CN111511818B

CN111511818B - 具有连接的聚合物链的聚合物基底

Info

Publication number: CN111511818B
Application number: CN201880082350.3A
Authority: CN
Inventors: 杰拉尔德·K·拉斯穆森; 史蒂芬·B·罗斯科; 巴布·N·加德丹; 乔治·W·格里斯格雷贝尔; 丹尼尔·J·欧尼尔; 伊莱·P·那拉瓦森
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: Shuwanuo Intellectual Property Co
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2038-12-14
Also published as: EP3728425A1; WO2019123177A1; US20200368694A1; CN111511818A; EP3728425B1

Abstract

本发明提供了具有共价连接的含硫代羰基硫代的基团的制品。更具体地，所述制品包含具有多个含硫代羰基硫代的基团的固体聚合物基底，所述多个含硫代羰基硫代的基团直接共价连接到所述固体聚合物基底的聚合物主链中的碳原子。本发明提供了制备具有共价连接的含硫代羰基硫代的基团的所述制品的方法。另外，本发明还提供了使用这些制品来生成具有共价连接的聚合物链的另外的制品的方法。

Description

具有连接的聚合物链的聚合物基底

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月20日提交的美国临时专利申请62/608184的权益，该专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。

背景技术

目标生物材料，诸如病毒和生物大分子(包括活细胞的组分或产物，例如蛋白质、碳水化合物、脂质和核酸)的检测、定量、分离和纯化一直以来都是研究人员的目标。从诊断上来讲，检测和定量是重要的，例如，作为各种生理条件(诸如疾病)的指示。生物大分子的分离和纯化对治疗性用途和生物医学研究是重要的。

聚合物材料已广泛用于各种目标生物材料的分离和纯化。此类分离和纯化方法可基于多个结合因子或机制，该多个结合因子或机制包括离子基团的存在、目标生物材料的尺寸、疏水相互作用、亲和相互作用、共价键的形成等。

基于膜的技术，尤其是一次性的形式，在生物医药和疫苗制造工艺中变得越来越重要。膜已用于无源的、基于尺寸的分离(例如，在病毒清除应用中)，并且最近已用于有源过滤(例如，在纯化工艺的后期用于清除微小污染物)。

然而，官能化膜(即，用包括聚合物材料的各种基团官能化的膜)通常具有相对较低的生物材料结合容量，并且这通常限制它们在大规模纯化中的使用。因此，多孔珠粒色谱树脂(承载离子交换或其他交互配体官能团)而不是官能化膜，已用于“捕集和洗脱”型蛋白质纯化工艺中。

已使用各种方法来将聚合物材料连接到基底诸如膜。例如，专利申请WO 2015/050767(Rasmussen等人)、WO 2013/184366(Bothof等人)、WO 2015/050767(Rasmussen等人)、WO 2014/204763(Rasmussen等人)描述了可用于结合各种生物材料的配体官能化基底。

受控自由基引发剂已用于合成各种聚合物材料。这些受控自由基引发剂中的一些可用于可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合反应。RAFT聚合方法可用来(例如)更容易地控制所得聚合物材料的分子量。

发明内容

本发明提供了包括具有共价连接的聚合物链的固体聚合物基底的制品以及制备此类制品的方法。这些聚合物链具有酸性基团、碱性基团、它们的盐或它们的组合。制品(称为第二制品)由可称为官能化基底的另一制品(第一制品)制备。官能化基底包括固体聚合物基底，该固体聚合物基底具有共价连接的含硫代羰基硫代的基团。官能化基底上的含硫代羰基硫代的基团可充当聚合反应的引发转移终止剂。有利的是，制品中所包括的固体聚合物基底的性质可为疏水性的或亲水性的，并且可以控制使用官能化基底形成的共价连接的聚合物链的分子量。

在第一方面，提供了一种制备具有固体聚合物基底的制品的方法，该固体聚合物基底具有共价连接的聚合物链。该方法包括提供固体聚合物基底并在固体聚合物基底的表面上生成自由基以形成经处理基底。该方法还包括使经处理基底的自由基与包含含硫代羰基硫代的化合物的流体反应，以将多个含硫代羰基硫代的基团直接并共价键合至固体聚合物基底的聚合物主链，并形成官能化基底。该方法还包括通过使官能化基底与可自由基聚合的单体组合物接触来制备反应混合物，该可自由基聚合的单体组合物包含第一单体，该第一单体具有(a)至少一个烯键式不饱和基团，(b)至少一个配体官能团，该至少一个配体官能团为酸性基团、碱性基团或它们的盐，以及(c)间隔基团，该间隔基团通过至少六个链中原子的链直接连接至少一个烯键式不饱和基团和至少一个配体官能团。该方法还包括将反应混合物接触光化辐射，并形成直接并共价连接到固体聚合物基底的聚合物主链中的碳原子的聚合物链，该聚合物链为可自由基聚合的单体组合物的聚合产物。

在第二方面，提供了一种制品，该制品包含a)固体聚合物基底和b)聚合物链，该聚合物链直接并共价连接(键合)到固体聚合物基底的聚合物主链中的碳原子。聚合物链包含可自由基聚合的单体组合物的聚合产物，该可自由基聚合的单体组合物包含第一单体，该第一单体具有(a)至少一个烯键式不饱和基团，(b)至少一个配体官能团，该至少一个配体官能团为酸性基团、碱性基团或它们的盐，以及(c)间隔基团，该间隔基团通过至少六个链中原子的链直接连接至少一个烯键式不饱和基团和至少一个配体官能团。聚合物链中的至少一些是由硫醇或含硫代羰基硫代的基团封端。

具体实施方式

本发明提供了包括具有共价连接的聚合物链的固体聚合物基底的制品以及制备此类制品的方法。聚合物链具有侧链酸性基团、碱性基团、它们的盐或它们的组合。制品由可称为官能化基底的中间制品制备。官能化基底包括固体聚合物基底，该固体聚合物基底具有共价连接的含硫代羰基硫代的基团。官能化基底上的含硫代羰基硫代的基团可充当聚合物链形成期间的引发转移终止剂。制品可用于结合生物材料。

如本文所用，术语“一个”、“一种”、“所述”和“至少一种(个)”可互换使用。

术语“和/或”意指任一者或两者。例如，“A和/或B”意指仅A、仅B或A和B两者。

术语“聚集蛋白质”是指所关注产物诸如治疗性蛋白质(例如，抗体)的至少两种分子的缔合。至少两种分子的缔合可以通过如下方式产生，包括但不限于共价、非共价、二硫化物或不可还原的交联。

术语“烷基”是指为烷烃的基团的单价基团。烷基基团可具有1至32个碳原子、1至20个碳原子、1至12个碳原子、1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。烷基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合。直链烷基具有至少一个碳原子，而环状或支链烷基具有至少3个碳原子。在一些实施方案中，如果存在大于12个碳原子，则烷基为支链的。

术语“烷亚基”是指为烷烃的基团的二价基团。烷亚基基团可具有1至32个碳原子、1至20个碳原子、1至12个碳原子、1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。烷基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合。直链烷亚基具有至少一个碳原子，而环状或支链烷基具有至少3个碳原子。在一些实施方案中，如果存在大于12个碳原子，则烷亚基为支链的。

术语“烷氧基”是指式–OR^a的单价基团，其中R^a为如上所定义的烷基。

术语“烯基”是指为烯烃基团的单价基团，该烯烃为具有至少一个碳-碳双键的烃化合物。在一些实施方案中，烯基具有单个碳-碳双键。在一些更具体的实施方案中，烯基具有烯属不饱和基团(碳-碳双键介于链中最后两个碳原子之间)。烯基可为直链的、支化的或环状的。烯基常常具有至少2个、至少3个、至少4个或至少5个碳原子，并且可具有至多32个碳原子、至多24个碳原子、至多20个碳原子、至多12个碳原子、至多10个碳原子或至多5个碳原子。

术语“烯氧基”是指式–OR^b的单价基团，其中R^b为如上所定义的烯基。

术语“芳基”是指为芳族碳环化合物的基团的单价基团。芳基基团具有至少一个芳族碳环并且可具有1至3个连接至或稠合至芳族碳环的任选的环。另外的环可为芳族的、脂族的或它们的组合物。芳基基团通常具有5至20个碳原子，或6至10个碳原子。

术语“芳亚基”是指为芳族碳环化合物的基团的二价基团。芳亚基基团具有至少一个芳族碳环并且可具有1至3个连接至或稠合至芳族碳环的任选的环。另外的环可为芳族的、脂族的或它们的组合物。芳亚基基团通常具有5至20个碳原子，或6至10个碳原子。

术语“芳烷基”是指用至少一个芳基基团取代的烷基基团。即，芳烷基基团具有式–R^d-Ar，其中R^d为烷亚基，并且Ar为芳基。芳烷基基团含有6至40个碳原子。芳烷基基团常常包含烷亚基基团和芳基基团，该烷亚基基团具有1至20个碳原子或1至10个碳原子，该芳基基团具有5至20个碳原子或6至10个碳原子。

术语“芳烷亚基”是指用至少一个芳基基团取代的烷亚基基团。

术语“芳烷氧基”是指具有式-O-R^d-Ar的单价基团，其中R^d和Ar与上文对于芳烷基所定义的相同。

术语“烷芳基”是指被至少一个烷基基团取代的芳基基团。即，烷芳基基团具有式–Ar¹-R^e，其中Ar¹为芳亚基，并且R^e为烷基。烷芳基基团含有6至40个碳原子。烷芳基基团常常包含芳亚基基团和烷基基团，该芳亚基基团具有5至20个碳原子或6至10个碳原子，该烷基基团具有1至20个碳原子或1至10个碳原子。

术语“芳氧基”是指式-O-Ar的单价基团，其中Ar为芳基。

术语“硼酸根基”是指式-B(OH)₂的基团。

术语“羧基”是指式–C(＝O)-OH的基团。

术语“引发转移终止剂”用来指在适当条件下可充当自由基引发剂、充当链转移剂或充当自由基链终止剂的基团。

术语“烃基”是指烃的一价基团。烃基可为饱和的、部分不饱和的或不饱和的，并且可具有至多20个碳原子、至多10个碳原子、至多6个碳原子或至多4个碳原子。烃基通常具有至少1个碳原子或至少2个碳原子。烃基通常为烷基、芳基、芳烷基或烷芳基。

术语“烃亚基”是指烃基的二价基团。烃亚基可为饱和的、部分不饱和的或不饱和的，并且可具有至多40个碳原子、至多20个碳原子、至多10个碳原子、至多6个碳原子或至多4个碳原子。烃基通常具有至少1个碳原子或至少2个碳原子。烃基通常为烷亚基、芳亚基、芳烷亚基或烷芳亚基。

术语“链中原子”是指处于链中的原子(而不是链取代基的原子)。

术语“链中杂原子”是指取代碳链中的一个或多个碳原子的杂原子。杂原子通常为氧、硫或氮。

术语“流体”是指液体和/或气体。

术语“官能化基底”是指具有多个共价连接的含硫代羰基硫代的基团的聚合物基底。

术语“杂原子”是指除碳或氢之外的原子。杂原子通常为硫、氮或氧。

术语“杂烃基”是指链中碳原子中的至少一个但不是全部被选自氧(-O-)、硫(-S-)和氮(例如，-NH-)的杂原子取代的烃基。

术语“(杂)烃基”是指烃基、杂烃基或两者。

术语“杂烃亚基”是指链中碳原子中的至少一个但不是全部被选自氧(-O-)、硫(-S-)和氮(例如，-NH-)的杂原子取代的烃亚基。

术语“(杂)烃亚基”是指烃亚基、杂烃亚基或两者。

术语“杂芳烷亚基”是指在芳基基团中具有杂原子的芳烷亚基。换句话说，它是与杂芳基键合的烷亚基，其中杂芳基是环碳原子中的一个被选自氧(-O-)、硫(-S-)和氮(例如，-NH-)的杂原子取代的芳基。

术语“氢键受体”是指选自具有孤电子对的氧、氮和硫的杂原子。氢键受体通常为羰基、羰氧基或醚氧。

术语“氢键供体”是指由共价键合至杂原子的氢原子组成的部分，该杂原子选自氧、氮和硫。氢键供体通常为亚氨基、巯基或羟基。

术语“氢键合部分”是指包含至少一个氢键供体和至少一个氢键受体的部分。

术语“亚氨基羰基亚氨基”是指式-N(R)-C(＝O)-N(R)-的二价基团或部分，其中每个R独立地为氢、烷基(例如，选自具有一至四个碳原子的烷基基团)或芳基。通常，一个或两个R基团为氢。

术语“亚氨基硫代羰基亚氨基”是指式-N(R)-C(＝S)-N(R)-的二价基团或部分，其中每个R独立地为氢、烷基(例如，选自具有一至四个碳原子的烷基基团)或芳基。通常，一个或两个R基团为氢。

术语“异氰酸根”是指式–N＝C＝O的基团。

术语“氧羰基亚氨基”是指式-O-C(＝O)-N(R)-的二价基团或部分，其中R为氢、烷基(例如，选自具有1至4个碳原子的烷基基团)或芳基。通常，R基团为氢。

术语“氧硫代羰基亚氨基”是指式-O-C(＝S)-N(R)-的二价基团或部分，其中R为氢、烷基(例如，选自具有1至4个碳原子的烷基基团)或芳基。通常，R基团为氢。

术语“烯属不饱和”是指式–CY＝CH₂的基团，其中Y为氢或烃基(例如，烷基或芳基)。

术语“膦酰基”是指式–PO₃H₂的基团，其中该基团不与氧原子连接(其通常连接至碳原子)。

术语“磷酸根基”是指式–OPO₃H₂的基团。

术语“聚合物”和“聚合物材料”可互换使用，并且是指使一种或多种单体反应而形成的材料。该术语包括均聚物、共聚物、三元共聚物等。同样地，术语“聚合”和“使……聚合”是指制备聚合物材料的过程，所述聚合物材料可以是均聚物、共聚物、三元共聚物等。

术语“磺酰基”是指式–SO₃H的基团，其中该基团不与氧原子连接(其通常连接至碳原子)。

术语“硫酸根基”是指式–OSO₃H的基团。

术语“硫代羰基亚氨基”是指式–C(＝S)NR-的二价基团或部分，其中R为氢、烷基(例如，选自具有1至4个碳原子的烷基基团)或芳基。基团R通常为氢。

术语“硫代羰基硫代”是指二价基团-S-C(＝S)-。

术语“经处理基底”是指具有多个自由基的聚合物基底，该多个自由基可用于与另一化合物(诸如含硫代羰基硫代的化合物)反应。

术语“在……的范围内(in a range of)”或“在……的范围内(in therange of)”可互换地使用，是指在该范围内的所有数值加上该范围的端点。

本发明提供了包括具有共价连接的聚合物链的固体聚合物基底的制品以及制备此类制品的方法。这些制品在本文中通常称为“第二制品”。更具体地，第二制品由具有多个含硫代羰基硫代的基团的第一制品制备，该多个含硫代羰基硫代的基团共价并直接连接(键合)到固体聚合物基底的主链聚合物材料。当第一制品(其在本文中可互换地称为“官能化基底”)与可自由基聚合的单体组合物接触并接触光化辐射诸如紫外线辐射时，形成共价并直接连接(键合)到固体聚合物基底的聚合物主链中的碳原子的聚合物链。聚合物链为可自由基聚合的单体组合物的聚合产物。可自由基聚合的单体组合物包含至少一种第一单体，该至少一种第一单体具有(a)至少一个烯键式不饱和基团，(b)至少一个配体官能团，该至少一个配体官能团为酸性基团、碱性基团或它们的盐，以及(c)间隔基团，该间隔基团通过至少六个链中原子的链直接连接至少一个烯键式不饱和基团和至少一个配体官能团。

制品(包括经处理基底、官能化基底(第一制品)和第二制品)具有固体聚合物基底。也就是说，聚合物基底不是液体并且不溶解于溶液中。术语“固体聚合物基底”、“聚合物基底”和“基底”在本文可互换使用。聚合物基底可为柔性或刚性的、多孔或无孔的，并且可为热塑性或热固性材料。聚合物基底可具有任何期望的尺寸、形状和形式。在许多示例中，聚合物基底为粒子、纤维、膜、非织造纤维网、织造纤维网、隔膜、海绵或片材的形式。在一些示例中，聚合物基底为多孔基底，诸如多孔膜或非织造纤维网。

为了制备大制品或许多制品并且为了便于制造，聚合物基底可为卷的形式，诸如卷膜、非织造纤维网、织造纤维网、膜、海绵或片材。这允许使用卷绕加工来制备制品。

可使用任何聚合物材料来形成基底。在一些实施方案中，聚合物材料为热塑性的。合适的热塑性材料包括但不限于聚烯烃、聚(异戊二烯)、聚(丁二烯)、氟化聚合物、氯化聚合物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚、聚(醚砜)、聚(砜)、聚(乙酸乙烯酯)以及它们的共聚物诸如聚(乙烯)-共-聚(乙酸乙烯酯)、聚酯诸如聚(乳酸)、聚(乙烯醇)以及它们的共聚物诸如聚(乙烯)-共-聚(乙烯醇)、聚(乙烯基酯)、聚(乙烯基醚)、聚(碳酸酯)、聚氨酯、聚((甲基)丙烯酸酯)以及它们的共聚物，以及它们的组合。

适用于基底的聚烯烃包括聚(乙烯)、聚(丙烯)、聚(1-丁烯)、乙烯和丙烯的共聚物、α烯烃共聚物(诸如，乙烯或丙烯与1-丁烯、1-己烯、1-辛烯和1-癸烯的共聚物)、聚(乙烯-共-1-丁烯)、聚(乙烯-共-1-丁烯-共-1-己烯)、聚(丁二烯)以及它们的共聚物，以及它们的组合。

适用于基底的氟化聚合物包括聚(氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、偏二氟乙烯的共聚物(诸如，聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯))、三氟氯乙烯的共聚物(诸如，聚(乙烯-共-三氟氯乙烯))以及它们的组合。

适用于基底的聚酰胺包括各种尼龙组合物，诸如例如聚(亚氨基己二酰亚氨基六亚甲基)、聚(亚氨基己二酰亚氨基十亚甲基)、聚己内酰胺以及它们的组合。合适的聚酰亚胺包括聚(均苯四酰亚胺)以及它们的组合。

适用于基底的聚(醚砜)包括聚(二苯基醚砜)、聚(二苯砜-共-二亚苯基氧化砜)等以及它们的组合。

适用于基底的乙酸乙烯酯的共聚物包括乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物以及乙酸乙烯酯、乙烯醇和乙烯的三元共聚物。

将含硫代羰基硫代的基团接枝到聚合物基底的表面以形成官能化基底，该官能化基底为第一制品。聚合物基底本身通常不含含硫代羰基硫代的基团。也就是说，聚合物基底不包含具有含硫代羰基硫代的基团的聚合物材料(例如，具有含硫代羰基硫代的侧基的(甲基)丙烯酸酯聚合物)并且/或者不包括包含具有含硫代羰基硫代的基团的聚合物材料的涂层。另选地，可将另外的含硫代羰基的基团接枝到聚合物基底或接枝到包含含硫代羰基硫代的基团的涂层。接枝可显著增大聚合物基底的表面上含硫代羰基硫代的基团的密度。

如果聚合物基底为多孔的，则孔可具有任何期望的平均尺寸。在一些实施方案中，孔为大孔、中孔、微孔或它们的混合物。如本文所用，术语“大孔”是指具有直径大于50纳米的孔的材料，术语“中孔”是指具有直径在2纳米至50纳米范围内的孔的材料，并且“微孔”是指具有直径小于2纳米的孔的材料。

在一些应用中，聚合物基底为多孔膜。例如，如果使用第二制品来分离生物材料，则聚合物基底可为平均孔径(孔的平均最长直径)常常大于0.1微米的多孔膜，以最大程度减小尺寸排阻分离、最大程度减少扩散限制以及最大程度增加表面积和分离。一般来讲，平均孔径可在0.1至10微米的范围内。例如，平均孔径为至少0.2微米、至少0.4微米、至少0.6微米、至少0.8微米并且至多8微米、至多6微米、至多4微米或至多2微米。

在一些应用中，优选的多孔聚合物基底是大孔膜，诸如热致相分离(TIPS)膜。通常通过形成热塑性材料和具有超出该热塑性材料的熔点的第二材料的溶液来制备TIPS膜。当冷却时，该热塑性材料结晶并与该第二材料发生相分离。经常拉伸结晶的材料。任选地在拉伸之前或之后去除第二材料。大孔膜还描述于美国专利4,539,256(Shipman)、4,726,989(Mrozinski)、4,867,881(Kinzer)、5,120,594(Mrozinski)、5,260,360(Mrozinski)和5,962,544(Waller,Jr.)中。一些示例性的TIPS膜包含聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、聚烯烃诸如聚(乙烯)或聚(丙烯)、含乙烯基的聚合物或共聚物诸如乙烯-乙烯基醇共聚物、和含丁二烯的聚合物或共聚物以及含(甲基)丙烯酸酯的聚合物或共聚物。包含PVDF的TIPS膜还描述于美国专利7,338,692(Smith等人)中。

在一些实施方案中，多孔基底可包括尼龙大孔膜或片材(例如，大孔膜)，诸如美国专利6,056,529(Meyering等人)、6,267,916(Meyering等人)、6,413,070(Meyering等人)、6,776,940(Meyering等人)、3,876,738(Marinaccio等人)、3,928,517(Knight等人)、4,707,265(Barnes,Jr.等人)和5,458,782(Hou等人)中所描述的那些。

在其他实施方案中，多孔基底可为非织造纤维网，其可包括由任何通常已知的用于生产非织造纤维网的工艺制造的非织造纤维网。如本文所用，术语“非织造纤维网”是指这样的织物，该织物具有以毡状方式随机和/或单向***的单纤维或细丝的结构。

例如，可通过湿法成网技术、梳理成网技术、气纺技术、射流喷网技术、纺粘技术或熔喷技术或它们的组合制备该纤维非织造网。纺粘纤维通常为小直径纤维，它们是通过经由喷丝头的多个细小的、通常为圆形的毛细管将熔融的热塑性聚合物以细丝形式挤出而形成的，其中挤出的纤维的直径迅速减小。熔喷纤维通常通过经由多个细小的、通常圆形的模头毛细管将熔融的热塑性材料以熔融的线或细丝挤出到高速的通常被加热的气体(例如空气)流中而形成，该气体流使熔融的热塑性材料的细丝细化以减小它们的直径。然后，熔喷纤维被高速气体流携带并被沉积在收集面上，以形成随机分散的熔喷纤维的纤维网。任何非织造纤维网均可由单一类型的纤维或在热塑性聚合物的类型和/或厚度方面不同的两种或更多种纤维制成。

可用的非织造基底的制造方法的其他细节已描述于Wente，“超细热塑性纤维”，《工业与工程化学》，第48卷，第1342页，1956年(Wente,“Superfine ThermoplasticFibers,”Indus.Eng.Chem.,48,1342(1956))和Wente等人，“超细有机纤维的制造”，《美国海军研究实验室第4364号报告》，1954年(Wente et al.,“Manufacture of SuperfineOrganic Fibers,”Naval Research Laboratories Report No.4364(1954))中。

非织造纤维网基底还可任选地包括一层或多层稀松布。例如，非织造纤维网的任一个或全部两个主表面还可任选地各自包括稀松布层。将稀松布(其通常为由纤维制成的织造或非织造增强层)包括在内以向非织造纤维网提供强度。合适的稀松布材料包括但不限于尼龙、聚酯、玻璃纤维、聚乙烯、聚丙烯等等。稀松布的平均厚度可变化，但常常在从约25微米至约100微米，优选约25微米至约50微米的范围内。稀松布层可任选地粘结到非织造制品。多种粘合剂材料可用于将稀松布粘结到非织造纤维网。另选地，稀松布可热粘结到非织造纤维网。

非织造基底的孔隙度通常通过特性诸如纤维直径或基重或密实度来表征，而不是通过孔径来表征。非织造基底的纤维通常为有效纤维直径为至少0.5、1、2或甚至4微米并且至多15、10、8或甚至6微米的微纤维，如根据Davies,C.N.，“气载尘埃和粒子的分离”，机械工程研究所，伦敦，程序1B，1952年(Davies,C.N.,“The Separation of Airborne Dustand Particles,”Institution of Mechanical Engineers,London,Proceedings 1B,1952)所提出的方法计算。非织造基底的基重优选在至少5、10、20或甚至50g/m²；并且至多800、600、400、200或甚至100g/m²的范围内。非织造纤维网的最小拉伸强度为约4.0牛顿。通常认为，由于在横幅方向的纤维粘结与缠结更佳，所以非织造基底的拉伸强度在纵向低于在横幅方向。

非织造纤维网蓬松度通过纤维网的密实度来测量，密实度是限定纤维网体积中的固体比率的参数。密实度值越低指示纤维网蓬松度越大。密实度(α)为通常由下式表示的无量纲分数：α＝m_f÷ρ_f×L_非织造物，其中m_f为每样品表面积的纤维质量，ρ_f为纤维密度，并且L_非织造物为非织造物厚度。本文所用的密实度是指非织造基底本身而不是官能化非织造基底。当非织造基底包含两种或更多种纤维的混合物时，使用相同的L_非织造物确定每一种纤维的单独的密实度，并且将这些单独的密实度加在一起来获得纤维网的密实度α。

第一制品包含具有多个含硫代羰基硫代的基团的官能化基底，该多个含硫代羰基硫代的基团直接并共价连接(键合)到聚合物基底的表面。含硫代羰基硫代的基团通常共价连接到固体聚合物基底的聚合物主链中的碳原子。含硫代羰基硫代的基团通过与固体聚合物基底的表面上的自由基反应而共价连接。可使用各种方法在该表面上生成自由基。具有可用于进一步反应的自由基的聚合物基底被称为经处理基底。

在形成经处理基底的第一方法中，制备吸收溶液。吸收溶液包含溶解于溶剂中的II型光引发剂。溶剂为有机溶剂和/或水。将吸收溶液作为涂层施加至聚合物基底的表面。然后将涂层接触光化辐射，该光化辐射通常在电磁波谱的紫外区域中。在接触光化辐射时，II型光引发剂从聚合物基底夺取氢，从而导致在其表面上生成自由基并形成经处理基底。

包含在吸收溶液中的II型光引发剂通常为芳族酮化合物。示例包括但不限于二苯甲酮、羧基二苯甲酮、4-(3-磺基丙氧基)二苯甲酮钠盐、米氏酮、苯偶酰、蒽醌、5,12-萘并萘醌、乙酰蒽醌、苯并(A)蒽-7,12-二酮、1,4-屈醌、6,13-五并苯醌、5,7,12,14-五并苯四酮、9-芴酮、蒽酮、氧杂蒽酮、噻吨酮、2-(3-磺基丙氧基)噻吨-9-酮、吖啶酮、二苯并环庚酮、苯乙酮和色酮。

吸收溶液可包含任何合适量的II型光引发剂。基于II型光引发剂和溶剂的总重量计，浓度常常在0.1重量％至20重量％的范围内。例如，浓度可为至少0.2重量％、至少0.5重量％、至少1重量％、至少2重量％或至少5重量％，并且取决于其在溶剂中的溶解度可为至多20重量％、至多16重量％、至多12重量％、至多10重量％、至多8重量％、至多6重量％或至多5重量％。

适用于吸收溶液中的溶剂通常为有机溶剂，但也可为水(当II型光引发剂为水溶性的时)或者水与有机溶剂的混合物。合适的非质子极性有机溶剂包括酯(例如乙酸乙酯、乙酸丙酯)、乙酸烷氧基烷基酯(例如乙酸甲氧基乙酯、乙酸乙氧基乙酯、乙酸丙氧基乙酯和乙酸丁氧基乙酯)、磷酸三烷基酯诸如磷酸三乙酯、酮(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮和甲基异丁基酮)、亚砜(例如二甲基亚砜)。合适的质子极性有机溶剂包括醇(例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇和叔丁醇)、二醇(例如乙二醇和丙二醇)、乙二醇醚(例如甲氧基乙醇、乙氧基乙醇、丙氧基乙醇、丁氧基乙醇、甲基卡必醇和乙基卡必醇)以及它们的混合物。如果需要，可将极性有机溶剂与水混合。合适的非极性有机溶剂包括烷烃(例如戊烷、己烷、庚烷、异辛烷和癸烷)、芳族溶剂(例如苯、甲苯和二甲苯)和醚(例如二***、四氢呋喃、二氧杂环己烷)。虽然醇和醚在某些情况下可能是有用的，但是大多数醇和醚由于它们倾向于发生干扰夺氢反应而不优选作为溶剂。

可使用任何施加吸收溶液的方法。在许多方法中，将吸收溶液作为涂层施加至聚合物基底。如果聚合物基底为多孔的，则可在将经处理基底接触光化辐射之前施加压力以移除气泡和过量的吸收溶液。例如，可施加对光化辐射透明的覆盖膜，使得吸收涂层定位在聚合物基底和覆盖膜之间。可向覆盖膜的与吸收涂层相对的表面施加压力。

光化辐射源常常为紫外(UV)光源。UV光可由各种光源诸如发光二极管(LED)、黑光灯、中压汞灯等或它们的组合提供。光化辐射也可设置有更高强度的光源，诸如可购自辐深紫外***公司(Fusion UV Systems Inc)的那些。紫外光源可为相对较低光强光源，诸如在280至400纳米的波长范围内提供通常为10mW/cm²或更小光强的黑光灯(如例如利用由位于弗吉尼亚州斯特林的电子仪器技术公司(ElectronicInstrumentation&Technology,Inc.,Sterling,VA)制造的UVIMAP^TMUM365L-S辐射计，如根据由美国国家标准与技术研究院(United States National Institute of Standards and Technology)批准的程序测量的)。另选地，可使用相对较高光强光源诸如中压汞灯，该中压汞灯提供通常大于10mW/cm²，优选介于15和450mW/cm²之间的强度。接触时间可长达约30分钟或甚至更长。

在一些实施方案中，优选使用在电磁光谱的紫外区域中发射窄光谱的光。这些光源(其包括LED和激光器)可提高生成自由基的速率，或者可提高聚合的速率，同时保持后续单体接枝步骤中聚合物材料的反应性质。

在固体聚合物基底的表面上生成自由基时可存在含硫代羰基硫代的化合物，或者可在生成自由基后引入含硫代羰基硫代的化合物。如果在自由基生成期间存在含硫代羰基硫代的化合物，则它通常与II型光引发剂一起溶解于吸收溶液中。如果在自由基生成期间不存在含硫代羰基硫代的化合物，则通过夺氢来源于II型光引发剂的中间自由基通常与基底表面上的自由基偶联以形成半频哪醇型化合物。可将含硫代羰基硫代的化合物作为第二涂层施加至包含半频哪醇基团的固体聚合物基底。再次将被涂覆的基底接触光化辐射，以再生基底自由基并将含硫代羰基硫代的基团转移至基底的表面。产物为官能化基底(即，第一制品)。

在用于在聚合物基底的表面上生成自由基的其他方法中，基底本身是光敏的。制备包含溶解于溶剂中的含硫代羰基硫代的化合物的吸收溶液。将吸收溶液作为涂层施加至聚合物基底的表面。然后将涂层接触光化辐射，该光化辐射通常在电磁波谱的紫外区域中。在接触光化辐射时，聚合物基底吸收足够的能量，使得其共价键中的一些断裂，从而导致在其表面上生成自由基并形成经处理基底。随后将含硫代羰基硫代的基团转移至基底。光敏聚合物基底的示例包括聚砜和聚(醚砜)。其他光敏聚合物基底常常包含芳族基团，诸如例如聚(甲基苯基硅烷)和基于二苯甲酮四羧酸二酐的各种聚酰亚胺的均聚物和嵌段共聚物。

在用于在聚合物基底的表面上生成自由基的其他方法中，使用电离辐射而不是II型光引发剂。如本文所用，术语“电离辐射”是指剂量和能量足以在聚合物基底的表面上和/或本体中形成自由基反应位点的辐射。如果辐射被聚合物基底吸收，并导致基底中的化学键断裂和自由基形成，则辐射具有足够的能量。电离辐射常常为β辐射、γ辐射、电子束辐射、x射线辐射、等离子体辐射或其他合适类型的电磁辐射。优选地，在惰性环境中进行电离辐射以防止氧气与自由基反应。

在该方法的许多实施方案中，由于合适的发生器易得，因此电离辐射为电子束辐射、γ射线辐射、x射线辐射或等离子体辐射。电子束发生器可商购获得，诸如例如得自美国马萨诸塞州威明顿的能源科学公司(Energy Sciences,Inc.(Wilmington,MA,USA))的ESIELECTROCURE EB***和得自美国衣阿华州达文波特的电子束技术公司(E-beamTechnologies(Davenport,IA,USA))的BROADBEAM EB处理器。γ射线辐射发生器可从MDSNordion公司商购获得，其使用钴60高能量源。

对于任何给定类型的电离辐射，可根据由宾夕法尼亚州西康舍霍肯的美国材料和试验协会(ASTM International(West Conshohocken,PA))制定的ISO/ASTM52628-13“在辐射加工中剂量计的标准操作”测量递送的剂量。通过改变提取器栅极电压、束直径、接触时间和距辐照源的距离，可得到各种剂量率。

当使用电离辐射时，通常在与含硫代羰基硫代的化合物接触之前在聚合物基底的表面上形成自由基。也就是说，第一步骤是在固体聚合物基底的表面上生成自由基以形成经处理基底，第二步骤是将含硫代羰基硫代的化合物的涂层施加至经处理基底。含硫代羰基硫代的化合物和具有自由基的聚合物基底(即，经处理基底)反应，以将含硫代羰基硫代的基团共价连接到聚合物基底，从而形成官能化基底。

含硫代羰基硫代的基团通常连接到(接枝到或键合至)官能化基底(即，第一制品)中的聚合物基底。在大多数情况下，含硫代羰基硫代的基团直接连接到聚合物基底的聚合物主链中的碳原子。在聚合物基底和含硫代羰基基团之间通常不存在居间的连接基团，诸如酯键、酰胺键、氨基甲酸酯键、醚键、硅氧烷键等。含硫代羰基基团常常不是已知有效作为用于可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合反应的试剂的那些。

在许多实施方案中，含硫代羰基硫代的基团具有式-S-C(＝S)-R¹。通常将含硫代羰基硫代的基团中的基团R¹选择为烷氧基、芳烷氧基、烯氧基或–N(R⁴)₂。每个R⁴为烷基，或者两个相邻的R⁴基团和与这两个基团均连接的氮一起形成具有1至3个选自氮、氧和硫的杂原子的第一杂环，该第一杂环为饱和的或不饱和的，并且任选地稠合至一个或多个第二环，该一个或多个第二环为碳环或杂环。

适用于R¹的烷氧基基团通常具有至少1个碳原子、至少2个碳原子、至少3个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子或至多10个碳原子。一些示例性烷氧基基团具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、2至10个碳原子、1至6个碳原子、2至6个碳原子或1至4个碳原子。

适用于R¹的烯氧基基团通常具有至少2个碳原子、至少3个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子或至多10个碳原子。一些示例性烯氧基基团具有2至20个碳原子、2至10个碳原子、2至6个碳原子或2至4个碳原子。

适用于R¹的芳烷氧基基团通常包含烷亚基基团和芳基基团，该烷亚基基团具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子，该芳基基团具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。芳烷氧基基团中的芳基基团常常为苯基。

在含硫代羰基硫代的基团的一些实施方案中，R¹具有式–N(R⁴)₂，其中每个R⁴为烷基，或者其中两个相邻的R⁴基团和与这两个基团均连接的氮一起形成具有1至3个选自氮、氧和硫的杂原子和2至5个碳原子的第一杂环，该第一杂环为饱和的或不饱和的(例如，部分或完全不饱和的)，并且任选地稠合至一个或多个第二环，该一个或多个第二环为碳环或杂环。

合适的烷基R⁴基团通常具有至少1个碳原子、至少2个碳原子、至少3个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子或至多10个碳原子。一些示例性烷基基团具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、2至10个碳原子、1至6个碳原子、2至6个碳原子或1至4个碳原子。

当式–N(R⁴)₂形成第一杂环时，该杂环通常具有第一环结构，该第一环结构具有5至7个环成员或5至6个环成员并且在环中具有1至3个杂原子或1至2个杂原子。不是杂原子的环成员为碳。如果在第一环结构中存在一个杂原子，杂原子为氮。如果在第一环结构中存在两个或三个杂原子，一个杂原子为氮，并且任何另外的杂原子选自氮、氧和硫。第一环任选地可稠合至一个或多个第二环结构，该一个或多个第二环结构为杂环或碳环并且为饱和的或不饱和的(例如，部分或完全不饱和的)。如果第二环结构为杂环，则它通常具有5至7个或5至6个环成员以及1、2或3个选自氮、氧和硫的杂原子。如果第二环结构为碳环，则它常常为苯或具有5或6个环成员的饱和环。在许多实施方案中，杂环具有单环结构，该单环结构具有5或6个环成员并且在环中具有1或2个杂原子。杂环的示例包括但不限于吗啉基、硫代吗啉基、吡咯烷基、哌啶基、高哌啶基、吲哚基、咔唑基、咪唑基和吡唑基。

含硫代羰基硫代的化合物可由以下通式表示：

Q-S-C(＝S)-R¹，其中Q为化合物的其余部分。如果含硫代羰基硫代的化合物包含一个以上此类基团，则基团Q可包括式-S-C(＝S)-R¹的第二基团(或甚至第三基团)。基团R¹与上文定义的相同。含硫代羰基硫代的化合物与固体聚合物基底(SS)反应，如反应方案A所示。

反应方案A

在反应方案A中，首先在固体基底上生成自由基位点。SS*表示具有自由基的固体聚合物基底(即，经处理基底)。当含硫代羰基硫代的化合物与具有自由基的固体基底接触时，基团-S-C(＝S)-R¹通过硫稳定的中间自由基转移至固体基底，随后排出自由基Q*。这导致自由基从基底表面转移至含硫代羰基硫代的化合物的基团Q。反应方案A的第二公式中的反应被示为可逆的；然而，反应不一定是可逆的，前提条件是正向反应可发生。官能化基底为SS-S-C(＝S)-R¹。虽然为简单起见反应方案A仅示出一个-S-C(＝S)-R¹基团连接到固体基底，但在官能化基底上存在多个此类连接的基团。

含硫代羰基硫代的化合物中的基团Q在反应方案A所示的转移过程中变成自由基。可将该基团选择成使得S-Q键足够弱以允许均裂而无任何副反应。与典型的RAFT聚合反应相比，不需要选择排出自由基(Q*)以使得其可引发自由基聚合反应，因为在含硫代羰基硫代的基团共价连接到固体基底时不存在单体。这允许使用通常不用于典型RAFT受控自由基聚合反应中的含硫代羰基硫代的化合物。

因此，排出的自由基(Q*)可为伯自由基，这与典型RAFT聚合中使用的仲自由基或叔自由基相反。排出的自由基可引起转移反应的逆转(即，如果反应方案A的第二步骤中所示的反应是可逆的，则共价连接的基团-S-C(＝S)-R¹可与排出的自由基(Q*)结合以重新形成Q-S-C(＝S)-R¹，从而导致自由基在基底的表面上重新形成)。另选地，排出的自由基(Q*)可在本领域熟知的多种自由基终止过程中诸如通过偶联形成Q-Q而失活。

一些示例性含硫代羰基硫代的化合物为式(I)的对称化合物。

R¹-C(＝S)-S-S-C(＝S)-R¹

(I)

基团R¹与上文定义的相同。式(I)的含硫代羰基硫代的化合物的示例包括但不限于二黄原酸(其中R¹为乙氧基)和四乙基秋兰姆二硫化物(其中R¹具有式–N(R⁴)₂，其中每个R⁴为乙基)。

其他示例性含硫代羰基硫代的化合物具有式(II)。

在式(II)中，每个R¹为烷氧基、芳烷氧基、烯氧基或–N(R⁴)₂。适用于R¹的烷氧基、芳烷氧基、烯氧基和-N(R⁴)₂基团与上文针对含硫代羰基硫代的基团所述的相同。基团R²具有式–(OR⁵)_q-OR⁶或具有式–C(＝O)-X-R⁷。基团R³为氢、烷基、芳基、取代的芳基(即，被至少一个烷基、烷氧基或卤素取代的芳基)、烷芳基、式–C(＝O)-OR⁸的基团或式–C(＝O)-N(R⁹)₂的基团。基团R⁵为烷亚基，基团R⁶为烷基，并且q为等于至少0的整数。基团R⁷为氢、烷基、芳基、芳烷基或取代的芳基(即，用至少一个烷基、烷氧基或卤素取代的芳基)。基团R⁸和R⁹各自独立地为烷基、芳基、芳烷基、烷芳基。基团X为单键、含氧基团或-NR¹⁰-。基团R¹⁰为氢、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基。

在式(II)的一些实施方案中，基团R²具有式–(OR⁵)_q-OR⁶。在式

–(OR⁵)_q-OR⁶中，变量q为等于至少0的整数。换句话说，R²与其所连接的碳原子(即，两个二硫代氨基甲酸酯或二硫代碳酸酯基团之间的碳原子)形成醚或聚醚基团。在许多实施方案中，q等于0、至少1、至少2或至少3且至多20或更大、至多10、至多8、至多6、至多4或至多2。例如，q可在0至20、0至10、0至6、0至4或0至2的范围内。当q等于0时，R²等于式–OR⁶的烷氧基基团。基团R⁶为烷基。基团R⁵(如果存在的话)为烷亚基。适用于R⁵和R⁶的烷基和烷亚基基团通常具有至少1个碳原子、至少2个碳原子、至少3个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子或至多10个碳原子。一些示例性烷基和烷亚基基团具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、2至10个碳原子、1至6个碳原子、2至6个碳原子或1至4个碳原子。在其中R²具有式–(OR⁵)_q-OR⁶的许多示例中，q为0，并且R²具有式-OR⁶。

在式(II)的其他实施方案中，基团R²具有式–C(＝O)-X-R⁷，其中R⁷为氢、烷基、芳基、取代的烷基或烷芳基，并且其中X为单键、含氧基团或-NR¹⁰-(其中R¹⁰为氢、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基)。也就是说，当X为含氧基团时，R²为酯基团，当X为-NR¹⁰-时，R²为酰胺基团，并且当X为单键时，R²为酮基团。当R⁷和/或R¹⁰为烷基时，该烷基基团通常具有至少1个碳原子、至少2个碳原子、至少3个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子或至多10个碳原子。一些示例性烷基基团具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、2至10个碳原子、1至6个碳原子、2至6个碳原子或1至4个碳原子。当R⁷和/或R¹⁰为芳基时，该芳基常常具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。芳基常常为苯基。当R⁷和/或R¹⁰为烷芳基时，该烷芳基基团常常包含芳亚基基团和烷基基团，该芳亚基基团具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子，该烷基基团具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。烷芳基基团中的芳亚基基团常常为亚苯基或二亚苯基。当R¹⁰为芳烷基时，该芳烷基基团常常包含烷亚基基团和芳基基团，该烷亚基基团具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子，该芳基基团具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。芳烷基基团中的芳基基团常常为苯基。当R⁷为取代的芳基时，它可被烷基、烷氧基或卤素取代。烷基和烷氧基取代基团常常具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子以及具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子的芳基基团。卤素取代基团可为氯、溴、氟或碘。

通常，当R²为式–C(＝O)-X-R⁷的基团时，R⁷为烷基。基团X常常为单键、含氧基团或-NH-。

在式(II)的许多实施方案中，基团R³为氢。也就是说，式(II)常常具有式(II-1)。

在式(II)的其他实施方案中，基团R³为烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、式–C(＝O)-OR⁸的基团或式–C(＝O)-N(R⁹)₂的基团。基团R⁸和R⁹各自为烷基、芳基、芳烷基、烷芳基。当R³和/或R⁸和/或R⁹为烷基时，该烷基基团通常具有至少1个碳原子、至少2个碳原子、至少3个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子或至多10个碳原子。一些示例性烷基基团具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、2至10个碳原子、1至6个碳原子、2至6个碳原子或1至4个碳原子。当R³和/或R⁸和/或R⁹为芳基时，该芳基常常具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。芳基常常为苯基。当R³和/或R⁸和/或R⁹为烷芳基时，该烷芳基基团常常包含芳亚基基团和烷基基团，该芳亚基基团具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子，该烷基基团具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。烷芳基基团中的芳亚基基团常常为亚苯基或二亚苯基。当R³和/或R⁸和/或R⁹为芳烷基时，该芳烷基基团常常包含烷亚基基团和芳基基团，该烷亚基基团具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子，该芳基基团具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。芳烷基基团中的芳基基团常常为苯基。

式(II)的化合物可使用任何合适的方法来形成。一种此类方法示于针对化合物的反应方案B中，其中R²具有式–(OR⁵)_q-OR⁶。在许多此类化合物中，q为零，并且R²为-OR⁶。

反应方案B

在反应II中，使式(4)的化合物与式(3)的化合物反应以制备对应于上文式(II)的式(5)的化合物。反应II通常在有机溶剂诸如丙酮、乙腈或醇的存在下，在介于约0℃和约80℃之间的温度下进行。式(3)的化合物可例如通过用二硫化碳处理式(1)的盐来形成(反应I)。化合物(1)为烷氧化物、芳氧化物或胺的盐，其中M+为碱金属离子、四烷基铵离子、三烷基铵离子或二烷基铵离子。

在反应方案B的一些示例中，使可商购获得的化合物(4)与可商购获得的化合物(3)反应。可商购获得的化合物(4)的示例包括但不限于二氯甲基甲基醚、二氯甲基丁基醚、二氯甲氧基乙酸甲酯。可商购获得的化合物(3)的示例包括但不限于三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和各种黄原酸盐，诸如乙基黄原酸钾、乙基黄原酸钠、异丙基黄原酸钾、异丙基黄原酸钠和戊基黄原酸钾。

另一种方法示于用于制备式(II)的化合物的反应方案C中，其中R²为式–C(＝O)-X-R⁷的酰胺或酯基团，并且R³为氢。

反应方案C

在该反应方案中，使二氯乙酰氯(化合物(11))与式R⁷-XH的化合物(化合物(12)，其为醇(R⁷-OH)或胺(R⁷-NR¹⁰H))反应(反应III)。也就是说，X为含氧基团或-N(R¹⁰)-。反应III常常在碱(诸如三甲胺)和催化剂(诸如吡啶或二甲基氨基吡啶)存在下进行。存在的任何有机溶剂通常为非质子溶剂，诸如二氯甲烷或四氢呋喃。反应III的产物为式CHCl₂-C(＝O)-XR⁷的化合物(13)。使化合物(13)与化合物(16)(其可通过式R^1-M⁺的化合物(化合物(14))与二硫化碳(15)的反应(反应IV)来形成)反应(反应V)。化合物(14)为烷氧化物或胺的盐，其中M⁺通常为碱金属离子、四烷基铵离子、三烷基铵离子或二烷基铵离子。化合物(13)与化合物(16)的反应(反应V)通常在有机溶剂诸如丙酮、乙腈或醇的存在下，在介于约0℃和约80℃之间的温度下进行。

在反应方案C的一些示例中，使可商购获得的式CHCl₂-C(＝O)-XR⁷的化合物(其为化合物(13))与可商购获得的式R¹-C(＝S)-S^-M⁺的化合物(其为化合物(16))反应。可商购获得的化合物(13)的示例包括但不限于二氯乙酸甲酯、二氯乙酸乙酯和二氯乙酸丁酯。可商购获得的化合物(16)的示例包括但不限于三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和各种黄原酸盐，诸如乙基黄原酸钾、乙基黄原酸钠、异丙基黄原酸钾、异丙基黄原酸钠和戊基黄原酸钾。

形成式(II)的化合物的另一种方法示于针对化合物的反应方案D中，其中R²为式–C(＝O)-R⁷的酮基团并且R³为氢。为了成为酮基团，式-CO-X-R⁷中的X为单键。

反应方案D

在该反应方案中，使二卤代酮化合物(化合物(21))与式R¹-C(＝S)-S^-M⁺的化合物(其为如反应VII中所示的化合物(3))反应。化合物(3)可例如通过用二硫化碳处理式(1)的盐来形成(反应I)。化合物(1)为烷氧化物、芳氧化物或胺的盐，其中M+为碱金属离子、四烷基铵离子、三烷基铵离子或二烷基铵离子。反应I常常在有机溶剂诸如丙酮、乙腈或醇的存在下，在介于约0℃和约80℃之间的温度下进行。化合物(21)与化合物(3)的反应(反应VII)通常在有机溶剂诸如丙酮、乙腈或醇的存在下，在介于约0℃和约80℃之间的温度下进行。

在反应方案D的一些示例中，可商购获得的式R²-C(＝O)-CHCl₂和R²-C(＝O)-CHBr₂的化合物(化合物(21))包括1,1-二氯丙-2-酮、2,2-二氯--1-苯基-乙酮、2,2-二溴-1-(4-溴苯基)乙酮、1,1-二氯-3,3-二甲基-2-丁酮和1,1-二氯-3,3-二甲基-2-丁酮。化合物(3)的示例包括但不限于三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和各种黄原酸盐，诸如乙基黄原酸钾、乙基黄原酸钠、异丙基黄原酸钾、异丙基黄原酸钠和戊基黄原酸钾。

在式(II)的化合物的一些实施方案中，基团R¹为烷氧基、芳氧基、芳烷氧基或烯氧基基团。此类R¹基团具有式-OR¹¹，其中R¹¹为烷基、芳基、芳烷基或烯基基团。也就是式(II-A)的化合物。

这些化合物为在两个二硫代碳酸酯基团之间具有单个碳原子的双-二硫代碳酸酯化合物。

在一些其他更具体的式(II-A)的化合物中，R¹¹为烯基(即，-OR¹¹为烯氧基)，R²为烷氧基(R²具有式–(OR⁵)_q-OR⁶，当q为零时，其等于

–OR⁶)，并且R³为氢。具体的示例性化合物包括但不限于1,1-双(10-十一烯氧基硫代羰基磺胺基)甲基醚。

在其他更具体的式(II-A)的化合物中，R¹¹为烷基(即，-OR¹¹为烷氧基)，R²为烷氧基(R²具有式–(OR⁵)_q-OR⁶，当q为零时，其等于–OR⁶)，并且R³具有式–C(＝O)-OR⁸，其中R⁸为烷基。具体示例为2,2-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)-2-甲氧基-乙酸甲酯。

在式(II-A)的一些实施方案中，R³为氢，R²为烷氧基(R²具有式

–(OR⁵)_q-OR⁶，当q为零时，其等于-OR⁶)，并且式(II)的R¹为烷氧基、芳烷氧基或烯氧基。此类化合物具有式(II-A1)。

基团R¹¹为烷基、芳烷基或烯基。在式(II-A1)的许多实施方案中，R⁶为烷基。具体的示例性化合物包括但不限于1,1-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)甲基甲基醚、1,1-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)甲基丁基醚或1,1-双(乙氧基硫代羰基磺胺基)甲基丁基醚。

在式(II-A)的其他实施方案中，R³为氢，R²为式

–C(＝O)-X-R⁷的基团，并且R¹为烷氧基、芳烷氧基或烯氧基。此类化合物具有式(II-A2)。

基团R¹¹为烷基、芳烷基或烯基。基团R¹¹常常为烷基。其中X等于含氧基团并且R⁷为烷基的式(II-A2)的化合物的示例包括但不限于2,2-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)乙酸-2-乙基己酯、2,2-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)乙酸甲酯和2,2-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)乙酸叔丁酯。其中X为单键并且R⁷为烷基的式(II-A2)的示例性化合物为1,1-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)-2-丙酮。其中X为单键并且R⁷为芳基或取代的芳基的式(II-A2)的化合物的示例为2,2-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)-1-苯基乙酮和2,2-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)-1-(4-溴苯基)乙酮。其中X等于含氧基团并且R⁷为芳基的式(II-A2)的化合物的示例为2,2-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)乙酸苯酯。其中X等于-NR¹⁰-的式(II-A2)的化合物的示例为N,N-二丁基-2,2-双(异丙氧基硫代羰基磺胺基)乙酰胺。在该化合物中，R⁷和R¹⁰两者均为烷基(即丁基)基团。

在式(II)的化合物的其他实施方案中，基团R¹具有式–N(R⁴)₂，如式(II-B)中所示。

这些化合物为在两个二硫代碳酸酯基团之间具有单个碳原子的双-二硫代氨基甲酸酯化合物。

在式(II-B)的一些实施方案中，R³为氢，并且R²为烷氧基(R²具有式–(OR⁵)_p-OR⁶，当p为零时，其等于–OR⁶)。此类化合物具有式(II-B1)。

在许多此类化合物中，每个R⁴为烷基。具体的示例性化合物包括但不限于1,1-双(二乙基硫代氨甲酰基磺胺基)甲基丁基醚和1,1-双(二乙基硫代氨甲酰基磺胺基)甲基甲基醚。

在式(II-B)的其他实施方案中，R³为氢，并且R²为式–C(＝O)-X-R⁷的基团。此类化合物具有式(II-B2)。

基团R⁷常常为烷基。其中X等于含氧基团并且R⁷为烷基的式(II-B2)的化合物的示例包括但不限于2,2-双(二乙基硫代氨甲酰基磺胺基)乙酸-2-乙基己酯、2,2-双(二乙基硫代氨甲酰基磺胺基)乙酸甲酯和2,2-双(二乙基硫代氨甲酰基磺胺基)乙酸辛酯。

其他示例性含硫代羰基硫代的化合物具有式(III)。

R¹-C(＝S)-S-CH₂-R¹²

(III)

基团R¹与上文针对含硫代羰基硫代的基团所定义的相同。R¹²为式–C(＝O)-OR¹³的基团，其中每个R¹³为氢、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基；式-C(＝O)-R¹⁴的基团，其中每个R¹⁴独立地为烷基、芳基、芳烷基或烷芳基；式-OR¹⁵的基团，其中R¹⁵为烷基、芳基、芳烷基或烷芳基；或式–C(＝O)-N(R¹⁶)₂的基团，其中R¹⁶各自独立地为氢或烷基。当R¹³为氢时，R¹²基团可被中和，使得它为式–C(＝O)-O^-M⁺的基团，其中M+为碱金属离子、四烷基铵离子、三烷基铵离子或二烷基铵离子。

合适的R¹³、R¹⁴、R¹⁵和R¹⁶烷基基团通常具有至少1个碳原子、至少2个碳原子、至少3个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子或至多10个碳原子。一些示例性烷基基团具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、2至10个碳原子、1至6个碳原子、2至6个碳原子或1至4个碳原子。

合适的R¹³、R¹⁴或R¹⁵芳基基团通常具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。在许多实施方案中，芳基基团为苯基。

合适的R¹³、R¹⁴或R¹⁵芳烷基基团通常包含烷亚基基团和芳基基团，该烷亚基基团具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子，该芳基基团具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。芳烷基基团中的芳基基团常常为苯基。

合适的R¹³、R¹⁴或R¹⁵烷芳基基团通常包含芳亚基基团和烷基基团，该芳亚基基团具有5至12个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子，该烷基基团具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。烷芳基基团中的芳亚基基团常常为亚苯基或二亚苯基。

式(III)的含硫代羰基硫代的化合物的示例包括但不限于2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯(其中R¹为乙氧基，并且R¹²为式–C(＝O)-OR¹³的基团，其中R¹³为甲基)、2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸钠盐(其中R¹为乙氧基，并且R¹²为式–C(＝O)-O^-Na⁺的基团)、O-乙基-(2-氨基-2-氧代-乙基)磺胺基甲硫酸酯(其中R¹为乙氧基，并且R¹²具有式–C(＝O)-N(R¹⁶)₂，其中每个R¹⁶为氢)和异丙基氧杂蒽基甲基辛基醚(其中R¹为异丙氧基，并且R¹²为式-OR¹⁵的基团，其中R¹⁵为正辛基)。

连接到聚合物基底的含硫代羰基硫代的基团的量通常在0.1至100微摩尔/克第一制品(即，微摩尔/克官能化基底)的范围内。该量常常为至少0.2微摩尔/克、至少0.5微摩尔/克、至少1微摩尔/克、至少2微摩尔/克、至少4微摩尔/克、至少5微摩尔/克或至少10微摩尔/克，并且常常为至多100微摩尔/克、至多80微摩尔/克、至多60微摩尔/克、至多40微摩尔/克、至多30微摩尔/克或至多20微摩尔/克。

当含硫代羰基硫代的化合物与经处理基底反应时，不存在具有可自由基聚合的基团诸如烯键式不饱和基团的单体。这往往会增加硫代羰基硫代基团转移到经处理基底的可能性，并因此可增加聚合物基底的表面上含硫代羰基硫代的基团的密度。这也允许在不存在任何竞争性聚合或接枝反应的情况下制备和分离具有共价连接的含硫代羰基硫代的基团的官能化基底，并且可允许更好地控制后续设想的接枝(聚合)反应。在形成官能化基底的同时，在溶液中未形成聚合物材料。

官能化基底是在制备具有连接的聚合物链的第二制品中的第一制品。更具体地，制备第二制品的方法包括通过使具有连接的硫代羰基硫代基团的第一制品(即，官能化基底)与可自由基聚合的单体组合物接触来制备反应混合物。该方法还包括将反应混合物接触光化辐射并形成具有连接的聚合物链的第二制品，该聚合物链为可自由基聚合的单体组合物的聚合产物。聚合物链中的至少一些是用硫醇基团或用含硫代羰基硫代的基团封端。

在该方法中，如上所述制备官能化基底(即，第一制品)。将官能化基底(其具有共价连接到聚合物基底的表面的式-SC(＝S)-R¹的硫代羰基硫代基团)放置成与可自由基聚合的单体组合物接触，以形成反应混合物。当包含可自由基聚合的单体组合物(其包含第一单体)的反应混合物接触光化辐射诸如紫外线辐射时，可发生聚合，其中含硫代羰基硫代的基团充当引发转移终止剂(例如，光引发转移终止剂)。聚合过程示意性地示于反应方案E中。

反应方案E

在反应方案E中，接触光化辐射(例如，紫外线辐射)导致形成基底表面上的自由基(31)和含硫代羰基硫代的基团的自由基(32)，如反应X所示。第一单体(为简单起见，在反应方案E中示为CH₂＝CR^xR^y(33))与基底表面上的自由基(31)反应，导致生成可与另一种单体反应的第二自由基。(n+1)摩尔的第一单体的聚合在反应XI中示为化合物(34)。在该过程的任何时候，生长自由基(34)可与硫代羰基硫代自由基(32)重组以形成封端的链，如在反应XII中示为化合物(35)。在继续接触光化辐射时，自由基(34)和硫代羰基硫代自由基(32)可再次由化合物(35)形成。如果存在多种单体，则再生的自由基(34)可发生进一步的聚合。最终，该自由基将与硫代羰基硫代自由基(32)结合。当停止接触光化辐射时，聚合反应停止。产物为具有接枝到聚合物基底的多条聚合物链的第二制品。聚合物链中的至少一些是用硫醇基团或用含硫代羰基硫代的基团封端。通常，含硫代羰基硫代的基团具有式-S-C(＝S)-R¹，如示为反应XII的产物。

虽然是次优选的，但是反应方案E中所示的过程也可通过使用热能来实施，如本领域针对引发转移终止剂化合物所熟知的(参见例如T.Otsu，《聚合物科学杂志，A辑：聚合物化学》，第38卷，第2121-2136页，2000年(T.Otsu,J.Polym.Sci.,Part A:Polym.Chem.,38,2121-2136(2000)))中所述来合成。

反应混合物中的可自由基聚合的单体组合物包含第一单体，该第一单体具有(a)至少一个烯键式不饱和基团，(b)至少一个配体官能团，该至少一个配体官能团为酸性基团、碱性基团或它们的盐，(c)间隔基团，该间隔基团通过至少六个链中原子的链直接连接至少一个烯键式不饱和基团和至少一个配体官能团。第一单体可处于中性状态，但在一些pH条件下也可以是带负电的(酸性条件下)或带正电的(碱性条件下)。第一单体可为永久带电的(例如，当配体官能团为季铵盐形式时)。

第一单体可包含单个烯键式不饱和基团或多个烯键式不饱和基团(例如，两个或三个或最多至六个)，其性质可以相同或不同(优选地相同)。第一单体通常只具有一个烯键式不饱和基团。

第一单体具有酸性基团、碱性基团或它们的盐。酸性基团和碱性基团不是多肽或蛋白质。如本文所用，术语“多肽”是指包含多于四个氨基酸单元的化合物。

第一单体的合适酸性基团包括表现出至少一定酸度(范围可以从相对弱到相对强)的那些，以及它们的盐。此类酸性基团或它们的盐包括通常用作离子交换或金属螯合型配体的那些。酸性基团通常选自羧基、膦酰基、磷酸根、磺酸根、硫酸根、硼酸根以及它们的组合。在某些实施方案中，酸性基团包括羧基、膦酰基、磺酰基以及它们的组合。在某些实施方案中，酸性基团是羧基基团。如果酸性基团为盐，则抗衡离子通常选自碱金属(例如，钠或钾)、碱土金属(例如，镁或钙)、铵和四烷基铵等以及它们的组合。

第一单体的合适碱性基团包括表现出至少一定碱度(范围可以从相对弱到相对强)的那些，以及它们的盐。此类碱性基团或它们的盐包括通常用作离子交换或金属螯合型配体的那些。碱性基团通常为叔氨基基团、季氨基基团、胍基基团或双胍基基团。如果碱性基团为盐，则抗衡离子通常选自卤离子(例如氯离子或溴离子)、羧酸根(例如乙酸根)、硝酸根、磷酸根、硫酸氢根、甲基硫酸根、氢氧根离子等以及它们的组合。

单体的间隔基团可通过至少6个链中原子的链直接与至少一个烯键式不饱和基团及其至少一个配体官能团连接。因此，链可包含6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35或更多个链中原子(例如，包括最多至40或50个)。在某些实施方案中，链包括至少7个链中原子(更优选地，至少8个，并且甚至更优选地，至少9个，至少10个，至少11个，或至少12个链中原子)和/或不包括超过30个链中原子(更优选不超过25个，甚至更优选不超过20个，并且甚至更优选不超过16个链中原子)。如果单体具有(甲基)丙烯酰基团，则该基团的羰基被计数为间隔基团的一部分。

尽管不希望受理论的约束，但链的长度可有助于使聚合物主链(通过单体聚合反应形成)采用螺旋状或部分螺旋状构象。当链相对较短时(例如，少于六个链中原子)，酸性基团或碱性基团之间的离子排斥可迫使聚合物主链形成无规卷曲型构象。随着链长的增加，螺旋构象的采用可能成为可能，并且可以在8至14个链中原子的链长处最大化。基底接枝的聚合物的螺旋构象可有利于呈现酸性基团、碱性基团或它们的盐，以与目标生物材料(诸如病毒和其他微生物、蛋白质、细胞、内毒素、酸性碳水化合物、核酸等)相互作用。

在某些实施方案中，间隔基团包含至少一个氢键合部分，其在上文中被定义为包含至少一个氢键供体和至少一个氢键受体(两者均为含杂原子)的部分。示例性氢供体为亚氨基、巯基和羟基基团。示例性氢受体为羰基、羰氧基或醚氧。更优选的间隔基团包含至少两个氢键合部分或包含至少一个氢键合部分和至少一个与氢键合部分不同的氢键受体(不是氢键合部分的一部分)。

在某些实施方案中，氢键合部分包括含有至少两个氢键供体(例如，诸如亚氨基、巯基或羟基的供体)、至少两个氢键受体(例如，羰基、羰氧基或醚氧形式的受体)或两者的那些。例如，亚氨基羰基亚氨基部分(具有两个N-H供体和至少两个受体，所述受体为羰基上的两个孤电子对的形式)有时可优于单个亚氨基羰基部分。在某些实施方案中，间隔基团包括含有至少一个亚氨基羰基亚氨基部分(更优选地，与至少一个诸如羰氧基的受体结合)、至少两个亚氨基羰基部分或它们的组合的那些。

氢键合部分的氢键供体和氢键受体可彼此相邻(直接键合)或可以不相邻(优选地，相邻或被具有不超过4个链中原子的链分离；更优选地，相邻)。氢键供体和/或氢键受体的杂原子可位于间隔基团的链中原子的链中，或者另选地，可位于链取代基中。

尽管氢键供体也可用作氢键受体(通过供体的杂原子的孤电子对)，但氢键合部分优选地包含不同的供体和受体部分。这可有利于分子内(单体内)氢键形成。尽管不希望受理论束缚，但聚合物分子中相邻的单体或邻近的重复单元之间的这种分子内氢键可有助于至少一定程度的间隔基团硬化，这可促进酸性基团、碱性基团或它们的盐的呈递，以与目标生物材料相互作用。

在某些实施方案中，氢键合部分包括羰基亚氨基、硫代羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基、亚氨基硫代羰基亚氨基、氧羰基亚氨基、氧硫代羰基亚氨基等以及它们的组合。在某些实施方案中，氢键合部分包括羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基、氧羰基亚氨基以及它们的组合(更优选地，羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基以及它们的组合)。在某些实施方案中，间隔基团包括二价、三价或四价(更优选二价或三价；并且甚至更优选二价)的那些。

一类可用的第一单体为式(IV)的那些。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-[Z-R²²]_n-L

(IV)

在式(IV)中，基团R²¹选自氢、烷基、芳基以及它们的组合。每个基团R²²独立地为(杂)烃亚基。基团X¹为-O-或-NR²³-，其中R²³选自氢或烃基。基团Z为杂烃亚基，该杂烃亚基包含至少一个氢键供体、至少一个氢键受体或它们的组合。变量n为0或1的整数。基团L为配体官能团，该配体官能团为酸性基团、碱性基团或它们的盐。

式(IV)的单体具有式CH₂＝CR²¹-的烯键式不饱和基团，其中R²¹为氢、烷基、芳基或它们的组合。在大多数实施方案中，R²¹为氢或甲基。

每个R²²独立地为(杂)烃亚基。示例性烃亚基包括烷亚基基团、芳亚基基团、芳烷亚基基团和烷芳亚基基团。示例性杂烃亚基包括杂芳烷亚基、羟基取代的烷亚基和羟基取代的芳烷亚基。在某些实施方案中，每个R²²独立地为烃亚基。例如，每个R²²独立地为烷亚基。

在某些实施方案中，X¹为-O-(含氧基团)或-NR²³-。基团R²³为氢或烃基。烃基可为烷基或芳基。在许多示例中，R²³为氢。

在某些实施方案中，Z为杂烃亚基，该杂烃亚基包含至少一个氢键供体、至少一个氢键受体或它们的组合。氢供体通常为诸如亚氨基、巯基或羟基的供体。氢受体通常为羰基、羰氧基或醚氧。因此，基团Z通常为氢键合部分，诸如羰基亚氨基、硫代羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基、亚氨基硫代羰基亚氨基、氧羰基亚氨基、氧硫代羰基亚氨基等以及它们的组合。在某些实施方案中，氢键合部分包括羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基、氧羰基亚氨基以及它们的组合(更优选地，羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基以及它们的组合)。

在某些实施方案中，在式(IV)的单体中，n为1的整数。

在某些实施方案中，L为包括至少一个酸性基团或其盐的配体官能团，该至少一个酸性基团或其盐选自羧基、膦酰基、磷酸根基、磺酰基、硫酸根基、硼酸根基以及它们的组合(更优选地，选自羧基、膦酰基、磺酰基以及它们的组合)。在其他实施方案中，L为包括至少一个碱性基团或其盐的官能团。碱性基团通常为叔氨基基团、季氨基基团、胍基基团或双胍基基团。在一些实施方案中，L为羧基、胍基或它们的盐。

此类单体可通过已知的合成方法或通过类似于已知合成方法的方法制备。例如，含有氨基基团的羧酸、磺酸或膦酸可与包含至少一个可与氨基基团反应的烯属不饱和化合物发生反应。类似地，还包含羟基基团的含酸性基团化合物可与包含至少一个可与羟基基团反应的基团的烯属不饱和化合物发生发应，任选地在催化剂的存在下发生反应。

优选的单体是含(甲基)丙烯酰基的单体，其是指含丙烯酰基的单体和/或含甲基丙烯酰基的单体。类似地，术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体。在此类单体中，羰基基团是间隔基团的一部分。

可用的式(IV)的单体的代表性示例可通过使式(V)的烯基吖内酯

与式(VI)的化合物(或其盐)反应来制备。

H-X²-R²²-L

(VI)

基团R²¹、R²²和L如在式(IV)中所定义。基团X²为含氧基团或-NR²³-，其中R²³为氢或烃基(例如，烷基或芳基)。所得化合物具有式(IV-1)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-NH-R²²-C(＝O)-X²-R²²-L

(IV-1)

这些化合物具有式(IV)，其中X¹为-NH-，变量n等于1，并且Z等于–C(＝O)-X²-。

可用的式(V)的烯基吖内酯的代表性示例包括4,4-二甲基-2-乙烯基-4H-恶唑-5-酮(乙烯基二甲基吖内酯，VDM)、2-异丙烯基-4H-恶唑-5-酮、4,4-二甲基-2-异丙烯基-4H-恶唑-5-酮、2-乙烯基-4,5-二氢-[1,3]恶嗪-6-酮、4,4-二甲基-2-乙烯基-4,5-二氢-[1,3]恶嗪-6-酮、4,5-二甲基-2-乙烯基-4,5-二氢-[1,3]恶嗪-6-酮等以及它们的组合。

可用的式(IV)的单体的其他代表性示例可通过使式(VII)的(甲基)丙烯酰异氰酸酯单体

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-N＝C＝O

(VII)

与如上所述的式(VI)的化合物(或其盐)反应来制备。所得单体具有式(IV-2)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-NH-C(＝O)-X²-R²²-L

(IV-2)

这些单体具有式(IV)，其中变量n等于1并且Z等于–NH-C(＝O)-X²-。基团R²¹、R²²、X¹、X²和L与上文所定义的相同。

式(VII)的烯属不饱和异氰酸酯的代表性示例包括(甲基)丙烯酸2-异氰基乙基酯(IEM或IEA)、(甲基)丙烯酸3-异氰基丙基酯、(甲基)丙烯酸4-异氰基环己基酯等以及它们的组合。

可提供酸性L基团(或其盐)的可用的式(VI)化合物的代表性示例包括含氨基基团的羧酸、磺酸、硼酸和膦酸以及它们的组合，或它们的盐。可用的氨基羧酸包括α-氨基酸(L-、D-或DL-α-氨基酸)，诸如甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、色氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、N-苄基甘氨酸、N-苯基甘氨酸、肌氨酸等；β-氨基酸，诸如β-丙氨酸、高亮氨酸、高谷氨酰胺、高苯丙氨酸等；其他α,ω-氨基酸，诸如γ-氨基丁酸、6-氨基己酸、11-氨基十一酸等；以及它们的组合。可用的氨基磺酸包括氨基甲磺酸、2-氨基乙磺酸(牛磺酸)、3-氨基-1-丙磺酸、6-氨基-1-己磺酸等以及它们的组合。可用的氨基硼酸包括m-氨基苯基硼酸、p-氨基苯基硼酸等以及它们的组合。可用的氨基膦酸包括1-氨基甲基膦酸、2-氨基乙基膦酸、3-氨基丙基膦酸等以及它们的组合。

其他可用的具有酸性L基团(或其盐)的式(VI)的化合物的代表性示例包括含羟基和酸性基团的化合物。具体示例包括乙醇酸、乳酸、6-羟基己酸、柠檬酸、2-羟乙基磺酸、2-羟乙基膦酸等以及它们的组合。

具有酸性L基团(或其盐)的式(VI)的其他代表性化合物为包含多于一个酸性基团的那些化合物，包括天冬氨酸、谷氨酸、α-氨基己二酸、亚氨基二乙酸、N_α,N_α-双(羧甲基)赖氨酸、磺基丙氨酸、N-(膦羧甲基)甘氨酸等以及它们的组合。

许多上述具有酸性L基团(或其盐)的式(VI)的化合物可商购获得。其它可用的含酸性基团的化合物可以通过常规的合成方法制备。例如，各种二胺或氨基醇可与环酐的一种等同物反应，以生成包含羧基基团和氨基基团或羟基基团的含酸性基团的中间体化合物。

此外，具有酸性基团的可用单体可通过包含羟基或胺的(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺单体与环酐反应生成包含羧基基团的单体来制备。

在某些实施方案中，具有为酸性基团(或其盐)的L基团的式(IV)的可用单体可以由烯基吖内酯与氨基羧酸的反应制备，由烯基吖内酯与氨基磺酸的反应制备的单体、由烯属不饱和异氰酸酯与氨基羧酸的反应制备的单体、由烯属不饱和异氰酸酯与氨基磺酸的反应制备的单体或它们的组合。

在式(IV)中具有为酸性基团或其盐的基团L的一些示例性单体如下(其被示出为酸，但也可使用此类酸的盐)：

VDM-4-氨基甲基环己烷甲酸：

VDM-2-羟基-4-氨基丁酸：

VDM-2-氨基-3-羟基丙酸(VDM-丝氨酸)：

VDM-2-氨基-3-(4-羟基苯基)丙酸(VDM-酪氨酸)：

VDM-(2S)-2-氨基-3-(1H-吲哚-3-基)丙酸(VDM-色氨酸)：

VDM-7-氨基庚酸：

VDM-2-氨基-3-(1H-咪唑-4-基)丙酸(VDM-组氨酸)：

IEM-3-氨基丙酸：

IEM-牛磺酸：

VDM-牛磺酸：

VDM-2-(羟乙基)膦酸：

VDM-3-氨基丙酸：

VDM-4-氨基丁酸：

VDM-5-氨基戊酸：

VDM-6-氨基己酸：

VDM-苯丙氨酸：

和

IEM-苯丙氨酸：

可提供碱性L基团的可用的式(VI)化合物的代表性示例通常包含至少一个氨基或羟基和至少一个碱性基团诸如叔氨基或季氨基。具体示例包括2-(二甲基氨基)乙胺、3-(二乙基氨基)丙胺、6-(二甲基氨基)己胺、2-氨基乙基三甲基氯化铵、3-氨基丙基三甲基氯化铵、2-(二甲基氨基)乙醇、3-(二甲基氨基)-1-丙醇、6-(二甲基氨基)-1-己醇、1-(2-氨基乙基)吡咯烷、2-[2-(二甲基氨基)乙氧基]乙醇、组胺、2-氨基甲基吡啶、4-氨基甲基吡啶、4-氨基乙基吡啶等以及它们的组合。

在式(IV)中具有为碱性基团(诸如叔氨基或季氨基)的基团L的一些示例性单体如下：

VDM-2-氨基乙基三甲基氯化铵：

IEM-2-氨基乙基三甲基氯化铵：

和

二甲氨基链烷醇的VDM加合物：

式(IV)的一些单体具有为胍基或双胍基的L基团。即，L具有式-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵，其中m为1或2。当m等于1时，基团L为胍基基团，并且当m等于2时，基团L为双胍基基团。基团R²⁴为氢或烃基，并且基团R²⁵为氢、烃基或-N(R²⁴)₂。适用于R²⁴和R²⁵的烃基基团通常为芳基基团或烷基基团。在许多实施方案中，R²⁴和/或R²⁵为氢。此类单体可如PCT专利申请WO 2014/204763(Rasmussen等人)和WO 2013/184366(Bothof等人)中所述进行制备。

具有胍基或双胍基的单体可例如通过(甲基)丙烯酰卤(例如，(甲基)丙烯酰氯)、(甲基)丙烯酰异氰酸酯(如在上式(VI)中)或烯基吖内酯(如在上式(V)中)与式(VIII)的化合物的反应来制备。

HNR²³-R²²-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵

(VIII)

式(VIII)的化合物对应于式(VI)的化合物，其中X²为-NR²³-，并且L为-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵。这些化合物可通过二胺与鸟苷酸化剂的反应来形成，如例如在PCT专利申请WO 2014/204763(Rasmussen等人)中所述。基团R²²、R²³、R²⁴和R²⁵加上变量m与上述相同。式(VIII)的一些化合物可商购获得，例如4-氨基丁基胍(胍丁胺)。

当式(VIII)的化合物与烯基吖内酯反应时，形成式(IV-3)的单体。CH₂＝CR²¹-C(＝O)-NH-R²²-C(＝O)-NR²³-R²²-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵

(IV-3)

该单体具有式(IV)，其中n等于1，Z为-C(＝O)-NR²³-，并且X¹为-NH-。基团R²¹、R²²、R²³、R²⁴和R²⁵加上变量m与上述相同。

当式(VIII)的化合物与(甲基)丙烯酰异氰酸酯反应时，形成式(IV-4)的单体。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-NH-C(＝O)-NR²³-R²²-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵

(IV-4)

该单体具有式(IV)，其中n等于1，Z为-NH-C(＝O)-NR²³-，L具有式-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵。基团R²¹、R²²、R²³、R²⁴和R²⁵加上变量m与上述相同。

具有L的胍基基团的第一单体的一些具体示例如下所示。为简单起见，结构被示出为中性化合物，但可作为各种盐存在，诸如例如氯化物盐或硫酸盐：

甲基丙烯酸2-({[(4-[氨基(亚氨基)甲基]氨基丁基)氨基]羰基}氨基)乙酯

N²-丙烯酰基-N¹-(4-{[氨基(亚氨基)甲基]氨基}丁基)-2-甲基丙氨酰胺

N²-丙烯酰基-N¹-(6-{[氨基(亚氨基)甲基]氨基}己基)-2-甲基丙氨酰胺

和

甲基丙烯酸2-({[N-(2-[氨基(亚氨基)甲基]氨基乙基)-N-苄基氨基]羰基}-氨基)乙酯

上述第一单体可均聚以提供聚合物链。在其他实施方案中，可将各种第一单体组合并共聚。在其他实施方案中，其他类型的单体可与第一单体组合并共聚。

在一些实施方案中，其他单体(第二单体)与第一单体共聚以调节结合容量和/或实现其他期望的特性。可使用任何合适的第二单体。第二单体可为例如亲水单体，以调节赋予基底的亲水性程度。亲水单体具有烯键式不饱和基团和亲水基团，诸如聚(氧化烯)基团、羟基基团或酰氨基基团。合适的亲水单体包括丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮等以及它们的组合。

任选地，第一单体可与具有至少两个烯键式不饱和基团的第二单体共聚。这些单体通常为多官能(甲基)丙烯酰基单体(即，多官能(甲基)丙烯酸酯单体和(甲基)丙烯酰胺单体)。这些类型的第二单体通常仅以相对较小的量(例如，基于单体的总重量计，0.1重量％至5重量％)使用以赋予所得共聚物一定程度的支化和/或相对较轻的交联。某些应用可使用较高的量，但较高的量可降低与各种生物材料的结合容量。

可用的多官能(甲基)丙烯酰单体包括二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯酰胺等以及它们的组合。此类多官能(甲基)丙烯酰单体包括二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸聚氨酯、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、亚甲基二丙烯酰胺、亚乙基二丙烯酰胺、六亚甲基二丙烯酰胺、二丙烯酰基哌嗪等以及它们的组合。

多个接枝聚合物链通常是用含硫代羰基硫代的基团封端。因此，第二制品可发生第二轮接枝聚合。在该方法中，将第二制品(其具有用式-SC(＝S)-R¹的硫代羰基硫代基团封端的聚合物链)放置成与第二可自由基聚合的单体组合物接触，以形成第二反应混合物。该第二可自由基聚合的单体组合物可包含与第一接枝反应中的单体相同的一种或多种单体，或者它可包含不同的一种或多种单体。接触光化辐射导致接枝聚合物链的扩链，因为硫代羰基硫代基团可再次充当光引发转移终止剂。当第二反应混合物中的一种或多种单体不同于第一反应混合物中的单体时，形成接枝到聚合物基底的嵌段共聚物。

在一些第二制品中，聚合物链中的至少一些是用硫代羰基硫代基团和/或硫醇基团封端。

可通过本领域熟知的方法来处理第二制品，以移除硫代羰基硫代基团和/或用其他化学基团将其替换。在一些实施方案中，硫代羰基硫代基团反应而变成硫醇基团。各种方法描述于例如M.A.Harvison等人，《澳大利亚化学杂志》，第64卷，第992-1006页，2011年(M.A.Harvison,et al.,Aust.J.Chem.,64,992-1006(2011))中。

有利的是，聚合物链的分子量可根据存在的单体的量、官能化基底接触光化辐射的时间以及官能化基底上式-S-C(＝S)-R¹的基团的浓度而变化。据信，聚合物链的分子量分布常常窄于将多条聚合物链接枝到聚合物基底的其他已知方法。在典型的自由基聚合中，由于常规的链终止事件和聚合反应的总体动力学，所形成的聚合物具有相对较宽的链长分布。因此，预期自由基接枝到固体基底上也将导致接枝链长的分布。另一方面，受控的自由基引发剂已显示出有效地控制聚合物链长，从而导致窄得多的聚合物分子量分布。各种研究者的工作已表明，对于蛋白质的有效离子交换结合，电荷簇合配体优于单独的配体，并且结合亲和力随着簇数量的增加而提高。虽然不想受到理论的限制，但据信非常可能的是，短接枝链在结合蛋白质方面可能不如较长的链有效。连接至固体基底的含硫代羰基硫代的基团可由于其充当引发转移终止剂的能力而提供对接枝链长的控制，从而减少了短接枝配体链的数量。实际上，这往往会增加接枝配体的平均总效率。

在聚合、洗涤和干燥之后，固体基底的典型总重量增加通常可在0.1百分比(％)至30％的范围内(优选地，在0.5％至10％的范围内)。即，这是第二制品中连接的聚合物链的重量。

在某些实施方案中，最终制品具有0.02毫摩尔接枝的单体/克第二制品。这可被称为“接枝密度”，并且通过测量固体基底和具有共价连接的聚合物链的固体基底(即，第二制品)之间的重量差来计算。该重量增加除以所用单体的理论分子量。其表示为毫摩尔单体/克最终制品。在一些实施方案中，接枝的单体的量为至少0.02毫摩尔/克、至少0.04毫摩尔/克、至少0.06毫摩尔/克、至少0.08毫摩尔/克或至少0.10毫摩尔/克。在某些实施方案中，接枝量为至多1.0毫摩尔/克、至多0.8毫摩尔/克、至多0.6毫摩尔/克、至多0.5毫摩尔/克、至多0.4毫摩尔/克、至多0.35毫摩尔/克、至多0.3毫摩尔/克、至多0.25毫摩尔/克或至多0.2毫摩尔/克。

接枝聚合物链可改变原始固体基底的性质。第二制品通常可保持固体基底的性质(例如，机械和热稳定性、多孔性等)，但也可表现出对各种生物材料的增强的结合容量。接枝聚合物链有利地不堵塞多孔基底的孔。包含具有共价连接的聚合物链的多孔基底的制品(即，第二制品)可特别用作过滤介质，以纯化包含生物来源物质(生物材料)的生物样品或其他流体样品。生物材料可包括例如病毒、蛋白质、细菌、细胞、细胞碎片、内毒素、各种微生物、碳水化合物等。

在一些实施方案中，从流体中移除的生物材料是纯化的目标。例如，重组的蛋白质或酶可在细胞培养物中制备或通过发酵制备，并且作为纯化过程中的第一步骤，可使用基底来捕集蛋白质或酶。又如，作为消除、浓缩、清点和/或辨识微生物的过程中的第一步骤，可使用基底来从流体中捕集微生物。

在其他实施方案中，从流体中移除的生物材料是必须在流体其他处理步骤之前移除的污染物。污染物可包括病毒、宿主细胞蛋白质、核酸、内毒素、培养基组分等。

如果需要，可通过使用多个堆叠的或分层的第二制品来改善结合和/或捕集的效率，该第二制品具有带共价连接的聚合物链的多孔基底作为过滤元件。在许多此类过滤元件中，多孔基底为多孔膜。过滤元件的单个层可为相同的或不同的。层的孔隙率、接枝度等可以是变化的。过滤元件还可以包括上游预过滤层和/或下游支撑层。根据需要，各个层可为平面的或折叠的。过滤元件可以是过滤器滤筒、包括一个或多个上述过滤元件的过滤器组件和过滤器壳体等的一部分。这些制品中的任一种还可包括常规的部件，诸如，外壳、保持器、适配器等以及它们的组合。

合适的预过滤器和支撑层材料的示例包括聚丙烯、聚酯、聚酰胺、树脂粘合的或无粘合剂的纤维(例如玻璃纤维)以及其他合成材料(织造和非织造羊毛结构)的任何合适的多孔膜；烧结的材料，例如聚烯烃、金属和陶瓷；纱线；专用滤纸(例如，纤维、纤维素、聚烯烃和粘合剂的混合物)；聚合物膜；等等；以及它们的组合。

目标生物材料可包括蛋白质。含有蛋白质的多种生物溶液可用于本公开的方法中。含有蛋白质的溶液可包括例如发酵液或细胞培养物或鼠腹水液。蛋白质可以是本领域已知的任何蛋白质或其片段。蛋白质可以源自天然来源或来自重组来源。蛋白质可具有天然序列或非天然序列。在一些实施方案中，蛋白质是酶。在一些实施方案中，蛋白质是激素。在一些实施方案中，蛋白质是抗体。在一个具体实施方案中，蛋白质是单克隆抗体或其片段。抗体片段包括F(ab)、F(ab’)、F(ab’)₂、Fv和单链抗体。在一些情况下，蛋白质可以是人单克隆抗体。在其他情况下，蛋白质为免疫球蛋白G(IgG)抗体。在其他情况下，蛋白质为融合蛋白，如Fc融合蛋白。

在本公开的某些工艺中，目标生物材料包括聚集蛋白质(尤其是抗体)。因此，在本公开的另一个方面，提供了一种导致聚集蛋白质(尤其是抗体)从单体蛋白质(尤其是抗体)中分离出来的工艺。该工艺涉及允许包含聚集蛋白质(尤其是抗体)(目标生物材料)的初始生物溶液和单体蛋白质(尤其是抗体)在有效从单体蛋白质分离出聚集蛋白质的条件下接触过滤元件的接触表面(例如，上游表面或上表面)，使得最终生物溶液(即，通过使初始生物溶液与过滤元件接触所获得的产物)包含纯化的单体蛋白质。

在该方法的某些实施方案中，允许生物溶液接触过滤元件的接触表面(例如，上游或上表面)是通过使生物溶液穿过过滤介质或通过允许生物溶液流过过滤介质，或两者来进行的。在某些实施方案中，允许生物溶液接触所述接触表面(例如，上游或上表面)包括允许生物溶液流过过滤介质。

在某些实施方案中，该方法包括纯化生物流体而无需洗脱步骤。也就是说，该方法不结合目标蛋白质并通过杂质洗涤；相反，它结合杂质并允许目标蛋白质经过。这是有利的，至少因为它避免了目标蛋白质的稀释，这防止了随后浓缩洗脱的蛋白质的需要，从而提供了加工效率和减少了加工时间。这也是有利的，因为它允许捕集和处置结合过滤介质的杂质，这在过滤介质封闭在一次性过滤器制品中时是期望的。此外，可能不需要缓冲液交换和pH调节。

该方法包括在有效地从目标蛋白质分离杂质的条件下使生物溶液与过滤元件的接触表面(例如，上游或上表面)接触，以提供所需的结果。

在某些实施方案中，此类条件包括生物溶液的pH低于9，或低于8.5，或低于8，或低于7.5，或低于7，或低于6.5。在某些实施方案中，此类条件包括生物溶液的pH为至少4，或至少4.5，或至少5。

在某些实施方案中，此类条件包括生物溶液的电导率为至少1毫西门子/厘米(mS/cm)，或至少2mS/cm，或至少3mS/cm，或至少4mS/cm，或至少5mS/cm，或至少6mS/cm，或至少7mS/cm，或至少8mS/cm，或至少9mS/cm，或至少10mS/cm。在某些实施方案中，此类条件包括生物溶液的电导率不大于110mS/cm，或不大于100mS/cm，或不大于50mS/cm，或不大于40mS/cm，或不大于30mS/cm。

在本公开的某些方面，提供了一种用于捕集或清除目标生物材料的工艺，该工艺使用本公开的制品，该制品包括具有接触表面(例如，上游表面或上表面)的过滤元件。此类制品可为样品容器阵列的形式(例如，96孔板)，并且每个容器均包括具有接触表面(例如，上游表面或上表面)的过滤器元件。该工艺包括：提供本公开的过滤元件或样品容器陈列；并且允许包含目标生物材料的生物溶液在有效用于结合目标生物材料的条件下接触过滤元件的接触表面(例如上游表面或上表面)。

在某些实施方案中，使用样品容器的阵列方便地进行该方法的最佳条件的评估，其中每个容器包括本公开的过滤器元件。特别可用的容器阵列是例如96孔过滤板，其中每个孔包括本公开的过滤元件。单个板的每个孔可以包括相同的过滤元件，也就是说，过滤元件可以用相同的聚合物或共聚物组合物官能化。另选地，可以将两种或更多种不同的过滤元件(即，用不同的聚合物组合物官能化)设置在单个板的孔内。每个孔可以包括单层过滤元件，或者另选地可以包含多于一层的过滤元件。在后一种情况下，多层过滤元件可以用相同的聚合物或用不同的聚合物官能化。然后可以利用各种缓冲盐、缓冲液pH值、缓冲液电导率和/或蛋白质浓度来制备蛋白质溶液。然后可将这些初始溶液施加到板的孔中以便接触过滤器元件的接触表面(例如，上游表面或上表面)。在预定的接触时间之后，蛋白质溶液可以经过过滤元件，例如通过离心或通过真空过滤，并且可以收集在收集板的孔中。如此收集的滤液(最终溶液)可以分析单体蛋白质和聚集蛋白质的浓度，例如通过HPLC分析，并与初始溶液的浓度进行比较。以这种方式，可以在单个高通量实验的背景下评估用于去除聚集蛋白质而具有最小单体蛋白质损失的最佳条件(就缓冲液、pH、电导率等而言)。此类技术是本领域技术人员所熟知的。

本发明提供了各种制品以及制备制品的方法。

实施方案1A为一种制备具有固体聚合物基底的制品的方法，该固体聚合物基底具有共价连接的聚合物链。该方法包括提供固体聚合物基底并在固体聚合物基底的表面上生成自由基以形成经处理基底。该方法还包括使经处理基底的自由基与包含含硫代羰基硫代的化合物的流体反应，以将多个含硫代羰基硫代的基团直接并共价地共价键合至固体聚合物基底，并形成官能化基底。该方法还包括通过使官能化基底与可自由基聚合的单体组合物接触来制备反应混合物，该可自由基聚合的单体组合物包含第一单体，该第一单体具有(a)至少一个烯键式不饱和基团，(b)至少一个配体官能团，该至少一个配体官能团为酸性基团、碱性基团或它们的盐，以及(c)间隔基团，该间隔基团通过至少六个链中原子的链直接连接至少一个烯键式不饱和基团和至少一个配体官能团。该方法还包括将反应混合物接触光化辐射，并形成直接并共价连接到固体聚合物基底的聚合物主链中的碳原子的聚合物链，该聚合物链为可自由基聚合的单体组合物的聚合产物。

实施方案2A为根据实施方案1A所述的方法，其中聚合物链中的至少一些是用硫醇基团或含硫代羰基硫代的基团封端。

实施方案3A为根据实施方案1A或2A所述的方法，其中在固体聚合物基底的表面上生成自由基包括：将包含II型光引发剂的涂层施加至固体聚合物基底的表面，以及用紫外线辐射辐照涂层以从固体聚合物基底夺取氢原子，以形成经处理基底。

实施方案4A为根据实施方案1A或2A所述的方法，其中当在固体聚合物基底的表面上生成自由基时，存在含硫代羰基硫代的化合物。

实施方案5A为根据实施方案1A或2A所述的方法，其中在固体聚合物基底的表面上生成自由基以形成经处理基底，包括将固体聚合物基底在惰性环境中接触电子束辐射、γ辐射或等离子体。

实施方案6A为根据实施方案5A所述的方法，其中当在固体聚合物基底的表面上生成自由基时，不存在含硫代羰基硫代的化合物。

实施方案7A为根据实施方案1A或2A所述的方法，其中固体聚合物基底为光敏的，并且其中生成自由基在接触光化辐射时发生。

实施方案8A为根据实施方案7A所述的方法，其中固体基底为聚(醚砜)。

实施方案9A为根据实施方案1A至8A中的任一项所述的方法，其中含硫代羰基硫代的基团包含至少一个式-S-C(＝S)-R¹的含硫代羰基硫代的基团，其中R¹为烷氧基、芳烷氧基、烯氧基或-N(R⁴)₂，其中每个R⁴为烷基，或者其中两个相邻的R⁴基团和与这两个基团均连接的氮一起形成具有1至3个选自氮、氧和硫的杂原子和2至5个碳原子的第一杂环，该第一杂环为饱和的或不饱和的(例如，部分或完全不饱和的)，并且任选地稠合至一个或多个第二环，该一个或多个第二环为碳环或杂环。

实施方案10A为根据实施方案9A所述的方法，其中R¹为烷氧基。

实施方案11A为根据实施方案9A所述的方法，其中R¹具有式-N(R⁴)₂，并且每个R⁴为烷基。

实施方案12A为根据实施方案1A至11A中的任一项所述的方法，其中固体聚合物基底为多孔的。

实施方案13A为根据实施方案12A所述的方法，其中固体聚合物基底为多孔膜。

实施方案14A为根据实施方案12A所述的方法，其中固体聚合物基底为多孔非织造基底。

实施方案15A为根据实施方案1A至14A中的任一项所述的方法，其中第一单体具有式(IV)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-[Z-R²²]_n-L

(IV)

基团R²¹选自氢、烷基、环烷基、芳基以及它们的组合。基团R²²为(杂)烃亚基。基团X¹为-O-或-NR²³-，其中R²³选自氢或烃基。Z为杂烃亚基，该杂烃亚基包含至少一个氢键供体、至少一个氢键受体或它们的组合。变量n为0或1的整数，并且L为配体官能团，该配体官能团包括酸性基团、碱性基团或它们的盐。

实施方案16A为根据实施方案15A所述的方法，其中n等于1，Z为–C(＝O)-X²-，其中X²为含氧基团或-NR²³-，并且式(IV)的第一单体具有式(IV-1)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-NH-R²²-C(＝O)-X²-R²²-L

(IV-1)

实施方案17A为根据实施方案15A所述的方法，其中n等于1，Z为–NH-C(＝O)-X²-，其中X²为含氧基团或-NR²³-，并且式(IV)的第一单体具有式(IV-2)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-NH-C(＝O)-X²-R²²-L

(IV-2)

实施方案18A为根据实施方案15A所述的方法，其中n等于1，Z为-C(＝O)-NR²³-，X¹为-NR²³-，L具有式-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵，其中m为1或2，R²⁴为氢或烃基，R²⁵为氢、烃基或-N(R²⁴)₂，并且第一单体具有式(IV-3)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-NH-R²²-C(＝O)-NR²³-R²²-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵

(IV-3)

实施方案19A为根据实施方案15A所述的方法，其中n等于1，Z为-NH-C(＝O)-NR²³-，L具有式-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵，其中m为1或2，R²⁴为氢或烃基，R²⁵为氢、烃基或-N(R²⁴)₂，并且式(IV)的第一单体具有式(IV-4)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-NH-C(＝O)-NR²³-R²²-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_m-R²⁵

(IV-4)

实施方案20A为根据实施方案15A所述的方法，其中Z为选自羰基亚氨基、硫代羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基、亚氨基硫代羰基亚氨基、氧羰基亚氨基、氧硫代羰基亚氨基等以及它们的组合的氢键合部分。在某些实施方案中，氢键合部分包括羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基、氧羰基亚氨基以及它们的组合。

实施方案1B为一种制品，该制品包含a)固体聚合物基底和b)聚合物链，该聚合物链直接并共价连接到固体聚合物基底的聚合物主链中的碳原子。聚合物链包含可自由基聚合的单体组合物的聚合产物，该可自由基聚合的单体组合物包含第一单体，该第一单体具有(a)至少一个烯键式不饱和基团，(b)至少一个配体官能团，该至少一个配体官能团选自酸性基团、碱性基团或它们的盐，以及(c)间隔基团，该间隔基团通过至少六个链中原子的链直接连接至少一个烯键式不饱和基团和至少一个配体官能团。聚合物链中的至少一些是由硫醇或含硫代羰基硫代的基团封端。

实施方案2B为根据实施方案1B所述的制品，其中含硫代羰基硫代的基团具有式-S-C(＝S)-R¹，其中通常将含硫代羰基硫代的基团中的基团R¹选择为烷氧基、芳烷氧基、烯氧基或–N(R⁴)₂；并且每个R⁴为烷基，或者两个相邻的R⁴基团和与这两个基团均连接的氮一起形成具有1至3个选自氮、氧和硫的杂原子的第一杂环，该第一杂环为饱和的或不饱和的，并且任选地稠合至一个或多个第二环，该一个或多个第二环为碳环或杂环。

实施方案3B为根据实施方案1B或2B所述的制品，其中第一单体具有式(IV)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-[Z-R²²]_n-L

(IV)

基团R²¹选自氢、烷基、环烷基、芳基以及它们的组合。基团R²²为(杂)烃亚基。基团X¹为-O-或-NR²³-，其中R²³来自氢或烃基。Z为杂烃亚基，该杂烃亚基包含至少一个氢键供体、至少一个氢键受体或它们的组合。变量n为0或1的整数，并且L为配体官能团，该配体官能团包括酸性基团、碱性基团或它们的盐。

实施方案4B为根据实施方案3B所述的制品，其中n等于1，Z为–C(＝O)-X²-，其中X²为含氧基团或-NR²³-，并且式(IV)的第一单体具有式(IV-1)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-NH-R²²-C(＝O)-X²-R²²-L

(IV-1)

实施方案5B为根据实施方案3B所述的制品，其中n等于1，Z为–NH-C(＝O)-X²-，其中X²为含氧基团或-NR²³-，并且式(IV)的第一单体具有式(IV-2)。

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-NH-C(＝O)-X²-R²²-L

(IV-2)

实施方案6B为根据实施方案3B所述的制品，其中n等于1，Z为-C(＝O)-NR²³-，X¹为-NR²³-，L具有式-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵，其中m为1或2，R²⁴为氢或烃基，R²⁵为氢、烃基或-N(R²⁴)₂，并且第一单体具有式(IV-3)。

(IV-3)

实施方案7B为根据实施方案3B所述的制品，其中n等于1，Z为-NH-C(＝O)-NR²³-，L具有式-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵，其中m为1或2，R²⁴为氢或烃基，R²⁵为氢、烃基或-N(R²⁴)₂，并且式(IV)的第一单体具有式(IV-4)。

(IV-4)

实施方案8B为根据实施方案3B所述的制品，其中Z为选自羰基亚氨基、硫代羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基、亚氨基硫代羰基亚氨基、氧羰基亚氨基、氧硫代羰基亚氨基等以及它们的组合的氢键合部分。在某些实施方案中，氢键合部分包括羰基亚氨基、亚氨基羰基亚氨基、氧羰基亚氨基以及它们的组合。

实施方案9B为根据实施方案1B至8B中的任一项所述的制品，其中固体聚合物基底为多孔的。

实施方案10B为根据实施方案9B所述的制品，其中固体聚合物基底为多孔膜。

实施方案11B为根据实施方案9B所述的制品，其中固体聚合物基底为非织造基底。

实施例

¹H NMR分析

使用BRUKER A500 NMR光谱仪(马萨诸塞州比尔里卡的布鲁克公司(BrukerCorporation,Billerica,MA))进行质子核磁共振(¹H NMR)分析。

燃烧离子色谱分析

使用AQF-100加热炉(日本东京的三菱化学株式会社(MitsubishiChemicalCorporation,Tokyo,Japan))和ICS-2000离子色谱***(美国加利福尼亚州森尼韦尔的戴安公司(Dionex Corporation,Sunnyvale,CA))，通过燃烧离子色谱法单独分析官能化基底的样品(来自制备例1-27)的硫含量。将每个样品在加热炉中分解，并且将载气鼓泡通入吸收剂溶液。通过离子色谱法分析吸收剂溶液中的硫酸根离子。

通过分析不同体积的包含已知量硫的储备溶液来校准仪器。然后通过绘制与硫酸根一致的峰面积相对于校准标准物中的组分的质量来创建校准曲线。将来自每个官能化基底的三个样品放入到单独的陶瓷样品舟皿中，并且以与标准物相同的方式分析。将硫含量的平均值(n＝3)报告为硫的ppm(μg S/g样品)。基于所测量的样品的硫含量，通过将所测量的硫的ppm(μg S/g样品)除以64(一微摩尔硫代羰基硫代基团中S的μg数)来计算样品中对应的含硫代羰基硫代的基团的浓度。结果以每克样品的硫代羰基硫代基团的微摩尔数(μmol/g)报告。结果报告于表1-6中。

X射线荧光(XRF)分析

从制备例32-36的每个官能化基底中切下三个样品。将每个样品单独地置于不锈钢XRF样品夹持器中并使用双面涂覆胶带和中空铝散射消除杯固定就位。随后使用PrimusII波长色散X射线荧光光谱仪(日本东京的理学株式会社(Rigaku Corporation,Tokyo,Japan))分析每个样品的硫，该荧光光谱仪配备有铑X射线源、真空大气环境和20mm直径的测量区域。用于硫(S)检测的扫描条件在下表A中列出。

表A：

一式三份地分析官能化基底的每个样品。将硫含量的平均值(n＝9)报告为硫的ppm(μg S/g样品)。基于所测量的样品的硫含量，通过将所测量的硫的ppm(μg S/g样品)除以64(一微摩尔硫代羰基硫代基团中S的μg数)来计算样品中对应的含硫代羰基硫代的基团的浓度。结果以每克样品的硫代羰基硫代基团的微摩尔数(μmol/g)报告。结果报告于表7-8中。

静态IgG容量法

通过在测试分析物的溶液中温育一个圆盘的接枝基底过夜来分析以下实施例的接枝基底的静态结合容量。通过从基底的片材模具冲切18mm直径的圆盘来制备圆盘。将每个圆盘置于5mL离心管中，该离心管具有在50mM HEPES缓冲液中的浓度为约3.5mg/mL的4.5mL人IgG(密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation,St.Louis,MO))攻击溶液，pH为7.0。将管加盖并在旋转混合器(Barnstead/ThermolyneLABQUAKE管振荡器，得自宾夕法尼亚州拉德诺的VWR国际公司(VWR International,Radnor,PA))上翻转过夜(通常14小时)。使用UV-VIS光谱仪(Agilent 8453，加州圣克拉拉的安捷伦科技公司(Agilent Technologies,Santa Clara,CA))在280nm下分析上清液溶液(其中在325nm下应用背景校正)。通过与起始的IgG溶液的吸光度进行比较来测定每个基底的静态结合容量，并将结果以mg/mL(mg结合蛋白/mL基底体积)为单位报告为三次重复测量的平均值。

2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯的合成

将氯乙酸甲酯(10.85g，可购自马萨诸塞州黑弗里尔的阿法埃莎公司(AlfaAesar,Haverhill,MA))在丙酮(100mL)中的溶液一边搅拌，一边在水/冰浴中冷却。将乙基黄原酸钾(16.0g，可购自阿法埃莎公司(Alfa Aesar))加入溶液中，然后再加入50mL丙酮。将反应混合物搅拌两小时，然后过滤通过硅藻土床。将所得的浅黄色溶液减压浓缩，得到17.68g 2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯，为浅黄色液体。¹H-NMR(CDCl₃)：δ1.35(t,3H),3.69(s,3H),3.86(s,2H),4.57(q,2H)。

二黄原酸的合成

在15分钟时间段内，一边搅拌，一边将过二硫酸钠溶液[8.00g(可购自阿法埃莎公司(Alfa Aesar))，溶于50mL去离子水]逐滴滴加到乙基黄原酸钾溶液[10.86g(可购自阿法埃莎公司(Alfa Aesar))，溶于50mL去离子水]中。当加入约一半的过二硫酸钠时，反应烧瓶摸起来是温热的。此时，将反应烧瓶置于冷水浴中并且在剩余的滴加期间保持在冷水浴中。移除冷水浴，并且用二***萃取所得反应产物。用无水硫酸钠干燥二***级分，过滤，并且减压浓缩，以提供7.63g黄色油状二黄原酸。¹H-NMR(CDCl₃)：δ1.40(t,3H),4.67(q,2H)。

甲硫酸O-乙基-(2-氨基-2-氧代-乙基)磺胺基酯的合成

将溴乙酰胺(10.85g，可购自密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation,St.Louis,MO))在丙酮(100mL)中的溶液一边搅拌，一边在水/冰浴中冷却。加入固体乙基黄原酸钾(16.0g，阿法埃莎公司(Alfa Aesar))，15分钟后向反应体系中加入另外50mL丙酮。将反应体系搅拌总共1.25小时，然后过滤通过硅藻土床。减压浓缩所得黄色溶液，得到无色固体。将该固体在真空烘箱中在环境温度下干燥过夜，以提供14.02g的甲硫酸O-乙基-(2-氨基-2-氧代-乙基)磺胺基酯。¹H-NMR(丙酮-d6)：δ1.39(t,3H),3.91(s,2H),4.63(q,2H),6.6(br s,1H),7.1(br s,1H)。

(异丙氧基硫代羰基磺胺基)甲基辛基醚的合成

用氮气吹扫配有机械搅拌器的烧瓶中的异丙醇(871.1g)。将钠金属方块(20.25g，西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation))切成小块，并且在三小时的时间段内添加到烧瓶。然后将温度升高到65℃。在另外三个小时内，钠随着氢气的析出而溶解，从而得到澄清的溶液。然后使用冰浴将混合物冷却至35℃以提供浓稠浆液。在30分钟内将二硫化碳(73.80g)缓慢添加到浆液中，然后再搅拌30分钟以得到黄色溶液。真空去除溶剂，获得黄色固体，将该固体在高真空(1mm Hg)下进一步干燥四小时，以提供136.7g黄色粉末状异丙基黄原酸钠。

将异丙基黄原酸钠(3.90g)和丙酮(50mL)的混合物在冰浴中冷却。在15分钟内缓慢加入氯甲基辛基醚(4.00g，梯希爱美国公司(TCI America))的溶液。在室温下搅拌三小时后，真空下移除溶剂。加入乙酸乙酯(30mL)，并且用水洗涤混合物两次。真空浓缩有机相，并且通过柱色谱法将残留油纯化(SiO₂，1％至10％乙酸乙酯的己烷溶液)，以提供5.42g的黄色油状(异丙氧基硫代羰基磺胺基)甲基辛基醚。¹H-NMR：δ5.75-5.82(m,1H),5.27(s,2H),3.51(t,J＝6.6Hz,2H),1.53-1.59(m,2H),1.39(d,J＝6.3,6H),1.20-1.35(m,10H),0.86(t,J＝7.1Hz,3H)。

4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)的合成

将4-氨基丁酸(GABA)(5.15g，0.05mol)加入到100mL圆底烧瓶中。向烧瓶中加入氢氧化钠水溶液(1.0N，50mL)，并且搅拌所得混合物直至固体溶解。然后将烧瓶置于冰水浴中并搅拌15分钟。用注射器加入2-乙烯基-4,4-二甲基吖内酯(VDM)(6.95g，0.05mol，可购自新泽西州普林斯顿的SNPE公司(SNPE,Inc,Princeton,NJ))，并将反应搅拌30分钟，同时将烧瓶连续保持在冰水浴中。然后除去冷却浴，并使反应在30分钟的时间段内温热至室温。等分试样的¹H-NMR证实4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐的完全转化。通过加入几滴浓盐酸溶液将反应的pH调节至约7。¹H-NMR(D₂O)δ1.34(s,6H),1.59(p,2H),2.04(t,2H),3.05(t,2H),5.62(d,1H),6.0-6.2(m,2H)。

制备例1

将尼龙膜基底(尼龙6,6膜，单增强层尼龙三区膜，标称孔径1.8微米，0.165mm厚，体密度0.415g/cm³，#080ZN，来自美国康涅狄格州梅里登的3M净化有限公司(3MPurification,Inc.,Meriden,CT))的18cm×23cm区段放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上。制备二苯甲酮在丙酮中的第一涂覆溶液(0.5重量％)，并将大约10-15mL的涂覆溶液吸移到基底的顶部表面上。使第一涂覆溶液浸入基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的第一涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG2 40W F40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，并且每个灯泡1.17米(46英寸)长并且其中心间隔5.1cm(2英寸))的支架(明尼苏达州奥克代尔的经典制造公司(Classic Manufacturing,Inc.,Oakdale,MN))辐照夹心结构来进行紫外(UV)光引发的处理。将基底放置在玻璃板上，该玻璃板定位在灯泡与基底的距离为3.5cm的支架中。辐照时间为15分钟。在辐照之后，除去聚酯片，并且将所得的经处理基底置于1000mL聚乙烯瓶中。将瓶填充丙酮，密封，并且振荡30分钟，以清洗掉任何残留的二苯甲酮。滗出洗涤溶液。将洗涤程序再重复两次，然后将基底风干。将所得的经处理基底切成9cm×11.5cm区段并将其放置在一片透明聚酯膜上。

制备2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯在丙酮中的第二涂覆溶液(2.6重量％)，并将2.5mL的第二涂覆溶液吸移到经处理基底的顶部表面上。使第二涂覆溶液浸入经处理基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的第二涂覆溶液。将夹心结构在上述支架中辐照30分钟。辐照后，除去聚酯片。将用共价连接的含硫代羰基硫代的基团(-S-C(S)OCH₂CH₃)官能化的所得基底放置在250mL聚乙烯瓶中进行洗涤。将瓶填充丙酮，密封，并且振荡30分钟。滗出洗涤溶液。将洗涤程序再重复两次，然后将官能化基底风干。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表1中。

制备例2

遵循与制备例1中所述相同的程序，不同的是将涂覆有第二涂覆溶液的经处理基底辐照15分钟，而不是30分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表1中。

制备例3

遵循与制备例1中所述相同的程序，不同的是将涂覆有第二涂覆溶液的经处理基底辐照10分钟，而不是30分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表1中。

制备例4

遵循与制备例1中所述相同的程序，不同的是将涂覆有第二涂覆溶液的经处理基底辐照5分钟，而不是30分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表1中。

表1：不同第2涂层的辐照时间对反应产物的影响(制备例1-4)

制备例5

将尼龙膜基底(尼龙6,6膜，单增强层尼龙三区膜，标称孔径1.8微米，0.165mm厚，体密度0.415g/cm³，#080ZN，来自美国康涅狄格州梅里登的3M净化有限公司(3MPurification,Inc.,Meriden,CT))的18cm×23cm区段放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上。制备二苯甲酮在丙酮中的第一涂覆溶液(0.5重量％)，并将大约10-15mL的涂覆溶液吸移到基底的顶部表面上。使第一涂覆溶液浸入基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的第一涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG2 40W F40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，并且每个灯泡1.17米(46英寸)长并且其中心间隔5.1cm(2英寸))的支架(经典制造公司(Classic Manufacturing,Inc.))辐照夹心结构来进行紫外(UV)光引发的处理。将基底放置在玻璃板上，该玻璃板定位在灯泡与基底的距离为3.5cm的支架中。辐照时间为15分钟。在辐照之后，除去聚酯片，并且将所得的经处理基底置于1000mL聚乙烯瓶中。将瓶填充丙酮，密封，并且振荡30分钟，以清洗掉任何残留的二苯甲酮。滗出洗涤溶液。将洗涤程序再重复两次，然后将基底风干。

将所得的经处理基底切成9cm×11.5cm区段并将其放置在一片透明聚酯膜上。制备二黄原酸在丙酮中的第二涂覆溶液(3.1重量％)，并将2.5mL的第二涂覆溶液吸移到经处理基底的顶部表面上。使第二涂覆溶液浸入经处理基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的第二涂覆溶液。将夹心结构在上述支架中辐照30分钟。辐照后，除去聚酯片。将用共价连接的含硫代羰基硫代的基团(-S-C(S)OCH₂CH₃)官能化的所得基底放置在250mL聚乙烯瓶中进行洗涤。将瓶填充丙酮，密封，并且振荡30分钟。滗出洗涤溶液。将洗涤程序再重复两次，然后将官能化基底风干。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表2中。

制备例6

遵循与制备例5中所述相同的程序，不同的是将涂覆有第二涂覆溶液的经处理基底辐照15分钟，而不是30分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表2中。

制备例7

遵循与制备例5中所述相同的程序，不同的是将涂覆有第二涂覆溶液的经处理基底辐照10分钟，而不是30分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表2中。

制备例8

遵循与制备例5中所述相同的程序，不同的是将涂覆有第二涂覆溶液的经处理基底辐照5分钟，而不是30分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表2中。

表2：不同第2涂层的辐照时间对反应产物的影响(制备例5-8)

制备例9

将尼龙膜基底(尼龙6,6膜，单增强层尼龙三区膜，标称孔径1.8微米，0.165mm厚，体密度0.415g/cm³，#080ZN，来自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.))的18cm×23cm区段放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上。制备二苯甲酮在丙酮中的第一涂覆溶液(1.0重量％)，并将大约10-15mL的涂覆溶液吸移到基底的顶部表面上。使第一涂覆溶液浸入基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的第一涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG240WF40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，并且每个灯泡1.17米(46英寸)长并且其中心间隔5.1cm(2英寸))的支架(经典制造公司(ClassicManufacturing,Inc.))辐照夹心结构来进行紫外(UV)光引发的处理。将基底放置在玻璃板上，该玻璃板定位在灯泡与基底的距离为3.5cm的支架中。辐照时间为15分钟。在辐照之后，除去聚酯片，并且将所得的经处理基底置于1000mL聚乙烯瓶中进行洗涤。将瓶填充丙酮，密封，并且振荡30分钟，以清洗掉任何残留的二苯甲酮。滗出洗涤溶液。将洗涤程序再重复两次，然后将基底风干。

将所得的经处理基底切成9cm×11.5cm区段并将其放置在一片透明聚酯膜上。制备四乙基秋兰姆二硫化物(可购自西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation)，4.0重量％)在丙酮中的第二涂覆溶液，并将2.5mL的第二涂覆溶液吸移到经处理基底的顶部表面上。使第二涂覆溶液浸入经处理基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的第二涂覆溶液。将夹心结构在上述支架中辐照30分钟。辐照后，除去聚酯片。将用共价连接的含硫代羰基硫代的基团(-S-C(S)N(CH₂CH₃)₂)官能化的所得基底放置在250mL聚乙烯瓶中进行洗涤。将瓶填充丙酮，密封，并且振荡30分钟。滗出洗涤溶液。将洗涤程序再重复两次，然后将官能化基底风干。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表3中。

制备例10

遵循与制备例9中所述相同的程序，不同的是二苯甲酮在丙酮中的第一涂覆溶液为2.5重量％，而不是1.0重量％。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表3中。

制备例11

遵循与制备例9中所述相同的程序，不同的是二苯甲酮在丙酮中的第一涂覆溶液为5.0重量％，而不是1.0重量％。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表3中。

制备例12

遵循与制备例9中所述相同的程序，不同的是二苯甲酮在丙酮中的第一涂覆溶液为10.0重量％，而不是1.0重量％。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表3中。

表3：不同二苯甲酮浓度对反应产物的影响(制备例9-12)

制备例13

将尼龙膜基底(尼龙6,6膜，单增强层尼龙三区膜，标称孔径1.8微米，0.165mm厚，体密度0.415g/cm³，#080ZN，来自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.))的9cm×11.5cm区段放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上。制备在丙酮中包含二苯甲酮(0.5重量％)和2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯(2.6重量％)的涂覆溶液。将大约2.5-3mL的涂覆溶液吸移到基底的顶部表面上。使涂覆溶液浸入基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG2 40W F40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，并且每个灯泡1.17米(46英寸)长并且其中心间隔5.1cm(2英寸))的支架(经典制造公司(Classic Manufacturing,Inc.))辐照夹心结构来进行紫外(UV)光引发的官能化。将基底放置在玻璃板上，该玻璃板定位在灯泡与基底的距离为3.5cm的支架中。辐照时间为30分钟。辐照后，除去聚酯片。

将用共价连接的含硫代羰基硫代的基团(-S-C(S)OCH₂CH₃)官能化的所得基底放置在250mL聚乙烯瓶中进行洗涤。将瓶填充丙酮，密封，并且振荡30分钟。滗出洗涤溶液。将洗涤程序再重复两次，然后将官能化基底风干。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表4中。

制备例14

遵循与制备例13中所述相同的程序，不同的是辐照时间为15分钟，而不是30分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表4中。

制备例15

遵循与制备例13中所述相同的程序，不同的是辐照时间为10分钟，而不是30分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表4中。

制备例16

遵循与制备例13中所述相同的程序，不同的是辐照时间为5分钟，而不是30分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表4中。

制备例17

遵循与制备例13中所述相同的程序，不同的是涂覆溶液在丙酮中包含二苯甲酮(1.0重量％)和2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯(2.5重量％)。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表5中。

制备例18

遵循与制备例13中所述相同的程序，不同的是涂覆溶液在丙酮中包含二苯甲酮(1.0重量％)和2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯(7.5重量％)。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表5中。

制备例19

遵循与制备例13中所述相同的程序，不同的是涂覆溶液在丙酮中包含二苯甲酮(3.0重量％)和2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯(5.0重量％)。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表5中。

制备例20

制备例21

遵循与制备例13中所述相同的程序，不同的是涂覆溶液在丙酮中包含二苯甲酮(5.0重量％)和2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯(2.5重量％)。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表5中。

制备例22

遵循与制备例13中所述相同的程序，不同的是涂覆溶液在丙酮中包含二苯甲酮(5.0重量％)和2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯(7.5重量％)。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表5中。

表4：不同辐照时间对反应产物的影响(制备例13-16)

表5：不同二苯甲酮和2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯浓度对反应产物的影响 (制备例17-22)

制备例23

将尼龙膜基底(尼龙6,6膜，单增强层尼龙三区膜，标称孔径1.8微米，0.165mm厚，体密度0.415g/cm³，#080ZN，来自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.))的18cm×23cm区段放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上。制备在庚烷中包含二苯甲酮(0.5重量％)和2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯(2.6重量％)的涂覆溶液。将大约10-15mL的涂覆溶液吸移到基底的顶部表面上。使涂覆溶液浸入基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG2 40W F40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，并且每个灯泡1.17米(46英寸)长并且其中心间隔5.1cm(2英寸))的支架(经典制造公司(Classic Manufacturing,Inc.))辐照夹心结构来进行紫外(UV)光引发的官能化。将基底放置在玻璃板上，该玻璃板定位在灯泡与基底的距离为3.5cm的支架中。辐照时间为60分钟。辐照后，除去聚酯片。

将用共价连接的含硫代羰基硫代的基团(-S-C(S)OCH₂CH₃)官能化的所得基底放置在1000mL聚乙烯瓶中进行洗涤。将瓶填充丙酮，密封，并且振荡30分钟。滗出洗涤溶液。将洗涤程序再重复两次，然后将官能化基底风干。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表6中。

制备例24

遵循与制备例23中所述相同的程序，不同的是辐照时间为30分钟，而不是60分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表6中。

制备例25

遵循与制备例23中所述相同的程序，不同的是辐照时间为15分钟，而不是60分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表6中。

制备例26

遵循与制备例23中所述相同的程序，不同的是辐照时间为10分钟，而不是60分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表6中。

制备例27

遵循与制备例23中所述相同的程序，不同的是辐照时间为5分钟，而不是60分钟。通过燃烧离子色谱法分析官能化基底的样品并将结果报告在表6中。

表6：辐照时间对反应产物的影响(制备例23-27)

制备例28

将尼龙膜基底(尼龙6,6膜，单增强层尼龙三区膜，标称孔径1.8微米，0.165mm厚，体密度0.415g/cm³，#080ZN，来自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.))的9cm×11.5cm区段放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上。制备在庚烷中包含二苯甲酮(0.5重量％)和(异丙氧基硫代羰基磺胺基)甲基辛基醚(4.0重量％)的涂覆溶液。将大约2.5-3mL的涂覆溶液吸移到基底的顶部表面上。使涂覆溶液浸入基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG2 40W F40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，并且每个灯泡1.17米(46英寸)长并且其中心间隔5.1cm(2英寸))的支架(经典制造公司(Classic Manufacturing,Inc.))辐照夹心结构来进行紫外(UV)光引发的官能化。将基底放置在玻璃板上，该玻璃板定位在灯泡与基底的距离为3.5cm的支架中。辐照时间为60分钟。辐照后，除去聚酯片。

将用共价连接的含硫代羰基硫代的基团(-S-C(S)OCH(CH₃)₂)官能化的所得基底放置在250mL聚乙烯瓶中进行洗涤。将瓶填充丙酮，密封，并且振荡30分钟。滗出洗涤溶液。将洗涤程序再重复两次，然后将官能化基底风干。通过XRF分析官能化基底的样品并将结果报告在表7中。

制备例29

遵循与制备例28中所述相同的程序，不同的是辐照时间为30分钟，而不是60分钟。通过XRF分析官能化基底的样品并将结果报告在表7中。

制备例30

遵循与制备例28中所述相同的程序，不同的是辐照时间为15分钟，而不是60分钟。通过XRF分析官能化基底的样品并将结果报告在表7中。

制备例31

遵循与制备例28中所述相同的程序，不同的是辐照时间为10分钟，而不是60分钟。通过XRF分析官能化基底的样品并将结果报告在表7中。

表7：辐照时间对反应产物的影响(制备例28-31)

制备例32-36

将尼龙膜基底(尼龙6,6膜，单增强层尼龙三区膜，标称孔径1.8μm，0.165mm厚，体密度0.415g/cm³，#080ZN，来自3M净化有限公司(3MPurification,Inc.))的六个样品(每个样品9cm×11.5cm)各自放置在单独的带拉链型闭合件的聚乙烯袋中。制备六个小瓶，其中每个小瓶均盛有5mL的2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯的庚烷溶液(2.6重量％)，通过将氮气鼓泡通入该溶液持续2分钟来将该溶液喷雾。将袋和小瓶打开，放置在氮气气氛下的手套箱中保持15分钟。将每个袋密封，从手套箱中取出，然后接触0.5Mrad、1.0Mrad、3.0Mrad、6.0Mrad、9.0Mrad或0.0Mrad选定剂量的电子束辐照(对照样品A)。将每个袋放回手套箱中并保持5分钟。接下来，打开每个袋，并将5mL的2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯溶液加入基底中。使用辊来促使基底被溶液饱和。将袋重新密封并且在手套箱的氮气气氛中再保持至少15分钟。随后将每个基底从袋中取出，并各自放置到六个聚乙烯瓶(250mL)中的一者中。将每个瓶填充庚烷，密封，并放置在水平辊上保持30分钟，以便洗涤基底中残留的2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯。滗出洗涤溶剂。将洗涤程序再重复两次，然后将每个官能化基底风干。通过X射线荧光光谱法分析每个官能化基底的样品，并将结果报告在表8中。

表8：电子束辐照剂量对反应产物的影响(制备例32-36)

*测量的对照样品中的硫<10ppm

实施例1

制备4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)在去离子水(0.75M)中的涂覆溶液。

在接枝之前，将制备例1的官能化基底(9cm×12cm)在相对湿度(RH)为20-25％的低湿度室(Sampia干燥箱(Sampia Dry Keeper)，三博特公司(Sanplatec Corporation)，购自美国宾夕法尼亚州拉德诺的VWR国际公司(VWR International,Radnor,PA))中平衡最少18小时。将官能化基底从室中移出并立即称重。然后将官能化基底放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上，并且将约4.5mL的涂覆溶液吸移到基底的顶部表面上。使涂覆溶液浸入基底内约1分钟，并且随后将第二片透明聚酯膜(10密耳厚)放置于该基底的顶表面上。将2.28kg圆柱形砝码在所得的三层夹心结构(聚酯膜-官能化基底-聚酯膜)的顶部上滚动，以挤出过量的涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG2 40WF40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，每个灯泡1.17米(46英寸)长，其中心间隔5.1cm(2英寸))的UV支架(明尼苏达州奥克代尔的经典制造公司(Classic Manufacturing,Inc.,Oakdale,MN))辐照夹心结构来进行紫外线引发的接枝，其中辐照时间为30分钟。移除聚酯片，并且将所得的接枝基底置于250mL聚乙烯瓶中。将瓶子填充(0.9重量％)盐水溶液，密封，并摇动30分钟以洗掉任何残留的单体或未接枝的聚合物。滗出盐水溶液，并且用新鲜的盐水溶液将接枝的基底再洗涤30分钟。盐水洗涤的基底进一步用去离子水洗涤30分钟，然后使用新鲜去离子水进行第二次30分钟洗涤。滗出洗涤水并让接枝的基底干燥。接下来，将接枝的基底在低湿度室(如上所述)中平衡最少18小时。将接枝的基底从室中移出并立即称重。随后通过将质量增加除以单体的分子量，使用来自接枝程序的质量增加来确定接枝到基底的单体的毫摩尔数。通过将接枝到基底上的单体的毫摩尔数除以接枝程序中所用的官能化基底的克数来计算接枝密度。接枝密度(GD)报告为接枝单体的毫摩尔数/克官能化基底(mmol/g)。

根据上述程序测定接枝基底的静态IgG结合容量。配体效率计算为静态IgG结合容量除以接枝密度的商(容量/GD)。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表9中。

实施例2-8

使用选自制备例2-4和13-16的官能化基底遵循如实施例1中所报告的相同接枝程序。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表8中。

比较例A

通过将水溶性二苯甲酮引发剂4-(3-磺基丙酰氧基)二苯甲酮钠盐(250微升0.1g/mL去离子水溶液)添加到5mL 4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)的0.75M去离子水溶液中来制备涂覆溶液。基本上如日本专利号47040913中所述制备4-(3-磺基丙氧基)二苯甲酮钠盐。

将尼龙膜基底(尼龙6,6膜，单增强层尼龙三区膜，标称孔径1.8微米，0.165mm厚，体密度0.415g/cm³，#080ZN，来自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.))的9cm×12cm区段放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上，并且将约4.5mL的涂覆溶液吸移到基底的顶部表面上。遵循实施例1的程序，不同的是辐照时间为15分钟，而不是30分钟。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表9中。

表9：实施例1-8和比较例A

实施例9-16

遵循与实施例1-8中所报告相同的接枝程序，不同的是使用延长的辐照时间60分钟。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表10中。

表10：实施例9-16

实施例17-22

使用选自制备例17-22的官能化基底遵循如实施例1中所报告的相同接枝程序。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表11中。

表11：实施例17-22

实施例23-26

使用选自制备例5-8的官能化基底遵循如实施例1中所报告的相同接枝程序。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表12中。

表12：实施例23-26

实施例27-30

使用选自制备例9-12的官能化基底遵循如实施例1中所报告的相同接枝程序。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表13中。

表13：实施例27-30

实施例31-34

使实施例27-30的接枝基底经历第二接枝程序，该程序是根据实施例1中所述的程序进行的。在第二接枝程序后，所有基底的接枝密度增加。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表14中。

表14：实施例31-34

实施例35-39

使用选自制备例23-27的官能化基底遵循如实施例1中所报告的相同接枝程序。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表15中。

表15：实施例35-39

实施例40

制备4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)在去离子水中的涂覆溶液(0.5M)。

在接枝之前，将制备例28的官能化基底(9cm×12cm)在相对湿度(RH)为20-25％的低湿度室(Sampia干燥箱(Sampia Dry Keeper)，三博特公司(Sanplatec Corporation)，购自美国宾夕法尼亚州拉德诺的VWR国际公司(VWR International,Radnor,PA))中平衡最少18小时。将官能化基底从室中移出并立即称重。然后将官能化基底放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上，并且将约4.5mL的涂覆溶液吸移到基底的顶部表面上。使涂覆溶液浸入基底内约1分钟，并且随后将第二片透明聚酯膜(10密耳厚)放置于该基底的顶表面上。将2.28kg圆柱形砝码在所得的三层夹心结构(聚酯膜-官能化基底-聚酯膜)的顶部上滚动，以挤出过量的涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG240W F40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，每个灯泡1.17米(46英寸)长，其中心间隔5.1cm(2英寸))的UV支架(明尼苏达州奥克代尔的经典制造公司(Classic Manufacturing,Inc.,Oakdale,MN))辐照夹心结构来进行紫外线引发的接枝，其中辐照时间为15分钟。移除聚酯片，并且将所得的接枝基底置于250mL聚乙烯瓶中。将瓶子填充(0.9重量％)盐水溶液，密封，并摇动30分钟以洗掉任何残留的单体或未接枝的聚合物。滗出盐水溶液，并且用新鲜的盐水溶液将接枝的基底再洗涤30分钟。盐水洗涤的基底进一步用去离子水洗涤30分钟，然后使用新鲜去离子水进行第二次30分钟洗涤。滗出洗涤水并让接枝的基底干燥。接下来，将接枝的基底在低湿度室(如上所述)中平衡最少18小时。将接枝的基底从室中移出并立即称重。随后通过将质量增加除以单体的分子量，使用来自接枝程序的质量增加来确定接枝到基底的单体的毫摩尔数。通过将接枝到基底上的单体的毫摩尔数除以接枝程序中所用的官能化基底的克数来计算接枝密度。接枝密度(GD)报告为接枝单体的毫摩尔数/克官能化基底(mmol/g)。

根据上述程序测定接枝基底的静态IgG结合容量。配体效率计算为静态IgG结合容量除以接枝密度的商(容量/GD)。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表16中。

实施例41-43

使用选自制备例29-32的官能化基底遵循如实施例40中所报告的相同接枝程序。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表16中。

表16：实施例40-43

实施例44

将聚醚砜(PES)膜基底(0.8微米标称孔径，0.11mm厚，Zetapore 8FPH，来自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.))的12.5cm×12.5cm区段放置在一片透明聚酯膜(10密耳厚)上。

制备2-乙氧基硫代羰基磺胺基乙酸甲酯在庚烷中的第一涂覆溶液(2.6重量％)，并将5-6mL的第一涂覆溶液吸移到PES基底的顶部表面上。使第一涂覆溶液浸入基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的第一涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG240W F40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，并且每个灯泡1.17米(46英寸)长并且其中心间隔5.1cm(2英寸))的支架(明尼苏达州奥克代尔的经典制造公司(Classic Manufacturing,Inc.,Oakdale,Mn))辐照夹心结构第一辐照时间来进行紫外(UV)光引发的处理。将基底放置在玻璃板上，该玻璃板定位在灯泡与基底的距离为3.5cm的支架中。第一辐照时间为60分钟。辐照后，除去聚酯片。将用共价连接的含硫代羰基硫代的基团(-S-C(S)OCH₂CH₃)官能化的所得PES基底用新鲜庚烷部分洗涤三次，然后干燥。接下来，将官能化基底切割成(6.25cm×6.25cm)区段并用4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)在去离子水中的0.75M涂覆溶液接枝。遵循实施例1中所述的程序，不同的是涂覆辐照时间为15分钟，而不是30分钟。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表17中。

实施例45-48

遵循与实施例44中所报告的相同的程序，不同的是第一辐照时间为30分钟、15分钟、10分钟或5分钟。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表17中。

比较例B

用4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)在去离子水中的0.75M涂覆溶液接枝聚醚砜(PES)膜基底(0.8微米标称孔径，0.11mm厚，得自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.)的Zetapore 8F PH)的12.5cm×12.5cm区段。遵循实施例1中所述的程序，不同的是涂覆辐照时间为15分钟，而不是30分钟。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表17中。

表17：实施例44-48和比较例B

实施例49-51

遵循与实施例44、46和48中所报告的相同程序，不同的是VDM-GABA涂覆溶液的浓度为0.5M(而非0.75M)，并且VDM-GABA涂覆辐照时间为30分钟(而非15分钟)。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表18中。

比较例C

根据实施例1中所述的程序，用4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)在去离子水中的0.5M涂覆溶液接枝聚醚砜(PES)膜基底(0.8微米标称孔径，0.11mm厚，得自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.)的Zetapore 8F PH)的12.5cm×12.5cm区段。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表18中。

表18：实施例49-51和比较例C

实施例52

制备二硫化四乙基秋兰姆在丙酮中的第一涂覆溶液(4.0重量％)，并将5-6mL的第一涂覆溶液吸移到PES基底的顶部表面上。使第一涂覆溶液浸入基底内，并且随后将第二片聚酯膜放置于该基底的顶部上。通过在三层夹心结构的顶部滚压2.28kg圆柱形砝码来移除过量的第一涂覆溶液。通过使用配备有18个灯泡(Sylvania RG2 40WF40/350BL/ECO，10个灯泡定位在基底上方，8个灯泡定位在基底下方，并且每个灯泡1.17米(46英寸)长并且其中心间隔5.1cm(2英寸))的支架(明尼苏达州奥克代尔的经典制造公司(ClassicManufacturing,Inc.,Oakdale,Mn))辐照夹心结构第一辐照时间来进行紫外(UV)光引发的处理。将基底放置在玻璃板上，该玻璃板定位在灯泡与基底的距离为3.5cm的支架中。第一辐照时间为60分钟。辐照后，除去聚酯片。将用共价连接的含硫代羰基硫代的基团(-S-C(S)N(CH₂CH₃)₂)官能化的所得PES基底用新鲜甲苯部分洗涤三次，然后干燥。接下来，将官能化基底切割成(6.25cm×6.25cm)区段并根据实施例1中所述的程序用4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)在去离子水中的0.75M涂覆溶液接枝。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表19中。

实施例53-56

遵循与实施例52中所报告的相同的程序，不同的是第一辐照时间为30分钟、15分钟、10分钟或5分钟。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表19中。

比较例D

根据实施例1中所述的程序，用4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)在去离子水中的0.75M涂覆溶液接枝聚醚砜(PES)膜基底(0.8微米标称孔径，0.11mm厚，得自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.)的Zetapore 8F PH)的12.5cm×12.5cm区段。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表19中。

表19：实施例52-56和比较例D

实施例57-59

遵循与实施例52、53和54中所报告的相同的程序，不同的是涂层辐照时间为15分钟(而不是30分钟)。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表20中。

比较例E

用4-[[2-甲基-2-(丙-2-烯酰氨基)丙酰基]氨基]丁酸钠盐(VDM-GABA)在去离子水中的0.75M涂覆溶液接枝聚醚砜(PES)膜基底(0.8微米标称孔径，0.11mm厚，得自3M净化有限公司(3M Purification,Inc.)的Zetapore 8F PH)的12.5cm×12.5cm区段。遵循实施例1中所述的程序，不同的是涂层辐照时间为15分钟(而不是30分钟)。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表20中。

表20：实施例57-59和比较例E

实施例60-64

使用选自制备例32-36的官能化基底遵循如实施例1中所报告的相同接枝程序。唯一的变化是VDM-GABA涂层辐照时间为15分钟，而不是30分钟。接枝密度、静态IgG结合容量和配体效率的结果报告在表21中。

表21：实施例60-64

Claims

1.一种制备具有固体聚合物基底的制品的方法，所述固体聚合物基底具有共价连接的聚合物链，所述方法包括：

提供固体聚合物基底；

在所述固体聚合物基底的表面上生成自由基以形成经处理基底；

使所述经处理基底的所述自由基与包含含硫代羰基硫代基团的化合物的流体反应，以将多个含硫代羰基硫代的基团直接并共价地共价键合至所述固体聚合物基底，并形成官能化基底；

通过使所述官能化基底与可自由基聚合的单体组合物接触来制备反应混合物，所述可自由基聚合的单体组合物包含第一单体，所述第一单体具有(a)至少一个烯键式不饱和基团，(b)至少一个配体官能团，所述至少一个配体官能团为酸性基团、碱性基团或它们的盐，以及(c)间隔基团，所述间隔基团通过至少六个链中原子的链直接连接所述至少一个烯键式不饱和基团和所述至少一个配体官能团；以及

将所述反应混合物接触光化辐射，并形成直接并共价连接到所述固体聚合物基底的聚合物主链中的碳原子的聚合物链，所述聚合物链为所述可自由基聚合的单体组合物的聚合产物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物链中的至少一些是用硫醇基团或含硫代羰基硫代的基团封端。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体聚合物基底为多孔的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述固体聚合物基底的所述表面上生成自由基包括：

将包含II型光引发剂的涂层施加至所述固体聚合物基底的所述表面；以及

用紫外线辐射辐照所述涂层以从所述固体聚合物基底夺取氢原子，以形成所述经处理基底。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述固体聚合物基底的所述表面上生成自由基以形成所述经处理基底，包括将所述固体聚合物基底接触电子束辐射、γ辐射或等离子体。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中所述第一单体具有式(IV)：

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-[Z-R²²]_n-L

(IV)

其中

R²¹选自氢、烷基、环烷基、芳基以及它们的组合；

R²²为烃亚基或杂烃亚基；

X¹为-O-或-NR²³-；

R²³选自氢或烃基；

Z为杂烃亚基，所述杂烃亚基包含至少一个氢键供体、至少一个氢键受体或它们的组合；

n为0或1的整数；并且

L为配体官能团，所述配体官能团包括酸性基团、碱性基团或它们的盐。

7.一种由根据权利要求1至6中的任一项所述的方法制备的制品，所述制品包含：

a)固体聚合物基底；以及

b)聚合物链，所述聚合物链直接并共价连接到所述固体聚合物基底的聚合物主链中的碳原子，其中

1)所述聚合物链包含可自由基聚合的单体组合物的聚合产物，所述可自由基聚合的单体组合物包含第一单体，所述第一单体具有(a)至少一个烯键式不饱和基团，(b)至少一个配体官能团，所述至少一个配体官能团为酸性基团、碱性基团或它们的盐，以及(c)间隔基团，所述间隔基团通过至少六个链中原子的链直接连接所述至少一个烯键式不饱和基团和所述至少一个配体官能团；并且

2)所述聚合物链中的至少一些是由硫醇或含硫代羰基硫代的基团封端。

8.根据权利要求7所述的制品，其中所述含硫代羰基硫代的基团具有式-S-C(＝S)-R¹，其中

将所述含硫代羰基硫代的基团中的基团R¹选择为烷氧基、芳烷氧基、烯氧基或–N(R⁴)₂；并且

每个R⁴为烷基，或者两个相邻的R⁴基团和与这两个基团均连接的氮一起形成具有1至3个选自氮、氧和硫的杂原子的第一杂环，所述第一杂环为饱和的或不饱和的，并且任选地稠合至一个或多个第二环，所述一个或多个第二环为碳环或杂环。

9.根据权利要求7所述的制品，其中所述第一单体具有式(IV)：

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-[Z-R²²]_n-L

(IV)

其中

R²¹选自氢、烷基、环烷基、芳基以及它们的组合；

R²²为(杂)烃亚基；

X¹为-O-或-NR²³-；

R²³选自氢或烃基；

n为0或1的整数；并且

10.根据权利要求9所述的制品，其中n等于1，Z为–C(＝O)-X²-，其中X²为含氧基团或-NR²³-，并且式(IV)的所述第一单体具有式(IV-1)

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-NH-R²²-C(＝O)-X²-R²²-L

(IV-1)。

11.根据权利要求9所述的制品，其中n等于1，Z为–NH-C(＝O)-X²-，其中X²为含氧基团或-NR²³-，并且式(IV)的所述第一单体具有式(IV-2)

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-NH-C(＝O)-X²-R²²-L

(IV-2)。

12.根据权利要求9所述的制品，其中n等于1，Z为-C(＝O)-NR²³-，X¹为-NR²³-，L具有式-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵，其中m为1或2，R²⁴为氢或烃基，R²⁵为氢、烃基或-N(R²⁴)₂，并且所述第一单体具有式(IV-3)

(IV-3)。

13.根据权利要求9所述的制品，其中n等于1，Z为-NH-C(＝O)-NR²³-，L具有式-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_mR²⁵，其中m为1或2，R²⁴为氢或烃基，R²⁵为氢、烃基或-N(R²⁴)₂，并且式(IV)的所述第一单体具有式(IV-4)

CH₂＝CR²¹-C(＝O)-X¹-R²²-NH-C(＝O)-NR²³-R²²-NR²⁴-[C(＝NR²⁴)-NR²⁴]_m-R²⁵(IV-4)。

14.根据权利要求7所述的制品，其中所述固体聚合物基底为多孔的。

15.根据权利要求7至14中的任一项所述的制品，其中所述固体聚合物基底为膜或非织造基底。