用于检验包含生物材料的水性样品的微流体装置的制作方法

本发明总体上涉及实验室中所使用的装置，并且更具体地涉及能够用于检验包含生物材料和/或生物有机体的水性样品的微流体装置。

背景技术：

1、各种检验装置和相关方法可以用于对包含各种生物材料(生物有机材料)的样品进行实验室检验或测定，所述生物材料包含在或支撑在水性溶液中。作为非限制性示例，这种生物材料可以包括硬组织或软组织、以及从人和动物以及诸如微生物或细菌之类的活有机体中提取的其他材料。这种检验装置可以进一步用于培养或生长生物材料、比如生物膜。生物材料可以经受使用各种试剂、化学品或药物的治疗方案，以评估它们在生物材料上的功效。可以使用这种检验装置的一个领域为口腔护理，在该领域中，各种口腔护理剂在与口腔相关联的生物材料上的有效性是特别受关注的。

2、生物材料检验装置一般包括多个单独的基质和部件，这些基质和部件单独形成，并且然后通常经由永久不可移除的固定技术进行包装并保持在一起，以形成样品检验隔室或样品检验室。因此，这种永久性结构可能难以清洁，并且一般不能重复用于进行其他检验。另外，这种检验装置也可能具有难以有效且方便地进行组装的复杂结构。

3、需要对生物材料检验及生长装置进行改进。

技术实现思路

1、本申请公开了用于生物材料的微流体检验装置和系统，其具有最小数目的部件，并且可以是易于组装和拆卸的，以进入检验室进行清洁和重复使用。这有利地避免了在单次检验运行后丢弃该装置的必要性。在一个实施方式中，本检验装置的一些或所有部件可以通过3d打印技术、注射模制及其组合来制造。

2、用于检验水性实验室样品的微流体装置在一个实施方式中可以包括长形的基部构件，该基部构件包括凹入到基部构件的第一外表面中的多个样品室。这些室构造成用于保持包含生物材料的水性溶液。可弹性变形的第一垫片设置在基部构件上并且包括开口，所述开口中的每个开口互补地构造成与室中的相应一个室相对应。在第一垫片上设置有至少一个第一覆盖玻璃以封围开口。在第一覆盖玻璃上设置有周向地延伸的外周夹持框架，该夹持框架包括可弹性挠曲的悬臂式锁定突出部。锁定突出部构造成与基部构件形成卡扣互锁，以将第一覆盖玻璃压在夹持框架与第一垫片之间，从而将所述室流体地密封。一些实施方式可以包括可弹性变形的第二垫片，第二垫片被压缩在夹持框架与第一覆盖玻璃之间，以用于增加密封有效性。某些实施方式包括一对覆盖玻璃，所述一对覆盖玻璃被密封在一对垫片之间。

3、与每个室相关联的流体联接允许流体比如治疗流体或药物进入和离开室，以与水性样品中的生物材料相互作用。在一些实施方式中，第一垫片可以通过3d打印直接形成到基部构件上，从而形成基部构件的不可移除的一体部分。第二垫片可以通过3d打印直接形成到夹持框架上，从而形成夹持框架的不可移除的一体部分。这种一体的垫片结构避免处理零散的垫片材料，并且加快了检验装置的组装/拆卸。一体的垫片结构有利地延长了检验装置的使用寿命，以用于进行多次检验运行。垫片可以由能够形成液密密封的可弹性变形且可压缩的类硅材料形成。

4、在一个非限制性实施方式中，本生物材料检验装置可以用于对包含生物材料的水性样品进行测定，以评估与口腔相关联的各种口腔护理剂的有效性。也可以使用与其他类型的生物材料相关联的其他检验应用。作为一些非限制性示例，检验装置可以用于抗附着测定、抗菌/抗微生物功效研究、生物膜群落组成研究、抗生物膜剂、元转录组研究、代谢组研究、咬合研究、响应于生物膜生长的釉质硬度研究、染色和增白研究、哺乳动物细胞研究、组织共培养研究以及组织-生物膜共培养研究，仅举这几个例子。本发明可以具有口腔护理、个人护理、家庭护理和宠物护理应用、以及其他应用。

5、根据一个方面，一种用于检验水性实验室样品的微流体装置包括：纵向轴线；长形的基部构件，该基部构件沿着纵向轴线延伸并且限定第一外表面、相反的第二外表面以及多个样品室；可弹性变形的第一垫片，该第一垫片设置在第一外表面上，该第一垫片包括多个开口，所述开口各自与样品室中的相应一个样品室相对应；至少第一覆盖玻璃，第一覆盖玻璃设置在第一垫片上并且封围开口；以及外周夹持框架，该夹持框架设置在第一覆盖玻璃上并且包括多个可弹性挠曲的锁定突出部；其中，锁定突出部构造成与基部构件形成机械联接，并且将第一覆盖玻璃压在夹持框架与第一垫片之间，以密封样品室。在一个实施方式中，在锁定突出部与基部构件之间形成有卡扣配合或互锁。

6、根据另一方面，一种用于检验水性实验室样品的微流体系统包括：基部构件，其包括纵向轴线、凹入到基部构件的第一外表面中的多个样品室、以及形成在第一外表面上的一体的可弹性变形的第一垫片；样品室中的每个样品室包括入口端口和出口端口，入口端口和出口端口限定穿过样品室中的每个样品室的流动路径，以用于引入和提取流体；第一垫片包括多个开口，所述开口各自与样品室中的相应一个样品室相对应；第一覆盖玻璃和第二覆盖玻璃，第一覆盖玻璃和第二覆盖玻璃均设置在第一垫片上并且封围开口；外周夹持框架，其包括形成在其下侧部上的一体的第二垫片，第二垫片接合第一覆盖玻璃和第二覆盖玻璃，夹持框架还包括多个可弹性挠曲的锁定突出部；其中，锁定突出部构造成与基部构件形成机械联接，并且将第一覆盖玻璃压在夹持框架与第一垫片之间，以密封样品室。在一个实施方式中，在锁定突出部与基部构件之间形成有卡扣配合或互锁。

7、根据另一方面，一种组装用于检验水性实验室样品的微流体装置的方法包括：提供长形的基部构件，该基部构件包括纵向轴线、凹入到基部构件的第一外表面中的多个样品室、以及设置在第一外表面上的可弹性变形的第一垫片；至少将第一覆盖玻璃定位在第一垫片上；将夹持框架定位在第一覆盖玻璃上方；将夹持框架的多个可弹性挠曲的锁定突出部与基部构件以可滑动的方式接合，从而使锁定突出部处于偏转的向外位置；以及将锁定突出部与基部构件锁定接合，从而使锁定突出部移动至未偏转的向内位置；其中，夹持框架将第一覆盖玻璃压到第一垫片上，以密封样品室。在一个实施方式中，以可滑动的方式接合的步骤包括使每个锁定突出部的钩状端部沿着基部构件的侧部接合和滑动，这使锁定突出部移动至偏转的向外位置。在相同或其他实施方式中，锁定接合步骤还包括将锁定突出部的钩状端部与基部构件的与第一表面相反的第二表面接合。

8、根据下文提供的具体实施方式，本发明的其他应用领域将变得明显。应当理解的是，具体实施方式和具体示例虽然指示了本发明的优选实施方式，但仅意在说明目的，而不意在限制本发明的范围。

技术特征：

1.一种用于检验水性实验室样品的微流体装置，该系统包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述锁定突出部中的每个锁定突出部构造成以可拆卸的方式且以锁定的方式接合所述基部构件的所述第二外表面。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述锁定突出部中的每个锁定突出部具有在横向于所述纵向轴线的方向上呈长形的悬臂式结构，并且所述锁定突出部中的每个锁定突出部包括钩状端部，所述钩状端部接合所述基部构件的所述第二外表面。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，多个所述锁定突出部包括：

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述锁定突出部接合所述基部构件的所述纵向侧部、侧向侧部和所述第二外表面。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其中，所述夹持框架包括长形的中央窗口，所述中央窗口使所述第一覆盖玻璃暴露，从而使得视线进入所述样品室中的每个样品室中。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置，其中，所述第一垫片一体地形成在所述基部构件的所述第一外表面上，从而成为所述基部构件的不可移除的永久部分。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其中，所述第一垫片包括向外敞开的第一凹入区域，所述第一覆盖玻璃设置在所述第一凹入区域中。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的装置，还包括第二垫片，所述第二垫片设置在所述第一覆盖玻璃与所述夹持框架之间。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第二垫片一体地形成在所述夹持框架的下侧部上，从而成为所述夹持框架的不可移除的永久部分。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其中，所述第二垫片包括长形的中央窗口，所述中央窗口使所述第一覆盖玻璃暴露，从而使得视线进入所述样品室中的每个样品室中。

12.根据权利要求9至11所述的装置，还包括第二覆盖玻璃，所述第二覆盖玻璃设置在所述第一垫片与所述第二垫片之间。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第二垫片包括第一区段和分立的第二区段，所述第一区段接合所述第一覆盖玻璃，所述第二区段接合所述第二覆盖玻璃，所述第一区段和所述第二区段由纵向间隙隔开。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第一垫片覆盖整个所述第一外表面。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述第一垫片包括分隔壁，所述分隔壁垂直于所述纵向轴线延伸并且设置在所述间隙中。

16.根据权利要求1至15中的任一项所述的装置，其中，所述样品室中的每个样品室具有敞开的顶部和封闭的底部，所述顶部延伸穿过所述第一外表面，所述底部邻近于所述第二外表面。

17.根据权利要求1至16中的任一项所述的装置，其中，所述基部构件包括与所述样品室中的每个样品室相关联并且流体地联接至所述样品室中的每个样品室的成对的入口端口和出口端口，所述入口端口和所述出口端口限定穿过所述样品室中的每个样品室的流动路径，以用于引入和提取流体。

18.根据权利要求1至17中的任一项所述的装置，其中，所述样品室中的每个样品室与其他每个样品室流体地隔离。

19.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一垫片被3d打印到所述基部构件上，并且所述第二垫片被3d打印到所述夹持框架上。

20.一种用于检验水性实验室样品的微流体系统，所述系统包括：

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述锁定突出部中的每个锁定突出部构造成以可拆卸的方式且以锁定的方式接合所述基部构件的与所述第一外表面相反的第二外表面。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述锁定突出部中的每个锁定突出部具有在横向于所述纵向轴线的方向上呈长形的悬臂式结构，并且所述锁定突出部中的每个锁定突出部包括钩状端部，所述钩状端部接合所述基部构件的所述第二外表面。

23.根据权利要求20所述的系统，其中，所述夹持框架和第二垫片均包括长形的中央窗口，所述中央窗口使所述第一覆盖玻璃和所述第二覆盖玻璃暴露，从而使得视线进入所述样品室中的每个样品室中。

24.根据权利要求20至23中的任一项所述的系统，其中，所述第一覆盖玻璃设置在所述第一垫片的向外敞开的第一凹入区域中，并且所述第二覆盖玻璃设置在所述第一垫片的向外敞开的第二凹入区域中，所述第一垫片包括将所述第一凹入区域和所述第二凹入区域分开的分隔壁。

25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述第二垫片包括第一区段和分立的第二区段，所述第一区段接合所述第一覆盖玻璃，所述第二区段接合所述第二覆盖玻璃，所述第一区段和所述第二区段由纵向间隙隔开，所述纵向间隙接纳形成在所述夹持框架的下侧部上的一对间隔件。

26.根据权利要求20至25中的任一项所述的系统，其中，所述夹持框架具有至少与所述基部构件的长度共同延伸的长度和宽度，使得所述夹持框架的外部竖向表面与所述基部构件的外部竖向表面齐平。

27.根据权利要求20至26中的任一项所述的系统，其中，所述基部构件和夹持框架各自具有矩形形状。

28.根据权利要求21至27中的任一项所述的系统，其中，所述样品室中的每个样品室具有敞开的顶部和封闭的底部，所述顶部延伸穿过所述第一外表面，所述底部邻近于所述第二外表面。

29.根据权利要求20至28中的任一项所述的系统，其中，所述样品室中的至少一个样品室包括一对样品保持器，所述样品保持器构造成支承固体基质样品。

30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述基部构件还包括多个软管倒钩，所述多个软管倒钩从所述基部构件的相反两个纵向侧部向外突出，所述软管倒钩中的每个软管倒钩构造成用于联接至管并且流体联接至所述基部构件的所述入口端口和所述出口端口中的一者。

31.根据权利要求20至30中的任一项所述的系统，其中，所述样品室中的每个样品室与其他每个样品室流体地隔离。

32.一种组装用于检验水性实验室样品的微流体装置的方法，所述方法包括：

33.根据权利要求32所述的方法，其中，以可滑动的方式接合的步骤包括使每个锁定突出部的钩状端部沿着所述基部构件的侧部接合和滑动，从而使所述锁定突出部移动至所述偏转的向外位置。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，锁定接合的步骤包括将所述锁定突出部的所述钩状端部与所述基部构件的与所述第一表面相反的第二表面接合。

35.根据权利要求32至34中的任一项所述的方法，其中，至少定位所述第一覆盖玻璃的步骤包括将所述第一覆盖玻璃插入到所述第一垫片的凹入区域中。

36.根据权利要求32所述的方法，其中，所述夹持框架还包括第二垫片，并且将所述夹持框架定位在所述第一覆盖玻璃上的步骤包括将所述第二垫片与所述第一覆盖玻璃接合。

37.根据权利要求32至36中的任一项所述的方法，其中，所述锁定突出部为长形的悬臂式结构。

38.根据权利要求32至37中的任一项所述的方法，其中，所述基部构件包括与所述样品室中的每个样品室相关联且流体地联接的成对的入口端口和出口端口，所述入口端口和所述出口端口限定穿过所述样品室中的每个样品室的流动路径，以用于引入和提取流体。

技术总结
一种用于检验水性实验室样品的装置，该装置在一个实施方式中包括基部构件，基部构件沿着纵向轴线延伸并且限定凹入第一外表面中的多个样品室。可弹性变形的第一垫片设置在第一外表面上并且包括开口，开口各自与室中的相应一个室相对应。在第一垫片上设置有至少第一覆盖玻璃以封围开口。设置在第一覆盖玻璃上的外周夹持框架包括可弹性挠曲的悬臂式锁定突出部，所述锁定突出部构造成与基部构件形成卡扣互锁，并且将第一覆盖玻璃压在夹持框架与第一垫片之间以密封所述室。一些实施方式包括可弹性变形的第二垫片，第二垫片被压缩在夹持框架与第一覆盖玻璃之间。与每个室相关联的流体联接允许流体进入和离开所述室。

技术研发人员：卡洛·德埃普,阿尤布·赫巴赫
受保护的技术使用者：高露洁-棕榄公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14