ES2324142B1 - METHOD FOR DEFINING AND MANUFACTURING CHEMICAL NANOMETRIC SURFACE MOTIVES REAGENTS THROUGH WHITE GASEOUS LITHOGRAPHY, REASONS AND DEVICES AS GOT AND THEIR APPLICATIONS. - Google Patents

Abstract

Método para definir y fabricar motivos superficiales nanométricos químico reactivos mediante litografía blanda en fase gaseosa, motivos y dispositivos así obtenidos y sus aplicaciones.Method to define and manufacture motifs Surface nanometric chemical reagents by lithography soft gas phase, motifs and devices thus obtained and their Applications.

El método propuesto en esta patente de invención permite definir y fabricar sobre obleas de silicio monocristalino u otro material semiconductor o superficie sólida, un motivo químico reactivo previamente proyectado o una serie de ellos, preferentemente una molécula de silano como el MPTMS y APTMS con un grupo tiol y amino funcional expuesto, respectivamente. Estos soportes funcionalizados a nivel nanométrico pueden ser utilizados para la fabricación de dispositivos microelectrónicos o biotecnológicos como, por ejemplo, un microarray o microchip de DNA o PNA.The method proposed in this invention patent allows to define and manufacture on monocrystalline silicon wafers or other semiconductor material or solid surface, a chemical motif previously projected reagent or a series of them, preferably a silane molecule such as MPTMS and APTMS with a thiol group and amino functional exposed, respectively. These functionalized supports at the nanometric level can be used for the manufacture of microelectronic devices or biotechnology such as a microarray or DNA microchip or PNA.

Description

Método para definir y fabricar motivos superficiales nanométricos químico reactivos mediante litografía blanda en fase gaseosa, motivos y dispositivos así obtenidos y sus aplicaciones.Method to define and manufacture motifs Surface nanometric chemical reagents by lithography soft gas phase, motifs and devices thus obtained and their Applications.

Sector de la técnicaTechnical sector

La presente invención pertenece al dominio de la nanotecnología, más concretamente, a la definición y preparación de superficies estructuradas en el rango del nanómetro con el objetivo de ser aplicables en electrónica y en biotecnología. En este último aspecto, y de forma más concreta la invención se relaciona, en general, con un procedimiento de obtención y aplicaciones de un biosensor basado en la inmovilización de moléculas biológicas (por ejemplo, ADN y PNA) sobre superficies, pudiéndose ser aplicado en la detección y caracterización de moléculas de ácidos nucleicos (DNA o RNA) de interés biotecnológico, biosanitario humano o veterinario, medioambiental, agrario o alimentario.The present invention belongs to the domain of the nanotechnology, more specifically, to the definition and preparation of structured surfaces in the nanometer range with the objective if applicable in electronics and biotechnology. In this last aspect, and more specifically the invention relates, in general, with a procedure for obtaining and applying a biosensor based on the immobilization of biological molecules (by example, DNA and PNA) on surfaces, and can be applied in the detection and characterization of nucleic acid molecules (DNA or RNA) of biotechnological, human biosanitary interest or veterinary, environmental, agricultural or food.

Estado de la técnicaState of the art

Los procedimientos industriales para reproducir un motivo (layout) en la microelectrónica de estado sólido, fabricación de circuitos integrados y CMOS, constituyen un cuerpo tecnológico denominado litografía. La demanda de nuevos dispositivos cada uno de ellos con un grado de integración más alto implica la elaboración de métodos y aparatos nuevos que tratan de sobreponerse a los límites físicos de las técnicas clásicas. En este sentido, la formación de motivos superficiales de silanos ha sido propuesta como una herramienta versátil para el nanoestructurado de substratos de silicio [S. Onclin, B. J. Ravoo, D. N. Reinhoudt, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 6282-6304] en el rango del nanómetro. Los organoalkoxisilanos combinan la capacidad de enlace covalente a superficies oxidadas de silicio con una amplia variedad de funcionalidades para posteriores uniones químicas. Estas capacidades hacen de los motivos de silano una excelente plataforma para procesos sintéticos basados en autoensamblado, como por ejemplo en la fabricación de matrices de nanohilos [M. Geissler, H. Wolf, R. Stutz, E. Delamarche, U.-W. Grummt, B. Michel,
A. Bietsch, Langmuir 2003, 19, 6301-6311] y biomoléculas [K.-B. Lee, S.-J. Park, C. A. Mirkin, J. C. Smith, M.
Mrksich, Science 2002, 295, 1702-1705]. La técnica del Dip-pen nanolithography [A. Ivanisevic, C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7887-7889; H. Jung, R. Kulkarni, C. P. Collier, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12096-12097; S. E. Kooi, L. A. Baker, P. E. Sheehan, L. J. Whitman, Adv. Mater. 2004, 16, 1013-1016; D. J. Pena, M. P. Raphael, J. M. Byers, Langmuir 2003, 19, 9028-9032] y micro-contact printing [B. D. Gates, Q. Xu, M. Stewart, D. Ryan, C. G. Willson, G. M. Whitesides, Chem. Rev. 2005, 105, 1171-1196; Y. Xia, G. M. Whitesides, Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 550-575; Y. Xia, G. M. Whitesides, Annu. Rev. Mater. Sci. 1998, 28, 153-184; A. Kumar, G. M. Whitesides, Appl. Phys. Lett. 1993, 63, 2002-2004; D. Wang, S. G. Thomas, K. L. Wang, Y. Xia, G. M. Whitesides, Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 1593-1595; T. Pompe, A. Fery, S. Herminghaus, Langmuir 1999, 15, 2398-2401 han sido propuestas como metodologías adecuadas para la formación directa de motivos químicos. En estas técnicas, una punta de AFM o un sello elastomérico se mojan con una solución que contiene las moléculas de interés y se ponen en contacto con el substrato receptor, donde estas reaccionan con la superficie en las áreas de contacto. A pesar de su gran atractivo, su uso se ha restringido a la formación de motivos en substratos de oro, formando capas autoensambladas de alkanetioles. La mayor desventaja de estas técnicas para la formación de nanomotivos de silano esta relacionada con el uso de procesos húmedos para el anclaje de las moléculas. Bajo estas condiciones, los silanos tienden a reaccionar con ellos mismos formando oligómeros y multicapas tanto en la superficie donadora como en la superficie receptora. De esta manera, el proceso de formación de los motivos es menos fiable y produce motivos poco uniformes que contienen agregados. Estas técnicas han conseguido producir motivos con dimensiones mínimas de 30 nm.The industrial procedures to reproduce a motif (layout) in solid state microelectronics, manufacturing of integrated circuits and CMOS, constitute a technological body called lithography. The demand for new devices each with a higher degree of integration implies the development of new methods and devices that try to overcome the physical limits of classical techniques. In this sense, the formation of silane surface motifs has been proposed as a versatile tool for the nanostructuring of silicon substrates [S. Onclin, BJ Ravoo, DN Reinhoudt, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 6282-6304] in the nanometer range. Organoalkoxysilanes combine the ability to covalently bond to oxidized silicon surfaces with a wide variety of functionalities for subsequent chemical bonds. These capabilities make silane motifs an excellent platform for synthetic processes based on self-assembly, such as in the manufacture of nanowire matrices [M. Geissler, H. Wolf, R. Stutz, E. Delamarche, U.-W. Grummt, B. Michel,
A. Bietsch, Langmuir 2003, 19, 6301-6311] and biomolecules [K.-B. Lee, S.-J. Park, CA Mirkin, JC Smith, M.
Mrksich, Science 2002, 295, 1702-1705]. The technique of Dip-pen nanolithography [A. Ivanisevic, CA Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7887-7889; H. Jung, R. Kulkarni, CP Collier, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12096-12097; HE Kooi, LA Baker, PE Sheehan, LJ Whitman, Adv. Mater. 2004, 16, 1013-1016; DJ Pena, MP Raphael, JM Byers, Langmuir 2003, 19, 9028-9032] and micro-contact printing [BD Gates, Q. Xu, M. Stewart, D. Ryan, CG Willson, GM Whitesides, Chem. Rev. 2005 , 105, 1171-1196; Y. Xia, GM Whitesides, Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 550-575; Y. Xia, GM Whitesides, Annu. Rev. Mater. Sci. 1998, 28, 153-184; A. Kumar, GM Whitesides, Appl. Phys. Lett. 1993, 63, 2002-2004; D. Wang, SG Thomas, KL Wang, Y. Xia, GM Whitesides, Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 1593-1595; T. Pompe, A. Fery, S. Herminghaus, Langmuir 1999, 15, 2398-2401 have been proposed as appropriate methodologies for the direct formation of chemical motifs. In these techniques, an AFM tip or an elastomeric seal is wetted with a solution containing the molecules of interest and placed in contact with the receiving substrate, where they react with the surface in the contact areas. Despite its great attractiveness, its use has been restricted to the formation of motifs in gold substrates, forming self-assembled layers of alkanetioles. The major disadvantage of these techniques for the formation of nanomotives of silane is related to the use of wet processes for anchoring the molecules. Under these conditions, silanes tend to react with themselves forming oligomers and multilayers on both the donor surface and the recipient surface. In this way, the process of forming the motifs is less reliable and produces uneven motifs that contain aggregates. These techniques have managed to produce motifs with minimum dimensions of 30 nm.

Por otro lado, en el ámbito de la biotecnología ha supuesto un avance importante el desarrollo reciente de la tecnología de microarrays de distintos elementos biológicos -DNA, PNA (ácidos nucleicos peptídicos), anticuerpos, enzimas, proteínas, entre otras-, también llamados chips o microchips, según la cual miles de sondas moleculares se pueden fijar covalentemente a un soporte sólido (vidrio, nitrocelulosa, nylon etc.). Mediante estos microarrays se pueden realizar por ejemplo experimentos de expresión génica, estudios de polimorfismos de nucleótidos (SNPs), minisecuenciación y tipado de microorganismos.On the other hand, in the field of biotechnology the recent development of the microarray technology of different biological elements -DNA, PNA (peptide nucleic acids), antibodies, enzymes, proteins, among others-, also called chips or microchips, according to which thousands of molecular probes can be covalently attached to a solid support (glass, nitrocellulose, nylon etc.). Through these microarrays can be performed for example experiments of gene expression, nucleotide polymorphism studies (SNPs), mini-sequencing and typing of microorganisms.

Diferentes tecnologías han sido aplicadas para la fabricación de estos microarrays. Sin embargo estas adolecen de limitaciones muy importantes como son la resolución de los mismos (que impide obtener arrays de muy alta densidad-nanoarrays) y el número de puntos de reconocimiento que pueden ser fabricados simultáneamente.Different technologies have been applied to The manufacture of these microarrays. However, they suffer from very important limitations such as their resolution (which prevents getting very high arrays density-nanoarray) and the number of points of Recognition that can be manufactured simultaneously.

La presente invención trata de resolver estos problemas mediante un proceso de litografía blanda (término empleado habitual en la bibliografía para designar los métodos basados en compuestos elastómeros) en fase gaseosa.The present invention tries to solve these problems through a soft lithography process (term habitual employee in the bibliography to designate the methods based on elastomeric compounds) in the gas phase.

Descripción de la invenciónDescription of the invention Descripción brevebrief description

Un objeto de la invención lo constituye un procedimiento para definir y fabricar un substrato plano de silicio u otro material silanizable con un motivo superficial nanométrico químico reactivo, o una serie de ellos, en adelante proceso de fabricación de un nanoestructurado de la invención, basado en una técnica de litografía blanda en fase gaseosa y que comprende las siguientes etapas (Figura 1):An object of the invention is constituted by a procedure to define and manufacture a flat silicon substrate or other silanizable material with a nanometric surface motif reactive chemical, or a series of them, hereinafter process of manufacture of a nanostructured of the invention, based on a soft lithography technique in gas phase and comprising the following stages (Figure 1):

a) Preparación del master o patrón con un motivo mediante adsorción de nanotubos de carbono con diámetro en el rango del manómetro sobre una superficie plana de silicio, u otro material silanizable, oxidada, preferentemente nanotubos menores de 10 nm,a) Preparation of the master or employer with a motive  by adsorption of carbon nanotubes with diameter in the Manometer range on a flat silicon surface, or other silanizable, oxidized material, preferably nanotubes smaller than 10 nm,

b) preparación para el proceso de moldeado de la mezcla de, preferentemente prepolímeros de Polydimetilsiloxano (PDMS) con el agente de curado, eliminación de las burbujas de su interior, preferentemente mediante tratamiento al vacío, su adición sobre el master o patrón de a), donde adopta la forma de los motivos originales en relieve y su curación con un tratamiento térmico,b) preparation for the molding process of the mixture of, preferably Polydimethylsiloxane prepolymers (PDMS) with curing agent, removing bubbles from your interior, preferably by vacuum treatment, its addition on the master or pattern of a), where it takes the form of Original motifs in relief and healing with a treatment thermal,

c) una vez curado, el molde de PDMS (4) resultante se extrae o separa del patrón y se coloca en una atmósfera saturada de las moléculas de silano de interés (6) y donde estas moléculas volátiles de silano difunden y se insertan en la matriz de PDMS gracias a su permeabilidad a los gases de la atmósfera a la cual se somete,c) once cured, the PDMS mold (4) resulting is extracted or separated from the pattern and placed in a saturated atmosphere of the silane molecules of interest (6) and where these volatile silane molecules diffuse and are inserted into  the PDMS matrix thanks to its gas permeability of the atmosphere to which it is subjected,

d) transferencia de los motivos al substrato, mediante el depósito o adhesión del molde cargado de c) sobre el substrato receptor, que provoca la formación en éste de cavidades (8) con la forma y dimensiones de los motivos originales del patrón (el gas contenido en el seno del PDMS difunde hacia estas cavidades y reacciona con la superficie expuesta del substrato receptor), y, finalmente,d) transfer of the motives to the substrate, by depositing or adhesion of the loaded mold of c) on the receiving substrate, which causes the formation of cavities in it (8) with the shape and dimensions of the pattern's original motifs (The gas contained within the PDMS diffuses into these cavities and reacts with the exposed surface of the receiving substrate), and, Finally,

e) retirada del molde del substrato receptor, el cual se lava, preferentemente, en agua desionizada y se seca con nitrógeno, obteniéndose una superficie réplica con los motivos químicos reactivos de silano grabados (9).e) removal of the mold from the receiving substrate, the which is preferably washed in deionized water and dried with nitrogen, obtaining a replica surface with the motives etched reactive silane chemicals (9).

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Un aspecto particular de la invención lo constituye el procedimiento de la invención en el que la molécula de silano de c) utilizada pertenece, a título ilustrativo y sin que limite la invención, al siguiente grupo: MPTMS y APTMS.A particular aspect of the invention is constitutes the process of the invention in which the molecule of c) silane used belongs, by way of illustration and without  limit the invention to the following group: MPTMS and APTMS.

Otro aspecto de la invención lo constituye un substrato plano de silicio u otro material silanizable con un motivo superficial nanométrico químico reactivo, en adelante sustrato de la invención, fabricado según el procedimiento de la invención.Another aspect of the invention is constituted by a flat substrate of silicon or other silanizable material with a reactive chemical nanometric surface motive, hereinafter substrate of the invention, manufactured according to the method of the invention.

Otro aspecto particular de la invención lo constituye un sustrato de la invención en el que el motivo químico reactivo comprende un APTMS con grupo amino expuesto.Another particular aspect of the invention is It constitutes a substrate of the invention in which the chemical motif Reagent comprises an APTMS with exposed amino group.

Otro aspecto particular de la invención lo constituye un sustrato de la invención en el que el motivo químico reactivo comprende un MPTMS con un grupo tiol expuesto.Another particular aspect of the invention is It constitutes a substrate of the invention in which the chemical motif Reagent comprises an MPTMS with an exposed thiol group.

Finalmente, otro aspecto de la invención lo constituye un dispositivo microelectrónico o biotecnológico que comprende el sustrato de la invención, a título ilustrativo y sin que limite el alcance de la invención, al siguiente grupo: microarray o microchip de DNA o PNA.Finally, another aspect of the invention is it constitutes a microelectronic or biotechnological device that comprises the substrate of the invention, by way of illustration and without that limits the scope of the invention, to the following group: microarray or microchip of DNA or PNA.

Descripción detalladaDetailed description

La presente invención se basa en que los inventores han observado que es posible obtener motivos, definidos previamente, químico reactivos nanoestructurados de silanos sobre una superficie de un sustrato con dimensiones nanométricas, menores de 10 nm mediante un procedimiento de litografía blanda, en la fase gaseosa, donde sorprendentemente se ha sido capaz de inducir una difusión controlada de ciertos contenidos gaseosos, en el interior de un compuesto elastómero (como el PDMS), hacia las cavidades del molde y su posterior reacción con la superficie expuesta del sustrato receptor (ver etapa d)). Actualmente, la limitación en la reproducción de motivos con moldes de PDMS es inferior a 1 nm.The present invention is based on the fact that inventors have observed that it is possible to obtain motifs, defined previously, chemical nanostructured silane reagents on a surface of a substrate with smaller nanometric dimensions 10 nm by a soft lithography procedure, in the phase soda, where surprisingly it has been able to induce a controlled diffusion of certain gaseous contents, inside of an elastomer compound (such as PDMS), into the cavities of the mold and its subsequent reaction with the exposed surface of the receiving substrate (see stage d)). Currently, the limitation on the Pattern reproduction with PDMS molds is less than 1 nm.

Para caracterizar tanto el master como el resultado satisfactorio del proceso litográfico se utilizó AM-AFM (Amplitude Modulation Atomic Force Microscope) [R. Garcia, R. Perez, Surf. Sci. Rep. 2002, 47, 197-301] pudiéndose comprobar que el ancho de los motivos químicos obtenidos es nanométrico. (Ejemplo 1). Por otro lado, la presencia y reactividad química de los grupos amino en los motivos con APTMS se demostró con la adsorción de oligonucleótidos sobre los mismos (Ejemplo 2).To characterize both the master and the satisfactory result of the lithographic process was used AM-AFM (Amplitude Modulation Atomic Force Microscope) [R. Garcia, R. Perez, Surf. Sci. Rep. 2002, 47, 197-301] being able to verify that the width of the Chemical motives obtained is nanometric. (Example 1). For another side, the presence and chemical reactivity of the amino groups in the APTMS motifs were demonstrated with oligonucleotide adsorption on them (Example 2).

Las ventajas del procedimiento propuesto en comparación con otras técnicas basadas en métodos anteriores de impresión son:The advantages of the proposed procedure in comparison with other techniques based on previous methods of Print are:

1) one)

El anclaje de las moléculas ocurre en una cavidad bien delimitada, y por lo tanto se evita que estas se desplacen fuera de los motivos.The anchoring of the molecules occurs in a cavity well defined, and therefore prevents them from moving off the grounds.

2) 2)

En la metodología propuesta la presión y el tiempo de aplicación del molde no son críticos.In the proposed methodology, pressure and time Mold application are not critical.

3) 3)

Por el hecho de ocurrir las reacciones de anclaje de los silanos a la superficie en fase gaseosa, se evita la formación de aglomerados y se obtienen motivos con monocapas de moléculas.Due to the fact that the anchoring reactions of silanes to the gas phase surface, formation is prevented of agglomerates and motifs are obtained with monolayers of molecules

En definitiva, el procedimiento propuesto tiene la capacidad de producir motivos químicos con dimensiones menores de 10 nm., ya que la limitación en la reproducción de motivos con moldes de PDMS es inferior a 1 nm. Estas dimensiones se podrían conseguir con técnicas indirectas como las llamadas "electron beam lithography", "field-induced oxidation" o "scanning probe anodization" [a) A. Pallandre, K. Glinel, A. M. Jonas, B. Nysten, Nano Letters 2004, 4, 365-371; b) A. Inoue, T. Ishida, N. Choi, W. Mizutani, H. Tokumoto, Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 1976-1978; c) H. Sugimura, N. Nakagiri, N. Ichinose, Appl. Phys. Lett. 1995, 66, 3686-3688] pero son mucho más complejas y lentas. En conclusión, el procedimiento propuesto combina las ventajas de una alta resolución con la capacidad de producción rápida de grandes áreas nanoestructuradas y con una simplicidad a un muy bajo coste.In short, the proposed procedure has the ability to produce chemical motifs with smaller dimensions 10 nm., since the limitation in the reproduction of motifs with PDMS molds is less than 1 nm. These dimensions could be get with indirect techniques such as the so-called "electron beam lithography "," field-induced oxidation "or" scanning probe anodization "[a) A. Pallandre, K. Glinel, A. M. Jonas, B. Nysten, Nano Letters 2004, 4, 365-371; b) A. Inoue, T. Ishida, N. Choi, W. Mizutani, H. Tokumoto, Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 1976-1978; c) H. Sugimura, N. Nakagiri, N. Ichinose, Appl. Phys. Lett. 1995, 66, 3686-3688] but they are much more complex and slow. In conclusion, the proposed procedure combines the advantages of a high resolution with the rapid production capacity of large areas Nanostructured and with a simplicity at a very low cost.

Por lo tanto, un objeto de la invención lo constituye un procedimiento para definir y fabricar un substrato plano de silicio u otro material silanizable con un motivo superficial nanométrico químico reactivo, o una serie de ellos, en adelante proceso de fabricación de un nanoestructurado de la invención, basado en una técnica de litografía blanda en fase gaseosa y que comprende las siguientes etapas (Figura 1):Therefore, an object of the invention is it constitutes a procedure to define and manufacture a substrate flat silicon or other silanizable material with a motif surface nanometric chemical reagent, or a series of them, in Further process of manufacturing a nanostructured of the invention, based on a soft phase lithography technique gas and comprising the following stages (Figure 1):

a) Preparación del master o patrón con un motivo mediante adsorción de nanotubos de carbono con diámetro en el rango del manómetro sobre una superficie plana de silicio, u otro material silanizable, oxidada, preferentemente nanotubos de menores de 10 nm,a) Preparation of the master or employer with a motive  by adsorption of carbon nanotubes with diameter in the Manometer range on a flat silicon surface, or other silanizable, oxidized material, preferably smaller nanotubes 10 nm,

b) preparación para el proceso de moldeado de la mezcla de, preferentemente prepolimeros de Polydimetilsiloxano (PDMS) con el agente de curado, eliminación de las burbujas de su interior, preferentemente mediante tratamiento al vacío, su adición sobre el master o patrón de a), donde adopta la forma de los motivos originales en relieve y su curación con un tratamiento térmico,b) preparation for the molding process of the mixture of, preferably prepolymers of Polydimethylsiloxane (PDMS) with curing agent, removing bubbles from your interior, preferably by vacuum treatment, its addition on the master or pattern of a), where it takes the form of Original motifs in relief and healing with a treatment thermal,

c) una vez curado, el molde de PDMS (4) resultante se extrae o separa del patrón y se coloca en una atmósfera saturada de las moléculas de silano de interés (6) y donde estas moléculas volátiles de silano difunden y se insertan en la matriz de PDMS gracias a su permeabilidad a los gases de la atmósfera a la cual se somete,c) once cured, the PDMS mold (4) resulting is extracted or separated from the pattern and placed in a saturated atmosphere of the silane molecules of interest (6) and where these volatile silane molecules diffuse and are inserted into  the PDMS matrix thanks to its gas permeability of the atmosphere to which it is subjected,

d) transferencia de los motivos al substrato, mediante el depósito o adhesión del molde cargado de c) sobre el substrato receptor, que provoca la formación en éste de cavidades (8) con la forma y dimensiones de los motivos originales del patrón (el gas contenido en el seno del PDMS difunde hacia estas cavidades y reacciona con la superficie expuesta del substrato receptor), y, finalmente,d) transfer of the motives to the substrate, by depositing or adhesion of the loaded mold of c) on the receiving substrate, which causes the formation of cavities in it (8) with the shape and dimensions of the pattern's original motifs (The gas contained within the PDMS diffuses into these cavities and reacts with the exposed surface of the receiving substrate), and, Finally,

e) retirada del molde del substrato receptor, el cual se lava, preferentemente, en agua desionizada y se seca con nitrógeno, obteniéndose una superficie réplica con los motivos químicos reactivos de silano grabados (9).e) removal of the mold from the receiving substrate, the which is preferably washed in deionized water and dried with nitrogen, obtaining a replica surface with the motives etched reactive silane chemicals (9).

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Tal como se utiliza en la presente invención el término "silicio u otro material silanizable"se refiere a un material con un alto contenido superficial de grupos -OH perteneciente, a título ilustrativo y sin que limite el alcance de la invención, al siguiente grupo: vidrio. Los motivos químicos reactivos sobre el substrato plano se diseñan previamente, diseño electrónico y lógico, con el objetivo que el motivo final pueda operar cómo un circuito o dispositivo nanoelectrónico o un dispositivo nanobiotecnológico, como por ejemplo un micro-array de ADN, de interés.As used in the present invention the term "silicon or other silanizable material" refers to a material with a high surface content of -OH groups belonging, by way of illustration and without limiting the scope of the invention, to the following group: glass. Chemical motives reagents on the flat substrate are previously designed, design electronic and logical, with the objective that the final reason may operate as a nanoelectronic circuit or device or a nanobiotechnological device, such as a DNA micro-array, of interest.

La preparación del master o patrón de a) se lleva a cabo mediante la adsorción de nanotubos de carbono sobre la superficie plana del sustrato, por ejemplo, una oblea de silicio donde se ha crecido una capa de oxido, con un espesor a conveniencia de la aplicación posterior. Los nanotubos de carbono tienen un diámetro en el rango del nanómetro (nm., 10^{-9} metros) y una longitud de cientos de nanómetros y pueden ser producidos por un experto en la materia u obtenidos comercialmente acorde a las necesidades de cada caso. Masteres similares han sido utilizados previamente para testar el potencial de otras técnicas de litografía basadas en molde [F. Hua, Y. Sun, A. Gaur, M. A. Meitl, L. Bilhaut, L. Rotkina, J. Wang, P. Geil, M. Shim, J. A. Rogers, A. Shim, Nano Letters 2004, 4, 2467-2471]. La adsorción de nanotubos es una manera sencilla de obtener masteres con dimensiones por debajo de los 10 nm. sin necesidad de utilizar técnicas complejas de nanoestructurado como el FIB (Focus Ion Beam) o el EBL (Electron Beam Lithography).The preparation of the master or pattern of a) is carried out by adsorption of carbon nanotubes on the  flat surface of the substrate, for example, a silicon wafer where an oxide layer has grown, with a thickness to convenience of subsequent application. Carbon nanotubes have a diameter in the nanometer range (nm., 10-9) meters) and a length of hundreds of nanometers and can be produced by an expert in the field or obtained commercially according to the needs of each case. Similar masters have been previously used to test the potential of other techniques of lithography based on mold [F. Hua, Y. Sun, A. Gaur, M. A. Meitl, L. Bilhaut, L. Rotkina, J. Wang, P. Geil, M. Shim, J. A. Rogers, A. Shim, Nano Letters 2004, 4, 2467-2471]. Adsorption of nanotubes is a simple way to obtain masters with dimensions below 10 nm. without need to use complex nanostructured techniques such as the FIB (Focus Ion Beam) or EBL (Electron Beam Lithography).

Por otro lado, la oxidación del sustrato puede llevarse a cabo por un experto fácilmente de distintas formas, por ejemplo, mediante un tratamiento térmico en un horno con atmósfera inerte que permite controlar el espesor a conveniencia.On the other hand, substrate oxidation can be carried out by an expert easily in different ways, by example, by heat treatment in an oven with atmosphere inert that allows to control the thickness at convenience.

Por otro lado, el prepolímero para el proceso de moldeado consiste en una mezcla, en la proporción debida, Polydimetilsiloxano (PDMS) con el agente de curado, por ejemplo una mezcla PDMS-Sylgard Silicone Elastomer 184 y Sylgard Curing Agent 184 (Dow Corning Corp.). Una vez curado, el molde de PDMS se arranca y se coloca en una cámara (5) con atmósfera saturada con las moléculas de interés (etapa d)). Aquí el PDMS se carga con las moléculas volátiles de silano gracias a su permeabilidad a los gases. Dentro del alcance de la presente invención, el procedimiento de la invención puede abarcar el uso de otras moléculas volátiles -distintas de los silanos- que sean capaces de difundir a través de un molde de un material polimérico de la molécula volátil al soporte y funcionalizarlo con distintos grupos químicos.On the other hand, the prepolymer for the process of  molding consists of a mixture, in the proper proportion, Polydimethylsiloxane (PDMS) with the curing agent, for example a PDMS-Sylgard Silicone Elastomer 184 mix and Sylgard Curing Agent 184 (Dow Corning Corp.). Once cured, the PDMS mold is torn off and placed in a chamber (5) with atmosphere saturated with the molecules of interest (stage d)). Here the PDMS is loaded with volatile silane molecules thanks to its gas permeability. Within the scope of this invention, the process of the invention may encompass the use of other volatile molecules - other than silanes - that are capable of diffusing through a mold of a polymeric material from the volatile molecule to the support and functionalize it with different chemical groups

Los silanos 3-mercaptopropiltrimetoxisilano (MPTMS) y 3-aminopropiltrimetoxisilano (APTMS), se han tomado como ejemplos de realizaciones particulares con el objetivo de formar motivos reactivos (Ejemplo 1 y 2). Estos silanos tienen la capacidad de unirse covalentemente a superficies de oxido de silicio. Por otra parte, tanto los grupos tiol (del MPTMS) como los grupos amino (del APTMS) que quedan expuestos al ambiente tras la unión con la superficie, son nucleofílicos y tienen una química bien conocida que los hace excelentes candidatos para subsecuentes pasos de síntesis. Además, los grupos tiol tienen una gran afinidad por los metales nobles, y los grupos amino proveen de carga positiva a la superficie y permiten la adhesión de moléculas y estructuras cargadas negativamente como el ADN (ácido desoxirribonucleico). En este mismo sentido, se podrían utilizar otros derivados de silano con el objeto de proporcionar grupos funcionales distintos del grupo amino y tiol mencionados, por ejemplo aldehido, a los soportes en función de la aplicación concreta que se desee.Silanes 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS) and 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), have been taken as examples of particular embodiments with the aim of form reactive motifs (Example 1 and 2). These silanes have the ability to covalently bond to oxide surfaces of silicon. On the other hand, both the thiol groups (of the MPTMS) and the amino groups (from APTMS) that are exposed to the environment after union with the surface, they are nucleophilic and have a chemical well known that makes them excellent candidates for subsequent Synthesis steps In addition, thiol groups have a great affinity by noble metals, and amino groups provide charge positive to the surface and allow the adhesion of molecules and negatively charged structures like DNA (acid deoxyribonucleic). In this same sense, they could be used other silane derivatives in order to provide groups functional different from the mentioned amino and thiol group, by example aldehyde, to the supports depending on the application concrete that is desired.

Un aspecto particular de la invención lo constituye el procedimiento de la invención en el que la molécula de silano de c) utilizada pertenece, a título ilustrativo y sin que limite la invención, al siguiente grupo: MPTMS y APTMS.A particular aspect of the invention is constitutes the process of the invention in which the molecule of c) silane used belongs, by way of illustration and without  limit the invention to the following group: MPTMS and APTMS.

El siguiente paso consiste en poner el molde sobre el substrato receptor, como por ejemplo una oblea de silicio oxidada. Al adherirse el PDMS al substrato receptor forma cavidades con la forma de los motivos originales del master. El gas contenido en el seno del PDMS difunde térmicamente hacia estas cavidades y reacciona con la superficie expuesta del substrato receptor, obteniéndose una superficie con los motivos reactivos de silano deseados tras retirar el molde del substrato receptor (ver ejemplo 1).The next step is to put the mold on the receiving substrate, such as a silicon wafer oxidized By adhering the PDMS to the receiving substrate it forms cavities in the form of the original motifs of the master. The contained gas within the PDMS thermally diffuses into these cavities and reacts with the exposed surface of the receiving substrate, obtaining a surface with reactive silane motifs desired after removing the mold from the receiving substrate (see example one).

Otro aspecto de la invención lo constituye un substrato plano de silicio u otro material silanizable con un motivo superficial nanométrico químico reactivo, en adelante sustrato de la invención, fabricado según el procedimiento de la invención.Another aspect of the invention is constituted by a flat substrate of silicon or other silanizable material with a reactive chemical nanometric surface motive, hereinafter substrate of the invention, manufactured according to the method of the invention.

Otro aspecto particular de la invención lo constituye un sustrato de la invención en el que el motivo químico reactivo comprende un APTMS con grupo amino expuesto.Another particular aspect of the invention is It constitutes a substrate of the invention in which the chemical motif Reagent comprises an APTMS with exposed amino group.

Otro aspecto particular de la invención lo constituye un sustrato de la invención en el que el motivo químico reactivo comprende un MPTMS con un grupo tiol expuesto.Another particular aspect of the invention is It constitutes a substrate of the invention in which the chemical motif Reagent comprises an MPTMS with an exposed thiol group.

El sustrato químico reactivo de la invención puede utilizarse en la fabricación de dispositivos electrónicos o biotecnológicos, por ejemplo microarrays de elementos biológicos (ADN, PNA, anticuerpos, enzimas, etc.), que pueden comprender otras moléculas espaciadoras además de los propios elementos biológicos, incrementando así el abanico de combinaciones de grupos funcionales y ligandos. La sutitución del grupo tiol por un ion metálico posibilita la obtención de un electrodo o contacto ohmico en nanoelectrónica.The reactive chemical substrate of the invention can be used in the manufacture of electronic devices or biotechnology, for example microarray of biological elements (DNA, PNA, antibodies, enzymes, etc.), which may include other spacer molecules in addition to the biological elements themselves, thus increasing the range of combinations of functional groups and ligands. The substitution of the thiol group by a metal ion makes it possible to obtain an electrode or ohmic contact in nanoelectronics

Así, otro aspecto de la invención lo constituye un dispositivo microelectrónico o biotecnológico que comprende el sustrato de la invención, a título ilustrativo y sin que limite el alcance de la invención, al siguiente grupo: microarray o microchip de DNA o PNA.Thus, another aspect of the invention constitutes it a microelectronic or biotechnological device comprising the substrate of the invention, by way of illustration and without limiting the scope of the invention, to the following group: microarray or microchip of DNA or PNA.

Descripción detallada de las figurasDetailed description of the figures

Figura 1.- Esquema del proceso de fabricación de un motivo nanoestructurado de la invención. a) Master formado por nanotubos (1) adsorbidos sobre una oblea de silicio oxidada (2). b) El prepolimero de PDMS (3) se vierte sobre el master y se cura. c) El molde de PDMS (4), una vez separado del master, mantiene los relieves del master en negativo. d) El molde se introduce en una cámara (5) que contiene una atmósfera saturada de las moléculas de interés (6). e) El molde se sitúa sobre otra oblea de silicio oxidada (7) de manera que se forman cavidades (8) con las dimensiones de los motivos en el master. f) Motivos químicos (9) obtenidos sobre la oblea de silicio tras retirar el molde.Figure 1.- Scheme of the manufacturing process of a nanostructured motif of the invention . a) Master formed by nanotubes (1) adsorbed on an oxidized silicon wafer (2). b) The PDMS prepolymer (3) is poured onto the master and cured. c) The PDMS mold (4), once separated from the master, keeps the reliefs of the master in negative. d) The mold is introduced into a chamber (5) that contains a saturated atmosphere of the molecules of interest (6). e) The mold is placed on another oxidized silicon wafer (7) so that cavities (8) are formed with the dimensions of the motifs in the master. f) Chemical motives (9) obtained on the silicon wafer after removing the mold.

Figura 2.- Imágenes de microscopio de fuerzas atómicas, AFM, de un motivo de la invención: a) topografía en proceso; b), replicas del motivo químico de MPTMS; c) topografía en proceso; d), replicas del motivo químico de APTMS; e) topografía en el proceso; f) replicas del motivo químico de APTMS más oligonucleótidos; g) topografía. h) Gráficos de una sección recta: color negro: nanotubo, color amarillo: replica MPTMS, color azul: replica de APTMS, color rojo: replica de APTMS más oligonucleótidos.Figure 2.- Microscopic images of atomic forces, AFM, of a subject of the invention : a) process topography; b), replicas of the chemical motif of MPTMS; c) topography in process; d), replicas of the chemical motive of APTMS; e) topography in the process; f) replicas of the chemical motif of APTMS plus oligonucleotides; g) topography. h) Graphs of a straight section: black color: nanotube, yellow color: MPTMS replica, blue color: APTMS replica, red color: APTMS replica plus oligonucleotides.

Ejemplos de realización de la invenciónExamples of embodiment of the invention Ejemplo 1Example 1 Fabricación de un molde químico reactivo mediante litografia en fase gaseosa con elastómeros PDMSManufacture of a reactive chemical mold by lithography in gas phase with PDMS elastomers

A modo de ejemplo de realización se ha aplicado el método descrito en las líneas anteriores con el fin de comprobar que la invención posee la capacidad de obtener motivos reactivos con dimensiones menores de 10 nm.As an exemplary embodiment, it has been applied the method described in the previous lines in order to check that the invention has the ability to obtain motives reagents with dimensions less than 10 nm.

Para la preparación del master o patrón antes de su uso se utilizó una solución de diclorobenceno que contiene nanotubos de carbono "multi-wall" (Nanocyl\Box-3100), a la que se sometió a una fuente de ultrasonidos durante 10 minutos y, a continuación, se centrifugó a 14.000 rpm durante 15 minutos. 1 ml de la cantidad del sobrenadante se extrajo con una micropipeta y se esparció sobre una oblea de silicio de 4-inch en la que se había crecido térmicamente una capa de óxido de silicio de 36 nm. Tras una hora a temperatura ambiente la oblea se lavó varias veces, con agua desionizada, y se secó gracias a una corriente de gas nitrógeno.For the preparation of the master or employer before its use was used a dichlorobenzene solution that contains "multi-wall" carbon nanotubes (Nanocyl \ Box-3100), to which he underwent a ultrasound source for 10 minutes and then it centrifuged at 14,000 rpm for 15 minutes. 1 ml of the amount of supernatant was extracted with a micropipette and spread on a 4-inch silicon wafer in which it had thermally grown a 36 nm silicon oxide layer. After one hour at room temperature the wafer was washed several times, with deionized water, and dried thanks to a gas stream nitrogen.

La mezcla de elastómero o prepolímero PDMS Sylgard Silicone Elastomer 184 y el agente de curado Sylgard Curing Agent 184 (Dow Corning Corp.) fue en, es este caso, de 10:1 y se puso en vacío para eliminar las burbujas de oxígeno disuelto. El curado se realizó en un horno a 80ºC durante 30 minutos tras verter la mezcla sobre el master. Una vez curado, el molde de PDMS resultante se arrancó o retiró del patrón y se colocó, cortándolo en dados (moldes) de 0.8 cm. x 0.8 cm, en una cámara con atmósfera saturada en 3-aminopropyltrimethoxysilaneAPTMS, más concretamente, junto con un vaso de precipitados que contengan los silanos, en cada caso, en estado líquido y se guardaron a temperatura ambiente durante más de diez horas. Así, el PDMS se cargó con las moléculas volátiles gracias a su permeabilidad a los gases. Los resultados obtenidos en esta preparación se muestran en la Figura 2.The PDMS elastomer or prepolymer blend Sylgard Silicone Elastomer 184 and the curing agent Sylgard Curing  Agent 184 (Dow Corning Corp.) was in, in this case, 10: 1 and it put in vacuum to remove dissolved oxygen bubbles. He Curing was performed in an oven at 80 ° C for 30 minutes after pouring the mixture on the master. Once cured, the PDMS mold resulting was torn off or removed from the pattern and placed, cutting it in dice (molds) of 0.8 cm. x 0.8 cm, in a chamber with atmosphere saturated in 3-aminopropyltrimethoxysilaneAPTMS, more specifically, together with a beaker containing the silanes, in each case, in a liquid state and were stored at room temperature for more than ten hours. Thus, the PDMS will loaded with volatile molecules thanks to its permeability to gases The results obtained in this preparation are shown in Figure 2.

El proceso se continúa depositándolos sobre los substratos receptores durante 5 minutos. Tras quitar los moldes de los substratos receptores, estos se lavan en agua desionizada y se secan con nitrógeno. Los substratos receptores utilizados son trozos de 1cm x 1.5 cm del material semiconductor, cortados a partir de una oblea oxidada térmicamente, hasta alcanzar un determinado espesor de oxido de silicio, y limpiados en solución 2.5% de KOH.The process continues to be deposited on the receiving substrates for 5 minutes. After removing the molds from the receiving substrates, these are washed in deionized water and Dry with nitrogen. The receiving substrates used are 1cm x 1.5cm pieces of semiconductor material, cut to from a thermally oxidized wafer, until reaching a determined thickness of silicon oxide, and cleaned in solution 2.5% KOH

El diámetro de los nanotubos estimado a partir de la altura medida fue de 9 nm. Las imágenes obtenidas con el AFM de replicas de MPTMS y APTMS mostraron que los motivos formados replican la forma de los nanotubos en el master original. La altura promediada de ocho perfiles transversales indicó una altura de los motivos de 0.5 nm. Esta altura es consistente con la formación de una monocapa [S. Flinck, F. C. J. M. Van Veggel, D. N. Reinhoudt, J. Phys. Org. Chem. 2001, 14, 407-415]. Las medidas se realizaron con un AFM Pico Plus de Molecular Imaging trabajando en modo dinámico de modulación de amplitud. Se utilizaron, en este ejemplo, puntas de alta relación de aspecto (de Nanosensors) con radio nominal por debajo de 10 nm y constante elástica y frecuencia de resonancia de 40 N/m y 300 kHz, respectivamente.The diameter of the nanotubes estimated from of the measured height was 9 nm. The images obtained with the AFM of MPTMS and APTMS replicas showed that the motives formed They replicate the shape of the nanotubes in the original master. The height averaged eight cross profiles indicated a height of 0.5 nm ratios. This height is consistent with the formation of a monolayer [S. Flinck, F. C. J. M. Van Veggel, D. N. Reinhoudt, J. Phys. Org. Chem. 2001, 14, 407-415]. Measures were performed with an AFM Pico Plus of Molecular Imaging working in dynamic mode of amplitude modulation. They were used, in this example, high aspect ratio tips (from Nanosensors) with nominal radius below 10 nm and elastic constant and frequency of resonance of 40 N / m and 300 kHz, respectively.

El resultado obtenido es que el ancho aparente del nanotubo medido con el AFM no corresponde con su diámetro debido al efecto de convolución de los motivos en relieve con la punta del AFM. De todas las maneras, se observó una coincidencia en el ancho de los motivos del master y de las replicas. Se puede afirmar, por tanto, que el ancho de los motivos del master, por estar éstos formados por nanotubos perfectamente circulares, es igual a su altura (9 nm). Por lo tanto se puede afirmar que el ancho de los motivos químicos obtenidos con el presente procedimiento es cercano a este valor.The result is that the apparent width of the nanotube measured with the AFM does not correspond to its diameter due to the effect of convolution of the motifs in relief with the AFM tip. In any case, a coincidence was observed in the width of the master's motives and the replicas. It can affirm, therefore, that the width of the master's motives, for be these formed by perfectly circular nanotubes, is equal to its height (9 nm). Therefore it can be stated that the width of the chemical motifs obtained with this procedure is close to this value.

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Ejemplo 2Example 2 Análisis de la capacidad químico reactiva de los motivos APTMS con grupos amino de moléculas de ADNAnalysis of the reactive chemical capacity of APTMS motifs with amino groups of DNA molecules

La presencia y la reactividad de los grupos amino en los motivos con APTMS se demostró adsorbiendo oligonucleótidos de ADN sobre los mismos. Los grupos amino de estas moléculas están cargados positivamente y por este motivo atraen electrostáticamente los grupos fosfato negativamente cargados de los oligonucleótidos. La superficie del substrato no posee carga positiva, de manera que los oligonucleótidos se adsorben sólo sobre los motivos de APTMS. El proceso de adsorción se realizó sumergiendo los substratos con los motivos de APTMS en solución 100 nM de oligonucleótidos de 12 bases de longitud en agua desionizada durante 1 hora y posteriormente limpiándolos en agua y secándolos con nitrógeno.The presence and reactivity of the groups amino in motifs with APTMS was shown adsorbing DNA oligonucleotides thereon. The amino groups of these molecules are positively charged and for this reason attract electrostatically negatively charged phosphate groups of oligonucleotides The substrate surface has no load positive, so that oligonucleotides are adsorbed only on APTMS reasons. The adsorption process was performed dipping substrates with APTMS motifs in solution 100 nM of 12 base length oligonucleotides in deionized water for 1 hour and then cleaning them in water and drying them with nitrogen

Tras la adsorción se controló el aumento en la altura de los motivos de 1 nm., lo cual es consistente con el valor del diámetro del ADN monocadena medido por AFM [A. M.O. Brett, A.-M. C. Paquim, V. Diculescu, T. S. Oretskaya, Bioelectrochemistry 2005, 67, 181-190]. Los resultados obtenidos demuestran la utilidad de la litografia blanda en fase gas descrita aquí para procesos de fabricación basados en autoensamblado.After adsorption, the increase in the 1 nm motif height, which is consistent with the value of the diameter of the single-stranded DNA measured by AFM [A. M.O. Brett, A.-M. C. Paquim, V. Diculescu, T. S. Oretskaya, Bioelectrochemistry 2005, 67, 181-190]. The results obtained demonstrate the usefulness of the soft gas phase lithography described here for manufacturing processes based on self-assembly.

Claims (8)

1. Procedimiento para definir y fabricar un motivo superficial nanométrico químico reactivo, o una serie de ellos caracterizado porque se basado en litografía blanda en fase gaseosa y porque comprende las siguientes etapas:1. Procedure for defining and manufacturing a reactive chemical nanometric surface motif, or a series of them characterized in that it is based on soft lithography in the gas phase and because it comprises the following stages: a) preparación del master o patrón con un motivo mediante adsorción de nanotubos de carbono con diámetro en el rango del manómetro sobre una superficie plana de silicio, u otro material silanizable, oxidada, preferentemente nanotubos menores de 10 nm,a) preparation of the master or employer with a motive  by adsorption of carbon nanotubes with diameter in the Manometer range on a flat silicon surface, or other silanizable, oxidized material, preferably nanotubes smaller than 10 nm, b) preparación para el proceso de moldeado de la mezcla del silano, preferentemente prepolímeros de Polydimetilsiloxano (PDMS) con el agente de curado, eliminación de las burbujas de su interior, preferentemente mediante tratamiento al vacío, su adición sobre el master o patrón de a), donde adopta la forma de los motivos originales en relieve y su curación con un tratamiento térmico,b) preparation for the molding process of the silane mixture, preferably prepolymers of Polydimethylsiloxane (PDMS) with curing agent, elimination of the bubbles inside, preferably by treatment vacuum, its addition on the master or pattern of a), where it adopts the shape of the original embossed motifs and their healing with a heat treatment, c) una vez curado, el molde de PDMS (4) resultante se extrae o separa del patrón y se coloca en una atmósfera saturada de las moléculas de silano de interés y donde estas moléculas volátiles de silano difunden y se insertan en la matriz de PDMS gracias a su permeabilidad a los gases de la atmósfera a la cual se somete,c) once cured, the PDMS mold (4) resulting is extracted or separated from the pattern and placed in a saturated atmosphere of the silane molecules of interest and where these volatile silane molecules diffuse and insert into the PDMS matrix thanks to its gas permeability of the atmosphere to which it is subjected, d) transferencia de los motivos al substrato, mediante el depósito o adhesión del molde cargado de c) sobre el substrato receptor, que provoca la formación en éste de cavidades con la forma y dimensiones de los motivos originales del patrón y,d) transfer of the motives to the substrate, by depositing or adhesion of the loaded mold of c) on the receiving substrate, which causes the formation of cavities in it with the shape and dimensions of the pattern's original motifs Y, e) retirada del molde del substrato receptor, el cual se lava, preferentemente, en agua desionizada y se seca con nitrógeno, obteniéndose una superficie réplica con los motivos químicos reactivos de silano grabados.e) removal of the mold from the receiving substrate, the which is preferably washed in deionized water and dried with nitrogen, obtaining a replica surface with the motives etched reactive silane chemicals. 2. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el material silanizable de a) es un material con un alto contenido superficial de grupos -OH perteneciente, preferentemente al siguiente grupo: vidrio y silicio.2. Method according to claim 1 characterized in that the silanizable material of a) is a material with a high surface content of -OH groups, preferably to the following group: glass and silicon. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque las moléculas de silano utilizado de c) pertenece al siguiente grupo: MPTMS y APTMS.3. Method according to claim 1 characterized in that the silane molecules used in c) belong to the following group: MPTMS and APTMS. 4. Sustrato plano de silicio u otro material silanizable caracterizado porque comprende un motivo superficial nanométrico químico reactivo fabricado según el procedimiento de las reivindicaciones 1 a la 3.4. Silicon flat substrate or other silanizable material characterized in that it comprises a reactive chemical nanometric surface motif manufactured according to the process of claims 1 to 3. 5. Sustrato según la reivindicación 4 caracterizado porque el motivo químico reactivo comprende un APTMS con grupo amino expuesto.5. Substrate according to claim 4 characterized in that the reactive chemical motif comprises an APTMS with exposed amino group. 6. Sustrato según la reivindicación 4 caracterizado porque el motivo químico reactivo comprende un MPTMS con un grupo tiol expuesto.6. Substrate according to claim 4 characterized in that the reactive chemical motif comprises an MPTMS with an exposed thiol group. 7. Dispositivo microelectrónico o biotecnológico caracterizado porque comprende un sustrato según las reivindicaciones 4 a la 6.7. Microelectronic or biotechnological device characterized in that it comprises a substrate according to claims 4 to 6. 8. Dispositivo según la reivindicación 7 caracterizado porque es un dispositivo biotecnológico perteneciente al siguiente grupo: microarray o microchip de DNA o PNA.8. Device according to claim 7 characterized in that it is a biotechnological device belonging to the following group: microarray or microchip of DNA or PNA.