CN115532189A - 原位生成的微流体隔离结构、试剂盒及其使用方法 - Google Patents
原位生成的微流体隔离结构、试剂盒及其使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115532189A CN115532189A CN202210895775.4A CN202210895775A CN115532189A CN 115532189 A CN115532189 A CN 115532189A CN 202210895775 A CN202210895775 A CN 202210895775A CN 115532189 A CN115532189 A CN 115532189A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- isolation
- microfluidic
- channel
- microfluidic device
- situ generated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002955 isolation Methods 0.000 title claims abstract description 873
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 518
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 274
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 413
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 156
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims description 117
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 17
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 588
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 17
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 abstract description 13
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 315
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 281
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 182
- 239000000463 material Substances 0.000 description 132
- 238000004720 dielectrophoresis Methods 0.000 description 101
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 90
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 84
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 82
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 80
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 79
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 69
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 68
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 68
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 68
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 65
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 64
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 58
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 51
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 48
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 48
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 47
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 47
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 47
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 47
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 description 46
- 102000016359 Fibronectins Human genes 0.000 description 46
- 102000007547 Laminin Human genes 0.000 description 46
- 108010085895 Laminin Proteins 0.000 description 46
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 46
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 45
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 45
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 42
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 36
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 35
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 34
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 33
- 230000008859 change Effects 0.000 description 32
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 31
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 30
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 30
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 29
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 25
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 23
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 23
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 23
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 22
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 22
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 20
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 20
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 20
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 20
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 19
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 18
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 18
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 18
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 18
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 18
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 17
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 16
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 16
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 16
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 13
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 13
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 13
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 12
- 230000005859 cell recognition Effects 0.000 description 12
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 12
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 12
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 12
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 12
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 11
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 11
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 10
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 9
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 9
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 150000002433 hydrophilic molecules Chemical class 0.000 description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 9
- 210000004681 ovum Anatomy 0.000 description 9
- 229920000671 polyethylene glycol diacrylate Polymers 0.000 description 9
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 9
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 8
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 7
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 7
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 7
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 7
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N phosphonic acid group Chemical group P(O)(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 7
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 7
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 7
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 6
- 108010000912 Egg Proteins Proteins 0.000 description 6
- 102000002322 Egg Proteins Human genes 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 6
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 6
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 6
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 6
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 6
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 6
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 6
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 6
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 6
- 244000157072 Hylocereus undatus Species 0.000 description 5
- 235000018481 Hylocereus undatus Nutrition 0.000 description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 5
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 5
- 210000000287 oocyte Anatomy 0.000 description 5
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 4
- IYMAXBFPHPZYIK-BQBZGAKWSA-N Arg-Gly-Asp Chemical group NC(N)=NCCC[C@H](N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(O)=O IYMAXBFPHPZYIK-BQBZGAKWSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 4
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 4
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 description 4
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 4
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 3
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 3
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 3
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 3
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 3
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 3
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000012470 diluted sample Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 238000010362 genome editing Methods 0.000 description 3
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 3
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 3
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 3
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 3
- 125000001425 triazolyl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 3
- PEHVGBZKEYRQSX-UHFFFAOYSA-N 7-deaza-adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1C=CN2 PEHVGBZKEYRQSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 2
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 2
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 description 2
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 210000003719 b-lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 2
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 2
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000011557 critical solution Substances 0.000 description 2
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 2
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 2
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 2
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 2
- 125000006502 nitrobenzyl group Chemical group 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 2
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 125000005375 organosiloxane group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 2
- 230000002186 photoactivation Effects 0.000 description 2
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N putrescine Chemical compound NCCCCN KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- DAEPDZWVDSPTHF-UHFFFAOYSA-M sodium pyruvate Chemical compound [Na+].CC(=O)C([O-])=O DAEPDZWVDSPTHF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- ATHGHQPFGPMSJY-UHFFFAOYSA-N spermidine Chemical compound NCCCCNCCCN ATHGHQPFGPMSJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PFNFFQXMRSDOHW-UHFFFAOYSA-N spermine Chemical compound NCCCNCCCCNCCCN PFNFFQXMRSDOHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 2
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- RUVINXPYWBROJD-ONEGZZNKSA-N trans-anethole Chemical compound COC1=CC=C(\C=C\C)C=C1 RUVINXPYWBROJD-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 2
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 2
- PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N (dimethylsulfonio)acetate Chemical compound C[S+](C)CC([O-])=O PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJBXRNYDNSGCJF-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3-tetrafluoro-4,5-bis(fluoromethylidene)oxolane Chemical compound FC=C1OC(C(C1=CF)(F)F)(F)F YJBXRNYDNSGCJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone Chemical compound CC(C)(O)C(=O)C1=CC=C(OCCO)C=C1 GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical class CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UZOVYGYOLBIAJR-UHFFFAOYSA-N 4-isocyanato-4'-methyldiphenylmethane Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UZOVYGYOLBIAJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- HJCMDXDYPOUFDY-WHFBIAKZSA-N Ala-Gln Chemical compound C[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCC(N)=O HJCMDXDYPOUFDY-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000252506 Characiformes Species 0.000 description 1
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 1
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 1
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 1
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N D-ribofuranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H]1O HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N 0.000 description 1
- 239000012591 Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline Substances 0.000 description 1
- 102000016942 Elastin Human genes 0.000 description 1
- 108010014258 Elastin Proteins 0.000 description 1
- 108010067770 Endopeptidase K Proteins 0.000 description 1
- 241000283086 Equidae Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108060003393 Granulin Proteins 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 1
- 102000008394 Immunoglobulin Fragments Human genes 0.000 description 1
- 108010021625 Immunoglobulin Fragments Proteins 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000002274 Matrix Metalloproteinases Human genes 0.000 description 1
- 108010000684 Matrix Metalloproteinases Proteins 0.000 description 1
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 238000006845 Michael addition reaction Methods 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 1
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010035226 Plasma cell myeloma Diseases 0.000 description 1
- 229920001273 Polyhydroxy acid Polymers 0.000 description 1
- 241000288906 Primates Species 0.000 description 1
- 101000781681 Protobothrops flavoviridis Disintegrin triflavin Proteins 0.000 description 1
- 239000005700 Putrescine Substances 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 108091028664 Ribonucleotide Proteins 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 1
- 108010022999 Serine Proteases Proteins 0.000 description 1
- 102000012479 Serine Proteases Human genes 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZBFGYYEXUXCOF-UHFFFAOYSA-N TCEP Chemical compound OC(=O)CCP(CCC(O)=O)CCC(O)=O PZBFGYYEXUXCOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N Thiophosphoric acid Chemical group OP(O)(S)=O RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000001241 acetals Chemical class 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229940011037 anethole Drugs 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 1
- DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N azobenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N benzoin Chemical group C=1C=CC=CC=1C(O)C(=O)C1=CC=CC=C1 ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 description 1
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 230000006287 biotinylation Effects 0.000 description 1
- 238000007413 biotinylation Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005392 carboxamide group Chemical group NC(=O)* 0.000 description 1
- 125000005518 carboxamido group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000011712 cell development Effects 0.000 description 1
- 238000011965 cell line development Methods 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000015861 cell surface binding Effects 0.000 description 1
- 230000005754 cellular signaling Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 239000012468 concentrated sample Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000011370 conductive nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- HWDGVJUIHRPKFR-UHFFFAOYSA-I copper;trisodium;18-(2-carboxylatoethyl)-20-(carboxylatomethyl)-12-ethenyl-7-ethyl-3,8,13,17-tetramethyl-17,18-dihydroporphyrin-21,23-diide-2-carboxylate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Cu+2].N1=C(C(CC([O-])=O)=C2C(C(C)C(C=C3C(=C(C=C)C(=C4)[N-]3)C)=N2)CCC([O-])=O)C(=C([O-])[O-])C(C)=C1C=C1C(CC)=C(C)C4=N1 HWDGVJUIHRPKFR-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 230000009193 crawling Effects 0.000 description 1
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000001771 cumulus cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000005547 deoxyribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002637 deoxyribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920002549 elastin Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000009503 electrostatic coating Methods 0.000 description 1
- 210000005168 endometrial cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003797 essential amino acid Substances 0.000 description 1
- 235000020776 essential amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- AEOCXXJPGCBFJA-UHFFFAOYSA-N ethionamide Chemical compound CCC1=CC(C(N)=S)=CC=N1 AEOCXXJPGCBFJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethyl mercaptane Natural products CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GGABWRGYJHJXJO-UHFFFAOYSA-N ethynylphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)C#C GGABWRGYJHJXJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000005262 ferroelectric liquid crystals (FLCs) Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 1
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-L fumarate(2-) Chemical class [O-]C(=O)\C=C\C([O-])=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-L 0.000 description 1
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N guanidine group Chemical group NC(=N)N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005549 heteroarylene group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 210000004408 hybridoma Anatomy 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 210000002865 immune cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000002649 immunization Methods 0.000 description 1
- 230000003053 immunization Effects 0.000 description 1
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 1
- 229940072221 immunoglobulins Drugs 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 102000006495 integrins Human genes 0.000 description 1
- 108010044426 integrins Proteins 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 1
- 239000013028 medium composition Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- QLOAVXSYZAJECW-UHFFFAOYSA-N methane;molecular fluorine Chemical compound C.FF QLOAVXSYZAJECW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YACKEPLHDIMKIO-UHFFFAOYSA-N methylphosphonic acid Chemical compound CP(O)(O)=O YACKEPLHDIMKIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 125000002757 morpholinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 201000000050 myeloid neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000002107 nanodisc Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000000858 nanotransfer moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 210000000822 natural killer cell Anatomy 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006501 nitrophenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 description 1
- 125000003835 nucleoside group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 210000003101 oviduct Anatomy 0.000 description 1
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- RUVINXPYWBROJD-UHFFFAOYSA-N para-methoxyphenyl Natural products COC1=CC=C(C=CC)C=C1 RUVINXPYWBROJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 1
- 229920005548 perfluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000004193 piperazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920001299 polypropylene fumarate Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000003361 porogen Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 210000001236 prokaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N prop-2-yn-1-ol Chemical compound OCC#C TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UORVCLMRJXCDCP-UHFFFAOYSA-N propynoic acid Chemical compound OC(=O)C#C UORVCLMRJXCDCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007065 protein hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000002336 ribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002652 ribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 230000018448 secretion by cell Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 125000005373 siloxane group Chemical group [SiH2](O*)* 0.000 description 1
- 125000004469 siloxy group Chemical group [SiH3]O* 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 1
- 229940079841 sodium copper chlorophyllin Drugs 0.000 description 1
- 235000013758 sodium copper chlorophyllin Nutrition 0.000 description 1
- 229940054269 sodium pyruvate Drugs 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 210000001082 somatic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 229940063673 spermidine Drugs 0.000 description 1
- 229940063675 spermine Drugs 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 229940117986 sulfobetaine Drugs 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKRMQEUTISXXQP-UHFFFAOYSA-N tetrasulfane Chemical compound SSSS IKRMQEUTISXXQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001248 thermal gelation Methods 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M trans-cinnamate Chemical group [O-]C(=O)\C=C\C1=CC=CC=C1 WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003260 vortexing Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 1
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 1
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 1
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502738—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by integrated valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5023—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures with a sample being transported to, and subsequently stored in an absorbent for analysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502753—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
- G01N27/44791—Microapparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
- B01L2200/0668—Trapping microscopic beads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
- B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/16—Surface properties and coatings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
- B01L2400/0424—Dielectrophoretic forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
- B01L2400/0677—Valves, specific forms thereof phase change valves; Meltable, freezing, dissolvable plugs; Destructible barriers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
Abstract
描述了包括固化聚合物网络的原位生成的微流体隔离结构、制备和使用方法、组合物和试剂盒。实时引入包括围栏和屏障的各种隔离结构的能力提供了改进的微流体设备中的微物体操纵方法。原位生成的隔离结构可以永久或临时安装。
Description
本申请是申请日为2016年11月22日、申请号为201680079750X、发明 名称为“原位生成的微流体隔离结构、试剂盒及其使用方法”的申请的分案 申请。
背景技术
在生物科学和相关领域中，具有实时重新配置微流体设备的流动区的能 力可能是有用的。本发明的一些实施例包括用于微流体隔离结构的原位生成 的装置和过程。
发明内容
在一个方面，提供了一种微流体设备，其包括封壳，封壳具有衬底；位 于封壳内的流动区；以及设置在衬底上的至少一个原位生成的隔离结构，其 中至少一个原位生成的隔离结构包括固化的聚合物网络。在一些实施例中， 固化的聚合物网络不包括硅氧烷聚合物。在一些实施例中，固化的聚合物网 络不包括硅。固化的聚合物网络可包括光引发的聚合物。所述至少一个原位 生成的隔离结构的全部或至少一部分可以由固化的聚合物网络组成。
在另一方面，提供了一种微流体设备，其包括封壳，封壳具有衬底；微 流体通道；至少一个隔绝围栏；和原位生成的屏障。隔绝围栏可包括隔离区 和连接区，连接区具有通向微流体通道的近侧开口和通向隔离区的远侧开口。 可以设置原位生成的屏障以提供微流体通道和/或隔绝围栏的至少部分阻塞。 在各种实施例中，原位生成的屏障可包括固化的聚合物网络。固化的聚合物 网络可包括光引发的聚合物。
在又一方面，提供了一种微流体设备，其包括封壳，封壳具有：衬底； 包括微流体通道的流动区，所述微流体通道配置成容纳流体介质；第一多个 隔绝围栏，彼此相邻设置使得第一多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流体 通道的第一侧打开；第二多个隔绝围栏，彼此相邻设置使得第二多个隔绝围 栏中的每个隔绝围栏在微流体通道的第二相对侧打开。微流体通道的第一侧 可以配置为接收第一流体介质，并且微流体通道的第二侧可以配置为接收第 二流体介质。在各种实施例中，封壳还可包括屏障。屏障可以被配置为将微流体通道分成第一子通道和第二子通道，其中第一子通道被配置为提供通过 第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流，以及其中第二子通道配置成提供 通过第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流。屏障可包括原位生成的屏障， 由原位生成的屏障组成或基本上由原位生成的屏障组成。因此，在某些实施 例中，屏障可包括不是原位生成的屏障的部分。在各种实施例中，屏障可以 被至少一个间隙打断。间隙可以在第一多个围栏的第一围栏的近侧开口和第 二多个围栏的相应第一围栏的近侧开口之间对准。在各种实施例中，原位生成的屏障可以防止细胞从第一子通道移动到第二子通道，反之亦然。
在另一方面，提供了一种在微流体设备中隔离微物体的方法，包括以下 步骤：将包括多个微物体的第一流体介质引入微流体设备的封壳中，所述封 壳包括衬底和流动区；将包含可流动聚合物的溶液引入封壳中；在流动区的 至少一个所选择的区域中激活可流动聚合物的固化，从而形成原位生成的隔 离结构；用原位生成的隔离结构隔离多个微物体中的至少一个。在一些实施 例中，引发可流动聚合物固化的步骤可包括光学照射流动区的至少一个所选 择的区域。在一些实施例中，可流动聚合物的固化可包括将可流动聚合物的聚合物聚合成聚合物网络。引入可流动聚合物的步骤还可包括引入可光活化 的聚合引发剂。
在另一方面，提供了一种在微流体设备中隔离微物体的方法，包括以下 步骤：提供包括封壳的微流体设备，封壳具有衬底、包括微流体通道的流动 区和多个隔绝围栏；将包括多个微物体的第一流体介质引入微流体设备的微 流体通道中；将多个微物体中的一些设置在多个隔绝围栏的至少一部分中， 从而形成多个填充的隔绝围栏，每个填充的隔绝围栏包含至少一个微物体； 将第二流体介质引入微流体通道，其中第二流体介质包括可流动的聚合物； 选择多个填充的隔绝围栏中的至少一个；在至少一个所选择的隔绝围栏内或附近的至少第一所选择的点处引发可流动聚合物的聚合，其中可流动聚合物 聚合的聚合物产生至少部分原位生成的屏障，其阻止至少一个微物体离开至 少一个所选择的隔绝围栏。多个隔绝围栏中的每一个可包括隔离区和连接区， 连接区具有通向微流体通道的近侧开口和通向隔离区的远侧开口。在某些实 施例中，在隔绝围栏内或与隔绝围栏相邻的所选择的点处引发可流动聚合物 的聚合包括：在隔绝围栏的连接区或隔离区内引发聚合；和/或在连接区的近 侧开口的边缘处或附近引发聚合。
在另一方面，可提供一种在微流体设备中浓缩微物体的方法，包括以下 步骤：提供微流体设备，所述微流体设备包括封壳，封壳具有衬底和配置成 容纳流体介质的流动区；在流动区的第一部分中引入原位生成的隔离结构， 其中原位生成的隔离结构被配置成允许流体介质流过原位生成的隔离结构， 同时防止流体介质中的至少一个微物体进、出和/或通过原位生成的隔离结构； 将第一体积的流体介质中的第一多个微物体引入流动区的第一部分中；并且 在流动区的第一部分中浓缩第一多个微物体的至少第一子组。在各种实施例 中，流体介质的第一体积可以大于流动区的第一部分的容积。
在另一方面，提供了一种在微流体设备中测定克隆群的细胞的方法，该 方法包括以下步骤：将包含多个细胞的第一流体介质引入微流体设备的封壳 中，该封壳包括衬底、包括配置成容纳流体介质的微流体通道的流动区、彼 此相邻设置使得第一多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流体通道的第一侧 开口的第一多个隔绝围栏、以及彼此相邻设置使得第二多个隔绝围栏的每个 隔绝围栏在微流体通道的第二相对侧开口的第二多个隔绝围栏；使第一流体 介质和多个细胞流入微流体设备的微流体通道中；在第一多个隔绝围栏的每 个隔绝围栏中引入细胞克隆群；对于第一多个隔绝围栏中的每个细胞克隆群， 将至少一个细胞移动到第二多个隔绝围栏的相应隔绝围栏中；将可流动的聚 合物引入微流体通道中；沿微流体通道的长度激活可流动聚合物的固化，从 而形成原位生成的屏障，将微流体通道分成第一子通道和第二子通道，第一 子通道配置成提供通过第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流，第二子通 道被配置为提供通过第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流，其中原位生 成的屏障防止细胞从第一子通道移动到第二子通道，反之亦然；使第二流体 介质流入第二子通道，其中第二流体介质包括用于测定第二多个隔绝围栏中 的细胞的试剂；并且测定第二多个隔绝围栏的每个隔绝围栏中的细胞。引入 克隆群的步骤可包括将单个细胞引入第一多个隔绝围栏中的每一个隔绝围栏 中，并且还可包括将单个细胞扩增至细胞克隆群。
在另一方面，提供了一种用于在微流体设备内隔离微物体的试剂盒，该 试剂盒包括微流体设备和可流动的聚合物溶液，该微流体设备包括封壳，该 封壳具有衬底和位于封壳内的流动区，其中聚合物可以能够聚合和/或热诱导 胶凝化。在一些实施例中，可流动聚合物可配置成通过光引发聚合。在一些 实施例中，试剂盒还可包含可光活化的聚合引发剂。在一些实施例中，微流 体设备还可包括至少一个隔绝围栏。在各种实施例中，所述至少一个隔绝围 栏可包括隔离区和连接区，所述连接区具有通向流动区的近侧开口和通向隔离区的远侧开口。
在另一方面，提供了一种用于分析克隆群的细胞的试剂盒，所述试剂盒 包括微流体设备以及可流动的聚合物溶液，微流体设备包括封壳，封壳具有 衬底、包括位于所述封壳内的通道的流动区、彼此相邻设置使得第一多个隔 绝围栏的每个隔绝围栏在微流体通道的第一侧打开的第一多个隔绝围栏、以 及彼此相邻设置使得第二多个隔绝围栏的每个隔绝围栏在微流体通道的第二 相对侧打开的第二多个隔绝围栏，其中所述聚合物能够聚合和/或热诱导胶凝 化。在一些实施例中，微流体设备可进一步包括将微流体通道的第一侧与微 流体通道的第二侧分开的屏障。在一些实施例中，通过在第一多个围栏的第 一围栏的通向微流体通道的近侧开口与第二多个围栏的第一围栏的通向微流 体通道的近侧开口之间对准的至少一个间隙来打断所述屏障。
附图说明
图1A示出了根据本发明的一些实施例的与微流体设备和相关联的控制 设备一起使用的系统的示例。
图1B和1C示出了根据本发明的一些实施例的微流体设备。
图2A和2B示出了根据本发明的一些实施例的隔离围栏。
图2C示出了根据本发明一些实施例的详细的隔绝围栏。
图2D-2F示出了根据本发明的一些其他实施例的隔绝围栏。
图2G示出了根据本发明的实施例的微流体设备。
图2H示出了根据本发明的实施例的微流体设备的涂覆表面。
图3A示出了根据本发明一些实施例的与微流体设备和相关联的控制设 备一起使用的系统的具体示例。
图3B示出了根据本发明一些实施例的成像设备。
图4是原位生成的隔离结构的一个实施例的照片表示。
图5A和5B是微流体(或纳米流体)通道内的原位生成的隔离结构的另 一个实施例的照片表示。
图6是微流体(或纳米流体)通道中的原位生成的隔离结构的另一个实 施例的图形表示。
图7是微流体(或纳米流体)通道中的原位生成的隔离结构的另一个实 施例的图形表示。
图8A和8B是位于隔离围栏的近侧开口处的微流体(或纳米流体)通道 中的原位生成的隔离结构的另一个实施例的图形表示。
图9A-9D是隔离围栏内的原位生成的隔离结构的另一个实施例的图形表 示。
图10A-10C是微流体(或纳米流体)流动区内的原位生成的隔离结构的 另一个实施例的图形表示。
图11A和11B是隔离围栏内的原位生成的隔离结构的另一实施例的图形 表示。
图12A和12B是微流体(或纳米流体)流动区内的原位生成的隔离结构 的另一个实施例的图形表示。
图13A-13C是微流体(或纳米流体)设备的流动区内的微流体通道内的 原位生成的隔离结构的另一个实施例的图形表示。
图14A和14B是微流体(或纳米流体)通道内的原位生成的隔离结构的 另一个实施例的图形表示。
图15是微流体(或纳米流体)通道内的原位生成的隔离结构的另一个实 施例的图形表示。
图16是隔离围栏内的原位生成的隔离结构的另一个实施例的图形表示。
图17是微流体(或纳米流体)流动区内的原位生成的隔离结构的另一个 实施例的图形表示。
图18是使用原位生成的隔离结构的快速原型制备的微流体(或纳米流体) 封壳的照片表示。
图19A和19B是微流体(或纳米流体)流动区内的原位生成的隔离结构 的其他实施例的图形表示。
图20A和20B是微流体(或纳米流体)设备的隔离围栏内的原位生成的 隔离结构的其他实施例的图形表示。
图21A-21C是根据本发明的实施例的微流体(或纳米流体)设备的原位 生成的隔离结构的照片表示。
图22是微流体(或纳米流体)设备的隔绝围栏内的原位生成的隔离结构 的实施例的照片表示。
具体实施方式
本说明书描述了本发明的示例性实施例和应用。然而，本发明不限于这 些示例性实施例和应用或者示例性实施例和应用在这里操作或描述的方式。 此外，附图可以显示简化的或部分的视图，并且附图中的元件的尺寸可能被 放大或以其他方式不成比例。另外，由于本文使用术语“在...上”、“附接到” 或“耦合到”，一个元件(例如，材料、层、衬底等)可以“在”另一元件“上”、 “附接到”或“耦合到”另一元件，不管一个元件是否直接在另一元件上、附接 到或耦合到另一元件，或者在一个元件和另一个元件之间存在一个或多个中 间元件。此外，方向(例如，上方、下方、顶部、底部、侧面、上、下、下 侧、上侧、上部、下部、水平、垂直、“x”、“y”、“z”等等)(如果有的话) 是相对的并且仅通过示例的方式提供，并且为了便于说明和讨论而不是限制。 此外，在提及元素列表(例如，元素a、b、c)时，这样的参考意图包括列 出的元素中的任何一个单独列出的元素，少于所有列出的元素的任何组合， 以及/或所有列出的元素的组合。
说明书中的章节划分仅便于查看，并不限制讨论的任何要素组合。
如本文所用，“基本上”意指足以用于预期目的。因此，术语“基本上”允 许绝对或完美的状态、尺寸、测量、结果等的微小的、不显著的变化，例如 本领域普通技术人员所预期的，但不会显著影响整体性能。当关于数值或参 数或可以以数值表示的特征来使用时，“基本上”意味着在百分之十内。
如本文所使用的，术语“多个”意味着不止一个。如本文所使用的，术语“多 个”可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多。
如本文所用：μm表示微米，μm3表示立方微米，pL表示微微升，nL表 示纳升，μL(或uL)表示微升。
如本文所用，术语“透明”是指允许可见光通过但在通过时基本上不改变 光的材料。
如本文所用，术语“设置”在其含义内包括“位于”。
如本文所用，“纳流体设备”或“纳流体装置”是一类微流体设备，其具有 包含至少一个回路元件(包括但不限于区域、流动路径、通道、腔室、和/ 或围栏)的微流体回路，所述回路元件被配置为容纳少于约1μL体积的流体， 例如小于约750、500、250、200、150、100、75、50、25、20、15、10、9、 8、7、6、5、4、3、2、1nL或更少。纳流体设备可以包括多个回路元件(例 如至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、50、75、100、150、200、 250、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、2500、3000、 3500、4000、4500、5000、6000、7000、8000、9000、10,000或更多)。在某 些实施例中，至少一个回路元件中的一个或更多个(例如全部)被配置为容 纳约100pL至1nL、100pL至2nL、100pL至5nL、250pL至2nL、250pL 至5nL、250pL至10nL、500pL至5nL、500pL至10nL、500pL至15nL、 750pL至10nL、750pL至15nL、750pL至20nL、1至10nL、1至15nL、 1至20nL、1至25nL或1至50nL体积的流体。在其他实施例中，至少一 个回路元件中的一个或更多个(例如全部)被配置为容纳约20nL至200nL、 100至200nL、100至300nL、100至400nL、100至500nL、200至300nL、 200至400nL、200至500nL、200至600nL、200至700nL、250至400nL、 250至500nL、250至600nL或250至750nL体积的流体。
如本文所用，“流动路径”是指一个或更多个流体连接的回路元件(例如， 通道、区域、腔室等)，其限定并受制于介质流动的轨迹。因此，流动路径是 微流体设备的被扫过的区域的示例。其他回路元件(例如，未被扫过的区域) 可以与包括流动路径的回路元件流体连接，而不受流动路径中的介质流动的 影响。
如本文所用的“微流体通道”或“流动通道”是指具有明显长于水平和垂直 尺寸的长度的微流体设备的流动区。例如，流动通道可以是水平或垂直尺寸 的至少5倍长度，例如至少10倍长度、至少25倍长度、至少100倍长度、 至少200倍长度、至少500倍长度、至少1,000倍长度、至少5,000倍长度或 更长。在一些实施例中，流动通道的长度在从约100,000微米到约500,000 微米的范围内，包括其间的任何范围。在一些实施例中，水平尺寸在约100微米至约1000微米(例如约150至约500微米)的范围内，并且垂直尺寸在 约25微米至约200微米的范围内，例如，从约40至约150微米。注意到流 动通道在微流体设备中可以具有各种不同的空间配置，因此不限于完美的线 性元件。例如，流动通道可以是或包括具有以下配置的一个或更多个部分： 曲线、弯曲、螺旋、倾斜、下降、叉支(例如，多个不同的流动路径)以及 它们的任何组合。另外，流动通道沿其路径可具有不同的截面积，加宽和收 缩以在其中提供期望的流体流动。
如本文所使用的，术语“障碍物”通常指的是足够大的隆起物或类似类型 的结构，以部分(但不完全)阻止目标微物体在微流体设备中的两个不同区 域或回路元件之间的移动。两个不同区域/回路元件可以是例如微流体隔绝围 栏的连接区和隔离区。
如本文所使用的，术语“收缩”通常是指微流体设备中的回路元件(或两 个回路元件之间的接口)的宽度变窄。收缩部例如可位于本发明的微流体隔 绝围栏的隔离区与连接区之间的交界处。
如本文中关于流体介质所使用的，“扩散(diffuse)”和“扩散(diffusion)” 是指流体介质的组分沿着浓度梯度的热力学运动。
术语“介质的流动”是指主要由于扩散以外的任何机制导致的流体介质的 大量移动。例如，由于点之间的压力差，介质的流动可能涉及流体介质从一 点移动到另一点。这种流动可以包括液体的连续、脉冲、周期性、随机、间 歇或往复流动、或其任何组合。当一种流体介质流入另一种流体介质时，可 能导致介质的湍流和混合。
短语“基本上不流动”是指流体介质的随时间平均得到的流动速率小于材 料(例如，感兴趣分析物)的组分扩散到流体介质中或流体介质内的速率。 这种材料的组分的扩散速率可以取决于例如温度、组分的尺寸以及组分与流 体介质之间相互作用的强度。
如本文关于微流体设备内的不同区域所使用的，短语“流体连接”是指， 当不同区域基本上充满流体(诸如流体介质)时，每个区域中的流体连接以 形成一个单一的流体。这并不意味着不同区域中的流体(或流体介质)在组 成上必然相同。而是，微流体设备的不同流体连接区中的流体可以具有不同 的组成(例如不同浓度的溶质，诸如蛋白质、碳水化合物、离子或其他分子)， 其在流动中作为溶质沿着其各自的浓度梯度下移和/或流体流过该设备。
微流体(或纳流体)设备可以包括“被扫过的”区域和“未被扫过的”区域。 如本文所使用的，“被扫过的”区域包括微流体回路的一个或更多个流体互连 的回路元件，当流体流过微流体回路时，每个回路元件经历介质流。被扫过 的区域的回路元件可以包括例如区域、通道以及全部或部分腔室。如本文所 使用的，“未被扫过的”区域包括微流体回路的一个或更多个流体互连的回路 元件，当流体流过微流体回路时，每个回路元件基本上不经历流体通量。未 被扫过的区域可以流体连接到被扫过的区域，只要流体连接被构造成能够扩散但基本上没有介质在被扫过的区域和未被扫过的区域之间流动。因此微流 体设备可被构造成基本上将未扫过区域与被扫过的区域中的介质流隔离开， 同时在被扫过的区域和未被扫过的区域之间基本上仅允许扩散流体连通。例 如，微流体设备的流动通道是被扫过的区域的示例，而微流体设备的隔离区 (下面进一步详细描述)是未被扫过的区域的示例。
可以在这种微流体设备中测定生物微物体(例如，生物细胞)产生特定 生物材料(例如，诸如抗体的蛋白质)的能力。在测定的一个具体实施例中， 可以将包含待测定的用于产生感兴趣分析物的生物微物体(例如，细胞)的 样品材料加载到微流体设备的被扫过的区域中。可以选择多个生物微物体(例 如，诸如人细胞的哺乳动物细胞)用于特定特征并将其置于未被扫过的区域 中。然后，剩余的样品材料可以从被扫过的区域流出，并且测定材料流入被 扫过的区域。因为所选择的生物微物体处于未被扫过的区域，所选择的生物微物体基本上不受剩余样品材料流出或测定材料流入的影响。可以允许所选 择的生物微物体产生感兴趣的分析物，其可以从未被扫过的区域扩散到被扫 过的区域，其中感兴趣的分析物可以与测定材料反应以产生局部可检测的反 应，每个反应可以是与特定的未被扫过的区域相关联。可以分析与检测到的 反应相关的任何未被扫过的区域，以确定未被扫过的区域中的哪些生物微物 体(如果有的话)是感兴趣分析物的足够生产者。
如本文所用，术语“微物体”通常是指可根据本发明被隔离和/或操纵的任 何微观物体。微物体的非限制性示例包括：无生命的微物体，例如微颗粒、 微珠(例如，聚苯乙烯珠粒、Luminex TM珠粒等)、磁珠、微棒、微丝、量子 点等；生物微物体，诸如细胞、生物细胞器、囊泡或复合物、合成囊泡、脂 质体(例如，合成的或衍生自膜制备)、脂质纳米杆等；或无生命微物体和生 物微物体的组合(例如，附着于细胞的微珠、脂质体包被的微珠、脂质体包被的磁珠等)。珠粒可以包括共价或非共价连接的部分/分子，诸如荧光标记、 蛋白质、碳水化合物、抗原、小分子信号传导部分、或能够用于测定的化学/ 生物物质。例如，Ritchie等(2009)“Reconstitution of Membrane Proteins in Phospholipid Bilayer Nanodiscs(在磷脂双层纳米圆盘中重建膜蛋白)”， Methods Enzymol.，464：211-231中描述了脂质纳米杆。
如本文所用，术语“细胞”可与术语“生物细胞”互换使用。生物细胞的非 限制性示例包括真核细胞、植物细胞、动物细胞(例如，哺乳动物细胞、爬 行动物细胞、禽类细胞、鱼细胞等)、原核细胞、细菌细胞、真菌细胞、原生 动物细胞等、从组织(例如，肌肉、软骨、脂肪、皮肤、肝脏、肺、神经组 织等)解离的细胞、免疫细胞(例如，T细胞、B细胞、天然杀伤细胞、巨 噬细胞等)、胚胎(例如，受精卵)、卵母细胞、卵子、精子细胞、杂交瘤、 培养细胞、来自细胞系的细胞、癌细胞、感染细胞、转染和/或转化细胞、报 告细胞等。哺乳动物细胞可以来自例如人、小鼠、大鼠、马、山羊、绵羊、 牛、灵长类动物等。
如果集落中能够繁殖的所有活细胞是来自单个母细胞的子细胞，则生物 细胞的集落是“克隆的”。在某些实施例中，克隆集落中的所有子细胞由单个 母细胞通过不超过10次分裂而产生。在其他实施例中，克隆集落中的所有子 细胞由单个母细胞通过不超过14次分裂而产生。在其他实施例中，克隆集落 中的所有子细胞由单个母细胞通过不超过17次分裂而产生。在其他实施例中， 克隆集落中的所有子细胞由单个母细胞通过不超过20次分裂而产生。术语 “克隆细胞”是指相同克隆集落的细胞。
如本文所用，生物细胞的“集落”是指2个或更多个细胞(例如，约2至 约20、约4至约40、约6至约60、约8至约80、约10至约100、约20约 200、约40约400、约60约600、约80约800、约100约1000、或大于1000 个细胞)。
如本文所用，术语“维持(一个或更多个)细胞”是指提供包含流体和气 体组分以及可选的表面的环境，其提供保持细胞存活和/或扩增所必需的条件。
如本文所用，当用于细胞时，术语“扩增”指的是细胞数量的增加。
如本文所用，当用于处理细胞时，术语“处理”可包括培养或继续培养细 胞，使用一种或更多种测定法测定细胞，和/或制备细胞用于例如但不限于裂 解、融合、转染、任何类型的基因编辑(例如，靶向基因编辑)和/或基因分 型的程序。
如本文所用，“隔离微物体”意指将微物体限制在微流体设备内的限定区 域。微物体仍然能够在限定区域内(例如，在原位生成的隔离结构内)运动。
如本文所用，“抗体”是指免疫球蛋白(Ig)，包括多克隆和单克隆抗体、 灵长源化的(例如，人源化的)、鼠类、小鼠-人、小鼠-灵长类、和嵌合的； 并且可以是完整分子、其片段(例如，scFv、Fv、Fd、Fab、Fab'和F(ab)'2 片段)、或完整分子和/或片段的多聚体或聚集体，并且可以自然地产生或者 例如通过免疫、合成或基因工程产生。如本文所用，“抗体片段”是指衍生自 抗体或与抗体相关的片段，其结合抗原并且在一些实施例中可衍生化以显示 促进清除和摄取的结构特征，例如通过结合半乳糖残留物。这包括例如F(ab)、 F(ab)'2、scFv、轻链可变区(VL)、重链可变区(VH)及其组合。
流体介质的“组分”是介质中存在的任何化学或生物化学分子，包括溶剂 分子、离子、小分子、抗生素、核苷酸和核苷、核酸、氨基酸、肽、蛋白质、 糖、碳水化合物、脂质、脂肪酸、胆固醇、代谢物等。
如本文所用，“捕获部分”是为微物体提供识别位点的化学或生物物种、 功能或基序。选定类型的微物体可以识别捕获部分并且可以与捕获部分结合 或对捕获部分具有亲和力。非限制性示例包括抗原、抗体和细胞表面结合基 序。
如本文所用，“可流动聚合物”是可溶于或可分散在流体介质中的聚合物 单体或大分子单体。可流动聚合物可以输入微流体流动区并与其中的流体介 质的其他组分一起流动。
如本文所用，“光引发聚合物”是指这样的聚合物(或可用于产生聚合物 的单体分子)，其在暴露于光时能够共价交联，形成特定的共价键，改变围绕 固定化学基序的区域选择性化学(regiochemistry)，或形成导致物理状态变化 的离子对，从而形成聚合物网络。在一些情况下，光引发聚合物可包括这样 的聚合物片段，其与能够共价交联的一个或更多个化学部分键合，形成特定 的共价键，改变固定化学基序周围的区域选择化学，或形成引起物理状态变 化的离子对。在一些情况下，光引发聚合物可能需要可光活化的自由基引发剂以引发聚合物网络的形成(例如，通过聚合物的聚合)。
用于操作和观察这种设备的微流体设备和系统。图1A示出了可用于在 体外产生胚胎(包括选择和评估卵细胞和/或卵母细胞和/或精子)的微流体 设备100和系统150的示例。示出了微流体设备100的透视图，其具有其盖 110的局部切割以提供微流体设备100的局部视图。微流体设备100通常包 括微流体回路120，该微流体回路120包括流体路径106，流体介质180可通 过该流体路径106流动，可选地将一个或更多个微物体(未示出)携带到微 流体回路120中和/或通过微流体回路120。尽管在图1A中示出了单个微流 体回路120，但是合适的微流体设备可以包括多个(例如2个或3个)这样 的微流体回路。无论如何，微流体设备100可以配置成纳米流体设备。如图 1A所示，微流体回路120可以包括多个微流体隔绝围栏124、126、128和 130，每个隔绝围栏可以具有与流动路径106流体连通的一个或更多个开口。 在图1A的设备的一些实施例中，隔绝围栏可以仅具有与流动路径106流体 连通的单个开口。如下面进一步讨论的，微流体隔绝围栏包括各种特征和结 构，这些特征和结构已经被优化用于将微物体保持在诸如微流体设备100的 微流体设备中，即使当介质180流过流动路径106时。然而，在转向前述之 前，提供微流体设备100和系统150的简要描述。
如图1A中大体所示，微流体回路120由封壳102限定。虽然封壳102 可以物理构造成不同的配置，但在图1A所示的示例中，封壳102被描绘为 包括支撑结构104(例如基部)、微流体回路结构108和盖110。支撑结构104、 微流体回路结构108和盖110可以彼此附接。例如，微流体回路结构108可 以设置在支撑结构104的内表面109上，并且盖110可以设置在微流体回路 结构108上方。与支撑结构104和盖110一起，微流体回路结构108可以限 定微流体回路120的元件。
如图1A所示，支撑结构104可以位于微流体回路120底部，并且盖110 可以位于微流体回路120的顶部。或者，支撑结构104和盖110可以以其他 方位配置。例如，支撑结构104可以位于微流体回路120的顶部，并且盖110 可以位于微流体回路120的底部。无论如何，可以有一个或更多个端口107， 每个端口包括进入或离开封壳102的通道。通道的示例包括阀门、闸门、通 孔等。如图所示，端口107是由微流体回路结构108中的间隙形成的通孔。 然而，端口107可以位于封壳102的其他部件中，例如盖110。图1A中仅示 出一个端口107，但微流体回路120可具有两个或更多个端口107。例如，可 以存在用作流体进入微流体回路120的入口的第一端口107，并且可以存在 用作流体离开微流体回路120的出口的第二端口107。端口107作为入口还 是出口可以取决于流体流过流动路径106的方向。
支撑结构104可以包括一个或更多个电极(未示出)和衬底或多个互连 的衬底。例如，支撑结构104可以包括一个或更多个半导体衬底，每个半导 体衬底电连接到电极(例如，全部或部分半导体衬底可以电连接到单个电极)。 支撑结构104还可以包括印刷电路板组件(“PCBA”)。例如，半导体衬底可 以安装在PCBA上。
微流体回路结构108可以限定微流体回路120的回路元件。这样的回路 元件可以包括当微流体回路120充满流体时，可以流体上互连的空间或区域， 诸如流动区(其可以包括或可以是一个或更多个流动通道)、腔室、围栏、捕 集器等。在图1A所示的微流体回路120中，微流体回路结构108包括框架 114和微流体回路材料116。框架114可以部分地或完全封闭微流体回路材料 116。框架114可以是例如基本上围绕微流体回路材料116的相对刚性的结构。 例如，框架114可以包括金属材料。
可以用空腔等来图案化微流体回路材料116以限定微流体回路120的回 路元件和互连。微流体回路材料116可以包括柔性材料，例如柔性聚合物(例 如橡胶、塑料、弹性体、硅树脂、聚二甲基硅氧烷(“PDMS”)等)，其可以 是透气的。可构成微流体回路材料116的材料的其他示例包括模制玻璃、诸 如硅树脂的可蚀刻材料(例如可光图案化聚硅氧烷或“PPS”)、光致抗蚀剂(例 如SU8)等。在一些实施例中，这样的材料(并且因此微流体回路材料116) 可以是刚性的和/或基本上不透气的。无论如何，微流体回路材料116可以设 置在支撑结构104上并且设置在框架114内部。
盖110可以是微流体回路材料116和/或框架114的整体部分。或者，盖 110可以是结构上不同的元件，如图1A所示。盖110可以包括与框架114和/或微流体回路材料116相同或不同的材料。类似地，如图所示，支撑结构104 可以是与微流体回路材料116或框架114分开的结构，或者是微流体回路材 料116或框架114的整体部分。类似地，框架114和微流体回路材料116可 以是如图1A所示的分离结构或相同结构的整体部分。
在一些实施例中，盖110可以包括刚性材料。刚性材料可以是玻璃或具 有相似性质的材料。在一些实施例中，盖110可以包括可变形材料。可变形 材料可以是聚合物，例如PDMS。在一些实施例中，盖110可以包括刚性和 可变形材料。例如，盖110的一个或更多个部分(例如，位于隔绝围栏124、 126、128、130上方的一个或更多个部分)可以包括与盖110的刚性材料相 接的可变形材料。在一些实施例中，盖110可以进一步包括一个或更多个电极。该一个或更多个电极可以包括导电氧化物，诸如氧化铟锡(ITO)，其可 以被涂覆在玻璃或类似的绝缘材料上。或者，所述一个或更多个电极可以是 嵌入可变形材料中的柔性电极，例如单壁纳米管、多壁纳米管、纳米线、导 电纳米颗粒簇或其组合，所述可变形材料例如聚合物(例如，PDMS)。例如， 在US2012/0325665(Chiou等人)中描述了可用于微流体设备的柔性电极， 其内容通过引用并入本文。在一些实施例中，盖110可以被修改(例如，通 过调节向内面向微流体回路120的表面的全部或部分)以支持细胞粘附、活 力和/或生长。该修改可以包括合成或天然聚合物的涂覆。在一些实施例中， 盖110和/或支撑结构104可以对光是透明的。盖110还可以包括至少一种气 体可渗透的材料(例如，PDMS或PPS)。
图1A还示出了用于操作和控制微流体设备(例如微流体设备100)的系 统150。系统150包括电源192、成像设备194(包括在成像模块164中，其 中设备194本身未在图1A中示出)和倾斜设备190(倾斜模块166的一部分， 其中设备190未在图1中示出)。
电源192可以向微流体设备100和/或倾斜设备190提供电力，根据需要 提供偏置电压或电流。例如，电源192可以包括一个或更多个交流(AC)和 /或直流(DC)电压或电流源。成像设备194(下面讨论的成像模块164的一 部分)可以包括用于捕获微流体回路120内的图像的设备，例如数码相机。 在一些情况下，成像设备194还包括具有快速帧速率和/或高灵敏度的检测器 (例如，用于低光照应用)。成像设备194还可以包括用于将刺激辐射和/或 光束引导到微流体回路120中并且收集从微流体回路120(或其中包含的微 物体)反射或发射的辐射和/或光束的机构。发射的光束可以在可见光谱中， 并且可以例如包括荧光发射。反射光束可以包括源自LED或宽光谱灯(例如 汞灯(例如高压汞灯)或氙弧灯)的反射的发射。如关于图3B所讨论的， 成像设备194可以进一步包括显微镜(或光学系列)，其可以包括或不包括目 镜。
系统150进一步包括倾斜设备190(下面讨论的倾斜模块166的一部分)， 倾斜设备190被配置成围绕一个或更多个旋转轴线旋转微流体设备100。在 一些实施例中，倾斜设备190被配置为围绕至少一个轴支撑和/或保持包括微 流体回路120的封壳102，使得微流体设备100(并且因此微流体回路120) 可以保持在水平方位(即相对于x轴和y轴成0°)、垂直方位(即相对于x 轴和/或y轴成90°)或其间的任何方位。微流体设备100(和微流体回路120) 相对于轴线的方位在本文中被称为微流体设备100(和微流体回路120)的“倾 斜”。例如，倾斜设备190可以使微流体设备100相对于x轴倾斜0.1°、0.2°、 0.3°、0.4°、0.5°、0.6°、0.7°、0.8°、0.9°、1°、2°、3°、4°、5°、10°、15°、 20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、90° 或其间的任何角度。水平方位(以及x轴和y轴)被定义为垂直于由重力定 义的垂直轴。倾斜设备还可以使微流体设备100(和微流体回路120)相对于 x轴和/或y轴倾斜任何大于90°的角度，或使微流体设备100(和微流体回路 120)相对于x轴或y轴倾斜180°，以完全反转微流体设备100(和微流体回 路120)。类似地，在一些实施例中，倾斜设备190使微流体设备100(和微 流体回路120)围绕由流动路径106或微流体回路120的一些其他部分限定 的旋转轴线倾斜。
在一些情况下，微流体设备100倾斜成垂直方位，使得流动路径106位 于一个或更多个隔绝围栏的上方或下方。如本文所用的术语“上方”表示流动 路径106在由重力限定的垂直轴线上定位成高于一个或更多个隔绝围栏(即， 位于流动路径106上方的隔绝围栏中的物体将具有比流动区/通道中的物体 更高的重力势能)。本文使用的术语“下方”表示流动路径106在由重力限定的 垂直轴线上定位成低于一个或更多个隔绝围栏(即，位于流动路径106下方 的隔绝围栏中的物体将具有比流动路径中的物体更低的重力势能)。
在一些情况下，倾斜设备190使微流体设备100围绕平行于流动路径106 的轴线倾斜。此外，微流体设备100可以倾斜至小于90°的角度，使得流动 路径106位于一个或更多个隔绝围栏的上方或下方，而不会位于隔绝围栏的 正上方或正下方。在其他情况下，倾斜设备190使微流体设备100围绕垂直 于流动路径106的轴线倾斜。在又一些情况下，倾斜设备190使微流体设备 100围绕既不平行也不垂直于流动路径106的轴线倾斜。
系统150还可以包括介质源178。介质源178(例如容器、储存器等)可 以包括多个部分或容器，每个部分或容器用于容纳不同的流体介质180。因 此，如图1A所示，介质源178可以是位于微流体设备100之外并与微流体 设备100分离的设备。或者，介质源178可全部或部分位于微流体设备100 的封壳102内。例如，介质源178可以包括作为微流体设备100的一部分的 储存器。
图1A还示出了构成系统150的一部分并且可以与微流体设备100结合 使用的控制和监测设备152的示例的简化框图描绘。如图所示，这种控制和 监测设备152的示例包括主控制器154，包括用于控制介质源178的介质模 块160、用于控制微流体回路120中的微物体(未示出)和/或介质(例如， 介质的液滴)的移动和/或选择的动力模块162、用于控制用于捕获图像(例 如数字图像)的成像设备194(例如，照相机、显微镜、光源或其任何组合) 的成像模块164、以及用于控制倾斜设备190的倾斜模块166。控制设备152 还可以包括用于控制、监测或执行关于微流体设备100的其他功能的其他模 块168。如图所示，设备152还可以包括显示设备170和输入/输出设备172。
主控制器154可以包括控制模块156和数字存储器158。控制模块156 可以包括例如数字处理器，该数字处理器被配置为根据存储为存储器158中 的非暂时性数据或信号的机器可执行指令(例如，软件、固件、源代码等) 进行操作。可替代地地或另外地，控制模块156可以包括硬连线数字电路和/ 或模拟电路。介质模块160、动力模块162、成像模块164、倾斜模块166和 /或其他模块168可以类似地进行配置。因此，可以由如上配置的主控制器154、介质模块160、动力模块162、成像模块164、倾斜模块166和/或其他 模块168中的任何一个或更多个来执行本文所讨论的针对微流体装置100或 任何其他微流体装置所执行的功能、过程动作、动作或过程步骤。类似地， 主控制器154、介质模块160、动力模块162、成像模块164、倾斜模块166 和/或其他模块168可以通信地耦接，以发送和接收本文讨论的任何功能、过 程、动作、行动或步骤中所使用的数据。
介质模块160控制介质源178。例如，介质模块160可以控制介质源178 以将选定的流体介质180输入到封壳102中(例如，通过入口端口107)。介 质模块160还可以控制从封壳102中去除介质(例如，通过输出端口(未示 出))。因此可将一个或更多个介质选择性地输入到微流体回路120中或从微 流体回路120移除。介质模块160还可以控制微流体回路120内的流动路径 106的流体介质180的流动。例如，在一些实施例中，介质模块160在倾斜 模块166使倾斜设备190将微流体设备100倾斜期望的倾斜角度之前停止介 质180在流动通路106中并且穿过封壳102的流动。
动力模块162可以被配置为控制微流体回路120中的微物体的选择、捕 集和移动。如下面针对图1B和图1C所讨论的，封壳102可以包括介电泳 (DEP)、光电子镊子(OET)和光-电润湿(OEW)配置(在图1A中未示 出)，动力模块162可以控制电极和/或晶体管(例如，光电晶体管)的激活， 以选择和移动流动路径106和/或隔绝围栏124、126、128、130中的介质的液滴(未示出)和/或微物体(未示出)。
成像模块164可以控制成像设备194(未示出)。例如，成像模块164可 以接收并处理来自成像设备194的图像数据。来自成像设备194的图像数据 可以包括由成像设备194捕获的任何类型的信息(例如，微物体的存在或不 存在、介质的液滴、标签(诸如荧光标签等)的积聚)。使用由成像设备194 捕获的信息，成像模块164可以进一步计算物体(例如，微物体、介质液滴) 的位置和/或这些物体在微流体设备100内的运动速率。
倾斜模块166可以控制倾斜设备190的倾斜运动。可选择地或者另外， 倾斜模块166可以控制倾斜速率和定时，以优化通过重力将微物体转移到一 个或更多个隔绝围栏。倾斜模块166与成像模块164通信地耦合以接收描述 微流体回路120中的微物体和/或介质液滴的运动的数据。使用这个数据，倾 斜模块166可以调整微流体回路120的倾斜，以便调整的微物体和/或介质液 滴在微流体回路120中移动的速率。倾斜模块166还可以使用这个数据迭代 地调整微流体回路120中的微物体和/或介质液滴的位置。
在图1A所示的示例中，微流体回路120被图示为包括微流体通道122 以及隔绝围栏124、126、128、130。每个围栏包括通向通道122的开口，除 此而外被包围，使得围栏可以将围栏内的微物体与通道122的流动路径106 中或其他围栏中的流体介质180和/或微物体基本上隔离。隔绝围栏的壁从基 部的内表面109延伸到盖110的内表面而提供围壁。围栏到微流体通道122 的开口相对于流体介质180的流动106成一定角度定向，使得流动106不被引导到围栏中。该流动可以与围栏的开口的平面相切或正交。在一些情况下， 围栏124、126、128、130被配置为物理地围住微流体回路120内的一个或更 多个微物体。根据本发明的隔绝围栏可以包括为了与DEP、OET、OEW、流 体流动和/或重力一起使用而优化的各种形状、表面和特征，如将在下面详细 讨论的。
微流体回路120可以包括任何数量的微流体隔绝围栏。尽管显示了五个 隔绝围栏，但微流体回路120可以具有更少或更多的隔绝围栏。如图所示， 微流体回路120的微流体隔绝围栏124、126、128和130各自包括不同的特 征和形状，这些特征和形状可以提供对胚胎的生产有用的一个或更多个益处， 诸如将一个卵子与相邻卵子隔离开来。测定、刺激和受精可以全部以个体基 础来执行，并且在一些实施例中，可以以个体时间尺度来执行。在一些实施 例中，微流体回路120包括多个相同的微流体隔绝围栏。
在一些实施例中，微流体回路120包含多个微流体隔绝围栏，其中两个 或更多个隔绝围栏包含不同的结构和/或特征，其在生产胚胎中提供不同的益 处。一个非限制性示例可包括将卵子保持在一种类型的围栏中，同时将精子 保持在不同类型的围栏中。在另一个实施例中，至少一个隔绝围栏配置成具 有适于为卵子提供电激活的电触点。在又一个实施例中，不同类型的细胞(诸 如例如，子宫细胞、子宫内膜细胞、源自子宫管的PEG(插入)细胞(例如， 输卵管或法娄皮欧氏管)、卵丘细胞或其组合)可以设置在与包含卵子的隔绝 围栏相邻的隔绝围栏中，使得来自周围隔绝围栏的分泌物可以从每个相应的 围栏扩散出来并进入含有卵子的围栏中，这是大规模体外培养和受精所不可 能实现的。可用于产生胚胎的微流体设备可包括任何隔绝围栏124、126、128 和130或其变体，和/或可包括如图2B、2C、2D、2E和2F所示的那些类似 地配置的围栏，如下所述。
在图1A所示的实施例中，示出了单个通道122和流动路径106。然而， 其他实施例可包含多个通道122，每个通道配置成包括流动路径106。微流体 回路120还包括与流动路径106和流体介质180流体连通的入口阀或端口107， 由此流体介质180可以经由入口端口107进入通道122。在一些情况下，流 动路径106包括单个路径。在一些情况下，单个路径以Z字形图案布置，由 此流动路径106在交替方向上两次或更多次穿过微流体设备100。
在一些情况下，微流体回路120包括多个平行通道122和流动路径106， 其中每个流动路径106内的流体介质180沿相同方向流动。在一些情况下， 每个流动路径106内的流体介质在正向或反向中的至少一个方向上流动。在 一些情况下，配置多个隔绝围栏(例如，相对于通道122)，使得隔绝围栏可 以并行地加载目标微物体。
在一些实施例中，微流体回路120还包括一个或更多个微物体捕集器132。 捕集器132通常形成在形成通道122的边界的壁中，并且可以与微流体隔绝 围栏124、126、128、130中的一个或更多个隔绝围栏的开口相对地定位。在 一些实施例中，捕集器132配置成从流动路径106接收或捕获单个微物体。 在一些实施例中，捕集器132配置成从流动路径106接收或捕获多个微物体。 在一些情况下，捕集器132包括大约等于单个目标微物体的体积的容积。
捕集器132还可包括开口，该开口被配置为帮助目标微物体流入捕集器 132。在一些情况下，捕集器132包括开口，该开口的高度和宽度近似等于单 个目标微物体的尺寸，由此防止较大的微物体进入微物体捕集器。捕集器132 还可以包括其他特征，其被配置为帮助将目标微物体保持在捕集器132内。 在一些情况下，捕集器132相对于微流体隔绝围栏的开口与通道122的相对 侧对齐并位于该相对侧，使得在使微流体设备100围绕平行于通道122的轴 线倾斜时，被捕集的微物体按照使得微物体落入隔离围栏的开口中的轨迹离 开捕集器132。在一些情况下，捕集器132包括小于目标微物体的侧通道134， 以便于通过捕集器132的流动，从而增加在捕集器132中捕获微物体的可能 性。
在一些实施例中，介电泳(DEP)力经由一个或更多个电极(未示出) 施加穿过流体介质180(例如，在流动路径和/或隔绝围栏中)以操纵、运输、 分离和分选位于其中的微物体。例如，在一些实施例中，DEP力被施加到微 流体回路120的一个或更多个部分，以便将单个微物体从流动路径106转移 到期望的微流体隔绝围栏中。在一些实施例中，DEP力用于防止隔绝围栏(例 如，隔绝围栏124、126、128或130)内的微物体从其移位。此外，在一些 实施例中，使用DEP力来选择性地根据本发明的教导从隔绝围栏移除先前收 集的微物体。在一些实施例中，DEP力包括光电镊子(OET)力。
在其他实施例中，光电润湿(OEW)力通过一个或更多个电极(未示出) 被施加到微流体设备100的支撑结构104(和/或盖110)中的一个或更多个 位置(例如，有助于限定流动路径和/或隔绝围栏的位置)，来操纵、运输、 分离和分选位于微流体回路120中的液滴。例如，在一些实施例中，OEW力 被施加到支撑结构104(和/或盖110)中的一个或更多个位置，以便将单个 液滴从流动路径106转移到期望的微流体隔绝围栏中。在一些实施例中， OEW力用于防止隔绝围栏(例如，隔绝围栏124、126、128或130)内的液 滴从其移位。此外，在一些实施例中，OEW力用于根据本发明的教导从隔 绝围栏选择性地移除先前收集的液滴。
在一些实施例中，DEP和/或OEW力与其他力(例如，流动和/或重力) 组合，以便在微流体回路120内操纵、传输、分离和分选微物体和/或液滴。 例如，封壳102可以倾斜(例如，通过倾斜设备190)以将流动路径106和 位于其中的微物体定位在微流体隔绝围栏上方，并且重力可以将微物体和/ 或液滴传输进入围栏中。在一些实施例中，可以在其他力之前施加DEP和/ 或OEW力。在其他实施例中，DEP和/或OEW力可以在其他力之后施加。 在其他情况下，DEP和/或OEW力可以与其他力同时施加或以与其他力交替 的方式施加。
图1B、1C和2A-2H示出了可用于实施本发明的微流体设备的各种实施 例。图1B描绘了其中微流体设备200被配置为光学致动的电动设备的实施 例。本领域中已知多种光学致动的电动设备，包括具有光电镊子(OET)配 置的设备和具有光电润湿(OEW)配置的设备。在下列美国专利文献中说明 了合适的OET配置的例子，每个专利文献的全部内容通过引用包含在此：第 RE 44,711号美国专利(Wu等人)(最初作为第7,612,355号美国专利公布)；和第7,956,339号美国专利(Ohta等人)。OEW配置的示例在第6,958,132号 美国专利(Chiou等人)和公开号为2012/0024708的美国专利申请(Chiou 等人)中示出，这两个专利的全部内容通过引用并入本文。光学致动的电动 设备的又一个例子包括组合的OET/OEW配置，其示例见于公开号为 20150306598(Khandros等人)和公开号为20150306599(Khandros等人)的美国专利及其相应的PCT公开文本WO2015/164846和WO2015/164847， 所有这些都通过引用整体并入本文。
已经描述了具有可以放置、培养和/或监测卵母细胞、卵子或胚胎的围栏 的微流体设备的示例，例如，在US 2014/0116881(2013年10月22日提交 的第14/060,117号申请)、US 2015/0151298(2014年10月22日提交的第 14/520,568号申请)和US 2015/0165436(2014年10月22日提交的第 14/521,447申请)，其每个的全部内容通过引用并入本文。第14/520,568和 14/521,447号美国申请还描述了分析在微流体设备中培养的细胞分泌物的示 例性方法。前述申请中的每一个进一步描述了微流体设备，其被配置为产生 介电泳(DEP)力，例如光电镊子(OET)，或被配置为提供光电润湿(OEW)。 例如，US 2014/0116881的图2中所示的光电镊子设备是可以在本发明的实 施例中用于选择和移动单个生物微物体或一组生物微物体的设备的示例。
微流体设备动力配置。如上所述，系统的控制和监测设备可以包括动力 模块，用于在微流体设备的微流体回路中选择和移动物体，例如微物体或液 滴。微流体设备可具有各种动力配置，这取决于被移动物体的类型和其他考 虑因素。例如，介电电泳(DEP)配置可用于选择和移动微流体回路中的微 物体。因此，微流体设备100的支撑结构104和/或盖110可包括DEP配置， 用于选择性地在微流体回路120中的流体介质180中的微物体上引发DEP力， 从而选择、捕获和/或移动单个微物体或微物体组。或者，微流体设备100的 支撑结构104和/或盖110可包括电润湿(EW)配置，用于选择性地在微流 体回路120中的流体介质180中的液滴上引发EW力，从而选择、捕获和/ 或移动单个液滴或液滴组。
包含DEP配置的微流体设备200的一个示例在图1B和IC中示出。尽 管为了简单起见，图1B和1C分别示出了具有开放区域/腔室202的微流体 设备200的封壳102的一部分的侧剖视图和俯视剖视图，应当理解的是，区 域/腔室202可以是具有更详细结构的流体回路元件的一部分，诸如生长腔室、 隔绝围栏、流动区或流动通道。此外，微流体设备200可以包括其他流体回 路元件。例如，微流体设备200可以包括多个生长腔室或隔绝围栏和/或一个或更多个流动区或流动通道，例如本文关于微流体设备100所描述的那些。 DEP配置可以结合到微流体设备200的任何这种流体回路元件或其选择部分 中。应该进一步理解的是，任何上述或下面描述的微流体设备部件和系统部 件可以并入微流体设备200和/或与微流体设备200结合使用。例如，包括上 述控制和监测设备152的系统150可以与微流体设备200(包括介质模块160、 动力模块162、成像模块164、倾斜模块166和其他模块168中的一个或更多 个)一起使用。
如图1B所示，微流体设备200包括具有底部电极204和覆盖底部电极 204的电极活化衬底206的支撑结构104、以及具有顶部电极210的盖110， 其中顶部电极210与底部电极204间隔开。顶部电极210和电极活化衬底206 限定区域/腔室202的相对表面。包含在区域/腔室202中的介质180因此在 顶部电极210和电极活化衬底206之间提供电阻连接。还示出了被配置为连 接到底部电极204和顶部电极210并在电极之间产生偏置电压的电源212，如在区域/腔室202中产生DEP力所需的那样。电源212可以是例如交流(AC) 电源。
在某些实施例中，图1B和1C中所示的微流体设备200可具有光学致动 的DEP配置。因此，可以由动力模块162控制的来自光源216的光218的改 变图案可以选择性地激活和停用电极活化衬底206的内表面208的区域214 处的DEP电极的改变图案。(在下文中，具有DEP配置的微流体设备的区域 214被称为“DEP电极区域”。)如图1C所示，引导到电极活化衬底206的内 表面208上的光图案218可以以诸如正方形的图案照射选择的DEP电极区域 214a(以白色显示)。以下将未被照射的DEP电极区域214(交叉影线)称 为“暗”DEP电极区域214。通过DEP电极活化衬底206(即，从底部电极204 直到电极活化衬底206的与流动区106中的介质180交界的内表面208)的 相对阻抗大于在每个暗DEP电极区域214处通过区域/腔室202中的介质180 (即，从电极活化衬底206的内表面208到盖110的顶部电极210)的相对 阻抗。然而，被照射的DEP电极区域214a呈现出通过电极活化衬底206的 减小的相对阻抗，该相对阻抗小于在每个被照射的DEP电极区域214a处通 过区域/腔室202中的介质180的相对阻抗。
在激活电源212的情况下，上述DEP配置在被照射的DEP电极区域214a 和相邻的暗DEP电极区域214之间的流体介质180中产生电场梯度，这又产 生吸引或排斥流体介质180中的附近的微物体(未示出)的局部DEP力。因 此，可以在区域/腔室202的内表面208的许多不同的这种DEP电极区域214 处通过改变从光源216投射到微流体设备200中的光图案218而选择性地激 活和停用吸引或排斥流体介质180中的微物体的DEP电极。DEP力是吸引 还是排斥附近的微物体可取决于诸如电源212的频率和介质180和/或微物体 (未示出)的介电性质等参数。
图1C中所示的被照射的DEP电极区域214a的正方形图案220仅是示例。 可以通过投射到设备200中的光图案218来照射(并由此激活)DEP电极区 域214的任何图案，并且照射/激活的DEP电极区域214的图案可以通过改 变或移动光图案218来重复改变。
在一些实施例中，电极活化衬底206可以包括光电导材料或由光电导材 料组成。在这样的实施例中，电极活化衬底206的内表面208可以是无特征 的。例如，电极活化衬底206可以包括氢化非晶硅(a-Si：H)层或由其组成。 a-Si：H可以包含例如约8％至40％的氢(按100*氢原子数/氢原子和硅原子 的总数计算)。a-Si：H层可具有约500nm至约2.0μm的厚度。在这样的实施 例中，根据光图案218，DEP电极区域214可以在电极活化衬底206的内表面208上的任何地方以任何图案形成。因此，DEP电极区域214的数量和图 案不需要是固定的，而是可以对应于光图案218。例如在第RE 44,711号美国 专利(Wu等人)(最初作为第7,612,355号美国专利公开)中已经描述了具 有包括如上所述的光电导层的DEP配置的微流体设备的示例，其全部内容通 过引用并入本文。
在其他实施例中，电极活化衬底206可以包括衬底，该衬底包括多个掺 杂层、电绝缘层(或区域)和形成半导体集成电路的导电层，诸如在半导体 领域中已知的。例如，电极活化衬底206可以包括多个光电晶体管，例如包 括横向双极光电晶体管，每个光电晶体管对应于DEP电极区域214。或者， 电极活化衬底206可以包括由光电晶体管开关控制的电极(例如，导电金属 电极)，每个这样的电极对应于DEP电极区域214。电极活化衬底206可以包括这种光电晶体管或光电晶体管控制电极的图案。例如，该图案可以是排 列成行和列的基本上正方形的光电晶体管或光电晶体管控制电极的阵列，如 图2B所示。或者，该图案可以是形成六方点阵的基本上六边形的光电晶体 管或光电晶体管控制电极的阵列。不管何种图案，电路元件可以在电极活化 衬底206的内表面208处的DEP电极区域214与底部电极210之间形成电连 接，并且可以由光图案218选择性地激活和停用那些电连接(即，光电晶体 管或电极)。当未被激活时，每个电连接可以具有高阻抗，使得通过电极活化 衬底206(即，从底部电极204到与区域/腔室202中的介质180相交界的电 极活化衬底206的内表面208)的相对阻抗大于在相应DEP电极区域214处 通过介质180(即，从电极活化衬底206的内表面208至盖110的顶部电极 210)的相对阻抗。然而，当被光图案218中的光激活时，通过电极活化衬底 206的相对阻抗小于在每个被照射的DEP电极区域214处通过介质180的相 对阻抗，从而激活相应DEP电极区域处的DEP电极，如上所述。因此，以 由光图案218确定的方式，可以在区域/腔室202中的电极活化衬底206的内 表面208处的许多不同的DEP电极区域214处选择性地激活和停用吸引或排 斥介质180中的微物体(未示出)的DEP电极。
在例如第7,956,339号美国专利(Ohta等人)中已经描述了具有包括光 电晶体管的电极活化衬底的微流体设备的示例(参见例如图21和图22中所 示的设备300及其描述)，其全部内容通过引用并入本文。具有包括由光电晶 体管开关控制的电极的电极活化衬底的微流体设备的示例已经在例如公开号 为2014/0124370的美国专利(Short等人)中描述(参见例如整个附图示出 的设备200、400、500、600和900及其描述)，其全部内容通过引用并入本 文。
在DEP配置的微流体设备的一些实施例中，顶部电极210是封壳102的 第一壁(或盖110)的一部分，并且电极活化衬底206和底部电极204是第 二壁(或支撑结构104)的一部分。区域/腔室202可位于第一壁和第二壁之 间。在其他实施例中，电极210是第二壁(或支撑结构104)的一部分，并 且电极活化衬底206和/或电极210中的一者或两者是第一壁(或盖110)的 一部分。此外，光源216可以替代地用于从下方照射封壳102。
利用图1B至图1C的具有DEP配置的微流体设备200，动力模块162 可以通过将光图案218投射到设备200中来选择区域/腔室202中的介质180 中的微物体(未示出)，以在围绕并捕获微物体的图案(例如，正方形图案 220)中激活电极活化衬底206的内表面208的DEP电极区域214a处的第一 组一个或更多个DEP电极。然后，动力模块162可以通过相对于设备200 移动光图案218来移动捕获的微物体以激活在DEP电极区域214处的第二组 一个或更多个DEP电极。或者，设备200可以相对于光图案218移动。
在其他实施例中，微流体设备200可以具有不依赖于在电极活化衬底206 的内表面208处的DEP电极的光激活的DEP配置。例如，电极活化衬底206 可以包括与包括至少一个电极的表面(例如，盖110)相对定位的选择性可 寻址和可激励电极。开关(例如，半导体衬底中的晶体管开关)可以选择性 地打开和闭合，以激活或钝化DEP电极区域214处的DEP电极，从而在激 活的DEP电极附近的区域/腔室202内的微物体(未示出)上产生净DEP力。 取决于诸如电源212的频率和介质(未示出)和/或区域/腔室202中的微物 体的介电特性的这样的特性，DEP力可以吸引或排斥附近的微物体。通过选 择性地激活和停用成组的DEP电极(例如，在形成正方形图案220的成组的 DEP电极区域214处)，区域/腔室202中的一个或更多个微物体可被捕集并 在区域/腔室202内移动。图1A中的动力模块162可以控制这样的开关并因 此激活和停用DEP电极中的单独的DEP电极以选择、捕集和移动围绕区域/ 腔室202的特定微物体(未示出)。具有包括选择性可寻址和可激励电极的 DEP配置的微流体设备在本领域中是已知的，并且已经在第6,294,063号 (Becker等)和第6,942,776号(Medoro)美国专利中已经描述，其全部内 容通过引用并入本文。
作为又一个示例，微流体设备200可以具有电润湿(EW)配置，其可 以代替DEP配置，或者可以位于微流体设备200的与具有DEP配置的部分 分离的部分中。EW配置可以是光电润湿配置或电介质上的电润湿(EWOD) 配置，两者都是本领域已知的。在一些EW配置中，支撑结构104具有夹在 介电层(未示出)和底部电极204之间的电极活化衬底206。介电层可包括 疏水材料和/或可涂覆有疏水材料，如下所述。对于具有EW配置的微流体设 备200，支撑结构104的内表面208是介电层的内表面或其疏水涂层。
介电层(未示出)可包括一个或更多个氧化物层，并且可具有约50nm 至约250nm(例如，约125nm至约175nm)的厚度。在某些实施例中，介电 层可包括氧化物层，例如金属氧化物(例如，氧化铝或氧化铪)。在某些实施 例中，介电层可包括除金属氧化物之外的介电材料，例如硅的氧化物或氮化 物。无论确切的组成和厚度如何，介电层可具有约10k欧姆至约50k欧姆的 阻抗。
在一些实施例中，介电层的向内朝向区域/腔室202的表面涂覆有疏水材 料。疏水材料可包括例如氟化碳分子。氟化碳分子的示例包括全氟聚合物， 例如聚四氟乙烯(例如
)或聚(2,3-二氟亚甲基-全氟四氢呋喃)(例 如CYTOPTM)。构成疏水材料的分子可以共价键合到介电层的表面。例如， 疏水材料的分子可借助于诸如硅氧烷基团、膦酸基团或硫醇基团的连接基团 共价结合到介电层的表面。因此，在一些实施例中，疏水性材料可包含烷基 封端的硅氧烷、烷基封端的膦酸或烷基封端的硫醇。烷基可以是长链烃(例如，具有至少10个碳或至少16、18、20、22或更多个碳的链)。或者，可以 使用氟化(或全氟化)碳链代替烷基。因此，例如，疏水材料可包括氟代烷 基封端的硅氧烷、氟代烷基封端的膦酸或氟代烷基封端的硫醇。在一些实施 例中，疏水涂层的厚度为约10nm至约50nm。在其他实施例中，疏水涂层的 厚度小于10nm(例如，小于5nm，或约1.5-3.0nm)。
在一些实施例中，具有电润湿配置的微流体设备200的盖110也涂覆有 疏水材料(未示出)。疏水材料可以是用于涂覆支撑结构104的介电层的相同 疏水材料，并且疏水涂层可以具有与支撑结构104的介电层上的疏水涂层的 厚度基本相同的厚度。此外，盖110可以包括以支撑结构104的方式夹在介 电层和顶部电极210之间的电极活化衬底206。电极活化衬底206和盖110 的介电层可以具有与电极活化衬底206和支撑结构104的介电层相同的组成 和/或尺寸。因此，微流体设备200可具有两个电润湿表面。
在一些实施例中，电极活化衬底206可包括光电导材料，例如上文所述。 因此，在某些实施例中，电极活化衬底206可包括氢化非晶硅层(a-Si：H) 或由其组成。a-Si：H可包含例如约8％至40％的氢(以100*氢原子数/氢和 硅原子总数计算)。a-Si：H层可具有约500nm至约2.0μm的厚度。或者，电 极活化衬底206可包括由光电晶体管开关控制的电极(例如，导电金属电极)， 如上所述。具有光电润湿配置的微流体设备在本领域中是已知的和/或可以用 本领域已知的电极活化衬底构造。例如，第6,958,132号美国专利(Chiou等 人，其全部内容通过引用并入本文)公开了具有诸如a-Si：H的光电导材料 的光电润湿配置，而上面引用的公开号为2014/0124370的美国专利(Short 等人)公开了具有由光电晶体管开关控制的电极的电极活化衬底。
因此，微流体设备200可以具有光电润湿配置，并且光图案218可以用 于激活电极活化衬底206中的光电导EW区域或光响应EW电极。电极活化 衬底206的这种激活的EW区域或EW电极可以在支撑结构104的内表面208 (即，覆盖的介电层或其疏水涂层的内表面)处产生电润湿力。通过改变入 射在电极活化衬底206上的光图案218(或相对于光源216移动微流体设备 200)，接触支撑结构104的内表面208的液滴(例如，包含水性介质、溶液 或溶剂)可以移动通过区域/腔室202中存在的不混溶流体(例如，油介质)。
在其他实施例中，微流体设备200可具有EWOD配置，并且电极活化衬 底206可以包括选择性可寻址和可激励的电极，其不依赖于光来激活。因此， 电极活化衬底206可包括这种电润湿(EW)电极的图案。例如，图案可以 是按行和列布置的基本上正方形的EW电极阵列，如图2B所示。或者，图 案可以是形成六边形网格的基本上六边形的EW电极的阵列。无论图案如何， EW电极都可以通过电开关(例如，半导体衬底中的晶体管开关)选择性地 激活(或停用)。通过选择性地激活和停用电极活化衬底206中的EW电极， 接触覆盖的介电层或其疏水涂层的的内表面208液滴(未示出)可以在区域/ 腔室202内移动。图1A中的动力模块162可以控制这样的开关，从而激活 和停用各个EW电极，以选择和移动区域/腔室202周围的特定液滴。具有选 择性可寻址和可激励电极的EWOD配置的微流体设备在本领域中是已知的， 并且已在例如第8,685,344号美国专利(Sundarsan等人)中进行了描述，其 全部内容通过引用合并于此。
无论微流体设备200的配置如何，电源212都可用于提供为微流体设备 200的电路供电的电势(例如，AC电压电势)。电源212可以与图1中参考 的电源192相同或者是其组件。电源212可以被配置为向顶部电极210和底 部电极204提供AC电压和/或电流。对于AC电压，电源212可以提供频率 范围和平均或峰值功率(例如，电压或电流)范围，其足以产生足够强的净 DEP力(或电润湿力)以捕集和移动区域/腔室202中的各个微物体(未示出)， 如上所述，和/或改变区域/腔室202中支撑结构104的内表面208(即，介电 层和/或介电层上的疏水涂层)的润湿性质，也如上所述。这种频率范围和平 均或峰值功率范围在本领域中是已知的。例如参见第6,958,132号美国专利 (Chiou等人)、第RE44,711号美国专利(Wu等人)(最初作为第7,612,355 号美国专利公布)以及公开号为US2014/0124370(Short等人)、US2015/0306598(Khandros等人)和US2015/0306599(Khandros等人)的 美国专利申请。
隔绝围栏。在图2A-2C所示的微流体设备230内示出了通用隔绝围栏224、 226和228的非限制性示例。每个隔绝围栏224、226和228可以包括限定隔 离区240的隔离结构232和将隔离区240流体连接到通道122的连接区236。 连接区236可以包括通向通道122的近侧开口234和通向隔离区240的远侧 开口238。连接区236可以配置成使得从通道122流入隔绝围栏224、226、 228的流体介质(未示出)的流动的最大穿透深度不延伸到隔离区240中。 因此，由于连接区236，设置在隔绝围栏224、226、228的隔离区240中的 微物体(未示出)或其他材料(未示出)因此可以与通道122中的介质180 的流动分离并且基本上不受其影响。
图2A-2C的隔绝围栏224、226和228各自具有直接通向通道122的单 个开口。隔绝围栏的开口从通道122横向打开。电极活化衬底206位于通道 122和隔绝围栏224、226和228两者的下面。形成隔绝围栏的底面的隔绝围 栏的封壳内的电极活化衬底206的上表面设置在形成微流体设备的流动通道 (或流动区)的底面的通道122(或者如果通道不存在则为流动区)内的电 极活化衬底206的上表面的相同高度或基本上相同的高度处。电极活化衬底206可以是无特征的或者可以具有不规则或图案化的表面，该表面从其最高 高度到最低的凹陷变化小于约3微米、2.5微米、2微米、1.5微米、1微米、 0.9微米、0.5微米、0.4微米、0.2微米、0.1微米或更小。通过通道122(或 流动区)和隔绝围栏的衬底的上表面中的高度的变化可小于隔绝围栏壁或微 流体设备的壁的高度的约3％、2％、1％、0.9％、0.8％、0.5％、0.3％或0.1％。 虽然详细描述了微流体设备200，但这也适用于本文所述的任何微流体设备 100、230、250、280、290、320、400、450、500、700。
通道122因此可以是被扫过的区域的示例，并且隔绝围栏224、226、228 的隔离区240可以是未被扫过的区域的示例。如上所述，通道122和隔绝围 栏224、226、228可以被配置为包含一个或更多个流体介质180。在图2A-2B 所示的示例中，端口222连接到通道122并且允许流体介质180被引入微流 体设备230或从微流体设备230移除。在引入流体介质180之前，微流体设 备可以用诸如二氧化碳气体的气体填装。一旦微流体设备230包含流体介质 180，通道122中的流体介质180的流动242可被选择性地产生并停止。例如， 如图所示，端口222可以设置在通道122的不同位置(例如，相对的端部) 处，并且可以从用作入口的一个端口222到用作出口的另一个端口222创建 介质的流动242。
图2C示出了根据本发明的隔绝围栏224的示例的详细视图。还示出了 微物体246的示例。
如已知的，流体介质180在微流体通道122中经过隔绝围栏224的近侧 开口234的流动242可引起介质180进入和/或离开隔绝围栏224的二次流动 244。为了将隔绝围栏224的隔离区240中的微物体246与二次流动244隔离， 隔绝围栏224的连接区236的长度Lcon(即，从近侧开口234到远侧开口238) 应该是大于二次流动244进入连接区236的穿透深度Dp。二次流动244的穿 透深度Dp取决于在通道122中流动的流体介质180的速度以及与通道122 的配置和连接区236到通道122的近侧开口234有关的各种参数。对于给定 的微流体设备，通道122和开口234的配置将是固定的，而通道122中的流 体介质180的流动242的速率将是可变的。因此，对于每个隔绝围栏224， 可以识别通道122中的流体介质180的流动242的最大速度Vmax，其确保二 次流动244的穿透深度Dp不超过连接区236的长度Lcon。只要通道122中的 流体介质180的流动242的速率不超过最大速度Vmax，则所产生的二次流动 244可以被限制到通道122和连接区236并且保持在隔离区240之外。因此， 介质180在通道122中的流动242不会将微物体246拉出隔离区240。相反， 位于隔离区240中的微物体246将停留在隔离区240中，而与通道122中的 流体介质180的流动242无关。
而且，只要通道122中的介质180的流动242的速率不超过Vmax，通道 122中的流体介质180的流动242将不会使混杂颗粒(例如，微米颗粒和/或 纳米颗粒)从通道122中移动进入隔绝围栏224的隔离区240。因此，连接 区236的长度Lcon大于二次流动244的最大穿透深度Dp可以防止来自通道122或另一隔绝围栏(例如图2D中的隔绝围栏226、228)的混杂颗粒对一 个隔绝围栏224的污染。
因为通道122和隔绝围栏224、226、228的连接区236可能受通道122 中的介质180的流动242影响，所以通道122和连接区236可以被认为是微 流体设备230的被扫过(或流动)区域。另一方面，隔绝围栏224、226、228 的隔离区240可以被认为是未被扫过(或非流动)区域。例如，通道122中 第一流体介质180中的组分(未示出)可基本上仅通过第一介质180的组分 的扩散从通道122通过连接区236并进入隔离区240中的第二流体介质248 而与隔离区240中的第二流体介质248混合。类似地，隔离区240中的第二 介质248的组分(未示出)可以基本上仅通过第二介质248的组分的扩散从 隔离区240穿过连接区236并且进入通道122中的第一介质180而与通道122 中的第一介质180混合。在一些实施例中，隔绝围栏的隔离区与流动区之间 通过扩散进行的流体介质交换程度大于流体交换的约90％、91％、92％、93％、 94％、95％、96％、97％、98％或大于约99％。第一介质180可以是与第 二介质248相同的介质或不同的介质。此外，第一介质180和第二介质248 可以开始是相同的，然后变得不同(例如，通过隔离区240中的一个或更多 个细胞对第二介质248的调节，或者通过改变流过通道122的介质180)。
如上所述，由通道122中的流体介质180的流动242导致的二次流动244 的最大穿透深度Dp可以取决于多个参数。这样的参数的示例包括：通道122 的形状(例如，通道可以将介质引导到连接区236中，使介质转移出连接区 236，或者在基本上垂直于通道122的连接区236的近侧开口234的方向上将 介质引导到通道122中)；通道122在近侧开口234处的宽度Wch(或截面积)； 和在近侧开口234处的连接区236的宽度Wcon(或截面积)；流体介质180在通道122中的流动242的速度V；第一介质180和/或第二介质248的粘度 等。
在一些实施例中，通道122和隔绝围栏224、226、228的尺寸可相对于 通道122中的流体介质180的流动242的矢量如下定向：通道宽度Wch(或 通道122的截面积)可以基本上垂直于介质180的流动242；连接区236在 开口234处的宽度Wcon(或截面积)可以基本平行于通道122中的介质180 的流动242；和/或连接区的长度Lcon可以基本垂直于通道122中的介质180 的流动242。以上仅是示例，并且通道122和隔绝围栏224、226、228的相 对位置可以相对于彼此处于其他方位。
如图2C所示，连接区236的宽度Wcon可以从近侧开口234到远侧开口 238是均匀的。因此，在远侧开口238处的连接区236的宽度Wcon可以是本 文为连接区236在近侧开口234处的宽度Wcon所标识的任何范围内。或者， 远侧开口238处的连接区236的宽度Wcon可以大于近侧开口234处的连接区 236的宽度Wcon。
如图2C所示，远侧开口238处的隔离区240的宽度可以与近侧开口234 处的连接区236的宽度Wcon基本相同。因此，在远侧开口238处的隔离区 240的宽度可以是本文为连接区236在近侧开口234处的宽度Wcon所标识的 任何范围内。或者，远侧开口238处的隔离区240的宽度可以大于或小于近 侧开口234处的连接区236的宽度Wcon。而且，远侧开口238可以小于近侧 开口234，并且连接区236的宽度Wcon可以在近侧开口234和远侧开口238 之间变窄。例如，连接区236可以使用各种不同的几何形状(例如倒角连接 区，斜切连接区)而在近侧开口和远侧开口之间变窄。此外，连接区236的 任何部分或子部分(例如，连接区与近侧开口234相邻的一部分)可以变窄。
图2D-2F描绘了包含微流体回路262和流动通道264的微流体设备250 的另一个示例性实施例，其是图1的相应微流体设备100、回路132和通道 134的变型。微流体设备250还具有多个隔绝围栏266，所述隔绝围栏266 是上述隔绝围栏124、126、128、130、224、226或228的附加变型。特别地， 应该理解的是，图2D-2F中示出的设备250的隔绝围栏266可以代替设备100、 200、230、280、290、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、 1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200中 的任何上述隔绝围栏124、126、128、130、224、226或228。类似地，微流 体设备250是微流体设备100的另一种变型，并且也可以具有与上述微流体 设备100、200或微流体设备230、280、290、300、400、500、600、700、 800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、 2000、2100、2200相同或不同的DEP配置以及本文描述的任何其他微流体 系统部件。
图2D-2F的微流体设备250包括支撑结构(在图2D-2F中不可见，但可 以与图1A中描绘的设备100的支撑结构104相同或基本相似)、微流体回路 结构256和盖(在图2D-2F中不可见，但可以与图1A中描绘的设备100的 盖122相同或基本相似)。微流体回路结构256包括框架252和微流体回路材 料260，其可以与图1A中示出的设备100的框架114和微流体回路材料116 相同或基本相似。如图2D所示，由微流体回路材料260限定的微流体回路 262可包括多个隔绝围栏266流体连接到的多个通道264(示出两个，但可以 有更多)。
每个隔绝围栏266可以包括隔离结构272、隔离结构272内的隔离区270 和连接区268。从通道264处的近侧开口274到隔离结构272处的远侧开口 276，连接区268将通道264流体连接到隔离区270。通常，根据图2B和2C 的上述讨论，通道264中的第一流体介质254的流动278可以产生第一介质 254从通道264进入和/或离开隔绝围栏266的相应连接区268的二次流动282。
如图2E所示，每个隔绝围栏266的连接区268通常包括在通向通道264 的近侧开口274与通向隔离结构272的远侧开口276之间延伸的区域。连接 区268的长度Lcon可以大于二次流动282的最大穿透深度Dp，在这种情况下， 二次流动282将延伸到连接区268中而不被重新引导到隔离区270(如图2D 所示)。或者，如图2F所示，连接区268可以具有小于最大穿透深度Dp的 长度，在这种情况下，二次流动282将延伸穿过连接区268并且朝向隔离区 270重新引导。在后一种情况下，连接区268的长度Lc1和Lc2之和大于最大 穿透深度Dp，使得二次流动282不会延伸到隔离区270中。无论连接区268 的长度Lcon是大于穿透深度Dp还是连接区268的长度Lc1和Lc2之和大于穿 透深度Dp，不会超过最大速度Vmax的第一介质254在通道264中的流动278 都将产生具有穿透深度Dp的二次流动，并且在隔绝围栏266的隔离区270中的微物体(未示出，但可以与图2C中所示的微物体246相同或基本相似) 将不会被通道264中的第一介质254的流动278从隔离区270中拉出。通道 264中的流动278也不会将来自通道264的杂物(未示出)带入隔绝围栏266 的隔离区270中。如此，扩散是通道264中的第一介质254中的组分可以从 通道264移动到隔绝围栏266的隔离区270中的第二介质258中的唯一机制。 类似地，扩散是隔绝围栏266的隔离区270中的第二介质258中的组分可以 从隔离区270移动到通道264中的第一介质254的唯一机制。第一介质254 可以是与第二介质258相同的介质，或者第一介质254可以是与第二介质258 不同的介质。或者，第一介质254和第二介质258可以开始相同，然后变得 不同，例如通过隔离区270中的一个或多个单元对第二介质进行调节，或者 通过改变流过通道264的介质。
如图2E所示，通道264中的通道264的宽度Wch(即，横向于通过图 2D中的箭头278所指示的通道的流体介质流动的方向所取的方向)可以基本 垂直于近侧开口274的宽度Wcon1并且因此基本平行于远侧开口276的宽度 Wcon2。然而，近侧开口274的宽度Wcon1和远侧开口276的宽度Wcon2不必基 本上彼此垂直。例如，近侧开口274的宽度Wcon1所定向的轴线(未示出) 与远侧开口276的宽度Wcon2所定向的另一轴线之间的角度可以不是垂直的， 因此不是90°。可选方位角度的示例包括以下任何范围内的角度：约30°至约 90°，约45°至约90°，约60°至约90°等。
在隔绝围栏(例如124、126、128、130、224、226、228或266)的各 种实施例中，隔离区(例如240或270)被配置为包含多个微物体。在其他 实施例中，隔离区可以被配置为仅包含一个、两个、三个、四个、五个或类 似的相对较少数量的微物体。因此，隔离区的容积可以是例如至少1x106、 2x106、4x106、6x106立方微米或更多。
在隔绝围栏的各种实施例中，近侧开口(例如，234)处的通道(例如， 122)的宽度Wch可以在以下范围中的任何一个范围内：约50-1000微米、 50-500微米、50-400微米、50-300微米、50-250微米、50-200微米、50-150 微米、50-100微米、70-500微米、70-400微米、70-300微米、70-250微米、 70-200微米、70-150微米、90-400微米、90-300微米、90-250微米、90-200 微米、90-150微米、100-300微米、100-250微米、100-200微米、100-150 微米、和100-120微米。在一些其他实施例中，近侧开口(例如234)处的 通道(例如，122)的宽度Wch可以在约200-800微米、200-700微米或200-600 微米的范围内。以上仅是示例，并且通道122的宽度Wch可以处于其他范围 内(例如，由上面列出的任何端点限定的范围)。此外，在通道的除了隔绝围 栏的近侧开口处之外的区域中，通道122的Wch可以被选择为处于这些范围中的任何范围中。
在一些实施例中，隔绝围栏具有约30至约200微米或约50至约150微 米的高度。在一些实施例中，隔绝围栏的截面积为约1x104–3x106平方微 米、2x104–2x106平方微米、4x104–1x106平方微米、2x104–5x105平方 微米、2x104–1x105平方微米或约2x105–2x106平方微米。
在隔绝围栏的各种实施例中，近侧开口(例如，234)处的通道(例如， 122)的高度Hch可以在以下范围中的任何一个范围内：20-100微米、20-90 微米、20-80微米、20-70微米、20-60微米、20-50微米、30-100微米、30-90 微米、30-80微米、30-70微米、30-60微米、30-50微米、40-100微米、40-90 微米、40-80微米、40-70微米、40-60微米或40-50微米。以上仅是示例， 并且通道(例如122)的高度Hch可以处于其他范围(例如，由以上列出的任 何端点所定义的范围)中。在通道的除隔绝围栏的近侧开口处之外的区域中， 通道122的高度Hch可以被选择为在任何一个这些范围内。
在隔绝围栏的各种实施例中，近侧开口(例如，234)处的通道(例如， 122)的截面积可以在以下范围中的任何一个范围内：500-50,000平方微米、 500-40,000平方微米、500-30,000平方微米、500-25,000平方微米、500-20,000 平方微米、500-15,000平方微米、500-10,000平方微米、500-7,500平方微米、 500-5,000平方微米、1,000-25,000平方微米、1,000-20,000平方微米、 1,000-15,000平方微米、1,000-10,000平方微米、1,000-7,500平方微米、 1,000-5,000平方微米、2,000-20,000平方微米、2,000-15,000平方微米、 2,000-10,000平方微米、2,000-7,500平方微米、2,000-6,000平方微米、 3,000-20,000平方微米、3,000-15,000平方微米、3,000-10,000平方微米、 3,000-7,500平方微米或3,000至6,000平方微米。前述仅仅是示例，并且近 侧开口(例如，234)处的通道(例如，122)的截面可以处于其他范围(例 如，由以上列出的任何端点限定的范围)内。
在隔绝围栏的各种实施例中，连接区(例如，236)的长度Lcon可以处于 以下范围中的任一个：约1-600微米、5-550微米、10-500微米、15-400微 米、20-300微米、20-500微米、40-400微米、60-300微米、80-200微米或约 100-150微米。以上仅是示例，并且连接区(例如236)的长度Lcon可以处于 与前述示例不同的范围(例如，由上面列出的任何端点限定的范围)中。
在隔绝围栏的各种实施例中，在近侧开口(例如，234)处的连接区(例 如，236)的宽度Wcon可以处于以下范围中的任一个：20-500微米、20-400 微米、20-300微米、20-200微米、20-150微米、20-100微米、20-80微米、 20-60微米、30-400微米、30-300微米、30-200微米、30-150微米、30-100 微米、30-80微米、30-60微米、40-300微米、40-200微米、40-150微米、40-100 微米、40-80微米、40-60微米、50-250微米、50-200微米、50-150微米、50-100 微米、50-80微米、60-200微米、60-150微米、60-100微米、60-80微米、70-150 微米、70-100微米和80-100微米。前述仅仅是示例，并且近侧开口(例如， 234)处的连接区(例如，236)的宽度Wcon可以不同于前述示例(例如，由 以上列出的任何端点限定的范围)。
在隔绝围栏的各种实施例中，近侧开口(例如，234)处的连接区(例如， 236)的宽度Wcon可以至少与隔绝围栏所要用于的微物体(例如，可以是T 细胞、B细胞或卵子或胚胎的生物细胞)的最大尺寸一样大。例如，在卵母 细胞、卵子或胚胎将被放入的隔绝围栏的近侧开口234处的连接区236的宽 度Wcon可以处于以下范围中的任何一个范围：约100微米、约110微米、约 120微米、约130微米、约140微米、约150微米、约160微米、约170微 米、约180微米、约190微米、约200微米、约225微米、约250微米、约 300微米或约100-400微米、约120微米-350微米、约140-200-200、300微 米、或约140-200微米。前述仅仅是示例，并且近侧开口(例如，234)处的 连接区(例如，236)的宽度Wcon可以不同于前述示例(例如，由以上列出 的任何端点限定的范围)。
在隔绝围栏的各种实施例中，连接区的近侧开口的宽度Wpr可以至少与 隔绝围栏所要用于的微物体(例如，诸如细胞的生物微物体)的最大尺寸一 样大。例如，宽度Wpr可以是约50微米，约60微米，约100微米，约200 微米，约300微米或者可以在约50-300微米，约50-200微米，约50-100微 米，约75-150微米，约75-100微米或约200-300微米。
在隔绝围栏的各种实施例中，连接区(例如236)的长度Lcon与近侧开 口234处的连接区(例如236)的宽度Wcon的比率可以大于或等于以下任一 比率：0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、 10.0或更大。前述仅是示例，并且连接区236的长度Lcon与近侧开口234处 的连接区236的宽度Wcon的比率可以与前述示例不同。
在微流体设备100、200、230、250、280、290、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、 1900、2000、2100、2200的各种实施例中，Vmax可设定为约0.2、0.3、0.4、 0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5微升/秒。
在具有隔绝围栏的微流体设备的各种实施例中，隔绝围栏的隔离区(例 如，240)的容积可以是例如至少5x105、8x105、1x106、2x106、4x106、6x106、 8x106、1x107、5x107、1x108、5x108或8x108立方微米或更大。在具有隔绝围 栏的微流体设备的各种实施例中，隔绝围栏的容积可以是约5x105、6x105、 8x105、1x106、2x106、4x106、8x106、1x107、3x107、5x107或约8x107立方微 米或更大。在一些其他实施例中，隔绝围栏的容积可以是约1纳升至约50纳升、2纳升至约25纳升、2纳升至约20纳升、约2纳升至约15纳升或约 2纳升至约10纳升。
在各种实施例中，微流体设备具有如本文讨论的任何实施例中配置的隔 绝围栏，其中微流体设备具有约5至约10个隔绝围栏、约10至约50个隔绝 围栏、约100至约500个隔绝围栏；约200至约1000个隔绝围栏、约500 至约1500个隔绝围栏、约1000至约2000个隔绝围栏或约1000至约3500 个隔绝围栏。隔绝围栏不需要全部具有相同的尺寸，并且可以包括多种配置 (例如，隔绝围栏内的不同宽度、不同特征)。
图2G示出了根据一个实施例的微流体设备280。图2G中示出了微流体 设备280是微流体设备100的程式化图。实际上，微流体设备280及其组成 回路元件(例如通道122和隔绝围栏128)将具有本文讨论的尺寸。图2G中 示出的微流体回路120具有两个端口107、四个不同通道122和四个不同流 动路径106。微流体设备280进一步包括在每个通道122打开的多个隔绝围 栏。在图2G所示的微流体设备中，隔绝围栏具有与图2C所示的围栏相似的 几何形状，因此具有连接区和隔离区两者。因此，微流体回路120包括被扫 过的区域(例如，通道122和连接区236的在二次流动244的最大穿透深度 Dp内的部分)和未被扫过的区域(例如，隔离区240和连接区236不在二次 流动244的最大穿透深度Dp内的部分)。
图3A至图3B示出了可用于操作和观察根据本发明的微流体设备(例如 100、200、230、250、280、290、400、500、600、700、800、900、1000、 1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200)的系统150的各种实施例。如图3A所示，系统150可以包括被配置 为容纳微流体设备100(未示出)或本文描述的任何其他微流体设备的结构(“巢”)300。巢300可以包括能够与微流体设备320(例如，光致动电动设 备100)接口并提供从电源192到微流体设备320的电连接的插座302。巢 300可以进一步包括集成的电信号生成子系统304。电信号生成子系统304 可以被配置为向插座302提供偏置电压，使得当微流体设备320由插座302 保持时，偏置电压被施加在微流体设备320中的一对电极上。因此，电信号 生成子系统304可以是电源192的一部分。向微流体设备320施加偏置电压 的能力并不意味着当微流体设备320由插座302保持时将始终施加偏置电压。 而是，在大多数情况下，将间歇地(例如，仅在需要时)施加偏置电压，以 便于微流体设备320中的电动力(例如介电电泳或电润湿)的产生。
如图3A所示，巢300可以包括印刷电路板组件(PCBA)322。电信号 生成子系统304可以安装在并且电集成到PCBA 322中。示例性支撑件还包 括安装在PCBA 322上的插座302。
通常，电信号生成子系统304将包括波形发生器(未示出)。电信号生成 子系统304还可以包括示波器(未示出)和/或被配置为放大从波形发生器接 收的波形的波形放大电路(未示出)。示波器(如果存在的话)可以被配置为 测量提供给由插座302保持的微流体设备320的波形。在某些实施例中，示 波器测量在微流体设备320近侧(并且在波形发生器的远侧)的位置处的波 形，从而确保更准确地测量实际施加到设备的波形。从示波器测量中获得的 数据可以例如作为反馈提供给波形发生器，并且波形发生器可以被配置为基 于这种反馈来调整其输出。一个合适的组合波形发生器和示波器的示例是 Red PitayaTM。
在某些实施例中，巢300还包括控制器308，诸如用于感测和/或控制电 信号生成子系统304的微处理器。合适的微处理器的示例包括ArduinoTM微 处理器，例如ArduinoNanoTM。控制器308可以用于执行功能和分析，或者 可以与外部主控制器154(在图1A中示出)通信以执行功能和分析。在图 3A所示的实施例中，控制器308通过接口310(例如插头或连接器)与主控 制器154通信。
在一些实施例中，巢300可以包括电信号生成子系统304，其包括Red PitayaTM波形发生器/示波器单元(“Red Pitaya单元”)和放大由Red Pitaya单 元生成的波形并传递放大的电压到微流体设备100的波形放大电路。在一些 实施例中，Red Pitaya单元被配置成测量微流体设备320处的放大电压，然 后根据需要调整其自己的输出电压，使得微流体设备320处的测量电压是期 望值。在一些实施例中，波形放大电路可具有由安装在PCBA 322上的一对 DC-DC转换器产生的+6.5V至-6.5V电力供应，从而在微流体设备100处产 生高达13Vpp的信号。
如图3A所示，支撑结构300可以进一步包括热控制子系统306。热控制 子系统306可以被配置成调节由支撑结构300保持的微流体设备320的温度。 例如，热控制子系统306可以包括帕尔贴(Peltier)热电设备(未示出)和 冷却单元(未示出)。帕尔贴热电设备可具有配置成与微流体设备320的至少 一个表面相交界的第一表面。冷却单元可以是例如冷却块(未示出)，例如液 体冷却铝块。帕尔贴热电设备的第二表面(例如，与第一表面相对的表面) 可以被配置为与这种冷却块的表面相交界。冷却块可以连接到流体路径314， 流体路径314配置成使冷却流体循环通过冷却块。在图3A所示的实施例中， 支撑结构300包括入口316以及出口318，以接收来自外部储存器(未示出) 的冷却流体，将冷却流体引入流体路径314并通过冷却块，然后将冷却流体 返回到外部储存器。在一些实施例中，帕尔贴热电设备、冷却单元和/或流体 路径314可以安装在支撑结构300的壳体312上。在一些实施例中，热控制 子系统306被配置为调节帕尔贴热电设备的温度，以便实现微流体设备320 的目标温度。帕尔贴热电设备的温度调节可以例如通过诸如PololuTM热电电 源(Pololu机器人技术和电子集团)的热电电源来实现。热控制子系统306 可以包括反馈电路，诸如由模拟电路提供的温度值。或者，反馈电路可以由 数字电路提供。
在一些实施例中，巢300可以包括具有反馈电路的热控制子系统306， 该反馈电路是模拟分压器电路(未示出)，其包括电阻器(例如电阻为1kOhm +/-0.1％，温度系数+/-0.02ppm/C0)和NTC热敏电阻(例如标称电阻为1kOhm +/-0.01％)。在一些情况下，热控制子系统306测量来自反馈电路的电压， 然后使用所计算的温度值作为板载PID控制回路算法的输入。来自PID控制 回路算法的输出可驱动例如PololuTM马达驱动器(未示出)上的定向和脉冲 宽度调制信号引脚，以致动热电电源，从而控制帕尔贴热电设备。
巢300可以包括串行端口324，其允许控制器308的微处理器经由接口 310(未示出)与外部主控制器154通信。另外，控制器308的微处理器可以 与电信号生成子系统304和热控制子系统306通信(例如，经由Plink工具 (未示出))。因此，通过控制器308、接口310和串行端口324的组合，电 信号生成子系统304和热控制子系统306可以与外部主控制器154通信。以 这种方式，主控制器154尤其可以通过执行用于输出电压调整的缩放计算来 辅助电信号生成子系统304。经由耦合到外部主控制器154的显示设备170 提供的图形用户界面(GUI)(未示出)可以被配置为绘制分别从热控制子系 统306和电信号生成子系统304获得的温度和波形数据。可替代地或另外地， GUI可以允许更新控制器308、热控制子系统306和电信号生成子系统304。
如上所述，系统150可以包括成像设备194。在一些实施例中，成像设 备194包括光调制子系统330(参见图3B)。光调制子系统330可以包括数 字镜设备(DMD)或微型快门阵列系统(MSA)，其中的任一个都可以被配 置为接收来自光源332的光并且将所接收的光的子组传输到显微镜350的光 具组中。或者，光调制子系统330可以包括产生其自己的光(并因此不需要 光源332)的设备，例如有机发光二极管显示器(OLED)、硅基液晶(LCOS) 设备、铁电液晶硅设备(FLCOS)或透射式液晶显示器(LCD)。光调制子 系统330可以是例如投影仪。因此，光调制子系统330能够发射结构化光和 非结构化光。合适的光调制子系统330的一个示例是来自Andor技术TM的 MosaicTM系统。在某些实施例中，系统150的成像模块164和/或动力模块 162可以控制光调制子系统330。
在某些实施例中，成像设备194还包括显微镜350。在这样的实施例中， 巢300和光调制子系统330可以被单独配置成安装在显微镜350上。显微镜 350可以是例如标准研究级光学显微镜或荧光显微镜。因此，巢300可以被 配置成安装在显微镜350的载物台344上和/或光调制子系统330可以被配置 成安装在显微镜350的端口上。在其他实施例中，这里描述的巢300和光调 制子系统330可以是显微镜350的整体部件。
在某些实施例中，显微镜350可以进一步包括一个或更多个检测器348。 在一些实施例中，检测器348由成像模块164控制。检测器348可以包括目 镜、电荷耦合器件(CCD)、相机(例如数字相机)或其任何组合。如果存 在至少两个检测器348，则一个检测器可以是例如快速帧速率相机，而另一 个检测器可以是高灵敏度相机。此外，显微镜350可以包括配置成接收来自 微流体设备320的反射光和/或发射光并且将反射光和/或发射光的至少一部分聚焦在一个或更多个检测器348上的光具组。显微镜的光具组还可以包括 用于不同检测器的不同镜筒透镜(未示出)，使得每个检测器上的最终放大率 可以不同。
在某些实施例中，成像设备194被配置为使用至少两个光源。例如，可 以使用第一光源332来产生结构化光(例如，经由光调制子系统330)，并且 可以使用第二光源334来提供非结构化光。第一光源332可以产生用于光致 电激励和/或荧光激发的结构化光，并且第二光源334可以用于提供明场照明。 在这些实施例中，动力模块164可以用于控制第一光源332并且成像模块164 可以用于控制第二光源334。显微镜350的光具组可以被配置为(1)当设备 被巢300保持时，接收来自光调制子系统330的结构化光并且将结构化光聚 焦在微流体设备(例如光致电动设备)中的至少第一区域上，以及(2)接收 来自微流体设备的反射光和/或发射光并且将这种反射光和/或发射光的至少 一部分聚焦到检测器348上。光具组还可以被配置成当设备被巢300保持时 接收来自第二光源的非结构化光并将非结构化光聚焦在微流体设备的至少第 二区域上。在某些实施例中，微流体设备的第一区域和第二区域可以是重叠 区域。例如，第一区域可以是第二区域的子组。
在图3B中，第一光源332被示为将光提供给光调制子系统330，光调制 子系统330向系统355(未示出)的显微镜350的光具组提供结构化光。第 二光源334被示为经由分束器336将非结构化的光提供给光具组。来自光调 制子系统330的结构化光和来自第二光源334的非结构化光从分束器336穿 过光具组一起行进，到达第二分束器(或二向色滤波器338，取决于由光调 制子系统330提供的光)，其中光被反射向下通过物镜336到达样本平面342。然后，来自样本平面342的反射光和/或发射光向上返回穿过物镜340，穿过 分束器和/或二向色滤光器338，并且到达二向色滤光器346。只有到达二向 色滤光器346的一部分光穿过并且到达检测器348。
在一些实施例中，第二光源334发射蓝光。利用适当的二向色滤光器346， 从样品平面342反射的蓝光能够穿过二向色滤光器346并到达检测器348。 相反，来自光调制子系统330的结构化光从样品平面342反射，但不穿过二 向色滤光器346。在这个示例中，二向色滤光器346滤除波长大于495nm的 可见光。如果从光调制子系统发射的光不包括短于495nm的任何波长，则来 自光调制子系统330的光的这种滤除才算完成(如图所示)。实际上，如果来 自光调制子系统330的光包括短于495nm的波长(例如，蓝色波长)，则来 自光调制子系统的一些光将穿过滤波器346到达检测器348。在这样的实施 例中，滤波器346用于改变从第一光源332和第二光源334到达检测器348 的光量之间的平衡。如果第一光源332明显强于第二光源334，则这可以是 有益的。在其他实施例中，第二光源334可以发射红光，并且二向色滤光器 346可以滤除除红光之外的可见光(例如具有短于650nm的波长的可见光)。
涂覆溶液和涂覆试剂。不希望受理论限制，当微流体设备的至少一个或 更多个内表面已得到调理或涂覆，以呈现提供微流体设备与其中维持的生物 微物体之间的主要界面的有机和/或亲水分子层时，可以促进在微流体设备 (例如，DEP配置的和/或EW配置的微流体设备)内维持(即，生物微物体 在微流体设备内表现出增强的活力、更大的扩增和/或更大的便携性)生物微 物体(例如，生物细胞)。在一些实施例中，微流体设备的一个或更多个内表 面(例如，DEP配置的微流体设备的电极活化衬底的内表面、微流体设备的 盖和/或回路材料的表面)可以用涂覆溶液和/或涂覆试剂处理或改性，以产 生所需的有机和/或亲水分子层。
涂覆可以在引入生物微物体之前或之后施加，或者可以与生物微物体同 时引入。在一些实施例中，生物微物体可以在包含一种或更多种涂覆试剂的 流体介质中输入微流体设备中。在其他实施例中，微流体设备(例如，DEP 配置的微流体设备)的内表面在将生物微物体引入微流体设备之前用包含涂 覆试剂的涂覆溶液处理或“涂底漆”。
在一些实施例中，微流体设备的至少一个表面包括涂覆材料，其提供适 于维持和/或扩增生物微物体的有机和/或亲水分子层(例如提供如下面所述 的经调理表面)。在一些实施例中，微流体设备的基本上所有内表面都包括涂 覆材料。涂覆的内表面可包括流动区(例如，通道)、腔室或隔绝围栏的表面 或其组合。在一些实施例中，多个隔绝围栏中的每一个具有至少一个内表面 涂有涂覆材料。在其他实施例中，多个流动区或通道中的每一个具有至少一 个内表面涂覆有涂覆材料。在一些实施例中，多个隔绝围栏中的每一个和多个通道中的每一个的至少一个内表面都涂覆有涂覆材料。
涂覆试剂/溶液。可以使用任何方便的涂覆试剂/涂覆溶液，包括但不限 于：血清或血清因子、牛血清白蛋白(BSA)、聚合物、去污剂、酶及其任何 组合。
聚合物类涂覆材料。至少一个内表面可包括包含聚合物的涂覆材料。聚 合物可以与至少一个表面共价或非共价结合(或可以非特异性地粘附)。聚合 物可具有多种结构基序，例如，嵌段聚合物(和共聚物)、星形聚合物(星形 共聚物)和接枝或梳形聚合物(接枝共聚物)中发现的所有结构基序，所有 这些都可适用于本文公开的方法。
聚合物可包括含有亚烃醚部分的聚合物。多种含亚烃醚的聚合物可适用 于本文所述的微流体设备。一类非限制性示例性的含亚烃醚的聚合物是两亲 性非离子嵌段共聚物，其包括聚合物链内不同比例和位置的聚环氧乙烷(PEO) 和聚环氧丙烷(PPO)亚单元的嵌段。
聚合物(BASF)是这种类型 的嵌段共聚物，并且在本领域中已知适合与活细胞接触时使用。聚合物的平 均分子量Mw可以为约2000Da至约20KDa。在一些实施例中，PEO-PPO嵌 段共聚物可具有大于约10(例如，约12-18)的亲水-亲油平衡(HLB)。可 用于产生涂覆表面的特定
聚合物包括
L44、L64、P85和 F127(包括F127NF)。另一类含亚烃醚的聚合物是聚乙二醇(PEG Mw<100,000Da)或聚环氧乙烷(PEO，Mw>100,000)。在一些实施例中，PEG 可具有约1000Da、5000Da、10,000Da或20,000Da的Mw。
在其他实施例中，涂覆材料可包括含有羧酸部分的聚合物。羧酸亚单元 可以是含有亚单元的烷基、链烯基或芳族部分。一个非限制性示例是聚乳酸 (PLA)。在其他实施例中，涂覆材料可包括含有磷酸酯部分(在聚合物主链 的末端或在聚合物主链的侧基上)的聚合物。在其他实施例中，涂覆材料可 包括含有磺酸部分的聚合物。磺酸亚单元可以是含有亚单元的烷基、链烯基 或芳族部分。一个非限制性示例是聚苯乙烯磺酸(PSSA)或聚茴脑磺酸。在 进一步的实施例中，涂覆材料可包括含有胺部分的聚合物。聚氨聚合物可包 括天然聚氨聚合物或合成聚氨聚合物。天然聚氨的示例包括精胺、亚精胺和 腐胺。
在其他实施例中，涂覆材料可包括含有糖部分的聚合物。在非限制性示 例中，诸如黄原胶或葡聚糖的多糖可适合于形成可减少或防止微流体设备中 的细胞粘附的材料。例如，大小为约3kDa的葡聚糖聚合物可用于为微流体 设备内的表面提供涂覆材料。
在其他实施例中，涂覆材料可包括含有核苷酸部分的聚合物，即核酸， 其可具有核糖核苷酸部分或脱氧核糖核苷酸部分，从而提供聚电解质表面。 核酸可仅含有天然核苷酸部分或可含有非天然核苷酸部分，其包含碱基、核 糖或磷酸酯部分的类似物，例如7-脱氮腺嘌呤、戊糖、甲基膦酸酯或硫代磷 酸酯部分，但不限于此。
在其他实施例中，涂覆材料可包括含有氨基酸部分的聚合物。含有氨基 酸部分的聚合物可包括含天然氨基酸的聚合物或含非天然氨基酸的聚合物， 其中任一种可包括肽、多肽或蛋白质。在一个非限制性示例中，蛋白质可以 是牛血清白蛋白(BSA)和/或血清(或多种不同血清的组合)，其包含白蛋 白和/或一种或更多种其他类似蛋白质作为涂覆试剂。血清可以来自任何方便 的来源，包括但不限于胎牛血清、绵羊血清、山羊血清、马血清等。在某些 实施例中，涂覆溶液中的BSA以约1mg/mL至约100mg/mL的形式的范围存 在，包括5mg/mL、10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL、40mg/mL、50mg/mL、 60mg/mL、70mg/mL、80mg/mL、90mg/mL、或更多或介于之间。在某些 实施例中，涂覆溶液中的血清可以以约20％(v/v)至约50％v/v形式的范围 存在，包括25％、30％、35％、40％、45％、或更多或介于其间。在一些实 施例中，BSA可以作为涂覆试剂以5mg/mL存在于涂覆溶液中，而在其他实 施例中，BSA可以作为涂覆试剂以70mg/mL存在于涂覆溶液中。在某些实 施例中，血清作为涂覆试剂以30％存在于涂覆溶液中。在一些实施例中，可 以在涂覆材料内提供细胞外基质(ECM)蛋白质，用于优化细胞粘附以促进 细胞生长。可包含在涂覆材料中的细胞基质蛋白可包括但不限于胶原蛋白、 弹性蛋白、含RGD的肽(例如纤连蛋白)或层粘连蛋白。在其他实施例中， 可以在微流体设备的涂覆材料内提供生长因子、细胞因子、激素或其他细胞 信号传导物种。
在一些实施例中，涂覆材料可包括含有环氧烷烃部分、羧酸部分、磺酸 部分、磷酸酯部分、糖部分、核苷酸部分或氨基酸部分中多于一种的聚合物。 在其他实施例中，聚合物调理表面可包括多于一种聚合物的混合物，每种聚 合物具有环氧烷部分、羧酸部分、磺酸部分、磷酸酯部分、糖部分、核苷酸 部分和/或氨基酸部分，其可以是独立地或同时地掺入涂覆材料中。
共价连接的涂覆材料。在一些实施例中，所述至少一个内表面包括共价 连接的分子，所述分子提供适于维持/扩增微流体设备内的生物微物体的有机 和/或亲水分子层，为这些细胞提供经调理表面。
共价连接的分子包括连接基团，其中连接基团共价连接到微流体设备的 一个或更多个表面，如下所述。连接基团还与被配置为提供适于维持/扩增生 物微物体的有机和/或亲水分子层的部分共价连接。
在一些实施例中，配置成提供适于维持/扩增生物微物体的有机和/或亲 水分子层的共价连接部分可包括烷基或氟代烷基(包括全氟烷基)部分；单 糖或多糖(可包括但不限于葡聚糖)；醇类(包括但不限于炔丙醇)；多元醇， 包括但不限于聚乙烯醇；亚烃醚，包括但不限于聚乙二醇；聚电解质(包括 但不限于聚丙烯酸或聚乙烯膦酸)；氨基(包括其衍生物，例如但不限于烷基 化胺、羟烷基化氨基、胍基和含有未芳香化的氮环原子的杂环基，例如但不 限于吗啉基或哌嗪基)；羧酸，包括但不限于丙炔酸(可提供羧酸盐阴离子表 面)；膦酸，包括但不限于乙炔基膦酸(可提供膦酸盐阴离子表面)；磺酸根 阴离子；羧基甜菜碱；磺酸甜菜碱；氨基磺酸；或氨基酸。
在各种实施例中，配置成提供适于维持/扩增微流体设备中的生物微物体 的有机和/或亲水分子层的共价连接部分可包括非聚合部分，例如烷基部分、 诸如氟烷基部分的取代烷基部分(包括但不限于全氟烷基部分)、氨基酸部分、 醇部分、氨基部分、羧酸部分、膦酸部分、磺酸部分、氨基磺酸部分或糖部 分。或者，共价连接的部分可包括聚合部分，其可以是上述任何部分。
在一些实施例中，共价连接的烷基部分可包含形成直链的碳原子(例如， 至少10个碳或至少14、16、18、20、22或更多个碳的直链)并且可以是无 支链的烷基部分。在一些实施例中，烷基可包括取代烷基(例如，烷基中的 一些碳可被氟化或全氟化)。在一些实施例中，烷基可包括连接至第二片段的 第一片段，第一片段可包括全氟烷基，第二片段可包括未取代烷基，其中第 一片段和第二片段可直接或间接连接(例如，通过醚键的方式)。烷基的第一 片段可位于连接基团的远端，并且烷基的第二片段可位于连接基团的近端。
在其他实施例中，共价连接部分可包括至少一个氨基酸，其可包括多于 一种类型的氨基酸。因此，共价连接部分可包括肽或蛋白质。在一些实施例 中，共价连接部分可包括氨基酸，其可提供两性离子表面以支持细胞生长、 活力、便携性或其任何组合。
在其他实施例中，共价连接部分可包括至少一个环氧烷部分，并且可包 括如上所述的任何环氧烷聚合物。一类有用的含亚烃醚的聚合物是聚乙二醇 (PEG Mw<100,000Da)或者聚环氧乙烷(PEO，Mw>100,000)。在一些实 施例中，PEG可具有约1000Da、5000Da、10,000Da或20,000Da的Mw。
共价连接部分可包括一种或更多种糖。共价连接的糖可以是单糖、二糖 或多糖。可以改性共价连接的糖以引入反应性配对部分，其允许偶联或精制 以附着于表面。示例性的反应性配对部分可包括醛、炔烃或卤素部分。多糖 可以以随机方式改性，其中可以改性每种糖单体或仅改性多糖内的一部分糖 单体以提供可以直接或间接偶联至表面的反应性配对部分。一个示例可以包 括葡聚糖多糖，其可以通过未支化的接头间接地偶联到表面。
共价连接部分可包括一个或更多个氨基。氨基可以是取代的胺部分、胍 部分、含氮杂环部分或杂芳基部分。含氨基的部分可以具有允许微流体设备 内(并且任选地，在隔绝围栏和/或流动区(例如，通道)内)的环境的pH 改变的结构。
提供经调理表面的涂覆材料可以仅包含一种共价连接部分，或者可以包 括多于一种的不同种类的共价连接部分。例如，氟烷基调理表面(包括全氟 烷基)可具有全部相同的多个共价连接部分，例如具有相同的连接基团和与 表面的共价附着、相同的总长度和相同数量的包含氟代烷基部分的氟亚甲基 单元。或者，涂覆材料可具有附着于表面的多于一种的共价连接部分。例如， 涂覆材料可包括具有共价连接的烷基或氟代烷基部分(具有指定数量的亚甲 基或氟亚甲基单元)的分子，并且还可包括另一组分子，其具有共价附着到具有更多数量的亚甲基或氟亚甲基单元的烷基或氟代烷基链的带电荷部分， 其可提供在涂覆表面上呈现较大部分的能力。在这种情况下，具有不同的、 空间要求较低的末端和较少的主链原子的第一组分子可以帮助使整个衬底表 面功能化，从而防止与构成衬底本身的硅/氧化硅、氧化铪或氧化铝的不期望 的粘附或接触。在另一个示例中，共价连接部分可以提供在表面上以随机方 式呈现交替电荷的两性离子表面。
经调理表面特性。除了经调理表面的组成之外，诸如疏水材料的物理厚 度的其他因素可以影响DEP力。各种因素可以改变经调理表面的物理厚度， 例如在衬底上形成经调理表面的方式(例如，气相沉积、液相沉积、旋涂、 浸渍和静电涂覆)。在一些实施例中，经调理表面的厚度的范围为约1nm至 约10nm；约1nm至约7nm；约1nm至约5nm；或其间的任何个别值。在其 他实施例中，由共价连接部分形成的经调理表面可具有约10nm至约50nm 的厚度。在各种实施例中，如本文所述制备的经调理表面具有小于10nm的 厚度。在一些实施例中，经调理表面的共价连接部分可在共价连接至微流体 设备的表面(例如，DEP配置的衬底表面)时形成单层，并且可具有小于10nm 的厚度(例如，小于5nm，或约1.5至3.0nm)。这些值与
(Asahi Glass 公司，日本)含氟聚合物旋涂(其厚度在约30nm的范围内)形成鲜明对比。 在一些实施例中，经调理表面不需要完美形成的单层，以适于在DEP配置的 微流体设备内的操作。
在各种实施例中，提供微流体设备的经调理表面的涂覆材料可提供所需 的电性质。不受理论的限制，影响涂覆有特定涂覆材料的表面的鲁棒性的一 个因素是固有电荷捕集。不同的涂覆材料可能捕集电子，这可能导致涂覆材 料的破坏。涂覆材料中的缺陷可能增加电荷捕集并导致涂覆材料的进一步破 坏。类似地，不同的涂覆材料具有不同的介电强度(即导致介电击穿的最小 施加电场)，这可能影响电荷捕集。在某些实施例中，涂覆材料可具有整体结 构(例如，致密堆积的单层结构)，其减少或限制电荷捕集量。
除了其电性质之外，经调理表面还可具有有益于与生物分子一起使用的 性质。例如，含有氟化(或全氟化)碳链的经调理表面可提供相对于烷基封 端链的减少表面结垢量的益处。如本文所用，表面污垢是指在微流体设备的 表面上不加区别材料的沉积量，其可包括例如蛋白质及其降解产物、核酸和 相应降解产物等生物材料的永久或半永久沉积。
单一或多部分经调理表面。共价连接涂覆材料可以通过已经含有以下部 分的分子的反应来形成，该部分配置成提供适于维持/扩增微流体设备中的生 物微物体的有机和/或亲水分子层，如同如下面所描述的。或者，共价连接涂 覆材料可以通过将被配置成提供适于维持/扩增生物微物体的有机和/或亲水 分子层的部分偶联至本身已与表面共价连接的表面改性配体而形成为两部分 序列。
制备共价连接涂覆材料的方法。在一些实施例中，共价连接至微流体设 备表面(例如，包括隔绝围栏和/或流动区的至少一个表面)的涂覆材料具有 式1或式2的结构。当在一个步骤中将涂覆材料引入表面时，它具有式1的 结构，而当以多步骤过程引入涂覆材料时，它具有式2的结构。
涂覆材料可以共价连接到DEP配置或EW配置的衬底的表面的氧化物。 DEP或EW配置的衬底可包括硅、氧化硅、氧化铝或氧化铪。氧化物可以作 为衬底的天然化学结构的一部分存在，或者可以如下所述引入。
涂覆材料可以通过连接基团(“LG”)与氧化物附接，该连接基团可以是 由硅氧烷或膦酸基团与氧化物反应形成的甲硅烷氧基或膦酸酯基团。配置成 在微流体设备中提供适于维持/扩增生物微物体的有机和/或亲水分子层的部 分可以是本文所述的任何部分。连接基团LG可以直接或间接连接到配置成 提供适于维持/扩增微流体设备中的生物微物体的有机和/或亲水分子层的部 分。当连接基团LG直接连接至该部分时，不存在任选的连接基(“L”)且n 为0。当连接基团LG间接连接到该部分时，存在连接基L并且n为1。连接 基L可以具有线性部分，其中线性部分的主链可以包括1至200个选自硅、 碳、氮、氧、硫和磷原子的任何组合的非氢原子，其受到化学键合限制，如 在本领域中已知的。它可以被从醚、氨基、羰基、酰氨基或膦酸酯基团、亚 芳基、亚杂芳基或杂环基团组成的组中选择的一个或更多个的任意组合中断。 在一些实施例中，连接基L的主链可包含10至20个原子。在其他实施例中， 连接基L的主链可包含约5个原子至约200个原子；大约10个原子到大约 80个原子；大约10个原子到大约50个原子；或大约10个原子到大约40个 原子。在一些实施例中，主链原子都是碳原子。
在一些实施例中，配置成提供适于维持/扩增生物微物体的有机和/或亲 水分子层的部分可以在多步骤过程中添加到衬底的表面，并且具有式2的结 构，如上所示。该部分可以是上述任何部分。
在一些实施例中，偶联基团CG代表来自反应部分Rx和反应配对部分 Rpx(即，配置为与反应部分Rx反应的部分)的反应的所得基团。例如，一 个典型的偶联基团CG可以包括甲酰胺基，其是氨基与羧酸衍生物反应的结 果，例如活化酯、酰基氯等。其他CG可包括三唑基、甲酰胺基、硫代酰胺 基、肟基、巯基、二硫化物、醚或烯基，或可在反应部分与其各自的反应配 对部分反应时形成的任何其它合适的基团。偶联基团CG可以位于连接基L 的第二端(即，配置成提供适于维持/扩增微流体设备中的生物微物体的有机 和/或亲水分子层的部分的近端)，其可以包括如上所述的任何元素组合。在 一些其它实施例中，偶联基团CG可以中断连接基L的主链。当偶联基团CG 是三唑基时，它可以是Click偶联反应产生的产物并且可以进一步被取代(例 如，二苯并环辛烯基稠合三唑基)。
在一些实施例中，使用化学气相沉积将涂覆材料(或表面改性配体)沉 积在微流体设备的内表面上。可任选地改进气相沉积工艺，例如，通过暴露 于溶剂浴、超声处理或其组合来预清洁盖110、微流体回路材料116和/或衬 底(例如，DEP配置衬底的电极活化衬底206的内表面208，或者EW配置 衬底的支撑结构104的介电层)。替代地或另外地，这种预清洁可包括在氧等 离子体清洁器中处理盖110、微流体回路材料116和/或衬底，其可去除各种 杂质，同时引入氧化表面(例如，表面上的氧化物，其可以如本文所述进行 共价改性)。或者，代替氧等离子体清洁器来使用液相处理，例如，盐酸和过 氧化氢的混合物或硫酸和过氧化氢的混合物(例如，食人鱼溶液，其硫酸与 过氧化氢的比率可以为约3：1至约7：1)。
在一些实施例中，在微流体设备200已经组装以形成限定微流体回路120 的封壳102之后，使用气相沉积来涂覆微流体设备200的内表面。不希望受 理论限制，将这种涂覆材料沉积在完全组装的微流体回路120上可有益于防 止由微流体回路材料116和电极活化衬底206介电层和/或盖110之间的弱化 结合引起的分层。在采用两步工艺的实施例中，表面改性配体可以通过如上 所述的气相沉积引入，随后引入配置为提供适于维持/扩增生物微物体的有机 和/或亲水分子层的部分。随后的反应可以通过将表面改性的微流体设备暴露 于溶液中的合适的偶联剂来进行。
图2H描绘了微流体设备290的截面图，所述微流体设备290具有提供 经调理表面的示例性共价连接涂覆材料。如图所示，涂覆材料298(示意性 地示出)可包括单层密集填充的分子，其共价地结合到衬底286的内表面294 和微流体设备290的盖288的内表面292。涂覆材料298可以设置在邻近并 向内朝向微流体设备290的封壳284的基本上所有内表面294、292上，在一 些实施例中并且如上所述，包括用于限定微流体设备290内的回路元件和/ 或结构的微流体回路材料(未示出)的表面。在替代实施例中，涂覆材料298 可以仅设置在微流体设备290的一个或一些内表面上。
在图2H所示的实施例中，涂覆材料298可包括单层有机硅氧烷分子， 每个分子经由甲硅烷氧基连接体296共价键合到微流体设备290的内表面 292、294。可以使用任何上述涂覆材料298(例如，烷基封端的、氟代烷基 封端的部分、PEG封端的部分、葡聚糖封端的部分、或含有用于有机硅氧基 部分的正电荷或负电荷的末端部分)，其中末端部分设置在其面向封壳的末端 (即，涂覆材料298的单层的未与内表面292、294结合并且靠近封壳284 的部分)。
在其他实施例中，用于涂覆微流体设备290的内表面292、294的涂覆材 料298可包括阴离子、阳离子或两性离子部分，或其任何组合。不受理论的 限制，通过在微流体回路120的封壳284的内表面上呈现阳离子部分、阴离 子部分和/或两性离子部分，涂覆材料298可以与水分子形成强氢键，使得水 合作用所得到的水充当将生物微物体与非生物分子(例如，衬底的硅和/或氧 化硅)的相互作用分开的层(或“屏蔽”)。此外，在涂覆材料298与涂层剂结 合使用的实施例中，涂覆材料298的阴离子、阳离子和/或两性离子可以在封 壳284中与介质180(例如，涂覆溶液)中存在的非共价涂层剂(例如，溶 液中蛋白质)的带电部分形成离子键。
在其他实施例中，涂覆材料可在其面向封壳的末端处包括亲水性涂层剂， 或者可被化学改性为在其面向封壳的末端处呈现亲水性涂层剂。在一些实施 例中，涂覆材料可包括含亚烃醚的聚合物，例如PEG。在一些实施例中，涂 覆材料可包括多糖，例如葡聚糖。与上面讨论的带电部分(例如，阴离子、 阳离子和两性离子部分)类似，亲水性涂层剂可以与水分子形成强氢键，使 得水合作用所得到的水充当将生物微物体与非生物分子(例如，衬底的硅和/ 或氧化硅)的相互作用分开的层(或“屏蔽”)。
适当的涂层处理和改进的进一步细节可以在2016年4月22日提交的序 号为15/135,707的美国申请中找到，并且其全部内容通过引用并入本文。
用于维持微流体设备的隔绝围栏内的细胞活力的附加系统组件。为了促 进细胞群的生长和/或扩增，可以通过系统的其他组件提供有利于维持功能细 胞的环境条件。例如，这种附加的组件可以提供营养物、细胞生长信号传到 物质、pH调节、气体交换、温度控制和细胞废物除去。
原位生成的隔离结构。在微流体细胞操作的许多应用中，具有基于微流 体内容物(例如，微物体、细胞、珠粒等)的光学反馈来改变微流体环境内 的结构的能力是有用的。在微流体领域中难以改变微流体设备，以改变阀控 功能、引导介质流、将细胞引导至微流体芯片的选定部分以及使用实时信息 选择细胞。另外，可能希望移除结构作为处理微物体的方法的一部分。虽然 光学致动的介电电泳或光电润湿电池和流体操作模式对于许多这些功能非常 有用，但是期望具有另一种微物体和介质流操作模式，提供改变微流体设备 内微流体流动区和围栏环境以及选择、隔离和引导细胞和其中的流体流动的 实时能力。
令人惊讶地发现，可以在如本文所述的微流体(或纳米流体)设备内原 位生成多种隔离结构。在许多实施例中，原位生成的隔离结构可以在生物细 胞的存在下制造，而不会干扰一般生存力。这些原位生成的隔离结构可用于 从微流体设备内的一组细胞中选择性地隔离一个细胞；用于选择性和可逆地 阀控介质流、含样品流或试剂流；浓缩来自稀释输入源的细胞；在同一设备 中分析克隆群的细胞；控制层流；选择性地混合层流；或指导细胞系发育， 以及其他用途。申请人描述了具有原位生成的隔离结构的流体设备、这类设 备的组成和这类设备的使用方法。
提供了一种微流体(或纳米流体)设备，其包括封壳，封壳包括衬底、 位于封壳内的流动区以及设置在衬底上的至少一个原位生成的隔离结构。原 位生成的隔离结构可包括固化的聚合物网络。固化的聚合物网络可包括光引 发的聚合物。在一些实施例中，固化的聚合物网络不包括硅氧烷聚合物。在 一些实施例中，固化的聚合物网络不包括硅。在一些实施例中，固化的聚合 物网络可包括热敏聚合物。固化的聚合物网络可原位固化。全部或部分原位 生成的隔离结构可以由固化的聚合物网络组成。
原位生成的隔离结构可以是完全封闭的结构、在其周边的一部分处的开 口足够大以允许微物体通过的结构、屏障或其任何组合。在一些实施例中， 原位生成的隔离结构可以像围栏一样配置。一些非限制性示例在图9C、9D 和11B中示出。原位生成的隔离结构可以以任何方便的形状配置，以隔离一 个或更多个微物体、或多个微物体的子组。原位生成的隔离结构的大小可以 为包含单个细胞或可以包含多个细胞。原位生成的隔离结构可以像隔绝围栏 那样配置，其中隔绝围栏具有隔离区和连接区，并且连接区具有通向流动区(其可以是流动通道)的近侧开口并且具有通向隔离区的远侧开口。在一些 实施例中，原位生成的隔离结构可以是具有通向流动区/通道的开口的围栏， 但是原位生成的围栏可以不必具有隔绝围栏的连接区。
原位生成的隔离结构也可以是原位生成的屏障。原位生成的围栏或屏障 可包括多个原位生成的模块，它们一起形成围栏或屏障。在各种实施例中， 至少一个原位生成的隔离结构可包括设置在流动区中的多个原位生成的隔离 模块，其中原位生成的隔离模块可配置成以尺寸依赖的方式基本上限制微物 体进、出和/或通过至少一个原位生成的隔离结构。在一些实施例中，多个原 位生成的隔离模块中的每一个可以彼此间隔开，使得可以基本上防止直径为 5微米或更大的微物体进、出和/或通过至少一个原位生成的隔离结构。在一 些实施例中，多个原位生成的隔离模块可以被配置为区分两种不同类型的生 物微物体，允许第一类型的生物微物体进出至少一种原位生成的隔离结构并 且基本上防止第二类型的生物微物体进、出和/或通过至少一个原位生成的隔 离结构。在各种实施例中，多个原位生成的隔离模块可以配置为基本上防止 微珠进、出和/或通过至少一个原位生成的隔离结构。
在一些实施例中，可以在微流体设备中产生多于一个的原位生成的隔离 结构。微流体设备可具有多个原位生成的隔离结构。当在微流体设备中产生 多于一个原位生成的隔离结构时，可以存在多于一种的原位生成的隔离结构， 并且可以进行任何组合。
原位生成的隔离结构可以设计成临时的，或者其可以保持在适当位置， 直到在微流体设备中进行的实验/测定/分选/克隆过程结束。原位生成的隔离 结构的固化聚合物网络可以通过应用增大的通过流动区的流体流动、水解、 蛋白质水解、渗透变化、温度变化或光学照射而至少部分地除去。在一些实 施例中，对于一个非限制性示例，可以使用流动区中的流体介质流来移除原 位生成的隔离结构的至少一部分。
在一些实施例中，微流体设备可进一步包括多个原位生成的围栏。多个 原位生成的围栏中的每一个可以设置成彼此相邻地布置。多个原位生成的围 栏中的每一个可具有彼此邻接设置的近侧开口。在一些实施例中，在流动区 内可形成多于一个的多个原位生成的围栏，或者可存在多个通道，其具有沿 每个通道设置的原位生成的围栏。图9C、9D和11B示出了各种原位生成的 围栏。
微流体(或纳米流体)设备可进一步包括至少一个隔绝围栏，其可包括 隔离区和连接区，其中连接区具有通向流动区的近侧开口和通向隔离区的远 侧开口。在一些实施例中，隔绝围栏可以是原位生成的隔离结构。在各种实 施例中，至少一个隔绝围栏不是原位生成的隔离结构。在一些实施例中，原 位生成的隔离结构可包括原位生成的屏障。在一些实施例中，微流体设备可 进一步包括多个隔绝围栏。该设备还可包括微流体通道。多个隔绝围栏可以 沿着通道彼此相邻定位。多个隔绝围栏中的每一个可以成排对准，多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏从微流体通道的一侧开口(例如，从限定微流体通道 的壁沿共同方向开口)。在一些实施例中，在流动区内可存在多于一个的多个 隔绝围栏，或者可存在多个通道，所述多个通道具有沿每个通道设置的多个 隔绝围栏。当在微流体设备的流动区内存在多于一个的多个隔绝围栏时，多 个隔绝围栏中的一个或更多个可以是原位生成的隔离结构。或者，在每个多 个隔绝围栏内，一些或所有隔绝围栏可以是原位生成的隔绝围栏。
隔绝围栏到流动区的近侧开口可以基本上平行于流动区中的流体介质的 流而定向。在一些实施例中，隔绝围栏到流动区的近侧开口可以定向成不直 接接收流体介质流。流动区(或流动通道)中的流体介质可以基本上仅通过 扩散与隔绝围栏的隔离区中的流体介质交换。近侧开口可以与流体流成一定 角度定向，使得其即使接收到一些流动，微物体也不会从隔绝围栏移除。由 于可以实时产生原位生成的隔离结构，方位可以不与流动成直角，或者可以 选择为不与流动成直角。
在一些实施例中，固化的聚合物网络可以配置成对流体介质流是透过的。 固化的聚合物网络可能对多个微物体的至少一个子组不是透过的。在一些实 施例中，固化的聚合物网络对于直径大于约500nm、600nm、700nm、800nm、 900nm、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、 9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米或更大的微 物体基本上不透过的。
固化的聚合物网络可以进一步具有由光引发的聚合物形成的至少一部分。 在一些实施例中，所有固化的聚合物网络可以由光引发的聚合物形成。在其 他实施例中，固化的聚合物网络可以具有由热敏聚合物形成的至少一部分。 在一些实施例中，固化的聚合物网络的聚合物可以是合成聚合物、改性合成 聚合物或生物聚合物。生物聚合物可以是轻质的或可热活化的。合成聚合物 改性可包括尺寸改性基序、裂解基序或细胞识别基序。在一些实施例中，聚 合物可以是改性的聚乙二醇。固化的聚合物网络可以是本文所述的任何合适 的聚合物，下面将更全面地讨论
微流体设备还可包括导热垫。导热垫可以在原位生成的隔离结构的位置 处设置在衬底上。导热垫可包括具有高导热率的材料，并且可选地，吸收可 见和/或红外电磁辐射。可以通过在衬底上沉积金属形状来产生导热垫。导热 垫可包括任何类型的金属，其可被光源激发以产生热量。合适的金属包括铬、 金、银、铝、氧化铟锡或其任何组合。金属可以组合在多层导热垫中，例如 铬层、钛层、金层。其他金属(和合金)在本领域中是已知的。导热垫可以 包括连续的金属表面或者可以包括金属图案(例如，诸如点、正方形、线、 圆锥、不规则形式的金属形状)。在一些实施例中，导热垫可以位于将产生和 /或已经产生原位生成的隔离的位置的全部或部分之下。导热垫可用于产生热 以凝胶化、溶胀、减少或移除原位生成的隔离结构。可以通过在需要这种胶 凝化、溶胀、减小或除去的位置处将光引导到微流体设备中来产生热。或者， 可以电力产生热(例如，通过作为导热垫的一部分或耦合到导热垫的电阻器)。
微流体设备可以包括盖，盖可以对具有光活化聚合物以在原位生成的隔 离结构中形成固化聚合物网络的波长范围的照射基本上是透明的。盖对于适 合于原位生成的隔离结构的光裂解和降解从而允许结构减少和/或除去的范 围内的照射也可以是基本透明的。在各种实施例中，盖可透射穿过其的光的 多于约40％、50％、60％、70％、80％或90％。盖可以具有较低的透光率， 并且仍然可以通过增加曝光时间来使用。
微流体(或纳米流体)设备的封壳可进一步包括选择部分。在一些实施 例中，封壳还可包括隔离部分。流动区可以是选择部分的一部分，并且可以 进一步延伸到隔离部分中。流动区可以被配置为可以设置在选择部分、隔离 部分或两者中的通道。在一些实施例中，流动区可以在选择部分中不具有通 道，而是可以在隔离部分中具有通道。在其他实施例中，流动区占据选择部 分和隔离部分两者。原位生成的隔离结构可以设置在选择部分中。图5A、5B、 6、7、8、9A、9B、11B、13A-C和17是选择部分中原位生成的隔离结构的 一些例子。
在其他实施例中，原位生成的隔离结构可以设置在隔离部分中。图9C、 9D、10C、12B、16和19B示出了位于隔离部分中的隔离结构的非限制性示 例。隔离部分可以包括至少一个隔绝围栏，其可以进一步沿着通道设置。在 一些实施例中，隔离部分可包括多个隔绝围栏。隔离部分中的一个或更多个 隔绝围栏可以是原位生成的隔离结构。例如，取决于图9D或11B的原位生 成的结构的配置和尺寸，这些结构可以被认为是隔绝围栏。隔离部分可以包 括至少一个隔绝围栏，该隔绝围栏不是原位生成的隔离结构。
原位生成的隔离结构可以具有多个原位生成的隔离模块，这些隔离模块 设置在流动区中并且配置成防止多个微物体中的至少一个的离开。多个原位 生成的隔离模块可以互换地称为原位生成的屏障模块，并且由原位生成的隔 离模块形成的整个原位生成的隔离结构可以是成组的原位生成的隔离结构 (在本文中称为原位生成的屏障)的一部分。图6、7、8A、8B、9A-C显示 了非限制性实施例。原位生成的隔离模块可用于差异地允许较小的微物体通 过，同时保留较大的微物体(例如，生物细胞)。例如，诸如珠粒或微珠的微 物体的直径可以在约1微米至约5微米、约5微米至约10微米、或约5微米 至约15微米的范围内。相反，生物细胞可具有例如对于细菌细胞为约2微米 至约5微米的直径，对于真核动物体细胞为约9微米至约30微米的直径，对 于真核植物细胞为约10微米至约100微米的直径，对于人卵母细胞为约100 微米的直径。多个原位生成的隔离模块中的每一个可以以一定距离彼此间隔 开，以防止特定直径的微物体进、出和/或通过如此形成的原位生成的屏障。可以调整原位生成的屏障模块之间的开口的大小，从而防止多个微物体中的 至少一个子组离开原位生成的隔离结构。对于一个非限制性示例，直径小于 约10微米的珠粒或微珠可以通过具有间隔约10微米的模块的原位生成的屏 障，同时可以防止直径为10微米或更大的人体细胞进、出和/或通过原位生 成的屏障模块。因此，原位生成的隔离结构可以是用于从第二类型的微物体 分选一种类型的微物体的原位生成的屏障，其中微物体的直径在约1微米至 约20微米的范围内。包含多种类型的微物体的样品，包括例如不同尺寸的生 物细胞，可以通过将样品引入微流体设备的流动区进入具有包含屏障模块的 原位生成的屏障的部分来分选。屏障的尺寸可以设计成允许较小的细胞通过 屏障中的间隙，同时防止较大的细胞通过原位生成的屏障。在一些实施例中， 允许通过原位生成的屏障的一种类型的微物体可以是珠粒而不是生物细胞。 具有原位生成的屏障模块的原位生成的屏障可以位于选择部分中。
在一些实施例中，封壳可包括流动区、具有通向微流体通道的近侧开口 的至少一个隔绝围栏和原位生成的屏障，其中流动区还是或进一步具有微流 体通道。原位生成的屏障可以是原位生成的隔离结构的至少一部分，并且可 以用于隔离隔绝围栏内的微物体或用于将所选择的隔绝围栏与其他隔绝围栏 隔离。图4、5A和5B、8A和8B、10A-10C、12A和12B、13A-13C、14A 和14B、15、16、17、19B、21A-21C和22示出了这种配置的非限制性示例。
原位生成的屏障可以位于封壳内，在选择部分或隔离部分中，如果存在 的话，则提供微流体通道或隔绝围栏中的一个的至少部分阻塞。在一些实施 例中，原位生成的屏障可位于隔绝围栏的隔离区中。图10A-10C和12B示出 了在隔绝围栏的隔离区中原位生成的屏障的非限制性示例。在一些实施例中， 原位生成的屏障的宽度为隔离区的宽度的约1/4至约3/4、约1/4至约1/2、 或约1/4至约5/8。跨过隔离区的原位生成的屏障的宽度可以是约3微米至约 50微米、约5微米至约40微米、约5微米至约30微米、约5微米至约20 微米、或约7微米至约2微米。隔离区的宽度可以是约30微米至约50微米、 约20微米至约40微米、约30微米至约60微米、约30微米至约90微米、 约30微米至约120微米、或约30微米至约250微米。原位生成的屏障的尺 寸可以通过温度变化或光学照射来充分减小，以允许隔离的微物体通过减小 的原位生成的屏障离开。
屏障可以进一步包括捕获部分，该捕获部分被配置为捕获设置在隔绝围 栏或屏障围绕的部分中的微物体的至少一个子组。图10A-10C显示了其中包 括有捕获部分的屏障的一个非限制性示例，其可包括但不限于抗体、包含结 合基序的肽/蛋白质、寡核苷酸、寡糖或它们的任何组合。
在其他实施例中，原位生成的屏障可以设置在隔绝围栏的连接区内。图 4、16、21和22显示了这种原位生成的屏障的非限制性示例。原位生成的屏 障可以具有跨隔绝围栏的连接区的宽度的尺寸，其尺寸设计成阻挡设置在隔 绝围栏的隔离区中的多个微物体的至少一个子组的离开。微物体的至少一个 子组可以是生物细胞，并且还可以是被原位生成的屏障阻挡的一种类型的生 物细胞。在其他实施例中，屏障的尺寸可以设定为允许珠粒离开。屏障可以 进一步包括捕获部分，其可以包括但不限于抗体、包括结合基序的肽/蛋白质、 寡核苷酸、寡糖或其任何组合，配置成捕获设置在隔绝围栏(或其连接区) 或屏障围绕的部分中的微物体的至少一个子组。图10A-10C显示了其中包括 有捕获部分的屏障的一个非限制性示例。在一些实施例中，原位生成的屏障 的一部分可以从连接区内延伸到微流体通道中。在一些实施例中，延伸到微 流体通道中的原位生成的屏障的部分包含小于原位生成的屏障的约50％、约 40％、约30％、约20％、约10％或约5％的体积。
在一些实施例中，原位生成的屏障的宽度是连接区宽度的约1/4至约3/4、 约1/4至约1/2、或约1/4至约5/8。跨连接区的原位生成的屏障的宽度可以 是约3微米至约50微米、约5微米至约40微米、约5微米至约30微米、约 5微米至约20微米、或约7微米至约25微米。连接区的宽度可以是约30微 米至约50微米、约20微米至约40微米、约30微米至约60微米、或约30 微米至约90微米。在一些实施例中，原位生成的屏障可以被配置为具有第一 状态和第二状态，其中当原位生成的屏障处于第一状态时，其被配置为防止 多个微物体中的至少一个子组从隔绝围栏离开，以及当原位生成的屏障处于 第二状态时，它被配置成允许所述至少一个子组通过隔绝围栏出去。在各种 实施例中，原位生成的屏障被配置为具有第一状态和第二状态，其中当原位 生成的屏障处于第一状态时，其具有配置成防止直径在1微米至20微米之间 的多个微物体的至少一个子组从隔绝围栏离开的尺寸，并且当原位生成的屏 障处于第二状态时，其具有配置成允许多个微物体中的所述至少一个子组通 过隔绝围栏出去的尺寸。可以通过温度变化或光学照射充分地减小原位生成 的屏障的尺寸，以允许隔离的微物体穿过减小的屏障离开。图4、21和22 示出了在隔绝围栏的连接区中的原位生成的屏障的非限制性示例。原位生成 的屏障的维度之一的尺寸可以被配置为可充分地减小以允许多个微物体的至 少一个子组离开。当应用增加的通过流动区的流体流动、水解、蛋白质水解、 渗透变化、温度变化或光学照射时，原位生成的屏障的尺寸可以减小。图16 显示了一个非限制性示例。
在其他实施例中，原位生成的屏障设置在微流体通道中。图5A和5B、 6、7、8A和8B、13A-13C、14A和14B以及15示出了位于微流体设备的通 道中的原位生成的屏障的非限制性示例。在一些实施例中，位于通道中的原 位生成的屏障可以延伸到一个或更多个隔绝围栏中，例如图5A和5B、 21A-21C和22。
在一些实施例中，原位生成的屏障可以定位为靠近隔绝围栏的近侧开口 或位于隔绝围栏的近侧开口处。图5A和5B、21A-21C和22显示了非限制 性实施例。原位生成的屏障可以设置在多个隔绝围栏的所选择的隔绝围栏的 近侧开口的边缘处。边缘可以是远侧边缘(相对于流动区/通道中的介质的预 期流动方向确定)。一个非限制性示例是图8A-8B，其中具有原位生成的屏障 模块822、在每个原位生成的屏障模块之间具有间隙824的原位生成的屏障 820可以用于保留更大的微物体630，同时允许较小的微物体632、634穿过 间隙824，由此浓缩和/或分选所需的微物体630。选择作为原位生成的屏障 的固化点的围栏可以是位于一排隔绝围栏末端的隔绝围栏。
在存在多个隔绝围栏的一些实施例中，多个隔绝围栏可沿着通道形成一 排。原位生成的屏障可以防止直径在1微米至20微米之间的多个微物体中的 至少一个子组移动通过通道中的原位生成的屏障。图5A和5B、8A和8B以 及13A-13C、14B和15显示了非限制性实施例。在一些实施例中，原位生成 的屏障设置在位于成排的隔绝围栏的端部处的隔绝围栏的近侧开口的远侧边 缘处。
在一些实施例中，原位生成的屏障可包括设置在通道中的多个原位生成 的屏障模块。原位生成的屏障可以对流体介质流是透过的，但仍然阻止微物 体的至少一个子组移动通过屏障。原位生成的屏障可包括设置在微流体通道 中的多个原位生成的屏障模块，其允许流体介质穿过多个原位生成的屏障模 块之间的间隙。或者，屏障可以从微流体通道的一个壁(或隔绝围栏的近侧 开口)延伸到微流体通道的相对壁，同时透过流体介质。图7显示了一种这 样的原位生成的屏障。原位生成的屏障720可以透过流体介质，但不允许至 少一种类型的微物体进、出和/或通过原位生成的屏障720。透过的(多孔的) 原位生成的屏障可以位于微流体通道264内，微流体通道264没有与原位生 成的透过的原位生成屏障相邻的隔绝围栏，如图7所示，其中透过的原位生 成的屏障可以浓缩和/或分选包含多个不同尺寸的微物体的样品。透过的原位 生成的屏障也可以位于微流体通道内，该微流体通道具有一个或更多个隔绝 围栏，其在微流体通道的一侧(或两侧)打开，其中透过的屏障可以浓缩和/ 或分选微物体并且可以进一步保留微物体的子组，用于随后放置在沿着微流 体通道的透过的原位生成的屏障的位置正上方的隔绝围栏内。
原位生成的屏障可以设置在多个围栏的所选择围栏的近侧开口的一个边 缘处。图8A和8B显示了非限制性实施例。或者，原位生成的屏障可以设置 在一排围栏的第一(或最外)隔绝围栏的近侧开口的远侧边缘处。图13A-13C 示出了一个非限制性示例，其中原位生成的屏障设置在一排围栏中的第一和 最后一个隔绝围栏的近侧开口的远侧边缘处。
在一些实施例中，可以存在第一多个围栏和第一通道，并且另外，可以 存在沿第二通道设置的至少第二多个围栏。图13A-13C示出了一个非限制性 示例。原位生成的屏障可以位于第一通道中的第一多个围栏的第一隔绝围栏 的远侧边缘处，并且可以可选地是非透过的(无孔的)，阻挡进入整个第一通 道。屏障可以将所有流动引导到流动区内的第二(或更多个)通道，从而将 流动和包含在其中的任何微物体引导到封壳的不同部分。这种原位生成的屏 障可以引导流动远离第一通道，并且可以在不再需要时移除。在移除第一原位生成的屏障之前或之后，可以在流动区的另一部分(例如，第二、第三等 通道)中引入新的原位生成的屏障，以将流动重新引导到流动区的另一部分。 许多其他配置可以使用原位生成的屏障作为引导流动(包括在流动区或微流 体设备的通道内的包含微物体的样品流)的机制。
在其他实施例中，原位生成的屏障可以阻挡至少两个连续的隔绝围栏的 近侧开口。在一些实施例中，原位生成的屏障的一部分可以从通道延伸到连 接区中。图5A和5B示出了一个非限制性示例。
阻挡近侧开口的原位生成的屏障可具有至少50微米至约500微米、50 微米至约300微米、50微米至约200微米、70微米至约500微米或约70微 米至约400微米的尺寸。在一些实施例中，屏障可具有约50微米、70微米、 90微米、100微米、120微米、140微米、160微米、180微米、200微米、 220微米、250微米、290微米、300微米、320微米、340微米、360微米、 380微米、400微米、420微米、440微米、460微米、480微米、500微米、 或由前述两个尺寸限定的任何范围的尺寸。
在各种实施例中，提供了一种微流体设备，包括封壳，封壳包括：衬底； 包括微流体通道的流动区，微流体通道配置成容纳流体介质；第一多个隔绝 围栏，其彼此相邻设置使得第一多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流体通 道的第一侧打开；第二多个隔绝围栏，其彼此相邻设置使得第二多个隔绝围 栏中的每个隔绝围栏在微流体通道的第二相对侧打开。图14A中示出了一个 非限制性示例。第一多个和第二多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏可包括隔离 区和连接区，该连接区具有通向微流体通道的近侧开口和通向隔离区的远侧 开口。微流体通道的第一侧可以配置为接收第一流体介质，并且微流体通道 的第二侧可以配置为接收第二流体介质。第一流体介质可以通过第一流体入 口引入微流体通道的第一侧，并且第二流体介质通过第二流体入口引入微流 体通道的第二侧。第一流体介质可以经由第一出口流出微流体通道的第一侧， 并且第二流体介质可以经由第二出口流出微流体通道的第二侧；或者，第一 和第二流体介质可以从单个公共出口流出。第一流体介质和第二流体介质可 沿微流体通道沿相同方向流动。每个隔绝围栏到微流体通道的近侧开口可以 基本上平行于微流体通道中的流体介质流定向。
如此配置的微流体设备可用于培养和测定细胞克隆群，但不限于此，并 且可用于任何培养、分选或测定方法。微流体设备被配置成使得克隆群可以 设置在第一多个围栏的至少一个隔绝围栏中，并且克隆群的一个或更多个细 胞可以设置在第二多个隔绝围栏的相应隔绝围栏中。
微流体设备可进一步包括将微流体通道分成第一子通道和第二子通道的 屏障，第一子通道配置成提供通过第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流， 第二子通道被配置为提供通过第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流，其 中屏障被在第一多个围栏的第一围栏的(通向第一子通道的)近侧开口和第 二多个围栏的第一围栏的(通向第二子通道的)近侧开口之间对准的至少一 个间隙中断。屏障还可包括沿微流体通道中的屏障的长度的多个间隙。在一 些实施例中，每个间隙可以在第一多个围栏的每个围栏的(通向第一子通道 的)近侧开口和第二多个围栏的每个相应围栏的(通向第二子通道的)近侧 开口之间对准。沿着屏障的长度的多个间隙的其他布置是可能的。例如，沿 着屏障的多个间隙中的每个间隙可以从第一多个隔绝围栏的每个隔绝围栏的 (通向第一子通道的)近侧开口和第二多个隔绝围栏的相应隔绝围栏的(通 向第二子通道的)近侧开口偏移。屏障可以具有从通道的第一端延伸到通道 的第二端的长度。屏障可以是永久屏障，并且可以由形成隔绝围栏和/或通道 壁的相同微流体回路材料形成。克隆群的一个或更多个细胞可以通过传输通 过与第一多个围栏的围栏和第二多个围栏的围栏对准的间隙，从母克隆群的 隔绝围栏移动到第二多个隔绝围栏的相应围栏。当屏障是在通道中沿其长度 具有一个或更多个间隙的永久屏障时，可以在一个或更多个间隙处激活聚合， 以引入沿其长度封闭一个或更多个间隙的一个或更多个原位生成的屏障，其 中原位生成的屏障可包括如本文所述的任何固化的聚合物网络。一个或更多 个间隙的固化可以将第一子通道与第二子通道分开，并且防止细胞从第一子 通道移动到第二子通道，反之亦然。在一些实施例中，微流体设备包括多个 原位生成的屏障，封闭通过多个间隙中断的屏障中的多个间隙。
在其他实施例中，微流体设备包括原位生成的屏障，其中原位生成的屏 障沿着微流体通道的长度设置，将微流体通道分成第一子通道和第二子通道， 第一子通道配置成提供通过第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流，第二 子通道配置成提供通过第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流。在一些实 施例中，原位生成的屏障防止细胞从第一子通道移动到第二子通道，反之亦 然。图14B示出了一个非限制性示例。在其他实施例中，原位生成的屏障包 括一个或更多个间隙，如上文在永久屏障的背景下所讨论的。图15显示了一个非限制性示例。
可以在第二多个隔绝围栏的隔绝围栏中进行一个或更多个细胞(例如， 取自克隆群的一个或更多个细胞)的加工。可以在不破坏位于第一多个隔绝 围栏的相应隔绝围栏中的母克隆群的正在进行的培养条件的情况下进行加工。
在其他实施例中，提供了一种微流体设备，其包括封壳，封壳具有衬底、 通道、至少一个隔绝围栏、以及原位生成的屏障。隔绝围栏可包括隔离区和 连接区，连接区具有通向通道的近侧开口和通向隔离区的远侧开口。图4、5、 8A和8B、10A-10C、12A和12B、13A-13C、14A和14B、15、16、19A和 19B、21A-21C和22显示了非限制性实施例。原位生成的屏障可以位于封壳 内，以提供至少一个隔绝围栏中的一个或更多个隔绝围栏和/或通道的至少部分阻塞。原位生成的屏障可包括原位生成的固化的聚合物网络。固化的聚合 物网络可包括光引发的聚合物。固化的聚合物网络可包括温敏性聚合物。该 设备还可包括衬底，该衬底具有设置在衬底上的固化聚合物网络下方的位置 处的导热垫。导热垫可用于辅助屏障的凝胶化、溶胀、减少或移除。在一个 非限制性示例中，图13A-13C中所示的设备可包括一个或更多个金属垫，例 如金，以帮助形成和移除所示的原位生成的屏障。
原位生成的屏障可以设置在隔绝围栏的隔离区中。设置在隔绝围栏的隔 离区中的原位生成的屏障可具有如上所述的尺寸。在一些实施例中，可以通 过温度变化或光学照射来减小原位生成的屏障的尺寸。原位生成的屏障可以 进一步包括捕获部分，其配置成捕获设置在隔绝围栏中的至少一个微物体。 图10C示出了一个这样的示例性屏障。
原位生成的屏障可以设置在隔绝围栏的连接区内。原位生成的屏障可以 具有跨隔绝围栏的连接区的宽度的尺寸，其尺寸设计成阻挡设置在隔绝围栏 的隔离区中的多个微物体的至少一个子组的离开。原位生成的屏障的尺寸可 以设计成阻止生物微物体的离开。原位生成的屏障的尺寸可以设定为允许珠 粒离开。原位生成的屏障可以进一步包括捕获部分，其配置成捕获设置在隔 绝围栏中的至少一个微物体。设置在隔绝围栏的连接区中的原位生成的屏障 可具有如上所述的尺寸。原位生成的屏障的一部分可以从连接区延伸到通道 中。延伸到通道中的原位生成的屏障的部分可以小于屏障的体积的50％。
在一些实施例中，原位生成的屏障可以被配置为具有第一状态和第二状 态，其中，当原位生成的屏障处于第一状态时，其被配置为防止多个微物体 的至少一个子组从隔绝围栏中离开，并且当原位生成的屏障处于第二状态时， 其被配置为允许所述至少一个子组通过隔绝围栏离开。在第一状态中，原位 生成的屏障可以具有更大的尺寸以防止微物体子组的离开。在第二状态中， 原位生成的屏障的尺寸可以至少减小，以允许多个微物体的所述至少一个子 组离开。可以至少通过应用增加的通过流动区的流体流动、水解、蛋白质水 解、渗透变化、温度变化或光学照射减小原位生成的屏障的尺寸。
在各种实施例中，原位生成的屏障可以设置在微流体通道中。屏障可以 位于隔绝围栏的近侧开口的一个边缘处，并且可以从近侧开口延伸跨过微流 体通道。原位生成的屏障可以防止直径在1微米至20微米之间的多个微物体 中的至少一个子组移动通过微流体通道中的屏障。在各种实施例中，原位生 成的屏障可包括设置在微流体通道中的多个原位生成的屏障模块。原位生成 的屏障可以透过流体介质。所述至少一个隔绝围栏还可包括多个隔绝围栏。 多个隔绝围栏可沿微流体通道形成一排。原位生成的屏障可以设置在多个隔绝围栏的所选择的隔绝围栏的近侧开口的远侧边缘处。选择作为原位生成的 屏障的固化点的围栏可以是位于一排隔绝围栏的端部的隔绝围栏。屏障可以 设置在多个隔绝围栏的第一隔绝围栏的近侧开口的远侧边缘处。屏障可以防 止多个微物体中的至少一个子组移入、移出和/或通过微流体通道中的屏障。
原位生成的屏障可以包括设置在微流体通道中的多个原位生成的屏障模 块，其允许流体介质穿过多个原位生成的屏障模块之间的间隙。
多个围栏可以是第一多个围栏并且通道是第一通道，并且该设备还包括 沿第二通道设置的第二多个围栏。原位生成的屏障可以位于第一多个隔绝围 栏的第一隔绝围栏的近侧开口的远侧边缘处。当以这种方式配置时，屏障可 以阻挡任何微物体进入第一通道，并且将流体介质流和其中包含的任何微物 体引导到封壳的不同部分。原位生成的屏障也可以或替代地邻近第二多个隔 绝围栏的第一围栏来形成，其中它可以阻止任何微物进入第二通道。
原位生成的屏障可以阻挡至少两个邻接的隔绝围栏的近侧开口。阻挡近 侧开口的屏障可以具有横跨近侧开口的至少50微米至约500微米的尺寸。图 5A和5B示出了一个非限制性示例。
在又一个实施例中，微流体设备可包括：成排设置的第一多个隔绝围栏， 其中第一多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流体通道的第一侧打开；和成 排设置成的第二多个隔绝围栏，其中第二多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在 微流体通道的第二相对侧打开，其中原位生成的屏障沿着微流体通道的长度 设置，将微流体通道分为第一子通道和第二子通道，所述第一子通道配置成 提供经过所述第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流，所述第二子通道被 配置为提供经过所述第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流，其中屏障防 止细胞从第一子通道移动到第二子通道，反之亦然。原位生成的屏障可包括 多个原位生成的屏障模块。原位生成的屏障模块可以彼此间隔开，使得两个 模块之间的开口小于所选择的微物体的尺寸，所述微物体的尺寸可以为约 1-20微米。原位生成的屏障可以对流体介质流是透过的。原位生成的屏障可 以对流体介质是透过的，但不允许至少一种类型的微物体进、出和/或通过屏 障。图14B示出了一个非限制性示例。通道的第一侧可配置成接收第一流体 介质，通道的第二侧可配置成接收第二流体介质，并且第一流体介质和第二流体介质可各自沿原位生成的屏障流到设备的相应第一输出口和第二输出口。 原位生成的屏障可以被配置为防止微物体从第一子通道移动到第二子通道。 原位生成的屏障可以通过应用增加的通过流动区的流体流、水解、蛋白质水 解、渗透变化、温度变化或光学照射(它们可以由此侵蚀原位生成的屏障或 其中的部分)来减少。图15显示了一个非限制性示例。例如，蛋白质水解可 能降解屏障的外部，导致侵蚀。可以通过减小屏障的尺寸来减小屏障。如果 屏障由屏障模块组成，则可以通过移除一个或更多个模块来减小屏障。通过 应用增加的通过流动区的流体流、水解、蛋白质水解、渗透变化、温度变化 或光学照射，可以除去屏障。可以选择性地移除单独的屏障模块，在原地留 下较少限制的屏障。减少或移除原位生成的屏障的部分/模块可允许流体介质 的不同成分通过原位生成的屏障交换或可允许微物体的不同子组通过原位生 成的屏障交换。
在具有至少一个原位生成的隔离结构的微流体设备的任何实施例中，衬 底可以配置成在如本文所述的用于微流体设备100、200、230、250、280、 290、300等的封壳内产生介电泳(DEP)力。DEP力可以是光学致动的。在 其他实施例中，微流体设备的衬底可以被配置为包括光电润湿表面，如本文 所述，并且在2016年10月27日提交的第PCT/US2016/059234号国际申请 中更详细地描述，并且其公开内容在此通过引用全部并入本文。光电润湿表 面可以是光响应的并且是光学致动的。在一些实施例中，光电润湿表面可以 是光电导的。
在任何实施例中，微流体设备的封壳的至少一个内表面可包括经调理表 面。至少一个内表面可包括衬底的表面。在一些实施例中，微流体设备的封 壳的所有内表面可包括经调理表面。在各种实施例中，经调理表面可以是共 价改性的表面。在各种实施例中，共价改性的表面可以是亲水的。
通过参考以下附图中描述的一些实施例，可以更全面地理解本发明。
图4示出了位于微流体设备400的每个隔绝围栏内部的精确形成的屏障， 其可位于距围栏顶部的短距离内，其可用于隔离、分选或测定的方法中。在 一些情况下，可以在其连接区内引入屏障。在微流体设备内引入聚合物屏障 的方法的一个示例中，使含有10％w/v PEGDA(5Kd)和1％光引发剂 (IRGACURE 2959,200Da)的溶液流入设备中。在平衡少于10分钟后，用 具有400mW/cm2功率的约340nm(+/-20nm)的UV光照射所需区域，持续 1秒，以引发聚合，产生如图所示的屏障。几个精确形成的屏障显示在白色 圆圈内(用于强调)。在存在第二组细胞的情况下，在精确位置形成屏障对于 所选择的细胞的重力排出特别有用，所述第二组细胞在存在原位生成的屏障 的情况下不会离开围栏。其另一变型还可包括突出到通道中的一小部分聚合 物屏障，允许在排出第一组细胞之后通过在通道中增加流动来移除。在一些 实施例中，可以仅在所选择的隔绝围栏内形成屏障，而不是在每个围栏内形成屏障。这可以用于通过仅在所选择的隔绝围栏的开口内或附近产生原位生 成的屏障来仅隔离存在于设备的隔绝围栏中的所选择的微物体。在一些实施 例中，隔离围栏(例如，具有原位生成的屏障的那些隔离围栏)隔离不具有 所需特征的微物体，例如微物体的生物制品的产物或分泌物。剩余的未隔离 的隔绝围栏中的剩余微物体可以从隔绝围栏排出，并且可以进一步从微流体 设备排出。在其他实施例中，具有隔离微物体的原位生成的屏障的一个或更 多个隔绝围栏中的微物体可以是具有所选择的特征的微物体。在这个实施例 中，剩余的未选择的隔绝围栏中的剩余微物体可以从未隔离的隔绝围栏中排 出，并且可以进一步排出微流体设备。在这样的排出之后，可以除去原位生 成的屏障，允许进一步处理先前隔离的微物体。
图5A和5B示出了跨过多个连续围栏产生的原位生成的屏障520，其中 屏障显示在微流体通道中的白色圆圈内。使用与如图4所示的实施例相同的 引入可聚合聚合物的条件，但此示例的曝光时间为7.5秒，UV光的功率为 100微瓦/cm2，并在下面的实施例1中进一步详细说明，并证明聚合物原位 生成的屏障520可以被引入并在位置处保持数天，同时仍然允许在由原位生 成的屏障隔离的隔绝围栏组内生长细胞，如图5B所示，其中每个围栏中生 物细胞的数量增加。如图5A和5B所示那样，原位生成的屏障可用于各种方 法中，以隔离、分选或测定选择性选择的生物细胞组。
图6示出了原位生成的屏障620的示例，其具有放置在由微流体设备600 的通道壁610限定的通道264中的原位生成的屏障模块622。可以执行屏障 模块622的固化以在每个屏障模块622与其相邻模块622之间留下间隙624。 可流动聚合物可以被引入微流体通道264内，并且通过照射微流体通道264 内的所选择的点来固化，以固化原位生成的屏障620的聚合物网络。可以将 包含微物体630以及不期望的材料632和634的样品引入微流体设备600中， 其中流动278朝向屏障620。可以选择间隙的大小以允许一些微物体物质穿 过间隙624，同时防止诸如细胞630的较大微物体穿过屏障620，从而将细胞 630隔离在屏障后面。较小的微物体可包括珠粒(未示出)、较小微物体(未 示出)、细胞碎片632、或诸如细胞器、不溶性蛋白质、核酸等的微物体634。 因此，屏障620可以用作筛分/分选结构，以浓缩加载到微流体设备600上的 样品。一旦样品已经浓缩，例如，在屏障620处收集了所需的微物体630， 就可以充分地移除或减小屏障，以允许微物体630通过流动、重力或电动力 (例如DEP力)的任何组合移动到微流体设备的另一部分，用于进一步培养 或处理。或者，可以通过任何合适的动力装置将微物体630的浓缩的集合排 出微流体设备600。微物体的浓缩不要求仅通过屏障620保留微物体630，而 是仅相对于引入微流体设备600中的样品减少不需要的632、634材料的百分 比。此外，在一些实施例中，引入微流体设备600中的材料混合物可能不具 有不期望的微物体632、634，但可能仅仅是非常稀释的。屏障620可以浓缩 含有例如很少细胞的稀释样品，并允许隔离或排出所需微物体的浓缩样品。
图7示出了在微流体设备700中基本上跨过由通道壁710限定的通道264 而延伸的原位生成的屏障720的示例。屏障720以与图6的实施例类似的方 式执行，不同之处在于屏障720不具有带间隙的屏障模块，而是具有限定的 孔隙度，允许样本的一些成分与流动278一起流过屏障720(例如，材料632、 634，如上所定义)，但不允许所选择的感兴趣的微物体630(例如，生物细 胞)穿过，从而从样品的其他组分浓缩或分选所需的微物体630。
对于图6和/或图7的实施例，在所需的细胞630浓缩在与原位生成的屏 障相邻的区域之后，可以除去原位生成的屏障。例如，当用配置成裂解固化 的聚合物网络的部分的波长的光照射时，原位生成的屏障的固化的聚合物网 络可能易于光裂解。在移除原位生成的屏障之后，可以使用任何合适的动力 装置(包括DEP力(包括光学致动的DEP(OET)、重力或流体流动)选择 性地移动浓缩的细胞630。
图8A-8B示出了原位生成的屏障820的另一个示例，其可用于浓缩稀释 的样品，并且另外有助于将微物体630选择性地设置到微流体设备800中的 所选择的隔绝围栏830中。原位生成的屏障820在由通道壁810和隔绝围栏 壁材料812限定的通道264内原位生成，类似于如上所述的图4-7。屏障820 包括通过间隙824彼此间隔开的原位生成的屏障模块822，间隙824被选择 为允许不期望的材料632、634(其可以是样品内的任何不期望的材料，其尺寸小于间隙822的大小)。稀释样品利用流动278在微流体通道264内流动， 并且细胞在原位生成的屏障820处浓缩。可以停止流动，然后可以例如通过 流动、重力、OET力或任何其他合适的方法将浓缩的细胞630加载到隔离物 820附近的隔绝围栏830中。可以重新开始经由通道的流动以脱离屏障模块 822，或者可以通过光学照射、水解、蛋白质分解或热变化中的任何方法来移 除屏障模块822。该过程可以用第二个新产生的屏障820'(未示出)重复， 该屏障820'位于与第一组围栏的位置不同的第二组或更多组围栏处，以便加 载和浓缩多个稀释的等份细胞产生(cell-bearing)样品。多个稀释的等份细 胞产生样品可以全部来自相同的来源(例如，相同的哺乳动物、相同的细胞 系等)，或者可以各自衍生自哺乳动物、细胞系等中的不同来源。
图9A-9D示出了具有流体入口930和流体出口932的微流体设备900。 在入口930处引入可流动聚合物，流到衬底内的点。通过照射衬底208的所 选择的部分来激活多个屏障模块922的固化，提供形成屏障的原位生成的隔 离结构920，在每个屏障模块与其相邻的屏障模块之间具有间隙924。可以选 择间隔以允许诸如细胞碎片632或微物体634(诸如细胞器、不溶性蛋白质、 核酸等)的材料。可以在入口930处引入样品。随着流动278连续穿过屏障 920，尺寸小于屏障模块922之间的间隙的不期望的材料632和634可以穿过 隔离结构920，并且可以经由流体出口932进一步排出微流体设备，如图9B 所示。在另一个实施例中，可以引入原位生成的围栏940，如图9C所示。根 据围栏940的尺寸，它可以是原位生成的隔绝围栏。隔离结构920可以通过 任何合适的方法移除，例如光学照射(如果屏障模块的固化聚合物网络易于 光裂解)。可以选择并移动释放的微物体630以在原位生成的围栏940内进行 隔离，以进行进一步处理。
图10示出了使用小的局部原位生成的屏障1020，其用作预先选择的捕 集器。屏障捕集器可以用作原位生成的屏障，其可以具有捕获部分1024，例 如抗体或其他细胞表面识别基序，例如RGD基序肽。为简单起见，捕获部 分1024显示为抗体，但原位生成的屏障捕集器不限于此。可以将包括期望细 胞630和其他非期望细胞636的样品引入微流体通道264内的流体流278中， 并且可以通过与局部原位生成的屏障1020上的捕获部分1024相互作用来固 定可与捕获部分1024结合的细胞(例如，细胞636)子组。原位生成的屏障 捕集器(1020加1024)可以位于围栏内的通向通道的近侧开口附近，或者可 以位于连接区的更远部分内或甚至位于围栏的隔离区内。不具有可以与原位 生成的屏障捕集器(1020+1024)结合的任何细胞表面基序的其余细胞(例 如，细胞630)可以通过增加通道中的流速从微流体设备排出，或者可以移 动到微流体设备内的另一区域以进行进一步处理。在其他实施例中，细胞636 可以是引入的样品流的期望部分，并且在如所描述的隔离细胞636之后，不 需要的细胞630可以从微流体通道排出，并且任选地，从微流体设备排出。
原位生成的屏障捕集器(1020+1024)可以通过共聚两种聚合物形成， 一种聚合物具有例如RGD肽基序，或者通过改性前体预聚物以具有这种基 序。另一种替代方案是将抗体固定在原位生成的屏障捕集器内或在形成屏障 捕集器之后固定抗体。在一个示例中，生物素化或链霉亲和素位点可以引入 整个捕集器中或仅引入在原位生成的屏障1020的表面上，并且链霉亲和素或 生物素标记的抗体可以与生物素结合。或者，可以设计改性的抗体，其含有 可光活化的官能团，例如二苯甲酮，其可以同时或在形成原位生成的屏障之 后进行光引发插入聚合物屏障的表面。
图11A和11B示出了在将细胞630加载到由微流体设备1100的壁1110 界定的流动区1114时根据需要制成的围栏。在引入细胞630之前、同时、或 之后，还引入可流动的聚合物。原位生成的隔离结构1122和原位生成的围栏 1120可以通过照射衬底208表面上的所需位置以引发聚合来形成。原位生成 的围栏1120和结构1122可以定向成使得典型的流动方向278不会在细胞630 的新包围的围栏/结构处干扰细胞630。可以对原位生成的围栏1120或结构 1122中隔离的细胞630进行测试、分选和培养。然而，围绕每个细胞630创 建的每个围栏1120或结构1122的一个共同方向可以是打开的，从而允许通 过改变流动方向来排出每个细胞630，例如，将细胞冲出原位生成的围栏。 或者，可以通过例如使用可以光学致动的DEP力来单独地选择和移动每个细 胞630。
图12A和12B示出了在微流体设备1200的隔绝围栏830内引入的原位 生成的屏障1220，以细分隔离区。一个示例性用途可以是可控制地移除细胞 群636的子组，同时确保其他子组630保留在围栏内。在将细胞630和636 引入流动区1214然后将其设置在隔绝围栏内之前、同时或之后，将可流动的 聚合物引入隔绝围栏830的隔离区。通过在所需位置照射衬底208的所选择 的部分来进行原位生成的屏障的光引发聚合。可以使用热可逆的(可以包括 光致热可逆的)或可光裂解的聚合物来选择性地移除原位生成的屏障的部分， 从而允许选择性的细胞排出。
图13A-13C示出了原位生成的屏障1320的另一种形式，其可包括阀型 结构。原位生成的屏障1320可用于将包括细胞的流动引导到芯片的预选区域， 同时阻止它们流入非选择区域。选择性引入和除去原位生成的屏障1320可用 于在微流体设备1300内进行多重实验。在引入任何细胞之前，可以在入口 930处引入可流动的聚合物。在衬底表面208的所选择的点处，在第一排隔 绝围栏1312的第一围栏830的开口的远侧边缘处以及在该排隔绝围栏830 的最后一个围栏的开口的边缘处光引发聚合(所有这些围栏都通向第一通道1302开口)，形成一组原位生成的屏障1320，其排除细胞进入第一通道1302。 类似地，在第三通道1306的入口和出口处引入原位生成的屏障1320，第三 通道1306具有第三多个(排成一排)隔绝围栏1316。如图13A所示，可以 引入细胞630流并引导其流入第二通道1304。防止细胞进入第一通道1302 和第三通道1306。细胞630被约束进入未阻塞的通道1304以被放置在通道 1304内的围栏830中。一旦完成细胞630的输送，就可以在第二通道1304 的端部处产生第二组原位生成的屏障1320。然后可以以本文所述的任何方式 移除阻挡通道1302和1306的第一组原位生成的屏障1320。然后可以经由入 口930引入包含细胞636的第二流体流。细胞636可以被约束进入通道1302 和1306，但是可以不进入通道1304，如图13B所示。未进入任何通道的细 胞可以被流体流扫到出口932。移除在通道1302和1306处的第一组原位生 成的屏障1320和产生阻挡通道1304的第二组原位生成的屏障1320的顺序可 以颠倒。在其他变型中，可以使每个通道1302、1304、106分别依次使流入 微流体设备1300中的细胞进入。
在另一个变型中，微流体设备1300可以在希望在通道1302、1304、1306 处引入原位生成的屏障1320的点处包括导热垫(未示出)。在存在温敏性聚 合物的情况下，用激光加热导热垫以局部升高温度，可以在由导热垫和激光 器限定的区域中形成水凝胶。当光被移除时，它会冷却并且水凝胶可以溶解。
图13C显示了具有差异地加载的通道的微流体设备1300，其在每个通道 中根据选择具有不同的细胞。每个通道的不同细胞可以衍生自不同的样品， 例如不同的活检样品、不同的克隆群或任何种类的多重样品，并且可以对特 异性地设置在微流体设备1300中的细胞630、636进行任何种类的处理。
图14A和14B示出了原位生成的屏障的另一种用途，其可用于更精确地 划分微流体设备1400中的层流。层流的已知问题是流的层流性质随距离而失 效，并且可能需要严格的性能标准才能起作用。一个非限制性示例是，当使 用层流依赖方法时，原位生成的屏障如何提供益处。在微流体设备1400中， 如图14A所示，可以有：衬底208；包括微流体通道122的流动区，所述微 流体通道122配置成容纳流体介质流278；第一多个隔绝围栏(830、831、832)，彼此相邻设置，使得第一多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流体通 道122的第一侧打开；第二多个隔绝围栏(830'、831'、832')，彼此相邻设 置，使得第二多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流体通道122的第二相对 侧打开。第一和第二多个围栏和微流体回路可以由微流体回路材料1460制成。 微流体通道的第一侧可以配置为接收第一流体介质，并且微流体通道的第二 侧可以配置为接收第二流体介质。第一流体介质可以经由第一流体入口930 被引入微流体通道的第一侧，并且第二流体介质经由第二流体入口930'被引 入微流体通道的第二侧。可以将一个或更多个细胞引入第一多个隔绝围栏的 围栏830、831、832。在图14A中，细胞631的第一克隆群可以设置在隔绝 围栏830中；细胞633的第二克隆群可以设置在第二隔绝围栏831中；细胞 635的第三克隆群可以设置在隔绝围栏832中。在一些实施例中，可以仅向 相应的围栏830、82、833提供一个细胞631、633、635，并且可以培养每个 细胞以提供每个相应的克隆群。可以选择每个克隆群中的一个(或任选地更 多个)细胞，然后跨过微流体通道122输送到微流体设备的相对侧上的相应 围栏。例如，可以从隔绝围栏830中的细胞630的克隆群中选择细胞631'， 并且使用包括DEP力(可以是光学致动的)的任何合适的动力装置移动到第 二多个隔离围栏的相应隔绝围栏830'。这可以针对围栏831中的细胞633的 克隆群的每种相应的一个或更多个细胞633'进行重复，并且细胞633'可以被 输送到围栏831'，等等。可流动的聚合物可以在该点或任何更早的点引入微 流体通道122。然后可以沿着微流体通道122的长度引入原位生成的屏障1420， 将微流体通道分成与第一多个隔绝围栏830、831、832交接的第一子通道和 与第二多个隔绝围栏830'、831'、832'交接的第二子通道，并防止细胞从第一 子通道跨越到第二子通道，反之亦然。原位生成的屏障1420可以不是透过的， 并且可以允许第二介质以第二流278'引入，其在某些方面可以与第一子通道 中的第一流278的第一介质不同。可以将第二流体介质仅引入第二多个隔绝 围栏的每个隔绝围栏中的一个或更多个细胞，而不引入克隆群的其余部分。 第二介质可含有用于评估细胞631'、633'、635'的测定试剂。可以对第二多个 隔绝围栏中的一组细胞631'、633'、635'执行一个或更多个测定或者可以排出 一个或更多个细胞631'、633'、635'。可以对细胞631'、633'、635'进行任何 种类的进一步处理，这可以识别从中获得细胞631'、633'、635'的克隆群的所 选择的特征。
在一些实施例中，可以除去原位生成的屏障，并且可以将来自第一多个 隔绝围栏的每个克隆群或所选择的数目的克隆群的第二组一个或更多个细胞 引入到对侧的围栏。可以引入第二原位生成的屏障，并且可以对它们执行随 后的测定或其他处理。
在一些实施例中，微流体设备可在引入细胞时具有屏障，其中屏障用一 个或更多个间隙(未示出)中断。用一个或更多个间隙中断的屏障可以不是 原位生成的屏障，而是可以由形成隔绝围栏和微流体通道壁的相同微流体回 路材料形成。间隙在第一多个隔绝围栏的第一围栏(例如，830)的开口附近 对准，并且还与第二多个隔绝围栏的相应第一围栏(例如，830')的开口对 准。所述一个或更多个间隙的尺寸被配置为允许第一克隆群的一个或更多个 细胞被选择并从微流体通道的第一侧上的第一多个围栏的第一围栏移动到位于微流体通道的相对的第二侧上的第二多个围栏中的第一围栏。在输送细胞 631'、633'、635'之后，可以用一个或更多个如上所述的原位生成的屏障来封 闭一个或更多个间隙。细胞631'、633'、635'可以以本文所述的任何合适的方 法进一步处理，并且可以进行测定以识别所需的细胞克隆群。可以排出所需 的细胞克隆群用于进一步扩增或发育，或者可以在微流体设备1400的隔绝围 栏中就地培养。被识别为不合需要的克隆群可以从隔绝围栏排出，并且可以 进一步从微流体设备1400排出。
图15显示了微流体设备1400的另一种变型微流体设备1500。在一些实 施例中，原位生成的屏障500可另外具有不同程度的孔隙率，其通过屏障1520 中的小破裂或通过增加屏障1520本身的孔隙率而受影响。可以中断原位生成 的屏障以具有间隔增加的原位生成的屏障模块1522、1524、1526、1528。在 该方法中，不同量的第一介质和第二介质可以通过扩散渗透屏障并影响在屏 障任一侧的围栏中的细胞对631、631'；633、633'；635、635'，并可能影响 细胞发育，其中，第一介质在第一入口930处引入并以介质流278在第一子 通道中流动，第二介质在第二入口930'处引入并以介质流278'在第二子通道 中流动。
这些层状原位生成的屏障中的任何一种(图14B或图15)可用于指导细 胞系发育。
图16显示了原位生成的聚合物屏障，其可以通过变化介质或溶剂来溶胀 或去溶胀。在将细胞630置于由微流体回路材料1660(其可以与形成通道壁 1620的微流体回路材料相同或不同)制成的隔绝围栏830中之后，将可流动 的聚合物引入到流体通道264中，可以通过例如照射衬底208上的所选择的 点以影响屏障1620的聚合来引入原位生成的屏障1620。在一些实施例中， 光引发的固化的聚合物网络可以溶胀至状态1620'，同时在微流体设备1600 中的其他围栏(未示出)上执行其他分选或处理步骤，防止细胞630的离开。 屏障还可以防止可溶性介质在处理步骤期间进入围栏830，从而屏蔽细胞630。 原位生成的屏障可以去溶胀至状态1620并允许细胞630离开。
图17示出了微流体设备1700，其具有在引入微物体630和微物体636 之前或之后引入的多个原位生成的屏障模块1720至1732。可针对所需的微 物体630检查并测试微流体设备的场的每个部分。可以通过如本文所述的合 适方法移除各个屏障模块，并且可以将微物体分选到微流体设备1700的不同 部分。
图18显示了用于原型设计微流体设备1800的特征的原位生成的隔离结 构的示例。经由原位生成的屏障/隔离结构添加新设计方面，可以快速引入和 重新组合诸如流动区壁1810、隔离结构子单元1820和1822以及原型通道单 元1864、1865的元件以测试新设计。这可以是昂贵的实验掩膜的替代品。
图19A和19B示出了在微流体设备1900的隔绝围栏中原位生成的封壳 920的示例，以限定和隔离所选择的细胞636。它还可以用于用试剂隔离细胞 以启动转染。在一些实施例中，如本文所述，封壳可以溶胀至溶胀状态1920'， 并且可以任选地充分溶胀以使细胞636”透化。图20A和20B示出了在任何隔 绝围栏外部利用类似封壳2020的微流体设备2000，以隔离细胞来识别其位 置并任选地溶胀(2020')和透化细胞636”。
微流体设备400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、 1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000可具有如针对微流体设备100、 200、230、250、280、290、300所描述的特征、组件或尺寸的任何组合，并 且可适用于所述的任何方法。微流体设备400、500、600、700、800、900、 1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000可以进一步与针对相应的其他微流体设备400、500、600、700、800、900、1000、 1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、 2200描述的任何特征以任何合适的组合来组合，并且以本文所述的任何合适 的方法使用，正如技术人员所选择的那样。
用于原位生成的隔离结构的固化聚合物网络的聚合物。在隔离结构的固 化聚合物网络的各种实施例中，固化的聚合物网络可以是合成聚合物、改性 合成聚合物、或光或温度可活化的生物聚合物。生物聚合物可以配置成温度 或光可活化的以形成固化的聚合物网络。在一些实施例中，可以改性生物聚 合物以掺入提供温度或光可活化能力的部分。合成聚合物改性可以包括任何 组合的尺寸改性基序、裂解基序、反应性末端部分和/或细胞识别基序。
在隔离结构的固化聚合物网络的一些实施例中，固化的聚合物网络可包 括聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚丙烯酰胺(PAM)、改性聚丙烯酰胺、聚-N-异丙基丙烯酰 胺(PNIPAm)、改性聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯 醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、 纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层 粘连蛋白、多糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。在其他实施 例中，聚合物可包括聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、 聚乙醇酸(PGA)、改性聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙 烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、 改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、 多糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。在其他实施例中，聚合 物可包括聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸 (PGA)、改性聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、 改性聚丙烯酸、纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘 连蛋白、改性层粘连蛋白或任何组合的共聚物中的至少一种。在一些实施例 中，固化的聚合物网络不包括硅氧烷聚合物。在一些实施例中，固化的聚合 物网络可以不包括聚乳酸(PLA)或改性聚乳酸聚合物。在其他实施例中， 固化的聚合物网络可以不包括聚乙醇酸(PGA)或改性聚乙醇酸聚合物。在 一些实施例中，固化的聚合物网络可以不包括聚丙烯酰胺或改性聚丙烯酰胺 聚合物。在其他实施例中，固化的聚合物网络可以不包括聚乙烯醇(PVA) 或改性聚乙烯醇聚合物。在一些实施例中，固化的聚合物网络可以不包括聚 丙烯酸(PAA)或改性PAA聚合物。在一些其他实施例中，固化的聚合物网 络可以不包括聚己内酯(PCL)或改性聚己内酯聚合物。在其他实施例中， 固化的聚合物网络可以不由纤连蛋白或改性纤连蛋白聚合物形成。在一些其 他实施例中，固化的聚合物网络可以不由胶原蛋白或改性胶原蛋白聚合物形 成。在一些其他实施例中，固化的聚合物网络可以不由层粘连蛋白或改性的 层粘连蛋白聚合物形成。
确定用于固化聚合物网络的聚合物的适合性的物理和化学特性可包括分 子量、疏水性、溶解度、扩散速率、粘度(例如介质的粘度)、激发和/或发 射范围(例如其中固定的荧光试剂的)、已知的背景荧光，影响聚合的特性和 固化的聚合物网络的孔径。在可流动聚合物(例如，预聚物溶液)的聚合或 热凝胶化时形成固化的聚合物网络。
在可以使用的许多聚合物中，一种类型的聚合物是聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)。光引发聚合的机理如式1所示。自由基引发剂
2959 (BASF)是一种高效的非黄化自由基α羟基酮光引发剂，通常用于在UV区 域的波长(例如365nm)下引发，但也可以使用其它引发剂。用于聚合反应 的另一种有用的光引发剂类的示例是酰基次膦酸锂类，其中的苯基2,4,6，- 三甲基苯甲酰次膦酸锂由于其在比α-羟基酮类更长波长(例如，405nm)处 的更有效吸收而具有特别的实用性。
式1
可以光聚合的其他类型的PEG包括PEG二甲基丙烯酸酯和/或多臂PEG (n-PEG)丙烯酸酯(n-PEG-Acr)。可以使用的其他聚合物类包括聚乙烯醇 (PVA)、聚乳酸(PLA)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙醇 酸(PGA)或聚己内酯(PCL)。
聚合物的分子量范围可以根据本发明的隔离结构的性能的要求而变化。 取决于聚合物的结构，宽范围的可流动聚合物的分子量可能是合适的。有用 的星型聚合物的Mw(重均分子量)可以在约500Da至约20kDa(例如，四 臂聚合物)的范围内，或者对于每个臂或对于线性聚合物可以至多为约5kDa， 或其间的任何值。在一些实施例中，具有较高分子量范围的聚合物可以在可 流动聚合物中以较低浓度使用，并且仍然提供可以在本文所述方法中使用的 原位生成的屏障或隔离结构。
可以使用各种共聚物类，包括但不限于：任何上面列出的聚合物，或生 物聚合物，例如纤连蛋白、胶原蛋白或层粘连蛋白。可以使用如葡聚糖的多 糖或改性胶原蛋白。也可以使用具有用于聚合的可光活化官能团的生物聚合 物。
交联可以通过线性或分支PEG聚合物的辐射、PRG丙烯酸酯的自由基 聚合、以及特定化学反应(诸如迈克尔加成、缩合、点击化学、天然化学连 接和/或酶促反应)来进行。
基于聚合物的性质(例如星形、多臂或梳形聚合物的可流动聚合物的构 型、可交联官能团之间的聚合物链段长度)和聚合条件(温度或光引发的程 度、存在的可光活化的引发剂的量、存在的自由基终止剂的量等)，可以选择 聚合物以具有所需的交联范围。
在一些实施例中，固化的聚合物网络的聚合物可以是改性的PEG聚合物。 聚合物可以是星形、4臂或2臂PEG二丙烯酸酯聚合物。
可溶胀的聚合物。PEG聚合物可以在各种条件下溶胀，并且可以通过回 复到原始介质/温度来逆转。聚-N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)可通过升高温 度而溶胀，并通过冷却而去溶胀。
尺寸改性基序。一些水凝胶，包括聚-N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)或 聚丙烯酰胺(PAM)，也可以包含特定部分，例如偶氮苯，其在功能聚合物 的表面暴露于光时改变顺式/反式方位。这种转变可以使聚合物的部分(例如 围栏内的隔离结构)的尺寸发生显著变化。或者，这些聚合物可包括在暴露 于UV光时交联的肉桂酸官能团，其在除去光时是可逆转。与非交联状态相 比，交联聚合物是伸长的。可以引入这些聚合物的另一部分包括无色三苯基 甲烷(triphenyl leucomethane)，其在光照下在暴露于光时可逆地形成离子对。 如果将叶绿酸铜钠掺入聚合物中，则活化光的波长可以进入可见光范围。
功能化的其他改性。可以通过在(PEG)聚合物中引入一种或更多种不 同的基序来改性聚合物(例如PEG)。基序可包括任何组合的尺寸改性基序、 裂解基序、反应性末端基序和/或细胞识别基序。尺寸改性基序可以包括对周 围介质的温度、离子强度或pH的变化的敏感性，其可以引起固化的聚合物 网络的物理尺寸的变化，从而引起隔离结构的尺寸变化。非限制性示例可包 括下临界溶解温度(LCST)或上临界溶解温度(UCST)聚合物，例如聚N- 异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)。另一个例子是在聚合物(诸如PEB)中引入二 硫键。
裂解基序可包括插入聚合物中的肽序列，其是一种或更多种蛋白酶的底 物，包括但不限于基质金属蛋白酶、胶原酶或丝氨酸蛋白酶，诸如蛋白酶K。 另一类裂解基序可包括光可裂解基序，诸如硝基苄基光可裂解连接基，其可 以插入预聚物的所选择的位置。在一些实施例中，硝基苄基光可裂解连接基 可包括被配置为光可裂解的1-甲基、2-硝基苄基部分。在其他实施例中、光 可裂解连接基可包括苯偶姻部分、1,3硝基苯基部分、香豆素-4-基甲基部分 或1-羟基-2-肉桂酰基部分。可以利用裂解基序除去隔离结构的固化聚合物网络。在其他实施例中，聚合物可包括细胞识别基序，包括但不限于RGD肽 基序，其被整联蛋白识别。
反转/移除/最小化原位生成的隔离结构。当没有其他目的时，可以使用 许多机制来移除或减少原位生成的隔离结构。例如，一旦完成测定并且已经 识别了期望的生物细胞，可以有用的是，去除隔离结构以继续培养和扩增生 物细胞，从而证明所需的活性或性质。
机械力。如果隔离结构的至少一部分位于流动区而不是围栏的隔离区内， 则可以使用增加的流动。例如，至少一个隔离结构可以位于隔绝围栏的隔离 区内，并且在测定完成之后，可以改性隔绝围栏或其中的隔离区以使流通过 隔离区。
水解敏感性：当形成隔离结构时，可同时包括致孔剂，其包括不能与光 引发的聚合物化学连接的聚合物。所形成的水凝胶内的开口的程度/大小可以 通过隔离结构内的可接近性来决定水解速率。在其他实施例中，所形成的孔 可用于允许分泌的材料或化学试剂通过隔离结构，但防止细胞移入、移出和/ 或穿过隔离结构。在其他实施例中，通过将可降解链段如聚酯、缩醛、富马 酸酯、聚(富马酸丙二醇酯)或多羟基酸引入聚合物(例如PEG聚合物)中， 可以提高这些聚合物的降解性。
还原剂：PEG可以沿着大裂球(macromere)以间隔形成二硫键，其可 以是随机的或预定的。二硫键可以被二硫苏糖醇(DTT)、巯基乙醇或TCEP 破坏。
热：聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)或其他合适的LCST聚合物可用 于在加热时引入隔离结构。可以通过降低形成的聚合物隔离结构的温度来除 去它们。聚合物可包括ELP或其他基序，其也允许通过其他机制如水解或蛋 白水解除去。特别是，PNIPAm可用于为粘着细胞创建表面，但随后切换为 允许排出。
蛋白水解易感性：水凝胶可以具有任何种类的肽序列，使得通过选择的 蛋白酶对所选择的基序的选择性蛋白水解可以去除/逆转/或最小化水凝胶隔 离结构。一些类的经改性的PEG包括具有弹性蛋白样肽(ELP)基序和/或具 有对多种蛋白酶(酶敏感性肽ESP)易感性的肽基序的PEG。已知大量这些 基序。一个有用的基序是RGD，它可能被限制为循环。
渗透敏感性：钙浓度/其他渗透策略可用于降解和去除隔离结构。如上所 述，流过通道或流动区的介质的变化可以在尺寸上溶胀或去溶胀隔离结构。
光裂解：如上所述，如果固化的聚合物网络的聚合物包括光可裂解部分， 则使激发波长照射到固化的聚合物网络将导致固化的聚合物网络的部分内的 裂解。该裂解可以提供固化的聚合物网络的完全或部分破坏，从而去除或减 少隔离结构。如果通过光裂解提供固化的聚合物网络的部分破坏，则可以通 过使流体介质在通道或流动区中流动以从隔离的一个或更多个微物体扫除固 化聚合物网络的部分破碎的部分来实现完全破坏(例如，完全去除该隔离结 构)。
在一些应用中，可以不去除隔离结构，而是可以使用光或介质/溶剂变化 简单地溶胀或去溶胀。一些类型的水凝胶可以包含对光可逆地响应的部分(例 如，改变关于刚性键的区域化学；在聚合物内形成可逆交联，或形成/断裂离 子对)。
微流体(或纳米流体)设备辅助加热。微流体设备还可包括金属垫，金 属垫设置在衬底上在原位生成的隔离结构的位置处。可以通过将连续的金属 形状或金属形状的图案沉积到衬底上来产生金属垫。导热垫可包括任何类型 的金属，其可被光源激发以产生热量。合适的金属包括铬、金、银、铝、氧 化铟锡或其任何组合。金属可以组合在多层导热垫中，例如铬层、钛层、金 层。其他金属(和合金)在本领域中是已知的。导热垫可以包括连续的金属 表面或者可以包括金属图案(例如诸如点、正方形、线、圆锥、不规则形状 的金属形状)。在一些实施例中，金垫可以在将要/已经产生原位生成的隔离 结构的位置处设置在衬底上。导热垫可用于产生热以凝胶化、溶胀、减少或 移除原位生成的隔离结构。可以通过在需要这种胶凝化、溶胀、减小或移除 的位置处将光引导到微流体设备中来产生热量。在一些实施例中，固化的聚 合物网络可包括热敏聚合物。当隔离结构的固化聚合物网络包括热敏聚合物 时，该设备可进一步包括设置在衬底上的导热垫，导热垫位于将被引入的至 少一个原位生成的隔离结构下方的位置处。
方法。原位生成的隔离结构可以在微流体设备内完全包围区域或者以围 栏或隔绝围栏的方式部分地包围区域，并且可以是原位生成的屏障，原位生 成的隔离结构可以在将细胞引入微流体(或纳米流体)设备之前或之后引入。 原位生成的隔离结构可以设计成临时的，或者可以至少在分选和/或浓缩和/ 或处理过程的持续时间内保持就位。
可以通过光活化、温度变化或渗透变化引入原位生成的隔离结构，其可 以使微流体内存在的聚合物溶液形成能够防止生物细胞或珠粒穿过隔离结构 的隔离结构。取决于聚合物原位生成的屏障/隔离结构的网眼尺寸，可以允许 不同类别的化学物质穿过屏障。如果网眼尺寸选择为约2nm，则可以仅允许 小分子组分通过，但蛋白质等可以通过隔离结构/屏障隔离。原位生成的隔离 结构/屏障可以由具有较大网眼尺寸的聚合物形成，该聚合物可以不阻止更小 的物质，诸如蛋白质、核酸、细胞器或信号分子穿过屏障。原位生成的隔离 结构/屏障可以允许介质通过而不允许细胞或珠粒进、出和/或通过原位生成 的结构/屏障。原位生成的隔离结构/屏障可具有这样网眼尺寸(交联聚合物 链之间的开口或空隙的有效尺寸)，其允许珠粒(包括但不限于磁珠、聚苯乙 烯珠或玻璃珠)进、出和/或通过隔离结构/屏障同时保留生物细胞。
引入光活化聚合的过程可以在微流体设备内进行，并且可以另外在存在 细胞的情况下进行。可光活化的聚合引发剂可在加入可流动聚合物之前、同 时或之后引入。扩散可以与聚合过程竞争，因此快速产生自由基的能力可能 是有用的。此外，自由基可以快速与自由氧结合。虽然在介质中不存在氧气 的情况下光聚合可以非常有效和快速，但是当存在生物细胞(因此需要氧气 的存在)时，可以对起始自由基的数量进行调整以进行补偿。实际上，为了 在微流体设备内引入有用的许多类型的屏障，氧气的限制作用可能是有帮助的，因为链终止可能更快地发生并且可能限制形成的外来聚合物的量，特别 是当引入有限量的聚合物形成小屏障，不会完全阻挡围栏或通道时更是如此。
在利用原位生成的隔离结构(包括本文所述的任何变型)隔离微物体的 方法中，提供了微流体环境，其中微物体可以被分选、浓缩和/或选择性地设 置在预选区域或微流体设备的隔绝围栏中。通过本文所述的原位生成的隔离 结构隔离的微物体可以选择性地保留在微流体设备内，同时排出未隔离的微 物体，并且在此之后，可以在不存在未被隔离处理选择的微物体的情况下进 一步选择性地释放以进行进一步处理。另外，可以在微流体设备中进一步选 择性地处理隔离的微物体或未隔离的微物体，这可以包括用于进一步处理的 任何类型的测定或制备，例如裂解、基因编辑或基因分型。
在一个方面，提供了一种在微流体设备中隔离微物体的方法，包括以下 步骤：提供微流体设备，其中微流体设备包括具有衬底和流动区的封壳；将 第一流体介质引入微流体设备的封壳中；将流体介质中的多个微物体引入封 壳中；在引入多个微物体之前或之后将可流动的聚合物引入封壳中；在流动 区的至少一个所选择的区域中激活可流动聚合物的固化，从而形成原位生成 的隔离结构；用原位生成的隔离结构隔离多个微物体中的至少一个。
在该方法的各种实施例中，该方法还可包括从微流体设备排出多个微物 体的剩余部分。多个微物体中的剩余部分可以是多个微物体的所选择的部分。 在其他实施例中，由原位生成的隔离结构隔离的至少一个微物体可以是多个 微物体的所选择的部分。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括通过增加流体介质的 流动、引入水解剂、引入蛋白水解剂、增加/减少流体介质的渗透压、改变原 位生成的隔离结构的温度、或光学照射原位生成的隔离结构来减少或去除原 位生成的隔离结构(其可以包括原位生成的屏障、一个或更多个原位生成的 屏障模块、和/或一个或更多原位生成的隔离模块)的步骤，从而释放被隔离 的至少一个微物体。改变温度的步骤可以进一步包括光学照射在衬底上位于 原位生成的隔离结构附近或之下的导热垫。在该方法的各种实施例中，该方法还可包括从微流体设备排出至少一个释放的微物体的步骤。在该方法的各 种实施例中，从微流体设备排出多个微物体的所选择部分还可包括将多个微 物体的所选择部分移动到微流体设备的衬底的不同部分。
在该方法的各种实施例中，原位生成的隔离结构可以对流体介质流是透 过的，同时防止微物体的一些或所有子组进、出和/或通过原位生成的隔离结 构。
在该方法的各种实施例中，激活可流动聚合物的固化的步骤可以形成原 位生成的隔离结构，其可以是原位生成的围栏。图9C示出了一个非限制性 示例。原位生成的围栏可以选自由以下构成的群组：包括隔离区和连接区的 原位生成的隔绝围栏，连接区具有通向流动区的近侧开口和通向隔离区的远 侧开口；完全包围至少一个微物体的原位生成的壁；以及部分地包围至少一 个微物体的原位生成的围栏，其中原位生成的围栏在其周边具有一个足够大 的开口，以允许至少一个微物体的进入/离开。在一些实施例中，该方法可以进一步包括使围绕至少一个隔离的微物体的原位生成的围栏溶胀的步骤，从 而向微物体施加压力并使其透化。图20A示出了非限制性示例。
激活可流动聚合物固化的步骤可以进一步包括形成具有多个原位生成的 围栏模块的原位生成的围栏，所述多个子单元中的每一个以一定距离彼此间 隔开，防止至少一个隔离的微物体离开围栏。在一些实施例中，多个原位生 成的围栏模块可以以一定距离彼此间隔开，从而防止多个微物体中的至少一 个微物体子组穿过原位生成的围栏。微物体的直径可以在约1-20微米之间。 在一些实施例中，微物体的至少一个子组包括至少一种类型的生物细胞。
在一些实施例中，激活可流动聚合物的固化的步骤可以形成原位生成的 隔离结构，其包括配置成防止至少一个微物体穿过屏障的原位生成的屏障。 在一些实施例中，可以引入多个屏障，并且多个屏障可以被配置为允许隔离 多个微物体中的至少一个微物体的相应子组。该方法可包括减小尺寸或去除 原位生成的隔离结构的步骤，从而释放至少一个微物体。
在该方法的各种实施例中，该方法还可包括从微流体设备排出至少一个 释放的微物体的一个或更多个子组的步骤。排出至少一个微物体的一个或更 多个子组可以包括将至少一个微物体的一个或更多个子组移动到微流体设备 的不同部分。微流体设备的另一部分可包括隔绝围栏。
在该方法的各种实施例中，激活固化的步骤可以进一步包括形成具有多 个原位生成的屏障模块的原位生成的屏障，多个原位生成的模块中的每一个 以一距离彼此间隔开，防止至少一个微物体穿过原位生成的屏障。在该方法 的各种实施例中，该方法可以进一步包括将多个原位生成的屏障模块彼此分 开从而形成原位生成的屏障，防止多个微物体的微物体的至少一个子组穿过 原位生成的屏障的步骤。微物体的至少一个子组可包括至少一种类型的生物 细胞。
在该方法的各种实施例中，微流体设备的封壳还可包括至少一个隔绝围 栏，隔绝围栏包括隔离区和连接区，该连接区具有通向流动区的近侧开口和 通向隔离区的远侧开口。封壳可包括多个隔绝围栏。多个隔绝围栏可以对准 为一排，并且多个隔绝围栏中的每一个的近侧开口可以彼此邻接地设置。在 一些实施例中，流动区可包括通道，并且多个隔绝围栏中的每一个的近侧开 口可在通道的一侧打开。
在该方法的各种实施例中，可以在隔绝围栏内进行激活固化的步骤。在 一些实施例中，激活固化的步骤可以在隔离区或连接区内执行。图4、10A-10C、 12B、16、19、21A-21C和22显示了非限制性实施例。在一些实施例中，在 隔绝围栏内激活固化的步骤可以形成原位生成的围栏。原位生成的围栏可以 包含单个生物微物体。在一些实施例中，该方法可以进一步包括使原位生成 的围栏溶胀从而更紧密地围绕单个生物细胞的步骤。该方法可以进一步包括 使原位生成的围栏溶胀直到单个生物细胞透化的步骤。图20A显示了一个非限制性示例。在该方法的各种实施例中，激活隔绝围栏内的可流动聚合物的 固化的步骤可以形成原位生成的屏障。在一些实施例中，原位生成的屏障可 以设置在隔绝围栏的隔离区中。原位生成的屏障可以具有跨隔离区的宽度， 该宽度可以是隔离区宽度的约1/4至约3/4。跨隔离区的原位生成的屏障的宽 度可以是约5微米至约20微米。隔离区的宽度可以为约30微米至约50微米。 图12A和12B示出了一个非限制性示例。该方法可以包括将未被屏障隔离的 多个微物体的剩余部分从微流体设备排出的步骤。在该方法的各种实施例中， 该方法可以进一步包括通过光学照射或改变原位生成的屏障周围的温度来减 少或去除原位生成的屏障，从而释放至少一个微物体的步骤。在该方法的各 种实施例中，该方法还可包括从微流体设备排出至少一个微物体的步骤。
在一些实施例中，激活可流动聚合物的固化的步骤可在连接区中产生原 位生成的屏障。该方法可以进一步包括改变原位生成的屏障以包括捕获部分 的步骤，该捕获部分被配置成捕获设置在隔绝围栏中的至少一个微物体。原 位生成的屏障可以具有跨连接区的宽度，该宽度可以是连接区的宽度的大约 1/4至大约3/4。在一些实施例中，原位生成的屏障的跨连接区的宽度可以是 约5微米至约20微米。图10A-10C示出了一个非限制性示例。在各种实施 例中，连接区可具有约30微米至约5微米的宽度。
在一些实施例中，该方法可以进一步包括将未被原位生成的屏障隔离的 多个微物体的剩余部分从微流体设备排出的步骤。
在该方法的各种实施例中，该方法还可包括减少或去除多个原位生成的 屏障中的一个或更多个，从而从隔离中释放至少一个微物体的步骤。在各种 实施例中，该方法可以进一步包括在已经通过原位生成的屏障从隔离中释放 之后从微流体设备排出至少一个微物体的步骤。
在一些实施例中，激活可流动聚合物的固化的步骤可在通道中形成原位 生成的屏障。在各种实施例中，激活可流动聚合物的固化步骤可以将原位生 成的屏障设置在多个隔绝围栏的至少一个隔绝围栏的近侧开口附近。在一些 实施例中，其中可以存在多个隔绝围栏并且多个隔绝围栏形成一排，并且激 活可流动聚合物的固化步骤可以将原位生成的屏障设置在位于成排的隔绝隔 围栏的端部的隔绝围栏的近侧开口的远侧边缘附近。在该方法的一些实施例 中，隔离步骤可包括防止多个微物体中的至少一个微物体移动通过通道中的 原位生成的屏障。在其他实施例中，隔离步骤可以包括防止多个微物体中的 至少一个子组移动通过通道中的原位生成的屏障。图6、7、8和13A-13C示 出了非限制性实施例。
在该方法的各种实施例中，激活可流动聚合物的固化的步骤可以进一步 包括形成原位生成的屏障，该屏障具有多个原位生成的屏障模块，多个模块 中的每一个以一距离彼此间隔开，防止多个微物体中的至少一个微物体移动 通过通道中的屏障。在一些实施例中，激活可流动聚合物的固化步骤可以进 一步包括在一定距离处形成多个原位生成的屏障模块，防止多个微物体中的 至少一个微物体子组移动通过屏障。在一些实施例中，其中可以存在多个隔 绝围栏并且多个隔绝围栏形成一排，并且激活可流动聚合物的固化步骤可以 将隔离物设置在位于成排的隔绝围栏的端部处的隔绝围栏的近侧开口的远侧 边缘附近。在各种实施例中，隔离步骤可包括防止至少一个微物体通过所选 择的隔绝围栏。图9A-9D示出了非限制性示例。在一些实施例中，隔离步骤 还可包括将至少一个微物体设置到所选择的隔绝围栏中。至少一个微物体可 以是所有多个微物体。
在一些实施例中，激活可流动聚合物的固化的步骤可以形成原位生成的 屏障，其尺寸设计成阻挡至少两个连续的隔绝围栏的近侧开口。阻挡近侧开 口的原位生成的屏障可具有至少50微米至约500微米的尺寸。图5A和5B 示出了一个非限制性示例。在各种实施例中，该方法可以进一步包括将未被 屏障隔离的多个微物体的剩余部分的剩余部分从微流体设备排出的步骤。
在一些实施例中，激活可流动聚合物固化的步骤可以在多个围栏的第一 隔绝围栏的近侧开口的远侧边缘处形成屏障。图13A-13C示出了一个非限制 性示例。在一些实施例中，所述多个隔绝围栏可以是第一多个隔绝围栏，所 述通道可以是第一通道，所述微流体设备还可以包括沿第二通道设置的第二 多个隔绝围栏，所述屏障可以防止至少一个微物体通过原位生成的屏障进入 第一通道。屏障可以将流体介质流引导到封壳的另一部分。在一些实施例中， 屏障可以防止所有多个微物体通过屏障进入第一通道。在一些实施例中，隔 离步骤还可包括将多个微物体引导到第二通道中。在一些实施例中，隔离步 骤还可包括将多个微物体设置在第二通道中的第二多个隔绝围栏中。
在该方法的各种实施例中，微流体设备可包括在通道的第一侧上彼此相 邻设置的第一多个隔绝围栏，并且微流体设备还包括在微流体通道的相对第 二侧上彼此相邻设置的第二多个隔绝围栏。图14A-14B和图15示出了非限 制性实施例。在一些实施例中，引入多个微物体的步骤可包括在第一流体介 质中将多个微物体引入第一多个隔绝围栏中的每一个。多个微物体中的每一 个可以是生物微物体的克隆群。在该方法的各种实施例中，引入步骤可以进 一步包括在第一流体介质中将第一克隆群的第一生物微物体引入第二多个隔 绝围栏的第一隔绝围栏。在一些实施例中，引入步骤可以进一步包括在第一 流体介质中将第一多个隔绝围栏的每个隔绝围栏中的每个相应克隆群的第一 生物微物体引入第二多个隔绝围栏中的相应隔绝围栏中。
在一些实施例中，激活可流动聚合物固化的步骤可包括沿着微流体通道 的长度激活可流动聚合物的固化，从而形成原位生成的隔离结构，原位生成 的隔离结构包括将微流体通道分成第一子通道和第二子通道的原位生成的屏 障，第一子通道被配置为提供流过第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流， 第二子通道被配置为提供流过第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流，其 中原位生成的屏障防止微物体从第一子通道移动到第二子通道，反之亦然。
在其他实施例中，微流体设备可进一步包括将微流体通道分成第一子通 道和第二子通道的屏障，第一子通道配置成提供通过第一多个隔绝围栏的流 体介质的第一子流，并且第二子通道被配置为提供通过第二多个隔绝围栏的 流体介质的第二子流，该屏障被至少一个间隙打断，该间隙与第一多个隔绝 围栏的第一隔绝围栏的通向第一子通道的近侧开口对准并与第二多个隔绝围 栏的第一围栏的通向第二子通道的近侧开口对准；进一步地，其中激活聚合 的步骤可以包括：在至少一个间隙处激活聚合，以在至少一个间隙中形成至 少一个原位生成的屏障，从而防止微物体从第一子通道移动到第二子通道， 反之亦然。在一些实施例中，当微流体设备包括被至少一个间隙打断的屏障 时，移动第一多个隔绝围栏中的每个克隆群的至少一个细胞的步骤包括将至 少一个细胞通过至少一个间隙移动到第二多个围栏的相应的隔绝围栏。在一 些实施例中，屏障具有多个间隙。每个间隙可以与第一多个隔绝围栏的每个 隔绝围栏的(通向微流体通道的)近侧开口对准，并且可选地，还与第二多 个隔绝围栏的每个相应隔绝围栏的通向微流体通道的近侧开口对准。激活固 化的步骤可包括形成一个或更多个原位生成的屏障，其封闭多个间隙中的一 个或更多个。在该方法的各种实施例中，该方法还可包括将第二流体介质引 入第二子通道的步骤。该方法可以进一步包括使第一子通道中的第一流体介 质和第二子流道中的第二流体介质沿着原位生成的屏障流到该设备的相应的 第一和第二输出口的步骤。在一些实施例中，隔离步骤还可包括防止第一介 质与第二子通道中的第二介质混合。在更进一步的实施例中，隔离步骤可以 进一步包括在第二流体介质中生长每个相应克隆群的每个第一生物微物体， 由此第二多个隔绝围栏中的第一生物微物体与第一多个隔绝围栏中的相应克 隆群以不同方式生长。该方法可以进一步包括扩增第二多个隔绝围栏中的每 一个中的每个第一生物微物体，以提供生物微物体的新克隆群的步骤。在各 种实施例中，激活可流动聚合物的固化的步骤可以进一步包括形成具有多个 原位生成的屏障模块的屏障，所述多个模块中的每一个以一定距离彼此间隔 开，防止所述至少一个微物体穿过屏障。激活可流动聚合物的固化的步骤可 以进一步包括将多个原位生成的屏障模块彼此间隔开，从而形成原位生成的 屏障，防止多个微物体中的至少一个微物体子组穿过屏障。原位生成的屏障具有沿微流体通道的长度。在一些实施例中，激活可流动聚合物固化的步骤 可以进一步包括形成多个原位生成的模块中的第一模块，其长度为原位生成 的屏障长度的至少40％。图15示出了一个非限制性示例。在其他实施例中， 激活可流动聚合物固化的步骤可以进一步包括形成多个原位生成的屏障模块 的剩余部分，其长度不大于屏障长度的20％。原位生成的屏障可以具有第一 上游(例如，更靠近流体入口)端和第二下游端(例如，更靠近流体出口) 以及它们之间的长度。在一些实施例中，激活可流动聚合物的固化的步骤可 以进一步包括形成屏障，其中原位生成的屏障在第一端处对第一或第二流体 介质流可以不透过，并且对于在为原位生成的屏障的长度的至少40％的点处 的第一或第二流体介质流的至少一部分可以是透过的。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括减小原位生成的屏障 的尺寸或去除原位生成的屏障的步骤。在一些实施例中，当原位生成的屏障 包括多个模块时，可以通过去除多个屏障模块的至少一部分来减小原位生成 的屏障。可以去除更少或更多的原位生成的屏障模块以减小屏障。在该方法 的各种实施例中，该方法可以进一步包括根据第一流体介质和第二流体介质 混合的程度，在不同的流体介质组合物中生长每个相应克隆群的每个第一生 物微物体的步骤。
在该方法的任何实施例中，该方法可以包括处理隔离的微物体的步骤。 或者，该方法可以包括处理尚未被隔离的微物体的步骤，同时隔离微流体设 备中的另一个微物体。
在另一方面，提供了一种在微流体设备中隔离微物体的方法，包括以下 步骤：提供包括封壳的微流体设备，封壳具有衬底、包括通道的流动区和多 个隔绝围栏；将包括多个微物体的流体介质设置在微流体设备的通道中，其 中流体介质包括可流动的聚合物；在多个隔绝围栏的至少一部分中设置多个 微物体的选择微物体，从而形成多个填充的隔绝围栏，每个隔绝围栏包含至 少一个微物体；选择多个填充的隔绝围栏中的至少一个；在连接区、隔离区 内或在至少一个所选择的隔绝围栏的连接区的近侧开口处的所选择的点处引 发可流动聚合物的聚合，其中可流动聚合物的聚合的聚合物产生至少部分原 位生成的屏障；以及防止所述至少一个微物体离开所述至少一个所选择的隔 绝围栏。图4和5是该方法的非限制性示例。多个隔绝围栏中的每一个可包 括隔离区和连接区，连接区具有通向通道的近侧开口和通向隔离区的远侧开 口。在一些实施例中，可流动聚合物的聚合形成固化的聚合物网络。在各种 实施例中，该方法还可包括从一个或更多个未选择的填充的隔绝围栏中去除 多个微物体中的至少一个的步骤。该方法还可包括随后允许至少一个微物体 离开至少一个所选择的隔绝围栏的步骤。
该方法可以进一步包括允许至少一个微物体离开至少一个所选择的隔绝 围栏的步骤，还包括至少减小至少部分原位生成的屏障，从而释放至少一个 微物体。减小原位生成的屏障可以包括缩小原位生成的屏障的尺寸，或者可 以包括将原位生成的屏障转变为具有较小尺寸的第二状态。减小还可包括增 加屏障的剩余部分的孔隙率。减少可以进一步包括去除原位生成的屏障的模 块的一部分，使得减小的原位生成的屏障可以允许更多类型的微物体通过减 小的原位生成的屏障进出。在一些实施例中，该方法可以进一步包括通过增 加流体介质的流动、引入水解剂、引入蛋白水解剂、增加/减少流体介质的重 量摩尔渗透浓度、改变至少部分屏障的温度、或光学照射原位生成的屏障来 减小或去除至少部分原位生成的屏障，从而从隔离中释放至少一个微物体的 步骤。改变温度的步骤还可包括光学照射在屏障附近或下方的衬底上的导热 垫。在一些实施例中，形成原位生成的屏障的步骤可以进一步包括形成基本 上完整的原位生成的屏障。在各种实施例中，基本上完整的原位生成的屏障 可以形成在至少一个隔绝围栏的通向通道的近侧开口处。形成步骤还可包括 在多于一个隔绝围栏的近侧开口处形成基本上完整的原位生成的屏障。在一 些实施例中，微流体设备的封壳可进一步包括多个连续的隔绝围栏。在各种 实施例中，可以通过通道中增加的流体介质流来去除基本上完整的原位生成 的屏障。
引导可包括微物体的流体流。在另一方面，提供了一种引导微流体设备 内的流体流的方法，包括以下步骤：提供包括封壳的微流体设备，封壳具有 衬底和配置成包含流体介质的流动区，所述流动区被分成至少第一流动区和 第二流动区；在原位生成原位生成的屏障，其阻挡流体流进入第一流动区； 将流体介质引入流动区；使流体介质流过封壳，使得原位生成的屏障引导流 体介质流通过第二流动区。在各种实施例中，流体介质可包括至少一个微物 体。在一些实施例中，可以将至少一个微物体引导到第二流动区中。图 13A-13C示出了该方法的一个非限制性示例。
在该方法的各种实施例中，该方法还可包括将至少一个微物体设置在设 置在第二流动区内的隔绝围栏内的步骤。隔绝围栏可包括隔离区和连接区， 连接区具有通向第二流动区的近侧开口和通向隔离区的远侧开口。至少第一 微物体可以设置在隔绝围栏的隔离区内。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括除去原位生成的屏障 以基本上解除阻塞第一流动区的步骤。基本上解除阻塞流动区的第一部分的 步骤可以进一步包括允许包含微物体的流体介质流入第一流动区。在一些实 施例中，至少一部分原位生成的屏障可以通过应用增加的流动区中的流动、 水解、蛋白质水解、渗透变化、屏障的温度变化或光学照射来除去。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括引入第二原位生成的 屏障的步骤，该第二原位生成的屏障被配置为阻挡第二流动区。
在一些实施例中，该方法还可包括将至少一个微物体引入第一流动区的 步骤。该方法还可包括使流体介质流过流动区的步骤，从而将至少一个微物 体引导到第一流动区。在一些实施例中，引导步骤还可包括将至少一个微物 体设置在设置在第一流动区内的隔绝围栏内。隔绝围栏可包括隔离区和连接 区，连接区具有通向流动区的近侧开口和通向隔离区的远侧开口，并且进一 步其中至少一个微物体设置在隔绝围栏的隔离区内。在该方法的各种实施例 中，该方法可以进一步包括除去第二原位生成的屏障的步骤。
在该方法的各种实施例中，该方法还可包括处理至少一个微物体的步骤。 进一步处理步骤可包括测定、分类、透化、转染或排出至少一个微物体。
在各种实施例中，生成步骤可包括引发流体介质中存在的可流动聚合物 的固化。
在该方法的各种实施例中，至少第一微物体和/或至少第二微物体可以是 生物微物体。
浓缩微物体，可包括浓缩生物细胞。在另一方面，可提供一种在微流体 设备中浓缩微物体的方法，包括以下步骤：提供微流体设备，所述微流体设 备包括封壳，封壳具有衬底和配置成容纳流体介质的流动区；在流动区的第 一部分中引入原位生成的隔离结构，其中原位生成的隔离结构被配置成允许 流体介质流过原位生成的隔离结构但不允许流体介质中的至少一个微物体通 过隔离结构；将流体介质中的第一体积的第一多个微物体引入流动区的第一 部分中；并且在流动区的第一部分中浓缩第一多个微物体的至少第一子组。图6、7、8A-8B、9A-9D、10A-10C示出了该方法的一些实施例。在各种实 施例中，流体介质的第一体积可以大于流动区的第一部分的体积。
在一些实施例中，原位生成的隔离结构可以不允许第一多个微物体的第 一子组流过隔离结构，但是可以允许第一多个微物体的第二子组流过原位生 成的隔离结构。在一些实施例中，在第一部分中浓缩第一多个微物体的至少 第一子组的步骤可以进一步包括从第一多个微物体的微物体第一子组中分选 出微物体第二子组。
在该方法的各种实施例中，该方法还可包括将第一多个微物体的至少第 一子组设置在位于第一部分内的至少一个隔绝围栏内的步骤。每个隔绝围栏 可以包括隔离区和连接区，该连接区具有通向流动区的近侧开口和通向隔离 区的远侧开口。
在该方法的各种实施例中，该方法还可包括以下步骤：将第二多个微物 体引入流动区，并使第二体积的流体介质流过流动区的第一部分；以及在流 动区的第一部分中浓缩第二多个微物体的至少第一子组以及第一多个微物体 的至少第一子组。该方法可以进一步包括将第一多个微物体的至少第一子组 和第二多个微物体的至少第一子组设置在位于第一部分内的至少一个隔绝围 栏内的步骤。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括以下步骤：将第二体 积的流体介质中的第二多个微物体引入流动区的第一部分中，从而从第二多 个微物体的微物体第二子组中分选出微物体第一子组，以及在衬底的第一部 分中浓缩第一多个微物体的至少第一子组和第二多个微物体的至少第一子组。
在一些实施例中，该方法还可包括将第一多个微物体的至少第一子组和 第二多个微物体的第一子组设置到位于第一部分内的至少一个隔绝围栏的步 骤，其中每个隔绝围栏包括隔离区和连接区，连接区具有通向流动区的近侧 开口和通向隔离区的远侧开口。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括去除或减小隔离结构 的至少一部分，从而允许一定体积的包含微物体的流体介质流到流动区的至 少第二部分的步骤。在该方法的各种实施例中，该方法还可包括在流动区的 第二部分中引入第二原位生成的隔离结构的步骤。在该方法的一些实施例中， 该方法还可包括以下步骤：将第二体积的流体介质中的第二多个微物体引入 流动区的第一部分中；以及在所述流动区的第二部分内浓缩所述多个微物体 中的至少第一子组。该方法还可包括将第二多个微物体的至少第一子组设置 在位于流动区的第二部分内的至少一个隔绝围栏内的步骤。该方法可以进一 步包括去除或减小第二隔离结构的至少一部分，从而在整个流动区中允许不 受限制的流动的步骤。
在该方法的各种实施例中，原位生成的隔离结构可以是包围所选择的微 物体的全封闭围栏、在其周边的一部分处开口足够大以允许微物体通过的围 栏、包括隔离区和连接区且连接区具有通向流动区的近侧开口和通向隔离区 的远侧开口的隔绝围栏、或屏障。在一些实施例中，原位生成的屏障可包括 多个原位生成的屏障模块，每个屏障模块与多个中的其余部分间隔开，使得 两个原位生成的模块之间的开口的尺寸小于所选择的微物体。微物体的直径 可以在约1-20μm之间。
在一些实施例中，原位生成的隔离结构可以是原位生成的屏障，并且可 以基本上设置在隔绝围栏的隔离区或连接区内。在其他实施例中，原位生成 的隔离结构可以是原位生成的屏障，并且可以基本上设置在流动区内。
在各种实施例中，第一多个微物体可包括生物微物体。在一些实施例中， 第一多个微物体的第一子组和第二子组可包括不同类型的微物体。在各种实 施例中，第二多个微物体可包括生物微物体。当多个微物体都是生物微物体 时，第二多个微物体的第一子组和第二子组可以包括不同类型的微物体。
测定克隆群的细胞。在另一方面，提供了一种测定微流体设备中克隆群 的细胞的方法，包括以下步骤：将包括多个细胞的第一流体介质引入微流体 设备的封壳中，所述封壳包括衬底、包括配置为容纳流体介质的微流体通道 的流动区、彼此相邻设置使得第一多个隔绝围栏的每个隔绝围栏在微流体通 道的第一侧打开的第一多个隔绝围栏、以及彼此相邻地设置使得第二多个隔 绝围栏的每个隔绝围栏在微流体通道的第二个相对侧打开的第二多个隔绝围 栏；使第一流体介质和多个细胞流入微流体设备的通道中；在第一多个隔绝 围栏的每个隔绝围栏中引入细胞克隆群；对于第一多个隔绝围栏中的每个细 胞克隆群，将至少一个细胞移动到第二多个隔绝围栏的相应隔绝围栏中；将 可流动的聚合物引入通道中；沿微流体通道的长度激活可流动聚合物的固化， 从而形成将微流体通道分成第一子通道和第二子通道的原位生成的屏障，第 一子通道配置成提供通过第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流，第二子 通道被配置为提供通过第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流，其中原位 生成的屏障防止细胞从第一子通道移动到第二子通道，反之亦然；使第二流 体介质流入第二子通道，其中第二流体介质包括用于测定第二多个隔绝围栏 中的细胞的试剂；并且测定第二多个隔绝围栏的每个隔绝围栏中的细胞。图 14A-14B示出了一个实施例。在各种实施例中，原位生成的屏障可具有从通 道的第一端到微流体通道的第二端的长度。第一多个隔绝围栏和第二多个隔 绝围栏中的每个隔绝围栏可具有通向微流体通道的相应侧的近侧开口。
在各种实施例中，可流动聚合物可在将多个细胞引入第一多个隔绝围栏 的步骤之前或之后引入。
在一些实施例中，引入克隆群的步骤可包括将单个细胞引入第一多个隔 绝围栏中的每一个，并且还可包括将单个细胞扩增成细胞克隆群。
在该方法的各种实施例中，该方法还可包括使第一子通道中的流体介质 和第二子通道中的流体介质流动到微流体设备的相应第一和第二输出口的步 骤。第一子通道中的流体介质可以与第二子通道中的流体介质不同。在一些 实施例中，原位生成的屏障可以防止第一子通道中的流体介质的第一子流与 第二子通道中的流体介质的第二子流混合。
在一些实施例中，测定步骤可包括在第二多个隔绝围栏中制备细胞用于 基因分型。在一些其他实施例中，测定步骤可以包括通过第二多个隔离围栏 的每个隔绝围栏中的细胞和/或通过第一多个隔绝围栏的每个隔绝围栏中的 克隆群确定生物产物的产生水平。
在一些实施例中，用于测定的试剂可包括一组或更多组，包括化学试剂、 生物试剂、饲养细胞、刺激细胞、报告细胞、报告分子和珠粒。珠粒可包括 化学试剂、生物试剂、刺激试剂或报告分子。
在各种实施例中，测定步骤还包括识别第二多个隔绝围栏中的细胞的至 少一个细胞，所述至少一个细胞包括所选择的特征。该方法可以进一步包括 排出第二多个隔绝围栏中的细胞的至少一个细胞的步骤，其中该至少一个细 胞包括选择的特征。在各种实施例中，该方法可以进一步包括从第一多个隔 绝围栏的相应围栏排出克隆群的步骤。在其他实施例中，该方法可以进一步 包括将不包括所选择的特征的第二多个隔绝围栏中的细胞和/或第一多个隔 绝围栏中的克隆群排出的步骤。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括在排出细胞之前除去 原位生成的屏障的步骤。
在各种实施例中，沿着微流体通道的长度激活可流动聚合物的固化的步 骤包括：在从微流体通道的第一端延伸到微流体通道的第二端的屏障的间隙 处激活可流动聚合物的固化，所述屏障将所述微流体通道分隔成第一子通道 和第二子通道，其中所述间隙与所述第一多个隔绝围栏中的每个围栏的近侧 开口和所述第二多个隔绝围栏的相应围栏的近侧开口对准，从而形成防止细 胞从第一子通道移动到第二子通道且反之亦然的原位生成的屏障。屏障可以 具有至少一个间隙，该间隙与第一多个隔绝围栏中的一个围栏的近侧开口和 第二多个隔绝围栏的相应围栏的近侧开口对准。在一些实施例中，屏障具有 多个间隙。每个间隙可以与第一多个隔绝围栏的每个隔绝围栏的(通向微流 体通道的)近侧开口对准，并且可选地，还与第二多个隔绝围栏的每个相应 隔绝围栏的通向微流体通道的近侧开口对准。在一些实施例中，沿着屏障的 长度激活固化的步骤可包括形成封闭屏障中的多个间隙的多个原位生成的屏 障。
细胞系进化。在另一方面，提供了一种微流体设备中细胞系进化的方法， 包括以下步骤：提供微流体设备，其中所述设备包括封壳，封壳包含衬底、 包括配置成包含流体介质的通道的流动区、彼此相邻设置使得第一多个隔绝 围栏中的每个隔离围栏在微流体通道的第一侧打开的第一多个隔绝围栏、以 及彼此相邻设置使得第二多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流体通道的第 二相对侧打开的第二多个隔绝围栏；将第一流体介质引入微流体设备的通道 中；将克隆群的一个或更多个细胞引入第一多个隔绝围栏中的每一个中；将 一个或更多个克隆群的细胞引入第二多个隔绝围栏中的每一个隔绝围栏中； 将可流动的聚合物引入通道中；沿微流体通道的长度激活可流动聚合物的固 化，从而形成将微流体通道分成第一子通道和第二子通道的原位生成的屏障， 第一子通道配置成提供通过第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流，第二 子通道被配置为提供通过第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流，其中原 位生成的屏障防止细胞从第一子通道移动到第二子通道，以及反之亦然；将 第二流体介质引入通道的第二侧；在存在第二流体介质的情况下，在第二多 个隔绝围栏的每个隔绝围栏中生长一个或更多个细胞中的每一个细胞。引入 可流动聚合物的步骤可在引入细胞之前或之后进行。
在一些实施例中，第二流体介质可包括不同于第一流体介质的化学或生 物组分。第二流体介质的化学或生物组分可以对第二多个隔绝围栏中的每一 个中的克隆群的一个或更多个细胞的生长施加选择性的压力。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括沿着原位生成的屏障 使第一流体介质在通道的第一侧流动并使第二流体介质在通道的第二侧流动 到设备的相应的第一和第二输出口的步骤。在一些实施例中，隔离步骤还可 包括防止第一介质与通道的第二侧上的第二介质混合。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括扩增第二多个隔绝围 栏中的每一个中的每个单细胞，以在第二多个隔绝围栏的每个隔绝围栏中提 供新的克隆群的步骤。
在一些实施例中，形成原位生成的屏障的步骤可以进一步包括形成原位 生成的屏障，所述屏障具有多个原位生成的屏障模块，所述多个原位生成的 模块中的每一个以一定距离彼此间隔开，防止至少一个微物体穿过屏障。在 一些实施例中，被防止穿过原位生成的屏障的微物体可具有1-20微米的直径。 在其他实施例中，形成原位生成的屏障的步骤可以进一步包括将多个原位生 成的屏障模块彼此分开，从而形成原位生成的屏障，以防止多个微物体的至 少一个微物体的子组穿过原位生成的屏障。在一些实施例中，图案化步骤可 以进一步包括形成多个原位生成的模块中的第一模块，其长度为原位生成的 屏障的长度的至少40％，其中原位生成的屏障具有沿着通道长度的长度。原 位生成的屏障还具有第一端和第二端。原位生成的屏障的第一端可以靠近第 一流体入口和/或第二流体入口。在一些实施例中，形成原位生成的屏障的步 骤可以进一步包括形成多个原位生成的屏障模块的其余部分中长度不大于原 位生成的屏障的长度的20％的每一个模块。在其他实施例中，形成原位生成 的屏障的步骤可以进一步包括形成原位生成的屏障，其中原位生成的屏障对 于第一端的第一或第二流体介质的流动不透过，并且对于在至少为原位生成 的屏障长度的40％的点处的第一或第二流体介质的至少一部分流动是透过 的。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括通过应用增加的流动 区中的流体流、水解、蛋白质水解、渗透变化、原位生成的屏障的温度变化 或光学照明来减小至少一部分原位生成的屏障的步骤。可以通过减小屏障的 尺寸来减小原位生成的屏障的至少一部分。在各种实施例中，当原位生成的 屏障包括多个原位生成的模块时，可以通过去除多个原位生成的屏障模块的 至少一部分来至少减小原位生成的屏障。去除多个原位生成的屏障模块的至 少一部分可包括去除一个或任何数量的多个原位生成的屏障模块。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括将第一取决于沿着微 流体通道的位置流体介质和第二流体介质混合到一定程度，从而为第一流体 介质和第二流体介质中的每一个形成多个不同的组合物。在一些实施例中， 该方法可以进一步包括在根据沿着微流体通道的一个或更多个细胞的位置存 在不同组成的流体介质的情况下，使克隆的第一多个和第二多个隔绝围栏中 的每一个隔绝围栏中的一个或更多个细胞中的每一个生长的步骤。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括测定第二多个隔绝围 栏的每个隔绝围栏中的一个或更多个细胞的步骤。在该方法的各种实施例中， 该方法可以进一步包括测定第二多个隔绝围栏的每个隔绝围栏中的新克隆群 的步骤。
测定步骤可包括使第三流体介质流入通道的第二侧，其中第三流体介质 包括用于测定第二多个隔绝围栏中的每个相应围栏中的一个或更多个细胞的 试剂。用于测定的试剂可包括化学试剂、生物试剂、饲养细胞、刺激细胞、 报告细胞、报告分子和珠粒中的一种或更多种。珠粒可包括化学试剂、生物 试剂、刺激试剂或报告分子。
在各种实施例中，测定步骤可以进一步包括识别具有所选择的特征的第 二多个隔绝围栏中的至少一个细胞。在其他实施例中，测定步骤可以进一步 包括识别具有所选择特征的至少一个新克隆群并排出如此识别的新克隆群。
在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括从微流体设备排出具 有所选择的特征的至少一个细胞的步骤。该方法可以进一步包括从微流体设 备排出第一多个隔绝围栏的围栏中的克隆群。该方法可以进一步包括从微流 体设备排出在第二多个隔绝围栏中不具有所选择特征的细胞的步骤。在该方 法的各种实施例中，该方法可以进一步包括在排出细胞之前除去原位生成的 屏障的步骤。
原型制作。在另一方面，提供了一种快速微流体设备原型制作方法，包 括以下步骤：提供微流体设备，其中所述设备包括具有衬底和流动区的封壳； 将第一流体介质引入微流体设备的封壳中；将可流动的聚合物引入封壳；选 择封壳的至少一个区域；在每个所选择的区域激活聚合物的固化，使得激活 图案导致原位生成的测试结构的形成；以及测试原位生成的测试结构，用于 操纵微流体设备中的微物体。在一些实施例中，当测试结构未通过测试时， 则可以去除测试结构。在一些实施例中，通过应用增加的流动区中的流体流、水解、蛋白质水解、渗透变化、测试结构的温度变化或光学照射，可以去除 测试结构的至少一部分。在一些实施例中，当测试结构的至少一部分可通过 温度变化去除时，可通过光学照射衬底上位于原位生成的测试结构下方的导 热垫来执行温度变化。在该方法的各种实施例中，该方法可以进一步包括基 于测试步骤的结果对具有调整的特性的第二原位生成的测试结构进行图案化 的步骤。
对于所有方法：在本文所述任何方法的各种实施例中，可流动聚合物可 包括合成聚合物、改性合成聚合物或生物聚合物。生物聚合物可以是光或温 度可激活的。合成聚合物改性可以包括任何组合的尺寸改性基序、裂解基序、 反应性末端部分和/或细胞识别基序。在各种实施例中，聚合物可包括聚乙二 醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、改性 聚乙醇酸、聚丙烯酰胺(PAM)、改性聚丙烯酰胺、聚-N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAm)、改性聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、 聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连 蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连 蛋白、多糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。在其他实施例中， 聚合物可包括聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙 醇酸(PGA)、改性聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改 性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多 糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。在一些实施例中，可流动 聚合物可包括聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙 醇酸(PGA)、改性聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸 (PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改 性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多 糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。
对于所有方法：在本文所述任何方法的各种实施例中，可流动聚合物可 包括改性聚乙二醇聚合物。在其他实施例中，改性聚乙二醇聚合物可包括星 形聚合物。在一些实施例中，改性聚乙二醇聚合物可包括二丙烯酸酯部分。 在各种实施例中，改性聚乙二醇聚合物可包括光可裂解部分。
对于所有方法：在本文所述任何方法的各种实施例中，激活可流动聚合 物固化的步骤可包括光学照射衬底的所选择的区域，从而聚合聚合物。聚合 可流动聚合物可形成固化的聚合物网络。激活可流动聚合物固化的步骤可以 进一步包括引入可光活化的聚合引发剂。
对于所有方法：在本文所述任何方法的各种实施例中，激活可流动聚合 物固化的步骤可包括改变衬底的所选择区域的温度，从而使聚合物胶凝化。 胶凝化可流动聚合物可形成固化的聚合物网络。改变衬底的所选择区域的温 度的步骤还可以包括光学地照射衬底上的导热垫。
对于所有方法：在本文所述任何方法的各种实施例中，至少一部分原位 生成的隔离结构/隔离模块/屏障/屏障模块可通过以下方式去除：增加流过流 动区的流体介质流；将水解剂引入流动区；将蛋白水解剂引入流动区；将增 加/减少流动区内的重量摩尔渗透浓度的流体介质引入流动区；改变原位生成 的隔离结构的温度；或光学照射隔离结构。在一些实施例中，当原位生成的 隔离结构/隔离模块/屏障/屏障模块的至少一部分可通过温度变化而去除时， 则可通过光学照射在衬底上位于屏障下方的导热垫来改变温度。
对于所有方法：在本文所述的任何方法的各种实施例中，衬底可以配置 成对在封壳内的流体介质中的微物体产生介电泳(DEP)力。配置成产生DEP 力的衬底可以是光学致动的。在该方法的各种实施例中，衬底可以配置成对 封壳内的液滴产生电润湿力。电润湿力可以是光学致动的。
对于所有方法：在各种实施例中，微流体设备的封壳的至少一个内表面 可包括经调理表面。该至少一个内表面可包括衬底的表面。在一些实施例中， 封壳的基本上所有内表面可包括经调理表面。经调理表面可以是共价改性的 表面。在一些实施例中，共价改性的表面可以是亲水的。在该方法的一些实 施例中，该方法还可包括将经调理表面提供到封壳的至少一个内表面的步骤。 提供经调理表面的步骤可在引入任何微物体、生物细胞或可流动的聚合物之 前进行。
试剂盒。在又一方面，提供了一种用于在微流体设备内隔离微物体的试 剂盒，其包括微流体设备和可流动的聚合物溶液，所述微流体设备包括封壳， 所述封壳包括衬底和位于所述封壳内的流动区，其中所述聚合物能够聚合和/ 或热诱导凝胶化。微流体设备可以是本文所述的任何微流体设备，并且可以 具有特征、组件和尺寸的任何组合。试剂盒还可包括可光活化的聚合引发剂。
在另一方面，提供了一种用于测定克隆群细胞的试剂盒，包括具有封壳 的微流体设备和可流动的聚合物溶液，所述封壳具有衬底；流动区，包括位 于封壳内的通道；在通道的第一侧上彼此相邻设置的第一多个隔绝围栏，；和 在通道的第二相对侧上彼此相邻设置的第二多个隔绝围栏，其中该聚合物能 够聚合和/或热诱导凝胶化。在各种实施例中，微流体设备还可包括将通道的 第一侧与通道的第二侧分开的屏障。屏障可以是原位生成的屏障。在各种实 施例中，屏障可以不是原位生成的屏障，并且可以通过在第一多个围栏的第一围栏的通向通道的近侧开口和第二多个围栏的第一围栏的通向通道的近侧 开口之间对准的至少一个间隙打断。该试剂盒包括微流体设备，微流体设备 具有：衬底；包括位于封壳内的通道的流动区；在通道的第一侧上彼此相邻 设置的第一多个隔绝围栏；并且在通道的第二相对侧上彼此相邻设置的第二 多个隔绝围栏，试剂盒可具有如本文所述的微流体设备的特征、组件或尺寸 的任何组合。
在本文所述的任何试剂盒的各种实施例中，聚合物可包括合成聚合物、 改性合成聚合物或生物聚合物。生物聚合物可以是光或温度可激活的。合成 聚合物改性可以包括任何组合的尺寸改性基序、裂解基序、反应性末端部分 和/或细胞识别基序。在各种实施例中，聚合物可包括聚乙二醇、改性聚乙二 醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、改性聚乙醇酸、聚丙 烯酰胺(PAM)、改性聚丙烯酰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)、改性聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、 改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、 胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖 或任何组合的共聚物中的至少一种。在其他实施例中，聚合物可包括聚乙二 醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、改性 聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙 烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋 白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖或任何 组合的共聚物中的至少一种。在一些实施例中，可流动聚合物可包括聚乙二 醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、改性 聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙 烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋 白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖或任何 组合的共聚物中的至少一种。
在本文所述任何试剂盒的各种实施例中，可流动聚合物可包括改性聚乙 二醇聚合物。在其他实施例中，改性聚乙二醇聚合物可包括星形聚合物。在 一些实施例中，改性聚乙二醇聚合物可包括二丙烯酸酯部分。在各种实施例 中，改性聚乙二醇聚合物可包括光可裂解部分。
在本文所述的任何试剂盒的各种实施例中，试剂盒可进一步包括配置成 共价改性微流体设备的至少一个内表面的试剂，其可产生如本文所述的任何 共价改性的内表面。试剂盒的各种组分可以包装在单独的容器中。
实验
系统和微流体设备：系统和微流体设备：
由Berkeley Lights公司制造。该系统至少包括流动控制器、温度控制器、流 体介质调节和泵组件、用于光激活DEP配置的光源、微流体设备、安装台和 相机。隔绝围栏的容积约为2×107立方微米。
填充程序：以3微升/秒的速率流入250微升100％二氧化碳。然后以每 秒3微升的速度流入250微升PBS。填充的最后步骤包括以3微升/秒流入250微升含有0.1％
F27(Life
目录号P6866)的培养 基。
示例1。跨几个围栏安装隔离结构。
水凝胶制备：制备预聚物溶液，在Dulbecco的磷酸盐缓冲盐水中结合聚 乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)(5kDa(Laysan Bio，目录号 ACRL-PEG_ACRL-5000-1g)，10％w/v)和1.2％w/v
2959 (
Sigma Aldrich目录号410896)光引发剂。
培养基：杂交瘤-SFM(Life Technologies，目录号12045-076)；10％胎 牛血清；1％青霉素-链霉素(100000U/mL，Life Technologies目录号 15140-163)；1mM MEM非必需氨基酸(Life Technologies目录号10370-088)； 2mM GlutaMAX(Life Technologies目录号35050-079)；1mM丙酮酸钠(Life Technologies目录号11360-070)。
根据上述一般程序对微流体设备进行填充。然后将培养基流入5分钟。 将细胞加载到微流体设备中，然后使用重力将细胞引入隔绝围栏中。
将预聚物溶液(60微升)以2微升/秒流入微流体设备中，并使其与隔绝 围栏内存在的介质交换5分钟。在通道内选择的区域(25×600微米)的光引 发聚合，恰好在所选择的含有细胞的隔绝围栏之上，使用100微瓦在340nm +/-20nm下进行，在几个围栏的开口上引入隔离结构，持续7.5秒。在光聚 合完成后，将培养基以1微升/秒灌注10分钟，以从隔绝围栏和流动通道中 除去剩余的预聚物。图5A示出了引入隔离结构520的区域的明场图像。固化的聚合物网络520在该照射下是不可见的，但是细胞530明显存在于由隔 离结构隔离的围栏中。
然后将整个微流体设备保持2天，继续以0.02微升/秒灌注培养基。在培 养期结束时，使用FITC覆盖到明场照明，再次可视化具有防止围栏内细胞 离开的隔离结构的隔绝围栏，如图5B所示。在该照明条件下，隔离结构520 清晰可见。隔离结构防止围栏中的任何细胞离开。隔绝围栏中的细胞530仍 然存活并且表现出持续的生长和分裂能力。
示例2。在微流体设备内引入和去除可光裂解的水凝胶屏障。
合成具有式1结构的可光裂解的PEG二丙烯酸酯。
使用Kloxin等人的合成方案(Kloxin，A.M.；Tibbitt，M.W.；Anseth，K.S.Synthesis of photodegradable hydrogels as dynamically tunable cellculture platforms(可光降解水凝胶作为动态可调细胞培养平台的合成)Nat.Protoc.2010,5(12)，1867-1887)来合成式I化合物，其中修改为更严格地排 除氧。对于所有实验，在低光条件下进行可光裂解的PEG二丙烯酸酯溶液的 制备和处理。反应产物原样用于所有步骤。
预聚物溶液：在磷酸盐缓冲盐水/去离子水(1：3比例)中，使用7.5％ w/v PEG二丙烯酸酯Mn700(Sigma Aldrich目录号455008)、3.5％w/v可光 降解的PEG二丙烯酸酯(式I)、1％v/v H-NU 605IL光引发剂(Spectra group 公司)制备预聚物溶液。
屏障的引入：在引入预聚物溶液之前，填充具有如上所述的隔绝围栏的 微流体设备。使预聚物溶液流入并使其从流动通道扩散到隔绝围栏中。使用 暴露于458nm照射(458过滤的可见光)，以约4.5nW/cm2的功率进行精确和 选择性放置的原位生成的屏障的引入。如图21A所示，增加曝光时间产生越 来越致密的原位生成的屏障，阻止所选择围栏的连接区的部分并延伸到流动 通道中。从图21A的左侧到右侧，原位生成的屏障2120-2128具有以下曝光 时间：
表格1。原位生成的屏障的暴光时间。
在大于10秒曝光的所有时间点观察到充分形成以防止细胞离开围栏的凝胶。 用约60秒的曝光形成的凝胶非常致密。
去除屏障：将如上所述在微流体设备中形成并在4C下储存过夜的屏障 暴露于安装有383短通过滤器的Omnicure Series 2000灯的照射，进行两分钟 曝光。如图21B和21C所示，使用30秒曝光形成的屏障(例如，屏障2128 (对照)和2129)使用2分钟曝光(2129“，没有屏障残留物)完全降解， 而对照屏障2128仍然保留。更致密的屏障在更长时间曝光后可以去除(数据 未显示)。
示例3。在存在细胞的情况下引入可光裂解的水凝胶屏障。
细胞。OKT3小鼠骨髓瘤(
CRL-8001TM)。
培养基。IMDM(LifeTechTM，12440-061)、20％FBS(Seradigm)、1000U/ml 青霉素-链霉素(LifeTechTM，15140-163)。
细胞围栏。将OKT3细胞引入填充的微流体设备中并使用光学致动的电 泳电泳力(光电镊子(OET))(施加5伏电场，以8微米/秒的速度移动)置 于隔绝围栏中。将该设备保持在37℃直至引入预聚物开始。用培养基(250 微升，3微升/秒)冲洗微流体设备3次。
预聚物溶液制备。所有光敏化合物均在低光照条件下制备。制备160微 升预聚物水凝胶溶液，至最终的在含有0.1％
F27的培养基中(Life Technologies目录号P6866)中的浓度3.75％w/v的Ac星形PEG星形固体 (4臂PEG丙烯酸酯(10k MW)(来自LaysanBio (#4arm-PEG-ACRYL-10k-1g))、1.25％w/v可光降解的PEG二丙烯酸酯(式 I，如上文实施例2中所述合成)、和1％v/v H-NU 605IL光引发剂(Spectra group公司)。
通过涡旋并在35℃加温直至完全溶解，制备在含有0.1％
F27 (Life
目录号P6866)的培养基中的1％v/v的H-NU 605IL光 引发剂的溶液。
引入原位生成的屏障用于隔离所选择的细胞。在低光条件下，将填充的 微流体设备以0.05微升/秒加载140微升预聚物溶液。该速率允许预聚物扩 散到微流体设备的围栏中。在加载预聚物后，使用曝光于UV光(
Series 2000，Lumen Dynamics)60秒或120秒在所选择的含有细胞的围栏的 顶部引发聚合物固化。
在开始固化后，使用含有0.1％
F27(Life
目录号P6866)的培养基的一组漂洗液(包括1x250微升，以3微升/秒在室温下；3 x 250微升，以3微升/秒，在37℃下)用于去除微流体设备的通道中的过量 可溶性聚合物和引发剂。在该时间点拍摄图22的照片。
如图22所示，原位生成的隔离结构特异性地和选择性地安装在隔绝围栏 开口处，而不破坏细胞膜。一些细胞在隔离的隔绝围栏内以白色圆圈突出显 示。
记载微流体设备、方法和试剂盒的一些实施例。
1.一种微流体设备，包括封壳，封壳包括：衬底；位于所述封壳内的流 动区；以及设置在所述衬底上的至少一个原位生成的隔离结构，其中所述至 少一个原位生成的结构包括固化的聚合物网络。
2.根据实施例1的微流体设备，其中固化的聚合物网络包括光引发的聚 合物。
3.根据实施例1或2的微流体设备，其中固化的聚合物网络不包括硅氧 烷聚合物。
4.根据实施例1至3中任一项的微流体设备，其中所述至少一个原位生 成的隔离结构的全部或至少一部分由固化的聚合物网络组成。
5.根据实施例1-4中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网络包括 热敏聚合物。
6.根据实施例5的微流体设备，其中所述设备还包括导热垫，所述导热 垫在所述衬底上设置在所述至少一个原位生成的隔离结构下方的位置处。
7.根据实施例1至6中任一项的微流体设备，其中所述设备还包括至少 一个隔绝围栏。
8.根据实施例7的微流体设备，其中所述至少一个隔绝围栏包括隔离区 和连接区，所述连接区具有通向流动区的近侧开口和通向隔离区的远侧开口。
9.根据实施例8的微流体设备，其中隔绝围栏通向流动区的近侧开口基 本上平行于流动区中的流体介质流而定向。
10.根据实施例1至9中任一项的微流体设备，其中所述流动区包括微 流体通道。
11.根据实施例1至10中任一项的微流体设备，其中所述设备包括多个 隔绝围栏。
12.根据实施例11的微流体设备，其中流动区包括微流体通道，并且其 中所述多个隔绝围栏成排对准，所述多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流 体通道的公共侧打开。
13.根据实施例1-12中任一项的设备，其中原位生成的隔离结构对流体 介质流是透过的。
14.根据实施例1-13中任一项的微流体设备，其中所述原位生成的隔离 结构被配置为保留多个微物体中的一个或更多个。
15.根据实施例1-14中任一项的微流体设备，其中所述至少一个原位生 成的隔离结构包括设置在所述流动区中的多个原位生成的隔离模块，其中所 述多个原位生成的隔离模块中的原位生成的隔离模块被配置成以尺寸依赖的 方式基本上限制微物体进、出和/或通过所述至少一个隔离结构。
16.根据实施例15的微流体设备，其中所述多个原位生成的隔离模块中 的每个原位生成的隔离模块与所述多个原位生成的隔离模块中的其他原位生 成的隔离模块间隔开，使得基本上防止具有5微米或更大直径的微物体进、 出和/或通过所述至少一个原位生成的隔离结构。
17.根据实施例16的微流体设备，其中所述多个原位生成的隔离模块中 的原位生成的隔离模块被配置为允许第一类型的生物微物体进、出和/或通过 所述至少一个隔离结构并且基本上防止第二类型的生物微物体进、出和/或通 过所述至少一个隔离结构。
18.根据实施例1-17中任一项的微流体设备，其中所述微流体设备还包 括多个原位生成的隔离结构。
19.一种微流体设备，包括封壳，封壳包括：包括微流体通道的流动区； 隔绝围栏，其中隔绝围栏在微流体通道打开；以及原位生成的隔离结构，包 括设置在衬底上的原位生成的屏障，原位生成的屏障包括固化的聚合物网络。
20.根据实施例19的微流体设备，其中固化的聚合物网络包括光引发的 聚合物。
21.根据实施例19或20的微流体设备，其中固化的聚合物网络不包括 硅氧烷聚合物。
22.根据实施例19至21中任一项的微流体设备，其中所述原位生成的 屏障至少部分地阻挡所述微流体通道和/或所述隔绝围栏。
23.根据实施例19至22中任一项的微流体设备，其中所述原位生成的 屏障设置在所述隔绝围栏的连接区内。
24.根据实施例23的微流体设备，其中所述原位生成的屏障具有延伸跨 过所述连接区的宽度Wcon的至少一部分的宽度，并且其中所述原位生成的屏 障被配置为基本上阻挡至少一个微物体进入和/或离开隔绝围栏。
25.根据实施例24的微流体设备，其中原位生成的屏障的宽度为约5微 米至约20微米。
26.根据实施例23至25中任一项的微流体设备，其中所述原位生成的 屏障的一部分从所述连接区延伸到所述微流体通道中。
27.根据实施例26的微流体设备，其中延伸到通道中的原位生成的屏障 的部分包括小于屏障的50％的体积。
28.根据实施例19至27中任一项所述的微流体设备，其中所述原位生 成的屏障设置在所述通道中。
29.根据实施例28的微流体设备，其中所述原位生成的屏障位于所述隔 绝围栏的近侧开口的一个边缘附近。
30.根据实施例28或29的微流体设备，其进一步包括多个隔绝围栏， 其中所述多个隔绝围栏形成排，并且其中所述原位生成的屏障位于成排的隔 绝围栏的端部的隔绝围栏的近侧开口的远侧边缘附近。
31.根据实施例28至30中任一项的微流体设备，其中所述屏障防止多 个微物体中的至少一个子组移动通过所述通道中的原位生成的屏障，其中所 述多个微物体具有在1微米至20微米的范围内的直径。
32.根据实施例31的微流体设备，其中所述原位生成的屏障包括在所述 通道中设置在所述衬底上的多个原位生成的屏障模块。
33.根据实施例19至32中任一项的微流体设备，其中所述原位生成的 屏障对于流体介质流是透过的。
34.根据实施例28或29的微流体设备，其进一步包括多个隔绝围栏， 其中所述多个隔绝围栏形成排，并且其中所述原位生成的屏障邻近成排的隔 绝围栏中的所选择隔绝围栏的近侧开口的边缘设置。
35.根据实施例19至28中任一项的微流体设备，还包括多个隔绝围栏， 其中所述多个隔绝围栏形成排，并且其中所述原位生成的屏障阻挡至少两个 连续的隔绝围栏的近侧开口。
36.根据实施例19至21中任一项的微流体设备，还包括：布置成排的 第一多个隔绝围栏，其中所述第一多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在所述微 流体通道的第一侧打开；以及设置成排的第二多个隔绝围栏，其中所述第二 多个隔绝围栏的每个第二隔绝围栏在微流体通道的第二相对侧打开，其中原 位生成的屏障沿着微流体通道的长度设置，将微流体通道分成第一子通道和 第二子通道，第一子通道被配置为提供通过所述第一多个隔绝围栏的流体介 质的第一子流，第二子通道被配置为提供通过所述第二多个隔绝围栏的流体 介质的第二子流，其中原位生成的屏障防止细胞从第一子通道移动到第二子 通道，反之亦然。
37.根据实施例36的微流体设备，其中原位生成的屏障包括多个原位生 成的屏障模块。
38.根据实施例37的微流体设备，其中原位生成的屏障模块配置成填充 非原位生成的屏障中的一个或更多个间隙。
39.根据实施例36至38中任一项的微流体设备，其中所述原位生成的 屏障对于流体介质流是透过的。
40.根据实施例36至39中任一项的微流体设备，其中微流体通道的第 一侧配置成接收第一流体介质，并且微流体通道的第二侧配置成接收第二流 体介质。
41.根据实施例36至40中任一项的微流体设备，其中所述原位生成的 屏障防止直径大于1μm的微物体从所述微流体通道的第一侧移动到所述微 流体通道的第二侧，或者反之亦然。
42.根据实施例1-41中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网络包 括合成聚合物、改性合成聚合物或生物聚合物。
43.根据实施例42的微流体设备，其中合成聚合物改性包括尺寸改性基 序、裂解基序、反应性末端部分或细胞识别基序。
44.根据实施例1至43中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网络 包括：聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚丙烯酰胺(PAM)、改性聚丙烯酰胺、聚-N-异丙基丙烯酰 胺(PNIPAm)、改性聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯 醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、 纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层 粘连蛋白、多糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。
46.根据实施例1至45中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网络 包括：聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、改性 聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶 原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖、 或任何组合的共聚物中的至少一种。
47.根据实施例1-46中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网络包 括改性聚乙二醇聚合物。
48.根据实施例47的微流体设备，其中改性聚乙二醇聚合物包括星形聚 合物。
49.根据实施例47或48的微流体设备，其中改性聚乙二醇聚合物包括 二丙烯酸酯部分。
50.根据实施例47-49中任一项的微流体设备，其中改性聚乙二醇聚合 物包括光可裂解部分。
51.根据实施例42-50中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网络 易受水解、蛋白水解、渗透变化、温度变化或光学照射的降解。
52.根据实施例42至51中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网 络易于通过增加的流体流而移位。
53.根据实施例1至52中任一项的微流体设备，其中所述封壳的至少一 个内表面包括经调理表面。
54.根据实施例53的微流体设备，其中所述至少一个内表面包括所述衬 底的表面。
55.根据实施例53或54的微流体设备，其中经调理表面是共价改性的 表面。
56.根据实施例55的微流体设备，其中共价改性表面是亲水的。
57.根据实施例1-56中任一项的微流体设备，其中所述衬底配置成在所 述封壳内产生介电泳(DEP)力。
58.根据实施例57的微流体设备，其中DEP力是光学致动的。
59.根据实施例1至59中任一项的微流体设备，其中所述微流体设备的 盖是透明的。
60.一种在微流体设备中隔离微物体的方法，包括以下步骤：将包括多 个微物体的第一流体介质引入微流体设备的封壳中，所述封壳包括衬底和流 动区；将包含可流动聚合物的溶液引入封壳中；在流动区的至少一个所选择 的区域处激活可流动聚合物的固化，从而形成原位生成的隔离结构；以及用 原位生成的隔离结构隔离所述多个微物体中的至少一个。
61.根据实施例60的方法，其中引入包含可流动聚合物的溶液的步骤在 引入包括多个微物体的第一流体介质的步骤之前进行。
62.根据实施例61的方法，其中引发可流动聚合物固化的步骤包括光学 照射流动区的所述至少一个所选择的区域，并且其中可流动聚合物的固化步 骤包括聚合可流动聚合物的聚合物以形成聚合物网络。
63.根据实施例60-62中任一项的方法，其中引入可流动聚合物的步骤 还包括引入可光激活的聚合引发剂。
64.根据实施例60-62中任一项的方法，其中引发可流动聚合物固化的 步骤包括改变衬底的所述至少一个所选择的区域的温度，并且其中聚合物固 化步骤包括胶凝化聚合物以形成聚合物网络。
65.根据实施例60至64中任一实施例的方法，还包括加工处理所述多 个微物体中的剩余微物体。
66.根据实施例60至65中任一项的方法，还包括从微流体设备排出所 述多个微物体的剩余部分。
67.根据实施例60至66中任一项的方法，其中由原位生成的隔离结构 隔离的所述至少一个微物体是所述多个微物体的所选择的部分。
68.根据实施例60至67中任一项的方法，还包括以下步骤：通过以下 方式减小或去除原位生成的隔离结构：增加通过所述流动区的流体介质流； 将水解剂引入流动区；将蛋白水解剂引入流动区；将增加/减少流动区内的重 量摩尔渗透浓度的流体介质引入流动区；改变原位生成的隔离结构的温度； 或者光学地照射隔离结构，从而从原位生成的隔离结构中释放所述至少一个 微物体。
69.根据实施例68的方法，其中改变温度的步骤还包括光学照射在衬底 上位于原位生成的隔离结构附近或下方的的导热垫。
70.根据实施例68或69的方法，进一步包括：从微流体设备排出所述 至少一个释放的微物体的步骤。
71.根据实施例60至70中任一项的方法，其中所述原位生成的隔离结 构对于流体介质流是至少部分多孔透过的。
72.根据实施例60至71中任一项的方法，其中激活可流动聚合物的固 化的步骤包括形成原位生成的隔离结构，所述原位生成的隔离结构包括原位 生成的屏障，所述原位生成的屏障被配置为防止所述至少一个微物体进、出 或通过原位生成的隔离结构。
73.根据实施例60至72中任一项的方法，其中激活可流动聚合物的固 化的步骤包括形成多个原位生成的屏障，所述多个原位生成的屏障配置成防 止所述多个微物体的子组进、出或通过原位生成的隔离结构。
74.根据实施例73的方法，进一步包括通过以下方式减小或去除所述多 个原位生成的屏障中的一个或更多个的步骤：增加通过流动区的流体介质流； 将水解剂引入流动区；将蛋白水解剂引入流动区；将增加/减少流动区内的重 量摩尔渗透浓度的流体介质引入流动区；改变原位生成的屏障的温度；或者 光学照射原位生成的屏障，从而从原位生成的隔离结构中释放所述至少一个 微物体的一个或更多个子组。
75.根据实施例74的方法，其中减小或除去一个或更多个原位生成的屏 障的步骤包括光学照射原位生成的屏障。
76.根据实施例74的方法，其中改变一个或更多个原位生成的屏障的温 度的步骤还包括光学照射在衬底上位于所述一个或更多个原位生成的屏障附 近或下方的导热垫。
77.根据实施例74至76中任一项的方法，还包括从微流体设备排出所 述至少一个释放的微物体的所述一个或更多个子组的步骤。
78.根据实施例72至77中任一项的方法，其中激活固化的步骤还包括 形成原位生成的隔离结构，所述隔离结构包括原位生成的屏障，所述原位生 成的屏障包括多个原位生成的屏障模块，所述所述多个原位生成的屏障模块 中的每一个原位生成的屏障模块以一定距离彼此间隔开，以防止所述至少一 个微物体通过原位生成的隔离结构。
79.根据实施例78的方法，还包括将所述多个原位生成的屏障模块彼此 分开的步骤，从而防止所述多个微物体中的至少一个微物体子组通过原位生 成的隔离结构。
80.根据实施例79的方法，其中所述至少一个微物体子组包括至少一种 类型的生物细胞。
81.根据实施例60-80中任一项的方法，其中所述微流体设备的封壳还 包括至少一个隔绝围栏，所述隔绝围栏包括隔离区和连接区，所述连接区具 有通向所述流动区的近侧开口和通向所述隔离区的远侧开口。
82.根据实施例81的方法，其中所述封壳包括多个隔绝围栏。
83.根据实施例82的方法，其中所述多个隔绝围栏布置成排，并且所述 多个隔绝围栏中的每一个的近侧开口彼此连续地设置。
84.根据实施例82或83的方法，其中流动区包括微流体通道，并且所 述多个隔绝围栏中的每一个的近侧开口在微流体通道的一侧打开。
85.根据实施例81-84中任一项的方法，其中激活固化的步骤在隔绝围 栏内进行。
86.根据实施例85的方法，其中激活固化的步骤在隔离区或连接区内进 行。
87.根据实施例85或86的方法，其中激活可流动聚合物的固化的步骤 产生原位生成的隔离结构，原位生成的隔离结构包括在连接区中的原位生成 的屏障。
88.根据实施例81至87中任一项的方法，还包括处理未被原位生成的 屏障隔离的多个微物体的剩余部分的步骤。
89.根据实施例81-87中任一项的方法，进一步包括将未被原位生成的 屏障隔离的多个微物体的剩余部分从微流体设备排出的步骤。
90.根据实施例89的方法，进一步包括通过增加通过流动区的流体介质 流、将水解剂引入流动区、将蛋白水解剂引入流动区、将增加或减少流体介 质的重量摩尔渗透浓度的流体介质引入流动区、改变原位生成的屏障的温度、 或光学照射屏障来减小或去除原位生成的屏障，从而从隔离中释放至少一个 微物体的步骤。
91.根据实施例90的方法，其中减小或除去原位生成的屏障的步骤包括 光学照射原位生成的屏障。
92.根据实施例90的方法，其中改变温度还包括光学照射在衬底上位于 原位生成的屏障附近或下方的导热垫。
93.根据实施例90至92中任一项的方法，还包括从微流体设备排出所 述至少一个微物体的步骤。
94.根据实施例84的方法，其中激活可流动聚合物的固化的步骤形成原 位生成的隔离结构，原位生成的隔离结构包括在通道中原位生成的屏障。
95.根据实施例94的方法，其中激活可流动聚合物的固化的步骤将原位 生成的屏障置于所述多个隔绝围栏的至少一个隔绝围栏的近侧开口处。
96.根据实施例94或95的方法，其中激活可流动聚合物的固化的步骤 形成原位生成的屏障，其尺寸设计成阻止至少两个连续的隔绝围栏的近侧开 口。
97.根据实施例96的方法，进一步包括将未被原位生成的屏障隔离的所 述多个微物体的剩余部分从微流体设备排出的步骤。
98.根据实施例94的方法，其中微流体设备还包括第二多个隔绝围栏， 所述第二多个隔绝围栏彼此相邻设置使得每个隔绝围栏在微流体通道的第二 侧打开；并且激活可流动聚合物的固化的步骤还包括沿着微流体通道的长度 激活可流动聚合物的固化，从而形成原位生成的隔离结构，原位生成的隔离 结构包括将微流体通道分成第一子通道和第二子通道的原位生成的屏障，第 一子通道配置为提供通过第一多个隔离围栏的流体介质的第一子流，第二子 通道配置为提供通过第二多个隔离围栏的流体介质的第二子流，其中原位生 成的屏障防止微物体从第一子通道移动到第二子通道，反之亦然。
99.根据实施例98的方法，其中所述微流体设备进一步包括将所述微流 体通道分成第一子通道和第二子通道的屏障，所述第一子通道配置成提供通 过所述第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流，并且第二子通道配置成提 供通过所述第二多个围栏的流体介质的第二子流，所述屏障由至少一个间隙 打断，所述至少一个间隙与第一多个隔绝围栏的第一隔绝围栏的通向第一子 通道的近侧开口对准并与第二多个隔绝围栏的第一围栏的通向第二子通道的 近侧开口的近侧开口对准；进一步地，其中激活聚合的步骤包括在所述至少 一个间隙处激活聚合以在所述至少一个间隙中形成至少一个原位生成的屏障， 从而防止微物体从第一子通道移动到第二子通道，反之亦然。
100.根据实施例98或99的方法，其中引入多个微物体的步骤还包括在 第一多个隔绝围栏的每个隔绝围栏中引入细胞克隆群；并且，对于第一多个 隔绝围栏中的每个细胞克隆群，将至少一个细胞移动到第二多个围栏的相应 隔绝围栏。
101.根据实施例100的方法，其中当微流体设备包括被至少一个间隙打 断的屏障时，在第一多个隔绝围栏中移动每个克隆群的至少一个细胞的步骤 包括通过所述至少一个间隙将所述至少一个细胞移动到第二多个围栏的相应 的隔绝围栏。
102.根据实施例100或101的方法，其中该方法还包括处理第二多个隔 绝围栏中的细胞的步骤。
103.根据实施例60至102中任一项的方法，其中可流动聚合物包括合 成聚合物、改性合成聚合物或生物聚合物。
104.根据实施例103的方法，其中合成聚合物改性包括尺寸改性基序、 裂解基序、反应性末端部分或细胞识别基序。
105.根据实施例60至104中任一项的方法、其中可流动聚合物包括： 聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚丙烯酰胺(PAM)、改性聚丙烯酰胺、聚-N-异丙基丙烯酰 胺(PNIPAm)、改性聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯 醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、 纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层 粘连蛋白、多糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。
106.根据实施例60至105中任一项的方法，其中可流动聚合物包括： 聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、改性 聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶 原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖、或任何组合的聚合物中的至少一种。
107.根据实施例60至106中任一项的方法，其中固化的聚合物网络包 括改性聚乙二醇聚合物。
108.根据实施例107的方法，其中改性聚乙二醇聚合物包括星形聚合物。
109.根据实施例107或108的方法，其中改性聚乙二醇聚合物包括二丙 烯酸酯部分。
110.根据实施例107至109中任一项的方法，其中改性聚乙二醇聚合物 包括光可裂解部分。
111.根据实施例60至110中任一项的方法，其中封壳的至少一个内表 面包括经调理表面。
112.根据实施例111的方法，其中所述至少一个内表面包括所述衬底的 表面。
113.根据实施例110-112中任一项的方法，其中经调理表面是共价改性 的表面。
114.根据实施例113的方法，其中共价改性的表面是亲水的。
115.根据实施例60至114中任一项的方法，其中引入多个微物体的步 骤还包括使用介电泳(DEP)力。
116.根据实施例66至115中任一项的方法，其中排出多个微物体中的 一个或更多个微物体的步骤还包括使用介电泳(DEP)力。
117.根据实施例115或116的方法，还包括光学地致动DEP力。
118.一种在微流体设备中测定克隆群的细胞的方法，该方法包括以下步 骤：将包括多个细胞的第一流体介质引入微流体设备的封壳中，所述封壳包 括：衬底；包括微流体通道的流动区，所述微流体通道配置成容纳流体介质； 第一多个隔绝围栏，彼此相邻设置使得第一多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏 在微流体通道的第一侧打开；以及第二多个隔绝围栏，彼此相邻设置使得第 二多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流体通道的第二相对侧打开；使第一 流体介质和多个细胞流入微流体设备的通道中；在第一多个隔绝围栏的每个 隔绝围栏中引入细胞克隆群；对于第一多个隔绝围栏中的每个细胞克隆群， 将至少一个细胞移动到第二多个隔绝围栏的相应隔绝围栏中；将可流动的聚 合物引入通道中；沿微流体通道的长度激活可流动聚合物的固化，从而形成 原位生成的屏障，将微流体通道分成第一子通道和第二子通道，第一子通道 配置成提供通过第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流，第二子通道配置 成提供通过第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流，其中原位生成的屏障 防止细胞从第一子通道移动到第二子通道，以及反之亦然；将第二流体介质 流入第二子通道，其中第二流体介质包括用于测定第二多个隔绝围栏中的细 胞的试剂；以及测定第二多个隔绝围栏的每个隔绝围栏中的细胞。
119.根据实施例118的方法，其中原位生成的屏障具有从通道的第一端 到微流体通道的第二端的长度。
120.根据实施例118或119的方法，其中第一多个隔绝围栏和第二多个 隔绝围栏中的每个隔绝围栏具有通向微流体通道的相应侧的近侧开口。
121.根据实施例118-120中任一项的方法，其中引入克隆群的步骤包括 将单个细胞引入第一多个隔绝围栏中的每一个，并且还包括将单个细胞扩增 为细胞克隆群。
122.根据实施例121的方法，进一步包括使第一子通道中的流体介质和 第二子通道中的流体介质流动到微流体设备的相应的第一和第二输出口。
123.根据实施例118至122中任一项的方法，其中测定步骤包括在第二 多个隔绝围栏中制备细胞用于基因分型。
124.根据实施例118至123中任一项的方法，其中测定步骤包括通过第 二多个隔绝围栏的每个隔绝围栏中的细胞和/或第一多个隔绝围栏中的每个 隔绝围栏中的克隆群确定生物产物的产生水平。
125.根据实施例118至124中任一项的方法，其中所述原位生成的屏障 防止所述第一子通道中的流体介质的第一子流与所述第二子通道中的流体介 质的第二子流混合。
126.根据实施例118-125中任一项的方法，其中用于测定的试剂包括化 学试剂、生物试剂、饲养细胞、刺激细胞、报告细胞、报告分子和珠粒中的 一种或更多种。
127.根据实施例126的方法，其中珠粒包括化学试剂、生物试剂、刺激 试剂或报告分子。
128.根据实施例118至127中任一项的方法，其中所述测定步骤还包括 识别所述第二多个隔绝围栏中的细胞的至少一个细胞，所述至少一个细胞包 括所选择的特征。
129.根据实施例118-128中任一项的方法，进一步包括排出第二多个隔 绝围栏中的细胞的至少一个细胞的步骤，其中所述至少一个细胞包括所选择 的特征。
130.根据实施例128或129的方法，进一步包括从第一多个隔绝围栏的 相应围栏排出相应克隆群的步骤。
131.根据实施例118-130中任一项的方法，进一步包括排出不包括所选 择的特征的第二多个隔绝围栏中的细胞和/或第一多个隔绝围栏中的细胞克 隆群的步骤。
132.根据权利要求129-131中任一项的方法，还包括在排出细胞之前除 去原位生成的屏障的步骤。
133.根据实施例118-132中任一项的方法，其中激活聚合物的固化的步 骤包括光学照射衬底的所选择的区域，从而聚合聚合物。
134.根据实施例133的方法，其中激活可流动聚合物的固化步骤还包括 引入可光活化的聚合引发剂。
135.根据实施例118-134中任一项的方法，其中沿着微流体通道的长度 激活可流动聚合物的固化的步骤包括：在从微流体通道的第一端延伸到微流 体通道的第二端的屏障的间隙处激活可流动聚合物的固化，所述屏障将微流 体通道分成第一子通道和第二子通道，其中间隙与第一多个隔绝围栏中的每 个围栏的近侧开口和第二多个隔绝围栏的相应围栏的近侧开口对准，从而形 成防止细胞从第一子通道移动到第二子通道且反之亦然的原位生成的屏障。
136.根据实施例118-130中任一项的方法，其中激活聚合物的固化的步 骤包括改变衬底的所选择的区域的温度，从而胶凝化聚合物。
137.根据实施例118-136中任一项的方法，其中可流动聚合物包括合成 聚合物、改性合成聚合物或生物聚合物。
138.根据实施例137的方法，其中合成聚合物改性包括尺寸改性基序、 裂解基序、反应性末端部分和/或细胞识别基序。
139.根据实施例118-138中任一项的方法，其中可流动聚合物包括：聚 乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚丙烯酰胺(PAM)、改性聚丙烯酰胺、聚-N-异丙基丙烯酰 胺(PNIPAm)、改性聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯 醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、 纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层 粘连蛋白、多糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。
140.根据实施例118-139中任一项的方法，其中可流动聚合物包括：聚 乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚乙烯醇中(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、改 性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、 胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖、 或任何组合的聚合物的至少一种。
141.根据实施例118-140中任一项的方法，其中固化的聚合物网络包括 改性的聚乙二醇聚合物。
142.根据实施例141的方法，其中改性聚乙二醇聚合物包括星形聚合物。
143.根据实施例141或142的方法，其中改性聚乙二醇聚合物包括二丙 烯酸酯部分。
144.根据实施例141-143中任一项的方法，其中改性聚乙二醇聚合物包 括光可裂解部分。
145.根据实施例116-144中任一项的方法，其中使用介电泳(DEP)力 进行引入微物体的克隆群或移动单个细胞的步骤。
146.根据实施例145的方法，还包括光学地致动DEP力。
147.根据实施例118-146中任一项的方法，其中所述封壳的至少一个内 表面包括经调理表面。
148.根据实施例147的方法，其中所述至少一个内表面包括所述衬底的 表面。
149.根据实施例147或148的方法，其中经调理表面是共价改性的表面。
150.根据实施例149的方法，其中共价改性的表面是亲水的。
151.一种试剂盒，包括实施例1至59中任一项的微流体设备和可流动 聚合物溶液，其中所述聚合物能够聚合和/或热诱导胶凝化。
152.根据实施例151的试剂盒，还包括可光活化的聚合引发剂。
153.根据实施例151或152的试剂盒，其中可流动聚合物包括合成聚合 物、改性合成聚合物或生物聚合物。
154.根据实施例153的试剂盒，其中所述改性合成聚合物包括尺寸改性 基序、裂解基序、反应性末端部分或细胞识别基序。
155.根据实施例151-154中任一项的试剂盒，其中可流动聚合物包括： 聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚丙烯酰胺(PAM)、改性聚丙烯酰胺、聚-N-异丙基丙烯酰 胺(PNIPAm)、改性聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯 醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、 纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层 粘连蛋白、多糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。
156.根据实施例151-155中任一项的试剂盒，其中可流动聚合物包括： 聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、改性 聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶 原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖、 或任何组合的聚合物中的至少一种。
157.根据实施例151-156中任一项的试剂盒，其中可流动聚合物包括改 性聚乙二醇聚合物。
158.根据实施例157的试剂盒，其中改性聚乙二醇聚合物包括星形聚合 物。
159.根据实施例157或158的试剂盒，其中改性聚乙二醇聚合物包括二 丙烯酸酯部分。
160.根据实施例153-154中任一项的试剂盒，其中改性聚乙二醇聚合物 包括光可裂解部分。
161.根据实施例151-161中任一项的试剂盒，还包括配置成共价改性微 流体设备的至少一个内表面的试剂。
162.一种微流体设备，包括封壳，封壳包括：衬底；包括微流体通道的 流动区，所述微流体通道配置成容纳流体介质；第一多个隔绝围栏，彼此相 邻设置使得第一多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏在微流体通道的第一侧打开； 第二多个隔绝围栏，彼此相邻设置使得第二多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏 在微流体通道的第二相对侧打开。
163.根据实施例162的微流体设备，其中微流体通道的第一侧配置成接 收第一流体介质，微流体通道的第二侧配置成接收第二流体介质。
164.根据实施例163的微流体设备，其中第一流体介质经由第一流体入 口引入微流体通道的第一侧，第二流体介质经由第二流体入口引入微流体通 道的第二侧。
165.根据实施例163或164的微流体设备，其中第一流体介质经由第一 出口流出微流体通道的第一侧，第二流体介质经由第二出口流出微流体通道 的第二侧。
166.根据实施例162-165中任一项的微流体设备，其中所述第一多个隔 绝围栏和所述第二多个隔绝围栏中的每个隔绝围栏包括隔离区和连接区，所 述连接区具有通向所述通道的近侧开口和通向所述隔离区的远侧开口。
167.根据实施例166的微流体设备，其中隔绝围栏通向通道的近侧开口 基本上平行于通道中的流体介质流而定向。
168.根据实施例162-167中任一项的微流体设备，其中所述封壳的至少 一个内表面包括经调理表面。
169.根据实施例168的微流体设备，其中所述至少一个内表面包括所述 衬底的表面。
170.根据实施例168或169的微流体设备，其中经调理表面是共价改性 的表面。
171.根据实施例168-169中任一项的微流体设备，其中共价改性的表面 是亲水的。
172.根据实施例162-171中任一项的微流体设备，其中所述衬底配置成 在所述封壳内产生介电泳(DEP)力。
173.根据实施例172的微流体设备，其中DEP力是光学致动的。
174.根据实施例162-173中任一项的微流体设备，其中微流体设备的盖 基本上是透明的。
175.根据实施例162-174中任一项的微流体设备，进一步包括将微流体 通道分成第一子通道和第二子通道的屏障，所述第一子通道配置成提供通过 第一多个隔绝围栏的流体介质的第一子流，所述第二子通道配置成提供通过 第二多个隔绝围栏的流体介质的第二子流，其中所述屏障被在所述第一多个 围栏的第一围栏的通向第一子通道的近侧开口与第二多个围栏的第一围栏的 通向第二子通道的近侧开口之间对准的至少一个间隙打断。
176.根据实施例175的微流体设备，其中所述屏障具有从所述通道的第 一端延伸到所述通道的第二端的长度。
177.根据实施例175或176的微流体设备，其中微流体设备的屏障还包 括在第一多个围栏中的每个围栏的通向第一子通道的近侧开口与第二多个围 栏中的每个相应围栏的通向第二子通道的近侧开口之间对准的间隙，其中所 述屏障由此包括沿着微流体通道中的屏障的长度的多个间隙。
178.根据实施例175或176的微流体设备，还包括原位生成的屏障，其 封闭将第一子通道与第二子通道分开的屏障中的间隙。
179.根据实施例178的微流体设备，还包括原位生成的屏障，其封闭将 所述第一子通道与所述第二子通道分开的屏障的多个间隙中的每一个，其中 所述屏障因此包括多个原位生成的屏障。
180.根据实施例162-174中任一项的微流体设备，还包括原位生成的屏 障，其中原位生成的屏障沿着微流体通道的长度设置，将微流体通道分成第 一子通道和第二子通道，第一子通道配置成提供通过第一多个隔绝围栏的流 体介质的第一子流，第二子通道配置成提供通过第二多个隔绝围栏的流体介 质的第二子流，其中原位生成的屏障防止细胞从第一子通道移动到第二子通 道，反之亦然。
181.根据实施例178-180中任一项的微流体设备，其中原位生成的屏障 包括固化的聚合物网络。
182.根据实施例181的微流体设备，其中固化的聚合物网络包括合成聚 合物、改性合成聚合物或生物聚合物。
183.根据实施例182的微流体设备，其中合成聚合物改性包括尺寸改性 基序、裂解基序、反应性末端部分或细胞识别基序。
184.根据实施例181-183中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网 络包括：聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸 (PGA)、改性聚乙醇酸、聚丙烯酰胺(PAM)、改性聚丙烯酰胺、聚-N-异丙 基丙烯酰胺(PNIPAm)、改性聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、改 性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚 己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、 改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。
185.根据实施例181-184中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网 络包括：聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸 (PGA)、改性聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、 改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、 胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖、 或任何组合的共聚物中的至少一种。
186.根据实施例176-180中任一项的微流体设备，其中固化的聚合物网 络包括改性聚乙二醇聚合物。
187.根据实施例186的微流体设备，其中改性聚乙二醇聚合物包括星形 聚合物。
188.根据实施例186或187的微流体设备，其中改性聚乙二醇聚合物包 括二丙烯酸酯部分。
189.根据实施例186至188中任一项的微流体设备，其中改性聚乙二醇 聚合物包括光可裂解部分。
190.一种用于测定克隆群的细胞的试剂盒，包括根据实施例162-177中 任一项的微流体设备和可流动的聚合物溶液，其中所述聚合物能够聚合和/ 或热诱导凝胶化。
191.根据实施例190的试剂盒，还包括可光活化的聚合引发剂。
192.根据实施例190或191的试剂盒，其中可流动聚合物包括合成聚合 物、改性合成聚合物或生物聚合物。
193.根据实施例192的试剂盒，其中改性合成聚合物包括尺寸改性基序、 裂解基序、反应性末端部分或细胞识别基序。
194.根据实施例190-193中任一项的试剂盒，其中可流动聚合物包括： 聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚丙烯酰胺(PAM)、改性聚丙烯酰胺、聚-N-异丙基丙烯酰 胺(PNIPAm)、改性聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯 醇、聚丙烯酸(PAA)、改性聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、 纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层 粘连蛋白、多糖、改性多糖或任何组合的共聚物中的至少一种。
195.根据实施例190-194中任一项的试剂盒，其中可流动聚合物包括聚 乙二醇、改性聚乙二醇、聚乳酸(PLA)、改性聚乳酸、聚乙醇酸(PGA)、 改性聚乙醇酸、聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸(PAA)、改性 聚丙烯酸、聚己内酯(PCL)、改性聚己内酯、纤连蛋白、改性纤连蛋白、胶 原蛋白、改性胶原蛋白、层粘连蛋白、改性层粘连蛋白、多糖、改性多糖、 或任何组合的聚合物中的至少一种。
196.根据实施例190-195中任一项的试剂盒，其中可流动聚合物包括改 性聚乙二醇聚合物。
197.根据实施例196的试剂盒，其中改性聚乙二醇聚合物包括星形聚合 物。
193.根据实施例191或192的试剂盒，其中改性聚乙二醇聚合物包括二 丙烯酸酯部分。
194.根据实施例191至193中任一项的试剂盒，其中改性聚乙二醇聚合 物包括光可裂解部分。
195.根据实施例185-194中任一项的试剂盒，还包括配置成共价改性微 流体设备的至少一个内表面的试剂。
Claims (10)
1.一种微流体设备，包括：
封壳，包括：
流动区，位于所述封壳内；
隔绝围栏，流体连接到所述流动区，其中，所述隔绝围栏包括隔离区和连接区，所述连接区具有通向所述流动区的近侧开口和通向所述隔离区的远侧开口；以及
原位生成的隔离结构，至少部分设置在所述隔绝围栏内，从而提供所述隔绝围栏的部分阻塞。
2.根据权利要求1所述的微流体设备，其中，所述原位生成的隔离结构设置在所述连接区内。
3.根据权利要求2所述的微流体设备，其中，所述原位生成的隔离结构的宽度是所述连接区的宽度的约1/4至约3/4。
4.根据权利要求3所述的微流体设备，其中，所述原位生成的隔离结构的宽度是所述连接区的宽度的约1/4至约5/8。
5.根据权利要求4所述的微流体设备，其中，所述原位生成的隔离结构的宽度是所述连接区的宽度的约1/4至约1/2。
6.根据权利要求1所述的微流体设备，其中，所述原位生成的隔离结构设置在所述隔离区内。
7.根据权利要求6所述的微流体设备，其中，所述原位生成的隔离结构的宽度是所述隔离区的宽度的约1/4至约3/4。
8.根据权利要求7所述的微流体设备，其中，所述原位生成的隔离结构的宽度是所述隔离区的宽度的约1/4至约5/8。
9.根据权利要求8所述的微流体设备，其中，所述原位生成的隔离结构的宽度是所述隔离区的宽度的约1/4至约1/2。
10.一种在微流体设备中隔离微物体的方法，包括：
将包括多个微物体的第一流体介质引入所述微流体设备的封壳中，所述封壳包括衬底、流动区和隔绝围栏；
将包括可流动聚合物的溶液引入所述封壳中；
在选择的区域处固化所述可流动聚合物，从而形成原位生成的隔离结构；以及
用所述原位生成的隔离结构隔离所述多个微物体中的至少一个；
其中，所述隔绝围栏包括隔离区和连接区，所述连接区具有通向所述流动区的近侧开口和通向所述隔离区的远侧开口；以及
其中，固化所述可流动聚合物是在所述隔绝围栏内或附近的所述选择的区域处被引发，并且其中，所述原位生成的隔离结构至少部分设置在所述隔绝围栏内，从而提供所述隔绝围栏的部分阻塞。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562258957P | 2015-11-23 | 2015-11-23 | |
| US62/258,957 | 2015-11-23 | ||
| US201662423627P | 2016-11-17 | 2016-11-17 | |
| US62/423,627 | 2016-11-17 | ||
| CN201680079750.XA CN108495712A (zh) | 2015-11-23 | 2016-11-22 | 原位生成的微流体隔离结构、试剂盒及其使用方法 |
| PCT/US2016/063387 WO2017091601A1 (en) | 2015-11-23 | 2016-11-22 | In situ-generated microfluidic isolation structures, kits and methods of use thereof |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680079750.XA Division CN108495712A (zh) | 2015-11-23 | 2016-11-22 | 原位生成的微流体隔离结构、试剂盒及其使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115532189A true CN115532189A (zh) | 2022-12-30 |
Family
ID=57544540
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210895775.4A Pending CN115532189A (zh) | 2015-11-23 | 2016-11-22 | 原位生成的微流体隔离结构、试剂盒及其使用方法 |
| CN201680079750.XA Pending CN108495712A (zh) | 2015-11-23 | 2016-11-22 | 原位生成的微流体隔离结构、试剂盒及其使用方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680079750.XA Pending CN108495712A (zh) | 2015-11-23 | 2016-11-22 | 原位生成的微流体隔离结构、试剂盒及其使用方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11666913B2 (zh) |
| EP (1) | EP3380238A1 (zh) |
| JP (3) | JP7296210B2 (zh) |
| KR (1) | KR20180085783A (zh) |
| CN (2) | CN115532189A (zh) |
| AU (2) | AU2016361413B2 (zh) |
| CA (1) | CA3004919C (zh) |
| IL (2) | IL299366A (zh) |
| SG (1) | SG11201803403XA (zh) |
| WO (1) | WO2017091601A1 (zh) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8841135B2 (en) * | 2007-06-20 | 2014-09-23 | University Of Washington | Biochip for high-throughput screening of circulating tumor cells |
| SG10202100281RA (en) | 2015-04-22 | 2021-02-25 | Berkeley Lights Inc | Microfluidic cell culture |
| US10799865B2 (en) | 2015-10-27 | 2020-10-13 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods |
| KR102421818B1 (ko) | 2016-04-15 | 2022-07-15 | 버클리 라잇츠, 인크. | 펜 내 분석들을 위한 방법들, 시스템들 및 키트들 |
| AU2017271673B2 (en) | 2016-05-26 | 2022-04-14 | Berkeley Lights, Inc. | Covalently modified surfaces, kits, and methods of preparation and use |
| AU2017375631B2 (en) | 2016-12-12 | 2023-06-15 | xCella Biosciences, Inc. | Methods and systems for screening using microcapillary arrays |
| EP3635112A2 (en) | 2017-06-06 | 2020-04-15 | Zymergen, Inc. | A htp genomic engineering platform for improving fungal strains |
| CN109097243A (zh) * | 2017-06-21 | 2018-12-28 | 曦医生技股份有限公司 | 生物微粒捕捉芯片组 |
| EP3721209B1 (en) | 2017-10-15 | 2024-02-07 | Berkeley Lights, Inc. | Methods for in-pen assays |
| US11028401B2 (en) | 2018-06-06 | 2021-06-08 | Zymergen Inc. | Manipulation of genes involved in signal transduction to control fungal morphology during fermentation and production |
| US20210346889A1 (en) * | 2018-08-21 | 2021-11-11 | The Regents Of The University Of California | High-throughput system and method for the temporary permeabilization of cells using lipid bilayers |
| EP3863757A4 (en) * | 2018-10-11 | 2022-07-20 | Berkeley Lights, Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR IDENTIFICATION OF OPTIMIZED PROTEIN PRODUCTION AND KITS THEREFORE |
| CN111036315B (zh) * | 2018-10-15 | 2021-09-21 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种微量样品的生成方法及生成芯片 |
| US11162143B2 (en) | 2018-10-21 | 2021-11-02 | The University Of Kansas | Methods for generating therapeutic delivery platforms |
| WO2020223555A1 (en) | 2019-04-30 | 2020-11-05 | Berkeley Lights, Inc. | Methods for encapsulating and assaying cells |
| AU2020385015A1 (en) | 2019-11-17 | 2022-06-09 | Berkeley Lights, Inc. | Systems and methods for analyses of biological samples |
| US20210171587A1 (en) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | University Of Wyoming | Fibrin particles and methods of forming fibrin particles |
| US11479779B2 (en) | 2020-07-31 | 2022-10-25 | Zymergen Inc. | Systems and methods for high-throughput automated strain generation for non-sporulating fungi |
| CN113996355B (zh) * | 2021-10-28 | 2023-06-06 | 上海浚真生命科学有限公司 | 取样装置 |
| WO2023164623A2 (en) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | Berkeley Lights, Inc. | Apparatuses, methods, and kits for microfluidic assays |
| CN114713501B (zh) * | 2022-04-15 | 2023-05-19 | 新疆晶硕新材料有限公司 | 一种用于高温水解纳米材料的粒径分级装置 |
Family Cites Families (125)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2618497B2 (ja) | 1989-10-03 | 1997-06-11 | 鐘淵化学工業株式会社 | 腫瘍障害細胞誘導剤および腫瘍障害細胞誘導デバイス |
| US6387707B1 (en) | 1996-04-25 | 2002-05-14 | Bioarray Solutions | Array Cytometry |
| ATE366418T1 (de) | 1996-04-25 | 2007-07-15 | Bioarray Solutions Ltd | Licht-regulierte, elektrokinetische zusammensetzung von partikeln an oberflächen |
| US7914994B2 (en) | 1998-12-24 | 2011-03-29 | Cepheid | Method for separating an analyte from a sample |
| EP1157270A1 (en) | 1999-02-03 | 2001-11-28 | Aclara BioSciences, Inc. | Multichannel control in microfluidics |
| US6294063B1 (en) | 1999-02-12 | 2001-09-25 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for programmable fluidic processing |
| US6942776B2 (en) | 1999-05-18 | 2005-09-13 | Silicon Biosystems S.R.L. | Method and apparatus for the manipulation of particles by means of dielectrophoresis |
| WO2001001025A2 (en) | 1999-06-28 | 2001-01-04 | California Institute Of Technology | Microfabricated elastomeric valve and pump systems |
| US6488872B1 (en) * | 1999-07-23 | 2002-12-03 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Microfabricated devices and method of manufacturing the same |
| US20030007894A1 (en) | 2001-04-27 | 2003-01-09 | Genoptix | Methods and apparatus for use of optical forces for identification, characterization and/or sorting of particles |
| US7378280B2 (en) | 2000-11-16 | 2008-05-27 | California Institute Of Technology | Apparatus and methods for conducting assays and high throughput screening |
| ATE500051T1 (de) | 2001-04-06 | 2011-03-15 | Fluidigm Corp | Polymeroberflächenmodifikation |
| ITTO20010411A1 (it) | 2001-05-02 | 2002-11-02 | Silicon Biosystems S R L | Metodo e dispositivo per l'esecuzione di test e saggi ad alta processivita' ed alto valore biologico su cellule e/o composti. |
| US20030138819A1 (en) * | 2001-10-26 | 2003-07-24 | Haiqing Gong | Method for detecting disease |
| US20030175947A1 (en) | 2001-11-05 | 2003-09-18 | Liu Robin Hui | Enhanced mixing in microfluidic devices |
| WO2003042145A1 (fr) | 2001-11-12 | 2003-05-22 | Kuraray Co.,Ltd. | Procedes de preparation d'un cyclopropylethanol, d'un cyclopropylacetonitrile, et leurs intermediaires |
| US7312085B2 (en) | 2002-04-01 | 2007-12-25 | Fluidigm Corporation | Microfluidic particle-analysis systems |
| US7824854B2 (en) * | 2002-05-07 | 2010-11-02 | Japan Science And Technology Agency | Method or apparatus for recovering micromaterial |
| US6958132B2 (en) | 2002-05-31 | 2005-10-25 | The Regents Of The University Of California | Systems and methods for optical actuation of microfluidics based on opto-electrowetting |
| DE10224352A1 (de) | 2002-06-01 | 2003-12-11 | Mueller Schulte Detlef | Thermosensitive Polymerträger mit veränderbarer physikalischer Struktur für die biochemische Analytik, Diagnostik und Therapie |
| US7790443B2 (en) | 2002-08-27 | 2010-09-07 | Vanderbilt University | Bioreactors with substance injection capacity |
| US6685344B1 (en) | 2002-10-18 | 2004-02-03 | William K. Lin | Lamp shade assembly |
| WO2004065618A2 (en) | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Thermogenic Imaging | Methods and devices for monitoring cellular metabolism in microfluidic cell-retaining chambers |
| US20050274456A1 (en) | 2003-02-03 | 2005-12-15 | Roitman Daniel B | Fluid-channel device with covalently bound hard and soft structural components |
| JP5419248B2 (ja) | 2003-04-03 | 2014-02-19 | フルイディグム コーポレイション | マイクロ流体装置およびその使用方法 |
| WO2005007796A2 (en) | 2003-07-21 | 2005-01-27 | Molecular Cytomics Ltd. | Improved multiwell plate |
| US20060240548A1 (en) * | 2003-06-26 | 2006-10-26 | Mordechai Deutsch | Materials for constructing cell-chips, cell-chip covers, cell-chips coats, processed cell-chips and uses thereof |
| JP4328168B2 (ja) | 2003-10-02 | 2009-09-09 | ソニー株式会社 | 毛細管現象を利用する物質間の相互作用検出部と該検出部を用いる方法及びバイオアッセイ用基板 |
| US9040090B2 (en) * | 2003-12-19 | 2015-05-26 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Isolated and fixed micro and nano structures and methods thereof |
| US7425253B2 (en) | 2004-01-29 | 2008-09-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Microscale sorting cytometer |
| CN1942590B (zh) | 2004-02-18 | 2012-09-05 | 周小川 | 多元化学和生化反应的流体装置和方法 |
| US20050221473A1 (en) | 2004-03-30 | 2005-10-06 | Intel Corporation | Sensor array integrated circuits |
| US7442339B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-10-28 | Intel Corporation | Microfluidic apparatus, Raman spectroscopy systems, and methods for performing molecular reactions |
| EP1735428A4 (en) | 2004-04-12 | 2010-11-10 | Univ California | OPTOELECTRONIC TWEEZERS FOR MANIPULATING MICROPARTICLES AND CELLS |
| JP3952042B2 (ja) | 2004-06-07 | 2007-08-01 | ソニー株式会社 | 凹状部位を有する電極を備えるハイブリダイゼーション検出部と該検出部を備えるｄｎａチップ |
| US7935479B2 (en) | 2004-07-19 | 2011-05-03 | Cell Biosciences, Inc. | Methods and devices for analyte detection |
| WO2006047591A2 (en) | 2004-10-25 | 2006-05-04 | University Of Washington | Rapid microfluidic assay for analyte interactions |
| US20060091015A1 (en) | 2004-11-01 | 2006-05-04 | Applera Corporation | Surface modification for non-specific adsorption of biological material |
| JP2006308332A (ja) | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Moritex Corp | 固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル及び反応装置並びに反応装置の運転方法 |
| GB0508983D0 (en) | 2005-05-03 | 2005-06-08 | Oxford Gene Tech Ip Ltd | Cell analyser |
| TWI265864B (en) | 2005-05-20 | 2006-11-11 | Univ Nat Cheng Kung | Hydrophilic surface structure of non-hydrophilic substrate and fabricating method for the same |
| EP1904619A4 (en) | 2005-07-07 | 2012-05-02 | Univ California | METHOD AND DEVICE FOR CELL CULTURE ARRAY |
| US9637715B2 (en) | 2005-07-07 | 2017-05-02 | Emd Millipore Corporation | Cell culture and invasion assay method and system |
| US8475886B2 (en) | 2005-08-05 | 2013-07-02 | Corning Incorporated | Methods for producing surfaces that resist non-specific protein binding and cell attachment |
| WO2007024701A2 (en) | 2005-08-19 | 2007-03-01 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic methods for diagnostics and cellular analysis |
| JP4572408B2 (ja) | 2005-10-14 | 2010-11-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光応答性ゲル材料、マイクロバルブおよびマイクロチップ |
| EP1951742A4 (en) | 2005-10-27 | 2011-06-01 | Life Technologies Corp | OPTOELECTRONIC SEPARATION OF BIOMOLECULES |
| TW200734641A (en) | 2005-12-26 | 2007-09-16 | Inst Of Microchemical Technology | Microchip for immunoassay, kit for immunoassay and immunoassay method |
| JP5026706B2 (ja) | 2006-01-27 | 2012-09-19 | 富士フイルム株式会社 | 光駆動型アクチュエータ及びその製造方法 |
| WO2007092713A2 (en) | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Microfluidic system and method for analysis of gene expression in cell-containing samples and detection of disease |
| US8124015B2 (en) | 2006-02-03 | 2012-02-28 | Institute For Systems Biology | Multiplexed, microfluidic molecular assay device and assay method |
| US20100009335A1 (en) | 2006-02-07 | 2010-01-14 | Victor Joseph | Temperature-regulated culture plates |
| EP2001990B1 (en) | 2006-03-24 | 2016-06-29 | Handylab, Inc. | Integrated system for processing microfluidic samples, and method of using same |
| US8980198B2 (en) | 2006-04-18 | 2015-03-17 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Filler fluids for droplet operations |
| US20080193536A1 (en) * | 2006-08-14 | 2008-08-14 | Alireza Khademhosseini | Cell-Laden Hydrogels |
| DE102006051535A1 (de) * | 2006-10-27 | 2008-12-18 | Andreas Dr. Richter | Automatischer Mikrofluidik-Prozessor |
| US7790631B2 (en) | 2006-11-21 | 2010-09-07 | Intel Corporation | Selective deposition of a dielectric on a self-assembled monolayer-adsorbed metal |
| US20080153134A1 (en) | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Willy Wiyatno | Methods and apparatus for generating hydrophilic patterning of high density microplates using an amphiphilic polymer |
| WO2008083323A1 (en) | 2006-12-29 | 2008-07-10 | Invitrogen Corporation | Detection apparatus |
| WO2008119066A1 (en) | 2007-03-28 | 2008-10-02 | The Regents Of The University Of California | Single-sided lateral-field and phototransistor-based optoelectronic tweezers |
| US20100233693A1 (en) | 2007-04-16 | 2010-09-16 | On-O-ity, Inc | Methods for diagnosing, prognosing, or theranosing a condition using rare cells |
| WO2008147530A1 (en) | 2007-05-24 | 2008-12-04 | The Regents Of The University Of California | Integrated fluidics devices with magnetic sorting |
| WO2009021232A2 (en) | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Massachusetts Institute Of Technology | High-throughput, whole-animal screening system |
| WO2009061392A1 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-14 | President And Fellows Of Harvard College | Forming gel structures using microfluidic channels |
| US9211537B2 (en) | 2007-11-07 | 2015-12-15 | The University Of British Columbia | Microfluidic device and method of using same |
| WO2009146143A2 (en) | 2008-04-03 | 2009-12-03 | The Regents Of The University Of California | Ex-vivo multi-dimensional system for the separation and isolation of cells, vesicles, nanoparticles and biomarkers |
| WO2009130694A2 (en) | 2008-04-21 | 2009-10-29 | Cell Kinetics Ltd. | Flat cell carriers with cell traps |
| KR100991752B1 (ko) | 2008-07-15 | 2010-11-03 | 한국과학기술원 | 단일 평면 광전자 소자를 이용한 미세입자 구동장치 및구동방법 |
| GB2464300A (en) | 2008-10-10 | 2010-04-14 | Univ Dublin City | Microfluidic multiplexed cellular and molecular analysis device and method |
| JP2012522518A (ja) | 2009-04-03 | 2012-09-27 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 細胞および生体粒子を選別するための方法および装置 |
| US20100273681A1 (en) | 2009-04-27 | 2010-10-28 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Combinatorial chemistry reaction cell with optical tweezers |
| GB0909923D0 (en) | 2009-06-09 | 2009-07-22 | Oxford Gene Tech Ip Ltd | Picowell capture devices for analysing single cells or other particles |
| WO2010147942A1 (en) | 2009-06-16 | 2010-12-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Multiphase non-linear electrokinetic devices |
| JP2011000079A (ja) | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Univ Of Tokyo | 粒子を操作する方法及びマイクロ流体装置 |
| US8778279B2 (en) | 2009-07-06 | 2014-07-15 | Sony Corporation | Microfluidic device |
| WO2011044116A2 (en) | 2009-10-05 | 2011-04-14 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Three-dimensional microfluidic platforms and methods of use and manufacture thereof |
| JP5648989B2 (ja) | 2009-11-11 | 2015-01-07 | 学校法人近畿大学 | セルアレイソータ、その製造方法及びそれを用いた細胞ソート方法 |
| US8651158B2 (en) | 2009-11-17 | 2014-02-18 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Processing microtitre plates for covalent immobilization chemistries |
| JPWO2011149032A1 (ja) | 2010-05-26 | 2013-07-25 | 東ソー株式会社 | 生体試料固定装置 |
| CH703278B1 (fr) | 2010-06-15 | 2016-11-15 | Csem Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa - Rech Et Développement | Appareil et plateforme pour analyse multiplex. |
| CN101947124B (zh) | 2010-06-25 | 2012-07-04 | 博奥生物有限公司 | 一种集成式微流控芯片装置及其使用方法 |
| US20130115606A1 (en) | 2010-07-07 | 2013-05-09 | The University Of British Columbia | System and method for microfluidic cell culture |
| US10087408B2 (en) | 2010-07-07 | 2018-10-02 | The University Of British Columbia | System and method for microfluidic cell culture |
| US9188593B2 (en) | 2010-07-16 | 2015-11-17 | The University Of British Columbia | Methods for assaying cellular binding interactions |
| US9533306B2 (en) | 2010-08-02 | 2017-01-03 | The Regents Of The University Of California | Single sided continuous optoelectrowetting (SCEOW) device for droplet manipulation with light patterns |
| JP5920895B2 (ja) | 2010-09-14 | 2016-05-25 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | マイクロ流体捕獲渦を使用して不均一溶液から細胞を単離する方法及びデバイス |
| JP6170431B2 (ja) | 2010-09-29 | 2017-07-26 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 細胞間相互作用のハイスループット研究のためのデバイス |
| CA2813090C (en) | 2010-10-01 | 2019-11-12 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Digital microfluidic devices and methods incorporating a solid phase |
| JP6114694B2 (ja) | 2010-10-04 | 2017-04-12 | ジナプシス インコーポレイテッド | 自動化された再使用可能な並行生物反応のための系および方法 |
| EP2646830B1 (en) | 2010-12-03 | 2016-04-13 | Cellply S.R.L. | Rapid screening of monoclonal antibodies |
| CN103392124B (zh) | 2010-12-03 | 2016-04-20 | 塞普莱有限公司 | 细胞功能的微分析 |
| US20140154703A1 (en) | 2011-01-06 | 2014-06-05 | Alison Skelley | Circulating tumor cell capture on a microfluidic chip incorporating both affinity and size |
| WO2012109068A2 (en) | 2011-02-11 | 2012-08-16 | Corning Incorporated | Enzyme cleavable cell release polymeric surface |
| US9902990B2 (en) | 2011-05-27 | 2018-02-27 | The University Of British Columbia | Microfluidic cell trap and assay apparatus for high-throughput analysis |
| US9227200B2 (en) | 2011-06-03 | 2016-01-05 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic devices with flexible optically transparent electrodes |
| EP2739587B1 (en) | 2011-08-01 | 2020-05-27 | Denovo Sciences | Cell capture system |
| US9050593B2 (en) * | 2011-11-23 | 2015-06-09 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Self-loading microfluidic device and methods of use |
| CN104350374B (zh) | 2012-02-29 | 2018-04-27 | 富鲁达公司 | 用于使用微流体的多个单细胞捕获和处理的方法、系统和设备 |
| WO2013148745A1 (en) | 2012-03-28 | 2013-10-03 | Northeastern University | Nanofluidic device for isolating, growing, and characterizing microbial cells |
| KR101959447B1 (ko) | 2012-04-06 | 2019-03-18 | 삼성전자주식회사 | 시료 중의 표적물질을 효율적으로 처리하는 방법 |
| US9857333B2 (en) | 2012-10-31 | 2018-01-02 | Berkeley Lights, Inc. | Pens for biological micro-objects |
| US9403172B2 (en) | 2012-11-08 | 2016-08-02 | Berkeley Lights, Inc. | Circuit based optoelectronic tweezers |
| US9254487B2 (en) | 2012-12-17 | 2016-02-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Systems and methods for an integrated bio-entity manipulation and processing semiconductor device |
| CN109342710A (zh) | 2013-03-28 | 2019-02-15 | 英属哥伦比亚大学 | 微流控装置及其在多细胞分泌检测中的使用方法 |
| EP3044252B1 (en) | 2013-09-13 | 2017-11-01 | Freie Universität Berlin | Bioinert article and its use |
| EP3473699B1 (en) | 2013-10-22 | 2020-08-26 | Berkeley Lights, Inc. | Exporting a selected group of micro-objects from a micro-fluidic device |
| EP3060645B1 (en) * | 2013-10-22 | 2019-01-02 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic devices having isolation pens and methods of testing biological micro-objects with same |
| WO2015061506A1 (en) | 2013-10-22 | 2015-04-30 | Berkeley Lights, Inc. | Micro-fluidic devices for assaying biological activity |
| US9889445B2 (en) | 2013-10-22 | 2018-02-13 | Berkeley Lights, Inc. | Micro-fluidic devices for assaying biological activity |
| US11318479B2 (en) | 2013-12-18 | 2022-05-03 | Berkeley Lights, Inc. | Capturing specific nucleic acid materials from individual biological cells in a micro-fluidic device |
| US20150166326A1 (en) | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Berkeley Lights, Inc. | Capturing Specific Nucleic Acid Materials From Individual Biological Cells In A Micro-Fluidic Device |
| US20150306598A1 (en) | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Berkeley Lights, Inc. | DEP Force Control And Electrowetting Control In Different Sections Of The Same Microfluidic Apparatus |
| US20150306599A1 (en) | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Berkeley Lights, Inc. | Providing DEP Manipulation Devices And Controllable Electrowetting Devices In The Same Microfluidic Apparatus |
| JP6802709B2 (ja) | 2014-04-25 | 2020-12-16 | バークレー ライツ，インコーポレイテッド | 同じマイクロ流体装置におけるｄｅｐ操作デバイスおよび制御可能なエレクトロウェッティングデバイスの提供 |
| US20150352547A1 (en) | 2014-06-06 | 2015-12-10 | Berkeley Lights, Inc. | Isolating Microfluidic Structures and Trapping Bubbles |
| EP3227025B1 (en) | 2014-12-05 | 2019-03-27 | The Regents of The University of California | Single-sided light-actuated microfluidic device with integrated mesh ground |
| US9908115B2 (en) | 2014-12-08 | 2018-03-06 | Berkeley Lights, Inc. | Lateral/vertical transistor structures and process of making and using same |
| US9744533B2 (en) | 2014-12-10 | 2017-08-29 | Berkeley Lights, Inc. | Movement and selection of micro-objects in a microfluidic apparatus |
| WO2016141343A1 (en) | 2015-03-04 | 2016-09-09 | Berkeley Lights, Inc. | Generation and selection of embryos in vitro |
| WO2016172623A1 (en) | 2015-04-22 | 2016-10-27 | Berkeley Lights, Inc. | Manipulation of cell nuclei in a micro-fluidic device |
| SG10202100281RA (en) | 2015-04-22 | 2021-02-25 | Berkeley Lights Inc | Microfluidic cell culture |
| KR102466814B1 (ko) | 2015-12-08 | 2022-11-11 | 버클리 라잇츠, 인크. | 미세유체 디바이스들 및 키트들 및 그것의 사용을 위한 방법들 |
| EP3397586A4 (en) | 2015-12-30 | 2019-07-17 | Berkeley Lights, Inc. | MICROFLUIDIC DEVICES FOR CONVECTION AND DISPLACEMENT WITH OPTICAL CONTROL, KITS AND RELATED METHODS |
| KR102421818B1 (ko) | 2016-04-15 | 2022-07-15 | 버클리 라잇츠, 인크. | 펜 내 분석들을 위한 방법들, 시스템들 및 키트들 |
| AU2017271673B2 (en) | 2016-05-26 | 2022-04-14 | Berkeley Lights, Inc. | Covalently modified surfaces, kits, and methods of preparation and use |
-
2016
- 2016-11-22 IL IL299366A patent/IL299366A/en unknown
- 2016-11-22 CA CA3004919A patent/CA3004919C/en active Active
- 2016-11-22 WO PCT/US2016/063387 patent/WO2017091601A1/en active Application Filing
- 2016-11-22 KR KR1020187017925A patent/KR20180085783A/ko not_active Application Discontinuation
- 2016-11-22 SG SG11201803403XA patent/SG11201803403XA/en unknown
- 2016-11-22 AU AU2016361413A patent/AU2016361413B2/en active Active
- 2016-11-22 EP EP16810547.6A patent/EP3380238A1/en active Pending
- 2016-11-22 CN CN202210895775.4A patent/CN115532189A/zh active Pending
- 2016-11-22 US US15/359,115 patent/US11666913B2/en active Active
- 2016-11-22 JP JP2018521889A patent/JP7296210B2/ja active Active
- 2016-11-22 CN CN201680079750.XA patent/CN108495712A/zh active Pending
-
2018
- 2018-05-22 IL IL259534A patent/IL259534B2/en unknown
-
2021
- 2021-11-29 JP JP2021193586A patent/JP7222057B2/ja active Active
-
2022
- 2022-07-13 AU AU2022205213A patent/AU2022205213A1/en active Pending
-
2023
- 2023-02-02 JP JP2023014512A patent/JP2023052848A/ja active Pending
- 2023-02-03 US US18/164,124 patent/US20230182136A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023052848A (ja) | 2023-04-12 |
| AU2022205213A1 (en) | 2022-08-04 |
| IL299366A (en) | 2023-02-01 |
| IL259534A (en) | 2018-07-31 |
| JP2022019825A (ja) | 2022-01-27 |
| JP7222057B2 (ja) | 2023-02-14 |
| IL259534B2 (en) | 2023-05-01 |
| IL259534B1 (en) | 2023-01-01 |
| SG11201803403XA (en) | 2018-06-28 |
| EP3380238A1 (en) | 2018-10-03 |
| CN108495712A (zh) | 2018-09-04 |
| JP2019502365A (ja) | 2019-01-31 |
| US11666913B2 (en) | 2023-06-06 |
| AU2016361413A1 (en) | 2018-05-17 |
| US20230182136A1 (en) | 2023-06-15 |
| CA3004919A1 (en) | 2017-06-01 |
| WO2017091601A1 (en) | 2017-06-01 |
| AU2016361413B2 (en) | 2022-04-14 |
| CA3004919C (en) | 2024-04-09 |
| KR20180085783A (ko) | 2018-07-27 |
| JP7296210B2 (ja) | 2023-06-22 |
| US20170165667A1 (en) | 2017-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7222057B2 (ja) | インサイチュー生成マイクロ流体分離構造、そのキット、及びその使用方法 | |
| JP7083752B2 (ja) | マイクロ流体デバイス、そのキット、及びその使用方法 | |
| US20210102150A1 (en) | Microfluidic Devices for Optically-Driven Convection and Displacement, Kits and Methods Thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |