聚合物以及DNA共聚物涂层制造技术

本申请涉及聚合物以及DNA共聚物涂层。本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化的新的聚合物涂层，以及用于将预接枝的DNA

Polymer and DNA copolymer coating

【技术实现步骤摘要】
聚合物以及DNA共聚物涂层
[0001]本申请是申请日为2015年10月26日，申请号为202010087060.7，专利技术名称为“聚合物以及DNA共聚物涂层”的申请的分案申请。
[0002]申请日为2015年10月26日，申请号为202010087060.7，专利技术名称为“聚合物以及DNA共聚物涂层”的申请是申请日为2015年10月26日，申请号为201580067602.1，专利技术名称为“聚合物以及DNA共聚物涂层(原名称为“新颖的聚合物以及DNA共聚物涂层”)”的申请的分案申请。
[0003]通过引用在先申请并入
[0004]本申请要求于2014年10月31日提交的美国临时专利申请第62/073,764号的优先权的权益，该临时专利申请据此通过引用以其整体明确地并入。


[0005]总体上，本申请涉及化学领域、生物学领域和材料科学领域。更具体地，本申请涉及支持基底表面官能化以及下游应用例如DNA测序和其他诊断应用的新颖的聚合物涂层和接枝的DNA
‑
共聚物(grafted DNA
‑
copolymer)。还公开了用于制备此类官能化的表面的方法及其用途。
[0006]背景
[0007]聚合物涂覆的基底或水凝胶涂覆的基底被用于许多技术应用。例如，可植入医疗装置(implantable medical device)可以涂覆有生物学惰性聚合物(biologically inert polymer)。在另一实例中，聚合物涂覆的基底或水凝胶涂覆的基底被用于生物分子的制备和/或分析。分子分析例如某些核酸测序方法依赖于将核酸链附接至基底的聚合物涂覆的表面或水凝胶涂覆的表面。然后，附接的核酸链的序列可以通过本领域熟知的许多不同的方法来确定。
[0008]在某些合成测序(Sequencing
‑
by
‑
Synthesis)(“SBS”)工艺中，流动池(flow cell)的一个或更多个表面涂覆有聚合物或水凝胶，然后将引物(单链DNA或ssDNA)接枝至聚合物或水凝胶。然而，存在与进行涂覆步骤、接枝步骤和品质控制步骤有关的固有成本。
[0009]概述
[0010]本申请公开了可用于SBS应用的聚合物涂层以及将引物聚合物偶联步骤并入初始聚合物合成中的工艺。这可以消除制造测序流动池(sequencing flow cell)或用于SBS的其他基底所采用的接枝工艺(grafting process)中的某些或全部。
[0011]这些工艺可以使引物对下游生物化学的可达性最大化，使副反应最小化并且产生更有效的表面化学。本文公开的涂层和工艺可用于其他的分析设备和工艺，包括但不限于用于合成或检测核酸和其他生物学活性分子的分析设备和工艺。
[0012]本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化(surface functionalization)的聚合物，所述聚合物包含式(I)的重复单元和式(II)的重复单元：
[0013][0014]其中每个R
1a
、R
2a
、R
1b
和R
2b
独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；每个R
3a
和R
3b
独立地选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C7‑
14
芳烷基；并且每个L1和L2独立地选自任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元：
[0015][0016]其中每个R
4a
、R
4b
和R
5b
选自氢或C1‑3烷基；并且每个R
5a
、R
6a
、R
6b
和R
7b
独立地选自氢、任选地被取代的C1‑6烷基或任选地被取代的苯基。
[0017]本文描述的某些实施方案涉及具有第一表面的基底，所述第一表面包含如本文描述的具有式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元，例如式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。
[0018]在某些实施方案中，当聚合物被共价地附接至基底的第一表面时，至少一个共价键在式(II)的重复单元的氨基基团和基底的第一表面之间形成。因此，如本文描述的，具有第一表面(其包含具有共价地结合至其的式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物)的基底应当被理解为还包含具有结构的改性的重复单元的聚合物，这示出与基底表面的共价结合位置。
[0019]本文描述的某些实施方案涉及接枝聚合物，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元，例如式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。
[0020]在某些实施方案中，当官能化的寡核苷酸被共价地结合至聚合物时，由于式(I)的
重复单元的叠氮基基团和官能化的寡核苷酸之间的反应，形成至少两个共价键。因此，如本文描述的，包含共价地结合至式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸的接枝聚合物，应当被理解为还包含具有结构的改性的重复单元的聚合物，这示出与官能化的寡核苷酸的共价结合位置，其中是单键或双键。
[0021]本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含式(IV)的重复单元：
[0022][0023]其中每个R
1c
和R
2c
独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；R
3c
选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C7‑
14
芳烷基；Ar选自任选地被取代的C6‑
10
芳基或任选地被取代的五元或六元杂芳基；R
A
是任选地被取代的四嗪；并且L3选自单键、任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含具有上文示出的结构的式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含式(V)的重复单元：其中每个R
1d
和R
2d
独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；每个R
3d
选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C7‑
14
芳烷基；R
B
选自叠氮基、任选地被取代的氨基、Boc
‑
保护的氨基、羟基、硫醇基、炔基、烯基、卤素、环氧基、四嗪或醛；每个L4和L5独立地选自任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。2.如权利要求1所述的聚合物，其中R
1d
选自氢或烷基。3.如权利要求1或2所述的聚合物，其中每个R
2d
和R
3d
是氢。4.如权利要求1至3中任一项所述的聚合物，其中R
B
选自叠氮基、氨基或Boc
‑
保护的氨基、或其组合。5.如权利要求1所述的聚合物，其中L4是亚甲基连接基。6.如权利要求1所述的聚合物，其中L5是并且其中n是1至50的整数。7.如权利要求1至6中任一项所述的聚合物，其中所述式(V)的重复单元还由式(Va)或式(Vb)或两者来表示：其中每个R
1d
独立地选自氢或甲基。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁，
申请(专利权)人：伊鲁米纳剑桥有限公司，
类型：发明
国别省市：