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생체고분자가 지나갈 수 있는 폭과 높이를 갖는 채널이 형성된 나노채널;각각의 상기 나노채널의 상부나 하부에 배치되고, 접지되어, 상기 나노채널로 유입되는 상기 생체고분자를 구성하는 단위분자들의 전기적 또는 화학적 성질에 대응하여 상기 단위분자들의 방향을 동일하게 정렬하며 이동속도를 제어할 수 있는 적어도 하나 이상의 제어전극;각각의 상기 나노채널의 길이방향에 수직인 방향을 따라 상기 나노채널의 어느 일면에 인접하여 전극의 일단 또는 일면이 배치되고, 상기 나노채널을 통과하는 생체고분자를 구성하는 서로 다른 단위분자의 전기쌍극자로 유도된 전하분포의 차이 또는 단위분자 고유 에너지 궤도의 차이에 따른 전류의 변화를 감지하는 적어도 하나 이상의 탐침전극; 및상기 각각의 탐침전극을 통해 감지된 상기 단위분자의 전기쌍극자로 유도되는 전하분포 차이 또는 단위분자 고유 에너지 궤도 차이에 따른 전류 변화량의 절대값 또는 상대값을 측정하는 측정소자;를 포함하고,상기 나노채널의 폭 또는 높이 중 적어도 어느 하나가 입구측에서 하류를 따라 연속적 또는 단계적으로 감소하여 상기 생체고분자가 지나갈 수 있는 일정한 폭과 높이를 가지며,상기 나노채널의 내면 중 적어도 일부분이 유전막으로 코팅되어 있고,상기 제어전극은, 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 티타늄, 니켈 및 코발트 중적어도 어느 하나와, 그래핀, 그래파이트 및 탄소나노튜브 중 적어도 어느 하나를 포함하여 상기 생체고분자를 구성하는 단위분자들과 상호작용이 가능한 물질로 이루어지고, 상기 나노채널의 상부나 하부 또는 기판의 하부에 배치되어 접지되며,상기 탐침전극은 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 티타늄, 니켈, 코발트, 그래핀, 그래파이트 및 탄소나노튜브 중 어느 하나를 포함하는 도체 또는 반도체로 형성되며,상기 탐침전극 및 제어전극은 단층전극 또는 다층전극으로 이루어지고, 상기 단층전극의 하부 또는 상기 다층전극의 상하층의 적어도 일부분이 유전막으로 코팅되어 있고, 상기 나노채널의 길이 범위 안에 적어도 4 개 이상의 탐침전극들을 형성시키고, 각각의 탐침전극은 채널을 통과하는 상기 단위구성분자들과 개별적으로 화학 결합할 수 있는 상보적 분자(complementary molecule)로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 측정소자는 전계효과트랜지스터(FET), 연산증폭기(operational amplifier), 단전자 트랜지스터(SET), 고주파 단전자 트랜지스터(RF-SET), 양자점접합(QPC) 및 고주파 양자점접합(RF-QPC) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 측정소자는 확장게이트를 통해 상기 탐침전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 나노채널이 형성된 기판에 상기 측정소자가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서, 상기 나노채널의 개방된 상부에 형성된 제어전극에 뒤이어 채널 상부에 다수개의 탐침전극들이 나노채널의 길이방향을 따라서 각각 열을 이루어 형성되고, 탐침전극들 각각은 서로 다른 측정소자에 연결된 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서, 상기 나노채널의 개방된 상부에 형성된 제어전극과 함께 나노채널을 수직으로 절단하는 측면 또는 하부에 다수개의 탐침전극들이 나노채널의 길이방향을 따라서 각각 열을 이루어 배치되고, 탐침전극들 각각은 서로 다른 측정소자에 연결된 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 나노채널의 개방된 상부에 형성된 제어전극과 함께 채널내부의 서로 마주보는 두 개의 측면 각각에 하나씩 위치하여 서로 대향하는 두 개의 탐침전극으로 이루어진 탐침전극쌍 (probe electrode pair)을 다수 개 배치하고, 이들 다수 개의 탐침전극쌍들이 각각 서로 다른 측정소자에 연결된 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제 1항의 분자서열 분석시스템을 이용한 분자서열 분석방법에 있어서,나노채널 내부에 위치한 생체고분자가 전기영동 또는 유체의 압력차에 의해 이동하는 단계;상기 나노채널의 상부나 하부, 혹은 나노채널이 형성되어있는 기판 하부에 형성된 제어전극을 접지에 연결시켜 상기 생체고분자를 구성하는 단위분자들의 방향을 일정하게 정렬토록하고 이동속도를 제어하는 단계;상기 생체고분자를 구성하는 단위분자의 전기쌍극자에 의해 탐침전극의 전하분포변화가 유도되는 단계; 및측정소자가 상기 탐침전극의 전하분포변화를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석방법
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제 1항의 분자서열 분석시스템을 이용한 분자서열 분석방법에 있어서,나노채널 내부에 위치한 생체고분자가 전기영동 또는 유체의 압력차에 의해 이동하는 단계;상기 나노채널의 상부나 하부, 혹은 나노채널이 형성되어있는 기판 하부에 형성된 제어전극에 접지를 연결시켜 상기 생체고분자를 구성하는 단위분자의 방향을 일정하게 정렬토록하고 이동속도를 제어하는 단계;상기 나노채널의 서로 마주보는 두 개의 측면 각각에 하나씩 위치하여 서로 대향하는 두 개의 탐침전극으로 이루어진 탐침전극쌍(probe electrode pair)을 통해 상기 단위분자의 고유 에너지 준위를 터널링하는 단계; 및 상기 탐침전극쌍과 연결된 측정소자가 상기 터널링 전류 변화를 감지하여 상기 단위분자의 정체를 파악하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석방법
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제 1항의 분자서열 분석시스템을 이용한 분자서열 분석방법에 있어서,나노채널 내부에 위치한 생체고분자가 전기영동 또는 유체의 압력차에 의해 이동하는 단계;상기 나노채널의 상부나 하부, 혹은 나노채널이 형성되어있는 기판 하부에 형성된 제어전극을 접지에 연결시켜 상기 생체고분자를 구성하는 단위분자의 방향을 일정하게 정렬토록하고 이동속도를 제어하는 단계;상기 나노채널의 개방된 상부에 배치된 단층 탐침전극 또는 다층 탐침전극의 하층전극과 상기 단위분자가 상호작용하는 단계; 및상기 단층 탐침전극 또는 다층 탐침전극의 하층전극과 연결된 측정소자가 상기 단층 탐침전극의 전류 변화 또는 상기 다층 탐침전극의 상층전극에 가해지는 전압의 변화에 따른 하층전극의 전류 변화를 감지하여 상기 단위분자의 종류를 파악하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석방법
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