技术领域
描述了具有胺捕获侧基的交联聚合材料、包含所述交联聚合材料的制品、以及固定含胺材料的方法。
背景技术
含胺材料，诸如含胺的分析物、氨基酸、DNA、RNA、蛋白、细胞、组织、细胞器、免疫球蛋白、或其固定在表面上的片段，可用于众多应用中。例如，固定化的生物胺可被用于疾病或遗传缺陷的医学诊断、用于生物分离、或用于各种生物分子的检测。含胺材料的固定通常通过使胺基与共价连接到基底表面上的胺活性官能团反应来实现。
例如，可通过将聚合材料的溶液涂布在基底表面上来制备上述胺活性表面，所述聚合材料可由胺活性单体诸如N-[(甲基)丙烯酰]琥珀酰亚胺或乙烯基吖内酯制得。含胺材料可与N-酰氧基琥珀酰亚胺基反应，致使取代N-羟基琥珀酰亚胺并形成酰胺。含胺材料可与环状吖内酯反应，致使环结构打开。
虽然包含活性官能团诸如N-酰氧基琥珀酰亚胺基或吖内酯基的聚合表面易于与含伯胺或仲胺的材料反应，但是上述活性官能团伴有许多缺点。例如，与生物胺的许多反应是在稀释的水溶液中实施的。已知在这些条件下，N-酰氧基琥珀酰亚胺官能团将经历快速水解。这种竞争反应可导致含胺材料不能完全或有效地固定在基底上。
虽然吖内酯官能团对水解作用更加稳定，但是难以合成出与除乙烯基之外的任何可聚合基团键合的吖内酯。这得到胺活性官能团直接连接到聚合物主链上的聚合材料。这会使含胺材料难以充分接近胺活性基团以有效地固定。
需要具有选择性胺活性官能团的聚合材料，所述聚合材料可被用作固定含胺材料的涂层并且具有与基底良好的附着性。
发明内容
描述了反应混合物以及由反应混合物形成的交联聚合材料。更具体地讲，所述反应混合物和所述交联聚合材料包含胺捕获基团。所述胺捕获基团包含可与含胺材料经由亲核取代反应起反应的N-磺酰基氨基羰基。还描述了包含所述交联聚合材料的制品、制备所述制品的方法、以及固定含胺材料的方法。
在第一方面中，描述了一种反应混合物，所述反应混合物包含(a)具有化学式I的胺捕获单体，
和(b)包含至少两个(甲基)丙烯酰基的交联单体。具有化学式I的胺捕获单体可以是未取代的或被卤素、烷基、烷氧基、或它们的组合取代。在化学式I中，
L为氧基或-NR3-；
Z1为烷基、芳基或-(CO)R4，其中R4与R1以及它们所连接的基团一起形成具有氮杂原子和硫杂原子的四元至八元杂环或杂二环基团，其中所述杂环或杂二环基团可与可选的芳族基团、可选的饱和或不饱和环基、或可选的饱和或不饱和二环基稠合；
R1为烷基、氟烷基、氯烷基、芳基、-N(R5)2，其中每个R5独立地为烷基或与它们所连接的氮原子一起形成四元至八元环基，或R1与R4以及它们所连接的基团一起形成四元至八元杂环或杂二环，所述杂环或杂二环基团可与可选的芳族基团、可选的饱和或不饱和环基、或可选的饱和或不饱和二环基稠合；
R2为氢或甲基；
R3为氢、烷基、芳基、芳烷基、酰基、芳基磺酰基或烷基磺酰基；并且
Y为二价基团，包括亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、或它们的组合。
在第二个方面中，描述了一种包含反应混合物的反应产物的交联聚合材料，所述反应混合物包含(a)具有化学式I的胺捕获单体，和(b)包含至少两个(甲基)丙烯酰基的交联单体。
在第三个方面中，描述了一种制品，所述制品包含基底和设置在所述基底表面上的交联聚合材料。所述交联聚合材料包含反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含(a)具有化学式I的胺捕获单体，和(b)包含至少两个(甲基)丙烯酰基的交联单体。所述交联聚合材料具有包含N-磺酰基氨基羰基的胺捕获侧基。
在第四个方面中，描述了一种制备制品的方法。所述方法包括提供基底、将反应混合物设置在所述基底的表面上、以及固化所述反应混合物以形成交联聚合材料。所述反应混合物包含(a)具有化学式I的胺捕获单体，和(b)包含至少两个(甲基)丙烯酰基的交联单体。所述交联聚合材料具有包含N-磺酰基氨基羰基的胺捕获侧基。
在第五个方面中，描述了一种固定含胺材料的方法。所述方法包括提供基底和将反应混合物设置在所述基底表面上。所述反应混合物包含(a)具有化学式I的胺捕获单体，和(b)包含至少两个(甲基)丙烯酰基的交联单体。所述方法还包括固化所述反应混合物以形成交联聚合材料，所述交联聚合材料具有包含N-磺酰基氨基羰基的胺捕获侧基，然后使含胺材料与N-磺酰基氨基羰基反应。
在第六个方面中，提供了一种聚合材料，所述聚合材料包含具有化学式II的侧基，
其中
L为氧基或-NR3-；
Z1为烷基、芳基或-(CO)R4，其中R4与R1以及它们所连接的基团一起形成具有氮杂原子和硫杂原子的四元至八元杂环或杂二环基团，其中所述杂环或杂二环基团可与可选的芳族基团、可选的饱和或不饱和环基、或可选的饱和或不饱和二环基稠合；
R1为烷基、氟烷基、氯烷基、芳基、-N(R5)2，其中每个R5独立地为烷基，或与它们所连接的氮原子一起形成四元至八元环基，或R1与R4以及它们所连接的基团一起形成四元至八元杂环或杂二环，所述杂环或杂二环基团可与可选的芳族基团、可选的饱和或不饱和环基、或可选的饱和或不饱和二环基稠合；
R3为氢、烷基、芳基、芳烷基、酰基、芳基磺酰基或烷基磺酰基；
Y为二价基团，包括亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、或它们的组合；
星号(*)表示侧基与聚合材料主链的连接位点；
具有化学式II的侧基可以是未取代的或被卤素、烷基、烷氧基、或它们的组合取代；并且
所述聚合材料是交联的。
术语“一个”和“所述”可替换使用，“至少一个”是指一个或多个所述成分。
术语“酰基”是指具有化学式-(CO)R结构的单价基团，其中R为烷基，并且其中本文所用(CO)表示碳以双键与氧连接。
术语“烷氧基”是指具有化学式-OR结构的单价基团，其中R为烷基。
术语“烷基”是指其为烷烃基团的单价基团并且包括直链、支链、环状基团、或它们的组合。所述烷基通常具有1至30个碳原子。在一些实施例中，所述烷基包含1至20个碳原子，1至10个碳原子，1至6个碳原子，或1至4个碳原子。烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环己基、正庚基、正辛基和乙基己基。
术语“亚烷基”是指其为烷烃基团的二价基团。所述亚烷基可以是直链的、支链的、环状的、或它们的组合。所述亚烷基通常具有1至30个碳原子。在一些实施例中，所述亚烷基包含1至20个，1至10个，1至6个，或1至4个碳原子。亚烷基的基团中心可位于相同碳原子(即亚烷基)或不同碳原子上。
术语“烷基磺酰基”是指具有化学式-SO2R结构的单价基团，其中R为烷基。
术语“胺捕获单体”是指具有胺捕获基团的单体。术语“胺捕获”涉及能够与含胺材料反应的单体或聚合材料上的基团。所述胺捕获基团通常包含N-磺酰基氨基羰基。
术语“含胺材料”是指具有伯胺基、仲胺基、或它们组合的材料。所述含胺材料可以是生物材料或非生物材料。所述含胺材料通常具有与伯胺基、仲胺基、或它们组合相连的亚烷基。
术语“芳烷基”是指其为化合物R-Ar基团的单价基团，其中Ar为芳族碳环基团，并且R为烷基。
术语“芳基”是指芳香性和碳环状单价基团。所述芳基可具有一至五个与芳环相连或稠合的环。其它环结构可以是芳香性的、非芳香性的、或它们的组合。芳基的实例包括但不限于苯基、联苯基、三联苯基、蒽基、萘基、苊基、蒽醌基、菲基、蒽基、芘基、苝基和芴基。
术语“芳基磺酰基”是指具有化学式-SO2Ar结构的单价基团，其中Ar为芳基。
术语“亚芳基”是指碳环状和芳香性二价基团。所述基团具有一至五个相连、稠合或它们组合的环。其它环可以是芳香性的、非芳香性的、或它们的组合。在一些实施例中，所述亚芳基具有最多5个环，最多4个环，最多3个环，最多2个环，或一个芳环。例如，所述亚芳基可以是亚苯基。
术语“羰基”是指具有化学式-(CO)-结构的二价基团。
术语“羰基亚胺基”是指具有化学式-(CO)NRb-结构的二价基团，其中Rb为氢、烷基、芳基、芳烷基、酰基、芳基磺酰基或烷基磺酰基。
术语“羰氧基”是指具有化学式-(CO)O-结构的二价基团。
术语“氯烷基”是指至少一个氢原子被氯原子取代的烷基。
术语“氟烷基”是指至少一个氢原子被氟原子取代的烷基。一些氟烷基为全氟烷基，其中烷基上的所有氢原子均被氟原子取代。
术语“卤素”是指氟、氯、溴或碘。
术语“杂亚烷基”是指具有一个或多个被硫、氧或-NRa-所取代的-CH2-基团的二价亚烷基，其中Ra为氢或烷基。所述杂亚烷基可以为直链、支链、环状、或它们的组合，并且可包含最多60个碳原子和最多15个杂原子。在一些实施例中，所述杂亚烷基包含最多50个碳原子，最多40个碳原子，最多30个碳原子，最多20个碳原子，或最多10个碳原子。
术语“(甲基)丙烯酸酯”是指其为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的单体。同样，术语“(甲基)丙烯酰胺”是指其为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的单体。
术语“(甲基)丙烯酰”基团是指具有化学式CH2＝CRc-(CO)-结构的烯键式不饱和基团，其中Rc为氢或甲基。
术语“N-磺酰基氨基羰基”是指具有化学式-SO2NZa(CO)-结构的二价实体，其中Za为烷基、芳基或部分杂环结构。
术语“氧代”是指具有化学式-O-结构的二价基团。
当涉及聚合材料时，术语“侧基”是指连接到聚合材料主链上但其不是聚合材料主链组成部分的基团。侧基不参与聚合反应。例如，基团Q是由反应混合物自由基聚合反应生成的聚合物中的侧基，所述反应混合物包含具有化学式CH2＝C(Rx)-Q结构的烯键式不饱和单体。在此单体化学式中，Rx为氢、烷基或芳基，并且Q为连接在烯键式不饱和基团上的基团。
术语“聚合物”是指由一种单体制得的材料诸如均聚物，或由两种或更多种单体制得的材料诸如共聚物、三元共聚物等。同样，术语“聚合”是指制备聚合材料的工艺，所述聚合材料可以是均聚物、共聚物、三元共聚物等。
术语“硫基”是指具有化学式-S-结构的二价基团。
术语“室温”是指约20℃至约25℃，或约22℃至约25℃的温度。
化学式中连接两个基团的曲线表示所述两个基团一起形成环状结构的一部分。也就是说，所述两个基团键一起。与此曲线相交的直线表示与所述结构中原子形成的共价键。
本发明的以上概述并不旨在描述本发明的每个公开的实施例或每个具体实施。以下描述更具体地举例说明了示例性实施例。在本申请全文的若干地方，通过实例列表提供了指导，其实例可用于多种组合中。在每种情况下，描述的条目仅用作代表性的组，不应该被解释为唯一的条目。
具体实施方式
描述了用于制备交联聚合材料的反应混合物、由所述反应混合物形成的交联聚合材料、包含所述交联聚合材料的制品、制备所述制品的方法、以及固定所述含胺材料的方法。更具体地讲，所述反应混合物包含(a)具有胺捕获基团的单体，和(b)交联单体。所述交联聚合材料具有胺捕获侧基，所述胺捕获侧基包含能够通过亲核取代反应与含胺材料反应的N-磺酰基氨基羰基。所述交联聚合材料具有与基底的良好附着性并且可在基底上形成图案。
所述反应混合物包含(a)具有化学式I的胺捕获单体
和(b)包含至少两个(甲基)丙烯酰基的交联单体。具有化学式I的所述单体可以是未取代的或被卤素、烷基、烷氧基、或它们的组合取代。在化学式I中，
L为氧基或-NR3-；
Z1为烷基、芳基或-(CO)R4，其中R4与R1以及它们所连接的基团一起形成具有氮杂原子和硫杂原子的四元至八元杂环或杂二环基团，其中所述杂环或杂二环基团可与可选的芳族基团、可选的饱和或不饱和环基、或可选的饱和或不饱和二环基稠合；
R1为烷基、氟烷基、氯烷基、芳基、-N(R5)2，其中每个R5独立地为烷基，或与它们所连接的氮原子一起形成四元至八元环基，或R1与R4以及它们所连接的基团一起形成四元至八元杂环或杂二环，所述杂环或杂二环基团可与可选的芳族基团、可选的饱和或不饱和环基、或可选的饱和或不饱和二环基稠合；
R2为氢或甲基；
R3为氢、烷基、芳基、芳烷基、酰基、芳基磺酰基、或烷基磺酰基；并且
Y为二价基团，其包括亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、或它们的组合。
如化学式I(a)中所示，当L为氧基时，具有化学式I的胺捕获单体可以是(甲基)丙烯酸酯单体。
示例性的(甲基)丙烯酸酯单体是丙烯酸酯(即当R2为氢时)或甲基丙烯酸酯(即当R2为甲基时)。
如化学式I(b)中所示，当L为-NR3-时，具有化学式I的胺捕获单体可以是(甲基)丙烯酰胺单体。
示例性的(甲基)丙烯酰胺单体是丙烯酰胺(即当R2为氢时)或甲基丙烯酰胺(即当R2为甲基时)。
化学式I中的基团Z1可以是烷基、芳基或杂环结构的一部分。例如，Z1可以是C1-30烷基、C1-10烷基、或C1-6烷基。在其它实例中，Z1可以是C6-30芳基、C6-24芳基、C6-18芳基、或C6-12芳基。在化学式I的其它实例中，Z1可以是-(CO)R4基团，其与R1以及它们所连接的基团一起形成杂环基团或杂二环基团，其中所述杂环基团或杂二环基团可与可选的芳族基团、可选的饱和或不饱和环基、或可选的饱和或不饱和二环基稠合。所述杂环或杂二环基团包含氮和硫杂原子。具有与芳族基团相稠合的杂环基团的示例性单体示于化学式I(c)中。
作为与Z1组合以形成杂环或杂二环结构的另一种选择，R1基团可以是烷基、氟烷基、全氟烷基、氯烷基、芳基、或-N(R5)2，其中每个R5基团独立地为烷基，或者两个R5基团与它们所连接的氮原子一起形成四元至八元杂环基团。在一些实施例中，R1可以是C1-30烷基、C1-10烷基、或C1-6烷基。在其它实施例中，R1可以是C1-30氟烷基或全氟烷基、C1-10氟烷基或全氟烷基、或C1-4氟烷基或全氟烷基。在其它实施例中，R1还可以是C6-30芳基、C6-18芳基、或C6-12芳基。例如R1可以是苯基基团。
化学式I中的基团Y可以是二价基团，其包括亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、或它们的组合。基团Y还可包括可选的基团，其选自羰基、羰氧基、羰基亚胺基、氧基、硫基、-NR3-、或它们的组合。基团Y和组合基团-L-Y-通常不包含过氧化物基团(即两个氧基键一起)。
基团Y可以是亚烷基，或者Y可包含与至少一个其它基团连接的亚烷基，所述其它基团选自另一个亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、羰基、羰氧基、羰基亚胺基、氧基、硫基、-NR3-、或它们的组合。在其它实例中，Y可以是杂亚烷基，或Y可包含与至少一个其它基团连接的亚烷基，所述其它基团选自另一个杂亚烷基、亚烷基、亚芳基、羰基、羰氧基、羰基亚胺基、氧基、硫基、-NR3-、或它们的组合。在其它实例中，Y还可以是亚芳基，或Y可包含与至少一个其它基团连接的亚芳基，所述其它基团选自另一个亚芳基、亚烷基、杂亚烷基、羰基、羰氧基、羰基亚胺基、氧基、硫基、-NR3-、或它们的组合。
如化学式I(d)中所示，基团Y可包含例如亚烷基
其中p为1至30的整数。示例性化合物包括其中p为不大于20，不大于10，不大于8，不大于6，或不大于4的整数的那些。基团L、Z1、R1和R2与上文化学式I中的定义相同。所述化合物可以是未取代的或被卤素、烷基、烷氧基、或它们的组合取代。
在符合化学式I的一些单体中，基团Y包含第一亚烷基，所述第一亚烷基以选自羰基、羰氧基、羰基亚胺基、氧基、硫基、或-NR3-的基团与第二亚烷基或与第一杂亚烷基键合。附加的亚烷基或杂亚烷基可以选自羰基、羰氧基、羰基亚胺基、氧基、硫基、或-NR3-的基团与第二亚烷基或与第一杂亚烷基键合。
在其它具有化学式I的示例性单体中，基团Y包含杂亚烷基，如化学式I(e)中所示
其中D为氧基、硫基、或-NH-；m为1至15的整数；并且k为2至4的整数。基团L、Z1、R1和R2与上文化学式I中的定义相同。所述化合物可以是未取代的或被卤素、烷基、烷氧基、或它们的组合取代。在具有此化学式结构的一些化合物中，m为不大于12，不大于10，不大于8，不大于6，或不大于4的整数。示例性化合物包括其中D为氧基并且k等于2的那些。
在符合化学式I的其它化合物中，基团Y包含第一杂亚烷基，所述第一杂亚烷基以选自羰基、羰氧基、羰基亚胺基、氧基、硫基、或-NR3-的基团与第二杂亚烷基或与第一亚烷基键合。附加的亚烷基或杂亚烷基可以选自羰基、羰氧基、羰基亚胺基、氧基、硫基、-NR3-的基团与第二杂亚烷基或与第一亚烷基键合。在具有化学式I的一些示例性单体中，基团Y包含杂亚烷基、羰基和亚烷基，如化学式I(f)中所示
其中D为氧基、硫基、或-NH-；m为1至15的整数；p为1至30的整数；并且k为2至4的整数。基团L、R1、R2和Z1与化学式I中的描述相同。所述单体可以是未取代的或被卤素、烷基、烷氧基、或它们的组合取代。在具有此化学式结构的一些化合物中，m为不大于12，不大于10，不大于8，不大于6，或不大于4的整数；并且p为不大于20，不大于10，不大于8，不大于6，或不大于4的整数。示例性化合物包括其中D为氧基并且k等于2的那些。
在一些实施例中，Y可包含亚芳基。所述亚芳基可与例如N-磺酰基氨基羰基直接键合。所述亚芳基可包含最多30个碳原子，最多24个碳原子，最多18个碳原子，最多12个碳原子，或6个碳原子。基团Y还可包含一个或多个亚烷基、一个或多个杂亚烷基、或它们的组合。例如，所述单体可具有化学式I(g)结构
其中Ar1为亚芳基，并且基团-Y1-Ar1-等于化学式I中的Y。基团Y1可以是单键或二价基团，其选自亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、羰基、羰氧基、羰基亚胺基、氧基、硫基、-NR3-、或它们的组合.基团L、Z1、R1和R2与上文化学式I中的定义相同。所述化合物可以是未取代的或被卤素、烷基、烷氧基、或它们的组合取代。在一些化合物中，Ar1为亚苯基。
有若干因素可影响具体应用中基团Y的选择。这些因素包括例如胺捕获单体合成的难易性、胺捕获单体与交联单体的相容性或反应性、以及胺捕获基团与含胺材料的反应性或选择性。例如，基团Y的大小和极性可影响胺捕获基团与含胺材料的反应性。也就是说，通过改变基团Y的长度、基团Y的组成、或同时改变二者，可改变胺捕获基团的反应性。同样，-NZ1SO2R1基团的大小和特性可影响表面浓度以及与含胺材料的反应性。如果需要，可在胺捕获单体中选择不同的基团以获得在环境条件下为液态的单体。液态单体趋于用在环境可接受的无溶剂涂层组合物中。
所述反应混合物通常在聚合之前，经由溶液涂布并干燥(例如，近似100％固体)。胺捕获单体在溶剂中的溶解度以及与交联单体的可混合性是获得适宜涂层的重要变量。这些因素可通过选择基团Y来控制。例如，如果基团Y中不含诸如N-丙烯酰基糖精，则胺捕获单体在大多数常见溶剂中将具有无法接受的低溶解度，并且削弱了与交联单体的反应性。杂亚烷基趋于改善在极性溶剂和单体中的溶解度；亚烷基趋于改善在非极性溶剂和单体中的溶解度。
符合化学式I的单体具体实例包括但不限于，
它们可以是未取代的或被卤素、烷基、烷氧基、或它们的组合取代。
其它示例性单体具有如日本专利申请JP 11-109630中所述的结构
其中Q1为亚烷基，其选自-CH2-或-CH(CH3)-，并且Q2为-CH2CH2-。其它示例性胺捕获单体还具有如欧洲专利申请EP 0 814381 A1中所述的结构
其中Q2为-CH2CH2-。其它示例性胺捕获单体具有如日本专利申请JP 1-114861中所述的结构
其中Q2为-CH2CH2-，并且Q3为-(CH2)6-。
所述胺捕获单体包含两个活性官能团：包含N-磺酰基氨基羰基的胺活性基团和可经历自由基聚合反应的(甲基)丙烯酰基团。合成策略必须致使生成这两种活性官能团，但是还必须能够容许它们不同的反应性。例如，通过使包含酰卤基的第一化合物与具有N-磺酰基氨基羰基的第二化合物反应，可制备具有化学式I的单体(例如具有化学式I(a)至I(g)结构的单体)。第二化合物通常是盐。适宜的反应方案示于反应方案A中。
反应方案A
基团L、Y、Z1、R1和R2可与上文化学式I中的定义相同。当化学式I中的Z1为-(CO)R4，并且R4与R1一起以形成环结构时，可使用反应方案B来制备所述化合物。
反应方案B
其中基团L、Y、R1、R2和R4与上文化学式I中的定义相同。
以反应混合物中的单体重量为基准，所述反应混合物通常包含0.1％至90％重量的具有化学式I的胺捕获单体。如果反应混合物中包含的胺捕获单体小于0.1％重量，则所得交联聚合材料中可能没有足量的胺捕获侧基可用于和含胺材料反应。然而，如果胺捕获单体量大于90％重量，则由于反应混合物中的交联单体含量低，所述交联聚合物可能不是耐机械作用的或尺度稳定的。
所述反应混合物通常包含至少0.1％重量，至少0.5％重量，至少1％重量，至少2％重量，至少5％重量，或至少10％重量的具有化学式I的胺捕获单体。所述反应混合物通常包含最多90％重量，最多80％重量，最多70％重量，最多60％重量，最多50％重量，最多40％重量，最多30％重量，或最多20％重量的胺捕获单体。例如，所述反应混合物可包含0.2％至90％重量，0.5％至90％重量，1％至90％重量，2％至80％重量，2％至60％重量，2％至40％重量，2％至20％重量，或2％至10％重量的胺捕获单体。
除了具有化学式I的单体以外，所述反应混合物还包含含有至少两个(甲基)丙烯酰基团的交联单体。适宜的交联单体包括二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸酯、五(甲基)丙烯酸酯等。例如，通过使(甲基)丙烯酸与链烷二醇、链烷三醇、链烷四醇、或链烷五醇反应，可生成这些(甲基)丙烯酸酯。
示例性交联单体包括1，2-乙二醇二(甲基)丙烯酸酯；1，12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯；1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯；1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(例如以商品名TMPTA-N市售自Surface Specialties(Smyrna，GA)和以商品名SR-351市售自Sartomer(Exton，PA))；季戊四醇三丙烯酸酯(例如以商品名SR-444市售自Sartomer)；三(2-羟乙基异氰尿酸酯)三丙烯酸酯(以商品名SR-368市售自Sartomer)；季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物(例如，以商品名PETIA市售自Surface Specialties，四丙烯酸酯与三丙烯酸酯的比率为约1∶1，和以商品名PETA-K市售自Surface Specialties，四丙烯酸酯与三丙烯酸酯的比率为约3∶1)；季戊四醇四丙烯酸酯(例如以商品名SR-295市售自Sartomer)；二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(例如以商品名SR-355市售自Sartomer)；乙氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯(例如以商品名SR-494市售自Sartomer)和二戊赤藓醇五丙烯酸酯(例如以商品名SR-399市售自Sartomer)。可使用交联单体的混合物。
以反应混合物中的单体重量为基准，所述反应混合物可包含10％至99.9％重量的交联单体。如果反应混合物中所含的交联单体小于此量，则所得交联聚合材料可能不是耐机械作用的或尺度稳定的。另一方面，如果使用更大量的交联单体，则交联聚合材料中的胺捕获侧基数太低，以致无法有效地与含胺材料反应。
交联单体的量可为至少10％重量，至少15％重量，至少20％重量，至少30％重量，至少40％重量，至少50％重量，至少60％重量，至少70％重量，至少80％重量，或至少90％重量。例如，交联单体的量可在10％至99％重量，20％至90％重量，30％至90％重量，30％至80％重量，30％至70％重量，或30％至60％重量范围内。
所述反应混合物中可包含其它可选的稀释剂单体，诸如(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰胺。适宜的稀释剂单体包括不具有胺捕获基团并且仅具有一个(甲基)丙烯酰基团的单体。以反应混合物中的单体重量为基准，所述反应混合物可包含最多20％重量的稀释剂单体。如果反应混合物中所含的稀释剂单体大于约20％重量，则交联聚合材料可能不是足够耐机械作用的或尺度稳定的，或者胺捕获侧基数不足以有效地与含胺化合物反应。在一些反应混合物中，不含稀释剂单体。稀释剂单体的量通常在0至20％重量，0至15％重量，0至10％重量，或0至5％重量的范围内。
一些示例性(甲基)丙烯酸酯稀释剂单体是(甲基)丙烯酸烷酯，诸如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸3，3，5-三甲基环己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸4-甲基-2-戊酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸异十三烷酯和(甲基)丙烯酸山嵛酯。
其它示例性的(甲基)丙烯酸酯稀释剂单体是(甲基)丙烯酸芳酯，诸如(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯和(甲基)丙烯酸苄酯。其它示例性的(甲基)丙烯酸酯稀释剂单体还有(甲基)丙烯酸羟烷酯，诸如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯和(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸甘油酯等。其它示例性的(甲基)丙烯酸酯稀释剂单体是含醚的(甲基)丙烯酸酯，诸如(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、聚(甲基)丙烯酸乙二醇酯等。所述稀释剂单体可以是含氮的(甲基)丙烯酸酯，诸如N，N-二甲基氨乙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二甲基氨丙基(甲基)丙烯酸酯、卤化2-三甲基铵甲基(甲基)丙烯酸酯等。所述稀释剂单体还可以是(甲基)丙烯酰胺、N，N-二烷基(甲基)丙烯酰胺等。
一些反应混合物包含溶剂。适宜的溶剂包括但不限于水、乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、甲基乙基酮、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、氯化和氟化烃、氟化醚、或它们的组合。其它反应混合物可以是无溶剂的。示例性的无溶剂反应混合物包括其中胺捕获单体为液体的那些，或其中反应混合物为涂层组合物的那些，所述涂层组合物可用已除去的溶剂涂布。
制备交联聚合材料，所述交联聚合材料包含上述反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含(a)具有化学式I的胺捕获单体，和(b)交联单体。通常使用自由基聚合方法来聚合这些反应混合物。通常在所述反应混合物中包含引发剂。所述引发剂可以是热引发剂、光引发剂或这二者。以所述反应混合物中单体的重量为基准，所述引发剂的使用浓度通常为0.1％至5％重量，0.1％至3％重量，0.1％至2％重量，或0.1％至1％重量。
当将热引发剂加入到反应混合物中时，可在室温(即20至25摄氏度)或高温下，形成所述交联聚合物。聚合反应所需的温度通常取决于所用的具体热引发剂。热引发剂的实例包括有机过氧化物或偶氮化合物。
当将光引发剂加入到反应混合物中时，通过施加光化学辐射直至组合物胶凝或硬化可形成交联聚合材料。适宜的光化学辐射包括红外区域、可见区域、紫外区域内的电磁辐射、或它们的组合。
适用于紫外区域内的光引发剂的实例包括但不限于安息香、安息香烷基醚(例如安息香甲基醚，和取代的安息香烷基醚，如二甲氧基安息香甲基醚)、苯酮(例如取代的苯乙酮，诸如2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，和取代的α-酮醇，诸如2-甲基-2-羟基苯丙酮)、氧化膦、聚合物光引发剂等。
市售光引发剂包括但不限于2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(例如，以商品名DAROCUR 1173市售自Ciba Specialty Chemicals)、2，4，6-三甲基苯甲酰-二苯基-氧化膦与2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的混合物(例如，以商品名DAROCUR 4265市售自Ciba SpecialtyChemicals)、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮(例如，以商品名IRGACURE 651市售自Ciba Specialty Chemicals)、二(2，6-二甲氧基苯甲酰)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦与1-羟基环己基苯基酮的混合物(例如，以商品名IRGACURE 1800市售自Ciba Specialty Chemicals)、二(2，6-二甲氧基苯甲酰)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(例如，以商品名IRGACURE 1700市售自Ciba Specialty Chemicals)、2-甲基-1[4-(甲巯基)苯基]-2-吗啉丙-1-酮(例如，以商品名IRGACURE 907市售自Ciba Specialty Chemicals)、1-羟基环己基苯基酮(例如，以商品名IRGACURE 184市售自Ciba Specialty Chemicals)、2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(例如，以商品名IRGACURE 369市售自Ciba Specialty Chemicals)、二(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦(例如，以商品名IRGACURE 819市售自Ciba SpecialtyChemicals)、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基亚膦酸乙酯(例如，以商品名LUCIRIN TPO-L市售自BASF(Charlotte，NC))、以及2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(例如，以商品名LUCIRIN TPO市售自BASF(Charlotte，NC))。
适用于可见区域内的光引发剂通常包含电子供体和电子受体，诸如碘鎓盐和可见光敏化合物，诸如α-二酮。上述光引发剂还描述于例如美国专利公布2005/0113477A1(Oxman等人)和2005/0070627A1(Falsafi等人)；以及美国专利No.6,765,036B2(Dede等人)中，所有文献均以引用的方式并入本文。
可制备一种包含基底和设置在所述基底表面上的交联聚合材料的制品。通常在用反应混合物涂布基底表面后形成所述交联聚合材料，所述反应混合物包含(a)具有化学式I的含胺单体，和(b)具有至少两个(甲基)丙烯酰基的交联单体。
所述基底可具有任何可用形式，包括但不限于薄膜、薄片、隔膜、滤片、非织造或织造纤维、中空或实心小珠、瓶子、盘子、管、棒、导管或晶片。所述基底可以是多孔的或无孔的、刚性的或柔性的、透明的或不透明的、透光的或着色的、以及反光的或不反光的。所述基底可具有平坦或相对平坦的表面，或者可具有纹理，诸如凹阱、凹陷、凹槽、隆起等。所述基底可具有单层或多层材料。适宜的基底材料包括例如聚合材料、玻璃、陶瓷、金属、金属氧化物、水合金属氧化物、或它们的组合。
适宜的聚合物基底材料包括但不限于聚烯烃(例如，聚乙烯和聚丙烯)、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氧甲烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯、酚醛塑料、聚胺、氨基-环氧树脂、聚酯、硅氧烷、基于纤维素的聚合物、多醣、或它们的组合。
适宜的玻璃和陶器基底材料可包括例如硅、铝、铅、硼、磷、锆、镁、钙、砷、镓、钛、铜、或它们的组合。玻璃通常包含多种类型的含硅酸盐材料。
在一些实施例中，所述基底包含如美国专利6,696,157 B1(David等人)中所公开的一层金刚石状玻璃，其公开内容以引用的方式全文并入本文。金刚石状玻璃为非晶态材料，其包含碳、硅以及一种或多种选自氢、氧、氟、硫、钛或铜的元素。一些金刚石状玻璃材料可通过使用等离子工艺，由四甲基硅烷前体生成。在氧等离子体中进一步处理，以调节表面上的硅烷醇浓度，可制得疏水材料。
适用于基底的金属、金属氧化物或水合金属氧化物可包含例如金、银、铂、钯、铝、铜、铬、铁、钴、镍、锌等。含金属材料可以是合金，诸如不锈钢、铟氧化锡等。在一些实施例中，含金属材料为多层基底的顶层。例如，所述基底可具有聚合物第二层和含金属的第一层。在一个实例中，第二层为聚合物薄膜，并且第一层为金薄膜。在其它实例中，多层基底包括涂布含钛层，接着涂布含金层的聚合物薄膜。也就是说，钛层可用作粘结层或底层以将金层粘结到聚合物薄膜上。在多层基底的其它实例中，将硅支承层涂布铬层，接着涂布金层。铬层可改善金层对硅层的附着性。
通过提供基底，将反应混合物设置在所述基底表面上并固化所述反应混合物以形成交联聚合材料来制备制品。所述反应混合物包含(a)具有化学式I的胺捕获单体，和(b)如上所述的交联单体。所述反应混合物可通过例如施加热量(即使用热引发剂)或施加光化学辐射(即使用光引发剂)来固化。
所述反应混合物可通常润湿基底表面并且所得交联聚合物粘附到所述基底表面上。所述交联聚合物通常在聚合物上的活性基团与所述基底表面上的互补基团Y之间不形成共价键的情况下进行粘附。更确切地说，所述聚合物通过与基底上的表面缺陷连结来进行粘附。
在一些制品中，所述交联聚合材料在基底上形成图案。可形成任何适宜的交联聚合材料图案。例如，所述图案可以为文字、图样、图象等形式。所述图案可以为例如点、正方形、矩形、圆、细纹或波纹(例如，正方形波纹、正弦波纹和锯齿状波纹)形式。
一种图案化的交联聚合物层形成方法包括通过丝网印刷、喷射印刷(例如，喷射、阀门喷射或喷墨印刷)等将反应混合物图案设置在基底表面上。可用于喷射印刷的装置描述于例如美国专利6,513,897(Tokie)和美国专利公布2002/0128340(Young等人)中，二者均以引用的方式并入本文。在将图案施加在基底表面上后，可将所述反应混合物固化。例如，如果反应混合物中包含热引发剂，则可通过施加热量来将反应混合物固化，或者如果反应混合物中包含光引发剂，则可通过施加光化学辐射来将反应混合物固化。
另一种成图案的交联聚合物层形成方法包括：在基底上形成反应混合物层，将第一部分的反应混合物固化以在基底上形成交联聚合材料图案，并且除去未被固化的第二部分反应混合物。通过使用任何适宜的技术，例如刷涂、喷涂、凹板式涂布、门辊涂布、刮涂、淋幕式涂布、漆包线式涂布和刮粉刀涂布，可制备基底上的反应混合物层。
一种使一部分反应混合物聚合的方法涉及在反应混合物中使用光引发剂以及使用遮光物。所述遮光物包含孔隙图案，并且可被放置在反应混合物层与光化学辐射源之间。光化学辐射可通过遮光物中的孔隙。在曝露于光化学辐射后，与遮光物中孔隙相应的第一部分反应混合物可聚合，而被遮光物阻隔光化学辐射的第二部分反应混合物层仍未被固化或未反应。也就是说，未固化的反应混合物是未胶凝或硬化形成交联聚合材料的单体组合物。通过使用适用于具有化学式I的单体、交联单体和任何可选稀释剂单体的溶剂，可除去未固化的反应混合物。由于广泛的交联，所述溶剂通常不溶解固化的交联聚合材料。因此，可除去未固化的反应混合物，在基底表面上留下交联聚合材料图案。
适用于除去未反应的反应混合物的溶剂包括但不限于水、乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、甲基乙基酮、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、氯化和氟化烃、氟化醚、或它们的组合。所述交联聚合材料通常不溶于这些溶剂中。如本文所用，不溶解的聚合物是室温下在溶剂中的溶解度小于0.01％重量的那些，所述溶剂例如水、乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、甲基乙基酮、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、氯化和氟化烃、氟化醚、或它们的组合。
适用于此成图案方法中的遮光物包括聚合材料(例如，聚酯诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯或聚苯乙烯)、金属箔材料(例如，不锈钢、其它钢材、铝或铜)、纸、机织物或非织造材料、或它们的组合。聚合物遮光物以及这些遮光物中的孔隙进一步描述于美国专利6,897,164B2(Baude等人)中，所述文献以引用的方式并入本文。遮光物中的孔隙可具有任何适宜的尺寸。
所述交联聚合材料具有胺捕获侧基。因此，在基底上具有交联聚合材料层或图案的制品可具有能够与含胺材料反应的胺捕获基团。聚合材料的胺捕获侧基具有连接到交联聚合材料主链上的化学式II
基团L、Y、Z1和R1已在上文化学式I中进行了描述。化学式II中的星号表示胺捕获侧基与交联聚合材料主链相连接的位置。所述胺捕获侧基包含N-磺酰基氨基羰基。
与已知可与含胺材料反应的基团N-羟基琥珀酰亚胺的衍生物相比，符合化学式II的侧基通常具有改善的水解稳定性。由于具有化学式II的侧基具有改善的水解稳定性，交联聚合材料和包含所述交联聚合材料的制品通常可用于水性体系中。
胺捕获基团可与含胺材料反应，致使含胺材料固定。一种固定含胺材料的方法包括提供基底并且将反应混合物设置在基底表面上。所述反应混合物包含(a)具有化学式I的单体，和(b)包含至少两个(甲基)丙烯酰基的交联单体。所述方法还包括固化所述反应混合物以形成具有胺捕获侧基的交联聚合材料，和使含胺材料与交联聚合材料的胺捕获侧基反应。在此方法中，胺捕获侧基中的N-磺酰基氨基羰基可与含胺材料反应。在一些实施例中，所述含胺材料为生物材料，例如氨基酸、肽、DNA、RNA、蛋白、酶、细胞器、细胞、组织、免疫球蛋白、或它们的片段。在其它实施例中，所述含胺材料为非生物材料，诸如含胺的分析物。
所述含胺材料可经由与N-磺酰基氨基羰基的亲核取代反应，而与胺捕获侧基发生反应。所述含胺材料可具有伯胺基或仲胺基。例如，所述含胺材料可以为具有化学式H2N-T结构的含伯胺生物材料，其中T为含伯胺生物材料的残基(即，基团T等于具有化学式H2N-T结构的含伯胺生物材料减去-NH2基团)。基团T通常具有与-NH2基团直接连接的亚烷基。含伯胺生物材料与具有化学式II侧基的交联聚合材料反应，以生成具有化学式III结构反应性侧基的交联聚合材料：
其中L、Y和*与化学式I和II中的描述相同。例如，通过使用质谱分析、接触角测量、红外光谱以及椭圆光度法，可测定固定化胺的存在。此外，如果含胺材料为生物活性材料，则可使用多种免疫测定和光学微观技术。
含胺材料与具有化学式II的胺捕获侧基中N-磺酰基氨基羰基的反应速率通常快于N-磺酰基氨基羰基水解速率。也就是说，含胺材料的固定以比水解反应更快的速率进行。由于形成了共价羰基亚胺键，因此一旦发生了交联聚合材料侧基的固定，则含胺材料不易被置换。
固定化的生物含胺材料可用于疾病或遗传缺陷的医学诊断。固定化的含胺材料还可用于生物分离或用于各种生物分子存在的检测。另外，固定化的含胺材料可用于生物反应器中或用作生物催化剂以制备其它材料。具有N-磺酰基氨基羰基的侧基还可用于检测不是生物材料的含胺的分析物。所述含胺的分析物可具有伯胺基团、仲胺基团、或它们的组合。
其它材料可进一步与固定化的含胺材料键合。这种进一步键合的材料可在含胺材料固定之前与含胺材料相连，或可在含胺材料固定之后与含胺材料相键合。所述含胺材料和进一步键合的材料可以是互补RNA片段、互补DNA片段、抗原-抗体组合、免疫球蛋白-细菌组合等。
生物含胺材料在与交联聚合材料侧基连接后仍可保留活性(即符合化学式III结构的侧基可包含生物活性含胺材料)。例如，固定化的抗体可随后与抗原连接，或固定化的抗原可随后与抗体连接。同样地，具有可与细菌键合部分的固定化含胺生物材料可随后与细菌连接(例如，固定化的免疫球蛋白可随后与细菌诸如金黄色葡萄球菌连接)。
具有化学式II和化学式III结构的侧基连接到交联聚合材料主链上。所述交联聚合材料通常经由(甲基)丙烯酰基的自由基聚合反应而形成。具有化学式II侧基的交联聚合材料，通过与具有至少两个伯胺基、仲胺基或它们组合的含伯胺材料反应，可进一步交联。也就是说，具有一个以上伯胺基团的含胺材料可与一个以上的具有化学式II的侧基反应。
实例
这些实例仅仅是说明性的，并且不旨在限制所附的权利要求的范围。除非另外指明，说明书的实例和其余部分中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。除非另外指明，所用溶剂和其它试剂均得自Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee，Wisconsin)。
缩写表
缩写或商品名 描述 EtOAc 乙酸乙酯 ACN 乙腈 DMF 二甲基甲酰胺 THF 四氢呋喃 Na糖精 糖精的钠盐，脱水的 TMPTA 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 光引发剂 DAROCUR 1173光固化剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，可得自 Ciba(Hawthorne，NJ) DI 水 去离子水 PEI 聚乙烯亚胺 IPA 异丙醇 TWEEN-25 聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯，可得自Sigma(St Louis，MO)
制备性实例1：制备
在一个玻璃反应容器中，将2-甲基丙烯酸羟乙酯(22.31克)、戊二酸酐(20.54克)和三乙胺(19.08克)的无水THF(167.5毫升)溶液在室温下搅拌过夜。使用旋转蒸发器浓缩溶液，并且将残余物溶解在400毫升EtOAc中。依次用去离子水、饱和NaCl水溶液洗涤有机相，并在MgSO4上干燥。过滤溶液，在玻璃反应容器中，用亚硫酰氯(21.14克)和DMF(3滴)处理。将混合物搅拌过夜，并在旋转蒸发器上浓缩。将浓缩物缓慢加入到在冰浴中冷却的搅拌着的无水糖精Na(31.29克)的无水丙酮(250毫升)悬浮液中。将混合物搅拌过夜，并使其升至室温。过滤混合物，浓缩滤液，并在氯仿中成浆，并再次过滤。浓缩滤液，加入二乙基醚，并且通过过滤分离出沉淀，并在氮气流下干燥，以获得所需产物。收率：40.5克。
制备性实例2：制备
在一个玻璃反应容器中，将2-甲基丙烯酸羟乙酯(22.31克)、戊二酸酐(20.54克)和三乙胺(19.08克)的无水THF(167.49毫升)溶液在室温下搅拌过夜。使用旋转蒸发器浓缩溶液，并且将残余物溶解在EtOAc中(400毫升)。依次用去离子水、饱和NaCl水溶液洗涤有机相，然后在MgSO4上干燥。过滤溶液，在玻璃反应容器中，用亚硫酰氯(16.9克)和DMF(3滴)处理。使混合物搅拌过夜，并在旋转蒸发器上浓缩至约83％固体。将作为矿物油中60％重量分散体的氢化钠(0.47克)加入到玻璃反应容器中，并放置到冰浴中。用THF淋洗氢化钠，以除去矿物油。将N-甲基全氟丁基磺酰胺(3.67克)溶解在THF(24.1克)中。将所述溶液加入到氢化钠中。将一部分包含甲基丙烯酸酯中间体(3.53克)的浓缩物(4.25克)缓慢加入到搅拌的悬浮液中。使混合物搅拌过夜，并使其升至室温，其后将混合物倒入到水中。用乙酸乙酯萃取此混合物。在硫酸钠上干燥乙酸乙酯混合物。然后使用旋转蒸发器除去挥发性组分，以获得4.5克产物，收率67％。
制备性实例3：制备
在一个玻璃反应容器中，将2-甲基丙烯酸羟乙酯(10.0克)、戊二酸酐(9.21克)和三乙胺(8.55克)的无水THF(120毫升)溶液在室温下搅拌过夜。使用旋转蒸发器浓缩溶液，并且将残余物溶解在EtOAc中(300毫升)。依次用去离子水、饱和NaCl水溶液洗涤有机相，然后在MgSO4上干燥。过滤溶液，在玻璃反应容器中，用亚硫酰氯(11.05克)和DMF(3滴)处理。使混合物搅拌过夜，并在旋转蒸发器上浓缩至约80％固体。将作为矿物油中60％分散体的氢化钠(3.23克)加入到玻璃反应容器中，并放置到冰浴中。用THF淋洗氢化钠，以除去矿物油。将N-甲基三氟甲磺酰胺溶于THF(70克)中。将所述溶液加入到氢化钠中。将包含甲基丙烯酸酯中间体的浓缩物(20.2克)缓慢加入到搅拌的悬浮液中。使混合物搅拌过夜，并使其升至室温，其后将混合物倒入到水中。用乙酸乙酯萃取此混合物。在硫酸钠上干燥乙酸乙酯混合物。然后使用旋转蒸发器除去挥发性组分，以获得产物。
制备涂布PEI的载玻片基质
在5摩尔NaOH浴液中，将玻璃显微镜载片浸泡两小时；用DI水、乙醇和甲醇洗涤；并且在氮气流下干燥。将干净的载玻片保存在80℃烘箱中，直至需要时。
在2列4行基质中，排列八个载玻片。使用胶带，自每个载玻片背面中部向下，将载玻片固定在基质中。使用12号Mayer棒，将2％重量的PEI的IPA溶液涂布在基质上。使涂层在空气中干燥。
制备用Cy5标记的IgG
将三个Cy5染料(3H-吲哚鎓，2-[5-[1-[6-[(2，5-二氧-1-吡咯烷基)氧代]-6-氧己基]-1，3-二氢-3，3-二甲基-5-磺基-2H-亚吲哚-2-基]-1，3-戊二烯基]-1-乙基-3，3-二甲基-5-磺基-，内盐(9CI))小瓶中的内容物溶解在二甲基亚砜(DMSO)中，至总体积为100微升。Cy5染料小瓶得自GE-Amersham Biosciences(Piscataway，NJ)。将所得的染料溶液加入到1毫升的5毫克/毫升小鼠IgG溶液中，所述溶液含有0.1M碳酸钠(在pH 9.0下)。小鼠IgG得自Sigma(St.Louis，MO)。使所得溶液避免曝露于光线下，并且在室温下温和摇动45分钟。此溶液包含Cy5-标记的抗体和未反应的Cy5。
使用凝胶过滤色谱法，将Cy5-标记的抗体(Cy5-IgG)从未反应的Cy5标记物中分离出来。将包含Cy5-IgG和未反应Cy5的溶液加入到在pH 7.4下用磷酸盐缓冲溶液(PBS)平衡的PD-10柱上。PD-10柱得自GE-Amersham Biosciences(Piscataway，NJ)。通过在pH 7.4下用PBS洗涤，收集Cy5-IgG镏分。通过测定Cy5-IgG镏分中IgG的浓度(280nm)和Cy5的浓度(650nm)，计算Cy5/IgG比率。依照由Cy5和IgG制造商提供的产品说明书，获得IgG和Cy5的消光系数值，以及280nm处由共价键合Cy5贡献的吸光率。最终的Cy5-IgG溶液具有的Cy5-IgG浓度为1.3毫克/毫升，Cy5/IgG比率为2.2。由此储备溶液，制备在pH 9.6下的10毫摩尔碳酸盐缓冲剂中，包含130、50、13和5毫克/毫升Cy5-IgG的测试溶液。使用可得自Sigma(St.Louis，MO)的碳酸钠/碳酸氢钠缓冲剂胶囊来制备缓冲剂。
比较例C1
制备光引发剂(0.01克)和TMPTA(0.6克)在ACN(5克)中的溶液。以所述溶液的重量为基准，此溶液包含11％重量的TMPTA和0.18％重量的光引发剂。使用12号Mayer棒，将此溶液涂布到如上所述的涂布PEI的载玻片基质上。使涂层在空气中干燥。使所涂布的基质以50英尺/分钟(15米/分钟)的速率，两次通过固化装置。所述固化装置得自Fusion Systems(Gaithersburg，MD)，并且配备有F300灯。用金属刮刀摩擦所得的固化涂层，以确保所述涂层不会被擦去。
将5微升上文制备的Cy5-IgG测试溶液斑点和不含Cy5-IgG的样本施加到涂层表面上，并且使其静置30分钟。所述表面用0.25％重量的TWEEN-25 DI水溶液洗涤，然后用DI水洗涤。使所述载玻片在氮气下干燥，并置于荧光测读器中，所述荧光测读器可以商品名LS SERIES TECAN市购自Tecan Group LTD(Research Triangle Park，NC)。通过将焦点高度调节至1002微米，将分辨率调节至40微米，将过采样度调节至3微米，将增益调节至160，并且将针孔聚焦深度调节至150微米，来进行单扫描测定。使用以商品名GENEPIX PRO市购自Molecular Devices Corp(Sunnyvale，CA)的软件，对16位像素的TIFF文件进行数据分析。数据示于表1中。
实例1
通过将得自制备性实例1中的物质(0.03克)、光引发剂(0.01克)和TMPTA(0.56克)溶解在ACN(5克)中，制备溶液。以所述溶液的重量为基准，所得的溶液包含0.5％重量的制备性实例1，0.18％重量的光引发剂，和10％重量的TMPTA。使用12号Mayer棒，将此溶液涂布到如上所述的涂布PEI的载玻片基质上。使所得的涂层在空气中干燥。使所涂布的基质以50英尺/分钟(15米/分钟)的速率，两次通过配备F300灯的Fusion Systems固化装置。用金属刮刀摩擦所得的固化涂层，以确保所述涂层不会被擦去。
将五微升Cy5-IgG测试溶液斑点和五微升不含Cy5-IgG的样本斑点施加到涂层表面上，并且使其静置30分钟。所述表面用0.25％重量的TWEEN-25 DI水溶液洗涤，然后用DI水洗涤。使所述载玻片在氮气下干燥，并置于荧光测读器中，所述荧光测读器可以商品名LS SERIES TECAN市购自Tecan Group LTD(Research Triangle Park，NC)。通过将焦点高度调节至1002微米，并且使用40微米分辨率，160增益，3微米过采样度，和±150微米针孔聚焦深度，来进行单扫描测定。使用以商品名GENEPIX PRO市购自Molecular DevicesCorp(Sunnyvale，CA)的软件，对16位像素的TIFF文件进行数据分析。数据示于表1中。
实例2
通过将制备性实例2的物质(0.03克)、光引发剂(0.01克)和TMPTA(0.56克)溶解在ACN(5.25克)中，制备溶液。以所述溶液的重量为基准，所得的溶液包含0.5％重量的制备性实例2，0.18％重量的光引发剂，和10％重量的TMPTA。使用12号Mayer棒，将此溶液涂布到如上所述的涂布PEI的载玻片基质上。使所得的涂层在空气中干燥。
使所涂布的基质以50英尺/分钟(15米/分钟)的速率，两次通过配备F300灯的Fusion Systems固化装置。用金属刮刀摩擦所得的固化涂层，以确保所述涂层不会被擦去。
将五微升Cy5-IgG测试溶液斑点和五微升不含Cy5-IgG的样本斑点施加到涂层表面上，并且使其静置30分钟。所述表面用0.25％重量的TWEEN-25 DI水溶液洗涤，然后用DI水洗涤。使所述载玻片在氮气下干燥，并置于荧光测读器中，所述荧光测读器可以商品名LS SERIES TECAN市购自Tecan Group LTD(Research Triangle Park，NC)。通过将焦点高度调节至1002微米，并且使用40微米分辨率，160增益，3微米过采样度，和±150微米针孔聚焦深度，来进行单扫描测定。使用以商品名GENEPIX PRO市购自Molecular DevicesCorp(Sunnyvale，CA)的软件，对16位像素的TIFF文件进行数据分析。数据示于表1中。
表1
Cy5-IgG的浓度 (微克/毫升) 荧光测量 实例C1 荧光测量 实例1 荧光测量 实例2 130 34108 65535 65535 50 17295 65535 42209 13 8135 35668 8684 5 1270 10234 3210 0 1266 500 288
*注意：值65535是使用16位荧光测读器所能测定的像素最大值。
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