用于在将有效载荷递送到细胞中的系统中使用的具有增加的通量的微流控芯片技术方案

提供了一种用于使有效载荷递送到细胞的微流控芯片，所述微流控芯片包括第一层、第二层以及所述第一层与所述第二层之间的流体流动区域。该微流控芯片被配置为接受进入所述流体流动区域中的细胞悬浮液的流。所述微流控芯片的第一层包括突出部，所述突出部朝向所述第二层延伸以在所述突出部与所述第二层之间形成缩窄部，其中所述缩窄部被配置为在所述细胞悬浮液的细胞穿过所述缩窄部时引起所述细胞的细胞膜的扰动。的细胞膜的扰动。的细胞膜的扰动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在将有效载荷递送到细胞中的系统中使用的具有增加的通量的微流控芯片
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年12月29日提交的美国临时申请号63/131,423的权益，所述美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。


[0002]本公开文本涉及用于将有效载荷递送到细胞中的系统，并且更具体地涉及具有缩窄部的微流控芯片，所述缩窄部用于引起细胞膜的扰动以允许有效载荷通过受扰动的细胞膜。

技术介绍

[0003]在细胞疗法的发展医学领域中，将各种材料受控地递送至细胞中是重要的。例如，各种研究和治疗应用可能包括将肽、核酸、蛋白质、小分子和纳米材料通过细胞膜递送至细胞中。如WO 2013059343、WO 2015023982、PCT/US2015/058489、PCT/US2015/060689和PCT/US2016/13113中所讨论的，收缩微流体通道可用于将化合物和其他有效载荷递送至细胞中。如PCT/US18/66295中公开的，台式实验室和/或临床系统可以被配置为迫使细胞悬浮液通过缩窄部盒，其中所述缩窄部盒容纳一个或多个含缩窄部元件(例如，零件、件、装置、部件等，诸如微流控芯片或过滤器)，所述元件具有缩窄部通道或缩窄部孔，以引起细胞悬浮液中细胞膜的扰动。

技术实现思路

[0004]如上文所解释的，用于细胞内有效载荷递送的系统包括被配置为迫使细胞悬浮液的细胞通过微流控芯片的一个或多个缩窄部以引起细胞膜的扰动的系统。然而，用于细胞内有效载荷递送的已知系统容易堵塞缩窄部中及其周围的细胞，具有不足的通量率，并且制造起来不够简单和高效。
[0005]因此，需要用于细胞内有效载荷递送的改进的系统、方法和技术，包括需要具有高通量率和低细胞堵塞率的改进的微流控芯片。还需要具有改进的几何构型的微流控芯片，从而允许改进的通量和改进的耐细胞堵塞或其他故障的能力，以及改进的制造容易性和效率。本文公开的系统、方法和技术可以解决这些需求中的一个或多个，以改进微流控芯片和/或系统的几何构型、通量、耐堵塞或其他故障能力、制造容易性和效率，以改进使用方法和/或制造方法。
[0006]本文提供了用于在针对细胞内有效载荷递送的系统中使用的高通量微流控芯片。本文公开的微流控芯片具有缩窄部，所述缩窄部用于当细胞悬浮液中的细胞流过所述缩窄部时扰动所述细胞的细胞膜。具体地，本文描述的微流控芯片与已知的微流控芯片(诸如上文所描述的那些)相比允许增加的通量和减少的细胞堵塞。另外，本文描述的微流控芯片也使用更加一致、简单和高效的方法制造。因此，与用于细胞内递送有效载荷的已知微流控芯
片相比，用于扰动细胞膜并将有效载荷引入到细胞中的微流控芯片可以更容易地生产，可以实现更高的通量，并且可以最小化细胞堵塞的量。
[0007]具体地，本文公开的微流控芯片包括一个或多个缩窄部，所述一个或多个缩窄部被安置在上游流体流动区域与下游流体流动区域之间。这种缩窄部明显比已知微流控芯片的缩窄部区域更长，从而允许更多的细胞同时通过所述缩窄部。因此，本文描述的微流控芯片中设置的缩窄部提供了更大的受扰动细胞通量。本文提供的微流控芯片还最小化了由于下面详细描述的所公开的芯片的独特几何结构而在(多个)缩窄部处或附近发生的细胞堵塞。
[0008]除了用于扰动细胞膜的缩窄部之外，本文提供的微流控芯片还包括第一层和第二层，其中在所述第一层与所述第二层之间形成流体流动区域，细胞悬浮液和有效载荷被配置为流过所述流体流动区域。所述第一层可以包括一个或多个突出部，所述一个或多个突出部从所述第一层的内表面朝向所述第二层延伸。所述突出部的端部与所述第二层之间的空间限定了上文描述的缩窄部。所述缩窄部的高度取决于细胞的直径，使得当所述细胞流过所述缩窄部时，其膜受到扰动。在扰动之后，所述有效载荷可以然后在所述细胞膜闭合之前进入所述细胞中。在一些实施方案中，微流控芯片可以包括单个突出部，所述单个突出部沿着蛇形路径横跨所述微流控芯片的表面。例如，蛇形路径可以提供比已知微流控芯片更长的缩窄部，从而允许更大的细胞通量和最小的细胞堵塞，如上文所解释的。
[0009]在一些实施方案中，提供了一种用于使有效载荷递送到细胞的微流控芯片，所述芯片包括：第一层；第二层；以及在所述第一层与所述第二层之间的流体流动区域，其中所述芯片被配置为接受进入所述流体流动区域中的细胞悬浮液的流，所述细胞悬浮液包括多个细胞，所述第一层包括突出部，所述突出部朝向所述第二层延伸以在所述突出部与所述第二层之间形成缩窄部，其中所述缩窄部被配置为在所述多个细胞中的细胞穿过所述缩窄部时引起所述细胞的细胞膜的扰动。
[0010]在所述芯片的一些实施方案中，所述第一层包括硅。
[0011]在所述芯片的一些实施方案中，所述第二层包括玻璃。
[0012]在所述芯片的一些实施方案中，所述突出部在垂直于所述第一层的内表面的高度方向上远离所述第一层的内表面延伸，并且包括与所述第一层的内表面相邻的近端。
[0013]在所述芯片的一些实施方案中，所述突出部在垂直于所述第一层的内表面的高度方向上远离所述第一层的内表面延伸并且包括所述突出部的远端，这在所述突出部的远端与所述第二层的内表面之间形成缩窄部，其中当在所述高度方向上测量时，所述突出部的远端与所述第二层的内表面之间的所述缩窄部的高度小于或等于5微米。
[0014]在所述芯片的一些实施方案中，所述缩窄部的高度小于所述多个细胞中的所述细胞的直径。
[0015]在所述芯片的一些实施方案中，所述微流控芯片包括入口和出口，其中所述入口被安置在所述芯片的第一端，并且所述出口被安置在所述芯片的与所述第一端相对的第二端，其中所述入口与所述出口之间的距离在垂直于所述第一层的内表面的方向上延伸。
[0016]在所述芯片的一些实施方案中，所述突出部的近端具有垂直于所述高度方向延伸并且从所述突出部的上游侧延伸到所述突出部的下游侧的厚度，其中所述突出部的近端的厚度大于或等于10微米。
[0017]在所述芯片的一些实施方案中，所述突出部的远端具有垂直于所述高度方向延伸并且从所述缩窄部的上游侧延伸到所述缩窄部的下游侧的厚度，其中所述突出部的远端的厚度大于或等于5微米。
[0018]在所述芯片的一些实施方案中，所述突出部具有垂直于所述高度方向延伸并沿着所述缩窄部的上游侧与所述缩窄部的下游侧之间的交界面延伸的长度，其中所述长度大于或等于0.5cm。
[0019]在所述芯片的一些实施方案中，所述缩窄部的上游侧与所述缩窄部的下游侧之间的所述交界面包括曲线和角度中的一个或多个。
[0020]在所述芯片的一些实施方案中，所述缩窄部的上游侧与所述缩窄部的下游侧之间的所述交界面形成蛇形路径。
[0021]在所述芯片的一些实施方案中，所述交界面的蛇形路径在沿着所述蛇形路径的所有位置处都垂直于所述高度方向。
[0022]在所述芯片的一些实施方案中，所述蛇形路径包括一个或多个直角。
[0023]在所述芯片的一些实施方案中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使有效载荷递送到细胞的微流控芯片，所述芯片包括：第一层；第二层；以及在所述第一层与所述第二层之间的流体流动区域，其中所述芯片被配置为接受进入所述流体流动区域中的细胞悬浮液的流，所述细胞悬浮液包括多个细胞，所述第一层包括突出部，所述突出部朝向所述第二层延伸以在所述突出部与所述第二层之间形成缩窄部，其中所述缩窄部被配置为在所述多个细胞中的细胞穿过所述缩窄部时引起所述细胞的细胞膜的扰动。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中所述第一层包括硅。3.根据权利要求1或2所述的微流控芯片，其中所述第二层包括玻璃。4.根据权利要求1至3中任一项所述的微流控芯片，其中所述突出部在垂直于所述第一层的内表面的高度方向上远离所述第一层的内表面延伸，并且包括与所述第一层的内表面相邻的近端。5.根据权利要求1至4中任一项所述的微流控芯片，其中所述突出部在垂直于所述第一层的内表面的高度方向上远离所述第一层的内表面延伸并且包括所述突出部的远端，这在所述突出部的远端与所述第二层的内表面之间形成所述缩窄部，其中当在所述高度方向上测量时，所述突出部的远端与所述第二层的内表面之间的所述缩窄部的高度小于或等于5微米。6.根据权利要求5所述的微流控芯片，其中所述缩窄部的高度小于所述多个细胞中的所述细胞的直径。7.根据权利要求1至6中任一项所述的微流控芯片，其中所述微流控芯片包括入口和出口，其中所述入口被安置在所述芯片的第一端处，并且所述出口被安置在所述芯片的与所述第一端相对的第二端处，其中所述入口与所述出口之间的距离在垂直于所述第一层的内表面的方向上延伸。8.根据权利要求4至7中任一项所述的微流控芯片，其中所述突出部的近端具有垂直于所述高度方向延伸并且从所述突出部的上游侧延伸到所述突出部的下游侧的厚度，其中所述突出部的近端的厚度大于或等于10微米。9.根据权利要求5至8中任一项所述的微流控芯片，其中所述突出部的远端具有垂直于所述高度方向延伸并且从所述缩窄部的上游侧延伸到所述缩窄部的下游侧的厚度，其中所述突出部的远端的厚度大于或等于5微米。10.根据权利要求4至9中任一项所述的微流控芯片，其中所述突出部具有垂直于所述高度方向延伸并沿着所述缩窄部的上游侧与所述缩窄部的下游侧之间的交界面延伸的长度，其中所述长度大于或等于0.5cm。11.根据权利要求10所述的微流控芯片，其中所述缩窄部的上游侧与所述缩窄部的下游侧之间的所述交界面包括曲线和角度中的一个或多个。12.根据权利要求1至11中任一项所述的微流控芯片，其中所述缩窄部的上游侧与所述缩窄部的下游侧之间的所述交界面形成蛇形路径。13.根据权利要求12所述的微流控芯片，其中所述交界面的蛇形路径在沿着所述蛇形路径的所有位置处都垂直于所述高度方向。
14.根据权利要求12或13所述的微流控芯片，其中所述蛇形路径包括一个或多个直角。15.根据权利要求1至14中任一项所述的微流控芯片，其中所述微流控芯片的垂直于高度方向延伸的第一尺寸为18mm至24mm，所述高度方向垂直于所述第一层和所述第二层中的一个或两个的平坦表面。16.根据权利要求1至15中任一项所述的微流控芯片，其中所述微流控芯片的垂直于高度方向延伸的第二尺寸为8mm至15mm，所述高度方向垂直于所述第一层和所述第二层中的一个或两个的平坦表面。17.根据权利要求1至16中任一项所述的微流控芯片，其中所述微流控芯片的在高度方向上延伸的高度尺寸为1000微米至1500微米，所述高度方向垂直于所述第一层和所述第二层中的一个或两个的平坦表面。18.根据权利要求1至17中任一项所述的微流控芯片，其中所述第二层在多个支撑柱处接触所述第一层，其中所述多个支撑柱中的每个支撑柱从所述第一层的内表面延伸到所述第二层。19.根据权利要求1至18中任一项所述的微流控芯片，其中当在垂直于所述第一层的平坦表面的高度方向上测量时，所述第一层具有500微米至750微米的总高度。20.根据权利要求1至19中任一项所述的微流控芯片，其中所述第一层具有450微米至650微米的最小高度，其中在垂直于所述第一层的内表面的高度方向上测量所述最小厚度，并且其中从所述第一层的外表面到所述第一层的与所述流体流动区域交界的最近内表面测得所述最小厚度。21.根据权利要求1至20中任一项所述的微流控芯片，其中当在垂直于所述第一层和所述第二层中的一个或两个的平坦表面的高度方向上测量时，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：SQZ生物技术公司，
类型：发明
国别省市：