产生弱结合表面的方法技术

一种对疏水表面进行处理以降低水溶液中的有机材料对该表面结合能力的方法，所述方法包括： （ａ）给疏水表面施用涂覆溶液，所述涂覆溶液包含溶于溶剂中的非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂具有（ｉ）小于或等于５的亲水性－亲油性平衡数和（ｉｉ）至少一个能够伸展到水溶液中的亲水部分；以及 （ｂ）对步骤（ａ）的经涂覆疏水表面进行干燥，以除去涂覆溶液中的溶剂，从而使非离子表面活性剂结合在疏水表面上； 所述施涂步骤和干燥步骤中间不进行用有机溶剂洗涤的步骤。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术的领域本专利技术涉及降低有机物质(如肽、蛋白质、核酸和细胞)对疏水表面(如聚合物表面)的结合的方法。本专利技术还涉及具有这种弱结合表面的制品(如实验室器具)。专利技术的背景生物物质(如肽、蛋白质、核酸和细胞)通常以容器贮存或转移，所述容器由塑料或其它疏水材料制得，如离心管和移液管。常见生物化合物吸附/结合在这些容器的表面上。对于在水溶液中呈现一定疏水性的有机材料(如吖啶鎓化合物、PCBs等)也是如此。许多应用，不希望这种结合。例如，这种结合导致有价值物质(如酶和抗体)的损失，还可能导致有机物质分配的变化，尤其是涉及的容量不大时。在各种血液处理过程中也牵涉到蛋白质、细胞和血小板对疏水表面的结合。由于这些原因，人们作了广泛的努力以得到降低蛋白质和其它有机化合物与疏水表面结合的方法。已经考虑到的方法可见例如Caldwell等的美国专利No.5,516,703；Ding等的国际专利申请公开号WO94/03544；Amiji等的生物材料(Biomaterials),13:682-692,1992；J.Andrade在生物医学聚合物的表面和界面方面(Surface and Interfacial Aspects of Biomedical Polymers)中的“蛋白质吸附原理”(＂Principles of Protein Adsorption＂),J.Andrade，编辑，卷2,Plenum Press,NewYork,1-80,1985；Lee等的聚合物材料科学工程(Polymeric Mater.Sci Eng.,57:613-617,1987；Lee等的生物医学材料研究杂志(Journal of BiomedicalMaterials Research),23:351-368,1989；Lee等的生物材料(Biomaterials),11:455-464,1990；Lee等的聚合物科学进展(Prog.Polym.Sci.),20:1043-1079,1995；Merrill等的ASAIO杂志，6:60-64,1983；Okano等的生物医学材料研究杂志，20:1035-1047,1986；Okkema等的生物材料科学聚合物教育杂志(J.Biomater.Sci.Polymer.Edn.,1:43-62,1989；Owens等，细胞科学杂志(Jounal of Cell Science),87:667-675,1987；Rabinow等的生物材料科学聚合物教育杂志，6:91-109,1994；Schroen等的膜科学杂志(Journal of Membrane Science),80:265-274,1993；Sheu等的粘附科学技术杂志(J.Adhesion Sci.Technol.),6:995-1009,1992；Shimada等的聚合物杂志(Polymer Journal),15:649-656,1983；以及Thurow等的Diabetologia,27:212-218,1984。一个用来产生弱结合表面(low binding surface)的成功技术应该满足的标准包括1)足够弱程度的结合；2)实际上的永久性；3)易于使用；以及4)低成本。本专利技术的目的是提供产生满足所有这些标准的弱结合表面的方法。专利技术的概述本专利技术通过特定的涂料和特定的工艺步骤相结合来达到以上标准，这两者对于本技术的成功都是关键性的。本专利技术所用的特定材料是非离子表面活性剂，它具有能够伸展到水溶液中的亲水部分(如亲水端基)，该非离子表面活性剂的亲水性亲油性平衡数(HLB数)小于或等于5。本文所用的术语“非离子表面活性剂”是依据其传统定义指含有两个结构上不同、在水溶液中具有不同溶解度的基团的分子。参见Kirk-Othmer化学工艺大全(Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)，第三版，22卷，332页，John Wiley&Sons,New York,New York,1983。如以下所举实施例中所示，已经发现，小于或等于5的HLB数对于得到耐久的弱结合表面是关键性的。虽然早先人们也考虑到将非离子表面活性剂用于产生弱结合表面(参见以上引用的参考文献)，但是早先并未认识到小于或等于5的HLB数的关键性。正如本专利技术所证明的，HLB数在该数值以上时，蛋白质的结合或是不受显著抑制，或只能暂时受抑制；而等于或小于该数值时，能够实现对蛋白质结合的长期抑制。本专利技术所用的一种特定方法包括以下步骤将非离子表面活性剂溶于溶剂中施涂到表面(基材)上，然后干燥此表面(基材)除去溶剂，从而使表面活性剂与该表面直接接触而结合其上。较好的是该表面被完全干燥。所述施涂步骤和干燥步骤必须是中间不进行用有机溶剂洗涤的步骤。如实施例7和8所示，干燥步骤对得到耐久的弱结合表面是关键性的。没有这一步骤，非离子表面活性剂可被水溶液从疏水表面上除去，因此使该表面丧失了弱结合性能。即使是使用HLB数小于或等于5的非离子表面活性剂，也会发生这一除去现象。然而，一旦涂料经过干燥结合在表面上，它的效果就是永久的，与水溶液接触基本上不会被除去。这是本专利技术一个重要的优点，因为本领域需要的弱结合表面是与水溶液一起使用的。考虑到本专利技术实践中所用非离子表面活性剂的低HLB数，在干燥步骤之前避免用有机溶剂洗涤很重要。那些低HLB数使非离子表面活性剂可基本上溶于有机溶剂，因此用这种溶剂洗涤会从表面上除去基本上所有的表面活性剂，从而使表面活性剂不能发挥其弱结合的功能。那些使用HLB数小于或等于5的非离子表面活性剂的参考文献中，没有揭示、揭示或以任何方式认识到上述工艺步骤的关键性作用。具体而言，以上引用的Thurow等和Schroeun等的参考文献都使用了HLB数小于5的至少一种非离子表面活性剂。具体是Thurow等的较佳Genapol PF-10材料的HLB数小于5，Schroeun等的L-92材料的HLB数也小于5。Thurow等报道Genapol PF-10能够阻止胰岛素吸附在胶乳颗粒上，而Schroeun等却报道L-92不能阻止脂肪酶吸附在聚丙烯膜上。显然，两篇文献都未说明将非离子表面活性剂干燥在疏水表面上，因此两篇文献都不能产生实用产品所需的基本上永久的弱结合表面。Sheu等也使用了具有低HLB数的非离子表面活性剂(即PLURONIC 121、122和127)，但是使用复杂的氩辉光放电工艺使这些表面活性剂结合到疏水表面(即低密度聚乙烯(LDPE))上。在某些实施方案中，他们省去了辉光放电处理，代之以仅仅是将表面活性剂施涂到LDPE上并用氯仿洗涤(参见其图2)。在这些情况下，他们报道，与未经处理的LDPE相比，蛋白质的结合没有降低(参见他们的第1006页)。Sheu等人得出这样的结论，显然他们没有认识到低HLB的表面活性剂可以成功地用来产生弱结合的表面而无需辉光放电处理，如同本专利技术所证明的那样。本专利技术的工艺步骤(即施涂溶于溶剂中的表面活性剂，然后干燥除去溶剂)是简单易行的。该工艺还很便宜，因为得到弱结合表面只需浓度很低的表面活性剂。例如，一磅约1美元的表面活性剂可以在约5,000平方英尺(465平方米)的疏水表面上得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：D·C·布克班德，E·J·小富克斯，J·A·格里芬，F·M·史密斯，D·L·坦南特，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：