涂有透明有机薄膜的基材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂有透明有机薄膜的基材，涉及涂有透明有机薄膜基材的制造方法，还涉及其应用。此涂有薄膜的基材的特征在于，该薄膜是一种电绝缘有机聚合物的薄膜，它在至少一个波长范围内是透明的，其特征还在于所述薄膜与至少在所述波长范围内具有发射谱的标记物相结合。此基材特别应用于检测化学物质的装置，比如生物芯片中，用于质量控制方法、目的物检定方法或认证方法中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂有透明有机薄膜的基材，涉及这种涂有透明有机薄膜的基材的制备方法，还涉及其应用。“透明”薄膜指的是在至少电磁波谱领域内具有明显透明的光学性能(没有光吸收，没有“猝灭”等)的薄膜，特别是在所考虑的透明波长范围内具有很小的光学衰减，或者说很小的“系数k”的薄膜。此光学衰减系数是采用光谱椭圆测量法或者分光光度法测量的。此基材可以是电的绝缘体、导体或半导体基材。它构成透明有机薄膜的载体，可以根据涂布本专利技术透明有机薄膜的基材的应用或者用途选择载体。本专利技术还涉及涂布薄的透明薄膜基材在质量控制、检定或认证领域中的应用。实际上，本专利技术能够表明涂布本专利技术有机薄膜的基材的制造方法和/或来源，在它们的内部或表面上将能够有意地插入很少量已知的荧光、磷光或化学发光的标记物。在本专利技术的这些应用中，基材是一个很普通物体。本专利技术还比如在透明有机薄膜当中或上面，在化学吸附或物理吸附预先被荧光、磷光或化学发光标记物官能化的化学物质、生化物质或生物物质进行检测领域中得到应用，比如用在通过荧光检测待进行化学分析或生化分析的片段，比如DNA片段的方法中得到应用。在此类应用中，该基材构成了检测介质的载体。比如，在生物芯片的情况下，此基材可以是比如二氧化硅、金或复合物载体，比如是Au/Si、Au/SiO2或者更一般地是金属/基材载体，透明有机薄膜可以是在该表面某些部分上固定生物探针的其中一种分子介质。当生物芯片与待分析的试样溶液相接触时，在试样的DNA和固定在基材上的DNA之间就发生配对。可以使用荧光、磷光或化学发光标记物预先对试样的DNA进行标记来检测此固定。按照本专利技术，可以选择该薄膜，使之在使用的荧光、磷光或化学发光标记物发射的波长下是透明的，致使尽可能少吸收此标记物所发射的光子，使得在基材表面上有很低浓度就能够检测出来，并且对测量的干扰尽可能小。于是，检测与生物芯片配对的信噪比和检测下限就得到改善。在下面的叙述中，方括弧中的参考文献指的是附录中的文献。现有技术关于生物芯片的应用，文献FR-A-2,787,581(1998)、FR-A-2,787,582(1998)和US-5,810,989(1998)叙述了在二氧化硅基材上导电聚合物前体单体，比如吡咯与被识别分子，特别是寡核苷酸官能化的单体进行电共聚合反应。此技术是当前在生物芯片区段上局部固定识别分子的最有用的技术中的一种技术。在此技术中，利用在该基材上粘附聚吡咯导电薄膜，从而实现在其上固定识别分子。如在前面的文献中，以及在文献FR-A-2,784,188(1998)和在FR-A-2,784,189(1998)中所叙述的，将如此官能化的芯片与含有能与载体上的识别分子偶联的靶分子的待分析的试样溶液相接触。为了选择性地检测在识别分子与靶分子之间发生了偶联的区段，使用比如像荧光素或藻红素的荧光分子对靶分子进行“标记”可能是有利的，这些荧光分子在543nm具有吸收，而在580nm具有发射，然后借助于适当的光学设备检测其存在。可惜，在所用的荧光标记物的发射波长区，聚吡咯具有不可忽视的吸收。在涉及相关技术的文献中对此缺点有大量的叙述。实际上，在参考文献[1]中，Arwin等人测量了金载体上厚度22nm的聚吡咯薄膜，对于折光指数n＝1.45，消光系数k＝0.3；在参考文献[2]中，Kim等人测量了厚度47nm的聚吡咯薄膜，在λ＝632.8nm处的消光系数k＝0.3，折光指数n＝1.6；在参考文献[3]中，Kim等人测量了，处于氧化态的、54nm的聚吡咯薄膜，消光系数k＝0.28时折光指数n＝1.45，而对于47nm的还原态薄膜，消光系数k＝0.21时折光指数n＝1.6；在参考文献[4]中，Guedon等人测量了在金载体上厚度7.5～20nm的聚吡咯薄膜，在633nm处，消光系数k＝0.3时折光指数n＝1.7。因此，用于固定识别分子的聚吡咯吸收了偶联靶分子的大部分荧光信号，所以这就干扰了检测的方式。另外，靶分子及其标记物都包括在聚吡咯当中，特别是由于识别分子是通过共聚被固定的，此干扰吸收提高了本方法能够达到的检测下限值。比如，在诊断领域中，这个缺点是很有妨碍的，因为在很低的靶分子浓度下，因此在表现出生物芯片的各种好处的荧光标记物的表面浓度也是很低的情况下，这个缺点就是非常明显的。专利技术的公开本专利技术的目标的特别是提供一种涂有透明薄膜的基材，以及此涂有薄膜的基材的制造方法，本专利技术一方面对涉及生物芯片的现有技术中提出的技术问题给予答复，另一方面在任何一个目的物的质量控制、检定或认证的领域中提供一种新的有力的工具。涂有本专利技术薄膜的基材，其特征在于此薄膜是电绝缘的有机聚合物，而且在至少一个波长范围内是透明的，其特征还在于所述薄膜与至少在所述波长范围内具有发射谱的标记物结合。实际上，本专利技术人意外地发现，导电的特性和强消光性能是有联系的。因此，按照本专利技术，术语“透明的”指的是在本专利技术使用的标记物在其检测的波长范围内是透明的。按照本专利技术的第一个实施模式，在本专利技术绝缘聚合物应该是透明的这个波长范围，要根据比如在上述应用中使用的标记物来确定。特别是，一旦选定了标记物，因此也就是选定了标记物发射波长，就很容易采用比如光谱椭圆测量法或者分光光度法确定在希望的波长下该一种或几种聚合物的消光值，并检验其在本专利技术中是否可以应用。按照本专利技术的此第一种实施模式，就是说要根据标记物来选择绝缘聚合物。按照本专利技术的第二种实施模式，在选择了绝缘聚合物以后，确定此绝缘聚合物是透明时的波长范围，然后根据此波长范围，选择其发射谱处于该聚合物所述透明范围内的标记物。按照本专利技术的此第二种实施模式，就是说要根据该聚合物来选择标记物。因此，按照本专利技术，各种绝缘聚合物都能够在至少一个波长范围内被用作透明薄膜。其中，作为非限制性的例子，可以举出交联的或非交联的乙烯基聚合物、共聚物或者它们的混合物，特别是丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、氰基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、对氯苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基卤化物、丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯的交联或非交联聚合物、共聚物或它们的混合物。作为非限定性的例子，还可以举出选自如下的交联或非交联的聚合物聚丙烯酰胺，异戊二烯、乙烯、丙烯、环氧乙烷和具有张力环分子、乳酸或者其低聚物、内酯、ε-己内酯、羟基乙酸、天门冬氨酸的聚合物，聚酰胺，聚氨酯，聚对亚苯二甲基和基于取代的聚对亚苯二甲基的聚合物、低聚肽和蛋白质，以及基于这些聚合物的预聚物、大分子单体或遥爪聚合物，以及可以由这些聚合物的单体或这些聚合物本身形成的共聚物和/或混合物。然后，通过除与材料的光学性能严格有关以外的考虑，可以确定选择所考虑应用中的待用绝缘聚合物，例如选自上述绝缘聚合物。比如，按照本专利技术，可以在本专利技术可使用的聚合物的范围内选择此聚合物，比如选自能够与基材粘附的聚合物、能够被官能化的聚合物、具有热弹性的聚合物等。在上述绝缘聚合物中，本专利技术人特别注意到乙烯基聚合物，因为它们可以很容易地通过不同类型的反应，比如离子型或游离基型的反应来制造，特别是制造成薄膜，还因为它们可以经由电化学的途经得到，以及被电接枝在电的导体或半导体的表面上。乙烯基聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
涂有薄膜的基材，其特征在于该薄膜是在至少一个波长范围内透明的电绝缘有机聚合物，其特征还在于所述薄膜结合了至少在所述波长范围具有发射谱的标记物。

【技术特征摘要】
FR 2001-10-18 01/134321.涂有薄膜的基材，其特征在于该薄膜是在至少一个波长范围内透明的电绝缘有机聚合物，其特征还在于所述薄膜结合了至少在所述波长范围具有发射谱的标记物。2.如权利要求1的涂有薄膜的基材，其中该薄膜含有选自乙烯基聚合物的绝缘聚合物。3.如权利要求1的涂有薄膜的基材，其中该薄膜含有选自下面的交联或非交联绝缘聚合物丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、氰基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、对氯苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮和乙烯基卤化物的聚合物。4.如权利要求1的涂有薄膜的基材，其中该薄膜含有选自下面的交联或非交联绝缘聚合物聚丙烯酰胺，异戊二烯、乙烯、丙烯、环氧乙烷和具有张力环分子、乳酸或者其低聚物、内酯、ε-己内酯、羟基乙酸、天门冬氨酸的聚合物，聚酰胺，聚氨酯，聚对亚苯二甲基和以取代的聚对亚苯二甲基为基的聚合物、低聚肽和蛋白质，以及基于这些聚合物的预聚物、大分子单体或遥爪聚合物，以及可以由这些聚合物的单体或这些聚合物本身形成的共聚物和/或混合物。5.如权利要求1的涂有薄膜的基材，其中该薄膜是由如下式(I)单体或者与所述通式(I)相当的不同单体的混合物经聚合而得到的乙烯基聚合物 其中，R1、R2、R3和R4独立地是氢原子或如选自烷烃、烯烃、炔烃的烃类的有机基团；酰胺、醛类、酮类、羧酸、酯类、酰卤、酸酐、腈类、胺类、硫醇、磷酸酯、醚类、芳香族的同素环或杂环，或者各种...

【专利技术属性】
技术研发人员：F布雷尼奥克斯，C布罗，P沙顿，S盖廷，
申请(专利权)人：法国原子能委员会，
类型：发明
国别省市：FR[法国]