CN101149379B - 硅烷混合物 - Google Patents

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Abstract

含有两种或多种硅烷化剂的混合物的硅烷化组合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团，所述硅烷化组合物用于调节表面的活性部位密度和水解稳定性。这些组合物特别是在制备聚合物阵列前用于硅烷化表面并提供增加的杂交结果。

Description

硅烷混合物
发明背景
现已开发出与表面反应并涂布表面如硅表面的硅烷化剂。单官能的硅烷化剂已经用于制备单层表面涂层，而二-和三-官能的硅烷化剂已经用于在硅表面上制备聚合的涂层，为各种材料与表面共价连接提供反应位点。然而，许多硅烷化剂制得的涂层具有不希望的性能，包括水解不稳定性以及不能充分掩盖硅表面。
发明概述
本发明提供硅烷化组合物，其包括两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂不包括能够支持聚合物合成的官能团。
硅烷化剂组合物(混合物)，具有能够支持聚合物合成的官能团的一种试剂以及没有能够支持聚合物合成的官能团的另一种硅烷化剂，可以控制聚合物在衬底上的密度。聚合物在衬底上的过高密度，例如，在玻璃芯片上的寡核苷酸(探针)阵列，其中该阵列用于测定互补核酸或“靶”的结合，具有不希望的性能。通过在衬底表面上过度拥挤的探针的空间和静电排斥力，由在衬底表面上的过密探针浓度抑制靶结合。如果该靶用荧光分子标记，例如，靶结合的抑制反过来导致杂交信号不希望的减少，这又可导致假阴性。
本发明现已发现，用官能和非官能的硅烷化剂进行硅烷化，可以制备水解稳定性增加的硅烷涂层。在没有加入非官能的硅烷的情况下，仅降低官能硅烷的密度将导致硅烷涂层的水解稳定性降低。
在一种优选实施方案中，该硅烷化组合物具有至少一种硅烷化剂，其包括能够支持聚合物合成的官能团，选自：
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羟基丁酰胺
N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000022
3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000023
N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
Figure S071A4535320070608D000024
1，2-二((2-羟基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
Figure S071A4535320070608D000031
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000032
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
以及其中至少一种硅烷剂，其不包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
在一种优选实施方案中，所述包括能够支持聚合物合成的官能团的硅烷化剂是掩蔽硅烷化剂。例如，许多带有掩蔽羟基的硅烷是易挥发的。挥发性的掩蔽硅烷可以很容易地例如通过蒸馏提纯，并且可以很容易地用于硅烷化衬底表面的气相沉积法中。气相沉积，与浸渍法相比，能对衬底提供更有效的沉积和均匀涂层。在连接单体之前，该掩蔽的硅烷化剂必须通过下面所述的方法进行解掩蔽。
本发明提供硅烷化组合物，其包括以预定比存在的两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂不包括能够支持聚合物合成的官能团。在一种优选实施方案中，所述比是重量对体积比(W:V)。在另一种优选实施方案中，所述比是摩尔比。
本发明提供对表面进行硅烷化的方法，其包括将含硅或含其它氧化硅的表面与硅烷化组合物接触，所述硅烷化组合物包括两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂不包括能够支持聚合物合成的官能团。
在另一方面中，本发明提供一种制备聚合物阵列的方法，其包括下列步骤：提供一衬底，将衬底的含硅或含其它氧化硅的表面与硅烷化组合物接触，所述硅烷化组合物包括两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂不包括能够支持聚合物合成的官能团；将该能够支持聚合物合成的官能团用保护基保护或将该能够支持聚合物合成的官能团与具有被保护基保护的活性基的化合物反应；在所述表面的所选区域除去保护基以提供暴露的官能团或活性基；将所述的暴露基团与单体反应，其中所述单体与暴露基团偶合；以及重复除去和反应步骤以制备聚合物阵列。
本发明还在衬底表面上提供聚合物阵列，其中衬底表面用一种硅烷化组合物硅烷化，所述硅烷化组合物包括两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂不包括能够支持聚合物合成的官能团。
附图的简要说明
图1描述两种非官能硅烷化合物(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))以及两种官能硅烷(N-(羟基乙基)N-甲基氨基丙基三甲氧基硅烷(R2)和N-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺)。
图2描述R2+Bisb的各种混合物的硅烷化配方。
图3描述R2和Bisb的各种混合物的官能羟基密度测定。
图4描述R1和R2的硅烷化配方。
图5描述各种R2/R1混合物的官能羟基密度测定。
图6描述在25聚体测试图和相应的杂交信号中3μm阵列的高效PAG/DMT合成。
发明的详细说明
本发明具有许多优选实施方案并且对于本领域已知的那些细节，依赖于许多专利、申请以及其它参考文献。因此，当一篇专利、申请或其它参考文献在下面被引述或重复时，应当清楚，它整个引入作为参考用于所有目的以及其所述的主张。
如在本申请中所使用的，除非在上下文中清楚地另有说明，单数形式包括复数。例如，术语“一种试剂”包括多种试剂，包括它们的混合物。
个体不局限于人，还可以是其它生物体包括，但不局限于哺乳动物、植物、细菌或来源于上述任何一种的细胞。
在本文的整个内容中，本发明的不同方面可以以一种范围的形式呈现。应当清楚，以范围形式的描述仅仅是为了方便和简明起见，不应该将其理解为对本发明范围古板的限制。因此，范围的描述应被认为已具体公开了所有可能的子范围以及在此范围内的单个数值。例如，1-6这样一个范围的描述应该被认为已具体公开了子范围，例如1-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6等以及在此范围内的单个数值，例如，1、2、3、4、5和6。这适用于任何宽度的范围。
实施本发明可以使用，除非另有说明，有机化学、聚合物技术、分子生物学(包括重组核酸技术)、细胞生物学、生物化学和免疫学的常规技术，如本领域普通技术人员可以理解的那些。这些常规技术包括聚合物阵列合成、杂交、连接和使用标记进行杂交检测。合适技术的具体说明可以参考下面的实施例进行。然而，当然，也可以使用其它等同的常规方法。这些常规技术和说明可以在标准实验手册中找到，例如Genome Analysis：A Laboratory Manual Series(Vols.I-IV)，UsingAntibodies：A Laboratory Manua1，Ce1ls：A Laboratory Manua1，PCRPrimer：A Laboratory Manua1，and Molecular Cloning：A LaboratoryManua1(all from Cold Spring Harbor Laboratory Press)，Stryer，L(1995)Biochemistry(4th Ed.)Freeman，New York，Gait，″OligonucleotideSynthesis：A Practical Approach″1984，IRL Press；London，Nelson andCox(2000)，Lehninger，Principles of Biochemistry3rdEd.，W.H.FreemanPub.，New York，NY和Berg等(2002)Biochemistry，5thEd.，W.H.Freeman Pub.，New York，NY，它们中的每一篇在此整个引入作为参考。
本发明可以使用固体衬底，在一些优选实施方案中包括阵列。适用于聚合物(包括蛋白)阵列合成的方法和技术已经描述在美国序列号09/536,841，WO00/58516，美国专利号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申请号PCT/US99/00730(国际公开号WO99/36760)和PCT/US01/04285(国际公开号WO01/58593)中，它们中的每一篇在此整个引入作为参考。
“衬底”是一种具有硬、半硬或胶状表面的材料。典型例子包括玻璃或合适的聚合物材料。在本发明的一些实施方案中，该衬底的至少一个表面将是基本上平的，虽然在一些实施方案中，可能希望在物理上以例如，孔、凸区、蚀刻沟等隔离不同聚合物的合成区。在一些实施方案中，该衬底本身含有孔、沟、流过区等，其构成所有或部分的合成区。根据其它实施方案，可以在表面上提供小珠，并且在其上合成的化合物可任选在合成完成时被释放出来。衬底在本领域中是公知的并且很容易通过供应商例如USPG、PPG Industries、AFG Industries等等在市场上可买到。在本发明中使用的衬底优选是那些很容易被硅烷化的衬底，例如玻璃、熔融石英和硅晶片。
在具体实施方案中用于描述合成技术的专利包括美国专利号5,412,087、6,147,205、6,262,216、6,310,189、5,889,165和5,959,098,它们所有在此整个引入作为参考。核酸阵列描述在上述许多专利中，但是相同的通用方法适用于多肽阵列。
本发明还预期与衬底附着的聚合物的许多用途。这些用途包括基因表达监测、造型、文库筛选、基因分型和诊断。基因表达监测和造型方法示于美国专利号5,800,992、6,013,449、6,020,135、6,033,860、6,040,138、6,177,248和6,309,822中，它们全部在此整个引入作为参考。基因分型及其用途示于美国序列号60/319,253、10/013,598(美国专利申请公开号20030036069)和美国专利号5,856,092、6,300,063、5,858,659、6,284,460、6,361,947、6,368,799和6,333,179中，它们全部在此整个引入作为参考。其它用途收录在美国专利号5,871,928、5,902,723、6,045,996、5,541,061和6,197,506中，它们全部在此整个引入作为参考。
在某些优选实施方案中，本发明还预期样品制备方法。在基因分型之前或同时，基因组样品可以通过许多机理被扩增，其中一些可以使用PCR。例如，参见，PCR Technology：Principles and Applications forDNA Amplification(H.A.Erlich编，Freeman Press，NY，NY，1992)；PCRProtocols：A Guide to Methods and Applications(Innis等编，AcademicPress，San Diego，CA，1990)；Mattila等，Nucleic Acids Res.19，4967(1991)；Eckert等，PCR Methods and Applications1，17(1991)；PCR(McPherson等编，IRL Press，Oxford)和美国专利号4,683,202、4,683,195、4,800,159、4,965,188和5,333,675，它们中的每一篇在此整个引入作为参考。所述样品可以在阵列上扩增。参见，例如，美国专利号6,300,070和美国序列号09/513,300，其在此整个引入作为参考。
其它合适的扩增方法包括连接酶链式反应(LCR)(例如Wu和Wallace，Genomics4,560(1989)，Landegren等，Science241，1077(1988)以及Barringer等.Gene89：117(1990))，转录扩增(Kwoh等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA86，1173(1989)和WO88/10315)，自动维持序列复制(Guatelli等，Proc.Nat.Acad.Sci.USA，87，1874(1990)和WO90/06995)，靶多核苷酸序列的选择性扩增(美国专利号6,410,276)，共有序列引物聚合酶链式反应(CP-PCR)(美国专利号4,437,975)，任意引物聚合酶链式反应(AP-PCR)(美国专利号5,413,909、5,861,245)和基于核酸的序列扩增(NABSA)(参见，美国专利号5,409,818、5,554,517和6，063,603，其每篇在此引入作为参考)。其它可以使用的扩增方法描述在美国专利号5,242,794、5,494,810、4,988,617和美国序列号09/854,317中。上面每篇参考文献在此整个引入作为参考。
样品制备的其它方法和减少核样品复杂性的技术描述在Dong等，Genome Research11，1418(2001)、美国专利号6,361,947、6,391,592和美国序列号09/916,135、09/920,491(美国专利申请公开号20030096235)、09/910,292(美国专利申请公开号20030082543)和10/013,598中，其每个在此整个引入作为参考。
现已开发了进行多核苷酸杂交分析的许多方法。杂交分析步骤和条件将取决于应用并且根据已知的一般结合方法进行选择，包括：Maniatis等.Molecular Cloning：A Laboratory Manual(2ndEd.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，80：1194(1983)。进行重复和控制杂交反应的方法和仪器现已描述在美国专利号5,871,928、5,874,219、6,045,996、6,386,749和6,391,623中，其每篇在此整个引入作为参考。
本发明预期通过产生特定信号检测在配体及其相应的受体之间的杂交。参见美国专利号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,美国序列号60/364,731和PCT申请PCT/US99/06097(以WO99/47964的形式公开)，其每篇在此同样整个引入作为参考。这些参考文献的每一篇在此整个引入作为参考。
信号检测和强度数据处理的方法和仪器例如公开在美国专利号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，在美国序列号60/364,731中和在PCT申请PCT/US99/06097中(以WO99/47964的形式公开)，其每篇同样在此整个引入作为参考。
实施本发明还可能使用常规的生物学方法、软件和系统。本发明的计算机软件产品典型地包括具有计算机可执行指令的计算机可读介质，用于进行本发明方法的逻辑步骤。合适的计算机可读介质包括软盘、CD-ROM/DVD/DVD-ROM、硬盘驱动器、闪速存储器、ROM/RAM、磁带等。计算机可执行指令可以以合适的计算机语言或若干语言的组合写入。基础计算生物学方法例如描述在Setubal和Meidanis等，Introduction to Computational Biology Methods(PWS PublishingCompany，Boston，1997)；Salzberg，Searles，Kasif编，ComputationalMethods in Molecular Biology，(Elsevier，Amsterdam，1998)；Rashidi和Buehler，Bioinformatics Basics：Application in Biological Science andMedicine(CRC Press，London，2000)以及Ouelette和BzevanisBioinformatics：A Practical Guide for Analysis of Gene andProteins(Wiley & Sons，Inc.，2nd ed.，2001)中。参见美国专利号6,420,108，这些参考文献中的每一篇在此整个引入作为参考。
本发明还可以利用各种计算机程序产品和软件用于各种目的，例如探针设计、数据管理、分析和仪器操作。参见，美国专利号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。这些参考文献的每一篇在此整个引入作为参考。
光图案还可以使用数位微镜(digitial Micromirrors)、硅上的光晶(LCOS)、光阀阵列、激光束模式以及其它适合于直接刻写光刻(direct-write photolithography)的装置生成。例如，参见美国专利号6,271,957和6,480,324,在此引入作为参考。
此外，本发明可以具有优选实施方案，其包括在诸如互联网等网络上获得遗传信息的方法，正美国序列号10/063,559(美国公开号20020183936)、美国临时申请60/349,546、60/376,003、60/394,574和60/403,381)中所示的那些方法。这些参考文献的每一篇在此整个引入作为参考。
本发明提供方法、装置和组合物用于形成许多不同聚合物序列的阵列。在本发明的一个方面，在此所提供的方法和组合物包括将辐射信号转化为对聚合物合成特别有用的化学产品。本发明还包括使用在此公开的方法和组合物制备的阵列。本发明的一个方面包括方法、组合物和装置，用于在衬底的所选区域和预定区域内合成不同聚合物的阵列。本发明的另一方面包括那些阵列以及使用它们的各种方法。
这些阵列例如用于核酸分析中。多核苷酸或核酸阵列尤其适合于检查之前所述序列的精确度，并用于检测突变和多态现象。聚合物阵列还用于筛选研究中以评价它们在肽阵列的情况下与诸如抗体的受体的相互作用，或在例如寡核苷酸阵列的情况下与核酸的相互作用。例如，本发明的某些实施方案用于筛选肽以确定是否任何不同组的肽都具有与受体强的结合亲和性。
在本发明的一些实施方案中，由本发明制备的阵列用于竞争分析法或其它公知技术中以筛选具有某些活性的化合物。例如，将合成或天然化合物的大量集合固定在衬底的预定区域上。固定化合物与各种测试组合物例如化学库或生物提取物的成员的反应通过将化学库或生物提取物的每一成员的小等分样品分配到不同的区域中进行测试。在一种实施方案中，人受体的大集合在衬底上沉积，每个区域中一种以形成阵列。然后，通过与阵列的各种受体结合，筛选植物或动物提取物。
使用本发明，还可以将核酸序列固定在衬底的特定位置或预定区域中。在一些实施方案中，这些固定的核酸阵列通常用于基因表达监测的杂交分析、核酸扩增、核酸计算和核酸分析。
“预定区域”是衬底上的一限定区域，其被用来形成所选聚合物以及在此被称为“反应”区域、“所选”区域，简单地“区域”或“特征区(feature)”。该预定区域可以具有任何方便的形状，例如，圆形、长方形、椭圆形、楔形等等。根据本发明，本发明的阵列具有10-100m数量级的特征区，即约平方特征区10x10μm2-100x100μm2。更优选地，该特征区是1-10μm的数量级。本发明的还有一个目的是提供具有亚微米尺寸的特征区。这些特征区优选为100:1000nm的数量级。在这些区域内，聚合物优选以基本上纯的形式被合成。但是，在本发明的其它实施方案中，预定区域可以是大体上重叠的。在这些实施方案中，杂交结果例如可以通过软件解决。
在特征区内的活性部位(即，可衍生化的部位)的密度优选至少是5pmol/cm2，但更优选至少是10pmol/cm2或甚至20pmol/cm2。典型地，活性部位的密度是5-20pmol/cm2。
本发明具有与在美国专利号5,143,854中所述的辐射直接法同样的某些特征区，其在此引入作为参考。在此专利中所述的辐射-直接法包括活化衬底的预定区域，然后将衬底与预定单体溶液接触。该预定区域例如可以用通过掩模透出的光源活化(非常类似于在集成电路制造中使用的光刻技术)。衬底的其它区域保持非活性，因为它们的照明被掩模所阻挡。因此，光图案限定了哪些衬底区域与给定单体反应。通过反复活化不同组的预定区域并向其提供不同的单体组合物，在衬底上或衬底附近制备各种聚合物阵列。
根据本发明的另一方面，本发明不需要使用掩模。在没有使用光掩模的情况下，阵列的预定区域可以通过光活化，例如，但不限于，通过如美国专利号6,271,957及相关申请(母专利和子专利)中所述的空间光调制。
“烷氧基”基团是指与氧连接的烷烃，R-O-，其中R是烷基。根据本发明的一个方面，当烷氧基与硅烷连接时，它具有结构-Si-O-R，其中R是指仅含碳和氢的直链、支链或环状化学基团的“烷基”。根据本发明的一个方面，R包括，但不限于，-C4-11H9-23，包括但不限于-(CH2)3-10CH3和直链、支链、环状或其任何组合。根据本发明的一个方面，R例如包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、环戊基和2-甲基丁基。R基团是未取代的或被一个或多个取代基(例如，卤素)取代。
根据本发明的一个方面，被保护基保护的活性官能团直接或间接地被提供在衬底的表面上。在本发明的一个优选实施方案中，所述的保护基是一种光可除去的(或光不稳定的)保护基。在另一个优选实施方案中，所述的保护基是一种对酸敏感的保护基。当保护基间接地位于衬底表面上时，它通常是连接基的一部分。连接基是一种化合物，其从衬底表面延伸至另一化合物(例如，聚合物)。可用的连接基分子是本领域技术人员公知的，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。
“保护基”是一个部分，其可以选择性被除去以暴露出活性位点，例如肽或氨基酸中的氨基，或核酸或核苷酸中的羟基。根据本发明的一个方面，保护基可以在各种条件下被除去。例如，“对酸敏感的保护基”通过暴露于酸中被除去。对于在本发明实施中使用的不稳定保护基的详细列表，还参见Greene，T.W.和Wuts，P.G.M.，ProtectiveGroups in Organic Synthesis，(1991)，其在此整个引入作为参考。可用的代表性酸敏感的保护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)。可用的代表性碱敏感的保护基包括9-芴基甲氧羰基(Fmoc)、异丁酰基(isobutyrl)(iBu)、苯甲酰基(Bz)和苯氧基乙酰基(pac)。对光不稳的保护基包括甲基-6-硝基胡椒基氧基羰基(MeNPOC)、6-硝基藜芦基(NV)、6-硝基藜芦基氧基羰基(NVOC)、6-硝基胡椒基(piperanyl)(NP)、6-硝基胡椒基氧基羰基(NPOC)、甲基-6-硝基藜芦基(MeNV)、甲基-6-硝基藜芦基氧基羰基(MeNVOC)和甲基-6-硝基胡椒基(MeNP)。其它保护基包括乙酰胺基甲基、乙酰基、叔戊氧羰基、苄基、苄氧羰基、2-(4-联苯基)-2-丙氧羰基、2-溴苄氧羰基、叔丁基、叔丁氧羰基、1-carbobenzoxamido-2，2，2-三氟乙基、2，6-二氯苄基、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-甲氧基苄基、4-甲基苄基、o-硝基苯基亚磺酰基、2-苯基-2-丙氧羰基、α-2，4，5-四甲基苄氧羰基、p-甲苯磺酰基、咕吨基、苄基酯、N-羟基琥珀酰亚胺酯、p-硝基苄基酯、p-硝基苯基酯、苯酯、p-硝基碳酸酯、p-硝基苄基碳酸酯、三甲基甲硅烷基和五氯苯基酯等。
关于对酸不稳定的保护基，通常在表面上提供光酸发生剂(“PAG”)，优选在薄膜中具有酸清除剂。例如，参见，美国专利申请序列号021700(20050164258)，其在此引入作为参考。这也被称为“抵抗混合物(resist mixture)”。该抵抗混合物还可以含有敏化剂。
“光酸发生剂”是一种化合物或物质，当其暴露于预定波长的光下时产生酸(H+或H3O+)。
在此所使用的“薄膜”是指具有一种或多种组分的层或涂层，其通常以均匀的方式，例如通过旋涂的方法，施用在衬底的整个表面上。例如，根据本发明的一个方面，薄膜是所选聚合物的溶液、悬浮液、分散液、乳液或其它可接受的形式。例如，薄膜可以包括一种光酸发生剂并任选包括碱和敏化剂，通常与成膜聚合物结合。成膜聚合物是熔融或溶解在一种相容的溶剂中后，可以在衬底上形成均匀薄膜的聚合物。
“酸清除剂”是指一种化合物或物质，其用于中和、吸收和/或缓冲酸，例如，其是碱或碱性化合物。酸清除剂用于减少质子或质子化水即H+或H3O+的数量或浓度。在本发明的上下文中，酸清除剂用于中和、减弱或缓冲由光酸生成剂所产生的酸。优选地，在一段时间或随后暴露于热中，酸清除剂在薄膜内很少或没有表现出分层。参见美国临时专利申请号60/755,261，其在此引入作为参考。
“敏化剂”是指一种化合物，其在使用某些光酸产生剂(“PAGs”)时起辅助作用。虽然本发明不受任何特定的作用机理或提出的作用机理的限制，但是所述的敏化剂被理解为延长了PAG的光敏性，即，将光敏性移至更长波长的电磁辐射。根据本发明的一个方面，例如在更长波长的光下，所述的敏化剂，也称为光敏剂，能够激活PAG。优选地，该敏化剂的浓度大于PAG的浓度，例如大1.1倍至5倍，例如，大1.1倍至3倍的PAG浓度。适合在本发明中使用的示范性敏化剂包括异丙基噻吨酮(ITX)和10H-吩噁嗪(PhX)。
根据本发明的一个方面，酸在所选区域内从PAG中通过将PAG曝露于预定波长的光下生成。将生成的酸与被保护基团在合适的条件下接触足够长的时间，以便除去保护基。根据本发明的一个方面，所述的保护基优选是DMT基团并且它保护羟基。例如，该羟基可以是衬底的一部分、连接基的一部分、核苷酸或脱氧核苷酸的5’-羟基或核苷酸或脱氧核苷酸的3’-羟基。将保护基充分暴露于酸中以便除去该保护基后，但是没有或基本上没有对聚合物造成任何损伤，优选在合适的溶剂中剥离阵列表面，保留保护的和未保护的基团。在本发明的一个方面中，将所述的保护基暴露于酸中高达3小时，例如高达1小时，以及典型地为2-30分钟或5:15分钟。在本发明的优选实施方案中，酸清除剂与PAG一起用于限制对聚合物优选寡核苷酸的损害，以减少由PAG生成的酸对聚合物的损害。
根据本发明的一个方面，在聚合物制造之前，所述的衬底表面使用一种在水或乙醇中的硅烷混合物进行衍生化。施加于衬底的硅烷具有活性官能团以作为加入聚合单元的位置。优选地，该硅烷还具有这样的基团，该基团能够使附着于衬底的硅烷进行交叉杂交，得到额外稳定的硅烷层。
在本发明的另一优选实施方案中，通过硅烷化组合物在衬底表面上进行受控汽相沉积，使硅烷化组合物与衬底表面接触。优选地，该衬底由玻璃或硅衬底组成。所述组合物的汽相沉积包括将衬底在真空烘箱中曝露于所述的试剂中。在本发明的另一方面中，本发明的硅烷化组合物还可用于标准浴沉积或旋涂方法中，这将在下面给出更详细地说明。
根据本发明的一个方面，硅烷具有被保护的或“掩蔽的”活性官能团。在本发明的优选实施方案中，如果所述的聚合物是核酸，所述的活性官能团是羟基(-OH)，和如果所述的聚合物是肽或蛋白质，则是氨基(-NH2)。许多用羟基掩蔽的硅烷是易挥发的。挥发性的掩蔽硅烷可以很容易地例如通过蒸馏提纯，并且可以很容易地用于硅烷化衬底表面的气相沉积法中。在掩蔽硅烷涂布到衬底表面上之后，将掩蔽活性官能团脱保护，得到未保护的活性官能团。
根据本发明的一个方面，所述的掩蔽硅烷必须具有一种结构，其中该衬底-硅烷键不会在去掩蔽反应中或在后面的聚合物合成所使用的步骤中被裂解。
去掩蔽后，硅烷的羟基可以用作在衬底上进行聚合物合成的位置。优选地，所述的聚合物是肽或寡核苷酸。
优选的掩蔽硅烷包括乙酰氧基烷基硅烷和环氧烷基硅烷。优选的乙酰氧基烷基硅烷是乙酰氧基烷基三氯硅烷。特别优选的掩蔽硅烷包括：
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)
Figure S071A4535320070608D000172
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000173
掩蔽硅烷在多种方法中被脱保护，取决于掩蔽基团的结构。取决于掩蔽基团的结构，脱保护的优选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。在某些情况下，掩蔽硅烷试剂可以通过用含水酸处理进行脱保护。
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷可以用亲核试剂脱保护，例如在乙醇中的乙醇胺和乙二胺，或通过用稀的含水酸进行水解(含水碱水解也可用于脱保护，但是在碱性条件下硅烷-衬底键通常也被裂解)。
(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进行脱保护。
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷可以通过开环进行脱保护，以通过酸解(含水酸)得到1，2-二醇。
根据本发明的一个方面，衬底的硅烷化包括将衬底浸泡或浸入到所述的硅烷化组合物。浸入后，衬底通常以如衬底剥离方法所述的那样，即横向地进行旋转，以在衬底的表面上获得均匀分布的组合物。这样确保在衬底表面上获得更均匀分布的活性官能团。施加硅烷层后，可以将硅烷化的衬底进行烘焙，以在衬底表面上对该硅烷进行交叉聚合。烘焙典型地在90℃至120℃的温度范围内进行约1分钟至约10分钟。
在还有其它的优选实施方案中，如上所述，使用受控汽相沉积法或喷雾法将硅烷化组合物与衬底表面接触。这些方法包括将硅烷化组合物挥发或雾化成气相或喷雾，接着将所述的气相或喷雾沉积在衬底的表面上，通常通过将衬底的表面与气相或喷雾进行环境曝露。与衬底浸入到溶液中的方法相比，汽相沉积可产生更均匀的使用溶液。
硅烷衍生化方法的效果，例如，官能团在衬底表面上的密度和均匀性，通常可以通过加入结合活性基的荧光团，例如，荧光亚磷酰胺例如Pharmacia，Corp.的FluoreprimeTM、Millipore，Corp.的FluorediteTM或ABI的FAMTM，并且跨过衬底表面考查相对荧光而进行评价。
硅烷化表面的稳定性可以类似地使用如上所述的荧光团进行评价。此外，稳定性可以通过监测来自附着于硅烷化表面的聚合物(应选择在试验期间稳定的聚合物)的杂交信号进行评价。
根据本发明的一个方面，在本发明中使用的硅烷化组合物包含两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团。
在本发明的一种实施方案中，所述的硅烷化组合物包含两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团，其中所述的包括官能团的至少一种硅烷化剂不是二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的没有包括官能团的至少一种硅烷化剂不是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根据本发明的另一方面，所述的硅烷化组合物包含两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团，其中所述的硅烷化剂以预定比存在。
根据本发明的一个方面，希望生产具有不同密度的带官能团的硅烷的衬底。根据本发明的一个方面，通过将衬底用硅烷化剂的混合物进行处理，其中一些硅烷化剂具有用于聚合物合成的官能团，而一些硅烷化剂没有用于聚合物合成的官能团，接着将混合硅烷与衬底共价连接，获得具有不同密度的硅烷(带官能团)的阵列。
根据本发明，现已发现，在非常高密度的探针(例如，附着于衬底的寡核苷酸)和靶杂交效率之间存在负相关。通过在衬底表面上过密的探针的空间和静电排斥作用，由在衬底表面上的过密探针浓度抑制靶结合。靶结合的抑制反过来导致杂交信号的减少，其在靶和探针之间可以产生完全匹配，通过扫描技术读取作为阴性结果(假阴性)。根据本发明，现已发现，控制探针密度的一种方法是通过衬底上带活性官能团的硅烷的密度。根据本发明的一个方面，在衬底表面上带官能团的硅烷的密度可以通过硅烷(具有聚合物合成的官能团)和硅烷(不具有聚合物合成的官能团)的硅烷组合物(混合物)对衬底进行硅烷化而控制。
在衬底上过密探针的问题变得更尖锐，因为原位制造聚合物的方法变得更有效。例如，使用MeNPOC光保护基团光刻制造寡核苷酸，在制造寡核苷酸DNA链时，每步加入额外的核苷酸中具有小于90％效率速度的核苷酸加入。由于带光保护基的光刻合成的递归性质，小于10％的25聚体低核苷酸将实现全长。这种无效率探针合成减轻了由高密度所引起的靶/探针结合的抑制。
然而，随着更高效率光保护基的发展，一些接近100％效率和使用非常高效率DMT保护基的光酸生成剂技术的开发，高密度探针和靶/探针杂交抑制变得更有问题了。为了解决这个问题，本发明限制在衬底上具有活性官能团的硅烷的密度，其方法是使用具有活性官能团的硅烷和没有官能团的硅烷的硅烷组合物，以限制衬底表面上的官能团的密度。
根据本发明的一个方面，带官能团的硅烷的密度通过使用硅烷组合物进行控制，该硅烷组合物中具有非官能团的硅烷与具有官能团的硅烷的摩尔比较高。在本发明的优选实施方案中，没有官能团的试剂与具有官能团的试剂的摩尔比分别在约5:1至500:1的范围内。更优选地，所述的比分别在约为5:1至200:1的范围内。还有在另一优选实施方案中，所述的比分别约在50:1至100:1的范围内。在本发明的特别优选的方面，所述的比是100:1。在本发明的另一特别优选实施方案中，所述的比是99:1。
在本发明的优选实施方案中，没有官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷和包括官能团的至少一种硅烷化剂是二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷，其中所述的硅烷化剂以预定比值存在。优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约在5:1至500:1的范围内。
更优选地，所述的比值分别在约为5:1至200:1的范围内。还有在另一优选实施方案中，所述的比值分别约在50:1至100:1的范围内。在本发明的特别优选的方面中，所述的比值是100:1。
根据本发明的一个方面，能够支持聚合物合成的官能团通常包括亲核性或亲电性的官能团，特别是那些例如氨基、羟基和羧基。当聚合物是核酸(例如，低核苷酸)时，能够支持聚合物合成的官能团优选是羟基。当所述的聚合物是多肽时，能够支持聚合物合成的官能团优选是氨基。优选地，没有能够支持聚合物合成的官能团的硅烷化剂仅具有烷基或芳基叔胺基团。优选地，所述的胺是烷基叔胺基团，参与衬底硅烷化的官能团除外。
在一个实施方案中，包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自：
Figure S071A4535320070608D000211
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，在某些实施方案中，n是1或2当R2是H时)；以及z是0-5。
Figure S071A4535320070608D000212
其中R3、R4和R5独立地是甲基或乙基；
Figure S071A4535320070608D000221
其中R6、R7、R8、R9、R10和R11是甲基或乙基；和
Figure S071A4535320070608D000222
其中R12、R13和R14独立地是甲基或乙基。
在优选实施方案中，所述的具有官能团的至少一种硅烷化剂选自：
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羟基丁酰胺
Figure S071A4535320070608D000223
N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000231
3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000232
N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
Figure S071A4535320070608D000233
1，2-二((2-羟基乙基)(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
Figure S071A4535320070608D000241
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
Figure S071A4535320070608D000242
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000243
以及所述的没有包括官能团的至少一种硅烷化剂选自烷基-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。
在优选实施方案中，所述的硅烷化组合物包括二-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。在优选实施方案中，所述的硅烷化组合物包括二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷之一。这些化合物的结构如下所示：
Figure S071A4535320070608D000251
二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺
Figure S071A4535320070608D000252
N-羟乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷
N-羟乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
在一个实施方案中，所述的硅烷化剂与固体衬底表面共价连接，在衬底上形成含衍生化官能团的涂层，由此使得固定聚合物阵列(优选低聚物或肽，更优选低聚物)通过与活性官能团共价反应与衬底共价连接。该固定聚合物，例如多肽或核酸，可以被用于各种结合分析中包括生物学结合分析。在另一实施方案中，可以在衬底上形成固定核酸探针的高密度阵列，然后筛选含不同靶序列的一种或多种靶核酸，用于结合含各种不同潜在互补性探针序列的核酸探针的高密度阵列。例如，在玻璃衬底上的DNA阵列的光直接合成方法描述在McGall等，J.Am.Chem.Soc.，119:5081-5090(1997)中，其内容在此引入作为参考。
优选地，聚合物阵列是核酸阵列。更优选地，该核酸阵列是寡核苷酸阵列。这些阵列的单体优选是天然或非天然存在的核苷酸。更优选地，本发明使用的核苷酸选自G、A、T和C。
根据本发明的一个方面，核苷酸在它的5’羟基末端被二甲氧基三苯甲基(“DMT”)保护基所保护。在最优选的实施方案中，该核苷酸选自G、A、T和C，并且在它的5’羟基处被DMT保护基所保护。在本发明的另一方面中，核苷酸在它的3’羟基处被DMT保护基所保护。因此，根据本发明，核苷酸可以5’至3’方向或3’至5’方向被合成。
根据本发明的一个方面，将具有被对酸不稳定的保护基保护的活性官能团的连接基分子提供在衬底的表面上。在本发明的一个优选实施方案中，在表面上提供光酸生成剂(“PAG”)，优选在具有酸清除剂的薄膜中。这也被称为“抵抗混合物”。
在本发明的另一方面中，该抵抗混合物还含有敏化剂。使用公知的平版印刷方法，将在衬底表面上的一组所选区域暴露于辐射中，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，其在此整个引入作为参考。
根据本发明的一个方面，酸在所选区域内从PAG中通过将PAG曝露于预定波长的光下生成。将生成的酸与被保护基团在合适的条件下接触足够长的时间，以便除去保护基。根据本发明的一个方面，所述的保护基优选是DMT基团并且它保护羟基。例如，该羟基可以是衬底的一部分、连接基的一部分、核苷酸或脱氧核苷酸的5’-羟基或核苷酸或脱氧核苷酸的3’-羟基。将保护基充分暴露于酸中以便除去该保护基后，但是没有或基本上没有对聚合物造成任何损伤，优选在合适的溶剂中剥离阵列表面，保留保护的和未保护的基团。在本发明的一个方面中，将所述的保护基暴露于酸中高达3小时，例如高达1小时，以及典型地为2-30分钟或5:15分钟。在本发明的优选实施方案中，酸曝露1-5分钟。
将具有对酸不稳定的保护基的单体与由酸处理得到的暴露基团反应。所述表面再次用如上所述的抵抗混合物之一进行涂布。
在本发明的具体实施方案中，一个羟基被对酸不稳定的保护基保护而其它羟基被活性基(优选亚磷酰胺基团)保护的脱氧核苷酸，与由酸处理得到的暴露羟基反应，使得羟基与核苷酸偶合。所述表面再次用如上所述的抵抗混合物之一进行涂布。
其后，将第二组所选区域暴露于辐射中。在第二组所选区域中辐射引发的反应除去分子上的保护基，即所述的连接基分子和第一次结合的单体。然后，衬底和含有与暴露官能团反应的可除去保护基的第二单体接触。重复此过程以选择性地施用单体直到获得所需长度和所需化学序列的聚合物为止。根据本发明的一个方面，所述的单体优选是核苷酸。根据本发明的一个方面，核酸的生长链优选在合成回合之间被封端。通过终止链生长，其中单体不应被加入但已被加入，封端限制产生不恰当的核苷酸序列。例如，在合成期间，外环胺的侧链保护基也优选通过本领域公知的技术进行保护，并且在核苷酸阵列合成结束时进行脱保护。
在一优选实施方案中，单体是在它的5＇羟基处含有对酸不稳定的保护基的2＇-脱氧核苷亚磷酰胺。因此，“单体”被理解为包括成品聚合物(例如，寡核苷酸，多肽)的单个单元和化合物，所述的化合物当与衬底连接时变成成品聚合物的单个单元以及任选进一步反应(例如，除去保护基，将亚磷酸酯氧化成磷酸酯)。如前所述，在替代实施方案中，如果多核苷酸由5＇到3＇的方向合成，那么保护基存在于3＇羟基上。根据本发明的一个方面，核苷亚磷酰胺由下式表示：.
其中所述的碱是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶。R1是保护基，其使得5＇羟基不能反应，并且包括二甲氧基三苯甲基、叔丁氧羰基或本领域熟练技术人员已知的任何保护基；R2是氰乙基、甲基、叔丁基、三甲基甲硅烷基等；以及R3和R4是异丙基、环己基等。存在于碱上的外环胺还可以用酰基保护基保护，例如苯甲酰基、异丁酰基、苯氧基乙酰基等。所述的连接基分子含有用酸或碱可除去的保护基。可用的连接基分子是本领域熟练技术人员公知的，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。可用的保护基包括之前所列的那些以及本领域熟练技术人员已知的那些保护基。
在本发明的另一优选实施方案中，所述的聚合物阵列是肽阵列，其中所述的单体是氨基酸。合适的氨基酸包括天然存在的氨基酸和非天然存在的氨基酸。优选地，所述的氨基酸选自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、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸(praline)、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸和缬氨酸。优选地，在合成期间，氨基酸在它的氨基末端官能团被叔丁氧羰基(“tBOC”)保护基所保护。
根据本发明的另一方面，合适的氨基酸包括肽核酸(PNAs)。PNAs包括具有连接于肽骨架的含氮碱基的肽骨架，以便它们可以用作核酸的模拟物(包括寡聚物)。优选地，与类似的天然核酸相比，PNAs对互补核酸序列具有更大的亲和性。合适的PNA重复单元用下列结构式表示：
其中B表示碱基，典型地为腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤或胸腺嘧啶。其它骨架是合适的，条件是所得PNAs能够用核酸杂交。
PNAs的合成描述在Hyrup和Nielsen，Bioorg.Med.Chem.(1996)4：5-23；及Vilaivan和Lowe，J.Am.Chem.Soc.(2002)124：9326-9327中，其内容在此引入作为参考。
在本发明的一个方面中，在阵列中的PNAs的密度以及任何连接基这样选择，以便可以形成PNA与杂交的DNA或RNA样品的2:1络合物。在本发明的另一方面中，制备了一种PNA和核酸的嵌合聚合物。
根据本发明的一个方面，提供一种硅烷化组合物，其包含两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团。
在优选实施方案中，该硅烷化组合物包含至少一种硅烷化剂，其包括能够支持聚合物合成的官能团，选自：
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羟基丁酰胺
Figure S071A4535320070608D000301
N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000311
3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000312
N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羟基乙基)(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
Figure S071A4535320070608D000321
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)
Figure S071A4535320070608D000322
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000323
以及所述的至少一种硅烷化剂，其没有包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
在优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是一种掩蔽硅烷化剂。优选地，所述的掩蔽硅烷化剂选自：
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000331
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-(三乙氧基硅烷)，和
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000333
在特别优选的实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂以预定的比值存在。优选地，所述的预定比值是重量体积比(W:V)。在另一优选实施方案中，所述的比值是摩尔比。
在优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂和所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的W/V比值分别在约5:1至500:1的范围内。
更优选地，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂和所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的W/V比值分别在约5:1至200:1的范围内。
在另一优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂和所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的W/V比值分别在约50:1至100:1的范围内。
更优选地，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂和所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的W/V比值分别约为100:1或99:1。
在优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的比值分别在约5:1至500:1的范围内。
更优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别在约5:1至200:1的范围内。
尤其更优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别在约50:1至100:1的范围内。最优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约为100:1和99:1。
在另一优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
在另一优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺，以及所述的W:V比值分别在约5:1至500:1的范围内。
更优选地，二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺与N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的W/V比值分别在约5:1至200:1的范围内。
尤其更优选地，二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺与N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的W/V比值分别在约50:1至100:1的范围内。
最优选地，二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺与N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的W/V比值分别约为100:1和99:1。
在另一优选实施方案中，所述的组合物不包含二(2-羟基乙基)-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。在另一优选实施方案中，所述的组合物(例如，权利要求1的组合物)不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种对表面进行硅烷化的方法，其中含硅或含其它氧化硅的表面用硅烷化组合物处理，所述的硅烷化组合物包括两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团。
在对表面进行硅烷化的方法的一种优选实施方案中，其中所述的至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团，并且选自：
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羟基丁酰胺
Figure S071A4535320070608D000361
N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000371
3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000372
N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
Figure S071A4535320070608D000373
1，2-二((2-羟基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
Figure S071A4535320070608D000374
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
Figure S071A4535320070608D000382
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000383
以及其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自烷基-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。
在本发明的优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在优选实施方案中，对表面进行硅烷化的方法使用包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂，其包含掩蔽硅烷化剂。
优选地，所述的掩蔽硅烷化剂选自：
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000391
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷，和
Figure S071A4535320070608D000392
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000393
在另一优选实施方案中，对表面进行硅烷化的方法通过汽相沉积掩蔽硅烷化剂进行。
优选地，用掩蔽硅烷化剂对表面进行硅烷化的方法进一步包括下列步骤：对掩蔽硅烷化剂脱保护，以得到能够支持聚合物合成的脱保护的官能团。
在对表面进行硅烷化的方法的一种优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
在另一优选实施方案中，在对表面进行硅烷化的方法中，所述的硅烷化组合物不包含二(2-羟基乙基)-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。在另一优选实施方案中，所述的组合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种制备聚合物阵列的方法，其包括：提供一衬底；将该衬底的含硅或含其它氧化硅的表面与硅烷化组合物接触，所述的硅烷化组合物包括两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团；将该能够支持聚合物合成的官能团用保护基保护或该能够支持聚合物合成的官能团与具有被保护基保护的活性基的化合物反应；在所述表面的所选区域内除去保护基以提供暴露的官能团或活性基；将所述的暴露基团与单体反应，其中所述的单体与暴露基团偶合；以及重复除去和反应步骤以制备聚合物阵列。
优选地，所述的聚合物阵列是核酸阵列。所述的聚合物系列还优选是多肽阵列。
在制备聚合物阵列的方法的优选实施方案中，所述的硅烷化组合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的硅烷化组合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的硅烷化组合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
在制备聚合物阵列的方法的优选实施方案中，所述的保护基是一种光可除去的保护基。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的保护基是一种对酸不稳定的保护基。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的除去步骤包括：通过选择性施用具有预定波长的光，在所选区域内激活光酸发生剂，以获得一种酸并将保护基暴露于该酸中。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自：
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羟基丁酰胺
Figure S071A4535320070608D000421
N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000422
3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
Figure S071A4535320070608D000424
1，2-二((2-羟基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
Figure S071A4535320070608D000431
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-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000434
以及其中所述的至少一种硅烷剂，其不包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂包含一种掩蔽硅烷化剂。
优选的掩蔽硅烷化剂包括：
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000441
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷，和
Figure S071A4535320070608D000442
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000451
优选地，掩蔽硅烷化剂通过掩蔽硅烷化剂的汽相沉积法而施用。该掩蔽硅烷化剂优选是被脱保护的，以得到一种能够支持聚合物合成的脱保护官能团。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的硅烷化组合物包含两种或多种硅烷化剂的混合物，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂以及包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂以预定的比值存在。
优选地，所述的预定比值是摩尔比。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的W/V比值分别在约5:1至500:1的范围内。
更优选地，所述的W/V比值分别在约5:1至200:1的范围内。尤其更优选地，所述的比值分别在约50:1至100:1的范围内。最优选地，所述的比值分别约为100:1和99:1。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
在制备聚合物阵列的方法的另一优选实施方案中，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约在5:1至500:1的范围内。更优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约在5:1至200:1的范围内。尤其更优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约在50:1至100:1的范围内。最优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约为100:1。
在制备聚合物阵列的方法的其它优选实施方案中，所述的硅烷化组合物不包含二(2-羟基乙基)-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。在另一优选实施方案中，所述的组合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根据本发明的一个方面，在衬底表面上提供聚合物阵列，其中衬底表面用一种硅烷化组合物进行硅烷化，所述的硅烷化组合物包括两种或多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团。
优选地，所述的聚合物是核酸。所述的聚合物还优选是多肽。
在衬底表面上的聚合物阵列的优选实施方案中，所述的硅烷化组合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。
在衬底表面上的聚合物阵列的优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自：
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羟基丁酰胺
Figure S071A4535320070608D000471
N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000481
N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
Figure S071A4535320070608D000482
1，2-二((2-羟基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
Figure S071A4535320070608D000483
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000484
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000491
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000492
以及其中所述的至少一种硅烷化剂，其不包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
在衬底表面上的聚合物阵列的优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂包含一种掩蔽硅烷化剂。
优选的掩蔽硅烷化剂包括：
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000493
(三甲氧基甲硅烷氧基)-(C3-C12-烷基)-三乙氧基硅烷，和
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure S071A4535320070608D000502
优选地，该掩蔽硅烷化剂是被脱保护的，以得到一种能够支持聚合物合成的脱保护官能团。
在衬底表面上的聚合物阵列的优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在衬底表面上的聚合物阵列的优选实施方案中，所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
在衬底表面上的聚合物阵列的优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂以预定的比值存在。
优选地，所述的预定比值是摩尔比。在衬底表面上的聚合物阵列的优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在约5:1至500:1的范围内。更优选地，所述的W/V比值分别在约5:1至200:1的范围内。尤其更优选地，所述的比值分别在约50:1至100:1的范围内。最优选地，所述的比值分别约为100:1和99:1。
在衬底表面上的聚合物阵列的优选实施方案中，所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
在衬底表面上的聚合物阵列的优选实施方案中，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约在5:1至500:1的范围内。尤其更优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约在5:1至200:1的范围内。更优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约在50:1至100:1的范围内。最优选地，1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的W/V比值分别约为100:1。
在聚合物阵列的另一优选实施方案中，所述的硅烷化组合物不包含二(2-羟基乙基)-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。在另一优选实施方案中，所述的组合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种用两种或多种硅烷化剂的混合物对衬底进行硅烷化的方法，其中至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团和至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团，所述的衬底包含含硅或含其它氧化硅的表面，该方法的步骤包括
a.提供一衬底；
b.将该衬底浸入到无水乙醇中一段时间；
c.将该衬底转移到硅烷混合物的容器中放置一规定时间，该硅烷混合物包含没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂以及包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂；以及
d.将该衬底用2-丙醇漂洗。
优选地，所述的硅烷混合物是1:99摩尔％的Bisb硅烷和BTSME硅烷。在优选实施方案中，所述的Bisb硅烷和BTSME硅烷的硅烷混合物还含有无水乙醇、去离子水，并且规定时间约为60分钟。
实施例
I.使用1:99摩尔比的Bisb:BTMSE混合物对衬底进行硅烷化
下列方法用来对晶片进行硅烷化(silanate)用于R&D和实验目的。
定义：
·Bisb：N-(2-羟基乙基)-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：旋转漂洗干燥机
·DI H2O：去离子水
·RPM：转/分
·衬底：晶片或载片
方法：
提供已经洗净和干燥的四个8x8”槽。所述槽按下面命名：槽#1试剂醇，槽#2硅烷浴，槽#32-丙醇浴漂洗#1和槽#42-丙醇浴漂洗#2
槽#1通过向该槽中加入6.0L试剂醇制得。
槽#2(1:99mol％比的Bisb:BTMSE硅烷溶液)如下制备：5610mL试剂醇与310mL DI H2O混合，接着搅拌3分钟。搅拌后，40mLBTMSE交联剂加入到100mL刻度量筒中并缓慢加入到槽#2中。将40mL试剂醇缓慢地倒入到槽#2中，并搅拌3分钟。最后，向该槽#2中缓慢加入780uL Bisb硅烷，接着在硅烷化之前，将混合物搅拌最少4小时-最多12小时。
使用槽#3和4以用2-丙醇漂洗衬底，每种由6L所述的醇组成。
硅烷化如下进行：首先，将待硅烷化的衬底转移到称量衬底盒中。将该盒浸入到槽#1“试剂醇”中数次，总共约3分钟。
浸入在槽#1中3分钟后，将该盒立即转入到槽#2“硅烷”中，以便浸没整个衬底。使用定轨振荡器，将所述盒暴露于槽#2中约60分钟。
60分钟期满后，将该盒立即转入到槽#3中，用“2-丙醇”漂洗#1
5分钟。然后，将该盒转入到槽#4中，用“2-丙醇”漂洗5分钟。
II.官能和非官能硅烷
测试以不同摩尔比制备的各种官能和非官能硅烷，以确定哪个混合物提供了合适的羟基密度(pmol/cm2)。图1中描述了两种官能化和两种非官能硅烷。
III.硅烷化配方：R2+Bisb
为了测试非官能硅烷与官能硅烷的哪个摩尔比得到所需的羟基密度，制备各种摩尔比的硅烷化溶液。这些描述在图2中。
IV.官能羟基密度测定R2/Bisb
使用实施例2的硅烷混合物测定衬底上的官能羟基密度。结果描述在图3中。
V.官能和非官能硅烷的摩尔比
为了测定两种其它官能和非官能硅烷的合适摩尔比，制备三种不同的具有三种不同摩尔比R2/R1(98，50和10)的硅烷化溶液。组合物描述在图4中。
VI.官能羟基密度测定：R2/R1
测定由R2/R1溶液获得的衬底上的羟基密度(pmol/cm2)，并且数据表示在图5中。
VII.具有官能和非官能硅烷的高密度阵列的制造
为了测定用非官能和官能硅烷进行硅烷化，使用高比例的非官能与官能硅烷，是否改善杂交结果，构建高密度阵列。使用两种硅烷溶液，包括Bisb(官能硅烷)以约60pmol/cm2在衬底上制造一种高密度阵列，该高密度阵列具有3微米特征区和25聚体探针。
使用1:99Bisb:BTMSE(非官能硅烷)构造第二阵列，其获得约20pmol/cm2的官能羟基密度。第二阵列同样具有3微米特征区和25聚体探针。
两种阵列杂交至20mM DNA靶/SAPE16小时。杂交16小时后，Bisb阵列没有发出信号，并且背景强度为85。相反，Bisb:BTMSE(1:99比值)发出高的信号杂交结果(0，60，000)展示范围和好的信号(强度约60,000)。
为了测定该Bisb阵列是否可获得更好的信号，具有更长的杂交，将等同于如上所述的一种Bisb阵列杂交至20mM DNA/SAPE112小时。112小时杂交后信号确实得到了改善，但是仅为0，20,000显示范围，Bisb:BTMSE阵列的三分之一仅杂交16小时。强度同样得到改善，但是与Bisb:BTMSE的40,000相比，仅为16,000。
与Bisb阵列相比，由此获得的Bisb:BTMSE(1:99比)硅烷组合物显著地增加了信号。虽然通过杂交112小时，杂交结果可以改善Bisb阵列，但是仅16小时杂交后，显示范围和信号强度仍然基本上低于Bisb:BTMSE阵列。此外，112小时杂交对具有高密度阵列的常规实验来说是不实际的。
这些实验的结果描述在图6中。
在此所指的所有出版物、专利和专利申请在此整个引入作为参考。
上述描述是说明性的而非限制性的。在参考本文的基础上，本发明的许多变化对本领域熟练技术人员来说是显而易见的。在不脱离本发明范围的情况下，仅作为例子，可以使用各种衬底、聚合物、引发剂、合成起始位点以及其它材料。

Claims (71)

1.硅烷化组合物，其包含两种或更多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在50∶1至500∶1的范围内，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自
Figure FSB00001009616500011
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团：
Figure FSB00001009616500012
其中R3、R4和R5独立地是甲基或乙基；
Figure FSB00001009616500013
其中R6、R7、R8、R9、R10和R11是甲基或乙基；和
Figure FSB00001009616500021
其中R12、R13和R14独立地是甲基或乙基，
以及其中所述的至少一种硅烷剂，其不包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
2.权利要求1的硅烷化组合物，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是掩蔽硅烷化剂。
3.权利要求2的硅烷化组合物，其中所述的掩蔽硅烷化剂选自：
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure FSB00001009616500031
4.硅烷化组合物，其包含两种或更多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在50∶1至500∶1的范围内，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
5.硅烷化组合物，其包含两种或更多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在50∶1至500∶1的范围内，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
6.权利要求1的硅烷化组合物，其中所述的摩尔比分别在50∶1至200∶1的范围内。
7.权利要求6的硅烷化组合物，其中所述的摩尔比分别在50∶1至100∶1的范围内。
8.权利要求7的硅烷化组合物，其中所述的比值分别为99∶1。
9.权利要求4的硅烷化组合物，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比值分别在50∶1至200∶1的范围内。
10.权利要求9的硅烷化组合物，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比值分别在50∶1至100∶1的范围内。
11.权利要求10的硅烷化组合物，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比值分别为99∶1。
12.硅烷化组合物，其包含两种或更多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在50∶1至500∶1的范围内，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
13.权利要求12的硅烷化组合物，其中所述的二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺与N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的摩尔比值分别在50∶1至200∶1的范围内。
14.权利要求13的硅烷化组合物，其中所述的二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺与N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的摩尔比值分别在50∶1至100∶1的范围内。
15.权利要求14的硅烷化组合物，其中所述的二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺与N-2-羟基乙基-N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的摩尔比值分别为99∶1。
16.权利要求1的组合物，其中所述的组合物没有包含N，N-二(2-羟基乙基)-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。
17.权利要求1的组合物，其中所述的组合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
18.一种对表面进行硅烷化的方法，其包括将含硅或含其它氧化硅的表面与硅烷化组合物接触，所述的硅烷化组合物包括两种或更多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在50∶1至500∶1的范围内，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自
N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
Figure FSB00001009616500062
N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
Figure FSB00001009616500063
1，2-二((2-羟基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
Figure FSB00001009616500064
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团：
Figure FSB00001009616500072
其中R3、R4和R5独立地是甲基或乙基；
Figure FSB00001009616500073
其中R6、R7、R8、R9、R10和R11是甲基或乙基；和
Figure FSB00001009616500074
其中R12、R13和R14独立地是甲基或乙基，
以及其中所述的至少一种硅烷剂，其不包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
19.权利要求18的对表面进行硅烷化的方法，其中所述的硅烷化组合物包含至少一种硅烷化剂，所述的至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团并且选自：
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羟基丁酰胺
Figure FSB00001009616500081
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure FSB00001009616500082
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure FSB00001009616500083
以及其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自烷基-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。
20.权利要求18的对表面进行硅烷化的方法，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
21.权利要求18的对表面进行硅烷化的方法，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂包含掩蔽硅烷化剂。
22.权利要求21的对表面进行硅烷化的方法，其中所述的掩蔽硅烷化剂选自：
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure FSB00001009616500101
23.权利要求21的对表面进行硅烷化的方法，其中所述的接触含硅或含其它氧化硅的表面的步骤包括掩蔽硅烷化剂的汽相沉积。
24.权利要求21的对表面进行硅烷化的方法，进一步包括下列步骤：对掩蔽硅烷化剂进行脱保护，以获得能够支持聚合物合成的脱保护官能团。
25.权利要求18的对表面进行硅烷化的方法，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
26.权利要求18的对表面进行硅烷化的方法，其中所述的组合物不包含N，N-二(2-羟基乙基)-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。
27.权利要求18的对表面进行硅烷化的方法，其中所述的组合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
28.制备聚合物阵列的方法，包括：
a.提供一衬底；
b.将衬底的含硅或含其它氧化硅的表面与硅烷化组合物接触，所述的硅烷化组合物包含两种或更多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团，且所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在50∶1至500∶1的范围内，
c.将能够支持聚合物合成的官能团用保护基保护，或使能够支持聚合物合成的官能团与具有被保护基保护的活性基的化合物反应；
d.在该表面的所选区域中除去保护基，以提供暴露的官能团或活性基；
e.将所述的暴露基团与单体反应，其中所述的单体与该暴露基团偶合在一起；以及
f.重复除去和反应步骤，以制备聚合物阵列，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自
N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
Figure FSB00001009616500111
3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
Figure FSB00001009616500112
N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
1，2-二((2-羟基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
Figure FSB00001009616500122
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团：
其中R3、R4和R5独立地是甲基或乙基；
Figure FSB00001009616500131
其中R6、R7、R8、R9、R10和R11是甲基或乙基；和
Figure FSB00001009616500132
其中R12、R13和R14独立地是甲基或乙基，
以及其中所述的至少一种硅烷剂，其不包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
29.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的聚合物是核酸。
30.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的聚合物是多肽。
31.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的硅烷化组合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺以及3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。
32.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的硅烷化组合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷。
33.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的硅烷化组合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。
34.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的保护基是一种光可除去的保护基。
35.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的保护基是一种对酸不稳定的保护基。
36.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的除去步骤包括：通过选择性施用具有预定波长的光，在所选区域内激活光酸发生剂，获得一种酸，并将保护基暴露于该酸中。
37.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自：
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羟基丁酰胺
Figure FSB00001009616500141
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure FSB00001009616500151
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure FSB00001009616500152
以及其中所述的至少一种硅烷化剂，其没有包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
38.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂包含掩蔽硅烷化剂。
39.权利要求38的制备聚合物阵列的方法，其中所述的掩蔽硅烷化剂选自：
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure FSB00001009616500161
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure FSB00001009616500162
40.权利要求38的制备聚合物阵列的方法，其中所述的接触含硅或含其它氧化硅的表面的步骤包括掩蔽硅烷化剂的汽相沉积。
41.权利要求38的制备聚合物阵列的方法，进一步包括下列步骤：对掩蔽硅烷化剂进行脱保护，以获得能够支持聚合物合成的脱保护官能团。
42.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
43.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的摩尔比分别在50∶1至200∶1的范围内。
44.权利要求43的制备聚合物阵列的方法，其中所述的比值分别在50∶1至100∶1的范围内。
45.权利要求44的制备聚合物阵列的方法，其中所述的比值分别为99∶1。
46.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
47.权利要求46的制备聚合物阵列的方法，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比分别在50∶1至200∶1的范围内。
48.权利要求47的制备聚合物阵列的方法，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比分别在50∶1至100∶1的范围内。
49.权利要求48的制备聚合物阵列的方法，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比分别为99∶1。
50.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的组合物不包含N，N-二(2-羟基乙基)-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。
51.权利要求28的制备聚合物阵列的方法，其中所述的组合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
52.衬底表面上的聚合物阵列，其中衬底表面用硅烷化组合物进行硅烷化，所述的硅烷化组合物包括两种或更多种硅烷化剂的混合物，其中至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团以及至少一种硅烷化剂不包括能够支持聚合物合成的官能团，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在50∶1至500∶1的范围内，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自
N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷
Figure FSB00001009616500181
3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷
Figure FSB00001009616500182
N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺
Figure FSB00001009616500191
1，2-二((2-羟基乙基)(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基乙烷
Figure FSB00001009616500192
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团：
Figure FSB00001009616500193
其中R3、R4和R5独立地是甲基或乙基；
Figure FSB00001009616500201
其中R6、R7、R8、R9、R10和R11是甲基或乙基；和
Figure FSB00001009616500202
其中R12、R13和R14独立地是甲基或乙基，
以及其中所述的至少一种硅烷剂，其不包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
53.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的聚合物是核酸。
54.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的聚合物是多肽。
55.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的硅烷化组合物包含二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)甲基胺及包含3-((2-羟基乙基)甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷和N-2-羟基乙基-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺之一。
56.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自：
N-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-4-羟基丁酰胺
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure FSB00001009616500213
以及其中所述的至少一种硅烷化剂，其没有包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
57.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂包含掩蔽硅烷化剂。
58.权利要求57的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的掩蔽硅烷化剂选自：
3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷
Figure FSB00001009616500221
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
Figure FSB00001009616500222
59.权利要求57的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的掩蔽硅烷化剂被脱保护以获得能够支持聚合物合成的脱保护官能团。
60.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺以及所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
61.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的摩尔比分别在50∶1至200∶1的范围内。
62.权利要求61的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的摩尔比分别在50∶1至100∶1的范围内。
63.权利要求62的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的摩尔比分别为99∶1。
64.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂是N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
65.权利要求64的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比分别在50∶1至200∶1的范围内。
66.权利要求65的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比分别在50∶1至100∶1的范围内。
67.权利要求66的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷与N，N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比分别为99∶1。
68.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的组合物不包含N，N-二(2-羟基乙基)-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。
69.权利要求52的衬底表面上的聚合物阵列，其中所述的组合物不含有1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。
70.一种用两种或更多种硅烷化剂的混合物对衬底进行硅烷化的方法，其中至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团和至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团，所述的衬底包含硅或含其它氧化硅的表面，所述方法包括
a.提供一衬底；
b.将所述的衬底浸入到无水乙醇中一规定时间；
c.将所述的衬底转移到硅烷混合物的容器中一规定时间，所述的硅烷混合物含有没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂以及包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在50∶1至500∶1的范围内；以及
d.将所述的衬底用2-丙醇漂洗，其中所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂选自
Figure FSB00001009616500241
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团：
Figure FSB00001009616500251
其中R3、R4和R5独立地是甲基或乙基；
Figure FSB00001009616500252
其中R6、R7、R8、R9、R10和R11是甲基或乙基；和
Figure FSB00001009616500253
其中R12、R13和R14独立地是甲基或乙基，
以及其中所述的至少一种硅烷剂，其不包括能够支持聚合物合成的官能团，选自烷基-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。
71.一种用两种或更多种硅烷化剂的混合物对衬底进行硅烷化的方法，其中至少一种硅烷化剂没有包括能够支持聚合物合成的官能团和至少一种硅烷化剂包括能够支持聚合物合成的官能团，所述的衬底包含硅或含其它氧化硅的表面，所述方法包括
a.提供一衬底；
b.将所述的衬底浸入到无水乙醇中一规定时间；
c.将所述的衬底转移到硅烷混合物的容器中一规定时间，所述的硅烷混合物含有没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂以及包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂，其中所述的没有包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂与所述的包括能够支持聚合物合成的官能团的至少一种硅烷化剂的摩尔比分别在50∶1至500∶1的范围内；以及
d.将所述的衬底用2-丙醇漂洗，其中所述的硅烷混合物是1∶99摩尔％的N-(2-羟基乙基)-N，N-二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺和1，2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷以及其中所述的硅烷混合物进一步包含无水乙醇、去离子水，并且规定时间为60分钟。
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