[發明專利]使生物材料和非生物材料形成圖案用的微泡板

無效

• 申請號: 200680046296.4
• 申請日: 2006-10-10
• 公開（公告）號: CN101360817A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: Y·王;M·巴奇曼;C·西姆斯;G·李;N·阿布里頓
• 申請（專利權）人: 加州大學評議會
• 主分類號: C12M1/22
• 分類號: C12M1/22;B01L3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉冬;梁謀

????????????????????????領域

本發明涉及生物化學分析，更具體地說，涉及使生物材料和非生 物材料形成圖案用的微泡板(micro-bubble?plate)。

????????????????????????背景

使細胞、組織、生物、菌落、胚胎和其他生物學材料以及非生物 學材料在平板(plate)的特定位點上形成圖案(patterning)的能力，對科 學研究和醫學的許多領域都是重要的。把這樣的材料放置在已知的位 置上，研究者在隨著時間的流逝獨立和重復地監測每一個樣本的同 時，可以在相同和受控的條件下研究許多樣本。因為每一個樣本都處 于已知的位置上，故可以研究大量的樣本，結果得出有統計學意義的 數據組。通過在受控條件下在未知的因子(agent)或者病原體存在的情 況下對被隔離的生物學介質(medium)進行觀測，可以用該介質的陣列 來協助診斷。

為了完成介質的圖案形成，傳統的技術依賴于三個主要策略：(1) 形成了圖案的表面處理、(2)結構化的微孔和(3)物理模版制版(physical stenciling)，所有這些策略都有本發明將克服的缺點。

形成了圖案的表面處理可產生在預定位置上有特定化學特性的 表面。這通過光刻法(亦即透過照相掩模進行UV(紫外線)輻射)進行， 或者通過其中用形成了圖案的橡膠圖章經物理方法把化學藥品轉移 到平板表面的橡皮圖章法進行。表面處理的結果是使一些區域有利于 或不利于介質附著(例如細胞生長、蛋白質結合)。在與該介質一起溫 育之后，把該介質和緩沖液洗去。這些方法并非高度選擇性的，該介 質的圖案形成并不特別好，而且每一介質/板都要求進行該介質/板組 合所特有的不同的表面處理。

結構化微孔可以通過在表面光刻蝕刻或形成模壓空穴(cavity)，在 表面上形成圖案。這樣的微孔用途有限，因為細胞很容易從該空穴生 長出來，而介質可以容易包覆微孔的所有側面。為了達到最佳結果， 需要高寬比高的孔(以便包含該生物學介質)，這增加了制造難度和成 本。

物理模版制版技術使用設置在目標平板上面的剛性的臨時屏障 (barrier)。該屏障采取模版(stencil)或者微射流器件的形式。介質順著 屏障被引入并被允許附著在該模版所允許位置的表面上。附著之后， 取走模版，留下形成了圖案的介質。該方法的問題在于，難以(而且 成本高昂)制作帶有大量精確孔洞的高分辨率的模版。該模版必須在 溫育(附著)的整個周期過程中與該表面保持密切接觸。一般地說，模 版于開孔之間泄漏，這進一步降低了圖案的分辨率。最后，這樣的模 版是昂貴的，而且對于每一個要形成圖案的表面，必須在整個溫育周 期中使用單個模版。

因此，需要用于使生物學材料和非生物學材料于平板的特定位點 上形成圖案的改進的方法和系統。

????????????????????????概要

在這里提供的各種實施方案和實施例一般涉及用于使生物學材 料和非生物學材料在平板特定位點上形成圖案以及由這種材料生長 或者構筑三維結構的系統和方法。優選的實施方案包括帶有當該平板 浸沒在液體時將捕獲氣體的區域的平板，所述氣體一般采取泡沫的形 式。本發明的其他實施方案包括用于通過利用被捕獲氣體來避免材料 被收集到不希望去的區域，從而把材料放置在該平板預定的位置上的 方法。該平板對于把細胞和組織接種在特定的位點上(諸如在一個陣 列上)而言具有很大的效用。所公開的方法還可以用來涂敷平板的表 面，使之在特定的位置上形成覆層，以便施加形成了圖案的覆層，以 及堆砌材料來產生三維結構，包括微機械結構，其中該結構可以由活 體或者非活體材料、組織或者非組織、有機或者無機等等形成。