CN115667462A - 表面活性剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了式(I)的表面活性剂：(A)m‑X‑(B)n(I)，其中X为连接基团；各A独立地为氟碳化合物或全氟聚醚；各B独立地为(II)，其中a为3至50的整数，并且各R独立地为C1‑6烷基、CH2CH2OC1‑6烷基或CH2CH(CH3)OC1‑6烷基；m为1至10的整数；并且n为1至10的整数。
Description
引言
本发明涉及对油包水乳液的稳定(例如在微流体装置中)特别有用的式(I)的表面活性剂。式(I)的表面活性剂通常具有星形结构。本发明还涉及用于制备式(I)的表面活性剂的方法以及包含式(I)的表面活性剂的组合物比如乳液。另外，本发明涉及式(I)的化合物作为表面活性剂的用途以及各种方法，其中采用所述表面活性剂和/或包含所述表面活性剂的乳液，例如在液滴产生、液滴分类、聚结液滴、分割液滴、液滴的分配等中采用所述表面活性剂和/或包含所述表面活性剂的乳液。
背景技术
表面活性剂多年来一直用于生产用于各种应用的稳定乳液。可以在以下各项中找到涉及乳液的一般背景现有技术：US5,587,153；US6,017,546；WO2005/099661；US2004/081633；US6,379,682；US2002/172703；WO2004/038363；US2005/087122；US2007/275415和US2008/053205。常规的表面活性剂一般包含可溶于乳液的水相中的亲水性头基和一个或多个可溶于乳液的油相中的亲脂性尾部。
最近，包含在连续油相中的水的液滴的表面活性剂稳定的乳液已经应用于微流体技术，使得例如能够进行高通量筛选、酶研究、核酸扩增和其他生物过程。例如，可以使用非常少量的生物材料在微流体装置中进行生物测定。可以在先前申请WO2009/050512和WO2015/015199中找到关于微流体技术的其他信息。可以在名称为RainDanceTechnologies Inc的专利/申请，例如WO2008/063227中找到关于液滴的其他一般背景现有技术。
在微流体应用中，在乳液形成和制备中使用油并且尤其是含氟油作为连续相是有利的，因为它们具有有用的微流体性质，比如低摩擦力、不挥发性(与醇不同)、耐温性，以及可以容易地产生油-水乳液。
然而，常规表面活性剂通常由于溶解性问题而不适合于使包含含氟油相的乳液稳定。此外，多种常规表面活性剂对生物分子和细胞是有毒的，并且可能阻碍从外部环境到乳液内部区域的气体转移。
因此需要适合于使油(例如含氟油)包水型乳液并且特别是这种包含在水相中的疏水性小有机分子的乳液稳定的新型表面活性剂。
发明内容
从第一方面来看，本发明提供了一种式(I)的表面活性剂：
(A)m-X-(B)n (I)
其中
X为连接基团；
各A独立地为氟碳化合物或全氟聚醚；
各B独立地为
其中a为3至50的整数，并且各R独立地为C1-6烷基、CH2CH2OC1-6烷基或CH2CH(CH3)OC1-6烷基；
m为1至10的整数；并且
n为1至10的整数。
从另一方面来看，本发明提供了一种用于制备如上文所述的表面活性剂的方法，所述方法包括：
使式(II)的化合物
(A)m-X-(OH)n (II)
其中
X为连接基团；
各A独立地为氟碳化合物或全氟聚醚；
m为1至10的整数；
n为1至10的整数；
与式(III)的化合物反应
其中各R独立地为C1-6烷基、CH2CH2OC1-6烷基或CH2CH(CH3)OC1-6烷基。
从另一方面来看，本发明提供了一种用于制备如上文所述的表面活性剂的方法，所述方法包括使包含(A)m的化合物与包含(B)n的化合物反应，其中所述反应是偶联反应，并且在所述(A)m和所述(B)n之间形成连接体X。
从另一方面来看，本发明提供了一种包含如上文所述的式(I)的表面活性剂的组合物，优选地为乳液。
从另一方面来看，本发明提供了一种包含如上文所述的式(I)的表面活性剂的乳液。
从另一方面来看，本发明提供了如上文所限定的化合物作为式(I)的表面活性剂的用途。
从另一方面来看，本发明提供了如上文所述的式(I)的表面活性剂在乳液制备中的用途。
从另一方面来看，本发明提供了一种制备如上文所限定的乳液的方法，所述方法包括：
(i)提供水相；
(ii)提供油相，优选地含氟油相；和
(iii)将所述水相、所述油相和如上文所限定的式(I)的表面活性剂混合以形成所述乳液。
从另一方面来看，本发明提供了一种方法，所述方法包括：在如上文所限定的乳液的不连续水相中进行一个或多个化学和/或生物反应、和/或生物过程。
从另一方面来看，本发明提供了一种用于在微流体装置中将液滴分类的方法，所述方法包括：
(i)在所述微流体装置的通道中提供如上文所限定的乳液中的含水液滴的物流；
(ii)从第一方向照亮所述物流；
(iii)在第二方向上检测来自在所述液滴内的分析物的光；和
(iv)响应于所检测的光或可测量信号将所述液滴分类为多种差异化物流中的一种。
从另一方面来看，本发明提供了一种在微流体装置中使液滴聚结的方法，所述方法包括：
(i)在所述微流体装置的通道中提供如上文所限定的乳液中的至少两个含水液滴；和
(ii)将所述含水液滴暴露于电场，由此使所述至少两个含水液滴聚结为单个液滴。
从另一方面来看，本发明提供了一种在微流体装置中将流体引入到液滴中的方法，所述方法包括：
(i)在所述微流体装置的通道中提供如上文所限定的乳液中的含水液滴；和
(ii)使所述含水液滴与流体的物流接触，由此将所述流体引入到所述含水液滴中。
从另一方面来看，本发明提供了一种在微流体装置中分割液滴的方法，所述方法包括：
(i)提供包括微流体接合部的微流体装置，所述微流体接合部包括第一微流体通道、第二微流体通道和第三微流体通道；
(ii)在所述第一微流体通道中提供如上文所限定的乳液中的含水液滴；和
(iii)使所述含水液滴通过所述微流体接合部，由此将所述含水液滴分割成至少第一子液滴和第二子液滴，所述第一子液滴在所述第二微流体通道中，并且所述第二子液滴在所述第三微流体通道中。
从另一方面来看，本发明提供了一种在微流体装置中分配如上文所述的乳液的液滴的方法，所述方法包括：
将如上文所限定的乳液的液滴从液滴进料管线接收到液滴出口管线中；
通过将加压分配流体提供到所述液滴出口管线中，从而将液滴通过液滴出口从所述液滴出口管线射出；
在未将加压分配流体提供到液滴出口管线中时，将液滴从液滴出口管线接收到废料管线中；和
通过在液滴出口管线上游提供加压分配流体来保护在所述液滴出口管线上游的液滴。
从另一方面来看，本发明提供了一种在微流体装置中分配如上文所述的乳液的液滴的方法，所述方法包括：
将如上文所限定的乳液的液滴从液滴进料管线接收到液滴出口管线中；
通过将加压分配流体提供到所述液滴出口管线中，从而将液滴通过液滴出口从所述液滴出口管线射出；
在未将加压分配流体提供到液滴出口管线中时，将液滴接收到废料管线中；和
在将加压分配流体提供到液滴出口管线中时，将流体注入到所述废料管线中。
从另一方面来看，本发明提供了一种在微流体装置中将液滴分类的方法，所述方法包括：
(i)提供包括微流体接合部的微流体装置，所述微流体接合部包括第一微流体通道、第二微流体通道和第三微流体通道；
(ii)在所述第一微流体通道中提供如上文所限定的乳液中的含水液滴；
(iii)使所述含水液滴通过所述微流体接合部，由此将所述含水液滴分割成至少第一子液滴和第二子液滴，所述第一子液滴在所述第二微流体通道中，并且所述第二子液滴在所述第三微流体通道中；
(iv)通过质谱法检测所述第一子液滴；和
(v)响应于对所述第一子液滴进行的质谱法将所述第二子液滴分类为多种差异化物流中的一种。
从另一方面来看，本发明提供了一种从流体提取分子的方法，所述方法包括：
(i)将如上文所限定的式(I)的表面活性剂溶解于二氧化碳中以形成二氧化碳/式(I)的表面活性剂的混合物；
(ii)将包含所述分子的流体加入到所述二氧化碳/式(I)的表面活性剂的混合物中，由此将所述分子从所述流体提取到所述二氧化碳中。
从另一方面来看，本发明提供了如上文所限定的式(I)的表面活性剂在载体流体(例如含氟油)中用于在液滴处理期间的液滴分隔的用途。
从另一方面来看，本发明提供了如上文所限定的式(I)的表面活性剂在微流体通道或装置中，在更大流体装置、容器或槽中的分子隔离中，或者在具有控制微流体通道或装置的相关软件的自动化装置中的用途。
从另一方面来看，本发明提供了如上文所限定的乳液在微流体通道或装置中或者在具有控制微流体通道或装置的相关软件的自动化装置中的用途。
定义
如本文所使用的，术语“氟碳化合物”是指其中一个或多个氢原子被氟原子取代的烃基。在“全氟碳化合物”中，所有氢原子都被氟原子取代。
如本文所使用的，术语“全氟聚醚”是指其中所有氢原子已经被氟原子取代的聚醚化合物。
如本文所使用的，术语“聚醚”是指包含两个以上–O-键的有机化合物。
如本文所使用的，术语“星形表面活性剂”是指具有星状形状的表面活性剂。星形表面活性剂包括作为连接基团的芯以及从芯延伸出的至少两个臂，并且更优选至少3个臂，其中每个臂都是直链的。臂的数量由芯决定，并且特别地取决于芯中的分支点的数量。
如本文所使用的，术语“星形聚合物表面活性剂”是指具有作为连接基团的芯以及从芯延伸出的至少两个臂并且更优选至少3个臂的表面活性剂，其中每个臂都是直链的低聚物或聚合物。每个臂都通过在生长臂中的单个官能团处的连续聚合而以直链方式聚合。因此，直链臂不能产生支链臂。
如本文所使用的，术语“带电基团”是指包含至少一个带正电或带负电的原子或原子团的基团。该术语涵盖了其中同时存在正电荷和负电荷的基团，即两性离子基团。
如本文所使用的，波浪键表示化合物的基团与作为化合物的构成部分的另一部分的连接点。因此，具有一个波浪键的基团是端基，而具有两个波浪键的基团通常是连接基团。
如本文所使用的，在关于式(I)的基团A使用时，术语“低聚物”是指3至10个甘油单元的直链。
如本文所使用的，在关于式(I)的基团A使用时，术语“聚合物”是指11至50个甘油单元的直链。
如本文所使用的，术语“直链”是指直链的低聚物或聚合物。直链聚合物不包含本身是低聚物或聚合物的侧链。
如本文所使用的，术语“烷基”是指饱和的直链的、支链的或环状的基团。烷基可以是取代的或未取代的。
如本文所使用的，术语“亚烷基”是指二价烷基。
如本文所使用的，术语“取代的”是指其中基团中的氢原子中的一个或多个，例如多达6个，更特别地1、2、3、4、5或6个彼此独立地被相应数量的所述取代基取代的基团。如本文所使用的术语“任选取代的”意指取代的或未取代的。
如本文所使用的，术语“含氟的”是指含有一个或多个氟原子的任何基团或物质。一般地，所述基团或物质含有多个氟原子。例如，含氟油是指含有氟原子的任何油，包括部分氟化的烃、全氟碳化合物、氢氟醚及其混合物。
如本文所使用的，术语“离去基团”是指：能够在将离去基团结合到分子的其余部分的共价键的异裂后脱离分子的任何原子或基团，同时该原子或基团带有来自共价键的成键电子。
具体实施方式
本发明涉及对油包水乳液的稳定特别有用的表面活性剂。表面活性剂包括伸出到油相中或“面对”油相的一个或多个亲脂性全氟聚醚或氟碳化合物尾部和伸出到水相中或“面对”水相的一个或多个亲水性尾部，以及连接一个或多个亲脂性尾部和一个或多个亲水性尾部的连接基团。在本发明的优选表面活性剂中，表面活性剂包括至少一个亲脂性尾部和至少一个亲水性尾部，以及连接一个或多个亲脂性尾部和一个或多个亲水性尾部的连接基团，并且亲脂性尾部和亲水性尾部的总量为至少两个，并且更优选至少三个。这样的表面活性剂由于它们的所得结构与星星的相似之处而在本文中被称为星形表面活性剂。
本发明的表面活性剂具有式(I)：
(A)m-X-(B)n (I)
其中
X为连接基团；
各A独立地为氟碳化合物或全氟聚醚；
各B独立地为
其中a为3至50的整数，并且各R独立地为C1-6烷基、CH2CH2OC1-6烷基或CH2CH(CH3)OC1-6烷基；
m为1至10的整数；并且
n为1至10的整数。
在式(I)中，A基团为亲脂性尾部，并且B基团为亲水性尾部。在式(I)中，B为包含至少3个甘油重复单元的直链甘油低聚物或聚合物。如上式中所示，低聚物或聚合物是直链的而不是支链的。这是因为在B基团中仅有一个反应性基团(即-OH)。直链形式的低聚物或聚合物对于实现本发明的表面活性剂的星形结构来说是重要的。
本发明的优选表面活性剂为星形表面活性剂。本发明的特别优选的表面活性剂为星形聚合物表面活性剂。后一种术语反映了以下事实：本发明的表面活性剂中的臂中的至少一些是低聚物的或聚合物的。
在优选的式(I)的表面活性剂中，a为3至30、更优选3至20并且仍更优选4至20的整数。因此，式(I)的表面活性剂包括甘油的直链低聚物和/或直链聚合物。
在优选的式(I)的表面活性剂中，各R为C1-6烷基。优选地，各R相同。合适的C1-6烷基的代表性实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。更优选地，各R选自甲基和乙基。特别优选地，各R为甲基。
在进一步优选的式(I)的表面活性剂中，a为3至30、更优选3至24并且仍更优选4至20的整数，并且各R为C1-6烷基，优选地甲基。在仍进一步优选的式(I)的表面活性剂中，a为4至20的整数，并且各R为甲基。
在优选的式(I)的表面活性剂中，n与m的和大于2。在更优选的表面活性剂中，n与m的和为3至10的整数。优选地，n与m的和为3、4、5、6或7。特别优选地，n与m的和为3或4。
在优选的式(I)的表面活性剂中，n为1至6的整数。换言之，由直链甘油低聚物或聚合物形成的亲水性臂的数量为1至6。
在优选的式(I)的表面活性剂中，m为1、2或3。换言之，由全氟聚醚和/或氟碳化合物形成的亲脂性臂的数量为1、2或3。更优选地，m为1或2。
在一些特别优选的式(I)的表面活性剂中，m为1且n为2或3，或者m为2且n为1或2。
在进一步优选的式(I)的表面活性剂中，a为4至20的整数，各R为甲基，并且m为1且n为2或3，或者m为2且n为1或2。
在一些优选的式(I)的表面活性剂中，至少一个A为氟碳化合物。在一些优选的式(I)的表面活性剂中，各A均为氟碳化合物。优选的氟碳化合物为C1-18氟碳化合物，并且特别地为C1-18全氟碳化合物。更优选的氟碳化合物为C2-16氟碳化合物，更优选C4-14氟碳化合物，并且仍更优选C4-12氟碳化合物。还更优选地，氟碳化合物为C2-16全氟碳化合物，尤其优选C4-14氟碳化合物，并且还更优选C4-12全氟碳化合物。
在其他优选的式(I)的表面活性剂中，至少一个A为全氟聚醚。在进一步优选的式(I)的表面活性剂中，各A均为全氟聚醚。
式(I)的表面活性剂中存在的优选的全氟聚醚包含式-[CF(CF3)CF2O]b-的重复单元，其中b为正整数。更优选地，式(I)的表面活性剂中存在的全氟聚醚包含式-[CF2CF2O]c-[CF(CF3)CF2O]b-的单元，其中b和c各自为0或正整数，条件是b和c不同时为0。c优选为0或1至100的整数，例如5至50的整数。在优选的表面活性剂中，c为0。式(I)的表面活性剂中存在的特别优选的全氟聚醚由式CF3CF2CF2O-[CF(CF3)CF2O]m-CF(CF3)-组成，其中b为正整数。在式(I)的表面活性剂中存在的优选的全氟聚醚中，b优选为1至100(例如1至50)的整数，更优选5至50的整数，并且特别优选10至25的整数。式(I)的表面活性剂中存在的优选的全氟聚醚的重均分子量为166至16,600Da，更优选800至9,000Da，并且还更优选1,500至6,000Da。
在进一步优选的式(I)的表面活性剂中，a为4至20的整数，各R为甲基，m为1且n为2或3，或者m为2且n为1或2，并且各A为全氟聚醚，优选地包含式-[CF(CF3)CF2O]b-的重复单元的全氟聚醚，其中b为正整数。
在本发明的表面活性剂中，且如上所述，连接基团‘X’连接一个或多个亲脂性全氟聚醚和/或氟碳化合物尾部与包含直链甘油低聚物或聚合物的一个或多个亲水性尾部。在本发明的优选的式(I)的表面活性剂中，连接基团的主链结构(即不包括氢原子和卤素原子以及在侧基或支链基团上的任何原子)含有1-50个原子，更优选2-30个原子，并且仍更优选3-15个原子。在本发明的优选表面活性剂中，连接基团的主链结构(即不包括氢原子和卤素原子以及在侧基或支链基团上的任何原子)中的原子数与基团A和B的主链结构(即不包括氢原子和卤素原子以及在侧基或支链基团上的任何原子)中的总原子数的比率为1:2至1:500，更优选1:3至1:100，并且仍更优选1:5至1:50。此比率反映了本发明的表面活性剂的亲水性臂的聚合物性质。
在本发明的优选表面活性剂中，连接基团‘X’包括选自以下各项的基团：-C(O)NH-、-C(O)NMe-、-NHC(O)-、-NMeC(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)NH-、–OC(O)NMe-、-O-、-S-、-NHC(O)NH-、-NMeC(O)NH-、-NHC(O)NMe-、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-、-SO2NH-、-NHSO2-、-NHSO2-C6H4-O-和-O-C6H4-SO2NH-。在本发明的进一步优选的表面活性剂中，连接基团‘X’包括选自以下各项的基团：-C(O)NH-、-C(O)NMe-、-NHC(O)-、-NMeC(O)-、-OC(O)NH-、-C(O)O-、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和-O-。
在本发明的一些优选的式(I)的表面活性剂中，连接基团‘X’包括带电基团。带电基团可以是带正电的基团、两性离子基团或带负电的基团，但是优选为带正电的基团。一种优选的带正电的基团为季铵基团。本发明的一些优选的式(I)的表面活性剂包含连接基团‘X’，其包括式(II)的基团：
其中
R1和R2独立地选自H和C1-6烷基；并且
W-为反荷离子。
优选地，R1和R2独立地选自C1-6烷基。更优选地，R1和R2选自甲基、乙基、丙基和丁基。仍更优选地，R1和R2为甲基。
W-可以是任何反荷离子。W-的代表性实例包括卤离子(例如Br-、I-、Cl-)、甲苯磺酸根、甲磺酸根和乙酸根。另外，W-可以是多电荷化合物(例如二或三羧酸根)或聚合物例如聚羧酸盐。
式(II)中的波浪线表示带电基团连接至连接基团‘X’的其余部分或连接至如式(I)中所限定的A或B的位置。在优选的式(I)的表面活性剂中，波浪线表示带电基团连接至连接基团‘X’的其余部分的位置。
在本发明的其他优选的表面活性剂中，连接基团‘X’包含杂环。连接基团‘X’中可以存在的杂环的实例包括1,2,3-三唑、与5-10元环稠合的1,2,3-三唑和与二环结构稠合的1,2,3-三唑。以下示出合适的杂环的代表性实例：
在本发明的其他优选的表面活性剂中，连接基团‘X’包含C1-6亚烷基。在本发明的一些优选的表面活性剂中，连接基团‘X’由C1-6亚烷基组成。更优选到，连接基团‘X’包含C1、C2、C3或C4亚烷基或者由C1、C2、C3或C4亚烷基组成。
以下示出其中连接基团‘X’由C1-6亚烷基组成的本发明的优选的式(I)的表面活性剂：
其中a、b和R中的每一个如以上关于式I所限定。
本发明的进一步优选的式(I)的表面活性剂包含连接基团‘X’，其包括式(III)的基团：
其中
各p独立地为0或1至6的整数；
各q独立地为0或1至6的整数；
各r独立地为1至6的整数；
s为1至6的整数，优选为1或2，仍更优选1；
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；
各U独立地为杂环；并且
各Y独立地选自
其中W、R1和R2以及波浪线如上文关于式(II)所限定。
本发明的进一步优选的式(I)的表面活性剂包含连接基团‘X’，其包括式(IIIo-q)的基团：
其中
各p独立地为0或1至6的整数；
各q独立地为0或1至6的整数；并且
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O。
本发明的还进一步优选的式(I)的表面活性剂包含连接基团‘X’，所述连接基团‘X’包括如以上所示的式(IIIa)-(IIIq)的基团。
本发明的一些优选表面活性剂包含式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)或(IIId)(优选式(IIIb)、(IIIc)或(IIId))的连接基团‘X’：
其中
p为0或1；
q为0、1或2，优选为0或1；并且
Z选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O。
以下示出包含式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)或(IIId)的连接基团‘X’的本发明的优选的式(I)的表面活性剂：
其中a、b和R中的每一个都如以上关于式(I)所限定。
本发明的一些优选表面活性剂包含(IIIe)、(IIIf)或(IIIg)(优选(IIIf)或(IIIg))的连接基团‘X’：
其中
p为0或1；
q为0、1或2，优选为0或1；
r为1至6的整数，优选为1、2或3；
Z选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；
Y选自
其中W、R1和R2如以上关于式(II)所限定。
以下示出包含式(IIIe)、(IIIf)或(IIIg)的连接基团‘X’的本发明的优选的式(I)的表面活性剂：
其中a、b和R中的每一个都如以上关于式(I)所限定。
本发明的一些优选表面活性剂包含式(IIIh)、(IIIi)或(IIIj)(优选(IIIi)或(IIIj))的连接基团‘X’：
其中
p为0或1；
q为0、1或2，优选为0或1；
r为1至6的整数，优选为1、2或3；
Z选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；并且
U为杂环。
以下示出包含式(IIIh)、(IIIi)或(IIIj)的连接基团‘X’的本发明的优选的式(I)的表面活性剂：
其中a、b和R中的每一个都如以上关于式(I)所限定。
本发明的一些优选表面活性剂包含式(IIIk)的连接基团‘X’：
其中
各p为0或1；
各q为0、1或2，优选为0或1；并且
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O。
以下示出包含式(IIIk)的连接基团‘X’的本发明的一种优选的式(I)的表面活性剂：
其中a、b和R中的每一个都如以上关于式(I)所限定。
本发明的一些优选表面活性剂包含式(IIIl)或(IIIm)的连接基团‘X’：
其中
各p为0或1；
各q为0、1或2，优选为0或1；
各r为1至6的整数，优选为1、2或3；
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；
各U为杂环；并且
各Y独立地选自：
其中W、R1和R2如以上关于式(II)所限定。
以下示出包含式(IIIl)或(IIIm)的连接基团‘X’的本发明的优选的式(I)的表面活性剂：
其中a、b和R中的每一个都如以上关于式(I)所限定。本发明的一些优选表面活性剂包含式(IIIn)的连接基团‘X’：
其中
各p为0或1；
各q为0、1或2，优选为0或1；
各r为1至6的整数；
s为1至6的整数；优选为1、2或3；
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；并且
各Y独立地选自：
其中W、R1和R2如以上关于式(II)所限定。
以下示出包含式(IIIn)的连接基团‘X’的本发明优选的式(I)的表面活性剂：
其中a、b和R中的每一个都如以上关于式(I)所限定。
本发明的一些优选表面活性剂包含式(IIIo)的连接基团‘X’：
其中
各p独立地为0或1至6的整数；
各q独立地为0或1至6的整数；并且
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O。
以下示出包含式(IIIo)的连接基团‘X’的本发明优选的式(I)的表面活性剂：
本发明的一些优选表面活性剂包含式(IIIp)的连接基团‘X’：
其中
各p独立地为0或1至6的整数；
各q独立地为0或1至6的整数；并且
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O。
以下示出包含式(IIIp)的连接基团‘X’的本发明的一种优选的式(I)的表面活性剂：
本发明的一些优选表面活性剂包含式(IIIq)的连接基团‘X’：
其中
各p独立地为0或1至6的整数；
各q独立地为0或1至6的整数；并且
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O。
以下示出包含式(IIIq)的连接基团‘X’的本发明优选的式(I)的表面活性剂：
本发明的优选的式(I)的表面活性剂选自由以下各项组成的组：
本发明的优选表面活性剂的重均分子量为1,000至100,000道尔顿，优选2,000至30,000道尔顿，并且进一步优选5,000至15,000道尔顿。
本发明还涉及一种用于制备如上文所限定的式(I)的表面活性剂的方法。表面活性剂可以使用常规反应由可商购获得的起始材料制备。
一种优选的制备如上文所述的表面活性剂的方法包括：
使式(II)的化合物
(A)m-X-(OH)n (II)
其中
X为连接基团；
各A独立地为氟碳化合物或全氟聚醚；
m为1至10的整数；
n为1至10的整数；
与式(III)的化合物反应
其中各R独立地为C1-6烷基、CH2CH2OC1-6烷基或CH2CH(CH3)OC1-6烷基。
另一种进一步优选的用于制备如上文所述的表面活性剂的方法包括使包含(A)m的化合物与包含(B)n的化合物反应，其中所述反应是偶联反应，并且在所述(A)m和所述(B)n之间形成连接体X。
如上文所限定的式(I)的化合物用作表面活性剂。因此，在另一个方面，本发明涉及如上文所限定的具有式(I)的化合物作为表面活性剂的用途。本发明的表面活性剂可以用于使乳液稳定，更特别地用于使在连续油相(例如包括含氟油的连续油相)中的不连续水相(例如一个或多个含水液滴)稳定。本发明的表面活性剂的全氟聚醚和/或氟碳化合物组分作为亲氟性尾部，并且可溶于乳液的油相(例如连续油相)中，特别地，其中所述油相包括含氟油，例如含氟油相。本发明的表面活性剂的一个或多个亲水性尾部作为离子基团，并且可溶于乳液的水相(例如不连续水相)中。
本发明的表面活性剂可以用于乳液制备。本发明因此还涉及如上文所述的表面活性剂在乳液制备中的用途。
本发明还涉及一种包含如上文所述的表面活性剂的乳液。本发明的优选乳液包含不连续水相、连续油相和如上文所述的表面活性剂。乳液可以包含适合于形成乳液的任何量的水相、油相和表面活性剂。技术人员将能够容易地确定这样的量。
优选地，本发明的乳液的连续油相包括含氟油。含氟油优选为部分氟化的烃、全氟碳化合物、氢氟醚或它们的混合物。特别优选地，含氟油为氢氟醚。在本发明的乳液的连续油相中存在的优选含氟油是NovecTM7500(3-乙氧基-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6-十二氟-2-(三氟甲基)-己烷)、NovecTM7300(1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-3-甲氧基-4-(三氟甲基)-戊烷)、NovecTM7200(C4F9OC2H5)、NovecTM7100(C4F9OCH3)、FluorinertTMFC-72、FluorinertTMFC-84、FluorinertTMFC-77、FluorinertTMFC-40、FluorinertTMFC3283、FluorinertTMFC-43、FluorinertTMFC-70、全氟萘烷以及它们的混合物。更优选的含氟油是NovecTM7500(3-乙氧基-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6-十二氟-2-(三氟甲基)-己烷)、FluorinertTMFC-40、FluorinertTMFC3283和全氟萘烷，并且仍更优选的是NovecTM7500(3-乙氧基-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6-十二氟-2-(三氟甲基)-己烷)。
在本发明的优选乳液中，不连续水相包含多个液滴。液滴的平均直径优选为1μm至500μm，更优选10至150μm，并且仍更优选30至120μm。这是有利的，因为液滴的体积因此小，由此所需材料(例如生物材料)的量小。优选的是液滴中的至少一些包含一种或多种分析物。优选地，每个液滴包含平均数为0至100个、更优选1至20个、并且仍更优选1至5个的分析物，例如1个分析物。
在包含多个液滴的本发明的优选乳液中，液滴中的至少一些还包括水相和非水相、化学缓冲剂、生物化学缓冲剂或培养介质(培养基)或其他介质。合适的化学缓冲剂的实例包括碳酸氢铵、乙酸铵和磷酸盐缓冲液(PBS)。合适的生物化学缓冲剂的实例包括HEPES、PBS和Trizma。
在包含多个液滴(其中液滴中的至少一些包含一种或多种分析物)的本发明的乳液中，分析物可以是所关注的任何实体。在一组包含多个液滴(其中液滴中的至少一些包含一种或多种分析物)的本发明的乳液中，分析物优选为选自以下各项的生物分子：小分子、氨基酸、肽、蛋白质、抗体、酶、单糖、二糖、寡糖、多糖、核酸、寡核苷酸、核苷酸、代谢物、辅因子和人工改造分子。更优选地，生物分子选自抗体、酶、寡核苷酸和代谢物，并且仍更优选地选自抗体和代谢物。任选地，生物分子可以被包含在细胞(例如哺乳动物细胞、植物细胞、藻细胞、酵母细胞、杂交瘤、微生物)、细胞器(例如细胞核、线粒体)、病毒或朊病毒中。
在另一组包含多个液滴(其中液滴中的至少一些包含一种或多种分析物)的本发明的乳液中，分析物是生物分析物，例如细胞、细胞结构单元或组分的亚细胞复合物。生物分析物优选地选自细胞(例如哺乳动物细胞、植物细胞、藻细胞、微生物细胞、酵母细胞)、原B细胞、T细胞、杂交瘤、微生物、病毒、细菌、或朊病毒、细胞器(例如细胞核、线粒体)或胞外体，更优选地选自B细胞、T细胞、杂交瘤和微生物，并且仍更优选地选自杂交瘤和微生物。当生物分析物是细胞时，细胞优选地选自哺乳动物细胞、植物细胞、藻细胞、微生物细胞，更优选地选自哺乳动物细胞和微生物细胞，并且仍更优选地选自哺乳动物细胞。优选地，分子在细胞中产生，从细胞排泄或分泌，例如分子从细胞排泄或分泌。当生物分析物是细胞器时，细胞器优选地选自细胞核和线粒体。
在另一组包含多个液滴(其中液滴中的至少一些包含一种或多种分析物)的本发明的乳液中，分析物是测定组分，所述测定组分优选地选自珠、纳米粒子、晶体、胶束、量子点、检测试剂、抗体、酶辅因子、核酸扩增试剂、寡核苷酸测序试剂、细胞转化试剂、细胞转导混合物和基因组编辑试剂。更优选地，测定组分选自珠、检测试剂、核酸扩增试剂和基因组编辑试剂，仍更优选检测试剂。
当液滴中的至少一些含有活的实体(例如细胞或细菌)时，水相优选地包含培养介质或生长介质。可以使用任何常规介质。介质可以例如包括葡萄糖、维生素、氨基酸、蛋白质、盐、pH指示剂和密度匹配试剂例如Ficoll。必须提供充足的介质以在分析、反应或其他所关注的过程(例如在微流体装置中分类)的持续时间内保持实体活着。
本发明还涉及一种制备如上文所述的乳液的方法，所述方法包括：
(i)制备水相；
(ii)制备油相；和
(iii)将所述水相、所述油相和如上文所述的表面活性剂混合以形成所述乳液。
在一组优选的制备乳液的方法中，在与所述水相混合之前，将表面活性剂与油相混合(例如溶解于油相中)。优选地，将表面活性剂以0.001％(w/w)至20％(w/w)、更优选0.1％(w/w)至10％(w/w)并且仍更优选0.5％(w/w)至5％(w/w)的浓度溶解于油相中。优选地，水相包含至少一种分析物。在一些优选的方法中，油相可以是在含氟溶剂中的表面活性剂溶液。换言之，可以将表面活性剂溶解于含氟溶剂中以得到油相。
在备选的优选的制备乳液的方法中，在与油相混合之前，将表面活性剂与水相混合(例如溶解于水相中)。
在另外的优选的制备乳液的方法中，将表面活性剂与水相混合(例如溶解于水相中)，并且在水相与油相的混合之前单独地与油相混合(例如溶解于油相中)。可以使用任何常规的混合方法，例如T接合部法、分步乳化法、流汇聚接合部法等。
在优选的制备如上文所述的乳液的方法中，混合通过微流体装置(例如在WO2012/022976和WO2015/015199中公开的微流体装置)的流汇聚接合部来进行。这是有利的，因为其使得能够产生非常小的水相，例如液滴，体积一般在皮升或纳升量级。
制备乳液的方法的另外的优选特征与上述乳液的优选特征相同。因此，优选地，乳液、水相和油相如以上关于乳液所限定。
可以在本发明的乳液中进行实验、测定、反应和过程。乳液的不连续水相(例如含水液滴)可以用作用于实验、测定、反应和过程的场所。本发明的表面活性剂使乳液(例如在油相中的不连续水相)稳定，使得能够在乳液中进行实验、测定、反应或过程。实验、测定、反应或过程因此可以在不连续水相(例如含水液滴)不聚结的情况下进行。实验、测定、反应或过程可以涉及在乳液的水相中存在的一种或多种分析物。因此，在乳液内(例如在如上文所述的乳液的不连续水相(优选含水液滴)内)进行一个或多个实验、测定、反应和过程的方法形成本发明的另一个方面。在本发明的乳液中进行的实验、测定、反应和过程可以在微流体通道中或在微流体装置中进行，例如，实验、测定、反应和过程可以在微流体装置的一个或多个通道中进行。
本发明因此还涉及一种在如上文所述的乳液的不连续水相中进行一个或多个化学和/或生物反应、和/或生物过程的方法。
在一个方面，在如上文所述的乳液的不连续水相中进行一个或多个化学和/或生物反应、和/或生物过程的方法优选为进行一个或多个化学和/或生物反应的方法。化学和/或生物反应可以是酶反应。备选地，化学和/或生物反应是产生可测量信号的分子结合、分子相互作用、细胞相互作用或构象变化。优选地，化学和/或生物反应是酶反应、分子结合或分子/细胞相互作用。
在另一个方面，在如上文所述的乳液的不连续水相中进行一个或多个化学和/或生物反应、和/或生物过程的方法优选为进行一个或多个生物过程的方法。生物过程可以是细胞的抗体分泌或酶分泌，或者在细胞内部的酶生产。备选地，生物过程是抗体结合。在备选的方法中，生物过程可以是核酸扩增过程、部分或全部的核酸复制过程或核酸转录过程。备选地，生物过程可以是细胞增殖、细胞代谢、细胞转染、细胞信号传导、细胞凋亡或细胞死亡。优选地，生物过程是PCR。所使用的过程可以用于数字PCR。
本发明因此还涉及一种在如上文所述的乳液的不连续水相中进行针对细胞、分子或细胞成分的一个或多个药物筛选试验的方法。
在进行一个或多个生物过程的方法的另一个方面中，生物过程可以是基因组编辑过程。生物过程可以是样品制备，例如用于测序的寡核苷酸样品制备过程。生物过程可以是核酸测序。测序的分子可以是RNA或DNA，并且测序可以为基因组、表观基因组或转录组水平。
在如上文所述的乳液的不连续水相中进行一个或多个化学和/或生物反应、和/或生物过程的方法可以包括一个或多个化学反应、一个或多个生物反应、一个或多个生物过程或它们的混合物。优选的化学和/或生物反应、和/或生物过程如上所述。
优选地，在如上文所述的乳液的不连续水相中进行一个或多个化学和/或生物反应、和/或生物过程的方法在微流体通道或微流体装置中进行。这使得能够在非常小的尺寸上(例如在液滴中)进行化学和/或生物反应和/或生物过程，因此需要非常少的材料，例如生物材料。微流体通道或装置优选地通过自动化装置和软件来控制。
优选地，在如上文所述的乳液的不连续水相中进行一个或多个化学和/或生物反应、和/或生物过程的方法在热、pH或环境循环条件下进行。
本发明的表面活性剂和乳液具有多种有用的应用。它们特别地在微流体应用中具有多种潜在用途。例如，上文所限定的表面活性剂和/或乳液可以用于将液滴分类、使液滴聚结或将流体引入到液滴中的方法。表面活性剂和/或乳液还可以用于从流体提取蛋白质的方法。这些方法优选地在微流体装置中进行。
本文所述的本发明的方法(例如，制备乳液的方法，包括在乳液的不连续相中进行一个或多个化学和/或生物反应、和/或生物过程的方法，用于在微流体装置中将液滴分类的方法，在微流体装置中使液滴聚结的方法，在微流体装置中将流体引入到液滴中的方法，在微流体装置中分割液滴的方法，从流体提取分子的方法)可以以任意组合和顺序同时或依次(例如按顺序)进行。进行本发明的两种以上方法可以称为功能的工作流程。
一种优选的功能的工作流程包括以下步骤：
(i)制备如上文所限定的乳液，包括：a)制备水相，b)制备油相，和c)在微流体装置中将所述水相、所述油相和如上文所限定的表面活性剂混合以形成所述乳液，其中所述水相含有在生物介质中的细胞(例如哺乳动物细胞、植物细胞、藻细胞、酵母细胞、杂交瘤、微生物)、细胞器(例如细胞核、线粒体)、病毒或朊病毒；所述油相由如上文所限定的含氟溶剂和如上文所限定的表面活性剂组成；所得乳液包含多个液滴，并且每个液滴含有一个细胞或一小组细胞比如最多50个(例如哺乳动物细胞、植物细胞、藻细胞、酵母细胞、杂交瘤、微生物)、细胞器(例如细胞核、线粒体)、病毒或朊病毒；
(ii)在来自步骤(i)的所述液滴内部进行如上文所限定的第一生物过程，其中所述生物过程是细胞增殖、细胞的抗体产生、细胞的抗体分泌、细胞的基因组编辑、细胞的酶分泌、细胞中的酶产生和酶反应；
(iii)在微流体装置中将如上文所限定的液滴分类，包括：a)在所述微流体装置的通道中提供如上文所限定的乳液中的来自步骤(ii)的所述含水液滴的物流；从第一方向照亮所述物流；在第二方向上检测来自在所述液滴内的分析物的光，其中检测光是来自分析物的散射光或荧光；响应于所检测的光或可测量信号将所述液滴分类为多种差异化物流中的一种；
(iv)任选地，在微流体装置中将流体引入到如上文所限定的来自步骤(iii)的所述分类的液滴中，其中所述流体包含至少一种生物分子，其中所述生物分子选自小分子、蛋白质、酶、肽、氨基酸、多糖、寡糖、二糖、单糖、核酸、寡核苷酸、核苷酸、辅因子和细胞溶解试剂；
(v)任选地，在来自步骤(iv)的所述液滴内部进行如上文所限定的第二生物过程，其中所述生物过程是细胞溶解和酶反应，其中在步骤(ii)中由所述细胞分泌所述酶或在所述细胞内部产生所述酶，并且所述酶反应用于将步骤(iv)中的所述生物分子转化成其相应的产物；
(vi)任选地，通过以下步骤使步骤(v)中的所述酶反应猝灭：a)将来自步骤(v)的所述液滴在高温处理一定时间段，其中温度为50℃至98℃，并且所述时间段为10秒至1小时；b)在微流体装置中将流体引入到如上文所限定的来自步骤(v)的所述液滴，其中所述流体包含酸、碱或酶抑制剂；c)在4℃至10℃的温度将来自步骤(v)的所述液滴分类；
(vii)在微流体装置中分割如上文所限定的来自步骤(iii)或(vi)的液滴，包括：a)在所述微流体装置上包括三个微流体通道的微流体接合部的第一微流体通道中提供来自步骤(iii)或(vi)的液滴；和使含水液滴通过所述微流体接合部，由此将所述液滴分割成两个子液滴，第一子液滴在第二微流体通道中，并且第二子液滴在第三微流体通道中；
(viii)在通过微流体电喷雾离子化(即ESI)发射体将所述第一子液滴的内容物蒸发和离子化后，使用质谱(MS)法分析在所述第一子液滴内部的由步骤(iii)或(v)中的所述酶反应产生的产物分子；
(ix)在微流体装置中响应于步骤(viii)中的MS分析结果将对应的第二子液滴分类。
现在将通过以下非限制性实施例和附图描述本发明，其中：
图1示出了在微流体装置的流汇聚接合部通过本发明的表面活性剂稳定的微微液滴(picodroplet)；
图2示出了在微流体装置的出口通过本发明的表面活性剂稳定的相同微微液滴；
图3示出了从收集瓶取出的通过本发明的表面活性剂稳定的样品微微液滴；
图4示出了在流汇聚接合部使用表面活性剂37的CHO培养基微液滴产生(a)，在出口处的微液滴(b)，和从收集瓶取出的样品微液滴(c)；
图5示出了在流汇聚接合部使用表面活性剂37的杂交瘤培养基微液滴产生(a)，在出口处的微液滴(b)，和从收集瓶取出的样品微液滴(c)；
图6示出了(a)在流汇聚装置中，(b)在产生芯片出口处的表面活性剂22的图像，以及(c)储存在100μm的高测量芯片中的图像(a)和(b)中所示的液滴的图像；
图7示出了由如下的成分B(表面活性剂22)在Novec7500中的5重量％溶液制成的微液滴的图像。图像7a：使用60μm×60μm流汇聚装置，在Novec 7500中的5％表面活性剂22、流量700μL/h和杂交瘤介质500μL/h的条件下，产生294pL微液滴的液滴产生。图像7b在图像a的相同条件下但是在产生芯片出口处产生。图像7c示出了储存在100μm的高测量芯片中的在图像a和b中产生的294pL储存的微微液滴；以及
图8示出了由如下的表面活性剂41即Krytox-双-Click表面活性剂(在Novec7500中的1％表面活性剂(w:w)制成的微液滴的图像。图像8a–在油流量2600μL/h、DPBS 333μL/h、体积243.3pL(n＝4)、
77.4μm条件下的液滴产生。图8b示出了储存在100μm的高储存器中的由Krytox-双-Click表面活性剂41(在Novec7500中的1％表面活性剂(w:w)在油流量2600μL/h、DPBS 333μL/h、体积243.3pL(n＝4)、
77.4μm的条件下制成的微液滴。图8c示出了在油流量2000μL/h、DPBS 333μL/h、体积293.5pL(n＝4)、
82.4μm的条件下的Krytox-双-Click表面活性剂41(在Novec7500中的1％表面活性剂(w:w)的微液滴产生。图8d示出了储存在100μm的高储存器中的由Krytox-双-Click表面活性剂41(在Novec7500中的1％表面活性剂(w:w)在油流量2000μL/h、DPBS 333μL/h、体积293.5pL(n＝4)、
82.4μm的条件下制成的微液滴。
实施例
实施例1：其中R为Me的表面活性剂3通过聚合的合成
为了合成表面活性剂3，首先Krytox醇(3a)与烯丙基氯反应。然后将所得中间体3b的双键氧化为1,2-二醇，然后进行从Krytox二醇中间体3c的两个羟基的聚合物扩链。
实施例2：其中R为Me的表面活性剂3通过醚偶联的合成
表面活性剂3也可以由从3-氯-1,2-丙二醇的两个羟基的聚合物扩链开始，然后在碱的存在下进行所得中间体3d和Krytox醇之间的偶联反应来合成。
实施例3：其中R为Me的表面活性剂4通过酰胺偶联的合成
为了合成表面活性剂4，首先将3-氯-1,2-丙二醇转化为3-叠氮基-1,2-丙二醇，然后进行从两个羟基的聚合物扩链。将所得中间体4a的叠氮基还原为氨基。最后，然后将中间体4b与Krytox酰氯偶联，得到表面活性剂4。
实施例4：其中R为Me的表面活性剂11通过酰胺偶联的合成
表面活性剂11的合成由
碱的氨基的Boc保护开始，然后进行从三个羟基的聚合物扩链。在中间体11a的Boc的脱保护后，中间体11b和Krytox酰氯之间的偶联反应生成目标表面活性剂11。
实施例5：其中R为Me的表面活性剂5通过氨基甲酸酯偶联的合成
表面活性剂5通过将中间体4b与氯甲酸4-硝基苯基酯活化的Krytox醇偶联来合成。
实施例6：其中R为Me的表面活性剂8通过偶联的合成
表面活性剂8通过将中间体3d和中间体8a偶联来合成，所述中间体8a通过使Krytox酰氯与1-(2-氨基乙基)哌啶反应来制备。
实施例7：其中R为Me的表面活性剂23通过偶联的合成
表面活性剂23的合成由从2,2-双(溴甲基)-1,3-丙二醇的两个羟基的聚合物扩链开始，得到中间体23a，然后进行与按照以下程序制备的中间体23b的偶联。
N-[3-(二甲基氨基)丙基]Krytox酰胺(23b)的合成
在50℃，在氮气下，在1H内通过导管向3-(二甲基氨基)-1-丙基胺(50.61g，62.3mL，495mmol)在无水THF(60mL)中的搅拌溶液中逐滴加入krytox酰氯(2，192.39g，82.55mmol)在Novec 7500(203mL)中的溶液。在将混合物在50℃在氮气下搅拌48小时后，将混合物冷却至室温，并且通过过滤取出黄色固体，并将其用Novec 7500(30ml)洗涤。每当在分液漏斗中分离底部含氟相时，将滤液与甲醇(4×100mL)一起搅拌。然后将含氟层真空蒸发至干燥，得到为浅黄色油状物的(6)(189.7g，95.9％)。IR(cm-1)：2955.5(bw),2832.0(bw),1729.6(sm)。1H NMR(400MHz，在FC72中的5％C6D12；体积：体积)：9.506(1H,bs,NH),3.493(2H,m,CONHCH2),2.488(2H,t,CH2-NMe2),2.246(6H,s,NMe2),1.692(2H,m,CH2-CH2NMe2)。
实施例8：其中R为Me的表面活性剂27通过偶联的合成
表面活性剂27的合成由从1,4-二溴-2,3-丁二醇的两个羟基的聚合物扩链开始，得到中间体27a，然后进行与按照以上程序制备的中间体23b的偶联。
实施例9：其中R为Me的表面活性剂34通过点击化学的合成
首先，将Krytox酰胺还原为Krytox胺，然后进行与氯甲酸4-硝基苯基酯活化的(1R)-(-)-诺卜醇(nopol)的偶联。然后所得中间体34a进行与中间体4a的点击反应(链接反应，Click reaction)，得到目标表面活性剂34。
实施例10：其中R为Me的表面活性剂36通过点击化学的合成
首先，2,3-二溴-1-丙醇与叠氮化钠反应，得到2,3-二叠氮基-1-丙醇，然后进行聚合物扩链。然后所得中间体36a进行与由Krytox醇制备的Krytox诺卜醇(36b)的点击反应，得到目标表面活性剂36。
实施例11：其中R为Me的表面活性剂35通过点击化学的合成
表面活性剂35的合成由氯甲酸4-硝基苯基酯活化的(1R)-(-)-诺卜醇和中间体11b之间的反应开始。然后所得中间体35a进行与由Krytox醇制备的Krytox叠氮化物(35b)的点击反应，得到目标表面活性剂35。
实施例12：
Krytox-FSL-PEG4-11-叠氮基-1-酰胺的合成
在氮气下，在38℃，通过注射器向Krytox FSL 2,2,2-三氟乙酯(57.26g，23.97mmol)在Novec 7100(58.0mL)中的搅拌溶液中加入11-叠氮基-3,6,9-三氧杂十一烷-1-胺(5.393g，24.71mmol)在无水THF(25.5mL)中的溶液，包括1.5mL用于洗涤。然后在40℃搅拌过夜，其中TLC表明存在大量未反应的胺。通过注射器加入三乙胺(3.512mL，25.2mmol)，并且将块温度(block temperature)升高至60℃。在48小时后，将反应冷却至室温，并且真空蒸发至干燥。将所得油状物溶解于Novec 7500(200mL)中，并且在分液漏斗中用甲醇(4×50mL)进行提取。然后将含氟层真空蒸发，得到浓稠的黄色油状物(69.0g)。IR(cm-1)2115.0(N3),1790.5(C＝O,TFE-酯),1730.62(C＝O，产物)。两种羰基伸缩在强度上大致相同。将一部分原料(20.95g)溶解于Novec 7100(15.0mL)中，并且装载到用Novec 7100预先洗涤的80g Interchim 50μm HC柱体上。然后将柱按如下洗涤：a.Novec 7100(250mL)，b.0.5％MeOH/Novec 7100(250mL)，c.1.0％MeOH/Novec 7100(250mL)，d.1.5％MeOH/Novec7100(250mL)，e.2.0％MeOH/Novec7100(250mL)，f.3.0％MeOH/Novec 7100(250mL)，g.5.0％MeOH/Novec 7100(250mL)，h.10.0％MeOH/Novec 7100(500mL)。将在Novec7100中洗脱的起始材料真空蒸发，得到无色油状物(12.224g)。将后跑出的产物带级分合并，并且真空蒸发，得到为透明油状物的产物(7.317g，12.15％)。IR(cm-1)：2112.3(N3,mBr),(C＝O,1717.15)。NMR(400MHz，在FC-72中的5％C6D12(重量：重量)，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)7.80(1H,s,NH),3.72(14H,s),3.60(2H,s),3.35(2H,s)。
1-(2-(6,6-二甲基二环[3.1.1]庚-2-烯-2-基)乙氧基)-聚(2-甲氧基甲基环氧乙
烷)的聚合
将t-Bu-P4磷腈碱(10.48ml，在己烷中的0.8M，8.4mmol)加入到(1R)-(-)-诺卜醇(1.40g，8.4mmol)的甲苯(40ml)溶液中。逐滴加入甲基缩水甘油醚(19.6g，222.4mmol)，并且将所得混合物在40℃在N2下搅拌2天。将反应用苯甲酸(2.0g)猝灭，减压浓缩，并且重新溶解于THF中。经由通过中性氧化铝、过滤和减压浓缩来纯化产物，得到浅棕色油状物(11.33g)。
Krytox-FSL-PEG4-11-叠氮基-1-酰胺和1-(2-(6,6-二甲基二环[3.1.1]庚-2-烯-
2-基)乙氧基)-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)之间的点击反应
通过注射器并且在氮气气氛下向粗制诺卜醇聚合物(0.93g)在Novec 7500(5.4mL)中的溶液中加入Krytox-FSL-PEG4-11-叠氮基-1-酰胺(1.303g，5.18mmol)在无水DMF(2.0mL)中的溶液。将加热区设定为105℃。在3小时后，TLC(在Novec 7100中的4％MeOH表明所有叠氮化物都已经反应，但是继续在105℃加热过夜。在冷却到室温后，加入Novec7500(20mL)，并且在分液瓶中用甲醇(3×50mL)对溶液进行提取。将含氟相真空蒸发至干燥，得到产物(1.156g)。将一部分原料(1.00g)溶解于Novec 7100(3.0mL)中，并且装载到用Novec 7100预先洗涤的25g Interchim 50μm HC柱体上。然后将柱如下洗涤：a.Novec 7100(100mL)，b.1.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，c.2.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，d.3.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，e.4.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，f.5.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，g.6.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，h.7.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，和i.8.0％MeOH/Novec 7100(100mL)。将极性级分合并，并且真空蒸发，得到为浅黄色油状物的产物(365mg)。5.0％储备溶液通过将该油状物溶解于Novec 7500(6.935g)中来制备，并且用于微液滴产生。
实施例13
2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙二醇
在室温，在氮气下，向固体2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙二醇(24.06g，91.86mmol)中加入叠氮化钠(18.19g，275.6mmol)在水(50mL)中的溶液中，将烧杯中剩余的叠氮化物用水(40.0mL)洗出并且加入到反应中。然后将搅拌溶液在氮气下加热到100℃的块温度，在溶液稍微混浊时，加入额外的水(30.0mL)并将温度升高到105℃。在46小时后，将反应冷却至室温，并且用DCM(3×100mL)进行提取。将合并的有机提取物通过硫酸钠干燥，过滤，并且蒸发，得到为浅黄色油状物的产物(16.24g，95.0％)。NMR(400MHz，CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)3.65(4H,t,CH2-O),3.43(4H,t,CH2-N3),2.60(2H,bs,OH)。
2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚合物
在氮气下，在室温，通过注射器向2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙二醇(200mg，1.075mmol)在无水甲苯(10mL)中的搅拌溶液中加入P4-t-Bu在己烷中的溶液(0.8M，2.68mL，2.15mmol，磷腈碱)。然后，在室温，通过注射器将纯净的2-(甲氧基甲基)环氧乙烷(2.215mL，36.49mmol，34.0mol当量)加入到搅拌溶液中。在48小时后，通过加入固体苯甲酸(0.934g，7.65mmol)将反应猝灭，在溶解后，将反应真空蒸发。将粗制产物溶解于DCM(50mL)中，并且用水(50mL)洗涤，将水相用DCM(2×15mL)进行反提取。将合并的有机相用饱和碳酸氢钠洗涤。然后将有机级分与氨基丙基二氧化硅(1.64g，1.78mmol)一起搅拌十分钟，然后过滤，并且真空蒸发，得到浅黄色油状物(2.985g)。将该油状物溶解于THF(3.0mL)中，并且装载到用THF预先洗涤的氧化铝(34g)的重力柱上。将该柱先用THF(300mL)洗涤，将所述THF真空蒸发，得到黄色油状物(0.722g，IR(cm-1)2101.0(弱，s,N3)。用在THF(250mL)中的10％甲醇洗涤柱，得到粗制产物(1.876g，IR(cm-1)2101.0(中等，s,N3)。
2,2-双(氨基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚合物
向粗制2,2-双(氨基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚合物(0.86g，大约0.27mmol)在甲醇(3.0mL)中的溶液中，加入固体甲酸铵(85mg，1.35mmol)，然后加入锌粉(118mg，1.80mmol)，并且反应在室温在氮气下开始。在20小时后，通过硅藻土过滤出固体，并且将滤液真空蒸发，得到浅黄色油状物(0.731g)。将该油状物溶解到1g SCX柱体上，并且首先用甲醇(15mL)洗脱，然后用在甲醇中的氨(7.0M，15.0mL)洗脱。将甲醇氨级分蒸发，得到绿色油状物(90mg)。
其中R为Me的表面活性剂22的合成
在室温，在氮气下，向2,2-双(氨基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚合物(90mg，28.8mmol)在THF(2.5mL)中的搅拌溶液中，加入N-甲基吗啉(50μL，0.54mmol)。加入Krytox碳酸-4-硝基苯基酯(133mg，71.94μmol，2.5mol当量)在Novec 7100(3.0mL)中的溶液，在加入期间，溶液从绿色变为黄色。然后将块温度升高到40℃并且搅拌大约112小时，然后冷却至室温。将溶液真空蒸发至干燥，然后溶解于Novec 7500(12.0mL)中，并且用甲醇(3×10.0mL)洗涤。将含氟级分真空蒸发，得到为无色油状物的粗制产物(219mg)。IR(cm-1)1779.8(弱，s，未反应的Krytox碳酸酯)和1744.6(中等，s，氨基甲酸酯)。
实施例14：水微微液滴产生
为了产生体积为300-400pL的液滴，使用含有5％(w/w)的实施例12中合成的表面活性剂的含氟油(例如Novec 7500)作为连续的载体油相，同时使用生物化学缓冲溶液作为分散的水相。使用通过聚乙烯管(ID:0.38mm)连接至具有单流汇聚喷嘴(喷嘴尺寸：60×60μm)的PDMS微流体芯片的Cetoni GmbH注射泵注入这两个相。含氟相的典型流量在1000–1500μL/hr的范围内，并且水相的典型流量在500μL/hr保持不变。
附图示出了通过表面活性剂使微微液滴稳定。图1示出了在流汇聚接合部处的液滴产生，并且图2示出了在出口处的液滴。清楚的是，液滴的尺寸相同。图3示出了从收集瓶中取出的样品液滴，其进一步证实了液滴的稳定性。
实施例15：其中R为Me的表面活性剂37的合成
2,3-二叠氮基丙-1-醇的合成
将2,3-二溴丙-1-醇(4.36g，20mmol)加入到NaN3在DMSO中的搅拌溶液(120mL，60mmol)中，并且在75℃搅拌2天。TLC仅显示出1个产物斑点。将反应用水(250mL)猝灭，用二乙醚(3×，150mL)进行提取，用水(2×，150mL)和饱和盐水(150mL)洗涤，并且用硫酸钠(50g)干燥。过滤得到为黄色油状物的产物(2.231g，15.7mmol，79％)。IR(cm-1)3374.8(宽峰，m,OH),2932.8(b,m,CH),2085.0(尖峰，s,N3)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)3.82(3H,m,CH2OH&CHN3),3.45(1H,m,CH2N3),2.00(1H,s,OH)。
1-(2,3-二叠氮基丙氧基)-聚(3-甲氧基环氧丙烷)的合成
将2-(甲氧基甲基)环氧乙烷(8.38g，95.1mmol)加入到2,3-二叠氮基-丙-1-醇(0.51g，3.59mmol)在甲苯(20mL)中的溶液中。逐滴加入Tert-Bu-P4碱(4.49mL，在己烷中的0.8M，3.59mmol)，并且将混合物在室温搅拌6天。将反应用苯甲酸(1.00g)猝灭，并且蒸发，得到粗制油状物(8.183g)。将其通过用THF(100％)洗脱的柱色谱法纯化，得到产物(2.989g)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)3.94(2H，宽s,2H,CH2OH),3.64(宽m,4H),3.56-3.40(m,7.5H),3.39-3.36(m,5H),1.89(2H,s,OH)。
1-(2,3-二氨基丙氧基)-聚(3-甲氧基环氧丙烷)的合成
将1-(2,3-二叠氮基丙氧基)-聚(3-甲氧基环氧丙烷)(2.0g)加入到三苯基膦(1.20g，4.56mmol)在甲醇(50mL)中的搅拌溶液中，并且加热到50℃。将溶液在N2下在50℃搅拌两周。将混合物蒸发并且重新溶解于二氯甲烷(30mL)中。将其用HCl(1.0M，15mL)和盐水(5mL)酸化，用二氯甲烷(2×15mL)洗涤，用NaOH(10M)碱化，并且用二氯甲烷(3×20mL)进行提取。将合并的有机级分通过Na2SO4干燥并且蒸发，得到为黄色/棕色油状物的产物(0.31g)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)3.94(2H,s,CH2O),3.68(26H，宽s),3.55-3.28(60H，宽m),2.80(4H,bm,(NH2)2),0.8(2H，宽s,OH)。
表面活性剂37的合成
将1-(2,3-二氨基丙氧基)-聚(3-甲氧基环氧丙烷)(0.294g，0.639mmol)和4-甲基吗啉(0.21mL，1.1917mmol)在THF(25mL)中的溶液加入到PFPE-CH2OC(O)O-Ph-4-NO2(2.36g，1.278mmol)在Novec 7100(15mL)中的溶液中，并且在N2下在40℃搅拌1周。将反应混合物过滤，蒸发，并且重新溶解于Novec 7100中。然后将溶液洗涤，随后用氨基丙基官能化的二氧化硅(20g，10g和10g)过滤，直到没有黄色残留。将所得溶液蒸发，得到浅黄色油状物(0.765g)，将其通过用2％MeOH/Novec 7100(75mL)、5％MeOH/Novec 7100(50mL)、7％MeOH/Novec 7100(50mL)和10％MeOH/novec 7100(100mL)洗脱的20g二氧化硅(30um)柱色谱法纯化，得到产物(0.667g)。NMR(400MHz，在FC-72中的5％C6D12(重量：重量)，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)4.78(4H，宽m,(Krytox-CH2)2),4.10-3.70(宽m,16H),3.68-3.40(宽m,9.2H),3.39-3.25(宽m,16H)。
微液滴产生
为了产生体积为300-400pL的液滴，使用含有5％(w/w)的实施例15中合成的表面活性剂37的含氟油(例如Novec 7500)作为连续的载体油相，同时使用细胞培养介质作为分散的水相。使用通过聚乙烯管(ID:0.38mm)连接至具有单流汇聚喷嘴(喷嘴尺寸：60×60μm)的PDMS微流体芯片的Cetoni GmbH注射泵注入这两个相。含氟相的典型流量在800–1000μL/hr的范围内，并且水相的典型流量在500μL/hr保持不变。图4和5示出了通过表面活性剂使微液滴稳定。图4示出了在流汇聚接合部的CHO培养基微液滴产生(a)，在出口处的微液滴(b)，和从收集瓶取出的样品微液滴，这证实了微液滴的稳定性。图5示出了在流汇聚接合部的杂交瘤培养基微液滴产生(a)，在出口处的微液滴(b)，和从收集瓶取出的样品微液滴，这证实了微液滴的稳定性。
实施例16：其中R为Me的表面活性剂38的合成
2,3-二叠氮基丁烷-1,4-二醇的合成
将2,3-二溴-1,4-丁二醇(4.96g，20mmol)在水(25mL)中的溶液加入到NaN3(3.90g，60mmol)在水(25mL)中的溶液中，并且在N2下在80℃加热5天。将反应混合物冷却至室温，用氯仿/异丙醇(3:1，4×50mL)洗涤。将合并的有机提取物通过Na2SO4干燥并且蒸发，得到黄色油状物(2.95g，17.2mmol，86％)。
1,4-(2,3-二叠氮基丁氧基)-二聚(3-甲氧基环氧丙烷)的合成
将2-(甲氧基甲基)环氧乙烷(13.57g，154.0mmol)加入到2,3-二叠氮基丁烷-1,4-二醇(1.00g，5.81mmol)在甲苯(50mL)中的溶液中。逐滴加入Tert-Bu-P4碱(7.26mL，5.81mmol)，得到从无色到透明黄色的变化。将反应在室温在N2下搅拌1周。将反应用苯甲酸(1.50g)猝灭，并且蒸发。将粗制油状物通过用THF(100％)洗脱的中性氧化铝的柱色谱法纯化，得到产物(8.389g)。
1,4-(2,3-二氨基丁氧基)-二聚(3-甲氧基环氧丙烷)的合成
将1,4-(2,3-二叠氮基丁氧基)-二聚(3-甲氧基环氧丙烷)(4.0g)加入到三苯基膦(1.20g，4.56mmol)在甲醇(100mL)中的搅拌溶液中。加入水(0.82g，45.6mmol)，并且将溶液加热到50℃，在N2下在50℃搅拌两天。将混合物蒸发并且重新溶解于二氯甲烷(30mL)中。将其用HCl(1.0M，3×15mL)和盐水(5mL)酸化，用二氯甲烷(2×15mL)洗涤，用NaOH(10M)碱化，并且用二氯甲烷(3×20mL)进行提取。将合并的有机级分通过Na2SO4干燥并且蒸发，得到为黄色油状物的产物(1.538g)。
表面活性剂38的合成
将1,4-(2,3-二氨基丁氧基)-二聚(3-甲氧基环氧丙烷)(0.8g，0.735mmol)和4-甲基吗啉(0.22g，2.206mmol)在THF(25mL)中的溶液加入到PFPE-CH2OC(O)O-Ph-4-NO2(2.71g，1.471mmol)在Novec 7100(15mL)中的溶液中，并且在N2下在室温搅拌1周。将反应混合物蒸发并且重新溶解于Novec 7100(50mL)中，然后用2-氨基丙基官能化的二氧化硅(2×20g)洗涤，直到没有黄色残留。将所得溶液蒸发，得到浅黄色油状物(0.43g)，将其通过用2％MeOH/Novec 7100(75mL)、5％MeOH/Novec 7100(50mL)、7％MeOH/Novec 7100(50mL)和10％MeOH/novec 7100(100mL)洗脱的20g二氧化硅(30um)柱色谱法纯化，得到产物。
实施例17：其中R为Me的表面活性剂39的合成
1-(2-(6,6-二甲基二环[3.1.1]庚-2-烯-2-基)乙氧基)-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)的聚合
将t-Bu-P4磷腈碱(10.48ml，在己烷中的0.8M，8.4mmol)加入到(1R)-(-)-诺卜醇(1.40g，8.4mmol)在甲苯(40ml)中的溶液中。逐滴加入甲基缩水甘油醚(19.6g，222.4mmol)，并且将所得混合物在40℃在N2下搅拌2天。将反应用苯甲酸(2.0g)猝灭，减压浓缩，并且重新溶解于THF中。通过穿过中性氧化铝、过滤和减压浓缩来纯化产物，得到浅棕色油状物(11.33g)。
备选方法
向(1R)-(-)-诺卜醇(0.181g，1.09mmol)在甲苯(2.6ml)中的溶液中，加入2-(甲氧基甲基)缩水甘油(0.959g，10.89mmol)，然后加入三氟甲磺酸铝(0.0181g，3.817×10-5mol)在二
烷(0.31mL)中的溶液，并且将溶液在75℃的加热块(heating block)上温热。在18小时后，将反应混合物冷却至室温，得到淡棕色油状物(1.011g)，并且将其在中性氧化铝(12g)上过柱并且用THF洗脱。将级分1-3合并，并且蒸发至干燥，得到浅黄色油状物(0.198g)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)5.107(0.39H,m，诺卜醇＝C-H，少数同分异构体),5.022(0.61H,m，诺卜醇＝C-H，多数同分异构体),4.35-4.22(m,1H),4.12(m,1H),3.956-3.71(m,5H),3.67-3.40(m,8H),3.395-3.383(m,OMe,14.6H,n＝4.86),2.10-1.80(m,3.0H),1.776(1H,s,OH),1.73-1.51(m,3H),1.292-1.09(m,4H),1.07-0.95(m,4H),0.85-0.80(m,2H)。
Krytox-FSL-PEG4-11-叠氮基-1-酰胺的合成
在氮气下，在38℃，通过注射器向Krytox FSL 2,2,2-三氟乙酯(57.26g，23.97mmol)在Novec 7100(58.0mL)中的搅拌溶液中加入11-叠氮基-3,6,9-三氧杂十一烷-1-胺(5.393g，24.71mmol)在无水THF(25.5mL)中的溶液，包括1.5mL用于洗涤。然后在40℃搅拌过夜，其中TLC表明仍存在一些未反应的胺。通过注射器加入三乙胺(3.512mL，25.2mmol)，并且将块温度升高至60℃。在48小时后，将反应冷却至室温，并且真空蒸发至干燥。将所得油状物溶解于Novec 7500(200mL)中，并且在分液漏斗中用甲醇(4×50mL)进行提取。然后将含氟层真空蒸发，得到浓稠的黄色油状物(69.0g)。IR(cm-1)2115.0(N3),1790.5(C＝O,TFE-酯),1730.62(C＝O，产物)。两种羰基伸缩在强度上大致相同。将一部分原料(20.95g)溶解于Novec7100(15.0mL)中，并且装载到用Novec 7100预先洗涤的80gInterchim 50μm HC柱体上。然后将柱按如下洗涤：a.Novec 7100(250mL)，b.0.5％MeOH/Novec 7100(250mL)，c.1.0％MeOH/Novec 7100(250mL)，d.1.5％MeOH/Novec 7100(250mL)，e.2.0％MeOH/Novec 7100(250mL)，f.3.0％MeOH/Novec 7100(250mL)，g.5.0％MeOH/Novec 7100(250mL)，h.10.0％MeOH/Novec 7100(500mL)。将在Novec 7100中洗脱的起始材料真空蒸发，得到无色油状物(12.224g)。将后跑出的产物带级分合并，并且真空蒸发，得到为透明油状物的产物(7.317g，12.15％)。IR(cm-1)：2112.3(N3,mBr),(C＝O,1717.15)。NMR(400MHz，在FC-72中的5％C6D12(重量：重量)，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)7.80(1H,s,NH),3.72(14H,s),3.60(2H,s),3.35(2H,s)。
备选程序
在氮气下，在室温，通过注射器向Krytox FSL酰氯(24.46g，12.25mmol，IR1806.7cm-1)在Novec 7500(50.0mL)中的溶液中加入11-叠氮基-3,6,9-三氧杂十一烷-1-胺(2.674g，12.25mmol)在无水1,4-二
烷(20.0mL，加5.0mL洗涤液)中的溶液。然后在40℃搅拌过夜，其中TLC表明仍存在一些未反应的胺。向所得溶液中加入PS-哌啶(3.0-4.0mmol/g，5.249g)，并且将反应温度升高到75℃并搅拌72小时。将反应冷却至室温，并且通过过滤去除聚苯乙烯珠，将反应烧瓶和珠用Novec 7500(2×40mL)洗涤。将滤液与甲醇(30mL)一起摇动，并且将底部含氟层分离并真空蒸发为Krytox甲酯(30.5％)和所需Krytox-FSL-PEG4-11-叠氮基-1-酰胺(26.36g)的混合物，这通过质子NMR判断。％)。IR(cm-1)：2109.9(N3),1785.7(CO2Me),1723.0(CONH)。
表面活性剂39的合成：
Krytox-FSL-PEG4-11-叠氮基-1-酰胺和1-(2-(6,6-二甲基二环[3.1.1]庚-2-烯-2-基)乙氧基)-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)之间的点击反应
通过注射器并且在氮气气氛下，向粗制诺卜醇聚合物(0.93g)在Novec 7500(5.4mL)中的溶液中加入Krytox-FSL-PEG4-11-叠氮基-1-酰胺(1.303g，5.18mmol)在无水DMF(2.0mL)中的溶液。将加热块设定为105℃。在3小时后，TLC(在Novec 7100中的4％MeOH表明所有叠氮化物都已经反应，但是继续在105℃加热过夜。在冷却到室温后，加入Novec7500(20mL)，并且在分液瓶中用甲醇(3×50mL)对溶液进行提取。将含氟相真空蒸发至干燥，得到产物(1.156g)。将一部分原料(1.00g)溶解于Novec 7100(3.0mL)中，并且装载到用Novec 7100预先洗涤的25g Interchim 50μm HC柱体上。然后将柱按如下洗涤：a.Novec7100(100mL)，b.1.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，c.2.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，d.3.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，e.4.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，f.5.0％MeOH/Novec7100(100mL)，g.6.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，h.7.0％MeOH/Novec 7100(100mL)，和i.8.0％MeOH/Novec 7100(100mL)。将极性级分合并，并且真空蒸发，得到为浅黄色油状物的产物(365mg)。5.0％储备溶液通过将该油状物溶解于Novec 7500(6.935g)中来制备，并且用于微液滴产生。
实施例18：其中R为Me的表面活性剂40的合成
2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙二醇
在室温，在氮气下，向固体2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙二醇(24.06g，91.86mmol)中加入叠氮化钠(18.19g，275.6mmol)在水(50mL)中的溶液，将烧杯中剩余的叠氮化物用水(40.0mL)洗出并且加入到反应中。然后将搅拌溶液在氮气下加热到100℃的块温度，在溶液稍微混浊时，加入额外的水(30.0mL)并将温度升高到105℃。在46小时后，将反应冷却至室温，并且用DCM(3×100mL)进行提取。将合并的有机提取物通过硫酸钠干燥，过滤，并且蒸发，得到为浅黄色油状物的产物(16.24g，95.0％)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)3.65(4H,s,CH2-O),3.43(4H,s,CH2-N3),2.60(2H,bs,OH)。
2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)
在氮气下，在室温，向2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙二醇(200mg，1.075mmol)在无水甲苯(10mL)中的搅拌溶液中，通过注射器加入P4-t-Bu在己烷中的溶液(0.8M，2.68mL，2.15mmol，磷腈碱)。然后，在室温，通过注射器将纯净的2-(甲氧基甲基)环氧乙烷(2.215mL，36.49mmol，34.0mol当量)加入到搅拌溶液中。在48小时后，通过加入固体苯甲酸(0.934g，7.65mmol)将反应猝灭，在溶解后，将反应真空蒸发。将粗制产物溶解于DCM(50mL)中，并且用水(50mL)洗涤，将水相用DCM(2×15mL)进行反提取。将合并的有机相用饱和碳酸氢钠洗涤。然后将有机级分与氨基丙基二氧化硅(1.64g，1.78mmol)一起搅拌十分钟，然后过滤，并且真空蒸发，得到浅黄色油状物(2.985g)。将该油状物溶解于THF(3.0mL)中，并且装载到用THF预先洗涤的氧化铝(34g)的重力柱上。将柱先用THF(300mL)洗涤，将所述THF真空蒸发，得到黄色油状物(0.722g，IR(cm-1)2101.0(弱，s,N3)。用在THF(250mL)中的10％甲醇洗涤柱得到粗制产物(1.876g，IR(cm-1)2101.0(中等，s,N3)。
2,2-双(氨基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)
向粗制2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)(2.564g，大约1.74mmol)在甲醇(35.0mL)中的溶液中，加入三苯基膦(0.913g，3.48mmol)。然后加入水(0.626mL)，并且将加热块升温至77℃，并且将其搅拌19小时。将溶液蒸发至干燥，得到油状固体(3.325g)，将其溶解于DCM中并且用2.0M HCl(1×10mL)和(1×20mL)洗涤。将合并的酸层用氢氧化钠(10M，10.62mL)中和，并且用DCM(3×20mL)进行提取。将合并的有机级分通过硫酸钠干燥，过滤，并且蒸发，得到浅黄色油状物(1.132g)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)3.95(宽的单峰),3.8-3.40(宽的多重峰),3.378(-OMe，宽的单峰)。
备选方法
在氮气下，在室温，向2,2-双(叠氮基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)(0.86g，大约0.27mmol)(在中性氧化铝上过柱的)在甲醇(3.0mL)中的搅拌溶液中首先加入甲酸铵(固体，85.2mg，1.35mmol)，然后加入锌粉(<10μm，110mg，1.68mmol)。将粗制反应混合物通过硅藻土过滤，并且用甲醇洗涤，并且将滤液真空蒸发，得到浅黄色油状物(0.731g)。将粗制油状物在先用甲醇然后用在甲醇中的氨(7M,15mL)洗脱的1g SCX柱体上纯化，将其真空浓缩，得到绿色油状物(90mg)。
表面活性剂40–2,2-双(krytox甲酰胺基-甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)
在氮气下，向粗制2,2-双(氨基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)(0.705g)在二
烷(无水，17.5mL)中的搅拌溶液中，加入PS-哌啶(0.652g，大约3.5mmol/g)。然后通过注射器加入Krytox酰氯(3.416g)在Novec7500(15.0mL，加2.5mL洗涤液)中的溶液。将铝块温度升高到80℃，并且搅拌大约60小时。然后将反应混合物冷却至室温，过滤，并且将滤液转移到分液漏斗中。将下部含氟层与二
烷层分离，并且用甲醇(25mL)进行一次提取。将含氟层分离并且蒸发至干燥，得到浅黄色油状物(3.456g)。IR(cm-1)1790.7(弱，s，CO，酯)和1738.9(弱，尖峰，CO，酰胺)。将粗制材料在二氧化硅柱体(25g)上过柱，并且用在Novec7100中的1％甲醇至在Novec7100中的15％甲醇逐步洗脱。将后跑出的级分蒸发，得到棕色油状物(0.54g)，IR(cm-1)3369.8(弱，b,-OH),2891.3(强，br,CH),1699.6(强，s，CO，酰胺)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)5.35(宽的多重峰，NH),3.82(s,CH2O),3.77(s,CH2O),3.72(s,CH2O),3.72(s,CH2O),3.7-3.5(宽的多重峰，CHO),3.46(s,OMe),3.45-3.10(宽的多重峰，CHO)。样品含有P4-t-Bu杂质。
实施例19：其中R为Me的表面活性剂22的备选合成
在室温，在氮气下，向氯甲酸4-硝基苯基酯(25.24g，125.22mmol)在THF(54.5mL)中的搅拌溶液中，通过注射器加入Novec7100(32.0mL)。然后通过注射器将Krytox醇(52.63g，31.3mmol)的溶液加入到Novec7100(15.0mL)和THF(24.5mL)的混合物中。最后，通过注射器加入吡啶(5.1mL，62.6mmol)在Novec7100(4.0mL)和THF(6.5mL)的混合物中的溶液，于是立即开始从溶液中沉淀出白色固体。然后将反应升温至40℃，并且搅拌48小时。将反应冷却至室温，并且通过硅藻土过滤，并且将床用Novec7100(50mL)洗涤。将滤液真空蒸发并且溶解于Novec7100:FC72(1:1，体积：体积，200mL)中，于是开始形成沉淀物。在1小时后，将溶液通过硅藻土过滤，并且将床用少量FC72(30mL)洗涤。将滤液真空浓缩，并且重新溶解于FC72(180mL)中，并且静置过夜。最后，将溶液通过硅藻土过滤，并且蒸发至干燥，得到无色油状物(54.88g，95.0％)。NMR(400MHz，在FC-72中的5％C6D12(重量：重量)，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)8.21(2H,d，芳族),7.30(2H,d，芳族),4.80(2H,m,CH2)。
在氮气下，在室温，向粗制2,2-双(氨基甲基)-1,3-丙烷-二-O-聚合物(1.072g，大约0.87mmol)在THF(无水，12.5mL)中的搅拌溶液中，通过注射器加入N-甲基吗啉(0.48mL，4.35mmol)。然后，通过注射器将Krytox碳酸4-硝基苯基酯(3.53g，19.15mmol)的溶液加入到Novec 7100(14.0mL，加1.0ml洗涤液)中，并且将加热块设定为42℃，并且搅拌48小时。将反应冷却至室温，并且真空蒸发至干燥，得到油状物，将该油状物用THF(2×20mL)洗涤，并且倾析除去残留物。将残留物溶解于Novec7500(50mL)中，并且用甲醇(1×50mL和2×30mL)进行提取。将含氟相真空浓缩，得到深色油状物(4.54g)。在搅拌下将该油状物溶解于Novec7100(50mL)中，并且加入氨基丙基二氧化硅(2.52g，1.78mml/g)，并且搅拌30分钟。将混合物过滤，并且将二氧化硅用少量Novec7100(10mL)洗涤。将滤液用氨基丙基二氧化硅(2.52g，1.78mml/g)再处理两次，并且在30分钟后，将溶液过滤，并且将二氧化硅用少量Novec7100(10mL)洗涤。在第三次过滤之后，将滤液在低真空下浓缩。将所得油状物溶解于Novec7100(4.0mL)中，并且装载到填充在Novec7100中的二氧化硅柱体(25g，SIHC，Interchim)上。运行从Novec7100到7100中的15％甲醇的梯度，收集50mL级分。将级分12和13合并，并且真空浓缩，得到淡棕色油状物，即级分A(0.84g)。IR(cm-1)1737.9(Krytox-CH2C＝O，氨基甲酸酯)。NMR(400MHz，在FC-72中的5％C6D12(重量：重量)，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)5.47(4H,s,Krytox-CH2),5.05(6H,s),4.78(12H,m),4.00-3.48(68H,m),3.47-3.25(47.5H,bs,OMe)。将级分14-18真空浓缩，得到淡棕色油状物，即级分B(0.685g)。IR(cm-1)1768.3(Krytox-CH2O，碳酸酯)。NMR 400MHz，在FC-72中的5％C6D12(重量：重量)，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)5.45(4H,s,Krytox-CH2O),5.05(10H,s)4.75(25H,s),4.00-3.48(96H),3.47-3.28(100H,bs,OMe)。图6a和6b示出了由级分B在Novec7500中的5重量％溶液制成的微液滴。图像6a：使用60μm×60μm流汇聚装置，在Novec 7500中的5％表面活性剂22、流量700μL/h和CHO介质500μL/h的条件下，产生308pL微液滴的液滴产生。图像6b在图像a的相同条件下但是在产生芯片出口处产生。图像6c示出了储存在100μm的高测量芯片中的在图像A和B中产生的308pL储存的微微液滴。
图7a和7b示出了由级分B在Novec7500中的5重量％溶液制成的微液滴。图像7a：使用60μm×60μm流汇聚装置，在Novec 7500中的5％表面活性剂22、流量700μL/h和杂交瘤介质500μL/h的条件下，产生294pL微液滴的液滴产生。图像7b在图像a的相同条件下但是在产生芯片出口处产生。图像7c示出了储存在100μm的高测量芯片中的在图像a和b中产生的294pL储存的微微液滴。
实施例20
在氮气下，在室温，向Krytox酰氯(12.893g，5.54mmol)在Novec7100中的搅拌溶液中加入二炔丙基酰胺(0.60mL，5.81mmol)在无水THF(4.0mL，加1.00mL洗涤液)中的溶液，其中开始形成微细白色沉淀物。最后，加入三乙胺(1.16mL，8.30mmol)在无水THF(4.0mL)中的溶液，并且将溶液升温至55℃。在20小时后，将反应冷却至室温，并通过硅藻土过滤，并用Novec7100(20mL)洗涤，并且将滤液真空蒸发至干燥，得到淡棕色油状物(13.009g，98.5％)。IR(cm-1)3320.2(弱，CH),1697.3(中等，s,CO)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)(4H,dt,N(CH2)2),2.08(2H,d,CH)。
1-叠氮基-3-甲氧基-丙-2-醇&2-叠氮基-3-甲氧基-丙-1-醇
在室温，在氮气下，向四正丁基叠氮化铵(5.245g，18.44mmol)在1,2-DME(74.0mL)中的搅拌溶液中，通过注射器加入2-(甲氧基甲基)环氧乙烷(1.547g，17.56mmol)在1,2-DME(无水，9.0mL加1.0mL洗涤液)中的溶液。最后，加入三氟甲磺酸铝(10mM，1.756mmol)在1,2-DME中的溶液，并且将加热块温度升高到65℃。将反应搅拌48小时，然后冷却至室温。将粗制反应混合物冷却至室温，并且真空浓缩，得到黄色油状物(7.60g)。最后，使用己烷中的乙酸乙酯梯度的多重色谱法得到为浅黄色油状物的所需不含四正丁基铵盐的非对映异构体混合物(0.798g，34.9％)。IR(cm-1)3421.3(OH,bm),2927.7(CH,bm),2094.0(N3,ss)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)3.94(1H,m,CH-OH),3.55-3.42(2H,m,CH2OMe),3.40(3H,s,OMe),3.38-3.32(2H,m,CH2-N3),2.46(1H,s,OH)。
1-叠氮基-3-甲氧基-丙烷-2-O-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)
在室温，在氮气下，向四正丁基叠氮化铵(1.493mmol，0.25M)在1,2-DME(5.97mL)中的搅拌溶液中，通过注射器加入2-(甲氧基甲基)环氧乙烷(1.973g，22.40mmol)在1,2-DME(无水，4.0mL加1.0mL洗涤液)中的溶液。最后，加入三氟甲磺酸铝(10mM，44.8μmol，4.48mL)在1,2-DME中的溶液，并且将加热块温度升高到75℃。将反应搅拌48小时，然后冷却至室温。将粗制反应混合物冷却至室温，并且真空浓缩，得到黄色油状物(2.1g)。在40g二氧化硅主体(SIHC，Interchim)上使用己烷中的乙酸乙酯的纯化得到为浅黄色油状物的所需叠氮基-聚合物(0.473g，33.7％，n＝10.2，mw 941，使用内标)。IR(cm-1)3460.0(OH,bm),2877.7(CH,bm),2097.2(N3,ss)。NMR(400MHz,CDCl3，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)4.03-3.93(1H,m,CH-OH),3.77-3.54(6H,m,CH2OMe),3.53-3.42(12.5H,s,OMe),3.38-3.32(2H,m,CH2-N3),1.96(1H,s,OH)。
Krytox-双-Click表面活性剂41
在氮气下，在36℃，向1-叠氮基-3-甲氧基-丙烷-2-O-聚(2-甲氧基甲基环氧乙烷)(0.257g，Mn 836，0.307mmol)在叔丁醇(2.70mL)中的搅拌溶液中，加入Krytox二炔丙基酰胺(1.10g，0.4611mmol)在Novec7100(5.0mL)中的溶液。然后，通过移液管加入乙酸铜(II)：THPTA(1:1，各自为9.357μmol)在叔丁醇：水(5:1，体积：体积，0.783mL)中的溶液。第二天早上，将反应冷却至室温，并且真空蒸发至干燥，得到蓝色/绿色油状物(1.294g)，将该油状物溶解于Novec7100中，并且在25g二氧化硅柱体(SiHC，Interchim)上纯化，并且用100％Novec7100至在Novec7100中的12％MeOH的梯度进行洗脱。将较后跑出的级分合并，得到双-1,4-三唑表面活性剂(0.884g)。NMR400MHz,在FC-72中的5％C6D12(重量：重量)，含有0.04％TMS作为内标，Δ(ppm)8.08(2H，宽m,(三唑-H5)2),5.40-4.26(5H，宽m),4.25-3.90(3H，宽m),3.90-3.15(25H，宽m,OMe),1.37(1H，宽m,OH),0.85(1H，宽m,OH)。
图8a示出了在油流量2600μL/h、DPBS 333μL/h、体积243.3pL(n＝4)、
77.4μm的条件下的Krytox-双-Click表面活性剂(在Novec7500中的1％表面活性剂(w:w)的微液滴产生。图8b示出了储存在100μm的高储存器中的由Krytox-双-Click表面活性剂(在Novec7500中的1％表面活性剂(w:w)在油流量2600μL/h、DPBS 333μL/h、体积243.3pL(n＝4)、
77.4μm的条件下制成的微液滴。图8c示出了在油流量2000μL/h、DPBS 333μL/h、体积293.5pL(n＝4)、
82.4μm的条件下的Krytox-双-Click表面活性剂(在Novec7500中的1％表面活性剂(w:w)的微液滴产生。图8d示出了储存在100μm的高储存器中的由Krytox-双-Click表面活性剂(在Novec7500中的1％表面活性剂(w:w)在油流量2000μL/h、DPBS 333μL/h、体积293.5pL(n＝4)、
的条件下制成的微液滴。
Claims (40)
1.一种式(I)的表面活性剂：
(A)m-X-(B)n (I)
其中
X为连接基团；
各A独立地为氟碳化合物或全氟聚醚；
各B独立地为
其中a为3至50的整数，并且各R独立地为C1-6烷基、CH2CH2OC1-6烷基或CH2CH(CH3)OC1-6烷基；
m为1至10的整数；并且
n为1至10的整数。
2.根据权利要求1所述的表面活性剂，所述表面活性剂为星形表面活性剂，优选地星形聚合物表面活性剂。
3.根据权利要求1或2所述的表面活性剂，其中n与m的和大于2。
4.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中n与m的和为3至10的整数。
5.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中n与m的和为3、4、5、6或7，优选地n与m的和为3或4。
6.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中a为3至24、优选地4至20的整数。
7.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中各R为C1-6烷基，优选地甲基。
8.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中n为1至6的整数。
9.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中m为1、2或3，优选地1或2。
10.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中m为1且n为2或3，或者m为2且n为1或2。
11.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中至少一个A为全氟聚醚并且优选地每个A为全氟聚醚。
12.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中所述全氟聚醚包含下式的重复单元：
-[CF(CF3)CF2O]b-，
其中b为正整数，优选地1至100。
13.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中所述连接基团包括选自以下各项的基团：-C(O)NH-、-C(O)NMe-、-NHC(O)-、-NMeC(O)-、-C(O)S-、-SC(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-OC(O)NH-、-OC(O)NMe-、-O-、-S-、-NHC(O)NH-、-NMeC(O)NH-、-NHC(O)NMe-、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-、-SO2NH-、-NHSO2-、-NHSO2-C6H4-O-和-O-C6H4-SO2NH-，优选地包括选自以下各项的基团：-C(O)NH-、-C(O)NMe-、-NHC(O)-、-NMeC(O)-、-OC(O)NH-、-C(O)O-、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和-O-。
14.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中所述连接基团包括带电基团，优选地带正电的基团。
15.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中所述连接基团包括选自以下各项的基团：
其中
R1和R2独立地选自H和C1-6烷基，优选地甲基；并且
W-为反荷离子。
16.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中所述连接基团包含杂环。
17.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中所述连接基团包括C1-6亚烷基，或由C1-6亚烷基组成。
18.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中所述连接基团包括选自以下各项的基团：
其中
各p独立地为0或1至6的整数；
各q独立地为0或1至6的整数；
各r独立地为1至6的整数；
s为1至6的整数，优选为1或2，仍更优选1；
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；
各U独立地为杂环；并且
各Y独立地选自
其中W、R1和R2如权利要求15中所限定。
19.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中所述连接基团包括式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)或(IIId)的基团，优选地包括式(IIIb)、(IIIc)或(IIId)的基团：
其中
p为0或1；
q为0、1或2，优选为0或1；并且
Z选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；
或者连接基团包括式(IIIe)、(IIIf)或(IIIg)、优选地(IIIf)或(IIIg)的基团：
其中
p为0或1；
q为0、1或2，优选为0或1；
r为1至6的整数，优选为1、2或3；
Z选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；
Y选自
其中W、R1和R2如权利要求15中所限定；
或者连接基团包括式(IIIh)、(IIIi)或(IIIj)、优选地(IIIi)或(IIIj)的基团：
其中
p为0或1；
q为0、1或2，优选为0或1；
r为1至6的整数，优选为1、2或3；
Z选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；并且
U为杂环；
或者连接基团包括式(IIIk)的基团：
其中
各p为0或1；
各q为0、1或2，优选为0或1；并且
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；
或者连接基团包括式(IIIl)或(IIIm)的基团：
其中
各p为0或1；
各q为0、1或2，优选为0或1；
各r为1至6的整数，优选为1、2或3；
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；
各U为杂环；并且
各Y独立地选自：
其中W、R1和R2如权利要求15中所限定；
或者连接基团包括式(IIIn)的基团：
其中
各p为0或1；
各q为0、1或2，优选为0或1；
各r为1至6的整数；
s为1至6的整数；优选为1、2或3；
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O；并且
各Y独立地选自：
其中W、R1和R2如权利要求15中所限定。
20.根据权利要求1至17中任一项所述的表面活性剂，其中所述连接基团包括式(IIIo-q)的基团：
其中
各p独立地为0或1至6的整数；
各q独立地为0或1至6的整数；并且
各Z独立地选自C(O)NH、C(O)NMe、NHC(O)、NMeC(O)、OC(O)NH、C(O)O、-NHC(O)O-、-NMeC(O)O-和O。
21.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，其中所述连接基团的不包括氢原子和卤素原子以及在侧基或支链基团上的任何原子在内的主链结构中的原子数与所述基团A和B的不包括氢原子和卤素原子以及在侧基或支链基团上的任何原子在内的主链结构中的总原子数的比率为1∶2至1∶500，更优选1∶3至1∶100，并且仍更优选1∶5至1∶50。
22.根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂，所述表面活性剂选自由以下各项组成的组：
23.一种用于制备根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂的方法，所述方法包括：
使式(II)的化合物
(A)m-X-(OH)n (II)
其中
X为连接基团；
各A独立地为氟碳化合物或全氟聚醚；
m为1至10的整数；
n为1至10的整数；
与式(III)的化合物反应
其中各R独立地为C1-6烷基、CH2CH2OC1-6烷基或CH2CH(CH3)OC1-6烷基。
24.一种用于制备根据任一项前述权利要求所述的表面活性剂的方法，所述方法包括：使包含(A)m的化合物与包含(B)n的化合物反应，其中所述反应是偶联反应，并且在所述(A)m和所述(B)n之间形成连接体X。
25.一种包含根据权利要求1至21中任一项所述的式(I)的表面活性剂的组合物，优选地乳液。
26.权利要求1至21中任一项所限定的化合物作为表面活性剂的用途。
27.权利要求1至21中任一项所限定的式(I)的表面活性剂在乳液制备中的用途。
28.一种制备根据权利要求24所述的乳液的方法，所述方法包括：
(i)提供水相；
(ii)提供油相，优选地提供含氟油相；和
(iii)将所述水相、所述油相和如上文所限定的式(I)的表面活性剂混合以形成所述乳液。
29.一种方法，所述方法包括：在权利要求24所述的乳液的不连续水相中进行一个或多个化学和/或生物反应、和/或生物过程。
30.一种用于在微流体装置中将液滴分类的方法，所述方法包括：
(i)在所述微流体装置的通道中提供根据权利要求24所述的乳液中的含水液滴的物流；
(ii)从第一方向照亮所述物流；
(iii)在第二方向上检测来自在所述液滴内的分析物的光；和
(iv)响应于所检测的光或可测量信号将所述液滴分类为多种差异化物流中的一种。
31.一种在微流体装置中使液滴聚结的方法，所述方法包括：
(i)在所述微流体装置的通道中提供根据权利要求24所述的乳液中的至少两个含水液滴；和
(ii)将所述含水液滴暴露于电场，由此使所述至少两个含水液滴聚结为单个液滴。
32.一种在微流体装置中将流体引入到液滴中的方法，所述方法包括：
(i)在所述微流体装置的通道中提供根据权利要求24所述的乳液中的含水液滴；和
(ii)使所述含水液滴与流体的物流接触，由此将所述流体引入到所述含水液滴中。
33.一种在微流体装置中分割液滴的方法，所述方法包括：
(i)提供包括微流体接合部的微流体装置，所述微流体接合部包括第一微流体通道、第二微流体通道和第三微流体通道；
(ii)在所述第一微流体通道中提供根据权利要求24所述的乳液中的含水液滴；和
(iii)使所述含水液滴通过所述微流体接合部，由此将所述含水液滴分割成至少第一子液滴和第二子液滴，所述第一子液滴在所述第二微流体通道中，并且所述第二子液滴在所述第三微流体通道中。
34.一种在微流体装置中分配根据权利要求24所述的乳液的液滴的方法，所述方法包括：
将如上文所限定的乳液的液滴从液滴进料管线接收到液滴出口管线中；
通过将加压分配流体提供到所述液滴出口管线中将液滴通过液滴出口从所述液滴出口管线排出；
在未将加压分配流体提供到液滴出口管线中时，将液滴从液滴出口管线接收到废料管线中；和
通过在液滴出口管线上游提供加压分配流体来保护在所述液滴出口管线上游的液滴。
35.一种在微流体装置中分配根据权利要求24所述的乳液的液滴的方法，所述方法包括：
将如上文所限定的乳液的液滴从液滴进料管线接收到液滴出口管线中；
通过将加压分配流体提供到所述液滴出口管线中，从而将液滴通过液滴出口从所述液滴出口管线射出；
在未将加压分配流体提供到液滴出口管线中时，将液滴接收到废料管线中；和
在将加压分配流体提供到液滴出口管线中时，将流体注入到所述废料管线中。
36.一种在微流体装置中将液滴分类的方法，所述方法包括：
(i)提供包括微流体接合部的微流体装置，所述微流体接合部包括第一微流体通道、第二微流体通道和第三微流体通道；
(ii)在所述第一微流体通道中提供根据权利要求24所述的乳液中的含水液滴；
(iii)使所述含水液滴通过所述微流体接合部，由此将所述含水液滴分割成至少第一子液滴和第二子液滴，所述第一子液滴在所述第二微流体通道中，并且所述第二子液滴在所述第三微流体通道中；
(iv)通过质谱法检测所述第一子液滴；和
(v)响应于对所述第一子液滴进行的质谱法将所述第二子液滴分类为多种差异化物流中的一种。
37.一种从流体提取分子的方法，所述方法包括：
(i)将根据权利要求24所述的式(I)的表面活性剂溶解于二氧化碳中以形成二氧化碳/式(I)的表面活性剂的混合物；
(ii)将包含所述分子的流体加入到所述二氧化碳/式(I)的表面活性剂的混合物中，由此将所述分子从所述流体提取到所述二氧化碳中。
38.根据权利要求1至21中任一项所述的式(I)的表面活性剂在载体流体(例如含氟油)中用于在液滴处理期间的液滴分隔的用途。
39.根据权利要求1至21中任一项所述的式(I)的表面活性剂在微流体通道或装置中，在更大流体装置、容器或槽中的分子隔离中，或者在具有控制微流体通道或装置的相关软件的自动化装置中的用途。
40.根据权利要求24所述的乳液在微流体通道或装置中或者在具有控制微流体通道或装置的相关软件的自动化装置中的用途。
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