[发明专利]新型双亲聚合物及其在处理由疏水材料制成的表面中的用途

说明书

本发明涉及新型聚合物、其制备方法及其在处理表面，特别是由疏水塑料制成的表面中的应用。

目前进行研发以开发在也称为芯片上的实验室(labs-on-chips)的微流体系统中的应用，例如医学测试、化学或生物分析或合成操作。

这些芯片上的实验室由疏水塑料构成，例如COC(环烯烃共聚物)、COP(环烯烃聚合物)和更通常地聚(环烯烃)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和更通常地丙烯酸系聚合物、聚碳酸酯、聚酯、聚硅氧烷、某些聚氨酯和更通常地可热成形材料的任何类型树脂(可在冷条件或在热条件下聚合)。

例如COC类型材料不是非常致密、是非常透明、是生物相容的，具有高达170℃的耐热性和良好的耐化学品性。

然而，其疏水性质导致一些不足，例如与一些生物分子如蛋白质、有机分子如着色剂、标签、药物或可能需要在这种芯片上的实验室中研究或制备的任何其它类型分子以及通常在这些芯片上的实验室中用作相互作用载体的微米或纳米颗粒相互作用。为了克服该不足，用合适聚合物处理材料表面，所述聚合物可视情况在本质上可为中性或阳离子、阴离子或两性的。

以号2810905公开的法国专利申请公开了由聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)主骨架和聚(甲基丙烯酸甲酯)接枝构成的双亲梳状共聚物。这些疏水单元吸附在COC类型材料上，聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)骨架给予材料表面亲水性质。

实际上，工业合成这种共聚物是困难的，因为其涉及制备甲基丙烯酸甲酯大分子单体和在溶剂相中的具有纯化阶段的共聚。

此外，从开发用于固定细胞的芯片上的实验室的技术角度考虑，可能需要使疏水表面稍微为阳离子的。

发明人因此努力开发新型聚合物，所述聚合物使解决上文提到的问题成为可能，以及一种方法，所述方法使处理和控制聚合物、微通道或微流体装置的表面成为可能。

根据第一方面，本发明主题为线性、支化或交联聚合物，每100mol％含有：

-a)摩尔比例大于或等于75％和小于或等于99.95％由N,N-二烷基丙烯酰胺产生的单体单元，其中烷基各自含有1-4个碳原子；

-b)摩尔比例大于或等于0.05％和小于或等于1％由式(I)单体产生的单体单元：

CH₂＝C(R₁)-C(＝O)-O-[(CH₂-CH(R₂)-O]_n-R₃(I)

其中n代表1-50的数，R₁代表氢原子或甲基，R₂代表氢原子、甲基或乙基，R₃代表含有8-30个碳原子的饱和或不饱和和直链或支链脂族烃基，和

-c)任选的摩尔比例大于0％和小于或等于24％由含有游离、部分成盐或完全成盐的强酸官能团的单体产生的单体单元或由式(II)单体产生的单体单元：

CH₂＝C(R₄)-C(＝O)-Y-(CH₂)_m-N(R₅)(R₆)(II)

其中m代表1-4的数，Y代表O或NH，R₄代表氢原子或甲基，相同或不同的R₅和R₆代表甲基或乙基，和

-d)任选的摩尔比例大于0％和小于或等于1％二烯属或多烯属交联单体。

支化聚合物表示具有侧链的非线性聚合物，以便当它们溶解在水中时获得在低速率梯度下导致非常高粘度的高缠结状态。

交联聚合物表示非线性聚合物，所述聚合物以三维网络状态提供，不溶水，但可在水中溶胀并因此导致获得化学凝胶。

根据本发明方法获得的聚合物可含有交联单元和/或支化单元。

根据特定方面，本发明主题为如上文所定义的聚合物，其中由N,N-二烷基丙烯酰胺产生的单体单元由N,N-二甲基丙烯酰胺(下文称作DMAM)或N,N-乙基丙烯酰胺(下文称作DEAM)产生。

在本发明上下文中，适于制备为本发明主题的聚合物的式(I)单体是表面活性的。其必须具有足够疏水以能被吸附在疏水载体上的链和足够亲水能根据需要以吸引或排斥方式与生物分子相互作用的部分。

在如上文所定义的式(I)中，二价基团：

-[(CH₂-CH(R₂)-O]_m-

特别代表：