(57)【要約】  本発明は、閉じた環境内のｐＨを制御する、電気化学反応器（１）及びこの反応器（１）を備えるマイクロ流体プラットフォーム（２０）に関連し、この反応器（１）は少なくとも一つのセル（２）を備え、各セル（２）は、液体及び試薬を収容可能な少なくとも一つのマイクロウェル（３ａ）と、前記セル（２）を閉じるためのキャップ（７）とを含み、前記セル（２）は可逆レドックス反応を起こす少なくとも一つの作用電極（５）を更に備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉じた環境内で少なくとも一つのｐＨ値の大きさに基づいてｐＨを制御する電気化学反応器（１）であって、前記反応器は、
一以上のセル（２）であって、各セル（２）は、液体及び試薬を収容可能な、拡散バリア（６）によって分けられた、二つの接続されたマイクロウェル（３ａ、３ｂ）を含み、第一マイクロウェル（３ａ）は、電極上に堆積された可逆レドックス分子で機能化された作用電極（５）を備え、第二マイクロウェル（３ｂ）は、対向電極（９）を備えるセル（２）と、
前記セル（２）を開閉するように構成されたキャップ（７）とを備える、電気化学反応器。
【請求項２】
前記拡散バリア（６）が、チャネル、多孔性材料、又は両方の組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の反応器。
【請求項３】
前記電極が、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、又は炭素電極からなる群から選択され、場合によっては白金（Ｐｔ）フィルムで回復されている、請求項１又は２に記載の反応器。
【請求項４】
逆レドックス分子が、アニリン、ハイドロキノン、ピロール若しくは任意のそれらのポリマー、又はビスアニリン架橋ナノ粒子（ＮＰ）複合体のファミリーからなる群から選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項５】
前記対向電極（９）が機能化されており、外部電極による脱プロトン化状態で用意される、請求項１から４のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項６】
前記セル（２）又は前記キャップ（７）がｐＨセンサを更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項７】
前記ｐＨセンサが、プラズモンナノ構造、ナノワイヤ電界効果トランジスタ、又はイオン感受性電界効果トランジスタからなる群から選択される、請求項６に記載の反応器。
【請求項８】
参照電極（１０）を更に備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項９】
拡散バリア（６）によって前記第一マイクロウェル（３ａ）から分けられた第三マイクロウェル（３ｃ）を更に備え、前記第三マイクロウェル（３ｃ）が前記参照電極（１０）を備える、請求項８に記載の反応器。
【請求項１０】
前記キャップ（７）が、開構成でセル（２）間又はセルマイクロウェル（３ａ、３ｂ）間の流体の流れを可能にし、閉構成で流体の流れを回避することが可能である、請求項１から９のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項１１】
前記キャップ（７）が、疎水性層（１２）と、場合によっては親水性層（１３）とでコートされた平坦な剛性又は半剛性の基材（１１）を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項１２】
前記基材（１１）が、ガラス、石英、コランダム、（透明な）金属酸化物、又は（透明な）プラスチックからなる群から選択された材料からなる、請求項１１に記載の反応器。
【請求項１３】
前記親水性層（１２）がポリエチレングリコールからなり、前記疎水性層（１３）が、シランの自己組織化単分子膜、ポリマーオルガノシリコーン、又は脂質ナノ粒子からなる群から選択される、請求項１１又は１２に記載の反応器。
【請求項１４】
脂肪滴から得られ、ポリエトキシル化界面活性剤、官能化ポリエトキシル化界面活性剤、レシチン、又はこれらの混合物からなる群から選択された界面活性剤によって更に安定化されたコロイドナノ粒子の一以上の層からなる、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項１５】
前記ポリエトキシル化界面活性剤が、架橋のためのチオール官能基又はチオピリドン官能基を備える、請求項１４に記載の反応器。
【請求項１６】
前記キャップ（７）が透明である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項１７】
前記キャップ（７）がプラズモンレポーター元素で機能化されており、好ましくは金、銀、又は白金からなる、請求項１から１６のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項１８】
前記作用電極（５）を覆うプロトンメンブレン（１６）を更に備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項１９】
前記セル（２）がビード（１４）を更に備える、請求項１から１８のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項２０】
前記セル（２）内のポリマー間又はナノ粒子間の結合の検出手段を更に備える、請求項１から１９のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項２１】
少なくとも４、１６、６４、又はそれ以上のセル（２）のアレイを備える、請求項１から２０のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項２２】
前記作用電極（５）が、電圧供給体としての、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴＳ）（１７）のアレイと接続されている、請求項１から２１のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の反応器（１）と、
反応器基材（４）を持ち上げ、前記キャップ（７）に対してセルマイクロウェル（３ａ、３ｂ）壁（１５）を結合するための手段と、
前記反応器セル（２）内の試薬及び流体の導入及び除去のための入口及び出口マイクロ流体チャネル（２４、２５）とを備える、マイクロ流体プラットフォーム（２０）。
【請求項２４】
前記セル（２）が弾性ガスケット（２３）によって囲まれている、請求項２３に記載のマイクロ流体プラットフォーム（２０）。
【請求項２５】
場合によってはアレイパターンを有する固体支持体表面上で、ポリマー又はナノ粒子を生産又は検出するための、請求項１から２４のいずれか一項に記載の反応器又はマイクロ流体プラットフォームの使用。
【請求項２６】
前記ポリマーが、核酸ポリマー、ペプチド、多糖類、又はこれらの混合物からなる群から選択される、請求項２５に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ラボオンチップの分野であり、（好ましくは小型の）反応器、デバイス、又は装置に関連し、この反応器、デバイス、又は装置を備えるマイクロ流体プラットフォームに関連し、そのような反応器、デバイス、又は装置（の要素）を生産するための方法に関連し、そしてｐＨを調節するためのこの反応器、デバイス、装置、又はプラットフォームの使用に関連し、それは化学反応及び生化学反応の向上を要求する様々な技術に、分子スポッティングに、電気化学による（バイオ）ポリマー及びナノ粒子（ＮＰ）の合成及び検出に、或いは、マイクロアレイ、センサ、並びに分子コンピュータ及び分子メモリの生産に適用され得る。
【背景技術】
【０００２】
ｐＨ、プロトン濃度又は酸性度は、数多くの化学的及び生物学的変換、例えば分子の集合又は酵素活性を調節することができる。ｐＨ調節は、いくつかの分子から電気化学的保護基を除去するために提案されており、コンビナトリアル合成、例えばペプチド、核酸（ヌクレオチド）、及び多糖類等のナノ粒子又はポリマーで有用である。ｐＨは、多くの酵素媒介反応の調節剤でもあり、或いは、それは異なる化学反応において触媒として直接振る舞うことができる。ハイスループットの合成及び検出を要求するものを含む、それらの反応に基づく多くの用途において酸性度の変化を使用するために、高密度空間分布にわたるｐＨの制御が達成されなければならない。
【０００３】
ｐＨの制御は、酸性度の生成又はプロトンの放出に言及し、空間にわたるその測定と、そのような反応を実行するために十分な時間にわたってｐＨコントラストを維持するためのプロトン拡散の制御とにも言及する。
【０００４】
［最新技術］
従来技術では、ｐＨ制御は、多重化アプローチとともに（ポリマーの）電気化学的合成のために使用される。
【０００５】
国際特許出願ＷＯ９３／２２４８０は、ｐＨ及び電解質によって制御され、平行電極のアレイ上に機械的に配置された基材（微細スライド）を用いたマイクロアレイ合成を記述している。
【０００６】
米国特許第６，４４４，１１１号は、電気化学的に生成された試薬が、使用された電極の局所性を残すことを防ぐために多孔性基材及び緩衝液を使用する方法によるポリマーのシークエンスの電気化学的固相合成であって、緩衝液は少量の酸又は塩基の添加に対するｐＨ変化を防ぐことができる、電気化学的固相合成を記述している。
【０００７】
米国特許出願第２００６／０２７５９２７号は、複数のダイを備えるパターン化ウェハ上のポリマーアレイを製造するための方法及び装置を開示している。適用された方法は、（酸に不安定な）保護基なしの分子を形成するために作用電極上で酸を生成する電気化学的合成の使用に基づき、閉込電極に特定のポテンシャルを印加することによって、プロトンを作用電極付近に閉じ込めてよく、隣接する作用電極への拡散制御されたプロトンの広がりを防いでよい。
【０００８】
この米国特許出願は、生産された電気化学的試薬を閉じ込めるためにマイクロウェル及び電極を使用することに言及している。しかし、記述された方法では、プロトン供与分子が溶解されており、電極中で起こるＲＥＤＯＸ反応（レドックス反応）がその特性を変え得る。このように、反応は可逆性ではなく、電極は劣化する。
【０００９】
米国特許出願２００８／０１０８１４９は、酸を生成することが可能な固相層（分散したエレクトロシンセサイザーを有するマトリクスポリマー）であって、プロトン拡散がポリマー粘度によって減速される固相層を開示している。この場合でも、プロトン分布は完全には制御されない。
【００１０】
米国特許８，３３８，０９７は、電気化学的にポリマーを合成するため、及びポリマーの結合を検出するために、電極表面上の結合を検出するための方法及びデバイスを開示している。この米国特許は、更に、合成スポットの物理的な分離に言及している。しかし、スケールはｍｍのオーダーであり、これはプロトンの局所的放出と互換的（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）ではない。
【００１１】
最新技術は、主に多孔性材料及び洗浄バッファ（ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ  ｂｕｆｆｅｒｓ）の使用を通してプロトン拡散に取り組んでいる。我々は、反応の閉じ込めを提案する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そうすると解決されるべき真の課題は、ｐＨ生成（ｐＨ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）である。一般に、ｐＨは、基材上で電解重合する溶液中の分子から生成される。閉じ込められた系では、分子は固定されなければならず、そうすると一つの問題は十分なプロトン生成である。第二の問題は、プロトンが対向電極と相互作用できないことである。なぜなら、それはプロトンの気体Ｈ２への還元を引き起こすからである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
［本発明の態様の目的］
閉じ込められた小型環境において、特に広いｐＨ範囲で、ｐＨ制御の効率を高めることによって、（生）化学反応、特に、酵素活性、分子スポッティング、ポリマー又はナノ粒子の合成又は検出の制御及び生産を改善することに対する必要性がある。
【００１４】
本発明の一態様は、新たな小型の反応器（デバイス又は装置）並びにこの反応器（デバイス又は装置）を備えるマイクロ流体プラットフォーム、及び最新技術の欠点を提供しない生産プロセスを提供することを目的とする。特に、本発明の一態様は、小さな体積内（好ましくは、数ピコリットルから数フェムトリットル及びそれ以下の範囲の体積内）のプロトンの空間分布の改善された制御を通して、いくつかの特定の（生）化学反応を制御又は得るために使用され、好ましくは広いｐＨ（好ましくは酸性）の値の範囲（即ち、ｐＨ７からｐＨ３以下）で、高ｐＨコントラストを生成することによって、しかしこの反応器（デバイス又は装置）内のこの専用小型環境内でこれらの特定の反応が生じるような反応器（デバイス又は装置）を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の一態様の追加的な目的は、その専用小型環境内で、この生成されたｐＨの空間分布の（好ましくは多数（５０以上）の）可逆な制御ステップを可能にするような反応器（デバイス又は装置）を得ることである。本発明の一態様の更なる目的は、閉じ込められた小型環境を有し、低濃度の試薬を要求し、多重反応及び検出に適合されたような反応器（デバイス又は装置）を提供することであり、特に、逆レドックス反応を生成するのに適しており、様々工業プロセス（特に生産遅延及び効率）を改善することができ、特に、化学反応及び生物学的反応の改善した調節用、好ましくは（マイクロ）アレイのフォーマットを有する固体支持体表面上でのペプチド、ヌクレオチド配列、及び／又は多糖類等の（バイオ）分子、ナノ粒子、又は（バイオ）ポリマーの（好ましくはハイスループットの）合成及び／又は検出を改善するための、ナノ粒子又はポリマーのライブラリの改善した生産のための、並びに／又は、マイクロアレイ、センサ、若しくは分子メモリ若しくは分子コンピュータの生産のための、高密度化学セルアレイの形態の反応器（デバイス又は装置）を提供することである。
【００１６】
［本発明の概要］
本発明は、閉じた環境において、少なくとも一つのｐＨ値、好ましくは二つより多くのｐＨ値の大きさに基づいてｐＨを制御する電気化学反応器、デバイス、又は装置に関連し、この反応器、デバイス、又は装置は、液体及び試薬を収容可能な少なくとも二つの接続されたマイクロウェルと、セルを開閉するように構成されたキャップとを有し、好ましくはそれらからなる少なくとも一つのセルを備え、前記セルは可逆レドックス反応を起こす（大きな表面の）作用電極を更に備える。マイクロウェルは、液体として、生成されたプロトンのキャリアとなるプロトン性溶媒を少なくともある割合で含み、プロトン性溶媒は、好ましくは、水、アンモニア又は関連化合物、酢酸又はエタノール若しくはメタノール等のアルコール、又はこれらのプロトン性溶媒の混合物からなる群から選択される。
【００１７】
有利には、本発明に係る反応器において、セルは、拡散バリアによって分けられた少なくとも二つ又は三つの接続されたマイクロウェルから作られ、好ましくはこれらからなり、第一マイクロウェルは作用電極を備え、第二マイクロウェルは好ましくは対向電極を備え、場合により第三マイクロウェルは参照電極を備えてよく、全てのこれらの電極は電解質によって接続されている。好ましくは、本発明に係る反応器において、拡散バリアは、チャネル、多孔性材料、又は両方の組み合わせからなる群から選択される。同様に好ましくは、拡散バリアの体積は、（大きな表面の）作用電極の体積よりも小さい。より好ましくは、拡散バリアの体積は作用電極の体積の５０％未満になり、更により好ましくは１０％未満になり、場合によっては２％未満にさえなる。
【００１８】
本発明に係る反応器において、（大きな表面の）作用電極は、白金（Ｐｔ）電極、金（Ａｕ）電極、導電性カーボンＣａｒｂｏｎｅ（Ｃ）又はこれらの元素の複合材料上に堆積された可逆レドックス分子で機能化されているのが好ましい。好ましくは、これらの逆レドックス分子はレドックス結合された交換電子からなる薄膜であり、より好ましくはアニリン、ハイドロキノン、ピロール若しくはそれらのポリマーのいずれか若しくはビスアニリン架橋ナノ粒子（ＮＰ）複合体、又はＷＯ２０１１／１０２８０１に記述されたπ共役ポリマーのファミリーからなる群から選択される。加えて、選択され追加された分子のプロトン化及び脱プロトン化のみが起こり、代替的に、接続されたマイクロウェルの間でｐＨが変化できるように、対向電極は更に機能化され得り、外部電極によって脱プロトン化状態で用意され得る。
【００１９】
更に、本発明に係る反応器において、セル及び／又はキャップはｐＨセンサを更に備えてよく、ｐＨセンサは好ましくはプラズモンナノ構造、ナノワイヤ電界効果トランジスタ、又はイオン感受性電界効果トランジスタからなる。
【００２０】
有利に、本発明に係る反応器において、開構成の時に、キャップはセル間又はセルマイクロウェル間の（気体又は液体）流体の流れを可能にすることができ、閉構成では（気体又は液体）流体の流れを避けることができる。
【００２１】
更に、キャップは、平坦な剛性又は半剛性基材を備え、好ましくはそれからなり、基材は好ましくはガラス又は石英、コランダム（サファイア）、金属酸化物、好ましくは透明な金属酸化物又はプラスチック、好ましくは透明なプラスチックからなり、この基材は一以上の疎水性層と、場合によっては一以上の親水性層とでコートされている。
【００２２】
好ましくは、親水性層は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）又は四級アンモニウムで機能化されたＰＥＧからなり、疎水性層は、シランの自己組織化単分子膜、ポリマーオルガノシリコーン、脂質ナノ粒子、又はペルフルオロ化化合物（ｐｅｒｆｌｕｏｒａｔｅｄ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）からなる群から選択される。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態によると、キャップは、脂肪滴から得られ、ポリエトキシル化界面活性剤、官能化ポリエトキシル化界面活性剤、レシチン又はそれらの混合物からなる群から選択された界面活性剤によってさらに安定化された、コロイドナノ粒子の一以上の層を備え、ポリエトキシル化界面活性剤は、好ましくは、架橋のためのチオール官能基又はチオピリドン官能基を備え、基材は好ましくは共有結合のためのチオシラン官能基で予め機能化されている。
【００２４】
本発明に係る反応器において、キャップは好ましくは透明である。
【００２５】
本発明の別の好ましい実施形態によると、キャップは、好ましくは金、銀、又は白金からなるプラズモンレポーター元素で機能化されている。
【００２６】
更に、本発明に係る反応器は、意図されたプロセス（合成、スポッティング等）に関与した化学試薬からの劣化から作用電極を保護するために、作用電極を覆うプロトンメンブレンを備えてよい。
【００２７】
反応器において、セル、好ましくはセルの第一マイクロウェルは、セル又はマイクロウェルの内部体積を減らすために適切な寸法のビードを更に備える。
【００２８】
更に、反応器、デバイス、又は装置は、（バイオ）ポリマー間又はセル内のナノ粒子間の結合の検出手段を更に備えてよい。
【００２９】
好ましくは、本発明に係る反応器は、少なくとも４、１６、６４又はそれ以上のセルのアレイを備える。
【００３０】
本発明の最後の好ましい実施形態によると、作用電極は、電圧供給体としての、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のアレイに接続されている。
【００３１】
本発明の別の態様は、マイクロ流体プラットフォーム（プラント又は装置）に関連する。例えば、ほんの数平方ミリメートルから数平方センチメートルの寸法の単一チップ上で一又は複数の実験室機能を統合するマイクロ流体ラポオンチップ（ＬＯＣ）システムであって、
本発明に係る反応器（デバイス又は装置）と、
反応器基材を持ち上げるため且つ反応器キャップに対してセルマイクロウェル壁を結合するための手段と、
反応器セル内の試薬及び（気体及び液体、好ましくは水性液体の）流体を導入及び除去するための入口及び出口マイクロ流体チャネルと、を備えるものである。
【００３２】
このマイクロ流体プラットフォームにおいて、セルは有利に弾性ガスケットによって囲まれる。
【００３３】
本発明の最後の態様は、場合によっては特定のアレイパターンを有する固体支持体表面上で、（バイオ）ポリマー又は（ポリマー）ナノ粒子を生産及び／又は検出するための、本発明に係る反応器、デバイス、若しくは装置、又はマイクロ流体プラットフォーム、プラント、若しくは装置の使用に関連する。
【００３４】
好ましくは、これらの（バイオ）ポリマーは、核酸ポリマー、ペプチド、多糖類、又はこれらの混合物からなる群から選択される。
【００３５】
反応器、デバイス、若しくは装置、又は当業者に広く知られた方法による特定の小型化パターンに従って様々に定義された固体支持体上の、マイクロ流体プラットフォーム、プラント、若しくは装置において、他の分子又は分子の組み合わせを検出又は生産することもできる。
【００３６】
本発明は、本発明の非限定的な描写として提示される添付図面を参照して、以下の記述で詳細に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る反応器及びそのキャップの異なる要素の見え方を示す図である。
【図２】本発明に係る動作中の電気化学反応器を概略的に示す図である。
【図３】本発明に係るキャップ層の見え方を示す図である。
【図４】本発明に係る作用電極の機能化の例を示す図である。
【図５】本発明に係るマイクロ流体プラットフォームの異なる概略的な見え方を示す図である。
【図６】それぞれ試薬の交換及びｐＨ制御を可能にする、反応器の開位置及び閉位置を示す図である。
【図７】参照電極及び電気化学センシングを更に含む本発明に係る電気化学反応器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
［本発明の実施形態の詳細な記述］
添付の図５及び図６に示されるように、発明者らは、新たなラボオンチップ又はマイクロ流体プラットフォーム、プラント、若しくは装置２０を提案する。これは、小型化され、高空間密度の電気化学反応器１と、（大表面の）作用電極５に電流を印加することによって反応器１内に存在する小さな体積で効率的にプロトンを制御するために使用されるデバイス又は装置と、場合によってはナノ構造化表面作用電極又は他の要素、例えば多孔質かつ場合によってはコートされている導電性電極とを備え、好ましくは電極は、本発明に係る反応器１の閉じ込められた小さな体積の環境内で可逆レドックス反応を有利に作る（生み出す）架橋されたナノ粒子からなる。
【００３９】
図１及び図２に示された電気化学反応器１、デバイス、又は装置は、少なくとも一つの、好ましくは多数の（又はアレイの）（「電気化学」）セル２からなり、各セル２は、
−少なくとも二つ又は三つの接続されたマイクロウェル３ａ、３ｂ、及び場合によっては３ｃを含み、しかし作用電極５によって生産された生成種の（対向電極９による）還元を避けるためにセル２中に存在する拡散バリア６によって分けられている、ベース基材４である第一部分と、
−このセル２を密封するキャップ７である第二部分と、
の二つの部分を備え、好ましくは、又は二つの部分からなる。
【００４０】
セル２において、マイクロウェル３ａ、３ｂの体積は、有利に数マイクロリットルから数フェムトリットルの間に含まれる。しかし、適切な液体、好ましくはプロトン性溶媒及び溶解した試薬、好ましくは溶解した試薬又はセルマイクロウェル３ａ中の電気化学反応を含むことができる。
【００４１】
セル２の第一マイクロウェル３ａは、少なくとも一つのアドレス可能な大表面作用電極５を更に含み、好ましくは、大表面は、セル２の平坦な設計又はプロトンを生成する若しくは受け取る可逆レドックス反応を作る（生み出す）分子で機能化された電極５のナノ構造化形状によって提供される（に適応する）。
【００４２】
好ましい実施形態において、反応器１は複数のセル２と複数の作用電極５とからなり、各セルは少なくとも一つの作用電極５を備え、全てのこれらの作用電極５は、アドレス可能な構成で金属酸化物電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のアレイ等の電圧供給体に接続されている場合がある。
【００４３】
セル２の第二マイクロウェル３ｂは対向電極９を含み、対向電極９は各作用電極５に固有でもよく、又は、異なるセル２間で共有されてもよく、第三マイクロウェル３ｃは参照電極１０を備えてよい。
【００４４】
図２に示されているように、これらの作用電極５及び対向電極９（そして参照電極１０）は接続されているが、拡散／移動バリア６によって互いから分離されてもいる。従って、この構成は、作用電極５と対向電極９との間に適切な電流及び電圧が印加され、場合によっては参照電極１０に電圧が印加される場合、このセル２、好ましくは第一体積又はマイクロウェル３ａ内のプロトン及び従ってｐＨの空間分布を調節するために使用される。
【００４５】
この拡散／移動バリア６は、生成された水素イオン又はプロトンが対向電極９に到達する前に、各用途に意図された反応が生じることを可能にする。この拡散／移動バリアは、（図に示されたように）蛇行又はらせん状の要素である場合があるチャネル、多孔質層、又はこれらの構成の組み合わせでよい。
【００４６】
特にチャネル、蛇行又はらせん状の要素の形態の、拡散バリア６に接続されたマイクロウェル３ａ、３ｂの位置は、セル２の設計にしたがって、要求される用途に従って、そして反応器セル２の生産の最も効率的なモードに従って、当業者によって変化され得る。
【００４７】
この拡散バリア６は、好ましくは、マイクロウェル３ａ中のｐＨの急速過ぎる低下を生み出さないために、作用電極５を含む体積よりもずっと小さい体積を有する。従って、レドックス反応で生成された全てのプロトンは、作用電極５を含む第一マイクロウェル３ａ中のｐＨ変化に大部分が寄与する。
【００４８】
これらの条件において、生産されたプロトンの数が、既に存在するプロトンを超えた（即ち、この概算を有する最終推定ｐＨが、元のｐＨよりも一又は二ｐＨ単位だけ、ずっと低い）場合、生み出された最も低いｐＨは、適用された電流から、又は表面機能化とともに推定され得る：
【００４９】
【数１】
2019511063.tif 000003
【００５０】
バリア６の抵抗は、その形状及び寸法と、それが含む電解質とによって決定され、電圧降下を生み出すことができる。ｐＨの生成に関与した小さな電流によって、これは小さいが、電圧降下（ＩＲ）が副反応を起こさないように考慮される。
【００５１】
小型構成において、対向電極９へのプロトンの移動又は拡散は還元を引き起こし、対向電極の表面における気体Ｈ２への変換を引き起こす。この理由のために、バリアを通る拡散を考慮して得られる有効距離を構成する反応器１内に拡散バリア６が存在する。
【００５２】
関心のある反応の速度と、生成された水素イオンの速度とを考慮して、分離するために必要なバリア６の有効長が考慮されてよい。
【００５３】
更に、そのような使用された作用電極５とともに、反応は可逆であり、未定回数の、好ましくは５０回以上の反応、好ましくは可逆反応を可能にする。本発明に係る反応器、デバイス、又は装置１は、上記対向電極９を更に備え、参照電極１０を備える場合があり、参照電極１０は作用電極５に接続されたそれ自身の拡散バリアとともに別のセル内に有利に組み立てられてよい（図７参照）。
【００５４】
用語「（大表面）作用電極」は、作用電極５の体積の平面設計、そのような電極のナノ構造化、又は両方の組み合わせによって、十分なレドックス活性化された分子を配分することができ、水素イオンの合計濃度がｐＨの著しい変化を作り出す（典型的には、少なくとも１ｐＨ単位）ことを意味する。プロトンを交換してｐＨを変更するレドックス反応の可逆性を保証するために、薄膜を用いてもよい。
【００５５】
図４は、アミノチオールフェノール又は同じ（ポリフェノール）群、好ましくはプロトンを交換することができるポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン等の他の導電性ポリマーの自己組織化単分子膜を採用することによって作製された可逆作用電極５の好ましい例を示す。ナノ構造化は、電極の表面の粗面化又はナノ粒子で機能化してナノ複合材料を形成すること等の異なる方法によって達成されてよい。使用された作用電極は、金（Ａｕ）、導電性カーボン（Ｃ）、及び白金（Ｐｔ）電極又はこれらの元素の複合体からなる群から選択されることが好ましい。
【００５６】
金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、又は導電性カーボン（Ｃ）電極が好ましい。なぜならば、それらは酸化または還元等の変更に悩まされないからであり、また、それらはナノ構造又は複合体要素の追加によって簡単に機能化されるからである。好ましくはｐＨの可逆生成を制御するために金（Ａｕ）によって支持された白金（Ｐｔ）フィルム上に堆積された、ナノ複合体、好ましくはビス−アニリン−架橋金（Ａｕ）ナノ粒子（ＮＰ）複合体を有する機能化された電極が、２０１３年にＦｒａｓｃｏｎｉらによって記述されている（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１３２、２０１０）。
【００５７】
Ｆｒａｓｃｏｎｉの文献では、１．５のｐＨ変化が実証された（上述の式を適用する理論計算は、高さ１ミクロンのセルを使用して、４単位のｐＨ変化を構成する最終ｐＨ３を提供する）。液体の体積を減らすために使用される、或いは、固体支持体の表面上に新たな分子、好ましくはポリマー、ナノ粒子等を合成するために適用される固相要素を形成するために使用される、ビードの使用を考慮して、これらの数字は更に大きくなり得る。ｐＨ変化が大きくなる程、反応に対する更なる柔軟性を使用することができ、より高い収率を達成され得る。プロトン拡散を避けるために、本発明に係る反応器、デバイス、又は装置１に存在する各セル２は分離されているので、ｐＨ変化はセル２の大きさ、寸法、又は体積に大きく依存する。著しいｐＨ変化を達成するために、各単位セル２は十分に小さな高さを有さなければならない。
【００５８】
作用電極５の（大）表面は、有利にナノ構造化されており、表面積を大きくし、酸性度を作り出す活性分子の数を増やす。ナノ構造化のための方法は、多孔性材料中の金属の成長、金属の分解、導電性ナノワイヤ若しくはナノチューブの草地（ｇｒａｓｓ  ｆｉｅｌｄｓ）の成長、又はナノ粒子を用いたナノ複合体の形成を含んでよい。この文献は、Ｈ＋プロトンの還元を考慮せずに小型化された大きさに変換することはできない。
【００５９】
本発明に係る反応器１の例が図５に示されており、セル２は物理的に分離されている（分けられているだけではない）。この特徴を達成するために、閉じた位置においてセル２間で、又は周囲環境とプロトンの交換を回避する閉鎖可能なキャップ、好ましくは機能化された閉鎖可能なキャップ７を含むことが本質的であり、しかしこのキャップ７は、開いた位置において、液体、好ましくは水性液体と試薬との、酸が生産されない処理段階における、又は、好ましくは適切な液体、好ましくは水性媒体による洗浄ステップを通した、洗浄ステップ若しくは試薬の分配、追加、若しくは除去等の特定のステップにおける流れを可能にする。
【００６０】
試薬及び液体を交換するためにセル２を開き、酸の生成中と、場合によっては、その後の酸性媒体によって駆動されたプロセス中とにセル２を閉めてそれらを分離する可動キャップ７を用いることで、物理的な分離が達成される。従って、キャップ７は、セル２中の試薬を変える時と洗浄段階とにおいて、液体、好ましくはマイクロ流体環境中の（そしてマイクロ流体プラットフォーム２０中の以降に記述される手段を通る）水性液体の流れを可能にしなければならない。一方で、セル２がキャップ７によって閉められた時に、それはステージ上でプロトン閉じ込めを確実にしなければならない。可能なキャップ７の例が図３に示されている。このキャップ７は、少なくとも平坦な剛性又は半剛性の基材１１を含み（又は、からなり）、それは好ましくはガラス、好ましくは磨きガラス、石英、コランダム（サファイア）、透明金属酸化物、又はＴＯＰＡＳ（登録商標）環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、エポキシ等の一以上の透明ポリマーの層からなり、場合によってはＵＶオゾン追加処理の後に使用され、好ましくは基材１１の平坦性及び粗さよりも大きく、マイクロウェル３ａ、３ｂよりも小さな厚さを有する多機能コーティングによって更に回復（機能化）されており、水の閉じ込め並びにキャップ７と基材４との間の可逆的接着を可能にする。
【００６１】
このコーティングは、基材１１上の可逆的な接着を可能にする、ポリジメチルシロキサン、好ましくはＰＤＭＳ又は任意の他の疎水性シリコーン、アルギン酸塩、ワックス、又は他のエラストマー材料等の、しかしこれらには限定されない変形可能なポリマー又は超分子コーティングを含み、好ましくは無機層又は有機層、典型的にはＳｉＯ２又はＳＵ８（エポキシ樹脂）、ＰＤＭＳ、又は任意の他のシリコーン層からなり、好ましくは約５０から約１５０ｎｍの層であり、アミノシラン、好ましくはシラン化のプロセスで頻繁に使用されるＡＰＴＥＳ（３−アミノプロピルトリエトキシシラン）の薄層で更にコートされ得る。このようにして、シリコーンは親水性層１２、好ましくはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）層又は四級アンモニウムで機能化されたＰＥＧ等のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）誘導体などのポリエーテルで有利に覆われてよく、これはより好ましくは、約５ｎｍから約１０ｎｍを有する層であり、基材１１と接着層との間の静電接着を最大化するために四級アミン基を含む。
【００６２】
本発明の代替手段によると、親水性層はポリエチレングリコール（ＰＥＧ）又は四級ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）アンモニアからなり、疎水性層はポリマーオルガノシリコーン又は脂肪滴から得られたコロイドナノ粒子からなり、界面活性剤によって更に安定化されている（界面活性剤は、好ましくは、ポリエトキシル化界面活性剤、官能化ポリエトキシル化界面活性剤、好ましくはチオール（ＳＨ））官能基又はチオピリドン官能基、及び／又はレシチンによって終端処理された界面活性剤からなる群から選択される）。ｐＨのＳＥＲＳセンシングのために、このキャップ７の上部に金（Ａｕ）ナノ粒子（ＮＰ）又はロッドも結合されてよい。
【００６３】
キャップ７が閉じている場合、その親水性層１２はその疎水性層１３に対してマイクロウェル（３ａ及び３ｂ）壁１５によって圧縮され、流体循環を回避し、セル２中のプロトンを分離する。他方、このキャップ７の親水性層１２は、液体循環及び反応器１壁の湿潤に好都合である。
【００６４】
好ましい実施形態によると、反応器１（デバイス又は装置）のキャップ７は、各セル２、好ましくは各マイクロウェル３ａ又は３ｂ内の光学測定を可能にするように透明でよい。プラズモンプローブで機能化された透明基材１１を追加することによって、多重表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）検査が可能となる。キャップ７の表面に存在し、セル２内に存在する媒体と接触している最終層の特性も、キャップ７の表面上の（バイオ）ポリマー又はナノ粒子の可能な合成又は検出のための最良の基材を提供するために、当業者によって選択される。
【００６５】
固定された分子のｐＨへの影響を更に大きくするために、各セル２、好ましくは各マイクロウェルの流体体積が、好ましくはその体積を減らすためにセル２又はマイクロウェル３ａへと簡単に組み込むことができる適切な寸法の、ポリマー、金属、シリカ、又は任意の他の材料からなるビード１４（又は他の適切な固体支持構造）の追加を通して、セル２又はマイクロウェル３ａの体積を占有する手段を用いて減らされてよい。
【００６６】
これらのビード１４は有利に、化学結合又は磁場（それらが磁性ナノ粒子（ＮＰ）の場合）によってマイクロウェル壁１５のセル又は（電極の一部としての、又は機能化のための専用スペースを用いることによる）ベースに能動的に結合され、キャップ７によって閉じ込められるか、又は各化学反応ステップの後に、場合によっては後述されるマイクロ流体出口２５を通って、流体又は液体、好ましくは水性液体が流出することを可能にする。これらのビード１４は、固相合成反応用の固体支持体基材として、そしてマイクロウェル３ａ中の反応を加速するために使用されてもよい。
【００６７】
別の反応、好ましくは連続反応を実施するために、又はｐＨの空間分布、好ましくはプロトンの生産及び分布を制御するために、本発明に係る反応器、デバイス、又は装置１へと別の同一なアドレス可能なセル２が含まれてもよい。得られた本発明に係る反応器、デバイス、又は装置１は、ペプチド、ヌクレオチド配列、多糖類、又は他のプラスチック構造のような（バイオ）ポリマーの電気化学的合成のために、特定の化学スポッティングのために、新規な検出スキーム及び（ＳＥＲＳ）センサの開発及び試験のために、分子コンピュータ又は分子メモリを生産するため等に使用することができる。
【００６８】
反応器１及び本発明に係る方法において、ｐＨは独立的に調節（制御）される。このようにして、反応器、デバイス、又は装置１は、全てのセルに同じ試薬を分配するが、特定のセル２又は反応が起こらなければならない若しくは起きてはいけない、これらのセル２の特定の領域を活性化又は不活性化することで多重反応が可能となる。
【００６９】
（バイオ）ポリマーの電気化学アセンブリが本発明に係る反応器１、デバイス、若しくは装置、又はマイクロ流体プラットフォーム、プラント、若しくは装置２０の想定される用途の一つである。（バイオ）ポリマーの合成又は化学スポッティングは、両方とも、マイクロウェル３ａ、キャップ７の表面の一部、又は作用電極表面５の一部を含むマイクロウェル３ａの表面壁１５の一部の中に存在する場合がある、ビード１４表面、好ましくはポリマー又は金属のビード表面の表面であり得る固体基材表面上に存在するターゲットを使用する。
【００７０】
作用電極５を保護するために、レドックス分子がこれらの作用電極５内へと固定されているという事実に起因して、その汚染及びその劣化を回避するためにプロトンメンブレン１６が作用電極５を覆ってよい。
【００７１】
上述のキャップ７表面が基材表面として、好ましくは適切な合成のための基材表面として用いられる場合、それは簡単に除去され得り、本発明に係る反応器１、デバイス、又は装置のセル２から離れた第二実験で使用され得る。
【００７２】
セル２は、セル２の参照電極若しくは場合によっては第三マイクロウェル３ｃ中に存在する疑似参照電極１０を含む追加的な電極、又は、作用電極セル３ａ内に含まれたイオン感受性電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）１７等のｐＨセンサも含んでよい（図７参照）。そのようなＩＳＦＥＴ  ｐＨセンサは、通常、ソースと、ドレインと、ゲートと、（電解質と接触した）絶縁体と、場合によっては、固定バイアスを有するセル２の以前の電極の一つによって置換され得る参照電極とを備える。好ましい構成において、このＩＳＦＥＴは半導体ナノワイヤからなってよい。このセンサは電圧を観察し、隣接するセルからプロトンが漏れた場合にｐＨを修正するために使用できる。
【００７３】
本発明に係る反応器１、デバイス、又は装置は、このセル２の分離によって緩衝液がｐＨ制御に負の影響を与えることを回避できるので、マイクロメートルスケール、好ましくは直径が数十μｍ以下の多数のセル２（のアレイ）の効率的な物理的分離のおかげで、そして同じ反応器、デバイス、又は装置１内のこれらのセル２の増加（アレイ）によって、最先端の他の方法及びデバイスよりも高い処理能力と、変更されたｐＨの高度な制御とを有利に実現することができる。また、最先端の他のデバイス及び方法におけるプロトン拡散は完全には抑制されていないので、以前の方法は２５μｍを超える特徴を有する実証されたマイクロアレイを有するに過ぎない（ＰＬｏｓ  ＯＮＥ  １（１）：ｅ３４．ｄｏｉ：１０．１３７１／ｊｏｕｒｎａｌ．ｐｏｎｅ．０００００３４）。
【００７４】
可逆反応を提供するであろう一つの可能性のある単純な機能化は、四アミノチオールフェノール自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を使用することである。規則正しいＳＡＭを形成するのに十分な時間の間、試料がこの分子の溶液へと配置される。その後、試料は電気重合又はＵＶ重合されて可逆なレドックス種を形成することができる。代替的に、Ｆｒａｓｃｏｎｉらによって記述されたように電極を機能化することによってさらに高い表面機能化が達成されてよい。ナノ構造化電極を使用した他の機能化と、フェノール及びピロールと同じファミリーの分子とが使用されてよい。
【００７５】
本発明に係る反応器１、デバイス、又は装置のセル２が、キャップを閉めることによって分離されると、溶液中の電解質の代わりに、薄い導電層によってｐＨ変化が提供され得る。このように、電極は体積が変化するべきでなく、劣化するべきでもなく、レドックス反応は有利に可逆でもある。作用電極５に付着した分子、好ましくはヌクレオチド、アミノ酸、糖類の数は、反応器セル２内の液体の体積と比べて通常非常に小さいので、表面対体積の比率が最大化されており、従ってｐＨの制御された変化が可能である、上記式に係る適切な高さを用いる低減された寸法の（小型化）反応器においてのみ、この構成は有用になる。
【００７６】
本発明の別の態様は、本発明に係る反応器、デバイス、又は装置１を得る（製造する、又は生産する）ための方法に関する。当業者によってセル２又は反応器のために確立された特定の設計又はパターンに従って、セルマイクロウェル３ａ、３ｂを形成することになる絶縁性ＳｉＯ２基材４上に、電極５及び９のための金属コンタクト（Ａｕ又はＰｔ）がリソグラフィ及び／又は薄膜技術によって堆積される。上部に、好ましくは回転形成されたものであり得る層である有機層又は無機層を用いて誘電体が堆積され、好ましくは平坦なコンタクト上に堆積され、リソグラフィされ、それからエッチングされる。形成された作用電極５とその対向電極９との間のチャネルは、電子線リソグラフィ又は小型化要素の生産の生産のために適用される任意の他の適切で公知な方法、より好ましくはイオンビームリソグラフィ又は光学若しくはＸ線リソグラフィ及びエッチングの組み合わせによって得られる。チャネルは、十分に長くてよく（好ましくは蛇行又はらせん状の形状を有する）、又はこの導電性を高めて拡散バリア６を形成するために多孔性材料で充填されてもよい。
【００７７】
本発明の最後の態様は、図５及び６に示されたマイクロ流体プラットフォーム、プラント、又は装置２０又はラボオンチップシステムに関し、本発明に係る電気化学反応器、デバイス、又は装置１の要素を備え、反応器基材４を持ち上げるための、そして好ましくは空気圧アクチュエータ２２のピストン２１の動きを用いて、キャップ７に対してマイクロウェル３ａ、３ｂ、３ｃ壁１５を結合するための手段を更に備える。マイクロ流体プラットフォーム２０は、本発明に係る反応器１のセル２中に追加される又は存在する試薬及び流体、好ましくは水性洗浄流体を導入し除去するためのリザーバ２４、２５と好ましくは連結されたマイクロ流体入口／出口チャネル又は接続を更に備える。
【００７８】
好ましくは、これらの入口／出口チャネル２４、２５を通って適切な流体又は液体、好ましくは水性液体又は流体が挿入され得る、反応器セル２の領域は、セル２を囲み、特別な割り当てでキャップ７に対してセル２を押し付け得る弾性ガスケット２３によって制限される。ガスケット２３は、セル中又はそれらを囲むガスケット２３中に存在するこれらの流体を外部コンタクトから分離する。内部ガスケットを形成する追加的なエラストマー要素２６もマイクロ流体プラットフォーム中に存在する。
【００７９】
空気圧アクチュエータ２２から生成された圧力を解放することによって、これらの流体又は液体、好ましくは水性流体又は液体は、マイクロ流体入口チャネル２４からセル２に、及び／又はセル２を囲む内部体積に流れ、セル２から、及び／又はこれらのセル２を囲む内部体積からマイクロ流体出口チャネル２５へと流れてよい。空気圧アクチュエータ２２のピストン２１が反応器基材４に圧力を生成する場合、セル２は閉められ、これらの（液体、好ましくは水性液体）流体は、反応のためにセル２内に閉じ込められる。好ましくは、本発明に係るマイクロ流体プラットフォーム２０において、ｐＨ観察及びセル２内で実施される視覚化化学反応の簡単な検出のために、更に、固体支持体表面上に結合された（バイオ）ポリマー等の分子の検出、例えばビード１４の表面上に固定された対応するヌクレオチドプローブによるヌクレオチド配列の検出のためにキャップ７が透明である。
【００８０】
本発明に係るマイクロ流体プラットフォームにおいて、作用電極５、対向電極９、及び参照電極１０は、好ましくは接続されたパッドを介して、電気的コンタクト２６に、又は適切な電圧で適切な電流を適用することができ、本発明に係る反応器１のマイクロウェル３ａにおいて要求された化学反応を得るためにセル２内にｐＨシフトを生み出すＭＯＳＦＥＴアレイに連結されている。図面に示されたように、このマイクロ流体プラットフォーム２０の様々な要素は、ねじによって一緒に固定されている。
【００８１】
［実施例］
実施例１：分子スポッティング
１．最初の段階で、本発明に係る反応器１において、セル２内のｐＨを変更した活性化電流によって特定の分子を受けるように、ターゲット基材は、酸に不安定な保護基で機能化された。
【００８２】
２．第二のステップで、キャップ７が閉められ、スポッティングされた試薬が配置されたセル内へとｐＨが変更された。このようにしてセルは保護されなくなった。
【００８３】
３．洗浄ステップ後に、全てのセルはキャップ７が開けられ、洗浄用の緩衝液及び水の流れを許容し、しかし、これらのセル２のうちの幾つかは保護基を除去することによって活性化された。
【００８４】
４．スポッティングされる試薬は広く分布されたが、保護されていないサイト上にのみ留まった。
【００８５】
５．過剰の試薬を除去するために最終洗浄ステップが使用された。
【００８６】
後続の分子が、既に配置された分子と反応しないことを条件に、これらのステップは繰り返されて異なる試薬をスポッティングした。その場合、スポッティングされる試薬の化学的保護ステップを用いることができる。次のステップの準備の間それらは分離されているので、最終的なマイクロアレイの保護を解除する最後に酸が好ましく使用された。
【００８７】
いくつかの反応について、ｐＨの変更は境界反応（ｂｏｕｎｄｉｎｇ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）の触媒として働くに過ぎず、保護基の必要性を回避し、好ましくは式１の変更を通してｐＨを制御することによる直接的なスポッティングを可能にする。
【００８８】
分子ライブラリ又はアレイを形成するために使用されるポリマー合成について、ヌクレオチド、ペプチド、又は糖類を含むバイオポリマーを合成するために同様のスポッティング方法が使用された。この場合、分子である代わりに試薬が、保護されたモノマーであった。このモノマーは同じ手順でスポッティングされ、次の合成ステップのために脱保護化された。この方法は米国特許第６，４４４，１１１Ｂ１に記述された方法と非常に類似しているが、本発明に係る可逆電極を有する反応器及びマイクロ流体プラットフォームの分離されたセルを使用する。
【００８９】
実施例２：分子メモリ及びロジックの生産：バイオポリマーの密なアレイは、多くの提案された新規な計算方法の基礎である。本発明に係る反応器又はマイクロ流体プラットフォームは、好ましくは、好ましくは主にＤＮＡからなり、更に有利には少なくとも四つの異なる塩基（ＡＴＣＧ）からなる非バイナリ生物学的計算、また、有利には少なくとも２０の異なるアミノ酸及び糖類からなるペプチド用のスキームで記述された、いくつかのバイオポリマーの規則正しく配列したライブラリを製造するために使用され、Ｇａｒｙ  Ｓｔｉｘによって記述されたような分子メモリ及びロジックの形成のために使用された（「Ｌｉｔｔｌｅ  Ｂｉｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ．」Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（６頁目〜１６頁目）、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ａｍｅｒｉｃａｎ，Ｉｎｃ及びＢｙｒｏｎ  Ｐｒｅｉｓｓ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｉｎｃ、２００２年；Ｆｒｅｉｔａｓ，Ｒｏｂｅｒｔ  Ａ著、Ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｉ、「Ｂａｓｉｃ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ」、Ａｕｓｔｉｎ、Ｔｅｘａｓ、Ｌａｎｄｅｓ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ、１９９９年；Ｒａｔｎｅｒ，  Ｄａｎｉｅｌ及びＭａｒｋ、Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、「Ａ  Ｇｅｎｔｌｅ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｎｅｘｔ  Ｂｉｇ  Ｉｄｅａ」、Ｐｅａｒｓｏｎ  Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，  Ｉｎｃ、２００３年；Ｗｉｓｐｅｌｗａｙ，Ｊｕｎｅ、「Ｎａｎｏｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎａｎｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｂｅｎｅｆｉｔ  ｏｆ  Ｂｏｔｈ」、Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）、Ｎａｎｏｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｖ．Ｐｒｉｖｍａｎ、Ｏ．Ｚａｖａｌｏｖら、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．、Ｂ，１１７（４８）、１４９２８〜１４９３９、ＤＯＩ：１０．１０２１／ｊｐ４０８９７３ｇ）。
【００９０】
当業者は、異なる化学反応を用いる配置を読むことによって非バイナリメモリを得るかもしれない（ポリメラーゼ補助反応によるプロトンの生産等）。ｐＨの変更で分子状態を変更することも有利であり、酸性度自体は、分子の異なる反応サイト間の相互作用を変更することがある。
【図１】
2019511063.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019511063.tif 000009
【図７】
2019511063.tif 000010
【国際調査報告】
2019511063.tif 000011
2019511063.tif 000012
2019511063.tif 000013