[发明专利]用于构建三维微环境的方法及装置

权利要求书

1.构建三维微环境的方法，包括如下步骤：

a1)将样品液置于权利要求3-9中任一所述用于构建三维微环境的装置的基底A上，形成液体薄层；

a2)将步骤a1)中形成所述液体薄层的所述基底A覆盖在权利要求3-9中任一所述用于构建三维微环境的装置的微海绵支架或微海绵支架阵列上，待所述样品液分散进入到所述微海绵支架或所述微海绵支架阵列后，实现所述样品液的三维微尺度装载，完成所述三维微环境的构建；

所述液体薄层的厚度为10微米-200微米。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述样品液包括下述a)-d)中任一所述的物质：

a)小分子化合物、药物、核酸、蛋白中的任一种或任几种的混合物；

b)细胞外基质成分、高分子材料、微珠中的任一种或任几种的混合物；

c)真核细胞、原核细胞、病毒、微生物中的任一种或任几种的混合物；

d)a)-c)中任几种的混合物。

3.用于构建三维微环境的装置，包括下述a1)和a2)的两个器件：a1)微海绵支架或由两个以上所述微海绵支架组成的微海绵支架阵列；a2)用于装载样品液的基底A；

所述微海绵支架用生物材料制成，具有若干小孔；所述小孔的孔径为1μm-999μm，孔间距为1μm-999μm，所述小孔在所述微海绵支架上所形成的孔隙率为80％-99％；

所述生物材料为可交联的人工合成的生物材料和/或可交联的天然生物材料；所述人工合成的生物材料为下述至少一种：聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸、聚羟基酸、聚乳酸醇酸共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酸酐、聚酸酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚缩醛、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚吡咯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氧化乙烯；所述天然生物材料为下述至少一种：明胶、明胶衍生物、藻酸盐、藻酸盐衍生物、琼脂、基质胶、胶原、蛋白多糖、糖蛋白、透明质酸、层连接蛋白和纤维连接蛋白；

所述装载样品液的基底A为亲水性基底或疏水性基底；所述基底的亲水性或疏水性使样品液在所述基底的表面形成液体薄层；所述液体薄层的厚度为10微米-200微米。

4.根据权利要求3所述装置，其特征在于：所述装置还包括镶嵌在所述基底A周边的边框；

所述边框用生物材料制成，所述生物材料为可交联的人工合成的生物材料和/或可交联的天然生物材料；所述人工合成的生物材料为下述至少一种：聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸、聚羟基酸、聚乳酸醇酸共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酸酐、聚酸酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚缩醛、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚吡咯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氧化乙烯；所述天然生物材料为下述至少一种：明胶、明胶衍生物、藻酸盐、藻酸盐衍生物、琼脂、基质胶、胶原、蛋白多糖、糖蛋白、透明质酸、层连接蛋白和纤维连接蛋白。

5.根据权利要求3-4所述装置，其特征在于：所述微海绵支架按照包括如下步骤的方法制备：

b1)将聚合物单体聚乙二醇二丙烯酸酯和2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解在饱和NaCl溶液中，得到可光交联的预聚物溶液A，向所述可光交联的预聚物溶液A中加入直径为100-125μm的NaCl颗粒，混匀，得到液体C；

b2)利用紫外光源照射步骤b1)获得的液体C，使所述可光交联的预聚物溶液A发生交联反应，得到微水凝胶；

b3)将步骤b2)获得的所述微水凝胶浸于超纯水中除去未交联的所述聚合物单体聚乙二醇二丙烯酸酯、杂质和所述NaCl颗粒，之后，将其在-20℃条件下冷冻4-5h，再在-50℃，20pa条件下，干燥12小时，得到所述微海绵支架。

6.根据权利要求5所述装置，其特征在于：所述聚合物单体聚乙二醇二丙烯酸酯在所述可光交联的预聚物溶液A中的含量为每100ml所述可光交联的预聚物溶液A中含有10g所述聚合物单体聚乙二醇二丙烯酸酯；

所述2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮在所述可光交联的预聚物溶液A中的含量为每100ml所述可光交联的预聚物溶液A中含有0.5g所述2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；

所述NaCl颗粒与所述可光交联的预聚物溶液A的配比为每1ml所述可光交联的预聚物溶液A中含1mg所述NaCl颗粒。