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생체고분자가 꼬임이나 겹쳐짐 없이 지나갈 수 있는 폭과 높이를 가진 적어도 하나 이상의 나노채널;상기 각각의 나노채널을 수직으로 가로질러 상기 나노채널의 어느 일면 위에 배치되고, 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;상기 각각의 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 포함하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 나노채널의 폭 또는 높이 중 적어도 어느 하나가 입구측에서 하류를 따라 연속적 또는 단계적으로 감소하여 상기 생체고분자가 꼬임이나 겹쳐짐 없이 지나갈 수 있는 일정한 폭과 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 나노채널의 내면 중 적어도 일부분이 유전막으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 제어전극은 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 티타늄, 니켈, 코발트를 포함하는 도체로 이루어지고, 상기 나노채널의 상부나 하부 또는 기판의 하부에 배치되어 소정의 전압이 가해지거나 또는 접지되거나 부유(floating)되는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 제어전극은 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브를 포함하여 상기 생체고분자를 구성하는 단위분자들과 상호작용이 가능한 물질로 이루어지고, 상기 나노채널의 상부나 하부 또는 기판의 하부에 배치되어 소정의 전압이 가해지거나 또는 접지되거나 부유(floating)되는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 탐침전극은 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 티타늄, 니켈, 코발트, 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브를 포함하는 도체 또는 반도체로 형성된 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 탐침전극 및 제어전극은 단층전극 또는 다층전극으로 이루어지고, 상기 단층전극의 하부 또는 상기 다층전극의 상하층의 적어도 일부분이 유전막으로 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) 또는 고주파 양자점접합(RF-QPC) 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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제1항에 있어서,상기 측정소자는 확장게이트를 통해 상기 탐침전극과 전기적으로 연결되고, 상기 측정소자는 상기 나노채널의 분위기 온도보다 낮은 분위기 온도에 놓여 있는 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, 이들 탐침전극들이 각각 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 혹은 하부에 다수개의 탐침전극들이 나노채널의 길이방향을 따라서 각각 열을 이루어 배치되고, 이들 탐침전극들이 각각 서로 다른 측정소자에 연결된 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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13
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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제11항, 제12항 또는 제13항에 있어서,상기 나노채널의 길이 범위 안에 적어도 4 개 이상의 탐침전극들을 형성시키고, 이들 각각의 탐침전극이 채널을 통과하는 상기 단위구성분자들과 개별적으로 특별한 화학 결합할 수 있는 상보적 분자(complementary molecule)로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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나노채널 내부에 위치한 생체고분자가 전기영동 또는 유체의 압력차에 의해 이동하는 단계;상기 나노채널의 상부나 하부, 혹은 나노채널이 형성되어있는 기판 하부에 형성된 제어전극에 전압을 가하거나 또는 접지에 연결하거나 부유(floating)시켜 상기 생체고분자를 구성하는 단위분자들의 방향을 일정하게 정렬토록하고 이동속도를 제어하는 단계;상기 생체고분자를 구성하는 단위분자의 전기쌍극자에 의해 탐침전극의 전하분포변화가 유도되는 단계; 및상기 탐침전극의 전하분포변화가 측정소자에 전해져 상기 단위분자의 정체를 파악하는 단계;를 포함하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석방법
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나노채널 내부에 위치한 생체고분자가 전기영동 또는 유체의 압력차에 의해 이동하는 단계;상기 나노채널의 상부나 하부, 혹은 나노채널이 형성되어있는 기판 하부에 형성된 제어전극에 전압을 가하거나 또는 접지에 연결하거나 부유(floating)시켜 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 나노채널을 이용한 분자서열 분석방법
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나노채널 내부에 위치한 생체고분자가 전기영동 또는 유체의 압력차에 의해 이동하는 단계;상기 나노채널의 상부나 하부, 혹은 나노채널이 형성되어있는 기판 하부에 형성된 제어전극에 전압을 가하거나 또는 접지에 연결하거나 부유(floating)시켜 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 나노채널을 이용한 분자서열 분석방법
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제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서,상기 하나의 나노채널의 길이 범위 내에 상기 동일한 구성의 탐침전극 또는 탐침전극쌍을 다수 개 형성함으로써 하나의 생체고분자를 1회 이동시키는 동안 채널을 통과한 단위분자서열을 한 번에 독립적으로 다수 회 해독하여 신뢰도를 높이면서 분석에 소요되는 시간을 단축시키는 것을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석방법
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제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서,상기 나노채널의 길이 범위 안에 적어도 4개 이상의 동일한 구성의 상기 탐침전극(또는 탐침전극쌍)을 형성시키고, 이들 탐침전극(또는 탐침전극쌍)들 각각에 채널을 통과하는 상기 단위분자들과 특별히 화학적으로 결합할 수 있는 상보적 분자(complementary molecules) 들을 코팅시켜 단위분자와의 상호작용을 크게 함으로서 감지효율을 극대화 시킬 수 있게 할 수 있음을 특징으로 하는 나노채널을 이용한 분자서열 분석시스템
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