高通量微孔阵列板及其制造方法

本发明构思涉及细胞培养板及其制造方法，所述细胞培养板具有用于单细胞应用和多细胞应用的微孔的高密度的阵列。所述细胞培养板可以用于肿瘤和癌症药物的筛选。

背景技术：

1、药物开发是耗时且极其昂贵的过程。肿瘤药物的高失效率可部分地归因于，在体外筛选的过程中，药物分子的选择性差。用于筛选肿瘤药物的常规装置具有较差的体外药物筛选灵敏度。

2、用于测试药物的传统的微孔装置被局限于单细胞应用和多细胞应用。除了其他的缺陷，这些传统的设备还存在低通量的问题。

3、因此，需要开发用于高通量药物和癌症筛选应用的装置和相关的技术，所述装置和相关的技术不存在上面所提及的缺陷，具有改善的体外药物筛选灵敏度，可适应于各种不同的应用要求，并且高效、经济、以及易于制造和利用。

技术实现思路

1、本发明构思提供了可操作为用于研究细胞的高通量微流体装置的多微孔阵列板(mwap)组件、制造所述微流体装置的方法、以及使用mwap组件的图像分析程序。

2、在本发明构思的一个方面，上面所提及的内容可以通过形成由顶板和底板所限定的mwap组件来实现。顶板具有在由顶板所限定的框架内布置成阵列的多个大孔。所述阵列包括多个列和多个行。底板具有布置成阵列的多个微孔。底板可操作成被固定到顶板的框架的底部表面。mwap组件包括当底板被固定到顶板时所形成的孔格栅。孔格栅经由多个大孔和多个微孔所限定，其中所述多个大孔中的每一个都将所述多个微孔中的一组微孔与所述多个微孔中的另一组微孔隔离开。底板和/或顶板可以是可操作成用作细胞培养板的微细加工的板。所述多个微孔形成各种形状和尺寸的微流体孔的高密度的阵列，所述形状和尺寸可操作成限制单细胞或多细胞。顶板和底板被连接或结合在一起，使得所述顶板和底板被永久地固定在一起(例如，通过将所述顶板和底板激光焊接在一起)、或者使彼此可选择性地分离(例如，通过利用摩擦配合接合和/或利用可重复使用的粘合剂来连接顶板和底板)。多个微孔相对于彼此形成，以提供不同程度的空间限制的不对称。在一些变型中，顶板可以是具有分隔部的无底的框架，所述无底的框架可以具有与标准九十六(96)孔板中的单个孔相同的尺寸。在一些变型中，底板可以由微细加工的光学透明片材所形成，并且所述底板包含对应于多个大孔中的一个或多个大孔的尺寸和形状的微孔的阵列。

3、本发明提供了不同的mwap组件(例如，大阵列规格和小阵列规格)。在一些实例中，大阵列规格的mwap组件(具有以8×12样式布置的九十六(96)组微孔的阵列)具有在尺寸上与用于细胞培养的工业标准九十六(96)孔板相同的尺寸。大阵列规格的mwap组件的应用之一是用于高通量。在一些实施例中，小阵列规格的mwap组件(具有以2×2样式布置的四(4)组大孔的阵列)具有与标准显微镜载玻片相同的尺寸。小阵列规格的mwap组件被设计成用于低通量基础研究应用，以研究细胞。所述mwap组件为各种体外诊断和筛选应用提供了测定方案，所述方案包括使用mwap组件诱导肿瘤细胞休眠和产生固定尺寸的克隆球状体。

4、本发明构思的其它方面、优点、和实用性将部分地在下面的说明书中阐述，并且部分地将从说明书中显而易见，或者可以通过实践本发明构思而了解。

5、上述内容旨在是说明性的，而不意味着是一种限制。通过研究下面的说明书和包括说明书的部分的附图，可以做出本发明构思的许多特征和子组合，并且这些特征和子组合将是显而易见的。这些特征和子组合可以在不参考其他的特征和子组合的情况下使用。

技术特征：

1.一种微孔阵列板(mwap)组件，其特征在于，所述mwap组件包括：

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述多个微孔能够操作成提供不同程度的三维(3d)空间限制。

3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述隔离使得所述多个微孔中的所述一组微孔与所述多个微孔中的所述另一组微孔被流体地密封。

6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述孔格栅在所述顶板的大孔的多个下周向周边抵接所述底板的所述多个微孔的多个上周向周边时形成。

7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述多个下周向周边中的每一个都围绕所述多个大孔中的一个大孔。

8.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述多个上周向周边中的每一个都围绕不同组的所述多个微孔。

9.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述顶板和所述底板被永久地接合在一起。

10.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述多个微孔中的至少一部分微孔包括竖直的侧壁或倾斜的侧壁并且具有相同的深度。

11.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述多个微孔中的至少一部分微孔具有竖直的侧壁和在不同深度处的底部表面。

12.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述多个微孔中的每一个微孔都包括垂直于一基底延伸的竖直侧壁并具有底部表面、或者所述多个微孔中的每一个微孔都包括倾斜于所述基底延伸的倾斜侧壁并且没有底部表面。

13.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，

14.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述mwap组件是单细胞mwap组件，所述单细胞mwap组件能够操作成在空间上诱导肿瘤细胞休眠以作为休眠测定。

15.根据权利要求14所述的组件，其特征在于，所述微孔的横截面尺寸的范围为从8μm至25μm。

16.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述mwap组件能够操作成产生固定尺寸的克隆多细胞肿瘤球状体(mcts)以作为球状体测定。

17.根据权利要求16所述的组件，其特征在于，所述微孔的横截面尺寸的范围为从26μm至300μm。

18.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，

19.根据权利要求18所述的组件，其特征在于，所述多个微孔中的每一个微孔都是方形的微孔。

20.根据权利要求18所述的组件，其特征在于，所述多个微孔中的每一个微孔都被配置为保持50个或更多个克隆细胞。

21.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述多个微孔包括2000至5000个微孔，使得所述mwap组件能够操作成具有高通量。

22.一种制造微孔阵列板组件的方法，其特征在于，所述方法包括：

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述顶板经由注射成型工艺所形成。

25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述底板经由压模成型工艺所形成。

26.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述底板使用光学上清晰或透明的生物相容性的环烯烃聚合物(cop)来形成，以能够观察至少所述多个微孔的内部。

27.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述顶板使用黑色的环烯烃聚合物(cop)来形成。

28.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述顶板和所述底板经由激光焊接工艺固定在一起，以形成微孔板。

技术总结
提供了一种用于研究细胞的高通量微流体装置的微孔阵列板(MWAP)组件及其制造方法。MWAP组件包括顶板，所述顶板具有在框架内布置成阵列的多个大孔。MWAP组件还包括底板，所述底板能够操作成固定到框架的底部表面，所述底板具有多个微孔的阵列。MWAP组件包括在底板经由多个大孔和多个微孔阵列被固定到顶板时所形成的孔格栅。具有多个大孔和多个微孔阵列的孔格栅能够经由高通量实现细胞的可视化。

技术研发人员：R·M·巴克胡,D·P·大卫
受保护的技术使用者：得克萨斯大学体系董事会
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13