[发明专利]N-氧化物和四氢嘧啶单体、聚合物、其组合物和相关方法

说明书

N‑氧化物和单体，N‑氧化物聚合物和共聚物，用于制备N‑氧化物单体、聚合物和共聚物的方法，包含N‑氧化物聚合物和共聚物的组合物和材料，以及使用N‑氧化物单体、N‑氧化物聚合物和N‑氧化物共聚物的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月29日提交的第62/526,591号申请的权益，通过引用将其全部并入本文。

政府许可权利的声明

本发明是在海军研究局(the Office of Naval Research，ONR)颁发的编号N00014-16-1-3084、国防威胁降低局(the Defense Threat Reduction Agency，DTRA)颁发的编号HDTRA1-13-1-0044和国家科学基金会(the National Science Foundation，NSF)颁发的编号DMR1708436的政府支持下完成的。政府对本发明拥有一定的权利。

发明背景

氧化三甲胺(TMAO)是所有保护渗透剂中最有效的，并已显示其强力地增强蛋白稳定性，以对抗各种生物体中的严重变性压力。已知鲨鱼、鳐鱼(skate)和魟鱼(ray)积累TMAO以对抗脲变性。TMAO的蛋白折叠能力已被用于研究与蛋白错误折叠疾病，例如阿尔茨海默病和朊病毒疾病，以及神经母细胞瘤和青光眼相关的机制。

几种嗜盐生物积累称为四氢嘧啶(ectoine)的保护渗透剂，以保护它们的生物聚合物免受高温和高盐环境条件的影响。四氢嘧啶正受到科学界越来越多的关注，因为它作为大分子、细胞和组织的保护剂有许多应用，并且它们也有作为某些疾病的治疗剂的潜力。与其他相容的溶质相比，四氢嘧啶具有额外的保护性质，其使甚至整个细胞稳定，抵抗UV辐射或细胞毒素，还保护皮肤免受UVA诱导的细胞损伤的影响。这些保护性质使得四氢嘧啶成为医疗保健和护肤行业中一种有价值的化合物。在结构上，四氢嘧啶(1,4,5,6-四氢-2-甲基-4-嘧啶羧酸)是一种嘧啶衍生物，其中除了一个双键外，所有的双键都被氢化。该分子最重要的特征是N-C-N基团中的离域π键，这导致永久的两性离子结构。

存在开发改进的不结垢(nonfouling)聚合物以及包含这些具有有利的不结垢性质的聚合物的组合物和材料的需要。本发明试图满足该需求，并提供进一步的相关优点。

发明概述

一方面，本发明提供了N-氧化物单体、N-氧化物聚合物和共聚物，用于制备N-氧化物单体、聚合物和共聚物的方法，包含N-氧化物聚合物和共聚物的组合物和材料，以及使用N-氧化物单体、N-氧化物聚合物和N-氧化物共聚物的方法。

另一方面，本发明提供了四氢嘧啶单体、四氢嘧啶聚合物和共聚物，用于制备四氢嘧啶单体、聚合物和共聚物的方法，包含四氢嘧啶聚合物和共聚物的组合物和材料，以及使用四氢嘧啶单体、四氢嘧啶聚合物和四氢嘧啶共聚物的方法。

附图说明

当结合附图时，本发明的前述方面和许多伴随的优点将变得更加容易理解，因为通过参考下面的详细描述，本发明的前述方面和许多伴随的优点将变得更好理解。

图1显示了通过经由ATRP从金基材接枝制备的代表性N-氧化物聚合物表面，即DMAPA N-氧化物刷的表面等离子体共振(SPR)数据。N-氧化物聚合物表面的膜厚度为10nm，并显示出2.2ng/cm²的吸附蛋白。

图2A使用ELISA方法比较了代表性的N-氧化物聚合物水凝胶，即DMAPA N-氧化物聚合物水凝胶相对于聚丙烯(PP)的相对纤维蛋白原粘附。