弯月 面幅度120。内表面105到其中液体表面114基本上是平坦的点的距离限定了弯月面宽度 121。容器侧壁104与弯月面118区域中的液体表面限定了接触角116。如图Ia中所示， 如果接触角116小于90度，则认为弯月面是凹形的弯月面118。如在图Ic中所示，如果接 触角大于90度，则认为弯月面是凸形的弯月面118。如在图Ib中所示，如果接触角等于90 度，则弯月面幅度120(在图Ia和Ic中示出）为零，弯月面宽度121为零，并且液体被描述 为没有弯月面118。
[0118] 对于给定的液/固界面（即液体102与侧壁104之间的界面），所形成的弯月面幅 度120可以通过改变液体102与侧壁104之间建立的接触角116得到改变。本申请涉及弯 月面降低构件，所述弯月面降低构件物理性改变了在液体102与弯月面降低构件之间形成 的接触角116,从而使液体102与弯月面降低构件之间的接触角116比液体102与原来的侧 壁104材料之间的接触角116更接近90度。通过改变液体102与侧壁104之间的接触角 116来减小弯月面幅度120可以被理解为对接触角作用的补偿或对液体102与表面之间的 接触角的补偿。
[0119] 测定液体102与固体表面122之间的接触角116的方法的一个实例是参考图2来 描述的。图2示出了置于基本上是水平的表面122上的液体102的一滴。为了定量三相 (固相基材-含水液体-空气）界面处的接触角116,将20yL的液体102的小滴缓慢置于 表面122上。使用Lumenera数码相机和0. 6x放大镜头捕捉停留在所述表面上的小滴102 的侧视图像。镜头的方向为水平面对液滴102,其水平与固体表面122平齐。使用置于不透 明漫射体后的琥珀色LED制造背光来提供照明。图像捕捉条件保持恒定设置（增益1，曝 光0. 3s，获取分辨率2080X1536)。通过在以下操作之后进行图像捕捉确定动态最小接触角 116 :在增加小滴体积至40yL之后然后移除20yL以使接触线在表面上后退。图像在小滴 102操作2至5秒内捕捉。
[0120] 通过分析侧视图像确定接触角116。简言之，通过小滴与表面122的接触点画一条 直线124,由此确立图像的水平面（小滴基线）。通过位于小滴102左侧边缘和右侧边缘与 所述表面的接触点128附近的小滴102周边点画出最佳拟合的圆126。该圆126意欲为在 接触点128附近的小滴102表面的曲率的最佳拟合。124与对最佳拟合的圆126在接触点 128处作的切线130之间的角被认为是接触角。
[0121] 对于给定的液/固界面（即液体102与侧壁104的界面），所形成的弯月面幅度 120可以通过改变液体102与侧壁104之间建立的接触角116得到改变。本申请涉及弯月 面降低构件，所述弯月面降低构件物理性改变了在液体102与弯月面降低构件之间形成的 接触角116,从而使液体102与弯月面降低构件之间的接触角116比液体102与原来的侧壁 104材料之间的接触角116更接近90度。通过改变液体102与侧壁104之间的接触角116 来减小弯月面幅度120可以被理解为对接触角作用的补偿或对液体102与表面之间的接触 角的补偿。
[0122] 本文教导中的一个方面涉及弯月面降低构件，其包括改变聚合物壁表面的化学组 成或在培养容器的内壁表面上提供涂覆材料，以化学性改变液体与内壁表面之间的接触角 从而有助于提供在约75至约105度之间、优选在约80至约100度之间、更优选约90度的 与水溶液和培养基的后退接触角。
[0123] 除了改变聚合物壁表面的化学组成或涂覆表面以减小弯月面形成，本文描述的教 导的另一方面还涉及物理表面特征类型的弯月面降低构件，其通过物理性地干扰弯月面形 成而减小容器内所形成的弯月面幅度。这样的弯月面降低构件的实例包括这样一种表面特 征，其被引入到容纳液体的容器或孔的内壁表面上以物理性地干扰弯月面形成。这样的表 面特征的实例在下文中有更为详细的解释。
[0124] 本发明的发明人有利地发现本文中描述的两个方面可以彼此结合使用。优选地， 可提供具有弯月面降低构件的容器，所述弯月面降低构件包括物理和化学/表面涂覆类型 的弯月面控制特征的结合以帮助提供所需的后退接触角。这可以有助于提供所需的在容器 和各种不同溶液（每种均具有不同的化学和/或物理特性）之间的后退接触角。这可以使 得将相同的容器与各种不同的溶液结合使用而仍然可提供在所需范围内（优选接近90度） 的减小的弯月面角。这可以有助于减少使用者为了适应不同液体而需要的不同容器的数目 并且可以有助于降低试验成本。
[0125] 在该构造中，在液体与经化学涂覆的、物理表面特征之间形成的至少一个接触角 (例如固有接触角或后退接触角或二者均是）比在相同液体与i)未经所述涂覆材料涂覆的 物理表面之间或相同液体与ii)被化学涂覆材料涂覆但不光滑并且不包括本文中描述的 物理表面特征的容器壁的一部分之间形成的相应的接触角更接近所需的值（例如90度）。
[0126] 任选地，具有物理表面特征和化学涂覆材料的结合的弯月面降低构件的构造可以 有助于用水溶液和培养基产生约75度至约110度、约80度至约110度、约85度至约105 度、优选约90度（即基本上平坦的弯月面）的在其中与弯月面降低构件接触的液体表面和 大致垂直的平面之间的界面角。在一些实例中，界面角可以是水溶液或培养基与弯月面降 低构件之间的后退接触角。在其它实例中，界面角可以是水溶液或培养基与弯月面降低构 件的倾斜部分之间的后退接触角、以及所述倾斜部分的倾斜角度的总和（即被接触的表面 的角度与液体和表面间的接触角的总和）。任选地，可以选择涂覆材料以抑制水溶液或细胞 培养基中所存在的分子组分的粘附。这可有助于防止所述涂层的表面特性的改变。当提到 液体与大致垂直的表面之间的界面时，就本发明而言，术语界面角和接触角可以互换使用。
[0127] 参考图3,容器100可以提供有弯月面降低构件132。在示出的实例中，弯月面降 低构件132包括覆盖了容器100的内表面105的至少一部分的物理表面特征134。
[0128] 物理表面特征134优选地包括至少两个不同表面136、137,其彼此横向间隔开并 且其构造可用于接触容器100中的液体102。所述至少两个表面136、137相互配合以通过 物理性地改变或补偿液体102与物理表面特征134间的接触角116来降低液体102与物 理表面特征134间的界面处形成的弯月面幅度120和弯月面宽度121 (在图Ia和Ic中示 出）。
[0129] 参考图3,在示出的实例中，物理表面特征134为阶梯状特征，其中至少两个表面 136、137包括第一和第二表面138、140和在两者中间延伸的大致朝向上的阶梯面142(在 本申请中，"向上"、"上部"和其它类似的术语通常用于指朝向容器的敞口的、上端110的方 向）。任选地，如在下文更详细地解释那样，面138和140可以为容器内面105的部分，所 述部分位于容器100中液体的预期填充水平周围，或者可以在单独的构件例如嵌入物上提 供。在所示出的实例中，阶梯面142在第一和第二面138、140之间延伸并且连接二者。阶 梯角落143在阶梯面142的横向外缘与第一面138之间限定，并且阶梯边缘144通过第二 面140和阶梯面142的相交限定。
[0130] 在这一实例中，如果液体102处于高于阶梯面142的水平并且直接接合第一内表 面138,那么界面角117为所述液体和包含了第一内表面138的平面119(在示出的实例中 为大致垂直的平面）之间的后退接触角116。或者，如果液体102处于液体102的表面接合 了阶梯边缘144的水平（即实际上没有接触第一内表面138)，那么尽管液体102没有实际 上"接触"第一内表面138,仍然可相对于平面119测定界面角117。
[0131] 任选地，如在图3和5中所示，阶梯面142可以是大致平坦的朝向上的表面，其大 致上是水平的并与第一和第二内表面138、140大致垂直。
[0132] 在该构造中，已经观察到，如果液体水平面低于阶梯面142,则产生大致凹形的弯 月面；如果液体水平面位于或高于阶梯面142(即液体的表面接合了阶梯面142)，那么弯月 面通常较平坦。在示出的实例（包括本文描述的其它实施方案）中，放置弯月面降低构件 (和/或控制容器内液体的量）以使液体的表面接合阶梯面142 (或本文描述的面1142等） 或液体的表面设置/固定在阶梯边缘144的水平处是有利的。
[0133] 或者，图4和6示出了包括弯月面降低构件1132的容器1100的另一个实例。容 器1100可以基本上类似于容器100,并且使用由1000标记的相似的附图标记识别相似的特 征。在图4和6中，阶梯面1142是成角度的或倾斜的面，其与具有倾斜角1148的内表面的 第一和第二面1138、1140成斜角。
[0134] 容器中的弯月面形成可通过在容器1100的内表面1105的表面的内周界周围的给 定位置引入单阶梯或阶梯状物理表面特征1134得到抑制（即接触角116可以接近90度且 弯月面幅度120可以接近零）。在示出的实例中，阶梯状物理表面特征134和1134的位置 靠近容器100和1100的上端110和1100。或者，物理表面特征134和1134可以位于容器 100和1100内的其它位置。任选地，物理表面特征可以围绕着它们所处于的容器的整个内 周界连续延伸（如所示出的）。或者，物理表面特征的构造可以为围绕着容器内部的仅仅一 部分延伸。
[0135] 如图3和5所示出的，当液体接触阶梯状物理表面特征134时，在内表面105和液 体间的界面处形成的弯月面随着容器中的液体水平面接近物理表面特征134的阶梯边缘 144而减小。为了在液体102和容器100之间形成弯月面，液体102必须与容器100的内表 面105物理接触并且弯月面幅度120 (在图Ia和Ic中示出）不能超过液体的自由表面114 和容器的上端110之间的距离。阶梯状物理表面特征134充当容器的虚拟或模拟上边缘。 随着液体102的水平表面在容器100内上升，液体表面114、阶梯边缘144和阶梯面142之 间的距离减小，由此缩小了可支撑弯月面的第二内部分140的可用部分。当容器中容纳的 液体的水平面等于阶梯边缘144的位置时，不论固-液-汽界面的固有接触角116 (即液体 102与由物理表面特征134材料制造的平坦表面122间的接触角116)为多少，均会得到平 坦的液-汽界面（即90度的界面角117)。如果阶梯面142是水平的，为了得到所需的90 度的界面角117,液体的水平面可基本上与阶梯边缘144齐平。将液体水平面设置成大致与 阶梯边缘144齐平可以有助于提供所需的界面角117。
[0136] 当液体的自由表面大致上与阶梯边缘144在同一水平上或者是倾斜的阶梯面142 的某一部分时，那么阶梯状物理表面特征134的弯月面降低能力是最有效的。如果液体的 自由表面与阶梯边缘144在同一水平上，那么切线130 (如在图2中所示）将与阶梯边缘 144平行（即与表面136和平面119大致成90度）。
[0137] 在本实例中，第一和第二内面138、140与底面108大致正交（即当容器处于竖直 位置时，基本上是垂直的），并且第二内面140横向地向内部偏离第一内面138-定的偏离 距离141 (在图3中示出）。偏离距离141可以大于0.1mm，在本实例中为约0.75mm。第一 和第二内面138、140均具有大致环形的形状并且中心对齐。当提及含有第一或第二内表面 138、140的平面时，应理解其为在测量位置与表面138、140分别相切的平面。
[0138] 参考图4,如在图4和6中所示，当液体接触容器1100的物理表面特征1134时， 由于通过阶梯面1142的斜面而对三相接触线的固有接触角116进行补偿（由角度1148表 示），因此可减小弯月面幅度120 (图la)。这可以有助于将界面角进行修改以接近90度， 但是可能不及图3和5中示出的锐角角落144和水平面142的结合来得有效。然而，提供 斜角表面1142可以增加物理表面特征1134的高度1135(图6)。增加表面特征1134的高 度可以提高其中液体的表面114接触面1142的容器中液体的范围水平面（rangelevel)。 即，为了接触物理表面特征1134,液体的表面114不需要与边缘1144完全齐平，而是可位于 与表面1143接触的任何位置，例如在边缘1144和角落1143之间垂直。这可以使使用者有 更大的灵活度，因为他们在填充容器1100时不需要使液体水平面与内边缘1144的高度完 全匹配。
[0139] 在所示出的实例中，当液体102处于其接触第一内表面1138的水平时，界面角117 为液体与第一内表面1138间的后退接触角116(图3和5中的实例非常相似）。或者，如果 液体102处于其接触倾斜的表面1142的水平时，界面角117为液体和表面1142间的接触 角和相对于参照平面1119 (参见图4和6)的表面的角度1148 (倾斜角）的总和。
[0140] 倾斜角1148可以为0至约90度，约45至约15度；在示出的实例中，倾斜角1148 为约45度。在这一构造中，当倾斜角1148和液体与斜面1142间的接触角的总和为约90 度时，弯月面可以是大致平坦的（即界面角117可以为约90度）。
[0141] 嵌入物的表面拓扑学对弯月面幅度的作用总结于表1中。与未经处理的聚苯乙烯 培养孔表面相比，使用无特征的嵌入物使得弯月面宽度121 (如在图Ia和Ic中所示）显著 减小到约50%。在阶梯状表面特征134中，如图3和5所示，平坦的阶梯面142相对于无 特征的嵌入物对照产生了 40%的弯月面幅度减小，并且如在图4和6中所示，倾斜的阶梯 面1142构造消除了可观察到的弯月面（即使用倾斜的阶梯面1142不造成可观察到的弯月 面）。
[0142] 当将液体的水平面提高到高于表面特征134、1134的阶梯边缘144、1144时，由于 塑料嵌入物具有不透明的性质，可观察到清晰的液/固界面和均匀强度的背景。
[0143]表I:嵌入物对弯月面幅度的效果，其中液体水平面处于嵌入物的下缘。
[0145] 任选地，弯月面降低构件132和1132还可以包括化学处理或涂覆型弯月面降低构 件。例如，化学处理或涂覆型弯月面降低元件可被应用到一些或所有的物理表面特征134 和1134中以帮助进一步改变接触角，优选用以提供所需的后退接触角。任选地，可将表面 处理和/或涂覆用于面138、140和表面142 (类似地，面1138、1140和表面1142)。或者，表面 处理和/或涂覆材料可以仅在面138、140和142 (及类似的面1138、1140和1142)中的至少 一个面上提供。例如，涂覆材料的涂覆可以限于阶梯面142(1142)，和/或表面142(1142)， 以及第一和第二面138、140 (1138、1140)中的至少一个面。
[0146] 在表面特征1134(包括成角度的阶梯面1142)上提供化学处理和/或表面涂覆材 料可以有助于进一步降低阶梯面1142和液体间形成的弯月面。物理性弯月面降低和化学/ 表面涂覆型弯月面降低的结合可以有助于成角度的阶梯面1142构造提供所需的后退接触 角，同时容器1100中液体的填充水平面仍然保有其灵活性。
[0147] 表面涂覆材料的