[發明專利]超材料裝置及其用途

有效

• 申請號: 201480033310.1
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN105493286B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 熊啟華;曹強;張俊
• 申請（專利權）人: 南洋理工大學
• 主分類號: H01L27/28
• 分類號: H01L27/28;H01L51/00;B82B1/00;B82B3/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黎艷;劉培培

本發明涉及包含超材料表面增強拉曼散射(MetaSERS)傳感器的邏輯門，包括：(a)在560nm至2200nm之間的波長范圍工作的開口環形諧振器形式的字母形超材料；和(b)富含鳥嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)的寡核苷酸，所述寡核苷酸能夠在鉀離子(K⁺)的存在下折疊為G?四聯體結構，并在Hg²⁺的存在下形成T?Hg²⁺?T發夾復合體，所述發夾復合體能夠抑制或破壞在K⁺的存在下形成的所述G?四聯體結構。本發明還涉及操作和使用所述邏輯門的方法。

相關申請交叉引用

本申請引用并要求2013年6月10日向美國專利商標局提交的名稱為“TailoringPlasmonic Metamaterials for High Fidelity Molecular Logic and UltrasensitiveSensing”且系列號為61/833130的申請的優先權。所述2013年6月10日提交的申請的內容，在此以引用方式全文并入本申請并用于一切用途。

技術領域

本發明涉及一種基于超材料SERS傳感器的DNA邏輯門和操作及使用所述邏輯門的方法。

背景技術

DNA邏輯門從由Adleman(Adleman,Science 266,1021-1024(1994))于1994年首次推出開始，就被認為是計算技術的未來，其小尺寸明顯優于傳統的自上而下的半導體技術。由于DNA的獨特性質，例如自組裝、特異識別和外部刺激(例如金屬離子、蛋白)下的構象調制(Elbaz,J.,et al.Nat.Nanotechnol.5,417-422(2010))，DNA邏輯門還在生命科學中具有智能感應和診斷平臺的重要應用。由此發展，已經在不同納米級載體上，例如在石墨和石墨烯氧化物(Wang,L.,et al.ACS Nano 6,6659-6666(2012))、固態nm通道(Jiang,Y.,Liu,N.,Guo,W.,Xia,F.&Jiang,L.J.Am.Chem.Soc.134,15395-15401(2012))、量子點(Freeman,R.,Finder,T.&Willner,I.Angew.Chem.Int.Ed.48,7818-7821(2009))和黃金nm圓盤陣列(Witlicki,E.H.,et al.J.Am.Chem.Soc.133,7288-7291(2011))上，設計出了基于DNA的系統(例如，DNA核酶(Bi,S.,Yan,Y.,Hao,S.&Zhang,S.Angew.Chem.Int.Ed.49,4438-4442(2010))、分子信標(Park,K.S.,Seo,M.W.,Jung,C.,Lee,J.Y.&Park,H.G.Small 8,2203-2212(2012))、富含鳥嘌呤的寡核苷酸(G-四聯體)(Li,T.,Wang,E.&Dong,S.J.Am.Chem.Soc.131,15082(2009))，適體(Liu,X.,Aizen,R.,Freeman,R.,Yehezkeli,O.&Willner,I.ACS Nano 6,3553-3563(2012))，并用于各種邏輯門操作和生物傳感應用程序。所述DNA邏輯操作大多依賴于熒光和酶級聯反應，以產生“開(ON)”或“關(OFF)”輸出信號，其中涉及復雜的處理和分析程序，從而限制了復雜邏輯器件的性能和應用。此外，要實現無標記且可切換的DNA邏輯門為基礎的生物傳感平臺，令其能夠有選擇地響應極低濃度的化學和生物刺激，仍然是非常具有挑戰性的。