CN1906161A - 含有n－磺酰基二甲酰亚胺的束缚化合物 - Google Patents

Abstract

本申请描述了具有两个反应性官能团的化合物，它可用作将含胺材料固定在底物上的束缚化合物。第一反应性官能团可用于提供与底物表面的附着。第二反应性官能团是可以与含胺材料，特别是脂肪族伯胺，反应以在底物和含胺材料之间形成连接体基团的N－磺酰基二甲酰亚胺基团。本发明还提供了将含胺材料固定到底物上的制品和方法。

Description

含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚化合物

相关申请

本申请是2003年11月14日申请的美国专利申请10/714053的部分连续。

发明领域

本发明提供包括底物反应性基团和N-磺酰基二甲酰亚胺基团的化合物。本发明还提供将含胺材料固定在底物上的制品和方法。

背景

固定在底物表面上的含胺材料例如含胺分析物、氨基酸、肽、DNA片段、RNA片段、蛋白质片段、细胞器和免疫球蛋白可用于多种领域。例如，固定化生物胺可用于疾病或遗传缺陷的医疗诊断、用于生物分离、或者用于各种生物分子的检测。

经常使用束缚化合物将含胺材料附着于底物上。束缚化合物经常具有由附着基团分开的两个反应性官能团。一个官能团通过与底物表面上的互补官能团反应而将束缚化合物结合到底物上。所述第二反应性官能团可以与含胺材料反应。第二反应性官能团例如可以是活性酰基衍生物，例如N-羟基琥珀酰亚胺酯、或环二氢唑酮。含胺材料可以与N-羟基琥珀酰亚胺酯反应形成羧酰胺从而取代N-羟基琥珀酰亚胺片段。含胺材料可以与环二氢唑酮反应导致环状结构打开。

尽管包括例如N-羟基琥珀酰亚胺酯或环二氢唑酮的基团的束缚化合物可以对含伯胺的材料具有高度反应性，但是这些束缚化合物具有许多缺陷。与生物胺的许多反应是在稀的水溶液中进行的。在这些条件下，已知N-羟基琥珀酰亚胺酯官能团快速水解。该竞争反应会使含胺材料在底物上非完全固定或者非有效固定。尽管环二氢唑酮官能团对水解更稳定，但是环二氢唑酮基团与可用于将束缚化合物附着在底物上的许多基团合成上不相容。

概述

本发明提供了可以起到将含胺材料固定在底物上的束缚化合物的作用的化合物。更具体地说，该化合物包括两种反应性官能团。第一种反应性官能团是能够与底物表面上的互补官能团反应从而使束缚基团附着于底物上的底物反应性基团。第二种反应性官能团是可以通过开环反应与含胺材料反应的N-磺酰基二甲酰亚胺衍生物。在含胺材料和底物之间形成连接体基团。还提供了将含胺材料固定在底物上的制品和方法。

在本发明的一个方面，提供了化合物。该化合物可以是式I：

其中

X¹是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

Y¹是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；和

当X¹是一价基团时r等于1，或者当X¹是二价基团时r等于2。式I的化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在式I的一些化合物中，底物反应性基团X¹是烯键式不饱和基团并且Y¹含有羰基、羰基氧基、或经羰基与烯键式不饱和基团直接相连的羰基亚氨基。即，化合物是式Ia：

其中

R⁸是氢、烷基、或芳基；

L¹是氧基、-C(R^a)₂-、或-NR^a-，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

Y³是选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；和

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团。式Ia的化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

化合物也可以是式II：

其中

X²是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y²是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR，其中R^b和Re各自是烷基或者与跟它们相连的氮原子一起形成4-8杂环基团；和

当X²是一价基团时r等于1，或者当X²是二价基团时r等于2。式II的化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在式II的一些化合物中，底物反应性基团X²是烯键式不饱和基团并且Y²含有羰基、羰基氧基、或经羰基与烯键式不饱和基团直接相连的羰基亚氨基。即，化合物是式IIa：

其中

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR^c，其中R^b和R^c各自是烷基或者与跟它们相连的氮原子一起形成4-8元杂环基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y⁴是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢或烷基；

L²是氧基、-C(R^a)₂-、或-NR^a-，其中R^a是氢、烷基、或芳基；和

R⁸是氢、烷基、或芳基。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

本发明的另一方面提供制品。在一个实施方式中，该制品包括附着于底物上的束缚基团。束缚基团是式I的化合物中的底物反应性基团X¹(例如，式Ia的H₂C＝CR⁸-基团)或式II的化合物中的X²(例如，式IIa中的H₂C＝CR⁸-基团)与底物表面上的互补官能团反应形成离子键、共价键或其组合的反应产物。附着于衬底的束缚基团具有能够与含胺材料反应的N-磺酰基二甲酰亚胺基团。在另一实施方式中，制品包括通过连接体基团固定在底物上的含胺材料。

本发明再一方面提供一种将含胺材料固定在底物上的方法。该方法包括通过式I的化合物中的底物反应性基团X¹(例如，式Ia的H₂C＝CR⁸-基团)或式II的化合物中的X²(例如，式IIa中的H₂C＝CR⁸-基团)与底物表面上的互补官能团反应制备附着于衬底的束缚基团；和使附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团与含胺材料反应从而在含胺材料和底物之间形成连接体基团。

本发明的上面概述并不打算描述每一公开的实施方式或者本发明的每一实施。下面的详细描述更具体地例证这些实施方式。

附图简述

考虑下面不同实施方式的详细描述并结合附图可以更完整地理解上面的几方面，其中：

图1是显示用固定在具有得自本发明束缚化合物的连接体基团的类钻玻璃/类钻碳/聚酰亚胺/类钻碳/类钻玻璃的多层底物上的IgG捕获金黄色葡萄球菌的共焦显微图。

图2是显示在没有束缚基团的情况下类钻玻璃/类钻碳/聚酰亚胺/类钻碳/类钻玻璃的多层底物与金黄色葡萄球菌接触的共焦显微图。

尽管本发明适合各种改进和改变形式，但是通过附图中的实例显示其细节并且将详细描述。然而，应理解的是本发明并不限于所述具体实施方式。相反，本发明应包括落入本文的精神和范围内的所有改进、等同和改变。

详述

描述了具有两个反应性官能团的化合物，它可用于将含胺材料固定在底物上。第一反应性官能团可用于提供附着于底物表面上。第二反应性官能团是可以与含胺材料，特别是含脂肪族伯胺材料，反应在底物和含胺材料之间形成含有连接体基团的N-磺酰基二甲酰亚胺衍生物。本发明还提供了将含胺材料固定在底物上的制品和方法。

定义

本文使用的术语“一”(“a”，“an”)和“该”(“the”)可以与“至少一种”互换地使用，是指一种或多种所述的成员。

本文使用的术语“酰基”是指式-(CO)R的一价基团，其中R是烷基并且其中本文使用的(CO)是指碳与氧通过双键相连。

本文使用的术语“酰氧基”是指式-O(CO)R的一价基团，其中R是烷基。

本文使用的术语“酰氧基甲硅烷基”是指具有与Si相连的酰氧基的一价基团(即，Si-O(CO)R，其中R是烷基)。例如，酰氧基甲硅烷基可以具有式-Si[O(CO)R]_3-nL_n，其中n是0-2的整数，L是卤素或烷氧基。具体实例包括-Si[O(CO)CH₃]₃、-Si[O(CO)CH₃]₂Cl、或-Si[O(CO)CH₃]Cl₂。

本文使用的术语“烷氧基”是指式-OR的一价基团，其中R是烷基。

本文使用的术语“烷氧基羰基”是指式-(CO)OR的一价基团，其中R是烷基。

本文使用的术语“烷氧基甲硅烷基”是指具有与Si相连的烷氧基的基团(即，Si-OR，其中R是烷基)。例如，烷氧基甲硅烷基可以具有式-Si(OR)_3-n(L^a)_n，其中n是0-2的整数，L^a是卤素或酰氧基。具体实例包括-Si(OCH₃)₃、-Si(OCH₃)₂Cl、或-Si(OCH₃)Cl₂。

本文使用的术语“烷基”是指烷的一价基团并包括直链、支链、环状、或其组合的基团。烷基通常具有1-30个碳原子。在一些实施方式中，烷基含有1-20个碳原子、1-10个碳原子、1-6个碳原子、或1-4个碳原子。烷基的实例包括，但不限于，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环己基、正庚基、正辛基、和乙基己基。

本文使用的术语“烷基二硫化物”是指式-SSR的一价基团，其中R是烷基。

本文使用的术语“亚烷基”是指链烷的二价基团。亚烷基可以是直链、支链、环状、或其组合。亚烷基典型地具有1-200个碳原子。在一些实施方式中，亚烷基含有1-100、1-80、1-50、1-30、1-20、1-10、或1-4个碳原子。亚烷基的基团核心可以在相同碳原子上(即，次烷基)或不同碳原子上。

本文使用的术语“芳烷基”是指化合物R-Ar的一价基团，其中Ar是芳香碳环基团，R是烷基。

本文使用的术语“亚芳烷基”是指式-R-Ar-的二价基团，其中Ar是亚芳基，R是亚烷基。

本文使用的术语“芳基”是指一价芳香碳环基团。芳基可以具有一个芳环或者可以包括最多5个碳环环状结构，它们与芳环相连或稠合。其它环状结构可以是芳香的、非芳香的、或其组合。芳基的实例包括，但不限于，苯基、联苯基、三联苯基、蒽基(anthryl)、萘基、苊基、蒽醌基、菲基、蒽基(anthracenyl)、芘基、苝基、和芴基。

本文使用的术语“亚芳基”是指具有1-5个相连、稠合或其组合的环的碳环芳香化合物的二价基团。在一些实施方式中，亚芳基具有最多5个环、最多4个环、最多3个环、最多2个环、或1个芳香环。例如，亚芳基可以是亚苯基。

本文使用的术语“叠氮基”是指式-N₃的一价基团。

本文使用的术语“吖丙啶基”是指具有下式的氮丙啶的环状一价基团

其中R^d是氢或烷基。

本文使用的术语“苯并三唑基”是指具有稠合到三唑基上的苯基的一价基团。苯并三唑基的式是C₆H₄N₃-。

本文使用的术语“羰基”是指式-(CO)-的二价基团。

本文使用的术语“羰基亚氨基”是指式-(CO)NR⁴-的二价基团，其中R⁴是氢、烷基、或芳基。

本文使用的术语“羰基氧基”是指式-(CO)O-的二价基团。

本文使用的术语“羰基氧基羰基”是指式-(CO)O(CO)-的二价基团。该基团是酸酐化合物的一部分。

本文使用的术语“羰基硫基”是指式-(CO)S-的二价基团。

本文使用的术语“羧基”是指式-(CO)OH的一价基团或其盐。

本文使用的术语“氰基”是指式-CN的基团。

本文使用的术语“二甲酰亚胺”是指下式的三价基团

本文使用的术语“二硫化物”是指式-S-S-的二价基团。

本文使用的术语“烯键式不饱和的”是指具有-CR⁸＝CH₂的碳-碳双键的一价基团，其中R⁸是氢、烷基、或芳基。

本文使用的术语“卤”是指选自F、Cl、Br或I的卤素。

本文使用的术语“卤代烷基”是指至少一个氢原子被选自F、Cl、Br或I的卤素取代的烷基。全氟代烷基是卤代烷基的子集。

本文使用的术语“卤代羰基氧基”是指式-O(CO)X的一价基团，其中X是选自F、Cl、Br、或I的卤素原子。

本文使用的术语“卤代羰基”是指式-(CO)X的一价基团，其中X是选自F、Cl、Br、或I的卤素原子。

本文使用的术语“卤代甲硅烷基”是指具有与卤素相连的Si的基团(即，Si-X，其中X是卤素)。例如，卤代甲硅烷基可以是式-SiX_3-n(L^b)_n，其中n是0-2的整数，L^b选自烷氧基、或酰氧基。一些具体实例包括基团-SiCl₃、-SiCl₂OCH₃、和-SiCl(OCH₃)₂。

本文使用的术语“亚杂烷基”是指一个或多个碳原子被硫、氧或NR^d取代的二价亚烷基，其中R^d是氢或烷基。亚杂烷基可以是直链、支链、环状、或其组合，并且可以包括最多400个碳原子和最多30个杂原子。在一些实施方式中，亚杂烷基包括最多300个碳原子、最多200个碳原子、最多100个碳原子、最多50个碳原子、最多30个碳原子、最多20个碳原子、或最多10个碳原子。

本文使用的术语“羟基”是指式-OH的基团。

本文使用的术语“异氰酸根合”是指式-NCO的基团。

本文使用的术语“巯基”是指式-SH的基团。

本文使用的术语“N-磺酰基二甲酰亚胺”是指下式的三价部分

本文使用的术语“氧基羰基亚氨基”是指式-O(CO)NR⁴-的二价基团，其中R⁴是氢、烷基、或芳基。

本文使用的术语“氧基”是指式-O-的二价基团。

本文使用的术语“氧基羰基氧基”是指式-O(CO)O-的二价基团。

本文使用的术语“氧基羰基硫基”是指式-O(CO)S-的二价基团。

本文使用的术语“全氟代烷基”是指所有氢原子都被氟原子取代的烷基。

本文使用的术语“磷酸根合”是指式-OPO₃H₂的一价基团。

本文使用的术语“膦酰基”是指式-PO₃H₂的一价基团。

本文使用的术语“磷酰氨基(phosphoramido)”是指式-NHPO₃H₂的一价基团。

本文使用的术语“芳香族伯氨基”是指式-ArNH₂的一价基团，其中Ar是芳基。

本文使用的术语“芳香族仲氨基”是指式-ArNR^eH的一价基团，其中Ar是芳基，R^e是烷基或芳基。

本文使用的术语“叔氨基”是指式-NR₂的基团，其中R是烷基。

本文使用的术语“硫基”是指式-S-的二价基团。

本文使用的术语“硫基羰基亚氨基”是指式-S(CO)NR⁴-的二价基团，其中R⁴是氢、烷基、或芳基。

本文使用的术语“附着基团”是指通过式I的化合物中的底物反应性基团与底物表面上的互补官能团反应形成的基团。

本文使用的术语“互补官能团”是指能够与所引基团反应形成离子键、共价键或其组合的基团。例如，互补官能团可以是在底物上能够与式I中的基团X¹或者与式II中的基团X²反应的基团。

本文使用的术语“连接体基团”是指将底物连接于固定化含胺材料上的基团。附着基团是连接体基团的一部分。

本文使用的术语“室温”是指约20℃-约25℃或者约22℃-约25℃的温度。

本文使用的术语“底物”是指可以附着束缚基团的固相载体(即，底物具有能够与束缚化合物反应的基团)。底物可以具有任意有用形式，包括，但不限于，薄膜、薄片、膜、过滤器、非机织或机织纤维、中空或实心珠、瓶、板、管、棒、小管、或晶片。底物可以是多孔或非多孔的、刚性或柔性、透明或不透明、澄清或着色、或反射性或非反射性的。合适的底物材料包括聚合物材料、玻璃、硅、陶瓷、金属、金属氧化物、或其组合。

本文使用的术语“束缚化合物”是指具有两个反应性基团的化合物。一个反应性基团(即，底物反应性官能团)可以与底物表面上的互补官能团反应形成束缚基团。另一个反应性基团(即，N-磺酰基二甲酰亚胺基团)可以与含胺材料反应。束缚化合物的两个反应性基团的反应导致在底物和含胺材料之间形成连接体基团(即，可以将含胺材料固定在底物上)。

本文使用的术语“束缚基团”是指附着于底物上的基团，它由束缚化合物上的底物反应性基团与底物表面上的互补官能团反应得到。束缚基团包括可以与含胺材料反应的基团(即，束缚基团包括N-磺酰基二甲酰亚胺基团)。

正如本文中所用的，式中连接两个基团的曲线是指两个基团一起形成环状结构的一部分。

化合物

本发明一方面提供了可用作将含胺材料固定在底物上的束缚化合物的化合物。该化合物既包括底物反应性基团又包括N-磺酰基二甲酰亚胺基团。底物反应性基团可用于附着于底物上，N-磺酰基二甲酰亚胺基团可以与含胺材料反应在含胺材料和底物之间形成连接体基团。

在一个实施方式中，所述化合物是式I：

其中

X¹是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

Y¹是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；和

当X¹是一价基团时r等于1，或者当X¹是二价基团时r等于2。式I的化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

反应性官能团X¹典型地不与式I中的N-磺酰基二甲酰亚胺基团反应，并且可用于，例如，通过与底物表面上的互补官能团反应而附着于底物上。即，X¹可以与互补官能团反应形成附着于衬底的束缚基团。X¹可以是一价的或二价的。当X¹是二价的时，r等于2，并且式I的化合物具有下面的结构：

化合物可以关于X¹对称。二硫化物是二价X¹基团的例子。当X¹是一价基团时，式II中的r等于1，并且化合物具有下面的结构：

合适的一价X¹基团包括羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团。

X¹基团典型地可以与底物表面上的互补官能团反应形成离子键、共价键或其组合。用于附着于聚合物底物表面上的合适的X¹基团包括羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、或烯键式不饱和基团。用于附着于含金底物表面上的合适的X¹基团包括巯基、二硫化物、或烷基二硫化物。用于附着于含其它金属的底物表面上的合适的X¹基团包括苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、或磷酸根合基团。用于附着于含玻璃或陶瓷的底物以及含金属氧化物或含水合金属氧化物的底物上的合适的X¹基团包括卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、或酰氧基甲硅烷基。

在式I的一些化合物中，X¹基团可以是烯键式不饱和基团。这些化合物可以是，例如，乙烯基化合物、乙烯基酯化合物、烯丙基酯化合物、苯乙烯化合物、乙烯基酮化合物、丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物，等等。这些不同类型的化合物例如可以通过选择不同的Y¹基团形成。

式I中的基团Y¹可以是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR⁴-、或其组合，其中R⁴是氢或烷基、或芳基。Y¹基团典型地不包括过氧化物基团(即，两个氧基连在一起)。合适的亚杂烷基经常含有1-400个碳原子和最多30个选自N、O、S或其组合的杂原子。合适的亚烷基可以含有1-200个碳原子。亚杂烷基和亚烷基可以是直链、支链、环状、或其组合。

式I中的基团Y¹经常包括如下结构所示与磺酰基直接相连的亚芳基：

其中Ar¹是亚芳基并且Y^1a是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基。基团X¹、r、R¹和R²与前面式I中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。在一些实施方式中，亚芳基是亚苯基。在一些实例中，Ar¹是亚苯基，并且Y^1a是单键(即，X¹与亚苯基基团直接相连)。

基团Y¹可以包括用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、或-NR^a-、或其组合的基团与亚芳基相连的第一亚烷基。还可以用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、或-NR-的基团将第一亚烷基与第二亚烷基或第一亚杂烷基相连。用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、或-NR^a-的基团可以将其它亚烷基或亚杂烷基与第二亚烷基相连或者与第一亚杂烷基相连。例如，式I中的Y¹可以包括通过羰基氧基或羰基亚氨基与亚芳基相连的亚烷基，如下式所示：

其中n是1-100的整数；Ar¹是亚芳基；和L是氧或NR^a。例证化合物包括那些化合物，其中n是不大于80、不大于60、不大于40、不大于20、或不大于10的整数；并且Ar¹是亚苯基。基团X¹、r、R¹和R²与前面式I中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在另一实例中，基团Y¹可以包括用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、或-NR^a-的基团与亚芳基相连的第一亚杂烷基。用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基氧基、硫基、或-NR^a-的基团还可以将第一亚杂烷基与第二亚杂烷基相连或者与第一亚烷基相连，其中R^a是氢、烷基、或芳基。用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合的基团可以将其它亚烷基或亚杂烷基与第二亚杂烷基相连或者与第一亚烷基相连。例如，化合物可以具有下面的结构：

其中n各自独立地是1-100的整数；m是1-200的整数；Ar¹是亚芳基；k是2-4的整数；D是氧、硫、或NH；和L是氧或NR^a。在一些化合物中，n各自独立地是不大于80、不大于60、不大于40、不大于20、或不大于10的整数；并且m是不大于150、不大于100、不大于80、不大于60、不大于40、不大于20、或不大于10的整数。例证化合物包括其中D是氧；k等于2；和Ar¹是亚苯基的那些化合物。基团X¹、r、R¹和R²与前面式I中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

Y¹基团可以是单键。例如，在下式中，当X¹是芳香族伯氨基或芳香族仲氨基时，Y¹是单键

其中R^a是氢、烷基、或芳基。基团R¹和R²与前面式II中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在一些实施方式中，Y¹不包括亚芳基。例如，Y¹可以是亚烷基。在另一实例中，第一亚烷基可以用选自羰基、羰基亚氨基、羰基氧基、氧基、硫基、或-NR^a-的基团与第二亚烷基相连或者与第一亚杂烷基相连。用选自羰基、羰基亚氨基、羰基氧基、氧基、硫基、或-NR^a-的基团可以将其它亚烷基或亚杂烷基与第二亚烷基或第一亚杂烷基相连。在另一实例中，Y¹可以是亚杂烷基。在再一实例中，第一亚杂烷基可以用羰基、羰基亚氨基、羰基氧基、氧基、硫基、或-NR^a-与第二亚杂烷基相连或者与第一亚烷基相连。其它亚烷基或亚杂烷基可以与该第二亚杂烷基或第一亚烷基相连。

在式I中，R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团。该任意的环状或二环基团可以是饱和或不饱和的。例证结构包括，但不限于，如下：

其中R是烷基，并且基团X¹、r和Y¹的定义与前面式I中的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在一些实例中，化合物具有下面结构：

其中R是烷基；Ar¹是亚芳基；并且Y^1a选自单键、亚烷基、亚杂烷基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。在一些实例中，Ar¹是亚苯基。

例证的式I的化合物包括，但不限于，如下：

在式I的范围内的这些化合物以及任意其它化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在式I的一些化合物中，底物反应性基团X¹是烯键式不饱和基团并且Y¹包括羰基、羰基氧基、或经羰基与烯键式不饱和基团X¹直接相连的羰基亚氨基。即，化合物是式Ia：

其中

R⁸是氢、烷基、或芳基；

L¹是氧基、-C(R^a)₂-、或-NR^a-，其中R^d是氢、烷基、或芳基；

Y³是选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；和

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团。式Ia的化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

式Ia的化合物是式I的化合物的子集，其中X¹是烯键式不饱和基团H₂C＝CR⁸-并且其中Y¹是基团-(CO)-L¹-Y³-。式Ia的化合物可以是，例如，丙烯酸酯类(即，其中R⁸是氢和L¹是氧基)、甲基丙烯酸酯类(即，其中R⁸是甲基和L¹是氧基)、丙烯酰胺类(即，其中R⁸是氢和L¹是-NR^a-)、甲基丙烯酰胺类(其中R⁸是甲基和L¹是-NR^a-)、或乙烯基酮类(即，其中L¹是-C(R^a)₂-)。

在式Ia的一些化合物中，Y³基团包括亚杂烷基、羰基、和亚芳基，如下式：

其中m是1-200的整数；k是2-4的整数；D是氧、硫、或NH；和Ar¹是亚芳基。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。在该式的一些化合物中，m是不大于150、不大于100、不大于80、不大于60、不大于40、不大于20、或不大于10的整数。例证的化合物包括其中R⁸是氢或甲基；L¹是氧基或-NR^a-；D是氧；k等于2；并且Ar¹是亚苯基的那些化合物。基团R¹和R²与前面式Ia中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在式Ia的其它化合物中，Y³基团仅包括亚芳基。这种化合物可以具有下式：

其中Ar¹是亚芳基。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。在一些具体实例中，R⁸是氢或甲基；L¹是氧基或-NR^a-；和Ar¹是亚苯基。基团R¹和R²与前面式Ia中定义的相同。

在式I中对R¹和R²定义的相同结构对式Ia的化合物也适合。例如，式Ia的化合物可以具有下式：

其中R是烷基并且基团R⁸、L¹和Y³与前面式Ia中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

式Ia的化合物经常包括与磺酰基相连的亚芳基。即，化合物可以是下式：

其中R是烷基；Ar¹是亚芳基；并且Y^3a选自单键、亚烷基、亚杂烷基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基。基团R⁸和L¹与上面对式Ia中所述的相同。在一些例证化合物中，Ar¹是亚苯基，R⁸是氢或甲基，并且L¹是氧基或-NR^a-。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

式I的一些具体化合物包括，但不限于，

这些化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

本发明的另一方面提供式II的化合物：

其中

X²是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y²是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR^c，其中R^b和R^c各自是烷基或者与跟它们相连的氮原子一起形成4-8元杂环基团；和

当X²是一价基团时r等于1，或者当X²是二价基团时r等于2。式II的化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

官能团X²典型地不与式II中的N-磺酰基二甲酰亚胺基团反应并且可用于，例如，通过与底物表面上的互补官能团反应而附着于底物上。即，X²可以与互补官能团反应形成附着于衬底的束缚基团。X²可以是一价的或二价的。当X²是二价的时，式II中的r等于2，并且化合物具有下面的结构：

化合物可以关于X²对称。二硫化物是示例的二价X²基团。当X²是一价基团时，式II中的r等于1，并且化合物具有下面的结构：

合适的X²基团包括羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、和烯键式不饱和基团。

X²基团典型地可以与底物表面上的互补官能团反应形成稳定的离子键、共价键或其组合。附着于聚合物底物表面上的合适X²基团包括羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、或烯键式不饱和基团。附着于含金底物表面上的合适X²基团包括巯基、二硫化物、或烷基二硫化物。附着于含其它金属的底物表面上的合适X²基团包括苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、或磷酸根合基团。附着于含玻璃或陶瓷的底物上以及含金属氧化物或含水合金属氧化物的底物上的合适X²基团包括卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、或酰氧基甲硅烷基。

在式II的一些化合物中，X²基团可以是烯键式不饱和基团。这些化合物可以是，例如，乙烯基化合物、乙烯基酯化合物、烯丙基酯化合物、苯乙烯化合物、乙烯基酮化合物、丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物，等等。这些不同类型的化合物例如可以通过选择不同的Y²基团形成。

Y²基团可以包括亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基亚氨基、羰基氧基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基。Y²基团典型地不包括过氧化物基团(即，两个氧基连在一起)。在一些实例中，Y²可以是亚烷基。在其它实例中，第一亚烷基可以用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、或-NR^a-的基团与第二亚烷基相连或者与第一亚杂烷基相连。其它亚烷基或亚杂烷基可以用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、或-NR^a-的基团与第二亚烷基相连或者与第一亚杂烷基相连。在其它实例中，Y²可以是亚杂烷基或者第一亚杂烷基可以与另一基团相连。例如，第一亚杂烷基可以用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、或-NR^a-的基团与第二亚杂烷基相连或者与第一亚烷基相连。其它亚烷基或亚杂烷基可以用选自羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、或-NR^a-的基团与第二亚杂烷基相连或者与第一亚烷基相连。

在一些实例中，Y²基团可以是如下式的亚杂烷基：

其中q是1-200的整数；x是1-4的整数；和D是氧、硫、或NH。例证化合物包括那些化合物，其中q是不大于150、不大于100、不大于80、不大于60、不大于40、不大于20、不大于10、不大于5、不大于4、不大于3、不大于2的整数、或等于1；和x是不大于3、不大于2、或等于1。在一些化合物中，D是氧或硫；q等于1或2；和x等于1或2。基团X²、r、R³、R⁴和R⁵与前面式II中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在一些其它实例中，基团Y²可以是单键，并且X²基团与用R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成的环状结构直接相连，如下面的结构：

其中基团X²、r、R³、R⁴和R⁵与前面式II中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在式II中，R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团。例证结构包括，但不限于下面的结构：

其中X²、Y²、R³、和r与前面式II中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

式II中的R³基团可以是烷基、芳基、或芳烷基。合适的烷基典型地含有不多于30个碳原子、不多于20个碳原子、不多于10个碳原子、不多于6个碳原子、或不多于4个碳原子。在一些化合物中，烷基是甲基、乙基、或丙基。合适的芳基典型地含有6-30个碳原子、6-24个碳原子、6-18个碳原子、6-12个碳原子、或6个碳原子。在一些化合物中，芳基是苯基。合适的芳烷基典型地含有带6-30个碳原子的芳基和带不多于30个碳原子的烷基。芳烷基的一个实例是4-甲基-苯基。

在式II的其它实施方式中，R³是基团-NR^bR^c，其中R^b和R^c是具有不多于30个碳原子、不多于10个碳原子、不多于10个碳原子、不多于6个碳原子、或不多于4个碳原子的烷基。或者，R^b和R^c基团可以与它们相连的氮原子一起形成4-8元环状结构。例如，R^b和R^c可以组合形成5或6元具有氮杂原子的杂环基团。

式II的例证化合物包括，但不限于，如下：

在式II的范围内的这些化合物和任意其它化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在式II的一些化合物中，底物反应性基团X²是烯键式不饱和基团，基团Y²含有羰基、羰基氧基、或经羰基与烯键式不饱和基团X¹直接相连的羰基亚氨基。即，化合物是式IIa：

其中

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR^c，其中R^b和R^c各自是烷基或者与跟它们相连的氮原子一起形成4-8元杂环基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y⁴是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

L²是氧基、-C(R^a)₂-、或-NR^a-，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R⁸是氢、烷基、或芳基；和

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

式IIa的化合物是式II的化合物的子集，其中X²是烯键式不饱和基团H₂C＝CR⁸-并且Y²是基团-(CO)-L²-Y⁴-。式IIa的化合物可以是，例如，丙烯酸酯类(即，其中R⁸是氢和L²是氧基)、甲基丙烯酸酯类(即，其中R⁸是甲基并且L²是氧基)、丙烯酰胺类(即，其中R⁸是氢并且L²是-NR^a-)、甲基丙烯酰胺类(其中R⁸是甲基并且L²是-NR^a-)、或乙烯基酮类(即，其中L²是-C(R^a)₂-)。

在式IIa的一些化合物中，基团Y⁴是亚杂烷基，如下式。

其中q是1-200的整数；x是1-4的整数；和D是氧、硫、或NH。例证化合物包括那些化合物，其中q是不大于150、不大于100、不大于80、不大于60、不大于40、不大于20、不大于10、不大于5、不大于4、不大于3、不大于2的整数、或等于1；和x是不大于3、不大于2、或等于1。在一些化合物中，D是氧或硫；q等于1或2；和x等于1或2。基团X²、r、R³、R⁴和R⁵与前面式IIa中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在式IIa的其它例证化合物中，基团Y⁴包括羰基、羰基氧基、或者与亚烷基或亚杂烷基相连的羰基亚氨基。这些化合物可以包括下式的那些：

其中n是1-100的整数；q是1-200的整数；x是1-4的整数；D是氧、硫、或NH；和L是氧或NR^a，其中R^a是氢、烷基、或芳基。在一些化合物中，n是不大于80、不大于60、不大于40、不大于20、或不大于10的整数；和q是不大于150、不大于100、不大于80、不大于60、不大于40、不大于20、或不大于10的整数。例证化合物包括其中D是氧和x等于2的那些化合物。基团R³、R⁴、R⁵、和L²与上面式IIa中定义的相同。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在式IIa的一些例证化合物中，基团R⁴和R⁵组合形成下式的化合物：

基团R⁸、L²、Y⁴、和R³与上面式IIa中定义的相同。在一些例证化合物中，R⁸是氢或甲基；并且L²是氧基或-NR^a-。化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

式IIa的例证化合物包括，但不限于，

化合物可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

化合物的制备方法

式I的化合物例如可以通过将具有含氮基团的第一化合物与包括羧酸酐的第二化合物反应制得。更具体地说，第一化合物的含氮基团包括直接与磺酰基和两个氢原子相连的氮原子。第一化合物还可以包括底物反应性基团X¹或可以转换成底物反应性基团X¹的基团。底物反应性基团不与第二化合物的羧酸酐反应，或者与其反应缓慢，这样第一化合物的含氮基团优先与羧酸酐反应。该反应示于反应图式A。

                         反应图式A

其中X¹、Y¹、R¹和R²与前面式I中定义的相同。

式II的化合物例如可以通过将具有含氮基团的第一化合物与包括羧酸酐的第二化合物反应制得。更具体地说，第一化合物的含氮基团包括直接与磺酰基和两个氢原子相连的氮原子。第二化合物还可以包括底物反应性基团X²或可以转换成底物反应性基团X²的基团。典型的合成方案示于反应图式B。

                       反应图式B

其中R³、R⁴、R⁵、Y²、和X²与前面式II中定义的相同。

制品

本发明的另一方面提供包括附着于底物的束缚基团(即，附着于衬底的束缚基团)的制品。附着于衬底的束缚基团是式I的化合物中的基团X¹或者式II的化合物中的基团X²与底物表面上的互补官能团G的反应产物。附着于衬底的束缚基团具有可以与含胺材料反应从在底物和含胺材料之间形成连接体基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团。连接体基团的形成使得含胺材料固定在底物上。在一些制品中，式I的化合物是式Ia的化合物，并且式II的化合物是式IIa的化合物。

底物是可以附着束缚基团的固相材料。底物不溶于式I或式II的化合物与底物表面上的互补官能团反应用的溶液中(即，底物不溶于制备附着于衬底的束缚基团所用的溶液中)。典型地，在束缚基团附着于底物上的过程中，束缚基团仅与底物的外部相连，并且底物大部分没有改变。如果底物具有分布于整个底物的基团G，那么仅外部(例如，在表面上或表面附近)的这些基团经常能够与式I的化合物中的基团X¹或与式II的化合物中的基团X²反应。

底物可以具有任何有用的形式，包括，但不限于，薄膜、薄片、膜、过滤器、非机织或机织纤维、中空或实心珠、瓶、板、管、棒、小管、或晶片。底物可以是多孔或非多孔的、刚性或柔性、透明或不透明、澄清或着色、和反射性或非反射性的。合适的底物材料包括，例如，聚合物材料、玻璃、硅、陶瓷、金属、金属氧化物、水合金属氧化物、或其组合。

底物可以具有单层或多层材料。例如，底物可以具有一个或多个为包括能够与式I的化合物中的X¹基团或式II的化合物中的X²基团反应的互补官能团的第一层提供支撑的第二层。在一些实施方式中。第二层的表面用另一材料经化学改性或者涂布以提供能够与X¹或X²基团反应的互补官能团的第一层。第一层是底物的外层。

合适的聚合物底物材料包括，但不限于，聚烯烃、聚苯乙烯类、聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类、聚丙烯腈类、聚(乙酸乙烯酯类)、聚乙烯醇类、聚氯乙烯类、聚氧化甲烯类、聚碳酸酯类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚氨酯类、酚醛塑料类、聚胺类、氨基-环氧树脂类、聚酯类、聚硅氧烷基、纤维素基聚合物、多糖、或其组合。在一些实施方式中，聚合物材料是使用具有能够与式I的化合物中的基团X¹或式II的化合物中的基团X²反应的互补官能团的共聚单体制得的共聚物。例如，共聚单体可以含有羧基、巯基、羟基、氨基、叠氮基、或烷氧基甲硅烷基。

合适的玻璃和陶瓷底物材料可以包括，例如，钠、硅、铝、铅、硼、磷、锆、镁、钙、砷、镓、钛、铜、或其组合。玻璃典型地包括各种含硅酸盐的材料。底物可以是硅基材料例如电介质材料或适合用于集成电路或其它电子设备中的材料。

在一些实施方式中，底物具有国际专利申请WO01/66820A1中公开的类钻玻璃的层。类钻玻璃是无定形材料，其包括碳、硅、以及一种或多种选自氢、氧、氟、硫、钛、或铜的元素。一些类钻玻璃材料是由四甲基硅前体使用等离子体法形成的。可以制得在氧等离子体中进一步处理以控制表面上甲硅烷醇浓度的疏水材料。

类钻玻璃可以是薄膜的形式或者是在底物中涂布另一层或材料的形式。在一些应用中，类钻玻璃可以是具有至少30重量％碳、至少25重量％硅、和最多45重量％氧的薄膜的形式。这些薄膜可以是柔性和透明的。在一些实施方式中，类钻玻璃是多层底物的外层。在一个具体实例中，底物的第二层(例如，支撑层)是聚合物材料，第一层是类钻玻璃的薄膜。束缚基团附着于类钻玻璃的表面上。

在一些多层底物中，类钻玻璃沉积于类钻碳层上。例如，第二层(例如，支撑层)是沉积在表面上的具有类钻碳的层的聚合物薄膜。类钻玻璃的层沉积在类钻碳层上。类钻碳，在一些实施方式中，可以起多层底物中聚合物层和类钻玻璃的层之间的粘结层或引物层的作用。例如，多层底物可以包括聚酰亚胺层或聚酯层、沉积在聚酰亚胺或聚酯上的类钻碳的层、和沉积在类钻碳上的类钻玻璃的层。在另一实例中，多层底物包括下面顺序排列的层叠：类钻玻璃、类钻碳、聚酰亚胺或聚酯、类钻碳、和类钻玻璃。

类钻碳膜例如可以由乙炔在等离子体反应器中制得。制备这些膜的其它方法描述在美国专利5,888,594和5,948,166以及M.David等在AlChE Jounzal，37(3)，367-376(March 1991)中的文章中。

底物用的合适金属、金属氧化物、或水合金属氧化物可以包括，例如，金、银、铂、钯、铝、铜、铬、铁、钴、镍、锌，等等。含金属的材料可以包括合金例如不锈钢、氧化锡铟，等等。在一些实施方式中，含金属的材料是多层底物的顶层。例如，底物可以具有聚合物第二层和含金属的第一层。在一个更具体的实例中，第二层是聚合物薄膜，第一层是金薄膜。在其它实例中，多层底物包括涂布有含钛层然后涂布有含金层的聚合物薄膜。即，钛层可以起将金层附着于聚合物膜上的粘结层或引物层的作用。聚合物膜的一些实例可以是聚酯膜或聚酰亚胺膜。

在包括含金属的材料的多层底物的其它实例中，硅支撑层可以覆盖有一种或多种含金属的材料。在一个具体实例中，硅支撑层可以覆盖有铬层，然后覆盖有金层。铬层可以提高金层与硅层之间的附着性。

底物表面典型地包括能够与下面的基团反应的基团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团。即，底物包括能够与式I的化合物中的基团X¹或与式II的化合物中的基团X²反应的基团(即，底物包括基团X¹或X²的互补官能团)。底物可以包括经过处理形成包括互补官能团的外层的支撑材料。底物可以由已知具有能够与X¹或X²反应的基团的任意固相材料制成，并且不限于下面合适材料的实例。

羧基或卤代羰基可以与具有羟基的底物反应形成含羰基氧基的附着基团。具有羟基的底物材料的实例包括，但不限于，聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯类的羟基取代酯类、聚丙烯酸酯类的羟基取代酯类、电晕处理过的聚乙烯、和在载体材料例如玻璃或聚合物薄膜上的聚乙烯醇涂层。

羧基或卤代羰基也可以与具有巯基的底物反应形成含羰基硫基的附着基团。具有巯基的底物材料的实例包括，但不限于，聚丙烯酸酯类的巯基取代酯类、聚甲基丙烯酸酯类的巯基取代酯类、和用巯基烷基甲硅烷处理过的玻璃。

此外，羧基或卤代羰基可以与芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、或脂肪族仲氨基反应形成含有羰基亚氨基的附着基团。具有芳香族伯氨基或芳香族仲氨基的底物材料的实例包括，但不限于，聚胺类、聚甲基丙烯酸酯类的胺取代酯类、聚丙烯酸酯的胺取代酯类、聚乙烯亚胺类、和用氨基烷基甲硅烷处理过的玻璃。

卤代羰基氧基可以与具有羟基的底物反应形成含有氧基羰基氧基的附着基团。具有羟基的底物材料的实例包括，但不限于，聚乙烯醇、电晕处理过的聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯类的羟基取代酯类、聚丙烯酸酯类的羟基取代酯类、和在载体材料如玻璃或聚合物薄膜上的聚乙烯醇涂层。

卤代羰基氧基也可以与具有巯基的底物反应形成含有氧基羰基硫基的附着基团。具有巯基的底物材料的实例包括，但不限于，聚甲基丙烯酸酯类的巯基取代酯类、聚丙烯酸酯类的巯基取代酯类、和用巯基烷基甲硅烷处理过的玻璃。

此外，卤代羰基氧基可以与具有芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、或脂肪族仲氨基的底物反应形成含有氧基羰基亚氨基的附着基团。具有芳香族伯氨基或芳香族仲氨基的底物材料的实例包括，但不限于，聚胺类、聚甲基丙烯酸酯的胺取代酯类、聚丙烯酸酯的胺取代酯类、聚乙烯亚胺类、和用氨基烷基甲硅烷处理过的玻璃。

氰基可以与具有叠氮基的底物反应形成含有四嗪二基(tetrazinediyl)的附着基团。具有叠氮基的底物的实例包括，但不限于，在玻璃或聚合物载体上的聚(4-叠氮基甲基苯乙烯)涂层。合适的聚合物载体材料包括聚酯、聚酰亚胺，等等。

羟基可以与具有异氰酸酯基的底物反应形成含有氧基羰基亚氨基的附着基团。合适的具有异氰酸酯基的底物的实例包括，但不限于，在载体材料上的甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯聚合物的涂层。合适的载体材料包括玻璃和聚合物材料例如聚酯、聚酰亚胺类，等等。

羟基可以与具有羧基、羰基氧基羰基、或卤代羰基的底物反应形成含有羰基氧基的附着基团。合适的底物包括，但不限于，在载体材料上的丙烯酸聚合物或共聚物的涂层或者在载体材料上的甲基丙烯酸聚合物或共聚物的涂层。合适的载体材料包括玻璃和聚合物材料例如聚酯、聚酰亚胺类，等等。其它合适的底物包括聚乙烯与聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、或其组合的共聚物。

巯基可以与具有异氰酸酯基的底物反应。巯基和异氰酸酯基之间的反应形成含有硫基羰基亚氨基的附着基团。具有异氰酸酯基的合适底物包括，但不限于，在载体材料上的甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯聚合物的涂层。合适的载体材料包括玻璃和聚合物材料例如聚酯、聚酰亚胺类，等等。

巯基也可以与具有卤代羰基的底物反应形成含有羰基硫基的附着基团。具有卤代羰基的底物包括，例如，氯代羰基取代的聚乙烯。

巯基也可以与具有卤代羰基氧基的底物反应形成含有氧基羰基硫基的附着基团。具有卤代羰基的底物包括聚乙烯醇的氯甲酸酯类。

此外，巯基可以与具有烯键式不饱和基团的底物反应形成含硫醚的附着基团。具有烯键式不饱和基团的合适底物的实例包括，但不限于，得自丁二烯的聚合物和共聚物。

异氰酸酯基团可以与具有羟基的底物反应形成含有氧基羰基亚氨基的附着基团。具有羟基的底物材料的实例包括，但不限于，聚乙烯醇、电晕处理过的聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯类或聚丙烯酸酯类的羟基取代酯类、和在玻璃或聚合物膜上的聚乙烯醇涂层。

异氰酸酯基团也可以与巯基反应形成含有硫基羰基亚氨基的附着基团。具有羟基的底物材料的实例包括，但不限于，聚甲基丙烯酸酯类或聚丙烯酸酯类的巯基取代酯类和用巯基烷基甲硅烷处理过的玻璃。

此外，异氰酸酯基团可以与芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、或脂肪族仲氨基反应形成含有亚氨基羰基亚氨基的附着基团。具有伯或仲氨基的合适的底物包括，但不限于，聚胺类、聚乙烯亚胺类、和在载体材料如玻璃上或聚合物材料如聚酯或聚酰亚胺上的氨基烷基甲硅烷涂层。

异氰酸酯基团也可以与羧基反应形成含有O-酰基氨甲酰基的附着基团。具有羧酸基团的合适底物包括，但不限于，在玻璃或聚合物载体上的丙烯酸的聚合物或共聚物的涂层或者甲基丙烯酸的聚合物或共聚物的涂层。共聚物包括，但不限于，含有聚乙烯和聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的共聚物。合适的聚合物载体材料包括聚酯、聚酰亚胺类，等等。

卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、或酰氧基甲硅烷基可以与具有甲硅烷醇基团的底物反应形成含有二硅氧烷的附着基团。合适的底物包括由各种玻璃、陶瓷材料、或聚合物材料制得的那些。这些基团也可以与在表面上具有金属氢氧化物基团的各种材料反应形成含有甲硅烷的附着基团。合适的金属包括，但不限于，银、铝、铜、铬、铁、钴、镍、锌，等等。在一些实施方式中，金属是不锈钢或另一合金。可以制备聚合物材料以具有甲硅烷醇基团。例如，可商购获得的具有甲硅烷醇基团的单体包括甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯和3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷，它们可以从Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI获得。

叠氮基例如可以与具有碳-碳三键的底物反应形成含有三唑二基的附着基团。叠氮基也可以与具有腈基的底物反应形成含有四嗪二基的附着基团。具有腈基的底物包括，但不限于，在载体材料如玻璃或聚合物材料上的聚丙烯腈涂层。合适的聚合物载体材料例如包括聚酯和聚酰亚胺类。具有腈基的其它合适底物包括丙烯腈的聚合物或共聚物和2-氰基丙烯酸酯的聚合物或共聚物。

叠氮基也可以与位阻(strained)烯烃基团反应形成含有三唑啉基的附着基团。具有位阻烯烃基团的合适底物包括降冰片烯基侧官能团的涂层。合适的载体材料包括，但不限于，玻璃和聚合物材料例如聚酯和聚酰亚胺。

吖丙啶基可以与巯基反应形成含有β-氨基烷基硫醚的附着基团。具有巯基的底物材料的实例包括，但不限于，聚甲基丙烯酸酯类或聚丙烯酸酯类的巯基取代酯类和用巯基烷基甲硅烷处理过的玻璃。

此外，吖丙啶基可以与羧基反应形成含有β-氨基烷基氧基羰基的附着基团。具有羧基的合适底物包括，但不限于，在玻璃或聚合物载体上的丙烯酸聚合物或共聚物的涂层、或者甲基丙烯酸聚合物或共聚物的涂层。共聚物包括，但不限于，含有聚乙烯和聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的共聚物。合适的聚合物载体材料包括聚酯、聚酰亚胺类，等等。

卤代烷基例如可以与具有叔氨基的底物反应形成含有季铵的附着基团。具有叔氨基的合适底物包括，但不限于，聚二甲基氨基苯乙烯或聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯。

同样，叔氨基例如可以与具有卤代烷基的底物反应形成含有季铵的附着基团。具有卤代烷基的合适底物包括，例如，在载体材料上的卤代烷基甲硅烷涂层。载体材料可以包括，但不限于，玻璃和聚合物材料例如聚酯和聚酰亚胺。

芳香族伯氨基或芳香族仲氨基例如可以与具有异氰酸酯基的底物反应形成含有氧基羰基亚氨基的附着基团。具有异氰酸酯基的合适底物包括，但不限于，在玻璃或聚合物载体上的甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯的聚合物或共聚物的涂层。合适的聚合物载体包括聚酯、聚酰亚胺类，等等。

芳香族伯氨基或芳香族仲氨基也可以与含有羧基或卤代羰基的底物反应形成含有羰基亚氨基的附着基团。合适的底物包括，但不限于，在载体材料上的丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物涂层。载体材料例如可以是玻璃或聚合物材料例如聚酯或聚酰亚胺。其它合适的底物包括聚乙烯和聚甲基丙烯酸或聚丙烯酸的共聚物。

二硫化物或烷基二硫化物基团例如可以与金属表面反应形成含有金属硫化物的附着基团。合适的金属包括，但不限于金、铂、钯、镍、铜和铬。底物也可以是合金如氧化锡铟或电介质材料。

苯并三唑基例如可以与具有金属表面或金属氧化物表面的底物反应。合适的金属或金属氧化物包括，例如，银、铝、铜、铬、铁、钴、镍、锌，等等。金属或金属氧化物可以包括合金例如不锈钢、氧化锡铟，等等。

膦酰基、偶磷酰氨基或磷酸根合例如可以与具有金属表面或金属氧化物表面的底物反应。合适的金属或金属氧化物包括，例如，银、铝、铜、铬、铁、钴、镍、锌，等等。金属或金属氧化物可以包括合金例如不锈钢、氧化锡铟，等等。

烯键式不饱和基团例如可以与具有巯基的底物反应。该反应形成含有亚杂烷基的附着基团。合适的底物包括，例如，聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯的巯基取代的烷基酯。

烯键式不饱和基团也可以与具有硅表面的底物反应，例如与使用化学汽相沉积法形成的硅底物反应。这些硅表面可以含有-SiH基团，它在有铂催化剂的情况下可以与烯键式不饱和基团反应形成具有与亚烷基相连的Si的附着基团。

此外，烯键式不饱和基团可以与具有碳-碳双键的底物反应形成含有亚烷基的附着基团。这种底物包括，例如，得自丁二烯的聚合物或共聚物。

其它烯键式不饱和基团包括式Ia和式IIa中与羰基、羰基氧基、或羰基亚氨基相连的那些基团。所得化合物可以具有，例如，丙烯酰基、丙烯酰氨基、或乙烯基酮基团，它们可以与具有羟基的底物反应分别形成含有氧基羰基亚乙基氧基的附着基团、含有亚氨基羰基亚乙基氧基的附着基团、或含有羰基亚乙基氧基的附着基团。具有羟基的底物材料的实例包括，但不限于，聚乙烯醇、电晕处理过的聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯的羟基取代酯、聚丙烯酸酯的羟基取代酯、和在载体材料例如玻璃或聚合物薄膜上的聚乙烯醇涂层。

(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氨基、或乙烯基酮基团也可以与具有巯基的底物反应分别形成含有氧基羰基亚乙基硫基的附着基团、含有亚氨基羰基亚乙基硫基的附着基团、或含有羰基亚乙基硫基的附着基团。具有巯基的底物材料的实例包括，但不限于，聚甲基丙烯酸酯类的巯基取代酯类、聚丙烯酸酯类的巯基取代酯类、和用巯基烷基甲硅烷处理过的玻璃。

丙烯酰基、丙烯酰氨基、或乙烯基酮基团也可以与具有芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、或脂肪族仲氨基的底物反应分别形成含有氧基羰基亚乙基亚氨基的附着基团、含有亚氨基羰基亚乙基亚氨基的附着基团、或含有羰基亚乙基亚氨基的附着基团。具有芳香族伯氨基或芳香族仲氨基的底物材料的实例包括，但不限于，聚胺类、聚甲基丙烯酸酯的胺取代酯类、聚丙烯酸酯的胺取代酯类、聚乙烯亚胺、和用氨基烷基甲硅烷处理过的玻璃。

此外，(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氨基、或乙烯基酮基团可以与具有叠氮基的底物反应分别形成含有氧基羰基三唑啉基的附着基团、含有亚氨基羰基三唑啉基的附着基团、含有羰基三唑啉基的附着基团。具有叠氮基的底物的实例包括，但不限于，在玻璃或聚合物载体上的聚(4-叠氮基甲基苯乙烯)涂层。合适的聚合物载体材料包括聚酯、聚酰亚胺类，等等。

式I和II的化合物当与底物接触时可以进行自组装过程。本文使用的术语“自组装”是指与底物接触时材料可以自发形成附着于衬底的束缚基团的单层的过程。例如，就X¹或X²而言具有二硫化物或烷基二硫化物基团的化合物当暴露于金底物时可以进行自组装过程。作为另一实例，就X¹或X²而言具有卤代甲硅烷基的化合物当暴露于类钻玻璃或玻璃底物时可以进行自组装过程。

在一个实施方式中，式III可以代表本发明的制品：

式III代表于附着于底物的束缚基团。束缚基团得自式I的化合物。基团U¹是通过式I的化合物中的X¹与底物表面上的互补官能团反应形成的附着基团。基团Y¹、R¹和R²与前面对式I定义的相同。即，制品包括：

底物；和

附着于衬底的束缚基团，它包括底物表面上的互补官能团G与式I的化合物的反应产物

其中

X¹是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

Y¹是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

当X²是一价基团时r等于1，或者当X²是二价基团时r等于2；和

G是能够与X¹反应的互补官能团。束缚基团可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

如果式I的化合物也是式Ia的化合物，那么制品属于式IIIa的：

在式IIIa的制品中，存在与附着基团U¹相连的羰基、羰基氧基、或羰基亚氨基。更具体地说，这些制品，是式III的制品的子集，包括底物、和附着于衬底的束缚基团。附着于衬底的束缚基团是底物表面上的互补官能团G与式Ia的化合物的反应产物。互补官能团G是能够与H₂C＝CR⁵-基团反应的基团。束缚基团可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

在另一实施方式中，式IV可以代表本发明的制品：

式IV代表附着于衬底的束缚基团。该束缚基团由式II的化合物获得。基团U²是通过式II的化合物中的X²与底物表面上的互补官能团反应形成的附着基团。基团R³、R⁴、R⁵和Y²与前面式II中定义的相同。即，制品包括：

底物；和

附着于衬底的束缚基团，它包括底物表面上的互补官能团G与式II的化合物的反应产物

其中

X²是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y²是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR^c，其中R^b和R^c各自是烷基或者与跟它们相连的氮原子一起形成4-8元杂环基团；

当X²是一价基团时r等于1，或者当X²是二价基团时r等于2；和

G是能够与X²反应的互补官能团。束缚基团可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

如果式II的化合物也是式IIa的化合物，那么制品属于式IVa的：

在式IVa的制品中，存在与附着基团U²相连的羰基、羰基氧基、或羰基亚氨基。更具体地说，这些制品，是式IV的制品的子集，包括底物、和附着于衬底的束缚基团。附着于衬底的束缚基团是底物表面上的互补官能团G与式IIa的化合物的反应产物。互补官能团G是能够与H₂C＝CR⁸-基团反应的基团。束缚基团可以未取代或者取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

式III、IIIa、IV和IVa仅显示一个附着于衬底的束缚基团；然而，如果在底物上有多个互补官能团G，那么多个束缚基团可以附着于底物上。而且，底物可以有在底物表面上但未与束缚化合物反应的过量的G基团。

可以与式I的化合物中的X¹基团或与式II的化合物中的X²基团反应的底物上的基团(即，基团G)包括，但不限于，羟基、巯基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、脂肪族仲氨基、叠氮基、羧基、羰基氧基羰基、异氰酸酯、卤代羰基、卤代羰基氧基、甲硅烷醇、和腈。

束缚基团在底物表面上的附着(即，式III或IV的附着于衬底的束缚基团的形成)可以使用如下技术检测：在得自式I或式II的束缚基团附着之前和附着之后测定液体在底物上的接触角(例如，在束缚基团附着于底物表面上之后接触角会发生变化)、椭圆光度法(例如，可以测定附着层的厚度)、飞行时间质谱法(例如，在束缚基团附着于底物上之后表面浓度会发生变化)、和傅立叶变换红外光谱法(例如，在束缚基团附着于底物之后反射率和吸收率会发生变化)。

在本发明的制品的其它实施方式中，束缚基团中的N-磺酰基二甲酰亚胺基团与含胺材料反应形成连接体基团，从而将含胺材料固定在底物上。含胺材料可以与式III或IV的附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团反应。该反应通常将含有二甲酰亚胺基团的环状结构。在一些实施方式中，含胺材料是生物分子，例如，氨基酸、肽、DNA、RNA、蛋白质、酶、细胞器、免疫球蛋白、或其片段。在其它实施方式中，含胺材料是非生物胺例如含胺分析物。

含胺材料(H₂N-T)可以与式III的附着于衬底的束缚基团通过开环反应来反应产生式V的底物固定化含胺材料：

其中U¹是通过X¹与底物表面上的互补官能团反应形成的附着基团；T是含胺材料的剩余物；并且Y¹、R¹和R²与前面对式I和III定义的相同。H₂N-T是任意合适的含胺材料。

对式IIIa的束缚基团而言，式IV的底物固定化含胺材料可以是式Va：

即，式Va的底物固定化含胺材料是式V的子集。

含胺材料(H₂N-T)可以与式IV的附着于衬底的束缚基团通过开环反应来产生式VI的底物固定化含胺材料：

其中U²是通过X²与底物表面上的互补官能团反应形成的附着基团；T是含胺材料的剩余物；并且Y²、R³、R³和R⁴与前面对式II和IV定义的相同。H₂N-T是任意合适的含胺材料。

对式IVa的束缚基团而言，式VI的底物固定化含胺材料可以是式VIa：

即，式VIa的底物固定化含胺材料是式VI的子集。

例如，使用质谱法、接触角测定、红外光谱法、和椭圆光度法可以测定固定化胺的存在。此外，如果含胺材料是生物活性材料，那么可以使用各种免疫测定法和光学显微镜技术。

其它材料可以与含胺化合物相连。例如，互补RNA或DNA片段可以与固定化RNA或DNA片段杂交。在另一实例中，抗原可以与固定化抗体相连或者抗体可以与固定化抗原相连。在一个更具体的实例中，细菌可以与固定化免疫球蛋白相连。在一个甚至更具体的实例中，金黄色葡萄球菌可以与固定化IgG(即，免疫球蛋白G)相连。

含胺材料固定在底物上的方法

本发明的另一方面提供将含胺材料固定在底物上的方法。该方法包括通过底物表面上的互补官能团与式I的化合物中的底物反应性基团X¹或式II的化合物中的X²反应制备附着于衬底的束缚基团；以及使附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团与含胺材料反应形成在底物和固定化含胺材料之间的含有羰基亚氨基的连接体基团。

在一个实施方式中，在反应图式C中显示了就一价基团X¹而言含胺材料固定在底物上的方法。

                        反应图式C

其中U¹是通过X¹与底物表面上的基团G反应形成的附着基团；T是含胺材料的剩余物(即，基团T代表了除胺基团之外的所有含胺材料)。并且Y¹、R¹和R²与前面对式I定义的相同。

该方法包括：

选择式I的化合物

其中

X¹是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、和烯键式不饱和基团；

Y¹是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

当X¹是一价基团时r是1或者当X¹是二价基团时r是2；和

所述式I的化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合；

提供具有能够与X¹反应的互补官能团的底物；

通过X¹与底物上的互补官能团反应形成离子键、共价键、或其组合来制备附着于衬底的束缚基团；和

使附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团与含胺材料反应以在底物和含胺材料之间形成连接体基团。该连接体基团是在底物和式III的基团T之间的二价基团。附着基团是连接体基团的一部分。

在固定含胺材料的该方法中，式I的化合物可以是式Ia的化合物，底物可以具有能够与H₂C＝CR⁸-基团反应的互补官能团。该方法包括通过H₂C＝CR⁸-基团与底物上的互补官能团反应获得离子键、共价键、或其组合来制备附着于衬底的束缚基团；和附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团与含胺材料反应以在底物和含胺材料之间形成连接体基团。

在另一实施方式中，在反应图式D中显示了就一价基团X²而言含胺材料固定在底物上的方法。

                       反应图式D

其中U²是通过X²与底物表面上的基团G反应形成的附着基团；T是含胺材料的剩余物；并且Y²、R³、R⁴和R⁵与前面对式II定义的相同。该方法包括：

选择式II的化合物

其中

X²是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、和烯键式不饱和基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y²是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR^c，其中R^b和R^c各自是烷基或者与跟它们相连的氮原子在一起形成4-8元杂环基团；

当X³是一价基团时r是1或者当X³是二价基团时r是2；和

所述式II的化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合；

提供具有能够与X²反应的互补官能团的底物；

通过X²与底物上的互补官能团反应形成离子键、共价键、或其组合来制备附着于衬底的束缚基团；和

使附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团与含胺材料反应以在底物和含胺材料之间形成连接体基团。该连接体基团是在底物和式VI的基团T之间的二价基团。附着基团是连接体基团的一部分。

在固定含胺材料的该方法中，式II的化合物可以是式IIa的化合物，底物可以具有能够与H₂C＝CR⁸-基团反应的互补官能团。该方法包括通过H₂C＝CR⁸-基团与底物上的互补官能团反应获得离子键、共价键、或其组合来制备附着于衬底的束缚基团；和附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团与含胺材料反应以在底物和含胺材料之间形成连接体基团。

用途

本发明的化合物可用于，例如，固定含胺材料。在一些实施方式中，含胺材料是含胺分析物。在其它实施方式中，含胺材料是如下生物分子：氨基酸、肽、DNA、RNA、蛋白质、酶、细胞器、免疫球蛋白、或其片段。固定化生物含胺材料可用于疾病或遗传缺陷的医学诊断。这些固定化含胺材料也可用于生物分离或者用于检测各种生物分子的存在。此外，固定化含胺材料可用于生物反应器或者作为生物催化剂来制备其它材料。附着于衬底的束缚基团可用于检测含胺分析物。

生物含胺材料在附着于底物上之后经常可以保持活性(即，式V或VI的制品可以包括固定在底物上的生物活性含胺材料)。例如，固定化抗体可以与抗原相连，或者固定化抗原可以与抗体相连。含胺材料可以与细菌相连。在一个更具体实例中，固定化含胺材料可以与金黄色葡萄球菌相连(例如，固定化含胺材料可以是其中一部分可以特异性地与该细菌相连的生物分子)。

与使用是N-羟基琥珀酰亚胺的衍生物的束缚化合物制得的现有已知的制品相比，通过将本发明的化合物附着于底物上制得的制品典型地具有提高的水解稳定性。由于该水解稳定性，本发明的化合物和附着于衬底的束缚基团典型地可用于含水系统。

当含胺材料与N-磺酰基二甲酰亚胺基团反应时，形成使得含胺材料固定在底物上的连接体基团(即，式V或VI的底物固定化含胺材料)。含胺材料与附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团的反应速度典型地比N-磺酰基二甲酰亚胺基团的水解速度快。即，以比水解反应快的速度发生含胺材料的固定化。一旦发生固定于底物上，由于形成羰基亚氨基共价键，因此含胺材料不容易被取代。

实施例

除非另有说明，所有溶剂和化学试剂都是或者可以从AldrichChemical Co.，Milwaukee，WI.获得。含水缓冲剂是从Sigma Aldrich Co.，Milwaukee，WI获得的或者可以通过已知方法制得。

镀金硅底物是从WaferNet，Inc.，San Jose，CA获得的并且是在一面上通过反应性溅射沉积金属的150mm原始级N-型硅晶片。该晶片首先经过反应性溅射处理沉积一层铬，然后通过反应性溅射处理沉积一层金。金层的厚度是5000埃。

每一产物的IR和¹HNMR谱与指定结构一致。

术语表

本文中使用的：

“DMF”是指N，N-二甲基甲酰胺；

“HSA”是指人血清白蛋白，它是从Jackson ImmunoResearchLaboratories，Inc.，West Grove，PA获得的；

“SA-HRP”是指与辣根过氧化物酶共轭的抗生蛋白链菌素，它是从Jackson ImmunoResearch Laboratories，Inc.获得的；

“ABTS”是指2，2′-连氮基-二-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸酯)，它是以试剂盒形式从KPL Inc.，Gaithersburg，MD获得的；

“NMP”是指N-甲基吡咯烷酮；

“MBA”是指通过亚甲基双(丙烯酰胺)聚合获得的聚合物；

“DLC”是指如所述制备的类钻碳涂层；

“DLG”是指如所述制备的类钻玻璃涂层；

“ELISA”是指酶联免疫吸收试验；

“THF”是指四氢呋喃；

“PBS”是指磷酸盐缓冲生理盐水，它具有约7.4的pH；

“SDS”是指十二烷基硫酸钠；

“TWEEN20”是指聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇单月桂酸酯。和

“VAZO64”是指可以从Dupont Chemical Co.，Wilmington，DE获得的2，2′-偶氮二异丁腈的商标名。

方法

接触角测定

使用Model100角度计(可从Rame-Hart，Inc.，Mountain Lakes，NJ获得)于空气、室温下测定去离子水的前进和后退接触角。

椭圆光度法

使用Model AutoEL椭率计(可从Rudolph Technologies，Inc.，Flanders，NJ获得)在6320埃的波长和70度的入射角下进行单层厚度的椭圆光度测定。对每一底物而言，通过1-巯基十六烷、1-巯基十二烷、和1-巯基辛烷的自组装单层的外推法确定椭圆光度常数。通过使用三层模型并假定单层的折射率为1.46来估计单层的椭圆光度厚度。

制备实施例1：下式的制备

在室温下对KOH(2.7g)的乙醇(30.8g)溶液进行磁性搅拌。将11-巯基十一烷酸(5.0g)慢慢加入到该KOH溶液中。加入结束之后，加入碘(2.9g)的乙醇(62.2g)溶液并将该混合物搅拌约1小时。然后将混合物倒入1N HCl水溶液并通过过滤分离沉淀的固体。固体用去离子水洗涤并在空气中干燥得到5.0g产物。

制备实施例2：下式的制备

在配备有磁性搅拌棒、回流冷凝器和加热罩的圆底烧瓶中在回流、氮气环境下将得自制备实施例1的含有羧基的产物(2.0g)、亚硫酰二氯(1.15g)和二氯甲烷(12.6g)的混合物搅拌并加热。6小时之后，将混合物冷却至室温并使用旋转蒸发器除去挥发性组分得到产物。

制备实施例3：下式的制备

将溶解在二氯甲烷(30mL)中的制备实施例2的含有氯羰基的产物(10.9g)慢慢加入到在圆底烧瓶中的磁性搅拌的2-(2-氨基乙氧基)乙醇(9.7g)和N，N-二异丙基乙胺(6.27g)的二氯甲烷(37mL)溶液中。加入期间，烧瓶在冰浴中冷却。加入结束之后，混合物变得非常粘。尝试用去离子水萃取混合物得到不均匀的部分乳液。使用旋转蒸发器除去挥发性成分并将剩余混合物加热至沸腾，从而获得白色固体沉淀。将该固体过滤，然后溶解在乙腈(250mL)中。将该乙腈溶液搅拌并通过将氮气流导入到溶液表面上将其浓缩。过滤分离所得白色晶体并在氮气流下干燥过夜，得到12.6g产物。

制备实施例4：下式的制备

在Erlenmeyer烧瓶中将制备实施例3的含有羟基的产物(3.0g)、琥珀酸酐(1.1g)和三乙胺(1.15g)的混合物加热6小时。使该混合物冷却至室温并向该烧瓶中加入甲醇。产物形成不与甲醇混溶的黑色粘稠液体。从黑色残余物中倾析掉甲醇，然后从乙腈中将产物结晶，得到3.43g产物。

制备实施例5：下式的制备

将制备实施例4的含有羧基的产物(0.5g)、亚硫酰二氯(0.15g)、DMF(1滴)和二氯甲烷(2.0g)的混合物磁性搅拌过夜。使用旋转蒸发器除去挥发性成分，得到产物(0.52g)。

制备实施例6：下式的制备

在配备有回流冷凝器、与氮气源相连的软管接头和加热罩的圆底烧瓶中在回流下将制备实施例1的含有羧基的产物(2.0g)、亚硫酰二氯(1.15g)和二氯甲烷(12.6g)的混合物加热。6小时之后，使用旋转蒸发器将混合物浓缩至干。然后向烧瓶中加入二氯甲烷(12.6g)并逐滴滴加N-羟基琥珀酰亚胺(1.11g)和吡啶(0.8g)的混合物。将该混合物在室温下搅拌过夜，然后使用旋转蒸发器将挥发性物质除去。剩余物由异丙醇再结晶得到2.91g产物。

制备实施例7：将含有N-酰氧基琥珀酰亚胺的束缚基团附着于镀金硅底物上

制备250微摩尔的制备实施例6的含有N-酰氧基琥珀酰亚胺的产物于丙酮中的溶液。将一1cm×1cm部分的镀金硅晶片在该溶液中浸泡30分钟，将其取出，接着依次用乙醇和甲醇冲洗，然后将氮气流导入到处理过的金表面上约1分钟进行干燥。测定椭圆光度厚度为17埃，并且测定去离子水在该表面上的静态前进接触角是50度。对附着于底物金层上的材料层进行测定。

制备实施例8：下式的制备

在圆底烧瓶中将2-羟基乙基二硫化物(4.0g)、戊二酸酐(6.5g)和三乙胺(6.1g)一起搅拌并加热至100℃持续6小时。将混合物冷却至室温之后，产物在乙酸乙酯中吸收并将该溶液依次用1N HCl水溶液和饱和含水NaCl洗涤。溶液在MgSO₄上干燥然后过滤。在配备有磁性搅拌棒和回流冷凝器的圆底烧瓶中将亚硫酰二氯(6.8g)和DMF(1滴)加入到该滤液中。将该混合物搅拌并在回流下加热2小时，然后冷却至室温。使用旋转蒸发器除去挥发性成分，得到产物。

制备实施例9：下式的制备

在室温下将圆底烧瓶内的丙烯酸叔丁酯(6.9g)和异丙胺(3.2g)的混合物磁性搅拌约6小时。气相色谱分析该混合物显示反应不完全。将另一批料的异丙胺(3.2g)加入到该烧瓶中并在室温下将该混合物磁性搅拌过夜。使用旋转蒸发器除去挥发性成分，得到10g产物。

制备实施例10：下式的制备

将制备实施例9的叔丁酯产物(1.3g)、三乙胺(0.74g)和NMP(4.2g)的混合物慢慢加入到于冰浴中冷却的圆底烧瓶中的实施例5的羰基氯产物(2.0g)在NMP(9g)中的溶液中。移走冰浴并在将混合物加热至室温的同时将该混合物磁性搅拌约6小时。然后将该混合物倒入到1NHCl水溶液中并用乙酸乙酯萃取该混合物。有机相用饱和含水NaCl洗涤并在MgSO₄上干燥，之后过滤。使用旋转蒸发器将该滤液浓缩至干并将残余物由甲醇再结晶，得到1.14g产物。

制备实施例11：下式的制备

一与氮气源相连的配备有磁性搅拌棒、添加漏斗和软管接头的3-颈圆底烧瓶，向其中倒入矿物油(9.45g)和己烷(20mL)中60重量％的NaH的分散液，之后向烧瓶中加入DMF(100mL)。从添加漏斗向烧瓶中慢慢加入对甲苯磺酰胺(15.7g)和5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(16.2g)在DMF(100mL)中的混合物。室温下将混合物搅拌过夜。向烧瓶中滴加5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(1.6g)在DMF(10mL)中的溶液并将该混合物搅拌约6小时。然后将醋酸酐(28.14g)加入到该烧瓶中将该混合物搅拌过夜。然后向烧瓶中加入NaHCO₃水溶液，接着加入HCl水溶液。将混合物过滤并使用真空烘箱将滤出的固体干燥过夜。然后将该固体由甲醇再结晶，得到14.8g产物。

制备实施例12：下式的制备

在圆底烧瓶中于125℃下在干氮气流慢慢鼓泡通过液体的同时将苯并三唑-5-羧酸(5.7g)、1，6-己二醇(24.7g)和对甲苯磺酸的混合物搅拌在一起。混合物变得均匀，并且在12小时之后，向烧瓶中加入三乙胺(0.42g)。使用旋转蒸发器除去挥发性成分，残余物在乙酸乙酯中吸收。将该乙酸乙酯溶液用饱和含水NaCl洗涤，在MgSO₄上干燥，并使用旋转蒸发器浓缩至干，残余物在沸腾乙腈中吸收并将该溶液冷却至室温，再在冰浴中冷却。形成的棕褐色晶体经过滤分离，用冷乙腈洗涤并在空气中于室温下干燥，得到2.97g产物。

制备实施例13：DLG-DLC-聚酰亚胺-DLC-DLG的多层底物的制备

使用Model 2480平行板电容性偶联的反应性离子蚀刻器(从PlasmaTherm，St.Petersburg，FL获得)用四甲基硅等离子体在类钻碳涂层(DLC)上沉积类钻玻璃(DLG)涂层。使用乙炔等离子体用Model2480反应性离子蚀刻器在聚酰亚胺膜上沉积DLC涂层。

使用得自3M Company，St.Paul，MN的3M 811胶带将一约20cm×30cm的聚酰亚胺膜样品(可以商标名“KAPTON E”从E.I.du Pont deNemours & Co.，Wilmington，DE获得)粘附于离子蚀刻器的动力电极上。将离子蚀刻器室关闭并对该室泵送0.67Pa(0.005Torr)的压力。将氧气以500标准cm³/min的流速加入到该室中，并将室内压力保持在6.7Pa(0.050Torr)。将等离子体点燃并保持在2000W的功率下持续15秒钟。然后使氧气流停止并将该室抽吸至0.67Pa(0.005Torr)的压力。然后将乙炔气以200标准cm³/min的流速加入到该室中，并将室内压力保持在2Pa(0.015Torr)。将等离子体点燃并保持在1600W的功率下持续10秒。然后使乙炔气流停止并将该室抽吸至0.67Pa(0.005Torr)的压力。

再次将氧气以500标准cm³/min的流速加入到室内，并将室内压力保持在20Pa(0.15Torr)。将等离子体点燃并保持在300W的功率下持续10秒。在氧气流速保持在500标准cm³/min的同时，将四甲基硅气以150标准cm³/min的流速加入到室内。将室内压力保持在20Pa(0.15Torr)。将等离子体点燃并保持在300W的功率下持续12秒。使四甲基硅气流停止。1分钟之后，在保持氧气流和20Pa(0.15Torr)的室压的同时，将等离子体点燃并保持在300W的功率下持续20秒。然后使氧气停止并使室压抽吸至0.67Pa(0.005Torr)的压力。然后将室敞开到大气下并从动力电极取下聚酰亚胺薄膜样品，旋转使得DLG涂层面对电极，再次粘附于该电极上。重复等离子体处理的顺序，提供在每一面具有DLC和DLG的连续层的聚酰亚胺薄膜样品。

制备实施例14：玻璃-DLC-DLG的多层底物的制备

将25mm×75mm显微镜载玻片(可以“MICROSLIDESSELECTED”从VWR Scientific，West Chester，PA获得)在等离子体室中按照制备实施例13的方法处理以在玻璃显微镜载片的一面上连续沉积DLC和DLG的层。

制备实施例15：聚酰亚胺-钛-金的多层底物的制备

通过电子束蒸发在聚酰亚胺膜上沉积钛和金的连续层。在ModelMark50高真空沉积系统(可从CHA Industries，Fremont，CA获得)中使用金属文具装订夹将一10cm×15cm聚酰亚胺膜样品(可以商标名“KAPTON E”从E.I.Du Pont de Nemours & Co.，Wilmington，DE获得)粘附于行星系统的板上。将该室抽空约2小时，在这期间将室压降低至约6.7×10^-4Pa(5×10^-6mmHg)。以约5埃/秒的速度沉积金属钛至总厚度为约200埃。然后停止钛的沉积并将该系统冷却约30分钟。然后将金属金以约1埃/秒的速度沉积在钛层上至总厚度为约2000埃。然后停止金的沉积并将该系统冷却约30分钟，之后将室压升高至大气压并取下样品。

制备实施例16：酰基氯官能化聚(甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸)珠的制备

聚(甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸)珠(可以在乙醇中以商标名“MACRO-PREP CM”从Bio-Rad Laboratories，Hercules，CA获得)，使用烧结玻璃漏斗过滤，然后使用真空烘箱于40℃下干燥过夜，其中慢慢加入氮气使压力保持在低于约133.3Pa(1mm Hg)下。将该干燥珠(约100g)与1N含水HCl(约750mL)在玻璃罐中混合过夜。

然后将这些珠过滤，依次用去离子水、异丙醇和二乙醚洗涤，并用真空烘箱于40℃下干燥过夜，其中慢慢加入氮气使压力保持在低于约133.3Pa(1mm Hg)下。将一部分这些干燥珠(39.81g)与乙腈(112.5g)、亚硫酰二氯(8.0g)和DMF(3滴)在配备有磁性搅拌棒、回流冷凝器和氮气源的圆底烧瓶中混合。在回流下将该混合物加热4小时，之后使其冷却至室温，然后磁性搅拌过夜。将混合物过滤并且珠用乙腈洗涤，然后用二乙醚洗涤。产物在室温下干燥至恒重。

制备实施例17：羟基官能化聚(甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸)珠的制备

将制备实施例16的酰基氯官能化珠(10.0g)倒入到吡啶(1.42g)和四甘醇(26.17g)的快速搅拌混合物中。将该混合物加热至约50℃并在该温度下搅拌过夜。将混合物冷却至室温之后，用烧结玻璃漏斗将其过滤，然后依次用异丙醇、甲醇、去离子水和甲醇洗涤珠。使氮气通过烧结玻璃漏斗中的珠来将这些珠干燥至恒重。

制备实施例18：MBA珠的底物的制备

在螺帽小瓶中通过磁性搅拌混合物将MBA珠(0.62g，可以商标名“ULTRALINK BIOSUPPORT MEDIUM”从Pierce Biotechnology，Rockford，IL获得)悬浮在二氯甲烷(10g)中。加入正丙胺(0.19g)，将小瓶密封，并在室温下将混合物搅拌过夜。然后过滤出珠并用二氯甲烷洗涤，再过滤。在过滤漏斗中通过吹氮气将珠干燥。

实施例1：4-氨基苯磺酰基琥珀酰亚胺的制备

在圆底烧瓶中通过用三份庚烷连续洗涤8.4g的60wt％NaH和矿物油的混合物来制备NaH在无水DMF中的悬浮液。然后将DMF(25mL)加入到烧瓶中并通过搅拌烧瓶将固体悬浮。将该NaH在DMF中的悬浮液一次性加入到装有琥珀酸酐(11.0g)在30mL无水DMF中的溶液的烧瓶中。将所得悬浮液搅拌，同时在约10分钟内加入对氨基苯磺酰胺(17.2g)在25mL无水DMF中的溶液。室温下将该混合物搅拌过夜，然后一次性加入醋酸酐(10.2g)。再将该混合物搅拌3小时，然后倒入去离子水中。在搅拌该混合物的同时，产物慢慢凝固。将固体过滤，用去离子水洗涤，然后干燥得到7.6g产物。

实施例2：下式的制备

用氮气将3-颈圆底烧瓶中的制备实施例11的N-(4-甲基苯磺酰基)二甲酰亚胺产物(25.0g)和巯基乙酸(7.63g)在乙酸乙酯(161g)中的溶液清洗10分钟。该烧瓶配备有回流冷凝器和磁性搅拌棒。将偶氮二(异丁腈)(0.0484g)加入到烧瓶中并在55℃下将该混合物加热搅拌16小时。将混合物冷却至室温之后，使用旋转蒸发器除去溶剂。褐色固体由甲苯/乙腈再结晶得到11.9g产物。

实施例3：下式的制备

在100mL圆底烧瓶中制备实施例2的含羧基的产物(5.06g)、亚硫酰二氯(1.62g)、DMF(1滴)和氯仿(61.8g)的混合物。烧瓶配备有磁性搅拌棒和回流冷凝器，然后在回流下将混合物搅拌加热2小时。将混合物冷却至室温然后向烧瓶中加入庚烷，直到产物沉淀。过滤混合物并在真空烘箱中将产物干燥，得到4.8g产物。

实施例4：下式的制备

在氮气环境下将圆底烧瓶内的DMF(154mL)、4-羧基苯磺酰胺(30.0g)、琥珀酸酐(16.41g)、和三乙胺(33.19g)的混合物搅拌并加热至50℃持续4小时。将混合物冷却至室温然后加入醋酸酐(18.27mL)，并在室温下将混合物再搅拌3小时。然后将混合物倒入到400mL的1N搅拌含水HCl中。将该混合物过滤，沉淀物用去离子水洗涤并在真空烘箱中干燥，得到36.94g产物。

实施例5：下式的制备

将亚硫酰二氯(10.0g)和DMF(1滴)加入到圆底烧瓶内的实施例4的含羧基的产物(20.0g)和无水乙腈(85g)的搅拌混合物中。在回流下将该混合物搅拌加入1小时。将混合物冷却至室温并在冰浴中进一步冷却，使得形成固体沉淀。过滤收集固体，接着依次用冷乙腈和冷甲苯洗涤，并在真空烘箱中于50℃下干燥过夜，得到17.7g产物。

实施例6：下式的制备

在配备有磁性搅拌棒和回流冷凝器的圆底烧瓶中放置3，3′-二硫基二(丙酸)(5.0g)、亚硫酰二氯(2.97g)、DMF(1滴)和乙酸乙酯(24mL)的混合物。在回流下将混合物搅拌加热2小时。使混合物冷却至室温，然后使用旋转蒸发器除去挥发性成分。将残余物溶解在无水NMP(13.1mL)中并将该溶液加入到对氨基苯磺酰胺(4.5g)和吡啶(2.2g)在无水NMP中的冷搅拌溶液中。将混合物加热至室温，再搅拌2小时，然后在搅拌下倒入到去离子水(100mL)中。将形成的固体过滤并在真空烘箱中于室温、133.3Pa(1mm Hg)的压力下干燥过夜，得到6.25g固体。

在配备有磁性搅拌棒和回流冷凝器的圆底烧瓶中将该固体溶解在无水DMF(21.6mL)与琥珀酸酐(2.99g)和三乙胺(2.65g)中。将混合物加热至90℃并在该温度下搅拌8小时。将混合物冷却至室温之后，加入醋酸酐(1.28g)并在室温下将该混合物再搅拌1小时。然后将混合物倒入烧杯中的去离子水中，所得物质与去离子水和异丙醇一起研制直到形成固体。过滤出固体并干燥，然后由乙酸和醋酸酐的混合物再结晶。将所得结晶固体过滤出，依次用乙酸、异丙醇和二乙醚洗涤，并在空气中于室温下干燥，得到5.7g产物。

实施例7：下式的制备

在配备有磁性搅拌棒的圆底烧瓶中将无水二甘醇(12.0g)和实施例5的酰基氯产物(3.0g)搅拌在一起。3小时之后，在剧烈搅拌下将混合物倒入去离子水中，过滤收集所得固体，用去离子水洗涤，并在真空烘箱中于室温、133.3Pa(1mm Hg)下干燥过夜。粗物料由甲醇再结晶，得到2.21g产物。

实施例8：下式的制备

在10℃下在配备有磁性搅拌棒的圆底烧瓶内将实施例7的醇产物(1.5g)、制备实施例8的二硫基二(酰基氯)产物(0.81g)和吡啶(0.35g)与乙腈(11.9g)混合。向烧瓶中加入吡啶(0.35g)，并在室温下将混合物搅拌2小时。然后将混合物倒入烧杯中的去离子水中并将混合物剧烈搅拌。过滤分离出形成的固体沉淀物并用去离子水洗涤。在真空烘箱中将固体干燥过夜，然后由异丙醇再结晶，得到1.7g产物。

实施例9：下式的制备

在配备有磁性搅拌棒的圆底烧瓶中将制备实施例12的苯并三唑醇产物(1.0g)在NMP(2.4mL)中的溶液冷却至约-5℃。向烧瓶中慢慢加入实施例5的羰基氯产物(1.1g)在NMP(2.5mL)中的溶液，接着加入吡啶(0.3g)。然后将混合物加热至室温并搅拌过夜。将混合物倒入烧杯中的去离子水中，用乙酸乙酯萃取该含水混合物。有机相依次用去离子水和饱和含水NaCl洗涤，然后在MgSO₄上干燥。将溶液过滤，滤液用旋转蒸发器浓缩至干。所得固体用异丙醇再结晶，得到0.86g棕褐色结晶。

实施例10：下式的制备

将实施例5的羰基氯产物(5.0g)在无水NMP(20g)中的溶液放置在配备有磁性搅拌棒的圆底烧瓶内并在冰浴中冷却。将10-十一碳烯-1-醇在无水NMP(13.5g)中的溶液慢慢加入烧瓶中。将搅拌混合物加热至室温并搅拌约6小时。然后将混合物倒入到烧杯中的去离子水中，过滤将所得固体沉淀分离出并依次用去离子水、异丙醇和二乙醚洗涤。产物在空气中于室温下干燥过夜，然后由乙酸再结晶，得到4.25g白色结晶。

实施例11：下式的制备

在125mL螺帽瓶中制备HSiCl₃(3.5g)和实施例10的链烯产物(2.63g)在二氯甲烷(35g)中的溶液。二甲苯中的铂(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基乙硅烷络合物用二氯甲烷稀释至浓度约1.5重量％，并将3滴该溶液加入到瓶中。然后将瓶密封并能够在水浴中加热至60℃。30小时之后，使混合物冷却至室温。使用旋转蒸发器除去挥发性成分，得到2.3g产物。

实施例12：下式的制备

将2-巯基乙醇(1.69g)、制备实施例11的N-(4-甲基苯磺酰基)琥珀酰亚胺产物(7.0g)、VAZO64(0.2g)和乙酸乙酯(8.7g)的混合物用氮气清洗约15分钟，然后在55℃、氮气环境下加热24小时。将该溶液冷却至室温，在此期间白色晶体沉淀。过滤分离出晶体，用乙酸乙酯洗涤并干燥，得到3.2g产物。

实施例13：下式的制备

将制备实施例10的叔丁酯产物(0.95g)与乙酸(2.2g)、醋酸酐(1滴)和对甲苯磺酸(约0.005g)混合。将混合物在70℃下搅拌加热1小时。将混合物略微冷却并使用旋转蒸发器除去挥发性成分。所得褐色油用二乙醚研制，使得大多数残余物凝固。过滤分离出固体，用二乙醚洗涤，并在空气中于室温下干燥过夜，得到0.6g产物。

实施例14：下式的制备

在配备有磁性搅拌棒、回流冷凝器和加热罩的圆底烧瓶中将实施例13的羧酸产物(0.6g)与亚硫酰二氯(0.37g)、乙腈(2.44g)和DMF(1滴)混合。在回流下将混合物搅拌加热1小时，之后将其冷却至室温。然后用旋转蒸发器将挥发性成分除去。将所得固体洗涤到烧结玻璃漏斗中，用二乙醚洗涤，并在室温、氮气流下干燥得到产物。

实施例15：下式的制备

在圆底烧瓶中将实施例5的酰基氯产物(3.0g)和NMP(12.8g)磁性搅拌，同时在冰浴中将混合物冷却。将2-甲基氮丙啶(0.62g)和三乙胺(1.11g)的混合物慢慢加入到烧瓶中然后移走冰浴。使混合物加热至室温并磁性搅拌过夜。然后将混合物倒入到碳酸氢钠饱和水溶液中并用乙酸乙酯萃取该混合物。有机相在碳酸钠上干燥，然后将混合物过滤。使用旋转蒸发器除去挥发性成分，得到产物。

实施例16：下式的制备

在配备有磁性搅拌棒的圆底烧瓶中制备实施例14的酰基氯产物(0.63g)在NMP(1.5g)中的溶液。将该溶液搅拌同时在冰浴中冷却。制备制备实施例12的苯并三唑醇产物(0.4g)、吡啶(0.23g)和NMP(0.9g)的溶液并将该溶液慢慢加入到酰基氯溶液中。移走冰浴并使溶液加热至室温。然后将整个反应混合物与乙酸乙酯(50mL)混合并用1N含水HCl洗涤该溶液，然后用含水NaCl洗涤。然后将该溶液在无水MgSO₄上干燥，之后将其过滤，然后用旋转蒸发器将滤液浓缩至干。残余物然后用二乙醚研制，所得固体经过滤分离，用二乙醚洗涤，然后在空气中于室温下干燥，得到0.96g产物。

实施例17：下式的制备

在氮气环境下在圆底烧瓶中将降冰片烯-2，3-二羧酸酐(26.9g)、对氨磺酰苯甲酸(30.0g)、三乙胺(49.8g)和DMF(82g)的混合物于50℃下磁性搅拌2小时，然后在90℃下连续加热过夜。然后将混合物冷却至室温并向烧瓶中加入醋酸酐(18.3g)。混合物在室温下搅拌过夜。然后将混合物倒入含水1N HCl中，所得固体经过滤分离并用真空烘箱干燥。产物由冰醋酸再结晶，得到总共12.6g。

实施例18：下式的制备

在氮气环境下于圆底烧瓶中将环己烷-1，2-二羧酸酐(25.3g)、对氨磺酰苯甲酸(30.0g)、三乙胺(49.8g)和DMF(79g)的混合物于50℃下磁性搅拌过夜。然后将混合物冷却至室温并将醋酸酐(18.3g)慢慢加入到烧瓶中。将混合物搅拌1小时然后倒入到含水1N HCl中。所得固体经过滤分离，依次用异丙醇、甲醇和二乙醚洗涤并用真空烘箱干燥，得到41.23g产物。

实施例19：下式的制备

在氮气环境下于圆底烧瓶中将戊二酸酐(18.7g)、对氨磺酰苯甲酸(30.0g)、三乙胺(49.8g)和DMF(71g)的混合物在50℃下磁性搅拌6小时，然后在室温下过夜。将醋酸酐(18.3g)慢慢加入到烧瓶中并于室温下将混合物搅拌过夜。将混合物倒入到1N含水HCl中。所得固体经过滤分离，依次用异丙醇、甲醇和二乙醚洗涤，并在真空烘箱中干燥，得到30g产物，以¹H NMR分析显示似有杂质。将该物料(28.7g)与戊二酸酐(9.5g)、三乙胺(24.9g)、DMF(38.5g)混合并将该混合物在50℃下搅拌加热过夜。然后将混合物冷却至室温并将醋酸酐(9.15g)加入到烧瓶中。混合物在室温下搅拌过夜，之后将其倒入到1N含水HCl中。所得固体经过滤分离，依次用异丙醇、甲醇和二乙醚洗涤，并在真空烘箱中干燥。固体由冰醋酸再结晶，得到20g产物。

实施例20：下式的制备

在氮气环境下将甲磺酰胺(10g)、1，2，4-苯三羧酸酐(26.3g)、三乙胺(37.2g)和DMF(84.6g)的混合物在室温下磁性搅拌过夜。然后将混合物加热至50℃并在该温度下搅拌30分钟，之后将其冷却至室温并过滤。固体由冰醋酸再结晶并将白色结晶固体过滤，用二乙醚洗涤，并干燥，得到5.4g产物。

实施例21：下式的制备

在配备有冷凝器的圆底烧瓶中在氮气环境下将实施例18的羧酸产物(10.0g)、亚硫酰二氯(4.58g)、DMF(1滴)和乙腈(58.3g)的混合物于回流下磁性搅拌1小时。将混合物冷却至室温并使用旋转蒸发器除去挥发性成分。所得固体洗涤到烧结玻璃漏斗中，用二乙醚洗涤，并在室温下于氮气流中干燥，得到8.3g产物。

实施例22：下式的制备

在配备有回流冷凝器的圆底烧瓶中将实施例17的羧酸产物(5.0g)、亚硫酰二氯(2.2g)、DMF(1滴)和乙腈(28.9mL)的混合物在氮气环境中于回流下磁性搅拌1小时。使混合物冷却至室温并使用旋转蒸发器除去挥发性成分。所得固体洗涤到烧结玻璃漏斗中，用二乙醚洗涤，然后在室温下于氮气流中干燥，得到4.7g产物。

实施例23：下式的制备

在圆底烧瓶中将二环[2.2.2]辛-2-烯-5，6-二羧酸酐(10.0g)、对氨磺酰苯甲酸(10.3g)、三乙胺(17.1g)和DMF(45g)的混合物于90℃下磁性搅拌2小时。红外光谱分析混合物显示还存在一些原料酸酐。将额外DMF(36g)加入到烧瓶中并在90℃下将混合物搅拌过夜。向该非均匀混合物中又加入额外的DMF直至获得澄清溶液。再加热搅拌4小时。将混合物冷却至室温然后将醋酸酐(6.25g)加入到烧瓶中。在室温下将该混合物搅拌过夜。将混合物倒入到1N含水HCl中。所得固体经过滤分离，依次用异丙醇、甲醇和二乙醚洗涤，并在真空烘箱中干燥。固体由冰醋酸再结晶，得到12.8g产物。

实施例24：下式的制备

在配备有回流冷凝器的圆底烧瓶中将实施例20的羧酸产物(3.0g)、亚硫酰二氯(1.72g)、DMF(1滴)和乙腈(18.9g)的混合物于氮气环境、回流下磁性搅拌1小时。然后使用旋转蒸发器除去挥发性成分并用二乙醚将烧瓶中的部分固体残余物洗涤到烧结玻璃漏斗中。固体用二乙醚洗涤并在氮气流中干燥，得到2.9g产物。

实施例25：下式的制备

在配备有均压添加漏斗的圆底烧瓶中将实施例5的羧酸产物(1.2g)和THF(5.0g)的溶液搅拌。将烧瓶部分浸泡在冷自来水浴中。经添加漏斗向烧瓶中慢慢加入11，11′-二硫基二(十一烷-1-醇)(0.75g)、吡啶(0.32g)和THF(2.7g)的溶液。将混合物搅拌过夜，然后使用旋转蒸发器除去挥发性成分。剩余物由异丙醇再结晶得到0.65g产物。

实施例26：下式的制备

在配备有磁性搅拌棒和与氮气源相连的软管接头的圆底烧瓶中制备11，11′-二硫基二(十一烷-1-醇)(0.38g)在NMP(2g)中的溶液。单独地制备实施例22的酰基氯产物(0.79g)在NMP(2.7g)中的混合物并将该混合物慢慢加入到烧瓶中。将混合物搅拌过夜然后将混合物倒入烧杯中的0.1N含水HCl中。所得固体经过滤然后依次用异丙醇、甲醇和二乙醚洗涤。过滤出的固体然后在室温下干燥，得到产物。

实施例27：下式的制备

在冰浴中的圆底烧瓶中将1，4-二(羟基甲基)环己烷(3.82g)在NMP(5g)中的溶液搅拌，同时向烧瓶中慢慢加入实施例5的酰基氯产物(2.0g)在NMP(8.6g)中的溶液。然后移走冰浴并使混合物加热至室温。将混合物搅拌过夜然后与去离子水混合。混合物然后用乙酸乙酯萃取。乙酸乙酯部分用去离子水洗涤2次并用饱和含水NaCl洗涤1次。溶液然后在MgSO₄上干燥并过滤。使用旋转蒸发器除去挥发性成分，得到1.95g产物。

实施例28：下式的制备

在室温下于圆底烧瓶中将实施例27的醇产物(1.95g)、戊二酸酐(0.83g)、吡啶(0.63g)和DMF(11.13g)的混合物搅拌。4小时之后，再向烧瓶中加入戊二酸酐(0.17g)并使混合物于室温下搅拌过夜。然后将混合物倒入到烧杯中的0.1N含水HCl中。所得固体经过滤并依次用异丙醇和甲醇洗涤。固体在真空烘箱中于室温和67Pa(0.5mm Hg)下干燥过夜，得到3.4g产物。

实施例29：下式的制备

在配备有磁性搅拌棒、回流冷凝器和与氮气源相连的软管接头的圆底烧瓶中将实施例28的羧酸产物(3.5g)、亚硫酰二氯(1.18g)、DMF(1滴)和乙腈(18.73g)的混合物于室温下搅拌过夜，然后将混合物在正好(just)低于混合物回流温度的温度下加热4小时。然后使混合物冷却至室温并加入过量甲苯。将有机液体混合物倾析掉，留下固体。将固体悬浮于二乙醚中，过滤，用二乙醚洗涤，并在氮气流下干燥，得到产物。

实施例30：下式的制备

一配备有回流冷凝器、温度计、均压添加漏斗、磁性搅拌棒和与氮气源相连的软管接头的3颈圆底烧瓶，装有16.22g的60重量％NaH在矿物油中的分散液。通过搅拌混合物几分钟用庚烷来将该分散液洗涤3次，将混合物静置，然后用吸液管除去上清液庚烷。然后向烧瓶中加入NMP(50g)并搅拌混合物。使用添加漏斗将樟脑酸酐(14g)、4-甲酯基苯磺酰胺(15g)和NMP(61g)的溶液慢慢加入到烧瓶中。然后在室温下将混合物搅拌约1小时，然后倒入到烧杯中的去离子水中。然后用乙酸乙酯萃取该混合物并使用旋转蒸发器除去挥发性成分，得到固体中间物。

将该中间物于THF(111g)、醋酸酐(8.54g)和三乙胺(23.3g)混合然后在60℃下搅拌1小时。然后将混合物倒入到烧杯中的含水1N HCl中，所得固体经过滤分离。将固体与甲醇混合并将该混合物加热至沸腾，冷却至室温，过滤，依次用甲醇和二乙醚洗涤。在真空烘箱中于室温和67Pa(0.5mm Hg)下将固体干燥过夜，得到产物。

实施例31：下式的制备

一配备有磁性搅拌棒、回流冷凝器、数字温度探针、橡胶隔膜和与氮气源相连的软管接头的3颈圆底烧瓶，装有实施例30的羧酸产物和乙腈(20g)的混合物。将烧瓶放置在冰浴中并经注射器慢慢加入和20重量％光气在甲苯(15.57g)(从Fluka Holding AG，Buchs，Switzerland获得)中的溶液。然后使混合物加热至室温，然后在回流下加热。使用光气试纸定期测定反应混合物上面的环境中光气的存在。当以这种方式测定不到光气时，将烧瓶配备蒸馏头并将少量挥发性物质蒸馏掉。然后过滤混合物并在氮气流下将固体干燥，得到产物。

实施例32：下式的制备

在室温下将11，11′-二硫基二(十一烷-1-醇)(0.37g)、实施例31的酰基氯产物、三乙胺(0.21g)和氯仿(4.7g)的混合物磁性搅拌过夜。混合物然后用饱和含水NaHCO₃洗涤，用饱和含水NaCl洗涤，并在Na₂SO₄上干燥。混合物经过滤并用旋转蒸发器除去滤液中的挥发性成分。所得固体用真空烘箱于室温和67Pa(0.5mm Hg)下干燥过夜，得到产物。

实施例33：下式的制备

将实施例22的含氯羰基的产物(0.88g)加入到制备实施例3的醇产物(0.7g)在无水NMP(6.33g)中的搅拌溶液中。混合物在室温下搅拌过夜，然后倒入到烧杯中的去离子水中。所得沉淀经过滤，用去离子水洗涤，并干燥。该干燥固体经乙腈再结晶，得到0.9g产物。

实施例34：下式的制备

一3颈圆底烧瓶，配备有回流冷凝器、温度计、均压添加漏斗、磁性搅拌棒、和与氮气源相连的软管接头，装有22.52g的60重量％NaH在矿物油中的分散液。通过将混合物搅拌几分钟用庚烷将该分散液洗涤3次，将混合物静置，然后使用吸液管除去上清液庚烷。向烧瓶中加入NMP(32g)并搅拌混合物。使用添加漏斗向烧瓶中慢慢加入樟脑酸酐(11.7g)、对氨基苯磺酰胺(10g)和NMP(50g)的溶液。然后将混合物在室温下搅拌24小时。将混合物与0.1N含水HCl混合并用乙酸乙酯萃取该混合物。萃取液在MgSO₄上干燥并使用旋转蒸发器除去挥发性成分。在圆底烧瓶中将该中间物与甲磺酰氯(6.98g)、三乙胺(13.51g)和DMF(82.4g)混合。混合物在60℃下磁性搅拌1小时。然后将混合物倒入到烧杯中的含水1N HCl中，所得固体经过滤分离。该固体由甲醇再结晶，得到3g产物。

实施例35：下式的制备

将制备实施例2的二硫基二(酰基氯)产物(0.91g)慢慢加入到圆底烧瓶中的实施例7的醇产物(1.5g)于乙腈(9.1g)中的溶液中。在冰浴中将混合物冷却。随着磁性搅拌混合物，慢慢加入吡啶(0.33g)。将混合物搅拌过夜，之后使其加热至室温。使用旋转蒸发器除去挥发性成分并通过氯仿洗脱在硅胶上用色谱柱分离残余物。

实施例36：将含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团附着于镀金硅底物上

制备250微摩尔的实施例35的含有二硫基二(N-磺酰基二甲酰亚胺)产物于丙酮中的溶液。将一1cm×1cm部分的镀金硅晶片在该溶液中浸泡45分钟。取出样品，接着依次用乙醇和甲醇冲洗，然后将氮气流导入到处理过的金表面上约1分钟进行干燥。椭圆光度厚度为26埃。测定去离子水和十六烷在该表面上的静态前进接触角分别是49度和0度。该测定是对附着于底物金表面上的物料层进行的。

实施例37：用附着在镀金硅底物上的含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团固定1-氨基十二烷

将根据实施例36的方法制得的附着有含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团的镀金硅底物样品浸泡在1毫摩尔的1-氨基十二烷在乙醇中的溶液中。12小时之后，从溶液中取出样品，然后通过将氮气流导入到样品表面上约1分钟进行干燥。椭圆光度厚度是39埃。去离子水的静态前进接触角是94度。该测定是对附着于底物金表面上的层进行的。

实施例38-44：用附着于镀金硅底物上的含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团固定1-氨基十二烷

将按照实施例36的方法制得的8个附着于镀金硅底物上的含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团的样品浸泡于1毫摩尔的1-氨基十二烷在乙醇中的溶液中。以表1中所示的时间从溶液中取出各个样品，用乙醇冲洗，并通过在表面上导入氮气流将它们干燥约1分钟。测定每个样品的椭圆光度厚度和去离子水在每个样品上的静态前进接触角。对附着于底物金表面上的物料层进行测定。数据示于表1。

表1.实施例38-44

实施例	在1-氨基十二烷溶液中的时间(分钟)	椭圆光度厚度(埃)	去离子水的静态前进接触角(度)
				38	0.1	28	55
39	1	29	58
				40	6	30	67
41	15	31	81
				42	45	32	92
43	135	39	94
				44	180	38	94

实施例45-51：用附着于镀金硅底物上的含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团固定赖氨酸

将按照实施例36的方法制得的8个附着于镀金硅底物上的含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团的样品浸泡于1毫摩尔赖氨酸在碳酸盐缓冲剂中的溶液中。以表2中所示的时间从溶液中取出各个样品，用去离子水冲洗，并通过在表面上导入氮气流将它们干燥约1分钟。测定每个样品的椭圆光度厚度和去离子水在每个样品上的静态前进接触角。对附着于底物金表面上的物料层进行测定。数据示于表2。

表2.实施例45-51

实施例	在赖氨酸溶液中的时间(分钟)	椭圆光度厚度(埃)	去离子水的静态前进接触角(度)
				45	0.1	28	49
46	1	29	47
				47	15	33	40
48	60	34	27
				49	120	39	24
50	180	37	15
				51	1440	37	15

实施例52-55：用附着于镀金硅底物上的含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团固定HSA

将按照实施例36的方法制得的4个附着于镀金硅底物上的含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团的样品浸泡于1毫摩尔HSA在碳酸盐缓冲剂中的溶液中。以表3中所示的时间从溶液中取出各个样品，用去离子水冲洗，并通过在表面上导入氮气流将它们干燥约1分钟。测定每个样品的椭圆光度厚度。对附着于底物金表面上的物料层进行测定。数据示于表3。

表3.实施例52-55

实施例	在HSA溶液中的时间(分钟)	椭圆光度厚度(埃)
			52	10	29
53	30	37
			54	60	47
55	90	51

实施例56-59：用附着于镀金硅底物上的含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团固定HSA

将按照实施例36的方法制得的4个附着于镀金硅底物上的含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团的样品浸泡于10微摩尔HSA在碳酸盐缓冲剂中的溶液中。以表4中所示的时间从溶液中取出各个样品，用去离子水冲洗，并通过在表面上导入氮气流将它们干燥约1分钟。测定每个样品的椭圆光度厚度。对附着于底物金表面上的物料层进行测定。数据示于表4。

表4.实施例56-59

实施例	在HSA溶液中的时间(分钟)	椭圆光度厚度(埃)
			56	10	45
57	30	56
			58	60	62
59	90	64

实施例60：将含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团附着于聚酰亚胺-钛-金多层底物上

制备1毫摩尔的实施例25的二硫化物产物于丙酮中的溶液。将样品聚酰亚胺-钛-金多层底物，约2.5cm×7cm，制备实施例15的产物，在该溶液中浸泡30分钟，之后用丙酮冲洗两面，并通过将氮气流导入到处理过的金表面上约1分钟对该样品进行干燥。

实施例61：将含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团附着于DLG-DLC-聚酰亚胺-DLC-DLG多层底物上

制备1毫摩尔的实施例11的三氯甲硅烷产物于二氯甲烷中的溶液。将样品DLG-DLC-聚酰亚胺-DLC-DLG多层底物，约2.5cm×7cm，制备实施例13的产物，在该溶液中浸泡30分钟，之后用二氯甲烷冲洗两面，并通过将氮气流导入到处理过的DLG表面上约1分钟对该样品进行干燥。

实施例62：将含有N-磺酰基樟脑酰亚胺的束缚基团附着于聚酰亚胺-钛-金底物上

制备1毫摩尔的实施例32的二硫化物产物于丙酮中的溶液。将样品聚酰亚胺-钛-金多层底物，约2.5cm×7cm，制备实施例15的产物，在该溶液中浸泡30分钟，之后用丙酮冲洗两面，并通过将氮气流导入到处理过的金表面上约1分钟对该样品进行干燥。

实施例63：将含有N-磺酰基降冰片烯酰亚胺的束缚基团附着于聚酰亚胺-钛-金底物上

制备1毫摩尔的实施例26的二硫化物产物于丙酮中的溶液。将样品聚酰亚胺-钛-金多层底物，约2.5cm×7cm，制备实施例15的产物，在该溶液中浸泡30分钟，之后用丙酮冲洗两面，并通过将氮气流导入到处理过的金表面上约1分钟对该样品进行干燥。

实施例64：使用具有附着含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团的聚酰亚胺-钛-金多层底物的ELISA

将一1cm×1cm实施例60的产物样品(聚酰亚胺-钛-金的多层底物附着有含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团)放置在装有CHES缓冲剂(1mL)和浓度为50μg/rnL的抗体抗人小鼠IgG的无菌培养管中。将管在实验室摇动器上摇动60分钟的暴露时间。使用吸液管除去管中的缓冲剂，然后使用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将底物固定化IgG样品洗涤3次。

然后向管中加入1.5mL的2重量％脱脂干奶粉(可以商标名“NESTLE CARNATION NONFAT DRY MILK POWDER”从NestleUSA，Glendale，CA获得)在PBS缓冲剂中的溶液。将管在摇动器上放置1小时，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的样品洗涤3次。

然后将1mL浓度为4μg/mL的生物素-共轭人IgG在PBS缓冲剂中的溶液等分试样加入到管中。将该管在摇动器上放置1小时，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的样品洗涤3次。将1mL浓度为0.5μg/mL的检测酶SA-HRP在PBS缓冲剂中的溶液等分试样加入到管中。该管在摇动器上放置30分钟，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将样品膜洗涤3次。

将1mL ABTS溶液等分试样加入到管中，5分钟之后，加入1重量％SDS水溶液(1mL)。将管中的溶液等分试样转移到标准比色皿中并使用Model8453紫外线/可见光分光光度计(可从Hewlett-Packard Co.，Palo Alto，CA获得)测定溶液在405nm下的吸光度。测定405nm下的吸光度(两次测定的平均值)为0.365。

实施例65：使用具有附着含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团的DLG-DLC-聚酰亚胺-DLC-DLG多层底物的ELISA

将一1cm×1cm实施例61的产物样品(DLG-DLC-聚酰亚胺-DLC-DLG的多层底物附着有含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团)放置在含有CHES缓冲剂(1mL)和浓度为50μg/mL的抗体抗人小鼠IgG的无菌培养管中。将管在实验室摇动器上摇动60分钟的暴露时间。使用吸液管除去管中的缓冲剂，然后使用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的底物固定化IgG样品洗涤3次。

然后向管中加入1.5mL的2重量％脱脂干奶粉(可以商标名“NESTLE CARNATION NONFAT DRY MILK POWDER”从NestleUSA，Glendale，CA获得)在PBS缓冲剂中的溶液。将管在摇动器上放置1小时，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的样品洗涤3次。

然后将1mL浓度为4μg/mL的生物素-共轭人IgG在PBS缓冲剂中的溶液等分试样加入到管中。将该管在摇动器上放置1小时，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的样品洗涤3次。将1mL浓度为0.5μg/mL的检测酶SA-HRP在PBS缓冲剂中的溶液等分试样加入到管中。该管在摇动器上放置30分钟，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将样品薄膜洗涤3次。

将1mL ABTS溶液等分试样加入到管中，5分钟之后，加入1重量％SDS水溶液(1mL)。将管中的溶液等分试样转移到标准比色皿中并使用Model8453紫外线/可见光分光光度计(可从Hewlett-Packard Co.，Palo Alto，CA获得)测定溶液在405nm下的吸光度。测定405nm下的吸光度(两次测定的平均值)为0.287。

实施例66：使用具有附着含有N-磺酰基降冰片烯酰亚胺的束缚基团的聚酰亚胺-钛-金多层底物的ELISA

将一1cm×1cm实施例63的产物样品(聚酰亚胺-钛-金的多层底物附着有含有N-磺酰基降冰片烯酰亚胺的束缚基团)放置在含有CHES缓冲剂(1mL)和浓度为50μg/mL的抗体抗人小鼠IgG的无菌培养管中。将管在实验室摇动器上摇动60分钟的接触时间。使用吸液管除去管中的缓冲剂，然后使用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的底物固定化IgG样品洗涤3次。

然后向管中加入1.5mL的2重量％脱脂干奶粉(可以商标名“NESTLE CARNATION NONFAT DRY MILK POWDER”从NestleUSA，Glendale，CA获得)在PBS缓冲剂中的溶液。将管在摇动器上放置1小时，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的样品洗涤3次。

然后将1mL浓度为4μg/mL的生物素-共轭人IgG在PBS缓冲剂中的溶液等分试样加入到管中。将该管在摇动器上放置1小时，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN 20的PBS缓冲剂将管中的样品洗涤3次。将1mL浓度为0.5μg/mL的检测酶SA-HRP在PBS缓冲剂中的溶液等分试样加入到管中。该管在摇动器上放置30分钟，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将样品薄膜洗涤3次。

将1mL ABTS溶液等分试样加入到管中，5分钟之后，加入1重量％SDS水溶液(1mL)。将管中的溶液等分试样转移到标准比色杯中并使用Model8453紫外线/可见光分光光度计(可从Hewlett-Packard Co.，Palo Alto，CA获得)测定溶液在405nm下的吸光度。测定405nm下的吸光度(两次测定的平均值)为0.418。

实施例67：使用具有附着含有N-磺酰基樟脑酰亚胺的束缚基团的聚酰亚胺-钛-金多层底物的ELISA

将一1cm×1cm实施例62的产物样品(聚酰亚胺-钛-金的多层底物附着有含有N-磺酰基樟脑酰亚胺的束缚基团)放置在含有CHES缓冲剂(1mL)和浓度为50μg/mL的抗体抗人小鼠IgG的无菌培养管中。将管在实验室摇动器上摇动60分钟的接触时间。使用吸液管除去管中的缓冲剂，然后使用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的底物固定化IgG样品洗涤3次。

然后向管中加入1.5mL的2重量％脱脂干奶粉(可以商标名“NESTLE CARNATION NONFAT DRY MILK POWDER”从NestleUSA，Glendale，CA获得)在PBS缓冲剂中的溶液。将管在摇动器上放置1小时，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的样品洗涤3次。

然后将1mL浓度为4μg/mL的生物素-共轭人IgG在PBS缓冲剂中的溶液等分试样加入到管中。将该管在摇动器上放置1小时，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将管中的样品洗涤3次。将1mL浓度为0.5μg/mL的检测酶SA-HRP在PBS缓冲剂中的溶液等分试样加入到管中。该管在摇动器上放置30分钟，之后使用吸液管除去该溶液，然后用含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂将样品薄膜洗涤3次。

将1mL ABTS溶液等分试样加入到管中，5分钟之后，加入1重量％SDS水溶液(1mL)。将管中的溶液等分试样转移到标准比色杯中并使用Model8453紫外线/可见光分光光度计(可从Hewlett-Packard Co.，Palo Alto，CA获得)测定溶液在405nm下的吸光度。测定405nm下的吸光度(两次测定的平均值)为0.568。

实施例68：用DLG-DLC-聚酰亚胺-DLC-DLG的多层底物上的固定化IgG捕获金黄色葡萄球菌

对金黄色葡萄球菌特异性的兔IgG(兔抗金黄色葡萄球菌，从Accurate Chemical & Scientific Corp.，Westbury，NY获得)以4.52mg/mL的浓度使用。该溶液用CHES缓冲剂稀释得到IgG浓度为50μg/mL的溶液。一1cm×1cm的实施例61的产物样品(含有N-磺酰基二甲酰亚胺的束缚基团附着于DLG-DLC-聚酰亚胺-DLC-DLG的多层底物上)在该溶液中浸泡30分钟，之后依次用PBS缓冲剂、含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂和PBS缓冲剂洗涤。然后在空气中于室温下将具有固定化IgG的样品干燥约1小时。

吖啶橙以10mg/mL的浓度在去离子水中的溶液(从MolecularProbes，Inc.，Eugene，OR获得)用去离子水稀释至0.1mg/mL的浓度。在离心管中将500微升该溶液的等分试样与500微升的金黄色葡萄球菌以10⁹菌落形成单位/毫升(cfu/mL)的浓度在去离子水中的悬浮液的等分试样混合。该混合物在室温下静置15分钟，之后使用实验室涡流混合器混合，然后在8000rpm下离心。使用吸液管除去上清液并通过向试管中加入500微升去离子水将细菌洗涤三次，使用涡流混合器将该物质混合，在8000rpm下使该试管离心，除去上清液。然后通过向离心管中加入500微升缓冲剂将该细菌分散于PBS缓冲剂中，并使用涡流混合器将该物质混合。金黄色葡萄球菌在缓冲剂中的浓度是10⁹菌落形成单位/毫升(10⁹cfu/mL)。

然后使用双面胶带(可从3M Company，St.Paul，MN获得)将具有固定化IgG的底物固定在显微镜载玻片上，将该结构在金黄色葡萄球菌于PBS缓冲剂中的悬浮液中浸泡1小时。然后依次用PBS缓冲剂、含有0.05重量％TWEEN20的PBS缓冲剂、和PBS缓冲剂洗涤该样品。然后将样品在1重量％低聚甲醛的水溶液中浸泡15分钟，之后用去离子水洗涤。用Olympus Model FV-300共焦显微镜(可从Leeds PrecisionInc.，Minneapolis，MN获得)通过共焦显微镜法分析该样品。结果示于图1。

对比实施例3：金黄色葡萄球菌与DLG-DLC-聚酰亚胺-DLC-DLG的多层底物接触

将一1cm×1cm制备实施例13的底物样品(DLG-DLC聚酰亚胺薄膜-DLC-DLG的多层底物)在CHES缓冲剂中浸泡30分钟，之后依次用PBS缓冲剂、含有0.05重量％TWEEN 20的PBS缓冲剂、和PBS缓冲剂对其进行洗涤。然后在空气中于室温下将底物干燥约1小时。然后如实施例68中所述将底物在金黄色葡萄球菌的悬浮液中浸泡，然后冲洗，接着在1重量％的低聚甲醛水溶液中浸泡。用Olympus ModelFV-300共焦显微镜(可从Leeds Precision Inc.，Minneapolis，MN获得)通过共焦显微镜法分析该样品。结果示于图2。

实施例69：附着含有N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团的聚(甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸)珠的底物的制备

在圆底烧瓶中将制备实施例17的羟基官能化的聚(甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸)珠(5.0g)、无水NMP(25.44g)和实施例5的酰基氯产物(1.36g)在室温下搅拌过夜。然后使用烧结玻璃漏斗将混合物过滤，依次用异丙醇和二乙醚对珠进行洗涤。使氮气通过烧结玻璃漏斗中的珠将这些珠干燥至恒重。

实施例70：附着含有N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团的琼脂糖珠的底物的制备

将琼脂糖珠(可以在异丙醇中以商标名“N-HYDROXYSUCCINIMIDYL-SEPHAROSE 4 FAST FLOW”从Sigma-Aldrich Corp，St.Louis，MO获得)(12.5mL)放置在烧结玻璃漏斗内并加入2-氨基乙醇(5滴)。将混合物搅拌并在室温下于漏斗中静置2小时。然后使用漏斗将混合物过滤，珠依次用异丙醇和NMP洗涤。将珠转移到螺帽小瓶中并与NMP(5mL)和实施例5的酰基氯产物(0.09g)混合。将小瓶密封并在双辊混合器上放置约16小时。然后将混合物过滤并用无水异丙醇洗涤珠，得到产物。

实施例71：附着含有N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团的MBA珠的底物的制备

在玻璃罐中将制备实施例18的MBA珠底物(0.64g)悬浮于THF(47g)中。加入吡啶(0.04g)和实施例5的酰基氯产物(0.16g)，将罐密封并在双辊混合器上放置约16小时。然后将混合物过滤并用THF洗涤珠，再次过滤。首先通过在过滤漏斗使氮气穿过珠然后使用真空烘箱于50℃下将珠干燥。

实施例72：用附着于琼脂糖珠上的含有N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团固定HSA

通过向管中加入缓冲剂(1mL)使管离心，然后倾析掉上清液，在离心管中用0.1M pH为9.0的碳酸氢盐缓冲剂洗涤按照实施例70的方法制备的带有含N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团的琼脂糖珠(1mL)。将这些步骤重复总共4个洗涤循环。向管中加入HSA(可以从Sigma-Aldrich Co.，St.Louis，MO获得)(7.5mg)在0.1M碳酸氢盐缓冲剂中的pH为9.0的溶液(1mL)，在标准实验室振荡-混合器将混合物搅拌2小时。然后向管中加入乙醇胺(3M于去离子水中)溶液并在该振荡器上将混合物搅拌2小时。然后通过将管离心，倾析掉上清液，然后加入pH为7.2的PBS缓冲剂(1mL)，再次将管离心，再次倾析掉上清液，从而对珠进行洗涤。这种用PBS缓冲剂洗涤重复总共4个洗涤循环。然后用0.1M甘氨酸盐酸缓冲剂(1mL)采用离心和倾析方法将珠洗涤4次，然后用PBS缓冲剂(1mL)采用相同步骤将它们洗涤4次。

然后将珠装在一带有25微米烧结玻璃端盖的350微升玻璃柱(可以从Omnifit，Ltd.，CAmbridge，UK获得)中并使用液相色谱仪(可以商标名“AKTA FPLC”从Amersham Pharmacia Biotech AB，Uppsala，Sweden获得)以0.4mL/min PBS缓冲剂的流速进行亲和色谱法。使山羊抗-HSA IgG在PBS缓冲剂中的溶液(1mL的浓度为5mg/mL的溶液，可以从Sigma-Aldrich Corp.，St.Louis，MO获得)通过柱。然后用PBS缓冲剂(4mL)洗涤柱以冲洗掉没有被珠捕获的洗脱物IgG。由珠捕获的抗体然后由柱使用0.1M甘氨酸盐酸缓冲剂(3.5mL)洗涤。测定这些溶液每个在280nm的吸光度并比较这些值，以确定IgG被柱中的珠捕获。计算这些珠的结合能力为1.3mg的IgG/1mL珠。

实施例73：用附着于琼脂糖珠上的含有N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团固定重组蛋白A

通过向管中加入缓冲剂(1mL)使管离心，然后倾析掉上清液，在离心管中用0.1M pH为9.0的碳酸氢盐缓冲剂洗涤按照实施例70的方法制备的带有含N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团的琼脂糖珠(1mL)。将这些步骤重复总共4个洗涤循环。向管中加入重组蛋白A(可以从RepliGen Corp.，Waltham，MA获得)在0.1M碳酸氢盐缓冲剂中的pH为9.0的溶液(1mL)，在标准实验室振荡-混合器将混合物搅拌2小时。然后向管中加入乙醇胺(3M于去离子水中)溶液并在该摇轴上将混合物搅拌2小时。然后通过将管离心，倾析掉上清液，然后加入pH为7.2的PBS缓冲剂(1mL)，再次将管离心，再次倾析掉上清液，从而对珠进行洗涤。这种用PBS缓冲剂洗涤重复总共4个洗涤循环。然后用0.1M甘氨酸盐酸缓冲剂(1mL)采用离心和倾析方法将珠洗涤4次，然后用PBS缓冲剂(1mL)采用相同步骤将它们洗涤4次。

然后将珠装在一带有25微米烧结玻璃端盖的350微升玻璃柱(可以从Omnifit，Ltd.，CAmbridge，UK获得)中并使用液相色谱仪(可以商标名“AKTA FPLC”从Amersham Pharmacia Biotech AB，Uppsala，Sweden获得)以0.4mL/min PBS缓冲剂的流速进行亲和色谱法。使人IgG在PBS缓冲剂中的溶液(1mL的浓度为5mg/mL的溶液，可以从Sigma-Aldrich Corp.，St.Louis，MO获得)通过柱。然后用PBS缓冲剂(4mL)洗涤柱以冲洗掉没有被珠捕获的IgG。由珠捕获的抗体然后由柱使用0.1M甘氨酸盐酸缓冲剂(3.5mL)洗涤。测定这些溶液每个在280nm的吸光度并比较这些值，确定IgG被柱中的珠捕获。计算这些珠的结合能力为11mg的IgG/1mL珠。

实施例74：用附着于MBA珠上的含有N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团固定HSA

将125mg根据实施例71的方法制得的带有含N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团的MBA珠加入到HSA(可以从Sigma-Aldrich Co.，St.Louis，MO获得)(7.5mg)在0.1M pH为9.0的碳酸氢盐缓冲剂(2mL)中的溶液中并在标准实验室振荡-混合器将混合物搅拌2小时。然后向管中加入乙醇胺(3M于去离子水中)溶液并在该振荡器上将混合物搅拌2小时。然后通过将管离心，倾析掉上清液，然后加入pH为7.2的PBS缓冲剂(1mL)，再次将管离心，再次倾析掉上清液，从而对珠进行洗涤。这种用PBS缓冲剂洗涤重复总共4个洗涤循环。然后用0.1M甘氨酸盐酸缓冲剂(1mL)采用离心和倾析方法将珠洗涤4次，然后用PBS缓冲剂(1mL)采用相同步骤将它们洗涤4次。

然后将珠装在一带有25微米烧结玻璃端盖的350微升玻璃柱(可以从Omnifit，Ltd.，CAmbridge，UK获得)中并使用液相色谱仪(可以商标名“AKTA FPLC”从Amersham Pharmacia Biotech AB，Uppsala，Sweden获得)以0.4mL/min PBS缓冲剂的流速进行亲和色谱法。使山羊抗-HSA IgG在PBS缓冲剂中的溶液(1mL的浓度为5mg/mL的溶液，可以从Sigma-Aldrich Corp.，St.Louis，MO获得)通过柱。然后用PBS缓冲剂(4mL)洗涤柱以冲洗掉没有被珠捕获的IgG。由珠捕获的抗体然后由柱使用0.1M甘氨酸盐酸缓冲剂(3.5mL)洗涤。测定这些溶液每个在280nm的吸光度并比较这些值，确定IgG被柱中的珠捕获。计算这些珠的结合能力为1.0mg的IgG/1mL珠。

实施例75：用附着于MBA珠上的含有N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团固定重组蛋白A

将125mg根据实施例71的方法制得的带有含N-磺酰基琥珀酰亚胺的束缚基团的MBA珠加入到重组蛋白A(可以从RepliGen Corp.，Waltham，MA获得)(7.5mg)在0.1M pH为9.0的碳酸氢盐缓冲剂(2mL)中的溶液中并在标准实验室摇轴-混合器将混合物搅拌2小时。然后向管中加入乙醇胺(3M于去离子水中)溶液并在该摇轴上将混合物搅拌2小时。然后通过将管离心，倾析掉上清液，然后加入pH为7.2的PBS缓冲剂(1mL)，再次将管离心，再次倾析掉上清液，从而对珠进行洗涤。这种用PBS缓冲剂洗涤重复总共4个洗涤循环。然后用0.1M甘氨酸盐酸缓冲剂(1mL)采用离心和倾析方法将珠洗涤4次，然后用PBS缓冲剂(1mL)采用相同步骤将它们洗涤4次。

然后将珠装在一带有25微米烧结玻璃端盖的350微升玻璃柱(可以从Omnifit，Ltd.，CAmbridge，UK获得)中并使用液相色谱仪(可以商标名“AKTA FPLC”从Amersham Pharmacia Biotech AB，Uppsala，Sweden获得)以0.4mL/min PBS缓冲剂的流速进行亲和色谱法。使人IgG在PBS缓冲剂中的溶液(1mL的浓度为5mg/mL的溶液，可以从Sigma-Aldrich Corp.，St.Louis，MO获得)通过柱。然后用PBS缓冲剂(4mL)洗涤柱以冲洗掉没有被珠捕获的IgG。由珠捕获的抗体然后由柱使用0.1M甘氨酸盐酸缓冲剂(3.5mL)洗涤。测定这些溶液每个在280nm的吸光度并比较这些值，确定IgG被柱中的珠捕获。计算这些珠的结合能力为2.2mg的IgG/1mL珠。

实施例76：下式的制备

将实施例31的含氯羰基产物(0.99g)加入到制备实施例3的醇产物(0.75g)在无水NMP(6.97g)中的搅拌溶液中。在室温下将混合物磁性搅拌过夜，然后倒入到烧杯中的去离子水中。将所得沉淀物过滤出，用去离子水洗涤，并干燥，得到1.27g产物。

实施例77：下式的制备

将NMP(9.11mL)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(0.78g)、和实施例5的酰基氯产物样品(1.50g)的混合物在玻璃反应容器中混合并在室温下搅拌过夜。将混合物倒入到0.1N HCl中并经过滤收集所得固体，用去离子水洗涤，并在真空烘箱中于室温、133.3Pa(1mm Hg)下干燥过夜，得到所需产物。

实施例78：下式的制备

在氮气环境下将实施例5的酰基氯产物样品(4.58g)在乙腈(ACN)(6.6g)中的溶液放置在玻璃反应容器中并用冰浴冷却。向该搅拌溶液中加入丙烯酸2-羟基丙酯(2.07g)和三乙胺(1.69g)在ACN(20.0g)中的溶液。将该混合物搅拌过夜并加热至室温。将混合物倒入到0.1N含水HCl中并经过滤收集所得固体，用去离子水洗涤，并在真空烘箱中于室温、133.3Pa(1mm Hg)下干燥过夜，得到所需产物。

制备实施例19：下式的制备

将吡啶(5.93g)加入到在用冰浴冷却的玻璃反应容器中的对氨基苯磺酰胺(10.75g)在THF(85.4ml)中的溶液中。加入甲基丙烯酸酐并将混合物搅拌过夜，同时加热至室温。将该反应混合物过滤并在真空烘箱中于室温、133.3Pa(1mm Hg)下干燥过夜，得到所需产物。产率：8.4g。

实施例79：下式的制备

将制备实施例19的产物样品(6.00g)、琥珀酸酐(2.75g)、和三乙胺(3.34grams)在具有痕量吩噻嗪的ACN(40ml)中的溶液放置在配备有回流冷凝器的玻璃反应容器中。将该混合物回流6小时，冷却至室温，加入琥珀酸酐(3.25g)和三乙胺(6.11g)并将该混合物回流1小时。将该混合物倒入到0.1N含水HCl中，经过滤收集所得固体，用去离子水洗涤，并在真空烘箱中于室温、133.3Pa(1mm Hg)下干燥过夜，得到所需产物。产率：5.9g。

实施例80：下式的制备

在氮气环境下并用冰浴冷却的玻璃反应容器内，将实施例34的产物(1.20g)和吡啶(0.34g)在无水THF(4.3g)中的溶液慢慢加入到丙烯酰氯(0.39g)在无水THF(2.0g)中的溶液中。将混合物搅拌过夜并加热至室温。使用旋转蒸发器除去部分溶剂。将该混合物倒入到0.01N含水HCl中并经过滤收集所得固体，用去离子水洗涤，并在真空烘箱中于室温、133.3Pa(1mm Hg)下干燥过夜，得到所需产物。产率：0.80g。

实施例81：下式的制备

在玻璃反应容器中，将基甲基丙烯酸2-羟基乙酯(0.68g)和实施例31的酰基氯产物样品(1.68g)在NMP(9.45ml)中的溶液于室温下搅拌过夜。将该混合物倒入到含水0.1N HCl中并用乙酸乙酯萃取。有机相依次用去离子水和饱和含水NaCl洗涤并在MgSO₄上干燥。使用旋转蒸发器将该溶液浓缩并在真空烘箱中于室温和67Pa(0.5mm Hg)下干燥过夜，得到所需产物。产率：1.8g。

实施例82：下式的制备

在15分钟内向圆底烧瓶内的实施例12的醇产物(5.0g)、NMP(20mL)和三乙胺(1.5g)的磁性搅拌混合物中慢慢加入丙烯酰氯(1.25g)。在室温、氮气环境下将该混合物搅拌过夜，之后将混合物倒入到烧杯中的0.1N含水HCl(100mL)中。用乙酸乙酯萃取该混合物，然后在硫酸钠上将该乙酸乙酯混合物干燥。然后使用旋转蒸发器除去挥发性成分，得到产物。

实施例83：下式的制备

在15分钟内向圆底烧瓶内的实施例12的醇产物(5.0g)、NMP(20mL)和三乙胺(1.5g)的磁性搅拌混合物中慢慢加入甲基丙烯酰氯(1.44g)。在室温、氮气环境下将该混合物搅拌过夜，之后将该混合物倒入到烧杯中的0.1N含水HCl(100mL)中。用乙酸乙酯萃取该混合物，然后在硫酸钠上将该乙酸乙酯混合物干燥。然后使用旋转蒸发器除去挥发性成分，得到产物。

实施例84：下式的制备

将圆底烧瓶内的实施例24的羰基氯产物(5.0g)、NMP(20mL)、丙烯酸2-羟基乙酯(1.97g)和三乙胺(1.89g)的混合物于室温下磁性搅拌过夜。然后将该混合物倒入到烧杯中的0.1N含水HCl(100mL)中。用乙酸乙酯萃取该混合物，然后在硫酸钠上将该乙酸乙酯混合物干燥。然后使用旋转蒸发器除去该挥发性成分，得到产物。

实施例85：下式的制备

在室温下于氮气环境中将圆底烧瓶内的实施例24的羰基氯产物(5.0g)、NMP(20mL)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(2.21g)和三乙胺(1.89g)的混合物磁性搅拌过夜。然后将该混合物倒入到烧杯中的0.1N含水HCl(100mL)中。用乙酸乙酯萃取该混合物然后在硫酸钠上将该乙酸乙酯混合物干燥。然后用旋转蒸发器将挥发性成分除去，得到产物。

实施例86：下式的制备

在室温下于氮气环境中将圆底烧瓶内的实施例24的羰基氯产物(5.0g)、NMP(20mL)、N-苯基乙醇胺(2.34g)和三乙胺(1.89g)的混合物磁性搅拌过夜。然后将该混合物倒入到烧杯中的0.1N含水HCl(100mL)中。用乙酸乙酯萃取该混合物然后在硫酸钠上将该乙酸乙酯混合物干燥。然后用旋转蒸发器将挥发性成分除去，得到产物。

实施例87：下式的制备

在室温下于氮气环境中将圆底烧瓶内的实施例86的醇产物(5.0g)、NMP(20mL)、丙烯酰氯(1.18g)和三乙胺(1.45g)的混合物磁性搅拌过夜。然后将该混合物倒入到烧杯中的0.1N含水HCl(100mL)中。用乙酸乙酯萃取该混合物然后在硫酸钠上将该乙酸乙酯混合物干燥。然后用旋转蒸发器将挥发性成分除去，得到产物。

实施例88：下式的制备

在室温下于氮气环境中将圆底烧瓶内的实施例86的醇产物(5.0g)、NMP(20mL)、甲基丙烯酰氯(1.36g)和三乙胺(1.45g)的混合物磁性搅拌过夜。然后将该混合物倒入到烧杯中的0.1N含水HCl(100mL)中。用乙酸乙酯萃取该混合物然后在硫酸钠上将该乙酸乙酯混合物干燥。然后用旋转蒸发器将挥发性成分除去，得到产物。

实施例89：下式的制备

在室温下于氮气环境中将圆底烧瓶内的实施例20的羧酸产物(5.0g)、NMP(20mL)、4-乙烯基苄基氯(2.75g)、叔丁基儿茶酚(0.5mg)和碳酸氢钠(1.74g)的混合物磁性搅拌过夜。然后将该混合物倒入到烧杯中的0.1N含水HCl(200mL)中。通过真空过滤分离所得固体，用去离子水洗涤，并干燥，得到产物。

Claims (44)

1.式I的化合物：

其中

X¹是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

Y¹是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

当X¹是一价基团时r等于1，或者当X¹是二价基团时r等于2；和

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

2.如权利要求1的化合物，其中化合物是下式

其中

n是1-100的整数；

Ar¹是亚芳基；以及

L是氧或NR^a，其中R^a是氢、烷基、或芳基；以及

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

3.如权利要求1的化合物，其中化合物是下式

其中

n各自独立地是1-100的整数；

m是1-200的整数；

Ar¹是亚芳基；

k是2-4的整数；

D是氧、硫、或NH；

L是氧或NR^a，其中R^a是氢、烷基、或芳基；以及

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

4.如权利要求1的化合物，其中化合物是下式

或

其中R是烷基和所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

5.如权利要求1的化合物，其中化合物是下式

或

其中

R是烷基；

Ar¹是亚芳基；

Y^1a选自单键、亚烷基、亚杂烷基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合；其中R^a是氢、烷基、或芳基；

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

6.如权利要求5的化合物，其中Ar¹是亚苯基。

7.如权利要求1的化合物，其中化合物是

该化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

8.如权利要求1的化合物，它是

9.如权利要求1的化合物，其中化合物是下式Ia：

其中

R⁸是氢、烷基、或芳基；

L¹是氧基、-C(R^a)₂-、或-NR^a-，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

Y³是选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；以及

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

10.如权利要求9的化合物，其中化合物是下式

其中

Ar¹是亚芳基；

m是1-200的整数；

k是2-4的整数；

D是氧、硫、或NH；以及

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

11.如权利要求9的化合物，其中化合物是下式

其中

R是烷基；

Ar¹是亚芳基；

Y^3a选自单键、亚烷基、亚杂烷基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；以及

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

12.如权利要求11的化合物，其中Ar¹是亚苯基。

13.如权利要求9的化合物，其中化合物是

该化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

14.式II的化合物：

其中

X²是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y²是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中

R^a是氢、烷基、或芳基；

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR^c，其中R^b和R^c各自是烷基或者与跟它们相连的氮原子一起形成4-8元杂环基团；

当X²是一价基团时r等于1，或者当X²是二价基团时r等于2；

和

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

15.如权利要求14的化合物，其中化合物是下式

其中

q是1-200的整数；

x是1-4的整数；

D是氧、硫、或NH；以及

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

16.如权利要求14的化合物，其中化合物是下式

该化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

17.如权利要求14的化合物，其中化合物是

其中所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

18.如权利要求14的化合物，其中化合物是下式IIa：

其中

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR^c，其中R^b和R^C各自是烷基或者与跟它们相连的氮原子一起形成4-8元杂环基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y⁴是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^a-、或其组合，其中

R^a是氢、烷基、或芳基；

L²是氧基、-C(R^a)₂-、或-NR^a-，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R⁸是氢、烷基、或芳基；以及

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

19.如权利要求18的化合物，其中化合物是下式

该化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

20.如权利要求18的化合物，其中化合物是

，以及

该化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

21.一种制品，包括：

底物；以及

附着于衬底的束缚基团，它包括底物表面上的互补官能团G与式I的化合物的反应产物

其中

X¹是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

Y¹是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、或-NR^a-、或其组合，其中R^a是氢、烷基、或芳基；

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成一4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

当X²是一价基团时r等于1，或者当X²是二价基团时r等于2；

G是能够与X¹反应的互补官能团；以及

所述束缚基团未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

22.如权利要求21的制品，其中束缚基团包括附着基团和选自如下的基团

或

该基团未取代或取代有卤素、烷基、羧基、烷氧基羰基、腈、或其组合。

23.如权利要求21的制品，其中底物包括聚合物材料。

24.如权利要求21的制品，其中底物包括聚酰亚胺膜或聚酯膜。

25.如权利要求21的制品，其中底物是多层的并且具有包括类钻玻璃的外层。

26.如权利要求21的制品，其中底物是多层的并且具有包括金的外层。

27.如权利要求21的制品，其中底物是多层的并且包括聚酰亚胺或聚酯层、类钻玻璃外层、以及位于聚酰亚胺或聚酯层与类钻玻璃层之间的类钻碳层。

28.如权利要求21的制品，其中底物是聚合物珠。

29.如权利要求21的制品，其中底物是包括多糖的珠。

30.一种制品，包括：

底物；

附着于衬底的束缚基团，它包括底物表面上的互补官能团G与式II的化合物的反应产物

其中

X²是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、或烯键式不饱和基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y²是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^d-，其中R^d是氢或烷基、或其组合；

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR^c，其中R^b和R^c各自是烷基或者与跟它们相连的氮原子一起形成4-8元杂环基团；

当X²是一价基团时r等于1，或者当X²是二价基团时r等于2；

G是能够与X²反应的互补官能团；以及

所述束缚基团未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

31.如权利要求30的制品，其中束缚基团包括附着基团和选自下面的基团

其中束缚基团未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合。

32.如权利要求30的制品，其中底物包括聚合物材料。

33.如权利要求30的制品，其中底物包括聚酰亚胺膜或聚酯膜。

34.如权利要求30的制品，其中底物是多层的并且具有包括类钻玻璃的外层。

35.如权利要求30的制品，其中底物是多层的并且具有包括金的外层。

36.如权利要求30的制品，其中底物是多层的并且包括聚酰亚胺或聚酯层、类钻玻璃外层、以及位于聚酰亚胺或聚酯层与类钻玻璃层之间的类钻碳层。

37.如权利要求30的制品，其中底物是聚合物珠。

38.如权利要求30的制品，其中底物是包括多糖的珠。

39.一种固定含胺材料的方法，所述方法包括：

选择式I的化合物

其中

X¹是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、和烯键式不饱和基团；

Y¹是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^d-，其中R^d是氢或烷基、或其组合；

R¹和R²以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

当X¹是一价基团时r等于1，或者当X¹是二价基团时r等于2；

和

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合；

提供具有能够与X¹反应的互补官能团的底物；

通过X¹与底物上的该互补官能团反应形成离子键、共价键或其组合来制备附着于衬底的束缚基团；以及

使附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团与含胺材料反应以在底物和含胺材料之间形成一连接体基团。

40.一种如权利要求39的方法制备的制品。

41.如权利要求39的方法，其中固定化含胺材料选自氨基酸、肽、蛋白质、酶、免疫球蛋白、DNA、RNA、或其片段。

42.一种固定含胺材料的方法，包括：

选择式II的化合物

该化合物未取代或取代有卤素、烷基、羧基、烷氧基羰基、腈、或其组合，其中

X²是选自如下的底物反应性官能团：羧基、卤代羰基、卤代羰基氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸根合、卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、吖丙啶基、卤代烷基、叔氨基、芳香族伯氨基、芳香族仲氨基、二硫化物、烷基二硫化物、苯并三唑基、膦酰基、偶磷酰氨基、磷酸根合、和烯键式不饱和基团；

R⁴和R⁵以及与它们相连的二甲酰亚胺基团一起形成4-8元杂环或杂二环基团，它们可以稠合成任意的芳香基团、任意的饱和或不饱和环状基团、或任意的饱和或不饱和二环基团；

Y²是单键或选自如下的二价基团：亚烷基、亚杂烷基、亚芳基、羰基、羰基氧基、羰基亚氨基、氧基、硫基、-NR^d-，其中R^d是氢或烷基、或其组合；

R³是烷基、芳基、芳烷基、或-NR^bR^c，其中R^b和R^c各自是烷基或一起形成4-8元杂环基团；

当X³是一价基团时r等于1，或者当X³是二价基团时r等于2；

以及

所述化合物未取代或取代有卤素、烷基、烷氧基、或其组合；

提供具有能够与X²反应的互补官能团的底物；

通过X²与底物上的该互补官能团反应形成离子键、共价键或其组合来制备附着于衬底的束缚基团；以及

使附着于衬底的束缚基团的N-磺酰基二甲酰亚胺基团与含胺材料反应以在底物和含胺材料之间形成连接体基团。

43.一种如权利要求42的方法制备的制品。

44.如权利要求42的方法，其中固定化含胺材料选自氨基酸、肽、蛋白质、酶、免疫球蛋白、DNA、RNA、或其片段。

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