由羧基官能丙烯酰胺形成的聚合物基质制造技术

本发明专利技术提供了一种由羧基官能单体形成的聚合物基质，所述聚合物基质诸如聚合物颗粒。在一个实例中，所述羧基官能单体具有取代所述羧基基团的所述OH的保护基团。一旦所述单体被聚合，则能够去除此类保护基团，提供具有羧基官能位点的聚合物网络。此类位点能够用于使其它官能团附接到所述聚合物基质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由羧基官能丙烯酰胺形成的聚合物基质
本公开整体涉及羧基官能丙烯酰胺、由此类羧基官能丙烯酰胺形成的聚合物基质及形成此类聚合物基质的方法。
技术介绍
聚合物颗粒越来越多地用作分离技术中的组分，并且帮助检测化学和生物系统两者中的分析物。例如，聚合物颗粒已用于色谱技术中以从溶液中分离目标分子。又如，具有磁性涂层的聚合物颗粒用于磁性分离技术中。最近，聚合物颗粒已用于增强ELISA型技术并且可用于捕获多核苷酸。许多此类技术和颗粒的使用依赖于对聚合物进行官能化。然而，使聚合物官能化带来了与控制具有所需官能团的位点的数量和通过聚合物网络到达待官能化的位点的挑战。因此，期望提供可一种改善的聚合物颗粒及制造此类聚合物颗粒的方法。
技术实现思路
在一个示例性实施例中，提供了一种由羧基官能单体形成的聚合物基质，所述聚合物基质诸如聚合物颗粒。在一个实例中，羧基官能单体具有取代羧基基团的OH的保护基团。一旦单体被聚合，则能够去除此类保护基团，提供具有羧基官能位点的聚合物网络。此类位点可用于使官能团附接到聚合物基质。附图简略说明通过参考附图，本公开内容可得到更好理解，并且其众多特征和优点对于本领域技术人员变得显而易见。图1包括用于制造示例性聚合物颗粒的示例性流程的图示。图2包括利用聚合物颗粒的示例性测序方法的图示。不同附图中使用的相同参考符号指示相似或相同的项目。具体实施方式在一个示例性实施例中，提供了一种由羧基官能单体形成的聚合物基质，所述聚合物基质诸如聚合物颗粒。在一个实例中，羧基官能单体具有取代羧基基团的OH的保护基团。保护基团可在聚合反应中保护OH基团或者能够使得单体更易于与疏水相混溶。一旦单体发生聚合，则可去除保护基团，提供具有羧基官能位点的聚合物网络。此类位点可用于使官能团附接到聚合物基质，诸如低聚物引物。在一个具体实例中，单体溶液可分配于亲水相或水性连续相内的疏水性分散相中。在一个实例中，疏水性分散相可由疏水性聚合物珠形成。单体溶液可包括受保护的羧基官能单体，诸如受保护的羧基官能丙烯酰胺。任选地，单体溶液还可包括其它单体、交联剂、致孔剂、催化剂或它们的任何组合。在一个实例中，单体可包括受保护的羧基官能丙烯酰胺单体。具体地，受保护的羧基官能丙烯酰胺包含保护基团，该保护基团保护羧基官能团的亲水性OH。保护基团可在聚合反应中保护OH基团，防止其发生反应，或者使得单体更易于与疏水相混溶。具体地，保护基团可从单体上裂解，或从由单体形成的聚合物网络上裂解。例如，保护基团可由酸裂解，具体地，在不引起聚合物网络水解的pH下裂解。例如，保护基团可包括甲硅烷基基团。在另一个实例中，保护基团可包括具有至少三个碳的直链或支链烷基基团。例如，烷基基团可包含3至8个碳，诸如3至6个碳或3至5个碳。具体地，保护基团可为支链烷基基团，诸如具有3至5个碳(诸如4个碳)的支链烷基基团。例如，单体可具有式(I)：其中R1为具有3至10个碳的烷基基团、具有1至10个醚单元的聚醚基团或为其它非离子型极性基团，其中R2为具有3至8个碳的直链或支链烷基基团或者为甲硅烷基基团，并且其中R3为氢或具有1至6个碳的烷基基团。在一个具体实例中，R1为具有3至10个碳的烷基基团或为具有1至10个醚单元的聚醚基团。例如，R1可为具有3至6个碳(诸如3至5个碳)的烷基基团。在另一个实例中，R1可为聚醚基团，该聚醚基团包括在2至6个单元的范围内(诸如2至4个单元)的环氧乙烷或环氧丙烷单元。在另一个实例中，R1可为非离子型极性基团，例如包括酰胺。在一个实例中，R2为具有3至5个碳(诸如4个碳)的支链烷基基团。具体地，R2可为异丙基、异丁基、仲丁基、或叔丁基或它们的任何组合。甲硅烷基基团可为三烷基甲硅烷基基团、有机二甲硅烷基基团或有机三甲硅烷基基团。例如，三烷基甲硅烷基基团可为三甲基甲硅烷基或三乙基甲硅烷基基团。在另一个实例中，R3为氢。在另一个实例中，R3为甲基或乙基基团。在一个实例中，单体可具有式(II)：其中R1为具有3至10个碳的烷基基团或为具有1至10个醚单元的聚醚基团，并且其中R2为具有3至8个碳的直链或支链烷基基团或者为甲硅烷基基团。例如，R1可为具有3至6个碳(诸如3至5个碳)的烷基基团。在另一个实例中，R1可为聚醚基团，该聚醚基团包括在2至6个单元的范围内(诸如2至4个单元)的环氧乙烷或环氧丙烷单元。在一个实例中，R2为具有3至5个碳(诸如4个碳)的支链烷基基团。具体地，R2可为异丙基、异丁基、仲丁基、或叔丁基或它们的任何组合。甲硅烷基基团可为三烷基甲硅烷基基团、有机二甲硅烷基基团或有机三甲硅烷基基团。例如，三烷基甲硅烷基基团可为三甲基甲硅烷基或三乙基甲硅烷基基团。在一个具体实例中，受保护的羧基官能单体可为由叔丁基保护基团保护且具有式(III)的丙烯酰胺基丁酸酯：在一个实例中，式(I)、(II)或(III)的受保护的羧基官能单体可通过受保护的氨基链烷酸盐酸盐(诸如氨基链烷酸烷基酯盐酸盐)与丙烯酰氯反应形成。例如，化学计量的氨基链烷酸烷基酯盐酸盐(诸如氨基丁酸叔丁酯盐酸盐)在二氯甲烷溶剂中，可在一定温度范围内与碳酸钾水溶液混合，该温度范围为-10℃至10℃，诸如-5℃至5℃。可加入丙烯酰氯溶液，并在相同温度条件下对混合物进行搅拌。可采用溶剂诸如二氯甲烷对混合物进行萃取。可在减压或真空下除去溶剂。在一个实例中，上述单体可聚合形成聚合物基质。例如，聚合物基质可为聚合物涂层或聚合物膜。在另一个实例中，聚合物基质可为聚合物颗粒或聚合物珠。例如，聚合物颗粒可使用乳液聚合作用形成，或可形成于亲水性连续相内的疏水性分散相中。例如，如图1所示，用于形成聚合物颗粒的方法100包括提供种子颗粒102，促进该种子颗粒102形成分散相104。将受保护的一种或多种单体加入悬浮液中，并且优选地居于由促进的种子颗粒所形成的分散相104中。使所述一种或多种单体与任选的交联剂聚合形成聚合物颗粒108。聚合物颗粒108可从种子颗粒剥离种子聚合物以形成聚合物颗粒110。去除聚合物颗粒110上的保护基团以形成亲水性颗粒112。可活化亲水性颗粒112以形成缀合颗粒114。种子颗粒102可包括种子聚合物。在一个实例中，种子聚合物是疏水性的。具体地，种子聚合物可包括苯乙烯类聚合物、丙烯酸类聚合物、丙烯酰胺、另一种乙烯基聚合物或它们的组合。在一个实例中，种子颗粒102是单分散的，例如具有不大于20％的变异系数。变异系数(CV)是指标准偏差除以平均值乘以100，其中“平均值”为平均粒径，并且标准偏差为粒度的标准偏差。另选地，“平均值”可为z-平均值或模式粒径。根据通常的实践，CV在主模式即主峰上进行计算，从而排除与聚集体相关的小峰。因此，低于或高于模式大小的一些颗粒可在计算中不计算，所述计算可例如基于可检测颗粒的总粒子数的约90％。此类CV测定可在CPS圆盘式离心机上执行。具体地，种子颗粒102群体可具有不大于10％诸如不大于5.0％、不大于3.5％、不大于3％、不大于2.5％、不大于2％或甚至不大于1.0％的变异系数。另外，种子颗粒102可具有不大于0.6μm的初始粒度。例如，初始粒度可不大于0.45μm，诸如不大于0.35μm，或甚至不大于0.15μm，但至少为0.001μm。另选地，具有至少3μm诸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成颗粒的方法，所述方法包括：在水性悬浮液内的分散相中，使具有下式的多个单体单元聚合：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.02 US 62/188,3891.一种形成颗粒的方法，所述方法包括：在水性悬浮液内的分散相中，使具有下式的多个单体单元聚合：其中R1为具有3至10个碳的烷基基团或具有1至10个醚单元的聚醚基团，其中R2为具有3至8个碳的直链或支链烷基基团或甲硅烷基基团，并且其中R3为氢或具有1至6个碳的烷基基团；由此形成包含多个所述疏水性保护基团的聚合物颗粒；以及使所述聚合物颗粒转化为亲水性颗粒。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述亲水性颗粒为水凝胶颗粒。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，还包含所述分散相中的亲水性单体，其中所述亲水性单体包括丙烯酰胺单体。4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中所述分散相还包括具有疏水性保护基团的二丙烯酰胺交联剂。5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其中转化所述聚合物颗粒包括从所述聚合物颗粒中去除所述多个R2基团中的至少一部分。6.根据权利要求5所述的方法，其中去除所述多个R2基团中的至少一部分包括从所述聚合物颗粒中酸裂解所述多个R2基团中的至少一部分。7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，还包括促进种子颗粒在所述水性悬浮液中形成所述分散相。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述单体：种子颗粒质量比在150∶1至1∶1的范围内。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述种子颗粒包括种子聚合物。10.根据权利要求9所述的方法，还包括在转化所述聚合物颗粒之后提取所述种子聚合物。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述种子聚合物是疏水性的。12.根据权利要求9所述的方法，其中所述种子聚合物包括苯乙烯类聚合物、丙烯酸类聚合物、丙烯酰胺、另一种乙烯基聚合物或它们的组合。13.根据权利要求7所述的方法，其中促进所述种子颗粒包括使溶剂和促进剂与所述种子颗粒混合。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述促进剂包括二辛酰过氧化物或己二酸二辛酯或具有低于20kD的分子量的聚苯乙烯。15.根据权利要求1-14中任一权利要求所述的方法，其中所述分散相还包括丙烯酰胺、羟烷基丙烯酰胺或它们的组合，所述丙烯酰胺或羟烷基丙烯酰胺使所述多个单体单元聚合。16.根据权利要求1-15中任一权利要求所述的方法，其中使所述多个单体单元聚合还包括使交联剂与所述多个单体单元混合。17.根据权利要求16所述的方法，其中混合所述交联剂包括以在15∶1至1∶2范围内的单体：交联剂质量比混合所述交联剂。18.根据权利要求16所述的方法，其中所述交联剂为二乙烯基交联剂。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述二乙烯基交联剂包括二丙烯酰胺。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述二丙烯酰胺包括N，N′-(乙烷-1，2-二基)双(N-(2-((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)乙基)丙烯酰胺、N，N′-(2-羟基丙烷-1，3-二基)二丙烯酰胺、它们受保护的衍生物或它们的组合。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述二丙烯酰胺包括N，N′-(乙烷-1，2-二基)双(N-(2-((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)乙基)丙烯酰胺、N，N′-(N-(2-((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)丙烷-1，3-二基)二丙烯酰胺、N，N′-(乙烷-1，2-二基)双(N-(2-((三乙基甲硅烷基)氧基)乙基)丙烯酰胺、N，N′-(N-(2-((三乙基甲硅烷基)氧基)丙烷-1，3-二基)二丙烯酰胺、甲硅烷基保护的N-[2-(丙烯酰氨基)-1，2-二羟乙基]丙烯酰胺诸如N，N′(2，3-双((三乙基甲硅烷基)氧基)丁烷-1，4-二基)二丙烯酰胺或它们的组合。22.根据权利要求18所述的方法，其中所述二乙烯基交联剂包括乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、六亚甲基双丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或它们的组合。23.根据权利要求1-22中任一权利要求所述的方法，其中使所述多个单体单元聚合包括使致孔剂混合到所述分散相中。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述致孔剂为芳香族致孔剂。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述芳香族致孔剂包括甲苯、二甲苯、均三甲苯、乙酸苯乙酯或苯甲酸乙酯。26.根据权利要求1-25中任一权利要求所述的方法，还包括活化所述亲水性颗粒。27.根据权利要求26所述的方法，其中活化包括将琥珀酰亚胺基化合物应用于所述亲水性颗粒。28.根据权利要求26所述的方法，还包括使寡核苷酸结合到所述活化的水凝胶聚合物。29.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：G福纳姆，SM门辰，TM戈克门，P伦德伯格，PK特瓦尔，A鲁伊，L卢，W欣茨，L胡萨博，E布赖沃尔德，AE莫尔特伯格，S拉森，
申请(专利权)人：生命技术公司，生命科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US