KR20060032161A - 마이크로 및 나노 스케일의 물질의 부위-특이적 침착을위한 하전된 에멀션 - Google Patents

마이크로 및 나노 스케일의 물질의 부위-특이적 침착을위한 하전된 에멀션 Download PDF

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피터 존 하스트웰
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라우스테크 피티와이 엘티디
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Abstract

본 발명은 연속상, 연속상과 혼화되지 않는 불연속상 및 연속상과 양립 가능한 제 1 부분 및 불연속상과 양립 가능한 제 2 부분을 지니는 임의의 계면활성제를 포함하는 에멀션에 관한 것이다. 연속상은 높은 체적 저항을 지니며, 불연속상은 전기적으로 하전된다. 불연속상은 시약, 활성 화학 시약을 담지하는 용매 또는 불연속상에 분산된 고체 또는 불용성 액체를 위한 단체 액체일 수 있다. 계면활성제는, 존재하는 경우, 연속상의 체적 저항을 현저히 감소시키지 않도록 선택된다. 에멀션은 또한 전하 조절제를 포함할 수 있다. 에멀션은 조합 화학을 위한 불연속상으로부터 공간 규정된 방식으로 정전기적으로 조절된 물질의 정위를 위해서 사용되며, 반응과 함께 또는 반응 없는 마이크로미터 및 나노미터 스케일 침착을 위해서 사용될 수 있다.

Description

마이크로 및 나노 스케일의 물질의 부위-특이적 침착을 위한 하전된 에멀션{CHARGED EMULSIONS FOR SITE-SPECIFIC DEPOSITION OF MATTER AT MICRO AND NANO SCALE}
본 발명은 반응과 함께 또는 반응 없이 공간적으로 선택적인 침착에 의한 마이크로미터 및 나노미터 스케일의 화학 물질의 제조에 사용되는 에멀션 및 그러한 에멀션을 사용하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 일반적으로 기판, 특히 평판 상에서 일반적으로 DNA 칩으로서 공지되어 있는 유형의 고형상 DNA 어레이를 제조하는 데 유용한 에멀션에 관하여 논의될 것이며, 본 발명의 용도는 그러한 특정의 용도로 한정되는 것이 아니며 보다 넓은 세부적인 용도로 사용되며, 또한, 본 발명을 그러한 DNA 칩의 제조로 한정하고자 하는 것은 아니다.
광범위한 형태로, 본 발명은 임의의 광범위하게 다양한 화학 물질중 어떠한 물질의 표면 상으로의 에멀션 매개된 공간 한정된 침착에 관한 것이다. 물질은 착색 물질, 염료, 약물 분자, 중합체, 촉매, 습윤방지제, 안료, 에칭 약품, 적층제, 및 고체상 화학기의 탈블록킹, 블록킹, 유도체화 및 활성화를 위한 시약을 포함하나 이로 제한되는 것은 아니다. 어레이는 데옥시리보핵산(DNA), 펩티드, 펩티드핵 산(PNA), 리보핵산(RNA) 및 그 밖의 고형상 화학 어레이 및 조합 화학에 의해서 조합되는 어레이를 포함할 수 있다.
일반적으로, DNA 칩의 제조는 이후 분자 단위가 첨가되어야 하는 경우에 제거되는 보호기를 갖는 각각의 분자 단위의 기판 상으로의 선택적이고 연속적인 첨가가 관련된다. DAN 어레이를 제조하는 방법 중 하나는 보호기로 트리틸기 또는 트리틸기의 유도체를 사용하는 포스포르아미디트 공정으로서 공지된 공정을 사용한다.
포스포르아미디트 공정은 중합체, 특히 DNA 올리고누클레오티드의 서열을 화학적으로 합성하여 DNA 일부를 형성시키기 위한, 반복되는 4 단계 공정(탈보호, 커플링, 캡핑 및 산화)이다.
포스포르아미디트 공정에서, 단일 가닥 형태의 DNA 부분은 4개의 누클레오티드(포스포르아미디트 형태로) 중 하나의 연속 첨가에 의해 형성되며, DNA를 형성하는 4가지 성분은 A, T, G 및 C 누클레오티드이다. 각각의 누클레오티드는 그에 대해 화학적으로 제거가능한 보호기를 갖는다. 탈보호제로서 공지된 화학제는 보호기를 제거하여 반응성 히드록실기를 노출시키고 이후 단계에서 누클레오시드(포스포르아미디트 형태의)가 성장하는 DNA 스트링에 커플링된다. 이후 단계는 탈보호되었으나 누클레오티드가 커플링되지 않은 임의의 DNA 스트링이 영구적으로 캡핑되어 원치 않는 누클레오티드가 이후의 커플링 단계에서 분자에 부가되지 않도록 하는 캡핑 단계이다. 네 번째인 마지막 단계에서, 새로 형성된 누클레오티드내 포스파이트 결합의 산화가 수행되어 결합을 포스포트리에스테르로 전환시킨다. 일반적 으로, 탈보호제는 디클로아세트산 또는 트리클로로아세트산이다.
DNA 어레이의 제조시, 다수의 상이한 서열의 DNA 가닥이 기판 상에 형성되어 생화학적 분석을 수행가능하게 할 수 있다. 이러한 공정에서, 어레이의 다양한 부분을 선택적으로 탈보호시키는 것이 필요하며, 특히 본 발명의 특정 구체예의 기판에 대해 이러한 선택적 탈보호를 위해 상기 요건이 필요하다.
직접 광활성화된 화학물질 또는 광제거 가능한 탈보호 기술에 의한 선택적 탈보호가 개발되었으나, 이러한 탈보호는 다소 비효율적으로 20 내지 50 마이크론의 큰 단위 피쳐 프로브 크기에서 짧으며 불순물인 고형상 올리고데옥시누클레오티드를 생성시키며, 따라서, 본 발명의 목적은 보다 효율적인 화학적 탈보호 공정을 제공하는 데 있다.
본 출원인은 놀랍게도 불연속 상의 화학적 탈보호제를 포함하고, 전기장의 영향 하에서 평면 또는 다른 형태의 기판의 소정의 영역 상에서 선택적으로 침착되는 전기적으로 하전된 에멀션을 사용함으로써, 보다 정확하고 편재화되고 효율적인 탈보호가 가능할 수 있음을 발견하였다.
따라서, 한가지 형태로 본 발명은 액체 연속상과 연속상에 실질적으로 혼화되지 않는 액체 불연속상을 포함하는 조성물로서, 연속상이 높은 전기적 체적 저항을 지니며 불연속상이 전기적으로 하전되는 조성물에 관한 것이다.
바람직하게는 불연속상은 생-활성 제제, 촉매, 산과 염기를 포함한 시약 또는 반응물, 블록킹 화학물질, 탈블로킹 화학물질, 유기 또는 무기 유도체화 화학물질, 약제, 염료 또는 안료를 포함하는 군으로부터 선택된 화합물을 포함한다.
추가의 형태로 본 발명은 액체 연속상, 연속상에 실질적으로 혼화되지 않는 액체 불연속상, 및 계면활성제를 포함하는 조성물로서 연속상이 높은 체적 저항을 지니며 불연속상이 전기적으로 하전되며 계면활성제가 연속상의 체적 저항을 현저히 감소시키지 않도록 선택되는 조성물에 관한 것이다.
용어 "체적 저항을 현저히 감소시키지 않도록"은 에멀션의 연속상의 체적 저항이 기판 또는 불연속상 상의 전하가 무력화되는 범위로 감소되지 않음을 의미한다. 그러한 상황에서 불연속상은 정전장의 영향으로 패턴을 형성하면서 침착되지 않을 수 있다.
불연속상 또는 이의 성분중 어떠한 성분을 선택하는 것은 이들이 연속상내로 현저하게 분할되지 않아서, 연속상의 체적 저항을 현저하게 감소시키지 않을 뿐만 아니라 연속상에 화학적 반응성을 가하지 않아야 한다는 것을 주지할 수 있다.
바람직하게는, 계면활성제는 연속상과 혼화 가능한 제 1 부분 및 불연속상과 양립하는 혼화 가능한 제 1 부분을 지니는 계면활성제이다. 따라서, 계면활성제는 연속상과 불연속상의 주성분의 유사체를 지니도록 선택될 수 있다. 계면활성제는 또한 분연속상의 점적(droplet)의 표면장력을 감소시키는 것을 보조하여 이들이 유인되는 표면의 습화를 보조할 수 있다.
계면활성제는 음이온성, 양이온성, 비이온성 또는 양쪽성 화합물, 중합체 계면활성 물질 또는 인지질로부터 선택될 수 있다.
예를 들어, 계면활성제는 알콜/지방산 에스테르, 알콕실화된 카스터 오일, 알킬 페놀 에톡실레이드, 에톡실화된 알콜, 소르비탄 에스테르, 글리세린 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 및 인지질일 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에서, 조성물의 계면활성 작용은 피커링 에멀션(Pickering emulsion)을 형성시키는 마이크로파인 입자 물질인 슈도-계면활성제(pseudo-surfactant)에 의해서 제공될 수 있다. 그러한 슈도-계면활성제는 알루미나, 벤토나이트, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 지방 결정, 산화마그네슘, 마그네슘 트리실리케이트, 이산화티탄, 퓸드 실리카(fumed silica), 실리카 및 산화주석 및 그 밖의 표면 처리된 화합물로부터 선택될 수 있다.
또 다른 형태로, 본 발명은 연속상, 연속상에 혼화되지 않는 불연속상, 및 연속상과 양립 가능한 제 1 부분과 불연속상과 양립 가능한 제 2 부분을 지니는 계면활성제를 포함하는 에멀션으로서, 연속상이 높은 체적 저항을 지니고, 불연속상이 전기적으로 하전되며 생-활성제, 촉매, 산 및 염기를 포함하는 시약 또는 반응물, 블로킹 화학물질, 탈블로킹 화학물질, 유기 또는 무기 유도체화 화학물질, 약제, 염료 또는 안료를 포함하는 군으로부터 선택된 화합물을 포함하며, 계면활성제가 연속상의 체적 저항을 현저하게 감소시키지 않도록 선택되는 에멀션에 관한 것이다.
상기된 바와 같이, 연속상은 전기 절연성의 액체로 구성되며, 특정 시스템의 특징이 실험적으로 결정되어야 하지만, 그러한 액체는 바람직하게는 약 1 x 106오옴-cm 이상의 체적 저항을 지니는 것으로 예측된다.
연속상은 탄화수소, 예컨대, 헥산, 시클로헥산, 이소-옥탄, 헵탄, 데칼린, 방향족 탄화수소 및 이소데칸 및 시판용 탄화수소, 예컨대, 엑손(Exxon)에 의해서 제조된 이소파르스™(Isopars™) 및 노르파르스™(Norpars™)로부터 선택될 수 있다. 연속상은 또한 플루오로카본 화합물을 포함하는 플루오로화학물질으로부터 선택될 수 있다. 이러한 플루오로화학물질은 일반적으로 2 내지 16개의 탄소원자를 포함하며, 이로 한정되는 것은 아니지만, 선형, 시클릭, 또는 폴리시클릭 퍼플루오로알칸, 비스(퍼플루오로알킬)알켄, 퍼플루오로에테르, 퍼플루오로알킬아민, 퍼플루오로알킬 브로미드 및 퍼플루오로알킬 클로라이드, 예컨대, 3앰(3M)에 의해서 제조된 플루오리네르츠™(Fluorinerts™)를 포함한다. 연속상은 또한 실리콘 유체, 예컨대, 폴리페닐메틸 실록산(PMMS), 디메틸 폴리실록산, 폴리디메틸 실록산, 및 시클릭 디메틸 실록산 등으로부터 선택될 수 있다.
한가지 구체예에서, 연속상은 초임계 이산화탄소(cCO2)일 수 있다. 이러한 액체는 플루오로화된 계면활성제와 양립 가능한 성질을 지닌다.
연속상은 또한 겔 또는 고점도 액체일 수 있다.
불연속상은 수성 또는 비수성일 수 있다. 불연속상이 비수성인 경우, 연속상에 혼화되지 않거나 실질적으로 불용성이다.
불연속상은 활성 시약, 예컨대, 화학적 탈보호제일 수 있거나, 활성 화학 시약에 대한 용매 또는 담체일 수 있다. 대안적으로는, 활성 화학 시약은 불연속상에 분산된 고체 또는 불용성 액체일 수 있다.
비수성 불연속상은 아세톤, 아세토니트릴, 시클로헥산온, 데칼린, 디브로모메탄, 디클로로메탄(메틸렌 클로라이드, DCM), 트리클로로메탄, 디메틸 포름아미드(DMF), 디옥산, 1,2-디크로로에탄(DCE), 니트로메탄, 테트라히드로푸란, 톨루엔, 디메틸 포름아미드, 이소부탄올, 이소데칸 및 시판용 탄화수소의 혼합물, 예컨대, 엑손(Exxon)에 의해서 제조된 이소파르스™(Isopars™) 및 노르파르스™(Norpars™), 프로필렌 카르보네이트, 디메틸 술폭시드 또는 화합물의 혼합물, 예컨대, 이소프로판올/메틸렌 클로라이드, 니트로메탄/메탄올, 니트로메탄/이소프로판올, 트리클로로메탄/메탄올 또는 이소프로판올/메틸렌 클로라이드로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 에멀션은 또한 전하 조절제를 포함할 수 있다.
전하 조절제는 연속상 및 불연속상의 주성분의 유사체를 지니도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 연속상이 플루오로화학물질인 경우, 전하 조절제는 이하 열거되는 화합물의 불소 유사체를 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 전하 조절제의 작용은 계면활성제에 의해서 제공되거나 화학물질, 예를 들어, 달보호를 위한 산을 지니는 에멀션 점적에 고유한 성질일 수 있다.
전하 조절제는 산 및 이의 염, 유기 산 및 이의 염 또는 이온성 또는 양쪽이온성 화합물일 수 있다.
전하 조절제는 금속성 소프(soap)로부터 선택될 수 있으며, 여기서, 금속은 바륨, 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 아연, 카드뮴, 알루미늄, 갈륨, 납, 크롬, 망간, 철, 니켈, 지르코늄, 및 코발트를 포함하며, 산 부분은 카르복실산, 예를 들어, 카프로산, 옥탄(카프릴)산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀산, 에루크산(erucic acid), 탈리트산(tallitic acid), 레진산(resinic acid), 나프탈렌산, 및 숙신산 등에 의해서 제공된다. 금속성 소프의 예에는 알루미늄 트리스테아레이트, 알루미늄 디스테아레이트, 바륨, 칼슘 납 및 아연 스테아레이트; 코발트, 망간, 납 및 아연 리놀레에이트; 알루미늄, 칼슘 및 코발트 옥토에이트; 칼슘 및 코발트 옥토에이트; 아연 팔미테이트; 칼슘, 코발트, 망간, 납 및 아연 나프탈레네이트; 칼슘, 코발트, 망간, 납 및 아연 레지네이트 등이 포함된다. 전하 조절제는 또한 인지질, 예컨대, 레시틴 또는 알킬 숙신아미드일 수 있다. 전하 조절제는 또한 염기성 칼슘 페트로네이트 또는 이와 유사한 화합물일 수 있다.
불연속상의 추가 성분은 생-활성제, 산 및 염기를 포함하는 시약 및 반응물, 블로킹 및 탈블로킹 화학물질, 및 유기 또는 무기 유도체화 화학물질, 약제, 염료 또는 안료일 수 있다. 촉매는 또한, 예를 들어, 금, 구리, 및 니켈 등의 후속 무전해 침착을 위해서 침착된 불연속상에 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 에멀션은 약 20 내지 99.99용적% 범위로 존재하는 연속상, 0.01 내지 80 용적% 범위로 존재하는 불연속상, 임의로 약 0.01 내지 20중량% 범위로 존재하는 계면활성제 및 0.01 내지 10 중량% 범위로 존재하는 전하 조절제를 지닐 수 있다.
일부 사용의 경우, 에멀션은 사용 직전에 제조될 수 있으며, 그러한 상황은 계면활성제가 필요하지 않을 수 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐서 용어 에멀션은 에멀션, 미니에멀션 및 마이크로에멜선을 나타내는 것으로 사용된다. 따라서, 본 발명에 따른 에멀션은 진성 에멀션, 즉, 기계적인 에너지, 예를 들어, 쉐이킹(shaking), 또는 교반 등의 입력에 의해서 형성되는 에멀션일 수 있다. 에멀션은 장치, 예컨대, 소니케이터(Sonicator), 울트라-투렉스(Ultra-Turrax) 또는 마이크로플러다이저(Microfluidiser)를 사용함으로써 제조될 수 있다. 또한, 에멀션은 표준 에멀션의 경우 보다 더 많은 에너지에 의해서 형성되는 미니-에멀션일 수 있다. 또한, 에멀션은 정확한 온도 존건 및 화학적 조성이 존재하는 경우에 실질적으로 자동적으로 형성되는 마이크로-에멀션일 수 있다. 에멀션은 약 100 마이크론 내지 0.2마이크론 미만의 점적 크기를 지니며, 미니에멀션은 500나노미터 내지 약 50 나노미터 미만의 점적 크기를 지니고, 마이크로에멀션은 약 200나노미터 내지 1 마노미터 미만의 점적 크기를 지닌다. 각각의 경우에 크기 범위에 대한 고정되고 엄격한 규정은 없다는 것을 주지할 수 있을 것이다. 크기 범위는 각각의 상의 조성 및 사용되는 경우의 계면활성제 및 제조방법에 좌우될 것이다.
용어 점적은 에멀션중의 불연속상의 다양한 형상을 나타내는 것이다. 이러한 용어는 구형이 아닌 형태, 예를 들어, 큐빅, 실린더형 및 판형을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에멀션은 또한 피커링 에멀션(Pickering emulsion)으로 공지된 유형의 에멀션을 포함할 수 있다. 이러한 에멀션은 연속상, 미세하게 분산된 불연속상 및 평균 입자 크기가 200nm미만이고 양쪽성을 나타내는 하나 이상의 유형의 마이크로파인 입자의 시스템이다. 마이크로파인 입자는 알루미나, 벤토나이트, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 지방 결정, 산화마그네슘, 마그네슘 트리실리케이트, 이산화티탄, 퍼리된 퓸드 실리카, 실리카 및 산화주석으로부터 선택될 수 있다. 피커링 에멀션은 습화 접촉각, 입자 크기, 입자 농도, 입자간 상호작용 및 연속상의 점도와 같은 인자에 좌우된다.
안정화제로서의 입자의 사용을 위한 중요 인자는 두 상에 의한 입자의 습화이다. 두 상 각각에 대한 친화성은 상이할 수 있다. 이러한 사항은 접촉각에 의해서 나타난다. 비수성 에멀션, 특히, 퍼플루오로 연속상 및 유기 불연속상은 퍼플루오로상과 비수성 상 또는 오일상 둘 모두에 의해서 에멀션을 안정화시키는 입자의 습화를 필요로 할 것이다. 고체 입자는 일반적으로 에멀션의 불연속상 점적 보다 크기가 10배 작다. 모세관 힘은 계면에서의 입자 네트워크의 형성을 지지할 수 있다. 이러한 현상은 불연속상 점적의 응집을 예방하는 기계적인 벽으로서 작용한다. 응집에 대한 보호는 계면으로부터 입자를 연속상으로 밀어내는 에너지를 기본으로 한다. 이러한 에너지는 이상적으로는 90°에 근접해야 하는 접촉각에 좌우된다. 작은 입자의 접촉각을 결정하는 한 가지 제안된 방법은 입자 및 주어진 유체의 주어진 중량의 침강 시간을 측정하는 것이다. 입자가 완전히 습화되면 에멀션은 형성되지 않는다. 저점도의 희석 피커링 에멀션은 침강할 것이며, 즉, 용기의 바닥으로 이동하지만 응집되지는 않을 것이며, 즉, 작은 불연속상 에멀션 점적은 함께 결합되지 않아서 보다 큰 점적을 형성하지 않는다.
피커링 에멀션을 제조하는 바람직한 방법은 연속상에 에멀션을 안정화시키기 위해서 사용된 입자(일반적으로 마이크론 이하)를 분산시켜야 한다. 입자가 최적의 결과가 달성되도록 충분히 탈응집되는 것이 가장 중요하다. 탈응집은 응집물을 파괴하고 입자를 분산시키도록 아주 높은 전단기, 예컨대, 마이크로플러다이저, 고강도 초음파 프로브, 콜로이드 밀, 쓰리 롤 밀 등과 같은 장치를 필요로 한다. 불연속상은 울트라 투랙스와 같은 에멀션화 장치를 사용함으로써 미리 첨가된 입자를 함유하는 연속상중에 에멀션화된다.
이러한 에멀션의 경우에 에멀션의 입자 또는 점적의 크기는 에멀션의 유형 및 에멀션이 적용되어야 하는 용도에 따라 100 마이크론 미만의 범위일 수 있다. 바람직하게는, 포스포르아미다이트에서 화학적 탈보호를 위한 에멀션의 경우에 에멀션의 크기는 50 마이크론 내지 20마노미터 미만일 수 있다.
본 발명의 에멀션의 사용에 의해서 화학 물질의 공간 선택적 침착에 의한 마이크로미터 및 나노미터 규모의 제조가 가능할 수 있는데, 그 이유는 에멀션중의 점적의 크기 및 선택된 부위로 침착 물질 또는 시약을 전달하는 이들의 능력 때문이다.
에멀션 점적을 하전시키는 메카니즘은 완전히 이해되지는 않지만, 본 발명자들은 이러한 하전이 연속상과 불연속상 사이의 계면에서의 극성 또는 이온성 종의 축적과 연관되는 것으로 믿는다. 에멀션의 정전하는 전하 조절제 및 계면활성제의 사용 및 불사용 둘 모두에서 나타난다.
본 발명에 따른 에멀션의 불연속상의 점적상의 전하는 양성 또는 음성일 수 있다. 본 발명자는 선택된 조성에 따라서 둘 모두를 제조하였다.
일부 계면활성제는 본래 비극성이지만 여전히 에멀션의 점적의 정전하에 기여할 것이다. 이러한 하전은 계면활성제중의 불순물, 예를 들어, 촉매, 잔류 반응물, 부산물 및 계면활성제의 제조에 사용된 화합물의 존재에 기인할 수 있다.
본 발명의 에멀션이 DNA 어레이의 형성의 화학적 탈보호 단계에 적용되어야 하는 경우에, 본 발명은 절연 액체를 포함하는 연속상 및 비수성 또는 수성 용매 및 비수성 또는 수성 용매내 용액중의 화학적 탈보호 시약를 포함하는 불연속상 및 을 포함하는 에멀션인 조성물로서, 연속상이 높은 체적 저항을 지니며, 불연속상이 전기적으로 하전되는 조성물에 관한 것이다.
또 다른 구체예로, 본 발명의 에멀션이 DNA 어레이의 형성의 화학적 탈보호 단계에 적용되어야 하는 경우에, 본 발명은 절연 액체를 포함하는 연속상, 비수성 또는 수성 용매 및 비수성 또는 수성 용매내 용액중의 화학적 탈보호 시약를 포함하는 불연속상 및 계면활성제을 포함하는 에멀션인 조성물로서, 계면활성제가 연속상과 양립 가능한 제 1 부분 및 불연속상과 양립 가능한 군을 포함하는 제 2 부분을 지니며, 연속상이 높은 체적 저항을 지니고, 불연속상이 전기적으로 하전되며, 계면활성제가 연속상의 체적 저항을 현저하게 감소시키지 않도록 선택되는 조성물에 관한 것이다.
연속상은 실리콘 유체 또는 유기 액체, 예컨대, 헥산, 시클로헥산, 이소-옥탄, 헵탄, 나프탈렌, 방향족 탄화수소, 데칼린 및 이소데칸 및 시판용 탄화수소 혼합물, 예컨대, 엑손(Exxon)에 의해서 제조된 이소파르스™(Isopars™) 및 노르파르스™(Norpars™)로부터 선택된 탄화수소 오일일 수 있다.
또한, 연속상은 플루오로화학물질, 예컨대, 퍼플루오로옥탄, 선형, 시클릭, 또는 폴리시클릭 퍼플루오로알칸, 비스(포플루오로알킬)알켄, 퍼플루오로에테르, 퍼플루오로알킬아민, 퍼플루오로알킬 브로미드 및 퍼플루오로알킬 클로라이드, 예컨대, 3앰(3M)에 의해서 제조된 플루오리네르츠™(Fluorinerts™)일 수 있다.
바람직하게는, 연속상이 플루오로화학물질인 경우에, 계면활성제는 친플루오로성 부분과 불연속상, 예컨대, 친지성 부분과 양립 가능한 부분을 지니는 플루오로화학물질일 수 있다. 이들 화합물은 또한 양쪽성이라 일컬어진다. 이들의 예는 퍼플루오로카본-프로폭시프로필렌, 플루오로-알킬 시트레이트, 퍼플루오로알킬-알킬렌 모노- 또는 디-모르폴리노포스페이트 및 플루오르화된 인지질, 알콜, 폴리올 또는 아민 옥사이드를 포함한 폴리히드록실화된 또는 아민화된 유도체, 아미노산 유도체 및 AOT(1,4 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트)이 플루오르화된 유사체이다.
플루오르화된 게면활성제는 또한 소수성, 비이온성, 음이온성, 양이온성 또는 양쪽성 부분과 연관될 수 있다. 그러한 부분에는, 예를 들어, 인지질, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 유형의 공중합체 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르가 포함된다.
또한, 본 구체예의 플루오로화학물질은 또 다른 화합물, 예컨대, 실리콘 유체로 대체될 수 있으며, 그로 인해서 계면활성제는 친실리콘성 부분을 지니는 화합물로부터 선택될 수 있다.
상기된 다양한 계면활성제의 조합물이 또한 사용될 수 있다.
본 발명이 이러한 형태에 따른 에멀션은 추가로 상기된 전하 조절제를 포함할 수 있다.
상기된 바와 같이, 본 발명의 구체예에 따른 에멀션은 진성 에멀션 또는 미니에멀션, 즉, 기계적인 에너지, 예를 들어, 쉐이킹(shaking), 교반, 또는 고전단 등의 입력에 의해서 형성되는 에멀션일 수 있다. 또한, 에멀션은 정확한 온도 존건 및 화학적 조성이 존재하는 경우에 실질적으로 자동적으로 형성되는 마이크로에멀션일 수 있다.
하전된 에멀션의 안정성은 상업화의 문제일 수 있으며, 이러한 문제를 극복하기 위해서, 에멀션이 동일 반응계 내에서 다양한 성분이 조합되고 사용직전에 에멀션화될 수 있는 것을 제안하고 있다.
본 발명의 바람직한 구체예는 사용 직전에 희석되는 농축된 형태의 에멀션을 제공하는 것이다. 이러한 사항은 요구되는 사용 가능한 농도로 사용 직전에 실질적인 양의 연속상을 가함으로써 희석되는 에멀션화된 살충제 등을 제공하기 위한 농업용으로 사용된 입증된 방법이다. 농축된 에멀션은 보다 높은 점도 및 장기간 안정성을 지닌다(73% 내지 80%의 농축된 불연속상을 제공할 수 있다는 것이 문헌(Atlox 4912 Technical Bulletin 00-2)에 보고되어 있다).
본 발명의 에멀션은 공간 선택된 방법으로 기판상에서 반응하도록 요구되는 경우 고형상 화학반응의 범위에 사용될 수 있다.
한 가지 구체예로, 에멀션은 단계별 반응 공정을 사용함으로써 기판상의 고형상 화학 어레이를 형성시키는 방법으로서,
(a) 기판상의 하나 이상의 영역에 다른 영역 상의 전기장과는 상이한 전기장을 형성시킴으로써 기판상의 하나 이상의 영역을 규정하는 단계,
(b) 전기적으로 하전된 불연속상 점적과 불연속상에 담지된 화학적 탈보호 시약을 지니는 에멀션을 기판에 가하는 단계,
(c) 영역상의 전기장에 의한 인력 및 임의로 비-요구 영역에서의 침착을 감소시키는 바이어스 전압의 사용에 의해서 하나 이상의 영역에 에멀션의 불연속상을 침착시키는 단계,
(d) 하나 이상의 영역에서 화학 반응을 유발시키는 단계,
(e) 에멀션을 제거하는 단계, 및
(f) 단계별 반응 공정의 후속 단계를 수행하는 단계를 포함하는 방법에 사용될 수 있다.
또 다른 구체예로, 에멀션은 단계별 커플링 공정을 이용하는데 각각의 커플링 단계 전에 화학적 탈보호 단계를 수행하면서 단계별 커플링 공정을 이용함으로써 기판상에 DNA 어레이를 형성시키는 방법으로서,
(a) 기판상의 하나 이상의 영역에 다른 영역 상의 전하 또는 정전하와는 상이한 전하 또는 정전하를, 예컨대, 기판상의 정전기 이미지를 형성시킴으로써 형성시켜 기판상의 하나 이상의 영역을 규정하는 단계,
(b) 전기적으로 하전된 불연속상과 상기된 바와 같은 불연속상에 담지된 화학적 탈보호 시약을 지니는 에멀션을 기판에 가하는 단계,
(c) 영역상의 전기장에 의한 인력 및 임의로 비-요구 영역에서의 침착을 감소시키는 바이어스 전압의 사용에 의해서 하나 이상의 영역에 에멀션의 불연속상을 침착시키는 단계,
(d) 하나 이상의 영역에서 화학적 탈보호를 유발시키는 단계,
(e) 에멀션을 제거하는 단계, 및
(f) 단계별 커플링 공정의 후속 단계를 수행하는 단계를 포함하는 방법에 사용될 수 있다.
단계별 커플링 공정의 후속 단계는 상기된 바와 같이 본 발명이 이러한 특정 화학분야로 한정되는 것은 아니지만 올리고데옥시누클레오티드의 합성을 위한 표준 포스포르아미다이트 화학에서 수행되는 단계와 같은 단계일 수 있다.
상기된 바와 같은 공정은 기판상의 소정의 공간, 위치 및 길이로 어떠한 서열의 선택된 올리고누클레오티드를 합성하도록 충분한 횟수로 반복될 수 있다.
기판은 하나 이상의 소정의 영역에 에멀션의 불연속상을 유인에 충분한 시간 동안 전하를 유지할 수 있는 어떠한 절연 또는 유전 물질일 수 있다. 기판은 유전체, 예컨대, 유리, 또는 플라스틱 물질 등을 포함할 수 있으며, 또한, 광전도체, 예컨대, 산화아연, 황화가드뮴, 무정형의 셀레늄, 셀레늄의 합금, 예컨대, 셀레늄-텔루륨, 납 셀레나이드, 및 셀레늄-아르제닉 등을 포함할 수 있다. 또한, 광반응 영상화 부재로서, 예를 들어, 폴리비닐카르바졸(PVK) 또는 트리니트로플루오레논으로 감작된 폴리비닐카르바졸의 복합체를 포함하는 다양한 유기 광전도성 물질이 선택될 수 있다. 미국특허 제4,265,990호에는 분자를 수송하는 아릴 아민 홀을 및 광발생층을 지니는 층화된 유기 광반응성 장치가 개시되어 있으며, 이의 전체 내용이 본원에서 참조로 통합된다.
하나 이상의 영역 상에 전하 또는 정전하를 형성시킴으로써 기판상의 하나 이상의 영역을 규정하는 단계는 전하 역전의 포함하여 소정의 영역에 증강된 전기장을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
전하 또는 정전하는 정전 수단, 예컨대, 기판이 광전도체인 정전 수단에 의해서 형성될 수 있으며, 정전장은 정전 또는 그 밖의 하전 및 이어지는 일루미네이션에 의한 선택적 방전에 의해서 형성된다. 바람직하게는, 일루미네이션은 짧은 자외선 영역의 방사를 포함하지 않을 수 있는데, DNA 제조와 관련하여 사용되는 경우에 그러한 조사가 DNA 분자의 손상을 유발시킬 수 있기 때문에 그러하다. 그 밖의 화학적 칩 또는 어레이의 조합의 경우는 그러나 UV 방사가 이용될 수 있다.
한 가지 바람직한 구체예에서, 단계별 합성 공정은 화학적 탈보호, 즉 트리틸 그룹의 제거를 이용하는 포스포르아미다이트 공정이지만, 본 발명은 이로 제한되는 것은 아니지만, 그 밖의 단계별 커플링 또는 첨가 공정을 포함할 수 있다.
에멀션을 제거하는 단계는 에멀션중의 어떠한 잔류 화학 탈보호제를 중화시켜서 어레이의 비-요구 부분에서의 반응 및 세척을 방지하는 단계를 포함한다.
상기된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 에멀션은 전기 절연성 연속상, 예컨대, 플루오로화학물질, 수성 또는 비수성 불연속상, 예를 들어, 용액중의 화학적 탈보호제를 지니는 탄화수소 오일을 바람직하게는 계면활성제 및 전하 조절제와 함께 포함한다.
불연속상이 탄화수소 오일인 경우, 화학적 탈보호제는 강한 양성자성 유기 또는 무기 산일 수 있다.
화학적 탈보호제를 담지하는 비수성 불연속상은 아세톤, 아세토니트릴, 시클로헥산온, 데칼린, 디브로모메탄, 디클로로메탄(메틸렌 클로라이드, DCM), 트리클로로메탄, 디메틸 포름아미드(DMF), 디옥산, 1,2-디클로로에탄(DCE), 니트로메탄, 테트라히드로푸란, 톨루엔, 디메틸 포름아미드, 이소부탄올, 이소데칸 및 시판용 탄화수소의 혼합물, 예컨대, 엑손(Exxon)에 의해서 제조된 이소파르스™(Isopars™) 및 노르파르스™(Norpars™), 프로필렌 카르보네이트, 디메틸 술폭시드 또는 화합물의 혼합물, 예컨대, 이소프로판올/메틸렌 클로라이드, 니트로메탄/메탄올, 니트로메탄/이소프로판올, 트리클로로메탄/메탄올 또는 이소프로판올/메틸렌 클로라이드로부터 선택될 수 있다.
화학적 탈보호제는 루이스산 또는 양성자성 산일 수 있다. 루이스산은 이로 한정되는 것은 아니지만, 브롬화아연, 사염화티탄, 및 세릭 암모늄 니트레이트(ceric ammonium nitrate)로부터 선택될 수 있으며, 사용될 수 있는 묽은 양성자성 산은 이로 한정되는 것은 아니지만, 묽은 무기산, 트리클로로아세트산(TCA), 디클로로아세트산(DCA), 벤젠술폰산, 트리플루오로아세트산(TFA), 디플루오로아세트산, 과염소산, 오르토인산, 및 톨루엔술폰산을 포함한다. 그 밖의 산은 도데실벤젠 술폰산, 디노닐나프틸디술폰산(DNNDSA), 디노닐나프틸술폰산(DNNSA), 퍼플루오로옥탄산(PFOA), 및 디페닐산 포스페이트를 포함한다.
실시예
본 실시예를 일반적으로 본 발명을 기재하고 있지만 단지 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명에 따른 에멀션의 실예 및 DNA 어레이의 형성 단계의 보다 상세한 설명을 참조로 나타낼 것이다.
연속상 및 불연속상의 범위, 이들의 비양립성 및 부위 특이적 침착 및/또는 반응을 위한 관련 물질을 담지하는 이들의 능력에 대해서 다양한 조합이 시험되었다.
이소파르 ( Isopar ) G 중의 물 실시예 :
하전된 에멀션이 반대로 하전된 기판상에 정전 패턴으로 침착되는 지를 측정하기 위해서 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 염료를 포함하는 불연속상으로 형성시키고, 산화아연 광전도체를 포함하는 기판을 음성 패턴으로 하전시켰다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 이소파르 G 9.9ml
불연속상 물 0.95ml
디술핀 블루(Disulphine blue: 20mg/ml 수성) 0.05ml
아트록스 4912(Atlox: 이소파르 G중의 10%w/v) 0.1ml
이소파르 G는 엑손에 의해서 제조된 탄화수소이다.
디술핀 블루 AN 200은 ICI에 의해서 제조되었다.
아트록스 4912는 ICI의 유니크마 비즈니스(Uniqema business)에 의해서 제조된 비이온성 A-B-A 블록 공중합체 12-히드록시스테아르산 폴리에틸렌 글리콜 공중합체이다.
산화아연 광전도체는 오스트랄리아 피티와이 엘티디(Australis Pty Ltd)의 어플라이드 리서치(Applied Research)에 의해서 제공되었으며, PET 알루미늄 금속화 필름상에 코팅된 절연성 수지과 결합된 산화아연을 포함하였다.
블루 염료를 혼입한 불연속상이 에멀션중의 양으로 하전된 점적을 나타내는 음전하 패턴의 영역에만 침착하였슴이 밝혀졌다.
또 다른 실험에서, 에멀션 조성물이 이소파르 G의 연속상 및 하기 성분을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다:
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5% 내지 5%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 0.5%(w/v)의 농도의 계면화성제 아트록스 4912
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5% 내지 2.5%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 0.5% 내지 2.5%(w/v)의 농도의 계면활성제 아트록스 4912
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5% 내지 1%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 5%(w/v)의 농도의 계면활성제 아트록스 4912
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 10%(w/v)의 농도의 계면활성제 아트록스 4912
추가의 바람직한 실험에서, 에멀션 조성물이 이소파르 G의 연속상 및 하기 성분을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다:
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5% 내지 5%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 0.5% 내지 5%(w/v)의 농도이며 롬 앤드 하스(Rohm and Haas)에서 제공된 계면활성제 트리톤 X-100(Triton X-100).
추가의 바람직한 실험에서, 에멀션 조성물이 이소파르 G의 연속상 및 하기 성분을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다:
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5% 내지 5%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 0.5% 내지 5%(w/v) 농도의 계면활성제 세틸드리메틸암모늄 브로미드(CTAB).
CTAB는 시그마 알드리치 케미칼 캄파니(sigma Aldrich Chemical Company)로부터 구매하였다.
추가의 바람직한 실험에서, 에멀션 조성물이 이소파르 G의 연속상 및 하기 성분을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다:
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5% 내지 5%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 0.5% 내지 5%(w/v) 농도의 계면활성제 나트륨 도데실술페이트(SDS).
SDS는 오스르리아의 APS 아작 파인 케미칼스(APS Ajax Fine Chemicals)로부터 구매하였다.
추가의 바람직한 실험에서, 에멀션 조성물이 이소파르 G의 연속상 및 하기 성분을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다:
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5% 내지 5%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 0.5% 내지 5%(w/v) 농도의 계면활성제 1,4 비스(2-에틸헥실) 설포숙시네이트.
1,4 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트(AOT)는 시그마 알드리치 케미칼 캄파니로부터 구매하였다.
추가의 바람직한 실험에서, 에멀션 조성물이 이소파르 G의 연속상 및 하기 성분을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다:
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5% 내지 5%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 0.5% 내지 10%(w/v) 농도의 계면활성제 Q2-2500.
Q2-2500(DC-5200)은 실리콘 주쇄와 라우릴 및 폴리에틸렌/폴리프로필렌 산화물 기의 치환체를 포함하는 콤브(comb) 중합체 계면활성제이다. 이러한 계면활성제는 다우 코닝(Dow Corning)에 의해서 제조되었다.
실리콘 유체중의 물
추가의 바람직한 실험에서, 에멀션 조성물이 실리콘 플러드 10 센티푸아즈Silicone Fluid 10 centipoise)의 연속상 및 하기 성분을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다:
ㆍ디술핀 블루를 지니는 0.5% 내지 5%(v/v)의 수성 불연속상 및 불연속상에 대해서 0.5% (w/v) 농도의 계면활성제 1,4 비스(2-에틸헥실)술포숙시네이트.
실리콘 플러드 10 센티푸아즈는 다우 코닝에 의해서 제조되었다.
플루오로카본중의 물
하전된 에멀션이 정전 패턴이 상부에 형성된 반대로 하전된 기판상에 침착되는 지를 측정하기 위해서 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 산을 포함한 불연속상으로 형성시키고, 산화아연 광전도체를 포함하는 기판을 음성 패턴으로 하전시켰다. 광전도체는 시클로헥사논중의 pH 지시약 메틸 오랜지(포화) 및 부트바르 72(Butbar 72: 1% w/v)로 딥-코팅되었으며, 55℃에서 30분 동안 건조되었다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC40 0.95ml
불연속상 물 0.035ml
디클로로아세트산 0.01ml
FC134(물중의 10%w/v) 0.005ml
FC-40은 3M에 의해서 제조된 소량의 플루오르화된 동족체를 지닌 퍼플루오로트리부틸아민이다.
디클로로아세트산은 알드리치 케미칼 캄파니 인코포레이티드에 의해서 제공되었다.
FC-134는 3M에 의해서 제조된 유형 플루오로알킬 요오드화 4차암모늄의 양이온성 계면활성제이며, 여기서 알킬 사슬은 우세하게는 8 개의 탄소이다.
메틸 오랜지는 코치라이트(Kochlight)에 의해서 제조된 pH 지시약 염료이다.
부트바르 72는 솔루티아(Solutia)에 의해서 제조된 폴리비닐부티릴이다.
산이 혼입된 불연속상이 하전 패턴의 영역에만 침착하여 노랑으로부터 핑크로의 pH -의존적 색상 변화를 나타냈다.
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 FC77의 연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 하기 성분으로 구성되었다:
연속상 FC77 0.95ml
불연속상 물 0.035ml
디클로로아세트산 0.01ml
FS300 0.005ml
FC-77은 3M에 의해서 제조된 퍼플루오로옥탄이다.
조닐™FS300(Zonyl™FS300)은 듀퐁(Dupont)에 의해서 제조된 비이온성 플로오로계면활성제의 40중량% 수용액이다.
톨루엔중의 물
하전된 에멀션이 정전 패턴이 상부에 반대로 하전된 기판상에 침착되는 지를 측정하기 위해서 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 염료를 포함한 불연속상으로 형성시켰으며, 기판은 음성 패턴으로 하전된 산화아연 광전도체를 포함하였다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 톨루엔 0.995ml
불연속상 물 0.0025ml
디술핀 블루(20mg/ml 수성) 0.0025ml
Q2-2500(톨루엔중의 10%w/v) 0.005ml
톨루엔 AR은 비디에이치 케미칼스 오스트리아 피티와이 엘티디(BDH Chemicals Australia Pty Ltd)에 의해서 제공된 탄화수소이다.
블루 염료가 혼입죈 불연속상은 하전 패턴의 영역에만 침착함이 밝혀졌다.
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 계면활성제로서 트리톤 X-100이 혼입된 불연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 톨루엔 0.995ml
불연속상 디술핀 블루(20mg/ml 수성) 0.0025ml
Q2-2500(톨루엔중의 10%w/v) 0.0025ml
플루오로탄소중의 실리콘 유체
하전된 에멀션이 정전 패턴이 상부에 반대로 하전된 기판상에 침착되는 지를 측정하기 위해서 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 염료를 포함한 불연속상으로 형성시켰으며, 산화아연 광전도체를 포함하는 기판은 음성 패턴으로 하전되었다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC40 0.95ml
불연속상 실리콘 유체 50CS 0.05ml
실리콘 유체 50 센티푸아즈는 다우 코닝에 의해서 제조되었다.
불연속상이 하전 패턴의 영역에만 침착되었으며, 에멀션중의 양으로 하전된 점적을 나타내는 광전도체상의 "습화(wetting)" 효과에 의해서 가시화되었다.
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 계면활성제로서 조닐®TBC(Zonyl®TBC)가 혼입된 불연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC40 0.95ml
불연속상 TBC로 포화된 실리콘 유체 50CS 0.05ml
조닐™TBC는 미국 듀퐁에 의해서 제조되며 헥실 및 옥틸 단위가 우세한 동족 분포(n)을 지니는 화학식 F(CF2CF2)nCH2CH2OH의 퍼플루오로알콜의 시트르산 에스테르이다.
불연속상이 하전 패턴의 영역에만 침착되었으며, 연속상 용매가 증발된 후에 잔류하는 광전도체상의 "습화(wetting)" 효과에 의해서 가시화되었다.
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 FC77의 연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC77 0.95ml
불연속상 실리콘 유체 50CS 0.05ml
불연속상이 하전 패턴의 영역에만 침착되었으며, 광전도체상의 "습화(wetting)" 효과에 의해서 가시화되었다.
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 FC77의 연속상 및 조닐®TBC가 혼입된 불연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC77 0.95ml
불연속상 TBC로 포화된 실리콘 유체 50CS 0.05ml
불연속상이 하전 패턴의 영역에만 침착되었으며, 광전도체상의 "습화" 효과에 의해서 가시화되었다.
플루오로카본 용매중의 톨루엔
하전된 에멀션이 정전 패턴이 상부에 형성된 반대로 하전된 기판상에 침착되는 지를 측정하기 위해서 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 산을 포함한 불연속상으로 형성시켰으며, 산화아연 광전도체를 포함하는 기판을 음성 패턴으로 하전시켰다. 광전도체는 시클로헥사논중의 pH 지시약 메틸 오랜지(포화) 및 부트바르 72(Butbar 72: 1% w/v)로 딥-코팅되었으며, 55℃에서 30분 동안 건조시켰다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC40 0.89ml
불연속상 톨루엔중의 5% 디클로로아세트산 0.1ml
F6H14(FC40중의 1%, v/v) 0.01ml
F6H14는 영국의 아폴로 사이언티픽 엘티디(Apollo Scientific Ltd)에 의해서 제조된 세미플루오르화된 알킬알칸, 1-(퍼플루오로-n-헥실)테트라데칸이다.
불연속상이 하전 패턴의 영역에만 침착하여 노랑으로부터 핑크로의 pH-의존적 색상 변화를 나타냈다.
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 FC40의 연속상 및 계면활성제로서 고수준의 F6H14가 혼입된 불연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 하기 성분으로 구성되었다:
연속상 FC40 0.8ml
불연속상 톨루엔중의 5%(w/v)디클로로아세트산 0.1ml
F6H14(FC40중의 1%, v/v) 0.1ml
불연속상이 하전 패턴의 영역에만 침착하여 노랑으로부터 핑크로의 pH-의존적 색상 변화를 나타냈다.
하전된 에멀션이 정전 패턴이 상부에 형성된 반대로 하전된 기판상에 침착되는 지를 측정하기 위해서 추가의 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 염료를 포함한 불연속상으로 형성시켰으며, 산화아연 광전도체를 포함하는 기판을 음성 패턴으로 하전시켰다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC40 0.9ml
불연속상 톨루엔중의 0.2% 에틸 레드(w/v) 0.05ml
톨루엔중의 5% 조닐®FTS(w/v) 0.05ml
에틸 레드는 시그마 케미칼 캄파니에 의해서 공급된 2-[p-디에틸아미노페닐아조]-벤조산이다.
조닐®FTS는 튜퐁 케미칼스에 의해서 제조된 플루오로텔로머 중간체이다.
레드 염료가 혼입된 불연속상이 하전 패턴의 영역에만 침착함이 밝혀졌다.
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 FC40의 연속상 및 계면활성제로서 조닐®TBC가 혼입된 불연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 하기 성분으로 구성되었다:
연속상 FC40 0.975ml
불연속상 톨루엔중의 5%(w/v)디클로로아세트산
및 0.2% 에틸 레드 0.02ml
HFE7200중의 10%TBC(w/v) 0.005ml
HFE7200은 3M에 의해서 제조된 플루오로-용매, 1-에톡시퍼플루오로부탄이다.
불연속상이 하전 패턴의 영역에만 침착하여, 플레인 산화아연 광전도체의 경우 백색으로부터 핑크로의 색상 변화 및 메틸 오랜지 도핑된 산화아연 광전도체의 경우 노랑으로부터 적색으로의 색상 변화를 나타냄이 밝혀졌다.
플루오로카본중의 에틸렌 글리콜
하전된 에멀션이 정전 패턴이 상부에 형성된 반대로 하전된 기판상에 침착되는 지를 측정하기 위해서 추가의 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 형광 염료를 포함한 불연속상으로 형성시켰으며, 시클로헥사논중의 1% 부트바르 72로 딥-코팅된 유리 현미경 커버슬립(55℃에서 30분 동안 건조)을 포함하는 기판을 음성 패턴으로 하전시켰다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC40 0.989ml
불연속상 에틸렌 글리콜중의 5%(w/v) 디클로로아세트산
및 0.002% 로다민 B (w/v) 0.001ml
F6H14 0.01ml
로다민 B(Rhodamine B)는 시그마 케미칼 캄파니에 의해서 공급되었다.
형광 현미경하에 커버슬립을 관찰함으로써 불연속상이 하전된 패턴의 영역에만 침착되어, 번쩍이는 핑크 생상화를 나타냄이 밝혀졌다.
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 FC40의 연속상 및 계면활성제로서 고농도의 F6H14가 혼입된 불연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 하기 성분으로 구성되었다:
연속상 FC40 0.949ml
불연속상 에틸렌 글리콜중의 5%(w/v) 디클로로아세트산
및 0.002% 로다민 B (w/v) 0.001ml
F6H14 0.05ml
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 FC40의 연속상 및 계면활성제로서 고농도의 F6H14가 혼입된 불연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 하기 성분으로 구성되었다:
연속상 FC40 0.749ml
불연속상 에틸렌 글리콜중의 5%(w/v) 디클로로아세트산
및 0.002% 로다민 B (w/v) 0.001ml
F6H14 0.25ml
플루오로카본중의 니트로벤젠
하전된 에멀션이 정전 패턴이 상부에 형성된 반대로 하전된 기판상에 침착되는 지를 측정하기 위해서 추가의 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 형광 염료를 포함한 불연속상으로 형성시켰으며, 시클로헥사논중의 1% 부트바르 72로 딥-코팅된 유리 현미경 커버슬립(55℃에서 30분 동안 건조)을 포함하는 기판을 음성 패턴으로 하전시켰다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC40 0.989ml
불연속상 니트로벤젠중의 5%(v/v) 디클로로아세트산, 5%(w/v) VTACL,
및 로다민 6G (모두 포화) 0.01ml
F6H14 0.001ml
로다민 6G는 조지 티. 구르(George T. Gurr)(a division of Baird & Tatlock, Essex, UK)에 의해서 공급되었다.
VTACL은 굿이어(Goodyear)에 의해서 공급된 비닐 톨루엔 아크릴레이트(Pliolite)의 저분자량 분획이다.
형광 현미경하에 커버슬립을 관찰함으로써 불연속상이 하전된 패턴의 영역에만 침착되어, 번쩍이는 핑크 생상화를 나타냄이 밝혀졌다.
플루오로카본중의 디메틸술폭시드( DMSO )
하전된 에멀션이 정전 패턴이 상부에 형성된 반대로 하전된 기판상에 침착되는 지를 측정하기 위해서 추가의 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 형광 염료를 포함한 불연속상으로 형성시켰으며, 시클로헥사논중의 1% 부트바르 72로 딥-코팅된 유리 현미경 커버슬립(55℃에서 30분 동안 건조)을 포함하는 기판을 음성 패턴으로 하전시켰다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC40 0.998ml
불연속상 DMSO중의 5%(w/v) 옥살산, 및
0.002%(w/v) 로다민 B 둘 모두 0.001ml
DMSO중의 3% FC134 0.001ml
옥살산은 영국 비디에이치 라보라토리 서플라이즈(BDH Laboratory Supplies)에 의해서 공급되었다.
DMSO는 오스트리아 소재의 아작 파인 케미칼스에 의해서 공급되었다.
형광 현미경하에 커버슬립을 관찰함으로써 불연속상이 하전된 패턴의 영역에만 침착되어, 번쩍이는 핑크 생상화를 나타냄이 밝혀졌다.
하전된 에멀션이 정전 패턴이 상부에 형성된 반대로 하전된 기판상에 침착되는 지를 측정하기 위해서 추가의 실험을 수행하였다. 이러한 목적을 위해서, 에멀션을 절연성 연속상 및 침착 동안 및 그 후에 물 및 공기 둘 모두로부터 염료를 보호하도록 용해된 염료 및 중합체를 포함한 불연속상으로 형성시켰다. 산화아연 광전도체를 포함하는 기판은 이의 전체가 하전되며, 이어서 광에 노출되기 전에 마스크로 피복되어 마스크의 복사 이미지인 음성 전하 패턴을 형성였다.
에멀션은 다음 성분을 포함하였다:
연속상 FC40 0.99ml
불연속상 DMSO중의 1% 부트바르 72(w/v),
및 0.1%(w/v) 크리스탈 바이올렛 0.005ml
DMSO중의 1%(w/v)아트록스 4912 0.005ml
크리스탈 바이올렛(crystal violet)은 영국 버크스 소재의 조지 티. 구르, 시얼 사이언티픽 서비시스(Searle Scientific Services)에 의해서 공급되었다.
불연속상이 광에 노출되지 않은 저하 패턴의 영역에만 침착되어, 자주색 색상화를 나타냄이 밝혀졌다. 50 마이크론 횡단 만큼 작은 표면 영역, 즉 시도된 최소 피쳐(feature)가 염료 침착에 의해서 명확하게 한정되었다.
추가의 실험에서, 에멀션 조성물이 FC40의 연속상 및 계면활성제로서 중합체 AOT 및 핑크 형광 염료 로다민 B가 혼입된 불연속상을 포함하는 경우의 비교 결과를 얻었다.
에멀션은 하기 성분으로 구성되었다:
연속상 FC40 0.99ml
불연속상 DMSO중의 1% 부트바르 72(w/v),
및 0.1%(w/v) 로다민 B 0.005ml
DMSO중의 10%(w/v) AOT 0.005ml
불연속상이 광에 노출되지 않은 저하 패턴의 영역에만 침착되어, 형광성 핑크 색상화를 나타냄이 밝혀졌다.
음으로 하전된 에멀션의 실시예
일부 공정의 경우에, 음으로 하전된 에멀션을 사용하는 것이 유리할 수 있다.
실시예 1
조닐 FS-62는 하기된 바와 같은 조성을 지닌 산성화된 물중의 퍼플루오로알킬술폰산 및 퍼플루오로알킬술포네이트의 배합물이다:
성분 혼입 %
퍼플루오로헥실에틸술폰산 암모늄 퍼플루오로헥실에틸술포네이트 퍼플루오로옥틸에틸술폰산 암모늄 펄플루오로헥실에틸술포네이트 아세트산 물 12-18% 6-9% 1-3% 1-3% 1-3% 60-85%
이소파르 G 중의 1% (v/v) 불연속상으로서 FS-62를 포함하는 에멀젼을 제조하고, 잠상(latent image)으로서 음전하 패턴을 함유하는 산화 아연 광전도체의 스트립상으로 침착시켰다. 소적 침착은 음전하가 방전된 영역에서 이루어졌고, 음전하를 함유하는 구역의 소적 회피가 존재하여 에멀젼 소적상의 음전하가 확인되었다.
소적 침착의 패턴을 에틸 레드 pH 지시제의 0.02% (w/v) 에탄올성 용액으로 도핑되고 55℃에서 15분간 건조된 산화 아연 광전도체 스트립을 사용하여 이미지화하였고, 엷은 핑크색에서 선명한 적색으로의 변화는 산성 불연속상의 위치를 나타내었다.
조닐(Zonyl®) FS-62은 듀퐁(DuPont, USA)에 의해 제조된다.
에틸 레드는 시그마 케미컬 코. (Sigma Chemical Co.)에 의해 공급되는 2-[p-디에틸아미노페닐아조]-벤조산이다.
실시예 2.
데칼린 중의 5% (v/v) 불연속상으로서 FC-77 중의 퍼플루오로옥탄산 (PFOA)의 포화 용액을 포함하는 에멀젼을 제조하였다. [FC-77 중의 1% 보다 약간 낮은 PFOA 농도는 25℃에서 달성된다]. 에멀젼을 잠상으로서 음전하 패턴을 함유하는 산화 아연 광전도체의 스트립상으로 침착시켰다. 소적 침착은 음전하가 방전된 영역에서 이루어졌고, 잔여 음전하를 함유하는 구역의 소적 회피가 존재하여 에멀젼 소적상의 음전하가 확인되었다.
소적 침착의 패턴을 에틸 레드 pH 지시제의 0.02% (w/v) 에탄올성 용액으로 도핑되고 55℃에서 15분간 건조된 산화 아연 광전도체 스트립을 사용하여 이미지화하였고, 엷은 핑크색에서 선명한 적색으로의 변화는 산성 불연속상의 위치를 나타내었다.
퍼플루오로옥탄산은 알드리치 케미컬 코. 인크. (Aldrich Chemical Co. Inc.)에 의해 공급되었다.
실시예 3
이소파르 G 중의 1% (v/v) 불연속상으로서 이소부탄올 중의 디노닐나프틸디술폰산 (DNNDSA)의 55% (w/v) 용액을 포함하는 에멀젼을 제조하였다. 에멀젼을 잠상으로서 음전하 패턴을 함유하는 산화 아연 광전도체상으로 침착시켰다. 소적 침착은 음전하가 방전된 영역에서 이루어졌고, 잔여 음전하를 함유하는 구역의 소적 회피가 존재하여 에멀젼 소적상의 음전하가 확인되었다.
소적 침착의 패턴을 에틸 레드 pH 지시제의 0.02% (w/v) 에탄올성 용액으로 도핑되고 55℃에서 15분간 건조된 산화 아연 광전도체 스트립을 사용하여 이미지화하였고, 엷은 핑크색에서 선명한 적색으로의 변화는 산성 불연속상의 위치를 나타내었다.
DNNDSA는 시그마 알드리치 인크.에 의해 공급되었다.
실시예 1의 경우, 불연속상은 60 내지 85% 물을 함유하는 FS-62 (제조업체의 명세)이고, 이는 임의의 비수성 연속상에서 양전하를 채택하는 것으로 예측될 수 있었다. 예측과 반대로, 불연속상으로서 FS-62에 물을 추가로 첨가하면 "양성(positive)"으로 전환되는 것이 아니라 더욱 음성이 되는 것으로 나타났다.
실시예 2는 예측한 바와 같이 진행되었으며, 플루오로 용매 중의 강력하게 표면 활성인 플루오로산은 음전하를 제공하였다.
실시예 3의 경우, DNNDSA는 산 및 표면 활성제 둘 모두로서 기능하여, 이소파르 G 중의 이소부탄올에 대해 양전하인 것으로 예측되었던 사실을 극복하였다.
농축 하전된 에멀젼의 실시예
두 개의 W/O (유중수) 포뮬레이션(formulation)을 다음과 같이 구성하였다:
연속상 10ml 이소파르 G (50%)
0.2g 아틀록스(Atlox) 4912를 이소파르 G에 첨가하고, 55℃로 가열
불연속상 밀(mil) 당 20mg의 디술핀 블루 염료를 함유하는 10ml 밀리 Q 워터 50%를 첨가하고 55℃로 가열. 잘 진탕시키고, 소닉스 및 머티리얼스 소니케이터 (Sonics & Materials Sonicator)에서 1/4" 프로브를 사용하여 초음파처리함
연속상 6ml 이소파르 G (30%)
0.28g 아틀록스 4912를 이소파르 G에 첨가하고, 55℃로 가열
불연속상 밀(mil) 당 20mg의 디술핀 블루 염료를 함유하는 14ml 밀리 Q 워터를 첨가하고 55℃로 가열. 잘 진탕시키고, 소닉스 및 머티 리얼스 소니케이터(Sonics & Materials Sonicator)에서 1/4" 프 로브를 사용하여 초음파처리함
둘 모두의 에멀젼은 초음파처리 후 농후의 조짐을 나타냈다. 2일간 정치시, 블루 상부층 및 보다 어두운 블루 바닥층으로의 매우 소량의 분리가 있었고, 두 층은 모두 진탕시 재분산되며, 이는 불연속 수상(water phase)의 합체가 없음을 나타낸다. 둘 모두의 농축 에멀젼은 이소파르 G로 희석되는 경우 정전기 하전 패턴상에 침착되었다.
둘 모두의 농축 에멀젼 303 및 304는 정치시 평형 분리에 도달하였다. 진탕 및 소량의 농축물의 희석시, 최초로 수득된 것과 유사한 하전 패턴상에 블루 불연속상의 유사한 침착이 약 150일 후에 수득되었다.
피커링( Pickering ) 에멀젼의 포뮬레이션
연속상 30ml 이소파르 G를 50ml 폴리프로필렌 바이알에 넣음. 0.68g 데구사(Degussa) R805 소수성 에어로실(Aerosil)을 이소파르 G 에 첨가하고, 울트라 투락스 (Ultra Turrax)로 예비분산시킴.
1/4 인치 프로브 (Sonics 및 Materials Sonicator)로 1분간 수 회 초음파처리함.
초음파 프로브를 사용하여 이소파르 G 중에서 에어로실 R805의 분산을 각각 2분간 5회 반복하고, 초음파처리 단계 사이에서 분 산액을 냉각시킴.
이는 약간의 탁함이 있는 투명 용액을 생성함.
이러한 분산액을 마스터 배치로서 사용함.
분산된 2.3 중량% 에어로실 R805의 마스터 배치를 다수의 동일 한 폴리프로필렌 바이알로 나누어 넣고, 이소파르 G의 추가 첨 가에 의해 1/2 % 중량/부피로 감소시킴. 마스터 배치를 냉각시 키고, 각각의 초음파처리 전에 냉각시키며 2분간 4회 초음파처 리에 의해 이소파르 G를 첨가함으로써, 이소파르 G의 첨가를 재 차 수행함.
불연속상 상기 1/2 중량% 에어로실 분산액의 15ml를 취하고, 밀리Q 워터 중에 용해된 2% 중량/부피 디술핀 블루 염료 0.15ml를 첨가함. 피커링 에멀젼을 저속 10초에 이은 고속 30초를 사용한 울트라 투락스에 의해 형성시킴.
결과: 상기 블루 피커링 에멀젼은 바이알의 바닥에 침강하고, 바이알 을 수평 위치로 4회 기울임으로써 완전 재분산시킬 수 있다. 이러한 블루 피커링 에멀젼은 유전체 기판상에 정전기 잠상을 현상시키기 위해 사용되었다. 이미지는 하전된 영역에서 블루 파우더의 상당한 침착을 생성시켰다. 블루 파우더는 표면으로 부터 제거되고, 가시적 블루 이미지가 유전체 표면상에 나타났 다.
상기 실험에서 시험된 에멀젼은 초음파 발생기를 사용하여 제조하였다.
본 발명에 따른 에멀젼의 상업적 생산을 위해, 연속 생산이 바람직할 수 있다. 사용될 수 있는 장치는 다음과 같다: 1 내지 5 마이크론 크기의 에멀젼을 생성할 수 있는 카탈로그 번호 25 KV-25 F-IL의 인라인(inline) 분산 유닛 (제네레이터(generator)로서도 알려져 있음)을 지닌 울트라-투락스. 소닉스 & 머티리얼스 비브라-셀 모델-CV-17 프로브 시스템 (Sonics & Materials Vibra-cell Model-CV-17 Probe System): 전력 600 와트, 에멀젼화 1/4" 프로브를 위해 사용됨, 제어된 전력 및 타이밍된(timed) 아웃풋.
마이크로플루이딕스 코포레이션 (Microfluidics Corporation)으로부터의 미세유동화기 M110-S는 에멀젼화 챔버에서 23,000P psi 이하를 발생시킬 수 있고, 샘플 크기는 최소 14ml이며 12ml 보다 큰 크기가 회수된다. 이러한 유닛은 나노미터 크기 에멀젼을 생성시킬 수 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐서 본 발명의 범위에 관해 다양한 사항이 제시되었지만, 본 발명은 이들 중 어느 하나에 제한되는 것이 아니라 이들 사항이 함께 조합된 것 중 둘 이상에 존재할 수 있다. 실시예는 예시를 위해서만 제시된 것이며, 본 발명을 이에 제한하고자 제시된 것이 아니다.
본 명세서 및 하기 청구의 범위 전반에 걸쳐서, 별다른 명시가 없는 한, 용어 '포함한다' 및 '포함하는'과 같은 이의 파생 형태는 지정된 정수 또는 정수군을 포함하지만, 임의의 다른 정수 또는 정수군을 배제하는 것은 아님을 암시하는 것으로 이해된다.

Claims (35)

  1. 액체 연속상 및 연속상과 실질적으로 혼화 불가능한 액체 불연속상을 포함하는 조성물로서, 연속상이 높은 전기적 체적 저항을 지니며, 불연속상이 시약이거나 시약을 포함하고 하전됨을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 시약이 생-활성 제제, 활성화된 누클레오시드 아미다이트(A, C, G 또는 T), 활성화된 올리고누클레오티드, 산과 염기를 포함한 시약 또는 반응물, 블록킹 화학물질, 탈블로킹 화학물질, 유기 또는 무기 유도체화 화학물질, 촉매, 약제, 염료 또는 안료를 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
  3. 액체 연속상, 연속상과 실질적으로 혼화 불가능한 액체 불연속상 및 계면활성제를 포함하는 조성물로서, 연속상이 높은 전기적 체적 저항을 지니며, 불연속상이 하전되며, 계면활성제가 연속상의 체적 저항을 현저하게 감소시키지 않도록 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 계면활성제가 연속상과 양립 가능한 제 1 부분 및 불연속상과 양립 가능한 제 2 부분을 지님을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 3항에 있어서, 불연속상에 생-활성 제제, 활성화된 누클레오시드 아미다이트(A, C, G 또는 T), 활성화된 올리고누클레오티드, 산과 염기를 포함한 시약 또는 반응물, 블록킹 화학물질, 탈블로킹 화학물질, 유기 또는 무기 유도체화 화학물질, 촉매, 약제, 염료 또는 안료를 포함하는 군으로부터 선택된 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  6. 연속상, 연속상과 실질적으로 혼화 불가능한 불연속상, 및 연속상과 양립 가능한 제 1 부분 및 불연속상과 양립 가능한 제 2 부분을 지니는 계면활성제를 포함하는 조성물로서, 연속상이 높은 전기적 체적 저항을 지니며, 불연속상이 하전되며, 계면활성제가 연속상의 체적 저항을 현저하게 감소시키지 않도록 선택됨을 특징으로 하는 에멀션.
  7. 제 6항에 있어서, 연속상이 약 1x106 오옴-cm 이상의 체적 저항을 지니는 전기적으로 절연성인 액체를 포함함을 특징으로 하는 에멀션.
  8. 제 6항에 있어서, 연속상이 헥산, 데칼린, 시클로헥산, 이소-옥탄, 헵탄, 방향족 탄화수소 및 이소데칸 및 이들 탄화수소의 혼합물을 포함하는 탄화수소; 선형, 시클릭, 또는 폴리시클릭 퍼플루오로알칸, 비스(퍼플루오로알킬)알켄, 퍼플루오로에테르, 퍼플루오로알킬아민, 퍼플루오로알킬 브로미드 및 퍼플루오로알킬 클 로라이드를 포함하는 플루오로-탄소 화합물을 포함한 플루오로-화학물질; 폴리페닐메틸 실록산, 디메틸 폴리실록산, 폴리디메틸 실록산, 및 시클릭 디메틸 실록산을 포함하는 실록산 유체를 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 에멀션.
  9. 제 6항에 있어서, 연속상이 겔 또는 고점도 액체임을 특징으로 하는 에멀션.
  10. 제 6항에 있어서, 불연속상이 비수성이며 연속상에 혼화되지 않거나 실질적으로 불용성임을 특징으로 하는 에멀션.
  11. 제 6항에 있어서, 불연속상이 시약, 활성 화학 시약을 지니는 용매 또는 불연속상에 분산된 고형 또는 불용성 액체를 위한 담체 액체를 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 에멀션.
  12. 제 6항에 있어서, 불연속상이 아세톤, 아세토니트릴, 시클로헥산온, 디브로모메탄, 디클로로메탄(메틸렌 클로라이드, DCM), 트리클로로메탄, 디메틸 포름아미드(DMF), 디옥산, 1,2-디클로로에탄(DCE), 니트로메탄, 테트라히드로푸란, 톨루엔, 데칼린, 디메틸 포름아미드, 이소부탄올, 이소파르(Isopar), 노르파르(Norpar), 프로필렌 카르보네이트, 디메틸 술폭시드 또는 이들 화합물의 혼합물, 예컨대, 이소프로판올/메틸렌 클로라이드, 니트로메탄/메탄올, 니트로메탄/이소프로판올, 트리클로로메탄/메탄올 또는 이소프로판올/메틸렌 클로라이드로부터 선택됨을 특징으로 하는 에멀션.
  13. 제 6항에 있어서, 불연속상에 생-활성 제제, 활성화된 누클레오시드 아미다이트(A, C, G 또는 T), 활성화된 올리고누클레오티드, 산과 염기를 포함한 시약 또는 반응물, 블록킹 화학물질, 탈블로킹 화학물질, 유기 또는 무기 유도체화 화학물질, 촉매, 약제, 염료 또는 안료를 포함하는 군으로부터 선택된 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 에멀션.
  14. 제 6항에 있어서, 계면활성제가 연속상과 양립 가능한 제 1 부분 및 불연속상과 양립 가능한 제 2 부분을 지니도록 선택됨을 특징으로 하는 에멀션.
  15. 제 6항에 있어서, 계면활성제가 음이온성, 양이온성, 비이온성 또는 양쪽성 화합물, 중합체 계면활성 물질 또는 인지질 또는 이들의 플루오르화된 유사체를 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 에멀션.
  16. 제 4항에 있어서, 전하 조절제를 추가로 포함함을 특징으로 하는 에멀션.
  17. 제 16항에 있어서, 전하 조절제가 산 및 이의 염, 유기산 및 이의 염 또는 이온성 또는 양쪽이온성 화합물을 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 에멀션.
  18. 제 16항에 있어서, 전하 조절제가 금속성 소프를 포함하는 군으로부터 선택되며, 여기서, 금속이 바륨, 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 아연, 카드뮴, 알루미늄, 갈륨, 납, 크롬, 망간, 철, 니켈, 지르코늄, 및 코발트를 포함하고, 산 부분은 카르복실산, 예를 들어, 카프로산, 옥탄(카프릴)산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀산, 에루크산(erucic acid), 탈리트산(tallitic acid), 레진산(resinic acid), 나프탈렌산, 숙신산 또는 인지질에 의해서 제공되거나, 연속상이 플루오로-화학물질인 경우에는 전하 조절제가 상기된 화합물의 불소 유사체임을 특징으로 하는 에멀션.
  19. 제 4항에 있어서, 연속상이 약 20 내지 99.99용적% 범위로 존재하고, 불연속상이 0.01 내지 80 용적% 범위로 존재하며, 임의로 계면활성제가 약 0.01 내지 20중량% 범위로 존재하고, 전하 조절제가 0.01 내지 10중량% 범위로 존재함을 특징으로 하는 에멀션.
  20. 제 4항에 있어서, 불연속상의 점적 크기가 약 100마이크론 내지 0.2마이크론 미만임을 특징으로 하는 에멀션.
  21. 제 4항에 있어서, 에멀션이 불연속상의 점적 크기가 약 1000나노미터 내지 약 50 나노미터 미만인 미니-에멀션임을 특징으로 하는 에멀션.
  22. 제 4항에 있어서, 에멀션이 불연속상의 점적 크기가 약 200 나노미터 내지 약 1 나노미터 미만인 마이크로-에멀션임을 특징으로 하는 에멀션.
  23. 절연성 액체를 포함하는 연속상, 비수성 또는 수성 용매 및 비수성 또는 수성 용매중의 화학적 탈보호 시약 용액을 포함하는 불연속상, 및 연속상과 양립 가능한 제 1 부분 및 불연속상과 양립 가능한 제 2 부분을 지니는 계면활성제를 포함하는 조성물로서, 연속상이 높은 전기적 체적 저항을 지니며, 불연속상이 하전되며, 계면활성제가 연속상의 체적 저항을 현저하게 감소시키지 않도록 선택됨을 특징으로 하는 에멀션인 조성물.
  24. 제 23항에 있어서, 화학적 탈보호제가 루이스산, 양성자성 산, 브롬화아연, 사염화티탄, 및 세릭 암모늄 니트레이트(ceric ammonium nitrate), 묽은 무기산, 트리클로로아세트산(TCA), 디클로로아세트산(DCA), 벤젠술폰산, 트리플루오로아세트산(TFA), 디플루오로아세트산, 과염소산, 오르토인산, 톨루엔술폰산, 도데실벤젠 술폰산, 디노닐나프틸디술폰산(DNNDSA), 디노닐나프틸술폰산(DNNSA), 퍼플루오로옥탄산(PFOA), 및 디페닐산 포스페이트를 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
  25. 제 23항에 있어서, 연속상이 플루오로화학물질임을 특징으로 하는 조성물.
  26. 제 25항에 있어서, 플루오로화학물질이 퍼플루오로-옥탄, 선형, 시클릭 또는 폴리시클릭 퍼플루오로알킬알칸, 비스(퍼플루오로알킬)알칸, 퍼플루오로에테르, 퍼플루오로아민, 퍼플루오로알킬 브로미드 및 퍼플루오로알킬을 포함하는 퍼플루오로-탄소임을 특징으로 하는 조성물.
  27. 제 23항에 있어서, 연속상이 실리콘 유체 도는 유기 액체임을 특징으로 하는 조성물.
  28. 제 23항에 있어서, 에멀션의 불연속상이 아세톤, 아세토니트릴, 시클로헥산온, 디브로모메탄, 디클로로메탄(메틸렌 클로라이드, DCM), 트리클로로메탄, 디메틸 포름아미드(DMF), 디옥산, 1,2-디클로로에탄(DCE), 니트로메탄, 테트라히드로푸란, 톨루엔, 데칼린, 디메틸 포름아미드, 이소부탄올, 이소파르(Isopar), 노르파르(Norpar), 프로필렌 카르보네이트, 디메틸 술폭시드 또는 이들 화합물의 혼합물, 예컨대, 이소프로판올/메틸렌 클로라이드, 니트로메탄/메탄올, 니트로메탄/이소프로판올, 트리클로로메탄/메탄올 또는 이소프로판올/메틸렌 클로라이드로부터 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
  29. 제 24항에 있어서, 계면활성제가 퍼플루오로카본-프로폭시프로필렌, 플루오로-알킬 시트레이트, 퍼플루오로알킬-알킬렌 모노- 또는 디-모르폴리노포스페이트 및 플루오르화된 인지질, 알콜, 폴리올 또는 아민 옥사이드를 포함한 폴리히드록실화된 또는 아민화된 유도체, 및 아미노산 유도체를 포함하는 군으로부터 선택된 플루오로화학물질-탄화수소임을 특징으로 하는 조성물.
  30. 제 23항에 있어서, 계면활성제가 비이온성, 음이온성, 양이온성, 양쪽성 또는 양쪽이온성 계면활성제임을 특징으로 하는 조성물.
  31. 제 23항에 있어서, 추가의 전하 조절제를 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  32. 제 31항에 있어서, 전하 조절제가 산 및 이의 염, 유기산 및 이의 염 또는 이온성 또는 양쪽이온성 화합물을 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
  33. 제 31항에 있어서, 전하 조절제가 금속성 소프를 포함하는 군으로부터 선택되며, 여기서, 금속이 바륨, 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 아연, 카드뮴, 알루미늄, 갈륨, 납, 크롬, 망간, 철, 니켈, 지르코늄, 및 코발트를 포함하고, 산 부분은 카르복실산, 예를 들어, 카프로산, 옥탄(카프릴)산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀산, 에루크산(erucic acid), 탈리트산(tallitic acid), 레진산(resinic acid), 나프탈렌산, 숙신산 또는 인지질에 의해서 제공되거나, 연속상이 플루오로-화학물질인 경우에는 전하 조절제가 상기된 화 합물의 불소 유사체임을 특징으로 하는 조성물.
  34. 연속상, 연속상과 혼화되지 않는 불연속상, 및 연속상과 양립 가능한 제 1 부분 및 불연속상과 양립 가능한 제 2 부분을 지니는 계면활성제를 포함하는 에멀션으로서, 연속상이 높은 전기적 체적 저항을 지니며, 불연속상이 하전되며 생-활성 제제, 활성화된 누클레오시드 아미다이트(A, C, G 또는 T), 활성화된 올리고누클레오티드, 산과 염기를 포함한 시약 또는 반응물, 블록킹 화학물질, 탈블로킹 화학물질, 유기 또는 무기 유도체화 화학물질, 촉매, 약제, 염료 또는 안료를 포함하는 군으로부터 선택된 화합물을 포함하고, 계면활성제가 연속상의 체적 저항을 현저하게 감소시키지 않도록 선택됨을 특징으로 하는 에멀션.
  35. 연속상 및 연속상과 혼화되지 않는 불연속상을 포함하는 에멀션로서, 연속상이 높은 전기적 체적 저항을 지니며, 불연속상이 하전되며 생-활성 제제, 활성화된 누클레오시드 아미다이트(A, C, G 또는 T), 활성화된 올리고누클레오티드, 산과 염기를 포함한 시약 또는 반응물, 블록킹 화학물질, 탈블로킹 화학물질, 유기 또는 무기 유도체화 화학물질, 촉매, 약제, 염료 또는 안료를 포함하는 군으로부터 선택된 화합물을 포함함을 특징으로 하는 에멀션.
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