RU2778014C1 - Resin composition and flow cells including this resin composition - Google Patents
Resin composition and flow cells including this resin composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778014C1 RU2778014C1 RU2020141578A RU2020141578A RU2778014C1 RU 2778014 C1 RU2778014 C1 RU 2778014C1 RU 2020141578 A RU2020141578 A RU 2020141578A RU 2020141578 A RU2020141578 A RU 2020141578A RU 2778014 C1 RU2778014 C1 RU 2778014C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resin composition
- resin
- cured
- free radical
- autofluorescence
- Prior art date
Links
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 title claims abstract description 146
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 134
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 134
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000003211 photoinitiator Substances 0.000 claims abstract description 68
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 58
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 36
- FAYMLNNRGCYLSR-UHFFFAOYSA-M Triphenylsulfonium triflate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.C1=CC=CC=C1[S+](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FAYMLNNRGCYLSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 230000002068 genetic Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 50
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 48
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 31
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 14
- VFHVQBAGLAREND-UHFFFAOYSA-N diphenylphosphoryl-(2,4,6-trimethylphenyl)methanone Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(=O)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 VFHVQBAGLAREND-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LXCIHXPVYQKJAG-UHFFFAOYSA-N N-[aziridin-1-yl-(2-methylaziridin-1-yl)phosphoryl]-N-prop-2-enylprop-2-en-1-amine Chemical group CC1CN1P(=O)(N(CC=C)CC=C)N1CC1 LXCIHXPVYQKJAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- ZIFLDVXQTMSDJE-UHFFFAOYSA-N 3-[[dimethyl-[3-(2-methylprop-2-enoyloxy)propyl]silyl]oxy-dimethylsilyl]propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCC[Si](C)(C)O[Si](C)(C)CCCOC(=O)C(C)=C ZIFLDVXQTMSDJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GUCYFKSBFREPBC-UHFFFAOYSA-N [phenyl-(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphoryl]-(2,4,6-trimethylphenyl)methanone Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(=O)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C(=O)C1=C(C)C=C(C)C=C1C GUCYFKSBFREPBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CUHKVBVNLQPDQC-UHFFFAOYSA-N 3-[2,4,6,8-tetramethyl-4,6,8-tris(3-prop-2-enoyloxypropyl)-1,3,5,7,2,4,6,8-tetraoxatetrasilocan-2-yl]propyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCC[Si]1(C)O[Si](C)(CCCOC(=O)C=C)O[Si](C)(CCCOC(=O)C=C)O[Si](C)(CCCOC(=O)C=C)O1 CUHKVBVNLQPDQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 7
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 7
- KWVGIHKZDCUPEU-UHFFFAOYSA-N 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone Chemical group C=1C=CC=CC=1C(OC)(OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 KWVGIHKZDCUPEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KMNCBSZOIQAUFX-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxy-1,2-diphenylethanone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(OCC)C(=O)C1=CC=CC=C1 KMNCBSZOIQAUFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SURWYRGVICLUBJ-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene Chemical group C1=CC=CC2=C(OC)C3=CC(CC)=CC=C3C(OC)=C21 SURWYRGVICLUBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XMLYCEVDHLAQEL-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one Chemical compound CC(C)(O)C(=O)C1=CC=CC=C1 XMLYCEVDHLAQEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZMDDERVSCYEKPQ-UHFFFAOYSA-N [ethoxy(phenyl)phosphoryl]-(2,4,6-trimethylphenyl)methanone Chemical compound C=1C=CC=CC=1P(=O)(OCC)C(=O)C1=C(C)C=C(C)C=C1C ZMDDERVSCYEKPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 38
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- KRZGZGXXONWBRA-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(ethenyl)benzene;2-(phenylmethoxymethyl)oxirane;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=C(C=C)C=C1.C1OC1COCC1=CC=CC=C1 KRZGZGXXONWBRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 abstract 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 70
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 47
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 23
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 20
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 20
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 16
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 15
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 13
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 10
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 10
- JFNLZVQOOSMTJK-UHFFFAOYSA-N Norbornene Chemical compound C1C2CCC1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 9
- 125000005373 siloxane group Chemical group [SiH2](O*)* 0.000 description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 125000004452 carbocyclyl group Chemical group 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 8
- 125000005842 heteroatoms Chemical group 0.000 description 8
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 8
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 8
- 238000002444 silanisation Methods 0.000 description 8
- 125000000852 azido group Chemical group *N=[N+]=[N-] 0.000 description 7
- 238000006352 cycloaddition reaction Methods 0.000 description 7
- ZPWOOKQUDFIEIX-UHFFFAOYSA-N cyclooctyne Chemical group C1CCCC#CCC1 ZPWOOKQUDFIEIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920003013 deoxyribonucleic acid Polymers 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 7
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 7
- 229920001721 Polyimide Polymers 0.000 description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 6
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 6
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 6
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical group [H]* 0.000 description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 6
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004433 nitrogen atoms Chemical group N* 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 6
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-Aminopropyl)triethoxysilane Chemical group CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 5
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 5
- IVRMZWNICZWHMI-UHFFFAOYSA-N azide Chemical compound [N-]=[N+]=[N-] IVRMZWNICZWHMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 238000003260 fluorescence intensity Methods 0.000 description 5
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 4
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000002837 carbocyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 230000000295 complement Effects 0.000 description 4
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 150000002848 norbornenes Chemical class 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical group O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 4
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DPOPAJRDYZGTIR-UHFFFAOYSA-N tetrazine Chemical compound C1=CN=NN=N1 DPOPAJRDYZGTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 289-95-2 Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SQDFHQJTAWCFIB-UHFFFAOYSA-N N-methylidenehydroxylamine Chemical class ON=C SQDFHQJTAWCFIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001850 Nucleic acid sequence Polymers 0.000 description 3
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N Purine Chemical compound N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 3
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 description 3
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000001127 nanoimprint lithography Methods 0.000 description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 3
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 3
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 3
- 230000002441 reversible Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 150000003536 tetrazoles Chemical class 0.000 description 3
- 150000003573 thiols Chemical group 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- WCKQPPQRFNHPRJ-UHFFFAOYSA-N 4-[[4-(dimethylamino)phenyl]diazenyl]benzoic acid Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1N=NC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 WCKQPPQRFNHPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000882 C2-C6 alkenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003601 C2-C6 alkynyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000001313 C5-C10 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000041 C6-C10 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical class OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 2
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 2
- 101700011961 DPOM Proteins 0.000 description 2
- ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N Deoxyribose Chemical group OC[C@@H](O)[C@@H](O)CC=O ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 0.000 description 2
- 101710029649 MDV043 Proteins 0.000 description 2
- 229940088644 N,N-dimethylacrylamide Drugs 0.000 description 2
- YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylprop-2-enamide Chemical compound CN(C)C(=O)C=C YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101700061424 POLB Proteins 0.000 description 2
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 2
- 101700054624 RF1 Proteins 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004158 TaO Inorganic materials 0.000 description 2
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N Tantalum pentoxide Chemical compound O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N Thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M buffer Substances [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 2
- 125000000596 cyclohexenyl group Chemical group C1(=CCCCC1)* 0.000 description 2
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 2
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 2
- 150000007857 hydrazones Chemical class 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N methylphenylketone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC=C1 KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 2
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atoms Chemical group O* 0.000 description 2
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 125000000548 ribosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- URYYVOIYTNXXBN-OWOJBTEDSA-N trans-cyclooctene Chemical compound C1CCC\C=C\CC1 URYYVOIYTNXXBN-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- 125000005409 triarylsulfonium group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- LWHOMMCIJIJIGV-UHFFFAOYSA-N (1,3-dioxobenzo[de]isoquinolin-2-yl) trifluoromethanesulfonate Chemical compound C1=CC(C(N(OS(=O)(=O)C(F)(F)F)C2=O)=O)=C3C2=CC=CC3=C1 LWHOMMCIJIJIGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QFMYCPNBAGXLDL-UHFFFAOYSA-M (2-methylphenyl)-(2,4,6-trimethylphenyl)iodanium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.CC1=CC(C)=CC(C)=C1[I+]C1=CC=CC=C1C QFMYCPNBAGXLDL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ACECCQKPLSDCLC-UHFFFAOYSA-N 1-(dimethylaminodiazenyl)cyclohexa-2,4-diene-1-carboxylic acid Chemical compound CN(C)N=NC1(C(O)=O)CC=CC=C1 ACECCQKPLSDCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJUGUADJHNHALS-UHFFFAOYSA-N 1H-tetrazole Chemical compound C=1N=NNN=1 KJUGUADJHNHALS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLCVNBXWMQMKGJ-UHFFFAOYSA-N 2-(5-bicyclo[2.2.1]hept-2-enyl)ethyl-trimethoxysilane Chemical compound C1C2C(CC[Si](OC)(OC)OC)CC1C=C2 WLCVNBXWMQMKGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QECCQGLIYMMHCR-UHFFFAOYSA-N 2-[2,2-bis(oxiran-2-ylmethoxymethyl)butoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCC(COCC1OC1)(CC)COCC1CO1 QECCQGLIYMMHCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000643 Adenine Drugs 0.000 description 1
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Natural products NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N Anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N Buckminsterfullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910014033 C-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- CVICLUMATJXXDN-UHFFFAOYSA-N C[Si]1(O[Si](O[Si](O[Si](O1)(CCC12C(CCCC1)O2)C)(CCC12C(CCCC1)O2)C)(CCC12C(CCCC1)O2)C)CCC12C(CCCC1)O2 Chemical compound C[Si]1(O[Si](O[Si](O[Si](O1)(CCC12C(CCCC1)O2)C)(CCC12C(CCCC1)O2)C)(CCC12C(CCCC1)O2)C)CCC12C(CCCC1)O2 CVICLUMATJXXDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZXIJMRYMVAMXQP-UHFFFAOYSA-N Cycloheptene Chemical compound C1CCC=CCC1 ZXIJMRYMVAMXQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N Cyclohexene Chemical compound C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940104302 Cytosine Drugs 0.000 description 1
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N Cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910014570 C—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N Guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N Hafnium(IV) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LJQLCJWAZJINEB-UHFFFAOYSA-N Hexafluorophosphate Chemical compound F[P-](F)(F)(F)(F)F LJQLCJWAZJINEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006736 Huisgen cycloaddition reaction Methods 0.000 description 1
- PDCKRJPYJMCOFO-UHFFFAOYSA-N Imidogen Chemical compound [NH] PDCKRJPYJMCOFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQNFLJBBNBOBRQ-UHFFFAOYSA-N Indane Chemical compound C1=CC=C2CCCC2=C1 PQNFLJBBNBOBRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N Methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYORIKDXEZTMQA-UHFFFAOYSA-N N-[5-[(2-azidoacetyl)amino]pentyl]prop-2-enamide Chemical compound C=CC(=O)NCCCCCNC(=O)CN=[N+]=[N-] UYORIKDXEZTMQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N N-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010546 Norrish type I reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010547 Norrish type II reaction Methods 0.000 description 1
- 210000004940 Nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229920001748 Polybutylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 108020004518 RNA Probes Proteins 0.000 description 1
- 239000003391 RNA probe Substances 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N Silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N Simethicone Chemical class C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940113082 Thymine Drugs 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N TiO Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940035893 Uracil Drugs 0.000 description 1
- TZNPHIOIDNAAAS-UHFFFAOYSA-N [5,6]-Fullerene-C70 Chemical compound C12C3C4C5C6C7C(C8C9C%10C%11C(C%12C%139)C9C%14%15)C%13C5C3C%12C%15C31C1C%14CCC9C%11CCC%10CC8CC7CC6CC4C2CC3C1 TZNPHIOIDNAAAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQOXIKVRXYCUMT-UHFFFAOYSA-N [dimethyl-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silyl]oxy-dimethyl-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1CC2OC2CC1CC[Si](C)(C)O[Si](C)(C)CCC1CC2OC2CC1 UQOXIKVRXYCUMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MFIBZDZRPYQXOM-UHFFFAOYSA-N [dimethyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silyl]oxy-dimethyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound C1OC1COCCC[Si](C)(C)O[Si](C)(C)CCCOCC1CO1 MFIBZDZRPYQXOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003213 activating Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000005073 adamantyl group Chemical group C12(CC3CC(CC(C1)C3)C2)* 0.000 description 1
- OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N adenosine Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004183 alkoxy alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical group 0.000 description 1
- 125000002178 anthracenyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000000987 azo dye Substances 0.000 description 1
- DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N azobenzene Chemical class C1=CC=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003828 azulenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- SIVKZPBURVINMX-UHFFFAOYSA-N bicyclo[3.3.1]non-4-ene Chemical compound C1CC=C2CCCC1C2 SIVKZPBURVINMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFHUIVOGLJUQID-UHFFFAOYSA-N bicyclo[4.2.1]non-5-ene Chemical compound C1CCC(C2)CCC2=C1 BFHUIVOGLJUQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCQNMEMRZWQKGX-UHFFFAOYSA-N bicyclo[4.2.1]non-6-ene Chemical compound C1C2CC=C1CCCC2 NCQNMEMRZWQKGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXRMUVNCLZHDOI-UHFFFAOYSA-N bicyclo[4.3.1]dec-6-ene Chemical compound C1C2=CCCC1CCCC2 TXRMUVNCLZHDOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QDNSAFCVPAMWCJ-UHFFFAOYSA-N bicyclo[6.1.0]non-4-yne Chemical compound C1CC#CCCC2CC21 QDNSAFCVPAMWCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMMVIBOOKKBOO-UHFFFAOYSA-N bicyclo[6.1.0]non-5-yne Chemical compound C1CCC#CCC2CC21 TVMMVIBOOKKBOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBTXYHVTBXDKLE-UHFFFAOYSA-N bicyclo[6.1.0]non-6-yne Chemical compound C1CCCC#CC2CC21 SBTXYHVTBXDKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- OAMGQISBZWPZNN-UHFFFAOYSA-M bis(2,4,6-trimethylphenyl)iodanium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.CC1=CC(C)=CC(C)=C1[I+]C1=C(C)C=C(C)C=C1C OAMGQISBZWPZNN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UYZZVQJHJQMDMM-UHFFFAOYSA-H bis(4-dodecylphenyl)iodanium;hexafluoroantimony(1-) Chemical compound F[Sb-](F)(F)(F)(F)F.C1=CC(CCCCCCCCCCCC)=CC=C1[I+]C1=CC=C(CCCCCCCCCCCC)C=C1 UYZZVQJHJQMDMM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- LHLVGWWCRPPKBC-UHFFFAOYSA-N bis(4-methylphenyl)iodanium;hexafluorophosphate Chemical compound F[P-](F)(F)(F)(F)F.C1=CC(C)=CC=C1[I+]C1=CC=C(C)C=C1 LHLVGWWCRPPKBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJLLNCQWBHTSCB-UHFFFAOYSA-N bis(4-tert-butylphenyl)iodanium;hexafluorophosphate Chemical compound F[P-](F)(F)(F)(F)F.C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1[I+]C1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1 CJLLNCQWBHTSCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000004369 butenyl group Chemical group C(=CCC)* 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- BESIOWGPXPAVOS-OWOJBTEDSA-N cyclononene Chemical compound C1CCC\C=C\CCC1 BESIOWGPXPAVOS-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 description 1
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001809 detectable Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- WEYUQUMMYNRIPP-UHFFFAOYSA-M diphenyl-(4-phenylsulfanylphenyl)sulfanium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.C=1C=C([S+](C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)C=CC=1SC1=CC=CC=C1 WEYUQUMMYNRIPP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002964 excitative Effects 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004366 heterocycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- MBAKFIZHTUAVJN-UHFFFAOYSA-H hexafluoroantimony(1-) Chemical compound F[Sb-](F)(F)(F)(F)F MBAKFIZHTUAVJN-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 125000006038 hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002429 hydrazines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000717 hydrazino group Chemical group [H]N([*])N([H])[H] 0.000 description 1
- 125000005597 hydrazone group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 description 1
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000813 microcontact printing Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- OOYZLFZSZZFLJW-UHFFFAOYSA-M naphthalen-1-yl(diphenyl)sulfanium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.C1=CC=CC=C1[S+](C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=CC=C1 OOYZLFZSZZFLJW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical group 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000006574 non-aromatic ring group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003518 norbornenyl group Chemical group C12(C=CC(CC1)C2)* 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229920002113 octoxynol Polymers 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N oxygen atom Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002255 pentenyl group Chemical group C(=CCCC)* 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000023 polynucleotide Polymers 0.000 description 1
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive Effects 0.000 description 1
- 125000004368 propenyl group Chemical group C(=CC)* 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007841 sequencing by ligation Methods 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N silicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 125000005017 substituted alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000003930 superacid Substances 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000004905 tetrazines Chemical class 0.000 description 1
- 125000005247 tetrazinyl group Chemical group N1=NN=NC(=C1)* 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001929 titanium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M triflate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Перекрестные ссылки на родственные заявкиCross-references to related applications
Настоящая заявка претендует на полезный эффект предварительной патентной заявки US 62/701228, поданной 20 июля 2018 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.This application claims the benefit of Provisional Patent Application US 62/701228, filed July 20, 2018, the contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety.
Предшествующий уровень техникиPrior Art
Биологический массив (англ. biological array, также называемый биочипом или биологической матрицей) - это один из огромного множества инструментов, применяемых для обнаружения и анализа молекул, включающих дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и рибонуклеиновую кислоту (РНК). Массивы для указанного применения конструируют таким образом, чтобы они включали зонды для нуклеотидных последовательностей, находящихся в генах человека и других организмов. Например, в некоторых вариантах применения отдельные зонды для ДНК и РНК могут быть присоединены к небольшим участкам, создаваемым на подложке массива в виде геометрической сетки (или неупорядоченным образом). Например, испытуемый образец, полученный из известного человеческого или другого организма, может быть нанесен на сетку таким образом, чтобы комплементарные фрагменты гибридизовались с зондами на индивидуальных сайтах массива. Затем массив может быть исследован сканированием сайтов при определенных частотах света, и по флуоресценции тех сайтов, с которыми гибридизованы фрагменты, может быть установлено, какие именно фрагменты присутствуют в образце.A biological array (English biological array, also called a biochip or biological matrix) is one of a huge variety of tools used to detect and analyze molecules, including deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA). Arrays for this application are designed to include probes for nucleotide sequences found in the genes of humans and other organisms. For example, in some applications, separate DNA and RNA probes can be attached to small patches created on the array substrate in a geometric grid (or random manner). For example, a test sample derived from a known human or other organism may be applied to the grid such that complementary fragments hybridize to the probes at individual sites in the array. The array can then be examined by scanning the sites at certain frequencies of light, and the fluorescence of the sites to which the fragments are hybridized can determine which fragments are present in the sample.
Биологические массивы могут быть применены для проведения генетического секвенирования. В общем, генетическое секвенирование включает определение порядка нуклеотидов или нуклеиновых кислот по протяженности генетического материала, такого как фрагмент ДНК или РНК. Постепенно удлиняющиеся последовательности пар оснований анализируют, и полученная информация о последовательности может быть применена в различных биоинформатических методиках для логического расположения фрагментов относительно друг друга с целью надежного определения последовательности генетического материала большой длины, из которого были получены фрагменты. Были разработаны методики автоматизированного компьютеризированного исследования характеристических фрагментов, которые применяют для картирования генома, идентификации генов и их функций, оценки риска развития некоторых состояний и заболеваний и т.д. Кроме указанных применений биологические массивы могут быть применены для обнаружения и исследования разнообразных молекул, семейств молекул, уровней экспрессии генов, однонуклеотидных полиморфизмов и для проведения генотипирования.Biological arrays can be used for genetic sequencing. In general, genetic sequencing involves determining the order of nucleotides or nucleic acids along the length of genetic material, such as a piece of DNA or RNA. Progressive base pair sequences are analyzed and the resulting sequence information can be used in various bioinformatics techniques to logically arrange fragments relative to each other to reliably determine the sequence of the long genetic material from which the fragments were derived. Techniques for automated computerized study of characteristic fragments have been developed, which are used for genome mapping, identification of genes and their functions, risk assessment for certain conditions and diseases, etc. In addition to these applications, biological arrays can be used to detect and study a variety of molecules, families of molecules, gene expression levels, single nucleotide polymorphisms, and to perform genotyping.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Согласно одному из аспектов, смоляная композиция включает отверждаемую свободнорадикальную смоляную матрицу, включающую акрилат и силоксан, и свободнорадикальный фотоинициатор; при этом в отвержденном состоянии смоляная композиция отличается слабой аутофлуоресценцией или отсутствием аутофлуоресценции при облучении синим светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 380 нм до приблизительно 480 нм, или при облучении зеленым светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 510 нм до приблизительно 560 нм.According to one aspect, the resin composition includes a curable free radical resin matrix, including acrylate and siloxane, and a free radical photoinitiator; however, in the cured state, the resin composition exhibits little or no autofluorescence when irradiated with blue light with an excitation wavelength of about 380 nm to about 480 nm, or when irradiated with green light with an excitation wavelength of about 510 nm to about 560 nm.
В одном из примеров отвержденная смоляная композиция отличается слабой аутофлуоресценцией, где слабая аутофлуоресценция при облучении отвержденной смоляной композиции светом, имеющим длину волны возбуждения в синем диапазоне, соответствует значению серого (англ. grey value), составляющему менее 25000.In one example, the cured resin composition exhibits low autofluorescence, where low autofluorescence upon irradiation of the cured resin composition with light having an excitation wavelength in the blue range corresponds to a gray value of less than 25,000.
В другом примере отвержденная смоляная композиция отличается слабой аутофлуоресценцией, где слабая аутофлуоресценция при облучении отвержденной смоляной композиции светом, имеющим длину волны возбуждения в синем диапазоне, соответствует значению серого, составляющему менее 5000.In another example, the cured resin composition exhibits low autofluorescence, where low autofluorescence when the cured resin composition is irradiated with light having an excitation wavelength in the blue range corresponds to a gray value of less than 5000.
Согласно другому примеру, отвержденная смоляная композиция отличается слабой аутофлуоресценцией, где слабая аутофлуоресценция при облучении отвержденной смоляной композиции светом, имеющим длину волны возбуждения в зеленом диапазоне, соответствует значению серого, составляющему менее 10000.According to another example, the cured resin composition is characterized by low autofluorescence, where low autofluorescence when the cured resin composition is irradiated with light having an excitation wavelength in the green range corresponds to a gray value of less than 10,000.
Согласно другому примеру, отвержденная смоляная композиция отличается слабой аутофлуоресценцией, где слабая аутофлуоресценция при облучении отвержденной смоляной композиции светом, имеющим длину волны возбуждения в зеленом диапазоне, соответствует значению серого, составляющему менее 2500.According to another example, the cured resin composition is characterized by low autofluorescence, where low autofluorescence when the cured resin composition is irradiated with light having an excitation wavelength in the green range corresponds to a gray value of less than 2500.
В одном из примеров отверждаемая свободнорадикальная смоляная матрица включает акрилат, выбранный из группы, состоящей из 1,3-бис(3-метакрилоксипропил)тетраметилдисилоксана, полидиметилсилоксана с терминальными метакрилоксипропильными группами, тетраметил-тетракис[3-акрилоксипропил]циклотетрасилоксана, метакрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана, акрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана, акрилоксипропил-метилсилоксанового гомополимера и комбинаций перечисленных веществ.In one example, the curable free radical resin matrix comprises an acrylate selected from the group consisting of 1,3-bis(3-methacryloxypropyl)tetramethyldisiloxane, methacryloxypropyl-terminated polydimethylsiloxane, tetramethyl-tetrakis[3-acryloxypropyl]cyclotetrasiloxane, methacryl-polyhedral oligomeric silsesquioxane , acrylic-polyhedral oligomeric silsesquioxane, acryloxypropyl-methylsiloxane homopolymer, and combinations of these substances.
В одном из примеров свободнорадикальный фотоинициатор представляет собой 2-этил-9,10-диметоксиантрацен.In one example, the free radical photoinitiator is 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene.
В другом примере свободнорадикальный фотоинициатор выбран из группы, состоящей из 2,2-диметокси-2-фенилацетофенона и 2-этокси-2-фенилацетофенона.In another example, the free radical photoinitiator is selected from the group consisting of 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone and 2-ethoxy-2-phenylacetophenone.
Согласно другому примеру, свободнорадикальный фотоинициатор представляет собой фосфиноксид, где фосфиноксид выбран из группы, состоящей из дифенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида, смеси дифенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида и 2-гидрокси-2-метилпропиофенона, фенил-бис(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида, этил(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфината и комбинаций перечисленных веществ.According to another example, the free radical photoinitiator is a phosphine oxide, where the phosphine oxide is selected from the group consisting of diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, a mixture of diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide and 2-hydroxy-2-methylpropiophenone , phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinate, and combinations of these substances.
В одном из примеров смоляная композиция дополнительно включает темный гаситель (англ. dark quencher) или акцептор электронов.In one example, the resin composition further comprises a dark quencher or an electron acceptor.
В одном из примеров массовое процентное отношение количества отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы к количеству свободнорадикального фотоинициатора составляет от приблизительно 99,8:0,2 до приблизительно 90:10.In one example, the weight percentage of curable free radical resin matrix to free radical photoinitiator is from about 99.8:0.2 to about 90:10.
В одном из примеров смоляная композиция дополнительно включает матрицу из эпоксидной смолы и генератор фотокислоты.In one example, the resin composition further includes an epoxy resin matrix and a photoacid generator.
Следует понимать, что любые признаки этого аспекта смоляной композиции могут быть скомбинированы друг с другом любым требуемым образом и/или в виде любой требуемой конфигурации для достижения полезных эффектов, рассмотренных в настоящей работе, которые включают, например, относительно слабую аутофлуоресценцию.It should be understood that any features of this aspect of the resin composition may be combined with each other in any desired manner and/or in any desired configuration to achieve the beneficial effects discussed herein, which include, for example, relatively weak autofluorescence.
Согласно другому аспекту, проточная ячейка включает подложку и отвержденную нанесенную на подложку структурированную (англ. patterned) смолу, где отвержденная структурированная смола включает углубления, разделенные промежуточными участками, и отвержденная структурированная смола была получена из смоляной композиции, включающей: отверждаемую свободнорадикальную смоляную матрицу, включающую акрилат и силоксан, и свободнорадикальный фотоинициатор; где отвержденная структурированная смола отличается слабой аутофлуоресценцией или отсутствием аутофлуоресценции при облучении синим светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 380 нм до приблизительно 480 нм, или при облучении зеленым светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 510 нм до приблизительно 560 нм.According to another aspect, the flow cell includes a substrate and a cured patterned resin deposited on the substrate, where the cured structured resin includes recesses separated by intermediate sections, and the cured structured resin was obtained from a resin composition, including: a curable free radical resin matrix, including acrylate and siloxane, and a free radical photoinitiator; wherein the cured structured resin exhibits little or no autofluorescence when irradiated with blue light at an excitation wavelength of about 380 nm to about 480 nm, or when irradiated with green light with an excitation wavelength of about 510 nm to about 560 nm.
В одном из примеров проточная ячейка дополнительно включает размещенное в углублениях полимерное покрытие и праймер, привитый к полимерному покрытию.In one example, the flow cell further includes a recessed polymer coating and a primer grafted onto the polymer coating.
В одном из примеров отвержденная структурированная смола отличается слабой аутофлуоресценцией, где слабая аутофлуоресценция при облучении отвержденной структурированной смолы светом, имеющим длину волны возбуждения в синем диапазоне, соответствует значению серого, составляющему менее 25000.In one example, the cured structured resin exhibits low autofluorescence, where low autofluorescence when the cured structured resin is irradiated with light having an excitation wavelength in the blue range corresponds to a gray value of less than 25,000.
В другом примере отвержденная структурированная смола отличается слабой аутофлуоресценцией, где слабая аутофлуоресценция при облучении отвержденной структурированной смолы светом, имеющим длину волны возбуждения в зеленом диапазоне, соответствует значению серого, составляющему менее 10000.In another example, the cured structured resin exhibits low autofluorescence, where low autofluorescence when the cured structured resin is irradiated with light having an excitation wavelength in the green range corresponds to a gray value of less than 10,000.
В другом примере смоляная композиция дополнительно включает матрицу из эпоксидной смолы и генератор фотокислоты.In another example, the resin composition further includes an epoxy resin matrix and a photoacid generator.
В одном из примеров отверждаемая свободнорадикальная смоляная матрица включает акрилат, выбранный из группы, состоящей из 1,3-бис(3-метакрилоксипропил)тетраметилдисилоксана, полидиметилсилоксана с терминальными метакрилоксипропильными группами, тетраметил-тетракис[3-акрилоксипропил]циклотетрасилоксана, метакрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана, акрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана, акрилоксипропил-метилсилоксанового гомополимера и комбинаций перечисленных веществ.In one example, the curable free radical resin matrix comprises an acrylate selected from the group consisting of 1,3-bis(3-methacryloxypropyl)tetramethyldisiloxane, methacryloxypropyl-terminated polydimethylsiloxane, tetramethyl-tetrakis[3-acryloxypropyl]cyclotetrasiloxane, methacryl-polyhedral oligomeric silsesquioxane , acrylic-polyhedral oligomeric silsesquioxane, acryloxypropyl-methylsiloxane homopolymer, and combinations of these substances.
В одном из примеров свободнорадикальный фотоинициатор выбран из группы, состоящей из 2-этил-9,10-диметоксиантрацена, 2,2-диметокси-2-фенилацетофенона и 2-этокси-2-фенилацетофенона.In one example, the free radical photoinitiator is selected from the group consisting of 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone and 2-ethoxy-2-phenylacetophenone.
В другом примере свободнорадикальный фотоинициатор представляет собой фосфиноксид, выбранный из группы, состоящей из дифенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида, смеси дифенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида и 2-гидрокси-2-метилпропиофенона, фенил-бис(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида, этил (2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфината и комбинаций перечисленных веществ.In another example, the free radical photoinitiator is a phosphine oxide selected from the group consisting of diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, a mixture of diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide and 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, phenyl- bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinate and combinations of these substances.
В одном из примеров смоляная композиция дополнительно включает темный гаситель или акцептор электронов.In one example, the resin composition further includes a dark quencher or electron acceptor.
В одном из примеров массовое процентное отношение количества отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы к количеству свободнорадикального фотоинициатора в смоляной композиции составляет от приблизительно 99,8:0,2 до приблизительно 90:10.In one example, the weight percentage of the amount of curable free radical resin matrix to the amount of free radical photoinitiator in the resin composition is from about 99.8:0.2 to about 90:10.
Следует понимать, что любые признаки этого аспекта проточной ячейки могут быть скомбинированы друг с другом любым требуемым образом для достижения полезных эффектов, рассмотренных в настоящей работе, включающих, например, относительно слабую аутофлуоресценцию. Кроме того, следует понимать, что любые комбинации признаков этого аспекта проточной ячейки и/или смоляной композиции могут быть применены совместно, и/или что любые признаки любого или обоих рассмотренных аспектов могут быть скомбинированы с любыми рассмотренными примерами для достижения полезных эффектов, рассмотренных в настоящей работе, включающих, например, относительно слабую аутофлуоресценцию.It should be understood that any features of this aspect of the flow cell may be combined with each other in any desired manner to achieve the beneficial effects discussed herein, including, for example, relatively weak autofluorescence. In addition, it should be understood that any combination of features of this aspect of the flow cell and/or resin composition can be used together, and/or that any features of any or both of these aspects can be combined with any of the examples discussed to achieve the beneficial effects discussed in this work, including, for example, relatively weak autofluorescence.
Согласно другому аспекту, способ включает осаждение (нанесение) на подложку смоляной композиции, где смоляная композиция включает отверждаемую свободнорадикальную смоляную матрицу, включающую акрилат и силоксан, и свободнорадикальный фотоинициатор; наноимпринтинг (т.е. вдавливание шаблона с наноразмерными элементами в слой материала) осажденной смоляной композиции с помощью рабочего штампа; и отверждение осажденной смоляной композиции с образованием отвержденной структурированной смолы, где отвержденная структурированная смола отличается слабой аутофлуоресценцией или отсутствием аутофлуоресценции при облучении синим светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 380 нм до приблизительно 480 нм, или при облучении зеленым светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 510 нм до приблизительно 560 нм.In another aspect, the method comprises depositing (applying) a resin composition onto a substrate, wherein the resin composition comprises a curable free radical resin matrix comprising an acrylate and a siloxane, and a free radical photoinitiator; nanoimprinting (i.e. pressing a template with nanosized elements into a layer of material) of the deposited resin composition using a working stamp; and curing the deposited resin composition to form a cured structured resin, wherein the cured structured resin exhibits little or no autofluorescence when irradiated with blue light with an excitation wavelength of about 380 nm to about 480 nm, or when irradiated with green light with an excitation wavelength, component from about 510 nm to about 560 nm.
Следует понимать, что любые признаки этого аспекта способа могут быть скомбинированы друг с другом любым требуемым образом для достижения полезных эффектов, рассмотренных в настоящей работе, включающих, например, относительно слабую аутофлуоресценцию. Кроме того, следует понимать, что любые комбинации признаков способа и/или проточной ячейки и/или смоляной композиции могут быть применены совместно, и/или что любые признаки любого или всех рассмотренных аспектов могут быть скомбинированы с любыми признаками рассмотренных примеров для достижения полезных эффектов, рассмотренных в настоящей работе, включающих, например, относительно слабую аутофлуоресценцию.It should be understood that any of the features of this aspect of the method can be combined with each other in any desired manner to achieve the beneficial effects discussed in this work, including, for example, relatively weak autofluorescence. In addition, it should be understood that any combination of features of the method and/or flow cell and/or resin composition can be used together, and/or that any features of any or all of the considered aspects can be combined with any features of the considered examples to achieve beneficial effects, considered in this work, including, for example, relatively weak autofluorescence.
Дополнительно, следует понимать, что любые признаки любого способа и/или проточной ячейки и/или смоляной композиции могут быть скомбинированы друг с другом любым требуемым образом, и/или могут быть скомбинированы с любыми рассмотренными примерами для достижения полезных эффектов, рассмотренных в настоящей работе, включающих, например, относительно слабую аутофлуоресценцию.Additionally, it should be understood that any features of any method and/or flow cell and/or resin composition can be combined with each other in any desired manner, and/or can be combined with any of the considered examples to achieve the beneficial effects discussed in this work, including, for example, relatively weak autofluorescence.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Признаки примеров осуществления настоящего изобретения станут более очевидными при более подробном их рассмотрении с учетом фигур, в которых подобные числовые обозначения относятся к подобным, но не обязательно идентичным, компонентам. Для краткости числовые обозначения или признаки, имеющие функции, описанные ранее, могут быть описаны или могут не быть описаны в комбинации с другими фигурами, на которых они изображены.Features of the exemplary embodiments of the present invention will become more apparent upon closer examination of the figures, in which like reference numerals refer to similar, but not necessarily identical, components. For brevity, numerals or features having the functions previously described may or may not be described in combination with other figures in which they are depicted.
На Фиг. 1 представлена блок-схема, на которой показан один из примеров способа, рассмотренного в настоящей работе;On FIG. 1 is a block diagram showing one example of the method discussed in this paper;
На Фиг. 2А-2Е схематично представлены перспективные изображения, которые совместно иллюстрируют пример способа, раскрытого в настоящей работе;On FIG. 2A-2E are schematic perspective views which together illustrate an example of the method disclosed herein;
На Фиг. 2F представлены схематичное изображение и изображение в поперечном разрезе вдоль линии 2F-2F, показанной на Фиг. 2Е;On FIG. 2F is a schematic and cross-sectional view along
На Фиг. 3A-3F представлены полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотографии примеров осуществления лунок, образованных из различных примеров смоляных композиций, рассмотренных в настоящей работе;On FIG. 3A-3F are scanning electron micrographs of exemplary wells formed from various examples of the resin compositions discussed herein;
На Фиг. 4 представлен график, на котором показана зависимость интенсивности флуоресценции (в произвольных единицах) от длины волны (в нанометрах (нм)) смолы, полученной в сравнительном примере, примера осуществления смолы и подложки из оптического стекла; иOn FIG. 4 is a graph showing fluorescence intensity (in arbitrary units) versus wavelength (in nanometers (nm)) of the resin obtained in the comparative example, the embodiment of the resin and the optical glass substrate; and
На Фиг. 5А и 5В представлены графики, на которых показаны предполагаемые результаты аутофлуоресценции для модельного примера смоляной композиции и модельного сравнительного примера смоляной композиции.On FIG. 5A and 5B are graphs showing the expected autofluorescence results for the Model Resin Composition Example and the Model Resin Composition Comparative Example.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Желательно, чтобы применяемые для секвенирования структурированные (англ. patterned) проточные ячейки имели базовые уровни аутофлуоресценции, позволяющие достигать достаточно высоких отношений уровня сигнала к уровню шума (англ. signal to noise ratio, сокращенно SNR), которые допускали бы разрешение сигналов индивидуальных кластеров в процессе секвенирования. Смоляные композиции, применяемые для получения структурированных проточных ячеек, часто включают фотоинициаторы (например, генераторы свободных радикалов и/или катионных частиц), инициирующие отверждение при нанесении структуры из композиции. В теории, если применяемые фотоинициаторы не поглощают свет в видимой области спектра, то при облучении в процессе секвенирования источниками возбуждающего синего, зеленого и/или красного света флуоресценция не наблюдается. Однако на основании исследований в растворе некоторых комбинаций свободнорадикальных и катионных фотоинициаторов было обнаружено, что при интересующей длине волны возбуждения нежелательная аутофлуоресценция может наблюдаться даже в том случае, когда, исходя из спектральных свойств компонентов смолы, в видимой области спектра не должно наблюдаться поглощения или может наблюдаться лишь слабое поглощение.It is desirable that patterned flow cells used for sequencing have baseline levels of autofluorescence that allow sufficiently high signal-to-noise ratios (SNR for short) to be achieved to allow signal resolution of individual clusters in the process. sequencing. Resin compositions used to form structured flow cells often include photoinitiators (eg, free radical and/or cationic particle generators) that initiate curing upon application of the structure from the composition. In theory, if the photoinitiators used do not absorb light in the visible region of the spectrum, then no fluorescence is observed when irradiated during sequencing with sources of excitatory blue, green, and/or red light. However, based on studies in solution of some combinations of free radical and cationic photoinitiators, it was found that at the excitation wavelength of interest, unwanted autofluorescence can be observed even when, based on the spectral properties of the resin components, absorption should not be observed in the visible region of the spectrum, or only weak absorption.
Смоляная матрица рассмотренной в настоящей работе смоляной композиции получена на основе акрилата (например, смола включает акрилат и/или метакрилат) и после отверждения характеризуется относительно низкими уровнями флуоресценции. Кроме того, отверждение смол на основе акрилатов происходит исключительно в соответствии со свободнорадикальным механизмом. При таком механизме отверждения может быть применен свободнорадикальный фотоинициатор без привлечения фотоинициаторов других типов, таких как катионные фотоинициаторы. Это, в свою очередь, может минимизировать и в некоторых случаях даже устранять внутримолекулярные взаимодействия, которые в противном случае могут происходить между фотоинициаторами различных типов (например, между некоторыми свободнорадикальными и катионными фотоинициаторами в комбинациях). Полагают, что такие внутримолекулярные взаимодействия могут иметь место до или во время облучения ультрафиолетовым (УФ) излучением, что указывает на то, что обмен энергией между комбинацией фотоинициаторов и последующее образование комплексов возбужденного состояния (эксиплексов) и аддуктов может вносить свой вклад в нежелательную аутофлуоресценцию. Также полагают, что из-за отсутствия в смоляной композиции, рассмотренной в настоящей работе, вышеуказанных внутримолекулярных взаимодействий, рассмотренная отвержденная смоляная композиция может генерировать аутофлуоресценцию (при облучении светом с интересующей длиной волны возбуждения (например, с длиной волны возбуждения в синем и/или в зеленом диапазоне)), величина которой приблизительно на порядок ниже величины аутофлуоресценции смол, которые включают комбинацию свободнорадикального фотоинициатора и катионного фотоинициатора.The resin matrix of the resin composition discussed herein is based on acrylate (eg, the resin includes acrylate and/or methacrylate) and exhibits relatively low levels of fluorescence after curing. In addition, acrylate-based resins cure exclusively according to the free radical mechanism. With this curing mechanism, a free radical photoinitiator can be used without involving other types of photoinitiators such as cationic photoinitiators. This, in turn, can minimize and in some cases even eliminate intramolecular interactions that may otherwise occur between different types of photoinitiators (eg, between certain free radical and cationic photoinitiators in combinations). It is believed that such intramolecular interactions may take place before or during ultraviolet (UV) irradiation, indicating that energy exchange between the combination of photoinitiators and the subsequent formation of excited state complexes (exciplexes) and adducts may contribute to unwanted autofluorescence. It is also believed that due to the absence of the above intramolecular interactions in the resin composition discussed in this work, the considered cured resin composition can generate autofluorescence (when irradiated with light with an excitation wavelength of interest (for example, with an excitation wavelength in blue and/or in green range)), which is about an order of magnitude lower than the autofluorescence of resins that include a combination of a free radical photoinitiator and a cationic photoinitiator.
Смоляная композиция, рассмотренная в настоящей работе, также может с большей легкостью подвергаться фотообесцвечиванию, что делает отвержденную смоляную композицию окончательно неспособной к аутофлуоресценции (т.е. величина аутофлуоресценции, которая все же может развиться, составляет менее порогового значения обнаружения или не влияет на способы обнаружения при секвенировании).The resin composition discussed in this paper can also more easily undergo photobleaching, rendering the cured resin composition permanently incapable of autofluorescence (i.e., the amount of autofluorescence that can still develop is less than the detection threshold or does not affect detection methods). when sequencing).
Как указано в настоящей работе, примеры рассмотренной отвержденной смоляной композиции характеризуются минимальной эмиссией излучения в синей и зеленой областях, а также характеризуются очень слабой аутофлуоресценцией или ее отсутствием при облучении светом с длиной волны возбуждения в синем и зеленом диапазоне. Согласно изобретению, длины волн синего излучения составляют от приблизительно 463 нм до приблизительно 514, и длины волн зеленого излучения составляют от приблизительно 583 нм до приблизительно 660 нм. Также согласно изобретению, длина волны возбуждения в синем диапазоне составляет от приблизительно 380 нм до приблизительно 480 нм, и длина волны возбуждения в зеленом диапазоне составляет от приблизительно 510 нм до приблизительно 560 нм. В другом примере длина волны возбуждения в синем диапазоне составляет от приблизительно 440 нм до приблизительно 457 нм или длина волны возбуждения в зеленом диапазоне составляет от приблизительно 519 нм до приблизительно 535 нм. Согласно другому примеру, длина волны возбуждения в синем диапазоне составляет от приблизительно 400 нм до приблизительно 480 нм.As stated in this paper, examples of the considered cured resin composition are characterized by minimal emission of radiation in the blue and green regions, and are also characterized by very little or no autofluorescence when irradiated with light with an excitation wavelength in the blue and green range. According to the invention, blue light wavelengths are from about 463 nm to about 514 nm, and green light wavelengths are from about 583 nm to about 660 nm. Also according to the invention, the excitation wavelength in the blue range is from about 380 nm to about 480 nm, and the excitation wavelength in the green range is from about 510 nm to about 560 nm. In another example, the blue excitation wavelength is from about 440 nm to about 457 nm, or the green excitation wavelength is from about 519 nm to about 535 nm. According to another example, the excitation wavelength in the blue range is from about 400 nm to about 480 nm.
В некоторых случаях отвержденную смоляную композицию можно рассматривать как не испускающую флуоресценцию (не излучающую свет) при возбуждении светом с длиной волны в синем диапазоне и/или с длиной волны в зеленом диапазоне. Отсутствие флуоресценции или отсутствие аутофлуоресценции означает, что уровень флуоресценции лежит ниже порогового значения обнаружения. Согласно изобретению, отсутствие флуоресценции или отсутствие аутофлуоресценции может иметь место, если отвержденная смоляная композиция была подвергнута фотообесцвечиванию. В других случаях отвержденная смоляная композиция флуоресцирует (испускает свет) при возбуждении светом с длиной волны в синем диапазоне и/или длиной волны в зеленом диапазоне. В этих примерах термин "слабая аутофлуоресценция" может означать, что уровень излучения (отвержденной смолы облученной светом с длиной волны возбуждения в синем диапазоне и/или в зеленом диапазоне) лежит выше порогового значения обнаружения, но имеет достаточно низкое значение, чтобы считаться шумом, и шум не мешает идентификации сигналов кластеров в процессе секвенирования (например, уровни аутофлуоресценции соответствуют достаточно высоким отношениям уровня сигнала к уровню шума (SNR), что позволяет осуществлять разрешение сигналов индивидуальных кластеров в процессе секвенирования).In some instances, the cured resin composition may be considered non-fluorescent (non-light emitting) when excited with light at a wavelength in the blue range and/or at a wavelength in the green range. No fluorescence or no autofluorescence means that the fluorescence level lies below the detection threshold. According to the invention, no fluorescence or no autofluorescence can occur if the cured resin composition has been subjected to photobleaching. In other cases, the cured resin composition fluoresces (emits light) when excited by light with a wavelength in the blue range and/or a wavelength in the green range. In these examples, the term "weak autofluorescence" may mean that the level of radiation (cured resin irradiated with light with an excitation wavelength in the blue range and/or in the green range) lies above the detection threshold, but is low enough to be considered noise, and noise does not interfere with the identification of cluster signals during sequencing (eg, autofluorescence levels correspond to sufficiently high signal-to-noise ratios (SNRs) to allow signal resolution of individual clusters during sequencing).
Следует понимать, что при количественном определении аутофлуоресценции определение "слабый" или "низкий уровень" может варьироваться в зависимости от характеристик инструмента, применяемого для измерения аутофлуоресценции, и/или ламп, применяемых для создания возбуждающего излучения. Например, если для измерения аутофлуоресценции отвержденной смоляной композиции при облучении светом с длиной волны возбуждения в синем диапазоне применяют устройство Amersham TYPHOON™ (ранее называемый TYPHOON™ FLA 7000) (который поставляет GE Healthcare Life Sciences), то слабая аутофлуоресценция соответствует значению серого, составляющему менее 25000. В другом примере, если для измерения аутофлуоресценции отвержденной смоляной композиции при облучении светом с длиной волны возбуждения в синем диапазоне применяют устройство Amersham TYPHOON™, то слабая аутофлуоресценция соответствует значению серого, составляющему менее 5000. В другом примере, если для измерения аутофлуоресценции отвержденной смоляной композиции при облучении светом с длиной волны возбуждения в зеленом диапазоне применяют устройство Amersham TYPHOON™, то слабая аутофлуоресценция соответствует значению серого, составляющему менее 10000. В другом примере, если для измерения аутофлуоресценции отвержденной смоляной композиции при облучении светом с длиной волны возбуждения в зеленом диапазоне применяют устройство Amersham TYPHOON™, то слабая аутофлуоресценция соответствует значению серого, составляющему менее 2500.It should be understood that when quantifying autofluorescence, the definition of "weak" or "low" may vary depending on the characteristics of the instrument used to measure autofluorescence and/or the lamps used to generate the excitation radiation. For example, if an Amersham TYPHOON™ (formerly called TYPHOON™ FLA 7000) device (available from GE Healthcare Life Sciences) is used to measure the autofluorescence of a cured resin composition when irradiated with light at an excitation wavelength in the blue range, then weak autofluorescence corresponds to a gray value of less than 25,000. In another example, if an Amersham TYPHOON™ device is used to measure the autofluorescence of a cured resin composition when irradiated with light at an excitation wavelength in the blue range, then weak autofluorescence corresponds to a gray value of less than 5000. In another example, if the autofluorescence measurement of a cured resin composition compositions when irradiated with light with an excitation wavelength in the green range using the Amersham TYPHOON™ device, then weak autofluorescence corresponds to a gray value of less than 10,000. In another example, if for measuring autofluorescence of a cured resin compound When exposed to green excitation wavelengths using an Amersham TYPHOON™ device, low autofluorescence corresponds to a gray value of less than 2500.
Аутофлуоресценция также может быть измерена с помощью инструмента на основе спектрометра. Рассмотрение примеров устройств на основе спектрометра имеется ниже в Примере 2. В одном из примеров, если для измерения аутофлуоресценции отвержденной смоляной композиции при облучении светом с длиной волны возбуждения в синем диапазоне применяют устройство на основе спектрометра, то слабая аутофлуоресценция соответствует интенсивности флуоресценции (в произвольных единицах (ПЕ)), составляющей менее приблизительно 400 ПЕ. В другом примере, если устройство на основе спектрометра применяют для измерения аутофлуоресценции отвержденной смоляной композиции при облучении светом с длиной волны возбуждения в зеленом диапазоне, то слабая аутофлуоресценция соответствует интенсивности флуоресценции (в произвольных единицах (ПЕ)), составляющей менее приблизительно 500 ПЕ.Autofluorescence can also be measured with a spectrometer-based instrument. A discussion of examples of spectrometer-based devices is provided below in Example 2. In one example, if a spectrometer-based device is used to measure the autofluorescence of a cured resin composition when irradiated with light with an excitation wavelength in the blue range, then weak autofluorescence corresponds to the intensity of fluorescence (in arbitrary units (PU)) of less than about 400 PU. In another example, if a spectrometer-based device is used to measure the autofluorescence of a cured resin composition when irradiated with light with an excitation wavelength in the green range, then weak autofluorescence corresponds to a fluorescence intensity (in arbitrary units (PU)) of less than about 500 PU.
Следует понимать, что, если не указано иное, то используемые в настоящем описании термины имеют свои обычные значения, известные в соответствующей области техники. Некоторые используемые в настоящем описании термины и их значения приведены ниже.It should be understood that, unless otherwise indicated, the terms used in the present description have their usual meanings known in the relevant field of technology. Some of the terms used in the present description and their meanings are given below.
Формы единственного числа включают множественное число, если из контекста не ясно иное.The singular forms include the plural unless the context makes it clear otherwise.
Термины "включающий", "содержащий" и различные формы этих терминов синонимичны по отношению друг к другу и имеют одинаково широкое значение.The terms "comprising", "comprising" and various forms of these terms are synonymous with each other and have the same broad meaning.
Термины "верх", "низ", "верхний", "нижний", "на" и т.д. используются в настоящей работе для описания модуля проточной ячейки и/или различных компонентов проточной ячейки. Следует понимать, что такие обозначения направления не относятся к специальной ориентации, а применяются для обозначения ориентации компонентов относительно друг друга. Применение обозначений направления не должно рассматриваться как ограничение примеров, рассмотренных в настоящем описании, какой-либо конкретной ориентацией (ориентациями).The terms "top", "bottom", "top", "bottom", "on", etc. are used herein to describe the flow cell module and/or the various components of the flow cell. It should be understood that such direction designations do not refer to a specific orientation, but are used to indicate the orientation of components relative to each other. The use of directional designations should not be construed as limiting the examples discussed herein to any particular orientation(s).
"Акриламид" представляет собой функциональную группу, имеющую структуру или мономер, включающий акриламидную группу, имеющую эту структуру. Акриламид может представлять собой химическое соединение ациламид, имеющее заместитель вместо одного или более атомов водорода (например, метакриламид). Примеры мономеров, включающих акриламидную группу, включают азидоацетамидопентилакриламид: и N-изопропилакриламид: Могут быть применены другие акриламидные мономеры."Acrylamide" is a functional group having the structure or a monomer containing an acrylamide group having this structure. Acrylamide can be an acylamide chemical compound having a substituent in place of one or more hydrogen atoms (eg, methacrylamide). Examples of monomers containing an acrylamide group include azidoacetamidopentyl acrylamide: and N-isopropylacrylamide: Other acrylamide monomers may be used.
Используемый в настоящем описании термин "альдегид" относится к органическому соединению, содержащему функциональную группу, имеющую структуру -СНО, которая включает карбонильный центр (т.е. углерод, соединенный двойной связью с кислородом), в котором атом углерода также связан с водородом и группой R, такой как алкил, или с другой боковой цепью. Альдегид имеет следующую общую структуру: As used herein, the term "aldehyde" refers to an organic compound containing a functional group having the structure -CHO, which includes a carbonyl center (i.e., a carbon double bonded to oxygen) in which the carbon atom is also bonded to a hydrogen and a group R, such as alkyl, or with another side chain. The aldehyde has the following general structure:
Используемый в настоящем описании термин "алкил" относится к полностью насыщенной (т.е. не содержащей двойных или тройных связей) неразветвленной или разветвленной углеводородной цепочке. Алкильная группа может содержать от 1 до 20 атомов углерода. Примеры алкильных групп включают метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, третичный бутил, пентил, гексил и подобные группы. Например, обозначение "С1-4 алкил" указывает на то, что в алкильной цепочке содержится от одного до четырех атомов углерода, т.е. алкильная цепочка выбрана из группы, состоящей из метила, этил, пропила, изопропила, н-бутила, изобутила, втор-бутила и трет-бутила.As used herein, the term "alkyl" refers to a fully saturated (ie, free of double or triple bonds) straight or branched hydrocarbon chain. The alkyl group may contain from 1 to 20 carbon atoms. Examples of alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tertiary butyl, pentyl, hexyl, and the like. For example, the designation "C1-4 alkyl" indicates that the alkyl chain contains from one to four carbon atoms, i.e. the alkyl chain is selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl and tert-butyl.
Используемый в настоящем описании термин "алкенил" относится к неразветвленной или разветвленной углеводородной цепочке, содержащей одну или более двойных связей. Алкенильная группа может содержать от 2 до 20 атомов углерода. Примеры алкенильных групп включают этенил, пропенил, бутенил, пентенил, гексенил и подобные группы.Used in the present description, the term "alkenyl" refers to a straight or branched hydrocarbon chain containing one or more double bonds. The alkenyl group may contain from 2 to 20 carbon atoms. Examples of alkenyl groups include ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, hexenyl, and the like.
Используемый в настоящем описании термин "алкин" или "алкинил" относится к неразветвленной или разветвленной углеводородной цепочке, содержащей одну или более тройных связей. Алкинильная группа может содержать от 2 до 20 атомов углерода.As used herein, the term "alkyne" or "alkynyl" refers to a straight or branched hydrocarbon chain containing one or more triple bonds. The alkynyl group may contain from 2 to 20 carbon atoms.
Используемый в настоящем описании термин "арил" относится к ароматическому циклу или системе циклов (т.е. двух или более сконденсированных циклов, которые имеют два общих соседних атома углерода), которые содержат в основной цепи цикла только атомы углерода. Если арил представляет собой систему циклов, то каждый цикл в системе представляет собой ароматический цикл. Арильная группа может содержать от 6 до 18 атомов углерода. Примеры арильных групп включают фенил, нафтил, азуленил и антраценил.As used herein, the term "aryl" refers to an aromatic ring or ring system (ie, two or more fused rings that share two adjacent carbon atoms) that contain only carbon atoms in the backbone of the ring. If aryl is a ring system, then each ring in the system is an aromatic ring. The aryl group may contain from 6 to 18 carbon atoms. Examples of aryl groups include phenyl, naphthyl, azulenyl and anthracenyl.
Под функциональной "аминогруппой" понимают группу -NRaRb, в которой каждый из Ra и Rb независимо выбран из водорода (например, ), С1-С6 алкила, С2-С6 алкенила, С2-С6 алкинила, С3-С7 карбоциклила, С6-С10 арила, 5-10-членного гетероарила и 5-10-членного гетероциклила, определения которых приведены в настоящей работе.By "amino" functionality is meant a -NR a R b group in which R a and R b are each independently selected from hydrogen (e.g., ), C1-C6 alkyl, C2-C6 alkenyl, C2-C6 alkynyl, C3-C7 carbocyclyl, C6-C10 aryl, 5-10-membered heteroaryl, and 5-10-membered heterocyclyl, which are defined in this paper.
Используемый в настоящем описании термин "присоединенный" означает состояние двух предметов, которые объединены, скреплены, склеены, соединены или прикреплены друг к другу либо непосредственно, либо опосредованно. Например, нуклеиновая кислота может быть присоединена к полимерному покрытию ковалентной или нековалентной связью. Ковалентная связь характеризуется обобществлением пары электронов совокупностью атомов. Нековалентная связь представляет собой физическую связь, которая не включает обобществление пар электронов и может включать, например, водородные связи, ионные связи, ван дер Ваальсовы силы, гидрофильные взаимодействия и гидрофобные взаимодействия.Used in the present description, the term "attached" means the state of two items that are combined, fastened, glued, connected or attached to each other either directly or indirectly. For example, the nucleic acid can be attached to the polymer coating by a covalent or non-covalent bond. A covalent bond is characterized by the socialization of a pair of electrons by a set of atoms. A non-covalent bond is a physical bond that does not involve the sharing of electron pairs and may include, for example, hydrogen bonds, ionic bonds, van der Waals forces, hydrophilic interactions, and hydrophobic interactions.
Термин "азид" или функциональная "азидогруппа" означает -N3.The term "azide" or "azido" functional means -N 3 .
Используемый в настоящем описании термин "соединительная область" означает участок, расположенный на подложке, который должен быть скреплен с другим материалом, который может представлять собой, например, разделительный слой, крышку, другую подложку и т.д. или комбинации таких материалов (например, разделительный слой и крышку). Связь, образующаяся в соединительной области, может представлять собой химическую связь (рассмотренную выше) или механическую связь (например, с помощью крепежного элемента и т.д.).As used herein, the term "bonding region" means a portion located on a substrate to be bonded to another material, which may be, for example, a release layer, a lid, another substrate, etc. or combinations of such materials (for example, a release layer and a lid). The bond formed in the bonding region may be a chemical bond (discussed above) or a mechanical bond (eg via a fastener, etc.).
Используемый в настоящем описании термин "карбоциклил" означает неароматическое циклическое кольцо (цикл) или циклическую систему, содержащую в основной цепи циклической системы только атомы углерода. Если карбоциклил представляет собой систему циклов, то два или более цикла могут быть соединены друг с другом в сконденсированную систему, соединены мостиком или в виде спироциклической системы. Карбоциклилы могут иметь любую степень насыщения при условии, что по меньшей мере один цикл в системе циклов не является ароматическим. Таким образом, карбоциклилы включают циклоалкилы, циклоалкенилы и циклоалкинилы. Карбоциклильная группа может содержать от 3 до 20 атомов углерода. Примеры карбоциклильных колец включают циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил, циклогексенил, 2,3-дигидроинден, бицикло[2,2,2]октанил, адамантил и спиро[4,4]нонанил.Used in the present description, the term "carbocyclyl" means a non-aromatic cyclic ring (cycle) or a cyclic system containing only carbon atoms in the main chain of the cyclic system. If the carbocyclyl is a ring system, then two or more rings may be connected to each other in a fused system, bridged, or as a spiro ring system. The carbocyclyls may be of any degree of saturation, provided that at least one ring in the ring system is non-aromatic. Thus, carbocyclyls include cycloalkyls, cycloalkenyls and cycloalkynyls. The carbocyclyl group may contain from 3 to 20 carbon atoms. Examples of carbocyclyl rings include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclohexenyl, 2,3-dihydroindene, bicyclo[2.2.2]octanyl, adamantyl, and spiro[4.4]nonanyl.
Используемый в настоящем описании термин "циклоалкенил" или "циклоалкен" означает карбоциклическое кольцо (цикл) или систему циклов, содержащую по меньшей мере одну двойную связь, причем система циклов не содержит ароматических циклов. Примеры включают циклогексенил или циклогексен и норборненил или норборнен. Также используемый в настоящем описании термин "гетероциклоалкенил" или "гетероциклоалкен" означает карбоциклическое кольцо (цикл) или систему циклов, содержащую в основной цепи цикла по меньшей мере один гетероатом и содержащую по меньшей мере одну двойную связь, причем система циклов не содержит ароматических циклов.Used in the present description, the term "cycloalkenyl" or "cycloalkene" means a carbocyclic ring (cycle) or a system of cycles containing at least one double bond, and the system of cycles does not contain aromatic cycles. Examples include cyclohexenyl or cyclohexene and norbornenyl or norbornene. Also used in the present description, the term "heterocycloalkenyl" or "heterocycloalkene" means a carbocyclic ring (cycle) or a cycle system containing at least one heteroatom in the main chain of the cycle and containing at least one double bond, and the cycle system does not contain aromatic cycles.
Используемый в настоящем описании термин "циклоалкил" относится к любым одновалентным группам, полученным из циклоалканов отщеплением атома водорода от атома углерода кольца (например, от циклоалкана). Пример такой группы включает 2-метилциклопропил.As used herein, the term "cycloalkyl" refers to any monovalent groups derived from cycloalkanes by abstraction of a hydrogen atom from a ring carbon atom (eg, from a cycloalkane). An example of such a group includes 2-methylcyclopropyl.
Используемый в настоящем описании термин "циклоалкинил" или "циклоалкин" означает карбоциклическое кольцо (цикл) или систему циклов, содержащую по меньшей мере одну тройную связь, причем система циклов не содержит ароматических циклов. Примером является циклооктин. Другим примером является бициклононин. Также используемый в настоящем описании термин "гетероциклоалкинил" или "гетероциклоалкин" означает карбоциклическое кольцо (цикл) или систему циклов, содержащую в основной цепи цикла по меньшей мере один гетероатом и содержащую по меньшей мере одну тройную связь, причем система циклов не содержит ароматических циклов.Used in the present description, the term "cycloalkynyl" or "cycloalkyne" means a carbocyclic ring (cycle) or a system of cycles containing at least one triple bond, and the system of cycles does not contain aromatic cycles. An example is cyclooctyne. Another example is bicyclononin. Also used in the present description, the term "heterocycloalkynyl" or "heterocycloalkyne" means a carbocyclic ring (cycle) or a cycle system containing at least one heteroatom in the main chain of the cycle and containing at least one triple bond, and the cycle system does not contain aromatic cycles.
Используемый в настоящем описании термин "углубление" относится к дискретному (отдельному) вогнутому элементу в структурированной смоле, имеющему на поверхности отверстие, которое по меньшей мере частично окружено промежуточным участком (участками) структурированной смолы. Углубления могут иметь множество различных форм находящегося на поверхности отверстия, примеры которых включают круглую, эллиптическую, квадратную, многоугольную, звездчатую форму (с любым количеством лучей) и т.д. Поперечное сечение углубления в плоскости, перпендикулярной плоскости поверхности, может быть искривленным, квадратным, многоугольным, гиперболическим, коническим, имеющим углы и т.д. В качестве примеров углубления может быть названа лунка или желобок/дорожка/впадина. Углубление также может иметь более сложное строение, включающее, например, выступы, ступеньки и т.д.As used herein, the term "dimple" refers to a discrete (separate) concave feature in a structured resin having an opening on its surface that is at least partially surrounded by an intermediate region(s) of the structured resin. The depressions can have many different shapes of the opening on the surface, examples of which include round, elliptical, square, polygonal, star-shaped (with any number of rays), and so on. The cross section of the depression in a plane perpendicular to the plane of the surface may be curved, square, polygonal, hyperbolic, conical, angled, etc. As examples of a recess, a hole or a groove/track/trough can be mentioned. The recess may also have a more complex structure, including, for example, ledges, steps, etc.
Используемый в настоящем описании термин "проточная ячейка" означает емкость, включающую камеру (т.е. проточный канал), в которой может быть проведена реакция, впускное отверстие для подачи реагента (реагентов) в камеру и выпускное отверстие для удаления реагента (реагентов) из камеры. В некоторых примерах камера позволяет наблюдать протекание реакции в камере. Например, камера/проточный канал может включать одну или более прозрачных поверхностей, через которые может быть произведено оптическое исследование массивов, оптически меченых молекул или подобных элементов, находящихся в углублении.As used herein, the term "flow cell" means a container including a chamber (i.e., a flow channel) in which a reaction can be carried out, an inlet for introducing reagent(s) into the chamber, and an outlet for removing reagent(s) from the cameras. In some examples, the camera allows you to observe the progress of the reaction in the chamber. For example, the camera/flow channel may include one or more transparent surfaces through which an optical examination of arrays, optically labeled molecules, or the like located in the recess can be performed.
Используемый в настоящем описании термин "проточный канал" может относиться к области, ограниченной двумя соединенными компонентами, в которую может быть селективно помещен жидкий образец. В некоторых примерах проточный канал может быть заключен между структурированной смолой и крышкой и, таким образом, может находиться в гидравлическом соединении с одним или более углублениями, имеющимися в структурированной смоле.As used herein, the term "flow channel" may refer to the area defined by the two connected components into which a liquid sample can be selectively placed. In some examples, the flow channel may be enclosed between the structured resin and the cover, and thus may be in fluid communication with one or more recesses present in the structured resin.
Используемый в настоящем описании термин "гетероарил" относится к ароматическому циклу или системе циклов (т.е. к двум или более сконденсированным циклам, имеющим два общих соседних атома), которые содержат один или более гетероатомов, то есть элементов, отличных от углерода, и неограничивающие примеры гетероарилов включают в основной цепи цикла азот, кислород и серу. Если гетероарил представляет собой систему циклов, то каждый цикл в системе является ароматическим. Гетероарильная группа может содержать от 5 до 18 членов в цикле.As used herein, the term "heteroaryl" refers to an aromatic ring or ring system (i.e., two or more fused rings sharing two neighboring atoms) that contain one or more heteroatoms, i.e., elements other than carbon, and non-limiting examples of heteroaryls include nitrogen, oxygen and sulfur in the backbone of the ring. If heteroaryl is a ring system, then each ring in the system is aromatic. The heteroaryl group may have 5 to 18 ring members.
Используемый в настоящем описании термин "гетероциклил" означает неароматическое циклическое кольцо (цикл) или систему циклов, содержащую по меньшей мере один гетероатом в основной цепи цикла. Гетероциклилы могут быть соединены друг с другом в сконденсированную систему, соединены мостиком или в виде спироциклической системы. Гетероциклилы могут иметь любую степень насыщения при условии, что по меньшей мере один цикл в системе циклов не является ароматическим. В системе циклов гетероатом (гетероатомы) может присутствовать в неароматическом или ароматическом цикле. Гетероциклильная группа может содержать от 3 до 20 членов цикла (т.е. количество атомов, составляющих основную цепь цикла, включая атомы углерода и гетероатомы). В некоторых примерах гетероатом (гетероатомы) представляет собой О, N или S.Used in the present description, the term "heterocyclyl" means a non-aromatic cyclic ring (cycle) or system of cycles containing at least one heteroatom in the main chain of the cycle. Heterocyclyls can be connected to each other in a fused system, connected by a bridge or in the form of a spirocyclic system. The heterocyclyls may be of any degree of saturation, provided that at least one ring in the ring system is non-aromatic. In a ring system, the heteroatom(s) may be present in a non-aromatic or aromatic ring. The heterocyclyl group may contain from 3 to 20 ring members (ie, the number of atoms that make up the backbone of the ring, including carbon atoms and heteroatoms). In some examples, the heteroatom(s) is O, N, or S.
Используемый в настоящем описании термин "гидразин" или "гидразинил" относится к группе -NHNH2.Used in the present description, the term "hydrazine" or "hydrazinyl" refers to the group-NHNH 2 .
Используемый в настоящем описании термин "гидразон" или "гидразонил" относится к группе в которой каждый из Ra и Rb независимо выбран из водорода (например, ), С1-С6 алкила, С2-С6 алкенила, С2-С6 алкинила, С3-С7 карбоциклила, С6-С10 арила, 5-10-членного гетероарила и 5-10-членного гетероциклила, определения которых приведены в настоящей работе.As used herein, the term "hydrazone" or "hydrazonil" refers to the group in which each of R a and R b is independently selected from hydrogen (for example, ), C1-C6 alkyl, C2-C6 alkenyl, C2-C6 alkynyl, C3-C7 carbocyclyl, C6-C10 aryl, 5-10-membered heteroaryl, and 5-10-membered heterocyclyl, which are defined in this paper.
Используемый в настоящем описании термин "гидрокси" или "гидроксил" относится к группе -ОН.As used herein, the term "hydroxy" or "hydroxyl" refers to the -OH group.
Используемый в настоящем описании термин "промежуточный участок" относится к области, находящейся на поверхности (например, структурированной смолы), которая разделяет углубления. Например, промежуточный участок может отделять один элемент массива (биочипа) от другого элемента массива. Два отделенных друг от друга элемента могут быть дискретными, т.е. не имеющими физического контакта друг с другом. В другом примере промежуточный участок может отделять первую часть элемента от второй части элемента. Во многих примерах промежуточный участок непрерывен, в то время как элементы дискретны, например, как в случае совокупности лунок, ограниченных в остальном непрерывной поверхностью. В других примерах промежуточные участки и элементы являются дискретными, как, например, в случае совокупности желобков, разделенных соответствующими промежуточными участками. Разделение, обеспечиваемое промежуточным участком, может быть частичным или полным разделением. Поверхностный материал промежуточных участков может отличаться от поверхностного материала элементов, сформированных в поверхности. Например, элементы массива могут иметь количество или концентрацию полимерного покрытия и праймера (праймеров), которая превышает количество или концентрацию указанных веществ в промежуточных участках. В некоторых примерах в промежуточных участках полимерное покрытие и праймер (праймеры) могут отсутствовать.Used in the present description, the term "intermediate area" refers to the area located on the surface (eg, structured resin), which separates the recesses. For example, an intermediate section may separate one element of the array (biochip) from another element of the array. Two separated elements can be discrete, i.e. without physical contact with each other. In another example, the intermediate portion may separate the first element part from the second element part. In many instances, the intermediate portion is continuous while the features are discrete, such as in the case of a plurality of wells bounded by an otherwise continuous surface. In other examples, the intermediate sections and elements are discrete, such as in the case of a plurality of grooves separated by respective intermediate sections. The separation provided by the intermediate section may be partial or complete separation. The surface material of the intermediate portions may be different from the surface material of the elements formed in the surface. For example, the elements of the array may have an amount or concentration of polymer coating and primer(s) that exceeds the amount or concentration of these substances in the intermediate regions. In some instances, the polymer coating and primer(s) may be omitted from the intermediate regions.
Используемый в настоящем описании термин "нитрилоксид" означает группу "RaC≡N+O-", в которой Ra имеет определение, рассмотренное в настоящем описании. Примеры получения нитрилоксида включают генерацию in situ из альдоксимов под действием хлорамида-Т или при действии основания на имидоилхлориды [RC(Cl)=NOH] или получение по реакции гидроксиламина с альдегидом.Used in the present description, the term "nitrile oxide" means the group "R a C≡N + O - ", in which R a has the definition discussed in the present description. Examples of the production of nitrile oxide include in situ generation from aldoximes by the action of chloramide-T or by the action of a base on imidoyl chlorides [RC(Cl)=NOH] or by the reaction of hydroxylamine with an aldehyde.
Используемый в настоящем описании термин "нитрон" означает группу в которой R1, R2 и R3 могут представлять собой любые из групп Ra и Rb, рассмотренных в настоящем описании.As used herein, the term "nitrone" means a group in which R 1 , R 2 and R 3 may represent any of the groups R a and R b discussed in the present description.
Используемый в настоящем описании термин "нуклеотид" включает азотсодержащее гетероциклическое основание, сахар и одну или более фосфатных групп. Нуклеотиды представляют собой мономерные единицы последовательности нуклеиновой кислоты. В РНК сахар представляет собой рибозу, и в ДНК сахар представляет собой дезоксирибозу, т.е. сахар, не имеющий гидроксильной группы, которая присутствует в положении 2' рибозы. Азотсодержащее гетероциклическое основание (т.е. нуклеиновое основание) может представлять собой пуриновое основание или пиримидиновое основание. Пуриновые основания включают аденин (А) и гуанин (G) и их модифицированные производные или аналоги. Пиримидиновые основания включают цитозин (С), тимин (Т) и урацил (U) и их модифицированные производные или аналоги. Атом С-1 дезоксирибозы связан с N-1 пиримидна или N-9 пурина. В аналоге нуклеиновой кислоты может быть изменена как фосфатная основная цепь, так и любой сахар или любое нуклеотидное основание. Примеры аналогов нуклеиновых кислот включают, например, универсальные основания или аналоги сахарофосфатной основной цепи, такие как пептидные нуклеиновые кислоты (англ. peptide nucleic acid, сокр. PNA).As used herein, the term "nucleotide" includes a nitrogen-containing heterocyclic base, a sugar, and one or more phosphate groups. Nucleotides are the monomeric units of a nucleic acid sequence. In RNA, the sugar is ribose, and in DNA, the sugar is deoxyribose, i.e. a sugar that does not have a hydroxyl group that is present at the 2' position of the ribose. The nitrogen-containing heterocyclic base (ie, nucleic base) may be a purine base or a pyrimidine base. Purine bases include adenine (A) and guanine (G) and modified derivatives or analogues thereof. Pyrimidine bases include cytosine (C), thymine (T), and uracil (U) and modified derivatives or analogs thereof. The C-1 atom of deoxyribose is linked to the N-1 of the pyrimidine or N-9 of the purine. In a nucleic acid analog, either the phosphate backbone or any sugar or any nucleotide base can be changed. Examples of nucleic acid analogs include, for example, universal bases or sugar-phosphate backbone analogs such as peptide nucleic acids (PNA, abbr.).
Используемый в настоящем описании термин "генератор фотокислоты" (англ. photoacid generator, сокращенно PAG) представляет собой молекулу, которая высвобождает протоны под действием излучения. Обычно фотоотщепление протона от PAG происходит необратимо.As used herein, the term "photoacid generator" (English photoacid generator, abbreviated as PAG) is a molecule that releases protons under the action of radiation. Usually, the photodetachment of a proton from PAG is irreversible.
Используемый в настоящем описании термин "фотоинициатор" (англ. photoinitiator, сокращенно PI) представляет собой молекулу, которая после поглощения излучения вступает в фотореакцию, образуя реакционноспособные частицы. Фотоинициаторы смогут инициировать или катализировать химические реакции, которые приводят к растворимости и/или физических свойств препаратов.Used in the present description, the term "photoinitiator" (English photoinitiator, abbreviated as PI) is a molecule that, after absorbing radiation, enters into a photoreaction, forming reactive particles. Photoinitiators will be able to initiate or catalyze chemical reactions that lead to the solubility and/or physical properties of drugs.
Используемый в настоящем описании термин "праймер" означает одноцепочечную последовательность нуклеиновой кислоты (например, одноцепочечную ДНК или одноцепочечную РНК). Некоторые праймеры, которые могут быть названы праймерами амплификации, служат начальной точкой для матричной амплификации и генерации кластеров. Другие праймеры, которые могут быть названы праймерами секвенирования, служат начальной точкой для синтеза ДНК или РНК. Конец 5' праймера может быть модифицирован для обеспечения возможности протекания реакции присоединения к функциональной группе полимерного покрытия. Длина праймера может составлять любое количество оснований, и праймер может включать различные не встречающиеся в природе нуклеотиды. В одном из примеров праймер секвенирования представляет собой короткую цепочку, включающую от 10 до 60 оснований или от 20 до 40 оснований.Used in the present description, the term "primer" means a single-stranded nucleic acid sequence (for example, single-stranded DNA or single-stranded RNA). Some primers, which may be referred to as amplification primers, serve as the starting point for template amplification and cluster generation. Other primers, which may be referred to as sequencing primers, serve as the starting point for DNA or RNA synthesis. The 5' end of the primer can be modified to allow the addition reaction to take place at the functional group of the polymer coating. The primer may be any number of bases in length, and the primer may include various non-naturally occurring nucleotides. In one example, the sequencing primer is a short chain of 10 to 60 bases or 20 to 40 bases.
Используемый в настоящем описании термин "разделительный слой" относится к материалу, который связывает друг с другом два компонента. В некоторых примерах разделительный слой может состоять из материала, способного поглощать излучение, который способствует образованию связи, или слой может контактировать с материалом, способным поглощать излучение, который способствует образованию связи.Used in the present description, the term "separation layer" refers to a material that binds two components to each other. In some examples, the separating layer may be composed of a material capable of absorbing radiation that promotes bonding, or the layer may be in contact with a material capable of absorbing radiation that promotes bonding.
Функциональная "тиольная" группа означает -SH.The functional "thiol" group means -SH.
Используемые в настоящем описании термины "тетразин" и "тетразинил" означают шестичленную гетероарильную группу, включающую четыре атома азота. Тетразин может быть необязательно замещен.Used in the present description, the terms "tetrazine" and "tetrazinyl" mean a six-membered heteroaryl group containing four nitrogen atoms. Tetrazine may be optionally substituted.
Используемый в настоящем описании термин "тетразол" означает пятичленную гетероциклическую группу, включающую четыре атома азота. Тетразол может быть необязательно замещен.Used in the present description, the term "tetrazol" means a five-membered heterocyclic group containing four nitrogen atoms. The tetrazole may optionally be substituted.
В примерах, рассмотренных в настоящей работе, смоляной комплекс включает отверждаемую свободнорадикальную смоляную матрицу, включающую акрилат и силоксан, и свободнорадикальный фотоинициатор, причем после отверждения смоляная композиция отличается отсутствием аутофлуоресценции или слабой аутофлуоресценцией при облучении синим светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 380 нм до приблизительно 480 нм, или при облучении зеленым светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 510 нм до приблизительно 560 нм.In the examples discussed herein, the resin complex comprises a curable free radical resin matrix comprising an acrylate and a siloxane and a free radical photoinitiator, wherein the resin composition after curing exhibits no autofluorescence or weak autofluorescence when irradiated with blue light with an excitation wavelength of from about 380 nm to about 480 nm, or when irradiated with green light with an excitation wavelength of from about 510 nm to about 560 nm.
Отверждаемая свободнорадикальная смоляная матрица включает акрилатную группу и силоксановую группу. Используемый в настоящем описании термин "акрилат" означает функциональную группу "СН2=СНСОО-" (т.е. ) или функциональную группу "СН2=С(СН3)СОО-" (т.е. метакрилат). Акрилаты включают замещенные варианты (например, примером акрилата является метакрилат). Силоксановая группа представляет собой функциональную группу, которая включает соединительный фрагмент Si-O-Si. Молекулярная масса и плотность поперечных связей между молекулами мономера (мономеров) в отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрице могут быть различными, при условии, что смоляную композицию можно обрабатывать способами, приводящими к получению оттисков, рассмотренными в настоящей работе. В одном из примеров молекулярная масса мономера (мономеров) в отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы может составлять от приблизительно 0,5 кДа до приблизительно 5 кДа или от приблизительно 1 кДа до приблизительно 4,5 кДа. Сшивающая способность и, таким образом, плотность поперечных связей, зависит от количества точек сшивки (например, две, три, четыре) в мономере.The curable free radical resin matrix includes an acrylate group and a siloxane group. As used herein, the term "acrylate" refers to the functional group "CH 2 =CHCOO-" (i.e. ) or a functional group "CH 2 =C(CH 3 )COO-" (i.e. methacrylate). Acrylates include substituted variants (for example, methacrylate is an example of an acrylate). The siloxane group is a functional group that includes a Si-O-Si connecting moiety. The molecular weight and cross-linking density between the molecules of the monomer(s) in the curable free-radical resin matrix can be varied, provided that the resin composition can be processed by the imprinting methods discussed in this paper. In one example, the molecular weight of the monomer(s) in the curable free radical resin matrix may be from about 0.5 kDa to about 5 kDa, or from about 1 kDa to about 4.5 kDa. The cross-linking capacity and thus the cross-link density depends on the number of cross-link points (eg two, three, four) in the monomer.
Примерами отверждаемых свободнорадикальных смоляных матриц являются матрицы, включающие акрилат, выбранный из группы, состоящей из:Examples of curable free radical resin matrices are matrices comprising an acrylate selected from the group consisting of:
i) 1,3-бис(3-метакрилоксипропил)тетраметилдисилоксана:i) 1,3-bis(3-methacryloxypropyl)tetramethyldisiloxane:
ii) полидиметилсилоксана с терминальными метакрилоксипропильными группами:ii) polydimethylsiloxane with terminal methacryloxypropyl groups:
(где n составляет от 1 до 1000 или находится в любом диапазоне, лежащем между указанными значениями, например, от 1 до 500 или от 1 до 100, или от 2 до 50, от 1 до 10, от 1 до 2 и т.д.),(where n is from 1 to 1000 or is in any range between the specified values, for example, from 1 to 500 or from 1 to 100, or from 2 to 50, from 1 to 10, from 1 to 2, etc. .),
iii) тетраметил-тетракис[3-акрилоксипропил]циклотетрасилоксана:iii) tetramethyltetrakis[3-acryloxypropyl]cyclotetrasiloxane:
iv) метакрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана (англ. polyhedral oligomeric silsesquioxane, сокращенно POSS):iv) methacryl-polyhedral oligomeric silsesquioxane (polyhedral oligomeric silsesquioxane, abbreviated as POSS):
v) акрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана:v) acrylic-polyhedral oligomeric silsesquioxane:
vi) акрилоксипропил-метилсилоксанового гомополимера:vi) acryloxypropyl-methylsiloxane homopolymer:
(где m составляет от 1 до 1000 или находится в любом диапазоне, лежащем между указанными значениями, например, от 1 до 500, от 30 до 200, от 30 до 100 и т.д.), и(where m is from 1 to 1000 or is in any range between the specified values, for example, from 1 to 500, from 30 to 200, from 30 to 100, etc.), and
vii) комбинаций перечисленных веществ. Если применяют комбинации, то следует понимать, что в смоляную композицию могут быть совместно включены любые две или более из перечисленных отверждаемых свободнорадикальных смоляных матриц, при условии, что все они растворимы в растворителе, включаемом в композицию.vii) combinations of the listed substances. If combinations are used, it should be understood that any two or more of the listed curable free radical resin matrices may be co-included in the resin composition, provided that they are all soluble in the solvent included in the composition.
Фотоинициатор, добавляемый в смоляные композиции согласно настоящему изобретению, может представлять собой любой фотоинициатор, генерирующий свободные радикалы, который обладает слабой аутофлуоресценцией в отвержденной смоле.The photoinitiator added to the resin compositions of the present invention can be any free radical generating photoinitiator that exhibits low autofluorescence in the cured resin.
В некоторых примерах свободнорадикальный фотоинициатор представляет собой 2-этил-9,10-диметоксиантрацен: In some examples, the free radical photoinitiator is 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene:
В других примерах свободнорадикальный фотоинициатор представляет собой 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон:In other examples, the free radical photoinitiator is 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone:
В других примерах свободнорадикальный фотоинициатор представляет собой 2-этокси-2-фенилацетофенон (также называемый простым бензоинэтиловым эфиром):In other examples, the free radical photoinitiator is 2-ethoxy-2-phenylacetophenone (also called benzoinethyl ether):
В других примерах свободнорадикальный фотоинициатор представляет собой фосфиноксид. Если применяют фосфиноксид, то он может быть выбран из группы, состоящей из:In other examples, the free radical photoinitiator is a phosphine oxide. If a phosphine oxide is used, it may be selected from the group consisting of:
i) дифенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида:i) diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide:
ii) смеси дифенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида и 2-гидрокси-2-метилпропиофенона:ii) mixtures of diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide and 2-hydroxy-2-methylpropiophenone:
iii) фенил-бис(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида:iii) phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide:
iv) этил(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфината:iv) ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl phosphinate:
v) комбинаций перечисленных веществ. Если применяют комбинации, то следует понимать, что в смоляную композицию могут быть совместно включены любые два или более из перечисленных свободнорадикальных фотоинициаторов, при условии, что все они растворимы в растворителе, включаемом в композицию.v) combinations of the listed substances. If combinations are used, it should be understood that any two or more of the listed free radical photoinitiators may be co-included in the resin composition, provided that they are all soluble in the solvent included in the composition.
Смоляная композиция может быть получена смешиванием отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы с фотоинициатором. В одном из примеров массовое процентное отношение количества отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы к количеству фотоинициатора составляет от приблизительно 99,8:0,2 до 90:10. В другом примере массовое процентное отношение количества отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы к количеству фотоинициатора составляет от приблизительно 98:2 до 95:5. Согласно другому примеру, массовое процентное отношение количества отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы к количеству фотоинициатора составляет от приблизительно 96:4 до 99:1. Если применяют меньшие количества фотоинициатора, то для завершения реакции может потребоваться большая продолжительность УФ отверждения.The resin composition can be obtained by mixing a curable free radical resin matrix with a photoinitiator. In one example, the weight percentage of curable free radical resin matrix to photoinitiator is from about 99.8:0.2 to 90:10. In another example, the weight percentage of curable free radical resin matrix to photoinitiator is from about 98:2 to 95:5. According to another example, the weight percentage of the amount of curable free radical resin matrix to the amount of photoinitiator is from about 96:4 to 99:1. If smaller amounts of photoinitiator are used, a longer UV curing time may be required to complete the reaction.
Следует понимать, что массовое процентное отношение количества отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы к количеству фотоинициатора может быть больше или меньше в зависимости, по меньшей мере частично, от типа используемого компонента (компонентов) отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы.It should be understood that the weight percentage of the amount of curable free radical resin matrix to the amount of photoinitiator may be greater or less depending, at least in part, on the type of curable free radical resin matrix component(s) used.
Для нанесения смоляной композиции рассмотренные компоненты (отверждаемая свободнорадикальная смоляная матрица и фотоинициатор) могут быть разбавлены подходящим растворителем (для достижения величины вязкости, требуемой для применяемой методики нанесения), таким как ацетат простого монометилового эфира пропиленгликоля (англ. propylene glycol monomethyl ether acetate, сокр. PGMEA), толуол, диметилсульфоксид (ДМСО), тетрагидрофуран (ТГФ) и т.д. В одном из примеров концентрация отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы в растворителе составляет от приблизительно 15 масс. % (массовых процентов) до приблизительно 56 масс. %, и концентрация фотоинициатора в растворителе составляет от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 10 масс. %; тем не менее, полагают, что верхняя граница диапазона может быть выше и зависеть от растворимости отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы и фотоинициатора, соответственно, в выбранном растворителе. В одном из примеров растворитель представляет собой PGMEA. Общая концентрация (включающая отверждаемую свободнорадикальную смоляную матрицу и фотоинициатор (и, при наличии, полиакрилат или поверхностно-активное вещество)) готовой смоляной композиции может составлять от приблизительно 16 масс. % до приблизительно 66 масс. % Количество растворителя может составлять от приблизительно 34 масс. % до приблизительно 34 масс. %.To apply the resin composition, the components considered (free radical curable resin matrix and photoinitiator) can be diluted with a suitable solvent (to achieve the viscosity required for the application technique used), such as propylene glycol monomethyl ether acetate (English propylene glycol monomethyl ether acetate, abbr. PGMEA), toluene, dimethyl sulfoxide (DMSO), tetrahydrofuran (THF), etc. In one example, the concentration of the curable free radical resin matrix in the solvent is from about 15 wt. % (mass percent) to about 56 wt. %, and the concentration of the photoinitiator in the solvent is from about 1 wt. % to about 10 wt. %; however, it is believed that the upper end of the range may be higher and depend on the solubility of the curable free radical resin matrix and photoinitiator, respectively, in the chosen solvent. In one example, the solvent is PGMEA. The total concentration (including curable free radical resin matrix and photoinitiator (and, if present, polyacrylate or surfactant)) of the finished resin composition can be from about 16 wt. % to about 66 wt. % The amount of solvent can be from about 34 wt. % to about 34 wt. %.
В некоторых примерах смоляная композиция может дополнительно включать темный гаситель или акцептор электронов. Темный гаситель представляет собой вещество, которое поглощает световую энергию, генерируемую флуорофором, и рассеивает ее в виде тепла. Это обеспечивает неизлучательный путь релаксации частиц находящихся в возбужденном состоянии. В рассмотренных примерах осуществления выбранный темный гаситель должен быть способен поглощать аутофлуоресценцию отвержденной смоляной композиции в синей и/или зеленой области спектра. Акцептор электронов также может обеспечивать гашение флуоресценции.In some examples, the resin composition may further include a dark quencher or electron acceptor. A dark quencher is a substance that absorbs light energy generated by a fluorophore and dissipates it as heat. This provides a non-radiative path for the relaxation of particles in an excited state. In the considered embodiments, the selected dark quencher must be capable of absorbing the blue and/or green autofluorescence of the cured resin composition. An electron acceptor can also provide fluorescence quenching.
В одном из примеров темный гаситель может включать азокрасители. В одном из дополнительных примеров темный гаситель включает замещенное производное азобензола, выбранное из группы, состоящей из: 4-диметиламиноазобензол-4'-карбоновой кислоты: DABCYL азида (где DABCYL=4-(dimethylaminoazo)benzene-4-carboxylic acid, т.е. 4-(диметиламиноазо)бензол-4-карбоновая кислота): DABSYL азида (где DABSYL=4-(dimethylamino)azobenzene-4'-sulfonyl, т.е. 4-(диметиламино)азобензол-4'-сульфонил): дисперсного красного 19: добавки в виде сажевого наполнителя (англ. carbon black pigment, сокр. СВР), гасителя на основе черного красителя (такого как, например, TRUEBLACK® липофусциновый гаситель аутофлуоресценции, 20Х в ДМФА (диметилформамиде)) и комбинаций перечисленным веществ. Примеры подходящих акцепторов электронов могут включать [5,6]-фуллерен-С70: или фуллерен-С60: In one example, the dark quencher may include azo dyes. In one additional example, the dark quencher comprises a substituted azobenzene derivative selected from the group consisting of: 4-dimethylaminoazobenzene-4'-carboxylic acid: Azide DABCYL (where DABCYL=4-(dimethylaminoazo)benzene-4-carboxylic acid, i.e. 4-(dimethylaminoazo)benzene-4-carboxylic acid): Azide DABSYL (where DABSYL=4-(dimethylamino)azobenzene-4'-sulfonyl, i.e. 4-(dimethylamino)azobenzene-4'-sulfonyl): dispersed red 19: additives in the form of a carbon black pigment (CBP), a black dye quencher (such as, for example, TRUEBLACK® lipofuscin autofluorescence quencher, 20X in DMF (dimethylformamide)) and combinations of these substances. Examples of suitable electron acceptors may include [5,6]-fullerene-C70: or fullerene-C60:
В одном из примеров темный гаситель или акцептор электронов могут присутствовать в количестве, составляющем от приблизительно 0,1 масс. % до приблизительно 10 масс. % в пересчете на общую массу смоляной композиции.In one example, the dark quencher or electron acceptor may be present in an amount of from about 0.1 wt. % to about 10 wt. %, based on the total weight of the resin composition.
Некоторые другие примеры смоляной композиции могут дополнительно включать полиакрилат или поверхностно-активное вещество. Примером коммерчески доступного полиакрилата является BYK®-350 (поставляемый BYK Additives & Instruments). Может быть применено любое биосовместимое поверхностно-активное вещество, такое как поверхностно-активные вещества TWEEN® (например, сложные эфиры полиэтиленсорбита (TWEEN® 80) и сложные эфиры полиоксиэтиленсорбита (TWEEN® 20), поставляемые Uniqema Americas LLC; TRITON™ X-100 (этоксилат октилфенола, поставляемый The Dow Chemical Co.), и полимерные поверхностно-активные вещества, поставляемые BYK Additives and Instruments. В одном из примеров полиакрилат или поверхностно-активное вещество могут присутствовать в смоляной композиции в количестве, составляющем от приблизительно 0,4 масс. % от общего содержания твердых веществ до приблизительно 1,6 масс. % от общего содержания твердых веществ.Some other examples of the resin composition may further include a polyacrylate or a surfactant. An example of a commercially available polyacrylate is BYK®-350 (available from BYK Additives & Instruments). Any biocompatible surfactant may be used, such as TWEEN® surfactants (e.g., polyethylene sorbitol esters (TWEEN® 80) and polyoxyethylene sorbitol esters (TWEEN® 20) supplied by Uniqema Americas LLC; TRITON™ X-100 ( octylphenol ethoxylate supplied by The Dow Chemical Co.), and polymeric surfactants supplied by BYK Additives and Instruments In one example, the polyacrylate or surfactant may be present in the resin composition in an amount of from about 0.4 wt. % of total solids to about 1.6 wt % of total solids.
В некоторых примерах смоляная композиция может дополнительно включать матрицу из эпоксидной смолы в комбинации с отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицей. В отличие от отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы, рассмотренной в настоящей работе, матрицы из эпоксидных смол содержат двухкомпонентную отверждающую систему, в которой свободные радикалы, генерируемые фотоинициатором, рассмотренным в настоящей работе, реагируют с генератором фотокислоты, который разлагается с образованием сверхкислоты, которая, в свою очередь, инициирует полимеризацию и/или образование поперечных связей в компоненте (компонентах) матрицы из эпоксидной смолы. Таким образом, следует понимать, что в примерах, которые наряду с отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицей включают эпоксидную матрицу, смоляная композиция также включает генератор фотокислоты. Полагают, что в этих примерах фотоинициатор Norrish Типа II на основе производного антрацена и фотоинициаторы Norrish Типа I на основе ацетофенона или фосфиноксида, рассмотренные в настоящей работе, могут генерировать радикалы под воздействием ультрафиолетового излучения спектра А, что может усиливать двухкомпонентную отверждающую систему, содержащую генератор фотокислоты, но при этом не инициировать внутримолекулярные взаимодействия, которые приводят к нежелательной аутофлуоресценции в интересующем синем и/или зеленом диапазоне длин волн. Ниже рассмотрены примеры подходящих матриц на основе эпоксидной смолы и генераторов фотокислоты, которые могут быть добавлены в смоляную композицию, рассмотренную в настоящей работе.In some examples, the resin composition may further include an epoxy resin matrix in combination with a curable free radical resin matrix. Unlike the curable free-radical resin matrix discussed in this paper, epoxy resin matrices contain a two-component curing system in which free radicals generated by the photoinitiator discussed in this paper react with a photoacid generator, which decomposes to form a superacid, which, in turn, in turn, initiates polymerization and/or cross-linking of the epoxy resin matrix component(s). Thus, it should be understood that in the examples that include an epoxy matrix along with a curable free radical resin matrix, the resin composition also includes a photoacid generator. It is believed that in these examples, the anthracene derived Norrish Type II photoinitiator and the acetophenone or phosphine oxide based Norrish Type I photoinitiators discussed in this paper can generate radicals when exposed to ultraviolet A light, which can enhance a two-part curing system containing a photoacid generator. , but not initiate intramolecular interactions that lead to unwanted autofluorescence in the blue and/or green wavelength range of interest. The following are examples of suitable epoxy resin matrices and photoacid generators that can be added to the resin composition discussed in this paper.
Может быть применен любой эпоксидный мономер, который может образовывать поперечные связи с отверждаемой свободнорадикальной смолой согласно изобретению. Примеры подходящих матриц на основе эпоксидной смолы включают:Any epoxy monomer that can form crosslinks with the curable free radical resin of the invention can be used. Examples of suitable epoxy resin matrices include:
i) функционализированный эпоксидной группой полиэдрический олигомерный силсесквиоксан (POSS) (дополнительно раскрытый ниже);i) epoxy-functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) (further disclosed below);
ii) простой триглицидиловый эфир триметилолпропана:ii) Trimethylolpropane triglycidyl ether:
iii) тетракис(эпоксициклогексилэтил)тетраметил-циклотетрасилоксан:iii) tetrakis(epoxycyclohexylethyl)tetramethylcyclotetrasiloxane:
iv) сополимер (эпоксициклогексилэтил)метилсилоксана и диметилсилоксанаiv) copolymer of (epoxycyclohexylethyl)methylsiloxane and dimethylsiloxane
(в котором отношение m:n составляет от 8:92 до 10:90);(in which the ratio m:n is from 8:92 to 10:90);
v) 1,3-бис[2-(3,4-эпоксициклогексил)этил]тетраметил-дисилоксан:v) 1,3-bis[2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl]tetramethyldisiloxane:
vi) 1,3-бис(глицидоксипропил)тетраметил-дисилоксан:vi) 1,3-bis(glycidoxypropyl)tetramethyldisiloxane:
vii) комбинации перечисленных веществ. Если применяют комбинации, то следует понимать, что в смоляную композицию согласно изобретению могут быть совместно включены любые две или более из перечисленных матриц на основе эпоксидной смолы.vii) combinations of the listed substances. If combinations are used, it should be understood that any two or more of the listed epoxy resin matrices may be co-included in the resin composition of the invention.
Функционализированный эпоксидной группой полиэдрический олигомерный силсесквиоксан включает ядро полиэдрического олигомерного силсесквиоксана (POSS), которое функционализировано эпоксигруппами. Используемый в настоящем описании термин "полиэдрический олигомерный силсесквиоксан (англ. polyhedral oligomeric silsesquioxane, сокращенно POSS)" относится к химической композиции, которая представляет собой промежуточный гибрид (RSiO1,5) между оксидом кремния (SiO2) и кремнийорганическим материалом (R2SiO). В качестве примера POSS может быть рассмотрено вещество, описанное в работе Kehagias с соавт., Microelectronic Engineering 86 (2009), стр. 776-778, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Эта композиция представляет собой кремнийорганическое соединение, имеющее химическую формулу [RSiO3/2]n, в которой группы R могут быть одинаковыми или различными. Смоляная композиция, рассмотренная в настоящей работе, может включать в качестве мономерных единиц одну или более различных структур типа "клетки" или "ядра". В некоторых случаях структура включает полиоктаэдральную структуру типа "клетки" или "ядра". Например, полиэдрическая структура может представлять собой структуру Т8, такую как: которая может быть представлена как: Такая мономерная единица обычно содержит восемь ответвлений в виде функциональных групп R1-R8.The epoxy-functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxane includes a polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) core that is functionalized with epoxy groups. Used in the present description, the term "polyhedral oligomeric silsesquioxane (English polyhedral oligomeric silsesquioxane, abbreviated as POSS)" refers to a chemical composition that is an intermediate hybrid (RSiO 1.5 ) between silicon oxide (SiO 2 ) and organosilicon material (R 2 SiO ). An example of POSS is the substance described in Kehagias et al., Microelectronic Engineering 86 (2009), pp. 776-778, the contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety. This composition is an organosilicon compound having the chemical formula [RSiO 3/2 ] n in which the R groups may be the same or different. The resin composition discussed in this work may include one or more different "cage" or "core" structures as monomeric units. In some instances, the structure includes a "cage" or "core" polyoctahedral structure. For example, the polyhedral structure may be a T 8 structure such as: which can be represented as: Such a monomeric unit usually contains eight branches in the form of functional groups R 1 -R 8 .
Мономерная единица может иметь структуру типа клетки, содержащую 10 атомов кремния и 10 групп R, обозначаемую Т10, такую как: или может иметь структуру типа клетки, содержащую 12 атомов кремния и 12 групп R, обозначаемую Т12, такую как: В альтернативном случае материал на основе POSS может включать структуры Т6, Т14 или Т16 типа клетки. Среднее содержимое клетки может быть уточнено в процессе синтеза и/или регулироваться типом способа очистки, и примеры осуществления изобретения могут включать определенное распределение размеров клетки, образованной мономерной единицей (единицами). Например, любая из структур типа клетки может присутствовать в количестве, составляющем от приблизительно 30% до приблизительно 100% от общего количества применяемых мономерных единиц POSS. Материал на основе POSS может представлять собой смесь структур типа клетки и структур в виде клеток открытого и частично открытого типа. Таким образом, предшественник смолы или смола на основе POSS может включать эпоксидированные материалы POSS, которые могут включать смеси конфигураций силсесквиоксана. Например, любой материал POSS, рассмотренный в настоящей заявке, может быть смесью дискретных клеток POSS и недискретных силсесквиоксановых структур и/или не полностью сконденсированных дискретных структур, таких как полимеры, лестничные полимеры и подобные структуры. Таким образом, частично сконденсированные материалы включают рассмотренные в настоящей заявке эпоксидные группы R, расположенные на некоторых вершинах, образуемых атомами кремния, но при этом к некоторым атомам кремния не будут присоединены замещающие группы R, а, напротив, могут быть присоединены замещающие группы ОН. В некоторых примерах материалы POSS включают смесь различных форм, таких как формы, приведенные ниже:The monomeric unit may have a cell type structure containing 10 silicon atoms and 10 R groups, denoted T 10 , such as: or may have a cage type structure containing 12 silicon atoms and 12 R groups, denoted T 12 , such as: Alternatively, the POSS-based material may include T 6 , T 14 or T 16 cell type structures. The average content of the cell can be refined during synthesis and/or controlled by the type of purification method, and embodiments of the invention may include a certain size distribution of the cells formed by the monomeric unit (units). For example, any of the cell type structures may be present in an amount ranging from about 30% to about 100% of the total POSS monomer units used. The POSS-based material may be a mixture of cage structures and open and partially open cage structures. Thus, the resin precursor or POSS resin may include epoxidized POSS materials, which may include mixtures of silsesquioxane configurations. For example, any POSS material contemplated herein may be a mixture of discrete POSS cells and non-discrete silsesquioxane structures and/or incompletely condensed discrete structures such as polymers, ladder polymers, and the like. Thus, partially fused materials include the epoxy R groups discussed herein located on some of the vertices formed by silicon atoms, but some of the silicon atoms will not have substituent R groups attached, but, on the contrary, substituent OH groups can be attached. In some examples, the POSS materials include a mixture of different shapes, such as the shapes below:
Сконденсированные клеткиcondensed cells
Неполностью сконденсированные клеткиincompletely condensed cells
Содержимое вне клетокContent outside the cells
Крупные и плохо очерченные структурыLarge and poorly defined structures
В примерах, рассмотренных в настоящей работе, по меньшей мере один из R1-R8 или R10 или R12 включает эпоксигруппу, и, таким образом, POSS называется эпокси-POSS (или эпоксидированным POSS). В некоторых примерах большинство ответвлений, например, восемь, десять или двенадцать ответвлений или групп R включают эпоксигруппы. В других примерах R1-R8 или R10 или R12 одинаковы, и, таким образом, каждый из R1-R8 или R10 или R12 включает эпоксигруппу. В других примерах R1-R8 или R10 или R12 не одинаковы, и, таким образом, по меньшей мере одна из групп R1-R8 или R10 или R12 включает эпоксигруппу, и по меньшей мере одна из других групп R1-R8 или R10 или R12 представляет собой функциональную группу, не являющуюся эпоксигруппой, которая в некоторых случаях выбрана из группы, состоящей из азида/азидогруппы, тиола, полиэтиленгликоля, норборнена, тетразина, акрилатов и метакрилатов или дополнительно, например, алкила, арила, алкоксигруппы и галогеноалкильных групп. В некоторых аспектах функциональную группу, не являющуюся эпоксигруппой, выбирают с целью повышения поверхностной энергии смолы. В таких примерах отношение количества эпоксигрупп к количеству групп, не являющихся эпоксигруппами, составляет от 7:1 до 1:7 или от 9:1 до 1:9 или от 11:1 до 1:11. В любых примерах наличие дизамещенной или монозамещенной (терминальной) эпоксигруппы (эпоксигрупп) позволяет протекать полимеризации мономерных единиц с образованием сшитой матрицы после инициирования ультрафиолетовым (УФ) излучением и кислотой. В некоторых аспектах эпокси-POSS включает терминальные эпоксигруппы. Примером POSS этого типа является функционализированный глицидильной группой POSS, имеющий следующую структуру:In the examples discussed herein, at least one of R 1 -R 8 or R 10 or R 12 includes an epoxy group, and thus POSS is referred to as epoxy-POSS (or epoxidized POSS). In some examples, most of the branches, for example, eight, ten or twelve branches or R groups include epoxy groups. In other examples, R 1 -R 8 or R 10 or R 12 are the same, and thus each of R 1 -R 8 or R 10 or R 12 includes an epoxy group. In other examples, R 1 -R 8 or R 10 or R 12 are not the same, and thus at least one of the groups R 1 -R 8 or R 10 or R 12 includes an epoxy group, and at least one of the other groups R 1 -R 8 or R 10 or R 12 is a non-epoxy functional group, which in some cases is selected from the group consisting of azide/azido group, thiol, polyethylene glycol, norbornene, tetrazine, acrylates and methacrylates or additionally, for example, alkyl, aryl, alkoxy and haloalkyl groups. In some aspects, the non-epoxy functional group is chosen to increase the surface energy of the resin. In such examples, the ratio of epoxy to non-epoxy groups is 7:1 to 1:7, or 9:1 to 1:9, or 11:1 to 1:11. In any instance, the presence of a disubstituted or monosubstituted (terminal) epoxy group(s) allows polymerization of the monomeric units to proceed to form a crosslinked matrix after ultraviolet (UV) radiation and acid initiation. In some aspects, the epoxy-POSS includes terminal epoxy groups. An example of this type of POSS is a glycidyl functionalized POSS having the following structure:
Другим примером POSS этого типа является POSS, функционализированный эпоксициклогексилэтильной группой, который имеет следующую структуру:Another example of this type of POSS is epoxycyclohexylethyl functionalized POSS which has the following structure:
Один из примеров матрицы из эпоксидной смолы, рассмотренной в настоящей работе, включает комбинацию из двух эпокси-POSS соединений, где указанная комбинация включает функционализированный глицидильной группой POSS и функционализированный эпоксициклогексилэтильной группой POSS.One example of an epoxy resin matrix discussed in this paper includes a combination of two epoxy POSS compounds, wherein said combination includes glycidyl functionalized POSS and epoxycyclohexylethyl functionalized POSS.
В примерах, рассмотренных в настоящей работе, эпокси-POSS также может представлять собой модифицированный эпокси-POSS, который включает агент регулируемой радикальной полимеризации (англ. controlled radical polymerization, сокр. CRP) и/или другую целевую функциональную группу, введенную в смолу или структуру ядра или клетки в виде одной или более функциональных групп R1-R8 или R10 или R12.In the examples discussed in this work, epoxy-POSS can also be a modified epoxy-POSS, which includes a controlled radical polymerization agent (English controlled radical polymerization, abbr. CRP) and / or other target functional group introduced into the resin or structure nuclei or cells in the form of one or more functional groups R 1 -R 8 or R 10 or R 12 .
Как было отмечено выше, если матрицу из эпоксидной смолы применяют в комбинации с отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицей, то смоляная композиция также включает генератор фото кислоты. Полагают, что может быть применен любой подходящий генератор фотокислоты, который не вступает в нежелательные внутримолекулярные взаимодействия со свободнорадикальным фотоинициатором, рассмотренным в настоящей работе. Примеры подходящих генераторов фотокислоты могут включать системы генераторов фотокислоты на основе бензила, сложного иминоэфира, сопряженного сложного иминоэфира, спиропирана, тетрилена, двухфотонные и металлорганические системы PAG. Некоторые конкретные примеры подходящих генераторов фотокислоты выбраны из группы, состоящей из:As noted above, if an epoxy resin matrix is used in combination with a curable free radical resin matrix, then the resin composition also includes a photoacid generator. It is believed that any suitable photoacid generator can be used that does not enter into undesirable intramolecular interactions with the free radical photoinitiator discussed in this paper. Examples of suitable photoacid generators may include benzyl, iminoester, conjugated iminoester, spiropyran, tetrylene, two-photon and organometallic PAG photoacid generator systems. Some specific examples of suitable photoacid generators are selected from the group consisting of:
i) N-гидроксинафталимида трифлат (трифторметансульфонат):i) N-hydroxynaphthalimide triflate (trifluoromethanesulfonate):
ii) смешанные соли гексафторфосфаты триарилсульфония:ii) triarylsulfonium hexafluorophosphate mixed salts:
iii) смешанные соли гексафторантимонаты триарилсульфония:iii) triarylsulfonium hexafluoroantimonate mixed salts:
iv) 1-нафтилдифенилсульфония трифлат (обозначаемый NDS-TF):iv) 1-naphthyldiphenylsulfonium triflate (denoted NDS-TF):
v) (4-фенилтиофенил)дифенилсульфония трифлат:v) (4-phenylthiophenyl)diphenylsulfonium triflate:
vi) бис-(4-метилфенил)йодония гексафторфосфат:vi) bis-(4-methylphenyl)iodonium hexafluorophosphate:
vii) бис(4-трет-бутилфенил)йодония гексафторфосфат:vii) bis(4-tert-butylphenyl)iodonium hexafluorophosphate:
viii) (2-метилфенил)(2,4,6-триметилфенил)йодония трифлат:viii) (2-methylphenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)iodonium triflate:
xi) бис(2,4,6-триметилфенил)йодония трифлат:xi) bis(2,4,6-trimethylphenyl)iodonium triflate:
x) гексафторантимонатная соль бис-(4-додецилфенил)йодония:x) Bis(4-dodecylphenyl)iodonium hexafluoroantimonate salt:
xi) комбинации перечисленных веществ. Комбинации генераторов фотокислоты могут быть применены при условии, что они растворимы в выбранном растворителе.xi) Combinations of the listed substances. Combinations of photoacid generators can be used provided they are soluble in the chosen solvent.
В одном из примеров смоляной композиции, включающем матрицу из эпоксидной смолы и генератор фотокислоты, массовое процентное отношение количества матрицы из эпоксидной смолы к количеству генератора фотокислоты составляет приблизительно от 99,8:0,2 до 90:10. В другом примере массовое процентное отношение количества матрицы из эпоксидной смолы к количеству генератора фотокислоты составляет приблизительно от 98:2 до 95:5. Согласно другому примеру, массовое процентное отношение количества матрицы из эпоксидной смолы к количеству генератора фотокислоты составляет приблизительно от 96:4 до 99:1. Если добавляют меньшие количества генератора фотокислоты, то для завершения реакции может потребоваться большая продолжительность УФ отверждения.In one example of a resin composition comprising an epoxy resin matrix and a photoacid generator, the weight percentage of the epoxy resin matrix to the photoacid generator is approximately 99.8:0.2 to 90:10. In another example, the weight percentage of epoxy resin matrix to photoacid generator is about 98:2 to about 95:5. According to another example, the weight percentage of the epoxy resin matrix to the photoacid generator is about 96:4 to 99:1. If smaller amounts of photoacid generator are added, a longer UV curing time may be required to complete the reaction.
Следует понимать, что массовое процентное отношение количества матрицы из эпоксидной смолы к количеству генератора фотокислоты может быть выше или ниже в зависимости, по меньшей мере частично, от типа используемого компонента (компонентов) матрицы из эпоксидной смолы.It should be understood that the weight percentage of the amount of epoxy matrix to the amount of photoacid generator may be higher or lower depending at least in part on the type of epoxy matrix component(s) used.
Для изготовления проточной ячейки может быть применен любой пример смоляной композиции, рассмотренной в настоящей работе. Пример способа 100 получения примера проточной ячейки представлен на Фиг. 1. Как показано на Фиг. 1, способ 100 включает осаждение (нанесение) на подложку смоляной композиции (условное обозначение 102), где смоляная композиция включает отверждаемую свободнорадикальную смоляную матрицу, включающую акрилат и силоксан, и свободнорадикальный фотоинициатор; наноимпринтинг осажденной смоляной композиции с помощью рабочего штампа (условное обозначение 104); и отверждение осажденной смоляной композиции с образованием отвержденной структурированной смолы (условное обозначение 106), где отвержденная структурированная смола отличается слабой аутофлуоресценцией или отсутствием аутофлуоресценции при облучении синим светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 380 нм до приблизительно 480 нм, или при облучении зеленым светом с длиной волны возбуждения, составляющей от приблизительно 510 нм до приблизительно 560 нм. Полученная проточная ячейка включает подложку и отвержденную нанесенную на подложку структурированную смолу, где отвержденная структурированная смола включает углубления, разделенные промежуточными участками, и отвержденная структурированная смола получена из примера смоляной композиции, рассмотренной в настоящей работе.Any example of the resin composition discussed in this paper can be used to fabricate the flow cell. An
Несмотря на то, что это не показано на Фиг. 1, примеры способа 100 могут дополнительно включать нанесение полимерного покрытия в углубления, и прививку к полимерному покрытию праймера. Способ 100, включающий такие дополнительные этапы, более подробно рассмотрен ниже с помощью Фиг. 2А-2Е.Although not shown in FIG. 1, examples of
На Фиг. 2А показана подложка 12, и на Фиг. 2В показана смоляная композиция 14, осаждаемая на подложку 12.On FIG. 2A shows
Примеры подходящих подложек 12 включают эпоксисилоксан, стекло и модифицированное или функционализированное стекло, пластмассы (включающие акриловые полимеры, полистирол и сополимеры стирола и других материалов, полипропилен, полиэтилен, полибутилен, полиуретаны, политетрафторэтилен (такой как TEFLON®, пославляемый Chemours), циклические олефины/циклоолефиновые полимеры (англ. cycloolefin polymer, сокращенно СОР) (такие как ZEONOR®, поставляемые Zeon), полиимиды и т.д., нейлон, керамические материалы/керамические оксиды, оксид кремния, плавленый оксид кремния или материалы на основе оксида кремния, силикат алюминия, кремний и модифицированный кремний (например, легированный бором р+ кремний), нитрид кремния (Si3N4), оксид кремния (SiO2), пентоксид тантала (ТаО5) или другой оксид (оксиды) тантала (ТаОх), оксид гафния (HaO2), углерод, металлы, неорганические стекла или подобные материалы. Подложка 12 также может быть изготовлена из стекла или кремния и иметь на поверхности слой покрытия из оксида титана или другого керамического оксида.Examples of
В одном из примеров диаметр подложки 12 может составлять от приблизительно 2 мм до приблизительно 300 мм, или прямоугольный лист или панель, наибольшая сторона которой имеет длину до приблизительно 10 футов (~3 метров). В одном из примеров подложка 12 представляет собой многослойную структуру, диаметр которой составляет от приблизительно 200 мм до приблизительно 300 мм. В другом примере подложка 12 представляет собой кубик, ширина которого составляет от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 10 мм. Несмотря на то, что здесь указаны примеры размеров, следует понимать, что может быть применена подложка 12 с любыми подходящими размерами. В другом примере может быть применена панель, которая представляет собой прямоугольную подложку 12, площадь поверхности которой превышает площадь круглой многослойной структуры диаметром 300 мм.In one example, the diameter of
Смоляная композиция 14 может быть любым из примеров смоляных композиций, рассмотренных в настоящей работе, которая включает отверждаемую свободнорадикальную смоляную матрицу, включающую акрилат и силоксан и свободнорадикальный инициатор (или матрицу из эпоксидной смолы в комбинации с отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицей). Смоляная композиция 14 может быть нанесена на подложку 12 с помощью любой подходящей методики нанесения, которая может быть выполнена вручную или автоматизированным способом. Например, осаждение смоляной композиции 14 может быть выполнено нанесением из газовой фазы, способами нанесения покрытий, прививкой или подобными способами. Некоторые конкретные примеры включают химическое осаждение из газовой фазы (англ. chemical vapour deposition, сокр. CVD), нанесение покрытия распылением (например, нанесение покрытия ультразвуковым распылением), нанесение покрытия центрифугированием, нанесение покрытия маканием или окунанием, нанесение покрытия ножевым устройством, нанесение покрытия распределением, аэрозольную печать, трафаретную печать, микроконтактную печать, струйную печать или подобные способы. В одном из примеров для осаждения смоляной композиции 14 применяют нанесение покрытия центрифугированием.
После осаждения смоляной композиции 14, она может быть подвергнута термообработке при невысокой температуре (англ. softbaked) для удаления избытка растворителя. Затем осажденную смоляную композицию 14 подвергают структурированию с помощью любой из упомянутых методик структурирования. В примере, показанном на Фиг. 2В, для структурирования смоляной композиции 14 применяют наноимпринтную литографию. Форму или рабочий штамп 20 для наноимпринтной литографии прижимают к слою смоляной композиции 14, получая на смоляной композиции 14 отпечаток. Другими словами, смоляная композиция 14 вдавливается или протыкается выступами рабочего штампа 20. В одном из примеров смоляная композиция 14 может быть отверждена вместе с прижатым к ней рабочим штампом 20.After the
Отверждение смоляных композиций 14, рассмотренных в настоящей работе, может быть выполнено под действием актиничного излучения, такого как ультрафиолетовое (УФ) излучение (например, металлгалогенидные источниками света, источниками света на ртутных парах, светодиодными источниками УФ излучения и т.д.). Присутствие фотоинициатора во время отверждения вызывает образование радикалов, и эти радикалы вызывают отверждение акрилатной части смоляной композиции. Таким образом, отверждение приводит к полимеризации и/или образованию поперечных связей в смоляной композиции 14. Например, отверждение может включать один этап воздействия УФ или может включать совокупность этапов, включающих термообработку при невысокой температуре (например, для удаления растворителя (растворителей)) и последующее воздействие УФ излучения. Если выполняют термообработку при невысокой температуре, то она может быть проведена при более низкой температуре, составляющей от приблизительно 50°С до приблизительно 150°С, в течение времени, превышающего 0 секунд, до приблизительно 3 минут, и может быть проведена до помещения рабочего штампа 20 в смоляную композицию 14. В одном из примеров продолжительность термообработки при невысокой температуре составляет от приблизительно 30 секунд до приблизительно 2,5 минут. Во время проведения термообработки при невысокой температуре могут протекать один или более химических процессов, которые вносят дополнительный вклад в снижение аутофлуоресценции. Примеры химических процессов могут включать испарение какого-либо материала (материалов) смоляной композиции, сублимацию какого-либо материала (материалов) смоляной композиции, полимеризацию какого-либо материала (материалов) смоляной композиции и/или комбинации указанных процессов. Некоторые примеры также могут включать термообработку при повышенной температуре. Однако скорость отверждения смоляной композиции 14, рассмотренной в настоящей работе, настолько высока, что смоляная композиция 14 может быть полностью отверждена без термообработки при повышенной температуре. Если выполняют термообработку при повышенной температуре, то рабочий штамп 20 высвобождают/удаляют до термообработки, например, чтобы рабочий штамп 20 не сцеплялся с отвержденной смоляной композицией 14. Если выполняют термообработку при повышенной температуре, то продолжительность термообработки при повышенной температуре может составлять от приблизительно 5 секунд до приблизительно 10 минут при температуре, составляющей от приблизительно 100°С до приблизительно 300°С. Термообработка при повышенной температуре может быть выполнена, например, для удаления из смоляной композиции 14 остаточного растворителя (растворителей), для дополнительной полимеризации какого-либо материала (материалов) смоляной композиции (и, таким образом, для повышения степени отверждения) и/или для дополнительного уменьшения аутофлуоресценции. Примеры устройств, которые могут быть применены для термообработки при невысокой температуре и/или термообработки при повышенной температуре включают горячую пластину, печь и т.д.The
После высвобождения рабочего штампа 20 в смоляной композиции 14 образуются элементы топографии, например, углубления 16. Показанная на Фиг. 2С смоляная композиция 14, в которой выполнены углубления 16, называется отвержденной структурированной смолой 14'. В некоторых примерах отвержденная структурированная смола 14' может быть подвергнута дополнительной термообработке при повышенной температуре, например, для фиксации выдавленных элементов топографии и/или для дополнительного снижения флуоресценции. В некоторых примерах дополнительная термообработка при повышенной температуре может быть выполнена при температуре, составляющей от приблизительно 60°С до приблизительно 300°С.After the working die 20 is released, topography is formed in the
Химическое строение отвержденной структурированной смолы 14' зависит от типа отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы или матриц и свободнорадикального фото инициатора (фотоинициаторов), добавленного в смоляную композицию 14.The chemical structure of the cured structured resin 14' depends on the type of curable free radical resin matrix or matrices and the free radical photoinitiator(s) added to the
Как показано на Фиг. 2С, в отвержденной структурированной смоле 14' сделаны углубления 16 и имеются промежуточные участки 22, разделяющие соседние углубления 16. В примерах, рассмотренных в настоящей работе, углубления 16 функционализируют полимерным покрытием 18 (Фиг. 2C-2D) и праймерами 24 (Фиг. 2E-2F), в то время как части промежуточных участков 22 могут быть применены для скрепления и на них не имеется полимерного покрытия 18 или праймера (праймеров) 24.As shown in FIG. 2C, recesses 16 are made in the cured structured resin 14' and there are
Изобретение включает применение различных схем расположения углублений 16, которые включают упорядоченные, повторяющиеся и неупорядоченные схемы. В одном из примеров углубления 16 расположены в виде гексагональной сетки с целью создания плотной упаковки и достижения повышенной плотности. Другие схемы расположения могут включать, например, прямолинейные (т.е. прямоугольные) схемы расположения (например, линии или желобки), треугольные схемы расположения и т.д. В некоторых примерах схема или шаблон расположения углублений 16 может находиться в х-у формате, то есть включать ряды и колонки. В некоторых других примерах схема или шаблон расположения углублений 16 и/или промежуточных участков 22 может представлять собой повторяющееся размещение. В других примерах схема или шаблон расположения углублений 16 и/или промежуточных участков 22 может представлять собой размещение в случайном порядке. Шаблон может включать участки, плоскости, лунки, столбики, полосы, изгибы, линии, треугольники, прямоугольники, круги, арки, шахматные схемы, перекрещивающиеся полосы, диагонали, стрелки, квадраты и/или перекрещивающиеся штрихи. В одном из примеров, как показано на Фиг. 2С, углубления 16 представляют собой лунки.The invention includes the use of various patterns of
Схема или шаблон расположения углублений может быть охарактеризована плотностью углублений 16 (т.е. количеством углублений 16) в ограниченной области. Например, углубления 16 могут присутствовать с плотностью, составляющей приблизительно 2 миллиона на мм2. Могут быть достигнуты различные значения плотности, включающие, например, плотность, составляющую по меньшей мере приблизительно 100 на мм2, приблизительно 1000 на мм2, приблизительно 0,1 миллиона на мм2, приблизительно 1 миллион на мм2, приблизительно 2 миллиона на мм2, приблизительно 5 миллионов на мм2, приблизительно 10 миллионов на мм2, приблизительно 50 миллионов на мм2 или более. В альтернативном варианте или дополнительно может выбрана величина плотности, не превышающая приблизительно 50 миллионов на мм2, приблизительно 10 миллионов на мм2, приблизительно 5 миллионов на мм2, приблизительно 2 миллиона на мм2, приблизительно 1 миллион на мм2, приблизительно 0,1 миллиона на мм2, приблизительно 1000 на мм2, приблизительно 100 на мм2 или менее. Также следует понимать, что плотность размещения углублений 16 в отвержденной структурированной смоле' 14' может составлять от одной из нижних величин до одной из верхних величин, выбранных из указанных выше диапазонов. В некоторых примерах массив с высокой плотностью может быть охарактеризован как массив, содержащий углубления 16, разделенные областью размером менее приблизительно 100 нм, массив со средней плотностью может быть охарактеризован как массив, содержащий углубления 16, разделенные областью размером от приблизительно 400 нм до приблизительно 1 мкм, и массив с низкой плотностью может быть охарактеризован как массив, содержащий углубления 16, разделенные областью размером более чем приблизительно 1 мкм. Несмотря на то, что выше были приведены примеры величин плотностей, следует понимать, что могут быть применены подложки, имеющие любые подходящие плотности.The pattern or pattern of recesses can be characterized by the density of recesses 16 (ie, the number of recesses 16) in a limited area. For example, recesses 16 may be present at a density of approximately 2 million per mm 2 . Various densities can be achieved, including, for example, densities of at least about 100/ mm2 , about 1000/ mm2 , about 0.1 ppm/ mm2 , about 1 ppm/mm2, about 2 ppm/mm 2 , approximately 5 ppm mm 2 , approximately 10 ppm mm 2 , approximately 50 ppm mm 2 or more. Alternatively or additionally, a density value may be selected not to exceed about 50 million per mm 2 , about 10 million per mm 2 , about 5 million per mm 2 , about 2 million per mm 2 , about 1 million per mm 2 , about 0, 1 million per mm 2 , approximately 1000 per mm 2 , approximately 100 per mm 2 or less. It should also be understood that the placement density of the
Также или в альтернативном варианте характеристикой схемы или шаблона расположения углублений 16 может быть средний шаг, т.е. расстояние от центра углубления 16 до центра соседнего углубления 16 (расстояние от центра до центра) или расстояние от края одного углубления 16 до края соседнего углубления 16 (расстояние от края до края). Шаблон может быть упорядоченным, то есть иметь малый коэффициент отклонения среднего шага, или шаблон может быть неупорядоченным, и в этом случае коэффициент отклонения может быть относительно большим. В любом случае средний шаг может составлять, например, по меньшей мере приблизительно 10 нм, приблизительно 0,1 мкм, приблизительно 0,5 мкм, приблизительно 1 мкм, приблизительно 5 мкм, приблизительно 10 мкм, приблизительно 100 мкм или более. В альтернативном варианте или дополнительно наибольшее значение среднего шага может составлять, например, приблизительно 100 мкм, приблизительно 10 мкм, приблизительно 5 мкм, приблизительно 1 мкм, приблизительно 0,5 мкм, приблизительно 0,1 мкм или менее. Величина среднего шага конкретного шаблона расположения углублений 16 может составлять от одной из нижних величин до одной из верхних величин, выбранных из указанных выше диапазонов. В одном из примеров шаг между углублениями 16 (расстояние от центра до центра) составляет приблизительно 1,5 мкм. Несмотря на то, что выше были приведены примеры величин среднего шага, следует понимать, что могут быть применены другие величины среднего шага.Also or alternatively, the pattern or pattern of
В примере, показанном на Фиг. 2А-2Е, углубления 16 представляют собой лунки, и, таким образом, на поверхности отвержденной структурированной смолы 14' имеется массив лунок. Лунки могут представлять собой микролунки или нанолунки. Размер каждой лунки может быть охарактеризован объемом, площадью отверстия лунки, ее глубиной и/или диаметром.In the example shown in FIG. 2A-2E, the
Каждая лунка может иметь любой объем, достаточный для удержания жидкости. Минимальный или максимальный объем может быть выбран, например, для достижения требуемой производительности (например, мультиплексности) и разрешения, для соответствия составу анализируемого вещества или реакционной способности анализируемого вещества, ожидаемой при применении проточной ячейки в качестве единицы последующей обработки. Например, объем может составлять по меньшей мере приблизительно 1×10-3 мкм3, приблизительно 1×10-2 мкм3, приблизительно 0,1 мкм3, приблизительно 1 мкм3, приблизительно 10 мкм3, максимальный объем может составлять приблизительно 1×104 мкм3, приблизительно 1×103 мкм3, приблизительно 100 мкм3, приблизительно 10 мкм3, приблизительно 1 мкм3, приблизительно 0,1 мкм3 или менее. Следует понимать, что полимерное покрытие 18 может заполнять весь объем лунки или часть объема лунки.Each well may be of any volume sufficient to hold liquid. The minimum or maximum volume may be selected, for example, to achieve the desired throughput (eg, multiplexity) and resolution, to suit the analyte composition or analyte reactivity expected when using the flow cell as the post-treatment unit. For example, the volume may be at least about 1×10 -3 μm 3 , approximately 1×10 -2 μm 3 , approximately 0.1 μm 3 , approximately 1 μm 3 , approximately 10 μm 3 , the maximum volume may be approximately 1× 10 4 µm 3 , about 1×10 3 µm 3 , about 100 µm 3 , about 10 µm 3 , about 1 µm 3 , about 0.1 µm 3 or less. It should be understood that the
Площадь, занимаемая отверстием каждой лунки на поверхности, может быть выбрана с учетом критериев, аналогичных указанным выше для объема лунки. Например, площадь, занимаемая отверстием каждой лунки на поверхности, может составлять по меньшей мере приблизительно 1×10-3 мкм2, приблизительно 1×10-2 мкм2, приблизительно 0,1 мкм2, приблизительно 1 мкм2, приблизительно 10 мкм2, приблизительно 100 мкм2 или более. В альтернативном варианте или дополнительно максимальная площадь может составлять приблизительно 1×103 мкм2, приблизительно 100 мкм2, приблизительно 10 мкм2, приблизительно 1 мкм2, приблизительно 0,1 мкм2, приблизительно 1×10-2 мкм2 или менее. Площадь, занимаемая отверстием каждой лунки, может превышать указанные выше величины, быть меньше указанных выше величин или иметь промежуточное значение.The area occupied by the opening of each well on the surface can be selected according to criteria similar to those above for well volume. For example, the area occupied by the opening of each well on the surface may be at least about 1×10 -3 μm 2 , approximately 1×10 -2 μm 2 , approximately 0.1 μm 2 , approximately 1 μm 2 , approximately 10 μm 2 , about 100 µm 2 or more. Alternatively or additionally, the maximum area may be about 1×10 3 µm 2 , about 100 µm 2 , about 10 µm 2 , about 1 µm 2 , about 0.1 µm 2 , about 1×10 -2 µm 2 or less. The area occupied by the opening of each well may be greater than the above values, less than the above values, or be in between.
Глубина каждой лунки может составлять по меньшей мере приблизительно 0,1 мкм, приблизительно 1 мкм, приблизительно 10 мкм, приблизительно 100 мкм или более. В альтернативном варианте или дополнительно максимальная глубина может составлять приблизительно 1×103 мкм, приблизительно 100 мкм, приблизительно 10 мкм, приблизительно 1 мкм, приблизительно 0,1 мкм или менее. Глубина каждой лунки может превышать указанные выше величины, быть меньше указанных выше величин или иметь промежуточное значение.The depth of each well may be at least about 0.1 µm, about 1 µm, about 10 µm, about 100 µm, or more. Alternatively or additionally, the maximum depth may be about 1×10 3 µm, about 100 µm, about 10 µm, about 1 µm, about 0.1 µm, or less. The depth of each well may be greater than the above values, less than the above values, or in between.
В некоторых случаях диаметр каждой лунки может составлять по меньшей мере приблизительно 50 нм, приблизительно 0,1 мкм, приблизительно 0,5 мкм, приблизительно 1 мкм, приблизительно 10 мкм, приблизительно 100 мкм или более. В альтернативном варианте или дополнительно максимальный диаметр может составлять приблизительно 1×103 мкм, приблизительно 100 мкм, приблизительно 10 мкм, приблизительно 1 мкм, приблизительно 0,5 мкм, приблизительно 0,1 мкм или менее (например, приблизительно 50 нм). Диаметр каждой лунки может превышать указанные выше величины, быть меньше указанных выше величин или иметь промежуточное значение.In some cases, the diameter of each well may be at least about 50 nm, about 0.1 µm, about 0.5 µm, about 1 µm, about 10 µm, about 100 µm, or more. Alternatively or additionally, the maximum diameter may be about 1×10 3 µm, about 100 µm, about 10 µm, about 1 µm, about 0.5 µm, about 0.1 µm, or less (eg, about 50 nm). The diameter of each well may be greater than the above values, less than the above values, or be in between.
Как указано между Фиг. 2С и Фиг. 2D, после структурирования и отверждения смоляной композиции 14 отвержденная структурированная смола 14' может быть обработана для подготовки поверхности к нанесению полимерного покрытия 18.As indicated between FIG. 2C and FIG. 2D, after the
В одном из примеров отвержденная структурированная смола 14' может быть подвергнута силанизации, в результате которой происходит присоединение силана или производного силана к отвержденной структурированной смоле 14'. При силанизации происходит введение силана или производного силана по всей поверхности, включая углубления 16 (например, на нижней поверхности и вдоль боковых стенок) и промежуточные участки 22.In one example, the cured structured resin 14' may be subjected to a silanization that adds the silane or silane derivative to the cured structured resin 14'. Silanization involves the introduction of a silane or silane derivative over the entire surface, including depressions 16 (for example, on the bottom surface and along the side walls) and
Для силанизации может быть применен любой силан или производное силана. Выбор силана или производного силана может частично зависеть от типа функционализированной молекулы, которую применяют для образования полимерного покрытия 18 (показанного на Фиг. 2D), поскольку может быть желательным образование ковалентной связи между силаном или производным силана и полимерным покрытием 18. Способ, применяемый для присоединения силана или производного силана к отвержденной структурированной смоле 14', может зависеть от типа применяемого силана или производного силана. Ниже представлены некоторые примеры.Any silane or silane derivative can be used for silanization. The choice of silane or silane derivative may depend in part on the type of functionalized molecule that is used to form polymer coating 18 (shown in FIG. 2D), since it may be desirable to form a covalent bond between the silane or silane derivative and
В одном из примеров силаном или производным силана является (3-аминопропил)триэтоксисилан (англ. (3-aminopropyl)triethoxysilane, сокращенно APTES) или (3-аминопропил)триметоксисилан (англ. (3-aminopropyl)trimethoxysilane, сокращенно APTMS) (т.е. X-RB-Si(ORC)3, где X представляет собой аминогруппу, RB представляет собой -(СН2)3-, и RC представляет собой этил или метил). В этом примере поверхность подложки 12 может быть предварительно обработана (3-аминопропил)триэтоксисиланом (APTES) или (3-аминопропил)триметоксисиланом (APTMS) с образованием ковалентной связи между кремнием и одним или более атомами кислорода, находящимися на поверхности (не придерживаясь какого-либо механизма, можно предположить, что каждый атом кремния может связываться с одним, двумя или тремя атомами кислорода). Такую обработанную химическим способом поверхность подвергают воздействию повышенных температур для образования монослоя из аминогрупп. Затем аминогруппы вводят в реакцию с Сульфо-HSAB (англ. N-hydroxysulfosuccinimidyl-4-azidobenzoate, что означает N-гидроксисульфосукцинимидил-4-азидобензоат) с образованием азидопроизводного. Активация УФ излучением энергией в диапазоне от 1 Дж/см2 до 30 Дж/см2 при 21°С приводит к генерации активных нитреновых частиц, которые могут с легкостью вступать в различные реакции включения с PAZAM (то есть с одним из примеров функционализированной молекулы, применяемой для образования полимерного покрытия 18).In one example, the silane or silane derivative is (3-aminopropyl)triethoxysilane (English (3-aminopropyl)triethoxysilane, abbreviated APTES) or (3-aminopropyl)trimethoxysilane (English (3-aminopropyl)trimethoxysilane, abbreviated APTMS) (t .e XR B -Si(OR C ) 3 where X is an amino group, R B is -(CH 2 ) 3 -, and RC is ethyl or methyl). In this example, the surface of
Также могут быть применены другие способы силанизации. Примеры подходящих способов силанизации включают осаждение из газовой фазы, способ, (например, разработанный Yield Engineering Systems, "способ YES"), нанесение покрытия центрифугированием или другие способы осаждения. Некоторые примеры способов и материалов, которые могут быть применены для силанизации отвержденной структурированной смолы 14', рассмотрены в настоящей работе; тем не менее, следует понимать, что могут быть применены другие способы и материалы.Other silanization methods may also be used. Examples of suitable silanization methods include vapor deposition, a method (eg, developed by Yield Engineering Systems, "YES method"), spin coating, or other precipitation methods. Some examples of methods and materials that can be used to silanize the cured structured resin 14', discussed in this work; however, it should be understood that other methods and materials may be used.
В одном из примеров, в котором для проведения способа YES применяют печь для проведения CVD (т.е. для химического осаждения из газовой фазы, англ. chemical vapour deposition, сокр. CVD), отвержденную структурированную смолу 14' на подложке 12 помещают в печь CVD. Камера может быть продута, после чего начинают цикл силанизации. При проведении циклов емкость с силаном или производным силана может быть выдержана при подходящей температуре (например, приблизительно 120°С для норборненсилана), подходящая температура может поддерживаться в трубопроводах для подачи паров силана или производного силана (например, приблизительно 125°С для норборненсилана), и подходящая температура (например, приблизительно 145°С) может поддерживаться в вакуумных трубопроводах.In one example, in which a CVD (chemical vapor deposition, abbr. CVD) oven is used to carry out the YES method, the cured structured resin 14' on the
В другом примере силан или производное силана (например, жидкий норборненсилан) может быть осаждено внутри стеклянного флакона, и флакон может быть помещен в стеклянный вакуумный эксикатор, содержащий структурированную подложку 12. Затем из эксикатора может быть откачан воздух до достижения давления, составляющего от приблизительно 15 миллитор до приблизительно 30 миллитор (приблизительно от 2 до 4 Па), и эксикатор может быть помещен в печь, находящуюся при температуре, составляющей от приблизительно 60°С до приблизительно 125°С. По завершении силанизации эксикатор извлекают из печи, охлаждают и уравновешивают с атмосферой.In another example, a silane or silane derivative (eg, liquid norbornene silane) may be deposited within a glass vial and the vial may be placed in a glass vacuum desiccator containing a
Осаждение из газовой фазы, способ YES и/или силанизация в вакуумном эксикаторе могут быть применены для обработки различными силанами или производными силана, такими как силан или производные силана, включающие ненасыщенный циклоалкеновый фрагмент, такой как норборнен, производное норборнена (например, (гетеро)норборнен, включающий атом кислорода или азота вместо одного из атомов углерода), трансциклооктен, производные трансциклооктена, трансциклопентен, транс-циклогептен, транс-циклононен, бицикло[3,3,1]нон-1-ен, бицикло[4,3,1]дец-1(9)-ен, бицикло[4,2,1]нон-1(8)-ен и бицикло[4,2,1]нон-1-ен. Любой из упомянутых циклоалкенов может быть замещен, например, группой R, такой как водород, алкил, алкенил, алкинил, циклоалкил, циклоалкенил, циклоалкинил, арил, гетероарил, гетероалициклил, аралкил или (гетероалициклил)алкил. Пример производного норборнена включает [(5-бицикло[2,2,1]гепт-2-енил)этил]триметоксисилан. В других примерах эти способы могут быть применены, если силан или производное силана включает ненасыщенный циклоалкиновый фрагмент, такой как циклооктин, производное циклооктина или бициклононины (например, бицикло[6,1,0]нон-4-ин или его производные, бицикло[6,1,0]нон-2-ин или бицикло[6,1,0]нон-3-ин). Эти циклоалкины могут быть замещены любыми из групп R, рассмотренных в настоящей работе.Vapor deposition, YES process and/or silanization in a vacuum desiccator can be used to treat various silanes or silane derivatives such as silane or silane derivatives containing an unsaturated cycloalkene moiety such as norbornene, a norbornene derivative (e.g. (hetero)norbornene , including an oxygen or nitrogen atom instead of one of the carbon atoms), transcyclooctene, derivatives of transcyclooctene, transcyclopentene, trans-cycloheptene, trans-cyclononene, bicyclo[3,3,1]non-1-ene, bicyclo[4,3,1] dec-1(9)-ene, bicyclo[4.2.1]non-1(8)-ene and bicyclo[4.2.1]non-1-ene. Any of the cycloalkenes mentioned may be substituted, for example, with an R group such as hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl, heteroalicyclyl, aralkyl, or (heteroalicyclyl)alkyl. An example of a norbornene derivative includes [(5-bicyclo[2.2.1]hept-2-enyl)ethyl]trimethoxysilane. In other examples, these methods can be applied if the silane or silane derivative includes an unsaturated cycloalkyne moiety, such as cyclooctyne, a cyclooctyne derivative, or bicyclononines (e.g., bicyclo[6.1.0]non-4-yne or derivatives thereof, bicyclo[6 ,1,0]non-2-yne or bicyclo[6,1,0]non-3-yne). These cycloalkynes may be substituted by any of the R groups discussed in this work.
В результате присоединения силана или производного силана образуется предварительно обработанная (например, силанизированная) отвержденная структурированная смола 14', которая включает силанизированные углубления и силанизированные промежуточные участки.As a result of the addition of the silane or silane derivative, a pre-treated (eg, silanized) cured structured resin 14' is formed, which includes silanized depressions and silanized intermediate regions.
В других примерах отвержденная структурированная смола 14' может не подвергаться силанизации. Напротив, отвержденная структурированная смола 14' может быть подвергнута плазменному травлению, после чего на протравленную плазмой отвержденную структурированную смолу 14' может быть непосредственно нанесено центрифугированием (или осаждено другим способом) полимерное покрытие 18. В этом примере при плазменном травлении может образовываться вещество (вещества), активирующее поверхность (например, гидроксильные (С-ОН или Si-OH) и/или карбоксильные группы), с помощью которого полимерное покрытие 18 может закрепляться на отвержденной структурированной смоле 14'. В этих примерах полимерное покрытие 18 выбирают таким образом, чтобы оно реагировало с поверхностными группами, образующимися при плазменном травлении.In other examples, the cured structured resin 14' may not be silanized. In contrast, the cured structured resin 14' may be subjected to plasma etching, after which the plasma etched cured structured resin 14' may be directly spin-coated (or otherwise deposited) with the
В других примерах отвержденная структурированная смола 14' может включать непрореагировавшие эпоксигруппы (например, если отверждаемую свободнорадикальную смоляную матрицу применяют совместно с матрицей из эпоксидной смолы), и, таким образом, она может не подвергаться силанизации, поскольку непрореагировавшие эпоксигруппы могут непосредственно реагировать с функциональными аминогруппами полимерного покрытия 18. В этом примере может быть выполнено плазменное травление, например, если необходимо очистить поверхность от возможно имеющихся загрязняющих веществ.In other examples, the cured structured resin 14' may include unreacted epoxy groups (for example, if a curable free radical resin matrix is used in conjunction with an epoxy resin matrix), and thus may not be silanized because unreacted epoxy groups may directly react with the amino functional groups of the polymer.
Затем полимерное покрытие 18 может быть нанесено на предварительно обработанную отвержденную структурированную смолу 14' (как указано между Фиг. 2С и 2С). Полимерное покрытие 18 может представлять собой полужесткий полимерный материал, проницаемый для жидкостей и газов, закрепленный на отвержденной структурированной смоле 14'.The
Пример полимерного покрытия 18 включает сополимер акриламида, такой как сополимер N-(5-азидоацетамидилпентил)акриламида и акриламида (англ. poly(N-(5-azidoacetamidylpentyl)acrylamide-co-acrylamide, сокращенно PAZAM). PAZAM и некоторые другие формы сополимеров акриламида могут быть представлены следующей структурой (I):Poly(N-(5-azidoacetamidylpentyl)acrylamide-co-acrylamide, abbreviated as PAZAM) copolymer of acrylamide, such as N-(5-azidoacetamidylpentyl)acrylamide-acrylamide copolymer can be represented by the following structure (I):
где:where:
R1 представляет собой Н или необязательно замещенный алкил;R 1 is H or optionally substituted alkyl;
RA выбран из группы, состоящей из азидо, необязательно замещенной аминогруппы, необязательно замещенного алкенила, необязательно замещенного гидразона, необязательно замещенного гидразина, карбоксила, гидроксигруппы, необязательно замещенного тетразола, необязательно замещенного тетразина, нитрилоксида, нитрона и тиола;R A is selected from the group consisting of azido, optionally substituted amino, optionally substituted alkenyl, optionally substituted hydrazone, optionally substituted hydrazine, carboxyl, hydroxy, optionally substituted tetrazole, optionally substituted tetrazine, nitrile oxide, nitrone, and thiol;
каждый из R5, R6 и R8 независимо выбран из группы, состоящей из Н и необязательно замещенного алкила;each of R 5 , R 6 and R 8 is independently selected from the group consisting of H and optionally substituted alkyl;
каждая из групп -(СН2)p- может быть необязательно замещена;each of the -(CH 2 ) p - groups may be optionally substituted;
р представляет собой целое число, составляющее от 1 до 50;p is an integer from 1 to 50;
n представляет собой целое число, составляющее от 1 до 50000; иn is an integer from 1 to 50000; and
m представляет собой целое число, составляющее от 1 до 100000.m is an integer ranging from 1 to 100000.
Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что размещение повторяющихся элементов "n" и "m" в структуре (I) является репрезентативным, и мономерные субъединицы могут находиться в полимерной структуре в любом порядке (например, в случайном порядке, в виде блок-полимера, структурированного полимера или их комбинации).One skilled in the art will appreciate that the placement of the repeating elements "n" and "m" in structure (I) is representative, and the monomeric subunits can be in any order in the polymer structure (e.g., randomly, block-wise). polymer, structured polymer, or combinations thereof).
Молекулярная масса PAZAM может составлять от приблизительно 10 кДа до приблизительно 1500 кДа или в одном из конкретных примеров может составлять приблизительно 312 кДа.The molecular weight of PAZAM can be from about 10 kDa to about 1500 kDa, or in one specific example, it can be about 312 kDa.
В некоторых примерах PAZAM представляет собой линейный полимер. В некоторых других примерах PAZAM представляет собой сшитый полимер с невысокой плотностью сшивок.In some examples, PAZAM is a linear polymer. In some other examples, PAZAM is a crosslinked polymer with a low crosslink density.
В других примерах структура, составляющая полимерное покрытие 18, может быть вариантом структуры (I). В одном из примеров акриламидная единица может быть заменена N,N-диметилакриламидом В этом примере акриламидная единица в структуре (I) может быть заменена единицей в которой каждый из R6, R7 и R8 представляет собой Н, и каждый из R9 и R10 представляет собой метильную группу (а не Н, как в случае акриламида). В этом примере q может представлять собой целое число, составляющее от 1 до 100000. В другом примере наряду с акриламидной единицей может быть применен N,N-диметилакриламид. В этом примере кроме повторяющихся элементов "n" и "m" структура (I) может включать единицу в которой каждый из R6, R7 и R8 представляет собой Н, и каждый из R9 и R10 представляет собой метильную группу. В этом примере q может представлять собой целое число, составляющее от 1 до 100000.In other examples, the structure constituting
В другом примере полимера повторяющийся элемент "n" в структуре (I) может быть заменен мономером, включающим гетероциклическую азидогруппу, имеющую структуру (II):In another polymer example, the repeating element "n" in structure (I) can be replaced by a monomer containing a heterocyclic azido group having structure (II):
где R1 представляет собой Н или С1-С4 алкил; Rz представляет собой Н или С1-С4 алкил; L представляет собой линкер (соединительную группу), включающий неразветвленную цепочку, содержащую от 2 до 20 атомов, выбранных из группы, состоящей из углерода, кислорода и азота, и 10 необязательных заместителей на атомах углерода и любых атомах азота цепочки; Е представляет собой неразветвленную цепочку, включающую от 1 до 4 атомов, выбранных из группы, состоящей из углерода, кислорода и азота, и необязательные заместители на атомах углерода и любых атомах азота цепочки; А представляет собой амид, замещенный по атому N, где к атому N присоединен Н или С1-С4 алкил; и Z представляет собой азотсодержащий гетероцикл. Примеры Z включают циклы, содержащие от 5 до 10 членов, в виде одной циклической структуры или структуры из конденсированных циклов.where R 1 represents H or C1-C4 alkyl; R z is H or C1-C4 alkyl; L is a linker (connecting group) comprising a straight chain containing from 2 to 20 atoms selected from the group consisting of carbon, oxygen and nitrogen, and 10 optional substituents on carbon atoms and any nitrogen atoms of the chain; E is a straight chain containing from 1 to 4 atoms selected from the group consisting of carbon, oxygen and nitrogen, and optional substituents on carbon atoms and any nitrogen atoms of the chain; A is an amide substituted at the N atom, where H or C1-C4 alkyl is attached to the N atom; and Z is a nitrogen-containing heterocycle. Examples of Z include rings containing 5 to 10 members as a single ring structure or a fused ring structure.
В другом примере полимер может включать повторяющуюся единицу, соответствующую каждой из структур (III) и (IV):In another example, the polymer may include a repeating unit corresponding to each of structures (III) and (IV):
где каждый из R1a, R2a, R1b и R2b независимо выбран из водорода, необязательно замещенного алкила или необязательно замещенного фенила; каждый из R3a и R3b независимо выбран из водорода, необязательно замещенного алкила, необязательно замещенного фенила или необязательно замещенного С7-С14 аралкила; и каждый из L1 и L2 независимо выбран из необязательно замещенного алкиленового линкера или необязательно замещенного гетероалкиленового линкера.where each of R 1a , R 2a , R 1b and R 2b is independently selected from hydrogen, optionally substituted alkyl or optionally substituted phenyl; each of R 3a and R 3b is independently selected from hydrogen, optionally substituted alkyl, optionally substituted phenyl, or optionally substituted C7-C14 aralkyl; and each of L 1 and L 2 is independently selected from an optionally substituted alkylene linker or an optionally substituted heteroalkylene linker.
Следует понимать, что для получения полимерного покрытия 18 могут быть применены другие функционализированные молекулы, при условии, что они были функционализированы для того, чтобы взаимодействовать с предварительно обработанной отвержденной структурированной смолой 14' и наносимым впоследствии праймером (праймерами) 24. Другие примеры молекул, подходящих для образования полимерного покрытия 18, включают молекулы, образующие коллоидную структуру, такие как агароза, или сетчатую полимерную структуру, такие как желатин, или сшитую полимерную структуру, такие как полиакриламидные полимеры и сополимеры, не содержащий силана акриламид (англ. silane free acrylamide, сокращенно SFA) или азидолизированный вариант SFA. Примеры подходящих полиакриламидных полимеров могут быть синтезированы из акриламида и акриловой кислоты или акриловой кислоты, содержащей винильную группу, или из мономеров, вступающих в реакции [2+2] фото-циклоприсоединения. Другие примеры молекул, подходящих для образования полимерного покрытия 18, включают смешанные сополимеры акриламидов и акрилатов. Также могут быть применены разветвленные полимеры, такие как звездообразные полимеры, полимеры со звездообразной структурой макромолекул или звездообразные блок-сополимеры, дендримеры и подобные полимеры.It should be understood that other functionalized molecules may be used to form the
Функционализированная молекула (например, PAZAM) может быть осаждена на поверхность предварительно обработанной отвержденной структурированной смолы 14' посредством нанесения покрытия центрифугированием или нанесения покрытия маканием или окунанием или распределением функционализированной молекулы под действием положительного или отрицательного давления, или с помощью другой подходящей методики. Функционализированная молекула может присутствовать в смеси. В одном из примеров смесь включает PAZAM в воде или в смеси этанола и воды.The functionalized molecule (e.g., PAZAM) may be deposited onto the surface of the pre-treated cured structured resin 14' by spin coating or dip or dip coating, or positive or negative pressure distribution of the functionalized molecule, or other suitable technique. The functionalized molecule may be present in the mixture. In one example, the mixture includes PAZAM in water or in a mixture of ethanol and water.
После нанесения в виде покрытия функционализированная молекула также может быть подвергнута отверждению, что приводит к образованию полимерного покрытия 18 на всей структурированной подложке (т.е. в углублении (углублениях) 16 и на промежуточном участке (участках) 22). В одном из примеров отверждение функционализированной молекулы может быть проведено при температуре, составляющей от комнатной температуры (например, приблизительно 25°С) до приблизительно 95°С, в течение времени, составляющего от приблизительно 1 миллисекунды до приблизительно нескольких суток. Согласно другому примеру, продолжительность отверждения может составлять от 10 секунд до по меньшей мере 24 часов. В другом примере продолжительность может составлять от приблизительно 5 минут до приблизительно 2 часов.Once coated, the functionalized molecule can also be cured to form a
Присоединение полимерного покрытия 18 к предварительно обработанным углублениям и промежуточным участкам может происходить за счет ковалентных связей. Ковалентное связывание полимерного покрытия 18 с силанизированными или обработанным плазменным травлением углублениям позволяет фиксировать полимерное покрытие 18 в углублениях 16 в течение всего срока службы готовой проточной ячейки при выполнении различных операций. Ниже приведены некоторые примеры реакций, которые могут протекать между силаном или производным силана и полимерным покрытием 18.The attachment of the
Если силан или производное силана включает в качестве ненасыщенного фрагмента норборнен или производное норборнена, то норборнен или производное норборнена может: i) вступать в реакцию 1,3-биполярного циклоприсоединения с азидом/азидогруппой PAZAM; ii) вступать в реакцию сочетания с группой тетразина, присоединенной к PAZAM; вступать в реакцию циклоприсоединения с группой гидразона, присоединенной к PAZAM; вступать в фото-клик реакцию с группой тетразола, присоединенной к PAZAM; или вступать в реакцию циклоприсоединения с группой нитрилоксида, присоединенной к PAZAM.If the silane or silane derivative includes norbornene or norbornene derivative as an unsaturated moiety, then norbornene or norbornene derivative can: i) undergo a 1,3-bipolar cycloaddition reaction with the PAZAM azide/azido group; ii) couple with a tetrazine group attached to PAZAM; enter into a cycloaddition reaction with a hydrazone group attached to PAZAM; enter into a photo-click reaction with a tetrazole group attached to PAZAM; or enter into a cycloaddition reaction with a nitrile oxide group attached to PAZAM.
Если силан или производное силана в качестве ненасыщенного фрагмента включает циклооктин или производное циклооктина, то циклооктин или производное циклооктина могут: i) вступать в протекающую под действием напряжения реакцию азид-алкинного 1,3-циклоприсоединения (англ. strain-promoted azide-alkyne 1,3-cycloaddition, сокращенно SPAAC) с азидом/азидогруппой PAZAM или ii) вступать в протекающую под действием напряжения реакцию алкин-нитрилоксидного циклоприсоединения с нитрилоксидной группой, присоединенной к PAZAM.If the silane or silane derivative contains cyclooctyne or a cyclooctyne derivative as an unsaturated moiety, then the cyclooctyne or cyclooctyne derivative can: i) undergo strain-promoted azide-
Если силан или производное силана в качестве ненасыщенного фрагмента включает бициклононин, то бициклононин под воздействием напряжения в бициклической кольцевой системе может вступать в аналогичную реакцию циклоприсоединения алкина согласно механизму SPAAC с азидами или нитрилоксидами, присоединенными к PAZAM.If the silane or silane derivative includes bicyclononine as an unsaturated moiety, then bicyclononine, under the influence of tension in the bicyclic ring system, can enter into a similar alkyne cycloaddition reaction according to the SPAAC mechanism with azides or nitrile oxides attached to PAZAM.
Для формирования полимерного покрытия 18 в углублении (углублениях) 16, но не на промежуточном участке (участках) 22 отвержденной структурированной смолы 14', полимерное покрытие 18 может быть удалено с промежуточных участков 22 шлифовкой. Шлифовка может быть произведена с применением мягкой химической суспензии (включающей, например, абразивное вещество, буфер, хелатирующий агент, поверхностно-активное вещество и/или диспергирующий агент), которая может удалять полимерное покрытие 18 с промежуточных участков 22, не оказывая разрушительного действия на нижележащую отвержденнуюй структурированную смолу 14' и/или нижележащую подложку 12, находящуюся в обрабатываемых участках. В альтернативном варианте шлифовка может быть выполнена с помощью раствора, который не включает абразивных частиц. Химическая суспензия может быть применена в химической системе механического удаления шлифовкой. В этом примере шлифовальная головка (головки)/пластина (пластины) или другое шлифовальное устройство (устройства) способно снимать шлифовкой полимерное покрытие 18 с промежуточных участков 22, оставляя полимерное покрытие 18 в углублениях 16 и оставляя нижележащую отвержденную структурированную смолу 14' по меньшей мере по существу неповрежденной. Например, шлифовальная головка может представлять собой шлифовальную головку Strasbaugh ViPRR II. В другом примере шлифовка может быть выполнено с помощью шлифовальной пластины и раствора, не содержащего абразива. Например, шлифовальная пластина может быть применена в комбинации с раствором, не содержащим абразивных частиц (т.е. раствором, который не включает абразивных частиц).In order to form the
На Фиг. 2D показана заготовка 10 проточной ячейки после нанесения слоя полимера 18 в углубления 16. Заготовка 10 проточной ячейки может быть подвергнута очистке. Очистка может включать применение водяной бани и ультразвукового воздействия. Температура водяной бани может поддерживаться относительно низкой и составлять от приблизительно 22°С до приблизительно 30°С. Силанизированная структурированная подложка с покрытием, обработанным шлифовкой, также может быть высушена центрифугированием или с помощью другой подходящей методики.On FIG. 2D shows the
Как указано между изображениями на Фиг. 2D и Фиг. 2Е, для прививки праймера 24 к полимерному покрытию 18, находящемуся в углублении (углублениях) 16, производят прививку. Праймер 24 может представлять собой любой из праймеров прямой амплификации или праймеров обратной амплификации, которые включают алкинную функциональную группу или другой терминированный праймер (праймер с другой терминальной (конечной) группой). Другие примеры терминированных праймеров, которые могут быть применены, включают праймер с терминальной тетразиновой группой, праймер с терминальной азидогруппой, праймер с терминальной аминогруппой, праймер с терминальной эпоксидной или глицидильной группой, праймер с терминальной тиофосфатной группой, праймер с терминальной тиольной группой, праймер с терминальной альдегидной группой, праймер с терминальной гидразиногруппой, праймер с терминальной фосфорамидитной группой и праймер с терминальной группой триазолиндиона. Также может быть применена смесь праймеров. Конкретные примеры подходящих праймеров включают праймеры Р5 или Р7, которые имеются на поверхности коммерчески доступных проточных ячеек, поставляемых Illumina Inc. для секвенирования на платформах HISEQ™, HISEQX™, MISEQ™, MISEQDX™, MINISEQ™, NEXTSEQ™, NEXTSEQDX™, NOVASEQ™, ISEQ™, GENOME ANALYZER™ и других инструментальных платформах.As indicated between the images in Fig. 2D and FIG. 2E,
В одном из примеров прививка может быть выполнена проточным осаждением (например, с применением временно закрепленной крышки), нанесением покрытия маканием, нанесением покрытия распылением, нанесением покрытия распределением или любым другим подходящим способом, с помощью которого можно присоединить праймер (праймеры) 24 к полимерному покрытию 18. В каждом из перечисленных примеров методик может быть применен раствор или смесь праймеров, которые могут включать праймер (праймеры), воду, буфер и катализатор.In one example, grafting can be done by flow coating (e.g., using a temporarily attached cap), dipping coating, spray coating, distribution coating, or any other suitable method by which primer(s) 24 can be attached to the polymer coating. 18. In each of the above examples of techniques, a primer solution or mixture may be used, which may include primer(s), water, buffer, and catalyst.
Нанесение покрытия маканием может включать погружение заготовки 10 проточной ячейки (показанной на Фиг. 2D) в серию ванн с регулируемой температурой. В ваннах также может иметься регулировка потока, и/или они могут находиться в атмосфере азота. Ванны могут содержать раствор или смесь праймера. При пропускании через различные ванны происходит присоединение праймера (праймеров) 24 к функциональной группе (группам), к которой может прикрепляться праймер, имеющимся на полимерном покрытии 18, находящемся в по меньшей мере некотором углублении (углублениях) 16. В одном из примеров заготовку 10 проточной ячейки вводят в первую ванну, содержащую раствор или смесь праймера, в которой происходит реакция присоединения праймера (праймеров) 24, после чего заготовку 10 вводят в следующие ванны для промывки. Перемещение из одной ванны в другую может быть выполнено с помощью автоматического манипулятора или вручную. При нанесении покрытия маканием также может быть применена система сушки.Dip coating may involve immersing the flow cell preform 10 (shown in FIG. 2D) in a series of temperature controlled baths. The baths may also have flow control and/or be under a nitrogen atmosphere. Baths may contain a primer solution or mixture. When passing through various baths, the primer(s) 24 are attached to the functional group(s) to which the primer can be attached, present on the
Нанесение покрытия распылением может быть выполнено распылением раствора или смеси праймера непосредственно на заготовку 10 проточной ячейки. Многослойная структура с покрытием, нанесенным распылением, может быть подвергнута инкубации в течение времени, составляющего от приблизительно 4 минут до приблизительно 60 минут, при температуре, составляющей от приблизительно 0°С до приблизительно 70°С. После инкубации раствор или смесь праймера могут быть разбавлены и удалены с помощью, например, устройства для нанесения покрытия центрифугированием.Spray coating can be performed by spraying the primer solution or mixture directly onto the
Нанесение покрытия распределением раствора может быть выполнено способом, включающим налив и центрифугирование, и, таким образом, оно может быть выполнено с помощью устройства для нанесения центрифугированием. Раствор или смесь праймера может быть нанесена (вручную или автоматизированным способом) на заготовку 10 проточной ячейки. Наносимый раствор или смесь праймера могут быть нанесены на или распределены по всей поверхности заготовки 10 проточной ячейки. Заготовка 10 проточной ячейки с покрытием, содержащим праймер, может быть подвергнута инкубации в течение времени, составляющего от приблизительно 2 минут до приблизительно 60 минут, при температуре, составляющей от приблизительно 0°С до приблизительно 80°С. После инкубации раствор или смесь праймера могут быть разбавлены и удалены с помощью, например, устройства для нанесения покрытия центрифугированием.Coating by spreading the solution can be performed by a method including pouring and spinning, and thus can be done with a spin coater. The primer solution or mixture can be applied (manually or automatically) to the
На Фиг. 2F представлен пример проточной ячейки 10' после прививки праймера. Несмотря на то, что показан праймер 24 единственного типа, следует понимать, что могут быть присоединены два или более различных праймера 24.On FIG. 2F shows an example of a flow cell 10' after primer grafting. While a single type of
На Фиг. 2Е и 2F показаны примеры проточной ячейки 10' без присоединенной к ней крышки. Несмотря на то, что крышка не показана, проточные ячейки 10' могут иметь крышку, присоединенную к по меньшей мере части промежуточного участка 22. Крышка может быть присоединена до или после прививки праймера 24. Если крышку присоединяют до прививки праймера 24, то следует понимать, что для прививки может быть применен проточный способ. При проточном способе раствор или смесь праймера может быть введена в проточный канал (каналы) (ограниченный крышкой и промежуточным участком 22) через соответствующее впускное отверстие (отверстия) (не показано), раствор или смесь может быть выдержана в проточном канале (каналах) в течение времени (т.е. инкубационного периода), достаточного для закрепления праймера (праймеров) 24 на полимерном покрытии 18 в одном или более углублениях 16, после чего может быть извлечена из соответствующего выпускного отверстия (отверстий) (не показано). После присоединения праймера 24 через проточный канал (канал) может быть пропущена дополнительная текучая среда (среды) для промывки уже функционализированных углублений и проточного канала (каналов).On FIG. 2E and 2F show examples of a flow cell 10' without a lid attached to it. Although the lid is not shown, the flow cells 10' may have a lid attached to at least a portion of the
Крышка может быть помещена на промежуточный участок 22 таким образом, что она ограничивает один проточный канал или совокупность гидравлически разделенных проточных каналов.A cover may be placed on the
Крышка может состоять из любого материала, который прозрачен для возбуждающего излучения, направленного на углубление (углубления) 16. Например, крышка может быть изготовлена из стекла (например, Corning Eagle XG (CEXG), боросиликатного стекла, плавленого оксида кремния и т.д.), пластмассы или подобного материала. Примером коммерчески доступного подходящего боросиликатного стекла является D 263®, поставляемое Schott North America, Inc. Коммерчески доступными примерами подходящих пластмассовых материалов, а именно, циклоолефиновых полимеров, являются продуты ZEONOR®, поставляемые Zeon Chemicals L.P.The lid may be any material that is transparent to the excitation radiation directed at the recess(s) 16. For example, the lid may be made of glass (e.g., Corning Eagle XG (CEXG), borosilicate glass, fused silica, etc.). ), plastics or similar material. An example of a commercially available suitable borosilicate glass is D 263® available from Schott North America, Inc. Commercially available examples of suitable plastic materials, namely cycloolefin polymers, are the ZEONOR® products supplied by Zeon Chemicals L.P.
В некоторых примерах крышка может составлять одно целое с боковой стенкой (стенками), которая соответствует форме той части промежуточного участка 22, к которой она будет присоединена. Например, в прозрачном блоке может быть вытравлен желобок, в результате чего образуется по существу плоская (например, верхняя) часть и боковая стенка (стенки), выступающая за пределы по существу плоской части. При установке блока с вытравленным желобком на промежуточный участок 22 желобок может становиться проточным каналом.In some examples, the lid may be integral with the side wall(s) that conform to the shape of the part of the
В других примерах боковая стенка (стенки) и крышка могут быть отдельными компонентами, соединенными друг с другом. Например, крышка может представлять собой по существу прямоугольный блок, имеющий по меньшей мере по существу плоскую наружную поверхность и по меньшей мере по существу плоскую внутреннюю поверхность, которая ограничивает часть (например, верхнюю часть) проточного канала (после соединения с частью промежуточного участка 22). Блок может быть установлен на (например, соединен с) боковую стенку (стенки), которая соединена с частью промежуточного участка 22 и образует боковую стенку (стенки) проточного канала. В этом примере боковая стенка (стенки) может включать любой из материалов, которые, согласно настоящему изобретению, подходят для изготовления разделительного слоя (описанного ниже).In other examples, the side wall(s) and lid may be separate components connected to each other. For example, the cover may be a substantially rectangular block having at least a substantially flat outer surface and at least a substantially flat inner surface that defines a portion (e.g., top) of the flow channel (after being connected to a portion of the intermediate section 22) . The block may be mounted on (eg, connected to) a side wall(s) which is connected to a portion of the
Крышка может быть присоединена с помощью любой подходящей методики, такой как лазерная сварка, диффузионное соединение, анодная сварка, пайка эвтектическим сплавом, плазмоактивируемое соединение, пайка стеклокристаллическим припоем или другими способами, известными в данной области техники. В одном из примеров для соединения крышки с частью промежуточного участка 22 может быть применен разделительный слой. Разделительный слой может состоять из любого материала, который может герметично соединять по меньшей мере некоторые из промежуточных участков 22 с крышкой.The lid may be attached using any suitable technique such as laser welding, diffusion bonding, anode welding, eutectic alloy soldering, plasma activated bonding, glass crystal soldering, or other methods known in the art. In one example, a separating layer may be used to connect the lid to a portion of the
В одном из примеров разделительный слой может быть изготовлен из материала, поглощающего излучение с длиной волны, которую пропускает крышка и/или отвержденная структурированная смола 14'. В свою очередь, поглощенная энергия затрачивается на образование связи между разделительным слоем и крышкой и между разделительным слоем и отвержденной структурированной смолой 14'. Одним из примеров материала, поглощающего излучение, является черный KAPTON® (полиимид, содержащий углеродную сажу), поставляемый DuPont (США), полоса поглощения которого находится при приблизительно 1064 нм. Следует понимать, что может быть применен полиимид, не содержащий углеродной сажи, но при этом должна быть выбрана такая длина волны, при которой происходит существенное поглощение энергии натуральным полиимидным материалом (например, при 480 нм). В другом примере для соединения может быть применен полиимид CEN JP, который облучают светом с длиной волны 532 нм. Если разделительный слой изготовлен из материала, поглощающего излучение, то разделительный слой может быть расположен на границе раздела между крышкой и частью промежуточного участка 22 таким образом, чтобы разделительный слой контактировал с целевой соединительной областью. Может быть приложено сжимающее усилие (например, давление приблизительно 100 PSI (что приблизительно соответствует 6,20⋅105 Па)) при одновременном воздействии на границу раздела энергии лазера с подходящей длиной волны (т.е. с облучением материала, поглощающего излучение). Для создания подходящего соединения энергия лазера может воздействовать на границу раздела как сверху, так и снизу.In one example, the separating layer may be made of a material that absorbs radiation at a wavelength that the cover and/or the cured structured resin 14' transmits. In turn, the absorbed energy is used to form a bond between the release layer and the lid and between the release layer and the cured structured resin 14'. One example of a material that absorbs radiation is black KAPTON® (polyimide containing carbon black) supplied by DuPont (USA), the absorption band of which is at approximately 1064 nm. It should be understood that carbon black-free polyimide can be used, but the wavelength must be chosen at which there is significant energy absorption by the natural polyimide material (eg, at 480 nm). In another example, a CEN JP polyimide can be used for the connection, which is irradiated with light at a wavelength of 532 nm. If the separating layer is made of a radiation absorbing material, then the separating layer may be positioned at the interface between the cover and part of the
В другом примере разделительный слой может контактировать с материалом, поглощающим излучение. Материал, поглощающий излучение, может быть нанесен на границу раздела между разделительным слоем и крышкой, а также на границу раздела между разделительным слоем и частью промежуточного участка 22. Например, разделительный слой может состоять из полиимида, и отдельный материал, поглощающий излучение, может представлять собой углеродную сажу. В этом примере отдельный материал, поглощающий излучение, поглощает лазерную энергию, которая затрачивается на образование связей между разделительным слоем и крышкой и между разделительным слоем и частью промежуточного участка 22. В этом примере к соответствующим границам раздела может быть приложено сжимающее усилие и одновременно к границам раздела может быть подана энергия лазерного излучения с подходящей длиной волны (т.е. произведено одновременное облучение материала, поглощающего излучение).In another example, the separating layer may be in contact with a radiation absorbing material. The radiation absorbing material may be applied to the interface between the separating layer and the cover, as well as to the interface between the separating layer and part of the
Проточные ячейки 10', рассмотренные в настоящей работе, могут быть применены для осуществления множества различных методик или способов секвенирования, включающих методики, часто называемые секвенированием синтезом (англ. sequencing-by-synthesis, сокращенно SBS), циклическим секвенированием массивов, секвенированием лигированием, пиросеквенированием и т.д. Поскольку полимерное покрытие 18 и присоединенный праймер (праймеры) 24 находятся в углублениях 16, а не на промежуточных участках 22, то при применении любой из указанных методик амплификация будет локализована только в углублениях.The flow cells 10' discussed in this work can be used to implement many different sequencing techniques or methods, including techniques often referred to as sequencing-by-synthesis (English sequencing-by-synthesis, abbreviated as SBS), cycle sequencing of arrays, sequencing by ligation, pyrosequencing etc. Because the
В качестве примера можно указать, что реакция секвенирования синтезом (SBS) может быть проведена в такой системе, как системы секвенирования HISEQ™, HISEQX™, MISEQ™, MISEQDX™, MINISEQ™, ISEQ™, NOVASEQ™, NEXTSEQDX™ или NEXTSEQ™, поставляемые Illumina, Inc. (San Diego, CA). При проведении SBS для определения последовательности нуклеотидов в матрице, отслеживают удлинение (достройку) праймера из нуклеиновых кислот (например, праймера секвенирования) вдоль матрицы из нуклеиновых кислот (т.е. матрицы секвенирования). Химическим процессом, лежащим в основе этого способа, может быть полимеризация (например, катализируемая полимеразным ферментом) или лигирование (например, катализируемое лигазным ферментом). В одном из конкретных SBS способов, в котором применяют полимеразу, флуоресцентно меченые нуклеотиды присоединяются к праймеру секвенирования (достраивая таким образом праймер секвенирования) в соответствии с расположением нуклеотидов в матрице, и определение порядка и типа нуклеотидов, присоединяющихся к праймеру секвенирования, может быть применено для определения последовательности матрицы.By way of example, a sequencing-by-synthesis (SBS) reaction can be carried out on a system such as the HISEQ™, HISEQX™, MISEQ™, MISEQDX™, MINISEQ™, ISEQ™, NOVASEQ™, NEXTSEQDX™ or NEXTSEQ™ sequencing systems, supplied by Illumina, Inc. (San Diego, CA). When conducting SBS to determine the sequence of nucleotides in the matrix, the extension (extension) of the nucleic acid primer (eg, sequencing primer) along the nucleic acid matrix (ie, sequencing template) is monitored. The chemical process underlying this process may be polymerization (eg catalyzed by a polymerase enzyme) or ligation (eg catalyzed by a ligase enzyme). In one particular SBS method using a polymerase, fluorescently labeled nucleotides are attached to a sequencing primer (thus extending the sequencing primer) according to the arrangement of the nucleotides in the template, and determining the order and type of nucleotides attached to the sequencing primer can be used to matrix sequence definitions.
Перед секвенированием на праймеры 24 амплификации может быть произведено воздействие библиотекой секвенирования, которую амплифицируют любым подходящим способом, таким как генерация кластеров.Prior to sequencing,
В одном из примеров генерации кластеров фрагменты библиотеки копируются с гибридизованных праймеров 24 посредством удлинения по 3'-концу с помощью высокоточной (англ. high-fidelity) ДНК полимеразы. Исходные фрагменты библиотеки подвергают денатурации, в результате чего остаются иммобилизованные копии. Для амплификации иммобилизованных копий может быть применена изотермическая мостиковая амплификация. Например, скопированные матрицы сворачиваются для гибридизации с соседним комплементарным праймером 24, и полимераза копирует скопированные матрицы, что приводит к образованию двухцепочечных (двухнитевых) мостиков, которые подвергаются денатурации с образованием одноцепочечных нитей. Эти две нити сворачиваются и гибридизуются с соседними комплементарными праймерами 24 и вновь достраиваются с образованием двух новых двухцепочечных петель. Процесс повторяют на каждой копии матрицы, проводя циклы изотермической денатурации и амплификации с образованием плотных клональных кластеров. Каждый кластер двухцепочечных мостиков подвергается денатурации. В одном из примеров обратную цепочку (англ. reverse strand) удаляют специфичным отщеплением основания, в результате чего остаются прямые (forward) полинуклеотидные матричные цепочки. Следует понимать, что образование кластеров приводит к образованию нескольких матричных цепочек.In one example of cluster generation, library fragments are copied from hybridized
Для инициирования первого цикла SBS один или более меченых нуклеотидов, ДНК полимераза и т.д. могут быть направлены в/через проточный канал и т.д., в котором достройка праймера секвенирования приводит к встраиванию меченого нуклеотида в матричные цепочки. Такое встраивание может быть обнаружено с помощью акта визуализации. Во время акта визуализации система освещения (не показана) может направлять возбуждающее излучение на функционализированные углубления. Во время акта визуализации любое излучение (если таковое имеется), испускаемое отвержденной структурированной смолой 14' в результате воздействия света с длиной волны возбуждения синем и/или в зеленом диапазоне, может быть i) неподходящим для обнаружения, поскольку его интенсивность ниже порогового значения обнаружения, или ii) благодаря слабой аутофлуоресценции отвержденной структурированной смолы 14' обнаруживаемым в виде шума. Таким образом, отвержденная структурированная смола 14', рассмотренная в настоящей работе, по существу невидима для детектора.To initiate the first round of SBS, one or more labeled nucleotides, DNA polymerase, etc. can be directed into/through the flow channel, etc., in which the completion of the sequencing primer leads to the insertion of the labeled nucleotide into template chains. Such embedding can be detected by the act of visualization. During the act of rendering, an illumination system (not shown) may direct excitation radiation to the functionalized recesses. During the rendering event, any radiation (if any) emitted by the cured structured resin 14' as a result of exposure to blue and/or green excitation wavelength light may be i) unsuitable for detection because its intensity is below the detection threshold, or ii) due to the weak autofluorescence of the cured structured resin 14' detectable as noise. Thus, the cured structured resin 14' discussed in this paper is essentially invisible to the detector.
В некоторых примерах нуклеотиды могут дополнительно обладать свойством обратимого терминатора, который прекращает последующее удлинение праймера после добавления нуклеотида к праймеру секвенирования. Например, к праймеру секвенирования может быть добавлен нуклеотидный аналог, содержащий фрагмент обратимого терминатора, в результате чего последующее удлинение не может произойти до тех пор, пока не будет добавлен деблокирующий агент, способный удалить этот фрагмент. Таким образом, в тех примерах, в которых применяют обратимые терминаторы, в проточный канал и т.д. может быть направлен деблокирующий реагент (до или после обнаружения).In some examples, the nucleotides may further have the property of a reversible terminator that terminates subsequent primer extension after the addition of the nucleotide to the sequencing primer. For example, a nucleotide analog containing a reversible terminator fragment can be added to a sequencing primer, such that subsequent extension cannot occur until a deblocking agent is added that can remove the fragment. Thus, in those examples where reversible terminators are used, into the flow channel, etc. a deblocking reagent may be sent (before or after detection).
Между различными этапами подачи текучих сред может быть проведена промывка (промывки). Цикл SBS может быть повторен n раз для удлинения праймера секвенирования на n нуклеотидов, в результате чего может быть определена последовательность длины n.Flushing(s) may be performed between the various fluid supply steps. The SBS cycle can be repeated n times to extend the sequencing primer by n nucleotides, whereby a sequence of length n can be determined.
Несмотря на то, что был подробно рассмотрен способ SBS, следует понимать, что проточные ячейки, рассмотренные в настоящей работе, могут быть применены в других протоколах секвенирования, для генотипирования или в других химических и/или биологических анализах. Секвенирование спаренных концов позволяет обнаруживать геномные перегруппировки и повторяющиеся последовательности элементов, а также слияние генов и новые транскрипты. В другом примере проточные ячейки, рассмотренные в настоящей работе, могут быть применены для генерации библиотеки на клетках.Although the SBS method has been discussed in detail, it should be understood that the flow cells discussed in this work can be applied in other sequencing protocols, for genotyping, or in other chemical and/or biological assays. Paired-end sequencing can detect genomic rearrangements and repetitive element sequences, as well as gene fusion and new transcripts. In another example, the flow cells discussed in this paper can be used to generate a library on cells.
Несмотря на то, что пример, показанный на Фиг. 1 и 2A-2F иллюстрирует применение смоляной композиции для изготовления проточной ячейки, следует понимать, что смоляная композиция может быть применена для других целей, для которых необходимы низкие интенсивности аутофлуоресценции. В одном из примеров смоляная композиция 14, 14' может быть применена в любой методике SBS с оптическим обнаружением. В других примерах смоляная композиция 14, 14' может быть применена для изготовления плоских волноводов, комплементарных металло-оксидных полупроводников (англ. complementary metal-oxide-semiconductor, сокращенно CMOS) и т.д.Although the example shown in FIG. 1 and 2A-2F illustrate the use of the resin composition for making a flow cell, it should be understood that the resin composition may be used for other applications that require low autofluorescence intensities. In one example, the
Для дополнительной иллюстрации настоящего изобретения ниже приведены два примера и модельный пример. Следует понимать, что эти примеры и модельный пример приведены для иллюстрации и не ограничивают объем настоящего изобретения.To further illustrate the present invention, two examples and a model example are given below. It should be understood that these examples and the model example are provided to illustrate and do not limit the scope of the present invention.
Описание примеров осуществления изобретенияDescription of exemplary embodiments of the invention
Пример 1Example 1
Были приготовлены шесть примеров смоляных композиций. Каждый пример включал отличную от других, отверждаемую свободнорадикальную смоляную матрицу, которая включала 1,3-бис(3-метакрилоксипропил)тетраметилдисилоксан, полидиметилсилоксан с терминальными метакрилоксипропильными группами, тетраметил-тетракис[3-акрилоксипропил]циклотетрасилоксан, метакрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана, акрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана и акрилоксипропил-метилсилоксановый гомополимер. Каждую из этих отверждаемых свободнорадикальных смоляных матриц смешивали с фотоинициатором, который представлял собой бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (коммерчески поставляемый IGM Resins под наименованием OMNIRAD™ 2022).Six examples of resin compositions were prepared. Each example included a different, free-radical curable resin matrix that included 1,3-bis(3-methacryloxypropyl)tetramethyldisiloxane, methacryloxypropyl-terminated polydimethylsiloxane, tetramethyl-tetrakis[3-acryloxypropyl]cyclotetrasiloxane, methacryl-polyhedral oligomeric silsesquioxane, acrylic- a polyhedral oligomeric silsesquioxane; and an acryloxypropyl-methylsiloxane homopolymer. Each of these curable free radical resin matrices was mixed with a photoinitiator which was bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide (commercially available from IGM Resins under the name OMNIRAD™ 2022).
Отверждаемые свободнорадикальные смоляные матрицы и фотоинициатор смешивали с растворителем PGMEA (ацетатом простого монометилового эфира пропиленгликоля), содержащим концентрацию мономеров, составляющую от приблизительно 15 масс. % до приблизительно 66 масс. %, и концентрацию фотоинициатора, составляющую приблизительно 1 масс. %.The curable free radical resin matrices and photoinitiator were mixed with a PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) solvent containing a monomer concentration of from about 15 wt. % to about 66 wt. % and a photoinitiator concentration of approximately 1 wt. %.
Каждую из полученных смоляных композиций наносили в виде покрытия центрифугированием со скоростью 2200 (оборотов в минуту) об./мин. в течение приблизительно 1 минуты на стеклянную подложку. После осаждения смоляные композиции подвергали термообработке при невысокой температуре в течение приблизительно 2 минут при приблизительно 130°С для удаления PGMEA. Затем на осажденные смоляные композиции способом наноимпринтной литографии наносили отпечаток. Рабочий штамп вдавливали в нанесенную композицию, и затем смолу облучали для отверждения УФ светом светодиодной УФ лампы в течение приблизительно 20 секунд.Each of the resulting resin compositions was coated by spin coating at 2200 (rpm) rpm. for approximately 1 minute on a glass substrate. After precipitation, the resin compositions were heat treated at a low temperature for about 2 minutes at about 130° C. to remove the PGMEA. The deposited resin compositions were then imprinted by nanoimprint lithography. The work stamp was pressed into the applied composition, and then the resin was irradiated to cure with UV light from a UV LED lamp for about 20 seconds.
С помощью сканирующего электронного микроскопа получали изображения каждой из отвержденных структурированных смол. На Фиг. 3A-3F, соответственно, представлены изображения отвержденных структурированных смол, полученных из 1,3-бис(3-метакрилоксипропил)тетраметилдисилоксана, полидиметилсилоксана с терминальными метакрилоксипропильными группами, тетраметил-тетракис[3-акрилоксипропил]циклотетрасилоксана, метакрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана, акрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана и акрилоксипропил-метилсилоксанового гомополимера. Эти изображения показывают, что в смоляных композициях, рассмотренных в настоящей работе, могут быть сделаны наноотпечатки, образующие углубления, подходящие для проточных ячеек или подходящие для других вариантов применения.Scanning electron microscope images were taken of each of the cured structured resins. On FIG. 3A-3F respectively depict cured structured resins prepared from 1,3-bis(3-methacryloxypropyl)tetramethyldisiloxane, methacryloxypropyl-terminated polydimethylsiloxane, tetramethyl-tetrakis[3-acryloxypropyl]cyclotetrasiloxane, methacryl-polyhedral oligomeric silsesquioxane, acrylic a polyhedral oligomeric silsesquioxane; and an acryloxypropyl-methylsiloxane homopolymer. These images show that the resin compositions discussed in this paper can be nanoprinted to form depressions suitable for flow cells or suitable for other applications.
Пример 2Example 2
Был приготовлен пример смоляной композиции, включающей приблизительно 17 масс. % акрил-полиэдрического олигомерного силсесквиоксана (акрило-POSS - в качестве отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы), приблизительно 1 масс. % бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксида (в качестве свободнорадикального фотоинициатора) и ацетат простого монометилового эфира пропиленгликоля (PGMEA - в качестве растворителя). Растворитель в композиции составлял дополнение до 100% (приблизительно 82 масс. %).Was prepared an example of a resin composition comprising approximately 17 wt. % acrylic-polyhedral oligomeric silsesquioxane (acrylo-POSS - as curable free radical resin matrix), approximately 1 wt. % bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide (as free radical photoinitiator) and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA - as solvent). The solvent in the composition was the addition to 100% (approximately 82 wt.%).
Была приготовлена сравнительная смоляная композиция, включающая приблизительно 4 масс. % функционализированного глицидильной группой POSS и приблизительно 13 масс. % функционализированного эпоксициклогексилэтильной группой POSS (в качестве матрицы из эпоксидной смолы), приблизительно 1,2 масс. % в сумме комбинации фотоинициатора/генератора фотокислоты в виде тиоксант-9-она (ITX) (присутствующего в количестве приблизительно 0,34 масс. %)/TEGO® PC 1467 (Evonik Industries) (присутствующего в количестве приблизительно 0,85 масс. %), приблизительно 1,4 масс. % полиакрилата (BYK®-350) и растворитель (PGMEA). Растворитель в композиции составлял дополнение до 100% (приблизительно 80 масс. %).Was prepared comparative resin composition comprising approximately 4 wt. % functionalized glycidyl group POSS and approximately 13 wt. % epoxycyclohexylethyl functionalized POSS (as epoxy resin matrix), approximately 1.2 wt. % in total photoinitiator/photoacid generator thioxanth-9-one (ITX) combination (present at about 0.34 wt %)/TEGO® PC 1467 (Evonik Industries) (present at about 0.85 wt %) ), approximately 1.4 wt. % polyacrylate (BYK®-350) and solvent (PGMEA). The solvent in the composition was the addition to 100% (approximately 80 wt.%).
Как сравнительный пример смоляной композиции, так и пример смоляной композиции наносили на стеклянную подложку центрифугированием со скоростью 2200 (оборотов в минуту) об./мин. в течение приблизительно 1 минуты.Both the Comparative Resin Composition Example and the Resin Composition Example were applied to a glass substrate by centrifugation at 2200 (rpm) rpm. for approximately 1 minute.
После нанесения примера и сравнительного примера смоляных композиций, смоляные композиции примера и сравнительного примера подвергали термообработке при невысокой температуре в течение приблизительно 2 минут при приблизительно 120°С для удаления PGMEA. Затем смолы отверждали под действием УФ излучения светодиодной УФ лампы в течение приблизительно 20 секунд. После УФ отверждения смолы сравнительного примера смолу подвергали термообработке при повышенной температуре, составляющей 250°С, в течение приблизительно 10 минут. Смола примера не подвергали термообработке при повышенной температуре.After applying the Example and Comparative Resin Compositions, the resin compositions of Example and Comparative were heat treated at a low temperature for about 2 minutes at about 120° C. to remove PGMEA. The resins were then cured under UV light from a UV LED lamp for approximately 20 seconds. After UV curing of the comparative example resin, the resin was heat treated at an elevated temperature of 250°C for about 10 minutes. The resin of the example was not subjected to heat treatment at an elevated temperature.
Затем отвержденный пример и отвержденный сравнительный пример облучали возбуждающим светом с помощью устройства на основе спектрометра. Источником возбуждающего света этого устройства был лазер с длиной волны излучения 445 нм (синяя область спектра). Размер лазерного пятна составлял приблизительно 200 мкм. Луч лазера пропускали через фильтр для отсекания более длинноволновых линий и затем пропускали через образцы. Для измерений отбирали прозрачные образцы (отвержденного примера и отвержденного сравнительного примера). На одной линии с лучом лазера на другой стороне образца был размещен спектрометр Ocean Optics, присоединенный с помощью оптического волокна. Величина энергии падающего луча лазера может быть скорректирована посредством регулировки тока возбуждения или добавлением ослабляющих фильтров на пути луча лазера. Для получения данных, представленных на графике Фиг. 4, применяли мощность лазера, составляющую 3 мВт.Then, the cured example and the cured comparative example were irradiated with excitation light using a spectrometer-based device. The excitation light source of this device was a laser with a wavelength of 445 nm (blue region of the spectrum). The laser spot size was approximately 200 µm. The laser beam was passed through a filter to cut longer wavelength lines and then passed through the samples. Transparent samples (of the cured example and the cured comparative example) were taken for measurements. In line with the laser beam on the other side of the sample, an Ocean Optics spectrometer was placed, connected with an optical fiber. The energy of the incident laser beam can be adjusted by adjusting the drive current or by adding attenuating filters in the path of the laser beam. To obtain the data presented in the graph of Fig. 4, a laser power of 3 mW was used.
Как видно из графика, представленного на Фиг. 4, интенсивность флуоресценции (в произвольных единицах (ПЕ)) сравнительного примера при длине волны возбуждающего света в синем диапазоне составляет 2500 ПЕ, а при длине волны возбуждающего света в зеленом диапазоне она составляет от приблизительно 2000 ПЕ до приблизительно 2400 ПЕ. Напротив, интенсивность флуоресценции примера при длине волны возбуждающего света в синем и в зеленом диапазоне в целом составляет менее приблизительно 500 ПЕ и, как оказалось, незначительно превышает интенсивность флуоресценции подложки из оптического стекла.As seen from the graph shown in Fig. 4, the fluorescence intensity (in arbitrary units (PU)) of the comparative example at the blue excitation wavelength is 2500 PU, and at the green excitation wavelength, it is from about 2000 PU to about 2400 PU. In contrast, the fluorescence intensity of the example at excitation wavelengths in the blue and green ranges is generally less than about 500 PU and appears to be slightly higher than the fluorescence intensity of the optical glass substrate.
Модельный примерModel example
Задачей этого модельного примера является сравнение двух композиций в гипотетическом примере.The purpose of this model example is to compare two compositions in a hypothetical example.
Пример смоляной композиции включает 1,3-бис(3-метакрилоксипропил)тетраметилдисилоксан (в качестве отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы) и бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (в качестве свободнорадикального фотоинициатора) в PGMEA.An example resin composition includes 1,3-bis(3-methacryloxypropyl)tetramethyldisiloxane (as the curable free radical resin matrix) and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide (as the free radical photoinitiator) in PGMEA.
Сравнительная смоляная композиция включает функционализированный глицидильной группой POSS и функционализированный эпоксициклогексилэтильной группой POSS (в качестве матрицы из эпоксидной смолы), комбинацию фотоинициатора/генератора фотокислоты, включающую тиоксант-9-он (ITX) и TEGO® PC 1467 (Evonik Industries) в PGMEA.Comparative resin composition includes glycidyl functionalized POSS and epoxycyclohexylethyl functionalized POSS (as epoxy resin matrix), a photoinitiator/photoacid generator combination comprising thioxanth-9-one (ITX) and TEGO® PC 1467 (Evonik Industries) in PGMEA.
Композицию сравнительного примера наносили на две первые дорожки (1 и 2) проточной ячейки, полученной из стекла или кремния, и композицию примера наносили на две последние дрожки (4 и 5) проточной ячейки, полученной из стекла или кремния.The Comparative Example composition was applied to the first two lanes (1 and 2) of a glass or silicon made flow cell and the example composition was applied to the last two lanes (4 and 5) of a glass or silicon made flow cell.
После нанесения смоляных композиций примера и сравнительного примера смолы подвергали отверждению.After applying the resin compositions of the Example and Comparative Example, the resins were cured.
Как отвержденный пример, так и отвержденный сравнительный пример, соответственно, облучали возбуждающим светом с длиной волны в синем диапазоне и с длиной волны в зеленом диапазоне, применяя устройство Amersham TYPHOON™ для измерения аутофлуоресценции. Полагают, что интенсивность аутофлуоресценции сравнительного примера будет гораздо выше интенсивности аутофлуоресценции примера. На Фиг. 5А и 5В представлены графики, на которых изображены предполагаемые результаты аутофлуоресценции отвержденного примера и отвержденного сравнительного примера при облучении, соответственно, возбуждающим светом с длиной волны в синем диапазоне (Фиг. 5А) и с длиной волны возбуждения в зеленом диапазоне (Фиг. 5В). На указанных графиках значения серого представляют собой аутофлуоресценцию, и выраженное в сантиметрах расстояние представляет собой расстояние, на котором в проточной ячейке расположены дорожки.Both the cured example and the cured comparative example, respectively, were irradiated with excitation light at a wavelength in the blue range and a wavelength in the green range using an Amersham TYPHOON™ device for measuring autofluorescence. It is believed that the autofluorescence intensity of the comparative example will be much higher than the autofluorescence intensity of the example. On FIG. 5A and 5B are graphs depicting the predicted autofluorescence results of the cured example and the cured comparative example when irradiated with blue excitation wavelength (FIG. 5A) and green excitation wavelength (FIG. 5B), respectively. In these graphs, the gray values represent autofluorescence and the distance expressed in centimeters represents the distance at which the lanes are located in the flow cell.
В этом модельном примере произведено сравнение гипотетической композиции на основе акрилата с гипотетической композицией на основе эпоксидной смолы, и представлены предполагаемые интенсивности аутофлуоресценции для гипотетических композиций, которые показывают, что комбинация отверждаемой свободнорадикальной смоляной матрицы, включающей акрилат и силоксан, и свободнорадикального фотоинициатора может создавать более слабую аутофлуоресценцию.This model example compares a hypothetical acrylate-based composition with a hypothetical epoxy-based composition and presents the estimated autofluorescence intensities for the hypothetical compositions, which show that the combination of a curable free radical resin matrix comprising acrylate and siloxane and a free radical photoinitiator can produce a weaker autofluorescence.
Дополнительные замечанияAdditional Notes
Следует понимать, что все комбинации приведенных выше признаков и дополнительных признаков, более подробно рассмотренных ниже (при условии, что эти признаки не являются взаимоисключающими) составляют часть предмета изобретения, рассмотренного в настоящей работе. В частности, все комбинации раскрытых предметов изобретения, очевидные после прочтения предлагаемого описания, составляют часть предмета изобретения, рассмотренного в настоящей работе. Также следует понимать, что употребляемая в настоящем описании терминология, которая также может употребляться в любом документе, включенном в настоящее описание посредством ссылки, должна иметь значение, в наибольшей мере соответствующее конкретным признакам, рассмотренным в настоящей работе.It should be understood that all combinations of the above features and additional features discussed in more detail below (provided that these features are not mutually exclusive) form part of the subject matter of the invention discussed in this work. In particular, all combinations of the disclosed subjects of the invention, obvious after reading the proposed description, form part of the subject matter of the invention discussed in this work. It should also be understood that the terminology used in the present description, which can also be used in any document included in the present description by reference, should have the meaning that is most consistent with the specific features discussed in this work.
Упоминание в настоящем описании "одного примера", "другого примера", "примера" и т.д. означает, что конкретный элемент (например, элемент, структура и/или характеристика), раскрытый при описании этого примера, включен в по меньшей мере один пример, рассмотренный в настоящей работе, и может присутствовать или может отсутствовать в других примерах. Кроме того, следует понимать, что, если из контекста не ясно иное, то рассмотренные элементы любого примера могут быть скомбинированы в различных примерах любым подходящим образом.Reference in the present description to "one example", "another example", "example", etc. means that a specific element (eg, element, structure and/or characteristic) disclosed in the description of this example is included in at least one example discussed in this work, and may or may not be present in other examples. In addition, it should be understood that, unless otherwise clear from the context, the discussed elements of any example can be combined in various examples in any suitable way.
Следует понимать, что приведенные в настоящем описании диапазоны включают указанные диапазоны и любые величины или поддиапазоны, находящиеся в пределах указанного диапазона, как если бы такие величины или поддиапазоны были ясно обозначены. Например, следует понимать, что диапазон, составляющий от приблизительно 380 нм до приблизительно 480 нм, включает не только явным образом упомянутые пределы от приблизительно 380 нм до приблизительно 480 нм, но также включает индивидуальные величины, такие как приблизительно 408 нм, приблизительно 445,5 нм и т.д., и поддиапазоны, такие как от приблизительно 425 нм до приблизительно 475 нм и т.д. Кроме того, если для описания величины используют модификаторы "приблизительно" и/или "по существу", то они составляют небольшие вариации (до +/-10%) от означенной величины.The ranges given herein are to be understood to include the indicated ranges and any values or sub-ranges within the stated range, as if such values or sub-ranges were clearly indicated. For example, it should be understood that the range of about 380 nm to about 480 nm includes not only the explicitly mentioned ranges of about 380 nm to about 480 nm, but also includes individual values such as about 408 nm, about 445.5 nm, etc., and subranges such as from about 425 nm to about 475 nm, etc. In addition, if the modifiers "approximately" and/or "essentially" are used to describe a value, then they constitute small variations (up to +/-10%) from the indicated value.
Несмотря на то, что некоторые примеры были описаны подробно, следует понимать, что рассмотренные примеры могут быть модифицированы. Таким образом, приведенное выше описание не является ограничивающим.Although some of the examples have been described in detail, it should be understood that the discussed examples can be modified. Thus, the above description is not limiting.
Claims (43)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/701,228 | 2018-07-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2778014C1 true RU2778014C1 (en) | 2022-08-12 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050260522A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-11-24 | William Weber | Permanent resist composition, cured product thereof, and use thereof |
US20160137839A1 (en) * | 2014-06-23 | 2016-05-19 | Carbon3D, Inc. | Polyurethane resins having multiple mechanisms of hardening for use in producing three-dimensional objects |
RU2603639C1 (en) * | 2012-10-05 | 2016-11-27 | Рикох Компани, Лтд. | Photopolimerizable composition, photopolimerizable ink for jet printing and ink cartridges |
RU2627867C1 (en) * | 2013-07-12 | 2017-08-14 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Electroconductive composite substrates coated with compositions of electrodepositable coatings, and methods of their production |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050260522A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-11-24 | William Weber | Permanent resist composition, cured product thereof, and use thereof |
RU2603639C1 (en) * | 2012-10-05 | 2016-11-27 | Рикох Компани, Лтд. | Photopolimerizable composition, photopolimerizable ink for jet printing and ink cartridges |
RU2627867C1 (en) * | 2013-07-12 | 2017-08-14 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Electroconductive composite substrates coated with compositions of electrodepositable coatings, and methods of their production |
US20160137839A1 (en) * | 2014-06-23 | 2016-05-19 | Carbon3D, Inc. | Polyurethane resins having multiple mechanisms of hardening for use in producing three-dimensional objects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7408587B2 (en) | Resin composition and flow cell incorporating the same | |
JP7123928B2 (en) | Array containing resin film and patterned polymer layer | |
US20200025670A1 (en) | Resin composition and flow cells incorporating the same | |
KR20220120448A (en) | Resin composition and flow cell comprising same | |
RU2778014C1 (en) | Resin composition and flow cells including this resin composition | |
RU2773387C1 (en) | Resinous composition and flow cells including said resinous composition | |
WO2022173697A1 (en) | Resin composition and flow cells incorporating the same | |
US20240132954A1 (en) | Resin composition and flow cells incorporating the same | |
US20230102870A1 (en) | Curable resin compositions | |
US20230100285A1 (en) | Curable resin compositions | |
WO2024003104A1 (en) | Nanoimprint lithography resin composition | |
BR112019013076B1 (en) | MATRIXES INCLUDING A RESIN FILM AND A PATTERNED POLYMER LAYER |