CN110036058A - 具有可调节胺密度的涂层 - Google Patents

Abstract

提供了具有式I结构的分子或其盐，其中n²和n⁴相同或不同且独立地为1、2或3，并且n³为1至20；X为氧、氮或硫；其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶和R⁷如本文所述。还提供了用于合成所提供的分子的方法以及所提供的分子在诊断测试的应用中的用途。

Description

具有可调节胺密度的涂层

交叉引用

本申请要求2016年11月9日提交的美国临时申请号62/419,864的权益，该临时申请以引用的方式整体并入本文。

发明内容

本文公开了具有以下结构的分子或其盐：

其中R¹和R²可以相同或不同且可以独立地为氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、炔基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、磺酰胺基、酰基或-CO₂R⁸，其中R⁸为烷基、烯基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、环烷基烷基或芳基环烷基烷基；或者其中R¹和R²与它们结合的N可以形成环；或者其中R¹或R²中的至少一者可包含核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、多糖、适体或抗体或其片段；

从N到X取向的R³可以为烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基、氨基取代的酰胺基杂烷基，它们各自任选地被烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基或氨基取代的酰胺基杂烷基取代；或者其中R³可以为其中n可以为1至100，并且R⁹、R¹⁰、R¹¹和R¹²可以相同或不同且可以独立地为氢、卤基、烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基、氨基取代的酰胺基杂烷基；或者其中R³可以为

其中n²和n⁴可以相同或不同且可以独立地为1、2或3，并且n³可以为1至20；或者其中R³可以为包含烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基杂烷基和酰胺基烷基的聚合物；

X可以为O、NR¹³或S，其中R¹³为氢或烷基；

从X到C取向的R⁴可以为烷基、烷基醚和烷基硫醚，其中烷基、烷基醚和烷基硫醚各自可以任选地被羟基、硫醇、氨基或卤基取代；

R⁵、R⁶和R⁷可以相同或不同且可以独立地为氢、烷基、甲硅烷基或甲硅烷氧基；并且

其中R⁵、R⁶或R⁷中的至少一者任选地还包含固相。

在一些方面，结构I的分子或盐可包含固相。在一些方面，固相可包含硅原子。

本文还公开了具有以下结构的分子或其盐：

其中R¹和R²可以相同或不同且可以独立地为氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、炔基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、磺酰胺基、酰基或-CO₂R⁸，其中R⁸可以为烷基、烯基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、环烷基烷基或芳基环烷基烷基；或者其中R¹和R²与它们结合的N可以形成环；或者其中R¹或R²中的至少一者可包含核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、多糖、适体或抗体或其片段；

从NR¹R²到NH取向的R³可以为烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基、氨基取代的酰胺基杂烷基，它们各自任选地被烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基或氨基取代的酰胺基杂烷基取代；或者其中R³可以为其中n可以为1至100，并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰可以相同或不同且可以为氢、卤基、烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基、氨基取代的酰胺基杂烷基；或者其中R³可以为

其中n²和n⁴可以相同或不同且可以独立地为1、2或3，并且n³可以为1至20；或者其中R³可以为包含烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基和氨基取代的酰胺基烷基、酰胺基杂烷基或氨基取代的酰胺基杂烷基的聚合物或树枝状体；

R⁴、R⁵和R⁶可以相同或不同且可以独立地为氢、烷基、甲硅烷基或甲硅烷氧基；

(*)为碳中心，其中所述碳中心可以呈R-构型或S-构型；并且

其中R⁴、R⁵或R⁶中的至少一者任选地还包含固相。

在一些方面，碳中心可以呈R-构型。在一些方面，碳中心可以呈S-构型。在一些方面，是包含固相的分子或盐。在一些方面，固相可包含硅原子。在一些方面，是结构II的分子，其中R³可包含烷基、氨基杂烷基、聚酰胺基氨基烷基或聚氨基烷基。

本文还公开了具有以下结构的分子或其盐：

其中：

n¹可以为1、2、3、4、5、6或7；

n²和n³可以相同或不同且可以独立地为约1至约1000；

R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R¹⁹和R²⁰可以相同或不同且可以为氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、炔基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、磺酰胺基、酰基或-CO₂R²⁴，其中R²⁴为烷基、烯基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、环烷基烷基或芳基环烷基烷基；或者其中R¹和R²与它们结合的N，R³和R⁴与它们结合的N，R⁵和R⁶与它们结合的N，R⁷和R⁸与它们结合的N，R⁹和R¹⁰与它们结合的N，R¹¹和R¹²与它们结合的N，R¹³和R¹⁴与它们结合的N，R¹⁵和R¹⁶与它们结合的N，R¹⁷和R¹⁸与它们结合的N，以及R¹⁹和R²⁰与它们结合的N独立地任选地形成环；

R³、R⁴和R⁵可以相同或不同且独立地为氢、烷基、甲硅烷基或甲硅烷氧基；

(*)、(**)和(***)为碳中心，其中所述碳中心可以独立地呈R-构型或S-构型，或者可以为非手性中心；

(****)为第二碳中心，其中所述第二碳中心可以呈R-构型或S-构型；并且

其中R²¹、R²²或R²³中的至少一者任选地还包含固相。

在一些方面，碳中心可以呈R-构型。在一些方面，碳中心可以呈S-构型。在一些方面，结构III、IV、V或VI的分子或盐可包含固相。在一些方面，固相可包含硅原子。

在一些方面，是合成结构I、II、III、IV、V或VI的分子或盐的方法。在一些方面，所述方法可包括在固体基材与第一分子之间形成氧-硅共价键。在一些方面，第一分子可包含在第一末端的硅和在第二末端的环氧化物、异氰酸酯或硫代异氰酸酯。在一些方面，所述方法还可包括在环氧化物、异氰酸酯或硫代异氰酸酯的碳原子与包含氨基的第二分子之间形成Y-碳共价键。在一些方面，Y可以为氮、氧、硫或硒。在一些方面，环氧化物、异氰酸酯或异硫氰酸酯和硅可以通过包括烷基、烷基醚或烷基硫醚的基团连接，其中烷基、烷基醚或烷基硫醚各自任选地被羟基、硫醇、氨基或卤基取代。在一些方面，第二分子可以为烷基胺、杂烷基胺、氨基取代的烷基胺、氨基取代的杂烷基胺、酰胺基烷基胺、酰胺基杂烷基胺或氨基取代的酰胺基杂烷基胺，它们各自任选地被烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基或氨基取代的酰胺基杂烷基取代。在一些方面，形成氧-硅键可包括沉积反应。在一些方面，沉积反应可以在气相中进行。在一些方面，沉积反应可包括化学气相沉积反应。在一些方面，化学气相沉积反应可以在升高的温度下发生。在一些方面，升高的温度可以为至少约100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。在一些方面，第一分子可以为3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)或任何反应性氨基硅烷。在一些方面，第二分子可以为乙二胺(EDA)、(亚乙二氧基)双(乙胺)(EDBA)、三(2-氨基乙基)胺(TAEA)、聚酰胺基胺(PAMAM)或聚烯丙基胺(PAAm)。在一些方面，PAAm可具有约1KDa至约100KDa的平均分子量。在一些方面，第二分子可具有约100℃至300℃的沸点。在一些方面，所述方法还可包括将氨基偶联至受保护的氨基酸或其盐。在一些方面，受保护的氨基酸盐可以为氨基甲酸叔丁酯(Boc)保护的氨基酸或氨基甲酸9-芴基甲酯(Fmoc)保护的氨基酸。在一些方面，氨基酸可以为甘氨酸。

在一些方面，是包含结构I、II、III、IV、V或VI的分子或盐中的任一种中的两种或更多种的氨基涂层。在一些方面，是调节氨基涂层的氨基密度的方法。在一些方面，是包含结构I、II、III、IV、V或VI的分子或盐中的任一种中的两种或更多种的阵列。在一些方面，阵列可包含结构I、II、III、IV、V或VI的分子或盐中的任一种中的至少2种。在一些方面，阵列可包含约1x10¹⁰个基团/cm²至约1x10¹⁴个基团/cm²的所述氨基的密度。在一些方面，分子可以是立体富集的或是外消旋体。在一些方面，分子或盐可具有至少约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的对映体过量。在一些方面，分子或盐中的至少一种可以形成涂层。在一些方面，涂层具有约1埃至约25埃的厚度。在一些方面，分子或其盐是交联的。在一些方面，阵列还可包括使用说明书。

在一些方面，是用于制备阵列的方法。在一些方面，制备阵列可包括将结构I、II、III、IV、V或VI的分子或盐与基材缔合。在一些方面，制备阵列可包括本文公开的用于制备结构I、II、III、IV、V或VI的分子或盐的任何方法。在一些方面，阵列包含约1x10¹⁰个基团/cm2至约1x10¹⁴个基团/cm2的氨基的密度。在一些方面，是包括调节所述阵列上所述氨基的密度的方法。在一些方面，是试剂盒。在一些方面，试剂盒包含结构I、II、III、IV、V或VI的分子。在一些方面，试剂盒包含结合部分。在一些方面，结合部分可以为抗体。在一些方面，结合部分可以发出信号。在一些方面，是制备试剂盒的方法。在一些方面，制备试剂盒的方法可包括用结构I、II、III、IV、V、VI的分子或盐形成试剂盒。在一些方面，是通过本文公开的方法的工艺制备的分子或盐。在一些方面，是通过本文公开的方法的工艺制备的阵列。

以引用的方式并入

本文中的所有出版物、专利和专利申请均以引用方式整体并入。如果本文中的术语与引入的参考文献中的术语之间存在冲突，则以本文中的术语为准。

附图说明

在所附权利要求中具体阐述了本文所述的新颖特征。通过参考下文中对利用了本文所述的特征的原理的例示性实例的详细说明和附图将更好地理解本文所述的特征和特征的优点，在附图中：

图1示出了通过化学气相沉积制备的GPTMS-PAAm表面涂层。GPTMS是3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。

图2示出了通过化学气相沉积制备的GPTMS-TAEA表面涂层。

图3示出了通过溶液相反应或化学气相沉积制备的GPTMS-TAEA表面涂层的反应性胺密度。

图4示出了与GPTMS涂层相比GPTMS-TEA涂层的反应性胺密度。

图5示出了通过化学气相沉积制备的GPTMS-HMDA接头

图6示出了GPTMS连接的EDA、TAEA、PAMAM和PAAm氨基涂层的反应性胺密度。还示出了氨基硅烷涂层APTES、APDEMS和APDIPES的反应性胺密度。

图7GPTMS-TAEA接头的反应性胺密度；在100℃、125℃和150℃下进行化学气相沉积。

图8示出了GPTMS连接的EDA、TAEA和PAAm表面涂层的反应性胺密度。

图9示出了在不同沉积条件下GPTMS连接的EDA和Boc-Gly表面涂层的水接触角和厚度特性。

图10示出了GPTMS-TAEA、GPTMS-PAAm和APTES表面涂层的表面胺密度。

图11示出了使用稀释剂来调节形成第二涂层的反应。

图12示出了使用稀释剂调节形成第二涂层的反应的实验条件。

图13示出了在形成第二涂层时使用稀释剂产生的氨基涂层的厚度和水接触角分析。

图14示出了在各种反应条件下氨基涂层的反应性胺密度。

图15示出了使用分子阵列进行免疫标记(immunosignaturing)。

图16示出了分子阵列上特征的排列。

图17示出了基材特征、涂层组成、沉积方法和分析表征方法。

图18示出了肽合成的方案。

图19示出了受保护的氨基酸。

图20示出了氨基硅烷涂层结构。

图21示出了表面特性控制的重要性。

图22示出了氨基涂层的厚度和水接触角分析。

图23示出了反应性胺密度测定的方案。

图24示出了氨基涂层的胺密度分析。

图25示出了氨基涂层沉积平滑性的AFM分析。

图26示出了侧链脱保护的实验工艺。

图27示出了肽合成工艺的概述。

图28示出了肽官能化氨基涂层的厚度分析。

图29示出了氨基涂层的厚度和XPS分析。

图30示出了肽合成、胺加帽和MALDI-MS分析的方案。

图31示出了肽合成、胺加帽和MALDI-MS分析的方案。

图32示出了氨基涂层的厚度分析。

图33示出了氨基涂层的厚度分析。

图34示出了用于MALDI-MS分析的表面制备的程序。

图35示出了阵列涂层的MALDI-MS分析。

图36示出了在氨基涂层上合成的肽的纯度分析。

图37示出了阵列涂层的MALDI-MS分析。

图38示出了在氨基涂层上合成的肽的纯度分析。

图39示出了阵列涂层的MALDI-MS分析。

图40示出了在氨基涂层上合成的肽的纯度分析。

图41示出了阵列涂层的MALDI-MS分析。

图42示出了在氨基涂层上合成的肽的纯度分析。

图43示出了氨基涂层特性的概要。

具体实施方式

下面参考用于例示的示例应用描述了若干方面。应当理解，阐述了许多具体细节、关系和方法以提供对本文所述的特征的全面理解。然而，相关领域的普通技术人员将容易认识到，可以不用一个或多个具体细节或利用其他方法实践本文所述的特征。本文所述的特征不受所例示的动作或事件的排序的限制，因为一些动作可以以不同的顺序发生和/或与其他动作或事件同时发生。此外，并非需要所有例示的动作或事件来实现根据本文所述的特征的方法。

本文使用的术语仅用于描述特定情况的目的，并非旨在进行限制。如本文所用，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在同样包括复数形式。此外，就在具体实施方式和/或权利要求中使用术语“含有”、“包括”、“具有”、“有”、“带有”或其变体而言，这些术语旨在以与术语“包含”相似的方式为包含性的。

术语“约”或“大约”可以表示在本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受误差范围之内，这将部分地取决于该值是如何测量或测定的，即测量系统的限度。例如，“约”可以表示在1或大于1的标准偏差之内。另选地，“约”可以表示给定值的最多20％、最多10％、最多5％或最多1％的范围。另选地，特别是对于生物系统或工艺，该术语可以表示在值的一个数量级之内，在5倍之内，更优选在2倍之内。在本申请和权利要求中描述了特定值的情况下，除非另有说明，否则应当假定术语“约”表示在特定值的可接受误差范围之内。术语“约”具有本领域普通技术人员所通常理解的含义。在一些实施方案中，术语“约”是指±10％。在一些实施方案中，术语“约”是指±5％。

概观

检测和诊断免疫介导的病症，包括自身免疫病症、感染和癌症，是具有挑战性的，患者难以接受准确或正确的诊断。在许多情况下，由于这些疾病密切相关的性质，患者经常被误诊为患有其他自身免疫疾病。在一个方面，本公开涉及鉴定与阵列结合的分子文库结合的外周血抗体的差异模式的化合物、方法和装置。患者样品与阵列的差异结合产生了特异性结合图案或标记(signature)，这些图案或标记可指示患者的疾病状态。这些结合标记可以准确地确定或诊断疾病活动，包括但不限于自身免疫疾病活动、感染性疾病活动、癌症活动和糖尿病疾病活动。这种差异结合活动或标记的鉴定被称为“免疫标记”。合成的肽文库通常用于抗体结合表征。然而，蛋白质和机器人印刷的肽阵列由于成本过高而让人望而却步，而原位合成的肽阵列缺乏可扩展性、再现性差且生产质量低。在一个方面，本文的技术将使可靠的、低成本的且可扩展的构建方法以及使用阵列进行免疫标记测定成为可能。

在一些实施方案中，具有通过本文公开的技术产生的化学文库的阵列用于基于免疫的诊断测定，例如免疫标记测定。在一个方面，使用来自一滴结合阵列的血液的患者抗体库，结合阵列的荧光结合图谱图可提供足够的信息来鉴定和分类疾病状态。使用包括椭圆光度法、质谱法和荧光在内的正交分析方法，本文公开的阵列结合了在每个合成阵列内进行分析测量的能力。这些测量使得能够对阵列合成性能进行纵向定性和定量评定。

在一些实施方案中，检测肽阵列上的抗体结合带来了一些挑战，这些挑战可以通过本文公开的技术来解决。本文公开的技术解决了使用分子阵列来剖析抗体结合的两个潜在缺点。首先，通过用中等亲水性单层涂覆固体载体使阵列上的非特异性抗体结合最小化，在一些实施方案中，所述亲水性单层包含聚乙二醇。在一些实施方案中，亲水性单层是均匀的。其次，使用接头将合成的文库连接至表面，所述接头使肽远离固体载体的表面移动，使得肽可以以无阻碍的取向呈递给抗体。本文公开的技术包括此类接头，在一个方面所述接头将化学文库连接至固体载体，在一些方面所述固体载体包括用于免疫标记的阵列。

当例如在固体载体上形成时，分子或接头也可称为涂层。本文的技术涉及用于合成含氨基涂层的方法，所述含氨基涂层的氨基可被进一步官能化。本文的技术还涉及用于调节涂层中氨基密度的方法。调节涂层中氨基密度的优点是为涂层和官能化涂层与结合部分的结合特征的优化提供了灵活性。通过溶液相或气相反应可以在固相上形成涂层。固相可包含天然氧化物、热氧化物或硅氧烷表面。固相可包含BTMSE。

本文还公开了包含本文公开的分子的阵列。在一些方面，阵列包含与接头化学结合的核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、适体或抗体或其片段。在一个方面，核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、适体或抗体或其片段包含化学文库。在一些实施方案中，阵列是肽阵列。在一些方面，肽阵列是原位合成的。

原位合成肽阵列的主要缺点之一是不能直接测量合成肽特征的纯度。在一些实施方案中，所述技术包括直接从固体载体对合成肽执行定性原位质谱法。通过在固体载体与合成肽之间掺入气相可裂解接头执行质谱法，以便在不从阵列特征扩散的情况下完成肽的裂解。在肽裂解后，通过以下方式直接在固体载体上执行基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱法：施加薄的气溶胶基质层，随后将MALDI激光聚焦在各个肽特征上以获得每个合成肽的质谱。来自使用光刻合成方法产生的肽阵列特征的定性原位MALDI质谱也包括在本文所述的方法和装置中。本领域技术人员已知的其他分析也可用于定量和/或定性本文公开的原位合成工艺的保真度。

定义

术语“附接”、“结合”、“偶联”和“连接”可互换使用，并且是指共价相互作用(例如，通过化学偶联)，或非共价相互作用(例如，离子相互作用、疏水相互作用、氢键、杂交等)。术语“特异性的”、“特异性地”或“特异性”是指相比第一分子与多种其他分子中的任何一种之间的稳定复合物的鉴定、接触和形成，第一分子与第二分子之间的稳定复合物的优先鉴定、接触和形成(例如，第一分子与多种其他分子中的任何一种之间的稳定复合物的鉴定、接触或形成基本上很少至不存在)。例如，两个分子可以是特异性地附接的、特异性地结合的、特异性地偶联的或特异性地连接的。此外，“结合”可以指特异性相互作用，诸如抗体与表位的相互作用，或者它可以指非特异性相互作用。

命名

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“烷基”可包括在正链中含有例如1至20个碳、1至10个碳或1至8个碳的直链和支链烃，诸如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、异丁基、戊基、己基、异己基、庚基、4,4-二甲基戊基、辛基、2,2,4-三甲基-戊基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基，其各种支链异构体等，以及包括1至4个取代基的此类基团，所述取代基诸如卤基(例如F、Br、Cl或I或CF₃)、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、芳基(芳基)或二芳基、芳基烷基、芳基烷氧基、烯基、环烷基、环烷基烷基、环烷基烷氧基、氨基、羟基、羟烷基、酰基、杂芳基、杂芳氧基、杂芳基烷基、杂芳基烷氧基、芳氧基烷基、烷硫基、芳基烷硫基、芳氧基芳基、烷基酰胺基、烷酰基氨基、芳基羰基氨基、硝基、氰基、硫醇、卤代烷基、三卤代烷基和/或烷硫基。

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“环烷基”可包括含有1至3个环的饱和或部分不饱和(含有1或2个双键)的环烃基，包括单环烷基、双环烷基(bicyclic alkyl或bicycloalkyl)和三环烷基(tricyclic alkyl或tricycloalkyl)，所述环烃基含有总共3至20个形成环的碳并且可以与1个或2个如针对芳基描述的芳环稠合，所述环烃基包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环癸基和环十二烷基、环己烯基、金刚烷基等，上述任一基团可以任选地被1至4个取代基取代，所述取代基诸如卤素、烷基、烷氧基、羟基、芳基、芳氧基、芳基烷基、环烷基、羟基烷基、烷基酰胺基、烷酰基氨基、氧代、酰基、芳基羰基氨基、氨基、硝基、氰基、硫醇和/或烷硫基和/或烷基的任何取代基。

如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“烷酰基”可以指与羰基连接的烷基。

除非另有说明，否则如本文所用的术语“烯基”本身或作为另一基团的一部分可以指在正链中具有例如2至20个碳的直链或支链基团，所述基团在正链中包括一至六个双键，诸如是乙烯基、2-丙烯基、3-丁烯基、4-戊烯基、3-戊烯基、2-己烯基、3-己烯基、2-庚烯基、3-庚烯基、4-庚烯基、3-辛烯基、3-壬烯基、4-癸烯基、3-十一碳烯基、4-十二碳烯基、4,8,12-十四碳三烯基等，并且可以任选地被1至4个取代基取代，所述取代基即卤素、卤代烷基、烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、环烷基、氨基、羟基、杂芳基、环杂烷基、烷酰基氨基、烷基酰胺基、芳基羰基-氨基、硝基、氰基、硫醇、烷硫基和/或本文阐述的任何烷基取代基。

除非另有说明，否则如本文所用的术语“炔基”本身或作为另一基团的一部分可以指在正链中具有2至20个碳的直链或支链基团，所述基团在正链中包括一个三键，诸如是2-丙炔基、3-丁炔基、2-丁炔基、4-戊炔基、2-己炔基、3-己炔基、2-庚炔基、3-庚炔基、4-庚炔基、3-辛烯基、3-壬烯基、4-癸烯基、3-十一碳烯基、4-十二碳烯基等，并且可以任选地被1至4个取代基取代，即卤素、卤代烷基、烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、环烷基、氨基、杂芳基、环杂烷基、羟基、烷酰基氨基、烷基酰胺基、芳基羰基氨基、硝基、氰基、硫醇和/或本文所述的任何烷基取代基。

如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“卤素”或“卤基”可以指氯、溴、氟和碘。

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“芳基”可以指环部分中含有6至10个碳的单环和双环芳族基团(诸如苯基或萘基，包括1-萘基和2-萘基)并且可以任选地包括一至三个与碳环或杂环(诸如芳基、环烷基、杂芳基或环杂烷基环)稠合的另外的环，并且可以任选地经由可用的碳原子被1、2或3个选自以下的基团取代：卤基、卤代烷基、烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烯基、三氟甲基、三氟甲氧基、炔基、环烷基烷基、环杂烷基、杂烷基烷基、芳基、杂芳基、芳基烷基、芳氧基、芳氧基烷基、芳基烷氧基、烷硫基、芳基偶氮基、杂芳基烷基、杂芳基烯基、杂芳基杂芳基、杂芳氧基、羟基、硝基、氰基、氨基、取代的氨基(其中氨基可包括1或2个取代基，即烷基、芳基或定义中提到的任何其他芳基化合物)、硫醇、烷硫基、芳硫基、杂芳硫基、芳硫基烷基、烷氧基芳硫基、烷基羰基、芳基羰基、烷基氨基羰基、芳基氨基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷基羰氧基、芳基羰基氨基、芳基亚磺酰基、芳基亚磺酰基烷基、芳基磺酰基氨基或芳基磺酰基氨基羰基和/或本文阐述的任何烷基取代基。

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“氨基取代的”可以指其上具有1至10个氨基的化学基团。

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“烷硫基”(也称为“硫代烷基”)或“芳硫基”(也称为“硫代芳基”)可包括与硫原子连接的上述任何烷基或芳基。

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“硒代烷基”可包括与硒原子连接的上述任何烷基。

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“烷基氨基”或“芳基氨基”可包括与氮原子连接的上述任何烷基或芳基。

除非另有说明，否则如本文所用的术语“酰基”本身或作为另一基团的一部分，如本文所定义，可以指与羰基连接的有机基团；酰基的实例包括与羰基附接的任何R基团，诸如烷酰基、烯酰基、芳酰基、芳烷酰基、杂芳酰基、环烷酰基、环杂烷酰基等。

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“环杂烷基”可以指5元、6元或7元饱和或部分不饱和的环，所述环可包括1至2个杂原子诸如氮、氧和/或硫，经由碳原子或杂原子连接，可能的话任选地经由接头(CH₂)_r(其中r为1、2或3)连接。

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“杂芳基”可以指可包括1、2、3或4个杂原子诸如氮、氧或硫的5元或6元芳环，这些环与芳基、环烷基、杂芳基或环杂烷基环稠合，并包括可能的N-氧化物。杂芳基可以任选地包括1至4个取代基，诸如上文针对烷基阐述的任何取代基。

除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“杂烷基”可以指可包括1、2、3或4个杂原子诸如氮、氧或硫的如本文所定义的烷基。杂烷基可以任选地包括1至4个取代基，诸如上文针对烷基阐述的任何取代基。

设想了化合物的所有立体异构体，要么为掺混物的形式，要么为纯的或基本上纯的形式。化合物可以在任何碳原子包括任何一个R取代基上具有不对称碳中心。化合物可以是光学活性的或光学非活性的。不对称碳中心可以独立地为R-构型或S-构型。如本文所定义，不对称碳是为立体中心的碳。因此，结构I、IA或II的化合物可以以对映体形式或非对映体形式存在或以它们的混合物形式存在。对映体混合物可以以10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％或100％的对映体过量存在。非对映异构体混合物可以以1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、20:1、50:1、100:1或500:1的非对映异构体比例存在。用于制备本文公开的分子的方法可以使用外消旋物、对映异构体或非对映异构体作为起始物质。当制备非对映异构体或对映异构体产物时，可以通过常规方法，例如通过色谱或分级结晶进行分离。

如本文所用，多核苷酸可以为任何类型的核酸分子，包括DNA、RNA、其杂交物或它们的任何组合。例如，多核苷酸可以为cDNA、基因组DNA、mRNA、tRNA、rRNA或微RNA。

可以设想肽、多肽或蛋白质包括其任何片段，特别地免疫学可检测的片段。可以设想肽包括α-肽、β-肽或γ-肽。

方法

本文公开的方法可包括在固体载体上合成涂层。通过本文公开的方法制备的涂层的特征可以通过本领域技术人员理解的各种方法进行分析。分析方法可包括椭圆光度法、水接触角(WCA)、X射线光电子能谱法(XPS)、原子力显微术(AFM)、比色法、质谱法(包括MALDI-MS)等。

在一些实施方案中，形成涂层可包括将氨基硅烷与基材偶联。在一些实施方案中，氨基硅烷可包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷(APDEMS)或3-氨基丙基二异丙基乙氧基硅烷(APDIPES)。

在一些实施方案中，形成涂层可包括第一步骤，所述第一步骤包括形成第一涂层。在一些实施方案中，第一步骤可包括在固体基材与第一分子之间形成氧-硅键。在一些实施方案中，第一分子可包含在第一末端的硅和在第二末端的环氧化物、异氰酸酯或硫代异氰酸酯。在一些实施方案中，第一步骤可以在溶液相或气相中进行。在一些实施方案中，形成涂层还可包括第二步骤，所述第二步骤包括将第二分子与第一分子的环氧化物、异氰酸酯或硫代异氰酸酯偶联以形成第二涂层。如本文所用，涂层可理解为涵盖单层涂层和包含第一层与第二层的涂层。在一些实施方案中，第二分子可具有约100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃或350℃的沸点。在一些实施方案中，第二步骤可包括使用稀释剂。在一些实施方案中，稀释剂可以为醇。在一些实施方案中，醇可以为乙醇、1-丙醇、2-丙醇(也称为异丙醇)、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、3-甲基丁-1-醇(也称为异戊醇(isoamyl alcohol或isopentyl alcohol))、2-甲基丁-1-醇、2,2-二甲基丙-1-醇(也称为新戊醇)、3-甲基丁-2-醇或2-甲基丁-2-醇(也称为叔戊醇)。

在一些实施方案中，形成涂层可以通过沉积反应来完成。在一些实施方案中，沉积反应可以为化学气相沉积反应。在一些实施方案中，可通过涂层的水接触角来表征涂层。在一些实施方案中，涂层可具有约10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、130°、140°、150°或160°的水接触角。在一些实施方案中，涂层可具有约10°至约120°的接触角。在一些实施方案中，涂层可具有约40°至约90°的水接触角。在一些实施方案中，可通过涂层的厚度来表征涂层。在一些实施例中，可通过椭圆光度法测量厚度。在一些实施方案中，涂层可具有约0.5埃 或的厚度。在一些实施方案中，涂层可具有约至约的厚度。在一些实施方案中，涂层可具有约至约的厚度。在一些实施方案中，可通过涂层的光滑度来表征涂层。在一些实施方案中，可通过AFM测量涂层光滑度。在一些实施方案中，涂层可具有约0.10nm、0.11nm、0.12nm、0.13nm、0.14nm、0.15nm、0.16nm、0.17nm、0.18nm、0.19nm、0.20nm、0.21nm、0.22nm、0.23nm、0.24nm、0.25nm、0.26nm、0.27nm、0.28nm、0.29nm或0.30nm的均方根粗糙度(R_q)的光滑度。在一些实施方案中，涂层可具有约0.1nm至约0.3nm的R_q。在一些实施方案中，涂层可具有约0.2至约0.25nm的Rq。在一些实施方案中，涂层可具有每平方厘米约1x10⁹、1x10¹⁰、1x10¹¹、1x10¹²、1x10¹³、1x10¹⁴或1x10¹⁵个氨基的氨基密度。

在一些实施方案中，涂层可以在胺处与靶分析物偶联以形成靶分析物官能化涂层。在一些实施方案中，靶分析物可以为肽。肽可以为约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100个氨基酸。在一些实施方案中，肽可包含肽文库。在一些实施方案中，肽可具有受保护的侧链。在一些实施方案中，肽侧链可以作为苄基醚被保护。在一些实施方案中，可以通过逐步偶联肽的每个氨基酸将涂层与肽偶联。

一些实施方案包括官能化氨基涂层。氨基涂层可以通过将氨基涂层的氨基与分子偶联来官能化。分子可以为构件(building block)。在一些实施方案中，偶联包括：将氨基与第一构件的羧酸偶联。在一些实施方案中，构件可包含羧酸和受保护的胺。在一些实施例中，构件可以为N保护的氨基酸。在一些实施方案中，受保护的氨基酸可包括Boc保护的胺或Fmoc保护的胺。在一些实施方案中，偶联还可包括偶联的构件的脱保护。在一些实施方案中，偶联还可包括将脱保护的第一构件的氨基与第二构件的羧酸偶联。在一些实施方案中，氨基涂层的官能化可包括与1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100个构件迭代偶联。在一些实施例中，受保护的构件可以为受保护的氨基酸。

在一些实施方案中，官能化氨基涂层还可包括在任何一个所述偶联步骤之后进行加帽步骤。加帽可包括使氨基与试剂反应以形成受保护的或加帽的氨基。加帽可包括使在前述偶联反应中未消耗的氨基反应。加帽试剂可包括乙酸酐、乙酰氯、乙酰氟或酰基甘氨酸。在一些方面，加帽步骤可以形成烷基胺、芳基胺、乙酰胺、氨基甲酸酯、邻苯二甲酰亚胺、烯胺、磺酰胺或N-保护的氨基酸。在一些方面，N-保护的氨基酸可以为N-酰基保护的氨基酸。在一些方面，受保护的氨基酸可以为乙酰基甘氨酸。

在一些实施方案中，形成涂层可包括第一步骤，所述第一步骤包括形成第一涂层。在一些实施方案中，第一步骤可包括在固体基材与第一分子之间形成氧-硅键。在一些实施方案中，第一分子可包含在第一末端的硅和在第二末端的环氧化物、异氰酸酯或硫代异氰酸酯。在一些实施方案中，第一步骤可以在溶液相或气相中进行。在一些实施方案中，形成涂层还可包括第二步骤，所述第二步骤包括形成第二涂层。在一些实施方案中，形成所述第二涂层可包括化学气相沉积反应。

载体/基材/固相

本公开提供了固体载体(也称为固相、基材或载体)。载体或基材的性质和几何形状可取决于多种因素，包括阵列的类型(例如，一维、二维或三维)。通常，基材可以由允许核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、适体或抗体或其片段偶联的任何材料组成，这些材料在用于将所述核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、适体或抗体或其片段与所述固体载体偶联的条件下不会熔化或降解。固体载体可以由允许靶分析物和/或其他部分在一个或多个离散区域和/或所述离散区域内的离散位置处偶联的任何材料组成。固体载体可以由允许洗涤或物理或化学操纵而不会将目标分析物或结合部分从固体载体移除的任何材料组成。

基材可以采用从简单到复杂的各种构形，这取决于阵列的预期用途。因此，基材可以具有整体平滑或平板构形，诸如为矩形或盘形构形。可以使用标准微板构形。在一些实施方案中，表面可以为光滑的或基本上平面的，或具有不规则部分，诸如凹陷或凸起。例如，本发明公开的主题的基材可包括至少一个表面，重组病毒粒子微斑点的图案可偶联或沉积在所述至少一个表面上。在一些情况下，基材可具有矩形横截面形状，长度为约约10-200mm、40-150mm或75-125mm；宽度为约10-200mm、20-120mm或25-80mm；且厚度为约0.01-5.0mm、0.1-2mm或0.2-1mm。

载体可以为有机的或无机的；可以为金属(例如铜或银)或非金属；可以为聚合物或非聚合物；可以为导电的、半导电的或非导电的(绝缘的)；可以为反射的或非反射的；可以为多孔的或无孔的，等等。如上所述的固体载体可由任何合适的材料形成，这些材料包括金属、金属氧化物、半导体、聚合物(特别是任何合适形式的有机聚合物，包括织造的、非织造的、模塑的、挤出的、浇铸的等等)、硅、氧化硅以及它们的复合物。

用作基材的合适材料包括但不限于聚碳酸酯、金、硅、氧化硅、氮氧化硅、铟、氧化钽、氧化铌、钛、氧化钛、铂、铱、氧化铟锡、金刚石或金刚石类似薄膜、丙烯酸、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、ABS/聚碳酸酯、ABS/聚砜、ABS/聚氯乙烯、乙烯丙烯、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、硝化纤维素、尼龙(包括尼龙6、尼龙6/6、尼龙6/6-6、尼龙6/9、尼龙6/10、尼龙6/12、尼龙11和尼龙12)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚(乙烯)(PE)(包括低密度、线性低密度、高密度、交联和超高分子量等级)、聚(丙烯)(PP)、聚(丁二烯)(PB)的顺式和反式异构体、聚(异戊二烯)的顺式和反式异构体、聚对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物、聚苯乙烯(PS)(包括通用和高抗冲击等级)、聚碳酸酯(PC)、聚(ε-己内酯)(PECL或PCL)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)及其同系物、聚(丙烯酸甲酯)及其同系物、聚(乳酸)(PLA)、聚(乙醇酸)、聚原酸酯、聚(酸酐)、尼龙、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丁二烯(PB)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺及其同系物(诸如聚(N-异丙基丙烯酰胺))、氟化聚丙烯酸酯(PFOA)、聚(乙烯-丁烯)(PEB)、聚(苯乙烯-丙烯腈)(SAN)、聚四氟乙烯(PTFE)及其衍生物、聚烯烃塑性体、氟化乙烯-丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、全氟烷氧基乙烯(PFA)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)、苯乙烯马来酸酐(SMA)、金属氧化物、玻璃、氧化硅或其他无机或半导体材料(例如氮化硅)、化合物半导体(例如砷化镓和砷化铟镓)，以及它们的组合。

众所周知的固体载体的实例包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、葡聚糖、尼龙、淀粉酶、玻璃、天然和改性纤维素(例如硝酸纤维素)、聚丙烯酰胺、琼脂糖和磁铁矿。在一些情况下，固体载体可以为二氧化硅或玻璃，因为它具有很强的耐溶剂化学品性、机械稳定性、低固有荧光特性和易于官能化的灵活性。在一个实施方案中，基材可以是玻璃，特别是涂有硝酸纤维素的玻璃，更特别是涂有硝酸纤维素的载玻片(例如FAST载玻片)。

在一些实施方案中，载体可以是平面的。在一些情况下，载体可以是球形的。在一些情况下，载体可以是珠粒。在一些情况下，载体可以是磁性的。在一些情况下，磁性固体载体可包括磁铁矿、磁赤铁矿、FePt、SrFe、铁、钴、镍、二氧化铬、铁氧体或它们的混合物。在一些情况下，载体可以是非磁性的。在一些实施方案中，非磁性固体载体可包括聚合物、金属、玻璃、合金、矿物或它们的混合物。在一些情况下，非磁性材料可以是磁性固体载体周围的涂层。在一些情况下，磁性材料可以分布在磁性材料的连续相中。在一些实施方案中，固体载体包含磁性材料和非磁性材料。在一些情况下，固体载体可包含磁性材料和非磁性材料的组合。在一些实施方案中，磁性材料占固体载体总组合物重量的至少约5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％或约80％。在一些实施方案中，珠粒尺寸可以非常大，大约为100-900微米，或者在一些情况下直径甚至达到3mm。在其他实施方案中，珠粒尺寸可以为大约1-150微米。珠粒的平均粒径可以在约2μm至几毫米的范围内，例如直径范围的下限为2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、150μm、200μm、300μm或500μm，且上限为20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、150μm、200μm、300μm、500μm、750μm、1mm、2mm或3mm。

在一些实施方案中，载体可包含阵列。在一些实施方案中，阵列包含靶分析物。在一些实施方案中，靶分析物包含核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、多糖、适体或抗体或其片段。在一些实施方案中，靶分析物包含靶分析物文库。

在一些实施方案中，阵列包含分子文库。在一些实施方案中，阵列可包含每1cm²至少约100、1000、10,000、100,000、10⁶、10⁷、10⁸、10⁹、10¹⁰、10¹¹、10¹²、10¹³、10¹⁴或10¹⁵个分子。在一些实施方案中，分子可包含单体序列。在一些实施方案中，单体序列可包含氨基酸序列。在一些实施方案中，特征可以是基材上直径为约0.5微米至约200微米的区域。在一些实施例中，阵列可具有多个特征。在一些实施例中，特征之间的中心至中心距离可以为约1微米至约300微米。在一些实施方案中，阵列可包含每1cm²至少约1,000、10,000、100,000、200,000、300,000、400,000或500,000、1百万、2百万、3百万、4百万或8百万个特征。在一些实施方案中，文库中至少约40％的分子是不同的。在一些实施方案中，文库中至少约50％的分子是不同的。在一些实施方案中，文库中至少约60％的分子是不同的。在一些实施方案中，文库中至少约70％的分子是不同的。在一些实施方案中，文库中至少约80％的分子是不同的。在一些实施方案中，文库中至少约90％的分子是不同的。在一些实施方案中，文库中至少50％的分子具有至少3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90或100个单体的长度。在一些实施方案中，文库中至少50％的分子具有至多3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90或100个单体的长度。在一些实施方案中，文库包含约3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90或100个单体的中值单体长度。在一些实施方案中，阵列可包含至少10,000、50,000、100,000、200,000、300,000、400,000、500,000、600,000、700,000、800,000、900,000、10⁶或10⁷个顺序不同的文库分子。在一些实施例中，阵列基材可以选自晶片、载玻片和珠粒。在一些实施方案中，文库可以是原位合成的化学文库。在一些实施方案中，分子可以是多核苷酸、肽、拟肽或多糖。

结合部分

分析物结合部分(也称为结合部分(或结构域))可以是结合靶分析物的区域、分子、结构域、部份、片段或部分。因此，结合部分赋予结合或特异性地结合给定靶标的能力。结合部分可以是核酸分子或可以是蛋白质的。结合部分包括但不限于RNA DNA、RNA-DNA杂交体、小分子(例如药物或代谢物)、适体、多肽、蛋白质、抗体、病毒、病毒颗粒、细胞、其片段，以及它们的组合。

在一些实施方案中，结合部分可以是多肽、蛋白质或其任何片段。在一些实施方案中，多肽或蛋白质可以是工程化或重组多肽或蛋白质。在一些实施方案中，结合部分是抗体或其片段。抗体可以是任何同种型(例如IgG、IgE、IgM、IgD、IgA和IgY)、类别(IgG₁、IgG₂、IgG₃、IgG₄、IgA₁、IgA₂)、亚类或其修饰形式。抗体可包括完整的免疫球蛋白或其片段。抗体片段可以指保留了与靶分子诸如抗原特异性结合的能力的抗体的一个或多个片段。

在一些实施方案中，结合部分可以是适体。适体是可以以高特异性和亲和力结合靶分析物诸如蛋白质的分离的核酸分子。适体包含保持在某个或某些构象中的三维结构，这些构象提供化学接触以特异性地结合给定靶标。在一些实施方案中，结合部分是小分子。例如，小分子可以是大环分子、抑制剂、药物或化合物。在一些实施方案中，结合部分是细胞。例如，结合部分可以是非活性细胞、用化合物(例如药物)处理的细胞、固定细胞、裂解细胞或它们的任何组合。

检测方法

用于检测结合的结合部分的检测方法可包括光度手段和非光度手段。在一些实施方案中，此类方法工艺包括检测和测量吸光度、荧光、折射率、偏振或光散射的方法。这些方法包括测量这些参数的直接手段和/或间接手段。涉及荧光的方法包括免疫学方法诸如ELISA或夹心测定中的加荧光标签。涉及折射率的方法包括表面等离振子共振(SPR)、光栅耦合方法(例如，传感器均匀光栅耦合器、波长查询光学传感器(WIOS)和啁啾光栅耦合器)、共振镜(resonant minor)和干涉测量技术。涉及偏振的方法包括椭圆光度法。还可以使用光散射方法。用于加标签和/或分离和/或检测的其他手段还可包括磁性手段。磁共振成像(MRI)或气相离子光谱法都可以使用。

非光度检测方法包括但不限于磁共振成像、气相离子光谱法、原子力显微术和多极耦合共振光谱法。磁共振成像(MRI)是基于核磁共振(NMR)的原理，核磁共振技术是科学家用来获得有关分子的微观化学和物理信息的光谱技术。气相离子光谱仪包括质谱仪、离子迁移谱仪和总离子流测量装置。

结合测定还可以例如用于鉴定与本文所述的靶分析物相互作用的疾病相关抗体(结合部分)。例如，可以在结合测定中鉴定结合靶分析物的抗体或其他分子。结合测定可涉及但不限于使用分离的多肽、粗提物或基于细胞的测定。在一些实施方案中，本文所述的测定可用于a)鉴定患有第一疾病或第二疾病的受试者；(b)评定疾病治疗的影响；并且(c)监测疾病进展。

结合测定可涉及使靶分析物与包含结合部分(抗体)的样品接触，并使分子和测试剂有足够的时间形成结合复合物。可以使用多种已确定的分析技术中的任一种技术来检测任何形成的结合复合物。结合测定包括但不限于测量非变性SDS-聚丙烯酰胺凝胶上的共沉淀或共迁移、蛋白质印迹上的共迁移的方法、酶联免疫吸附测定(ELISA)、放射免疫测定(RIA)、免疫放射测定、荧光免疫测定、化学发光测定、生物发光测定、荧光活化细胞分选(FACS)或荧光共振能量转移(FRET)。

诊断

本文公开的方法和设备可用于筛查各种疾病或疾患，包括身体或一些器官状态的改变，在患病的人或与其接触的人中，这些改变中断或扰乱功能表现和/或引起症状诸如不舒服、功能障碍、痛苦，甚至死亡。疾病或疾患还可包括瘟热、轻病、小恙、痼疾、病症、病、不适、病痛、微恙和/或感染。

例如，可以同时筛查来自患病动物的含结合部分的样品的结合部分与阵列相互作用的能力。可以将这些相互作用与来自以下个体的样品的相互作用进行比较：未处于疾病状态的个体、不呈现疾病状态中的人的症状的个体或呈现疾病状态的症状的个体。例如，可以同时测定来自患病动物的样品中结合部分的水平。可以将这些水平与来自以下个体的样品的水平进行比较：未处于疾病状态的个体、不呈现疾病状态中的人的症状的个体或呈现疾病状态的症状的个体。

本文所述的方法、试剂盒和组合物可用于医学诊断、药物发现、分子生物学、免疫学和毒理学。阵列可用于许多诊断和筛查应用中的大规模结合测定。对大量靶分析物(例如蛋白质)水平的定量变化的多重测量允许鉴定由几种至许多种不同靶分析物限定的模式。对靶分析物与结合部分之间的大量相互作用的多重鉴定允许鉴定由靶分析物与结合部分之间的几种至许多种不同相互作用限定的结合和相互作用模式。可以同时评定许多生理参数和疾病特异性模式。一个实施方案涉及生物样品中存在的蛋白质的分离、鉴定和表征。例如，通过比较疾病样品和对照样品，可以鉴定疾病特异性靶分析物。这些靶分析物可用作药物开发的靶标或用作疾病的分子标记物。本发明的基材结合分子还可用作固相过滤装置，其中捕获剂附着于表面上。

在一些实施方案中，方法可以是用于诊断或检测疾病或疾患，诸如癌症、炎性疾病、免疫疾病、自身免疫疾病、心血管疾病、神经疾病、感染性疾病、代谢疾病或围产期疾患的方法。例如，所述疾病或疾患可以是肿瘤、瘤或癌症。癌症可以是但不限于乳腺癌、卵巢癌、肺癌、结肠癌、增生性息肉、腺瘤、结肠直肠癌、高度不典型增生、低度不典型增生、前列腺增生、前列腺癌、黑素瘤、胰腺癌、脑癌(诸如胶质母细胞瘤)、血液恶性肿瘤、肝细胞癌、宫颈癌、子宫内膜癌、头颈癌、食道癌、胃肠道间质瘤(GIST)、肾细胞癌(RCC)或胃癌。结肠直肠癌可以是CRC Dukes B或Dukes C-D。血液恶性肿瘤可以是B细胞慢性淋巴细胞性白血病、B细胞淋巴瘤-DLBCL、生发中心样B细胞淋巴瘤-DLBCL、活化B细胞样B细胞淋巴瘤-DLBCL或伯基特氏淋巴瘤。所述疾病或疾患还可能是一种恶变前疾患，诸如巴雷特食道(Barrett’sEsophagus)。所述疾病或疾患还可以是炎性疾病、免疫疾病或自身免疫疾病。例如，疾病可能是炎性肠病(IBD)、克罗恩氏病(CD)、溃疡性结肠炎(UC)、盆腔炎、血管炎、牛皮癣、糖尿病、自身免疫性肝炎、多发性硬化症、重症肌无力、I型糖尿病、类风湿性关节炎、牛皮癣、系统性红斑狼疮(SLE)、桥本氏甲状腺炎、格雷夫病、强直性脊柱炎干燥病、CREST综合征、硬皮病、风湿性疾病、器官排斥、原发性硬化性胆管炎或败血症。所述疾病或疾患还可以是心血管疾病，诸如动脉粥样硬化、充血性心力衰竭、易损斑块、中风或局部缺血。心血管疾病或疾患可以是高血压、狭窄、血管阻塞或血栓形成事件。所述疾病或疾患还可以是神经系统疾病，诸如多发性硬化症(MS)、帕金森病(PD)、阿尔茨海默病(AD)、精神分裂症、双相性精神障碍、抑郁症、孤独症、朊病毒病、皮克病、痴呆症、亨廷顿病(HD)、唐氏综合征、脑血管疾病、拉斯穆森脑炎、病毒性脑膜炎、神经精神性系统性红斑狼疮(NPSLE)、肌萎缩性侧索硬化症、克罗伊茨费尔特-雅各布病(Creutzfeldt-Jacob disease)、格-施-沙病(Gerstmann-Straussler-Scheinker disease)、传染性海绵状脑病、缺血性再灌注损伤(例如中风)、脑外伤、微生物感染或慢性疲劳综合症。所述疾患还可以是纤维肌痛、慢性神经性疼痛或周围神经性疼痛。所述疾病或疾患还可以是感染性疾病，诸如细菌、病毒或酵母菌感染。例如，所述疾病或疾患可以是惠普尔病(Whipple’s Disease)、朊病毒病、肝硬化、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、HIV、肝炎、梅毒、脑膜炎、疟疾、结核病或流行性感冒。所述疾病或疾患还可以是围产期或妊娠相关疾患(例如先兆子痫或早产)、寨卡病毒、登革热、黄病毒或代谢性疾病或疾患，诸如与铁代谢相关的代谢性疾病或疾患。

在一些实施方案中，方法是用于诊断或检测自身免疫病症的方法。在一些实施方案中，方法可以是用于确定疾病或疾患或者疾病或疾患进展的方法。与免疫系统相关的病症的非限制性实例可包括：自身免疫病症、炎性疾病、HIV、类风湿性关节炎、1型糖尿病、系统性红斑狼疮、硬皮病、多发性硬化症、严重综合性免疫缺陷(SCID)、迪乔治综合征(DiGeorge syndrome)、共济失调-毛细血管扩张、季节性过敏、常年过敏、食物过敏、过敏性反应、肥大细胞增多症、过敏性鼻炎、特应性皮炎、帕金森病、阿尔茨海默病、脾功能亢进、白细胞粘着缺乏症、X相关的淋巴组织增生病、X相关的丙种球蛋白血症、选择性免疫球蛋白A缺乏症、高IgM综合征、自身免疫性淋巴组织增生综合征、威斯科特-奥尔德里奇综合征(Wiskott-Aldrich syndrome)、慢性肉芽肿病、常见变异型免疫缺陷(CVID)、超免疫球蛋白E综合征、桥本氏甲状腺炎。

试剂盒

还提供了可用于实践如上所述的主题方法的试剂盒。试剂盒可包括本文所述的组合物中的一种或多种。试剂盒可包括至少一种核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、适体或抗体或其片段。试剂盒可包括至少一种结合部分。

试剂盒可包括固体载体。在一些实施方案中，固体载体已经用至少一种结构I分子官能化。在一些实施方案中，固体载体已经用至少一种核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、适体或抗体或其片段官能化。试剂盒可包括用于将至少一种核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、适体或抗体或其片段与固体载体偶联的试剂。

试剂盒组分可以存在于单独的容器中，或者一种或多种组分可以存在于同一容器中，其中容器可以是储存容器和/或在试剂盒所设计用于的测定期间使用的容器。

除了上述组分之外，主题试剂盒还可包括用于实践主题方法的说明书。这些说明书可以以多种形式存在于主题试剂盒中，诸如作为在合适的介质或基材上的印刷信息(例如在其上打印信息的一张或多张纸)、在试剂盒的包装中、在包装插入物等中。而另一种方式将是在其上记录信息的计算机可读介质(例如软盘、CD等)。另一种可能存在的方式是可以通过互联网使用的网站地址，以在远端位点访问信息。

传送结果

另外的实施方案涉及将测定结果或诊断或两者传送给例如技术人员、医师或受试者。在某些实施例中，将使用计算机将评定结果或诊断或两者传送给感兴趣的各方，例如医师及其受试者。在一些实施例中，可以在与结果或诊断所要传送至的国家或管辖区域不同的国家或管辖区域中进行评定或分析结果。在一些实施方案中，可以在获得诊断后尽快将基于测试受试者中结合部分或结合标记或鉴定信号的存在或不存在的诊断传送给受试者。可以由受试者的治疗医师将诊断传送给受试者。另选地，可以通过电子邮件将诊断发送给测试受试者或通过电话将诊断传送给受试者。可以使用计算机通过电子邮件或电话传送诊断。在某些实施方案中，可以使用电信技术人员熟悉的计算机硬件和软件的组合生成包含诊断测试结果的消息并将其自动传递给受试者。在某些实施方案中，方法步骤中的全部或一些，包括样品的测定、疾病的诊断以及方法结果或诊断的传送，可以在不同的(例如，外国)管辖区域中进行。

其他实施方案

本文所用的章节标题仅出于组织目的，并且不应解释为限制所述主题。

应当理解，本文所述的方法和组合物不限于本文所述的特定方法、方案、构建体和试剂，因此它们均可以变化。还应理解，本文所用的术语仅是为了描述特定实施方案的目的，而并非旨在限制本文所述的方法和组合物的范围，本文所述的方法和组合物的范围将仅由所附权利要求限制。虽然本文已经示出并描述了本公开的优选实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，这些实施方案仅是以举例的方式提供的。在不脱离本公开的情况下，本领域技术人员现在将想到许多变型、改变和替换。应当理解，可以在实践本公开时采用本文所述的本公开的实施方案的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本公开的范围，并且由此涵盖在这些权利要求范围内的方法和结构以及它们的等同物。

参考用于例示的示例应用描述了若干方面。除非另有说明，否则任何实施方案都可以与任何其他实施方案组合。应当理解，阐述了许多具体细节、关系和方法以提供对本文所述的特征的全面理解。然而，技术人员将容易认识到，可以不用一个或多个具体细节或者利用其他方法实践本文所述的特征。本文所述的特征不受所例示的动作或事件的排序的限制，因为一些动作可以以不同的顺序发生和/或与其他动作或事件同时发生。此外，并非需要所有例示的动作或事件来实现根据本文所述的特征的方法。

本文的一些发明实施方案设想了数值范围。当存在范围时，范围包括范围端点。此外，就像明确地写出一样，范围中的每个子范围和值都呈现出来。术语“约”或“大约”可以表示在本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受误差范围之内，这将部分地取决于该值是如何测量或测定的，例如测量系统的限度。例如，根据本领域的实践，“约”可以表示在1或大于1的标准偏差之内。另选地，“约”可以表示给定值的最多20％、最多10％、最多5％或最多1％的范围。另选地，特别是对于生物系统或工艺，该术语可以表示在值的一个数量级之内，在5倍之内，或在2倍之内。在本申请和权利要求中描述了特定值的情况下，除非另有说明，否则可假定术语“约”表示在特定值的可接受误差范围之内。

实施例

实施例1-GPTMS-PAAm

图1示出了GPTMS-PAAm分子。

实施例2-GPTMS-TAEA

图2示出了GPTMS-TAEA分子。

实施例3-GPTMS-HMDA

图5示出了GPTMS-HMDA分子

Claims (53)

1.一种分子或其盐，其具有以下结构：

其中R¹和R²相同或不同且独立地为氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、炔基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、磺酰胺基、酰基或-CO₂R⁸，其中R⁸为烷基、烯基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、环烷基烷基或芳基环烷基烷基；或者其中R¹和R²与它们结合的N可形成环；或者其中R¹或R²中的至少一者包含核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、多糖、适体或抗体或其片段；

从N到X取向的R³为烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基、氨基取代的酰胺基杂烷基，它们各自任选地被烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基或氨基取代的酰胺基杂烷基取代；或者其中R³为其中n为1至100，并且R⁹、R¹⁰、R¹¹和R¹²相同或不同且独立地为氢、卤基、烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基、氨基取代的酰胺基杂烷基；或者其中R³为

其中n²和n⁴相同或不同且独立地为1、2或3，并且n³为1至20；或者其中R³为包含烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基杂烷基和酰胺基烷基的聚合物；

X为O、NR¹³或S，其中R¹³为氢或烷基；

从X到C取向的R⁴为烷基、烷基醚和烷基硫醚，其中烷基、烷基醚和烷基硫醚各自任选地被羟基、硫醇、氨基或卤基取代；

R⁵、R⁶和R⁷相同或不同且独立地为氢、烷基、甲硅烷基或甲硅烷氧基；并且

其中R⁵、R⁶或R⁷中的至少一者任选地还包含固相。

2.如权利要求1所述的分子或盐，其包含固相。

3.如权利要求2所述的分子或盐，其中所述固相包含硅原子。

4.一种分子或其盐，其具有以下结构：

其中R¹和R²相同或不同且独立地为氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、炔基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、磺酰胺基、酰基或-CO₂R⁸，其中R⁸为烷基、烯基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、环烷基烷基或芳基环烷基烷基；或者其中R¹和R²与它们结合的N可形成环；或者其中R¹或R²中的至少一者包含核苷、核苷酸、多核苷酸、肽、拟肽、糖、多糖、适体或抗体或其片段；

从NR¹R²到NH取向的R³为烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基、氨基取代的酰胺基杂烷基，它们各自任选地被烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基或氨基取代的酰胺基杂烷基取代；或者其中R³为其中n为1至100，并且R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰相同或不同且为氢、卤基、烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基、氨基取代的酰胺基杂烷基；或者其中R³为

其中n²和n⁴相同或不同且独立地为1、2或3，并且n³为1至20；或者其中R³为包含烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基和氨基取代的酰胺基烷基、酰胺基杂烷基或氨基取代的酰胺基杂烷基的聚合物或树枝状体；

R⁴、R⁵和R⁶相同或不同且独立地为氢、烷基、甲硅烷基或甲硅烷氧基；

(*)为碳中心，其中所述碳中心呈R-构型或S-构型；并且

其中R⁴、R⁵或R⁶中的至少一者任选地还包含固相。

5.如权利要求4所述的分子或盐，其中所述碳中心呈R-构型。

6.如权利要求4所述的分子或盐，其中所述碳中心呈S-构型。

7.如权利要求4至6中任一项所述的分子或盐，其包含所述固相。

8.如权利要求7所述的分子或盐，其中所述固相包含硅原子。

9.如权利要求4至8中任一项所述的分子或盐，其中R³为烷基、氨基杂烷基、聚酰胺基氨基烷基或聚氨基烷基。

10.一种分子或其盐，其具有以下结构：

其中：

n¹＝1、2、3、4、5、6或7；

n²和n³相同或不同且独立地为约1至约1000；

R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R¹⁹和R²⁰相同或不同且为氢、烷基、烯基、芳基、杂芳基、炔基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、磺酰胺基、酰基或-CO₂R²⁴，其中R²⁴为烷基、烯基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、卤代烷基、环烷基、环烷基烷基或芳基环烷基烷基；或者其中R¹和R²与它们结合的N，R³和R⁴与它们结合的N，R⁵和R⁶与它们结合的N，R⁷和R⁸与它们结合的N，R⁹和R¹⁰与它们结合的N，R¹¹和R¹²与它们结合的N，R¹³和R¹⁴与它们结合的N，R¹⁵和R¹⁶与它们结合的N，R¹⁷和R¹⁸与它们结合的N，以及R¹⁹和R²⁰与它们结合的N独立地任选地形成环；

R³、R⁴和R⁵相同或不同且独立地为氢、烷基、甲硅烷基或甲硅烷氧基；

(*)、(**)和(***)为碳中心，其中所述碳中心独立地呈R-构型或S-构型，或者能够是非手性中心；

(****)为第二碳中心，其中所述第二碳中心呈R-构型或S-构型；并且

其中R²¹、R²²或R²³中的至少一者任选地还包含固相。

11.如权利要求10所述的分子，其中所述碳中心呈R-构型。

12.如权利要求10所述的分子，其中所述碳中心呈S-构型。

13.如权利要求10至12中任一项所述的分子或盐，其包含固相。

14.如权利要求13所述的分子或盐，其中所述固相包含硅原子。

15.一种合成如权利要求1至14中任一项所述的分子或盐的方法，所述方法包括：

a.在固体基材与第一分子之间形成氧-硅共价键，所述第一分子包含：

i.在第一末端的硅和在第二末端的环氧化物、异氰酸酯或硫代异氰酸酯；

b.在所述环氧化物、异氰酸酯或硫代异氰酸酯的碳原子与包含氨基的第二分子之间形成Y-碳共价键；

其中Y为氮、氧、硫或硒；

其中所述环氧化物、异氰酸酯或异硫氰酸酯和所述硅通过包括烷基、烷基醚或烷基硫醚的基团连接，其中烷基、烷基醚或烷基硫醚各自任选地被羟基、硫醇、氨基或卤基取代。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述第二分子为烷基胺、杂烷基胺、氨基取代的烷基胺、氨基取代的杂烷基胺、酰胺基烷基胺、酰胺基杂烷基胺、氨基取代的酰胺基杂烷基胺，它们各自任选地被烷基、杂烷基、氨基取代的烷基、氨基取代的杂烷基、酰胺基烷基、酰胺基杂烷基或氨基取代的酰胺基杂烷基取代。

17.如权利要求15或16所述的方法，其中所述形成氧-硅键包括沉积反应。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述沉积反应在气相中进行。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述沉积反应包括化学气相沉积反应。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述化学气相沉积反应在升高的温度下发生。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述升高的温度为至少约100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。

22.如权利要求15至21中任一项所述的方法，其中步骤b还包括使用稀释剂。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述稀释剂为醇。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述醇为异丙醇。

25.如权利要求15或24中任一项所述的方法，其中所述第一分子为3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)。

26.如权利要求15至25中任一项所述的方法，其中所述第二分子为乙二胺(EDA)、(亚乙二氧基)双(乙胺)(EDBA)、三(2-氨基乙基)胺(TAEA)、聚酰胺基胺(PAMAM)或聚烯丙基胺(PAAm)。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述第二分子为PAAm。

28.如权利要求27所述的方法，其中所述PAAm具有约1KDa至约100KDa的平均分子量。

29.如权利要求15至28中任一项所述的方法，其中所述第二分子具有约100℃至300℃的沸点。

30.如权利要求15至29中任一项所述的方法，其还包括将所述氨基与受保护的氨基酸或其盐偶联。

31.如权利要求30所述的方法，其中所述受保护的氨基酸为氨基甲酸叔丁酯(Boc)保护的氨基酸或氨基甲酸9-芴基甲酯(Fmoc)保护的氨基酸。

32.如权利要求30或31所述的方法，其中所述氨基酸为甘氨酸。

33.一种氨基涂层，其包含两种或更多种如权利要求1至14中任一项所述的分子或盐。

34.一种调节如权利要求33所述的氨基涂层的氨基密度的方法。

35.一种阵列，其包含至少2种如权利要求1至14中任一项所述的分子或盐。

36.如权利要求35所述的阵列，其中所述阵列包含约1x10¹⁰个基团/cm²至约1x10¹⁴个基团/cm²的所述氨基的密度。

37.如权利要求35或36所述的阵列，其中所述分子或盐是立体富集的或是外消旋体。

38.如权利要求35至37中任一项所述的阵列，其中所述分子或盐具有至少约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的对映体过量。

39.如权利要求35至38中任一项所述的阵列，其中所述分子或其盐中的至少一些形成涂层，其中所述涂层具有约1埃至约25埃的厚度。

40.如权利要求35至39中任一项所述的阵列，其中所述分子或其盐是交联的。

41.如权利要求35至40中任一项所述的阵列，其还包含使用说明书。

42.一种制备阵列的方法，所述方法包括将如权利要求1至14中任一项所述的分子或盐与基材缔合。

43.一种制备阵列的方法，所述方法包括如权利要求20至32中任一项所述的方法。

44.如权利要求42或43所述的方法，其中所述阵列包含约1x10¹⁰个基团/cm²至约1x10¹⁴个基团/cm²的所述氨基的密度。

45.如权利要求42至44中任一项所述的方法，其包括调节所述阵列上所述氨基的密度。

46.一种试剂盒，其包含如权利要求1至14中任一项所述的分子或盐以及使用说明书。

47.一种试剂盒，其包含如权利要求35至41中任一项所述的阵列以及使用说明书。

48.如权利要求46或47所述的试剂盒，其还包含结合部分。

49.如权利要求48所述的试剂盒，其中所述结合部分包含抗体。

50.如权利要求48或49所述的试剂盒，其中所述结合部分发出信号。

51.一种制备试剂盒的方法，所述方法包括用如权利要求1至14中任一项所述的分子或盐形成所述试剂盒。

52.一种分子或其盐，其通过如权利要求15至32中任一项所述的方法制备。

53.一种阵列，其通过如权利要求42至45中任一项所述的方法制备。