JP2023545338A - フローセル - Google Patents

Abstract

フローセルは、基材及びコポリマーコーティングを含む。コポリマーコーティングは、コポリマー鎖を含み、各々が、式（Ｉ）：【化１】TIFF2023545338000047.tif51128及び式（ＩＩ）：【化２】TIFF2023545338000048.tif30128の繰り返し単位を有する。式（Ｉ）において、Ｒ１は、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、又は任意選択で置換されたその変異体からなる群から選択され、Ｒ２は、アジドであり、各（ＣＨ２）ｐは、任意選択で置換され得、ｐは、１～５０の整数である。式（ＩＩ）において、Ｒ３、Ｒ３’、Ｒ４、Ｒ４’の各々は、－Ｈ、Ｒ５、－ＯＲ５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ６Ｒ７、又は－ＮＲ６Ｒ７であり、Ｒ５は、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、又は任意選択で置換されたその変異体であり、Ｒ６及びＲ７の各々は、－Ｈ又はアルキルである。いくつかのコポリマー鎖は、少なくとも１つのアルコキシアミン末端基を含む。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２０年１０月２０日に出願された米国仮特許出願第６３／０９４，１４７号の利益を主張するものであり、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

ポリマー又はヒドロゲルでコーティングされた基材は、多くの技術用途で使用されている。一例では、埋め込み可能な医療用デバイスを、生物学的に不活性なポリマーでコーティングすることができる。別の例では、創傷ドレッシング材を、薄いヒドロゲル層でコーティングしてもよい。更に別の例では、ポリマー又はヒドロゲルでコーティングされた基材を、生体分子の調製及び／又は分析に使用することができる。特定の核酸シーケンシング方法などのいくつかの分子分析は、核酸ストランドをフローセルにおける基材のポリマー又はヒドロゲルでコーティングされた表面への付着を含む。

本明細書に開示される例示的なフローセルは、少なくとも１つのアルコキシアミン末端基を含むコポリマーコーティングを含む。本明細書に開示される別の例示的なフローセルは、アルコキシアミン基を有する少なくとも１つの側鎖を含むコポリマーコーティングを含む。アルコキシアミン基は、追加の付着部位をフローセル表面に含むコポリマーコーティングを提供する。

導入
本明細書に開示される第１の態様は、基材と、基材の少なくとも一部分に付着したコポリマーコーティングであって、コポリマーコーティングが、複数のコポリマー鎖を含み、各コポリマー鎖が、式（Ｉ）：

の第１の繰り返し単位であって、式中、
Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^２が、アジドであり、各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、ｐが、１～５０の整数である、第１の繰り返し単位と、式（ＩＩ）：

の第２の繰り返し単位であって、式中、Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々は、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、Ｒ^５は、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、第２の繰り返し単位と、を含み、コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、少なくとも１つのアルコキシアミン末端基を含む、コポリマーコーティングと、を含む、フローセルである。

第１の態様のある例では、基材が、塩基担体と、塩基担体に付着した複数のノルボルネンシラン分子と、を含む。いくつかの例では、複数のノルボルネンシラン分子のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのアルコキシアミン末端基を介してそれぞれのコポリマー鎖に付着する。

第１の態様のある例では、コポリマー鎖のうちのいくつかのＲ^２が、テトラメチルエチレンジアミンで置き換えられる。いくつかの例では、コポリマーコーティングが、いくつかの分岐コポリマー鎖を含む。

第１の態様のある例では、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々が、－Ｈであり、Ｒ^３が、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７であり、Ｒ^６及びＲ^７の各々が、－Ｈである。いくつかの例では、Ｒ^１が、－Ｈであり、ｐが、５である。

第１の態様のある例では、基材が、間隙領域によって分離された凹部を含み、コポリマーコーティングが、凹部内に付着している。

第１の態様のある例では、コポリマーコーティングが、基材の表面上に、単離されたパッドを形成し、間隙領域が、単離されたパッドを分離する。

第１の態様のある例では、第１の繰り返し単位及び第２の繰り返し単位が、ランダムコポリマーを形成するか、又は第１の繰り返し単位及び第２の繰り返し単位が、統計コポリマーを形成するか、又は第１の繰り返し単位及び第２の繰り返し単位が、ブロックコポリマーを形成する。

本明細書で開示されるフローセルの任意の特徴を、任意の望ましい様式及び／又は構成で一緒に組み合わせて、例えば、コポリマーコーティングの、フローセル基材への付着の向上を含む、本開示に記載される利点を達成し得ることを理解すべきである。

本明細書に開示される第２の態様は、式（ＩＩＩ）：

のモノマーと、式（ＩＶ）：

のモノマーとの反応混合物を共重合することであって、式（ＩＩＩ）について、Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^２’が、アジド又はハロゲンであり、各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、ｐが、１～５０の整数であり、式（ＩＶ）について、Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、Ｒ^５は、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、共重合することと、ｉ）ニトロキシド媒介重合単分子開始剤、又はｉｉ）水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせを、反応混合物に添加して、共重合を開始し、それによりコポリマー鎖との生成物混合物を生成することであって、それによって、コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、アルコキシアミン末端基を有する、生成することと、表面結合ノルボルネンシラン分子を有する基材上に生成物混合物を堆積させることと、アルコキシアミン末端基のうちの少なくともいくつかが、表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの少なくともいくつかと反応することを可能にし、それによってコポリマーコーティングを形成することと、を含む、方法である。

第２の態様のある例では、Ｒ^２’が、アジドであり、方法が、コポリマーコーティングを硬化させることを更に含み、それによって、アジドのうちのいくつかが、表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの他のいくつかと反応する。

第２の態様のある例では、Ｒ^２’が、アジドであり、共重合することの前に、方法が、式（Ｖ）：

のモノマーをＮａＮ_３と反応させることによって、式（ＩＩＩ）のモノマーを生成して、アジドを導入することを更に含む。

第２の態様のある例では、Ｒ^２’が、ハロゲンであり、生成物混合物の堆積の前に、方法が、ＮａＮ_３を生成物混合物に導入することと、生成物混合物を加熱して、ハロゲンをアジドと置き換えることと、を更に含む。

第２の態様のある例は、テトラメチルエチレンジアミンを反応混合物に添加することを更に含み、コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、分岐している。

この方法の任意の特徴は、任意の望ましい様式で一緒に組み合わせ得ることを理解すべきである。更に、この方法及び／又はフローセルの特徴の任意の組み合わせを、一緒に使用して、かつ／又は本明細書で開示される例のいずれかと組み合わせて、例えば、室温でのコポリマーコーティングの基材への付着を含む、本開示で記載される利点を達成し得ることを理解すべきである。

本明細書に開示される第３の態様は、ｉ）ニトロキシド媒介重合単分子開始剤、又はｉｉ）水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせを、式（ＩＩＩ）：

のモノマーと、式（ＩＶ）：

のモノマーとの混合物に、表面結合ノルボルネンシラン分子を有する基材の存在下で添加することであって、式中、式（ＩＩＩ）について、Ｒ^１は、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^２’が、アジド又はハロゲンであり、各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、ｐが、１～５０の整数であり、式（ＩＶ）について、Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、Ｒ^５は、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、添加することと、それによりノルボルネンシラン分子に共有結合的に付着したコポリマーコーティングを生成することと、を含む、方法である。

第３の態様のある例では、Ｒ^２が、アジドであり、方法が、基板上のコポリマーコーティングを硬化させることを更に含み、それによって、アジドのうちのいくつかが、表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの他のいくつかと反応する。

第３の態様のある例では、Ｒ^２’が、アジドであり、共重合することの前に、方法が、式（Ｖ）：

のモノマーをＮａＮ_３と反応させることによって、式（ＩＩＩ）のモノマーを生成して、アジドを導入することを更に含む。

第３の態様のある例では、Ｒ^２’ハロゲンであり、共重合後、方法が、ＮａＮ_３をコポリマーコーティングに導入することと、コポリマーコーティングを加熱して、ハロゲンをアジドと置き換えることと、を更に含む。

第３の態様のある例は、方法が、基材上のコポリマーコーティングを硬化させることを更に含み、それによって、アジドのうちのいくつかが、表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの他のいくつかと反応する。

第３の態様のある例は、共重合中に、テトラメチルエチレンジアミンを混合物に添加することを更に含み、コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、分岐している。

この方法の任意の特徴は、任意の望ましい様式で一緒に組み合わせ得ることを理解すべきである。更に、この方法及び／又は他の方法及び／又はフローセルの特徴の任意の組み合わせを、一緒に使用して、かつ／又は本明細書で開示される例のいずれかと組み合わせて、例えば、室温でのコポリマーコーティングの基材への付着を含む、本開示で記載される利点を達成し得ることを理解すべきである。

本明細書に開示される第４の態様は、式（ＩＩＩ）：

のモノマーと、他のモノマーとの反応混合物を、ｉ）ニトロキシド媒介重合単分子開始剤、又はｉｉ）水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせの存在下で共重合することであって、式中、Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^２’が、アジドであり、各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、ｐが、１～５０の整数である、共重合することと、重合をクエンチし、それによりブロックコポリマー鎖との第１の生成物混合物を生成することであって、それによって、ブロックコポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、アルコキシアミン末端基を有する、生成することと、式（ＩＶ）：

のモノマーを第１の生成物混合物に添加して、第２の反応混合物を生成することであって、式中、Ｒ^３，Ｒ^３’，Ｒ^４，Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５，－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、Ｒ^５は、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、生成することと、ｉ）ニトロキシド媒介重合単分子開始剤又はｉｉ）水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせの存在下で第２の反応混合物を重合することと、重合をクエンチし、それによりブロックコポリマー鎖との第２の生成物混合物を生成することであって、それによって、ブロックコポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、アルコキシアミン末端基を有する、生成することと、表面結合ノルボルネンシラン分子を有する基材上に第２の生成物混合物を堆積させることと、アルコキシアミン末端基のうちの少なくともいくつかを、表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの少なくともいくつかと反応させることと、を含む、方法である。

この方法の任意の特徴は、任意の望ましい様式で一緒に組み合わせ得ることを理解すべきである。更に、この方法及び／又は他の方法及び／又はフローセルの特徴の任意の組み合わせを、一緒に使用して、かつ／又は本明細書で開示される例のいずれかと組み合わせて、例えば、室温でのコポリマーコーティングの基材への付着を含む、本開示で記載される利点を達成し得ることを理解すべきである。

本明細書に開示される第５の態様は、フローセルであり、基材と、基材の少なくとも一部分に付着したコポリマーコーティングであって、コポリマーコーティングが、複数のコポリマー鎖を含み、各コポリマー鎖が、式（Ｉ）：

の第１の繰り返し単位であって、式中、
Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^２が、アジドであり、各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、ｐが、１～５０の整数である、第１の繰り返し単位と、式（ＩＩ）：

の第２の繰り返し単位であって、式中、Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々は、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、Ｒ^５が、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及びそれらの任意選択で置換された変異体からなる群から選択され、Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、第２の繰り返し単位と、式（ＶＩ）

の第３の繰り返し単位であって、式中、Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ_１及びＲ_２が、独立して、炭素系置換基から選択され、各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、ｐが、１～５０の整数である、第３の繰り返し単位と、を含む、コポリマーコーティングと、を含む。

第５の態様のある例では、コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、少なくとも１つのアルコキシアミン末端基を含む。

このフローセルの任意の特徴を、任意の望ましい様式で一緒に組み合わせ得ることを理解すべきである。更に、このフローセル及び／又は他の方法及び／又は他のフローセルの特徴の任意の組み合わせを、一緒に使用して、かつ／又は本明細書で開示される例のいずれかと組み合わせて、例えば、コポリマーコーティングのフローセル基材への付着の向上を含む、本開示で記載される利点を達成し得ることを理解すべきである。

本明細書に開示される第６の態様は、ｉ）ニトロキシド媒介重合単分子開始剤、又はｉｉ）水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせを、式（Ｖ）：

のモノマーと、式（ＩＶ）：

のモノマーとの混合物に添加することであって、式中、式（Ｖ）について、Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、ハロが、ハロゲンであり、各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、ｐが、１～５０の整数であり、式（ＩＶ）について、Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、Ｒ^５は、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、添加することと、それによりコポリマーを生成することと、共重合後、ハロゲンのうちのいくつかをアルコキシアミンに、かつハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換することと、を含む、方法である。

第６の態様のある例では、ハロゲンのうちのいくつかをアルコキシアミンに、かつハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換することが、ハロゲンが、ヒドロキシルアミンを超えるように、ヒドロキシルアミンをコポリマーに導入することと、コポリマーを加熱して、ヒドロキシルアミンがハロゲンのうちのいくつかを変位させる反応を開始することと、ＮａＮ_３をコポリマーに導入することと、コポリマーを加熱して、アジドがハロゲンのうちの他のいくつかを変位させる反応を開始することと、を含む。

第６の態様のある例では、ハロゲンのうちのいくつかをヒドロキシアミンに、かつハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換することが、ヒドロキシルアミンとＮａＮ_３との混合物をコポリマーに導入することと、コポリマーを加熱して、ヒドロキシルアミンがロゲンのうちのいくつかを変位させ、アジドがハロゲンのうちの他のいくつかを変位させる反応を開始することと、を含む。

第６の態様のある例では、ハロゲンのうちのいくつかをヒドロキシアミンに、かつハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換することが、ヒドロキシルアミンを脱プロトン化して、アルコキシアミンアニオンを形成することと、ハロゲンがアルコキシアミンアニオンを超えるように、アルコキシアミンアニオンをコポリマーに導入することと、コポリマーを加熱して、アルコキシアミンアニオンがハロゲンのうちのいくつかを変位させる反応を開始することと、ＮａＮ_３をコポリマーに導入することと、コポリマーを加熱して、アジドがハロゲンのうちの他のいくつかを変位させる反応を開始することと、を含む。

この方法の任意の特徴は、任意の望ましい様式で一緒に組み合わせ得ることを理解すべきである。更に、この方法及び／又は他の方法及び／又は他のフローセルの特徴の任意の組み合わせを、一緒に使用して、かつ／又は本明細書で開示される例のいずれかと組み合わせて、例えば、コポリマーコーティングのフローセル基材への付着の向上を含む、本開示で記載される利点を達成し得ることを理解すべきである。

本開示の例の特徴は、以下の詳細な説明及び図面を参照することにより明らかになろう。図面において、同様の参照番号は、類似なものではあるが、おそらく同一ではない構成要素に対応している。簡潔にするために、前述の機能を有する参照番号又は特徴は、それらが現れる他の図面と関連させて記載してもよく、記載しなくてもよい。
本明細書に開示されるコポリマーの一例の化学構造の概略図である。 本明細書に開示されるコポリマーの別の例の化学構造の概略図である。 本明細書に開示されるコポリマーの別の例の化学構造の概略図である。 本明細書に開示されるコポリマーの一例を形成するための化学反応の一例の概略図である。 本明細書に開示されるコポリマーの一例を形成するための化学反応の別の例の概略図である。 本明細書に開示されるコポリマーの別の例を形成するための追加の化学反応の概略図である。 シラン化された表面を有するフローセル表面の凹部、及びシラン化された表面に付着したコポリマーコーティングのある例の概略図である。 Ａは、フローセルの上面図であり、Ｂ～Ｄは、フローセルのフローチャネル内の異なる例示的な構造の、拡大され、部分的に切り取られた図である。

コポリマーコーティングが本明細書に開示される。コポリマーコーティングは、コポリマー鎖を含み、それらの各々は、アジド基を有する繰り返しアクリルアミドモノマーを含む。アジド基は、プライマーを付着させることができ、したがって、コポリマーコーティングは、フローセル中に反応性表面を形成するのに好適であり得る。

コポリマー鎖のいくつかの例の調製中に、ニトロキシド媒介重合単分子開始剤（ＮＭＰ単分子開始剤）を重合開始剤及びメディエーターとして、場合によっては重合クエンチャーとして使用する。ＮＭＰ単分子開始剤は、２つのフリーラジカルに熱分離し、そのうちの一方は、フリーラジカル重合の開始剤として作用する炭素中心ラジカルであり、したがって別個のフリーラジカル開始剤を使用することができない。他方のフリーラジカルは、ニトロキシドであり、安定したフリーラジカルであり、重合を可逆的に終結することによって重合を制御する。したがって、コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかは、アルコキシアミン末端基を有する。コポリマー鎖において、「アルコキシアミン末端基」という用語は、休止種－ＯＮＲ_１Ｒ_２を指し、式中、Ｒ_１及びＲ_２の各々は、同じであっても異なっていてもよく、独立して、直鎖若しくは分岐鎖アルキル、又は環構造であってもよく、酸素原子は、コポリマー鎖の残りの部分に付着している。アルコキシアミン末端基は、本明細書に記載されるように熱活性化されて、２つのフリーラジカルを生成し得る。ＮＭＰ単分子開始剤がモノマーを超えて使用される場合、重合反応をクエンチすることができ、コポリマー鎖の、全部ではないが、ほとんどはアルコキシアミン末端基を有する。

コポリマー鎖のいくつかの他の例の調製中に、水溶性開始剤及びニトロキシドが、それぞれ重合開始剤及びメディエーターとして使用される。水溶性開始剤は、フリーラジカル重合を開始し、ニトロキシドは、重合を可逆的に終結することによって重合を制御する。したがって、コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかは、アルコキシアミン末端基を有する。

コポリマー鎖の更なるいくつかの他の例の調製中に、アルコキシアミンは、アジド基の代わりに、繰り返しアクリルアミドモノマーのいくつかに導入される。これは、ポリマー骨格に沿って側鎖にアルコキシアミンを導入し、これにより、フローセル基材により多くの付着部位が得られ、コポリマーの安定性が改善され得る。

本発明者らは、本明細書に開示されるコポリマーの末端基及び／又は側鎖におけるアルコキシアミンが、例えば、少なくとも６ヶ月間、コポリマーが保存された後でも無傷かつ活性があることを予想外に見出した。更に、本発明者らは、側鎖中のアルコキシアミン末端基又はアルコキシアミンが、シラン化された担体、特にノルボルネンシラン分子に付着機構を提供することを見出した。この付着機構は、アジド－ノルボルネン付着と同時に行われ得る。アルコキシアミンを通る追加の付着機構は、プライマー付着のためのいくつかのアジド基を含まなくてもよく、これにより、表面に、より多くのプライマーがもたらされ、したがってシーケンシングメトリックが改善され得る。アルコキシアミン－ノルボルネン付着の増加はまた、コポリマーの安定性を高め得る。

定義
本明細書に使用される用語は、別段の指定がない限り、関連する技術分野における通常の意味をとるものと理解されたい。本明細書で使用されるいくつかの用語及びそれらの意味は、以下に記載される。

単数形「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「その（the）」は、文脈上明確に別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。

含む（comprising）、含む（including）、含有する（containing）という用語、及びこれらの用語の様々な形態は、互いに同義であり、等しく広義であることを意味する。

フローセル及び／又はフローセルの様々な構成要素を説明するために、本明細書では、上（top）、下（bottom）、下方（lower）、上方（upper）、上（on）などの用語が使用される。これらの方向を示す用語は、特定の配向を示すことを意味するものではなく、構成要素間の相対的な配向を指定するために使用されることを理解されたい。方向を示す用語の使用は、本明細書に開示される例を任意の特定の配向に制限すると解釈されるものではない。

本明細書で提供される任意の数値範囲は、特に明記しない限り、末端の数を含む。

「アクリルアミド」は、構造

を有するモノマー、又はアクリルアミド基を含むモノマーである。アクリルアミド基を含むモノマーの例としては、アジドアセトアミドペンチルアクリルアミド：

及びＮ－イソプロピルアクリルアミド：

が挙げられる。他のアクリルアミドモノマーを使用してもよい。本明細書に開示される例示的なコポリマーでは、アクリルアミドモノマーは、式（Ｉ）の第１の繰り返し単位の前駆体単位である。いくつかの例では、異なるアクリルアミドモノマーは、式（ＩＩ）の第２の繰り返し単位の前駆体単位である。

本明細書に使用されるとき、「アルキル」は、完全に飽和している（すなわち、二重結合又は三重結合を含有しない）直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルキル基は、１～２０個の炭素原子を有し得る。例示的なアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、三級ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられる。例として、表記「Ｃ１～Ｃ６アルキル」は、アルキル鎖に１～６個の炭素原子が存在すること、すなわち、アルキル鎖が、メチル、エチル、プロピル、イソ－プロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｔ－ブチル、ペンチル、及びヘキシルからなる群から選択されることを示す。任意のアルキルは、置換されていてもよく、又は非置換であってもよい。

本明細書に使用されるとき、「アルケニル」は、１つ以上の二重結合を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルケニル基は、２～２０個の炭素原子を有する。例示的なアルケニル基としては、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニルなどが挙げられる。任意のアルケニルは、置換されていてもよく、又は非置換であってもよい。

「アルコキシ」基は、式－ＯＲを指し、式中、Ｒは、本明細書で定義されるようなアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、又はシクロアルキニルである。いくつかの例示的なアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、ｎ－プロポキシ、１－メチルエトキシ（イソプロポキシ）、ｎ－ブトキシ、イソ－ブトキシ、ｓｅｃ－ブトキシ、及びｔｅｒｔ－ブトキシが挙げられる。任意のアルコキシは、置換されていてもよく、又は非置換であってもよい。

上述のように、「アルコキシアミン」及び「アルコキシアミン末端基」という用語は、休止種－ＯＮＲ_１Ｒ_２を指し、式中、Ｒ_１及びＲ_２の各々は、同じであっても異なっていてもよく、独立して、直鎖若しくは分岐鎖アルキル、又は環構造などの炭素系基であってもよい。酸素原子は、側鎖中のコポリマー鎖の残り又は末端基に付着している。コポリマー鎖中のアルコキシアミン末端基は、分離して、非結合フリーラジカルを形成することができ、コポリマーが、更なる反応を受けることを可能にする。非結合フリーラジカルは、構造：

（式中、Ｒ_１及びＲ_２は、直鎖若しくは分岐鎖アルキル、又は環構造などの炭素系基である。）を有するニトロキシドフリーラジカルである。

本明細書に使用されるとき、「アルキン」又は「アルキニル」は、１つ以上の三重結合を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルキニル基は、２～２０個の炭素原子を有し得る。任意のアルキルは、置換されていてもよく、又は非置換であってもよい。

「アリール」という用語は、環骨格中に炭素のみを含有する芳香族環又は環系（すなわち、２つの隣接する炭素原子を共有する２つ以上の縮合環）を指す。アリールが環系である場合、系内の全ての環は芳香族である。アリール基は、６～１８個の炭素原子を有し得る。アリール基の例としては、フェニル、ナフチル、アズレニル、及びアントラセニルが挙げられる。任意のアリールは、環骨格中に、少なくとも１つのヘテロ原子、すなわち、炭素以外の元素（例えば、窒素、酸素、硫黄など）を有するヘテロアリールであってもよい。任意のアリール基は、置換されていてもよく、又は非置換であってもよい。

本明細書に使用されるとき、「付着した（attached）」という用語は、２つのものが、直接的又は間接的のいずれかで、互いに、接合、締結、接着、接続、又は結合されている状態を指す。いくつかの付着は、共有結合又は非共有結合によるものであり得る。共有結合は、原子間の電子対の共有によって特徴付けられる。非共有結合は、電子対の共有を伴わない物理結合であり、例えば、水素結合、イオン結合、ファンデルワールス力、親水性相互作用、及び疎水性相互作用を挙げることができる。

「アジド（azide）」又は「アジド（azido）」官能基は、－Ｎ_３を指す。

「ブロックコポリマー」は、２つ以上のモノマーが一緒にクラスター化し、繰り返し単位のブロックを形成する場合に形成されるコポリマーである。それぞれのブロックは、隣接するブロックには存在しない少なくとも１つの特徴を有するべきである。ブロックコポリマーの具体的な例は、以下に更に説明される。

本明細書に使用されるとき、「シクロアルキル」は、完全に飽和した（二重又は三重結合がない）単環式又は多環式炭化水素環系を指す。２つ以上の環から構成される場合、環は、縮合方式で一緒に接合され得る。シクロアルキル基は、環内に３～１０個の原子を含有し得る。いくつかの例では、シクロアルキル基は、環内に３～８個の原子を含有し得る。シクロアルキル基は、非置換であってもよく、又は置換されていてもよい。例示的なシクロアルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、及びシクロオクチルが挙げられる。

本明細書に使用されるとき、「シクロアルケニル」又は「シクロアルケン」は、少なくとも１つの二重結合を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。例としては、シクロヘキセニル又はシクロヘキセン及びノルボルネニル又はノルボルネンが挙げられる。

本明細書に使用されるとき、「シクロアルキニル」又は「シクロアルキン」は、少なくとも１つの三重結合を有する炭素環式環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。例は、シクロオクチンである。別の例は、ビクロノニンである。

本明細書に使用するとき、「堆積」という用語は、手作業であっても自動であってもよく、いくつかの場合では表面特性の改質をもたらす、任意の好適な適用技術を指す。一般に、堆積は、蒸着技術、コーティング技術、グラフト技術などを使用して実行され得る。いくつかの特定の例としては、化学蒸着（chemical vapor deposition、ＣＶＤ）、スプレーコーティング（例えば、超音波スプレーコーティング）、スピンコーティング、ダンク又はディップコーティング、ドクターブレードコーティング、液滴分配（puddle dispensing）、フロースルーコーティング、エアロゾル印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。

本明細書に使用されるとき、「凹部」という用語は、塩基担体又は多層スタックの層の間隙領域によって少なくとも部分的に包囲される表面開口部を有する、塩基担体又は多層スタックの層における不連続の凹状の特徴を指す。凹部は、表面の開口部において、例として、円形、楕円形、正方形、多角形、星形（任意の数の頂点を持つ）などの、様々な形状をとることができる。表面と直交するように取られた凹部の断面は、湾曲形状、正方形、多角形、双曲線、円錐、角のある形状などであることができる。例として、凹部は、ウェル又は２つの相互接続されたウェルであり得る。凹部はまた、尾根、階段状の作りなど、より複雑な構造を有し得る。

「それぞれ」という用語は、項目の集合を参照して使用されるとき、集合内の個々の項目を識別することを意図しているが、必ずしも集合内の全ての項目を指すものではない。明示的な開示又は文脈がそうでないことを明確に指示する場合、例外が生じ得る。

本明細書で使用される場合、「フローセル」という用語は、反応を行うことができるフローチャネル、試薬をフローチャネルに送達するための入口、及びフローチャネルから試薬を除去するための出口を有する容器を意味することを意図する。いくつかの例では、フローセルは、フローセル内で起こる反応の検出に対応する。例えば、フローセルは、アレイ、光学的標識分子などの光学的検出を可能にする１つ以上の透明な表面を含み得る。

本明細書に使用されるとき、「フローチャネル」又は「チャネル」は、液体サンプルを選択的に受容することができる、２つの結合された構成要素間に画定される領域であり得る。いくつかの例では、フローチャネルは、パターン化されているか、又はパターン化されていない基材と蓋との間に画定され得る。他の例では、フローチャネルは、一緒に結合されている２つのパターン化されているか、又はパターン化されていない基材の間に画定され得る。フローチャネルは、パターン化されているか、又はパターン化されていない基材の表面化学物質と流体連通している。

「ハロゲン」又は「ハロ」は、臭素、塩化物、フッ素、及びヨウ素などの元素周期表の７列の放射性安定原子のうちのいずれか１つを指す。

本明細書で使用するとき、「複素環」は、環骨格中に少なくとも１つのヘテロ原子を含有する非芳香族環又は環系を意味する。複素環どうしは、縮合、架橋、又はスピロ結合式に、一体に接合されてもよい。複素環は、環系中の少なくとも１つの環が芳香族ではないことを条件として、任意の飽和度を有してもよい。環系の中で、ヘテロ原子は、非芳香族環又は芳香族環のいずれかに存在してよい。複素環は、３～２０環員（すなわち、炭素原子及びヘテロ原子を含む、環骨格を形成する原子の数）を有し得る。いくつかの例では、ヘテロ原子は、Ｏ、Ｎ、又はＳである。

本明細書に使用されるとき、「ヒドロキシ」又は「ヒドロキシル」は、－ＯＨ基を指す。

本明細書で使用される場合、「間隙領域」という用語は、凹部又はパッドを分離する、例えば、基材、パターン化された樹脂、又は他の担体の領域を指す。例えば、間隙領域は、アレイの１つの凹部を、アレイの別の凹部から分離することができる。互いに分離された２つの凹部又はパッドは、不連続であってもよい、すなわち、互いに物理的接触が欠如していてもよい。多くの例では、間隙領域は、連続的であるが、凹部又はパッドは、例えば、それ以外が連続的である表面に画定される複数の凹部又はパッドの場合のように、不連続である。他の例では、間隙領域及び特徴部は、例えば、それぞれの間隙領域によって分離される複数の細長い凹部（例えば、トレンチ）の場合のように、不連続である。間隙領域によって提供される分離は、部分的又は完全な分離であり得る。間隙領域は、表面に画定される凹部の表面材料とは異なる表面材料を有してもよい。

本明細書に使用されるとき、「ヒドロキシアルキル」は、水素原子のうちの１つ以上が、ヒドロキシ基で置き換えられているアルキル基を指す。例示的なヒドロキシアルキル基には、２－ヒドロキシエチル、３－ヒドロキシプロピル、２－ヒドロキシプロピル、及び ２，２－ジヒドロキシエチルが含まれる。任意のヒドロキシアルキルは、置換されていてもよく、又は非置換であってもよい。

「ヒドロキシルアミン」という用語は、ＨＯＮＲ_１Ｒ_２を指し、式中、Ｒ_１及びＲ_２の各々は、同じであっても異なっていてもよく、独立して、直鎖又は分岐鎖アルキル、又は環構造であってもよく、酸素原子は、コポリマー鎖の残りの部分に付着している。

本明細書に使用されるとき、「ヌクレオチド」は、窒素含有複素環式塩基、糖、及び１つ以上のリン酸基を含む。ヌクレオチドは、核酸配列のモノマー単位である。ＲＮＡでは、糖はリボースであり、ＤＮＡでは、糖は、デオキシリボース、すなわち、リボースの２’位に存在するヒドロキシル基が欠如している糖である。窒素含有複素環式塩基（すなわち、核酸塩基）は、プリン塩基であってもピリミジン塩基であってもよい。プリン塩基としては、アデニン（Ａ）及びグアニン（Ｇ）、並びにそれらの修飾された誘導体又は類似体が挙げられる。ピリミジン塩基としては、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）、及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの修飾された誘導体又は類似体が挙げられる。デオキシリボースのＣ－１原子は、ピリミジンのＮ－１又はプリンのＮ－９に結合される。核酸類似体は、リン酸骨格、糖、又は核酸塩基のいずれかが変化していてもよい。核酸類似体の例としては、例えば、ペプチド核酸（peptide nucleic acid、ＰＮＡ）などのユニバーサル塩基又はリン酸－糖骨格類似体が挙げられる。

本明細書に使用されるとき、「プライマー」は、一本鎖核酸配列（例えば、一本鎖ＤＮＡ）として定義される。捕捉又は増幅プライマーと称される場合もあるいくつかのプライマーは、鋳型増幅及びクラスター生成の開始点として機能する。本明細書においてシーケンシングプライマーと称される他のプライマーは、ＤＮＡ合成の開始点として機能する。プライマーの５’末端は、ポリマーの官能基（例えば、アジド）とのカップリング反応を可能にするように修飾されていてもよい。プライマーの長さは、任意の数の塩基の長さであることができ、様々な非天然ヌクレオチドを含むことができる。一例では、配列決定プライマーは、１０～６０塩基、又は２０～４０塩基の範囲の短鎖である。

「基材」という用語は、単層塩基担体、又は表面化学物質が導入される多層構造を指す。

「表面化学物質」とは、本明細書に記載のコポリマー、及びそれに付着した任意のプライマーの例を指す。表面化学物質は、基材上に反応性表面を形成する。

コポリマー
本明細書に開示されるコポリマー鎖は、少なくとも２つの異なる繰り返し単位を含む。いくつかの例では、コポリマー鎖は、３つの異なる繰り返し単位を含む。鎖のうちの全ては、２つの末端基を含み、いくつかの例では、少なくとも１つの末端基は、アルコキシアミン末端基である。他の例では、繰り返し単位のうちの少なくともいくつかは、側鎖にアルコキシアミンを含む。

各コポリマー鎖は、式（Ｉ）：

の第１の繰り返し単位であって、式中、Ｒ^１は、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^２は、アジドであり、各（ＣＨ_２）_ｐは、任意選択で置換され得、ｐは、１～５０の整数である、第１の繰り返し単位と、式（ＩＩ）：

の第２の繰り返し単位であって、式中、Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々は、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、Ｒ^５は、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^６及びＲ^７の各々は、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、第２の繰り返し単位と、を含む。

いくつかの例示的なコポリマー鎖はまた、式（ＶＩ）の第３の繰り返し単位を含み：

式中、Ｒ^１は、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、ハロは、ハロゲンであり、各（ＣＨ_２）_ｐは、任意選択で置換され得、ｐは、１～５０の整数である。

式（Ｉ）の繰り返し単位の一例では、Ｒ^１は、－Ｈであり、ｐは、５である。

式（ＩＩ）の繰り返し単位の一例では、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々は、－Ｈであり、Ｒ^３は、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７であり、Ｒ^６及びＲ^７の各々は、－Ｈである。式（ＩＩ）の繰り返し単位の別の例では、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々は、－Ｈであり、Ｒ^３は、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７であり、Ｒ^６及びＲ^７の各々は、－ＣＨ_３である。式（ＩＩ）の繰り返し単位の更に別の例では、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々は、－Ｈであり、Ｒ^３は、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７であり、Ｒ^６は、－Ｈであり、Ｒ^７は、－ＣＨ_３である。式（ＩＩ）の繰り返し単位の更に別の例では、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々は、－Ｈであり、Ｒ^３は、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７であり、Ｒ^６は、－Ｈであり、Ｒ^７は、－（ＣＨ_２）_２ＯＨである。式（ＩＩ）の繰り返し単位の別の例では、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々は、－Ｈであり、Ｒ^３は、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７であり、Ｒ^６は、－ＣＨ_３であり、Ｒ^７は、－（ＣＨ_２）_２ＯＨである。式（ＩＩ）の繰り返し単位の更に他の例では、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々は、－Ｈであり、Ｒ^３は、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５であり、Ｒ^５は、－Ｈ、－ＣＨ_３、又は－（ＣＨ_２）_２ＯＨである。

式（ＶＩ）の繰り返し単位の一例では、Ｒ^１は、－Ｈであり、ハロは、臭素であり、ｐは、５である。

いくつかの例では、コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかはまた、ヒドロキシル、－ＯＳＯ_３、約１個の炭素原子～約１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシアミン末端基からなる群から選択される第１の末端基と、アルコキシアミン末端基である第２の末端基と、を含む。第１の末端基は、開始剤の選択を通して制御され得、第２の末端基は、重合反応をクエンチすることができるメディエーターを通して制御され得る。例示的な開始剤及びメディエーターを以下に論じる。

図１は、コポリマー１０のある例を示す。コポリマー１０のこの例では、式（Ｉ）の繰り返し単位の例を参照番号１２に示し、式（ＩＩ）の繰り返し単位の例を参照番号１４に示す。この特定の例では、式（Ｉ）の繰り返し単位１２におけるＲ^１は－Ｈであり、式（Ｉ）の繰り返し単位１２におけるｐは、５である。また、この特定の例では、式（ＩＩ）の繰り返し単位１４におけるＲ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々は、－Ｈであり、式（ＩＩ）の繰り返し単位１４におけるＲ^３は、－Ｃ（Ｏ）ＮＨ_２である。繰り返し単位１２、１４の具体的な例が示されているが、式（Ｉ）及び（ＩＩ）の繰り返し単位１２、１４の任意の例がコポリマー１０に含まれ得ることを理解すべきである。

図１に示される例では、コポリマー１０の第１の末端基Ｅ ^１は、－ＯＳＯ_３であり、コポリマー１０のアルコキシアミン末端基Ｅ^２は、－Ｏ－ＮＨ－Ｃ（ＣＨ_３）_２である。第１の末端基Ｅ^１の具体的な例が示されているが、端末基Ｅ^１の任意の例が、コポリマー１０に含まれ得ることを理解すべきである。アルコキシアミン末端基Ｅ^２の具体的な例が示されているが、合成中にコポリマー鎖を可逆的に終結させることができる任意のアルコキシアミンが、コポリマー１０に組み込まれ得ることを理解すべきである。

この例示的なコポリマー１０において、「ｎ」（式（Ｉ）の繰り返し単位の数）は、２～５０，０００の範囲であり、「ｍ」（式（ＩＩ）の繰り返し単位の数）は、２～１００，０００の範囲である。図１は、個々の単位をブロックで示す。しかしながら、個々の単位の組み込みは、統計的、ランダム、又はブロックであり得、コポリマー１０を合成するために使用される方法に依存し得ることを理解すべきである。

ここで図２を参照すると、コポリマーの別の例が参照番号１０’に示されている。この例では、コポリマー１０’は、別の繰り返し単位１２’を含む。繰り返し単位１２’は、式（１）の繰り返し単位１２とテトラメチルエチレンジアミン（ＴｅＭＥＤ）との間で起こり得る副反応の生成物である。ＴｅＭＥＤは、共重合中に導入され得る反応促進剤である。副反応の結果として、ＴｅＭＥＤは、アジド（Ｎ_３）基のうちのいくつかを置き換える。したがって、いくつかの例では、コポリマー鎖のうちのいくつかのＲ^２は、テトラメチルエチレンジアミンで置き換えられる。この反応は、これらのコポリマー鎖のアジド含有量を低減させるが、分岐部位も導入する。分岐部位は、コポリマー鎖が互いに分岐することができる場所を提供し得る。したがって、いくつかの例では、コポリマー１０’を含むコーティングは、いくつかの分岐コポリマー鎖を含む。図５に示す合成においてＴｅＭＥＤが使用される場合、架橋は、ＴｅＭＥＤ上の２つの窒素と中間コポリマー１６のハロゲンとの間で起こり得る。

この特定の例では、繰り返し単位１２及び１２’におけるＲ^１は、－Ｈであり、繰り返し単位１２、１２’におけるｐは、５である。また、この特定の例では、式（ＩＩ）の繰り返し単位１４におけるＲ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々は、－Ｈであり、式（ＩＩ）の繰り返し単位１４におけるＲ^３は、－Ｃ（Ｏ）ＮＨ_２である。繰り返し単位１２、１２’１４の具体的な例が示されているが、式（Ｉ）及び（ＩＩ）の繰り返し単位１２、１４及び繰り返し単位１２’の任意の例がコポリマー１０’に含まれ得ることを理解すべきである。

図２に示される例では、コポリマー１０’の第１の末端基Ｅ^１は、－ＯＨであり、コポリマー１０のアルコキシアミン末端基Ｅ^２は、－Ｏ－ＮＨ－Ｃ（ＣＨ_３）_２である。第１の末端基Ｅ^１の具体的な例が示されているが、末端基Ｅ^１の任意の例がコポリマー１０’に含まれ得ることを理解すべきである。アルコキシアミン末端基Ｅ^２の特定の例が示されているが、合成中にコポリマー鎖を可逆的に終結させることができる任意のアルコキシアミンが、コポリマー１０’に組み込まれ得ることを理解すべきである。

この例示的なコポリマー１０’では、「ｎ」＋「λ」は、２～５０，０００の範囲の整数であり、「ｍ」は、２～１００，０００の範囲の整数である。図２は、個々の単位をブロックで示す。しかしながら、個々の単位の組み込みは、統計的、ランダム、又はブロックであり得、コポリマー１０’を合成するために使用される方法に依存し得ることを理解すべきである。

ここで図３を参照すると、コポリマーの更に別の例が参照番号１０’’に示されている。この例では、コポリマー１０’’は、式（Ｉ）及び（ＩＩ）の繰り返し単位、並びに式（ＶＩ）の別の繰り返し単位１２’’を含む。繰り返し単位１２’’は、繰り返し単位（Ｉ）を形成するために使用されるモノマーと、重合後に添加されたヒドロキシルアミン又はアルコキシアミンアニオンとの間で生じ得る代替反応の生成物である。代替反応の結果として、アルコキシアミン（－ＯＮＲ_１Ｒ_２）は、アジド（Ｎ_３）基の代わりに側鎖のうちのいくつかに存在する。

この特定の例では、繰り返し単位１２、１２’’におけるＲ^１は、－Ｈであり、ｐは、５である。また、この特定の例では、繰り返し単位１４におけるＲ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々は、－Ｈであり、繰り返し単位１４におけるＲ^３は、－Ｃ（Ｏ）ＮＨ_２である。また、この特定の例、繰り返し単位１２’’におけるＲ_１及びＲ_２は、任意の炭素系置換基である。繰り返し単位１２、１２’、１４の具体的な例が示されているが、式（Ｉ）及び（ＩＩ）の繰り返し単位１２、１４及び繰り返し単位１２’の任意の例がコポリマー１０’に含まれ得ることを理解すべきである。

コポリマー１０’’のこの例における末端基は、本明細書に記載の末端基の任意の例であり得、共重合方法で使用される開始剤及びメディエーターに依存する。

この例示的なコポリマー１０’’では、「ｎ」 ＋ 「λ」は、２～５０，０００の範囲の整数であり、「ｍ」は、２～１００，０００の範囲の整数である。図３は、個々の単位をブロックで示す。しかしながら、個々の単位の組み込みは、統計的、ランダム、又はブロック内であり得、コポリマー１０’’を合成するために使用される方法に依存し得ることを理解すべきである。

コポリマー１０、１０’、１０’’の任意の例の分子量は、約５ｋＤａ～約１５００ｋＤａ若しくは約１０ｋＤａ～約１０００ｋＤａの範囲であり得るか、又は特定の例では、約５００ｋＤａであり得る。

コポリマーを作製する方法
本明細書に開示されるコポリマー１０、１０’、１０’’の例を作製するための方法の各々は、ニトロキシド媒介制御フリーラジカル重合を含む。重合プロセスのうちのいくつかは、可逆的終結を伴うフリーラジカル重合を制御するためのＮＭＰ単分子開始剤メディエーターを含む。重合プロセスのうちの他の例は、可逆的終結を伴うフリーラジカル重合を制御するためのニトロキシドメディエーターを含む。合成中、コポリマーは「リビングポリマー」と見なされる。アルコキシアミンは、成長鎖の一方の末端に保持され、したがって、それは分離されて、フリーラジカル（活性ニトロキシド種）を形成することができる。フリーラジカル生成は、温度を使用して制御され得る。成長するポリマー鎖は、鎖がアルコキシアミンによって再び可逆的に終結するまで、１つ以上のモノマー単位を添加することができる。

コポリマー１０、１０’、１０’’を生成するために使用されるモノマーは、フリーラジカル重合を受けることができる炭素－炭素二重結合を含む。

本明細書に記載の方法のうちのいずれにおいても、式（ＩＩＩ）のモノマーを使用して、繰り返し単位１２、１２’を生成し得る。式（ＩＩＩ）は、

であり、式中、Ｒ^１は、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^２’は、アジド又はハロゲンであり、各（ＣＨ_２）_ｐは、任意選択で置換され得、ｐは、１～５０の整数である。

アジド基をＲ^２’として有する式（ＩＩＩ）のモノマーは、ハロゲンをＲ^２’として有する式（ＩＩＩ）のモノマーから得られ得る。いくつかの例では、式（ＩＩＩ）のモノマーを式（ＩＶ）のモノマーと共重合する前に、方法は、（Ｒ^２’＝アジドを有する）式（ＩＩＩ）のモノマーを生成することを含み得る。式（Ｖ）：

（例えば、式中、ハロがＢｒである）のモノマーを、過剰のＮａＮ_３と反応させて、ハロゲンの代わりにアジド基を導入することを含む。一例では、ＮａＮ_３は、式（Ｖ）のモノマーに対して５０倍過剰で存在する。式（Ｖ）のモノマーをコポリマー１０’’合成中に使用して、繰り返し単位１２及び繰り返し単位１２’’の両方を生成することもできる。

本明細書に記載の方法のうちのいずれにおいても、式（ＩＶ）のモノマーを使用して、式（ＩＩ）の繰り返し単位１４を生成し得る。式（ＩＶ）は、

であり、
式中、Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々は、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、Ｒ^５は、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、Ｒ^６及びＲ^７の各々は、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される。

本明細書に記載の方法のいくつかでは、ニトロキシド媒介重合単分子開始剤を使用し得る。例として、ＮＭＰ単分子開始剤は、

（２，２，６，６－テトラメチルピペリジニルオキシ（2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxy、ＴＥＭＰＯ））、

（ジ－ｔｅｒｔ－ブチルニトロキシド）、

（２，２，５－トリメチル－４－フェニル－３－アザヘキサン－３－ニトロキシド）、及び

（β－ホスホニル化ニトロキシド（ＳＧ１）からなる群から選択される構造を有し、式中、Ｉが、

からなる群から選択される。これらの例では、「Ｉ」は、元素ヨウ素を表すものではない。これらのＮＭＰ単分子開始剤を添加して、重合を開始し得る。

本明細書に記載の方法の他の例では、過硫酸カリウム、４，４’－アゾビス（４－シアノ吉草酸）などの水溶性ラジカル開始剤及びニトロキシドが組み合わせて使用される。以前に列挙されたニトロキシドのうちのいずれも、ラジカル形態、すなわち「Ｉ」基なしで使用され得る。

本明細書で言及されるように、コポリマー鎖に沿った個々の単位１２、１４、又は１２、１４、１２’、又は１２、１４、１２’’の組み込みは、統計的、ランダム、又はブロックであり得る。

統計コポリマー（例えば、モノマー単位の連続分布は既知の統計法則に従う）及びランダムコポリマー（例えば、モノマーは、コポリマー鎖に沿ってランダムに導入され、繰り返し単位１２、又は１２及び１２’、又は１２及び１２’’のいくつかのブロック、並びに繰り返し単位１４のいくつかのブロックをもたらし得る）をワンポット合成で調製し得る。ワンポット合成では、式（ＩＩＩ）のモノマーを式（ＩＶ）のモノマーと混合し、使用されるモノマー、開始剤又は開始剤及びメディエーターの組み合わせ、並びに所望の生産物（その分子量を含む）に適した条件下で、ＮＭＰ単分子開始剤又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせの存在下で共重合を行う。

ワンポット合成のある例を図４に概略的に示す。この例では、式（ＩＩＩ）のモノマーは、Ｒ^２’として、アジド基を含み、式（ＩＶ）のモノマーは、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々として、－Ｈを、及びＲ^３として、Ｃ（Ｏ）ＮＨ_２を、含む。

図４に示すワンポット合成では、反応混合物は、式（ＩＩＩ）のモノマー（Ｒ^２’としてのアジド基）、式（ＩＶ）のモノマー、及びＮＭＰ単分子開始剤、又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせを含む。式（ＩＩＩ）及び式（ＩＶ）のモノマーは、それぞれの繰り返し単位１２、１４の望ましい数が、得られるコポリマー１０に導入されるように、互いに対して好適な重量比で存在し得る。ＮＭＰ単分子開始剤、又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせは、反応混合物中のモノマーの全てが共重合することを可能にする量で存在し得る。一例では、ＮＭＰ単分子開始剤、又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせは、反応混合物の約０．００５重量％～約５重量％を構成し得る。

反応混合物はまた、水、溶媒、又は水と溶媒との組み合わせを含み得る。例示的な溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（N-methyl-2-pyrollidone、ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（dimethyl formamide、ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（dimethyl sulfoxide、ＤＭＳＯ）、アセトニトリル（ＭｅＣＮ）、メタノール（methanol、ＭｅＯＨ）、エタノール（isopropyl alcohol、ＥｔＯＨ）、イソプロピルアルコール（isopropyl alcohol、ＩＰＡ）、ジオキサン、アセトン、ジメチルアセトアミド（dimethylacetamide、ＤＭＡｃ）などを含む。混合物はまた、ｐＨの望ましくない変化を少なくとも実質的に防止するために、緩衝剤を含んでもよい。反応混合物のｐＨは、酸性であってもよい（＜７）。好適な緩衝剤の例としては、ＴＲＩＳ（トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン又はＴＲＩＺＭＡ（登録商標））、ビス－トリスメタン緩衝剤、ＡＤＡ緩衝剤（双性イオン性緩衝剤）、ＭＥＳ（２－エタンスルホン酸）、ＭＯＰＳ（３－（Ｎ－モルホリノ）プロパンスルホン酸）、又は別の酸性緩衝剤が挙げられる。

上述のように、共重合は、好適な条件下で、開始剤又は開始剤及びメディエーターの存在下で行われる。例として、温度は、約室温（例えば、１８℃～２５℃）～約１５０℃の範囲であり得、溶媒、モノマー、及びＮＭＰ単分子開始剤又はニトロキシドの選択に依存する。例えば、単独の水が使用される場合、温度は、９０℃以下であり得る。溶媒、又は水と溶媒との組み合わせを使用する場合、より高い温度を使用し得る。いくつかの他の例示的な温度範囲は、約１８℃～約１３０℃、約５０℃～約７５℃などを含む。重合反応の時間は、約５分～約２４時間、例えば、１時間～１０時間の範囲であり得る。

温度は、成長するコポリマー鎖が、式（ＩＩＩ）及び式（ＩＶ）のモノマー単位を連続的に添加することができるように設定され得る。一例では、過剰のＮＭＰ単分子開始剤又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせは、反応混合物中に含まれ得、モノマーの全てが反応したときに、温度を低下させることができ、ニトロキシドフリーラジカルは、重合をクエンチし、コポリマー鎖末端基Ｅ^２として付着する。別の例では、追加のＮＭＰ単分子開始剤又はニトロキシドを反応混合物に添加して、重合をクエンチし得る。共重合をクエンチすることは、コポリマー鎖との生成物混合物を生成し、コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかは、アルコキシアミン末端基Ｅ^２を有する。

図示されていないが、図４を参照して説明される例示的な方法はまた、図２に示されるコポリマー１０’のある例を形成するために、テトラメチルエチレンジアミンを含み得ることを理解すべきである。この例示的な方法は、テトラメチルエチレンジアミンを反応混合物に添加することを含む。ＴｅＭＥＤは、共重合の開始前に、又は共重合が行われる際に添加され得る。図２に示すように、アジド基のうちの少なくともいくつかは、コポリマー鎖１０’に分岐部位を提供するＴｅＭＥＤで置き換えられる。この例示的な方法では、コポリマー鎖１０’のうちの少なくともいくつかは、互いに分岐している。

ワンポット合成の別の例を図５に概略的に示す。この例では、式（ＩＩＩ）のモノマーは、Ｒ^２’として、ハロゲン（具体的にはＢｒ）を含み、式（ＩＶ）のモノマーは、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々として、－Ｈを、及びＲ^３として、Ｃ（Ｏ）ＮＨ_２を、含む。

ワンポット合成のこの例では、反応混合物は、最初に、式（ＩＩＩ）のモノマーが、Ｒ^２’としてハロゲンを含むことを除いて、図４を参照して説明した通りであり得る。共重合反応及びクエンチングは、図４を参照して説明したように実行され得る。しかしながら、この例では、生成物混合物は、中間コポリマー１６を含む。この中間コポリマー１６は、式（Ｉ）の繰り返し単位１２の前駆体であり、また、式（ＩＩ）の繰り返し単位１４も含む、繰り返し単位１８を含む。

この方法の例では、ＮａＮ_３を中間生成物混合物に添加する。ハロゲン基をアジド基と置き換える反応を開始するために、この混合物を加熱する。一例では、ＮａＮ_３は、ハロゲン基が置き換えられることを確実にするために、繰り返し単位１８に対して５０倍過剰で存在する。

ワンポット合成の更に他の例を図６に概略的に示す。この例では、式（Ｖ）のモノマーは、式（ＩＶ）のモノマーと共に利用される。この例では、式（Ｖ）の「ハロ」は、Ｂｒであり、式（ＩＶ）のモノマーは、Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々として－Ｈを、及びＲ^３としてＣ（Ｏ）ＮＨ_２を含む。

この例では、反応混合物は、式（Ｖ）のモノマー、式（ＩＶ）のモノマー、及びＮＭＰ単分子開始剤、又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせを含む。式（Ｖ）及び式（ＩＶ）のモノマーは、それぞれの繰り返し単位１２＋１２’、１４の望ましい数が、得られるコポリマー１０’’に導入されるように、互いに対して好適な重量比で存在し得る。ＮＭＰ単分子開始剤、又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせは、反応混合物中のモノマーの全てが共重合することを可能にする量で存在し得る。反応混合物はまた、水、溶媒、又は水と溶媒との組み合わせを含み得る。

共重合反応及びクエンチングは、図４を参照して説明したように実行され得る。しかしながら、この例では、生成物混合物は、中間コポリマー１６を含む。この中間コポリマー１６は、繰り返し単位１２及び１２’’の各々の前駆体である繰り返し単位１８を含み、式（ＩＩ）の繰り返し単位１４も含む。共重合は、図６のステップ１に示されている。

図６に示される方法の各例は、ハロゲン（図６のＢｒとして示されるハロ基）のうちのいくつかをアルコキシアミンに、かつ共重合後にハロゲン（ハロ基）のうちの他のいくつか（ハロ基）をアジドに変換することを含む。

一例示的な方法では、変換は、最初にハロゲンのうちのいくつかをアルコキシアミンに変換し（図６のステップ２）、次いでハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換する（図６のステップ３）ことを含む。ステップ２は、ハロゲンがヒドロキシルアミンを超えるように、コポリマーにヒドロキシルアミンを導入することと、コポリマーを加熱して、ヒドロキシルアミンがハロゲンのうちのいくつかを変位させる反応を開始することと、を含み得る。ステップ３は、ＮａＮ_３をコポリマー（ここでは側鎖のうちのいくつかのアルコキシアミンを含む）に導入することと、コポリマーを加熱して、アジドがハロゲンのうちの他のいくつかを変位させる反応を開始することと、を含み得る。得られたコポリマー１０’’は、繰り返し単位１２、１２’’、及び１４を含む。

別の例示的な方法では、変換は、最初にハロゲンのうちのいくつかをアルコキシアミンに変換し（図６のステップ２）、次いでハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換する（図６のステップ３）ことを含む。この例では、ヒドロキシルアミンは、最初に脱プロトン化されて、アルコキシアミンアニオン^－ＯＮＲ_１Ｒ_２）を形成し得る。例として、脱プロトン化は、極性非プロトン性溶媒中の強塩基、例えば、水酸化ナトリウム又はカリウムｔｅｒｔ－ブトキシドを使用して実行され得る。別の例として、脱プロトン化反応は、極性非プロトン性溶媒中の１，８－ジアザビシクロウンデカ－７－エン（ＤＢＵ）、又はＮ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ）などの塩基によって触媒され得る。この例では、ステップ２は、ハロゲンがアルコキシルアミンアニオンを超えるように、コポリマーにアルコキシルアミンアニオンを導入することと、コポリマーを加熱して、アルコキシルアミンアニオンがハロゲンのうちのいくつかを変位させる反応を開始することと、を含み得る。ステップ３は、ＮａＮ_３をコポリマー（ここでは側鎖のうちのいくつかのアルコキシアミンを含む）に導入することと、コポリマーを加熱して、アジドがハロゲンのうちの他のいくつかを変位させる反応を開始することと、を含み得る。得られたコポリマー１０’’は、繰り返し単位１２、１２’’、及び１４を含む。

別の例示的な方法では、変換は、ハロゲンのうちのいくつかをアルコキシアミンに、かつハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに、同時に変換する（図６のステップ４）。ステップ４は、混合物がハロゲンを超えるように、ヒドロキシルアミンとＮａＮ_３との混合物をコポリマーに導入することを含み得る。Ｎ_３は、より強い求核剤であり、反応を完了させるために使用され、混合すると、ヒドロキシルアミンよりもＮ_３が反応する結果となり得る。混合物の存在下でのコポリマーを加熱して、ヒドロキシルアミンがハロゲンのうちのいくつかを変位させ、アジドがハロゲンのうちの他のいくつかを変位させる反応を開始する。これらの反応が異なる温度で起こる場合、温度を段階的に増加させて、両方の変位反応を開始させ得る。例えば、ヒドロキシルアミン反応にはより高い温度が望ましい場合がある。得られたコポリマー１０’’は、繰り返し単位１２、１２’’、及び１４を含む。

方法の更に別の例は、ブロックコポリマー（例えば、繰り返し単位１２及び１４のうちの少なくとも１つのブロック、及び繰り返し単位１４のうちの少なくとも１つのブロック）を生成するために、実行され得る。

この方法の一例は、ｉ）式（ＩＩＩ）のモノマー（Ｒ^２’としてのアジドを含む）と、別のモノマー（例えば、式（ＩＶ）で表される任意の例との反応混合物を、ＮＭＰ単分子開始剤、又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせの存在下で、約１８℃～約１５０℃の範囲の温度で共重合することと、ｉｉ）温度が落下することを可能にし、任意選択で、任意の未反応モノマーを除去（例えば、蒸発、コポリマーの沈殿、及び洗浄）することと、ｉｉｉ）式（ＩＶ）のモノマーを導入することと、ｉｖ）温度を上昇させて、新たに添加されたモノマーを重合することと、を含む。プロセスを繰り返して、追加のブロックを形成し得る。このプロセスはまた、式（ＩＶ）のモノマーを最初に重合し、次いで式（ＩＩＩ）のモノマーを別のモノマーと重合させることによって実行され得る。

この方法の別の例は、ｉ）式（ＩＩＩ）のモノマー（Ｒ^２’としてのハロゲンを含む）と、別のモノマー（例えば、式（ＩＶ）で表される任意の例との反応混合物を、ＮＭＰ単分子開始剤、又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせの存在下で、約１８℃～約１５０℃の範囲の温度で共重合することと、ｉｉ）温度が低下することを可能にし、任意選択で、任意の未反応モノマーを除去することと、ｉｉｉ）式（ＩＶ）のモノマーを導入することと、ｉｖ）温度を上昇させて、新たに添加されたモノマーを重合することと、を含む。プロセスを繰り返して、追加のブロックを形成し得る。この例では、得られたブロックコポリマーは、中間コポリマー１６と同様であり、繰り返し単位１８のブロックを含む。この方法の例では、ＮａＮ_３、又はヒドロキシルアミンとＮａＮ_３との混合物、又はヒドロキシルアミン、続いてＮａＮ_３、又はアルコキシルアミンアニオン、続いてＮａＮ_３ を生成物混合物に添加する。ハロゲン基を、アジド基、又はアジド基及びアルコキシアミン基と置き換える反応を開始するために、この混合物を加熱する。一例では、ＮａＮ_３は、ハロゲン基が置き換えられることを確実にするために、繰り返し単位１８に対して５０倍過剰で存在する。

図４、図５、及び図６は各々、コポリマー１０、１０’’の個々の単位をブロックで示す。しかしながら、個々の単位の組み込みは、統計的、ランダム、又はブロックであり得、コポリマー１０、１０’、１０’’を合成するために使用される方法に依存し得ることを理解すべきである。

フローセル表面上にコポリマーを組み込むための方法
本明細書に開示されるコポリマー１０、１０’、１０’’の例は、フローセル表面の少なくとも一部分に付着し得る。コポリマー１０、１０’、１０’’をフローセル表面に付着させるための方法は、概して、図７を参照して説明される。フローセル表面に関するいくつかの詳細が図７を参照して説明されているが、個々のフローセル構造の例は、図８Ａ～図８Ｄを参照してより詳細に説明されることを理解すべきである。

図７に示すように、フローセル表面は、基材２０を含む。基材２０は、単層塩基担体２２（図８Ｂ及び図８Ｃ）を含み得るか、又は多層構造２４（図７及び図８Ｄ）を含み得る。基材２０は、パターン化されていなくてもよく（例えば、図８Ｂ及び図８Ｃに示されるような間隙領域２８によって囲まれた単一レーン２３を含む）、又はパターン化されていてもよい（例えば、図７及び図８Ｄに示されるように、間隙領域２８によって分離された凹部２６を含む）。

単層塩基担体２２の適切な材料の例としては、エポキシシロキサン、ガラス、修飾又は官能化ガラス、プラスチック（アクリル、ポリスチレン、スチレンと他の材料のコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（ＣｈｅｍｏｕｒｓのＴＥＦＬＯＮ（登録商標）など）、環状オレフィン／シクロオレフィンポリマー（cyclo-olefin polymer、ＣＯＰ）（ＺｅｏｎのＺＥＯＮＯＲ（登録商標）など）、ポリイミドなどを含む）、ナイロン（ポリアミド）、セラミック／酸化セラミック、シリカ、溶融シリカ、又はシリカベースの材料、ケイ酸アルミニウム、シリコン及び修飾シリコン（例えば、ホウ素ドープｐ＋シリコン）、窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）又は他の酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、炭素、金属、無機ガラスなどが挙げられる。

いくつかの例では、単一レーン２３は、塩基担体２２の上面とすることができ、レーン２３の壁は、塩基担体上に位置付けられた結合材料によって画定することができる。他の例では、単一レーン２３は、塩基担体２２の上面にエッチングすることができる。

多層構造２４の例は、塩基担体２２及びその上の少なくとも１つの他の層３０を含む。多層構造２４のいくつかの例は、塩基担体２２としてのガラス又はケイ素を含み、表面に、酸化タンタル（例えば、五酸化タンタル又は別の酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ））又は別のセラミック酸化物のコーティング層（例えば、層３０）を有する。多層構造２４の他の例は、塩基担体２２（例えば、ガラス、ケイ素、五酸化タンタルなど）及び他の層３０としてのパターン化された樹脂を含む。凹部２６及び間隙領域２８を形成するために選択的に堆積、又は堆積及びパターン化され得る任意の材料が、パターン化された樹脂に使用され得ることを理解すべきである。

無機酸化物は、パターン化された樹脂の一例である。無機酸化物は、蒸着、エアロゾル印刷、又はインクジェット印刷を介して塩基担体２２に選択的に適用され得る。適切な無機酸化物の例としては、酸化タンタル（例えば、Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ_２）、酸化ハフニウム（例えば、ＨｆＯ_２）などが挙げられる。

パターン化された樹脂の別の例として、ポリマー樹脂は、塩基担体２２に適用され、次いでパターン化され得る。適切な堆積技術としては、化学蒸着、ディップコーティング、ダンクコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、液滴分配、超音波スプレーコーティング、ドクターブレードコーティング、エアロゾル印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷などを含む。適切なパターニング技術としては、フォトリソグラフィー、ナノインプリントリソグラフィー（nanoimprint lithography、ＮＩＬ）、スタンピング技術、エンボス技術、成形技術、マイクロエッチング技術などが挙げられる。適切な樹脂のいくつかの例としては、多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂（polyhedral oligomeric silsesquioxane resin、ＰＯＳＳ）ベースの樹脂、非ＰＯＳＳエポキシ樹脂、ポリ（エチレングリコール）樹脂、ポリエーテル樹脂（例えば、開環エポキシ）、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂、アモルファスフルオロポリマー樹脂（例えば、ＢｅｌｌｅｘからのＣＹＴＯＰ（登録商標））、及びそれらの組み合わせが挙げられる。

本明細書で使用されるとき、「多面体オリゴマーシルセスキオキサン」という用語は、シリカ（ＳｉＯ_２）とシリコーン（Ｒ_２ＳｉＯ）との間のハイブリッド中間体（例えば、ＲＳｉＯ_１．５）である化学組成物を指す。多面体オリゴマーシルセスキオキサンのある例は、Ｋｅｈａｇｉａｓ ｅｔ ａｌ．，Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ８６（２００９），ｐｐ．７７６－７７８に記載されているものであり得、これは、参照によりその全体が組み込まれる。いくつかの多面体オリゴマーシルセスキオキサンは、Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓからの商品名ＰＯＳＳ（登録商標）で市販されている。一例では、組成物は、化学式［ＲＳｉＯ_３／２］_ｎを有する有機ケイ素化合物であり、Ｒ基は同じであっても異なってもよい。多面体オリゴマーシルセスキオキサンの例示的なＲ基としては、エポキシ、アジド（ａｚｉｄｅ）／アジド（ａｚｉｄｏ）、チオール、ポリ（エチレングリコール）、ノルボルネン、テトラジン、アクリレート、及び／又はメタクリレート、あるいは、更に、例えば、アルキル、アリール、アルコキシ、及び／又はハロアルキル基を含む。

一例では、単一の塩基担体２２（単独で、又は多層構造２４の一部として使用されるかにかかわらず）は、約２ｍｍ～約３００ｍｍ、例えば、約２００ｍｍ～約３００ｍｍの範囲の直径を有する円形シート、パネル、ウェハ、ダイなどであり得るか、又は最大約１０フィート（約３メートル）の最大寸法を有する長方形シート、パネル、ウェハ、ダイなどであり得る。例えば、ダイは、約０．１ｍｍ～約１０ｍｍの範囲の幅を有し得る。例示的な寸法を提供しているが、任意の好適な寸法を有する単一の塩基担体２２を使用し得ることを理解すべきである。

本明細書に開示される例では、基材２０は、コポリマー１０、１０’、１０’’をそれらに付着させる前に活性化され得る。単一の塩基担体２２、又は多層構造２４の層３０について選択された材料が、表面－ＯＨ基を有する場合、基材２０の活性化は、シラン化を伴う。単一の塩基担体２２、又は多層構造２４の層３０について選択された材料が、表面－ＯＨ基を最小限に有するか、又は全く有さない場合、基材２０の活性化は、プラズマアッシング（表面－ＯＨ基を導入又は増加させるため）、続いてシラン化を伴う。

本明細書に開示される例では、シラン誘導体、具体的にはノルボルネンシラン３２は、蒸着、スピンコーティング、又は他の堆積方法を使用して、基材２０の表面上に堆積される。一例では、ノルボルネンシランは、［（５－ビシクロ［２．２．１］ヘプタ－２－エニル）エチル］トリメトキシシランである。他のアルキン又はアルケン末端シランも使用され得る。

基材２０の任意の露出表面（例えば、単一の塩基担体２２の任意の露出表面、又は層３０の任意の露出表面）は、シラン化されることを理解すべきである。図７及び図８Ｄに示される例では、凹部２６及び間隙領域２８の各々は、シラン化される。図８Ｃに示される例では、単一レーン２３及び間隙領域２８全体がシラン化される。この例では、基材２０は、塩基担体２２と、塩基担体２２に付着した複数のノルボルネンシラン分子３２とを含む。８Ｂに示される例では、シラン化中にマスクを使用し得る。これらの例では、コポリマー１０、１０’、１０’’を付着することが望ましい単一レーン２３の一部分（図８Ｂ）のみがシラン化される。

図７では、ノルボルネンシラン３２は、凹部２６の表面－ＯＨ基に共有結合的に付着して示されているが、間隙領域２８には示されていない。初期シラン化プロセスは、ノルボルネンシラン３２を基材２０の任意の露出表面（任意の露出した間隙領域２８を含む）上に堆積させることを理解すべきである。以下でより詳細に説明するように、その後の処理を使用して、間隙領域２８から材料（例えば、コポリマー１０、１０’、１０’’、ノルボルネンシラン３２）を少なくとも実質的に取り除くことができる。

方法のいくつかの例では、コポリマー１０、１０’、１０’’は、本明細書に記載の例示的な方法のいずれかに従って調製され、次いで、基材２０の表面でノルボルネンシラン分子３２に付着している。

例えば、式（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）のモノマーの共重合、続いてクエンチングを行い得る（例えば、図４又は図５）。別の例では、式（Ｖ）及び（ＩＶ）のモノマーの共重合、続いてハロゲンの変位（例えば、図６）を行い得る。別の例では、方法は、コポリマー１０、１０’、１０’’のブロックバージョンを生成するために実行され得る。これらの方法のいずれも生成物混合物を生成する。生成物混合物は、コポリマー鎖１０、１０’、１０’’を含み、コポリマー鎖１０、１０’、１０’’のうちの少なくともいくつかは、アルコキシアミン末端基Ｅ^２及び／又は側鎖のいくつかにおけるアルコキシアミンを含む。

基材２０への付着について、方法は、次いで、表面結合ノルボルネンシラン分子３２を有する基材２０上に生成物混合物を堆積させることと、アルコキシアミン末端基Ｅ^２及び／又は側鎖中のアルコキシアミンのうちの少なくともいくつかを、表面結合ノルボルネンシラン分子３２のうちの少なくともいくつかと反応させることと、を含む。生成物混合物は、本明細書に開示される堆積技術のいずれかを使用して堆積され得る。堆積された生成物混合物中のコポリマー鎖１０、１０’、１０’’は、望ましい期間及び望ましい温度で、表面結合ノルボルネンシラン分子３２と反応させることができる場合がある。温度は、約３５℃～約１５０℃の範囲であり得、時間は、約１０分～約２４時間の範囲であり得る。一例では、反応時間は、約３０分であり、反応温度は、約５０℃である。

反応条件は、アルコキシアミン末端基Ｅ^２及び／又はコポリマー鎖１０、１０’、１０’’のうちの少なくともいくつかの側鎖中のアルコキシアミンを活性化し得、これらの基を分離して、フリーラジカルを形成させる。この例では、複数のノルボルネンシラン分子３２のうちの少なくとも１つは、ニトロキシドフリーラジカルが分離される、末端又は側鎖でそれぞれのコポリマー鎖１０、１０’、１０’’に付着する。したがって、「アルコキシアミンを介した付着」とは、フリーラジカルの分離が、ノルボルネンシラン分子と反応することができる開放末端又は側鎖を生成し、遊離ニトロキシドは、ノルボルネンシラン分子に再付着し得るか、又は再付着しない場合があることを意味する。より具体的には、図７に示すように、表面結合ノルボルネンシラン分子３２のノルボルネン部分は、ニトロキシドフリーラジカルがコポリマー鎖１０、１０’、１０’’から分離されている残りのコポリマー鎖１０、１０’、１０’’に共有結合的に付着する。１つの付着機構が示されているが、ニトロキシドフリーラジカルは、他の機構を介する表面結合ノルボルネンシラン分子３２への付着を可能にするために、側鎖から放出され得ると考えられている。アルコキシアミン表面結合は、コポリマー１０、１０’、１０’’のアジド基を含まないため、これらの基は、追加の表面結合又はプライマー結合のために遊離したままである。アルコキシアミン基のうちのいくつかは、コポリマー１０、１０’、１０’’に付着したままであり得、表面付着に関与しない場合がある。

方法の他の例では、コポリマー１０、１０’、１０’’は、表面結合ノルボルネンシラン分子３２を有する基材２０の存在下で、本明細書に記載の例示的な方法のいずれかに従って調製される。

一例では、式（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）のモノマーは、ＮＭＰ単分子開始剤、又は水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせ、及び表面結合ノルボルネンシラン分子３２を有する基材２０の存在下で共重合され得る。この例は、ＴｅＭＥＤを用いるか、又は用いずに実行され得、図４に記載されるように実行され得る。基材２０の存在下で共重合が行われるため、生成されたコポリマー鎖１０、１０’、１０’’のうちの少なくともいくつかは、ｉ）アルコキシアミン末端基Ｅ^２を含み、及び／又はｉｉ）アルコキシアミン末端基Ｅ^２を介してノルボルネンシラン分子３２に付着している。

別の例では、式（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）のモノマーは、ＮＭＰ開始剤、及び表面結合ノルボルネンシラン分子３２を有する基材２０の存在下で順次重合され得る。この例は、ブロックコポリマーを生成するための本明細書に記載のプロセスを含む。基材２０の存在下で連続重合が行われるため、生成されたブロックコポリマー鎖１０、１０’、１０’’のうちの少なくともいくつかは、ｉ）アルコキシアミン末端基Ｅ^２を含み、及び／又はｉｉ）アルコキシアミン末端基Ｅ^２を介してノルボルネンシラン分子３２に付着している。

更に別の例では、図５に示される方法は、基材２０の存在下で実行される。この例は、アルコキシアミン末端基Ｅ^２を介したノルボルネンシラン分子３２への中間コポリマー１６の共有付着をもたらす。この例示的な方法では、ＮａＮ_３は、ハロゲン基をアジド基と置き換える反応を開始するために加熱される、中間コポリマーコーティングに添加される。この追加の反応は、中間コポリマーコーティングをコポリマーコーティング（基材２０に共有結合的に付着したコポリマー鎖１０、１０’を含む）に変換する。

図６に示される例示的な方法も実行され得、次いで、コポリマー１０’’が基材２０上に堆積され得るか、又は基材２０の存在下で方法が実行され得る。

コポリマー鎖１０、１０’、１０’’と表面結合ノルボルネンシラン分子３２との反応が、コポリマー鎖１０、１０’、１０’’形成後、又はコポリマー鎖１０、１０’、１０’’形成の間に起こるかどうかを問わず、この反応は、基材２０の任意の露出表面上にコポリマーコーティングを生成する。本明細書に記載されるように、このコポリマーコーティングは、アルコキシアミンを介して基材２０に共有結合的に付着している。いくつかの例では、コポリマーコーティングは、そのまま使用され、プライマーは、それに接続され得る（以下に記載）。他の例では、コポリマーコーティングは、表面付着の強度を高めるために、追加の硬化プロセスに供される。これらの他の例では、方法は、基材２０上の生成物混合物又はコポリマーコーティングを硬化させることを更に含み、それによって、アジド基のうちのいくつかは、表面結合ノルボルネンシラン分子３２のうちの他のいくつかと反応する。任意の未反応ノルボルネンシラン分子３２は、硬化プロセス中にコポリマー鎖１０、１０’、１０’’のアジド基と反応し得る。一例では、硬化は、室温（例えば、約２５℃）～約９５℃の範囲の温度で、約１ミリ秒 ～約数日の範囲の時間にわたって行うことができる。

本明細書に開示される表面付着方法のいずれも、ノルボルネンシラン分子３２を含有する基材２０の任意の露出表面上にコポリマーコーティングの形成をもたらす。

したがって、いくつかの例では、単一レーン２３に隣接する間隙領域２８（図８Ｃ）又は凹部２６に隣接する間隙領域２８（図７及び図８Ｄ）は、コポリマーコーティングでコーティングされ得る。これらの表面が、結合に使用することができるように、及び／又は又は単一レーン２３内又は凹部２６内に付着するが、間隙領域上には付着しないように、間隙領域２８が、コポリマーコーティングがないこと望ましい場合がある。これらの例では、間隙領域２８を覆うコポリマーコーティングのいずれも、例えば、研磨プロセスを使用して除去され得る。研磨プロセスは、それらの領域２８で下にある基材２０（例えば、塩基担体２２又は層３０）に悪影響を及ぼすことなく、コポリマーコーティングを間隙領域２８から除去することができる化学スラリー（例えば、研削剤、緩衝液、キレート剤、界面活性剤、及び／又は分散剤を含む）を用いて実行され得る。あるいは、研磨は、研磨剤粒子を含まない溶液により行ってよい。化学スラリーは、化学機械研磨システムで使用されて、間隙領域２８の表面を研磨し得る。研磨ヘッド／パッド又は他の研磨ツールは、コポリマーコーティングを単一のレーン２３又は凹部２６に少なくとも実質的に無傷のままに残しながら、間隙領域２８上に存在し得る任意のコポリマーコーティングを研磨することができる。一例として、研磨ヘッドは、Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ ＶｉＰＲＲ ＩＩ研磨ヘッドであってよい。

図８Ｃに示される例では、コポリマーコーティング１０Ｂは、研磨後に単一レーン２３に留まる。図８Ｄに示される例では、コポリマーコーティング１０Ｃは、研磨後に凹部２６の各々に残る。

他の例では、コポリマーコーティングは、基材２０に選択的に付着し、したがって研磨などの除去プロセスは利用されない。例えば、マスキング技術を使用して、（図８Ｂを参照して上述したように）基材２０の所定の領域にノルボルネンシラン分子を堆積させる場合、コポリマーコーティングは、それらの所定の領域に付着するが、シラン化を受けない基材２０の任意の他の領域には付着しない。コポリマーコーティング１０Ａが、単一レーン２３の表面上に、単離されたパッドを形成するある例が図８Ａに示されている。

フローセル
例示的なフローセル３４の上面図を図８Ａに示す。本明細書に開示される方法を使用して形成することができる異なるコポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの例は、それぞれ図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄに示されている。

フローセル３４は、一緒に結合された基材２０のうちの２つ、又は蓋に結合された１つの基材２０を含み得る。基材２０は、コポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及びプライマー３６、３８のある例を含む１つ以上の反応性表面を含む。

結合された基材２０の間、又は１つの基材２０と蓋との間には、フローチャネル４０が定義される。したがって、フローチャネル４０は、基材２０の反応性表面と流体連通している。

図８Ａに示される例は、８つのフローチャネル４０を含む。８つのフローチャネル４０が示されているが、任意の数のフローチャネル４０がフローセル３４に含まれ得る（例えば、単一のフローチャネル４０、４つのフローチャネル４０など）ことを理解すべきである。各フローチャネル４０は、任意のフローチャネル４０に導入される流体が、任意の隣接するフローチャネル４０に流入しないように、フローチャネル４０ごとに単離されていてもよい。フローチャネル４０に導入される流体のうちのいくつかの例は、反応成分（例えば、ＤＮＡサンプル、ポリメラーゼ、シーケンシングプライマー、ヌクレオチドなど）、洗浄溶液、脱ブロッキング剤などを含み得る。

一例では、フローチャネル４０は直線の構成を有する。

図示されていない結合材料を使用して、基材２０、又は基材２０及び蓋を一緒に付着し得る。接着剤、結合を支援する放射線吸収材料などの任意の好適な結合材料を使用し得る。フローセル４０の深さは、部分的に、結合材料の厚さに依存し得る。フローチャネル４０の深さは、マイクロコンタクト、エアロゾル、又はインクジェット印刷を使用して、結合材料を堆積させる場合、単一層の厚さと同程度であり得る。他の例では、フローチャネル４０の深さは、約１μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、又はそれ以上であり得る。一例では、深さは、約１０μｍから約１００μｍの範囲であり得る。別の例では、深さは、約１０μｍ～約３０μｍの範囲であり得る。更に別の例では、深さは、約５μｍ以下である。フローチャネル４０の深さは、上で指定した値よりも大きくてもよく、それよりも小さくてもよく、又はそれらの間であってもよいことを理解すべきである。

図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄは、基材２０及びフローチャネル４０内の構造の例を示す。図８Ｂに示すように、構造は、単層塩基担体２２／基材２０の表面上の単離されたパッド（間隙領域２８’によって分離された）の形態のコポリマーコーティング１０Ａを含み得る。図８Ｃに示すように、構造は、単層塩基担体２２／基材２０内に画定された単一レーン２３の表面全体上のコーティング層の形態のコポリマーコーティング１０Ｂを含み得る。図８Ｄに示されるように、構造は、凹部２６の各々に位置付けられ、間隙領域２８には位置付けられていない個々の層の形態のコポリマーコーティング１０Ｃを含み得る。

規則的な、反復する、及び不規則なパターンを含む、単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ及び凹部２６の多くの異なるレイアウトが想定され得る。一例では、単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ又は凹部２６は、最密充填及び改善された密度のために六角格子状に配置される。他のレイアウトは、例えば、直線的な（長方形）レイアウト、三角形のレイアウトなどを含み得る。いくつかの例では、レイアウト又はパターンは、行及び列をなしているｘ－ｙフォーマットであり得る。いくつかの他の例では、レイアウト又はパターンは、単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ又は凹部２６の反復配置であり得る。更に他の例では、レイアウト又はパターンは、ランダムな配置であり得る。

レイアウト又はパターンは、規定の面積内の単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ又は凹部２６の密度（数）に関して特徴付け得る。例えば、単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ又は凹部２６は、約２００万個／ｍｍ^２の密度で存在し得る。例えば、１ｍｍ^２当たり約１００、１ｍｍ^２当たり約１，０００、１ｍｍ^２当たり約１０万、１ｍｍ^２当たり約１００万、１ｍｍ^２当たり約２００万、１ｍｍ^２当たり約５００万、１ｍｍ^２当たり約１０００万、１ｍｍ^２当たり約５０００万、又はそれ以下の密度を含む、異なる密度に調整され得る。密度は、上記の範囲から選択される、下限値のうちの１つと上限値のうちの１つとの間であり得、又は他の密度（所与の範囲外）が使用され得ることを更に理解すべきである。

単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ又は凹部２６のレイアウト又はパターンはまた、又は代替的に、平均ピッチ、又は１つの単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ又は１つの凹部２６の中心から、隣接する単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ又は凹部２６の中心まで、又は１つの単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ又は１つの凹部２６の右縁から、隣接する単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａ又は１つの凹部２６までの間隔（縁から縁の間隔）に関して特徴付けられ得る。パターンは、平均ピッチ周辺の変動係数が小さくなるように規則的である場合もあれば、パターンが不規則である場合もあり、その場合、変動係数は比較的大きくなる可能性がある。いずれの場合も、平均ピッチは、例えば、おおよそ約５０ｎｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、又は約１００μｍであってもよい。の特定のパターンの平均ピッチは、上記の範囲から選択される、低い方の値のうちの１つと高い方の値のうちの１つとの間であり得る。一例では、凹部２０は、約１．５μｍのピッチ（中心から中心の間隔）を有する。平均ピッチ値の例が提供されるが、他の平均ピッチ値も使用され得ることを理解すべきである。

各凹部２６のサイズは、その容積、開口面積、深さ、及び／又は直径若しくは長さ及び幅によって特徴付けられ得る。例えば、容積は、約１×１０^－３μｍ^３～約１００μｍ^３の範囲に及び、例えば、約１×１０^－２μｍ^３、約０．１μｍ^３、約１μｍ^３、約１０μｍ^３、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。別の例では、開口面積は、約１×１０－^３μｍ^２～約１００μｍ^２の範囲に及び、例えば、約１×１０^－２μｍ^２、約０．１μｍ^２、約１μｍ^２、少なくとも約１０μｍ^２、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。更に別の例では、深さは、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。更に別の例では、深さは、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。別の例では、直径又は長さ及び幅は、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。

各単離されたパッドコポリマーコーティング１０Ａのサイズは、その上部表面積、高さ、及び／又は直径若しくは長さ及び幅によって特徴付けられ得る。例えば、上部表面積は、約１×１０－^３μｍ^２～約１００μｍ^２の範囲に及び、例えば、約１×１０^－２μｍ^２、約０．１μｍ^２、約１μｍ^２、少なくとも約１０μｍ^２、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。更に別の例では、高さは、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。更に別の例では、直径又は長さ及び幅は、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。

コポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、本明細書に開示される例示的なコポリマー鎖１０、１０’、１０’’のいずれかを含み得、本明細書に開示される方法のいずれかを使用して、基材２０に形成及び付着し得る。

フローセル３４はまた、プライマー３６、３８も含む。

グラフト化プロセスを実行して、プライマー３６、３８をコポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにグラフトし得る。一例では、プライマー３６、３８は、プライマー３６、３８の５’末端又はその近傍における一点共有結合的付着によって、コポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに固定化することができる。この付着により、ｉ）プライマー３６、３８のアダプター特異的部分は、その同族のシーケンシング可能な核酸断片に自由にアニールすることができ、ｉｉ）３’ヒドロキシル基は、自由にプライマーを伸長することができる。本明細書に開示される例では、共有結合的付着は、コポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ中のコポリマー鎖１０、１０’の任意の未反応アジド／アジド基で行われ得る。使用され得る末端プライマーの例としては、コポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのアジド部分に結合することができるアルキン末端プライマーが挙げられる。好適なプライマー３６、３８の具体的な例としては、ＨＩＳＥＱ（商標）、ＨＩＳＥＱＸ（商標）、ＭＩＳＥＱ（商標）、ＭＩＳＥＱＤＸ（商標）、ＭＩＮＩＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱ（商標）ＤＸ（商標）、ＮＯＶＡＳＥＱ（商標）、ＧＥＮＯＭＥ ＡＮＡＬＹＺＥＲ（商標）、ＩＳＥＱ（商標）、及び他の装置プラットフォームでのシーケンシングのためのＩｌｌｕｍｉｎａ Ｉｎｃ．により販売されている市販のフローセルの表面上で使用されるＰ５及びＰ７プライマーが挙げられる。

一例では、グラフトは、フロースルー堆積（例えば、一時的に結合された若しくは永久的に結合された蓋、又は永久的に結合された第２の基材２０を使用）、ダンクコーティング、スプレーコーティング、パドルディスペンス（puddle dispensing）による、又はプライマー３６、３８をフローチャネル４０内のコポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに付着させる別の好適な方法による流れを伴い得る。これらの技術の例の各々は、プライマー溶液又は混合物を利用してもよく、これらは、プライマー３６、３８、水、緩衝液、及び触媒を含んでもよい。グラフト法のいずれかによって、プライマー３６、３８は、フローチャネル４０内のコポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの反応性基と反応し、周囲基材２０（例えば、間隙領域２８、２８’）に対して親和性を有さない。したがって、プライマー３６、３８は、フローチャネル４０内のコポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０に選択的にグラフトする。

シーケンシング法
フローセル３４の例は、合成によるシーケンシング（sequencing by synthesis、ＳＢＳ）などの、アンサンブルシーケンシング技術で使用し得る。アンサンブルシーケンシングにおいて、シーケンシングしようとする鋳型ポリヌクレオチド鎖（図示されない）は、プライマー３６、３８を使用して、フローセル３４の反応性表面上に形成され得る。鋳型ポリヌクレオチド鎖の形成の最初に、ライブラリ鋳型を、任意の核酸サンプル（例えば、ＤＮＡサンプル又はＲＮＡサンプル）から調製することができる。核酸サンプルは、同様にサイズ決定された（例えば、＜１０００ｂｐ）、一本鎖ＤＮＡ断片又はＲＮＡ断片に断片化され得、その後、相補的ＤＮＡ（ｃＤＮＡ）断片に変換される。調製中に、アダプターはこれらの断片の末端に追加され得る。還元サイクル増幅により、プライマー３６、３８に相補的であるシーケンシング結合部位、インデックス、及び領域などの異なるモチーフが、アダプターに導入され得る。最終的なライブラリ鋳型は、ＤＮＡ又はｃＤＮＡ断片と、両端にアダプターとを含む。いくつかの例では、単一の核酸サンプルからの断片は、断片に追加された同じアダプターを有する。

複数のライブラリ鋳型が、フローセル３４に導入され得る。複数のライブラリ鋳型は、例えば、コポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上に固定化された２種類のプライマー３６、３８のうちの１つにハイブリダイズされる。

次に、クラスター生成が実行され得る。クラスター生成の一つの例では、ライブラリ鋳型は、高忠実度ＤＮＡポリメラーゼ（high-fidelity DNA polymerase）を使用して３’伸長によって、ハイブリダイズされたプライマーからコピーされる。元のライブラリ鋳型は変性され、コポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上に固定化されたコピーが残る。固定化されたコピーを増幅するために、等温ブリッジ増幅又は他の何らかの形態の増幅が使用され得る。例えば、コピーされた鋳型は、ループオーバーして、隣接する相補的なプライマー３８又は３６にハイブリダイズし、ポリメラーゼは、コピーされた鋳型をコピーして、二本鎖ブリッジ構造を形成し、当該構造は、変性して２本の一本鎖を形成する。これらの２つの鎖は、ループオーバーし、隣接する相補的プライマー３６又は３８にハイブリダイズし、再度伸長されて、２つの新たな二本鎖ループを形成する。このプロセスを、等温変性及び増幅のサイクルによって各鋳型コピーに対して繰り返して、密集したクローンクラスターを作り出す。二本鎖ブリッジ構造の各クラスターが変性される。一例では、逆鎖は、特異的塩基切断によって除去され、順方向鋳型ポリヌクレオチド鎖を残す。クラスター化により、コポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ全体にわたる、いくつかの鋳型ポリヌクレオチド鎖の形成をもたらす。このクラスター化の例にはブリッジ増幅があり、この増幅は実行できる増幅の一つの例である。排除増幅（Ｅｘａｍｐ）ワークフロー（Ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｉｎｃ．）などの他の増幅技術が使用され得ることを理解すべきである。

鋳型ポリヌクレオチド鎖上の相補的配列にハイブリダイズするシーケンシングプライマーを、導入することができる。このシーケンシングプライマーは、鋳型ポリヌクレオチド鎖を、シーケンシングの準備が整った状態にする。

シーケンシングを開始するために、組み込み混合物がフローセル３４に添加され得る。一例では、組み込み混合物は、液体キャリア、ポリメラーゼ、及び蛍光標識したヌクレオチドを含む。蛍光標識したヌクレオチドは、３’ＯＨブロッキング基を含み得る。組み込み混合物がフローセル３４に導入されると、流体は、フローチャネル４０に入り、反応性表面と接触する。

蛍光標識したヌクレオチドが鋳型に依存する方法で配列決定プライマーに追加され（それにより、配列決定プライマーを伸長し）、配列決定プライマーに追加されたヌクレオチドの順序及びタイプの検出が、鋳型の配列決定に使用され得る。より具体的には、ヌクレオチドのうちの１つは、それぞれのポリメラーゼによって、シーケンシングプライマーを伸長し鋳型ポリヌクレオチド鎖に相補的な新生ストランドに組み込まれる。換言すると、フローセル３４全体にわたる鋳型ポリヌクレオチド鎖のうちの少なくともいくつかにおいて、それぞれのポリメラーゼは、組み込み混合物中のヌクレオチドのうちの１つによって、ハイブリダイズされたシーケンシングプライマーを伸長させる。

ヌクレオチドの組み込みは、画像化イベントを通じて検出され得る。画像化イベント中、照明システム（図示されない）により、フローチャネル４０及び／又はフローセル３４の反応性表面に励起光を提供し得る。

いくつかの例では、ヌクレオチドは、ヌクレオチドが配列決定プライマーに加えられると、更なるプライマー伸長を終結させる可逆的終結特性（例えば、３’ＯＨブロッキング基）を更に含み得る。例えば、可逆的末端部分を有するヌクレオチド類似体が配列決定プライマーに加えられ、その結果、デブロッキング剤が送達されて当該部分を除去するまで、その後の伸長は起こり得ない。したがって、可逆的終結を使用する例の場合、検出が行われた後、デブロッキング試薬は、フローセル３４に送達することができる。

洗浄は、様々な流体送達ステップの間で行ってもよい。次に、ＳＢＳサイクルをｎ回繰り返し、配列決定プライマーをｎヌクレオチドによって伸長し、それによって長さｎの配列を検出することができる。

ＳＢＳが詳細に説明されるが、本明細書に記載のフローセル３４は、遺伝子型決定のために、又は他の化学的及び／又は生物学的用途において、他のシーケンシングプロトコルと共に利用され得ることを理解すべきである。いくつかの場合では、フローセルのプライマーは、順鎖及び逆鎖の両方がコポリマーコーティング１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上に存在して、各リードの同時ベースコーリングを可能にする、同時ペアエンドシーケンシングが可能になるように選択され得る。逐次及び同時ペアエンドシーケンシングにより、ゲノム再配列及び反復配列要素、並びに遺伝子融合及び新規転写物の検出が容易になる。別の例では、本明細書に開示されるフローセル３４は、オンセルライブラリ生成に使用され得る。

追記事項
以下により詳細に考察される、前述の概念及び更なる概念の全ての組み合わせが、（かかる概念が相互に矛盾しなければ）本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図されることを理解されたい。具体的には、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図される。本明細書で明示的に用いられ、また参照により組み込まれる任意の開示においても出現し得る用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味が与えられるべきであることも理解すべきである。

「一例」、「別の例」、「ある例」などへの本明細書全体を通じての言及は、例に関連して記載されている特定の要素（例えば、特徴、構造、及び／又は特性）が、本明細書に記載されている少なくとも１つの例に含まれており、他の例に存在していても、存在していなくともよいことを意味している。更に、文脈上明確に別段の指示がない限り、任意の例に関する記載の要素は、様々な例において任意の好適な様式で組み合わせ得ることを理解すべきである。

本明細書に提供される範囲は、そのような値又は部分範囲が明示的に列挙されているかのように、示される範囲及びその示される範囲内の任意の値又は部分範囲を含むことを理解されたい。例えば、約２００ｍｍ～約３００ｍｍの範囲は、約２００ｍｍ～約３００ｍｍの明示的に列挙された限界だけでなく、約２４０ｍｍ、約２５０．５ｍｍなどの個々の値、及び約２２５ｍｍ～約２７５ｍｍなどの部分範囲を含むように解釈されるべきである。更に、「約」及び／又は「実質的に」が値を説明するために利用される場合、それらは、示された値からのわずかな変動（最大で±１０％）を包含することを意味する。

いくつかの実施例を詳細に説明してきたが、開示された例は修正され得ることを理解すべきである。したがって、これまでの説明は非限定的なものであると考えるべきである。

Claims (28)

1. フローセルであって、
   基材と、
   前記基材の少なくとも一部分に付着したコポリマーコーティングであって、前記コポリマーコーティングが、複数のコポリマー鎖を含み、各コポリマー鎖が、
   式（Ｉ）：
   

   

   の第１の繰り返し単位であって、式中、
   Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
   Ｒ^２が、アジドであり、
   各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、
   ｐが、１～５０の整数である、第１の繰り返し単位と、
   式（ＩＩ）：
   

   

   の第２の繰り返し単位であって、式中、
   Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、
   Ｒ^５が、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
   Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、第２の繰り返し単位と、を含み、
   前記コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、少なくとも１つのアルコキシアミン末端基を含む、コポリマーコーティングと、を含む、フローセル。
2. 前記基材が、塩基担体と、前記塩基担体に付着した複数のノルボルネンシラン分子と、を含む、請求項１に記載のフローセル。
3. 前記複数のノルボルネンシラン分子のうちの少なくとも１つが、前記少なくとも１つのアルコキシアミン末端基を介してそれぞれのコポリマー鎖に付着する、請求項２に記載のフローセル。
4. 前記コポリマー鎖のうちのいくつかのＲ^２が、テトラメチルエチレンジアミンで置き換えられる、請求項１に記載のフローセル。
5. 前記コポリマーコーティングが、いくつかの分岐コポリマー鎖を含む、請求項４に記載のフローセル。
6. Ｒ^３’、Ｒ^４、及びＲ^４’の各々が、－Ｈであり、
   Ｒ^３が、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７であり、
   Ｒ^６及びＲ^７の各々が、－Ｈである、請求項１に記載のフローセル。
7. Ｒ^１が、－Ｈであり、
   ｐが、５である、請求項６に記載のフローセル。
8. 前記基材が、間隙領域によって分離された凹部を含み、
   前記コポリマーコーティングが、前記凹部内に付着している、請求項１に記載のフローセル。
9. 前記コポリマーコーティングが、前記基材の表面上に、単離されたパッドを形成し、
   間隙領域が、前記単離されたパッドを分離する、請求項１に記載のフローセル。
10. 前記第１の繰り返し単位及び前記第２の繰り返し単位が、ランダムコポリマーを形成するか、又は
    前記第１の繰り返し単位及び前記第２の繰り返し単位が、統計コポリマーを形成するか、又は
    前記第１の繰り返し単位及び前記第２の繰り返し単位が、ブロックコポリマーを形成する、請求項１に記載のフローセル。
11. 方法であって、
    式（ＩＩＩ）：
    

    

    のモノマーと、式（ＩＶ）：
    

    

    のモノマーとの反応混合物を共重合することであって、式中、
    式（ＩＩＩ）について、
    Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ^２’が、アジド又はハロゲンであり、
    各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、
    ｐが、１～５０の整数であり、
    式（ＩＶ）について、
    Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、
    Ｒ^５が、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、共重合することと、
    ｉ）ニトロキシド媒介重合単分子開始剤、又はｉｉ）水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせを、前記反応混合物に添加して、前記共重合を開始し、それによりコポリマー鎖との生成物混合物を生成することであって、それによって、前記コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、アルコキシアミン末端基を有する、生成することと、
    表面結合ノルボルネンシラン分子を有する基材上に前記生成物混合物を堆積させることと、
    前記アルコキシアミン末端基のうちの少なくともいくつかが、前記表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの少なくともいくつかと反応することを可能にし、それによってコポリマーコーティングを形成することと、を含む、方法。
12. Ｒ^２’が、前記アジドであり、
    前記方法が、前記コポリマーコーティングを硬化させることを更に含み、それによって、前記アジドのうちのいくつかが、前記表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの他のいくつかと反応する、請求項１１に記載の方法。
13. Ｒ^２’が、前記アジドであり、
    前記共重合することの前に、前記方法が、式（Ｖ）：
    

    

    のモノマーをＮａＮ_３と反応させることによって、前記式（ＩＩＩ）のモノマーを生成して、前記アジドを導入することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
14. Ｒ^２’が、前記ハロゲンであり、
    前記生成物混合物の前記堆積の前に、前記方法が、
    ＮａＮ_３を前記生成物混合物に導入することと、
    前記生成物混合物を加熱して、前記ハロゲンを前記アジドと置き換えることと、を更に含む、請求項１１に記載の方法。
15. テトラメチルエチレンジアミンを前記反応混合物に添加することを更に含み、前記コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、分岐している、請求項１１に記載の方法。
16. 方法であって、
    ｉ）ニトロキシド媒介重合単分子開始剤、又はｉｉ）水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせを、式（ＩＩＩ）：
    

    

    のモノマーと、式（ＩＶ）：
    

    

    のモノマーとの混合物に、表面結合ノルボルネンシラン分子を有する基材の存在下で添加することであって、式中、
    式（ＩＩＩ）について、
    Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ^２’が、アジド又はハロゲンであり、
    各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、
    ｐが、１～５０の整数であり、
    式（ＩＶ）について、
    Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、
    Ｒ^５が、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、添加することと、
    それにより前記ノルボルネンシラン分子に共有結合的に付着したコポリマーコーティングを生成することと、を含む、方法。
17. Ｒ^２が、前記アジドであり、
    前記方法が、前記基材上の前記コポリマーコーティングを硬化させることを更に含み、それによって、前記アジドのうちのいくつかが、前記表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの他のいくつかと反応する、請求項１６に記載の方法。
18. Ｒ^２’が、前記アジドであり、
    共重合することの前に、前記方法が、式（Ｖ）：
    

    

    のモノマーをＮａＮ_３と反応させることによって、前記式（ＩＩＩ）のモノマーを生成して、前記アジドを導入することを更に含む、請求項１６に記載の方法。
19. Ｒ^２’が、前記ハロゲンであり、
    共重合後、前記方法が、
    ＮａＮ_３を前記コポリマーコーティングに導入することと、
    前記コポリマーコーティングを加熱して、前記ハロゲンを前記アジドと置き換えることと、を更に含む、請求項１６に記載の方法。
20. 前記基材上の前記コポリマーコーティングを硬化させることを更に含み、それによって、前記アジドのうちのいくつかが、前記表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの他のいくつかと反応する、請求項１９に記載の方法。
21. 前記共重合中に、テトラメチルエチレンジアミンを前記混合物に添加することを更に含み、前記コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、分岐している、請求項１６に記載の方法。
22. 方法であって、
    式（ＩＩＩ）：
    

    

    のモノマーと、他のモノマーとの反応混合物を、ｉ）ニトロキシド媒介重合単分子開始剤、又はｉｉ）水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせの存在下で共重合することであって、式中、
    Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ^２が、アジドであり、
    各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、
    ｐが、１～５０の整数である、共重合することと、
    重合をクエンチし、それによりブロックコポリマー鎖との第１の生成物混合物を生成することであって、それによって、前記ブロックコポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、アルコキシアミン末端基を有する、生成することと、
    式（ＩＶ）：
    

    

    のモノマーを前記第１の生成物混合物に添加して、第２の反応混合物を生成することであって、式中、
    Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、
    Ｒ^５が、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、生成することと、
    ｉ）前記ニトロキシド媒介重合単分子開始剤又はｉｉ）前記水溶性開始剤と前記ニトロキシドとの前記組み合わせの存在下で前記第２の反応混合物を重合することと、
    前記重合をクエンチし、それによりブロックコポリマー鎖との第２の生成物混合物を生成することであって、それによって、前記ブロックコポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、アルコキシアミン末端基を有する、生成することと、
    表面結合ノルボルネンシラン分子を有する基材上に前記第２の生成物混合物を堆積させることと、
    前記アルコキシアミン末端基のうちの少なくともいくつかを、前記表面結合ノルボルネンシラン分子のうちの少なくともいくつかと反応させることと、を含む、方法。
23. フローセルであって、
    基材と、
    前記基材の少なくとも一部分に付着したコポリマーコーティングであって、前記コポリマーコーティングが、複数のコポリマー鎖を含み、各コポリマー鎖が、
    式（Ｉ）：
    

    

    の第１の繰り返し単位であって、式中、
    Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ^２が、アジドであり、
    各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、
    ｐが、１～５０の整数である、第１の繰り返し単位と、
    式（ＩＩ）：
    

    

    の第２の繰り返し単位であって、式中、
    Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、
    Ｒ^５が、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、第２の繰り返し単位と、
    式（ＶＩ）：
    

    

    の第３の繰り返し単位であって、式中、
    Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ_１及びＲ_２が、独立して、炭素系置換基から選択され、
    各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、
    ｐが、１～５０の整数である、第３の繰り返し単位と、を含む、コポリマーコーティングと、を含む、フローセル。
24. 前記コポリマー鎖のうちの少なくともいくつかが、少なくとも１つのアルコキシアミン末端基を含む、請求項２３に記載のフローセル。
25. 方法であって、
    ｉ）ニトロキシド媒介重合単分子開始剤、又はｉｉ）水溶性開始剤とニトロキシドとの組み合わせを、式（Ｖ）：
    

    

    のモノマーと、式（ＩＶ）：
    

    

    のモノマーとの混合物に添加することであって、式中、
    式（Ｖ）について、
    Ｒ^１が、－Ｈ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    ハロが、ハロゲンであり、
    各（ＣＨ_２）_ｐが、任意選択で置換され得、
    ｐが、１～５０の整数であり、
    式（ＩＶ）について、
    Ｒ^３、Ｒ^３’、Ｒ^４、Ｒ^４’の各々が、独立して、－Ｈ、Ｒ^５、－ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^５、－Ｃ（Ｏ）Ｒ^５、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ^５、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^６Ｒ^７、及び－ＮＲ^６Ｒ^７からなる群から選択され、
    Ｒ^５が、－Ｈ、－ＯＨ、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環、及び任意選択で置換されたそれらの変異体からなる群から選択され、
    Ｒ^６及びＲ^７の各々が、独立して、－Ｈ及びアルキルからなる群から選択される、添加することと、
    それによりコポリマーを生成することと、
    共重合後、前記ハロゲンのうちのいくつかをアルコキシアミンに、かつ前記ハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換することと、を含む、方法。
26. 前記ハロゲンのうちのいくつかをアルコキシアミンに、かつ前記ハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換することが、
    前記ハロゲンが、前記ヒドロキシルアミンを超えるように、ヒドロキシルアミンを前記コポリマーに導入することと、
    前記コポリマーを加熱して、前記ヒドロキシルアミンが、前記ハロゲンのうちのいくつかを変位させる反応を開始することと、
    ＮａＮ_３を前記コポリマーに導入することと、
    前記コポリマーを加熱して、前記アジドが前記ハロゲンのうちの他のいくつかを変位させる反応を開始することと、を含む、請求項２５に記載の方法。
27. 前記ハロゲンのうちのいくつかをヒドロキシアミンに、かつ前記ハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換することが、
    ヒドロキシルアミンとＮａＮ_３との混合物を前記コポリマーに導入することと、
    前記コポリマーを加熱して、前記ヒドロキシルアミンが前記ハロゲンのうちのいくつかを変位させ、前記アジドが前記ハロゲンのうちの他のいくつかを変位させる反応を開始することと、を含む、請求項２５に記載の方法。
28. 前記ハロゲンのうちのいくつかをヒドロキシアミンに、かつ前記ハロゲンのうちの他のいくつかをアジドに変換することが、
    ヒドロキシルアミンを脱プロトン化して、アルコキシアミンアニオンを形成することと、
    前記ハロゲンが前記アルコキシアミンアニオンを超えるように、前記アルコキシアミンアニオンを前記コポリマーに導入することと、
    前記コポリマーを加熱して、前記アルコキシアミンアニオンが、前記ハロゲンのうちのいくつかを変位させる反応を開始することと、
    ＮａＮ_３を前記コポリマーに導入することと、
    前記コポリマーを加熱して、前記アジドが前記ハロゲンのうちの他のいくつかを変位させる反応を開始することと、を含む、請求項２５に記載の方法。

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