專利名稱：：聚合物涂層及其形成方法
技術領域：
：本發明涉及對各種基材材料(包括有機和無機基材)的表面進行改性的方法和工藝。更具體而言，本發明涉及利用聚合物來至少部分地涂覆基材表面以便為基材表面賦予與該基材其余部分的功能性質明顯不同的功能性質。例如，在生物醫學應用中，賦予基材表面的功能性質可以是誘導特定生物應答的能力。
背景技術：
：在許多應用中，重要的是使材料或裝置的主體特性與該材料或裝置的表面特性之間有所區別。主體或基材材料提供了一組適用于預期應用的主體性質，如機械性質或折射性質。然而，在許多應用中，基材材料的表面性質對于預期應用來說并不適合或者并不理想。因此，對于這些基材材料，需要進行表面改性以掩蔽可能會妨礙基材使用的基材表面性質。例如，在生物醫學應用中，掩蔽主體材料性質的表面改性是有用的。諸如聚合物角膜覆蓋物或金屬髖部植入物等植入體的主體材料是針對折射和/或機械性質來選擇的。然而，主體材料的表面性質可能會妨礙所需的生物應答(如細胞附著)，或者可能會激起不需要的生物應答(如蛋白質結垢)。此外，表面改性可用于實現對所述材料或裝置的生物應答的一定程度的控制，這種控制是通過主體材料的自身性質所不能實現的。能夠實現對生物應答的控制的途徑的例子包括在裝置表面上展示諸如肽或藥物等特定生物活性信號，或者阻止裝置表面與周圍生物介質之間的非特異性相互作用。表面上固定聚合物。通常，這已經通過吸附或共價連接而以不同程度的成功度和完成度實現。吸附是將高分子固定在表面上的最簡單的方法。然而，吸附涂層可能會在某些條件下脫附，這限制了吸附在諸多生物醫學應用中作為表面改性技術的適用性。例如，諸如植入體等的設計為在生理條件下保持較長時間的裝置可能會失去其功能性表面涂層，使得聚合物流失到其環境中。此外，簡單吸附并不易適用于很多種類的基材材料，這是因為基材的性質并不適合吸？1和保持涂層聚合物。基材性質是否合適也取決于所要涂覆的聚合物類型。WO03/042724描述了一種基于吸附的更復雜的材料表面涂覆工藝，該工藝包括以下步驟a)提供無機或有機主體材料；b)提供一種或多種多離子分子(polyionicmolecule),這些多離子分子中的至少一個具有共價連接的自由基聚合引發子側鏈部分(pendantcovalentlyboundinitiatormoietiesforradicalpolymerization);c)將步驟(b)的多離子材沖+涂覆到步驟(a)的主體材料上，由此在主體材料表面上形成親水層；和d)將親水性的單體或大分子單體接枝聚合到所述多離子材料上。該方法的缺點包括如對吸附表面改性技術所描述的涂層脫附的可能性。此外，對接枝聚合物涂層結構的控制是有限的。另一種可選方式，聚合物通過共價鍵接來固定在基材表面上。已經描述了多種不同的在固體基材上得到接枝聚合物涂層的工藝。此技術的一些例子包括1)EP1095711A2描述了可用于生物醫學基材材料涂層的傳統自由基聚合物引發子對基材的共價附著。該方法通常導致引發子在整個基材表面上的密度不確定和不一致，而這通常是不希望的。此外，不利地是，用該方法能夠實現的引發子密度是有限的。最后，對隨后的接枝涂層結構的控制僅僅是有限的。2)也已使用含有引發子的自組裝單層。例如，Boven等，[Boven,G.,Folkersma,R.,Challa，G.,Schouten，A丄，Polym.Co讓un.32(1991)50]用3-氨基丙基三乙氧基硅烷處理玻璃小珠以在表面上得到氨基官能團。然后，通過在g-APS改性的表面和酰氯官能化的含氮引發子之間形成酰胺鍵來將含氮引發子固定在表面上。隨后的表面引發自由基聚合反應生成了系留PMMA鏈(tetheredPMMAchain)。該方法的缺點也包括在基材整個表面上的引發子密度不確定、不一致和受限制。此外，該方法采用多步表面涂覆方法，這限制了其對二氧化硅材料的適用性和有效性。3)Sugawara，T.,Matsuda,T.，Macromolecules27(1994)7809描述了在聚(對苯二曱酸乙烯酯)(PET)基材上接枝聚(丙烯酰胺)。首先，使用已經用光反應性苯基疊氮基基團進行部分衍生化的聚(烯丙胺)來涂覆基材。胺化聚合物隨后經UV輻射而結合到PET基材表面上。然后通過縮合反應將羧基化含氮引發子固定在聚胺改性表面上。單體溶液中的自由基聚合最后形成系留聚合物(tetheredpolymer)。該技術也采用了限制其適用性的多步表面涂覆方法。該方法的其它缺點也包括在基材整個表面上的引發子密度不確定、不一致和受限制，以及對接枝涂層結構的控制有限。4)通過在含有引發子的溶液中簡單的溶脹并隨后在含有引發子的溶液中接枝聚合也可將接枝聚合引發子固定在固體基材上。美國專利6,358,557公開了這種原理。此外，WO03/083040教導了摻入引發子的底漆涂層的使用。該方法也可用于不能溶脹的固體基材。除基材依賴性問題，此方法的缺點也包括在基材整個表面上的引發子密度不確定、不一致和受限制，以及對接枝涂層結構的控制有限。此外，缺乏共價連接將導致涂層的部分脫附。接到二氧化硅表面，且通過含有硫醇基團的ATRP引發子與金表面的反應已將ATRP引發子共價地連接到金表面[Pyun,J.,Kowalewski,T.Matyjaszewski,K.,MacromolecularRapidCommunications,24(2003)1043]。然而，對使用諸如二氧化硅和金等基材的依賴限制了該技術的適用性。此外，其它缺點包括，由硅烷形成的自組裝層顯示出一定的不穩定性[Wang，A.等，JournalofColloidandInterfaceScience,291(2005)438]和不可再現性[Halliwe11,CM.,Cass，A.E.G.,AnalyticalChemistiy73(2001)2476]，并且在金和硫醇(非共價相互作用)之間形成的自組裝層已顯示出隨時間而不穩定[Willey,T.M.等，SurfaceScience576(2005)188]。此外，這些改性表面的形成相對復雜(要求基材完全清潔和干燥)，且表面涂層可能在基材上分布不均。諸如引發轉移終止劑(iniferter)等其它引發子的共價連接也已用于在諸如二氧化硅(通過硅烷)[Lee,H丄，Nakayama,Y.,Masuda,T.,Macromolecules32(1999)6989]和聚苯乙烯(通過4汙生化反應)[Nakayama,Y.,Matsuda,T"Langmuir15(1999)5560;Kawaguchi,H.,Isono,Y.Tsugi,S.,MacromolecularSymposia179(2002)75]之類的基材上形成接枝聚合物層。然而，正如之前所討論的，為諸如二氧化硅和聚苯乙烯等特定基材設計的表面改性方案嚴重地限制了該技術的適用性。在本說明書中，對任何現有技術的提及都不是也不應被認為是確域中的^^知常識的一部分或者本領域技術人員能合理地預計到該現有技術是確定的、可被理解的或者被認為是相關的。
發明內容本發明涉及一種替代性的、穩定的、廣泛適用的在基材表面上形成聚合物涂層的方法。有利的是，本發明涉及一種形成聚合物表面涂層的方法，其可靠地實現預定的表面涂層特征，諸如密度、均勻度和厚度。該優點在第一水平上通過對與基材表面共價連接的高分子上的聚合引發子的密度和分布加以控制，且在第二水平上通過對由通過自聚合引發子接枝而進行的側鏈聚合物的形成加以控制來實現。因此，在第一方面，本發明提供了一種將聚合引發子可控地定位在基材表面上的方法，所述方法包括將高分子共價地連接到所述表面，其中所述高分子含有多個聚合引發子和多個表面結合基團。優選所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。在另一個方面，本發明提供了一種將聚合引發子可控地定位于基材表面上的方法，所述方法包括通過大量共價鍵來將高分子共價地連接到所述表面，其中所述高分子含有多個聚合引發子。優選所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。在還一個方面，本發明提供了一種將聚合引發子可控地定位于基材表面上的方法，所述方法包括將其上共價連接有預定摩爾比的聚合引發子的高分子共價連接到所述基材表面上。優選所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。本說明書和權利要求書中使用的與將聚合引發子定位在表面上有關的術語"可控(controllable)，，是指應用所述方法來指導？1發子在表面上的位置或相對位置特征(如均勻度、密度和引發子可接近性)的能力。調節或調控諸如此類的因素的能力的限制是在本領域中改進基材表面改性的常見限制。當這些因素在某種程度上可受控制時(就較低密度或可接近性而言)，這將傾向于降低最終產品的相關性質。本發明涉及有利地調控這些因素以提高最終產品性質。本說明書和權利要求書中使用的術語"聚合引發子(polymerizationinitiator)"或"引發子(initiator)"是指引發聚合或能夠產生引發聚合的反應性物種的任何化合物。本說明書和權利要求書中使用的術語"預定，'是指選擇足以實現所希望的聚合引發劑在與基材表面共價連接的高分子上的密度和分布的聚合引發子的摩爾比。預定摩爾比表明引發子比例是可控的，并且，如實施例所示，可以是變化的和預先確定的。術語"摩爾比"是高分子上聚合引發子密度的量度。該術語用于指代高分子中每稀釋劑單體單元中聚合引發子的數目的比例。在高分子中控制引發子基團的摩爾比使得可以在具有該高分子涂層的基材上控制引發子的表面密度。因此，高分子涂層中引發子的密度可由高分子中引發子基團的預定摩爾比來控制。由于這提供了對隨后的聚合物涂層的更高水平的控制，能夠可靠地由可預測的引發子表面密度來產生聚合物涂層的密度，因此這是有利的。另一種可選方式，可通過在基材上沿梯度改變與所述表面連接的高分子的量來控制存在于基材表面上的引發子基團的密度，這將影響隨后的側鏈聚合物分子的性質。高分子可通過大量共價鍵連接到基材表面。采用大量共價鍵將高分子連接到基材表面能提高高分子涂層的穩定性。另一種可選方式，可采用層對層連接技術來將高分子涂覆至基材上，隨后交聯以形成層間共價鍵和與基材表面的共價鍵。與簡單的層對層涂覆相比，這樣的工藝提高了高分子涂層的穩定性和不溶性。高分子可以是適用于預期的基材最終用途并適用于所選的涂覆高分子的方法的任何高分子。聚合引發子可以是陰離子、陽離子或自由基引發子。優選所述引發子是活性聚合引發子(livingpolymerizationinitiator)。更優選所述引發子是受4空的自由基聚合引發子(controlledfreeradicalpolymerizationinitiator)。這樣的引發子包括引發轉移終止劑、衍生的RAFT試劑、ATRP、三芳基曱烷和烷氧基胺(硝基氧介導的)引發子。可通過在聚合時引入，例如通過與稀釋劑單體(diluentmonomer)共聚從而將聚合引發子共價地連接到高分子。另一種可選方式，引發子可以與預先形成的高分子上的側鏈官能團(flmctionalpendantgroup)反應形成共價鍵。在高分子共價地連接到基材表面之前進行引發子的引入。任選地，所述方法還包括確定一種或多種聚合引發子位置特征的初始步驟。例如，可確定高分子涂層中引發子的期望密度，這隨后將指導高分子中聚合引發子的合適摩爾比的確定。本發明的再一個方面提供了一種在基材表面上制備可控聚合物表面涂層的方法，所述方法包括將高分子共價地連接到表面，其中所述高分子含有多個聚合引發子和多個表面結合基團；并且含有從至少一些聚合引發子上接枝出的側鏈聚合物。優選所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。優選通過受控的自由基活性聚合而由聚合引發子接枝出側鏈聚合物。在一個實施方式中，所述方法還包括提供接枝到側鏈聚合物的其它聚合物。本發明的再一個方面提供了一種在基材表面上制備可控聚合物表面的方法，所述方法包括通過大量共價一睫將高分子共價地連接到所述9表面，其中所述高分子含有多個聚合引發子；并且含有從至少一些聚合虧1發子上接枝出的側鏈聚合物。優選所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。優選通過受控的自由基活性聚合而從聚合引發子接枝出側鏈聚合物。在一個實施方式中，所述方法還包括提供接枝到側鏈聚合物的其它聚合物。本發明的再一個方面提供了一種在基材表面上制備可控聚合物表面涂層的方法，所述方法包括將其上共價連接有預定摩爾比的聚合引發子的高分子共價連接到所述基材表面上；并且從至少一些聚合引發子上接枝出側鏈聚合物。優選所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。優選通過受控的自由基活性聚合而從聚合引發子接枝出側鏈聚合物。在一個實施方式中，所述方法還包括提供接枝到側鏈聚合物的其它聚合物。本說明書和權利要求書中使用的與將聚合引發子定位在基材表面上相關的術語"可控"是指通過如上所論述般指導引發子在表面上的定位以及指導側鏈聚合物和所得涂層的特征(如密度、厚度、均勻度、化學和結構)來應用所述方法指導聚合物表面涂層的特征的能力。調節或調控諸如此類的因素的能力的限制是在本領域中改進基材表面改性的常見限制。本發明涉及有利地調控這些因素以提高最終產品性質。優選聚合引發子是活性聚合引發子，而從聚合引發子接枝的聚合過程是活性聚合過程。并且更優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子，而所述從聚合引發子接枝的聚合過程是受控的自由基活性聚合過程。有利的是，采用活性聚合為使用該方法的人提供了更大程度的對所得聚合物涂層的控制，這是活性聚合特性的結果。例如，活性聚合提供了對側鏈聚合物的多分散性的更大程度的控制。這點與從基材表面上的？1發子接枝相結合，提供了指導具有受控厚度的均勻致密涂層的能力，所述受控厚度足以掩蔽位于其下的基材的主體性質。活性聚合也使人們能夠有利地調控或調節側鏈聚合物層的結構。例如，活性聚合可用于形成側鏈聚合物層中的嵌段或梯度，從而為單一涂層賦予多重性質或特征。結果為，在由基材接枝側鏈聚合物中使用活性聚合提供了制備高度受控涂層(包括受控的側鏈聚合物結構)的能力。任選地，所述方法還包括確定一種或多種聚合物表面涂層特征的初始步驟。例如，聚合物涂層的所需密度、所需梯度(即，一片區域里密度的變化)或涂層厚度。在本發明的再一個方面提供了一種含有高分子的可控聚合物表面涂層，所述可控聚合物表面涂層與基材表面共價地連接，所述高分子含有多個聚合引發子和多個表面結合基團；并且含有從至少一些聚合引發子上接枝出的側鏈聚合物優選所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。優選通過受控的自由基活性聚合而從聚合引發子接枝出側鏈聚合物。所述可控聚合物表面還可含有接枝到側鏈聚合物的其它聚合物。所述可控聚合物表面涂層還包括連接到側鏈聚合物的至少一種生物活性成分。當超過一種的生物活性成分連接到側鏈聚合物時，所述生物活性成分可具有協同作用或互補作用。優選所述側鏈聚合物具有受控結構。優選所述側鏈聚合物調控生物應答。最優選所述側鏈聚合物調控細胞附著。優選所述可控聚合物表面涂層在使用(包括存儲)環境中在長時間內穩定。如本領域技術人員將能理解的，術語"穩定"是在表面涂層使用環境的背景下使用的，而并非必須指所述表面涂層是不確定地穩定。在本發明的再一個方面提供了一種含有高分子的可控聚合物表面，其通過大量共價鍵共價地連接到基材表面，所述高分子含有多個聚合引發子；并且含有從至少一些聚合引發子接枝的側鏈聚合物。優選所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。優選通過受控的自由基活性聚合而從聚合引發子接枝側鏈聚合物。所述可控聚合物表面還可含有接枝到側鏈聚合物的其它聚合物。所述可控聚合物表面涂層還包括連接到側鏈聚合物的至少一種生物活性成分。當超過一種的生物活性成分連接到側鏈聚合物時，所述生物活性成分可具有協同作用或互補作用。優選所述側鏈聚合物具有受控結構。優選所述側鏈聚合物調控生物應答。最優選所述側鏈聚合物調控細胞附著。優選所述可控聚合物表面涂層在使用(包括存儲)環境中在長時間內穩定。如本領域技術人員將能理解的，術語"穩定"是在表面涂層使用環境的背景下使用的，而并非必須指所述表面涂層是不確定地穩定。在本發明的在一個方面提供了一種含有其上共價連接有預定摩爾比的聚合引發子的高分子的可控聚合物表面涂層，其中所述高分子共價連接到基材表面；側鏈聚合物通過聚合引發子而共價連接到高分子，其中所述側鏈聚合物形成均勻、致密和/或厚的層。優選所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。優選所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。優選通過受控的自由基活性聚合而從聚合引發子接枝側鏈聚合物。所述可控聚合物表面還可含有接枝到側鏈聚合物的其它聚合物。所述可控聚合物表面涂層還包括連接到側鏈聚合物的至少一種生物活性成分。當超過一種的生物活性成分連接到側鏈聚合物時，所述生物活性成分可具有協同作用或互補作用。優選所述側鏈聚合物具有受控結構。優選所述側鏈聚合物調控生物應答。最優選所述側鏈聚合物調控細胞附著。優選所述可控聚合物表面涂層在使用(包括存儲)環境中在長時間內穩定。如本領域技術人員將能理解的，術語"穩定"是在表面涂層使用環境的背景下使用的，而并非必須指所述表面涂層是不確定地穩定。術語"受控結構"是指通過控制聚合以形成不同類型聚合物的能力。如本領域技術人員所知的，具有受控結構的聚合物可設計為具有形態學上的各種類型或變化(包括但不限于直鏈、支鏈、星形、組合網絡)；組成上的變化(包括但不限于嵌段共聚物、無規共聚物、均聚物、接枝共聚物、標記或梯度共聚物)；交聯密度的變化；和/或功能性的變化(包括但不限于末端、位點、特異、遠螯、多官能大分子單體)。本說明書和權利要求書中使用的術語"生物應答"是指受控聚合物表面中側鏈聚合物調控生物應答的性質。這樣的應答包括但不限于抗生素應答(antibioticresponse),抗微生物劑應答、促進或抑制細胞附著、促進或抑制蛋白質吸附。任選為，所述可控聚合物表面涂層提供至少一種預定的生物作用。術語"受控的自由基聚合引發子"是指引發受控或活性的自由基聚合或者能夠產生引發可控或活性的自由基聚合的反應性物種的任何化合物。在本發明的另一方面提供了一種可控聚合物表面涂層，所述可控聚合物表面涂層含有能夠通過大量共價鍵與基材表面共價連接的高分子，所述高分子含有多個聚合引發子；并且含有從至少一些聚合引發子接枝的側鏈聚合物。術語"從……接枝，，是指從系留聚合引發子(tetherpolymerizationinitiator)來生長聚合物鏈。"從……接枝，，區別于"接枝到"，后者涵蓋將預先形成的聚合物連接到基材表面的官能團上。在以下討論中，術語"聚合物涂層"是指包括具有聚合引發子的高分子層和接枝于其上的側鏈聚合物的涂層。相反，術語"高分子層"僅指在發生側鏈聚合物接枝之前就涂覆在基材上并共價連接到基材表面上的含有聚合引發子的高分子層。在本說明書全文中，術語"活性聚合"和"受控聚合，，可互換使用。活性聚合和受控聚合是本領域的術語。此形式的聚合的有用參考文獻是Moad,G.,Solomon,D.H.,T7zeC7zem&^y。/ia血a//Wymw^aWo"，2ndEd,(fullyrevised),Elsevier:Boston,2006。本說明書和權利要求書中使用的術語"包括"(或其語法變化)等價于術語"包含"，并且不應當被認為是排除存在其它元素或特征。1圖l:由Si-HAPP樣品表面獲得的代表性高解析度(a)Cls和(b)NIsXPS譜圖。圖2:由Si-HAPP-PI樣品表面獲得的代表性高解析度CIsXPS譜圖。圖3:由Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))樣品表面獲得的代表性Cls高解析度XPS譜圖。圖4:由Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖5:由Si-HAPP-PI-P(葡糖苷MA)樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖6:由Si-HAPP-PI-P(季胺MA)樣品獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖7:顯示在24小時培養之后，HeLa細胞結合至(a)Si-HAPP-PI-P(葡糖芬MA)和(b)TCPS對照表面的代表性區域。圖8:由(一)Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475》和(---)Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-華法林MA)樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖9:由(一)Si國HAPP-PI-P(PEGMA(475))和(--畫)Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))-6-P(丙烯酰胺)樣品表面獲得的代表性高解析度C1sXPS譜圖。圖10:由(一)Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)和(一)Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-6-PEGMA(475))涂覆樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖11:由(一)Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)和(…)Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-6-季胺MA)樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖12:由(一)Si-HAPP-PI陽P(PEGMA(475))和(陽—)Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))-b-(P(丙烯酰胺)-共孑(？￡01\4八(475)))樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖13:由(一)Si-ALAPP和(一)Si-ALAPP-PI樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS語圖。圖14:(a)在過夜暴露于NeutrAvidinTM(NA)生物素結合蛋白溶液(在HEPES緩沖液中50pg/ml)之后由(一)Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)、(—)Si-ALAPP-P(丙烯酰胺-共-5%生物素MA)、(......)Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%生物素MA)樣品以及(——)Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%生物素1\^)樣品表面的代表性高解析度0lsXPS譜圖；和(b)在暴露于(——)人類血清白蛋白(HAS,PBS中100嗎/ml,37°C，2小時)和(......)NeutrAvidinTM(在HEPES緩沖液中50呢/ml，室溫，過夜)之前和之后由Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)(一)獲得的代表性高解析度CIsXPS譜圖。圖15:由(一)Si-HAPP、(一)Si畫HAPP-PATRPI和(---)Si-HAPP誦PATRPI-P(PEGMA(475))樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖16:由(一)Si-HAPP-PI(PI)(該曲線下的虛線表示曲線擬合部分)、(......)Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)(PAAm)、(一)Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%NHSA)(10%NHS)和(---)Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/t)NHSA)(20。/。NHS)表面獲得的代表性高解析度ClsXPS語圖。標記A和B指分別與C二0/N-C-0和0-CK)相關的結合能。圖17:顯示在24小時培養之后，BCEp細胞結合至(a)與KDGEA肽共價偶聯的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/。NHSA),(b)與KDGAA肽共價偶聯的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/。NHSA),(c)水解后的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/0NHSA)和(d)Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)表面的示范性區域。圖18:顯示在24小時培養之后，BCEp細胞結合至TCPS對照表面的示范性區域。圖19:由Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)樣品在高溫加壓之前(一)和之后(…)獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。也包括在內的是由非高溫加壓樣品獲得的曲線擬合譜圖部分(......)。圖20:由(A)PET和(B)PET-PI(疊氮化物)共價-P(丙烯酰胺)樣品獲得的代表性高解析度ClsXPS語圖。圖21:由(a)Si畫ALAPP,(b)Si陽ALAPP-HDI,(c)Si-ALAPP-星形-PEG-PI和(d)Si-ALAPP-HDl-星形-PEG-PI-P(丙烯酰胺)樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖22:由(a)Si-ALAPP-PI-P(點擊-MA)和(b)Si-ALAPP-PI-P(點擊-MA)-TFAB樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖23:在Si-ALAPP-PI涂覆玻璃載物片上PTFE圓形掩模(陰影圓形)的示意性指示位置。圖24(a):由PTFE半球下區域獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖和(b):由PTFE半球周圍區域獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖25:顯示在由Si-ALAPP-PI涂覆玻璃載物片表面上P(PEGMA(47")的接枝聚合期間，HeLa細胞結合至(關)掩蔽和(口)區域的示范性區域(4倍物鏡放大)。灰色方塊指示與整個載物片比較的圖像區域。圖26:由(a)Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)和(b)Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)-HDI樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖27:由(a)Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))和(b)Si隱ALAPP-PI-P(PEGMA075)-共-MA-GlyGly)樣品表面獲得的代表性高解析度C1sXPS譜圖。圖28:由(a)Si-ALAPP,(b)Si-ALAPP-PI和(c)Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖29:由(a)PS，(b)PS-ALAPP,(c)PS-ALAPP-PI，(d)PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)，(e)PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-生物素MA),(f)PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-生物素MA)-NA樣品表面獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖30:由含有PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-生物素MA)的孔的ABTS顯影溶液得到的吸收值(405nm)，其中加入有(i)NeutrAvidinTM生物素結合蛋白、生物素化IgG和Ig-HRP軛合物(+NA、+l°Ab、十2。Ab)，(ii)生物素化IgG和Ig-HRP軛合物(-NA、+l°Ab、+2°八1)和(化)僅有1￡-111^扼合物(-NA、-l°Ab、+2°Ab)。圖31:在UV輻射期間，在Si-ALAPP-PI涂覆玻璃載物片(空白)上UV非透明掩模(陰影矩形)的示意性指示位置。箭頭指示移動掩模的方向以進行后續UV輻射步驟。圖32:作為UV輻射時間的函數的由梯度聚合物涂覆的Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))纖維載物片的XPS分析測定的元素比(。)0/C和(')N/C。圖33(a):由載物片的區域(a)未接受任何UV輻射(7cm)，(b)接受10分鐘UV照射的含有Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475》梯度接枝聚合物涂層(5cm)和(c)接受15分鐘UV照射的含有Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475》梯度接枝聚合物涂層(4cm)獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖。圖34:顯示在細胞培養中18小時之后，HeLa細胞結合到梯度接枝大)。所述區域代表暴露于UV輻射(a)5分鐘，(b)10分鐘，(c)20分鐘以及(d)TCPS對照表面的區域。具體實施例方式現在參考具體實施方式和實施例描述本發明。以下討論中無一旨在限制本發明的范圍。本發明的聚合物涂層可應用于大范圍的基材。適合的基材的例子包括但不限于無機或有機基材，諸如玻璃、石英、陶瓷、二氧化硅礦物、硅膠、金屬、金屬氧化物、諸如石墨等木碳材料或玻璃碳、天然或合成的有機聚合物。聚合物基材包括但不限于由鏈增長或逐步增長聚合制成的那些聚合物基材。鏈增長聚合物包括但不限于由自由基、基團轉移、陽離子或陰離子方法制成的那些。鏈增長聚合物的例子是由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯或苯乙烯型單體或它們的混合物制成的那些聚合物。逐步增長聚合物包括但不限于諸如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、環氧樹脂、硫醇-烯聚合物和聚氨酯。這些有機聚合物可含有相當數量的無機成分，如硅氧烷形式的硅。基材可以是上述材料的復合物、層壓物或摻合物。要被涂覆的基材可以采用較寬范圍內的任何形式。例如，基材可以是任何類型和尺寸的模制品，如生物醫學模制品或工業模制品、小珠、微粒、包括納米顆粒和微顆粒的顆粒、膠嚢、管子、纖維、薄膜或膜。基材也可以是多孔材料，如支架、織造或非織造纖維、多孔聚合塊料或交聯水凝膠。基材的表面可以是平整、不平整或彎曲的。聚合物涂層與基材共價連接。基材表面的官能團可用于與高分子上的互補官能團反應。如果基材不具有合適的表面官能團，基材表面可用本領域內已知的引入官能團的方法進行官能化。這些方法包括等離子處理和等離子聚合。通過這些方法引入到表面的官能團可任選地按需要進行修飾，從而使得高分子上的官能團與基材表面上的官能團共價4走合(直接或通過其它分子)。適用于本發明的高分子化合物含有共價連接的聚合引發子。所述高分子也可以含有用于將高分子與基材表面共價連接的稀釋劑單體和官能團。聚合引發子在所述高分子與基材表面共價連接之前與高分子共價連接。當存在于所述高分子中時，稀釋劑單體可以是(曱基)丙烯酸烷基酯、(曱基)丙烯酸羥烷基酯、(曱基)丙烯酸鹵代烷基酯、(曱基)丙烯酸烷氧基烷基酯、任選地單-N-取代或雙-N-取代的氨基烷醇(曱基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環烷基酯、(甲基)丙烯酸苯氧基酯、烷基二醇(曱基)丙烯酸酯、聚烷基二醇(曱基)丙烯酸酯、(曱基)丙烯酰胺、(曱基)丙烯酰胺^f汙生物、富馬酸酯、馬來酸和馬來酸酐和馬來酸酯、N-乙烯。卡唑、N-乙烯吡咯烷酮、乙烯吡啶、丙烯酸苯曱酯、曱基丙烯酸苯甲酯及兩種或兩種以上單體的共聚物。術語(曱基)丙烯酸酯既包括丙烯酸酯也包括曱基丙烯酸酯。適合的稀釋劑單體包括丙烯酸、丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸異己酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸異水片酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯醛、丙烯酰胺、丙烯酰氯、聚(乙二醇)丙烯酸酯、曱基丙烯酸、曱基丙烯酸曱酉旨、曱基丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸丙酯、曱基丙烯酸丁酯、曱基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸異己酯、曱基丙烯酸環己酯、曱基丙烯酸異冰片酯、曱基丙烯酸乙氧基乙酯、曱基丙烯酰胺、曱基丙烯酰氯、曱基丙烯酸烯丙酯、曱基丙烯酸lH,lH，2H,2H-全氟代癸酉旨(及其它曱基丙烯酸氟化烷基酯)、曱基丙烯酸lH，lH,2H,2H-全氟代癸酯、曱基丙烯酸184,4,5,5,6,6,7,7,8,9,9,9-十二氟-2隱羥基畫8-(三氟曱基)壬酉旨、曱基丙烯酸3，3,4,4,5,5,6,6，7,8,8,8-十二氟-7-(三氟曱基)辛酉旨、曱基丙烯酸3，3,4，4，5，5,6,6,7,7，8,8,9,9，10，10,11,12，12,12-二十氟-11-(三氟曱基)十二烷基酯、曱基丙烯酸苯曱酯、曱基丙烯酸2-丁氧基乙酯、曱基丙烯酸2-(叔丁基氨基)乙酯、3-丁氧基曱基丙烯酸丁酯、9//-咔唑-9-乙基曱基丙烯酸酯、曱基丙烯酸3-氯-2-羥基丙酯、曱基丙烯酸環己酯、曱基丙烯酸癸酯、曱基丙烯酸3-(二乙氧基曱基曱硅烷基)丙酯、曱基丙烯酸2-(二乙基氨基乙酯)、曱基丙烯酸2-(二曱基氨基)乙酯、曱基丙烯酸3-(二曱基氯甲硅烷基)丙S旨、分散紅1曱基丙烯酸酯、分散紅13曱基丙烯酸面旨、分散黃7曱基丙烯酸酯、乙二醇二環戊烯基醚甲基丙烯酸酯、乙二醇曱基丙烯酸酯磷酸酯、乙二醇曱基醚曱基丙烯酸酯、乙二醇單乙酰乙酸酯單曱基丙烯酸酯、熒光-O曱基丙烯酸酯、曱基丙烯酸縮水甘油酯、3-[(3，5,7，9，11,13,15-七環戊基五環[9.5丄13'9.15'5.17'3]八硅氧烷-1-基氧)-二曱基曱硅烷基]丙基曱基丙烯酸酯(二曱基曱硅烷基氧(丙基)曱基丙烯酸酯-POSS)、曱基丙烯酸2-羥基乙酯、曱基丙烯酸羥基乙酯、曱基丙烯酸羥基丙酯、曱基丙烯酸異冰片酯、曱基丙烯酸異癸酯、曱基丙烯酸月桂酸酯、乙酰乙酸2-(曱基丙烯酰氧基)乙酯、p-(曱基丙烯酰氧基)乙基]二曱基-(3-硫丙基)氬氧化銨、曱基丙烯酸酯2-萘酯、曱基丙烯酸2-(4-硝基苯氧基)乙酯、曱基丙烯酸五溴苯曱酯、曱基丙烯酸2,2，3,3，3-五氟丙酯、曱基丙烯酸3-硫丙酯鉀鹽、曱基丙烯酸2-(叔丁基氨基)-乙酯、曱基丙烯酸四氫糠酯、曱基丙烯酸2,4,6-三溴苯酯、曱基丙烯酸三癸酯、曱基丙烯酸3-(三曱氧基曱硅烷基)丙酯、曱基丙烯酸3,3,5-三曱基環己酯、曱基丙烯酸三曱基曱硅烷酯、曱基丙烯酸3-[三(三曱基硅氧基)曱硅烷基]丙酯、曱基丙烯酸3-[三(三曱基硅氧基)曱硅烷基]丙酯、ZONYL⑧TM氟單體、2-曱基丙烯酰胺曱基丙烯醛、乙烯基曱基酮、3-曱基-3-丁-2-酮、2-甲基丙烯酰氯、(聚乙二醇)山崳醚甲基丙烯酸酯、(聚乙二醇)曱基丙烯酸酯、(聚乙二醇)曱基醚、馬來酰亞胺、苯乙烯、苯乙烯類、丙烯腈、曱基丙蹄腈、二曱基丙烯酰胺馬來酸酐及其兩種或兩種以上單體的共聚物。不限于其中引發(initiation)由光化學、化學或熱刺激觸發(triggered)的化合物。優選聚合引發子是自由基引發子。更優選所述自由基引發子是受控或活性的自由基聚合引發子。受控的自由基聚合引發子包括原子轉移自由基聚合(ATRP)引發子、RAFT試劑衍生引發子、引發轉移終止劑、三丙烯基曱烷和烷氧基胺(氮氧化物調節)控制劑。引發轉移終止劑包括硫代羰基化合物諸如二硫酯、三硫碳酸酯、硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基曱酸酯諸如N,N-二乙基二硫代氨基曱酸酯三水合物和黃酸鹽。受控的自由基引發子在明確條件下有利地被活化。例如，引發轉移終止劑是可由UV光輻射觸發的光引發轉移終止劑。ATRP引發子是由銅催化體系觸發。這些引發子在本領域內已知。聚合引發子可通過聚合而共價地引入到高分子中。在該方法中，聚合引發子與諸如乙烯類不飽和基團的可聚合基團相偶聯，經修飾的單體通過與稀釋劑單體的共聚引入到高分子中。聚合引發子通過共同反應官能團與以上列出的適用于此目的的稀釋劑單體共價連接。例如，引發轉移終止劑可以與曱基丙烯酸酯或丙烯酸酯基團連接。為了將引發子共聚用單體引入到高分子中，本領域中已知的聚合方法可用于將引發子共聚用單體與稀釋劑單體，以及與任選的帶有用于共價連接表面的官能團的單體進行共聚。例如，引發轉移終止劑-曱基丙烯酸單體和丙烯酸酯稀釋劑單體的聚合可以采用偶氮二異丁腈(AIBN)引發子進行熱引發。如果以此方式引入聚合引發子，優選為側鏈聚合引發子在高分子聚合條件下不被活化。例如，如果通過熱引發合成高分子，則選定的側鏈引發子將是熱穩定的。另一種可選方式，如果高分子的聚合是光《f發的，則側鏈聚合引發子是非光活化的。使受控的自由基引發子活化的確定條件有助于在聚合高分子時避免引發子的活化。例如，如果聚合引發子與曱基丙烯酸使用AIBN在溫和條件下共聚，則適合的聚合引發子將包括ATRP、烷氧基胺和引發轉移終止劑，優于大多數RAFT試劑衍生的引發子。所得聚合物將含有沿高分子骨架分布的活性聚合引發子。另一種可選方式，高分子聚合條件可經選擇使得側鏈聚合引發子被活化。這些條件將形成具有分枝結構的高分子。這樣的方法與傳統引發子相比更適合側鏈活性聚合引發子。在那樣的情況下，即使側鏈引發子在高分子聚合期間反應，高分子涂層的最終功能性也不受影響，這是因為引發子一旦合成將大量地重新連接到高分子上，并因此可繼續提供給后續活化。采用這種將聚合引發子引入到高分子中的方法，高分子中的引發子的摩爾比可通過典型共聚技術進行控制。優選高分子的化學計量為高分子鏈上1至50mol。/。的側鏈基團被引發子部分取代。更優選所述化學計量為1至25moP/。，并再更優選為2至15mol°/。。用于將共價連接的引發子引入高分子的另一種方法是合成具有聚合引發子結合位點的高分子。這些通常是能與聚合引發子上的互補官能團反應的側鏈官能團。通過將預先形成的高分子上的官能團與聚合引發子反應，所述引發子能夠共價地連接至高分子。采用該方法，可通過在高分子聚合期間控制具有官能團的單體的摩爾比從而控制高分子中的引發子基團的摩爾比。高分子也含有用于將所述高分子共價連接到基材表面的官能團。這些官能團可位于稀釋劑單體上，或者位于引入所述高分子的其它單體上。用于將高分子共價連接到基材的合適基團包括但不限于氨基、羧基、羥基、苯基疊氮基、硫基、卣化、活化羧酸酯(如N-羥基琥珀酰亞胺酯、異氰酸酯、異硫氰酸酯)、縮水甘油基、炔基、醛基或酮基或者它們的衍生物，或者能參與到"點擊(click)"反應中的基團。這些官能團可以與諸如碳二亞胺等其它偶聯試劑一起使用。另一種可選方式，可使用催化劑以有助于將高分子與基材相結合。所述高分子可以合成為直鏈、星形或支鏈聚合物。它可以是無規共聚物或嵌段共聚物，用于連接高分子的官能團和引發子位于不同的嵌段中。所述高分子可以通過大量共價鍵共價地連接至基材。在基材和高分子之間存在大量的共價鍵提供了高分子涂層的穩定性。高分子和基材之間的共價鍵可在特別為此目的的特殊反應中形成。用于將高分子涂覆到基材上的合適方法的例子是釆用疊氮活化聚(乙烯亞胺)(PEI-A)和聚(丙烯酸共二乙基二硫代氨基曱酸4-乙烯基-苯曱酯)共聚物的多層涂層的構建。在黑暗中，在固體聚合基材材料上由PEI-A開始，隨后是聚(丙烯酸共二乙基二硫代氨基曱酸4-乙烯基-苯曱面旨)共聚物從而構建逐層(LBL)涂層。在多層涂層的構建后，對基材材料進行輻射，所采用的波長能誘發由于疊氮-硝基苯曱酸殘基的光分解導致的交聯以及LBL層的共價表面固定，但卻不活化引入到高分子中的引發轉移終止劑分子。相同方法的另一個例子包括僅在LBL涂層組裝的最后涂覆步驟中使用引發子修飾高分子。另一種可選方式，可在側鏈聚合物形成的同時將高分子共價地連接至基材。例如，具有特定摩爾比的受控的自由基聚合引發子的衍生化高分子如聚(乙烯亞胺)(PEI)或聚(丙烯酸)(PAAC)也可以經衍生化使得它們帶有特定摩爾比的光反應基團。后述衍生化的例子是能產生疊氮活化的PEI(PEI-A)或帶有苯基疊氮苯胺的PAAC衍生化的聚(乙烯亞胺)(PEI)與5-疊氮-2-硝基苯曱酸AA羥基琥珀酰亞胺酯的反應。在黑暗中將這樣的高分子吸附到固體基材上和后續的清洗步驟之后，高分子涂覆基材材料轉移到單體溶液中并進行輻射，所采用的波長能誘導通過在此過程中產生的氮烯基團進行的高分子的共價表面固定。此外，輻射將引起基材表面上的受控的自由基聚合。聚合引發子連接至高分子以及隨后結合至基材避免了基材上官能團與引發子的必需的1:1的比例。高分子上與基材的多點結合可將大量引發子連接至基材。該優點使得能夠更好地用引發子覆蓋基材。此外，由于高分子可穿過孔或其它表面起伏，即使在整個多孔基材上也能得到一致的平整涂層。一旦按照上述討論的各種方式涂覆高分子涂層，可通過從與高分子結合的聚合引發子接枝來形成側鏈聚合物。從系留？1發子接枝的技術，與接枝到表面上的官能團相比，能夠得到更致密更厚的聚合物涂層，這是由于從引發子接枝無需通過提高密度的聚合物膜的預形成聚合物的擴散。因此，采用從引發子接枝的技術提供了對所得聚合物涂層的更高程度的控制。優選聚合物涂層的最終結構是低多分散性的聚合物刷(polymerbmsh)的結構。另一種可選方式，可在接枝聚合溶液中采用會導致側鏈聚合物交聯的多官能單體。側鏈聚合物的平均分子量優選為1,000至2,000,000。然而，側鏈聚合物的最優選平均分子量將取決于聚合物涂覆基材的最終用途。3,000至l,00O,O0O或者3,OO0至50O，O00的平均分子量通常是有用的。聚合物涂層的平均厚度為干燥狀態下2nm至lnm。然而，聚合物涂層的最優選厚度也將取決于基材的最終用途。干燥狀態下3nm至500nm的厚度或者干燥狀態下5nm至100nm的平均厚度通常是有用的。在其中活性聚合物引發子共價連接至高分子的應用中，由分子量與分子數量之比(Mw/M。確定的側鏈聚合物鏈的多分散性優選為小于5。更優選所述多分散性小于3，并且最優選小于1.5。優選采用活性聚合來從高分子涂層接枝側鏈聚合物。在側鏈聚合物的生長中采用活性聚合是有利的，這是因為允許更大程度地控制側鏈聚合物的分子量和多分散性。活性聚合也能控制側鏈聚合物鏈的末端基團。在活性聚合中，末端基團是由引發子(或RADT試劑衍生引發子)的結構確定。對末端基團的控制使得活性聚合技術提供了對聚合物涂層特殊結構的控制。例如，可通過在側鏈聚合物鏈末端生長另外的聚合物嵌段來合成多嵌段涂層，優選三個以下的嵌段。這樣的結構使得能夠將多官能涂層結構涂覆到基材上。例如，多嵌段涂層允許形成這樣的涂層，該涂層包括與基材相鄰并防止蛋白吸附和細胞附著的第一嵌段和存在特定生物活性部分的第二嵌段。另一種可選方式，也可以合成梯度共聚物。受控的自由基聚合引發子的另一個優點在于特殊分子能與其共價偶聯。由于引發子位于側鏈聚合物的末端，在側鏈聚合物鏈末端引入的生物活性化合物遠離基材表面。用于形成側鏈聚合物的單體的選擇取決于所需的涂層特性和活性，而這決定于涂覆基材的最終用途。本發明的一種用途是涂覆基材的三維或二維圖案。例如，不透明材料的表面化學的三維圖案可如下進行，即使用不透明的多孔3D材料并共價地將含有引發子的高分子錨定到3D結構的表面上，或者貫穿整個結構或者僅在表面上(通過輻射)。后續的在單體中浸泡以及輻射僅僅導致在所述3D裝置的外表面上形成聚合物涂層。采用光掩模的基材表面化學的二維或三維圖案在本領域中已知，并可與本發明的聚合物涂層聯合使用。如此的一種應用是使用光掩模，分別沿x和y方向在二維基材上移動光掩模，在隨后使用不同單體或共聚單體的自由基接枝反應中，可形成二維梯度表面。本發明的方法也可用于將梯度涂層涂覆至基材。用高分子進行表共聚，所述高分子具有用于錨定在基材表面上的合適官能團和用于后續的受控自由基聚合的側鏈引發子。這樣的條件包括在聚合中改變單體浴的組成從而使得聚合物鏈在靠近基材材料一側富含一種成分，在涂層的周邊富含其它成分。這樣的涂覆能用于在表面涂層內形成梯度交聯密度。在這樣的涂覆中，至少一種共聚單體帶有能被隨后的交聯反應接觸到的官能團，從而形成位于基材表面的法向上的交聯密度梯度。本發明的再一種用途是通過表面固定信號分子來控制細胞附著。可進行含有諸如活性酯基團或環氧基團等活性官能團的單體的聚合或共聚以形成帶有這些官能團的涂層。在后續步驟中，帶有用于形成共價鍵的合適官能團的肽、蛋白和其它生物分子可與涂層中存在的反應性官能團反應。另一種可選方式，生物分子可經化學修飾從而含有聚合基團，并在共聚過程中引入到側鏈聚合物中(例如在實施例中描述的可聚合生物素衍生物)。在此情況下，通過在可聚合基團和生物分子之間提供共價連接的間隔子分子能提高生物分子的活性。生物分子是產生所需生物效果的分子。在一個實施方式中，生物分子是肽、抗生素、抗微生物劑或細胞信號分子。另一種用途是形成可聚合生物素涂層。基材材料是用高分子修飾的表面，所述高分子具有用于共價錨定的合適官能團和用于后續的受控自由基聚合的側鏈引發子。含有特征為與諸如生物素等的另一種分子的高結合常數的基團的單體的后續聚合/共聚形成帶有這些基團的涂層。在后續步驟中，匹配化合物(matchingcompound)與涂層一起保溫形成穩定鍵。一個例子是在生物素化涂層和鏈親合素之間形成鍵。通過這些特定分子固定在匹配化合物(如鏈親合素)上，或者通過使用能夠與表面結合的匹配化合物(如鏈親合素)連接的生物素化特定化合物，則可能將特定分子結合到涂層上。所述涂層可通過表面結合的匹配化合物(如抗微生物蛋白>或特定化合物的量化而在體外進行表征。這可通過例如匹配化合物(如鏈親合素)的銪標記或生物素化特定化合物的銪標記而實現。以下實施例提供了本發明的更進一步的非限制性范例。簡言之，實施例l描述了使官能團分布在基材上以制備用于高分子結合的表面。實施例2是具有共價連接的可聚合基團的引發子(引發轉移終止劑)的合成，其與稀釋劑單體共聚為實施例3中的高分子。實施例4示范了將實施例3的高分子共價連接到實施例1的功能化基材上。實施例5至8例舉了從實施例4的高分子涂覆基材上接枝不同的均聚物。所得涂覆基材然后在實施例9中使用，以示范所述涂層提供可控生物應答(即減少細胞附著)的能力。實施例10至14例舉了從實施例4的高分子涂覆基材上接枝不同的共聚物。具體而言，這些實施例示范了可采用本發明來實現受控結構。實施例15示范了含有可共聚生物素的另一種涂層，其包括用于制備涂層的可聚合生物素衍生物的合成。實施例16例舉了根據本發明的一個實施方式采用通過共聚引入到高分子中的ATRP引發子來制造涂層的方法。實施例17示范了含有可共聚的N-丙烯酰氧基琥珀酰亞胺的另一種涂層的合成，以及使用這樣的涂層結合五肽從而調控涂覆基材的細胞結合性質。實施例18提供了由含有不同密度的引發子部分的高分子涂層合成的聚合物涂層間的比較。實施例19示范了根據本發明制造的涂層的穩定性。實施例20例舉了用于將高分子結合到基材上從而形成高分子涂層的另一種方法。實施例21示范了采用可逆加成-斷裂鏈轉移(RAFT)聚合的另一種涂層的合成。實施例22示范了采用星形聚合物引發子的另一種涂層的合成。25實施例23示范了可用于采用點擊化學軛合分子的另一種涂層的合成。實施例24示范了進行接枝聚合的同時掩蔽樣品的效果。實施例25示范了引入交聯的涂層的合成。實施例26示范了含有共聚寡肽的另一種涂層的合成。實施例27示范了根據本發明制備的涂層的一致性和均勻性。這種涂層。實施例29示范了表面梯度接枝聚合物涂層的合成。實施例實施例l在硅晶片基材上沉積正庚胺射頻輝光放電(RFGD)薄膜在2%RBS表面活性劑溶液中超聲30分鐘，隨后用Milli-QTM水和乙醇徹底沖洗，從而清潔尺寸為lcmx1cm的硅晶片(Si)。在用高速純N2氣流干燥后，立即將晶片放入在他處已描述的射頻輝光放電等離子反應器中[GriesserHJ.，Vacuum39(1989)485]。在20W功率，200KHz頻率和0.150Torr起始單體壓力下，進行30秒的正庚胺等離子聚合物(HAPP)薄膜的沉積。表1中列出的是HAPP薄膜沉積前后的元素比。由采用X-射線光電子譜(XPS)得到的兩個樣品的表面組成計算元素比。第一關注點是Si/C比例在表面改性后由12.10減少至0.00,表明HAPP薄膜至少與XPS取樣深度(約IOnm)—樣厚，并且涂層沒有針孔。由于在從等離子室中取出時自由基的猝滅使得薄膜中存在氮(N/C比例為0.086)以及少量氧。與改性前在si晶片表面上的原有氧化物涂層中存在的o/c比例相比，由于在薄膜中存在的少量氧原子而使表面改性后的0/C比例減小。HPAA薄膜本質上主要是碳質的，并且碳主要是脂肪族的(由高解析度Cls譜推斷(參見圖l(a))，其中主要部分集中在285eV的結合能)。膜中存在的氮幾乎全部源自于表面氨基基團。這可由高解析度Nls譜的結合能，即399.39eV(參見圖l(b))進行推斷。HAPP薄膜表面上存在氨基可用于后續高分子的共價連接。表1:由XPS分析測定的原子組成計算而得的經HAPP薄膜沉積進行硅晶片樣品表面改性前后的元素比例<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>實施例2二乙基二疏代氨基甲酸4-乙烯基-苯曱酯的合成將三水合二乙基二硫代氨基曱酸鈉(3.5g,1.55xl(T2mol)在20ml乙醇中的溶液加入到配有攪拌器、滴液漏斗和回流冷凝器的燒瓶中。在0。C經過0.5小時的時間，向此溶液中逐滴加入4-乙烯基苯曱酰氯(3.0g,1.96xl(T2mol)和乙醇(5ml)。所得溶液在室溫攪拌24小時，然后導入大量水中，并用二乙基醚萃取。醚相用水清洗三次，硫酸鈉干燥，并最終經蒸發除去二乙基醚。殘留物從曱醇中重結晶三次得到2.6克的產率(83%)。!HNMR(CDCl3)57.36(s，4H,C6H4),6.70(dd，/=11.6和17.5Hz，1H，C7/=CH2),5.73(d,/=17.5Hz，1H，CH=CH2)，5.24(d,/=11.5Hz，1H，CH=C//2),4.54(s,2H，C//2S),4.04(q，/=7.3Hz,2H,NC//2)，3.73(q,J^6.6Hz,2H，NC/f2)，1.19(t,J-ca.7.0Hz，6H，CH2C//》.實施例3含有羧酸部分和引發轉移終止劑部分的聚合物的合成丙烯酸(3.0g，4.16xl(T2mol，無水，Fluka)溶解在6ml二甲基曱酰胺(DMF)(BDHchemicals)中，隨后將溶液通過含有抑制劑去除劑的柱子(Aldrich)從而除去抑制劑。向所述丙烯酸溶液中加入l.lg二乙基二硫代苯曱酸4-乙烯基苯曱酯(4.38xlo-2mol)(來自實施例2)和150mgAIBN，隨后所述溶液用氮吹掃10min并密封。在6(TC加熱過夜，導致形成不透明的粘性凝膠，隨后再加入20ml的DMF稀釋。含有共聚物的溶液針對DMF透析(SpectmmSpectra/Porl分子多孔膜管，截至MW6000-8000)過夜。在透析期間更換兩次DMF。透析管中內容物隨后轉移到燒瓶中并補足至50mL最終體積。最終的聚(丙烯酸-共-二乙基-二硫代苯甲酸4-乙烯基苯曱酯)共聚物(PI)經定量)3CNMR進行表征。(13CNMR(DMFH7/DMFD7，500MHz;"0.7，11.4,32.7,39.78,40.66，41.01,41.44,46.03,48.59,127.41,128.61,133.5,142.6,169.7(C=0)，171.55(C=0)，173.79(C=0)，175.67(C=0),193.66(C=S))。通過對應于C-S(來自二乙基-二硫代苯曱酸4-乙烯基苯曱酯)和00(來自丙烯酸)殘基的峰積分，得到二乙基-二硫代苯曱酸4-乙烯基苯曱酯與丙烯酸殘基的相對比例。該方法給出1.0:10.7的C-S:CK)比例，這對應于含有8.5:91.5mol。/。的二乙基-二硫代苯曱酸4-乙烯基苯曱酯:丙烯酸的聚合物。實施例4聚(丙烯酸-共-二乙基-二硫代苯曱酸4-乙烯基苯曱酯)與HAPP修飾硅晶片的共價偶聯(Si-HAPP-PI)經合成具有大約9:91mol。/。的二乙基-二硫代苯曱酸4-乙烯基苯曱酯丙烯酸的來自實施例3的PI共聚物的共價固定是通過將實施例1的HAPP涂覆硅晶片與PI共聚物溶液進行保溫而實現的(參見以下內容)。向含有6mLDMF和1mLMilli-QTM水的混合物中加入2mL含有8.2。/。(w/v)共聚物(PI)的DMF溶液。然后將IOOmgiV-(3-二曱基氨基丙基)-iV-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(Sigma)(EDC)溶解在所述溶液中，并加入新制的HAPP涂覆硅晶片。在室溫保溫過夜，隨后在DMF和Milli-QTM水中仔細清洗。表2中列出在PI共聚物的共價固定之后通過HAPP修飾硅晶片的XPS分析得到的元素比例，與HAPP修飾的硅晶片相比。0/C比例明顯高于HAPP修飾硅晶片。這部分由于HAPP層的氧化，并且也由于在共價偶聯的PI共聚物中存在丙烯酸殘基。此外，N/C比例減小并且在PI共聚物層中檢測到硫。表2:由Si-HAPP和Si-HAPP-PI樣品的XPS分析得到的元素比例。O/CN/Cs/cSi-HAPP0.0400.0860.000Si畫HAPP-PI0.3850.055o駕在圖2中也顯示了由Si-HAPP-PI樣品表面獲得的代表性高解析度Cls譜圖，其含有位于下方的HAPP基材和共價固定PI共聚物層的典型特征，尤其是由于羧酸殘基的存在而在Cls譜圖中存在特征部分(289.2eV結合能)。實施例5Si-HAPP-PI表面上PEGMA(475)單體的接枝聚合將實施例4的Si-HAPP-PI樣品轉移到用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。小室中充滿了分子量為475的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(PEGMA(475))在Milli-QTM水中的10。/。(v/v)溶液，已從其中除去S1發子，并將純氮氣導入其中以從單體溶液中除去氧氣。然后將小室以10cm的距離放置在Electro-liteEL-C800UY/可見光源下。UV聚合進行30分鐘(30mWcm^雖度；主要為365nm波長)。在輻射后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。表3列出了在表面接枝P(PEGMA(475))之前和之后由Si-HAPP-PI樣品的XPS分析得到的元素比例。此處，接枝后的0/C比例由于P(PEGMA(475))組成中大量的氧(理論0/C=0.667)而明顯增加。還纟企測到由于在Si-HAPP-PI基材頂部存在P(PEGMA(475))層則N/C比例下降。表3:由Si-HAPP-PI和Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))樣品的XPS分析測定<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>通過高解析度C1s譜圖中大量分布的醚(C-O)碳(參見圖3中286.6eV的結合能)可以確定P(PEGMA(475))涂層的存在，其厚度在此情況下非常接近于XPS取樣深度。實施例6Si-HAPP-PI表面上丙烯酰胺單體的接枝聚合將實施例4的Si-HAPP-PI樣品轉移到用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。小室中充滿了丙歸酰胺在Milli-QTM水中的5。/o(v/v)溶液。將小室以IOcm的距離放置在SpectrolineSB-100C/FUV/可見光源下。UV聚合進行20分鐘(大約280mWcn^強度)。此后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。表4:經P(丙烯酰胺)接枝進行表面改性之前和之后的Si-HAPP-PI樣品的<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>實施例7Si-HAPP-PI表面上葡糖苷MA單體的接枝聚合將實施例4的Si-HAPP-PI樣品轉移到用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。小室中充滿了2-曱基丙烯酰氧基乙基葡糖苷(葡糖苷MA，Polysciences)在Milli-QTM水中的10%0)溶液，已從其中除去引發子。將小室以IOcm的距離放置在SpectrolineSB-100C/FUV/可見光源下。UV聚合進行20分鐘(大約280mWcm々強度)。此后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。表5:經P(葡糖苷MA)接枝進行表面改性之前和之后的Si-HAPP-PI樣品的XPS分析得到的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>表5中歹'J出的是經P(葡糖苷MA)接枝進行表面改性之前和之后的Si-HAPP-PI樣品表面得到的元素比例。接枝反應對表面元素比例的影響清楚地表現為o/c比例的顯著增力口(由于涂層中大量的位于每個葡萄糖殘基上的羥基)以及由于Si-HAPP-PI基材頂部存在P(葡糖苷MA)涂層導致的N/C比例下降。通過獲得高解析度Cls謙圖可確認涂覆過程的成功，譜圖的代表性例子顯示在圖5中。所述譜圖包含位于286.7eV結合能的由于鍵接于羥基的碳形成的特征部分。實施例8Si-HAPP-PI表面上季胺MA單體的接枝聚合將實施例4的Si-HAPP-PI樣品放置在用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。小室中充滿了[3-(曱基丙烯酰氧基氨基)丙基]-三曱基氯化銨(季胺MA,Aldrich)在Mim-QTM水中的10。/o(v/v)溶液，已從其中除去引發子。在通入10分鐘氮氣以從單體溶液中除去溶解的氧之后，將小室以IOcm的距離放置在SpectrolineSB-100C/FUV/可見光源下。UV聚合進行20分鐘(大約280mWcm^雖度)。此后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。表6中列出的是經P(季胺MA)接枝進行表面改性之前和之后的Si-HAPP-PI樣品表面得到的元素比例。接枝反應對表面元素比例的影響清楚地表現為O/C比例的顯著增加以及由于Si-HAPP-PI基材頂部的P(季胺MA)涂層中存在氮導致的N/C比例下降。表6:經P(季胺MA)接枝聚合進行表面改性之前和之后的Si-HAPP-PI樣品的XPS得到的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>通過獲得高解析度C1S譜圖可確認涂覆過程的成功，譜圖的代表性例子顯示在圖6中。所述語圖包含位于286.6eV結合能的接枝層中的C-N鍵形成的特征部分，以及Nls譜圖中季胺所特有的高結合能部分(數據未示出)。實施例9細胞培養試驗將HeLa細胞接種在一系列尺寸為lcmx1cm的硅晶片上。每種表面改性采用三份重復樣品。在細胞附著試驗之前，4°C,將樣品浸在24-孔組織培養支架的單獨孔中的2xpen/strep(100/200嗎/mL)中過夜。然后將HeLa細胞以每孔2x105細胞的密度進行接種并培養24小時。在培養的最后四小時用MTT代謝地標記三份重復樣品。細胞附著結果以相對于標準細胞培養底物組織培養聚苯乙烯(TCPS)進行表示。如表7所示，對于所有接枝聚合物實現了所希望的受控生物應答，即，與TCPS對照表面相比細胞附著的明顯降低。不僅在接枝聚合物上細胞數目減少，而且保持附著的那些細胞也不能有效鋪展，如其圓形形態所表明(圖7)。此外，還應注意到Si、Si-HAPP和Si-HAPP-PI對照表面均顯示出相對于TCPS的高細胞附著(75.2%和86.5%之間)。表7:24小時后以。/。表示的相對于TCPS的HeLa細胞附著結果。<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>實施例IOSi-HAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-華法林MA)共聚物涂層的制備孝為、丄'^",合華法#(^^/"〃>^衍_^*「磁磁凝2-/"2-(2-/"2-/2-(2-^^_《舉瘋真4)-乙真4/-乙真4/-乙真差)-乙真4/_乙差凝2-真-3-f3-真7"差>2//-悉雄-4-差游丌華法^M"的合成。華法林(3.93g，12.8mmol)在室溫懸浮于二氯曱烷(50mL)中。加入三乙胺(1.9mL，1.4g，13.9mmol)導致華法林的溶解。在二氯曱烷(ca.10-15mL)中的聚(乙二醇(360))曱基丙烯酸酯琥珀酸酯(5.43g，11.6mmol)的鹽酸化物在室溫逐滴加入到華法林溶液中，攪拌約1小時。反應混合物用水清洗(除去未反應的華法林)，在干燥(硫酸鎂)前用鹽酸和鹽水稀釋。經蒸發除去溶劑得到淺色油狀產品(9.1g)。這似乎含有痕量的未反應華法林和二氯曱烷。油狀物溶解在醚和最少量的二氯曱烷中，用1M氫氧化鈉清洗兩次，用稀鹽酸清洗兩次并用鹽水清洗一次，隨后干燥并通過蒸發除去溶劑。'HMNR(CDCl3,200MHz)5.93(s，曱基丙烯酸曱酯，3H)，2.14(s.曱基，3H),2.82(mult，2H)，3.06(mult，H),3.44(d,J7.3Hz,華法林CH2，2H),3.62(s,PEGCH2)，3.72(br.s，PEGCH2,2H)，4,26(表觀上tJca.5Hz,PEGCH2，2H),4.80(brs，1H),5.54(br,s，CH,1H),6.10(br,s,=CH,1H),7.16-7.40(multi，芳香氪)，7.43-7.53(multi.芳香氬)ppm。&'-"尸尸-尸/或面J:尸五GM4~75卩和爭法W:M4的;遂合參的接炎果合將Si-HAPP-PI樣品轉移到用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。小室中充滿了在20mLDMF中含有1.06g(2.23xl(T3mol)PEGMA(475)、0.41g(5.66xl(T4mol)華法林MA的溶液(PEGMA(475)與華法林MA的摩爾比為8:2)。在通入15分鐘氮氣后，將小室以10cm的距離放置在Electro-liteEL-C800UV/可見光源下。利用UV輻射進行30分鐘聚合(30mWcm々強度，主要為365nm)。然后從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。表8:經Si-HAPP-PI、Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))和Si畫HAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-華法林MA)樣品的XPS分析得到的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>表8中列出的是在表面上接枝P(PEGMA(475)-共-華法林MA)涂層之前和之后，Si-HAPP-PI樣品的XPS分析得到的元素比例。還包括在內進行比較的是由接枝P(PEGMA(475))均聚物涂層獲得的數據。所得0/C比例處在由Si-HAPP-PI和Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-華法林MA)樣品獲得的0/C比例之間，正如可由同時含有PEGMA(475)(理論0/C=0.477)和華法林MA(理論0/C=0.359)的接枝共聚物層所預測的。根據N/C比例，P(PEGMA(475)-共-華法林MA)層的脫水厚度似乎略小于P(PEGMA(475))層。圖8中顯示的是由Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))和Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-華法林MA)樣品表面獲得的高解析度ClsXPS譜圖。至于0/C比例，由Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-華法林MA)樣品獲得的Cls譜圖特性應處于由Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))和Si-HAPP-PI樣品獲得的特性(參見實施例4)之間。區別于圖7中所顯示的譜圖的特征是對由Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-華法林MA)樣品獲得的譜圖有貢獻的脂肪族烴類和酯的相對強度的增加。對譜圖的各種貢獻的更詳細分析指出PEGMA(475)與華法林MA的摩爾比接近于在單體原料中存在的摩爾比。實施例llSi-HAPP-PI-P(PEGMA(475)-6-丙烯酰胺)雙嵌段共聚物涂層的制備將Si-HAPP-PI樣品轉移到用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。小室中充滿了在Milli-Qtm水中的PEGMA(475)的10。/。(v/v)溶液，已從其中除去引發子。在通入10分鐘氮氣后，將小室以10cm的距離放置在Electro-liteEL-C800UV/可見光源下。UV聚合進行30分鐘(約30mWcm^強度)。然后從小室中取出樣品并在Mmi-QTM水中仔細清洗。對于第二階段聚合，Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))樣品再次放置在干凈小室中，并充滿在Milli-QTM水中的丙燁酰胺的5。/o(w/v)溶液。在通入10分鐘氮氣后，再次將小室以IOcm的距離放置在Electro-liteEL-C800UV/可見光源下。UV聚合進行30分鐘(約30mWcm^雖度)。最后從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。表9:Si-HAPP-PI、Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))和Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))-b-P(丙烯酰胺)樣品的XPS分析測定的元素比例。樣品O/CN/Cs/cSi-HAPP-PI0,3850.0550.028Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))0.4760扁0細Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))-6-P(丙烯酰胺)0.3950.1680扁表9中列出的是由XPS分析測定的樣品表面組成計算而得的元素比例。此處我們可以看到兩階段涂覆過程形成初步P(PEGMA(475))涂層(增加的0/C，減少的N/C)，隨后是第二成功的P(丙烯酰胺)涂層(減少的0/C和增加的N/C)。在第一層頂部形成第二聚合層的能力證實了在此情況下聚合的活性性質(即，在涂覆過程的第一階段中引發子位于P(PEGMA(475))鏈的末端并可供用于引發第二階段中P(丙烯酰胺)鏈的聚合。在圖9中顯示的是相比純P(PEGMA)均聚物涂層的代表性高解析度ClsXPS譜圖。此處我們可以看到由Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475)-b-AAm)獲得的譜圖是P(丙烯酰胺)涂層的合理表示，但來自位于下方的P(PEGMA(475))涂層的特征(醚碳)依然是明顯的，表明實施例12Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-6-PEGMA(475))雙嵌段聚合物涂層的制備35將Si-HAPP-PI樣品轉移到用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。小室中充滿了在Milli-QTM水中的丙烯酰胺的5。/。(v/v)溶液。在通入IO分鐘氮氣后，將小室以10cm的距離放置在SpectrolineSB-100C/FUV/可見光源下。UV聚合進行20分鐘(約280mWcm^強度)。此后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。對于第二階段聚合，Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)樣品再次放置在干凈小室中，所述干凈小室充滿了在Milli-QTM水中的PEGMA(475)的10。/。(w/v)溶液，已從其中除去31發子。在通入10分鐘氮氣后，再次將小室以IOcm的距離放置在SpectrolineSB-100C/FUV/可見光源下。UV聚合進行20分鐘(約280mWcm—2強度)。此后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。表10:由Si-HAPP-PI、Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)和Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-6-PEGMA(475))樣品的XPS分析測定的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>以與以上實施例11中所示的類似方式，在表10中列出的是通過對制備Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-6-PEGMA(475))雙嵌段聚合物涂層的兩階段涂覆過程的XPS分析測定的元素比例。在此情況下，涂覆過程的順序與實施例ll中所述的相反。在丙烯酰胺單體溶液中的表面引發聚合形成初始P(丙烯酰胺)涂層(減少的0/C和增加的N/C)。用P(PEGMA(475))的第二階段涂層導致增加的0/C和減少的N/C值。在第一層頂部形成第二聚合層的能力證實了在此情況下聚合的活性性質(即，在涂覆過程的第一階段中引發子位于P(丙烯酰胺)鏈的末端并可供用于引發第二階段中P(PEGMA(475))鏈的聚合。在圖10中顯示的是由Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-b-PEGMA(475))涂層獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖，并且與P(丙烯酰胺)涂層相比。此處我們可以看到所述語圖是P(PEGMA(475))涂層的合理表示，但來自位于下方的P(丙烯酰胺)涂層的特征依然是明顯的(較高的較低結合能脂肪族和酰胺碳部分)，表明XPS對位于P(PEGMA)層以下的P(丙烯酰胺)涂層進行了取樣。實施例13Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-6-季胺MA)雙嵌段聚合物涂層的制備將Si-HAPP-PI樣品轉移到用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。小室中充滿了在Milli-QTM水中的丙烯酰胺的5。/。(v/v)溶液。在通入IO分鐘氮氣后，將小室以IOcm的距離放置在SpectrolineSB-100C/FUV/可見光源下。UV聚合進行20分鐘(約280mWcm^強度)。此后，從小室中取出樣品并在Milli-Q水中仔細清洗。對于第二階段聚合，Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)樣品再次放置在干凈小室中，所述干凈小室充滿了在Milli-QTM水中的[3-(曱基丙烯酰氧基氨基)丙基]-三甲基氯化銨(季胺MA，Aldrich)的10。/o(w/v)溶液。在通入10分鐘氮氣后，再次將小室以10cm的距離放置在SpectrolineSB-100C/FUV/可見光源下。UV聚合再次進行20分鐘(約280mWcm々強度)。此后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。表ll:由Si-HAPP-PI、Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)和Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-6-季胺MA)樣品的XPS分析測定的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>考慮表ll中所列的數據，表明實現了p(丙烯酰胺)的成功接枝，在第一步中脫水層厚度為10nm量級，由接枝后N/C從0.055增加至0.228,以及0/C值減少所表明。根據降低的0/C和N/C比例，第二階段聚(季胺MA)層的聚合物接枝也是成功的。然而，元素比例表明P(季胺MA)脫水層厚度小于10nm。由于顯示了P(丙烯酰胺)和P(季胺MA)層的特征部分(酰胺和C-N碳)，如圖ll所示的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-b-季胺MA)表面Cls高解析度譜圖支持根據表面涂層各個階段的元素比例得出的結論。包含酰胺(來自P(丙烯酰胺)層)和季胺(來自P(季胺MA)層)特征部分的高解析度XPSN1s譜圖(未示出)也提供了進一步的證據。實施例14Si畫HAPP-PI-P(PEGMA(475)-6-(丙烯酰胺-共-PEGMA(475)))雙嵌段共聚物涂層的制備將Si-HAPP-PI樣品轉移到用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。小室中充滿了在Milli-QTM7JC中的PEGMA(475)的10。/。(v/v)溶液，已從其中除去引發子。在通入10分鐘氮氣后，將小室以10cm的距離放置在Electro-liteEL-C800UV/可見光源下。UV聚合進行30分鐘(約30mWcm^強度；主要為365nm波長)。此后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。對于第二階段聚合，Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))樣品再次放置在干凈小室中，所述干凈小室充滿了在Milli-QTM水中的摩爾比為8:2的丙烯酰胺和PEGMA(475)的5。/0(w/v)溶液。在通入10分鐘氮氣后，再次將小室以IOcm的距離放置在Electro-liteEL-C800UV/可見光源下。UV聚合再次進行30分鐘(約30mWcm^強度；主要為365nm波長)。此后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中仔細清洗。表12:由Si畫HAPP畫PI、Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))和Si-HAPP畫PI-P(PEGMA(475)-6-(丙烯酰胺-共-PEGMA(475)))樣品的XPS分析測定的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>在表2中列出的是從接枝聚合物表面改性的兩個階段的樣品的XPS分析得到的原子比例。對于第一階段，即Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))均聚物涂層的制備，所得的0/C和N/C比例表明得到的P(PEGMA(475))涂層具有XPS取樣深度量級的脫水厚度。第二階段是摩爾比為80:20的丙烯酰胺和PEGMA(475)的共聚。得到的N/C比例增加和0/C比例減少表明在初始P(PEGMA)層頂部的第二嵌段的成功聚合，并且該層具有摻入其中的丙烯酰胺。由于在兩層中均存在PEGMA,因此不可能估計第二嵌段的厚度。基于元素比例數據的結論可由兩個樣品的高解析度Cls譜圖(參見圖12)的對比而確認。由第二階段獲得的譜圖清楚地包含可由PEGMA(強的醚貢獻)和丙烯酰胺(增加的脂肪族烴類和酰胺貢獻)預期到的特征。實施例15Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-生物素MA)共聚物涂層的制備^"菜合蘭*;#衍_^*(2-f差-^舉虔2-卩-"-(2-真-六產-^勞、#/"3,^/^^^-差>茂凝瘋4/-乙真4/_乙差幾)(^參,M"的合成。6-(5-乙基-2-氧-咪唑啉-4-基)-6-巰基-己酸[2-(2_羥基-乙氧基)-乙基]-酰胺(生物素化醇)按照文獻中報道的方式合成(Qi，K等，J.Am.Chem.Soc,2004,126,6599,補充信息部分)。將該化合物(1.60g,4.85mmol)、甲基丙烯酸(0.927g，10.77mmol)、4-(二曱基氨基)處啶(1.347g，11.02mmol)、1,3-二環己基碳二亞胺(4.056g，15.29mmol)(DCC)和二氯曱烷(125mL)放入配備有磁力攪拌器的250mL圓底燒瓶。反應在35°C,N2下攪拌5天。反應混合物經過濾，濾出液在氯仿(200mL)和鹽水(200mL)間分配。分離氯仿層，干燥(MgS04)并蒸發至干得到白色糊狀物。該白色糊狀物用二乙基醚很好地進行清洗，并棄去清洗物。剩余固體還有產物和一些DCC-尿素副產物。然后將該固體產物溶解在最少量的二氯曱烷中并通過含有硅膠(硅膠8385)的色譜柱，所述色譜柱用5%曱醇的氯仿溶液進行預處理。DCC-尿素副產物先^L洗脫，隨后是所需的可聚合生物素衍生物。所使用的洗脫溶劑系統是5%曱醇的氯仿溶液。收集的所有餾分經薄層色譜(硅膠，含有可聚合生物素的餾分碘染色后呈淡棕色)分析。在合并含有純凈產物的餾分前獲取所有單獨餾分的iHNMR譜圖以檢查純度。在蒸發至干得到白色固體之前，于該階段中將穩定劑(4-曱氧基苯酚，2mg于二氯曱烷中)加入到純產物中(1.30g,產率66.4°/。)。NMR(MeOD，400MHz"1.39-1.78(m,6H,CH7C/T2CH2CH2CON),1,94(s，3H,2.20(t，J^7.27Hz，2H,Ci/2CON),2.70(d，/=12.73Hz,1H,生物素單元中的一個C^S),2.90(dd,J=4.60Hz和12.73Hz,1H,生物素單元中的一個C^2S),3.173-3.221(m,1H，生物素單元的C好S),3.34畫3.37(m,2H,Ciy2N),3.55-3.57(m,2H,C樂O),3.70-3.73(m，2H,C恥)，4.27-4.31(m，3H，生物素單元的C/TCHS和C/T20)，4.47-4.50(m，1H,生物素單元的C/7CH2S),5.63(br.s，1H,CH"乙烯基)，6.11(br.s，1H，Ci/乙烯基)ppm。13CNMR(MeOD，400MHz》18.59，26.99,29.64,29.89，36.88，40.46，41.18,48.51,48.73,48.94,49.15，49.36，49.58,49.79，57.14,61.78,63.52,65.23,70.06，70.77ppm.命為^:J^4P尸-尸/《面J:丙雄應廢和i參,M4的;遂合務的接戎,合。除使用丙烯胺替代正庚胺之外，按照實施例l(針對Si-HAPP)制備Si-ALAPP表面。在20W功率，200kHz和0.25Torr起始單體壓力，進行30秒丙烯胺等離子聚合物(ALAPP)薄膜的沉積。按照實施例4進行PI共聚物的共價固定以制造Si-ALAPP-PI表面。將其放入用戶定制的配有石英玻璃蓋的PVDF室中。向小室中加入含有(i)82mg可聚合生物素、300mg丙烯酰胺和6mlDMF(5mol.%;Si-ALAPP-PI-P(丙晞酰胺-共-5。/o生物素MA))或(ii)174mg可聚合生物素，300mg丙烯酰胺和6mLDMF(10mol.%;Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10。/。生物素MA))的溶液。在每種情況下的單體溶液中鼓入純凈氮氣10分鐘以除去溶解的氧。在鼓氣后，關閉入口和出口閥門。使用EXFOArticure400燈將樣品暴露于UV輻射(320-500nm波長；50mWcm々強度)30分鐘。在輻射后，取出樣品在DMF中清洗三次，2小時，浸泡在新鮮DMF中過夜，然后放置于新鮮DMF中兩天，偶爾進行晃動。最后，在5小時的時間段里，將樣品在MilliQTM水中清洗五次。在室溫，將Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10。/。生物素MA)樣品液過夜暴露于生物素結合蛋白(50嗎/mL，HEPES緩沖液中)，隨后用1MNaCl(兩小時內兩次，然后過夜)和HEPES緩沖液(兩小時內3次)，并最終在干燥前，在半小時時間段里，在MilliQTM水中沖洗五次。HEPES40緩沖液含有150mMNaCl和20mM[4-(2-羥基乙基)-l-哌漆乙烷磺酸，鈉鹽](HEPES)并用1MNaOH溶液調至pH7.2。表13中列出的是由Si-ALAPP樣品和Si-ALAPP-PI樣品的XPS分析得到的元素比例。可以觀察到Si-ALAPP樣品僅含有C、O和N，且所得到的0/C比例極低。Si-ALAPP表面上含有引發轉移終止劑部分(聚(丙烯酸-共-二乙基-二硫代苯曱酸4-乙烯基苯曱酯))的高分子的共價偶聯導致加入明顯更多的氧(0/C=0.186),減少的氮含量以及由于存在引發轉移終止劑部分而加入的硫。由Si-ALAPP-PI-P(丙蜂酰胺-共-5%生物素MA)和Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%生物素MA)表面得到的0/C和N/C元素比例明顯高于Si-ALAPP-PI表面，這表明在兩種情況下聚合反應都是成功的。此外，由Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10。/。生物素MA)獲得的N/C比例低于Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-5%生物素MA),這表明正如預測一樣在聚合中更少的丙烯酰胺加入到聚合物鏈中。由Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-5。/。生物素MA)和Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%生物素MA)表面獲得的元素比例明顯不同于Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)表面，表明生物素成功地加入到涂層中。還包括在表13中的是在暴露于生物素結合蛋白NeutrAvidin之后的Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%生物素MA)表面獲得的元素比例。如果加入到接枝聚合物鏈中的生物素部分是生物活性的(即能通過配體受體相互作用與NeutrAvidin分子相互作用)，則在與NeutrAvidin溶液保溫后，NeutrAvidinTM分子將非常強地結合至Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共陽生物素MA)表面。在與NeutrAvidinTM保溫前后由Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%生物素MA)樣品得到的元素比例的比較(增加的O/C、N/C和減小的S/C)清楚地表明有大量與聚合物涂層相結合的NeutrAvidin,并且在大量沖洗過程后依然存在。由樣品的高解析度XPS分析能得到更多的信息。由Si-ALAPP和Si-ALAPP-PI樣品表面獲得的代表性高解析度Cls譜圖顯示在圖13中。對于兩個樣品所獲得的峰形非常不同。具體而言，在Si-ALAPP-PI的鐠圖中存在較高結合能特征部分，是羧酸的典型特征，表明含有引發轉移終止劑部分(PI共聚物)的高分子偶聯至Si-ALAPP表面是成功的，支持了以上敘述的低解析度分析(參見表13)。此外，不同高解析度Cls譜圖之間的差異可通過經曲線擬合程序進行的各種譜圖特征部分的去巻積而進行量化(見表14)。在此表中，各種譜圖貢獻部分標為Cl+C2/C(烴)，C3(C-0/C-N)，C4(CK))和C5(0-CK)),具有相應越來越高的結合能。在表14(a)中列出由Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)、Si-ALAPP-P(丙烯酰胺-共-5°/。生物素MA)、Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10。/。生物素MA)樣品以及過夜暴露于NeutrAvidinTM(NA)生物素MA結合蛋白溶液(50ji/mL，HEPES緩沖液中)之后的Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10。/。生物素MA)樣品得到的譜圖的比較。表13:由Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)、Si-ALAPP-P(丙烯酰胺-共-5。/。生物素MA)、Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%生物素MA)樣品以及過夜暴露于NeutrAvidinTM(NA)生物素MA結合蛋白溶液(50M/mL，HEPES緩沖液中)之后的Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10。/。生物素MA)樣品的XPS分析測定的元素比例才羊品O/C"N/Cs/cSi-ALAPP0.0360.176o細Si-ALAPP-PI0.1670,1200.001Si-ALAPP-P(丙烯酰胺)0.2900.2370.001Si-ALAPP-P(丙烯酰胺-共-5。/。生物素MA)0.2910.2370.014Si-ALAPP-P(丙烯酰胺-共-10%生物素MA)0.3170.1880.023Si-ALAPP-P(丙烯酰胺-共-10。/。生物素MA)-NA0.3150.2400.007在由每個樣品獲得并顯示在圖14(a)中的譜圖的形狀之間都有明顯不同。例如，Si-ALAPP-P(丙烯酰胺)樣品在285和288.2eV具有兩個主要的特征部分。生物素部分的加入導致C3特征部分的增加，這在加入的生物素量由5mol。/。增加至10mol。/。時更加顯著。Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10°/(>生物素MA)樣品暴露于NeutrAvidinTM溶液導致C3和C4特征部分的增加，這是存在蛋白質的典型結果。這些差異已經過曲線擬合程序進行量化，并列在表14中便于比較。對于Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)樣品，暴露于NeutrAvidinTM溶液(室溫過夜，50嗎/mL，HEPES緩沖42液中)未明顯改變高解析度Cls譜圖(參見圖14(b)),指出是由于存在生物素部分而導致NeutrAvidinTM的結合。此外，通過暴露于人血清白蛋白(HAS,100嗎/mL,在磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)中，37°C，2小時)進一步說明了Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)對蛋白吸附的抵抗。由圖14(b)可以看到三張譜圖(Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)樣品，暴露于人血清白蛋白(HSA)前后的樣品，暴露于NeutrAvidinTM前后的樣品)幾乎完美地重合，指出用XPS技術沒有蛋白吸附可被檢測到(<~10ng/cm2)。表14:由Si-ALAPP，Si-ALAPP-PI，Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)，Si-ALAPP-P(丙烯酰胺-共-5。/。生物素MA),Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%生物素MA)樣品以及過夜暴露于NeutrAvidinTM(NA)生物素MA結合蛋白溶液(50fo/mL，HEPES緩沖液中)之后的Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10。/。生物素MA)樣品得到的曲線擬合ClsXPS譜圖得到的高解析度Cls譜圖特征部分。<table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table>實施例16采用ATRP引發的Si-ALAPP-PATRPI-P(PEGMA(475))涂層的制備甲果^477^//發"^2-f差-丙雄凝-(2-^-2-f差-丙教真差」-乙差游;的合成將2-溴異丁酰溴(5.79g，0.0252mol,l.l摩爾當量(ME))的乙酸乙酯溶液(15mL)逐滴加入到預先在N2下冷卻至0。C的三頸圓底燒瓶中的曱基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)(2.978g，0.02289mol,1ME)和三乙胺(2.77g，0.0275mol，1.2ME)的乙酸乙酯溶液(50mL)。反應混合物加熱至室溫并攪拌過夜。然后將反應混合物蒸發至干，溶解在二氯曱烷(50mL)中，清洗(2。/oK2C03)并通過硅膠圓柱體(1.09385.1000，Merck)。濾出液蒸發至干得到透明無色油狀產物(4.3g,67.4%產率)。加入4-曱氧基苯酚(MEHQ)(lmg)作為抑制劑。^NMR(CDCl3,400MHz>51.91(s，6H，(OT3)2C(Br)COO-)，1.93(s，3H,Ci73C(CH2)COO-),4.40(br.s，4H,-OCi^2Ci720-)，5.57(s,1H，乙烯基CH0，6.12(s,1H,乙烯基C用ppm。13CNMR(CDC13，400MHz)18.17，30.59,30.68，55.29,61.84，63.46，126.06,135.81,166.90，171.34ppm。命為、S:含^"凌^^^77Pf/發f命為、的^^參(7M77P/^菜一勿的合成將丙烯酸(1.5g，2.08xl0-2摩爾，無水)加入到5mL二曱基曱酰胺(DMF)中，隨后通過將溶液流經含有抑制劑去除劑(Aldrich)的柱子除去抑制劑。在加入0.581g(2.0815xl(y3mol)2-甲基-丙烯酸-(2-溴-2-曱基-丙酰氧基)-乙基酯(10mol%)和75mg2-2'-偶氮二異丁腈(AIBN)之后，溶液中鼓入氮氣10分鐘并密封。在60。C加熱過^f^形成白色沉淀，通過再加入IOmlDMF而溶解。含有共聚物的溶液隨后針對DMF透析(SpectrumSpectra/Porl分子多孔膜管，截至MW6000-8000)過夜。在透析期間更換兩次DMF。透析管中內容物隨后轉移到燒瓶中并補足至25mL最終體積。得到所得共聚物的定量^CNMR譜圖13CNMR(DMFH7/DMFD7，500固z)318.10，19.44，41.32,45.91,56.94，60.15，62.03，63.65，171.07,171.87,176.05。通過獲得在171.87(OC-0)和176.05(O=C-OH)ppm的羰基峰的積分比例，共聚物的化學計量為92.8:7.2丙烯酸:ATRP引發子孝分C..果卩丙雄^-^-」77i5〃發"^^,偶^i&'-7^尸尸衷面(^，尸尸-i^mp/入制備含有20:70H20(pH5):二曱基曱酰胺(DMF)和2mg/mLPATRPI共聚物的溶液，并均分到一系列清潔玻璃小瓶中。向每個小瓶44中加入經稱重的合適量的l-(3-二曱基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)以制得濃度為2.07mg/mL的溶液。輕微晃動小瓶以確保EDC完全溶解，并將Si-HAPP樣品(參見實施例1)置于小瓶中(HAPP膜是剛沉積的)。小瓶輕孩么晃動過夜，然后用2:7H20:DMF(v/v)溶液沖洗六次(沖洗間隔為至少15分鐘)，隨后用pH4的MilliQTM純凈水沖洗，并最終用MilliQTM水沖洗三次。Si-HAPP和Si-HAPP-PATRPI的XPS分析結果列在表15中。此處，顯而易見的是PATRPI共聚物接枝到Si-HAPP表面上導致引入大量的氧(0/C由0.188變至0.394)以及溴，引入的大部分氧來自于聚合物中的丙烯酸殘基，溴來自于ATRP引發子。由Si-HAPP和Si-HAPP-PATRPI樣品獲得的代表性高解析度ClsXPS譜圖的例子顯示在圖15中。此處，可以清楚地看到，來自Si-HAPP和Si-HAPP-PATRPI樣品的譜圖的形狀差異，具體而言，存在對應于引入到表面的丙烯酸殘基的高結合能譜圖特征部分(約289eV的結合能)，證實了偶聯反應是成功的。舉》A'/Z^P戶-戶J77/Y4面2果C("乙二寧f崖/^^趁游」fVZ5」」的凝戎,合Si-HAPP-PATRPI表面上聚(聚(乙二醇曱基丙烯酸酯)(475)的接枝聚合過程主要來自于文獻(Feng，W.等，Macromol.RapidCommun.2005,26,1383),有少量輕微變化。PEGMA(475)按收到時原樣使用；然而，經過含有抑制劑去除樹脂(Aldrich)的色譜柱除去抑制劑。制備PEGMA(475)曱醇溶液(2M)(總共16mL)，含有23.0mgCu(l)Br(0.16mmol)和4.6mg2,2'-聯吡啶(0.03mmol)。在轉移到充滿高純度N2的手套箱之前通過鼓入20分鐘的N2氣泡除去溶液中的氧氣。輕微攪拌下向該溶液中加入氮氣飽和的2-溴異丁酸乙酯(23.5mL,0.16mmo1)。該溶液的等分試樣轉移到裝有Si-HAPP-PATRPI表面的玻璃管中，用塞子塞上試管，并使接枝反應在室溫下反應兩小時。通過從手套箱中取出試管并導入02從而終止反應。樣品用曱醇沖洗四次，用MilliQTM水沖洗四次，隨后用高純度N2氣流干燥以用于XPS分析。列在表15和圖15中的是由Si-HAPP-PATRPI-P(PEGMA(W5))樣品的XPS分析得到的元素比例和高解析度ClsXPS譜圖。根據所觀察到的0/C比例的增加和N/C比例的減少，接枝反應是成功的。然而，存在的氮信號表明所形成的涂層在真空干燥時厚度小于IOnm。該論斷可由Si-HAPP-PATRPI-P(PEGMA(475))樣品的高解析度Cls譜圖的形狀證實，當與由Si-HAPP和Si-HAPP-PATRPI得到的語圖相比，由于涂層中C-O基團的存在而引入明顯的特征部分(結合能286.6eV)。表l5:由Si-HAPP和Si-HAPP-PATRPI和Si-HAPP-PATRPI-P(PEGMA(^")表面的XPS分析測定的元素比例<table>tableseeoriginaldocumentpage46</column></row><table>實施例17采用可聚合NHS酯的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-NHSA)涂層的制備5V-7i4P尸-尸/^面J:,卩丙雄應應-AA//5々的凝在果合按照實施例l制備了Si-HAPP表面。按照實施例4進行PI共聚物(來自實施例3)的共價固定從而制成Si-HAPP-PI表面。將這些放入用戶定制的帶有石英玻璃蓋的PVDF室中。向小室中加入含有(i)59mgiV-丙酰氧基琥珀酰亞胺(NHSA),250mg丙烯酰胺和5mLDMF(IOmol.%;Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-100/。NHSA))或(ii)120mgNHSA，250mg丙烯酰胺和5mLDMF(20mol.%;Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20%NHSA))的溶液。每種情況下的單體溶液中鼓入10分鐘的純氮氣已除去溶解的氧。在鼓氣后，關閉入口和出口閥門，使用EXFOArticure400燈將樣品暴露于UV輻射(320-500nm波長；50mWcm^強度)30分鐘。在輻射后，取出樣品在DMF中清洗三次，2小時，浸泡在新鮮DMF中過夜，然后再放置于新鮮DMF中一天，偶爾進行晃動。最后，樣品經干燥用于XPS分析和細胞培養試驗(參見部分B)。列在表16中的是由Si-HAPP-PI樣品，Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%NHSA)和Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20%NHSA)樣品，以及用作XPS分析和細胞培養試驗對照的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)均聚物樣品的XPS分析得到的元素比例。由兩個NHSA涂層得到的元素比例與由Si-HAPP-PI樣品得到的元素比例的比較表明樣品的接枝涂覆是成功的，例如N/C比例增力口(由Si-HAPP-PI樣品的0.055分別增加至10。/o和20%NHSA情況下的0.220和0.202，以及增加至丙烯酰胺情況下的0.274)。對于10。/。的情況而言N/C值也更高，這表明所述涂層相比20%NHSA樣品含有更多的丙烯酰胺，并且兩種含有NHSA的涂層具有比聚(丙烯酰胺)均聚物更低的N/C。表16:由Si-HAPP-PI，Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-100/。NHSA),Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20%NHSA)和Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)樣品的XPS分析測定的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage47</column></row><table>為了得到關于涂層的更多信息，也獲取了高解析度C1sXPS譜圖。在圖15中顯示了由Si-HAPP-PI，Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%NHSA)，Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/。NHSA)和Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)樣品獲得的代表性譜圖。在Si-HAPP-PI譜圖的情況下，也包括了通過曲線擬合程序得到的去巻積語圖特征部分。譜圖特征部分按結合能增加標為C1至C5。在圖16中可以觀察到不同語圖間的顯著不同。例如，Si-HAPP-PI樣品具有非常獨特的高結合能特征部分(C5BE=289.25eV)，對應于O-CO基團。另一方面，Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)譜圖具有獨特的特征部分(C4，BE=288.1eV)，對應于C二0/N-00基團(后者對于聚(丙烯酰胺)更加重要)。NHSA涂層當然含有兩種官能類型的元素。在NHSA涂層的譜圖中，可以觀察到C4和C5特征部分的相對強度根據涂層中或多或少的丙烯酰胺或NHSA而變化。高解析度Cls譜圖的譜圖特征部分的量化也包括在表17中。表17:由Si-HAPP-PI，Si-HAPP-PI-P(丙蹄酰胺)，Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-10%NHSA)和Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/。NHSA)得到的曲線擬合ClsXPS譜圖得到的高解析度Cls譜圖特征部分。<table>tableseeoriginaldocumentpage48</column></row><table>在具有可控非特異性吸附性質，可控接枝密度、分子量和結構聚合物的聚合物涂層中提供NHS反應性基團使之能固定諸如肽等含有胺的化合物。在涂層中含有這些肽可提供培養細胞對表面的應答的控制(參見部分B)舉敘.勿/錄#試-發為測試iV-丙雄瘋真差諒^瘋亞辨NHSA)共聚到P(丙烯酰胺)涂層中之后NHS部分的反應性的功效，選擇了五肽Lys-Asp-Gly-Glu-Ala(KDGEA)。KDGEA是在I和IV型"交原質中找到的a2pl整合素的細胞結合識別序列，并且已顯示出有效阻斷牛角膜上皮(BCEp)細胞附著至膠原質模擬表面。通過采用NHS部分將KDGEA固定至P(丙烯酰胺)表面，細胞附著的不良載體上，可以預計接種到該表面上的BCEp細胞將能通過錨定的五肽進行附著和擴散。KDGEA的非細胞支持性類似物，Lys-Asp-Gly-AIa-Ala(KDGAA)用作比較。尤其重要的是為了區分KDGEA和KDGAA對細胞附著的作用，在聚合支架上的附著必須低。這可通過采用其中簡便地控制聚合物鏈的聚合鏈接枝密度、分子量、多分散性、組成和構象的方法學制造支架從而最好地實現。其中所描述的方法學將理想地適用于實現該控制。Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/。NHSA)樣品轉移到組織培養聚苯乙烯培養板(TCPS,24孔)，然后測試按照以下方式中的一種進行處理后其支持24小時附著的能力以及牛角膜上皮(BCEp)細胞的擴散(a)37。C,浸沒在含有500嗎/mL五肽Lys-Asp-Gly-Glu-Ala(KDGEA)的磷酸鹽緩沖鹽水(PBS，pH7.4)溶液中1小時；(b)37。C，浸沒在含有500嗎/mL五肽Lys-Asp-Gly-Ala-Ala(KDGAA)的磷酸鹽緩沖鹽水(PBS,pH7.4)溶液中l小時；(c)37。C，浸沒在PBS(pH8.0)溶液中1小時使NHS部分失活，和(d)Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)對照樣品也在37。C浸沒在pH7.4或pH8.0的PBS中，同時，TCPS用作參比對照表面。在各種浸沒方式之后，移去溶液，并用無菌PBS(pH7.4)清洗每個樣品。然后將濃度為2xl()S細胞/孔的BCEp細胞加入到每個樣品孔中由添加有10%(v/v)牛胚胎血清(FBS)的Dulbecco'sModifiedEaglesMedium/Ham'sF12(DMEM/F12，50:50)組成的培養基中。在37。C,空氣中含有5%C02的潮濕氛圍中將細胞保溫24小時。為了顯現出不透明Si-晶片類樣品上的細胞，在保溫的最后一小時用CellTrackerTM綠(InvitrogenCorp.)對其進行標記。在用吸收波長488nm的熒光顯微鏡觀察之前用4。/。曱醛-鹽水溶液固定細胞。數字記錄每個樣品上細胞的代表性圖像。在Si-HAPP-PI-P(丙晞酰胺-共-200/。NHSA)-KDGEA表面(圖17a，KDGEA)上觀察到具有很好的分布形態學的優異細胞附著，類似于TCPS對照表面(圖18a和b)。相比KDGEA樣品，在Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/。NHSA)-KDGAA樣品(圖17b，KDGAA)上觀察到最小的細胞附著，但略微多于沒有使用肽的對照表面上的細胞數目(圖17c和d)。然而，存在的這些細胞均顯示出圓形形態。這是未曾預料到的，因為在序列中僅有一個氨基酸發生變化，應當存在BCEp細胞膜a2pl整合素對KDGAA的微弱親合力。在pH8.0進行水解的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20%NHSA)樣品上觀察到非常低的細胞附著(圖17c，NHSpH8.0)。在暴露于pH8.0的PBS的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)對照表面上發現最少的細胞附著(圖17d,pAAmpH[8.0])。這些結果表明Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/。NHSA)表面的表面密度和構象完整足夠以提供該表面上的良好細胞附著的方式共價固定49KDGEA肽。不僅BCEp大量附著，而且它們在培養24小時后保持良好分歉形態的同時仍大量附著。非細胞結合類似物KDGAA未能提供相似的BCEp細胞附著錨定點，并有效地等同于無非支持的，水解的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-20。/。NHSA)和Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)對照。實施例18由含有不同組成的羧酸部分和引發轉移終止劑部分的共價偶聯高分子制備Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)J^"不^7,^化的二乙差二碗/七^差f凝^-乙雄差-^:f游和丙雄凝的果f二乙差-二孩/七'^:f凝4-乙雄差末f麵W顛鄉,。摩爾比的丙烯酸-共-二乙基-二硫代苯曱酸4-乙烯基苯曱酯。丙烯酸(4.0g,5.55xl0-2摩爾，無水，Fluka)溶解在8mL二曱基甲酰胺(DMF)(BDHchemicals)中，隨后通過將溶液流經含有抑制劑去除劑(Aldrich)的柱子除去抑制劑。向丙烯酸溶液中加入0.60g二乙基-二硫代氨基曱酸4-乙烯基-苯曱酯(2.26x10-3mol)(來自實施例2)和200mgAIBN，隨后所述溶液中鼓入氮氣10分鐘，并密封。在60。C加熱過夜導致不透明粘性凝膠的形成，進一步加入20mLDMF而溶解。含有共聚物的溶液針對DMF透析(SpectrumSpectra/Por1分子多孔膜管，截至MW6000-8000)過夜。在透析期間更換兩次DMF。透析管中內容物隨后轉移到燒瓶中并補足至100mL最終體積。PI(2)共聚物經定量130NMR進行表征。該組成對應于含有3.4:96.6mol.%二乙基-二硫代氨基曱酸4-乙烯基-苯甲酯:丙烯酸的共聚物。該組成可與實施例3中合成的組成為8.5:91.5mol。/。二乙基-二硫代氨基曱酸4-乙烯基-苯曱酯:丙烯酸的共聚物(PI(l))相比較。命為A;菜^丙,趁-^-二乙差-二碗/七苯f虔4-乙雄差笨f參々/^尸尸/##磁^^的共,偶聯(57-/￡4尸尸-尸"按照實施例4中概述的方法進行P1(2)共聚物與實施例1的HAPP涂覆硅晶片的偶聯。列在表18中的是Si-HAPP，Si-HAPP-PI(l)(來自實施例4)和Si-HAPP-PI(2)樣品的XPS分析測定的元素比例。由增加的0/C和減少的N/C比例(相比于Si-HAPP樣品)，與Si-HAPP-PI(1)樣品相近的N/C以及硫的存在(由S/C比例表明)可以表明，該共聚物的共價偶聯是成功的。對于Si-HAPP-PI(2)樣品所得的S/C比例低于Si-HAPP-PI(l)樣品，表面共價接枝層含有更少的加入的引發轉移終止劑部分。假定兩種共聚物在Si-HAPP樣品表面上均勻覆蓋，在共價偶聯共聚物中減少的摩爾比的二乙基-二硫代苯曱酸4-乙烯基苯曱酯將導致用于接枝聚合的引發位點之間的更大間3巨。率為、C.'//y4尸尸-尸/(7;和&'-/^尸尸-尸/0《面J:丙雄教展卓沐的凝戎果合按照實施例6中概述的方法進行Si-HAPP-PI(2)樣品表面上聚(丙烯酰胺)的接枝聚合，然而，在向單體溶液中鼓入氮氣流之后，入口和出口閥門關閉，采用EXFOArticure400燈將樣品暴露于UV輻射(320-500nm波長，強度為50mWcm,30分鐘。列在表18中的是由Si-HAPP-PI(2)-P(丙烯酰胺)樣品的XPS分析得到的元素比例，相比于Si-HAPP-PI(l)-P(丙烯酰胺)樣品。如以上扭克述，兩個Si-HAPP-PI(l)和(2)樣品將有用于接枝聚合？1發位點間距之間的差異。假定聚合反應形成具有相近分子量的聚合物，在Si-HAPP-PI(2)-P(丙烯酰胺)樣品的情況下接枝鏈之間的距離小于Si-HAPP-PI(1)-P(丙烯酰胺)樣品，接枝到Si-HAPP-PI(2)的聚(丙烯酰胺)的質量將低于由Si-HAPP-PI(l)樣品得到的那些聚(丙烯酰胺)。在干燥樣品并放置于XPS儀器的超高真空室中后，Si-HAPP-PI(2)樣品上的接枝層的厚度將小于接枝到Si-HAPP-PI(l)樣品的那些接枝層。在表18中列出的XPS元素比例結果的分析也證實了該效果。此處，可以看到由Si-HAPP-PI(2)-P(丙烯酰胺)樣品獲得的0/C和N/C比例低于由Si-HAPP-PI(l)-P(丙烯酰胺)樣品獲得的0/C和N/C比例，與Si-HAPP-PI(2)樣品上的聚(丙烯酰胺)接枝層的厚度實際上小于由Si-HAPP-PI(l)樣品獲得的接枝層的厚度相一致。表18:由Si-HAPP，Si-HAPP-PI(l)(來自實施例4),Si-HAPP-PI(2)，Si-HAPP-PI(l)-P(丙烯酰胺)和Si-HAPP-PI(2)-P(丙烯酰胺)樣品的XPS分析得到的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage52</column></row><table>實施例19涂層穩定性高壓加熱的作用按照實施例6中所描述的方法制備Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)涂層。涂覆表面的樣品放置在高壓釜中，并將高壓釜置于正常滅菌循環中。取出樣品并用MilliQTM水沖洗八次，隨后干燥用于XPS分析。也經MilliQ水充分沖洗的未經高壓加熱處理的樣品也經干燥并用XPS分析以進行比較。從表19中列出的數據清楚地看到由高壓加熱處理前后的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)表面得到的元素比例非常相近。由于樣品在高壓加熱期間經受了高溫和高壓，且組成沒有變化，這是很好的證據證實涂層是穩定的并且在滅菌時例如不會分層。表19:由高壓加熱處理前后的Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)涂層的XPS分析測定的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage52</column></row><table>顯示在圖19中的是由高壓加熱處理前后的Si-HAPP-PI(丙烯酰胺)樣品獲得的高解析度ClsXPS鐠圖。在兩種情況下得到的譜圖非常相似，證實了所述樣品對高壓加熱過程穩定。還包括在圖19中的是由高壓加熱前Si-HAPP-PI-P(丙烯酰胺)樣品獲得的Cls譜圖的曲線擬合i普圖特征部分。該過程使之能量化與不同官能團或化學環境相關的化學變化所引起的對整個譜圖的貢獻。出于清楚的目的未在圖19中包括由高壓加熱后樣品獲得的Cls譜圖的曲線擬合語圖特征部分。然而，兩種樣品均列在表20中。再次，兩個樣品的相應特征部分非常相似，證實了高壓加熱時涂層的穩定性。表20:由高壓加熱前后Si-HAPP-PI-P(丙蹄酰胺)涂層的曲線擬合程序獲得高解析度XPSCls譜圖特征部分。由最低結合能至最高結合能，Cl和C2來自于烴類，C3來自于C-0/C-N，C4來自fC=0/N-C=0,而C5來自于O-CO物種。<table>tableseeoriginaldocumentpage53</column></row><table>實施例20聚合基材的涂層疊氮化物類表面固定^^:fi求^^^^^的戶/^果參的衍i化在黑暗室內條件下進行，5.0mL含有4.1。/。PI共聚物(在實施例3中所述)的DMF溶液與0.5mLPBS緩沖溶液相混合。向此溶液中加入IOOmg疊氮苯胺鹽酸鹽和200mg7V-(3-二曱基氨基丙基)-TV-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)。在室溫黑暗室內條件下，反應混合物用^F茲力攪拌器攪拌1小時。所得疊氮苯胺纟務飾PI[PI(疊氮化物)]共聚物溶液可無需進一步純化而用于后續試驗。率為^:尸/fJ"扇化參):4果浙的4面萄;t聚(對苯二曱酸乙二酉旨)(PET)膜用作PI(疊氮化物)共聚物的表面固定的基材。PET膜按收到時原樣使用并切割為1cmxl.5cm尺寸。然后按照實施例15b所描述的過程沉積丙燁胺等離子聚合物。然后室溫黑暗中，樣品與上述含有PI(疊氮化物)的溶液保溫30分鐘。共價固定[PET-PI(疊氮化物)共價]樣品用9:l(v/v)DMF/水溶液簡要地清洗，干燥并暴露于輻射(EXFOArticure400,400-500nm濾鏡，50W)10秒。在UV暴露期間，由于高反應性氮烯基團的形成及其與PET基材聚合物的反應，PI(疊氮化物)聚合物共價地錨定在基材表面。對照樣品包括用9:l(v/v)DMF/水溶液(30分鐘5次)和用水(30分鐘5次)反復清洗，在如上PI(疊氮化物)吸附后干燥的樣品[PET-PI(疊氮化物)吸附]。尸五r-尸/(^f^化^)^/介表面J:^雄應展卓伴的凝戎,合。PET-PI(疊氮化物)共價樣品裝入到充滿5%(w/v)丙烯酰胺水溶液的聚合室中(如前述實施例所描述)。隨后通過UV輻射(EXFOArticure400,320-500nm濾鏡，50W)30分鐘進行連接有引發轉移終止劑部分的表面上的丙烯酰胺的接枝聚合。UV聚合后，用水(30分鐘，3次，以及額外16小時)清洗樣品，隨后干燥(PET-PI(疊氮化物)共價-P(丙蜂酰胺》。列在表12中的是由這些樣品的XPS獲得的元素比例。表21:由PET，PET-PI(疊氮化物)吸附，PET-PI(疊氮化物)共價和PET-PI(疊氮化物)共價-P(丙烯酰胺)樣品的XPS分析獲得的元素比例。樣品0/CN/Cs/cPET0.3850細o細PET-PI(疊氮化物)吸附0.3660扁o細PET-PI(疊氮化物)共價0.2560.1190扁PET-PI(疊氮化物)共價-P(丙烯酰胺)0.2820.272o細54結果顯示PET的典型組成，并且清楚地表明如果樣品未經輻射則吸附的PI(疊氮化物)被完全清洗掉。PET-PI(疊氮化物)共價樣品相比而言則顯示出N/C比例的顯著增加和0/C比例顯著減少，正如由P1(疊氮化物)共聚物的結構所預測。該樣品中出現硫則給出了PI(疊氮化物)共聚物成功共價固定的另一證據。由高0/C和N/C比例以及不存在硫信號所預示，PET-PI(疊氮化物)共價-P(丙烯酰胺)樣品得到的分析結果則表明涂層厚度超過10nm(XPS方法的分析深度)的P(丙烯酰胺)成功接枝。該結果進一步由上述樣品的Cls高解析度XPS譜圖所支持。由PET-PI(疊氮化物)共價-P(丙烯酰胺)樣品表面得到的代表性高解析度C1s譜圖(在圖20(A)顯示)顯示了厚P(丙烯酰胺)涂層的典型特征。用于比較在圖20(B)中顯示了由PET得到的代表性高解析度Cls譜圖。由0.016或更少的N/C比例所預示，通過在丙烯酰胺溶液中PET和PET-PI(疊氮化物)吸附樣品的輻射而進行的對照試驗(數據未在此處示出)未導致任何明顯的接枝。實施例21采用可逆加成-斷裂鏈轉移(RAFT)聚合制備Si-ALAPP-PRAFT-P(丙烯酰胺)接枝涂層將丙烯酸(4.0g，5.6xl(T2mol,無水，Fluka)溶解在12mL二曱基曱酰胺(DMF,BDHChemicals)中，隨后將溶液通過含有抑制劑去除劑的柱子(Aldrich)。向該溶液中加入l-(氯曱基)-4-乙烯基苯(CMVB，0.84g，5.5xl0'3mol，Aldrich)。該溶液中鼓入干燥氮氣十分鐘，隨后加入0.2g偶氮二異丁腈(AIBN)。裝有反應混合物的燒瓶用橡膠膜密封，再鼓入五分鐘干燥氮氣并最終在60。C加熱過夜。在聚合溶液冷卻后，將其轉移到透析管(SpectrumSpectra/Porl分子多孔膜管，截至MW6-8kDa)中，并針對DMF進行透析兩天，期間多次更換DMF。該溶液放入10mmNMR管并獲得定量13C諳圖13CNMR(125.77MHz，DMF-/77)5177.9-172.2(8.3C，C=0),145.3匿143.8(1C,ArC)，136.2(1H,ArC)，129.2(2C,ArCH)，128.5(2C,ArCH)，46.6(1C,CH2C1),42.4-40.9，(9.3C,VBC骨架CH,AA骨架CH2)，38.5-34.8(AA骨架CH,VBC骨架CH2,被DMF部分掩蔽)。由各個峰得到的積分分析表明聚合物的組成為89:11丙烯酸:CMVB殘基，與所用的單體原料比例很好地相符。舉為、力乙差三《《/t'^差f凝厲岸f的合^'在氮氣氛圍下，乙硫醇(1.46g，23.5x10-3mol,Aldrich)和二硫化碳(2.69g，35.4x10-3mol，AjaxChemicals)加入到圓底燒瓶中的20mL氯仿中。向該溶液中逐滴加入三乙胺(2.80g,27.7xl(T3mol,Aldrich)。反應混合物攪拌兩小時，然后放置在室溫反應過夜。率》C.舍l凌^率分和T逆》"成-錄襲鏈脊移,i/部為、的:#果#fP/L4Kr#^*」^合成向以上部分A中形成的共聚物溶液中加入14mL在部分B中形成的乙基三硫代氨基曱酸鹽溶液。反應混合物在室溫攪拌兩小時，隨后轉移至透析膜(SpectrumSpectra/Porl分子多孔膜管，截至MW6-8kDa)中，并針對DMF進行透析兩天，期間多次更換DMF。透析管中的聚合物溶液為黃色。該顏色在透析期間保持。在透析時間段結束時，透析液中未觀察到黃色。移取透析管中的聚合物溶液并加入DMF補足至40mL總體積。取一份該聚合物溶液的樣品進行定量"CNMR分析13CNMR(125.77MHz，DMF-/z7)5225.2(1C，C=S),178.2-173.4(9.3C，C=0)，146.4-144.0(1C，ArC)，133.6(1H，ArC)，130.2(2C,ArCH)，129.1(2C,ArCH),46.6(1C,CH2C1),43.4-41.2,(VBR骨架CH，AA骨架CH2，CH2CH3)，38-35(AA骨架CH,VBR骨架CH2，partiallyobscuredbyDMF)，13.7(1C，CH3).由譜圖得到的積分分析表明(i)共聚物鏈上CMVB部分和乙基三硫代氨基曱酸陰離子之間的反應幾乎是定量的，(ii)共聚物鏈上丙烯酸和乙基三硫代氨基曱酸殘基之間的化學計量與在部分A中得到的丙烯酸:CMVB殘基比例相同。卑分D:JU尸尸修謬在^々(5V-^L4/^-尸i^F7)丄戶i^Fr兵,錄的共,偶聯56按照實施例15制備Si-ALAPP表面，并按照實施例14進行將PRAFT共聚物共價偶聯到Si-ALAPP表面上。簡言之，將五片ALAPP處理硅晶片(大約lcmx1cm)放置在含有1.5mL的在部分C中制備的PRAFT共聚物溶液、H2O(0.8mL)和iV-(3-二曱基氨基丙基:HV-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC,0.075g,Sigma)的溶液中。反應進行過夜，隨后在DMF(—天內兩次，隨后清洗過夜)和水(一天內三次)中清洗硅晶片，隨后在層流拒中干燥。通過XPS分析確認PRAFT共聚物共價地偶聯至Si-ALAPP基材。在表22中，可以看到由Si-ALAPP-PRAFT樣品獲得的0/C比例明顯高于由Si-ALAPP對照樣品獲得0/C比例(源自于在PRAFT共聚物中存在高比例的羧酸殘基)。此外，Si-ALAPP-PRAFT樣品的N/C比例減少(表明在Si-ALAPP頂部存在不含有N的覆蓋層)以及S的存在(來自于共聚物中的三硫代氨基甲酸酯)。此外，XPS高解析度譜圖分析表明在表面上存在羧酸基團，與存在含有丙烯酸基團的高分子涂層相一致。命為、E.J^L4尸尸-尸iL4Fr*面丄丙舉瘋屋W#戎果合將Si-ALAPP-PRAFT處理硅晶片放入裝有lOmL5重量％丙烯酰胺單體溶液的小瓶中。在加入2,2'-偶氮二-(2-咪基丙烷)二鹽酸鹽(Vaso⑧50,0.025g)之前用氮氣脫氣5分鐘。溶液中再鼓入五分鐘氮，隨后密封小并瓦并在35。C加熱30分鐘。樣品清洗三次，浸沒在水中兩天，隨后在MilliQTM純凈水中進行最后沖洗。最后，在XPS分析之前，樣品在層流拒中用干燥經過濾的高速氮氣流干燥。列在表22中的是由Si-ALAPP-PRAFT-P(丙烯酰胺)樣品的XPS分析得到的結果。由N/C原子比例從0.046增加至數值0.114證實Si-ALAPP-PRAFT樣品表面上聚(丙烯酰胺)的成功接枝。應當注意的是，在聚(丙烯酰胺)接枝之前和之后，所得S/C比例非常接近，表明相近量的S依然存在于涂層中。這證實了聚合反應通過RAFT機理進行，這是由于丙烯酰胺單體以將活性RAFT基團留在聚合物鏈末端的方式加到聚合物鏈上。由于在XPS分析中釋放的光電子強度由于覆蓋層的存在而被削弱，S必須位于聚合物鏈的末端(即，在聚(丙烯酰胺)涂層的最夕卜面。表22:由Si-ALAPP,Si-ALAPP-PRAFT和Si-ALAPP-PRAFT-P(丙烯酰胺)樣品的XPS分析測定的元素比例<table>tableseeoriginaldocumentpage58</column></row><table>聚(丙烯酰胺)接枝反應成功的再一個證據是由高解析度XPS分析獲得。對于Si-ALAPP-PRAFT-P(丙烯酰胺)樣品，高解析度ClsXPS譜圖含有由于酰胺官能性的存在而形成的特征部分，而其并不存在于由Si-ALAPP-PRAFT樣品獲得的譜圖中。應當注意的是，聚(丙烯酰胺)接枝涂層的厚度小于XPS取樣深度的厚度，這可能是由于相比引發轉移終止劑(參見實施例6)而言，RAFT聚合動力學更慢。實施例22Si-ALAPP-HDI-星形-PEG-PI-P(丙烯酰胺)涂層的制備Coatings7-(T二乙差羞差f碗教磁)f4)^^^的合成4-氯曱基苯曱酸(4g,0.0234mol，l.O當量)溶解在溫熱乙醇(20mL)中。三水合二乙基二硫代氨基曱酸鈉鹽(7.92g,0.0328mol,1.5當量)也獨立地溶解在溫熱乙醇(20mL)中。然后將氨基甲酸溶液加入到羧酸溶液中。所得化合物隨后在40-50。C加熱2小時，然后在室溫攪拌過夜。反應混合物蒸發至干并在二氯曱烷和鹽水中分離。分離水相并用濃HC1酸化至pH值2。酸化中形成的沉淀經過濾和空氣干燥得到白色固體，4.1g(產率62%)。！HNMR(丙酮-d6,400固z)51.26，br.s,6H，2xCH3;3.82,br.s，2H，CH2N;4.5，br.s,2H,CH2N;4.67，s,2H，CH2S;7.56(d，J=8Hz，2H,芳香氫)；7.98(d，J=8Hz,2H，芳香氫)ppm。"CNMR(丙酮-4,400MHz)511.78,12.98,41.53，47.55,50.45,130.26,130.45,130.69,143.74，167.40，194.94ppm.命為^:7-(T二乙差歲差f碗教碗)f4)苯f魔覆的合成l-((二乙基氨基曱硫酰硫)曱基)苯曱酸(O.lg)在thionylchloride(lmL,過量)和二氯曱烷(10mL)的溶液中回流2小時。反應隨后蒸發至干并得到為淡黃色液體的產物(產率100%)。產物用二氯甲烷稀釋至l.OOmL體積(0.353M標準溶液)以備后續與OH端終止星形-PEGMW116,000(見下文)的反應。由觀察到起始材料是在二氯甲烷中部分不溶解的白色固體，而產物是在二氯曱烷中完全溶解的淡黃色液體可進一步證實羧酸至酰氯的轉變。'HNMR(CD2Cl2,400畫z)51.27-1.29(br.m，6H,2xCH3)，3.76(br.q，J=7.0Hz,2H,CH2N)，4.04(br.q，J=7.0Hz,2H，CH2N)，4.66(s,2H，CH2S),7.53(d，J=8.4Hz,2H，芳香氬，8.04(d,J=8.4Hz,2H，芳香氫)ppm。13C(CD2C12，400MHz)S11,8，12.9,41.3，47.5，50.5,53.5，53.7，54.0,54.3,54.5,130.4,132.0,132.5,146.6,168.4，194.3ppm.部為Y:端終A產形-i^G的化夢修謬以水入刃發#移終2刺命為、(^參尸五G-尸/)羥基端終止星形-PEG,MW116，000(星形-462,24臂，ShearwaterPolymers,Inc.)(0.5g,0.0043mmol聚合物)在N2氛圍下溶解于二氯甲烷(15mL)。所得溶液在冰浴中冷卻并加入三乙胺(0.0053g，12.6當量)。然后將l-((二乙基氨基曱硫酰硫)曱基)苯甲酰氯(160.5(iL含有o.oonig的0.0353M溶液)逐滴加入到容器中。反應攪拌過夜并蒸發至干得到淡橙色粉末。該粉末經FTIR分析并由僅在反應產物譜圖中存在的酯OO伸縮吸收峰(1720cm-1)確認星形-PEG的端OH基團和酰氯之間的反應。應當注意到，根據星形-PEG中的羥基摩爾數，大約0.5當量的l-((二乙基氨基曱硫酰硫)曱基)苯甲酰氯加入到反應混合物中，留下大約一半的端羥基供其它反應(見下文)。59舉為、Z):j丄j尸尸-尸/《面丄W丙舉應麼卓#^#炎果尺寸為lcmxlcm的硅晶片(Si)按實施例15B用ALAPP薄膜涂覆(Si-ALAPP)。ALAPP沉積前后的樣品的XPS分析的數據(元素比例)列在表23中用于比較。應當注意的是在表面改性后Si/C比例由12.10減少至0.00,表明HAPP薄膜至少與XPS取樣深度(約10nm)—樣厚，并且涂層沒有針孔。由于在從等離子室中取出時自由基的猝滅使得薄膜中存在氮(N/C比例為0.149)以及氧。相比改性前在Si晶片表面上的原有氧化物涂層中存在的O/C比例，由于在薄膜中存在的少量氧原子使得表面改性后的0/C比例減小。HPAA薄膜本質上主要是碳質的，并且碳主要是脂肪族的(由高解析度C1s譜推斷(參見圖21(a)),其中主要部分集中在285eV的結合能)。膜中存在的氮幾乎全部源自于表面氨基基團。這可由高結合能的高解析度Nls峰(399.4eV)(數據未示出)進行推斷。所述方法中的下一階段是將分子共價連接到既能與Si-ALAPP表面上的游離氨基也能與引發轉移終止劑修飾的星形-PEG(星形-PEG-PI)上的羥基反應的官能團。至此，Si-ALAPP樣品在形成后立即放入六亞甲基二異氰酸酯(HDI,Fluka)。室溫，樣品在不含水的密封容器中放置過夜。隨后，樣品用干燥乙腈(Merck)清洗三次十分鐘，并在氮氣流下干燥。經HDI修飾的Si-ALAPP基材(Si-ALAPP-HDI)的XPS分析得到的元素比例證實HDI與Si-ALAPP表面的成功共價偶聯。例如，觀察到N/C比例的微小增力口(由0.149至0.160)。由于在表面上僅存在一薄層的HDI,當比較由Si-ALAPP和Si-ALAPP-HDI表面獲得的XPSCls高解析度譜圖(參見圖21(a)和21(b))時，幾乎沒有觀察到變化。通過將在乙腈(Merck)中含有星形-PEG-PI聚合物(4mg/mL)的溶液在45。C與剛制備的Si-ALAPP-HDI表面保溫16小時從而進行來自部分C的星形-PEG-PI在Si-ALAPP-HDI樣品表面上的共價表面固定。為清洗掉未結合的聚合物，隨后用MilliQTM純凈水清洗兩次達l小時并過夜，隨后在氮氣流下干燥。由Si-ALAPP-HDI-星形-PEG-PI表面的XPS分析得到的元素組成計算而得的元素比例(表23)描述了相比Si-ALAPP-HDI表面，0/C比例的顯著增力口(由0.155至0.222)和N/C比例的顯著減少(0.160至0.108),表明星形-PEG-PI聚合物的成功表面固定。(i)星形-PEG的確被引發轉移終止劑部分官能化和(ii)星形-PEG-PI共價固定在Si-ALAPP-HDI樣品表面的進一步證據由星形-PEG-PI固定后在表面上存在S(S/C比例0.003)而給出。.表23:硅晶片樣品經ALAPP薄膜沉積進行表面改性前后，由XPS分析測定的原子組成計算而得的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage61</column></row><table>由Si-ALAPP-HDI-星形-PEG-PI樣品表面獲得的代表性高解析度C1s譜圖也證實星形-PEG-PI聚合物在Si-ALAPP-HDI樣品表面上的共價固定(圖21(c)),具體描繪了C-0特征部分(286.5eV結合能)的明顯增力口。上述Si-ALAPP-HDI-星形-PEG-PI樣品隨后轉移到用戶定制的用O型環密封并配有石英玻璃蓋的不銹鋼室中。小室中充滿5。/。(w/v)丙烯酰胺(AAM)的Milli-QTM水溶液。然后單體溶液中鼓入氮氣15分鐘已從溶液中除去溶解的氧，并關閉入口和出口閥門。小室中的樣品隨后暴露于UV輻射(320-500nm波長；50mWcm^雖度)30分鐘。此后，從小室中取出樣品并在Milli-QTM水中清洗三次，并最終在Milli-QTM水中過夜除去未結合的聚合物和殘留的單體，隨后在XPS分析之前用氮氣流干燥。在表23中列出的是由Si-ALAPP-HDI-星形-PEG-PI-P(丙烯酰胺)樣品的XPS分析得到的表面組成計算而得的元素比例。Si-ALA-HDI-星形-PEG-PI樣品表面上P(丙燁酰胺)的接枝聚合后，N/C比例增力口(由0.108至0.169)和O/C比例也增力口(由0.222至0.296),指示了成功的接枝聚合。也由高解析度ClsXPS譜圖(參見圖U(d))得到進一步證據。此處，C-0峰(結合能286.5eV)的強度的減小以及出現在接枝聚合反應之前不存在的對應于酰胺的峰(結合能288eV)表明了P(丙烯酰胺)接枝層的存在。實施例23Si-ALAPP-PI-P(點擊-MA)涂層的制備4-f2<f差丙雄魔真4)乙真_^」-4-真7"^的合4曱基丙烯酸2-幾基乙酯(25g,0.195mol)和琥珀酸苷(19.5g,0.195mol)在氮氣下加入到二氯曱烷(200mL)中。隨后經20分鐘逐滴加入三乙胺(28.5ml，20.72g,1.05當量equiv.),反應混合物回流1.5小時。反應混合物隨后用二氯曱烷(200mL)稀釋，用2MHCl(150mL)洗滌，并最后用鹽水(100mL)洗滌。將有機相與水相分離，干燥(MgS04和Na2S04)并蒸發至干，形成粘稠無色液體(34.9g,77.8%產率)。^NMRS1.89(s,3H，CH3)，2.59-2.67(m，4H，2xCi^CO),4.31(br.s，4H,2xC恥CO)，5.55(s，1H，乙丈希基CH),6.08(s,1H,乙丈希基CH)。13CNMR517.96,28.64，28.73,62.15,62.29,126.12,135.79,167.11，171.90，177.73。命為、化4-或一-真T凝2Yf差丙雄教真差)乙,l5在以上部分A中得到的油狀產物(4-(2-(曱基丙烯酰氧基)乙氧基)-4-氧丁酸)與thionylchloride(54g,33mL,0.454moL,3當量)在二氯曱烷(200mL)中回流2小時。反應混合物蒸發至干從而形成澄清淡黃色液體(37.5g，99.6%產率)。'HNMRS1.92(s,3H，CH3)，2.68(t，/=6.6Hz，2H，CH2COO)，3.20(t,/=6.6Hz，2H,CH2COCl)，4.33(br.s，4H,2xCH20)，5.58(s,1H,乙烯基CH)，6.10(s，1H,乙烯基CH)。13CNMR518.12，29.16,41.60,62.11,62.74,126.06,135.79，166.96，170.59,172.82ppm。率為、C,2-ff差丙雄教真差)乙差丙-2-炎差磁^^^的合4丫^^丙炔醇(0.903g，l.O當量，0.937mL)溶解在二氯曱烷(30mL)中。隨后將三乙胺(1.795g，l.l當量，2.47mL)加入到溶液中。溶液冷卻至<0°C，并逐滴加入CH2Cl2(10mL)中的4-氯-4-氧丁酸2-(曱基丙烯酰氧基)62乙酯(4.0g,0.01613mol,1當量)到溶液中。反應混合物在室溫攪拌過夜，利用薄層色鐠監測反應進程。得到的粗反應混合物隨后過濾，濾除物蒸發至干。所得暗黃色油狀物溶解在CH2Cl2中，用水(2x20mL)、稀釋HCl(2x20mL)和鹽水(2x20mL)清洗，干燥(Na2S04)并蒸發至干得到澄清無色油狀物。該油狀物進一步經過徑向色譜(硅力交)純化得到為澄清無色油狀物的所需產物(2.5g)。'HNMRS1.91(s，3H,CH3)，2.46(t，/=2.4Hz，1H，炔CH)，2.65(s，4H，2x(CH2CO),4.32(s,4H，2xCH2OCO)，4.66(d，/=2.4Hz，2H，OCH2CCH),5.56(br.s，1H，乙烯基CH)，6.09(s,1H，乙烯基CH)。13CNMRS18.19,28.76,28.78,52.16,62.26,62.41,74.99,77.40，126.01,135.87,167.02,171.31,171.74ppm。孝為、D:f4i苯f凝游(7K4"的合4三氟乙醇(l.Olg,0.72mL,0.010mol,1當量)在N2氛圍下溶解在二氯曱烷(20mL)中。溶液冷卻至0。C并加入三乙胺(1.07g，1.48mL)。逐滴加入二氯曱烷(IOmL)中的4-(氯曱基)苯曱酰氯(2.0g，0.0106mol，1.05當量)，反應攪拌過夜。隨后反應混合物用水(20mL)和鹽水(20mL)清洗。分離有機層，干燥(MgSO4)并蒸發至干得到白色固體(2.40g)，經iHNMR測定為95。/。純。'HNMR(CDCl3，400MHz)54.62(s,2H,CH2C1)，4.70(q,/=8.4Hz,2H,CH20)，7.50(d,/=8.4Hz，2H，芳香氫)，8.07(d，=8.4Hz,2H，芳香氬)ppm。13CNMR(CDC13,400MHz)545.41(CH2Cl)，6L12(q，JCF=37,23Hz，CH20),123.33(q，JCF=276.72Hz,CF3),128.57(芳香碳)，128.94(芳香碳)，130.70(芳香碳)，143.59(芳香碳)，164.68(-COO-)ppm。以上獲得的白色固體溶解在DMSO(30mL)中并加入KI(0.005g)。反應在室溫攪拌并分批加入疊氮化鈉(2.18g,0.0336mol)。反應然后攪拌過夜。通過加入水(200mL)逐漸反應。用二氯曱烷(3x50mL)萃取有機部分，干燥(MgS04)并蒸除溶劑得到澄清無色油狀物。該油狀物經徑向色譜(硅膠，汽油精:二氯曱烷，l:l)進一步純化得到澄清無色油狀物。該油狀物最終經徑向色譜(溶劑梯度，開始為汽油精40-60。:二氯甲烷，1:1并結束為二氯曱烷(100%)純化。得到的產物是澄清無色液體(2.05g)。'H畫R(CDCl3,400MHz)54.44(s，2H，CH2N3),4.71(q,J^8.4Hz,2H,CH20)，7.43(d,/=8.4Hz，2H,芳香氫)，8.10(d，J^8.4Hz,2H,芳香氫)。13CNMR(CDC13,400MHz)554.16(-CH2N3),60.83(q,JCF=36.74，-CH20-)，123.04(q，JCF=277.31,-CF3),128.06(芳香碳)，128.24(芳香碳)，130.52(芳香碳)，141.82(芳香碳)，164.74(-COO-)ppm。孝;戶/4面^,《去-爐卓沐W凝我果合尺寸為lcmxlcm的Si-ALAPP-PI表面按照實施例15進行制備。新制備的Si-ALAPP-PI樣品轉移到用戶定制的用O型環密封并配有石英玻璃蓋的不銹鋼室中。小室中充滿10。/。(w/v)點擊-MA單體的二甲亞砜(DMSO)溶液。然后單體溶液中鼓入氮氣15分鐘已從溶液中除去溶解的氧，并關閉入口和出口閥門。小室中的樣品隨后暴露于UV輻射(320-500nm波長；50mWcm^強度)30分鐘。此后，從小室中取出樣品并在DMSO中清洗三次，隨后用Milli-QTM清洗兩次，并最終在Milli-QTM水中過夜除去未結合的聚合物和殘留的單體，隨后用氮氣流干燥。由Si-ALAPP-PI-P(點擊-MA)表面的XPS分析得到的元素組成計算而得的元素比例(表24)描述了相比Si-ALAPP-PI表面的O/C比例的明顯增力口(由0.161至0.390)和N/C比例的明顯減少(0.133至0.034)，表明點擊-MA單體的成功接枝聚合。由高解析度ClsXPS譜圖(參見圖22(a))得到點擊-MA單體的成功接枝聚合的進一步證據。此處，在接枝聚合反應前均未存在的C-O峰(結合能286.7eV)以及O-C二O(酯)峰(結合能289.1eV)的出現表明接枝聚合物層的存在。表24:XPS分析測定的原子組成計算得到的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage64</column></row><table>孝分F.'5*/-/^^尸尸-尸/-戶。《擊《面J:7K4B的4面^定(^""尸尸-尸/-尸(^擊-Mi)-7F,如上所述制備新制Si-ALAPP-PI-P(點擊-MA))樣品。樣品浸沒在含有抗壞血酸鈉(40mM)、硫酸銅(11)(20mM)以及三氟-4-(疊氮曱基)苯曱酸面旨(TFAB)的4:l(v/v)Milli-QTM水:DMSO溶液中。在向溶液中鼓入15分鐘氮氣以除去溶解的氧之后，將反應容器密封并在50。C,黑暗中保溫48小時。在反應后，樣品在4:1(v/v)Milli-QTM水:DMSO溶液中清洗三次兩小時，用Mim-QTM水清洗兩次30分鐘，最后在Milli-QTM水中過夜，隨后用氮氣流干燥。由Si-ALAPP-PI-P(點擊-MA)-TFAB表面的XPS分析得到的元素組成計算而得的元素比例(表24)明確地描述了銅媒介的表面上的端炔與溶液中的三氟-4-(偶氮曱基)苯曱酸酯的疊氮基團的1,3-偶極環加成。相比Si-ALAPP-PI-P(點擊-MA)表面，N/C比例的明顯增力口(由0.034至0.105)和F/C比例的明顯增加(O.OOO至O.118)說明了成功的反應。由高解析度ClsXPS譜圖(參見圖2^b))得到成功環加成反應的進一步證據。由于表面固定TFAB的三氟基團出現在高結合能處的事實，該基團在XPSCls高解析度語圖中清晰可見并可用作分析表面固定的標記。此處，在固定反應前未存在的CF3峰(結合能293.2eV)的出現清楚地表明TFAB標記的表面固定。實施例24掩蔽和未掩蔽Si-ALAPP-PI表面上PEGMA(475)的接枝聚合部為、掩蔬和呆掩/^S/"^4尸尸-戶L^面_±的尸五GM4075J擺戎果合按照實施例15制備Si-ALAPP表面，按照實施例4進行將PI共聚物共價偶聯到Si-ALAPP表面上。然而，在本實施例中，干凈玻璃顯樣"竟載玻片替代硅晶片用作基材。簡言之，六片ALAPP處理的玻璃顯微鏡載玻片放置在含有9mLPI溶液(參見實施例3)，DMF(27mL)，MilliQ純化1120(4.5mL)和AK3-二曱基氨基丙基)-7V-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC，0.45g,Sigma)的溶液中。反應在室溫進行過夜，隨后玻璃顯微鏡載玻片在DMF(—日內兩次，隨后過夜清洗)和純凈水(一日內三次)中清洗，隨后在層流拒中干燥。以上制備的Si-ALAPP-PI載玻片隨后放入配有o-環密封石英玻璃蓋的用戶定制不銹鋼室。向該室中加入已經用氮脫氣30分鐘的單體溶液(去抑制的PEGMA(475)，10%w/v)。然后如圖23所示，在每片顯微鏡載玻片的中心放置千凈的PTFE(18mm直徑)圓形掩才莫(適用于防護位于下方的表面的UV輻射)。然后將小室密封并采用EXFOArticure400燈使樣品暴露于UV輻射(320-500nm波長；50mWcm-2強度)30分鐘。在輻射后，取出樣品，用MilliQ純化水充分地清洗，在MilliQTM純化水中浸泡兩天，其中間歇地更換，最后再用MilliQTM純化水沖洗。在XPS分析前，將樣品在層流柜中干燥。列在表25中的是由直接位于圓形PTFE掩模之下的區域以及由所述圓形PTFE掩模四周區域的XPS分析測定的元素比例。由此^:據清楚可見在兩塊區域得到的數據相差很大(即對于掩模下和掩模周圍，0/C;0.202相比0.447:N/C;0.122相比0.013)。此外，正如預期，Si-ALAPP-PI(來自于實施例15)和Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))(來自于實施例5)樣品得到的元素比例。表25:由Si-ALAPP-PI(來自實施例15)，Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))，PTFE半圓形掩模以下區域和PTFE半圓形壓模周圍區域的XPS分析測定的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage66</column></row><table>因此可以得出結論，Si-ALAPP-PI表面上P(PEGMA(475》的接枝聚合僅在PTFE掩模周圍發生。還可以得出結論，接枝聚合發生需要UV輻射，證實了共價連接至Si-ALAPP表面的PI共聚物上引發轉移終止劑基團的存在導致引發了接枝聚合反應。接枝聚合僅在這些區域發生的其它證據獲得自樣品兩塊不同區域的高解析度XPS分析。顯示在圖24(a)和(b)中的分別是由半圓形PTFE掩模以下和周圍區域得到的高解析度Cls譜圖。由得到的Cls形狀的比較可以容易地觀察到它們相差巨大。具體而言，來自掩模周圍區域的譜圖主要是在結合能286.5eV的譜圖貢獻，這對應于存在大量的C-O官能性(即，來自于P(PEGMA(475))接枝聚合物涂層的醚。另一方面，由掩模以下區域得到的譜圖主要是中心位于結合能285.0eV的譜圖貢獻，這主要來自于ALAPP涂層的烴類。率#萬.'潛it和^掩蔬5V-ylL4戶尸-戶/-尸(？￡^細~75」,《面且嫂^ife丄a細應胂者i弄的辦;t。具有掩蔽和未掩蔽區域的接枝聚合物涂覆玻璃載玻片(^-」丄^尸尸-尸/-尸(？五(771"~7》"轉移到4-室培養盤(Nunc，Roskilde，Denmark)并且在室溫，每片載玻片浸沒在含有青霉素和鏈霉素(分別為120嗎/mL和200嗎/mL)的磷酸鹽緩沖鹽水(PBS，pH7.4)無菌溶液中四小時。取出以上步驟的無菌溶液，并將HeLa細胞以1x106細胞/室的密度接種在由添加有10%(v/v)牛胚胎血清(FBS)的Dulbecco'sModifiedEaglesMedium/Ham'sF12(DMEM/F12，50:50)構成的培養基中。細胞在37°C，含有5%C02的潮濕空氣中保溫24小時。在18和24小時保溫后，通過相差顯樣i4竟(01ympus1x81，奧林巴斯，曰本)觀察HeLa細胞并電子記錄代表性圖像。顯示在圖25中的是演示了18小時細胞培養后HeLa細胞在位于圓形PTFE掩膜以下的區域(a)和掩膜周圍區域(b)中的細胞附著的代表性區域。由這些圖像清楚可見的是在P(PEGMA(475))接枝聚合期間被掩蔽的玻璃載玻片區域中存在高細胞附著密度，而在接枝聚合反應期間未被掩蔽的區域中非常低的細胞附著。在被掩蔽區域的細胞附著和形態非常類似于用TCPS對照得到的(見過圖W(d)-梯度接枝聚合物實施例29)。回顧部分A,通過不同區域的XPS分析，證實了在接枝聚合期間位于掩膜之下的表面非常類似于Si-ALAPP-PI表面的組成和高解析度Cls譜圖，而在接枝聚合期間掩膜周圍的區域的組成和高解析度Cls譜圖非常類似于Si-ALAPP-P(PEGMA(475))表面。此外，此前在實施例9中已證實HeLa細胞容易地在Si-HAPP-PI表面上上附著和擴展，但不在Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))接枝聚合物表面上附著或擴展。因此，可以得出結論，由于缺少接枝P(PEGMA(475))涂層而HeLa細胞在被掩蔽區域中附著和擴展，由于存在厚(干燥狀態下~10nm)接枝P(PEGMA0"))涂層而不在未掩蔽區域中附著和擴展。實施例25Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)共聚物涂層的制備以及涂層中引入交聯按照實施例15制備Si-ALAPP表面，按照實施例4進行將PI共聚物共價偶聯到Si-ALAPP表面上。ALAPP涂覆的硅晶片(1x1cm)放置在含有6mLPI溶液(參見實施例3)，DMF(18mL),MilliQTWWtH20(3mL)和7V-(3-二曱基氨基丙基)-7V-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC,0.30g，Sigma)的溶液中。反應在室溫進行過夜，隨后硅晶片在DMF(—日內兩次，隨后過夜清洗)和純凈水(一日內三次)中清洗，隨后在層流拒中干燥。以上制備的Si-ALAPP-PI載玻片隨后放入配有o-環密封石英玻璃蓋的用戶定制不銹鋼室。向該室中加入單體溶液(丙烯酰胺和丙烯酸，總共為5。/。w/v，摩爾比丙烯酰胺:丙烯酸90:10)。單體溶液然后用氮氣脫氧l5分鐘，入口和出口閥門關閉，使用EXFOArticure400燈進行十五分鐘樣品的UV輻射(320-500nm波長；50mWcm力。輻射后，取出樣品，用MilliQ純化水充分地清洗，在MilliQTM純化水中浸泡兩天，其中間歇地更換，最后再用MilliQ純化水沖洗。一部分Si-ALAPPi-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)樣品進一步與六亞甲基二異氰酸酯(HDI)(Fluka)反應從而形成接枝聚合物鏈之間的交聯。來自上述(Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸))的樣品交換到干燥DMF(每份樣品總體積lmL)中，加入HDI(0.5mL),反應在45。C反應過夜。向其加入HDI的樣品隨后在DMF(x3)中清洗，然后在DMF中浸泡8小時，不時攪拌。最后樣品在水中充分地清洗。隨后XPS分析前在層流拒中干燥樣口C70表26:由Si-ALAPP-PI,Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)和Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)-HDI樣品的XPS分析測定的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage69</column></row><table>列在表26中的是經Si-ALAPP-PI，Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)和Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)-HDI的XPS分析測定的元素比例。元素比例分析使之確認Si-ALAPP-PI樣品表面上的P(丙烯酰胺_共_丙烯酸)接枝共聚是成功的。相比由Si-ALAPP-PI樣品獲得的數值(0/C0.158，N/C0.132),由Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)樣品得到增加的O/C和N/C值(分別為0.284和0.251)。成功接枝聚合的進一步證據獲得自高解析度ClsXPS譜圖分析。在此情況下，觀察到在Si-ALAPP-PI樣品上不存在的(參見圖13,Si-ALAPP-PI樣品的代表性高解析度ClsXPS譜圖)由于存在酰胺官能性而出現的譜圖特征部分(參見圖^(a))。在HDI加到Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)樣品上后'注意到N/C比例的少量增加(值為0.275，相比HDI加入前得到的值，即值0.251)。該觀察到的增加與源自于HDI的異氰酸酯基團與接枝聚合物鏈中的丙烯酸的酸基團反應的向所述涂層中加入N相一致。也注意到0/C比例的少量下降，與向涂層中引入更多的中性碳(來自于HDI的六亞曱基鏈)相一致。由Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)-HDI樣品獲得的高解析度C1s譜圖非常類似于由Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-丙烯酸)獲得的譜圖，這是由于在與HDI交聯之后僅引入了酰胺和烴，二者均在原先的涂層中存在。實施例26采用寡肽單體形成的Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-寡肽)接枝涂層的制備,妖卓^Yf差丙雄教真差《/殿/>^戈脇《/>^/"的合成采用Drobnik,等(Drobnfk,J.等，Maybomo/.C/^肌，7976,M/,2833)的方法合成可聚合寡肽。簡言之，將氫氧化鈉(0.1515g,0.0038mol，1.0當量)加入到甘氨酰甘氨酸(glygly),(0.50g,0.0038mol，l.O當量)水溶液(3mL)中。所得溶液冷卻至0。C。然后將曱基丙烯酰氯(0.396g，0.0038mol,1.0當量)和氪氧化鈉(0.1515g,0.0038mol,l.O當量，在3mL水中)同時逐滴加入到冷卻溶液中。反應混合物在室溫再攪拌一小時，然后用濃HCl逐滴酸化至pH值2。加入乙酸乙酯(20mL)和水(10mL)并在分液漏斗中晃動混合物。在分液漏斗中兩相界面處由溶液中沉淀出無色晶體。這些晶體經過濾，用水清洗并空氣干燥。得到少量所需產物(0.06g)(產率8%)。從水相中回收未反應的甘氨酰甘氨酸。NMR(DMSO-d6，200MHz"1.86(s，3H,CH3)，3.73(s,2H,CH2),3.76(s,2H,CH2)，5.36(s，1H,乙烯基CH),5.72(s,1H，乙烯基CH)，8.05-8.17(br.s，2H,2xNH),12.53(br.s,1H,COOH)ppm。13C(DMSO-d6,200MHz"18.97,41.04,42.56,120.15，139.89，168.00,169.77，171.58ppm。命為^.'5V-^L4尸戶-尸/《面J:尸(？五(M4(7》-^f茗丙謬應-g/yg/力^菜參涂i的^戎菜合(^"Z^尸P-P/-PfP五GM4「475)-共-M4-g/少gW按照實施例15制備Si-ALAPP表面，按照實施例4進行PI共聚物的共價偶聯。所得Si-ALAPP-PI表面然后轉移到載玻片隨后放入配有o-環密封石英玻璃蓋的用戶定制不銹鋼室。向該室中加入含有42mgMA-glygly,900mg去抑制PEGMA(475),10mL純凈水和l和mLDMF的溶液，得到單體摩爾比為10:90MA-glygly:PEGMA(475)。在配置單體溶液和加入到UV聚合室之前，PEGMA(475)單體通過含有抑制劑去除劑樹脂(Aldrich)的柱子去抑制。單體溶液用高純度氮鼓氣15分鐘以除去溶解的氧。在鼓氣后，入口和出口閥門關閉，使用EXFOArticure400燈將樣品暴露于UV輻射(320-500nm波長，50mWcm^強度)30分鐘。70在輻射后，從單體溶液中取出樣品，用純凈水(3x)清洗三次，浸沒在水中過夜，并最后再沖洗三次。在清洗后，用高速經過濾的高純度N2流吹干樣品并在XPS分析前保存在層流拒中。此外，如上制備了Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))對照樣品，即沒有MA-glygly單體。表27:(PEGMA(475)-共-MA-glygly)和Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))的XPS分析測定的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage71</column></row><table>列在表27中的元素比例分析使之能確認兩種接枝聚合均成功。在Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))對照樣品的情況下，得到的0/C和N/C比例非常接近于在其它實施例(例如參見實施例5)中得到的那些，表明干燥狀態下接枝聚合物涂層厚于XPS取樣深度。此外，得到的高解析度ClsXPS譜圖非常接近于之前得到的那些，并且是厚度超過IOnm(干燥狀態下)的P(PEGMA(^乃))涂層的指示。具體而言，在結合能28&;5eV處的主要譜圖特征部分是含有高比例C-O的涂層的指示。由Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-MA-glygly)接枝共聚物涂覆樣品得到的元素比例不同于由P(PEGMA(475))接枝共聚物涂覆樣品得到的那些元素比例，N/C比例明顯增加。這是在接枝聚合反應中將肽單體(MA-glygly)引入到聚合物鏈中的證據。正如根據元素組成和比例所預期的，由Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475)-共-MA-glygly)接枝共聚物涂覆樣品的高解析度ClsXPS譜圖(參見圖27(b))非常類似于由Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))涂層得到的那些譜圖。譜圖之間，在中性烴類區域(在285eV)存在一些細微差異。實施例27Si-ALAPP，Si-ALAPP-PI和Si-ALAPP-P(PEGMA(475))表面的制備均勻性和平整性的研究按照實施例15制備Si-ALAPP表面，并按照實施例4進行將PI共聚物共價偶聯到Si-ALAPP表面上。簡言之，通過在表面活性劑溶液(2%RBS35,PierceBiotechnology,Inc.)中超聲一'J、時從而清潔硅晶片，在MilliQTM純化水中充分地沖洗并使用高速經過濾的氮氣流吹干。然后按照實施例15B用ALAPP薄膜涂覆硅晶片。然后將每片晶片放置在干凈的特氟龍小瓶和含有3.6mLPI溶液(參見實施例3),DMF(10.8mL),MilliQ純化1120(1.8mL)和iV-(3-二甲基氨基丙基)-A^乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC,0.18g,Sigma)的溶液等分試樣中(小晶片為2mL,大晶片為4mL)。反應在室溫伴隨輕微晃動進行過夜，隨后硅晶片在DMF(—日內兩次，隨后過夜清洗)和純凈水(一日內三次)中清洗，隨后在層流拒中干燥。ALAPP涂覆對照樣品放入以上不含有EDC或PI的溶液中，并按照以上概述的相同步驟進行清洗。一亞組以上制備的Si-ALAPP-PI樣品載玻片隨后》文入配有o-環密封石英玻璃蓋的用戶定制不銹鋼室。向該室中加入單體溶液(去抑制的PEGMA(475)，(10%w/v)并密封小室。經向溶液中通入氮氣15分鐘以從單體溶液中除去氧。然后密封小室的入口和出口，然后將小室密封并采用EXFOArticure400燈使樣品暴露于UV輻射(320-500nm波長；50mWcm-2強度)30分鐘。在輻射后，取出樣品，用MilliQ純化水充分地清洗，在MilliQTM純化水中浸泡兩天，其中間歇地更換，最后再用MilliQTM純化水沖洗。在XPS分析前，將樣品在層流拒中干燥。表28:由Si-ALAPP(n(即，樣品點數)=10，來自一個基材樣品)，Si-ALAPP-PI(n=10，來自三個基材樣品)和Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))(n=16,來自3個基材樣品)樣品的XPS分析測定的元素比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage72</column></row><table>表28中列出的元素比例分析和標準偏差量級證實了所形成的樣品是平整，組成上是均勻的。代表性高解析度CIsXPS鐠圖顯示在圖28中。應當指出的是，在本說明書列出的實施例中，在列出的元素比例中存在一些細微差異。這些細微差異源自于由XPS測定的元素組成是相對的。即所有元素的原子百分比必須相加為100%。因此，例如，ALAPP薄膜氧化的變化將影響所有其它元素的原子比例。此外，實驗條件的變化對例如S/C比例也能有影響。實施例2896孔板中Si-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-生物素MA)共聚物涂層的制備以及在酶聯免疫吸附試驗中的使用:涂產^^Z^尸尸-^L4尸尸-尸"的果(^家乙#)^面J:丙舉丙;^瘋廢和蘭參#-M4的凝戎果合根據實施例15D中的方法用ALAPP薄膜涂覆96孔形式的組織培養聚苯乙烯(PS)板(Nunc，NunclonTMA處理，#167008)。通過XPS分析得到的PS和PS-ALAPP樣品的典型元素比例列在表29中。PS孔表面本質上是碳質的，在這些板的制造中所采用的表面改性而加入氧(o/c=0.152)。采用ALAPP薄膜的PS表面的涂覆導致N的引入(N/C0.155),這來自于在ALAPP層中的含氮基團。此外，由于相比PS表面，ALAPP薄膜的較低氧化度，0/C比例減少(由0.1S2至0.099)。由高解析度ClsXPS語圖(參見圖29(a):注意到在更高結合能處芳香性'搖擺，峰的存在)可以確定聚苯乙烯屬性(具有適度的氧化度)。由于大量C、N和O物種的存在，在PS表面上的ALAPP薄膜的沉積導致更寬的高解析度Cls鐠圖。更高結合能處的芳香性'搖擺，峰由于ALAPP覆蓋層而消失從而證實了全厚度的XPS取樣深度(10nm)的涂層。除使用DMSO替代DMF作為溶劑并且未加入水作為共溶劑之外，按照實施例15B將PI共聚物共價地偶聯至PS-ALAPP樣品表面。通過XPS分析得到的PS-ALAPP-PI樣品的典型元素比例列在表29中。此處，可以觀察到相比PS-ALAPP樣品，0/C比例增加而N/C比例減少，這與PI共聚物共價地接枝到PS-ALAPP表面上的覆蓋層的存在相一致。此73外，來自PI共聚物中的半硫代氨基曱酸酯部分的S也存在于PS-ALAPP-PI樣品中，但不存在于PS-ALAPP樣品中，證實了共價連接。PI共聚物成功共價偶聯至PS-ALAPP樣品表面的其它證據通過高解析度ClsXPS譜圖(參見圖29(c))的分析得到，令人感興趣的主要特征是由于存在來自于共價連接PI覆蓋層的羧酸殘基而促成譜圖中高結合能的存在。該譜圖特征部分在由PS-ALAPP樣品(參見圖29(b))獲得的高解析度Clsi普圖中并不存在。如上制備96孔板形式的PS-ALAPP-PI涂覆板。制備(i)丙烯酰胺單體(10%w/v,3mLDMSO中300mg)和(ii)3mLDMSO中的丙烯酰胺單體(150mg)和生物素-MA(87mg，按照實施例15B中所述的方法合成，并使用氮氣脫氧20分鐘。然后密封裝有單體的燒瓶并連同用戶定制UV聚合室(配有o-環密封石英玻璃蓋的不銹鋼)和PS-ALAPP-PI涂覆96孔板轉移到手套箱中。然后將單體溶液等分試樣(IOO^L)用移液管轉移到PS-ALAPP-PI涂覆96孔板的小孔中。裝有單體溶液的96孔板隨后轉移到UV聚合室中，密封小室并從手套箱中取出。在UV聚合室(其中所述孔部分充滿單體溶液)中的PS-ALAPP-PI涂覆96孔板的四分之一(掩模覆蓋在板的其余四分之三上)然后依次采用EXFOArticure400燈進行UY光輻射(320-500nm波長；50mWcm-2)30分鐘。在板的所有四分之一部分均用UV光輻射以后，打開小室并取出96孔板。然后用DMSO清洗板的每個孔兩次(每次清洗用250(iLDMSO1至1.5小時)，然后在DMSO(每孔中250pL)浸泡過夜。最后，用MilliQTM純化水充分清洗(三次，l-1.5小時)。所述板然后在XPS分析之前在層流拒中干燥。在一些情況下，用NeutrAvidin生物素結合蛋白(PierceBiotechnologyInc.)(HEPES緩沖液中50i!g/mL)部分充滿(100(iL)小孔，并在室溫保溫過夜。所述孔然后在lMNaCl(兩次，兩小時，然后過夜)和HEPES緩沖液(三次，兩小時)中沖洗，最后在干燥前，在30分鐘時間里在MilliQTM純化水中沖洗五次。HEPES合成儀含有150mMNaCl和20mM[7V-2-羥乙基)-l-哌。秦-W-2-乙烷磺酸，鈉鹽](HEPES)并用1MNaOH溶液調整至pH7.2。對于XPS分析，使用特別設計的不銹鋼工具(從板下方)無污染地從板上移去每個孔的底部，然后安裝到避免加樣的特殊設計XPS樣品支架上。列在表29中的是由PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)和PS-ALAPP-PI-(丙烯酰胺-共-生物素MA)樣品的XPS分析計算而得的元素比例。PS-ALAPP-PI樣品表面上P(丙烯酰胺)的接枝聚合導致0/C和N/C比例的增加，與P(丙烯酰胺)薄涂層的存在相一致。PS-ALAPP-PI樣品表面上P(丙烯酰胺-共-生物素MA)的接枝聚合導致N/C原子比例增加，再次與薄接枝共聚物涂層的存在相一致。此外，S/C比例在接枝聚合反應后增加，表明來自生物素-MA單體的生物素加入到涂層中。應當注意的是接枝聚合物涂層薄于XPS取樣深度。通過與硅晶片基材上的相似涂層的XPS分析得到的組成(參見實施例15)進行比較可對此進行確認。這可由相比平整硅晶片基材而言96孔板的孔中較低強度的UV輻射預計到。上述接枝聚合反應成功的確認可通過高解析度XPS圖語分析得到。在圖29(d)和(e)中顯示的是由PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)和PS-ALAPP-PI-(丙烯酰胺-共-生物素MA)樣品表面得到的高解析度ClsXPS譜圖。兩張譜圖均含有與存在酰胺相一致的特征(來自結合能288eV處的丙烯酰胺單體的聚合)。由于涂層中生物素MA的存在，來自PS-ALAPP-PI-(丙烯酰胺-共-生物素MA)樣品的譜圖中的酰胺峰不如來自PS-ALAPP-PI-P(丙蜂酰胺)的諉圖明顯。該趨勢也在實施例15中觀察到。也包括在表29中的是由在NA溶液中保溫后的PS-ALAPP-PI-(丙埽酰胺-共-生物素MA)樣品表面的XPS分析得到的元素比例。觀察到顯著的0/C和N/C比例增加，與NeutraVidinTM(NA)結合到PS-ALAPP-PI-(丙烯酰胺-共-生物素MA)樣品上相一致。在顯示于圖29(f)中的該樣品的高解析度Cls譜圖中存在的特征是表面上存在蛋白(即NA)的特征。表29:由PS，PS-ALAPP，PS-ALAPP-PI，PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺)，PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-生物素MA)和PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-生物素MA)-NA樣品的XPS分析計算而得的元素比例樣品O/CN/Cs/cPS0.1520.000o細PS陽ALAPP0.0990.1550細PS-ALAPP-PI0.2900.108o扁<table>tableseeoriginaldocumentpage76</column></row><table>命為^S:炎^7尸5^丄v4尸P-尸/-丙雄教展_#-_^凌覆96/6^的躇炎名瘦戎,試-繪(EZJ5^)如上制備其中孔涂覆有iY《舉教麼-4-^:參,Mi)^P6A多^;W凝諒定威。在測試的U個孔中的三個，如部分A所述也加入NeutrAvidinTM生物素結合蛋白(PierceBiotechnology,Inc.)(NA)。阻斷所有測試的孔。將等分試樣(200)aL)的TBS緩沖液(25mM2-氨基-2-羥甲基-l,3-丙二醇，136mMNaCl，2.7mMKC1，用1MHCl調節至pH8)中的牛血清白蛋白(BSA)阻斷溶液(10/。BSA)加入到所述板的孔中，并在4。C進行過夜保溫。向裝有結合NA的孔和未裝有NA(生物素化IgG(l。Ab)對照)的四個其它孔中，移去BSA阻斷溶液并加入100pL生物素-SP-軛合山羊抗-小鼠IgG(JacksonImmunoResearch，存115-066-072)(l。Ab)溶液，所述溶液已經用含有Tween20(0.05重量％)的1重量％BSA的TBS緩沖液溶液(TBST緩沖液)以1:1000稀釋至2嗎/mL的濃度，加入到板上的一些孔中。覆蓋裝有生物素化IgG(l。Ab)的孔并在室溫保溫4小時。從剩余的四個孔(未加入l。Ab)中移去生物素化IgG溶液和BSA阻斷溶液，并用TBST緩沖液清洗所述孔三次。然后向所有11孔中加入100猴抗山羊Ig-HRP軛合物(Silenus存UAH)溶液，所述溶液已經用含有1重量。/。BSA的TBST合成儀以1:500進行稀釋。在保溫1.5小時后，移去猴抗山羊Ig-HRP軛合物溶液并用TBST緩沖液清洗所述孔三次。等分試樣(100^L)的顯影劑(ABTS)隨后加入到所有測試的ll孔中。ABTS溶液含有溶解在檸檬酸緩沖液(10mL)中的2，2'-偶氮-二(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(5mg),并向其加入20過氧化氫。所述溶液在制備后立即使用。15分鐘之后，從所有孔中移去ABTS溶液并轉移到新微滴定96孔板中以便于在BiotekELISA板讀數器中以405nm的波長進行讀數。測試的孔指定如下(i)向其連接有NA并加入l。Ab和2。Ab的孑L(+NA,+l°Ab，十2。Ab)。(ii)不含有NA并加入l。Ab和2。Ab的孑L(-NA,十l。Ab，+2。Ab)。(iii)不含有NA，不加入l。Ab但假如2。Ab的孑L(-NA，-l。Ab,+2。Ab)。含有結合NA的孔按預期將與生物素化IgG(1°Ab)相結合并形成能通過使用ELISA板讀數器測量已顯影的溶液的吸光度而檢測到的HRP軛合物。針對測試孔得到的數據列在圖30中。此處，^l對于含有連接到P(丙烯酰胺-共-生物素MA)涂層上的NA的孔(+NA,+l。Ab,+2°Ab)而言測定的吸光度較高(1.05)。對于不含有結合NA但加入1。Ab的孔(-NA,+l°Ab,+2°Ab)，得到的低吸光度(0.089)證實了生物素化IgG(l。Ab)的低一夂特異性吸附。該數據是PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-生物素MA)涂層結合NA和l。Ab的非特異性吸附較低的明顯證據，NA可用ELISA試驗進行一企測。此外，對于2。Ab對照(-NA,-l°Ab，十2。Ab)得到的吸光度也很低(0.084),表明2。Ab在PS-ALAPP-PI-P(丙烯酰胺-共-生物素MA)涂層上的非特異性吸附也很低。實施例29Si-ALAPP-PI表面上PEGMA(475)的梯度接枝聚合:Sz'^Z^i^-PL^面J:尸五GM4075」的V^^凝戎果合按照實施例15制備Si-ALAPP表面，按照實施例4進行將PI共聚物共價偶聯到Si-ALAPP表面上。然而，在本實施例中，干凈玻璃顯微鏡載玻片替代硅晶片用作基材。簡言之，六片ALAPP處理的玻璃顯微鏡載玻片放置在含有9mLPI溶液(參見實施例3)，DMF(27mL)，MilliQTM純化H20(4.5mL)和AK3-二曱基氨基丙基)-AA-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC,0.45g,Sigma)的溶液中。反應在室溫進行過夜，隨后玻璃顯纟鼓鏡載玻片在DMF(—日內兩次，隨后過夜清洗)和純凈水(一日內三次)中清洗，隨后在層流拒中千燥。以上制備的Si-ALAPP-PI載玻片隨后放入配有o-環密封石英玻璃蓋的用戶定制不銹鋼室。向該室中加入已經用氮脫氣30分鐘的單體溶77液(去抑制的PEGMA(475),10%w/v)。然后將蓋住大部分不玻璃載玻片面積(1.5cm長度保持暴露)的UV不透明掩膜放置在石英玻璃窗頂部。掩膜和Si-ALAPP-PI樣品之間的距離是lcm。使用EXFOArticure400燈進行五分鐘的玻璃載玻片的暴露區域的UV輻射(320-500nm波長；50mWcm々強度)。在輻射后五分鐘后，掩膜沿玻璃載玻片移動lcm并再進行5分鐘的UV輻射，等等，得到總共具有不同輻射時間的7個區域(參見圖31)。在載玻片的末端，1cm的區域未接受任何UV輻射。因此，在載玻片的中心，總UV輻射是15分鐘。在已經進行所有輻射處理之后取出樣品，用MilliQ純化水充分地清洗，在MilliQTM純化水中浸泡兩天，其中間歇地更換，最后再用MilliQTM純化水沖洗。在XPS分析前，將樣品在層流拒中干燥。列在表30中的是由與沿載玻片7cm處未暴露于UV輻射的對照區域相比的沿Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))涂覆載玻片的區域以及來自實施例5的全厚度Si-HAPP-PI-P(PEGMA(475))樣品的XPS分析測定的元素比例。此處，沿載玻片的6、5和4cm分別表示5、10和15分鐘的UV輻射。由這些數據可以明確在進行分析的四個區域中得到的元素比例數據相差很大。隨著敷設時間增長，0/C比例增加而N/C比例減少。由于存在隨著輻射時間增長厚度逐漸增加的P(PEGMA(475))接枝層從而可以預計到這些趨勢。這些趨勢也存在于圖32中，其中空心圓圏表示0/C比例而實心圓圈表示N/C比例。應當指出的是沿載玻片輻射至多為15分鐘的所有點的P(PEGMA(475))涂層厚度均小于XPS取樣深度(10nm)(參見與表30中來自實施例5的全厚度數據)。P(PEGMA(475)隨輻射時間具有不同厚度的進一步證據也可由高解析度C1s谫圖分析得到(參見圖33(a)至(c))。此處可以看到Cls形狀以隨逐漸增長的UV輻射時間的漸變方式由0UV輻射時間時Si-ALAPP-PI表面(參見圖33(a))所預測的形狀的變化至由小于XPS取樣深度的Si-ALAPP-PI-P(PEGMA(475))涂層所預測的形狀(參見圖33(b)和(c))。尤其值得注意的是隨著輻射時間由0(7cm處)增長至15分鐘(4cm處)，C-0部分(結合能286.5)的增加。<table>tableseeoriginaldocumentpage79</column></row><table>可通過停止uv輻射，移動掩模然后繼續uv輻射從而增加P(PEGMA(475))涂層厚度的事實是該接枝聚合反應(i)由UV輻射引發和(ii)本質上是活性聚合的直接證據。具有掩蔽和未掩蔽區域的接枝聚合物涂覆玻璃載玻片057^丄^尸尸-戶/-尸(？￡(^1"~75)"轉移到4-室培養盤(Nunc,Roskilde,Denmark)并且在室溫，每片載玻片浸沒在含有青霉素和鏈霉素(分別為120pg/mL和200(ig/mL)的磷酸鹽緩沖鹽水(PBS,pH7.4),無血清培養基(SFM,Dulbecco'sModifiedEaglesMedium/Ham'sF12(50:50))的無菌溶液中三個半小時。取出以上步驟的無菌溶液，并將HeLa細胞以1x106細胞/室的密度接種在由添加有10o/。(v/v)牛胚胎血清(FBS)的SFM構成的培養基中。細胞在37。C，含有5%C02的潮濕空氣中保溫24小時。在18和24小時保溫后，通過相差顯微鏡(01ympus1x81,奧林巴斯，曰本)觀察HeLa細胞并電子記錄代表性圖像。正如之前在實施例9中，HeLa細胞在Si-HAPP-PA表面上很好地附著和擴展而在厚Si-HAPP-P(PEGMA(475》表面上不能很好地附著和擴展。該差異可歸結于阻擋HeLa細胞附著的接枝P(PEGMA(475))層的存在。由圖W(a)至(e)中所顯示的低輻射時間(圖3《a))從而導致薄P(PEGMA(475))涂層的細胞附著的圖像可以清楚地看到，具有相比PS對照(圖34(e))略微較低的密度的大量細胞附著。此外，在載玻片的5分鐘UV輻射區域中所觀察到的細胞擴展非常類似于PS對照。然而，隨著輻射時間增長，由此導致涂層厚度增加，細胞附著程度如如期減少。此外，隨設輻射時間增長，細胞擴展量明顯減少至在20分鐘UV輻射區域(圖34(d))上具有非常圓的形態的極少量細胞附著的情況。應當理解在本說明書中公開和限定的本發明擴展至文字或圖像所提到的或顯而易見的兩個或兩個以上特征的所有替代性組合。所有這些不同的組合構成了本發明的不同替代性方面。權利要求1.一種含有高分子的可控聚合物表面涂層，該可控聚合物表面涂層與基材表面共價地連接，所述高分子含有多個聚合引發子和多個表面結合基團；并且含有從至少一些所述聚合引發子上接枝出的側鏈聚合物。2.如權利要求l所述的可控聚合物表面涂層，其中所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。3.如權利要求1或2所述的可控聚合物表面涂層，其中所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。4.如權利要求l-3中任一項所述的可控聚合物表面涂層，其中通過受控的自由基活性聚合而由所述聚合引發子上接枝出所述側鏈聚合物。5.如權利要求l-4中任一項所述的可控聚合物表面涂層，其中所述可控聚合物表面涂層還含有接枝在所述側鏈聚合物上的其它聚合物。6.如權利要求l-4中任一項所述的可控聚合物表面涂層，其中所述可控聚合物表面涂層還含有連接在所述側鏈聚合物上的至少一種生物活性成分。7.如權利要求l-6中任一項所述的可控聚合物表面涂層，其中所述側鏈聚合物具有受控結構。8.如權利要求l-7中任一項所述的受控聚合物表面涂層，其中所迷側鏈聚合物調控生物應答。9.如權利要求8所述的受控聚合物表面涂層，其中所述側鏈聚合物調控細胞附著。10.—種將聚合引發子可控地定位于基材表面上的方法，該方法包括將高分子與所述表面共價地連接，其中所述高分子含有多個聚合引發子和多個表面結合基團。11.一種在基材表面上制備可控聚合物表面涂層的方法，該方法包括將含有多個聚合引發子和多個表面結合基團的高分子與所述表面共價地連接，并且從至少一些所述聚合引發子上接枝出側鏈聚合物。12.如權利要求10或11所述的方法，其中所述高分子含有至少1%的預定摩爾比的聚合引發子。13.如權利要求10至12中任一項所述的方法，其中所述聚合引發子是受控的自由基聚合引發子。14.如權利要求11至13中任一項所述的方法，其中通過受控的自由基活性聚合而由所述聚合引發子上接枝出所述側鏈聚合物。15.如權利要求11至14中任一項所述的方法，其中所述方法進一步包括提供接枝在所述側鏈聚合物上的其它聚合物。全文摘要本發明涉及一種含有高分子的可控聚合物表面涂層，該可控聚合物表面涂層與基材表面共價地連接，所述高分子含有多個聚合引發子和多個表面結合基團；并且含有從至少一些聚合引發子上接枝出的側鏈聚合物。文檔編號C09D201/02GK101528876SQ200780038977公開日2009年9月9日申請日期2007年8月17日優先權日2006年8月18日發明者保羅·帕西克,勞倫斯·馬爾,格雷厄姆·約翰森,理查德·A·伊萬斯,赫爾穆特·西森申請人:聯邦科學及工業研究組織