(57)【要約】ナノ構造炭素種（２００）をＤＮＡなどの核酸（１２０）に実質的に非共有結合的に連結するための例示的な方法は、核酸の鎖（１２０）を提供する工程と、該核酸鎖（１２０）を第１の生体分子（１１０）で官能化する工程と、官能化核酸（１１０，１２０）を第２の生体分子（１００）と反応させる工程と、ナノ構造炭素種（２００）を該核酸複合体（１００，１１０，１２０）に連結させる工程とを含む。開示される特徴および明細は、任意の表面または基板に対するナノ構造炭素分子の沈積および／または配向を制御または向上させるために、様々に適合させても良いし任意選択で改変してもよい。本発明の実施例は、ビオチン−ストレプタビジン複合体を介したＤＮＡへのカーボンナノチューブの非共有結合的連結を代表として提供する。
2006508809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ構造の炭素種を核酸に非共有結合的に連結する方法であって、前記方法は、
前記核酸の鎖を提供する工程と、
前記核酸鎖を第１の生体分子で官能化する工程と、
前記官能化した核酸を第２の生体分子と反応させて、核酸複合体を形成する工程と、
前記ナノ構造炭素種を前記核酸複合体に連結する工程と
を含む方法。
【請求項２】
前記核酸はＤＮＡであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の生体分子および前記第２の生体分子は、レセプター−リガンドの分子対からなることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記レセプター−リガンドの分子対は、ジゴキシゲニン−抗ジゴキシゲニン抗体からなることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の生体分子はビオチンからなり、前記第２の生体分子はストレプトアビジンからなり、前記ナノ構造炭素種はカーボンナノチューブからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の生体分子は少なくとも部分的に疎水性部分を含んでなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記核酸鎖の前記官能化は、前記核酸鎖の実質的に末端部分で起こることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記核酸鎖の前記官能化は、前記核酸鎖の中間部分の少なくとも１箇所において起こることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ナノ構造炭素種の前記核酸鎖への連結は、前記ナノ構造炭素種の側壁に実質的に沿った場所で起こることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法によって、前記ナノ構造炭素種を核酸に非共有結合的に連結することを含む製法によって製造される材料。
【請求項１１】
複数のカーボンナノチューブを表面に関して沈積すること、または複数のカーボンナノチューブを表面に関して配向することのうち少なくともいずれかを含む材料の製造方法であって、前記方法は、
前記複数のカーボンナノチューブを提供する工程と、
少なくとも複数のＤＮＡ鎖を提供する工程と、
前記ＤＮＡ鎖を、少なくとも複数の第１の生体分子で官能化する工程と、
前記官能化したＤＮＡを少なくとも複数の第２の生体分子と反応させて、複数のＤＮＡ複合体を形成する工程と、
前記カーボンナノチューブを前記ＤＮＡ複合体に連結する工程と
を含む方法。
【請求項１２】
前記ＤＮＡの配列認識特性を用いて、前記カーボンナノチューブを前記表面に関して選択的に沈積させる工程をさらに含む請求項１１に記載の製法。
【請求項１３】
前記ＤＮＡの配列認識特性を用いて、前記カーボンナノチューブを前記表面に関して選択的に配向させる工程をさらに含む請求項１１または１２に記載の製法。
【請求項１４】
前記ＤＮＡの配列認識特性を用いて、前記カーボンナノチューブを含んでなる分子電子回路を構築する工程をさらに含む請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の製法。
【請求項１５】
電気的な接触を形成するためにＤＮＡを選択的に金属化する工程をさらに含む請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の製法。
【請求項１６】
ナノ構造炭素を含んでなる材料であって、前記ナノ構造炭素が、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法によりナノ構造炭素種を核酸に非共有結合的に連結することを含む製法によって、沈積されているかまたは配向されているかの少なくともいずれかであることを特徴とする材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義にはナノ構造炭素の沈積および配向方法に関し、限定的ではないがより特定すればカーボンナノチューブに関する。より詳細には、本発明は、生体分子の力を借りた核酸へのカーボンナノチューブの非共有結合的連結を包含する。核酸のファミリーとしては、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、オリゴヌクレオチド、リボ核酸（ＲＮＡ）およびＤＮＡの合成構造ホモログ、例えばペプチド核酸（ＰＮＡ）が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ技術は、典型的には、大多数の現代エレクトロニクス製造への基礎を与えてきたが、ＣＭＯＳは一般にはムーアの法則によって支配される。例えば、非特許文献１を参照のこと。ムーアの法則とは、概して、およそ２０１０年までに、ＣＭＯＳに基づいた製法はリソグラフィに規定された根本的な限界に達し、同時に生産コストが劇的に増加することを予測するものである。したがって、ＣＭＯＳ技術に代わる候補として、分子エレクトロニクス技術が益々注目を集めている。
【０００３】
分子エレクトロニクスの分野は、回路実装についていえば、概してまだ新しい分野であるが、分子に基づいた様々な機能的な装置が、ここ数年内に製造されており、近い将来における工業的応用が予見される。たとえば、非特許文献２〜１０を参照のこと。
【０００４】
１９７０年代以来、黒鉛ナノチューブおよび黒鉛繊維が、様々な用途に対する興味深い材料であることが認識されてきた。１マイクロメートル未満の黒鉛繊維は蒸気成長炭素繊維（例えばカーボンナノファイバー（ＣＮＦ））と呼ばれることもある。炭素繊維（カーボンフィブリル）は、一般に、直径が約１．０μｍ未満のバーミキュライト系の炭素沈積物を含んでなり、典型的には様々な炭素系ガスを例えば金属表面上で触媒的に分解することによって調製されてきた。このようなバーミキュライト系炭素沈積物は、電子顕微鏡が出現して以来、広く観察されるようになっている。たとえば、非特許文献１１および１２を参照のこと。
【０００５】
１９７６年には、エンドウ（Endo）らが、カーボンフィブリルが成長する際の基本的メカニズムと考えられるものを提案した。非特許文献１３を参照のこと。カーボンフィブリルは、炭化水素ガスの存在下、炭素で過飽和となった金属触媒粒子を起源とすることがほぼ最初に観察された。円筒状の黒鉛芯が押し出し成形された後に、熱分解的に沈積した黒鉛の外層でコーティングされた。これらのフィブリルの直径は典型的には、０．１μｍ程度、さらに典型的には０．２〜０．５μｍであった。
【０００６】
１９８３年には、テネント（Tennent ）が、熱分解性炭素の混入がほぼない円筒状の黒鉛芯を成長させることに成功した。たとえば、特許文献１を参照のこと。したがって、テネントは、広義には、規則正しい「成長したとおりの（as-grown）」黒鉛表面のみならず、典型的には３５〜７００Å（例えば、０．００３５〜０．０７０μｍ）程度のより小径のフィブリルへの進路も与えた。いくぶん不規則な構造を有するものの熱分解性炭素を含まないフィブリル炭素種もまた、一般的に観察されている。
【０００７】
カーボンフィブリル、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）およびカーボンナノファイバーは、一般的に、例えば補強剤として市販されているような連続炭素繊維とは区別される。大きいが一般に有限のアスペクト比を通常有するフィブリルとは対照的に、連続炭素繊維のアスペクト比は典型的には約１Ｅ４程度、１Ｅ６以上を示すことが多い。連続炭素繊維は、一般に直径も実質的にフィブリルの直径よりも大きく、通常は約１．０μｍを越え、
より典型的には５〜７μｍである。触媒的に成長させたフィブリルと類似の形態をもつカーボンナノチューブは、比較的高温の炭素アークに成長することが実証されている。例えば、非特許文献１４を参照のこと。アークに成長したナノファイバーは、テネントによって最初に観察された初期の触媒的に成長させたフィブリルと実質的に類似した形態を有することが広く受け入れられている。たとえば、Ｗｅａｖｅｒ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２６５（１９９４）を参照のこと。
【特許文献１】米国特許第４，６６３，２３０号明細書
【非特許文献１】ジー．イー．ムーア（G.E. Moore）、米国電気電子技術者協会国際会議議事録（IEEE Inter. Conv. Record. ）、第４４巻、１９９５年
【非特許文献２】シー．ツォウ（C. Zhou ）、ジェイ．コン（J. Kong ）およびエイチ．ダイ（H. Dai）、アプライド・フィジックス・レターズ誌（Appl. Phys. Lett. ）、第７６巻、ｐ．１５９７、２０００年
【非特許文献３】エイ．バックトールド（A. Bachtold ）ら、サイエンス誌（Science ）、第２９４巻、ｐ．１３１７、２００１年
【非特許文献４】エム．ボックラス（M. Bockrath ）、ジェイ．ホーン（J. Hone ）、エイ．ツェトル（A. Zettl）、ピー．エル．マッキュー（P.L. McEuen ）、エイ．ジー．リンジール（A.G. Rinzier）、アール．イー．スモーリー（R.E. Smalley）、フィジカル・レビュー・ビー誌（Phys. Rev. B）、第６１巻、Ｒ１０６０６ページ、２０００年
【非特許文献５】ブイ・デリケ（V. Derycke）、アール．マーテル（R. Martel ）、ジェイ．アッペンツェラー（J. Appenzeller）およびピーエイチ．アボウリス（Ph. Avouris ）、ナノレターズ誌（Nanoletters ）、第１巻、ｐ．４５３、２００１年
【非特許文献６】イクス．リウ（X. Liu）、シー．リー（C. Lee）、シー．ツォウ（C. Zhou ）およびジェイ．ハン（J. Han）、アプライド・フィジックス・レターズ誌、第７９巻、ｐ．３３２９、２００１年
【非特許文献７】エイチ．シー．ポストマ（H.C. Postma ）、ティー．ティー．テーペン（T. Teepen ）、ズィー．ヤオ（Z. Yao）、エム．グリフォニ（M. Grifoni）、シー．デッカー（C. Dekker ）、サイエンス誌、第２９３巻、ｐ．７６、２００１年
【非特許文献８】ジェイ．ビー．キュイ（J.B. Cui）、エム．ブルガード（M. Burghard ）、ケイ．ケルン（K. Kern ）、ナノレターズ誌、第２巻、ｐ．１１７、２００２年
【非特許文献９】シー．ツォウ（C. Zhou ）、ジェイ．コン（J. Kong ）、イー．イエニルメ（E. Yenilmez ）およびエイチ．ダイ（H. Dai）、サイエンス誌、第２９０巻、ｐ．１５５２、２０００年
【非特許文献１０】ジェイ．コン（J. Kong ）、ジェイ．カオ（J. Cao）、エイチ．ダイ（H. Dai）およびイー．アンダーソン（E. Anderson ）、アプライド・フィジックス・レターズ誌、第８０巻、ｐ．７３、２００２年
【非特許文献１１】ベーカー（Baker ）およびハリス（Harris）、「炭素の化学と物理学（Chemistry and Physics of Carbon ）」、第１４巻、１９７８年
【非特許文献１２】エヌ．ロドリゲス（N. Rodriguez）、ジャーナル・オブ・マテリアルズ・リサーチ誌（J. Materials Research ）、第８巻、１９９３年
【非特許文献１３】エイ．オベリン（A. Obelin ）およびエム．ジェイ．エンドウ（M.J. Endo ）、「結晶成長（Of Crystal Growth ）」、第３２巻、１９７６年
【非特許文献１４】飯島、ネイチャー誌（Nature）、第３５４巻、ｐ．５６、１９９１年
【非特許文献１５】ウィーバー（Weaver）、サイエンス誌、第２６５巻、１９９４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ナノ構造炭素種の製造方法は、現在ではよく確立されており、典型的には、一日あたりグラム単位の比較的大きなスケールで合成することが可能である。しかしながら、上記材料の多くの潜在的用途に対して、沈積および官能化については未解決の問題が多く残され
ている。したがって、従来技術に欠けている代表的な問題には、分子エレクトロニクスの用途のために、例えばカーボンナノチューブなどのナノ構造炭素を、高いコスト効率で効率的に沈積および配向させることが含まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、添付の特許請求の範囲に記載のような、ナノ構造炭素種を核酸に非共有結合的に連結する方法、表面に対して複数のカーボンナノチューブを沈積および／または配向させる方法、および上記の方法を含む製法によって製造される材料を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の代表的な要素、動作特性、用途、および利点は、とりわけ、以下本明細書において、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照しながらさらに完全に図示、記載および請求するような構造および動作の詳細の中に在る。図面においては同様の部品については全体を通して同様の符号を付している。他の要素、動作特性、用途、および利点は、「例示的実施形態の詳細な説明」に列挙する実施例に鑑みて当業者には明らかであろう。
【００１１】
図面内の要素は簡略かつ明確に示されており、必ずしも縮尺どおりに描かれていないことが当業者には明らかであろう。たとえば、図面内の要素のいくつかの寸法は、本発明の様々な実施形態をより理解しやすくするために、他の要素に比べて誇張して描かれている場合もある。さらに、「第１」や「第２」などの用語がある場合、とりわけ類似の要素間で区別するために使われており、必ずしもその連続的順序や時間的順序を記載するためのものではない。さらに、明細書および／または特許請求の範囲において前方、後方、上部、下部、上方、下方、〜に沿って、などの用語がある場合、一般に説明の目的のために用いられており、必ずしも限定的な相対位置を包括的に記載するためのものではない。したがって、当業者であれば、このように用いられる前出の用語のいずれも適切な状況下において互換性があり、本明細書に記載の様々な実施形態が、例えば明示的に図示または説明されたものとは他の配向で動作しうることを理解するであろう。
【００１２】
（実施例の詳細な説明）
以下に、本発明の実施例および最良の形態についての発明者の概念を説明するが、この説明は本発明の範囲、利用性または構成を何ら制限することを意図してはいない。むしろ以下の説明は、本発明の様々な実施形態を実行するための好都合な例証を提供するものである。開示した実施形態において、本発明の思想および範囲を逸脱しない限りで任意の要素の機能および／または構成における変更を行ってもよいことが明らかである。
【００１３】
以下に記載する本発明の実施形態は、例えばカーボンナノチューブなどの特定の電子的特性と、核酸が分子内または分子間で認識するユニークな特性とを関連付けることを可能にすることにより複合分子構造を設計するための、適切に適合させた製法構成要素を提供する。該製法構成要素は、ナノ構造炭素種を実質的に非共有結合的に核酸に連結するためのシステムおよび方法を提供する。１つの実施形態において、カーボンナノチューブのＤＮＡへの非共有結合的連結は、ＤＮＡ鎖を提供する工程と、該ＤＮＡ鎖を第１の生体分子で官能化する工程と、官能化ＤＮＡを第２の生体分子（第１の分子を認識して結合するようにされたもの）と反応させる工程と、カーボンナノチューブを該ＤＮＡ複合体に結合させる工程とを含む。本発明の好ましい実施形態において、第１および第２の生体分子は、レセプターとリガンドとの分子対からなり、特に第２の生体分子が少なくとも部分的に疎水性部分である場合は、ジゴキシゲニン−抗ジゴキシゲニン抗体からなることが好ましい。例示的方法では代表的に、例えば、ビオチン−ストレプトアビジン複合体を介したカーボンナノチューブのＤＮＡへの非共有結合的連結を提供する。
【００１４】
本発明のこれらの実施形態の１つの代表的な利点は、共有結合による化学的官能化とそ
れに付随する反応中間体の生成とを必要とすることなくナノ構造炭素種の沈積と配向を可能にすることである。他の代表的な利点は、ＤＮＡその他の核酸の配列認識を用いて、分子電子回路の形成におけるカーボンナノチューブなどのナノ構造炭素種の沈積および／または配向を操作できることである。
【００１５】
本明細書において用いる用語「カーボンナノ構造物」、「カーボンナノ分子種」、「カーボンナノファイバー」「カーボンナノチューブ」およびこれらの任意の変形は、一般に、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノポリへドラ、および当技術分野において現時点で周知であるか今後誘導もしくは説明される同様の他のナノ構造の炭素、のうちの少なくとも１つからなるものと理解することができる。
【００１６】
例示的な用途の詳細な説明、すなわち、ビオチン−ストレプトアビジン複合体を介するＤＮＡへのカーボンナノチューブの実質的に非共有結合的な連結の方法は、具体的な実用化の開示として提供されるが、当業者は本発明の様々な実施形態に従うＤＮＡへのナノ構造炭素の結合に対して開示された該方法を任意に応用して、該開示内容を一般化することができる。さらに、当業者であれば、カーボンナノ構造物をＤＮＡに結合させることに付随する他の多くのあらゆる利点を確認および／または実現するために、本発明の原理を利用可能であることがわかるであろう。そのような利点としては、限定はされないが、製品収率の向上、合成コストの削減、製法制御の向上、および当該分野で現在知られている、また今後記載されるような任意の他の用途および／または利点が挙げられる。
【００１７】
（カーボンナノチューブ）
カーボンナノチューブは、独特の電気的および機械的特性を有したナノ構造物である。ナノチューブが、とりわけ一次元量子細線に対するプロトタイプと考えられたために、研究の焦点は当初その風変わりな電気的特性に当てられていた。他の有用な特性が発見されるにつれ（例えば、引っ張り強さ）、興味は潜在的な用途に対するものとなってきた。カーボンナノチューブは、例えば、ナノエレクトロニクスにおいて、またはポリマー材料を強化するために用いることができる。
【００１８】
理想的なナノチューブは、ほぼ継ぎ目のない円筒を形成するように巻き上げられた炭素原子の六角形のネットワークと考えるとよい。この円筒は、直径はナノメートルしかないが、長さは数十マイクロメートルであってよく、両端はフラーレン分子の半分で「キャップされ」ている。単層ナノチューブは、多層ナノチューブと、「ロープ」と呼ばれる単層ナノチューブの規則的な列との両方の構築ブロックを形成する基本的な円筒構造であると考えることができる。多くの理論的研究によって、単層ナノチューブの特性が予測されている。
【００１９】
ナノメートル単位の寸法を有する第１の炭素フィラメントは、１９７０年代に遠藤守信の博士過程研究の一環として、フランスのオルレアン大学において製造された。遠藤氏は、蒸気成長技術を用いて直径約７ｎｍの炭素繊維を成長させたが、それらの繊維は一般にはナノチューブとは認識されず、体系的な研究はなされなかった。研究への関心が高まったのは、１９９１年に、筑波のＮＥＣ研究所の飯島澄男が高解像度透過電子顕微鏡を使ってカーボンナノチューブを観察してからである。ほぼ時期を同じくして、モスクワの化学物理研究所の研究者が、独自にカーボンナノチューブとカーボンナノチューブ束を発見したが、これらは概して長さ径比がはるかに小さかった。ロシアの研究者達はこれらのナノチューブをその形状から、「バレーレン（barrelene ）」と呼んだ。
【００２０】
英国サセックス大学のハロルド・クロート（Harold Kroto）と、米国ライス大学のリチャード・スモーリー（Richard Smalley ）とその共同研究者によるフラーレンの発見は、研究者達が炭素繊維をさらに探求する刺激となった。実際に、カーボンナノチューブの端
部がフラーレン様の「キャップ」に違いないことが現実になり、カーボンナノチューブの直径がフラーレン分子の直径程度しかないという観察の説明がついた。
【００２１】
飯島が最初に観察したのは多層ナノチューブであったが、彼は、カリフォルニア州のＩＢＭアルマデン研究所にてドナルド・ベスーン（Donald Bethune）とその共同研究者が行ったように、わずか２年以内に単層カーボンナノチューブも観察している。１９９６年には、スモーリー率いるライス大学のグループが、単層カーボンナノチューブを並べた束を初めて合成した。これらの束は径分布の狭い多くのナノチューブを含み、これにより、一次元量子物理に関連する実験を行うことが可能になった。いくつかのグループがこれまでに、理論上の予測の多くを立証するであろうこれらの顕著な特徴のいつくかを測定している。
【００２２】
高解像度顕微鏡技術を用いてカーボンナノチューブの構造について調べた研究もいくつかある。それらの実験は、ナノチューブが結晶黒鉛を形成する炭素原子の六方格子に基づいた円筒構造であることを概ね確認している。２次元黒鉛シートの巻き上げ方に応じて３つのタイプのナノチューブ（アームチェア型、ジグザグ型およびカイラル型ナノチューブ）が可能である。これらの異なるタイプは、カーボンナノチューブの単位セル、言い換えれば、その構造を規定する最も小さい原子群、という観点で最も簡単に説明できる。
【００２３】
ナノチューブの所謂カイラルベクトルＣｈは、一般に、Ｃｈ＝ｎａ１＋ｍａ２（式中、ａ１およびａ２は２次元六方格子内の単位ベクトルであり、ｎおよびｍは整数である）で定義される。他の有用なパラメータは、Ｃｈとａ１の間の角度であるカイラル角である。
【００２４】
黒鉛シートを巻き上げてナノチューブの円筒部分を形成する際には、キラルベクトルの端部同士が合わさる。こうしてキラルベクトルはナノチューブの環状の断面の円周を形成し、ｎとｍの値が変わることにより種々のナノチューブ構造がもたらされる。アームチェア型ナノチューブは、ｎ＝ｍでありカイラル角が３０°のときに形成される。ジグザグ型ナノチューブは、ｎまたはｍのいずれかがゼロでありカイラル角が０°のときに形成される。０°と３０°の間のカイラル角を有するすべての他のナノチューブは、カイラル型ナノチューブとして知られる。ナノチューブの特性は、一般には、直径とカイラル角とによって決まる。
【００２５】
ナノチューブの各単位セルは複数の六角形を含んでおり、それぞれが２つの炭素原子を含んでいるため、ナノチューブの単位セルは多くの炭素原子を含む。ナノチューブの単位セルが六角形の単位セルよりＮ倍大きければ、逆格子空間におけるナノチューブの単位セルは、１つの六角形の単位セルの１／Ｎ倍の大きさしかない。
【００２６】
規則性ナノチューブは、約１２００℃の炉内で炭素標的のレーザ蒸着を行うことにより調製することができる。コバルト−ニッケル触媒がナノチューブの成長を助けるが、これはおそらく、該触媒が合成の間に端部がキャップされることを防ぎ、約７０〜９０％の炭素標的を単層ナノチューブに変換させることができるためである。約５０ｎｓ離れた２つのレーザパルスを用いることにより、成長条件をより大きな体積について、かつより長い時間にわたって維持することができる。このスキームにより、より均一な蒸着と、成長条件のより良好な制御が概ね可能になる。ナノチューブは、アルゴンガス流により、炉から、例えば炉のすぐ外側の水冷した銅の回収器へと掃き出される。
【００２７】
フランスのモンペリエ大学のカトリーヌ・ジュルネ（Catherine Journet ）、パトリック・ボルニエ（Patrick Bornier ）とその共同研究者達は後に、同様の単層ナノチューブ列を成長させるための炭素アーク法を開発した。この手法では、イオン化炭素プラズマおよび該プラズマにより発生する放電に由来するジュール加熱により規則性ナノチューブが
生産される。いくつかの他のグループが、これらの方法の変法を用いて単層カーボンナノチューブ束を作成中である。
【００２８】
上記方法のいずれかによって生産されたナノチューブ材料は、走査型電子顕微鏡において炭素ロープのマットのように見える。ロープの直径は１０〜２０ｎｍであり、長さは１００μｍにのぼる。透過型電子顕微鏡で調べると、各ロープは実質的に一方向に沿って並んだ単層カーボンナノチューブの束からなることが分かった。多くのロープを一度に解析するＸ線回折によっても、単層ナノチューブの直径の分布は概ね狭く相当に強いピークを有することが示された。
【００２９】
ライス大学とモンペリエ大学のグループによって用いられた合成条件については、直径分布は約１．３８±０．２２ｎｍにピークをもたらし、これは理想（１０，１０）のナノチューブの直径に極めて近い。ペンシルベニア大学のジョン・フィッチャー（Jonh Fischer）とその共同研究者によるＸ線回折測定では、単層ナノチューブの束が二次元三角格子を形成しうることが示された。この格子定数は１．７ｎｍであり、チューブは最も接近した場合で０．３１５ｎｍ離れており、このことは、ベルギーのルーバン・ラ・ヌーブ大学のジャン‐クリストフ・シャルリエ（Jean-Christophe Charlier）とその共同研究者による先行の理論的モデリングと合致する。
【００３０】
多層カーボンナノチューブは一般的には成長のために触媒を必要としないが、単層ナノチューブは通常は触媒がある場合にしか成長しない。しかしながら、成長に関与する詳細な機構はまだ十分には理解されていない。実験から、直径分布の幅とピークは、触媒の組成、成長温度、および他の種々の成長条件に依存することが示された。様々な平均径でより狭い径分布を生みだし、成長処理をより良好に制御するための大きな努力が今も続けられている。応用の観点から、低コストで高収率のナノチューブを生産する方法が一般には重要であろう。
【００３１】
カーボンナノチューブの独特の電子特性は、ナノチューブ軸に垂直な電子の量子封じ込めによると一般には信じられている。径方向において、電子は典型的には黒鉛シートの単層の厚さに封じ込められる。ナノチューブの円周周りには、周期的境界条件が当てはまる。例えば、ジグザグ型またはアームチェア型ナノチューブが円周周りに１０個の六角形を有するとすれば、１１番目の六角形は最初の六角形と一致する。円筒を１周するごとに、２πの位相差が生じる。
【００３２】
量子封じ込めのために、電子は一般にはナノチューブ軸に沿ってしか伝播しないので、その波ベクトルもその方向を指す。得られる一次元の伝導帯および価電子帯の数は、ナノチューブの円周周りに設定された定在波に事実上依存する。これらの単純な概念は、とりわけ、波ベクトルを黒鉛シート中の周知の分散関係からのエネルギーと一般的に結び付ける上記一次元の帯域の分散関係を算出するために用いることができる。
【００３３】
筑波のＮＥＣ研究所において、浜田典昭とその共同研究者らは、小径ナノチューブに関する分散関係を計算した。その結果、小径ナノチューブの約３分の１が金属性であり、残りはその径とカイラル角に応じて半導体性であることが実証された。一般に、（ｎ，ｍ）のカーボンナノチューブは、ｎ−ｍ＝３ｑ（式中、ｑは整数）である場合は金属性である。すべての可能なジグザグ型ナノチューブの３分の１が金属性であるのと同様に、すべてのアームチェア型ナノチューブは金属性である。
【００３４】
様々なナノチューブに対して、エネルギーの関数としての電子状態密度が計算されている。一例として、金属性の（８，８）、（９，９）、（１０，１０）および（１１，１１）のアームチェア型ナノチューブに対する状態密度について考える。従来の金属は平滑な
状態密度を有するが、上記ナノチューブは、各ピークが単一の量子サブバンドに対応する複数の特異点を特徴とする。これらの特異点は、トンネル分光法や共鳴ラマンスペクトルから得られる測定値などの実験結果を解釈する際に特に重要である。
【００３５】
ｎおよびｍの選択によって、ナノチューブが金属性または半導体性のいずれになるかが決まるが、炭素原子間の化学結合は、一般にはいずれの場合も同じである。この驚くべき結果は、バンドギャップがゼロの半導体である二次元黒鉛シートの固有の電子構造に起因するものである。この場合、価電子帯の最高部が伝導帯の最低部と同じエネルギーを有する。このエネルギーは、二次元のブリュアン域のＫ点（すなわち、逆格子空間における六角形単位セルの端点）と呼ばれる１つの波ベクトルに対するフェルミエネルギーと等しい。理論上では、周方向に許容されるいくつかの波ベクトルのうちの１つがこのＫ点を通過するとナノチューブが金属性になることが示されている。
【００３６】
ナノチューブの直径が増大するにつれ、周方向にさらに多くの波ベクトルが許容される。半導体性ナノチューブ内のバンドギャップがチューブの直径に反比例するので、黒鉛シートの場合のように、バンドギャップは直径が大きいとゼロに近づく。ナノチューブの直径が約３ｎｍの場合、バンドギャップは室温における熱エネルギーに匹敵するものとなる。
【００３７】
他の計算により、金属半導体および半導体金属ナノチューブの同心性の対が概して安定であることがわかる。したがって、ナノメートル単位の装置は、２つの同心円状のナノチューブかナノチューブ間の連結部に基づいたものであってもよい。たとえば、金属性の内側のチューブをそれより大きな半導体性（または絶縁性）ナノチューブで囲んで、ナノメートル単位の遮蔽ケーブルを形成してもよい。そして、ドーピングを行う必要なく、金属および半導体の特性を兼ね備えた、徹底して炭素からなるナノ単位の電子装置を思い描くことができるであろう。
【００３８】
個々の多層ナノチューブに関する初期の実験では、弱い局在化とコンダクタンスの普遍ゆらぎとに起因する２次元量子干渉効果を含む様々な新しい電気特性が検出された。しかしながら、多層ナノチューブから得られる結果は、異なる径とカイラリティを有する同心性のナノチューブが同時に寄与するために複雑である。さらに、ナノチューブ内の欠陥は、構成ナノチューブのすべてに対して電気的接触を確実に行わないようにした状態で電子分散をもたらしうる。電気的接触の伝導特性も電子輸送に影響を及ぼすかもしれない。これらの興味深い輸送現象の実験的研究は、現在ではより小径の多層ナノチューブに対して低温で行われ、一次量子効果が一般的に観察できる。
【００３９】
オルク（Olk ）とヘーレマンス（Heremans）は、米国ミシガン州のゼネラル・モータース研究所（General Motors Research Laboratory）とともに、半導体性ナノチューブに対するバンドギャップが、該チューブの直径に反比例することを示したが、このことは理論的予想と合致していた。しかしながら、使用されるＳＴＭプローブが一般に比較的短い空間範囲しか有しないことから、これらの技術は多層ナノチューブの外殻に対して最も感度が高い。つい最近、オランダのデルフト工科大学において行われたＳＴＭ実験では、予想される一次元の状態密度と、金属ナノチューブおよび半導体ナノチューブ間の挙動の違いが明確に示された。
【００４０】
最近、直径わずか１ナノメートルの個々の単層カーボンナノチューブの電子輸送が、デルフト大学のキース・デッケル（Cees Dekker ）とその共同研究者によって、ライス大学のグループとの共同研究で初めて測定された。ライス大学のグループと一緒に研究を行っている、カリフォルニア大学バークレー校のポール・マッキュー（Paul McEuen ）率いる別のグループも、単層カーボンナノチューブの１つのロープについて関連する測定を行っ
ている。
【００４１】
上記の研究のいずれも、１Ｋ未満の温度で行われ、単層カーボンナノチューブの「量子−ドット」の側面に焦点を当てたものであった。ナノチューブはその幅よりもはるかに長いが（典型的には１０４倍）、チューブの長さが有限であるため、ナノチューブ軸に沿って許容される波ベクトルの数も限られる。そのため、電圧の関数としてのコンダクタンスを測定することによって判定しうるエネルギー状態も不連続なものとなる。３μｍの長さのナノチューブに関しては、デルフト大学のグループが、フェルミレベル付近の不連続状態は約０．６ｍｅＶ離れていることを見いだした。単層ナノチューブの利用性が大きくなるにつれ、研究者達は、電圧−電流特性もまた、既知のｎおよびｍ値を有するカーボンナノチューブについて利用可能となることを予想するかもしれない。
【００４２】
ナノチューブは典型的には数マイクロメートルの長さしか有しないため、電気的接触は従来のリソグラフィ技術によって行ってもよい。このように単層カーボンナノチューブは、単一分子トランジスタ効果を研究するための独特な系を提供するが、該系においては、ナノチューブに隣接する電極をコンダクタンスの調節のために用いてもよい。
【００４３】
単層ナノチューブに電子を付加するために必要なエネルギーもまた測定されている。長さ３μｍ、直径約１ｎｍのナノチューブにおける電子間のクーロン反発に打ち勝つには２．６ｍｅＶ程度が必要である。研究者達は現在、カーボンナノチューブにおけるこれらの「クーロン妨害可能な」現象を系統的に研究し始めている。
【００４４】
近年のカーボンナノチューブ合成の進歩もまた、金属性ナノチューブと半導体性ナノチューブとの間の連結の実験研究を刺激するに違いなく、ひいては可能な電子的応用の検討に働きかけるものである。単層ナノチューブに関する実験的研究は、東京大学の安食博志と安藤恒也による、磁界存在下における分散関係に対して何が起こるべきかについての最近の予測を試すものでもある。
【００４５】
カーボンナノチューブの最も興味深い一次元量子効果のいくつかが、ラマンスペクトルにおいて観察されているが、これらは光の非弾性散乱による物質内での格子振動または「フォノン」を調べる手がかりとなる。ナノチューブにおけるフォノンに関する一次元の分散関係は、カリフォルニア州立大学ロサンゼルス校のラジ・ジシ（Radi Jishi）により最初にゾーンフォールディング法によって算出され、その後、ケンタッキー大学のエルンスト・リヒター（Ernst Richter ）と共同研究者らによってａｂ  ｉｎｉｔｉｏ（非経験）モデリング技法を用いて算出された。これらの計算から、ナノチューブの単位セル内の多数の炭素原子に起因する多くの異なる振動モードが存在することが示されている。一般に、ナノチューブの直径と単位セルの大きさが増大するにつれ、より多くのフォノンモードが現れる。
【００４６】
これらの振動モードのなかで、ラマン散乱によって励起されるものはわずかな数しかない。これらのラマン活性モードの数は、ナノチューブの直径には無関係であることから、各モードの周波数と振動子強度がナノチューブの直径によってどのように変化するかを調べることが可能になる。一部のモードは、ナノチューブの直径に対する感受性が高いが、そうでないものもあることが分かった。
【００４７】
ライス大学のグループが成長させた、（９，９）および（１０，１０）のアームチェア型ナノチューブを高濃度で含む単層カーボンナノチューブのロープに対して、ラマン散乱実験が行われている。これらの実験は、レーザ光の周波数が、状態密度のピーク間で許容される光学遷移のエネルギーと一致する共鳴ラマン効果を利用したものである。このような共鳴は、観察されるラマン効果の強度を大幅に増大させる。
【００４８】
米国デラウェア州ウィルミントン所在のデュポン研究所（Dupont Researeh Facility）のブルース・チェイス（Bruce Chase ）は、いくつかの異なるレーザ励起エネルギーでラマンスペクトルを測定した。電子状態のエネルギーはナノチューブの直径に依存するので、レーザ周波数を変化させれば異なる直径を有するカーボンナノチューブが共鳴する。スペクトル内で顕著なのは周波数１５８０ｃｍ−１付近の複数のモードであり、該モードのナノチューブ径への依存性は小さい。約１８６ｃｍ−１にも強いモードがあり、このモードはナノチューブの直径に対する感度が高い。この特徴は、ラジアルブリージングモードに対応し、このモードにおいては、ナノチューブ内のすべての原子が同じ量だけ外側（または内側）に変位するので、炭素原子のネットワークの対称性が振動の間中一定に保たれる。ラジアルブリージングモードの測定波長から、レーザ波長と共鳴しているナノチューブの直径を決定することができる。
【００４９】
このようなラマンスペクトルにおける量子効果の検出は、単層カーボンナノチューブが一次元の電子およびフォノン構造を有するという考えに強い信用を与えるものである。これらの実験は、デルフト大学のイェロエン・ヴィルダー（Jeroen Wildoeer ）と共同研究者らによるつい最近のＳＴＭ観察と合わせて、電子の状態密度が一次元系に特有の特異点を有するということを明確に確証した。
【００５０】
もう一つの興味深い研究領域は、カーボンナノチューブの機械的性質に焦点を当てたものである。黒鉛および炭素線維との類似から、ナノチューブは非常に強く、高い弾性率を有することが予想される。１９９６年に、米国ニュージャージー州プリンストン所在のＮＥＣ研究所のトーマス・エベソン（Thomas Ebbeson）率いるグループは、ナノチューブの一方端を繋留して他方の自由端の振動を測定することによって、カーボンナノチューブのヤング弾性率を評価した。評価結果は、グラフィンシートに対してすでに測定されている約１ＴＰａという異常に高いヤング弾性率値と一致していた。
【００５１】
単層カーボンナノチューブもまた、航空宇宙学的用途に広く用いられている炭素繊維と同様に、非常に強く、引張による破断に耐えることが予想されている。米国ローリー所在のノースカロライナ州立大学のジェルジ・バーンホルク（Jerzy Bernholc）とその共同研究者による計算によれば、ナノチューブは破断する前に数パーセント伸展させることができる。しかしながら単層ナノチューブは、炭素繊維とは違ってかなり可撓性がある。単層ナノチューブは、破損することなく、ねじったり、平坦にしたり、湾曲させて小さい円にしたり鋭く曲げたりすることができるとともに、ナノチューブの断面をひどく変形させても破損することがない。さらに、バーンホルクと共同研究者による分子動力学シミュレーションでは、多くの場合において、ナノチューブはそれを変形させている応力を除去すると元の形状を取り戻すことが分かった。
【００５２】
ナノチューブの他の利点は、圧縮時における挙動である。圧縮によって容易に破断してしまう炭素繊維とは違って、カーボンナノチューブは、応力から解放された際に弾性的に弛緩するうねり構造（kink-like ridges）を形成する。その結果、ナノチューブは、炭素繊維の望ましい性質を有するだけでなく、はるかに高い可撓性を有し、破断を伴うことなく大きく圧縮することができる。このような優れた機械的性質から、それ自体、または他の望ましい特性と組み合わせた用途も期待できる。
【００５３】
米国チャペルヒル所在のノースカロライナ大学のリチャード・スーパーファイン（Richard Superfine ）とその共同研究者は、カーボンナノチューブはその機械的性質から、他のナノスケールの構造物を操作するのに理想的であることを示している。したがって、カーボンナノチューブの理解を進めることは、ナノテクノロジーの全分野に対して大きな影響を与えることになる。現在検討されている多くの用途は多層ナノチューブが関与するも
のであるが、これは一部には、多層ナノチューブはより長尺で利用できること、また一部には、そうした用途の多くが、単層ナノチューブに主に見られる一次元量子効果に明確には依存しないためである。
【００５４】
カーボンナノチューブは表示装置に用いてもよいし、あるいは電子プローブのチップに用いてもよいことも示唆されている。米国ニューヨーク州トロイ所在のレンセラー工科大学（Rensselaer Polytechnical Institute）のプリッケル・アジャヤン（Pulickel Ajayan ）とその共同研究者は、ナノチューブのキャップが、円筒部分よりも化学的反応性が高いことを示し、ウォルター・デ・へール（Walter de Heer）率いるスイスのローザンヌ連邦工科大学（Ecole Pelyteehnique Federale Lausanne ）のグループは、キャップが有能な電子エミッタであることを示した。他の用途は、カーボンナノチューブがその中空芯内に比較的高いガス圧力を保持することができるという発見から得られたものである。ハーバード大学のチャールズ・リーバー（Charles Lieber）は、カーボンナノチューブはナノスケールで構築される新しい炭化物合成のための鋳型としても機能しうることを示唆している。
【００５５】
カーボンナノチューブについてのより包括的な検討については、例えば、エム．エス．ドレッセルハウス（M.S. Dresselhaus）、ジー．ドレッセルハウス（G. Dresselhaus）およびピー．シー．エクルント（P.C. Eklund ）による、「フラーレンとカーボンナノチューブの科学（Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes）、米国ニューヨーク所在のアカデミックプレス、１９９６年；ティ．エベッセン（T. Ebbesen）による「カーボンナノチューブ：調製と特性（Carbon Nanotubes:Preparation and Properties ）」、米国フロリダ州ボカラトン所在のＣＲＣプレス、１９９７年；および、エム．エンドウ（Ｍ．Ｅｎｄｏ）によるカーボン誌特集号（Special issue Carbon）、第３３巻、１９９７年を参照のこと。
【００５６】
（ＤＮＡなどの核酸へのカーボンナノチューブの非共有結合的結合）
ＤＮＡにカーボンナノチューブを実質的に非共有結合的に連結するための例示的方法を、図１および図２に代表的に示す。図示した製法は、特にＤＮＡ鎖１２０を提供する工程を含み、次いで該ＤＮＡ鎖は第１の生体分子１１０で官能化されるが、一実施形態において、前記第１の生体分子はビオチン１１０からなる。続いて、ビオチン−ＤＮＡ複合体（１１０，１２０）を第２の生体分子１００と反応させるが、この特定の実施形態では、前記第２の生体分子は、ストレプトアビジン１００からなる。その後、ストレプトアビジン−ビオチン−ＤＮＡ複合体（１００，１１０，１２０）を少なくとも１つのカーボンナノチューブ２００と反応させて、ストレプトアビジン−ビオチン−ＤＮＡ複合体（１００，１１０，１２０）とカーボンナノチューブ２００との間を実質的に繋留、カップリング、またはその他の方法で結合させる。
【００５７】
本例ではＤＮＡである核酸上の、生体分子による官能化の位置は、所望の結合の性質と、特に、前記ＤＮＡ複合体へ連結させるナノ構造炭素種の所望の位置とに応じて選ばれる。核酸鎖の官能化は、核酸鎖の末端部分で起こるように選択しても良いし、前記核酸鎖の中間部分の一箇所以上で起こるように選択してもよい。核酸鎖へのナノ構造炭素種の連結は、実質的にナノ構造炭素種の側壁に沿った位置で行ってもよい。
【００５８】
しかしながら、より一般的には、本発明の様々な他の実施例は、化学的に不活性なナノ構造炭素種をＤＮＡ材料または他の核酸に連結させる系および方法を提供する。この連結は、一般的には非共有結合的なものであり、したがって、カーボンナノチューブの場合には、ＣＮＴ側壁がその元のｓｐ２分子軌道混成を維持するものである。ナノ構造炭素のＤＮＡへの連結は、任意の生体分子のレセプター‐リガンド対を用いて行ってもよい。本明細書では、ビオチンとストレプトアビジンの使用が開示されているが、当業者であれば、
任意の生体分子のレセプター‐リガンド対、例えばジゴキシゲニン−抗ジゴキシゲニン抗体などを用いて実質的に同じ結果を得ることができることを理解するであろう。
【００５９】
提示する発明は、例えば図３に代表的に図示したように、複合分子構造の設計に対する有望な構築ブロックである。というのも、該構築ブロックによりＤＮＡの分子内および分子間認識特性の特異性を備えたカーボンナノチューブの独特の電子的特性の利用が可能になるからである。
【００６０】
図３は、完全な配列構造の一要素を示す。この要素には、支持体表面に蒸着された金属層であるミクロ電極３００および３１０を含む。該ミクロ電極は、例えば共有結合によって一本鎖ＤＮＡで官能化され、ＣＮＴ３３０ａおよび３３０ｅに連結されたＤＮＡ鎖とミクロ電極３００および３１０に結合している相補的なＤＮＡ鎖との間の結合３２０および３２５によってＣＮＴ３３０ａおよび３３０ｅに連結される。図３の残りの部分は、ＤＮＡの別の連結を用いてＣＮＴのネットワークを形成するための種々の可能性を示している。すなわち、ＣＮＴ３３０ａは、両端がストレプトアビジン−ビオチン複合体によって官能化されているＤＮＡ鎖３４０を用いてＣＮＴ３３０ｂに連結されてもよい。ＣＮＴ３３０ｂは、３分枝ＤＮＡの連結部を形成しているＤＮＡ鎖であって３つの端部のうちの２つがストレプトアビジン−ビオチン複合体によって官能化され、第３の分枝の端部はネットワークの他の部分との連結用に残っていることを特徴とするＤＮＡ鎖によって、ＣＮＴ３３０ｃに連結されてもよい。同様に、ＣＮＴ３３０ｃは、４分枝ＤＮＡの連結部を形成しているＤＮＡ鎖であって４つの端部のうちの２つがストレプトアビジン−ビオチン複合体により官能化され、他の２つの分枝端はネットワークの他の部分との連結用に残っていることを特徴とするＤＮＡ鎖によって、ＣＮＴ３３０ｄに連結されてもよい。ＣＮＴ３３０ｄは、一端および中間部分がストレプトアビジン−ビオチン複合体によって官能化されておりＣＮＴの相対配向に対する異なる可能性を与えるようなＤＮＡ鎖によって、ＣＮＴ３３０ｅに連結されてもよい。
【００６１】
本発明の一実施形態において、水溶液とした過剰のストレプトアビジンを水中のビオチン化ＤＮＡ（適当なポリメラーゼ連鎖反応によって調製されたもの）に加えた。この系を室温で１時間インキュベートし、ストレプトアビジン−ビオチン複合体を得た。精製された単層カーボンナノチューブを一晩超音波処理によって水中に分散させた。
【００６２】
ろ過を行って、不溶粒子を分散液から除去した。ストレプトアビジン／ビオチンＤＮＡ複合体を単層カーボンナノチューブの溶液に加え、室温で２時間インキュベートした。次いでこの系を適当に調整した生物学的バッファで希釈し、使用時まで４℃で保存した。
【００６３】
本発明の別の実施例において、１０ｋｂのビオチン−ＤＮＡを長鎖長の鋳型を用いたＰＣＲシステムによって調製した。１０ｋｂビオチン−ＤＮＡの６ｎＭ水溶液５μＬを１μＬの２×１０−８Ｍストレプトアビジン溶液とともに室温で１時間インキュベートした。次にこの調製物を、ＣＮＴを水に分散させた０．１ｍｇ／ｍＬの分散液２０μＬに添加した。その後この系をさらに室温で２時間インキュベートした。その後、８０μＬの生物学的バッファ（トリス、ｐＨ＝８，１０ｍＭ  ＮａＣｌ）を加え、得られた産物を４℃で保存した。ＤＮＡ−ＣＮＴの連結の特性を確認するために、反応産物をＡＰＴＳ層（アミノプロピルトリエトキシシラン）上に沈積させ、ＡＦＭによって撮影した。
【００６４】
本発明の様々な実施例は、ＤＮＡ鎖へのＣＮＴの連結のみならず、ＤＮＡの配列認識による、例えばＣＮＴデバイスに基づく回路の、トポロジー情報および／またはコーディングレイアウトの決定も提供する。したがって、本発明の様々な代表的な態様は、ＤＮＡを鋳型としたナノチューブアレイの形成手段を提供する。次に、ＣＮＴに連結されたあるＤＮＡ鎖には、自由な部分、典型的には端部を残しておいて、ミクロ電極アレイの表面上に
結合させた相補的ＤＮＡ鎖と結合させるようにしてもよい。ＤＮＡ／ＣＮＴネットワークを一旦ミクロ電極に対して固定化してしまうと、ＣＮＴをミクロ電極に電気的に接触させるためのＤＮＡの金属化を行うことができる。さらに、実験結果から、ＤＮＡの配列依存的、空間分解的な金属化が実証された。本発明による様々な実施例と結び付けたこれらの成果は、使用するＤＮＡの配列によって回路の電気的機能をオーダーメードするための新しい方法を提供する。
【００６５】
上記明細書中において、具体的な実施例を参照して本発明を説明してきたが、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、様々な改変および変更を行ってもよいことが分かるであろう。本明細書の記載事項は、限定的な１つではなく、代表的な様式とみなすべきであり、上記のような改変すべてが本発明の範囲に含まれるとみなすべきである。したがって、本発明の範囲は、上述の単なる例ではなく、添付の特許請求の範囲とそれらの法的均等物によって決まるものである。例えば、任意の方法または製法に関する請求項に記載される工程は、本発明と実質的に同じ結果を与える任意の手順で行ってもよく、したがって、該請求項に記載した特定の構成には限定されない。
【００６６】
利益、その他の利点、および問題の解決策を、個々の実施形態に関して述べてきたが、何らかの特定の利益、利点、解決策を生じさせるか、より顕著にすることができるいかなる利益、利点、問題解決策、または何らかの要素も、任意または全ての請求項の重大、必要、または必須の特徴または成分とみなすべきではない。本明細書で用いる用語“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（含む、からなる）”、“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”または該用語の任意の変形は、非限定的に包含することを意図しており、列挙した要素を含む製法、方法、物品、組成物または装置は、列挙した要素のみを含むものではなく、明確に列挙されていないか当該製法、方法、物品、組成物または装置に固有でない他の要素を含んでいてもよい。本発明の実施において用いた上記構造物、構成、用途、比率、要素、材料または成分の他の組み合わせおよび／または変更は、特に列挙されていないものに加えて、その一般的な原理を逸脱しない限りにおいて、当業者によって、特定の環境、製造スペック、設計パラメータまたは他の動作要件に合わせて変更、または個々に適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の１実施形態に従う、ＤＮＡの官能化のための代表的な第１要素工程を示す図。
【図２】本発明の別の実施形態に従う、ＤＮＡへのナノ構造炭素種の実質的に非共有結合的な結合のための代表的な第２要素工程を示す図。
【図３】本発明の様々な実施形態に従って設計しうる代表的分子エレクトロニクス回路の経路を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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