EP-4737556-A1 - MICROFLUIDIC SAMPLE DEVICES AND METHODS OF MAKING A MICROFLUIDIC ASSAY DEVICE

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mikrofluidische Probenvorrichtung, die einen ersten Behälter, der an seiner Unterseite eine erste Öffnung in einer ersten Bodenebene aufweist, und einen zweiten Behälter, der an seiner Unterseite eine zweite Öffnung in einer zweiten Bodenebene aufweist, umfasst, wobei der erste Behälter zumindest teilweise im Inneren des zweiten Behälters angeordnet ist, wobei der erste Behälter mit dem zweiten Behälter verbunden ist und wobei die erste Bodenebene gegenüber der zweiten Bodenebene nach oben versetzt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine mikrofluidische Probenvorrichtung, die einen ersten Behälter, der an seiner Unterseite eine erste Öffnung in einer ersten Bodenebene aufweist, und einen zweiten Behälter, der einen geschlossenen Boden aufweist, umfasst, wobei der erste Behälter zumindest teilweise im Inneren des zweiten Behälters angeordnet ist, wobei der erste Behälter mit dem zweiten Behälter verbunden ist und wobei die erste Bodenebene gegenüber dem Boden nach oben versetzt ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer mikrofluidischen Untersuchungsvorrichtung, insbesondere der zuvor genannten Probenvorrichtungen, für Untersuchungen.

Inventors

• HORN, ELIAS
• ZANTL, ROMAN

Assignees

• ibidi GmbH

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241030

Claims (15)

1. Mikrofluidische Probenvorrichtung (1) umfassend: einen ersten Behälter (2), der an seiner Unterseite eine erste Öffnung (4) in einer ersten Bodenebene (7) aufweist, und einen zweiten Behälter (3), der an seiner Unterseite eine zweite Öffnung (5) in einer zweiten Bodenebene (8) aufweist, wobei der erste Behälter zumindest teilweise im Inneren des zweiten Behälters angeordnet ist, wobei der erste Behälter mit dem zweiten Behälter verbunden ist und wobei die erste Bodenebene gegenüber der zweiten Bodenebene nach oben versetzt ist.
2. Probenvorrichtung nach Anspruch 1 weiterhin umfassend: ein Bodenelement (6), das die zweite Öffnung verschließt.
3. Probenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: einen dritten Behälter (16), der einen geschlossenen Boden (17) aufweist, wobei der erste Behälter und der zweite Behälter zumindest teilweise im Inneren des dritten Behälters angeordnet sind.
4. Mikrofluidische Probenvorrichtung umfassend: einen ersten Behälter (2), der an seiner Unterseite eine erste Öffnung (4) in einer ersten Bodenebene (7) aufweist, und einen zweiten Behälter (3), der einen geschlossenen Boden aufweist, wobei der erste Behälter zumindest teilweise im Inneren des zweiten Behälters angeordnet ist, wobei der erste Behälter mit dem zweiten Behälter verbunden ist und wobei die erste Bodenebene gegenüber dem Boden nach oben versetzt ist.
5. Probenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Bodenelement bzw. der Boden ein transparentes Material umfasst oder daraus besteht.
6. Probenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Bodenelement bzw. der Boden eine Dicke von mindestens 25 µm, insbesondere mindestens 100 µm, insbesondere mindestens 500 µm, und/oder höchstens 2 mm, insbesondere höchstens 1,5 mm, insbesondere höchstens 1 mm, aufweist.
7. Probenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche weiterhin umfassend: eine Strebe (12), mittels der der erste Behälter seitlich mit dem zweiten Behälter verbunden ist.
8. Probenvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Strebe oberhalb der ersten Bodenebene angeordnet ist.
9. Probenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche weiterhin umfassend: einen Abstandshalter (15), der an der Unterseite des ersten Behälters befestigt ist, wobei der Abstandshalter bis zur zweiten Bodenebene bzw. bis zum Boden reicht.
10. Probenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Behälter und/oder der Abstandshalter an ihrer Unterseite eine klebrige Oberfläche aufweisen.
11. Probenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche weiterhin umfassend: ein Hydrogel (9), das die erste Öffnung verschließt.
12. Probenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Behälter ein Volumen von mindestens 20 µl, insbesondere mindestens 50 µl, insbesondere mindestens 100 µl, insbesondere mindestens 500 µl, und/oder höchstens 2000 µl, insbesondere höchstens 1500 µl, insbesondere höchstens 1000 µl, hat.
13. Probenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Öffnung einen Durchmesser von mindestens 2 mm aufweist.
14. Probenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Probenvorrichtung ein thermoplastisches Polymer und/oder ein Elastomer umfasst oder daraus besteht.
15. Verfahren zur Herstellung einer mikrofluidischen Untersuchungsvorrichtung, insbesondere der Probenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für Untersuchungen, umfassend die folgenden Schritte: Anordnen eines Einsatzes umfassend einen ersten Behälter (2), der an seiner Unterseite eine erste Öffnung (4) in einer ersten Bodenebene (7) aufweist, und einen zweiten Behälter (3), der an seiner Unterseite eine zweite Öffnung (5) in einer zweiten Bodenebene (8) aufweist, an einem Bodenelement (6), wobei der erste Behälter zumindest teilweise im Inneren des zweiten Behälters angeordnet ist, wobei die erste Bodenebene gegenüber der zweiten Bodenebene nach oben versetzt ist, Einbringen eines Hydrogels (9) in das Innere des ersten Behälters, so dass die erste Öffnung des ersten Behälters verschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft mikrofluidische Probenvorrichtungen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer mikrofluidischen Untersuchungsvorrichtung. Im Bereich der Zell- und Gewebekulturmodelle werden biologische Grenzflächen üblicherweise mit Hilfe von porösen und permeablen Membranen erzeugt. Diese Membranen stabilisieren die Zellen in der Kultur und erlauben die Nutzung verschiedener Flüssigkeiten auf beiden Seiten der Membran. Dazu wird ein Einsatz, auf dem eine Membran gespannt ist, in einen Behälter einer Zellkulturplatte oder in eine Petrischale gehängt. Der Einsatz selbst wird befüllt, ebenso der Behälter, so dass die Membran die beiden Flüssigkeiten trennt. Werden Zellen auf dieser Membran kultiviert, können sie auf dieser Grenzfläche kultiviert und untersucht werden. Beide Membranseiten können mit unterschiedlichen Flüssigkeiten oder Konzentrationen gefüllt werden. Diese Membraneinsätze können biologische Grenzflächen simulieren, also z.B. jene Übergangsbereiche zwischen Geweben im menschlichen Körper, die klar voneinander abgetrennt sind. Typische Zellmodellsysteme, die Grenzflächen bilden und sich in ihrer natürlichen Umgebung abgrenzen, sind z.B. Endothelzellen, Epithelzellen und Nierenzellen. Kommerziell erhältliche Membraneinsätze sind z.B. Corning®Transwell®, Nunc™ Polycarbonat-Zellkultureinsätze oder ThinCert® Zellkultureinsätze (Greiner Bio-One), mit Membranen bestehend aus verschiedenen thermoplastischen Polymerwerkstoffen, wie z.B. Polyester und Polycarbonat. Dabei finden Porengrößen von ca. 0,5 µm bis ca. 12 µm Verwendung. Derartige herkömmliche Membraneinsätze haben den Nachteil, dass die biologische Grenzfläche nicht nahe an der natürlichen Beschaffenheit nachgebildet wird und das Membranmaterial mikroskopische Untersuchungen durch hohe Autofluoreszenz, schlechte Transmission und Streueffekte erschwert. Es besteht daher ein Bedarf an einer mikrofluidischen Probenvorrichtung, mit der Mikroskopie an einer biologischen Grenzfläche nahe an der natürlichen Beschaffenheit durchgeführt werden kann. Angesichts dessen besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bereits darin, eine mikrofluidische Probenvorrichtung bereitzustellen, mittels derer Teile der Probe bzw. eines Mediums, das die Probe umgibt, getrennt werden können. Diese Aufgabe wird durch eine Probenvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung stellt eine mikrofluidische Probenvorrichtung bereit, die einen ersten Behälter, der an seiner Unterseite eine erste Öffnung in einer ersten Bodenebene aufweist, und einen zweiten Behälter, der an seiner Unterseite eine zweite Öffnung in einer zweiten Bodenebene aufweist, umfasst, wobei der erste Behälter zumindest teilweise im Inneren des zweiten Behälters angeordnet ist, wobei der erste Behälter mit dem zweiten Behälter verbunden ist und wobei die erste Bodenebene gegenüber der zweiten Bodenebene nach oben versetzt ist. Durch die zwei Behälter und den Versatz der Bodenebenen können Teile der Probe bzw. des Mediums, das die Probe umgibt, getrennt werden. Sämtliche Ortsangaben wie beispielsweise "Unterseite", "Innere", "oben", "seitlich" beziehen sich auf den bestimmungsgemäßen Gebrauch der Probenvorrichtung. Der erste Behälter kann gegenüber dem zweiten Behälter fixiert sein. Das bedeutet, dass der erste Behälter mit dem zweiten Behälter in einer festen Ortsbeziehung steht bzw. gegenüber dem zweiten Behälter eine feste Relativposition einnimmt. Dass die erste Bodenebene gegenüber der zweiten Bodenebene nach oben versetzt ist, ist gleichbedeutend damit, dass die Unterseite des ersten Behälters gegenüber der Unterseite des zweiten Behälters nach oben versetzt ist. Mit anderen Worten endet der zweite Behälter im bestimmungsgemäßen Gebrauch unterhalb des ersten Behälters. Die Probenvorrichtung kann ein Bodenelement, das die zweite Öffnung verschließt, umfassen. Durch das Bodenelement ist der zweite Behälter nach unten geschlossen, wodurch ein Verlust an Flüssigkeit verhindert wird. Das Bodenelement kann einen Boden des zweiten Behälters bilden. Das Bodenelement kann selbst undurchlässig für Flüssigkeit sein. Die Probenvorrichtung kann einen dritten Behälter, der einen geschlossenen Boden aufweist, umfassen, wobei der erste Behälter und der zweite Behälter zumindest teilweise im Inneren des dritten Behälters angeordnet sein können. Durch den dritten Behälter wird ein Auslaufen von Flüssigkeit aus dem ersten und/oder zweiten Behälter vermieden. Der dritte Behälter dient als Reservoir für Flüssigkeit. An dem geschlossenen Boden kann keine Flüssigkeit austreten. Der dritte Behälter kann einen Boden des zweiten Behälters bilden. Der dritte Behälter kann als Vertiefung gemäß Standards von Mikrotiterplatten (z.B. ANSI-Standard "ANSI SLAS 4-2004 (R2012) (formerly recognized as ANSI/SBS 4-2004)") oder Petrischalen ausgebildet sein. Der dritte Behälter kann die Größe eines Objektträgers (z.B. gemäß DIN ISO 8037-1:2003-05) haben. Ein, sechs, zwölf, 24, 48, 96, 384, und/oder 1536 der jeweils vorgenan