Полимерные монолитные материалы для биочипов с контролируемой пористостью и различными реакционноспособными группами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.06, кандидат наук Синицына, Екатерина Сергеевна

• Синицына, Екатерина Сергеевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Синицына, Екатерина Сергеевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Формирование сильно сшитых полимерных сеток с постоянными поровыми характеристиками

1.2 Фазовое разделение в синтезе сшитых систем

1.2.1 Модели фазового разделения (макро- и микросинерезис)

1.3 Влияние процесса сшивки на формирование поровой структуры

1.3.1 Механизм формирования пор в полимерных частицах

1.3.2 Влияние времени реакции на формирование поровой структуры полимерных частиц

1.4 Полимерные монолиты

1.4.1 Особенности полимеризации в массе

1.5 Влияние параметров синтеза на поровую структуру полимерных монолитов

1.5.1 Влияние времени полимеризации

1.5.2 Температура

1.5.3 Влияние порообразующих агентов

1.5.4 Мономеры

1.5.4.1 Влияние сшивающего агента

1.5.4.2 Функциональные мономеры

1.6 Введение в структуру твердых фаз реакционноспособных групп

1.7 Методы синтеза монолитов

1.7.1 Полимеризация

1.7.1.1 Свободно-радикальная полимеризация

1.7.1.2 Полимеризация с раскрытием цикла

1.7.2 Поликонденсация

1.7.3 Получение монолитов из ранее синтезированных полимеров

1.8 Основные области применения полимерных монолитных материалов

1.9 Технология микрочипов: основные принципы

1.9.1 Материалы, используемые для создания платформ микрочипа

1.9.1.1 Двумерные носители

1.9.1.2 Трехмерные носители

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Материалы

2.2 Оборудование

2.3 Методы

2.3.1 Получение пластин на основе стеклянной поддерживающей среды и мегакрилатного монолита

2.3.2 Синтез ГМА-ЭДМА сополимера

2.3.3 Синтез сополимеров ГЭМА-ГДМА, ГМА-ГДМА и ЦЭМА-ГДМА

2.3.4 Модификация монолитного ГМА-ЭДМА сополимера

2.3.4.1 Кислотный гидролиз эпоксидных групп ГМА-ЭДМА сополимера

2.3.5 Иммобилизация модельных белков на поверхности модифицированной полимерной матрицы

2.3.5.1 Характеристики и подготовка стационарных фаз

2.3.5.2 Иммобилизация белка

2.3.7 Применение макропористых гидрофильных полимерных материалов в чип-анализе

2.3.7.1 Сравнительное исследование разработанных материалов с использованием модельной биокомплементарной пары белков

2.3.8. Анализ белков и ДНК на повехности стеклянных пластин

2.3.8.1 Анализ белков на стеклянных чипах

2.3.8.2 Анализ ДНК на стеклянных чипах

2.3.9 Создание чипов для анализа ДНК на основе монолитных полимерных матриц

2.3.9.1 Оптимизация процесса иммобилизации олигонуклеотидов на поверхности монолитных слоев

2.3.9.2 Оптимизация условий анализа на чипе

2.3.9.3 Создание чипов для диагностики муковисцидоза

2.3.9.4 Аптамер-содержащие микрогест-системы

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Синтез и исследование характеристик гидрофильных сополимеров ГЭМА-ГДМА, ГМА-ГДМА и ЦЭМА-ГДМА

3.1.1 Выбор инициатора

3.1.2 Время полимеризации

3.1.3 Влияние порообразующих веществ на морфологию ГЭМА-ГДМА монолита

3.1.4 Синтез ГМА-ГДМА монолитов

3.1.5 Макропористые монолиты на основе ЦЭМА-ГДМА сополимера

3.2 Модификация ГМА-ЭДМА сополимера

3.2.2 Введение в структуру ГМА-ЭДМА монолитов альдегидных,

сукцинимидкарбонатных и имидазолкарбаматных групп

3.2.3 Иммобилизация модельного белка на поверхности модифицированных носителей

3.2.3.1 Зависимость емкости иммобилизации от концентрации белка в растворе

3.2.3.2 Влияние рН раствора

3.2.3.3 Зависимость емкости иммобилизации от времени реакции

3.2.3.4 Зависимость емкости иммобилизации от температуры

3.3 Апробация разработанных материалов в режиме биологического анализа в формате микрочипов

3.3.1 Анализ белков на поверхностях гидрофильных платформ биочипа

3.3.2 Применение макропористых монолитов для создания ДНК-чипов

3.3.2.1 Оптимизация условий анализа ДНК на модельных ГМА-ЭДМА слоях

3.3.2.2 Сравнение результатов анализа ДНК на макропористых и стеклянных чипах

3.3.2.3 Создание тест-системы на основе монолитов для выявления мутаций

гена CFTR

3.3.2.4 Аптамер-содержащие микроаналитические линейки для детектирования белков

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение I: Структурные формулы используемых в работе мономеров

Приложение II: Формулы для оценки эффективности разработанных тест-систем

БЛАГОДАРНОСТИ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Полимерные монолитные материалы для биочипов с контролируемой пористостью и различными реакционноспособными группами»

ВВЕДЕНИЕ

Методология получения макропористых полимерных материалов, заключающаяся в одностадийном синтезе сильно сшитых сополимеров в виде монолитных блоков в форме выбранного размера и дизайна (монолитные сорбенты), была разработана и предложена в начале 90-х годов прошлого века. В настоящий момент подобные системы широко используются в качестве твердых сред (неподвижной фазы) при проведении широкого ряда процессов, основанных на массообмене в условиях сквозного потока жидкости или газа (подвижной фазы). В качестве примеров можно привести жидкостную и газовую хроматографию, высокопроточные ферментные реакторы и т.д. Повышенный интерес к монолитным носителям обусловлен их эффективностью и производительностью, связанной с высокой скоростью межфазового переноса вещества, основанного на механизме конвекции, и, в связи с этим, возможностью скоростного разделения биологических объектов различного строения и размера (белки, ДНК, РНК, вирусы), а также их механической и химической устойчивостью. Вышеперечисленные характеристики позволили данным материалам занять привилегированное место в ряду традиционно используемых сорбентов, получаемых в виде частиц, однако для решения более широкого круга задач необходимость продолжения исследований в области синтеза и практического применения полимерных монолитов не теряет своей актуальности. При этом одним из наиболее важных вопросов является получение материалов с прогнозируемой поровой структурой, а именно, решение проблемы управления процессом порообразования.

Сравнительно недавно макропористые метакрилатные материалы монолитного типа были впервые предложены для использования в качестве основы при создании микрочипов, предназначенных для высокочувствительного анализа белков (protein microarrays). При сравнении с широко используемыми в данном методе биологического анализа стеклянными носителями (двумерные, или 20-чииы) было установлено, что используемые в качестве операционного слоя макропористые монолитные матрицы (трехмерные, ЗЭ-чины), имеют ряд преимуществ, позволяющих существенно повысить чувствительность анализа. Несмотря на высокую практическую значимость данной характеристики, существует ряд свойств обсуждаемых материалов, которые могут быть улучшены, например, введением в структуру полимерной матрицы групп, повышающих ее гидрофильность. Дополнительная гидрофилизация поверхности операционного слоя

микрочипа apriori приведет к улучшению условий для принятия белком необходимой для последующего биоаффинного связывания конформации, уменьшению влияния неспсцифических гидрофобных взаимодействий, а также, поскольку при работе с микрочипом используются водные растворы, к улучшению смачиваемости слоя. Также известно, что некоторые белки особенно чувствительны к микроокружению. Для этой категории анализируемых объектов создание условий, максимально приближенных к физиологическим, необходимо для предотвращения денатурации или инактивации активного центра в процессе иммобилизации на поверхности твердой фазы.

Таким образом, поиск новых макропористых полимерных материалов, позволяющих осуществлять биофункционализацию матрицы в мягких условиях и в короткие промежутки времени, является, несомненно, актуальной задачей.

Цель настоящей работы состояла в разработке методов синтеза новых макропористых полимерных материалов (монолитов) на основе сополимеров 2,3-эпоксипропилметакрилата (глицидилметакрилата), 2-цианоэтилметакрилата и 2-гидроксиэтилметакрила с гидрофильным сшивающим агентом глицерин-1,3-диметакрилатом (ГМА-ГДМА, ЦЭМА-ГДМА и ГЭМА-ГДМА, соответственно) с контролируемой норовой структурой и заданной химической функциональностью поверхности, а также в выявлении факгоров, определяющих перспективность использования монолитов для построения микроаналитических тест-систем (микрочипов).

Достижение поставленной цели определило следующие задачи:

• синтез новых гидрофильных метакрилатных сильно сшитых сополимеров и оптимизация условий сополимеризации, а именно, выбор эффективного инициатора, подбор его концентрации, времени реакции и системы порообразующих веществ;

• изучение влияния природы низкомолекулярных и полимерных порообразующих веществ на морфологию и другие характеристики монолитных сорбентов;

• разработка способов химической модификации сополимера на основе глицидилметакрилата и этиленгликольдиметакрилата (ГМА-ЭДМА); подтверждение введения в структуру матрицы альдегидных, сукцинимидилкарбонатпых и имидазолкарбаматных групп;

• исследование факторов, оказывающих влияние на эффективность введения в структуру макропористого сополимера биоаффинных лигандов;

• изучение закономерностей анализа белков на поверхности гидрофильных макропористых монолитов.

Объектами представленного исследования являлись синтетические макропористые гидрофильные материалы на основе метакрилатных сополимеров, содержащие па поверхности функциональные группы, способные взаимодействовать с аминогруппами молекул белков и ДНК-фрагментов.

В качестве методов исследования использовались: свободно-радикальная фотоинициируемая полимеризация в массе (синтез сильно сшитых гидрофильных метакрилатных сополимеров); методы твердофазного ядерного магнитного резонанса (SSNMR), ИК-спектроскопии и элементного анализа (подтверждение химического строения полученных продуктов); интрузионная ртутная порометрия (определение среднего размера пор и распределения их по размерам); растровая (сканирующая) электронная микроскопия (качественная оценка поровой структуры полученных материалов); флуоресцентный анализ (оценка эффективности высокоспецифичных биологических взаимодействий на поверхности разработанных полимерных слоев). Научная новизна работы состоит в следующем:

• разработаны методы синтеза новых макропористых гидрофильных полимерных материалов (монолитов) па основе сополимеров глицидилметакрилата, 2-цианоэтилметакрилата или 2-гидроксиэтилметакрила с глицерин-1,3-диметакрилатом (ГМА-ГДМА, ЦЭМА-ГДМА и ГЭМА-ГДМА) с контролируемой поровой структурой;

• впервые исследована роль полистиролов с различной молекулярной массой как макромолекулярных порообразующих веществ в формировании морфологии монолитных продуктов (структур) и показано соответствие экспериментальных данных теории взаиморастворимости Гильдебранда;

• разработан и оптимизирован алгоритм высокочувствительного анализа ДНК на поверхности макропористых монолитных платформ микрочипа;

• показана возможность создания высокочувствительной аптамер-содержащей тест-системы на основе разработанного микрочипа.

Практическая значимость работы определяется тем, что:

• на основе данных по исследованию влияния низкомолекулярных и полимерных порогенов на поровые характеристики синтезированных монолитных сорбентов

предложены научно-практические рекомендации, позволяющие направленно контролировать морфологию монолита и получать материалы с норовой структурой, необходимой для решения конкретных аналитических задач;

• макропористые монолитные слои, закрепленные на поверхности стеклянной подложки, могут быть использованы в качестве основы как для высокочувствительного анализа белков, так и для анализа ДИК;

• по результатам разработанного анализа на определение тяжелого генетического заболевания муковисцидоза установлено, что гидрофильные макропористые материалы являются перспективными для анализа генных мутаций. Положения, выносимые на защиту:

• повышение гидрофильное™ одного мономера или сомопомеров приводит к изменению термодинамической совместимости компонентов реакционной системы, и, как следствие, оказывает существенное влияние на поровую структуру;

• введение в полимеризацнонную смесь макропорогена полистирола не приводит к изменению классической микроглобулярпой структуры синтезированных образцов;

• гидрофилизация поверхности макропористых монолитных матриц позволяет существенно повысить чувствительность биологического анализа на чине, а также расширить сферы его применения;

• макропористые монолитные слои па основе синтезированных полимеров являются перспективными для высокочувствительного анализа ДНК.

Обоснованность и достоверность данных и выводов настоящей работы подтверждается хорошей воспроизводимостью всех полученных результатов, их согласованностью при использовании независимых методов исследования полученных полимеров.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались в виде устных и стендовых сообщений на следующих международных симпозиумах и конференциях: Санкт-Петербургской конференции молодых ученых «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, 2007, 2008, 2010); International Congress on Analytical Sciences (Москва, Россия, 2006); Baltic Polymer Symposia 2007 (Друскишшкаи, Литва) и 2008 (Отепа, Эстония); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2009); International Symposium «Molecular Mobility and Order in Polymer Systems» (Санкт-Петербург, Россия,

2008); Monolith Summer Schools (Порторож, Словения, 2008 и 2010); 30th International Symposium on the Separation of Proteins, Peptides and Polynucleotides (Болония, Италия, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей в рецензируемых международных и отечественных изданиях, а также 14 тезисов докладов, представленных на вышеуказанных конференциях.

Личный вклад автора состоял в выполнении всех представленных в диссертации экспериментов, активном участии в интерпретации полученных результатов, а также в подготовке докладов и публикаций.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института высокомолекулярных соединений Российской академии наук (ИВС РАН) по теме: «Полифункциопальные, биологически активные полимерные системы» (2011 -2013 гг.) Работа была поддержана грантами: РФФИ (№ 08-08-00876-а); Программой фундаментальных исследований Президиума РАН № 27 «Основы фундаментальных исследований нанотехиологий и наноматериалов», Раздел Программы: Бионанотехнологии, Научное направление Программы: Нанодетекция и панодиагностика; Проект: «Разработка макропористых полимерных материалов для создания трехмерных нанодиагностических панелей (бпоочипов) нового поколения»; Правительства Санкт-Петербурга для студентов и аспирантов. 2010 г. (серия ПСП № 10615); Федеральной целевой программой «Научные и педагогические кадры» Министерства науки и образования РФ (государственный контракт №14.740.11.0382, 2010-2012 г.); также молодежных грантов «У.М.Н.И.К» в 2011-2012 г. Для выполнения части исследования на территории Германии автор дважды получала персональную стипендию от Немецкой Службы Академических Обменов (DAAD (1.09.2009-31.12.2009 и 1.04.2010-30.04.2010). Исследования с ДНК-материалом проводились при участии Научно-исследовательского института акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта Российской академии медицинских наук.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав (обзор литературы, экспериментальная часть, результаты и их обсуждение), выводов и списка использованной литературы (189 наименований) и приложений. Работа изложена на 141 странице, включает 11 таблиц и 47 рисунков.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Формирование сильно сшитых полимерных сеток с постоянными норовыми

характеристиками

В течение многих лет фундаментальный и практический интерес в области химии макромолекул представляет получение макропористых материалов на основе сшитых сополимеров. В первую очередь, твердые полимерные продукты широко используются в качестве сорбентов, предназначенных для различных целей, например, классические ионообменные смолы.

Первоначальная идея получения твердых ионитов заключалась в сульфировании природного сырья, например, угля, лигнина или торфа. Позже для этих же целей был предложен метод сшивки полимерных цепей. В качестве наиболее распространенного примера можно привести производство фенолформальдегидных смол, основанное на реакции конденсации и приводящее к формированию набухающих полимерных сеток 110]. В 1935 году 81аис1^ег и Нияетапп впервые осуществили полимеризацию стирола в присутствии небольшого количества сшивающего мономера дивинилбензола (ДВЕ) и получили продукт, набухающий, но не растворимый в хорошем для полистирола растворителе [11]. Степень набухания зависела от количества участвующего в синтезе дивинилбензола. Сополимеры данного вида обладали так называемыми «виртуальными» порами, когда эффект их появления связан с набуханием полимера в хорошем растворителе вследствие солюбилизации полимерных цепей и диффузии молекул последнего в структуру полимерной матрицы. В плохом растворителе, равно как и в сухом состоянии, синтезированные материалы характеризовались практическим отсутствием пор.

В 50-х годах прошлого века был предложен метод получения гранулированных полимерных сорбентов, представляющих собой сополимеры с высокой степенью сшивки [12]. Новизна метода заключалась в проведении свободно-радикальной сополимеризации двух мономеров (основной мономер и сшивающий агент) винилового ряда в капле создаваемой специальным образом стабильной эмульсии. При этом соиолимсризация мономеров имела место в присутствии инертного вещества (или смеси веществ), растворимого в полимеризационной смеси, но не являющегося растворителем для образующихся молекул полимера. По окончании процесса данное вещество, или

порогеп, удаляли из структуры пористого материала многократным промыванием или отгонкой с водяным паром [13—15]. Использование порогенов в разработанном процессе приводило к формированию в твердом сополимере системы взаимопроникающих пор, которая сохранялась в сухом состоянии [14].

Наиболее детально исследованы процессы сополимеризации стирола (СТ) с дивинилбензолом, хотя в дальнейшем список мономеров был существенно расширен. Для исследования морфологии синтезированных твердых веществ использовали метод сканирующей электронной микроскопии. Впервые была обнаружена оригинальная микроглобулярная структура сополимеров, полученных в присутствии порообразующих веществ, что отличало их от гомогенной текстуры сетчатых материалов, синтезированных в отсутствие порогенов. По мере дальнейших исследований в качестве порогенов были предложены сольватирующие и несольватирующие синтезируемый полимер растворители, а также не имеющие к нему сродства линейные полимеры [16-18].

1.2 Фазовое разделение в синтезе сшитых систем

Известно, что процесс фазового разделения при формировании силыю-сшитых соиолихмеров обеспечивает образование стабильной макропористой структуры.

Процесс синтеза обсуждаемых полимеров основан на фазовом разделении, причиной которого является термодинамическая неустойчивость системы. Разделение фаз может иметь место в виде макро- и микросинсрезиса [ 17]. В случае макросинерезиса избыток жидкой фазы переходит в непрерывную фазу, а при микросинерезисе жидкая фаза диспергирована в геле и представляет собой микрочастицы (микрокапли).

Термодинамическая нестабильность системы в процессе сшивания полимерных цепей может быть вызвана: (1) ростом молекулярной массы полимера и изменением молекулярио-массового распределения до точки гелеобразования (т.е. расслоения двух жидкостей); (2) увеличением плотности сшивки после точки гелеобразования (механизм у-индуцированного синерезиса); (3) изменением состава и термодинамических параметров между сегментами полимера и жидкой фазы (механизм х-ипдуцированпого синерезиса).

1.2.1 Модели фазового разделения (макро- и микросинсрезис)

В описываемом процессе в момент фазового расслоения образуются две фазы, состоящие из высоко- и низкомолскулярных компонентов. Одним из ключевых понятий для данной системы является набухание. Термодинамическое уравнение, описывающее набухание, имеющее место в бинарной системе растворитель-полимер, учшывает взаимодействия между образующимся гелем и частью реакционной смеси, находящейся в растворе (растворитель + мономеры), а также изменение давления пара над реакционной средой [19]:

А/л/ЯТ = 1п а\ = 1п (р\ + (р2 + х<?22 + 1ргтщт- В(р2] (1)

1П <71 ~ \п(р1/р\°)

где А//1- изменение химического потенциала растворенной части системы (растворитель + мономеры) по отношению к начальному моменту времени, (р\ и (рг - объемные фракции растворителя и полимера, соответственно, %- параметр взаимодействия Флори-Хагинса, ус- концентрация активных сшитых полимерных цепей, VI - молярный объем растворенной части системы (растворитель + мономеры), А и В — коэффициенты, зависящие от взаимодействия цепей, а\ - активность растворенной части системы, р\ и р\{) - давление пара растворенной части системы по отношению к таковому для геля и чистого растворителя. Кроме того, одним из основных понятий для описываемого случая является так называемый фактор памяти <ро [20, 21]. Данный параметр характеризует состояние сшитых полимерных цепей в сухом состоянии после того как порообразующий растворитель был удален из системы.

Было установлено, что реакционная смесь в процессах свободно-радикальной сополимеризации находится в гомогенном состоянии до тех пор, пока растущие полимерные сетки способны поглощать растворенную часть системы. В некоторый момент химической реакции увеличивается плотность сшивки, и система достигает критической точки, в которой степень набухания полимерной сетки в растворенной части приходит к равновесию. Это означает, что в данной точке внутри гомогенного полимерного геля не может содержаться растворителя больше, чем это позволяет равновесная степень набухания. Этот феномен и является причиной разделения системы на две фазы [22]. Таким образом, условия начала разделения фаз могут быть выражены следующими уравнениями:

4>г = Щ (2)

О = 1п(1 - щ) + (ро + хунт + vйV\\A(pй- В(ро] (3)

Одна из первых моделей фазового разделения для полимерных сеток в присутствии порогенного растворителя была описана в работах [23, 24]. Предложенная модель, рассматривающая образование полимерной сетки после точки гелеобразования без учета влияния золя, схематически представлена на Рисунке 1.

Макс, набухание

Л

а

V

ее

м м о.

<и о ш о м л

Фактический объем

Р1<Р10

Р1= рг' Р1= р!°

увеличение 'I увеличение V

Рисунок 1 — Макрофазовое разделение в процессе формирования полимерной сетки в присутствии жидкой части системы (растворитель + мономеры).

В начале процесса, когда активность растворителя меньше единицы, система находится в состоянии равновесия, т.е. величина а\ < 1 соответствует условию р\<р 1°. Погружение кусочка геля в жидкую часть системы (растворитель + мономеры) будет приводить к дальнейшему росту набухания. При условии продолжающейся сшивки парциальное давление в системе возрастает, а объем геля, помещенного в чистелй растворитель, увеличивается в меньшей степени. С момента достижения равенства р/= р 1° изменение объема геля за счет набухания становится невозможным. Дальнейшее сшивание цепей приводит к окончательному разделению фаз, сопровождающемуся полным вытеснением жидкой части системы из полимерной сетки и существенным уменьшением объема геля (макросинерезис).

Обсуждаемая выше модель оказалась недостаточной для описания более сложного процесса формирования поровой структуры полимерной сетки в присутствии несмешивающегося растворителя, поскольку она предполагает наличие только двух фаз. В реальности, система является многокомпонентной, где очень важную роль в процессе формирования структуры играет поверхностное натяжение на границе раздела фаз.

Кроме того, было показано, что фазовое расслоение имеет место в непосредственной близости от точки гелеобразования и, в связи с этим, пренебрегать присутствием фракции золя неправомерно.

Последующая модель фазового разделения построена на представлении начальной стадии в виде микросинерезиса при увеличении значения параметра % в набухшем геле и низкой плотности сшивки образующейся сетчатой структуры. Экспериментальное наблюдение выявило помутнение гелевой фракции, в то время как жидкая фаза концентрировалась в виде капель. Данное неравновесное состояние является неустойчивым, что способствует медленному переходу к равновесию, т.е. к состоянию макросинерезиса. Конверсия геля из микрофазного состояния в макрофазное (гель + непрерывная жидкая фаза) может происходить в течение длительного периода времени, при этом увеличение степени сшивки существенно ускоряет процесс [25, 26]. Схематически описываемый процесс представлен на Рисунке 2.

X - Синерезис

Микросинерезис ( ~дХ

Растворитель

I

Неоднородна I

гель • • • • • • • •

• • • • • • • •

Макросинерезис

Рисунок 2 - Схематическое представление %-индуцированного микросинерезиса в набухшем геле.

Исследование данного явления с привлечением метода светорассеяния позволило установить, что переход из метастабильного микрофазного состояния в стабильное макрофазное характеризуется уменьшением количества нсоднородносгей (капель) в системе. Постадийный процесс фазового разделения, имеющий место при увеличении значений параметров / и Уе, представлен на Рисунке 3. Конечная морфологическая

структура в результате микросинерезиса может быть представлена в двух видах: (1) капли в матрице, или (2) система взаимосвязанных пор. На поровую структуру оказывает влияние соотношение объемов расслаивающихся фаз, а также эффект межфазового поверхностного натяжения.

Предполагается, что в определенный момент времени существующие полимерные цепи занимают в системе определенный объем (Vg- объем полимера насыщенной фазы, V- общий объем системы в точке гелеобразования). При продолжающемся сшивании полимерных цепей и Уг1У< 1 образуется твердый продукт с морфологической структурой, представляющей собой систему взаимопроникающих пор.

Макросннерезис

Полимер или мономер - растворитель

Микросинеретнс

такая Микросинерезис

Микрос! )с<1

г, высокая

Растворитель

Рисунок 3 - Разделение фаз в процессе формирования полимерной сетки.

1.3 Влияние процесса сшивки на формирование поровой структуры

Обсуждаемые выше макропористые полимерные материалы, как правило, получают методом свободно-радикальной еополимеризации функциональных моновиниловых мономеров со сшивающим дивиниловым агентом в присутствии инициатора и инертных веществ (порогенов). В качестве порогенов могут использоваться растворители с различной сольватирующей способностью. Первые макропористые сополимеры были синтезированы в виде сферических частиц методом суспензионной полимеризации [12, 15, 17].

1.3.1 Механизм формирования пор в полимерных частицах

Механизм получения макропористых полимерных сеток достаточно хорошо изучен и подробно описан в литературе [17, 27]. Внугричастичные процессы, приводящие к формированию макропористой структуры, приведены на Рисунке 4. Как правило, макропористые дисперсные материалы получают методом суспензионной полимеризации, в котором будущие частицы формируются путем создания эмульсии органической фазы в воде. Органическая фаза содержит функциональный мономер, дивиниловый сшивающий агент, инициатор и порообразующий растворитель (или смесь растворителей). На начальной стадии реакции при достижении определенной температуры происходит разложение инициатора на свободные радикалы, «запускающие» процесс полимеризации в органической фазе (в капле эмульсии).

I * 1 г

£ 5 с I с I 4 Г

¡, » »«' "' - 1 . с : . у : - '

I ' ' > '

Рисунок 4 - Формирование макропористой структуры сополимеров при использовании метода свободно-радикальной полимеризации в присутствии порогенов.

Образующиеся линейные и разветвленные олигомеры отделяются от жидкой фазы вследствие их нерастворимости в порогепе. В описанных условиях мономеры являются лучшими сольватирующими агентами по сравнению с порогенами, что приводит к их концентрированию в осаждающихся гелеподобных микрочастицах (ядрах) и дальнейшему участию в полимеризации, протекающей как в растворе, гак и внутри гелевых ядер. С кинетической точки зрения второй вариант является предпочтительным из-за значительно более высокой локальной концентрации мономеров в отдельных ядрах по сравнению с концентрацией в окружающей среде. Тем не менее, захват растущими ядрами разветвленных, а иногда и сшитых полимерных молекул, формирующихся в растворе, также вносит свой вклад в увеличение их размера.

Сетчатый характер ядер предотвращает потерю их индивидуальности через взаимопроникновение и коалесценцию. Растущие ядра образуют кластеры, удерживаемые вместе полимерными цепями, пронизывающими соседние ядра. Кластеры продолжают свои рост, оставаясь при этом диспергированными внутри жидкой фазы, обогащенной порогенными растворителями.

IIa заключительном этапе полимеризации размер кластеров становится достаточным для осуществления контакта с соседними образованиями, приводящего к формированию связанной матрицы внутри полимеризующейся системы. Образующаяся матрица постепенно укрепляется за счет межглобулярных сшивок и продолжающейся полимеризации, что приводит к формированию конечного пористого полимерного материала. На данном этапе порогепные растворители представляют собой отдельную органическую фазу и заполняют пустоты полимерной матрицы. Доля пустот, или макропор, в конечном полимерном продукте соответствует объемной доле порогенных растворителей в начальной полимеризационной смеси. Было установлено, что макропористые частицы, полученные методом свободно-радикальной полимеризации, как правило, имеют широкое распределение пор по размерам.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Синицына, Екатерина Сергеевна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Tennikova, T.B. High-performance membrane chromatography. A novel method of protein separation / T.B. Tennikova, F. Svec, B.G. Belenkii // J. Liq. Chromatogr.- 1990. - V. 13. -P. 63-70.

[2] Liao, J.-L. Continuous beds for standard and micro high- performance liquid chromatography / J.L. Liao, R. Zhang, S. I ljertkn // J. Chromatogr. - 1991. - V. 586. - P. 2126.

[3] Liao, J.-L. Preparation of continuous beds derivatized with one-step alkyl and sulfonate groups for capillary electrochromatography / J.-L. Liao, N. Chen, C. Ericson, S. Hjerten // Anal. Chem. - 1996. - V. 68. - P. 3468-3472.

[4] Strancar, A. Application of compact porous disks for fast separations of biopolymers and in-process control in Biotechnology / A. Strancar, P. Koselj, H. Schwinn, D. Josic // Anal. Chem. - 1996. - V. 68. - P. 3483-3488.

[5] Podgornik, A. Isocratic separations on thin glycidyl methacrylate-ethylenedimethacrylate monoliths / A. Podgornik , M. Barut, J. Jancar , A. Strancar // J. Chromatogr. A. -1999. - V. 848. - P. 51-60.

[6] Svec, F. Organic polymer monoliths as stationary phases for capillary HPLC / F. Svec// J. Sep. Sei. - 2004. - V. 27. - P. 1419-1430.

[7J Svec, F. Less common applications of monoliths. 111. Gaschromatography / F. Svec, A.A. Kurganov // J. Chromatogr. A. - 2008. - V. 1184. - P. 281-295.

[8] Vlakh, E.G. Applications of polymethacrylate-based monoliths in high-performance liquid chromatography / E.G. Vlakh, T. B. Tennikova // J. Chromatogr. A - 2009. - V. 1216. - P. 2637-2650.

[9] Vlakh, E.G. Flow-through immobilized enzyme reactors based on monoliths: I. Preparation of heterogeneous biocatalysts / E.G. Vlakh, T. B. Tennikova // J. Sep. Sei. - 2013. - V. 36. -P. 110-127.

[10] Topp, N.E. Properties of ion-exchange resinsinrelation to their structure. I. Titration curves /N.E. Topp, K.W. Pepper Hi. Chem. Soc. - 1949. - DEC. - P. 3299-3303.

[11] Staudinger, FI. Über hochpolymere Verbindungen, 116. Mitteil.: Über das begrenzt quellbare Polystyrol // H. Staudinger, E. Husemann / Berichte der deutschen chemischen gesellschaft. -1935. - V. 68. - P. 1618-1634.

[12] Mikes, J.A. Über Vernertzungsgrad und Porosität makromolekularer Stoffe / J.A. Mikes // J. Polymer Sei. - 1958. -V. 30. - P. 615-623.

[13] Kunin, R. Macroreticular ion exchange resins / R. Kunin, E.F. Meitzner, N. Bortnick // J. Am. Chem. Soc. - 1962. - V. 84. - P. 305-306.

[14] Kunin, R. Characterization of amberlyst 15 - macroreticular sulfonic acid cation exchange resin / R. Kunin, E.F. Meitzner, J.A. Oline, S. Fisher, N. Frish // Ind. Engng. Chem. Prod. Res. Develop. - 1962.-V. l.-P. 140-144.

[15] Millar, J.R. Solvent-modified polymer networks. Part I. Preparation and characterization of expanded-network and macroporous styrene-divinylbenzene copolymers and their sulphonates / J.R. Millar, D.G. Smith, W.E. Marr, T.R.E. Kressman // J. Chem. Soc. -1963. -JAN.-P. 218-225.

[16] Millar, J.R. Solvent-modified Polymer Networks. Part 4.Styrene-Divinylbenzene Copolymers made in the Presence of Non-solvating Diluents / J.R. Millar, D.G. Smithand, R.E. Kressman // J. Chem. Soc. -1965. - JAN. - P. 304-310.

[17] Millar, J.R. Makroporose Styrol-Divinylbenzol-Copolymere und ihre Verwendung in der Chromatographic und zur Darstellung von Ionenaustauschern / J.R. Millar, J. Seidl, J. Malinsky, K. Dusek, W. Ileitz//Adv. Polym. Sei. - 1967. - V. 5. - P. 113-213.

[18] Jacobeiii, H. Styrene-Divinylbenzene Copolymers. Part 1. Influence of the Nature of the Diluent on the Texture of Macroporous Copolymer / H. Jacobeiii, M. Bartholin, A. Guyot // Angew. Makromol. Chem. - 1979. - V.80. - P. 31-51.

[19] Dusek, K. Structure and elasticity of non-crystalline polymer networks / K. Dusek, W. Prins //Adv. Polym. Sei. - 1969. - V. 6. - P. 1-102.

[20] Flory, P.J. Theory of elastic mechanisms in fibrous proteins / P.J. Flory // J. Am. Chem. Soc. - 1956. - V.78. - P. 5222-5235.

[21] Flory, P.J. Elasticity of polymer networks cross-linked in states of strain / P.J. Flory // Trans. Faraday Soc. - 1960. - V.56. - P. 722-743.

[22] Okay, O. Phase separation in free-radical crosslinking copolymerization: formation of heterogeneous polymer networks / O. Okay // Polymer. - 1999. - V. 40. - P. 4117-4129.

[23] Dusek, K. Phase separation during the formation of three-dimensional polymers / K. Dusek//J. Polym. Sei. B. - 1965. -V. 3. - P. 209-212.

[24] Dusek, K. Phase separation during the formation of three-dimensional polymers / K. Dusek // J. Polym. Sei. Part C. -1967. - V. 16. - P. 1289-1299.

[25] Dusek, K. Polymer networks: structure and mechanical properties / K. Dusek; Eds A.J. Chompff, S. Newman - New York: Plenum Press, 1972. - P. 245-260.

[26] Dusek, K. Chemical and physical networks. Formation and control of properties / K. Dusek, J-P. Pascault; Eds: K. Nijenhuis, W. Mijs -New York: Wiley polymer networks group review, 1998. - V. 1. - P. 277-300.

[27] Okay, O. Macroporous copolymer networks / O. Okay // Prog. Polym. Sci. - 2000. -V.25.-P. 711-779.

[28] Sing, K.S.W. Reporting physisorption data for gas solid system with special reference to the determination of surface-area and porosity / K. S. W. Sing, D. H. Everett, R. A. W. Flaul, L. Moscou, R.A. Pierotti, J. Rouquerol, T. Siemieniewska // Pure Appl. Chem. - 1985. - V. 57.-P. 603-619.

[29] Erbay, E. Macroporous styrene-divinylbenzene copolymers: Formation of stable porous structures during the copolymerization / E. Erbay, O Okay // Polym. Bull. - 1998. - V.41. - P. 379 -385.

[30] Hjertkn, S. High-performance liquid chromatography on continuous polymer beds / S. Hjertkn, J.-L. Liao, R. Zhang // J. Chromatogr. - 1989. - V. 473. - P. 273-275.

[31] Wang, Q.C. Macroporous polymeric stationary-phase rod as continuous separation medium for reversed-phase chromatography / Q.C.Wang, F. Svec, J.M.J. Frechet // Anal. Chem. - 1993. V. 65. - P. 2243-2248.

[32] Svec, F. Kinetic control of pore formation in macroporous polymers. Formation of "molded" porous materials with high flow characteristics for separations or catalysis / F. Svec, J.M.J. Frechet// Chem. Mater. - 1995. - V. 7. - P. 707-715.

[33] Brooks, B.W. Basic aspects and recent developments in suspension polymerization / B.W. Brooks // Macromol. Symp. - 1990. -V.35-36. - P. 121-140.

[34] Podgornik, A. Construction of large-volume monolithic columns / A. Podgornik, M. Barut, A. Strancar // Anal. Chem. 2000. - V. 72. - P. 5693-5699.

[35] Mihelic I. Temperature distribution effects during polymerization of methacrylate-based monoliths /1. Mihelic, T. Koloini, A. Podgornik // J. Appl. Polym. Sci. - 2003. - V. 87. - P. 2326-2334.

[36] Trojer, L. High capacity organic monoliths for the simultaneous application to biopolymer chromatography and the separation of small molecules / L. Trojer, C.P. Bisjak, W. Wieder, G.K. Bonn // J. Chromatogr. A. - 2009. - V. 1216. - P. 6303-6309.

[37] Greiderer, A. Influence of the polymerisation time on the porous and chromatographic properties of monolithic poly(l,2-bis(p-vinylphenyl)ethane capillary columns / A. Greiderer, L. Trojer, C.W. Huck, G. K. Bonn // J. Chromatogr. A. - 2009. - V. 1216. - P. 7747-7754.

[38] Svec, F. Temperature, a simple and efficient tool for control of pore-size distribution in macroporous polymers / F. Svec, J.M.J. Frechet // Macromolecules. - 1995. - V. 28. - P. 7580-7582.

[39] Xie, S. Preparation of porous hydrophilic monoliths: Effect of the polymerization conditions on the porous properties of poly (acrylamide-co-./V,/V'-methylenebisacrylamide) monolithic rods / S. Xie, F. Svec, J.M.J. Frechet // J. Polym. Sci. A, Polym. Chem. -1997. -V.35.-P. 1013-1021.

[40] Gardon, J.L. Encyclopedia of polymer science and technology / J.L. Gardon; Eds H.F. Mark, N.G. Gaylord, N.M. Bikales - New York: Interscience, 1965. - V. 3. P. 833-842.

[41] Hansen, C.M. Aspects of solubility, surfaces and diffusion in polymers / C.M. Hansen // Prog. Org. Coat. - 2004. -V. 51. - P. 55-67.

[42] Launay , H. Hansen solubility parameters for a carbon fiber/epoxy composite / H. Launay, C.M. Hansen, K. Almdal // Carbon - 2007. - V. 45. - P. 2859-2865.

[43] Peters, E.C. Rigid Macroporous Polymer Monoliths / E.C. Peters, F. Svec, J.M.J. Frechet //Adv. Mater. - 1999.-V. 11.-P. 1169-1181.

[44] Courtois, J. Novel monolithic materials using poly(ethyleneglycol) as porogen for protein separation / J.Courtois, E. Bystrom, K. Irgum //Polymer. - 2006. - V. 47. - P. 2603-2611.

[45] Aoki, H. Preparation of glycerol dimethacrylate-based polymer monolith with unusual porous properties achieved via viscoelastic phase separation induced by monodiperse ultra high molecular weight poly(styrene) as a porogen / II. Aoki, T. Kubo, T. Ilkegami, N. Tanaka, K. Hosoya, D. Tokuda., N. Ishizuka // J. Chromatogr. A. - 2006. -V. 1119. - P. 66-79.

[46] Cooper, A.I. Synthesis of molded monolithic porous polymers using supercritical carbon dioxide as the porogenic solvent / A.I. Cooper, A.B. Holmes // Adv. Matter. - 1999. - V. 11.-P. 1270-1274.

[47] Cooper, A. I. Synthesis of well-defined macroporous polymer monoliths by sol-gel polymerization in supercritical C02/ A. I. Cooper, C. D. Wood, A. B. Holmes // Ind. Eng. Chem. Res. - 2000. - V. 39. - P. 4741-4744.

[48] Hebb, A. K. Synthesis of porous cross-linked polymer monoliths using 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a) as the porogen / A. K. Iiebb, K. Senoo, A. I. Cooper // Composites Sci. Tech. - 2003. - V. 63. - P. 2379-238.

[49] Du, K-F. Fabrication of high-permeability and high-capacity monolith for protein chromatography / K-F. Du, D. Yang, Y. Sun // J. Chromatogr. A. 2007. - V. 1163. - P. 212218.

[50] Vlakh, E.G. Monodisperse Polystyrene Microspheres Used as Porogenes in the Synthesis of Polymer Monoliths / E.G. Vlakh, Yu.N. Sergeeva, T.G. Evseeva, N.N. Saprykina, A.Yu. Menshikova, T. B. Tennikova // Polym. Sci. A. - 2011. - V. 53. - P.172-182.

[51] Shea, K.J. Fluorescence probes for evaluating chain salvationin network polymers ananalysis of the solvatochromic shift of the dansyl probe in macroporous styrene divinylbenzene and styrene diisopropenylbenzene copolymers / K.J. Shea, D.Y. Sasaki, G.J. Stoddard // Macromolecules. -1989. - V. 22. - P. 1722-1730.

[52] Shea, K.J. Chemoselective targeting of fluorescence probes in polymer networks: detection of heterogeneous domains in styrene-divinylbenzene copolymers / K.J. Shea, G.J. Stoddard // Macromolecules. -1991. - V. 24. - P. 1207-1209.

[53] Svec, F. Porous polymer monoliths: Amazingly wide variety of techniques enabling their preparation / F. Svec//J. Chromatogr. A. - 2010. - V. 1217.-P. 902-924.

[54] Merhar, M. Methacrylate monoliths prepared from various hydrophobic and hydrophilic monomers - Structural and chromatographic characteristics / M. Merhar, A. Podgornik, M. Barut, M. Zigon, A. Strancar // J. Sep. Sci. - 2003. - V. 26. - P. 322-330.

[55] Svcc, F. Monolithic materials: preparation, properties and applications / F. Svec, J. M. Frechet; Eds F. Svec, T.B. Tennikova, Z. Deyl - Amsterdam: Elsevier, 2003, -V. 67. —P. 1951.

[56] Bedair, M. Affinity chromatography with monolithic capillary columns - 2. Polymethacrylate monoliths with immobilized lectins for separation of glycoconjugates by nano-liquid affinity chromatography / M. Bedair, Z. El Rassi // J. Chromatogr. A. - 2005. -V. 1079.-P. 236-245.

[57] Gu, B. Polymer monoliths with low hydrophobicity for strong cation-exchange capillary liquid chromatography of peptides and proteins / B. Gu, Y. Li, M.L. Lee // Anal. Chem. -2007.-V. 79.-P. 5848-5855.

[58] Okay, 0. Synthesis and formation mechanism of porous 2-hydroxyethyl methacrylate-ethyleneglycoldimethacrylate copolymer beads / O. Okay, C. Gurun // J. Appl. Polym. Sci. -1992.-V. 46.-P. 401-410.

[59] Vlakh, E.G. Preparation of methacrylate monoliths / E.G. Vlakh, T.B. Tennikova // J. Sep. Sci. - 2007. - V. 30. - P. 2801-2813.

[60] Pooley, S.A. Hydrogelsfrom 2-(dimethylamino)ethyl acrylate with 2-acrylamido-2-methyl-1 -propane sulfonic acid: synthesis, characterization, and water-sorption properties / S.A. Pooley, B.L. Rivas, A.L. Carcamo, G.C. Pizarro // Polym. Bull. - 2009. - V. 62. - P. 469-485.

[61] Stanek, L.G. Synthesis and characterization of copolymer scontaining N,N-dimethylacrylamideand 2-vinyl-4,4,-dimethylazlactone / L.G. Stanek, S.M. Heilmann, W.B. Gleason // Polym. Bull. - 2005. - V.55. - P. 393-402.

[62] Hemstrom, P. Polymer-based monolithic microcolumns for hydrophobic interaction chromatography of proteins / P. Hemstrom, A. Nordborg, K. Irgum, F. Svec, J. M. J. Frechet // J. Sep. Sci. - 2006. - V. 29. - P.25-32.

[63] Viklund, C. Synthesis of porous zwitterionic sulfobetaine monoliths and characterization of their interaction with proteins/ C. Viklund, K. Irgum // Macromolecules. - 2000. - V. 33. -P.2539-2544.

[64] Svec, F. Molded rods of macroporous polymer for preparative separations of biological products / F. Svec, J. M. J. Frechet // Biotechnol. Bioeng. - 1995. - V. 48. - P. 476 -480.

[65] Gusev, I. Capillary columns with in situ formed porous monolithic packing for micro high-performance liquid chromatography and capillary electrochromatography / I. Gusev, X. Huang, C. Horvat // J. Chromatogr. A. - 1999. - V. 855. - P. 273-290.

[66] Xie, S. Design of reactive porous polymer supports for high throughput bioreactors: poly(2-vinyl-4,4-dimethylazlactone-co-acrylamide-co-ethylene dimethacrylate) monoliths / S. Xie, F. Svec, J.M.J. Frechet // Biotechnol. Bioeng. - 1999. - V. 62. - P. 30-35.

[67] Li, Y. Preparation and characterization of alkylated polymethacrylate monolithic columns for micro-HPLC of proteins / Y. Li, J. Zhang, R. Xiang, Y. Yang, C. Horvth // J. Sep. Sci. -2004.-V. 27.-P. 1467-1474.

[68] Platonova, G.A. Quantitative fast fractionation of a pool of polyclonal antibodies by immunoaffinity membrane chromatography / G.A. Platonova, G.A. Pankova, I. Ye. Il'ina, G.P. Vlasov, T. B. Tennikova // J. Chromatogr. A. - 1999. - V. 852. - P. 129-140.

[69] Berruex, L. Comparison of antibody binding to immobilized group specific affinity ligands in high performance monolith affinity chromatography / L Berruex,. R. Freitag, T.B. Tenikova//J. Pharm. Biomed. Anal.-2000.-V. 24. - P. 95-104.

[70] Ostryanina, N.D. Multifunctional fractionation of polyclonal antibodies by immunoaffinity high-performance monolithic disk chromatography / N.D. Ostryanina, G.P. Vlasov, T.B. Tennikova // J. Chromatogr. A.-2002.-V. 949.-P. 163-171.

[71] Gupalova, T.V. Quantitative investigation of the affinity properties of different recombinant forms of protein G by means of high-performance monolithic chromatography // T.V. Gupalova, O.V. Lojkina, V.G. Palagnuk, A.A. Totolian , T.B. Tennikova / J. Chromatogr.

A. -2002. - V. 949.-P. 185-193.

[72] Vlakh, E.G. Monolithic peptidyl sorbents for comparison of affinity properties of plasminogen activators / E.G. Vlakh, A. Tappe, C. Kasper, T.B. Tennikova // J. Chromatogr.

B.-2004. - V. 810.-P. 15-23.

[73] Влах, E. Г. Твердофазные системы биологического распознавания на основе макропористых полимерных монолитов / Е.Г. Влах, В.А. Коржиков, Т.Б. Тенникова // Известия академии паук. Серия химическая. - 2012. - No. 5. - С. 931-956.

[74] Rohr, Т. Surface functionalization of thermoplastic polymer for the fabrication of microfluidic devices by photoinitiated grafting / T. Rohr, D.F. Ogeltree, F. Svec, J.M.J. Frechet // Adv. Funct. Mater. - 2003. - V. 13. - P. 264-270.

[75] Rohr, T. Photografting and the control of surface chemistry in three-dimensional porous polymer monoliths / T. Rohr, E.F. Hilder, J.J. Donovan, F. Svec, J.M.J. Frechet // Macromolecules. - 2003. -V. 36.-P. 1677-1684.

[76] Stachowiak, T.B. Patternable protein resistant surfaces for multifunctional microfluidic devices via surface hydrophilization of porous polymer monoliths using photografting / T.B. Stachowiak, F. Svec, J.M.J. Frechet // Chem. Mater. - 2006. -V. 18. - P. 5950-5957.

[77] Tennikova, T.B. High-performance membrane chromatography of proteins, a novel method of protein separation / T.B. Tennikova, M. Bleha, F. Svec, T.V. Almazova, B.G. Belenkii // J. Chromatogr. - 1991.-V. 555.-P. 97-107.

[78] Small, P.W. Design and application of a new rigid support for high efficiency continuous-flow peptide synthesis / P.W. Small, D.C. Sherrington // J. Chem. Soc., Chem. Commun. -1989. V. 21.-P. 1589-1591.

[79] I-Iainey, P. Synthesis and ultrastructural studies, of styrene-divinylbenzene polyhipe polymers / P. I-Iainey, I.M. Huxham, B. Rowatt, D.C. Sherington, L. Tetley // Maeromoleeules. - 1991.-V. 24. - P. 117-121.

[80] Brown, J.F. PolyHIPE supports in batch and flow-through suzuki cross-coupling reactions / J.F. Brown, P. Krajnc, N.R. Cameron // Ind. Eng. Chem. Res. - 2005. - V. 44. - P.8565-8572.

[81] C. Yao, A novel glycidyl methacrylate-based monolith with sub-micron skeletons and well-defined macropores / C. Yao, L. Qi, H. Jia, P. Xin, G. Yang, Y. Chen // J. Mater. Chem. -2009.-V. 19.-P. 767-772.

[82] Colver, P.J. Cellular polymer monoliths made via pickering high internal phase emulsions /P.J. Colver, S.A.F. Bon // Chem. Mater. - 2007. - V. 19. - P. 1537-1539.

[83] Viklund, C. Molded macroporous poly(glycidyl methacrylate-co-trimethylolpropane trimethacrylate) materials with fine controlled porous properties: preparation of monoliths using photoinitiated polymerization / C. Viklund, E. Ponten, B. Glad, K. Irgum, P. Horsted, F. Svec // Chem. Mater. - 1997. - V. 9. - P. 463-471.

[84] A. Safrany, Control of pore formation in macroporous polymers synthesized by singlestep y-radiation-initiatcd polymerization and cross-linking / A. Safrany, B. Beiler, K. Laszlo, F. Svec // Polymer. - 2005. - V. 46. - P. 2862-2871.

[85] Beiler, B. Poly(2-hydroxyethyl acrylate-co-ethyleneglycol dimethacrylate) monoliths synthesized by radiation polymerization in a mold / B. Beiler, A. Vincze, F. Svec, A. Safrany // Polymer. - 2007. - V. 48. - P. 3033-3040.

[86] Plieva, F.M. Characterization of supermacroporous monolithic polyacrylamide based matrices designed for chromatography of bioparticles / F.M. Plieva, I.N. Savina, S. Deraz, J. Andersson, I.Y. Galaev, B. Mattiasson // J. Chromatogr. B - 2004. - V. 807. - P. 129-137.

[87] Plieva, F.M. Immobilization of hog pancreas lipase in macroporous poly(vinylalcohol)-cryogel carrier for the biocatalysis in water-poor media / F.M. Plieva, K.A. Kochetkov, I. Singh, V.S. Parmar, Y. Belokon, V.I. Lozinsky // Biotechnol. Lett. - 2000. - V. 22. - P. 551554.

[88] Plieva, F.M. Pore structure of macroporous monolithic cryogels prepared from poly(vinyl alcohol) / F.M. Plieva, M. Karlsson, M.R. Aguilar, D. Gomez, S. Mikhalovsky, I.Y. Galaev, B. Mattiasson//J. Appl. Polym. Sci.-2006. - V. 100.-P. 1057-1066.

[89] Yao, K, Characterization of a novel continuous supermacroporous monolithic cryogel embedded with nanoparticles for protein chromatography / K. Yao, J. Yun, S. Shen, L. Wang, X. He, X. Yu. // J. Chromatogr. A.-2006.-V. 1109. - P. 103-110.

[90] Plieva F.M. Macroporous gels prepared at subzero temperatures as novel materials for chromatography of particulate-containing fluids and cell culture applications / F.M. Plieva, I.Y. Galaev, B. Mattiasson // J. Sep. Sci. - 2007. - V. 30. - P. 1657-. 1671.

[91] Kumar, A. Affinity fractionation of lymphocytes using a monolithic cryogel / A. Kumar, F.M. Plieva, I.Y. Galaev, B. Mattiasson // J. Immunol. Methods. - 2003. - V. 283. - P. 185194.

[92] Galaev, I.Y. Effect of matrix elasticity on affinity binding and release of bioparticles. Elution of bound cells by temperature-induced shrinkage of the smart macroporous hydrogel / I.Y. Galaev, M.B. Dainiak, F. Plieva, B. Mattiasson // Langmuir. - 2007. - V. 23. - P. 35-.40.

[93] Petrov, P. UV-assisted synthesis of super-inacroporous polymer hydrogels / P. Petrov, E. Petrova, C.B. Tsvetanov. // Polymer - 2009. - V. 50. - P. 1118-1123.

[94] Plieva, F. Macroporous elastic polyacrylamide gels prepared at subzero temperatures: control of porous structure / F. Plieva, H. Xiao, I.Y. Galaev, B. Bergenstahl, B. Mattiasson // J. Mater. Chem.-2006.-V. 16.-P.4065-4073.

[95] Kanamori, K. Rigid Macroporous poly(divinylbenzene) monoliths with a well-defined bicontinuous morphology prepared by living radical polymerization / K. Kanamori, K. Nakanishi, T. Hanada // Adv. Mater. - 2006. - V. 18. - P. 2407-2411.

[96] Hasegawa, J. Pore formation in poly(divinylbenzene) networks derived from organotellurium-mediated living radical polymerization / J. Hasegawa, K. Kanamori, K. Nakanishi, T. Hanada, S. Yamago. // Macromolecules. - 2009. - V. 42. - P. 1270-1277.

[97] Kanamori, K. Facile synthesis of macroporous cross-linked methacrylate gels by atom transfer radical polymerization / K. Kanamori, J. Flasegawa, K. Nakanishi, T. Flanada // Macromolecules - 2008. - V. 41. - P. 7186-7193.

[98] Sinner, F. A new class of continuous polymer supports prepared by ring-opening metathesis polymerization: a straightforward route to functionalized monoliths / F. Sinner, M.R. Buchmeiser // Macromolecules. - 2000. - V. 33. - P. 5777-5786.

[99] Sinner, F. Ring-opening metathesis polymerization: access to a new class of functionaled, monolilithic stationary phases for liquid chromatography / F. Sinner, M.R. Buchmeiser // Angew. Chem. Int. Ed. - 2000. - V. 39. - P. 1433-1436.

[100] Buchmeiser, M.R. Polymeric monolithic materials: syntheses, properties, functionalization and applications / M.R. Buchmeiser // Polymer. - 2007. - V. 48. - P. 21872198.

[101] Schlemmer, B. Poly(cyclooctene)-based monolithic columns for capillary high performance liquid chromatography prepared via ring-opening metathesis polymerization / B. Schlemmer, C. Gatschelhofer, T.R. Pieber, P.M. Sinner, M.R. Buchmeiser// J. Chromatogr. A. -2006. - V. 1132. -P. 124-131.

[102] Hosoya, K. High-performance polymer-based monolithic capillary column / K. Hosoya, N. I-Iira, K. Yamamoto, M. Nishimura, N. Tanaka // Anal. Chem. - 2006. - V. 78. - P. 57295735.

[103] Wang, S. Column preconcentration of lead in aqueous solution with macroporous epoxy resin-based / S. Wang, R. Zhang//Anal. Chim. Acta. -2006. - V. 575.-P. 166-171.

[104] Nguyen, A.M. Epoxy-based monoliths. A novel hydrophilic separation material for liquid chromatography of biomolecules / A.M. Nguyen, K. Irgum // Chem. Mater. - 2006. - V. 18. - P. 6308- 6315.

[105] Peskoller, C. Development of an epoxy-based monolith used for the affinity capturing of Escherichia coli bacteria / C. Peskoller, R. Niessner, M. Seidel // J. Chromatogr. A. - 2009. -V. 1216.-P. 3794-3801.

[106] Mai, N.A. Preparation and characterization of sizable macroporous epoxy resin-based monolithic supports for flow-through systems / N.A. Mai, D.N. Phuoc, Q.M. Cam, T. Sparrman, K. Irgum // J. Sep. Sci. -2009. - V. 32. - P. 2608-2618.

[107] Tsujioka, N. A new preparation method for well-controlled 3D skeletal epoxy resin-based polymer monoliths / N. Tsujioka, N. Hira, S. Aoki, N. Tanaka, K. Hosoya // Macromolecules. - 2005. - V. 38.-P. 9901-9903.

[108] Li, J. Porous epoxy monolith prepared via chemically induced phase separation / J. Li, Z. Du, H. Li, C. Zhang // Polymer. - 2009. - V. 50. - P. 1526-1532.

[109] Mai, N.A. Sizeable macroporous monolithic polyamide entities prepared in closed molds by thermally mediated dissolution and phase segregation / N.A. Mai, N.T. Due, K. Irgum // Chem. Mater. - 2008. - V. 20. - P. 6244-6247.

[110] Mai, N.A. Thermally induced dissolution/precipitation - a simple approach for the preparation of macroporous monoliths from linear aliphatic polyamides / N.A. Mai, A. Nordborg, A. Shchukarev, K. Irgum // J. Sep. Sci. - 2009. - V. 32. - P. 2619 -2628.

[111] Tennikova, T.B. High-performance membrane chromatography: highly efficient separation method for proteins in ion-exchange, hydrophobic interaction and reversed-phase modes / T.B. Tennikova, F. Svec // J. Chromatogr. - 1993. -V. 646. - P. 279-288.

[112] Tennikova, T.B. An introduction to monolithic disks as stationary phases for high performance biochromatography / T.B. Tennikova, R. Freitag // J. High Resol. Chromatogr. -2000.-V. 23.-P. 27-38.

[113] Peters, E.C. Molded rigid polymer monoliths as separation media for capillary electrochromatography. 1. Fine control of porous properties and surface chemistry / E.C. Peters, M. Petro, F. Svec, J.M.J. Frechet // Anal. Chem. - 1998. - V. 70. - P. 2288-2295.

[114] Strancar, A. Application of compact porous tubes for preparative isolation of clotting factor VIII from human plasma / A. Strancar, M. Barut, A. Podgornik, E Koselj, I-I. Schwinn, E Raspor, Dj. Josid // J. Chromatogr. A. - 1997. - V. 760. - P. 117-123.

[115] Podgornik, A. High-performance membrane chromatography of small molecules / A. Podgornik, M. Barut, J. Jancar, A. Strancar, T.B. Tennikova // Anal. Chem. - 1999. - V. 71. -P. 2986-2991.

[116] Krenkova, J. High binding capacity surface grafted monolithic columns for cation exchange chromatography of proteins and peptides / J. Krenkova, A. Gargano, N.A. Lacher, J.M. Schneiderheinze, F. Svec // J. Chromatogr. A. - 2009. - V. 1216. - P. 6824-6830.

[117] Sykora, D. Separation of oligonucleotides on novel monolithic columns with ionexchange functional surfaces / D. Sykora, F. Svec, J.M.J. Frechet // J. Chromatogr. A. - 1999. -V. 852.-P. 297-304.

[118] Ponomareva, E.A. Biocatalytic reactors based on ribonuclease a immobilized on macroporous monolithic supports / E. A. Ponomareva, M. V. Volokitina, D. O. Vinokhodov, E. G. Vlakh, T. B. Tennikova // Anal. Bioanal. Chem. - 2013. - V. 405. - P. 2195-2206.

[119] Giovannini, R. High-performance membrane chromatography of supercoiled plasmid DNA / R. Giovannini, R. Freitag, T.B. Tennikova // Anal. Chem. - 1998. - V. 70. - P. 33483354.

[120] Svec, F. Polymeric separation media for chromatography of biopolymers in a novel shape - macroporous membranes / F. Svec, T.B. Tennikova // J. Bioact. Compat. Polym. -1991.-V. 6.-P. 393-405.

[121] Freitag, R. Comparison of the chromatographic behavior of monolithic capillary columns in capillary electrochromatography and nano-high-performance liquid chromatography / R. Freitag // J. Chromatogr. A. - 2004. - V. 1033. - P. 267-273.

[122] Holdsvendova, P. Hydroxymethyl methacrylate-based monolithic columns designed for separation of oligonucleotides in hydrophilic-interaction capillary liquid chromatography / P. Holdsvendova, J. Suchankova, M. Buncek, V. Backovska, P. Coufal // J. Biochem. Biophys. Methods. - 2007. - V. 70. - P. 23-29.

[123] Туркова. Я. Аффинная хроматография / Я. Туркова. - пер. с англ. - М.: Мир, 1980, -471 с.

[124] Ostryanina, N.D. Effect of experimental conditions on strong biocomplimentary pairing in high-performance monolithic disk affinity chromatography / N.D. Ostryanina, O.V. Ilina, T.B. Tennikova // J. Chromatogr. B. - 2002. - V. 770. - P. 35-43.

[125] I lahn, R. Affinity monoliths generated by in situ polymerization of the ligand / R. I-Iahn, A. Podgornik, M. Merhar, E. Schallaun, A. Jungbauer // Anal. Chem. - 2001. - V. 73. - P. 5126-5132.

[126] Luo, Q. High-performance affinity chromatography for characterization of human immunoglobulin G digestion with papain / Q. Luo, X. Mao, L. Kong, X. Huang, FI. Zou // J. Chromatogr. B. -2002. - V. 776. - P. 139-147.

[127] Jungbauer, A. Monoliths for fast bioseparation and bioconversion and their applications in biotechnology / A. Jungbauer, R. Hahn // J. Sep. Sci. - 2004. - V. 27. - P.767-778.

[128] Josic, D. Use of compact, porous units with immobilized ligands with high molecular masses in affinity chromatography and enzymatic conversion of substrates with high and low molecular masses / D. Josic, H. Schwinn, A. Strancar, A. Podgornik, M. Barut, Y.-P. Lim, M. Vodopivec // J. Chromatogr. A. - 1998.-V. 803.-61-71.

[129] Platonova, G.A. The catalysis of polyriboadenylate synthesis and phosphorolysis by polynucleotide phosphorylase immobilized on a new type of carrier / G.A. Platonova, M.A. Surzhik, T.B. Tennikova, G.P. Vlasov, A.L. Timkovskii // Russ. J. Bioorg. Chem. - 1999. - V. 25.-P. 189-194.

[130] Vodopivec, M. Application of Convective Interaction Media disks with immobilized glucose oxidase for on-line glucose measurements / M. Vodopivec, M. Bcrovic, J. Jancar, A. Podgornik, A. Strancar // Anal. Chim. Acta. - 2000. - V. 407. - P. 105-110.

[131] Vodopivec, M. Characterization of CIM monoliths as enzyme reactors / M. Vodopivec, A. Podgornik, M. Berovic, A. Strancar // J. Chromatogr. B. - 2003. - V. 795. - P. 105-113.

[132] Luo, Q. High-performance affinity chromatography for characterization of human immunoglobulin G digestion with papain / Q. Luo, X. Mao, L. Kong, X. Huang, H. Zou // J. Chromatogr. B. - 2002. - V. 776. - P. 139-147.

[133] Bencina, M. Immobilization of deoxyribonuclease via epoxy groups of methacrylate monoliths use of deoxyribonuclease bioreactor in reverse transcription-polymerase chain reaction / M. Bencina, K. Bencina, A. Strancar, A. Podgornik // J. Chromatogr. A. - 2005. - V. 1065.-P. 83-89.

[134] Lim, Y.P. Affinity purification and enzymatic cleavage of inter-alpha inhibitor proteins using antibody and elastase immobilized on CIM monolithic disks / Y.P. Lim, D. Josic, H. Callanan, J. Brown, D.C. Hixson // J. Chromatogr. A. - 2005. -V. 1065. - P. 39-43.

[135] Ponomareva, E.A. Monolithic bioreactors: Effect of chymotrypsin immobilization on its biocatalytic properties / E.A. Ponomareva, V.E. Kartuzova, E.G. Vlakh, T.B. Tennikova // J. Chromatogr. B. - 2010. - V. 878. - P. 567-574.

[136] Mancini, F. Development and characterization of (3-secretase monolithic micro-immobilized enzyme reactor for on-line high-performance liquid chromatography studies / F. Mancini, M. Naldi, V. Cavrini, V. Andrisano // J. Chromatogr. A. - 2007. - V. 1175. - P. 217226.

[137] Delattre, C. New monolithic enzymatic micro-reactor for the fast production and purification of oligogalacturonides / C. Delattre, P. Michaud, M.A. Vijayalakshmi // J. Chromatogr. B. - 2008. - V. 861. - P. 203-208.

[138] Schena, M. Principles of protein microarrays. Protein Microarrays / Schena, M.; Eds M. Schena. - Sudbury, MA : Jones and Bartlett, 2005, P. 1-13.

[139] Анисимов C.B. Микрочиповая технолпгия в диагностике сердечно-сосудистых, гематологических и эндокринных заболеваний. Нанотехнологии в биологии и медицине / С.В. Анисимов; Под. ред. Е.В. Шляхто. - СПб: Любавич, 2009, С. 71-100.

[140] Anisimov. S.V. Application of DNA microarray technology to gerontological studies / S.V.Anisimov // Meth. Mol. Biol. - 2007. - V. 371. - P. 2249-265.

[141] Schena, M. Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray/ M. Schena, D. Shalon, R.W. Davis, P.O. Brown // Science. - 1995. - V. 270.-P. 467-470.

[142] Schena, M. Parallel human genome analysis: microarray-based expression monitoring of 1000 genes / M. Schena, D. Shalon, R. I-Ieller, A. Chai, P.O. Brown, R.W. Davis // Proc. Natl. Acad, of Sei. USA. - 1996. - V. 93.-P. 10614-10619.

[143] Truckenmiller, M.E. Gene expression profile in early stage of retinoic acid-induced differentiation of human SH-SY5Y neuroblastoma cells / M.E. Truckenmiller, M.P. Vawter, C. Cheadle, M. Coggiano, D.M. Donovan, W.J. Freed, K.G. Becker // Restor. Neurol. Neurosci. - 2001. - V . 18. - P. 67-80.

[144] Hermanson, G.T. Immobilized Affinity Ligand Techniques / G.T. Hermanson, A.K. Mallia, P.K. Smith. - New York: Academic Press, 1992.-454 c.

[145] Flaab, B.B. Protein microarrays for highly parallel detection and quantitation of specific proteins and antibodies in complex solutions / B.B. Haab, M.J. Dunham, P.O. Brown // Genome Biol. - 2001. - V. 2. - P. 1-13.

[146] FI. Yamakawa, A Simple and robust method for preparation of cDNA nylon microarrays / FI. Yamakawa, S. Yokoyama, T. Hirano, II. Kitamura, O. Ohara // DNA Research. - 2004. -V. 11.-P. 353-360.

[147] Walter, J.G. Protein microarrays: reduced autofluorescence and improved LOD / J.G. Walter, F. Stahl, M. Reck, I. Praulich, Y. Nataf, M. Hollas, K. Pflanz, D. Melzner, Y. Shoham, T. Scheper // Eng. Life Sei. - 2010. - V. 10.-P. 103-108.

[148] MacBeath, G. Printing proteins as microarrays for high-throughput function determination / G. MacBeath, S.L. Schreiber//Science.-2000. - V. 289.-P. 1760-1763.

[149] Angenendt, P. Cell-free protein expression and functional assay in nanowell chip format / P. Angenendt, L. Nyarsik, W. Szaflarski, J. Glökler, K.H. Nierhaus, H. Lehrach, D.J. Cahill, A. Lueking // Anal. Chem. - 2004. - V. 76. - P. - 1844-1849

[150] Proudnikov, D. Immobilization of DNA in Polyacrylamide gel for the manufacture of DNA and DNA-oligonucleotide microchips / D. Proudnikov, E. Timofeev, A. Mirzabekov // Anal Biochem. - 1998. - V. 259. - P. 34-41.

[151] Rehman, F.N. Immobilization of acrylamide-modified oligonucleotides by co-polymerization / F.N. Rehman, M. Audeh, E.S. Abrams, P.W. Hammond, M. Kenney T.C. Boles // Nucleic. Acid. Res. -1999. - V. 27(2). -JAN. 15. - P. 649-655.

[152] Zhou, Y. Protein microarrays on carboxymethylated dextran hydrogels: immobilization, characterization and application / Y. Zhou, O. Andersson, P. Lindberg, B. Liedberg // Microchim. Acta. - 2004. - V. 147. - P. 21-30.

[153] Schaferling, M. Protein mieroarrays: Surface chemistry and coupling scheme. Protein Microarray Technology / M. Schaferling, D. Kambhampati; Ed. D. Kambhampati. -Weinheim: Wiley-VCH Verlag Gmbl-I&Co. KGaA, 2004. - P. 11-38.

[154] Piletsky, S. Surface functionalization of porous polypropylene membranes with polyaniline for protein immobilization / S. Piletsky, E. Pletska, A. Bossi, N. Turner, A. Turner // Biotechnol. Bioeng. - 2003. - V. 82. -P. 86-92.

[155] Guschin, D.Y. Oligonucleotide microchips as genosensors for determinative and environmental studies in microbiology / D.Y. Guschin, B.K. Mobarry, D. Proudnikov, D.A. Stahl, B.E. Rittmann, A.D. Mirzabekov // Appl. Environ. Microbiol. - 1997. -V. 63. - P. 2397-2402.

[156] Whitesides, G.M. Molecular-level control over surface order in self-assembled monolayer films of thiols on gold / G.M. Whitesides, C. D. Bain // Science. - 1988. - V. 240. -P. 62-63.

[157] Strong, L. Structures of self-assembled monolayer films of organosulfur compounds adsorbed on gold single-crystals - electron-diffraction studies / L. Strong, G.M. Whitesides // Langmuir. - 1988. - V. 4. - P. 546-558.

[158] Wenschuh, H. Coherent Membrane for Parallel Microsynthesis and Screening of Bioactive Peptides / H. Wenschuh, R. Volkmer-Engert, M. Schmidt, M. Schulz, J. Schneider-Mergener, U. Reineke // Biopolymers. - 2000. - V. 55. - P. 188-206.

[159] Afanassiev, V. Preparation of DNA and protein micro arrays on glass slides coated with an agarose film / V. Afanassiev, V. Hanemann, S. Wölfl. // Nucleic. Acid. Res. - 2000. - V. 28 (12).-JUNE 15-P. E 66.

[160] Xu, Y. A filtration-based protein microarray technique/ Y. Xu, G. Bao // Anal. Chem. 2003.-V. 75.-P. 5345-5351.

[161] Kalashnikova, I. Macroporous monolithic layers as efficient 3D mieroarrays for quantitative detection of virus-like particles / I. Kalashnikova, N. Ivanova, T. Tennikova // Anal. Chem. - 2007. -V. 79. - P. 5173-5180.

[162] Slabospitskaya, M.Y. Synthesis and investigation of a new macroporous monolithic material based on an N-hydroxyphthalimide ester of acrylic acid-co-glycidyl methacrylate-co-ethylenedimethacrylate terpolymer / M.Y. Slabospitskaya, E.G. Vlakh, N.N. Saprykina, T.B. Tennikova // J. Appl. Polym. Sei. -2009. - V. 111. - P. 692-700.

[163] Rober, M. New 3D mieroarray platform based on macroporous polymer monoliths / M. Rober, J. Walter, E. Vlakh, F. Stahl, С. Kasper, Т. Tennikova // Anal. Chim. Acta. - 2009. -V. 644. -P. 95-103.

[164] Рахматуллина, E.FI. Микрометод определения микроальбинурии / E.H. Рахматуллина, T.B. Гупалова, В.Г. Палагшок, A.A. Тотолян // Биотехнология. - 2005. -Т. 1. - С. 90-92.

[165] Lane R. F. Basic fuchsin and the preparation of Schiffs reagent / R.F. Lane, E.J. Tripp // Med Lab Technol. - 1971. - V. 28. -1. 1.-P.26-34.

[166] Walter, J.G. Systematic investigation of optimal aptamer immobilization for protein-microarray applications / J.G. Walter, O. Kokpinar, K. Friehs, F. Stahl, Т. Scheper // Anal. Chem. - 2008. -V. 80. - P. 7372-7378.

[167] Химич, Г.Н. Синтез и исследование поровой структуры полимерных монолитных сорбентов / Г.Н. Химич, E.H. Рахматуллина, М.Ю. Слабоспицкая, Т.Б. Тенникова // Журнал прикладной химии. - 2005. - Т. 78. - No 4. С. - 623-628.

[168] Lowry, О.Н. Protein measurement with the Folin phenol reagent / O.H. Lowry, N.J. Rosebrough, A.L. Farr, R.J. Randall //J. Biol. Chem. - 1951. - V. 193. - P. 265-275.

[169] Досоп, P. Справочник биохимика /Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс. - М: Мир, 1991,-С. 544.

[170] Taylor, S. Impact of surface chemistry and blocking strategies on DNA inicroarrays / S. Taylor, S. Smith, B. Windle, A. Guiseppi-Elie // Nucleic. Acid. Res. - 2003. - V. 31(16). -AUG 15-P. e87.

[171] Sinitsyna, E.S. Macroporous methacrylate-based monoliths as platforms for DNA microarrays / E.S. Sinitsyna, J.G. Walter, E.G. Vlakh, F. Stahl, С. Kasper, T.B. Tennikova // Talanta - 2012 - V. 93 - P. 139-146

[172] Ferguson, J.A. A fiber-optic DNA biosensor mieroarray for the analysis of gene expression / J.A. Ferguson, T.C. Boles, C.P. Adams, D.R. Walt // Nat. Biotechnol. - 1996. -V. 14. - P. 1681-1684.

[173] Hildebrand, J.H. The solubility of nonelectrolytes / J.FI. Hildebrand, R.L. Scott. - New York: Reinhold, 3rd ed. 1950, P. 488.

[174] Aoki, H. Basic study of the gelation of dimethacrylate-type crosslinking agents / FI. Aoki, K. Hosoya, T. Norisuye, T.N. Tanaka, D. Tokuda, N. Ishizuka, K. Nakanishi // J. Polym. Sei., Part A: Polym. Chem. - 2006. - V. 44. - P. 949 -958.

[175] Morak, D. Poly(2-hydroxyethyl methacrylate-co-ethylene dimethacrylate) as a mouse embryonic stem cells support / D. Horak, P. Dvorak, A. I-Iampl, M. Slouf // J. Appl. Polym. Sci. - 2003. - V. 87. - P. 425-432.

[176] Rudin, A. The Elements of Polymer Science and Engineering / A. Rudin. - New York: Academic Press, 1982, P. 485.

[177] Barton, A.F.M. CRC Handbook of Solubility Parameters and Other Cohesion Parameters / A.F.M. Barton. - Florida: Boca Raton, FL: CRC Press, 2nd ed., 1991, P. 768.

[178] Clarson, S.J. Silicon-containing polymers: the science and technology of their synthesis and application / S.J Clarson; Eds. R.G. Jones, A. Wataru, J Chojnowski. - Dordrecht: Kluwer Academic, 2000, P. 768.

[179] Arrua, R.D. Preparation of macroporous monoliths based on epoxy-bearing hydrophilic terpolymers and applied for affinity separation / R.D. Arrua, С. Moya, E. Bernardi, J. Zarzur, M Strumia,C.I.A. Igarzaal // Eur. Polym. J. - 2010. - V. 46. - P. 663-672.

[180] Sinitsyna, E.S. Hydrophilic methacrylate monoliths as platforms for protein microarray / E.S. Sinitsyna, E.G. Vlakh, M.Yu. Rober, T.B. Tennikova // Polymer - 2011. V. - 52 - P. 2132-2140.

[181] Sinitsyna, E.S. New platforms for 3-D microarrays: Synthesis of hydrophilic polymethacrylate monoliths using macromolecular porogens / E.S. Sinitsyna, Yu.N. Sergeeva, E.G. Vlakh, N.N. Saprikina, T.B. Tennikova // Reactive and Functional Polymers - 2009. - V. 69.-P. 385-392.

[182] Сшшцына, E.C. Макропористые полимерные материалы для биоаналитических микрочипов / Е.С. Синицына, М.Ю. Робер, Е.Г. Влах, Т.Б. Тенникова // Журнал прикладной химии. - 2011. - Т. 84, № 6. - С. 988-994.

[183] Наканиси, К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений / К. Наканиси. - М.: Мир, 1965, С.220.

[184] Дехаит, И. Инфракрасная спектроскопия полимеров / И. Дехант, Р. Данц, В. Киммер, Р. Шмольке. -М.: Химия, 1976, С. 472.

[185] Шрайнер, Р. Идентификация органических соединений / Р. Шрайнер, Р. Фьюзоп, Д. Кертин, Т. Моррилл; перевод с английского канд. хим. паук. С.С. Юфита, под ред. Б.А. Руденко. - М.: Мир, 1983, С.763.

[186] Kasper, С. Fast isolation of protein receptors from streptococci G by means of macroporous affinity discs / C. Kasper, L. Meringova, R. Freitag, T. Tennikova // J. Chromatogr. A. - 1998. - V.798. -P. 65-73.

[187] Синицына, E.C. Монолитные метакрилатные полимерные сорбенты: разработка методов химической модификации поверхности для последующей биоаффинной функционализации / Е.С. Сипицына, Е.Н. Власова, Е.Г. Влах, Т.Б. Тенникова // Журнал прикладной химии - 2008. - Т. 81, № 8. - С. 1326-1332.

[188] Lindroos, К. Minisequencing on oligonucleotide microarrays: comparison of immobilization chemistry / K. Lindroos, U. Liljedahl, M. Raitio, A. C. Syvanen // Nucl. Acids Res. - 2001. - V. 29(13) - JUL 1 - P. e69.

[189] Angenendt, P. Next generation of protein microarray support materials: Evaluation for protein and antibody microarray applications / P.Angenendt, J. Glokler, J. Sobek, H. Lehrach, D. J. Cahill // J. Chromatogr. A. - 2003. - V. 1009. - P. 97-104.

Приложение I: Структурные формулы используемых в работе мономеров

2-гидроксиэтилметакрилат (ГЭМА)

гл и ци дилметакрил ат (ГМА)

2-цианоэтилметакрилат (ЦЭМА)

глицерин 1,3-диметакрилат (ГДМА)

ОН

этиленгликольдиметакрилат (ЭДМА)

Приложение II: Формулы для оценки эффективности разработанных тест-систем

Относит, интен. сигнала = 8М-ВМ (1)

Относительная интенсивность сигнала представляет собой разность среднего значения интенсивности сигнала и среднего значения шума. 8М - среднее значение интенсивности сигнала, ВМ - среднего значения шума.

Р...

noise

Отношение сигнал/шум (анг. signal to noise ratio, SNR) - безразмерная величина, равная отношению мощности полезного сигнала к мощности шума; Psignai - мощность полезного сигнала, Pnoise - мощность шума.

SNR = SM-BM (3)

BStdev

Для оценки эффективности полученных микрочиповых тест-систем в расчетах используют соотношение значения относительной интенсивности сигнала к значению стандартного отклонения для шумового сигнала. SM - среднее значение интенсивности сигнала, ВМ - среднего значения шума, BStdev - значение стандартного отклонения для шумового сигнала.

станд. отклон. ,лл

К =--(4 J

среднее значение интенсивности

Коэффициент изменчивости К - это отношение стандартного отклонения значения интенсивности к среднему значению интенсивности сигнала.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает свою благодарность сотрудникам:

• лаборатории полимерных сорбентов и носителей для биотехнологии.

• группы № 21спекроскопии полимеров ИБС РАН за проведение спектральных исследований.

• лаборатории механики полимеров и композиционных материалов ИВС РАН за изучение динамической вязкости полимеризационных смесей и исследование полученных сополимеров методом сканируещей электронной микроскопии.

• Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательского института акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта» за предоставление образцов генетического материала для анализа на муковисцидоз.

• фирмы BIA Separations d.o.o. за исследование синтезированных образцов методом интрузионной ртутной порометрии.

Автор выражает особую благодарность директору Института технической химии Лейбниц-Университета Ганновера, профессору Томасу Шеперу (Thomas Scheper) за предоставленную возможность выполнить часть экспериментальной работы на территории института.