CN111285967A - 聚合物以及dna共聚物涂层 - Google Patents

Abstract

本申请涉及聚合物以及DNA共聚物涂层。本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化的新的聚合物涂层，以及用于将预接枝的DNA‑共聚物接枝至基底的表面以用于DNA测序和其他诊断应用的新的工艺。

Description

聚合物以及DNA共聚物涂层

本申请是申请日为2015年10月26日，申请号为201580067602.1，发明名称为“聚合物以及DNA共聚物涂层(原名称为“新颖的聚合物以及DNA共聚物涂层”)”的申请的分案申请。

通过引用在先申请并入

本申请要求于2014年10月31日提交的美国临时专利申请第62/073,764号的优先权的权益，该临时专利申请据此通过引用以其整体明确地并入。

技术领域

总体上，本申请涉及化学领域、生物学领域和材料科学领域。更具体地，本申请涉及支持基底表面官能化以及下游应用例如DNA测序和其他诊断应用的新颖的聚合物涂层和接枝的DNA-共聚物(grafted DNA-copolymer)。还公开了用于制备此类官能化的表面的方法及其用途。

背景

聚合物涂覆的基底或水凝胶涂覆的基底被用于许多技术应用。例如，可植入医疗装置(implantable medical device)可以涂覆有生物学惰性聚合物(biologically inertpolymer)。在另一实例中，聚合物涂覆的基底或水凝胶涂覆的基底被用于生物分子的制备和/或分析。分子分析例如某些核酸测序方法依赖于将核酸链附接至基底的聚合物涂覆的表面或水凝胶涂覆的表面。然后，附接的核酸链的序列可以通过本领域熟知的许多不同的方法来确定。

在某些合成测序(Sequencing-by-Synthesis)(“SBS”)工艺中，流动池(flowcell)的一个或更多个表面涂覆有聚合物或水凝胶，然后将引物(单链DNA或ssDNA)接枝至聚合物或水凝胶。然而，存在与进行涂覆步骤、接枝步骤和品质控制步骤有关的固有成本。

概述

本申请公开了可用于SBS应用的聚合物涂层以及将引物聚合物偶联步骤并入初始聚合物合成中的工艺。这可以消除制造测序流动池(sequencing flow cell)或用于SBS的其他基底所采用的接枝工艺(grafting process)中的某些或全部。

这些工艺可以使引物对下游生物化学的可达性最大化，使副反应最小化并且产生更有效的表面化学。本文公开的涂层和工艺可用于其他的分析设备和工艺，包括但不限于用于合成或检测核酸和其他生物学活性分子的分析设备和工艺。

本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化(surface functionalization)的聚合物，所述聚合物包含式(I)的重复单元和式(II)的重复单元：

其中每个R^1a、R^2a、R^1b和R^2b独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；每个R^3a和R^3b独立地选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；并且每个L¹和L²独立地选自任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元：

其中每个R^4a、R^4b和R^5b选自氢或C_1-3烷基；并且每个R^5a、R^6a、R^6b和R^7b独立地选自氢、任选地被取代的C_1-6烷基或任选地被取代的苯基。

本文描述的某些实施方案涉及具有第一表面的基底，所述第一表面包含如本文描述的具有式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元，例如式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。

在某些实施方案中，当聚合物被共价地附接至基底的第一表面时，至少一个共价键在式(II)的重复单元的氨基基团和基底的第一表面之间形成。因此，如本文描述的，具有第一表面(其包含具有共价地结合至其的式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物)的基底应当被理解为还包含具有结构

的改性的重复单元的聚合物，这示出与基底表面的共价结合位置。

本文描述的某些实施方案涉及接枝聚合物，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元，例如式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。

在某些实施方案中，当官能化的寡核苷酸被共价地结合至聚合物时，由于式(I)的重复单元的叠氮基基团和官能化的寡核苷酸之间的反应，形成至少两个共价键。因此，如本文描述的，包含共价地结合至式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸的接枝聚合物，应当被理解为还包含具有结构

的改性的重复单元的聚合物，这示出与官能化的寡核苷酸的共价结合位置，其中

是单键或双键。

本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含式(IV)的重复单元：

其中每个R^1c和R^2c独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；R^3c选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；Ar选自任选地被取代的C_6-10芳基或任选地被取代的五元或六元杂芳基；R^A是任选地被取代的四嗪；并且L³选自单键、任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含具有上文示出的结构的式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。

本文描述的某些实施方案涉及具有第一表面的基底，所述第一表面包含如本文描述的具有式(IV)的重复单元的聚合物。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元，例如式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。

在某些实施方案中，当聚合物被共价地附接至基底的第一表面时，由于式(IV)的重复单元的四嗪基团和基底的第一表面之间的反应，形成至少两个共价键。在某些其他实施方案中，至少两个共价键在式(IV)的重复单元的四嗪基团之间形成。因此，如本文描述的，具有第一表面(其包含具有如本文描述的式(IV)的重复单元的聚合物)的基底应当被理解为还包含具有结构

的改性的重复单元的聚合物，其中部分Ar-R^AA选自

这示出与基底表面的共价结合位置；并且其中

是单键或双键。R^AA可以是任选地被取代的。

本文描述的某些实施方案涉及接枝聚合物，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(IV)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元，例如式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。

在某些实施方案中，当官能化的寡核苷酸被共价地结合至聚合物时，由于式(IV)的重复单元的四嗪基团和官能化的寡核苷酸之间的反应，形成至少两个共价键。因此，如本文描述的，包含共价地结合至式(IV)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸的接枝聚合物，应当被理解为还包含具有结构

的改性的重复单元的聚合物，其中部分Ar-R^AB选自

这示出与寡核苷酸的共价结合位置；并且其中

是单键或双键。R^AB可以是任选地被取代的。

本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含式(V)的重复单元：

其中每个R^1d和R^2d独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；每个R^3d选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；R^B选自叠氮基、任选地被取代的氨基、Boc-保护的氨基、羟基、硫醇基、炔基、烯基、卤素、环氧基、四嗪基或醛；每个L⁴和L⁵独立地选自任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。在某些实施方案中，聚合物还可以包含式(VIa)或式(VIb)或两者的重复单元：

其中每个R^1e、R^2e、R^1f和R^2f独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基。在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。

本文描述的某些实施方案涉及具有第一表面的基底，所述第一表面包含如本文描述的具有式(V)的重复单元的聚合物。在某些实施方案中，聚合物还可以包含式(VIa)或式(VIb)或两者的重复单元。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元。

在某些实施方案中，当聚合物被共价地附接至基底的第一表面时，由于式(V)的重复单元的叠氮基基团和基底的第一表面之间的反应，形成至少两个共价键。因此，如本文描述的，具有第一表面(其包含具有共价地结合至其的式(V)的重复单元的聚合物)的基底应当被理解为还包含具有结构

的改性的重复单元的聚合物，这示出与基底表面的共价结合位置。

在某些其他实施方案中，当聚合物被共价地附接至基底的第一表面时，至少一个共价键在式(V)的重复单元的氨基基团和基底的第一表面之间形成。因此，如本文描述的，具有第一表面(其包含具有共价地结合至其的式(V)的重复单元的聚合物)的基底应当被理解为还包含具有结构

的改性的重复单元的聚合物，这示出与基底表面的共价结合位置。

本文描述的某些实施方案涉及接枝聚合物，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(V)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，聚合物还可以包含式(VIa)或式(VIb)或两者的重复单元。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元。

在某些实施方案中，当官能化的寡核苷酸被共价地结合至聚合物时，由于式(VIa)的重复单元的环氧基基团和官能化的寡核苷酸之间的反应，形成至少一个共价键。因此，如本文描述的，包含共价地结合至式(V)的重复单元和式(VIa)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸的接枝聚合物，应当被理解为还包含具有结构

的改性的重复单元的聚合物，这示出与寡核苷酸的共价结合位置。

本文描述的某些实施方案涉及用于将接枝聚合物固定至基底的第一表面的工艺，所述工艺包括：

提供具有第一表面的基底，第一表面包含共价地附接至其的第一多个官能团；

提供接枝聚合物，接枝聚合物包含共价地结合至聚合物的官能化的寡核苷酸，其中聚合物包含第二多个官能团；以及

使第一表面的第一多个官能团与聚合物的第二多个官能团反应，使得聚合物被共价地结合至基底的第一表面。

在本文描述的方法的某些实施方案中，当表面被包含不饱和部分(不饱和部分选自环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃)的官能化的硅烷处理，并且官能化的寡核苷酸包含双环[6.1.0]壬-4-炔时；那么聚合物不是以下结构的聚(N-(5-叠氮基乙酰氨基戊基)丙烯酰胺-共-丙烯酰胺)(PAZAM)：

其中n是在1-20,000的范围内的整数，并且m是在1-100,000的范围内的整数。在某些此类实施方案中，官能化的硅烷的不饱和部分包括降冰片烯。

本文描述的某些实施方案涉及用于将本文描述的聚合物固定至基底的第一表面的工艺或方法，所述工艺或方法包括：提供具有第一表面的基底，第一表面包含共价地附接至其的第一多个官能团；提供本文描述的聚合物；以及使第一表面的第一多个官能团与聚合物反应，使得聚合物被共价地结合至基底的第一表面。

本申请涉及以下方面：

1).一种用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含式(I)的重复单元和式(II)的重复单元：

其中：

每个R^1a、R^2a、R^1b和R^2b独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；

每个R^3a和R^3b独立地选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；并且

每个L¹和L²独立地选自任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。

2).如1)所述的聚合物，其中R^1a选自氢或任选地被取代的烷基，并且R^2a和R^3a中的每个是氢。

3).如1)或2)所述的聚合物，其中R^1b选自氢或任选地被取代的烷基，并且R^2b和R^3b中的每个是氢。

4).如1)至3)中任一项所述的聚合物，其中L²是任选地被取代的亚烷基。

5).如1)至4)中任一项所述的聚合物，其中L¹是任选地被取代的亚烷基。

6).如1)至5)中任一项所述的聚合物，其中所述式(I)的重复单元和所述式(II)的重复单元还由式(Ia)和式(IIa)来表示：

其中R^1a是氢或甲基并且R^1b是氢或甲基。

7).如1)至4)中任一项所述的聚合物，其中L¹是任选地被取代的亚杂烷基。

8).如7)所述的聚合物，其中L¹是任选地被一个或更多个氧代取代的-(CH₂)m-NH-(CH₂)n-，并且其中每个m和n是独立地选自1至10的整数。

9).如1)至4)、7)和8)中任一项所述的聚合物，其中所述式(I)的重复单元还由式(Ib)来表示：

其中R^1a是氢或甲基。

10).如1)至9)中任一项所述的聚合物，还包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。

11).如10)所述的聚合物，还包含一个或更多个式(IIIa)的重复单元或式(IIIb)的重复单元或两者的重复单元：

其中每个R^4a、R^4b和R^5b选自氢或C_1-3烷基；并且

每个R^5a、R^6a、R^6b和R^7b独立地选自氢、任选地被取代的C_1-6烷基或任选地被取代的苯基。

12).如11)所述的聚合物，其中每个R^4a、R^4b和R^5b选自氢或甲基。

13).如11)或12)所述的聚合物，其中R^6b和R^7b两者均是氢。

14).如11)至13)中任一项所述的聚合物，其中R^5a或R^6a中的至少一个是氢。

15).如11)至13)中任一项所述的聚合物，其中R^5a或R^6a中的至少一个是甲基。

16).如11)至13)中任一项所述的聚合物，其中所述式(IIIa)的重复单元还由(IIIa1)、(IIIa2)或(IIIa3)来表示：

17).如11)至16)中任一项所述的聚合物，其中所述式(IIIb)的重复单元还由(IIIb1)来表示：

18).一种基底，所述基底具有第一表面，所述第一表面包含共价地结合至所述第一表面的1)至17)中任一项的聚合物。

19).如18)所述的基底，其中所述聚合物和所述第一表面之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中被取代的氨基衍生自所述式(II)的重复单元，并且*指示所述聚合物与所述基底的所述第一表面的连接点。

20).如18)所述的基底，其中通过使所述聚合物与共价地附接至所述第一表面的第一多个官能团反应来制备所述基底，其中所述第一多个官能团包括乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。

21).如20)所述的基底，其中所述第一多个官能团包括环氧基基团。

22).如21)所述的基底，其中所述第一多个官能团包含结构：

23).如20)至22)中任一项所述的基底，通过使所述聚合物的氨基基团与所述第一表面的环氧基基团反应来制备。

24).如18)至23)中任一项所述的基底，还包含共价地结合至所述聚合物的官能化的寡核苷酸。

25).如24)所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸和所述聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示所述聚合物与所述官能化的寡核苷酸的连接点。

26).如24)所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸通过使所述官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与所述聚合物反应来共价地结合至所述聚合物，所述一个或更多个官能部分包括炔烃、环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃、或其任选地被取代的变体或其组合。

27).如26)所述的基底，其中所述一个或更多个官能部分包括炔烃。

28).如27)所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸通过使所述聚合物的叠氮基基团与所述官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个炔烃部分反应来共价地结合至所述聚合物。

29).如26)所述的基底，其中所述一个或更多个官能部分包括降冰片烯、环辛炔或双环壬炔、或其任选地被取代的变体或其组合。

30).如29)所述的基底，其中所述双环壬炔是双环[6.1.0]壬-4-炔。

31).如30)所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸通过使所述聚合物的叠氮基基团与所述官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个双环[6.1.0]壬-4-炔部分反应来共价地结合至所述聚合物。

32).如18)至31)中任一项所述的基底，其中所述基底包括玻璃、二氧化硅、塑料、石英、金属、金属氧化物、或其组合。

33).如32)所述的基底，其中所述基底包括玻璃。

34).如18)至33)中任一项所述的基底，其中所述第一表面包括聚合物涂覆的区域和惰性区域两者。

35).一种接枝聚合物，所述接枝聚合物包含官能化的寡核苷酸，所述官能化的寡核苷酸共价地结合至1)至17)中任一项的聚合物。

36).如35)所述的接枝聚合物，其中所述官能化的寡核苷酸和所述聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示所述聚合物与所述官能化的寡核苷酸的连接点。

37).如35)所述的接枝聚合物，通过使所述官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与所述聚合物反应来制备，所述一个或更多个官能部分包括炔烃、环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃、或其任选地被取代的变体或其组合。

38).如37)所述的接枝聚合物，其中所述一个或更多个官能部分包括炔烃。

39).如37)所述的接枝聚合物，其中所述一个或更多个官能部分包括降冰片烯、环辛炔或双环壬炔、或其任选地被取代的变体或其组合。

40).如39)所述的接枝聚合物，其中所述双环壬炔是双环[6.1.0]壬-4-炔。

41).如37)至40)中任一项所述的接枝聚合物，其中所述接枝聚合物通过使所述聚合物的叠氮基基团与官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分反应来形成。

42).一种用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含式(IV)的重复单元：

其中：

每个R^1c和R^2c独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；

R^3c选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；

Ar选自任选地被取代的C_6-10芳基或任选地被取代的5元或6元杂芳基；

R^A是任选地被取代的四嗪；并且

L³选自单键、任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。

43).如42)所述的聚合物，其中R^1c选自氢或任选地被取代的烷基并且每个R^2c和R^3c是氢。

44).如42)或43)所述的聚合物，其中Ar是任选地被取代的苯基。

45).如42)至44)中任一项所述的聚合物，其中L³是单键。

46).如42)至45)中任一项所述的聚合物，其中所述式(IV)的重复单元还由式(IVa)来表示：

其中R^1c选自氢或甲基。

47).如42)至46)中任一项所述的聚合物，还包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。

48).如47)所述的聚合物，还包含一个或更多个式(IIIa)的重复单元或式(IIIb)的重复单元或两者的重复单元：

其中每个R^4a、R^4b和R^5b选自氢或C_1-3烷基；并且

每个R^5a、R^6a、R^6b和R^7b独立地选自氢、任选地被取代的C_1-6烷基或任选地被取代的苯基。

49).如48)所述的聚合物，其中每个R^4a、R^4b和R^5b选自氢或甲基。

50).如48)或49)所述的聚合物，其中R^6b和R^7b两者均是氢。

51).如48)至50)中任一项所述的聚合物，其中R^5a或R^6a中的至少一个是氢。

52).如48)至50)中任一项所述的聚合物，其中R^5a或R^6a中的至少一个是甲基。

53).如48)至50)中任一项所述的聚合物，其中所述式(IIIa)的重复单元还由(IIIa1)、(IIIa2)或(IIIa3)来表示：

54).如48)至53)中任一项所述的聚合物，其中所述式(IIIb)的重复单元还由(IIIb1)来表示：

55).一种基底，所述基底具有第一表面，所述第一表面包含共价地结合至所述第一表面的42)至54)中任一项的聚合物。

56).如55)所述的基底，其中所述聚合物和所述第一表面之间的共价结合包括结构部分

或其组合，并且其中*指示所述聚合物与所述基底的所述第一表面的连接点。

57).如55)所述的基底，其中通过使所述聚合物与共价地附接至所述第一表面的第一多个官能团反应来制备所述基底，其中所述第一多个官能团包括乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。

58).如57)所述的基底，其中所述第一多个官能团包括任选地被取代的环烯基基团。

59).如58)所述的基底，其中所述第一多个官能团包括任选地被取代的降冰片烯基团。

60).如57)至59)中任一项所述的基底，其中通过使所述聚合物的四嗪基团与所述第一表面的所述降冰片烯基团反应来制备所述基底。

61).如55)至60)中任一项所述的基底，还包含共价地结合至所述聚合物的官能化的寡核苷酸。

62).如61)所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸和所述聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，并且其中*指示所述聚合物与所述官能化的寡核苷酸的连接点。

63).如61)所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸通过使所述官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与所述聚合物的所述四嗪基团反应来共价地结合至所述聚合物，所述一个或更多个官能部分包括炔烃、环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃、或其任选地被取代的变体或其组合。

64).如63)所述的基底，其中所述一个或更多个官能部分包括降冰片烯、环辛炔或双环壬炔、或其任选地被取代的变体或其组合。

65).如64)所述的基底，其中所述双环壬炔是双环[6.1.0]壬-4-炔。

66).如65)所述的基底，其中官能化的寡核苷酸通过使所述聚合物的所述四嗪基团与所述官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个双环[6.1.0]壬-4-炔部分反应来共价地结合至所述聚合物。

67).如55)至66)中任一项所述的基底，其中所述基底包括玻璃、二氧化硅、塑料、石英、金属、金属氧化物、或其组合。

68).如67)所述的基底，其中所述基底包括玻璃。

69).如55)至68)中任一项所述的基底，其中所述第一表面包括聚合物涂覆的区域和惰性区域两者。

70).一种接枝聚合物，所述接枝聚合物包含官能化的寡核苷酸，所述官能化的寡核苷酸共价地结合至42)至54)中任一项的聚合物。

71).如70)所述的接枝聚合物，其中所述官能化的寡核苷酸和所述聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，并且其中*指示所述聚合物与所述官能化的寡核苷酸的连接点。

72).如70)所述的接枝聚合物，通过使所述官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与所述聚合物反应来制备，所述一个或更多个官能部分包括炔烃、环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃、或其任选地被取代的变体或其组合。

73).如72)所述的接枝聚合物，其中所述一个或更多个官能部分包括降冰片烯、环辛炔、或双环壬炔、或其任选地被取代的变体或其组合。

74).如73)所述的接枝聚合物，其中所述双环壬炔是双环[6.1.0]壬-4-炔。

75).如74)所述的接枝聚合物，其中所述接枝聚合物通过使所述聚合物的所述四嗪基团与所述官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个双环[6.1.0]壬-4-炔部分反应来形成。

76).一种用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含式(V)的重复单元：

其中

每个R^1d和R^2d独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；

每个R^3d选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；

R^B选自叠氮基、任选地被取代的氨基、Boc-保护的氨基、羟基、硫醇基、炔基、烯基、卤素、环氧基、四嗪或醛；

每个L⁴和L⁵独立地选自任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。

77).如76)所述的聚合物，其中R^1d选自氢或烷基。

78).如76)或77)所述的聚合物，其中每个R^2d和R^3d是氢。

79).如76)至78)中任一项所述的聚合物，其中R^B选自叠氮基、氨基或Boc-保护的氨基、或其组合。

80).如76)至79)中任一项所述的聚合物，其中L⁴是任选地被取代的亚烷基连接基。

81).如80)所述的聚合物，其中L⁴是亚甲基连接基。

82).如76)至81)中任一项所述的聚合物，其中L⁵是任选地被取代的亚杂烷基连接基。

83).如82)所述的聚合物，其中L⁵是

并且其中n是1至50的整数。

84).如76)至83)中任一项所述的聚合物，其中所述式(V)的重复单元还由式(Va)或式(Vb)或两者来表示：

其中每个R^1d独立地选自氢或甲基。

85).如83)或84)所述的聚合物，其中n是3。

86).如76)至85)中任一项所述的聚合物，还包含式(VIa)的重复单元：

其中每个R^1e和R^2e独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基。

87).如76)至86)中任一项所述的聚合物，还包含式(VIb)的重复单元：

其中每个R^1f和R^2f独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基。

88).如86)或87)所述的聚合物，其中每个R^1e和R^1f选自氢或烷基。

89).如86)至88)中任一项所述的聚合物，其中每个R^2e和R^2f是氢。

90).如76)至89)中任一项所述的聚合物，还包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、及其组合。

91).一种基底，所述基底具有第一表面，所述第一表面包含共价地结合至所述第一表面的76)至90)中任一项的聚合物。

92).如91)所述的基底，其中所述聚合物和所述第一表面之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示所述聚合物与所述基底的所述第一表面的连接点。

93).如91)所述的基底，其中所述聚合物和所述第一表面之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示所述聚合物与所述基底的所述第一表面的连接点。

94).如91)所述的基底，其中通过使所述聚合物与共价地附接至所述第一表面的第一多个官能团反应来制备所述基底，其中所述第一多个官能团包括乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。

95).如94)所述的基底，其中所述第一多个官能团包括任选地被取代的环烯基基团。

96).如94)或95)所述的基底，其中所述第一多个官能团包括任选地被取代的降冰片烯基团。

97).如96)所述的基底，其中所述基底通过使所述聚合物的叠氮基基团与所述第一表面的所述降冰片烯基团反应来制备。

98).如94)所述的基底，其中所述第一多个官能团包括缩水甘油醚或环氧基。

99).如98)所述的基底，其中所述基底通过将所述聚合物的Boc-保护的氨基基团脱保护并且使所述聚合物的氨基基团与所述第一表面的缩水甘油醚基团或环氧基基团反应来制备。

100).如91)至99)中任一项所述的基底，还包含共价地结合至所述聚合物的官能化的寡核苷酸。

101).如100)所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸和所述聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示所述聚合物与所述官能化的寡核苷酸的连接点。

102).如100)所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸通过使所述官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与所述聚合物的所述环氧基基团反应来共价地结合至所述聚合物，其中所述一个或更多个官能部分包括任选地被取代的氨基、羟基、硫醇基、羧基、酸酐、或其组合。

103).如102)所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸通过使所述聚合物的所述环氧基基团与所述官能化的寡核苷酸的所述氨基基团反应来共价地结合至所述聚合物。

104).如91)至103)中任一项所述的基底，其中所述基底包括玻璃、二氧化硅、塑料、石英、金属、金属氧化物、或其组合。

105).如104)所述的基底，其中所述基底包括玻璃。

106).如91)至105)中任一项所述的基底，其中所述第一表面包括聚合物涂覆的区域和惰性区域两者。

107).一种接枝聚合物，所述接枝聚合物包含官能化的寡核苷酸，所述官能化的寡核苷酸共价地结合至76)至90)中任一项的聚合物。

108).如107)所述的接枝聚合物，其中所述官能化的寡核苷酸和所述聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示所述聚合物与所述官能化的寡核苷酸的连接点。

109).如107)所述的接枝聚合物，通过使所述官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与所述聚合物反应来制备，所述一个或更多个官能部分包括任选地被取代的氨基、羟基、硫醇基、羧基、酸酐、或其组合。

110).如109)所述的接枝聚合物，其中所述一个或更多个官能部分包括任选地被取代的氨基。

111).如109)或110)所述的接枝聚合物，其中所述接枝聚合物通过使所述聚合物的所述环氧基基团与所述官能化的寡核苷酸的所述任选地被取代的氨基反应来形成。

112).一种用于将接枝聚合物固定至基底的第一表面的方法，所述方法包括：

提供具有第一表面的基底，所述第一表面包含共价地附接至所述第一表面的第一多个官能团；

提供接枝聚合物，所述接枝聚合物包含共价地结合至聚合物的官能化的寡核苷酸，其中所述聚合物包含第二多个官能团；以及

使所述第一表面的所述第一多个官能团与所述聚合物的所述第二多个官能团反应，使得所述聚合物被共价地结合至所述基底的所述第一表面；

条件是当所述第一多个官能团包括降冰片烯，所述官能化的寡核苷酸包括双环[6.1.0]壬-4-炔时；那么所述聚合物不是以下结构的聚合物：

其中n是在1-20,000的范围内的整数，并且m是在1-100,000的范围内的整数。

113).如112)所述的方法，其中所述接枝聚合物通过使所述聚合物的第三多个官能团与所述官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分反应来形成。

114).如112)所述的方法，其中所述接枝聚合物通过以下来形成：使官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分与单体反应，所述单体包含第三多个官能团；使反应的单体聚合以形成所述聚合物，使得所述官能化的寡核苷酸被共价地结合至所述聚合物。

115).如113)或114)所述的方法，其中所述聚合物的所述第二多个官能团与所述聚合物的所述第三多个官能团相同。

116).如113)或114)所述的方法，其中所述聚合物的所述第二多个官能团与所述聚合物的所述第三多个官能团不同。

117).如112)至116)中任一项所述的方法，其中所述聚合物包含聚丙烯酰胺骨架。

118).如112)至116)中任一项所述的方法，其中所述聚合物包含聚丙烯酸酯骨架。

119).如112)至116)中任一项所述的方法，其中所述聚合物包含聚氨酯骨架或聚磷腈类骨架。

120).如112)至116)中任一项所述的方法，其中所述聚合物包含树状聚合物骨架。

121).如112)至120)中任一项所述的方法，其中所述第一表面的所述第一多个官能团包括乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。

122).如112)至121)中任一项所述的方法，其中所述第一表面的所述第一多个官能团包括环烯基、缩水甘油醚、环氧基、或其任选地被取代的变体或其组合。

123).如122)所述的方法，其中所述第一多个官能团包括降冰片烯。

124).如112)至123)中任一项所述的方法，其中所述聚合物的所述第二多个官能团包括氨基、四嗪基、叠氮基、羧基、羟基、硫醇基、醛、或其任选地被取代的变体或其组合。

125).如124)所述的方法，其中所述聚合物的所述第二多个官能团包括氨基或被保护的氨基。

126).如113)至125)中任一项所述的方法，其中所述聚合物的所述第三多个官能团包括叠氮基、四嗪基、缩水甘油基、环氧基、炔基、或其任选地被取代的变体或其组合。

127).如113)至126)中任一项所述的方法，其中所述官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分包括炔基、环烯基、环炔基、氨基、叠氮基、羟基、硫醇基、羧基、酸酐、或其任选地被取代的变体或其组合。

128).如127)所述的方法，其中所述官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分包括双环[6.1.0]壬-4-炔(BCN)。

129).如127)所述的方法，其中所述官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分包括任选地被取代的氨基。

130).如127)所述的方法，其中所述官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分包括叠氮基。

131).如127)所述的方法，其中所述官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分包括炔基。

132).如112)所述的方法，其中所述接枝聚合物选自35)至41)中任一项。

133).如132)所述的方法，其中所述第一多个官能团包括环氧基基团。

134).如133)所述的方法，其中所述第一多个官能团包括以下结构：

135).如132)至134)中任一项所述的方法，其中所述接枝聚合物通过使所述聚合物的所述氨基基团与所述第一表面的所述环氧基基团反应来共价地结合至所述第一表面。

136).如112)所述的方法，其中所述接枝聚合物选自70)至75)中任一项。

137).如136)所述的方法，其中所述第一多个官能团包括任选地被取代的环烯基基团。

138).如136)或137)所述的方法，其中所述第一多个官能团包括任选地被取代的降冰片烯基团。

139).如136)至138)中任一项所述的方法，其中所述接枝聚合物通过使所述聚合物的所述四嗪基团与所述第一表面的所述降冰片烯基团反应来共价地结合至所述第一表面。

140).如112)所述的方法，其中所述接枝聚合物选自107)至111)中任一项。

141).如140)所述的方法，其中所述第一多个官能团包括任选地被取代的环烯基基团。

142.如140或141所述的方法，其中所述第一多个官能团包括任选地被取代的降冰片烯基团。

143).如142)所述的方法，其中所述接枝聚合物通过使所述聚合物的所述叠氮基基团与所述第一表面的所述降冰片烯基团反应来共价地结合至所述第一表面。

144).如140)所述的方法，其中所述第一多个官能团包括缩水甘油醚基团或环氧基基团。

145).如144)所述的方法，其中所述接枝聚合物通过以下共价地结合至所述第一表面：将所述聚合物的Boc-保护的氨基基团脱保护；并且使所述聚合物的所述氨基基团与所述第一表面的所述缩水甘油醚基团或环氧基基团反应。

146).如112)至145)中任一项所述的方法，其中所述基底的所述第一表面通过化学气相沉积(CVD)法或收率工程系统(YES)法用官能化的硅烷来预处理，其中所述官能化的硅烷包含所述第一多个官能团。

147).如112)至146)中任一项所述的方法，还包括洗涤步骤以除去过量的未结合的官能化的寡核苷酸。

148).如112)至147)中任一项所述的方法，还包括干燥步骤。

149).一种用于将聚合物固定至基底的第一表面的方法，所述方法包括：

提供具有第一表面的基底，所述第一表面包含共价地附接至所述第一表面的第一多个官能团；

提供1)至17)、42)至54)和76)至90)中任一项的聚合物；以及

使所述第一表面的所述第一多个官能团与所述聚合物反应，使得所述聚合物被共价地结合至所述基底的所述第一表面。

150).如149)所述的方法，还包括：

提供官能化的寡核苷酸，所述官能化的寡核苷酸包含选自以下的一个或更多个官能化部分：氨基、叠氮基、羧基、酸酐、四嗪、环氧基、缩水甘油醚、乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、氮宾、醛、肼基、或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合；

使所述一个或更多个官能化部分与所述聚合物反应，使得所述官能化的寡核苷酸被共价地结合至所述聚合物。

151).如149)或150)所述的方法，其中所述第一表面的所述第一多个官能团包括乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。

附图说明

图1A至图1D示出具有降冰片烯硅烷单层表面的聚合物涂覆的流动池的Typhoon荧光图像(Typhoon florescence image)和实施例1的聚合物的中位Typhoon强度(medianTyphoon intensity)(表2)的有关的条形图。

图2A至图2D示出具有降冰片烯硅烷单层表面的聚合物涂覆的流动池的Typhoon荧光图像和实施例1的聚合物的中位Typhoon强度(表3)的有关的条形图。

图3A是图示在用如在实施例1中列出的不同聚合物涂覆降冰片烯表面(表2)之后的TET QC强度数据(表4)和如在热应力测试(thermal Stress Test)之后测量的表面损失百分比的线形和条形图。

图3B是图示在用如在实施例1中列出的不同聚合物涂覆环氧基表面(表3)之后的TET QC强度数据(表5)和如在热应力测试之后测量的表面损失百分比的线形和条形图。

图4A至图4D示出具有降冰片烯硅烷单层表面的聚合物涂覆的流动池的Typhoon荧光图像和实施例1的聚合物的中位Typhoon强度(表6)的有关的条形图。

图4E是图示在用如在实施例1中列出的不同聚合物涂覆降冰片烯表面(表6)之后的TET QC强度数据(表7)和如在热应力测试之后测量的表面损失百分比的线形和条形图。

图5示出在不同时间点在降冰片烯和联吡啶基四嗪之间的反应的一系列NMR图像。

图6示出联吡啶基四嗪和双环[6.1.0]壬-4-炔-9-基甲醇之间的反应的UV-可见吸收图案的线图。

图7示出接枝树状聚合物(dendrimer)和具有表面附接基团的官能化树状聚合物之间的偶联反应。

详述

本申请涉及核酸-共聚物(例如，DNA-共聚物)以及用于将此类核酸-共聚物接枝至基底的表面的工艺。用于与单链DNA(“ssDNA”)引物预缀合(pre-conjugate)的聚合物的某些实施方案包括丙烯酰胺/叠氮基-丙烯酰胺/氨基乙基-丙烯酰胺三元共聚物、四嗪改性的聚丙烯酰胺，以及聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)与氨基-PEG-叠氮化物或氨基-PEG-Boc-酰胺的反应产物。然后，核酸-共聚物可以被共价地附接至基底的表面，在某些情况下，基底的硅烷官能化的表面，例如流动池的表面或分子阵列的表面。本公开内容还涉及制备此类核酸-共聚物涂覆的表面的方法，以及在合成测序反应中使用包含此类核酸-共聚物涂覆的表面的基底的方法。

某些实施方案涉及用于进行合成测序反应的流动池，所述流动池包括通过一个或更多个官能部分例如双环[6.1.0]壬-4-炔、炔烃、酰氨基或叠氮基衍生的键合)预缀合至本文描述的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，引物是P5引物或P7引物。P5引物和P7引物在由Illumina Inc.销售的商业流动池的表面上使用，以用于在

平台、

平台、

平台以及

平台上测序。

另外的工艺和成本节约可以通过将品质控制(QC)标志物连同引物附接并入聚合物内来实现。分析测试可以被用于确定具有或不具有QC标志物的DNA-共聚物的品质和一致性(consistency)，并且分析测试在与开放晶圆格式(open wafer format)一起操作时被再次用于确定沉积的效力。这些另外的品质控制检查点应当减小流动池批与批之间的差别(batch to batch variation)以产生更一致的产品，并且还帮助缩减在制造期间出现故障时已经发生的工艺偏差。

定义

除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。术语“包括(including)”以及其他形式例如“包括(include)”、“包括(includes)”和“包括(included)”的使用不是限制性的。术语“具有(having)”以及其他形式例如“具有(have)”、“具有(has)”和“具有(had)”的使用不是限制性的。如在本说明书中所使用的，无论是在过渡短语中或在权利要求的主体中，术语“包括(comprise)”和“包括(comprising)”应被解释为具有开放式含义。即，以上术语应与“具有至少”或“包括至少”同义地解释。例如，当在工艺的上下文中使用时，术语“包括(comprising)”意指该工艺包括至少所叙述的步骤，但可以包括另外的步骤。当在化合物、组合物或装置的上下文中使用时，术语“包括(comprising)”意指该化合物、组合物或装置包括至少所叙述的特征或组分，但还可以包括另外的特征或组分。

如本文所使用的，常见的有机缩写定义如下：

Ac 乙酰基

Ac₂O 乙酸酐

APTS 氨基丙基硅烷

APTES (3-氨基丙基)三乙氧基硅烷

APTMS (3-氨基丙基)三甲氧基硅烷

aq. 含水的

ATRP 原子-转移自由基聚合

Azapa N-(5-叠氮基乙酰氨基戊基)丙烯酰胺

BCN 双环[6.1.0]壬-4-炔

Bn 苄基

Brapa或BRAPA N-(5-溴代乙酰氨基戊基)丙烯酰胺

Bz 苯甲酰基

BOC或Boc 叔丁氧羰基

Bu 正丁基

cat. 催化的

CMP 化学机械抛光

CRP 受控自由基聚合

CVD 化学气相沉积

℃ 以摄氏度计的温度

dATP 脱氧腺苷三磷酸

dCTP 脱氧胞苷三磷酸

dGTP 脱氧鸟苷三磷酸

dTTP 脱氧胸苷三磷酸

DCA 二氯乙酸

DCE 1,2-二氯乙烷

DCM 二氯甲烷

DIEA 二异丙基乙胺

DIPEA 二异丙基乙胺

DMA 二甲基乙酰胺

DME 二甲氧基乙烷

DMF N,N’-二甲基甲酰胺

DMSO 二甲基亚砜

DPPA 二苯基磷酰基叠氮化物(Diphenylphosphoryl azide)

Et 乙基

EtOAc或EA 乙酸乙酯

g 克

h或hr 小时

iPr 异丙基

Kpi 在pH 7.0下的10mM磷酸钾缓冲液

KPS 过硫酸钾

IPA 异丙醇

IPHA.HCl N-异丙基羟胺盐酸盐

m或min 分钟

MeOH 甲醇

MeCN 乙腈

mL 毫升

NaN₃ 叠氮化钠

NHS N-羟基琥珀酰亚胺

NMP 氮氧化物介导的自由基聚合(Nitroxide-mediated radicalpolymerisation)

PAZAM 具有任何的丙烯酰胺与Azapa的比率的聚(N-(5-叠氮基乙酰氨基戊基)丙烯酰胺-共-丙烯酰胺)

PEG 聚乙二醇

PG 保护基团

PGMA 聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)

Ph 苯基

ppt 沉淀物

RAFT 可逆加成-断裂链转移聚合

rt 室温

SFA 如在美国专利公布第2011/0059865号中定义的不含硅烷的丙烯酰胺

磺基-HSAB或SHSAB N-羟基磺基琥珀酰亚胺基-4-叠氮基苯甲酸酯

TEA 三乙胺

Tert、t 叔

THF 四氢呋喃

TEMED 四甲基乙二胺

YES 收率工程系统(Yield Engineering Systems)

μL 微升

如本文所使用的，术语“阵列”指的是被附接至一个或更多个基底使得不同的探针分子可以根据相对位置彼此区分的不同探针分子的群体。阵列可以包括各自位于基底上的不同可寻址位置的不同探针分子。可选择地或另外地，阵列可以包括各自具有不同的探针分子的单独的基底，其中不同的探针分子可以根据基底在基底所附接至的表面上的位置或根据基底在液体中的位置来确定。其中单独的基底位于表面上的示例性阵列包括而不限于，如例如在美国专利第6,355,431B1号、US 2002/0102578和PCT公布第WO 00/63437号中描述的包括孔中的珠的阵列。可以被用于本发明以区分液体阵列中的珠(例如，使用微流体装置(microfluidic device)例如荧光激活细胞分选仪(FACS))的示例性格式在例如美国专利第6,524,793号中被描述。可以被用于本发明的阵列的另外的实例包括而不限于在美国专利第5,429,807号；第5,436,327号；第5,561,071号；第5,583,211号；第5,658,734号；第5,837,858号；第5,874,219号；第5,919,523号；第6,136,269号；第6,287,768号；第6,287,776号；第6,288,220号；第6,297,006号；第6,291,193号；第6,346,413号；第6,416,949号；第6,482,591号；第6,514,751号和第6,610,482号以及WO 93/17126；WO 95/11995；WO95/35505；EP 742 287和EP 799 897中描述的阵列。

如本文所使用的，术语“共价地附接”或“共价地结合”指的是形成特征为在原子之间共享电子对的化学结合。例如，共价地附接的聚合物涂层指的是相比于经由其他手段例如粘合或静电相互作用附接至表面，与基底的官能化的表面形成化学键的聚合物涂层。将理解的是，共价地附接至表面的聚合物还可以经由除了共价附接之外的手段结合。

如本文所使用的，其中“a”和“b”是整数的“C_a至C_b”或“C_a-b”指的是指定基团中的碳原子数。即，该基团可以包含从“a”个至“b”个(包括端值(inclusive))碳原子。因此，例如，“C₁-C₄烷基”或“C_1-4烷基”基团指的是具有从1个至4个碳的所有烷基基团，即CH₃-、CH₃CH₂-、CH₃CH₂CH₂-、(CH₃)₂CH-、CH₃CH₂CH₂CH₂-、CH₃CH₂CH(CH₃)-以及(CH₃)₃C-。

如本文所使用的，术语“卤素(halogen)”或“卤素(halo)”意指元素周期表的第7列的放射稳定性原子(radio-stable atom)中的任一个，例如氟、氯、溴或碘，其中氟和氯是优选的。

如本文所使用的，“烷基”指的是完全饱和(即，不包含双键或三键)的直链或支链的烃链。烷基基团可以具有1个至20个碳原子(无论何时其在本文中出现，数值范围例如“1至20”指的是在给定范围内的每个整数；例如，“1个至20个碳原子”意指该烷基基团可以由1个碳原子、2个碳原子、3个碳原子等、多达并且包括20个碳原子组成，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语“烷基”)。烷基基团还可以是具有1个至9个碳原子的中等大小的烷基。烷基基团还可以是具有1个至4个碳原子的低级烷基。烷基基团可以被指定为“C_1-4烷基”或类似的名称。仅通过实例的方式，“C_1-4烷基”指示，在该烷基链中存在一个至四个碳原子，即该烷基链选自由以下组成的组：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基以及叔丁基。典型的烷基基团包括但绝不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基及类似基团。烷基基团可以是任选地被取代的。

如本文所使用的，“烷氧基”指的是式-OR，其中R是如上文定义的烷基，例如“C_1-9烷氧基”，包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、1-甲基乙氧基(异丙氧基)、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基以及叔丁氧基及类似基团。烷氧基基团可以是任选地被取代的。

如本文所使用的，“烯基”指的是包含一个或更多个双键的直链或支链的烃链。烯基基团可以具有2个至20个碳原子，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语“烯基”。烯基基团还可以是具有2个至9个碳原子的中等大小的烯基。烯基基团还可以是具有2个至4个碳原子的低级烯基。烯基基团可以被指定为“C_2-4烯基”或类似的名称。仅通过实例的方式，“C_2-4烯基”指示，在该烯基链中存在两个至四个碳原子，即该烯基链选自由以下组成的组：乙烯基、丙烯-1-基、丙烯-2-基、丙烯-3-基、丁烯-1-基、丁烯-2-基、丁烯-3-基、丁烯-4-基、1-甲基-丙烯-1-基、2-甲基-丙烯-1-基、1-乙基-乙烯-1-基、2-甲基-丙烯-3-基、丁-1,3-二烯基、丁-1,2-二烯基以及丁-1,2-二烯-4-基。典型的烯基基团包括但绝不限于乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基及类似基团。烯基基团可以是任选地被取代的。

如本文所使用的，“炔基”指的是包含一个或更多个三键的直链或支链的烃链。炔基基团可以具有2个至20个碳原子，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语“炔基”。炔基基团还可以是具有2个至9个碳原子的中等大小的炔基。炔基基团还可以是具有2个至4个碳原子的低级炔基。炔基基团可以被指定为“C_2-4炔基”或类似的名称。仅通过实例的方式，“C_2-4炔基”指示，在该炔基链中存在两个至四个碳原子，即该炔基链选自由以下组成的组：乙炔基、丙炔-1-基、丙炔-2-基、丁炔-1-基、丁炔-3-基、丁炔-4-基以及2-丁炔基。典型的炔基基团包括但绝不限于乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基和己炔基及类似基团。炔基基团可以是任选地被取代的。

如本文所使用的，“杂烷基”指的是在链骨架中包含一个或更多个杂原子(即，不同于碳的元素，包括但不限于氮、氧和硫)的直链或支链的烃链。杂烷基基团可以具有1个至20个碳原子，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语“杂烷基”。杂烷基基团还可以是具有1个至9个碳原子的中等大小的杂烷基。杂烷基基团还可以是具有1个至4个碳原子的低级杂烷基。杂烷基基团可以被指定为“C_1-4杂烷基”或类似的名称。杂烷基基团可以包含一个或更多个杂原子。仅通过实例的方式，“C_1-4杂烷基”指示，在该杂烷基链中存在一个至四个碳原子并且在该链的骨架中另外存在一个或更多个杂原子。

如本文所使用的，“亚烷基”意指经由两个附接点附接至分子的剩余部分的、仅包含碳和氢的支链或直链的完全饱和的双基团化学基团(即，烷二基(alkanediyl))。亚烷基基团可以具有1个至20,000个碳原子，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语“亚烷基”。亚烷基基团还可以是具有1个至9个碳原子的中等大小的亚烷基。亚烷基基团还可以是具有1个至4个碳原子的低级亚烷基。亚烷基基团可以被指定为“C_1-4亚烷基”或类似的名称。仅通过实例的方式，“C_1-4亚烷基”指示，在该亚烷基链中存在一个至四个碳原子，即该亚烷基链选自由以下组成的组：亚甲基、亚乙基、乙-1,1-二基、亚丙基、丙-1,1-二基、丙-2,2-二基、1-甲基-亚乙基、亚丁基、丁-1,1-二基、丁-2,2-二基、2-甲基-丙-1,1-二基、1-甲基-亚丙基、2-甲基-亚丙基、1,1-二甲基-亚乙基、1,2-二甲基-亚乙基以及1-乙基-亚乙基。

如本文所使用的，术语“亚杂烷基”指的是其中亚烷基的一个或更多个骨架原子选自不同于碳的原子例如氧、氮、硫、磷或其组合的亚烷基链。亚杂烷基链可以具有2至20,000的长度。示例性亚杂烷基包括但不限于-OCH₂-、-OCH(CH₃)-、-OC(CH₃)₂-、-OCH₂CH₂-、-CH(CH₃)O-、-CH₂OCH₂-、-CH₂OCH₂CH₂-、-SCH₂-、-SCH(CH₃)-、-SC(CH₃)₂-、-SCH₂CH₂-、-CH₂SCH₂CH₂-、-NHCH₂-、-NHCH(CH₃)-、-NHC(CH₃)₂-、-NHCH₂CH₂-、-CH₂NHCH₂-、-CH₂NHCH₂CH₂-及类似基团。

如本文所使用的，“亚烯基”意指经由两个附接点附接至分子的剩余部分的、仅包含碳和氢并且包含至少一个碳-碳双键的直链或支链的双基团化学基团。亚烯基基团可以具有2个至20,000个碳原子，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语亚烯基。亚烯基基团还可以是具有2个至9个碳原子的中等大小的亚烯基。亚烯基基团还可以是具有2个至4个碳原子的低级亚烯基。亚烯基基团可以被指定为“C_2-4亚烯基”或类似的名称。仅通过实例的方式，“C_2-4亚烯基”指示在该亚烯基链中存在两个至四个碳原子，即该亚烯基链选自由以下组成的组：亚乙烯基、乙烯-1,1-二基、亚丙烯基、丙烯-1,1-二基、丙-2-烯-1,1-二基、1-甲基-亚乙烯基、丁-1-烯亚基、丁-2-烯亚基、丁-1,3-二烯亚基、丁烯-1,1-二基、丁-1,3-二烯-1,1-二基、丁-2-烯-1,1-二基、丁-3-烯-1,1-二基、1-甲基-丙-2-烯-1,1-二基、2-甲基-丙-2-烯-1,1-二基、1-乙基-亚乙烯基、1,2-二甲基-亚乙烯基、1-甲基-亚丙烯基、2-甲基-亚丙烯基、3-甲基-亚丙烯基、2-甲基-丙烯-1,1-二基以及2,2-二甲基-乙烯-1,1-二基。

如本文所使用的，“亚炔基”意指经由两个附接点附接至分子的剩余部分的、仅包含碳和氢并且包含至少一个碳-碳三键的直链或支链的双基团化学基团。

术语“芳香族的”指的是具有共轭π电子体系的环或环体系，并且包括碳环芳香族基团(例如，苯基)和杂环芳香族基团(例如，吡啶)两者。该术语包括单环基团或稠环多环(即，共享相邻原子对的环)基团，条件是整个环体系是芳香族的。

如本文所使用的，“芳基”指的是在环骨架中仅包含碳的芳香族环或芳香族环体系(即，共享两个相邻的碳原子的两个或更多个稠环)。当芳基是环体系时，在该体系中的每一个环是芳香族的。芳基基团可以具有6个至18个碳原子，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语“芳基”。在某些实施方案中，芳基基团具有6个至10个碳原子。芳基基团可以被指定为“C_6-10芳基”、“C₆芳基或C₁₀芳基”或类似的名称。芳基基团的实例包括但不限于苯基、萘基、薁基以及蒽基。芳基基团可以是任选地被取代的。

如本文所使用的，“亚芳基”指的是经由两个附接点附接至分子的剩余部分的仅包含碳和氢的芳香族环或芳香族环体系。

“芳烷基”或“芳基烷基”是作为取代基经由亚烷基基团连接的芳基基团，例如“C_7-14芳烷基”及类似基团，包括但不限于苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基以及萘基烷基。在某些情况下，亚烷基基团是低级亚烷基基团(即，C_1-4亚烷基基团)。

如本文所使用的，“杂芳基”指的是在环骨架中包含一个或更多个杂原子(即，不同于碳的元素，包括但不限于氮、氧以及硫)的芳香族环或芳香族环体系(即，共享两个相邻原子的两个或更多个稠环)。当杂芳基是环体系时，在该体系中的每一个环是芳香族的。杂芳基基团可以具有5-18个环成员(即，组成环骨架的原子数，包括碳原子和杂原子)，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语“杂芳基”。在某些实施方案中，杂芳基基团具有5个至10个环成员或5个至7个环成员。杂芳基基团可以被指定为“5-7元杂芳基”、“5-10元杂芳基”或类似的名称。杂芳基环的实例包括但不限于呋喃基、噻吩基、酞嗪基、吡咯基、噁唑基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、异噁唑基、异噻唑基、三唑基、噻二唑基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、吲哚基、异吲哚基以及苯并噻吩基。杂芳基基团可以是任选地被取代的。

如本文所使用的，“亚杂芳基”指的是经由两个附接点附接至分子的剩余部分的、在环骨架中包含一个或更多个杂原子的芳香族环或芳香族环体系。

“杂芳烷基”或“杂芳基烷基”是作为取代基经由亚烷基基团连接的杂芳基基团。实例包括但不限于2-噻吩基甲基、3-噻吩基甲基、呋喃基甲基、噻吩基乙基、吡咯基烷基、吡啶基烷基、异噁唑基烷基以及咪唑基烷基。在某些情况下，亚烷基基团是低级亚烷基基团(即，C_1-4亚烷基基团)。

如本文所使用的，“碳环基”意指在环体系骨架中仅包含碳原子的非芳香族环或非芳香族环体系。当碳环基是环体系时，两个或更多个环可以以稠合的、桥接的或螺连接的方式连接在一起。碳环基可以具有任何饱和度，条件是在环体系中的至少一个环不是芳香族的。因此，碳环基包括环烷基、环烯基以及环炔基。碳环基基团可以具有3个至20个碳原子，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语“碳环基”。碳环基基团还可以是具有3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个碳原子的中等大小的碳环基。碳环基基团还可以是具有3个至6个碳原子的碳环基。碳环基基团可以被指定为“C_3-6碳环基”或类似的名称。碳环基环的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环己烯基、2,3-二氢-茚、双环[2.2.2]辛基、金刚烷基以及螺[4.4]壬基。

如本文所使用的，“环烷基”意指完全饱和的碳环基环或碳环基环体系。实例包括环丙基、环丁基、环戊基以及环己基。

如本文所使用的，“亚环烷基”意指经由两个附接点附接至分子的剩余部分的完全饱和的碳环基环或碳环基环体系。

如本文所使用的，“环烯基”或“环烯烃”意指具有至少一个双键的碳环基环或碳环基环体系，其中在环体系中没有环是芳香族的。实例是环己烯基或环己烯。另一个实例是降冰片烯或降冰片烯基。

如本文所使用的，“杂环烯基”或“杂环烯烃”意指具有至少一个双键的、在环骨架中具有至少一个杂原子的碳环基环或碳环基环体系，其中在环体系中没有环是芳香族的。在某些实施方案中，杂环烯基或杂环烯烃环或环体系是3元的、4元的、5元的、6元的、7元的、8元的、9元的或10元的。

如本文所使用的，“环炔基”或“环炔烃”意指具有至少一个三键的碳环基环或碳环基环体系，其中在环体系中没有环是芳香族的。实例是环辛炔。

另一个实例是双环壬炔。

如本文所使用的，“杂环炔基”或“杂环炔烃”意指具有至少一个三键的、在环骨架中具有至少一个杂原子的碳环基环或碳环基环体系，其中在环体系中没有环是芳香族的。在某些实施方案中，杂环炔基或杂环炔烃环或环体系是3元的、4元的、5元的、6元的、7元的、8元的、9元的或10元的。

如本文所使用的，“杂环基”意指在环骨架中包含至少一个杂原子的非芳香族环或非芳香族环体系。杂环基可以以稠合的、桥接的或螺连接的方式连接在一起。杂环基可以具有任何饱和度，条件是在环体系中的至少一个环不是芳香族的。杂原子可以存在于环体系中的非芳香族环或芳香族环中。杂环基基团可以具有3个至20个环成员(即，组成环骨架的原子数，包括碳原子和杂原子)，尽管本定义还覆盖在没有指定数值范围的情况下出现的术语“杂环基”。杂环基基团还可以是具有3个至10个环成员的中等大小的杂环基。杂环基基团还可以是具有3个至6个环成员的杂环基。杂环基基团可以被指定为“3-6元杂环基”或类似的名称。在优选的六元单环杂环基中，杂原子选自O、N或S中的一个至多达三个，并且在优选的五元单环杂环基中，杂原子选自一个或两个选自O、N或S的杂原子。杂环基环的实例包括但不限于吖庚因基、吖啶基、咔唑基、噌啉基、二氧戊环基、咪唑啉基、咪唑烷基、吗啉基、环氧乙烷基、氧杂环庚烷基(oxepanyl)、硫杂环庚烷基(thiepanyl)、哌啶基、哌嗪基、二氧代哌嗪基、吡咯烷基、吡咯烷酮基(pyrrolidonyl)、吡咯烷二酮基(pyrrolidionyl)、4-哌啶酮基、吡唑啉基、吡唑烷基、1,3-二噁英基、1,3-二噁烷基、1,4-二噁英基、1,4-二噁烷基、1,3-氧硫杂环己烷基、1,4-氧硫杂环己二烯基、1,4-氧硫杂环己烷基、2H-1,2-噁嗪基、三噁烷基、六氢-1,3,5-三嗪基、1,3-间二氧杂环戊烯基、1,3-二氧戊环基、1,3-二硫杂环戊二烯基、1,3-二硫戊环基、异噁唑啉基、异噁唑烷基、噁唑啉基、噁唑烷基、噁唑烷酮基、噻唑啉基、噻唑烷基、1,3-氧硫杂环戊烷基、吲哚啉基、异吲哚啉基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、四氢噻吩基、四氢噻喃基、四氢-1,4-噻嗪基、硫代吗啉基(thiamorpholinyl)、二氢苯并呋喃基、苯并咪唑烷基以及四氢喹啉。

如本文所使用的，“亚杂环基”意指经由两个附接点附接至分子的剩余部分的包含至少一个杂原子的非芳香族环或非芳香族环体系。

如本文所使用的，“酰基”指的是-C(＝O)R，其中R是氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基、以及5-10元杂环基，如本文定义的。非限制性实例包括甲酰基、乙酰基、丙酰基、苯甲酰基以及丙烯酰基。

“O-羧基(O-carboxy)”基团指的是“-OC(＝O)R”基团，其中R选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“C-羧基(C-carboxy)”基团指的是“-C(＝O)OR”基团，其中R选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。非限制性实例包括羧基(carboxyl)(即，-C(＝O)OH)。

“缩醛”基团指的是RC(H)(OR’)₂，其中R和R’独立地选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“氰基”基团指的是“-CN”基团。

“亚磺酰基”基团指的是“-S(＝O)R”基团，其中R选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“磺酰基”基团指的是“-SO₂R”基团，其中R选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“S-磺酰氨基”基团指的是“-SO₂NR_AR_B”基团，其中R_A和R_B各自独立地选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“N-磺酰氨基”基团指的是“-N(R_A)SO₂R_B”基团，其中R_A和R_B各自独立地选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“O-氨基甲酰基”基团指的是“-OC(＝O)NR_AR_B”基团，其中R_A和R_B各自独立地选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“N-氨基甲酰基”基团指的是“-N(R_A)OC(＝O)R_B”基团，其中R_A和R_B各自独立地选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“C-酰氨基”基团指的是“-C(＝O)NR_AR_B”基团，其中R_A和R_B各自独立地选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“N-酰氨基”基团指的是“-N(R_A)C(＝O)R_B”基团，其中R_A和R_B各自独立地选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。

“氨基”基团指的是“-NR_AR_B”基团，其中R_A和R_B各自独立地选自氢、C_1-6烷基、C_2-6烯基、C_2-6炔基、C_3-7碳环基、C_6-10芳基、5-10元杂芳基以及5-10元杂环基，如本文定义的。非限制性实例包括游离的氨基(即，-NH₂)。

如本文所使用的，术语“肼”或“肼基”指的是–NHNH₂基团。

如本文所使用的，术语“腙”或“腙基”指的是

基团。

如本文所使用的，术语“甲酰基”指的是–C(O)H基团。

如本文所使用的，术语“羟基”指的是-OH基团。

如本文所使用的，术语“叠氮基”指的是–N₃基团。

如本文所使用的，术语“硫醇基”指的是-SH基团。

如本文所使用的，术语“缩水甘油醚”指的是

如本文所使用的，术语“环氧基”指的是

如本文所使用的，术语“酯”指的是R-C(＝O)O-R’，其中R和R’可以独立地是烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、芳基、杂芳基、杂脂环基、芳烷基、(杂脂环基)烷基、或其任选地被取代的变体。

如本文所使用的，术语“羧酸”或“羧基”指的是-C(O)OH。

如本文所使用的，术语“四嗪”或“四嗪基”指的是包含四个氮原子的六元杂芳基基团。四嗪可以是任选地被取代的。

如本文所使用的，被取代的基团衍生自未被取代的母体基团(parent group)，其中已经存在将一个或更多个氢原子交换为另外的原子或基团。除非另有指示，否则当基团被认为是“被取代的”时，意指该基团被独立地选自以下的一个或更多个取代基取代：C₁-C₆烷基、C₁-C₆烯基、C₁-C₆炔基、C₁-C₆杂烷基、C₃-C₇碳环基(任选地被卤素、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷基以及C₁-C₆卤代烷氧基取代)、C₃-C₇-碳环基-C₁-C₆烷基(任选地被卤素、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷基以及C₁-C₆卤代烷氧基取代)、5-10元杂环基(任选地被卤素、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷基以及C₁-C₆卤代烷氧基取代)、5-10元杂环基-C₁-C₆烷基(任选地被卤素、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷基以及C₁-C₆卤代烷氧基取代)、芳基(任选地被卤素、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷基以及C₁-C₆卤代烷氧基取代)、芳基(C₁-C₆)烷基(任选地被卤素、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷基以及C₁-C₆卤代烷氧基取代)、5-10元杂芳基(任选地被卤素、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷基以及C₁-C₆卤代烷氧基取代)、5-10元杂芳基(C₁-C₆)烷基(任选地被卤素、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷基以及C₁-C₆卤代烷氧基取代)、卤素、氰基、羟基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆烷氧基(C₁-C₆)烷基(即，醚)、芳氧基、硫氢基(巯基)、卤代(C₁-C₆)烷基(例如，-CF₃)、卤代(C₁-C₆)烷氧基(例如，–OCF₃)、C₁-C₆烷基硫代(C₁-C₆ alkylthio)、芳基硫代(arylthio)、氨基、氨基(C₁-C₆)烷基、硝基、O-氨基甲酰基、N-氨基甲酰基、O-硫代氨基甲酰基、N-硫代氨基甲酰基、C-酰氨基、N-酰氨基、S-磺酰氨基、N-磺酰氨基、C-羧基、O-羧基、酰基、氰酰基、异氰酰基、硫代氰酰基、异硫代氰酰基、亚磺酰基、磺酰基以及氧代(＝O)。在基团被描述为“任选地被取代的”任何情况下，该基团可以被以上取代基取代。

应当理解的是，取决于上下文，某些基团命名约定(naming conventions)可以包括单基团或双基团。例如，在取代基需要两个附接至分子的剩余部分的点时，应理解的是，该取代基是双基团。例如，需要两个附接点的被确定为烷基的取代基包括双基团，例如–CH₂–、–CH₂CH₂–、–CH₂CH(CH₃)CH₂–及类似基团。其他基团命名约定清楚地指示，该基团是双基团，例如“亚烷基”或“亚烯基”。

在取代基被描绘为双基团(即，具有两个附接至分子的剩余部分的点)的任何情况下，应理解的是，除非另有指示，否则该取代基可以以任何方向构型附接。因此，例如，描绘为-AE-或

的取代基包括取代基被定向，使得A被附接在分子的最左附接点处，以及其中A被附接在分子的最右附接点处的情况。

在本文公开的化合物具有至少一个立构中心的情况下，所述化合物可以作为单独的对映异构体和非对映异构体或此类异构体的混合物(包括外消旋体)存在。单独的异构体的分离或单独的异构体的选择性合成通过应用本领域实践者所熟知的各种方法来完成。除非另有指示，否则所有此类异构体及其混合物被包括在本文公开的化合物的范围内。此外，本文公开的化合物可以以一种或更多种结晶形式或无定形形式存在。除非另有指示，否则所有这样的形式被包括在本文公开的化合物的范围内，包括任何多晶形形式。此外，本文公开的化合物中的某些可以与水形成溶剂化物(即，水合物)或与常见有机溶剂形成溶剂化物。除非另有指示，否则此类溶剂化物被包括在本文公开的化合物的范围内。

如本文所使用的，“核苷酸”包括含氮杂环碱基、糖以及一个或更多个磷酸酯基团。它们可以是核酸序列的单体单元(无论是前体或是连接的单体)。在RNA中，糖是核糖，并且在DNA中糖是脱氧核糖，即缺少存在于核糖中的2’位处的羟基基团的糖。含氮杂环碱基可以是嘌呤碱基或嘧啶碱基。嘌呤碱基包括腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)及其修饰的衍生物或类似物。嘧啶碱基包括胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)及其修饰的衍生物或类似物。脱氧核糖的C-1原子结合至嘧啶的N-1或嘌呤的N-9。

如本文所使用的，“核苷”在结构上类似于核苷酸，但在5’位缺少任何磷酸酯部分。术语“核苷”在本文中以如本领域技术人员所理解的其普通意义使用。实例包括但不限于包含核糖部分的核糖核苷和包含脱氧核糖部分的脱氧核糖核苷。修饰的戊糖部分是其中氧原子已经被碳替换和/或碳已经被硫原子或氧原子替换的戊糖部分。“核苷”是可以具有被取代的碱基和/或糖部分的单体。另外，核苷可以被并入到较大的DNA和/或RNA聚合物和寡聚物中。

如本文所使用的，术语“多核苷酸”指的是通常包括DNA(例如，基因组DNA cDNA)、RNA(例如，mRNA)、合成寡核苷酸以及合成核酸类似物的核酸。多核苷酸可以包括天然的或非天然的碱基或其组合以及天然的或非天然的骨架键合，例如硫代磷酸酯(phosphorothioate)、PNA或2’-O-甲基-RNA、或其组合。

如本文所使用的，术语“引物”被定义为具有单链的核酸，所述单链具有游离3’OH基团。引物还可以在5’末端具有修饰以允许偶联反应或以使引物偶联至另一部分。引物长度可以是任何数目的碱基长的并且可以包括多种非天然的核苷酸。如本文所使用的，“BCN引物”或“BCN修饰的引物”指的是在5’末端包含共价地附接的双环[6.1.0]壬-4-炔的引物。

如本文所使用的，术语“硅烷”指的是包含一个或更多个硅原子的有机或无机的化合物。无机硅烷化合物的非限制性实例是SiH₄或卤化的SiH₄，其中氢被一个或更多个卤素原子替换。有机硅烷化合物的非限制性实例是X-R^C-Si(OR^D)₃，其中X是不可水解的有机基团，例如氨基、乙烯基、环氧基、甲基丙烯酸酯、硫、烷基、烯基、炔基；R^C是间隔基，例如-(CH₂)_n-，其中n是0至1000；R^D选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代的碳环基、任选地被取代的芳基、任选地被取代的5-10元杂芳基以及任选地被取代的5-10元杂环基，如本文所定义的。如本文所使用的，术语“硅烷”可以包括不同硅烷化合物的混合物。

如本文所使用的，术语“聚合物”指的是包括许多重复的亚单元(repeatedsubunit)或重复单元(recurring unit)的分子。聚合物结构的非限制性实例包括线型聚合物、支化聚合物或超支化聚合物(hyper-branched polymer)。线型聚合物的非限制性实例包括嵌段共聚物或无规共聚物。支化聚合物的非限制性实例包括星形聚合物、包含疏水节段和亲水节段两者的星形聚合物或星形嵌段聚合物、包含疏水节段和亲水节段两者的H形聚合物、哑铃形聚合物(dumbbell shaped polymer)、梳形聚合物、刷形聚合物(brushpolymer)、树枝状聚合物(dendronized polymer)、梯形物(ladder)以及树状聚合物。本文所描述的聚合物还可以呈聚合物纳米颗粒的形式。聚合物构造的其他实例包括但不限于环形嵌段聚合物(ring block polymer)、卷绕型聚合物(coil-cycle-coil polymer)等。

如本文所使用的，前缀“光”或“光-”意指涉及光或电磁辐射。该术语可以涵盖电磁波谱的全部或部分，包括但不限于以下范围的一种或更多种：波谱的俗称无线电的部分(radio part)、微波部分、红外部分、可见部分、紫外部分、X射线部分或γ射线部分。波谱的该部分可以是被表面的金属区域(例如本文陈述的那些金属)阻挡的部分。可选择地或另外地，波谱的该部分可以是穿过表面的间隙区域(例如，由玻璃、塑料、二氧化硅或本文陈述的其他材料制成的区域)的部分。在特定的实施方案中，可以使用能够穿过金属的辐射。可选择地或另外地，可以使用被玻璃、塑料、二氧化硅或本文陈述的其他材料掩蔽的辐射。

如本文所使用的，术语“YES法”指的是由Illumina,Inc.开发的采用化学气相沉积工艺的收率工程系统(“YES”)提供的化学气相沉积工具。YES法包括三种不同的气相沉积系统。自动化YES-VertaCoat硅烷气相系统被设计用于批量生产(volume production)，具有可以容纳200mm或300mm晶圆的柔性晶圆操作模块(flexible wafer handling module)。手动加载YES-1224P硅烷气相系统被设计用于多样化批量生产，具有其可配置的大容量室。Yes-LabKote是对于可行性研究和R&D理想的低成本的桌面版本(tabletop version)。

如本文所使用的，术语“表面剩余百分比(percent surface remaining)”可以指的是使用TET QC以使P5/P7表面引物染色来测量的强度。P5引物和P7引物被使用在由Illumina Inc.销售的商业流动池的表面上，以用于在

平台、

平台、

平台以及

平台上测序。引物序列在通过引用并入本文的美国专利公布第2011/0059865A1号中被描述。P5引物和P7引物的序列包括以下：

双端设定(paired endset)：

P5：双端5’→3’

AATGATACGGCGACCACCGAGAUCTACAC

P7：双端5’→3’

CAAGCAGAAGACGGCATACGAG*AT

单读段设定(single red set)：

P5：单读段：5’→3’

AATGATACGGCGACCACCGA

P7：单段5’→3’

CAAGCAGAAGACGGCATACGA

在某些实施方案中，P5引物和P7引物可以在5’端包含连接基或间隔基。可以包括此类连接基或间隔基以便允许裂解或以赋予某些其他合意的性质，例如以能够共价附接至聚合物或固体载体或充当间隔基，以将裂解部位定位在距固体载体最佳的距离处。在某些情况下，10个间隔基核苷酸可以被定位在P5引物或P7引物附接至聚合物或固体载体的点之间。在某些实施方案中，使用多聚T间隔基，尽管还可以使用其他核苷酸和其组合。在一个实施方案中，间隔基是10T间隔基。TET是具有与P5/P7引物互补的序列的染料标记的寡核苷酸。TET可以与表面上的P5/P7引物杂交；过量的TET可以被洗去，并且所附接的染料浓度可以使用扫描仪器例如Typhoon扫描仪(General Electric)通过荧光检测来测量。

聚合物和DNA-共聚物

具有式(I)和式(II)的重复单元的聚合物和核酸-共聚物

本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含如上文描述的式(I)的重复单元和式(II)的重复单元。

其中每个R^1a、R^2a、R^1b和R^2b独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；每个R^3a和R^3b独立地选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；并且每个L¹和L²独立地选自任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。

在某些实施方案中，R^1a是氢。在某些实施方案中，R^2a是氢。在某些实施方案中，R^3a是氢。在某些实施方案中，R^1a选自氢或任选地被取代的烷基、优选地C_1-6烷基，并且R^2a和R^3a中的每个是氢。在某些实施方案中，R^1a、R^2a和R^3a中的每个是氢。在某些实施方案中，R^1b是氢。在某些实施方案中，R^2b是氢。在某些实施方案中，R^3b是氢。在某些实施方案中，R^1b选自氢或任选地被取代的烷基、优选地C_1-6烷基，并且R^2b和R^3b中的每个是氢。在某些实施方案中，R^1b、R^2b和R^3b中的每个是氢。在某些实施方案中，L¹是任选地被取代的亚烷基。在某些此类实施方案中，L¹是任选地被取代的亚甲基。在某些其他实施方案中，L¹是任选地被取代的亚乙基。在某些另外的实施方案中，L¹是任选地被取代的亚丙基。在某些实施方案中，L¹是任选地被取代的亚杂烷基连接基。在某些此类实施方案中，L¹是任选地被一个或更多个氧代基团取代的-(CH₂)m-NH-(CH₂)n-，并且其中每个m和n是独立地选自1至10的整数。在某些实施方案中，L²是任选地被取代的亚烷基。在某些此类实施方案中，L²是任选地被取代的亚甲基。在某些其他实施方案中，L²是任选地被取代的亚乙基。在某些另外的实施方案中，L²是任选地被取代的亚丙基。在某些实施方案中，式(I)的重复单元还由式(Ia)或式(Ib)来表示，并且式(II)还由式(IIa)来表示：

其中每个R^1a和R^1b选自氢或甲基。在某些实施方案中，聚合物包含式(Ia)和式(IIa)的重复单元。在某些其他实施方案中，聚合物包含式(Ib)和式(IIa)的重复单元。在式(II)或式(IIa)的重复单元的某些实施方案中，氨基官能团呈无机盐的形式，例如盐酸盐。在某些实施方案中，式(I)和式(II)的重复单元的摩尔比是约1:1。在某些此类实施方案中，式(Ia)和式(IIa)的重复单元的摩尔比是约1:1。在某些此类实施方案中，式(Ib)和式(IIa)的重复单元的摩尔比是约1:1。

在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元：

其中每个R^4a、R^4b和R^5b选自氢或C_1-3烷基；并且每个R^5a、R^6a、R^6b和R^7b独立地选自氢、任选地被取代的C_1-6烷基或任选地被取代的苯基。在某些实施方案中，每个R^4a、R^4b和R^5b选自氢或甲基。在某些实施方案中，R^6b和R^7b两者均是氢。在某些实施方案中，R^5a或R^6a中的至少一个是氢。在某些此类实施方案中，R^5a和R^6a两者均是氢。在某些其他实施方案中，R^5a或R^6a中的至少一个是甲基。在某些此类实施方案中，R^5a和R^6a两者均是甲基。在某些此类实施方案中，式(IIIa)的重复单元还由(IIIa1)、(IIIa2)或(IIIa3)来表示：

在某些此类实施方案中，式(IIIb)的重复单元还由(IIIb1)来表示：

在某些特定的实施方案中，聚合物包含式(Ib)、式(IIa)和式(IIIa)的重复单元。在某些另外的实施方案中，聚合物包含式(Ib)、式(IIa)、式(IIIa)和式(IIIb)的重复单元。在某些此类实施方案中，式(IIIa)的摩尔百分比是从约85％至约90％。在某些此类实施方案中，式(Ib)和式(IIa)的摩尔百分比各自是约5％。在一个实施方案中，聚合物以约90％比约5％比约5％的摩尔百分比包含式(IIIa1)、式(Ib)和式(IIa)的重复单元。在另一个实施方案中，聚合物以约85％比约5％比约10％的摩尔百分比包含式(IIIa1)、式(Ib)和式(IIa)的重复单元。在又另一个实施方案中，聚合物以约90％比约5％比约5％的摩尔百分比包含式(IIIa2)、式(Ib)和式(IIa)的重复单元。在某些另外的实施方案中，聚合物还可以包含约0.5mol％至约2mol％的式(IIIb1)的重复单元。

本文描述的某些实施方案涉及接枝聚合物，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元，例如式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。在某些实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示与官能化的寡核苷酸的连接点。在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

在某些其他此类实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

在某些实施方案中，通过使官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与聚合物反应来制备接枝聚合物，所述一个或更多个官能部分包括或选自炔烃、环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括炔烃或选自炔烃。在某些其他实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括或选自降冰片烯、环辛炔、或双环壬炔、或其任选地被取代的变体或其组合。在一个实施方案中，双环壬炔是双环[6.1.0]壬-4-炔。在某些此类实施方案中，通过使聚合物的叠氮基基团与官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分例如双环[6.1.0]壬-4-炔反应来制备接枝聚合物。

具有式(IV)的重复单元的聚合物和核酸-共聚物

本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含如上文描述的式(IV)的重复单元：

其中每个R^1c和R^2c独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；R^3c选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；Ar选自任选地被取代的C_6-10芳基或任选地被取代的5元或6元杂芳基；R^A是任选地被取代的四嗪；并且L³选自单键、任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。

在某些实施方案中，R^1c是氢。在某些实施方案中，R^2c是氢。在某些实施方案中，R^3c是氢。在某些实施方案中，R^1c选自氢或任选地被取代的烷基、优选地C_1-6烷基，并且每个R^2c和R^3c是氢。在某些实施方案中，每个R^1c、R^2c和R^3c是氢。在某些实施方案中，Ar是任选地被取代的苯基。在某些实施方案中，L³是单键。在某些实施方案中，式(IV)的重复单元还由式(IVa)来表示：

其中R^1c选自氢或甲基。

在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含具有上文示出的结构的式(IIIa)或式(IIIb)的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。

本文描述的某些实施方案涉及接枝聚合物，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(IV)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如上文描述的各种不同聚合物骨架的一个或更多个重复单元，例如式(IIIa)或式(IIIb)或两者的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。在某些实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，并且其中*指示聚合物与官能化的寡核苷酸的连接点。在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

在某些其他此类实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

在某些实施方案中，通过使官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与聚合物反应来制备接枝聚合物，所述一个或更多个官能部分包括或选自炔烃、环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，一个或更多个官能部分可以包括或选自降冰片烯、环辛炔、或双环壬炔、或其任选地被取代的变体或其组合。在一个实施方案中，双环壬炔是双环[6.1.0]壬-4-炔。在某些此类实施方案中，通过使聚合物的四嗪基团与官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分例如双环[6.1.0]壬-4-炔反应来制备接枝聚合物。

具有式(V)的重复单元的聚合物和核酸-共聚物

本文描述的某些实施方案涉及用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含如上文描述的式(V)的重复单元：

其中每个R^1d和R^2d各自独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；每个R^3d选自氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；R^B选自叠氮基、任选地被取代的氨基、Boc-保护的氨基、羟基、硫醇基、炔基、烯基、卤素、环氧基、四嗪或醛；每个L⁴和L⁵独立地选自任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。

在某些实施方案中，R^1d是烷基基团、优选地C_1-6烷基。在某些此类实施方案中，R^1d是甲基。在某些其他实施方案中，R^1d是氢。在某些实施方案中，R^2d是氢。在某些实施方案中，R^3d是氢。在某些实施方案中，每个R^2d和R^3d是氢。在某些实施方案中，R^B选自叠氮基、氨基或Boc-保护的氨基、或其组合。在某些实施方案中，L⁴是任选地被取代的亚烷基连接基。在某些此类实施方案中，L⁴是亚甲基连接基。在某些实施方案中，L⁵是任选地被取代的亚杂烷基连接基。在某些此类实施方案中，L⁵是

并且其中n是1至50的整数。在某些实施方案中，式(V)的重复单元还由式(Va)或式(Vb)来表示：

其中每个R^1d独立地选自氢或甲基。在某些此类实施方案中，n是1至20的整数。在某些此类实施方案中，n是1至10的整数。在某些此类实施方案中，n是1至5的整数。在一个实施方案中，n是3。在某些实施方案中，聚合物包含式(Va)和式(Vb)两者。

在某些实施方案中，聚合物还可以包含式(VIa)或式(VIb)或两者的重复单元。

其中每个R^1e、R^2e、R^1f和R^2f独立地选自氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基。在某些此类实施方案中，R^1e是烷基，优选地C_1-6烷基，例如甲基。在某些其他实施方案中，R^1e是氢。在某些实施方案中，R^2e是氢。在某些此类实施方案中，R^1f是烷基，优选地C_1-6烷基，例如甲基。在某些其他实施方案中，R^1f是氢。在某些实施方案中，R^2f是氢。

在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含具有上文示出的结构的式(IIIa)或式(IIIb)的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。

本文描述的某些实施方案涉及接枝聚合物，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(V)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，聚合物还可以包含式(VIa)或式(VIb)或两者的重复单元。在某些实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示聚合物与官能化的寡核苷酸的连接点。在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

在某些实施方案中，通过使官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与聚合物反应来制备接枝聚合物，所述一个或更多个官能部分包括或选自任选地被取代的氨基、羟基、硫醇基、羧基、酸酐或其组合。在一个实施方案中，官能化的寡核苷酸包括一个或更多个任选地被取代的氨基基团。在某些此类实施方案中，氨基基团是未被取代的。在某些此类实施方案中，通过使聚合物的缩水甘油醚或环氧基基团与官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个氨基基团反应来制备接枝聚合物。在某些此类实施方案中，聚合物的环氧基基团衍生自式(VIa)的重复单元。

基底

本文描述的某些实施方案涉及具有第一表面的基底，所述第一表面包含如本文描述的具有共价地结合至其的式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物。在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含具有上文示出的结构的式(IIIa)或式(IIIb)的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。在某些实施方案中，聚合物和基底之间的共价键通过胺环氧基开环反应(amine epoxy ring openingreaction)形成。在某些实施方案中，聚合物和基底的第一表面之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中被取代的氨基衍生自式(II)的重复单元，并且*指示聚合物与基底的第一表面的连接点。在某些此类实施方案中，聚合物和第一表面之间的共价结合包括结构部分

在某些实施方案中，通过使聚合物与共价地附接至第一表面的第一多个官能团反应来制备基底，其中第一多个官能团包括或选自乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，第一多个官能团包括或选自环氧基基团。在一个实施方案中，所述环氧基基团具有结构

在某些实施方案中，通过使聚合物的氨基基团与第一表面的环氧基基团反应来制备基底。在某些实施方案中，表面用官能化的硅烷来预处理，所述官能化的硅烷包含上文描述的所述第一多个官能团，并且聚合物通过与官能化的硅烷的第一多个官能团反应共价地结合至第一表面。

在某些实施方案中，基底还包含共价地结合至聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，寡核苷酸与聚合物之间的共价键通过叠氮化物点击环加成反应(azideclick cycloaddition reaction)形成。在某些实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示聚合物与官能化的寡核苷酸的连接点。在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸通过使官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与聚合物的叠氮基基团反应来共价地结合至聚合物，所述一个或更多个官能部分包括或选自炔烃、环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括炔烃。在某些其他实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括或选自降冰片烯、环辛炔、或双环壬炔、或其任选地被取代的变体或其组合。在一个实施方案中，双环壬炔是双环[6.1.0]壬-4-炔。在某些实施方案中，官能化的寡核苷酸通过使聚合物的叠氮基基团与官能化的寡核苷酸的一个或更多个炔烃部分反应来共价地结合至聚合物。在某些其他实施方案中，官能化的寡核苷酸通过使聚合物的叠氮基基团与官能化的寡核苷酸的一个或更多个双环[6.1.0]壬-4-炔部分反应来共价地结合至聚合物。

本文描述的某些实施方案涉及具有第一表面的基底，所述第一表面包含如本文描述的具有共价地结合至其的式(IV)的重复单元的聚合物。在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含具有上文示出的结构的式(IIIa)或式(IIIb)的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。在某些实施方案中，聚合物和基底之间的共价键通过四嗪狄尔斯-阿尔德反应(tetrazine Diels-Alder reaction)形成，这导致氮气的消除。在某些实施方案中，其中聚合物和基底的第一表面之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示聚合物与第一表面的连接点。在某些此类实施方案中，聚合物和第一表面之间的共价结合包括结构部分

在某些其他此类实施方案中，聚合物和第一表面之间的共价结合包括结构部分

在某些实施方案中，通过使聚合物与共价地附接至第一表面的第一多个官能团反应来制备基底，其中第一多个官能团包括或选自乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，第一多个官能团包括或选自任选地被取代的环烯基基团。在一个实施方案中，所述环烯基是降冰片烯。在某些实施方案中，通过使聚合物的四嗪基团与第一表面的降冰片烯基团反应来制备基底。在某些实施方案中，表面用官能化的硅烷来预处理，所述官能化的硅烷包含上文描述的所述第一多个官能团，并且聚合物通过与官能化的硅烷的第一多个官能团反应来共价地结合至第一表面。

在某些实施方案中，基底还包含共价地结合至聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，寡核苷酸和聚合物之间的共价结合通过四嗪狄尔斯-阿尔德反应形成，这导致氮气的消除。在某些实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，并且其中*指示聚合物与官能化的寡核苷酸的连接点。在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸通过使官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与聚合物的四嗪基团反应来共价地结合至聚合物，所述一个或更多个官能部分包括或选自炔烃、环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括或选自降冰片烯、环辛炔、或双环壬炔、或其任选地被取代的变体或其组合。在一个实施方案中，双环壬炔是双环[6.1.0]壬-4-炔。在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸通过使聚合物的四嗪基团与官能化的寡核苷酸的一个或更多个双环[6.1.0]壬-4-炔部分反应来共价地结合至聚合物。

本文描述的某些实施方案涉及具有第一表面的基底，所述第一表面包含如本文描述的具有共价地结合至其的式(V)的重复单元的聚合物。在某些实施方案中，聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些实施方案中，聚合物还可以包含式(VIa)或式(VIb)或两者的重复单元。在某些实施方案中，聚合物和基底之间的共价键通过胺环氧基开环反应形成。在某些其他实施方案中，聚合物和基底之间的共价键通过叠氮化物点击环加成反应形成。在某些实施方案中，聚合物和基底的第一表面之间的共价结合包括结构部分

其组合，其中*指示聚合物与第一表面的连接点。在某些此类实施方案中，聚合物和第一表面之间的共价结合包括结构部分

在某些其他实施方案中，聚合物和第一表面之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示聚合物与第一表面的连接点。在某些此类实施方案中，聚合物和第一表面之间的共价结合包括结构部分

在某些其他此类实施方案中，聚合物和第一表面之间的共价结合包括结构部分

在某些实施方案中，通过使聚合物与共价地附接至第一表面的第一多个官能团反应来制备基底，其中第一多个官能团包括或选自乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，第一多个官能团包括或选自任选地被取代的环烯基基团。在一个实施方案中，所述环烯基是降冰片烯。在某些实施方案中，通过使聚合物的叠氮基基团与第一表面的降冰片烯基团反应来制备基底。在某些其他实施方案中，第一多个官能团包括或选自缩水甘油醚基团或环氧基基团。在某些实施方案中，通过将聚合物的Boc-保护的氨基脱保护并且然后使聚合物的氨基基团与第一表面的缩水甘油醚基团或环氧基基团反应来制备基底。在某些实施方案中，表面用官能化的硅烷来预处理，所述官能化的硅烷包含上文描述的所述第一多个官能团，并且聚合物通过与官能化的硅烷的第一多个官能团反应来共价地结合至第一表面。

在某些实施方案中，基底还包含共价地结合至聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，寡核苷酸和聚合物之间的共价结合通过胺环氧基开环反应形成。在某些实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

或其组合，其中*指示聚合物与官能化的寡核苷酸的连接点。在某些实施方案中，官能化的寡核苷酸和聚合物之间的共价结合包括结构部分

在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸通过使官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分与聚合物的环氧基基团反应来共价地结合至聚合物，所述一个或更多个官能部分包括或选自任选地被取代的氨基、羟基、硫醇基、羧基、酸酐、或其组合。在某些此类实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括或选自任选地被取代的氨基基团。在某些此类实施方案中，官能化的寡核苷酸通过使聚合物的环氧基基团与官能化的寡核苷酸的氨基基团反应来共价地结合至聚合物。

在本文描述的实施方案中，基底材料可以包括玻璃、二氧化硅、塑料、石英、金属、金属氧化物或其组合。在某些实施方案中，基底包括玻璃。在某些实施方案中，基底的第一表面包括聚合物涂覆的区域和惰性区域两者。

基底表面制备

本文描述的某些实施方案涉及用于通过以下将接枝聚合物固定至基底的第一表面的工艺或方法：提供具有第一表面的基底，第一表面具有共价地附接至其的第一多个官能团；提供接枝聚合物，接枝聚合物具有共价地结合至聚合物的官能化的寡核苷酸，其中聚合物包含第二多个官能团；以及使第一表面的第一多个官能团与聚合物的第二多个官能团反应，使得聚合物被共价地结合至基底的第一表面。

在本文描述的方法的某些实施方案中，基底的第一表面用官能化的硅烷预处理，其中所述官能化的硅烷包含第一多个官能团。在某些实施方案中，官能化的硅烷通过化学气相沉积(CVD)法沉积到表面上。在某些此类实施方案中，官能化的硅烷可以通过CVD法使用收率工程系统(YES)烘箱应用到第一表面上。

在本文描述的方法的某些实施方案中，接枝聚合物通过使聚合物的第三多个官能团与官能化的寡核苷酸的一个或更多个官能部分反应来形成。在某些其他实施方案中，接枝聚合物通过以下来形成：使官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分与单体反应，所述单体包含第三多个官能团；使反应的单体聚合以形成聚合物，使得官能化的寡核苷酸被共价地结合至聚合物。

在本文描述的方法的某些实施方案中，聚合物的第二多个官能团与聚合物的第三多个官能团相同。例如，聚合物的第二多个官能团和第三多个官能团两者均可以是四嗪。在某些其他实施方案中，在聚合物的第二多个官能团中的官能团不同于在聚合物的第三多个官能团中的官能团。

在本文描述的方法中使用的聚合物骨架可以是线型的、支化的、超支化的或树枝状的。最终的聚合物结构可以呈不同的构造，包括例如无规共聚物构造、嵌段共聚物构造、梳形聚合物构造或星形聚合物构造。不同类别的聚合物骨架可以用于本文描述的方法，包括但不限于聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、多糖类等等。在某些实施方案中，聚合物包含聚丙烯酰胺骨架。在某些其他实施方案中，聚合物包含聚丙烯酸酯骨架。在还某些其他实施方案中，聚合物包含聚氨酯骨架。在还某些其他实施方案中，聚合物包含聚磷腈骨架。在还某些其他实施方案中，聚合物包含树状聚合物骨架。

在本文描述的方法的某些实施方案中，第一表面的第一多个官能团包括或选自乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，第一多个官能团包括或选自环烯基、缩水甘油醚、环氧基、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些另外的实施方案中，第一多个官能团包括或选自降冰片烯。在某些其他实施方案中，第一多个官能团包括环氧基。在还某些其他实施方案中，第一多个官能团包括缩水甘油醚。

在本文描述的方法的某些实施方案中，聚合物的官能团可以包括或选自氨基、四嗪基、叠氮基、羧基、羟基、硫醇基、醛、卤素、烯基、炔基、环氧基、缩水甘油醚等等。在本文描述的方法的某些实施方案中，聚合物的第二多个官能团包括或选自氨基、四嗪基、叠氮基、羧基、羟基、硫醇基、醛、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，第二多个官能团包括或选自氨基或被保护的氨基，例如Boc-保护的氨基。在某些其他实施方案中，第二多个官能团包括任选地被取代的四嗪基。在还某些其他实施方案中，第二多个官能团包括叠氮基。

在本文描述的方法的某些实施方案中，聚合物的第三多个官能团包括或选自叠氮基、四嗪基、缩水甘油基、环氧基、炔基、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，第三多个官能团包括叠氮基。在某些其他实施方案中，第三多个官能团包括任选地被取代的四嗪基。在还某些其他实施方案中，第三多个官能团包括炔基。在还某些其他实施方案中，第三多个官能团包括任选地被取代的缩水甘油醚。

在本文描述的方法的某些实施方案中，官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分包括或选自氨基、叠氮基、羧基、酸酐、四嗪、环氧基、缩水甘油醚、乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、氮宾、醛、肼基、或马来酰亚胺或其任选地被取代的变体或其组合。在某些另外的实施方案中，官能化的寡核苷酸的所述一个或更多个官能部分包括或选自炔基、环烯基、环炔基、氨基、叠氮基、羟基、硫醇基、羧基、酸酐、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括环炔基，例如双环[6.1.0]壬-4-炔(BCN)。在某些其他实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括炔基。在还某些其他实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括叠氮基。在还某些其他实施方案中，所述一个或更多个官能部分包括任选地被取代的氨基。

在本文描述的方法的某些实施方案中，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(I)的重复单元和式(II)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些此类实施方案中，第一表面的第一多个官能团包括环氧基基团。在一个实施方案中，所述环氧基基团是

在某些此类实施方案中，接枝聚合物通过使聚合物的氨基基团与第一表面的环氧基基团反应来共价地结合至第一表面。

在本文描述的方法的某些实施方案中，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(IV)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些此类实施方案中，第一表面的第一多个官能团包括任选地被取代的环烯基基团，例如任选地被取代的降冰片烯。在某些此类实施方案中，接枝聚合物通过使聚合物的四嗪基团与第一表面的降冰片烯基团反应来共价地结合至第一表面。

在本文描述的方法的某些实施方案中，接枝聚合物包含共价地结合至如本文描述的具有式(V)的重复单元的聚合物的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，聚合物还可以包含如本文描述的式(VIa)或式(VIb)或两者的重复单元。在某些此类实施方案中，第一多个官能团包括任选地被取代的环烯基基团，例如任选地被取代的降冰片烯。在某些此类实施方案中，接枝聚合物通过使聚合物的叠氮基基团与第一表面的降冰片烯基团反应来共价地结合至第一表面。在某些其他实施方案中，第一多个官能团包括缩水甘油醚基团或环氧基基团。在某些其他实施方案中，接枝聚合物通过以下共价地结合至第一表面：将聚合物的Boc-保护的氨基基团脱保护；以及使聚合物的氨基基团与第一表面的缩水甘油醚基团或环氧基基团反应。

本文描述的某些实施方案涉及用于将本文描述的聚合物固定至基底的第一表面的工艺或方法，所述工艺或方法包括：提供具有第一表面的基底，第一表面包含共价地附接至其的第一多个官能团；提供如本文描述的具有式(I)和式(II)、式(IV)或式(V)的重复单元的聚合物；以及使第一表面的第一多个官能团与聚合物反应，使得聚合物被共价地结合至基底的第一表面。在某些此类实施方案中，该工艺或方法还包括提供包含一个或更多个官能化部分的官能化的寡核苷酸；以及使所述一个或更多个官能化部分与聚合物反应，使得官能化的寡核苷酸被共价地结合至聚合物。在某些此类实施方案中，第一表面的第一多个官能团包括或选自乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。在某些此类实施方案中，所述一个或更多个官能化部分包括或选自：氨基、叠氮基、羧基、酸酐、四嗪、环氧基、缩水甘油醚、乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、氮宾、醛、肼基、或马来酰亚胺或其任选地被取代的变体或其组合。

在本文描述的方法的任何实施方案中，具有式(I)和式(II)、式(IV)或式(V)的重复单元的聚合物或接枝聚合物还可以包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、或其组合。在某些此类实施方案中，聚合物还可以包含具有上文示出的结构的式(IIIa)或式(IIIb)的聚丙烯酰胺的一个或更多个重复单元。

在本文描述的方法的任何实施方案中，该方法还包括洗涤步骤以除去过量的未结合的官能化的寡核苷酸。在某些实施方案中，该方法还包括干燥步骤。

在本文描述的任何实施方案中，基底可以包含选自以下的材料：玻璃、二氧化硅、石英、塑料、金属、金属氧化物、图案化的材料或未图案化的材料或其组合。在一个实施方案中，基底的表面包含玻璃。在某些实施方案中，基底的表面可以包括官能化的硅烷涂覆的区域和惰性区域两者。在某些实施方案中，惰性区域选自玻璃区域、金属区域、掩蔽区域以及间隙区域、或其组合。在一个实施方案中，惰性区域包含玻璃。

在本文描述的任何实施方案中，QC标志物可以被包含在聚合物和/或引物结构中。

在本文描述的任何实施方案中，聚合物或接枝聚合物可以经由对本领域技术人员已知的各种表面应用技术例如旋转涂覆、喷雾涂覆、浸渍涂覆、喷墨涂覆等等应用于基底的表面。

基底材料和设计

在某些实施方案中，在本申请中使用的基底包括基于二氧化硅的基底，例如玻璃、熔融的二氧化硅以及其他含二氧化硅的材料。在某些实施方案中，基于二氧化硅的基底还可以是硅、二氧化硅、氮化硅、硅烷。在某些实施方案中，在本申请中使用的基底包括塑料材料，例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚碳酸酯以及聚(甲基丙烯酸甲酯)。优选的塑料材料是聚(甲基丙烯酸甲酯)基底、聚苯乙烯基底以及环状烯烃聚合物基底。在某些实施方案中，基底是基于二氧化硅的材料或塑料材料。在特定的实施方案中，基底具有至少一个包含玻璃的表面。

在某些实施方案中，基底可以是金属或可以包含金属。在某些此类实施方案中，金属是金。在某些实施方案中，基底具有至少一个包含金属氧化物的表面。在一个实施方案中，表面包含氧化钽或氧化锡。

丙烯酰胺、烯酮或丙烯酸酯也可以被用作基底材料。其他基底材料可以包括但不限于砷化镓、磷化铟、铝、陶瓷、聚酰亚胺、石英、树脂、聚合物以及共聚物。前述清单意图说明本申请但不限于本申请。

在某些实施方案中，基底和/或基底表面可以是石英。在某些其他实施方案中，基底和/或基底表面可以是半导体，即GaAs或ITO。

基底可以包括单一材料或多种不同的材料。基底可以是复合材料或层压材料。基底可以是平坦的、圆的、有纹理的以及图案化的。图案可以例如通过在非金属表面上形成特征(feature)的金属垫(metal pad)形成，例如如在美国专利第8,778,849号中描述的，该美国专利通过引用并入本文。另一种有用的图案化的表面是具有在表面上形成的孔特征(well feature)的表面，例如如在美国专利申请公布第2014/0243224 A1号、美国专利申请公布第2011/0172118 A1号或美国专利第7,622,294号中描述的；其中的每个通过引用以其整体并入本文。对于使用图案化的基底的实施方案，凝胶可以选择性地附接至图案特征(例如，凝胶可以被附接至金属垫或凝胶可以被附接至孔的内部)，或可选择地凝胶可以被均匀地附接横跨图案特征和间隙区域两者。

在分子阵列的制备和使用中使用基于塑料的基底的优点包括成本：通过例如注射-模制(injection-molding)制备合适的基于塑料的基底通常比例如通过蚀刻和结合制备基于二氧化硅的基底更便宜。另一个优点是几乎无限多种塑料，这允许精细调整载体的光学性质以适合其被意图的应用或其可以被放入的应用。

在金属用作基底或用作基底上的垫的情况下，这可能是由于期望的应用：金属的导电性可以允许调节基于DNA的传感器中的电场。以此方式，可以提高DNA错配识别，固定的寡核苷酸分子的定向可以被影响，或DNA杂交动力学可以被加速。

在某些实施方案中，基底是基于二氧化硅的，但所采用的基底的形状可以根据本申请实践的应用而变化。然而，通常，载体材料的载玻片例如二氧化硅例如熔融的二氧化硅在分子的制备和随后的整合(integration)中具有特定的效用。在本申请的实践中特别有用的是以商品名SPECTRASIL^TM销售的熔融的二氧化硅载玻片。尽管如此，将对技术人员明显的是，本申请同样适用于其他的基底(包括基于二氧化硅的载体)呈现物，例如珠、棒及类似物。

在某些实施方案中，基底的表面包含官能分子涂覆的区域和不具有涂层的惰性区域两者。在某些此类实施方案中，官能化的分子涂层是水凝胶涂层或聚合物涂层。官能分子涂覆的区域可以包含反应部位，并且因此可以被用于通过化学结合或其他的分子相互作用使分子附接。在某些实施方案中，官能分子涂覆的区域(例如，反应特征、垫、珠、柱(post)或孔)和惰性区域(被称为间隙区域)可以交替以形成图案或网格。此类图案可以呈一维或二维。在某些实施方案中，惰性区域可以选自玻璃区域、金属区域、掩蔽区域、或其组合。可选择地，这些材料可以形成反应区域。惰性或反应性将取决于在基底上使用的化学性质和工艺。在一个实施方案中，表面包含玻璃区域。在另一个实施方案中，表面包含金属区域。在还另一个实施方案中，表面包含掩蔽区域。在本文描述的组合物的某些实施方案中，基底可以是珠。可以涂覆有本公开内容的聚合物或可以另外在本文陈述的组合物或方法中使用的非限制性示例性基底材料在美国专利第8,778,848号和第8,778,849号中描述，所述美国专利中的每个通过引用并入本文。

在某些实施方案中，本文描述的基底形成流动池的至少一部分或位于流动池中。在某些此类实施方案中，流动池还包含经由官能分子涂层例如聚合物涂层附接至基底的表面的多核苷酸。在某些实施方案中，多核苷酸存在于呈多核苷酸簇的流动池中，其中多核苷酸簇的多核苷酸经由聚合物涂层附接至流动池的表面。在此类实施方案中，多核苷酸所附接至的流动池主体的表面被认为是基底。在其他实施方案中，具有聚合物涂覆的表面的单独的基底被插入到流动池的主体中。在优选的实施方案中，流动池是被分成多个小道(lane)或多个区段的流动室，其中多个小道或多个区段中的一个或更多个包括表面，所述表面涂覆有本文描述的共价地附接的聚合物涂层。在本文描述的流动池的某些实施方案中，在单一的多核苷酸簇内的所附接的多核苷酸具有相同或相似的核苷酸序列。在本文描述的流动池的某些实施方案中，不同的多核苷酸簇的所附接的多核苷酸具有不同或非相似的核苷酸序列。可以用于本文陈述的方法或组合物的示例性流动池和用于制造流动池的基底，包括但不限于可商购自Illumina,Inc.(圣地亚哥,CA)或在US 2010/0111768 A1或US2012/0270305(其中的每个通过引用并入本文)中描述的那些。

测序应用

本文陈述的组合物、设备或方法可以与多种扩增技术中的任一种一起使用。可以使用的示例性技术包括但不限于聚合酶链式反应(PCR)、滚环扩增(RCA)、多重置换扩增(MDA)或随机引物扩增(RPA)。在特定的实施方案中，被用于扩增的一种或更多种引物可以被附接至聚合物涂层。在PCR实施方案中，被用于扩增的引物的一种或两种可以被附接至聚合物涂层。由于双链扩增子在两种附接的引物之间形成桥样结构，所述两种附接的引物在已被拷贝的模板序列的侧面，利用两种附接的引物的格式常常被称为桥式扩增。可以被用于桥式扩增的示例性试剂和条件在美国专利第5,641,658号；美国专利公布第2002/0055100号；美国专利第7,115,400号；美国专利公布第2004/0096853号；美国专利公布第2004/0002090号；美国专利公布第2007/0128624号；以及美国专利公布第2008/0009420号中被描述；其中的每个通过引用以其整体并入本文。还可以进行其中扩增引物中的一种被附接至聚合物涂层，且第二引物在溶液中的PCR扩增。使用一种附接的引物和可溶性引物的组合的示例性格式是乳液PCR，如例如在Dressman等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100：8817-8822(2003)、WO 05/010145或美国专利公布第2005/0130173号或第2005/0064460号中描述的，其中的每个通过引用并入本文。乳液PCR是该格式的例示，并且将理解的是为了本文陈述的方法的目的，使用乳液是任选的，并且事实上对于若干实施方案，不使用乳液。此外，如在ePCR参考文献中陈述的，引物不需要被直接附接至基底或固体载体，而是如本文陈述的，可以被附接至聚合物涂层。

RCA技术可以被修改，用于与本公开内容的方法、组合物或装置一起使用。可以被用于RCA反应的示例性组分和RCA产生扩增子的原理在例如Lizardi等人，Nat.Genet19:25-232(1998)和US 2007/0099208A1中被描述，其中的每个通过引用并入本文。用于RCA的引物可以在溶液中或被附接至聚合物涂层。

MDA技术可以被修改，用于与本公开内容的方法、组合物或装置一起使用。MDA的某些基本原理和有用的条件在例如Dean等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 99:5261-66(2002)；Lage等人，Genome Research 13:294-307(2003)；Walker等人，Molecular Methods forVirus Detection,Academic Press,Inc.,1995；Walker等人，Nucl.Acids Res.20:1691-96(1992)；US 5,455,166；US 5,130,238；以及US 6,214,587中被描述，其中的每个通过引用并入本文。用于MDA的引物可以在溶液中或被附接至聚合物涂层。

在特定的实施方案中，可以使用上文例示的扩增技术的组合。例如，RCA和MDA可以组合地使用，其中RCA被用于在溶液中产生连体扩增子(concatameric amplicon)(例如，使用溶液相引物)。然后，该扩增子可以被用作使用附接至聚合物涂层的引物的MDA的模板。在该实例中，在组合的RCA和MDA步骤之后产生的扩增子将被附接至聚合物涂层。

在某些实施方案中，本文描述的官能化的水凝胶或聚合物涂覆的底物可以在用于确定多核苷酸的核苷酸序列的方法中使用。在此类实施方案中，该方法可以包括以下步骤：(a)使多核苷酸聚合酶与经由本文描述的聚合物涂层或水凝胶涂层的任一种被附接至基底的表面的多核苷酸簇接触；(b)向基底的聚合物涂覆的表面提供核苷酸，使得当一个或更多个核苷酸被多核苷酸聚合酶利用时，产生可检测的信号；(c)检测在一个或更多个多核苷酸簇处的信号；以及(d)重复步骤(b)和步骤(c)，从而确定一个或更多个多核苷酸簇处存在的多核苷酸的核苷酸序列。

可以通过本领域已知的各种工艺使用核酸测序来确定多核苷酸的核苷酸序列。在优选的方法中，合成测序(SBS)被用于确定经由本文描述的聚合物涂层的任一附接至基底的表面的多核苷酸的核苷酸序列。在此类工艺中，一个或更多个核苷酸被提供给与多核苷酸聚合酶缔合的模板多核苷酸。多核苷酸聚合酶将一个或更多个核苷酸并入到与多核苷酸模板互补的新合成的核酸链中。合成从与模板多核苷酸的一部分互补或与在模板多核苷酸的一个末端处共价地结合的通用核酸或非可变核酸的一部分互补的寡核苷酸引物开始。由于核苷酸针对模板多核苷酸并入，所以产生允许确定在测序工艺的每个步骤期间哪个核苷酸已经被并入的可检测的信号。以此方式，可以产生与模板多核苷酸的至少一部分互补的核酸序列，从而允许确定模板多核苷酸的至少一部分的核苷酸序列。

流动池提供由本公开内容的方法产生的并且经历合成测序(SBS)或其他检测技术(包括试剂在循环中的重复递送)的用于容纳阵列的方便的格式。例如，为了开始第一个SBS循环，一个或更多个标记的核苷酸、DNA聚合酶等等可以流入流动池/流过流动池，所述流动池容纳通过本文陈述的方法制备的核酸阵列。可以检测引物延伸引起标记的核苷酸被并入的那些阵列位点。任选地，在核苷酸已经被添加至引物之后，核苷酸还可以包括使进一步的引物延伸终止的可逆终止性质。例如，具有可逆终止子部分的核苷酸类似物可以被添加至引物，使得随后的延伸不能发生直到解阻断剂被递送以除去该部分。因此，对于使用可逆终止的实施方案，解阻断剂可以被递送至流动池(在检测发生之前或之后)。可以在多个递送步骤之间进行洗涤。然后，循环可以被重复n次以将引物延伸n个核苷酸，从而检测长度n的序列。可以容易地适用于与本公开内容的方法产生的阵列一起使用的示例性SBS程序、流体系统(fluidic system)和检测平台例如在Bentley等人，Nature 456:53-59(2008)、WO 04/018497；US 7,057,026；WO 91/06678；WO 07/123744；US 7,329,492；US 7,211,414；US 7,315,019；US 7,405,281以及US 2008/0108082中被描述，其中的每个通过引用以其整体并入本文。

可以使用的其他测序程序，包括例如使用循环反应的测序程序，例如焦磷酸测序法。焦磷酸测序检测在特定的核苷酸并入到新生核酸链中时无机焦磷酸盐(PPi)的释放(Ronaghi等人，Analytical Biochemistry 242(1),84-9(1996)；Ronaghi,Genome Res.11(1),3-11(2001)；Ronaghi等人Science 281(5375),363(1998)；US 6,210,891；US 6,258,568以及US 6,274,320，其中的每个通过引用以其整体并入本文)。在焦磷酸测序中，释放的PPi可以通过被ATP硫酸化酶立即转化成三磷酸腺苷(ATP)被检测到，并且产生的ATP的水平可以经由荧光素酶产生的光子被检测到。因此，测序反应可以经由发光检测系统来监测。用于基于荧光的检测系统的激发辐射源对于焦磷酸测序程序不是必要的。可以被用于将本公开内容的阵列应用于焦磷酸测序的有用的流体系统、检测器和程序在例如WO 12/058096A1、US 2005/0191698A1、US 7,595,883以及US 7,244,559中被描述，其中的每个通过引用以其整体并入本文。

连接测序反应也是有用的，包括例如在Shendure等人Science 309:1728-1732(2005)；US 5,599,675；以及US 5,750,341中描述的那些，其中的每个通过引用以其整体并入本文。某些实施方案可以包括杂交测序程序，如例如在Bains等人，Journal ofTheoretical Biology 135(3),303-7(1988)；Drmanac等人，Nature Biotechnology 16,54-58(1998)；Fodor等人，Science 251(4995),767-773(1995)；以及WO 1989/10977中描述的，其中的每个通过引用以其整体并入本文。在连接测序程序和杂交测序程序两者中，在阵列的位点处存在的核酸经历寡核苷酸递送和检测的重复循环。如本文陈述的或本文引用的参考文献中的用于SBS方法的流体系统可以容易地适于递送用于连接测序程序或杂交测序程序的试剂。通常，寡核苷酸是荧光标记的并且可以使用类似于关于本文或本文引用的参考文献中的SBS程序描述的那些的荧光检测器来检测。

某些实施方案可以利用包括DNA聚合酶活性的实时监测的方法。例如，核苷酸并入可以通过在具有荧光团的聚合酶和γ-磷酸标记的核苷酸之间的荧光共振能量转移(FRET)相互作用，或用零模波导(zeromode waveguide)(ZMW)被检测。用于基于FRET的测序的技术和试剂描述在例如Levene等人Science 299,682–686(2003)；Lundquist等人Opt.Lett.33,1026–1028(2008)；Korlach等人Proc.Natl.Acad.Sci.USA 105,1176–1181(2008)中，其公开内容通过引用以其整体并入本文。

某些SBS实施方案包括在将核苷酸掺入延伸产物中之后，检测释放的质子。例如，基于检测释放的质子的测序可以使用可商购自Ion Torrent(Guilford,CT,LifeTechnologies的子公司)的电检测器和有关技术或在US 2009/0026082A1；US 2009/0127589 A1；US 2010/0137143 A1；或US 2010/0282617 A1中描述的测序方法和系统，其中的每个通过引用以其整体并入本文。

通过本文陈述的方法已经产生的用于本公开内容的阵列的另一种有用的应用是基因表达分析。基因表达可以使用RNA测序技术(例如，被称为数字RNA测序的那些)来检测或定量。RNA测序技术可以使用本领域已知的测序方法(例如，上文陈述的那些)进行。基因表达还可以使用通过阵列的直接杂交进行的杂交技术或使用测定的产物在阵列上被检测的多重测定来检测或定量。例如已经通过本文陈述的方法产生的本公开内容的阵列还可以被用于确定来自一个或更多个个体的基因组DNA样品的基因型。可以在本公开内容的阵列上进行的基于阵列的表达和基因分型分析的示例性方法在美国专利第7,582,420号；第6,890,741号；第6,913,884号或第6,355,431号或美国专利公布第2005/0053980 A1号；第2009/0186349 A1号或第US 2005/0181440 A1号中被描述，其中的每个通过引用以其整体并入本文。

在采用流动池的上文描述的方法的某些实施方案中，在单个流动步骤期间，仅单一类型的核苷酸存在于流动池中。在此类实施方案中，核苷酸可以选自由以下组成的组：dATP、dCTP、dGTP、dTTP及其类似物。在采用流动池的上文描述的方法的其他实施方案中，在单个流动步骤期间，多种不同类型的核苷酸存在于流动池中。在此类方法中，核苷酸可以选自dATP、dCTP、dGTP、dTTP及其类似物。

对于被附接至存在于流动池中的基底的表面上的聚合物涂层的多核苷酸的一个或更多个，在每个流动步骤期间并入的一个或更多个核苷酸的测定通过检测在多核苷酸模板处或多核苷酸模板附近产生的信号来实现。在上文描述的方法的某些实施方案中，可检测的信号包括光学信号。在其他实施方案中，可检测信号包括非光学信号。在此类实施方案中，非光学信号包括在多核苷酸模板的一个或更多个处或多核苷酸模板的一个或更多个附近的pH的变化。

实施例

在以下实施例中进一步详细地公开了另外的实施方案，这些实施方案不以任何方式意图限制权利要求的范围。

实施例1

方案1.正交双官能化聚丙烯酰胺的合成

方案1图示了用于制备聚丙烯酰胺-共-AzAPA-共-氨基乙基丙烯酰胺(L-PAmAzA)的合成方案。在第一步中，N-(5-叠氮基乙酰氨基戊基)丙烯酰胺(AzAPA)从使N-(5-溴乙酰氨基戊基)丙烯酰胺(BrAPA)与叠氮化钠在DMF中在35℃下反应持续2小时来合成。然后，使用AIBN-型聚合物引发体系(initiation system)(Vazo56)、通过使AzAPA与丙烯酰胺和N-(2-氨基乙基)甲基丙烯酰胺HCl反应来合成L-PAmAzA。所得到的L-PAmAzA具有约90％比约5％比约5％的摩尔比x:y:z的三个重复单元。

此外，通过将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺单体引入聚合反应中来实现L-PAmAzA的交联，这产生具有如下示出的示例性结构的交联聚合物(XL-PAmAzA)：

使用热引发剂Vazo56，遵循上文描述的类似程序制备具有正交官能度的一系列线型聚丙烯酰胺。反应时间是约1.5小时至约3小时，然后通过沉淀到MeCN中进行纯化步骤。下表1概述了用于聚合反应的单体的量。

为了证明双官能聚丙烯酰胺的正交反应性，在环氧基单层表面上包含5mol％氨基乙基官能度的表1中的三种新的聚丙烯酰胺(聚合物1，“P1”；聚合物4，“P4”；聚合物6，“P6”)的涂层性能针对标准降冰片烯单层表面来评估。聚合物1和聚合物6是具有上文图示的结构的L-PAmAzA和XL-PAmAzA。聚合物4的简化结构在下文被示出。

标准PAZAM聚合物被用作对照。用于降冰片烯单层表面和环氧基单层表面的流动池布置分别在表2和表3中概述。

HiSeq基底(由ILLUMINA,圣地亚哥,CA提供)被用于此初始筛选，并且使用干燥器进行CVD工艺。双官能聚丙烯酰胺聚合物经由应变促进的叠氮化物点击反应(strain-promoted azide click reaction)与降冰片烯反应，以在60℃下共价地结合至降冰片烯单层表面。类似地，双官能聚丙烯酰胺聚合物经由与胺官能团的环氧基开环反应涂覆到环氧基单层上，这导致聚合物与表面的共价结合。两种QC衡量标准被用于测量该方法的成功。QC1和QC3两者利用绿色激光，其中PMT在450V处并且过滤器发射在555BP下。TET QC寡核苷酸混合物(oligo mix)对于QC1是1.6mM：以16μM+0.9mL HT1的100mL寡核苷酸。TET QC寡核苷酸混合物对于QC3是0.6mM(每种)：以16μM+0.9mL HT1的35mL寡核苷酸。对于TET QC1和TET QC3的聚合物涂覆的流动池的Typhoon荧光图像和降冰片烯硅烷单层表面上的聚合物的中位Typhoon强度的有关的图表分别在图1A、图1B、图1C和图1D中图示。对于TET QC1和TET QC3的聚合物涂覆的流动池的Typhoon荧光图像和环氧基硅烷单层表面上的聚合物的中位Typhoon强度的有关的图表分别在图2A、图2B、图2C和图2D中图示。

降冰片烯表面和环氧基表面的TET QC测量分别在表4和表5中概述。

来自上文提到的流动池对的结果提供了支持使用聚丙烯酰胺材料的正交反应性以支持合成测序的证据。首先，测试的所有叠氮基官能化的材料能够牢固地粘附至降冰片烯表面。这意味着，叠氮化物并入到聚合物结构中为使得可以获得稳定的表面，如通过热应力测试测量的。其次，所有的胺官能化的聚合物能够涂覆通过使用干燥剂产生的环氧基表面。表面引物密度是约20-30k。在这些实验中，不包含胺官能度的对照聚合物(即，标准PAZAM)示出在热应力测试之后的最大的表面损失。这是预计的结果。各自具有5％胺官能度的双官能化的聚丙烯酰胺聚合物P1、P4和P6，示出合理的表面稳定性。结果指示，这些聚丙烯酰胺涂覆的表面是稳健的(在使聚合物涂覆的表面经受标准应力测试之后，表面损失在从约20％至30％的范围内)。降冰片烯单层表面和环氧基单层表面的TET QC信号变化的结果分别在图3A和图3B中示出。在测试的三种双官能化的聚丙烯酰胺中，聚合物4呈现最好的表面稳健性。

通过上文描述的程序制备的正交聚丙烯酰胺通常是无规共聚物。可能是合意的是分离聚合物构造的不同的官能部分，例如将所有叠氮化物官能团从所有胺官能团分离成聚合物链的不同节段。使用受控自由基聚合(controlled radical polymerization)(CRP)方法(例如，RAFT、ATRP)，此可选择的合成是可容易实现的。方案2.1和方案2.2呈现用于制备嵌段共聚物AEMA-b-AzAPA(聚合物7)的两种合成路线。

方案2.1.

方案2.2.

将根据方案2.2通过RAFT技术制备的嵌段共聚物AEMA-b-AzAPA的涂层性能与在环氧基硅烷单层表面上的无规共聚物聚合物4的涂层性能比较。使用干燥器在60℃下的烘箱中在流动池上进行CVD工艺并且将流动池温育过夜。流动池布置在表6中概述。聚合物7和聚合物4的氨基官能团与环氧基表面之间的偶联反应在60℃下进行持续一小时。

两种QC衡量标准(QC1和QC3)被用于测量该方法的成功。对于TET QC1和TET QC3，聚合物涂覆的流动池的Typhoon荧光图像和在环氧基硅烷单层表面上的聚合物的中位Typhoon强度的有关的图表分别在图4A、图4B、图4C和图4D中图示。TET QC信号变化的结果在图4E中示出。环氧基表面的TET QC测量结果在下表7中概述。两种材料均产生稳定的表面，如通过在热应力测试之后进行的TET QC测量的。在每种情况下，涂层是非常均匀的。

实施例2

方案3.

方案3图示通过将DNA共聚物固定至硅烷化的基底表面的基底制备的流程图。首先，通过使炔烃官能化的引物与丙烯酰胺单体、叠氮基-丙烯酰胺单体和氨基-丙烯酰胺单体反应以形成预接枝的三元共聚物(DNA共聚物)来形成DNA共聚物。基底表面首先用包含环氧基基团的硅烷来处理。然后，通过使聚合物的伯氨基基团与硅烷的环氧基基团反应将DNA共聚物固定至基底表面。通过此工艺制备的DNA共聚物的构造可以通过添加其他单体来改性，例如可以添加N,N-亚甲基双丙烯酰胺以按定义的方式引入交联，或可以添加引发单体(inimer)(或单体引发剂(monomer-initiator))以按定义的方式引入支化点。如有必要，受控聚合技术例如RAFT、ATRP或NMP还可以被用于产生嵌段共聚物结构，将聚合物的官能部分分离出以便是更有效的。

实施例3

方案4.与四嗪官能化的聚合物的低聚反应

方案4图示用于形成接枝聚合物的在双环[6.1.0]壬-4-炔(“BCN”)官能化的P5引物或P7引物与四嗪改性的丙烯酰胺聚合物(“Tz-Am”)之间的反应。此无催化剂、应变促进的点击反应可以在室温下进行并且其与含水环境是相容的。所得到的接枝聚合物可以使用许多方法来纯化，例如沉淀或切向流过滤(tangential flow filtration)(“TFF”)等等。可以用于此工艺的其他非限制性的可能的聚合物骨架包括聚丙烯酸酯或聚磷腈。

方案5.将预接枝的四嗪聚合物附接至表面

方案5图示将预接枝的四嗪丙烯酰胺聚合物附接至基底的降冰片烯官能化的表面。降冰片烯硅烷化的表面是Illumina的

平台的标准部分。可选择地，四嗪官能化的聚合物和BCN引物可以被原位附接至基底表面，而不是形成接枝聚合物。

为了评估此方法的可行性，使用模型系统以小规模溶液反应进行初始实验(方案6)。

方案6.

方案6呈现降冰片烯(Nb)和可商购的联吡啶基四嗪(BiPy)之间以1:1摩尔比的反应。反应在室温下在NMR管中进行，使用CDCl₃作为溶剂，伴随温和的搅动。在三个不同的时间点，获取反应混合物的NMR光谱，一个时间点在反应开始时(t＝0)，一个时间点在15分钟时，以及一个时间点在60分钟时。NMR光谱示出，降冰片烯的两个烯烃氢的峰(其中化学位移在约5.8ppm处)消失并且在一小时之后变得几乎不可见(见图5)。这指示四嗪和降冰片烯之间的反应的快速的动力学。

方案7.

在单独的实验中，方案7呈现环辛炔(10mM)与双苯基取代的1,2,4,5-四嗪(1mM)的简易的应变促进的[4+2]环加成。反应在室温下在干燥的MeOH中进行。图6示出环辛炔的UV-可见吸收减少的图，这指示反应仅在9分钟之后几乎完成。见W.Chen,D.Wang,C.Dai,D.Hamelberg B.Wang,Chem.Commun.,2012,48,1736-1738。

实施例4

方案8.预接枝的聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)的制备

方案8图示通过使聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)的缩水甘油醚基团与官能化的引物和氨基-PEG-叠氮化物的氨基基团反应来制备预接枝的聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)梳形聚合物。此接枝聚合物可以经由聚合物的侧链叠氮基基团和降冰片烯之间的无催化剂、应变促进的点击反应附接至标准降冰片烯表面。可以使用许多可商购的氨基叠氮化物，并且叠氮基基团还可以被其他正交官能团替换。

实施例5

方案9.预接枝的聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)的制备

方案9图示通过使聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)的缩水甘油基基团与官能化的引物和氨基-PEG-Boc-酰胺的氨基基团反应来制备预接枝的聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)梳形聚合物。然后，使此接枝聚合物经受Boc-脱保护，以产生被附接至缩水甘油基官能化的表面或环氧基官能化的表面的伯氨基官能化的侧链。

实施例6

图7图示具有寡核苷酸结合的外表面的预接枝的树状聚合物的可能的表面化学。树状聚合物的起始点可以被用于直接表面附接的叠氮基基团官能化。可选择地，叠氮基基团可以与炔烃基团在第二树状聚合物的中心点中反应，其中第二树状聚合物具有基底附接基团“A”覆盖的外表面，以产生用于自组装的Janus型颗粒。

实施例7

具有聚磷腈骨架的正交聚合物也可以被用于本申请。聚磷腈可以用作线型支架，以用于聚合物构造的可能支化、构建树枝状的聚合物或以用于随后的聚合物附接。方案10.1图示利用环状六氯磷腈芯用于构建改性的丙烯酰胺单体的的合成路线。

方案10.1.

方案10.2和方案10.3呈现用于随后的聚合物附接的两种聚磷腈支架的合成。若干的聚磷腈合成已经被Qiu等人，Nanotechnology,18(2007)475-602和Cheng等人，Journalof Polymer Science,Part A:Polymer Chemistry,2013,51,1205-1214报道。

方案10.2.

方案10.3.

方案10.4图示制备线型聚二氯磷腈(PDCP)骨架的两种可能的路线。路线1是负离子受控聚合。路线2是六氯磷腈的开环反应。在可能获取线型聚合物构造、环状-线型聚合物构造(cyclo-linear polymer architecture)和交联聚合物构造以及可能引入交联的情况下，路线1是优选的。

方案10.4.

Claims (15)

1.一种用于表面官能化的聚合物，所述聚合物包含式(IV)的重复单元：

其中：

每个R^1c和R^2c独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的苯基；

R^3c是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的苯基或任选地被取代的C_7-14芳烷基；

Ar是任选地被取代的C_6-10芳基或任选地被取代的5元或6元杂芳基；

R^A是任选地被取代的四嗪；并且

L³是单键、任选地被取代的亚烷基连接基或任选地被取代的亚杂烷基连接基。

2.如权利要求1所述的聚合物，其中R^1c是氢或任选地被取代的烷基并且每个R^2c和R^3c是氢。

3.如权利要求1或2所述的聚合物，其中Ar是任选地被取代的苯基。

4.如权利要求1至3中任一项所述的聚合物，其中所述式(IV)的重复单元还由式(IVa)来表示：

其中R^1c选自氢或甲基。

5.如权利要求1至4中任一项所述的聚合物，还包含选自由以下组成的组的一个或更多个重复单元：聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚硅氧烷类、有机硅类、聚丙烯醛类、聚磷腈类、聚异氰酸酯类、多元醇类、以及多糖类、及其组合。

6.如权利要求5所述的聚合物，还包含一个或更多个式(IIIa)的重复单元或式(IIIb)的重复单元或两者的重复单元：

其中每个R^4a、R^4b和R^5b独立地是氢或C_1-3烷基；并且

每个R^5a、R^6a、R^6b和R^7b独立地是氢、任选地被取代的C_1-6烷基或任选地被取代的苯基。

7.如权利要求6所述的聚合物，其中所述式(IIIa)的重复单元还由(IIIa1)、(IIIa2)或(IIIa3)来表示：

并且其中所述式(IIIb)的重复单元还由(IIIb1)来表示：

8.一种基底，所述基底具有第一表面，所述第一表面包含共价地结合至所述第一表面的权利要求1至7中任一项的聚合物。

9.如权利要求8所述的基底，其中所述聚合物和所述基底的所述第一表面之间的共价结合包括结构部分

或其组合，并且其中*指示所述聚合物与所述基底的所述第一表面的连接点。

10.如权利要求8所述的基底，其中所述基底的所述第一表面包括共价地结合至所述基底的所述第一表面的第一多个官能团，并且其中所述第一多个官能团包括乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其组合，

其中所述第一多个官能团包括降冰片烯。

11.如权利要求8至10中任一项所述的基底，还包含共价地结合至所述聚合物的官能化的寡核苷酸，任选地

其中所述官能化的寡核苷酸通过使所述官能化的寡核苷酸上的一个或更多个官能部分与任选地被取代的四嗪反应来共价地结合至所述聚合物，并且其中所述官能部分包括炔烃、环烯烃、环炔烃、杂环烯烃、杂环炔烃、或其任选地被取代的变体或其组合。

12.如权利要求10所述的基底，其中所述聚合物包括以下结构的改性的重复单元：

其中与所述官能化的寡核苷酸的共价结合位置用带有波形线的键表示。

13.如权利要求11所述的基底，其中所述官能化的寡核苷酸的所述官能部分包括炔烃或其任选地被取代的变体。

14.如权利要求8至13中任一项所述的基底，包括聚合物涂覆的区域和惰性区域两者，任选地所述聚合物涂覆的区域是孔且所述惰性区域是间隙区域。

15.一种用于将聚合物固定至基底的第一表面的方法，所述方法包括：

使如权利要求1至7中任一项的聚合物与所述基底的所述第一表面接触，所述第一表面包括共价地结合至所述第一表面的第一多个官能团，和

使所述第一表面的所述第一多个官能团与所述聚合物反应，从而将所述聚合物共价地结合至所述基底的所述第一表面，任选地

其中所述第一表面的所述第一多个官能团包括乙烯基、丙烯酰基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、环炔基、杂环炔基、氮宾、醛、肼基、缩水甘油醚、环氧基、卡宾、异氰酸酯或马来酰亚胺、或其任选地被取代的变体或其组合。

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