一种用于将涂料施涂到聚合物基底上的方法
【专利说明】一种用于将涂料施涂到聚合物基底上的方法 发明领域
[0001] 本发明涉及一种将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。更具体地，本发明涉及一种将涂料施涂到聚合物基底上，以通过向该基底赋予类似于所 施涂涂层的性能的性能，来减少溶液中的分析物吸附到所述基底的方法。
[0002] 发明背景
[0003] 许多分析系统将所关注的含水分析物引导过由聚合物材料制成的通道或表面。大 部分有机分析物将通过接触而非特异性地吸附到聚合物表面上，特别是强疏水性和/或亲 脂性和/或两性分子。这会在到达分析点之前产生分析物溶液浓度非常明显的损耗，因此 产生了非常不准确的分析结果。该非特异性吸附在微流体系统中加重，这是由于大的表面 与体积比。这会导致检测系统中药物效力的明显低估。
[0004] -个例子是用于自动膜片钳系统的微系统，其中最近报道药物面板的抑制浓度 (IC 5(I)是对于疏水性药物分子的>10倍过高，这是由于聚合物表面上的分析物损耗（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 页）。
[0005] 已经开发了不同的方法来限制包括分析物的吸附，包括表面涂层或者将表面活 性剂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页）。在许多检测中，添加表面活性剂干扰了灵敏度，并且在细 胞化验中也会是有毒的。
[0006]具有聚乙二醇（PEG)的表面涂层之前已经显示出明显限制了蛋白质如牛血清白 蛋白（BSA)或纤维蛋白原的吸附。（BergSfT0m,K.等人，Reduction of fibrinogen adsorption on PEG-coated polystyrene surfaces，J. Biomed. Mater. Res.，1992,26,第 779-790 页）。
[0007] Shen等人在上面公开了 PEG能够限制处于yM水平的药物吸附到由聚砜-PEG共 聚物制成的膜。但是，使用共聚物不易于应用来引起在不同聚合物材料上的弱结合。此外， 许多药物的IC5(I或效应浓度（effector concentration) (EC5Q)处于nM范围，而非yM范 围，并且Shen等人的结果对于将疏水性药物的弱结合性能扩展到nM范围来说不是可行的。 [0008] PEG涂层之前经由光化学反应在多步程序中制造，其中典型地首先将在甲醇或 丙酮中的二苯甲酮旋涂到该表面上，其后将PEG单丙烯酸酯（PEGA)与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 页）。
[0009] 聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA)膜已经通过在环境空气中在UV照射下，对旋 涂的大分子聚乙二醇单丙烯酸酯（PEGA)的丙酮溶液进行接枝而进行了表面改性，其 中二苯甲酮用作光敏剂来在PMMA膜表面处产生聚合物基团（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 页）。
[0010] 上面的现有技术方法存在缺点，包括使用了低极性有机溶剂，其会溶解或溶胀许 多聚合物材料，例如广泛使用的聚苯乙烯，和不期望的副反应，因为该有机溶剂中的碳原子 也易于与二苯甲酮本身反应。所产生的涂层典型地也过厚，这在微流体应用中会是一个问 题。此外，该多步程序增加了涂覆的复杂性和成本。
[0011] 硅橡胶经由光化学固定技术来涂覆，以抑制蛋白质吸附、细胞附着和外来物体与 硅橡胶的反应。涂覆剂用4-苯甲酰苯甲酸（BBA)合成，其作为光反应性结构部分偶联到不 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-缬氨酸-甘氨酸-缬氨酸-脯氨酸）、CL-GVGVP (经由y 照射而交联的GVGVP)和HA(透明质酸）（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 页，1999)。
[0012] W090/00887公开了如下来制备聚合物表面：通过聚合物分子所携带的潜伏反应 性基团的外部活化，来将聚合物分子共价结合到该表面。
[0013] US2009/0226629A1公开了一种制作显示器基底的方法，其中基底涂覆有取向膜， 随后用光反应性单体材料层涂覆该取向膜，和随后在第一区域中的光反应性单体材料层上 选择性进行UV光照射。
[0014] W02009/091224A2涉及一种用于液晶取向层的组合物，使用该组合物制备液晶取 向层的方法，和包含该液晶取向层的光学膜。
[0015] W02005/040294A1涉及一种用于生产气体阻挡层的基于有机硅烷的组合物，其包 含（i)至少一种有机烷氧基硅烷，（ii)至少一种氣基烷基烷氧基硅烷，（iii)至少一种多兀 醇，（iv)任选的另外一种烷氧基硅烷或烷氧基硅氧烷，和（v)任选的至少一种纳米或微米 级的半金属氧化物或金属氧化物，半金属氧化物氢氧化物或金属氧化物氢氧化物，或者半 金属氢氧化物或金属氢氧化物，和/或（vi)至少一种共缩合物，和/或（vii)在水解条件 下产生的反应产物，和（viii)有机溶剂。
[0016] W003/093329A1涉及一种具有阻气性能的多涂层体系，其能够依靠UV辐射来进行 交联，并且据称特别适于由热塑性聚合物制成的容器的外部保护。
[0017] DE10149587B4涉及一种光反应性的涂覆的复合膜，其基于分别制备的基质膜，其 表面是官能化的，其中使用含有至少一种官能化单体的反应混合物，使用两种不同的反应 条件，来形成两种不同的聚合物层结构。
[0018] EP0274596A2涉及一种用于塑料基底的紫外辐射可固化的涂料组合物，其包含： (i)至少一种多官能化的丙烯酸酯单体；（ii)至少一种苯乙酮光引发剂；和（iii)至少一 种活性紫外辐射吸附剂，其选自苯并三唑、氰基丙烯酸酯和羟基二苯甲酮或者其混合物。
[0019] 但是，仍然需要一种简单的涂覆聚合物基底的方法，其产生薄涂层，并且其可以在 一个步骤中进行，而不使用处于开放或封闭体积（例如通道系统）中的有机溶剂，并且具有 在宏观和微观长度尺寸上图案化涂覆层的能力。
[0020] 发明目标
[0021] 本发明的实施方案的一个目标是提供一种将涂料施涂到聚合物基底的方法，该涂 料有效地抑制分析物，特别是疏水性和/或亲脂性和/或两性分子的吸附，并且该涂料可以 经由简单和可靠的方法施涂到聚合物基底。
【发明内容】
[0022] 本发明人已经发现，可以通过单步骤方法，来将低吸附涂层提供到聚合物基底上， 而无需使用有机溶剂。
[0023] 因此，在第一方面，本发明涉及一种用于将涂料施涂到聚合物基底的单步骤方法， 其包括：
[0024] 在所述聚合物基底存在下，将溶解在含水溶剂中的光反应性化合物和聚合化合物 暴露于紫外辐射，以获得共价键合到该聚合物基底上的涂层，该涂层包含该光反应性化合 物和该聚合化合物的反应产物。
[0025] 在另一方面，本发明涉及一种可以通过本发明方法获得的涂层，其适于共价键合 到聚合物基底。
[0026] 在另一方面，本发明涉及本发明涂层的用途，用于降低溶液中分析物到聚合物基 底的吸附。
【附图说明】
[0027] 图1显示了（A)具有或者⑶不具有UV照射30分钟的改性聚苯乙烯的XPS表面 分析；
[0028] 图2显示了使用浓度为0、2、10或50mM的Bz和NHS-PEG的全