[发明专利]具有位于其中的通道的三维聚合物网络

说明书

本发明公开内容提供三维交联聚合物网络，其包含自该网络的表面和/或在该网络的表面附近延伸于该网络的内部中的一个或多个通道；包含该网络的阵列；用于制备该网络的方法及该网络及阵列的用途。

1.相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119要求2015年12月18日提交的欧洲申请第15201355号及2016年1月28日提交的美国申请第15/008,728号的优先权，其中每一个的内容以全文引用的方式并入本文中。

2.背景技术

U.S公开第2008/0293592号描述一种用于藉助于光反应性交联剂在有机表面上共价固定探针生物分子的方法。已在实践中证实该方法特别有利，因为其准许探针生物分子在非反应性的表面比如由标准商业塑料制成的硅烷化玻璃载体及基板上固定。在描述于US2008/0293592中的方法中使用聚合物以形成在网络表面或在网络内部可结合有探针生物分子的三维网络类型。与探针生物分子仅以二维形式固定的有机表面相比，聚合物和/或共聚物网络中生物分子的三维固定使得有机表面上的探针生物分子的密度更高。这增加了每表面单位的有机表面可结合的分析物的量。因此该表面作为生物传感器的用途产生更高的测量精确性和高的测量动力学。

然而，描述于U.S.2008/0293592中的方法及聚合物网络的缺点为结合至在聚合物网络表面上或接近于聚合物网络表面而布置的探针生物分子的分析物分子或分析物组分可阻断该网络。随后其他分析物分子或分析物组分可不再同样结合至在网络内部中的距网络表面更大的距离处布置的尚未结合的探针生物分子。

因此，需要改良的聚合物网络。

3.发明内容

发明概述

本发明公开内容提供三维聚合物网络，其包含交联聚合物及自网络表面和/或在网络表面附近延伸于网络内部中的一个或多个通道。该网络适当地共价连接至表面。一种或多种探针(比如生物分子)可固定于网络表面上及网络的整个内部中，提供用于检测样品中分析物的存在和/或测量其量的传感器。举例而言，核酸探针可用于检测存在于样品中的互补核酸，且抗体探针可用于检测存在于样品中的抗原。与不具有通道的网络相比，本发明公开内容网络允许给定量的分析物更快地杂交(hybridization)，因为通道可有效地增加网络的表面积，在给定时间量里将更多探针曝露至样品。另外，本发明公开内容网络可比相同体积的无通道网络结合更多的分析物，因为通道降低或消除以下问题：样品的在网络的表面处或在网络的表面附近结合至探针的分析物或其他组分阻断了对位于网络内部的探针的接近。与可能不具有通道的网络相比，本发明公开内容网络的另一优势为：可以通过通道得到的高量的分析物负载使得对分析物的检测更灵敏，即与无通道网络相比，信噪比可得以提高，因为给定量的分析物可以在更小的网络体积浓缩。与无通道网络相比，本发明公开内容网络的又一优势为：可以通过通道得到的高分析物负载使得可量化更宽范围的分析物浓度。

本发明公开内容亦提供包含本发明公开内容的多个三维网络及基板的阵列(array)。本发明公开内容阵列可用于同时检测和/或测量一个或多个样品中的一种或多种分析物。本发明公开内容阵列可经洗涤及再使用，提供比单次使用阵列显著的成本优势。本发明公开内容阵列的另一优势为其可按简单方式制造，因为在制造方法期间制备个体网络所需的所有组分可作为单一混合物涂覆于基板表面上。

本发明公开内容亦提供用于制备本发明公开内容的三维网络及阵列的方法。本发明公开内容的三维网络可通过在盐晶体、优选针形盐晶体存在下使聚合物交联，和随后溶解盐晶体以在交联聚合物网络中留下通道来制备。

本发明公开内容亦提供用于使用本发明公开内容的三维网络及阵列以检测和/或测量样品、优选液体样品中的分析物的方法。

4.附图说明

图1显示具有探针生物分子(1)和聚合物(3)的混合物的图示，该聚合物对于每个溶解于水性盐溶液(an aqueous salt solution)中的分子包含两个光反应性基团(4)。