專利名稱：硅烷混合物的制作方法
專利說明硅烷混合物
背景技術：
現(xiàn)已開發(fā)出與表面反應并涂布表面如硅表面的硅烷化劑。單官能的硅烷化劑已經(jīng)用于制備單層表面涂層，而二-和三-官能的硅烷化劑已經(jīng)用于在硅表面上制備聚合的涂層，為各種材料與表面共價連接提供反應位點。然而，許多硅烷化劑制得的涂層具有不希望的性能，包括水解不穩(wěn)定性以及不能充分掩蓋硅表面。
發(fā)明概述 本發(fā)明提供硅烷化組合物，其包括兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑不包括能夠支持聚合物合成的官能團。
硅烷化劑組合物(混合物)，具有能夠支持聚合物合成的官能團的一種試劑以及沒有能夠支持聚合物合成的官能團的另一種硅烷化劑，可以控制聚合物在襯底上的密度。聚合物在襯底上的過高密度，例如，在玻璃芯片上的寡核苷酸(探針)陣列，其中該陣列用于測定互補核酸或“靶”的結合，具有不希望的性能。通過在襯底表面上過度擁擠的探針的空間和靜電排斥力，由在襯底表面上的過密探針濃度抑制靶結合。如果該靶用熒光分子標記，例如，靶結合的抑制反過來導致雜交信號不希望的減少，這又可導致假陰性。
本發(fā)明現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，用官能和非官能的硅烷化劑進行硅烷化，可以制備水解穩(wěn)定性增加的硅烷涂層。在沒有加入非官能的硅烷的情況下，僅降低官能硅烷的密度將導致硅烷涂層的水解穩(wěn)定性降低。
在一種優(yōu)選實施方案中，該硅烷化組合物具有至少一種硅烷化劑， 其包括能夠支持聚合物合成的官能團，選自 N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羥基丁酰胺
N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羥基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羥基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及其中至少一種硅烷劑，其不包括能夠支持聚合物合成的官能團，選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
在一種優(yōu)選實施方案中，所述包括能夠支持聚合物合成的官能團的硅烷化劑是掩蔽硅烷化劑。例如，許多帶有掩蔽羥基的硅烷是易揮發(fā)的。揮發(fā)性的掩蔽硅烷可以很容易地例如通過蒸餾提純，并且可以很容易地用于硅烷化襯底表面的氣相沉積法中。氣相沉積，與浸漬法相比，能對襯底提供更有效的沉積和均勻涂層。在連接單體之前，該掩蔽的硅烷化劑必須通過下面所述的方法進行解掩蔽。
本發(fā)明提供硅烷化組合物，其包括以預定比存在的兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑不包括能夠支持聚合物合成的官能團。在一種優(yōu)選實施方案中，所述比是重量對體積比(W∶V)。在另一種優(yōu)選實施方案中，所述比是摩爾比。
本發(fā)明提供對表面進行硅烷化的方法，其包括將含硅或含其它氧化硅的表面與硅烷化組合物接觸，所述硅烷化組合物包括兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑不包括能夠支持聚合物合成的官能團。
在另一方面中，本發(fā)明提供一種制備聚合物陣列的方法，其包括下列步驟提供一襯底，將襯底的含硅或含其它氧化硅的表面與硅烷化組合物接觸，所述硅烷化組合物包括兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑不包括能夠支持聚合物合成的官能團；將該能夠支持聚合物合成的官能團用保護基保護或將該能夠支持聚合物合成的官能團與具有被保護基保護的活性基的化合物反應；在所述表面的所選區(qū)域除去保護基以提供暴露的官能團或活性基；將所述的暴露基團與單體反應，其中所述單體與暴露基團偶合；以及重復除去和反應步驟以制備聚合物陣列。
本發(fā)明還在襯底表面上提供聚合物陣列，其中襯底表面用一種硅烷化組合物硅烷化，所述硅烷化組合物包括兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑不包括能夠支持聚合物合成的官能團。
附圖的簡要說明

圖1描述兩種非官能硅烷化合物(二(3-甲基氨基)丙基)三甲氧基硅烷(R2)和二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷(BTMSE))以及兩種官能硅烷(N-(羥基乙基)N-甲基氨基丙基三甲氧基硅烷(R2)和N-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺)。
圖2描述R2+Bisb的各種混合物的硅烷化配方。
圖3描述R2和Bisb的各種混合物的官能羥基密度測定。
圖4描述R1和R2的硅烷化配方。
圖5描述各種R2/R1混合物的官能羥基密度測定。
圖6描述在25聚體測試圖和相應的雜交信號中3μm陣列的高效PAG/DMT合成。
發(fā)明的詳細說明 本發(fā)明具有許多優(yōu)選實施方案并且對于本領域已知的那些細節(jié)，依賴于許多專利、申請以及其它參考文獻。因此，當一篇專利、申請或其它參考文獻在下面被引述或重復時，應當清楚，它整個引入作為參考用于所有目的以及其所述的主張。
如在本申請中所使用的，除非在上下文中清楚地另有說明，單數(shù)形式包括復數(shù)。例如，術語“一種試劑”包括多種試劑，包括它們的混合物。
個體不局限于人，還可以是其它生物體包括，但不局限于哺乳動物、植物、細菌或來源于上述任何一種的細胞。
在本文的整個內容中，本發(fā)明的不同方面可以以一種范圍的形式呈現(xiàn)。應當清楚，以范圍形式的描述僅僅是為了方便和簡明起見，不應該將其理解為對本發(fā)明范圍古板的限制。因此，范圍的描述應被認為已具體公開了所有可能的子范圍以及在此范圍內的單個數(shù)值。例如，1-6這樣一個范圍的描述應該被認為已具體公開了子范圍，例如1-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6等以及在此范圍內的單個數(shù)值，例如，1、2、3、4、5和6。這適用于任何寬度的范圍。
實施本發(fā)明可以使用，除非另有說明，有機化學、聚合物技術、分子生物學(包括重組核酸技術)、細胞生物學、生物化學和免疫學的常規(guī)技術，如本領域普通技術人員可以理解的那些。這些常規(guī)技術包括聚合物陣列合成、雜交、連接和使用標記進行雜交檢測。合適技術的具體說明可以參考下面的實施例進行。然而，當然，也可以使用其它等同的常規(guī)方法。這些常規(guī)技術和說明可以在標準實驗手冊中找到，例如Genome AnalysisA Laboratory Manual Series(Vols.I-IV)，UsingAntibodiesA Laboratory Manual，CellsA Laboratory Manual，PCRPrimerA Laboratory Manual，and Molecular CloningA LaboratoryManual(all from Cold Spring Harbor Laboratory Press)，Stryer，L.(1995)Biochemistry(4th Ed.)Freeman，New York，Gait，″OligonucleotideSynthesisA Practical Approach″1984，IRL Press，London，Nelson andCox(2000)，Lehninger，Principles of Biochemistry 3rd Ed.，W.H.FreemanPub.，New York，NY和Berg等(2002)Biochemistry，5th Ed.，W.H.Freeman Pub.，New York，NY，它們中的每一篇在此整個引入作為參考。
本發(fā)明可以使用固體襯底，在一些優(yōu)選實施方案中包括陣列。適用于聚合物(包括蛋白)陣列合成的方法和技術已經(jīng)描述在美國序列號09/536,841，WO 00/58516，美國專利號5,143,854，5,242,974，5,252,743，5,324,633，5,384,261，5,405,783，5,424,186，5,451,683，5,482,867，5,491,074，5,527,681，5,550,215，5,571,639，5,578,832，5,593,839，5,599,695，5,624,711，5,631,734，5,795,716，5,831,070，5,837,832，5,856,101，5,858,659，5,936,324，5,968,740，5,974,164，5,981,185，5,981,956，6,025,601，6,033,860，6,040,193，6,090,555，6,136,269，6,269,846和6,428,752，PCT申請?zhí)朠CT/US99/00730(國際公開號WO99/36760)和PCT/US01/04285(國際公開號WO 01/58593)中，它們中的每一篇在此整個引入作為參考。
“襯底”是一種具有硬、半硬或膠狀表面的材料。典型例子包括玻璃或合適的聚合物材料。在本發(fā)明的一些實施方案中，該襯底的至少一個表面將是基本上平的，雖然在一些實施方案中，可能希望在物理上以例如，孔、凸區(qū)、蝕刻溝等隔離不同聚合物的合成區(qū)。在一些實施方案中，該襯底本身含有孔、溝、流過區(qū)等，其構成所有或部分的合成區(qū)。根據(jù)其它實施方案，可以在表面上提供小珠，并且在其上合成的化合物可任選在合成完成時被釋放出來。襯底在本領域中是公知的并且很容易通過供應商例如USPG、PPG Industries、AFG Industries等等在市場上可買到。在本發(fā)明中使用的襯底優(yōu)選是那些很容易被硅烷化的襯底，例如玻璃、熔融石英和硅晶片。
在具體實施方案中用于描述合成技術的專利包括美國專利號5,412,087、6,147,205、6,262,216、6,310,189、5,889,165和5,959,098，它們所有在此整個引入作為參考。核酸陣列描述在上述許多專利中，但是相同的通用方法適用于多肽陣列。
本發(fā)明還預期與襯底附著的聚合物的許多用途。這些用途包括基因表達監(jiān)測、造型、文庫篩選、基因分型和診斷。基因表達監(jiān)測和造型方法示于美國專利號5,800,992、6,013,449、6,020,135、6,033,860、6,040,138、6,177,248和6,309,822中，它們全部在此整個引入作為參考?；蚍中图捌溆猛臼居诿绹蛄刑?0/319,253、10/013,598(美國專利申請公開號20030036069)和美國專利號5,856,092、6,300,063、5,858,659、6,284,460、6,361,947、6,368,799和6,333,179中，它們全部在此整個引入作為參考。其它用途收錄在美國專利號5,871,928、5,902,723、6,045,996、5,541,061和6,197,506中，它們全部在此整個引入作為參考。
在某些優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明還預期樣品制備方法。在基因分型之前或同時，基因組樣品可以通過許多機理被擴增，其中一些可以使用PCR。例如，參見，PCR TechnologyPrinciples and Applications forDNA Amplification(H.A.Erlich編，F(xiàn)reeman Press，NY，NY，1992)；PCRProtocolsA Guide to Methods and Applications(Innis等編，AcademicPress，San Diego，CA，1990)；Mattila等，Nucleic Acids Res.19，4967(1991)；Eckert等，PCR Methods and Applications 1，17(1991)；PCR(McPherson等編，IRL Press，Oxford)和美國專利號4,683,202、4,683,195、4,800,159、4,965,188和5,333,675，它們中的每一篇在此整個引入作為參考。所述樣品可以在陣列上擴增。參見，例如，美國專利號6,300,070和美國序列號09/513,300，其在此整個引入作為參考。
其它合適的擴增方法包括連接酶鏈式反應(LCR)(例如Wu和Wallace，Genomics 4，560(1989)，Landegren等，Science 241，1077(1988)以及Barringer等.Gene 89117(1990))，轉錄擴增(Kwoh等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86，1173(1989)和WO 88/10315)，自動維持序列復制(Guatelli等，Proc.Nat.Acad.Sci.USA,87,1874(1990)和WO 90/06995)，靶多核苷酸序列的選擇性擴增(美國專利號6,410,276)，共有序列引物聚合酶鏈式反應(CP-PCR)(美國專利號4,437,975)，任意引物聚合酶鏈式反應(AP-PCR)(美國專利號5,413,909、5,861,245)和基于核酸的序列擴增(NABSA)(參見，美國專利號5,409,818、5,554,517和6,063,603，其每篇在此引入作為參考)。其它可以使用的擴增方法描述在美國專利號5,242,794、5,494,810、4,988,617和美國序列號09/854,317中。上面每篇參考文獻在此整個引入作為參考。
樣品制備的其它方法和減少核樣品復雜性的技術描述在Dong等，Genome Research 11，1418(2001)、美國專利號6,361,947、6,391,592和美國序列號09/916,135、09/920,491(美國專利申請公開號20030096235)、09/910,292(美國專利申請公開號20030082543)和10/013,598中，其每個在此整個引入作為參考。
現(xiàn)已開發(fā)了進行多核苷酸雜交分析的許多方法。雜交分析步驟和條件將取決于應用并且根據(jù)已知的一般結合方法進行選擇，包括Maniatis等.Molecular CloningA Laboratory Manual(2nd Ed.Cold SpringHarbor，N.Y，1989)；Berger和Kimmel Methods in Enzymology，Vol.152，Guide to Molecular Cloning Techniques(Academic Press，Inc.，San Diego，CA，1987)；Young和Davism，P.N.A.S，801194(1983)。進行重復和控制雜交反應的方法和儀器現(xiàn)已描述在美國專利號5,871,928、5,874,219、6,045,996、6,386,749和6,391,623中，其每篇在此整個引入作為參考。
本發(fā)明預期通過產(chǎn)生特定信號檢測在配體及其相應的受體之間的雜交。參見美國專利號5,143,854；5,578,832；5,631,734；5,834,758；5,936,324；5,981,956；6,025,601；6,141,096；6,185,030；6,201,639；6,218,803和6,225,625，美國序列號60/364,731和PCT申請PCT/US99/06097(以WO99/47964的形式公開)，其每篇在此同樣整個引入作為參考。這些參考文獻的每一篇在此整個引入作為參考。
信號檢測和強度數(shù)據(jù)處理的方法和儀器例如公開在美國專利號5,143,854、5,547,839、5,578,832、5,631,734、5,800,992、5,834,758、5,856,092、5,902,723、5,936,324、5,981,956、6,025,601、6,090,555、6,141,096、6,185,030、6,201,639、6,218,803和6,225,625中，在美國序列號60/364,731中和在PCT申請PCT/US99/06097中(以WO 99/47964的形式公開)，其每篇同樣在此整個引入作為參考。
實施本發(fā)明還可能使用常規(guī)的生物學方法、軟件和系統(tǒng)。本發(fā)明的計算機軟件產(chǎn)品典型地包括具有計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質，用于進行本發(fā)明方法的邏輯步驟。合適的計算機可讀介質包括軟盤、CD-ROM/DVD/DVD-ROM、硬盤驅動器、閃速存儲器、ROM/RAM、磁帶等。計算機可執(zhí)行指令可以以合適的計算機語言或若干語言的組合寫入?；A計算生物學方法例如描述在Setubal和Meidanis等，Introduction to Computational Biology Methods(PWS PublishingCompany，Boston，1997)；Salzberg，Searles，Kasif編，ComputationalMethods in Molecular Biology，(Elsevier，Amsterdam，1998)；Rashidi和Buehler，Bioinformatics BasicsApplication in Biological Science andMedicine(CRC Press，London，2000)以及Ouelette和BzevanisBioinformaticsA Practical Guide for Analysis of Gene andProteins(Wiley&Sons，Inc.，2nd ed.，2001)中。參見美國專利號6,420,108，這些參考文獻中的每一篇在此整個引入作為參考。
本發(fā)明還可以利用各種計算機程序產(chǎn)品和軟件用于各種目的，例如探針設計、數(shù)據(jù)管理、分析和儀器操作。參見，美國專利號5,593,839、5,795,716、5,733,729、5,974,164、6,066,454、6,090,555、6,185,561、6,188,783、6,223,127、6,229,911和6,308,170。這些參考文獻的每一篇在此整個引入作為參考。
光圖案還可以使用數(shù)位微鏡(digitial Micromirrors)、硅上的光晶(LCOS)、光閥陣列、激光束模式以及其它適合于直接刻寫光刻(direct-write photolithography)的裝置生成。例如，參見美國專利號6,271,957和6,480,324，在此引入作為參考。
此外，本發(fā)明可以具有優(yōu)選實施方案，其包括在諸如互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡上獲得遺傳信息的方法，正美國序列號10/063,559(美國公開號20020183936)、美國臨時申請60/349,546、60/376,003、60/394,574和60/403,381)中所示的那些方法。這些參考文獻的每一篇在此整個引入作為參考。
本發(fā)明提供方法、裝置和組合物用于形成許多不同聚合物序列的陣列。在本發(fā)明的一個方面，在此所提供的方法和組合物包括將輻射信號轉化為對聚合物合成特別有用的化學產(chǎn)品。本發(fā)明還包括使用在此公開的方法和組合物制備的陣列。本發(fā)明的一個方面包括方法、組合物和裝置，用于在襯底的所選區(qū)域和預定區(qū)域內合成不同聚合物的陣列。本發(fā)明的另一方面包括那些陣列以及使用它們的各種方法。
這些陣列例如用于核酸分析中。多核苷酸或核酸陣列尤其適合于檢查之前所述序列的精確度，并用于檢測突變和多態(tài)現(xiàn)象。聚合物陣列還用于篩選研究中以評價它們在肽陣列的情況下與諸如抗體的受體的相互作用，或在例如寡核苷酸陣列的情況下與核酸的相互作用。例如，本發(fā)明的某些實施方案用于篩選肽以確定是否任何不同組的肽都具有與受體強的結合親和性。
在本發(fā)明的一些實施方案中，由本發(fā)明制備的陣列用于競爭分析法或其它公知技術中以篩選具有某些活性的化合物。例如，將合成或天然化合物的大量集合固定在襯底的預定區(qū)域上。固定化合物與各種測試組合物例如化學庫或生物提取物的成員的反應通過將化學庫或生物提取物的每一成員的小等分樣品分配到不同的區(qū)域中進行測試。在一種實施方案中，人受體的大集合在襯底上沉積，每個區(qū)域中一種以形成陣列。然后，通過與陣列的各種受體結合，篩選植物或動物提取物。
使用本發(fā)明，還可以將核酸序列固定在襯底的特定位置或預定區(qū)域中。在一些實施方案中，這些固定的核酸陣列通常用于基因表達監(jiān)測的雜交分析、核酸擴增、核酸計算和核酸分析。
“預定區(qū)域”是襯底上的一限定區(qū)域，其被用來形成所選聚合物以及在此被稱為“反應”區(qū)域、“所選”區(qū)域，簡單地“區(qū)域”或“特征區(qū)(feature)”。該預定區(qū)域可以具有任何方便的形狀，例如，圓形、長方形、橢圓形、楔形等等。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的陣列具有10-100m數(shù)量級的特征區(qū)，即約平方特征區(qū)10×10μm2-100×100μm2。更優(yōu)選地，該特征區(qū)是1-10μm的數(shù)量級。本發(fā)明的還有一個目的是提供具有亞微米尺寸的特征區(qū)。這些特征區(qū)優(yōu)選為100∶1000nm的數(shù)量級。在這些區(qū)域內，聚合物優(yōu)選以基本上純的形式被合成。但是，在本發(fā)明的其它實施方案中，預定區(qū)域可以是大體上重疊的。在這些實施方案中，雜交結果例如可以通過軟件解決。
在特征區(qū)內的活性部位(即，可衍生化的部位)的密度優(yōu)選至少是5pmol/cm2，但更優(yōu)選至少是10pmol/cm2或甚至20pmol/cm2。典型地，活性部位的密度是5-20pmol/cm2。
本發(fā)明具有與在美國專利號5,143,854中所述的輻射直接法同樣的某些特征區(qū)，其在此引入作為參考。在此專利中所述的輻射-直接法包括活化襯底的預定區(qū)域，然后將襯底與預定單體溶液接觸。該預定區(qū)域例如可以用通過掩模透出的光源活化(非常類似于在集成電路制造中使用的光刻技術)。襯底的其它區(qū)域保持非活性，因為它們的照明被掩模所阻擋。因此，光圖案限定了哪些襯底區(qū)域與給定單體反應。通過反復活化不同組的預定區(qū)域并向其提供不同的單體組合物，在襯底上或襯底附近制備各種聚合物陣列。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明不需要使用掩模。在沒有使用光掩模的情況下，陣列的預定區(qū)域可以通過光活化，例如，但不限于，通過如美國專利號6,271,957及相關申請(母專利和子專利)中所述的空間光調制。
“烷氧基”基團是指與氧連接的烷烴，R-O-，其中R是烷基。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，當烷氧基與硅烷連接時，它具有結構-Si-O-R，其中R是指僅含碳和氫的直鏈、支鏈或環(huán)狀化學基團的“烷基”。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，R包括，但不限于，-C4-11H9-23，包括但不限于-(CH2)3-10CH3和直鏈、支鏈、環(huán)狀或其任何組合。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，R例如包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、環(huán)戊基和2-甲基丁基。R基團是未取代的或被一個或多個取代基(例如，鹵素)取代。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，被保護基保護的活性官能團直接或間接地被提供在襯底的表面上。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述的保護基是一種光可除去的(或光不穩(wěn)定的)保護基。在另一個優(yōu)選實施方案中，所述的保護基是一種對酸敏感的保護基。當保護基間接地位于襯底表面上時，它通常是連接基的一部分。連接基是一種化合物，其從襯底表面延伸至另一化合物(例如，聚合物)?？捎玫倪B接基分子是本領域技術人員公知的，并且其代表性例子包括低聚醚，例如六甘醇，核苷酸、酯、碳酸酯、酰胺的低聚物等。
“保護基”是一個部分，其可以選擇性被除去以暴露出活性位點，例如肽或氨基酸中的氨基，或核酸或核苷酸中的羥基。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，保護基可以在各種條件下被除去。例如，“對酸敏感的保護基”通過暴露于酸中被除去。對于在本發(fā)明實施中使用的不穩(wěn)定保護基的詳細列表，還參見Greene，T.W.和Wuts，P.G.M.，ProtectiveGroups in Organic Synthesis，(1991)，其在此整個引入作為參考。可用的代表性酸敏感的保護基包括二甲氧三苯甲基(DMT)、氨基甲酸叔丁酯(tBoc)和三氟乙酰基(tFA)?？捎玫拇硇詨A敏感的保護基包括9-芴基甲氧羰基(Fmoc)、異丁?；?isobutyrl)(iBu)、苯甲?；?Bz)和苯氧基乙酰基(pac)。對光不穩(wěn)的保護基包括甲基-6-硝基胡椒基氧基羰基(MeNPOC)、6-硝基藜蘆基(NV)、6-硝基藜蘆基氧基羰基(NVOC)、6-硝基胡椒基(piperanyl)(NP)、6-硝基胡椒基氧基羰基(NPOC)、甲基-6-硝基藜蘆基(MeNV)、甲基-6-硝基藜蘆基氧基羰基(MeNVOC)和甲基-6-硝基胡椒基(MeNP)。其它保護基包括乙酰胺基甲基、乙?；?、叔戊氧羰基、芐基、芐氧羰基、2-(4-聯(lián)苯基)-2-丙氧羰基、2-溴芐氧羰基、叔丁基、叔丁氧羰基、1-carbobenzoxamido-2，2，2-三氟乙基、2，6-二氯芐基、2-(3，5-二甲氧基苯基)-2-丙氧羰基、2，4-二硝基苯基、二硫代琥珀酰基、甲酰基、4-甲氧基苯磺酰基、4-甲氧基芐基、4-甲基芐基、o-硝基苯基亞磺?；?、2-苯基-2-丙氧羰基、α-2，4，5-四甲基芐氧羰基、p-甲苯磺?；?、咕噸基、芐基酯、N-羥基琥珀酰亞胺酯、p-硝基芐基酯、p-硝基苯基酯、苯酯、p-硝基碳酸酯、p-硝基芐基碳酸酯、三甲基甲硅烷基和五氯苯基酯等。
關于對酸不穩(wěn)定的保護基，通常在表面上提供光酸發(fā)生劑(“PAG”)，優(yōu)選在薄膜中具有酸清除劑。例如，參見，美國專利申請序列號021700(20050164258)，其在此引入作為參考。這也被稱為“抵抗混合物(resist mixture)”。該抵抗混合物還可以含有敏化劑。
“光酸發(fā)生劑”是一種化合物或物質，當其暴露于預定波長的光下時產(chǎn)生酸(H+或H3O+)。
在此所使用的“薄膜”是指具有一種或多種組分的層或涂層，其通常以均勻的方式，例如通過旋涂的方法，施用在襯底的整個表面上。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，薄膜是所選聚合物的溶液、懸浮液、分散液、乳液或其它可接受的形式。例如，薄膜可以包括一種光酸發(fā)生劑并任選包括堿和敏化劑，通常與成膜聚合物結合。成膜聚合物是熔融或溶解在一種相容的溶劑中后，可以在襯底上形成均勻薄膜的聚合物。
“酸清除劑”是指一種化合物或物質，其用于中和、吸收和/或緩沖酸，例如，其是堿或堿性化合物。酸清除劑用于減少質子或質子化水即H+或H3O+的數(shù)量或濃度。在本發(fā)明的上下文中，酸清除劑用于中和、減弱或緩沖由光酸生成劑所產(chǎn)生的酸。優(yōu)選地，在一段時間或隨后暴露于熱中，酸清除劑在薄膜內很少或沒有表現(xiàn)出分層。參見美國臨時專利申請?zhí)?0/755,261，其在此引入作為參考。
“敏化劑”是指一種化合物，其在使用某些光酸產(chǎn)生劑(“PAGs”)時起輔助作用。雖然本發(fā)明不受任何特定的作用機理或提出的作用機理的限制，但是所述的敏化劑被理解為延長了PAG的光敏性，即，將光敏性移至更長波長的電磁輻射。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，例如在更長波長的光下，所述的敏化劑，也稱為光敏劑，能夠激活PAG。優(yōu)選地，該敏化劑的濃度大于PAG的濃度，例如大11倍至5倍，例如，大1.1倍至3倍的PAG濃度。適合在本發(fā)明中使用的示范性敏化劑包括異丙基噻噸酮(ITX)和10H-吩噁嗪(PhX)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，酸在所選區(qū)域內從PAG中通過將PAG曝露于預定波長的光下生成。將生成的酸與被保護基團在合適的條件下接觸足夠長的時間，以便除去保護基。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述的保護基優(yōu)選是DMT基團并且它保護羥基。例如，該羥基可以是襯底的一部分、連接基的一部分、核苷酸或脫氧核苷酸的5’-羥基或核苷酸或脫氧核苷酸的3’-羥基。將保護基充分暴露于酸中以便除去該保護基后，但是沒有或基本上沒有對聚合物造成任何損傷，優(yōu)選在合適的溶劑中剝離陣列表面，保留保護的和未保護的基團。在本發(fā)明的一個方面中，將所述的保護基暴露于酸中高達3小時，例如高達1小時，以及典型地為2-30分鐘或5:15分鐘。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，酸清除劑與PAG一起用于限制對聚合物優(yōu)選寡核苷酸的損害，以減少由PAG生成的酸對聚合物的損害。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在聚合物制造之前，所述的襯底表面使用一種在水或乙醇中的硅烷混合物進行衍生化。施加于襯底的硅烷具有活性官能團以作為加入聚合單元的位置。優(yōu)選地，該硅烷還具有這樣的基團，該基團能夠使附著于襯底的硅烷進行交叉雜交，得到額外穩(wěn)定的硅烷層。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案中，通過硅烷化組合物在襯底表面上進行受控汽相沉積，使硅烷化組合物與襯底表面接觸。優(yōu)選地，該襯底由玻璃或硅襯底組成。所述組合物的汽相沉積包括將襯底在真空烘箱中曝露于所述的試劑中。在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明的硅烷化組合物還可用于標準浴沉積或旋涂方法中，這將在下面給出更詳細地說明。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，硅烷具有被保護的或“掩蔽的”活性官能團。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，如果所述的聚合物是核酸，所述的活性官能團是羥基(-OH)，和如果所述的聚合物是肽或蛋白質，則是氨基(-NH2)。許多用羥基掩蔽的硅烷是易揮發(fā)的。揮發(fā)性的掩蔽硅烷可以很容易地例如通過蒸餾提純，并且可以很容易地用于硅烷化襯底表面的氣相沉積法中。在掩蔽硅烷涂布到襯底表面上之后，將掩蔽活性官能團脫保護，得到未保護的活性官能團。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述的掩蔽硅烷必須具有一種結構，其中該襯底-硅烷鍵不會在去掩蔽反應中或在后面的聚合物合成所使用的步驟中被裂解。
去掩蔽后，硅烷的羥基可以用作在襯底上進行聚合物合成的位置。優(yōu)選地，所述的聚合物是肽或寡核苷酸。
優(yōu)選的掩蔽硅烷包括乙酰氧基烷基硅烷和環(huán)氧烷基硅烷。優(yōu)選的乙酰氧基烷基硅烷是乙酰氧基烷基三氯硅烷。特別優(yōu)選的掩蔽硅烷包括 3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
掩蔽硅烷在多種方法中被脫保護，取決于掩蔽基團的結構。取決于掩蔽基團的結構，脫保護的優(yōu)選方法包括汽相氨和甲胺或液相含水或含乙醇氨水和烷基胺。在某些情況下，掩蔽硅烷試劑可以通過用含水酸處理進行脫保護。
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷可以用親核試劑脫保護，例如在乙醇中的乙醇胺和乙二胺，或通過用稀的含水酸進行水解(含水堿水解也可用于脫保護，但是在堿性條件下硅烷-襯底鍵通常也被裂解)。
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)可以用稀的含水酸溶液進行脫保護。
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷可以通過開環(huán)進行脫保護，以通過酸解(含水酸)得到1，2-二醇。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，襯底的硅烷化包括將襯底浸泡或浸入到所述的硅烷化組合物。浸入后，襯底通常以如襯底剝離方法所述的那樣，即橫向地進行旋轉，以在襯底的表面上獲得均勻分布的組合物。這樣確保在襯底表面上獲得更均勻分布的活性官能團。施加硅烷層后，可以將硅烷化的襯底進行烘焙，以在襯底表面上對該硅烷進行交叉聚合。烘焙典型地在90℃至120℃的溫度范圍內進行約1分鐘至約10分鐘。
在還有其它的優(yōu)選實施方案中，如上所述，使用受控汽相沉積法或噴霧法將硅烷化組合物與襯底表面接觸。這些方法包括將硅烷化組合物揮發(fā)或霧化成氣相或噴霧，接著將所述的氣相或噴霧沉積在襯底的表面上，通常通過將襯底的表面與氣相或噴霧進行環(huán)境曝露。與襯底浸入到溶液中的方法相比，汽相沉積可產(chǎn)生更均勻的使用溶液。
硅烷衍生化方法的效果，例如，官能團在襯底表面上的密度和均勻性，通?？梢酝ㄟ^加入結合活性基的熒光團，例如，熒光亞磷酰胺例如Pharmacia，Corp.的FluoreprimeTM、Millipore，Corp.的FluorediteTM或ABI的FAMTM，并且跨過襯底表面考查相對熒光而進行評價。
硅烷化表面的穩(wěn)定性可以類似地使用如上所述的熒光團進行評價。此外，穩(wěn)定性可以通過監(jiān)測來自附著于硅烷化表面的聚合物(應選擇在試驗期間穩(wěn)定的聚合物)的雜交信號進行評價。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在本發(fā)明中使用的硅烷化組合物包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團。
在本發(fā)明的一種實施方案中，所述的硅烷化組合物包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團，其中所述的包括官能團的至少一種硅烷化劑不是二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的沒有包括官能團的至少一種硅烷化劑不是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述的硅烷化組合物包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團，其中所述的硅烷化劑以預定比存在。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，希望生產(chǎn)具有不同密度的帶官能團的硅烷的襯底。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過將襯底用硅烷化劑的混合物進行處理，其中一些硅烷化劑具有用于聚合物合成的官能團，而一些硅烷化劑沒有用于聚合物合成的官能團，接著將混合硅烷與襯底共價連接，獲得具有不同密度的硅烷(帶官能團)的陣列。
根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在非常高密度的探針(例如，附著于襯底的寡核苷酸)和靶雜交效率之間存在負相關。通過在襯底表面上過密的探針的空間和靜電排斥作用，由在襯底表面上的過密探針濃度抑制靶結合。靶結合的抑制反過來導致雜交信號的減少，其在靶和探針之間可以產(chǎn)生完全匹配，通過掃描技術讀取作為陰性結果(假陰性)。根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，控制探針密度的一種方法是通過襯底上帶活性官能團的硅烷的密度。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在襯底表面上帶官能團的硅烷的密度可以通過硅烷(具有聚合物合成的官能團)和硅烷(不具有聚合物合成的官能團)的硅烷組合物(混合物)對襯底進行硅烷化而控制。
在襯底上過密探針的問題變得更尖銳，因為原位制造聚合物的方法變得更有效。例如，使用MeNPOC光保護基團光刻制造寡核苷酸，在制造寡核苷酸DNA鏈時，每步加入額外的核苷酸中具有小于90％效率速度的核苷酸加入。由于帶光保護基的光刻合成的遞歸性質，小于10％的25聚體低核苷酸將實現(xiàn)全長。這種無效率探針合成減輕了由高密度所引起的靶/探針結合的抑制。
然而，隨著更高效率光保護基的發(fā)展，一些接近100％效率和使用非常高效率DMT保護基的光酸生成劑技術的開發(fā)，高密度探針和靶/探針雜交抑制變得更有問題了。為了解決這個問題，本發(fā)明限制在襯底上具有活性官能團的硅烷的密度，其方法是使用具有活性官能團的硅烷和沒有官能團的硅烷的硅烷組合物，以限制襯底表面上的官能團的密度。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，帶官能團的硅烷的密度通過使用硅烷組合物進行控制，該硅烷組合物中具有非官能團的硅烷與具有官能團的硅烷的摩爾比較高。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，沒有官能團的試劑與具有官能團的試劑的摩爾比分別在約5∶1至500∶1的范圍內。更優(yōu)選地，所述的比分別在約為5∶1至200∶1的范圍內。還有在另一優(yōu)選實施方案中，所述的比分別約在50∶1至100∶1的范圍內。在本發(fā)明的特別優(yōu)選的方面，所述的比是100∶1。在本發(fā)明的另一特別優(yōu)選實施方案中，所述的比是99∶1。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，沒有官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷和包括官能團的至少一種硅烷化劑是二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷，其中所述的硅烷化劑以預定比值存在。優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在5∶1至500∶1的范圍內。更優(yōu)選地，所述的比值分別在約為5∶1至200∶1的范圍內。還有在另一優(yōu)選實施方案中，所述的比值分別約在50∶1至100∶1的范圍內。在本發(fā)明的特別優(yōu)選的方面中，所述的比值是100∶1。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，能夠支持聚合物合成的官能團通常包括親核性或親電性的官能團，特別是那些例如氨基、羥基和羧基。當聚合物是核酸(例如，低核苷酸)時，能夠支持聚合物合成的官能團優(yōu)選是羥基。當所述的聚合物是多肽時，能夠支持聚合物合成的官能團優(yōu)選是氨基。優(yōu)選地，沒有能夠支持聚合物合成的官能團的硅烷化劑僅具有烷基或芳基叔胺基團。優(yōu)選地，所述的胺是烷基叔胺基團，參與襯底硅烷化的官能團除外。
在一個實施方案中，包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自
其中R1是CH2或C(O)；R2是H或(CH2)n-Si-(O-(CH2)z-CH3)3；x是3-7；n是1-5(例如，在某些實施方案中，n是1或2當R2是H時)；以及z是0-5。

其中R3、R4和R5獨立地是甲基或乙基；
其中R6、R7、R8、R9、R10和R11是甲基或乙基；和
其中R12、R13和R14獨立地是甲基或乙基。
在優(yōu)選實施方案中，所述的具有官能團的至少一種硅烷化劑選自 N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羥基丁酰胺
N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羥基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羥基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及所述的沒有包括官能團的至少一種硅烷化劑選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
在優(yōu)選實施方案中，所述的硅烷化組合物包括二-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。在優(yōu)選實施方案中，所述的硅烷化組合物包括二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷之一。這些化合物的結構如下所示
二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺
N-羥乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷
N-羥乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
在一個實施方案中，所述的硅烷化劑與固體襯底表面共價連接，在襯底上形成含衍生化官能團的涂層，由此使得固定聚合物陣列(優(yōu)選低聚物或肽，更優(yōu)選低聚物)通過與活性官能團共價反應與襯底共價連接。該固定聚合物，例如多肽或核酸，可以被用于各種結合分析中包括生物學結合分析。在另一實施方案中，可以在襯底上形成固定核酸探針的高密度陣列，然后篩選含不同靶序列的一種或多種靶核酸，用于結合含各種不同潛在互補性探針序列的核酸探針的高密度陣列。例如，在玻璃襯底上的DNA陣列的光直接合成方法描述在McGall等，J.Am.Chem.Soc.，1195081-5090(1997)中，其內容在此引入作為參考。
優(yōu)選地，聚合物陣列是核酸陣列。更優(yōu)選地，該核酸陣列是寡核苷酸陣列。這些陣列的單體優(yōu)選是天然或非天然存在的核苷酸。更優(yōu)選地，本發(fā)明使用的核苷酸選自G、A、T和C。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，核苷酸在它的5’羥基末端被二甲氧基三苯甲基(“DMT”)保護基所保護。在最優(yōu)選的實施方案中，該核苷酸選自G、A、T和C，并且在它的5’羥基處被DMT保護基所保護。在本發(fā)明的另一方面中，核苷酸在它的3’羥基處被DMT保護基所保護。因此，根據(jù)本發(fā)明，核苷酸可以5’至3’方向或3’至5’方向被合成。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，將具有被對酸不穩(wěn)定的保護基保護的活性官能團的連接基分子提供在襯底的表面上。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，在表面上提供光酸生成劑(“PAG”)，優(yōu)選在具有酸清除劑的薄膜中。這也被稱為“抵抗混合物”。
在本發(fā)明的另一方面中，該抵抗混合物還含有敏化劑。使用公知的平版印刷方法，將在襯底表面上的一組所選區(qū)域暴露于輻射中，例如在Thompson，L.F.；Willson，C.G.；和Bowden，M.J.，Introduction toMicrolithography；American Chemical Society，1994，pp.212-232中所述的平版印刷方法，其在此整個引入作為參考。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，酸在所選區(qū)域內從PAG中通過將PAG曝露于預定波長的光下生成。將生成的酸與被保護基團在合適的條件下接觸足夠長的時間，以便除去保護基。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述的保護基優(yōu)選是DMT基團并且它保護羥基。例如，該羥基可以是襯底的一部分、連接基的一部分、核苷酸或脫氧核苷酸的5’-羥基或核苷酸或脫氧核苷酸的3’-羥基。將保護基充分暴露于酸中以便除去該保護基后，但是沒有或基本上沒有對聚合物造成任何損傷，優(yōu)選在合適的溶劑中剝離陣列表面，保留保護的和未保護的基團。在本發(fā)明的一個方面中，將所述的保護基暴露于酸中高達3小時，例如高達1小時，以及典型地為2-30分鐘或5:15分鐘。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，酸曝露1-5分鐘。
將具有對酸不穩(wěn)定的保護基的單體與由酸處理得到的暴露基團反應。所述表面再次用如上所述的抵抗混合物之一進行涂布。
在本發(fā)明的具體實施方案中，一個羥基被對酸不穩(wěn)定的保護基保護而其它羥基被活性基(優(yōu)選亞磷酰胺基團)保護的脫氧核苷酸，與由酸處理得到的暴露羥基反應，使得羥基與核苷酸偶合。所述表面再次用如上所述的抵抗混合物之一進行涂布。
其后，將第二組所選區(qū)域暴露于輻射中。在第二組所選區(qū)域中輻射引發(fā)的反應除去分子上的保護基，即所述的連接基分子和第一次結合的單體。然后，襯底和含有與暴露官能團反應的可除去保護基的第二單體接觸。重復此過程以選擇性地施用單體直到獲得所需長度和所需化學序列的聚合物為止。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述的單體優(yōu)選是核苷酸。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，核酸的生長鏈優(yōu)選在合成回合之間被封端。通過終止鏈生長，其中單體不應被加入但已被加入，封端限制產(chǎn)生不恰當?shù)暮塑账嵝蛄?。例如，在合成期間，外環(huán)胺的側鏈保護基也優(yōu)選通過本領域公知的技術進行保護，并且在核苷酸陣列合成結束時進行脫保護。
在一優(yōu)選實施方案中，單體是在它的5′羥基處含有對酸不穩(wěn)定的保護基的2′-脫氧核苷亞磷酰胺。因此，“單體”被理解為包括成品聚合物(例如，寡核苷酸，多肽)的單個單元和化合物，所述的化合物當與襯底連接時變成成品聚合物的單個單元以及任選進一步反應(例如，除去保護基，將亞磷酸酯氧化成磷酸酯)。如前所述，在替代實施方案中，如果多核苷酸由5′到3′的方向合成，那么保護基存在于3′羥基上。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，核苷亞磷酰胺由下式表示
其中所述的堿是腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶。R1是保護基，其使得5′羥基不能反應，并且包括二甲氧基三苯甲基、叔丁氧羰基或本領域熟練技術人員已知的任何保護基；R2是氰乙基、甲基、叔丁基、三甲基甲硅烷基等；以及R3和R4是異丙基、環(huán)己基等。存在于堿上的外環(huán)胺還可以用?；Ｗo基保護，例如苯甲?；?、異丁酰基、苯氧基乙?；?。所述的連接基分子含有用酸或堿可除去的保護基。可用的連接基分子是本領域熟練技術人員公知的，并且其代表性例子包括低聚醚例如六甘醇，核苷酸、酯、碳酸酯、酰胺的低聚物等?？捎玫谋Ｗo基包括之前所列的那些以及本領域熟練技術人員已知的那些保護基。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案中，所述的聚合物陣列是肽陣列，其中所述的單體是氨基酸。合適的氨基酸包括天然存在的氨基酸和非天然存在的氨基酸。優(yōu)選地，所述的氨基酸選自L型的丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸(praline)、絲氨酸、蘇氨酸、色氨酸、酪氨酸和纈氨酸。優(yōu)選地，在合成期間，氨基酸在它的氨基末端官能團被叔丁氧羰基(“tBOC”)保護基所保護。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，合適的氨基酸包括肽核酸(PNAs)。PNAs包括具有連接于肽骨架的含氮堿基的肽骨架，以便它們可以用作核酸的模擬物(包括寡聚物)。優(yōu)選地，與類似的天然核酸相比，PNAs對互補核酸序列具有更大的親和性。合適的PNA重復單元用下列結構式表示
其中B表示堿基，典型地為腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤或胸腺嘧啶。其它骨架是合適的，條件是所得PNAs能夠用核酸雜交。
PNAs的合成描述在Hyrup和Nielsen，Bioorg.Med.Chem.(1996)45-23；及Vilaivan和Lowe，J.Am.Chem.Soc.(2002)1249326-9327中，其內容在此引入作為參考。
在本發(fā)明的一個方面中，在陣列中的PNAs的密度以及任何連接基這樣選擇，以便可以形成PNA與雜交的DNA或RNA樣品的2∶1絡合物。在本發(fā)明的另一方面中，制備了一種PNA和核酸的嵌合聚合物。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種硅烷化組合物，其包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團。
在優(yōu)選實施方案中，該硅烷化組合物包含至少一種硅烷化劑，其包括能夠支持聚合物合成的官能團，選自 N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羥基丁酰胺
N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羥基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羥基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及所述的至少一種硅烷化劑，其沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團，選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
在優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是一種掩蔽硅烷化劑。優(yōu)選地，所述的掩蔽硅烷化劑選自 3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)，和
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
在特別優(yōu)選的實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以預定的比值存在。優(yōu)選地，所述的預定比值是重量體積比(W∶V)。在另一優(yōu)選實施方案中，所述的比值是摩爾比。
在優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑和所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑的W/V比值分別在約5∶1至500∶1的范圍內。
更優(yōu)選地，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑和所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑的W/V比值分別在約5∶1至200∶1的范圍內。
在另一優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑和所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑的W/V比值分別在約50∶1至100∶1的范圍內。
更優(yōu)選地，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑和所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑的W/V比值分別約為100∶1或99∶1。
在優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的比值分別在約5∶1至500∶1的范圍內。
更優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別在約5∶1至200∶1的范圍內。
尤其更優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別在約50∶1至100∶1的范圍內。最優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約為100∶1和99∶1。
在另一優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
在另一優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺，以及所述的W∶V比值分別在約5∶1至500∶1的范圍內。
更優(yōu)選地，二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺與N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的W/V比值分別在約5∶1至200∶1的范圍內。
尤其更優(yōu)選地，二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺與N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的W/V比值分別在約50∶1至100∶1的范圍內。
最優(yōu)選地，二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺與N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的W/V比值分別約為100∶1和99∶1。
在另一優(yōu)選實施方案中，所述的組合物不包含二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷的混合物。在另一優(yōu)選實施方案中，所述的組合物(例如，權利要求1的組合物)不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種對表面進行硅烷化的方法，其中含硅或含其它氧化硅的表面用硅烷化組合物處理，所述的硅烷化組合物包括兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團。
在對表面進行硅烷化的方法的一種優(yōu)選實施方案中，其中所述的至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團，并且選自 N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羥基丁酰胺
N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羥基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羥基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在優(yōu)選實施方案中，對表面進行硅烷化的方法使用包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑，其包含掩蔽硅烷化劑。
優(yōu)選地，所述的掩蔽硅烷化劑選自 3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷，和
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
在另一優(yōu)選實施方案中，對表面進行硅烷化的方法通過汽相沉積掩蔽硅烷化劑進行。
優(yōu)選地，用掩蔽硅烷化劑對表面進行硅烷化的方法進一步包括下列步驟對掩蔽硅烷化劑脫保護，以得到能夠支持聚合物合成的脫保護的官能團。
在對表面進行硅烷化的方法的一種優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
在另一優(yōu)選實施方案中，在對表面進行硅烷化的方法中，所述的硅烷化組合物不包含二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷的混合物。在另一優(yōu)選實施方案中，所述的組合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種制備聚合物陣列的方法，其包括提供一襯底；將該襯底的含硅或含其它氧化硅的表面與硅烷化組合物接觸，所述的硅烷化組合物包括兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物令成的官能團以及至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團；將該能夠支持聚合物合成的官能團用保護基保護或該能夠支持聚合物合成的官能團與具有被保護基保護的活性基的化合物反應；在所述表面的所選區(qū)域內除去保護基以提供暴露的官能團或活性基；將所述的暴露基團與單體反應，其中所述的單體與暴露基團偶合；以及重復除去和反應步驟以制備聚合物陣列。
優(yōu)選地，所述的聚合物陣列是核酸陣列。所述的聚合物系列還優(yōu)選是多肽陣列。
在制備聚合物陣列的方法的優(yōu)選實施方案中，所述的硅烷化組合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的硅烷化組合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的硅烷化組合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
在制備聚合物陣列的方法的優(yōu)選實施方案中，所述的保護基是一種光可除去的保護基。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的保護基是一種對酸不穩(wěn)定的保護基。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的除去步驟包括通過選擇性施用具有預定波長的光，在所選區(qū)域內激活光酸發(fā)生劑，以獲得一種酸并將保護基暴露于該酸中。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自 N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羥基丁酰胺
N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羥基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羥基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及其中所述的至少一種硅烷劑，其不包括能夠支持聚合物合成的官能團，選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑包含一種掩蔽硅烷化劑。
優(yōu)選的掩蔽硅烷化劑包括 3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷，和
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
優(yōu)選地，掩蔽硅烷化劑通過掩蔽硅烷化劑的汽相沉積法而施用。該掩蔽硅烷化劑優(yōu)選是被脫保護的，以得到一種能夠支持聚合物合成的脫保護官能團。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的硅烷化組合物包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以及包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以預定的比值存在。
優(yōu)選地，所述的預定比值是摩爾比。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑與包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑的W/V比值分別在約5∶1至500∶1的范圍內。
更優(yōu)選地，所述的W/V比值分別在約5∶1至200∶1的范圍內。尤其更優(yōu)選地，所述的比值分別在約50∶1至100∶1的范圍內。最優(yōu)選地，所述的比值分別約為100∶1和99∶1。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
在制備聚合物陣列的方法的另一優(yōu)選實施方案中，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在5∶1至500∶1的范圍內。更優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在5∶1至200∶1的范圍內。尤其更優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在50∶1至100∶1的范圍內。最優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約為100∶1。
在制備聚合物陣列的方法的其它優(yōu)選實施方案中，所述的硅烷化組合物不包含二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷的混合物。在另一優(yōu)選實施方案中，所述的組合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在襯底表面上提供聚合物陣列，其中襯底表面用一種硅烷化組合物進行硅烷化，所述的硅烷化組合物包括兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團。
優(yōu)選地，所述的聚合物是核酸。所述的聚合物還優(yōu)選是多肽。
在襯底表面上的聚合物陣列的優(yōu)選實施方案中，所述的硅烷化組合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。
在襯底表面上的聚合物陣列的優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自 N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羥基丁酰胺
N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羥基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羥基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及其中所述的至少一種硅烷化劑，其不包括能夠支持聚合物合成的官能團，選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
在襯底表面上的聚合物陣列的優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑包含一種掩蔽硅烷化劑。
優(yōu)選的掩蔽硅烷化劑包括 3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷，和
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
優(yōu)選地，該掩蔽硅烷化劑是被脫保護的，以得到一種能夠支持聚合物合成的脫保護官能團。
在襯底表面上的聚合物陣列的優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在襯底表面上的聚合物陣列的優(yōu)選實施方案中，所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在襯底表面上的聚合物陣列的優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以預定的比值存在。
優(yōu)選地，所述的預定比值是摩爾比。在襯底表面上的聚合物陣列的優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑與所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑的摩爾比分別在約5∶1至500∶1的范圍內。更優(yōu)選地，所述的W/V比值分別在約5∶1至200∶1的范圍內。尤其更優(yōu)選地，所述的比值分別在約50∶1至100∶1的范圍內。最優(yōu)選地，所述的比值分別約為100∶1和99∶1。
在襯底表面上的聚合物陣列的優(yōu)選實施方案中，所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
在襯底表面上的聚合物陣列的優(yōu)選實施方案中，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在5∶1至500∶1的范圍內。尤其更優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在5∶1至200∶1的范圍內。更優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在50∶1至100∶1的范圍內。最優(yōu)選地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約為100∶1。
在聚合物陣列的另一優(yōu)選實施方案中，所述的硅烷化組合物不包含二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷的混合物。在另一優(yōu)選實施方案中，所述的組合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種用兩種或多種硅烷化劑的混合物對襯底進行硅烷化的方法，其中至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團和至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團，所述的襯底包含含硅或含其它氧化硅的表面，該方法的步驟包括 a.提供一襯底； b.將該襯底浸入到無水乙醇中一段時間； c.將該襯底轉移到硅烷混合物的容器中放置一規(guī)定時間，該硅烷混合物包含沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以及包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑；以及 d.將該襯底用2-丙醇漂洗。
優(yōu)選地，所述的硅烷混合物是1∶99摩爾％的Bisb硅烷和BTSME硅烷。在優(yōu)選實施方案中，所述的Bisb硅烷和BTSME硅烷的硅烷混合物還含有無水乙醇、去離子水，并且規(guī)定時間約為60分鐘。
實施例 I.使用1∶99摩爾比的Bisb:BTMSE混合物對襯底進行硅烷化 下列方法用來對晶片進行硅烷化(silanate)用于R&D和實驗目的。
定義 ·BisbN-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺在65％甲醇中。
·BTMSE二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷 ·SRD旋轉漂洗干燥機 ·DI H2O去離子水 ·RPM轉/分 ·襯底晶片或載片 方法 提供已經(jīng)洗凈和干燥的四個8x8”槽。所述槽按下面命名槽#1試劑醇，槽#2硅烷浴，槽#32-丙醇浴漂洗#1和槽#42-丙醇浴漂洗#2 槽#1通過向該槽中加入6.0L試劑醇制得。
槽#2(1∶99mol％比的Bisb∶BTMSE硅烷溶液)如下制備5610mL試劑醇與310mL DI H2O混合，接著攪拌3分鐘。攪拌后，40mLBTMSE交聯(lián)劑加入到100mL刻度量筒中并緩慢加入到槽#2中。將40mL試劑醇緩慢地倒入到槽#2中，并攪拌3分鐘。最后，向該槽#2中緩慢加入780uL Bisb硅烷，接著在硅烷化之前，將混合物攪拌最少4小時-最多12小時。
使用槽#3和4以用2-丙醇漂洗襯底，每種由6L所述的醇組成。
硅烷化如下進行首先，將待硅烷化的襯底轉移到稱量襯底盒中。將該盒浸入到槽#1“試劑醇”中數(shù)次，總共約3分鐘。
浸入在槽#1中3分鐘后，將該盒立即轉入到槽#2“硅烷”中，以便浸沒整個襯底。使用定軌振蕩器，將所述盒暴露于槽#2中約60分鐘。
60分鐘期滿后，將該盒立即轉入到槽#3中，用“2-丙醇”漂洗#15分鐘。然后，將該盒轉入到槽#4中，用“2-丙醇”漂洗5分鐘。
II.官能和非官能硅烷 測試以不同摩爾比制備的各種官能和非官能硅烷，以確定哪個混合物提供了合適的羥基密度(pmol/cm2)。圖1中描述了兩種官能化和兩種非官能硅烷。
III.硅烷化配方R2+Bisb 為了測試非官能硅烷與官能硅烷的哪個摩爾比得到所需的羥基密度，制備各種摩爾比的硅烷化溶液。這些描述在圖2中。
IV.官能羥基密度測定R2/Bisb 使用實施例2的硅烷混合物測定襯底上的官能羥基密度。結果描述在圖3中。
V.官能和非官能硅烷的摩爾比 為了測定兩種其它官能和非官能硅烷的合適摩爾比，制備三種不同的具有三種不同摩爾比R2/R1(98，50和10)的硅烷化溶液。組合物描述在圖4中。
VI.官能羥基密度測定R2/R1 測定由R2/R1溶液獲得的襯底上的羥基密度(pmol/cm2)，并且數(shù)據(jù)表示在圖5中。
VII.具有官能和非官能硅烷的高密度陣列的制造 為了測定用非官能和官能硅烷進行硅烷化，使用高比例的非官能與官能硅烷，是否改善雜交結果，構建高密度陣列。使用兩種硅烷溶液，包括Bisb(官能硅烷)以約60pmol/cm2在襯底上制造一種高密度陣列，該高密度陣列具有3微米特征區(qū)和25聚體探針。
使用1∶99 Bisb∶BTMSE(非官能硅烷)構造第二陣列，其獲得約20pmol/cm2的官能羥基密度。第二陣列同樣具有3微米特征區(qū)和25聚體探針。
兩種陣列雜交至20mM DNA靶/SAPE 16小時。雜交16小時后，Bisb陣列沒有發(fā)出信號，并且背景強度為85。相反，Bisb∶BTMSE(1∶99比值)發(fā)出高的信號雜交結果(0，60,000)展示范圍和好的信號(強度約60,000)。
為了測定該Bisb陣列是否可獲得更好的信號，具有更長的雜交，將等同于如上所述的一種Bisb陣列雜交至20mM DNA/SAPE 112小時。112小時雜交后信號確實得到了改善，但是僅為0，20,000顯示范圍，Bisb∶BTMSE陣列的三分之一僅雜交16小時。強度同樣得到改善，但是與Bisb∶BTMSE的40,000相比，僅為16,000。
與Bisb陣列相比，由此獲得的Bisb∶BTMSE(1∶99比)硅烷組合物顯著地增加了信號。雖然通過雜交112小時，雜交結果可以改善Bisb陣列，但是僅16小時雜交后，顯示范圍和信號強度仍然基本上低于Bisb:BTMSE陣列。此外，112小時雜交對具有高密度陣列的常規(guī)實驗來說是不實際的。
這些實驗的結果描述在圖6中。
在此所指的所有出版物、專利和專利申請在此整個引入作為參考。
上述描述是說明性的而非限制性的。在參考本文的基礎上，本發(fā)明的許多變化對本領域熟練技術人員來說是顯而易見的。在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，僅作為例子，可以使用各種襯底、聚合物、引發(fā)劑、合成起始位點以及其它材料。
權利要求
1.硅烷化組合物，其包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團。
2.權利要求1的硅烷化組合物，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自
其中R1是CH2或C(O)；R2是H或(CH2)n-Si-(O-(CH2)z-CH3)3；x是3-7；
n是1-5；以及z是0-5；以及掩蔽官能硅烷基團
其中R3、R4和R5獨立地是甲基或乙基；
其中R6、R7、R8、R9、R10和R11是甲基或乙基；和
其中R12、R13和R14獨立地是甲基或乙基，以及其中所述的至少一種硅烷劑，其不包括能夠支持聚合物合成的官能團，選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
3.權利要求1的硅烷化組合物，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是掩蔽硅烷化劑。
4.權利要求3的硅烷化組合物，其中所述的掩蔽硅烷化劑選自
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷，和
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
5.權利要求1的硅烷化組合物，其包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
6.權利要求1的硅烷化組合物，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
7.權利要求1的硅烷化組合物，其包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團和至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑和所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以預定比值存在。
8.權利要求7的硅烷化組合物，其中所述的預定比值是摩爾比。
9.權利要求8的硅烷化組合物，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑與所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑的摩爾比分別在約5∶1至500∶1的范圍內。
10.權利要求9的硅烷化組合物，其中所述的摩爾比分別在約5∶1至200∶1的范圍內。
11.權利要求10的硅烷化組合物，其中所述的摩爾比分別在約50∶1至100∶1的范圍內。
12.權利要求11的硅烷化組合物，其中所述的比值分別約為99∶1。
13.權利要求8的硅烷化組合物，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
14.權利要求13的硅烷化組合物，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在5∶1至500∶1的范圍內。
15.權利要求14的硅烷化組合物，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在5∶1至200∶1的范圍內。
16.權利要求15的硅烷化組合物，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約在50∶1至100∶1的范圍內。
17.權利要求16的硅烷化組合物，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分別約為99∶1。
18.權利要求1的硅烷化組合物，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
19.權利要求8的硅烷化組合物，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺，以及所述的W∶V比值分別約在5∶1至500∶1的范圍內。
20.權利要求19的硅烷化組合物，其中所述的二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺與N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的W/V比值分別約在5∶1至200∶1的范圍內。
21.權利要求20的硅烷化組合物，其中所述的二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺與N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的W/V比值分別約在50∶1至100∶1的范圍內。
22.權利要求21的硅烷化組合物，其中所述的二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺與N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的W/V比值分別約為99∶1。
23.權利要求1的組合物，其中所述的組合物沒有包含二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷的混合物。
24.權利要求1的組合物，其中所述的組合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
25.一種對表面進行硅烷化的方法，其包括將含硅或含其它氧化硅的表面與硅烷化組合物接觸，所述的硅烷化組合物包括兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團。
26.權利要求25的對表面進行硅烷化的方法，其中所述的硅烷化組合物包含至少一種硅烷化劑，所述的至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團并且選自
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羥基丁酰胺
N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羥基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羥基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
27.權利要求25的對表面進行硅烷化的方法，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
28.權利要求25的對表面進行硅烷化的方法，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑包含掩蔽硅烷化劑。
29.權利要求28的對表面進行硅烷化的方法，其中所述的掩蔽硅烷化劑選自
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷，和
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
30.權利要求28的對表面進行硅烷化的方法，其中所述的接觸含硅或含其它氧化硅的表面的步驟包括掩蔽硅烷化劑的汽相沉積。
31.權利要求28的對表面進行硅烷化的方法，進一步包括下列步驟對掩蔽硅烷化劑進行脫保護，以獲得能夠支持聚合物合成的脫保護官能團。
32.權利要求25的對表面進行硅烷化的方法，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
33.權利要求25的對表面進行硅烷化的方法，其中所述的組合物不包含二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷的混合物。
34.權利要求25的對表面進行硅烷化的方法，其中所述的組合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
35.制備聚合物陣列的方法，包括
提供一襯底；
將襯底的含硅或含其它氧化硅的表面與硅烷化組合物接觸，所述的硅烷化組合物包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團；
將能夠支持聚合物合成的官能團用保護基保護，或使能夠支持聚合物合成的官能團與具有被保護基保護的活性基的化合物反應；
在該表面的所選區(qū)域中除去保護基，以提供暴露的官能團或活性基；
將所述的暴露基團與單體反應，其中所述的單體與該暴露基團偶合在一起；以及
重復除去和反應步驟，以制備聚合物陣列。
36.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的聚合物是核酸。
37.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的聚合物是多肽。
38.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的硅烷化組合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。
39.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的硅烷化組合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
40.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的硅烷化組合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
41.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的保護基是一種光可除去的保護基。
42.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的保護基是一種對酸不穩(wěn)定的保護基。
43.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的除去步驟包括通過選擇性施用具有預定波長的光，在所選區(qū)域內激活光酸發(fā)生劑，獲得一種酸，并將保護基暴露于該酸中。
44.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羥基丁酰胺
N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羥基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羥基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及其中所述的至少一種硅烷化劑，其沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團，選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
45.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑包含掩蔽硅烷化劑。
46.權利要求45的制備聚合物陣列的方法，其中所述的掩蔽硅烷化劑選自
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)，和
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
47.權利要求45的制備聚合物陣列的方法，其中所述的接觸含硅或含其它氧化硅的表面的步驟包括掩蔽硅烷化劑的汽相沉積。
48.權利要求45的制備聚合物陣列的方法，進一步包括下列步驟對掩蔽硅烷化劑進行脫保護，以獲得能夠支持聚合物合成的脫保護官能團。
49.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的硅烷化組合物包含兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
50.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
51.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑與所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以預定的比值存在。
52.權利要求51的制備聚合物陣列的方法，其中所述的預定比值是摩爾比。
53.權利要求52的制備聚合物陣列的方法，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑與所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑的摩爾比分別在約5∶1至500∶1的范圍內。
54.權利要求53的制備聚合物陣列的方法，其中所述的摩爾比分別在約5∶1至200∶1的范圍內。
55.權利要求54的制備聚合物陣列的方法，其中所述的比值分別約在50∶1至100∶1的范圍內。
56.權利要求55的制備聚合物陣列的方法，其中所述的比值分別約為99∶1。
57.權利要求33的制備聚合物陣列的方法，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
58.權利要求57的制備聚合物陣列的方法，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩爾比分別約在5∶1至500∶1的范圍內。
59.權利要求58的制備聚合物陣列的方法，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩爾比分別約在5∶1至200∶1的范圍內。
60.權利要求59的制備聚合物陣列的方法，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩爾比分別約在50∶1至100∶1的范圍內。
61.權利要求60的制備聚合物陣列的方法，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩爾比分別約為99∶1。
62.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的組合物不包含二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷的混合物。
63.權利要求35的制備聚合物陣列的方法，其中所述的組合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
64.襯底表面上的聚合物陣列，其中襯底表面用硅烷化組合物進行硅烷化，所述的硅烷化組合物包括兩種或多種硅烷化劑的混合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑不包括能夠支持聚合物合成的官能團。
65.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的聚合物是核酸。
66.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的聚合物是多肽。
67.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的硅烷化組合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺及包含N-2-羥基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羥基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。
68.權利要求62的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑選自
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羥基丁酰胺
N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羥基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羥基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及其中所述的至少一種硅烷化劑，其沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團，選自烷基-三甲氧基硅烷、1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，6-二(三甲氧基甲硅烷基)己烷、3-(N，N-二甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N，N-二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺。
69.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑包含掩蔽硅烷化劑。
70.權利要求69的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的掩蔽硅烷化劑選自
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)，和
3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
71.權利要求69的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的掩蔽硅烷化劑被脫保護以獲得能夠支持聚合物合成的脫保護官能團。
72.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N，N-二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
73.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
74.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑與所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以預定的比值存在。
75.權利要求74的襯底表面上的聚合物陣列.，其中所述的預定比值是摩爾比。
76.權利要求75的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑與所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑的摩爾比分別在約5∶1至500∶1的范圍內。
77.權利要求76的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的摩爾比分別在約5∶1至200∶1的范圍內。
78.權利要求77的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的摩爾比分別約在50∶1至100∶1的范圍內。
79.權利要求78的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的摩爾比分別約為99∶1。
80.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑是二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
81.權利要求80的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩爾比分別約在5∶1至500∶1的范圍內。
82.權利要求81的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩爾比分別約在5∶1至200∶1的范圍內。
83.權利要求82的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩爾比分別約在50∶1至100∶1的范圍內。
84.權利要求83的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷與二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩爾比分別約為99∶1。
85.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的組合物不包含二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷的混合物。
86.權利要求64的襯底表面上的聚合物陣列，其中所述的組合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
87.一種用兩種或多種硅烷化劑的混合物對襯底進行硅烷化的方法，其中至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團和至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團，所述的襯底包含含硅或含其它氧化硅的表面，所述方法包括
a.提供一襯底；
b.將所述的襯底浸入到無水乙醇中一規(guī)定時間；
c.將所述的襯底轉移到硅烷混合物的容器中一規(guī)定時間，所述的硅烷混合物含有沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑以及包括能夠支持聚合物合成的官能團的至少一種硅烷化劑；以及
d.將所述的襯底用2-丙醇漂洗。
88.權利要求87的方法，其中所述的硅烷混合物是1∶99摩爾％的N-(2-羥基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺和二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及其中所述的硅烷混合物進一步包含無水乙醇、去離子水，并且規(guī)定時間約為60分鐘。
全文摘要
含有兩種或多種硅烷化劑的混合物的硅烷化組合物，其中至少一種硅烷化劑包括能夠支持聚合物合成的官能團以及至少一種硅烷化劑沒有包括能夠支持聚合物合成的官能團，所述硅烷化組合物用于調節(jié)表面的活性部位密度和水解穩(wěn)定性。這些組合物特別是在制備聚合物陣列前用于硅烷化表面并提供增加的雜交結果。
文檔編號G01N33/543GK101149379SQ20071010453
公開日2008年3月26日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權日2006年5月25日
發(fā)明者羅伯特·G·庫伊梅利斯, 格倫·H·麥加 申請人:阿菲梅特里克斯公司