CN110431223A - 用于微板实验室器具的灌注和环境控制的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了控制流体流动的系统、方法和设备。所述设备包括：第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；以及由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成的气动盖。所述气动盖在所述第一开口部分和所述第二开口部分之上延伸，并且包含一个或多个微流体通道，所述微流体通道将所述一个或多个第一孔流体联接到所述一个或多个第二孔。所述气动盖在所述第一微板和所述第二微板之上提供气密密封。

Description

用于微板实验室器具的灌注和环境控制的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年1月19日递交的题为“用于微板实验室器具的灌注和环境控制的方法和设备”的美国临时专利申请序列号62/447991的优先权，所述临时专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本说明书大体涉及增强的体外细胞培养，更具体地，涉及用于提供微板实验室器具的集成灌注和大气控制的系统、设备和方法。
背景技术
目前，存在许多体外细胞培养技术以提供在延长的时间段内保持生物细胞离体存活的方法。例如，某些技术包括静态培养，手动分批进料，其中将细胞接种在悬浮于培养基中的细胞培养容器中，并置于温度和CO2受控制的培养箱中。然而，这些技术对于模拟真实的体内生理微环境并不理想。例如，在哺乳动物体内，细胞微环境与可在体内刺激的条件相差很大。因此，由于细胞倾向于是其微环境的产物，所以体内培养的细胞不是生理环境中出现的细胞的真实代表。
该问题的一些解决方案需要专门的实验室器具，所述实验室器具昂贵、不可商购且/或仅具体适用于某些应用。此类解决方案无法使用广泛用于多种实验室应用的标准微板实验室器具。此外，其他解决方案无法用于光学显微镜，包含有限的通量，包含有限数目的细胞孔/室(例如，每个微板足迹<12)，难以处理和/或负载细胞，缺乏大气控制，缺乏控制流速的能力，具有瞬时流速，具有有限的流动持续时间，需要再循环，需要板的机械倾斜以延长持续时间，且/或没有独立的孔控制(即，所有孔经历相同的灌注处理)。
因此，持续需要一种体外细胞培养技术，其允许使用标准微板实验室器具来增强对细胞微环境的控制，以及用于实施该技术，同时还能够与标准微板实验室器具集成的系统、设备等。
发明内容
在一个实施方式中，气动盖包含具有一个或多个微流体通道的主体。所述主体的至少一部分由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成。气动盖还包含一个或多个第一延伸件和一个或多个第二延伸件，所述第一延伸件流体联接到一个或多个微流体通道并从主体延伸，所述第二延伸件流体联接到一个或多个微流体通道并从主体延伸。
在另一个实施方式中，气动盖包含：具有一个或多个第一微流体通道的第一部分，所述第一微流体通道被配置成流体联接到一个或多个第一孔；具有一个或多个第二微流体通道的第二部分，所述第二微流体通道被配置成流体联接到与所述一个或多个第一孔分隔开的一个或多个第二孔；以及在第一部分和第二部分之间延伸的可移动桥接部分。可移动桥接部分在联接到第一部分和第二部分时将一个或多个第一微流体通道流体联接到一个或多个第二微流体通道。第一部分和第二部分在联接到一个或多个第一孔和一个或多个第二孔时分别在一个或多个第一孔和一个或多个第二孔之上提供气密密封。
在又一个实施方式中，设备包含：第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；以及由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构造的气动盖。气动盖在第一开口部分和第二开口部分之上延伸，并且包括一个或多个微流体通道，所述微流体通道将一个或多个第一孔流体联接到一个或多个第二孔。气动盖在第一微板和第二微板之上提供气密密封。
在又一个实施方式中，设备包含：第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；以及在第一开口部分和第二开口部分之上延伸的气动盖。气动盖包含一个或多个微流体通道，所述一个或多个微流体通道将一个或多个第一孔流体联接到一个或多个第二孔。气动盖在第一微板和第二微板之上提供气密密封。
在又一个实施方式中，设备包含：第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；以及气动盖。气动盖包含在第一开口部分之上延伸的第一部分，所述第一部分具有一个或多个第一微流体通道，所述第一微流体通道流体联接到一个或多个第一孔。气动盖还包含在第二开口部分之上延伸的第二部分，所述第二部分具有一个或多个第二微流体通道，所述第二微流体通道流体联接到一个或多个第二孔。气动盖还包含在第一部分和第二部分之间延伸的可移动桥接部分。可移动桥接部分在联接到第一部分和第二部分时将一个或多个第一微流体通道流体联接到一个或多个第二微流体通道。气动盖在第一微板和第二微板之上提供气密密封。
在又一个实施方式中，构建用于转移流体的设备的方法包括：提供第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；提供第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；以及在第一开口部分和第二开口部分之上放置由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成的气动盖，使得气动盖内的一个或多个微流体通道流体联接到一个或多个第一孔和一个或多个第二孔。气动盖在第一微板和第二微板之上提供气密密封。
在又一个实施方式中，构建用于转移流体的设备的方法包括：提供第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；提供第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；将气动盖的第一部分放置在第一开口部分之上，使得第一部分内的一个或多个第一微流体通道流体联接到一个或多个第一孔；将气动盖的第二部分放置在第二开口部分之上，使得第二部分内的一个或多个第二微流体通道流体联接到一个或多个第二孔；以及在气动盖的第一部分和第二部分之间放置可移动桥接部分，以将一个或多个第一微流体通道流体联接到一个或多个第二微流体通道。
在又一个实施方式中，用于转移流体的系统包含：第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；与第一微板分隔开的第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔，气动盖和一个或多个阀。气动盖由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成，其与第一微板和第二微板形成可逆且不透气的结合。气动盖包含：在第一开口部分之上延伸的第一部分，第一部分包括延伸到所述第一微板的一个或多个第一孔中的一个或多个第一延伸件和一个或多个第一微流体通道，所述第一微流体通道通过所述一个或多个第一延伸件流体联接到所述一个或多个第一孔；在第二开口部分之上延伸的第二部分，所述第二部分包括延伸到所述第二微板的一个或多个第二孔中的一个或多个第二延伸件和一个或多个第二孔微流体通道，所述第二孔微流体通道通过一个或多个第二微流体通道流体联接到一个或多个第二孔；以及在第一部分和第二部分之间延伸的可移动桥接部分。可移动桥接部分在联接到第一部分和第二部分时将一个或多个第一微流体通道流体联接到一个或多个第二微流体通道。一个或多个阀流体联接到气动盖并被配置成选择性控制一个或多个第一微流体通道和一个或多个第二微流体通道内的流体流动。流体通过气动盖和一个或多个阀在第一微板和第二微板之间转移。
参考以下详细描述并结合附图会更充分地理解通过本文所述的实施方式提供的这些和另外的特征。
附图说明
附图中所示的实施方式本质上是说明性和示例性的，并不旨在限制由权利要求限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施方式的以下详细描述，其中相同的结构用相同的参考数字表示，并且其中：
图1A示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的用于提供微板实验室器具的集成灌注和大气控制的说明性设备的分解示意性横截面图。
图1B示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的当联接到微板实验室器具时用于提供微板实验室器具的集成灌注和大气控制的说明性设备的示意性横截面图。
图1C示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的具有桥接部分的说明性设备的分解示意性横截面图，所述设备提供分开的微板实验室器具的集成灌注和大气控制。
图1D示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的当联接到分开的微板实验室器具时具有桥接部分的说明性设备的示意性横截面图。
图2示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的可用于控制用于提供微板实验室器具的灌注和大气控制的设备的说明性硬件的框图。
图3A示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的说明性气动盖的示意图，所述气动盖在目标板接口(interface)处包含固体聚合物塞。
图3B示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的在目标板接口处的图3A的固体聚合物塞的详细视图。
图4A示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的说明性气动盖的示意图，所示气动盖在目标板接口处包含聚合物管。
图4B示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的在目标板接口处的图4A的聚合物管的详细视图。
图5A示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的说明性气动盖接口孔映射(mapping)配置的示意图。
图5B示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的另一说明性气动盖接口孔映射配置的示意图。
图5C示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的又一说明性气动盖接口孔映射配置的示意图。
图6A示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的用于废物收集的说明性设备的示意图。
图6B示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的用于废物收集的说明性气动盖接口孔映射接口的示意图。
具体实施方式
一般地参考附图、本文描述的实施方式涉及体外细胞培养技术，其使用标准微板实验室器具，通过提供具有大孔通量、大气控制、任何和所有孔的活性流体灌注、延长的实验灌注持续时间以及与同时显微成像的兼容性的装置，从而利用方法、系统和设备来提供对细胞微环境的控制。本文所述的实施方式通常包括多个微板，所述微板通过气动盖流体连在一起，所述气动盖至少部分地由热塑性弹性体构成，所述热塑性弹性体与多个微板形成可逆且不透气的结合。更特别地，热塑性弹性体是或包括苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)。
如本文所用，术语“微板实验室器具”或“标准微板实验室器具”是指通常被理解和用于细胞培养，特别是哺乳动物细胞培养的目的的实验室器具。这种实验室器具的说明性实例包括但不限于开放式培养实验室器具容器，例如微板、T-烧瓶、培养皿等，特别是适用于分批进料过程的容器。
本公开的各种技术可包括某些体外细胞培养技术，其保持生物细胞在延长的时间段内离体存活。说明性技术可包括，例如，通常由注模塑料制成的细胞培养容器，包括多孔板、T-烧瓶、培养皿等。这种细胞培养容器可被配置成呼吸，即内部气体浓度旨在与它们所处的气体环境平衡。本文描述的某些设计特征可以过滤该气体交换以试图消除空气传播的污染物，例如细菌或真菌孢子。可以使用针对所研究的生物学定制的专门培养基、补充剂和盐水溶液，主要目的是提供必需的碱性盐、氨基酸、营养物和生长因子，以保持细胞健康。此外，本文描述的方法、系统和设备可以包括维持生理温度(例如，约37℃)，通过使用例如碳酸氢盐缓冲溶液和特定的二氧化碳分压(例如，约5％)维持生理pH，和/或维持在潮湿环境中，例如相对湿度为约90％至约95％的环境。这种潮湿环境可能是减少实验室培养容器中的流体蒸发所必需的。这种蒸发可能潜在地导致溶液渗透压的不利变化，从而可能对细胞造成有害影响。
某些细胞供养技术，例如涉及静态培养、手动分批进料的技术，细胞可以接种在悬浮于培养基中的细胞培养容器上，并置于温控培养箱中，用于温度和CO2维持，如本文所述。贴壁细胞可以落到容器的底部并且随后可以附着到细胞表面。非贴壁细胞类型可以以这种方式培养，或者可以在旋转瓶(Spinner-Flasks)中培养，所述旋转瓶通过连续搅拌使细胞保持悬浮状态。为了最小化人为干预，培养基可携带过量的营养成分，使得细胞保持有活力持续特定时间段，例如，从初始进料起至少约24小时。在此期间，细胞可消耗营养物，并且可能产生废物。一旦营养物已被消耗且/或废物达到可直接影响细胞健康的水平，用户可将容器从培养箱中取出并更换全部或部分细胞培养基，在实验中使用细胞，或收获细胞用于进一步用途或接种新的容器。应当理解，此类细胞操作(进料、收获或传代)可以在典型的大气条件和室温下在无菌生物箱内进行。
此类细胞供养技术可能不能模拟体内生理微环境。这是因为，在体内，组织获得由动脉系统(源)供给并由静脉和淋巴系统(槽)排出的稳定状态的营养物供应。供养细胞的实际间质流(组织流)是组织依赖性的并且基于组织的局部代谢需求。这种组织依赖性通过动脉间隔(较高代谢需求的组织具有较近的毛细血管间隔)、由局部流体静力学控制的压差以及毛细血管/静脉和组织之间的渗透压差以及局部组织环境的流体渗透性来调节。间质流通常非常小，大约每分钟数十微米，因此，营养物和废物移除的流是营养物和废物的缓慢的、稳态的聚集。
使用这种细胞供养技术可以使细胞成为其培养的微环境的产物，反之亦然。例如，培养的微环境中细胞的细胞代谢可能与体内天然存在的细胞不同。细胞分解代谢可以从糖酵解(葡萄糖输入)转变到氧化磷酸化(丙酮酸和氧)到谷氨酰胺分解(谷氨酰胺输入)，这取决于这些营养物的可用性。此外，生物体可藉由通过糖原储存、脂肪酸合成代谢或磷酸戊糖途径储存燃料，或通过脂解和脂肪酸分解代谢调用燃料储存，从而适应瞬时供应/需求变化。在某些条件下，典型的废物如乳酸可成为燃料来源。与此相比，细胞培养基可以提供约3至约10倍过量浓度的这些燃料源，以使细胞保持多天有活力。此外，细胞培养基可以以几乎相同的方式含有过量水平的氨基酸和维生素。还可以优化这种细胞培养基，使得细胞培养基广泛适用于许多细胞类型。此外，可以为了方便而优化批量进料过程，例如，仅需要每隔几天手动进料。
类似地，培养的细胞可以对局部微环境产生影响。细胞可分泌废物、生长因子、细胞因子和其他信号分子。一些分泌的产物可能通过自分泌或旁分泌信号转导对分泌产物的细胞或其他细胞产生影响。如果允许这种分泌产物在静态、分批进料供养过程中积聚，则形成浓度梯度和瞬变，其可能不代表体内条件，在体内条件下，稳定流以更稳定的稳态条件移除废物。
另外，体内的一些组织具有低于大气浓度(例如，约21％)的氧浓度。例如，肝脏中的典型浓度为约3％至约9％，脑中的典型浓度为约2％至约7％，并且实际浓度可在远离供应毛细管的组织中形成降低的浓度梯度。由于氧是通过柠檬酸循环或Krebs循环对哺乳动物细胞代谢的必要输入，因此可用氧浓度的变化可能对细胞表型有影响。
各种细胞培养技术可能需要人工干预来供养细胞，这可能是耗时的并且可能污染细胞和/或培养基。微板可以被配置成通过在微板周界周围交换空气来呼吸。然而，这可能产生不均匀的气流，并且可能导致微板的边缘孔周围相对于板的中心孔更多的蒸发。这种不均匀的蒸发可能导致微板细胞培养物的渗透压差异和边缘效应。
一些细胞培养装置可以包含集成灌注，例如微流体细胞培养装置，其包含具有集成通道和阀门的微流体细胞室。说明性微流体特征通常包括具有大约数十至数百微米量级的特征尺寸的设计元件。然而，微流体装置在商业上不可行，因为这种装置与标准微板或“开放式容器”实验室器具容器的工作方式大不相同。这是因为在微流体细胞培养装置中接种细胞通常可以藉由通过皮下注射针装置或连接件进行显微注射来完成，这对于用户来说更加困难而且比使用多通道移液器或机器人的传统的开放式容器细胞培养更难以标准化。另外，一些微流体设备由诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)的材料组成，因为这些材料适合于原型微加工并且是生物惰性的。然而，PDMS微加工难以批量生产。PDMS还高度吸附亲脂性化合物，这对于此类亲脂性化合物常见的药物筛选应用提出了问题。此外，PDMS会呼吸，这为需要大气控制的应用提供了设计复杂性。另外，与此类设备接合可能是有问题的，特别是对于将传统上存储在机器人兼容的微板设备中的实验药物放入微流体结构中。因此，微流体装置可能仅可用于某些应用，例如蛋白质结晶、蛋白质分析和PCR，但不适用于细胞分析。
“芯片上的组织(tissue on a chip)”或“芯片上的器官(organ on a chip)”应用通常不适用于如本文所述的体外细胞培养，因为此类应用缺乏固有的大气控制，低测试室通量，并且需要介质的再循环而不是移除废弃介质。此外，此类应用中的细胞室对于集成显微镜是不可接近的。此外，所有样品生物反应器的流体灌注必须平行进行。
微流体细胞培养装置也不适合于如本文所述的体外细胞培养，所述微流体细胞培养装置使用单个具有微流体通道的标准“微板状”装置，所述微流体通道结合到装置中以便使流体从各个孔移动到特殊构造的微流体细胞室，所述微流体细胞室也构建在装置上并使用气动歧管来不透气地密封到板的顶部以施加气动压。这是因为该设计包括低通量，原因在于每个板有很少细胞培养室(例如，四个室)。另外，在这种设计中实施的被动重力流方法本质上是瞬态的，并且由源孔和废物孔之间不断变化的流体高度差来限定。因此，用户无法控制流动开始或流速，这限制了实验的持续时间，因为源孔的流体体积被快速消耗。这又驱动了将许多源孔连接到给定的细胞室的需要，从而扩展了实验持续时间但限制了给定实验室容器足迹的可用细胞室数目。延长流动持续时间的其他技术包括增加机械干预，例如倾斜板以机械地操纵源孔和槽孔之间的流体高度差，从而延长流动持续时间，进而导致流向的反转。
包含与由计算机控制的流体转移基板配合的特殊设计的细胞培养容器的装置也不适用于如本文所述的体外细胞培养，因为这种装置使用非传统的细胞培养实验室器具。类似地，下述装置也不适用于如本文所述的体外细胞培养，所述装置是介于传统微板培养板和微流体细胞培养板之间的杂合体，使用与传统的24孔微板配合的气动压力驱动盖，并凭借集成阀门和精确定时的气压和真空应用的系统使来自微板的不同孔的流体移动通过集成毛细管。这是因为这样的装置具有低吞吐量，仅使用六个测量孔，需要同时灌注所有孔，并且阀门组件利用柔性PDMS层来打开和关闭微通道，如前所述，柔性PDMS层吸附亲脂性化合物，并且对气体是可渗透的，这是不受控制的。
现在参考附图，图1A和1B示出了用于提供微板实验室器具的集成灌注和大气控制的说明性设备(通常标记为100)的示意图。更具体地，图1A以分解示意图的方式示出了设备100的各组件，图1B示出了组装时设备100的各组件，如本文更详细描述的。在一些实施方式中，设备100装在温控环境106(例如培养箱等)内。
如图1B中具体示出的那样，设备100可以放置成使得其底部102可以通过显微镜150的显微镜物镜154成像，并且其相应的顶部104与显微镜150的灯壳152相邻。因此，用于构造设备100的各组分的材料是足够透明的，以允许来自灯壳152的光照射各孔132内的细胞。因此，设备100可以与相位差或其他透射光显微镜技术兼容。在一些实施方式中，设备100还可以与落射荧光成像装置兼容，其中激发光从设备100的底部102进入显微镜物镜。
仍然参考1A和1B，设备100通常包括气动盖110，气动盖110放置在各种类型的微板实验室器具上，包括但不限于深孔源微板120和细胞分析微板130。可以将气动盖110放置在各种微板实验室器具的开口处，以便将微板实验室器具与外部环境密封并/或将气动盖110固定到微板实验室器具上，如本文更详细描述。
气动盖110可以是例如专门设计的无菌气动盖消耗品。气动盖110包括具有一个或多个气动控制配件108的主体111，一个或多个第一延伸件116，一个或多个第二延伸件118，以及一个或多个微流体通道114，所述一个或多个微流体通道114使一个或多个第一延伸件116与一个或多个第二延伸件118流体联接。一个或多个微流体通道114通常可以通过一个或多个第一延伸件116和/或一个或多个第二延伸件118在各微板实验室器具之间提供灌注能力。例如，当设备100如图1B所示组装时，第一延伸件116可以延伸到深孔源微板120中，并且一个或多个第二延伸件118可以延伸到细胞分析微板130中。因此，为了增加设备100的容量并且不限制每个装置的细胞培养孔的数目，气动盖110可以在两个或更多个微板(例如深孔源微板120和细胞分析微板130)之间提供桥接，如图IB所示。
气动盖110可以由任何材料构成，并且不受本公开的限制。在一些实施方式中，气动盖110可以由多层材料构成。例如，气动盖可以在包括微流体通道114的中间层之上具有顶层112。在一些实施方式中，气动盖110可以由不包含PDMS的材料构成。在这样的实施方式中，所述材料相对于包含PDMS的材料可以与亲脂性药物的转移更相容。另外，与PDMS不同，用于构造气动盖110的材料是不透气的，至少达到所供应的空气的气体组分基本保持不变的程度。在一些实施方式中，气动盖110或其一部分(例如，主体111的一部分)可由热塑性弹性体(例如苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS))构成，以与微板形成可逆但不透气的结合。SEBS是一种热塑性弹性体(TPE)，由硬质聚合物如聚苯乙烯与乙烯-丁烯链的混合物组成。乙烯-丁烯链赋予材料柔韧性，硬质聚合物组成的百分比组成可根据所需的期望特性定制。混合物中使用的聚苯乙烯越多，材料越硬，化学惰性越大。混合物中使用的聚苯乙烯越少，材料越软，化学惰性越小。SEBS相对于其他化合物如PDMS的优点在于SEBS对亲脂性化合物的吸附性较差，并且可以在不使用溶剂的情况下容易且可逆地与玻璃、聚苯乙烯或其自身结合。SEBS化合物还可以比其他化合物如PDMS更不透气，这在构建如本文所述的环境封闭系统时可能是优选的。因此，在一些实施方式中，SEBS可能比其他化合物更理想。取决于聚苯乙烯组成，材料可以注塑或热压花。
如本文所述的封闭系统可以允许大气控制并且可以消除各种长期蒸发，特别是特定微板的中心孔和边缘孔之间的不均匀蒸发。这种类型的蒸发在其他微板盖设计中可能是常见的，其与培养箱环境不均匀地交换空气。这种空气交换和随后的不均匀蒸发可导致温度变化以及渗透压变化，从而在其他微板盖设计中产生主要的边缘效应。
在一些实施方式中，气动盖110可以没有用于将气动盖110固定到微板实验室器具的机械手段，例如夹子、销、螺钉等。相反，气动盖110可以通过任何其他非机械手段(例如，通过真空压力或通过使用本文所述的某些材料)固定到微板实验室器具。使用非机械手段将气动盖110固定到微板实验室器具可能比使用机械手段更有利，因为一些机械手段是不可逆的。因此，用户将无法移除盖子并将其重新连接到同一或其他微板实验室器具上。
现在参考图1C和1D，在一些实施方式中，气动盖110可具有多个部分111，以通过允许每个区段单独地联接到相应的微板实验室器具然后桥接在一起而有助于联接到微板实验室器具。例如，气动盖110可包括联接到深孔源微板120的第一部分111a，联接到细胞分析微板130并与第一部分111a分开的第二部分111c，以及桥接部分111b，其在第一部分111a和第二部分111c之间联接以将第一部分111a流体连结到第二部分111c。因此，气动盖110可以允许用户将第一部分111a和第二部分111c中的每一个单独地联接到它们各自的微板实验室器具而不妨碍另一个的联接。然后，一旦第一部分111a和第二部分111c联接，桥接部分111b就被放置在第一部分111a和第二部分111c之间，如图1D中具体所示。因此，桥接部分111b包括桥接微流体通道114b，所述桥接微流体通道114b与第一部分111a中的第一微流体通道114a和第二部分111c中的第二微流体通道114c对齐并流体联接，使得流体流能够以本文所述的方式通过第一微流体通道114a和第二微流体通道114c。
再次参考图1A和1B，微板实验室器具一般是通常理解的标准微板实验室器具，并且用作细胞培养装置。使用这种微板实验室器具在现有的细胞培养工作流程和方法方面提供了很大程度的熟悉性和实验灵活性。可以使用的微板实验室器具的说明性实例包括但不限于深孔源微板120和细胞分析微板130。深孔源微板120和细胞分析微板130可以是例如具有类似的版式和/或配置的微板。深孔源微板120通常可包括被配置为包含试剂的一个或多个孔122。在一些实施方式中，深孔源微板120可以被特别地配置为对于给定流速增加试剂容量和总灌注时间。在一些实施方式中，深孔源微板可具有约1厘米(cm)或更大的高度。在各种实施方式中，细胞分析微板130可包含待研究的各种细胞。细胞分析微板130可以是例如也包含一个或多个孔132的微板。在一个具体实施方式中，细胞分析微板130可以是标准96孔微板。然而，通常应理解其他类型的微板可用于该上下文中，并且各种微板的类型不限于本公开。但是，为了说明起见，图1A和1B各自以横截面图示出了96孔版式的源和目标板。
流体可以从深孔源微板120的一个或多个孔122经由一个或多个第一延伸件116，包含在气动盖110中的微流体通道114，和/或一个或多个第二延伸件118移动到细胞分析微板130的一个或多个孔132中。更具体地，微流体通道114可利用气动压力或真空来实现微板之间的流体移动。可以通过一个或多个气动控制配件108引入气动压力或真空。
如前所述，图1B示出了与各个微板(例如，深孔源微板120和细胞分析微板130)接合时的气动盖110。当气动盖110与微板接合时，在气动盖110和微板之间形成气密密封140。
如本文所述的这种封闭(例如，密封)系统可能是启动压力差(正或负)以便流体在各组件之间移动、控制流体流动的速率和/或控制流体流动的持续时间所必须的。例如，封闭系统可以允许在深孔源微板120的一个或多个孔122、细胞分析微板130的一个或多个孔132和/或微流体通道114之间通过一个或多个第一延伸件116和/或一个或多个第二延伸件118的流体流动。此外，为了维持本文所述设备100中使用的液体试剂的气体组成，可能需要将气动盖110密封到微板上。
还参考图2，可以通过流体联接到一个或多个气动控制配件108的气动控制器220来控制气动压力或真空，产生所述气动压力或真空是为了形成气密密封140。如图2所示，气动控制器通常可以是计算装置的一部分，其被配置成控制用于在微板之间移动流体的气动压和/或真空。气动控制器220被配置成使得每个源孔可以被激活以独立地流动，任意分组，或者同时全部激活，这取决于应用。气动控制器220还可以配置成控制被供应到一个或多个气动控制配件108的空气的气体组成。例如，气动控制器220可以控制被供应到一个或多个气动控制配件108的空气的氧分压。在一些实施方式中，气动控制器220可允许气动盖110与微板形成气密密封140，使得微板内的流体与所供应的气体的选区(constituency)平衡。这提供了控制设备100内的液体试剂的溶解氧(或任何其他溶解的气体)含量的手段。
图2所示的各种其他硬件组件可以被特别地配置成一旦气动盖110放置在其上，就执行各种任务以控制微板的环境。本地接口200(例如总线)可以互连各组件。诸如计算机处理单元(CPU)的处理装置202可以是计算装置的中央处理单元，实施执行程序所需的计算和逻辑操作。处理装置202单独或与图2中公开的一个或多个其他元件结合作为说明性的处理装置、计算装置、处理器或其组合，这些术语如本公开中所使用。诸如只读存储器(ROM)206和随机存取存储器(RAM)204的存储器可以构成说明性存储器装置(即，非暂时性处理器可读存储介质)。这样的存储器204、206可以包括在其上的一个或多个编程指令，所述编程指令在由处理装置202执行时使得处理装置202完成各种处理，例如本文描述的处理。任选地，程序指令可以存储在有形计算机可读介质上，例如光盘、数字盘、闪存、存储卡、USB驱动器、光盘存储介质、例如Blu-rayTM盘、和/或其他非暂时性处理器可读存储介质。
数据存储装置208(通常可以是与RAM 204和ROM 206分离的存储介质)可以包含用于存储诸如压力数据等数据的存储库。数据存储装置208可以是任何物理存储介质，包括但不限于硬盘驱动器(HDD)、存储器、可移动存储和/或类似物。虽然数据存储装置208被描绘为本地装置，但是应该理解，数据存储装置208可以是远程存储装置，例如，服务器计算装置、基于云的存储、和/或类似物。
用户接口212可以允许来自本地接口200的信息以音频、视觉、图形或字母数字格式显示在计算装置的显示器214部分上。此外，用户接口212还可以包括一个或多个输入装置216，其允许从输入设备传输和接收数据，所述输入设备诸如键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏、遥控器、指示装置、视频输入装置、音频输入装置、触觉反馈装置和/或类似物。例如，可以使用这样的用户接口212以允许用户与设备100交互以调节压力等。例如，用户可以与设备100交互以提供实验参数以确保在微板上创建适当的环境。
系统接口218通常可以为计算装置提供与气动控制器220和/或一个或多个外部组件接合的能力。可以使用各种通信端口(未示出)进行与气动控制器220和/或外部组件的通信。说明性通信端口可以连接到通信网络，诸如因特网、内联网、本地网络、直接连接等。
可以以一种或多种不同的方式使用压力(或真空)通过设备100控制流体的移动。例如，在一些实施方式中，设备100可以包括到每个源孔的单独控制管线，由此气动控制器可以激活流体流动以打开/关闭到每个孔的管线压力。这种方法可能是有利的，因为它允许没有任何阀的气动盖110，这降低了气动盖110的设计的复杂性。相反，阀位于气动控制器220内。这样的设计特征可能需要每次激活时对每个储存器上方的顶部空间和整个气动控制管线进行加压和减压。
在一些实施方式中，设备100可以包括常闭的集成阀设计，例如，Quake阀。这种集成阀设计可以依赖于微流体通道配置，该微流体通道配置部分地由较软的材料构成，该材料可以对着配合的阀座(该阀座通常由柔性较小的材料制成)被推动(压力)或拉动(真空)以闭合或开放，从而关闭或打开微流体通道中的流体流动。根据配置，这种阀可以配置为常开(除非被激活否则便开放)或常闭(除非被激活否则便闭合)。在一些实施方式中，设备100可以包括常闭阀，使得除非被气动控制器220致动，否则流体流动不会出现。在这样的实施方式中，常闭阀可以包含弹性体材料，所述弹性体材料适合于微加工并且还具有生物惰性。
在一些实施方式中，SEBS可以用作用于集成常闭阀设计的弹性体偏转材料。例如，一种设计包含与压花或注塑SEBS材料的通道流体联接，并且与诸如聚苯乙烯(PS)或环烯烃聚合物(cyclin olefin polymer；COP)的柔性较差的材料配合以使通道完整的集成阀。在其他实施方式中，各种通道特征可由PS或COC构成，阀致动组件由SEBS构成。
在各种实施方式中，可以改变和优化在设备100的各种组件中使用的SEBS的聚苯乙烯组成以满足各种要求。例如，可以满足以下要求：不需要溶剂来形成可逆键，在灌注功能所需的压力的存在下保持密封的层，被配置用于与标准微板实验室器具配合同时保持各种机械耐性的粘合层，以及不透气以保持介质的气体组成的粘合层。
图3A示出了示例性气动盖的示意图，该气动盖在目标板接口处包含固体聚合物塞。在图3A所示的实施方式中，气动盖310可包括具有四个聚合物层的主体311。气动盖310的顶层312由较硬的聚合物(聚苯乙烯、环烯烃聚合物和/或类似物)组成。顶层312可包含一个或多个气动控制配件308，所述一个或多个气动控制配件308流体联接到气动控制器(未示出)，例如上文所述的气动控制器220(图2)。在一些实施方式中，顶层312可包含一个或多个气动空气通道，所述一个或多个气动空气通道在空间上穿过气动盖310，用于单独的阀控制和/或孔加压。气动盖310还可包括位于顶层312下方的第二层313。第二层313可由热塑性弹性体(TPE)例如SEBS等构成。第二层313可以用作集成阀设计的偏转层。在一些实施方式中，第二层313可以不包含微流体通道(无特征)。相反，第二层313可以与第三层314配合，所述第三层314由聚合物构成并且在其中包含压花或注塑的微流体通道。在这样的布置中，第二层313可以夹在顶层312和第三层314之间。位于第三层314内的微流体通道可以具有约30微米到几百微米的横向尺寸。从第三层314延伸的一个或多个延伸件可以为各个微板提供接口。例如，在一些实施方式中，源板和第三层314中的微流体通道之间的接口可包括一个或多个毛细管316。在一些实施方式中，一个或多个毛细管316可注塑成型为第三层314的一部分。在其他实施方式中，一个或多个毛细管316可以分别插入第三层314中。
图3A和3B示出了另一个实施方式，其中通常标记为300的设备包括气动盖310。除了在此具体描述的之外，图3A和3B中所示的各种其余组件可以类似于图1A和1B中的相同编号的组件来构造和配置。例如，图3A中示出的顶层312可以以与关于图1描述的顶层112类似的方式构造和配置。
如图3A和3B所示，目标细胞板330可以具有一个或多个孔332，其具有来自插入其中的第三层314的延伸件。这种延伸件可以是例如其中包含一个或多个钻孔319的固体聚合物塞318。一个或多个钻孔319可以用作进入目标细胞板330的相应孔332的入口和/或出口流体路径。使用这样的塞318可以提供优于其他设备的优点，因为可以限制目标细胞板330中每个孔332底部的流体水平。另外，使用这样的塞318可以消除每个孔332中包含的流体中的弯月面。消除弯月面可以允许更精确地对每个孔332的内容物成像，因为弯月面可能导致对显微成像有害的伪影。在一些实施方式中，如图3B中具体示出的那样，每个塞318的底部B可以具有特定的形状和/或尺寸。底部B的这种特定形状和/或尺寸通常可用于填装和除泡。另外，底部B的形状和/或尺寸可有助于提供塞318的设计和制造的简易性。
在一些实施方式中，气动盖310还可以包括在第三层314下方的第四层315，使得第三层314位于第二层313和第四层315之间。第四层可以由热塑性弹性体构成，并且通常可以用于提供密封表面以与如本文所述的各个微板连接。
图4A和4B示出了另一个实施方式，其中通常标记为400的设备包括气动盖410，气动盖410具有位于与目标微板430的接口处的聚合物管417。除非在此特别描述，否则图4A和4B中所示的各种其余组件可以与图1A、1B、3A和3B中相同编号的组件类似地构造和配置。例如，图4A中示出的主体411可以以类似于关于图1A和1B描述的主体111以及关于图3A描述的主体311的方式构造和配置。在另一个例子中，图4A中示出的第一层412可以以与关于图3A描述的顶层312类似的方式构造和配置。
在图4A和4B所示的实施方式中，可以经由聚合物管417提供到目标微板430的流体接合，聚合物管417流体联接到位于第三层414内的微流体通道。如图4B具体所示，第一管417a可以提供进入目标微板430的每个孔432的流体入口，第二管417b可以提供来自目标微板430的每个孔432的流体出口。在一些实施方式中，第一管417a可以延伸一定的距离进入相应的孔432，该距离不同于第二管417b延伸的第二距离。这样，各个管417可以位于每个孔432内的各种高度处。在一些实施方式中，各个管417中的每一个可以通过单独的阀调或共同的阀调来控制，并且各个管417中的每一个可以通过压力或真空致动，如本文更详细描述的那样。
如本文所述在气动盖中使用微流体通道可以提供关于特定源孔与特定目标孔的接合的设计灵活性。例如，如图5A-5C所示，可存在若干孔到孔映射可能性。
图5A示出了直接的一对一映射。因此，源孔522a、522b中的每一个具有与其流体联接的相应阀560a、560b。每个阀560a、560b经由相应的导管570、580流体联接到相应的目标孔532a、532b。这样，包含在第一源孔522a内的流体由第一阀560a选择性控制，以使流体通过第一导管570移动到相应的第一目标孔532a中。类似地，包含在第二源孔522b内的流体由第二阀560b选择性控制，以使流体通过第二导管580移动到相应的第二目标孔532b中。
在其他实施方式中，如图5B所示，两个源孔可以接合到两个目标孔中的任一个。更具体地，源孔522a、522b中的每一个具有与其流体联接的相应阀560a、560b。每个阀560a、60b经由公共管道590流体联接到多个目标孔532a、532b中的所有。因此，包含在第一源孔522a内的流体由第一阀560a选择性控制，以使流体通过公共导管590移动到第一目标孔532a和/或第二目标孔532b中。类似地，包含在第二源孔522b内的流体由第二阀560b选择性控制，以使流体通过公共导管590移动到第一目标孔532a和/或第二目标孔532b中。在该实施方式中，特定目标孔可以接收多于一种试剂，这可以提供实验灵活性以及冗余性(重复)。
图5C示出了一式四份孔映射的说明性示例。图5C示出了流体联接到相应的阀560a、560b、560c、560d的四个源孔522a、522b、522c、522d，每个所述阀通过公共导管590流体联接到多个目标孔532a、532b、532c、532d中的所有孔。各个孔和阀以类似于关于图5B所述的方式操作。在该实施方式中，特定目标孔可以接收多于一种试剂，这可以提供实验灵活性以及冗余性(重复)。在不脱离本公开的范围的情况下，在此未具体描述的其他配置也是可行的。而且，如前所述，可以不使用主动阀。相反，流体流动的致动可以通过从气动控制器分隔的孔气动管线进行单独加压来实现。然而，在这种情况下，可能希望包含简单的被动止回阀以防止在图5A-5C中所述的多孔映射情形的情况下从一个源孔回流到另一个源孔。
在各种实施方式中，可能有必要确保包含在目标孔内的细胞在如本文所述密封和加压时在于设备内移动流体的过程中不会经历与大气压的显著偏差。因此，可能有必要在源孔和目标孔中引入压差(正或负)，而不会在细胞微板中引入与绝对大气压的显著(<0.1atm)偏差。这可以包含在设备及其各组件的设计中，并且在一些实施方式中可以基于流体通道几何形状、阀调和/或气动控制器处使用的各种压力。
在各种实施方式中，废物移除可能是有必要的，以消除细胞层处的外来废物积聚的人工条件，并且可以与本文前述的营养物和废物的稳态浓度的体内条件一致。在一些实施方式中，每个孔中材料的体积保持恒定并且移除的流体体积等于添加的体积。图6A和6B示出了适合于废物移除的说明性设备配置。例如，如图6A所示，废物可以通过一个或多个导管670、680进入废物孔622b。在另一个例子中，如图6B所示，源孔622a可流体联接到第一阀650a，该第一阀650a控制流体流经由第一管道670到第一目标孔632a和/或第二目标孔632b。废物孔622b可以流体联接到第二阀650b，该第二阀650b控制流体流经由第二管道680到第一目标孔632a和/或第二目标孔632b。在这样的实施方式中，源孔622a可以在实验开始时留空，随后用作废物收集容器。这在可能需要保存来自各个孔的灌注废物用于随后(例如，生物化学的)分析的情况下可能是有用的。在一些实施方式中，可以改变添加到孔中的时机和体积以及相关的废物提取的时间和体积，以利用其他因素，例如对流、扩散混合等。
应当理解，组装上文描述的各种设备的方法可包括各种步骤，例如但不限于提供微板以及在微板之上放置气动盖(包括放置气动盖的部分和相应的桥接部分)。还应当理解，方法可以包括将延伸件插入相应微板的孔中以使微板彼此流体联接。盖可以通过非机械装置联接，如本文所述。另外，可以激活压差以控制流体流动。
现在应该理解，本文所述的系统、设备和方法将气动盖与传统微板组件结合，用于模拟细胞培养物的体内条件。本文所述的系统、设备和方法使用传统的微板技术，使得其可以与目前的工作流和读出技术一起使用。此外，使用传统的微板技术消除了在微流体通道装置中接种细胞的困难。本文所述的系统、设备和方法提供了：相对于其他技术具有更大实验吞吐量的能力；控制细胞培养基的溶解气体组成(例如，氧气组成)的能力；形成无溶剂、非呼吸结合的能力，其导致封闭的设计，该设计消除蒸发和所产生的与其他微板培养物相关的边缘效应；能够进行集成灌注、同时可以进行显微成像的设备，允许独立的孔控制(一致地灌注单个孔、成组孔或所有孔的能力)；使用主动流的能力，由此可以由用户控制流速和流动持续时间；对于给定流速通过深孔源微板提供增强的实验持续时间的能力；和/或消除或最小化PDMS材料的使用的设备，其反之包含诸如SEBS的材料以提供增强的耐化学性和/或透气性。
实施例
以下提供上述系统、设备和方法的潜在用途的说明性实施例。这些实施例本质上仅是说明性的，并不旨在限制本公开的范围。另外，下面提供的说明性实施例的列表不是穷举的，并且可以包括其他实施例而不脱离本公开的范围。
此类装置或技术可用于以自动方式供养细胞，其中使用更多生理浓度的营养物，同时获得更具生物学相关性的稳态浓度的营养物和废物。如上所述，该方法有益于几乎所有已知的体外细胞模型，并且适用于广阔领域的生命科学研究，包括药物发现和安全性测试。
此类装置或技术可用于发现、设计和验证与生理条件更一致的培养基配方。
在研究干细胞分化时，此类装置或技术可用于更容易地研究和优化培养基成分的组成和时机。
此类装置或技术可用于更容易地研究气体组成(例如，氧浓度)对各种体外细胞模型(例如神经元或肝细胞)的影响。
此类装置或技术可用于添加细胞调节剂，同时对细胞成像(例如，急性药物暴露研究)。
此类装置或技术可用于以一定的方式通过培养基添加药物或其他细胞调节剂，该方式与从培养箱中取出板相比，递送更具生理性，并且对培养物的干扰更小。
此类装置或技术可用于将培养基成分从剂A改变为剂B，且/或从培养物中移除药物或培养基成分(洗出)。
通过随时间自动改变试剂的浓度，此类装置或技术可用于模拟或模仿药物、试剂或代谢物的药物代谢和药代动力学浓度曲线。
此类装置或技术可用于对来自细胞的废物进行取样以进行进一步分析。
此类装置或技术允许灌注标准微板的一个孔、任意组的孔或所有孔。
此类装置或技术，其中气动盖组件被包装为无菌消耗品，适用于无菌细胞培养技术。
项目列表
项目1.一种气动盖，所述气动盖包含：
包含一个或多个微流体通道的主体，其中所述主体的至少一部分由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成；
一个或多个第一延伸件，其流体联接到一个或多个微流体通道并从所述主体延伸；和
一个或多个第二延伸件，其流体联接到一个或多个微流体通道并从所述主体延伸。
项目2.一种气动盖，所述气动盖包含：
第一部分，其包含一个或多个第一微流体通道，所述第一微流体通道被配置成流体联接到一个或多个第一孔；
第二部分，其包含一个或多个第二微流体通道，所述第二微流体通道被配置成流体联接到与所述一个或多个第一孔分隔开的一个或多个第二孔；和
在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的可移动桥接部分，其中所述可移动桥接部分在联接到所述第一部分和所述第二部分时将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道，
其中所述第一部分和所述第二部分在联接到所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔时分别在所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔之上提供气密密封。
项目3.根据项目2所述的气动盖，其中所述气动盖由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成。
项目4.根据项目1或2所述的气动盖，其中所述第一部分和所述第二部分在联接到所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔时，分别在所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔之上通过非机械装置提供气密密封。
项目5.根据项目2至4中任一项所述的气动盖，所述气动盖还包含一个或多个阀，所述阀选择性控制所述一个或多个微流体通道内的流体流动。
项目6.根据项目2至5中任一项所述的气动盖，其中通过激活压差来控制流体流速和持续时间。
项目7.根据项目2至6中任一项所述的气动盖，其中所述气密密封是可逆的气密密封。
项目8.根据项目2至7中任一项所述的气动盖，所述气动盖还包含一个或多个气动控制配件，所述气动控制配件流体联接到所述气动盖的至少一部分。
项目9.一种设备，所述设备包含：
第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；和
由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成的气动盖，所述气动盖在所述第一开口部分和所述第二开口部分之上延伸并包含一个或多个微流体通道，所述微流体通道将所述一个或多个第一孔流体联接到所述一个或多个第二孔，其中所述气动盖在所述第一微板和所述第二微板之上提供气密密封。
项目10.一种设备，所述设备包含：
第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；和
在所述第一开口部分和所述第二开口部分之上延伸的气动盖，所述气动盖包含一个或多个微流体通道，所述微流体通道将所述一个或多个第一孔流体联接到所述一个或多个第二孔，其中所述气动盖在所述第一微板和所述第二微板之上提供气密密封。
项目11.一种设备，所述设备包含：
第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；和
气动盖，所述气动盖包含：
在所述第一开口部分之上延伸的第一部分，所述第一部分包含一个或多个第一微流体通道，所述一个或多个第一微流体通道与所述一个或多个第一孔流体联接，
在所述第二开口部分之上延伸的第二部分，所述第二部分包含一个或多个第二微流体通道，所述一个或多个第二微流体通道与所述一个或多个第二孔流体联接，和
在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的可移动桥接部分，其中所述可移动桥接部分在联接到所述第一部分和所述第二部分时，将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道，
其中所述气动盖在所述第一微板和所述第二微板之上提供气密密封。
项目12.根据项目10或11所述的设备，其中所述气动盖由热塑性弹性体构成，所述热塑性弹性体与所述第一微板和所述第二微板形成可逆且不透气的结合。
项目13.根据项目12所述的设备，其中所述热塑性弹性体是苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)。
项目14.根据项目9-13中任一项所述的设备，其中所述气动盖还包含：
一个或多个第一延伸件，所述第一延伸件延伸到所述第一微板的所述一个或多个第一孔中；和
一个或多个第二延伸件，所述第二延伸件延伸到第二微板的所述一个或多个第二孔中，
其中所述一个或多个微流体通道将所述一个或多个第一延伸件流体联接到所述一个或多个第二延伸件。
项目15.根据项目9-13中任一项所述的设备，其中所述气动盖还包含：
一个或多个延伸件，所述延伸件延伸到所述第一微板的所述一个或多个第一孔中；和
一个或多个聚合物塞，所述聚合物塞延伸到所述第二微板的所述一个或多个第二孔中，所述一个或多个聚合物塞中的每一个均在其中包含一个或多个钻孔，
其中所述一个或多个微流体通道将一个或多个延伸件流体联接到所述一个或多个钻孔。
项目16.根据项目9、10或12至15中任一项所述的设备，其中所述气动盖包含：
在所述第一开口部分之上延伸的第一部分，所述第一部分包含一个或多个第一微流体通道，所述第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第一孔；
在所述第二开口部分之上延伸的第二部分，所述第二部分包含一个或多个第二微流体通道，所述第二微流体通道流体联接到所述一个或多个第二孔；和
在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的可移动桥接部分，其中所述可移动桥接部分在联接到所述第一部分和所述第二部分时将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道。
项目17.根据项目9-16中任一项所述的设备，其中所述第一微板不接触所述第二微板。
项目18.根据项目9-17中任一项所述的设备，其中所述气动盖通过非机械装置联接到所述第一微板和所述第二微板。
项目19.根据项目9-18中任一项所述的设备，所述设备还包含一个或多个阀，所述阀选择性控制所述一个或多个微流体通道内的流体流动。
项目20.根据项目9-19中任一项所述的设备，其中通过激活压差来控制流体流速和持续时间。
项目21.根据项目9-20中任一项所述的设备，其中所述气密密封是可逆的气密密封。
项目22.根据项目9-21中任一项所述的设备，所述设备还包含一个或多个气动控制配件，所述气动控制配件流体联接到所述气动盖的至少一部分。
项目23.根据项目9-22中任一项所述的设备，其中：
所述气动盖还包含热塑性弹性体层；且
所述气密密封通过所述热塑性弹性体层产生。
项目24.根据项目9-23中任一项所述的设备，其中所述第一微板和所述第二微板中的至少一个包括高度大于1cm的深孔板。
项目25.一种构造用于转移流体的设备的方法，所述方法包括：
提供第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
提供第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；和
将由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成的气动盖放置在所述第一开口部分和所述第二开口部分之上，使得所述气动盖内的一个或多个微流体通道流体联接到所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔，
其中所述气动盖在所述第一微板和所述第二微板之上提供气密密封。
项目26.根据项目25所述的方法，其中放置所述气动盖包括：
将一个或多个第一延伸件插入所述第一微板的一个或多个第一孔中；和
将一个或多个第二延伸件插入所述第二微板的一个或多个第二孔中，
其中所述一个或多个微流体通道将所述一个或多个第一延伸件流体联接到所述一个或多个第二延伸件。
项目27.一种构造用于转移流体的设备的方法，所述方法包括：
提供第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
提供第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；
将气动盖的第一部分放置在所述第一开口部分之上，使得所述第一部分内的一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第一孔；
将气动盖的第二部分放置在所述第二开口部分之上，使得所述第二部分内的一个或多个第二微流体通道流体联接到所述一个或多个第二孔；和
将可移动桥接部分放置在所述气动盖的第一部分和第二部分之间，以将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道。
项目28.根据项目27所述的方法，其中：
放置所述气动盖的第一部分包括将一个或多个第一延伸件插入所述第一微板的一个或多个第一孔中；且
放置所述气动盖的第二部分包括将一个或多个第二延伸件插入所述第二微板的一个或多个第二孔中。
项目29.根据项目25-28中任一项所述的方法，其中放置所述第二微板包括将所述第二微板放置在距所述第一微板一定距离处，使得所述第二微板不接触所述第一微板。
项目30.根据项目25-29中任一项所述的方法，其中放置所述气动盖或其一部分包括通过非机械装置将所述气动盖联接到所述第一微板和所述第二微板。
项目31.根据项目25-30中任一项所述的方法，所述方法还包括激活压差以控制所述一个或多个微流体通道内的流体流动。
项目32.一种用于转移流体的系统，所述系统包含：
第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
与第一微板分隔开的第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；
由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成的气动盖，所述气动盖与所述第一微板和所述第二微板形成可逆且不透气的结合，所述气动盖包含：
在所述第一开口部分之上延伸的第一部分，所述第一部分包括延伸到所述第一微板的一个或多个第一孔中的一个或多个第一延伸件和一个或多个第一微流体通道，所述第一微流体通道通过所述一个或多个第一延伸件流体联接到所述一个或多个第一孔，
在所述第二开口部分之上延伸的第二部分，所述第二部分包括延伸到所述第二微板的一个或多个第二孔中的一个或多个第二延伸件和一个或多个第二微流体通道，所述第二微流体通道通过所述一个或多个第二微流体通道流体联接到所述一个或多个第二孔，和
在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的可移动桥接部分，其中所述可移动桥接部分在联接到所述第一部分和所述第二部分时，将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道；和
流体联接到所述气动盖的一个或多个阀，所述一个或多个阀被配置成选择性控制所述一个或多个第一微流体通道和所述一个或多个第二微流体通道内的流体流动，
其中流体通过所述气动盖和所述一个或多个阀在所述第一微板和所述第二微板之间转移。
项目33.根据本文描述的一个或多个实施方式的用于将流体从第一标准微板转移至第二标准微板的设备。
项目34.根据本文描述的一个或多个实施方式的用于将流体从第一标准微板转移至第二标准微板的系统。
项目35.根据本文描述的一个或多个实施方式的用于将流体从第一标准微板物转移至第二标准微板的方法。
虽然本文已说明和描述了特定实施方式，但应理解，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，可以进行各种其他改变和修改。此外，尽管本文已经描述了所要求保护的主题的各个方面，但是这些方面不必组合使用。因此，所附权利要求旨在覆盖在所要求保护的主题的范围内的所有这些变化和修改。

Claims (32)

1.一种气动盖，所述气动盖包含：
包含一个或多个微流体通道的主体，其中所述主体的至少一部分由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成；
一个或多个第一延伸件，其流体联接到所述一个或多个微流体通道并从所述主体延伸；和
一个或多个第二延伸件，其流体联接到所述一个或多个微流体通道并从所述主体延伸。
2.一种气动盖，所述气动盖包含：
第一部分，其包含一个或多个第一微流体通道，所述第一微流体通道被配置成流体联接到一个或多个第一孔；
第二部分，其包含一个或多个第二微流体通道，所述第二微流体通道被配置成流体联接到与所述一个或多个第一孔分隔开的一个或多个第二孔；和
在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的可移动桥接部分，其中所述可移动桥接部分在联接到所述第一部分和所述第二部分时，将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道；
其中所述第一部分和所述第二部分在联接到所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔时，分别在所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔之上提供气密密封。
3.根据权利要求2所述的气动盖，其中所述气动盖由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成。
4.根据权利要求1或2所述的气动盖，其中所述第一部分和所述第二部分在联接到所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔时，分别在所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔之上通过非机械装置提供气密密封。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的气动盖，所述气动盖还包含一个或多个阀，所述阀选择性控制所述一个或多个微流体通道内的流体流动。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的气动盖，其中通过激活压差来控制流体流速和持续时间。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的气动盖，其中所述气密密封是可逆的气密密封。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的气动盖，所述气动盖还包含一个或多个气动控制配件，所述气动控制配件流体联接到所述气动盖的至少一部分。
9.一种设备，所述设备包含：
第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；和
由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成的气动盖，所述气动盖在所述第一开口部分和所述第二开口部分之上延伸并包含一个或多个微流体通道，所述微流体通道将所述一个或多个第一孔流体联接到所述一个或多个第二孔，其中所述气动盖在所述第一微板和所述第二微板之上提供气密密封。
10.一种设备，所述设备包含：
第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；和
在所述第一开口部分和所述第二开口部分之上延伸的气动盖，所述气动盖包含一个或多个微流体通道，所述微流体通道将所述一个或多个第一孔流体联接到所述一个或多个第二孔，其中所述气动盖在所述第一微板和所述第二微板之上提供气密密封。
11.一种设备，所述设备包含：
第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；和
气动盖，所述气动盖包含：
在所述第一开口部分之上延伸的第一部分，所述第一部分包含与所述一个或多个第一孔流体联接的一个或多个第一微流体通道，
在所述第二开口部分之上延伸的第二部分，所述第二部分包含与所述一个或多个第二孔流体联接的一个或多个第二微流体通道，和
在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的可移动桥接部分，其中所述可移动桥接部分在联接到所述第一部分和所述第二部分时，将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道，
其中所述气动盖在所述第一微板和所述第二微板之上提供气密密封。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其中所述气动盖由热塑性弹性体构成，所述热塑性弹性体与所述第一微板和所述第二微板形成可逆且不透气的结合。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述热塑性弹性体是苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的设备，其中所述气动盖还包含：
一个或多个第一延伸件，所述第一延伸件延伸到所述第一微板的所述一个或多个第一孔中；和
一个或多个第二延伸件，所述第二延伸件延伸到第二微板的所述一个或多个第二孔中，
其中所述一个或多个微流体通道将所述一个或多个第一延伸件流体联接到所述一个或多个第二延伸件。
15.根据权利要求9-13中任一项所述的设备，其中所述气动盖还包含：
一个或多个延伸件，所述延伸件延伸到所述第一微板的所述一个或多个第一孔中；和
一个或多个聚合物塞，所述聚合物塞延伸到所述第二微板的所述一个或多个第二孔中，所述一个或多个聚合物塞中的每一个在其中包含一个或多个钻孔，
其中所述一个或多个微流体通道将一个或多个延伸件流体联接到所述一个或多个钻孔。
16.根据权利要求9、10或12至15中任一项所述的设备，其中所述气动盖包含：
在所述第一开口部分之上延伸的第一部分，所述第一部分包含与所述一个或多个第一孔流体联接的一个或多个第一微流体通道；
在所述第二开口部分之上延伸的第二部分，所述第二部分包含与所述一个或多个第二孔流体联接的一个或多个第二微流体通道；和
在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的可移动桥接部分，其中所述可移动桥接部分在联接到所述第一部分和所述第二部分时，将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道。
17.根据权利要求9-16中任一项所述的设备，其中所述第一微板不接触所述第二微板。
18.根据权利要求9-17中任一项所述的设备，其中所述气动盖通过非机械装置联接到所述第一微板和所述第二微板。
19.根据权利要求9-18中任一项所述的设备，所述设备还包含一个或多个阀，所述阀选择性控制所述一个或多个微流体通道内的流体流动。
20.根据权利要求9-19中任一项所述的设备，其中通过激活压差来控制流体流速和持续时间。
21.根据权利要求9-20中任一项所述的设备，其中所述气密密封是可逆的气密密封。
22.根据权利要求9-21中任一项所述的设备，所述设备还包含一个或多个气动控制配件，所述气动控制配件流体联接到所述气动盖的至少一部分。
23.根据权利要求9-22中任一项所述的设备，其中：
所述气动盖还包含热塑性弹性体层；且
所述气密密封通过所述热塑性弹性体层产生。
24.根据权利要求9-23中任一项所述的设备，其中所述第一微板和所述第二微板中的至少一个包含高度大于1cm的深孔板。
25.一种构造用于转移流体的设备的方法，所述方法包括：
提供第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
提供第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；和
将由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成的气动盖放置在所述第一开口部分和所述第二开口部分之上，使得所述气动盖内的一个或多个微流体通道流体联接到所述一个或多个第一孔和所述一个或多个第二孔，
其中所述气动盖在所述第一微板和所述第二微板之上提供气密密封。
26.根据权利要求25所述的方法，其中放置所述气动盖包括：
将一个或多个第一延伸件插入所述第一微板的一个或多个第一孔中；和
将一个或多个第二延伸件插入所述第二微板的一个或多个第二孔中，
其中所述一个或多个微流体通道将所述一个或多个第一延伸件流体联接到所述一个或多个第二延伸件。
27.一种构造用于转移流体的设备的方法，所述方法包括：
提供第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
提供第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；
将气动盖的第一部分放置在所述第一开口部分之上，使得所述第一部分内的一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第一孔；
将气动盖的第二部分放置在所述第二开口部分之上，使得所述第二部分内的一个或多个第二微流体通道流体联接到所述一个或多个第二孔；和
在所述气动盖的第一部分和第二部分之间放置可移动桥接部分，以将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道。
28.根据权利要求27所述的方法，其中：
放置所述气动盖的第一部分包括将一个或多个第一延伸件插入所述第一微板的一个或多个第一孔中；且
放置所述气动盖的第二部分包括将一个或多个第二延伸件插入所述第二微板的一个或多个第二孔中。
29.根据权利要求25-28中任一项所述的方法，其中放置所述第二微板包括将所述第二微板放置在距所述第一微板一段距离处，使得所述第二微板不接触所述第一微板。
30.根据权利要求25-29中任一项所述的方法，其中放置所述气动盖或其一部分包括通过非机械装置将所述气动盖联接到所述第一微板和所述第二微板。
31.根据权利要求25-30中任一项所述的方法，所述方法还包括激活压差以控制所述一个或多个微流体通道内的流体流动。
32.一种用于转移流体的系统，所述系统包含：
第一微板，所述第一微板具有第一开口部分并在其中限定一个或多个第一孔；
与第一微板分隔开的第二微板，所述第二微板具有第二开口部分并在其中限定一个或多个第二孔；
由苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)构成的气动盖，所述气动盖与所述第一微板和所述第二微板形成可逆且不透气的结合，所述气动盖包含：
在所述第一开口部分之上延伸的第一部分，所述第一部分包括延伸到所述第一微板的一个或多个第一孔中的一个或多个第一延伸件和通过所述一个或多个第一延伸件流体联接到所述一个或多个第一孔的一个或多个第一微流体通道，
在所述第二开口部分之上延伸的第二部分，所述第二部分包括延伸到所述第二微板的一个或多个第二孔中的一个或多个第二延伸件和通过一个或多个第二微流体通道流体联接到所述一个或多个第二孔的一个或多个第二微流体通道，和
在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的可移动桥接部分，其中所述可移动桥接部分在联接到所述第一部分和所述第二部分时，将所述一个或多个第一微流体通道流体联接到所述一个或多个第二微流体通道；和
流体联接到所述气动盖的一个或多个阀，所述一个或多个阀被配置成选择性控制在所述一个或多个第一微流体通道和所述一个或多个第二微流体通道内的流体流动，
其中流体通过所述气动盖和所述一个或多个阀在所述第一微板和所述第二微板之间转移。
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