弯月面降低构件的制作方法_4

文档序号:9354249阅读:来源:国知局
效果可通过将未涂覆的接触角与涂覆的接触角相比较来测定。就 本申请目的而言,未涂覆的接触角为在没有涂覆材料存在的情况下在表面(例如物理表面 特征134、1134)和给定的液体间形成的接触角。如在本文中所描述的,可以确定未涂覆的 固有接触角以及未涂覆的前进和后退接触角。相对而言,涂覆的接触角应理解为在表面已 用涂覆材料涂覆后在相同的表面和相同的液体间形成的接触角。可确定涂覆的固有接触 角、前进接触角和后退接触角。
[0148] 任选地,对表面(例如物理表面特征134、1134)和涂覆材料的结合选择,以使得当 与液体接触时弯月面降低构件提供涂覆的固有接触角和涂覆的后退接触角,并且涂覆的后 退接触角在约75度至约110度之间,并且比涂覆的固有接触角更接近90度。
[0149] 可采用任何合适的方法将涂覆材料涂覆于容器壁第二内表面138。合适的涂覆方 法的实例包括:
[0150] ?涂覆或嵌入预先形成的材料(有或没有粘合剂);
[0151] ?使用物理涂覆器涂覆所述材料,随后去除多余的材料;
[0152] ?通过将所述容器浸没于所述涂覆材料或其溶液中而涂覆,随后干燥;
[0153] ?涂覆熔融的材料,随后冷却并凝固;
[0154] ?将所述涂覆材料溶于合适的溶剂中并涂覆所述溶液,随后通过蒸发、抽吸、和/ 或洗涤而去除所述溶剂;
[0155] ?涂覆当暴露于空气、热或光(例如UV光)后发生固化的材料;和
[0156] ?加入所述材料后涂覆导致所述材料固化的试剂。
[0157] 或者,如果使用的材料具有足够的刚性,可使用涂覆材料制备培养容器的第二内 表面 138、1138。
[0158] 可以使用任何合适的物理涂覆器涂覆涂覆材料,所述物理涂覆器包括例如不脱绒 毛的(lint-free)材料(如不脱绒毛的织物),可以单独使用其本身或者将其固定于合适的 涂覆器装置上。
[0159] 在涂覆材料被涂覆后,可将其放置一段足够的时间,必要时可去除过量的材料 (例如使用清洁的物理涂覆器)并使材料固化,例如通过在合适的温度下温育合适的时间。 本领域技术人员能够基于容器的类型和涂覆材料的性质确定固化条件。例如聚苯乙烯容器 可在大约50°C至80°C的温度温育,而PTFE容器可在更高的温度温育,例如大约150°C至大 约250°C。使用前将容器冷却至室温。
[0160] 从涂覆所述涂覆材料到使用所述容器的时间取决于涂覆方法。以预先形成的材料 制备的容器可立即使用。以需要去除溶剂或需要固化的材料制备的容器会需要从数分钟 至数日的任何时间,这取决于材料、涂覆方法和环境条件,而这应该是本领域人技术员已知 的。
[0161] 优选的涂覆材料是任何可以被粘附于物理表面特征134、1134(作为容器的整体 部分和/或作为单独的嵌入物)以便以普通的水溶液和培养基产生大约90度的动态最小 (后退)接触角(或在本文所述的任何范围内的角度)的材料。可用的涂覆材料包括,但不 限于,以下物质中的一种或多种、或者其任何合适的结合:
[0162] ?液体硅烷化剂,例如甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和甲基全氟丁基乙基硅氧烷 以及它们的共聚物的溶液;
[0163] ?甲基全氟丁基乙基硅氧烷、甲基氢硅氧烷、二甲基硅氧烷、以及甲基乙烯基硅氧 烷、三甲基甲硅烷氧基封端的甲基(全氟丁基乙基)硅氧烷和三甲基甲硅烷氧基封端的甲 基氢硅氧烷;
[0164] ?含氟聚合物试剂,包括低沸点含氟溶剂中的含氟聚合物溶液;
[0165] ?石蜡;
[0166] ?聚烯烃蜡;
[0167] ?动物和昆虫錯,包括蜂蜡、虫胶蜡、鲸蜡、羊毛脂;
[0168] ?植物蜡,包括蜡果杨梅蜡、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、蓖麻蜡、西班牙草蜡、日本蜡、 希蒙得木油、小冠椰子蜡和米糠蜡;
[0169]?矿物錯,包括纯地錯(ceresin)、褐煤錯(montan)、地錯(ozocerite)和泥炭;
[0170] ?蜡样饱和脂肪酸类,包括月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七酸、硬脂酸、花生酸、 二十二酸、廿四酸(tetracosanicacid)、二十四烧酸(lignocericacid)、廿六酸和三十 酸;
[0171] ?非蜡样饱和脂肪酸类,包括丁酸、已酸、辛酸和癸酸;
[0172] ?蜡样不饱和脂肪酸类,包括顺芷酸、落花生油酸(hypogaeicacid)、鳕酸、抹香鲸 稀酸、反油酸、异油酸、erudicacid、巴西稀酸和异芥子酸;
[0173] ?非蜡样不饱和脂肪酸类,包括油酸、亚油酸、a-亚油酸、花生四烯酸、二十碳五烯 酸、二十二碳六烯酸和芥酸;
[0174] ?蜡样脂肪族醇类,包括1-十四醇、1-十五醇、1-十六醇、1-十七醇、1-十八醇、 1-十九醇、1-二十醇、1-二i^一醇、1-二十二醇、1-二十三醇、1-二十四醇、1-二十五醇、 1-二十六醇、1-二十七醇、1-二十八醇、1-二十九醇、1-三十醇、1-三i^一醇、1-三十二醇、 1-三十三醇和1-三十四醇;
[0175] ?非蜡样脂肪族醇类,包括1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇、1-十一醇、 1-十二醇和1-十三醇;
[0176] ?固体材料,包括含有六氟丙烯(HFP)和1,1-二氟乙烯(VDF或VF2)的共聚物、 全四氟乙烯(PTFE)或四氟乙烯(TFE)、1,1-二氟乙烯(VDF)和六氟丙烯(HFP)的三元共 聚物的材料以及全氟甲基乙烯基醚(PMVE)、娃(商品名Viton?,来自DupontPerformance Elastomers);BunaNitrile(也称标准级腈)、氟娃、氯丁橡胶、氨基甲酸酯、HSN(高饱和 腈,HighlySaturatedNitrile)、硅氧烷橡胶和三元乙丙橡胶(EPDM);
[0177] ?全氟烷基和全氟聚醚聚合物、氟代聚氨酯涂料、全氟-聚醚和全氟-烷基氟硅 烧;
[0178] ?超疏水颗粒悬浮涂料,例如来自Cytonix(Beltsville,MD)的FluoroPel和PFC Ml104V,或者基于杆(rod)或刷的超疏水涂料。
[0179] 合适的涂料还可包括上述所列脂肪酸与任何合适的脂肪族醇类或留醇类如胆固 醇和/或与甘油形成的各种酯。
[0180] 本发明的发明人已经发现涂覆材料的一个实例为Wacker制造的基于硅氧烷的 Etetesive?溶液,本发明的发明人认为该溶液经交联溶液交联的含有至少63重量%的以 下物质中的一种或多种的溶液:甲基全氟丁基乙基硅氧烷、甲基氢硅氧烷、二甲基硅氧烷、 以及甲基乙烯基硅氧烷,所述交联溶液包含至少约60重量%的以下物质中的一种或多种: 三甲基甲硅烷氧基封端的甲基(全氟丁基乙基)硅氧烷和三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢 硅氧烷。
[0181] 任选地,涂覆材料可以是基于硅氧烷的材料、基于含氟聚合物的材料、石油膏、石 蜡、EPDM或BunaNitrile,或者是嵌入物,所述嵌入物由硅氧烷、EPDM或BunaNitrile制 得的或者涂覆有为基于硅氧烷的材料、基于含氟聚合物的材料、石油膏、石蜡、EPDM或Buna Nitrile的涂覆材料。任选地,基于硅氧烷的材料可以包括非交联的硅氧烷、甲基硅氧烷或 甲基乙烯基硅氧烷或者其共聚物。
[0182] 当容器用于容纳粘性水溶液或凝胶时,弯月面降低构件132U132和含有构件132 和1132的容器和/或嵌入物可以是特别有用的。粘性指的是溶液具有的粘度或对流动的阻 力大于水的粘度,或大于大约ImPa.s、适当地大于大约5mPa.s、且最高达大约4000mPa.s。任 选地,所述粘性水溶液可以是常规用于细胞培养或基于细胞的测定法的任何此类溶液,例 如,生物学缓冲液和可支持细胞生长的任何培养基,包括但不限于Iscove改良伊格尔培养 基(Iscove'smodifiedEagle'sMedium,IMDM)、达尔伯克改良伊格尔培养基(Dulbecco's modifiedEagle'sMedium,DMEM)、Hank氏平衡盐溶液、基于甲基纤维素的培养基(例如 MethoCult?)、基于琼脂的培养基、基于明胶的培养基和基于胶原的培养基。或者,所述粘性 水溶液可以是包含以下物质的溶液:生物大分子,例如蛋白质、糖蛋白、肽、多糖和/或寡核 苷酸;和/或水溶性聚合物,例如聚亚烷基二醇类(polyalkyleneglycols)。在本申请的 另一个实施方案中,溶液是包含可改变容器内壁的表面特性从而改变在壁被该溶液湿化时 壁的接触角的分子的溶液。
[0183] 优选地,将所述涂覆材料涂覆到物理表面特征134、1134的涂覆方式和量可通过 产生能够实现大约90度、适当地大约75度至大约110度、更适当地大约80度至大约110 度、甚至更适当地大约85度至大约105度以及约90度的后退接触角的表面能,从而有效地 降低细胞培养基或其他普通水溶液的弯月面的曲率。可以基于各种因素(包括例如表面物 理特征134、1134的几何学)来选定所选的具体的涂覆材料、涂层的厚度以及涂覆材料的其 它特性。
[0184] 任选地,如在图3和4中所示出的,弯月面降低构件132和1132(包括物理表面特 征134和1134)可以与容器100和1100成为一体,并且第一和第二部分138、140及1134和 1140与阶梯面142和1142可以与侧壁104和1104的内表面105和1105成为一体并构成 其的一部分。或者,如在图5和6中所示出的,弯月面降低构件132和1132可以作为单独 的嵌入物构件146和1146提供,在这一实例中,调节环形或环状的嵌入物构件146和1146 的尺寸来配合互补的容器以使表面特征132和1132覆盖容器的内表面的至少一部分并且 接触液体。
[0185] 嵌入物构件146和1146可以由本文描述的任何合适材料制造,并且不需要与周围 容器的材料相同。例如,聚合物嵌入物构件可以被安装于试管、烧杯、小瓶或其它容器中。应 理解嵌入物构件146和1146的整体形状和尺寸可以基于具体容器的形状和尺寸来选定。
[0186] 任选地,物理表面特征134和1134可以围绕其各自的容器100、1100的内表面105 和1105的整个内周界大致连续地延伸。或者,物理表面特征134和1134可以仅仅围绕内 表面105和1105的内周界的一部分延伸。虽然阶梯面142和1142被示例成基本上是平面 的,但是任选地,阶梯面142和1142可以是弯曲的或为非平面的表面。
[0187] 用于制造阶梯状物理表面特征134和1134-一其或作为嵌入物146、1146或为容 器100、1100的整体部分一一的合适材料可以为用于形成容器100、1100的任何材料,包括, 例如,聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、硅氧烷、EPDM(三元乙丙 橡胶)、BunaNitrile和超大分子量(UHMff)塑料。
[0188] 使用本文中描述的弯月面降低构件132U132的容器100U100和其它容器可以用 于各种目的,包括用于培养细胞或用于进行基于成像的测定法的用途。基于成像的测定法 可以是生物学和化学领域中使用的任何测定法,例如,集落形成细胞(CFC)分析法、基因测 序、组合化学、药物研发和蛋白质组学。
[0189] 任选地,可以使用可见光、紫外光、红外光和/或荧光进行细胞成像或进行与合 适的弯月面降低构件接触的液体的基于成像的测定,特别是使用可见光。可使用例如暗 视野模式、亮视野模式、相差(phasecontest)或数字干涉差(digitalinterference contrast)进行可见光成像。任选地,可以通过手工成像或自动化成像,且/或被成像的细 胞可以位于细胞集落中。
[0190] 可以使用各种合适的技术将表面涂覆材料涂覆到容器的内表面和/或物理表面 特征上。根据涂覆待被嵌入到容器中的单独的嵌入物的第一种方法(例如在图5和6中 所示出的),将稀释于溶剂中的硅氧烷的聚合物((Syl-off?Q2-7785(单体)、Syl-off? Q2-7560(交联剂),DowCorning)的涂料涂覆于嵌入物上。溶剂可以为与选定的涂覆材料 相容并且为涂覆过程提供所需粘度的任何合适的溶剂,包括例如己烷和其它基于烃的溶剂 或有机溶剂。
[0191] 在该方法中,将嵌入物浸入涂料溶液的容器中以完全覆盖嵌入物,并将其放置于 一个表面上以使多余的涂料流走。可使嵌入物沥干任何合适的时间来使足量的涂料从嵌入 物上流走,所述时间包括例如约5至约30分钟或更久。然后将嵌入物置于6孔板的孔中并 固化。固化过程可在适于固化所选定的涂覆材料的任何条件下进行。例如,嵌入物可以在 约50°C至约100°C的高温条件下固化,可以在约70°C下固化。固化时间可以为任何合适的 时间,其可以为约1小时至约12小时,在一些构造中可以为至少2小时。然后可以将经被 固化了的表面涂料涂覆的嵌入物置于合适的容器内部并暴露于其中的液体中。
[0192] 根据涂覆嵌入物的第二种方法,将数个嵌入物首尾相连堆叠于直径稍大于嵌入物 的管中,然后将其围绕着管的轴旋转数分钟并同时将例如所需量的涂覆溶液加入到管中。 任选地,加入到管中的涂覆溶液的量可为每个嵌入物约250yL至约500yL的溶液,优选为 每个嵌入物约330yL的溶液。
[0193] 随着将管进行旋转,溶液可涂覆每个嵌入物的壁。可调整管的大小以容纳任何所 需数目的嵌入物,任选地,可调整其大小以容纳约15个嵌入物。可以将涂覆溶液在旋转期 间通过盖住所述管的末端而保存在管内。
[0194] 所述管可以以使涂覆材料可在其中涂覆嵌入物的任何合适的速度旋转。任选地, 所述管可以Irpm至约25rpm或以上旋转,优选地可以以约8rpm旋转。所述管可旋转任何 合适的时间,优选地其旋转直至与涂覆溶液混合的溶剂中的至少一些已经蒸发。任选地,所 述管可以旋转约5分钟至约30分钟或更久,并且任选地其可以旋转约20分钟以使己烷蒸 发。然后可将涂覆了的嵌入物放置到6孔板的孔中,一次放一个。接着将整个板在70°C下 固化至少2小时,或者在本文中描述的任何其它合适的固化条件下固化。
[0195] 溶剂例如己烷用于降低涂覆材料(例如硅氧烷)的粘度以使得其在管内旋转时会 从嵌入物壁流下来。具有较低粘度的涂覆材料自身能够充分地流动,并且可以不需要其它 溶剂。
[0196] 根据涂覆嵌入物的另一种方法,包括围绕合适的35_孔的内周的大致水平的阶 梯面142的嵌入物通过将嵌入物放置到孔的内部中形成。所述嵌入物可以由任何合适的材 料制成,包括例如,腈垫圈,其使得阶梯面142宽度为Imm且阶梯面142与孔底106间的距离 为Imm;以及由PTFE薄片条制成,其使得阶梯面142宽度为约Imm且阶梯面142与孔底106 间的距离为〇. 5mm。可将嵌入物紧靠孔的壁底放置于合适的孔板中,例如Greiner6071026 孔板。然后可用任何合适的涂覆材料涂覆在阶梯特征上方的孔的内壁表面,例如上文描述 的表面138、1138。优选地,涂覆材料为疏水或超疏水材料。
[0197] 例如,可将超疏水涂覆材料--如WX2100(CytonixLLC,MD)--喷射到高度为约 IOmm且厚度为约0.5mm的聚苯乙稀环(
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