Ｎ−スルホニルアミノカルボニル含有化合物
基材とアミン含有材料との間にコネクター基を提供するために使用可能な、２個の反応性官能基を有する化合物が記載される。第１の反応性官能基を使用して、基材表面への結合を提供することができる。第２の反応性官能基は、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基であり、アミン含有材料と、特に、第一級脂肪族アミンと反応可能であり、カルボニルイミノ含有コネクター基が形成される。また本発明は、アミン含有材料を基材に固定化するための物品および方法も提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００３年１１月１４日出願の米国特許出願第１０／７１３１７４号の一部継続出願であり、そして２００３年１２月３０日出願の米国仮特許出願第６０／５３３１６９号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、基材反応性基とＮ−スルホニルアミノカルボニル基の両方を含む化合物を提供する。また本発明は、アミン含有材料を基材に固定化するための物品および方法を提供する。
【背景技術】
【０００３】
基材表面上に固定化された、アミン含有被検体、アミノ酸、ＤＮＡ断片、ＲＮＡ断片、タンパク質断片、細胞小器官および免疫グロビンのようなアミン含有材料は、多くの応用において使用可能である。例えば、病気または遺伝子欠損の医学的診断のため、生物学的分離のため、または様々な生体分子の検出のために、固定化された生物学的アミンを使用することができる。
【０００４】
基材へのアミン含有材料の結合は、テザリング（ｔｅｔｈｅｒｉｎｇ）化合物の使用によって達成されることが多い。テザリング化合物は、通常、連結基によって分離された２個の反応性官能基を有する。官能基の１個は、基材表面上の相補的な官能基と反応することによってテザリング化合物を基材に固着させるための手段を提供する。第２の反応性官能基は、アミン含有材料と反応するように選択することができる。第２の反応性官能基は、例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルのような活性化アシル誘導体、または環式アズラクトンであり得る。アミン含有材料はＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルと反応して、カルボキサミドを形成し、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル断片の置換をもたらし得る。アミン含有材料は環式アズラクトンと反応して、環構造の開環をもたらし得る。
【０００５】
Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルまたは環式アズラクトンのような基を含むテザリング化合物は、第一級アミン含有材料と高反応性であり得るが、かかるテザリング化合物は、多くの不都合を被り得る。生物学的アミンとの反応の多くは、希釈水溶液中で実行される。これらの条件下で、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル官能基が迅速な加水分解を受けることは既知である。このような競争反応は、基材上でのアミン含有材料の不完全な、または非効率的な固定化を引き起こし得る。環式アズラクトン官能基は、加水分解に対してより安定ではあるが、環式アズラクトン基は、テザリング化合物を基材に結合させるために使用され得る多くの基と総合的に不適合性である傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アミン含有材料を基材に固定化するためのテザリング化合物として機能し得る化合物を提供する。化合物は２種類の反応性官能基を含む。反応性官能基の第１の種類は、基材表面上の相補的な官能基と反応可能な基材反応性基であって、これによって、基材へのテザリング基の結合が得られる。反応性官能基の第２の種類は、求核置換反応によってアミン含有材料と反応可能なＮ−スルホニルアミノカルボニル誘導体である。コネクター基は、アミン含有材料と基材との間に形成される。アミン含有材料を基材に固定化するための物品および方法も提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様において、基材に結合可能であり、かつアミン含有材料と反応可能である化合物が提供される。化合物は、式Ｉ：
【化１】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、−ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物であり得る。式Ｉの化合物は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【０００８】
式Ｉで表される化合物のいくつかにおいて、基材反応性基Ｘ1はエチレン性不飽和基であり、そしてＹ1は、カルボニル基を通してエチレン性不飽和基に直接結合されたカルボニル、カルボニルオキシまたはカルボニルイミノ基を含有する。すなわち、化合物は、式Ｉａ：
【化２】
（式中、
Ｒ5は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｌ1は、オキシ、−ＮＲ4−または−Ｃ（Ｒ4）2−であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；そして
Ｙ2は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）で表される。式Ｉａの化合物は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【０００９】
本発明のもう１つの態様は、基材に結合されたテザリング基を含む物品を提供する。テザリング基は、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成するための、式Ｉの化合物中の基材反応性基Ｘ1と、基材表面上の相補的な官能基との反応生成物である。基材に結合されたテザリング基は、アミン含有材料と反応可能なＮ−スルホニルアミノカルボニル基を有する。
【００１０】
本発明のなおもう１つの態様は、アミン含有材料を基材に固定化する方法を提供する。この方法は、式Ｉの化合物中の基材反応性基Ｘ1と、基材表面上の相補的な官能基との反応によって、基材に結合されたテザリング基を調製する工程と；基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基と、アミン含有材料とを反応させて、基材とアミン含有材料との間にコネクター基を形成する工程とを含む。
【００１１】
また本発明は、ポリマー層、ダイヤモンド様ガラス層、およびポリマー層とダイヤモンド様ガラス層との間に位置するダイヤモンド様炭素層を含む多層基材を提供する。Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基を含むテザリング基は、多層基材のダイヤモンド様ガラス層に結合可能である。
【００１２】
本発明の上記概要は、本発明のそれぞれの開示された実施形態または全ての実施例を説明する意図はない。以下の図面および詳細な説明によって、これらの実施形態はより具体的に例証される。
【００１３】
添付図面と関連させて、以下の様々な実施形態の詳細な説明を考慮することによって、上記態様がより完全に理解され得る。
【００１４】
本発明では、様々な変更および別の形態を受け入れ可能であるが、それらの細部を図面中に例として示し、詳細に説明する。しかしながら、記載された特定の実施形態に本発明を限定する意図がないことは理解されるべきである。反対に、本発明は、本開示の精神および範囲内に含まれる全ての変更、同等物および代替物を包括する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
基材とアミン含有材料との間にコネクター基を提供するために使用可能な、２個の反応性官能基を有する化合物が記載される。第１の反応性官能基を使用して、テザリング基の基材表面への結合を提供することができる。第２の反応性官能基は、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基であり、アミン含有材料と、特に、第一級脂肪族アミン含有材料と反応可能であり、カルボニルイミノ含有コネクター基が形成される。また本発明は、アミン含有材料を基材に固定化するための物品および方法も提供する。
【００１６】
定義
本明細書で使用される場合、単数形（用語「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、「少なくとも１個」と交換可能に使用され、記載される１以上の要素を意味する。
【００１７】
本明細書で使用される場合、用語「アシル」は、式−（ＣＯ）Ｒ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。式中で使用される（ＣＯ）は、二重結合によって炭素が酸素に結合していることを表している。
【００１８】
本明細書で使用される場合、用語「アシルオキシ」は、式−Ｏ（ＣＯ）Ｒ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。
【００１９】
本明細書で使用される場合、用語「アシロキシシリル」は、Ｓｉに結合されたアシルオキシ基（すなわち、Ｓｉ−Ｏ（ＣＯ）Ｒ（式中、Ｒはアルキル基である））を有する一価の基を指す。例えば、アシロキシシリルは、式−Ｓｉ［Ｏ（ＣＯ）Ｒ）3-nＬn（式中、ｎは０〜２の整数であり、そしてＬはハロゲンまたはアルコキシである）を有し得る。具体的な例としては、−Ｓｉ［Ｏ（ＣＯ）ＣＨ3］3、−Ｓｉ［Ｏ（ＣＯ）ＣＨ3］2Ｃｌまたは−Ｓｉ［Ｏ（ＣＯ）ＣＨ3］Ｃｌ2が挙げられる。
【００２０】
本明細書で使用される場合、用語「アルコキシ」は、式−ＯＲ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。
【００２１】
本明細書で使用される場合、用語「アルコキシカルボニル」は、式−（ＣＯ）ＯＲ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。
【００２２】
本明細書で使用される場合、用語「アルコキシシリル」は、Ｓｉに結合されたアルコキシ基（すなわち、Ｓｉ−ＯＲ（式中、Ｒはアルキル基である））を有する基を指す。例えば、アルコキシシリルは、式−Ｓｉ（ＯＲ）3-n（Ｌa）n（式中、ｎは０〜２の整数であり、そしてＬaはハロゲンまたはアシルオキシである）を有し得る。具体例としては、−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、−Ｓｉ（ＯＣＨ3）2Ｃｌまたは−Ｓｉ（ＯＣＨ3）Ｃｌ2が挙げられる。
【００２３】
本明細書で使用される場合、用語「アルキル」は、アルカンの一価のラジカルを指し、そして直鎖、分枝鎖、環式またはそれらの組み合わせである基を含む。アルキル基は、典型的に、１個〜３０個の炭素原子を有する。いくつかの実施形態において、アルキル基は、１個〜２０個の炭素原子、１個〜１０個の炭素原子、１個〜６個の炭素原子、または１個〜４個の炭素原子を含有する。アルキル基の例としては、限定されないが、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第三級−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、シクロヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチルおよびエチルヘキシルが挙げられる。
【００２４】
本明細書で使用される場合、用語「アルキルジスルフィド」は、式−ＳＳＲ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。
【００２５】
本明細書で使用される場合、用語「アルキレン」は、アルカンの二価のラジカルを指す。アルキレンは、直鎖、分枝鎖、環式またはそれらの組み合わせであり得る。アルキレンは、典型的に、１個〜２００個の炭素原子を有する。いくつかの実施形態において、アルキレンは、１個〜１００個、１個〜８０個、１個〜５０個、１個〜３０個、１個〜２０個、１個〜１０個、または１個〜４個の炭素原子を含有する。アルキレンのラジカル中心は、同一炭素原子上（すなわち、アルキリデン）、または異なる炭素原子上にあり得る。
【００２６】
本明細書で使用される場合、用語「アラルキル」は、化合物Ｒ−Ａｒ（式中、Ａｒは芳香族炭素環基であり、そしてＲはアルキル基である）の一価のラジカルを指す。
【００２７】
本明細書で使用される場合、用語「アラルキレン」は、式−Ｒ−Ａｒ−（式中、Ａｒはアリーレン基であり、そしてＲはアルキレン基である）の二価のラジカルを指す。
【００２８】
本明細書で使用される場合、用語「アリール」は、一価の芳香族炭素環ラジカルを指す。アリールは、１個の芳香族環を有し得るか、または芳香族環に連結したか、もしくは縮合した５個までの炭素環構造を含み得る。他の環構造は、芳香族、非芳香族またはそれらの組み合わせであり得る。アリール基の例としては、限定されないが、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、アントリル、ナフチル、アセナフチル、アントラキノニル、フェナントリル、アントラセニル、ピレニル、ペリレニルおよびフルオレニルが挙げられる。
【００２９】
本明細書で使用される場合、用語「アリーレン」は、連結したか、縮合したか、またはそれらの組み合わせである１個〜５個の環を有する炭素環芳香族化合物の二価のラジカルを指す。いくつかの実施形態において、アリーレン基は、５個までの環、４個までの環、３個までの環、２個までの環、または１個の芳香族環を有する。例えば、アリーレン基はフェニレンであり得る。
【００３０】
本明細書で使用される場合、用語「アジド」は、式−Ｎ3の基を指す。
【００３１】
本明細書で使用される場合、用語「アジリジニル」は、次式
【化３】
（式中、Ｒdは、水素またはアルキルである）を有するアジリジンの一価の環式ラジカルを指す。
【００３２】
本明細書で使用される場合、用語「ベンゾトリアゾリル」は、トリアゾリル基に縮合したベンゼン基を有する一価の基を指す。ベンゾトリアゾリル基の式はＣ6Ｈ4Ｎ3−である。
【００３３】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニル」は、式−（ＣＯ）−の二価の基を指す。
【００３４】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニルイミノ」は、式−（ＣＯ）ＮＲ4−（式中、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の二価の基を指す。
【００３５】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニルオキシ」は、式−（ＣＯ）Ｏ−の二価の基を指す。
【００３６】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニルオキシカルボニル」は、式−（ＣＯ）Ｏ（ＣＯ）−の二価の基を指す。かかる基は、無水物化合物の一部である。
【００３７】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニルチオ」は、式−（ＣＯ）Ｓ−の二価の基を指す。
【００３８】
本明細書で使用される場合、用語「カルボキシ」は、式−（ＣＯ）ＯＨの一価の基を指す。
【００３９】
本明細書で使用される場合、用語「クロロアルキル」は、塩素原子で置換された水素原子を少なくとも１個有するアルキルを指す。
【００４０】
本明細書で使用される場合、用語「シアノ」は、式−ＣＮの基を指す。
【００４１】
本明細書で使用される場合、用語「ジスルフィド」は、式−Ｓ−Ｓ−の二価の基を指す。
【００４２】
本明細書で使用される場合、用語「エチレン性不飽和」は、式−ＣＲ5＝ＣＨ2（式中、Ｒ5は、水素、アルキルまたはアリールである）の炭素−炭素二重結合を有する一価の基を指す。
【００４３】
本明細書で使用される場合、用語「フルオロアルキル」は、フッ素原子で置換された水素原子を少なくとも１個有するアルキルを指す。
【００４４】
本明細書で使用される場合、用語「ハロアルキル」は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩから選択されるハロゲンで置換された水素原子を少なくとも１個有するアルキルを指す。ペルフルオロアルキル基は、ハロアルキル基のサブセットである。
【００４５】
本明細書で使用される場合、用語「ハロカルボニルオキシ」は、式−Ｏ（ＣＯ）Ｘ（式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩから選択されるハロゲン原子である）の一価の基を指す。
【００４６】
本明細書で使用される場合、用語「ハロカルボニル」は、式−（ＣＯ）Ｘ（式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩから選択されるハロゲン原子である）の一価の基を指す。
【００４７】
本明細書で使用される場合、用語「ハロシリル」は、ハロゲンに結合されたＳｉ（すなわち、Ｓｉ−Ｘ（式中、Ｘはハロゲンである））を有する基を指す。例えば、ハロシリル基は、式−ＳｉＸ3-n（Ｌb）n（式中、ｎは０〜２の整数であり、そしてＬbはアルコキシまたはアシルオキシから選択される）であり得る。いくつかの具体例としては、−ＳｉＣｌ3、−ＳｉＣｌ2ＯＣＨ3および−ＳｉＣｌ（ＯＣＨ3）2の基が挙げられる。
【００４８】
本明細書で使用される場合、用語「ヘテロアルキレン」は、硫黄、酸素またはＮＲd（式中、Ｒdは、水素またはアルキルである）で置換された１個以上の炭素原子を有する二価のアルキレンを指す。ヘテロアルキレンは、直鎖、分枝鎖、環式またはそれらの組み合わせであり得、そして４００個までの炭素原子および３０個までのヘテロ原子を含み得る。いくつかの実施形態において、ヘテロアルキレンは、３００個までの炭素原子、２００個までの炭素原子、１００個までの炭素原子、５０個までの炭素原子、３０個までの炭素原子、２０個までの炭素原子、または１０個までの炭素原子を含み得る。
【００４９】
本明細書で使用される場合、用語「ヒドロキシ」は、式−ＯＨの基を指す。
【００５０】
本明細書で使用される場合、用語「イソシアナト」は、式−ＮＣＯの基を指す。
【００５１】
本明細書で使用される場合、用語「メルカプト」は、式−ＳＨの基を指す。
【００５２】
本明細書で使用される場合、用語「Ｎ−スルホニルアミノカルボニル」は、式−ＳＯ2ＮＺa（ＣＯ）−（式中、Ｚaは、アルキル、アリールまたは群構造の一部である）の二価の単位を指す。
【００５３】
本明細書で使用される場合、用語「オキシ」は、式−Ｏ−の二価の基を指す。
【００５４】
本明細書で使用される場合、用語「オキシカルボニルイミノ」は、式−Ｏ（ＣＯ）ＮＲ4−（式中、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の二価の基を指す。
【００５５】
本明細書で使用される場合、用語「オキシカルボニルオキシ」は、式−Ｏ（ＣＯ）Ｏ−の二価の基を指す。
【００５６】
本明細書で使用される場合、用語「オキシカルボニルチオ」は、式−Ｏ（ＣＯ）Ｓ−の二価の基を指す。
【００５７】
本明細書で使用される場合、用語「ペルフルオロアルキル」は、全ての水素原子がフッ素原子によって置換されているアルキル基を指す。ペルフルオロアルキル基は、フルオロアルキル基のサブセットである。
【００５８】
本明細書で使用される場合、用語「ホスファト」は、式−ＯＰＯ3Ｈ2の一価の基を指す。
【００５９】
本明細書で使用される場合、用語「ホスホノ」は、式−ＰＯ3Ｈ2の一価の基を指す。
【００６０】
本明細書で使用される場合、用語「ホスホラミド」は、式−ＮＨＰＯ3Ｈ2の一価の基を指す。
【００６１】
本明細書で使用される場合、用語「第一級芳香族アミノ」は、式−ＡｒＮＨ2（式中、Ａｒはアリール基である）の一価の基を指す。
【００６２】
本明細書で使用される場合、用語「第二級芳香族アミノ」は、式−ＡｒＮＲhＨ（式中、Ａｒはアリール基であり、そしてＲhはアルキルまたはアリールである）の一価の基を指す。
【００６３】
本明細書で使用される場合、用語「第三級アミノ」は、式−ＮＲ2（式中、Ｒはアルキルである）の基を指す。
【００６４】
本明細書で使用される場合、用語「チオ」は、式−Ｓ−の二価の基を指す。
【００６５】
本明細書で使用される場合、用語「チオカルボニルイミノ」は、式−Ｓ（ＣＯ）ＮＲ4−（式中、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の二価の基を指す。
【００６６】
本明細書で使用される場合、用語「結合基」は、式Ｉで表される化合物中の基材反応性基と、基材表面上の相補的な官能基との反応によって形成された基を指す。
【００６７】
本明細書で使用される場合、用語「相補的な官能基」は、上記の基と反応して、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成可能な基を指す。例えば、相補的な官能基は、式Ｉ中の基Ｘ1と反応可能な、基材上の基であり得る。
【００６８】
本明細書で使用される場合、用語「コネクター基」は、固定化されたアミン含有材料に基材を連結する基を指す。結合基は、コネクター基の一部である。
【００６９】
本明細書で使用される場合、用語「室温」は、約２０℃〜約２５℃、または約２２℃〜約２５℃の温度を指す。
【００７０】
本明細書で使用される場合、用語「基材」は、本発明のテザリング化合物が結合可能な固体相支持体を指す。基材は、限定されないが、薄膜、シート、メンブレン、フィルター、不織もしくは織物繊維、中空もしくは固体ビーズ、ボトル、プレート、チューブ、ロッド、パイプまたはウエハーを含む、いずれかの有用な形態を有し得る。基材は、多孔性であっても非多孔性であってもよく、剛性であっても屈曲性であってもよく、透明であっても不透明であってもよく、透明であっても着色されていてもよく、または反射性であっても非反射性であってもよい。適切な基材材料としては、例えば、ポリマー材料、ガラス、セラミックス、金属、金属酸化物、水和金属酸化物またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００７１】
本明細書で使用される場合、用語「テザリング化合物」は、２個の反応性基を有する化合物を指す。反応性基の１個（すなわち、基材反応性官能基）は、基材表面上の相補的な官能基と反応して、テザリング基を形成可能である。他の反応性基（すなわち、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基）は、アミン含有材料と反応可能である。テザリング化合物の両方の反応性基の反応によって、基材とアミン含有材料との間のコネクター基の形成が生じる（すなわち、アミン含有材料は基材上に固定化可能である）。
【００７２】
本明細書で使用される場合、用語「テザリング基」は、テザリング化合物と、テザリング化合物を有する基材表面上の相補的な官能基との反応から生じる、基材に結合された基を指す。テザリング基は、アミン含有材料と反応可能な基を含む。テザリング基は、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基を含む。結合基はテザリング基の一部である。
【００７３】
本明細書で使用される場合、式中の２個の基を連結する曲線は、その２個の基が、環式構造の一部を一緒に形成することを表示する。
【００７４】
化合物
本発明の一態様は、テザリング化合物を提供する。この化合物は、基材反応性基とＮ−スルホニルアミノカルボニル基の両方を含む。基材反応性基は、基材への結合のために使用可能であり、そしてＮ−スルホニルアミノカルボニル基はアミン含有材料と反応して、カルボニルイミノ含有コネクター基が形成可能であり、基材へのアミン含有材料の固定化がもたらされる。すなわち、化合物を反応させて、基材とアミン含有材料との間にコネクター基を提供することができる。
【００７５】
化合物は式Ｉ：
【化４】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、−ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物である。式Ｉの化合物は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００７６】
官能基Ｘ1は、典型的に、式Ｉ中の基−（ＣＯ）ＮＺ1ＳＯ2Ｒ1とは反応せず、そして例えば、基材表面上の相補的な官能基との反応による基材への結合を提供するために使用可能である。すなわち、式Ｉの化合物中のＸ1は、相補的な官能基と反応して、基材に結合されたテザリング基を形成可能である。Ｘ1は一価または二価であり得る。Ｘ1が二価である場合、式Ｉ中のｒは２に等しく、そし化合物は以下の構造：
【化５】
を有する。化合物は、Ｘ1について対称となり得る。ジスルフィドは、代表的な二価のＸ1基である。Ｘ1が一価である場合、式Ｉ中のｒは１に等しく、そして化合物は以下の構造：
【化６】
を有する。適切な一価のＸ1基としては、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基が挙げられる。
【００７７】
Ｘ1基は、典型的に、基材表面上の相補的な官能基と反応し、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成可能である。ポリマー基材の表面への結合のために適切なＸ1基としては、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノまたはエチレン性不飽和基が挙げられる。金含有基材の表面への結合のために適切なＸ1基としては、メルカプト、ジスルフィドまたはアルキルジスルフィドが挙げられる。他の金属含有基材の表面への結合のために適切なＸ1基としては、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミドまたはホスファト基が挙げられる。ガラスまたはセラミック含有基材への結合、ならびに金属酸化物含有または水和金属酸化物含有基材への結合のために適切なＸ1基としては、ハロシリル、アルコキシシリルまたはアシロキシシリル基が挙げられる。
【００７８】
式Ｉで表される化合物のいくつかにおいて、Ｘ1基は、エチレン性不飽和基であり得る。これらの化合物は、例えば、ビニル化合物、ビニルエステル化合物、アリルエステル化合物、スチレン化合物、ビニルケトン化合物、アクリレート化合物、メタクリレート化合物等であり得る。例えば、異なるＹ1基を選択することによって、これらの異なる種類の化合物を形成することができる。
【００７９】
式Ｉ中の基Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であり得、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである。Ｙ1基は、典型的に、ペルオキシド基（すなわち、一緒に結合した２個のオキシ基）を含まない。適切なヘテロアルキレンは、通常、１個〜４００個の炭素原子、および３０個までのＮ、Ｏ、Ｓまたはそれらの組み合わせから選択されるヘテロ原子を含有する。適切なアルキレンは、通常、１個〜２００個の炭素原子を含有する。ヘテロアルキレンおよびアルキレン基は、直鎖、分枝鎖、環式またはそれらの組み合わせであり得る。
【００８０】
基Ｙ1は、例えば、次式：
【化７】
（式中、ｎは、１〜１００の整数である）のようにアルキレン基を含み得る。代表的な化合物としては、ｎが、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であるものが挙げられる。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８１】
式Ｉで表される化合物のいくつかにおいて、Ｙ1は、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオまたは−ＮＲ4−から選択される基によって第２のアルキレンまたは第１のヘテロアルキレン基に連結された第１のアルキレン基を含む。カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオまたは−ＮＲa−から選択される基によって、追加的なアルキレンまたはヘテロアルキレン基を第２のアルキレンまたは第１のヘテロアルキレン基に連結可能である。式Ｉで表される他の化合物において、Ｙ1は、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオまたは−ＮＲ4−から選択される基によって第２のヘテロアルキレンまたは第１のアルキレン基に連結された第１のヘテロアルキレン基を含む。カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ基、オキシ、チオまたは−ＮＲa−から選択される基によって、追加的なアルキレンまたはヘテロアルキレン基を第２のヘテロアルキレンまたは第１のアルキレン基に連結可能である。
【００８２】
例えば、化合物は次式：
【化８】
（式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｔは、０〜１２の整数であり；そしてｋは、２〜４の整数である）を有し得る。代表的な化合物としては、ｍが、１５０以下、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｔが、１０以下、８以下、６以下、４以下、２以下または０に等しい整数であり；そしてｋが、３以下、２以下または１に等しい整数であるものが挙げられる。いくつかの化合物において、ヘテロ原子Ｄは酸素であり、そしてｋは２に等しい。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８３】
他の例において、基Ｙ1は、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−またはそれらの組み合わせによって分離されたアルキレン基とヘテロアルキレン基との組み合わせを含み得る。
【化９】
式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｎは、１〜１００の整数であり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｔは、０〜１２の整数であり；ｋは、２〜４の整数であり；そしてＬは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである。アルキレン基およびヘテロアルキレン基の位置を逆にすることもできる。代表的な化合物としては、ｎが、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｍが、１５０以下、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｔが、１０以下、８以下、６以下、４以下、２以下または０に等しい整数であり；そしてｋが、３以下、２以下または１に等しい整数であるものが挙げられる。いくつかの化合物において、Ｄ基は酸素であり、そしてｋは２に等しい。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８４】
他の例において、化合物は次式：
【化１０】
（式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｎは、１〜１００の整数であり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｐは、１〜１０の整数であり；ｔは、０〜１２の整数であり；ｋは、２〜４の整数であり；そしてＬは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）を有し得る。代表的な化合物としては、ｎが、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｍが、１５０以下、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｐが、８以下、６以下、４以下または２以下の整数であり；ｔが、１０以下、８以下、６以下、４以下、２以下または０に等しい整数であり；そしてｋが、３以下、２以下または１に等しい整数であるものが挙げられる。いくつかの化合物において、ヘテロ原子Ｄは酸素であり、そしてｋは２に等しい。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８５】
いくつかの実施形態において、Ｙ1は、１個以上のアルキレン基と１個以上のヘテロアルキレン基に加えて、アリーレン基を含み得る。アリーレンは、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基に直接結合され得る。アリーレン基は、３０個までの炭素原子、２４個までの炭素原子、１８個までの炭素原子、１２個までの炭素原子または６個の炭素原子を含み得る。いくつかの実施形態において、化合物は次式：
【化１１】
（式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｎは、１〜１００の整数であり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｐは、１〜１０の整数であり；ｔは、０〜１２の整数であり；ｋは、２〜４の整数であり；Ａｒ1は、アリーレン基であり；そしてＬは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の１つを有し得る。代表的な化合物としては、ｎが、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｍが、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｐが、８以下、６以下、４以下または２以下の整数であり；ｔが、１０以下、８以下、６以下、４以下、２以下または０に等しい整数であり；そしてｋが、３以下、２以下または１に等しい整数であるものが挙げられる。上記式のいくつかの化合物において、以下の構造：
【化１２】
の１つのように、Ｄは酸素であり、ｋは２に等しく、そしてＡｒ1はフェニレンである。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８６】
基Ｙ1は、以下の構造：
【化１３】
（式中、Ａｒ1は、アリーレン基である）のようにアリーレン基であり得る。いくつかの化合物において、Ａｒ1はフェニレンである。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８７】
Ｙ1は、単結合であり得る。例えば、次式
【化１４】
（式中、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）において、Ｘ1が第一級または第二級芳香族アミノ基である場合、Ｙは単結合である。基Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８８】
式Ｉのいくつかの実施形態において、基Ｚ1は、アルキルまたはアリールであり得る。例えば、Ｚ1は、Ｃ1-30アルキル、Ｃ1-10アルキルまたはＣ1-6アルキルであり得る。他の例において、Ｚ1は、Ｃ6-30アリール、Ｃ6-24アリール、Ｃ6-18アリールまたはＣ6-12アリールであり得る。式Ｉの他の実施形態において、Ｚ1は、−（ＣＯ）Ｒa基であり得、これは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な複素環式または複素二環式基を形成する。複素環式または複素二環式基は、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を含む。芳香族基に縮合した代表的な複素環式基は、次式：
【化１５】
（式中、Ｘ1は一価である）または
【化１６】
（式中、Ｘ1は二価である）に示される。
【００８９】
Ｚ1と結合して複素環式または複素二環式構造を形成する代替物として、Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、ペルフルオロアルキル、クロロアルキル、アリールまたは−ＮＲbＲc基であり得、ＲbおよびＲcは、それぞれ、アルキルであるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の複素環式基を形成する。いくつかの実施形態において、Ｒ1は、Ｃ1-30アルキル、Ｃ1-10アルキルまたはＣ1-6アルキルであり得る。他の実施形態において、Ｒ1は、Ｃ1-30フルオロアルキルもしくはペルフルオロアルキル、Ｃ1-10フルオロアルキルもしくはペルフルオロアルキル、またはＣ1-4フルオロアルキルもしくはペルフルオロアルキル基であり得る。なお他の実施形態において、Ｒ1は、Ｃ6-30アリール、Ｃ6-18アリールまたはＣ6-12アリールであり得る。例えば、Ｒ1は、フェニル基であり得る。
【００９０】
式Ｉで表される化合物の代表としては、限定されないが、以下のもの：
【化１７】
【化１８】
が挙げられる。これらの化合物のいずれも、または式Ｉの範囲内の他の化合物のいずれも、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００９１】
式Ｉで表される化合物のいくつかにおいて、基材反応性基Ｘ1はエチレン性不飽和基であり、そしてＹ1は、カルボニル基によってエチレン性不飽和基に直接結合されたカルボニル、カルボニルオキシまたはカルボニルイミノ基を含む。すなわち、化合物は式Ｉａ：
【化１９】
（式中、
Ｒ5は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｌ1は、オキシ、−ＮＲ4−または−Ｃ（Ｒ4）2−であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；そして
Ｙ2は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の化合物である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００９２】
式Ｉａの化合物は、式Ｉの化合物のサブセットであり、式中、Ｘ1はエチレン性不飽和基Ｈ2Ｃ＝ＣＲ5−であり、そしてＹ1は基−（ＣＯ）−Ｌ1−Ｙ2−である。式Ｉａの化合物は、例えば、アクリレート（すなわち、式中、Ｒ5は水素であり、そしてＬ1はオキシである）、メタクリレート（すなわち、式中、Ｒ5はメチルであり、そしてＬ1はオキシである）、アクリルアミド（すなわち、式中、Ｒ5は水素であり、そしてＬ1は−ＮＲ4−である）、メタクリルアミド（式中、Ｒ5はメチルであり、そしてＬ1は−ＮＲ4−である）またはビニルケトン（すなわち、式中、Ｌ1は−Ｃ（Ｒ4）2−である）であり得る。
【００９３】
式Ｉａの化合物のいくつかにおいて、Ｙ2基は、次式：
【化２０】
（式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｎは、１〜１２の整数であり；そしてｋは、２〜４の整数である）のようにヘテロアルキレン、カルボニル基およびアルキレン基を含む。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。この式化合物のいくつかにおいて、ｍは、１５０以下、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数である。代表的な化合物としては、Ｒ5が水素またはメチルであり；Ｌ1がオキシまたは−ＮＲ4−であり；Ｄが酸素であり；そしてｋが２に等しいものが挙げられる。
【００９４】
式ＩにおいてＺ1およびＲ1に関して定義される構造は、式Ｉａの化合物に関して適切である。例えば、式Ｉａの化合物は次の構造：
【化２１】
を有し得る。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００９５】
式Ｉａで表される化合物の具体例としては、限定されないが、
【化２２】
が挙げられる。これは、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００９６】
化合物の調製法
例えば、窒素含有基を有する第１の化合物と、ハロカルボニル基を含む第２の化合物との反応によって、式Ｉの化合物を調製することができる。特に、第１の化合物の窒素含有基は、スルホニル基、ならびに少なくとも１個の水素原子に直接結合した窒素原子を含む。第１の化合物は、基材反応性基Ｘ1、または基材反応性基Ｘ1へと変換可能な基をさらに含み得る。基材反応性基は、第２の化合物のハロカルボニル基と反応しないか、またはゆっくりと反応するため、第１の化合物の窒素含有基が第２の化合物のハロカルボニル基と優先的に反応する。適切な反応スキームを反応スキームＡに示す。
【化２３】
−（ＣＯ）Ｑ基は、ハロカルボニル基であり得る。基Ｘ1、Ｙ1、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。式Ｉ中のＺ1は−（ＣＯ）Ｒaであり、そしてＲaは、Ｒ1と組み合わされて環構造を形成する。反応スキームＡ’を使用して、化合物を調製することができる。
【化２４】
式中、Ｒa、Ｒ1、Ｘ1およびＹ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。−（ＣＯ）Ｑ基は、ハロカルボニル基であり得る。
【００９７】
物品
本発明のもう１つの態様は、基材に結合されたテザリング基（すなわち、基材結合テザリング基）を含む物品を提供する。基材に結合されたテザリング基は、基材表面上の相補的な官能基Ｇと、式Ｉの化合物中の基Ｘ1との反応生成物である。基材に結合されたテザリング基は、基材とアミン含有材料との間でカルボニルイミノ含有コネクター基を形成するようにアミン含有材料と反応可能なＮ−スルホニルアミノカルボニル基を有する。いくつかの物品において、式Ｉの化合物は式Ｉａのものである。
【００９８】
基材は、テザリング基が結合可能な固体相材料である。基材は、式Ｉの化合物を基材表面に結合させるために使用される溶液中に可溶性ではない。典型的に、テザリング基は、基材の外側部分のみに結合し、基材にテザリング基を結合させるプロセス間に基材のバルク部分は変性されない。基材が、基材を通して分散された基Ｇを有する場合、外側部分（例えば、表面上または表面付近）のそれらの基のみが通常、式Ｉで表される化合物中の基Ｘ1と反応可能である。
【００９９】
基材は、限定されないが、薄膜、シート、メンブレン、フィルター、不織もしくは織物繊維、中空もしくは固体ビーズ、ボトル、プレート、チューブ、ロッド、パイプまたはウエハーを含む、いずれかの有用な形態を有し得る。基材は、多孔性であっても非多孔性であってもよく、剛性であっても屈曲性であってもよく、透明であっても不透明であってもよく、透明であっても着色されていてもよく、または反射性であっても非反射性であってもよい。適切な基材材料としては、例えば、ポリマー材料、ガラス、セラミックス、金属、金属酸化物またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【０１００】
基材は、材料の単層または多層を有し得る。例えば、基材は、式Ｉの化合物中のＸ1基と反応可能な相補的な官能基を含む第１の層の支持体を提供する、１以上の第２の層を有し得る。第１の層は、基材の外層である。いくつかの実施形態において、第２の層の表面は化学的に変性されているか、またはもう一種の材料によって被覆されて、Ｘ1基と反応可能な相補的な官能基を含む第１の層を提供する。
【０１０１】
適切なポリマー基材材料としては、限定されないが、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ（ビニルアセテート）、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、フェノール樹脂、ポリアミン、アミノ−エポキシ樹脂、ポリエステル、シリコーン、セルロースベースポリマー、多糖類またはそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態において、ポリマー材料は、式Ｉで表される化合物中の基Ｘ1と反応可能な相補的な官能基を有するコモノマーを使用して調製されたコポリマーである。例えば、コモノマーは、カルボキシ、メルカプト、ヒドロキシ、アミノ、アジドまたはアルコキシシリル基を有し得る。
【０１０２】
適切なガラスおよびセラミック基材材料としては、例えば、ナトリウム、ケイ素、アルミニウム、鉛、ホウ素、リン、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、ヒ素、ガリウム、チタン、銅またはそれらの組み合わせが挙げられる。ガラスは典型的に、様々な種類のケイ酸塩含有材料を含む。
【０１０３】
いくつかの実施形態において、基材は、国際公開第０１／６６８２０Ａ１号パンフレットに開示されるようなダイヤモンド様ガラス層を含む。ダイヤモンド様ガラスは、炭素、ケイ素および水素、酸素、フッ素、硫黄、チタンまたは銅から選択される１以上の元素を含む非晶質材料である。いくつかのダイヤモンド様ガラス材料は、プラズマプロセスを使用して、テトラメチルシラン前駆体から形成される。表面上のシラノール濃度を制御するために、酸素プラズマにおいてさらに処理された疎水性材料を製造することができる。
【０１０４】
ダイヤモンド様ガラスは、薄膜の形態であっても、または基材中のもう１つの層もしくは材料上のコーティングの形態であってもよい。いくつかの適用において、ダイヤモンド様ガラスは、少なくとも３０重量％の炭素、少なくとも２５重量％のケイ素、および４５重量％までの酸素を有する薄膜の形態であり得る。かかる膜は、屈曲性および透明であり得る。いくつかの実施形態において、ダイヤモンド様ガラスは多層基材の外層である。具体例において、基材の第２の層（例えば、支持層）はポリマー材料であり、そして第１の層はダイヤモンド様ガラスの薄膜である。テザリング基は、ダイヤモンド様ガラスの表面に結合される。
【０１０５】
いくつかの多層基材において、ダイヤモンド様ガラスはダイヤモンド様炭素層上に析出される。例えば、第２の層（例えば、支持層）は、表面上に析出されたダイヤモンド様炭素層を有するポリマー膜である。ダイヤモンド様ガラス層は、ダイヤモンド様炭素層上に析出される。ダイヤモンド様炭素は、いくつかの実施形態において、多層基材中でポリマー層とダイヤモンド様ガラス層との間の結合層またはプライマー層として機能し得る。例えば、多層基材は、ポリイミドまたはポリエステル層、ポリイミドまたはポリエステル上に析出されたダイヤモンド様炭素層、およびダイヤモンド様炭素上に析出されたダイヤモンド様ガラス層を含み得る。もう１つの例において、多層基材は、次の順序で配列された層の積層体を含む：ダイヤモンド様ガラス、ダイヤモンド様炭素、ポリイミドまたはポリエステル、ダイヤモンド様炭素およびダイヤモンド様ガラス。
【０１０６】
例えば、プラズマ反応器中でアセチレンから、ダイヤモンド様炭素膜を調製することができる。かかる膜の他の調製法は、米国特許第５，８８８，５９４号明細書および米国特許第５，９４８，１６６号明細書、ならびにＭ．デイビッド（Ｍ．Ｄａｖｉｄ）ら，ＡｌＣｈＥ ジャーナル（ＡｌＣｈＥ Ｊｏｕｒｎａｌ），３７（３），３６７−３７６（１９９１年３月）に記載されている。
【０１０７】
基材のための適切な金属、金属酸化物または水和金属酸化物としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、アルミニウム、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等が挙げられる。金属含有材料は、ステンレス鋼、インジウムスズ酸化物等のような合金であり得る。いくつかの実施形態において、金属含有材料は多層基材の上層である。例えば、基材は、第２のポリマー層および第１の金属含有層を有し得る。一例において、第２の層はポリマー膜であり、そして第１の層は金の薄膜である。他の例において、多層基材は、チタン含有層、次いで金含有層で被覆されたポリマー膜を含む。すなわち、チタン層は、ポリマー膜に金の層を付着するための結合層またはプライマー層として機能し得る。
【０１０８】
多層基材の他の例において、クロム層、次いで金層でケイ素支持層を被覆する。クロム層は、ケイ素層への金層の接着力を改善し得る。
【０１０９】
基材の表面は、典型的に、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基と反応可能な基を含む。すなわち、基材は、式Ｉの化合物中の基Ｘ1と反応可能な基を含む（すなわち、基材は基Ｘ1に相補的な官能基を含む）。基材は、相補的な官能基を含む外層を有するように処理された支持材料を含み得る。基材は、Ｘ1と反応可能な基を有することが知られているいずれの固体相材料からも調製可能であり、以下の適切な材料の例に限定されない。
【０１１０】
カルボキシ基またはハロカルボニル基は、ヒドロキシ基を有する基材と反応して、カルボニルオキシ含有結合基を形成可能である。ヒドロキシ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリビニルアルコール、コロナ処理されたポリエチレン、ポリメタクリレートのヒドロキシ置換エステル、ポリアクリレートのヒドロキシ置換エステル、およびガラスまたはポリマー膜のような支持材料上のポリビニルアルコールコーティングが挙げられる。
【０１１１】
また、カルボキシ基またはハロカルボニル基は、メルカプト基を有する基材と反応して、カルボニルチオ含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリアクリレートのメルカプト置換エステル、ポリメタクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１１２】
加えて、カルボキシ基またはハロカルボニル基は、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基または第二級脂肪族アミノ基と反応して、カルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。第一級芳香族アミノ基または第二級芳香族アミノ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリアミン、ポリメタクリレートのアミン置換エステル、ポリアクリレートのアミン置換エステル、ポリエチレンイミン、およびアミノアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１１３】
ハロカルボニルオキシ基は、ヒドロキシ基を有する基材と反応して、オキシカルボニルオキシ含有結合基を形成可能である。ヒドロキシ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリビニルアルコール、コロナ処理されたポリエチレン、ポリメタクリレートのヒドロキシ置換エステル、ポリアクリレートのヒドロキシ置換エステル、およびガラスまたはポリマー膜のような支持材料上のポリビニルアルコールコーティングが挙げられる。
【０１１４】
また、ハロカルボニルオキシ基は、メルカプト基を有する基材と反応して、オキシカルボニルチオ含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリメタクリレートのメルカプト置換エステル、ポリアクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１１５】
加えて、ハロカルボニルオキシ基は、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基または第二級脂肪族アミノ基を有する基材と反応して、オキシカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。第一級芳香族アミノ基または第二級芳香族アミノ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリアミン、ポリメタクリレートのアミン置換エステル、ポリアクリレートのアミン置換エステル、ポリエチレンイミン、およびアミノアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１１６】
シアノ基は、アジド基を有する基材と反応して、テトラジンジイル含有結合基を形成可能である。アジド基を有する基材の例としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上のポリ（４−アジドメチルスチレン）のコーティングが挙げられる。適切なポリマー支持材料としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１１７】
ヒドロキシ基は、イソシアネート基を有する基材と反応して、オキシカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。イソシアネート基を有する適切な基材としては、限定されないが、支持材料上の２−イソシアナトエチルメタクリレートポリマーのコーティングが挙げられる。適切な支持材料としては、ガラス、およびポリエステル、ポリイミド等のようなポリマー材料が挙げられる。
【０１１８】
また、ヒドロキシ基は、カルボキシ、カルボニルオキシカルボニルまたはハロカルボニルを有する基材と反応して、カルボニルオキシ含有結合基を形成可能である。適切な基材としては、限定されないが、支持材料上のアクリル酸ポリマーもしくはコポリマーのコーティング、または支持材料上のメタクリル酸ポリマーもしくはコポリマーのコーティングが挙げられる。適切な支持材料としては、ガラス、およびポリエステル、ポリイミド等のようなポリマー材料が挙げられる。他の適切な基材としては、ポリエチレンと、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸またはそれらの組み合わせとのコポリマーが挙げられる。
【０１１９】
メルカプト基は、イソシアネート基を有する基材と反応可能である。メルカプト基とイソシアネート基との間の反応によって、チオカルボニルイミノ含有結合基が形成される。イソシアネート基を有する適切な基材としては、限定されないが、支持材料上の２−イソシアナトエチルメタクリレートコポリマーのコーティングが挙げられる。適切な支持材料としては、ガラス、およびポリエステル、ポリイミド等のようなポリマー材料が挙げられる。
【０１２０】
また、メルカプト基は、ハロカルボニル基を有する基材と反応して、カルボニルチオ含有結合基を形成可能である。ハロカルボニル基を有する基材としては、例えば、クロロカルボニル置換ポリエチレンが挙げられる。
【０１２１】
また、メルカプト基は、ハロカルボニルオキシ基を有する基材と反応して、オキシカルボニルチオ含有結合基を形成可能である。ハロカルボニル基を有する基材としては、ポリビニルアルコールのクロロホルミルエステルが挙げられる。
【０１２２】
加えて、メルカプト基は、エチレン性不飽和基を有する基材と反応して、チオエーテル含有結合基を形成可能である。エチレン性不飽和基を有する適切な基材としては、限定されないが、ブタジエンから誘導されたポリマーおよびコポリマーが挙げられる。
【０１２３】
イソシアネート基は、ヒドロキシ基を有する基材と反応して、オキシカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。ヒドロキシ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリビニルアルコール、コロナ処理されたポリエチレン、ポリメタクリレートまたはポリアクリレートのヒドロキシ置換エステル、およびガラスまたはポリマー膜上のポリビニルアルコールコーティングが挙げられる。
【０１２４】
また、イソシアネート基は、メルカプト基と反応して、チオカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリメタクリレートまたはポリアクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１２５】
加えて、イソシアネート基は、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基または第二級脂肪族アミノ基と反応して、尿素含有結合基を形成可能である。第一芳香族アミノ基または第二級芳香族アミノ基を有する適切な基材としては、限定されないが、ポリアミン、ポリエチレンイミン、およびガラスまたはポリエステルもしくはポリイミドのようなポリマー材料のような支持材料上のアミノアルキルシランのコーティングが挙げられる。
【０１２６】
また、イソシアネート基は、カルボキシと反応して、Ｏ−アシルカルバモイル含有結合基を形成可能である。カルボン酸基を有する適切な基材としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上のアクリル酸ポリマーまたはコポリマーのコーティングまたはメタクリル酸ポリマーまたはコポリマーのコーティングが挙げられる。コポリマーとしては、限定されないが、ポリエチレンおよびポリアクリル酸またはポリメタクリル酸を含有するコポリマーが挙げられる。適切なポリマー支持材料としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１２７】
ハロシリル基、アルコキシシリル基またはアシロキシシリル基は、シラノール基を有する基材と反応して、ジシロキサン含有結合基を形成可能である。適切な基材としては、様々なガラス、セラミック材料またはポリマー材料から調製されるものが挙げられる。また、これらの基は、表面上に金属水酸化物基を有する様々な材料と反応して、シラン含有結合を形成可能である。適切な金属としては、限定されないが、銀、アルミニウム、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等が挙げられる。いくつかの実施形態において、金属はステンレス鋼または他の合金である。シラノール基を有するように、ポリマー材料を調製することができる。例えば、シラノール基を有する市販品として入手可能なモノマーとしては、ウィスコンシン州、ミルウォーキーのアルドリッチ ケミカル カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手可能な３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレートおよび３−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
【０１２８】
アジド基は、例えば、炭素−炭素三重結合を有する基材と反応して、トリアゾルジイル含有結合基を形成可能である。また、アジド基は、ニトリル基を有する基材と反応して、テトラゼンジイル含有結合基を形成可能である。ニトリル基を有する基材としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー材料のような支持材料上のポリアクリロニトリルのコーティングが挙げられる。例えば、適切なポリマー支持材料としては、ポリエステルおよびポリイミドが挙げられる。ニトリル基を有する他の適切な基材としては、アクリロニトリルポリマーまたはコポリマーおよび２−シアノアクリレートポリマーまたはコポリマーが挙げられる。
【０１２９】
また、アジド基は、ストレインド（ｓｔｒａｉｎｅｄ）オレフィン基と反応して、トリアゾリニル含有結合基を形成可能である。ストレインドオレフィン基を有する適切な基材としては、ペンダントノルボルネニル官能基を有するコーティングが挙げられる。適切な支持材料としては、限定されないが、ガラス、およびポリエステルおよびポリイミドのようなポリマー材料が挙げられる。
【０１３０】
アジリジニル基は、メルカプト基と反応して、β−アミノアルキルチオエーテル含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリメタクリレートまたはポリアクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１３１】
加えて、アジリジニル基は、カルボキシ基と反応して、β−アミノアルキルオキシカルボニル含有結合基を形成可能である。カルボキシを有する適切な基材としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上のアクリル酸ポリマーもしくはコポリマーのコーティングまたはメタクリル酸ポリマーもしくはコポリマーのコーティングが挙げられる。コポリマーとしては、限定されないが、ポリエチレンおよびポリアクリル酸またはポリメタクリル酸を含有するコポリマーが挙げられる。適切なポリマー支持材料としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１３２】
ハロアルキル基は、例えば、第三級アミノ基を有する基材と反応して、第四級アンモニウム含有結合基を形成可能である。第三級アミノ基を有する適切な基材としては、限定されないが、ポリジメチルアミノスチレンまたはポリジメチルアミノエチルメタクリレートが挙げられる。
【０１３３】
同様に、第三級アミノ基は、例えば、ハロアルキル基を有する基材と反応して、第四級アンモニウム含有結合基を形成可能である。ハロアルキル基を有する適切な基材としては、例えば、支持材料上のハロアルキルシランのコーティングが挙げられる。支持材料としては、限定されないが、ガラス、およびポリエステルおよびポリイミドのようなポリマー材料が挙げられる。
【０１３４】
第一級芳香族アミノまたは第二級芳香族アミノ基は、例えば、イソシアネート基を有する基材と反応して、オキシカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。イソシアネート基を有する適切な基材としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上の２−イソシアナトエチルメタクリレートポリマーまたはコポリマーのコーティングが挙げられる。適切なポリマー支持体としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１３５】
また、第一級芳香族アミノまたは第二級芳香族アミノ基は、カルボキシまたはハロカルボニル基を含有する基材と反応して、カルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。適切な基材としては、限定されないが、支持材料上のアクリル酸またはメタクリル酸ポリマーコーティングが挙げられる。支持材料は、例えば、ガラス、またはポリエステルまたはポリイミドのようなポリマー材料であり得る。他の適切な基材としては、ポリエチレンおよびポリメタクリル酸またはポリアクリル酸のコポリマーが挙げられる。
【０１３６】
ジスルフィドまたはアルキルジスルフィド基は、例えば、金属表面と反応して、金属硫化物含有結合基を形成可能である。適切な金属としては、限定されないが、金、白金、パラジウム、ニッケル、銅およびクロムが挙げられる。基材は、インジウムスズ酸化物のような合金または誘電性材料でもあり得る。
【０１３７】
ベンゾトリアゾリルは、例えば、金属または金属酸化物表面を有する基材と反応可能である。適切な金属または金属酸化物としては、例えば、銀、アルミニウム、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等が挙げられる。金属または金属酸化物は、ステンレス鋼、インジウムスズ酸化物等のような合金を含み得る。
【０１３８】
ホスホノ、ホスホロアミドまたはホスファトは、例えば、金属または金属酸化物表面を有する基材と反応可能である。適切な金属または金属酸化物としては、例えば、銀、アルミニウム、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等が挙げられる。金属または金属酸化物は、ステンレス鋼、インジウムスズ酸化物等のような合金を含み得る。
【０１３９】
エチレン性不飽和基は、例えば、メルカプト基によって置換されたアルキル基を有する基材と反応可能である。反応によって、ヘテロアルキレン含有結合基が形成される。適切な基材としては、例えば、ポリアクリレートまたはポリメタクリレートのメルカプト置換アルキルエステルが挙げられる。
【０１４０】
また、エチレン性不飽和基は、化学蒸着プロセスを使用して形成されたケイ素基材のようなケイ素表面を有する基材と反応可能である。かかるケイ素表面は−ＳｉＨ基を含有し得、これは白金触媒の存在下でエチレン性不飽和基と反応して、アルキレン基に結合したＳｉと結合基を形成可能である。
【０１４１】
加えて、エチレン性不飽和基は、炭素−炭素二重結合を有する基材と反応して、アルキレン含有結合基を形成可能である。かかる基材としては、例えば、ブタジエンから誘導されたポリマーが挙げられる。
【０１４２】
他のエチレン性不飽和基としては、カルボニル、カルボニルオキシまたはカルボニルイミノ基に結合された式Ｉａ中のものが挙げられる。得られる化合物は、例えば、アクリロイル、アクリルアミドまたはビニルケトン基を有し得る。これはヒドロキシ基を有する基材と反応して、それぞれ、オキシカルボニルエチレンオキシ含有結合基、イミノカルボニルエチレンオキシ含有結合基またはカルボニルエチレンオキシ含有結合基を形成可能である。ヒドロキシ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリビニルアルコール、コロナ処理されたポリエチレン、ポリメタクリレートのヒドロキシ置換エステル、ポリアクリレートのヒドロキシ置換エステル、およびガラスまたはポリマー膜のような支持材料上のポリビニルアルコールコーティングが挙げられる。
【０１４３】
また、（メタ）アクリロイル、（メタ）アクリルアミドまたはビニルケトン基は、メルカプト基を有する基材で反応して、それぞれ、オキシカルボニルエチレンチオ含有結合基、イミノカルボニルエチレンチオ含有結合基またはカルボニルエチレンチオ含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリメタクリレートのメルカプト置換エステル、ポリアクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１４４】
また、アクリロイル、アクリルアミドまたはビニルケトン基は、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基または第二級脂肪族アミノ基を有する基材と反応して、それぞれ、オキシカルボニルエチレンイミノ含有結合基、イミノカルボニルエチレンイミノ含有結合基またはカルボニルエチレンイミノ含有結合基を形成可能である。第一級芳香族アミノ基または第二級芳香族アミノ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリアミン、ポリメタクリレートのアミン置換エステル、ポリアクリレートのアミン置換エステル、ポリエチレンイミン、およびアミノアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１４５】
加えて、（メタ）アクリロイル、（メタ）アクリルアミドまたはビニルケトン基は、アジド基を有する基材と反応して、それぞれ、オキシカルボニルトリアゾリニル含有結合基、イミノカルボニルトリアゾリニル含有結合基、カルボニルトリアゾリニル含有結合基を形成可能である。アジド基を有する基材の例としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上のポリ（４−アジドメチルスチレン）のコーティングが挙げられる。適切なポリマー支持材料としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１４６】
基材との接触時に、式Ｉの化合物は自己集合プロセスを受ける。本明細書で使用される場合、用語「自己集合」は、基材との接触時に、材料が、基材に結合されたテザリング基の単層を自発的に形成し得るプロセスを指す。例えば、金基材に暴露された時、Ｘ1に関してジスルフィドまたはアルキルジスルフィド基を有する化合物は、自己集合プロセスを受け得る。もう１つの例として、Ｘ1に関してハロシリル基を有する化合物は、ダイヤモンド様ガラスまたはガラス基材に暴露された時に自己集合プロセスを受け得る。
【０１４７】
一実施形態において、式ＩＩ：
【化２５】
は、本発明の物品を表し得る。式ＩＩは、基材に結合されたテザリング基を表す。テザリング基は、式Ｉで表される化合物から誘導される。基Ｕ1は、式Ｉで表される化合物中のＸ1と、基材表面上の相補的な官能基との反応によって形成される結合基である。基Ｙ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。すなわち、この物品は、
基材と、
基材に結合されたテザリング基と、
を含み、このテザリング基は、基材表面上の相補的な官能基Ｇと、式Ｉ
【化２６】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミドまたはホスファトから選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって、窒素ヘテロ原子を有する４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物との反応生成物を含む。
Ｇは、Ｘ1と反応して、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成可能な基である。このテザリング基は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【０１４８】
また、式Ｉの化合物が式Ｉａで表される化合物である場合、物品は、式ＩＩａ：
【化２７】
のものである。式ＩＩａの物品において、結合基Ｕ1に結合されたカルボニル基、カルボニルオキシ基またはカルボニルイミノ基が存在する。具体的に、これらの物品は式ＩＩの物品のサブセットであり、基材と、基材に結合されたテザリング基とを含む。基材に結合されたテザリング基は、基材表面上の相補的な官能基Ｇと式Ｉａの化合物との反応生成物である。相補的な官能基Ｇは、Ｈ2Ｃ＝ＣＲ5−基と反応可能な基である。このテザリング基は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【０１４９】
式ＩＩおよびＩＩａは、基材に結合される１個のみのテザリング基を示すが、２個以上の反応基Ｇが基材に存在する場合、２個以上のテザリング基が基材に結合され得る。さらに基材は、基材表面上に、テザリング化合物と反応しなかった過剰なＧ基を有し得る。
【０１５０】
式Ｉで表される化合物中のＸ1基と反応可能な基材上の基（すなわち、基Ｇ）としては、限定されないが、ヒドロキシ、メルカプト、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基、第二級脂肪族アミノ基、アジド、カルボキシ、カルボニルオキシカルボニル、イソシアネート、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シラノールおよびニトリルが挙げられる。
【０１５１】
例えば、式Ｉから誘導されたテザリング基の結合前後の基材上での液体の接触角測定（例えば、基材表面へのテザリング基の結合時に、接触角は変化し得る）、偏光解析法（例えば、結合層の厚さを測定可能）、飛行時間型質量分析（例えば、基材表面へのテザリング基の結合時に、表面濃度は変化し得る）およびフーリエ変換赤外分光分析（例えば、基材表面へのテザリング基の結合時に、反射率および吸光度は変化し得る）のような技術を使用して、基材表面へのテザリング基の結合（すなわち、式ＩＩの基材に結合されたテザリング基の形成）を検出可能である。
【０１５２】
本発明の物品の他の実施形態において、テザリング基中のＮ−スルホニルアミノカルボニル基はアミン含有材料と反応する。カルボニルイミノ含有コネクター基が形成され、基材へのアミン含有材料の固定化が生じる。アミン含有材料は、式ＩＩの基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基と反応可能である。いくつかの実施形態において、アミン含有材料は、例えば、アミノ酸、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、酵素、細胞小器官、免疫グロビンまたはそれらの断片のような生体分子である。他の実施形態において、アミン含有材料は、アミン含有被検体のような非生物学的アミンである。
【０１５３】
アミン含有材料（Ｈ2Ｎ−Ｔ）は、求核置換反応によって式ＩＩの基材に結合されたテザリング基と反応して、式ＩＩＩ：
【化２８】
（式中、Ｕ1は、式Ｉで表される化合物のＸ1と、基材表面上の相補的な官能基との反応によって形成された結合基であり；Ｔは、アミン含有材料の残基であり；そしてＹ1およびＲ1は、式Ｉおよび式ＩＩに関して前記で定義されたものと同一である）のアミン含有材料を固定化した基材を製造し得る。Ｈ2Ｎ−Ｔは、いずれかの適切な第一級アミン含有材料である。いくつかの実施形態において、Ｈ2Ｎ−Ｔは生体分子である。
【０１５４】
式ＩＩＩのアミン含有材料を固定化した基材は、式ＩＩａのテザリング基に関して、式ＩＩＩａ：
【化２９】
のものであり得る。すなわち、式ＩＩＩａのアミン含有材料を固定化した基材は、式ＩＩＩのサブセットである。
【０１５５】
例えば、質量分光分析、接触角測定、赤外分光分析および偏光解析法を使用することによって、固定化アミンの存在を決定することができる。加えて、アミン含有材料が生物学的に活性な材料である場合、様々な免疫学的測定および光学顕微鏡による技術を使用することができる。
【０１５６】
他の材料をアミン含有材料に結合することができる。例えば、相補的なＲＮＡまたはＤＮＡ断片を、固定化ＲＮＡまたはＤＮＡ断片とハイブリット形成することができる。もう１つの例において、固定化抗体に抗原を結合することができ、または固定化抗原に抗体を結合することができる。具体例において、黄色ブドウ球菌のようなバクテリアを固定化生体分子に結合することができる。
【０１５７】
基材へのアミン含有材料の固定化法
本発明のもう１つの態様は、基材へのアミン含有材料の固定化法を提供する。この方法は、基材表面上の相補的な官能基と、式Ｉの化合物中の基材反応性基Ｘ1との反応によって基材に結合されたテザリング基を調製する工程と；基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基とアミン含有材料とを反応させて、基材とアミン含有材料との間にカルボニルイミノ含有コネクター基を形成する工程とを含む。
【０１５８】
一実施形態において、一価のＸ1に関して、基材へのアミン含有材料の固定化法を反応スキームＢに示す。
【化３０】
式中、Ｕ1は、式Ｉの化合物中のＸ1と、基材表面上の相補的な官能基Ｇとの反応によって形成された結合基であり；Ｔは、アミン含有材料の残基であり（すなわち、基Ｔは、アミン基を除く全てのアミン含有材料を表す）；そして基Ｙ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。Ｈ2Ｎ−Ｔは、いずれかの適切なアミン含有材料である。いくつかの実施形態において、Ｈ2Ｎ−Ｔは生体分子である。この方法は、
式Ｉ
【化３１】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒaは、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている化合物を選択する工程と；
Ｘ1と反応可能な相補的な官能基を有する基材を提供する工程と；
Ｘ1と、基材上の相補的な官能基とを反応させて、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを生じることによって、基材に結合されたテザリング基を調製する工程と；
基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基と、アミン含有材料とを反応させて、カルボニルイミノ含有コネクター基を形成する工程と、
を含む。すなわち、コネクター基は、式−Ｕ1−Ｙ1−（ＣＯ）−ＮＨ−の二価の基（基材と式ＩＩＩ中の基Ｔとの間の二価の基）である。結合基はコネクター基の一部である。
【０１５９】
このアミン含有材料の固定化法において、式Ｉの化合物は式Ｉａの化合物であり得、そして基材は、Ｈ2Ｃ＝ＣＲ5−基と反応可能な相補的な官能基を有し得る。この方法は、Ｈ2Ｃ＝ＣＲ5−基と、基材上の相補的な官能基とを反応させて、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを生じることによって、基材に結合されたテザリング基を調製する工程を含む。基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基とアミン含有材料とを反応させて、式−Ｕ1−（ＣＯ）−Ｌ1−Ｙ2−（ＣＯ）−ＮＨ−のコネクター基（基材と式ＩＩＩ中の基Ｔとの間の二価の基）を形成する。結合基はコネクター基の一部である。
【０１６０】
使用
例えば、アミン含有材料の固定化のために本発明の化合物を使用することができる。いくつかの実施形態において、アミン含有材料はアミン含有被検体である。他の実施形態において、アミン含有材料は、例えば、アミノ酸、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、酵素、細胞小器官、免疫グロビンまたはそれらの断片のような生体分子である。固定化された生物学的アミン含有材料は、病気または遺伝子欠損の医学的診断において有用であり得る。また固定化アミン含有材料は、生物学的分離のため、または様々な生体分子の存在の検出のために使用可能である。加えて、固定化アミン含有材料は、他の材料を調製するためにバイオリアクターにおいて、または生体触媒として使用可能である。基材に結合されたテザリング基は、アミン含有被検体の検出のために使用可能である。
【０１６１】
生物学的アミン含有材料は、しばしば、基材への結合後も活性なままであり得る（すなわち、式ＩＩＩで表される物品は、基材に固定化された生物学的に活性なアミン含有材料を含み得る）。例えば、固定化抗体は抗原と結合可能であるか、または固定化抗原は抗体に結合可能である。アミン含有材料はバクテリアに結合可能である。具体的な例において、固定化アミン含有材料は黄色ブドウ球菌バクテリアに結合可能である（例えば、固定化アミン含有材料は、バクテリアに特異的に結合し得る部位を有する生体分子であり得る）。
【０１６２】
本発明の化合物を基材へと結合させることによって調製される物品は、典型的に、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドの誘導体であるテザリング化合物を使用して調製される従来の既知の物品と比較して、加水分解安定性の改善を有する。加水分解安定性のため、本発明の化合物および基材に結合されたテザリング基は、典型的に、水性系において使用可能である。
【０１６３】
アミン含有材料がＮ−スルホニルアミノカルボニル基と反応する時、カルボニルイミノ含有コネクター基が形成されて、基材へのアミン含有材料の固定化（すなわち、アミン含有材料が固定化された式ＩＩＩで表される基材）が得られる。アミン含有材料と、基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基との反応速度は、典型的に、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基の加水分解速度より速い。すなわち、アミン含有材料の固定化は、加水分解反応より速い速度で生じる。基材への固定化が生じると、カルボニルイミノ共有結合の形成のため、アミン含有材料は容易に移動することはない。
【実施例】
【０１６４】
特記されない限り、全ての溶媒および化学試薬は、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ ケミカル カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手したか、または入手可能である。
【０１６５】
金被覆ケイ素基材は、カリフォルニア州サンノゼのウエハーネット インコーポレイテッド（ＷａｆｅｒＮｅｔ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡ）から入手した。これは、１５０ｍｍ プライム−グレード Ｎ型ケイ素ウエハーであって、その片側上で、反応スパッタリングによって金属が析出されていた。ウエハーを、最初に反応スパッタリングで処理して、クロムの層を析出させ、次いで反応スパッタリングで処理して、金の層を析出させた。金層の厚さは、５０００オングストロームであった。
【０１６６】
Ｎ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミドは、フランス、モンリュソンのアンテルシム（Ｉｎｔｅｒｃｈｉｍ，Ｍｏｎｔｌｕｃｏｎ，Ｆｒａｎｃｅ）から得ることができる。
【０１６７】
水性緩衝溶液は、ウィスコンシン州ミルウォーキーのシグマ アルドリッチ カンパニー（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手したか、または既知の方法で調製した。
【０１６８】
ＨＳＡ、ならびに複合化および非複合化ＩｇＧ（すなわち、免疫グロブリンＧ）は、ペンシルバニア州ウェストグローブのジャクソン イムノリサーチ ラボラトリーズ インコーポレイテッド（Ｊａｃｋｓｏｎ ＩｍｍｕｎｏＲｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｅｓｔ Ｇｒｏｖｅ，ＰＡ）から得た。
【０１６９】
調製実施例および実施例において形成された各生成物のＩＲおよび1ＨＮＭＲスペクトルは、指定された構造と一致した。
【０１７０】
用語
本明細書で使用される場合：
「ＣＨＥＳ緩衝液」は、２−（シクロヘキシルアミノ）エタンスルホン酸の水溶液を指し；
「ＤＬＣ」は、前記の通り調製されたダイヤモンド様炭素コーティングを指し；
「ＤＬＧ」は、前記の通り調製されたダイヤモンド様ガラスコーティングを指し；
「ＤＭＦ」は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを指し；
「ＥＬＩＳＡ」は、酵素結合免疫吸着剤検定法を指し；
「ＦＩＴＣ−アルブミン（ＦＩＴＣ−ＡＬＢＵＭＩＮ）」は、ミズーリ州セントルイスのシグマ−アルドリッチ コーポレイション（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏｒｐ．，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から重炭酸緩衝液中２ｍｇ／ｍＬ溶液として得られた、フルオレセイン標識化ウシ血清アルブミンを指し；
「ＨＳＡ」は、ヒト血清アルブミンを指し；
「ＳＡ−ＨＲＰ」は、ペンシルバニア州ウェストグローブのジャクソン イムノリサーチ ラボラトリーズ インコーポレイテッド（Ｊａｃｋｓｏｎ ＩｍｍｕｎｏＲｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｅｓｔ Ｇｒｏｖｅ，ＰＡ）から入手された、セイヨウワサビペルオキシダーゼと複合化されたストレプトアビジンを指し；
「ＡＢＴＳ」は、メリーランド州ゲイサーズバーグのＫＰＬ インコーポレイテッド（ＫＰＬ Ｉｎｃ．，Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）からのキットで入手された、２，２’−アジノ−ジ−（３−エチルベンズチアゾリン−６−スルホネート）を指し；
「ＰＢＳ」は、約７．４のｐＨを有する、リン酸緩衝塩類溶液を指し；
「ＳＤＳ」は、ドデシル硫酸ナトリウムを指し；そして
「トゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０」は、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレートを指す。
【０１７１】
方法
接触角測定
モデル１００角度計（ニュージャージー州マウンテンレークスのラーム−ハート インコーポレイテッド（Ｒａｍｅ−Ｈａｒｔ，Ｉｎｃ．，Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ）から入手可能）を使用して、空気中、室温で、脱イオン水の前進および後退接触角を測定した。
【０１７２】
偏光解析法
波長６３２０オングストロームおよび入射角７０度で、モデル オートＥＬ（Ｍｏｄｅｌ ＡｕｔｏＥＬ）偏光解析器（ニュージャージー州フランダースのルドルフ テクノロジーズ インコーポレイテッド（Ｒｕｄｏｌｐｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｆｌａｎｄｅｒｓ，ＮＪ）から入手可能）を使用して、単層の厚さの偏光解析法による決定を実行した。各基材に関して、１−メルカプトヘキサデカン、１−メルカプトドデカンおよび１−メルカプトオクタンの自己集合単層の外挿法によって、偏光解析定数を決定した。３層モデルを使用し、単層に関して１．４６の屈折率を仮定することによって、単層の厚さを偏光解析によって推測した。
【０１７３】
調製実施例１：Ｎ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミドの調製
計量された圧力反応器（イリノイ州モリーンのパール インストルメント カンパニー（Ｐａｒｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｍｏｌｉｎｅ，ＩＬ）から入手可能）に、ジクロロメタン（１００ｍＬ）を充填し、次いで液体窒素を使用して冷却する。反応器上の弁に接続されたステンレス鋼管を通して、シリンダーからメチルアミンを導入する。反応器を定期的に計量し、そして２０gが添加されるまでメチルアミンを添加する。次いで、９７．９ｇが添加されるまで、ステンレス鋼管を通してシリンダーからトリフルオロメタンスルホニルフルオリドを反応器に導入する。次いで、圧力反応器を密封し、そしてモーター付きロッカー中に配置して振動し、そして室温まで加温する。反応器が室温に達してから約６時間後、弁を開放することによって空気中にゆっくり通気させる。生成物残渣は１０重量％のＨＣｌ水で洗浄し、次いで有機相をＭｇＳＯ4上で乾燥させる。混合物を濾過し、そしてロータリーエバポレーターを使用して溶媒を濾液から除去して、生成物を得る。
【０１７４】
調製実施例２：
【化３２】
の調製
エタノール（３０．８ｇ）中のＫＯＨ（２．７ｇ）の溶液を、室温で磁気撹拌した。１１−メルカプトウンデカン酸（５．０ｇ）をＫＯＨ溶液にゆっくりと添加した。添加完了後、エタノール（６２．２ｇ）中のヨウ素（２．９ｇ）の溶液を添加し、そして混合物を約１時間長く撹拌した。次いで、混合物を１Ｎ ＨＣｌ水に注ぎ入れ、そして濾過によって沈殿固体を単離した。脱イオン水で固体を洗浄し、そして空気中で乾燥させ、５．０ｇの生成物を得た。
【０１７５】
調製実施例３：
【化３３】
の調製
磁気撹拌バー、還流冷却器および加熱マントルを備えた丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下、還流下で、調製実施例２からのカルボキシ含有生成物（２．０ｇ）、塩化チオニル（１．１５ｇ）および塩化メチレン（１２．６ｇ）の混合物を撹拌および加熱した。６時間後、混合物を室温まで冷却し、そしてロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、生成物を得た。
【０１７６】
調製実施例４：
【化３４】
の調製
丸底フラスコ内で磁気撹拌下、塩化メチレン（３７ｍＬ）中の２−（２−アミノエトキシ）エタノール（９．７ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（６．２７ｇ）の溶液に、塩化メチレン（３０ｍＬ）中に溶解された調製実施例３のクロロカルボニル含有生成物（１０．９ｇ）をゆっくり添加した。添加の間、フラスコを氷浴中で冷却した。添加完了後、混合物は粘性となった。脱イオン水で混合物を抽出するように試みたが、部分的乳濁液が得られた。ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、そして残渣混合物を沸点まで加熱すると、白色固体の沈殿が生じた。この固体を濾過し、次いで、アセトニトリル（２５０ｍＬ）中に溶解した。アセトニトリル溶液を撹拌して、窒素ガス流を溶液の表面上に誘導することによって濃縮した。得られた白色結晶を濾過によって単離し、そして窒素ガス流下で一晩乾燥させ、１２．６ｇの生成物を得た。
【０１７７】
調製実施例５：
【化３５】
の調製
調製実施例４のヒドロキシ含有生成物（３．０ｇ）、コハク酸無水物（１．１ｇ）およびトリエチルアミン（１．１５ｇ）の混合物を、エルレンマイヤーフラスコ内で６時間加熱した。混合物を室温まで冷却し、そしてメチルアルコールをフラスコに添加した。生成物は暗色の濃厚な液体を形成し、これはメチルアルコールと非混和性であった。暗色の残渣からメチルアルコールをデカンテーションして除去し、次いで、生成物をアセトニトリルから再結晶し、３．４３ｇの生成物を得た。
【０１７８】
調製実施例６：
【化３６】
の調製
調製実施例５のカルボキシ含有生成物（０．５ｇ）、塩化チオニル（０．１５ｇ）、ＤＭＦ（１滴）およびジクロロメタン（２．０ｇ）の混合物を一晩、磁気撹拌した。ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、生成物（０．５２ｇ）を得た。
【０１７９】
調製実施例７：
【化３７】
の調製
還流冷却器、窒素ガス供給源に接続されたホースアダプターおよび加熱マントルを備えた丸底フラスコ内で、調製実施例２のカルボキシ含有生成物（２．０ｇ）、塩化チオニル（１．１５ｇ）および塩化メチレン（１２．６ｇ）の混合物を還流下で加熱した。６時間後、ロータリーエバポレーターを使用して混合物を濃縮して乾燥させた。次いで、フラスコに塩化メチレン（１２．６ｇ）を添加し、そしてこの溶液にＮ−ヒドロキシスクシンイミド（１．１１ｇ）およびピリジン（０．８ｇ）の混合物を滴下して添加した。混合物を一晩室温で撹拌し、次いで、ロータリーエバポレーターを使用して揮発性材料を除去した。残渣をイソプロピルアルコールから再結晶し、２．９１ｇの生成物を得た。
【０１８０】
調製実施例８：ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材の調製
テトラメチルシランプラズマを使用して、ダイヤモンド様炭素コーティング（ＤＬＣ）上にダイヤモンド様ガラス（ＤＬＧ）コーティングを析出させるために、モデル２４８０平行板容量結合反応性イオンエッチャー（フロリダ州セントペテルスバーグのプラズマサーム（ＰｌａｓｍａＴｈｅｒｍ，Ｓｔ．Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇ，ＦＬ）から入手）を使用した。アセチレンプラズマを使用して、モデル２４８０反応性イオンエッチャーによって、ＤＬＣコーティングをポリイミド膜上へ析出した。
【０１８１】
ミネソタ州セントポールの３Ｍ カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からの３Ｍ ８１１ 接着テープ（３Ｍ ８１１ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｔａｐｅ）を使用して、イオンエッチャーのパワー印加電極に、ポリイミド膜の約２０ｃｍ×３０ｃｍ試料（デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン ドゥ ヌムール アンド カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から商標名「カプトン（ＫＡＰＴＯＮ）Ｅ」で入手可能）を取り付けた。イオンエッチャーのチャンバーを閉鎖し、そしてポンプを使用してチャンバーの圧力を０．６７Ｐａ（０．００５トル）にした。１分あたり５００標準ｃｍ3の流速で酸素ガスをチャンバーに導入し、そしてチャンバーの圧力を６．７Ｐａ（０．０５０トル）に維持した。プラズマを誘発し、そして１５秒間２０００Ｗの電力で維持した。次いで酸素ガス流を停止し、そしてポンプを使用してチャンバーの圧力を０．６７Ｐａ（０．００５トル）にさせた。次いで１分あたり２００標準ｃｍ3の流速でアセチレンガスをチャンバーに導入し、そしてチャンバーの圧力を２Ｐａ（０．０１５トル）に維持した。プラズマを誘発し、そして１０秒間１６００Ｗの電力で維持した。次いでアセチレンガス流を停止し、そしてポンプを使用してチャンバーの圧力を０．６７Ｐａ（０．００５トル）にさせた。
【０１８２】
１分あたり５００標準ｃｍ3の流速で酸素ガスを再びチャンバーに導入し、そしてチャンバーの圧力を２０Ｐａ（０．１５トル）に維持した。プラズマを誘発し、そして１０秒間３００Ｗの電力で維持した。酸素ガスの流速を１分につき５００標準ｃｍ3に維持しながら、１分につき１５０標準ｃｍ3の流速でテトラメチルシランガスをチャンバーに導入した。チャンバーの圧力を２０Ｐａ（０．１５トル）に維持した。プラズマを誘発し、そして１２秒間３００Ｗの電力で維持した。テトラメチルシランガス流を停止した。１分後、酸素ガス流および２０Ｐａ（０．１５トル）のチャンバーの圧力の両方を維持しながら、プラズマを誘発し、そして２０秒間３００Ｗの電力で維持した。次いで酸素ガス流を停止し、そしてポンプを使用してチャンバーの圧力を０．６７Ｐａ（０．００５トル）にさせた。次いでチャンバーを大気に開放し、そして試料をパワー印加電極から除去し、ＤＬＧコーティングが電極に対面するように回転し、そして再び電極に取り付けた。両側面上にＤＬＣおよびＤＬＧの連続層を有するポリイミドの試料を提供するために、プラズマ処理の連続を繰返した。
【０１８３】
調製実施例９：ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材の調製
２５ｍｍ×７５ｍｍのガラス顕微鏡スライド（ペンシルバニア州ウェストチェスターのＶＷＲ サイエンティフィック（ＶＷＲ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｗｅｓｔ Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）から「マイクロ スライズ セレクテッド（ＭＩＣＲＯ ＳＬＩＤＥＳ ＳＥＬＥＣＴＥＤ）」として入手可能）を調製実施例８の方法に従ってプラズマチャンバー中で処理し、ガラス顕微鏡スライドの一側面上にＤＬＣおよびＤＬＧの層を連続的に析出させた。
【０１８４】
調製実施例１０：ポリイミド−チタン−金の多層基材の調製
電子ビーム蒸着によって、チタンおよび金の連続層をポリイミド膜上へ析出させた。金属製文房具のバインダークリップを使用して、モデル マーク５０（Ｍｏｄｅｌ Ｍａｒｋ ５０）高真空析出システム（カリフォルニア州フレモントのＣＨＡ インダストリーズ（ＣＨＡ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｆｒｅｍｏｎｔ，ＣＡ）から入手可能）のプラネタリーシステムの板に、ポリイミド膜の１０ｃｍ×１５ｃｍの試料（デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン ドゥ ヌムール アンド カンパニー（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から商標名「カプトン（ＫＡＰＴＯＮ）Ｅ」で入手可能）を取り付けた。チャンバーを約２時間排気し、この間、チャンバーの圧力を約６．７×１０-4Ｐａ（５×１０-6ｍｍ Ｈｇ）まで低下させた。１秒あたり約５オングストロームの速度で、全体の厚さが約２００オングストロームとなるまで、チタン金属を析出させた。次いでチタンの析出を停止し、そして系を約３０分間冷却させた。次いで、１秒あたり約１オングストロームの速度で、全体の厚さが約２０００オングストロームとなるまで、チタン層の上へ金金属を析出させた。次いで金の析出を停止し、そして系を約３０分間冷却させ、その後、チャンバーの圧力は大気圧まで上昇し、そして試料を除去した。
【０１８５】
調製実施例１１：金被覆ケイ素基材へのＮ−アシロキシスクシンイミド含有テザリング基の結合
アセトン中で調製実施例７のＮ−アシロキシスクシンイミド含有生成物の２５０マイクロモル溶液を調製した。金被覆ケイ素ウエハーの１ｃｍ×１ｃｍ部分を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、試料を取り出し、エタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。偏光解析による厚さは１７オングストロームであると決定され、そしてこの表面上の脱イオン水の静的前進接触角は５０度であると決定された。
【０１８６】
調製実施例１２：酸塩化物官能化ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズの調製
磁気撹拌バー、還流冷却器および窒素ガス供給源を備えた丸底フラスコ内で、ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズ（日本、東京の三菱化学株式会社から商標名「ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＱＫ３１Ｐ」で入手可能）（２０ｇ）をシクロヘキサン（６６ｇ）および塩化チオニル（８．３ｇ）と組み合わせた。混合物を６時間還流下で加熱し、その間、窒素ガスを装置中にゆっくり通した。次いで混合物を室温まで冷却し、そして濾過した。シクロヘキサンでビーズを洗浄し、次いで窒素ガス流下で一晩乾燥させ、生成物を得た。
【０１８７】
調製実施例１３：ヒドロキシル官能化ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズの調製
磁気撹拌バーを備えた丸底フラスコ中で、調製実施例１２の酸塩化物官能化ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズ（２０．４３ｇ）を２−（２−アミノエトキシ）エタノール（４０．０ｇ）と組み合わせた。混合物を室温で一晩撹拌し、次いでビーズを濾過し、そしてメタノールで洗浄した。次いで、窒素ガス流下でビーズを一晩乾燥させ、生成物を得た。
【０１８８】
実施例１：
【化３８】
の調製
窒素雰囲気下、室温で、乾燥ナトリウムサッカリン（１０．２５ｇ）、ジメトキシエタン（１５０ｍＬ）および塩化セバコイル（１８．０ｇ）の混合物を一晩撹拌した。次いで混合物を濾過し、そしてロータリーエバポレーターを使用して濾液を濃縮した。生成物残渣をヘキサンおよびトルエンの１０：１（ｖ／ｖ）混合物で倍散し、そしてこの混合物を冷却し、次いで濾過した。濾過された固体を乾燥させ、２２．１ｇの生成物を得た。
【０１８９】
実施例２：
【化３９】
の調製
ディーン−スタークトラップおよび還流冷却器を備えた丸底フラスコ中で、ナトリウムサッカリン二水和物（１．０ｇ）およびトルエン（約１５ｍＬ）の混合物を磁気撹拌し、そして還流下で沸騰させた。６時間後、混合物を室温まで冷却し、そしてロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去した。丸底フラスコ中で、この材料の全部分を乾燥アセトン（５．６ｇ）および塩化スクシノイル（２．５７ｇ）と組み合わせた。３０分間、室温で混合物を磁気撹拌し、その後、濾過した。ロータリーエバポレーターを使用して濾液を濃縮した。次いで、ホースアダプターを使用して高真空ポンプにフラスコを接続することによって、残渣をさらに濃縮した。フラスコが真空ポンプに接続されている間、油浴を使用してフラスコを７５℃まで加熱した。約２時間後、フラスコを室温まで冷却させ、そしてポンプから取り外した。次いで、生成物残渣をトルエンで倍散し、固体沈殿物の形成が生じた。混合物を濾過し、そして固体を室温で乾燥し、１．０ｇの生成物を得た。
【０１９０】
実施例３：
【化４０】
の調製
乾燥ＴＨＦ（２５ｍＬ）中のＮ−フェニルトリフルオロメチルスルホンアミド（２．２ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（１．３ｇ）の溶液を、乾燥ＴＨＦ（２５ｍＬ）中の塩化１０−ウンデセノイル（２．０ｇ）の撹拌溶液に添加する。溶液を室温で一晩撹拌し、次いでロータリーエバポレーターおよび高真空ポンプを使用して揮発性成分を除去する。次いで、１２５ｍＬスクリューキャップ瓶中で、この材料の溶液を塩化メチレン（３０ｇ）中に入れる。キシレン中の白金（０）−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラン錯体を約１．５重量％の濃度まで塩化メチレンで希釈して、そしてこの溶液の３滴を瓶に添加する。次いで瓶を密封し、そして水浴中で６０℃まで加熱する。１８時間後、混合物を室温まで冷却し、そして追加の白金錯体溶液（１滴）を添加する。瓶を再び密封し、そしてさらに２４時間、６０℃で加熱する。次いで、混合物を室温まで冷却し、そしてロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、生成物を得る。
【０１９１】
実施例４：
【化４１】
の調製
丸底フラスコ内で、乾燥ＴＨＦ（３．９ｇ）中のＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．９７ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．５８ｇ）の溶液を、乾燥ＴＨＦ（４．０ｇ）中の調製実施例３の生成物（１．０ｇ）の撹拌溶液に添加した。この混合物を一晩撹拌した。次いで、ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去した。残渣をクロロホルム（４０ｍＬ）に溶解し、そして最初に０．１Ｎ ＨＣｌ水（４０ｍＬ）、次いで飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、次いで濾過した。ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、１．０３ｇの生成物を得た。
【０１９２】
実施例５：
【化４２】
の調製
乾燥アセトン（４．１ｇ）中の調製実施例６のクロロカルボニル含有生成物（０．７５ｇ）の磁気撹拌溶液に、固体ナトリウムサッカリン（０．３８ｇ）を室温で添加した。一晩混合後、ビーカー中の脱イオン水に混合物を注ぎ入れ、そして得られた固体を濾過し、そして室温および６６．７Ｐａ（０．５ｍｍ Ｈｇ）の真空オーブン中で一晩乾燥させ、０．６０ｇの生成物を得た。
【０１９３】
実施例６：
【化４３】
の調製
ＴＨＦ（０．８ｇ）中のＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．２０３ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．１７ｇ）の溶液を、ＴＨＦ（２．０ｇ）中の調製実施例６のクロロカルボニル含有生成物（０．５ｇ）の撹拌溶液にゆっくり添加した。混合物を室温で一晩撹拌し、次いでビーカー内の脱イオン水に混合物を注ぎ入れた。固体を濾過し、そして室温および６６．７Ｐａ（０．５ｍｍ Ｈｇ）の真空オーブン中で一晩乾燥させ、０．６５ｇの生成物を得た。
【０１９４】
実施例７：
【化４４】
の調製
ＴＨＦ（１．２ｇ）中のＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．２８ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．１６ｇ）の溶液を、ＴＨＦ（２．０ｇ）中の調製実施例６のクロロカルボニル含有生成物（０．５ｇ）の撹拌溶液にゆっくり添加した。混合物を室温で一晩撹拌し、次いでビーカー内の脱イオン水に混合物を注ぎ入れた。固体を濾過し、そして室温および６６．７Ｐａ（０．５ｍｍ Ｈｇ）の真空オーブン中で一晩乾燥させ、０．７２ｇの生成物を得た。
【０１９５】
実施例８：
【化４５】
の調製
丸底フラスコ中で、乾燥ＴＨＦ（１．１ｇ）中のＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．３５３ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．２７４ｇ）の溶液を、乾燥ＴＨＦ（４．０ｇ）中の調製実施例３の生成物（１．０ｇ）の撹拌溶液に添加した。混合物を一晩室温で磁気撹拌した。次いで、混合物を２０ｍＬの０．１Ｎ ＨＣｌ水で処理し、そして混合物をクロロホルムで抽出した。有機相を飽和ＮａＣｌ水で洗浄し、そして無水ＭｇＳＯ4上で乾燥した。ロータリーエバポレーターを使用して揮発性物質を除去した。1Ｈ ＮＭＲ分光法による残渣の分析は、反応が不完全であることを示した。生成物残渣を丸底フラスコに移し、そして塩化チオニル（０．３ｇ）および塩化メチレン（５ｍＬ）と組み合わせた。この混合物を一晩磁気撹拌し、次いで、ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去した。次いで、乾燥ＴＨＦ（１．１ｇ）中のＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．３５３ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．２７４ｇ）の溶液をフラスコに添加し、そして混合物を室温で一晩磁気撹拌した。次いで混合物を２０ｍＬの０．１Ｎ ＨＣｌ水で処理し、そして混合物をクロロホルムで抽出した。有機相を飽和ＮａＣｌ水溶液で洗浄し、そして無水ＭｇＳＯ4上で乾燥した。ロータリーエバポレーターおよび高真空ポンプを使用して揮発性物質を除去し、０．５５ｇの生成物を得た。
【０１９６】
実施例９：
【化４６】
の調製
窒素雰囲気下で丸底フラスコ中の２，３−ジヒドロ−３−オキソベンズイソスルホンアゾール（５．０ｇ）、トリエチルアミン（３．３ｇ）およびアセトニトリル（３０ｇ）の混合物を磁気撹拌し、そして氷浴で冷却した。均圧化添加ロートを使用して、ＴＨＦ（１２ｇ）中の塩化１０−ウンデセノイル（６．１ｇ）の溶液をフラスコにゆっくり添加した。混合物を室温まで加温し、次いで濾過した。ロータリーエバポレーターを使用して濾液を濃縮して乾燥させ、そして残渣をジエチルエーテルで倍散した。得られた固体を濾過し、ジエチルエーテルで洗浄し、そして室温の空気中で乾燥させ、８．７ｇの生成物を得た。
【０１９７】
実施例１０：
【化４７】
の調製
アセトニトリル（８．０ｇ）中のサッカリン（１．８ｇ）およびピリジン（０．８ｇ）の溶液を、アセトニトリル（７．８ｇ）中の調製実施例３のクロロカルボニル含有生成物（２．２ｇ）の撹拌溶液に添加した。一晩混合した後、ロータリーエバポレーターを使用して大部分の溶媒を除去し、そしてビーカー中の脱イオン水に混合物の残渣を注ぎ入れた。得られた固体をイソプロピルアルコールおよびジエチルエーテルで連続的に洗浄し、濾過し、そして室温および６６．７Ｐａ（０．５ｍｍ Ｈｇ）の真空オーブン中で一晩乾燥して３．５ｇの生成物を得た。
【０１９８】
実施例１１：
【化４８】
の調製
１２５ｍＬスクリューキャップ瓶中で、実施例９のエチレン性不飽和含有生成物（４．０ｇ）、トリクロロシラン（３．１ｇ）および塩化メチレン（２５ｇ）の混合物を組み合わせた。キシレン中の白金（０）−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラン錯体を約１．５重量％の濃度まで塩化メチレンで希釈して、そしてこの溶液の３滴を瓶に添加した。次いで瓶を密封し、そして水浴中で６０℃まで加熱した。１８時間後、混合物を室温まで冷却し、そして追加の白金錯体溶液（１滴）を添加した。瓶を再び密封し、そしてさらに２４時間、６０℃で加熱した。次いで、混合物を室温まで冷却し、そしてロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去した。
【０１９９】
実施例１２：金被覆ケイ素基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
アセトン中で実施例１０のジスルフィド含有生成物の２５０マイクロモル溶液を調製した。金被覆ケイ素ウエハーの１ｃｍ×１ｃｍ部分を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、試料を取り出し、エタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。多層基材の金側面上の偏光解析による厚さは１８オングストロームであると決定された。金基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は６２度であると決定された。
【０２００】
実施例１３：ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
塩化メチレン中で実施例１１のトリクロロシリル含有生成物の１ミリモル溶液を調製した。調製実施例９の生成物であるガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、塩化メチレンですすぎ、そして約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。ＤＬＧ基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は６３度であると決定された。
【０２０１】
実施例１４：多層ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧ基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
塩化メチレン中で実施例１１のトリクロロシリル生成物の１ミリモル溶液を調製した。調製実施例８の生成物であるＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧ多層基材の試料、約２．５ｃｍ×７ｃｍを３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、両側を塩化メチレンですすぎ、そしてそれぞれ約１分間、両ＤＬＧ表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。ＤＬＧ基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は６３度であると決定された。
【０２０２】
実施例１５：多層ポリイミド−チタン−金基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
アセトン中で実施例１０のジスルフィド生成物の１ミリモル溶液を調製した。調製実施例１０の生成物であるポリイミド−チタン−金多層基材の試料、約２．５ｃｍ×７ｃｍを３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、両側をアセトンですすぎ、そしてそれぞれ約１分間、金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。金基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は６３度であると決定された。
【０２０３】
実施例１６−１７：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有基によるリジンの固定化
実施例１２の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料２個を、炭酸緩衝液中リジンの１ミリモル溶液に浸漬させた。試料の１個（実施例１６）を３０分後に緩衝液から取り出し、そして脱イオン水ですすいだ。偏光解析による厚さを上記の通りに決定した。第２の試料（実施例１７）を９０分後に緩衝液から取り出し、そして脱イオン水ですすぎ、その後、偏光解析による厚さを決定した。金基材表面に結合された層の厚さに関するデータを表１に示す。
【０２０４】
比較例１−２：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−アシロキシスクシンイミド含有テザリング基によるリジンの固定化
調製実施例１１の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−アシロキシスクシンイミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料２個を、炭酸緩衝液中リジンの１ミリモル溶液に浸漬させた。試料の１個（比較例１）を３０分後に緩衝液から取り出し、そして脱イオン水ですすいだ。偏光解析による厚さを上記の通りに決定した。第２の試料（比較例２）を９０分後に緩衝液から取り出し、そして脱イオン水ですすぎ、その後、偏光解析による厚さを決定した。金基材表面に結合された層の厚さに関するデータを表１に示す。
【０２０５】
【表１】
【０２０６】
実施例１８：ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基による蛍光標識化ＩｇＧの固定化
２ｍｇ／ｍＬの濃度のＩｇＧ溶液が得られるように、０．５５ｍＬの脱イオン水を混合することによって蛍光標識化されたマウスＩｇＧを再構成した。ＩｇＧ濃度が５０μｇ／ｍＬとなるまで、この溶液をＣＨＥＳ緩衝液で希釈した。５０μｇ／ｍＬ、２５μｇ／ｍＬ、１２．５μｇ／ｍＬおよび６．２５μｇ／ｍＬのＩｇＧ濃度を有する試料が得られるように、連続的な希釈を行なった。ピペットを使用して各ＩｇＧ溶液のアリコート（１５μＬ）を、実施例１３の生成物（ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の異なる部分上へ析出させた。ピペットの先端を使用して、アリコートをスライド表面にわたって塗布した。ガラススライド上に３０分間、ＩｇＧ溶液を静置させ、次いでＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％トゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的にスライドを洗浄した。次いで空気中、室温で約１時間、スライドを乾燥させた。モデル ジーンタック（Ｍｏｄｅｌ ＧｅｎｅＴＡＣ）ＵＣ−４スキャナ（ミシガン州アナーバーのゲノミック ソルーションズ インコーポレイテッド（Ｇｅｎｏｍｉｃ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ，ＭＩ）から入手可能）を使用して、スライドを分析した。図１に示される結果は、蛍光標識化されたマウスＩｇＧが基材表面に結合されたことを示す。定性蛍光強度は、蛍光標識化ＩｇＧ試料が最も濃縮された時に最高であり、そしてＩｇＧ試料が最も少ない濃度の時に最低となる。
【０２０７】
実施例１９：ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材の固定化されたＩｇＧによる黄色ブドウ球菌の捕獲
黄色ブドウ球菌に対して特異的なラビットＩｇＧ（ラビット抗黄色ブドウ球菌、ニューヨーク州ウエストベリーのアキュレート ケミカル アンド サイエンティフィック コーポレイション（Ａｃｃｕｒａｔｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｒｐ．，Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，ＮＹ）から入手）を４．５２ｍｇ／ｍＬの濃度で使用した。この溶液をＣＨＥＳ緩衝液で希釈し、５０μｇ／ｍＬのＩｇＧ濃度の溶液を得た。実施例１４の生成物（ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基、すなわち、基材はＤＬＣの層およびＤＬＧの層によって両側上で被覆されたポリイミドであった）の１ｃｍ×１ｃｍの試料をこの溶液に３０分間浸漬させ、その後、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、固定化ＩｇＧを有する試料を約１時間、室温の空気中で乾燥させた。
【０２０８】
１０ｍｇ／ｍＬの濃度の脱イオン水中のアクリジンオレンジ溶液（オレゴン州ユージーンのモレキュラー プローブス インコーポレイテッド（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ）から入手）を脱イオン水によって０．１ｍｇ／ｍＬの濃度に希釈した。遠心分離管中で、この溶液の５００マイクロリットルアリコートを、１ミリリットルあたり１０9コロニー形成単位（ｃｆｕ／ｍＬ）の濃度のＰＢＳ緩衝液中の黄色ブドウ球菌の懸濁液の５００マイクロリットルアリコートと混合した。この混合物を１５分間室温に静置させ、その後、実験室ボルテックスミキサーを使用して混合し、次いで８０００ｒｐｍで遠心分離した。ピペットを使用して上澄み液を除去し、そして５００マイクロリットルの脱イオン水を管に添加し、ボルテックスミキサーを使用して内容物を混合し、８０００ｒｐｍで管を遠心分離し、そして上澄み液を除去することによって、バクテリアを３回洗浄した。次いで、遠心分離管へ５００マイクロリットルの緩衝液を添加し、そしてボルテックスミキサーを使用することによって内容物を混合することによって、ＰＢＳ緩衝液中にバクテリアを分散した。緩衝液中の黄色ブドウ球菌の濃度は、１ミリリットルあたり１０9コロニー形成単位（１０9ｃｆｕ／ｍＬ）であった。
【０２０９】
次いで、両面接着剤テープ（ミネソタ州セントポールの３Ｍ カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）を使用して、固定化ＩｇＧを有する基材をガラス顕微鏡スライド上に固定し、そしてこの構造体をＰＢＳ緩衝液中の黄色ブドウ球菌の懸濁液に１時間浸漬させた。次いで試料を、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、１重量％パラホルムアルデヒド水溶液に１５分間、試料を浸漬させ、その後、脱イオン水で洗浄した。オリンパス モデル（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｍｏｄｅｌ）ＦＶ−３００共焦点顕微鏡（ミネソタ州ミネアポリスのリーズ プリシジョン インコーポレイテッド（Ｌｅｅｄｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手可能）を使用する共焦点顕微鏡法によって試料を分析した。結果を図２に示す。
【０２１０】
比較例３：ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材への黄色ブドウ球菌の暴露
調製実施例８の基材（ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド膜−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材）の１ｃｍ×１ｃｍの試料をＣＨＥＳ緩衝液に３０分間浸漬させ、その後、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、基材を約１時間、室温の空気中で乾燥させた。実施例１９に記載の通り、次いで基材を黄色ブドウ球菌の懸濁液に浸漬させ、次いですすぎ、そして１重量％パラホルムアルデヒド水溶液に浸漬させた。オリンパス モデル（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｍｏｄｅｌ）ＦＶ−３００共焦点顕微鏡（ミネソタ州ミネアポリスのリーズ プリシジョン インコーポレイテッド（Ｌｅｅｄｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手可能）を使用する共焦点顕微鏡法によって試料を分析した。結果を図３に示す。
【０２１１】
実施例２０−３５：結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基を有するＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材を使用するＥＬＩＳＡ
実施例２０−３５のそれぞれに関して、実施例１４の生成物（結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基を有するＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材）の１ｃｍ×１ｃｍの試料を、ＣＨＥＳ緩衝液（１ｍＬ）および様々な濃度の抗体抗ヒトマウスＩｇＧを含有する培養試験管に入れた。４本の試験管はそれぞれ、ＣＨＥＳ緩衝液中５μｇ／ｍＬ、１０μｇ／ｍＬ、２０μｇ／ｍＬまたは５０μｇ／ｍＬの濃度の抗ヒトマウスＩｇＧを含有した。５、１０、３０または６０分の暴露時間、各試験管を実験室シェーカーで振盪した。ピペットを使用して緩衝液を各試験管から除去し、次いで各試験管中の基材固定化ＩｇＧ試料を０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液で３回洗浄した。
【０２１２】
次いで、各試験管に、ＰＢＳ緩衝液中の２重量％脱脂粉ミルク粉（カリフォルニア州グレンダールのネッスル ＵＳＡ（Ｎｅｓｔｌｅ ＵＳＡ，Ｇｌｅｎｄａｌｅ，ＣＡ）から商標名「ネッスル カーネーション ノンファット ドライ ミルク パウダー（ＮＥＳＴＬＥ ＣＡＲＮＡＴＩＯＮ ＮＯＮＦＡＴ ＤＲＹ ＭＩＬＫ ＰＯＷＤＥＲ）」で入手可能）の溶液１．５ｍＬを添加した。各試験管を１時間シェーカー上に置き、その後、ピペットを使用して溶液を除去し、次いで各試験管中の試料を０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液で３回洗浄した。
【０２１３】
次いで、ＰＢＳ緩衝液中のビオチン複合体化ヒトＩｇＧの溶液１ｍＬアリコートを、４μｇ／ｍＬの濃度で各試験管に添加した。試験管を１時間シェーカー上に置き、その後、ピペットを使用して溶液を除去し、次いで各試験管中の試料を０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液で３回洗浄した。ＰＢＳ緩衝液中の検出酵素ＳＡ−ＨＲＰ溶液の１ｍＬアリコートを、０．５μｇ／ｍＬの濃度で試験管に添加した。試験管を３０分間シェーカー上に置き、その後、ピペットを使用して各試験管から溶液を除去した。次いで、各試験管中の試料膜を０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液で３回洗浄した。
【０２１４】
ＡＢＴＳ指示薬溶液の１ｍＬアリコートを各試験管に添加し、そして５分後、１重量％のＳＤＳ水溶液（１ｍＬ）の溶液を添加した。各試験管中の溶液のアリコートを標準キュベットに移し入れ、そしてカリフォルニア州パロアルトのヒューレット−パッカード カンパニー（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ Ｃｏ．，Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，ＣＡ）から入手可能なモデル８４５３ 紫外／可視分光光度計を使用して４０５ｎｍにおける各溶液の吸光度を測定した。データを表２に示す。
【０２１５】
【表２】
【０２１６】
実施例３６−４１：ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有化合物へのリジンの固定化
６３度の脱イオン水の静的前進接触角を有する実施例１３の生成物 （ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の試料６個をＣＨＥＳ緩衝液中のリジンの３０ミリモル溶液に浸漬させた。表３に示される時間間隔で試料を取り出し、そしてＣＨＥＳ緩衝液で洗浄し、そして窒素ガス流下で乾燥させた。次いで、上記の通り、多層基材のＤＬＧ表面に結合された層に対して接触角を測定した。データを表３に示す。
【０２１７】
【表３】
【０２１８】
実施例４２−４６：Ｎ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基による金被覆ケイ素基材へのＨＳＡの固定化
実施例１２の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の試料５個を、ｐＨ９．６の炭酸緩衝液中のＨＳＡの１０マイクロモル溶液に浸漬させた。表４に示される通りの時間間隔で試料を取り出し、そして脱イオン水、エタノールおよびメタノールで連続的に洗浄し、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。次いで、上記の通り、偏光解析による厚さを測定し、そして実施例１２の生成物の厚さ（１８オングストローム）と比較した。すなわち、基材の金表面に結合された層の厚さを測定した。データを表４に示す。
【０２１９】
【表４】
【０２２０】
比較例４−７：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−アシロキシスクシンイミド−含有テザリング基へのＨＳＡの結合
調製実施例１１の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−アシロキシスクシンイミド含有テザリング基）の試料４個を、ｐＨ９．６の炭酸緩衝液中のＨＳＡの１０マイクロモル溶液に浸漬させた。表５に示される通りの時間間隔で試料を取り出し、そして脱イオン水、エタノールおよびメタノールで連続的に洗浄し、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。次いで、上記の通り、偏光解析による厚さを測定し、そして調製実施例１１に記載の通り調製された膜の厚さ（１７オングストローム）と比較した。すなわち、基材の金表面に結合された層の厚さを測定した。データを表５に示す。
【０２２１】
【表５】
【０２２２】
実施例４７：金被覆ケイ素基材へのＮ−メチル−トリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基の結合
メチルエチルケトン中で実施例８のジスルフィド含有生成物の２５０マイクロモル溶液を調製した。金被覆ケイ素ウエハーの１ｃｍ×１ｃｍ部分を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、試料を取り出し、エタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。偏光解析による厚さは１７オングストロームであると決定され、そして金基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７９度であると決定された。
【０２２３】
実施例４８：金被覆ケイ素基材へのＮ−フェニル−トリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基の結合
メチルエチルケトン中で実施例４のジスルフィド含有生成物の２５０マイクロモル溶液を調製した。金被覆ケイ素ウエハーの１ｃｍ×１ｃｍ部分を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、試料を取り出し、エタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。偏光解析による厚さは２３オングストロームであると決定され、そして金基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７３度であると決定された。
【０２２４】
実施例４９：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド含有基による１−アミノドデカンの固定化
実施例４７の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料をエタノール中１−アミノドデカンの１ミリモル溶液に浸漬させた。２時間後、試料を溶液から取り出し、そしてエタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。偏光解析による厚さは２１オングストロームであると決定され、そして表面上の脱イオン水の静的前進接触角は８６度であると決定された。
【０２２５】
実施例５０：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド含有基によるジドデシルアミンの固定化
実施例４７の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料をエタノール中ジドデシルアミンの１ミリモル溶液に浸漬させた。２時間後、試料を溶液から取り出し、そしてエタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。偏光解析による厚さは１９オングストロームであると決定され、そして表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７８度であると決定された。
【０２２６】
実施例５１：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド含有基による１−アミノドデカンの固定化
実施例４８の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料をエタノール中１−アミノドデカンの１ミリモル溶液に浸漬させた。２時間後、試料を溶液から取り出し、そしてエタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。偏光解析による厚さは２６オングストロームであると決定され、そして表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７８度であると決定された。
【０２２７】
実施例５２：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド含有基によるジドデシルアミンの固定化
実施例４８の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料をエタノール中ジドデシルアミンの１ミリモル溶液に浸漬させた。２時間後、試料を溶液から取り出し、そしてエタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。偏光解析による厚さは２３オングストロームであると決定され、そして表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７８度であると決定された。
【０２２８】
実施例５３：ポリイミド−チタン−金の多層基材の固定化されたＩｇＧによる黄色ブドウ球菌の捕獲
黄色ブドウ球菌に対して特異的なラビットＩｇＧ（ラビット抗黄色ブドウ球菌、ニューヨーク州ウエストベリーのアキュレート ケミカル アンド サイエンティフィック コーポレイション（Ａｃｃｕｒａｔｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｒｐ．，Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，ＮＹ）から入手）を４．５２ｍｇ／ｍＬの濃度で使用した。この溶液をＣＨＥＳ緩衝液で希釈し、５０μｇ／ｍＬのＩｇＧ濃度の溶液を得た。実施例１５の生成物（調製実施例１０に記載の通り、ポリイミド−チタン−金の多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍの試料をこの溶液に３０分間浸漬させ、その後、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、固定化ＩｇＧを有する試料を約１時間、室温の空気中で乾燥させた。
【０２２９】
１０ｍｇ／ｍＬの濃度の脱イオン水中のアクリジンオレンジ溶液（オレゴン州ユージーンのモレキュラー プローブス インコーポレイテッド（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ）から入手）を脱イオン水によって０．１ｍｇ／ｍＬの濃度に希釈した。遠心分離管中で、この溶液の５００マイクロリットルアリコートを、１ミリリットルあたり１０9コロニー形成単位（ｃｆｕ／ｍＬ）の濃度の脱イオン水中の黄色ブドウ球菌の懸濁液の５００マイクロリットルアリコートと混合した。この混合物を１５分間室温に静置させ、その後、実験室ボルテックスミキサーを使用して混合し、次いで８０００ｒｐｍで遠心分離した。ピペットを使用して上澄み液を除去し、そして５００マイクロリットルの脱イオン水を管に添加し、ボルテックスミキサーを使用して内容物を混合し、８０００ｒｐｍで管を遠心分離し、そして上澄み液を除去することによって、バクテリアを３回洗浄した。次いで、遠心分離管へ５００マイクロリットルの緩衝液を添加し、そしてボルテックスミキサーを使用することによって内容物を混合することによって、ＰＢＳ緩衝液中にバクテリアを分散した。緩衝液中の黄色ブドウ球菌の濃度は、１ミリリットルあたり１０9コロニー形成単位（１０9ｃｆｕ／ｍＬ）であった。
【０２３０】
次いで、両面接着剤テープ（ミネソタ州セントポールの３Ｍ カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）を使用して、固定化ＩｇＧを有する基材をガラス顕微鏡スライド上に固定し、そしてこの構造体をＰＢＳ緩衝液中の黄色ブドウ球菌の懸濁液に１時間浸漬させた。次いで試料を、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、１重量％パラホルムアルデヒド水溶液に１５分間、試料を浸漬させ、その後、脱イオン水で洗浄した。オリンパス モデル（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｍｏｄｅｌ）ＦＶ−３００共焦点顕微鏡（ミネソタ州ミネアポリスのリーズ プリシジョン インコーポレイテッド（Ｌｅｅｄｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手可能）を使用する共焦点顕微鏡法によって試料を分析した。結果を図４に示す。
【０２３１】
比較例８：ポリイミド−チタン−金の多層基材への黄色ブドウ球菌の暴露
調製実施例１０の基材（ポリイミド膜−チタン−金の多層基材）の１ｃｍ×１ｃｍの試料をＣＨＥＳ緩衝液に３０分間浸漬させ、その後、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、基材を約１時間、室温の空気中で乾燥させた。実施例５３に記載の通り、次いで基材を黄色ブドウ球菌の懸濁液に浸漬させ、次いですすぎ、そして１重量％パラホルムアルデヒド水溶液に浸漬させた。オリンパス モデル（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｍｏｄｅｌ）ＦＶ−３００共焦点顕微鏡（ミネソタ州ミネアポリスのリーズ プリシジョン インコーポレイテッド（Ｌｅｅｄｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手可能）を使用する共焦点顕微鏡法によって試料を分析した。結果を図５に示す。
【０２３２】
実施例５４：ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズ基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
磁気撹拌バーを備えた丸底フラスコ中で、調製実施例１３のヒドロキシル官能化されたビーズ（２．０ｇ）をＮＭＰ（１５ｍＬ）と組み合わせた。ＮＭＰ（５ｍＬ）中の実施例２の酸塩化物生成物（０．１９ｇ）をフラスコに添加した。次いで、ＮＭＰ（５ｍＬ）中のエチルジイソプロピルアミン（０．０９ｇ）をフラスコに添加し、そして混合物を一晩室温で磁気撹拌した。次いでビーズを濾過し、イソプロピルアルコールで洗浄し、そして窒素ガス流下で乾燥させると白色ビーズである生成物が得られた。
【０２３３】
実施例５５：ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズに結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基によるＦＩＴＣ−アルブミンの固定化
遠心分離管中で、実施例５４のＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基を有するポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズ（５０ｍｇ）をＦＩＴＣ−アルブミンの溶液（１ｍＬ）と組み合わせた。管を４５分間、実験室ロッカー上に配置した。次いで管を遠心分離し、上澄み液をデカンテーションして、次いで７．２のｐＨを有するＰＢＳ緩衝液（１ｍＬ）を添加し、そして再び管を遠心分離し、そして再び上澄み液をデカンテーションすることによってビーズを洗浄した。ＰＢＳ緩衝液によるこのような洗浄を合計４回の洗浄サイクルが実行されるように繰り返すと、黄オレンジ色のビーズが得られた。そのようにして得られたビーズの色を、ＦＩＴＣ−アルブミンで処理されていない実施例５４の白色のビーズの色と比較した。
【０２３４】
実施例５６：
【化４９】
の調製
アセトン（１５０ｍＬ）中の（トルエンとの共沸によって乾燥された）乾燥Ｎａサッカリン（２０．５ｇ）のスラリーをガラス反応容器中に配置した。この撹拌スラリーに塩化アクリロイル（９．２ｇ）を添加し、そして得られた混合物を２４時間撹拌した。混合物を濾過し、そして溶媒を除去し、ＩＲ分光法によって同一であった１８．３ｇの不溶性および９．５ｇの可溶性白色固体が得られた。可溶性および不溶性固体を４００ミリリットルの水中で再び組み合わせて、濾過し、そして乾燥させ、ＮＭＲによる約８０％純度である所望の生成物を得た。収量：２０．５グラム。固体は、ＥｔＯＡｃ中でわずかに可溶性であり、そしてＮＭＰ中で可溶性だった。
【０２３５】
実施例５７：
【化５０】
の調製
ガラス反応容器中で、乾燥ＴＨＦ（１６７．５ｍＬ）中の２−ヒドロキシエチルメタクリレート（２２．３１ｇ）、グルタル酸無水物（２０．５４ｇ）およびトリエチルアミン（１９．０８ｇ）の溶液を室温で一晩撹拌した。ロータリーエバポレーターを使用して溶液を濃縮し、そして残渣を４００ｍＬのＥｔＯＡｃ中に溶解した。有機相を脱イオン水および飽和ＮａＣｌ水溶液で連続的に洗浄し、次いでＭｇＳＯ4上で乾燥させた。溶液を濾過し、ガラス反応容器中で塩化チオニル（２１．１４ｇ）およびＤＭＦ（３滴）で処理した。混合物を一晩撹拌し、そしてロータリーエバポレーター上で濃縮した。氷浴中で冷却された乾燥アセトン（２５０ｍＬ）中の乾燥Ｎａサッカリン（３１．２９ｇ）の撹拌懸濁液に濃縮物をゆっくり添加した。混合物を一晩撹拌し、そして室温まで加温した。混合物を濾過した。濾液を濃縮し、そしてクロロホルム中でスラリー化し、次いで再び濾過した。濾液を濃縮し、ジエチルエーテルを添加し、そして濾過によって沈殿物を単離し、そして窒素ガス流下で乾燥させ、所望の生成物を得た。収量：４０．５グラム。
【０２３６】
実施例５８：
【化５１】
の調製
ガラス反応容器中で、乾燥ＴＨＦ（１１４．９ｍＬ）中の２−ヒドロキシエチルメタクリレート（１５．３ｇ）、グルタル酸無水物（１４．０８ｇ）およびトリエチルアミン（１９．０８ｇ）の溶液を室温で一晩撹拌した。ロータリーエバポレーターを使用して溶液を濃縮し、そして残渣をＥｔＯＡｃ（４００ｍＬ）中に溶解した。有機相を脱イオン水および飽和ＮａＣｌ水溶液で連続的に洗浄し、次いでＭｇＳＯ4上で乾燥させた。溶液を濾過し、そして、ガラス反応容器中で塩化チオニル（１６．９ｇ）およびＤＭＦ（３滴）で処理した。混合物を一晩撹拌し、そして約８３％固体までロータリーエバポレーター上で濃縮した。鉱油中６０％分散系として水素化ナトリウム（０．４７ｇ）をガラス反応容器に添加し、そして氷浴中に配置した。鉱油を除去するために、水素化ナトリウムをＴＨＦですすいだ。ＴＨＦ（２４．１ｇ）中にＮ−メチルペルフルオロブチルスルホンアミドを溶解した。溶液を水素化ナトリウムに添加した。撹拌懸濁液に、メタクリレート中間体を含有する濃縮物（３．５３ｇ）をゆっくり添加した。混合物を一晩撹拌し、そして室温まで加温し、その後、混合物を水中に注ぎ入れた。この混合物を酢酸エチルで抽出した。酢酸エチル混合物を硫酸ナトリウム上で乾燥させた。次いで、ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、４．５ｇの生成物を得た。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニルテザリング基と反応させることによって固定化された、様々な濃度（左から右へ、５０マイクログラム／ｍｌ、２５マイクログラム／ｍｌ、１２．５マイクログラム／ｍｌおよび６．２５マイクログラム／ｍｌ）の蛍光標識化マウスＩｇＧの共焦点顕微鏡写真。
【図２】ダイヤモンド様ガラス／ダイヤモンド様炭素／ポリイミド／ダイヤモンド様炭素／ダイヤモンド様ガラスの多層基材上で固定化されたＩｇＧによる黄色ブドウ球菌の捕獲を示す、共焦点顕微鏡写真。
【図３】式Ｉの化合物から誘導されたコネクター基を有する基材に固定化されたＩｇＧを含まないダイヤモンド様ガラス／ダイヤモンド様炭素／ポイイミド／ダイヤモンド様炭素／ダイヤモンド様ガラスの多層基材による黄色ブドウ球菌の暴露を示す、共焦点顕微鏡写真。
【図４】ポリイミド／チタン／金の多層基材上で固定化されたＩｇＧによる黄色ブドウ球菌の捕獲を示す、共焦点顕微鏡写真。
【図５】基材に固定化されたＩｇＧを含まないポリイミド／チタン／金の多層基材への黄色ブドウ球菌の暴露を示す、共焦点顕微鏡写真。
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００３年１１月１４日出願の米国特許出願第１０／７１３１７４号の一部継続出願であり、そして２００３年１２月３０日出願の米国仮特許出願第６０／５３３１６９号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、基材反応性基とＮ−スルホニルアミノカルボニル基の両方を含む化合物を提供する。また本発明は、アミン含有材料を基材に固定化するための物品および方法を提供する。
【背景技術】
【０００３】
基材表面上に固定化された、アミン含有被検体、アミノ酸、ＤＮＡ断片、ＲＮＡ断片、タンパク質断片、細胞小器官および免疫グロビンのようなアミン含有材料は、多くの応用において使用可能である。例えば、病気または遺伝子欠損の医学的診断のため、生物学的分離のため、または様々な生体分子の検出のために、固定化された生物学的アミンを使用することができる。
【０００４】
基材へのアミン含有材料の結合は、テザリング（ｔｅｔｈｅｒｉｎｇ）化合物の使用によって達成されることが多い。テザリング化合物は、通常、連結基によって分離された２個の反応性官能基を有する。官能基の１個は、基材表面上の相補的な官能基と反応することによってテザリング化合物を基材に固着させるための手段を提供する。第２の反応性官能基は、アミン含有材料と反応するように選択することができる。第２の反応性官能基は、例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルのような活性化アシル誘導体、または環式アズラクトンであり得る。アミン含有材料はＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルと反応して、カルボキサミドを形成し、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル断片の置換をもたらし得る。アミン含有材料は環式アズラクトンと反応して、環構造の開環をもたらし得る。
【０００５】
Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルまたは環式アズラクトンのような基を含むテザリング化合物は、第一級アミン含有材料と高反応性であり得るが、かかるテザリング化合物は、多くの不都合を被り得る。生物学的アミンとの反応の多くは、希釈水溶液中で実行される。これらの条件下で、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル官能基が迅速な加水分解を受けることは既知である。このような競争反応は、基材上でのアミン含有材料の不完全な、または非効率的な固定化を引き起こし得る。環式アズラクトン官能基は、加水分解に対してより安定ではあるが、環式アズラクトン基は、テザリング化合物を基材に結合させるために使用され得る多くの基と総合的に不適合性である傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アミン含有材料を基材に固定化するためのテザリング化合物として機能し得る化合物を提供する。化合物は２種類の反応性官能基を含む。反応性官能基の第１の種類は、基材表面上の相補的な官能基と反応可能な基材反応性基であって、これによって、基材へのテザリング基の結合が得られる。反応性官能基の第２の種類は、求核置換反応によってアミン含有材料と反応可能なＮ−スルホニルアミノカルボニル誘導体である。コネクター基は、アミン含有材料と基材との間に形成される。アミン含有材料を基材に固定化するための物品および方法も提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様において、基材に結合可能であり、かつアミン含有材料と反応可能である化合物が提供される。化合物は、式Ｉ：
【化１】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、−ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物であり得る。式Ｉの化合物は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【０００８】
式Ｉで表される化合物のいくつかにおいて、基材反応性基Ｘ1はエチレン性不飽和基であり、そしてＹ1は、カルボニル基を通してエチレン性不飽和基に直接結合されたカルボニル、カルボニルオキシまたはカルボニルイミノ基を含有する。すなわち、化合物は、式Ｉａ：
【化２】
（式中、
Ｒ5は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｌ1は、オキシ、−ＮＲ4−または−Ｃ（Ｒ4）2−であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；そして
Ｙ2は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）で表される。式Ｉａの化合物は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【０００９】
本発明のもう１つの態様は、基材に結合されたテザリング基を含む物品を提供する。テザリング基は、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成するための、式Ｉの化合物中の基材反応性基Ｘ1と、基材表面上の相補的な官能基との反応生成物である。基材に結合されたテザリング基は、アミン含有材料と反応可能なＮ−スルホニルアミノカルボニル基を有する。
【００１０】
本発明のなおもう１つの態様は、アミン含有材料を基材に固定化する方法を提供する。この方法は、式Ｉの化合物中の基材反応性基Ｘ1と、基材表面上の相補的な官能基との反応によって、基材に結合されたテザリング基を調製する工程と；基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基と、アミン含有材料とを反応させて、基材とアミン含有材料との間にコネクター基を形成する工程とを含む。
【００１１】
また本発明は、ポリマー層、ダイヤモンド様ガラス層、およびポリマー層とダイヤモンド様ガラス層との間に位置するダイヤモンド様炭素層を含む多層基材を提供する。Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基を含むテザリング基は、多層基材のダイヤモンド様ガラス層に結合可能である。
【００１２】
本発明の上記概要は、本発明のそれぞれの開示された実施形態または全ての実施例を説明する意図はない。以下の図面および詳細な説明によって、これらの実施形態はより具体的に例証される。
【００１３】
添付図面と関連させて、以下の様々な実施形態の詳細な説明を考慮することによって、上記態様がより完全に理解され得る。
【００１４】
本発明では、様々な変更および別の形態を受け入れ可能であるが、それらの細部を図面中に例として示し、詳細に説明する。しかしながら、記載された特定の実施形態に本発明を限定する意図がないことは理解されるべきである。反対に、本発明は、本開示の精神および範囲内に含まれる全ての変更、同等物および代替物を包括する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
基材とアミン含有材料との間にコネクター基を提供するために使用可能な、２個の反応性官能基を有する化合物が記載される。第１の反応性官能基を使用して、テザリング基の基材表面への結合を提供することができる。第２の反応性官能基は、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基であり、アミン含有材料と、特に、第一級脂肪族アミン含有材料と反応可能であり、カルボニルイミノ含有コネクター基が形成される。また本発明は、アミン含有材料を基材に固定化するための物品および方法も提供する。
【００１６】
定義
本明細書で使用される場合、単数形（用語「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、「少なくとも１個」と交換可能に使用され、記載される１以上の要素を意味する。
【００１７】
本明細書で使用される場合、用語「アシル」は、式−（ＣＯ）Ｒ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。式中で使用される（ＣＯ）は、二重結合によって炭素が酸素に結合していることを表している。
【００１８】
本明細書で使用される場合、用語「アシルオキシ」は、式−Ｏ（ＣＯ）Ｒ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。
【００１９】
本明細書で使用される場合、用語「アシロキシシリル」は、Ｓｉに結合されたアシルオキシ基（すなわち、Ｓｉ−Ｏ（ＣＯ）Ｒ（式中、Ｒはアルキル基である））を有する一価の基を指す。例えば、アシロキシシリルは、式−Ｓｉ［Ｏ（ＣＯ）Ｒ）3-nＬn（式中、ｎは０〜２の整数であり、そしてＬはハロゲンまたはアルコキシである）を有し得る。具体的な例としては、−Ｓｉ［Ｏ（ＣＯ）ＣＨ3］3、−Ｓｉ［Ｏ（ＣＯ）ＣＨ3］2Ｃｌまたは−Ｓｉ［Ｏ（ＣＯ）ＣＨ3］Ｃｌ2が挙げられる。
【００２０】
本明細書で使用される場合、用語「アルコキシ」は、式−ＯＲ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。
【００２１】
本明細書で使用される場合、用語「アルコキシカルボニル」は、式−（ＣＯ）ＯＲ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。
【００２２】
本明細書で使用される場合、用語「アルコキシシリル」は、Ｓｉに結合されたアルコキシ基（すなわち、Ｓｉ−ＯＲ（式中、Ｒはアルキル基である））を有する基を指す。例えば、アルコキシシリルは、式−Ｓｉ（ＯＲ）3-n（Ｌa）n（式中、ｎは０〜２の整数であり、そしてＬaはハロゲンまたはアシルオキシである）を有し得る。具体例としては、−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、−Ｓｉ（ＯＣＨ3）2Ｃｌまたは−Ｓｉ（ＯＣＨ3）Ｃｌ2が挙げられる。
【００２３】
本明細書で使用される場合、用語「アルキル」は、アルカンの一価のラジカルを指し、そして直鎖、分枝鎖、環式またはそれらの組み合わせである基を含む。アルキル基は、典型的に、１個〜３０個の炭素原子を有する。いくつかの実施形態において、アルキル基は、１個〜２０個の炭素原子、１個〜１０個の炭素原子、１個〜６個の炭素原子、または１個〜４個の炭素原子を含有する。アルキル基の例としては、限定されないが、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第三級−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、シクロヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチルおよびエチルヘキシルが挙げられる。
【００２４】
本明細書で使用される場合、用語「アルキルジスルフィド」は、式−ＳＳＲ（式中、Ｒはアルキル基である）の一価の基を指す。
【００２５】
本明細書で使用される場合、用語「アルキレン」は、アルカンの二価のラジカルを指す。アルキレンは、直鎖、分枝鎖、環式またはそれらの組み合わせであり得る。アルキレンは、典型的に、１個〜２００個の炭素原子を有する。いくつかの実施形態において、アルキレンは、１個〜１００個、１個〜８０個、１個〜５０個、１個〜３０個、１個〜２０個、１個〜１０個、または１個〜４個の炭素原子を含有する。アルキレンのラジカル中心は、同一炭素原子上（すなわち、アルキリデン）、または異なる炭素原子上にあり得る。
【００２６】
本明細書で使用される場合、用語「アラルキル」は、化合物Ｒ−Ａｒ（式中、Ａｒは芳香族炭素環基であり、そしてＲはアルキル基である）の一価のラジカルを指す。
【００２７】
本明細書で使用される場合、用語「アラルキレン」は、式−Ｒ−Ａｒ−（式中、Ａｒはアリーレン基であり、そしてＲはアルキレン基である）の二価のラジカルを指す。
【００２８】
本明細書で使用される場合、用語「アリール」は、一価の芳香族炭素環ラジカルを指す。アリールは、１個の芳香族環を有し得るか、または芳香族環に連結したか、もしくは縮合した５個までの炭素環構造を含み得る。他の環構造は、芳香族、非芳香族またはそれらの組み合わせであり得る。アリール基の例としては、限定されないが、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、アントリル、ナフチル、アセナフチル、アントラキノニル、フェナントリル、アントラセニル、ピレニル、ペリレニルおよびフルオレニルが挙げられる。
【００２９】
本明細書で使用される場合、用語「アリーレン」は、連結したか、縮合したか、またはそれらの組み合わせである１個〜５個の環を有する炭素環芳香族化合物の二価のラジカルを指す。いくつかの実施形態において、アリーレン基は、５個までの環、４個までの環、３個までの環、２個までの環、または１個の芳香族環を有する。例えば、アリーレン基はフェニレンであり得る。
【００３０】
本明細書で使用される場合、用語「アジド」は、式−Ｎ3の基を指す。
【００３１】
本明細書で使用される場合、用語「アジリジニル」は、次式
【化３】
（式中、Ｒdは、水素またはアルキルである）を有するアジリジンの一価の環式ラジカルを指す。
【００３２】
本明細書で使用される場合、用語「ベンゾトリアゾリル」は、トリアゾリル基に縮合したベンゼン基を有する一価の基を指す。ベンゾトリアゾリル基の式はＣ6Ｈ4Ｎ3−である。
【００３３】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニル」は、式−（ＣＯ）−の二価の基を指す。
【００３４】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニルイミノ」は、式−（ＣＯ）ＮＲ4−（式中、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の二価の基を指す。
【００３５】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニルオキシ」は、式−（ＣＯ）Ｏ−の二価の基を指す。
【００３６】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニルオキシカルボニル」は、式−（ＣＯ）Ｏ（ＣＯ）−の二価の基を指す。かかる基は、無水物化合物の一部である。
【００３７】
本明細書で使用される場合、用語「カルボニルチオ」は、式−（ＣＯ）Ｓ−の二価の基を指す。
【００３８】
本明細書で使用される場合、用語「カルボキシ」は、式−（ＣＯ）ＯＨの一価の基を指す。
【００３９】
本明細書で使用される場合、用語「クロロアルキル」は、塩素原子で置換された水素原子を少なくとも１個有するアルキルを指す。
【００４０】
本明細書で使用される場合、用語「シアノ」は、式−ＣＮの基を指す。
【００４１】
本明細書で使用される場合、用語「ジスルフィド」は、式−Ｓ−Ｓ−の二価の基を指す。
【００４２】
本明細書で使用される場合、用語「エチレン性不飽和」は、式−ＣＲ5＝ＣＨ2（式中、Ｒ5は、水素、アルキルまたはアリールである）の炭素−炭素二重結合を有する一価の基を指す。
【００４３】
本明細書で使用される場合、用語「フルオロアルキル」は、フッ素原子で置換された水素原子を少なくとも１個有するアルキルを指す。
【００４４】
本明細書で使用される場合、用語「ハロアルキル」は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩから選択されるハロゲンで置換された水素原子を少なくとも１個有するアルキルを指す。ペルフルオロアルキル基は、ハロアルキル基のサブセットである。
【００４５】
本明細書で使用される場合、用語「ハロカルボニルオキシ」は、式−Ｏ（ＣＯ）Ｘ（式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩから選択されるハロゲン原子である）の一価の基を指す。
【００４６】
本明細書で使用される場合、用語「ハロカルボニル」は、式−（ＣＯ）Ｘ（式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩから選択されるハロゲン原子である）の一価の基を指す。
【００４７】
本明細書で使用される場合、用語「ハロシリル」は、ハロゲンに結合されたＳｉ（すなわち、Ｓｉ−Ｘ（式中、Ｘはハロゲンである））を有する基を指す。例えば、ハロシリル基は、式−ＳｉＸ3-n（Ｌb）n（式中、ｎは０〜２の整数であり、そしてＬbはアルコキシまたはアシルオキシから選択される）であり得る。いくつかの具体例としては、−ＳｉＣｌ3、−ＳｉＣｌ2ＯＣＨ3および−ＳｉＣｌ（ＯＣＨ3）2の基が挙げられる。
【００４８】
本明細書で使用される場合、用語「ヘテロアルキレン」は、硫黄、酸素またはＮＲd（式中、Ｒdは、水素またはアルキルである）で置換された１個以上の炭素原子を有する二価のアルキレンを指す。ヘテロアルキレンは、直鎖、分枝鎖、環式またはそれらの組み合わせであり得、そして４００個までの炭素原子および３０個までのヘテロ原子を含み得る。いくつかの実施形態において、ヘテロアルキレンは、３００個までの炭素原子、２００個までの炭素原子、１００個までの炭素原子、５０個までの炭素原子、３０個までの炭素原子、２０個までの炭素原子、または１０個までの炭素原子を含み得る。
【００４９】
本明細書で使用される場合、用語「ヒドロキシ」は、式−ＯＨの基を指す。
【００５０】
本明細書で使用される場合、用語「イソシアナト」は、式−ＮＣＯの基を指す。
【００５１】
本明細書で使用される場合、用語「メルカプト」は、式−ＳＨの基を指す。
【００５２】
本明細書で使用される場合、用語「Ｎ−スルホニルアミノカルボニル」は、式−ＳＯ2ＮＺa（ＣＯ）−（式中、Ｚaは、アルキル、アリールまたは群構造の一部である）の二価の単位を指す。
【００５３】
本明細書で使用される場合、用語「オキシ」は、式−Ｏ−の二価の基を指す。
【００５４】
本明細書で使用される場合、用語「オキシカルボニルイミノ」は、式−Ｏ（ＣＯ）ＮＲ4−（式中、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の二価の基を指す。
【００５５】
本明細書で使用される場合、用語「オキシカルボニルオキシ」は、式−Ｏ（ＣＯ）Ｏ−の二価の基を指す。
【００５６】
本明細書で使用される場合、用語「オキシカルボニルチオ」は、式−Ｏ（ＣＯ）Ｓ−の二価の基を指す。
【００５７】
本明細書で使用される場合、用語「ペルフルオロアルキル」は、全ての水素原子がフッ素原子によって置換されているアルキル基を指す。ペルフルオロアルキル基は、フルオロアルキル基のサブセットである。
【００５８】
本明細書で使用される場合、用語「ホスファト」は、式−ＯＰＯ3Ｈ2の一価の基を指す。
【００５９】
本明細書で使用される場合、用語「ホスホノ」は、式−ＰＯ3Ｈ2の一価の基を指す。
【００６０】
本明細書で使用される場合、用語「ホスホラミド」は、式−ＮＨＰＯ3Ｈ2の一価の基を指す。
【００６１】
本明細書で使用される場合、用語「第一級芳香族アミノ」は、式−ＡｒＮＨ2（式中、Ａｒはアリール基である）の一価の基を指す。
【００６２】
本明細書で使用される場合、用語「第二級芳香族アミノ」は、式−ＡｒＮＲhＨ（式中、Ａｒはアリール基であり、そしてＲhはアルキルまたはアリールである）の一価の基を指す。
【００６３】
本明細書で使用される場合、用語「第三級アミノ」は、式−ＮＲ2（式中、Ｒはアルキルである）の基を指す。
【００６４】
本明細書で使用される場合、用語「チオ」は、式−Ｓ−の二価の基を指す。
【００６５】
本明細書で使用される場合、用語「チオカルボニルイミノ」は、式−Ｓ（ＣＯ）ＮＲ4−（式中、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の二価の基を指す。
【００６６】
本明細書で使用される場合、用語「結合基」は、式Ｉで表される化合物中の基材反応性基と、基材表面上の相補的な官能基との反応によって形成された基を指す。
【００６７】
本明細書で使用される場合、用語「相補的な官能基」は、上記の基と反応して、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成可能な基を指す。例えば、相補的な官能基は、式Ｉ中の基Ｘ1と反応可能な、基材上の基であり得る。
【００６８】
本明細書で使用される場合、用語「コネクター基」は、固定化されたアミン含有材料に基材を連結する基を指す。結合基は、コネクター基の一部である。
【００６９】
本明細書で使用される場合、用語「室温」は、約２０℃〜約２５℃、または約２２℃〜約２５℃の温度を指す。
【００７０】
本明細書で使用される場合、用語「基材」は、本発明のテザリング化合物が結合可能な固体相支持体を指す。基材は、限定されないが、薄膜、シート、メンブレン、フィルター、不織もしくは織物繊維、中空もしくは固体ビーズ、ボトル、プレート、チューブ、ロッド、パイプまたはウエハーを含む、いずれかの有用な形態を有し得る。基材は、多孔性であっても非多孔性であってもよく、剛性であっても屈曲性であってもよく、透明であっても不透明であってもよく、透明であっても着色されていてもよく、または反射性であっても非反射性であってもよい。適切な基材材料としては、例えば、ポリマー材料、ガラス、セラミックス、金属、金属酸化物、水和金属酸化物またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００７１】
本明細書で使用される場合、用語「テザリング化合物」は、２個の反応性基を有する化合物を指す。反応性基の１個（すなわち、基材反応性官能基）は、基材表面上の相補的な官能基と反応して、テザリング基を形成可能である。他の反応性基（すなわち、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基）は、アミン含有材料と反応可能である。テザリング化合物の両方の反応性基の反応によって、基材とアミン含有材料との間のコネクター基の形成が生じる（すなわち、アミン含有材料は基材上に固定化可能である）。
【００７２】
本明細書で使用される場合、用語「テザリング基」は、テザリング化合物と、テザリング化合物を有する基材表面上の相補的な官能基との反応から生じる、基材に結合された基を指す。テザリング基は、アミン含有材料と反応可能な基を含む。テザリング基は、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基を含む。結合基はテザリング基の一部である。
【００７３】
本明細書で使用される場合、式中の２個の基を連結する曲線は、その２個の基が、環式構造の一部を一緒に形成することを表示する。
【００７４】
化合物
本発明の一態様は、テザリング化合物を提供する。この化合物は、基材反応性基とＮ−スルホニルアミノカルボニル基の両方を含む。基材反応性基は、基材への結合のために使用可能であり、そしてＮ−スルホニルアミノカルボニル基はアミン含有材料と反応して、カルボニルイミノ含有コネクター基が形成可能であり、基材へのアミン含有材料の固定化がもたらされる。すなわち、化合物を反応させて、基材とアミン含有材料との間にコネクター基を提供することができる。
【００７５】
化合物は式Ｉ：
【化４】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、−ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物である。式Ｉの化合物は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００７６】
官能基Ｘ1は、典型的に、式Ｉ中の基−（ＣＯ）ＮＺ1ＳＯ2Ｒ1とは反応せず、そして例えば、基材表面上の相補的な官能基との反応による基材への結合を提供するために使用可能である。すなわち、式Ｉの化合物中のＸ1は、相補的な官能基と反応して、基材に結合されたテザリング基を形成可能である。Ｘ1は一価または二価であり得る。Ｘ1が二価である場合、式Ｉ中のｒは２に等しく、そし化合物は以下の構造：
【化５】
を有する。化合物は、Ｘ1について対称となり得る。ジスルフィドは、代表的な二価のＸ1基である。Ｘ1が一価である場合、式Ｉ中のｒは１に等しく、そして化合物は以下の構造：
【化６】
を有する。適切な一価のＸ1基としては、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基が挙げられる。
【００７７】
Ｘ1基は、典型的に、基材表面上の相補的な官能基と反応し、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成可能である。ポリマー基材の表面への結合のために適切なＸ1基としては、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノまたはエチレン性不飽和基が挙げられる。金含有基材の表面への結合のために適切なＸ1基としては、メルカプト、ジスルフィドまたはアルキルジスルフィドが挙げられる。他の金属含有基材の表面への結合のために適切なＸ1基としては、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミドまたはホスファト基が挙げられる。ガラスまたはセラミック含有基材への結合、ならびに金属酸化物含有または水和金属酸化物含有基材への結合のために適切なＸ1基としては、ハロシリル、アルコキシシリルまたはアシロキシシリル基が挙げられる。
【００７８】
式Ｉで表される化合物のいくつかにおいて、Ｘ1基は、エチレン性不飽和基であり得る。これらの化合物は、例えば、ビニル化合物、ビニルエステル化合物、アリルエステル化合物、スチレン化合物、ビニルケトン化合物、アクリレート化合物、メタクリレート化合物等であり得る。例えば、異なるＹ1基を選択することによって、これらの異なる種類の化合物を形成することができる。
【００７９】
式Ｉ中の基Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であり得、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである。Ｙ1基は、典型的に、ペルオキシド基（すなわち、一緒に結合した２個のオキシ基）を含まない。適切なヘテロアルキレンは、通常、１個〜４００個の炭素原子、および３０個までのＮ、Ｏ、Ｓまたはそれらの組み合わせから選択されるヘテロ原子を含有する。適切なアルキレンは、通常、１個〜２００個の炭素原子を含有する。ヘテロアルキレンおよびアルキレン基は、直鎖、分枝鎖、環式またはそれらの組み合わせであり得る。
【００８０】
基Ｙ1は、例えば、次式：
【化７】
（式中、ｎは、１〜１００の整数である）のようにアルキレン基を含み得る。代表的な化合物としては、ｎが、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であるものが挙げられる。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８１】
式Ｉで表される化合物のいくつかにおいて、Ｙ1は、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオまたは−ＮＲ4−から選択される基によって第２のアルキレンまたは第１のヘテロアルキレン基に連結された第１のアルキレン基を含む。カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオまたは−ＮＲa−から選択される基によって、追加的なアルキレンまたはヘテロアルキレン基を第２のアルキレンまたは第１のヘテロアルキレン基に連結可能である。式Ｉで表される他の化合物において、Ｙ1は、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオまたは−ＮＲ4−から選択される基によって第２のヘテロアルキレンまたは第１のアルキレン基に連結された第１のヘテロアルキレン基を含む。カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ基、オキシ、チオまたは−ＮＲa−から選択される基によって、追加的なアルキレンまたはヘテロアルキレン基を第２のヘテロアルキレンまたは第１のアルキレン基に連結可能である。
【００８２】
例えば、化合物は次式：
【化８】
（式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｔは、０〜１２の整数であり；そしてｋは、２〜４の整数である）を有し得る。代表的な化合物としては、ｍが、１５０以下、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｔが、１０以下、８以下、６以下、４以下、２以下または０に等しい整数であり；そしてｋが、３以下、２以下または１に等しい整数であるものが挙げられる。いくつかの化合物において、ヘテロ原子Ｄは酸素であり、そしてｋは２に等しい。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８３】
他の例において、基Ｙ1は、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−またはそれらの組み合わせによって分離されたアルキレン基とヘテロアルキレン基との組み合わせを含み得る。
【化９】
式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｎは、１〜１００の整数であり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｔは、０〜１２の整数であり；ｋは、２〜４の整数であり；そしてＬは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである。アルキレン基およびヘテロアルキレン基の位置を逆にすることもできる。代表的な化合物としては、ｎが、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｍが、１５０以下、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｔが、１０以下、８以下、６以下、４以下、２以下または０に等しい整数であり；そしてｋが、３以下、２以下または１に等しい整数であるものが挙げられる。いくつかの化合物において、Ｄ基は酸素であり、そしてｋは２に等しい。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８４】
他の例において、化合物は次式：
【化１０】
（式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｎは、１〜１００の整数であり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｐは、１〜１０の整数であり；ｔは、０〜１２の整数であり；ｋは、２〜４の整数であり；そしてＬは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）を有し得る。代表的な化合物としては、ｎが、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｍが、１５０以下、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｐが、８以下、６以下、４以下または２以下の整数であり；ｔが、１０以下、８以下、６以下、４以下、２以下または０に等しい整数であり；そしてｋが、３以下、２以下または１に等しい整数であるものが挙げられる。いくつかの化合物において、ヘテロ原子Ｄは酸素であり、そしてｋは２に等しい。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８５】
いくつかの実施形態において、Ｙ1は、１個以上のアルキレン基と１個以上のヘテロアルキレン基に加えて、アリーレン基を含み得る。アリーレンは、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基に直接結合され得る。アリーレン基は、３０個までの炭素原子、２４個までの炭素原子、１８個までの炭素原子、１２個までの炭素原子または６個の炭素原子を含み得る。いくつかの実施形態において、化合物は次式：
【化１１】
（式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｎは、１〜１００の整数であり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｐは、１〜１０の整数であり；ｔは、０〜１２の整数であり；ｋは、２〜４の整数であり；Ａｒ1は、アリーレン基であり；そしてＬは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の１つを有し得る。代表的な化合物としては、ｎが、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｍが、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数であり；ｐが、８以下、６以下、４以下または２以下の整数であり；ｔが、１０以下、８以下、６以下、４以下、２以下または０に等しい整数であり；そしてｋが、３以下、２以下または１に等しい整数であるものが挙げられる。上記式のいくつかの化合物において、以下の構造：
【化１２】
の１つのように、Ｄは酸素であり、ｋは２に等しく、そしてＡｒ1はフェニレンである。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８６】
基Ｙ1は、以下の構造：
【化１３】
（式中、Ａｒ1は、アリーレン基である）のようにアリーレン基であり得る。いくつかの化合物において、Ａｒ1はフェニレンである。基Ｘ1、ｒ、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８７】
Ｙ1は、単結合であり得る。例えば、次式
【化１４】
（式中、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）において、Ｘ1が第一級または第二級芳香族アミノ基である場合、Ｙは単結合である。基Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００８８】
式Ｉのいくつかの実施形態において、基Ｚ1は、アルキルまたはアリールであり得る。例えば、Ｚ1は、Ｃ1-30アルキル、Ｃ1-10アルキルまたはＣ1-6アルキルであり得る。他の例において、Ｚ1は、Ｃ6-30アリール、Ｃ6-24アリール、Ｃ6-18アリールまたはＣ6-12アリールであり得る。式Ｉの他の実施形態において、Ｚ1は、−（ＣＯ）Ｒa基であり得、これは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な複素環式または複素二環式基を形成する。複素環式または複素二環式基は、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を含む。芳香族基に縮合した代表的な複素環式基は、次式：
【化１５】
（式中、Ｘ1は一価である）または
【化１６】
（式中、Ｘ1は二価である）に示される。
【００８９】
Ｚ1と結合して複素環式または複素二環式構造を形成する代替物として、Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、ペルフルオロアルキル、クロロアルキル、アリールまたは−ＮＲbＲc基であり得、ＲbおよびＲcは、それぞれ、アルキルであるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の複素環式基を形成する。いくつかの実施形態において、Ｒ1は、Ｃ1-30アルキル、Ｃ1-10アルキルまたはＣ1-6アルキルであり得る。他の実施形態において、Ｒ1は、Ｃ1-30フルオロアルキルもしくはペルフルオロアルキル、Ｃ1-10フルオロアルキルもしくはペルフルオロアルキル、またはＣ1-4フルオロアルキルもしくはペルフルオロアルキル基であり得る。なお他の実施形態において、Ｒ1は、Ｃ6-30アリール、Ｃ6-18アリールまたはＣ6-12アリールであり得る。例えば、Ｒ1は、フェニル基であり得る。
【００９０】
式Ｉで表される化合物の代表としては、限定されないが、以下のもの：
【化１７】
【化１８】
が挙げられる。これらの化合物のいずれも、または式Ｉの範囲内の他の化合物のいずれも、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００９１】
式Ｉで表される化合物のいくつかにおいて、基材反応性基Ｘ1はエチレン性不飽和基であり、そしてＹ1は、カルボニル基によってエチレン性不飽和基に直接結合されたカルボニル、カルボニルオキシまたはカルボニルイミノ基を含む。すなわち、化合物は式Ｉａ：
【化１９】
（式中、
Ｒ5は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｌ1は、オキシ、−ＮＲ4−または−Ｃ（Ｒ4）2−であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；そして
Ｙ2は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の化合物である。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００９２】
式Ｉａの化合物は、式Ｉの化合物のサブセットであり、式中、Ｘ1はエチレン性不飽和基Ｈ2Ｃ＝ＣＲ5−であり、そしてＹ1は基−（ＣＯ）−Ｌ1−Ｙ2−である。式Ｉａの化合物は、例えば、アクリレート（すなわち、式中、Ｒ5は水素であり、そしてＬ1はオキシである）、メタクリレート（すなわち、式中、Ｒ5はメチルであり、そしてＬ1はオキシである）、アクリルアミド（すなわち、式中、Ｒ5は水素であり、そしてＬ1は−ＮＲ4−である）、メタクリルアミド（式中、Ｒ5はメチルであり、そしてＬ1は−ＮＲ4−である）またはビニルケトン（すなわち、式中、Ｌ1は−Ｃ（Ｒ4）2−である）であり得る。
【００９３】
式Ｉａの化合物のいくつかにおいて、Ｙ2基は、次式：
【化２０】
（式中、Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；ｍは、１〜２００の整数であり；ｎは、１〜１２の整数であり；そしてｋは、２〜４の整数である）のようにヘテロアルキレン、カルボニル基およびアルキレン基を含む。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。この式化合物のいくつかにおいて、ｍは、１５０以下、１００以下、８０以下、６０以下、４０以下、２０以下または１０以下の整数である。代表的な化合物としては、Ｒ5が水素またはメチルであり；Ｌ1がオキシまたは−ＮＲ4−であり；Ｄが酸素であり；そしてｋが２に等しいものが挙げられる。
【００９４】
式ＩにおいてＺ1およびＲ1に関して定義される構造は、式Ｉａの化合物に関して適切である。例えば、式Ｉａの化合物は次の構造：
【化２１】
を有し得る。この化合物は、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００９５】
式Ｉａで表される化合物の具体例としては、限定されないが、
【化２２】
が挙げられる。これは、未置換であり得、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【００９６】
化合物の調製法
例えば、窒素含有基を有する第１の化合物と、ハロカルボニル基を含む第２の化合物との反応によって、式Ｉの化合物を調製することができる。特に、第１の化合物の窒素含有基は、スルホニル基、ならびに少なくとも１個の水素原子に直接結合した窒素原子を含む。第１の化合物は、基材反応性基Ｘ1、または基材反応性基Ｘ1へと変換可能な基をさらに含み得る。基材反応性基は、第２の化合物のハロカルボニル基と反応しないか、またはゆっくりと反応するため、第１の化合物の窒素含有基が第２の化合物のハロカルボニル基と優先的に反応する。適切な反応スキームを反応スキームＡに示す。
【化２３】
−（ＣＯ）Ｑ基は、ハロカルボニル基であり得る。基Ｘ1、Ｙ1、Ｚ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。式Ｉ中のＺ1は−（ＣＯ）Ｒaであり、そしてＲaは、Ｒ1と組み合わされて環構造を形成する。反応スキームＡ’を使用して、化合物を調製することができる。
【化２４】
式中、Ｒa、Ｒ1、Ｘ1およびＹ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。−（ＣＯ）Ｑ基は、ハロカルボニル基であり得る。
【００９７】
物品
本発明のもう１つの態様は、基材に結合されたテザリング基（すなわち、基材結合テザリング基）を含む物品を提供する。基材に結合されたテザリング基は、基材表面上の相補的な官能基Ｇと、式Ｉの化合物中の基Ｘ1との反応生成物である。基材に結合されたテザリング基は、基材とアミン含有材料との間でカルボニルイミノ含有コネクター基を形成するようにアミン含有材料と反応可能なＮ−スルホニルアミノカルボニル基を有する。いくつかの物品において、式Ｉの化合物は式Ｉａのものである。
【００９８】
基材は、テザリング基が結合可能な固体相材料である。基材は、式Ｉの化合物を基材表面に結合させるために使用される溶液中に可溶性ではない。典型的に、テザリング基は、基材の外側部分のみに結合し、基材にテザリング基を結合させるプロセス間に基材のバルク部分は変性されない。基材が、基材を通して分散された基Ｇを有する場合、外側部分（例えば、表面上または表面付近）のそれらの基のみが通常、式Ｉで表される化合物中の基Ｘ1と反応可能である。
【００９９】
基材は、限定されないが、薄膜、シート、メンブレン、フィルター、不織もしくは織物繊維、中空もしくは固体ビーズ、ボトル、プレート、チューブ、ロッド、パイプまたはウエハーを含む、いずれかの有用な形態を有し得る。基材は、多孔性であっても非多孔性であってもよく、剛性であっても屈曲性であってもよく、透明であっても不透明であってもよく、透明であっても着色されていてもよく、または反射性であっても非反射性であってもよい。適切な基材材料としては、例えば、ポリマー材料、ガラス、セラミックス、金属、金属酸化物またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【０１００】
基材は、材料の単層または多層を有し得る。例えば、基材は、式Ｉの化合物中のＸ1基と反応可能な相補的な官能基を含む第１の層の支持体を提供する、１以上の第２の層を有し得る。第１の層は、基材の外層である。いくつかの実施形態において、第２の層の表面は化学的に変性されているか、またはもう一種の材料によって被覆されて、Ｘ1基と反応可能な相補的な官能基を含む第１の層を提供する。
【０１０１】
適切なポリマー基材材料としては、限定されないが、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ（ビニルアセテート）、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、フェノール樹脂、ポリアミン、アミノ−エポキシ樹脂、ポリエステル、シリコーン、セルロースベースポリマー、多糖類またはそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態において、ポリマー材料は、式Ｉで表される化合物中の基Ｘ1と反応可能な相補的な官能基を有するコモノマーを使用して調製されたコポリマーである。例えば、コモノマーは、カルボキシ、メルカプト、ヒドロキシ、アミノ、アジドまたはアルコキシシリル基を有し得る。
【０１０２】
適切なガラスおよびセラミック基材材料としては、例えば、ナトリウム、ケイ素、アルミニウム、鉛、ホウ素、リン、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、ヒ素、ガリウム、チタン、銅またはそれらの組み合わせが挙げられる。ガラスは典型的に、様々な種類のケイ酸塩含有材料を含む。
【０１０３】
いくつかの実施形態において、基材は、国際公開第０１／６６８２０Ａ１号パンフレットに開示されるようなダイヤモンド様ガラス層を含む。ダイヤモンド様ガラスは、炭素、ケイ素および水素、酸素、フッ素、硫黄、チタンまたは銅から選択される１以上の元素を含む非晶質材料である。いくつかのダイヤモンド様ガラス材料は、プラズマプロセスを使用して、テトラメチルシラン前駆体から形成される。表面上のシラノール濃度を制御するために、酸素プラズマにおいてさらに処理された疎水性材料を製造することができる。
【０１０４】
ダイヤモンド様ガラスは、薄膜の形態であっても、または基材中のもう１つの層もしくは材料上のコーティングの形態であってもよい。いくつかの適用において、ダイヤモンド様ガラスは、少なくとも３０重量％の炭素、少なくとも２５重量％のケイ素、および４５重量％までの酸素を有する薄膜の形態であり得る。かかる膜は、屈曲性および透明であり得る。いくつかの実施形態において、ダイヤモンド様ガラスは多層基材の外層である。具体例において、基材の第２の層（例えば、支持層）はポリマー材料であり、そして第１の層はダイヤモンド様ガラスの薄膜である。テザリング基は、ダイヤモンド様ガラスの表面に結合される。
【０１０５】
いくつかの多層基材において、ダイヤモンド様ガラスはダイヤモンド様炭素層上に析出される。例えば、第２の層（例えば、支持層）は、表面上に析出されたダイヤモンド様炭素層を有するポリマー膜である。ダイヤモンド様ガラス層は、ダイヤモンド様炭素層上に析出される。ダイヤモンド様炭素は、いくつかの実施形態において、多層基材中でポリマー層とダイヤモンド様ガラス層との間の結合層またはプライマー層として機能し得る。例えば、多層基材は、ポリイミドまたはポリエステル層、ポリイミドまたはポリエステル上に析出されたダイヤモンド様炭素層、およびダイヤモンド様炭素上に析出されたダイヤモンド様ガラス層を含み得る。もう１つの例において、多層基材は、次の順序で配列された層の積層体を含む：ダイヤモンド様ガラス、ダイヤモンド様炭素、ポリイミドまたはポリエステル、ダイヤモンド様炭素およびダイヤモンド様ガラス。
【０１０６】
例えば、プラズマ反応器中でアセチレンから、ダイヤモンド様炭素膜を調製することができる。かかる膜の他の調製法は、米国特許第５，８８８，５９４号明細書および米国特許第５，９４８，１６６号明細書、ならびにＭ．デイビッド（Ｍ．Ｄａｖｉｄ）ら，ＡｌＣｈＥ ジャーナル（ＡｌＣｈＥ Ｊｏｕｒｎａｌ），３７（３），３６７−３７６（１９９１年３月）に記載されている。
【０１０７】
基材のための適切な金属、金属酸化物または水和金属酸化物としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、アルミニウム、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等が挙げられる。金属含有材料は、ステンレス鋼、インジウムスズ酸化物等のような合金であり得る。いくつかの実施形態において、金属含有材料は多層基材の上層である。例えば、基材は、第２のポリマー層および第１の金属含有層を有し得る。一例において、第２の層はポリマー膜であり、そして第１の層は金の薄膜である。他の例において、多層基材は、チタン含有層、次いで金含有層で被覆されたポリマー膜を含む。すなわち、チタン層は、ポリマー膜に金の層を付着するための結合層またはプライマー層として機能し得る。
【０１０８】
多層基材の他の例において、クロム層、次いで金層でケイ素支持層を被覆する。クロム層は、ケイ素層への金層の接着力を改善し得る。
【０１０９】
基材の表面は、典型的に、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基と反応可能な基を含む。すなわち、基材は、式Ｉの化合物中の基Ｘ1と反応可能な基を含む（すなわち、基材は基Ｘ1に相補的な官能基を含む）。基材は、相補的な官能基を含む外層を有するように処理された支持材料を含み得る。基材は、Ｘ1と反応可能な基を有することが知られているいずれの固体相材料からも調製可能であり、以下の適切な材料の例に限定されない。
【０１１０】
カルボキシ基またはハロカルボニル基は、ヒドロキシ基を有する基材と反応して、カルボニルオキシ含有結合基を形成可能である。ヒドロキシ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリビニルアルコール、コロナ処理されたポリエチレン、ポリメタクリレートのヒドロキシ置換エステル、ポリアクリレートのヒドロキシ置換エステル、およびガラスまたはポリマー膜のような支持材料上のポリビニルアルコールコーティングが挙げられる。
【０１１１】
また、カルボキシ基またはハロカルボニル基は、メルカプト基を有する基材と反応して、カルボニルチオ含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリアクリレートのメルカプト置換エステル、ポリメタクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１１２】
加えて、カルボキシ基またはハロカルボニル基は、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基または第二級脂肪族アミノ基と反応して、カルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。第一級芳香族アミノ基または第二級芳香族アミノ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリアミン、ポリメタクリレートのアミン置換エステル、ポリアクリレートのアミン置換エステル、ポリエチレンイミン、およびアミノアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１１３】
ハロカルボニルオキシ基は、ヒドロキシ基を有する基材と反応して、オキシカルボニルオキシ含有結合基を形成可能である。ヒドロキシ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリビニルアルコール、コロナ処理されたポリエチレン、ポリメタクリレートのヒドロキシ置換エステル、ポリアクリレートのヒドロキシ置換エステル、およびガラスまたはポリマー膜のような支持材料上のポリビニルアルコールコーティングが挙げられる。
【０１１４】
また、ハロカルボニルオキシ基は、メルカプト基を有する基材と反応して、オキシカルボニルチオ含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリメタクリレートのメルカプト置換エステル、ポリアクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１１５】
加えて、ハロカルボニルオキシ基は、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基または第二級脂肪族アミノ基を有する基材と反応して、オキシカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。第一級芳香族アミノ基または第二級芳香族アミノ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリアミン、ポリメタクリレートのアミン置換エステル、ポリアクリレートのアミン置換エステル、ポリエチレンイミン、およびアミノアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１１６】
シアノ基は、アジド基を有する基材と反応して、テトラジンジイル含有結合基を形成可能である。アジド基を有する基材の例としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上のポリ（４−アジドメチルスチレン）のコーティングが挙げられる。適切なポリマー支持材料としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１１７】
ヒドロキシ基は、イソシアネート基を有する基材と反応して、オキシカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。イソシアネート基を有する適切な基材としては、限定されないが、支持材料上の２−イソシアナトエチルメタクリレートポリマーのコーティングが挙げられる。適切な支持材料としては、ガラス、およびポリエステル、ポリイミド等のようなポリマー材料が挙げられる。
【０１１８】
また、ヒドロキシ基は、カルボキシ、カルボニルオキシカルボニルまたはハロカルボニルを有する基材と反応して、カルボニルオキシ含有結合基を形成可能である。適切な基材としては、限定されないが、支持材料上のアクリル酸ポリマーもしくはコポリマーのコーティング、または支持材料上のメタクリル酸ポリマーもしくはコポリマーのコーティングが挙げられる。適切な支持材料としては、ガラス、およびポリエステル、ポリイミド等のようなポリマー材料が挙げられる。他の適切な基材としては、ポリエチレンと、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸またはそれらの組み合わせとのコポリマーが挙げられる。
【０１１９】
メルカプト基は、イソシアネート基を有する基材と反応可能である。メルカプト基とイソシアネート基との間の反応によって、チオカルボニルイミノ含有結合基が形成される。イソシアネート基を有する適切な基材としては、限定されないが、支持材料上の２−イソシアナトエチルメタクリレートコポリマーのコーティングが挙げられる。適切な支持材料としては、ガラス、およびポリエステル、ポリイミド等のようなポリマー材料が挙げられる。
【０１２０】
また、メルカプト基は、ハロカルボニル基を有する基材と反応して、カルボニルチオ含有結合基を形成可能である。ハロカルボニル基を有する基材としては、例えば、クロロカルボニル置換ポリエチレンが挙げられる。
【０１２１】
また、メルカプト基は、ハロカルボニルオキシ基を有する基材と反応して、オキシカルボニルチオ含有結合基を形成可能である。ハロカルボニル基を有する基材としては、ポリビニルアルコールのクロロホルミルエステルが挙げられる。
【０１２２】
加えて、メルカプト基は、エチレン性不飽和基を有する基材と反応して、チオエーテル含有結合基を形成可能である。エチレン性不飽和基を有する適切な基材としては、限定されないが、ブタジエンから誘導されたポリマーおよびコポリマーが挙げられる。
【０１２３】
イソシアネート基は、ヒドロキシ基を有する基材と反応して、オキシカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。ヒドロキシ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリビニルアルコール、コロナ処理されたポリエチレン、ポリメタクリレートまたはポリアクリレートのヒドロキシ置換エステル、およびガラスまたはポリマー膜上のポリビニルアルコールコーティングが挙げられる。
【０１２４】
また、イソシアネート基は、メルカプト基と反応して、チオカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリメタクリレートまたはポリアクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１２５】
加えて、イソシアネート基は、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基または第二級脂肪族アミノ基と反応して、尿素含有結合基を形成可能である。第一芳香族アミノ基または第二級芳香族アミノ基を有する適切な基材としては、限定されないが、ポリアミン、ポリエチレンイミン、およびガラスまたはポリエステルもしくはポリイミドのようなポリマー材料のような支持材料上のアミノアルキルシランのコーティングが挙げられる。
【０１２６】
また、イソシアネート基は、カルボキシと反応して、Ｏ−アシルカルバモイル含有結合基を形成可能である。カルボン酸基を有する適切な基材としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上のアクリル酸ポリマーまたはコポリマーのコーティングまたはメタクリル酸ポリマーまたはコポリマーのコーティングが挙げられる。コポリマーとしては、限定されないが、ポリエチレンおよびポリアクリル酸またはポリメタクリル酸を含有するコポリマーが挙げられる。適切なポリマー支持材料としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１２７】
ハロシリル基、アルコキシシリル基またはアシロキシシリル基は、シラノール基を有する基材と反応して、ジシロキサン含有結合基を形成可能である。適切な基材としては、様々なガラス、セラミック材料またはポリマー材料から調製されるものが挙げられる。また、これらの基は、表面上に金属水酸化物基を有する様々な材料と反応して、シラン含有結合を形成可能である。適切な金属としては、限定されないが、銀、アルミニウム、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等が挙げられる。いくつかの実施形態において、金属はステンレス鋼または他の合金である。シラノール基を有するように、ポリマー材料を調製することができる。例えば、シラノール基を有する市販品として入手可能なモノマーとしては、ウィスコンシン州、ミルウォーキーのアルドリッチ ケミカル カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手可能な３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレートおよび３−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
【０１２８】
アジド基は、例えば、炭素−炭素三重結合を有する基材と反応して、トリアゾルジイル含有結合基を形成可能である。また、アジド基は、ニトリル基を有する基材と反応して、テトラゼンジイル含有結合基を形成可能である。ニトリル基を有する基材としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー材料のような支持材料上のポリアクリロニトリルのコーティングが挙げられる。例えば、適切なポリマー支持材料としては、ポリエステルおよびポリイミドが挙げられる。ニトリル基を有する他の適切な基材としては、アクリロニトリルポリマーまたはコポリマーおよび２−シアノアクリレートポリマーまたはコポリマーが挙げられる。
【０１２９】
また、アジド基は、ストレインド（ｓｔｒａｉｎｅｄ）オレフィン基と反応して、トリアゾリニル含有結合基を形成可能である。ストレインドオレフィン基を有する適切な基材としては、ペンダントノルボルネニル官能基を有するコーティングが挙げられる。適切な支持材料としては、限定されないが、ガラス、およびポリエステルおよびポリイミドのようなポリマー材料が挙げられる。
【０１３０】
アジリジニル基は、メルカプト基と反応して、β−アミノアルキルチオエーテル含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリメタクリレートまたはポリアクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１３１】
加えて、アジリジニル基は、カルボキシ基と反応して、β−アミノアルキルオキシカルボニル含有結合基を形成可能である。カルボキシを有する適切な基材としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上のアクリル酸ポリマーもしくはコポリマーのコーティングまたはメタクリル酸ポリマーもしくはコポリマーのコーティングが挙げられる。コポリマーとしては、限定されないが、ポリエチレンおよびポリアクリル酸またはポリメタクリル酸を含有するコポリマーが挙げられる。適切なポリマー支持材料としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１３２】
ハロアルキル基は、例えば、第三級アミノ基を有する基材と反応して、第四級アンモニウム含有結合基を形成可能である。第三級アミノ基を有する適切な基材としては、限定されないが、ポリジメチルアミノスチレンまたはポリジメチルアミノエチルメタクリレートが挙げられる。
【０１３３】
同様に、第三級アミノ基は、例えば、ハロアルキル基を有する基材と反応して、第四級アンモニウム含有結合基を形成可能である。ハロアルキル基を有する適切な基材としては、例えば、支持材料上のハロアルキルシランのコーティングが挙げられる。支持材料としては、限定されないが、ガラス、およびポリエステルおよびポリイミドのようなポリマー材料が挙げられる。
【０１３４】
第一級芳香族アミノまたは第二級芳香族アミノ基は、例えば、イソシアネート基を有する基材と反応して、オキシカルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。イソシアネート基を有する適切な基材としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上の２−イソシアナトエチルメタクリレートポリマーまたはコポリマーのコーティングが挙げられる。適切なポリマー支持体としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１３５】
また、第一級芳香族アミノまたは第二級芳香族アミノ基は、カルボキシまたはハロカルボニル基を含有する基材と反応して、カルボニルイミノ含有結合基を形成可能である。適切な基材としては、限定されないが、支持材料上のアクリル酸またはメタクリル酸ポリマーコーティングが挙げられる。支持材料は、例えば、ガラス、またはポリエステルまたはポリイミドのようなポリマー材料であり得る。他の適切な基材としては、ポリエチレンおよびポリメタクリル酸またはポリアクリル酸のコポリマーが挙げられる。
【０１３６】
ジスルフィドまたはアルキルジスルフィド基は、例えば、金属表面と反応して、金属硫化物含有結合基を形成可能である。適切な金属としては、限定されないが、金、白金、パラジウム、ニッケル、銅およびクロムが挙げられる。基材は、インジウムスズ酸化物のような合金または誘電性材料でもあり得る。
【０１３７】
ベンゾトリアゾリルは、例えば、金属または金属酸化物表面を有する基材と反応可能である。適切な金属または金属酸化物としては、例えば、銀、アルミニウム、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等が挙げられる。金属または金属酸化物は、ステンレス鋼、インジウムスズ酸化物等のような合金を含み得る。
【０１３８】
ホスホノ、ホスホロアミドまたはホスファトは、例えば、金属または金属酸化物表面を有する基材と反応可能である。適切な金属または金属酸化物としては、例えば、銀、アルミニウム、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等が挙げられる。金属または金属酸化物は、ステンレス鋼、インジウムスズ酸化物等のような合金を含み得る。
【０１３９】
エチレン性不飽和基は、例えば、メルカプト基によって置換されたアルキル基を有する基材と反応可能である。反応によって、ヘテロアルキレン含有結合基が形成される。適切な基材としては、例えば、ポリアクリレートまたはポリメタクリレートのメルカプト置換アルキルエステルが挙げられる。
【０１４０】
また、エチレン性不飽和基は、化学蒸着プロセスを使用して形成されたケイ素基材のようなケイ素表面を有する基材と反応可能である。かかるケイ素表面は−ＳｉＨ基を含有し得、これは白金触媒の存在下でエチレン性不飽和基と反応して、アルキレン基に結合したＳｉと結合基を形成可能である。
【０１４１】
加えて、エチレン性不飽和基は、炭素−炭素二重結合を有する基材と反応して、アルキレン含有結合基を形成可能である。かかる基材としては、例えば、ブタジエンから誘導されたポリマーが挙げられる。
【０１４２】
他のエチレン性不飽和基としては、カルボニル、カルボニルオキシまたはカルボニルイミノ基に結合された式Ｉａ中のものが挙げられる。得られる化合物は、例えば、アクリロイル、アクリルアミドまたはビニルケトン基を有し得る。これはヒドロキシ基を有する基材と反応して、それぞれ、オキシカルボニルエチレンオキシ含有結合基、イミノカルボニルエチレンオキシ含有結合基またはカルボニルエチレンオキシ含有結合基を形成可能である。ヒドロキシ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリビニルアルコール、コロナ処理されたポリエチレン、ポリメタクリレートのヒドロキシ置換エステル、ポリアクリレートのヒドロキシ置換エステル、およびガラスまたはポリマー膜のような支持材料上のポリビニルアルコールコーティングが挙げられる。
【０１４３】
また、（メタ）アクリロイル、（メタ）アクリルアミドまたはビニルケトン基は、メルカプト基を有する基材で反応して、それぞれ、オキシカルボニルエチレンチオ含有結合基、イミノカルボニルエチレンチオ含有結合基またはカルボニルエチレンチオ含有結合基を形成可能である。メルカプト基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリメタクリレートのメルカプト置換エステル、ポリアクリレートのメルカプト置換エステル、およびメルカプトアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１４４】
また、アクリロイル、アクリルアミドまたはビニルケトン基は、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基または第二級脂肪族アミノ基を有する基材と反応して、それぞれ、オキシカルボニルエチレンイミノ含有結合基、イミノカルボニルエチレンイミノ含有結合基またはカルボニルエチレンイミノ含有結合基を形成可能である。第一級芳香族アミノ基または第二級芳香族アミノ基を有する基材材料の例としては、限定されないが、ポリアミン、ポリメタクリレートのアミン置換エステル、ポリアクリレートのアミン置換エステル、ポリエチレンイミン、およびアミノアルキルシランで処理されたガラスが挙げられる。
【０１４５】
加えて、（メタ）アクリロイル、（メタ）アクリルアミドまたはビニルケトン基は、アジド基を有する基材と反応して、それぞれ、オキシカルボニルトリアゾリニル含有結合基、イミノカルボニルトリアゾリニル含有結合基、カルボニルトリアゾリニル含有結合基を形成可能である。アジド基を有する基材の例としては、限定されないが、ガラスまたはポリマー支持体上のポリ（４−アジドメチルスチレン）のコーティングが挙げられる。適切なポリマー支持材料としては、ポリエステル、ポリイミド等が挙げられる。
【０１４６】
基材との接触時に、式Ｉの化合物は自己集合プロセスを受ける。本明細書で使用される場合、用語「自己集合」は、基材との接触時に、材料が、基材に結合されたテザリング基の単層を自発的に形成し得るプロセスを指す。例えば、金基材に暴露された時、Ｘ1に関してジスルフィドまたはアルキルジスルフィド基を有する化合物は、自己集合プロセスを受け得る。もう１つの例として、Ｘ1に関してハロシリル基を有する化合物は、ダイヤモンド様ガラスまたはガラス基材に暴露された時に自己集合プロセスを受け得る。
【０１４７】
一実施形態において、式ＩＩ：
【化２５】
は、本発明の物品を表し得る。式ＩＩは、基材に結合されたテザリング基を表す。テザリング基は、式Ｉで表される化合物から誘導される。基Ｕ1は、式Ｉで表される化合物中のＸ1と、基材表面上の相補的な官能基との反応によって形成される結合基である。基Ｙ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。すなわち、この物品は、
基材と、
基材に結合されたテザリング基と、
を含み、このテザリング基は、基材表面上の相補的な官能基Ｇと、式Ｉ
【化２６】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミドまたはホスファトから選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって、窒素ヘテロ原子を有する４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物との反応生成物を含む。
Ｇは、Ｘ1と反応して、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成可能な基である。このテザリング基は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【０１４８】
また、式Ｉの化合物が式Ｉａで表される化合物である場合、物品は、式ＩＩａ：
【化２７】
のものである。式ＩＩａの物品において、結合基Ｕ1に結合されたカルボニル基、カルボニルオキシ基またはカルボニルイミノ基が存在する。具体的に、これらの物品は式ＩＩの物品のサブセットであり、基材と、基材に結合されたテザリング基とを含む。基材に結合されたテザリング基は、基材表面上の相補的な官能基Ｇと式Ｉａの化合物との反応生成物である。相補的な官能基Ｇは、Ｈ2Ｃ＝ＣＲ5−基と反応可能な基である。このテザリング基は、未置換であり得るか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換され得る。
【０１４９】
式ＩＩおよびＩＩａは、基材に結合される１個のみのテザリング基を示すが、２個以上の反応基Ｇが基材に存在する場合、２個以上のテザリング基が基材に結合され得る。さらに基材は、基材表面上に、テザリング化合物と反応しなかった過剰なＧ基を有し得る。
【０１５０】
式Ｉで表される化合物中のＸ1基と反応可能な基材上の基（すなわち、基Ｇ）としては、限定されないが、ヒドロキシ、メルカプト、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基、第二級脂肪族アミノ基、アジド、カルボキシ、カルボニルオキシカルボニル、イソシアネート、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シラノールおよびニトリルが挙げられる。
【０１５１】
例えば、式Ｉから誘導されたテザリング基の結合前後の基材上での液体の接触角測定（例えば、基材表面へのテザリング基の結合時に、接触角は変化し得る）、偏光解析法（例えば、結合層の厚さを測定可能）、飛行時間型質量分析（例えば、基材表面へのテザリング基の結合時に、表面濃度は変化し得る）およびフーリエ変換赤外分光分析（例えば、基材表面へのテザリング基の結合時に、反射率および吸光度は変化し得る）のような技術を使用して、基材表面へのテザリング基の結合（すなわち、式ＩＩの基材に結合されたテザリング基の形成）を検出可能である。
【０１５２】
本発明の物品の他の実施形態において、テザリング基中のＮ−スルホニルアミノカルボニル基はアミン含有材料と反応する。カルボニルイミノ含有コネクター基が形成され、基材へのアミン含有材料の固定化が生じる。アミン含有材料は、式ＩＩの基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基と反応可能である。いくつかの実施形態において、アミン含有材料は、例えば、アミノ酸、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、酵素、細胞小器官、免疫グロビンまたはそれらの断片のような生体分子である。他の実施形態において、アミン含有材料は、アミン含有被検体のような非生物学的アミンである。
【０１５３】
アミン含有材料（Ｈ2Ｎ−Ｔ）は、求核置換反応によって式ＩＩの基材に結合されたテザリング基と反応して、式ＩＩＩ：
【化２８】
（式中、Ｕ1は、式Ｉで表される化合物のＸ1と、基材表面上の相補的な官能基との反応によって形成された結合基であり；Ｔは、アミン含有材料の残基であり；そしてＹ1およびＲ1は、式Ｉおよび式ＩＩに関して前記で定義されたものと同一である）のアミン含有材料を固定化した基材を製造し得る。Ｈ2Ｎ−Ｔは、いずれかの適切な第一級アミン含有材料である。いくつかの実施形態において、Ｈ2Ｎ−Ｔは生体分子である。
【０１５４】
式ＩＩＩのアミン含有材料を固定化した基材は、式ＩＩａのテザリング基に関して、式ＩＩＩａ：
【化２９】
のものであり得る。すなわち、式ＩＩＩａのアミン含有材料を固定化した基材は、式ＩＩＩのサブセットである。
【０１５５】
例えば、質量分光分析、接触角測定、赤外分光分析および偏光解析法を使用することによって、固定化アミンの存在を決定することができる。加えて、アミン含有材料が生物学的に活性な材料である場合、様々な免疫学的測定および光学顕微鏡による技術を使用することができる。
【０１５６】
他の材料をアミン含有材料に結合することができる。例えば、相補的なＲＮＡまたはＤＮＡ断片を、固定化ＲＮＡまたはＤＮＡ断片とハイブリット形成することができる。もう１つの例において、固定化抗体に抗原を結合することができ、または固定化抗原に抗体を結合することができる。具体例において、黄色ブドウ球菌のようなバクテリアを固定化生体分子に結合することができる。
【０１５７】
基材へのアミン含有材料の固定化法
本発明のもう１つの態様は、基材へのアミン含有材料の固定化法を提供する。この方法は、基材表面上の相補的な官能基と、式Ｉの化合物中の基材反応性基Ｘ1との反応によって基材に結合されたテザリング基を調製する工程と；基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基とアミン含有材料とを反応させて、基材とアミン含有材料との間にカルボニルイミノ含有コネクター基を形成する工程とを含む。
【０１５８】
一実施形態において、一価のＸ1に関して、基材へのアミン含有材料の固定化法を反応スキームＢに示す。
【化３０】
式中、Ｕ1は、式Ｉの化合物中のＸ1と、基材表面上の相補的な官能基Ｇとの反応によって形成された結合基であり；Ｔは、アミン含有材料の残基であり（すなわち、基Ｔは、アミン基を除く全てのアミン含有材料を表す）；そして基Ｙ1およびＲ1は、式Ｉに関して前記で定義されたものと同一である。Ｈ2Ｎ−Ｔは、いずれかの適切なアミン含有材料である。いくつかの実施形態において、Ｈ2Ｎ−Ｔは生体分子である。この方法は、
式Ｉ
【化３１】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒaは、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている化合物を選択する工程と；
Ｘ1と反応可能な相補的な官能基を有する基材を提供する工程と；
Ｘ1と、基材上の相補的な官能基とを反応させて、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを生じることによって、基材に結合されたテザリング基を調製する工程と；
基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基と、アミン含有材料とを反応させて、カルボニルイミノ含有コネクター基を形成する工程と、
を含む。すなわち、コネクター基は、式−Ｕ1−Ｙ1−（ＣＯ）−ＮＨ−の二価の基（基材と式ＩＩＩ中の基Ｔとの間の二価の基）である。結合基はコネクター基の一部である。
【０１５９】
このアミン含有材料の固定化法において、式Ｉの化合物は式Ｉａの化合物であり得、そして基材は、Ｈ2Ｃ＝ＣＲ5−基と反応可能な相補的な官能基を有し得る。この方法は、Ｈ2Ｃ＝ＣＲ5−基と、基材上の相補的な官能基とを反応させて、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを生じることによって、基材に結合されたテザリング基を調製する工程を含む。基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基とアミン含有材料とを反応させて、式−Ｕ1−（ＣＯ）−Ｌ1−Ｙ2−（ＣＯ）−ＮＨ−のコネクター基（基材と式ＩＩＩ中の基Ｔとの間の二価の基）を形成する。結合基はコネクター基の一部である。
【０１６０】
使用
例えば、アミン含有材料の固定化のために本発明の化合物を使用することができる。いくつかの実施形態において、アミン含有材料はアミン含有被検体である。他の実施形態において、アミン含有材料は、例えば、アミノ酸、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、酵素、細胞小器官、免疫グロビンまたはそれらの断片のような生体分子である。固定化された生物学的アミン含有材料は、病気または遺伝子欠損の医学的診断において有用であり得る。また固定化アミン含有材料は、生物学的分離のため、または様々な生体分子の存在の検出のために使用可能である。加えて、固定化アミン含有材料は、他の材料を調製するためにバイオリアクターにおいて、または生体触媒として使用可能である。基材に結合されたテザリング基は、アミン含有被検体の検出のために使用可能である。
【０１６１】
生物学的アミン含有材料は、しばしば、基材への結合後も活性なままであり得る（すなわち、式ＩＩＩで表される物品は、基材に固定化された生物学的に活性なアミン含有材料を含み得る）。例えば、固定化抗体は抗原と結合可能であるか、または固定化抗原は抗体に結合可能である。アミン含有材料はバクテリアに結合可能である。具体的な例において、固定化アミン含有材料は黄色ブドウ球菌バクテリアに結合可能である（例えば、固定化アミン含有材料は、バクテリアに特異的に結合し得る部位を有する生体分子であり得る）。
【０１６２】
本発明の化合物を基材へと結合させることによって調製される物品は、典型的に、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドの誘導体であるテザリング化合物を使用して調製される従来の既知の物品と比較して、加水分解安定性の改善を有する。加水分解安定性のため、本発明の化合物および基材に結合されたテザリング基は、典型的に、水性系において使用可能である。
【０１６３】
アミン含有材料がＮ−スルホニルアミノカルボニル基と反応する時、カルボニルイミノ含有コネクター基が形成されて、基材へのアミン含有材料の固定化（すなわち、アミン含有材料が固定化された式ＩＩＩで表される基材）が得られる。アミン含有材料と、基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基との反応速度は、典型的に、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基の加水分解速度より速い。すなわち、アミン含有材料の固定化は、加水分解反応より速い速度で生じる。基材への固定化が生じると、カルボニルイミノ共有結合の形成のため、アミン含有材料は容易に移動することはない。
【実施例】
【０１６４】
特記されない限り、全ての溶媒および化学試薬は、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ ケミカル カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手したか、または入手可能である。
【０１６５】
金被覆ケイ素基材は、カリフォルニア州サンノゼのウエハーネット インコーポレイテッド（ＷａｆｅｒＮｅｔ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡ）から入手した。これは、１５０ｍｍ プライム−グレード Ｎ型ケイ素ウエハーであって、その片側上で、反応スパッタリングによって金属が析出されていた。ウエハーを、最初に反応スパッタリングで処理して、クロムの層を析出させ、次いで反応スパッタリングで処理して、金の層を析出させた。金層の厚さは、５０００オングストロームであった。
【０１６６】
Ｎ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミドは、フランス、モンリュソンのアンテルシム（Ｉｎｔｅｒｃｈｉｍ，Ｍｏｎｔｌｕｃｏｎ，Ｆｒａｎｃｅ）から得ることができる。
【０１６７】
水性緩衝溶液は、ウィスコンシン州ミルウォーキーのシグマ アルドリッチ カンパニー（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手したか、または既知の方法で調製した。
【０１６８】
ＨＳＡ、ならびに複合化および非複合化ＩｇＧ（すなわち、免疫グロブリンＧ）は、ペンシルバニア州ウェストグローブのジャクソン イムノリサーチ ラボラトリーズ インコーポレイテッド（Ｊａｃｋｓｏｎ ＩｍｍｕｎｏＲｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｅｓｔ Ｇｒｏｖｅ，ＰＡ）から得た。
【０１６９】
調製実施例および実施例において形成された各生成物のＩＲおよび1ＨＮＭＲスペクトルは、指定された構造と一致した。
【０１７０】
用語
本明細書で使用される場合：
「ＣＨＥＳ緩衝液」は、２−（シクロヘキシルアミノ）エタンスルホン酸の水溶液を指し；
「ＤＬＣ」は、前記の通り調製されたダイヤモンド様炭素コーティングを指し；
「ＤＬＧ」は、前記の通り調製されたダイヤモンド様ガラスコーティングを指し；
「ＤＭＦ」は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを指し；
「ＥＬＩＳＡ」は、酵素結合免疫吸着剤検定法を指し；
「ＦＩＴＣ−アルブミン（ＦＩＴＣ−ＡＬＢＵＭＩＮ）」は、ミズーリ州セントルイスのシグマ−アルドリッチ コーポレイション（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏｒｐ．，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から重炭酸緩衝液中２ｍｇ／ｍＬ溶液として得られた、フルオレセイン標識化ウシ血清アルブミンを指し；
「ＨＳＡ」は、ヒト血清アルブミンを指し；
「ＳＡ−ＨＲＰ」は、ペンシルバニア州ウェストグローブのジャクソン イムノリサーチ ラボラトリーズ インコーポレイテッド（Ｊａｃｋｓｏｎ ＩｍｍｕｎｏＲｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｅｓｔ Ｇｒｏｖｅ，ＰＡ）から入手された、セイヨウワサビペルオキシダーゼと複合化されたストレプトアビジンを指し；
「ＡＢＴＳ」は、メリーランド州ゲイサーズバーグのＫＰＬ インコーポレイテッド（ＫＰＬ Ｉｎｃ．，Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）からのキットで入手された、２，２’−アジノ−ジ−（３−エチルベンズチアゾリン−６−スルホネート）を指し；
「ＰＢＳ」は、約７．４のｐＨを有する、リン酸緩衝塩類溶液を指し；
「ＳＤＳ」は、ドデシル硫酸ナトリウムを指し；そして
「トゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０」は、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレートを指す。
【０１７１】
方法
接触角測定
モデル１００角度計（ニュージャージー州マウンテンレークスのラーム−ハート インコーポレイテッド（Ｒａｍｅ−Ｈａｒｔ，Ｉｎｃ．，Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ）から入手可能）を使用して、空気中、室温で、脱イオン水の前進および後退接触角を測定した。
【０１７２】
偏光解析法
波長６３２０オングストロームおよび入射角７０度で、モデル オートＥＬ（Ｍｏｄｅｌ ＡｕｔｏＥＬ）偏光解析器（ニュージャージー州フランダースのルドルフ テクノロジーズ インコーポレイテッド（Ｒｕｄｏｌｐｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｆｌａｎｄｅｒｓ，ＮＪ）から入手可能）を使用して、単層の厚さの偏光解析法による決定を実行した。各基材に関して、１−メルカプトヘキサデカン、１−メルカプトドデカンおよび１−メルカプトオクタンの自己集合単層の外挿法によって、偏光解析定数を決定した。３層モデルを使用し、単層に関して１．４６の屈折率を仮定することによって、単層の厚さを偏光解析によって推測した。
【０１７３】
調製実施例１：Ｎ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミドの調製
計量された圧力反応器（イリノイ州モリーンのパール インストルメント カンパニー（Ｐａｒｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｍｏｌｉｎｅ，ＩＬ）から入手可能）に、ジクロロメタン（１００ｍＬ）を充填し、次いで液体窒素を使用して冷却する。反応器上の弁に接続されたステンレス鋼管を通して、シリンダーからメチルアミンを導入する。反応器を定期的に計量し、そして２０gが添加されるまでメチルアミンを添加する。次いで、９７．９ｇが添加されるまで、ステンレス鋼管を通してシリンダーからトリフルオロメタンスルホニルフルオリドを反応器に導入する。次いで、圧力反応器を密封し、そしてモーター付きロッカー中に配置して振動し、そして室温まで加温する。反応器が室温に達してから約６時間後、弁を開放することによって空気中にゆっくり通気させる。生成物残渣は１０重量％のＨＣｌ水で洗浄し、次いで有機相をＭｇＳＯ4上で乾燥させる。混合物を濾過し、そしてロータリーエバポレーターを使用して溶媒を濾液から除去して、生成物を得る。
【０１７４】
調製実施例２：
【化３２】
の調製
エタノール（３０．８ｇ）中のＫＯＨ（２．７ｇ）の溶液を、室温で磁気撹拌した。１１−メルカプトウンデカン酸（５．０ｇ）をＫＯＨ溶液にゆっくりと添加した。添加完了後、エタノール（６２．２ｇ）中のヨウ素（２．９ｇ）の溶液を添加し、そして混合物を約１時間長く撹拌した。次いで、混合物を１Ｎ ＨＣｌ水に注ぎ入れ、そして濾過によって沈殿固体を単離した。脱イオン水で固体を洗浄し、そして空気中で乾燥させ、５．０ｇの生成物を得た。
【０１７５】
調製実施例３：
【化３３】
の調製
磁気撹拌バー、還流冷却器および加熱マントルを備えた丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下、還流下で、調製実施例２からのカルボキシ含有生成物（２．０ｇ）、塩化チオニル（１．１５ｇ）および塩化メチレン（１２．６ｇ）の混合物を撹拌および加熱した。６時間後、混合物を室温まで冷却し、そしてロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、生成物を得た。
【０１７６】
調製実施例４：
【化３４】
の調製
丸底フラスコ内で磁気撹拌下、塩化メチレン（３７ｍＬ）中の２−（２−アミノエトキシ）エタノール（９．７ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（６．２７ｇ）の溶液に、塩化メチレン（３０ｍＬ）中に溶解された調製実施例３のクロロカルボニル含有生成物（１０．９ｇ）をゆっくり添加した。添加の間、フラスコを氷浴中で冷却した。添加完了後、混合物は粘性となった。脱イオン水で混合物を抽出するように試みたが、部分的乳濁液が得られた。ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、そして残渣混合物を沸点まで加熱すると、白色固体の沈殿が生じた。この固体を濾過し、次いで、アセトニトリル（２５０ｍＬ）中に溶解した。アセトニトリル溶液を撹拌して、窒素ガス流を溶液の表面上に誘導することによって濃縮した。得られた白色結晶を濾過によって単離し、そして窒素ガス流下で一晩乾燥させ、１２．６ｇの生成物を得た。
【０１７７】
調製実施例５：
【化３５】
の調製
調製実施例４のヒドロキシ含有生成物（３．０ｇ）、コハク酸無水物（１．１ｇ）およびトリエチルアミン（１．１５ｇ）の混合物を、エルレンマイヤーフラスコ内で６時間加熱した。混合物を室温まで冷却し、そしてメチルアルコールをフラスコに添加した。生成物は暗色の濃厚な液体を形成し、これはメチルアルコールと非混和性であった。暗色の残渣からメチルアルコールをデカンテーションして除去し、次いで、生成物をアセトニトリルから再結晶し、３．４３ｇの生成物を得た。
【０１７８】
調製実施例６：
【化３６】
の調製
調製実施例５のカルボキシ含有生成物（０．５ｇ）、塩化チオニル（０．１５ｇ）、ＤＭＦ（１滴）およびジクロロメタン（２．０ｇ）の混合物を一晩、磁気撹拌した。ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、生成物（０．５２ｇ）を得た。
【０１７９】
調製実施例７：
【化３７】
の調製
還流冷却器、窒素ガス供給源に接続されたホースアダプターおよび加熱マントルを備えた丸底フラスコ内で、調製実施例２のカルボキシ含有生成物（２．０ｇ）、塩化チオニル（１．１５ｇ）および塩化メチレン（１２．６ｇ）の混合物を還流下で加熱した。６時間後、ロータリーエバポレーターを使用して混合物を濃縮して乾燥させた。次いで、フラスコに塩化メチレン（１２．６ｇ）を添加し、そしてこの溶液にＮ−ヒドロキシスクシンイミド（１．１１ｇ）およびピリジン（０．８ｇ）の混合物を滴下して添加した。混合物を一晩室温で撹拌し、次いで、ロータリーエバポレーターを使用して揮発性材料を除去した。残渣をイソプロピルアルコールから再結晶し、２．９１ｇの生成物を得た。
【０１８０】
調製実施例８：ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材の調製
テトラメチルシランプラズマを使用して、ダイヤモンド様炭素コーティング（ＤＬＣ）上にダイヤモンド様ガラス（ＤＬＧ）コーティングを析出させるために、モデル２４８０平行板容量結合反応性イオンエッチャー（フロリダ州セントペテルスバーグのプラズマサーム（ＰｌａｓｍａＴｈｅｒｍ，Ｓｔ．Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇ，ＦＬ）から入手）を使用した。アセチレンプラズマを使用して、モデル２４８０反応性イオンエッチャーによって、ＤＬＣコーティングをポリイミド膜上へ析出した。
【０１８１】
ミネソタ州セントポールの３Ｍ カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からの３Ｍ ８１１ 接着テープ（３Ｍ ８１１ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｔａｐｅ）を使用して、イオンエッチャーのパワー印加電極に、ポリイミド膜の約２０ｃｍ×３０ｃｍ試料（デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン ドゥ ヌムール アンド カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から商標名「カプトン（ＫＡＰＴＯＮ）Ｅ」で入手可能）を取り付けた。イオンエッチャーのチャンバーを閉鎖し、そしてポンプを使用してチャンバーの圧力を０．６７Ｐａ（０．００５トル）にした。１分あたり５００標準ｃｍ3の流速で酸素ガスをチャンバーに導入し、そしてチャンバーの圧力を６．７Ｐａ（０．０５０トル）に維持した。プラズマを誘発し、そして１５秒間２０００Ｗの電力で維持した。次いで酸素ガス流を停止し、そしてポンプを使用してチャンバーの圧力を０．６７Ｐａ（０．００５トル）にさせた。次いで１分あたり２００標準ｃｍ3の流速でアセチレンガスをチャンバーに導入し、そしてチャンバーの圧力を２Ｐａ（０．０１５トル）に維持した。プラズマを誘発し、そして１０秒間１６００Ｗの電力で維持した。次いでアセチレンガス流を停止し、そしてポンプを使用してチャンバーの圧力を０．６７Ｐａ（０．００５トル）にさせた。
【０１８２】
１分あたり５００標準ｃｍ3の流速で酸素ガスを再びチャンバーに導入し、そしてチャンバーの圧力を２０Ｐａ（０．１５トル）に維持した。プラズマを誘発し、そして１０秒間３００Ｗの電力で維持した。酸素ガスの流速を１分につき５００標準ｃｍ3に維持しながら、１分につき１５０標準ｃｍ3の流速でテトラメチルシランガスをチャンバーに導入した。チャンバーの圧力を２０Ｐａ（０．１５トル）に維持した。プラズマを誘発し、そして１２秒間３００Ｗの電力で維持した。テトラメチルシランガス流を停止した。１分後、酸素ガス流および２０Ｐａ（０．１５トル）のチャンバーの圧力の両方を維持しながら、プラズマを誘発し、そして２０秒間３００Ｗの電力で維持した。次いで酸素ガス流を停止し、そしてポンプを使用してチャンバーの圧力を０．６７Ｐａ（０．００５トル）にさせた。次いでチャンバーを大気に開放し、そして試料をパワー印加電極から除去し、ＤＬＧコーティングが電極に対面するように回転し、そして再び電極に取り付けた。両側面上にＤＬＣおよびＤＬＧの連続層を有するポリイミドの試料を提供するために、プラズマ処理の連続を繰返した。
【０１８３】
調製実施例９：ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材の調製
２５ｍｍ×７５ｍｍのガラス顕微鏡スライド（ペンシルバニア州ウェストチェスターのＶＷＲ サイエンティフィック（ＶＷＲ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｗｅｓｔ Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）から「マイクロ スライズ セレクテッド（ＭＩＣＲＯ ＳＬＩＤＥＳ ＳＥＬＥＣＴＥＤ）」として入手可能）を調製実施例８の方法に従ってプラズマチャンバー中で処理し、ガラス顕微鏡スライドの一側面上にＤＬＣおよびＤＬＧの層を連続的に析出させた。
【０１８４】
調製実施例１０：ポリイミド−チタン−金の多層基材の調製
電子ビーム蒸着によって、チタンおよび金の連続層をポリイミド膜上へ析出させた。金属製文房具のバインダークリップを使用して、モデル マーク５０（Ｍｏｄｅｌ Ｍａｒｋ ５０）高真空析出システム（カリフォルニア州フレモントのＣＨＡ インダストリーズ（ＣＨＡ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｆｒｅｍｏｎｔ，ＣＡ）から入手可能）のプラネタリーシステムの板に、ポリイミド膜の１０ｃｍ×１５ｃｍの試料（デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン ドゥ ヌムール アンド カンパニー（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から商標名「カプトン（ＫＡＰＴＯＮ）Ｅ」で入手可能）を取り付けた。チャンバーを約２時間排気し、この間、チャンバーの圧力を約６．７×１０-4Ｐａ（５×１０-6ｍｍ Ｈｇ）まで低下させた。１秒あたり約５オングストロームの速度で、全体の厚さが約２００オングストロームとなるまで、チタン金属を析出させた。次いでチタンの析出を停止し、そして系を約３０分間冷却させた。次いで、１秒あたり約１オングストロームの速度で、全体の厚さが約２０００オングストロームとなるまで、チタン層の上へ金金属を析出させた。次いで金の析出を停止し、そして系を約３０分間冷却させ、その後、チャンバーの圧力は大気圧まで上昇し、そして試料を除去した。
【０１８５】
調製実施例１１：金被覆ケイ素基材へのＮ−アシロキシスクシンイミド含有テザリング基の結合
アセトン中で調製実施例７のＮ−アシロキシスクシンイミド含有生成物の２５０マイクロモル溶液を調製した。金被覆ケイ素ウエハーの１ｃｍ×１ｃｍ部分を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、試料を取り出し、エタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。偏光解析による厚さは１７オングストロームであると決定され、そしてこの表面上の脱イオン水の静的前進接触角は５０度であると決定された。
【０１８６】
調製実施例１２：酸塩化物官能化ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズの調製
磁気撹拌バー、還流冷却器および窒素ガス供給源を備えた丸底フラスコ内で、ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズ（日本、東京の三菱化学株式会社から商標名「ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＱＫ３１Ｐ」で入手可能）（２０ｇ）をシクロヘキサン（６６ｇ）および塩化チオニル（８．３ｇ）と組み合わせた。混合物を６時間還流下で加熱し、その間、窒素ガスを装置中にゆっくり通した。次いで混合物を室温まで冷却し、そして濾過した。シクロヘキサンでビーズを洗浄し、次いで窒素ガス流下で一晩乾燥させ、生成物を得た。
【０１８７】
調製実施例１３：ヒドロキシル官能化ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズの調製
磁気撹拌バーを備えた丸底フラスコ中で、調製実施例１２の酸塩化物官能化ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズ（２０．４３ｇ）を２−（２−アミノエトキシ）エタノール（４０．０ｇ）と組み合わせた。混合物を室温で一晩撹拌し、次いでビーズを濾過し、そしてメタノールで洗浄した。次いで、窒素ガス流下でビーズを一晩乾燥させ、生成物を得た。
【０１８８】
実施例１：
【化３８】
の調製
窒素雰囲気下、室温で、乾燥ナトリウムサッカリン（１０．２５ｇ）、ジメトキシエタン（１５０ｍＬ）および塩化セバコイル（１８．０ｇ）の混合物を一晩撹拌した。次いで混合物を濾過し、そしてロータリーエバポレーターを使用して濾液を濃縮した。生成物残渣をヘキサンおよびトルエンの１０：１（ｖ／ｖ）混合物で倍散し、そしてこの混合物を冷却し、次いで濾過した。濾過された固体を乾燥させ、２２．１ｇの生成物を得た。
【０１８９】
実施例２：
【化３９】
の調製
ディーン−スタークトラップおよび還流冷却器を備えた丸底フラスコ中で、ナトリウムサッカリン二水和物（１．０ｇ）およびトルエン（約１５ｍＬ）の混合物を磁気撹拌し、そして還流下で沸騰させた。６時間後、混合物を室温まで冷却し、そしてロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去した。丸底フラスコ中で、この材料の全部分を乾燥アセトン（５．６ｇ）および塩化スクシノイル（２．５７ｇ）と組み合わせた。３０分間、室温で混合物を磁気撹拌し、その後、濾過した。ロータリーエバポレーターを使用して濾液を濃縮した。次いで、ホースアダプターを使用して高真空ポンプにフラスコを接続することによって、残渣をさらに濃縮した。フラスコが真空ポンプに接続されている間、油浴を使用してフラスコを７５℃まで加熱した。約２時間後、フラスコを室温まで冷却させ、そしてポンプから取り外した。次いで、生成物残渣をトルエンで倍散し、固体沈殿物の形成が生じた。混合物を濾過し、そして固体を室温で乾燥し、１．０ｇの生成物を得た。
【０１９０】
実施例３：
【化４０】
の調製
乾燥ＴＨＦ（２５ｍＬ）中のＮ−フェニルトリフルオロメチルスルホンアミド（２．２ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（１．３ｇ）の溶液を、乾燥ＴＨＦ（２５ｍＬ）中の塩化１０−ウンデセノイル（２．０ｇ）の撹拌溶液に添加する。溶液を室温で一晩撹拌し、次いでロータリーエバポレーターおよび高真空ポンプを使用して揮発性成分を除去する。次いで、１２５ｍＬスクリューキャップ瓶中で、この材料の溶液を塩化メチレン（３０ｇ）中に入れる。キシレン中の白金（０）−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラン錯体を約１．５重量％の濃度まで塩化メチレンで希釈して、そしてこの溶液の３滴を瓶に添加する。次いで瓶を密封し、そして水浴中で６０℃まで加熱する。１８時間後、混合物を室温まで冷却し、そして追加の白金錯体溶液（１滴）を添加する。瓶を再び密封し、そしてさらに２４時間、６０℃で加熱する。次いで、混合物を室温まで冷却し、そしてロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、生成物を得る。
【０１９１】
実施例４：
【化４１】
の調製
丸底フラスコ内で、乾燥ＴＨＦ（３．９ｇ）中のＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．９７ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．５８ｇ）の溶液を、乾燥ＴＨＦ（４．０ｇ）中の調製実施例３の生成物（１．０ｇ）の撹拌溶液に添加した。この混合物を一晩撹拌した。次いで、ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去した。残渣をクロロホルム（４０ｍＬ）に溶解し、そして最初に０．１Ｎ ＨＣｌ水（４０ｍＬ）、次いで飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、次いで濾過した。ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、１．０３ｇの生成物を得た。
【０１９２】
実施例５：
【化４２】
の調製
乾燥アセトン（４．１ｇ）中の調製実施例６のクロロカルボニル含有生成物（０．７５ｇ）の磁気撹拌溶液に、固体ナトリウムサッカリン（０．３８ｇ）を室温で添加した。一晩混合後、ビーカー中の脱イオン水に混合物を注ぎ入れ、そして得られた固体を濾過し、そして室温および６６．７Ｐａ（０．５ｍｍ Ｈｇ）の真空オーブン中で一晩乾燥させ、０．６０ｇの生成物を得た。
【０１９３】
実施例６：
【化４３】
の調製
ＴＨＦ（０．８ｇ）中のＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．２０３ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．１７ｇ）の溶液を、ＴＨＦ（２．０ｇ）中の調製実施例６のクロロカルボニル含有生成物（０．５ｇ）の撹拌溶液にゆっくり添加した。混合物を室温で一晩撹拌し、次いでビーカー内の脱イオン水に混合物を注ぎ入れた。固体を濾過し、そして室温および６６．７Ｐａ（０．５ｍｍ Ｈｇ）の真空オーブン中で一晩乾燥させ、０．６５ｇの生成物を得た。
【０１９４】
実施例７：
【化４４】
の調製
ＴＨＦ（１．２ｇ）中のＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．２８ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．１６ｇ）の溶液を、ＴＨＦ（２．０ｇ）中の調製実施例６のクロロカルボニル含有生成物（０．５ｇ）の撹拌溶液にゆっくり添加した。混合物を室温で一晩撹拌し、次いでビーカー内の脱イオン水に混合物を注ぎ入れた。固体を濾過し、そして室温および６６．７Ｐａ（０．５ｍｍ Ｈｇ）の真空オーブン中で一晩乾燥させ、０．７２ｇの生成物を得た。
【０１９５】
実施例８：
【化４５】
の調製
丸底フラスコ中で、乾燥ＴＨＦ（１．１ｇ）中のＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．３５３ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．２７４ｇ）の溶液を、乾燥ＴＨＦ（４．０ｇ）中の調製実施例３の生成物（１．０ｇ）の撹拌溶液に添加した。混合物を一晩室温で磁気撹拌した。次いで、混合物を２０ｍＬの０．１Ｎ ＨＣｌ水で処理し、そして混合物をクロロホルムで抽出した。有機相を飽和ＮａＣｌ水で洗浄し、そして無水ＭｇＳＯ4上で乾燥した。ロータリーエバポレーターを使用して揮発性物質を除去した。1Ｈ ＮＭＲ分光法による残渣の分析は、反応が不完全であることを示した。生成物残渣を丸底フラスコに移し、そして塩化チオニル（０．３ｇ）および塩化メチレン（５ｍＬ）と組み合わせた。この混合物を一晩磁気撹拌し、次いで、ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去した。次いで、乾燥ＴＨＦ（１．１ｇ）中のＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド（０．３５３ｇ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．２７４ｇ）の溶液をフラスコに添加し、そして混合物を室温で一晩磁気撹拌した。次いで混合物を２０ｍＬの０．１Ｎ ＨＣｌ水で処理し、そして混合物をクロロホルムで抽出した。有機相を飽和ＮａＣｌ水溶液で洗浄し、そして無水ＭｇＳＯ4上で乾燥した。ロータリーエバポレーターおよび高真空ポンプを使用して揮発性物質を除去し、０．５５ｇの生成物を得た。
【０１９６】
実施例９：
【化４６】
の調製
窒素雰囲気下で丸底フラスコ中の２，３−ジヒドロ−３−オキソベンズイソスルホンアゾール（５．０ｇ）、トリエチルアミン（３．３ｇ）およびアセトニトリル（３０ｇ）の混合物を磁気撹拌し、そして氷浴で冷却した。均圧化添加ロートを使用して、ＴＨＦ（１２ｇ）中の塩化１０−ウンデセノイル（６．１ｇ）の溶液をフラスコにゆっくり添加した。混合物を室温まで加温し、次いで濾過した。ロータリーエバポレーターを使用して濾液を濃縮して乾燥させ、そして残渣をジエチルエーテルで倍散した。得られた固体を濾過し、ジエチルエーテルで洗浄し、そして室温の空気中で乾燥させ、８．７ｇの生成物を得た。
【０１９７】
実施例１０：
【化４７】
の調製
アセトニトリル（８．０ｇ）中のサッカリン（１．８ｇ）およびピリジン（０．８ｇ）の溶液を、アセトニトリル（７．８ｇ）中の調製実施例３のクロロカルボニル含有生成物（２．２ｇ）の撹拌溶液に添加した。一晩混合した後、ロータリーエバポレーターを使用して大部分の溶媒を除去し、そしてビーカー中の脱イオン水に混合物の残渣を注ぎ入れた。得られた固体をイソプロピルアルコールおよびジエチルエーテルで連続的に洗浄し、濾過し、そして室温および６６．７Ｐａ（０．５ｍｍ Ｈｇ）の真空オーブン中で一晩乾燥して３．５ｇの生成物を得た。
【０１９８】
実施例１１：
【化４８】
の調製
１２５ｍＬスクリューキャップ瓶中で、実施例９のエチレン性不飽和含有生成物（４．０ｇ）、トリクロロシラン（３．１ｇ）および塩化メチレン（２５ｇ）の混合物を組み合わせた。キシレン中の白金（０）−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラン錯体を約１．５重量％の濃度まで塩化メチレンで希釈して、そしてこの溶液の３滴を瓶に添加した。次いで瓶を密封し、そして水浴中で６０℃まで加熱した。１８時間後、混合物を室温まで冷却し、そして追加の白金錯体溶液（１滴）を添加した。瓶を再び密封し、そしてさらに２４時間、６０℃で加熱した。次いで、混合物を室温まで冷却し、そしてロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去した。
【０１９９】
実施例１２：金被覆ケイ素基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
アセトン中で実施例１０のジスルフィド含有生成物の２５０マイクロモル溶液を調製した。金被覆ケイ素ウエハーの１ｃｍ×１ｃｍ部分を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、試料を取り出し、エタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。多層基材の金側面上の偏光解析による厚さは１８オングストロームであると決定された。金基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は６２度であると決定された。
【０２００】
実施例１３：ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
塩化メチレン中で実施例１１のトリクロロシリル含有生成物の１ミリモル溶液を調製した。調製実施例９の生成物であるガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、塩化メチレンですすぎ、そして約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。ＤＬＧ基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は６３度であると決定された。
【０２０１】
実施例１４：多層ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧ基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
塩化メチレン中で実施例１１のトリクロロシリル生成物の１ミリモル溶液を調製した。調製実施例８の生成物であるＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧ多層基材の試料、約２．５ｃｍ×７ｃｍを３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、両側を塩化メチレンですすぎ、そしてそれぞれ約１分間、両ＤＬＧ表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。ＤＬＧ基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は６３度であると決定された。
【０２０２】
実施例１５：多層ポリイミド−チタン−金基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
アセトン中で実施例１０のジスルフィド生成物の１ミリモル溶液を調製した。調製実施例１０の生成物であるポリイミド−チタン−金多層基材の試料、約２．５ｃｍ×７ｃｍを３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、両側をアセトンですすぎ、そしてそれぞれ約１分間、金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。金基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は６３度であると決定された。
【０２０３】
実施例１６−１７：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有基によるリジンの固定化
実施例１２の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料２個を、炭酸緩衝液中リジンの１ミリモル溶液に浸漬させた。試料の１個（実施例１６）を３０分後に緩衝液から取り出し、そして脱イオン水ですすいだ。偏光解析による厚さを上記の通りに決定した。第２の試料（実施例１７）を９０分後に緩衝液から取り出し、そして脱イオン水ですすぎ、その後、偏光解析による厚さを決定した。金基材表面に結合された層の厚さに関するデータを表１に示す。
【０２０４】
比較例１−２：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−アシロキシスクシンイミド含有テザリング基によるリジンの固定化
調製実施例１１の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−アシロキシスクシンイミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料２個を、炭酸緩衝液中リジンの１ミリモル溶液に浸漬させた。試料の１個（比較例１）を３０分後に緩衝液から取り出し、そして脱イオン水ですすいだ。偏光解析による厚さを上記の通りに決定した。第２の試料（比較例２）を９０分後に緩衝液から取り出し、そして脱イオン水ですすぎ、その後、偏光解析による厚さを決定した。金基材表面に結合された層の厚さに関するデータを表１に示す。
【０２０５】
【表１】
【０２０６】
実施例１８：ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基による蛍光標識化ＩｇＧの固定化
２ｍｇ／ｍＬの濃度のＩｇＧ溶液が得られるように、０．５５ｍＬの脱イオン水を混合することによって蛍光標識化されたマウスＩｇＧを再構成した。ＩｇＧ濃度が５０μｇ／ｍＬとなるまで、この溶液をＣＨＥＳ緩衝液で希釈した。５０μｇ／ｍＬ、２５μｇ／ｍＬ、１２．５μｇ／ｍＬおよび６．２５μｇ／ｍＬのＩｇＧ濃度を有する試料が得られるように、連続的な希釈を行なった。ピペットを使用して各ＩｇＧ溶液のアリコート（１５μＬ）を、実施例１３の生成物（ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の異なる部分上へ析出させた。ピペットの先端を使用して、アリコートをスライド表面にわたって塗布した。ガラススライド上に３０分間、ＩｇＧ溶液を静置させ、次いでＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％トゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的にスライドを洗浄した。次いで空気中、室温で約１時間、スライドを乾燥させた。モデル ジーンタック（Ｍｏｄｅｌ ＧｅｎｅＴＡＣ）ＵＣ−４スキャナ（ミシガン州アナーバーのゲノミック ソルーションズ インコーポレイテッド（Ｇｅｎｏｍｉｃ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ，ＭＩ）から入手可能）を使用して、スライドを分析した。図１に示される結果は、蛍光標識化されたマウスＩｇＧが基材表面に結合されたことを示す。定性蛍光強度は、蛍光標識化ＩｇＧ試料が最も濃縮された時に最高であり、そしてＩｇＧ試料が最も少ない濃度の時に最低となる。
【０２０７】
実施例１９：ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材の固定化されたＩｇＧによる黄色ブドウ球菌の捕獲
黄色ブドウ球菌に対して特異的なラビットＩｇＧ（ラビット抗黄色ブドウ球菌、ニューヨーク州ウエストベリーのアキュレート ケミカル アンド サイエンティフィック コーポレイション（Ａｃｃｕｒａｔｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｒｐ．，Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，ＮＹ）から入手）を４．５２ｍｇ／ｍＬの濃度で使用した。この溶液をＣＨＥＳ緩衝液で希釈し、５０μｇ／ｍＬのＩｇＧ濃度の溶液を得た。実施例１４の生成物（ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基、すなわち、基材はＤＬＣの層およびＤＬＧの層によって両側上で被覆されたポリイミドであった）の１ｃｍ×１ｃｍの試料をこの溶液に３０分間浸漬させ、その後、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、固定化ＩｇＧを有する試料を約１時間、室温の空気中で乾燥させた。
【０２０８】
１０ｍｇ／ｍＬの濃度の脱イオン水中のアクリジンオレンジ溶液（オレゴン州ユージーンのモレキュラー プローブス インコーポレイテッド（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ）から入手）を脱イオン水によって０．１ｍｇ／ｍＬの濃度に希釈した。遠心分離管中で、この溶液の５００マイクロリットルアリコートを、１ミリリットルあたり１０9コロニー形成単位（ｃｆｕ／ｍＬ）の濃度のＰＢＳ緩衝液中の黄色ブドウ球菌の懸濁液の５００マイクロリットルアリコートと混合した。この混合物を１５分間室温に静置させ、その後、実験室ボルテックスミキサーを使用して混合し、次いで８０００ｒｐｍで遠心分離した。ピペットを使用して上澄み液を除去し、そして５００マイクロリットルの脱イオン水を管に添加し、ボルテックスミキサーを使用して内容物を混合し、８０００ｒｐｍで管を遠心分離し、そして上澄み液を除去することによって、バクテリアを３回洗浄した。次いで、遠心分離管へ５００マイクロリットルの緩衝液を添加し、そしてボルテックスミキサーを使用することによって内容物を混合することによって、ＰＢＳ緩衝液中にバクテリアを分散した。緩衝液中の黄色ブドウ球菌の濃度は、１ミリリットルあたり１０9コロニー形成単位（１０9ｃｆｕ／ｍＬ）であった。
【０２０９】
次いで、両面接着剤テープ（ミネソタ州セントポールの３Ｍ カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）を使用して、固定化ＩｇＧを有する基材をガラス顕微鏡スライド上に固定し、そしてこの構造体をＰＢＳ緩衝液中の黄色ブドウ球菌の懸濁液に１時間浸漬させた。次いで試料を、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、１重量％パラホルムアルデヒド水溶液に１５分間、試料を浸漬させ、その後、脱イオン水で洗浄した。オリンパス モデル（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｍｏｄｅｌ）ＦＶ−３００共焦点顕微鏡（ミネソタ州ミネアポリスのリーズ プリシジョン インコーポレイテッド（Ｌｅｅｄｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手可能）を使用する共焦点顕微鏡法によって試料を分析した。結果を図２に示す。
【０２１０】
比較例３：ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材への黄色ブドウ球菌の暴露
調製実施例８の基材（ＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド膜−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材）の１ｃｍ×１ｃｍの試料をＣＨＥＳ緩衝液に３０分間浸漬させ、その後、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、基材を約１時間、室温の空気中で乾燥させた。実施例１９に記載の通り、次いで基材を黄色ブドウ球菌の懸濁液に浸漬させ、次いですすぎ、そして１重量％パラホルムアルデヒド水溶液に浸漬させた。オリンパス モデル（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｍｏｄｅｌ）ＦＶ−３００共焦点顕微鏡（ミネソタ州ミネアポリスのリーズ プリシジョン インコーポレイテッド（Ｌｅｅｄｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手可能）を使用する共焦点顕微鏡法によって試料を分析した。結果を図３に示す。
【０２１１】
実施例２０−３５：結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基を有するＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材を使用するＥＬＩＳＡ
実施例２０−３５のそれぞれに関して、実施例１４の生成物（結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基を有するＤＬＧ−ＤＬＣ−ポリイミド−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材）の１ｃｍ×１ｃｍの試料を、ＣＨＥＳ緩衝液（１ｍＬ）および様々な濃度の抗体抗ヒトマウスＩｇＧを含有する培養試験管に入れた。４本の試験管はそれぞれ、ＣＨＥＳ緩衝液中５μｇ／ｍＬ、１０μｇ／ｍＬ、２０μｇ／ｍＬまたは５０μｇ／ｍＬの濃度の抗ヒトマウスＩｇＧを含有した。５、１０、３０または６０分の暴露時間、各試験管を実験室シェーカーで振盪した。ピペットを使用して緩衝液を各試験管から除去し、次いで各試験管中の基材固定化ＩｇＧ試料を０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液で３回洗浄した。
【０２１２】
次いで、各試験管に、ＰＢＳ緩衝液中の２重量％脱脂粉ミルク粉（カリフォルニア州グレンダールのネッスル ＵＳＡ（Ｎｅｓｔｌｅ ＵＳＡ，Ｇｌｅｎｄａｌｅ，ＣＡ）から商標名「ネッスル カーネーション ノンファット ドライ ミルク パウダー（ＮＥＳＴＬＥ ＣＡＲＮＡＴＩＯＮ ＮＯＮＦＡＴ ＤＲＹ ＭＩＬＫ ＰＯＷＤＥＲ）」で入手可能）の溶液１．５ｍＬを添加した。各試験管を１時間シェーカー上に置き、その後、ピペットを使用して溶液を除去し、次いで各試験管中の試料を０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液で３回洗浄した。
【０２１３】
次いで、ＰＢＳ緩衝液中のビオチン複合体化ヒトＩｇＧの溶液１ｍＬアリコートを、４μｇ／ｍＬの濃度で各試験管に添加した。試験管を１時間シェーカー上に置き、その後、ピペットを使用して溶液を除去し、次いで各試験管中の試料を０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液で３回洗浄した。ＰＢＳ緩衝液中の検出酵素ＳＡ−ＨＲＰ溶液の１ｍＬアリコートを、０．５μｇ／ｍＬの濃度で試験管に添加した。試験管を３０分間シェーカー上に置き、その後、ピペットを使用して各試験管から溶液を除去した。次いで、各試験管中の試料膜を０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液で３回洗浄した。
【０２１４】
ＡＢＴＳ指示薬溶液の１ｍＬアリコートを各試験管に添加し、そして５分後、１重量％のＳＤＳ水溶液（１ｍＬ）の溶液を添加した。各試験管中の溶液のアリコートを標準キュベットに移し入れ、そしてカリフォルニア州パロアルトのヒューレット−パッカード カンパニー（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ Ｃｏ．，Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，ＣＡ）から入手可能なモデル８４５３ 紫外／可視分光光度計を使用して４０５ｎｍにおける各溶液の吸光度を測定した。データを表２に示す。
【０２１５】
【表２】
【０２１６】
実施例３６−４１：ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有化合物へのリジンの固定化
６３度の脱イオン水の静的前進接触角を有する実施例１３の生成物 （ガラス−ＤＬＣ−ＤＬＧの多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の試料６個をＣＨＥＳ緩衝液中のリジンの３０ミリモル溶液に浸漬させた。表３に示される時間間隔で試料を取り出し、そしてＣＨＥＳ緩衝液で洗浄し、そして窒素ガス流下で乾燥させた。次いで、上記の通り、多層基材のＤＬＧ表面に結合された層に対して接触角を測定した。データを表３に示す。
【０２１７】
【表３】
【０２１８】
実施例４２−４６：Ｎ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基による金被覆ケイ素基材へのＨＳＡの固定化
実施例１２の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の試料５個を、ｐＨ９．６の炭酸緩衝液中のＨＳＡの１０マイクロモル溶液に浸漬させた。表４に示される通りの時間間隔で試料を取り出し、そして脱イオン水、エタノールおよびメタノールで連続的に洗浄し、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。次いで、上記の通り、偏光解析による厚さを測定し、そして実施例１２の生成物の厚さ（１８オングストローム）と比較した。すなわち、基材の金表面に結合された層の厚さを測定した。データを表４に示す。
【０２１９】
【表４】
【０２２０】
比較例４−７：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−アシロキシスクシンイミド−含有テザリング基へのＨＳＡの結合
調製実施例１１の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−アシロキシスクシンイミド含有テザリング基）の試料４個を、ｐＨ９．６の炭酸緩衝液中のＨＳＡの１０マイクロモル溶液に浸漬させた。表５に示される通りの時間間隔で試料を取り出し、そして脱イオン水、エタノールおよびメタノールで連続的に洗浄し、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。次いで、上記の通り、偏光解析による厚さを測定し、そして調製実施例１１に記載の通り調製された膜の厚さ（１７オングストローム）と比較した。すなわち、基材の金表面に結合された層の厚さを測定した。データを表５に示す。
【０２２１】
【表５】
【０２２２】
実施例４７：金被覆ケイ素基材へのＮ−メチル−トリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基の結合
メチルエチルケトン中で実施例８のジスルフィド含有生成物の２５０マイクロモル溶液を調製した。金被覆ケイ素ウエハーの１ｃｍ×１ｃｍ部分を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、試料を取り出し、エタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。偏光解析による厚さは１７オングストロームであると決定され、そして金基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７９度であると決定された。
【０２２３】
実施例４８：金被覆ケイ素基材へのＮ−フェニル−トリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基の結合
メチルエチルケトン中で実施例４のジスルフィド含有生成物の２５０マイクロモル溶液を調製した。金被覆ケイ素ウエハーの１ｃｍ×１ｃｍ部分を３０分間、この溶液に浸漬させ、その後、試料を取り出し、エタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで約１分間、処理された金表面上に窒素ガス流を誘導することによって乾燥させた。偏光解析による厚さは２３オングストロームであると決定され、そして金基材層へのテザリング基の結合から得られた表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７３度であると決定された。
【０２２４】
実施例４９：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド含有基による１−アミノドデカンの固定化
実施例４７の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料をエタノール中１−アミノドデカンの１ミリモル溶液に浸漬させた。２時間後、試料を溶液から取り出し、そしてエタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。偏光解析による厚さは２１オングストロームであると決定され、そして表面上の脱イオン水の静的前進接触角は８６度であると決定された。
【０２２５】
実施例５０：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド含有基によるジドデシルアミンの固定化
実施例４７の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−メチルトリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料をエタノール中ジドデシルアミンの１ミリモル溶液に浸漬させた。２時間後、試料を溶液から取り出し、そしてエタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。偏光解析による厚さは１９オングストロームであると決定され、そして表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７８度であると決定された。
【０２２６】
実施例５１：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド含有基による１−アミノドデカンの固定化
実施例４８の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料をエタノール中１−アミノドデカンの１ミリモル溶液に浸漬させた。２時間後、試料を溶液から取り出し、そしてエタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。偏光解析による厚さは２６オングストロームであると決定され、そして表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７８度であると決定された。
【０２２７】
実施例５２：金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド含有基によるジドデシルアミンの固定化
実施例４８の生成物（金被覆ケイ素基材に結合されたＮ−フェニルトリフルオロメタンスルホンアミド含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍ試料をエタノール中ジドデシルアミンの１ミリモル溶液に浸漬させた。２時間後、試料を溶液から取り出し、そしてエタノールおよびメタノールで連続的にすすぎ、次いで窒素ガス流下で乾燥させた。偏光解析による厚さは２３オングストロームであると決定され、そして表面上の脱イオン水の静的前進接触角は７８度であると決定された。
【０２２８】
実施例５３：ポリイミド−チタン−金の多層基材の固定化されたＩｇＧによる黄色ブドウ球菌の捕獲
黄色ブドウ球菌に対して特異的なラビットＩｇＧ（ラビット抗黄色ブドウ球菌、ニューヨーク州ウエストベリーのアキュレート ケミカル アンド サイエンティフィック コーポレイション（Ａｃｃｕｒａｔｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｒｐ．，Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，ＮＹ）から入手）を４．５２ｍｇ／ｍＬの濃度で使用した。この溶液をＣＨＥＳ緩衝液で希釈し、５０μｇ／ｍＬのＩｇＧ濃度の溶液を得た。実施例１５の生成物（調製実施例１０に記載の通り、ポリイミド−チタン−金の多層基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基）の１ｃｍ×１ｃｍの試料をこの溶液に３０分間浸漬させ、その後、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、固定化ＩｇＧを有する試料を約１時間、室温の空気中で乾燥させた。
【０２２９】
１０ｍｇ／ｍＬの濃度の脱イオン水中のアクリジンオレンジ溶液（オレゴン州ユージーンのモレキュラー プローブス インコーポレイテッド（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ）から入手）を脱イオン水によって０．１ｍｇ／ｍＬの濃度に希釈した。遠心分離管中で、この溶液の５００マイクロリットルアリコートを、１ミリリットルあたり１０9コロニー形成単位（ｃｆｕ／ｍＬ）の濃度の脱イオン水中の黄色ブドウ球菌の懸濁液の５００マイクロリットルアリコートと混合した。この混合物を１５分間室温に静置させ、その後、実験室ボルテックスミキサーを使用して混合し、次いで８０００ｒｐｍで遠心分離した。ピペットを使用して上澄み液を除去し、そして５００マイクロリットルの脱イオン水を管に添加し、ボルテックスミキサーを使用して内容物を混合し、８０００ｒｐｍで管を遠心分離し、そして上澄み液を除去することによって、バクテリアを３回洗浄した。次いで、遠心分離管へ５００マイクロリットルの緩衝液を添加し、そしてボルテックスミキサーを使用することによって内容物を混合することによって、ＰＢＳ緩衝液中にバクテリアを分散した。緩衝液中の黄色ブドウ球菌の濃度は、１ミリリットルあたり１０9コロニー形成単位（１０9ｃｆｕ／ｍＬ）であった。
【０２３０】
次いで、両面接着剤テープ（ミネソタ州セントポールの３Ｍ カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）を使用して、固定化ＩｇＧを有する基材をガラス顕微鏡スライド上に固定し、そしてこの構造体をＰＢＳ緩衝液中の黄色ブドウ球菌の懸濁液に１時間浸漬させた。次いで試料を、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、１重量％パラホルムアルデヒド水溶液に１５分間、試料を浸漬させ、その後、脱イオン水で洗浄した。オリンパス モデル（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｍｏｄｅｌ）ＦＶ−３００共焦点顕微鏡（ミネソタ州ミネアポリスのリーズ プリシジョン インコーポレイテッド（Ｌｅｅｄｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手可能）を使用する共焦点顕微鏡法によって試料を分析した。結果を図４に示す。
【０２３１】
比較例８：ポリイミド−チタン−金の多層基材への黄色ブドウ球菌の暴露
調製実施例１０の基材（ポリイミド膜−チタン−金の多層基材）の１ｃｍ×１ｃｍの試料をＣＨＥＳ緩衝液に３０分間浸漬させ、その後、ＰＢＳ緩衝液、０．０５重量％のトゥイーン（ＴＷＥＥＮ）２０を含有するＰＢＳ緩衝液およびＰＢＳ緩衝液で連続的に洗浄した。次いで、基材を約１時間、室温の空気中で乾燥させた。実施例５３に記載の通り、次いで基材を黄色ブドウ球菌の懸濁液に浸漬させ、次いですすぎ、そして１重量％パラホルムアルデヒド水溶液に浸漬させた。オリンパス モデル（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｍｏｄｅｌ）ＦＶ−３００共焦点顕微鏡（ミネソタ州ミネアポリスのリーズ プリシジョン インコーポレイテッド（Ｌｅｅｄｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手可能）を使用する共焦点顕微鏡法によって試料を分析した。結果を図５に示す。
【０２３２】
実施例５４：ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズ基材へのＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基の結合
磁気撹拌バーを備えた丸底フラスコ中で、調製実施例１３のヒドロキシル官能化されたビーズ（２．０ｇ）をＮＭＰ（１５ｍＬ）と組み合わせた。ＮＭＰ（５ｍＬ）中の実施例２の酸塩化物生成物（０．１９ｇ）をフラスコに添加した。次いで、ＮＭＰ（５ｍＬ）中のエチルジイソプロピルアミン（０．０９ｇ）をフラスコに添加し、そして混合物を一晩室温で磁気撹拌した。次いでビーズを濾過し、イソプロピルアルコールで洗浄し、そして窒素ガス流下で乾燥させると白色ビーズである生成物が得られた。
【０２３３】
実施例５５：ポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズに結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基によるＦＩＴＣ−アルブミンの固定化
遠心分離管中で、実施例５４のＮ−スルホニルアミノカルボニル含有テザリング基を有するポリ（メタクリル酸メチル−コ−メタクリル酸）ビーズ（５０ｍｇ）をＦＩＴＣ−アルブミンの溶液（１ｍＬ）と組み合わせた。管を４５分間、実験室ロッカー上に配置した。次いで管を遠心分離し、上澄み液をデカンテーションして、次いで７．２のｐＨを有するＰＢＳ緩衝液（１ｍＬ）を添加し、そして再び管を遠心分離し、そして再び上澄み液をデカンテーションすることによってビーズを洗浄した。ＰＢＳ緩衝液によるこのような洗浄を合計４回の洗浄サイクルが実行されるように繰り返すと、黄オレンジ色のビーズが得られた。そのようにして得られたビーズの色を、ＦＩＴＣ−アルブミンで処理されていない実施例５４の白色のビーズの色と比較した。
【０２３４】
実施例５６：
【化４９】
の調製
アセトン（１５０ｍＬ）中の（トルエンとの共沸によって乾燥された）乾燥Ｎａサッカリン（２０．５ｇ）のスラリーをガラス反応容器中に配置した。この撹拌スラリーに塩化アクリロイル（９．２ｇ）を添加し、そして得られた混合物を２４時間撹拌した。混合物を濾過し、そして溶媒を除去し、ＩＲ分光法によって同一であった１８．３ｇの不溶性および９．５ｇの可溶性白色固体が得られた。可溶性および不溶性固体を４００ミリリットルの水中で再び組み合わせて、濾過し、そして乾燥させ、ＮＭＲによる約８０％純度である所望の生成物を得た。収量：２０．５グラム。固体は、ＥｔＯＡｃ中でわずかに可溶性であり、そしてＮＭＰ中で可溶性だった。
【０２３５】
実施例５７：
【化５０】
の調製
ガラス反応容器中で、乾燥ＴＨＦ（１６７．５ｍＬ）中の２−ヒドロキシエチルメタクリレート（２２．３１ｇ）、グルタル酸無水物（２０．５４ｇ）およびトリエチルアミン（１９．０８ｇ）の溶液を室温で一晩撹拌した。ロータリーエバポレーターを使用して溶液を濃縮し、そして残渣を４００ｍＬのＥｔＯＡｃ中に溶解した。有機相を脱イオン水および飽和ＮａＣｌ水溶液で連続的に洗浄し、次いでＭｇＳＯ4上で乾燥させた。溶液を濾過し、ガラス反応容器中で塩化チオニル（２１．１４ｇ）およびＤＭＦ（３滴）で処理した。混合物を一晩撹拌し、そしてロータリーエバポレーター上で濃縮した。氷浴中で冷却された乾燥アセトン（２５０ｍＬ）中の乾燥Ｎａサッカリン（３１．２９ｇ）の撹拌懸濁液に濃縮物をゆっくり添加した。混合物を一晩撹拌し、そして室温まで加温した。混合物を濾過した。濾液を濃縮し、そしてクロロホルム中でスラリー化し、次いで再び濾過した。濾液を濃縮し、ジエチルエーテルを添加し、そして濾過によって沈殿物を単離し、そして窒素ガス流下で乾燥させ、所望の生成物を得た。収量：４０．５グラム。
【０２３６】
実施例５８：
【化５１】
の調製
ガラス反応容器中で、乾燥ＴＨＦ（１１４．９ｍＬ）中の２−ヒドロキシエチルメタクリレート（１５．３ｇ）、グルタル酸無水物（１４．０８ｇ）およびトリエチルアミン（１９．０８ｇ）の溶液を室温で一晩撹拌した。ロータリーエバポレーターを使用して溶液を濃縮し、そして残渣をＥｔＯＡｃ（４００ｍＬ）中に溶解した。有機相を脱イオン水および飽和ＮａＣｌ水溶液で連続的に洗浄し、次いでＭｇＳＯ4上で乾燥させた。溶液を濾過し、そして、ガラス反応容器中で塩化チオニル（１６．９ｇ）およびＤＭＦ（３滴）で処理した。混合物を一晩撹拌し、そして約８３％固体までロータリーエバポレーター上で濃縮した。鉱油中６０％分散系として水素化ナトリウム（０．４７ｇ）をガラス反応容器に添加し、そして氷浴中に配置した。鉱油を除去するために、水素化ナトリウムをＴＨＦですすいだ。ＴＨＦ（２４．１ｇ）中にＮ−メチルペルフルオロブチルスルホンアミドを溶解した。溶液を水素化ナトリウムに添加した。撹拌懸濁液に、メタクリレート中間体を含有する濃縮物（３．５３ｇ）をゆっくり添加した。混合物を一晩撹拌し、そして室温まで加温し、その後、混合物を水中に注ぎ入れた。この混合物を酢酸エチルで抽出した。酢酸エチル混合物を硫酸ナトリウム上で乾燥させた。次いで、ロータリーエバポレーターを使用して揮発性成分を除去し、４．５ｇの生成物を得た。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】基材に結合されたＮ−スルホニルアミノカルボニルテザリング基と反応させることによって固定化された、様々な濃度（左から右へ、５０マイクログラム／ｍｌ、２５マイクログラム／ｍｌ、１２．５マイクログラム／ｍｌおよび６．２５マイクログラム／ｍｌ）の蛍光標識化マウスＩｇＧの共焦点顕微鏡写真。
【図２】ダイヤモンド様ガラス／ダイヤモンド様炭素／ポリイミド／ダイヤモンド様炭素／ダイヤモンド様ガラスの多層基材上で固定化されたＩｇＧによる黄色ブドウ球菌の捕獲を示す、共焦点顕微鏡写真。
【図３】式Ｉの化合物から誘導されたコネクター基を有する基材に固定化されたＩｇＧを含まないダイヤモンド様ガラス／ダイヤモンド様炭素／ポイイミド／ダイヤモンド様炭素／ダイヤモンド様ガラスの多層基材による黄色ブドウ球菌の暴露を示す、共焦点顕微鏡写真。
【図４】ポリイミド／チタン／金の多層基材上で固定化されたＩｇＧによる黄色ブドウ球菌の捕獲を示す、共焦点顕微鏡写真。
【図５】基材に固定化されたＩｇＧを含まないポリイミド／チタン／金の多層基材への黄色ブドウ球菌の暴露を示す、共焦点顕微鏡写真。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ：
【化１】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲa−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒaは、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている化合物。
【請求項２】
次式
【化２】
（式中、
ｎは、１〜１００の整数である）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
次式
【化３】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｔは、０〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数であり；
ｍは、１〜２００の整数である）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
次式
【化４】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｎは、１〜１００の整数であり；
ｍは、１〜２００の整数であり；
ｔは、０〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数であり；
Ｌは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
次式
【化５】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｎは、１〜１００の整数であり；
ｍは、１〜２００の整数であり；
ｔは、０〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数であり；
ｐは、１〜１０の整数であり；
Ｌは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項６】
次式
【化６】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｎは、１〜１００の整数であり；
ｍは、１〜２００の整数であり；
ｔは、０〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数であり；
ｐは、１〜１０の整数であり；
Ｌは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ａｒ1は、アリーレンである）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
Ｚ1がＣ1-10アルキルであり、そしてＲ1がＣ1-10フルオロアルキルである、請求項１に記載の化合物。
【請求項８】
Ｚ1がアリールであり、そしてＲ1がＣ1-10フルオロアルキルである、請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
次式
【化７】
（式中、Ｘ1は一価である）または
【化８】
（式中、Ｘ1は二価である）の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１０】
次式
【化９】
【化１０】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１１】
次式
【化１１】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１２】
次式
【化１２】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１３】
式Ｉａ
【化１３】
（式中、
Ｒ5は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｌ1は、オキシ、−ＮＲ4−または−Ｃ（Ｒ4）2−であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｙ2は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１４】
次式
【化１４】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｍは、１〜２００の整数であり；
ｎは、１〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数である）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１３に記載の化合物。
【請求項１５】
次式
【化１５】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１３に記載の化合物。
【請求項１６】
次式
【化１６】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１３に記載の化合物。
【請求項１７】
基材と、
基材に結合されたテザリング基と、
を含む物品であって、該テザリング基が、基材表面上の相補的な官能基Ｇと、式Ｉ
【化１７】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物との反応生成物を含み；
Ｇは、Ｘ1と反応して、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成可能な相補的な官能基であり；そして
前記テザリング基が、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている物品。
【請求項１８】
前記化合物が、次式
【化１８】
（式中、Ｘ1は一価である）または
【化１９】
（式中、Ｘ1は二価である）の化合物である、請求項１７に記載の物品。
【請求項１９】
前記基Ｇが、ヒドロキシ、メルカプト、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基、第二級脂肪族アミノ基、アジド、カルボキシル、カルボン酸無水物、イソシアネート、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、アクリレート、シラノールまたはニトリルから選択される、請求項１７に記載の物品。
【請求項２０】
Ｚ1がアリールまたはアルキルであり、そしてＲ1がフルオロアルキルである、請求項１７に記載の物品。
【請求項２１】
前記基材がポリマー材料を含む、請求項１７に記載の物品。
【請求項２２】
前記基材がポリイミドまたはポリエステル膜を含む、請求項１７に記載の物品。
【請求項２３】
前記基材が多層状であり、そして金を含む外層を有する、請求項１７に記載の物品。
【請求項２４】
前記基材が多層状であり、そしてダイヤモンド様ガラスを含む外層を有する、請求項１７に記載の物品。
【請求項２５】
前記基材が、
ポリイミドまたはポリエステルを含む支持層と；
ダイヤモンド様ガラスを含む外層と；
前記支持層と前記外層との間に位置するダイヤモンド様ガラス層と；
を含む多層基材である、請求項１７に記載の物品。
【請求項２６】
基材がビーズの形態である、請求項１７に記載の物品。
【請求項２７】
アミン含有材料を基材に固定化する方法であって、
式Ｉ
【化２０】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミドまたはホスファトから選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1と一緒になってそれらが結合している基と一緒に、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している基と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている化合物を選択する工程と；
Ｘ1と反応可能な相補的な官能基を有する基材を提供する工程と；
Ｘ1と、前記基材上の相補的な官能基とを反応させて、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを生じることによって、基材に結合されたテザリング基を調製する工程と、
アミン含有材料と、前記基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基とを反応させて、前記基材と前記アミン含有材料との間にカルボニルイミノ含有コネクター基を形成する工程と、
を含む方法。
【請求項２８】
前記アミン含有材料が、アミン含有被検体、アミノ酸、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、酵素、細胞小器官、免疫グロブリンまたはそれらの断片である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記化合物が、次式
【化２１】
（式中、Ｘ1は一価である）または
【化２２】
（式中、Ｘ1は二価である）の化合物である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
Ｚ1がアリールまたはアルキルであり、そしてＲ1がフルオロアルキルである、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
ポリマー層と；
ダイヤモンド様ガラス層と；
前記ポリマー層と前記ダイヤモンド様ガラス層との間に位置するダイヤモンド様炭素層と；
を含む多層基材を含む物品。
【請求項３２】
前記ダイヤモンド様ガラス層の表面に結合された、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基を含むテザリング基をさらに含む、請求項３１に記載の物品。
【請求項３３】
二価のコネクター基によって前記基材に結合された固定化アミン含有材料をさらに含む、請求項３１に記載の物品。
【請求項３４】
前記アミン含有材料が、アミン含有被検体、アミノ酸含有被検体、アミノ酸、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、酵素、細胞小器官、免疫グロブリンまたはそれらの断片である、請求項３３に記載の物品。
【請求項３５】
前記アミン含有材料が抗体であり、そして前記抗体が抗原にさらに結合されている、請求項３３に記載の物品。
【請求項３６】
前記アミン含有材料が抗原であり、そして前記抗原が抗体にさらに結合されている、請求項３３に記載の物品。
【請求項３７】
前記アミン含有材料が免疫グロブリンである、請求項３３に記載の物品。
【請求項３８】
前記アミン含有材料がバクテリアにさらに結合されている、請求項３３に記載の物品。
【請求項３９】
バクテリアが黄色ブドウ球菌である、請求項３４に記載の物品。
【請求項１】
式Ｉ：
【化１】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲa−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒaは、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている化合物。
【請求項２】
次式
【化２】
（式中、
ｎは、１〜１００の整数である）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
次式
【化３】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｔは、０〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数であり；
ｍは、１〜２００の整数である）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
次式
【化４】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｎは、１〜１００の整数であり；
ｍは、１〜２００の整数であり；
ｔは、０〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数であり；
Ｌは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
次式
【化５】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｎは、１〜１００の整数であり；
ｍは、１〜２００の整数であり；
ｔは、０〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数であり；
ｐは、１〜１０の整数であり；
Ｌは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項６】
次式
【化６】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｎは、１〜１００の整数であり；
ｍは、１〜２００の整数であり；
ｔは、０〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数であり；
ｐは、１〜１０の整数であり；
Ｌは、酸素またはＮＲ4であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ａｒ1は、アリーレンである）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
Ｚ1がＣ1-10アルキルであり、そしてＲ1がＣ1-10フルオロアルキルである、請求項１に記載の化合物。
【請求項８】
Ｚ1がアリールであり、そしてＲ1がＣ1-10フルオロアルキルである、請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
次式
【化７】
（式中、Ｘ1は一価である）または
【化８】
（式中、Ｘ1は二価である）の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１０】
次式
【化９】
【化１０】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１１】
次式
【化１１】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１２】
次式
【化１２】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１３】
式Ｉａ
【化１３】
（式中、
Ｒ5は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｌ1は、オキシ、−ＮＲ4−または−Ｃ（Ｒ4）2−であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｙ2は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールである）の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１に記載の化合物。
【請求項１４】
次式
【化１４】
（式中、
Ｄは、酸素、硫黄またはＮＨであり；
ｍは、１〜２００の整数であり；
ｎは、１〜１２の整数であり；
ｋは、２〜４の整数である）を有する化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１３に記載の化合物。
【請求項１５】
次式
【化１５】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１３に記載の化合物。
【請求項１６】
次式
【化１６】
の化合物であって、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている、請求項１３に記載の化合物。
【請求項１７】
基材と、
基材に結合されたテザリング基と、
を含む物品であって、該テザリング基が、基材表面上の相補的な官能基Ｇと、式Ｉ
【化１７】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミド、ホスファトまたはエチレン性不飽和基から選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1およびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物との反応生成物を含み；
Ｇは、Ｘ1と反応して、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを形成可能な相補的な官能基であり；そして
前記テザリング基が、未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている物品。
【請求項１８】
前記化合物が、次式
【化１８】
（式中、Ｘ1は一価である）または
【化１９】
（式中、Ｘ1は二価である）の化合物である、請求項１７に記載の物品。
【請求項１９】
前記基Ｇが、ヒドロキシ、メルカプト、第一級芳香族アミノ基、第二級芳香族アミノ基、第二級脂肪族アミノ基、アジド、カルボキシル、カルボン酸無水物、イソシアネート、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、アクリレート、シラノールまたはニトリルから選択される、請求項１７に記載の物品。
【請求項２０】
Ｚ1がアリールまたはアルキルであり、そしてＲ1がフルオロアルキルである、請求項１７に記載の物品。
【請求項２１】
前記基材がポリマー材料を含む、請求項１７に記載の物品。
【請求項２２】
前記基材がポリイミドまたはポリエステル膜を含む、請求項１７に記載の物品。
【請求項２３】
前記基材が多層状であり、そして金を含む外層を有する、請求項１７に記載の物品。
【請求項２４】
前記基材が多層状であり、そしてダイヤモンド様ガラスを含む外層を有する、請求項１７に記載の物品。
【請求項２５】
前記基材が、
ポリイミドまたはポリエステルを含む支持層と；
ダイヤモンド様ガラスを含む外層と；
前記支持層と前記外層との間に位置するダイヤモンド様ガラス層と；
を含む多層基材である、請求項１７に記載の物品。
【請求項２６】
基材がビーズの形態である、請求項１７に記載の物品。
【請求項２７】
アミン含有材料を基材に固定化する方法であって、
式Ｉ
【化２０】
（式中、
Ｘ1は、カルボキシ、ハロカルボニル、ハロカルボニルオキシ、シアノ、ヒドロキシ、メルカプト、イソシアナト、ハロシリル、アルコキシシリル、アシロキシシリル、アジド、アジリジニル、ハロアルキル、第三級アミノ、第一級芳香族アミノ、第二級芳香族アミノ、ジスルフィド、アルキルジスルフィド、ベンゾトリアゾリル、ホスホノ、ホスホロアミドまたはホスファトから選択される基材反応性官能基であり；
Ｙ1は、単結合、またはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−ＮＲ4−もしくはそれらの組み合わせから選択される二価の基であって、Ｒ4は、水素、アルキルまたはアリールであり；
Ｚ1は、アルキル、アリールまたは−（ＣＯ）Ｒaであって、Ｒaは、Ｒ1と一緒になってそれらが結合している基と一緒に、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な、窒素ヘテロ原子および硫黄ヘテロ原子を有する４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｒ1は、アルキル、フルオロアルキル、クロロアルキル、アリール、ＮＲbＲcであって、ＲbおよびＲcは、それぞれアルキル基であるか、またはそれらが結合している基と一緒になって４員〜８員の環式基を形成するか、あるいはＲ1は、Ｒaおよびそれらが結合している基と一緒になって、任意の芳香族基、任意の飽和もしくは不飽和環式基、または任意の飽和もしくは不飽和二環式基に縮合可能な４員〜８員の複素環式または複素二環式基を形成し；
Ｘ1が一価の基である場合、ｒは１に等しく、またはＸ1が二価の基である場合、ｒは２に等しい）の化合物であって、
未置換であるか、またはハロ、アルキル、アルコキシもしくはそれらの組み合わせによって置換されている化合物を選択する工程と；
Ｘ1と反応可能な相補的な官能基を有する基材を提供する工程と；
Ｘ1と、前記基材上の相補的な官能基とを反応させて、イオン結合、共有結合またはそれらの組み合わせを生じることによって、基材に結合されたテザリング基を調製する工程と、
アミン含有材料と、前記基材に結合されたテザリング基のＮ−スルホニルアミノカルボニル基とを反応させて、前記基材と前記アミン含有材料との間にカルボニルイミノ含有コネクター基を形成する工程と、
を含む方法。
【請求項２８】
前記アミン含有材料が、アミン含有被検体、アミノ酸、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、酵素、細胞小器官、免疫グロブリンまたはそれらの断片である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記化合物が、次式
【化２１】
（式中、Ｘ1は一価である）または
【化２２】
（式中、Ｘ1は二価である）の化合物である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
Ｚ1がアリールまたはアルキルであり、そしてＲ1がフルオロアルキルである、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
ポリマー層と；
ダイヤモンド様ガラス層と；
前記ポリマー層と前記ダイヤモンド様ガラス層との間に位置するダイヤモンド様炭素層と；
を含む多層基材を含む物品。
【請求項３２】
前記ダイヤモンド様ガラス層の表面に結合された、Ｎ−スルホニルアミノカルボニル基を含むテザリング基をさらに含む、請求項３１に記載の物品。
【請求項３３】
二価のコネクター基によって前記基材に結合された固定化アミン含有材料をさらに含む、請求項３１に記載の物品。
【請求項３４】
前記アミン含有材料が、アミン含有被検体、アミノ酸含有被検体、アミノ酸、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、酵素、細胞小器官、免疫グロブリンまたはそれらの断片である、請求項３３に記載の物品。
【請求項３５】
前記アミン含有材料が抗体であり、そして前記抗体が抗原にさらに結合されている、請求項３３に記載の物品。
【請求項３６】
前記アミン含有材料が抗原であり、そして前記抗原が抗体にさらに結合されている、請求項３３に記載の物品。
【請求項３７】
前記アミン含有材料が免疫グロブリンである、請求項３３に記載の物品。
【請求項３８】
前記アミン含有材料がバクテリアにさらに結合されている、請求項３３に記載の物品。
【請求項３９】
バクテリアが黄色ブドウ球菌である、請求項３４に記載の物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００７−５１１５３２（Ｐ２００７−５１１５３２Ａ）
【公表日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３９９４６（Ｐ２００６−５３９９４６）
【出願日】平成１６年１１月１２日（２００４．１１．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３７９６５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４９５９０
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１２日（２００４．１１．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３７９６５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４９５９０
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]