[發明專利]平面模塊化微流體系統

在審

• 申請號: 201880082143.8
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111566198A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 卓藝群;王駿業;克里斯托弗·托斯塔多
• 申請（專利權）人: 新加坡國立大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;B01L3/00
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 徐飛

提供了平面模塊化微流體模塊、系統和制造這樣的模塊的方法。模塊包括基層和被配置成附接到基層并位于基層上的流體層，從而將基層和所述流體層配置成形成單個基礎模塊；被配置成圍繞其橫向側覆蓋基礎模塊的護套，以便對基礎模塊提供堅固性并形成被護套覆蓋的模塊。護套包括被配置成在相鄰模塊之間實現橫向連接的物理連接器，所述物理連接器定位在護套覆蓋的模塊的至少一個橫向側上；以及位于所述物理連接器內并被配置成在相鄰模塊之間實現流體流動連接的流體連接端口。所述物理連接器可以是磁性連接器。

技術領域

本公開內容總體上涉及實現多器官系統相互作用的平面模塊化微流體模塊和系統。

背景技術

基于細胞的微流體模型，也稱為“器官芯片(organs-on-chips)”，由于其模擬生理組織架構或環境的能力以及使流體流動以促進試劑和藥物向細胞遞送的能力，而正被開發用于各種基于細胞的體外測試應用。目前的微流體細胞模型被用于執行各種類型的基于細胞的測定，包括急性毒性反應(藥物的IC₅₀)、治療的療效或效力(藥物的EC₅₀)、慢性藥物反應、藥物或細胞因子的組合效應以及藥效學和藥代動力學(PD/PK)。除了微流體細胞或組織模型外，微流體系統中還必須包括其他微流體功能單元，如泵、閥、氣泡阱和梯度發生器，以維持細胞/組織的灌注培養，并遞送試劑(例如，藥物和緩沖液)以供執行測定。

迄今為止，用于執行基于細胞的測定的微流體系統大多作為完整的集成系統進行設計和操作，這種系統難以開發和操作。由于集成系統的設計通常是實驗室或公司特有的，因此難以在不同實驗室之間使基于細胞的微流體測定標準化，這限制了最終用戶例如制藥公司、生物學家或臨床診斷實驗室的實際使用。另外，由于集成系統已經包含了每種特定測試應用所需的所有微流體細胞或組織類型以及所有微流體功能單元，因此每種測試應用都需要預先設計的集成微流體系統，一旦組裝完成就無法更改任何組件。此外，微流體系統應當與現有的成像系統例如高內涵篩選(HCS)系統、熒光顯微鏡、共聚焦顯微鏡等兼容，這些系統被設計成接受顯微鏡載片和微孔板，以便使圖像采集和分析自動化。

因此，需要用于在組裝微流體系統時實現模塊性和多樣性的系統和方法。

發明內容

本公開內容提供了包括多個平面模塊化微流體模塊的系統，每個模塊包括基層；被配置成附接到所述基層并在所述基層上的流體層；被配置成在相鄰模塊之間實現橫向連接的物理連接器，其中所述物理連接器定位在所述模塊的至少一個側面上；以及被配置成在相鄰模塊之間實現流體流動連接的流體連接端口，其中所述流體連接位于所述物理連接器內。

在一些實施方式中，所述平面模塊化微流體模塊還可以包括傳導節點，該傳導節點被配置成提供用于相鄰模塊之間的電連接或數據傳遞的集成電路。

在一些實施方式中，所述基層可以包括電路或電子組件。

在一些實施方式中，所述流體層可以包括用于相鄰模塊之間的流體流動的流體通道。

在一些實施方式中，所述平面模塊化微流體模塊還可以包括被配置成與所述流體層結合的頂層，以使所述模塊的大小符合標準大小。

在一些實施方式中，所述平面模塊化微流體模塊還可以包括位于所述模塊的一個側面上的塞子，所述塞子被配置成防止流動通過。

在一些實施方式中，所述模塊可以包括位于所述模塊的至少一個側面上并以對角線方式布置的不止一個物理連接器，以使成像系統能夠對所述不止一個物理連接器的每個流體連接端口成像。