一種用于將涂料施涂到聚合物基底上的方法
【專利說明】一種用于將涂料施涂到聚合物基底上的方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種將涂料施涂到聚合物基底上，以抑制分析物吸附所述基底的方 法。更具體地，本發(fā)明涉及一種將涂料施涂到聚合物基底上，以通過向該基底賦予類似于所 施涂涂層的性能的性能，來減少溶液中的分析物吸附到所述基底的方法。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 許多分析系統(tǒng)將所關(guān)注的含水分析物引導(dǎo)過由聚合物材料制成的通道或表面。大 部分有機(jī)分析物將通過接觸而非特異性地吸附到聚合物表面上，特別是強(qiáng)疏水性和/或親 脂性和/或兩性分子。這會(huì)在到達(dá)分析點(diǎn)之前產(chǎn)生分析物溶液濃度非常明顯的損耗，因此 產(chǎn)生了非常不準(zhǔn)確的分析結(jié)果。該非特異性吸附在微流體系統(tǒng)中加重，這是由于大的表面 與體積比。這會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)系統(tǒng)中藥物效力的明顯低估。
[0004] -個(gè)例子是用于自動(dòng)膜片鉗系統(tǒng)的微系統(tǒng)，其中最近報(bào)道藥物面板的抑制濃度 (IC 5(I)是對(duì)于疏水性藥物分子的>10倍過高，這是由于聚合物表面上的分析物損耗（Guo，L. 等人，"Automated electrophysiology in the preclinical evaluation of drugs for potential QT prolongation''， Journal of Pharmacological and Toxicological Methods 52(2005)，第 123-135 頁）。
[0005] 已經(jīng)開發(fā)了不同的方法來限制包括分析物的吸附，包括表面涂層或者將表面活 性劑添加到分析物溶液中（Shen，C.等人，"Chemical modification of polysulfone membrane by polyethylene glycol for resisting drug adsorption and self-assembly of hepatocytes''，Journal of Membrane Science (2010) ;Silvester, S.等人，"Overcoming non-specific adsorption issues for AZD9164in human urine samples:consideration of bioanalytical and metabolite identification procedures''，Journal of chromatography. B, Analytical technologies in the biomedical and life sciences 893-894 (2012)，第134-143頁）。在許多檢測(cè)中，添加表面活性劑干擾了靈敏度，并且在細(xì) 胞化驗(yàn)中也會(huì)是有毒的。
[0006]具有聚乙二醇（PEG)的表面涂層之前已經(jīng)顯示出明顯限制了蛋白質(zhì)如牛血清白 蛋白（BSA)或纖維蛋白原的吸附。（BergSfT0m,K.等人，Reduction of fibrinogen adsorption on PEG-coated polystyrene surfaces，J. Biomed. Mater. Res.，1992,26,第 779-790 頁）。
[0007] Shen等人在上面公開了 PEG能夠限制處于yM水平的藥物吸附到由聚砜-PEG共 聚物制成的膜。但是，使用共聚物不易于應(yīng)用來引起在不同聚合物材料上的弱結(jié)合。此外， 許多藥物的IC5(I或效應(yīng)濃度（effector concentration) (EC5Q)處于nM范圍，而非yM范 圍，并且Shen等人的結(jié)果對(duì)于將疏水性藥物的弱結(jié)合性能擴(kuò)展到nM范圍來說不是可行的。 [0008] PEG涂層之前經(jīng)由光化學(xué)反應(yīng)在多步程序中制造，其中典型地首先將在甲醇或 丙酮中的二苯甲酮旋涂到該表面上，其后將PEG單丙烯酸酯（PEGA)與UV光一起添加 (Ulbricht, M.等人，"Photo-induced graft polymerization surface modifications for the preparation of hydrophilic and low-protein-adsorbing ultrafiltration membranes''，Journal of Membrane Science，115 (1996)，第 31-47 頁）。
[0009] 聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA)膜已經(jīng)通過在環(huán)境空氣中在UV照射下，對(duì)旋 涂的大分子聚乙二醇單丙烯酸酯（PEGA)的丙酮溶液進(jìn)行接枝而進(jìn)行了表面改性，其 中二苯甲酮用作光敏劑來在PMMA膜表面處產(chǎn)生聚合物基團(tuán)（lguerb，0.等人，"Graft photopolymerization of polyethylene glycol monoacrylate (PEGA)on poly(methyl methacrylate) (PMMA) films to prevent BSA adsorption''，Surf. Interface Anal. 2008， 40,第 386-390 頁）。
[0010] 上面的現(xiàn)有技術(shù)方法存在缺點(diǎn)，包括使用了低極性有機(jī)溶劑，其會(huì)溶解或溶脹許 多聚合物材料，例如廣泛使用的聚苯乙烯，和不期望的副反應(yīng)，因?yàn)樵撚袡C(jī)溶劑中的碳原子 也易于與二苯甲酮本身反應(yīng)。所產(chǎn)生的涂層典型地也過厚，這在微流體應(yīng)用中會(huì)是一個(gè)問 題。此外，該多步程序增加了涂覆的復(fù)雜性和成本。
[0011] 硅橡膠經(jīng)由光化學(xué)固定技術(shù)來涂覆，以抑制蛋白質(zhì)吸附、細(xì)胞附著和外來物體與 硅橡膠的反應(yīng)。涂覆劑用4-苯甲酰苯甲酸（BBA)合成，其作為光反應(yīng)性結(jié)構(gòu)部分偶聯(lián)到不 同的聚合物例如PEG (聚乙二醇）、mPEG-胺（甲氧基PEG-胺）、PAAm(聚丙烯酰胺）、PVP (聚 乙烯基吡咯烷酮）、GVGVP (甘氨酸-纈氨酸-甘氨酸-纈氨酸-脯氨酸）、CL-GVGVP (經(jīng)由y 照射而交聯(lián)的GVGVP)和HA(透明質(zhì)酸）（DeFife K. M.等人，"Effects of photochemically immobilized polymer coatings on protein adsorption， cell adhesion， and the foreign body reaction to silicone rubber''，Journal of Biomedical Materials Research，第 44 卷，第 3 期，第 298-307 頁，1999)。
[0012] W090/00887公開了如下來制備聚合物表面：通過聚合物分子所攜帶的潛伏反應(yīng) 性基團(tuán)的外部活化，來將聚合物分子共價(jià)結(jié)合到該表面。
[0013] US2009/0226629A1公開了一種制作顯示器基底的方法，其中基底涂覆有取向膜， 隨后用光反應(yīng)性單體材料層涂覆該取向膜，和隨后在第一區(qū)域中的光反應(yīng)性單體材料層上 選擇性進(jìn)行UV光照射。
[0014] W02009/091224A2涉及一種用于液晶取向?qū)拥慕M合物，使用該組合物制備液晶取 向?qū)拥姆椒ǎ桶撘壕∠驅(qū)拥墓鈱W(xué)膜。
[0015] W02005/040294A1涉及一種用于生產(chǎn)氣體阻擋層的基于有機(jī)硅烷的組合物，其包 含（i)至少一種有機(jī)烷氧基硅烷，（ii)至少一種氣基烷基烷氧基硅烷，（iii)至少一種多兀 醇，（iv)任選的另外一種烷氧基硅烷或烷氧基硅氧烷，和（v)任選的至少一種納米或微米 級(jí)的半金屬氧化物或金屬氧化物，半金屬氧化物氫氧化物或金屬氧化物氫氧化物，或者半 金屬氫氧化物或金屬氫氧化物，和/或（vi)至少一種共縮合物，和/或（vii)在水解條件 下產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物，和（viii)有機(jī)溶劑。
[0016] W003/093329A1涉及一種具有阻氣性能的多涂層體系，其能夠依靠UV輻射來進(jìn)行 交聯(lián)，并且據(jù)稱特別適于由熱塑性聚合物制成的容器的外部保護(hù)。
[0017] DE10149587B4涉及一種光反應(yīng)性的涂覆的復(fù)合膜，其基于分別制備的基質(zhì)膜，其 表面是官能化的，其中使用含有至少一種官能化單體的反應(yīng)混合物，使用兩種不同的反應(yīng) 條件，來形成兩種不同的聚合物層結(jié)構(gòu)。
[0018] EP0274596A2涉及一種用于塑料基底的紫外輻射可固化的涂料組合物，其包含： (i)至少一種多官能化的丙烯酸酯單體；（ii)至少一種苯乙酮光引發(fā)劑；和（iii)至少一 種活性紫外輻射吸附劑，其選自苯并三唑、氰基丙烯酸酯和羥基二苯甲酮或者其混合物。
[0019] 但是，仍然需要一種簡(jiǎn)單的涂覆聚合物基底的方法，其產(chǎn)生薄涂層，并且其可以在 一個(gè)步驟中進(jìn)行，而不使用處于開放或封閉體積（例如通道系統(tǒng)）中的有機(jī)溶劑，并且具有 在宏觀和微觀長(zhǎng)度尺寸上圖案化涂覆層的能力。
[0020] 發(fā)明目標(biāo)
[0021] 本發(fā)明的實(shí)施方案的一個(gè)目標(biāo)是提供一種將涂料施涂到聚合物基底的方法，該涂 料有效地抑制分析物，特別是疏水性和/或親脂性和/或兩性分子的吸附，并且該涂料可以 經(jīng)由簡(jiǎn)單和可靠的方法施涂到聚合物基底。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過單步驟方法，來將低吸附涂層提供到聚合物基底上， 而無需使用有機(jī)溶劑。
[0023] 因此，在第一方面，本發(fā)明涉及一種用于將涂料施涂到聚合物基底的單步驟方法， 其包括：
[0024] 在所述聚合物基底存在下，將溶解在含水溶劑中的光反應(yīng)性化合物和聚合化合物 暴露于紫外輻射，以獲得共價(jià)鍵合到該聚合物基底上的涂層，該涂層包含該光反應(yīng)性化合 物和該聚合化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0025] 在另一方面，本發(fā)明涉及一種可以通過本發(fā)明方法獲得的涂層，其適于共價(jià)鍵合 到聚合物基底。
[0026] 在另一方面，本發(fā)明涉及本發(fā)明涂層的用途，用于降低溶液中分析物到聚合物基 底的吸附。
【附圖說明】
[0027] 圖1顯示了（A)具有或者⑶不具有UV照射30分鐘的改性聚苯乙烯的XPS表面 分析；
[0028] 圖2顯示了使用濃度為0、2、10或50mM的Bz和NHS-PEG的全