物质暴露装置制造方法及图纸

一种装置，其包括：包含若干个孔通道的孔阵列，其中每个孔通道在所述孔通道中包含多个孔，所述孔含有使用中的物质；用于接收各自流体的一个或多个入口；和偶联至所述一个或多个入口的通道，所述通道用于将一种或多种流体选择性地供应至每个孔通道，以由此将所述物质暴露于不同的条件，从而允许测定所述物质对所述条件的应答。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】物质暴露装置 专利技术背景 本专利技术涉及用于将物质暴露于条件的装置和方法，并具体地涉及用于将物质例如 细胞暴露于多种不同的条件从而允许测定所述物质对所述条件的应答的方法和装置。 现有技术描述 本说明书中对任何现有出版物（或来自其的信息）或对任何已知主题的参考不被 且应当不被理解为认可或承认或以任何形式暗示现有出版物（或来自其的信息）或已知主 题形成本说明书涉及的专利
的公知常识的部分。 多潜能干细胞是用于产生用于细胞移植、疾病和发育模型化和用于临床前药物筛 选的特化细胞类型的有前景的细胞来源。然而，人多潜能干细胞（hESC和hIPS细胞）在再 生医学和药物筛选应用中的用途基于支配其未分化地扩增至足够的数量和有效地谱系特 异性地分化至目标表型的能力。在整个早期发育中，干细胞至微环境刺激梯度的暴露确定 了导致异质性系统化组织的图式形成的细胞命运决定。 因此，对这些刺激的准确认识和控制对于拆析复杂发育过程的多级阶递 (hierarchical)性质和鉴定直接和有效地驱动确定细胞群的特化和调节的关键刺激是重 要的。然而，目前几个问题阻碍了实现这些目标的努力。 已公认多个信号转导途径的活性之间的平衡在确定细胞命运结果中是重要的，并 且其高度依赖于外在信号的相对水平而不仅仅是某些因子的存在或不存在。因此，需要筛 选多个刺激的不同相对水平的方法，而非简单地优化各个刺激。并且，常规的静态培养系统 不适合用于精确地探测支配干细胞命运的微环境刺激。 过去对含血清培养基和饲养层的使用已将未确定成分引入干细胞培养系统，但即 使在无饲养层的确定培养条件下hESC也分泌已知影响自我更新和分化结果的因子，其还 在分化发生后动态地变化。此外，常规的培养物经历微环境条件中大量的时空波动，如积累 了分泌的因子和废物且耗尽了外源因子和营养物，而随后当补充培养基时又恢复到初始条 件。 微量技术已被用于研宄多种生物学现象。到目前为止，对于阵列微环境的研宄已 利用了高密度点样法来图式化目标分子，并且包括生物材料聚合物或细胞外基质（ECM)分 子的组合阵列，任选地通过将阵列偶联至大规模孔或通过将点样的可溶性因子包含在阵列 中来引入多种可溶性因子。尽管这些方法容易地呈现ECM线索，但可溶性因子呈递的控制 水平是有限的。当可溶性因子被添加至大规模培养体积时，微环境控制受到存在于培养基 更换之间的分批培养环境的限制。另一方面，虽然点样的可溶性因子显示信号转导活性，但 输运现象例如从基质的扩散和整个培养基体积内的扩散/对流意味着被呈递至细胞的可 溶性因子的精确浓度是难以确定且是随时间变化的。 先前已将"封闭的"培养系统诸如在微流体设备中实施的那些与灌注培养组合以 实现具有良好时间分辨率的可溶性因子的受控供应和条件的时间变化。 例如，应用于筛选用于间质干细胞生长和分化的培养环境的96个离散的各 自可寻址的微生物反应器室的多重整合描述于G6mez-Sj6berg,R. ,Leyrat,A. A. ,Pirone,D.M. ,Chen,C.S. &Quake,S.R.Versatile,FullyAutomated,MicrofluidicCell CultureSystem.AnalyticalChemistry79,8557-8563(2007)中。然而此设备需要 73 个 芯片外连接并且不能对多个室提供连续灌注，尽管培养基的快速交换是可能的。虽然如此， 微制造技术可被杠杆化成广泛多重性的并基于有限量的化合物产生广谱的条件。 用于微环境筛选的多重阵列技术的最新进展已集中于生物材料聚合物的点样组 合阵列。尽管这些方法理想地适合于且容易地呈现ECM线索，但可溶性因子呈递的控制水 平仍然是有限的。当可溶性因子被添加至大规模培养体积时，微环境控制受到上文详述的 要点的限制。另一方面，虽然点样的可溶性因子的确显示信号转导活性，但输运现象例如从 基质的扩散和整个培养基体积内的扩散/对流意味着被呈递至细胞的可溶性因子的精确 浓度通常是难以确定的且还是随时间变化的。"MicrobioreactorArrayforFull-FactorialAnalysisofProvisionof MultipleSolubleFactorsinCellularMicroenvironments"BiotechnologyandBioe ngineering，Vol. 104,No. 6,December15, 2009 描述了可扩展的（scalable)微生物反应器 构造，其使用巢式稀释结构来产生细胞培养条件的全因子阵列。然而，该布置仅提供有限的 评价事件例如旁分泌信号转导的影响的能力。 专利技术概述 在第一广泛形式上，本专利技术试图提供用于将物质暴露于条件的装置，所述装置包 括：a)包含若干个孔通道的孔阵列，其中每个孔通道在所述孔通道中包含多个孔，所 述孔含有使用中的物质；b)用于接收各自流体的一个或多个入口；和c)偶联至所述一个或多个入口的通道，所述通道用于将一种或多种流体选择性地 供应至每个孔通道，以由此将所述物质暴露于不同的条件，从而允许测定所述物质对所述 条件的应答。 通常地，每个孔通道包括沿着孔通道分隔开的多个孔。 通常地，被供应至孔通道的第一末端的流体在流动方向上沿着孔通道流至所述孔 通道的第二末端。 通常地，至少一个孔中的应答影响相邻孔中的条件。 通常地，在孔中产生的至少一些试剂被转移至相邻孔以从而至少部分改变所述相 邻孔中的条件。 通常地，所述装置包括：a)至少两个入口，其中每个入口用于接收各自的流体；和 b)用于将各自流体从入口供应至孔通道的若干个通道，其中每个通道具有各自的 通道几何形状以从而控制流体的相对流量以使得各自比例的所述流体被供应至每个孔通 道。 通常地，对于在流动方向上的流体流动，由上游孔中的物质产生的试剂被转移至 下游孔。 通常地，对于无流体流动，试剂通过扩散在孔之间转移。 通常地，每个通道的孔通道几何形状被布置来使得每个孔通道接收下列的至少一 种： a)等体积的流体； b)等流量的流体；和 c)等比例的流体。 通常地，通道几何形状包括下列的至少一种： a)通道形状； b)通道弯曲度； c)通道长度； d)通道高度； e)通道宽度； f)通道角度；和 g)通道内的障碍物。 通常地，至少一个通道分流以将流体供应至至少两个孔通道。 通常地，至少两个通道组合以将流体的混合物供应至至少一个孔通道。 通常地，通道包括用于混合包含在其中的流体的混合部分。 通常地，至少两个通道合并混合部分的上游。 通常地，装置包括用于接收各自的第一和第二流体的第一和第二入口，并且其中 所述通道被布置来使得： i)至少一个孔通道接收所述第一流体； ii)至少一个孔通道接收所述第二流体；和 iii)至少一个孔通道接收所述第一和第二流体的混合物。 通常地，装置包括用于接收各自的第一和第二流体的第一和第二入口，所述第一 流体包含因子，且所述第二流体包含缓冲液，以使得不同的孔通道接收不同浓度的因子。 通常地，装置包括若干个入口组，每个入口组包括至少两个入口，并且每个入口组 用于接收各自的流体。 通常地，每个入口组接收包含各自因子的流体。 通常地，装置包括： a)若干本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将物质暴露于条件的装置，所述装置包括：a)包含若干个孔通道的孔阵列，其中每个孔通道在所述孔通道中包含多个孔，所述孔含有使用中的物质；b)用于接收各自流体的一个或多个入口；和c)偶联至所述一个或多个入口的通道，所述通道用于将一种或多种流体选择性地供应至每个孔通道，以由此将所述物质暴露于不同的条件，从而允许测定所述物质对所述条件的应答。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·库珀怀特，D·M·蒂特马施，
申请(专利权)人：昆士兰大学，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU