KR102273043B1 - 마이크로 플레이트 랩웨어의 관류 및 환경제어 방법 및 장치 - Google Patents

마이크로 플레이트 랩웨어의 관류 및 환경제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

유체 흐름을 제어하는 시스템, 방법, 및 장치가 개시된다. 장치는 제1 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트, 제2 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트, 및 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성된 공압 뚜껑을 포함한다. 상기 공압 뚜껑은 제1 개방부 및 제2 개방부 상에 연장되고, 하나 이상의 제1 웰을 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링시키는 하나 이상의 마이크로 유체 채널을 포함한다. 상기 공압 뚜껑은 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 제공한다.

Description

마이크로 플레이트 랩웨어의 관류 및 환경제어 방법 및 장치
본 출원은 2017 년 1 월 19 일자로 출원된 "마이크로 플레이트 랩웨어의 관류 및 환경 제어 위한 방법 및 장치(Methods and Apparatus for Perfusion and Environmental Control of Microplate Labware)" 명칭의 미국 특허 가출원 62/447,991에 우선권을 주장하며, 이의 전체는 본 명세서에 참조로서 통합된다.
본 명세서는 일반적으로 향상된 인비트로 세포 배양에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 마이크로 플레이트 랩웨어(labware)의 통합 관류 및 대기 조절을 제공하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 많은 인비트로 세포 배양 기술이 존재하여 장시간에 걸쳐 생물학적 세포를 생체 밖에서 생존시키는 방법을 제공한다. 예를 들어, 특정 기술은 고정 배양, 수동 배치 피드(batch feed)를 포함하고, 여기에서 세포는 배지에 매달려있고 온도 및 C02 제어 인큐베이터에 배치된 세포 배양 용기에 파종된다. 그러나, 이러한 기술은 진정한 인비보 생리학적 미세 환경을 모사하는데 이상적이지 않다. 예를 들어, 포유동물의 신체에서, 세포의 마이크로 환경은 인비보에서 자극될 수 있는 조건과 상당히 다르다. 따라서, 세포는 마이크로 환경의 산물이기 때문에, 인비보 배양 세포는 생리적인 환경에서 발생하는 세포를 진정 대표하는 것이 아니다.
이러한 문제에 대한 해결책 중 일부는 비싸고, 상업적으로 이용 가능하지 않고, 및/또는 특정 용도에만 특별히 적합한 특화된 랩웨어를 요구한다. 이러한 해결책은 다양한 실험실 응용 분야에서 널리 이용 가능한 표준 마이크로 플레이트 랩웨어를 사용할 수 없다. 또한, 다른 해결책은 광학 현미경으로 접근할 수 없고, 제한된 처리량을 포함하고, 세포 웰/챔버의 제한된 숫자(예를 들어, 마이크로 플레이트 풋프린트 당 12 미만)를 포함하고, 세포를 다루거나 및/또는 로드하기 어렵고, 대기의 제어가 부족하고, 유속을 제어하는 능력이 부족하고, 일시적인 유속을 가지고, 제한된 유동 지속 시간을 가지며, 재순환에 대한 요구 사항을 가지며, 및/또는 독립적인 웰 제어를 갖지 않는다(즉, 모든 웰이 동일한 관류 처리를 받는다).
따라서, 시스템뿐만 아니라 장치, 및 표준 마이크로 플레이트 랩웨어를 통합할 수 있는 동시에 기술을 수행하는 등 표준 마이크로 플레이트 랩웨어를 이용한 세포 미세환경의 강화된 제어를 가능하게 하는 인비트로 새포 배양 기술에 대한 계속적인 필요성이 존재한다.
(선행문헌 1) 미국 특허출원공개공보 US2003/0186217호(2003.10.02.)
(선행문헌 2) 미국 특허출원공개공보 US2016/0136646호(2016.05.19.)
일 실시 양태에서, 공압 뚜껑은 하나 이상의 마이크로 유체 채널을 갖는 몸체를 포함한다. 몸체의 적어도 일부분은 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(styrene ethylene butylene styrene, SEBS)을 형성한다. 공압 뚜껑은 하나 이상의 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링되고 몸체로부터 확장된 하나 이상의 제1 연장 부분 및 하나 이상의 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링되고 몸체로부터 확장된 하나 이상의 제2 연장 부분를 포함한다.
다른 실시 양태에서, 공압 뚜껑은 하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링되도록 구성된 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 갖는 제1 부분, 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되도록 구성된 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 갖는 제2 부분, 및 제1 부분 및 제2 부분 사이에 연장된 제거 가능한 브릿지 부분을 포함한다. 제거 가능한 브릿지 부분은 제1 부분 및 제2 부분에 커플링될 때, 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링한다. 제1 부분 및 제2 부분은 각각 하나 이상의 제1 웰 및 하나 이상의 제2 웰에 커플링될 때, 하나 이상의 제1 웰 및 하나 이상의 제2 웰 상에 기밀성 밀봉을 제공한다.
또 다른 실시 양태에서, 장치는 제1 개방부을 가지며 그 안에 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트, 제2 개방부를 가지며 그 안에 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트, 및 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성된 공압 뚜껑을 포함한다. 공압 뚜껑은 제1 개방부 및 제2 개방부를 위로 연장되고, 하나 이상의 제1 웰을 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링하는 하나 이상의 마이크로 유체 채널을 포함한다. 공압 뚜껑은 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트 위에 기밀성 밀봉을 제공한다.
또 다른 실시 양태에서, 장치는 제1 개방부을 가지며 그 안에 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트, 제2 개방부를 가지며 그 안에 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트, 및 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성된 공압 뚜껑을 포함한다. 공압 뚜껑은 하나 이상의 제1 웰을 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링하는 하나 이상의 마이크로 유체 채널을 포함한다. 공압 뚜껑은 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 제공한다.
또 다른 실시 양태에서, 장치는 제1 개방부를 가지며 내부에 하나 이상의 제1 웰을 규정하는 제1 마이크로 플레이트, 제2 개방 부를 구비하며 내부에 하나 이상의 제2 웰을 한정하는 제2 마이크로 플레이트, 및 공압 뚜껑을 포함한다. 공압 뚜껑은 제1 개방부 위로 확장되는 제1 부분을 포함하고, 제1 부분은 하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링되는 하나 이상의 마이크로 유체 채널을 갖는다. 공압 뚜껑은 제2 개방부 위로 확장되는 제2 부분을 포함하고, 제2 부분은 하니 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되는 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 갖는다. 또한, 공압 뚜껑은 제1 부분 및 제2 부분 사이에 연장된 제거 가능한 브릿지 부분을 포함한다. 제1 부분 및 제2 부분에 커플링될 때, 제거 가능한 브릿지 부분은 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링한다. 공압 뚜껑은 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 갖는다.
또 다른 실시 양태에서, 유체를 이송하기 위한 장치를 구성하는 방법은 제1 개방부를 갖고 그 안에 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트 제공하는 단계, 제2 개방부를 갖고 그 안에 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트를 제공하는 단계, 및 공압 뚜껑 내의 하나 이상의 마이크로 유체 채널이 하나 이상의 제1 웰 및 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되기 위해 제1 개방부 및 제2 개방부 상에 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성된 공압 뚜껑을 위치시키는 단계를 포함한다. 공압 뚜껑은 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 제공한다.
또 다른 실시 양태에서, 유체를 이송하기 위한 장치를 구성하는 방법은 제1 개방부 및 그 안에 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트를 제공하는 단계, 제2 개방부 및 그 안에 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트를 제공하는 단계, 제1 부분 내에 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널이 하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링되기 위해 제1 개방부 상에 공압 뚜껑의 제1 부분을 위치시키는 단계, 제2 부분 내에 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널이 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되기 위해 제2 개방부 상에 공압 뚜껑의 제2 부분을 위치시키는 단계, 및 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링하기 위해 공압 뚜껑의 제1 부분 및 제2 부분 사이에 제거 가능한 브릿지 부분을 위치시키는 단계를 포함한다.
또 다른 실시 양태에서, 유체를 이송하기 위한 시스템은 제1 개방부 및 그 안에 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트, 제1 마이크로 플레이트로부터 분리되는 제2 마이크로 플레이트, 제2 개방부 및 그 안에 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트, 공압 뚜껑, 하나 이상의 밸브를 포함한다. 공압 뚜껑은 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성되고, 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트와 가역적이고 가스 불투과성 결합을 형성한다. 공압 뚜껑은 제1 개방부 상에 확장되는 제1 부분을 포함하고, 제1 부분은 제1 마이크로 플레이트의 하나 이상의 제1 웰로 연장되는 하나 이상의 제1 연장 부분 및 하나 이상의 제1 연장 부분을 통해 하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링되는 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 포함하고, 제2 개방부 상에 확장되는 제2 부분을 포함하고, 제2 부분은 제2 마이크로 플레이트의 하나 이상의 제2 웰로 연장되는 하나 이상의 제2 연장 부분 및 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 통해 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되는 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 포함하고, 제1 부분 및 제2 부분 사이에 연장되는 제거 가능한 브릿지 부분을 포함한다. 제1 부분 및 제2 부분에 커플링될 때, 제거 가능한 브릿지 부분은 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링시킨다. 하나 이상의 밸브는 공압 뚜껑에 유동적으로 커플링되고, 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널 내에 유체 흐름을 선택적으로 제어하도록 구성된다. 유체는 공압 뚜껑 및 하나 이상의 밸브를 통해 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트 사이에서 이송된다.
여기서 서술된 실시 양태에 의해 제공되는 이들 및 추가의 특징은 도면과 관련하여 이하의 상세한 설명의 관점에서 완전히 이해될 것이다.
도면에 기재된 실시 양태는 본질적으로 예시적인 것이고, 청구범위에 정의된 주체를 제한하기 위한 것이 아니다. 예시적인 실시 양태의 다음의 상세한 설명은 다음의 도면과 함께 읽힐 때 이해될 수 있고, 유사한 구조는 유사한 참조 번호로 표시되며 다음과 같다:
도 1A는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 마이크로 플레이트 렙웨어의 통합 관류 및 대기 제어를 제공하기 위한 예시적인 장치의 개략적 전개 단면도를 도시한다;
도 1B는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 마이크로 플레이트 랩웨어에 커플링될 때, 마이크로 플레이트 랩웨어의 통합 관류 및 대기 제어를 제공하기 위한 예시적인 장치의 개략 단면도를 도시한다;
도 1C는 브릿지 부분을 갖는 예시적인 장치의 개략적인 전개 단면도를 단면도로서, 장치는 여기서 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 분리μ 마이크로 플레이트 랩웨어의 통합 관류 및 대기 제어를 제공한다;
도 1D는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 분리된 마이크로 플레이트 랩웨어에 커플링될 때, 브릿지 부분을 갖는 예시적인 장치의 개략 단면도를 도시한다;
도 2는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 마이크로 플레이트 랩웨어의 관류 및 대기 제어를 제공하기 위한 장치를 제어하는데 사용되는 예시적인 하드웨어의 블록 다이어그램을 도시한다;
도 3A는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 목적지 플레이트 인터페이스에서 고체 중합체 플러그를 통합하는 예시적인 공압 뚜껑의 개략도를 도시한다;
도 3B는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 목적지 플레이트 인터페이스에서 도 3A의 고체 중합체 플로그의 상세도를 도시한다;
도 4A는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 목적지 플레이트 인터페이스에서 중합체 튜브를 통합한 예시적인 공압 뚜껑의 개략도를 도시한다;
도 4B는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 목적지 플레이트 인터페이스에서 도 4A의 중합체 튜브의 상세도를 도시한다;
도 5A는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 예시적인 공압 뚜껑 인터페이스 웰 매핑 구성의 개략도를 도시한다;
도 5B는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 다른 예시적인 공압 뚜껑 인터페이스 웰 매핑 구성의 개략도를 도시한다;
도 5C는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 또 다른 예시적인 공압 뚜껑 인터페이스 웰 매핑 구성의 개략도를 도시한다;
도 6A는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 폐기물 수집을 위한 예시적인 장치의 개략도를 도시한다;
도 6B는 여기서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시 양태에 따른 폐기물 수집을 위한 예시적인 공압 뚜껑 인터페이스 웰 매핑 인터페이스의 개략도를 도시한다.
일반적으로 도면을 참조하면, 여기서 서술된 실시 양태는 큰 처리량, 대기 제어, 임의의 및 모든 웰의 활성 유체 관류, 연장된 실험 관류 지속 시간, 및 동시 현미경 이미징과의 호환성을 갖는 장치를 제공함으로써, 표준 마이크로 플레이트 랩웨어를 사용하는 세포 마이크로 환경의 제어를 제공하기 위한 방법, 시스템, 및 장치를 이용하는 인비트로 세포 배양 기술에 관한 것이다. 여기서 서술된 실시 양태는 일반적으로 다수의 마이크로 플레이트와 가역성이고 가스 불투과성 결합을 형성하는 열가소성 엘라스토머(elastomer)로 적어도 부분적으로 구성된 공압 뚜껑을 통해 함께 유체 연결되는 다수의 마이크로 플레이트를 포함한다. 특히, 열가소성 엘라스토머는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)이거나 또는 이를 포함한다.
여기서 사용된 용어 "마이크로 랩웨어(microplate labware)" 또는 "표준 마이크로 플레이트 랩웨어(standard microplate labware)"는 세포 배양, 특히 포유류 세포 배양의 목적으로 일반적으로 이해되고 사용되는 랩웨어를 의미한다. 이러한 랩웨어의 예시는 마이크로 플레이트, T-플라스크, 페트리 접시 등과 같은 개방형 배양 랩웨어 용기, 특히 배치 피드 프로세스에 적합한 용기를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다양한 기술은 장시간 동안 엑스비보에서 생물학적 세포가 살아있게 유지하는 인비트로 세포 배양 기술을 포함할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 기술은 다중 웰 플레이트, T-플라스크, 페트리 접시 등을 포함하는 일반적으로 사출 성형 플라스틱으로 제조된 세포 배양 용기를 포함할 수 있다. 이러한 세포 배양 용기는 호흡하도록 구성될 수 있으며, 즉, 내부 가스 농도는 가스가 배치되는 가스 환경에 평형을 이루도록 한다. 여기서 서술된 특정 디자인 특성은 박테리아 또는 진균 포자와 같은 공기-함유 오염물을 제거하기 위해 이러한 기체 교환물을 필터링할 수 있다. 연구중인 생물학에 맞게 특수 배지, 보충제, 및 식염수는 세포를 건강하게 유지하기 위한 필수 기본 염류, 아미노산, 영양분 및 성장 인자를 제공하는 주요 목적으로 사용될 수 있다. 또한, 여기서 서술된 방법, 시스템, 및 장치는 생리학적 온도(예를 들어, 약 37도)의 유지, 예를 들어 중탄산염 완충 용액 및 이산화탄소의 특정 분압(예를 들어, 약 5%)을 사용하는 생물학적 pH의 유지, 및/또는 예를 들어 상대 습도가 약 90 내지 약 95%인 환경과 같은 습윤 환경의 유지를 포함할 수 있다. 이러한 가습 환경은 실험실 배양 용기에서 유체의 증발을 줄이기 위해 필요할 수 있다. 이러한 증발은 잠재적으로 용액의 삼투압 변화에 부정적으로 작용해, 세포에 해로운 영향을 줄 수 있다.
여기서 서술된 바와 같이, 정적 배양, 수동 배치 피드를 포함하는 기술과 같은 특정 세포 피딩 기술에서, 세포는 배지에 매달려있는 세포 배양 용기에 파종되고, 온도 및 C02 유지를 위해 온도 제어 인큐베이터에 배치될 수 있다. 부착 세포는 용기 하부로 떨어질 수 있으며, 이어서 세포 표면에 부착될 수 있다. 비유착 세포 유형은 이러한 방식으로 배양되거나, 일정한 교반을 통해 세포를 매달린 상태로 유지하는 스피너-플라스크에서 배양될 수 있다. 사람의 개입을 최소화하기 위해, 배지는 과다 영양분을 운반하며, 세포는 예를 들어, 초기 피딩으로부터 적어도 약 24 시간과 같은 특정 기간 동안 생존 가능할 수 있다. 이 기간 동안 영양분은 세포에 의해 소비되고 노폐물이 생성될 수 있다. 일단 영양분이 소비되고/되거나 노폐물이 세포의 건강에 직접적으로 영향을 줄 수 있는 수준까지 쌓이면, 사용자는 인큐베이터로부터 용기를 제거할 수 있고, 세포 배지의 전부 또는 일부를 대체할 수 있고, 세포를 실험에 사용할 수 있고, 또는 추가적 사용 또는 새로운 용기에 파종하기 위해 세포를 채취할 수 있다. 이러한 세포 조작(피딩, 채취, 또는 통과)은 전형적인 대기 조건과 실온에서 멸균된 생물학적 캐비닛 내에서 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
이러한 세포 피딩 기술은 인비보 생리적 마이크로 환경을 모사하지 못할 수 있다. 이것은, 인비보에서 조직이 동맥 시스템(공급원)에 의해 피딩되고 정맥 및 림프 시스템(배출원)에 의해 배출되는 양분의 안정된 상태 피딩을 얻기 때문이다. 세포에 피딩하는 실제 세포간 흐름(조직 흐름)은 조직에 따라 다르며, 조직의 국소 대사 요구를 기반으로 한다. 이러한 조직 의존성은 동맥 간격(더 높은 대사 요구 조직은 더 가까운 모세관 간격을 가짐), 모세관/세정맥과 조직 사이의 국부 정압 및 삼투압 차이에 의해 지배되는 압력 차이, 및 국부 조직 환경의 유체 투과성에 의해 수용된다. 세포간 흐름은 일반적으로 분당 수십 미크론 정도로 매우 작으며, 따라서 영양분 및 노폐물 제거의 흐름은 느리고, 영양분과 노폐물이 비교적 안정적인 농도를 갖는다.
이러한 세포 피딩 기술의 사용은 배양되는 마이크로 환경의 산물인 세포를 야기할 수 있으며, 반대의 경우도 마찬가지다. 예를 들어, 배양된 마이크로 환경에서 세포 대사는 인비보에서 자연적으로 발생하는 세포와 다를 수 있다. 세포 이화 대사는 그러한 영양분의 이용 가능성에 따라 당분해(포도당 투입)로부터의 산화 인산화(피루브산염 및 산소)를 글루타민분해(glutaminolysis)(글루타민 투입)로 전환할 수 있다. 또한, 유기체는 글리코겐 저장, 지방산 동화작용 또는 펜토스 인산염 경로를 통해 연료를 저장하거나, 지방 분해 및 지방산 대사를 통해 연료 저장고를 호출함으로써 일시적 공급/수요 변화에 적응할 수 있다. 라케이트(lacate) 같은 전형적인 노폐물은 특정 조건하에서 연료원이 될 수 있다. 대조적으로, 세포 배양 배지는 며칠 동안 세포를 생존 가능하게 유지하기 위해 이러한 연료 공급원의 약 3배 내지 약 10배의 과도한 농도를 공급할 수 있다. 또한, 세포 배양 배지는 같은 방식으로 아미노산 및 비타민의 과다 수준을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 세포 배양 배지는 세포 배양 배지가 많은 세포 종류에 광범위하게 적용될 수 있도록 최적화될 수 있다. 또한, 일괄 영양공급 프로세스는 편의상 최적화될 수 있고, 예를 들어 며칠에 한번씩만 수동으로 영양공급이 필요하다.
유사하게, 배양된 세포는 국소 마이크로 환경에 영향을 미칠 수 있다. 세포는 노폐물, 성장 인자, 세포질 분열, 및 기타 신호 분자를 분비할 수 있다. 일부 분비된 생성물은 상기 생성물을 분비하는 세포 또는 자가 분비 또는 파라크린(paracrine) 신호를 통해 다른 세포에 영향을 줄 수 있다. 그러한 분비된 생성물은 정적, 배치 피드 프로세스, 농도 기울기 및 과도한 형태 내에서 축적되도록 허용된다면, 안정된 흐름이 보다 안정되고 항상성의 상태에서 노폐물을 제거하는 인비보 조건을 나타내지 않을 수 있다.
또한, 신체의 일부 조직은 대기 농도보다 낮은 산소 농도(예를 들어, 약 21%)를 갖는다. 예를 들어, 간에서의 전형적인 농도는 약 3% 내지 약 9%이고, 뇌에서는 약 2% 내지 약 7%이고, 실제 농도는 공급 모세혈관으로부터 더 먼 곳에 위치한 조직 내에서 농도 기울기가 감소할 수 있다. 산소는 구연산 사이클 또는 크렙스 사이클을 통해 포유 동물 세포 대사에 필요한 입력이므로, 가능한 산소 농도의 변화는 세포 표현형에 영향을 미칠 수 있다.
다양한 세포 배양 기술은 시간을 많이 소비하고 세포 및/또는 배지를 오염시킬 수 있는 세포에 양분을 공급하기 위해서 수동 개입이 필요할 수 있다. 마이크로 플레이트는 마이크로 플레이트 주변에 공기를 교환함으로써 호흡하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이것은 불균일한 공기 흐름 생성하고, 플레이트의 중앙 웰에 비해 마이크로 플레이트의 가장자리 웰 주변에서 더 큰 증발을 유발할 수 있다. 이러한 불균일한 증발은 마이크로 플레이트 세포 배양에서 삼투압 차이와 가장자리 효과를 야기할 수 있다.
일부 세포 배양 장치는 통합된 채널 및 밸브를 갖는 마이크로 유체 세포 챔버를 포함하는 마이크로 유체 세포 배양 장치와 같은 통합 관류를 포함할 수 있다. 예시적인 마이크로 유체 형상은 일반적으로 수십 내지 수백 미크론 정도의 형상 치수를 갖는 디자인 요소를 포함한다. 그러나, 그러한 장치는 표준 마이크로 플레이트, 또는 "개방형 용기(open vessel)" 랩웨어 용기와 작업하기에 매우 다르기 때문에, 마이크로 유체 장치는 상업적으로 생존 가능하지 않다. 마이크로 유체 세포 배양 장치에 세포를 파종하는 것은 피하 주사 바늘 장치 또는 연결을 통한 마이크로 주입으로 수행될 수 있기 때문에, 다채널 파이프터(pipetor) 또는 로봇이 사용되는 전통적인 개방형 용기 세포 배양보다 사용자에게 더 까다롭고 표준화하기 어렵다. 또한, 일부 마이크로 유체 장치는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)과 같은 재료로 구성되며, 그러한 재료는 프로토타입 마이크로 제조에 적합하고 생체 불활성이다. 그러나, PDMS 마이크로-제조는 대량 생산하기 어렵다. 또한, PDMS는 친유성(lipophilic)의 화합물의 흡착성이 매우 높아, 그러한 친유성 화합물이 일반적인 약물 스크린 응용에서 문제 된다. 또한, PDMS는 호흡하며, 이것은 대기 제어를 필요로 하는 응용에 대한 디자인 복잡성을 제시한다. 또한, 이러한 장치에 인터페이싱하는 것은 문제가 될 수 있는데, 특히 로봇 호환 가능한 마이크로 플레이트 장치에 통상적으로 저장되는 실험용 약물을 마이크로 유체 구조에 배치하는 것은 문제가 될 수 있다. 이와 같이, 마이크로 유체 장치는 단지 단백질 결정화, 단백질 분석, 및 PCR과 같은 특정 응용에서만 사용될 수 있지만, 세포 분석에는 적합하지 않다.
"칩 상에 조직(tissue on a chip)" 또는 "칩 상에 장기(organ on a chip)" 응용은 여기서 서술된 바와 같이 일반적으로 인비트로 세포 배양에 적합하지 않으며, 그러한 응용은 내재성 대기 제어가 부족하고, 시험 챔버 처리량이 낮으며, 노폐물 배지를 제거하는 대신 배지의 재순환이 필요하기 때문이다. 또한, 그러한 응용에서 세포 챔버는 통합된 현미경 검사로는 접근하기 어렵다. 또한, 모든 시료 생물 반응기의 유체 관류가 병행되어야만 한다.
또한, 유체를 개별 웰로부터 장치에도 형성되며 특별히 구성된 마이크로 유체 세포 챔버로 움직이기 위해 장치에 통합되는 마이크로 유체 채널을 갖는 단일 표준 "마이크로 플레이트 형(microplate-like)" 장치를 이용하고, 상기 플레이트 상부를 밀폐하여 밀봉하는데 공압 매니폴드를 사용하는 마이크로 유체 세포 배양 장치는, 여기서 서술된 바와 같이 인비트로 세포 배양에 적합하지 않다. 이는 플레이트 당 세포 배양 챔버(예를 들어, 4개의 챔버)가 거의 없어 형상이 낮은 처리량을 포함하기 때문이다. 또한, 이러한 형상에서 구현되는 수동 중력 흐름 방법은 본질적으로 일시적이고 공급원과 노폐물 웰 사이의 끊임없이 변화하는 유체 높이 차이에 의해 정의된다. 이와 같이, 사용자는 흐름 개시 또는 유속을 제어 할 수 없으며, 공급 웰의 유체 부피가 빠르게 소비되기 때문에 실험 기간이 제한된다. 이것은 차례로 주어진 세포 챔버에 많은 공급 웰을 부착할 필요성을 유발하여, 그것에 의하여 실험 기간을 확장하지만 주어진 실험실 용기 풋프린트에 대해 사용 가능한 세포 챔버 수를 제한한다. 흐름 지속 시간을 증가시키는 다른 기술로는 공급 및 배출 웰 사이에 유체 높이 차이를 기계적으로 조작하기 위해 플레이트를 기울이고, 그것에 의하여 흐름 지속 시간을 증가시키고, 흐름 방향이 반전되는 것과 같은 기계적 개입을 부가하는 것을 포함한다.
또한, 여기서 서술된 바와 같이, 컴퓨터에 의해 제어되는 유체 이송 베이스 플레이트에 결합된 특별히 고안된 세포 배양 용기를 포함하는 장치는 인비트로 세포 배양에 적합하지 않으며, 그러한 장치는 비-전형적 세포 배양 랩웨어를 사용하기 때문이다. 마찬가지로, 또한 전형적 마이크로 플레이트 배양 플레이트와 마이크로 유체 세포 배양 플레이트 사이의 하이브리드이고, 전형적 24 웰 마이크로 플레이트와 결합되고 유체를 이동시키는 공기 압력 구동식 뚜껑을 사용하고, 통합된 밸브, 정확한 시간 공기 압력 및 진공 응용 시스템에 의한 통합된 모세관 튜브를 통해 마이크로 플레이트의 상이한 웰로부터 유체를 움직이는 장치는 여기서 서술된 바와 같이 인비트로 세포 배양에 적합하지 않다. 이것은 이러한 장치가 낮은 처리량을 갖고, 단지 6개의 측정 웰을 사용하고, 모든 웰의 관류를 동시에 요구하고, 밸브 구성 요소는 마이크로 채널을 개폐하기 위해 가요성 PDMS 층을 이용하고, 상술한 바와 같이, 친유성 화합물의 흡수제이고, 가스에 투과성이 있으며, 이러한 것들은 제어되지 않기 때문이다.
이제 도면을 참조하면, 도 1A 및 도 1B는 마이크로 플레이트 랩웨어의 통합 관류 및 대기 제어를 제공하기 위해, 일반적으로 100으로 지정된 예시적인 장치의 개발도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 1A는 개략적 전개도에서 장치(100)의 다양한 구성 요소를 도시하고, 도 1B는 결합된 장치(100)의 다양한 구성 요소를 도시하며, 이는 여기서 상세히 후술한다. 일부 실시 양태에서, 장치(100)는 인큐베이터 등과 같은 온도 제어 환경(106) 내에 하우징 된다.
특히 도 1B에서 도시된 바와 같이, 장치(100)는 하부(102)가 현미경(150)의 현미경 대물렌즈(154)를 통해 이미징 될 수 있고, 대응하는 상부(104)는 현미경(150)의 램프 햐우징(152)에 인접하도록 위치될 수 있다. 따라서, 장치(100)의 다양한 구성 요소를 구성하는데 사용되는 재료는 다양한 웰(132) 내에 세포를 조명하기 위해 램프 하우징(152)으로부터 조명을 허용하도록 충분히 투명하다. 이에 따라, 장치(100)는 위상 콘트라스트 또는 다른 투과성 조명 현미경 기술과 호환 가능할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 또한 장치(100)는 장치(100)의 하부(102)로부터 현미경 대물렌즈로 들어가는 여기 광을 가진 에피-형광(epi-fluorescence) 영상 장치와 호환 가능할 수 있다.
여전히 도 1A 및 1B를 참조하면, 장치(100)는 이제 한정되지는 않지만 딥 웰 소스(deep well source) 마이크로 플레이트(120) 및 세포 분석(cell assay) 마이크로 플레이트(130)를 포함하는 다양한 종류의 마이크로 플레이트 랩웨어 상에 배치되는 공압 뚜껑(110)을 일반적으로 포함한다. 여기서 상세히 서술된 바와 같이, 공압 뚜껑(110)은 다양한 마이크로 플레이트 랩웨어의 개방부에 배치될 수 있고, 외부 환경으로부터 마이크로 플레이트 랩웨어를 밀봉 및/또는 공압 뚜껑(110)을 마이크로 플레이트 랩웨어에 고정한다.
예를 들어, 공압 뚜껑(110)은 소모 가능한 특별히 디자인된, 살균, 공압 뚜껑일 수 있다. 공압 뚜껑(110)은 하나 이상의 공압 제어 피팅(108), 하나 이상의 제1 연장 부분(116), 하나 이상의 제2 연장 부분(118), 및 하나 이상의 제1 연장 부분(116)을 하나 이상의 제2 연장 부분(118)에 유동적으로 커플링하는 하나 이상의 마이크로 유체 채널(114)을 갖는 몸체(111)를 포함한다. 하나 이상의 마이크로 유체 채널(114)은 일반적으로 하나 이상의 제1 연장 부분(116) 및/또는 하나 이상의 제2 연장 부분(118)을 통해 다양한 마이크로 플레이트 랩웨어 사이의 관류 성능을 제공한다. 예를 들어, 장치(100)가 도 1B에 도시된 바와 같이 조립될 때, 제1 연장 부분(116)은 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120) 내로 연장될 수 있고, 하나 이상의 제2 연장 부분(118)은 세포 분석 마이크로 플레이트(130) 내로 연장될 수 있다. 이와 같이, 장치(100)의 용량을 증가시키고 또한 장치당 세포 배양 웰의 수를 제한하지 않기 위해, 공압 뚜껑(110)은 도 1B에 도시된 바와 같이, 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120) 및 세포 분석 마이크로 플레이트(130)와 같은 둘 이상의 마이크로 플레이트 사이에 브릿지를 제공할 수 있다.
공압 뚜껑(110)은 임의의 재료로 구성될 수 있으며, 본 명세서에서 제한되지 않는다. 일부 실시 양태에서, 공압 뚜껑(110)은 복수의 재료 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 공압 뚜껑은 마이크로 유체 채널(114)을 포함하는 중간층 위에 상부층(112)을 가질 수 있다. 일부 실시 양태에서, 공압 뚜껑(110)은 PDMS를 포함하는 재료로 구성될 수 있다. 이러한 실시 양태에서, 상기 재료는 PDMS를 포함하는 재료에 대한 친유성 약물의 전달과 더 호환적일 수 있다. 또한, PDMS와 달리, 공압 뚜껑(110)의 조립에 사용되는 재료는 공급된 공기의 가스 구성이 실질적으로 변화되지 않는 정도까지 적어도 가스에 투과성이 없다. 일부 실시 양태에서, 공압 뚜껑(110) 또는 그 일부(예를 들어, 몸체(111)의 일부)는 마이크로 플레이트와 가역적이지만, 가스 불투과성인 결합을 만들기 위해 열가소성 엘라스토머(스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS) 같은)로 구성될 수 있다. SEBS는 폴리스티렌과 같은 경질 중합체와 에틸렌-부틸렌 사슬의 혼합물로 구성된 열가소성 엘라스토머(TPE)이다. 에틸렌-부틸렌 사슬은 재료에 유연성을 부여하고, 경질 중합체 조성물의 조성 비율은 요구되는 필요한 특성에 따라 맞춤화될 수 있다. 혼합물에 사용되는 폴리스티렌이 많을수록 재료는 더 단단해지고, 화학적으로 더 불활성 된다. 혼합물에 사용되는 폴리스티렌이 적을수록 재료는 더 부드러워지고, 화학적으로 덜 불활성 된다. PDMS와 같은 다른 화합물에 비해 SEBS의 장점은 SEBS가 친유성 화합물에 대한 흡수성이 적고, 용매를 사용하지 않고 유리, 폴리스티렌 또는 그 자체에 쉽고 가역적으로 결합될 수 있다는 것이다. 또한, SEBS 화합물은 PDMS 같은 다른 화합물보다 가스 투과성이 적을 수 있고, 여기서 서술된 바와 같이 환경적으로 폐쇄된 시스템을 만들 때 바람직할 수 있다. 이와 같이, 일부 구현 예에서 SEBS는 다른 화합물보다 더 바람직할 수 있다. 폴리스티렌 조성에 따라, 재료는 사출 성형되거나 뜨거운 양각 처리될 수 있다.
여기서 서술된 폐쇄 시스템은 대기 제어를 가능하게 할 수 있으며, 특정 마이크로 플레이트의 중앙 웰 및 가장자리 웰 사이의 다양한 장기적인 증발 및 특히 불균일한 증발을 제거할 수 있다. 이러한 종류의 증발은 공기를 인큐베이터 환경과 불균일하게 교환하는 다른 마이크로 플레이트 뚜껑 디자인에서 일반적일 수 있다. 이러한 공기 교환 및 이후의 불균일한 증발은 온도 변화뿐만 아니라 다른 마이크로 플레이트 뚜껑 디자인에서 에지 효과를 현저하게 하는 삼투압 변환을 유발할 수 있다.
일부 실시 양태에서, 공압 뚜껑(110)은 공압 뚜껑(110)을 마이크로 플레이트 랩웨어에 고정하기 위해 클램프, 핀, 나사 등과 같은 기계적 수단이 없을 수 있다. 오히려, 공압 뚜껑(110)은 예를 들어, 진공 압력 또는 여기서 서술된 특정 물질의 사용과 같은 임의의 다른 비-기계적 수단을 통해 마이크로 플레이트 랩웨어에 고정될 수 있다. 공압 뚜껑(110)을 마이크로 플레이트 랩웨어에 고정하기 위해 비-기계적 수단을 사용하는 것은 일부 기계적 수단이 가역적이지 않기 때문에 기계적 수단의 사용보다 유리할 수 있다. 이와 같이, 사용자는 뚜껑을 제거하고 동일 또는 다른 마이크로 플레이트 랩웨어에 다시 부착할 수 없다.
이제 도 1C 및 1D를 참조하여, 일부 실시 양태에서, 공압 뚜껑(110)은 각 부분이 개별적으로 대응되는 마이크로 플레이트 랩웨어에 커플링되고 이후 함께 브리지되는 것을 허용함으로써 마이크로 플레이트 랩웨어에 커플링을 쉽게하기 위해 복수의 부분(111)을 가질 수 있다. 예를 들어, 공압 뚜껑(110)은 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120)에 커플링되는 제1 부분(111a), 세포 분석 마이크로 플레이트(130)에 커플링되고 제1 부분(111a)으로부터 분리된 제2 부분(111c), 및 제1 부분(111a)을 제2 부분(111c)에 유동적으로 연결하기 위해 제1 부분(111a)과 제2 부분(111c) 사이에 커플링되는 브릿지 부분(111b)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 공압 뚜껑(110)은 사용자가 다른 부분의 커플링을 방해하지 않고 제1 부분(111a) 및 제2 부분(111c) 각각을 각각의 마이크로 플레이트 랩웨어에 개별적으로 커플링하는 것을 허용할 수 있다. 이후, 특히 도 1D에 도시된 바와 같이, 제1 부분(111a) 및 제2 부분(111c)이 커플링되면, 브릿지 부분(111b)은 제1 부분(111a) 및 제2 부분(111c) 사이에 위치한다. 따라서, 브릿지 부분(111b)은, 여기서 서술된 방식으로, 유체 흐름이 제1 마이크로 유체 채널(114a) 및 제2 마이크로 유체 채널(114c)을 통해 가능해지도록, 정렬되고 제1 부분(111a) 내의 제1 마이크로 유체 채널(114a) 및 제2 부분(111c) 내의 제2 마이크로 유체 채널(114c)에 유동적으로 커플링되는, 브릿지 마이크로 유체 채널(114b)을 포함한다.
다시 도 1A 및 도 1B를 참조하면, 마이크로 플레이트 랩웨어는 일반적으로 흔히 이해되는 표준 마이크로 플레이트 랩웨어이며, 세포 배양 장치로 이용된다. 이러한 마이크로 플레이트 랩웨어의 사용은 현존하는 세포 배양 워크 플로우 및 방법에 관하여 상당한 친밀성 및 실험의 융통성을 제공한다. 마이크로 플레이트 랩웨어의 예시적인 실시 예시는 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120) 및 세포 분석 마이크로 플레이트(130)를 포함하지만 이에 국한되지는 않는다. 예를 들어, 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120) 및 세포 분석 마이크로 플레이트(130)는 유사한 형식 및/또는 구성을 갖는 마이크로 플레이트 일 수 있다. 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120)는 일반적으로 시약을 포함하는 것으로 구성된 하나 이상의 웰(122)을 포함할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120)는 주어진 유속에 대한 시약 용량 및 총 관류 시간을 증가하도록 특별하게 구성될 수 있다. 일부 실시 양태에서, 딥 웰 소스 마이크로 플레이트는 1 센티미터(cm) 또는 이상의 높이를 가질 수 있다. 다양한 실시 양태에서, 세포 분석 마이크로 플레이트(130)는 연구되어야 할 다양한 세포를 포함할 수 있다. 예를 들어, 또한 세포 분석 마이크로 플레이트(130)는 하나 이상의 웰(132)을 포함하는 마이크로 플레이트 일 수 있다. 특정 실시 양태에서, 세포 분석 마이크로 플레이트(130)는 표준 96 웰 마이크로 플레이트일 수 있다. 그러나, 다른 유형의 마이크로 플레이는 일반적으로 이러한 맥락에서 유용하다고 이해되어야 하고, 다양한 마이크로 플레이트의 유형은 본 개시 내용에 한정되지 않는다. 그러나, 설명의 편의를 위해, 도 1A 및 도 1B는 각각 96 웰 형식의 공급 및 목적 플레이트의 단면도를 도시한다.
유체는 하나 이상의 제1 연장 부분(116), 공압 뚜껑(110) 내로 통합된 마이크로 유체 채널(114), 및/또는 하나 이상의 제2 연장 부분(118)을 통해 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120)의 하나 이상의 웰(122)로부터 세포 분석 마이크로 플레이트(130)의 하나 이상의 웰(132)로 이동할 수 있다. 보다 구체적으로, 마이크로 유체 채널(114)은 마이크로 플레이트 간에 유체 이동을 수행하기 위해 공기압 또는 진공 이용할 수 있다. 공기압 또는 진공은 하나 이상의 공압 제어 피팅(108)을 통해 도입될 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 1B는 개별 마이크로 플레이트(예를 들어, 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120) 및 세포 분석 마이크로 플레이트(130))와 결합될 때 공압 뚜껑(110)을 도시한다. 공압 뚜껑(110)이 마이크로 플레이트와 결합될 때, 기밀성 밀봉(140)이 공압 뚜껑(110) 및 마이크로 플레이트 사이에 형성될 수 있다.
여기서 서술된 그러한 폐쇄된(예를 들어, 밀봉된) 시스템은 다양한 구성 요소 사이에서 유체를 이동하고, 유체 흐름의 유속을 제어하고, 및/또는 유체 흐름의 기간을 제어하기 위해 압력 차이(양 또는 음)를 개시하기 위해 필요할 수 있다. 예를 들어, 폐쇄 시스템은 딥 웰 소스 마이크로 플레이트(120)의 하나 이상의 웰(122), 세포 분석 마이크로 플레이트의 하나 이상의 웰(132), 및/또는 하나 이상의 제1 연장 부분(116) 및/또는 하나 이상의 제2 연장 부분(118)을 통해 마이크로 유체 채널(114) 사이의 유체 흐름을 허용할 수 있다, 또한, 여기서 서술된, 장치(100)에서 사용되는 액체 시약의 가스 조성을 유지하기 위해 마이크로 플레이트에 대한 공압 뚜껑(110)의 밀봉이 필요할 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 기밀성 밀봉(140)을 형성하기 위해 발생된 공기압 또는 진공은 하나 이상의 공압 제어 피팅(108)에 유동적으로 커플링된 공압 제어기(220)에 의해 제어될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공압 제어기는 일반적으로 마이크로 플레이트 사이에 유체를 이동하기 위해 사용되는 공기압 및/또는 진공을 제거하도록 구성된 컴퓨터 장치의 일부일 수 있다. 공압 제어기(220)는 각 공급 웰이 흐름을 위해 독립적으로 활성화되거나, 임의로 그룹화되거나, 또는 응용에 따라 동시에 활성화될 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 공압 제어기(220)는 하나 이상의 공압 제어 피팅(108)에 공급되는 공기의 가스 혼합물을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 공압 제어기(220)는 하나 이상의 공압 제어 피팅(108)에 적용되는 공기의 산소 분압을 제어할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 공압 제어기(220)는 공압 뚜껑(110)이 마이크로 플레이트 함께 기밀성 밀봉(140)을 형성하는 것을 허용할 수 있고, 마이크로 플레이트 내의 유체가 공급되는 가스의 구성 성분과 평형을 이룬다. 이는 장치(100) 내의 액체 시약의 용존 산소(또는 임의 다른 용존 가스) 함량을 제어하는 수단을 제공한다.
도 2에 도시된 다양한 다른 하드웨어 구성 요소는 특히 공압 뚜껑(110)이 그 위에 배치될 때 마이크로 플레이트의 환경을 제어하기 위한 다양한 작업을 수행하도록 구성될 수 있다. 로컬 인터페이스(버스와 같은)는 다양한 구성 요소를 상호 연결할 수 있다. 컴퓨터 프로세싱 유닛(CPU)과 같은 프로세싱 장치(202)는 프로그램을 실행하기 위해 계산과 논리 연산을 수행하는 컴퓨터 장치의 중앙 프로세스 유닛일 수 있다. 프로세싱 장치(202)는 단독 또는 도 2에 개시된 하나 이상의 다른 요소와 연계하여, 본 개시에서 사용되는 것과 같이 예시적인 프로세싱 장치, 컴퓨팅 장치, 프로세서, 또는 이들의 조합이다. 읽기 전용 메모리(ROM)(206) 및 랜덤 액세스 메모리(ROM)(204)와 같은 메모리는 예시적인 메모리 장치(즉, 비 일시적인 프로세서 판독 가능 저장 매체)를 구성할 수 있다. 이러한 메모리(204, 206)는 프로세싱 장치(202)에 의해 실행될 때, 프로세스가 여기서 서술된 바와 같이 프로세싱 장치(202)가 다양한 프로세스를 완료하도록 하는 하나 이상의 프로그래밍 명령을 포함할 수 있다. 선택적으로, 프로그램 명령은 컴팩트 디스크, 디지털 디스크, 플래시 메모리, 메모리 카드, USB 드라이브, Blu-rayTM 디스크와 같은 광 디스크 저장 매체, 및/또는 다른 비 일시적인 프로세서 판독 가능 저장 매체와 같은 유형의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다.
일반적으로 RAM(204) 및 ROM(206)으로부터 분리된 저장 매체일 수 있는 데이터 저장 장치(208)는 압력 데이터 또는 이와 같은 데이터를 저장하는 저장소를 포함할 수 있다. 데이터 저장 장치(208)는 하드 디스크 드라이브(HDD), 메모리, 착탈식 저장 장치 및/또는 이와 같은 장치를 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 물리적 저장 매체일 수 있다. 데이터 저장 장치(208)는 로컬 장치로 도시되었지만, 데이터 저장 장치(208)는 예를 들어, 서버 컴퓨팅 장치, 클라우드 기반 저장 장치, 및/또는 이와 같은 원격 저장 장치일 수 있다는 것을 이해해야 한다.
사용자 인터페이스(212)는 로컬 인터페이스(200)로부터의 정보가 오디오, 비디오, 그래픽 또는 알파벳 형태로 컴퓨터 장치의 디스플레이(214) 부분 상에 디스플레이되도록 허용할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(212)는 키보드, 마우스 조이스틱, 터치 스크린, 원격 제어기, 포인팅 장치, 비디오 입력 장치, 오디오 입력 장치, 햅틱 피드백 장치 및/또는 이와 같은 입력 장치로부터 데이터 송수신을 허용하는 하나 이상의 입력 장치(216)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 사용자 인터페이스(212)는 사용자가 압력 또는 이와 같은 것을 조정하기 위해 장치(100)와 상호 작용을 할 수 있게 하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 적절한 환경이 마이크로 플레이트 상에 생성되는 것을 보장하도록 실험 파라미터를 제공하기 위해 장치(100)와 상호 작용할 수 있다.
시스템 인터페이스(218)는 일반적으로 공압 제어기(220) 및/또는 하나 이상의 외부 구성 요소와 인터페이스 하는 능력을 가진 컴퓨팅 장치를 제공할 수 있다. 공압 제어기(220) 및/또는 외부 구성 요소와의 통신은 다양한 통신 포트(미도시)를 사용하여 발생할 수 있다. 예시적인 통신 포트는 인터넷, 인트라넷, 로컬 네트워크, 직접 연결 및/또는 이와 같은 통신 네트워크에 부착될 수 있다.
장치(100)를 통한 압력(또는 진공)을 사용하는 유체의 제어된 움직임은 하나 이상의 상이한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 양태에서, 장치(100)는 각 공급 웰에 개별적인 제어 라인을 포함할 수 있고, 이에 의해 유체 흐름이 각 웰의 라인 압력을 켜거나 끄는 공압 제어기에 의해 활성화 될 수 있다. 이 접근법은 공압 뚜껑(110)의 디자인 복잡도를 낮추는 밸브가 없는 공압 뚜껑(110)을 허용하기 때문에 유리할 수 있다. 오히려, 밸브는 공압 제어기(220) 내에 위치한다. 그러한 디자인 특성은 각각의 활성화시 각각의 저장소 웰 위의 전체 공압 제어 라인 및 헤드 공간의 가압 및 감압을 요구할 수 있다.
일부 실시 양태에서, 장치(100)는 예를 들어, 퀘이크 밸브(Quake valve)와 같은 통상적으로 폐쇄된 통합된 밸브 디자인을 포함할 수 있다. 그러한 통합된 밸브 디자인은 폐쇄하고 개방하기 위한 일반적으로 덜 유연한 재료로 이루어진 정합 밸브 시트에 대해 가압(압력) 또는 당겨질 수 있는(진공) 부드러운 재료로 부분적으로 구성된 미세 유체 채널 구성에 의존하여, 상기 미세 유체 채널에서 유체 흐름을 끄거나 켤 수 있다. 이러한 밸브는 구성에 따라 일반적으로 개방(활성화되지 않는 경우 개방) 또는 일반적으로 폐쇄(활성화되지 않는 경우 폐쇄)로 구성될 수 있다. 일부 실시 양태에서, 장치(100)는 유체 흐름이 공압 제어기(220)에 의해 활성화되지 않는 한 발생하지 않도록 일반적으로 폐쇄된 밸브를 포함할 수 있다. 이러한 실시 양태에서, 일반적으로 폐쇄된 밸브는 마이크로 제조에 적합하고 또한 생체 불활성인 엘라스토머 재료를 포함할 수 있다.
일부 실시 양태에서, 통합된 일반적으로 폐쇄된 밸브 디자인을 위해 SEBS는 엘라스토머 편향 재료로 사용될 수 있다. 예를 들어, 통합된 밸브를 포함하는 디자인은 양각되거나 사출 성형된 SEBS 재료인 채널에 유동적으로 커플링되고, 채널을 완성하는데 폴리스티런(PS) 또는 사이클린 올레핀 종합체(COP)와 같은 덜 유연한 재료와 배합된다. 다른 실시 양태에서, 다양한 채널 특성은 SEBS로 구성된 밸브 작동 구성 요소와 함께 PS 또는 COC로 구성될 수 있다.
다양한 실시 양태에서, 장치(100)의 다양한 구성 요소에 사용되는 SEBS의 폴리스티렌 합성은 다양한 요구 사항을 처리하기 위해 변경되고 최적화될 수 있다. 예를 들어, 용매가 필요 없는 가약성 결합을 형성하기 위한 요구 조건, 관류 기능에 필요한 압력이 있는 상태에서 밀봉을 유지하는 층, 다양한 기계적 공차를 유지하면서 표준 마이크포 플레이트 랩웨어에 결합하도록 구성된 결합 층, 및 배지의 가스 합성을 유지하기 위한 목적으로 기체에 투과성이 없는 접합 층이 처리될 수 있다.
도 3A는 목적지 플레이트 인터페이스에서 고체 중합체 플러그를 포함하는 예시적인 공압 뚜껑의 개략도를 도시한다. 도 3A에서 도시한 실시 양태에서, 공압 뚜껑(310)은 4개의 중합체 층을 갖는 몸체(311)를 포함할 수 있다. 공압 뚜껑(310)의 상부층(312)은 경질의 중합체(폴리스티렌, 환형 올레핀 중합체 및/또는 이와 같은)로 구성된다. 상부층(312)은 상술된 공압 제어기(220)(도 2)와 같이 공압 제어기(미도시)에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 공압 제어 피팅(308)을 포함할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 상부층(312)은 개별 밸브 제어 및/또는 웰 가압을 위해 공압 뚜껑(310)을 공간적으로 가로지르는 하나 이상의 공압 뚜껑 채널을 포함할 수 있다. 공압 뚜껑(310)은 상부층(312) 아래의 제2 층(313)을 더 포함할 수 있다. 제2 층(313)은 SEBS 또는 이와 같은 열가소성 엘라스토머(TPE)로 구성될 수 있다. 제2 층(313)은 통합된 밸브 디자인을 위한 편향 층으로 이용될 수 있다. 일부 일시 양태에서, 제2 층(313)은 마이크로 유체 채널(특징 없는)을 포함하지 않을 수 있다. 오히려, 제2 층(313)은 중합체로 구성되고 양각 또는 사출 성형되는 마이크오 유체 채널을 포함하는 제3 층(314)에 결합될 수 있다. 이러한 배열에서, 제2 층(313)은 상부층(312) 및 제3 층(314) 사이에 끼워질 수 있다. 제3 층(314) 내에 위치한 마이크로 유체 채널은 약 30 미크론 내지 수백 미크론의 측면 치수를 가질 수 있다. 제3 층(314)으로부터 연장되는 하나 이상의 연장 부분은 각각의 마이크로 플레이트에 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 양태에서, 제3 층(314) 내의 마이크로 유체 채널 및 공급 플레이트 사이의 인터페이스는 하나 이상의 모세관(316)을 포함할 수 있다. 다른 실시 양태에서, 하나 이상의 모세관(316)은 제3 층(314)에 개별적으로 삽입될 수 있다.
도 3A 및 도 3B는 일반적으로 300으로 지정된 장치가 공압 뚜껑(310)을 통합하는 다른 실시 양태를 도시한다. 여기서 구체적으로 서술된 것을 제외하고, 도 3A 및 도 3B에서 도시된 다양한 나머지 구성 요소는 도 1A 및 도 1B 내 유사 번호의 구성 요소와 유사하게 형성되고 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3A에 도시된 상부층(312)은 도 1A에 관하여 서술된 상부층(112)과 유사한 방법으로 형성되고 구성될 수 있다.
도 3A 및 도 3B에 도시된 바와 같이, 목적지 세포 플레이트(330)는 삽입된 제3 층(314)으로부터 연장 부분을 갖는 하나 이상의 웰(332)을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 연장 부분은 하나 이상의 보어(319)를 포함하는 고체 중합체 플러그(318)일 수 있다. 하나 이상의 보어(319)는 목적지 세포 플레이트(330)의 각 웰(332) 내로의 유입 및/또는 유출 유체 경로로 기능할 수 있다. 그러한 플러그(318)의 사용은 목적지 세포 플레이트(330) 내의 각 웰(332)의 하부에서 유체 레벨이 제한될 수 있으므로 다른 장치에 비해 이점을 제공할 수 있다. 또한, 그러한 플러그(318)의 사용은 각 웰(332) 내에 포함된 유체 내의 미니스커스(meniscus)를 제거할 수 있다. 미니스커스가 현미경 이미지에 유해한 인공물을 유발할 수 있기 때문에, 미니스커스의 제거는 각 웰(332)의 내용물의 보다 정확한 이미지를 허용할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 특히 도 3B에 도시된 바와 같이, 각 플러그(318)의 하부(B)는 특별한 형상 및/또는 사이즈일 수 있다. 이러한 하부(B)의 특별한 형상 및/또는 사이즈는 일반적으로 프라이밍(priming) 및 버블 제거의 목적을 위한 것일 수 있다. 또한, 하부(B)의 형상 및/또는 사이즈는 플러그(318)의 디자인 및 제조를 쉽게 제공하는 것을 도울 수 있다.
일부 실시 양태에서, 또한 공압 뚜껑(310)은 제3 층(314)이 제2 층(313) 및 제4 층(315) 사이에 위치되도록 제3 층(314) 아래에 제4 층(315)을 포함할 수 있다. 제4 층은 열가소성 엘라스토머로 구성될 수 있고, 여기서 서술된 각 마이크로 플레이에 부착하기 위해 밀봉된 표면을 제공하는데 일반적으로 사용될 수 있다.
도 4A 및 도 4B는 일반적으로 400으로 지정된 장치가 목적지 마이크로 플레이트(430)의 인터페이스에 위치한 중합체 튜브(417)를 갖는 공압 뚜껑(410)을 포함하는 다른 실시 양태를 도시한다. 특히 여기서 서술된 바를 제외하고, 도 4A에 도시된 다양한 나머지 구성 요소는 도 1A, 도 1B, 도 3A 및 도 3B 내 유사 번호의 구성 요소와 유사하게 형성되고 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 몸체(411)는 도 1A 및 도 1B에 관하여 서술된 몸체(111) 및 도 3A에 관하여 서술된 몸체(311)와 유사한 방법으로 형성되고 구성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 도 4A에 도시된 제1 층(412)은 도 3A에 관하여 서술된 상부층(312)과 유사한 방법으로 형성되고 구성될 수 있다.
도 4A 및 도 4B에 도시된 실시 양태에서, 목적지 마이크로 플레이트(430)의 유체 인터페이스는 제3 층(414) 내에 위치한 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링된 중합체 튜브(417)를 통해 제공될 수 있다. 특히 도 4B에서 도시된 바와 같이, 제1 튜브(417a)는 목적지 마이크로 플레이트(430)의 각 웰(432) 안으로 유체 유입을 제공할 수 있고, 제2 튜브(417b)는 목적지 마이크로 플레이트(430)의 각 웰(432)로부터 유체 유출을 제공할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 제1 튜브(417a)는 제2 튜브(417b)가 연장되는 제2 거리와는 다른 각 웰 내로 거리를 연장할 수 있다. 이와 같이, 다양한 튜브(417)는 각 웰(432) 내에 다양한 높이에 위치될 수 있다. 일부 실시 양태에서, 여기서 더욱 자세하게 서술한 바와 같이 다양한 튜브(417) 각각은 분리된 밸브 또는 공통 밸브에 의해 제어될 수 있으며, 다양한 튜브(417)의 각각은 압력 또는 진공에 의해 작동될 수 있다.
여기서 서술된 바와 같이 공압 뚜껑 내에서 마이크로 유체 채널의 사용은 특히 공급 웰을 특히 목적지 웰에 인터페이스 하는 것에 관하여 디자인 유연성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 5A-5C에 도시된 바와 같이, 몇 가지 윌-대-웰 매핑 가능성이 존재할 수 있다.
도 5A는 직접 일대 일 매핑을 도시한다. 이와 같이, 각 공급 웰(522a, 522b)은 유동적으로 커플링된 대응 밸브(560a, 560b)를 가진다. 각 밸브(560a, 560b)는 대응 도관(570, 580)을 통해 대응 목적지 웰(532a, 532b)에 유동적으로 커플링될 수 있다. 이와 같이, 제1 공급 웰(522a) 내에 포함된 유체는 유체를 제1 도관(570)을 통해 대응하는 제1 목적지 웰(532a)로 이동시키기 위해 제1 밸브(560a)에 의해 선택적으로 제어된다. 유사하게, 제2 공급 웰(522b) 내에 포함된 유체는 유체를 제2 도관(580)을 통해 대응하는 제2 목적지 웰(532b)로 이동시키기 위해 제2 밸브(560b)에 의해 선택적으로 제어될 수 있다.
다른 실시 양태에서, 도 5B에 도시된 바와 같이, 2개의 공급 웰은 2개의 목적지 웰 중 하나에 인터페이스 될 수 있다. 더욱 구체적으로, 공급 웰(522a, 522b) 각각은 유동적으로 커플링되는 대응하는 밸브(560a, 560b)를 갖는다. 각각의 밸브(560a, 560b)는 공용 도관(590)을 통해 다수의 목적지 웰(532a, 532b) 모두에 유동적으로 커플링된다. 이와 같은, 제1 공급 웰(522a) 내에 포함된 유체는 유체를 공용 도관(590)을 통해 제1 목적지 웰(532a) 및/또는 제2 목적지 웰(532b)로 이동시키기 위해 제1 밸브(560a)에 의해 선택적으로 제어된다. 유사하게, 제2 공급 웰(522b) 내에 포함된 유체는 유체를 공용 도관(590)을 통해 제1 목적지 웰(532a) 및/또는 제2 목적지 웰(532b)로 이동시키기 위해 제2 밸브(560b)에 의해 선택적으로 제어된다. 이러한 실시 양태에서, 특정 목적지 웰은 하나 이상의 시약을 수용할 수 있고, 여분(중복) 뿐만 아니라 실험적인 유연성을 제공할 수 있다.
도 5C는 4중의 웰 매핑의 예시적인 실시 예를 도시한다. 도 5C는 대응하는 밸브(560a, 560b, 560c, 560d)에 유동적으로 커플링된 4개의 공급 웰(522a, 522b, 522c, 522d)을 도시하고, 각각의 밸브는 공용 도관(590)을 통해 다수의 목적지 웰(532a, 532b, 532c, 532d) 모두에 유동적으로 커플링된다. 다양한 웰 및 밸브는 도 5B에 관하여 서술된 것과 유사한 방법으로 동작한다. 이러한 실시 양태에서, 특정 목적지 웰은 하나 이상의 시약을 수용할 수 있고, 여분(중복) 뿐만 아니라 실험적인 유연성을 제공할 수 있다. 또한, 여기서 구체적으로 기술되지 않은 다른 구성도 본 발명의 공개의 범위로부터 벗어나지 않고 가능할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 능동 밸브는 사용될 수 없다. 오히려, 유체 흐름의 작동은 공압 제어기로부터 격리된 웰 공압 라인의 분리된 가압을 통해 달성될 수 있다. 그러나, 이러한 사례에서, 도 5A-5C에서 서술된 다중 웰 매핑 시나리오의 맥락에서 한 공급 웰에서 다른 공급 웰로 역류를 방지하기 위해 간단한 수동 체크 밸브를 통합하는 것이 바람직할 수 있다.
다양한 실시 양태에서, 목적지 웰 내에 포함된 세포가 여기서 서술된 바와 같이 밀봉되고 가압될 때 장치 내에서 유체를 이용시키는 과정에서 대기압으로부터 상당한 편차를 경험하지 않는 것을 보장할 필요가 있을 수 있다. 이와 같이, 세포 마이크로 플레이트 내의 절대 대기압으로부터 상당한(0.1 atm 미만) 편차를 도입하지 않으면서 공급 웰 및 목적지 웰 내의 압력 차이(양 또는 음)를 도입할 필요가 있을 수 있다. 이는 장치의 디자인 및 다양한 구성 요소에 통합될 수 있고, 일부 실시 양태에서 공압 제어기에서 사용되는 유체 채널 기하 구조, 밸브, 및/또는 다양한 압력에 기초할 수 있다.
다른 실시 양태에서, 노폐물 제거는 세포층에서 외부 노폐물 형성의 인공적인 조건을 제거하기 위해 필요할 수 있으며, 상술한 바와 같이 영양분 및 노폐물의 정상 상태 농도의 인비보 조건과 일치할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 각 웰 내의 재료의 부피는 일정하게 유지되고 제거된 유체 부피는 부가된 것과 동일하다. 도 6A 및 6B는 노폐물 제거에 적합한 예시적인 장치 구성을 도시한다. 예를 들어, 도 6A에 도시된 바와 같이, 노폐물은 하나 이상의 도관(670, 680)을 통해 노폐물 웰(622b)로 운반될 수 있다. 다른 실시 예에서, 도 6B에 도시된 바와 같이, 공급 웰(622a)은 제1 도관(670)을 통해 제1 목적지 웰(632a) 및/또는 제2 목적지 웰(632b)로 유체 흐름을 제어하는 제1 밸브(650a)에 유동적으로 커플링될 수 있다. 노폐물 웰(622b)은 제2 도관(680)을 통해 제1 목적지 웰(632a) 및/또는 제2 목적지 웰(632b)로 유체 흐름을 제어하는 제2 밸브(650b)에 유동적으로 커플링될 수 있다. 이러한 실시 양태에서, 공급 웰(622a)은 실험 초기에 비워둘 수 있고, 이후 노폐물 수집 용기로서 사용된다. 이것은 후속 (예를 들어, 생화학적) 분석을 위해 다양한 웰로부터 관류 노폐물을 유지하는 것이 바람직할 수 있는 상황에서 유용할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 웰에 부가하는 타이밍 및 부피, 노폐물 추출과 관련된 타이밍 및 부피는 대류, 확산 혼합, 및/또는 이와 같은 다른 인자를 이용하도록 변경될 수 있다.
전술한 다양한 장치를 조립하는 방법은 마이크로 플레이를 제공하는 단계, 마이크로 플레이트 상에 공압 뚜껑을 위치시키는 단계(공압 뚜껑 부분 및 대응하는 브릿지 부분을 위치시키는 단계를 포함함)와 같은 다양한 단계를 포함할 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다는 것을 이해해야 한다. 방법이 마이크로 플레이트를 서로 유동적으로 결합하기 위해 대응하는 마이크로 플레이트의 웰에 연장 부분을 삽입하는 단계를 포함할 수 있다는 것을 더 이해해야 한다. 여기서 서술된 바와 같이, 뚜껑은 비기계적 장치를 통해 커플링될 수 있다. 또한, 차압이 유체 흐름을 제어하기 위해 활성화될 수 있다.
여기서 서술된 시스템, 장치 및 방법은 세포 배양을 위한 인비보 조건을 시뮬레이션하기 위해 통상적인 마이크로 플레이트 구성 요소를 갖는 공압 뚜껑을 포함한다. 여기서 서술된 시스템, 장치 및 방법은 통상적인 마이크로 플레이트 기술을 사용하여, 현재의 워크 플로우 및 판독 기술과 함께 사용될 수 있다. 또한, 통상적인 마이크로 플레이트 기술의 사용은 마이크로 유체 채널 장치에 세포를 파종하는 어려움을 없앨 수 있다. 여기서 서술된 시스템, 장치, 및 방법은 다른 기술에 비해 더 큰 실험 처리량을 위한 용량, 세포 배양 배지의 용존 가스 합성을 제어하기 위한 능력(예를 들어, 산소 합성), 증발과 다른 마이크로 플레이트 배양과 연관된 에지 효과를 제거하는 폐쇄 디자인을 초래하는 용매 없는, 비 호흡 결합을 형성하는 능력, 독립적인 웰 제어(개별 웰, 웰의 그룹, 또는 모든 웰을 한꺼번에 관류할 수 있는 능력)를 허용하고 동시에 현미경 이미지에 접근할 수 있는 통합된 관류가 가능한 장치, 유속 및 흐름 지속 시간이 사용자에 의해 제어될 수 있는 활성 흐름을 사용할 수 있는 능력, 딥 웰 소스 마이크로 플레이트를 통해 주어진 유속을 위해 개선된 실험 지속 시간을 제공하기 위한 능력, 및/또는 PDMS 재료의 사용을 제거하거나 최소화하고, 대신에 개선된 화학적 저항 및/또는 가스 투과성을 제공하는 SEBS 같은 재료를 포함하는, 장치를 제공한다.
실시 예
전술한 시스템, 장치, 및 방법의 잠재적인 사용의 예시적인 실시 예가 아래에서 제공된다. 이러한 실시 예는 본질적으로 단지 예시적인 것이고 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 또한, 이하에서 제공되는 예시적인 실시 예의 목록은 완벽한 것이 아니며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시 예를 포함할 수 있다.
이러한 장치 또는 기술은 생리적 영양소의 더 많은 생리적 농도를 사용하면서 동시에 더 생물학적으로 관련되고 정상 상태의 영양소 및 노폐물 생성물의 농도를 달성하는 자동화된 방식으로 세포에 영양 공급하기 위해 사용될 수 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 방법은 거의 모든 알려진 생체 내 세포 모델에 이익을 줄 것이며, 약물 발견 및 안전성 시험을 포함한 생명 과학 연구의 30가지 광범위한 분야에 적용될 수 있을 것이다.
이러한 장치 또는 기술은 생리적 조건에 보다 부합되는 배지 배합물을 발견, 디자인, 검증하는데 사용될 수 있다.
이러한 장치 또는 기술은 줄기 세포 분화 연구에서 배지 성분의 타이밍 및 조성을 보다 쉽게 조사하고 최적화하는데 사용될 수 있다.
이러한 장치 또는 기술은 가스 구성, 예를 들어, 신경 또는 간세포와 같은 다양한 생체 내 세포 모델에 대한 산소 농도의 효과를 보다 쉽게 조사하기 위해 사용될 수 있다.
이러한 장치 및 기술은 동시에 세포를 영상화(예를 들어, 급성 약물 노출 연구)하는 동안 세포 조절 시약을 부가하는데 사용될 수 있다.
이러한 장치 또는 기술은 인큐베이터에서 플레이트를 제거하는 것보다 전달에 더 생리적이고 배양을 덜 교란시키는 방식으로 배지를 통해 약물 또는 다른 세포 조절제를 부가하는데 사용될 수 있다.
이러한 장치 또는 기술은 배양으로부터 배지 성분을 시약(A)으로부터 시약(B)로 교체 및/또는 약물 또는 배치 성분을 제거(세척)하기 위해 사용될 수 있다.
이러한 장치 또는 기술은 시간 경과에 따른 약물의 농도를 자동으로 변화시킴으로써 약물, 매개물 또는 대사 산물의 약물 대사 및 약물동태 농도 프로파일을 모방하거나 모델링하는데 사용될 수 있다.
이러한 장치 또는 기술은 추가 분석을 위해 세포로부터의 노폐물 생산물을 샘플링하는데 사용될 수 있다.
이러한 장치 또는 기술은 하나의 웰, 웰의 임의의 그룹, 또는 표준 마이크로 플레이트의 모든 웰의 관류를 허용할 수 있다.
이러한 장치 또는 기술은 공압 뚜껑 조립체가 살균 소모품으로서 패키징되고 살균 세포 배양 기술에 적용 가능하다.
아이템 목록
아이템 1. 공압 뚜껑에 있어서,
하나 이상의 마이크로 유체 채널을 포함하는 몸체로서, 상기 몸체의 적어도 일부는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성되는 몸체;
상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링되고 상기 몸체로부터 연장된 하나 이상의 제1 연장 부분; 및
상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링되고 상기 몸체로부터 연장된 하나 이상의 제2 연장 부분;을 포함하는, 공압 뚜껑.
아이템 2. 공압 뚜껑에 있어서,
하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링되도록 구성된 하나 이상의 마이크로 유체 채널을 포함하는 제1 부분;
상기 하나 이상의 제1 웰로부터 분리된 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되도록 구성된 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 포함하는 제2 부분; 및
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 연장된 제거 가능한 브릿지 부분으로서, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 커플링될 때 상기 제거 가능한 브릿지 부분이 상기 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링하고, 장기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰에 커플링될 때 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분이 각각 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 제거 가능한 브릿지 부분;을 포함하는, 공압 뚜껑.
아이템 3. 제2 아이템에 있어서, 상기 공압 뚜껑은 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성되는, 공압 뚜껑.
아이템 4. 아이템 1 또는 아이템 2에 있어서, 상기 하나 이상의 제1 월 및 상기 하나 이상의 제2 웰에 커플링될 때 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 각각 비기계적 장치를 통해 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 공압 뚜껑.
아이템 5. 아이템 2 내지 아이템 4 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널 내에서 선택적으로 유체 흐름을 제어하는 하나 이상의 밸브를 더 포함하는, 공압 뚜껑.
아이템 6. 아이템 2 내지 아이템 5 중 어느 한 아이템에 있어서, 유체 유속 및 지속 시간은 차압의 활성화에 의해 제어되는, 공압 뚜껑.
아이템 7. 아이템 2 내지 아이템 6 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 기밀성 밀봉은 가역적 기밀성 밀봉인, 공압 뚜껑.
아이템 8. 아이템 2 내지 아이템 7 중 어느 한 아이템에 있어서, 하나 이상의 공압 제어 피팅은 상기 공압 뚜껑의 적어도 일부에 유동적으로 커플링된, 공압 뚜껑.
아이템 9. 장치에 있어서,
제1 개방부을 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트;
제2 개방부을 가지고 그 안에서 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트; 및
스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성된 공압 뚜껑으로서, 상기 공압 뚜껑은 상기 제1 개방부 및 상기 제2 개방부 상에 연장되고 상기 하나 이상의 제1 웰을 상기 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링시키는 하나 이상의 마이크로 유체 채널을 포함하는 공압 뚜껑;을 포함하고, 상기 공압 뚜껑은 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 장치.
아이템 10. 장치에 있어서,
제1 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트;
제2 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트; 및
상기 제1 개방부 및 상기 제2 개방부 상에 연장된 공압 뚜껑으로서, 상기 공압 뚜껑은 상기 하나 이상의 제1 웰을 상기 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링하는 하나 이상의 마이크로 유체 채널를 포함하는 공압 뚜껑;을 포함하고, 상기 공압 뚜껑은 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 장치.
아이템 11. 장치에 있어서,
제1 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트;
제2 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트; 및
뚜껑으로서,
상기 제1 개방부 상에 연장된 제1 부분으로서, 상기 제1 부분은 상기 하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 포함하는 제1 부분,
상기 제2 개방부 상에 연장된 제2 부분으로서, 상기 제2 부분은 상기 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 포함하는 제2 부분, 및
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 연장된 제거 가능한 브릿지 부분을 포함하는 뚜껑;을 포함하고, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 커플링될 때 상기 제거 가능한 브릿지 부분은 상기 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유정적으로 커플링하고,
상기 공압 뚜껑은 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 장치.
아이템 12. 아이템 10 또는 아이템 11에 있어서, 상기 공압 뚜껑은 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트와 가역성 및 가스 불투과성 결합을 형성하는 열가소성 엘라스토머로 구성된, 장치.
아이템 13. 아이템 12에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)인, 장치.
아이템 14. 아이템 9 내지 아이템 13 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 공압 뚜껑은
상기 제1 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제1 웰 안으로 연장된 하나 이상의 제1 연장 부분; 및
상기 제2 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제2 웰 안으로 연장된 하나 이상의 제2 연장 부분;을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 마아크로 유체 채널은 상기 하나 이상의 제1 연장 부분을 상기 하나 이상의 제2 연장 부분에 유동적으로 커플링시키는, 장치.
아이템 15. 아이템 9 내지 아이템 13 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 공압 뚜껑은
상기 제1 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제1 웰 안으로 연장된 하나 이상의 연장 부분; 및
상기 제2 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제2 웰 안으로 연장된 하나 이상의 중합체 플러그로서, 상기 하나 이상의 중합체 플러그 각각은 중합체 플러그 안에 하나 이상의 보어를 포함하는 중합체 플러그;를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널은 상기 하나 이상의 연장된 부분을 상기 하나 이상의 보어에 유동적으로 커플링시키는, 장치.
아이템 16. 아이템 9, 아이템 10, 또는 아이템 12 내지 아이템 15 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 뚜껑은
상기 제1 개방부 상에 연장된 제1 부분으로서, 상기 제1 부분은 상기 하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 포함하는 제1 부분,
상기 제2 개방부 상에 연장된 제2 부분으로서, 상기 제2 부분은 상기 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 포함하는 제2 부분, 및
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 연장된 제거 가능한 브릿지 부분으로서, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 커플링될 때, 상기 제거 가능한 브릿지 부분이 상기 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링하는 제거 가능한 브릿지 부분을 포함하는, 장치.
아이템 17. 아이템 9 내지 아이템 16 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 제1 마이크로 플레이트는 상기 제2 마이크로 플레이트와 접촉하지 않는, 장치.
아이템 18. 아이템 9 내지 아이템 17 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 공압 뚜껑은 비기계적 장치를 통해 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트에 커플링되는, 장치.
아이템 19. 아이템 9 내지 아이템 18 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널 내에서 유체 흐름을 선택적으로 제어하는 하나 이상의 밸브를 더 포함하는, 장치.
아이템 20. 아이템 9 내지 아이템 19 중 어느 한 아이템에 있어서, 유체 유속 및 지속 시간은 차압의 활성화에 의해 제어되는, 장치.
아이템 21. 아이템 9 내지 아이템 20 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 기밀성 밀봉은 가역적 기밀성 밀봉인, 장치.
아이템 22. 아이템 9 내지 아이템 21 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 공압 뚜껑의 적어도 일부에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 공압 제어 피팅을 더 포함하는, 장치.
아이템 23. 아이템 9 내지 아이템 22 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 공압 뚜껑은 열가소성 엘라스토머 층을 더 포함하고;
기밀성 밀봉은 열가소성 엘라스토머 층을 통해 생성되는, 장치.
아이템 24. 아이템 9 내지 아이템 23 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트 중 적어도 하나는 1 cm 이상의 높이를 갖는 딥 웰 플레이트를 포함하는, 장치.
아이템 25. 유체를 이송하기 위한 장치를 구성하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
제1 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트를 제공하는 단계;
제2 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트를 제공하는 단계; 및
스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성된 공압 뚜껑을 상기 뚜껑 내에 하나 이상의 마이크로 유체 채널이 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰에 커플링되도록 상기 제1 개방부 및 상기 제2 개방부 상에 위치시키는 단계;를 포함하고, 상기 공압 뚜껑은 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 방법.
아이템 26. 아이템 25에 있어서, 상기 공압 뚜껑을 위치시키는 단계는,
하나 이상의 제1 연장 부분을 상기 제1 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제1 웰 안으로 삽입하는 단계; 및
하나 이상의 제2 연장 부분을 상기 제2 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제2 웰 안으로 삽입하는 단계;를 포함하고,
상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널은 상기 하나 이상의 제1 연장 부분을 상기 하나 이상의 제2 연장 부분에 유동적으로 커플링하는, 방법.
아이템 27. 유체를 이송하기 위한 장치를 구성하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
제1 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트를 제공하는 단계;
제2 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트를 제공하는 단계;
상기 제1 부분 내의 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널이 상기 하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링되도록 상기 제1 개방부 상에 공압 뚜껑의 제1 부분을 위치시키는 단계;
상기 제2 부분 내의 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널이 상기 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되도록 상기 제2 개방부 상에 공압 뚜껑의 제2 부분을 위치시키는 단계; 및
상기 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링시키기 위해 상기 공압 뚜껑의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 제거 가능한 브릿지 부분을 위치시키는 단계;를 포함하는, 방법.
아이템 28. 아이템 27에 있어서,
상기 공압 뚜껑의 상기 제1 부분을 위치시키는 단계는 하나 이상의 제1 연장 부분을 상기 제1 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제1 웰 안으로 삽입하는 단계; 및
상기 공압 뚜껑의 상기 제2 부분을 위치시키는 단계는 하나 이상 연장 부분을 상기 제2 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제2 웰 안으로 삽입하는 단계를 포함하는, 방법.
아이템 29. 아이템 25 내지 아이템 28 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 제2 마이크로 플레이트를 위치시키는 단계는 상기 제2 마이크로 플레이트가 상기 제1 마이크로 플레이트에 접촉하지 않도록 상기 제1 마이크로 플레이트로부터 거리를 두고 상기 제2 마이크로 플레이트를 위치시키는 단계를 포함하는, 방법.
아이템 30. 아이템 25 내지 아이템 29 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 공압 뚜껑 또는 공압 뚜껑의 일부분을 위치시키는 단계는 상기 공압 뚜껑을 비기계적 장치를 통해 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트에 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
아이템 31. 아이템 25 내지 아이템 30 중 어느 한 아이템에 있어서, 상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널 내에서 유체 흐름을 제어하기 위해 차압을 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
아이템 32. 유체를 이송하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
제1 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제1 웰을 정의하는 제1 마이크로 플레이트;
제1 마이크로 플레이트로부터 분리된 제2 마이크로 플레이트로서, 상기 제2 마이크로 플레이트는 제2 개방부를 구비하고 그 안에서 하나 이상의 제2 웰을 정의하는 제2 마이크로 플레이트;
상기 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트와 가역성 및 가스 불투과성 결합을 형성하는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)으로 구성된 공압 뚜껑으로서, 상기 공압 뚜껑은,
상기 제1 개방부 상에 연장된 제1 부분으로서, 상기 제1 부분은 상기 제1 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제1 웰 안으로 연장된 하나 이상의 제1 연장 부분 및 상기 하나 이상의 제1 연장 부분을 통해 상기 하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링되는 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 포함하는 제1 부분,
상기 제2 개방부 상에 연장된 제2 부분으로서, 상기 제2 부분은 상기 제2 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제2 웰 안으로 연장된 하나 이상의 제2 연장 부분 및 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 통해 상기 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되는 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 포함하는 제2 부분,
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 연장된 제거 가능한 브릿지 부분으로서, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 커플링될 때 상기 제거 가능한 브릿지 부분이 상기 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링시키는 제거 가능한 브릿지 부분을 포함하는 뚜껑; 및
상기 공압 뚜껑에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 밸브로서, 상기 하나 이상의 밸브는 상기 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널 및 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널 내에서 유채 흐름을 선택적으로 제어하도록 구성되는 하나 이상의 밸브;를 포함하고,
상기 유체는 상기 공압 뚜껑 및 상기 하나 이상의 밸브를 통해 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트 사이에서 이송되는, 시스템.
아이템 33. 여기서 서술된 하나 이상의 실시 양태를 따라서 제1 표준 마이크로 플레이트로부터 제2 표준 마이크로 플레이트로 유체를 이송하기 위한 장치.
아이템 34. 여기서 서술된 하나 이상의 실시 양태를 따라서 제1 표준 마이크로 플레이트로부터 제2 표준 마이크로 플레이트로 유체를 이송하기 위한 시스템.
아이템 35. 여기서 서술된 하나 이상의 실시 양태를 따라서 제1 표준 마이크로 플레이트로부터 제2 표준 마이크로 플레이트로 유체를 이송하기 위한 방법.
여기서 특정 실시 양태가 도시되고 서술되었지만, 청구범위의 요지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 다른 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 청구된 주제의 다양한 양상이 여기에서 서술되었지만, 그러한 양상은 조합하여 이용될 필요는 없다. 따라서, 첨부된 청구범위는 청구된 주체의 범위 내에 있는 모든 변경 및 수정을 포괄하는 것을 의미한다.

Claims (32)

  1. 공압 뚜껑에 있어서, 상기 뚜껑 또는 그 일부는 열가소성 엘라스토머(elastomer)로 구성되어 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트와 가역성이고 가스 불투과성 결합을 형성하며, 상기 뚜껑은:
    하나 이상의 마이크로 유체 채널을 포함하는 몸체로서,
    상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링되고 상기 몸체로부터 연장되는 하나 이상의 제1 연장 부분을 포함하고, 제1 개방부를 가지고 그 내부에 하나 이상의 제1 웰을 규정하는 상기 제1 마이크로 플레이트의 제1 개방부 상에 연장되도록 구성되는 제1 부분과,
    상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링되고 상기 몸체로부터 연장되는 하나 이상의 제2 연장 부분을 포함하고, 제2 개방부를 가지고 그 내부에 하나 이상의 제2 웰을 규정하는 상기 제2 마이크로 플레이트의 제2 개방부 상에 연장되도록 구성되는 제2 부분을 갖는 몸체를 포함하며,
    상기 하나 이상의 제2 연장 부분은 상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널을 통해 상기 하나 이상의 제1 연장 부분에 추가로 유동적으로 커플링되는, 공압 뚜껑.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 엘라스토머는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)을 포함하는, 공압 뚜껑.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 몸체의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 연장된 제거 가능한 브릿지 부분에 의해 연결되고, 상기 제거 가능한 브릿지 부분은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분에 커플링될 때, 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링시키고,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰에 각각 커플링될 때, 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 공압 뚜껑.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰에 각각 커플링될 때, 비기계적 장치를 통해 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 공압 뚜껑.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널 내에서 유체 흐름을 선택적으로 제어하는 하나 이상의 밸브를 더 포함하는, 공압 뚜껑.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유체 유속 및 지속 시간이 차압의 활성화에 의해 제어되는, 공압 뚜껑.
  7. 제4항에 있어서, 상기 기밀성 밀봉은 가역적 기밀성 밀봉인, 공압 뚜껑.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공압 뚜껑의 적어도 일부에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 공압 제어 피팅을 더 포함하는, 공압 뚜껑.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가스 불투과성 열가소성 엘라스토머는 투명한, 공압 뚜껑.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 제2 연장 부분은 각각 그 내부에 하나 이상의 보어를 포함하는 고체 중합체 플러그를 포함하는, 공압 뚜껑.
  11. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 제2 연장 부분은 각각:
    유체 유입을 제공하도록 구성되고, 몸체로부터 제1 거리 연장되는 제1 튜브와,
    유체 유출을 제공하도록 구성되고, 상기 몸체로부터 상기 제1 거리와 다른 제2 거리 연장되는 제2 튜브를 포함하는, 공압 뚜껑.
  12. 제1 개방부를 가지고, 그 내부에서 하나 이상의 제1 웰을 규정하는 제1 마이크로 플레이트;
    제2 개방부를 가지고, 그 내부에서 하나 이상의 제2 웰을 규정하는 제2 마이크로 플레이트; 및
    열가소성 엘라스토머로 구성된 공압 뚜껑 또는 그 일부로서, 상기 공압 뚜껑은 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트의 상부 상에 위치하여서 상기 공압 뚜껑이 상기 제1 개방부 및 상기 제2 개방부 상에 연장되고, 상기 공압 뚜껑은 상기 공압 뚜껑이 상기 제1 개방부 및 상기 제2 개방부 위에 위치될 때 상기 하나 이상의 제1 웰을 상기 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링시키는 하나 이상의 마이크로 유체 채널을 포함하는 몸체를 가지고, 상기 공압 뚜껑은 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 제공하는 공압 뚜껑 또는 그 일부를 포함하는, 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공압 뚜껑의 몸체의 제1 부분 및 제2 부분은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 연장된 제거 가능한 브릿지 부분에 의해 연결되고, 상기 제거 가능한 브릿지 부분은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분에 커플링될 때, 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링시키고,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰에 각각 커플링될 때, 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS)인, 장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 공압 뚜껑은:
    상기 제1 마이크로 플레이트의 하나 이상의 제1 웰 내로 연장되는 하나 이상의 제1 연장 부분; 및
    상기 제2 마이크로 플레이트의 하나 이상의 제2 웰 내로 연장되는 하나 이상의 제2 연장 부분;을 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널은 상기 하나 이상의 제1 연장 부분을 상기 하나 이상의 제2 연장 부분에 유동적으로 커플링시키는, 장치.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 공압 뚜껑은:
    상기 제1 마이크로 플레이트의 하나 이상의 제1 웰 내로 연장되는 하나 이상의 연장 부분; 및
    상기 제2 마이크로 플레이트의 하나 이상의 제2 웰 내로 연장되는 하나 이상의 중합체 플러그로서, 상기 하나 이상의 중합체 플러그의 각각의 하나는 그 내부에 하나 이상의 보어를 포함하는, 하나 이상의 중합체 플러그를 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널은 상기 하나 이상의 연장 부분을 상기 하나 이상의 보어에 유동적으로 커플링시키는, 장치.
  17. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제1 마이크로 플레이트는 상기 제2 마이크로 플레이트에 접촉하지 않는, 장치.
  18. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 공압 뚜껑은 비기계적 장치를 통해 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트에 커플링되는, 장치.
  19. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널 내에서 유체 흐름을 선택적으로 제어하는 하나 이상의 밸브를 더 포함하는, 장치.
  20. 제12항 또는 제13항에 있어서, 유체 유속 및 지속 시간이 차압의 활성화에 의해 제어되는, 장치.
  21. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 기밀성 밀봉은 가역적 기밀성 밀봉인, 장치.
  22. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 공압 뚜껑의 적어도 일부에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 공압 제어 피팅을 더 포함하는, 장치.
  23. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 공압 뚜껑은 열가소성 엘라스토머 층을 더 포함하고; 그리고
    상기 기밀성 밀봉이 상기 열가소성 엘라스토머 층을 통해 생성되는, 장치.
  24. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트 중 적어도 하나는 1 cm 초과의 높이를 갖는 딥 웰 플레이트(deep well plate)를 포함하는, 장치.
  25. 유체를 이송하기 위한 장치를 구성하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    제1 개방부를 가지고 그 내부에서 하나 이상의 제1 웰을 규정하는 제1 마이크로 플레이트를 제공하는 단계;
    제2 개방부를 가지고 그 내부에서 하나 이상의 제2 웰을 규정하는 제2 마이크로 플레이트를 제공하는 단계; 및
    제1 부분 및 제2 부분을 가지고, 열가소성 엘라스토머로 구성된 공압 뚜껑 또는 그 일부를, 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트의 상부 상에 위치시키는 단계로서, 상기 제1 개방부 및 상기 제2 개방부 상에 상기 공압 뚜껑이 연장되어서, 상기 공압 뚜껑이 상기 제1 개방부 및 상기 제2 개방부 상에 위치될 때 상기 공압 뚜껑 내의 하나 이상의 마이크로 유체 채널이 상기 하나 이상의 제1 웰 및 상기 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되도록 하는, 단계;를 포함하고,
    상기 공압 뚜껑은 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트 상에 기밀성 밀봉을 제공하는, 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링시키도록 상기 공압 뚜껑의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 제거 가능한 브릿지 부분을 위치시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 공압 뚜껑을 위치시키는 단계는,
    하나 이상의 제1 연장 부분을 상기 제1 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제1 웰 내로 삽입하는 단계; 및
    하나 이상의 제2 연장 부분을 상기 제2 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제2 웰 내로 삽입하는 단계;를 포함하고,
    상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널은 상기 하나 이상의 제1 연장 부분을 상기 하나 이상의 제2 연장 부분에 유동적으로 커플링시키는, 방법.
  28. 제25항에 있어서, 상기 공압 뚜껑의 상기 제1 부분을 위치시키는 단계는, 하나 이상의 제1 연장 부분을 상기 제1 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제1 웰 내로 삽입하는 단계를 포함하고,
    상기 공압 뚜껑의 상기 제2 부분을 위치시키는 단계는, 하나 이상의 제2 연장 부분을 상기 제2 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제2 웰 내로 삽입하는 단계를 포함하는, 방법.
  29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 마이크로 플레이트를 위치시키는 단계는, 상기 제2 마이크로 플레이트가 상기 제1 마이크로 플레이트에 접촉하지 않도록 상기 제1 마이크로 플레이트로부터 거리를 두고 상기 제2 마이크로 플레이트를 위치시키는 단계를 포함하는, 방법.
  30. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공압 뚜껑 또는 그 일부를 위치시키는 단계는, 상기 공압 뚜껑을 비기계적 장치를 통해 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트에 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
  31. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 마이크로 유체 채널 내에서 유체 흐름을 제어하기 위해 차압을 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  32. 유체를 이송하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
    제1 개방부를 가지고 그 내부에서 하나 이상의 제1 웰을 규정하는 제1 마이크로 플레이트;
    상기 제1 마이크로 플레이트와 별개의 제2 마이크로 플레이트로서, 상기 제2 마이크로 플레이트는 제2 개방부를 가지고 그 내부에서 하나 이상의 제2 웰을 규정하는, 제2 마이크로 플레이트;
    상기 제1 마이크로 플레이트 및 제2 마이크로 플레이트와 가역성이고 가스 불투과성 결합을 형성하는 열가소성 엘라스토머로 구성된 공압 뚜껑 또는 그 일부로서, 상기 공압 뚜껑은:
    상기 제1 개방부 상에 연장된 제1 부분으로서, 상기 제1 부분은, 상기 제1 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제1 웰 내로 연장된 하나 이상의 제1 연장 부분, 및 상기 하나 이상의 제1 연장 부분을 통해 상기 하나 이상의 제1 웰에 유동적으로 커플링되는 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 포함하는, 제1 부분,
    상기 제2 개방부 상에 연장된 제2 부분으로서, 상기 제2 부분은, 상기 제2 마이크로 플레이트의 상기 하나 이상의 제2 웰 내로 연장된 하나 이상의 제2 연장 부분, 및 상기 하나 이상의 제2 연장 부분을 통해 상기 하나 이상의 제2 웰에 유동적으로 커플링되는 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널을 포함하는, 제2 부분, 및
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 연장된 제거 가능한 브릿지 부분으로서, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 커플링될 때 상기 제거 가능한 브릿지 부분이 상기 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널을 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널에 유동적으로 커플링시키는, 제거 가능한 브릿지 부분을 포함하는 공압 뚜껑 또는 그 일부; 및
    상기 공압 뚜껑에 유동적으로 커플링된 하나 이상의 밸브로서, 상기 하나 이상의 밸브는 상기 하나 이상의 제1 마이크로 유체 채널 및 상기 하나 이상의 제2 마이크로 유체 채널 내에서 유체 흐름을 선택적으로 제어하도록 구성되는 하나 이상의 밸브;를 포함하며,
    상기 유체는 상기 공압 뚜껑 및 상기 하나 이상의 밸브를 통해 상기 제1 마이크로 플레이트 및 상기 제2 마이크로 플레이트 사이에서 이송되는, 시스템.
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