(57)【要約】  概して、本発明は、誘発可能な検体捕捉部分を有するポリマーコーティングを含む、マイクロ流体デバイスを提供する。一部の実施形態において、電気泳動に有用なマイクロ流体デバイスが提供され、内部表面などであるが必ずしもそうではない表面を有しており、該表面上に導入されるポリマーコーティングを有する、少なくとも１つの分離チャネルからなる。ポリマーコーティングは、表面に検体を固定化するよう誘発されることが可能な部分を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー溶液に曝露された少なくとも１つの表面を含み、前記ポリマーは、電気泳動により分離された検体と結合するように選択的に誘発されることが可能である、マイクロ流体デバイス。
【請求項２】
少なくとも１つの表面が、キャピラリーの内部表面である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記ポリマーが、前記少なくとも１つの表面に吸着もしくは共有結合するかまたは吸着および共有結合するコーティングを形成する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記検体の結合が、光化学的に誘発される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ポリマーが１つ以上の分子をさらに含み、誘発される前記分子がベンゾフェノンである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記ポリマーが１つ以上の分子をさらに含み、誘発される前記分子がアジドテトラフルオロベンゼンである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記検体の結合が、熱的に誘発される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
誘発される前記ポリマーが、熱感受性ポリマーである、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記検体の結合が、化学試薬、酵素、触媒、またはそれらの混合物の存在下で誘発される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記ポリマーが、ランダムコポリマーである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記ポリマーが、グラフトコポリマーである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記ポリマーが、ブロックコポリマーである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記ポリマーが、アクリルアミドを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記ポリマーが、ポリビニルピロリドンを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記ポリマーが、Ｎ−置換アクリルアミドまたはＮ，Ｎ−二置換アクリルアミドを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記ポリマーが、ポリビニルアルコールを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記ポリマーが、炭水化物ポリマーを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記検体が、生体分子である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記検体が、タンパク質である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記表面が、プラスチックである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記表面が、ガラスである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記表面が、前記ポリマー溶液への曝露前に該表面上に形成された官能基を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記官能基が、ポリマーを含む、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記官能基が、前記表面に共有結合した有機シランを含む、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記有機シランが、アルキルシランもしくはアリールシラン、またはアルキルシランおよびアリールシランの両方を含む、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記官能基が、ケイ素酸素結合を介して表面に結合する、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記官能基が、ケイ素炭素結合を介して表面に結合する、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記官能基が、塩化ベンジルを含む、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記官能基が、ビニル基を含む、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項３０】
電気泳動で用いるマイクロ流体デバイスを作製する方法であって、ポリマーが検体への結合を形成するように誘発されることが可能なポリマー溶液に、少なくとも１つの分離チャネルの表面を曝露する工程を含む方法。
【請求項３１】
前記ポリマーが、前記少なくとも１つの表面に吸着もしくは共有結合するか、または吸着および共有結合する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記検体への結合が、光化学的に誘発される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記検体への結合が、熱的に誘発される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記検体への結合が、化学試薬、酵素、触媒、またはそれらの混合物の存在下で誘発される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記ポリマーが１つ以上の分子をさらに含み、誘発される前記分子がベンゾフェノンである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
前記ポリマーが１つ以上の分子をさらに含み、誘発される前記分子がアジドテトラフルオロベンゼンである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
前記ポリマーが１つ以上の分子をさらに含み、誘発される前記分子が熱感受性ポリマーである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３８】
前記ポリマーが、ランダムコポリマーである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３９】
前記ポリマーが、グラフトコポリマーである、請求項３０に記載の方法。
【請求項４０】
前記ポリマーが、ブロックコポリマーである、請求項２９に記載の方法。
【請求項４１】
前記ポリマーが、アクリルアミドを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４２】
前記ポリマーが、ポリビニルピロリドンを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４３】
前記ポリマーが、Ｎ−置換アクリルアミドまたはＮ，Ｎ−二置換アクリルアミドを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４４】
前記ポリマーが、ポリビニルアルコールを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４５】
前記ポリマーが、炭水化物ポリマーを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４６】
前記検体が、生体分子を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４７】
前記生体分子が、タンパク質である、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記表面が、ガラスを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４９】
前記表面が、プラスチックを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５０】
前記少なくとも１つの分離チャネルの表面をポリマー溶液に曝露する前に、前記表面を共有結合により官能化する工程をさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５１】
前記分離チャネル表面をポリマー溶液に曝露する前に、吸着を介して前記表面を官能化する工程を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５２】
前記共有結合的な官能化が、前記表面に有機シランを結合させる工程を含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記有機シランが、アルキルシランおよびアリールシランから成る、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記共有結合的な官能化が、前記表面にポリマーを結合させる工程を含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５５】
前記共有結合的な官能化が、前記表面に有機金属化合物を結合させる工程を含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５６】
ポリマー鎖をグラフトしたポリマー骨格を含み、前記ポリマー鎖が、少なくとも１つの親水性官能基Ｘと少なくとも１つの捕捉基Ｙとを含む、デバイス表面に吸着したコーティング。
【請求項５７】
前記少なくとも１つの親水性官能基Ｘが、第一級アミド基を含む、請求項５６に記載のコーティング。
【請求項５８】
前記少なくとも１つの捕捉基Ｙが、ハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アリール、アゾ基もしくはペルオキシ基、ジアジリン、アジド基、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、もしくはアントラキノン誘導体、またはそれらの混合物を含む、請求項５６に記載のコーティング。
【請求項５９】
前記少なくとも１つの捕捉基Ｙが、活性化時に検体への共有結合を形成する、請求項５６に記載のコーティング。
【請求項６０】
前記少なくとも１つの捕捉基Ｙが、光による活性化時に検体への共有結合を形成する、請求項５６に記載のコーティング。
【請求項６１】
請求項１に記載のマイクロ流体デバイスおよび１つ以上の試薬、１つ以上の試料、またはそれらの組合せを含むキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
概して、本発明は、吸着および共有結合コーティングの方法、デバイス、および使用に関する。より具体的に、本発明は、誘発可能な検体捕捉部分を含むコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動用のマイクロ流体デバイスによる分子の分離および分析は、生物学的および産業的適用における検体の特性解析のための重要なツールである（Dolnik、２００５年）。この手順においては、高い効率の分子の分離が、高電圧を用いて小径チューブ内で実行される。これらの手順を実行することが可能な、Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ社製のＰＡ／ＡＣＥ製品系列、Ｐａｒａｇｏｎ製品系列、ＰｒｏｔｅｏｍｅＬａｂ製品系列、およびＣＥＱ製品系列の機器；Ａｇｉｌｅｎｔ社製のキャピラリー電気泳動システム；Ｌｕｍｅｘ社製のＣＡＰＥＬ製品系列；ＧＥ社製のＭｅｇａＢＡＣＥ  ＤＮＡ解析システム；ＡＢＩ  ３０００シリーズＤＮＡアナライザー、および；Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社製のｉＣＥ２８０アナライザーを含む複数の市販機器が、多数の製造元から入手できる。さらに、ガラスまたはプラスチックに入れられたマイクロチャネル内においてキャピラリー電気泳動を行う多数のマイクロ流体プラットフォームがある。
【０００３】
キャピラリーゾーン電気泳動（ＣＺＥ）法、等電点電気泳動（ＩＥＦ）法、キャピラリーゲル電気泳動（ＣＧＥ）法、等速電気泳動（ＩＴＥ）法、およびミセル動電クロマトグラフィー（ＭＥＫＣ）法を含むがこれに限定されない、多数のキャピラリー電気泳動実施法がある。
【０００４】
大半のキャピラリー電気泳動は、キャピラリー壁面コーティングの使用を必要とする（HorvathおよびDolnik、２００１年）。これらのコーティングは、一般に、壁面の検体との相互作用を安定化または低減し、電気浸透圧流を制御または除去することが必要である。多くの壁面コーティングが、特許となり、市販されている。コーティングは、米国特許第５，０７４，９８２号、米国特許第５，１４３，７５３号、および米国特許第５，８４０，３８８号に記載の通り、キャピラリー壁面に共有結合することも、米国特許第５，３７０，７７７号、米国特許第５，５５２，０２８号、および米国特許第６，３５５，７０９号に記載の通り、共有結合しないことも可能である。後者は、動的コーティング（dynamic coating)として知られている。分離媒体および吸着した壁面コーティング材料は、米国特許第５，７５９，３６９号、米国特許第５，４６８，３６５号、および米国特許第６，３５８，３８５号に記載の通り、同一であることもある。これらのコーティングは、ＤＮＡ配列決定のみのための使用に限定されており、他の適用には適さない。したがって、他の適用にはさらなる開発が必要である。
【０００５】
近年、キャピラリー内にマイクロアレイを作製するマイクロ流体デバイスが示されている米国特許出願第２００３／００３２０３５Ａ１号に記載の通り、キャピラリー内で対象の分子を分析することが望ましくなっている。しかし、このデバイスは、電気泳動を実行することが可能でなく、このため、さらなる開発が必要とされる。
【０００６】
当技術分野における進歩により、同時係属の特許出願である米国特許出願第２００６／００２９９７８Ａ１号に記載の通り、電気泳動プロトコールに続いて捕捉が行われるデバイスが提供されており、ここでは、分子がまず分離され、次いで捕捉されて、それがさらなる分析に利用できるようになる。米国特許出願第２００６／００２９９７８Ａ１号に記載の上記の発明の一実施形態において、分子は、ウェスタンブロットで用いられる方法に類似した結果を達成する方法（Towbinら、１９７９年）であるがきわめて有効な独特かつ自動化された方式で、分解された種を定量的に検出するのための抗体と結合することが可能である。しかし、さらなる開発が望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
概して、本発明の実施形態は、誘発可能な検体捕捉部分を有するポリマーコーティングから成る、マイクロ流体デバイスに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一部の実施形態では、内部表面などであるが必ずしもそうではない表面を有しており、該表面上に導入されたポリマーコーティングを有する、少なくとも１つの分離チャネルから成る、電気泳動に有用なマイクロ流体デバイスが提供される。ポリマーコーティングは、表面に検体を固定化するよう誘発されることが可能な部分を含む。
【０００９】
別の態様では、電気泳動で用いるマイクロ流体デバイスを作製する方法であって、分離チャネルをポリマー溶液に曝露する工程を含む方法が提供される。ポリマーコーティングを形成するのに、ポリマー溶液を分離チャネル表面に共有結合してもよいし、該表面に吸着してもよい。いずれの場合においても、ポリマーコーティングは、検体への結合を形成するように誘発されることが可能である。
【００１０】
一部の実施形態において、マイクロ流体デバイスの内部表面は、該表面に検体を固定化するよう誘発されることが可能なポリマーコーティングの導入前に化学反応処理されている。表面に検体を固定化するよう誘発されることが可能なポリマーコーティングは、処理された内部表面への共有結合を形成してもよいし、形成しなくてもよい。
【００１１】
本発明の実施形態のこれらのおよび他の種々の特徴および利点は、以下に提供される付属の図面および添付の特許請求の範囲とともに、以下の詳細な説明を読めば明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一部の実施形態に従い、表面をコーティングする官能性ポリマーの１つの構造を示す図である。
【図２】本発明の一部の実施形態に従い、ＸおよびＹの例示的な構造を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に従い、Ｙ（本実施形態においては、ベンゾフェノン誘導体）の例示的な構造の合成のスキームを示す図である。
【図４】キャピラリーの外部で合成され、次いで、キャピラリー表面に導入される官能性ポリマーの別の例示的な実施形態を示す図である。本実施形態では、ポリマーが、分離チャネル表面に対して共有結合を形成することが可能な部分Ｃを含む。
【図５】捕捉部分Ｙおよび共有結合部分Ｃの異なる実施例を含む、ポリマーコーティングの特定の実施例を示す図である。
【図６】粗製ガラス表面および本発明の実施形態に従う例示的な官能化ガラス表面の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
発明の詳細な説明
以下の定義は、本発明の例示のために提供するものであり、本発明の教示を限定することを意図するものではない。
【００１４】
定義
「検体」とは、任意の有機分子または無機分子を指す。検出し得る検体の非限定的な例は、タンパク質、オリゴペプチドおよびペプチド、誘導体およびアナログを含み、非天然アミノ酸およびアミノ酸アナログを含むタンパク質を含む。他の例は、炭水化物、多糖、糖タンパク質、全細胞、栄養強化細胞小器官分画などの細胞構成物、細菌、ウイルス、代謝物、補因子、ヌクレオチド、ポリヌクレオチド、遷移状態のアナログ、阻害物質、薬剤、栄養物、電解質、ホルモン、成長因子、ならびに他の生体分子および非生体分子のほか、以上すべての断片および組合せを含むがこれに限定されない。検体は、研究において関心のある特定の分子であることができ、または別の分子を検出するのに用いることができる。
【００１５】
「吸着した」とは、被膜またはコーティングなどでの、固体の表面における、気体、液体、または固体の蓄積のプロセスを指す。吸着した物質は、ポリマーであることが多いが常にそうではない。
【００１６】
「ブロック」とは、隣接する部分には存在しない少なくとも１つの特徴を有する、多数の構成単位を含む高分子の部分を指す。
【００１７】
「ブロックコポリマー」とは、ブロックポリマーであるコポリマーを指す。ブロックコポリマーにおいては、隣接するブロックは構成的に異なり、すなわち、これらのブロックの各々は異なる特徴的なモノマー種に由来する構成単位、または、構成単位の異なる構成もしくは配列分布を有する構成単位を含む。
【００１８】
「キャピラリー」とは、任意の小径チューブを指す。キャピラリーは、内部チャネルおよびそれを画定する壁面または表面を指すのが通例である。外部の構造には制限がない。したがって、キャピラリーは、１つ以上のチューブを含む、「チップ」、スライド、または他のデバイス内に含まれうるであろう。キャピラリーという用語は、チップまたはチップ様構造中のキャピラリーチャネルを指すこともある。キャピラリーの横断面は、円形であることが通例であるが、楕円形、三角形、長方形、正方形、多角形、または不規則形を含むがこれに限定されない任意の形状でありうる。
【００１９】
「捕捉する」とは、共有結合、イオン結合、または複合体（complex）などであるが必ずしもそうではない化学結合の形成を介した基板への検体の付着を指す。
【００２０】
「コーティング」とは、キャピラリー壁面における任意の被膜または層を指す。被膜の組成および厚さは、どのような形であれ限定されない。
【００２１】
「捕捉部分」とは、共有結合または他の結合により２つの分子を連結するのに適する任意の多様な反応化学基を指す。適切な化学反応基は、光反応基、化学反応基、熱反応基を含むが、これに限定されない。
【００２２】
「コポリマー」とは、２つ以上のモノマー種に由来するポリマーを指す。
【００２３】
「共有結合」とは、２つの成分間の１つ以上の電子対の共有を特徴とし、かつ、生じる分子を結合させておく相互引力をもたらす化学結合の分子内形態を指す。
【００２４】
「グラフトコポリマー」とは、構成的に異なる隣接するブロックを含むコポリマーを指す。これらのブロックの各々は、異なる特徴的なモノマー種に由来するまたは構成単位の異なる組成または配列分布を有する分子種に由来する構成単位を含む。
【００２５】
説明
本発明は、概して、検体捕捉部分を含む、吸着および／または共有結合したコーティングの方法、デバイス、システム、および使用に関する。これらのコーティングは、ガラスまたはプラスチック表面へ付着させると表面の特性を遮蔽することができる被膜を形成し、これにより、表面に新たな性質が導入される。本発明によるコーティングの実施形態は、生体分子などの対象の分子を捕捉するのに用いることができる活性化可能なまたは誘発可能な化学反応基を含む。
【００２６】
本発明の吸着および／または共有結合したコーティングの使用は、共有結合したポリマー層を有するガラス基板の先行技術による作製（Doherty E.A.S.ら、２００３年）において典型的である多工程の表面官能化の必要性を軽減する。先行技術による手順は、反応性シランによりシリカ基板を前処理した後、官能性ポリマーを付着させることを必要とすることが多い。後者のポリマーは、電気泳動により分離される検体を捕捉するよう誘導されることが可能でない。これに対し、本発明の一部の実施形態に従うコーティングは、あらかじめ作製したポリマー溶液を基板と接触させることにより、１工程で形成することができる。電気泳動分離に用いられるコーティングを記載する他の先行技術と異なり、本発明の実施形態は、誘発可能な検体捕捉部分を提供する。
【００２７】
これは、例えば、本発明の一実施形態に従い、コーティングとして形成されるポリマーをキャピラリーの外部で付着前に合成することが可能となることにより利点を提供する。これは、再現が困難な不特定の組成物となる米国特許出願第２００６／００２９９７８Ａ１号で実施される先行技術による技法と対照的である。本発明の実施形態に従ってキャピラリーの外部で合成されるポリマーは、大規模バッチで生成することができ、精製および特性解析のための十分な量の材料が提供される。さらなる利点として、本発明の実施形態により可能となるコーティング前におけるポリマーの特性解析により、バッチ間の再現性が高まる。これにより、先行技術で必要とされる共有結合官能化時にキャピラリー内部で生成される非同定分子の混合物でなく、十分に特性解析されたコーティング用ポリマー材料の使用が可能となる。
【００２８】
別の態様において、本発明者らは、本発明の実施形態に従う吸着コーティングが、電気浸透圧流（ＥＯＦ）の抑制に関して、共有結合で修飾されたガラスキャピラリーの十分な代替物であることが判明したことを見出した。さらに、本発明の実施形態の吸着コーティングは、今日のキャピラリー電気泳動法（ＣＥ）の最高の基準（Doherty E.A.S.ら、２００３年に記載の基準など）を満たす分離特性を提供する。
【００２９】
ここで、本発明の実施形態をより詳細に説明する。一態様において、親水性ポリマー（該ポリマーは、ガラス表面への付着、ＥＯＦの制御、および検体とガラス表面との間の相互作用の阻害のうちの任意の１つ以上を達成するように構成された官能基をさらに含む）を含む、生体分子の有効な分離のためにＣＥにおいて用いられる吸着コーティングを提供する。より具体的には、一部の実施形態において、本発明のポリマーコーティングは、（１）生体分子の分離に寄与する環境を提供する親水性部分、および（２）好ましくはＥＯＦを抑制し、かつ、ガラス表面を生体分子との相互作用から保護するガラス表面に付着する十分な量の官能基、および（３）誘導されたときに対象の検体を捕捉する官能基を含む。ポリマーネットワーク内に組み込まれる親水性基と疎水性基との比率を正確につり合わせることが困難であるため、最初の２つの要件を満たすポリマーコーティングの数は限定されている。
【００３０】
例えば、ジメチルアクリルアミドポリマーまたはポリビニルピロリドンのガラス表面への吸着は、溶質と表面との間の相互作用を最小化することでＥＯＦを効果的に抑制する（Doherty E.A.S.ら、２００３年）。ポリマー被膜をガラス基板に吸着し、安定的なコーティングを提供するためには、一定程度の疎水性が必要である。他方、ジメチルアクリルアミドポリマーおよびそのポリビニルピロリドンアナログは、その疎水性特性のために、生体分子の良好な分解を要する電気泳動による分離にはあまり適さない（Doherty E.A.S.ら、２００３年）。本発明の実施形態に従い、新規に開発したポリビニルアルコールでグラフトされたポリマーは、疎水性特性と親水性特性とのバランスが十分にとれた材料を表す。ポリマーネットワーク内に組み込まれる疎水性断片は、ガラス表面への強力な吸着および生体分子の効率的な捕捉に寄与する。同時に、開発されたポリマー被膜の表面は、主に親水性を維持し、これにより等電点電気泳動でタンパク質の良好な分解が提供される。
【００３１】
本発明の別の実施形態では、生体分子の有効な分離のためにＣＥで用いられる共有結合したコーティングを提供する。例示的な実施形態では、１つ以上のポリマーをマイクロ流体デバイスの外で合成する。次いで、重合プロセスが完了または部分的に完了した後に、１つ以上のポリマーをデバイス内に導入する。次いで、ポリマーはデバイス表面に共有結合を形成し、該デバイスにコーティングを形成する。表面との共有結合は、ラジカル（radical）ベースの化学反応、アルキル化反応、アクリル化反応、縮合反応、および、化学的、触媒的、酵素的、電気化学的、光化学的、または熱的に開始するプロセスなどを含むがこれに限定されない多数の方法により達成してよい。
【００３２】
本発明の追加的な実施形態は、吸着性コーティング用ポリマーの生成または作製のための新規の手法を記載する。良好な付着特性および分離特性（ピーク解像度など）を有するポリマーを提供する構造的断片を形成することに加えて、本発明による方法の実施形態は、前出の（１）および（２）の特徴に対して負の効果を有することなく、光化学的に活性な部分の同じポリマー内への組み込みをも可能とする。例示的な実施形態において、図１は、ａ）生体分子の分離に適切な環境を提供する第一級アミド基などであるがこれに限定されない親水性官能基Ｘ、およびｂ）ＵＶ照射後のポリマーへの検体の共有結合を可能とする、ハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アリール、アゾ基もしくはペルオキシ基、ジアジリン、アジド基、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、またはアントラキノン誘導体などであるがこれに限定されない活性化可能な捕捉基Ｙを含むポリマー鎖でグラフトされたポリマー骨格Ａを含むポリマーを示す。
【００３３】
本実施形態において、ブロックＡのポリマー骨格の主要な機能は、キャピラリーまたはチャネル壁面などの表面へのポリマーの十分な吸着を提供することである。一部の実施形態において、ポリマー骨格Ａは、約１００〜３，０００，０００Ｄａの範囲にある、好ましくは、約２，０００〜３００，０００Ｄａの範囲内にある、より好ましくは、約２０，０００〜１００，０００Ｄａの範囲内にある分子量を有する。ポリマー骨格Ａは、基Ｘおよび基Ｙでグラフトする前に作製するか、またはグラフト処理中にｉｎ  ｓｉｔｕで合成することができる。ポリマー骨格Ａは、ガラス表面への付着能を有する任意の種類の線状非架橋ポリマーまたは部分架橋ポリマーからなる。一実施形態において、ポリマー骨格Ａは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、部分的もしくは完全に加水分解されたポリビニルアルコールなどのヒドロキシル基を含むポリマー、または、セルロース、デキストラン、キトサン、もしくはシクロデキストリンベースのポリマーなどの炭水化物ベースのポリマー、または、ヒドロキシル基を含むモノマーもしくはオリゴマーの重合を介して生成されるヒドロキシル基を含む他の種類のポリマー、またはヒドロキシル基に転換されうる官能基を有するモノマーもしくはオリゴマーを含む。このようなモノマーの例は、アクリレート、メタクリレート、および、ヒドロキシル基、エステル基、またはエポキシ基がその構造の一部であるその他のビニル基またはアリル基含有化合物を含むがこれに限定されない。一実施形態において、ポリマー骨格Ａは、スルホン酸、カルボン酸、フェノール性化合物、ホスホン酸、またはシラノール基などの陽イオン交換基、あるいは、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、もしくは第四級アミン、または、イオン基に転換されうる他の基などの陰イオン交換基などのイオン基を含む。これらのクラスの化合物の重合は、当業者が十分に理解するところである。
【００３４】
本発明に記載のポリマーコーティングは、異なる材料からなる多様な異なる表面に付着させることができる。これらの材料の例は、ガラス、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、任意の種類のポリマーもしくはプラスチック組成物、金属、ケイ素、炭素、ガラス状炭素、または以上の組合せを含むがこれに限定されない。分離チャネルの壁面または表面は、粗製形態において用いることもでき、コーティング前に化学試薬により処理することもできる。表面処理を用いて、表面への付着を向上させてもよく、電気浸透圧流などの望ましくない特性を抑制してもよい。例えば、ガラスキャピラリーは、種々の組成のアルカリ性および／または酸性溶液により処理することができ、これら溶液は、過酸化物または他の酸化剤をも含んでよい。
【００３５】
本発明の実施形態に従うコーティング前の表面処理の多数の選択肢の１つとして、ガラスキャピラリーを種々のシラン試薬で処理してよい。ガラス表面に結合した疎水性のシラン試薬は、吸着ポリマー内に組み込まれた疎水性基への付着を改善しうる。疎水性シラン試薬の例は、クロロ基、アルコキシ基、アミノシラン基、またはシラノール基の形態で反応官能基を含有するアルキルシランまたはアリールシランを含むがこれに限定されない。該反応官能基は、表面シラノール基との相互作用を介して、ガラス表面とＳｉ−Ｏ−Ｓｉ共有結合を形成する。ガラス表面と共有結合を形成する１つのシラン分子における反応基の数は、表面処理の目的に応じて変化しうる。例えば、加水分解的に安定な表面を要する場合は、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、または架橋された多官能性シラン（ケイ素ポリマーを含む）を用いて、吸着性ポリマーによるそのコーティング前に、シラン分子と基板表面との間に２つ以上の共有結合を形成することができる。反応性シランを用いて、コーティング前に表面をより親水性にすることもできる。後者の場合は、反応性シラン、好ましくは種々の親水性部分を含むアルコキシシランを用いることができる。これらの親水性部分の例は、アルコール、エポキシ基、アミド、スルホンアミド、カルバメート、尿素、エーテル、エステル、酸化ポリエチレン基、カルボン酸、スルホン酸もしくはホスホン酸、アミン、第二級アミン、第三級アミン、もしくは第四級アミン、および、これらの部分に転換されうる基、または上記の組合せを含むがこれに限定されない。
【００３６】
本発明に従うコーティング前の表面処理の別の実施形態は、ガラス表面と下コーティング分子との間のＣ−Ｓｉ結合の形成である。後者は、疎水性基または親水性基を保有することができる。この特定の種類の表面処理は、米国特許第００５１４７５３Ａ号に記載の有機金属試薬により行うことができる。
【００３７】
加えて、本発明の別の実施形態は、表面に吸着性ポリマー層または共有結合したポリマーの層を沈着させることにより、本発明のコーティングを付着する前の表面処理を提供し、活性化可能な基を含む第２の吸着性ポリマーへのより良好な付着を提供する。吸着性の活性化可能な層によるコーティング前の表面処理に用いることのできるポリマーの例は、ポリエチレングリコールポリマー、ポリプロピレングリコールポリマー、ポリブタジエンポリマー、ポリウレタンポリマー、あるいは、任意の種類のアクリルモノマー、メタクリルモノマー、スチレンモノマー、アリルモノマー、もしくはビニルモノマー、またはこれらの組合せから生成されるポリマーを含むがこれに限定されない。吸着性の活性化可能な層によるコーティング前の表面処理に用いることのできるポリマーは、物理的吸着を介する、物理的吸着後の共有結合を介する、金属キレート化、金属への配位化、水素結合、疎水性相互作用、親水性相互作用、静電性相互作用、ＤＤ相互作用または以上の任意の組合せを介する、活性化可能なポリマーの分離チャネル表面または表面への吸着を促進しうる種々の官能基を含んでよい。
【００３８】
本発明の一部の実施形態によれば、基Ｘは、水性媒体と相容性の親水性官能基を提供する。最終生成物であるポリマーは、同種類の複数の官能基Ｘまたは異なるＸ部分の組合せを含みうる。官能基Ｘの例は、アミド、スルホンアミド、エーテル、エステル、チオール、カルバメート、尿素、アルコール、スルホン酸、カルボン酸、フェノール性化合物、ホスホン酸、シアノール基、アミン、第二級アミン、第三級アミン、または第四級アミンを含むがこれに限定されない。
【００３９】
本発明の一部の実施形態によれば、基Ｙは、ハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アリール、アゾ基もしくはペルオキシ基、ジアジリン、アジド基、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、またはアントラキノン誘導体などの光化学的な活性化可能な部分を含みうる。
【００４０】
ポリマーの例示的な合成（実施例３に示す）は、検体を捕捉するための光化学的に活性化可能な基Ｙの組み込みを記載するが、光捕捉以外の他の活性化機構を用いて、検体と分離チャネル表面または表面との間の共有結合または相互作用の形成を誘発し、こうした相互作用の結果として、検体を表面に付着させることができる。したがって、活性化可能な基Ｙは、光活性な官能基に限定されず、熱活性基など他の任意の活性基、または化学試薬もしくは触媒の存在下において捕捉のために活性化可能な基によって表すことができる。例えば、前述の光活性化可能な基の例に加え、基Ｙは、エポキシ基、アルコール、エステル、チオール、アルデヒド基、エノール、ホスホ有機官能基、ホウ素有機官能基、金属有機官能基およびその他を含みうる。
【００４１】
図１は、本発明の一部の実施形態に従う吸着コーティングとして有用なポリマーの可能な構造を示す。本発明に記載の最終生成物は、図１に示した構造に限定されない。例えば、最終コーティングは、ポリマー骨格Ａに結合する異なる鎖上に位置する基Ｘおよび基Ｙを有してよい。あるいは、ポリマー骨格Ａは、種々の位置に基Ｘおよび基Ｙを含む、分枝鎖ポリマー鎖により官能化することができる。当業者は、他の配置構成のうち、１分子中に基Ｘおよび基Ｙを含むモノマーを用いてＡに基Ｘおよび基Ｙをともに組み込んでもよい。
【００４２】
基Ｘおよび基Ｙによるポリマー骨格Ａの官能化は、種々の合成経路を介して実施することができる。一実施形態において、ポリマー骨格Ａは、同じまたは異なる性質の１つ以上の反応部位を有し、これを基Ｘもしくは基Ｙまたはその両方を独立に含むポリマー鎖でグラフトする。これらのポリマー鎖は、グラフト前に合成することができ、さらにポリマー骨格Ａへと共有結合させることができる。基Ｘおよび基Ｙは、ポリマー鎖をポリマーＡに連結する結合点としても役立ちうる。さらに、ポリマー骨格Ａは、これらの鎖とポリマー骨格Ａとの間の種々の相互作用を介して、ポリマー鎖を含む基Ｘおよび基Ｙを組み込んでもよい。この後者の場合においては、ポリマー骨格Ａとポリマー鎖を含む基Ｘおよび／または基Ｙとの間の共有結合は存在しない。Ａとポリマー鎖を含むＸおよび／またはＹとの間の相互作用は、独立して、疎水性、親水性、水素結合、金属イオンキレート化および配位化、静電相互作用、ＤＤ相互作用、ならびにその他でありうる。これらの相互作用の一部は、Ａとポリマー鎖を含むＸおよびＹとの間のかかり合い（entanglement）、複合体または三次構造の形成をもたらすことができ、これにより機能性要素であるＡ、ＸおよびＹが一緒に保持される。
【００４３】
エレメントＡ、ＸおよびＹを単一の材料中で化合させる好ましい方法として、当業者は、基Ｘおよび基Ｙを有する１つ以上の個別のモノマーを用いてポリマー骨格ＡをグラフトすることによるエレメントＡ、ＸおよびＹの共有結合を考慮し得る。関連したグラフト工程の例は、（Jalal Zohuriaan-Mehr, M.、２００５年）に見出すことができる。グラフト処理の機構は、プロトン抽出を介するラジカル重合、放射により開始される重合、化学的に開始される重合、開環重合、および陰イオンまたは陽イオンにより開始される重合を含む。
【００４４】
他の実施形態において、ポリマーコーティングは、本発明のポリマーに官能基ＸおよびＹを与える２つの個別のモノマーであらかじめ作製したポリマー骨格Ａをそれぞれグラフトすることにより合成され、ここにおいて、ＸおよびＹはともに、ポリマー骨格Ａに共有結合する。一実施形態において、ポリマー骨格Ａは、１個または２個以上のヒドロキシル基、またはグラフト処理中もしくはそのさらなる化学修飾中にヒドロキシル基に転換されうる他の基を含む。ポリマー骨格Ａは、種々の性質および種々の分子量の異なるポリマーの混合物を含んでもよい。一実施形態において、ポリマー骨格Ａは、２，０００Ｄａ〜３００，０００Ｄａの範囲にある分子量を有するポリビニルアルコールを含む。
【００４５】
図２に示す例示的な実施形態では、アクリルアミドが、生体分子の分離に適する環境を提供する親水性モノマーＸとして選択される。光化学的に活性な基Ｙが、Ａ、アクリルアミド、および基Ｙを含む光化学的に活性なモノマーのラジカル共重合により、ポリマー構造内に組み込まれる。一実施形態において、基Ｙは、アクリルアミドＸ、およびベンゾフェノンのアクリレート２１誘導体Ｙを含むベンゾフェノン２２でＡをグラフトすることを介して、ポリマーに共有結合する。
【００４６】
別の実施形態では、Ｃｅ４＋を開始剤として用い、ヒドロキシル基を含むポリマー骨格ＡをＸおよびＹを含むモノマーから生成したポリマー鎖でグラフトする。まず、Ｃｅ４＋が、Ａのヒドロキシル基に隣接するポリマー骨格Ａのアルファ炭素原子においてラジカルを形成する。用い得る開始プロセスに言及している（Jalal Zohuriaan-Mehr, M.、２００５年）を参照のこと。Ａの骨格上に形成されるラジカルにより、反応混合物中にともに存在するＸおよびＹを含むモノマーの重合が開始される。こうして、官能基ＸおよびＹが、ポリマー骨格Ａに共有結合したポリマー鎖内に組み込まれる。
【００４７】
下記の実施例１は、本発明の一実施形態に従い、ポリマー骨格ＡをＸおよびＹを含むモノマーでグラフトすることを介するポリマー作製の例示的な方法を記載する。ＸおよびＹを含むモノマーの例示的な構造を、図２に示す。本明細書における実施例は、例示のためのみに提供するものであり、本発明の教示をどのような形であれ限定するものではない。当業者には理解されるであろうが、本明細書における概念および教示は、生体分子の分離および捕捉のための一般構造（図１）を有するポリマーを合成し用いることの例として新規であり、個別にもあるいは分析的および診断的適用のための電気泳動による分離との組合せでも適用されたことがない。
【００４８】
他の実施形態において、Ｙを含むモノマーは、（１）例えば、検体の捕捉に用いられる、ハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アリール、アゾ基もしくはペルオキシ基、ジアジリン、アジド基、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体（図２でエレメント２２として示す）、またはアントラキノン誘導体などであるがこれに限定されない、１つ以上の光化学反応基、および（２）最終ポリマーにＹを組み込むのに用いられる１つ以上の官能基を含む。例示的な実施形態において、ポリマー骨格ＡへのＹの共有結合を可能とする上の（２）に記載の基は、アクリル（図２のエレメント２１として示す）、メタクリル、スチレン、アリル、ビニルであり得る二重結合などの重合可能な官能基、または、ＡとＹとの間に共有結合を形成しうる他の任意の官能基である。図２に示すＹを含むモノマーの特定の構造は、（１）ベンゾフェノン断片によって表される光反応基、および（２）アクリルアミド部分によって表される基を有する。
【００４９】
ベンゾフェノン基は、ＵＶ照射時に長い寿命の三重項ジラジカルに転換され、これが、プロトン抽出を介して、生体分子の異なる断片との共有結合をさらに形成する。光捕捉機構の例、およびその光化学活性化時において生体分子の捕捉部位として用いうる他の有機試薬の包括的なリストは、（Fleming S.A.、１９９５年）（参照により本明細書に組み込む）に記載されており、これを、本発明の教示を踏まえた上で、本発明の方法およびシステムの実施形態において用いてよい。
【００５０】
上述の通り、本発明のポリマーの親水性／疎水性のバランスおよび光化学反応性パラメータは重要であり、このバランスは、Ｙを含むモノマーに一定の構造的修飾を行うことにより、本発明の一部の実施形態において達成される。これらの修飾は、ベンゾフェノン分子の芳香族断片に特定の置換基を付加すること、ならびに／または、Ｙを含むモノマーの光反応基および重合可能基を連結するリンカーの長さおよび／もしくは性質を変化させることを含むがこれに限定されない。
【００５１】
一実施形態において、Ｙを含むモノマーの重合可能基は、アクリル２１、メタクリル、スチレン、アリル、ビニルおよびその他でありうる二重結合である。本発明のポリマーへのＹの組み込みは、その光化学的活性化中においてＹから形成されるラジカル、カルベン、またはニトレンの挿入によっても実施することができる。この後者の場合において、Ｙは、ラジカル、カルベン、またはニトレンを形成することのできる基を含んでよく、アクリル基、メタクリル基、スチレン基、アリル基、もしくはビニル基によっては表されない。
【００５２】
上記のＹの部位２１および２２を連結するリンカーの性質および鎖長は、本発明の溶解性要件および親水性／疎水性特性に応じて調節することができる。一実施形態において、Ｙを含むモノマーは、重合可能なアクリル二重結合２１を捕捉部分ベンゾフェノン２２（図２に示す）に連結する、−ＣＯＮＨ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＮＨＣＯ−リンカーを有する。２１と２２との間のリンカーは、炭素原子、ケイ素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、およびリン原子を任意の結合状態（hybridization state)および任意の連続で組み込みうる任意のアルキル、アリール、またはヘテロ環断片を含んでよい。
【００５３】
基２１および基２２を連結するリンカーは、ポリエチレングリコール断片、アミド基、ヒドロキシル基、およびその他などの中性の親水性基を含むことが好ましいが、該リンカーは、本発明のポリマーによりコーティングされた分離チャネルまたは表面を用いた生体分子の分離および捕捉の特定の必要性に応じて、炭化水素断片、芳香環、およびフッ素化された炭化水素基などの疎水性部分、またはカルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、アミノ基、第二級アミノ基、第三級アミノ基、もしくは第四級アミノ基などのイオン基を含んでもよい。
【００５４】
本発明の実施形態は、検体を捕捉するよう誘発されることが可能な、共有結合したコーティングを提供する。図４を参照すると、キャピラリー、アレイ、分離チャネル、または他の適切なデバイスの外部で合成され、次いで、重合プロセスが完了または部分的に完了した後にチャネルまたは表面内に導入されうる官能性ポリマーが示される。簡略化のため、分離チャネルという用語を用いて本実施形態を記載するが、当業者は、任意の適切なデバイスを用いうることを認めるであろう。分離チャネルの内部容積内に含まれるポリマーは、１つ以上の化学プロセスを介して、分離チャネル表面に吸着または共有結合する。ポリマーの表面との共有結合は、ラジカルベースの化学反応、アルキル化反応、アクリル化反応、縮合反応、および、化学的、触媒的、酵素的、電気化学的、光化学的、または熱的に開始されるプロセスなどを含むがこれに限定されない多数の技法により生成することができる。本実施形態では、捕捉誘発部分Ｙに加えて、結合部分Ｃを付加してよい。多様なＹ部分およびＣ部分を有するこうしたポリマーの非限定的な例を、例示のために図５に示す。
【００５５】
一部の実施形態において、マイクロ流体チャネルの表面は、ガラス、ポリマー、炭素、ガラス状炭素、金属、酸化金属、ケイ素、シリコーンなどの粗基板からなる。他の実施形態において、分離チャネル表面は、官能性ポリマーの共有結合前に化学的または物理的に修飾される粗基板を含む。表面は、例えば、コーティング、グラフト処理、コロナ放電、蒸着、プラズマ蒸着、ならびに、検体を捕捉するよう誘発されることが可能なポリマーとの永続的な結合または共有結合をさらに形成する能力をデバイス表面に与える、ポリマー、反応性シラン、チオール、およびその他の小分子などの種々の機能性分子の結合を含むがこれに限定されない、多数の技法により修飾してよい。
【００５６】
本発明の実施形態に従いあらかじめ作製したポリマー（「アンダーコーティング（undercoat）」と呼ぶこともある）により、共有結合により官能化されうる表面の例を図６に示す。図６に示す特定の例は、官能性ポリマーによる共有結合修飾を受けることのできる表面の小部分を表す。官能性ポリマーは、電気泳動条件に適合的な異なる組成の構造的断片を含むことができ、本教示に基づく通常の実験により達成することができる。
【００５７】
一部の実施形態において、本発明の官能性ポリマーは、光化学的に活性化可能なプロセス、化学的、電気化学的、熱的、または他の活性化プロセスにおいて分子を捕捉するよう誘発されうる、図４に示す１つ以上の活性化可能な化学基Ｙをさらに含む。
【００５８】
光活性化可能な基の例は、ベンゾフェノン誘導体、アントラキノン誘導体、またはアセトフェノン誘導体；ならびに、アジド、ハロゲン化アルキルおよびハロゲン化アリール、アゾ化合物などを含むがこれに限定されない。本発明の官能性ポリマーの性質および形態は、特定の適用に応じて変化しうる。したがって、官能性ポリマーは、コポリマー、グラフトポリマー、ブラシ状ポリマー（brush polymer）、デンドリマー、ゲル、粒子、発泡体、ブロックコポリマーなどを含みうる。一部の実施形態において、官能性ポリマーは、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン、ポリシロキサン、ポリアクリロニトリルの断片または他の官能基およびヘテロ原子を含む。
【００５９】
図４に示す通り、他の実施形態において、官能性ポリマーは、分離チャネル表面への共有結合を形成しうる化学基Ｃをさらに含む。これらの基Ｃの例は、ヒドロキシ、エポキシ、アミノ、カルボキシ、アジド、アルデヒド、ケトン、ハロゲン化アルキルおよびハロゲン化アリール、エステル、塩化アシル、チオール、シラン、アルケン、ジエンおよびその他を含むがこれに限定されない。一実施形態において、基Ｃ化合物は、基Ｙ化合物の捕捉機構と類似するまたは異なる方式で、検体分子をさらに捕捉しうる。他の実施形態において、基Ｙ化合物はまた、基Ｃの結合機構と類似するまたは異なる方式で、分離チャネル表面と共有結合を形成しうる。
【００６０】
図４を再度参照し、一部の実施形態に従い、本発明を実施するポリマーの一般構造を例示のために示すが、ポリマーの構造的または機能的特性、および官能性ポリマーの異なる要素を結合させる方式は限定しない。分離チャネルの共有結合的な官能化に有用な官能性ポリマーの例示的な構造を、図５に示す。例えば、例示的な構造５３は、検体を捕捉する活性化可能な基Ｙとして、ベンゾフェノン分子を含む。ポリマー５３の基Ｃは、トリヒドロキシシラン部分により表される。この実施形態において、基Ｃは、生ガラス６１（図６に示す）の表面と反応して、ポリマー５３と生ガラスのシラノール基との間に共有結合を形成することができる。生ガラスに直接共有結合しうる基Ｃ分子の他の例は、シラン分子のケイ素原子に直接に結合するクロロ基、アルコキシ基、およびアミノ基を含む活性化シランを含む。
【００６１】
別の実施形態において、粗製ガラスは、共有結合の形成能を有する本発明のポリマーの付加前に、化学的に誘導体化される。アンダーコーティングされた表面とも呼ばれるこれらの誘導体化された表面は、誘発可能な検体捕捉部分を含まない。むしろ、これらは、電気泳動を可能とする特性を導入するか、または、活性化可能なポリマーが共有結合を形成する基板を与える。こうしたアンダーコーティングの例示的な構造を、図６のポリマー構造６２に示す。本発明の例示的なポリマー５１および５２は、誘導体化されたガラス６２と共有結合を形成することが可能な基Ｃを含む。例示的な構造５１において、基Ｙおよび基Ｃは、それぞれ、ベンゾフェノンおよびエポキシにより表される。例示的な構造５２において、基Ｙおよび基Ｃは、それぞれ、アジド部分および臭化ベンジル部分により表される。
【００６２】
以下の実施例は、例示のためのみに提供するものであり、どのような形であれ本発明の適用範囲を限定することを意図するものではない。合成されたすべての小有機分子の同定は、ＮＭＲ分光分析法および質量分析法により確認された。
【実施例１】
【００６３】
工程１  ＢＯＣ保護したアクリルアミド−ベンゾフェノン誘導体の合成（図３）
３０ｍＬのアセトニトリル中における１．３８グラムの１−［（４−ベンゾイルベンゾイル）オキシ］−２，５−ピロリジンジオン３３（C. ThieleおよびF. Fahrenholz、１９９３年）の懸濁液を、一度に添加された５ｍＬのアセトニトリル中の１．７９ｍＬ（３等量）のトリエチルアミン、および１．５９グラム（１．５等量）の［２−［２−（２−アミノエトキシ）エトキシ］エチル］カルバミン酸、１，１−ジメチルエチルエステル３２（R.N. Zuckermannら、１９９４年）溶液により処理した。溶液は、その後の２分間で均一となった。反応液を室温で３時間攪拌し、溶液を濃縮して残留物を得、これを１００ｍＬの酢酸エチルと５０ｍＬの水との間で分配した。該有機化合物をさらに１００ｍＬの水で洗浄し、次いで、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。濾過および濃縮は、明るい橙色の油を与え、これを、ジクロロメタン中に最初１％、次いで２％のメタノールにより、シリカゲル上のフラッシュカラムクロマトグラフィーにかけた。適切な分画を合わせおよび濃縮し、１．９１ｇの所望の生成物３４を得た。さらなる精製を伴わずに、これを次の反応に用いた。
【００６４】
工程２  モノマー３５の合成（図３）
１０ｍＬのジクロロメタン中における、ＢＯＣ保護したベンゾフェノン誘導体３４溶液を６ｍＬのトリフルオロ酢酸で処理し、反応液を室温で２時間攪拌し、この時点で反応を終了した（ＴＬＣ、シリカゲル、ジクロロメタン中５％の酢酸エチル）。反応液を濃縮して油を得、これを２５ｍＬのヘキサンおよび２５ｍＬの酢酸エチルにより再濃縮して黄色の残留物を得た。さらなる精製を伴わずに、この物質を次工程に用いた。
【００６５】
２０ｍＬのジクロロメタン中における上記のアミン溶液を、２．３ｍＬ（４等量）のトリエチルアミンで処理した後、５００ＧＬ（１．５等量）の塩化アクリロイルを滴下により添加した。反応液を室温で３時間攪拌し、次いで、溶液を濃縮して橙色の半固体を得た。これを１００ｍＬの酢酸エチルと５０ｍＬの水との間で分配した。該有機化合物をさらに５０ｍＬの水で洗浄し、次いで、２５ｍＬのＮａＣｌ飽和水溶液で洗浄した。濾過および濃縮は、明るい橙色の油を与え、これを、酢酸エチル中に４％のメタノールにより、シリカゲル上のフラッシュカラムクロマトグラフィーにかけた。適切な分画を合わせおよび濃縮し、２．３２ｇのきわめて明るい黄色の油を得た。これを、１０ｍＬの酢酸エチル中に入れ、やや混濁した溶液を得、これをセライトにより濾過し、酢酸エチルを用いてセライトを洗浄した。約１０ｍＬの体積まで溶液を濃縮し、５ｍＬのヘキサンを添加した。溶液は混濁し、油が分離し始めた。真正の生成物結晶を添加し、混合物を攪拌する間に、結晶固体が形成し始めた。１時間の攪拌後、濾過により固体を単離し、ヘキサン中５０％の酢酸エチル１０ｍＬで洗浄し、次いで、空気乾燥させ、８５５ｍｇ（５１％）の所望の生成物３５を白色固体として得た。
【００６６】
工程３  生ガラスキャピラリーをコーティングするＰＶＡベースのポリマーの生成
０．１５ｇのポリビニルアルコールを１．５ｍＬの熱水中に溶解し、２５℃まで冷却した。次いで、１５ｇのアクリルアミドＸ（図２）を添加した。４０ｍｇのモノマー３５（図３）を０．５ｍＬのＤＭＳＯ中に溶解し、ポリビニルアルコールおよびアクリルアミドの溶液に添加した。反応混合物をアルゴンで１時間清浄化した。次いで、硝酸セリウムアンモニウムの０．０７３Ｍ溶液１５０Ｄｌおよび４０Ｄｌの氷酢酸をこれに添加し、ボルテックスにより完全に混合した。溶液は、２５℃で６時間振とうした。次いで、これを８ｍｌの水で希釈し、１５分間遠心分離した。透明な溶液が、残留物から分離された。２５，０００  ＭＷＣＯ  ＳｐｅｔｒｕｍＬａｂ  ＲＣ膜を用いて７２時間、溶液を透析し、次いで、これを遠心分離した。透明な溶液を一晩凍結乾燥させた。凍結乾燥後、０．１２ｇの固体ポリマーを得た。
【００６７】
工程４  キャピラリー内への導入
１Ｎ  ＨＣｌを、４５分間にわたり、１００Ｄ  ＩＤ溶融シリカキャピラリー（米国、アリゾナ州、フェニックス、Ｐｏｌｙｍｉｃｒｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）に通した。アルゴンシリンダーからの１５ｐｓｉの圧力を用いて、キャピラリー（１ｍセグメント）を、実施例３で生成したポリマー７５ｍｇの溶液（３ｍｌのＤＩ水中に懸濁させる）で３時間フラッシュした。キャピラリーをＤＩ水で１５分間洗浄し、アルゴンで乾燥させた。
【実施例２】
【００６８】
アクリルアミドベースのポリマーの生成および誘導体化したキャピラリー表面の使用
４％（ｗ／ｖ）のアクリルアミド溶液（Ｓｉｇｍａ社製、Ａ３５５３）および４モル％のアクリルアミドベンゾフェノンモノマー３５を、４ｍＬのオートサンプラーバイアル内における総容量１ｍＬのＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド、ＥＭＤ社製、ＭＸ１４５６−６）中で調製した。バイアルを密封し、ボルテックスし、複数回反転させて、物質を溶解させた。２１ゲージ針をアルゴンラインに接続し、ラインの自由端を開放バイアル内に挿入した。アルゴンにより、最低２０分間、混合液を脱気した。４μＬの過硫酸アンモニウム溶液（２００μＬのＨ２Ｏ中に５０ｍｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ社製、Ａ７４６０）および１μＬのＴＥＭＥＤ（Ａｌｄｒｉｃｈ社製、Ｔ−７０２４）を混合液に添加し、次いで、さらに３０秒間脱気することによりこれを混合した。反応混合液を一晩放置し、重合させた。実施例４による手順に従い、重合混合液をくみ上げ、キャピラリーに通した。
【００６９】
米国特許第００５１４７５３Ａ号に従い、Ｓｉ原子に直接結合したビニル基により官能化した、１００Ｄ  ＩＤ溶融シリカキャピラリー（米国、アリゾナ州、フェニックス、Ｐｏｌｙｍｉｃｒｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）を、ポリマーのＤＭＳＯ溶液によりフラッシュした。
【実施例３】
【００７０】
フェニル誘導体化した表面またはアンダーコーティング
米国特許第００５１４７５３Ａ号に従い、実施例２による手順を用いて、ガラスキャピラリーのＳｉ原子に直接結合したフェニル基により官能化した、１００Ｄ  ＩＤ溶融シリカキャピラリー（米国、アリゾナ州、フェニックス、Ｐｏｌｙｍｉｃｒｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）をコーティングした。
【実施例４】
【００７１】
エチル誘導体化した表面またはアンダーコーティング
米国特許第００５１４７５３Ａ号に従い、実施例２による手順を用いて、ガラスキャピラリーのＳｉ原子に直接結合したエチル基により官能化した、１００Ｄ  ＩＤ溶融シリカキャピラリー（米国、アリゾナ州、フェニックス、Ｐｏｌｙｍｉｃｒｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）をコーティングした。
【実施例５】
【００７２】
シランベースの化学反応により誘導体化した表面またはアンダーコーティング
実施例２による手順を用いて、（（クロロメチル）フェニルエチル）−ジメチルクロロシランにより官能化させた、１００Ｄ  ＩＤ溶融シリカキャピラリー（米国、アリゾナ州、フェニックス、Ｐｏｌｙｍｉｃｒｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）をコーティングした。（（クロロメチル）フェニルエチル）−ジメチルクロロシランによる生ガラスキャピラリーの官能化は、以下の通りに実施された。トルエン中の（（クロロメチル）フェニルエチル）−ジメチルクロロシラン溶液（ｌ／ｌ、ｖ／ｖ）を用いて、あらかじめ１Ｍ  ＮａＯＨ、１Ｍ  ＨＣｌ、および水により逐次処理した乾燥キャピラリー（１ｍセグメント）を満たした。キャピラリーの端部をトーチにより密封し、１００℃のオーブン内に一晩置いた。アルゴンを用いる１５ｐｓｉでキャピラリー内に注入したジクロロメタンにより、トルエン溶液を除去した。アルゴンにより、キャピラリーを乾燥させた。
【００７３】
参考文献
以下の参考文献は、本件出願の明細書において提供され、参照により本明細書に組み込まれる。
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【００７４】
本発明が、特定の実施形態との関係で記載される一方、前出の記載および教示に照らして、当業者には、多数の変更、置換、代替、および改変が明らかであろうことは明白である。したがって、本記載は、すべてのこのような変更、置換、代替、および改変を添付の特許請求の範囲の意図に該当するものとして包含することを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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