專利名稱：形成染色的微球體和染色的微球體群的方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及形成染色的微球體和染色的微球體群(population)的方法。某些實(shí)施方式包括在微球體存在條件下通過加熱或光照對(duì)與染料相連的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行活化，形成反應(yīng)中間體，使得所述反應(yīng)中間體與微球體的聚合物共價(jià)連接，從而將染料與聚合物偶聯(lián)。
2.相關(guān)領(lǐng)域描述并不能因?yàn)橐韵碌拿枋龊屠颖话ㄔ诒菊鹿?jié)中而將其看作是現(xiàn)有技術(shù)。
分光光譜技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)體系和生物體系分析當(dāng)中。最通常的情況下，這些技術(shù)包括由相關(guān)材料吸收或發(fā)射電磁輻射。一種這樣的應(yīng)用是用于微陣列領(lǐng)域，這是一種通過包括組合化學(xué)和生物學(xué)檢測工業(yè)在內(nèi)的大量學(xué)科實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。美國得克薩斯州，Austin的Luminex Corporation開發(fā)出了這樣一種系統(tǒng)，其中在各種有色的熒光微球體的表面上進(jìn)行生物檢測。Chandler等人的美國專利第5,981,180號(hào)中揭示了這種系統(tǒng)的一個(gè)例子，該專利全文參考結(jié)合入本文中。通過當(dāng)單獨(dú)的微球體以較高的速度通過檢測區(qū)的時(shí)候，對(duì)其進(jìn)行激光激發(fā)和熒光檢測，從而在流體流動(dòng)器件中對(duì)其進(jìn)行研究(interrogate)。這些數(shù)值可以很容易地輸出到數(shù)據(jù)庫用于進(jìn)一步的分析。
在上述系統(tǒng)中，熒光染料被吸收入微球體中并/或結(jié)合在微球體表面上。通?；谶@些染料在所選檢測波長范圍內(nèi)發(fā)光的能力對(duì)其進(jìn)行選擇。另外，這些檢測范圍通常以一定的波長數(shù)隔開，通常將所述染料設(shè)定為使得相鄰范圍內(nèi)染料的熒光信號(hào)重疊減至最小。在一個(gè)實(shí)施例中，通過使用兩個(gè)檢測范圍和兩種染料(每種染料具有十種不同的濃度)，將會(huì)有100組熒光可識(shí)別的微球體。
通過共價(jià)反應(yīng)和非共價(jià)反應(yīng)對(duì)微球體進(jìn)行染色的常規(guī)方法可總結(jié)如下。例如，染色的微球體可通過一些方法分散聚合而制備?？梢匀鏗ovak，D.等人在J.Polym.Sci.，Part A，Polym.Chem.，33，2961-2968，1995中所述，在聚合之前將染料溶解在單體中，所述文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。還可在聚合之后使用有機(jī)溶劑溶脹微粒，并將染料輸送到微粒中，從而對(duì)微球體進(jìn)行染色。這種染色方法的例子可參見以下文獻(xiàn)Ober的美國專利第4,613,559號(hào)，Chandler等人的第6,514,295號(hào)，Chandler等人的第6,528,165號(hào)，Chandler等人的第6,599,331號(hào)，Chandler等人的第6,632,526號(hào)和Chandler等人的第6,649,414號(hào)，這些文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。
可使用活性染料的共聚來制得包含化學(xué)結(jié)合的染料的微粒。Winnik，F(xiàn).M.等人在Eur.Polym.J.，23，617-622，1987中描述了這些方法的例子，該文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中?；蛘?，可以使用與微粒或微載體表面共價(jià)鍵合的熒光染料(或較小的染色的微粒)對(duì)所述微?；蛭⑤d體任選進(jìn)行光學(xué)編碼。這些方法的例子可參見Sebestyen F.等人的J.Pept.Science，4，294-299，1998；Egner，B.J.等人的J.Chem.Soc.Chem.Commun.，8，735-736，1977；Manthakumar，A.等人的Bioconj.Chem.，11，282-292，2000和Chandler等人的美國專利第6,268,222號(hào)，所有這些文獻(xiàn)都全文參考結(jié)合入本文中。
如Breslow，R.，Scriven(編輯)在Azides and Nitrenes，Chapter 10，AP，NewYork，1984中所述，通過卡賓或氮賓部分進(jìn)行C-H鍵插入是一種用來在兩個(gè)有機(jī)分子之間形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵的理想方法，所述文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。根據(jù)Autrey，R.等人在J.Am.Chem.Soc.，109，5814，1987中所述，使用氮賓作為活性中間體具有激發(fā)作用，能夠形成可有效進(jìn)行C-H插入的新試劑，所述文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。全氟化苯基疊氮化物(PFPA)已表現(xiàn)出優(yōu)于其非氟化同類物的優(yōu)異的C-H插入效率。這些疊氮化物的例子參見Keana等人的美國專利第5,580,697號(hào)，Keana等人的美國專利第5,582,955號(hào)，Keana等人的美國專利第5,587,273號(hào)和Keana等人的美國專利第6,022,597號(hào)以及Rajagopalan等人的美國專利公開第US 2003/0017164號(hào)，所有這些專利都全文參考結(jié)合入本文中。
但是上述方法具有許多缺點(diǎn)。例如，在聚合之前將染料溶解在單體中通常會(huì)由于染料在聚合過程中的自由基鏈終止作用而造成轉(zhuǎn)化率降低和形成多分散的微粒(不同粒度的微粒的混合物)。另外，缺少在自由基聚合條件下穩(wěn)定的染料，這一點(diǎn)也限制了活性染料共聚的實(shí)用性。具體來說，如Yates，M.Z.等人在Langmuir，16(11)，4757-4760，2000中所述，活性染料會(huì)在聚合過程中變色，該文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。
因此，根據(jù)目前染料與微球體共價(jià)偶聯(lián)以形成耐溶劑性(solvent-fast)或耐有機(jī)性珠粒的領(lǐng)域的現(xiàn)狀，人們?nèi)孕枰线m的對(duì)微球體進(jìn)行共價(jià)染色的方法。
各種包含多個(gè)疊氮基的分子已經(jīng)被用于交聯(lián)聚合物。人們通過加熱和光照將疊氮部分轉(zhuǎn)化為活性氮賓基團(tuán)。例如，Urbain等人在美國專利第3,278,306號(hào)中描述了通過光照對(duì)羰基疊氮進(jìn)行轉(zhuǎn)化，該文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。Bostick等人在美國專利第3,507,829號(hào)中描述了在175℃使磺酰疊氮(sulfonyl azide)發(fā)生轉(zhuǎn)化，該文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。Clecak等人在美國專利第3,887,379號(hào)中描述了通過光照使芳族疊氮發(fā)生轉(zhuǎn)化，該文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。Cai等人在Chem.Mater.，2，631，1990中描述了通過光照使PFPA發(fā)生轉(zhuǎn)化，該文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。
在二十世紀(jì)七十年代早期，Kodak受讓了一系列使用各種具有附加的磺酰疊氮部分的染料(例如偶氮染料或醌類染料)對(duì)疏水性聚合物進(jìn)行永久性染色的專利。使用磺酰疊氮部分，通過加熱或光照生成的中間體氮賓，將染料分子與聚合物基材共價(jià)相連。未反應(yīng)的染料分子可以隨后洗去。具體來說，Holstead等人的英國專利第1344991號(hào)和第1344992號(hào)描述了與各種染料和熒光增白劑的芳環(huán)直接相連的磺酰疊氮部分的應(yīng)用。在對(duì)嵌入了染料的聚合物(膜或纖維的形式)進(jìn)行加熱或輻照之后，染料與聚合物形成新的鍵。Holstead等人在英國專利第1344993號(hào)中描述了使用類似的活性染料作為照相材料的一部分。Shuttleworth在英國專利第1406996號(hào)中描述了通過連接基團(tuán)，將苯磺酰疊氮與各種染料分子相連，從而制備活性染料。Pullan在英國專利第1412963號(hào)中描述了在織物或膜上進(jìn)行轉(zhuǎn)印的時(shí)候使用具有各種活性基團(tuán)(包括磺酰疊氮)。上面所有的英國專利都全文參考結(jié)合入本文中。
其它公司也有相關(guān)的專利，Kuroki等人在美國專利第3,695,821號(hào)中描述了使用包含磺酰疊氮的染料對(duì)纖維和成形制品進(jìn)行快速染色，Kampfer等人在美國專利第3,674,480號(hào)中描述了使用包含磺酰疊氮的染料進(jìn)行照相法干式復(fù)印，這兩個(gè)專利都全文參考結(jié)合入本文中。Armstrong World Industries，Inc.，Lancaster，Pennsylvania在二十世紀(jì)八十年代早期獲得了一些專利，這些專利是關(guān)于使用包含磺酰疊氮的化合物使制品具有永久性的黃色和棕色，參見Hoyle等人的美國專利第4,322,211號(hào)，Hoyle等人的美國專利第4,415,334號(hào)和Lenox等人的美國專利第4,556,625號(hào)，所有這些專利都全文參考結(jié)合入本文中。另外，如以下文獻(xiàn)所述，一些科研小組探索了使用磺酰疊氮基團(tuán)對(duì)聚合物纖維進(jìn)行快速染色，例如參見Ayyangar，N.R.等人的Journal of the Society of Dyers andColorists(JSDC)，第13-19頁和第55-57頁，1979；Griffiths，J.等人的JSDC，第455-458頁，1977；Griffiths，J.等人的JSDC，第65-70頁，1978；Milligan，B.等人的JSDC，第352-356頁，1978和Desai，K.R.等人的Dyes and Pigments，23，第25-32頁，1993，這些文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。
以下文獻(xiàn)中研究了取代基對(duì)磺酰疊氮熱分解生成氮賓的影響Katamancheva，I.等人的Dyes and Pigments，13，第155-160頁，1990；Ayyangar，N.R.等人的Indian J.of Chemistry，3OB，第42-45頁，1991；以及Leffler，J.E.等人的J.Org.Chem.，28，第902-906頁，1963，這些文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中。以下的文獻(xiàn)中還報(bào)道了關(guān)于磺酰疊氮反應(yīng)的基本機(jī)理的研究Abramovitch，R.A.等人的J.Org.Chem.，40，第883-889頁，1975；Abramovitch，R.A.等人的J.Org.Chem.，42，第2920-2936頁，1997和Ulrich，J.的J.Org.Chem.，40，第802-804頁，1975，這些文獻(xiàn)都全文參考結(jié)合入本文中。
某些生物檢驗(yàn)需要結(jié)合化學(xué)合成的生物分子(例如寡核苷酸、肽或寡糖)。這些生物分子可以在有機(jī)溶劑中，在微球體樹脂(未染色的)上通過自動(dòng)合成來制備。合成之后，生物分子從載體上解離，然后通過濕法將其連接到染色的微球體上。如果可以直接在染色的微球體上進(jìn)行合成，該方法將會(huì)更簡單且更廉價(jià)。然而，目前使用的微球體如果與合成中所用的有機(jī)溶劑相接觸，將會(huì)造成染料的損失。因此，人們需要“耐有機(jī)性”微球體，即，即使與有機(jī)溶劑接觸仍可保持其熒光特性的微球體。
人們已開發(fā)出了使不具有耐有機(jī)性的微球體具有耐有機(jī)性的方法。例如，Chandler在美國專利第6,528,165號(hào)(該專利全文參考結(jié)合入本文中)中描述了硅和糖基的涂層，當(dāng)這些涂層在染色的微球體上形成的時(shí)候，能夠使染色的微球體具有耐有機(jī)性。另外，如果在水中或水性溶劑中的溶解度相對(duì)較小的其它分子(例如抗原或候選藥物)在醇溶劑或二甲亞砜(DMSO)溶劑中能與微球體進(jìn)行偶聯(lián)，則該偶聯(lián)更容易進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
下述的各種方法和實(shí)施方式并不對(duì)所附權(quán)利要求書的主旨構(gòu)成任何限制。
一個(gè)實(shí)施方式涉及一種形成染色的微球體的方法。該方法包括在微球體存在條件下通過加熱或光照使與染料相偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成反應(yīng)中間體。所述反應(yīng)中間體與微球體的聚合物共價(jià)連接，從而使所述染料與聚合物偶聯(lián)，形成染色的微球體。盡管本文所述是關(guān)于一種微球體，但是應(yīng)理解可以使用該方法同時(shí)對(duì)多種微球體進(jìn)行染色。
在一個(gè)實(shí)施方式中，使化學(xué)結(jié)構(gòu)活化包括將與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至大約110℃的溫度。在另一個(gè)實(shí)施方式中，使化學(xué)結(jié)構(gòu)活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至大約50-80℃。較佳的是，使所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至低于該聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。在使所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化之前和之后，所述微球體優(yōu)選具有基本相同的形狀。另外，在對(duì)所述化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行活化之前和之后，所述染料優(yōu)選具有相同的結(jié)構(gòu)和基本相同的組成。
較佳的是，當(dāng)所述染色的微球體被置于有機(jī)溶劑中的時(shí)候，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和染料不會(huì)從聚合物解離。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚合物主要由與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯組成。換而言之，所述聚合物可主要由與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯形成。所述微球體在其表面上還可包含羧基或其它合適的基團(tuán)，例如氨基。可通過在微球體聚合過程中加入丙烯酸或甲基丙烯酸作為單體來產(chǎn)生這些基團(tuán)。在一個(gè)例子中，聚合反應(yīng)中所含的大約1-10％的單體可以是與表面基團(tuán)相關(guān)的單體。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述染色的微球體包含一種或多種與聚合物相連或合成于該聚合物之上的官能團(tuán)(例如羧基、氨基等)，使得一種或多種分子可通過所述一種或多種官能團(tuán)與染色的微球體連接。
在一些實(shí)施方式中，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包括芳族磺酰疊氮。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包括1，5-乙基-二氨基-萘磺酰疊氮。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述反應(yīng)中間體包含磺酰氮賓基團(tuán)。或者所述反應(yīng)中間體可包含碳賓基團(tuán)或三重態(tài)二苯甲酮。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述反應(yīng)中間體包含被化學(xué)結(jié)構(gòu)的非活化部分將其與染料隔開的官能團(tuán)。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，所述反應(yīng)中間體包括位于該化學(xué)結(jié)構(gòu)非活化部分一側(cè)的官能團(tuán)，所述染料位于該非活化部分基本上與之相對(duì)的另一側(cè)。
在一些實(shí)施方式中，所述方法包括在微球體存在條件下，通過加熱或光照使與另外的不同染料偶聯(lián)的其它化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成不同的反應(yīng)中間體。所述不同的反應(yīng)中間體與與所述微球體的聚合物共價(jià)連接，使得所述另外的不同染料與聚合物偶聯(lián)。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，在對(duì)所述另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行活化之前和之后，所述不同的染料基本上具有相同的結(jié)構(gòu)和組成。這種染料可以在化學(xué)結(jié)構(gòu)、激發(fā)特征、發(fā)射特征等方面不同于化學(xué)結(jié)構(gòu)中的其它染料。所述用來將不同的染料與聚合物相偶聯(lián)的另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以與用來將其它染料與聚合物相偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)相同或不同。這兩種不同的染料可以同時(shí)或依次與聚合物偶聯(lián)。另外，這兩種不同的染料可以以不同的用量、比例或濃度與不同的群中的微球體的聚合物偶聯(lián)。上文所述的方法的各實(shí)施方式可包括本文所述的任意其它步驟。
另一個(gè)實(shí)施方式涉及一種形成與分子偶聯(lián)的染色的微球體的方法。該方法包括在微球體存在條件下，通過加熱或光照使與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成反應(yīng)中間體。該反應(yīng)中間體與所述微球體的聚合物共價(jià)連接，從而使所述染料和聚合物偶聯(lián)，形成染色的微球體。該方法還包括在所述染色的微球體的表面上合成分子。盡管本文所述的方法是關(guān)于一種微球體，但是應(yīng)當(dāng)理解可以使用該方法同時(shí)形成多種染色的微球體，每種微球體與至少一種分子偶聯(lián)。另外，盡管本發(fā)明所述的是關(guān)于一種分子，但是應(yīng)當(dāng)理解該方法可包括使一種以上的不同分子(例如多種不同的生物分子)與每一種染色的微球體偶聯(lián)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，合成分子的步驟包括將染色的微球體置于有機(jī)溶劑中。較佳的是，在合成之前和之后，所述染色的微球體具有基本相同的染料特征。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述在染色的微球體的外表面上合成的分子是生物分子。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述分子包括寡核苷酸、肽或寡糖。在其它實(shí)施方式中，所述在染色的微球體的外表面上合成的分子是有機(jī)分子(例如候選藥物)。在一些實(shí)施方式中，所述分子基本不溶于水性溶劑。在不同的實(shí)施方式中，合成所述分子包括將染色的微球體置于水性溶劑中。
在一些實(shí)施方式中，使所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至約110℃。在另一個(gè)實(shí)施方式中，使所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至大約50-80℃。較佳的是，使所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至低于該聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。在使所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化之前和之后，所述微球體的形狀優(yōu)選基本相同。另外，在使所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化之前和之后，所述染料優(yōu)選具有相同的結(jié)構(gòu)和基本相同的組成。
較佳的是，當(dāng)將所述染色的微球體置于有機(jī)溶劑中的時(shí)候，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和染料不會(huì)從聚合物上解離。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚合物主要由與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯組成。換而言之，所述聚合物可主要由與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述染色的微球體包括一種或多種與聚合物相連的官能團(tuán)(例如羧基、氨基等)，使得一種或多種分子可以通過所述一種或多種官能團(tuán)與染色的微球體相連，或者在染色的微球體上合成。
在一些實(shí)施方式中，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包括芳族磺酰疊氮。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包括1，5-乙基-二-氨基-萘磺酰疊氮。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述反應(yīng)中間體包含磺酰氮賓基團(tuán)?；蛘咚龇磻?yīng)中間體可包含碳賓基團(tuán)或三重態(tài)二苯甲酮。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述反應(yīng)中間體包含被化學(xué)結(jié)構(gòu)的非活化部分將其與染料隔開的官能團(tuán)。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，所述反應(yīng)中間體包含位于該化學(xué)結(jié)構(gòu)非活化部分一側(cè)的官能團(tuán)，染料位于所述非活化部分上基本與之相對(duì)的另一側(cè)。
在一些實(shí)施方式中，所述方法包括在微球體存在條件下，通過加熱或光照使與另外的不同染料偶聯(lián)的另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成不同的反應(yīng)中間體。所述不同的反應(yīng)中間體與所述微球體的聚合物共價(jià)連接，從而使另外的不同染料與聚合物偶聯(lián)。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，在使所述另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化之前和之后，所述不同的染料具有基本相同的結(jié)構(gòu)和組成。該染料可以在化學(xué)結(jié)構(gòu)、激發(fā)特征、發(fā)射特征等方面不同于其它的染料。所述用來使另外的不同染料與聚合物偶聯(lián)的另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以與用來使其它染料與聚合物偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)相同或不同。所述兩種或更多種不同的染料可以同時(shí)或依次地與聚合物偶聯(lián)。另外，所述兩種或更多種不同的染料可以以不同的用量、比例或濃度與不同的群中的微球體的聚合物偶聯(lián)。上述方法的各實(shí)施方式可包括本文所述的任意的其它步驟。
另外的實(shí)施方式涉及染色的微球體群。群中各染色的微球體都包括通過化學(xué)結(jié)構(gòu)與該染色的微球體的聚合物相連的染料。染色的微球體群中由于染料造成的染料特征的變化系數(shù)約小于10％。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述變化系數(shù)是各染色的微球體在被激發(fā)的時(shí)候發(fā)射的信號(hào)的變化系數(shù)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，與各染色的微球體的聚合物相連的染料的量基本相等。
在一些實(shí)施方式中，所述群中的各染色的微球體包含通過另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)與各染色的微球體的聚合物相連的另外的不同染料。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，所述染色的微球體群中由于另外的不同染料造成的染料特征的變化系數(shù)約小于10％。兩種不同的染料可以以不同的用量、比例或濃度與不同的群中的微球體的聚合物偶聯(lián)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述群的各染色的微球體包含在各染色的微球體的外表面上合成的生物分子。在一個(gè)不同的實(shí)施方式中，所述群的各染色的微球體包含在各染色的微球體的外表面上合成的有機(jī)分子。
在一個(gè)另外的實(shí)施方式中，在染料與聚合物連接之前和之后，各染色的微球體的形狀基本相同。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在染料與聚合物連接之前和之后，所述染料基本具有相同的結(jié)構(gòu)和相同的組成。在另一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)將所述染色的微球體群置于有機(jī)溶劑中的時(shí)候，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和染料不會(huì)從聚合物上解離。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚合物主要由與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯組成。另外，各染色的微球體還可包含一種或多種與聚合物相連的官能團(tuán)，使得一種或多種分子可以通過所述一種或多種官能團(tuán)與各染色的微球體連接。在一些實(shí)施方式中，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包括芳族磺酰疊氮。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包括1，5-乙基-二-氨基-萘磺酰疊氮。染色的微球體群的各實(shí)施方式還可如本文所述進(jìn)一步配置、構(gòu)成和/或形成。另外，在一套用于對(duì)樣品中的多種分析物進(jìn)行多重分析的裝置中，可以包括多個(gè)如上所述配置的群，但是這些群包含不同含量、比例或濃度的一種或多種染料，使得不同的群之間可通過熒光特征(例如熒光波長、熒光強(qiáng)度或熒光強(qiáng)度比)區(qū)別開來。
附圖簡述通過參照附圖閱讀以下詳述，本發(fā)明的其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的，圖中

圖1是由Luminex100系統(tǒng)的鑒別通道1(CL1)/鑒別通道2(CL2)得到的根據(jù)本文所述的方法實(shí)施方式染色的微球體的信號(hào)的曲線圖；圖2是可以使用根據(jù)本文所述的方法實(shí)施方式形成的微球體和微球體群進(jìn)行試驗(yàn)的示例性測量系統(tǒng)的示意圖。
在附圖和下文的詳述中顯示了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變和替代。應(yīng)當(dāng)理解，附圖和詳述不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成具體的限制，相反，本發(fā)明包括所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的全部改變、等價(jià)內(nèi)容和修改。
優(yōu)選實(shí)施方式詳述盡管本文中是關(guān)于熒光染料描述了方法和群的實(shí)施方式，但是應(yīng)當(dāng)理解本文所述的方法和群可用于或包括本領(lǐng)域已知的任意其它的可用來使微球體具有一種或多種可測量的不同特征的分子(例如熒光團(tuán))。另外，許多不同的熒光染料是本領(lǐng)域已知的，在本文中，術(shù)語“熒光染料”包括本領(lǐng)域中已知的所有熒光染料。
盡管本文所述的實(shí)施方式是關(guān)于微球體，但是應(yīng)理解這些實(shí)施方式可以用于或包括本領(lǐng)域已知的任意離散的物質(zhì)(例如微球體、珠粒、微粒等)，這些物質(zhì)由能夠與本文所述的反應(yīng)中間體共價(jià)結(jié)合的材料形成。
一般來說，本文描述了用來制備耐有機(jī)性的染色的微球體的方法。微球體通常用熒光染料染色，使得微球體在購自美國得克薩斯州，Austin，LuminexCorporation的Luminex100設(shè)備中或本領(lǐng)域已知的其它測量設(shè)備中，曝光于激發(fā)源(例如激光輻射)的時(shí)候，能夠表現(xiàn)出選定的熒光特性(例如熒光波長、熒光強(qiáng)度、熒光強(qiáng)度比等)。在本文所述的方法中，所述染料與化學(xué)結(jié)構(gòu)偶聯(lián)，該化學(xué)結(jié)構(gòu)通過光照或加熱活化，產(chǎn)生能夠使化學(xué)結(jié)構(gòu)與微球體的聚合物(例如聚合物基質(zhì))共價(jià)連接的反應(yīng)中間體，從而使所述染料與微球體的聚合物連接。
這種方法的一個(gè)實(shí)施方式包括在微球體存在條件下，通過加熱或光照使與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成反應(yīng)中間體。在使所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化的過程中，所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)可位于微球體內(nèi)。可以在使所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化之前，使用本領(lǐng)域已知的任何合適的方法將所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和與之偶聯(lián)的染料結(jié)合入微球體中。所述反應(yīng)中間體與微球體的聚合物共價(jià)相連，從而使得染料與聚合物(通過所述化學(xué)結(jié)構(gòu))偶聯(lián)，形成染色的微球體。通過這種方式，所述染色的微球體可包含位于微球體內(nèi)的染料(例如位于微球體的聚合物基質(zhì)內(nèi))，而不是使染料位于染色的微球體的表面上。
因此，本文所述的方法實(shí)施方式包括使用不同于目前所用的染料結(jié)構(gòu)和染色步驟。例如，該方法實(shí)施方式包括向溶脹的微球體加入與一種或多種化學(xué)結(jié)構(gòu)偶聯(lián)的一種或多種染料，然后通過固化(例如通過使化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成反應(yīng)中間體，該反應(yīng)中間體與微球體的聚合物共價(jià)反應(yīng))將其永久性地包封在微球體中?？梢砸勒找韵聦＠鲈谑够瘜W(xué)結(jié)構(gòu)活化之前溶脹微球體，以便將化學(xué)結(jié)構(gòu)和與之偶聯(lián)的染料結(jié)合在微球體中Chandler等人的美國專利第6,514,295號(hào)、第6,599,331號(hào)和第6,632,526號(hào)，這些專利全文參考結(jié)合入本文中。
如上所述，磺酰疊氮已被用來將各種染料與天然聚合物和合成聚合物(膜或纖維)共價(jià)連接。但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些化學(xué)結(jié)構(gòu)可以用來使微球體群所發(fā)射的熒光信號(hào)具有嚴(yán)密的(即低的)變化系數(shù)(％CV)，當(dāng)使用本發(fā)明所述的方法實(shí)施方式進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)活化和與聚合物反應(yīng)之后，低的％CV得以保持。這種嚴(yán)密的熒光％CV對(duì)于一些用途是特別有效的，例如對(duì)樣品中的多種分析物進(jìn)行多重分析的應(yīng)用，在這些分析中，微球體所發(fā)射的熒光的％CV對(duì)該微球體所歸屬的群的精確性具有直接影響，從而可以影響微球體上的反應(yīng)物的鑒別(例如隨著％CV減小，微球體鑒別的精確度提高)。另外，減小微球體的熒光％CV通常會(huì)使得能夠在單獨(dú)的化驗(yàn)或試驗(yàn)中使用更多的微球體群，這是由于此時(shí)對(duì)應(yīng)于任意的群的鑒別間隔(classification space)更小，因此在鑒別間隔中可包括更多的微球體群。
可以使與染料偶聯(lián)的磺酰疊氮活化，使得活化的磺酰疊氮能夠與微球體的聚合物反應(yīng)，從而形成耐有機(jī)性的珠粒組(bead set)(即當(dāng)該珠粒組與有機(jī)溶劑或包含有機(jī)溶劑的混合物相接觸之后，其熒光特征(例如熒光強(qiáng)度)不會(huì)發(fā)生變化)，該珠粒組與Luminex100系統(tǒng)和市售可得的其它可用來測量或被設(shè)計(jì)成測量微球體的流動(dòng)細(xì)胞計(jì)量器系統(tǒng)相容。因此，本文所述的發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，通過所述方法實(shí)施方式染色的微球體在與一種或多種有機(jī)溶劑相接觸之后，其熒光特性不會(huì)發(fā)生變化(例如熒光強(qiáng)度減小)。換而言之，當(dāng)所述染色的微球體被置于有機(jī)溶劑中、或者與包含有機(jī)溶劑的溶劑混合物相接觸時(shí)，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和與之偶聯(lián)的染料不會(huì)從所述聚合物上解離和遷移出微球體外。
本文所述的方法實(shí)施方式也可使用磺酰疊氮和其它能夠活化生成其它和/或另外的活性基團(tuán)(例如其它的氮賓、卡賓等)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、以及能夠通過加熱活化和/或光化學(xué)活化來進(jìn)行活化的化學(xué)結(jié)構(gòu)來實(shí)施。本文所述的乙基-二氨基-萘磺酸(EDANS)基團(tuán)也可用其它的芳族結(jié)構(gòu)來補(bǔ)充或代替，這可改變所述化學(xué)結(jié)構(gòu)的活化溫度。通過這種方式，本文所述的方法中所用的化學(xué)結(jié)構(gòu)可包括芳族磺酰疊氮、1，5-乙基-二氨基萘磺酰疊氮或本領(lǐng)域已知的任意其它合適的化學(xué)結(jié)構(gòu)。換而言之，本文所述的方法可以使用除了包含EDANS基團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)以外的化學(xué)結(jié)構(gòu)。本文所述的方法實(shí)施方式還可與其它的珠粒染色法結(jié)合使用。
為了對(duì)微球體進(jìn)行染色，可通過以下的一般性準(zhǔn)則來選擇化學(xué)結(jié)構(gòu)和所述染色法的參數(shù)或條件。例如，為了獲得選定的微球體的熒光特性，所述與微球體的聚合物相連的染料的百分率優(yōu)選基本恒定，而且優(yōu)選具有高百分率。為了獲得嚴(yán)密的％CV，以便對(duì)相同群的微球體發(fā)射的熒光信號(hào)(例如使微球體具有有區(qū)別的可測量特征的熒光信號(hào)，該信號(hào)使得可將一群微球體與另一群微球體區(qū)別開)進(jìn)行鑒別，各化學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)選以基本相同的程度活化，使得共價(jià)連接之后，群中的各微球體被基本均勻地染色。
還可對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，使得在活化步驟中，所有結(jié)合入微球體中的不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)將在基本相同的條件下以基本相同的程度與微球體的聚合物反應(yīng)。通過這種方式，可以比較容易而準(zhǔn)確地對(duì)染色的微球體的特征(例如它們的熒光信號(hào))進(jìn)行控制。所選擇用于本文所述方法實(shí)施方式的染料生色團(tuán)優(yōu)選在活化條件下是穩(wěn)定的(例如紫外(UV)光可以過量地或不同程度地使一些生色團(tuán)發(fā)生光褪色)。所述微球體也優(yōu)選在選擇用于本文所述的方法實(shí)施方式中的活化條件下是穩(wěn)定的(例如過熱會(huì)造成該微球體熔化并喪失其球形形狀)。
所述微球體的內(nèi)部可以主要由聚合物組成，例如與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯，這種聚合物是對(duì)共價(jià)偶聯(lián)具有相當(dāng)惰性的基材。因此，可以對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，使得該反應(yīng)中間體的活性足以將所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和與之偶聯(lián)的染料插入微球體的這種和其它聚合物的C-H或C-C鍵內(nèi)。另外，優(yōu)選的是在對(duì)微球體進(jìn)行染色之后，微球體表面上的羧酸酯基(carboxylate)和/或其它官能團(tuán)被保留下來，可以與生物分子或其它分子(例如有機(jī)分子、候選藥物等)偶聯(lián)。
本文所述的染色法可以使用例如下圖所示的1，5-EDANS磺酰疊氮形式的化學(xué)結(jié)構(gòu)來實(shí)施。
如以上反應(yīng)的第一步所示，用1，5-EDANS疊氮上的自由氨基使1，5-EDANS疊氮與染料分子偶聯(lián)。所述染料分子可包括本領(lǐng)域已知的任何合適的染料分子。在一個(gè)這樣的例子中，所述染料包含能夠與1，5-EDANS疊氮上的自由氨基偶聯(lián)的胺活性基團(tuán)，例如N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)酯基、異氰酸酯基等。盡管上圖顯示一個(gè)染料分子與一個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)分子相偶聯(lián)，但是應(yīng)當(dāng)理解在本文所述的實(shí)施方式中，可以使用能夠使每個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)分子與一個(gè)以上染料分子結(jié)合的化學(xué)結(jié)構(gòu)，或者使每個(gè)染料分子與一個(gè)以上化學(xué)結(jié)構(gòu)相偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
如圖所示在該反應(yīng)的第二步中，可以將與染料偶聯(lián)的1，5-EDANS疊氮結(jié)合入微球體的聚合物中(即位于微球體的聚合物基質(zhì)中)。如第二步進(jìn)一步顯示，將結(jié)合入聚合物中的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至約110℃的溫度引發(fā)了氮擠出反應(yīng)，該反應(yīng)在1，5-EDANS疊氮上形成活性磺酰氮賓基團(tuán)，該基團(tuán)可以與微球體的聚合物形成共價(jià)鍵合。因此，對(duì)所述化學(xué)結(jié)構(gòu)的活化可包括將與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至大約110℃的溫度。
僅有活性足夠高的中間體能夠與脂族C-H鍵(例如聚合微球體的C-H鍵)反應(yīng)。這種高活性的中間體的例子包括卡賓、氮賓和三重態(tài)二苯甲酮。(例如參見R.P.Haugland編的《熒光探針和研究產(chǎn)品分子探針手冊(cè)(Molecular ProbesHandbook of Fluorescent Probes and Research Products)》，第九版，第5.3章，該文獻(xiàn)全文參考結(jié)合入本文中)。因此，在所述方法過程中形成的反應(yīng)中間體可包括氮賓基團(tuán)、卡賓基團(tuán)、三重態(tài)二苯甲酮或本領(lǐng)域已知的任意其它合適的官能團(tuán)。應(yīng)當(dāng)注意二苯甲酮僅能用紫外光活化。
大部分氮賓和卡賓發(fā)生較快的單分子重排反應(yīng)，生成活性小于對(duì)應(yīng)的氮賓和卡賓的物質(zhì)。因此，這些反應(yīng)中間體優(yōu)選在待染色的微球體存在條件下形成(例如在結(jié)合入微球體中之后形成)，使得這些基團(tuán)可以在發(fā)生單分子反應(yīng)之前與微球體的聚合物反應(yīng)。但是磺酰疊氮不會(huì)發(fā)生單分子重排反應(yīng)，因此基本上是在磺酰疊氮存在條件下“迫使”其與微球體的聚合物之類的分子反應(yīng)。
使用本文所述方法實(shí)施方式的這些化學(xué)結(jié)構(gòu)具有大量的優(yōu)于目前所用的染色法和染料的優(yōu)點(diǎn)。例如，在本文所述的實(shí)施方式中通過活化在化學(xué)結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的活性基團(tuán)不是染料生色團(tuán)的一部分。因此，所述活性基團(tuán)的活性可不受所附加的染料結(jié)構(gòu)的影響，從而增加了可用來形成耐有機(jī)性的染色的微球體的熒光染料的數(shù)量和種類。另外，可以將所述活性基團(tuán)結(jié)合入化學(xué)結(jié)構(gòu)中，該化學(xué)結(jié)構(gòu)可以與許多不同的染料偶聯(lián)，而無需針對(duì)每種染料設(shè)計(jì)新的合成。另外，所述1，5取代的萘芯使得活性磺酰氮賓的位置遠(yuǎn)離染料分子(即與之隔開)，從而減小了氮賓與附加的染料反應(yīng)而非與微球體的聚合物鏈反應(yīng)的機(jī)會(huì)(可能是將此機(jī)會(huì)減至最小)。通過這種方式，所述反應(yīng)中間體可包含被化學(xué)結(jié)構(gòu)的非活化部分將其與染料隔開的官能團(tuán)。在一些實(shí)施方式中，所述反應(yīng)中間體包含位于化學(xué)結(jié)構(gòu)非活化部分一側(cè)的官能團(tuán)。染料可位于該非活化部分上基本與之相對(duì)的另一側(cè)。
另外，可通過將化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至約等于或高于110℃來產(chǎn)生中間體氮賓，該溫度遠(yuǎn)低于目前所用的微球體的聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及目前所用染料的分解溫度。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，使化學(xué)結(jié)構(gòu)活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至低于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。這時(shí)，在化學(xué)結(jié)構(gòu)活化之前和之后，被染色的微球體的形狀基本相同(例如球形)。
可以對(duì)結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系以及它們對(duì)共價(jià)染色的影響進(jìn)行研究，以開發(fā)理想的活性染料(即與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu))。例如，改變磺酰疊氮芳環(huán)可以制得能夠在較低溫度下反應(yīng)，而且在對(duì)被染色的微球體的測量中具有最小的光譜干擾的化學(xué)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)特殊的例子中，對(duì)萘環(huán)進(jìn)行另外的取代可以將反應(yīng)溫度降至本文所述實(shí)施方式的理想溫度(例如反應(yīng)溫度約為50-80℃)。通過這種方式，對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的活化可包括將與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至大約50-80℃。另外，可以對(duì)反應(yīng)進(jìn)行模擬，以確定磺酰疊氮的反應(yīng)方式(并非所有的反應(yīng)都可造成共價(jià)連接)。例如，可以在甲苯溶液(聚苯乙烯的簡單模擬)中加熱疊氮化物的溶液，產(chǎn)物可進(jìn)行分離和表征。
以下流程大致列出了用來合成可用于本文所述方法的與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)的合成方法。

上圖所示的反應(yīng)制得了與染料偶聯(lián)的磺酰疊氮。該例子中的染料分子在激發(fā)的時(shí)候能夠發(fā)射Luminex100系統(tǒng)的鑒別通道1(CL1)的檢測窗口之內(nèi)的波長。然而，可以將本領(lǐng)域中已知的任何合適的染料與上圖所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)偶聯(lián)。盡管在上文所述的例子中，一個(gè)染料分子與一個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)分子偶聯(lián)，但是應(yīng)當(dāng)理解在本文所述的實(shí)施方式中，每個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)分子與一個(gè)以上染料分子偶聯(lián)、或者每個(gè)染料分子與一個(gè)以上化學(xué)結(jié)構(gòu)分子偶聯(lián)也是允許的。
如上文所述，使用上述反應(yīng)制備的磺酰疊氮偶聯(lián)的染料對(duì)微球體進(jìn)行染色。加熱之后，用四氫呋喃(THF)和甲醇將未反應(yīng)的染料從微球體中洗去。微球體的洗滌可以使用本領(lǐng)域已知的任意合適的方法來進(jìn)行。所得的用Luminex100系統(tǒng)測量的染色的微球體的CL1/鑒別通道2(CL2)散點(diǎn)圖列于圖1。如圖1所示，該試驗(yàn)的結(jié)果證明，可通過使用芳族磺酰疊氮，簡單地對(duì)其中已結(jié)合有與芳族磺酰疊氮偶聯(lián)的染料的干燥微球體進(jìn)行加熱，使熒光染料與聚苯乙烯聚合物連接。測得的珠粒群的％CV為CL1＝8％。
在一些實(shí)施方式中，上述染色方法包括在微球體存在條件下，通過加熱或光照使與另外的不同染料偶聯(lián)的另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成不同的反應(yīng)中間體。所述不同的反應(yīng)中間體與微球體的聚合物共價(jià)連接，從而使另外的不同的染料與聚合物偶聯(lián)。所述另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以與所述與其它染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)相同或不同。例如，這兩種染料都可以與1，5-乙基-二氨基萘磺酸疊氮分子偶聯(lián)?；蛘卟煌娜玖峡梢耘c不同的芳族磺酰疊氮偶聯(lián)。在所述化學(xué)結(jié)構(gòu)活化之前和之后，所述另外的不同染料優(yōu)選具有基本相同的結(jié)構(gòu)和組成。通過這種方式，化學(xué)結(jié)構(gòu)的活化以及化學(xué)結(jié)構(gòu)與微球體的連接將不會(huì)改變?nèi)玖?。這兩種不同的染料可以同時(shí)或依次與聚合物偶聯(lián)。另外，這兩種不同的染料可以以不同的用量、比例或濃度與不同的群中的微球體的聚合物偶聯(lián)。另外，可以使用本文所述的方法使兩種以上的不同染料與微球體偶聯(lián)。
通過本文所述的方法實(shí)施方式制備的耐有機(jī)性珠粒具有與微球體表面共價(jià)偶聯(lián)的寡序列(oligosequence)，其對(duì)于諸如多重雜交檢驗(yàn)的許多應(yīng)用具有非常巨大的價(jià)值。具體來說，所述寡核苷酸可以在耐有機(jī)性的染色的微球體上直接合成(可以自動(dòng)化地合成)。在熒光微球體上直接(任選自動(dòng)化地)寡合成(oligo-synthesis)將會(huì)相對(duì)于目前使用的制備這種微球體的方法降低制造偶聯(lián)有核苷酸的微球體的成本，目前的方法包括在DNA合成樹脂上合成寡核苷酸，使所述寡核苷酸與DNA合成樹脂“分離”，然后將所述寡核苷酸與熒光染色的微球體“連接”?？梢允褂帽绢I(lǐng)域任意合適的已知寡核苷酸合成法在根據(jù)本文所述的方法實(shí)施方式形成的微球體表面上合成寡核苷酸(例如通過微球體表面上的官能團(tuán)合成)。
因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法包括在如上所述對(duì)微球體進(jìn)行染色之后，在微球體的外表面上合成分子。在一些實(shí)施方式中，所述分子合成包括將所述染色的微球體置于有機(jī)溶劑或包含有機(jī)溶劑的溶劑混合物中。不同于其它的染色的微球體，本文所述的微球體在被置于有機(jī)溶劑中的時(shí)候，其染料特征不會(huì)損失。關(guān)于這一點(diǎn)，在合成前后，所述染色的微球體可具有基本相同的染料特征。所述在微球體上合成的分子可以是生物分子。例如，所述生物分子可以是本領(lǐng)域已知的任何具有較低水溶性的生物分子，如果連接反應(yīng)能夠在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，該生物分子將更容易被連接到熒光微球體上。另外，所述分子可包括寡核苷酸、肽或寡糖。在所述微球體上合成的寡核苷酸、肽和寡糖可包括本領(lǐng)域已知的任何合適的這些分子。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述分子可包括有機(jī)分子(例如候選藥物)。因此，可以使用本文所述的共價(jià)染色的微球體產(chǎn)生用于基于染色體組的藥物研發(fā)的成功的藥劑。在一些實(shí)施方式中，所述分子包括任何基本不溶于水性溶劑中的分子。
或者所述分子合成可包括將染色的微球體置于水性溶劑中。通過這種方式，可以在水性溶劑和有機(jī)溶劑中，在根據(jù)本文所述的染色的微球體上合成分子，從而顯著提高微球體的實(shí)用性。很顯然，也可使用本領(lǐng)域已知的任何合適的方法將預(yù)先合成的分子與本文所述的染色的微球體相結(jié)合。
另一個(gè)實(shí)施方式涉及染色的微球體群。所述群中各染色的微球體包含通過化學(xué)結(jié)構(gòu)與該染色的微球體的聚合物相連的染料。所述染料和化學(xué)結(jié)構(gòu)可包括本文所述的任意染料和化學(xué)結(jié)構(gòu)。所述染色的微球體群中由于染料造成的染料特征的變化系數(shù)約小于10％。所述變化系數(shù)可以是群中各染色的微球體在受激的時(shí)候發(fā)射的信號(hào)(例如熒光強(qiáng)度)的變化系數(shù)。通過這種方式，所述變化系數(shù)可以是染色的微球體的鑒別信號(hào)的變化系數(shù)。所述染料可以以不同的用量或濃度與不同的群中的微球體的聚合物偶聯(lián)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，與各染色的微球體的聚合物連接的染料的量基本相等。在一些實(shí)施方式中，所述群中的各染色的微球體還可包含通過另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)與各染色的微球體連接的另外的不同染料。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，染色的微球體群中由于所述另外的不同染料造成的染料特征的變化系數(shù)約小于10％。這兩種不同的染料可以以不同的用量、比例或濃度與不同群中的微球體的聚合物偶聯(lián)。另外，兩種以上不同的染料可以以不同的用量、比例或濃度與不同的群中的微球體的聚合物偶聯(lián)。
優(yōu)選的是，當(dāng)所述染料與聚合物連接之前和之后，各染色的微球體的形狀基本相同。另外，在所述染料與聚合物連接之前和之后，染料具有基本相同的結(jié)構(gòu)和基本相同的組成。較佳的是，當(dāng)將所述染色的微球體群置于有機(jī)溶劑中的時(shí)候，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和染料不會(huì)從聚合物上解離。所述化學(xué)結(jié)構(gòu)可包括芳族磺酰疊氮。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包括1，5-乙基-二氨基-萘磺酰疊氮。然而，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)可包括任意其它本文所述的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
所述聚合物可以主要由與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯組成。在滿足或不滿足以上前提的條件下，所述微球體的聚合物還可包含本領(lǐng)域已知的任何其它合適的聚合物。所述微球體還可包含位于微球體表面上的羧基或其它合適的基團(tuán)，例如氨基。這些基團(tuán)可以通過在微球體聚合的時(shí)候加入丙烯酸或甲基丙烯酸作為單體而形成于微球體的表面上，在一個(gè)例子中，所述聚合反應(yīng)中大約1-10％的單體可以是與表面基團(tuán)相關(guān)的單體。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述染色的微球體包含一種或多種與聚合物相連的官能團(tuán)(例如羧基、氨基等)，使得一種或多種分子可以通過所述一種或多種官能團(tuán)與所述染色的微球體連接。
在一些實(shí)施方式中，所述群的各染色的微球體包含在各染色的微球體的外表面上合成的生物分子。所述生物分子可包括本文所述的任意生物分子。在其它實(shí)施方式中，所述群的各染色的微球體包含在各染色的微球體的外表面上合成的有機(jī)分子。所述有機(jī)分子可包括本文所述的任意有機(jī)分子。本文所述的染色的微球體群的各實(shí)施方式可以如本文所述進(jìn)一步配置、構(gòu)成和/或形成。另外，上述染色的微球體群的實(shí)施方式具有本文所述方法實(shí)施方式的所有優(yōu)點(diǎn)。
以下實(shí)施例僅是用作舉例的目的，不會(huì)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式構(gòu)成限制。以下實(shí)施例中所述的所有試劑都購自Sigma-Aldrich(除非另外說明)，不經(jīng)純化直接使用。
實(shí)施例1碘化N-(ζ-羧己基)-2，3，3-三甲基吲哚(indolinium)向溶于20毫升乙腈的2.45克2，3，3-三甲基假吲哚(15.4毫摩)中加入3.00克6-溴己酸(15.4毫摩)，該溶液回流加熱14小時(shí)。真空濃縮之后，殘余物用100毫升去離子水和25毫升乙酸乙酯萃取。水相部分再用25毫升乙酸乙酯洗滌兩次。水相部分進(jìn)行真空濃縮，然后向殘余物中加入50毫升無水乙醚。置于4℃2天之后，過濾回收得到1.62克(30％)的碘化N-(ζ-羧己基)-2，3，3-三甲基吲哚紫色固體。
實(shí)施例22，4-二[N-(ζ-羧己基)-1，3，3-三甲基-2-二氫亞吲哚基-甲基]cylclobutenediylium-1，3-diolate使用迪安-斯塔克分水器對(duì)溶解于25毫升甲苯和25毫升丁醇中的0.80克(2.25毫摩)碘化N-(ζ-羧己基)-2，3，3-三甲基吲哚(實(shí)施例1中制備)和0.13克(1.12毫摩爾)3，4-二羥基-3-環(huán)丁烯-1，2-二酮的溶液回流15小時(shí)。該溶液真空濃縮，殘余物在裝填有氯仿的硅膠柱上用包含0-5％甲醇的氯仿分餾。真空濃縮藍(lán)色餾分，制得藍(lán)色油狀物。該藍(lán)色油狀物溶解在10毫升無水乙醇中，真空濃縮制得0.44克(31％)金色-金屬色澤的固體。
實(shí)施例3叔丁氧基羰基(t-BOC)保護(hù)的1，5-EDANS向溶于50毫升甲醇的1.98克5-(2-氨乙基氨基)-1-萘磺酸(1，5-EDANS，7.42毫摩)和2.78克碳酸氫鈉(33.0毫摩)加入3.59克二叔丁基碳酸氫鹽(di-tert-butyldicarbonate)(16.4毫摩)，用浴式超聲波儀混合5小時(shí)。過濾之后，該溶液真空濃縮，殘余物用20毫升己烷研碎，過濾后制得2.92克t-BOC保護(hù)的1，5-EDANS褐色固體。
實(shí)施例4t-BOC保護(hù)的1，5-EDANS疊氮向10毫升去離子水中加入1.55克(4.0毫摩)t-BOC保護(hù)的1，5-EDANS(實(shí)施例3中制備)。當(dāng)所有固體溶解之后，加入2.7毫升(4.1毫摩)40％的氫氧化四丁基銨溶液。該混合物用氯仿萃取，用無水硫酸鎂干燥，真空濃縮形成結(jié)晶泡沫。向溶解于100毫升氯仿的這種泡沫中加入120微升二甲基甲酰胺和4毫升亞硫酰二氯?；亓?.5小時(shí)之后，將該溶液倒入20克冰水和10毫升飽和氯化銨溶液中。所得的溶液快速地萃取入氯仿，用無水硫酸鎂干燥，真空濃縮制得2.67克粗制t-BOC保護(hù)的氯化1，5-EDANS深黃色油狀物，該產(chǎn)物不經(jīng)進(jìn)一步純化直接使用。
在5分鐘內(nèi)向溶解于22毫升二甲基甲酰胺的所述黃色油狀物中滴加由0.38克(5.8毫摩)疊氮化鈉和1毫升去離子水制成的溶液。在室溫?cái)嚢?1.5小時(shí)之后，該溶液在真空中濃縮，用50毫升氯仿萃取，用去離子水洗滌，用無水硫酸鎂干燥，真空濃縮制得0.68克(43％)t-BOC保護(hù)的1，5-EDANS疊氮。
實(shí)施例51，5-EDANS疊氮在0℃下，在5分鐘內(nèi)向溶于10毫升二氯甲烷的0.2克(0.51毫摩)t-BOC保護(hù)的1，5-EDANS疊氮(在實(shí)施例4中制備)滴加溶于1毫升二氯甲烷的65微升三氟乙酸。所述攪拌的溶液升溫至室溫，處于此溫度下16小時(shí)，然后回流處理1小時(shí)。該溶液用40毫升二氯甲烷稀釋，用10毫升飽和碳酸氫鈉溶液洗滌四次，真空濃縮制得0.16克1，5-EDANS疊氮黃色油狀物。
實(shí)施例6向溶于2毫升氯仿的12毫克(0.04毫摩)1，5-EDANS疊氮(實(shí)施例5中制備)和13毫克(0.02毫摩)2，4-二[N-(ζ-羧己基)-1，3，3-三甲基-2-二氫亞吲哚基-甲基]cylclobetenediylium-1，3-diolate(實(shí)施例2中制備)加入18毫克(0.09毫摩)二環(huán)己基碳二亞胺和3.5毫克1-羥基苯并三唑。攪拌15小時(shí)之后，對(duì)溶液進(jìn)行過濾，濾液真空濃縮生成藍(lán)色殘余物，該殘余物不經(jīng)進(jìn)一步純化直接使用。
實(shí)施例7耐有機(jī)性的微球體使用Chandler等人在美國專利第6,514,295號(hào)、第6,599,331號(hào)和第6,632,526號(hào)中所述的步驟，用實(shí)施例6制得的藍(lán)色殘余物對(duì)羧酸酯化的、交聯(lián)的聚苯乙烯微球體(直徑5.6微米，可購自英國，Shropshire的Polymer Laboratories，Ltd.，或者美國印第安納州，F(xiàn)ishers的Bangs Laboratories，Inc.)進(jìn)行浸漬，所述專利文獻(xiàn)都全文參考結(jié)合入本文中。
將染色的微球體在甲醇中的分散液置于5毫升的錐形燒瓶中，真空濃縮。這些微球體在氮?dú)鈿夥障?，?10℃的油浴中加熱13小時(shí)。所述微球體用四氫呋喃清洗三次，用甲醇清洗一次，用去離子水清洗一次。洗滌溶劑通過離心和傾潷除去。最后將微球體分散在去離子水中用于儲(chǔ)存和測試。
圖2顯示了一種可使用本文所述的染色的微球體進(jìn)行試驗(yàn)的測量系統(tǒng)的例子。應(yīng)注意圖2不是按比例繪制的。具體來說，圖中一些部分的比例極度放大了，以便著重顯示這些部分的特征。為了清楚顯示，圖中不包括該測量系統(tǒng)的一些部分，例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。
在圖2中，沿著有微球體10流經(jīng)的比色管12的橫截面的平面顯示了測量系統(tǒng)。微球體10是根據(jù)本發(fā)明所述的實(shí)施方式染色的微球體。在一個(gè)例子中，所述比色管可以是標(biāo)準(zhǔn)的石英比色管，例如標(biāo)準(zhǔn)的流動(dòng)式細(xì)胞計(jì)中所用的比色管。但是也可使用任意其它合適種類的觀察室或輸送室來輸送用于分析的樣品。
所述測量系統(tǒng)包括光源14。光源14可包括本領(lǐng)域中已知的任意合適的光源，例如激光器。所述光源可以設(shè)計(jì)成用來發(fā)生具有一種或多種波長的光，例如藍(lán)光或綠光。光源14可以設(shè)計(jì)成當(dāng)微球體流過比色管的時(shí)候?qū)ξ⑶蝮w進(jìn)行輻照。輻照可造成微球體發(fā)射具有一種或多種波長或者一個(gè)或多個(gè)波長帶的熒光。在一些實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)透鏡(圖中未顯示)，用來將光線從光源匯聚到微球體上或流動(dòng)路徑上。所述系統(tǒng)還可包括一個(gè)以上的光源(未顯示)。在一個(gè)實(shí)施方式中，光源可以設(shè)計(jì)成用具有不同波長的光(例如藍(lán)光和綠光)對(duì)微球體進(jìn)行輻照。在一些實(shí)施方式中，所述光源可以設(shè)計(jì)成從不同的方向?qū)ξ⑶蝮w進(jìn)行輻照。
可以使用折疊式反射鏡18或其它的這樣的光導(dǎo)向部件，將從微球體向前散射的光導(dǎo)向檢測系統(tǒng)?；蛘呖梢詫z測系統(tǒng)16直接置于向前散射的光的光路中。通過這種方式，系統(tǒng)中可不包括折疊式反射鏡或其它的光導(dǎo)向部件。在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖2所示，所述向前散射的光可以是沿著與光源14的輻照方向呈大約180度角被微球體散射的光。所述向前散射的光的角度可以并不是與光源輻照方向精確地呈180度角，因此光源發(fā)出的入射光不會(huì)照射在該檢測系統(tǒng)的光敏性表面上。例如，所述向前散射的光可以是沿著與輻照方向呈小于或大于180度角的方向被微球體散射的光(例如在大約170°、175°、185°或190°散射的光)。
也可收集微球體散射和/或發(fā)射的與輻照方向呈大約90°夾角的光。在一個(gè)實(shí)施方式中，可使用一個(gè)或多個(gè)分光器或二色鏡將散射光分成一束以上的光。例如，可以使用分光器20將與輻照方向呈大約90°夾角的散射光分成兩束不同的光。這兩束不同的光可以再一次通過分光器22和24分成四束不同的光。每束光可以導(dǎo)向不同的檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)可包括一種或多種檢測器。例如，可將四束光中的一束導(dǎo)向檢測系統(tǒng)26。檢測系統(tǒng)26可用來檢測微球體散射的光。
可將另外的三束光導(dǎo)向檢測系統(tǒng)28、30和32。檢測系統(tǒng)28、30和32可以用來檢測微球體發(fā)射的熒光。各檢測系統(tǒng)可用來檢測具有不同波長或者不同波長范圍的熒光。例如其中一個(gè)檢測系統(tǒng)可用來檢測綠色熒光。另一個(gè)檢測系統(tǒng)可用來檢測橙黃色熒光，其它的檢測系統(tǒng)可用來檢測紅色熒光。
在一些實(shí)施方式中，可將濾光器34、36和38分別與檢測系統(tǒng)28、30和32偶聯(lián)。所述濾光器可用來阻擋檢測系統(tǒng)能檢測的波長范圍以外的熒光。另外，可以將一個(gè)或多個(gè)透鏡(未顯示)與各檢測系統(tǒng)光學(xué)偶聯(lián)。這些透鏡可設(shè)計(jì)用來將散射光或發(fā)射的熒光匯聚在檢測器的光敏性表面上。
所述檢測器的輸出電流與照射在其上的熒光成比例，產(chǎn)生電流脈沖。所述電流脈沖可以轉(zhuǎn)化為電壓脈沖，低通濾波，然后用A/D轉(zhuǎn)化器數(shù)字化。DSP對(duì)脈沖下的面積取積分，提供表示熒光大小的數(shù)值。
在一些實(shí)施方式中，可以對(duì)微球體發(fā)射的熒光產(chǎn)生的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，以確定微球體的種類和微球體表面上發(fā)生的反應(yīng)的信息。例如可以使用兩種輸出信號(hào)確定微球體的種類，用另外的輸出信號(hào)確定在微球體表面上發(fā)生的反應(yīng)。
盡管圖2所示的系統(tǒng)包括兩個(gè)檢測系統(tǒng)，這兩個(gè)檢測系統(tǒng)具有兩種不同的檢測范圍，用來區(qū)分具有不同染料特征的微球體，但是應(yīng)當(dāng)理解所述系統(tǒng)可包括兩種以上的這樣的檢測范圍(即三種檢測范圍、四種檢測范圍等)。在這樣的實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)可包括另外的分光器和具有其它檢測范圍的另外的檢測系統(tǒng)。另外，可以將濾光器和/或透鏡與各個(gè)另外的檢測系統(tǒng)偶聯(lián)。
在另一實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)可包括兩個(gè)或更多個(gè)檢測系統(tǒng)，用來區(qū)分在微球體表面上反應(yīng)的不同材料。所述不同的反應(yīng)材料的染料特征優(yōu)選不同于微球體的染料特征。
可用于在本文所述的染色的微球體上進(jìn)行測量的測量系統(tǒng)的其它例子可參見以下專利文獻(xiàn)Chandler等人的美國專利第5,981,180號(hào)、第6,046,807號(hào)、第6,139,800號(hào)、第6,366,354 B1號(hào)、第6,411,904 B1號(hào)、第6,449,562 B1號(hào)和第6,524,793 B1號(hào)，這些專利都全文參考結(jié)合入本文中。本文所述的測量系統(tǒng)還可如這些專利所述進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)置。另外，可使用本文所述的染色的微球體和微球體群實(shí)施方式的檢驗(yàn)和試驗(yàn)包括這些專利中所述的任意檢驗(yàn)和試驗(yàn)，以及本領(lǐng)域中已知的任意檢驗(yàn)和試驗(yàn)。
通過本文，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以提供用來形成染色的微球體和染色的微球體群的方法。通過該描述，對(duì)本發(fā)明的各方面的進(jìn)一步修改和各種實(shí)施方式對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，這些描述僅僅是說明性的，用來為本領(lǐng)域技術(shù)人員揭示實(shí)施本發(fā)明的一般方式。應(yīng)當(dāng)理解，本文中附圖和描述所示的本發(fā)明的形式表示優(yōu)選的實(shí)施方式。可以對(duì)本文所列舉和描述的組成和材料進(jìn)行替代，可以對(duì)部件和工藝進(jìn)行顛倒，本發(fā)明的某些特征可以獨(dú)立地應(yīng)用，通過閱讀本發(fā)明，所有這些對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的?？梢栽诓槐畴x所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明精神和范圍的前提下對(duì)本文所述的部分進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.用來形成染色的微球體的方法，該方法包括在微球體存在條件下，通過加熱或光照使與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成反應(yīng)中間體，所述反應(yīng)中間體與所述微球體的聚合物共價(jià)連接，從而使所述染料與聚合物偶聯(lián)，形成染色的微球體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至大約110℃。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至大約50-80℃。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至低于所述聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行所述活化之前和之后，所述微球體的形狀基本相同。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行所述活化之前和之后，所述染料具有基本相同的結(jié)構(gòu)和組成。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)將所述染色的微球體置于有機(jī)溶劑中的時(shí)候，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和染料不會(huì)從聚合物上解離。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物主要由與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯組成。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述染色的微球體包含一種或多種與聚合物相連的官能團(tuán)，使得一種或多種分子可以通過所述一種或多種官能團(tuán)與染色的微球體連接。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包含芳族磺酰疊氮。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包含1，5-乙基二氨基萘磺酰疊氮。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)中間體包含磺酰氮賓基團(tuán)。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)中間體包含卡賓基團(tuán)或三重態(tài)二苯甲酮。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)中間體包含處于以下狀態(tài)的官能團(tuán)該官能團(tuán)被所述化學(xué)結(jié)構(gòu)的非活化部分將其與所述染料分隔開。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)中間體包含位于所述化學(xué)結(jié)構(gòu)非活化部分一側(cè)上的官能團(tuán)，所述染料位于所述非活化部分上基本上與前述一側(cè)相對(duì)的另一側(cè)。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括在微球體存在條件下通過加熱或光照對(duì)與另外的不同染料偶聯(lián)的另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行活化，形成不同的反應(yīng)中間體，使得所述不同的反應(yīng)中間體與所述微球體的聚合物共價(jià)連接，從而使所述另外的不同染料與所述聚合物偶聯(lián)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行所述活化之前和之后，所述另外的不同染料具有基本相同的結(jié)構(gòu)和組成。
18.一種用來形成與分子偶聯(lián)的染色的微球體的方法，該方法包括在微球體存在條件下通過加熱或光照使與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成反應(yīng)中間體，所述反應(yīng)中間體與所述微球體的聚合物共價(jià)連接，從而使所述染料與聚合物偶聯(lián)，形成染色的微球體；在所述染色的微球體的外表面上合成所述分子。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述合成包括將所述染色的微球體置于有機(jī)溶劑中。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述合成包括將所述染色的微球體置于有機(jī)溶劑中，在所述合成之前和之后，所述染色的微球體的染料特征基本相同。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述分子包括生物分子。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述分子包括寡核苷酸、肽或寡糖。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述分子包括有機(jī)分子。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述分子基本不溶于水性溶劑。
25.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述合成包括將所述染色的微球體置于水性溶劑中。
26.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至約110℃。
27.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至大約50-80℃。
28.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述活化包括將所述與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)加熱至低于所述聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。
29.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在所述活化之前和之后，所述微球體的形狀基本相同。
30.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在所述活化之前和之后，所述染料具有基本相同的結(jié)構(gòu)和組成。
31.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，當(dāng)將所述染色的微球體置于有機(jī)溶劑中的時(shí)候，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和染料不會(huì)從所述聚合物上解離。
32.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述聚合物主要由與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯組成。
33.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述染色的微球體包含一種或多種與聚合物相連的官能團(tuán)，使得所述分子可以通過所述一種或多種官能團(tuán)在所述染色的微球體的外表面上合成。
34.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包含芳族磺酰疊氮。
35.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包含1，5-乙基-二氨基萘磺酰疊氮。
36.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)中間體包含磺酰氮賓基。
37.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)中間體包含卡賓基或三重態(tài)二苯甲酮。
38.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)中間體包含處于以下狀態(tài)的官能團(tuán)該官能團(tuán)被所述化學(xué)結(jié)構(gòu)的非活化部分將其與染料隔開。
39.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)中間體包含位于所述化學(xué)結(jié)構(gòu)的非活化部分一側(cè)的官能團(tuán)，所述染料位于所述非活化部分上基本與前述一側(cè)相對(duì)的另一側(cè)。
40.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，該方法還包括通過在微球體存在條件下，通過加熱或光照使所述與另外的不同染料偶聯(lián)的另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成不同的反應(yīng)中間體，所述不同的反應(yīng)中間體與所述微球體的聚合物共價(jià)連接，從而使所述另外的不同染料與所述聚合物偶聯(lián)。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，在所述活化之前和之后，所述另外的不同染料的結(jié)構(gòu)和組成基本相同。
42.染色的微球體的群，其特征在于，所述群中各染色的微球體包含通過化學(xué)結(jié)構(gòu)與所述各染色的微球體的聚合物連接的染料，所述染色的微球體群由于染料造成的染料特征的變化系數(shù)約小于10％。
43.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，所述變化系數(shù)是指各染色的微球體在被激發(fā)的時(shí)候發(fā)射的信號(hào)的變化系數(shù)。
44.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，與所述各染色的微球體的聚合物相連的染料的量基本相等。
45.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，所述群的各染色的微球體還包含通過另外的化學(xué)結(jié)構(gòu)與所述各染色的微球體的聚合物相連的另外的不同染料。
46.如權(quán)利要求45所述的群，其特征在于，所述染色的微球體群由于所述另外的不同染料造成的染料特征的變化系數(shù)約小于10％。
47.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，所述群中的各染色的微球體還包含在所述各染色的微球體的外表面上合成的生物分子。
48.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，所述群中的各染色的微球體還包含在所述各染色的微球體的外表面上合成的有機(jī)分子。
49.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，在所述染料與所述聚合物連接之前和之后，所述各染色的微球體的形狀基本相同。
50.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，在所述染料與所述聚合物連接之前或之后，該染料的結(jié)構(gòu)和組成基本相同。
51.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，當(dāng)將所述染色的微球體群置于有機(jī)溶劑中的時(shí)候，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)和染料不會(huì)從所述聚合物上解離。
52.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，所述聚合物主要由與二乙烯基苯交聯(lián)的苯乙烯組成。
53.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，所述各染色的微球體還包含一種或多種與該染色的微球體的聚合物相連的官能團(tuán)，使得一種或多種分子可以通過這一種或多種官能團(tuán)與所述各染色的微球體相連。
54.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包含芳族磺酰疊氮。
55.如權(quán)利要求42所述的群，其特征在于，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)包含1，5-乙基-二氨基-萘磺疊氮。
全文摘要
提供了各種用來形成染色的微球體的方法。一種方法包括通過在微球體存在條件下進(jìn)行加熱或光照，使與染料偶聯(lián)的化學(xué)結(jié)構(gòu)活化，形成反應(yīng)中間體。所述反應(yīng)中間體與微球體的聚合物共價(jià)相連，從而使所述染料與聚合物偶聯(lián)，形成染色的微球體。提供了另外的用來形成與分子偶聯(lián)的染色的微球體的方法。這些方法包括如上所述對(duì)微球體進(jìn)行染色，另外還在染色的微球體的外表面上合成所述分子。還提供了染色的微球體群。群中各個(gè)染色的微球體包括經(jīng)由化學(xué)結(jié)構(gòu)與各個(gè)所述染色的微球體的聚合物相連的染料。所述染色的微球體群中由于染料造成的染料特征的變化系數(shù)約小于10％。
文檔編號(hào)G01N33/58GK101044213SQ200580034419
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者K·D·霍法克, A·G·魯加德, E·特派齊尼格 申請(qǐng)人:盧米尼克斯股份有限公司