聚合物包被制造技术

本公开内容涉及与基质表面共价连接的聚合物包被，以及在形成和操作基质(例如分子阵列和流动池)中制备所述聚合物包被，如(N-(5-叠氮基乙酰胺基苯基)丙烯酰胺-丙烯酰胺)共聚物(PAZAM)。本公开内容还涉及通过使用包覆有共价连接的聚合物如PAZAM的珠子来准备基质表面的方法，以及确定结合至本文描述的基质表面的多核苷酸的核苷酸序列的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本公开内容涉及与基质表面共价连接的聚合物包被，以及在形成和操作基质(例如分子阵列和流动池)中制备所述聚合物包被，如(N-(5-叠氮基乙酰胺基苯基)丙烯酰胺-丙烯酰胺)共聚物(PAZAM)。本公开内容还涉及通过使用包覆有共价连接的聚合物如PAZAM的珠子来准备基质表面的方法，以及确定结合至本文描述的基质表面的多核苷酸的核苷酸序列的方法。【专利说明】聚合物包被 相关申请的交叉引用 本申请要求于2012年6月8日提交的美国申请第61/657,508号；于2013年1 月17日提交的美国申请第61/753,833号；以及与2013年3月4日提交的美国申请第 13/784, 368号的优先权权益，所有这些文件都通过引用整体并入本文。
总体而言，本专利技术涉及化学、生物学和材料科学领域。更具体地，本专利技术涉及共价 连接至用于检测和/或分析诸如核酸和蛋白质的分子的基质表面的聚合物包被。 专利技术背景 聚合物包覆的基质被用于许多技术应用中。例如，可用生物学惰性的聚合物包覆 可植入式医疗装置。在另一个实例中，聚合物包覆的基质被用于制备和/或分析生物分子。 分子分析如某些核酸测序方法，依赖于核酸链与聚合物包覆的基质表面的结合。然后，可通 过本领域公知的许多不同的方法来确定所结合的核酸链的序列。 在某些合成测序方法中，用结合有核酸的聚合物包覆流动池（flowcell)的一个 或多个表面。当前的用于包覆流动池的程序包括，将聚合性混合物转移至流动池上的通道 中，并孵育固定的时间。该程序简单，并且产生始终能够支持包括桥式扩增和测序在内的所 有下游化学处理步骤的可靠包被。 然而，许多当前使用的表面聚合物包被存在着一些限制。例如，（i)当前的一些方 法由于需要空气敏感的聚合物混合物而限制了可用于包覆表面的方法；（ii) 一些形成的 包被必须以"湿润"状态储存，例如，储存于水溶液中；以及（iii)常常需要优化接枝条件以 避免强度梯度。 此外，还需要制造具有周期性间隔的限定特征的模式化流动池。一种制造模式化 流动池的方法是通过化学的方式改性珠子，然后将该珠子施用至预先排列好的表面，所述 表面包含可容纳所述珠子的开放小井（well)。可在将珠子加载至小井前，用能够支持基于 簇生长的测序的聚合物包覆所述珠子。由于包被引起的聚集以及在包覆后需要将珠子储存 于水性缓冲剂中，可用于平面阵列表面上的聚合物包被可能不方便用于包覆珠子。这导致 商业应用中的一些限制。因此，需要在用于包覆珠子时没有现有聚合物包被的一种或多种 缺点的新聚合物包被。 专利技术概述 本文描述的组合物的一些实施方案涉及具有包含改进的聚合物包被的一个或多 个表面的基质。在一些实施方案中，所述基质是流动池，并且将所述聚合物包被施用于所述 流动池的一条或多条泳道的一个或多个表面。 本文描述的组合物的一些实施方案涉及包含表面的基质，其中聚合物包被共价连 接至所述表面。本文描述的组合物的另一些实施方案涉及包含功能化表面的基质，其中聚 合物包被与所述表面上的一系列官能团共价连接，并且其中所述官能团选自烯烃、炔烃、氮 烯、醛、肼、活化酯、缩水甘油醚、胺、马来酰亚胺，以及邻位上具有用于施陶丁格连接的膦取 代基的苯甲酰基酯。还有另一些实施方案提供了包含具有聚合物包被的表面的基质，所述 聚合物包被包含式（I)和（II)所示的重复单元。在某些实施方案中，式（I)所示的重复单 元也表示为式（la)。在其他实施方案中，式（I)所示的重复单元也表示式（lb)。在一些实 施方案中，所述聚合物包被包含式（III)或（III'）所示的聚合物。在一个实施方案中，所 述聚合物包被包含式（Ilia)所示的聚合物。在一个实施方案中，所述聚合物包被包含式 (mb)所示的聚合物。在另一个实施方案中，所述聚合物包被包含式（iv)所示的聚合物。 本文描述的方法的一些实施方案涉及制备固定至基质表面的聚合物包被。在一些 实施方案中，所述方法包括，将聚合物与基质表面接触，其中所述表面包含多个官能团，从 而在所述表面上形成聚合物包被。在一些实施方案中，将所述聚合物包被共价结合至所述 基质表面上的官能团。在一些实施方案中，通过在所述基质表面上聚合可聚合物质，从而在 所述基质表面上原位形成所述聚合物。在一些其他的实施方案中，在与所述基质表面接触 之前预先形成所述聚合物。在某些实施方案中，所述官能团选自烯烃、炔烃、氮烯、醛、肼、活 化酯、缩水甘油醚、胺、马来酰亚胺，以及邻位上具有用于施陶丁格连接的膦取代基的苯甲 酰基酯。在某些实施方案中，所述基质表面上的官能团包含任选取代的苯基叠氮化物基团。 在其他实施方案中，所述基质表面上的官能团包含炔基。在其他实施方案中，所述基质表面 上的官能团包含烯基。在某些实施方案中，所述聚合物包被包含式（I)和（II)所示的重复 单元。在某些实施方案中，式（I)所示的重复单元也表示为式（la)。在某些实施方案中，式 (I)所示的重复单元也表示为式（lb)。在一些实施方案中，所述聚合物包被包含式（III)或 (III'）所示的聚合物。在一个实施方案中，所述聚合物包被包含式（Ilia)所示的聚合物。 在一个实施方案中，式（in'）所示的聚合物也表示为式（Iiib)。在另一个实施方案中，所 述聚合物包被包含式（IV)所示的聚合物。在一些实施方案中，在与所述表面上的官能团共 价结合之前，将所述聚合物包被溶解于水溶液中。 本文描述的方法的其他实施方案涉及制备多核苷酸阵列。在这样的实施方案中， 所述方法可包括以下步骤：使多个寡核苷酸与本文描述的任意组合物的聚合物包被或通过 本文描述的任何方法制备的聚合物包被中存在的反应性位点反应；将结合至所述聚合物 包被的所述多个寡核苷酸与待扩增模板接触，每个模板包含能够与所述寡核苷酸杂交的序 列；以及使用所述寡核苷酸扩增所述模板从而产生成簇的多核苷酸阵列。在一些实施方案 中，可使用两条引物，其中之一或二者可结合至所述聚合物包被。例如，所述方法可包括以 下步骤：使多个第一寡核苷酸与本文描述的任意组合物的聚合物包被或通过本文描述的任 何方法制备的聚合物包被中存在的反应性位点反应；将结合至所述聚合物包被的所述多个 第一寡核苷酸与待扩增模板接触，每种模板在3'端包含能够与所述第一寡核苷酸杂交的 序列，且在5'端包含能够与第二寡核苷酸杂交的互补序列；以及使用所述第一寡核苷酸和 所述第二寡核苷酸扩增所述模板从而产生成簇的多核苷酸阵列，其中所述第二寡核苷酸任 选结合至所述聚合物包被。在这样的方法的一些实施方案中，所述第一寡核苷酸或所述第 二寡核苷酸包含将与所述聚合物包被的叠氮基反应的炔基。在这样的方法的其他实施方 案中，所述第一寡核苷酸或所述第二寡核苷酸包含将与所述聚合物包被中存在的氰尿酰氯 反应的胺基。在这样的方法的其他实施方案中，所述第一寡核苷酸或所述第二寡核苷酸包 含将与所述聚合物包被的诸如肼基或腙基的活化胺基反应的醛基。在这样的方法的其他 实施方案中，所述第一寡核苷酸或所述第二寡核苷酸包含将与所述聚合物包被的硫氰酸基 或羧酸基团反应的胺基。在这样的方法的其他实施方案中，所述第一寡核苷酸或所述第二 寡核苷酸包含将与所述聚合物包被本文档来自技高网...

【技术保护点】
基质，其具有表面，所述表面包含与之共价连接的聚合物包被，其中所述聚合物包被包含式(I)所示的重复单元和式(II)所示的重复单元：其中：每个R1和R1'独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、烯基、炔基、环烷基、芳基、杂芳基、杂环基或以上基团的任选取代的变体；每个R2和R3独立地选自氢、烷基、烷基氨基、烷基酰胺基、烷基硫代、芳基，或以上基团的任选取代的变体；每个R4、R4'、R5和R5'独立地选自H、R6、OR6、‑C(O)OR6、‑C(O)R6、‑OC(O)R6、‑C(O)NR7R8或‑NR7R8；R6独立地选自H、OH、烷基、环烷基、羟基烷基、芳基、杂芳基、杂环基或以上基团的任选取代的变体；每个R7和R8独立地选自H或烷基，或者R7和R8以与它们连接的一个或多个原子结合在一起形成杂环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦恩·N·乔治，丹尼尔·布拉顿，安德鲁·A·布朗，任洪吉，赖安·C·史密斯，
申请(专利权)人：ILLUMINA公司，
类型：发明
国别省市：美国;US