KR20190082275A - 조정가능한 아민 밀도를 갖는 코팅 - Google Patents

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고라브 사이니
데이비드 스미스
패트릭 월시
재 에이치. 박
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헬스텔 인크.
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Abstract

화학식 I에서 구조식을 갖는 분자 또는 이들의 염이 제공되는데, 여기서 n2 및 n4는 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 1, 2, 또는 3이고, 그리고 n3은 1 내지 20이고; X는 산소, 질소, 또는 황이고; 여기서 R1, R2, R3, R4, R5, R6 및 R7은 본원에서 설명된 바와 같다. 진단적 검사를 위한 적용에서 이들 제공된 분자의 합성 방법 및 이용 방법 역시 제공된다.

Description

조정가능한 아민 밀도를 갖는 코팅
교차 참조
본 출원은 2016년 11월 9일자 제출된 U.S. 특허가출원 번호 62/419,864에 우선권을 주장하고, 이것은 본원에서 전체적으로 참조로서 편입된다.
발명의 요약
아래의 구조식을 갖는 분자 또는 이들의 염이 본원에서 개시된다:
Figure pct00001
, I
여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 아릴, 헤테로아릴, 알키닐, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 술폰아미딜, 아실, 또는 -CO2R8일 수 있고, 여기서 R8은 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 또는 아릴시클로알킬알킬이고; 또는 여기서 R1 및 R2 및 이들이 결합되는 N은 고리를 형성할 수 있고; 또는 여기서 R1 또는 R2 중에서 최소한 한 가지는 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 다당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편을 포함할 수 있고;
N으로부터 X로 정향된 R3은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 아미노-치환된 아미도헤테로알킬일 수 있고, 이들 각각은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬로 임의선택적으로 치환될 수 있고; 또는 여기서 R3은
Figure pct00002
-(CR9R10CR11R12)n-
Figure pct00003
일 수 있고, 여기서 n은 1 내지 100일 수 있고, 그리고 R9, R10, R11 및 R12는 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 독립적으로 수소, 할로, 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 아미노-치환된 아미도헤테로알킬일 수 있고; 또는 여기서 R3은
Figure pct00004
일 수 있고,
여기서 n2 및 n4는 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 독립적으로 1, 2, 또는 3일 수 있고, 그리고 n3은 1 내지 20일 수 있고; 또는 여기서 R3은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노헤테로알킬 및 아미도알킬을 포함하는 중합체일 수 있고;
X는 O, NR13, 또는 S일 수 있고, 여기서 R13은 수소 또는 알킬이고;
X로부터 C로 정향된 R4는 알킬, 알킬에테르 및 알킬티오에테르일 수 있고, 여기서 알킬, 알킬에테르 및 알킬티오에테르 각각은 히드록실, 티올, 아미노, 또는 할로로 임의선택적으로 치환될 수 있고;
R5, R6 및 R7은 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 실릴, 또는 실록시일 수 있고; 그리고
여기서 R5, R6, 또는 R7 중에서 최소한 한 가지는 고체상을 임의선택적으로 더욱 포함한다.
일부 양상에서 구조식 I의 분자 또는 염은 고체상을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 고체상은 실리콘 원자를 포함할 수 있다.
아래의 구조식을 갖는 분자 또는 이들의 염 역시 본원에서 개시된다:
Figure pct00005
, II
여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 아릴, 헤테로아릴, 알키닐, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 술폰아미딜, 아실, 또는 -CO2R8일 수 있고, 여기서 R8은 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 또는 아릴시클로알킬알킬일 수 있고; 또는 여기서 R1 및 R2 및 이들이 결합되는 N은 고리를 형성할 수 있고; 또는 여기서 R1 또는 R2 중에서 최소한 한 가지는 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 다당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편을 포함할 수 있고;
NR1R2로부터 NH로 정향된 R3은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 아미노-치환된 아미도헤테로알킬일 수 있고, 이들 각각은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬로 임의선택적으로 치환될 수 있고; 또는 여기서 R3은
Figure pct00006
-(CR7R8CR9R10)n-
Figure pct00007
일 수 있고, 여기서 n은 1 내지 100일 수 있고, 그리고 R7, R8, R9 및 R10은 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 수소, 할로, 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 아미노-치환된 아미도헤테로알킬일 수 있고; 또는 여기서 R3은
Figure pct00008
일 수 있고,
여기서 n2 및 n4는 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 독립적으로 1, 2, 또는 3일 수 있고, 그리고 n3은 1 내지 20일 수 있고; 또는 여기서 R3은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬 및 아미노-치환된 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬을 포함하는 중합체 또는 덴드리머일 수 있고;
R4, R5 및 R6은 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 실릴, 또는 실록시일 수 있고;
(*)은 탄소 중심이고, 여기서 상기 탄소 중심은 R-형상 또는 S-형상으로 있을 수 있고; 그리고
여기서 R4, R5, 또는 R6 중에서 최소한 한 가지는 고체상을 임의선택적으로 더욱 포함한다.
일부 양상에서, 탄소 중심은 R-형상으로 있을 수 있다. 일부 양상에서, 탄소 중심은 S-형상으로 있을 수 있다. 일부 양상에서 고체상을 포함하는 분자 또는 염이다. 일부 양상에서 고체상은 실리콘 원자를 포함할 수 있다. 일부 양상에서 구조식 II의 분자인데, 여기서 R3은 알킬, 아미노헤테로알킬, 폴리아미도아미노알킬, 또는 폴리아미노알킬을 포함할 수 있다.
아래의 구조식을 갖는 분자 또는 이들의 염 역시 본원에서 개시된다:
Figure pct00009
, III
Figure pct00010
, IV
Figure pct00011
V
, 또는
Figure pct00012
, VI
여기서:
n1은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7일 수 있고;
n2 및 n3은 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 독립적으로 약 1 내지 약 1000일 수 있고;
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19 및 R20은 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 수소, 알킬, 알케닐, 아릴, 헤테로아릴, 알키닐, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 술폰아미딜, 아실, 또는 -CO2R24일 수 있고, 여기서 R24는 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 또는 아릴시클로알킬알킬이고; 또는 여기서 R1 및 R2 및 이들이 결합되는 N, R3 및 R4 및 이들이 결합되는 N, R5 및 R6 및 이들이 결합되는 N, R7 및 R8 및 이들이 결합되는 N, R9 및 R10 및 이들이 결합되는 N, R11 및 R12 및 이들이 결합되는 N, R13 및 R14 및 이들이 결합되는 N, R15 및 R16 및 이들이 결합되는 N, R17 및 R18 및 이들이 결합되는 N, 그리고 R19 및 R20 및 이들이 결합되는 N은 독립적으로 고리를 임의선택적으로 형성하고;
R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이할 수 있고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 실릴, 또는 실록시이고;
(*), (**) 및 (***)은 탄소 중심이고, 여기서 상기 탄소 중심은 독립적으로 R-형상 또는 S-형상으로 있을 수 있거나, 또는 아키랄 중심일 수 있고;
(****)은 두 번째 탄소 중심이고, 여기서 상기 두 번째 탄소 중심은 R-형상 또는 S-형상으로 있을 수 있고; 그리고
여기서 R21, R22 또는 R23 중에서 최소한 한 가지는 고체상을 임의선택적으로 더욱 포함한다.
일부 양상에서, 탄소 중심은 R-형상으로 있을 수 있다. 일부 양상에서, 탄소 중심은 S-형상으로 있을 수 있다. 일부 양상에서 구조식 III, IV, V, 또는 VI의 분자 또는 염은 고체상을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 고체상은 실리콘 원자를 포함할 수 있다.
일부 양상에서 구조식 I, II, III, IV, V, 또는 VI의 분자 또는 염을 합성하는 방법이다. 일부 양상에서, 상기 방법은 고체 기질 및 첫 번째 분자 사이에 산소-실리콘 공유 결합을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 첫 번째 분자는 첫 번째 단부에서 실리콘 및 두 번째 단부에서 에폭시드, 이소시안산염, 또는 티오이소시안산염을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 상기 방법은 에폭시드, 이소시안산염, 또는 티오이소시안산염의 탄소 원자 및 아미노 기를 포함하는 두 번째 분자 사이에 Y-탄소 공유 결합을 형성하는 것을 더욱 포함할 수 있다. 일부 양상에서, Y는 질소, 산소, 황, 또는 셀레늄일 수 있다. 일부 양상에서, 에폭시드, 이소시안산염, 또는 이소티오시안산염 및 실리콘은 알킬, 알킬에테르, 또는 알킬티오에테르를 포함하는 기에 의해 연결될 수 있고, 여기서 알킬, 알킬에테르, 또는 알킬티오에테르 각각은 히드록실, 티올, 아미노, 또는 할로로 임의선택적으로 치환된다. 일부 양상에서, 두 번째 분자는 알킬아민, 헤테로알킬아민, 아미노-치환된 알킬아민, 아미노-치환된 헤테로알킬아민, 아미도알킬아민, 아미도헤테로알킬아민, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬아민일 수 있고, 이들 각각은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬로 임의선택적으로 치환될 수 있다. 일부 양상에서, 산소-실리콘 결합을 형성하는 것은 증착 반응을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 증착 반응은 가스상에서 수행될 수 있다. 일부 양상에서, 증착 반응은 화학 기상 증착 반응을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 화학 기상 증착 반응은 상승된 온도에서 일어날 수 있다. 일부 양상에서, 상승된 온도는 최소한 약 100 ℃, 110 ℃, 120 ℃, 130 ℃, 140 ℃, 또는 150 ℃일 수 있다. 일부 양상에서, 첫 번째 분자는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 (GPTMS) 또는 임의의 반응성 아미노실란일 수 있다. 일부 양상에서, 두 번째 분자는 에틸렌디아민 (EDA), (에틸렌디옥시)비스(에틸아민) (EDBA), 트리스 (2-아미노에틸)아민 (TAEA), 폴리아미도아민 (PAMAM), 또는 폴리알릴아민 (PAAm)일 수 있다. 일부 양상에서, PAAm은 약 1KDa 내지 약 100KDa의 평균 분자량을 가질 수 있다. 일부 양상에서, 두 번째 분자는 약 100 ℃ 내지 300 ℃의 끓는점을 가질 수 있다. 일부 양상에서, 상기 방법은 아미노 기를 보호된 아미노산 또는 이의 염에 연계하는 것을 더욱 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 보호된 아미노산 염은 tert-부틸 카바메이트 (Boc)- 또는 9-플루오레닐메틸 카바메이트 (Fmoc)-보호된 아미노산일 수 있다. 일부 양상에서, 아미노산은 글리신일 수 있다.
일부 양상에서 구조식 I, II, III, IV, V, 또는 VI의 임의의 분자 또는 염 중에서 2개 또는 그 이상을 포함하는 아미노 코팅이다. 일부 양상에서 아미노 코팅의 아미노 기 밀도를 조정하는 방법이다. 일부 양상에서 구조식 I, II, III, IV, V, 또는 VI의 임의의 분자 또는 염 중에서 2가지 또는 그 이상을 포함하는 어레이이다. 일부 양상에서, 어레이는 구조식 I, II, III, IV, V, 또는 VI의 임의의 분자 또는 염 중에서 최소한 2가지를 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 어레이는 cm2당 약 1x1010 기 내지 cm2당 약 1x1014 기의 상기 아미노 기의 밀도를 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 분자는 입체강화되거나 또는 라셈체일 수 있다. 일부 양상에서, 분자 또는 염은 최소한 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 100%의 거울상이성질체 과잉을 가질 수 있다. 일부 양상에서, 분자 또는 염 중에서 최소한 한 가지는 코팅을 형성할 수 있다. 일부 양상에서, 코팅은 약 1 옹스트롬 내지 약 25 옹스트롬의 두께를 갖는다. 일부 양상에서, 분자 또는 이들의 염은 교차연결된다. 일부 양상에서, 어레이는 이들의 이용을 위한 사용설명서를 더욱 포함할 수 있다.
일부 양상에서 어레이를 만들기 위한 방법이다. 일부 양상에서, 어레이를 만드는 것은 구조식 I, II, III, IV, V, 또는 VI의 분자 또는 염을 기질과 연관시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 어레이를 만드는 것은 구조식 I, II, III, IV, V, 또는 VI의 분자 또는 염을 만들기 위한 본원에서 개시된 방법 중에서 어느 것을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 어레이는 cm2당 약 1x1010 기 내지 cm2당 약 1x1014 기의 아미노 기의 밀도를 포함한다. 일부 양상에서 상기 어레이 상에서 상기 아미노 기의 밀도를 조정하는 것을 포함하는 방법이다. 일부 양상에서 키트이다. 일부 양상에서, 키트는 구조식 I, II, III, IV, V, 또는 VI의 분자를 포함한다. 일부 양상에서, 키트는 결합 모이어티를 포함한다. 일부 양상에서, 결합 모이어티는 항체일 수 있다. 일부 양상에서, 결합 모이어티는 신호를 방출할 수 있다. 일부 양상에서 키트를 만드는 방법이다. 일부 양상에서, 키트를 만드는 방법은 구조식 I, II, III, IV, V, VI의 분자 또는 염으로 키트를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 양상에서 본원에서 개시된 방법의 과정에 의해 만들어진 분자 또는 염이다. 일부 양상에서 본원에서 개시된 방법의 과정에 의해 만들어진 어레이이다.
참조로서 편입
본원에서 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 전체적으로 참조로서 편입된다. 본원에서 용어 및 편입된 참고문헌에서 용어 사이에서 충돌의 경우에는, 본원에서 용어가 우선한다.
도면의 간단한 설명
본원에서 설명된 신규한 특질은 첨부된 청구항에서 구체적으로 진술된다. 본원에서 설명된 특질 및 이들 특질의 이점의 더욱 충분한 이해는 본원에서 설명된 특질의 원리가 활용되는 예시적인 실례를 진술하는 아래의 상술된 설명, 그리고 첨부 도면을 참조함으로써 획득될 것이다:
도면 1은 화학 기상 증착에 의해 제조된 GPTMS-PAAm 표면 코팅을 묘사한다. GPTMS는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란이다.
도면 2는 화학 기상 증착에 의해 제조된 GPTMS-TAEA 표면 코팅을 묘사한다.
도면 3은 용액상 반응 또는 화학 기상 증착에 의해 제조된 GPTMS-TAEA 표면 코팅의 반응성 아민 밀도를 묘사한다.
도면 4는 GPTMS 코팅과 비교하여 GPTMS-TEA 코팅의 반응성 아민 밀도를 묘사한다.
도면 5는 화학 기상 증착에 의해 제조된 GPTMS-HMDA 링커를 묘사한다.
도면 6은 GPTMS-연결된 EDA, TAEA, PAMAM 및 PAAm 아미노 코팅에 대한 반응성 아민 밀도를 묘사한다. 아미노실란 코팅 APTES, APDEMS 및 APDIPES에 대한 반응성 아민 밀도 또한 묘사된다.
도면 7은 화학 기상 증착이 100, 125 및 150 섭씨 온도에서 수행된 GPTMS-TAEA 링커에 대한 반응성 아민 밀도를 묘사한다.
도면 8은 GPTMS-연결된 EDA, TAEA 및 PAAm 표면 코팅에 대한 반응성 아민 밀도를 묘사한다.
도면 9는 상이한 증착 조건에서 GPTMS-연결된-EDA 및 Boc-Gly 표면 코팅에 대한 물 접촉 각도 및 두께 성질을 묘사한다.
도면 10은 GPTMS-TAEA, GPTMS-PAAm 및 APTES 표면 코팅의 표면 아민 밀도를 묘사한다.
도면 11은 두 번째 코팅 층을 형성하는 반응을 조정하기 위한 희석제의 이용을 묘사한다.
도면 12는 두 번째 코팅 층을 형성하는 반응을 조정하기 위한 희석제의 이용에 대한 실험 조건을 묘사한다.
도면 13은 두 번째 코팅 층의 형성에서 희석제로 생산된 아미노 코팅의 두께 및 물 접촉 각도 분석을 묘사한다.
도면 14는 다양한 반응 조건 하에 아미노 코팅의 반응성 아민 밀도를 묘사한다.
도면 15는 면역서명을 위한 분자 어레이의 이용을 묘사한다.
도면 16은 분자 어레이 상에서 특질의 배열을 묘사한다.
도면 17은 기질 특징, 코팅 조성물, 증착 방법, 그리고 분석적 특징화 방법을 묘사한다.
도면 18은 펩티드 합성을 위한 반응식을 묘사한다.
도면 19는 보호된 아미노산을 묘사한다.
도면 20은 아미노실란 코팅 구조를 묘사한다.
도면 21은 표면 성질 제어가 중요한 이유를 묘사한다.
도면 22는 아미노 코팅의 두께 및 물 접촉 각도 분석을 묘사한다.
도면 23은 반응성 아민 밀도 검정을 위한 반응식을 묘사한다.
도면 24는 아미노 코팅의 아민 밀도 분석을 묘사한다.
도면 25는 아미노 코팅의 증착의 평활도의 AFM 분석을 묘사한다.
도면 26은 측쇄 탈보호를 위한 실험적 과정을 묘사한다.
도면 27은 펩티드 합성 과정의 개요를 묘사한다.
도면 28은 펩티드-기능화된 아미노 코팅의 두께 분석을 묘사한다.
도면 29는 아미노 코팅의 두께 및 XPS 분석을 묘사한다.
도면 30은 펩티드 합성, 아민 캡핑 및 MALDI-MS 분석을 위한 반응식을 묘사한다.
도면 31은 펩티드 합성, 아민 캡핑 및 MALDI-MS 분석을 위한 반응식을 묘사한다.
도면 32는 아미노 코팅의 두께 분석을 묘사한다.
도면 33은 아미노 코팅의 두께 분석을 묘사한다.
도면 34는 MALDI-MS 분석을 위한 표면 처리의 절차를 묘사한다.
도면 35는 어레이 코팅의 MALDI-MS 분석을 묘사한다.
도면 36은 아미노 코팅 상에서 합성된 펩티드의 순도 분석을 묘사한다.
도면 37은 어레이 코팅의 MALDI-MS 분석을 묘사한다.
도면 38은 아미노 코팅 상에서 합성된 펩티드의 순도 분석을 묘사한다.
도면 39는 어레이 코팅의 MALDI-MS 분석을 묘사한다.
도면 40은 아미노 코팅 상에서 합성된 펩티드의 순도 분석을 묘사한다.
도면 41은 어레이 코팅의 MALDI-MS 분석을 묘사한다.
도면 42는 아미노 코팅 상에서 합성된 펩티드의 순도 분석을 묘사한다.
도면 43은 아미노 코팅 성질의 요약을 묘사한다.
상세한 설명
예시를 위한 실례 적용에 관하여 여러 양상이 아래에 설명된다. 다양한 특정한 상세, 관계 및 방법은 본원에서 설명된 특질에 관한 완전한 이해를 제공하기 위해 진술되는 것으로 이해되어야 한다. 당업자는 하지만, 본원에서 설명된 특질이 특정한 상세 중에서 한 가지 또는 그 이상 없이, 또는 다른 방법으로 실시될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 본원에서 설명된 특질은 행위 또는 사건의 예시된 순서에 의해 제한되지 않는데, 그 이유는 일부 행위가 상이한 순서에서 및/또는 다른 행위 또는 사건과 동시에 일어날 수 있기 때문이다. 게다가, 본원에서 설명된 특질에 따라서 방법을 실행하기 위해, 모든 예시된 행위 또는 사건이 필요한 것은 아니다.
본원에서 이용된 용어는 단지 특정 사례를 설명하는 것을 목적으로 하고 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본원에서 이용된 바와 같이, 단수 형태 ("a", "an" 및 "the")는 문맥에서 달리 지시되지 않으면, 복수 형태 역시 포함하는 것으로 의도된다. 게다가, 용어 "포함하는", "포함한다", "갖는", "갖는다", "함께", 또는 이들의 변이체가 상세한 설명 및/또는 특허청구범위에서 이용되는 정도까지, 이런 용어는 용어 "포함하는"과 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다.
용어 "약" 또는 "대략"은 당업자에 의해 결정될 때 특정 값에 대한 허용되는 오차 범위 이내를 의미할 수 있는데, 이것은 상기 값이 어떻게 계측되거나 또는 결정되는 지, 다시 말하면, 계측 시스템의 제한에 부분적으로 의존할 것이다. 가령, "약"은 1 이내 또는 1보다 큰 표준 편차를 의미할 수 있다. 대안으로, "약"은 소정의 값의 최대 20%, 최대 10%, 최대 5%, 또는 최대 1%의 범위를 의미할 수 있다. 대안으로, 특히, 생물학적 시스템 또는 과정에 대하여, 상기 용어는 값의 1 크기 자릿수 이내, 5-배 이내, 그리고 더욱 바람직하게는 2-배 이내를 의미할 수 있다. 특정 값이 출원 및 청구항에서 설명되는 경우에, 달리 명시되지 않으면, 특정 값에 대한 허용되는 오차 범위 이내를 의미하는 용어 "약"이 가정되어야 한다. 용어 "약"은 당해 분야의 평균적 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 일부 구체예에서, 용어 "약"은 ±10%를 지칭한다. 일부 구체예에서, 용어 "약"은 ±5%를 지칭한다.
개요
자가면역 장애, 감염 및 암을 비롯한 면역-매개된 장애를 검출하고 진단하는 것은 어려운 과제인데, 환자들은 정확한 또는 적절한 진단을 제공받느라 힘든 시간을 보낸다. 많은 사례에서, 환자는 종종, 이들 질환의 밀접하게 관련된 성격 때문에 다른 자가면역 질환으로 오진된다. 본 발명은 한 양상에서, 어레이-결합된 분자 라이브러리에 말초-혈액 항체 결합의 차별적 패턴을 확인하는 화합물, 방법 및 장치에 관계한다. 어레이에 환자 표본의 차별적 결합은 환자의 질환 상태를 지시하는 특이적인 결합 패턴 또는 서명을 유발한다. 이들 결합 서명은 자가면역 질환 활성, 감염성 질환 활성, 암 활성 및 당뇨병 질환 활동성을 포함하지만 이들에 한정되지 않는 질환 활동성을 정확하게 결정하거나 또는 진단할 수 있다. 이런 차별적 결합 활성, 또는 서명의 확인은 "면역서명"으로서 지칭된다. 합성된 펩티드 라이브러리가 항체 결합 특징화에 통상적으로 이용되었다. 하지만, 단백질 및 로봇으로 인쇄된 펩티드 어레이는 엄청난 비용이 발생하였고, 그리고 원지에서 합성된 펩티드 어레이는 확장성의 결여, 불량한 재현성 및 낮은 생산 품질을 겪었다. 본원에서 기술은 한 양상에서, 면역서명 검정을 위한 어레이의 구성 및 이용을 위한 신뢰할 수 있고, 비용이 저렴하고, 그리고 확장 가능한 방법을 가능하게 할 것이다.
일부 구체예에서, 본원에서 개시된 기술에 의해 생산된 화학적 라이브러리를 갖는 어레이는 면역-기초된 진단 검정, 예를 들면, 면역서명 검정에 이용된다. 한 양상에서, 어레이에 결합된 한 방울의 혈액으로부터 환자의 항체 레퍼토리를 이용하여, 결합된 어레이의 형광 결합 프로필 이미지는 질환 상태를 확인하고 분류하기 위한 충분한 정보를 제공한다. 본원에서 개시된 어레이는 타원법, 질량 분광분석법 및 형광을 비롯한 직교 분석법을 이용하여, 각 합성된 어레이 내에서 분석적 계측 능력을 통합한다. 이들 계측은 어레이 합성 성과의 종적 정성적 및 정량적 사정을 할 수 있게 한다.
일부 구체예에서, 펩티드 어레이 상에서 항체 결합의 검출은 본원에서 개시된 기술에 의해 해소될 수 있는 일부 과제를 제기한다. 본원에서 개시된 기술은 분자 어레이를 이용하여 항체 결합을 프로파일링하는 것의 2가지 잠재적인 단점을 해소한다. 첫 번째, 고체 지지체를 일부 구체예에서, 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 중간 정도의 친수성 단층으로 코팅함으로써, 어레이 상에서 비특이적 항체 결합이 최소화된다. 일부 구체예에서, 친수성 단층은 균질하다. 두 번째, 합성된 라이브러리가 펩티드를 고체 지지체의 표면으로부터 멀리 떨어져 이동시키는 링커를 이용하여 표면에 연결되고, 따라서 상기 펩티드가 아무런 제약이 없는 배향정위에서 항체에 제시될 수 있다. 본원에서 개시된 기술은 이런 링커를 포함하는데, 이들은 한 양상에서, 화학적 라이브러리를 일부 양상에서 면역서명을 위한 어레이를 포함하는 고체 지지체에 연결한다.
분자 또는 링커는 또한, 예로서 고체 지지체 상에서 형성될 때, 코팅으로서 알려질 수 있다. 본원에서 기술은 아미노-내포 코팅을 합성하기 위한 방법에 관계하는데, 이들은 아미노 기에서 더욱 기능화될 수 있다. 본원에서 기술은 코팅 내에 아미노 기의 밀도를 조정하기 위한 방법에 더욱 관계한다. 코팅 내에 아미노 기의 밀도를 조정하는 것은 결합 모이어티에 코팅 및 기능화된 코팅의 결합 특징을 최적화하기 위한 융통성을 제공하는 이점을 갖는다. 고체상 위에 코팅의 형성은 용액상 또는 가스상 반응에 의해 달성될 수 있다. 고체상은 선천적 산화물, 열 산화물, 또는 실록산 표면을 포함할 수 있다. 고체상은 BTMSE를 포함할 수 있다.
본원에서 개시된 분자를 포함하는 어레이가 본원에서 더욱 개시된다. 일부 양상에서, 어레이는 링커에 화학적으로 결합된 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편을 포함한다. 한 양상에서, 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편은 화학적 라이브러리를 포함한다. 일부 구체예에서, 어레이는 펩티드 어레이이다. 일부 양상에서, 펩티드 어레이는 원지에서 합성된다.
원지에서 합성된 펩티드 어레이의 주요 결함 중에서 한 가지는 합성된 펩티드 특질의 순도를 직접적으로 계측하는 능력이 없다는 것이다. 일부 구체예에서, 기술은 고체 지지체로부터 직접적으로, 합성된 펩티드의 정성적 원지 질량 분광분석법을 포함한다. 질량 분광분석법은 펩티드의 개열이 어레이 특질로부터 발산 없이 행위되도록, 고체 지지체 및 합성된 펩티드 사이에 가스상 개열가능한 링커를 통합함으로써 수행된다. 펩티드 개열 이후에, 매트릭스-보조된 레이저 탈착 이온화 (MALDI) 질량 분광분석법이 얇은 에어로졸 매트릭스 층을 적용하고, 그리고 차후에, MALDI 레이저를 개별 펩티드 특질에 집중시켜 각 합성된 펩티드에 대한 질량 스펙트럼을 획득함으로써, 고체 지지체 상에서 직접적으로 수행된다. 포토리소그래픽 합성 접근법을 이용하여 생산된 펩티드 어레이 특질로부터 정성적 원지 MALDI 질량 스펙트럼 역시 본원에서 설명된 방법 및 장치 내에 포함된다. 당업자에게 공지된 다른 분석법 또한, 본원에서 개시된 원지 합성 과정의 충실성을 정량하고 및/또는 한정하는데 이용될 수 있다.
정의
용어 "부착한다", "결합한다", "연계한다" 및 "연결한다"는 교체가능하게 이용되고, 그리고 공유 상호작용 (가령, 화학적으로 연계함으로써), 또는 비공유 상호작용 (가령, 이온 상호작용, 소수성 상호작용, 수소 결합, 혼성화 등)을 지칭한다. 용어 "특이적인", "특이적으로", 또는 특이성"은 첫 번째 분자 및 복수의 다른 분자 중에서 한 가지 사이에 복합체와 비교하여 첫 번째 분자 및 두 번째 분자 사이에 안정된 복합체의 우선적 인식, 접촉 및 형성 (가령, 첫 번째 분자 및 복수의 다른 분자 중에서 한 가지 사이에 안정된 복합체의 인식, 접촉 또는 형성이 훨씬 적음 내지 없음)을 지칭한다. 가령, 두 분자는 특이적으로 부착되거나, 특이적으로 결합되거나, 특이적으로 연계되거나, 또는 특이적으로 연결될 수 있다. 게다가, "결합"은 특정한 상호작용, 예를 들면, 항체 및 에피토프의 상호작용을 지칭할 수 있거나, 또는 이것은 비특이적 상호작용을 지칭할 수 있다.
명명법
달리 지시되지 않으면, 용어 "알킬"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 정상적인 사슬 내에 예로서, 1 내지 20개 탄소, 1 내지 10개 탄소, 또는 1 내지 8개 탄소를 내포하는 직쇄 및 분지쇄 탄화수소, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 이소부틸, 펜틸, 헥실, 이소헥실, 헵틸, 4,4-디메틸펜틸, 옥틸, 2,2,4-트리메틸-펜틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 이들의 다양한 분지쇄 이성질체 등뿐만 아니라 1 내지 4개 치환체, 예를 들면, 할로, 예를 들면, F, Br, Cl 또는 I 또는 CF3, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 아릴(아릴) 또는 디아릴, 아릴알킬, 아릴알킬옥시, 알케닐, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 시클로알킬알킬옥시, 아미노, 히드록실, 히드록시알킬, 아실, 헤테로아릴, 헤테로아릴옥시, 헤테로아릴알킬, 헤테로아릴알콕시, 아릴옥시알킬, 알킬티오, 아릴알킬티오, 아릴옥시아릴, 알킬아미도, 알카노일아미노, 아릴카르보닐아미노, 니트로, 시아노, 티올, 할로알킬, 트리할로알킬 및/또는 알킬티오를 포함하는 이런 기를 포함할 수 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "시클로알킬"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 고리를 형성하는 총 3 내지 20개 탄소를 내포하는, 단일환상 알킬, 이중환상 알킬 (또는 비시클로알킬) 및 삼환상 알킬 (트리시클로알킬)을 비롯한 1 내지 3개 고리를 내포하는 포화된 또는 부분적으로 불포화된 (1 또는 2개의 이중 결합 내포) 환상 탄화수소 기를 포함할 수 있고, 그리고 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로데실 및 시클로도데실, 시클로헥세닐, 아다만틸 등을 포함하는, 아릴에 대해 설명된 바와 같은 1 또는 2개 방향족 고리에 융합될 수도 있는데, 이들 중에서 어느 것은 1 내지 4개 치환체, 예를 들면, 할로겐, 알킬, 알콕시, 히드록실, 아릴, 아릴옥시, 아릴알킬, 시클로알킬, 히드록시알킬, 알킬아미도, 알카노일아미노, 옥소, 아실, 아릴카르보닐아미노, 아미노, 니트로, 시아노, 티올 및/또는 알킬티오 및/또는 알킬에 대한 치환체 중에서 어느 것으로 임의선택적으로 치환될 수도 있다.
용어 "알카노일"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 카르보닐 기에 연결된 알킬을 지칭할 수 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "알케닐"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 정상적인 사슬 내에 1 내지 6개 이중 결합을 포함하는, 정상적인 사슬 내에 예로서, 2 내지 20개 탄소의 직쇄 또는 분지쇄 라디칼, 예를 들면, 비닐, 2-프로페닐, 3-부테닐, 4-펜테닐, 3-펜테닐, 2-헥세닐, 3-헥세닐, 2-헵테닐, 3-헵테닐, 4-헵테닐, 3-옥테닐, 3-노네닐, 4-데세닐, 3-운데세닐, 4-도데세닐, 4, 8, 12-테트라데카트리에닐 등을 지칭할 수 있고, 그리고 1 내지 4개 치환체, 다시 말하면, 할로겐, 할로알킬, 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아릴알킬, 시클로알킬, 아미노, 히드록실, 헤테로아릴, 시클로헤테로알킬, 알카노일아미노, 알킬아미도, 아릴카르보닐-아미노, 니트로, 시아노, 티올, 알킬티오 및/또는 본원에서 명시된 알킬 치환체 중에서 어느 것으로 임의선택적으로 치환될 수도 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "알키닐"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 정상적인 사슬 내에 하나의 삼중 결합을 포함하는, 정상적인 사슬 내에 2 내지 20개 탄소의 직쇄 또는 분지쇄 라디칼, 예를 들면, 2-프로피닐, 3-부티닐, 2-부티닐, 4-펜티닐, 2-헥시닐, 3-헥시닐, 2-헵티닐, 3-헵티닐, 4-헵티닐, 3-옥테닐, 3-노네닐, 4-데세닐, 3-운데세닐, 4-도데세닐 등을 지칭할 수 있고, 그리고 1 내지 4개 치환체, 다시 말하면, 할로겐, 할로알킬, 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아릴알킬, 시클로알킬, 아미노, 헤테로아릴, 시클로헤테로알킬, 히드록실, 알카노일아미노, 알킬아미도, 아릴카르보닐아미노, 니트로, 시아노, 티올 및/또는 본원에서 명시된 알킬 치환체 중에서 어느 것으로 임의선택적으로 치환될 수도 있다.
용어 "할로겐" 또는 "할로"는 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 염소, 브롬, 플루오르 및 요오드를 지칭할 수 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "아릴"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 고리 부분 (가령, 페닐 또는 1-나프틸 및 2-나프틸을 비롯한 나프틸) 내에 6 내지 10개 탄소를 내포하는 단일환상 및 이중환상 방향족 기를 지칭할 수 있고, 그리고 탄소환상 고리 또는 헤테로환상 고리 (가령, 아릴, 시클로알킬, 헤테로아릴 또는 시클로헤테로알킬 고리)에 융합된 1 내지 3개의 추가 고리를 임의선택적으로 포함할 수도 있고, 그리고 가용한 탄소 원자를 통해, 수소, 할로, 할로알킬, 알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알케닐, 트리플루오로메틸, 트리플루오로메톡시, 알키닐, 시클로알킬알킬, 시클로헤테로알킬, 시클로헤테로알킬알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴알킬, 아릴옥시, 아릴옥시알킬, 아릴알콕시, 아릴티오, 아릴아조, 헤테로아릴알킬, 헤테로아릴알케닐, 헤테로아릴헤테로아릴, 헤테로아릴옥시, 히드록실, 니트로, 시아노, 아미노, 치환된 아미노 여기서 상기 아미노는 1 또는 2개 치환체 (이것은 알킬, 아릴, 또는 정의에서 언급된 다른 아릴 화합물 중에서 어느 것이다)를 포함할 수 있음, 티올, 알킬티오, 아릴티오, 헤테로아릴티오, 아릴티오알킬, 알콕시아릴티오, 알킬카르보닐, 아릴카르보닐, 알킬아미노카르보닐, 아릴아미노카르보닐, 알콕시카르보닐, 아미노카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 아릴카르보닐옥시, 알킬카르보닐옥시, 아릴카르보닐아미노, 아릴술피닐, 아릴술피닐알킬, 아릴술포닐아미노 또는 아릴술폰아미노카르보닐 및/또는 본원에서 명시된 알킬 치환체 중에서 어느 것에서 선택되는 1, 2, 또는 3개의 기로 임의선택적으로 치환될 수도 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "아미노-치환된"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 1 내지 10개 아미노 기가 치환된 화학적 기를 지칭할 수 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "알킬티오" ("티오알킬"로서 또한 알려져 있음) 또는 "아릴티오" ("티오아릴"로서 또한 알려져 있음)는 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 황 원자에 연결된 상기 알킬 또는 아릴 기 중에서 어느 것을 포함할 수 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "셀레노알킬"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 셀레늄 원자에 연결된 상기 알킬 기 중에서 어느 것을 포함할 수 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "알킬아미노" 또는 "아릴아미노"는 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 질소 원자에 연결된 상기 알킬 또는 아릴 기 중에서 어느 것을 포함할 수 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "아실"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 본원에서 규정된 바와 같이, 카르보닐
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기에 연결된 유기 라디칼을 지칭할 수 있다; 아실 기의 실례는 카르보닐에 부착된 R 기 중에서 어느 것, 예를 들면, 알카노일, 알케노일, 아로일, 아르알카노일, 헤테로아로일, 시클로알카노일, 시클로헤테로알카노일 등을 포함한다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "시클로헤테로알킬"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 가능한 경우에 임의선택적으로 링커 (CH2)r (여기서 r은 1, 2, 또는 3)을 거쳐, 탄소 원자 또는 헤테로원자를 통해 연결된 1 내지 2개 헤테로원자, 예를 들면, 질소, 산소 및/또는 황을 포함할 수 있는 5-, 6-, 또는 7-원 포화된 또는 부분적으로 불포화된 고리를 지칭할 수 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "헤테로아릴"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 1, 2, 3 또는 4개 헤테로원자, 예를 들면, 질소, 산소 또는 황을 포함할 수 있는 5- 또는 6-원 방향족 고리 및 아릴, 시클로알킬, 헤테로아릴 또는 시클로헤테로알킬 고리에 융합된 이런 고리를 지칭할 수 있고, 그리고 가능한 N-산화물을 포함한다. 헤테로아릴 기는 1 내지 4개 치환체, 예를 들면, 알킬에 대해 전술된 치환체 중에서 어느 것을 임의선택적으로 포함할 수도 있다.
달리 지시되지 않으면, 용어 "헤테로알킬"은 본원에서 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 이용될 때, 1, 2, 3, 또는 4개 헤테로원자, 예를 들면, 질소, 산소 또는 황을 포함할 수 있는, 본원에서 규정된 바와 같은 알킬 기를 지칭할 수 있다. 헤테로알킬 기는 1 내지 4개 치환체, 예를 들면, 알킬에 대해 전술된 치환체 중에서 어느 것을 임의선택적으로 포함할 수도 있다.
화합물의 모든 입체이성질체는 혼합물에서 또는 순수한 또는 실제적으로 순수한 형태에서 예기된다. 화합물은 R 치환체 중에서 한 가지를 포함하는 탄소 원자 중에서 어느 것에서 비대칭적 탄소 중심을 가질 수 있다. 화합물은 광학적으로 활성 또는 광학적으로 비활성일 수 있다. 비대칭적 탄소 중심은 독립적으로 R- 또는 S-형상으로 있을 수 있다. 본원에서 규정된 바와 같이 비대칭적 탄소는 입체발생 중심인 탄소이다. 결과적으로, 구조식 I, IA, 또는 II의 화합물은 거울상이성질성 또는 부분입체이성질성 형태에서 또는 이들의 혼합물에서 존재할 수 있다. 거울상이성질성 혼합물은 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%의 거울상이성질체 과잉으로 존재할 수 있다. 부분입체이성질성 혼합물은 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 20:1, 50:1, 100:1, 또는 500:1의 부분입체이성질성 비율로 존재할 수 있다. 본원에서 개시된 분자의 제조를 위한 공정은 라셈체, 거울상이성질체 또는 부분입체이성질체를 시작 물질로서 활용할 수 있다. 부분입체이성질성 또는 거울상이성질성 산물이 제조될 때, 이들은 전통적인 방법에 의해, 예를 들면, 크로마토그래피 또는 분별 결정에 의해 분리될 수 있다.
폴리뉴클레오티드는 본원에서 이용된 바와 같이, DNA, RNA, 이들의 혼성화, 또는 이들의 임의의 조합을 비롯한, 임의의 유형의 핵산 분자일 수 있다. 가령, 폴리뉴클레오티드는 cDNA, 유전체 DNA, mRNA, tRNA, rRNA, 또는 마이크로RNA일 수 있다.
펩티드, 폴리펩티드, 또는 단백질은 이들의 임의의 단편, 특히 면역학적으로 검출가능한 단편을 포함하는 것으로 예기될 수 있다. 펩티드는 α-펩티드, β-펩티드, 또는 γ-펩티드를 포함하는 것으로 예기될 수 있다.
방법
본원에서 개시된 방법은 고체 지지체 상에서 코팅을 합성하는 것을 포함할 수 있다. 본원에서 개시된 방법에 의해 제조된 코팅의 특징은 당업자에 의해 이해되는 다양한 방법에 의해 분석될 수 있다. 분석 방법은 타원법, 물 접촉 각도 (WCA), X선 광전자 분광법 (XPS), 원자력 현미경검사 (AFM), 비색법, MALDI-MS를 비롯한 질량 분광분석법, 기타 등등을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 코팅을 형성하는 것은 아미노실란을 기질에 연계하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 아미노실란은 3-아미노프로필트리에톡시실란 (APTES), 3-아미노프로필메틸디에톡시실란 (APDEMS), 또는 3-아미노프로필디이소프로필에톡시실란 (APDIPES)을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 코팅을 형성하는 것은 첫 번째 코팅 층을 형성하는 것을 포함하는 첫 번째 단계를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 첫 번째 단계는 판매되는 기질 및 첫 번째 분자 사이에 산소-실리콘 결합을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 첫 번째 분자는 첫 번째 단부에서 실리콘 및 두 번째 단부에서 에폭시드, 이소시안산염, 또는 티오이소시안산염을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 첫 번째 단계는 용액상에서 또는 가스상에서 수행될 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅을 형성하는 것은 두 번째 분자를 첫 번째 분자의 에폭시드, 이소시안산염, 또는 티오이소시안산염에 연계하여 두 번째 코팅 층을 형성하는 것을 포함하는 두 번째 단계를 더욱 포함할 수 있다. 코팅은 본원에서 이용된 바와 같이, 단일 층 코팅 및 첫 번째 층과 두 번째 층을 포함하는 코팅 둘 모두를 포괄하는 것으로 이해될 수 있다. 일부 구체예에서, 두 번째 분자는 약 100 ℃, 110 ℃, 120 ℃, 130 ℃, 140 ℃, 150 ℃, 160 ℃, 170 ℃, 180 ℃, 190 ℃, 200 ℃, 210 ℃, 220 ℃, 230 ℃, 240 ℃, 250 ℃, 260 ℃, 270 ℃, 280 ℃, 290 ℃, 300 ℃, 310 ℃, 320 ℃, 330 ℃, 340 ℃, 또는 350 ℃의 끓는점을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 두 번째 단계는 희석제를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 희석제는 알코올일 수 있다. 일부 구체예에서, 알코올은 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올 (이소프로판올로서 또한 알려져 있음), 1-부탄올, 2-부탄올, tert-부탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 3-메틸부탄-1-올 (이소아밀 또는 이소펜틸 알코올로서 또한 알려져 있음), 2-메틸부탄-1-올, 2,2-디메틸프로판-1-올 (네오펜틸 알코올로서 또한 알려져 있음), 3-메틸부탄-2-올, 또는 2-메틸부탄-2-올 (tert-아밀 알코올로서 또한 알려져 있음)일 수 있다.
일부 구체예에서, 코팅의 형성은 증착 반응에 의해 달성될 수 있다. 일부 구체예에서, 증착 반응은 화학 기상 증착 반응일 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 그들의 물 접촉 각도에 의해 특징화될 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 약 10˚, 20˚, 30˚, 40˚, 50˚, 60˚, 70˚, 80˚, 90˚, 100˚, 110˚, 120˚, 130˚, 140˚, 150˚, 또는 160˚의 물 접촉 각도를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 약 10˚ 내지 약 120˚의 접촉 각도를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 약 40˚ 내지 약 90˚의 물 접촉 각도를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 그들의 두께에 의해 특징화될 수 있다. 일부 구체예에서, 두께는 타원법에 의해 계측될 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 약 0.5 옹스트롬 (Å), 0.6 Å, 0.7 Å, 0.8 Å, 0.9 Å, 1 Å, 2 Å, 3 Å, 4 Å, 5 Å, 6 Å, 7 Å, 8 Å, 9 Å, 10 Å, 11 Å, 12 Å, 13 Å, 14 Å, 15 Å, 16 Å, 17 Å, 18 Å, 19 Å, 20 Å, 25 Å, 30 Å, 35 Å, 40 Å, 45 Å, 50 Å, 60 Å, 70 Å, 80 Å, 90 Å, 또는 100 Å의 두께를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 약 1 Å 내지 약 10 Å의 두께를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 약 5 Å 내지 약 7 Å의 두께를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 그들의 평활도에 의해 특징화될 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅 평활도는 AFM에 의해 계측될 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 약 0.10 nm, 0.11 nm, 0.12 nm, 0.13 nm, 0.14 nm, 0.15 nm, 0.16 nm, 0.17 nm, 0.18 nm, 0.19 nm, 0.20 nm, 0.21 nm, 0.22 nm, 0.23 nm, 0.24 nm, 0.25 nm, 0.26 nm, 0.27 nm, 0.28 nm, 0.29 nm, 또는 0.30 nm의 거칠기의 제곱 평균 (Rq)의 평활도를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 약 0.1 nm 내지 약 0.3 nm의 Rq를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 약 0.2 내지 약 0.25 nm의 Rq를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 제곱 센티미터당 약 1x109, 1x1010, 1x1011, 1x1012, 1x1013, 1x1014, 또는 1x1015 아미노 기의 아미노 기 밀도를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 코팅은 아민에서 표적 피분석물에 연계되어 표적 피분석물-기능화된 코팅을 형성할 수 있다. 일부 구체예에서, 표적 피분석물은 펩티드일 수 있다. 펩티드는 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100개 아미노산일 수 있다. 일부 구체예에서, 펩티드는 펩티드의 라이브러리를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 펩티드는 보호된 측쇄를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 펩티드 측쇄는 벤질 에테르로서 보호될 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅은 펩티드의 각 아미노산의 단계별 연계에 의해 펩티드에 연계될 수 있다.
일부 구체예는 아미노 코팅을 기능화하는 것을 포함한다. 아미노 코팅은 아미노 코팅의 아미노 기를 분자에 연계함으로써 기능화될 수 있다. 분자는 빌딩 블록일 수 있다. 일부 구체예에서, 연계하는 것은 아미노 기를 첫 번째 빌딩 블록의 카르복실산에 연계하는 것을 포함한다. 일부 구체예에서, 빌딩 블록은 카르복실산 및 보호된 아민을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 빌딩 블록은 N-보호된 아미노산일 수 있다. 일부 구체예에서, 보호된 아미노산은 Boc-보호된 아민 또는 Fmoc-보호된 아민을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 연계하는 것은 연계된 빌딩 블록의 탈보호를 더욱 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 연계하는 것은 탈보호된 첫 번째 빌딩 블록의 아미노 기를 두 번째 빌딩 블록의 카르복실산에 연계하는 것을 더욱 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 아미노 코팅의 기능화는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100개 빌딩 블록에 반복적인 연계를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 보호된 빌딩 블록은 보호된 아미노산일 수 있다.
일부 구체예에서, 아미노 코팅을 기능화하는 것은 설명된 연계 단계 중에서 한 가지 후 캡핑 단계를 수행하는 것을 더욱 포함할 수 있다. 캡핑은 아미노 기를 시약과 반응시켜 보호되거나 또는 캡핑된 아미노 기를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 캡핑은 선행하는 연계 반응에서 소비되지 않았던 아미노 기를 반응시키는 것을 포함할 수 있다. 캡핑 시약은 아세트산 무수물, 아세틸 염화물, 아세틸 플루오르화물, 또는 아실글리신을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 캡핑 단계는 알킬아민, 아릴아민, 아세트아미드, 카바메이트, 프탈이미드, 에나민, 술폰아미드, 또는 N-보호된 아미노산을 형성할 수 있다. 일부 양상에서, N-보호된 아미노산은 N-아실-보호된 아미노산일 수 있다. 일부 양상에서, 보호된 아미노산은 아세틸 글리신일 수 있다.
일부 구체예에서, 코팅을 형성하는 것은 첫 번째 코팅 층을 형성하는 것을 포함하는 첫 번째 단계를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 첫 번째 단계는 판매되는 기질 및 첫 번째 분자 사이에 산소-실리콘 결합을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 첫 번째 분자는 첫 번째 단부에서 실리콘 및 두 번째 단부에서 에폭시드, 이소시안산염, 또는 티오이소시안산염을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 첫 번째 단계는 용액상에서 또는 가스상에서 수행될 수 있다. 일부 구체예에서, 코팅을 형성하는 것은 두 번째 코팅 층을 형성하는 것을 포함하는 두 번째 단계를 더욱 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 두 번째 코팅 층을 형성하는 것은 화학 기상 증착 반응을 포함할 수 있다.
지지체/기질/고체상
본 발명은 고체 지지체 (고체상, 기질, 또는 지지체로서 또한 알려져 있음)를 제공한다. 지지체 또는 기질의 성격 및 기하구조는 어레이의 유형 (가령, 1차원, 2차원 또는 3차원)을 비롯한 다양한 인자에 의존할 수 있다. 일반적으로, 기질은 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편의 연계를 허용하고, 상기 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편을 상기 고체 지지체에 연계하는데 이용된 조건 하에 용해되거나 또는 분해되지 않을 임의의 물질로 구성될 수 있다. 고체 지지체는 하나 또는 그 이상의 구별된 영역에서 및/또는 이들 구별된 영역 내에 구별된 위치에서 표적 피분석물 및/또는 다른 모이어티의 연계를 허용할 임의의 물질로 구성될 수 있다. 고체 지지체는 표적 피분석물 또는 결합 모이어티를 고체 지지체로부터 이탈시키지 않으면서, 세척 또는 물리적 또는 화학적 조작을 허용할 임의의 물질로 구성될 수 있다.
기질은 어레이의 의도된 용도에 따라서, 단순한 형상으로부터 복잡한 형상까지의 범위에서 다양한 형상을 취할 수 있다. 따라서, 기질은 전체적으로 슬라이드 또는 평판 형상, 예를 들면, 직사각형 또는 디스크 형상을 가질 수 있다. 표준 마이크로평판 형상이 이용될 수 있다. 일부 구체예에서, 표면은 매끈하거나 또는 실제적으로 평면일 수 있고, 또는 비정규성, 예를 들면, 함몰 또는 융기를 가질 수 있다. 가령, 본원에서 개시된 요부의 기질은 재조합 비리온 마이크로스팟의 패턴이 연계되거나 또는 증착될 수 있는 최소한 하나의 표면을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 기질은 약 10-200 mm, 40-150 mm, 또는 75-125 mm의 길이; 약 10-200 mm, 20-120 mm, 또는 25-80 mm의 너비, 그리고 약 0.01-5.0 mm, 0.1-2 mm, 또는 0.2 내지 1 mm의 두께를 갖는 직사각형 횡단면을 가질 수 있다.
지지체는 유기 또는 무기일 수 있고; 금속 (가령, 구리 또는 은) 또는 비-금속일 수 있고; 중합체 또는 비중합체일 수 있고; 전도성, 반전도성 또는 비전도성 (절연)일 수 있고; 반사성 또는 비반사성일 수 있고; 다공성 또는 비다공성일 수 있고; 기타 등등일 수 있다. 전술된 바와 같은 고체 지지체는 금속, 금속 산화물, 반도체, 중합체 (특히, 짜여진, 짜여진 것이 아닌, 성형된, 압출된, 주조된 것 등을 비롯한 임의의 적합한 형태에서 유기 중합체), 실리콘, 산화규소, 그리고 이들의 복합물을 비롯한 임의의 적합한 물질로 형성될 수 있다.
기질로서 이용을 위한 적합한 물질은 폴리카보네이트, 금, 실리콘, 산화규소, 실리콘 옥시나이트리드, 인듐, 탄탈룸 산화물, 니오븀 산화물, 티타늄, 티타늄 산화물, 백금, 이리듐, 인듐 주석 산화물, 다이아몬드 또는 다이아몬드-유사 필름, 아크릴산, 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌/아크릴산, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS), ABS/폴리카보네이트, ABS/폴리술폰, ABS/폴리염화비닐, 에틸렌 프로필렌, 에틸렌 비닐 아세트산염 (EVA), 니트로셀룰로오스, 나일론 (나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 6/6-6, 나일론 6/9, 나일론 6/10, 나일론 6/12, 나일론 11 및 나일론 12 포함), 폴리아크릴로니트릴 (PAN), 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈염산 (PBT), 폴리(에틸렌) (PE) (저밀도, 선형 저밀도, 고밀도, 교차연결된 및 최고 분자량 등급 포함), 폴리(프로필렌) (PP), 폴리(부타디엔) (PB)의 시스와 트랜스 이성질체, 폴리(이소프렌)의 시스와 트랜스 이성질체, 폴리에틸렌 테레프탈염산) (PET), 폴리프로필렌 동종중합체, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리스티렌 (PS) (일반용 및 높은 충격 등급 포함), 폴리카보네이트 (PC), 폴리(엡실론-카프로락톤) (PECL 또는 PCL), 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA) 및 이의 동족체, 폴리(메틸 아크릴레이트) 및 이의 동족체, 폴리(유산) (PLA), 폴리(글리콜산), 폴리오르토에스테르, 폴리(무수물), 나일론, 폴리이미드, 폴리디메틸실록산 (PDMS), 폴리부타디엔 (PB), 폴리비닐알코올 (PVA), 폴리아크릴아미드 및 이의 동족체, 예를 들면, 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드), 플루오르화된 폴리아크릴레이트 (PFOA), 폴리(에틸렌-부틸렌) (PEB), 폴리(스티렌-아크릴로니트릴) (SAN), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 및 이의 유도체, 폴리올레핀 플라스토머, 플루오르화된 에틸렌-프로필렌 (FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 폴리비닐 플루오르화물 (PVF), 폴리비닐리덴 플루오르화물 (PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE), 스티렌 말레산 무수물 (SMA), 금속 산화물, 유리, 산화규소 또는 다른 무기 또는 반도체 물질 (가령, 실리콘 차아질산), 화합물 반도체 (가령, 갈륨 비소화물 및 인듐 갈륨 비소화물), 그리고 이들의 조합을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다.
널리 공지된 고체 지지체의 실례는 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 덱스트란, 나일론, 아밀라아제, 유리, 자연 및 변형된 셀룰로오스 (가령, 니트로셀룰로오스), 폴리아크릴아미드, 아가로오스 및 자철석을 포함한다. 일부 경우에, 고체 지지체는 실리카 또는 유리일 수 있는데, 그 이유는 이것이 용매에 대항하여 높은 화학적 내성, 기계적 안정성, 낮은 내재적 형광 성질, 그리고 쉽게 기능화되는 유연성을 갖기 때문이다. 한 구체예에서, 기질은 유리, 특히 니트로셀룰로오스로 코팅된 유리, 더욱 구체적으로 니트로셀룰로오스-코팅된 슬라이드 (가령, FAST 슬라이드)일 수 있다.
일부 구체예에서, 지지체는 평면일 수 있다. 일부 경우에, 지지체는 구형일 수 있다. 일부 경우에, 지지체는 비드일 수 있다. 일부 경우에, 지지체는 자성일 수 있다. 일부 경우에, 자성 고체 지지체는 자철석, 자적철석, FePt, SrFe, 철, 코발트, 니켈, 크롬 이산화물, 아철산염, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 지지체는 비자성일 수 있다. 일부 구체예에서, 비자성 고체 지지체는 중합체, 금속, 유리, 합금, 무기질, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부 경우에 비자성 물질은 자성 고체 지지체 주변에서 코팅일 수 있다. 일부 경우에, 자성 물질은 자성 물질의 연속상에서 분포될 수 있다. 일부 구체예에서, 고체 지지체는 자성 및 비자성 물질을 포함한다. 일부 경우에, 고체 지지체는 자성 물질 및 비자성 물질의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 자성 물질은 고체 지지체의 전체 조성의 중량으로 최소한 약 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 또는 약 80 %이다. 일부 구체예에서, 비드 크기는 대략 100-900 마이크론 또는 일부 경우에 심지어 3 mm의 직경까지 상당히 클 수 있다. 다른 구체예에서, 비드 크기는 대략 1-150 마이크론일 수 있다. 비드의 평균 입자 직경은 약 2 μm 내지 수 밀리미터의 범위 안에 있을 수 있다, 예를 들면, 직경은 2 μm, 4 μm, 6 μm, 8 μm, 10 μm, 20 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm, 60 μm, 70 μm, 80 μm, 90 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, 300 μm, 또는 500 μm의 하한선, 그리고 20 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm, 60 μm, 70 μm, 80 μm, 90 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, 300 μm, 500 μm, 750 μm, 1 mm, 2 mm, 또는 3 mm의 상한선을 갖는 범위 안에 있다.
일부 구체예에서, 지지체는 어레이를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 어레이는 표적 피분석물을 포함한다. 일부 구체예에서, 표적 피분석물은 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 다당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편을 포함한다. 일부 구체예에서, 표적 피분석물은 표적 피분석물의 라이브러리를 포함한다.
일부 구체예에서, 어레이는 분자의 라이브러리를 포함한다. 일부 구체예에서, 어레이는 1 cm2당 최소한 약 100, 1000, 10,000, 100,000, 106, 107, 108, 109, 1010, 1011, 1012, 1013, 1014, 또는 1015 분자를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 분자는 단위체의 서열을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 단위체의 서열은 아미노산의 서열을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 특질은 기질 상에서 직경에서 약 0.5 마이크론 내지 약 200 마이크론의 영역일 수 있다. 일부 구체예에서, 어레이는 복수의 특질을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 특질 사이에 중심간 거리는 약 1 마이크론 내지 약 300 마이크론일 수 있다. 일부 구체예에서, 어레이는 1 cm2당 최소한 약 1,000, 10,000, 100,000, 200,000, 300,000, 400,000, 또는 500,000, 1 백만, 2 백만, 3 백만, 4 백만, 또는 8 백만 개의 특질을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 라이브러리 내에 분자 중에서 최소한 약 40%는 상이하다. 일부 구체예에서, 라이브러리 내에 분자 중에서 최소한 약 50%는 상이하다. 일부 구체예에서, 라이브러리 내에 분자 중에서 최소한 약 60%는 상이하다. 일부 구체예에서, 라이브러리 내에 분자 중에서 최소한 약 70%는 상이하다. 일부 구체예에서, 라이브러리 내에 분자 중에서 최소한 약 80%는 상이하다. 일부 구체예에서, 라이브러리 내에 분자 중에서 최소한 약 90%는 상이하다. 일부 구체예에서, 라이브러리 내에 분자 중에서 최소한 50%는 길이에서 최소한 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 또는 100개 단위체이다. 일부 구체예에서, 라이브러리 내에 분자 중에서 최소한 50%는 길이에서 기껏해야 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 또는 100개 단위체이다. 일부 구체예에서, 라이브러리는 약 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 또는 100개 단위체의 중앙 단위체 길이를 포함한다. 일부 구체예에서, 어레이는 최소한 10,000, 50,000, 100,000, 200,000, 300,000, 400,000, 500,000, 600,000, 700,000, 800,000, 900,000, 106, 또는 107개의 연속적으로 상이한 라이브러리 분자를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 어레이 기질은 웨이퍼, 슬라이드 및 비드에서 선택될 수 있다. 일부 구체예에서, 라이브러리는 원지에서 합성된 화학적 라이브러리일 수 있다. 일부 구체예에서, 분자는 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 또는 다당류일 수 있다.
결합 모이어티
결합 모이어티 (또는 도메인)로서 또한 지칭되는 피분석물 결합 모이어티는 표적 피분석물에 결합하는 영역, 분자, 도메인, 부분, 단편, 또는 모이어티일 수 있다. 따라서, 결합 모이어티는 소정의 표적에 결합하거나 또는 특이적으로 결합하는 능력을 부여한다. 결합 모이어티는 핵산 분자일 수 있거나 또는 단백질성일 수 있다. 결합 모이어티는 RNAs DNAs, RNA-DNA 하이브리드, 소형 분자 (가령, 약물 또는 대사산물), 앱타머, 폴리펩티드, 단백질, 항체, 바이러스, 바이러스 입자, 세포, 이들의 단편, 그리고 이들의 조합을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다.
일부 구체예에서, 결합 모이어티는 폴리펩티드, 단백질, 또는 이들의 임의의 단편일 수 있다. 일부 구체예에서, 폴리펩티드 또는 단백질은 가공된 또는 재조합 폴리펩티드 또는 단백질일 수 있다. 일부 구체예에서, 결합 모이어티는 항체 또는 이의 단편이다. 항체는 임의의 아이소타입 (가령, IgG, IgE, IgM, IgD, IgA 및 IgY), 부류 (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1, IgA2), 하위부류 또는 이들의 변형된 버전일 수 있다. 항체는 완전한 면역글로불린 또는 이들의 단편을 포함할 수 있다. 항체 단편은 표적 분자, 예를 들면, 항원에 특이적으로 결합하는 능력을 유지하는, 항체의 하나 또는 그 이상의 단편을 지칭할 수 있다.
일부 구체예에서, 결합 모이어티는 앱타머일 수 있다. 앱타머는 높은 특이성 및 친화성으로 표적 피분석물, 예를 들면, 단백질에 결합할 수 있는 단리된 핵산 분자이다. 앱타머는 소정의 표적에 특이적으로 결합하는 화학적 접촉을 제공하는 일정한 입체형태(들)에서 유지된 3차원 구조를 포함한다. 일부 구체예에서, 결합 모이어티는 소형 분자이다. 가령, 소형 분자는 대환상 분자, 저해제, 약물, 또는 화학적 화합물일 수 있다. 일부 구체예에서, 결합 모이어티는 세포이다. 가령, 결합 모이어티는 무손상 세포, 화합물 (가령, 약물)로 처리된 세포, 고정된 세포, 용해된 세포, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
검출 방법
결합된 결합 모이어티를 검출하기 위한 검출 방법은 광도측정 및 비-광도측정 수단을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 이런 방법 과정은 흡광도, 형광, 굴절률, 분극 또는 광 산란을 검출하고 계측하는 방법을 포함한다. 이들은 이런 파라미터를 계측하기 위한 직접적인 및/또는 간접적인 수단을 포함한다. 형광을 수반하는 방법은 면역학적 방법, 예를 들면, ELISA 또는 샌드위치 검정에서 형광 태깅을 포함한다. 굴절률을 수반하는 방법은 표면 플라스몬 공명 (SPR), 회절격자 연계된 방법 (가령, 센서 균일한 격자 결합기, 파장-규문된 광학 센서 (WIOS) 및 처프 격자 연결기), 공진 거울 및 간섭 측정 기술을 포함한다. 분극을 수반하는 방법은 타원법을 포함한다. 광 산란 방법 역시 이용될 수 있다. 태깅하고 및/또는 분리하고 및/또는 검출하기 위한 다른 수단은 또한, 자성 수단을 포함할 수 있다. 자기 공명 영상법 (MRI), 또는 가스상 이온 분광분석법 모두 이용될 수 있다.
비-광도측정 검출 방법은 제한 없이, 자기 공명 영상법, 가스상 이온 분광분석법, 원자력 현미경검사 및 다극 연계된 공명 분광법을 포함한다. 자기 공명 영상법 (MRI)은 분자에 관한 현미경적 화학적 및 물리적 정보를 획득하기 위해 과학자들에 의해 이용되는 분광 기술인 핵 자기 공명 (NMR)의 원리에 근거된다. 가스상 이온 분광계는 질량분광계, 이온 이동성 분광계 및 전체 이온 전류 계측 장치를 포함한다.
결합 검정 역시 예로서, 본원에서 설명된 표적 피분석물과 상호작용하는 질환 관련된 항체 (결합 모이어티)를 확인하는데 유용할 수 있다. 가령, 표적 피분석물에 결합하는 항체 또는 다른 분자는 결합 검정에서 확인될 수 있다. 결합 검정은 단리된 폴리펩티드, 미가공 추출물, 또는 세포-기초된 검정의 이용을 수반할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 구체예에서 본원에서 설명된 검정은 a) 첫 번째 질환 또는 두 번째 질환을 앓는 개체를 확인하고; (b) 질환 요법의 충격을 사정하고; 그리고 (c) 질환 진행을 모니터링하는데 이용될 수 있다.
결합 검정은 표적 피분석물을 결합 모이어티 (항체)를 포함하는 표본과 접촉시키고, 그리고 분자 및 검사 작용제가 결합 복합체를 형성할 만큼 충분한 시간을 허용하는 것을 수반할 수 있다. 형성된 임의의 결합 복합체는 다수의 확립된 분석 기법 중에서 어느 것을 이용하여 검출될 수 있다. 결합 검정은 비-변성 SDS- 폴리아크릴아미드 겔 상에서 공동침전 또는 공동이주, 웨스턴 블롯 상에서 공동이주를 계측하는 방법, 효소 연결된 면역 흡착 검정 (ELISA), 방사면역검정 (RIA), 면역방사 검정, 형광면역검정, 화학발광 검정, 생물발광 검정, 형광 활성화된 세포 분류 (FACS), 또는 형광 공명 에너지 전달 (FRET)을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다.
진단
본원에서 개시된 방법 및 기구는 신체 또는 장기 중에서 일부의 상태에서 변경을 포함하고, 기능의 수행을 차단하거나 또는 교란하고 및/또는 고통받는 사람 또는 이 사람과 접촉한 이들에게 증상, 예를 들면, 불편, 기능장애, 곤란, 또는 심지어 사망을 유발하는 다양한 질환 또는 장애를 선별검사하는데 이용될 수 있다. 질환 또는 장애는 또한, 디스템퍼, 병약, 불쾌, 병, 장애, 아픔, 질병, 증상 호소, 상호소인 및/또는 병적 상태를 들 수 있다
가령, 병든 동물로부터 결합 모이어티를 내포하는 표본은 어레이와 상호작용하는 결합 모이어티의 능력에 대해 동시에 선별검사될 수 있다. 이들 상호작용은 질환 상태에 있지 않거나, 질환 상태에 있는 사람의 증상을 나타내지 않거나, 또는 질환 상태의 증상을 나타내는 개체로부터 표본의 것들과 비교될 수 있다. 가령, 병든 동물로부터 표본 내에 결합 모이어티의 수준은 동시에 결정될 수 있다. 이들 수준은 질환 상태에 있지 않거나, 질환 상태에 있는 사람의 증상을 나타내지 않거나, 또는 질환 상태의 증상을 나타내는 개체로부터 표본의 것들과 비교될 수 있다.
본원에서 설명된 방법, 키트 및 조성물은 의학적 진단학, 약물 발견, 분자생물학, 면역학 및 독성학에서 이용될 수 있다. 어레이는 다양한 진단적 및 선별검사 적용에서 대규모 결합 검정에 이용될 수 있다. 다수의 표적 피분석물 (가령, 단백질)의 수준에서 정량적 변이의 다중화된 계측은 몇몇 내지 많은 상이한 표적 피분석물에 의해 규정되는 패턴의 인식을 허용한다. 표적 피분석물 및 결합 모이어티 사이에 다수의 상호작용의 다중화된 확인은 표적 피분석물 및 결합 모이어티 사이에 몇몇 내지 많은 상이한 상호작용에 의해 규정되는 결합 및 상호작용 패턴의 인식을 허용한다. 많은 생리학적 파라미터 및 질환 특이적 패턴은 동시에 사정될 수 있다. 한 구체예는 생물학적 표본에서 존재하는 단백질의 분리, 확인 및 특징화를 수반한다. 가령, 질환 및 대조 표본의 비교에 의해, 질환 특이적 표적 피분석물을 확인하는 것이 가능하다. 이들 표적 피분석물은 약물 개발을 위한 표적으로서 또는 질환의 분자 마커로서 이용될 수 있다. 본 발명의 기질-결합된 분자는 또한, 고체상 여과 장치로서 이용될 수 있는데, 여기서 포획 작용제가 표면에 부착된다.
일부 구체예에서, 방법은 질환 또는 장애, 예를 들면, 암, 염증성 질환, 면역 질환, 자가면역 질환, 심혈관 질환, 신경학적 질환, 감염성 질환, 대사 질환, 또는 출생전후 상태를 진단하거나 또는 검출하기 위한 방법일 수 있다. 가령, 질환 또는 장애는 종양, 신생물, 또는 암일 수 있다. 암은 유방암, 난소암, 폐암, 결장암, 증식성 폴립, 선종, 결장직장암, 고등급 형성장애, 저등급 형성장애, 전립선 과형성, 전립선암, 흑색종, 췌장암, 뇌암 (가령, 교모세포종), 혈액암, 간세포 암종, 자궁경부암, 자궁내막암, 두경부암, 식도암, 위장관 간질성 종양 (GIST), 신장 세포 암종 (RCC) 또는 위암일 수 있지만 이들에 한정되지 않는다. 결장직장암은 CRC Dukes B 또는 Dukes C-D일 수 있다. 혈액암은 B-세포 만성 림프성 백혈병, B-세포 림프종-DLBCL, B-세포 림프종-DLBCL-배 중심-유사, B-세포 림프종-DLBCL-활성화된 B-세포-유사, 또는 버킷 림프종일 수 있다. 질환 또는 장애는 또한, 전암 상태, 예를 들면, 바레트 식도일 수 있다. 질환 또는 장애는 또한, 염증성 질환, 면역 질환, 또는 자가면역 질환일 수 있다. 가령, 질환은 염증성 장 질환 (IBD), 크론병 (CD), 궤양성 대장염 (UC), 골반 염증, 혈관염, 건선, 당뇨병, 자가면역 간염, 다발성 경화증, 중증 근무력증, I형 당뇨병, 류마티스성 관절염, 건선, 전신성 홍반성 루푸스 (SLE), 하시모토 갑상선염, 그레이브스병, 강직성 척추염 쇼그렌병, 크레스트 증후군, 경피증, 류마티스성 질환, 장기 거부, 원발성 경화 담관염, 또는 패혈증일 수 있다. 질환 또는 장애는 또한, 심혈관 질환, 예를 들면, 죽상경화증, 울혈성 심부전, 취약 경화반, 뇌졸중, 또는 허혈일 수 있다. 심혈관 질환 또는 장애는 고혈압, 협착증, 혈관 폐색 또는 혈전 사고일 수 있다. 질환 또는 장애는 또한, 신경학적 질환, 예를 들면, 다발성 경화증 (MS), 파킨슨병 (PD), 알츠하이머병 (AD), 정신분열병, 양극성 장애, 우울증, 자폐증, 프리온 질환, 픽병, 치매, 헌팅턴병 (HD), 다운 증후군, 뇌혈관 질환, 라스무센 뇌염, 바이러스성 수막염, 신경정신병적 전신성 홍반성 루푸스 (NPSLE), 근위축성 측삭 경화증, 크로이츠펠트-야콥병, 게르스트만 슈투로이슬러 샤잉커 병, 전염가능한 해면상 뇌병증, 허혈성 재관류 손상 (가령, 뇌졸중), 뇌 외상, 미생물 감염, 또는 만성 피로 증후군일 수 있다. 질환은 또한, 섬유근통, 만성 신경병성 통증, 또는 말초 신경병성 통증일 수 있다. 질환 또는 장애는 또한, 감염성 질환, 예를 들면, 세균, 바이러스 또는 효모 감염일 수 있다. 가령, 질환 또는 장애는 휘플씨병, 프리온 질환, 간경변, 메티실린-내성 스타필로코쿠스 아우레우스 (staphylococcus aureus), HIV, 간염, 매독, 수막염, 말라리아, 결핵, 또는 인플루엔자일 수 있다. 질환 또는 장애는 또한, 출생전후 또는 임신 관련된 질환 (가령, 전자간증 또는 조기 분만), 지카 바이러스, 뎅기열, 플라비바이러스, 또는 대사 질환 또는 장애, 예를 들면, 철 대사와 연관된 대사 질환 또는 장애일 수 있다.
일부 구체예에서, 방법은 자가면역 장애를 진단하거나 또는 검출하기 위한 방법이다. 일부 구체예에서, 방법은 질환 또는 장애, 또는 질환 또는 장애의 진행을 결정하기 위한 방법일 수 있다. 면역계와 연관된 장애의 무제한적 실례는 다음을 포함할 수 있다: 자가면역 장애, 염증성 질환, HIV, 류마티스성 관절염, 진성 당뇨병 1형, 전신성 홍반성 루푸스, 경피증, 다발성 경화증, 중증 복합형 면역 부전증 (SCID), 디조지 증후군, 운동실조-모세관확장증, 계절적 알레르기, 다년성 알레르기, 음식 알레르기, 아나필락시스, 비만세포증, 알레르기 비염, 아토피성 피부염, 파킨슨 병, 알츠하이머 병, 비기능항진증, 백혈구 부착 결핍, X 연관된 림프구증식 질환, X 연관된 무감마글로불린혈증, 선택적 면역글로불린 A 결함, 과다 IgM 증후군, 자가면역 림프세포증식 증후군, 비스코트 올드리치 증후군, 만성 육아종병, 공통 가변성 면역결핍 (CVID), 고면역글로불린 E 증후군, 하시모토 갑상선염.
키트
또한, 전술한 바와 같이, 요지 방법을 실시하는데 이용되는 키트가 제시된다. 키트는 본원에서 설명된 조성물 중에서 한 가지 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 키트는 최소한 하나의 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편을 포함할 수 있다. 키트는 최소한 하나의 결합 모이어티를 포함할 수 있다.
키트는 고체 지지체를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 고체 지지체는 구조식 I의 최소한 하나의 분자로 이미 기능화된다. 일부 구체예에서, 고체 지지체는 최소한 하나의 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편으로 이미 기능화된다. 키트는 최소한 하나의 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편을 고체 지지체에 연계하기 시약을 포함할 수 있다.
키트 성분은 별개의 용기 내에 존재할 수 있거나, 또는 이들 성분 중에서 한 가지 또는 그 이상이 동일한 용기 내에 존재할 수 있고, 여기서 상기 용기는 저장 용기 및/또는 키트가 설계되는 검정 동안 이용되는 용기일 수 있다.
상기 성분에 더하여, 요지 키트는 요지 방법을 실시하기 위한 사용설명서를 더욱 포함할 수 있다. 이들 사용설명서는 키트의 포장, 포장 삽입물 등에서 적절한 매체 또는 기질 (가령, 정보가 인쇄된 한 장 또는 여러 장의 종이) 상에 인쇄된 정보와 같은 다양한 형태에서 요지 키트 내에 존재할 수 있다. 또 다른 수단은 컴퓨터 판독가능 매체 (가령, 디스켓, CD 등)일 것인데, 여기에 정보가 기록되었다. 존재할 수 있는 또 다른 수단은 인터넷을 통해 멀리 떨어진 위치에서 정보에 접근하는데 이용될 수 있는 웹사이트 주소이다.
결과 전달
추가 구체예는 예로서, 기술자, 의사 또는 개체에게 검정 결과 또는 진단 결과 또는 둘 모두의 전달에 관계한다. 일정한 구체예에서, 컴퓨터가 사정 또는 진단 또는 둘 모두의 결과를 이해 관계인, 예를 들면, 의사 및 이들의 환자에게 전달하는데 이용될 것이다. 일부 구체예에서, 이들 결과 또는 진단이 전달되는 국가 또는 관할 구역과 상이한 국가 또는 관할 구역에서 사정이 수행되거나 또는 결과가 분석될 수 있다. 일부 구체예에서, 검사 개체에서 결합 모이어티 또는 결합 서명의 존재 또는 부재, 또는 확인된 신호에 근거된 진단은 진단이 획득된 후 가능한 빨리 개체에게 전달될 수 있다. 진단은 개체의 치료 의사에 의해 개체에게 전달될 수 있다. 대안으로, 진단은 검사 개체에게 이메일로 보내질 수 있거나 또는 개체에게 전화로 전달될 수 있다. 컴퓨터가 진단을 이메일 또는 전화로 전달하는데 이용될 수 있다. 일정한 구체예에서, 진단 검사의 결과를 내포하는 메시지가 전기통신 분야에서 당업자에게 익숙할 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 이용하여 산출되고 개체에게 자동적으로 전달될 수 있다. 일정한 구체예에서, 표본의 검정, 질환의 진단, 그리고 방법 결과 또는 진단의 전달을 비롯한, 방법 단계 중에서 전부 또는 일부가 다양한 (가령, 외국) 관할 구역에서 실행될 수 있다.
다른 구체예
본원에서 이용된 섹션 제목은 단지 편재를 목적으로 하고 설명된 요부를 한정하는 것으로 간주되지 않는다.
본원에서 설명된 방법과 조성물은 본원에서 설명된 특정 방법, 프로토콜, 구조체, 그리고 시약에 한정되지 않고, 따라서 변할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 본원에서 이용된 용어는 단지 특정 구체예를 설명하기 위한 것이고, 그리고 본원에서 설명된 방법과 조성물의 범위를 한정하는 것으로 의도되지 않으며, 상기 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정되는 것으로 이해된다. 본 발명의 바람직한 구체예가 본원에서 도시되고 설명되긴 했지만, 이런 구체예가 단지 실례로서 제공된다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다양한 변이, 변화와 치환이 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 당업자에게 발생할 것이다. 본원에서 설명된 발명의 구체예에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시하는데 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 다음 청구항은 발명의 범위를 규정하고, 그리고 이들 청구항의 범위 내에 방법과 구조 및 이들의 등가물이 그것에 의해 커버되는 것으로 의도된다.
예시를 위한 실례 적용에 관하여 여러 양상이 설명된다. 달리 지시되지 않으면, 임의의 구체예는 임의의 다른 구체예와 조합될 수 있다. 다양한 특정한 상세, 관계 및 방법은 본원에서 설명된 특질에 관한 완전한 이해를 제공하기 위해 진술되는 것으로 이해되어야 한다. 당업자는 하지만, 본원에서 설명된 특질이 특정한 상세 중에서 한 가지 또는 그 이상 없이, 또는 다른 방법으로 실시될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 본원에서 설명된 특질은 행위 또는 사건의 예시된 순서에 의해 제한되지 않는데, 그 이유는 일부 행위가 상이한 순서에서 및/또는 다른 행위 또는 사건과 동시에 일어날 수 있기 때문이다. 게다가, 본원에서 설명된 특질에 따라서 방법을 실행하기 위해, 모든 예시된 행위 또는 사건이 필요한 것은 아니다.
본원에서 일부 발명 구체예는 수치 범위를 예기한다. 범위가 존재할 때, 이들 범위는 범위 종결점을 포함한다. 추가적으로, 모든 부분범위 및 상기 범위 내에 값은 마치 명시적으로 정서되는 것처럼 존재한다. 용어 "약" 또는 "대략"은 당업자에 의해 결정될 때 특정 값에 대한 허용되는 오차 범위 이내를 의미하는데, 이것은 상기 값이 어떻게 계측되거나 또는 결정되는 지, 예를 들면, 계측 시스템의 제한에 부분적으로 의존할 것이다. 가령, "약"은 당해 분야에서 관례에 따라, 1 이내 또는 1보다 큰 표준 편차를 의미할 수 있다. 대안으로, "약"은 소정의 값의 최대 20%, 최대 10%, 최대 5%, 또는 최대 1%의 범위를 의미할 수 있다. 대안으로, 특히, 생물학적 시스템 또는 과정에 대하여, 상기 용어는 값의 1 크기 자릿수 이내, 5-배 이내, 또는 2-배 이내를 의미할 수 있다. 특정 값이 출원 및 청구항에서 설명되는 경우에, 달리 명시되지 않으면, 특정 값에 대한 허용되는 오차 범위 이내를 의미하는 용어 "약"이 가정될 수 있다.
실시예
실시예 1 - GPTMS-PAAm
도면 1은 GPTMS-PAAm 분자를 도해한다.
실시예 2 - GPTMS-TAEA
도면 2는 GPTMS-TAEA 분자를 도해한다.
실시예 3 - GPTMS-HMDA
도면 5는 GPTMS-HMDA 분자를 도해한다.

Claims (53)

  1. 아래의 구조식을 갖는 분자 또는 이의 염:
    Figure pct00014
    ,
    여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 아릴, 헤테로아릴, 알키닐, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 술폰아미딜, 아실, 또는 -CO2R8이고, 여기서 R8은 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 또는 아릴시클로알킬알킬이고; 또는 여기서 R1 및 R2 및 이들이 결합되는 N은 고리를 형성하고; 또는 여기서 R1 또는 R2 중에서 최소한 한 가지는 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 다당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편을 포함하고;
    N으로부터 X로 정향된 R3은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 아미노-치환된 아미도헤테로알킬이고, 이들 각각은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬로 임의선택적으로 치환되고; 또는 여기서 R3은
    Figure pct00015
    -(CR9R10CR11R12)n-
    Figure pct00016
    이고, 여기서 n은 1 내지 100이고, 그리고 R9, R10, R11 및 R12는 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 수소, 할로, 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 아미노-치환된 아미도헤테로알킬이고; 또는 여기서 R3은
    Figure pct00017
    이고,
    여기서 n2 및 n4는 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 1, 2, 또는 3이고, 그리고 n3은 1 내지 20이고; 또는 여기서 R3은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노헤테로알킬 및 아미도알킬을 포함하는 중합체이고;
    X는 O, NR13, 또는 S이고, 여기서 R13은 수소 또는 알킬이고;
    X로부터 C로 정향된 R4는 알킬, 알킬에테르 및 알킬티오에테르이고, 여기서 알킬, 알킬에테르 및 알킬티오에테르 각각은 히드록실, 티올, 아미노, 또는 할로로 임의선택적으로 치환되고;
    R5, R6 및 R7은 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 실릴, 또는 실록시이고; 그리고
    여기서 R5, R6, 또는 R7 중에서 최소한 한 가지는 고체상을 임의선택적으로 더욱 포함함.
  2. 청구항 1에 있어서, 고체상을 포함하는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 고체상은 실리콘 원자를 포함하는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  4. 아래의 구조식을 갖는 분자 또는 이의 염:
    Figure pct00018
    ,
    여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 아릴, 헤테로아릴, 알키닐, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 술폰아미딜, 아실, 또는 -CO2R8이고, 여기서 R8은 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 또는 아릴시클로알킬알킬이고; 또는 여기서 R1 및 R2 및 이들이 결합되는 N은 고리를 형성하고; 또는 여기서 R1 또는 R2 중에서 최소한 한 가지는 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 펩티드, 펩토이드, 당류, 다당류, 앱타머, 또는 항체 또는 이의 단편을 포함하고;
    NR1R2로부터 NH로 정향된 R3은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 아미노-치환된 아미도헤테로알킬이고, 이들 각각은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬로 임의선택적으로 치환되고; 또는 여기서 R3은
    Figure pct00019
    -(CR7R8CR9R10)n-
    Figure pct00020
    이고, 여기서 n은 1 내지 100이고, 그리고 R7, R8, R9 및 R10은 동일하거나 상이하고, 그리고 수소, 할로, 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 아미노-치환된 아미도헤테로알킬이고; 또는 여기서 R3은
    Figure pct00021
    이고,
    여기서 n2 및 n4는 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 1, 2, 또는 3이고, 그리고 n3은 1 내지 20이고; 또는 여기서 R3은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬 및 아미노-치환된 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬을 포함하는 중합체 또는 덴드리머이고;
    R4, R5 및 R6은 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 실릴, 또는 실록시이고;
    (*)은 탄소 중심이고, 여기서 상기 탄소 중심은 R-형상 또는 S-형상으로 있고; 그리고
    여기서 R4, R5, 또는 R6 중에서 최소한 한 가지는 고체상을 임의선택적으로 더욱 포함함.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 탄소 중심은 R-형상으로 있는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 탄소 중심은 S-형상으로 있는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  7. 청구항 4 내지 6 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 고체상을 포함하는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 고체상은 실리콘 원자를 포함하는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  9. 청구항 4 내지 8 중에서 어느 한 항에 있어서, R3은 알킬, 아미노헤테로알킬, 폴리아미도아미노알킬, 또는 폴리아미노알킬인 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  10. 아래의 구조식을 갖는 분자 또는 이의 염:
    Figure pct00022
    ,
    Figure pct00023
    ,
    Figure pct00024
    , 또는
    Figure pct00025
    ,
    여기서:
    n1=1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7이고;
    n2 및 n3은 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 약 1 내지 약 1000이고;
    R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19 및 R20은 동일하거나 상이하고, 그리고 수소, 알킬, 알케닐, 아릴, 헤테로아릴, 알키닐, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 술폰아미딜, 아실, 또는 -CO2R24이고, 여기서 R24는 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 아릴알케닐, 할로알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 또는 아릴시클로알킬알킬이고; 또는 여기서 R1 및 R2 및 이들이 결합되는 N, R3 및 R4 및 이들이 결합되는 N, R5 및 R6 및 이들이 결합되는 N, R7 및 R8 및 이들이 결합되는 N, R9 및 R10 및 이들이 결합되는 N, R11 및 R12 및 이들이 결합되는 N, R13 및 R14 및 이들이 결합되는 N, R15 및 R16 및 이들이 결합되는 N, R17 및 R18 및 이들이 결합되는 N, 그리고 R19 및 R20 및 이들이 결합되는 N은 독립적으로 고리를 임의선택적으로 형성하고;
    R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 그리고 독립적으로 수소, 알킬, 실릴, 또는 실록시이고;
    (*), (**) 및 (***)은 탄소 중심이고, 여기서 상기 탄소 중심은 독립적으로 R-형상 또는 S-형상으로 있거나, 또는 아키랄 중심일 수 있고;
    (****)은 두 번째 탄소 중심이고, 여기서 상기 두 번째 탄소 중심은 R-형상 또는 S-형상으로 있고; 그리고
    여기서 R21, R22 또는 R23 중에서 최소한 한 가지는 고체상을 임의선택적으로 더욱 포함함.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 탄소 중심은 R-형상으로 있는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 탄소 중심은 S-형상으로 있는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  13. 청구항 10 내지 12 중에서 어느 한 항에 있어서, 고체상을 포함하는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 고체상은 실리콘 원자를 포함하는 것을 특징으로 하는 분자 또는 이의 염.
  15. 청구항 1 내지 14 중에서 어느 한 항의 분자 또는 염을 합성하는 방법에 있어서, 다음을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    a. 고체 기질 및 아래를 포함하는 첫 번째 분자 사이에 산소-실리콘 공유 결합을 형성하고:
    i. 첫 번째 단부에서 상기 실리콘 및 두 번째 단부에서 에폭시드,
    이소시안산염, 또는 티오이소시안산염;
    b. 상기 에폭시드, 이소시안산염, 또는 티오이소시안산염의 탄소 원자 및 아미노 기를 포함하는 두 번째 분자 사이에 Y-탄소 공유 결합을 형성하고;
    여기서 Y는 질소, 산소, 황, 또는 셀레늄이고;
    여기서 상기 에폭시드, 이소시안산염, 또는 이소티오시안산염 및 상기 실리콘은 알킬, 알킬에테르, 또는 알킬티오에테르를 포함하는 기에 의해 연결되고, 여기서 알킬, 알킬에테르, 또는 알킬티오에테르 각각은 히드록실, 티올, 아미노, 또는 할로로 임의선택적으로 치환됨.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 두 번째 분자는 알킬아민, 헤테로알킬아민, 아미노-치환된 알킬아민, 아미노-치환된 헤테로알킬아민, 아미도알킬아민, 아미도헤테로알킬아민, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬아민이고, 이들 각각은 알킬, 헤테로알킬, 아미노-치환된 알킬, 아미노-치환된 헤테로알킬, 아미도알킬, 아미도헤테로알킬, 또는 아미노-치환된 아미도헤테로알킬로 임의선택적으로 치환되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 청구항 15 또는 16에 있어서, 상기 산소-실리콘 결합을 형성하는 것은 증착 반응을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 증착 반응은 가스상에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 증착 반응은 화학 기상 증착 반응을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 화학 기상 증착 반응은 상승된 온도에서 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 상승된 온도는 최소한 약 100 ℃, 110 ℃, 120 ℃, 130 ℃, 140 ℃, 또는 150 ℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 청구항 15 내지 21 중에서 어느 한 항에 있어서, 단계 b는 희석제의 이용을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 희석제는 알코올인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 청구항 23에 있어서, 상기 알코올은 이소프로필 알코올인 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 청구항 15 또는 24 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 첫 번째 분자는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 (GPTMS)인 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 청구항 15 내지 25 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 두 번째 분자는 에틸렌디아민 (EDA), (에틸렌디옥시)비스(에틸아민) (EDBA), 트리스 (2-아미노에틸)아민 (TAEA), 폴리아미도아민 (PAMAM), 또는 폴리알릴아민 (PAAm)인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 청구항 26에 있어서, 상기 두 번째 분자는 PAAm인 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 PAAm은 약 1KDa 내지 약 100KDa의 평균 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 청구항 15 내지 28 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 두 번째 분자는 약 100 ℃ 내지 300 ℃의 끓는점을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 청구항 15 내지 29 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 아미노 기를 보호된 아미노산 또는 이의 염에 연계하는 것을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 청구항 30에 있어서, 상기 보호된 아미노산은 tert-부틸 카바메이트 (Boc)- 또는 9-플루오레닐메틸 카바메이트 (Fmoc)-보호된 아미노산인 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 청구항 30 또는 31에 있어서, 상기 아미노산은 글리신인 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 청구항 1 내지 14 중에서 어느 한 항의 2가지 또는 그 이상의 분자 또는 염을 포함하는 아미노 코팅.
  34. 청구항 33의 아미노 코팅의 아미노 기 밀도를 조정하는 방법.
  35. 청구항 1 내지 14 중에서 어느 한 항의 최소한 2가지의 분자 또는 염을 포함하는 어레이.
  36. 청구항 35에 있어서, 상기 어레이는 cm2당 약 1x1010 기 내지 cm2당 약 1x1014 기의 상기 아미노 기의 밀도를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이.
  37. 청구항 35 또는 36에 있어서, 상기 분자 또는 염은 입체강화되거나 또는 라셈체인 것을 특징으로 하는 어레이.
  38. 청구항 35 내지 37 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 분자 또는 염은 최소한 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 100%의 거울상이성질체 과잉을 갖는 것을 특징으로 하는 어레이.
  39. 청구항 35 내지 38 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 분자 또는 이들의 염 중에서 최소한 일부는 코팅을 형성하고, 여기서 상기 코팅은 약 1 옹스트롬 내지 약 25 옹스트롬의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 어레이.
  40. 청구항 35 내지 39 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 분자 또는 이들의 염은 교차연결되는 것을 특징으로 하는 어레이.
  41. 청구항 35 내지 40 중에서 어느 한 항에 있어서, 사용설명서를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이.
  42. 어레이를 만드는 방법에 있어서, 청구항 1 내지 14 중에서 어느 한 항의 분자 또는 염을 기질과 연관시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 어레이를 만드는 방법에 있어서, 청구항 20 내지 32 중에서 어느 한 항의 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 청구항 42 또는 43에 있어서, 어레이는 cm2당 약 1x1010 기 내지 cm2당 약 1x1014 기의 상기 아미노 기의 밀도를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 청구항 42 내지 44 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 어레이 상에서 상기 아미노 기의 밀도를 조정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 청구항 1 내지 14 중에서 어느 한 항의 분자 또는 염 및 사용설명서를 포함하는 키트.
  47. 청구항 35 내지 41 중에서 어느 한 항의 어레이 및 사용설명서를 포함하는 키트.
  48. 청구항 46 또는 47에 있어서, 결합 모이어티를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  49. 청구항 48에 있어서, 상기 결합 모이어티는 항체를 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  50. 청구항 48 또는 49에 있어서, 상기 결합 모이어티는 신호를 방출하는 것을 특징으로 하는 키트.
  51. 키트를 만드는 방법에 있어서, 청구항 1 내지 14 중에서 어느 한 항의 분자 또는 염으로 키트를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 청구항 15 내지 32 중에서 어느 한 항의 과정에 의해 만들어진 분자 또는 이의 염.
  53. 청구항 42 내지 45 중에서 어느 한 항의 과정에 의해 만들어진 어레이.
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