[发明专利]反应性表面、基质及生产和利用它们的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求Roitman等人2005年9月30日提交的名为“反应性表面、基质及 生产和利用它们的方法”的USSN 11/240,662的优先权。该在先申请以其全文纳入本 文作参考。

关于联邦资助研究的声明

不适用

发明背景

“上帝制造了固态，却将它的表面留给了魔鬼。”—Enrico Fermi

这种感受对材料科学家来说并不陌生。对表面特性和它与环境的相互作用的了 解或缺乏了解一直是不朽发现和不朽失败的重点。事实上，这一问题渗透着每种技 术努力，无论是工程、化学或生物学领域，无论是着眼于纳米材料技术、外星球探 测、半导体技术、生物技术制造或药物施用和递送。而对材料的堆积性能的理解提 出了一个问题，即材料的失效点，而且，必须理解和/或处理该材料的表面特性，而 该表面将如何与环境相互作用又是完全不同的事物。

本发明涉及经选择和/或配置来满足各种不同需要的材料和/或它们的表面，各种 不同需要包括但不限于，选择性结合到所需分子而防止过度结合不需要分子的能力 和本领和其它通过阅读以下说明书可以明显知道的有益特性。

发明概述

本发明总体涉及具有各种不同用途的承载有改良表面的基质，以及生产这类基 质及利用和应用这类基质的方法。具体说，本发明基质具有其上排列有选定密度的 反应性基团和优选为选定低密度的这类反应性基团的表面。

在第一方面，本发明提供了一种包含表面的基质，所述表面包含偶联其上的第 一反应性部分。根据本发明这一方面，所述反应性部分可以约1反应性部分 /50,000nm²-1反应性部分/100nm²的密度结合到表面。类似地，本发明还提供了一种 设备，包括其上结合有反应性部分的表面，其中所述反应性部分以小于1反应性部 分/100nm²的密度结合到表面。

本发明还相关提供了包括其上结合有至少第一观察区的基质的装置，所述观察 区的面积约为100-50000nm²。根据本发明的这些方面，所述基质包括结合到所述观 察区内的表面的1-3个反应性部分。

本发明还提供了生产本发明基质和装置的方法，所述方法通过下述步骤实现： 提供具有第一反应性表面的基质，然后提供第一和第二表面改良剂的混合物，其中 所述第一和第二表面改良剂均能各自偶联到反应性表面，并以所选第一比率存在于 混合物中以使所述第一和第二表面改良剂以第二比率结合到反应性表面。然后使所 述反应性表面接触所述混合物来产生具有以第二比率偶联其上的第一和第二改良剂 的改良表面。

还相关提供制备改良表面的方法，包括提供待改良表面，使所述待改良表面与 表面改良组合物接触。在本发明的这个方面，所述表面改良组合物包含结合所需 (desired)反应性部分的第一表面改良剂，和不结合所需反应性部分的第二表面改良 剂。所述第一表面改良剂和第二表面改良剂以能产生所述改良表面的比率存在于所 述表面改良组合物中，其中所述反应性部分以约1反应性部分/50,000nm²-1反应性部 分/100nm²的密度存在于所述改良表面。

在还有另一方面，本发明提供了配置一种其上具有预期密度反应性部分的表面 的方法，包括用基本上均匀结合到表面的组合物来处理表面，所述组合物包含不含 有反应性部分的第一组分和含有反应性部分的第二组分，所述第二组分在组合物中 的浓度与所述第一组分有关，从而能够在所述表面上提供预期密度的反应性部分。

附图描述

图1是其上具有低密度反应性基团的表面的示意图。

图2是具有分层或多层作用状态的基质示意图，其上提供了相对低密度的反应 性基团。

图3是一种生产本发明表面的示例性方法的示意图。

图4是另一种生产本发明所述低密度反应性表面的示例性方法的示意图。

图5是基于位阻生产本发明表面来提供选择性定位的反应性基团的方法例的示 意图。

图6是其上排列有两种不同功能的衍生基团来获得相对低密度反应性表面的表 面示意图。

图7是其它地方为非反应性基团的表面中浓度各异的反应性基团表面上的水接 触角的曲线图。

发明详述