新型雙親聚合物及其在處理由疏水材料制成的表面中的用圖
【專利說明】新型雙親聚合物及其在處理由疏水材料制成的表面中的用 途
[0001] 本發明涉及新型聚合物、其制備方法及其在處理表面，特別是由疏水塑料制成的 表面中的應用。
[0002] 目前進行研發以開發在也稱為芯片上的實驗室（labs-on-chips)的微流體系統 中的應用，例如醫學測試、化學或生物分析或合成操作。
[0003] 這些芯片上的實驗室由疏水塑料構成，例如C0C(環烯烴共聚物）、C0P(環烯烴聚 合物）和更通常地聚（環烯烴）、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯）和更通常地丙烯酸系聚合物、 聚碳酸酯、聚酯、聚硅氧烷、某些聚氨酯和更通常地可熱成形材料的任何類型樹脂（可在冷 條件或在熱條件下聚合）。
[0004] 例如C0C類型材料不是非常致密、是非常透明、是生物相容的，具有高達170°C的 耐熱性和良好的耐化學品性。
[0005] 然而，其疏水性質導致一些不足，例如與一些生物分子如蛋白質、有機分子如著色 劑、標簽、藥物或可能需要在這種芯片上的實驗室中研究或制備的任何其它類型分子以及 通常在這些芯片上的實驗室中用作相互作用載體的微米或納米顆粒相互作用。為了克服該 不足，用合適聚合物處理材料表面，所述聚合物可視情況在本質上可為中性或陽離子、陰離 子或兩性的。
[0006] 以號2810905公開的法國專利申請公開了由聚（N，N-二甲基丙烯酰胺）主骨架和 聚（甲基丙烯酸甲酯）接枝構成的雙親梳狀共聚物。這些疏水單元吸附在C0C類型材料上， 聚（N，N-二甲基丙烯酰胺）骨架給予材料表面親水性質。
[0007] 實際上，工業合成這種共聚物是困難的，因為其涉及制備甲基丙烯酸甲酯大分子 單體和在溶劑相中的具有純化階段的共聚。
[0008] 此外，從開發用于固定細胞的芯片上的實驗室的技術角度考慮，可能需要使疏水 表面稍微為陽離子的。
[0009] 發明人因此努力開發新型聚合物，所述聚合物使解決上文提到的問題成為可能， 以及一種方法，所述方法使處理和控制聚合物、微通道或微流體裝置的表面成為可能。
[0010] 根據第一方面，本發明主題為線性、支化或交聯聚合物，每lOOmol%含有：
[0011] -a)摩爾比例大于或等于75 %和小于或等于99. 95 %由N，N-二烷基丙烯酰胺產生 的單體單元，其中烷基各自含有1-4個碳原子；
[0012] -b)摩爾比例大于或等于0.05%和小于或等于1 %由式（I)單體產生的單體單 元：
[0013] CH2=C(Ri)-C( = 0) -0- [ (CH2-CH(R2) -0]n-R3 (I)
[0014] 其中n代表1-50的數，&代表氫原子或甲基，R2代表氫原子、甲基或乙基，R3代表 含有8-30個碳原子的飽和或不飽和和直鏈或支鏈脂族烴基，和
[0015] -c)任選的摩爾比例大于0%和小于或等于24%由含有游離、部分成鹽或完全成 鹽的強酸官能團的單體產生的單體單元或由式（II)單體產生的單體單元：
[0016] CH2=C(R4)-C( = 0)-Y-(CH2)n-N(R5) (R6) (II)
[0017] 其中m代表1-4的數，Y代表0或NH，R4代表氫原子或甲基，相同或不同的R5和R6 代表甲基或乙基，和
[0018] -d)任選的摩爾比例大于0%和小于或等于1%二烯屬或多烯屬交聯單體。
[0019] 支化聚合物表示具有側鏈的非線性聚合物，以便當它們溶解在水中時獲得在低速 率梯度下導致非常高粘度的高纏結狀態。
[0020] 交聯聚合物表示非線性聚合物，所述聚合物以三維網絡狀態提供，不溶水，但可在 水中溶脹并因此導致獲得化學凝膠。
[0021] 根據本發明方法獲得的聚合物可含有交聯單元和/或支化單元。
[0022] 根據特定方面，本發明主題為如上文所定義的聚合物，其中由N，N_二烷基丙烯酰 胺產生的單體單元由N，N-二甲基丙烯酰胺（下文稱作DMAM)或N，N-乙基丙烯酰胺（下文 稱作DEAM)產生。
[0023] 在本發明上下文中，適于制備為本發明主題的聚合物的式（I)單體是表面活性 的。其必須具有足夠疏水以能被吸附在疏水載體上的鏈和足夠親水能根據需要以吸引或排 斥方式與生物分子相互作用的部分。
[0024] 在如上文所定義的式（I)中，二價基團：
[0025] - [ (CH2_CH(R2) _0] m_
[0026] 特別代表：
[0027] _僅由乙氧基組成的鏈（R2=H;m>0)，
[0028] -或僅由丙氧基組成的鏈（R2=CH3;m>0)，
[0029] -或僅由丁氧基組成的鏈（R2=C2H5;m>0)，
[0030] -或由至少兩種選自乙氧基、丙氧基和/或丁氧基的不同基團組成的鏈。
[0031] 當該鏈由不同基團組成時，它們均沿著該鏈依次或無規分布。
[0032] 在如上文所定義的式（I)中，對R3而言，含有8-30個碳原子的飽和或不飽和和直 鏈脂族烴基更特別地表示：
[0033] -衍生自直鏈伯醇的基團，例如衍生自辛基、壬酸、癸基、十一烷基、十一碳烯基、月 桂基、十二烷基、肉蔑基、十五烷基、鮑錯基、十七烷基、硬脂基、油基、亞油基、十九烷基、 花生基、山崳基、瓢兒菜醇或1-三十烷醇的那些。它們則為辛基、壬基、癸基、十一烷基、 10-十一碳烯基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、 9-十八碳烯基、10, 12-十八碳二烯基、十九烷基、二十烷基、二十二烷基、13-二十二碳烯基 或三十烷基；
[0034] -或衍生自Guerbet醇的基團，所述醇為對應于如下通式的支鏈1-鏈烷醇：
[0035] CH3- (CH2)p-CH[CH3- (CH2)p2] -CH20H,
[0036] 其中p代表2-14的整數，例如2-乙基己基、2-丙基庚基、2- 丁基辛基、2-戊基壬 基、2-己基癸基或2-辛基十二烷基；
[0037] -或衍生自對應于如下通式的異鏈烷醇的基團：
[0038] CH3-CH(CH3)-(CH2)q-CH20H，
[0039] 其中q代表2-26的整數，例如4-甲基戊基、5-甲基己基、6-甲基庚基、15-甲基 十五烷基或16-甲基十七烷基；
[0040] -或2_己基辛基、2_辛基癸基或2_己基十二烷基。
[0041] 在如上文所定義的式（I)中，對R3而言，含有8-30個碳原子的飽和或不飽和和直 鏈或支鏈脂族烴基更特別地表示含有12-22個碳原子的烷基。
[0042] 在如上文所定義的式（I)中，n更特別地代表4-25的數。
[0043] 本發明主題非常特別地為如上文所定義的聚合物，其中由式（I)單體產生的單體 單元由如下產生：
[0044] -二十五重乙氧化的甲基丙烯酸山崳基酯，如上文所定義的式（I)化合物，其中札 代表甲基，R2代表氫原子，R3代表二十二烷基，n等于25 [下文稱為BEM-25(E0)];或：
[0045] -二十二重乙氧化的甲基丙烯酸硬脂基酯，如上文所定義的式（I)化合物，其中札 代表甲基，R2代表氫原子，R3代表硬脂基，n等于20 [下文稱為SMA-20(E0)]。
[0046] 在本發明上下文中，含有強酸官能團的單體特別指含有磺酸官能團或膦酸官能團 和至少一個不飽和碳碳鍵的無環單體。
[0047] 當強酸官能團部分或完全成鹽時，其更特別為關注的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽。
[0048] 根據本發明的另一個特定方面，如上文所定義的聚合物的特征在于，當其含有由 具有游離、部分成鹽或完全成鹽的強酸官能團的單體產生的單體單元時，這些由游離、部分 成鹽或完全成鹽的2-甲基-2-[ (1-氧代-2-丙烯基）氨基]-1-丙烷磺酸（下文稱作ATBS) 產生。
[0049] 根據本發明的兩個特定方面，如上文所定義的所述線性、支化或交聯聚合物的特 征在于，當其包含由式（II)單體產生的單體單元時，在所述式（II)中，m等于2或3,和/ 或1?5和1?6各自代表甲基。
[0050] 根據這些特定方面，如上文所定義的聚合物的特征在于，當其包含由式（II)單體 產生的單體單元時，這些由如下產生：
[0051] -甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯（下文稱作DMAEMA)，或
[0052] -N-[3-(二甲基氨基）丙基]丙烯酰胺（下文稱作DMAPAA)。
[0053] 根據本發明的另一個特定形式，后者的主題為如上文所定義的聚合物，每 lOOmol% 含有：
[0054] -a)摩爾比例大于或等于99%和小于或等于99. 9%由N，N-二烷基丙烯酰胺產生 的單體單元；和
[0055] _b)摩爾比例大于或等于0. 1 %和小于或等于1 %式（i'）單體：
[0056] CH2=C(CH3)-C( = 0)-0_[ (CH2-CH2-0]n，-R'3(1，）
[0057] 其中n'代表4-25的數，R' 3代表含有12-22個碳原子的飽和或不飽和和直鏈或支 鏈烷基。
[0058] 本發明另一個主題更特別為如上文所定義的聚合物，每lOOmol%含有：
[0059] -a)摩爾比例大于或等于80 %和小于或等于95%由N，N-二烷基丙烯酰胺產生的 單體單元，其中烷基各自含有1-4個碳原子；
[0060] _b)摩爾比例大于或等于0. 1%和小于或等于0.5%來自式（i'）單體的單體單 元：
[0061] CH2 =C(CH3)-C( = 0) -0- [ (CH2-CH2-0]n，-R，3 (I'）
[0062] 其中n'代表4-25的數，R' 3代表含有12-22個碳原子的飽和或不飽和和直鏈或支 鏈烷基，和
[0063] -c)摩爾比例大于或等于4%和小于或等于19%由游離、部分成鹽或完全成鹽的 2-甲基-2-[ (1-氧代-2-丙烯基）氨基]-1-丙烷磺酸產生的單體單元；
[0064] 和如上文所定義的聚合物，每lOOmol%含有：
[0065] -a)摩爾比例大于或等于80%和小于或等于95%由N