專利名稱：整合了光敏引發(fā)劑的聚(二甲基硅氧烷)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開(kāi)了表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)及其制備方法。本文所公開(kāi)的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)適用于一般的微流體領(lǐng)域、生物MEMS(生物微電子機(jī)械系統(tǒng))、軟刻蝕以及其它相關(guān)的生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)由于具有許多有利的特性而可選用于廣泛的應(yīng)用中(Whitesides，G.M.Nature 2006，442，368-3731；Psaltis，D.；et al.Nature 2006，442，381-386；El-Ali，J.；et al.Nature 2006，442，403-411)。這些特性包括化學(xué)惰性、無(wú)毒性、易于處理以及商業(yè)可獲得性。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了PDMS表面改性策略，例如物理吸附和化學(xué)偶聯(lián)。分別通過(guò)疏水力和靜電力的驅(qū)動(dòng)將材料例如表面活性劑(Huang，B.；et al.Science 2007，315，81-84)和聚電解質(zhì)(Liu，Y.；et al.Anal.Chem.2000，72，5939-5944)物理吸附到PDMS表面上?；瘜W(xué)偶聯(lián)是穩(wěn)定的，但是通常涉及對(duì)PDMS表面進(jìn)行高能轟擊(即等離子體)(Donzel，C.；et al.Adv.Mater.2001，13，1164)。許多問(wèn)題與化學(xué)偶聯(lián)相關(guān)(1)等離子體處理容易，但是不持久(Olah，A.；et al.Appl.Surf.Sci.2005，239，410-423)，(2)高能轟擊傾向于損害PDMS并且僅僅適用于平坦的表面，因?yàn)槠浯┩干疃扔邢?，以?3)“接枝”策略中的濃度梯度阻礙厚的致密膜的制備(Ma，H.；et al.Adv.Funct.Mater.2005，16，640-648)。
概述 作為開(kāi)發(fā)新材料的一種替代方法是對(duì)PDMS的表面進(jìn)行改性。然而，進(jìn)行這樣的方法的條件是表面改性的PDMS將理想地保留未改性的PDMS的所期望的整體性質(zhì)。最近，馬等人報(bào)道了基于商用材料對(duì)PDMS進(jìn)行持久的官能化表面改性的簡(jiǎn)單方法(Wu，Y.；et al.J.Am.Chem.Soc.2007，129，7226-7227)。對(duì)由iPDMS的表面引發(fā)的聚合的進(jìn)一步研究證實(shí)了持久的官能化表面涂層被成功地固定。然而，該方法不能提供選擇性(立體地)改性/官能化iPDMS表面的方式，而這又是iPDMS用于微流體領(lǐng)域、生物MEMS、軟刻蝕以及其它相關(guān)的生物技術(shù)領(lǐng)域中的多種應(yīng)用中的關(guān)鍵。本文公開(kāi)了表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)及其制備方法。本文所公開(kāi)的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)適用于一般的微流體領(lǐng)域、生物MEMS(生物微電子機(jī)械系統(tǒng))、軟刻蝕以及其它相關(guān)的生物技術(shù)領(lǐng)域。
本文公開(kāi)了式I化合物
其中 R1是氫或甲基； R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基； X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及 L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及 R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；被Ｑ趸?、羧基、羧酸酯(carboxyl ester)、碳酸酯、氨基磺酰基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，化合物具有式II
本文還公開(kāi)了表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其包含具有被引入其中的式III化合物的聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底
其中 R1是氫或甲基； R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基； X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及 L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及 R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；被Ｑ趸?、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺酰基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基。
在一些實(shí)施方案中，以約11∶0.5至約11∶10-3的比例將化合物引入到所述表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)中。所述化合物的濃度可以根據(jù)應(yīng)用而變化，前提是表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)具有與未官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)相似的物理性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，接觸角為約0至約155度。
本文公開(kāi)了制備表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底的方法，其包括在聚合條件下使單體混合物與式I化合物接觸，以提供官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底
其中 R1是氫或甲基； R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基； X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及 L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及 R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基酰基、氨基酰氧基、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺?；?C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基。
本文還公開(kāi)了制備表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底的方法，其包括在聚合條件下使單體混合物與式II化合物接觸
在一些實(shí)施方案中，表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的表面上還包含至少一個(gè)凹陷。這可以通過(guò)利用多種已知方法(例如標(biāo)準(zhǔn)的軟刻蝕)或者利用模具來(lái)實(shí)現(xiàn)。預(yù)計(jì)可以以任何理論大小或形狀來(lái)制備表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，只要聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的整體性質(zhì)基本上不受影響即可。在一個(gè)實(shí)施方案中，表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)是微流體裝置。
本文公開(kāi)了制備微流體裝置的方法，其包括 1)提供具有被引入其中的式III化合物的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底
其中 R1是氫或甲基； R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基； X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及 L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及 R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；被Ｑ趸?、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺?；?、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基； 2)將光掩模施用于所述官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底的表面；以及 3)以約150nm至約400nm的波長(zhǎng)進(jìn)行輻射，以制備微流體裝置。
預(yù)計(jì)本文公開(kāi)的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)可用于其中使用標(biāo)準(zhǔn)PDMS的所有應(yīng)用中。例如，這些應(yīng)用包括但不限于制備微流體裝置、生物MEMS、微電子器件、生物技術(shù)、微反應(yīng)器、微傳感器、微分析儀、微光學(xué)元件以及用在研究中。
前述概述僅僅是示例性的，并非意在以任何方式限制。除了上述示例性的方面、實(shí)施方案和特征以外，其它方面、實(shí)施方案和特征將通過(guò)附圖和下述詳細(xì)描述而變得明顯。



圖1是通過(guò)光刻法在表面官能化的PDMS的表面上形成圖案的一個(gè)示例性實(shí)施方案的示意圖。
圖2是利用官能化單體在表面官能化的PDMS的表面上形成官能化聚合物的一個(gè)示例性實(shí)施方案的示意圖。
圖3顯示暴露于UV輻射之前(左側(cè)峰)和暴露于UV輻射之后(右側(cè)峰)的氮信號(hào)位移，確證了化合物II的分解。
詳述 在下面的詳細(xì)描述中，參考了構(gòu)成其一部分的附圖。在附圖中，類似的符號(hào)通常表示類似的組成部分，除非上下文另有說(shuō)明。詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求書(shū)中描述的例示說(shuō)明性實(shí)施方式不意在限定。在不偏離本文所述的主題的精神或范圍的情況下，可以采用其他實(shí)施方式，并且可以做出其他變化。
縮寫(xiě)和定義 除非另外指明，所有溫度均以攝氏度(℃)計(jì)。另外，在這些實(shí)施例中和其它地方，縮寫(xiě)具有下述含義 表1縮略表 縮寫(xiě) 術(shù)語(yǔ) MPa 兆帕 PDMS 聚二甲基硅氧烷 M 摩爾/升 mg毫克 mmol 毫摩爾 mL毫升 ppm 百萬(wàn)分比 TMS 三甲基硅烷 δ化學(xué)位移 NMR 核磁共振 v/v 體積/體積 N 當(dāng)量濃度 UV紫外 HMPA 六甲基磷酰胺 XPS X射線光電子譜 DMAP 4-二甲氨基吡啶 DCC 二環(huán)己基碳二亞胺 eV電子伏特 nm納米 生物MEMS 生物微電子機(jī)械系統(tǒng) 本文所用的某些術(shù)語(yǔ)可具有下述限定的含義。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“包含”意指所述組合物和方法包括所列舉的要素，但是不排除其它的要素。當(dāng)“基本上由……組成”用于限定組合物和方法時(shí)，意指當(dāng)用于所期望的目的時(shí)排除對(duì)于組合而言具有任何本質(zhì)重要性的其它要素。因此，基本上由本文所限定的要素所組成的組合物將不排除痕量雜質(zhì)或惰性載體?！坝伞M成”將意指排除大于痕量的其它成分的要素以及用于制備微流體裝置的實(shí)質(zhì)上的方法步驟。由這些連接詞中的每一種所限定的實(shí)施方案均落在本技術(shù)的范圍內(nèi)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底”指由至少一種二甲基硅氧烷單體構(gòu)成的固體聚二甲基硅氧烷(PDMS)聚合物。在一些情形下，至少兩種二甲基硅氧烷單體用于制備聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底。在一些情形下，單體包括具有足夠數(shù)量乙烯基的聚(二甲基硅氧烷)和具有足夠數(shù)量Si-H基團(tuán)的含有硅烷的單體，使得所述含有硅烷的單體與所述聚(二甲基硅氧烷)上的至少一個(gè)乙烯基形成一個(gè)以上的共價(jià)鍵，并且所得聚合物基底的密度是約1g mL-1。所述單體混合物可包含另外的成分，例如其它單體或催化劑(例如鉑)。各種單體混合物可商業(yè)購(gòu)得，包括例如Sylgard

184(Dow Corning公司，米德蘭，密歇根州，美國(guó))、RTV 615(Sil-Mid limited，Coleshill，西米德蘭，英國(guó))以及ELASTOSiL

RT 601(Wacker Chemie AG，圣何塞，加利福尼亞，美國(guó))。本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地確定聚合物基底的大小。預(yù)計(jì)聚合物基底的大小不受聚合物的任何物理特性的限制。此外，可使用模具限定聚合物基底的形狀。這些模具是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。
術(shù)語(yǔ)“預(yù)聚物”指能進(jìn)一步聚合的反應(yīng)性的低分子量大分子或低聚物。預(yù)聚物的實(shí)例包括但不限于例如聚(二甲基-甲基乙烯基硅氧烷)預(yù)聚物和聚(二甲基-甲基氫硅氧烷)前體。術(shù)語(yǔ)“聚(二甲基甲基氫硅氧烷)前體”指能進(jìn)一步聚合的反應(yīng)性的二甲基甲基氫硅氧烷的低分子量大分子或低聚物。這些預(yù)聚物或單體的聚合可通過(guò)例如自由基聚合、金屬催化聚合、加熱或其組合來(lái)完成。在一些實(shí)施方案中，利用金屬催化聚合和加熱二者來(lái)完成聚合。
術(shù)語(yǔ)“單體”具有化學(xué)領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的含義。換句話說(shuō)，單體是能形成其自身重復(fù)單元的大分子(即聚合物)的化合物。術(shù)語(yǔ)“單體”還旨在包括由一個(gè)以上的單體單元組成的能進(jìn)一步聚合的“低聚物”。“單體混合物”指能在聚合條件下聚合的兩種或更多種不同單體的混合物。在一些實(shí)施方案中，單體混合物包含聚(二甲基-甲基乙烯基硅氧烷)預(yù)聚物和聚(二甲基-甲基氫硅氧烷)前體。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“接觸角”指液體界面與固體表面接觸時(shí)的角。在許多親水表面上，水滴會(huì)表現(xiàn)出0度至30度的接觸角。如果固體表面是疏水性的，接觸角將大于90度。在一些實(shí)施方案中，表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的接觸角從約0度至約155度。在一個(gè)實(shí)施方案中，接觸角從約10至約145度；或者作為替代方案，從約20至約135度；或者作為替代方案，從約30至約135度；或者作為替代方案，從約50至約135度；或者作為替代方案，從約60至約135度；或者作為替代方案，從約70至約135度；或者作為替代方案，從約80至約135度；或者作為替代方案，從約90至約120度；或者作為替代方案，從約100至約120度。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述接觸角是約114度。
術(shù)語(yǔ)“鍵合”指化學(xué)鍵。多種類型的化學(xué)鍵可單獨(dú)或組合地用于本文公開(kāi)的方法中。鍵的實(shí)例包括共價(jià)鍵、極性共價(jià)鍵、離子鍵和氫鍵。
術(shù)語(yǔ)“反應(yīng)條件”指包括溶劑(如果需要的話)、時(shí)間、溫度、壓力、濃度等的條件。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的是反應(yīng)條件可根據(jù)在進(jìn)行的反應(yīng)的成分而變化。
術(shù)語(yǔ)“凹陷”指表面上的凹坑或切口。本文所公開(kāi)的凹陷可以具有任何可能的形狀、大小或設(shè)計(jì)。在一些實(shí)施方案中，所述凹陷是微流體通道。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述凹陷是孔(well)?？衫枚喾N已知的方法(例如光刻法、軟刻蝕、各向同性蝕刻或各向異性蝕刻)或利用模具提供所述凹陷。這些技術(shù)是本領(lǐng)域中熟知的(Xia，et al.，Angew.Chem.Int.Ed.，1998，37，550-575)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“烷基”指具有1至10個(gè)碳原子的飽和單價(jià)烴基。該術(shù)語(yǔ)的實(shí)例為基團(tuán)例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基等。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“烯基”指優(yōu)選具有2至8個(gè)碳原子且具有1至2個(gè)烯基不飽和位點(diǎn)的烴基。術(shù)語(yǔ)“末端烯基”指其中烯基不飽和位點(diǎn)在碳鏈末端的烯基基團(tuán)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“鹵代烷基”指如上文所定義的烷基，其中一個(gè)或多個(gè)氫被鹵素取代。該術(shù)語(yǔ)的實(shí)例為基團(tuán)例如溴代甲基、三氟甲基等。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“環(huán)烷基”指飽和或不飽和的但是非芳香族的具有3至10個(gè)碳原子且具有一個(gè)或多個(gè)環(huán)的環(huán)狀烷基，包括例如金剛烷基、環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)辛基、環(huán)己烯基等。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“芳基”指具有6至14個(gè)碳原子且具有單個(gè)環(huán)(例如苯基)或多個(gè)稠環(huán)(例如萘基或蒽基)的單價(jià)芳香族碳環(huán)基團(tuán)，其中稠環(huán)可以是芳香族的或者可以不是芳香族的(例如2-苯并噁唑啉酮、2H-1，4-苯并噁嗪-3(4H)-酮-7-基等)，前提是連接點(diǎn)是芳基。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“雜環(huán)烷基”和“雜環(huán)”指具有1至10個(gè)碳原子的單個(gè)環(huán)或多個(gè)稠環(huán)的且環(huán)內(nèi)具有1至4個(gè)選自氮、硫或氧的雜原子的飽和或不飽和(但不是芳香族的)基團(tuán)，其中在稠環(huán)體系中，一個(gè)或多個(gè)環(huán)可以是芳基或雜芳基，前提是連接點(diǎn)在雜環(huán)處。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“雜芳基”指具有1至15個(gè)碳原子(優(yōu)選具有1至10個(gè)碳原子)且環(huán)內(nèi)具有1至4個(gè)選自氧、氮和硫的雜原子的芳香環(huán)。如果連接點(diǎn)通過(guò)含有所述雜原子的環(huán)并且所述環(huán)是芳香族的，則這些雜芳基可具有單個(gè)環(huán)(例如吡啶基、呋喃基、三唑或噻吩基)或多個(gè)稠環(huán)(例如吲嗪基或苯并噻吩基)。氮和/或硫環(huán)原子可任選地被氧化以提供N-氧化物或亞砜以及砜衍生物。雜芳基的實(shí)例包括但不限于吡啶基、吡咯基、吲哚基、苯硫基、噻吩基、三唑、四唑和呋喃基。
雜環(huán)和雜芳基的實(shí)例包括但不限于氮雜環(huán)丁烷、吡咯、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、吲嗪、異吲哚、吲哚、二氫吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、異喹啉、喹啉、酞嗪、萘基吡啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、咔唑、咔啉、菲啶、吖啶、菲咯啉、異噻唑、吩嗪、異噁唑、吩噁嗪、吩噻嗪、咪唑烷、咪唑啉、哌啶、哌嗪、二氫吲哚、鄰苯二甲酰亞胺、1，2，3，4-四氫異喹啉、4，5，6，7-四氫苯并[b]噻吩、噻唑、噻唑烷、噻吩、苯并[b]噻吩、嗎啉基、硫代嗎啉基(thiomorpholinyl)(也稱為thiamorpholinyl)、三唑、四唑、哌啶基、吡咯烷、四氫呋喃基等。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“亞烷基”指直鏈或支鏈的二價(jià)飽和脂肪族烴基，其優(yōu)選具有1至5個(gè)碳原子，更優(yōu)選具有1至3個(gè)碳原子。該術(shù)語(yǔ)的實(shí)例為基團(tuán)例如亞甲基(-CH2-)、亞乙基(-CH2CH2-)、亞正丙基(-CH2CH2CH2-)、亞異丙基(-CH2CH(CH3)-)等?！?Cu-v)亞烷基”指具有u至v個(gè)碳原子的亞烷基。烷叉基或亞烷基包括支鏈和直鏈烴基。例如“(C1-6)亞烷基”意指包括亞甲基、亞乙基、亞丙基、2-甲基亞丙基、亞戊基等。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“亞芳基”指二價(jià)的如上定義的芳基。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“亞環(huán)烷基”指二價(jià)的如上定義的環(huán)烷基。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“亞雜環(huán)烷基”指二價(jià)的如上定義的雜環(huán)烷基。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“亞雜芳基”指二價(jià)的如上定義的雜芳基。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“鹵代”或“鹵素”指氟、氯、溴和碘。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“硝基”指-NO2基團(tuán)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“氰基”指-CN基團(tuán)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“羥基”指-OH基團(tuán)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“氨基”指-NH2基團(tuán)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“巰基(thio)”指-SH基團(tuán)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“氧代”指(＝O)或(-O-)原子。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“氨基?；敝?C(＝O)NRR基團(tuán)，其中每個(gè)R獨(dú)立地選自氫、烷基、芳基、環(huán)烷基、雜芳基和雜環(huán)烷基，其中R23和R24任選地與鍵合到其上的氮連接在一起形成雜環(huán)基，其中烷基、環(huán)烷基、芳基、雜芳基和雜環(huán)烷基如上文所定義。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“氨基酰氧基”指-O-C(＝O)NRR基團(tuán)，其中每個(gè)R獨(dú)立地選自氫、烷基、芳基、環(huán)烷基、雜芳基和雜環(huán)烷基，其中R23和R24任選地與鍵合到其上的氮連接在一起形成雜環(huán)基，其中烷基、環(huán)烷基、芳基、雜芳基和雜環(huán)烷基如上文定義。
術(shù)語(yǔ)“酰胺基”指-C(＝O)NR-烷基、-C(＝O)NR-環(huán)烷基、-C(＝O)NR-芳基、-C(＝O)NR-雜芳基、-C(＝O)NR-雜環(huán)，其中R是氫或烷基。
術(shù)語(yǔ)“α-鹵代酯”指-O-C(＝O)-鹵代烷基，其中至少一個(gè)鹵素在α-位上。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“羧基”指-COOH或其鹽。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“羧酸酯”指-C(＝O)-O-烷基、-C(＝O)-O-環(huán)烷基、-C(＝O)-O-芳基、-C(＝O)-O-雜芳基、-C(＝O)-O-雜環(huán)基團(tuán)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“碳酸酯”指-O-C(＝O)-O-烷基、-O-C(＝O)-O-環(huán)烷基、-O-C(＝O)-O-芳基、-O-C(＝O)-O-雜芳基、-O-C(＝O)-O-雜環(huán)基團(tuán)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“氨基磺?；敝窼O2NRR基團(tuán)，其中每個(gè)R獨(dú)立地選自氫、烷基、芳基、環(huán)烷基、雜芳基和雜環(huán)烷基，其中R23和R24任選地與鍵合到其上的氮連接在一起形成雜環(huán)基，其中烷基、環(huán)烷基、芳基、雜芳基和雜環(huán)烷基如上文所定義。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“烷氧基”指“烷基-O-”基團(tuán)，其中包括例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基等。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“芳氧基”指芳基-O-基團(tuán)，包括例如苯氧基、萘氧基等。
化合物 本文公開(kāi)了式I化合物
其中 R1是氫或甲基； R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基； X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及 L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及 R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基酰基、氨基酰氧基、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺酰基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R1是氫。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R2是被氧代和鹵素取代的烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，X是硝基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R1是氫；R2是被氧代和鹵素取代的烷基；X是硝基；L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
本文還公開(kāi)了式II化合物
化合物的合成 本文公開(kāi)的化合物可利用例如下述一般方法和步驟由容易得到的原料進(jìn)行制備。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)給定反應(yīng)條件(即反應(yīng)溫度、時(shí)間、反應(yīng)物的摩爾比、溶劑、壓力等)時(shí)，除非另外指明，還可以使用其它的處理?xiàng)l件。最佳反應(yīng)條件可根據(jù)所用的具體反應(yīng)物或溶劑而變化，但是這些條件可由本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)常規(guī)的優(yōu)化方法進(jìn)行確定。
此外，可能需要常用的保護(hù)基以防止某些官能團(tuán)進(jìn)行不期望的反應(yīng)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)來(lái)說(shuō)是明顯的。各種官能團(tuán)的合適保護(hù)基以及用于具體官能團(tuán)的保護(hù)和脫保護(hù)的合適條件是本領(lǐng)域熟知的。例如，多種保護(hù)基描述于T.W.Greene和G.M.Wuts(1999)ProtectingGroups in Organic Synthesis，3rd Edition，Wiley，New York以及其中引用的參考文獻(xiàn)中。
下述反應(yīng)的原料通常是已知的化合物或可通過(guò)已知的方法或?qū)ζ溥M(jìn)行明顯的改動(dòng)而制得。例如，許多原料可來(lái)自商業(yè)供應(yīng)商，例如Aldrich Chemical Co.(Milwaukee，Wisconsin，美國(guó))、Bachem(Torrance，California，美國(guó))、Emka-Chemce或Sigma(St.Louis，Missouri，美國(guó))。其它原料可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)參考書(shū)中所述的方法或?qū)ζ溥M(jìn)行明顯的改動(dòng)而制得，所述標(biāo)準(zhǔn)參考書(shū)例如有Fieser and Fieser′s Reagents for OrganicSynthesis，1-15卷(John Wiley，and Sons，1991)、Rodd′s Chemistry ofCarbon Compounds，1-5卷和Supplementals(Elsevier SciencePublishers，1989)、Organic Reactions，1-40卷(John Wiley，and Sons，1991)、March′s Advanced Organic Chemistry，(John Wiley，and Sons，第五版，2001)以及Larock′s Comprehensive Organic Transformations(VCH Publishers Inc.，1989)。
本文公開(kāi)的化合物可通過(guò)但不限于示于方案1中的合成方案進(jìn)行制備。在方案1中，取代基X、R1、R2、R10、L1和L2如本文所定義。
方案1
式I化合物可由化合物Ic和Id進(jìn)行制備，其中R10是離去基團(tuán)，例如甲磺?；螓u素?；衔颕c和Id在標(biāo)準(zhǔn)取代反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)以提供式I。在一些實(shí)施方案中，可能需要其它的試劑以提高某些原料的反應(yīng)性，例如偶聯(lián)劑比如二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)等。這些試劑通常是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并且通常是酸、堿、氧化劑、還原劑或溶劑(例如極性溶劑)。
化合物Ic可通過(guò)使化合物Ia和Ib在標(biāo)準(zhǔn)偶聯(lián)條件下進(jìn)行反應(yīng)而制備。首先在堿(例如二甲氨基吡啶)的存在下，用至少化學(xué)計(jì)量量、優(yōu)選稍微過(guò)量的偶聯(lián)劑(例如碳二亞胺)活化化合物Ia。
化合物Ib和Id可自商業(yè)來(lái)源購(gòu)得或利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法進(jìn)行合成。
表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS) 本文還公開(kāi)了表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其包含具有被引入其中的式III化合物的聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底
其中 R1是氫或甲基； R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基； X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及 L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及 R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；被Ｑ趸?、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺?；?C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R1是氫。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R2是被氧代和鹵素取代的烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，X是硝基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R1是氫；R2是被氧代和鹵素取代的烷基；X是硝基；L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
本文還公開(kāi)了表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其包含具有被引入其中的式IV化合物的聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底
在一個(gè)實(shí)施方案中，以約11∶0.5至約11∶10-3的比例將化合物引入到所述表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)中。所述引發(fā)劑的濃度可以根據(jù)應(yīng)用而變化，只要表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)具有與未官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)相似的物理性質(zhì)即可。在一個(gè)實(shí)施方案中，未官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的接觸角是約0至約155度。在一個(gè)實(shí)施方案中，接觸角為約0至約149度；或者作為替代方案，接觸角為約10至約145度；或者作為替代方案，從約20至約135度；或者作為替代方案，從約30至約135度；或者作為替代方案，從約50至約135度；或者作為替代方案，從約60至約135度；或者作為替代方案，從約70至約135度；或者作為替代方案，從約80至約135度；或者作為替代方案，從約90至約120度；或者作為替代方案，從約100至約120度。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述接觸角是約114度。
如圖1中所示，可利用UV光輻射和光掩模對(duì)表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)進(jìn)行圖案化。
表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的制備方法 本文公開(kāi)了制備表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底的方法，其包括在聚合條件下使單體混合物與式I化合物接觸
其中 R1是氫或甲基； R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基； X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及 L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及 R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；被Ｑ趸Ⅳ然?、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺?；?、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述聚合條件包括加熱。在一些情形下，聚合物基底在約80℃下固化約2小時(shí)。盡管單體混合物可在室溫(約25℃)下聚合約1天，但是較高的溫度例如該溫度可用來(lái)縮短聚合或固化時(shí)間。顯然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，所用的確切的聚合條件可主要根據(jù)給定的單體混合物的需要而進(jìn)行變化。對(duì)聚合條件的確定在本領(lǐng)域技術(shù)人員的技能之內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R1是氫。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R2是被氧代和鹵素取代的烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，X是硝基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R1是氫；R2是被氧代和鹵素取代的烷基；X是硝基；L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
本文還公開(kāi)了制備表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底的方法，其包括在聚合條件下使單體混合物與式II化合物接觸。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述單體混合物包含聚(二甲基甲基乙烯基硅氧烷)預(yù)聚物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述單體混合物還包含聚(二甲基-甲基氫硅氧烷)前體。在單體混合物包含聚(二甲基甲基乙烯基硅氧烷)預(yù)聚物和聚(二甲基甲基氫硅氧烷)前體的情形下，以約10∶1∶0.5至約10∶1∶10-3的比例引入所述化合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚(二甲基甲基乙烯基硅氧烷)預(yù)聚物和聚(二甲基甲基氫硅氧烷)前體與所述化合物的比例是約10∶1∶0.5；或者作為替代方案，為約10∶1∶0.1；或者作為替代方案，為約10∶1∶0.05；或者作為替代方案，為約10∶1∶10-2；或者作為替代方案，為約10∶1∶10-3。
表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SI-ATRP)以添加官能化聚合物層 一旦如本文公開(kāi)的那樣提供表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，即可在其表面上沉積官能化的聚合物層。在一個(gè)實(shí)施方案中，本文公開(kāi)的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)還包含與式III化合物鍵合的官能化的聚合物層。這可通過(guò)在聚合條件下通過(guò)使官能化的單體與表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)接觸來(lái)完成，從而提供官能化的聚合物層。在一些實(shí)施方案中，所述官能化的聚合物層是最外層。多種官能化的單體可用在本文公開(kāi)的方法中并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。在一些實(shí)施方案中，所述官能化的聚合物層包含低聚(乙二醇)。
在一些實(shí)施方案中，聚合條件包括將單體加熱至約80℃。在一些實(shí)施方案中，反應(yīng)條件包括在與表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)接觸之前首先形成含有催化劑的單體混合物。在一些實(shí)施方案中，第二聚合條件包括將單體和連接劑(linker)加熱至約25℃到約90℃的溫度?；蛘?，在一些實(shí)施方案中，第二聚合條件包括允許單體與聚合物基底在室溫(約25℃)下反應(yīng)約2天。官能化聚合物層的厚度主要取決于聚合反應(yīng)時(shí)間。在一些實(shí)施方案中，所述聚合條件包括脫氧步驟。
本文還公開(kāi)了用于制備具有官能化聚合物層的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的方法，所述方法包括 1)使含有聚(二甲基-甲基乙烯基硅氧烷)預(yù)聚物、聚(二甲基-甲基氫硅氧烷)前體和式I化合物的混合物進(jìn)行聚合以提供表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)
其中 R1是氫或甲基； R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基； X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及 L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及 R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基酰基、氨基酰氧基、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺?；?、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基；以及 2)在聚合條件下使官能化的單體與表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)接觸，以提供具有官能化聚合物層的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)。
在一些實(shí)施方案中，官能化的單體包含末端烯基和官能團(tuán)。該實(shí)施方案在圖2中進(jìn)行描述。原則上，末端官能團(tuán)可以是任何官能團(tuán)，只要其不與式I化合物反應(yīng)即可。在一些實(shí)施方案中，末端官能團(tuán)選自羥基、氨基、巰基、羧基、羧酸酯、酰胺基、α-鹵代酯和鹵代烷基。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述末端官能團(tuán)是羥基。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述官能化的單體是甲基丙烯酸低聚(乙二醇)酯。
在一些實(shí)施方案中，所述聚合條件可導(dǎo)致多種聚合機(jī)理?？刹捎酶鞣N類型的聚合，例如陽(yáng)離子聚合、陰離子聚合、自由基聚合和活性聚合。這些聚合可以是金屬催化的聚合反應(yīng)。在一些實(shí)施方案中，所述聚合條件包括金屬催化劑。有多種金屬可用作本文中的催化劑，例如鉑、銅、鐵、錳、鈷、鉬、錫、鋅、釕、銠等。在一些實(shí)施方案中，所述金屬包含銅。
本公開(kāi)的其它實(shí)施方案可見(jiàn)于2008年8月11日提交的發(fā)明名稱為“Superhydrophobic Poly(dimethylsiloxane)and Methods for Makingthe Same”的PCT申請(qǐng)No.PCT/CN2008/071944中，其全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用并入本文。
使用表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的方法 在一些實(shí)施方案中，表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的表面上還包含至少一個(gè)凹陷。這可以通過(guò)利用多種已知方法(例如光刻法、軟刻蝕、各向同性蝕刻或各向異性蝕刻)或者利用模具來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些技術(shù)是本領(lǐng)域中熟知的(Xia，et al.，Angew.Chem.Int.Ed.，1998，37，550-575)。例如，圖1中描述了通過(guò)光刻法在官能化的表面上形成通道。
預(yù)計(jì)可以以任何理論大小或形狀來(lái)制備表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，只要不影響聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的整體性質(zhì)即可。在一些實(shí)施方案中，表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)是微流體裝置。
本文還公開(kāi)了制備微流體裝置的方法，其包括 1)提供在其中引入了式III化合物的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)聚合物基底
其中 R1是氫或甲基； R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基； X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及 L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及 R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；?、氨基酰氧基、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺?；?C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基； 2)將光掩模施用于所述官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底的表面；以及 3)以約150nm至約400nm的波長(zhǎng)進(jìn)行輻射，以制備微流體裝置。
在一些實(shí)施方案中，R1是氫。
在一些實(shí)施方案中，R2是被氧代和鹵素取代的烷基。
在一些實(shí)施方案中，X是硝基。
在一些實(shí)施方案中，L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
在一些實(shí)施方案中，R1是氫；R2是被氧代和鹵素取代的烷基；X是硝基；L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
本文還公開(kāi)了用于制備微流體裝置的方法，其包括 1)提供在其中引入了式II化合物的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)聚合物基底
2)將光掩模施用于所述官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底的表面；以及 3)以約150nm至約400nm的波長(zhǎng)進(jìn)行輻射，以制備微流體裝置。
在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括添加與式III化合物鍵合的官能化的聚合物層。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述官能化的聚合物層包含低聚(乙二醇)。
預(yù)計(jì)本文公開(kāi)的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)可用于其中使用標(biāo)準(zhǔn)PDMS的所有應(yīng)用中。例如，用于制備微流體裝置、生物MEMS、微電子器件、生物技術(shù)、微反應(yīng)器、微傳感器、微分析儀、微光學(xué)元件以及用在研究中。
本說(shuō)明書(shū)中引用的所有出版物、專利申請(qǐng)、授權(quán)專利和其它文件均在此通過(guò)引用并入本文，如同具體地、個(gè)別地指明將每一出版物、專利申請(qǐng)、授權(quán)專利或其它文件的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文一樣。排除與本公開(kāi)中定義相矛盾的包含在通過(guò)引用而并入的文件中的定義。
實(shí)施例 通過(guò)下述實(shí)施例進(jìn)一步舉例說(shuō)明本技術(shù)，所述實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)解釋為以任何方式限制。所有數(shù)字標(biāo)識(shí)例如pH、溫度、時(shí)間、濃度和分子量，包括范圍，是近似值，可以在±10％的范圍內(nèi)變化。應(yīng)當(dāng)理解，盡管沒(méi)有總是明確地指出，但是所有數(shù)字標(biāo)識(shí)之前均附有表述“約”。還應(yīng)當(dāng)理解，盡管沒(méi)有總是明確地指出，但是本文所描述的試劑僅僅是示例性的并且其等同物是本領(lǐng)域已知的。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容容易想到本技術(shù)的這些和其它實(shí)施方案，并且可具體設(shè)計(jì)本技術(shù)的這些和其它實(shí)施方案。
參考下述實(shí)施例進(jìn)一步理解本技術(shù)，所述實(shí)施例僅僅旨在示例性說(shuō)明本技術(shù)。本技術(shù)并非局限于所示例的實(shí)施方案的范圍內(nèi)，所示例的實(shí)施方案僅僅旨在舉例說(shuō)明本技術(shù)的各個(gè)方面。任何功能上等同的方法均落在本技術(shù)的范圍內(nèi)。通過(guò)前述描述和附圖，除了本文中所述的那些以外，本技術(shù)的各種改動(dòng)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得明顯。這些改動(dòng)落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。 實(shí)施例1 化合物II的合成
將化合物2(38.8mmol)逐滴加入到盛有化合物1(40.0mmol)、無(wú)水四氫呋喃(40mL)和4-二甲氨基吡啶(DMAP，47.7mmol)的燒瓶中?；旌衔镌谑覝叵聰嚢?小時(shí)，用四氫呋喃稀釋，過(guò)濾。使用2N HCl水溶液中和濾液，使用乙醚萃取有機(jī)相4次。合并有機(jī)萃取物，并用無(wú)水硫酸鈉干燥。通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑后，通過(guò)柱色譜(CH2Cl2/己烷，1∶1，v/v)純化粗產(chǎn)物得到化合物3(84.0％)。
在N2氣氛下，在盛有無(wú)水四氫呋喃(40mL)的燒瓶中，將化合物3(1.9mmol)和化合物4(1.9mmol)與NaOH和六甲基磷酰胺(HMPA)混合?；旌衔镌谑覝叵聰嚢柽^(guò)夜，用四氫呋喃稀釋，過(guò)濾。使用2N HCl水溶液中和濾液，使用乙醚萃取有機(jī)相4次。合并有機(jī)萃取物，并用無(wú)水硫酸鈉干燥。通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑后，通過(guò)柱色譜(CH2Cl2/己烷，10∶1，v/v)純化粗產(chǎn)物得到化合物II(54.0％)。利用ChemDraw Ultra

10.0版計(jì)算推定的13C-NMR，以相對(duì)于TMS的ppm計(jì)δ211.3，173.1，165.9，147.3，139.1，138.5，136.2，128.4，127.9，123.7，115.7，64.8，63.6，58.9，36.0，33.9，33.9，32.1，32.1，31.7，29.7，29.7，29.6，29.3，29.3，29.3，29.1，29.0，25.8，25.0，23.1。
實(shí)施例2 表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的制備 根據(jù)圖1中所示的方法，將預(yù)聚物A(聚二甲基-甲基乙烯基硅氧烷)、交聯(lián)劑B(乙烯基封端的聚二甲基-甲基乙烯基硅氧烷)和化合物II(來(lái)自實(shí)施例1)以10∶1∶0.2的比混合，并在80℃下固化以形成表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)。X射線光電子譜(XPS)用于表征PDMS的表面組成。圖3顯示暴露于UV輻射之前(左側(cè)峰)和暴露于UV輻射之后(右側(cè)峰)的氮信號(hào)位移，確證了化合物II的分解。與常規(guī)PDMS相比較而言，述及的化合物II(在71eV處呈獨(dú)特的Br 3d峰)呈現(xiàn)在PDMS的表面，實(shí)現(xiàn)了PDMS的表面改性。
然后將表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)通過(guò)光掩模暴露于UV光(360至370nm)(見(jiàn)圖1)，以形成化合物II的表面圖案。
實(shí)施例3 表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SI-ATRP)以添加官能化的聚合物層 在表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)上進(jìn)行甲基丙烯酸低聚(乙二醇)酯的表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SI-ATRP)用于持久的官能化表面涂層。將表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)置于100ml瓶中并進(jìn)行厭氧處理。均勻混合水(5mL)、甲醇(10mL)、單體甲基丙烯酸低聚(乙二醇)酯(8mmol，0.35M)、CuBr(36mg，0.25mmol)和聯(lián)吡啶(78mg，0.5mmol)得到黑紅色的溶液而得到官能化的聚合物層。臨用前將溶液脫氧。在惰性氣體保護(hù)下將混合物轉(zhuǎn)移到含有表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)的瓶中。反應(yīng)在20℃下持續(xù)24小時(shí)。用甲醇和Milli-Q

水沖洗表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)，并用氮?dú)饬鞲稍?。XPS表征證實(shí)成功地在表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)的表面上進(jìn)行了聚合和膜沉積。等同方案 不能根據(jù)本申請(qǐng)中所述的具體實(shí)施方案限制本文的公開(kāi)內(nèi)容，所述具體實(shí)施方案旨在僅僅舉例說(shuō)明本申請(qǐng)的各個(gè)方面。顯然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本文精神和范圍的情形下可進(jìn)行許多改動(dòng)和變化。除了本文中列舉的那些以外，通過(guò)前述描述，在本文范圍內(nèi)的功能上等同的方法和裝置對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的。這些改動(dòng)和變化意欲落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本文的公開(kāi)內(nèi)容僅僅通過(guò)所附權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求所賦予的等同方案的全部范圍進(jìn)行限制。應(yīng)當(dāng)理解，本公開(kāi)并不限于具體的方法、試劑、化合物組成或生物體系，其當(dāng)然可以變化。還應(yīng)當(dāng)理解，本文所用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述具體實(shí)施方案，而并非意在進(jìn)行限制。
對(duì)于本文中所用的實(shí)質(zhì)上任何復(fù)數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語(yǔ)，根據(jù)上下文和/或應(yīng)用酌情而定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可將復(fù)數(shù)解釋為單數(shù)和/或?qū)螖?shù)解釋為復(fù)數(shù)。為了清楚起見(jiàn)，在本文中可能將各種單數(shù)/復(fù)數(shù)排列明確地表述出來(lái)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，一般而言，本文中，尤其是所附權(quán)利要求書(shū)(例如，所附權(quán)利要求書(shū)的正文)中所用的術(shù)語(yǔ)通常意為“開(kāi)放式”術(shù)語(yǔ)(例如，術(shù)語(yǔ)“包括”應(yīng)該解釋為“包括但不限于”，術(shù)語(yǔ)“具有”應(yīng)該解釋為“至少具有”，等等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該明白，如果意圖是特定數(shù)目的所引入的權(quán)利要求限定，那么這種意圖會(huì)在權(quán)利要求中明確地表述出來(lái)，如果沒(méi)有這種表述，則不存在這種意圖。例如，為了便于理解，下面所附的權(quán)利要求書(shū)中可使用引導(dǎo)性短語(yǔ)“至少一項(xiàng)”及“一項(xiàng)或多項(xiàng)”來(lái)引入權(quán)利要求限定。然而，不應(yīng)將使用這種引導(dǎo)性短語(yǔ)解釋成意味著通過(guò)不定冠詞“一”引入權(quán)利要求限定將包含這樣引入的權(quán)利要求限定的任何特定權(quán)利要求限定為僅包含一項(xiàng)這種限定的公開(kāi)內(nèi)容，即使同一權(quán)利要求包含引導(dǎo)性短語(yǔ)“一項(xiàng)或多項(xiàng)”或“至少一項(xiàng)”以及諸如“一”之列的不定冠詞(例如，“一”通常應(yīng)該解釋成意味著“至少一項(xiàng)”或“一項(xiàng)或多項(xiàng)”)；這同樣適用于使用“所述”、“該”等定冠詞來(lái)引述權(quán)利要求限定的情況。此外，即使明確表述了特定數(shù)目的所引入的權(quán)利要求限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這種表述通常應(yīng)該解釋成表示至少是所表述的數(shù)目(例如，只說(shuō)“兩項(xiàng)限定”，而沒(méi)有其它修飾語(yǔ)，通常是指至少兩項(xiàng)限定，亦即兩項(xiàng)或更多項(xiàng)限定)。此外，在使用類似于“A、B或C等中的至少一個(gè)”的習(xí)慣性表述的情況下，通常其要表達(dá)的意思就是本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)就該慣用表述所理解的那樣(例如，“具有A、B或C中的至少一個(gè)的系統(tǒng)”將包括但不限于僅具有A的系統(tǒng)、僅具有B的系統(tǒng)、僅具有C的系統(tǒng)、具有A和B的系統(tǒng)、具有A和C的系統(tǒng)、具有B和C的系統(tǒng)和/或具有A、B和C的系統(tǒng)，等等)。在使用類似于“A、B或C等中的至少一個(gè)”的習(xí)慣性表述的情況下，通常其要表達(dá)的意思就是本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)就該慣用表述所理解的那樣(例如，“具有A、B或C中的至少一個(gè)的系統(tǒng)”將包括但不限于僅具有A的系統(tǒng)、僅具有B的系統(tǒng)、僅具有C的系統(tǒng)、具有A和B的系統(tǒng)、具有A和C的系統(tǒng)、具有B和C的系統(tǒng)和/或具有A、B和C的系統(tǒng)，等等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還會(huì)明白，實(shí)際上任何呈現(xiàn)兩個(gè)或更多選項(xiàng)的轉(zhuǎn)折連接詞和/或短語(yǔ)，無(wú)論是在說(shuō)明書(shū)中、權(quán)利要求書(shū)中還是在附圖中，都應(yīng)該理解為其考慮了包括所述選項(xiàng)中的一個(gè)、所述選項(xiàng)中的任一個(gè)、或全部二個(gè)選項(xiàng)的所有可能性。例如，短語(yǔ)“A或B”應(yīng)該理解成包括“A”或“B”或者“A和B”的可能性。
此外，當(dāng)以馬庫(kù)什群組描述本公開(kāi)的特征或方面時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)為本公開(kāi)也由此以所述馬庫(kù)什群組的任何單個(gè)成員或成員的亞組進(jìn)行描述。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，為了任意和全部目的，例如就提供書(shū)面描述而言，本文所公開(kāi)的所有范圍還包括任何和全部可能的子范圍以及子范圍的組合。任何所列范圍都可以容易地認(rèn)為是充分描述的，并且允許將該范圍劃分成至少相等的兩部分、三部分、四部分、五部分、十部分等。作為非限定性實(shí)例，本文所討論的每個(gè)范圍都可以容易地劃分為較低的1/3部分、中間的1/3部分和較高的1/3部分等。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，所有術(shù)語(yǔ)例如“高達(dá)”、“至少”、“大于”、“小于”等包括所引用的數(shù)字并且指可隨后分成上述子范圍的范圍。最后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，范圍包括每個(gè)個(gè)體成員。因此，例如具有1至3個(gè)單元的基團(tuán)指具有1、2或3個(gè)單元的基團(tuán)。相似地，具有1至5個(gè)單元的基團(tuán)指具有1、2、3、4或5個(gè)單元的基團(tuán)等等。
本文中公開(kāi)了多個(gè)方面和實(shí)施方式，而其它方面和實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。本文中公開(kāi)的多個(gè)方面和實(shí)施方式的目的在于例示說(shuō)明，并非旨在限定，真正的范圍和精神由下面的權(quán)利要求書(shū)表明。
權(quán)利要求
1.式I化合物
其中
R1是氫或甲基；
R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基；
X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及
L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及
R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；?、氨基酰氧基、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺酰基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基。
2.權(quán)利要求1的化合物，其中R1是氫。
3.權(quán)利要求1的化合物，其中R2是被氧代和鹵素取代的烷基。
4.權(quán)利要求1的化合物，其中X是硝基。
5.權(quán)利要求1的化合物，其中L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
6.權(quán)利要求1的化合物，其中R1是氫；R2是被氧代和鹵素取代的烷基；X是硝基；L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
7.式II的化合物
8.表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其包含具有被引入其中的式III化合物的聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底
其中
R1是氫或甲基；
R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基；
X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及
L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及
R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；被Ｑ趸Ⅳ然?、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺酰基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基。
9.權(quán)利要求8的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其中R1是氫。
10.權(quán)利要求8的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其中R2是被氧代和鹵素取代的烷基。
11.權(quán)利要求8的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其中X是硝基。
12.權(quán)利要求8的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其中L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
13.權(quán)利要求8的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其中R1是氫；R2是被氧代和鹵素取代的烷基；X是硝基；L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
14.表面官能化的(聚二甲基硅氧烷)(PDMS)，其包含具有被引入其中的式IV化合物的聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底
15.權(quán)利要求8的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其中以約11∶0.5至約11∶10-3的比例引入所述化合物。
16.權(quán)利要求8的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其還包含與式III化合物鍵合的官能化的聚合物層。
17.權(quán)利要求16的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其中所述官能化的聚合物層包含低聚(乙二醇)。
18.權(quán)利要求8的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其接觸角為約90度至約120度。
19.權(quán)利要求8的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)，其接觸角為約114度。
20.制備表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底的方法，其包括在聚合條件下使單體混合物與式I化合物接觸，以提供官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底
其中
R1是氫或甲基；
R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基；
X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及
L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及
R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；被Ｑ趸?、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺?；?C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基。
21.權(quán)利要求24的方法，其中R1是氫。
22.權(quán)利要求24的方法，其中R2是被氧代和鹵素取代的烷基。
23.權(quán)利要求24的方法，其中X是硝基。
24.權(quán)利要求24的方法，其中L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
25.權(quán)利要求24的方法，其中R1是氫；R2是被氧代和鹵素取代的烷基；X是硝基；L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
26.權(quán)利要求24的方法，其中所述化合物具有式II
27.權(quán)利要求26的方法，其中所述單體混合物包含聚(二甲基甲基乙烯基硅氧烷)預(yù)聚物。
28.權(quán)利要求27的方法，其中所述單體混合物還包含聚(二甲基甲基氫硅氧烷)前體。
29.一種制備具有官能化聚合物層的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)的方法，所述方法包括
1)使含有聚(二甲基-甲基乙烯基硅氧烷)預(yù)聚物、聚(二甲基-甲基氫硅氧烷)前體和式I化合物的混合物聚合，以提供表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)
其中
R1是氫或甲基；
R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基；
X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及
L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及
R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基酰基、氨基酰氧基、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺?；?、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基；以及
2)在聚合條件下使官能化的單體與所述表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)接觸，以提供具有官能化聚合物層的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)。
30.在一個(gè)實(shí)施方案中，所述官能化的單體是甲基丙烯酸低聚(乙二醇)酯。
31.權(quán)利要求8至19中任一項(xiàng)的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底，其具有帶圖案的表面。
32.權(quán)利要求8至19中任一項(xiàng)的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底，所述官能化的PDMS基底表面上還包含至少一個(gè)凹陷。
33.一種微流體裝置，其包含權(quán)利要求32的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底。
34.一種制備微流體裝置的方法，其包括
1)提供具有被引入其中的式III化合物的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)聚合物基底
其中
R1是氫或甲基；
R2選自任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的烷基、任選地被1至3個(gè)R4基團(tuán)取代的鹵代烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的雜芳基；
X選自硝基、-N(R3)3+、三氟甲基、氰基、-C(O)OR3、-C(O)R3，其中R3是氫或烷基；以及
L1和L2獨(dú)立地選自直接鍵合、任選地被1至2個(gè)R4基團(tuán)取代的亞甲基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C2-C12)亞烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞芳基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞環(huán)烷基、任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C3-C12)亞雜環(huán)烷基、以及任選地被1至4個(gè)R4基團(tuán)取代的(C6-C12)亞雜芳基；以及
R4選自鹵素、硝基、氰基、氧代、氨基?；?、氨基酰氧基、羧基、羧酸酯、碳酸酯、氨基磺酰基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)鹵代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C6-C12)芳基、(C5-C12)雜芳基、(C6-C12)芳氧基、(C3-C12)環(huán)烷基以及(C3-C12)雜環(huán)烷基；
2)將光掩模施用于所述官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)基底的表面；以及
3)以約150nm至約400nm的波長(zhǎng)進(jìn)行輻射，以制備微流體裝置。
35.權(quán)利要求34的方法，其中R1是氫。
36.權(quán)利要求34的方法，其中R2是被氧代和鹵素取代的烷基。
37.權(quán)利要求34的方法，其中X是硝基。
38.權(quán)利要求34的方法，其中L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
39.權(quán)利要求34的方法，其中R1是氫；R2是被氧代和鹵素取代的烷基；X是硝基；L1和L2是(C1-C12)亞烷基。
40.權(quán)利要求34的方法，其中所述化合物具有式II
全文摘要
本文公開(kāi)了表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)及其制備方法。本文所公開(kāi)的表面官能化的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)適用于一般的微流體領(lǐng)域、生物MEMS(生物微電子機(jī)械系統(tǒng))、軟刻蝕以及其它相關(guān)的生物技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08J5/18GK101835739SQ200880004236
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者馬宏偉 申請(qǐng)人:北京大學(xué)