【手続補正書】
【提出日】令和1年6月6日(2019.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本開示の主題は、具体的に指摘され、明細書の終わりの部分で明確に特許請求される。しかしながら、図面を併用して検討すれば、詳細な説明および特許請求の範囲を参照することにより本開示のより完全な理解を十分に得ることができる。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
第１の電極にカップリングされた第１の接触部；
第２の電極にカップリングされた第２の接触部；
前記第１の接触部および前記第１の電極のうち１つと前記第２の接触部および前記第２の電極のうち１つとの間に画定されたセンサーギャップ；および
第１の端部と第２の端部とを含む架橋分子
を含むセンサーであって、
前記架橋分子は、バイオポリマー架橋分子であり、
前記架橋分子は、前記第１の端部で前記第１の接触部にカップリングされており、前記第２の端部で前記第２の接触部にカップリングされている、センサー。
（項目２）
基板表面の上にある第１の電極；
基板表面の上にある第２の電極；
前記第１の電極と前記第２の電極との間に画定されたセンサーギャップ；および
第１の端部と第２の端部とを含む架橋分子
を含むセンサーであって、
前記センサーギャップは、約５ｎｍから約３０ｎｍの間のセンサーギャップ寸法を含み、
前記架橋分子は、前記第１の端部で第１の接触部にカップリングされており、前記第２の端部で第２の接触部にカップリングされている、センサー。
（項目３）
前記第１の端部が、第１の自己組織化アンカーを含み、前記第２の端部が、第２の自己組織化アンカーを含む、項目１または２に記載のセンサー。
（項目４）
前記架橋分子が、化学的に合成された架橋分子を含む、項目２に記載のセンサー。
（項目５）
前記架橋分子が、バイオポリマー架橋分子を含む、項目２に記載のセンサー。
（項目６）
前記架橋分子が、前記センサーギャップ寸法に近似するように構成された端部から端部までの長さを含む、項目１または２に記載のセンサー。
（項目７）
前記バイオポリマー架橋分子が、核酸二重鎖を含む、項目１または４に記載のセンサー。
（項目８）
前記核酸二重鎖が、ＤＮＡ二重鎖、ＤＮＡ−ＲＮＡハイブリッド二重鎖、ＤＮＡ−ＰＮＡハイブリッド二重鎖、ＰＮＡ−ＰＮＡ二重鎖、およびＤＮＡ−ＬＮＡハイブリッド二重鎖の１つを含む、項目７に記載のセンサー。
（項目９）
前記核酸二重鎖が、内部のビオチンで改変されたヌクレオチドをさらに含む、項目８に記載のセンサー。
（項目１０）
前記架橋分子が、前記架橋分子を含む流動性の媒体が前記第１の接触部および前記第２の接触部の１つと接触したときに前記第１の接触部および前記第２の接触部に自己組織化して、架橋分子のコンフォメーションを生じるように構成されている、項目１から９のいずれか一項に記載のセンサー。
（項目１１）
プローブをさらに含み、前記プローブは、自己組織化リンカーによって前記架橋分子に付着するように構成されており、前記プローブは、単一の標的分子と連結されるように構成されている、項目１から１０のいずれか一項に記載のセンサー。
（項目１２）
前記標的分子が、複数の標的分子の特徴を含み、第１の標的分子の特徴は第１の位置にあり、第２の標的分子の特徴は第２の位置にあり、第ｎの標的分子の特徴は第ｎの位置にあることを含め、各標的分子の特徴は別個の位置を有する、項目１１に記載のセンサー。
（項目１３）
前記プローブが、複数の異なる標的分子を含む溶液中での反応の間に前記標的分子と連結されるように構成された酵素であり、前記反応は期間ｔを含み、前記標的分子を接触させることにより、前記複数の標的分子の特徴に応答して前記酵素における複数のコンフォメーション変化が生じ、複数の配置変化のそれぞれが、シグナルの特徴が生成されるように前記センサー中の電流を変調する、項目１２に記載のセンサー。
（項目１４）
項目１から１３のいずれかに記載のセンサーを提供するステップ；
核酸鋳型をプローブと接触させるステップであって、前記プローブは、前記センサーの一部を含む架橋分子にカップリングされており、前記プローブは、ポリメラーゼを含む、ステップ；
前記センサーに電位を印加するステップ；
ヌクレオチド塩基ミックスを提供するステップ；
前記ポリメラーゼによって、前記ヌクレオチド塩基ミックスからのヌクレオチドを合成された核酸に取り込むことを含む取り込み事象を実行するステップ；
前記取り込み事象によって生成されたシグナルを検出するステップ
を含む方法。
（項目１５）
期間ｔで実行される一連の取り込み事象をさらに含み、前記一連の取り込み事象は、シグナルの特徴の配列を含むシグナルトレースを生成し、各シグナルの特徴は、前記一連の取り込み事象の１つに対応する、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
改変されていない鋳型ヌクレオチドに応答して生成された第１のシグナルの特徴と、改変された鋳型ヌクレオチドに応答して生成された第２のシグナルの特徴とを区別する、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
生体分子感知デバイスを製造する方法であって、
基板表面上に第１の電極および第２の電極を形成するステップであって、前記第１の電極および前記第２の電極は、電極ギャップによって分離されている、ステップ；
前記第１の電極上に第１の接触部および前記第２の電極上に第２の接触部を設置するステップであって、前記第１の接触部および前記第２の接触部は、接触部ギャップによって分離されている、ステップ；ならびに
前記第１の接触部および前記第２の接触部に架橋分子を付着させるステップ
を含む方法。
（項目１８）
前記第１の接触部および前記第２の接触部に前記架橋分子を付着させるステップが、自己組織化ステップを含む、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記電極ギャップおよび前記接触部ギャップが、約５ｎｍから約３０ｎｍの間である、項目１７に記載の方法。
（項目２０）
前記第１の電極および前記第２の電極に電子的にカップリングされた集積回路を製作するステップをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２１）
前記集積回路、前記第１の電極、および前記第２の電極が、ＣＭＯＳ製作方法を使用して製作される、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
前記第１および第２の接触部が、ＣＭＯＳ製作方法を使用して製作される、項目１７に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
図２Ａおよび２Ｂは、様々な実施形態によるセンサーデバイス２００の図を例示する。例示されたセンサーデバイス２００の図には、センサー複合体は示されていない。センサーデバイス２００は、複数のセンサー２０１を含み、各センサーは第１の電極２０２および第２の電極２０３を含む。各センサーは、センサーギャップ２３９をさらに含んでいてもよい。例示された実施形態において、各センサーは、第１の電極に付着した第１の接触部２０６および第２の電極に付着した第２の接触部２０７を含む。様々な実施形態において、電極は、半導体基板表面上に配置されていてもよい。例えば、センサーデバイス２００は、二酸化ケイ素層２６１の上にある窒化ケイ素層２６０を含んでいてもよい。センサーデバイス２００は、上に電極が配置された半導体基板層の下に存在する埋め込まれたゲート２０４をさらに含んでいてもよい。上述した様々な構成要素は、例えばケイ素チップ２６３などの支持体上に製作することができる。図２Ａで模式的に例示したように、第１の電極２０２、第２の電極２０３、およびゲート２０４のそれぞれは、シグナル処理システム２２１に接続されていてもよく、このシステムは、図解に描写されているように外部の計器であってもよいが、代替として集積回路網であってもよい（詳細は示されていない）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
続けて図３を参照すれば、センサー３０１は、センサー複合体３０５をさらに含む。様々な実施形態において、センサー複合体３０５は、架橋分子３３３およびプローブ３３６を含んでいてもよい。プローブ３３６は、リンカー３３７を介して架橋分子３３３にカップリングされていてもよく、ここでリンカー３３７は、ストレプトアビジン−ビオチン複合体として示されており、ビオチンはＤＮＡ架橋３３３のヌクレオチドに共有結合で取り込まれ、ストレプトアビジンはポリメラーゼ３３６に化学的に共有結合で架橋されている。センサー複合体３０５の様々な構成要素のそれぞれは、以下でより詳細に説明される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
ここで図６Ａおよび６Ｂを参照すれば、センサーのエンクロージャーを有するおよび有さない、部分的に製作されたセンサーデバイス６００の斜視図が例示される。センサーデバイス６００は、埋め込まれたゲート６４０を含む３端子センサーデバイスである。図６Ａに例示されているデバイス６００は、ＣＭＯＳ製作技術を使用して生産することができるセンサーデバイスの様々な特徴を含み、例えば、電極ギャップ６３０によって分離された第１の電極６０２および第２の電極６０３と共に、基板６４１および酸化物６４２の下に存在するゲート６４０などを含み、各電極には、接触部６２２／６２３が付着されている。架橋分子およびプローブを含む上述した様々なセンサー複合体成分の付着は、下流の自己組織化ステップで実行されてもよい。様々な実施形態において、および図６Ｂで例示されるように、センサーを架橋および／またはプローブ分子を含む溶液と接触させることによってセンサーの組織化を完了させる前に、センサーデバイス６００はまず、センサーギャップ６３０を囲ったりまたはセンサーギャップ６３０の周りにフローセルを形成したりするように構成されたエンクロージャー６４３と共に構成されてもよい。同様に、エンクロージャー６４３は、例えばシーケンシング反応などのアッセイを実行するのにも使用することができる。エンクロージャー６４３は、別々に形成されて、デバイス６００を含む構造に付着させてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
図１１Ａ〜１１Ｃに、上述した方法に従って製作されたセンサーデバイスの例を例示し、それぞれ３７倍、５０００倍、および５０，０００倍の倍率でのセンサーデバイス１０００の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す。センサーデバイス１０００は、２０個のセンサーごとのナノ電極およびナノ接触部、ならびに外部の電流計に接続するためのリードおよびパッドを含む。図１１Ａにおいて、基板表面上に位置するパッドおよびリードが明確に視認できる。センサー電極は、図１１Ｂの中心でより明るい垂直のバンドとして現れる。図１１Ｃにおいて、第１の電極１１０２および第２の電極１１０３は、第１の電極と第２の電極との間に画定された電極ギャップ１１３０と共に明確に見ることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
様々な実施形態において、およびここで図９を参照して、生体分子感知デバイスを製造する方法は、接触部の位置を製作および／または決定するためのリソグラフ方法９００を含んでいてもよい。様々な実施形態において、製作方法は、その上に第１の電極８０２および第２の電極８０３が配置された基板を含むマイクロチップから始めることができる。マイクロチップは、酸化ケイ素層９８１および好適なレジスト層９８２が重ねられたケイ素基板９８０を含んでいてもよい。例示された実施形態では、ｅ−ビームリソグラフィーを使用して、レジスト層を露光して、レジスト層中に第１の接触部の位置９８５および第２の接触部の位置９８６を画定する（ステップ９１０）。様々な実施形態において、接触部の位置は、例えば電極ギャップに隣接する電極の遠位端付近に第１の電極および第２の電極の一方が重ねられるように画定することができる。接触部に関して画定されたサイズおよびパターンは、後述するような後続のプロセスステップで形成される接触部のサイズおよび形状の決定に寄与する可能性がある。リソグラフィーステップの後、レジストを現像して（ステップ９２０）、リソグラフィーステップで画定された接触部の位置中のレジストを除去する。次に、堆積ステップ（ステップ９３０）を実行して、第１および第２の電極表面上に第１の接触部９０６および第２の接触部９０７を形成してもよい。電極の場合と同様に、あらゆる好適な材料および堆積方法を使用することができる。同様に、あらゆる好適な基板表面処理、例えば電極と基板との間に好適な結合を提供するための中間付着層の適用などを、堆積ステップの実行前に実行することができる。接触部は、電極とは異なる材料を含んでいてもよいし、または接触部は、電極を製作するのに使用される同じ材料を含んでいてもよい。様々な実施形態において、第１および第２の接触部は、電気化学析出法を使用して金から製作される。堆積ステップ後、リフトオフステップ（ステップ９４０）を実行し、残存したレジストを除去して、第１および第２の電極の表面上に配置された第１の接触部および第２の接触部を残す。