DE69733426T2 - Verfahren zum herstellen von oberflächen mit niedriger bindungsaffinität - Google Patents

Verfahren zum herstellen von oberflächen mit niedriger bindungsaffinität Download PDF

Info

Publication number
DE69733426T2
DE69733426T2 DE69733426T DE69733426T DE69733426T2 DE 69733426 T2 DE69733426 T2 DE 69733426T2 DE 69733426 T DE69733426 T DE 69733426T DE 69733426 T DE69733426 T DE 69733426T DE 69733426 T2 DE69733426 T2 DE 69733426T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
binding
organic material
aqueous solution
hydrophobic
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69733426T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69733426D1 (de
Inventor
C. Dana BOOKBINDER
J. Edward FEWKES
A. James GRIFFIN
M. Frances SMITH
L. David TENNENT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of DE69733426D1 publication Critical patent/DE69733426D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69733426T2 publication Critical patent/DE69733426T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H21/00—Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/06—Coating with compositions not containing macromolecular substances
    • C08J7/065—Low-molecular-weight organic substances, e.g. absorption of additives in the surface of the article
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54393—Improving reaction conditions or stability, e.g. by coating or irradiation of surface, by reduction of non-specific binding, by promotion of specific binding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/12—Specific details about manufacturing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/16—Surface properties and coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5082—Test tubes per se
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/02—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/11—Compounds covalently bound to a solid support
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2471/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft Verfahren zur Reduzierung der Bindung von organischen Materialien (z.B. Peptiden, Proteinen, Nukleinsäuren und Zellen) an hydrophobe Oberflächen (z.B. Polymeroberflächen). Die Erfindung betrifft ferner hergestellte Gegenstände (z.B. Laborausrüstung) mit solchen wenig bindenden Oberflächen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Biologische Materialien, wie Peptide, Proteine, Nukleinsäuren und Zellen werden oft in Behälter, wie Zentrifugenröhrchen und Pipetten, aus Kunststoff oder anderen hydrophoben Materialien aufbewahrt oder darin überführt. Es ist eine übliche Beobachtung, dass biologische Verbindungen an die Oberflächen solcher Behälter adsorbieren/binden. Dies gilt auch für organische Materialien, die in einer wässrigen Lösung gewisse Hydrophobie zeigen, z.B. Acridiniumverbindungen, PCB usw.
  • Bei vielen Anwendungen ist diese Bindung unerwünscht. Die Bindung führt zum Beispiel zu einem Verlust an wertvollen Materialien, wie Enzymen und Antikörpern, und kann zu Schwankungen bei der Abgabe organischer Materialien führen, besonders, wenn es sich um kleine Volumina handelt. Die Bindung von Proteinen, Zellen und Plättchen an hydrophobe Oberflächen ist auch bei einer Vielzahl von Bluthandhabungsverfahren von Bedeutung.
  • Infolge dieser Überlegungen wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, Verfahren zur Reduzierung der Bindung von Proteinen und anderen organischen Verbindungen an hydrophobe Oberflächen bereitzustellen. Beispiele für die Ansätze, die in Betracht gezogen wurden, lassen sich in Caldwell et al., US-Patent Nr. 5,516,703; Ding et al., internationale Patentanmeldungsveröffentlichung WO 94/03544; Amiji et al., Biomaterials, 13:682-692, 1992; J. Andrade, "Principles of Protein Adsorption" in Surface and Interfacial Aspects of Biomedical Polymers, J. Andrade, Hrsg., Band 2, Plenum Press, New York, 1-80, 1985; Lee et al., Polymeric Mater. Sci. Eng., 57:613-617, 1987; Lee et al., Journal of Biomedical Materials Research, 23:351-368, 1989; Lee et al., Biomaterials, 11:455-464, 1990; Lee et al., Prog. Polym. Sci., 20:1043-1079, 1995; Merrill et al., ASAIO Journal, 6:60-64, 1983; Okano et al., Journal of Biomedical Materials Research, 20:1035-1047, 1986; Okkema et al., J. Biomater. Sci. Polymer Edn., 1:43-62, 1989; Owens et al., Journal of Cell Science, 87:667-675, 1987; Rabinow et al., J. Biomater. Sci. Polymer Edn., 6:91-109, 1994; Schroen et al., Journal of Membrane Science, 80:265-274, 1993; Sheu et al., J. Adhesion Sci. Technol., 6:995-1009, 1992; Shimada et al., Polymer Journal, 15:649-656, 1983 und Thurow et al., Diabetologia, 27:212-218, 1984 finden.
  • Die Kriterien, die eine erfolgreiche Technik für die Herstellung einer wenig bindenden Oberfläche erfüllen sollte, sind u.a.: 1) ein ausreichend niedriges Ausmaß an Bindung; 2) erhebliche Dauerhaftigkeit; 3) leichte Anwendbarkeit und 4) niedrige Kosten. Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Herstellung wenig bindender Oberflächen bereitzustellen, die alle diese Kriterien erfüllen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung erzielt die vorstehenden Kriterien durch die Kombination spezifischer Beschichtungsmaterialien und spezifischer Verfahrensschritte, die beide für den Erfolg der Technik entscheidend sind.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Behandlung einer hydrophoben Oberfläche zur Reduzierung der Fähigkeit eines organischen Materials, in einer wässrigen Lösung an die Oberfläche zu binden, bereit, wobei das Verfahren umfasst:
    • (a) Aufbringen einer Beschichtungslösung auf die hydrophobe Oberfläche, wobei die Beschichtungslösung einen nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoff in einem Lösungsmittel umfasst, wobei der nicht-ionische, oberflächenaktive Stoff (i) eine hydrophile-lipophile Gleichgewichtszahl, die kleiner oder gleich 5 ist, und (ii) mindestens ein hydrophiles Element, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann, besitzt; und
    • (b) Trocknen der beschichteten, hydrophilen Oberfläche aus Schritt (a), um das Lösungsmittel aus der Beschichtungslösung zu entfernen und dadurch den nichtionischen, oberflächenaktiven Stoff an die hydrophobe Oberfläche zu binden; wobei die Aufbringungs- und Trocknungsschritte ohne einen zwischenzeitlichen Waschschritt mit einem organischen Lösungsmittel und ohne eine vorhergehende oder nachfolgende Glimmentladungsbehandlung durchgeführt werden.
  • Die bei der Erfindung eingesetzten spezifischen Materialien sind nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe, die ein hydrophiles Element besitzen, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann, z.B. eine hydrophile Endgruppe, und die eine hydrophile-lipophile Gleichgewichtszahl (HLB-Zahl) besitzen, die kleiner oder gleich 5 ist. Der Begriff "nicht-ionischer, oberflächenaktiver Stoff" wird hier in Übereinstimmung mit seiner herkömmlichen Definition als Molekül verwendet, das zwei strukturell unterschiedliche Gruppen mit verschiedenen Löslichkeiten in einer wässrigen Lösung enthält. Siehe Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Terminology, dritte Auflage, Band 22, Seite 332, John Wiley & Sons, New York, 1983.
  • Wie in den nachstehend dargestellten Beispielen gezeigt, wurde gefunden, dass eine HLB-Zahl von kleiner oder gleich 5 entscheidend ist, um eine dauerhafte, wenig bindende Oberfläche zu erzielen. Obwohl nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe früher für die Verwendung bei der Herstellung wenig bindender Oberflächen in Betracht gezogen wurden (siehe die vorstehend zitierten Bezugsstellen), wurde die Bedeutung einer HLB-Zahl kleiner oder gleich 5 zuvor nicht erkannt. Wie die vorliegende Erfindung zeigt, ist oberhalb dieser Zahl die Proteinbindung entweder im Wesentlichen nicht gehemmt oder nur temporär gehemmt, während bei oder unterhalb dieser Zahl eine Langzeithemmung der Proteinbindung erzielt wird.
  • Ein bei der Erfindung eingesetztes, spezifisches Verfahren umfasst die Schritte Aufbringen des nichtionischen, oberflächenaktiven Stoffs auf die Oberfläche (das Substrat) in einem Lösungsmittel und anschließendes Trocknen der Oberfläche (des Substrats), um das Lösungsmittel zu entfernen und dadurch den nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoff in direktem Kontakt mit der Oberfläche zu bringen, so dass er daran bindet. Vorzugsweise wird die Oberfläche vollständig getrocknet. Die Aufbringungs- und Trocknungsschritte müssen ohne einen zwischenzeitlichen Waschschritt mit einem organischen Lösungsmittel durchgeführt werden.
  • Wie in den Beispielen 7 und 8 gezeigt wird, ist der Trocknungsschritt für den Erhalt einer dauerhaften wenig bindenden Oberfläche entscheidend. Ohne diesen Schritt kann der nicht-ionische, oberflächenaktive Stoff von der hydrophoben Oberfläche durch wässrige Lösungen entfernt werden, wodurch die Oberfläche ihre wenig bindenden Eigenschaften verliert. Diese Entfernung erfolgt sogar, wenn ein nicht-ionischer, oberflächenaktiver Stoff mit einer HLB- Zahl kleiner oder gleich 5 verwendet wird. Wenn die Beschichtung jedoch einmal auf der Oberfläche getrocknet wurde, wird sie wirksam permanent und wird durch Kontakt mit einer wässrigen Lösung im wesentlichen nicht entfernt. Dies ist ein wichtiger Vorteil der Erfindung, weil die wenig bindenden Oberflächen, die im Fachgebiet gewünscht werden, für die Verwendung mit wässrigen Lösungen bestimmt ist.
  • Das Vermeiden von jeglichem Waschen mit einem organischen Lösungsmittel vor dem Trocknungsschritt ist im Hinblick auf die niedrigen HLB-Zahlen der bei der Praxis der Erfindung verwendeten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe wichtig. Diese niedrigen HLB-Zahlen machen den nichtionischen, oberflächenaktiven Stoff im Wesentlichen löslich in organischen Lösungsmitteln, so dass Waschen mit einem solchen Lösungsmittel im wesentlichen den gesamten oberflächenaktiven Stoff von der Oberfläche entfernt, was den oberflächenaktiven Stoff an der Ausführung seiner wenig bindenden Funktion hindert.
  • Die Bezugsstellen, die nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe mit HLB-Zahlen kleiner oder gleich 5 einsetzen, haben die Bedeutung der vorstehenden Verfahrensschritte nicht offenbart, vorgeschlagen oder in irgendeiner Weise erkannt. Genauer gesagt, verwenden die vorstehend zitierten Bezugsstellen Thurow et al. und Schroen et al. jeweils mindestens einen nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoff mit einer HLB-Zahl kleiner als 5. Insbesondere hat das von Thurow et al. bevorzugte Genapol-PF-10-Material eine HLB-Zahl kleiner als 5, ebenso wie das L-92-Material von Schroen et al. Während Thurow et al. berichten, dass Genapol PF-10 die Adsorption von Insulin an Latexpartikel hemmt, berichten Schroen et al., dass L-92 die Adsorption von Lipase an eine Polypropylenmembran nicht verhindert. Signifikanterweise beschreibt keine der Bezugsstellen das Trocknen des nicht ionischen, oberflächenaktiven Stoffs auf eine hydrophobe Oberfläche, und somit kann keine eine wenig bindende Oberfläche herstellen, die im Wesentlichen dauerhaft ist, wie es für ein praktikables Produkt erforderlich ist.
  • Sheu et al. verwenden ebenfalls nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe mit niedrigen HLB-Zahlen (d.h. PLURONIC 121, 122 und 127), setzen aber ein kompliziertes Argon-Glimmentladungsverfahren zur Bindung dieser oberflächenaktiven Stoffe an eine hydrophobe Oberfläche, nämlich Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), ein. Bei bestimmten Experimenten ließen sie die Glimmentladungsbehandlung weg und brachten statt dessen nur die oberflächenaktiven Stoffe auf LDPE auf und wuschen mit Chloroform (siehe ihre 2). Unter diesen Bedingungen berichteten sie keine Reduzierung der Proteinbindung verglichen mit unbehandeltem LDPE (siehe ihre Seite 1006). Unter Berücksichtigung dieser Schlussfolgerung erkannten Scheu et al. eindeutig nicht, dass oberflächenaktive Stoffe mit niedriger HLB erfolgreich zur Herstellung wenig bindender Oberflächen ohne Benötigung einer Glimmentladungsbehandlung eingesetzt werden können, wie die vorliegende Erfindung zeigt.
  • Die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte, d.h. Aufbringen des oberflächenaktiven Stoffs in einem Lösungsmittel und anschließendes Trocknen zur Entfernung des Lösungsmittels, sind ganz einfach durchzuführen. Das Verfahren ist ferner kostengünstig, weil nur sehr kleine Konzentrationen an oberflächenaktivem Stoff benötigt werden, um eine wenig bindende Oberfläche zu erzielen. Zum Beispiel kann ein Pfund oberflächenaktiver Stoff, der etwa einen Dollar (U.S.) kostet, eine mikrondicke Beschichtung auf etwa 5000 Quadratfuß (465 Quadratmetern) hydrophober Oberfläche bereitstellen. Die Erfindung erfüllt somit jedes der vorstehenden vier Kriterien für ein praktikables Verfahren zur Herstellung einer wenig bindenden Oberfläche, d.h. es stellt ein kostengünstiges, leicht anzuwendendes Verfahren zur Bereitstellung einer im Wesentlichen dauerhaften, wenig bindenden Oberfläche bereit.
  • Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist zur Herstellung von Laborausrüstung mit proteinabweisenden Oberflächen. Beispiele für die Produkttypen, die mit erfindungsgemäßen wenig bindenden Oberflächen versehen werden könne, umfassen Behälter aller Formen, Größen und Beschreibungen, Streifen mit mehreren Vertiefungen, Pipetten, Pipettenspitzen, Membranen, Reagenzreservoirs, Aufbewahrungsgefäße, Schläuche und dergleichen. Wenn sie mit einer wenig bindenden Oberfläche ausgerüstet sind, können diese Produkte unter Verwendung herkömmlicher Techniken, wie Gamma-Strahlen-Sterilisation, sterilisiert werden.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Wie vorstehend erläutert, betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung wenig bindender Oberflächen auf hydrophoben Substraten durch Verwendung nicht-ionischer, oberflächenaktiver Stoffe mit einer HLB-Zahl kleiner oder gleich 5 und einem hydrophilen Element, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann. Erläuterungen von HLB-Zahlen und wie sie für spezifische oberflächenaktive Stoffe bestimmt werden, können zum Beispiel in der Veröffentlichung von ICI Surfactants mit dem Titel The HLB System und insbesondere in Kapitel 7 dieser Veröffentlichung mit dem Titel "How to Determine HLB of an Emulsifier" gefunden werden (ICI Americas, Inc., Wilmington, Delaware, 1992).
  • Der bei der Durchführung der Erfindung verwendete nichtionische, oberflächenaktive Stoff muss ein hydrophiles Element besitzen, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann, um die erforderliche wenig bindende Oberfläche bereitzustellen. Obwohl wir uns nicht an eine bestimmte Theorie der Arbeitsweise binden wollen, wird angenommen, dass ein solches hydrophiles Element, wenn es hydratisiert ist und sich von einer hydrophoben Oberfläche weg erstreckt, eine wässrige Grenzschicht bereitstellt, die durch Moleküle mit hydrophoben Bereichen, z.B. Proteine, nicht leicht durchdrungen werden kann, so dass verhindert wird, dass solche Moleküle an die hydrophobe Oberfläche binden. In vielen Fällen haben die Moleküle des nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffs, die bei der Praxis der Erfindung verwendet werden, eine zentrale hydrophobe Region, die an jedem Ende mit einem hydrophilen Element verbunden ist, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann. In anderen Fällen haben die Moleküle eine hydrophobe Region, die nur an einem Ende mit einem hydrophilen Element verbunden ist. Moleküle oberflächenaktiver Stoffe mit anderen Konfigurationen können natürlich, wenn gewünscht, verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie mindestens ein hydrophiles Element besitzen, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann. Es sollte beachtet werden, dass das hydrophile Element im Grenzbereich so einfach wie eine Hydroxylgruppe sein kann, wie durch die niedrige Bindung gezeigt wird, die mit Polypropylenoxid erzielt wird (siehe Beispiel 6 unten).
  • Das Vorliegen des hydrophilen Elementes oder der Elemente bedeutet, dass die Moleküle des oberflächenaktiven Stoffs normalerweise eine HLB-Zahl größer als Null haben, d.h. gewissen hydrophilen Charakter besitzen. (Man beachte, dass im Fall von Polypropylenoxid die HLB-Zahl tatsächlich nahe bei Null liegt, d.h. kleiner als 0,5 ist). Weil die HLB-Zahl jedoch kleiner oder gleich 5 sein muss, um eine im Wesentlichen dauerhafte, wenig bindende Oberfläche zu erzielen, ist dieser hydrophile Charakter erheblich kleiner als der lipophile Charakter des Moleküls. Gewöhnlich sind nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe mit HLB-Zahlen kleiner als etwa 2,5 für die Durchführung der Erfindung bevorzugt.
  • Eine Vielzahl an nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffen, die jetzt bekannt sind oder anschließend entwickelt werden, kann bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden. Beispiele für geeignete oberflächeaktive Stoffe sind u.a. Alkylalkoholethoxylate, Alkylesterethoxylate, Sorbitolalkylester, Glycerinalkylester und Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymere. Wie vorstehend erläutert, kann Polypropylenoxid ebenfalls bei der Praxis der Erfindung verwendet werden. Vorzugsweise hat das Polypropylenoxid ein durchschnittliches Molekulargewicht im Bereich von etwa 1000 bis etwa 15000. Derivate von Polypropylenoxid, wie verzweigte und Sternpolymere, können ebenfalls bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden.
  • Diese und andere geeignete oberflächenaktive Stoffe können von einer Vielzahl an Herstellern bezogen werden, einschließlich ICI Americas, Inc., Wilmington, Delaware, BASF Corp., Parsippany, New Jersey, Witco Corp., Greenwich, Connecticut, und Henkel Corporation, Ambler, Pennsylvania. Wenn gewünscht, können Gemische von nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffen bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden, vorausgesetzt, dass jeder in dem Gemisch verwendete oberflächenaktive Stoff eine HLB-Zahl kleiner 5 besitzt. Listen verschiedener kommerziell erhältlicher nichtionischer, oberflächenaktiver Stoffe lassen sich in McCutcheons Emulsifiers and Detergents, nordamerikanische Ausgabe, The Manufacturing Confectioner Publishing Co., Glen Rock, New Jersey, 1995, finden. Ein bevorzugter nichtionischer, oberflächenaktiver Stoff für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ist Pluronic® L-121.
  • Eine Vielzahl an hydrophoben Oberflächen kann erfindungsgemäß wenig bindend gemacht werden. wie hier verwendet, wird eine Oberfläche als wenig bindend gemacht betrachtet, wenn das Verhältnis von Proteinbindung vor Behandlung zu derjenigen nach Behandlung weniger als etwa 0,5 und vorzugsweise weniger als etwa 0,3 beträgt. Ebenso wird eine Oberflächenbehandlung als im Wesentlichen dauerhaft angesehen, wenn die behandelte Oberfläche ihre wenig proteinbindenden Eigenschaften nach mindestens etwa 2 Wasserwäschen bei Raumtemperatur und vorzugsweise nach mindestens etwa 6 Wasserwäschen, wiederum bei Raumtemperatur, beibehält, wobei eine Wasserwäsche, wie hier verwendet, mindestens 60 Sekunden dauert.
  • Beispiele für die Typen von Polymeroberflächen, die von der Erfindung profitieren können, umfassen solche, die Polystyrol, Polypropylen, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polymethylpenten, Polyethylen, Polycarbonat, Polysulfon, Polystyrol-Copolymere (z.B. SAN und ABS), Polypropylen-Copolymere, Fluorpolymere, Polyamide, Silikone und Elastomere, einschließlich Silikon-, Kohlenwasserstoff- und Fluorkohlenstoffelastomeren, umfassen oder daraus bestehen. Andere Materialien können behandelt werden, vorausgesetzt, sie haben eine hydrophobe Oberfläche, an die der oberflächenaktive Stoff binden kann.
  • Die nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe werden auf die hydrophobe Oberfläche in Form einer Beschichtungslösung aufgebracht, die den oberflächenaktiven Stoff und ein Lösungsmittel umfasst. In Anbetracht der niedrigen HLB-Zahl des oberflächenaktiven Stoffs ist das Lösungsmittel üblicherweise ein organisches Lösungsmittel, ein Gemisch organischer Lösungsmittel oder ein Gemisch von Wasser und einem oder mehreren mischbaren organischen Lösungsmitteln, z.B. ein Wasser/Alkohol-Gemisch. Um den Trocknungsschritt zu erleichtern, sollte es sich um ein Lösungsmittel handeln, das leicht verdampft werden kann. Lösungsmittel, die hauptsächlich aus Wasser bestehen, sind nicht bevorzugt, obwohl sie verwendet werden können, wenn gewünscht. Solche Lösungsmittel verdampfen relativ langsam und können zu Verklumpungsproblemen in Anbetracht der niedrigen HLB-Zahl des oberflächenaktiven Stoffes führen. Wenn es zum Spritzen einer Form verwendet wird, verursacht wahrscheinlich jegliches Wasser, das zu dem Zeitpunkt, an dem die Form geschlossen und schmelzflüssiges Polymer eingespritzt wird, nicht verdampft worden ist, Defekte im fertigen Teil.
  • Die Konzentration des oberflächenaktiven Stoffes in der Beschichtungslösung kann je nach der Anwendung recht breit variieren. Geeignete Konzentrationen liegen im Bereich von etwa 0,01% Gewicht pro Volumen bis etwa 1,0% Gewicht pro Volumen. Eine geeignete Konzentration für die Beschichtung von Laborausrüstung nach der Herstellung beträgt etwa 0,1% Gewicht pro Volumen. Höhere oder niedrigere Konzentrationen können natürlich verwendet werden, wenn gewünscht.
  • Die Beschichtungslösung kann auf die hydrophobe Oberfläche unter Verwendung einer Mehrzahl an Techniken aufgebracht werden, für die Beispiele u.a. Sprühen, Tauchen, Bürstenbeschichten und dergleichen sind. Eine kleine Menge an oberflächenaktivem Stoff kann zur Behandlung einer großen Oberfläche verwendet werden. Folglich kann das Volumen der pro Quadratmillimeter hydrophober Oberfläche aufgebrachten Beschichtungslösung recht klein sein, z.B. etwa 2 bis 20 Mikroliter pro cm2 für eine Beschichtungslösung mit einer Konzentration an oberflächenaktivem Stoff von etwa 0,1% Gewicht pro Volumen. Die Menge an oberflächenaktivem Stoff pro Einheitsfläche und die entsprechende Konzentration der Beschichtungslösung und die Aufbringungsrate können für eine bestimmte Anwendung durch Untersuchung von Probestücken der hydrophoben Oberfläche leicht bestimmt werden, um zu bestimmen, ob die erforderliche Reduzierung der Bindung erzielt worden ist.
  • Das Trocknen der Beschichtungslösung kann bei Raumtemperatur bei Umgebungsdruck durchgeführt werden. Höhere oder niedrigere Temperaturen können verwendet werden, wenn gewünscht. Es wurde gefunden, dass höhere Temperaturen (50-70°C) manchmal eine gleichmäßigere Beschichtung der Oberfläche erleichtern können. Verringerte Drücke können eingesetzt werden, wenn schnelles Trocknen benötigt wird. Ungeachtet des eingesetzten Trocknungsverfahrens muss dieses ausreichend Lösungsmittel entfernen, dass der nicht-ionische, oberflächenaktive Stoff in direkten Kontakt mit der hydrophoben Oberfläche kommt und an diese Oberfläche bindet. Dass diese Bindung erfolgt ist, kann durch wiederholtes waschen der beschichteten Oberfläche mit einer wässrigen Lösung leicht getestet werden. Wenn die Oberfläche ihre nicht-bindenden Eigenschaften nach diesem Waschen beibehält, wurde die erforderliche Bindung erzielt; wenn nicht, ist gründlicheres Trocknen der beschichteten Oberfläche erforderlich.
  • Ohne sich auf irgendeine Weise beschränken zu wollen, wird die vorliegende Erfindung durch die folgenden Beispiele vollständiger beschrieben. Die folgenden Materialien und Verfahren sind den Beispielen gemeinsam.
  • Materialien und Verfahren
  • Tabelle 14 beschreibt die in den Beispielen verwendeten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe zusammen mit ihren HLB-Zahlen und ihren Handelsbezeichnungen, wenn anwendbar.
  • Ausgenommen, wenn angegeben, wurden die nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe auf die getesteten hydrophoben Oberflächen als 0,1%ige (Gewicht/Volumen) Lösung in Isopropanol aufgebracht. Eine ausreichende Menge an Beschichtungslösung wurde zum Bedecken der getesteten Oberfläche mit einer dünnen Schicht der Lösung verwendet (z.B. 25 μl der Lösung pro Vertiefung für eine Standardplatte mit 24 Vertiefungen). In einigen Fällen wurde die Lösung auf die Oberfläche durch Sprühen aufgebracht, in anderen wurde sie auf die Oberfläche (in die Vertiefung) gegossen. Ausgenommen, wenn angegeben, wurden beschichtete Proben entweder bei 70°C für 30 Minuten in einem Umluftofen oder bei Raumtemperatur über Nacht getrocknet, um das Isopropanol zu verdampfen.
  • Die Proteinbindung wurde bei einigen Beispielen unter Verwendung eines Färbeverfahrens mit kolloidalem Gold bestimmt. Gemäß diesem Verfahren wird kolloidales Gold elektrostatisch an gebundenes Protein gebunden und wird durch Messen der Extinktion bei 550 Nanometern nachgewiesen. Colloidal Gold Total Protein Stain von BioRad Laboratories wurde für diesen Zweck verwendet, wobei die Extinktion mit einem Cambridge-Technologies-Plattenlesegerät (Nr. 7520) gemessen wurde.
  • Wie im Stand der Technik allgemein bekannt ist, beträgt die obere Grenze für eine wenig bindende Oberfläche etwa 50-80 ng/cm2. Zum Vergleich beträgt eine mittlere Bindung, wie sie unbehandeltes Polystyrol oder Polypropylen zeigen, etwa 200-400 ng/cm2 und eine hohe Bindung, wie sie eine Polystyrol- oder Polypropylenoberfläche, die plasmaoxidiert und mittels Gammastrahlung sterilisiert wurde, zeigt, etwa 400-800 ng/cm2.
  • Die Bezeichnungen "NA" und "ND", die in einigen Tabellen verwendet werden, bedeuten "nicht anwendbar" bzw. "nicht bestimmt". Die Bezeichnung "PS" bedeutet Polystyrol. Die Bezeichnung "M.W." bedeutet durchschnittliches Molekulargewicht.
  • Beispiel 1
  • Radiometrische Bestimmung der verringerten Proteinbindung
  • Dieses Beispiel zeigt mithilfe einer radiometrischen Ablesung, dass nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe die Bindung von Protein an hydrophobe Oberflächen reduzieren können.
  • Die verwendeten hydrophoben Oberflächen waren Flachboden-Mikrotiterplatten, die aus hoch-bindendem Polystyrol (Corning Costar Nr. 2581) und mittel-bindendem Polystyrol (Corning Costar Nr. 2587) bestanden. Der Test erfolgte mit und ohne Gamma-Strahlungssterilisation unter Verwendung von Kobalt-60 (1,5 Mrad).
  • Die bei diesem Beispiel verwendeten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die oberflächenaktiven Stoffe wurden auf die Testplatten wie in Materialien und Verfahren beschrieben aufgebracht, gefolgt von Sterilisation, wenn angegeben.
  • Das Ausmaß an Proteinbindung wurde unter Verwendung eines radioaktiv markierten Proteins, nämlich 125I-IgG (Ziegeanti-Maus) bestimmt, das von DuPont/NEN bezogen wurde. Unmarkiertes IgG in Natriumcarbonatpuffer, pH 9,2, wurde mit 125I-IgG versetzt, so dass die Endkonzentration an markiertem IgG und kaltem IgG in der Testlösung 10 μg/ml betrug.
  • Aliquote von 0,1 Millilitern der Proteinlösung wurden in Vierfachansätzen in die Vertiefungen von Streifen mit 8 Vertiefungen eingebracht, die von den Testmikrotiterplatten entfernt wurden. Die Vertiefungen wurden über Nacht bei 4°C unter Schütteln inkubiert. Die Überstände wurde aus den Vertiefungen entfernt, gefolgt von drei Wäschen mit 0,2 ml PBS. Die Vertiefungen wurden dann getrocknet und einzeln gezählt, um die "Gesamt"-IgG-Bindung zu bestimmen. Nach Bestimmung der "Gesamt"-Bindung wurden die Vertiefungen für zwei Stunden in 0,2 ml PBS-Tween (0,05%) bei Raumtemperatur unter Schütteln inkubiert. Die Überstände wurden aus den Vertiefungen entfernt, gefolgt von drei Wäschen mit 0,2 ml PBS. Die Vertiefungen wurden getrocknet und einzeln gezählt, um die "feste" IgG-Bindung zu bestimmen.
  • Unbehandelte hoch-bindende und mittel-bindende Platten wurden als Kontrollen verwendet. Ein Vergleichsexperiment wurde ebenfalls durchgeführt, bei dem eine BSA-Proteinbeschichtung an Stelle einer Beschichtung mit oberflächenaktivem Stoff erwendet wurde. Das BSA wurde auf die Wände der Vertiefungen vorabsorbiert und dann gewaschen, um überschüssiges Material zu entfernen. Der Test erfolgt dann unter Verwendung der radioaktiv markierten IgG-Lösung, wie oben beschrieben.
  • Messungen der radioaktiven Markierung erfolgten in einer Doppelblindstudie bei BioMolecular Assasys (Woburn, MA). Die IgG-Bindungswerte pro Mikrotiterplattenvertiefung wurden unter Verwendung einer Oberfläche von 0,94 cm2 für ein Volumen von 0,1 ml in werte in ng/cm2 umgewandelt.
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt, führten die getesteten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe jeweils zu einer erheblichen Verringerung der Proteinbindung verglichen mit den zwei Kontrollen und dem BSA-Experiment, wobei die Bindung nach Sterilisation in den meisten, aber nicht allen Fällen größer, aber immer noch signifikant reduziert in Bezug auf die Kontrollen war.
  • Beispiel 2
  • Enzymatische Bestimmung der verringerten Proteinbindung
  • Dieses Beispiel zeigt mithilfe einer enzymatischen Ablesung, dass nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe die Bindung von Protein an hydrophobe Oberflächen reduzieren können.
  • Die in diesem Beispiel verwendeten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die oberflächenaktiven Stoffe wurden auf eine mittel-bindende Polystyrol-Platte (Corning Costar Nr. 2587) wie in Material und Verfahren beschrieben aufgebracht. Eine mittel-bindende Polystyrol-Platte (Corning Costar Nr. 2587) und eine hochbindende Polystyrol-Platte (Corning Costar Nr. 2581) wurden als Kontrollen verwendet.
  • Die bei diesem Beispiel eingesetzten Reagenzien waren:
    • (a) HRP-Ziege-a-Maus-IgG: Kierkegaard & Perry Laboratories, Inc., Katalog-Nr. 074-1806. Stammvolumen: 0,5 mg/ml; Arbeitskonzentration: 0,04 μg/ml. Die Arbeitskonzentration wurde durch Zugabe von 11 μl der Stammlösung pro 25 ml PBS, pH 7,4, unter Herstellung eine Arbeitsstammlösung (WS) und anschließendes 1:6-Verdünnen (d.h. 10 ml WS + 50 ml PBS, pH 7,4) erhalten.
    • (b) phosphatgepufferte Kochsalzlösung: Sigma 1000-3. Pufferherstellung: 2 Pakete PBS pro 2 Liter H2O.
    • (c) Waschlösung 20X-Konzentrat: Kierkegaard & Perry Laboratories, Inc., Katalog-Nr. 50-63-01. Waschkonzentration: 1 M (3800 ml H2O + 200 ml Waschlösungskonzentrat).
    • (d) ABTS-Peroxidasesubstrat & Peroxidaselösung B: Kierkegaard & Perry Laboratories, Inc., Katalog-Nr. 50-64-02 & 50-65-02.
    • (e) Natriumlaurylsulfat (SDS): Sigma Katalog-Nr. L-4509. Stopplösung: 0,1% SDS (10 g SDS pro 1 Liter H2O).
  • Die eingesetzten Verfahren waren:
    • (1) 100 μl/Vertiefung HRP-Ziege-a-Maus-IgG in einer Konzentration von 0,04 μg/ml wurden zu den Testvertiefungen gegeben und für 1 Stunde bei Raumtemperatur inkubiert.
    • (2) Die Vertiefungen wurden 5 Mal mit der 1 M Waschlösung gewaschen. Jede Wäsche umfasst 5-minütiges Eintauchen, gefolgt von Dekantieren.
    • (3) 100 μl/Vertiefung Substrat (30 ml ABTS + 30 ml H2O2) wurden zu den Testvertiefungen gegeben und für 15 Minuten bei Raumtemperatur im Dunkeln inkubiert.
    • (4) 100 μl/Vertiefung Stopplösung (1% SDS) wurden zu den Testvertiefungen gegeben.
    • (5) Die Platten wurden dann geschüttelt und bei 405 nm abgelesen.
    • (6) Eine Reduzierung der Bindung wurde durch Vergleichen der im Schritt (5) gemessenen Extinktion mit der für eine hoch-bindende Polystyrol-Platte, die nicht mit einem nichtionischen, oberflächenaktiven Stoff behandelt, aber ansonsten den Schritten (1) bis (5) unterworfen worden war, gemessenen Extinktion bestimmt.
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden signifikante Reduktionen an gebundenem Enzym durch die nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe erzielt, wobei die meisten Reduktionen mehr als 95% betrugen.
  • Beispiel 3
  • Bestimmung der verringerten Proteinbindung durch Färbung mit kolloidalem Gold
  • Dieses Beispiel zeigt mithilfe einer kolloidalen Goldablesung, dass nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe die Bindung von Protein an hydrophobe Oberflächen reduzieren können.
  • Die in diesem Beispiel verwendeten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe sind in Tabelle 3 aufgeführt. Die oberflächenaktiven Stoffe wurden auf mittel-bindende Polystyrol-Platten (Corning Costar Nr. 2587) wie in Material und Verfahren beschrieben aufgebracht.
  • Die Platten wurden wie folgt mit IgG inkubiert: 0,1 ml Pferde-IgG (Pierce Labs) in einer Arbeitskonzentration von 10 μg/ml in 0,10 M NaHCO3-Puffer (pH 9,4) wurden zu jeder Vertiefung gegeben, 30 Minuten auf einem Schaukeltisch inkubiert und mit dI H2O gespült. Die Platten wurden über Nacht mit Gold gefärbt (0,3 ml/Vertiefung), in dI H2O gespült, luftgetrocknet, und die Extinktion wurde bei 550 nm gemessen.
  • Wie in Tabelle 3 gezeigt, erzielen die nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe eindeutig niedrigere Proteinbindungsausmaße, d.h. nicht durch das Färbeverfahren mit kolloidalem Gold nachweisbare Ausmaße.
  • Beispiel 4
  • Die Reduzierung der Proteinbindung ist pH-unabhängig
  • Dieses Beispiel zeigt, dass nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe die Proteinbindung über einen breiten Bereich von pH-Werten hemmen können.
  • Die in diesem Beispiel verwendeten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe sind in Tabelle 4 aufgeführt. Polystyrol-Platten mit 24 Vertiefungen (Corning Costar Nr. 9447) wurden wie in Materialien und Verfahren beschrieben beschichtet.
  • 10 μg/ml BSA-Protein (Rinderserumalbumin, Fraktion V, Sigma) wurde in 0,10 M Acetat-Puffer (pH = 4,6), in 0,10 M PBS (pH = 7,4) und in 0,10 M NaHCO3-Puffer (pH 9,2) hergestellt. In die Vertiefungen jeder beschichteten Platte und in unbeschichtete Kontrollen wurden jeweils 0,50 ml jeder der Proteinlösungen aliquotiert. Es wurden Dreifachproben durchgeführt.
  • Die Platten wurden für 30 Minuten bei 23°C auf einen Schaukeltisch gestellt. Die Proteinlösungen wurden dann aus den Platten ausgeleert, und die Vertiefungen wurden drei Mal mit dI H2O gespült. Danach wurde 1,0 ml kolloidale Gold-Färbelösung zu jeder Vertiefung gegeben (siehe Materialien und Verfahren). Die Platten wurden über Nacht auf einen Schaukeltisch gestellt, drei Mal mit dI H2O gespült und luftgetrocknet. Die Extinktion wurde dann unter Verwendung eines Cambridge-Technologies-Plattenlesegerätes bei 550 nm abgelesen.
  • Wie in Tabelle 4 gezeigt, waren die nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe wirksam zur Verhinderung der Proteinbindung bei einer breiten Vielfalt an pH-Werten.
  • Beispiel 5
  • Verringerte Zellbindung
  • Dieses Beispiel zeigt, dass nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe die Zellbindung reduzieren können.
  • Die verwendeten Verfahren waren wie folgt. Polystyrol-Platten mit 24 Vertiefungen wurden mit den in Tabelle 5 aufgeführten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffen gemäß den in Materialien und Verfahren beschriebenen Verfahren beschichtet. Unbeschichtete Platten wurden als Kontrolle verwendet. Zum Vergleich wurden auch Platten mit einer kovalent gebundenen Acrylamidbeschichtung (Corning Costar Katalog-Nr. 2500) und mit einer Stearinsäurebeschichtung getestet. Die Stearinsäurebeschichtung wurde auf die gleiche Weise wie die nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe, wiederum unter Verwendung einer 0,1%igen (w/v) Lösung, aufgebracht.
  • Die Platten wurden bei 1,5 Mrad Gamma-sterilisiert und dann mit 5,6 × 104 MDCK-Zellen pro Vertiefung in 1 ml Vollmedium, das 5% FBS (fötales Rinderserum) enthielt, angeimpft. Die Inkubation erfolgte bei 37°C in einer 5%-CO2-Atmosphäre für zwei Tage. Die Platten wurden fixiert und gefärbt, und die Zellbindung wurde notiert. Danach wurden die Vertiefungen unter Verwendung der kolloidalen Goldtechnik zum Nachweis von gebundenem Protein gefärbt. Nur visuelle Beobachtungen wurden gemacht.
  • Wie in Tabelle 5 gezeigt, erzielten verschiedene der nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe eine verringerte Zellbindung und/oder verringerte Proteinbindung.
  • Es wurden auch Experimente mit Zellen durchgeführt, die in Serum suspendiert wurden. Die bei diesen Experimenten verwendeten Zellen waren MDCK-Zellen. Die verwendeten oberflächenaktiven Stoffe waren die gleichen, wie sie in Tabelle 5 verwendet wurden. wiederum wurde eine reduzierte Bindung der Zellen an Oberflächen, die mit einem nichtionischen, oberflächenaktiven Stoff behandelt waren, beobachtet.
  • Beispiel 6
  • Erforderlichkeit eines hydrophilen Elementes, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann
  • Dieses Beispiel zeigt, dass der zur Herstellung einer wenig bindenden Oberfläche verwendete nicht-ionische, oberflächenaktive Stoff ein hydrophiles Element besitzen muss, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann.
  • Ein nicht-ionischer, oberflächenaktiver Stoff kann eine Vielzahl von Strukturen besitzen, einschließlich eines hydrophoben Segments und eines hydrophilen Segments, die Schwanz-an-Schwanz gebunden sind, eines zentralen hydrophoben Segments, das an jedem Ende an ein hydrophiles Segment gebunden ist, oder eines zentralen hydrophilen Segments, das an jedem Ende an ein hydrophobes Segment gebunden ist. Diese drei Molekülformen können ähnliche HLBs besitzen, aber die beiden ersten Varianten besitzen mindestens ein hydrophile Endgruppe, wohingegen die dritte Variante mit ihrem hydrophilen Segment in der Mitte hydrophobe Endgruppen besitzt.
  • Die in Tabelle 6 aufgelisteten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe wurden hinsichtlich ihrer Fähigkeit, eine wenig bindende Oberfläche zu erzeugen, unter Verwendung der in Materialien und Verfahren beschriebenen Techniken getestet. Polystyrol wurde als hydrophobe Testoberfläche verwendet, und IgG/Au-Färbung wurde als Ablesung verwendet.
  • Wie in Tabelle 6 gezeigt, sind Oberflächen, die mit oberflächenaktiven Stoffen mit mindestens einer hydrophilen Endgruppe beschichtet wurden, bei ähnlichen HLB-Zahlen wirksam zur Hemmung von Proteinbindung, während Oberflächen, die mit oberflächenaktiven Stoffen ohne eine hydrophile Endgruppe beschichtet wurden, zur Hemmung von Proteinbindung unwirksam sind. Die Erforderlichkeit eines hydrophilen Elements, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann, wird durch diese Daten deutlich.
  • Es sollte beachtet werden, das ein für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeigneter oberflächenaktiver Stoff keine hydrophile Endgruppe haben muss, sondern eine oder mehrere hydrophile Gruppen haben kann, die an ein hydrophobes Grundgerüst irgendwo entlang des Grundgerüsts gebunden sind, vorausgesetzt, dass (eine) solche Gruppe oder Gruppen sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann/können.
  • Beispiel 7
  • Trocknen einer mit einem oberflächenaktiven Stoff beschichteten Oberfläche ist für ihre Dauerhaftigkeit entscheidend
  • Dieses Beispiel zeigt die Bedeutung des Trocknens einer mit oberflächenaktivem Stoff beschichteten Oberfläche, um eine dauerhafte, wenig bindende Oberfläche zu erzielen. Genauer gesagt, war der Zweck der Experimente dieses Beispiels zu bestimmen, ob nicht-ionische, oberflächenaktive Moleküle an eine Polymeroberfläche unter Bildung einer dauerhaften Beschichtung bei Exposition gegenüber wässriger Lösung absorbieren oder nur, nachdem die Moleküle auf die Oberfläche aufgetrocknet wurden.
  • Doppelansätze von Platten mit 24 Vertiefungen wurden wie folgt hergestellt. Einzelne Vertiefungen wurden mit 3 ml von 0,5% (Gewicht/Volumen) nicht-ionischem, oberflächenaktivem Stoffe in H2O/Isopropanol (90/10 Gewicht/Volumen) gefüllt. Die oberflächenaktiven Stoffe sind in Tabelle 7 aufgeführt.
  • Die Platten-Doppelansätze wurden für 30 Minuten auf einem Schaukeltisch inkubiert und dann ausgeleert. Eine Platte wurde ausgewischt, und man ließ sie dann bei Raumtemperatur in einem Abzug trocknen. Sie wurde dann 5X mit dI H2O gespült. Die zweite Platte ließ man nicht trocknen, sondern sie wurde statt dessen sofort 5X mit H2O gespült. Die Platten wurden dann hinsichtlich der Proteinbindung durch Füllen jeder Vertiefung mit 0,5 ml 10 μg/ml IgG (Pferd) in PBS-Puffer und Inkubieren für 30 Minuten auf einem Schaukeltisch bei Raumtemperatur getestet. Die Platten wurden mit dI H2O gespült und über Nacht mit kolloidalem Au gefärbt.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. Wie durch diese Daten eindeutig gezeigt wird, ist es notwendig, die Moleküle des oberflächenaktiven Stoffs auf die Platte aufzutrocknen, um eine dauerhafte Beschichtung bereitzustellen. Die Daten zeigen ferner die Bedeutung der Verwendung eines oberflächenaktiven Stoffes mit einer niedrigen HLB-Zahl.
  • Beispiel 8
  • Wirkung des Spülens von Oberflächen, die wässrigen Lösungen nicht-ionischer, oberflächenaktiver Stoffe ausgesetzt wurden
  • Dieses Beispiel zeigt, dass der Trocknungsschritt zwar entscheidend für die Dauerhaftigkeit ist, aber nicht für die Erzielung einer wenig bindenden Oberfläche erforderlich ist.
  • Mittel-bindende (Katalog-Nr. 2587) und hoch-bindende (Katalog-Nr. 2581) Polystyrol-Platten mit 96 Vertiefungen (Streifen mit 8 Vertiefungen), die von Corning Costar hergestellt werden, wurden wie folgt verwendet. Einzelne Vertiefungen von Doppelansatz-Streifen wurden mit 0,3 ml 0,1% (Gewicht/Volumen) nicht-ionischem, oberflächenaktivem Stoff in H2O/Isopropanol (95/5 Gewicht/Volumen) gefüllt. Die getesteten oberflächenaktiven Stoffe sind in Tabelle 8 aufgeführt. Die Streifen wurden für 30 Minuten auf einem Schaukeltisch inkubiert. Die Streifen wurden dann ausgeleert und ausgewischt.
  • Ein erster Streifensatz, der einen hoch-bindenden Streifen und einen mittel-bindenden Streifen enthielt, wurde nicht gespült; ein zweiter Streifensatz, der wiederum einen hoch-bindenden Streifen und einen mittel-bindenden Streifen enthielt, wurde 5X mit dI H2O gespült. Unmittelbar nach diesem Verfahren wurde jede Vertiefung mit 0,10 ml 1,0 μg/ml GAM-IgG-HRP (Ziege-anti-Maus-IgG-Meerrettichperoxidase-Enzymmarkierter Antikörper; Kirkegaard und Perry, Gaithersburg, MD, Katalog-Nr. 074-1806) in PBS-Puffer (pH = 7,4) aliquotiert. Die Streifen wurden für eine Stunde bei Raumtemperatur auf einem Schaukeltisch inkubiert. Die Streifen wurden dann 5X mit PBS-Puffer, der 0,02 Tween-20 enthielt, gespült, gefolgt von Nachspülen mit H2O.
  • Gebundener Antikörper wurde kolorimetrisch unter Verwendung eines ABTS-Substratreagenzkits (Kirkegaard und Perry, Katalog-Nr. 50-62-01) gemessen. Es wurden 0,10 ml der ABTS-H2O2-Lösung zu jeder Vertiefung gegeben. Eine blaue Farbe bildet sich, wenn das ABTS mit dem H2O2 durch das Peroxidase-Enzym, das von dem gebundenen Antikörper getragen wird, umgesetzt wird. Die Extinktion bei 405 nm wurden an einem Cambridge-Technologies-Plattenlesegerät Nr. 7520 gemessen.
  • Tabelle 8 stellt die etwa 2 Minuten nach Zugabe der ABTS-H2O2-Lösung zu dem Streifen gemessenen Extinktionsdaten dar. Diese Extinktionsdaten zeigen, dass (1) Spülen vor dem Trocknen die nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe von den Streifen entfernte und sie somit an der Bereitstellung einer wenig bindenden Oberfläche hinderte und (2) sogar ohne Trocknen die oberflächenaktiven Stoffe eine geringe Bindung erzielten, vorausgesetzt, sie wurden nicht abgespült.
  • Beispiel 9
  • Bestimmung der Beschichtungsdauerhaftigkeit unter Verwendung von Wasserwäschen
  • Dieses Beispiel zeigt die Wirkung der HLB-Zahl auf die Dauerhaftigkeit von Beschichtungen mit nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffen auf Polystyrol.
  • Die in diesem Beispiel verwendeten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe sind in Tabelle 9 aufgeführt. Polystyrol-Platten mit 24 Vertiefungen (Corning Costar Nr. 9447) wurden wie in Materialien und Verfahren beschrieben mit diesen oberflächenaktiven Stoffen beschichtet.
  • Die Dauerhaftigkeit wurde durch Zugabe von dI H2O zu den Vertiefungen einer Testplatte (3,0 ml pro Vertiefung), wonach die Platte auf einen Schaukeltisch gestellt wurde, getestet. Die Zeiten auf dem Schaukeltisch und die Temperaturen sowie die Anzahl der Wiederholungen der Behandlung mit dI H2O sind in Tabelle 9 aufgeführt. Die Proteinbindungseigenschaften der verschiedenen Platten wurden unter Verwendung einer Proteinlösung, die für jede Vertiefung 0,5 ml IgG (10 μg/ml) in 0,1 M NaHCO3-Puffer, pH 9,4, umfasste, bestimmt. Die Proteinlösung wurde mit der Platte auf einem Schaukeltisch für 30 Minuten bei 23°C inkubiert, wonach die Platte 3X mit H2O gespült wurde (jeweils 3 ml). Das vorstehend beschriebene Färbeverfahren mit kolloidalem Gold wurde zum Sichtbarmachen von gebundenem Protein verwendet. Das Färben umfasste die Inkubation über Nacht auf einen Schaukeltisch bei 23°C, eine Spülung mit dI H2O, Trocknen bei Raumtemperatur und Ablesen bei 550 nm.
  • Wie in Tabelle 9 gezeigt, waren oberflächenaktive Stoffe mit HLB-Zahlen von 1,0, 1,8, 2,0, 4,3 und 4,7 dauerhaft, während solche mit HLB-Zahlen von 6, 7 und darüber nicht dauerhaft waren.
  • Beispiel 10
  • Bestimmung der Beschichtungsdauerhaftigkeit unter Verwendung von Wäschen mit Proteinlösung
  • Dieses Beispiel zeigt die Wirkung der HLB-Zahl auf die Dauerhaftigkeit von Beschichtungen mit nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffen auf Polystyrol, Polypropylen, Polymethylmethacrylat und einem PVDF-Copolymer.
  • Die in diesem Beispiel verwendeten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe sind in Tabelle 10 aufgeführt. Die verwendeten Verfahren waren wie folgt. Spritzgeformte Testplatten (Format mit 96 Vertiefungen) bestanden aus Polystyrol (STYRON, Dow 685 D), Polypropylen (Exxon 9371), Polymethylmethacrylat (ATO HAAS) und KYNAR FLEX 2800 PVDF-Copolymer (ATO HAAS). Jede Vertiefung wurde mit 0,10 ml 10 μg/ml IgG (Pferde-Standard, Pierce) in 0,01 M PBS-Puffer (pH = 7,4) aliquotiert und für 30 Minuten bei 23°C auf einen Schaukeltisch gestellt. Die Proteinlösung wurde dann aus den Vertiefungen ausgeleert, und eine frische Proteinlösung wurde in jede Vertiefung aliquotiert und das gesamte Verfahren insgesamt sechs Mal wiederholt. Die Platten wurden dann drei Mal mit dI H2O (0,3 ml/Vertiefung) gespült. Kolloidale Gold-Färbelösung (0,3 ml/Vertiefung) wurde zu jeder Vertiefung gegeben, und die Platten wurden über Nacht auf einen Schaukeltisch gestellt. Die Platten wurden dann 3 Mal mit dI H2O gespült, man ließ sie trocknen, und die Extinktion bei 550 nm wurde unter Verwendung des Cambridge-Technologies-Plattenlesegerätes gemessen.
  • Wie in Tabelle 10 gezeigt, lag die Ausschlussgrenze für eine dauerhafte, wenig bindende Oberfläche bei einer HLB-Zahl von 5, wobei nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe mit einer HLB-Zahl gut oberhalb von 5 eine erhebliche Bindung nach dem Mehrfachwaschverfahren zeigten, oberflächenaktive Stoffe bei 6 oder gerade darunter ein kleines Ausmaß an Bindung zeigten und oberflächenaktive Stoffe unterhalb von 5 (d.h. solche mit HLB-Zahlen von 1,0, 2,0 und 4,3) im Wesentlichen keine Bindung zeigten. Bei Oberflächen, die Protein absorbierten, war die Au-Färbung mit unbewaffnetem Auge leicht sichtbar. Zudem erzeugten die nicht dauerhaften Beschichtung oft eine "fleckige" Proteinbindung, bis wiederholte Spülungen die Beschichtung entfernten. Bei diesen Beschichtungen wurde sogar innerhalb einer Vertiefung eine hohe Variabilität beobachtet.
  • Ähnliche Ergebnisse, wie in Tabelle 10 dargestellt, wurden erhalten, wenn das gleiche Verfahren mit wiederholten Spülungen mit BSA-Protein oder nur Spülungen mit dI H2O an Stelle von IgG-Spülungen durchgeführt wurde.
  • Beispiel 11
  • Beschichtungsstabilität in Gegenwart von überschüssigem Protein
  • Dieses Beispiel zeigt, dass Exposition gegenüber großen Mengen an Protein die wenig bindenden Eigenschaften einer hydrophilen Oberfläche, die mit einem nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoff mit niedriger HLB-Zahl beschichtet wurde, nicht zerstört.
  • Die folgenden Verfahren wurden bei diesem Beispiel eingesetzt. Polystyrol-Platten mit 24 Vertiefungen wurden wie in Materialien und Verfahren beschrieben mit 25-μl-Aliquoten von 0,10% (w/v) Sorbitolmonooleat in Isopropanol beschichtet. Die Bedeckung des Sorbitolmonooleats wurde zu 10 μg/cm2 berechnet. Jede Vertiefung der Platten wurde 1,0 ml 2 mg/ml BSA-Protein (Pierce) in PBS-Puffer (pH = 7,4) ausgesetzt. Die Platten wurden für 30 Minuten bei Raumtemperatur auf einem Schaukeltisch inkubiert, die Vertiefungen wurden ausgeleert, und die Exposition gegenüber Protein wurde insgesamt sechs Mal wiederholt. Die Platten wurden dann 3 Mal mit dI H2O gespült und über Nacht mit der kolloidalen Gold-Färbung gefärbt. Die Platten wurden dann mit dI H2O gespült, getrocknet, und die Extinktion jeder Vertiefung wurde bei 550 nm an dem Cambridge-Technologies-Plattenlesegerät gemessen.
  • Wie in Tabelle 11 dargestellt, blieb die wenig bindende Oberfläche (von der angenommen wird, dass sie physikalisch absorbiert und nur durch van-der-Waals-Kräfte gehalten wird) sogar in Anwesenheit eines großen Überschusses an Protein dauerhaft.
  • Ähnliche Experimente wurden unter Verwendung von Pluronic L-121 und L-122 durchgeführt, und ähnliche, wenig Protein bindende Ergebnisse wurden erhalten.
  • Beispiel 12
  • Toxizität
  • Zusätzlich zur der wirksamen Bereitstellung wenig bindender Oberflächen haben nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe gewöhnlich eine niedrige Toxizität.
  • Tabelle 12 zeigt LD50-Werte (Gramm/kg Ratte) für verschiedene nicht-ionische, oberflächenaktive Stoffe. Zum Vergleich sind die LD50-Werte für Mineralöl, NaCl und As2O3 ebenfalls in dieser Tabelle enthalten. Die niedrige Toxizität nicht-ionischer, oberflächenaktiver Stoffe ist aus diesen Daten offensichtlich.
  • Zytotoxizitätsexperimente wurden unter Verwendung von MDCK-Zellen durchgeführt. Die getesteten nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe waren Pluronic L-121, L-122 und P-123; Span 80 und 85 sowie Brij 30, 72 und 93. Diese Moleküle wurde auf Platten mit 24 Vertiefungen (Corning Costar Nr. 9447) ausgehend von 0,1% (w/v) in Isopropanol aufgebracht. Unbehandelte Polystyrol- und mit normaler Gewebekultur behandelte Polystyrol-Platten mit 24 Vertiefungen (Corning Costar Nr. 25820) wurden als Kontrollen verwendet. Alle Platten wurden für 48 Stunden bei 37°C mit 2 ml/Vertiefung vollständigem DMEM-Medium, das 10% fötales Rinderserum (FBS) enthielt, inkubiert. Diese Inkubation erfolgte, um alle potenziell toxischen Verbindungen aus der beschichteten Oberfläche in das Zellwachstumsserum zu extrahieren. Die FBS-Lösungen wurden dann in mit Gewebekultur behandeltes Polystyrol überführt, und jede Vertiefung wurde mit ~ 2 × 104 Zellen/Vertiefung MDCK-Zellen angeimpft und dann für 72 Stunden bei 37°C in einer 5%-CO2-Atmosphäre inkubiert. Die Zellen wurden dann mit Gram-Kristallviolett gefärbt. Alle Vertiefungen ergaben konfluentes Zellwachstum mit normaler Zellmorphologie.
  • Beispiel 13
  • Verringerter Verlust von Enzymaktivität
  • Dieses Beispiel zeigt, dass ein Enzym, wenn es in einem mit einem nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoff beschichteten Gefäß aufbewahrt wird, weniger Aktivität verliert als in einem unbeschichteten Gefäß.
  • Mittel-bindende (Nr. 2587) und hoch-bindende (Nr. 2581) Polystyrol-Mikrotiterplatten von Corning Costar wurden bei diesem Beispiel verwendet. Mittel-bindende Platten wurden mit Sorbitolmonooleat und PEO(2)monooleat unter Verwendung der in Materialien und Verfahren beschriebenen Techniken beschichtet, genauer gesagt, folgte auf Beschichten mit einer 0,1%igen (w/v) Lösung des oberflächenaktiven Stoffes in Isopropanol Trocknen für 24 Stunden vor Gebrauch.
  • Meerrettichperoxidase-Enzym (HRP) wurde von Sigma bezogen. Eine Lösung von 20 ng/ml HRP in 0,01 M PBS (pH = 7,4) wurde hergestellt. Aliquote von 0,1 ml wurden in sechs Vertiefungen von Streifen mit 8 Vertiefungen von beschichteten Platten, unbeschichteten mittel-bindenden Platten und unbeschichteten hoch-bindenden Platten eingebracht.
  • Proben wurden entweder für 0 oder 90 Minuten vorinkubiert. Aliquote von 0,1 ml eines Tetramethylbenzidin-(TMD)-Peroxidasesubstratsystems (Kirkegaard & Perry) wurden zu jeder Vertiefung gegen, und die Extinktion bei 405 nm jeder Vertiefung wurde gegen die Zeit unter Verwendung eines Mikrotiterplattenlesegeräts Nr. 7520 von Cambridge Technologies Inc. aufgezeichnet.
  • Die Ergebnisse waren:
    • (1) Wenn die TMB-Lösung bei einer Vorinkubation von 0 Minuten zugegeben wurde, war die Enzymaktivität auf allen vier Oberflächen (d.h. den beiden mit oberflächenaktivem Stoff beschichteten Oberflächen, der unbeschichteten mittelbindenden Oberfläche und der unbeschichteten hoch-bindenden Oberfläche) innerhalb des experimentellen Fehlers identisch.
    • (2) Wenn das Enzym für 90 Minuten in den unbeschichteten hoch-bindenden und mittel-bindenden Platten vorinkubiert wurde, verlor es ~ 60% bzw. ~ 98% seiner Aktivität.
    • (3) Wenn das Enzym für 90 Minuten in einer der beschichteten Platten vorinkubiert wurde, betrug der Aktivitätsverlust im Wesentlichen Null.
  • Ähnliche Ergebnisse wurden beobachtet, wenn Polypropylen-Platten an Stelle von Polystyrol-Platten verwendet wurden.
  • Es sollte beachtet werden, dass es sich hier um einen Gesamtlösungstest handelt, so dass die beobachtete Wirkung kein direkter physikalischer Verlust von Protein (Enzym), sonder eher Verlust von biologischer Aktivität ist.
  • Beispiel 14
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die erfindungsgemäße Verwendung nicht-ionischer, oberflächenaktiver Stoffe zur Herstellung einer Membran mit wenig bindender Oberfläche.
  • Die Experimente erfolgten unter Verwendung von 0,45-Mikron-PVDF-Membranen. Die Membranen wurden zwei Mal durch Eintauchen unter Verwendung von 0,1% (Gewicht/Volumen) der folgenden nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoffe in Isopropanol beschichtet: Sorbitolmonooleat, Pluronic® L-121, Pluronic L-122 und Pluronic® L-123. Die Membran wurde nach jeder der beiden Tauchbeschichtungen bei Raumtemperatur getrocknet. Die beschichteten Membranen wurden mit 10 μg/ml IgG in 0, 1 M PBS (pH 7, 4) für 30 Minuten bei Raumtemperatur auf einem Orbitalschüttler inkubiert. Die Membranen wurden dann drei Mal mit Wasser in einer sauberen Platte gespült, wobei jede Spülung für 5 Minuten auf dem Schüttler erfolgte. Danach wurden die Membranen über Nacht, wiederum auf dem Schüttler, mit Au gefärbt. Eine unbeschichtete PVDF-Membran wurde als Kontrolle verwendet.
  • Mit den Pluronic®-oberflächenaktiven Stoffen wurde im Wesentlichen keine Proteinbindung beobachtet. Es wurde gefunden, dass der Sorbitolmonooleat-oberflächenaktive Stoff ein im Wesentlichen zu demjenigen des unbeschichteten PVDF identisches Ausmaß an Proteinbindung zeigte. Obwohl wir uns nicht an irgendeine Theorie über die Arbeitsweise binden wollen, wird angenommen, dass die mit Sorbitolmonooleat erhaltenen Ergebnisse mit der Kürze des philen Endes dieses Moleküls (d.h. etwa 5 Å) zusammenhängen. Zum Vergleich haben die Pluronic L-121-, Pluronic® L-122- und Pluronic L-123-oberflächenaktiven Stoffe phile Enden, deren Längen etwa 16, 36 bzw. 61 Å betragen. Wenn eine Membran mit kleinen Poren und somit einer großen Oberfläche beschichtet wird, wird angenommen, dass die Länge der philen Enden eines oberflächenaktiven Stoffes eine wichtigere Rolle bei der Erzielung einer wenig bindenden Oberfläche als bei anderen Anwendungen der Erfindung spielen.
  • Obwohl hier bevorzugte und andere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden, können weitere Ausführungsformen vom Fachmann in Betracht gezogen werden, ohne vom Umfang der Erfindung, wie durch die folgenden Patentansprüche definiert, abzuweichen.
    Figure 00330001
    Figure 00340001
    Tabelle 2
    Figure 00350001
    • *Es wird angenommen, dass die Reduzierungen von 88,9 und 83,1 für Sorbitolmonopalmitat und Sorbitolmonostearat durch unvollständige Beschichtung der Oberfläche der Platte infolge von Beschichtungsdefekten (Nadellöchern) entstehen. Kristalle wurden auf der Oberfläche der Platte in diesen Fällen beobachtet. Obwohl sie nicht analysiert wurden, wird angenommen, dass sie aus dem oberflächenaktiven Stoff bestehen. Bei vollständiger Beschichtung können diese oberflächenaktiven Stoffe noch größere Reduktionen der Bindung erzielen.
    Tabelle 3
    Figure 00360001
    Figure 00370001
    Figure 00380001
    Figure 00390001
    Figure 00400001
    Figure 00410001
    Figure 00420001
    Figure 00430001
    Figure 00440001
    Figure 00450001
    Figure 00460001
    Figure 00470001
    Figure 00480001
    Tabelle 12
    Figure 00490001
    Tabelle 14
    Figure 00500001
    Tabelle 14 (Fortsetzung)
    Figure 00510001
    Brij®
    ist eine registrierte Marke von ICI Americas, Wilmington, DE
    Emerest®
    ist eine registrierte Marke von Henkel Corp., Cincinnati, OH
    Maypeg®
    ist eine registrierte Marke von PPG Industries, Gurnee, IL
    Myrj®
    ist eine registrierte Marke von ICI Americas, Wilmington, DE
    Pluronic®
    ist eine registrierte Marke von BASF, Parsippany, NJ
    Span®
    ist eine registrierte Marke von ICI Americas, Wilmington, DE
    Tween®
    ist eine registrierte Marke von ICI Americas, Wilmington, DE

Claims (15)

  1. Verfahren zur Behandlung einer hydrophoben Oberfläche zur Reduzierung der Fähigkeit eines organischen Materials, in einer wässrigen Lösung an die Oberfläche zu binden, wobei das Verfahren umfasst: (a) Aufbringen einer Beschichtungslösung auf die hydrophobe Oberfläche, wobei die Beschichtungslösung einen nicht-ionischen, oberflächenaktiven Stoff in einem Lösungsmittel umfasst, wobei der nicht-ionische, oberflächenaktive Stoff (i) eine hydrophile-lipophile Gleichgewichtszahl, die kleiner oder gleich 5 ist, und (ii) mindestens ein hydrophiles Element, das sich in eine wässrige Lösung erstrecken kann, besitzt; und (b) Trocknen der beschichteten, hydrophoben Oberfläche aus Schritt (a), um das Lösungsmittel aus der Beschichtungslösung zu entfernen und dadurch den nichtionischen, oberflächenaktiven Stoff an die hydrophobe Oberfläche zu binden; wobei die Aufbringungs- und Trocknungsschritte ohne einen zwischenzeitlichen Waschschritt mit einem organischen Lösungsmittel und ohne eine vorhergehende oder nachfolgende Glimmentladungsbehandlung durchgeführt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das den zusätzlichen Schritt nach Schritt (b) des Inkontaktbringens der behandelten Oberfläche mit einer wässrigen Lösung umfasst, die das organische Material enthält, wobei die behandelte Oberfläche verminderte Bindung des organischen Materials im Vergleich zu einer unbehandelten Oberfläche zeigt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die behandelte Oberfläche einen Bindungsgrad des organischen Materials zeigt, der weniger als das 0,5fache des Bindungsgrads, der von einer unbehandelten Oberfläche gezeigt wird, beträgt.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die behandelte Oberfläche einen Bindungsgrad des organischen Materials zeigt, der weniger als das 0,3fache des Bindungsgrads, der von einer unbehandelten Oberfläche gezeigt wird, beträgt.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das den zusätzlichen Schritt nach Schritt (b) des Inkontaktbringens der behandelten Oberfläche mit einer wässrigen Lösung, die das organische Material enthält, über einen Zeitraum umfasst, wobei das organische Material biologische Aktivität besitzt und verstärkte Beibehaltung seiner biologischen Aktivität zeigt, wenn die wässrige Lösung mit der behandelten Oberfläche in Kontakt ist, als wenn die wässrige Lösung mit einer unbehandelten Oberfläche über den Zeitraum in Kontakt ist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Zeitraum 90 Minuten beträgt und das organische Material eine Beibehaltung der biologischen Aktivität zeigt, wenn die wässrige Lösung in Kontakt mit der behandelten Oberfläche ist, die mindestens das 1,5fache der Beibehaltung der biologischen Aktivität beträgt, wenn die wässrige Lösung in Kontakt mit einer unbehandelten Oberfläche ist.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der nicht-ionische, oberflächenaktive Stoff eine hydrophilelipophile Gleichgewichtszahl besitzt, die kleiner oder gleich 2,5 ist.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der nicht-ionische, oberflächenaktive Stoff ein Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymer umfasst.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der nicht-ionische, oberflächenaktive Stoff Polypropylenoxid umfasst.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel einen Alkohol umfasst.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die hydrophobe Oberfläche eine Polymeroberfläche ist.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Polymeroberfläche Polystyrol umfasst.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das organische Material ein Protein, ein Peptid, eine Nukleinsäure oder eine Zelle ist.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das organische Material ein Enzym oder ein Antikörper ist.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das organische Material mindestens etwas Hydrophobie in einer wässrigen Lösung zeigt.
DE69733426T 1996-10-24 1997-10-03 Verfahren zum herstellen von oberflächen mit niedriger bindungsaffinität Expired - Lifetime DE69733426T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2900996P 1996-10-24 1996-10-24
US29009P 1996-10-24
PCT/US1997/018021 WO1998017407A1 (en) 1996-10-24 1997-10-03 Methods for producing low binding surfaces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69733426D1 DE69733426D1 (de) 2005-07-07
DE69733426T2 true DE69733426T2 (de) 2006-04-27

Family

ID=21846733

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69739847T Expired - Lifetime DE69739847D1 (de) 1996-10-24 1997-10-03 Verfahren zum Herstellen von Oberflächen mit niedriger Bindungsaffinität
DE69733426T Expired - Lifetime DE69733426T2 (de) 1996-10-24 1997-10-03 Verfahren zum herstellen von oberflächen mit niedriger bindungsaffinität
DE69738409T Expired - Lifetime DE69738409T2 (de) 1996-10-24 1997-10-03 Verfahren zur Herstellung von Oberflächen mit niedriger Bindungsaffinität

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69739847T Expired - Lifetime DE69739847D1 (de) 1996-10-24 1997-10-03 Verfahren zum Herstellen von Oberflächen mit niedriger Bindungsaffinität

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69738409T Expired - Lifetime DE69738409T2 (de) 1996-10-24 1997-10-03 Verfahren zur Herstellung von Oberflächen mit niedriger Bindungsaffinität

Country Status (7)

Country Link
US (7) US6093559A (de)
EP (1) EP0936951B1 (de)
JP (1) JP4689772B2 (de)
CN (1) CN1233981A (de)
AU (1) AU4670897A (de)
DE (3) DE69739847D1 (de)
WO (1) WO1998017407A1 (de)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6093559A (en) * 1996-10-24 2000-07-25 Corning Incorporated Producing low binding hydrophobic surfaces by treating with a low HLB number non-ionic surfactant
US20030113939A1 (en) * 1998-04-15 2003-06-19 Bodenseewerk Perkin-Elmer Gmbh Modified surface for carrying out or detecting affinity reactions
US6383783B1 (en) * 1999-09-21 2002-05-07 3M Innovative Properties Company Nucleic acid isolation by adhering to hydrophobic solid phase and removing with nonionic surfactant
US6541071B1 (en) * 2000-03-23 2003-04-01 Corning Incorporated Method for fabricating supported bilayer-lipid membranes
US6783974B2 (en) 2000-07-10 2004-08-31 Corning Incorporated Microplate having a lubricious surface and methods for making and using such microplates
US7276286B2 (en) 2000-07-17 2007-10-02 President & Fellows Of Harvard College Surfaces that resist the adsorption of biological species
US6692840B1 (en) * 2000-09-15 2004-02-17 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Polymer coating for rubber articles
CA2426498A1 (en) * 2000-10-24 2003-04-23 Kaneka Corporation Hydrophilized membrane and process for hydrophilization thereof
US6783838B2 (en) * 2001-04-30 2004-08-31 3M Innovative Properties Company Coated film laminate having an ionic surface
US7501157B2 (en) * 2001-06-26 2009-03-10 Accelr8 Technology Corporation Hydroxyl functional surface coating
US6844028B2 (en) 2001-06-26 2005-01-18 Accelr8 Technology Corporation Functional surface coating
US20030148017A1 (en) * 2001-12-07 2003-08-07 Olli Tuominen Copolymer coating for a hydrophobic membrane
JP3910102B2 (ja) * 2002-04-25 2007-04-25 富士フイルム株式会社 乾式分析要素及び分析キット
US20050130177A1 (en) 2003-12-12 2005-06-16 3M Innovative Properties Company Variable valve apparatus and methods
US7727710B2 (en) * 2003-12-24 2010-06-01 3M Innovative Properties Company Materials, methods, and kits for reducing nonspecific binding of molecules to a surface
US7939249B2 (en) 2003-12-24 2011-05-10 3M Innovative Properties Company Methods for nucleic acid isolation and kits using a microfluidic device and concentration step
US20050147757A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-07 Roh Il J. Method for wetting hydrophobic porous polymeric membranes to improve water flux without alcohol treatment
US20050287573A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-29 North Dakota State University Lined multi-well plates
WO2006024966A2 (en) * 2004-09-02 2006-03-09 Angela Cruz Three-dimensional self assembly in suspension of adherent cells
MX2009011641A (es) 2007-04-27 2010-03-04 Endo Pharmaceuticals Solutions Agentes de liberacion para dispositivo de implante y metodos para utilizar los mismos.
US7642315B2 (en) * 2007-06-15 2010-01-05 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polycarbonate-poly(alkylene oxide) copolymer compositions and articles formed therefrom
US7649073B2 (en) * 2007-06-15 2010-01-19 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polycarbonate-poly(alkylene oxide) copolymer compositions and articles formed therefrom
AT505883B1 (de) 2007-10-10 2012-10-15 Greiner Bio One Gmbh Oberflächenmodifikation
US11786036B2 (en) 2008-06-27 2023-10-17 Ssw Advanced Technologies, Llc Spill containing refrigerator shelf assembly
US8286561B2 (en) 2008-06-27 2012-10-16 Ssw Holding Company, Inc. Spill containing refrigerator shelf assembly
US8318439B2 (en) 2008-10-03 2012-11-27 Micronics, Inc. Microfluidic apparatus and methods for performing blood typing and crossmatching
CA2739903C (en) 2008-10-07 2016-12-06 Ross Technology Corporation Highly durable superhydrophobic, oleophobic and anti-icing coatings and methods and compositions for their preparation
KR20120001781A (ko) 2009-03-25 2012-01-04 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. 개선된 생물 오염 방지 코팅
WO2011056742A1 (en) 2009-11-04 2011-05-12 Ssw Holding Company, Inc. Cooking appliance surfaces having spill containment pattern and methods of making the same
WO2011116005A1 (en) 2010-03-15 2011-09-22 Ross Technology Corporation Plunger and methods of producing hydrophobic surfaces
PE20140834A1 (es) 2011-02-21 2014-07-10 Ross Technology Corp Revestimiento superhidrofos y oleofobos con sistema aglutinantes con bajo contenido de cov
DE102011085428A1 (de) 2011-10-28 2013-05-02 Schott Ag Einlegeboden
WO2013090939A1 (en) 2011-12-15 2013-06-20 Ross Technology Corporation Composition and coating for superhydrophobic performance
MX2015000119A (es) 2012-06-25 2015-04-14 Ross Technology Corp Recubrimientos elastoméricos con propiedades hidrofóbicas y/u oleofóbicas.
FR3001642B1 (fr) * 2013-02-01 2016-05-13 Natvi Sas Procede de recouvrement de surfaces
US10386377B2 (en) 2013-05-07 2019-08-20 Micronics, Inc. Microfluidic devices and methods for performing serum separation and blood cross-matching
CN105180709B (zh) * 2015-09-10 2017-07-21 华北电力大学 一种局部可控亲疏水性的多孔传热表面制备方法
US12071663B2 (en) 2016-01-15 2024-08-27 Massachusetts Institute Of Technology Semi-permeable arrays for analyzing biological systems and methods of using same
US10836890B2 (en) 2017-01-25 2020-11-17 Nano And Advanced Materials Institute Limited Mechanically reinforced, transparent, anti-biofouling thermoplastic resin composition and manufacturing method thereof
WO2019021258A1 (en) 2017-07-28 2019-01-31 Sabic Global Technologies B.V. LABORATORY EQUIPMENT HAVING REDUCED PROTEIN BINDING AND / OR DNA BINDING PROPERTIES
US11709155B2 (en) 2017-09-18 2023-07-25 Waters Technologies Corporation Use of vapor deposition coated flow paths for improved chromatography of metal interacting analytes
US11709156B2 (en) 2017-09-18 2023-07-25 Waters Technologies Corporation Use of vapor deposition coated flow paths for improved analytical analysis
US11745184B1 (en) 2018-03-06 2023-09-05 Enzo Biochem, Inc. Reduced background immunoassay plates
WO2019195982A1 (en) * 2018-04-09 2019-10-17 Nano And Advanced Materials Institute Limited A germ-repellent plastic, a manufacturing method therefor, and a germ-repellent plastic item made therefrom
GB2600370B (en) * 2019-08-09 2023-07-19 Hydroxsys Holdings Ltd Water wettable filtration membranes and their manufacture
WO2021040001A1 (ja) * 2019-08-29 2021-03-04 東レ株式会社 ポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜の親水化方法
JP2022550869A (ja) * 2019-10-02 2022-12-05 ハイドロオクシス ホールディングス リミテッド 耐久性のある膜、それらの調製及び使用
US11918936B2 (en) 2020-01-17 2024-03-05 Waters Technologies Corporation Performance and dynamic range for oligonucleotide bioanalysis through reduction of non specific binding
WO2023133010A1 (en) * 2022-01-10 2023-07-13 Inari Agriculture Technology, Inc. Biolistic particle delivery compositions, methods, and systems

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5935922B2 (ja) * 1976-08-11 1984-08-31 イ−シ−化学工業株式会社 スチレン系樹脂フイルムのコ−テイング剤
CH636121A5 (de) * 1977-03-18 1983-05-13 Schaefer Chemisches Inst Ag Metall-ionen-, phosphat- und enzym-freies reiniger-konzentrat.
US4335104A (en) * 1978-08-16 1982-06-15 United Chemical Corporation Anhydrous multi-purpose moisturizing composition
JPS5586829A (en) * 1978-12-25 1980-07-01 Kuraray Co Ltd Resin composition for molding and laminate molding
JPS5761036A (en) * 1980-09-30 1982-04-13 Kuraray Co Ltd Film and multi-layer laminate excellent in dew condensation resistance
JPS5761025A (en) * 1980-09-30 1982-04-13 Kuraray Co Ltd Production of laminate having excelent dew condensation resistance and gas barrier property
JPS6368138A (ja) * 1986-09-11 1988-03-28 株式会社ニツシヨ− 真空採血管
US5258129A (en) * 1987-12-02 1993-11-02 Takemoto Yushi Kabushiki Kaisha Fluid-permeable agent for non-woven sheets of polyolefin fibers and method of application thereof
US4980231A (en) * 1988-02-19 1990-12-25 Snyder Laboratories, Inc. Process for coating polymer surfaces and coated products produced using such process
JP3153905B2 (ja) * 1990-05-15 2001-04-09 株式会社新素材総合研究所 親水性膜とその製造方法並びにこの膜を用いた濾過装置
US5063084A (en) * 1990-05-31 1991-11-05 Nelson Riley H Method of preventing adherence of insect residues to vehicular surfaces
DE4023671A1 (de) * 1990-07-25 1992-01-30 Boehringer Mannheim Gmbh Nichtionische blockcopolymere aus propylenoxid und ethylenoxid
FR2675474B1 (fr) * 1991-04-22 1993-08-06 Polyconcept Film d'emballage.
WO1994003544A1 (en) * 1992-07-29 1994-02-17 Baxter International Inc. Biomaterials with hydrophilic surfaces
US5516703A (en) * 1993-08-20 1996-05-14 The University Of Utah Coating of hydrophobic surfaces to render them protein resistant while permitting covalent attachment of specific ligands
JPH0753814A (ja) * 1993-08-17 1995-02-28 Idemitsu Kosan Co Ltd 帯電防止性樹脂組成物
US5500254A (en) * 1993-12-21 1996-03-19 Kimberly-Clark Corporation Coated polymeric fabric having durable wettability and reduced adsorption of protein
JP3462903B2 (ja) * 1994-07-07 2003-11-05 テルモ株式会社 湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具
JP3420855B2 (ja) * 1995-03-28 2003-06-30 積水化学工業株式会社 血液検査用容器及び担体
US5746961A (en) * 1995-12-04 1998-05-05 Michael J. Stevenson Method for enhancement of the surfaces of molded plastic products
US6093559A (en) * 1996-10-24 2000-07-25 Corning Incorporated Producing low binding hydrophobic surfaces by treating with a low HLB number non-ionic surfactant

Also Published As

Publication number Publication date
DE69733426D1 (de) 2005-07-07
JP2001502959A (ja) 2001-03-06
US20070196910A1 (en) 2007-08-23
US7312057B2 (en) 2007-12-25
US20030073067A1 (en) 2003-04-17
US8062881B2 (en) 2011-11-22
DE69738409T2 (de) 2008-12-04
EP0936951A4 (de) 2000-11-08
US20030199065A1 (en) 2003-10-23
WO1998017407A1 (en) 1998-04-30
US6565789B2 (en) 2003-05-20
US6093559A (en) 2000-07-25
DE69738409D1 (de) 2008-01-31
US20100280174A1 (en) 2010-11-04
AU4670897A (en) 1998-05-15
US7776572B2 (en) 2010-08-17
CN1233981A (zh) 1999-11-03
EP0936951A1 (de) 1999-08-25
US20080145280A1 (en) 2008-06-19
DE69739847D1 (de) 2010-05-27
US6319664B1 (en) 2001-11-20
JP4689772B2 (ja) 2011-05-25
EP0936951B1 (de) 2005-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69733426T2 (de) Verfahren zum herstellen von oberflächen mit niedriger bindungsaffinität
DE69032263T2 (de) Biomosaische Polymere und Verfahren zu deren Herstellung
DE2536572C2 (de) Diagnostisches Verfahren zum Nachweisen der An- oder Abwesenheit eines ausgewählten Antigens oder Antikörpers in einer biologischen Flüssigkeitsprobe
DE69735127T2 (de) Enzymsensor
EP0353570B1 (de) Mit Reagenz ablösbar imprägnierte Trägermatrix
DE3784207T2 (de) Kunststoff-objekttraeger fuer mikroskope und verfahren zu seiner herstellung.
Flood et al. Ultrastructure and histochemistry of the food trapping mucous film in benthic filter‐feeders (ascidians)
DE3515160C2 (de)
JPS58206965A (ja) 生物学的系用保存剤および固定剤調剤
DE3715485A1 (de) Stabilisierung von ss-galactosidase
DE4026992A1 (de) Verfahren zur herstellung von traegersystemen fuer biologisch aktive materialien
DE4219149A1 (de) Verfahren zur haltbarmachung einer immobilisierten immunologisch reaktiven substanz
EP0211229A2 (de) Mit Überzügen versehene Formkörper zur Bindung von bioaffinen Substanzen
DE69316707T2 (de) Verfahren zum Binden einer Dialdehydstärke an eine Oberfläche, und nach dem Verfahren hergestellte Produkte
EP2220508B1 (de) Verfahren zur extraktion von membranproteinen
EP0134025A1 (de) Makromolekulare Massen mit chemisch aktiven Füllstoffen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE3433563A1 (de) Vorrichtung aus polymeren mit membranstruktur und eingelagerten feststoffpartikeln
DE3811659C1 (de)
DE68918945T2 (de) Verfahren und mittel- zur diagnose für allergien.
EP1407268A2 (de) Immobilisierte asymmetrische lipiddoppelschichten
WO2004004455A2 (de) Zusammensetzung und verfahren zur stabilisierung von biomolekülen
EP1559737B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Oberflächen mit niedriger Bindungsaffinität
DD294729A5 (de) Verfahren zur herstellung von immobilisaten mit biologisch aktiven, makromolekularen verbindungen
DE1243423B (de) Verfahren zur Durchfuehrung von Antigen-Antikoerper-Reaktionen
DE20303164U1 (de) Poröser Film

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition