БЛОК КЛЕТОЧНЫХ ЯЧЕЕК МИКРОФЛЮИДНОГО ЧИПА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области биохимии и молекулярной биологии, а именно, к конструкции микрофлюидного чипа, который может быть использован для культивирования и/или исследования клеток человека, животных, растений и/или культур вирусов, например, изучения миграции клеток или совместимости культивирования нескольких типов клеток, а также для исследования влияния различных химических веществ на клетки в условиях in vitro, в частности, могут применяться для проведения исследований токсичности и метаболизма лекарственных препаратов, реализации процессов метастазирования опухолевых клеток в среде культивирования и др.
В частности, полезная модель представляет собой усовершенствованную часть микрофлюидного чипа, характеризующую выполнение, по меньшей мере, двух клеточных ячеек с пробками для герметизации полостей ячеек.
Уровень техники
На сегодняшний день микрофлюидные чипы широко применяются в различных областях науки и техники. При этом в литературе активно используются и другие термины, характеризующие данную конструкцию - микрофлюидные системы или модули, микрофлюидные платформы, микрофлюидные устройства, микробиореакторы.
Наиболее эффективно микрофлюидные чипы используются в химических, биологических и медицинских исследованиях, например, для культивирования клеток, моделирования тканей и органов человека, и, в отличие от промышленных биореакторов, предназначены для максимально полного и правдоподобного воспроизведения in vitro физиологических условий in vivo (рН культуральной среды, концентрации кислорода, удаления продуктов метаболизма, поддержания состава культуральной среды, формирования физиологичных механических воздействий).
В зависимости от решаемой задачи из уровня техники известно использование микрофлюидных платформ различной конструкции и топологии, например, ONIX CellASIC, MicroSlide, MOP (Microfluidic Organ-on-chip Pack) и др. В простейшем случае, конструкция микрофлюидного чипа представляет собой две герметично соединенные пластины, в одной из которой (основа) сформированы ячейки для культивирования клеток, снабженные пробками и соединенные микроканалами, клапаны и другие активные элементы, а другая является защитной.
Из уровня техники известны микрофлюидные чипы (RU 2648444, RU 2584598), представляющие собой трехслойную структуру, включающую: пластину из поликарбоната, в которой выполнены резьбовые отверстия, соответствующие расположению микрофлюидных элементов чипа (например, клеточных ячеек, микронасосов, включающих клапаны, рабочие камеры), а также служащие для подключения к нему различных емкостей (емкости с питательной средой, емкости сбора среды, емкости сбора фильтрата) и внешних модулей (например, средства создания постоянного давления); слой из ПДМС, в котором выполнены микрофлюидные элементы чипа, включая ячейки для размещения/культивирования клеточных моделей, соединенные микрофлюидными каналами, и предметное стекло, герметизирующее микрофлюидную систему в слое ПДМС.
В частности, микрофлюидный чип по патенту RU 2648444 содержит объединенные микрофлюидными каналами, по крайней мере, шесть идентичных ячеек, предназначенных для одновременного сокультивирования клеточных моделей органов и тканей человека в проточном или замкнутом режимах. Ячейки сверху герметизированы пробками, закрепленными в пластине из поликарбоната с помощью резьбового соединения.
Наиболее близким к заявляемому решению является микрофлюидный чип для культивирования клеток или клеточной модели (патент RU 2612904), который включает выполненные в корпусе (пластине) ячейки для культивирования клеточных моделей с пробками, соединенные микрофлюидными каналами, образующими замкнутый контур циркуляции питательной среды, и содержащими клапаны для перекрытия каналов и фитинги для подключения к устройству подачи давления на клапаны. При этом каждая ячейка для культивирования образована выполненным в корпусе отверстием и снабжена крышкой (пробкой). Крышка может быть выполнена с возможностью введения через нее различных растворов и отбора проб циркулирующей питательной среды или фильтрата. Ячейка выполнена с возможностью герметичного размещения в ней мембранной вставки Transwell. Возможен вариант реализации, при котором микрофлюидный чип содержит несколько ячеек, в которых могут располагаться различные модели, например, на основе различных линий клеток. Данный вариант позволяет сокультивировать несколько различных моделей, объединенных одним контуром циркуляции. Крышки ячеек закреплены в пластине с помощью резьбового соединения. Крышки могут иметь выступ на части, размещаемой внутри ячейки, и снабжены эластичными кольцами для герметизации полости ячейки. В другом варианте исполнения крышка может быть полностью или частично изготовлена из эластичного материала, обеспечивающего герметичное соединение с верхней пластиной.
Однако данная конструкция микрофлюидного чипа, содержащего, по меньшей мере, две ячейки, каждая из которых снабжена отдельной пробкой (крышкой), обладает рядом недостатков. Во-первых, микрофлюидный чип затруднительно стерилизовать ввиду разнородности используемых в процессе его эксплуатации материалов: поликарбонат (материал основы), резина (материал уплотнителей), металл (материал фитингов). Во-вторых, поскольку для герметичного подключения к чипу различных модулей управления и герметизации клеточных ячеек требуется применение пробок, уплотнительных прокладок и манжет, конструкция не может обеспечить необходимый уровень эргономичности и удобства эксплуатации, а также препятствует поддержанию стерильности в процессе эксплуатации чипа.
Раскрытие полезной модели
Техническая проблема, решаемая настоящей полезной моделью, заключается в разработке блока микрофлюидного чипа, характеризующего выполнение, по меньшей мере, двух клеточных ячеек с пробками для герметизации полостей ячеек.
Техническим результатом полезной модели является повышение удобства при эксплуатации чипа при снижении риска контаминации культивируемых культур, что обеспечивает чистоту и высокое качество проводимого исследования. Кроме того, заявляемый микрофлюидный чип характеризуется простотой конструкции за счет снижения количества комплектующих элементов, а, следовательно, повышением надежности и долговечности при его эксплуатации.
Заявляемая полезная модель позволяет устранить недостатки, характерные для перечисленных выше аналогов. В частности, заявляемый микрофлюидный чип обеспечивает герметичность примыкания пробки, закрывающей клеточные ячейки и технологическое отверстие, и заменяет множество отдельных пробок для каждой клеточной ячейки и отдельных уплотнительных деталей (прокладок, уплотнительных колец) на две детали: эластичный элемент в виде уплотнительного слоя из ПДМС, выполненного на поверхности чипа, и пробку, выполненную в виде одной монолитной детали с выступами, количество и расположение которых соответствует количеству и расположению клеточных ячеек и технологических отверстий. Кроме того, уплотнительный слой из ПДМС характеризуется, с одной стороны, повышенной прочностью и долговечностью по сравнению с отдельными уплотнителями и прокладками, а с другой стороны - существенно упрощает процесс стерилизации: нет необходимости в отсоединении уплотнительного слоя от основы микрофлюидного чипа перед стерилизацией и установкой его после стерилизации в отличие от отдельных прокладок и уплотнителей. Минимизация количественного состава деталей и предотвращение нежелательного контакта с микрофлюидными элементами в процессе работы с чипом обеспечивают длительное сохранение стерильности в процессе эксплуатации. Заявляемый чип характеризуется удобством при его эксплуатации, в т.ч. за счет сокращения времени, которое требуется на сборку-разборку чипа (в т.ч. для стерилизации при повторном использовании чипа).
Технический результат достигается тем, что блок клеточных ячеек микрофлюидного чипа включает клеточные ячейки, входящие в микрофлюидную систему чипа заданной топологии, снабженные пробками, выполненными с возможностью герметизации полостей ячеек, где пробки выполнены объединенными жесткой связью с образованием единой монолитной детали, при этом пробки образованы выступами, сформированными на внутренней стороне упомянутой детали, контактирующей с соответствующей поверхностью чипа, где количество, форма и взаимное расположение данных выступов соответствуют количеству ячеек, требующих герметизации, форме верхней части их внутренней поверхности и взаимному расположению ячеек в чипе, соответственно, при этом для герметизации полостей ячеек выступами упомянутой детали микрофлюидный чип снабжен уплотнительным слоем из формовочного материала, размещенным на поверхности чипа в области контакта с соответствующей частью внутренней поверхности упомянутой детали.
Уплотнительный слой из формовочного материала может быть выполнен в виде единой эластичной детали.
Жесткая связь, объединяющая пробки в единую монолитную деталь, представляет собой пластину, при этом выступы, образующие пробки, выполнены на одной из сторон пластины и могут иметь ступенчатый профиль в продольном сечении. Пластина с противоположных торцевых сторон может быть выполнена с рифлением для обеспечения удобства ее захвата. Единая монолитная деталь может быть выполнена из полистирола.
Для герметизации полостей ячеек пробки-выступы могут быть снабжены «зубцами», обеспечивающими фиксацию и центрирование выступов пробки в отверстиях чипа. При этом уплотнительный слой из формовочного материала, размещенный на поверхности чипа, может частично заходить на внутреннюю поверхность клеточных ячеек с возможностью обеспечения контакта с «зубцами» выступов. «Зубцы» в поперечном сечении могут иметь различную форму, например, быть выполнены в форме сегмента цилиндра (например, полуцилиндра) и размещены на боковой поверхности выступа на равноудаленном расстоянии друг от друга. В предпочтительном варианте выполнения «зубцы» со стороны нижней (торцевой) поверхности пробки-выступа выполнены со скосом, который может иметь ступенчатую форму.
Пробки-выступы могут быть выполнены со «шляпками» в виде сформированных со стороны внутренней поверхности пластины площадок.
Микрофлюидный чип в общем виде представляет собой пластину (основу) из поликарбоната или полистирола, на которой со стороны ее нижней поверхности размещен слой формовочного материала со сформированной в нем микрофлюидной системой заданной топологии, загерметизированной предметным стеклом, при этом в пластине (основе) выполнены отверстия, количество и расположение которых определяется топологией микрофлюидной системы.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено конструктивное решение одного из вариантов микрофлюидного чипа с заявляемым блоком ячеек в сборе (с пробками для клеточных ячеек и технологического отверстия), где на местном разрезе представлен фрагмент, показывающий внутреннюю структуру чипа со слоями из формовочного материала на поверхностях основы и уплотнительным слоем в отверстии основы, а также конструкцию клеточной ячейки, общий вид; на фиг. 2 - вариант микрофлюидного чипа, представленный на фиг. 1, без пробки, общий вид; на фиг. 3 - вариант микрофлюидного чипа, представленный на фиг. 1, вид сверху; на фиг. 4 - изображение фрагмента микрофлюидного чипа фиг. 3 в поперечном разрезе по линии А-А, где представлено отверстие, соответствующее технологическому отверстию (лунке для смены среды), на фиг. 5 - изображение фрагмента фиг. 3 в поперечном разрезе по линии Б-Б, где представлены отверстия, соответствующие клеточной ячейке, клапанам и рабочей камере микронасоса; на фиг. 6 представлен пример топологии микрофлюидной системы; на фиг. 7-9 представлен вариант выполнения пробок в виде единой детали для герметизации отверстий микрофлюидного чипа, соответствующих двум клеточным ячейкам и лунке для смены среды, при этом на фиг. 7 представлен вид детали снизу, на фиг. 8 - вид детали сбоку и с местным разрезом, показывающим углубление, выполненное в выступе пробки, на фиг. 9 - фотография изготовленной детали; на фиг. 10 и 11 представлены фотографии микрофлюидного чипа с двумя различными вариантами выполнения заявляемого блока клеточных ячеек с пробками; на фиг. 12 представлено графическое изображение микрофлюидного чипа, представленного на фиг. 11, с проточным вариантом выполнения микрофлюидной системы; на фиг. 13 - графическое изображение пробок, показанных на фиг. 12.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - микрофлюидный чип
2 - основа
3 - слой ПДМС с микрофлюидной системой
4 - уплотнительный слой из ПДМС
5 - оптически прозрачная пластина (предметное стекло)
6 - клеточная ячейка
7 - клапан микронасоса;
8 - рабочая камера микронасоса;
9 - лунка для смены среды микрофлюидной системы (технологическое отверстие);
10 - микроканал, соединяющий микрофлюидные элементы;
11 - пластина с выступами (пробками)
12 - пробка (выступ)
13 - «зубцы», расположенные на пробке-выступе
14 - скос «зубца»
15 - «шляпка» пробки (или площадка)
Осуществление полезной модели
Терминам и выражениям, используемым в настоящей заявке, придают следующие значения.
«Микрофлюидная система» - набор микрофлюидных элементов, объединенных системой микроканалов.
«Микрофлюидный элемент» - составная часть микрофлюидного контура, реализующая определенную функцию, например, соединительный канал, клапан, клеточная ячейка, технологическое отверстие и т.д. При этом микрофлюидные элементы характеризуются объемами порядка микро-, нано- и пиколитров.
«Микрофлюидный чип» - структура, содержащая микрофлюидную систему заданной топологии.
Остальным терминам и выражениям придается обычное для своего контекста значение, известное специалистам в данной сфере. Однако настоящую полезную модель не следует ограничивать выбранной специальной терминологией. Специалисты в соответствующей области должны понимать, что можно использовать и другие термины, равно как и другие известные из уровня техники средства и методы для реализации заявляемого решения.
Ниже представлено более детальное описание полезной модели.
В зависимости от решаемой задачи по культивированию и/или исследованию клеток человека, животных, растений и/или культур вирусов, микрофлюидный чип может иметь различное конструктивное исполнение, включая конструктивное решение микрофлюидной системы. В любом из вариантов выполнения микрофлюидного чипа он содержит клеточные ячейки, соединенные с микрофлюидными каналами, при этом клеточные ячейки, как правило, снабжены герметизирующими пробками. Наиболее часто при проведении исследований используют микрофлюидный чип, конструкция которого включает основу в виде пластины из поликарбоната или полистирола с отверстиями, являющейся твердым основанием, с размещенным на одной из ее сторон слоя затвердевшего формовочного материала со сформированной в нем микрофлюидной системой заданной топологии, герметизированной нижним слоем в виде оптически прозрачной пластины. При этом отверстия в пластине являются частью микрофлюидной системы и выполняют определенную функцию. Микрофлюидная система может быть выполнена с произвольной топологией - проточной, замкнутой, одноконтурной, многоконтурной, кроме того микрофлюидная система может содержать две или более ячеек для культивирования различных клеточных моделей, а также технологические отверстия. В качестве формовочного материала могут быть использованы эластичные термопласты или реактопласты, например, силоксаны, полиуретаны, полимеры OSTE+. В предпочтительном варианте осуществления полезной модели в качестве формовочного материала используют газопроницаемый эластичный органический материал - полидиметилсилоксан (ПДМС).
Заявляемая конструкция микрофлюидного чипа, помимо слоя из ПДМС, в котором сформирована микрофлюидная система, также содержит слой из ПДМС, сформированный на верхней стороне основания (со стороны, противоположной стороне размещения слоя с микрофлюидной системой). При этом данный уплотнительный слой может представлять собой единую эластичную деталь, которая служит для уплотнения размещаемых в отверстиях чипа крышек или пробок, что позволяет заменить множество отдельных уплотнительных деталей, например, уплотнительных колец на одну деталь.
Слой затвердевшего формовочного материала с микрофлюидной системой, сформированный на основе чипа, может иметь толщину, например, от 0,1 до 5 мм. Размер микрофлюидных каналов (высота) может составлять от 0,1 до 2 мм. Толщина уплотнительного слоя на поверхности основы может составлять от 0,5 до 10 мм. Толщина уплотнительного слоя внутри отверстий может составлять от 0,1 до 4 мм. При этом толщина самой основы чипа может варьироваться от 2 до 16 мм.
Микрофлюидная система, формируемая большей частью в слое ПДМС, может представлять собой набор различных микрофлюидных элементов, назначение которых определяется в зависимости от целей использования чипа. Микрофлюидные элементы объединены системой микрожидкостных каналов (микроканалов). В качестве микрофлюидных элементов могут выступать, например, клеточные ячейки для культивирования клеточных моделей, различные клапаны и рабочие камеры (мембраны), обеспечивающие движение питательной среды по микроканалам, а также обеспечивающие гашение скачков давления и скорости движения питательной среды (демпфирующие элементы), технологические отверстия (лунки) для доступа к питательной среде чипа. При этом клапаны могут быть выполнены с возможностью уменьшения просвета микрофлюидного канала вплоть до его герметичного перекрытия, или могут обеспечивать «отключение» ответвления микрофлюидного канала. В частности, микрофлюидная система может содержать несколько (от 2 и более) клеточных ячеек и микронасос, объединенные микроканалами, образующими как минимум, один контур для циркуляции питательной среды. При этом в различных ячейках могут располагаться различные модели, например, на основе различных линий клеток. В частности, конструктивные решения микрофлюидной системы могут быть выполнены по аналогии с описанными в патентах РФ №№2612904, 171690, 2584598.
Ниже представлено подробное описание блока клеточных ячеек микрофлюидного чипа (фиг. 1-13), включающего клеточные ячейки, входящие в микрофлюидную систему чипа заданной топологии, снабженные пробками, выполненными с возможностью герметизации полостей ячеек. При этом заявляемый блок может быть реализован во многих различных формах, и представленное его описание ниже не должно рассматриваться как ограничение его осуществления. Данные варианты осуществления представлены для того, чтобы раскрытие заявляемого решения было полным и завершенным и в полной мере передавало сущность полезной модели для специалистов в данной области техники.
Блок клеточных ячеек микрофлюидного чипа включает, по меньшей мере, две клеточные ячейки, входящие в микрофлюидную систему чипа заданной топологии, снабженные пробками, выполненными с возможностью герметизации полостей ячеек. При этом пробки выполнены на пластине с образованием единой монолитной детали, предпочтительно из полистирола, таким образом, что упомянутые пробки сформированы в виде выступов с внутренней стороны упомянутой пластины, где количество, форма и взаимное расположение данных выступов соответствуют количеству ячеек (включая технологические отверстия), форме верхней части их внутренней поверхности и их взаимному расположению в чипе, соответственно (фиг. 1).
Выступы, выполняющие функцию пробок, могут иметь сложный профиль в продольном сечении, например, ступенчатый, где один из элементов пробки, соответствующий первой ступени профиля, служит уплотнительным кольцом, форма второго участка профиля («зубцов») позволяет провести центровку пробки в отверстии ячейки, наличие третьего участка обеспечивает вымещение лишнего объема среды из ячейки. Элемент пробки, который выполняет функцию уплотнительного кольца, имеет размеры, превышающие диаметр ячейки, и в представленных примерах реализации полезной модели может иметь величину от 3 мм до 15 мм, толщину - от 0,5 до 5 мм. Количество «зубцов» определяется диаметром ячейки и варьируется от 3 до 20 штук, высота - от 0,5 мм до 5 мм. (фиг. 7, 8, 9).
Выступы пробки могут быть выполнены с углублениями (например, круглого сечения) в торцевых частях для предотвращения возникновения избыточного давления в микрофлюидной системе чипа при установке на него данной пробки (фиг. 8).
Для герметизации полостей ячеек выступы снабжены «зубцами», обеспечивающими фиксацию и центрирование выступов пробки в отверстиях чипа (фиг. 1, 2, 3). Данным термином в рамках заявляемого решения обозначен рельеф боковой поверхности выступа-пробки, сформированный протяженными выступами, которые могут иметь в поперечном сечении различную форму - округлую, угловую, трапецеидальную и др. В одном из вариантов реализации пробки «зубцы» выполнены в форме полуцилиндров и расположены по окружности выступа-пробки на равноудаленном расстоянии друг от друга. При этом в предпочтительном варианте выполнения пробки ее «зубцы» со стороны нижней (торцевой) поверхности пробки-выступа выполнены со скосом, который также может иметь ступенчатую форму с уменьшением толщины зубца в направлении к упомянутой нижней поверхности пробки.
Пробки-выступы в предпочтительном варианте осуществления полезной модели выполнены со «шляпками» (например, выполняющими функцию уплотнительного кольца), которые представляют собой сформированные со стороны внутренней поверхности пластины площадки, которые могут быть выполнены раздельными под каждую пробку или объединенными между собой с образованием единой поверхности (см. фиг. 7, 8, 9).
Пластина с противоположных ее торцевых сторон может быть выполнена с рифлением для обеспечения удобства ее захвата.
Выполнение уплотнительного слоя формовочного материала, размещенного на поверхности чипа, с частичным размещением на внутренней поверхности клеточных ячеек, в комбинации с выполнением пробки с рельефной боковой поверхностью (с «зубцами») обеспечивает более удобную установку пробки в отверстиях ячейки с обеспечением качественной герметизации ее объема (фиг. 1-5).
Таким образом, пробка, используемая в заявляемом блоке, представляет собой монолитную деталь из полистирола или поликарбоната, одновременно закрывающую технологическое отверстие и клеточные ячейки микрофлюидного чипа, которая заменяет несколько отдельных крышек и уплотнительных элементов к ним. Использование данной пробки предотвращает возникновение избыточного давления, создающегося в случае использования пробки с резьбой при ее закручивании, а также существенно упрощает стерилизацию микрофлюидного чипа, предотвращая попадание загрязнений и нежелательных микроорганизмов внутрь лунок.
Отверстия в чипе для клеточных ячеек, как правило, имеют ступенчатый профиль продольного сечения. При этом поперечные размеры ступеней выполнены с уменьшением в направлении от верхней поверхности чипа к нижней. Выполнение отверстий ступенчатой формы в продольном сечении обеспечивает в процессе отливки на поверхности основы уплотнительного слоя из ПДМС формирование уплотнительного слоя также на внутренней поверхности отверстий. Полученный таким образом рельеф уплотнительного слоя обеспечивает наиболее плотное примыкание выступов пробки герметизирующей микрофлюидный контур. Возможен вариант, при котором, по крайней мере, часть отверстий, соответствующих клеточным ячейкам 6, выполнена, по меньшей мере, с тремя ступенями (фиг. 5), при этом средняя (промежуточная) ступень может быть выполнена сложной формы, например, в форме «звездочки» в поперечном сечении (фиг. 1, 3), обеспечивающей формирование соответствующего рельефа уплотнительного слоя формовочного материала в отверстии чипа при заливке формовочного материала (уплотнительного слоя из ПДМС), что позволяет исключить образование пузырьков воздуха при погружении клеточной вставки в данное отверстие. Остальные ступени могут быть выполнены цилиндрической формы. На фиг. 4, 5 представлены местные поперечные сечения пластины (оновы), изображенной на фиг. 3, где видна форма отверстий 6 под клеточную ячейку, форма отверстий 7, 8 под клапаны и рабочую камеру микронасоса и форма отверстия 9 под лунку для смены среды.
Микрофлюидный чип может быть выполнен любым известным из уровня техники способом, включая изготовление основы с отверстиями с последующей отливкой на ее противоположных поверхностях слоя из ПДМС с микрофлюидной системой и уплотнительного слоя из ПДМС. Пластина с выступами-пробками также может быть изготовлена любым известным из уровня техники способом, например, механической обработкой, обработкой давлением, литейным производством, спеканием.
Пример конкретного выполнения
Заявляемый блок клеточных ячеек был реализован в конструкции микрофлюидного чипа, состоящего из основы - пластины с шестью отверстиями (см. фиг. 2), выполненной прямоугольной формы с размерами, соответствующими размеру стандартного предметного стекла по ГОСТ 9284-75 «Межгосударственный стандарт стекла предметные для микропрепаратов» (26 мм×76 мм, толщиной 8 мм). Данный чип обеспечивает возможность проведения исследований методами оптической микроскопии. При этом часть отверстий (например, два отверстия) пластины могут быть предназначены для ячеек, по крайней мере, одно отверстие может являться технологическими и служить для замены среды в ячейках, другая часть отверстий может быть предназначена для клапанов и рабочих камер микронасосов и служить для подключения, например, систем подачи воздуха к микронасосам. В примере конкретного выполнения отверстие для клеточной ячейки выполнено с возможностью герметичного размещения в нем клеточной вставки Transwell.
В продольном сечении отверстия пластины чипа были выполнены ступенчатой формы (фиг 5). Наружный диаметр отверстий пластины, соответствующих клеточным ячейкам и лунке для смены среды составлял 12 мм, а отверстий, соответствующих мембранам микронасоса - 6 мм. Отверстия, соответствующие мембранам (клапанам и рабочей камере) микронасоса и лунке для смены среды (технологическое отверстие) были выполнены двухступенчатыми. Вторые ступени отверстий для клапанов микронасоса были выполнены с диаметром 3 мм, для рабочей камеры - 3.4 мм, для технологического отверстия - 5.7 мм. Отверстия, соответствующие клеточным ячейкам, были выполнены аналогично лунке для смены среды. Слой отвержденного ПДМС, содержащий микрофлюидную систему, был выполнен толщиной 1,5 мм, уплотнительный слой из отвержденного ПДМС - толщиной 1 мм. В качестве формовочного материала был использован полидиметилсилоксан (ПДМС) Dow Corning Sylgard 184 в составе 10 массовых частей основания на 1 часть отвердителя. Высота микрофлюидных каналов составляла 300 мкм, толщина мембран из ПДМС в местах расположения клапанов и рабочей камеры насоса составляла 400 мкм. Пробка чипа была выполнена в двух вариантах, аналогично фиг. 8 и 13.
Заявляемое решение было апробировано на серии из 10 микрофлюидных чипов.
Изготовленные микрофлюидные чипы характеризовались быстротой и удобством эксплуатации, минимальным количеством элементов при стерилизации, высоким качеством проводимых исследований. Изделия были подвержены успешной стерилизации на поглощенных дозах в 15 кГр и максимальной допустимой в 45 кГр.
Были проведены тесты по посадке в чип различного рода клеточных культур. Чипы продемонстрировали свою работоспособность в процессе непрерывной эксплуатации в течение месяца.
Заявляемая конструкция чипа позволяет проводить все виды микроскопических исследований, включая прижизненную визуализацию клеток в течение длительного времени. Возможность использования мембранных вставок позволила получать монослои эпителиальных клеток, в том числе и клеток кишечника (была показана жизнеспособность клеток линии Сасо-2 (модель кишечника человека) в предлагаемом чипе (+-30 кПа, 3 Гц) в течение 3 недель).