ГИДРОФИЛЬНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

1. Способ получения частицы, предусматривающий:
полимеризацию в дисперсной фазе водной суспензии множества мономерных звеньев, представляющих собой гидрофильний мономер, имеющий гидрофобную защитную группу, с получением, таким образом, полимерной частицы, включающей множество гидрофобных защитных групп, и
преобразование полимерной частицы в гидрофильную частицу.
2. Способ по п. 1, в котором гидрофильная частица представляет собой частицу гидрогеля.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором гидрофильный мономер включает акриламидный мономер.
4. Способ по п. 1, в котором гидрофильный мономер представляет собой способный к радикальной полимеризации мономер, а дисперсная фаза дополнительно включает диакриламидный сшиватель, имеющий гидрофобную защитную группу.
5. Способ по любому из пп. 1, 2, 4, в котором о преобразование полимерной частицы включает удаление по меньшей мере части из множества гидрофобных защитных групп у полимерной частицы.
6. Способ по п. 5, в котором удаление по меньшей мере части из множества гидрофобных защитных групп включает кислотное отщепление по меньшей мере части из множества гидрофобных защитных групп у полимерной частицы.
7. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором преобразование полимерной частицы включает удаление практически всего множества гидрофобных защитных групп у полимерной частицы.
8. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно предусматривающий промотирование затравочной частицы в водной суспензии с получением дисперсной фазы.
9. Способ по п. 8, в котором массовое соотношение мономер с защитной группой: затравочные частицы находится в диапазоне от 150:1 до 1:1.
10. Способ по п. 8, в котором затравочная частица включает затравочный полимер.
11. Способ по п. 10, дополнительно предусматривающий экстракцию затравочного полимера после преобразования полимерной частицы.
12. Способ по п. 10, в котором затравочный полимер является гидрофобным.
13. Способ по п. 10, в котором затравочный полимер включает стироловый полимер, акриловый полимер, акриламид, другой виниловый полимер или их комбинацию.
14. Способ по п. 8, в котором затравочная частица имеет изначальный размер частицы, составляющий не более 0,6 микрометра.
15. Способ по п. 14, в котором изначальный размер частицы составляет не более 0,45 микрометра.
16. Способ по п. 15, в котором изначальный размер частицы составляет не более 0,35 микрометра.
17. Способ по п. 16, в котором изначальный размер частицы составляет не более 0,15 микрометра.
18. Способ по п. 8, в котором затравочная частица имеет изначальный размер частицы в диапазоне от 1 микрометра до 7 микрометров.
19. Способ по п. 8, в котором промотирование затравочной частицы включает смешивание растворителя и промотирующего средства с затравочной частицей.
20. Способ по п. 19, в котором промотирующее средство является гидрофобным и имеет растворимость в воде, составляющую менее 0,01 г/л при 25°C.
21. Способ по п. 19, в котором промотирующее средство включает диоктаноилпероксид, или диоктиладипат, или полистирол с молекулярной массой ниже 20 кДа.
22. Способ по любому из пп. 1, 2, 4, 6, 9-21, в котором гидрофильный мономер включает акриламид.
23. Способ по любому из пп. 1, 2, 4, 6, 9-21, в котором способный к радикальной полимеризации мономер представляет собой виниловый мономер.
24. Способ по п. 23, в котором виниловый мономер включает акрилат, акриламид, виниловый спирт, винилацетат, акриламидо-метил-пропансульфоновую кислоту или их комбинацию.
25. Способ по п. 24, в котором виниловый мономер представляет собой акриламид.
26. Способ по любому из пп. 1, 2, 4, 6, 9-21, 24-25, в котором гидрофобная защитная группа включает защитную группу для гидроксильной группы.
27. Способ по любому из пп. 1, 2, 4, 6, 9-21, 24-25, в котором гидрофобная защитная группа включает защитную группу для аминогруппы.
28. Способ по любому из пп. 1, 2, 4, 6, 9-21, 24-25, в котором гидрофобная защитная группа включает металлорганический фрагмент.
29. Способ по п. 28, в котором металлорганический фрагмент формирует силилэфирную функциональную группу.
30. Способ по п. 29, в котором силилэфирная функциональная группа получена от трет-бутилдиметилсиланового простого эфира, триметилсилилового простого эфира, триэтилсилилового простого эфира, дифенилметилсилилового простого эфира или их комбинации.
31. Способ по любому из пп. 1, 2, 4, 6, 9-21, 24-25, 29-30, в котором полимеризация множества мономерных звеньев дополнительно включает смешивание сшивателя с гидрофильным мономером, имеющим гидрофобную защитную группу.
32. Способ по п. 31, в котором смешивание сшивателя включает смешивание сшивателя в массовом соотношении гидрофильный мономерхшиватель в диапазоне от 15:1 до 1:2.
33. Способ по п. 32, в котором диапазон представляет собой от 10:1 до 1:1.
34. Способ по п. 31, в котором сшиватель является сшивателем с низкой растворимостью в воде и имеет растворимость в воде, составляющую менее 10 г/л при 25°C.
35. Способ по п. 31, в котором сшиватель представляет собой дивиниловый сшиватель.
36. Способ по п. 35, в котором дивиниловый сшиватель включает диакриламид.
37. Способ по п. 4 или п. 36, в котором диакриламид включает N,N'-(этан-1,2-диил)бис(N-(2-((трет-бутилдиметилсилил)окси)этил)акриламид, N,N-(2-гидроксипропан-1,3-диил)диакриламид, их производное с защитной группой или их комбинацию.
38. Способ по п. 4, 6, 9-21, 24-25, 29-30, 32-36, в котором диакриламид включает N,N'-(этан-1,2-диил)бис(N-(2-((трет-бутилдиметилсилил)окси)этил)акриламид, N,N'-(N-(2-((трет-бутилдиметилсилил)окси)пропан-1,3-диил)диакриламид, N,N'-(этан-1,2-диил)бис(N-(2-((триэтилсилил)окси)этил)акриламид, N,N'-(N-(2-((триэтилсилил)окси)пропан-1,3-диил)диакриламид, N-[2-(акрилоиламино)-1,2-дигидроксиэтил]акриламид с защищенной сил ильной группой, такой как N,N'(2,3-бис((триэтилсилил)окси)бутан-1,4-диил)диакриламид, или их комбинацию.
39. Способ по п. 35, в котором дивиниловый сшиватель включает этиленгликольдиметакрилат, дивинилбензол, гексаметиленбисакриламид, триметилолпропантриметакрилат или их комбинацию.
40. Способ по любому из пп. 1, 2, 4, 6, 9-21, 24-25, 29-30, 32-36 и 39, в котором полимеризация множества мономерных звеньев включает смешивание порогена с гидрофильным мономером, имеющим гидрофобную защитную группу.
41. Способ по п. 40, в котором пороген представляет собой ароматический пороген.
42. Способ по п. 41, в котором ароматический пороген включает толуол, ксилол, мезителен, фениленэтилацетат или этилбензоат.
43. Способ по любому из пп. 1, 2, 4, 6, 9-21, 24-25, 29-30, 32-36 и 39, 41-42, дополнительно предусматривающий активацию гидрофильной частицы или частицы гидрогеля.
44. Способ по п. 43, в котором преобразование включает обеспечение одной или нескольких гидроксильных групп на частице гидрогеля, и причем активация включает преобразование по меньшей мере одной из одной или нескольких гидроксильных групп до эфиров алкилсульфоновых или арилсульфоновых кислот.
45. Способ по п. 43, в котором преобразование включает обеспечение одной или нескольких гидроксильных групп на частице гидрогеля, и причем активация включает замену по меньшей мере одной из одной или нескольких гидроксильных групп азидным функциональным фрагментом.
46. Способ по п. 43, в котором преобразование включает обеспечение одной или нескольких аминогрупп на частице гидрогеля, и причем активация включает осуществление реакции по меньшей мере одной из одной или нескольких аминогрупп с бис-сукцинимидил-С2-С 12-алкилэфиром.
47. Способ по п. 43, дополнительно предусматривающий связывание олигонуклеотида с активированным полимером гидрогеля.
48. Способ по п. 47, в котором связывание включает нуклеофильное замещение, а олигонуклеотид представляет собой олигонулеотид с нуклеофильной группой на конце.
49. Способ по п. 48, в котором нуклеофильная группа у олигонуклеотида с нуклеофильной группой на конце представляет собой аминогруппу.
50. Способ по п. 48, в котором нуклеофильная группа у олигонуклеотида с нуклеофильной группой на конце представляет собой тиоловую группу.
51. Способ по п. 47, дополнительно предусматривающий гибридизацию полинуклеотида с олигонуклеотидом.
52. Способ по п. 51, дополнительно предусматривающий амплификацию полинуклеотида во множество полинуклеотидов и прикрепление по меньшей мере части множества полинуклеотидов к частице гидрогеля с образованием, таким образом, частицы гидрогеля, включающей множество прикрепленных полинуклеотидов.
53. Способ по п. 51, дополнительно предусматривающий амплификацию полинуклеотида во множество комплементарных полинуклеотидов посредством удлинения олигонуклеотида с образованием, таким образом, частицы гидрогеля, включающей множество прикрепленных полинуклеотидов.
54. Способ по любому из пп. 2, 44-53, в котором частица гидрогеля представляет собой частицу из множества аналогично полученных частиц гидрогеля, имеющих средний размер частицы, составляющий не более 2 микрометров в воде.
55. Способ по п. 54, в котором средний размер частицы составляет не более 1 микрометра.
56. Способ по п. 55, в котором средний размер частицы составляет не более 0,8 микрометра.
57. Способ по п. 56, в котором средний размер частицы составляет не более 0,5 микрометра.
58. Способ по любому из пп. 2, 44-53, 55-57, в котором частица гидрогеля представляет собой частицу из множества аналогично полученных частиц гидрогеля, имеющих средний размер частицы в диапазоне от 5 микрометров до 100 микрометров в воде.
59. Способ по любому из пп. 2, 44-53, 55-57, в котором частица гидрогеля представляет собой частицу из множества аналогично полученных частиц гидрогеля, которые являются практически однородными по размеру.
60. Способ по любому из пп. 2, 44-53, 55-57, в котором частица гидрогеля представляет собой частицу из множества аналогично полученных частиц гидрогеля, имеющих коэфициент вариации, составляющий не более 5,0%.
61. Способ по п. 60, в котором коэффициент вариации составляет не более 3,5%.
62. Способ получения частицы, предусматривающий:
полимеризацию множества мономерных звеньев, представляющих собой гидрофильний мономер, имеющий гидрофобную защитную группу, с получением, таким образом, полимерной частицы, включающей множество гидрофобных защитных групп,
удаление по меньшей мере части множества гидрофобных защитных групп у полимерной частицы с образованием гидрофильной частицы и
связывание олигонуклеотида с гидрофильной частицей.
63. Способ по п. 62, в котором удаление по меньшей мере части из множества гидрофобных защитных групп включает кислотное отщепление по меньшей мере части из множества гидрофобных защитных групп у полимерной частицы.
64. Способ по п. 62 или 63, в котором гидрофильный мономер включает акриламид.
65. Способ по любому из пп. 62, 63, в котором гидрофобная защитная группа включает защитную группу для гидроксильной группы.
66. Способ по любому из пп. 62, 63, в котором гидрофобная защитная группа включает металлорганический фрагмент.
67. Способ по п. 66, в котором металлорганический фрагмент формирует силилэфирную функциональную группу.
68. Способ по любому из пп. 62, 63 и 67, в котором полимеризация множества мономерных звеньев дополнительно включает смешивание сшивателя с гидрофильным мономером, имеющим гидрофобную защитную группу.
69. Способ по п. 68, в котором сшиватель представляет собой дивиниловый сшиватель.
70. Способ по п. 69, в котором дивиниловый сшиватель включает диакриламид.
71. Способ по любому из пп. 62, 63, 67, 69-70, дополнительно предусматривающий активацию частицы гидрогеля перед связыванием олигонуклеотида.
72. Способ по п. 71, в котором удаление включает обеспечение одной или нескольких гидроксильных групп на гидрофильной частице, и причем активация включает преобразование по меньшей мере одной из одной или нескольких гидроксильных групп в сульфоэфирную группу.
73. Способ по п. 71, в котором удаление включает обеспечение одной или нескольких гидроксильных групп на гидрофильной частице, и причем активация включает замену по меньшей мере одной из одной или нескольких гидроксильных групп азидным функциональным фрагментом.
74. Способ по п. 71, в котором связывание включает связывание олигонуклеотида с активированным полимером гидрогеля.
75. Способ по п. 74, в котором связывание включает нуклеофильное замещение, а олигонуклеотид представляет собой олигонулеотид с нуклеофильной группой на конце.
76. Способ по п. 75, в котором нуклеофильная группа у олигонуклеотида с нуклеофильной группой на конце представляет собой аминогруппу.
77. Способ по п. 75, в котором нуклеофильная группа у олигонуклеотида с нуклеофильной группой на конце представляет собой тиоловую группу.
78. Способ по любому из пп. 62, 63, 67, 69, 70, 72-77, дополнительно предусматривающий гибридизацию полинуклеотида с олигонуклеотидом.
79. Способ по п. 78, дополнительно предусматривающий амплификацию полинуклеотида во множество полинуклеотидов и прикрепление по меньшей мере части множества полинуклеотидов к частице гидрогеля с образованием, таким образом, частицы гидрогеля, включающей множество прикрепленных полинуклеотидов.
80. Способ по п. 78, дополнительно предусматривающий амплификацию полинуклеотида во множество комплементарных полинуклеотидов посредством удлинения олигонуклеотида с образованием, таким образом, частицы гидрогеля, включающей множество прикрепленных полинуклеотидов.
81. Множество частиц, включающее по меньшей мере 100000 частиц, причем по меньшей мере одна частица множества частиц включает гидрогель, множество частиц имеет средний размер частицы не более 100 микрометров, а коэффициент вариации составляет не более 5%.
82. Множество частиц по п. 81, причем каждая из по меньшей мере 100000 частиц включает гидрогель.
83. Множество частиц по п. 81 или 82, причем коэффициент вариации составляет не более 4,5%.
84. Множество частиц по п. 83, причем коэффициент вариации составляет не более 4,0%.
85. Множество частиц по п. 84, причем коэффициент вариации составляет не более 3,5%.
86. Множество частиц по п. 85, причем коэффициент вариации составляет не более 3,0%.
87. Множество частиц по любому из пп. 81, 82, 84-86, причем средний размер составляет не более 30 микрометров.
88. Множество частиц по п. 87, причем средний размер составляет не более 1,5 микрометра.
89. Множество частиц по п. 88, причем средний размер составляет не более 1,1 микрометра.
90. Множество частиц по п. 89, причем средний размер составляет не более 0,6 микрометра.
91. Множество частиц по п. 90, причем средний размер составляет не более 0,5 микрометра.
92. Множество частиц по любому из пп. 81, 82, 84-86, 88-90, причем гидрогель включает акриламидный полимер.
93. Множество частиц по любому из пп. 81, 82, 84-86, 88-90, причем частицы множества частиц имеют среднюю пористость, составляющую по меньшей мере 60%.
94. Система, включающая:
матрицу с лунками, причем по меньшей мере одна лунка у матрицы с лунками функционально связана с ISFET-датчиком и
множество частиц гидрогеля, имеющих коэффициент вариации, не превышающий 5%, причем по меньшей мере одна частица гидрогеля из множества частиц гидрогеля расположена в лунке матрицы с лунками.
95. Множество частиц, полученных посредством способа, предусматривающего:
полимеризацию в дисперсной фазе водной суспензии множества мономерных звеньев, представляющих собой гидрофильний мономер, имеющий гидрофобную защитную группу, с получением, таким образом, полимерной частицы, включающей множество гидрофобных защитных групп, и
преобразование полимерной частицы в частицу гидрогеля.
96. Множество частиц по п. 95, причем множество частиц имеет коэффициент вариации, составляющий не более 5,0%.
97. Множество частиц по п. 96, причем коэффициент вариации составляет не более 4,0%.
98. Множество частиц по п. 97, причем коэффициент вариации составляет не более 3,5%.
99. Множество частиц по п. 98, причем коэффициент вариации составляет не более 3,0%.
100. Множество частиц по любому из пп. 95-99, причем множество частиц имеет средний размер, составляющий не более 100 микрометров.
101. Множество частиц по п. 100, причем средний размер составляет не более 30 микрометра.
102. Множество частиц по п. 101, причем средний размер составляет не более 5 микрометра.
103. Множество частиц по п. 102, причем средний размер составляет не более 1,5 микрометра.
104. Множество частиц по п. 103, причем средний размер составляет не более 0,8 микрометра.
105. Множество частиц по любому из пп. 95-99, 101-104, причем гидрофильный мономер включает акриламидный мономер.
106. Множество частиц по любому из пп. 95-99, 101-104, причем частицы множества частиц имеют среднюю пористость, составляющую по меньшей мере 60%.
107. Композиция, содержащая водную смесь акриламидного мономера и сшиватель, причем акриламидный мономер включает гидрофобную защитную группу, а мономер и сшиватель включены в массовом соотношении мономерхшиватель в диапазоне от 15:1 до 1:2.
108. Композиция по п. 107, в которой сшиватель представляет собой дивиниловый сшиватель.
109. Композиция по п. 108, в которой дивиниловый сшиватель включает диакриламид.
110. Композиция по п. 109, в которой диакриламид включает N,N'-(этан-1,2-диил)бис(N-(2-((трет-бутилдиметилсилил)окси)этил)акриламид, N,N'-(2-гидроксипропан-1,3-диил)диакриламид, их производное с защитной группой или их комбинацию.
111. Композиция по п. 110, в которой диакриламид включает N,N'-(этан-1,2-диил)бис(N-(2-((трет-бутилдиметилсилил)окси)этил)акриламид, N,N'-(N-(2-((трет-бутилдиметилсилил)окси)пропан-1,3-диил)диакриламид, N,N'-(этан-1,2-диил)бис(N-(2-((триэтилсилил)окси)этил)акриламид, N,N'-(N-(2-((триэтилсилил)окси)пропан-1,3-диил)диакриламид, N-[2-(акрилоиламино)-1,2-дигидроксиэтил]акриламид с защищенной силильной группой, такой как N,N′(2,3-бис((триэтилсилил)окси)бутан-1,4-диил)диакриламид, или их комбинацию.
112. Композиция по п. 108, в которой дивиниловый сшиватель включает этиленгликольдиметакрилат, дивинилбензол, гексаметиленбисакриламид, триметилолпропантриметакрилат или их комбинацию.
113. Композиция по любому из пп. 107-112, в которой соотношение находится в диапазоне от 10:1 до 1:1.
114. Способ секвенирования полинуклеотида, предусматривающий:
обеспечение устройства, включающего матрицу с лунками, причем по меньшей мере одна лунка функционально связана с ISFET и включает частицу, полученную посредством способа по любому из пунктов 1-80, причем частица прикреплена к полинуклеотиду,
внесение раствора, включающего нуклеотиды предопределенного типа, в устройство и
наблюдение за ионной реакцией на внесение раствора.
115. Способ нуклеотидного встраивания, предусматривающий:
обеспечение частицы, полученной посредством способа по любому из пп. 1-80, причем частица прикреплена к дуплексу нуклеиновой кислоты, включающему матричную нуклеиновую кислоту, гибридизированную с праймером, а дуплекс связан с полимеразой,
приведение частицы в контакт с одним или несколькими нуклеотидами и
встраивание по меньшей мере одного нуклеотида на конце праймера при помощи полимеразы.
116. Способ по п. 115, в котором встраивание дополнительно включает образование побочного продукта нуклеотидного встраивания.
117. Способ по п. 115 или 116, дополнительно предусматривающий детектирование встраивания путем детектирования побочного продукта с помощью транзистора на эффекте поля (FET).
118. Способ получения частицы, предусматривающий:
промотирование затравочной частицы с получением дисперсной фазы в водной суспензии,
полимеризацию в дисперсной фазе множества мономерных звеньев, представляющих собой гидрофильный мономер, имеющий гидрофобную защитную группу, с получением, таким образом, полимерной частицы, включающей множество гидрофобных защитных групп, и
преобразование полимерной частицы в частицу гидрогеля.
119. Способ получения частицы, предусматривающий:
внесение затравочной частицы в водную суспензию, причем затравочная частица включает гидрофобный полимер,
промотирование затравочной частицы с получением дисперсной фазы в водной суспензии,
полимеризацию в дисперсной фазе множества мономерных звеньев, представляющих собой гидрофильный мономер, имеющий гидрофобную защитную группу, с получением, таким образом, полимерной частицы, включающей гидрофильный полимер, имеющий множество гидрофобных защитных групп, причем полимерная частица включает гидрофобный полимер,
отщепление множества гидрофобных защитных групп от гидрофильного полимера и
экстракцию гидрофобного полимера из полимерной частицы с получением частицы гидрогеля.
120. Совокупность частиц, имеющих коэффициент вариации, составляющий не более 5%, и включающих полимер, полученный в результате полимеризации гидроксиалкилакриламида и диакриламида, при этом диакриламид включает гидроксильную группу, причем частица абсорбирует по меньшей мере 300 мас. % воды по массе полимера при воздействии воды.
121. Частица по п. 120, причем частица абсорбирует по меньшей мере 300 мас. % воды по массе полимера при воздействии воды.
122. Частица по п. 120 или 121, причем частица имеет размер частицы, составляющий не более 100 микрометров.
123. Частица по п. 122, причем размер частицы составляет не более 30 микрометров.
124. Частица по п. 123, причем размер частицы составляет не более 1,5 микрометра.
125. Частица по любому из пп. 120, 121, 123-124, причем гидроксиалкилакриламид включает гидроксиэтилакриламид.
126. Частица по любому из пп. 120, 121, 123-124, причем гидроксиалкилакриламид включает N-[трис(гидроксиметил)метил)акриламид, N-(гидроксиметил)акриламид или их комбинацию.
127. Частица по любому из пп. 120, 121, 123-124, причем диакриламид включает N,N'-(этан-1,2-диил)бис(2-гидроксилэтил)акриламид, N,N'-(2-гидроксипропан-1,3-диил)диакриламид, их производное с защитной группой или их комбинацию.