CN111936237B - 具有屏障突出部的微流体探针头 - Google Patents

Abstract

本公开特别涉及一种微流体探针头或微流体探针头，包括：具有液体注射孔和液体抽吸孔的处理表面。抽吸孔可以大致成形为部分地围绕处理表面上的注射孔延伸，尽管这种注射孔没有完全地被处理表面上的狭缝包围。此外，还考虑了流体屏障和固体屏障对抽吸的影响。本公开还涉及相关的微流体探针装置以及这种微流体探针头的操作方法，尤其是在表面上沉积细胞。

Description

具有屏障突出部的微流体探针头

相关申请的交叉引用

本申请要第62/626,607号美国临时申请的优先权，并且本申请与2019年2月5日同时提交名称为“具有抽吸柱的微流体探针头”的PCT申请第PCT/IB2019/000007号有关，其公开内容为所有目的而以参见的方式纳入本文。

技术领域

本公开总体涉及微流体探针(MFP)头、MFP装置和相关的操作方法的领域。具体而言，涉及一种设计用于细胞沉积的MFP头。

背景技术

微流体处理小体积流体的行为、精确控制和操作。术语“微流体”广泛地用于指代跨越几个量级的体积(例如，从毫升体积到纳米体积)。流体流的一些特性通常受限于微米长度尺度的通道和通常在亚毫升范围内的体积，但是也可以观察到毫米长尺度的通道和液体的毫升体积。微流体的一些特性源于液体在毫米长度尺度、微米长度尺度或更短尺度上表现的行为微流体中的液体流动通常是层流。通过制造具有微米范围内的横向尺寸的结构，可以达到远低于一纳升的体积孔。微流体装置通常是指用于泵送、取样、混合、分析和配量液体的微加工装置，通常(但不限于)处于这种亚毫升的体积。微流体探针是用于沉积、回收、运输、传送和/或去除液体、尤其是含有化学和/或生化物质的液体的装置。例如，微流体探针可用于诊断医学、病理学、药理学和分析化学的各个分支的领域。微流体探针还可用于为酶分析、核糖核酸(RNA)和/或脱氧核糖核酸(DNA)分析和蛋白质组学执行分子生物学程序。

在表面上顺序地执行局部化学改变是非常具有挑战性的。实施这种顺序化学处理通常需要相对大体积的处理液体(在几十毫升的范围内)，并且通常需要用相对大体积的液体冲洗，以减少连续液体之间的污染。在许多传统方案中，该技术包括使整个表面变干；然而，给定用于各种应用的阶段或处理，使表面干燥并不总是避免污染的有效选择。

在表面上的限定位置处以均匀、快速和特定的方式使细胞沉积是特别具有挑战性的，尤其是当希望将细胞沉积在生物学中的标准基材上时，诸如载玻片、培养皿和微量滴定板。此外，垂直微流体探针头的操作倾向于需要在低流体压力下进行操作，以确保所需沉积的相互作用，但是通过通常可得到的泵难以控制这种探针头中的压力。许多这样的微流体探针头在其操作期间也需要大量的清洗程序。

发明内容

下文呈现了本公开的一些实施方式的简化的发明内容，从而提供对本公开的基本理解。该发明内容不是对本公开的广泛综述。它不旨在标识本公开的关键/重要元素或描绘本公开的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本公开的一些实施方式和方面，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

根据第一方面，本公开实施为包括具有液体注射孔和液体抽吸孔的处理表面的微流体探针头或MFP头。抽吸孔可以是狭缝，所述狭缝成形为部分地围绕处理表面上的注射孔延伸，由此注射孔没有完全地被处理表面上的狭缝包围。

在这样的实施方式中，狭缝可被视为部分地包围注射孔的凸弧，并且狭缝的实际形状影响注射液体的限制以及由相应地沉积的材料形成的图案。由于抽吸孔狭缝部分地围绕注射孔延伸，与点状注射孔相比，注射液体在头的操作中更容易受到限制。即使抽吸孔可能没有完全地包围注射孔，但是仍可以获得注射液体的流动限制。此外，MFP头附近的浸没液体可以经由抽吸狭缝抽吸，并且可以控制抽吸到一定程度，使得注射液体的流速可以基本上独立于抽吸流来设定。这为操作头提供了灵活性，并且反过来减轻了表面上的液体沉积。此外，由液体抽吸所形成的屏障有助于改善由于注射液体而沉积的颗粒(例如细胞)的均质性。

目前的MFP头概念能够以均匀、快速和特定的方式在表面上的限定位置沉积细胞，特别是当将细胞沉积在诸如载玻片、培养皿和微量滴定板上时。目前的MFP头进一步允许在样品被抽吸离开板时，样品中的分析物(例如，血浆中的抗体)被注射并结合到基材上的捕获试剂。这是优于其它方法的优点，在其它方法中，需要一定量的时间将样品静置并与捕获试剂一起在表面上温育。

在一些实施方式中，MFP头上的抽吸狭缝是弯曲的，并且可以成形为块状弧，或者换言之，弯曲的狭缝可以沿圆的一部分延伸。弯曲的抽吸孔的优点在于，所产生的部分径向对称性允许MFP头在横跨样品表面的方向的范围内进行扫描，而对由在表面上的注射液体产生的图案的影响最小。在变型例中，可以使用沿多边形边缘布置的狭缝，例如，沿矩形形状延伸。可以理解的是，对于MFP头水平地移动以使样品或细胞沉积的应用，某些狭缝几何形状将导致比其它狭缝几何形状更高的沉积均质性，但相对于扫描方向具有有限的独立性。例如，如果头沿平行于矩形形状的边的方向扫描，则沿矩形形状布置的抽吸狭缝会导致更均质的沉积。相反地，由于颗粒在表面之上的停留时间不同，例如沿同一圆的若干部分延伸的弯曲的狭缝将在垂直于扫描方向的沉积材料的表面密度中产生梯度。因此，与矩形形状相比，在所有其它方面都相同的情况下，通过弯曲的狭缝可获得更薄更密的图案。

在其它实施方式中，处理表面可包括在该处理表面上对准的两个或多个液体注射孔。在替代实施方式中，可以依赖具有波浪或波状形状的单个抽吸狭缝，以部分地围绕处理表面上的两个或多个注射孔中的每一个延伸。这种形状在围绕注射孔的缠绕过程之后呈现交替的曲率。

更一般地，处理表面可以具有一个或多个液体注射孔和一个或多个液体抽吸孔。在一些实施方式中，抽吸孔包括沿弯曲方向延伸的一个或多个狭缝，以便部分地围绕处理表面上的一组注射孔延伸。换言之，处理表面上的一个或多个狭缝没有完全地包围注射孔。

该组注射孔的几何中心(在加工表面上)优选地位于弯曲方向的密切圆的内部区域内。以这种方式，狭缝部分围绕注射孔合理地弯曲，并且不会弯曲得太剧烈，这导致围绕注射(和限制)的液体的平滑的液体屏障。这种MFP头可以有利地用于细胞沉积，因为这种构造有利于在样品表面上均匀沉积，并且相对地独立于扫描方向。

例如，每个狭缝可以部分地沿以处理表面上的液体注射孔的几何中心为中心的圆延伸。即，每个狭缝沿该圆的一部分延伸。使用多个注射孔允许同时地注射液体。这种几何形状在注射孔的几何中心的水平处产生停滞区，这改善了材料在处理表面上的沉积。

在实施方式中，头具有两层，包括封盖层和液体路径层。封盖层的底面覆盖液体路径层的顶面。处理表面由液体路径层的与其顶面相对的底面限定。液体路径层包括分别限定在该液体路径层的底面上的液体注射孔和液体抽吸孔。所述液体路径层还包括至少一个液体注射通道和至少一个液体抽吸通道，所述液体注射通道和液体抽吸通道中的每一个分别通过相应的导通孔与液体注射孔和液体抽吸孔流体连通，所述导通孔作为贯通孔延伸穿过液体路径层的厚度。这显著地简化了头的制造。

在一些方面，一个或多个附加孔可以布置在处理表面上并且成形为部分地围绕处理表面上的(一个或多个)液体抽吸孔延伸。附加孔可用于改善液体限制或用于冲洗目的，在操作中，例如，通过对浸没头的浸没液体进行冲洗可以实现对沉积的细胞的冲洗。

在一些实施方式中，处理表面还包括突出结构，该突出结构具有从处理表面突出的平坦表面，并且成形为围绕注射孔延伸。这种突出结构提供机械挤压，以增加或迫使样品流体内的细胞在与处理表面接触的流体动力地限制的液体流动区域内相互作用。这在使用同心孔时是更有效的。例如，突出结构的平均直径可以在340μm与2200μm之间，并且突出结构的平均宽度可以在100μm与650μm之间。

在实施方式中，涉及若干突出结构。所述突出结构可以例如是第一突出结构，所述第一突出结构在注射孔与抽吸孔之间从处理表面突出。此外，第二突出结构可以限定在处理表面上，所述第二突出结构也具有从处理表面突出的平坦表面。第二突出结构成形为围绕抽吸孔延伸。

根据另一方面，本公开实施为具有根据所述实施方式中的任一项的MFP头的微流体探针装置或MFP装置。MFP装置构造成经由注射孔注射液体并从抽吸孔抽吸液体。

根据另一方面，本公开实施为根据所述实施方式中的任一项来操作MFP头的方法。该方法包括：将MFP头定位在待加工样品表面附近，以使头的处理表面面向样品表面。然后，在从抽吸孔抽吸液体的同时，经由液体注射孔注射处理液体，以处理样品表面。

在实施方式中，处理液体是包含细胞的非均相悬浮液，并且处理液体被注射以便将非均相悬浮液的细胞沉积到样品表面上。

在一些实施方式中，尤其是将样品孔作为样品表面时，首先将样品表面浸没在液体中。因此，当将MFP头定位在样品表面的上方时，所述MFP头完全地浸没在浸没液体中。在操作中，头的一个或多个附加孔可用于注射或抽吸液体，否则从第一抽吸孔抽吸液体。在这样的实施方式中，执行注射处理液体和抽吸液体的步骤，以维持注射液体在注射孔与抽吸孔之间的流体动力的流动限制。

现在将借助于非限制性示例并参考附图来描述体现本公开的装置和方法。根据下文提供的详细描述，本公开的其它应用领领域将变得显而易见。应当理解的是，详细描述和具体示例虽然指示各种实施方式，但仅旨在用于说明的目的，而不旨在必然地限制本公开的范围。

附图说明

下面参考下列附图来详细描述说明性方面和实施方式。

图1示出了根据本公开的实施方式的MFP装置的局部立体图。

图2A至图2O示出了根据本公开的各种实施方式的具有在各MFP头的处理表面中或上形成的孔、屏障和/或其它结构的台面布局的图。

图3A示出了用于制造根据本公开的实施方式的MFP头的成对堆叠层的剖视图。

图3B示出了图3A的两个层的组装。

图3C示出了根据本公开的各种实施方式的稍后用于液体路径的替代布局。

图4A示出了根据本公开的各种实施方式的在与图2G中所示的MFP头类似的MFP头的处理表面中形成的孔和突出的机械屏障部段的俯视图和剖视图，并且对细胞沉积和流体流进行了相应的说明。

图4B示出了根据本公开的各种实施方式的在与图2C所示的MFP头类似的MFP头的处理表面中形成的孔的俯视图和剖视图，并且对细胞沉积和流体流进行了相应的说明。

图5A示出了根据本公开的各种实施方式的在MFP头的处理表面中形成的孔的剖视图，并且示出了靠近流体屏障的抽吸器的抽吸作用和细胞沉积。

图5B示出了根据本公开的各种实施方式的在MFP头的处理表面中形成的孔的剖视图，并且示出了靠近流体屏障的抽吸器抽吸作用和细胞沉积。

图6A示出了根据本公开的各种实施方式的在MFP头的处理表面中形成的孔的剖视图，并且示出了冲洗和抽吸器的抽吸作用。

图6B示出了根据本公开的各种实施方式的在MFP头的处理表面中形成的孔的剖视图，并且示出了冲洗和抽吸器吸的抽吸作用。

图7是根据本公开的实施方式的具有类似于图2H的设计的实际MFP头的处理表面的照片。

图8是示出了根据本公开的实施方式的图7的MFP头如何穿过表面进行扫描以沉积细胞的另一照片。

图9是示出了根据本公开的实施方式的图7的MFP头如何在穿过表面内对进行扫描以沉积细胞的进一步的照片。

图10是根据本公开的实施方式的具有类似于图2A的设计的实际MFP头的处理表面的照片。

图11至图14是根据本公开的实施方式的示出了示例性顺序化学过程的一系列照片。

附图示出了如实施方式中所涉及的装置或其部件的简化表示。附图中描述的技术特征不一定按比例绘制。除非另有说明，附图中的类似或功能相似的元件被分配了相同的附图标记。

具体实施方式

为了解释的目的，在整个描述中阐述了许多具体细节，以提供对本文所公开的许多实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有一些特定细节的情况下实践多个实施方式。在其它情况下，以图或示意形式示出了公知的结构和装置，以避免模糊所述实施方式的基本原理。

本文描述的系统和方法有助于流体样品分析的自动化，诸如血液分析。关于免疫血液学，该系统和方法可以用于分组和表型的检测、用于抗体的筛选和/或鉴定、交叉匹配和直接抗球蛋白测试。

在本文描述的系统和方法的一些实施方式中，微流体测试可以应用于再生医学。在其它实施方式中，本文描述的系统和方法可应用于毒理学研究或血小板沉积过程。

一些免疫血液学测试技术包括在较宽的反应物阵列上(水平地，在样品表面的X-Y轴上)“扫描”血液样品，这会带来信号混合、交叉污染等固有风险。使用微流体的早期尝试采用暴露在流体头上的通道，但是这些通道缺乏本公开的流体动力学的流体控制。

由流体动力的流动限制(“HFC”)对流体的控制还允许在同一样品孔内执行顺序的化学反应，其中，注射具有样品和/或试剂的处理流体与注射缓冲液或上升流体交替地进行。由于MFP头的处理表面之下的液体的交替冲洗和整体控制，MFP头的HFC可提供在同一样品孔内执行的顺序反应(例如，抗身体筛选分析)，而不用考虑交叉污染或其它这种误差。这种顺序化学实施方式通常采用具有两个或更多个注射通道的MFP头，每个注射通道输送不同的流体，以便降低信号混合或交叉污染的风险，并且减少或消除对中间清洗步骤的需要。在一些顺序化学实施方式中，可以使用具有单个注射通道的MFP头，并且在活性试剂或溶液的注射之间进行清洗步骤。

一般而言，HFC涉及液体的层流流动，所述层流流动在空间上被限制在环境液体(替代地称为浸没液体)内。具体而言，抽吸孔为给定的MFP头设定HFC的边界，并且在MFP头的特定区域内或之下维持注射的处理液体的期望的流动特性，所述抽吸孔可选地与机械或液体屏障元件组合。本公开的一些实施方式和方面有利地依赖于本文进一步描述的流体动力的流动限制。

本文所考虑的装置和系统可包括微流体中常见的其它结构或装置(例如，管端口、阀门、泵送装置、真空源)，并可构造成提供通过注射孔注射的处理液体的HFC。应当理解的是，本公开的MFP头和HFC可以在流体处理系统的各种实施方式中实现，并且能够在各种板、孔、载玻片等上或内部执行广泛的化学反应。MFP头及其处理表面可由一般生物相容性材料构成或形成，所述材料包括但不限于陶瓷、塑料、聚合物、玻璃、硅、金属(例如铝、不锈钢等)、合金或其组合。

下面详细讨论的MFP头的变型例包括具有一个或多个抽吸狭缝(或狭槽)的处理表面，所述处理表面成形为使得部分(但不是完全地)地围绕注射孔延伸或包围该注射孔。这种抽吸孔也可以被称为是部分盘绕的、弯曲的、曲线的或以其它方式围绕注射孔布置。由于抽吸孔部分地围绕注射孔延伸，因此，在MFP头的操作期间可以获得一定程度的注射液体的限制。即，由于在狭缝处抽吸液体，注射液体仍然受到限制，从而形成围绕注射液体延伸的屏障。这种由液体抽吸产生的屏障有助于改善沉积液体内的细胞或颗粒的均质性。同时，狭缝的形状允许在操作期间经由狭缝对头附近的浸没液体进行抽吸。这使得注射液体的流速可以部分地(如果不是基本上)独立于抽吸流进行设定，这又可以简化头的操作。

下面考虑的MFP头和处理表面的进一步变型例包括替代的或附加的液体屏障和机械屏障。在一些方面中，第二成形液体可用于影响具有所关注的样品或细胞的注射液体的流动和方向。在其它方面中，固体结构可以从处理表面延伸，并且影响具有所关注的样品或细胞的注射液体的流动和方向。在这两种情况下，这种位于注射口与抽吸孔之间的液体屏障或固体屏障引导、推动或挤压注射液体，以使注射液体可改善甚至最大限度地与下面的样品表面(例如，载玻片、培养皿、微量滴定板或孔等)接触，从而改善沉积、结合、或注射液体中的细胞和/或分析物与样品表面的相互作用。

如本文所用，除非另有说明，术语“微流体学”是指对小体积流体的行为、精确控制和操纵进行处理的流体体积的处理，小体积范围从毫升体积到纳升体积，以及该范围内的体积的增量和梯度。由此，“微流体探针头”(MFP头)通常是指作为小型化流体传输系统和装置的一部分，能够处理和加工从毫升体积到纳米体积的流体体积以及该范围中的体积的增量和梯度的探针头。在特别指出的地方，微流体装置和/或探针头的某些实施方式受限于微米长度尺度的通道和通常在亚毫升范围内的体积。

如本文所用，除非另有说明，术语“台面”通常是指MFP头的处理表面，包括(但不限于)用于抽吸的孔、用于沉积的孔、用于轮廓和台面形状控制的孔、屏障、轮廓、台阶特征、倒圆角和其它形成用于MFP头的处理表面的这样的结构方面。

如本文所用，除非另有说明，术语“关于”通过假设给定值可以大于或小于指示值来为数值范围端点提供灵活性。具体而言，该给定值可以修改为该值的±10％或在该值的±10％内。

如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非文中清楚地另有说明。因此，例如，提及包含“结合剂”的系统包括包含一个或多个结合剂的系统。同样地，提及“一个物质”包括一个或多个物质。

微流体探针头结构

如图1所示，部分地示出的装置100具有用于接收MFP头20的保持件10，MFP头20具有包括孔24的台面22，该台面22总地限定了处理表面26。在一些实施方式中，支承柱28可以设置在MFP头20上以用于调平(调整水平高度)的目的。保持件10的顶部的框架12设置成将头安装到定位结构，所述定位结构可包括例如MFP头20的顶部上的测角仪(图1中未示出)，以允许MFP头20(沿z轴垂直地)定位并旋转到精确的角度位置。当装置100在操作期间移动时，提供用于流体流和/或真空到MFP头20的处理表面26的通道的导管30可以设置成由保持件10和框架12进行支承。

装置100可包括微流体中常见的其它结构或装置(例如，管端口、阀门、泵送装置)，并且可构造成提供通过注射孔注射的处理液体的流体动力的流动限制(HFC)。一般而言，HFC涉及液体的层流流动，所述层流流动在空间上被限制在环境液体(或浸没液体)中。具体而言，抽吸孔(可选地与机械或液体屏障元件组合)为给定的MFP头设定HFC的边界，并且维持注射的处理液体的期望的流动特性。本公开的一些实施方式和方面有利地依赖于HFC。

注射孔、抽吸孔和可选的液体屏障形成孔通常与MFP头的主体内的相应的微通道流体连通，所述微通道自身可连接至泵送装置，以便允许通过注射孔分配(即注射)液体、通过抽吸孔抽吸液体、或者用于沿MFP头的处理表面对液体屏障流体进行控制。

本装置和方法的实施方式和方面允许样品(例如，血细胞或抗体)中的分析物以均匀、快速和特定的方式从非均质悬浮液沉积在样品表面S上的限定位置。本方法简化了分析物在标准基材、诸如载玻片、培养皿和微量滴定板(例如，具有六个、二十四个或九十六个样品孔的微量滴定板)上的沉积。MFP头20可水平或垂直地移动、或同时水平或垂直地移动，以适于控制处理表面26上的流体流和/或真空，使得MFP头20可以适当地移动以在相应的样品表面S上或沿相应的样品表面S进行沉积和抽吸。在本文所考虑的示例性实施方式中，相应处理表面上的所有目标点都被覆盖，从而在该区域上实现均匀结合。

图2A至图2O示出了用于MFP头的台面布局的各种实施方式，所述台面布局具有形成这种MFP头的处理表面的抽吸孔、沉积孔、轮廓控制孔、屏障和其它结构特征的构造和布置。形成这种特征的结构可以具有阶梯状、倒圆或其它构造成控制流体流或真空抽吸作用的轮廓和布置。图2A至图2O中所示的所有实施方式可以应用于处理表面的台面布局，诸如用于图1中的MFP头100的处理表面26上的台面22。

通常，在当前MFP头100的实施方式中，任何给定的注射孔的平均直径在25μm与150μm之间，并且可以是其中的任何增量、梯度或范围的直径。例如，注射孔的平均直径可约为50μm或100μm。替代地，注射孔不必是圆形孔，例如，注射孔可以具有方形、矩形、三角形或缺口形状。本文公开的抽吸狭缝或孔的平均宽度可以在25μm到200μm之间，并且可以是其中的任何增量、梯度或范围的尺寸。例如，在抽吸狭缝沿圆延伸的实施方式中，圆的内边缘(狭缝的近侧边缘延伸所沿着的圆的边缘)的平均直径可以在240μm与400μm之间，而圆的外边缘(狭缝的远侧边缘延伸所沿着的圆的边缘)的平均直径可以在400μm到500μm之间。注射孔与抽吸孔之间的最小距离在10μm到10.0mm之间，并且可以是其中的任何增量、梯度或范围的尺寸。一些特定实施方式可以使注射孔与抽吸孔之间的最小距离在50μm到2.0mm之间。

MFP头可以由双面抛光的硅晶片制成。在晶片的一侧，蚀刻用于流体连接的通道，而在另一侧，蚀刻用作顶的台面结构。通过蚀刻穿过晶片的导通孔来形成各种注射孔和抽吸孔。玻璃晶片可以阳极结合到具有通道的硅晶片的侧面上。玻璃晶片可以具有预钻孔的导通孔以匹配并完成流体连接通道。在切割或切片之后，该玻璃“盖”可以稍微大于硅晶片，并且可以支承MFP头以便精确地放置在保持件的头中。在其它实施方式中，MFP头可以是3D打印的，以形成期望的内部通道结构。

处理表面26的变型例可以设置有一个或多个液体注射孔和一个或多个液体抽吸孔。处理表面26例如可以仅具有一个液体抽吸狭缝。处理表面26的另一变型例可以具有围绕唯一的注射孔或围绕多个注射孔延伸的唯一的抽吸狭缝。具有多个注射孔的实施方式可以根据二维图案而旋转对称地布置，或者代替地具有直线性布置。

在许多实施方式中，MFP头100包括处理表面22上的n个液体抽吸狭缝(n≥2)，每个狭缝成形为部分地围绕处理表面24上的注射孔延伸。n个抽吸狭缝可以布置成在处理表面24上具有n阶的旋转对称性。两个相邻狭缝部分之间的剩余间隙对称地分布，以降低扫描方向对沉积材料的影响。例如，两个或多个狭缝部分中的每一个可以部分地沿处理表面24上的同一圆延伸。在变型例中，这样的狭缝部分可以沿多边形延伸。

类似地，在其它实施方式中，MFP头可以具有一个以上的注射孔，其中，这些注射孔可以布置成在处理表面上具有旋转对称性。

沿同一个圆的周边布置的一个或多个抽吸孔可以具有等于该同一个圆的周边的55％至95％的累积长度。因此，注射孔基本上被抽吸孔或狭缝包围(尽管不是完全地包围)，这有利于液体限制并减少狭缝之间的间隙对头进行扫描时获得的图案的影响。

图2A示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第一变型例。具体而言，注射孔202位于台面200a的中心，其中三个抽吸孔204位于注射孔周围。在台面200a中，三个抽吸孔204呈抽吸狭缝的形式，上述抽吸孔204的长度相等，部分地包围注射孔202，并且每个抽吸孔与注射孔202的距离相等。三个抽吸孔204狭缝中的每一个也彼此等距地间隔开，从而在距注射孔202相同的距离处的抽吸孔204之间形成间隙203。此外，三个抽吸孔204中的每一个可以跨越从约85°到115°的曲率，并且其间的间隙203填充相应的曲率度。因此，台面200a具有中央注射孔202，所述中央注射孔202具有形成围绕注射孔202的周边或圆周的三个间隙203和三个抽吸孔204狭缝。

具有图2A所示的通用布置或构造的抽吸孔可以替代地被称为三断圆形孔组、三间隙圆周孔等。如图2A所示的示例性台面200A可以具有：半径约75μm的注射孔202；以及三个抽吸孔204，所述抽吸孔204的内边缘距注射孔202的中心约200μm和外边缘距注射孔202的中心约250μm。在许多方面中，三个抽吸孔204将具有相等的宽度，尽管在替代方面中，三个抽吸孔204可以具有不同的宽度，以选择性地控制MFP头的抽吸和流动。

图2B示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第二变型例。具体而言，注射孔202位于台面200b的中心，其中单个抽吸孔206位于注射孔周围。在台面200b中，单个抽吸孔206呈几乎完全地围绕但没有完全地包围注射孔202延伸的抽吸狭缝的形式。单个抽吸孔206大致形成围绕注射孔的圆形形状，并且可以跨越从约300°到350°的曲率，其中单个抽吸孔206的两个端部之间的间隙203填补相应的曲率度。因此，台面200b具有中央注射孔202，所述中央注射孔202具有形成围绕注射孔202的周边或圆周的单个间隙203和三个抽吸孔206狭缝。如图2B所示的示例性台面200B可以具有：半径约50μm的注射孔202；以及单个抽吸孔206，所述单个抽吸孔206具有的径向内边缘距注射孔202的中心约150μm和具有的径向外边缘距注射孔202的中心约200μm的外径向边缘。

图2C示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第三变型例。具体而言，四个注射孔202定位成朝向台面200c的中心，其中单个抽吸孔206位于注射孔周围。在台面200c中，四个注射孔202彼此相对地设置成与中心点等距，类似于正方形的角部。此外，单个抽吸孔206呈几乎完全地围绕注射孔202但并非完全地包围注射孔202延伸的形式。单个抽吸孔206通常形成围绕注射孔的圆形形状，并且可以跨越从约300°到350°的曲率，其中单个抽吸孔206的两个端部之间的间隙203填补相应的曲率度。因此，台面200c具有四个注射孔202，所述注射孔202具有形成围绕注射孔202的周长或圆周的单个间隙203和单个抽吸孔206狭缝。如图2C所示的示例性台面200c可以具有：半径分别约50μm的注射孔202；单个抽吸孔206，所述单个抽吸孔206的内部径向边缘距注射孔202之间的台面200b的中心点约450μm(通常在注射孔202之间等距)；以及外部径向边缘，所述外部径向边缘距注射孔202的所述中心点约500μm。

使用多个注射孔202允许经由注射孔202同时或连续地注射多个液体，由于部分地包围的单个抽吸孔206或狭缝，这会在中心产生停滞区。注射孔202的数量和布置改变停滞区的形状，并且可以构造成改善处理表面上的材料沉积。形成多个注射孔的注射孔202的数量可以变化，例如从三(3)个孔到超过十(10)个孔。通常，注射孔202的尺寸将相等，但是也可以具有不同的尺寸和形状以控制注射孔202之间的停滞区的形状和流动。

图2B和图2C两者均示出了几乎完全地包围其各自的注射孔202的单个抽吸孔206的形式，它们在单个抽吸孔206的宽度和每个单个抽吸孔206包围其各自的注射孔202的圆周或周长的程度中存在差异。具有如图2B和图2C所示的通用形状或曲率的抽吸孔可以替代地被称为单断圆形孔、单间隙圆周孔等。此外，应当理解的是，如图2B和图2C所示的单个抽吸孔206可以具有宽度约50μm到约250μm、或者为其中的增量、梯度或范围内的开口。在许多方面中，单个抽吸孔206将沿其长度具有相等的宽度，尽管在替代方面中，单个抽吸孔206也可以具有可变的宽度，以选择性地控制MFP头的抽吸和流动。

在所有的图2A、图2B和图2C中，一个或多个抽吸狭缝部分基本上封围其各自的注射孔202。在这些实施方式中，三个抽吸孔204或单个抽吸孔206的累积长度为这些抽吸孔延伸所沿着的(内或外)圆的周长的55％到95％。相反地，剩余的间隙203在累积的或单个长度上延伸，该长度等于该圆的周长的5％到45％。在一些特定的实施方式中，抽吸狭缝的累积长度为所述圆的周长的65％到85％之间，诸如所述圆的周长的75％。类似地，在下面的图2D至图2I、图2L和图2N至图2O中看到的台面布置也可以具有跨越给定圆周或周长的55％至95％的累积抽吸周长。

在这种情况下，注射孔基本上被抽吸狭缝包围，尽管不是完全地包围。因此，注射液体的流速可以基本上独立于抽吸流，这得益于在抽吸孔处可用于抽吸的浸没液体的体积相对较大。这种相对独立性可以有利地利用：例如，可以停止或暂停注射一段时间以允许发生细胞沉降。

图2D示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第四变型例。具体而言，注射孔202位于台面200d的中心，其中四个角状抽吸孔208位于注射孔周围。在台面200d中，四个角状抽吸孔208布置成形成大致正方形的构造，其中抽吸狭缝位于该正方形布置的角部处。四个角状抽吸孔208的长度和形状相等，每个所述角抽吸孔208形成面向位于中心的注射孔202的直角(90°角)，并且每个所述角抽吸孔208与注射孔202的距离相等。四个角状抽吸孔208中的每一个也彼此等距地间隔开，从而在与注射孔202相同距离处的四个角状抽吸孔208之间形成间隙203。因此，台面200d具有中央注射孔202，所述中央注射孔202具有在注射孔202周围形成大致正方形或矩形的周边的四个间隙203和四个角状抽吸孔208狭缝。

大致正方形的抽吸布置具有独特的优点，因为所有细胞的停留时间在具有正方形抽吸的MFP头下方更相等。因此，当扫描时，抽吸作用的方形形状不易沿X-Y轴倾斜。与图2C和2D的几何形状相比，图2C的设计允许在间隙位于后缘上的情况下沿X轴来对MFP头进行扫描，从而在环202的中心处获得达到峰值的沉积材料的轮廓。间隙(在后缘上)的位置不会对沉积材料产生不利影响。使用图2D的设计，可以在间隙位于后缘上的情况下沿X轴或Y轴对头进行扫描，这将使得沉积更加均匀。同样可以实现地，还可以对角地扫描MFP头，这也将实现沉积材料的对称图案。因此，正如所理解的，旋转对称性使得沉积图案相对地独立于扫描方向。

具有如图2D所示的通用布置或构造的抽吸孔可以替代地称为四角孔组、多个角孔等。此外，可以认识到，如图2A所示的四个角状抽吸孔208可以具有宽度在约50μm到250μm之间的开口。在许多方面中，每个四个角状抽吸孔208的两个腿均具有相等的宽度，尽管在替代方面中，四个角状抽吸孔208中任一个的腿可以具有不同的宽度，以选择性地控制MFP头的抽吸和流动。应当进一步理解的是，使用角状孔的这种变化例不限于定位成形成大致矩形图案的四个孔。替代的构造可以是：三个角状孔，所述三个角状孔具有布置成围绕中央注射孔定位的三角形的形成120°角的狭缝；五个角状孔，所述五个角状孔具有布置成围绕中央注射孔定位的五角形的形成72°角的狭缝；以及六个角状孔，所述六角孔具有布置成围绕中央注射孔定位的六角形的形成60°角的狭缝等。

图2E示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第五变型。具体而言，注射孔202位于台面200e的中心，其中两对同心的半球形孔位于注射孔202周围。在台面200e中，两对半球形孔围绕注射孔202旋转对称地布置。内半球形孔210可以是构造成用于对通过注射孔202注射的流体的HFC进行抽吸的抽吸孔，由此，内半球形孔210可以替代地称为HFC抽吸器。两个内半球形孔210由内间隙205间隔开。外半球形孔212是构造成用于冲洗的抽吸孔，由此，外半球形孔212也可以称为冲洗抽吸器。两个外半球形孔212由(在该情况下为外)间隙203间隔开。在图2E所示的实施方式中，内间隙205和间隙203是同轴的，为HFC抽吸器和冲洗抽吸器两者提供了类似的抽吸流和抽吸方向。

图2F示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第六变型例。与图2E中所示的实施方式类似，注射孔202位于台面200e的中心，其中两对同心的半球形孔位于注射孔202周围。在台面200e中，两对半球形孔围绕注射孔202旋转对称地布置。内半球形孔210可以是构造成用于对通过注射孔202注射的流体的HFC进行抽吸的抽吸孔，由此，内半球形孔210可以替代地称为HFC抽吸器。两个内半球形孔210由内间隙205间隔开。外半球形孔212是构造成用于冲洗的抽吸孔，由此，外半球形孔212也可以称为冲洗抽吸器。两个外半球形孔212由(在该情况下为外部)间隙203间隔开。在图2F所示的实施方式中，内间隙205和间隙203彼此垂直，为HFC抽吸器与冲洗抽吸器之间提供发散的或横向的抽吸流和抽吸方向。

如图2E和图2F两者所示，外半球形孔212布置在处理表面上，并且成形为部分地围绕内半球形孔210延伸，并且又部分地围绕其各自的注射孔202延伸。基于该结构，外半球形孔212也可称为外环，并且内半球形孔210可称为中环。MFP头具有成对且同心的半球形孔的布置，由此MFP头将具有内置于MFP装置的主体中的附加通道或导通孔(未示出)，以确保流体与外半球形孔212和内半球形孔210两者流体连通。在一些方面中，外半球形孔212可以用于改善注射液体在处理表面下的限制、用于冲洗目的或用于两者。例如，通过在沉积的细胞上冲洗缓冲液，可以实现对沉积细胞的改善冲洗。

在适用于图2E和图2F两者的另一实施方式中，内半球形孔210可以是受控的液体孔。通过构成和选择适当的流速，可以通过从中环内半球形孔210注射的副流体或成形流体(可以是与浸没液体相同的流体)来对通过注射孔202分配的处理流体的流动和位置进行控制。成形流体可具有比处理流体更大的密度或粘度，使得成形流体和处理流体不混合，并且成形流体可用作处理流体或HFC外部的其它流体的流体屏障。在至少两个实施方式中，可以考虑在操作期间连续地供给成形流体作为流体屏障的应用。

首先，成形流体可以“挤压”处理流体，其中，成形流体可以通过中环分配，使得成形流体层可以沿处理表面存在，但不是一直向下延伸到下面的样品表面，从而允许处理流体在成形流体下方、在成形流体的团与下面的样品表面之间穿过。因此，在处理流体从注射孔流向外环抽吸孔时，可以向下推动或“挤压”成形流体。因此，成形流体可以有助于在样品表面S上的更好地分布、覆盖和沉积通过注射的处理流体提供的细胞。成形流体的压力仅需要足以迫使处理流体向下到达处理表面上，以确保处理流体中的目标材料(例如红血球，“RBC”)确实地沉积并结合到处理表面。然后，成形流体和处理流体两者由外环的抽吸孔抽吸。这种结构在下面的图5A中更详细地看到和描述。

其次，成形流体可以用作抵抗处理流体的“屏蔽件”，其中成形流体可以通过外环进行分配，该外环向下延伸到下面的样品表面。因此，在处理流体从注射孔流向中环抽吸孔时，成形流体可以用作防止任何处理流体从限制区域逸出的屏障和“屏蔽件”。成形流体还可以防止其它流体进入限制区域，从而保护沉积细胞不受从周围环境收集的污染物的影响。这种结构在下面的图5B中更详细地看到和描述。

图2G示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第七变型。具体而言，注射孔202位于台面200g的中心，其中台阶屏障214(或者称为“机械屏障”)位于注射孔周围，并且三个抽吸孔204进一步位于台阶屏障214和注射孔202周围。在台面200g中，台阶屏障214是从MFP头的处理表面向外突出的固体元件，使得台面200g具有至少两个高度面或层。台阶屏障214可以通过图案化到MFP头的顶点中来制造。位于注射孔202与抽吸孔204之间的台阶屏障214挤压或迫使从注射孔分配的流体随着分配的流体通向抽吸孔204的抽吸作用时穿过台阶屏障214的下方。因此，台阶屏障214可以有助于材料通过由注射孔202分配的流体更好地分布、覆盖和沉积到诸如细胞的样品表面S上。此外，三个抽吸孔204呈抽吸狭缝的形式，所述抽吸狭缝的长度相等，部分地包围注射孔202，并且每个抽吸狭缝与注射孔202的距离相等。三个抽吸孔204狭缝中的每一个也彼此等距地间隔开，从而在距注射孔202相同的距离处在抽吸孔204之间形成间隙203。如图2G所示的示例性台面200g(类似于图2A的台面200a)可以同心地具有：半径约100μm的中央注射孔202；台阶屏障214，所述台阶屏障214具有约150μm的内半径和约225μm的外半径；三个抽吸孔204狭缝，所述抽吸孔204狭缝具有约250μm的内半径和约300μm的外半径；以及三个间隙203，所述间隙203在注射孔202周围形成周边或圆周。

图2H示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第八变型例。具体而言，注射孔202位于台面200h的中心，其中所述台阶屏障214位于注射孔202周围，单个抽吸孔206通常围绕注射孔和台阶屏障214形成圆形形状。此外，外部台阶屏障216位于单个抽吸孔206周围；因此，在台面200h中，台阶屏障214可以替代地称为内部台阶屏障。在台面200h中，内部台阶屏障214和外部台阶屏障216两者是从MFP头的处理表面向外突出的固体元件，使得台面200h具有至少两个高度面或层。内部台阶屏障214和外部台阶屏障216两者可以通过图案化到MFP头的顶点中来制造。位于注射孔202与单个抽吸孔206之间的内部台阶屏障214挤压或迫使从注射孔分配的流体随着该分配的流体通向单个抽吸孔206的抽吸作用时穿过内部台阶屏障214的下方。因此，内部台阶屏障214可以有助于通过由注射孔202分配的流体在样品表面S上更好地分布、覆盖和沉积诸如细胞的材料。单个抽吸孔206通常形成围绕注射孔的圆形形状，并且可以跨越从约300°到350°的曲率，其中单个抽吸孔206的两个端部之间的间隙203填被相应的曲率度。

外部台阶屏障216可以提供附加程度的流体动力的流动限制，阻止可能穿过单个抽吸孔206的流体从MFP头的HFC区和处理表面逸出。在一些方面中，内部台阶屏障214和外部台阶屏障216可以具有从处理表面延伸的相等或类似的高度。在其它方面中，内部台阶屏障214和外部台阶屏障216可以具有从MFP头的处理表面延伸的不同高度。例如，外部台阶屏障216可以从处理表面突出比内部台阶屏障214更大的距离，并且由于在操作期间靠近样品表面S，从而可提供更大的HFC。如图2H所示的示例性台面200h可以同心地具有：半径约50μm的中央注射孔202；内部台阶屏障214，所述内部台阶屏障214具有约120μm的内半径和约220μm的外半径；单个抽吸孔206，所述单个抽吸孔206具有约300μm的内半径和约350μm的外半径；以及外部台阶屏障216，所述外部台阶屏障216具有约500μm的内半径和约800μm的外半径，以形成围绕注射孔202的周边或圆周。此外，凹槽215由内部台阶屏障214与外部台阶屏障216之间的处理表面形成，其中凹槽215的宽度和深度可以进一步对通过注射孔202注射的流体的流动和停滞动力学进行控制。

与台面200h和台面200g相比，台面200g的注射孔相对地大于台面200h的注射孔。从这些实施方式应该普遍理解的是，注射孔的大小可以相对地较大或较小，并且通过任何给定的注射孔的压力和流速将被控制以平衡对足够压力的需要，以确保由注射的处理流体携带的材料具有在注射孔周围维持流体动力的流动限制的能力。一般而言，具有较大直径的注射孔将提供适于目标结合的强且可控的流动。

图2I示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第九变型例，类似于图2H。如图2H所示，台面200i具有位于台面200a的中心的注射孔202，其中，内部台阶屏障214围绕注射孔202定位，单个抽吸孔206围绕注射孔和内部台阶屏障214大致形成圆形形状，并且外部台阶屏障216围绕单个抽吸孔206定位。如图2I所示的示例性台面200i可以同心地具有：半径约125μm的中央注射孔202；内部台阶屏障214，所述内部台阶屏障214具有约150μm的内半径和约250μm的外半径；单个抽吸孔206，所述单个抽吸孔206具有约275μm的内半径和约325μm的外半径；以及外部台阶屏障216，所述外部台阶屏障216具有约350μm的内半径和约1000μm的外半径，以形成围绕注射孔202的周边或圆周。如示例性变型所示，与图2H相比，台面200i包括具有相对较大直径的注射孔202。此外，内部台阶屏障214和外部台阶屏障216的宽度以及单个抽吸孔206的直径和曲线不同，使得台面200i的凹槽215比台面200h的凹槽相对较窄。

图2J示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第十变型。具体而言，弯曲的机械屏障220位于台面200j的中心，其中矩形注射孔218定位成朝向台面200j的右侧偏置，并且矩形抽吸孔222定位成朝向台面200j的左侧偏置。在该实施方式中，矩形注射孔218和矩形抽吸孔222两者可称为与弯曲的机械屏障220相邻。与在其它实施方式中所示的朝向同心抽吸器的径向流动相比，在台面200j下方注射的流体的流动方向相对地更单向。如图2J所示的示例性台面200j可以具有：矩形注射孔218，所述矩形注射孔218具有约75μm的长度和宽度；弯曲的机械屏障220，所述机械屏障220具有距处理表面的中心点1000μm的近侧边缘(相对于矩形注射孔218)和距处理表面的中心点1200μm的远侧边缘(再次相对于矩形注射孔218)；以及矩形抽吸孔222，所述矩形抽吸孔222具有约75μm的长度和宽度的，其中矩形注射孔218和矩形抽吸孔222彼此的距离约为600μm。应当理解的是，台面200j的注射孔、抽吸孔和机械屏障可以具有其它形状和方向，同时仍然遵循处理表面上的部件和功能的布置。

如图2G、图2H、图2I和图2J所示的、具有改变台面几何形状的MFP头可以改善来自注射液体的细胞和/或其它材料在处理表面上的沉积。机械屏障各自具有从其各自的MFP头的处理表面延伸的高度，该高度使供注射流体在其下穿过的可用空间变窄。这既减慢了注射液体的流动，又确保了薄层的形成，增加了注射的处理流体的接触时间和接触表面积，从而增加了悬浮在处理流体内的细胞与样品表面的接触。应当理解的是，位于注射器与抽吸器之间的流体屏障也可以实现该功能。

图2K示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第十一变型例。具体而言，台面200k具有多个注射孔202，多个所述注射孔202位于密切圆C的中心，其中波状抽吸器224在注射孔202之间穿过并部分地包围该注射孔202。在一些方面中，台面200k的布置可以称为注射孔202的直线性布置。由于每个注射孔202彼此隔离，波状抽吸器224的波浪或蜿蜒形状实际上在多路复用测试实施中提供了优点，从而不同的处理流体可通过物理上紧密接近的注射孔而沉积，但没有由于注射器之间的波状抽吸器224而引起的交叉污染的传统风险。在一些实施方式中，三个注射孔202中的每一个都是独立的，具有不同的泵送系统和蓄液器。在这些方面中，所有三个注射孔202可以注射不同的试剂、溶液或其它这种流体。在其它实施方式中，注射孔202中的两个(例如，两侧注射孔)可以共用一个流体连接部并注射相同的溶液，并且溶液由单个泵送系统驱动。

密切圆C的平均直径与波状抽吸器224的近侧边缘对齐，并且在一些方面中，直径在150μm与1000μm之间。在图2K的示例中，处理表面26包括几个对准的注射孔202，其中波状抽吸器224的狭缝部分地围绕每个注射孔202延伸。在图2K中明确地示出了密切圆C，以便更好地说明所述密切圆C与波状抽吸器224的近侧边缘的切线；该近侧边缘是与处理表面上相应注射孔的几何中心最接近的抽吸狭缝的边缘部分。替代地，台面200k的布置可以为水平扫描应用的MFP头提供特别的优点。

图2L示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第十二变型例。具体而言，类似于图2A，注射孔202位于台面200l的中心，其中三个抽吸孔204位于注射孔202周围。在台面200l中，三个抽吸孔204呈抽吸狭缝的形式，所述抽吸狭缝的长度相等，部分地包围注射孔202，并且每个抽吸狭缝与注射孔202的距离相等。三个抽吸孔204狭缝中的每一个也彼此等距地间隔开，从而在距注射孔202相同的距离处的抽吸孔204之间形成间隙203。此外，注射环孔226围绕抽吸孔204定位，注射环孔226被图形化所在圆还具有外间隙207。抽吸孔204和注射环孔226的布置彼此偏移约60°的旋转。在本实施方式中，注射环孔226使具有细胞的样品流体沉积，其中，该样品流体随后被朝向抽吸孔204抽吸，向内朝向台面200l的中心。

图2L的结构和构造允许至少两个操作模式。第一模式用于细胞沉积，其中缓冲溶液通过注射孔202注射，并且具有细胞的样品流体通过注射环孔226注射。在第一模式中，流体同时被向内(来自注射环孔226的样品)和向外(来自注射孔202的缓冲液)朝向抽吸孔拉动。由于包围注射环孔226的缓冲区与停滞区之间限定的环形形状的沉积区，该模式允许细胞沉积的精确控制。在第二模式中，从注射环孔226注射冲洗流体，并且不使用或关闭注射孔202。这允许从MFP头的侧面将浸没液体拉入，而在应用的停滞区内没有任何反作用力。

图2M示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第十三变型例。具体而言，注射孔202位于台面200m的中心，并且具有四个矩形抽吸孔222，所述矩形抽吸孔222与在四个矩形抽吸孔222之间居中的注射孔交叉布置。四个矩形抽吸孔222可以提供从单个注射孔202拉出的直接且强的流动。

图2N示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第十四变型例。具体而言，注射孔202位于台面200n的中心，其中三个抽吸孔204围绕注射孔定位，类似于图2A。在台面200n中，还存在作为臂从内部台阶屏障214向外延伸的另一组径向台阶屏障228。径向台阶屏障228是突出的结构，该结构横向地构造为具有延伸穿过抽吸狭缝204之间的间隙的臂或部分，以有助于避免抽吸孔之间的低效冲洗。事实上，由于浸没液体在抽吸孔之间的间隙中流动会更慢，因此在那些区域中冲洗处理区域的效果较差。因此，诸如径向台阶屏障228的局部突出结构有助于增加通过间隙的流动，从而有助于改善扫描期间的冲洗。这种横向部分还进一步允许更好地引导浸没液体的径向流动。在这样的实施方式中，冲洗可以发生在细胞沉积过程期间或在该过程之后，其中冲洗流体由径向台阶屏障228引导到适当且期望的位置。

如图2N所示的示例性台面200n可以具有：半径约100μm的注射孔；内部台阶屏障214，所述内部台阶屏障214具有约150μm的内半径和约225μm的外半径；径向台阶屏障228，所述径向台阶屏障228从内部台阶屏障214延伸并具有约500μm的远侧边缘半径；以及三个抽吸孔204狭缝，所述抽吸孔204狭缝具有约250μm的内半径和约300μm的外半径。

图2O示出了用于处理表面的MFP头台面布局的第十五变型例。具体而言，注射孔202位于台面200o的中心，其中三个抽吸孔204围绕注射孔定位。在台面200o的边缘之外，但仍然靠近平台200o的周边，还包括边缘抽吸器230，所述边缘抽吸器230沿MFP头被用于扫描整个样品表面的方向定位在“前边缘”和“后边缘”处。附加抽吸有助于提高系统的整体性能，维持HFC并移除多余的缓冲液体或浸没液体。替代地，前边缘和后缘抽吸器230可以用于缓冲液分散。此外，应当理解的是，本文所公开的其它台面布局可以与图2O所示的边缘抽吸器230结合使用。此外，应当理解的是，在替代实施方式中，边缘抽吸器230也可以定位在台面200o周围的“左边缘”、“右边缘”或对角位置处。如图2O所示的示例性台面200o可以具有边缘抽吸器230，所述边缘抽吸器230通常弯曲以遵循围绕注射孔202的圆的路径的轨迹，其中边缘抽吸器230具有约1200μm的近侧边缘半径和约1250μm的远侧边缘半径。

根据图2A至图2O，应当理解的是，注射孔、抽吸孔、机械屏障和其它台面结构可以具有各种尺寸和形状，这些尺寸和形状可根据具体应用进行适当选择。以上所说明的示例性距离和尺寸不应被认为是限制性的。此外，每个注射孔可以构造成以特定的流速来沉积流体，从半微升每分钟(0.5μL/min)到八十微升每分钟(80μL/min)，并且以特定增量、梯度和范围来沉积流体。在具体实施方式中，注射孔可以沉积流速约为两微升每分钟(2μL/min)、流速约为三微升每分钟(3μL/min)或流速约为五微升每分钟(5μL/min)的流体。类似地，每个抽吸装置可以构造成以特定的吸取速率对流体抽真空，从一微升每分钟(1μL/min)到八十微升每分钟(80μL/min)，并且以其中的特定的增量、梯度和范围。在具体实施方式中，注射孔可以沉积流速约为十微升每分钟(10μL/min)、流速约为十五微升每分钟(15μL/min)或流速约为二十微升每分钟(20μL/min)的流体。

应当理解的是，如图2A、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2L、图2M、图2N和图2O所示的MFP头全部具有不同程度的流动对称性，这取决于它们的抽吸孔相对于其注射孔的布置。可以利用这种流动对称性来更好地维持位于这种台面布局之下的HFC。相反地，应当理解的是，如图2B、图2H、图2I、图2J和图2K所示的MFP头全部具有不同程度的定向的或部分不对称的流动，这取决于它们的抽吸孔相对于其注射孔的布置。对于在HFC区域内需要附加流体流控制的应用，可以利用这种定向控制。

图3A示出了用于制造MFP头的一对堆叠层300的剖视图。这些层包括封盖层310和液体路径层320，其中示出了液体路径层(液体路线布置层)的相对侧的相应视图。图3B示出了图3A的两个层的组装。MFP头20的实施方式的制造包括(至少)这些两个层。在一些实施方式中，封盖层310可以由例如玻璃制成，并且液体路径层320可以由例如硅制成。封盖层310的底面覆盖液体路径层320的顶面，并平行于水平面(x，y)。处理表面26由液体路径层320的底面限定，该底面与液体路径层320的顶面相对。

液体路径层320包括分别限定在液体路径层320的底面上的液体注射孔302和液体抽吸孔304。液体注射通道311和液体抽吸通道312位于液体路径层320的顶表面上，并且分别与注射孔302和抽吸狭缝304流体连通。注射孔302可以通过穿过液体路径层320的主体的注射导通孔313与液体注射通道311流体连通。抽吸孔304可以通过同样穿过液体路径层320的主体的抽吸导通孔314与液体抽吸通道312流体连通。在其它实施方式中，可以涉及通向其它孔的更多个通道和导通孔，其中两个或更多个导通孔从各自的通道通向相同的孔，两个或更多个导通孔将各自的孔连接到相同的通道，或其组合。特别地，抽吸通道312包括对贯穿的抽及导通孔314进行冲洗的分层细分的通道。封盖层310对形成为在液体路径层320的顶部上的凹槽的通道进行封闭。

一般而言，导通孔313、314作为穿过液体路径层320的厚度的贯通孔(孔洞)而延伸，如图3A和图3B所示。导通孔313、314可能需要根据台面22中的孔的设计和位置而相应地成形。例如，在MFP头(孔是同心的)的实施方式中，抽吸导通孔314的体积对应于局部的圆柱形壳体，所述壳体具有与注射导通孔313的圆柱形孔洞的主轴线重合的主轴线。头可以包括附加导通孔(未示出)，以确保在必要时与附加孔流体连通，如本文所公开的MFP头的各种实施方式所示。

液体路径层320可以蚀刻在底面上，例如以创建相关的孔，并且也可以蚀刻在顶面上，例如以创建相关的流体路径通道。如图3B所示，液体路径层320和封盖层310可以组装和结合以形成MFP头20。

在变型例中，可以设想用于MFP头的三层结构，其中在夹在封盖层与第三层之间的层的底面上开槽的通道可包括孔和通孔以确保流体连通。

图3C示出了液体路径层320的顶层和底部的的替代实施方式，其中顶层和底部具有三角形布置的三个孔322，并且其中，一组四个液体通道324构造成根据需要引导或接收来自孔322的流体以用于注射或抽吸。应当理解的是，根据期望的MFP头20和台面22结构，可以从这些元件形成具有不同数量的孔322和液体通道324的液体路径层320的其它变型。

如图3C所示的MFP头内的微通道和孔布置提供了可以有效地用于顺序化学过程的结构。三个孔322中的每一个可以连接到不同的流体源，从而允许交替或顺序地注射样品流体、试剂、缓冲液、清洗流体等。注射液体通过单独的孔322的顺序可以根据任何给定的实验设计进行设定。使用单独的孔322的优点在于，在孔(以及相应的流体供给通道)专用于一次沉积单个流体的情况下，从一个注射过程带到随后的注射过程中的残余溶液或样品的量显著地减少，并且可能被消除。

如上面图2C和图2K所示的MFP头的构造也可以用于顺序化学过程，利用了那些MFP头的两个或多个注射孔。应当进一步理解的是，在相关台面的尺寸和可装配在整个探针主体中的流体供给通道的数量的结构限制内，MFP头的变型例可以使用任何数量的用于顺序化学反应的注射孔。在一些实施方式中，独立的流体供给通道或注射孔可以由多于一个的注射孔使用，其中，只需最小限度地关注溶液或颗粒从顺序工艺的一个步骤到下一个步骤的携带污染。例如，同一个通道或注射孔可以依次用于冲洗，然后用于抗球蛋白注射。

图4A示出了与图2G所示的MFP头类似的MFP头的处理表面中形成的孔和突出部分的俯视图和剖视放大图，以及相应的流体流。

如图4A所示，MFP头和处理表面400a定位成靠近样品表面S，其中样品表面S浸没在浸没液体60之下。因此，MFP头和处理表面400a浸没在浸没液体60中。注射液体50可以是非牛顿流体和/或包括细胞，它的流动由注射微通道402通过注射孔202向下朝向样品表面S引导。圆形的台阶屏障214包围注射孔202，部分地使流出注射孔202的注射液体50的流中断、减慢和重新向下引导。此外，注射液体50沿径向方向朝向液体抽吸孔204向外抽出，其中抽吸的吸取作用还使样品表面S上的注射液体50薄层变平。因此，注射液体50中的细胞被向下推动和/或挤压以与样品表面S接触，在该位置可发生特定的结合、化学作用和反应。浸没液体60和注射液体50两者可以通过液体抽吸孔204从处理表面和样品表面S区域抽吸。混合的液体体积(也可包括诸如缓冲液的其它流体)被引导穿过远离MFP头的一个或多个抽吸微通道404，并最终到达废物容纳部。如上所述，可以存在作为从MFP头的处理表面突出的中间结构的台阶屏障214的变型例。

图4B示出了与图2C中所示的MFP头类似的MFP头的处理表面中的孔的俯视图和剖视放大图，以及相应的流体流。

如图4B所示，MFP头和处理表面400b定位成靠近样品表面S，其中样品表面S浸没在浸没液体60之下。因此，MFP头和处理表面400b浸没在浸没液体60中。注射液体50可以是非牛顿流体和/或包括细胞，注射液体的流动由注射微通道402通过注射孔202向下朝向样品表面S引导。因此，注射液体50中的细胞被向下推动以与样品表面S接触，在该位置可发生特定的结合、化学作用和反应。此外，注射液体50沿径向方向朝向单个液体抽吸孔206向外抽出，其中抽吸的吸取还使样品表面S上的注射液体50薄层变平。浸没液体60和注射液体50两者可以通过单个液体抽吸孔206从处理表面和样品表面S区域抽吸。混合液体体积(也可包括诸如缓冲液的其它流体)被引导穿过远离MFP头的单个环状的抽吸微通道406，并最终到达废物容纳部。

具有四个注射孔202的图4B的实施方式提供了在注射孔202之间的停滞区408。在停滞区408内，由于包围停滞区域的流动动力学，注射液体50可以具有更大的停留时间和/或暴露，从而加强注射液体50中的细胞与样品表面S之间的结合或反应程度。

在进一步的替代实施方式中，如从上面考虑的MFP头的台面几何形状可以推断出的，液体可以通过包围第一抽吸孔的附加孔进行注射或抽吸，以改善限制或用于冲洗目的。实际上，在某些应用中，移除非特异性结合的细胞以及由于沉积而留在表面上的细胞是很重要的。

可以在沉积处理的过程中进行冲洗(连续冲洗)或在该处理之后进行冲洗(顺序冲洗)。为了支持该功能，附加抽吸孔可以允许产生“高冲洗”区。通过这种布置，注射液50中松散结合的细胞通过内部抽吸孔被抽吸，而不会被经由附加抽吸孔抽吸的冲洗液体(例如，浸没液体)干扰。

在一些实施方式中，如上所述，一些孔可以用于注射起流体屏障作用的副液体、或者替代地称为成形流体。这种注射孔通常与图5A和5B所示的相应微通道流体连通，对于所示的示例性实施方式，所述微通道分别对应于图2E和2F的MFP头和台面结构。用于注射诸如处理液体和副液体这两种流体的微通道可以连接到不同的泵送装置或共用的泵送装置。具体而言，内环形微通道410和外环形微通道412可具有共用或不同的泵送机构，以分别控制通过内半球形孔210或外半球形孔212的流动。此外，内环形微通道410和外环形微通道412可以具有至用于注射和移除液体的液体蓄液器的相联结的或不同的流体连接部。如图所示，处理液体50和副液体两者通过其各自的注射孔分配(即注射)并通过抽吸孔抽吸。在至少两个实施方式中，可以考虑将在操作期间在处理液体50的注射附近连续地施加成形流体70作为流体屏障的应用。

在图5A和图5B两者中，流体屏障可以分别通过内半球形孔210或外半球形孔212布设，并且具有这样的功能的这些孔可以称为受控液体孔。通过构成和选择适当的流速，可以相对于MFP头的处理表面来控制通过内半球形孔210或外半球形孔212分配的成形流体70的流动、体积和位置。在一些方面中，成形流体70可以是与浸没液体60相同的流体。在一些应用中，成形流体70可以具有比处理液体50更大的密度或粘度，使得成形流体70和处理液体50不混合，并且成形流体70可用作处理液体50的流体屏障。在其它应用中，成形流体70的密度可以等于或小于处理液体50、和/或粘度等于或小于处理液体50。在进一步的方面中，成形流体70和处理流体50可以在不同的流体流动压力下注射，其中成形流体70以比处理液体相对更高的压力进行注射。

图5A示出了挤压处理流体50的成形流体70，其中成形流体70通过中环孔210进行分配，使得一层成形流体70沿处理表面存在，但不会一直向下延伸到样品表面S。从MFP头流出的成形流体70的受控体积和流动允许处理液体50在成形流体70下方、在成形流体70的团与下面的样品表面S之间通过。因此，在处理流体50从注射孔202流向外环抽吸孔212时，成形流体70向下推动处理流体50。成形流体70还可以减慢或重定向从注射孔202流出的处理液体的流动，从而增加处理液体50保持在期望的HFC区内的停留时间。因此，成形流体70可以有助于通过注射的处理液体50提供的细胞在样品表面S上的更好地分布、覆盖和沉积。成形流体70和处理液体50两者由外环的抽吸孔212抽吸。

图5B示出了将处理液体50和浸没液体60彼此屏蔽的成形流体70。成形流体70通过外环孔212进行分配，向下延伸到下面的样品表面S。因此，在处理流体50从注射孔202流向中环抽吸孔210时，成形流体70可以用作防止任何处理流体50从期望的限制区域逸出的屏障和“屏蔽件”。此外，由成形流体70形成的流体屏障可以增加处理液体50保持在期望的HFC区内的停留时间，从而改善通过注射的处理液体50提供的细胞在样品表面上的分布、覆盖和沉积。值得注意的是，与图5A中所示的实施方式相比，在图5B中，外环孔起到注射孔而不是抽吸孔的作用，而中环孔起到抽吸孔而不是副流体注射孔的作用。成形流体70还可以防止其它流体(例如，浸没液体60)进入期望的流体限制区域，从而保护沉积的细胞不受周围环境中的潜在污染物的影响。

尽管图5A和图5B分别示出了使用如图2E和图2F所示的半球形孔形式的流体屏障的实施方式，但是应当理解的是，任何可调节的孔组都可以用于注射处理流体和成形流体以及抽吸这两种流体。

在其它实施方式中，在距处理表面的中心不同距离处具有两层孔的MFP头可以在冲洗模式、分配缓冲液、浸没液体或其它这种冲洗流体下操作。图6A示出了确保有效细胞沉积的第一模式，其中细胞的流动方向是从外部孔212到内部孔210抽吸流体。缓冲液体(例如，浸没液体60)经由中央注射孔202注射。图6B示出了第二模式，其中停止从中央注射孔注射缓冲液体，并且缓冲液体替代地通过外部孔212注射并通过内部孔210抽吸。在替代实施方式中，内部孔210和外部孔212中的一个或两个可以是独立的孔、环等。这可以提供对不与下面的样品表面S结合或反应的沉积细胞的有效冲洗。

从图4A到图6B可以理解，处理表面与下面的样品表面之间的距离是需要控制的重要变量，以便在MFP头的操作期间将HFC维持在期望区域内。处理表面与样品表面S之间的该距离可以称为工作距离D。在各个方面中，工作距离D可以是样品表面S上方的预定高度，其中工作距离D可以根据从处理表面延伸的支承柱的高度来设置。在其它方面中，可以根据计算的微流体探针头在样品孔内下降的高度来设定工作距离D，其中计算的高度可以是样品孔的尺寸或直径、样品表面或基材上的目标区域的大小或面积、处理表面的尺寸或直径、处理表面上的注射孔的尺寸或直径、处理表面上的抽吸孔的尺寸或直径、沿处理表面的注射孔和抽吸孔的位置、或其组合。在本文所考虑的许多应用中，工作距离D可以是大约100μm。在一些应用中，工作距离D可以是大约90μm±20μm。在其它实施方式中，工作距离D可以是从50μm到300μm，并且可以是其中的任何增量、梯度或范围的尺寸。

用于均匀红血球(RBC)沉积的MFP头测试

本公开的另一方面涉及如上所述的对MFP头100或MFP装置进行操作的方法，参考图7、图8、图9和图10来理解。这些方法的各方面可参考以上图1到图6B进一步地理解和推断。基本上，这种方法首先需要将MFP头100定位成靠近与待处理的样品表面S，以便使处理表面26面向样品表面S。样品表面S通常浸没在浸没液体中。然后，可以在从抽吸孔(例如狭缝、环等)抽吸液体的同时，通过液体注射孔注射处理液体，以处理样品表面。如前所述，可以执行注射处理液体和抽吸液体的步骤，以维持注射液体在注射孔与抽吸孔之间的流体动力的流动限制。

为了对中央注射孔和包围抽吸孔的部分之间具有机械屏障的MFP头的性能进行测试，使用食品着色剂作为注射液体进行流体测试(使用法国Fluigent公司的压力驱动泵送系统)。将MFP头以从三十到两百微米(30～200μm)的间距放置在载玻片上，并以大约五微升每分钟(5μL/min)的速度注射食品色素水溶液。通过HFC实现了期望的沉积。在零点五到二十微升每分钟(0.5～20μL/min)的范围内的注射也很有效。以比注射高两倍至三倍的流速同时地进行抽吸。测试中使用的浸没液体是水。

为了在表面上产生细胞图案，使用具有中央注射孔和围绕的抽吸孔但没有屏障的MFP头。注射液体包含人的红细胞(A型，50％浓度)，并且通过适当的抗体预涂覆基材(聚苯乙烯载玻片)的表面，以从液体流中捕获红细胞。流速在以下区域内：以五微升每分钟(5μL/分钟)进行注射；以二十微升每分钟(20μL/分钟)进行抽吸。通过HFC实现了期望的沉积，其中红细胞在与基材上的抗体接触时立即结合。对于注射或抽吸，较高的流速或较低的流速也起作用。在该测试中使用的浸没液体是生理盐水。

图7是利用倒置显微镜通过载玻片拍摄的类似于图2H的设计的实际MFP头的加工表面的照片。图7示出了在内环与中心孔之间的较轻区域维持注射液体的HFC区，所述HFC区表示液体的HFC。具体而言，照片示出了流体动力地限制在注射孔202与部分地包围的抽吸孔206之间的(发白的)液体流(食物着色剂)。机械屏障214定位在注射孔202与部分地包围的抽吸孔206之间。此外，支承柱28是同心的，并且包围MFP头100的处理表面26。

在实施方式中，处理液体是包含细胞的非均相悬浮液。注射处理液体，以便将这种非均相悬浮液的细胞沉积到样品表面S上。MFP头可以在沉积细胞的同时相对于样品表面S保持静止，以获得局部的、非均相的细胞沉积，作为沉积到样品表面S上的点。在变型中，MFP头可以扫描整个样品表面S，例如，以获得沉积细胞的图案，如图8所示。

图8是示出了图7的MFP头如何穿过表面进行扫描以沉积细胞的另一照片。如图8所示，抽吸孔206狭缝的围绕注射孔202的部分延伸在抽吸孔206狭缝中产生间隙；该台面可以称为圆形的顶点布置。因此，可以MFP头100在与间隙相反的方向上进行扫描(换言之，间隙位于移动方向的后缘上)，以便最小化对沉积细胞的图案的扰动。如图8所示，MFP头100首先从左到右然后从下到上进行扫描，并且红细胞(作为处理液体50)在扫描期间沉积在基材上。可以在较大距离(例如，MFP头与下面的沉积表面之间的高度为190μm)内并且以例如大约50μm/每分钟的扫描速度来执行细胞的沉积。如图7和8所示的装置包括支承柱28，所述支承柱28为约30μm高(相对于处理表面26)的环形的突出结构。

图9是同样示出了如何在整个表面内对图7的MFP头进行扫描以沉积细胞的另一照片。在图9所示的示例中，MFP头在下面的聚苯乙烯表面与圆形的顶点台面之间具有50μm的间隙高度(具有相同的30μm环形的突出结构)。示出为以50μm/分钟的速度沿对角方向移动，在扫描速度的速率下的停留时间足以导致注射流体中至少50％的RBC与沉积表面上的结合抗体结合。沉积的非均匀图案和结合的RBC的稳定性与沿沉积表面的平面在任何方向上移动MFP头的能力相结合，提供了快速且特定的RBC沉积。

图10是类似于图2A的设计的实际MFP头的处理表面的照片。在图10所示的示例中，MFP头在下面的聚苯乙烯表面与圆形的顶点台面之间具有20μm的间隙高度。示出为以50μm/分钟的速度沿两个方向移动，并在沉积路径中转弯，在扫描速度的速率下的停留时间足以使注射流体中至少50％的RBC与沉积表面上的结合抗体结合。通过该MFP头，RBC被结合，其中大多数细胞附着在对应于注射孔的位置的沉积路径的中心。同样，沉积的非均匀图案和结合的RBC的稳定性与沿沉积表面的平面在任何方向上移动MFP头的能力相结合，提供了快速且特定的RBC沉积。

用于顺序化学应用的MFP头测试

下面的图11至图14是示出了通过本文所考虑的MFP头实现的示例性顺序化学过程的一系列照片。

图11是示出了具有三个注射孔的MFP头1100的照片，所述注射孔构造成沉积RBC(经由第一注射孔1102a)、抗-D抗体(经由第二注射孔1102b)和抗-Kell抗体(经由第三注射孔1102c)。三个抽吸孔1104围绕MFP头1100的中心点对称地布置。在示例性方案中，MFP头1100的台面与下面的聚苯乙烯载玻片之间的距离为50μm或60μm，RBC以2.6μL/min的速率通过第一注射孔1102a注射，抗-D抗体以6.0μL/min的速率通过第二注射孔1102b注射，并且抗-Kell抗体以6.0μL/min的速率通过第三注射孔1102c注射。每个试剂、样品或目标的沉积可以顺序地穿过这些注射孔。抽吸孔1104以29μL/min的速率吸取流体，从而设定和控制用于沉积区域的HFC。

图12是MFP头1100(设定为50μm间隙高度)以0.05mm/s的扫描速度在沉积表面上移动并经由第一注射孔1102a沉积RBC的照片。应当理解的是，RBC通常保持在沉积的目标区域内，并且在下面的载玻片上具有居中的沉积区域。

图13是示出了抗-D抗体沉积在下面的载玻片上之后的RBC沉积的照片，其中所示的注射孔和抽吸孔重叠以供参考。从50μm的间隙高度沉积在聚苯乙烯载玻片上，RBC的注射在目标区域上具有十秒(10秒)的孵育时间，随后进行在目标区域上具有六十秒(60秒)的孵育时间的抗-D抗体的注射。应当理解的是，在注射抽吸器所限定的期望的流动限制区域内，RBC实现了特定的结合。

图14是示出了抗-Kell抗体沉积在下面的载玻片上之后的RBC沉积的照片，其中所示的注射孔和抽吸孔重叠以供参考。从60μm的间隙高度沉积在聚苯乙烯载玻片上，RBC的注射在目标区域上具有十秒(10秒)的孵育时间，随后进行在目标区域上具有六十秒(60秒)的孵育时间的抗-Kell抗体的注射。同样，应当理解的是，在注射抽吸器所限定的期望的流动限制区域内，RBC实现了特定的结合。

在其它实施方式中，在本文所考虑的微流体探针中，处理表面和HFC的动态可以通过多种方式来控制，包括但不限于增加或降低探针头的电阻率、改变形成探针的材料的纹理、或者改变流体流动的压力。

尽管本申请已参考有限数量的实施方式、变型例和附图进行描述，但是本领域技术人员将理解，可以在不脱离本公开的范围的情况下进行各种改变并替换等效物。具体而言，在不脱离本公开的范围的情况下，在给定实施方式、变型或在附图中所示的特征(类似装置或类似装置)可以与另一实施方式、变型或附图中的另一特征组合或替换。因此，可以设想保持在所附权利要求的范围内的关于所述任何实施方式或变型描述的特征的各种组合。此外，可作各种微小的修改以使得具体的情形或材料适应本公开的教导而不偏离其范围。因此，本公开不限于所公开的特定实施方式，而是本公开将包括落入所附权利要求范围内的所有实施方式。此外，还可以设想除了所述明确提及之外的许多其它变型。例如，可以设想将除了硅或玻璃外的其它材料用于层、诸如PDMS或其它弹性体、硬塑料(例如，PMMA、COC、PEEK、PTFE等)、陶瓷或不锈钢。

应当进一步理解的是，本文所考虑和公开的微流体探针头可以应用于化学和微生物学以外的领域。例如，喷墨打印机头可以形成为具有如本文所示的注射-抽吸器台面布置。替代地，三维(3D)打印装置可以具有这样的注射-抽吸器台面布置，例如，可以在期望的流动限制区域内控制树脂沉积。

应当理解的是，采用本文所公开的MFP头的仪器和系统可以包括微处理器，并且可以进一步是控制测试程序和样品分析的操作的处理装置的组件。处理装置可通信地联接至非易失性存储装置，所述非易失性存储装置可以包括在断电时保留所储存的信息的任何类型的存储装置。存储装置的非限制示例包括电可擦除可编程只读存储器(“ROM”)、闪存或任何其它类型的非易失性存储器。在一些方面上，至少一些存储装置可包括处理装置可从其读取指令的非暂时性介质/存储装置。非暂时性计算机可读介质可包括能够提供计算机可读指令或其它程序代码给处理装置的电存储装置、光存储装置、磁存储装置或其它存储装置。非暂时性计算机可读介质包括(但不限于)计算机处理器可从其读取指令的磁盘、存储器片、ROM、随机存取存储器(“RAM”)、专用集成电路(ASIC)、配置的处理器、光学存储器、和/或其它介质。指令可包括由编译程序和/或翻译程序从以包括例如C、C++、C、Java、Python、Perl、JavaScript等的任何适当的计算机编程语言写出的代码生成的处理器指定指令。

以上描述是说明性的而不是限制性的，并且当回顾本公开时，对本领域技术人员来说变得显而易见的是，本公开可以以其它具体的方式实施而不偏离其基本特征。例如，所述方面中的任一方面可合并到一个或几个不同构造，每个构型具有方面的子集。此外，在前面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多特定细节以提供对本公开的透彻理解。然而，对于本领域技术人员还显然的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施这样的实施方式。这些其它实施方式旨在包括在本公开的精神和范围内。因此，本公开的范围不应当参考以上说明来确定，而是应当参考所附权利要求书以及其全部范围的法律等效物来确定。

Claims (20)

1.一种微流体探针头，包括：

处理表面，所述处理表面构造成在距所述处理表面的工作距离内流体动力地控制流体；

一个或多个注射孔，所述注射孔位于所述处理表面中；

处理表面中的一个或多个抽吸孔，至少一个所述抽吸孔部分地包围至少一个注射孔；以及

一个或多个屏障突出部，所述屏障突出部从所述处理表面延伸，并且定位在所述一个或多个注射孔和所述一个或多个抽吸孔之间，以引导从所述至少一个注射孔分配的流体，并且所述流体穿过所述一个或多个屏障突出部的下方并通向所述一个或多个抽吸孔。

2.如权利要求1所述的微流体探针头，其特征在于，所述屏障突出部包括位于所述一个或多个注射孔与所述一个或多个抽吸孔之间的台阶屏障结构。

3.如权利要求1所述的微流体探针头，其特征在于，所述一个或多个注射孔是主注射孔，还包括一个或多个副注射孔，所述一个或多个副注射孔定位成分配副流体以引导从所述一个或多个主注射孔分配的流体的流动。

4.如权利要求1所述的微流体探针头，其特征在于，还包括一个或多个柱结构，所述一个或多个柱结构位于所述至少一个注射孔的远侧，并且从所述处理表面延伸出等于所述工作距离的长度。

5.如权利要求1所述的微流体探针头，其特征在于，每个注射孔的平均直径在25μm与150μm之间，并且其中，每个抽吸孔的平均宽度在25μm与200μm之间。

6.如权利要求1所述的微流体探针头，其特征在于，所述微流体探针头包括所述处理表面上的两个或多个液体抽吸孔，并且所述两个或多个液体抽吸孔包括两个或多个弯曲的狭缝，每个所述狭缝成形为部分地围绕所述处理表面上的所述注射孔延伸。

7.如权利要求6所述的微流体探针头，其特征在于，所述抽吸孔包括n个弯曲的狭缝，所述狭缝在所述处理表面上具有n阶的旋转对称性，其中n≥2。

8.如权利要求6所述的微流体探针头，其特征在于，两个或多个弯曲的所述狭缝中的每一个部分地沿所述处理表面上的同一圆延伸。

9.如权利要求8所述的微流体探针头，其特征在于，沿所述同一圆的两个或多个弯曲的狭缝的累积长度相当于所述圆的周长的55％到95％。

10.如权利要求1所述的微流体探针头，其特征在于，

所述微流体探针头包括至少两层：封盖层和液体路径层，其中，所述封盖层的底面覆盖所述液体路径层的顶面，其中，所述处理表面由与所述液体路径层的顶面相对的所述液体路径层的底面限定，其中，所述液体路径层包括：

液体注射孔和液体抽吸孔，所述液体注射孔和所述液体抽吸孔中的每一个限定在所述液体路径层的所述底面上；

至少一个液体注射通道，所述至少一个液体注射通道通过至少一个微通道与所述液体注射孔流体连通，所述至少一个微通道作为贯通孔延伸穿过所述液体路径层的厚度；以及

至少一个液体抽吸通道，所述至少一个液体抽吸通道通过至少一个微通道与所述液体抽吸孔流体连通，所述至少一个微通道作为贯通孔延伸穿过液体路径层的厚度。

11.如权利要求1所述的微流体探针头，其特征在于，还包括一个或多个附加孔，所述附加孔布置在所述处理表面上，并且成形为部分地围绕所述处理表面上的液体抽吸孔延伸。

12.如权利要求1所述的微流体探针头，其特征在于，所述处理表面还包括突出结构，所述突出结构具有从所述处理表面突出的平坦表面，并且成形为围绕所述注射孔延伸。

13.如权利要求12所述的微流体探针头，其特征在于，所述突出结构的平均直径在340与2200μm之间，并且所述突出结构的平均宽度在100与650μm之间。

14.如权利要求12所述的微流体探针头，其特征在于，所述突出结构是从所述注射孔与所述抽吸孔之间的所述处理表面突出的第一突出结构，并且所述处理表面还包括第二突出结构，所述第二突出结构具有从所述处理表面突出的平坦表面并且成形为围绕抽吸孔延伸。

15.如权利要求1所述的微流体探针头，其特征在于，所述处理表面包括在所述处理表面上对准的两个或多个液体注射孔，并且所述抽吸孔的狭缝具有波浪形状，以部分地围绕所述处理表面上的所述两个或多个注射孔中的每一个延伸。

16.一种微流体探针装置，包括权利要求1所述的微流体探针头，所述微流体探针装置进一步构造成经由所述注射孔注射液体并从所述抽吸孔抽吸液体。

17.一种对如权利要求1所述的探针头进行操作的方法，其特征在于，所述方法包括：

将微流体探针头定位在待处理的样品表面附近，以使所述处理表面面向所述样品表面；以及

在从所述抽吸孔抽吸液体的同时，经由液体注射孔注射处理液体，以处理所述样品表面。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述处理液体是包含细胞的非均相悬浮液，并且其中，执行注射处理液体以便将所述非均相悬浮液的细胞沉积到所述样品表面上。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述微流体探针头还包括一个或多个附加孔，所述附加孔布置在所述处理表面上，并且成形为部分地围绕所述处理表面上的液体抽吸孔延伸；其中，所述微流体探针头位于与所述样品表面相关的所述工作距离处，其中，所述样品表面浸没在浸没液体中，并且所述微流体探针头至少部分地浸没所述浸没液体中，并且其中，所述方法还包括在从所述抽吸孔抽吸液体的同时，从所述一个或多个附加孔抽吸或注射液体。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，执行注射所述处理液体和抽吸液体的步骤，以维持注射液体在所述注射孔与所述抽吸孔之间的流体动力的流动限制。

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