[发明专利]用于细胞培养的微流控装置和方法

权利要求书

1.用于细胞培养的多层微流控生物反应器，包括集箱层、基础层和位于所述集箱层与基础层之间的流体可渗透流动层，其中：

(a)所述流动层包含上表面和下表面，并且所述上表面包含用于保留细胞的一个或更多个凹槽；

(b)所述基础层提供用于在所述流动层中进行气体交换的气体流动路径；以及

(c)所述集箱层被配置成在流动层上表面之上限定流动通道，并且所述集箱层包括：

(i)第一入口端口；

(ii)第一出口端口；

(iii)一个或更多个第一流体入口，其提供所述第一入口端口与流动通道之间的流体连通；以及

(iv)一个或更多个第一流体出口，其提供所述流动通道与第一出口端口之间的流体连通；

其中所述一个或更多个流体入口和一个或更多个流体出口被定位在所述集箱中，使得从所述一个或更多个流体入口进入所述流动通道的流体以第一流动方向朝向所述一个或更多个流体出口移动，所述第一流动方向交叉于所述至少一个凹槽以使所述至少一个凹槽中接收到的细胞的破坏最小化。

2.根据权利要求1所述的多层微流控生物反应器，其中所述集箱层包括：

-第二出口端口；以及

-一个或更多个第二流体出口，其提供所述流动通道与第二出口端口之间的流体连通；

其中所述一个或更多个第二流体出口被定位在所述集箱中，使得通过所述第二出口端口离开所述流动通道的流体以第二流动方向朝向所述一个或更多个第二流体出口流动，所述第二流动方向沿着所述一个或更多个凹槽。

3.根据权利要求2所述的多层微流控生物反应器，其中所述集箱层还包括：

-第二入口端口；以及

-一个或更多个第二流体入口，其提供所述第二入口端口与流动通道之间的流体连通；

其中所述一个或更多个第二流体入口沿着所述集箱的尺度定位，其与所述一个或更多个凹槽的纵向尺度基本上正交，使得从所述一个或更多个第二流体入口进入所述流动通道的流体以所述第二流动方向朝向所述一个或更多个第二出口流动。

4.根据权利要求3所述的多层微流控生物反应器，其中所述第二入口端口接收来自一个或更多个介质源的流体，并且所述集箱包含用于将流体介质接纳到所述第二入口端口中的一个或更多个第二流体通道。

5.根据权利要求4所述的多层微流控生物反应器，其中所述第二流体通道延伸穿过所述集箱层、流动层和基础层，优选共线地延伸，以形成穿过所述多层微流控生物反应器的垂直通道。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的多层微流控生物反应器，其中所述第一入口端口接收来自一个或更多个流体源的流体，并且所述集箱包括用于将所述流体介质接纳到所述第一入口端口中的一个或更多个第一流体通道。

7.根据权利要求6所述的多层微流控生物反应器，其中所述第一流体通道延伸穿过所述集箱层、流动层和基础层，优选共线地延伸，以形成穿过所述多层微流控生物反应器的垂直通道。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的多层微流控生物反应器，其中所述第一流动方向和第二流动方向基本上正交。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的多层微流控生物反应器，其还包含将所述流动通道分隔成第一流动通道和第二流动通道的选择性可渗透膜；其中所述选择性可渗透膜提供低分子量代谢物的交换。

10.根据权利要求9所述的多层微流控生物反应器，其还包含次级集箱，其中所述选择性可渗透膜位于所述集箱与次级集箱之间，从而形成所述集箱与次级集箱之间的第二流动通道，其中所述次级集箱包含：

(i)与所述第二流动通道流体连通的次级入口端口；以及任选地，

(ii)与所述第二流动通道流体连通的次级出口端口；

其中所述选择性可渗透膜提供进入所述第二入口端口的低分子量流体代谢物的交换，并且任选地，提供通过所述次级出口端口对低分子量流体代谢物的移除。