一体化的聚合物箔，膜片钳阵列和膜片阀制造技术

本发明专利技术描述了一种聚合物材料的箔，它包括多个膜片部分和在所述膜片之间排列的网格部分。每一膜片部分通过一个或多个连接元件与网格部分相连。在X‑Y平面内每一膜片部分通过剥离部分与网格部分相分离，所述剥离部分在X‑Y平面内的拉伸强度低于所述膜片部分和所述网格部分二者的拉伸强度，使得一旦在所述膜片部分和所述网格部分之间采用拉伸力，则所述箔优先在所述剥离部分处断裂。本发明专利技术涉及使用所述箔，生产细胞‑捕获芯片的方法，和通过所述方法生产的细胞捕获芯片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及尤其用于膜片钳(patch clamp)测量的细胞捕获芯片领域。本专利技术提供在所述方法中使用的这种芯片和组件的制造方法。专利技术背景在承板(也称为微孔板)中传感器芯片的一体化是本专利技术特别关心的。芯片的实施方案可提供所谓的芯片实验室器件，它将实验室的功能一体化到单一芯片上。这种芯片的组装件可包括在单一载体上的多个芯片阵列，通过建立电生理学测量结构(其中膜细胞在测量电极的周围形成高阻抗的密封，从而使得可能测定并监控通过细胞膜的电流流动)，它可应用到测定和/或监控含离子通道结构，典型地含内脂膜的结构，例如细胞内的离子通道的电生理学性能的方法上。芯片例如可用于分析含多糖-蛋白复合物的细胞膜的电生理学性能的方法上。芯片可用于研究细胞膜内电学事件的装置中或者形成该装置的一部分，所述装置例如是在生物膜内进行研究离子转移通道所使用的膜片钳技术的装置。特别地，在膜片钳技术中使用芯片的情况下，要求细胞对芯片良好的粘附，以便可在芯片和细胞膜之间获得高阻抗密封(“封口”)。在这一领域中特别的目标是由聚合物材料，而不是玻璃或硅制造的便宜的可弃置的芯片。然而，聚合物材料的机械性能不同于这种材料的性能，和聚合物材料常常不特别适合于玻璃或硅材料所使用的制造工艺。另外，证明难以获得建立密封的足够高的表面光滑度。WO 03/093494公开了用于膜片钳检测的生物芯片。US 6,899,800描述了获得高阻抗密封的聚合物电极。WO02/059597公开了在细胞和表面之间的紧密电密封。在载体上存在机械可压缩的绝缘层，它补偿了在细胞和表面之间捕获的任何残骸。芯片的制造要求耗时且昂贵的制造技术(因为对于这种器件来说，要求品质，清洁度，和规模小)。本专利技术旨在克服与已知工艺有关的问题。特别地，本专利技术提供含聚合物材料的芯片制造的改进方法。在本专利技术中，使用宏观尺寸技术和器件，来操纵纳米尺寸制品。专利技术概述专利技术人已发现，可使用宏观尺寸技术和器件操纵纳米尺寸制品。因此，在第一方面中，本专利技术涉及在X-Y平面内延伸且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z的聚合物材料的箔(foil)(10)，所述箔(10)包括：a.在所述X-Y平面内的规则阵列中排列的所述聚合物材料的多个膜片部分(20)，每一膜片部分(20)在所述X-Y平面内延伸且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z，b.所述聚合物材料的网格(grid)部分(30)，所述网格部分(30)在所述X-Y平面内的所述膜片(20)之间排列且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z，其中每一膜片部分(20)与所述网格部分(30)在所述X-Y平面内通过剥离(release)部分(40)相连，所述剥离部分(40)在X-Y平面内的拉伸强度低于所述膜片部分(20)和所述网格部分(30)二者的拉伸强度，使得一旦在所述膜片部分(20)和所述网格部分(30)之间采用拉伸力，则所述箔(10)优先在所述剥离部分(40)处断裂。本专利技术还提供微流体细胞(microfluidic cell)-捕获芯片(100)的制造方法，所述方法包括下述步骤：a.提供在X-Y平面内延伸且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z的基底(110)；所述基底(110)包括在所述X-Y平面内的通孔(120)的规则阵列；b.提供根据权利要求1-11任何一项的箔(10)；其中在所述基底(110)内的每一个所述通孔(120)在X-Y平面内的表面积小于所述箔(10)的每一膜片部分(20)在X-Y平面内的表面积，和其中通孔(120)阵列使得基底(110)的每一通孔(120)与所述箔(10)的一个膜片部分(20)成一条直线且被它覆盖；c.在所述箔(10)的每一膜片部分(20)内形成至少一个膜片-孔(21)，d.用箔(10)覆盖基底(110)，使得基底(110)中每一通孔(120)与箔(10)的一个膜片部分(20)成一条直线且被它覆盖；e.围绕每一通孔(120)周边，以连续封条(111)形式密封每一膜片部分(20)到基底(110)上；f.从基底(110)中移除网格部分(30)，其方式使得绕每一膜片部分(20)的剥离部分(40)断裂和一个膜片(20')保持密封到每一通孔(120)周围的基底(110)上，其中步骤c可在步骤b之后的任何点处发生。本专利技术还提供微流体细胞-捕获芯片(100)，所述芯片(100)包括在X-Y平面内延伸且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z1的基底(110)；所述基底(110)包括在所述X-Y平面内通孔(120)的规则阵列；其中基底(110)中每一通孔(120)与聚合物材料的一个膜片(20')成一条直线且被它覆盖，其中每一膜片(20')采用连续密封条(111)密封到通孔(120)周围的基底(110)上，和其中聚合物材料的每一膜片(20')周边包括聚合物材料的一个或多个接头(tag)(22)，每一膜片(20')包括至少一个膜片-孔(21)。根据从属权利要求和下述说明书与附图，本专利技术的进一步的细节是显而易见的。附图说明参考所附示意图，描述本专利技术，其中：图1示出了根据本专利技术的箔的三维图解，其中圆形膜片部分排列在5x5的正方形阵列内。图2是图1的膜片部分之一的特写。图3a-3h阐述了根据本专利技术的各种膜片部分。图4A-4D示出了本专利技术方法的步骤，其中聚焦在一个膜片部分上。图5a-5c是激光焊接的细胞-捕获芯片的照片，其中图像清楚地示出了围绕每一膜片周边的“接头”。专利技术详述箔如图1所示，本专利技术提供聚合物材料的箔10，术语“箔”是指在一个平面内具有两个主要尺寸，和与所述平面垂直的小得多的一个尺寸的材料。术语“箔”和“膜”可互换使用。箔10在X-Y平面内延伸，且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z(在图1中未示出)。聚合物箔10的厚度z合适地为1至750μm。在X-Y平面内的延伸不那么重要，且在X和Y两个方向上的尺寸合适地为10mm至1000mm。箔10由聚合物材料制造，且贯穿其在X-Y平面内的延伸，优选具有基本上均匀的密度和厚度。用于箔10的优选聚合物材料包括聚碳酸酯(PC)，聚酰胺(PA)，聚酰亚胺(PI)，液晶聚合物(LCP)，聚砜(PSU)，聚乙烯亚胺(PEI)，聚苯硫醚(PPS)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚丙烯，聚乙烯(PE)，以及它们的共聚物，嵌段共聚物和共混物。最优选的聚合物是聚碳酸酯，聚酰胺，聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二酯。箔10的所有部分(膜片部分20，网格部分30和剥离部分40)是独立的，箔10的连接部分由相同的聚合物材料制造。根据图1可看出，箔10包括在所述X-Y平面内的规则阵列中排列的所述聚合物材料的多个膜片部分20。合适地，规则阵列是正方形阵列，其中膜片部分20在垂直的直线内排列，根据图1中所示的5x5阵列。为了本专利技术方法的最大效率，每一箔10合适地包括至少10个膜片部分20，例如至少20个膜片部分。每一膜片部分20在X-Y平面内延伸，且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z。每一膜片部分20在X-Y平面内具有几何规则形式，例如圆形。图3A-3H阐述了正方形(3A，3C，3E和3G)和圆形(图3B，3D，3F，3H)膜片部分。不要求膜片部分20的几何规则形式，只要在z-轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物材料的箔(10)，所述箔(10)在X‑Y平面内延伸且在与所述X‑Y平面垂直的Z方向上的厚度为z，所述箔(10)包括：a.在所述X‑Y平面内以规则阵列排列的多个所述聚合物材料的膜片部分(20)，每一膜片部分(20)在所述X‑Y平面内延伸且在与所述X‑Y平面垂直的Z方向上的厚度为z，b.所述聚合物材料的网格(grid)部分(30)，所述网格部分(30)在所述X‑Y平面内的所述膜片(20)之间排列且在与所述X‑Y平面垂直的Z方向上的厚度为z，其中每一膜片部分(20)与所述网格部分(30)在所述X‑Y平面内通过剥离部分(40)相连，所述剥离部分(40)在X‑Y平面内的拉伸强度低于所述膜片部分(20)和所述网格部分(30)二者的拉伸强度，使得一旦在所述膜片部分(20)和所述网格部分(30)之间施加拉伸力，则所述箔(10)优先在所述剥离部分(40)处断裂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.25 EP 14156499.71.一种聚合物材料的箔(10)，所述箔(10)在X-Y平面内延伸且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z，所述箔(10)包括：a.在所述X-Y平面内以规则阵列排列的多个所述聚合物材料的膜片部分(20)，每一膜片部分(20)在所述X-Y平面内延伸且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z，b.所述聚合物材料的网格(grid)部分(30)，所述网格部分(30)在所述X-Y平面内的所述膜片(20)之间排列且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z，其中每一膜片部分(20)与所述网格部分(30)在所述X-Y平面内通过剥离部分(40)相连，所述剥离部分(40)在X-Y平面内的拉伸强度低于所述膜片部分(20)和所述网格部分(30)二者的拉伸强度，使得一旦在所述膜片部分(20)和所述网格部分(30)之间施加拉伸力，则所述箔(10)优先在所述剥离部分(40)处断裂。2.权利要求1的箔，其中在所述X-Y平面内通过所述剥离部分(40)界定每一膜片部分(20)的周边。3.前述任何一项权利要求的箔(10)，其中每一膜片部分(20)在X-Y平面内具有几何规则的形式，例如圆形。4.前述任何一项权利要求的箔(10)，其中所述网格部分(30)包括在所述膜片部分(20)之间的箔(10)的剩余部分。5.前述任何一项权利要求的箔(10)，其中每一剥离部分(40)包括比每一所述膜片部分(20)和/或所述网格部分(30)薄的一部分所述箔(10)。6.前述任何一项权利要求的箔(10)，其中每一剥离部分(40)包括在X-Y平面内连接所述膜片部分(20)到所述网格部分(30)上的一个或多个连接元件(41)，和延伸经过聚合物箔(10)厚度的一个或多个裁剪区域(42)，所述裁剪区域(42)在X-Y平面内将每一膜片部分(20)与所述网格部分(30)相分离，其中在X-Y平面内所述一个或多个裁剪区域(50)一起界定至少60％每一膜片部分(20)的周边。7.权利要求5的箔(10)，其中在X-Y平面内所述裁剪区域(42)一起界定至少70％，优选至少80％，更优选至少90％，最优选约95％每一膜片部分(20)的周边。8.权利要求5-7任何一项的箔(10)，其中每一剥离部分(40)包括大于或等于2个，优选大于或等于3个，例如3，4，5，6，7，8，9或10个裁剪区域(42)。9.权利要求5-8任何一项的箔(10)，其中在X-Y平面内连接元件(41)等距离地围绕每一膜片部分(20)的周边来排列。10.前述任何一项权利要求的箔(10)，它包括位于每一膜片区域(20)内的至少一个膜片-孔(21')。11.前述任何一项权利要求的箔(10)，其中膜片部分(20)典型地为圆形，且直径为50至1000μm，优选100至500μm。12.一种微流体细胞-捕获芯片(100)的制造方法，所述方法包括下述步骤：a.提供在X-Y平面内延伸且在与所述X-Y平面垂直的Z方向上的厚度为z1的基底(110)；所述基底(110)包括在所述X-Y平面内的通孔(120)的规则阵列；b.提供根据权利要求1-11任何一项的箔(10)；其中在所述基底(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·威尔森，A·布拉斯克，
申请(专利权)人：索菲昂生物科学有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK