CN117813553A - 可固化树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
紫外线可固化的树脂组合物的示例包括预定质量比的第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和第二取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体，其中该第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和该第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是不同的，并且其中该预定质量比在约3:7至约7:3的范围内；作为第一引发剂的双‑(4‑甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐；第二引发剂，该第二引发剂选自由自由基引发剂和除双‑(4‑甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以外的阳离子引发剂组成的组；表面添加剂；和溶剂。
Description
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背景技术
纳米压印技术实现了纳米结构的经济而有效的生产。纳米压印光刻通过具有纳米结构的印模而采用材料的直接机械变形。在印模处于适当位置的同时将材料固化以锁定材料中纳米结构的形状。
纳米压印光刻已经用于制造图案化基底，这些基底可用于各种应用中。一些图案化基底包括流体通道和离散的凹入部。这些图案化基底可被构建到流通池中。在一些流通池中，将活性表面化学物质引入到离散的凹入部中，而包围离散的凹入部的间隙区域保持惰性。这些流通池可能特别可用于检测和评估各种各样的分子(例如，DNA)、分子家族、基因表达水平或单核苷酸多态性。
发明内容
本文公开了几种树脂组合物，这些树脂组合物适用于纳米压印光刻。用树脂组合物的示例生成的固化树脂
在暴露于范围为约375nm至约500nm的紫色或蓝色激发波长时可在感兴趣的荧光检测波长处不表现出自体荧光或表现出低自体荧光。在没有自体荧光或低自体荧光的情况下，固化树脂对背景荧光没有贡献或贡献最小。背景强度的降低增加信噪比(SNR)，这使得能够容易地分辨荧光检测波长处的信号。因此，固化树脂组合物和所得固化树脂可特别适用于多种基于荧光的生物分析应用，诸如DNA测序，固定化蛋白质、细胞或酶结合分子的检测，药物筛选，毒性测试等。
附图说明
通过参考以下具体实施方式和附图，本公开的示例的特征将变得显而易见，其中类似的附图标号对应于类似但可能不相同的部件。为了简洁起见，具有先前描述的功能的附图标号或特征可结合或可不结合它们出现的其他附图来描述。
图1A至图1E是一起描绘方法的示例的示意性透视图，其中图1A示出基底，图1B示出沉积在图1A的基底上的树脂组合物的纳米压印，图1C示出由图1B中示出的纳米压印形成的固化的图案化树脂，图1D示出沉积在图1C的固化的图案化树脂的凹入部中的聚合物水凝胶，并且图1E示出接枝到图1D的固化的图案化树脂的凹入部中的聚合物水凝胶的引物；
图2是沿着图1E的流通池表面的线2-2截取的示意性横截面图；
图3是描绘固化的比较例树脂和含有不同引发剂组合的环氧基固化示例树脂在405nm激发波长处的根据FilterArea(使用所选收集频带的积分荧光强度(AU)，Y轴)的自体荧光数据(在紫色、蓝色和绿色通道中)的图表；
图4是描绘一些含有不同引发剂组合的环氧基固化示例树脂的固化时间(秒，Y轴)的图表；并且
图5是描绘含有不同引发剂组合的环氧基固化示例树脂在2990cm-1处的经校正的红外(IR)强度(Y轴)的图表。
具体实施方式
一些图案化的生物医学系统，诸如流通池，包括固化树脂组合物，该固化树脂组合物具有在其中形成的离散的凹入部(或孔)或沟槽。为了形成凹入部或沟槽，可使用诸如纳米压印光刻(NIL)的各种技术来压印树脂组合物(固化前)。
利用纳米压印光刻，将树脂组合物(包括可聚合的多官能单体)沉积在基底上。沉积的树脂组合物用压印设备(例如，工作印模或模板)图案化，将其压在树脂表面上。树脂组合物变形以填充压印设备图案。当压印设备仍与树脂组合物接触时，通过暴露于光或热引发树脂组合物的聚合，并且使树脂固化。在树脂组合物充分交联使其不再能够流动之后，将压印设备从表面剥离，留下经过压印的树脂表面。当纳米压印成功时，压印设备的特征部被转移到固化树脂上。然后这些特征部(例如，凹入部或沟槽)可以用表面化学功能化，使得能够进行基于荧光的测序、分析物检测等。
当特征部具有低间距(即，从一个特征部的中心到直接相邻的特征部的中心的间隔(中心间隔)或从一个特征部的右边缘或左边缘到直接相邻的特征部的右边缘或左边缘的间隔(边缘间隔)小于500nm)时，使用紫色或蓝色成像来达到期望的信号分辨率。作为示例，紫色波长照明对于间距范围为约250nm至约350nm的特征部来说可能是尤其期望的；而蓝色波长照明对于间距范围为约300nm至约500nm的特征部来说可能是尤其期望的。紫光和蓝光的波长范围为约375nm至500nm，这些波长非常接近许多紫外(UV)光源的发射波长(例如，365nm)。分子的发射光谱是它们吸收光谱的镜像，通常向更高波长偏移几十纳米(斯托克斯位移)。因此，许多在固化波长(例如，UV)下吸收并分解生成反应性物质的引发剂也会生成当暴露于紫光和/或蓝光时发射的副产物。这些副产物可导致固化树脂在感兴趣的激发波长(例如，范围为约375nm至约450nm的紫色激发波长，或范围为约450nm至约500nm的蓝色激发波长)下表现出不期望的自体荧光水平。
当在基于荧光的生物分析应用中进行成像时(例如，当对已经掺入到测序期间在特征部中形成的单独的新生链中的核苷酸的光学标记进行成像时)，来自固化树脂的荧光可能会增加背景噪声。增加的背景噪声可能会降低信噪比(SNR)，使得更难以分辨各个特征部内的信号。
本文公开的树脂组合物的示例当暴露于范围为约375nm至约500nm的紫色或蓝色激发波长时，表现出低自体荧光或无自体荧光。
树脂组合物的示例包括两种不同的环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体、作为第一引发剂的双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐和选自由自由基引发剂和除双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以外的阳离子引发剂组成的组的第二引发剂的混合物。还已经发现这种引发剂组合会提高这些示例树脂组合物的固化速率，也不增加自体荧光。
如本文所提到的，当暴露于紫色和蓝色激发波长时，固化树脂组合物的示例表现出非常低的自体荧光或没有自体荧光。如本文所用，紫色激发波长包括约375nm至约450nm，并且蓝色激发波长包括约450nm至约500nm。在另一个示例中，紫色激发波长的范围为约375nm至约415nm，而蓝色激发波长的范围为约450nm至约465nm。固化树脂组合物的示例还可具有最小的紫色和蓝色发射。还如本文所用，紫色发射波长包括约415nm至约455nm，并且蓝色发射波长包括约480nm至约525nm。
在一些情况下，将固化树脂组合物描述为当暴露于紫色激发波长和/或蓝色激发波长时没有荧光(光发射)。无荧光或无自体荧光意味着荧光水平低于阈值检测极限。在其他情况下，固化树脂组合物当暴露于紫色激发波长和/或蓝色激发波长时，发荧光(发光)。在这些情况下，术语“低自体荧光”可以意指(当暴露于紫色激发波长和/或蓝色激发波长时固化树脂的)发射水平高于阈值检测极限，但是足够低而被认为是噪声，并且该噪声不干扰感兴趣的信号的鉴别。在一个示例中，自体荧光水平使得信噪比(SNR)足够高，使得可在测序期间分辨来自单个簇的信号。
应当理解，就对自体荧光(AF)定量而言，对“低”或“低水平”的定义可根据用于测量自体荧光的工具和/或用于提供激发辐射的灯而变化。在本文阐述的示例中，使用一个或多个参考点来定义相对AF水平。作为一个示例，参考水平是0.7mm厚的EAGLE玻璃(CEXG)的AF水平和环氧多面体低聚倍半硅氧烷树脂的AF水平，并且“低AF”可相对于CEXG输出和具有紫色或蓝色激光激发的环氧树脂输出来定义。如果树脂的自体荧光小于CEXG输出与环氧树脂输出之差的一半，则该树脂可具有低AF。输出的数值(以任意单位)在相对意义上是相关的，因为它可以取决于被测量的材料、被测量的激发和发射频带、激发光的强度等。
本文公开的树脂组合物的示例当暴露于相对短的固化时间(例如，60秒或更短，诸如30秒、20秒等)时，还表现出树脂组合物中单体或聚合物的期望固化程度(例如，聚合和/或交联水平)。固化不够的树脂不会完全玻璃化并且可表现出回流，这可体现于图案化区域中的不良且不受控制的凹入部形状。另外，固化不足的树脂可具有低硬度值，这会增加材料对下游加工的敏感性。2990cm-1处的傅里叶变换红外光谱(FTIR)强度可用于监测本文公开的环氧树脂组合物的固化程度。例如，可以相对于2925cm-1处的参考峰强度来监测2990cm-1处的归一化强度。较高的固化程度对应于在给定峰处较低的强度或校正强度。
定义
应当理解，除非另外指明，否则本文所用的术语将理解为具有其在相关领域中的普通含义。除了上述术语“无自体荧光”和“低自体荧光”之外，本文还使用了几个其他术语。这些另外的术语的含义如下所述。
除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代。
术语包含、包括、容纳和这些术语的各种形式彼此同义，并且意在是同样宽泛的。
术语顶部、底部、下部、上部、上、相邻等在本文中用于描述流通池和/或流通池的各个部件。应当理解，这些方向术语并非意在暗示特定取向，而是用于指定部件之间的相对取向。方向术语的使用不应被解释为将本文所公开的示例限制于任何特定取向。
术语第一、第二等也并非意在暗示特定的取向或顺序，而是用于将一个部件与另一个部件区分开来。
应当理解，本文提供的范围包括规定范围和规定范围内的任何值或子范围，如同此类值或子范围被明确列举一样。例如，约400nm至约1μm(1000nm)的范围应被解释为不仅包括明确列举的约400nm至约1μm的限值，而且包括单个值，诸如约708nm、约945.5nm等，以及子范围，诸如约425nm至约825nm、约550nm至约940nm等。另外，当利用“约”和/或“基本上”来描述值时，它们意在涵盖与该值的微小变化(高达+/-10％)。
“丙烯酰胺”是具有以下结构的官能团：其中每个H可以另选地是烷基、烷基氨基、烷基酰氨基、烷基硫基、芳基、二醇以及它们任选取代的变体。包含丙烯酰胺官能团的单体的示例包括叠氮基乙酰氨基戊基丙烯酰胺：/>和N-异丙基丙烯酰胺：/>可使用其他丙烯酰胺单体，本文阐述了其中的一些示例。
酯的示例))。
如本文所用，“醛”是包含具有结构-CHO的官能团的有机化合物，其包括羰基中心(即，碳以双键键合到氧)，其中碳原子也键合到氢和R基团，诸如烷基或其他侧链。醛的通式结构是：
如本文所用，“烷基”是指完全饱和(即，不包含双键和三键)的直链或支链烃链。烷基基团可具有1至20个碳原子。典型的烷基基团包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等。作为示例，名称“C1-C4烷基”指示烷基链中存在一至四个碳原子，即烷基链选自由甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基组成的组。烷基可为取代的或未取代的。取代的烷基的示例是卤代烷基或被卤素取代的烷基。
如本文所用，“烷基氨基”是指其中氢原子中的一个或多个氢原子被氨基基团替代的烷基基团，其中氨基基团是指-NRaRb基团，其中Ra和Rb各自独立地选自C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C7碳环、C6-C10芳基、5-10元杂芳基和5-10元杂环。
如本文所用，“烷基酰氨基”是指其中一个或多个氢原子被C-酰氨基基团或N-酰氨基基团替代的烷基基团。“C-酰氨基”基团是指“-C(＝O)N(RaRb)”基团，其中Ra和Rb可独立地选自烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、芳基、杂芳基、杂环基、芳烷基或(杂脂环族)烷基。“N-酰氨基”基团是指“RC(＝O)N(Ra)-”基团，其中R和Ra可独立地选自烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、芳基、杂芳基、杂环基、芳烷基或(杂脂环族)烷基。任何烷基酰氨基可为取代的或未取代的。
如本文所用，“烷硫基”是指RS-，其中R为烷基。烷硫基可为取代的或未取代的。
如本文所用，“烯烃”或“烯基”是指包含一个或多个双键的直链或支链烃链。烯基基团可具有2至20个碳原子。示例性烯基基团包括乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基等。
如本文所用，“炔烃”或“炔基”是指包含一个或多个三键的直链或支链烃链。炔基基团可具有2至20个碳原子。
“胺”或“氨基”官能团是指-NRaRb基团，其中Ra和Rb各自独立地选自氢(例如，C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C7碳环、C6-C10芳基、5-10元杂芳基和5-10元杂环，如本文所定义。
如本文所用，“芳烷基”和“芳基(烷基)”是指作为取代基经由低级亚烷基基团连接的芳基基团。芳烷基的低级亚烷基和芳基基团可为取代的或未取代的。示例包括但不限于苄基、2-苯基烷基、3-苯基烷基和萘基烷基。
术语“芳基”是指在环主链中仅包含碳的芳族环或环系(即，共用两个相邻碳原子的两个或更多个稠环)。当芳基为环系时，该环系中的每个环均为芳族的。芳基基团可具有6至18个碳原子。芳基基团的示例包括苯基、萘基、薁基和蒽基。任何芳基可为在环主链中具有至少一个杂原子(即，除碳之外的元素(例如，氮、氧、硫等))的杂芳基。
如本文所用，术语“附接”是指两个事物直接或间接地彼此接合、紧固、粘附、连接或结合的状态。例如，核酸可通过共价键或非共价键附接到聚合物水凝胶。共价键的特征在于原子之间共享电子对。非共价键是不涉及共享电子对的物理键，并且可包括例如氢键、离子键、范德华力、亲水相互作用和疏水相互作用。
“叠氮化物”或“叠氮基”官能团是指-N3。
如本文所用，“碳环基”意味着在环系主链中仅含有碳原子的非芳族环状环或环系。当碳环基为环系时，两个或更多个环可以以稠合、桥接或螺接的方式接合在一起。碳环基可具有任何饱和度，前提条件是环系中的至少一个环不是芳族的。因此，碳环基包括环烷基、环烯基和环炔基。碳环基团可具有3至20个碳原子。碳环基环的示例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环己烯基、2,3-二氢-茚、双环[2.2.2]辛烷基、金刚烷基和螺[4.4]壬烷基。任何碳环可为在环主链中具有至少一个杂原子的杂环。
如本文所用，“环烷基”是指完全饱和(无双键或三键)的单环或多环烃环系。当由两个或更多个环构成时，这些环可以稠合方式接合在一起。环烷基基团可在环中包含3至10个原子。在一些示例中，环烷基基团可在环中包含3至8个原子。环烷基基团可以是未取代的或取代的。示例性环烷基基团包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基。
如本文所用，“环烯基”或“环烯烃”是指具有至少一个双键的碳环或环系，其中该环系中没有环是芳族的。示例包括环己烯基或环己烯以及降冰片烯基或降冰片烯。
如本文所用，“环炔基”或“环炔烃”是指具有至少一个三键的碳环或环系，其中该环系中没有环是芳族的。一个示例为环辛炔。另一个示例为双环壬炔。又一个示例为二苯并环辛炔(DBCO)。
如本文所用，术语“沉积”是指任何合适的施加技术，其可为手动的或自动的，并且在一些情况下，导致表面特性的改性。可使用气相沉积技术、涂覆技术、接枝技术等进行沉积。一些具体示例包括化学气相沉积(CVD)、喷涂(例如，超声喷涂)、旋涂、厚涂或浸涂、刮涂刀涂覆、搅打分配、流动通过涂覆(flow through coating)、气溶胶印刷、丝网印刷、微接触印刷、喷墨印刷等。
如本文所用，术语“凹入部”是指图案化树脂中的离散凹面特征部，该离散凹面特征部具有至少部分地被固化树脂的间隙区域包围的表面开口。凹入部可以在其表面中的开口处具有多种形状中的任一种，包括例如圆形、椭圆形、正方形、多边形、星形(具有任何数量的顶点)等。与该表面正交截取的凹入部的横截面可以为弯曲的、正方形、多边形、双曲线形、圆锥形、角形等。凹入部也可具有更为复杂的构造，诸如隆起、台阶特征部等。凹入部是可以使用纳米压印光刻形成的特征部的一个示例。此类特征部的另一个示例是沟槽/槽。
当参考项目的集合使用时，术语“每个”旨在识别集合中的单个项目，但不一定是指集合中的每个项目。如果明确公开或上下文另有明确规定，则可能会出现例外情况。
如本文所用的术语“环氧基”是指
“FilterArea”是使用所选收集频带(收集滤波器)的积分荧光强度(AU)，其中选择波长以匹配测序成像波长(紫色：418-550nm，蓝色：482-525nm，绿色：575-625nm)。
如本文所用，术语“流通池”旨在表示具有其中可进行反应的流动通道、用于将试剂递送到流动通道的入口以及用于从流动通道中移除试剂的出口的容器。在一些示例中，流通池使得能够检测在该流通池中发生的反应。例如，流通池可包括允许对流动通道内的阵列、光学标记分子等进行光学检测的一个或多个透明表面。
如本文所用，“流动通道”或“通道”可为限定在两个粘结部件之间的区域，该区域可选择性地接纳液体样品。在本文公开的示例中，流动通道可限定在图案化基底与盖之间，因此可与限定在图案化基底或树脂中的一个或多个凹入部流体连通。流动通道也可限定在粘结在一起的两个图案化基底表面之间。
如本文所用，“杂脂环族”或“杂脂环”是指三元、四元、五元、六元、七元、八元、九元、十元、至多18元的单环、双环和三环环系，其中碳原子连同1个至5个杂原子一起构成所述环系。杂脂环族环系可任选地含有一个或多个不饱和键，这些不饱和键的位置使得完全离域的π电子体系不会出现在所有环中。杂原子独立地选自氧、硫和氮。杂脂环族环系还可含有一个或多个羰基或硫代羰基官能团，以便使该定义包括氧代体系和硫代体系，诸如内酰胺、内酯、环状酰亚胺、环状硫代酰亚胺和环状氨基甲酸酯。这些环可以稠合方式接合在一起。另外，杂脂环族中的任何氮可被季铵化。杂脂环或杂脂环族基团可以是未取代的或取代的。此类“杂脂环族”或“杂脂环”基团的示例包括1,3-二噁英、1,3-二噁烷、1,4-二噁烷、1,2-二氧杂环戊烷、1,3-二氧杂环戊烷、1,4-二氧杂环戊烷、1,3-氧硫杂环戊烷、1,4-氧硫杂环己二烯、1,3-氧硫杂环戊烷、1,3-二硫杂环戊二烯、1,3-二硫杂环戊烷、1,4-氧硫杂环己烷、四氢-1,4-噻嗪、2H-1,2-噁嗪、马来酰亚胺、琥珀酰亚胺、巴比妥酸、硫代巴比妥酸、二氧代哌嗪、乙内酰脲、二氢尿嘧啶、三噁烷、六氢-1,3,5-三嗪、咪唑啉、咪唑烷、异噁唑啉、异噁唑烷、噁唑啉、噁唑烷、噁唑烷酮、噻唑啉、噻唑烷、吗啉、环氧乙烷、哌啶N-氧化物、哌啶、哌嗪、吡咯烷、吡咯烷酮、pyrrolidione、4-哌啶酮、吡唑啉、吡唑烷、2-氧代吡咯烷、四氢吡喃、4H-吡喃、四氢噻喃、硫代吗啉、硫代吗啉亚砜、硫代吗啉砜，以及它们的苯并稠合类似物(例如，苯并咪唑啉酮、四氢喹啉、3,4-亚甲基二氧苯基)。
“(杂脂环族)烷基”是指经由低级亚烷基基团连接作为取代基的杂环或杂脂环族基团。低级亚烷基和杂环或(杂脂环族)烷基的杂环可以是取代的或未取代的。示例包括但不限于(四氢-2H-吡喃-4-基)甲基、(哌啶-4-基)乙基、(哌啶-4-基)丙基、(四氢-2H-噻喃-4-基)甲基和(1,3-噻嗪烷-4-基)甲基。
如本文所用，“杂芳基”是指在环主链中含有一个或多个杂原子(即，除碳之外的元素，包括但不限于氮(N)、氧(O)和硫(S))的芳族环或环系(即，共用两个相邻原子的两个或更多个稠环)。当杂芳基是环系时，该环系中的每个环均是芳族的。杂芳基基团可具有5-18个环成员。
如本文所用，“杂环”意指在环主链中含有至少一个杂原子的非芳族环状环或环系。杂环可以稠合、桥接或螺接的方式接合在一起。杂环可具有任何饱和度，前提条件是环系中的至少一个环不是芳族的。在环系中，杂原子可存在于非芳族环或芳族环中。杂环基团可具有3至20个环成员(即，构成环主链的原子数，包括碳原子和杂原子)。在一些示例中，杂原子是O、N或S。
如本文所用，术语“肼”或“肼基”是指-NHNH2基团。
如本文所用，如本文所用的术语“腙”或“腙基”是指基团，其中Ra和Rb各自独立地选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-7碳环基、C6-10芳基、5-10元杂芳基和5-10元杂环基，如本文所定义。
如本文所用，“羟基”是指-OH基团。
如本文所用，“引发剂”是在吸收辐射或热时或在暴露于自由基时经历反应从而产生反应性物质的分子。引发剂能够引发或催化导致制剂的溶解度和/或物理特性变化的化学反应。“阳离子引发剂”或“光酸产生剂”(PAG)是在暴露于辐射或自由基时变为酸性的分子。PAG通常不可逆地经历质子光解离。“自由基引发剂”是在暴露于辐射或热时产生自由基物质并促进自由基反应的分子。
如本文所用，术语“间隙区域”是指(例如，固化的图案化树脂的)表面上的分开凹入部或其他特征部的区域。例如，间隙区域可将阵列的一个特征部与阵列的另一个特征部分开。彼此分开的两个特征部可为离散的，即彼此缺乏物理接触。在另一个示例中，间隙区域可将特征部的第一部分与特征部的第二部分分开。在许多示例中，间隙区域是连续的，而特征部是离散的，例如，就像限定在其他连续表面中的多个凹入部的情况一样。在其他示例中，间隙区域和特征部是离散的，例如，由相应间隙区域分开的多个沟槽的情况就是如此。由间隙区域提供的分离可以是部分分离或完全分离。间隙区域可具有与特征部的表面材料不同的表面材料。例如，阵列的特征部可具有量或浓度超过存在于间隙区域处的量或浓度的聚合物水凝胶和引物。在一些示例中，聚合物水凝胶和引物可存在于凹入部或沟槽中，并且可不存在于间隙区域中。
如本文所用，“腈氧化物”意指“RaC≡N+O-”基团，其中Ra在本文定义。制备腈氧化物的示例包括通过用氯酰胺-T处理或通过碱基在酰亚胺氯[RC(Cl)＝NOH]上的作用或通过羟胺与醛之间的反应由醛肟原位生成。
如本文所用，“硝酮”是指基团，其中R1、R2和R3可以是本文定义的Ra基团和Rb基团中的任一者。
如本文所用，“核苷酸”包括含氮杂环碱基、糖以及一个或多个磷酸基团。核苷酸是核酸序列的单体单元。在RNA(核糖核酸)中，糖是核糖，并且在DNA(脱氧核糖核酸)中，糖是脱氧核糖，即在核糖中缺少存在于2'位置处的羟基基团的糖。含氮杂环碱基(即，核碱基)可为嘌呤碱基或嘧啶碱基。嘌呤碱基包括腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)以及它们的经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)以及它们的经修饰的衍生物或类似物。脱氧核糖的C-1原子与嘧啶的N-1或嘌呤的N-9键合。核酸类似物可具有改变的磷酸主链、糖或核碱基中的任一者。核酸类似物的示例包括例如通用碱基或磷酸-糖主链类似物，诸如肽核酸(PNA)。
如本文所用，“引物”被定义为单链核酸序列(例如，单链DNA)。可被称为扩增引物的一些引物用作模板扩增和簇生成的起点。可被称为测序引物的其他引物用作DNA合成的起点。引物的5'端可被修饰以允许与聚合物水凝胶的官能团进行偶联反应。引物长度可以是任何数目的碱基长度并且可包含多种非天然核苷酸。在一个示例中，测序引物为短链，范围为10至60个碱基，或20至40个碱基。
术语“树脂组合物”是指本文阐述的任何单体混合物。树脂组合物还可包含一种或多种如本文所定义的引发剂、表面添加剂和溶剂。
如本文所用，“间隔层”是指将两个部件粘结在一起的材料。在一些示例中，间隔层可以是有助于粘结的辐射吸收材料，或者可与有助于粘结的辐射吸收材料接触。间隔层可存在于粘结区域中，例如，将粘结到另一种材料的基底上的区域，作为示例，该另一种材料可为间隔层、盖、另一个基底等或它们的组合(例如，间隔层和盖)。形成于粘结区域处的粘结可为化学粘结(如上所述)或机械粘结(例如，使用紧固件等)。
“硫醇”官能团是指-SH。
如本文所用，术语“四嗪”和“四嗪基”是指包含四个氮原子的六元杂芳基基团。四嗪可为任选取代的。
如本文所用，“四唑”是指包含四个氮原子的五元杂环基团。四唑可为任选取代的。
术语“紫外线可固化”意指通过暴露于紫外线(即，波长范围为约280nm至约400nm的辐射)来引发树脂组合物的聚合或聚合和交联。
基于环氧基的树脂组合物
本文公开的示例树脂组合物是紫外线可固化的基于环氧基的树脂组合物。在一些示例中，紫外线可固化的树脂组合物包含以下或由以下组成：预定质量比的第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和第二取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体，其中该第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和该第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是不同的，并且其中该预定质量比在约3:7至约7:3的范围内；作为第一引发剂的双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐；第二引发剂，所述第二引发剂选自由自由基引发剂和除双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以外的阳离子引发剂组成的组；表面添加剂；和溶剂。当该树脂组合物由所列组分组成时，应理解其不包括任何其他组分。
在任何基于环氧基的树脂组合物中，使用两种不同的环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体。如本文所用，术语“多面体低聚倍半硅氧烷”是指作为二氧化硅(SiO2)和有机硅(R2SiO)之间的杂交中间体(例如RSiO1.5)的化学组合物。一些多面体低聚倍半硅氧烷可以以从Hybrid Plastics商购获得。多面体低聚倍半硅氧烷的示例可以是如Kehagias等人在Microelectronic Engineering第86卷(2009年)第776-778页中所述的，该文献以引用方式全文并入。在一个示例中，组合物为具有化学式[RSiO3/2]n的有机硅化合物，其中R基团可以是相同或不同的，只要R基团中的一者是环氧基即可。示例R基团包括环氧基、叠氮化物/叠氮基、硫醇、聚(乙二醇)、降冰片烯、四嗪、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，或另外例如烷基、芳基、烷氧基和/或卤代烷基基团。
在一个示例中，第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是环氧环己基乙基聚倍半硅氧烷：并且第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是缩水甘油基聚倍半硅氧烷：/>在任何基于环氧基的树脂组合物中，第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体与第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体的预定质量比在3:7至约7:3的范围内。在一个示例中，第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体的质量比为1.5:1。
在任何基于环氧基的树脂组合物中，基于树脂组合物中的总固体，环氧基单体的组合的总量范围为约61质量％至小于100质量％。环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体的总量取决于树脂组合物中存在的其他固体，例如表面添加剂和引发剂。在一个示例中，环氧基单体占树脂组合物中总固体的约67质量％至约90质量％。
表面添加剂可调整基于环氧基的树脂组合物的表面张力，这可提高树脂从压印设备(例如，工作印模)的可脱离性，提高树脂组合物的可涂覆性、促进薄膜稳定性和/或提高流平性。表面添加剂的示例包括聚丙烯酸酯聚合物(诸如可购自BYK的)。基于基于环氧基的树脂组合物的总质量，表面添加剂的量可为3质量％或更少。
基于环氧基的树脂组合物的任何示例还可包含溶剂。可添加溶剂以实现用于施加树脂组合物的沉积技术的所需粘度。树脂组合物粘度(例如，在引入溶剂之后)的示例范围为约1.75mPa至约2.2mPa(在25℃下测量)。如果需要，粘度可以更高或更低。合适的溶剂的示例包括丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、甲苯、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)等。在一些示例中，溶剂为PGMEA。基于环氧基的树脂组合物的总固体浓度的范围可以为约15质量％至约60质量％(基于树脂组合物的总质量)，并且溶剂的量的范围可以为约40质量％至约85质量％(基于树脂组合物的质量)。总固体的上限可以更高，这取决于固体组分在所选溶剂中的相应溶解度。在一些示例中，固体含量为约30％或更少。
基于环氧基的树脂组合物包含特定的光引发剂包，该光引发剂包包括作为第一(阳离子)引发剂的双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐和第二引发剂，其中该第二引发剂是自由基引发剂或除双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以外的阳离子引发剂。
当使用双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐和自由基引发剂的组合时，由自由基引发剂产生的自由基与双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐(其为阳离子引发剂/光酸产生剂)反应，双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐分解产生超强酸，超强酸继而引发环氧基单体的聚合和交联。据信，双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐和所选择的自由基引发剂不经历分子内相互作用，该分子内相互作用在感兴趣的紫色和/或蓝色激发波长中导致不期望的自体荧光。
当第二引发剂是自由基引发剂时，该自由基引发剂选自由以下各项组成的组：1,1,2,2-四苯基-1,2-乙二醇：
丙酮酸乙酯：/>4-氰基-4-(苯基硫代羰基硫基)戊酸：/>以及乙基-3-甲基-2-氧代丁酸酯：/>
当使用双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐和另一种阳离子引发剂的组合时，光酸产生剂的组合具有令人惊讶的协同效应，协同效应显著地且合意地改变固化程度，例如在相对短的时间段内降低在2990cm-1处的校正强度。据信，阳离子引发剂中的一种或两种表现为超酸产生剂和自由基引发剂。
当第二引发剂是阳离子引发剂时，该阳离子引发剂选自由以下各项组成的组：双[4-(叔丁基)苯基]碘鎓
四(九氟叔丁氧基)铝酸盐：和三(4-((4-乙酰基苯基)硫基)苯基)锍四(全氟苯基)硼酸盐(PAG 290)：
，其中R为/>
在基于环氧基的树脂组合物的示例中，双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐基于该树脂组合物的总固体含量，以范围为约3质量％至约10质量％的量存在；并且第二引发剂基于该树脂组合物的总固体含量，以范围为约1质量％至约26质量％的量存在。在一个示例中，双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以范围为约4质量％至约5质量％的量存在，并且第二引发剂以范围为约2质量％至约26质量％的量存在。
如以上所提到的，基于环氧基的树脂的任何示例都是紫外线可固化的。在一个示例中，可以使用365nm UV光源来固化树脂组合物的该示例。
用于制备本文公开的基于环氧基的树脂组合物的任何示例的方法的示例包括以范围为3:7至约7:3的质量比混合第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体，将引发剂和表面添加剂添加到混合物中，并用溶剂溶解混合物。
流通池和方法
本文所公开的树脂组合物的任何示例可用于形成流通池。可以使用纳米压印光刻使树脂组合物图案化以产生流通池的特征部。在图1A至图1C中示意性地示出了图案化方法的示例。所得的流通池表面(图2所示)包括基底以及基底上的固化的图案化树脂，该固化的图案化树脂包括由间隙区域分开的凹入部，并且固化的图案化树脂已经由本文所公开的树脂组合物的示例形成。该方法的一些示例还包括针对诸如测序的特定应用将凹入部官能化。在图1D和图1E中示出了凹入部的官能化的示例。
图1A示出了基底12，并且图1B示出了沉积在基底12上的树脂组合物10的示例。
合适的基底12的示例包括：环氧硅氧烷、玻璃、改性的或官能化的玻璃、塑料(包括丙烯酸、聚苯乙烯以及苯乙烯和其他材料的共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚氨酯、聚四氟乙烯(诸如得自Chemours的)、环烯烃/环烯烃聚合物(COP)(诸如得自Zeon的)、聚酰亚胺等)、尼龙(聚酰胺)、陶瓷/陶瓷氧化物、二氧化硅、熔融的二氧化硅或基于二氧化硅的材料、硅酸铝、硅和改性的硅(例如，硼掺杂的p+硅)、氮化硅(Si3N4)、氧化硅(SiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)或其他氧化钽(TaOx)、氧化铪(HfO2)、碳、金属等。基底12也可为玻璃或硅，在表面处具有氧化钽或另一种陶瓷氧化物的涂层。
基底12的一些示例可具有附接到其上的表面结合的硅烷，其可与树脂组合物组分反应，以将固化树脂组合物10'附接到基底12。该表面结合的硅烷是附着力促进剂。环氧附着力促进剂的示例是降冰片烯硅烷，诸如[(5-双环[2.2.1]庚-2-烯基)乙基]三甲氧基硅烷。
在一个示例中，基底12可以是直径范围为约2mm至约300mm(例如，约200mm至约300mm)的圆形片、面板、晶片、裸片等，或者可以是最大尺寸高达约10英尺(约3米)的矩形片、面板、晶片、裸片等。作为一个示例，裸片的宽度范围可为约0.1mm至约10mm。虽然已经提供了示例性尺寸，但是应当理解，基底12可以具有任何合适的尺寸。
树脂组合物10可以是本文所述的基于环氧基的树脂组合物的任何示例。树脂组合物10可使用可为手动或自动的任何合适的施加技术沉积在基底12上。作为示例，树脂组合物10的沉积可使用气相沉积技术、涂覆技术、接枝技术等来执行。一些具体示例包括化学气相沉积(CVD)、喷涂(例如，超声喷涂)、旋涂、厚涂或浸涂、刮涂刀涂覆、搅打分配、气溶胶印刷、丝网印刷、微接触印刷、喷墨印刷等。在一个示例中，使用旋涂。
然后使用任何合适的图案化技术对所沉积的树脂组合物10进行图案化。在图1B所示的示例中，使用纳米压印光刻来对树脂组合物10进行图案化。在沉积树脂组合物10之后，可对该树脂组合物进行软烘烤以去除过量的溶剂和/或改善树脂组合物/基底的附着力。当执行时，软烘烤可在沉积树脂组合物10之后并在将工作印模14定位在该树脂组合物中之前，并且在约50℃至约150℃范围内的相对低的温度下进行大于0秒至约3分钟的时间。在一个示例中，软烘烤时间在约30秒至约2.5分钟的范围内。
如图1B所示，将纳米压印光刻压印设备14(例如，模具或工作印模)压靠或滚压在树脂组合物10的层上，以在树脂组合物10上产生压痕。压印设备14包括将转移到树脂组合物10的期望的图案的模板。因此，树脂组合物10通过工作印模14的突出部16而凹陷或穿孔。突出部16是要在树脂组合物10中形成的凹入部或其他特征部的复制阴模。然后可在工作印模14处于适当位置的情况下将树脂组合物10固化。
对于本文所公开的树脂组合物10，固化可通过将纳米压印的沉积的树脂组合物10以合适的能量剂量(例如，范围为约0.5J至约10J)在入射光中暴露60秒或更短的时间来实现。入射光可为光化辐射，诸如紫外线(UV)辐射。在一个示例中，所发射的大部分UV辐射可具有约365nm的波长。
在本文公开的示例中，光能暴露引发树脂组合物10中单体的聚合和交联。在本文所阐述的树脂组合物10的有效的固化程度的情况下，入射光暴露时间可为60秒或更短的时间。在一些情况下，入射光暴露时间可为30秒或更短的时间。在另外的其他情况下，入射光暴露时间可为约20秒。固化过程可包括单个UV暴露阶段或单个加热事件。
在固化之后，可以移除压印设备14。在释放压印设备14之后，在树脂组合物10中限定形貌特征部，例如凹入部18。在其中限定有凹入部18的树脂组合物10被称为固化的图案化树脂10'(图1C所示)。
至少部分地由于本文公开的树脂组合物10的有效光聚合，本文公开的方法可能不涉及固化后硬烘烤步骤以便获得良好固化的膜。在一些情况下，可能期望进行固化后硬烘烤。应理解，在硬烘烤(如果进行的话)之前剥离/分离工作印模14，例如使得工作印模14不会粘结到固化的图案化树脂组合物10'。硬烘烤的持续时间可在约100℃至约300℃的温度范围内持续约5秒至约10分钟。例如，可进行硬烘烤以从固化的图案化树脂组合物10'中去除残余溶剂，以进一步聚合一些树脂组合物材料(并因此提高固化程度)，改善附着力和/或机械特性，和/或进一步降低自体荧光。本文阐述的任何加热装置均可用于硬烤。
固化的图案化树脂10'的化学组成取决于所使用的树脂组合物10。
如图1C所示，固化的图案化树脂10'包括限定在其中的凹入部18和将相邻的凹入部18分开的间隙区域20。在本文所公开的示例中，凹入部18利用聚合物水凝胶22(图1D和图1E)和引物24、26(图1E和图2)进行官能化，而间隙区域20的部分可用于粘结，但在其上将不具有聚合物水凝胶22或引物24、26。
可设想凹入部18的许多不同的布局，包括规则的、重复的和不规则的图案。在一个示例中，凹入部18设置在六边形网格中，以实现紧密的堆积和改进的密度。其他布局可包括例如矩形布局(例如，线槽或沟槽)、三角形布局等。在一些示例中，布局或图案可为呈行和列形式的凹入部18的x-y格式。在一些其他示例中，布局或图案可为凹入部18和/或间隙区域20的重复布置。在另外的其他示例中，布局或图案可为凹入部18和/或间隙区域20的随机布置。图案可包括条、漩涡、线、三角形、矩形、圆形、弧形、格纹、格子、对角线、箭头、方形和/或交叉影线。在一个示例中，如图1C所示，凹入部18是以行和列排列的孔。
凹入部18的布局或图案可相对于限定区域中的凹入部18的密度(即，凹入部18的数量)来表征。例如，凹入部18可以大约2百万个/mm2的密度存在。可将密度调整为不同的密度，包括例如至少约100个/mm2、约1,000个/mm2、约10万个/mm2、约1百万个/mm2、约2百万个/mm2、约5百万个/mm2、约1千万个/mm2、约5千万个/mm2或更大或更小的密度。还应当理解，固化的图案化树脂10'中的凹入部18的密度可介于选自上述范围的下限值中的一个值与上限值中的一个值之间。作为示例，高密度阵列可被表征为具有分开小于约100nm的凹入部18，中等密度阵列可被表征为具有分开约400nm至约1μm的凹入部18，并且低密度阵列可被表征为具有分开大于约1μm的凹入部18。虽然已经提供示例性密度，但应当理解，可使用具有任何合适密度的基底。
凹入部18的布局或图案也可根据或另选地根据从凹入部18的中心到相邻凹入部18的中心的平均节距，即间距(中心到中心间距)或从一个凹入部18的右边缘到相邻凹入部18的左边缘的平均节距，即间距(边缘到边缘间距)来表征。图案可以是规则的，使得围绕平均节距的变异系数较小，或者图案可以是非规则的，在这种情况下变异系数可以相对较大。在任一种情况下，平均节距可为例如至少约10nm、约50nm、约0.1μm、约0.5μm、约1μm、约5μm、约10μm、约100μm或更大或更小。凹入部18的特定图案的平均节距可介于选自上述范围的下限值中的一个值与上限值中的一个值之间。在一个示例中，凹入部18具有约1.5μm的节距(中心到中心间距)。虽然已经提供了示例性平均节距值，但应当理解，可使用其他平均节距值。
每个凹入部18的大小可通过其体积、开口面积、深度和/或直径来表征。
每个凹入部18可具有能够限制流体的任何体积。可选择最小或最大体积，例如以适应流通池的下游使用所期望的通量(例如，复用度)、分辨率、核苷酸或分析物反应性。例如，体积可为至少约1×10-3μm3、约1×10-2μm3、约0.1μm3、约1μm3、约10μm3、约100μm3或更大或更小。应当理解，聚合物水凝胶22可填充凹入部18的所有或部分体积。
每个凹入部开口所占据的面积可基于与上文针对孔体积所阐述的标准类似的标准而选择。例如，每个凹入部开口的面积可为至少约1×10-3μm2、约1×10-2μm2、约0.1μm2、约1μm2、约10μm2、约100μm2或更大或更小。每个凹入部开口所占据的面积可以大于、小于上文指定的值或介于它们之间。
每个凹入部18的深度可大到足以容纳一部分聚合物水凝胶22。在一个示例中，深度可为约0.1μm、约0.5μm、约1μm、约10μm、约100μm或更大或更小。在一些示例中，深度为约0.4μm。每个凹入部18的深度可大于、小于上文指定的值或介于它们之间。
在一些情况下，每个凹入部18的直径或长度和宽度可为约50nm、约0.1μm、约0.5μm、约1μm、约10μm、约100μm或更大或更小。每个凹入部18的直径或长度和宽度可大于、小于上文指定的值或介于它们之间。
在将树脂组合物10图案化并固化之后，可对固化的图案化树脂10'进行处理以制备用于施加聚合物水凝胶22的表面。
在一个示例中，可将固化的图案化树脂10'暴露于硅烷化反应，该硅烷化反应将硅烷或硅烷衍生物附接到固化的图案化树脂10'。硅烷化将硅烷或硅烷衍生物引入整个表面中，包括在凹入部18中(例如，在底表面上并沿着侧壁)和在间隙区域20上。
硅烷化可使用任何硅烷或硅烷衍生物来实现。硅烷或硅烷衍生物的选择可部分地取决于将用于形成聚合物水凝胶22(示出于图2D中)的官能化分子，因为可能期望在硅烷或硅烷衍生物与聚合物水凝胶22之间形成共价键。用于将硅烷或硅烷衍生物附接到固化的图案化树脂10'的方法可根据所使用的硅烷或硅烷衍生物而变化。本文阐述了若干示例。
合适的硅烷化方法的示例包括气相沉积、旋涂或其他沉积方法。本文描述了可用于将固化的图案化树脂10'硅烷化的方法和材料的一些示例，但应当理解，可使用其他方法和材料。
硅烷或硅烷衍生物的附接形成预处理(例如，硅烷化)的固化的图案化树脂10'，其包括硅烷化的凹入部和硅烷化的间隙区域。
在其他示例中，固化的图案化树脂10'可能不会暴露于硅烷化。相反，固化的图案化树脂10'可暴露于等离子体灰化，然后可将聚合物水凝胶22直接旋涂(或以其他方式沉积)在等离子体灰化的固化的图案化树脂10'上。在此示例中，等离子体灰化可产生可将聚合物水凝胶22粘附到固化的图案化树脂10'的表面活化剂(例如，羟基(C-OH或Si-OH)和/或羧基基团)。在这些示例中，聚合物水凝胶22被选择为使得其与由等离子体灰化产生的表面基团发生反应。
在另外的其他示例中，固化的图案化树脂10'可包含未反应的环氧基团；并且因此可能不会暴露于硅烷化，因为未反应的环氧基团可与聚合物水凝胶22的氨基官能团直接发生反应。在此示例中，例如，如果期望清洁表面的潜在污染物，则可执行等离子体灰化。
然后可将聚合物水凝胶22施加到预处理的固化的图案化树脂10'(如图1D所示)。聚合物水凝胶22可以是任何凝胶材料，当吸收液体时该凝胶材料可溶胀，并且当例如通过干燥去除液体时该凝胶材料可收缩。在一个示例中，聚合物水凝胶22包括丙烯酰胺共聚物。丙烯酰胺共聚物的一些示例由以下结构(I)表示：
其中：
RA选自叠氮基、任选地取代的氨基、任选地取代的烯基、任选地取代的炔烃、卤素、任选地取代的腙、任选地取代的肼、羧基、羟基、任选地取代的四唑、任选地取代的四嗪、腈氧化物、硝酮、硫酸盐和硫醇；
RB为H或任选地取代的烷基；
RC、RD和RE各自独立地选自H和任选地取代的烷基；
-(CH2)p-中的每一者可任选地被取代；
p为在1至50范围内的整数；
n为在1至50,000范围内的整数；并且
m为在1至100,000范围内的整数。
由结构(I)表示的丙烯酰胺共聚物的一个具体示例是聚(N-(5-叠氮基乙酰胺基戊基)丙烯酰胺-共-丙烯酰胺(PAZAM)。
本领域的普通技术人员将认识到，结构(I)中反复出现的“n”和“m”特征的布置是代表性的，并且单体亚单元可以任何顺序存在于聚合物结构中(例如，无规、嵌段、图案化或它们的组合)。
丙烯酰胺共聚物的分子量可以在约5kDa至约1500kDa或者约10kDa至约1000kDa的范围内，或者在一个具体示例中可以为约312kDa。
在一些示例中，丙烯酰胺共聚物是线型聚合物。在一些其他的示例中，丙烯酰胺共聚物为轻度交联聚合物。
在其他示例中，聚合物水凝胶22可为结构(I)的变型。在一个示例中，丙烯酰胺单元可以用N,N-
二甲基丙烯酰胺()替代。在该示例中，结构(I)中的丙烯酰胺单元可以用/>替代，其中RD、RE和RF各自为H或C1-C6烷基，RG和RH各自为C1-C6烷基(而不是丙烯酰胺情况下的H)。在该示例中，q可为1至100,000范围内的整数。在另一个示例中，除了丙烯酰胺单元之外，还可使用N,N-二甲基丙烯酰胺。在该示例中，除了反复出现的“n”和“m”特征之外，结构(I)还可包括/>其中RD、RE和RF各自为H或C1-C6烷基，并且RG和RH各自为C1-C6烷基。在该示例中，q可为1至100,000范围内的整数。
作为聚合物水凝胶22的另一个示例，结构(I)中反复出现的“n”特征可用包含具有结构(II)的杂环叠氮基基团的单体替换：
其中R1为H或C1-C6烷基；R2为H或C1-C6烷基；L为包括直链的连接基，其具有2至20个选自碳、氧和氮的原子以及链中的碳和任何氮原子上的10个任选取代基；E为直链，其包括1至4个选自由碳、氧和氮组成的组的原子以及链中的碳和任何氮原子上的任选取代基；A为具有附接到N上的H或C1-C4烷基的N取代的酰胺；并且Z为含氮杂环。Z的示例包括作为单个环状结构或稠合结构存在的5至10个含碳环成员。Z的一些具体示例包括吡咯烷基、吡啶基或嘧啶基。作为又一个示例，该凝胶材料可以包括结构(III)和(IV)各自的重复单元：
其中R1a、R2a、R1b和R2b中的每一者独立地选自氢、任选地取代的烷基或任选地取代的苯基；R3a和R3b中的每一者独立地选自氢、任选地取代的烷基、任选地取代的苯基或任选地取代的C7-C14芳烷基；并且每个L1和L2独立地选自任选地取代的亚烷基连接基或任选地取代的杂亚烷基连接基。
在又一个示例中，使用硝基氧介导的聚合形成丙烯酰胺共聚物，并且因此至少一些共聚物链具有烷氧基胺端基。在共聚物链中，术语“烷氧基胺端基”是指休眠种-ONR1R2，其中R1和R2中的每一者可以相同或不同，并且可独立地为直链或支链烷基或环结构，并且其中氧原子附接到共聚物链的其余部分。在一些示例中，还可以将烷氧基胺引入到一些重复出现的丙烯酰胺单体中，例如在结构(I)的位置RA处。因此，在一个示例中，结构(I)包括烷氧基胺端基；并且在另一个示例中，结构(I)包括烷氧基胺端基和至少一些侧链中的烷氧基胺基团。
应当理解，可以使用其他分子作为聚合物水凝胶22，只要它们能够被期望的化学物质(例如引物24、26)官能化即可。用于聚合物水凝胶22的合适材料的一些示例包括官能化硅烷，诸如降冰片烯硅烷、叠氮硅烷、炔官能化硅烷、胺官能化硅烷、马来酰亚胺硅烷，或者具有可以分别与期望的化学成分连接的官能团的任何其他硅烷。用于聚合物水凝胶22的合适材料的仍其他示例包括具有胶态结构的那些，诸如琼脂糖；或具有聚合物网状结构的那些，诸如明胶；或具有交联聚合物结构的那些，诸如聚丙烯酰胺聚合物和共聚物、不含硅烷的丙烯酰胺(SFA)或SFA的叠氮化版本。合适的聚丙烯酰胺聚合物的示例可由丙烯酰胺和丙烯酸或含有乙烯基基团的丙烯酸合成，或由形成[2+2]光环加成反应的单体合成。用于聚合物水凝胶22的合适材料的仍其他示例包括丙烯酰胺和丙烯酸酯的混合共聚物。含有丙烯酸类单体(例如，丙烯酰胺、丙烯酸酯等)的多种聚合物架构可以用于本文所公开的示例中，诸如支链聚合物，包括树枝状聚合物(例如，多臂聚合物或星型聚合物)等等。例如，可以将单体(例如，丙烯酰胺、包含催化剂的丙烯酰胺等)无规地或以嵌段掺入树枝状聚合物的支链(臂)中。
聚合物水凝胶22可使用旋涂、或浸渍或浸涂、或官能化分子在正压或负压下的流动或另一种合适的技术来沉积在预处理的固化的图案化树脂10'的表面上。聚合物水凝胶22可存在于混合物中。在一个示例中，混合物包括含PAZAM的水或含PAZAM的乙醇和水混合物。
在涂覆之后，也可将聚合物水凝胶22暴露于固化过程以在整个图案化基底上(即，在凹入部18中和间隙区域20上)形成聚合物水凝胶22的涂层。在一个示例中，使聚合物水凝胶22固化可在室温(例如，约25℃)至约95℃范围内的温度下进行约1毫秒至约几天范围内的时间。在另一个示例中，时间可在10秒到至少24小时的范围内。在又一个示例中，时间可在约5分钟至约2小时的范围内。
聚合物水凝胶22与凹入部18和间隙区域20的附接可通过共价键合来进行。聚合物水凝胶22与硅烷化或等离子体灰化的凹入部的共价连接有助于在最终形成的流通池在各种使用期间的整个寿命中将聚合物水凝胶22维持在凹入部18中。以下是可在硅烷或硅烷衍生物与聚合物水凝胶22之间发生的反应的一些示例。
当硅烷或硅烷衍生物包含降冰片烯或降冰片烯衍生物作为不饱和部分时，降冰片烯或降冰片烯衍生物可：i)与PAZAM的叠氮化物/叠氮基基团进行1,3-偶极环加成反应；ii)与附接到PAZAM的四嗪基团发生偶联反应；与附接到PAZAM的腙基团发生环加成反应；与附接到PAZAM的四唑基团发生光点击反应；或者与附接到PAZAM的腈氧化物基团发生环加成反应。
当硅烷或硅烷衍生物包含环辛炔或环辛炔衍生物作为不饱和部分时，环辛炔或环辛炔衍生物可：i)与PAZAM的叠氮化物/叠氮基发生由应变促成的叠氮化物-炔烃1,3-环加成(SPAAC)反应，或ii)与附接到PAZAM的腈氧化物基团发生由应变促成的炔烃-腈氧化物环加成反应。
当硅烷或硅烷衍生物包含双环壬炔作为不饱和部分时，由于双环环系中的应变，双环壬炔可与附接到PAZAM的叠氮化物或腈氧化物发生类似的SPAAC炔烃环加成反应。
为了将聚合物水凝胶22形成于凹入部18中而不形成于固化的图案化树脂10'的间隙区域20上，可对间隙区域20抛光除去聚合物水凝胶22。可利用化学浆料(包括例如磨料、缓冲液、螯合剂、表面活性剂和/或分散剂)执行抛光过程，这可将聚合物水凝胶22从间隙区域20中移除，而不会有害地影响那些区域处的下面的固化的图案化树脂10'和/或基底12。另选地，可利用不包括磨料颗粒的溶液执行抛光。化学浆料可用于化学机械抛光系统中。在此示例中，抛光头/垫或其他抛光工具能够从间隙区域20对聚合物水凝胶22进行抛光，同时将聚合物水凝胶22留在凹入部18中并且使下面的固化的图案化树脂10'至少基本上保持完整。例如，抛光头可以是Strasbaugh ViPRR II抛光头。在另一个示例中，可利用抛光垫和不具有任何磨料的溶液执行抛光。例如，抛光垫可与不含磨料颗粒的溶液(例如，不包括磨料颗粒的溶液)一起使用。
图1D描绘在凹入部18中而不是在间隙区域20上的聚合物水凝胶22。然后可执行清洁过程。此过程可利用水浴和超声处理。水浴可维持在约22℃至约30℃范围内的相对较低的温度。经过硅烷化、涂覆和抛光的图案化基底还可旋转干燥，或经由另一种合适的技术干燥。
如图1E所示，进行接枝过程以便将引物24、26接枝到凹入部19中的聚合物水凝胶22上。引物24、26可为任何正向扩增引物和/或反向扩增引物。在此示例中，引物24、26是两种不同的引物。
期望引物24、26固定到聚合物水凝胶22。在一些示例中，固定可通过在相应的引物24、26的5'端处单点共价附接到聚合物水凝胶22来进行。可使用本领域已知的任何合适的共价附接手段。在一些示例中，固定可通过强效非共价附接(例如，生物素-链霉亲和素)来进行。
引物24、26中的每个引物具有用于捕获和/或扩增目的的通用序列。作为示例，引物24、26可包括P5引物和P7引物、P15引物和P7引物、或本文所述的PA引物、PB引物、PC引物和PD引物的任何组合。例如，引物24、26可包括任何两种PA、PB、PC和PD引物，或者一种PA引物和一种PB、PC或PD引物的任何组合，或者一种PB引物和一种PC或PD引物的任何组合，或者一种PC引物和一种PD引物的任何组合。
P5引物和P7引物的示例用在由Illumina Inc.销售的商用流通池的表面上，用于例如在HISEQTM、HISEQXTM、MISEQTM、MISEQDXTM、MINISEQTM、NEXTSEQTM、NEXTSEQDXTM、NOVASEQTM、ISEQTM、GENOME ANALYZERTM和其他仪器平台上进行测序。P5引物是：
P5:5'→3'
AATGATACGGCGACCACCGAGAUCTACAC(SEQ.ID.NO.1)
P7引物可以是以下中的任一种：
P7#1:5'→3'
CAAGCAGAAGACGGCATACGAnAT(SEQ.ID.NO.2)
P7#2:5'→3'
CAAGCAGAAGACGGCATACnAGAT(SEQ.ID.NO.3)
其中“n”是每个序列中的8-氧代鸟嘌呤。
P15引物是：
P15:5'→3'
AATGATACGGCGACCACCGAGAnCTACAC(SEQ.ID.NO.4)
其中“n”是烯丙基-T。
上述其他引物(PA-PD)包括：
PA 5'→3'
GCTGGCACGTCCGAACGCTTCGTTAATCCGTTGAG(SEQ.ID.NO.5)
PB 5'→3'
CGTCGTCTGCCATGGCGCTTCGGTGGATATGAACT(SEQ.ID.NO.6)
PC 5'→3'
ACGGCCGCTAATATCAACGCGTCGAATCCGCAACT(SEQ.ID.NO.7)
PD 5'→3'
GCCGCGTTACGTTAGCCGGACTATTCGATGCAGC(SEQ.ID.NO.8)
P5、P7和P15序列示出了切割位点。虽然PA-PD的示例性序列中未示出，但是应当理解，这些引物中的任一者可在链中的任何点处包括裂解位点，诸如尿嘧啶、8-氧代鸟嘌呤、烯丙基-T等。在任何示例中，引物24、26的切割位点应该彼此不同，使得引物24、26的切割不会同时发生。合适的切割位点的示例包括可酶促切割的核碱基或可化学切割的核碱基、修饰的核碱基或连接子(例如，在核碱基之间)。可酶促切割的核碱基可能容易通过与糖基化酶和核酸内切酶，或核酸外切酶发生反应来切割。可裂解核碱基的一个具体示例是脱氧尿嘧啶(dU)，其可以被USER酶靶向。在一个示例中，尿嘧啶碱基可并入P5引物(P5U)或P7引物(P7U)的3'端中的第7个碱基位置处。也可使用其他无碱基位点。可化学裂解核碱基、经修饰的核碱基或连接子的示例包括8-氧代鸟嘌呤、邻二醇、二硫化物、硅烷、偶氮苯、可光裂解基团、烯丙基T(具有烯丙基官能团的胸腺嘧啶核苷酸类似物)、烯丙基醚或叠氮基官能醚。
本文所公开的这些引物中的每一者还可在引物序列的5'端处包含polyT序列。在一些示例中，polyT区包含2个T碱基至20个T碱基。作为具体示例，polyT区可包含3、4、5、6、7或10个T碱基。
每个引物的5'末端还可以包括接头。可使用包含末端炔烃基团或能够附接到聚合物水凝胶22的表面官能团上的另一个合适末端官能团的任何接头。
合适的末端官能团的示例包括四嗪、叠氮基、氨基、环氧基或缩水甘油基、硫代磷酸酯、硫醇、醛、肼、亚磷酰胺、三唑啉二酮或生物素。在一个示例中，引物24、26用己炔基终止。在一些具体示例中，琥珀酰亚胺(NHS)酯封端的引物可与聚合物水凝胶22的表面处的胺发生反应，醛封端的引物可与聚合物水凝胶22的表面处的肼发生反应，或者炔烃封端的引物可与聚合物水凝胶22的表面处的叠氮化物发生反应，或者叠氮化物封端的引物可与聚合物水凝胶22的表面处的炔烃或DBCO(二苯并环辛炔)发生反应，或者氨基封端的引物可与聚合物水凝胶22的表面处的活化的羧酸基团或NHS酯发生反应，或者硫醇封端的引物可与聚合物水凝胶22的表面处的烷基化反应物(例如，碘乙酰胺或马来酰亚胺)发生反应，亚磷酰胺封端的引物可与聚合物水凝胶22的表面处的硫醚发生反应，或者由生物素修饰的引物可与聚合物水凝胶22的表面处的链霉抗生物素蛋白发生反应。
在一个示例中，引物24、26的接枝可通过以下方式来实现：流动通过沉积(例如，使用暂时性结合的盖)、厚涂、喷涂、搅打分配或将引物24、26附接到聚合物水凝胶22的另一种合适的方法。这些示例技术中的每一者可利用引物溶液或混合物，该引物溶液或混合物可包含引物24、24'，水，缓冲液和催化剂。
厚涂可涉及将流通池前体(示出于图1D中)浸没于一系列温度受控的浴液。浴液也可为流量控制的和/或覆盖有氮气层。浴液可包括引物溶液或混合物。在各种浴液中，引物24、26将附接到凹入部18中的至少一些中的聚合物水凝胶22的引物接枝的官能团。在一个示例中，将流通池前体引入到包括引物溶液或混合物的第一浴液中，在其中发生反应来附接引物24、26，然后将该流通池前体移动到附加的浴液中以进行洗涤。在浴液之间移动可能涉及机器人臂或可手动地执行。也可将干燥系统用于厚涂中。
喷涂可通过将引物溶液或混合物直接喷涂到流通池前体上来实现。可在约0℃至约70℃范围内的温度下将喷涂的晶片温育约4分钟至约60分钟范围内的时间。在温育之后，可使用例如旋涂机稀释并移除引物溶液或混合物。
搅打分配可根据池化和旋转分离方法来执行，并且因此可利用旋涂机实现。可将引物溶液或混合物(手动地或经由自动化过程)施加到流通池前体。可将所施加的引物溶液或混合物施加到流通池前体的整个表面或跨整个表面散布。可在约0℃至约80℃范围内的温度下将经过引物涂覆的流通池前体温育约2分钟至约60分钟范围内的时间。在温育之后，可使用例如旋涂机稀释并移除引物溶液或混合物。
在其他示例中，引物24、26可预接枝到聚合物水凝胶22，并且因此一旦施加聚合物水凝胶22就可存在于凹入部18中。
图1E和图2示出了在引物24、26接枝之后的流通池表面的示例。
图1E和图2所示的示例是没有盖或其他流通池表面粘结到其上的流通池表面的示例。在一个示例中，盖可粘结到固化的图案化树脂10'的至少一部分，例如，粘结在间隙区域20中的一些间隙区域处。在盖与固化的图案化树脂10'之间形成的粘结可为化学粘结或机械粘结(例如，使用紧固件等)。
盖可为对被引向基底12和固化的图案化树脂10'的激发光透明的任何材料。例如，盖可以是玻璃(例如，硼硅酸盐、熔融二氧化硅等)、塑料等。合适的硼硅酸盐玻璃的可商购获得的示例为购自Schott North America,Inc.的合适的塑料材料(即环烯烃聚合物)的可商购获得的示例为购自Zeon Chemicals L.P.的/>产品。
可使用任何合适的技术(诸如激光粘结、扩散粘结、阳极粘结、共熔粘结、等离子体活化粘结、玻璃熔块粘结或本领域已知的其他方法)将盖粘结到固化的图案化树脂10'。在一个示例中，间隔层可用于将盖粘结到固化的图案化树脂10'。间隔层可为将固化的图案化树脂10'中的至少一些和盖密封在一起的任何材料。在一些示例中，间隔层可为有助于粘结固化的图案化树脂10'和盖的辐射吸收材料。
在其他示例中，流通池表面(图1E和图2所示)中的两者可粘结在一起，使得凹入部18面向形成于其间的流动通道。流通池可使用本文所描述的用于粘结盖的类似技术和材料在间隙区域20处粘结。
本文公开的流通池的一个示例包括至少一个流通池表面，该流通池表面包括基底12；以及在基底12上的固化的图案化树脂10'，该固化的图案化树脂10'包括由间隙区域20分开的凹入部18，并且该固化的图案化树脂10'包括固化形式的树脂组合物10，其包括：第一环氧基取代的多面体低聚硅倍半氧烷单体和第二取代的多面体低聚硅倍半氧烷单体的预定质量比，其中第一环氧基取代的多面体低聚硅倍半氧烷单体和第二环氧基取代的多面体低聚硅倍半氧烷单体是不同的，并且其中预定质量比在约3:7至约7:3的范围内；作为第一引发剂的双(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐；第二引发剂，所述第二引发剂选自由自由基引发剂和除双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以外的阳离子引发剂组成的组；表面添加剂；和溶剂；其中所述固化的图案化树脂当暴露于范围为约375nm至约500nm的紫色或蓝色激发波长时，具有低自体荧光或无自体荧光。
使用流通池的方法
本文所公开的流通池可用于多种测序方法或技术中，包括通常被称为合成测序(SBS)、循环阵列测序、连接测序、焦磷酸测序等的技术。在这些技术中的任一种技术下，由于聚合物水凝胶22和所附接的引物24、26存在于凹入部18中而不是在间隙区域20上，因此扩增将限制于凹入部。
作为一个示例，合成测序(SBS)反应可在诸如来自Illumina(San Diego,CA)的HISEQTM、HISEQXTM、MISEQTM、MISEQDXTM、MINISEQTM、NOVASEQTM、ISEQTM、NEXTSEQDXTM或NEXTSEQTM测序机系统的系统上运行。在SBS中，监测核酸引物(例如，测序引物)沿着核酸模板(即，测序模板)的延伸，以确定模板中核苷酸的序列。基础化学过程可以是聚合(例如，由聚合酶催化)或连接(例如，由连接酶催化)。在特定的基于聚合酶的SBS过程中，以模板依赖性方式将荧光标记的核苷酸添加到测序引物(从而使测序引物延伸)，使得对添加到测序引物中的核苷酸的顺序和类型的检测可用于确定模板的序列。
在测序之前，捕获和扩增引物24、26可暴露于测序文库，该测序文库使用诸如簇生成的任何合适的方法来扩增。
在簇生成的一个示例中，使用高保真DNA聚合酶通过3'延伸从杂交引物24、26拷贝文库片段。使原始文库片段变性，从而使拷贝固定。等温桥扩增可用于扩增固定的拷贝。例如，复制的模板环回以与相邻的互补引物24、26杂交，并且聚合酶复制所复制的模板以形成双链桥，使这些双链桥变性以形成两条单链。这两条链环回并与相邻的互补引物24、26杂交，并且再次延伸以形成两个新的双链环。通过等温变性和扩增循环对每个模板拷贝重复该过程，以产生密集的克隆簇。使双链桥的每个簇变性。在一个示例中，通过特异性碱基裂解移除反义链，留下正向模板多核苷酸链。成簇导致在凹入部18中的每个凹入部中形成若干模板多核苷酸链。成簇的该示例是桥扩增，并且是可执行的扩增的一个示例。应当理解，可使用其他扩增技术，诸如排除扩增(Examp)工作流程(Illumina Inc.)。
可引入与模板多核苷酸链上的互补序列杂交的测序引物。此测序引物使得模板多核苷酸链准备好用于测序。模板和任何流通池结合的引物24、26(未附接到拷贝)的3'端可被封闭，以防止干扰测序反应，并且特别地防止不期望的引发。
为了引发测序，可将掺入混合物添加到流通池中。在一个示例中，掺入混合物包含液体载体、聚合酶和荧光标记的核苷酸。荧光标记的核苷酸可包含3'OH封端基团。当将掺入混合物引入到流通池中时，流体进入流动通道，并且流入凹入部18中(其中存在模板多核苷酸链)。
通过聚合酶以模板依赖性方式将荧光标记的核苷酸添加到测序引物(从而使测序物延伸)，使得对添加到测序引物中的核苷酸的顺序和类型的检测可用于确定模板的序列。更具体地，通过相应的聚合酶将核苷酸之一掺入延伸测序引物并与模板多核苷酸链互补的新生链中。换句话讲，在流通池上的至少一些模板多核苷酸链中，相应的聚合酶通过掺入混合物中的核苷酸之一延伸杂交的测序引物。
核苷酸的掺入可以通过成像事件来检测。在成像事件期间，照明系统(未示出)可向流通池表面提供激发光。
在一些示例中，核苷酸可以进一步包括可逆终止属性(例如，3'OH封端基团)，一旦将核苷酸添加到测序引物中，该属性就会终止进一步的引物延伸。例如，可以将具有可逆终止子部分的核苷酸类似物添加到测序引物，使得随后的延伸直到递送解封闭剂以除去该部分才发生。因此，对于使用可逆终止的示例，可以在检测发生之后将解封闭剂递送到流通池。
洗涤可在各种流体递送步骤之间发生。然后可以重复SBS循环n次以将测序引物延伸n个核苷酸，从而检测长度为n的序列。
在一些示例中，可以对正向链进行测序和移除，然后如本文所述对反向链进行构建和测序。
虽然已经详细描述了SBS，但应当理解，本文所述的流通池可与其他测序方案一起用于基因分型，或用于其他化学和/或生物应用中。
虽然图1A至图1E和图2中描述的示例示出了示例树脂组合物10用于形成流通池表面，但应当理解，本文所公开的树脂组合物10可用于需要低自体荧光的其他应用中。作为一个示例，树脂组合物10、10'可用于任何基于光学的测序技术中。作为其他示例，树脂组合物10、10'可用于平面波导中，用于互补金属氧化物半导体(CMOS)等中。
为了进一步说明本公开，本文给出了实施例。应当理解，提供这些实施例是出于说明目的，而不应理解为限制本公开的范围。
非限制性工作实施例
制备并分析几种示例树脂、比较例树脂和对照示例，如以下每个实施例中更详细描述的。
用配备有紫色、蓝色和绿色通道的装备测量自体荧光。在样品处测得的激光功率在170mW和400mW之间变化，物镜的数值孔径(NA)范围介于0.13-0.50之间，并且狭缝大小范围介于10μm和200μm之间。表1中示出了AF装备的三个通道的激发和收集波长。
表1
使用FTIR(傅里叶变换红外光谱法)测定一些实施例的UV固化效率。
在一个或多个实施例中使用下列缩写：
环氧环己基乙基聚倍半硅氧烷：EC-PSS
缩水甘油基聚倍半硅氧烷：G-PSS
丙二醇甲醚乙酸酯：PGMEA
双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐：IPF
三(4-((4-乙酰基苯基)硫基)苯基)锍四(全氟苯基)硼酸盐：
PAG290
4-氰基-4-(苯基硫代羰基硫基)戊酸：RAFT-1
丙酮酸乙酯：EP
乙基-3-甲基-2-氧代丁酸酯：EMOB
双[4-(叔丁基)苯基]碘鎓四(九氟叔丁氧基)铝酸盐：PITA 1,1,2,2-四苯基-1,2-乙二醇：TPED
全官能胞嘧啶：FFC
全官能腺嘌呤：FFA
全官能胸腺嘧啶：FFT
实施例1
制备八种基于环氧基的示例树脂组合物。这些树脂组合物的每一种(示例树脂2-示例树脂9)用环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和不同引发剂的相同组合制备。在下表2A和2B中提供了这些组合物。还制备了两种比较例树脂(比较例树脂1和比较例树脂10)。比较例例树脂1具有单一引发剂并且比较例树脂10具有单一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体。
表2A
表2B
在该实施例中使用硅烷化的玻璃晶片作为基底。一张裸露的(未处理的和未涂覆的)玻璃晶片用作对照示例。
将所有树脂组合物(比较例树脂1、示例树脂-示例树脂9和比较例树脂10)旋涂在硅烷化的玻璃晶片上。软烘烤在130℃处进行约2分钟或在90℃处进行约30秒。将工作印模手动滚压在每张涂覆的玻璃晶片上。工作印模具有624nm或350nm的中心间距。然后将树脂组合物暴露于365nm UV LED光源下的UV固化，在样品水平上测得330mW/cm2功率输出。固化进行60秒或更短的时间。固化后，释放工作印模。
比较例树脂1、示例树脂2-示例树脂9和比较例树脂10中的每一者是可压印的。
使用示例树脂2-示例树脂8(含不同引发剂)和比较例树脂1和比较例树脂10产生的印记的自体荧光用以上对于紫色(405nm)、蓝色(457nm)和绿色(532nm)通道中的每一者描述的装备测量。结果示于图3中(描绘FilterArea对比通道波长(nm))。在紫色(405nm)通道中，示例树脂2至示例树脂8表现出比比较例树脂10显著更低的自体荧光。在紫色(405nm)通道中，示例树脂5至示例树脂8表现出与比较例树脂1相当的自发荧光。在蓝色(457nm)通道中，示例树脂2至示例树脂8表现出比比较例树脂10稍低的自体荧光或与其相当的自发荧光并且示例树脂5至示例树脂7表现出比比较例树脂1更低的自体荧光。在绿色(532nm)通道中，示例树脂2至示例树脂8表现出与两个比较例树脂1和比较例树脂10相当的自体荧光。对照实施例被描绘为玻璃紫、玻璃蓝和玻璃绿的虚线。
比较了比较例树脂1、示例树脂2和示例树脂5至示例树脂9的固化时间。结果示出于图4中。示例树脂2、示例树脂5、示例树脂6和示例树脂8理想地表现出50秒或更少的快速固化时间，例如对于示例树脂2为20秒，且对于示例树脂5和示例树脂6中的每一者为30秒。虽然示例树脂7和示例树脂9的固化时间不那么快，但是它们各自表现出60秒的固化时间。该固化时间与比较例树脂1相当。
测量示例树脂2、示例树脂3和示例树脂5至示例树脂8中的每一者的FTIR光谱。为了评估固化程度，将对应于未打开的环氧基环在2990cm-1处的C-H张力的峰的强度相对于在2925-2927cm-1处的参考峰(表示为校正的Int2990)进行归一化。该峰的较低强度对应于较高的固化程度。图5描绘结果。突出显示的区域描绘获得具有高质量、非回流印记的充分交联的树脂所需固化程度的经验范围。每种示例树脂都落入实验范围内，因此证实了印迹的高质量。图5还示出了仅用IPF作为引发剂配制的比较例树脂1的强度。
实施例2-测序
未图案化的玻璃裸片分别用示例树脂6和比较例树脂10(来自实施例1)涂覆。将每种树脂组合物固化60秒。空白玻璃裸片用作对照示例。
所有裸片在空气等离子体中以595W RF功率灰化约30秒。表面活化裸片使用[(5-双环[2.2.1]庚-2-烯基)乙基]三甲氧基硅烷在纯化学品的蒸汽中在60℃处硅烷化过夜。使用粘合剂将裸片粘合到具有雕刻的流体通道的盖玻片上，该粘合剂在具有宽光谱发射和在样品水平测得功率输出为3mW的UV灯下UV固化9分钟。
用0.175质量％的N,N-二甲基丙烯酰胺水溶液对粘合的流通池中的硅烷化裸片进行流体涂覆，将其在70℃处温育75分钟以产生水凝胶层。将DNA寡聚体(P5和P7引物)从18μM水溶液中接枝到水凝胶层上，将其在60℃处温育30分钟。
使用0.67pM PhiX文库作为DNA模板。使用Illumina的MiSeq试剂进行簇生成。
用包含全功能寡核苷酸(G、FFC蓝色染料标记、FFC紫色染料标记、FFT紫色染料标记、FFA绿色染料标记、FFA蓝色染料标记的掺入混合物进行12个循环的边合成边测序(SBS)(其中两种不同的染料用于包括示例树脂6的流通池)，其中一些全功能寡核苷酸包括用于紫色/蓝色测序的染料标记。在第13个循环中，从3'封闭基团中去除荧光染料。第14个循环由用不含全功能核苷酸的掺入混合物冲洗流通池的额外洗涤步骤组成。最后，在第15个循环中，互补链从簇中去杂交。包括循环13-15作为对照运行以验证全功能寡核苷酸是否在簇外区域中与基底结合。
使用Illumina的MiSeqTM进行测序。MiSeqTM仪器的光学设置示于表3中。
表3
| 通道 | 激发波长/nm | 收集波长/nm | 辐照度/W cm-2 | 暴露时间/ms |
| 紫色 | 402 | 418-447.5 | 71 | 500 |
| 蓝色 | 464 | 482-520 | 236 | 300 |
收集的测序数据包括密度(K/mm2)、通过过滤(％PF)(百分比)和大于Q30的质量评分(Qscores)百分比。密度是流通池表面每单位面积产生的簇的数目。通过过滤(PF)是用于描述通过纯度阈值并用于对测序数据进行进一步处理和分析的簇的度量。较高的通过过滤％结果表明用于测序数据的独特簇的增加的产率。30的质量评分(Q30)相当于1000次中出现错误碱基检出1次的概率。这意味着碱基检出准确度(即，正确碱基检出的概率)为99.9％。99％的较低碱基检出准确度(Q20)将具有100次中出现错误碱基检出1次的概率，这意味着每100个碱基对测序读段将可能包含一个错误。当测序质量达到Q30时，几乎所有的读段都将是完美的，准确度为99.9％。
来自每个流通池的十二次测序运行的测序数据在表4中再现。
表4
| 流通池ID | 树脂 | 密度(K/mm2) | 簇PF(％) | ％≤30 |
| 实施例A | 示例树脂6 | 266±10 | 23.80±6.00 | 66.27 |
| 比较例B | 比较例树脂10 | 247±9 | 46.87±3.66 | 62.47 |
| 对照 | 无 | 195±5 | 32.26±8.88 | 64.40 |
示例流通池即示例A的测序数据证明本文公开的基于环氧基的树脂与紫色/蓝色测序相容。
附加说明
应当理解，前述概念和下文更详细讨论的附加概念(假设此类概念不相互矛盾)的所有组合都被设想为是本文所公开的发明主题的一部分。具体地讲，出现在本公开末尾的要求保护的主题的所有组合都被设想为是本文所公开的发明主题的一部分。还应当理解，本文明确采用的也可出现在以引用方式并入的任何公开中的术语应被赋予与本文所公开的特定概念最一致的含义。
本说明书通篇提及的“一个示例”、“另一个示例”、“一种示例”等意指结合该示例描述的特定元素(例如，特征、结构和/或特性)包括在本文所述的至少一个示例中，并且可存在于或不存在于其他示例中。此外，应当理解，用于任何示例的所述元素可以任何合适的方式组合在各种示例中，除非上下文另有明确说明。
虽然已经详细描述了若干示例，但是应当理解，可以对所公开的示例进行修改。因此，上述说明应被认为是非限制性的。
下面参考以下带编号的条款描述本公开的各方面：
1.一种紫外线可固化的树脂组合物，所述树脂组合物包含：
预定质量比的第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和第二取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体，其中所述第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和所述第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是不同的，并且其中所述预定质量比在约3:7至约7:3的范围内；
作为第一引发剂的双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐；
第二引发剂，所述第二引发剂选自由自由基引发剂和除双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以外的阳离子引发剂组成的组；表面添加剂；以及
溶剂。
2.根据条款1所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中：
所述第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是环氧环己基乙基聚倍半硅氧烷；并且
所述第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是缩水甘油基聚倍半硅氧烷。
3.根据条款1或条款2所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中所述预定质量比为1.5:1。
4.根据任一前述条款所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中：
所述第二引发剂是所述自由基引发剂；并且
所述自由基引发剂选自由以下各项组成的组：1,1,2,2-四苯基-1,2-乙二醇；丙酮酸乙酯；4-氰基-4-(苯基硫代羰基硫基)戊酸；以及乙基-3-甲基-2-氧代丁酸酯。
5.根据任一前述条款所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中：
所述第二引发剂是所述阳离子引发剂；并且
所述阳离子引发剂选自由以下各项组成的组：双[4-(叔丁基)苯基]碘鎓四(九氟叔丁氧基)铝酸盐；和三(4-((4-乙酰基苯基)硫基)苯基)锍四(全氟苯基)硼酸盐。
6.根据任一前述条款所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中：
所述双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐基于所述树脂组合物的总固体含量，以范围为约3质量％至约10质量％的量存在；并且
所述第二引发剂基于所述树脂组合物的总固体含量，以范围为约1质量％至约26质量％的量存在。
7.一种流通池，所述流通池包括：
基底；以及
位于所述基底上的固化的图案化树脂，所述固化的图案化树脂包括由间隙区域分开的凹入部，并且所述固化的图案化树脂包括树脂组合物的固化形式，所述树脂组合物包含：
预定质量比的第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和第二取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体，其中所述第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和所述第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是不同的，并且其中所述预定质量比在约3:7至约7:3的范围内；作为第一引发剂的双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐；
第二引发剂，所述第二引发剂选自由自由基引发剂和除双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以外的阳离子引发剂组成的组；
表面添加剂；以及
溶剂；
其中所述固化的图案化树脂当暴露于范围为约375nm至约500nm的紫色或蓝色激发波长时，具有低自体荧光或无自体荧光。
8.根据条款7所述的流通池，其中：
所述第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是环氧环己基乙基聚倍半硅氧烷；并且
所述第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是缩水甘油基聚倍半硅氧烷。
9.根据条款7或条款8所述的流通池，其中所述预定质量比为1.5:1。
10.根据条款7至9中任一项所述的流通池，其中：
所述第二引发剂是所述自由基引发剂；并且
所述自由基引发剂选自由以下各项组成的组：1,1,2,2-四苯基-1,2-乙二醇；丙酮酸乙酯；4-氰基-4-(苯基硫代羰基硫基)戊酸；以及乙基-3-甲基-2-氧代丁酸酯。
11.根据条款7至10中任一项所述的流通池，其中：
所述第二引发剂是所述阳离子引发剂；并且
所述阳离子引发剂选自由以下各项组成的组：双[4-(叔丁基)苯基]碘鎓四(九氟叔丁氧基)铝酸盐；和三(4-((4-乙酰基苯基)硫基)苯基)锍四(全氟苯基)硼酸盐。
Claims (11)
1.一种紫外线可固化的树脂组合物，所述树脂组合物包含：
预定质量比的第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和第二取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体，其中所述第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和所述第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是不同的，并且其中所述预定质量比在约3:7至约7:3的范围内；
作为第一引发剂的双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐；
第二引发剂，所述第二引发剂选自由自由基引发剂和除双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以外的阳离子引发剂组成的组；
表面添加剂；以及
溶剂。
2.根据权利要求1所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中：
所述第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是环氧环己基乙基聚倍半硅氧烷；并且
所述第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是缩水甘油基聚倍半硅氧烷。
3.根据权利要求2所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中所述预定质量比为1.5:1。
4.根据权利要求1所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中：
所述第二引发剂是所述自由基引发剂；并且
所述自由基引发剂选自由以下各项组成的组：1,1,2,2-四苯基-1,2-乙二醇；丙酮酸乙酯；4-氰基-4-(苯基硫代羰基硫基)戊酸；以及
乙基-3-甲基-2-氧代丁酸酯。
5.根据权利要求1所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中：
所述第二引发剂是所述阳离子引发剂；并且
所述阳离子引发剂选自由以下各项组成的组：双[4-(叔丁基)苯基]碘鎓四(九氟叔丁氧基)铝酸盐；和三(4-((4-乙酰基苯基)硫基)苯基)锍四(全氟苯基)硼酸盐。
6.根据权利要求1所述的紫外线可固化的树脂组合物，其中：
所述双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐基于所述树脂组合物的总固体含量，以范围为约3质量％至约10质量％的量存在；并且
所述第二引发剂基于所述树脂组合物的总固体含量，以范围为约1质量％至约26质量％的量存在。
7.一种流通池，所述流通池包括：
基底；以及
位于所述基底上的固化的图案化树脂，所述固化的图案化树脂包括由间隙区域分开的凹入部，并且所述固化的图案化树脂包括树脂组合物的固化形式，所述树脂组合物包含：
预定质量比的第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和第二取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体，其中所述第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体和所述第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是不同的，并且其中所述预定质量比在约3:7至约7:3的范围内；作为第一引发剂的双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐；
第二引发剂，所述第二引发剂选自由自由基引发剂和除双-(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐以外的阳离子引发剂组成的组；
表面添加剂；以及
溶剂；
其中所述固化的图案化树脂当暴露于范围为约375nm至约500nm的紫色或蓝色激发波长时，具有低自体荧光或无自体荧光。
8.根据权利要求7所述的流通池，其中：
所述第一环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是环氧环己基乙基聚倍半硅氧烷；并且
所述第二环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷单体是缩水甘油基聚倍半硅氧烷。
9.根据权利要求8所述的流动池，其中所述预定质量比为1.5:1。
10.根据权利要求7所述的流通池，其中：
所述第二引发剂是所述自由基引发剂；并且
所述自由基引发剂选自由以下各项组成的组：1,1,2,2-四苯基-1,2-乙二醇；丙酮酸乙酯；4-氰基-4-(苯基硫代羰基硫基)戊酸；以及
乙基-3-甲基-2-氧代丁酸酯。
11.根据权利要求7所述的流通池，其中：
所述第二引发剂是所述阳离子引发剂；并且
所述阳离子引发剂选自由以下各项组成的组：双[4-(叔丁基)苯基]碘鎓四(九氟叔丁氧基)铝酸盐；和三(4-((4-乙酰基苯基)硫基)苯基)锍四(全氟苯基)硼酸盐。
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