[发明专利]微流体板

说明书

微流体板，其包括多个微流体网络和提供通向微流体网络的通路的入口，其中每个微流体网络包括毛细压力屏障并穿过第一平面，每个入口由具有底面的入口腔室形成，每个入口上方布置有支撑结构，该支撑结构限定开口并包括布置在该开口处的至少一个支撑构件，从而在平行于第一平面延伸的第二平面内限定一个圆，该圆在完全位于所述开口内并与所述至少一个支撑构件接触时具有最大可能直径，并且所述支撑结构构造为形成第一空间，该第一空间从所述第二平面朝所述入口腔室延伸，并具有正圆锥或正截圆锥的形式，其中，所述圆构成正圆锥或正截圆锥的底面。

技术领域

本发明涉及一种微流体板，该微流体板包括多个微流体网络和提供通向微流体网络的通路的入口。每个微流体网络包括毛细压力屏障。每个入口由具有底面的入口腔室形成。

在实际应用中，使用具有带用于分配流体的端部的分配部的流体分配装置将液体和/或凝胶和/或凝胶前体注入到微流体网络中，从而利用毛细压力屏障阻止液体/凝胶/凝胶前体中的至少一种，或使其图案化。微流体板可用于研究流体或其内容物，或者评估流体或其内容物之间的相互作用。这种应用的例子可包括基于生命的微粒(例如细胞、细菌、酵母等)的分析、反应或培养。

毛细压力屏障例如可将微流体网络的微流体腔室划分为第一腔室部分和第二腔室部分。具有基于生命的微粒(例如细胞)的液体、凝胶或凝胶前体可通过入口中的流体分配装置的分配部排出。所述液体或凝胶(前体)会从入口流入微流体腔室的第一腔室部分中，由于毛细压力屏障的存在，所述液体或凝胶(前体)会被阻止，其向前流动会受到控制或被图案化。液体或凝胶(前体)可在毛细力、重力或其他驱动力的作用下通过微流体网络输送。

使用这种毛细压力屏障的一个例子是用第一流体(例如凝胶)有选择性地填充微流体网络。微流体网络被所述第一流体填充的程度由阻止流体在网络中向前流动的毛细压力屏障决定。在填充凝胶时，可使用第二流体填充微流体网络的其余部分，使得两种流体之间发生交换，或者使流体或其组分之间发生反应。在附图中示出的其中一个例子是在由介质灌流侧面包围的细胞外基质凝胶中的三维细胞培养。这在2013年第13卷第18期《芯片实验室》期刊中第3548-3554页上的S.J.Trietsch、G.D.Israels、J.Joore、T.Hankemeier、P.Vulto的文章“用于分层三维细胞培养的微流体滴定板”中进行了充分说明。

在2014年第14卷第13期《芯片实验室》期刊第2334-2343页上的C.Phurimsak、E.Yildirim、M.D.Tarn、S.J.Trietsch、T.Hankemeier、N.Pamme、P.Vulto的文章“用于基于磁性微粒的分析的相导管辅助液体分层”、2010年第10卷第5期《芯片实验室》期刊第610-6页上的P.Vulto、G.Dame、U.Maier、S.Makohliso、S.Podszun、P.Zahn、G.A.Urban的文章“高效提取低分子量RNA的微流体法”、第15卷第11期《芯片实验室》期刊第2419-2428页上的Edinson Lucumi Moreno、Siham Hachi、Kathrin Hemmer、Sebastiaan J.Trietsch、AidosS.Baumuratov、Thomas Hankemeier、Paul Vulto、Jens C.Schwamborn和RonanM.T.Fleming的文章“三维微流体细胞培养中神经上皮干细胞向功能多巴胺能神经元的演变”、US020070280856A1、US020040241051A1、US000004761381A、US000006271040B1、W02006074665、US6601613B2和US6637463B1中给出了使用毛细压力屏障的其它例子。

毛细压力屏障负责阻止、控制液体-空气弯月面的前进，或对其进行整形。液体-空气界面或弯月面上的压降由其两个主曲率半径决定，这两个主曲率半径由杨氏-拉普拉斯方程描述：

其中ΔP是在弯月面上的压降，γ是液体-空气表面张力，R₁和R₂是弯月面的两个主曲率半径。