[發(fā)明專(zhuān)利]微生物培養(yǎng)裝置及其操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080010687.7
• 申請(qǐng)日: 2010-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102341491A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·德拉馬爾什;R·洛維奇克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類(lèi)號(hào): C12M1/14
• 分類(lèi)號(hào): C12M1/14;C12M3/04;B01L3/00;C12M1/18;C12M1/34
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 陳文平;尚繼棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明整體涉及微生物培養(yǎng)裝置領(lǐng)域，更特別地涉及用于細(xì)胞培養(yǎng)的微流體裝置。

背景技術(shù)

微生物培養(yǎng)應(yīng)用于生物科學(xué)、臨床科學(xué)以及生物技術(shù)中。微生物培養(yǎng)利用微生物培養(yǎng)裝置。

活細(xì)胞是生物學(xué)中廣泛使用的微生物的一個(gè)例子。首先，最常見(jiàn)的培養(yǎng)方法涉及在培養(yǎng)皿或細(xì)胞培養(yǎng)瓶的底部培養(yǎng)。在這些裝置中，當(dāng)使用例如正置顯微鏡時(shí)，液體和不平的空氣-液體/細(xì)胞界面的存在可能會(huì)影響細(xì)胞的成像。因?yàn)榕囵B(yǎng)皿的底部提供清楚的光學(xué)界面，所以細(xì)胞可以另外地使用倒置顯微鏡來(lái)觀(guān)察。但是在高放大倍率(＞40×)下，焦點(diǎn)深度成為問(wèn)題。通常將薄的蓋玻片放置在細(xì)胞上(正置顯微鏡)或可能放置在細(xì)胞下(倒置顯微鏡)。放置蓋玻片對(duì)實(shí)驗(yàn)技巧有要求，以免例如擠壓細(xì)胞、包含厚層液體、或者在蓋玻片和培養(yǎng)皿之間形成滲漏。此外，帶有蓋玻片的樣本不能再次使用。因此，在最常用的培養(yǎng)方法中細(xì)胞是難以觀(guān)察的。

第二，如本領(lǐng)域所公知的，在微流體中培養(yǎng)和研究細(xì)胞可能是有利的，其理由如下：(i)這降低了用于罕見(jiàn)細(xì)胞和難以培養(yǎng)的細(xì)胞的成本，(ii)這能夠?qū)崿F(xiàn)更好的細(xì)胞增殖研究，(iii)細(xì)胞具有更好的(更小的)細(xì)胞/周?chē)囵B(yǎng)基體積比，以及(iv)能夠?qū)崿F(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物和刺激因子的更快交換。例如在A(yíng).Persidis，Nature?Biotechnol.，1998，16，488-489中說(shuō)明了這些優(yōu)點(diǎn)中的一部分。

在這方面，很多微流體系統(tǒng)由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成，因?yàn)檫@種材料具有良好的機(jī)械性能、光學(xué)透明度和生物相容性。例如已經(jīng)開(kāi)發(fā)了復(fù)雜的微流體細(xì)胞培養(yǎng)裝置以用于多種細(xì)胞類(lèi)型，例如真核細(xì)胞、肺細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞、和哺乳動(dòng)物胚胎。特別地，微流體用于限制和培養(yǎng)細(xì)胞：細(xì)胞必須保持在適于測(cè)量的特定區(qū)域中；細(xì)胞可能還需要定期的培養(yǎng)基交換、受控的溫度和CO₂。此外。一些重要的細(xì)胞(例如神經(jīng)元)難以在這種系統(tǒng)中培養(yǎng)，因?yàn)樗鼈冃枰獢?shù)日來(lái)附著和發(fā)展表現(xiàn)型。

作為例子，US2007/0090166中公開(kāi)了一種包括基底和膜的微流體裝置。基底包括與通道流體連通的容器。生物相容的流體可以被添加到容器和通道中。容器被構(gòu)造成接收和保持細(xì)胞群的至少一部分。膜起到防止生物相容的流體從通道蒸發(fā)的屏障的作用。可以添加蓋子來(lái)覆蓋生物相容的流體，以防止生物相容的流體蒸發(fā)。

其次，US2004/0265172涉及一種用于分析生物樣本的微流體裝置。該裝置設(shè)有包括入口端口的樣本入口區(qū)段、與入口端口和入口腔室連通的毛細(xì)管通道。入口腔室包括使樣本液體在入口腔室均勻分布并且將入口腔室中原有的空氣排出的裝置。

US7138270公開(kāi)了一種分析裝置，其包括基部和玻璃盤(pán)蓋。基部具有淺的微孔的陣列，每個(gè)微孔具有平的邊緣，所有的邊緣共平面。當(dāng)蓋子放置在基部上時(shí)，每個(gè)邊緣形成薄的毛細(xì)間隙，用作對(duì)微孔腔室的液體密封。液體是過(guò)量的樣本液體，進(jìn)一步過(guò)量的液體容納在微孔之間的溢出腔中。因?yàn)橐后w密封和淺的構(gòu)造，能夠?qū)崿F(xiàn)微流體裝置的優(yōu)點(diǎn)以及操作便利性，并且能夠使用傳統(tǒng)微孔板裝置的傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備。當(dāng)蓋子放置在基部上時(shí)，過(guò)量的樣本溢出到周?chē)囊绯鰠^(qū)。剩余量的樣本填充邊緣和蓋子之間的毛細(xì)間隙。因此，希望體積的樣本完全被基部和蓋子圍繞，而不與環(huán)境空氣接觸。過(guò)量樣本在形成微腔室密封的邊緣上、以及在溢出腔中。蓋子和框架的接觸形成第二層封閉，也限制環(huán)境空氣接近以及使得樣本蒸發(fā)和污染最少化。排氣孔使得在放置蓋子的過(guò)程中當(dāng)溢出腔接收過(guò)量的樣本時(shí)環(huán)境空氣能夠離開(kāi)，從而確保蓋子的均勻放置。

US7351575公開(kāi)了一種用于對(duì)生物材料執(zhí)行至少一個(gè)批量操作(bulk?process)步驟的方法，包括：a)通過(guò)使用在三(乙二醇)末端基團(tuán)的背景中包含約0.1％到20％的馬來(lái)酰亞胺末端基團(tuán)的混合自組裝單層(SAM)溶液對(duì)基板進(jìn)行化學(xué)處理以加強(qiáng)基板上的激酶底物的固定；b)將可移除的第一構(gòu)件放置在基板上以形成可移除的第一構(gòu)件在基板上的自密封接觸，可移除的第一構(gòu)件能夠在基板上重復(fù)地自密封，可移除的第一構(gòu)件還在其中限定多個(gè)第一孔，每個(gè)第一孔具有對(duì)多個(gè)第一孔中相應(yīng)的孔進(jìn)行限界的多個(gè)第一壁，可移除的第一構(gòu)件還被構(gòu)造成使得當(dāng)放置成與基板自密封接觸時(shí)，可移除的第一構(gòu)件用其限定與多個(gè)第一孔中相應(yīng)的孔對(duì)應(yīng)的多個(gè)第一壁。可移除的構(gòu)件由當(dāng)放置成與表面接觸時(shí)能夠自發(fā)地與表面形成流體密封的材料制成。不需要使用粘接劑、超聲、熱或其他方法來(lái)實(shí)現(xiàn)流體密封。可移除的構(gòu)件能夠被密封到表面，然后(通過(guò)可以手動(dòng)或機(jī)械執(zhí)行的諸如剝落或舉升的手段而)被移除，而不會(huì)損壞表面或在表面上留下殘留物。