CN116783276A - 用于细胞培养的微孔板孔 - Google Patents

Abstract

公开了用于生长、培养、监测和分析对在测定和培养微孔板的一个或多个孔中形成的微孔结构中的胚状体、融合胚状体、球状体、类器官或其他多细胞体的各种实施方案。水凝胶沉积到微孔板的孔中并由所述孔的支承凸部和底表面支撑，使用模具插入工具将水凝胶模制成微孔结构。在一些例子中，可以在微孔结构的底侧形成通道，以允许在孔的主孔段和副孔段之间的交换流体。测定和培养微孔板的底表面是光学透明和透气的。

Description

用于细胞培养的微孔板孔

相关申请的交叉引用

本申请于2021年12月27日作为PCT国际专利申请提交，并要求2020年12月28日提交的题为“用于细胞培养的微孔板孔”的美国临时申请序列号63/131,123的优先权和权益，其公开内容在此通过引用全文并入本文。

背景技术

在三维(3D)环境中培养细胞产生的细胞行为和形态更接近于在人体中观察到的情况。用于这种培养的3D水凝胶/水凝胶支架

(hydroscaffolds)具有独特的属性：细胞可以沉积在3D空间中的特定位置，并在较长时间内保持在原位。这使得可以产生其中可观察到细胞相互作用和随时间推移的发展的结构(例如，胚状体、融合胚状体(fused embryoid bodies)、球状体、类肿瘤、类器官和/或其他多细胞体)和共培养环境。

发明内容

在一个方面，该技术涉及一种微孔板，包括：具有孔阵列的板体；和固定在孔阵列下部的透气片，该透气片形成各孔的至少一部分的底表面。在一个例子中，微孔板还包括夹架，该夹架包括环圈(collar)阵列，环圈的单个环圈定位在孔中的相应孔的下部周围。在另一个例子中，环圈的单个环圈通过摩擦配合与孔的相应孔相连接。在又一个例子中，孔阵列的单个孔包括主孔段和副孔段。在又一个例子中，主孔段和副孔段彼此流体连通。

在上述方面的另一个例子中，透气片形成用于主孔段的底表面。

在一个例子中，孔阵列的单个孔包括从至少一个孔壁的内表面伸出的支承凸部。在另一个例子中，支承凸部为环形。在另一个例子中，支承凸部以预定的距离偏离底表面。在又一个例子中，微孔板还包括设置在孔阵列的单个孔中的水凝胶，支承凸部支撑在单个孔内的水凝胶。

在上述方面的另一个例子中，在单个孔中的水凝胶被模制成包括多个微孔。在一个例子中，透气片是光学透明的。

在另一方面，该技术涉及一种微孔板，包括：具有从第一端延伸到第二端的孔单元阵列的板体，该孔单元的单个孔单元由至少一个孔壁形成，并且包括从至少一个孔壁的内表面伸出到孔口中的支承凸部，该支承凸部以预定的距离偏离第二端；和设置在第二端的孔单元的单个孔单元的底侧上，从而形成孔单元的单个孔单元的底表面的透气片。在一个例子中，透气片是光学透明的。在另一例子中，孔单元阵列的单个孔单元包括主孔段和副孔段。在另一个例子中，主孔段和副孔段是流体连通的。在又一个例子中，主孔段的底表面包括透气片。

在上述方面的另一个例子中，微孔板还包括夹架，透气片通过该夹架被固定紧靠在孔单元的单个孔单元的底侧。在一个例子中，夹架还包括环圈阵列，其中该环圈的单个环圈连接到孔单元的相应孔单元并位于孔单元的相应孔单元的下部周围。在另一个例子中，环圈的单个环圈通过摩擦配合与孔单元的相应孔单元连接。在又一个例子中，支承凸部的尺寸和位置被设置为对注入到孔单元的单个孔单元中的一定量的水凝胶提供支撑。在另一个例子中，支承凸部为环形。

在上述方面的另一个例子中，微孔板还包括设置在孔单元阵列的单个孔单元中的水凝胶，支承凸部支撑在单个孔单元内的水凝胶。在一个例子中，水凝胶被模制以在孔单元的单个孔单元中包括多个微孔。

在另一方面，该技术涉及一种套件，包括：包括孔单元阵列的微孔板，该孔单元阵列的单个孔单元包括孔体，该孔体由至少一个从第一端延伸到第二端的孔壁和设置在第二端的光学透明观察表面而限定，至少一个孔壁的内部包括支承凸部，该支承凸部从至少一个孔壁伸出到相应孔单元的孔口中，并且支承凸部以预定的距离偏离第二端；和用于注入孔单元阵列的单个孔单元的水凝胶，支承凸部的尺寸和形状被设置为对单个孔单元内的水凝胶提供支撑。在一个例子中，光学透明观察表面包括透气箔。在另一个例子中，微孔板还包括连接到孔单元阵列的下部的夹架，透气箔通过该夹架被定位为紧靠第二端。在又一个例子中，孔单元的单个孔单元包括主孔段和副孔段。在又一个例子中，主孔段与副孔段流体连通。

在上述方面的另一例子中，套件还包括模具插入工具，以在水凝胶中形成多个微孔。在一个例子中，模具插入工具包括模具插入构件，该模具插入构件的尺寸和形状被设置为用于插入到孔单元阵列的相应孔单元中。在另一例子中，模具插入构件的横截面形状与孔单元的单个孔单元的横截面形状相匹配。在又一个例子中，模具插入构件的远端表面包括模具指状物的排列。在还一个例子中，模具指状物的排列包括顶角约为32°的正方形金字塔阵列。

在上述方面的另一例子中，表面还包括设置在模具指状物的排列附近的空心延伸部，该空心延伸部被构造为形成移液通道。在一个例子中，模具插入构件还包括从模具插入构件的外表面延伸的止挡延伸部，该止挡延伸部被构造成在模具插入构件插入到相应的孔单元中时与相应孔单元的支承凸部相接，从而限制模具插入构件向下移动到孔口中。在一个例子中，模具插入工具包括多个排列方式与孔单元阵列的至少一部分相匹配的模具插入构件。在另一例子中，水凝胶包含琼脂糖。在又一个例子中，水凝胶包括第一水凝胶，并且还包括第二水凝胶。在还一个例子中，第二水凝胶包括泊洛沙姆。

在上述方面的另一例子中，在给定温度下，第一水凝胶为凝胶形式，并且第二水凝胶为液体形式。在一个例子中，给定温度为约10摄氏度(C)或更低。在另一例子中，在给定温度下，第二水凝胶为凝胶，并且第一水凝胶为液体。在又一个例子中，随着第一水凝胶的温度升高，第一水凝胶从凝胶转变为液体，并且随着第二水凝胶的温度降低，第二水凝胶从凝胶转变为液体。

在另一方面，该技术涉及一种方法，包括：将水凝胶沉积到微孔板孔中，该微孔板孔包括从微孔板孔的至少一个孔壁的内表面伸出的支承凸部，并且支承凸部以预定的距离偏离微孔板孔的底表面，并且水凝胶由支承凸部和微孔板孔的底表面支撑；以及将水凝胶模制成包括多个微孔的微孔结构。在一个例子中，该方法还包括将模具插入微孔板孔的孔口中并使该模具与水凝胶相接，根据该模具远端的微孔模具构造将水凝胶模制成微孔结构。在另一例子中，当将模具插入孔口时，水凝胶呈凝胶形式，并且还包括将模具加热到这样的温度，所述温度使得与该模具相接的水凝胶部分开始熔融从而使述水凝胶模制成微孔结构。在又一个例子中，当模具与水凝胶相接时，水凝胶为液体形式，并且在移除模具之前将水凝胶冷却至使水凝胶胶凝的温度，水凝胶在与模具相接时被冷却从而相应地水凝胶被模制成微孔构造。在又一个例子中，水凝胶包括第一水凝胶，并且还包括：在注入第一水凝胶之前将第二水凝胶注入微孔板中；以及将第二水凝胶模制成通道构造。

在上述方面的另一个例子中，将第一水凝胶注入到第二水凝胶上方的微孔板孔中。在一个例子中，该方法还包括：冷却第二水凝胶以使第二水凝胶转化为液体，第一水凝胶保持为凝胶；以及移除第二水凝胶，从而在第一水凝胶的凝胶内产生一个或多个通道，该一个或多个通道对应于第二水凝胶的通道构造。在另一例子中，第二水凝胶以液体形式注入并在转化为凝胶形式时模制成通道构造。在又一个例子中，该方法还包括将模具插入微孔板孔的孔口中并使模具与第二水凝胶相接，使第二水凝胶根据模具远端的通道构造被模制。在还一个例子中，第一水凝胶包含琼脂糖，并且第二水凝胶包含泊洛沙姆。

在上述方面的另一例子中，微孔板孔包括光学透明的透气底表面。

附图说明

参考以下附图可以更好地理解本公开的许多方面。附图中的组件不一定按比例缩放，而是强调清楚地说明本公开的原则。此外，在附图中，在多个视图中，相同的附图标记表示对应的部分。

图1示出了根据本公开的各种实施方案的微孔板的透视图的例子。

图2示出了根据本公开的各种实施方案的图1的微孔板的分解视图的例子。

图3示出了根据本公开的各种实施方案的图1的微孔板的底视图的例子。

图4示出了根据本公开的各种实施方案的图1的微孔板的横截面图的例子。

图5示出了根据本公开的各种实施方案的微孔板的另一个实施方案的横截面图的例子。

图6示出了根据本公开的各种实施方案的模具插入工具的例子。

图7示出了根据本公开的各种实施方案，使用图6的模具插入工具在图1的微孔板的孔单元中形成的微孔结构的例子。

图8A至图8C是图1的微孔板的孔单元的示例性横截面图，并且示出了根据本公开的各种实施方案的、用于产生图7的微孔结构的示例性工艺。

图9A至图9C是图5的微孔板的孔单元的示例性横截面图，并且示出了根据本公开的各种实施方案的、用于产生图7的微孔结构的示例性工艺。

图10A至图10G是图1微孔板孔单元的示例性横截面图，并且示出了根据本公开的各种实施方案的、用于产生图7的微孔结构和图7的微孔结构内的通道的示例性工艺。

图11A至图11H示出了根据本公开的各种实施方案的、用于在图5的微孔板的孔单元内产生图7的微孔结构的示例性工艺。图11A至图11F和11H示出了图5的微孔板的示例性横截面图，并且图11G示出了根据本公开的各种实施方案的图5的具有在用于形成图7的微孔结构的水凝胶中形成的通道的微孔板的示例性俯视图。

图12示出了与根据本公开的各种实施方案在微孔板的孔单元中产生微孔结构相关的示例性方法的流程图。

图13示出了根据本公开的另一实施方案的微孔板的分解透视图的例子。

图14示出了根据本公开的另一实施方案的微孔板的分解透视图的例子。

具体实施方式

本公开涉及使用微孔微孔板在体外生长、培养、监测和分析胚状体、融合胚状体、球状体、类器官和/或其他多细胞体。根据本公开的各种实施方案，沉积到微孔板的单个孔中的水凝胶(例如琼脂糖)形成微孔结构，用于支撑细胞聚集体的生长和维持。在各种例子中，微孔结构包括用于促进培养基的重力交换而不干扰目标孔和/或微孔结构中的环境的通道。此外，微孔板孔的单个孔可以包括光学透明的底表面，该底表面也可以是透气的，并且(1)用作对微孔结构中培养的球状体、类器官或其他细胞体进行成像的观察窗口，和(2)能够增加微孔结构中生长的球状体、类器官或其他细胞体的氧气供应。

现在参见图1至5，其中示出了根据本公开的各种实施方案的可以包括在套件中的微孔板100(如100a、100b)的示例性视图。本文其他地方描述了微孔板的其他构造，但主要为了说明目的，结合图1至5的微孔板100对本文进一步描述的生长和维持细胞聚集体的各种特征和操作进行了描述。图1示出了微孔板100a的示例性透视图。图2示出了根据本公开的各种例子的微孔板100a的分解视图的例子，微孔板100a包括孔板体103、底层片106和夹架109。图3示出了微孔板100a的底视图，示出了通过夹架109连接到孔板体103底侧的底层片106。图4示出了根据本公开的各种例子的图1的微孔板100a的横截面图。图5示出了根据本公开的各种实施方案的另一个实施方案微孔板100b的横截面图。可以理解，微孔板100对应于用于生长、培养、监测和测定胚状体、融合胚状体、球状体、类器官或其他多细胞体的培养和测定微孔板。

如图1所示，微孔板100a包括具有多个孔单元112的孔板体103，孔单元112用于生长、培养、监测和测定胚状体、融合胚状体、球状体、类器官和/或其他多细胞体。在各个例子中，孔板体103包括具有顶表面、底表面和对应于所需孔高度的厚度的平面材料。孔板体103的部件可以通过任何合适的步骤由任何合适的材料形成。在示例性实施方案中，孔板体103可由聚合物形成，例如可以理解的透明聚合物和/或其他材料。例如，聚合物可包括可以理解的聚苯乙烯、聚丙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、环状烯烃聚合物、环状烯烃共聚物和/或其他聚合物。在多个例子中，可以使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。孔板体103可以不具有可移动/移动部件、和/或可以形成为单个部件(例如通过注塑模制)，使得孔板体103的所有结构(例如，孔)彼此整体形成。

根据各种实施方案，孔单元112包括主孔段115(例如，115a、115b)(图4)和副孔段118(例如，118a、118b)(图4)。在各种例子中，主孔段115和副孔段118可以彼此流体连通以响应于微孔板100的倾斜从而促进液体(例如，培养基)在主孔段115和副孔段118之间的重力流动。例如，主孔段115和副孔段118可以通过至少一个通道120(图5)彼此流体连通，该通道的尺寸和形状被设置为便于液体在孔段之间的重力流动。在主孔段115和副孔段118之间交换培养基可移除有毒副产物并为生长中的细胞培养物提供新鲜营养物质。

根据各种实施方案，主孔段115的尺寸和形状被设置为支撑沉积的细胞聚集体，这些细胞聚集体可以包埋到引入到主孔段115中的水凝胶中。如可以理解的，例如，主孔段115可被认为是培养孔，其用于生长胚状体、融合胚状体、球状体、类器官和/或其他多细胞体。根据各种实施方案并取决于微孔板100中的多个孔单元112，主孔段115的宽度可以最多达约8毫米(mm)(例如，对于96孔板)，最多11mm(例如，对于48孔板)，最多约17mm(例如，对于24孔板)，和/或其他可以理解的尺寸。此外，主孔段115和副孔段118的深度被规定使得微孔板100可以倾斜以允许在孔单元112内进行流体交换，而不会将流体溢出到各个孔单元112的相应主孔段115或副孔段118。

副孔段118可用于提供培养基和/或其他营养物质，这些营养物质可用于供给位于主孔段115中的生长细胞聚集体。此外，副孔段118可用于从细胞聚集体中收获上清液，如可以理解的那样。例如，副孔段118可被视为供给孔，其包括培养基和/或可由主孔段115中生长的细胞培养物使用的其他营养物质。根据本公开的各种实施方案，副孔段118的尺寸和形状被设置为用于容纳可与主孔段115交换的流体。根据各种实施方案并取决于微孔板100中的多个孔单元112，副孔段118的宽度可以最多达约8毫米(mm)(例如，对于96孔板)、最多11mm(例如，对于48孔板)、最多约17mm(例如，对于24孔板)，和/或其他可以理解的尺寸。

根据各种实施方案，主孔段115和副孔段118的尺寸和形状可以彼此不同。在一些例子中，主孔段115大于副孔段118(在尺寸上，例如直径或体积)。在其他例子中，副孔段118大于主孔段115。在一些例子中，主孔段115的形状不同于副孔段118的形状。

优选孔单元112如图1至图3所示排列成列和行。在各种实施方案中，如可以理解的，微孔板100包括九十尺寸(96)孔式板，其包括用于细胞培养的96个主孔段115。然而，如可以理解的，应当注意的是微孔板100不限于96孔式板并且可以被组织为条带或其他类型的构造。

根据各种实施方案，主孔段115由主孔腔121(例如，121a、121b)(图4和图5)限定，该主孔腔121由从孔板体103的顶部延伸到主孔段115的底表面的一个或多个壁形成。类似地，副孔段118由副孔腔124(例如，124a、124b)(图4和5)限定，副孔腔124由从孔板体103的顶表面延伸到副孔段118的底表面的一个或多个壁限定。在各种实施方案中，主孔段115位于副孔段118附近。

在一些例子中，如图5所示，主孔段115和副孔段118共用侧壁127或共用在主孔段115或副孔段118之间的壁的至少一部分。在各种例子中，主孔段115和副孔段118的共用侧壁127(或在主孔段115和副孔段118之间共用的壁的部分)不从孔板体103的顶表面延伸到底表面的整个长度。在其他例子中，如图4所示，主孔段115和副孔段118不共用壁，并且由延伸超过副孔段118的底表面的主孔段115分隔开。

进一步参考图5，应当注意的是，尽管与副孔腔124b相关联的副孔段118示出了与相邻孔单元112的主孔段115相关联的侧壁分离的、与共用侧壁127相对的侧壁部分123，但在一些实施方案中，相对的侧壁123不存在于副孔段118中、和/或与使副孔腔124b的体积增加的相邻孔单元112间隔一定距离。

根据各种实施方案，主孔段115包括支承凸部130(图4和图5)，其从限定主孔段115的至少一个孔壁的内表面伸出到主孔腔121中。根据各种实施方案，支承凸部130以预定的距离(例如，在5μm至25毫米(mm)的范围内)偏离主孔段115的底表面(例如，底层片106)，使得支承凸部130不与主孔段115的底表面齐平。在各种实施方案中，支承凸部130的尺寸和位置被设置在主孔段115的内表面内，以为注入该孔中的水凝胶提供支撑，并用于在相应的孔单元112的主孔段115内形成微孔结构133(图7)。

应当注意的是，尽管在图4和图5中的微孔板100的不同实施方案中示出了支承凸部130，应当注意的是，支承凸部130可以包含在其他微孔板中，正如可以理解的那样，包括在2020年10月22日提交的题为“Microplates for Automating Organoid Cultivation”的美国临时申请63/094,946中描述的微孔板，该申请通过引用全文并入本文。

根据各种实施方案，主孔段115和相邻副孔段118之间的流体连通以及通过倾斜微孔板100提供连续的流体重力流动的能力允许提前供给细胞聚集体。在各种例子中，培养基或其他营养物质可以被引入到副孔段118中，并最终通过通道120引入到主孔段115中。在各种实施方案中，可以通过抽吸从孔单元112的孔段之一(例如，副孔段118)中除去液体而不干扰目标孔中的环境。在各种例子中，孔单元112的孔段的流体连通还允许观察水凝胶中的细胞培养物，该水凝胶可以与两种不同的液体接触以在水凝胶内产生浓度梯度，如可以理解的那样。

根据各种实施方案，微孔板100还包括设置在孔板体103的底侧上的底层片106。底层片106附着在孔板体103的底侧，形成主孔段115的底表面。在一些例子中，如图5所示，底层片形成主孔段115和副孔段118的底表面。在其他例子中，副孔段118的底表面经由孔板体103而不是底层片106形成。

在各种例子中，底层片106包括光学透明的观察窗口，以允许对在微孔板100中培养的球状体、类器官或其他细胞培养物进行成像，如可以理解的那样。观察窗口可以是适合于显微观察的窗口，无论是明场、相位对比、荧光、共聚焦、双光子或本领域已知的其他显微成像模式。

在各种例子中，底层片106包括透气片，其被构造成为微孔板100中生长的球状体、类器官或其他细胞体增加氧气供应。如可以理解的，透气片可以由如下的材料形成，该材料包含聚四氟乙烯(PTFE)、PEFP、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、环状烯烃共聚物(COC)和/或其他材料。根据各种例子，透气片的厚度可以达到约5-30微米，或者在某些例子中，可具有约25微米的厚度。根据各种例子，透气片可以包含多个孔。在其他例子中，透气片可允许分子经由扩散而通过。或者，透气片可以包括一些其他厚度、孔径和孔密度。

根据各种实施方案，底层片106通过夹架109连接到孔板体103的主孔段115和/或副孔段118的侧壁底侧。夹架109包括环圈132的阵列，其尺寸和形状被设置为与孔单元112的下部相接，底层片106设置在夹架109和孔板体103之间。特别地，夹架109被设计成由设置在其间的底层片106保持附着于孔单元112并与孔单元112相接，从而形成用于主孔段115和/或副孔段118的底表面。如可以理解的，在各种例子中，夹架109通过摩擦配合、热耦合、粘合剂和/或其他连接方法连接到孔单元112上。

在一些例子中，如图3和图4所示，夹架109的环圈132的单个环圈被连接至主孔段115的下部周围并定位在主孔段115的下部周围。在其他例子中，如图5所示，夹架109的环圈132的单个环圈被连接至并定位在包括主孔段115和副孔段118的相应孔单元112的下部周围。

应当注意的是，尽管底层片106被讨论为通过夹架109沿孔单元112的底侧设置以形成主孔段115和/或副孔段118的底表面，但在某些实施方案中，如可以理解的，夹架109不是必需的，并且底层片106通过热耦合、粘合剂和/或其他附着方法而附着到孔板体103上。

现在参见图6，其中示出了根据本公开的各种实施方案用于模制沉积在孔单元112内的水凝胶的模具插入工具600的例子。在各种例子中，模具插入工具600被设计成将水凝胶模制成图7的微孔结构133。模具插入工具600包括一个或多个模具插入构件603，其尺寸和形状被设置为用于插入到相应的孔单元112中。根据各种例子，围绕模具插入工具600排列的一个或多个模具插入构件600可以对应于单个孔单元112、一排孔单元112、一列孔单元112和/或孔单元112的阵列。如可以理解的，一个或多个模具插入构件603的排列允许在给定微孔板100的一个或多个孔单元112中同时产生微孔结构133。

在各种例子中，模具插入构件603的横截面与孔单元112的至少一个主孔段115和/或副孔段118的单个的横截面的形状相匹配。图6的例子示出了具有与图4和5的主孔段115的形状相匹配的横截面的模具插入构件603。然而，在各种实施方案中，模具插入构件603的横截面可以对应于孔单元112的主孔段115和副孔段118的组合形状。在该例子中，如图9A至图9C所示，模具插入构件603可包括与孔单元112的不同部分相对应的两个延伸插入件。

根据本公开的各种实施方案，图6的模具插入构件603包括从模具插入构件603的主体的远端纵向延伸的模具指状物606的排列。根据各种实施方案，模具指状物606的尺寸和形状被设置为在注入到孔单元112底部的水凝胶中形成微孔。在一些例子中，模具指状物606的排列包括正方形金字塔阵列。在一些例子中，金字塔的顶角约为32度。然而，模具指状物606的尺寸、形状和排列可以根据所需的模具构造而变化。

在一些例子中，模具插入构件603还包括设置在模具指状物606的排列附近的空心延伸部609。根据各种例子，空心延伸部609的尺寸和形状被设置为在微孔结构133中形成移液通道。应当注意的是，尽管模具插入构件603提供了用于图7的微孔结构133的模具构造的例子，如可以理解的，模具插入构件603可以包括用于在所需构造中模制水凝胶的其他模具构造。例如，代替模具指状物606的排列，模具插入构件603可以包括设置在模具插入构件603的远端内的通道。该通道可用于在沉积的水凝胶内形成通道。在另一例子中，模具插入构件603的远端可包括用于在被模制的物料中形成平面表面的平面表面。

在各种例子中，模具插入构件603可以包括一个或多个下止挡延伸部612(图8B)和/或一个或多个上止挡延伸部615(图8B)，其从模具插入构件603的主体外表面径向延伸，并且位于以各自预定的距离(如在0到2mm的范围内)偏离模具插入构件603的主体远端的位置。根据各种例子，下止挡延伸部612被构造成在将模具插入构件插入相应的孔时与支承凸部130相接，从而限制模具插入构件603向下移动到孔口中。根据各种例子，上止挡延伸部615被构造为在将模具插入构件603插入相应的孔单元112时与围绕给定孔单元112的孔板体103的顶表面相接，从而限制模具插入构件603向下移动到孔口中。下止挡延伸部612和上止挡延伸部615用于将模具插入构件603适当地定位在给定的孔单元112内，用于在不破坏水凝胶的情况下模制水凝胶，如可以理解的那样。

在一些例子中，模具插入构件603包括实心主体。在其他例子中，模具插入构件603可包括空心主体(图9B)。在模具插入构件603包括空心主体的例子中，模具插入构件603可用作注射器，用于将水凝胶或其他所需物料注入给定的孔单元112中。例如，水凝胶可以通过位于模具插入构件603主体远端的一个或多个孔隙621(图9B)插入到模具插入构件603的空心区域并注入到给定孔单元112的底部。根据各种例子，模具插入构件603可以包括柱塞(未示出)，该柱塞的尺寸和形状被设置为以伸缩方式装配在模具插入构件603的空心部分内。当柱塞被(手动或自动地)推向模具插入构件603的远端并与水凝胶相接时，水凝胶会被迫通过孔隙621并进入孔单元112。

在各种例子中，模具插入工具600连接到温度控制装置(未示出)，其被构造成将一个或多个模具插入构件603冷却和/或加热到给定温度。例如，在各种实施方案中，模具插入构件603可以插入到具有沉积在其中的液体水凝胶的给定孔单元112中。模具插入构件603随后可以被加热和/或冷却到给定水凝胶的适当胶凝温度，以允许将水凝胶模制为由模具插入构件603的模具构造限定的形状。在另一例子中，模具插入构件603可以被插入到具有处于凝胶形成中的水凝胶的给定孔单元112中。模具插入构件603可以与胶凝的水凝胶相接。模具插入构件603随后可以被加热或冷却到给定水凝胶的液化温度，从而导致与模具插入构件603相接的水凝胶区域形成为由模具插入构件603的模具构造限定的形状。在其他例子中，微孔板100可以通过温度控制装置被加热和/或冷却，以便操纵沉积的水凝胶的胶凝和/或液化。

接着参见图7，其中示出了根据本公开的各种实施方案使用图6的模具插入工具600形成的微孔结构133的透视图的例子。微孔结构133包括在注入到微孔板100的孔单元112中的水凝胶700中形成的微孔703的排列。微孔结构133还包括移液通道706，用于移除有毒副产物并向生长的细胞培养物提供新鲜的营养物质，而不会破坏目标孔和/或微孔结构中的环境。在各种例子中，移液通道706的尺寸可以在约250微米至2毫米的范围内。此外，如可以理解的，移液通道706的横截面可以包括如下形状：包括圆形、椭圆形、正方形、矩形和/或其他形状。

接着参见图8A至图11H，示出了如何根据本公开的各种例子，将微孔板100和模具插入工具600用于微孔结构133的形成以及胚状体、融合胚状体、球状体、类器官和/或其他多细胞体的生长和培养的例子。

从图8A至图8C开始，示出了根据本公开的各种实施方案，如何将沉积到孔单元115的主孔段115底部的水凝胶700被模制成微孔结构133的例子。图8A至图8C示出了根据本公开的各种实施方案的微孔板100a的孔单元112的横截面图。如图8A所示，水凝胶700被沉积到孔单元112的主孔段115的底部。沉积的水凝胶700由主孔段115的底层片106和支承凸部130支撑。可以使用任何合适的技术将水凝胶700沉积到孔中。在各种例子中，水凝胶700包含琼脂糖、聚乙二醇(PEG)和/或其他合适的物料，如可以理解的那样。

在图8B中示出了，根据本公开的各种例子将模具插入工具600a的模具插入构件603插入到孔单元112的主孔段115的主孔腔121中的例子。在图8B的例子中，模具指状物606与位于主孔段115底部的水凝胶700相接，并由支承凸部130和底层片106支撑。此外，下止挡延伸部612与支承凸部130的上表面相接，上止挡延伸部615与孔板体103的顶表面相接，从而限制模具插入构件603进一步向下移动进入孔口并控制被模制的水凝胶700的沉积量。

在一些例子中，沉积的水凝胶700以液体形式并且随着水凝胶700冷却到水凝胶700的胶凝温度，水凝胶700的部分与模具插入构件603相接，形成由模具插入构件603的模具构造限定的构造。在其他例子中，注入的水凝胶700是凝胶构造。在该例子中，模具插入构件603可以被加热到最高达水凝胶的熔融温度(例如，对于琼脂糖大于约88℃(C))导致水凝胶700与模具插入构件603相接的部分熔融，从而形成微孔结构133。

图8C示出了根据本公开的各种实施方案，在移除模具插入工具600之后，图1的微孔板100a的孔单元112的示例性横截面。特别地，图8C示出了用于生长细胞培养物的微孔结构133的形成，如可以理解的那样。

现在转到图9A至图9C，示出了根据本公开的各种实施方案，注入到微孔板100b的孔单元112的主孔段115的底部中的水凝胶700如何被模制成微孔结构133的例子。图9A至图9C与8A至图8C的不同之处在于，根据本公开的各种例子，图9A至图9C示出了微孔板100b的孔单元112的横截面图，并示出了模具插入工具600b的另一个实施方案。如图9A所示，水凝胶700沉积到孔单元112的主孔段115的底部。沉积的水凝胶700由主孔段115的底层片106和支承凸部130支撑。水凝胶700可以使用任何合适的技术沉积到孔单元112中。

在图9B中，示出了根据本公开的各种例子将模具插入工具600b的模具插入构件603插入微孔板100b的孔单元112中的例子。在图9B的例子中，模具插入构件603包括分别对应于主孔段115和副孔段118的第一插入延伸部903和第二插入延伸部906。第一插入延伸部903的横截面与主孔段115的形状相匹配，而第二插入延伸部906的横截面与副孔段118的形状相匹配。在该例子中，第一插入延伸部903的远端包括与水凝胶700接合的模具指状物606，水凝胶700位于主孔段115中并且由支承凸部130和底层片106支撑。类似地，第二插入延伸部906的远端可以包括不同的构造并且与位于副孔段118中的水凝胶700相接。虽然图9B的第二插入延伸部906的横截面示出了平面构造，但是该构造可以根据需要包括任何形状的构造，以在副孔段118中模制水凝胶700。例如，第二插入延伸部906可以包括通道构造，以在副孔段118中的水凝胶700内形成通道，从而允许在主孔段115和副孔段118之间的流体连通，如可以理解的那样。

图9B进一步示出了下止挡延伸部612与支承凸部130的上表面相接，上止挡延伸部615与孔板体103的顶表面相接，从而限制模具插入构件603进一步向下移动到孔口并控制将待模制的沉积水凝胶的量。

应当注意的是，图9B的模具插入工具示出了模具插入工具600b，其中第一插入延伸部903和第二插入延伸部906包括空心主体。如前面所讨论的，水凝胶700可以通过模具插入工具600b的第一插入延伸部903和第二插入延伸部906的空心主体注入孔单元112，如可以理解的那样。

在一些例子中，水凝胶700以液体形式沉积到孔单元112的底部。当水凝胶700冷却到水凝胶700的胶凝温度时，水凝胶700与模具插入构件603b相接的部分形成由模具插入构件603的模具构造限定的构造。在其他例子中，注入的水凝胶700是凝胶形式。在该例子中，模具插入构件603可以被加热到水凝胶700的熔融温度，导致与模具插入构件603相接的水凝胶部分熔融，从而在模具插入构件603的微孔构造中形成水凝胶。

图9C示出了根据本公开的各种实施方案在移除模具插入工具600b之后的图1的微孔板100b的孔单元112的示例性横截面。特别地，图9C示出了用于在主孔段115中生长细胞培养物的微孔结构133的形成，如可以理解的那样。

现在转到图10A至图10G，示出了根据本公开的各种实施方案用于在微孔构造中产生通道1100(图11G和11H)的示例性过程。图10A至图10G示出了根据本公开的各种实施方案的微孔板100a的孔单元112的横截面图。

从图10A开始，示出了微孔板100的孔单元112的横截面图的例子，该微孔板100包括沉积在孔单元112的主孔段115和副孔段118的底部的水凝胶1000。水凝胶1000用于在沉积到水凝胶1000上方的孔单元112中并且用于形成微孔结构133的水凝胶700中形成通道构造。

水凝胶1000至少在胶凝和液化性质上与水凝胶700不同。在各种例子中，水凝胶1000包括当冷却到约4℃至10℃或更低温度范围内的液体。此外，水凝胶1000在约10℃或更高温度下形成凝胶。相反，水凝胶700在水凝胶1000变成液体的温度下保持为凝胶。

在各种例子中，水凝胶1000是泊洛沙姆。在其他例子中，水凝胶1000包括(由Engelbreth-Holm-Swarm小鼠肉瘤细胞分泌的凝胶状蛋白质混合物；Life Sciences)、基底基质(BME)、/>和/或其他类型的水凝胶，其性质为根据本公开的各种实施方案形成通道，如可以理解的那样。在一个方面，泊洛沙姆是一种非离子三嵌段共聚物，由聚氧化丙烯(如聚环氧丙烷)的中心疏水链和两侧的两条聚氧化乙烯(如聚环氧乙烷)亲水链组成。在一个方面，泊洛沙姆具有下式：

HO(C₂H₄O)_b(C₃H₆O)_a(C₂H₄O)_bOH

其中a为10至100、20至80、25至70或25至70、或50至70；b为5至250、10至225、20至200、50至200、100至200或150至200。另一方面，泊洛沙姆的分子量为2,000Da至15,000道尔顿(Da)、3,000Da至14,000Da或4,000Da至12,000Da。可用于本文中的泊洛沙姆有BASF制造的商品名出售的那些。在优选的例子中，水凝胶1000包括Pluronic />

图10B示出了根据本公开的各种实施方案的插入到孔单元112的主孔段115的主孔腔112的模具插入工具600c的横截面图的例子。如可以理解的，模具插入工具600c可以包括对应于沉积在孔单元112中的水凝胶1000的所需模具的模具构造。特别地，虽然图6的模具插入工具600a包括用于产生图7的微孔结构133的模具指状物606，但是用于模制水凝胶1000的模具插入工具600c可以包括不同的模具构造。例如，模具构造可包括沿模具插入构件603c的远端的横向平面设置的多个空腔(未示出)。所述多个空腔可用于在水凝胶1000内形成通道1100(图11G)。根据各种例子，通道1100可用于在主孔段115和副孔段118之间产生流体连通。

根据各种例子，模具插入工具600c的模具插入构件603的横截面与主孔段115的横截面相匹配。在图10B的例子中，模具插入构件603的远端与位于主孔段115中并由支承凸部130和底层片106支撑的水凝胶1000相接。此外，模具插入构件603c的下止挡延伸部612与支承凸部130的上表面相接，并且上止挡延伸部615与孔板体103的顶表面相接，从而限制模具插入构件603的向下移动进一步进入孔口并控制将待模制的水凝胶1000的沉积量。

在一些例子中，沉积的水凝胶1000是液体形式并且随着水凝胶1000响应于温度变化而转变为凝胶，水凝胶1000与模具插入构件603相接的部分形成为由模具插入构件603的模具构造限定的构造。在其他例子中，注入的水凝胶1000是凝胶。在该例子中，可以调节模具插入构件603的温度，以使水凝胶1000与模具插入构件603相接的部分液化并形成为由模具插入构件603c的模具构造限定的构造。

图10C示出了根据本公开的各种实施方案，移除模具插入工具600c后，图1的微孔板100a的孔单元112的示例性横截面。特别地，如可以理解的，图10C示出了模制水凝胶1000的横截面。

图10D至图10G示出了根据本公开的各种实施方案，将第二类型的水凝胶700沉积到孔单元112的主孔段115的底部并将第二类型的水凝胶700模制成微孔结构133的示例性过程(图7)，该微孔结构包括由模制的第一类型的水凝胶1000形成的通道1100(图11G)。如图10D所示，水凝胶700沉积在孔单元112的主孔段115的底部，并层叠在图10C中的模制水凝胶1000之上。水凝胶700可以使用任何合适的技术沉积到孔中。根据各种实施方案，由于水凝胶700沉积在模制水凝胶700上，由此采取模制水凝胶700的构造形式。

在图10E中示出了根据本公开的各种例子，将模具插入工具600a的模具插入构件603插入到孔单元112的主孔段115的主孔腔121的中的例子。在图10D的例子中，模具指状物606和空心延伸部609与位于在主孔段115的底部的模制水凝胶1000顶部的水凝胶700相接。下止挡延伸部612与支承凸部130的上表面相接，上止挡延伸部615与孔板体103的顶表面相接从而限制模具插入构件603进一步向下移动进入孔口并控制将待模制的水凝胶700的沉积量。

在一些例子中，当模具插入构件603最初与水凝胶700相接时，沉积的水凝胶700是液体。当水凝胶700冷却到水凝胶700的胶凝温度时，水凝胶700与模具插入构件603a相接的部分形成为由模具插入构件603a的模具构造限定的构造。此外，将水凝胶700的下表面模制成模制水凝胶1000的构造，如可以理解的那样。

图10F示出了根据本公开的各种实施方案，移除模具插入工具600a后，图1的微孔板100a的孔单元112的示例性横截面图。特别地，图10F示出了用于生长细胞培养物的微孔结构133的形成，如可以理解的那样。如图10F所示，在模制水凝胶700上形成微孔结构133。

根据本公开的各种实施方案，水凝胶700和水凝胶1000的胶凝和液化温度性质不同。特别地，根据各种实施方案，水凝胶1000在给定温度(例如，约4℃或更低)下变成液体，而水凝胶700仍然是凝胶。一旦水凝胶1000变成液体形式，水凝胶1000可以从孔单元112中除去，将水凝胶700留在孔单元112中。在一些例子中，如可以理解的，通过扩散、移液和/或其他形式的移除而除去水凝胶1000。根据水凝胶1000和模具插入工具600a的模制构造对剩余的水凝胶700进行模制。例如，对应于所产生的通道1100的水凝胶700的下部可以悬浮在底层片106上。

现在参见图10G，示出了孔单元112的横截面图的例子，该孔单元112包括微孔结构133，在移除水凝胶1000之后在微孔结构133的底侧上形成通道1100。特别地，在微孔结构133的底侧形成的通道1100响应于微孔板100的倾斜，从而促进液体在主孔段115和副孔段118之间的重力流动。

现在参见图11A至图11H，根据本公开的各种实施方案，示出了在微孔板100b的微孔构造中产生通道的示例性过程。根据本公开的各种实施方案，图11A至图11F和11H示出了微孔板100b的孔单元112的横截面图。图11G示出了根据本公开的各种实施方案的微孔板100b的示例性俯视图。

从图11A开始，示出了微孔板100b的孔单元112的横截面图的例子，该微孔板100b包括沉积在孔单元112的主孔段115和副孔段118底部的水凝胶1000。水凝胶1000用于在沉积到水凝胶1000上方的孔单元112中并用于形成微孔结构133的水凝胶700中形成通道构造。

图11B示出了根据本公开的各种实施方案的插入到微孔板100b的孔单元112中的模具插入工具600d的横截面图的例子。类似于图9B的模具插入工具600b，模具插入工具600d包括模具插入构件603d，其具有分别对应于主孔段115和副孔段118的第一插入延伸部903和第二插入延伸部906。第一插入延伸部903的横截面与主孔段115的形状相匹配，而第二插入延伸部906的横截面与副孔段118的形状相匹配。

对于在相应的第一插入延伸部903和相应的第二插入延伸部906远端限定的模具构造，模具插入工具600d可以不同于模具插入工具600b。例如，第一插入延伸部903和/或第二插入延伸部906的模具构造可以包括沿相应的第一插入延伸部903和/或相应的第二插入延伸部906的远端的横向平面设置的多个空腔(未示出)。所述多个空腔可用于在水凝胶700内形成通道1100(图11G)。根据各种例子，通道1100可用于在主孔段115和副孔段118之间产生流体连通。

在图11B的例子中，模具插入构件603c的远端与位于主孔段115和副孔段118中并由支承凸部130和底层片106支撑的水凝胶1000相接。此外，模具插入构件603c的下止挡延伸部612与支承凸部130的上表面相接，并且上止挡延伸部615与孔板体103的顶表面相接从而限制模具插入构件603进一步向下移动进入孔口中并控制将待模制的水凝胶1000的沉积量。

在一些例子中，沉积的水凝胶1000是液体形式并且随着水凝胶1000响应于温度变化而转变为凝胶，水凝胶1000与模具插入构件603d相接的部分形成由模具插入构件603d的模具构造限定的构造。在其他例子中，注入的水凝胶1000是凝胶。在该例子中，可以调节模具插入构件603d的温度，以使水凝胶1000与模具插入构件603d相接的部分液化并形成由模具插入构件603c的模具构造限定的构造。

图11C示出了根据本公开的各种实施方案，在移除模具插入工具600d之后的微孔板100b的孔单元112的示例性横截面的例子。特别地，如可以理解的，图11C示出了模制水凝胶1000的横截面。

图11D至图10H示出了根据本公开的各种实施方案的示例性过程，其中，将第二类型的水凝胶700沉积到孔单元112的主孔段115的底部并在模制的水凝胶1000上方，并将第二类水凝胶700模制成微孔结构133，微孔结构133包括由模制的水凝胶1000形成的通道1100。如图11D所示，将水凝胶700沉积到孔单元112的主孔段115的底部，并层叠在图11C的水凝胶1000上方。水凝胶700可以使用任何合适的技术沉积到孔中。根据各种实施方案，由于水凝胶700沉积在模制水凝胶1000上方，从而呈模制水凝胶1000的构造的形式。

在图11E中，示出了根据本公开的各种例子将模具插入工具600e的模具插入构件603插入孔单元112的例子。在图11E的例子中，模具指状物606和第一插入延伸部903的空心延伸部609与位于主孔段115底部的模制水凝胶1000顶部的水凝胶700相接。下止挡延伸部612与支承凸部130的上表面相接，并且上止挡延伸部615与孔板体103的顶表面相接，从而限制模具插入构件603进一步向下移动进入孔口中并控制将待模制的水凝胶700的沉积量。

在一些例子中，当模具插入构件603最初与水凝胶700相接时沉积的水凝胶700是液体。当水凝胶700冷却到水凝胶700的胶凝温度时，水凝胶700与模具插入构件603相接的部分形成由模具插入构件603的模具构造限定的构造。此外，如可以理解的，将水凝胶700的下表面模制为水凝胶1000的构造。

图11F示出了根据本公开的各种实施方案，移除模具插入工具600e之后的微孔板100b的孔单元112的示例性横截面图。特别地，图11F示出了用于生长细胞培养物的微孔结构133的形成，如可以理解的那样。如图11F所示，在模制水凝胶1000上方形成微孔结构133。

根据本公开的各种实施方案，水凝胶700和水凝胶1000的胶凝和液化温度性质不同。特别地，根据各种实施方案，水凝胶1000在给定温度(例如，约10℃或更低)下变成液体，而水凝胶700保持为凝胶。一旦水凝胶1000变成液体形式，水凝胶1000可以从孔单元112中被除去，将水凝胶700留在孔单元112中。在一些例子中，如可以理解的，通过扩散、移液和/或其他形式的移除将水凝胶1000除去。根据水凝胶1000和模具插入工具600a的模制构造对剩余的水凝胶700进行模制。

现在转到图11G，示出了微孔板100b的示例性俯视图，示出了在移除水凝胶1000时在微孔结构133的底侧上形成的通道1100的例子示例。图11H示出了孔单元112的横截面图的例子，该孔单元112包括微孔结构133，微孔结构133具有在移除水凝胶1000之后在微孔结构133的底侧上形成的通道1100。图11H中所示的横截面对应于图11G中所示通道1100之一的横截面。特别地，在微孔结构133的底侧形成的通道1100响应于微孔板100的倾斜，从而促进液体在主孔段115和副孔段118之间的重力流动。例如，通道1100可用于向沉积在水凝胶700上的细胞聚集体提供培养基或其他营养物质。

现在转到图12，根据本公开的各种实施方案，示出了与在微孔板100的孔单元112中创建微孔结构133有关的示例性方法的流程图

从步骤1203开始，将水凝胶1000沉积到微孔板100的孔单元112中。根据各种实施方案，水凝胶1000包括泊洛沙姆，如例如Pluronic水凝胶可以通过任何合适的技术沉积到孔单元中。

在步骤1206，将水凝胶1000模制成通道构造。例如，可以将包括通道构造模具的模具插入工具600插入到孔单元112的一个或多个孔腔121、124中，直到模具插入工具600与适当量的沉积的水凝胶1000相接。在一些例子中，水凝胶1000是液体形式并且升高水凝胶1000的温度以允许水凝胶胶凝并根据模具插入工具600的通道构造进行模制。在其他实施方案中，模具插入工具600可以被加热/冷却到水凝胶1000的适当液化温度，使得水凝胶1000与模具插入工具600相接的区域熔融以形成由通道构造模具限定的通道构造。

在步骤1209，将第二水凝胶700沉积到微孔板100的孔单元112中，并层叠在在通道构造中模制的水凝胶1000上。根据各种实施方案，第二水凝胶700包括琼脂糖和/或其他适合形成图7的微孔结构133的物料。在一些实施方案中，第二水凝胶700以液体形式被沉积。在其他实施方案中，第二水凝胶700以凝胶形式被沉积。

在步骤1212，根据本公开的各种实施方案，将第二水凝胶700模制成微孔结构133。例如，可以将包括微孔构造模具的模具插入工具600(图6)插入到包含沉积的第二水凝胶700的孔单元112中。特别地，微孔构造模具可以由模具指状物606限定。

一旦模具插入工具600与第二水凝胶700相接，则第二水凝胶700就可以被模制成微孔结构133，其由模具插入工具600的微孔构造限定。在一些例子中，沉积的水凝胶700是液体形式，并且随着水凝胶700冷却到水凝胶700的胶凝温度，水凝胶700与模具插入工具600的模具插入构件603相接的部分形成为由模具插入构件603的模具构造限定的构造。在其他例子中，注入的水凝胶700是凝胶。在该例子中，模具插入构件603可以被加热到水凝胶的熔融温度(例如，对于琼脂糖大于约88℃(C))导致水凝胶700与模具插入构件603相接的部分熔融，从而形成微孔结构133。

在步骤1215，可以调节微孔板100的温度，使其第一水凝胶1000液化，从而离开在第二水凝胶700中形成的微孔结构133的底侧中形成的通道1100。例如，第一水凝胶1000可在低于10℃的温度下液化，而第二水凝胶700保持为凝胶。微孔板100可以连接到温度控制装置，其可导致水凝胶1000达到所需的液化温度。

在步骤1218，从微孔板100的孔单元112中除去液化的水凝胶1000，从而留下水凝胶700，水凝胶700包括通过第一水凝胶1000的构造形成的微孔结构133和通道1100。如可以理解的那样，通过扩散、移液和/或其他形式的移除来移除液化水凝胶1000。

上述实例是在如下微孔板100的情形中描述的，该微孔板100包括用于将底部片106固定到孔板体103的夹架109。认为如图13和图14所示的其他构造不包括夹架，或包括提高微孔板的通用性、可制造性、性能和/或其他特性的其他特征。为了清楚起见，图13和图14中分别描述的微孔板100a、100b的特征的编号与微孔板100的特征一致，但加上后缀“a”和“b”。并非所有组件都必须进行编号或详细描述，但其特征对于本领域技术人员来说是显而易见的。

图13示出了根据本公开的另一实施方案的微孔板100a的分解透视图的例子。微孔板100a包括注塑模制的孔板体103a。孔板体103a被注塑模制，使得其外壁150a基本上是空心的；可以包括可选的支柱152a以增加主体103a的刚性。中心孔结构154a形成多个主孔段115a和副孔段118a。这里，主孔段115a大于副孔段118a，尽管可以考虑其他相对尺寸。可以在主孔段115a和副孔段118a之间的共用侧壁127a中形成一个或多个通道(未示出)。例如，一个或多个通道可以形成在中心孔结构154a的最底部表面中。所描绘的微孔板100a还包括底层片106a。应当注意的是，由于中心孔结构154a的最底部表面在其整个表面上基本共面(除了其中形成的任何通道之外)，所以用诸如夹架的结构固定底层片106a是不切实际的。因此，图13中所示的微孔板100a包括底层片106a，该底层片通过激光焊接、粘合剂或溶剂粘结、热耦合或其他工艺固定到主体103a，如对于特定部件或材料所需的那样。在所描绘的构造中，底层片106a包括镶边156a，以防止底层片106a在运输或储存期间(如在堆叠多个微孔板100a的过程中)被无意地夹住或损坏。在其他例子中，相邻的主孔段115a和副孔段118a之间的通道可以形成在底层片106a的上表面上，而不是形成在共用的侧壁127a中。

图14示出了根据本公开的另一实施方案的微孔板100b的分解透视图的例子。该微孔板100b包括通用实心孔体103b，其限定了多个由共用侧壁127b划分的主孔段115b和副孔段118b。主体103b可以与下缘158b分开形成，其具有深度Dr。微孔板100b还包括多个通道框架160b。通道框架160b可以具有在其中形成的一个或多个通道120b，通道120b处于分别对应于相邻的主孔段115b和副孔段118b的开口162b、164b之间。在该例子中，六个通道框架160b可以与单个孔体103b一起使用，但是也可以使用更大或更少的数量。使用通道框架160b的一个优点是，多个框架构造(例如，具有不同的通道120b构造)可以与单个主体103b同时使用。在另一例子中，具有不同构造的通道框架160b可以被制造成与孔体103b的单个构造一起使用，从而减少了需要制造的定制组件的数量(例如，孔体103b的单个构造可以与通道框架160b的多个构造结合使用)。

通道框架160b可以包括小于缘深度(rim depth)Dr的深度Dc。利用这种较小的深度，可以将多个底层片106b固定在一个或多个通道框架160b上，以便封闭主孔段115b和副孔段118b的底部，同时减少在堆叠或运输过程中破坏底层片106b的可能性。在其他例子中，具有通道120b的更复杂构造的通道框架160b的深度Dc可以大于标准缘深度Dr。因此，具有更大深度Dr的不同的下缘158b可以与更深的通道框架160b一起使用。

除非另有限定，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，术语(例如常用词典中定义的术语)应被解释为具有与其在说明书和相关技术的情况中的含义一致的含义，并且不应在理想化或过于正式的意义上解释，除非在此明确定义。

如本文所用，术语“约”、“近似”、“是或约”和“基本上”是指所讨论的量或值可以是确切值或提供与本文的权利要求中或所教导的等效结果或效果的值。也就是说，可以理解，量、大小、配方、参数、和其他量和特性不是也不必是精确的，而是根据需要可以近似和/或更大或更小，反映公差、换算系数、舍入、测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素，从而获得等效的结果或效果。在某些情况下，无法合理确定提供等效结果或效果的值。在这种情况下，通常理解，如本文所用，“约”和“是或约”是指提到的特定值的标称值的±20％、±15％、±10％、±9％、±8％、±7％、±6％或±5％，例如，约1”是指0.8”至1.2”、0.8”至1.15”、0.9”至1.1”、0.91”至1.09”、0.92”至1.08”、0.93”至1.07”、0.94”至1.06”或0.95”至1.05”的范围，除非另有说明或解释。可以理解，凡在定量值之前使用“约”、“近似”或“是或约”时，该参数还包括特定的定量值本身，除非另有特别说明。

本文中的任何比率、浓度、量和其他数值数据都可以以范围格式表示。使用这种范围格式是为了方便和简洁，因此，应以灵活的方式解释，从而不仅包括限定范围中明确提到的数值，而且还包括该范围内包含的所有单个数值或子范围，就如同明确提到各个数值和子范围一样。举例说明，“约0.1％至约5％”的浓度范围应解释为不仅包括明确列举的约0.1重量％至约5重量％的浓度，也包括在所提到的范围内的单个浓度(例如，1％，2％，3％和4％)和子范围(例如，0.5％、1.1％、2.2％、3.3％和4.4％)。如果所述范围包括一个或两个限值，则不包括其中一个或两个所包括的限值的范围也包括在本公开中，例如，短语“x至y”包括从“x”至“y”的范围以及大于“x”和小于“y”的范围。该范围也可以用上限表示，例如，“约x、y、z或更小”，并且应解释为包括“约x”、“约y”和“约z”的特定范围以及“小于x”，“小于y”和“小于z”的范围。同样，短语“x、y、z或更大”应解释为包括“约x”、“约y”和“约z”的特定范围以及“大于x”、“大于y”和“大于z”的范围。在某些方面，术语“约”可以包括根据数值的有效数字进行的传统四舍五入。此外，短语“约x'到'y'”包括“约'x'到约'y'”。

术语“基本上”意在允许偏离描述性术语，其不会对预期目的产生负面影响。此处使用的所有描述性术语都被隐含地理解为由“基本上”一词修饰，即使描述性术语未明确被“实质上”一词修饰。

尽管与本文描述的那些相似或等效的任何方法和材料均可用于本公开的实践或测试，现描述了适用于本文公开的各种公开一起使用的各种方法和材料。为了简洁和/或清晰起见，可能未详细描述本领域公知的功能或结构。

析取语言如短语“X、Y或Z中的至少一个”，除非另有特别说明，否则以其他方式理解为通常与上下文来表示标的、术语等可以是X、Y或Z、或其任意组合(例如，X、Y和/或Z)。因此，这种析取语言通常并非意图、也不应该暗示某些实施方案要求各自存在至少一个X、至少一个Y或至少一个Z。

应当强调的是，本公开的上述实施方案仅仅是为清楚地理解本公开的原理而提出的可能实施的例子。在基本不会偏离本公开的精神和原理的情况下，可以对上述实施方案进行许多改变和修改。这里所有此类修改和改变均旨在包含在本公开的范围内，并受所附权利要求的保护。

Claims (55)

1.一种微孔板，包括：

具有孔阵列的板体；和

固定在所述孔阵列的下部的透气片，所述透气片形成各孔的至少一部分的底表面。

2.根据权利要求1所述的微孔板，还包括夹架，所述夹架包括环圈阵列，所述环圈的单个环圈定位在所述孔中的相应孔的下部周围。

3.根据权利要求2所述的微孔板，其中所述环圈的单个环圈通过摩擦配合与所述孔的相应孔相连接。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的微孔板，其中所述孔阵列的单个孔包括主孔段和副孔段。

5.根据权利要求4所述的微孔板，其中所述主孔段和所述副孔段彼此流体连通。

6.根据权利要求4所述的微孔板，其中所述透气片形成用于主孔段的底表面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的微孔板，其中所述孔阵列的单个孔包括从至少一个孔壁的内表面伸出的支承凸部。

8.根据权利要求7所述的微孔板，其中所述支承凸部为环形。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的微孔板，其中所述支承凸部以预定的距离偏离底表面。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的微孔板，还包括设置在所述孔阵列的单个孔中的水凝胶，所述支承凸部支撑在所述单个孔内的水凝胶。

11.根据权利要求10所述的微孔板，其中在所述单个孔中的所述水凝胶被模制成包括多个微孔。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的微孔板，其中所述透气片是光学透明的。

13.一种微孔板，包括：

具有从第一端延伸到第二端的孔单元阵列的板体，所述孔单元的单个孔单元由至少一个孔壁形成，并且包括从所述至少一个孔壁的内表面伸出到孔口中的支承凸部，所述支承凸部以预定的距离偏离所述第二端；和

设置在所述第二端的孔单元的单个孔单元的底侧上从而形成所述孔单元的单个孔单元的底表面的透气片。

14.根据权利要求13的微孔板，其中所述透气片是光学透明的。

15.根据权利要求13至14中任一项所述的微孔板，其中所述孔单元阵列的单个孔单元包括主孔段和副孔段。

16.根据权利要求15所述的微孔板，其中所述主孔段和所述副孔段是流体连通的。

17.根据权利要求15至16中任一项所述的微孔板，其中所述主孔段的底表面包括所述透气片。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的微孔板，还包括夹架，所述透气片通过所述夹架被固定紧靠在所述孔单元的单个孔单元的底侧。

19.根据权利要求18所述的微孔板，其中所述夹架还包括环圈阵列，其中所述环圈的单个环圈连接到所述孔单元的相应孔单元并位于所述孔单元的相应孔单元的下部周围。

20.根据权利要求19所述的微孔板，其中所述环圈的单个环圈通过摩擦配合与所述孔单元的相应孔单元连接。

21.根据权利要求13至20中任一项所述的微孔板，其中所述支承凸部的尺寸和位置被设置为对注入到所述孔单元的单个孔单元中的一定量的水凝胶提供支撑。

22.根据权利要求13至21中任一项所述的微孔板，其中所述支承凸部为环形。

23.根据权利要求13至22中任一项所述的微孔板，还包括设置在所述孔单元阵列的单个孔单元中的水凝胶，所述支承凸部支撑在所述单个孔单元内的水凝胶。

24.根据权利要求23的微孔板，其中所述水凝胶被模制以在所述孔单元的单个孔单元中包括多个微孔。

25.一种套件，包括：

包括孔单元阵列的微孔板，所述孔单元阵列的单个孔单元包括孔体，所述孔体由至少一个从第一端延伸到第二端的孔壁和设置在所述第二端的光学透明观察表面而限定，所述至少一个孔壁的内部包括支承凸部，所述支承凸部从至少一个孔壁伸出到相应孔单元的孔口中，并且所述支承凸部以预定的距离偏离第二端；和

用于注入所述孔单元阵列的单个孔单元的水凝胶，所述支承凸部的尺寸和形状被设置为对所述单个孔单元内的水凝胶提供支撑。

26.根据权利要求25所述的套件，其中所述光学透明观察表面包括透气箔。

27.根据权利要求26所述的套件，其中所述微孔板还包括连接到孔单元阵列的下部的夹架，所述透气箔通过所述夹架被定位为紧靠第二端。

28.根据权利要求25至27中任一项所述的套件，其中所述孔单元的单个孔单元包括主孔段和副孔段。

29.根据权利要求28所述的套件，其中所述主孔段与所述副孔段流体连通。

30.根据权利要求25至29中任一项所述的套件，还包括模具插入工具，以在水凝胶中形成多个微孔。

31.根据权利要求30所述的套件，其中所述模具插入工具包括模具插入构件，所述模具插入构件的尺寸和形状被设置为用于插入到所述孔单元阵列的相应孔单元中。

32.根据权利要求31所述的套件，其中所述模具插入构件的横截面形状与所述孔单元的单个孔单元的横截面形状相匹配。

33.根据权利要求31至32中任一项所述的套件，其中所述模具插入构件的远端表面包括模具指状物的排列。

34.根据权利要求33所述的套件，其中所述模具指状物的排列包括顶角约为32°的正方形金字塔阵列。

35.根据权利要求33至34中任一项所述的套件，其中所述表面还包括设置在模具指状物的排列附近的空心延伸部，所述空心延伸部被构造为形成移液通道。

36.根据权利要求31至35中任一项所述的套件，其中所述模具插入构件还包括从所述模具插入构件的外表面延伸的止挡延伸部，所述止挡延伸部被构造成在所述模具插入构件插入到相应孔单元中时与相应孔单元的支承凸部相接，从而限制所述模具插入构件向下移动到孔口中。

37.根据权利要求31至36中任一项所述的套件，其中所述模具插入工具包括多个排列方式与所述孔单元阵列的至少一部分相匹配的模具插入构件。

38.根据权利要求25至37中任一项所述的套件，其中所述水凝胶包含琼脂糖。

39.根据权利要求25至38中任一项所述的套件，其中所述水凝胶包括第一水凝胶，并且还包括第二水凝胶。

40.根据权利要求39所述的套件，其中所述第二水凝胶包括泊洛沙姆。

41.根据权利要求39至40中任一项所述的套件，其中在给定温度下，所述第一水凝胶为凝胶形式，并且所述第二水凝胶为液体形式。

42.根据权利要求41所述的套件，其中所述给定温度为约10摄氏度(C)或更低。

43.根据权利要求39至42中任一项所述的套件，其中在给定温度下，所述第二水凝胶为凝胶，并且所述第一水凝胶为液体。

44.根据权利要求39至43中任一项所述的套件，其中随着所述第一水凝胶的温度升高，所述第一水凝胶从凝胶转变为液体，并且随着所述第二水凝胶的温度降低，所述第二水凝胶从凝胶转变为液体。

45.一种方法，包括：

将水凝胶沉积到微孔板孔中，该微孔板孔包括从所述微孔板孔的至少一个孔壁的内表面伸出的支承凸部，并且支承凸部以预定的距离偏离微孔板孔的底表面，并且所述水凝胶由所述支承凸部和所述微孔板孔的底表面支撑；以及

将所述水凝胶模制成包括多个微孔的微孔结构。

46.根据权利要求45所述的方法，还包括将模具插入所述微孔板孔的孔口中并使该模具与所述水凝胶相接，根据所述模具远端的微孔模具构造将所述水凝胶模制成微孔结构。

47.根据权利要求46所述的方法，其中当将所述模具插入孔口时，水凝胶呈凝胶形式，并且还包括将所述模具加热到这样的温度，所述温度使得与所述模具相接的水凝胶部分开始熔融从而使所述水凝胶模制成微孔结构。

48.根据权利要求46所述的方法，其中当所述模具与所述水凝胶相接时，所述水凝胶为液体形式，并且在移除模具之前将所述水凝胶冷却至使所述水凝胶胶凝的温度，所述水凝胶在与所述模具相接时被冷却从而相应地所述水凝胶被模制成微孔构造。

49.根据权利要求45至48中任一项所述的方法，其中所述水凝胶包括第一水凝胶，并且还包括：

在注入所述第一水凝胶之前将第二水凝胶注入所述微孔板中；以及

将所述第二水凝胶模制成通道构造。

50.根据权利要求49所述的方法，其中所述第一水凝胶被注入到第二水凝胶上方的微孔板孔中。

51.根据权利要求49至50中任一项所述的方法，还包括：

冷却所述第二水凝胶以使所述第二水凝胶转化为液体，所述第一水凝胶保持为凝胶；以及

移除所述第二水凝胶，从而在所述第一水凝胶的凝胶内产生一个或多个通道，所述一个或多个通道对应于所述第二水凝胶的通道构造。

52.根据权利要求49至51中任一项所述的方法，其中所述第二水凝胶以液体形式注入并在转化为凝胶形式时模制成通道构造。

53.根据权利要求49至52中任一项所述的方法，还包括将模具插入所述微孔板孔的孔口中并使模具与所述第二水凝胶相接，使所述第二水凝胶根据所述模具远端的通道构造被模制。

54.根据权利要求49至53中任一项所述的方法，其中所述第一水凝胶包含琼脂糖，并且所述第二水凝胶包含泊洛沙姆。

55.根据权利要求45至54中任一项所述的方法，其中所述微孔板孔包括光学透明的透气底表面。