具有微结构的聚合物基材制造技术

一种微结构聚合物制品，它包括：　　　　具有第一表面的聚合物基材；所述聚合物基材第一表面上的许多微结构；位于至少部分微结构上的涂层；其中，所述聚合物制品用于接收分析物，然后将所述分析物脱附。（*该技术在2023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】
本专利技术涉及用于先吸附后脱附分子的基材。更具体地说，本专利技术涉及用于接受和释放分析样品的基材，如在质谱分析中。
技术介绍
基质辅助激光脱附与离子化(MALDI)已经发展成为一个重要的工具，用于分析为数众多的组合物，特别是复杂的生物材料。MALDI用化学基质悬浮并保留一种或多种分析物，然后对基质和分析物进行激光脱附和离子化，通常在质谱仪中进行。在MALDI当前所用的有机基质开发出来之前，要在对被分析分子进行离子化时使它保持完整，即不使分子破碎是非常困难的。经过几年努力，已经开发出许多基质，它们能满足成功地进行激光吸附和分析物离子化的要求，不会导致分析物破碎，尽管对这些要求我们还知之甚少。这些基质的应用变得很重要，因为用它们可以分析用激光脱附和离子化方法难以分析的有机组合物。MALDI已成功用于鉴定肽、蛋白质、合成聚合物、低聚核苷、碳水化合物和其他大分子。遗憾的是，常规MALDI在分析许多小分子时存在很多缺陷，因为化学基质的信号会干扰被分析分子的信号。附图说明图1和2示出了两个常见基质2，5-二羟基-苯甲酸(DHBA)和α-氰基-4-羟基肉桂酸(α-CHCA)的质谱。这些质谱上的许多峰可能干扰对其他材料的质谱分析。除了信号干扰外，化学基质还有其他许多不利后果。例如，基质会使样品制备复杂化，而额外的处理步骤和材料可能污染样品。基质和分析物必须可溶于相同的溶剂，这进一步使样品的制备变得复杂。基质还使界面分离技术的应用更加困难，样品点不均匀会引起样品分布的“厚此薄彼”现象，分析物和基质晶体聚集体在样品滴周边的量较多，导致质谱的重复性下降。样品和基质的共晶化也经常带来麻烦，可能使蛋白质变性或团聚。此外，对于指定样品，哪个基质合适并不总是很清楚。例如，对肽和蛋白质有效的基质往往对低聚核苷或聚合物没有作用。此外，正离子检测模式和负离子检测模式可能需要不同的基质。因此，要找到最佳基质可能需要通过大量的试验和误差检查来寻找。MALDI的另一个困难是当前所用脱附基材通常是金属板。这些金属板比较昂贵，用过后通常必须进行清洁，然后才能再次使用。清洁金属板既费时，又可能引起污染，还不能用基材作存储器件，保留分析样品以便进一步分析。因此，需要一种方法和设备，它少用或不用基质。1999年，Wei等在美国专利6288390中介绍了不用基质的方法。Wei介绍了硅晶片的使用，硅晶片在光照和稳恒电流下用HF/乙醇溶液进行过电化学蚀刻。溶胶中的样品直接涂布到硅上，不用加入任何基质。这种新方法记作硅上脱附/离子化(DIOS)，可对质量在100-6000Da范围内的分子进行离子化，不受基质干扰。但是，用DIOS得到的一些质谱难于重复，DIOS片的存储寿命通常比较短。此外，DIOS片比较昂贵，因为生产所用材料和工艺费用高。因此，仍然需要一种设备和方法，与传统上使用的技术相比能改进激光脱附。还需要一种廉价的分析物脱附基材，这样用过后就可以扔掉或存档。专利技术概述本专利技术涉及对各种组合物进行高能脱附/离子化的设备和方法。本专利技术方法采用具有微结构的基材，任选与一种或多种表面涂层一起使用，以改进分析物的脱附。这种改进脱附具有许多用途。例如，用微结构基材可以在不用化学基质的情况下进行脱附。在某些无基质应用中，特别是在分析小分子(如分子量小于1000的分子)时，本专利技术方法较之传统基于基质的方法，具有极佳的表现(例如高信噪比和/或更好的分辨率)。另一方面，微结构基材也可在有基质的情况下进行脱附，但较之采用传统脱附基材的基于标准基质的方法，它具有极佳的表现。例如，采用微结构基材时，涂布的分析物/基质液滴与不用微结构基材相比，干燥后更均匀。同样，在某些应用中，也可以采用少量基质，从而降低了来自基质的信号噪音。这种特点适合样品的自动沉积、定位和分析。另外，用微结构基材形成的离子附加物(如钾和钠)更少，得到更简单、更易于解释的质谱。本专利技术还包括结构化基材，如微结构和纳米结构基材，它由聚合物材料组成，如聚丙烯和聚碳酸酯膜。这些结构化基材接收并保留样品，留待以后作脱附基材。这些结构化基材可含有涂布在样品接收面上的非挥发性材料层，如无机涂层和有机(含碳)涂层，无机涂层包括金属、金属氧化物和合金，有机涂层包括石墨、硅酮、硅烷衍生物、类金刚石玻璃(DLG)和聚对二甲苯。本专利技术的具体实施方式涉及含有结构化表面的制品。所述制品包含具有许多微结构的聚合物基材，在特定实施方式中，在至少部分微结构上包含非挥发性涂层。在某些实施方式中，微结构基材包含热塑性材料，可由一种或多种聚合物如聚碳酸酯和/或聚丙烯制备。同样，基材可包括至少两层，所述层包括第一层聚合物基材和第二层非挥发性材料，第二层位于第一层上，形成基材的上表面；其中基材上表面具有许多微结构。第二层在此亦称涂层，可用各种方法形成，包括层压、电沉积、刮涂等。微结构可在基材中形成，然后涂敷第二层。或者，可先在基材上形成第二层，然后在基材中形成微结构。或者，在某些实施方式中，微结构可在第二层当中形成。本专利技术还提供了由廉价原料制成的脱附基材。由于在生产上比较经济，它用过之后可以丢弃，或者用作存储器件保存分析样品。本专利技术的方法和设备有许多应用，包括蛋白质学领域的应用。蛋白质学研究的是蛋白质的位置、相互作用、结构和功能，鉴定和表征存在于健康和患病生物样本中的蛋白质。其他应用包括DNA分析、小分子分析、自动高通量质谱分析，以及与分离技术组合，如电泳、固定亲合色谱或液相色谱。本专利技术的其他特征和优点从下面对本专利技术的详细描述和如权利要求中可以看出。上面对本专利技术原理的概述并未穷尽本专利技术的每一个示例性实施方式或每一个实际操作方式。下面的详述在这里介绍的原理的基础上，提供了一些更具体的实施方式实例。附图下面将结合附图对本专利技术进行更详尽的阐述。图1是基质2，5-二羟基-苯甲酸(DHBA)的质谱。图2是基质α-氰基-4-羟基肉桂酸(α-CHCA)的质谱。图3是根据本专利技术实施方式用于质谱分析的设备的示意图。图4是根据本专利技术制备的第一微结构基材的扫描电子显微图。图5是根据本专利技术制备的第二微结构基材的扫描电子显微图。图6是根据本专利技术制各的第三微结构基材的扫描电子显微图。图7是根据本专利技术制备的第四微结构基材的扫描电子显微图。图8是根据本专利技术制备的第五微结构基材的扫描电子显微图。图9是含α-CHCA基质的醋氨酚的质谱。图10是来自含A型微结构表面和铝膜的聚丙烯的醋氨酚的质谱。图11是含α-CHCA基质的抗坏血酸的质谱。图12是来自含A型微结构表面和铝膜的聚丙烯的抗坏血酸的质谱。图13是含α-CHCA基质的青霉素的质谱。图14是来自含A型微结构表面和铝膜的聚丙烯的青霉素的质谱。图15是来自含A型微结构表面和铝膜的聚丙烯的氯压定的质谱。图16是来自涂铝的粗糙聚丙烯的氯压定的质谱。图17是来自含A型微结构表面和铝膜的聚丙烯的物质P的质谱。图18是来自涂铝的粗糙聚丙烯的物质P的质谱。图19是来自含A型微结构表面的聚丙烯的血管紧张肽II的质谱。图20是来自涂铝的粗糙聚丙烯的血管紧张肽II的质谱。图21是来自涂Al/H-DLG的光滑聚丙烯的氯压定的质谱。图22是来自涂Al/H-DLG的粗糙聚丙烯的氯压定的质谱(经过硅酮带加工)。图23是来自涂Al/H-DLG的粗糙聚丙烯的氯压定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微结构聚合物制品，它包括具有第一表面的聚合物基材；所述聚合物基材第一表面上的许多微结构；位于至少部分微结构上的涂层；其中，所述聚合物制品用于接收分析物，然后将所述分析物脱附。2.如权利要求1所述的微结构聚合物制品，其特征在于，所述涂层基本上是非挥发性的。3.如权利要求1所述的微结构聚合物制品，其特征在于，所述制品在部分微结构上包括至少两个涂层。4.如权利要求3所述的微结构聚合物制品，其特征在于，至少一个涂层包含金属或金属氧化物。5.如权利要求3所述的微结构聚合物制品，其特征在于，至少一个涂层包含金属或金属氧化物，至少一个涂层包含类金刚石玻璃。6.如权利要求3所述的微结构聚合物制品，其特征在于，至少一个涂层是亲水的。7.如权利要求1所述的微结构聚合物制品，其特征在于，所述涂层包含微粒。8.如权利要求1所述的微结构聚合物制品，其特征在于，所述聚合物基材包含热塑性材料。9.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述聚合物基材选自聚碳酸酯和聚丙烯。10.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述聚合物基材包含复合聚合物材料。11.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述聚合物基材包含聚合物的混合物。12.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述微结构至少有两个维度，最大特征长度为200微米。13.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述微结构的密度至少为1000个微结构/平方毫米。14.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述微结构的密度至少为2500个微结构/平方毫米。15.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述涂层包含石墨。16.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述涂层包含位于聚合物基材上的金属或金属氧化物层。17.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述涂层包含类金刚石玻璃。18.如权利要求1所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述许多微结构上的涂层以不连续图案存在。19.如权利要求18所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述不连续图案包括斑点，其中，所述斑点的构造适合接收和容留分析物。20.如权利要求19所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述斑点经过处理后，亲水性增强。21.如权利要求19所述的微结构聚合物基材，其特征在于，所述基材的构造和排布适合在质谱分析中承载样品。22.一种接收分析材料样品的器件，所述器件包括具有基本上无孔的分析物接收表面的基材；许多微结构，其构造和排布适合将分析物脱附。23.如权利要求22所述的器件，其特征在于，所述基材包含聚合物材料。24.如权利要求22所述的器件，其特征在于，所述分析物接收表面包含金属或金属氧化物。25.如权利要求22所述的器件，其特征在于，所述分析物接收表面包含石...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·B·伍德，R·P·约翰斯通，P·M·别西纳，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：