CN115484994A - 聚合物组合物和传感器上包含聚合物组合物的生物表面 - Google Patents

聚合物组合物和传感器上包含聚合物组合物的生物表面 Download PDF

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CN115484994A CN202180017733.4A CN202180017733A CN115484994A CN 115484994 A CN115484994 A CN 115484994A CN 202180017733 A CN202180017733 A CN 202180017733A CN 115484994 A CN115484994 A CN 115484994A
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王炜
弗雷德里克·威廉·韦斯特
托德·迈克尔·克莱恩
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Abstract

本发明提供了尤其包括至少两种亲水聚合物和交联剂的聚合物组合物、包含此类聚合物组合物的生物表面以及通过将此类聚合物组合物设置在传感器表面上来产生此类生物表面的方法。涂覆有此类聚合物组合物和生物表面的传感器表面特别适合用于检测、测量和/或量化一个或多个查询样本中的一种或多种分析物的方法及装置中。

Description

聚合物组合物和传感器上包含聚合物组合物的生物表面
相关应用的交叉引用
本申请要求2020年1月8日提交的第62/958,510号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开主要涉及聚合物组合物及其用途。具体地，本公开涉及聚合物组合物在传感器上产生“生物表面”的用途。这种生物表面包括聚合物组合物，并且尤其是通过用此类聚合物组合物涂覆传感器而产生，所述聚合物组合物具有用于生物分子连接所需的功能手柄。此类生物表面允许在传感器表面运行分析，以检测查询样本中的目标分析物。
背景技术
各种类型的传感器，包括巨磁阻(GMR)传感器，已使得在紧凑的***中开发高灵敏度和低成本的多重检测成为可能。对传感器结构进行可靠的表面功能化以锚定生物分子来执行各种分析仍然是一个挑战。本公开提供了示例性的解决方案。
发明内容
在一些方面，本文的实施方案涉及聚合物组合物，包括：选自聚乙二醇(PEG)聚合物、多糖和聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物的至少两种亲水聚合物；和交联至少两种亲水聚合物的交联剂。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，包括：选自聚乙二醇(PEG)聚合物、纤维素、淀粉、几丁质、藻酸盐、葡聚糖和聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物的至少两种亲水聚合物；和交联至少两种亲水聚合物的交联剂。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，包括：PEG聚合物，其中所述PEG聚合物的分子量为：约100Da至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da、或约200Da至约600Da；聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物；和交联所述聚乙二醇聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物，其中PEG聚合物用选自以下的多个官能团中的一个衍生：醛、炔烃、胺、叠氮基、生物素、羧酸、羟基、马来酰亚胺、环氧基、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、邻二硫吡啶(OPSS)、磺酸基、甲苯磺酸基(tosyl)、甲磺酸基(mesyl)、2,2,2-三氟乙磺酸基(三氟乙磺酸基(tresyl))和巯基；和交联所述聚乙二醇聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物，其中PEG聚合物用选自以下的多个官能团中的一个衍生：醛、炔烃、胺、叠氮基、生物素、羧酸、羟基、马来酰亚胺、环氧基、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、邻二硫吡啶(OPSS)、磺酸基、甲苯磺酸基(tosyl)、甲磺酸基(mesyl)、2,2,2-三氟乙磺酸基(tresyl)和巯基；和交联所述聚乙二醇聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂，其中所述聚乙二醇(PEG)聚合物用一种或多种N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物；聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物，其中所述PHEMA聚合物的分子量范围为约2,000道尔顿(Da)至约1,000,000Da、约4,000Da至约950,000Da、约6,000Da至约900,000Da、约8,000Da至约850,000Da、约10,000Da至约800,000Da、约12,000Da至约750,000Da、约14,000Da至约700,000Da、约16,000Da至约650,000Da、约16,000Da至约600,000Da、约16,000Da至约550,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约450,000Da、约16,000Da至约400,000Da、约16,000Da至约350,000Da、约16,000Da至约300,000Da、约16,000道尔顿至约250,000Da、约16,000Da至约200,000Da、16,000Da至约150,000Da、约16,000Da至约100,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约45,000Da、约16,000Da至约40,000Da、约16,000Da至约35,000Da、约16,000Da至约30,000Da、约16,000道尔顿至约25,000Da、约16,000Da至约22,000Da、约18,000Da至约22,000Da、或约18,000道尔顿至约20,000Da；和交联所述PEG聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和交联所述PEG聚合物和所述PHEMA聚合物的交联剂。其中PEG聚合物用选自醛、炔烃、胺、叠氮基、生物素、羧酸、羟基、马来酰亚胺、环氧基、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、邻二硫吡啶(OPSS)、磺酸基、甲苯磺酸基(tosyl)、甲磺酸基(mesyl)、2,2,2-三氟乙磺酸基(tresyl)和巯基中的一种或多种官能团衍生，并且其中衍生的PEG聚合物的分子量为：约100道尔顿(Da)至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da或约200Da至约600Da；所述PHEMA聚合物的分子量范围为：约2,000道尔顿(Da)至约1,000,000Da、约4,000Da至约950,000Da、约6,000Da至约900,000Da、约8,000Da至约850,000Da、约10,000Da至约800,000Da、约12,000Da至约750,000Da、约14,000Da至约700,000Da、约16,000Da至约650,000Da、约16,000Da至约600,000Da、约16,000Da至约550,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约450,000Da、约16,000Da至约400,000Da、约16,000Da至约350,000Da、约16,000Da至约300,000Da、约16,000道尔顿至约250,000Da、约16,000Da至约200,000Da、16,000Da至约150,000Da、约16,000Da至约100,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约45,000Da、约16,000Da至约40,000Da、约16,000Da至约35,000Da、约16,000Da至约30,000Da、约16,000道尔顿至约25,000Da、约16,000Da至约22,000Da约18,000Da至约22,000Da或约18,000道尔顿至约20,000Da。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和交联所述PEG聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂。其中PEG聚合物用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生，且其中衍生的PEG聚合物具有的分子量为：约100道尔顿(Da)至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da或约200Da至约600Da；其中所述PHEMA聚合物的分子量范围为：约2,000道尔顿(Da)至约100,000Da、约4,000Da至约95,000Da、约6,000Da至约90,000Da、约8,000Da至约85,000Da、约10,000Da至约80,000Da、约12,000Da至约75,000Da、约14,000Da至约70,000Da、约16,000Da至约65,000Da、约16,000Da至约65,000Da、约16,000Da至约60,000Da、约16,000道尔顿至约55,000Da、约16,000Da至约50,000Da、约16,000Da至约45,000Da、约16,000Da至约40,000Da、约16,000Da至约35,000Da、约16,000道尔顿至约30,000Da、约16,000Da至约25,000Da、约18,000Da至约22,000Da或约18,000道尔顿至约20,000Da。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物，其中所述PEG聚合物用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生，且其中所述衍生的PEG聚合物具有约600Da的分子量；聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物，其中所述PHEMA聚合物具有约20,000Da的分子量；和交联所述PEG聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及包含至少两种亲水聚合物和交联剂的聚合物组合物，其中所述交联剂如式(I)所示：
PA-L-PA(I)
其中每个PA独立地选自光活化基团或金属活化基团，L是连接基团。在一些实施方案中，每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮。在一些实施方案中，每个PA独立地包含叠氮基(-N3)或重氮基(-N2)。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及包含至少两种亲水聚合物和交联剂的聚合物组合物，其中所述交联剂如式(I)所示：
PA-L-PA(I)
其中每个PA独立地选自光活化基团或金属活化基团，L是连接基团，其中：每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮；L包括至少一个Y和一个或多个X，其中：(a)至少一个Y的每一个独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；和(b)每个X独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及包含至少两种亲水聚合物和交联剂的聚合物组合物，其中交联剂如式(II)所示：
PA-Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2-PA(II)
其中每个PA为光活化基团或金属活化基团，Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2为连接基团。在一些实施方案中，每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮。在一些实施方案中，每个PA独立地包含叠氮基(-N3)或重氮基(-N2)。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及包含至少两种亲水聚合物和交联剂的聚合物组合物，其中交联剂如式(II)所示：
PA-Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2-PA(II)
其中每个PA为光活化基团或金属活化基团，Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2为连接基团，其中每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮。Y1和Y2各自独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；并且X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9各自独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，交联剂包括双[2-(4-叠氮基水杨酰胺基)乙基]二硫化物(bis[2-(4-azidosalicylamido)ethyl]disulfide)或二硫双(叠氮苯)(dithiobis(phenylazide))。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，其中所述至少两种亲水性聚合物中的至少一种包含支链聚乙二醇(PEG)聚合物。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及聚合物组合物，其中至少两种亲水聚合物中的至少一种包括4-臂PEG、8-臂PEG、4-臂PEG-OH、8-臂PEG-OH、4-臂PEG-丙烯酸酯、8-臂PEG-丙烯酸酯、4-臂PEG-丙烯酰胺、8-臂PEG-丙烯酰胺、4-臂PEG-胺、8-臂PEG-胺、4-臂PEG-巯基、8-臂PEG-巯基、4-臂PEG马来酰亚胺、8-臂PEG马来酰亚胺、4-臂PEG-琥珀酰亚胺羧甲基酯(NHS)(4-arm PEG-succinimidyl caboxymethyl ester(NHS))、8-臂PEG-琥珀酰亚胺羧甲基酯-(NHS)(8-arm PEGsuccinimidyl caboxymethylester-(NHS))、4-臂PEG-琥珀酰亚胺戊二酸酯、8-臂PEG-琥珀酰亚胺戊二酸酯、4-臂PEG-琥珀酸琥珀酰亚胺酯、8-臂PEG-琥珀酸琥珀酰亚胺酯、4-臂PEG-戊二酰胺琥珀酰亚胺酯、8-臂PEG-戊二酰胺琥珀酰亚胺酯、4臂-PEG-琥珀酰亚胺琥珀酰亚胺酯(4-arm PEG-succinimidesuccinimidyl ester)、8臂-PEG-琥珀酰亚胺琥珀酰亚胺酯(8-arm PEG-succinimidesuccinimidyl ester)、4臂-PEG-环氧化物、8臂-PEG-环氧化物、4-臂PEG 4-硝基苯基碳酸酯(NPC)(4-arm PEG 4-nitrophenyl carbonate(NPC))、8-臂PEG4-硝基苯基碳酸酯(NPC)(8-arm PEG 4-nitrophenyl carbonate(NPC))、4-臂PEG-乙酸、8-臂PEG-乙酸、4-臂PEG-戊二酸、8-臂PEG-戊二酸、4-臂PEG-琥珀酸、8-臂PEG-琥珀酸、4-臂PEG-戊二酰亚胺酸、8-臂PEG-戊二酰亚胺酸、4-臂PEG-琥珀酰亚胺酸、8-臂PEG-琥珀酰亚胺酸、4-臂PEG-叠氮、8-臂PEG-叠氮、4-臂PEG-炔烃或8-臂PEG-炔烃。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及进一步包含共价连接的生物分子的聚合物组合物。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及进一步包含共价连接的生物分子的聚合物组合物，所述生物分子包括蛋白质、转录因子、核酸、脱氧核糖核酸、核糖核酸、多核苷酸、双链DNA(dsDNA)、单链DNA(ssDNA)、包含ssDNA和ssRNA的杂交双链多核苷酸、寡核苷酸、碳水化合物、激素、糖蛋白、免疫球蛋白、抗体或抗原结合抗体片段。在一些实施方案中，共价连接的生物分子包括双链DNA(dsDNA)。在一些实施方案中，共价连接的生物分子包括蛋白质。在一些实施方案中，共价连接的生物分子包括抗体、免疫球蛋白或抗原结合抗体片段。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及包含聚合物组合物的生物表面，所述聚合物组合物包含至少两种亲水聚合物和作为表层设置在传感器上的交联剂，其中所述生物表面通过包括用所述交联剂交联所述至少两种亲水聚合物的方法制备。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及包含聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物、和交联PEG及PHEMA的交联剂的生物表面；其中所述生物表面通过包括用所述交联剂交联所述至少两种亲水聚合物的方法制备。在一些实施方案中，此类生物表面不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及通过用由式(I)PA-L-PA或式(II)PA-Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2-PA表示的交联剂交联聚乙二醇(PEG)聚合物和聚甲基丙烯酸2-羟乙酯(PHEMA)聚合物而制备的生物表面，其中，每个PA是光活化基团或金属活化基团或活化基团，L是连接基团。在一些实施方案中，此类生物表面不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及制备聚合物组合物的方法，所述方法包括用交联剂交联PEG聚合物和PHEMA聚合物。在一些实施方案中，通过这样的方法制备的聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及制备生物表面的方法，所述方法包括用交联剂交联PEG聚合物和PHEMA聚合物。在一些实施方案中，通过这样的方法制备的生物表面不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及制备生物表面的方法，所述方法包括用包含至少两种亲水聚合物和交联剂的聚合物组合物涂覆传感器，以及用交联剂交联所述至少两种亲水聚合物。在一些实施方案中，通过这样的方法制备的生物表面不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及制备聚合物组合物的方法，所述方法包括用交联剂交联PEG聚合物和PHEMA聚合物。在一些实施方案中，通过这样的方法制备的聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，本文的实施方案涉及制备聚合物组合物的方法，所述方法包括用包含至少两种亲水聚合物和交联剂的聚合物组合物涂覆传感器，并用交联剂交联所述至少两种亲水聚合物。在一些实施方案中，通过这样的方法制备的聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，交联包括光催化。
在一些实施方案中，交联包括金属催化。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，实施方案涉及聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物；聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物；和式(I)所示的交联剂：
PA-L-PA(I)
其中：每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮；L包括至少一个Y和一个或多个X，其中：至少一个Y的每一个独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；并且每个X独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，实施方案涉及聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物；聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物；和式(II)所示的交联剂：
PA-Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2-PA(II)
其中每个PA为光活化基团或金属活化基团，Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2为连接基团，其中每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮。Y、Y1和Y2各自独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；并且X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9各自独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。在一些实施方案中，聚乙二醇聚合物用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生，并且其中衍生的聚乙二醇聚合物具有约600道尔顿的分子量。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在可与本文提供的其它方面结合的一些方面中，实施方案涉及聚合物组合物，包括：选自聚乙二醇(PEG)聚合物、多糖和聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物的至少两种亲水聚合物；和交联至少两种亲水聚合物的交联剂。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
根据以下详细描述、附图和所附权利要求，本公开的其他方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据一个实施方案的微流体通道的横截面图，其中传感器位于微流体通道中，生物表层设置在传感器上。
图2A和2B示出了实施例中描述的结果。图2A示出了在使用0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL或0.5mg/mL的二硫双(叠氮苯)作为交联剂分析如实施例1所述制备和如实施例2所述分析的生物表面时观察到的荧光单位。图2B提供了生物表面的荧光微阵列图像。
图3示出了两种示例***联剂的化学结构。
具体实施方式
本发明尤其涉及可用于功能化传感器表面(例如，巨磁阻(GMR)传感器)的聚合物组合物，以及功能化此类传感器表面的方法。这种聚合物组合物可以附着于传感器表面，并且可以进一步包含一种或多种生物分子。进一步包含一种或多种生物分子的此类聚合物组合物也是聚合物组合物的示例。如本文所公开的功能化的传感器，例如GMR传感器，通过使用包括此类传感器和/或其用途的装置和/或方法，所述传感器在全文中均可用于检测一个或多个查询样品中的一种或多种分析物。
在一些实施方案中，提供的聚合物组合物可以是交联的。在一些实施方案中，提供的聚合物组合物可以交联并附着到传感器表面，例如GMR传感器表面。在一些实施方案中，将聚合物组合物交联以使其附着于传感器表面，随后将生物分子连接于已附着在传感器表面的聚合物组合物上。在一些实施方案中，将聚合物组合物交联，并将生物分子连接到交联的组合物上，然后将交联的组合物和连接的生物分子附着到传感器表面上。
在一些实施方案中，提供了包含聚合物组合物的生物表面。在一些实施方案中，生物表面包含交联的聚合物组合物。在一些实施方案中，生物表面还包括一个或多个生物分子。在一些实施方案中，生物表面可以进一步包括一种或多种连接于聚合物组合物的生物分子。在一些实施方案中，生物表面包括含有生物分子的交联聚合物组合物。在一些实施方案中，生物表面包括交联的聚合物组合物，并且还包括生物分子。在一些实施方案中，生物分子共价连接至聚合物组合物，所述聚合物组合物连接至传感器表面。
术语“生物表面”是指如本文所公开的设置在传感器表面(如GMR表面)上的聚合物组合物。此类“生物表面”可用于产生可用于检测、测量和/或定量一个或多个查询样本中一种或多种分析物的传感器表面。生物表面可以通过将本文公开的聚合物组合物设置在传感器表面(也称为“基底”，在全文中可以互换使用)上来产生。生物表面可以进一步包括连接于聚合物组合物的生物分子，所述聚合物组合物设置在传感器表面上，例如GMR传感器。因此，在一些实施方案中，“生物表面”包括聚合物组合物和生物分子，所述生物分子在聚合物组合物置于基底表面的同时或之后连接于聚合物组合物上。
如本文所用，“生物分子”是指在生物学领域中具有某些作用的任何分子，包括但不限于蛋白质、转录因子、核酸、脱氧核糖核酸、核糖核酸、多核苷酸、双链DNA(dsDNA)、单链DNA(ssDNA)、包含ssDNA和ssRNA的杂合双链多核苷酸、寡核苷酸、碳水化合物、激素、糖蛋白、免疫球蛋白、抗体、抗原结合抗体片段等。
现在参考图1作为示例性非限制性实施方案，示出了微流体通道100的横截面图，该微流体通道100具有通道主体130和设置在通道100的底部165处的示例性GMR传感器110。生物分子125通过作为生物表面145的组分的连接而相对于传感器被固定。在该示例性非限制性实施方案中，生物表面145包括交联聚合物组合物。在生物表面145和GMR传感器110之间是可选的绝缘层155。绝缘层155可以是例如金属氧化物层。不受理论的束缚，本文公开的实施方案提供了聚合物组合物，作为产生生物表面145的有效材料，其中生物表面145可以进一步包含生物分子125，其中常规表面材料不理想。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含至少两种亲水聚合物和交联剂。在一些实施方案中，至少两种亲水聚合物中的至少一种含有极性或带电官能团，使它们可溶于水溶液，例如水。本领域技术人员可获得的多种亲水聚合物可用于产生聚合物组合物和生物表面，例如：丙烯酸类，包括烯丙胺、丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)和马来酸酐聚合物和共聚物；胺官能聚合物包括烯丙胺、乙烯亚胺、恶唑啉和其它在其主链或侧链中含有胺基的聚合物；淀粉；几丁质；藻酸盐；葡聚糖；和纤维素。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含选自聚乙二醇(PEG)聚合物、多糖、和聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物的至少两种亲水聚合物；和交联至少两种亲水聚合物的交联剂。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含选自聚乙二醇(PEG)聚合物、纤维素、淀粉、几丁质和藻酸盐及葡聚糖的至少两种亲水聚合物，和聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物；以及交联至少两种亲水聚合物的交联剂。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，至少两种亲水聚合物中的至少一种包括聚乙二醇(PEG)聚合物。在一些实施方案中，所述至少两种亲水聚合物中的至少一种包括衍生的聚乙二醇(PEG)聚合物。在一些实施方案中，所述至少两种亲水聚合物中的至少一种包括聚乙二醇(PEG)聚合物，所述聚乙二醇(PEG)聚合物用选自醛、炔烃、胺、叠氮基、生物素、羧酸、羟基、马来酰亚胺、环氧基、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、邻二硫吡啶(OPSS)、磺酸基、甲苯磺酸基(tosyl)、甲磺酸基(mesyl)、2,2,2-三氟乙磺酸基(tresyl)和巯基中的一种或多种官能团衍生。在一些实施方案中，至少两种亲水性聚合物中的至少一种包括用一种或多种N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生的聚乙二醇(PEG)聚合物。应当理解，如本文全文所用，“衍生的聚乙二醇(PEG)聚合物”本身是“聚乙二醇(PEG)聚合物”或“PEG聚合物”，在全文中可互换使用。
在一些实施方案中，聚乙二醇聚合物可以是支链的，例如多臂聚乙二醇聚合物。此类聚合物的示例性化合物包括但不限于，可以从例如CreativePEGWorks公司(北卡罗来纳州教堂山)购得的：4-臂PEG、8-臂PEG、4-臂PEG-OH、8-臂PEG-OH、4-臂PEG-丙烯酸酯、8-臂PEG-丙烯酸酯、4-臂PEG-丙烯酰胺、8-臂PEG-丙烯酰胺、4-臂PEG-胺、8-臂PEG-胺、4-臂PEG-巯基、8-臂PEG巯基、4-臂PEG马来酰亚胺、8-臂PEG马来酰亚胺、4-臂PEG-琥珀酰亚胺羧甲基酯(NHS)、8-臂PEG-琥珀酰亚胺羧甲基酯(NHS)、4-臂PEG-琥珀酰亚胺戊二酸酯、8-臂PEG-琥珀酰亚胺戊二酸酯、4-臂PEG-琥珀酸琥珀酰亚胺酯、8-臂PEG-琥珀酸琥珀酰亚胺酯、4-臂PEG-戊二酰胺琥珀酰亚胺酯、8-臂PEG-戊二酰胺琥珀酰亚胺酯、4臂-PEG-琥珀酰亚胺琥珀酰亚胺酯(4-arm PEG-succinimide succinimidyl ester)、8臂-PEG-琥珀酰亚胺琥珀酰亚胺酯(8-arm PEG-succinimide succinimidyl ester)、4-臂PEG-环氧化物、8-臂PEG-环氧化物、4-臂PEG-4-硝基苯基碳酸酯(NPC)、8-臂PEG-4-硝基苯基碳酸酯(NPC)、4-臂PEG-乙酸、8-臂PEG-乙酸、4-臂PEG-戊二酸、8-臂PEG-戊二酸、4-臂PEG-琥珀酸、8-臂PEG-琥珀酸、4-臂PEG-戊二酰亚胺酸、8-臂PEG-戊二酰亚胺酸、4-臂PEG-琥珀酰亚胺酸、8-臂PEG-琥珀酰亚胺酸、4-臂PEG-叠氮化物、8-臂PEG-叠氮化物、4-臂PEG-炔烃或8-臂PEG-炔烃。
在一些实施方案中，末端PEG部分可包含离去基团，如卤素、甲磺酸基、甲苯磺酸基、胺、羧基、环氧基、氮丙啶、巯基等。末端的一个或多个PEG基团可以转化成各种官能团手柄，包括但不限于胺、羧基、巯基、环氧基、羟基、炔烃、叠氮基、炔烃等。这些官能团手柄可作为共价键连接点，例如，用于将生物分子固定到生物表面。在一些这样的实施方案中，末端基团可以是环加成化学的前体，例如[4+2]、[4+1]或[3+2]环加成等。这类反应包括叠氮基-炔烃环加成(Huisgen1,3偶极环加成)、狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应(二烯和烯烃，均为正态模式(normal mode)和反电子需求)、巯烯反应等。因此，PEG可以以能够实现名为点击化学的功能手柄封端。促进点击化学的示例性官能团包括但不限于叠氮基、炔烃、巯基、烯烃、异腈和四嗪。
在一些实施方案中，所述至少两种亲水聚合物中的至少一种包括PEG聚合物，其中所述PEG聚合物的数均分子量为：约100Da至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da、或约200Da至约600Da。
在一些实施方案中，PEG聚合物可以以其他有机官能团封端，包括羟基(-OH)。在交联之前或之后，PEG聚合物上的任何末端官能团都可以转化为其他官能团。在一些实施方案中，本文公开的聚合物组合物的PEG聚合物部分的末端基团可作为各种生物分子的连接点以提供生物表面。因此，例如，NHS-PEG-NHS基团的NHS可用于连接生物分子。再次参考图1作为示例性的非限制性示例，生物表面145也可以通过末端PEG化学部分连接到绝缘层155。在一些实施方案中，至少两种亲水聚合物中的至少一种包括聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物。
在一些实施方案中，PHEMA聚合物的数均分子量范围为：约2,000道尔顿(Da)至约100,000Da、约4,000Da至约95,000Da、约6,000Da至约90,000Da、约8,000Da至约85,000Da、约10,000Da至约80,000Da、约12,000Da至约75,000Da、约14,000Da至约70,000Da、约16,000Da至约65,000Da、约16,000Da至约65,000Da、约16,000Da至约60,000Da、约16,000道尔顿至约55,000Da、约16,000Da至约50,000Da、约16,000Da至约45,000Da、约16,000Da至约40,000Da、约16,000Da至约35,000Da、约16,000道尔顿至约30,000Da、约16,000Da至约25,000Da、约18,000Da至约22,000Da、或约18,000道尔顿至约20,000Da。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含PEG聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和交联所述聚乙二醇聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂，其中PEG聚合物的数均分子量为：约100Da至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da、或约200Da至约600Da。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含：聚乙二醇(PEG)聚合物和交联PEG聚合物及PHEMA聚合物的交联剂，其中PEG聚合物用选自醛、炔烃、胺、叠氮基、生物素、羧酸、羟基、马来酰亚胺、环氧基、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、邻二硫吡啶(OPSS)、磺酸基、甲苯磺酸基(tosyl)、甲磺酸基(mesyl)、2,2,2-三氟乙磺酸基(tresyl)和巯基中的一种或多种官能团衍生。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，聚乙二醇(PEG)聚合物用一种或多种N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含：聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和交联所述聚乙二醇聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂，其中PEG聚合物用选自醛、炔烃、胺、叠氮基、生物素、羧酸、羟基、马来酰亚胺、环氧基、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、邻二硫吡啶(OPSS)、磺酸基、甲苯磺酸基(tosyl)、甲磺酸基(mesyl)、2,2,2-三氟乙磺酸基(tresyl)和巯基中的一种或多种官能团衍生，并且，衍生的PEG聚合物的数均分子量为：约100道尔顿(Da)至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da、或约200Da至约600Da；其中所述PHEMA聚合物的数均分子量范围为：约2,000道尔顿(Da)至约1,000,000Da、约4,000Da至约950,000Da、约6,000Da至约900,000Da、约8,000Da至约850,000Da、约10,000Da至约800,000Da、约12,000Da至约750,000Da、约14,000Da至约700,000Da、约16,000Da至约650,000Da、约16,000Da至约600,000Da、约16,000Da至约550,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约450,000Da、约16,000Da至约400,000Da、约16,000Da至约350,000Da、约16,000Da至约300,000Da、约16,000道尔顿至约250,000Da、约16,000Da至约200,000Da、16,000Da至约150,000Da、约16,000Da至约100,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约45,000Da、约16,000Da至约40,000Da、约16,000Da至约35,000Da、约16,000Da至约30,000Da、约16,000道尔顿至约25,000Da、约16,000Da至约22,000Da、约18,000Da至约22,000Da、或约18,000道尔顿至约20,000Da。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含：聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和交联所述聚乙二醇聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂，其中PEG聚合物用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生，并且其中衍生的PEG聚合物的数均分子量为：约100道尔顿(Da)至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da、或约200Da至约600Da；其中所述PHEMA聚合物的数均分子量范围为：约2,000道尔顿(Da)至约100,000Da、约4,000Da至约95,000Da、约6,000Da至约90,000Da、约8,000Da至约85,000Da、约10,000Da至约80,000Da、约12,000Da至约75,000Da、约14,000Da至约70,000Da、约16,000Da至约65,000Da、约16,000Da至约65,000Da、约16,000Da至约60,000Da、约16,000道尔顿至约55,000Da、约16,000Da至约50,000Da、约16,000Da至约45,000Da、约16,000Da至约40,000Da、约16,000Da至约35,000Da、约16,000道尔顿至约30,000Da、约16,000Da至约25,000Da、约18,000Da至约22,000Da、或约18,000道尔顿至约20,000Da。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，聚合物组合物包括聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和交联所述聚乙二醇聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂，其中PEG聚合物用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生，并且其中衍生的PEG聚合物具有约600Da的分子量；其中所述PHEMA聚合物具有约20,000Da的分子量。在一些实施方案中，此类聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，聚合物组合物的至少两种亲水聚合物中的第一种、至少两种亲水聚合物中的第二种和交联剂的重量比可以分别为约10:5:2(w:w:w)；或分别为约(4-6):(2-3):(1-2)(w:w:w)。在一些实施方案中，聚合物组合物的PEG聚合物、PHEMA聚合物和交联剂的比例可以分别为约10:5:2(w:w:w)；或分别为约(4-6):(2-3):(1-2)(w:w:w)。
此处及全文中使用的术语“约”旨在限定其所修饰的数值，表示这样的值为误差范围内的变量，该范围将涵盖所述值以及通过向上或向下舍入到该数字所包括的范围，同时考虑到有效数字。
在一些实施方案中，聚合物组合物包括如式(I)所示的交联剂：
PA-L-PA(I)
其中每个PA为光活化基团或金属活化基团，L为连接基团。
在一些实施方案中，每个PA独立地包括叠氮基(-N3)或重氮基(-N2)。在一些实施方案中，每个PA是相同的，而在其他实施方案中，每个PA是不同的。在一些实施方案中，PA是光活化或金属活化的，以形成能够***C-H和/或O-H的氮烯中间体。参见，例如，“Photogenerated reactive intermediates and their properties”，生物化学和分子生物学实验室技术(Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology)第2章，Elsevier出版社，12:8-24(1983)。在一些实施方案中，PA被金属活化以形成能够***C-H和/或O-H的卡宾(carbene)或类卡宾体(carbenoid)。参见，例如，Doyle等人，“Catalytic Carbene Insertion into C-H Bonds”.Chem.Rev.2:704-724(2010)。
在一些实施方案中，每个PA是叠氮基(-N3)部分，光活化产生能够***C-H和/或O-H的氮烯中间体，从而介导PEG和PHEMA聚合物的交联。在一些实施方案中，每个PA是重氮基(-N2)，并且金属催化的分解反应形成能够***C-H和/或O-H的卡宾或类卡宾体，从而介导PEG和PHEMA聚合物的交联。叠氮基和重氮基制剂都是本领域熟知的，在叠氮基的情况下，很容易通过叠氮基阴离子N3 -与具有离去基团的适当有机部分的SN 2置换反应制备。
在一些实施方案中，式(I)中的L可以是支持一个L上存在多个PA部分的任何有机片段。在一些实施方案中，L可以是烃，包括直链烃、支链烃、环烃或其组合；芳族、非芳族或其组合；单环、多环、碳环、杂环或其组合；苯或其衍生物；或它们的组合。L可以是直链或支链的单纯的C2-C20烃链。在一些实施方案中，L是C2-C6直链烷基。任何前述烃可包括具有任何氟取代度的氟化变体。在一些实施方案中，L可以包括芳烃，包括但不限于苯、萘、联苯、联萘或具有C2-C20烃链的芳族结构的组合。因此，在一些实施方案中，L在结构上可以是烷基、芳基或芳烷基。在一些实施方案中，烷基连接基团可以在其链上具有一个或多个被氧(O)或胺(NR)取代的碳，其中R是H或C1-C6烷基。在一些实施方案中，连接基团可以包含一个或多个不饱和基团，因此包括一个或多个烯基和/或炔基部分。
在一些实施方案中，L包括至少一个Y和至少一个X。在一些实施方案中，至少一个Y中的每一个独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1到20个原子。
在一些实施方案中，至少一个Y中的每一个独立地为：亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基。
在一些实施方案中，至少一个Y中的每一个独立地为亚芳基。
在一些实施方案中，至少一个Y中的每一个独立地为具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并且包含至少一个选自O、N和S的杂原子。
在一些实施方案中，至少一个X中的每一个独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。
在一些实施方案中，至少一个Y中的每一个和至少一个X中的每一个独立地可选择性地被取代。
在一些实施方案中，至少一个X中的一个或多个是相同的。
在某些实施方案中，至少一个Y中的一个或多个是相同的。
在某些实施方案中，至少一个X中的一个或多个是不同的。
在某些实施方案中，至少一个中的一个或多个是不同的。
本文单独或组合使用的术语“烷基”是指含有2-20个碳原子的直链或支链烷基。在一些实施方案中，烷基可以包含2-10个碳原子。在进一步的实施方案中，烷基可以包含2-6个碳原子。如下文所定义，烷基可以任选地被取代。烷基(作为基团给出)的示例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基、辛基、壬基等。
本文单独或组合使用的术语“烯基”是指具有一个或多个双键并含有2-20个碳原子的直链或支链烃基。在一些实施方案中，烯基可以包含2-6个碳原子。
术语“亚烯基”是指在两个或多个位置连接的碳-碳双键***，如亚乙烯基[(--CH＝CH--),(--C::C--)]。合适的烯基的示例包括丙烯基、2-甲基丙烯基、1,4-丁二烯基等。
本文单独或组合使用的术语“炔基”是指具有一个或多个三键并含有4-20个碳原子的直链或支链烃基。在某些实施方案中，所述炔基包含4-6个碳原子。炔基的示例包括丁炔-1-基、丁炔-2-基、戊炔-1-基、3-甲基丁炔-1-基、己炔-2-基等。
本文单独或组合使用的术语“芳基”是指含有一个、两个或三个环的碳环芳族***，其中这些环可以以悬垂方式(pendent manner)连接在一起或可以稠合。在一些实施方案中，“芳基”基团包括具有一个或多个五-元或六-元芳环的基团。芳基在芳环中不含杂原子。芳基任选被一个或多个非氢取代基取代。
术语“芳基”包括芳族基团，例如苄基、苯基、萘基、蒽基、菲基、茚满基、茚基、环烯基(annulenyl)、薁基(azulenyl)、四氢萘基和联苯基。
术语“亚芳基”是指由元素碳和氢组成的二价芳族基团。二价芳族基团可以仅包括一个苯环，或多个苯环，如二苯基、萘基、或蒽基。
本文单独或组合使用的术语“芳烷基”是指通过烷基与母体分子部分(parentmolecular moiety)连接的芳基。
本文所用的术语“杂芳基”和“杂芳环”是指具有一个或多个芳环的基团，以及包括具有一个或多个芳环的基团，其中至少一个环含有杂原子(非碳环原子)。杂芳基包括具有一个或两个带有1、2或3个杂原子的杂芳环的基团。杂芳基可以含有5-20、5-12或5-10个环原子。杂芳基包括具有一个含杂原子的芳环和一个含碳环原子的芳环的基团。杂芳基包括具有一个或多个五-元或六-元芳族杂芳环和一个或多个六-元碳芳环的基团。杂芳环可以在环中包含一个或多个N、O或S原子。杂芳环可以包括具有一个、两个或三个N的基团，具有一个或两个O的基团，具有一个或两个S的基团，或一个、两个或三个N、O或S的基团的组合。具体的杂芳基包括呋喃基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、喹啉基和嘌呤基。
术语“低级烷基”指例如C1-C9烷基、C1-C8烷基、C1-C7烷基、C1-C6烷基、C1-C6烷基、C1-C5烷基、C1-C4烷基、C1-C3烷基或C1-C2烷基。
术语“任选取代的”是指前面的基团可以是取代的或未取代的。当被取代时，“任选取代的”基团的取代基可以包括但不限于，单独地或组合地一个或多个独立地选自下列基团或特定指定的一组基团的取代基：低级烷基、低级烯基、低级炔基、低级烷酰基、低级杂烷基(lower heteroalkyl)、低级杂环烷基、低级卤代烷基、低级卤代烯基、低级卤代炔基、低级全卤代烷基、低级全卤代烷氧基、低级环烷基、苯基、芳基、芳氧基、低级烷氧基、低级卤代烷氧基、氧代、低级酰氧基、羰基、羧基、低级烷基羰基、低级羧基酯、低级酰基(lowercarboxamido)、氰基、氢、卤素、羟基、氨基、低级烷基氨基、芳基氨基、酰胺基、硝基、巯基、低级烷硫基、低级卤代烷硫基、低级全卤代烷硫基、芳硫基、磺酸基、磺酸、三取代甲硅烷基、N3、SH、SCH3、C(O)CH3、CO2CH3、CO2H、吡啶基、噻吩、呋喃基、低级氨基甲酸酯和低级脲。两个取代基可以连接在一起形成稠合的五元、六元或七元碳环或由0至3个杂原子组成的杂环，例如形成亚甲二氧基或亚乙二氧基。任选取代的基团可以是未取代的(例如--CH2CH3)、完全取代的(例如--CF2CF3)、单取代的(例如--CH2CH2F)或在完全取代和单取代(例如--CH2CF3)之间的任意水平被取代的。当提及取代基而没有限定取代时，包括取代和未取代形式。
当取代基被限定为“取代”时，取代形式是特别指定的。此外，特定部分的不同组的任选取代基可根据需要定义；在这些情况下，任选取代将如所定义的，通常紧跟在短语“任选被取代”之后。本文单独或组合使用的术语“低级”是指含有1至6(包括6)个碳原子。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含式(I)所示的交联剂：
PA-L-PA(I)
其中L是连接基团，每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌或蒽酮。
在一些实施方案中，每个PA独立地包含叠氮基(-N3)或重氮基(-N2)。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含式(I)所示的的交联剂：
PA-L-PA(I)
其中每个PA独立地包含叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮；
L包括至少一个Y和一个或多个X，其中：
a)至少一个Y中的每一个独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；和
b)每个X独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含式(II)所示的交联剂：
PA-Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2-PA(II)
其中每个PA为光活化基团或金属活化基团，Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2为连接基团，其中，每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮。在一些实施方案中，每个PA独立地包括叠氮基(-N3)或重氮基(-N2)。
在一些实施方案中，Y1和Y2各自独立地为：亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基。
在一些实施方案中，Y1和Y2各自独立地为亚芳基。
在一些实施方案中，Y1和Y2各自独立地为具有4至20个碳原子的二价杂芳环，并且包含至少一个选自O、N和S的杂原子。
在一些实施方案中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9各自独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。
在一些实施方案中Y1和Y2、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9各自独立地可选择性地被取代。
在一些实施方案中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9中的一个或多个是相同的。
在某些实施方案中，Y1和Y2是相同的。
在某些实施方案中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9中的一个或多个是不同的。
在某些实施方案中，Y1和Y2是不同的。
在一些实施方案中，聚合物组合物包含式(II)所示的交联剂：
PA-Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2-PA(II)
其中每个PA为光活化基团或金属活化基团，Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2为连接基团，其中：每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮；
a)Y1和Y2各自独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；和
c)X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9各自独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。
在一些实施方案中，提供了聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和式(I)或式(II)所示的交联剂。
在一些实施方案中，交联剂包括双[2-(4-叠氮基水杨酰胺基)乙基]二硫或二硫双(叠氮苯)。
在一些实施方案中，聚合物组合物包括：聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和式(I)所示的交联剂：
PA-L-PA(I)
其中：
每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮；
L包括至少一个Y和一个或多个X，其中：
a)至少一个Y中的每一个独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；和
b)每个X独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。
在一些实施方案中，交联剂包括双[2-(4-叠氮基水杨酰胺基)乙基]二硫或二硫双(叠氮苯)。
在一些实施方案中，聚合物组合物包括：聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和式(II)所示的交联剂：
PA-Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2-PA(II)
其中每个PA为光活化基团或金属活化基团，Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2为连接基团，其中：
每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮；
Y1和Y2各自独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；和
X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9各自独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。在一些实施方案中，交联剂包括双[2-(4-叠氮基水杨酰胺基)乙基]二硫或二硫双(叠氮苯)。
在一些实施方案中，聚乙二醇聚合物用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生，并且其中衍生的聚乙二醇聚合物具有约600道尔顿的分子量。
在一些实施方案中，提供了作为表层设置在作为生物表面的传感器上的聚合物组合物，所述生物表面通过包括通过连接原子用交联剂交联聚合物组合物的至少两种亲水聚合物的方法制备。
在一些这样的实施方案中，交联剂由式(I)或式(II)中的每个A表示。
在一些这样的实施方案中，式(I)和式(II)中的每一个A代表衍生自叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌或蒽酮的分解反应的连接原子。
除了式(I)和式(II)的化合物之外，可作为交联剂的其它化合物包括但不限于美国专利No.10,315,987、10,253,193、9,994,721、9,487,663和8,889,760中公开的交联剂，所有这些专利通过引用全部并入本文。
在一些实施方案中，提供了生物表面，所述生物表面包括作为表层设置在传感器上的聚合物组合物，其中所述生物表面通过包括用交联剂交联所述聚合物组合物中的至少两种亲水聚合物的方法制备。在一些实施方案中，交联包括连接原子在交联剂上的分解反应。在一些实施方案中，分解反应通过包括光催化的方法发生。在一些实施方案中，分解反应通过包括金属催化的方法发生。在一个或多个前述实施方案中，交联是光催化的。在一些实施方案中，光催化包括用例如紫外光(即，波长在紫外波长范围内的光)照射聚合物组合物。
在一些实施方案中，提供了一种生物表面，包括作为表层设置在传感器上的任何聚合物组合物，其中所述生物表面通过包括用式(I)或式(II)所示的交联剂交联至少两种亲水聚合物的方法制备，其中每个A是衍生自叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌或蒽酮的分解反应的连接原子。在一些实施方案中，交联包括连接原子在交联剂上的分解反应。在一些实施方案中，分解反应通过包括光催化的方法发生。在一些实施方案中，分解反应通过包括金属催化的方法发生。在一个或多个前述实施方案中，交联是光催化的。在一些实施方案中，光催化包括用例如紫外光(即，波长在紫外波长范围内的光)照射聚合物组合物。
在一些实施方案中，聚合物组合物和/或生物表面还包含共价连接的生物分子。在一些这样的实施方案中，共价连接的分子包括共价连接的生物分子，所述生物分子包括蛋白质、转录因子、核酸、脱氧核糖核酸、核糖核酸、多核苷酸、双链DNA(dsDNA)、单链DNA(ssDNA)、包含ssDNA和ssRNA的杂合双链多核苷酸、寡核苷酸、碳水化合物、激素、糖蛋白、免疫球蛋白、抗体或抗原结合抗体片段。
在一些这样的实施方案中，共价连接的分子是蛋白质。
在一些这样的实施方案中，共价连接的生物分子包括抗体、免疫球蛋白或抗原结合抗体片段。
在一些这样的实施方案中，共价连接的分子包含双链DNA(dsDNA)。
除了上述公开的核酸之外，术语“核酸”还指互补DNA(cDNA)、基因组DNA(gDNA)等，和/或信使核糖核酸(mRNA)、短抑制RNA(siRNA)、DNA或RNA类似物(例如含有碱基类似物、糖类似物和/或非天然骨架等)、RNA/DNA杂交体和聚酰胺核酸(PNA)等、和他们的组合。核酸可以是单链或双链的。在一些实施方案中，核酸是引物。在一些实施方案中，核酸是靶核酸。靶核酸通常是目的核酸。
在一个或多个前述实施方案中，PEG聚合物还包括一个或两个末端N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)基团。
在一个或多个前述实施方案中，在溶剂中提供至少两种亲水聚合物中的至少一种。在一个或多个前述实施方案中，在溶剂中提供PEG聚合物和/或PHEMA聚合物。在一个或多个前述实施方案中，溶剂是异丙醇、水或其混合物。
在一些实施方案中，提供了在传感器上形成生物表面的方法，包括用至少两种亲水聚合物和本文公开的交联剂涂覆传感器。在一些实施方案中，方法包括在传感器上形成生物表面，包括用选自聚乙二醇(PEG)聚合物、纤维素、淀粉、几丁质和藻酸盐以及葡聚糖中的至少一种亲水聚合物和至少一种聚甲基丙烯酸2-羟乙酯(PHEMA)聚合物涂覆传感器。在一些实施方案中，一种亲水性聚合物包括PEG聚合物，并且所述至少两种亲水性聚合物中的另一种包括PHEMA聚合物。
在一些实施例中，提供了在传感器上形成生物表面的方法，包括用至少两种亲水聚合物和式(I)或式(II)所示的交联剂涂覆传感器。
在一些实施方案中，亲水聚合物和交联剂在溶剂中混合在一起，并且各自的涂覆步骤是同时进行的。在一些实施方案中，亲水聚合物和交联剂各自在单独的溶剂中提供，并且各自的涂覆步骤依次进行。在一个或多个前述实施方案中，溶剂选自异丙醇、水及其混合物。在一些实施方案中，可以使用其它溶剂，例如甲醇、丙酮。在一些实施方案中，一种或多种亲水聚合物和交联剂以诸如粉末形式的固体提供，并溶解在溶剂中。
在一些实施方案中，首先将一种亲水聚合物涂覆在传感器上，然后涂覆交联剂，随后涂覆另一种亲水聚合物。在一些实施方案中，首先在传感器上涂覆PEG聚合物，然后涂覆交联剂，随后涂覆PHEMA聚合物。在一些实施方案中，首先在传感器上涂覆PHEMA聚合物，然后涂覆交联剂，随后涂覆PEG聚合物。在一些实施方案中，首先在传感器上涂覆PEG聚合物，然后涂覆交联剂，随后涂覆PHEMA聚合物。在一些实施例中，传感器的涂覆可以通过上述的任何组合或顺序来执行。
在一些实施方案中，涂覆步骤包括微印刷。作为非限制性实例，传感器或其它基底可通过非接触式毛细管分配或接触式印刷来涂覆PEG聚合物、PHEMA聚合物和/或交联剂。组分的厚度可以通过来自分配毛细管的液滴数量和/或液滴体积来控制。
在一些实施方案中，涂覆步骤包括浸涂。作为非限制性实例，可将传感器或其它基底浸入任何或所有PEG聚合物、PHEMA聚合物和/或交联剂的容器中。将所需的传感器区域或表面浸入这些组分的溶液中，然后去除。可以通过浸渍和去除过程的速度来控制厚度。
在一些实施方案中，涂覆步骤包括旋涂。作为非限制性实例，可通过将传感器或基底附接到旋转涂覆机上，借助于真空抽吸或其它固定装置，将PEG聚合物、PHEMA聚合物和/或交联剂中的任何或全部沉积到传感器或其它基底上。在沉积聚合物组合物组分的同时旋转传感器或基底。沉积的厚度可以通过旋转的速度和时间以及聚合物组合物组分的体积来控制。
在一些实施方案中，涂覆步骤包括气雾喷涂。作为非限制性实例，气雾喷涂设备可装载任何或所有的PEG聚合物、PHEMA聚合物和/或交联剂，并用于涂覆传感器或其它基底。
在一些实施方案中，例如，当顺序加入单独的聚合物组合物组分时，可以对每种聚合物和/或交联剂采用上述涂覆技术的任何组合。
在一些实施方案中，涂覆后，聚合物组合物可以被交联。在一些实施方案中，交联是光催化的。在一个或多个前述实施方案中，交联是金属催化的。在一个或多个前述实施方案中，光催化交联可以使用紫外辐射。交联后，可用异丙醇、水或其混合物等溶剂洗涤表面。
在一个或多个前述实施方案中，方法可以进一步包括连接生物分子以形成生物表面。
在一个或多个前述实施方案中，形成的生物表面的厚度可以从大约5纳米至大约5微米不等。
实施例
实施例1：生物表面制备
制备了五种聚合物组合物。使用7.5mg/ml分子量约为22,000道尔顿(Da)的PHEMA、5mg/ml分子量约为600Da的聚乙二醇(PEG)-N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)以及分别为0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL或0.5mg/mL的二硫双(叠氮苯)制备每种聚合物组合物。在异丙醇中制备每种聚合物组合物。因此，如上所述，每种聚合物溶液的不同之处仅在于二硫双(叠氮苯)的浓度。
通过将每张载玻片浸入在步骤1中制备的聚合物组合物中的一种之中，五张载玻片中的每张都被浸涂，使得从五种聚合物组合物的每一种制备一张浸涂的载玻片。将每张载玻片以5毫米/秒的速度浸入各自的聚合物组合物中，并以2毫米/秒的速度从聚合物组合物中取出。
然后，通过将浸涂载玻片暴露于峰值波长为365纳米、强度为70mW/cm2的UV-A光下90秒，使每张浸涂载玻片固化。
然后，先用水清洗每个固化的载玻片，随后用异丙醇清洗，之后再次用水清洗。然后用氮气干燥每张固化的载玻片。
将具有位于寡核苷酸(Cy3-DNA-NH2)的5'和3'末端的花青(cyanine)3和氨基的DNA寡核苷酸印刷到每张固化载玻片的表面上。然后将印刷的载玻片在室温和50％相对湿度下培养2小时，从而干燥并固定每张印刷的载玻片。
干燥并固定每张印刷的载玻片后，用SSC缓冲液洗涤每张载玻片以除去未结合的Cy3-DNA-NH2，然后用水冲洗，最后干燥。
实施例2：生物表面性能结果
使用GenePix
Figure BDA0003821850480000241
Professional 4200A微阵列扫描仪对每张生物表面载玻片进行扫描和分析。图2A中描述的结果表明，如上所述制备的每个生物表面产生约1000至约12000的可检测荧光信号。使用0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL和0.5mg/mL二硫双(叠氮苯)制备的生物表面载玻片产生的荧光信号分别约为900、1000、12000、6000和3000。图2B中描绘了如上所述使用0.2mg/mL二硫双(叠氮苯)制备的载玻片生物表面的荧光微阵列图像。
应当理解，本文公开的所有实施方案可以以任何方式组合以实施检测分析物的方法，并且这种方法可以使用本文公开的描述各种***组件的实施方案的任何组合来执行。
虽然在上述说明性实施方案中已经阐明了本公开的原理，但对于本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对在本公开的实践中使用的结构、布置、比例、元件、材料和组分进行各种修改。
由此可见，本公开的特征已经被充分且有效地实现。然而，应认识到，为了说明本公开的功能和结构原理，已经示出和描述了前述优选的具体实施方案，并且在不脱离这些原理的情况下可以进行改变。因此，本公开包括涵盖以下权利要求的精神和范围的所有修改。

Claims (63)

1.一种聚合物组合物，包括：
选自聚乙二醇(PEG)聚合物、多糖和聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物的至少两种亲水聚合物；和交联至少两种亲水聚合物的交联剂。
2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括：
选自聚乙二醇(PEG)聚合物、纤维素、淀粉、几丁质、藻酸盐、葡聚糖、和聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物的至少两种亲水聚合物；以及
交联所述至少两种亲水聚合物的交联剂。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括：
PEG聚合物，其中所述PEG聚合物的分子量为：约100Da至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da、或约200Da至约600Da；
聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物；和
交联所述PEG聚合物和所述PHEMA聚合物的交联剂。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括：
聚乙二醇(PEG)聚合物和交联所述聚乙二醇聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂，其中所述PEG聚合物用选自醛、炔烃、胺、叠氮基、生物素、羧酸、羟基、马来酰亚胺、环氧基、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、邻二硫吡啶(OPSS)、磺酸基、甲苯磺酸基(tosyl)、甲磺酸基(mesyl)、2,2,2-三氟乙磺酸基(tresyl)和巯基中的一种或多种官能团衍生。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚乙二醇(PEG)聚合物用一种或多种N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括：
聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和交联所述PEG聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂，其中所述PHEMA聚合物的分子量范围为：约2,000道尔顿(Da)至约1,000,000Da、约4,000Da至约950,000Da、约6,000Da至约900,000Da、约8,000Da至约850,000Da、约10,000Da至约800,000Da、约12,000Da至约750,000Da、约14,000Da至约700,000Da、约16,000Da至约650,000Da、约16,000Da至约600,000Da、约16,000Da至约550,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约450,000Da、约16,000Da至约400,000Da、约16,000Da至约350,000Da、约16,000Da至约300,000Da、约16,000道尔顿至约250,000Da、约16,000Da至约200,000Da、16,000Da至约150,000Da、约16,000Da至约100,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约45,000Da、约16,000Da至约40,000Da、约16,000Da至约35,000Da、约16,000Da至约30,000Da、约16,000道尔顿至约25,000Da、约16,000Da至约22,000Da、约18,000Da至约22,000Da、或约18,000道尔顿至约20,000Da。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括：
聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和交联所述PEG聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂，其中所述PEG聚合物用选自醛、炔烃、胺、叠氮基、生物素、羧酸、羟基、马来酰亚胺、环氧基、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、邻二硫吡啶(OPSS)、磺酸基、甲苯磺酸基(tosyl)、甲磺酸基(mesyl)、2,2,2-三氟乙磺酸基(tresyl)和巯基中的一种或多种官能团衍生，并且其中所述衍生的PEG聚合物具有的分子量为：约100道尔顿(Da)至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da、或约200Da至约600Da；其中所述PHEMA聚合物的分子量范围为：约2,000道尔顿(Da)至约1,000,000Da、约4,000Da至约950,000Da、约6,000Da至约900,000Da、约8,000Da至约850,000Da、约10,000Da至约800,000Da、约12,000Da至约750,000Da、约14,000Da至约700,000Da、约16,000Da至约650,000Da、约16,000Da至约600,000Da、约16,000Da至约550,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约450,000Da、约16,000Da至约400,000Da、约16,000Da至约350,000Da、约16,000Da至约300,000Da、约16,000道尔顿至约250,000Da、约16,000Da至约200,000Da、16,000Da至约150,000Da、约16,000Da至约100,000Da、约16,000道尔顿至约500,000Da、约16,000Da至约45,000Da、约16,000Da至约40,000Da、约16,000Da至约35,000Da、约16,000Da至约30,000Da、约16,000道尔顿至约25,000Da、约16,000Da至约22,000Da、约18,000Da至约22,000Da、或约18,000道尔顿至约20,000Da。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括：
聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物和交联所述PEG聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂；其中所述PEG聚合物用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生，并且其中所述衍生的PEG聚合物的分子量为：约100道尔顿(Da)至约50,000Da、约100Da至约45,000Da、约100Da至约40,000Da、约100Da至约35,000Da、约100Da至约30,000Da、约100Da至约25,000Da、约100Da至约20,000Da、约100Da至约15,000Da、约100Da至约10,000Da、约100Da至约8,000Da、约100Da至约6,000Da、约100Da至约4,000Da、约100Da至约2,000Da、约100Da至约1,000Da、约100Da至约900Da、约100Da至约800Da、约100Da至约700Da、约150Da至约700Da、约200Da至约700Da、或约200Da至约600Da；其中所述PHEMA聚合物的分子量范围为：约2,000道尔顿(Da)至约100,000Da、约4,000Da至约95,000Da、约6,000Da至约90,000Da、约8,000Da至约85,000Da、约10,000Da至约80,000Da、约12,000Da至约75,000Da、约14,000Da至约70,000Da、约16,000Da至约65,000Da、约16,000Da至约65,000Da、约16,000Da至约60,000Da、约16,000道尔顿至约55,000Da、约16,000Da至约50,000Da、约16,000Da至约45,000Da、约16,000Da至约40,000Da、约16,000Da至约35,000Da、约16,000道尔顿至约30,000Da、约16,000Da至约25,000Da、约18,000Da至约22,000Da、或约18,000道尔顿至约20,000Da。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括聚乙二醇(PEG)聚合物，其中所述PEG聚合物用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生，并且其中所述衍生的PEG聚合物具有约600Da的分子量；聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物，其中所述PHEMA聚合物具有约20,000Da的分子量；和交联所述聚乙二醇聚合物及所述PHEMA聚合物的交联剂。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的聚合物组合物，其中所述交联剂如式(I)所示：
PA-L-PA (I)
其中每个PA独立地选自光活化基团或金属活化基团，并且L是连接基团。
11.根据权利要求10所述的聚合物组合物，其中每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的聚合物组合物，其中每个PA独立地包含叠氮基(-N3)或重氮基(-N2)。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的聚合物组合物，其中L包括至少一个Y和一个或多个X，其中：
a)至少一个Y的每一个独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；和
b)每个X独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的聚合物组合物，其中所述交联剂如式(II)所示：
PA-Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2-PA (II)
其中每个PA为光活化基团或金属活化基团，Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2为连接基团。
15.根据权利要求14所述的聚合物组合物，其中每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的聚合物组合物，其中每个PA独立地包含叠氮基(-N3)或重氮基(-N2)。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的聚合物组合物，其中：
a)Y、Y1和Y2各自独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；和
b)X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9各自独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的聚合物组合物，其中所述交联剂包括双[2-(4-叠氮基水杨酰胺基)乙基]二硫或二硫双(叠氮苯)。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的聚合物组合物，其中所述至少两种亲水聚合物中的至少一种包括支链聚乙二醇(PEG)聚合物。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的聚合物组合物，其中所述至少两种亲水聚合物中的至少一种包括4-臂PEG、8-臂PEG、4-臂PEG-OH、8-臂PEG-OH、4-臂PEG-丙烯酸酯、8-臂PEG-丙烯酸酯、4-臂PEG-丙烯酰胺、8-臂PEG-丙烯酰胺、4-臂PEG-胺、8-臂PEG-胺、4-臂PEG-巯基、8-臂PEG-巯基、4-臂PEG马来酰亚胺、8-臂PEG马来酰亚胺、4-臂PEG-琥珀酰亚胺羧甲基酯(NHS)、8-臂PEG-琥珀酰亚胺羧甲基酯-(NHS)、4-臂PEG-琥珀酰亚胺戊二酸酯、8-臂PEG-琥珀酰亚胺戊二酸酯、4-臂PEG-琥珀酸琥珀酰亚胺酯、8-臂PEG-琥珀酸琥珀酰亚胺酯、4-臂PEG-戊二酰胺琥珀酰亚胺酯、8-臂PEG-戊二酰胺琥珀酰亚胺酯、4臂-PEG-琥珀酰亚胺琥珀酰亚胺酯、8臂-PEG-琥珀酰亚胺琥珀酰亚胺酯、4臂-PEG-环氧化物、8臂-PEG-环氧化物、4-臂PEG 4-硝基苯基碳酸酯(NPC)、8-臂PEG 4-硝基苯基碳酸酯(NPC)、4-臂PEG-乙酸、8-臂PEG-乙酸、4-臂PEG-戊二酸、8-臂PEG-戊二酸、4-臂PEG-琥珀酸、8-臂PEG-琥珀酸、4-臂PEG-戊二酰亚胺酸、8-臂PEG-戊二酰亚胺酸、4-臂PEG-琥珀酰亚胺酸、8-臂PEG-琥珀酰亚胺酸、4-臂PEG-叠氮化物、8-臂PEG-叠氮化物、4-臂PEG-炔烃或8-臂PEG-炔烃。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物还包括共价连接的生物分子。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物还包括共价连接的生物分子，所述生物分子包括蛋白质、转录因子、核酸、脱氧核糖核酸、核糖核酸、多核苷酸、双链DNA(dsDNA)、单链DNA(ssDNA)、包含ssDNA和ssRNA的杂交双链多核苷酸、寡核苷酸、碳水化合物、激素、糖蛋白、免疫球蛋白、抗体或抗原结合抗体片段。
23.根据权利要求21或22所述的聚合物组合物，其中所述共价连接的生物分子包括双链DNA(dsDNA)。
24.根据权利要求21或22所述的聚合物组合物，其中所述共价连接的生物分子包括蛋白质。
25.一种生物表面，包括作为表层设置在传感器上的权利要求1-24中任一项的聚合物组合物，其中所述生物表面通过包括用交联剂交联所述聚合物组合物的至少两种亲水聚合物的方法制备。
26.一种包含权利要求1-24中任一项的聚合物组合物的生物表面，其中所述生物表面通过交联所述至少两种亲水聚合物来制备，其中每个A是衍生自叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌或蒽酮的分解反应的连接原子。
27.一种制备权利要求1-24中任一项所述的聚合物组合物、或权利要求25或权利要求26所述的生物表面的方法，所述方法包括用所述聚合物组合物涂覆传感器和用所述交联剂交联所述至少两种亲水聚合物。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述交联包括光催化。
29.根据权利要求27或28所述的方法，其中所述交联包括金属催化。
30.根据权利要求1-29中任一项所述的方法，其中所述至少一种聚合物在溶剂中提供。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述溶剂是异丙醇、水或其混合物。
32.一种聚合物组合物，包括：聚乙二醇(PEG)聚合物、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEMA)聚合物；和如式(I)所示的交联剂：
PA-L-PA (I)
其中：
每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮；
L包括至少一个Y和一个或多个X，其中：
a)至少一个Y中的每一个独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；和
b)每个X独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。
33.根据权利要求32所述的聚合物组合物，其中所述交联剂如式(II)所示：
PA-Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2-PA (II)
其中每个PA为光活化基团或金属活化基团，Y1-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y2为连接基团，其中：
每个PA独立地包括叠氮基(-N3)、重氮基(-N2)、芳基叠氮基、酰基叠氮基、叠氮甲酸酯、磺酰基叠氮基、磷酰基叠氮基、重氮烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、重氮甲烷、脂肪族偶氮基、芳基酮、二苯甲酮、苯乙酮、蒽醌和蒽酮；
a)Y、Y1和Y2各自独立地选自：任选取代的二价亚烷基；任选取代的亚芳基；和任选取代的二价杂芳环部分；具有1至20个原子；亚烷基、-(CR2)p-，其中p是1-10、1-6或1-4的整数，并且其中R2独立地选自H和低级烷基、C1-C5烷基和C1-C3烷基；和/或具有4-20个碳原子的二价杂芳环，并含有至少一个选自氧、氮和硫的杂原子；和
b)X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9各自独立地选自亚烷基、-NR1-、-O-、-S-、-S-S-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-和键，其中R1独立地选自H和低级烷基。
34.根据权利要求32或权利要求33所述的聚合物组合物，其中所述PEG聚合物用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯衍生，并且其中所述衍生的PEG聚合物具有约600道尔顿的分子量。
35.根据权利要求32-34中任一项所述的聚合物组合物，其中所述PHEMA聚合物具有约20,000Da的分子量。
36.根据权利要求32-35中任一项所述的聚合物组合物，其中每个PA独立地包括叠氮基(-N3)或重氮基(-N2)。
37.根据权利要求32或权利要求36中任一项所述的聚合物组合物，其中所述交联剂包括双[2-(4-叠氮基水杨酰胺基)乙基]二硫或二硫双(叠氮苯)。
38.根据权利要求32或权利要求37中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物还包含共价连接的生物分子，所述生物分子包包括蛋白质、转录因子、核酸、脱氧核糖核酸、核糖核酸、多核苷酸、双链DNA(dsDNA)、单链DNA(ssDNA)、包含ssDNA和ssRNA的杂交双链多核苷酸、寡核苷酸、碳水化合物、激素、糖蛋白、免疫球蛋白、抗体或抗原结合抗体片段。
39.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中所述共价连接的生物分子包括双链DNA(dsDNA)。
40.根据权利要求38或权利要求40所述的聚合物组合物，其中所述共价连接的生物分子包括蛋白质。
41.一种生物表面，包括作为表层设置在传感器上的权利要求32-40中任一项的聚合物组合物，其中所述生物表面通过包括用交联剂交联PEG聚合物和PHEMA聚合物的方法制备。
42.一种制备权利要求32-40中任一项所述的聚合物组合物或权利要求41所述的生物表面的方法，所述方法包括用所述聚合物组合物涂覆传感器，和用所述交联剂交联所述PEG聚合物和所述PHEMA聚合物。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述PEG聚合物在溶剂中提供。
44.根据权利要求42或权利要求43所述的方法，其中所述PHEMA聚合物在溶剂中提供。
45.根据权利要求42-44中任一项所述的方法，其中所述交联剂在溶剂中提供。
46.根据权利要求27-31和42-45中任一项所述的方法，其中所述聚合物和所述交联剂在溶剂中混合在一起，并且各自的涂覆步骤同时进行。
47.根据权利要求27-31和42-46中任一项所述的方法，其中，每种聚合物和交联剂在单独的溶剂中提供，并且依次进行每种聚合物和交联剂的涂覆步骤。
48.根据权利要求30、31和42-47中任一项所述的方法，其中所述溶剂选自异丙醇、水及其混合物。
49.一种在传感器上形成生物表面的方法，所述方法包括：
用权利要求1-48中任一项的聚合物组合物涂覆传感器；和
用交联剂交联聚合物。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述涂覆步骤包括微印刷。
51.根据权利要求49或权利要求50所述的方法，其中所述涂覆步骤包括浸涂。
52.根据权利要求49或权利要求50所述的方法，其中所述涂覆步骤包括旋涂。
53.根据权利要求49或权利要求50所述的方法，其中所述涂覆步骤包括气雾喷涂。
54.根据权利要求42-53中任一项所述的方法，其中所述交联包括光催化。
55.根据权利要求42-54中任一项所述的方法，其中所述交联包括金属光催化。
56.根据权利要求42-55中任一项所述的方法，进一步包括连接生物分子，所述生物分子包括蛋白质、转录因子、核酸、脱氧核糖核酸、核糖核酸、多核苷酸、双链DNA(dsDNA)、单链DNA(ssDNA)、包含ssDNA和ssRNA的杂交双链多核苷酸、寡核苷酸、碳水化合物、激素、糖蛋白、免疫球蛋白、抗体或抗原结合抗体片段。
57.根据权利要求56所述的方法，其中所述共价连接的生物分子包括双链DNA(dsDNA)。
58.根据权利要求56或权利要求57所述的方法，其中所述共价连接的生物分子包括蛋白质。
59.根据权利要求57-59中任一项所述的方法，其中所述共价连接的生物分子包括抗体、免疫球蛋白或抗原结合抗体片段。
60.根据权利要求22、24、38和40中任一项所述的聚合物组合物，其中所述共价连接的生物分子包括抗体、免疫球蛋白或抗原结合抗体片段。
61.根据权利要求1-24和32-40中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
62.根据权利要求25、26和41中任一项所述的生物表面，其中所述生物表面不包括PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
63.根据权利要求27-31和42-59中任一项所述的方法，其中所述聚合物组合物不包含PEG聚合物和PHEMA聚合物的嵌段共聚物。
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