[go: up one dir, main page]

RU2793682C2 - Interposer with the first and the second adhesive layers - Google Patents

Interposer with the first and the second adhesive layers Download PDF

Info

Publication number
RU2793682C2
RU2793682C2 RU2020141569A RU2020141569A RU2793682C2 RU 2793682 C2 RU2793682 C2 RU 2793682C2 RU 2020141569 A RU2020141569 A RU 2020141569A RU 2020141569 A RU2020141569 A RU 2020141569A RU 2793682 C2 RU2793682 C2 RU 2793682C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adhesive
adhesive layer
base layer
interposer
layer
Prior art date
Application number
RU2020141569A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020141569A (en
Inventor
Максвелл ЦИММЕРЛИ
Лянлян ЦЯН
М. Шейн БОУЭН
Стивен Х. МОДЬЯНО
Дацзюнь ЮАНЬ
Рэндалл СМИТ
Артур Дж. ПИТЕРА
Хай Цюан ТРАН
Джеральд КРЕЙНДЛЬ
Original Assignee
Иллюмина, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иллюмина, Инк. filed Critical Иллюмина, Инк.
Publication of RU2020141569A publication Critical patent/RU2020141569A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2793682C2 publication Critical patent/RU2793682C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: microjet devices.
SUBSTANCE: flow cell interposer comprised of a base layer having a first surface and a second surface opposite the first surface, the base layer comprising black polyethylene terephthalate (PET); the first adhesive layer located on the first surface of the base layer, and the first adhesive layer contains an acrylic adhesive; the second adhesive layer located on the second surface of the base layer, and the second adhesive layer contains an acrylic adhesive; and a plurality of microfluidic channels extending through each of the base layer, the first adhesive layer, and the second adhesive layer.
EFFECT: ensuring low autofluorescence, high peel and shear strength, and the ability to withstand exposure to corrosive chemicals and cyclic changes in pressure and temperature.
21 cl, 12 dwg, 5 tbl

Description

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS

Данная заявка претендует на приоритет в соответствии с предварительной заявкой на патент США №62/693,762, поданной 3 июля 2018 года, и заявкой на патент Нидерландов №NL 2021377, поданной 23 июля 2018 года, содержание которых полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.This application claims priority under U.S. Provisional Application No. 62/693,762, filed July 3, 2018, and Dutch Patent Application No. NL 2021377, filed July 23, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИPRIOR ART

Различные протоколы биологических или химических исследований включают проведение большого числа регулируемых реакций на локальных опорных поверхностях или внутри заранее определенных реакционных камер. Затем желаемые реакции можно пронаблюдать или обнаружить, и последующий анализ может помочь определить или выявить свойства химических веществ, участвующих в реакции. Например, в некоторых мультиплексных анализах на неизвестный аналит, имеющий поддающуюся идентификации метку (например, флуоресцентную метку), можно воздействовать тысячами известных зондов в регулируемых условиях. Каждый известный зонд можно поместить в соответствующую ячейку микропланшета. Обнаружение химических реакций, происходящих между известными зондами и неизвестным аналитом в ячейках, может помочь определить или выявить свойства аналита. Другие примеры таких протоколов включают способы секвенирования ДНК, такие как секвенирование путем синтеза или параллельное циклическое секвенирование. При параллельном циклическом секвенировании плотную матрицу фрагментов ДНК (например, матричных нуклеиновых кислот) секвенируют посредством многократного повторения циклов ферментативных манипуляций. После каждого цикла можно захватить изображение и затем проанализировать его совместно с другими изображениями для определения последовательности фрагментов ДНК.Various biological or chemical research protocols involve conducting a large number of controlled reactions on local support surfaces or within predetermined reaction chambers. The desired reactions can then be observed or detected, and subsequent analysis can help determine or reveal the properties of the chemicals involved in the reaction. For example, in some multiplex assays, an unknown analyte having an identifiable label (eg, a fluorescent label) can be exposed to thousands of known probes under controlled conditions. Each known probe can be placed in the appropriate well of the microplate. Detection of chemical reactions occurring between known probes and an unknown analyte in wells can help determine or reveal the properties of the analyte. Other examples of such protocols include DNA sequencing methods such as sequencing by synthesis or parallel cycle sequencing. In parallel cycle sequencing, a dense array of DNA fragments (eg, template nucleic acids) is sequenced by repeated cycles of enzymatic manipulations. After each cycle, an image can be captured and then analyzed along with other images to determine the sequence of DNA fragments.

Достижения в области микроструйной технологии позволили разработать проточные ячейки, которые могут обеспечить быстрое секвенирование генов или химический анализ с использованием нанолитровых или даже меньших объемов пробы. Желательно, чтобы такие микроструйные устройства могли выдерживать многочисленные циклы высокого и низкого давлений, воздействие коррозионных химических веществ, колебания температуры и влажности и обеспечивать высокое отношение сигнал-шум (SNR; от англ.: signal-to-noise ratio).Advances in microfluidic technology have allowed the development of flow cells that can provide rapid gene sequencing or chemical analysis using nanoliter or even smaller sample volumes. Desirably, such microfluidic devices can withstand multiple cycles of high and low pressure, exposure to corrosive chemicals, fluctuations in temperature and humidity, and provide a high signal-to-noise ratio (SNR; from English: signal-to-noise ratio).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, представленные в данной публикации, относятся преимущественно к микроструйным устройствам. Примером микроструйного устройства является проточная ячейка. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, представленные в данной публикации, относятся преимущественно к микроструйным устройствам, содержащим интерпозер и, в частности, к проточной ячейке, содержащей интерпозер, сформированный из черного полиэтилентерефталата (PET; от англ.: polyethylene terephthalate) и двустороннего акрилового адгезива, который содержит микроструйные каналы, проходящие через эти слои. Интерпозер может быть выполнен с возможностью иметь низкую автофлуоресценцию, высокую прочность на отрыв и сдвиг и может выдерживать воздействие коррозионных химических веществ и циклические изменения давления и температуры.Some embodiments of the present invention presented in this publication relate primarily to microfluidic devices. An example of a microfluidic device is a flow cell. Some embodiments of the present invention presented in this publication relate primarily to microfluidic devices containing an interposer and, in particular, to a flow cell containing an interposer formed from black polyethylene terephthalate (PET; from English: polyethylene terephthalate) and a double-sided acrylic adhesive, which contains microfluidic channels passing through these layers. The interposer can be configured to have low autofluorescence, high peel and shear strength, and can withstand exposure to corrosive chemicals and pressure and temperature cycling.

В первой серии вариантов осуществления настоящего изобретения интерпозер содержит базовый слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности. Базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET). На первой поверхности базового слоя расположен первый адгезионный слой. Первый адгезионный слой содержит акриловый адгезив. Второй адгезионный слой расположен на второй поверхности базового слоя. Второй адгезионный слой содержит акриловый адгезив. Множество микроструйных каналов проходит насквозь через базовый слой, первый адгезионный слой и второй адгезионный слой.In the first series of embodiments of the present invention, the interposer comprises a base layer having a first surface and a second surface opposite the first surface. The base layer contains black polyethylene terephthalate (PET). On the first surface of the base layer is the first adhesive layer. The first adhesive layer contains an acrylic adhesive. The second adhesive layer is located on the second surface of the base layer. The second adhesive layer contains an acrylic adhesive. A plurality of microfluidic channels extend through the base layer, the first adhesive layer and the second adhesive layer.

В некоторых вариантах осуществления интерпозера общая толщина базового слоя, первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя лежит в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 200 мкм.In some embodiments of the interposer, the total thickness of the base layer, the first adhesive layer, and the second adhesive layer is in the range of about 50 microns to about 200 microns.

В некоторых вариантах осуществления интерпозера базовый слой имеет толщину, лежащую в диапазоне от примерно 30 мкм до примерно 100 мкм, и каждый из первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя имеет толщину, лежащую в диапазоне от примерно 10 мкм до примерно 50 мкм.In some interposer embodiments, the base layer has a thickness ranging from about 30 microns to about 100 microns, and each of the first adhesive layer and the second adhesive layer has a thickness ranging from about 10 microns to about 50 microns.

В некоторых вариантах осуществления интерпозера каждый из первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя имеет автофлуоресценцию в ответ на длину волны возбуждения, равную 532 нм, составляющую менее чем примерно 0,25 условных единиц относительно стандарта флуоресценции при 532 нм.In some embodiments of the interposer, each of the first adhesive layer and the second adhesive layer has autofluorescence in response to an excitation wavelength of 532 nm, less than about 0.25 conventional units relative to the fluorescence standard at 532 nm.

В некоторых вариантах осуществления интерпозера каждый из первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя имеет автофлуоресценцию в ответ на длину волны возбуждения, равную 635 нм, составляющую менее чем примерно 0,15 условных единиц относительно стандарта флуоресценции при 635 нм.In some embodiments of the interposer, each of the first adhesive layer and the second adhesive layer has autofluorescence in response to an excitation wavelength of 635 nm, less than about 0.15 arbitrary units relative to the fluorescence standard at 635 nm.

В некоторых вариантах осуществления интерпозера базовый слой содержит по меньшей мере примерно 50% черного PET. В некоторых вариантах осуществления базовый слой по существу состоит из черного PET.In some interposer embodiments, the base layer contains at least about 50% black PET. In some embodiments, the implementation of the base layer essentially consists of black PET.

В некоторых вариантах осуществления интерпозера каждый из первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя содержит по меньшей мере примерно 10% акрилового адгезива.In some embodiments of the interposer, each of the first adhesive layer and the second adhesive layer contains at least about 10% acrylic adhesive.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения проточная ячейка содержит первую подложку, вторую подложку и любой из интерпозеров, описанных выше.In some embodiments of the present invention, the flow cell comprises a first substrate, a second substrate, and any of the interposers described above.

В некоторых вариантах осуществления проточной ячейки каждая из первой и второй подложек содержит стекло, так что соединение между каждым из первого и второго адгезионных слоев и соответствующими поверхностями первой и второй подложек может выдерживать напряжение сдвига, превышающее примерно 50 Н/см2, и отрывное усилие под углом 180 градусов, превышающее примерно 1 Н/см.In some flow cell embodiments, each of the first and second substrates comprises glass such that the bond between each of the first and second adhesive layers and the respective surfaces of the first and second substrates can withstand a shear stress greater than about 50 N/cm 2 and a shear force under an angle of 180 degrees greater than about 1 N/cm.

В некоторых вариантах осуществления проточной ячейки каждая из первой и второй подложек содержит слой смолы, который имеет толщину менее 1 мкм и имеет поверхность, связанную с соответствующими первым и вторым адгезионными слоями, так что соединение между каждым из слоев смолы и соответствующими первым и вторым адгезионными слоями может выдерживать напряжение сдвига, превышающее примерно 50 Н/см2, и отрывное усилие под углом 180 градусов, превышающее примерно 1 Н/см.In some flow cell embodiments, each of the first and second substrates comprises a resin layer that is less than 1 µm thick and has a surface associated with the respective first and second adhesive layers such that the connection between each of the resin layers and the respective first and second adhesive layers can withstand a shear stress greater than about 50 N/cm 2 and a 180 degree shear force greater than about 1 N/cm.

В некоторых вариантах осуществления проточной ячейки множество лунок выдавлено в слое смолы по меньшей мере одной из первой подложки или второй подложки. В каждую лунку помещают биологический зонд, а микроструйные каналы интерпозера выполнены с возможностью доставки текучей среды в множество лунок.In some flow cell embodiments, a plurality of wells are embossed in the resin layer of at least one of the first substrate or the second substrate. A biological probe is placed in each well, and the microfluidic channels of the interposer are configured to deliver fluid to a plurality of wells.

В другой серии вариантов осуществления настоящего изобретения интерпозер содержит базовый слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности. На первой поверхности базового слоя расположен первый адгезионный слой. На первом адгезионном слое расположена первая отделяемая накладка. Второй адгезионный слой расположен на второй поверхности базового слоя. На втором адгезионном слое расположена вторая отделяемая накладка. Множество микроструйных каналов проходит насквозь через базовый слой, первый адгезионный слой, второй адгезионный слоя и вторую отделяемую накладку, но не через первую отделяемую накладку.In another series of embodiments of the present invention, the interposer comprises a base layer having a first surface and a second surface opposite the first surface. On the first surface of the base layer is the first adhesive layer. The first detachable patch is located on the first adhesive layer. The second adhesive layer is located on the second surface of the base layer. The second detachable patch is located on the second adhesive layer. The plurality of microjet channels extend through the base layer, the first adhesive layer, the second adhesive layer, and the second release patch, but not through the first release patch.

В некоторых вариантах осуществления интерпозера первая отделяемая накладка имеет толщину, лежащую в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 300 мкм, а вторая отделяемая накладка имеет толщину, лежащую в диапазоне от примерно 25 мкм до примерно 50 мкм.In some embodiments of the interposer, the first release patch has a thickness ranging from about 50 µm to about 300 µm, and the second release patch has a thickness ranging from about 25 µm to about 50 µm.

В некоторых вариантах осуществления интерпозера базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET), а каждый из первого и второго адгезионных слоев содержит акриловый адгезив.In some embodiments of the interposer, the base layer contains black polyethylene terephthalate (PET) and each of the first and second adhesive layers contains an acrylic adhesive.

В некоторых вариантах осуществления интерпозера первая отделяемая накладка является по меньшей мере по существу оптически непрозрачной, а вторая отделяемая накладка является по меньшей мере по существу оптически прозрачной.In some embodiments of the interposer, the first release patch is at least substantially optically opaque and the second release patch is at least substantially optically clear.

Интерпозеры и проточные ячейки, описанные выше и ниже в данной публикации, можно осуществить в любой комбинации для обеспечения преимуществ, описанных ниже в данной публикации.The interposers and flow cells described above and below in this publication can be implemented in any combination to provide the advantages described later in this publication.

В другой серии вариантов осуществления настоящего изобретения способ формирования микроструйных каналов включает получение интерпозера, содержащей базовый слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности. Базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET). На первой поверхности базового слоя расположен первый адгезионный слой, причем первый адгезионный слой содержит акриловый адгезив, а второй адгезионный слой расположен на второй поверхности базового слоя, причем второй адгезионный слой содержит акриловый адгезив. Формируют микроструйные каналы, которые проходят по меньшей мере через базовый слой, первый адгезионный слой и второй адгезионный слой.In another series of embodiments of the present invention, a method for forming microfluidic channels includes obtaining an interposer containing a base layer having a first surface and a second surface opposite the first surface. The base layer contains black polyethylene terephthalate (PET). The first adhesive layer is located on the first surface of the base layer, the first adhesive layer contains an acrylic adhesive, and the second adhesive layer is located on the second surface of the base layer, the second adhesive layer contains an acrylic adhesive. Microjet channels are formed that pass at least through the base layer, the first adhesive layer and the second adhesive layer.

В некоторых вариантах осуществления способ формирование микроструйных каналов включает использование СO2-лазера.In some embodiments, the implementation of the method of formation of microfluidic channels includes the use of CO 2 laser.

В некоторых вариантах осуществления интерпозер дополнительно содержит первую отделяемую накладку, расположенную на первом адгезионном слое, и вторую отделяемую накладку, расположенную на втором адгезионном слое.In some embodiments, the interposer further comprises a first release patch located on the first adhesive layer and a second release patch located on the second adhesive layer.

В некоторых вариантах осуществления на стадии формирования микроструйных каналов эти микроструйные каналы с использованием СO2-лазера формируют так, чтобы они проходили через вторую отделяемую накладку, но не формируют их в первой отделяемой накладке.In some embodiments, during the microfluidic channeling step, the microfluidic channels are formed using a CO 2 laser to pass through the second release patch, but not formed in the first release patch.

В некоторых вариантах осуществления способа СO2-лазер имеет длину волны, лежащую в диапазоне от примерно 5000 нм до примерно 15000 нм, а размер луча лежит в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 150 мкм.In some embodiments of the method, the CO 2 laser has a wavelength ranging from about 5000 nm to about 15000 nm and a beam size ranging from about 50 µm to about 150 µm.

Способы, описанные выше и ниже в данной публикации, можно осуществить в любой комбинации для обеспечения преимуществ, описанных ниже в данной публикации.The methods described above and below in this publication can be carried out in any combination to provide the benefits described later in this publication.

Все варианты осуществления, описанные выше, в том числе - варианты осуществления интерпозеров, проточных ячеек и способов, можно объединять в любой конфигурации для обеспечения преимуществ, описанных ниже в данной публикации. Кроме того, варианты осуществления, описанные выше, и дополнительные варианты осуществления, более подробно обсуждаемые ниже (при условии, что эти идеи не являются взаимно несовместимыми), следует рассматривать как части предмета изобретения, раскрытого в данной публикации, и они могут быть объединены в любой конфигурации.All of the embodiments described above, including those of interposers, flow cells, and methods, can be combined in any configuration to provide the benefits described later in this publication. In addition, the embodiments described above and additional embodiments discussed in more detail below (provided that these ideas are not mutually incompatible) should be considered as parts of the subject matter disclosed in this publication, and they can be combined in any configuration.

Несмотря на то, что данная публикация содержит много специфических подробностей вариантов осуществления настоящего изобретения, их следует рассматривать не как ограничивающие объем настоящего изобретения или формулы изобретения, а как описания признаков, специфических для конкретных вариантов осуществления конкретного изобретения. Некоторые признаки, описанные в данной публикации в контексте отдельных вариантов осуществления настоящего изобретения, можно также осуществить в комбинации в одном варианте осуществления настоящего изобретения. Напротив, различные признаки, описанные в контексте одного варианта осуществления настоящего изобретения, можно также осуществить в множестве вариантов осуществления по отдельности или в любой подходящей субкомбинации. Кроме того, хотя признаки могли быть описаны выше, как действующие в определенных комбинациях, или даже быть заявлены как таковые, один или более признаков из заявленной комбинации в некоторых случаях могут быть исключены из комбинации, и заявленная комбинация может относиться к субкомбинации или вариации субкомбинации.Although this publication contains many specific details of embodiments of the present invention, they should not be considered as limiting the scope of the present invention or the claims, but as descriptions of features specific to particular embodiments of a particular invention. Some of the features described in this publication in the context of individual embodiments of the present invention can also be implemented in combination in one embodiment of the present invention. In contrast, the various features described in the context of one embodiment of the present invention may also be implemented in a plurality of embodiments individually or in any suitable subcombination. In addition, although the features may be described above as operating in certain combinations, or even be claimed as such, one or more features from the claimed combination may in some cases be excluded from the combination, and the claimed combination may refer to a subcombination or variation of the subcombination.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS

Указанные выше и другие признаки настоящего изобретения станут более очевидными из последующего описания и формулы настоящего изобретения во взаимосвязи с прилагаемыми графическими материалами. С учетом того, что эти графические материалы изображают лишь несколько вариантов осуществления настоящего изобретения в соответствии с его описанием, и поэтому их нельзя считать ограничивающими его объем, настоящее изобретение будет описано более конкретно и детально за счет использования прилагаемых графических материалов.The above and other features of the present invention will become more apparent from the following description and claims of the present invention in conjunction with the accompanying drawings. Given that these drawings depict only a few embodiments of the present invention as described herein, and therefore cannot be considered limiting, the present invention will be described more specifically and in detail using the accompanying drawings.

Фиг. 1 является схематическим изображением примера проточной ячейки согласно варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 1 is a schematic representation of an example of a flow cell according to an embodiment of the present invention.

Фиг. 2 является схематическим изображением примера интерпозера для использования в проточной ячейке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 2 is a schematic representation of an example of an interposer for use in a flow cell according to an embodiment of the present invention.

Фиг. 3 является схематическим изображением примера проточной ячейки согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 3 is a schematic representation of an example of a flow cell according to another embodiment of the present invention.

Фиг. 4А является видом в перспективе сверху примера многослойной сборной конструкции, содержащей множество проточных ячеек согласно варианту осуществления настоящего изобретения; Фиг. 4 В является изображением бокового поперечного сечения многослойной сборной конструкции из. Фиг. 4А, выполненного вдоль линии А-А, показанной на Фиг. 4.Fig. 4A is a top perspective view of an example of a sandwich assembly comprising a plurality of flow cells according to an embodiment of the present invention; Fig. 4B is a side cross-sectional view of a multi-layer assembly made of. Fig. 4A taken along the line A-A shown in FIG. 4.

Фиг. 5 является блок-схемой примера способа изготовления интерпозера для проточной ячейки согласно варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 5 is a flow chart of an example method for manufacturing a flow cell interposer according to an embodiment of the present invention.

Фиг. 6А является схематическим изображением поперечного сечения примера склеенной и структурированной проточной ячейки, а Фиг. 6 В является схематическим изображением поперечного сечения примера склеенной и не структурированной проточной ячейки, использованной для испытания эксплуатационных характеристик различных базовых слоев и адгезивов.Fig. 6A is a schematic cross-sectional view of an example of a bonded and patterned flow cell, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of an example of a bonded and unstructured flow cell used to test the performance of various base layers and adhesives.

Фиг. 7 является гистограммой интенсивности флуоресценции в красной области спектра различных адгезивов и материалов проточных ячеек.Fig. 7 is a histogram of the red fluorescence intensity of various adhesives and flow cell materials.

Фиг. 8 является гистограммой интенсивности флуоресценции в зеленой области спектра различных адгезивов и материалов проточных ячеек из Фиг. 7.Fig. 8 is a histogram of green fluorescence intensity of various adhesives and flow cell materials from FIG. 7.

Фиг. 9А и 9 В демонстрируют схематические изображения примера схемы испытания на прочность соединения при сдвиге и примера схемы испытания на отрыв, соответственно, для определения прочности соединения при сдвиге и прочности к отрыву различных адгезивов, расположенных на стеклянном базовом слое.Fig. 9A and 9B show schematic illustrations of an example bond shear test circuit and an example peel test circuit, respectively, for determining bond shear strength and peel strength of various adhesives disposed on a glass base layer.

Фиг. 10 является примером инфракрасного спектра с преобразованием Фурье (FTIR; от англ.: Fourier Transform Infrared) акрилового адгезива и ленты «скотч».Fig. 10 is an example of Fourier Transform Infrared (FTIR) of an acrylic adhesive and tape.

Фиг. 11 является примером газово-хроматографического (GC; от англ.: gas chromatography) спектра акрилового адгезива и черного каптона (Black Kapton).Fig. 11 is an example of a gas chromatographic (GC; from English: gas chromatography) spectrum of an acrylic adhesive and Black Kapton.

Фиг. 12 является примером масс-спектроскопического (MS; от англ.: mass spectroscopy) спектра газообразного соединения, выделяющегося из акрилового адгезива, и возможной химической структуры выделяющихся газообразных соединений.Fig. 12 is an example of a mass spectroscopic (MS; from English: mass spectroscopy) spectrum of a gaseous compound released from an acrylic adhesive, and a possible chemical structure of the released gaseous compounds.

На протяжении всего последующего описания даны ссылки на прилагаемые графические материалы. На графических материалах сходные символы в характерном случае обозначают сходные компоненты, если из контекста не следует иное. Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения, описанные в подробном описании, графических материалах и формуле изобретения, не следует считать ограничивающими настоящее изобретение. Можно использовать другие варианты осуществления настоящего изобретения и произвести другие изменения без отклонения от сущности и объема представленного в данной публикации предмета настоящего изобретения. Легко можно понять, что аспекты настоящего изобретения, в общих чертах описанные в данной публикации и проиллюстрированные на рисунках, можно компоновать, заменять, комбинировать и конструировать в виде большого многообразия различных конфигураций, которые полностью предусмотрены в настоящем изобретении и являются его частью.Throughout the following description, reference is made to the accompanying drawings. In the drawings, like symbols typically designate like components unless the context dictates otherwise. The exemplary embodiments of the present invention described in the detailed description, drawings and claims are not to be considered as limiting the present invention. You can use other embodiments of the present invention and make other changes without deviating from the essence and scope of the subject matter of the present invention presented in this publication. It can be readily understood that the aspects of the present invention outlined in this publication and illustrated in the drawings can be assembled, replaced, combined and designed in a wide variety of different configurations, which are fully contemplated by and are part of the present invention.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯINFORMATION CONFIRMING THE POSSIBILITY OF IMPLEMENTING THE INVENTION

В данной публикации приведены примеры микроструйных устройств. Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные в данной публикации, в основном относятся к микроструйным устройствам, содержащим интерпозер, в частности - к проточной ячейке, которая содержит интерпозер, состоящий из черного полиэтилентерефталата (PET) и двухстороннего акрилового адгезива и содержащую микроструйные каналы, проходящие через нее насквозь. Интерпозер имеет конфигурацию, обеспечивающую относительно низкую автофлуоресценцию, относительно высокую прочность к отрыву и относительно высокую прочность соединений при сдвиге, и она может выдерживать коррозионные химические вещества и циклические изменения давления и температуры.This publication provides examples of microfluidic devices. The embodiments of the present invention described in this publication mainly relate to microfluidic devices containing an interposer, in particular to a flow cell that contains an interposer consisting of black polyethylene terephthalate (PET) and double-sided acrylic adhesive and containing microfluidic channels passing through it. through. The interposer is configured to provide relatively low autofluorescence, relatively high peel strength, and relatively high shear bond strength, and can withstand corrosive chemicals and pressure and temperature cycling.

Достижения в области микроструйной технологии позволили разработать проточные ячейки, которые могут обеспечить быстрое секвенирование генов или химический анализ с использованием нанолитровых или даже меньших объемов пробы. Такие микроструйные устройства должны быть способны выдерживать многочисленные циклы высокого и низкого давлений, воздействие коррозионных химических веществ, колебания температуры и влажности и обеспечивать высокое отношение сигнал-шум (SNR). Например, проточные ячейки могут содержать различные слои, соединенные друг с другом с помощью адгезивов. Желательно структурировать различные слои так, чтобы их можно было изготовить и соединить друг с другом с получения проточной ячейки в производственном процессе с высокой производительностью. Кроме того, различные слои должны быть способны выдерживать циклические изменения температуры и давления, действие коррозионных химических веществ и не слишком сильно увеличивать шум.Advances in microfluidic technology have allowed the development of flow cells that can provide rapid gene sequencing or chemical analysis using nanoliter or even smaller sample volumes. Such microfluidic devices must be able to withstand multiple cycles of high and low pressure, exposure to corrosive chemicals, fluctuations in temperature and humidity, and provide a high signal-to-noise ratio (SNR). For example, flow cells may contain different layers connected to each other with adhesives. It is desirable to structure the various layers so that they can be fabricated and connected to one another to form a flow cell in a high throughput manufacturing process. In addition, the various layers must be able to withstand temperature and pressure cycling, corrosive chemicals, and not increase noise too much.

Варианты осуществления описанных в данной публикации проточных ячеек, которые содержат интерпозер, содержащий нанесенный на него с двух сторон адгезив и микроструйные каналы, проходящие через нее насквозь, обеспечивают преимущества, включающие, например: (1) возможность формирования на цельной пластине множества проточных ячеек, что обеспечивает высокопроизводительное производство; (2) обеспечение низкой автофлуоресценции, высокой прочности при сдвиге, прочности к отрыву и коррозионной стойкости, которые могут сохраняться в течение 300 или более термических циклов при высоком значении рН, обеспечивая результаты испытания с высоким отношением «сигнал-шум»; (3) обеспечение возможности производства плоских оптически считываемых микроструйных устройств за счет использования плоского интерпозера, содержащего проходящие через него насквозь микроструйные каналы; (4) обеспечение возможности связывания двух подложек, покрытых смолой, за счет интерпозера с двусторонним адгезивным покрытием; и (5) обеспечение возможности склеивания микроструйного устройства, имеющего одну или более непрозрачных поверхностей.Embodiments of the flow cells described in this publication that include an interposer containing an adhesive deposited on it on both sides and microfluidic channels passing through it provide advantages, including, for example: (1) the ability to form a plurality of flow cells on a single plate, which ensures high-performance production; (2) provide low autofluorescence, high shear strength, peel strength, and corrosion resistance that can be maintained for 300 or more thermal cycles at high pH, providing test results with a high signal-to-noise ratio; (3) enabling the production of flat optically readable microfluidic devices by using a flat interposer containing microfluidic channels passing through it; (4) enabling two resin-coated substrates to be bonded by an interposer with a double-sided adhesive coating; and (5) allowing adhesion of the microfluidic device having one or more opaque surfaces.

Фиг. 1 является схематическим изображением проточной ячейки [100] согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Проточную ячейку [100] можно использовать для любой подходящей биологической, биохимической или химико-аналитической прикладной задачи. Например, проточная ячейка [100] может содержать микроматрицы для секвенирования генов (например, ДНК или РНК) или эпигенетических исследований, или они могут иметь конфигурацию, выполненную с возможностью высокопроизводительного скрининга лекарственных средств, фингерпринтинга ДНК или РНК, протеомного анализа, обнаружения химических веществ, любого другого подходящего применения или их комбинации.Fig. 1 is a schematic representation of a flow cell [100] according to an embodiment of the present invention. The flow cell [100] can be used for any suitable biological, biochemical or chemo-analytical application. For example, the flow cell [100] may contain microarrays for gene sequencing (e.g., DNA or RNA) or epigenetic studies, or they may be configured for high-throughput drug screening, DNA or RNA fingerprinting, proteomic analysis, chemical detection, any other suitable application or combination thereof.

Проточная ячейка [100] содержит первую подложку [110], вторую подложку [120] и интерпозер [130], расположенный между первой подложкой [110] и второй подложкой [120]. Первая и вторая подложки [110] и [120] могут содержать любой подходящий материал, например - диоксид кремния, стекло, кварц, пирекс, плавленый кварц, пластики (например, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен высокой плотности (HDPE; от англ.: high density polyethylene), полиэтилен низкой плотности (LDPE; от англ.: low density polyethylene), поливинилхлорид (PVC; от англ.: polyvinyl chloride), полипропилен (РР; от англ.: polypropylene), поливинилиденфторид (PVDF; от англ.: polyvinylidene fluoride) и т.п.), полимеры, TEFLON®, Kapton (то есть полиимид), материалы на основе бумаги (например, целлюлозу, картон и т.п.), керамические материалы (например, карбид кремния, оксид алюминия, нитрид алюминия и т.п.), комплементарные металлооксидные полупроводниковые (CMOS; complementary metal-oxide semiconductor) материалы (например, кремний, германий и т.д.) или любой другой подходящий материал. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая и/или вторая подложки [110] и [120] могут быть оптически прозрачными. В других вариантах осуществления настоящего изобретения первая и/или вторая подложки [110] и [120] могут быть оптически непрозрачными. Хотя это не показано на схеме, но первая и/или вторая подложки [110] и [120] могут содержать впускные или выпускные отверстия для перекачивания текучей среды к микроструйным каналам и/или от микроструйных каналов [138], которые содержатся в интерпозере [130]. При использовании в контексте настоящего изобретения термин «микроструйный канал» означает, что по меньшей мере один размер струйного канала (например, длина, ширина, высота, радиус или поперечное сечение) составляет менее 1000 мкм.The flow cell [100] contains the first substrate [110], the second substrate [120], and the interposer [130] located between the first substrate [110] and the second substrate [120]. The first and second substrates [110] and [120] may contain any suitable material, for example, silicon dioxide, glass, quartz, pyrex, fused silica, plastics (for example, polyethylene terephthalate (PET), high density polyethylene (HDPE); from English: high density polyethylene), low density polyethylene (LDPE; from English: low density polyethylene), polyvinyl chloride (PVC; from English: polyvinyl chloride), polypropylene (PP; from English: polypropylene), polyvinylidene fluoride (PVDF; from English. : polyvinylidene fluoride) etc.), polymers, TEFLON®, Kapton (i.e. polyimide), paper based materials (e.g. cellulose, cardboard, etc.), ceramic materials (e.g. silicon carbide, alumina , aluminum nitride, etc.), complementary metal oxide semiconductor (CMOS; complementary metal-oxide semiconductor) materials (eg, silicon, germanium, etc.) or any other suitable material. In some embodiments of the present invention, the first and/or second substrates [110] and [120] may be optically transparent. In other embodiments of the present invention, the first and/or second substrates [110] and [120] may be optically opaque. Although not shown in the diagram, the first and/or second substrates [110] and [120] may contain inlets or outlets for pumping fluid to and/or from the microfluidic channels [138] contained in the interposer [130 ]. When used in the context of the present invention, the term "microfluidic channel" means that at least one dimension of the fluidic channel (for example, length, width, height, radius or cross section) is less than 1000 microns.

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения множество биологических зондов можно разместить на поверхности [111] первой подложки [110] и/или на поверхности [121] второй подложки [120], расположенной после интерпозера [130]. Биологические зонды можно разместить в любой подходящей матрице на поверхностях [111] и/или [121], и они могут включать, например, ДНК-зонды, РНК-зонды, антитела, антигены, ферменты или клетки. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на поверхностях [111] или [121] могут быть размещены химические или биохимические аналиты. Биологические зонды могут быть ковалентно связаны или иммобилизованы в геле (например, в гидрогеле) на поверхностях [111] и/или [121] первой и второй подложек [110] и [120], соответственно. Биологические зонды могут быть помечены флуоресцентными молекулами (например, зеленым флуоресцентным белком (GFP; от англ.: green fluorescent protein), эозином желтым, люминолом, флуоресцеинами, красной и оранжевой флуоресцентными метками, производными родамина, комплексными соединениями металлов или любыми другими флуоресцентными молекулами), или они связываются с целевыми биологическими веществами, которые помечены флуоресцентными молекулами, так что флуоресценцию в оптическом диапазоне можно использовать для обнаружения (то есть определения присутствия или отсутствия) или определения (например, измерения количества) биологических веществ, например - для секвенирования ДНК.In various embodiments of the present invention, a plurality of biological probes can be placed on the surface [111] of the first substrate [110] and/or on the surface [121] of the second substrate [120] located after the interposer [130]. Biological probes may be placed in any suitable matrix on the [111] and/or [121] surfaces and may include, for example, DNA probes, RNA probes, antibodies, antigens, enzymes, or cells. In some embodiments of the present invention, chemical or biochemical analytes can be placed on the [111] or [121] surfaces. Biological probes can be covalently bound or immobilized in a gel (eg, hydrogel) on the [111] and/or [121] surfaces of the first and second [110] and [120] substrates, respectively. Biological probes can be labeled with fluorescent molecules (for example, green fluorescent protein (GFP; from English: green fluorescent protein), eosin yellow, luminol, fluoresceins, red and orange fluorescent labels, rhodamine derivatives, metal complex compounds, or any other fluorescent molecules) , or they bind to target biological substances that are labeled with fluorescent molecules, so that optical fluorescence can be used to detect (i.e. determine the presence or absence) or determine (e.g., quantify) biological substances, for example - for DNA sequencing.

Интерпозер [130] содержит базовый слой [132], имеющий первую поверхность [133], обращенную к первой подложке [110], и вторую поверхность [135], противолежащую первой поверхности [133] и обращенную к второй подложке [120]. Базовый слой [132] содержит черный полиэтилентерефталат (PET). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения базовый слой [132] может содержать по меньшей мере примерно 50% черного PET или по меньшей мере 80% черного PET, а остаток является прозрачным PET или любым другим пластиком или полимерным материалом. В других вариантах осуществления настоящего изобретения базовый слой [132] может по существу состоять из черного PET. В других вариантах осуществления настоящего изобретения базовый слой [132] может полностью состоять из черного PET. Черный PET может иметь низкий уровень автофлуоресценции, так что снижается уровень шума и обеспечивается высокий контраст, что позволяет флуоресцентную визуализацию проточной ячейки с высоким отношением «сигнал-шум» (SNR).The interposer [130] comprises a base layer [132] having a first surface [133] facing the first substrate [110] and a second surface [135] opposite the first surface [133] and facing the second substrate [120]. The base layer [132] contains black polyethylene terephthalate (PET). In some embodiments of the present invention, the base layer [132] may contain at least about 50% black PET or at least 80% black PET, and the remainder is transparent PET or any other plastic or polymeric material. In other embodiments of the present invention, the base layer [132] may essentially consist of black PET. In other embodiments of the present invention, the base layer [132] may consist entirely of black PET. Black PET may have a low level of autofluorescence so that noise is reduced and high contrast is provided, allowing fluorescent imaging of the flow cell with a high signal-to-noise ratio (SNR).

Первый адгезионный слой [134] расположен на первой поверхности [133] базового слоя [132]. Первый адгезионный слой [134] содержит акриловый адгезив (например, метакриловый или метакрилатный адгезив). Кроме того, второй адгезионный слой [136] расположен на второй поверхности [135] базового слоя [132]. Второй адгезионный слой [136] также содержит акриловый адгезив (например, метакриловый или метакрилатный адгезив). Например, каждый из первого адгезионного слоя [134] и второго адгезионного слоя [136] может содержать по меньшей мере примерно 10% акрилового адгезива, или по меньшей мере примерно 50% акрилового адгезива, или по меньшей мере примерно 80% акрилового адгезива. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй адгезионные слои [134] и [136] могут по существу состоять из акрилового адгезива. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй адгезионные слои [134] и [136] могут полностью состоять из акрилового адгезива. В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения акриловый адгезив может содержать адгезив, коммерчески доступный под торговым наименованием МА-61А™, который можно приобрести в компании ADHESIVES RESEARCH®. Акриловый адгезив, включенный в первый и второй адгезионные слои [134] и [136] может быть адгезивом, чувствительным к давлению, так что он обеспечивает связывание базового слоя [132] интерпозера [130] с подложками [110] и [120] при приложении соответствующего давления. В других вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй адгезионные слои [134] и [136] могут иметь состав, который активируется теплом, ультрафиолетовым (UV; от англ.: ultra violet) излучением или другими активирующими стимулами. В других вариантах осуществления настоящего изобретения первый адгезионный слой [134] и второй адгезионный слой [136] могут содержать бутилкаучук.The first adhesive layer [134] is located on the first surface [133] of the base layer [132]. The first adhesive layer [134] contains an acrylic adhesive (eg methacrylic or methacrylate adhesive). In addition, the second adhesive layer [136] is located on the second surface [135] of the base layer [132]. The second adhesive layer [136] also contains an acrylic adhesive (eg methacrylic or methacrylate adhesive). For example, each of the first adhesive layer [134] and the second adhesive layer [136] may contain at least about 10% acrylic adhesive, or at least about 50% acrylic adhesive, or at least about 80% acrylic adhesive. In some embodiments of the present invention, the first and second adhesive layers [134] and [136] may essentially consist of an acrylic adhesive. In some embodiments of the present invention, the first and second adhesive layers [134] and [136] may consist entirely of acrylic adhesive. In specific embodiments, the implementation of the present invention, the acrylic adhesive may contain an adhesive commercially available under the trade name MA-61A ™, which can be purchased from ADHESIVES RESEARCH®. The acrylic adhesive included in the first and second adhesive layers [134] and [136] may be a pressure sensitive adhesive so that it ensures that the base layer [132] of the interposer [130] bonds to the substrates [110] and [120] when applied appropriate pressure. In other embodiments of the present invention, the first and second adhesive layers [134] and [136] may have a composition that is activated by heat, ultraviolet (UV; from English: ultra violet) radiation, or other activating stimuli. In other embodiments of the present invention, the first adhesive layer [134] and the second adhesive layer [136] may contain butyl rubber.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый из первого и второго адгезионных слоев [134] и [136] имеет автофлуоресценцию в ответ на возбуждение длиной волны, равной 532 нм (например, от красного возбуждающего лазера), составляющую менее чем примерно 0,25 условных единиц (а.u.; от англ.: arbitrary units) относительно стандарта флуоресценции при длине волны возбуждения, равной 532 нм. Кроме того, каждый из первого и второго адгезионных слоев [134] и [136] имеет автофлуоресценцию в ответ на возбуждение длиной волны, равной 635 нм (например, от зеленого возбуждающего лазера), составляющую менее чем примерно 0,15 условных единиц относительно стандарта флуоресценции при длине волны возбуждения, равной 635 нм. Соответственно, первый и второй адгезионные слои [134] и [136] также имеют низкую автофлуоресценцию, так что комбинация базового слоя [132] из черного PET и первого и второго адгезионных слоев [134] и [136], содержащих акриловый адгезив, вносит пренебрежимо малый вклад в флуоресцентный сигнал, генерируемый в местах взаимодействия с биологическими зондами, и поэтому обеспечивает высокое соотношение «сигнал-шум» (SNR).In some embodiments of the present invention, each of the first and second adhesive layers [134] and [136] has an autofluorescence in response to excitation at a wavelength of 532 nm (for example, from a red excitation laser) of less than about 0.25 arbitrary units (au; from English: arbitrary units) relative to the fluorescence standard at an excitation wavelength of 532 nm. In addition, each of the first and second adhesive layers [134] and [136] has an autofluorescence in response to excitation at a wavelength of 635 nm (for example, from a green excitation laser) of less than about 0.15 conventional units relative to the fluorescence standard at an excitation wavelength of 635 nm. Accordingly, the first and second adhesive layers [134] and [136] also have low autofluorescence, so that the combination of the base layer [132] of black PET and the first and second adhesive layers [134] and [136] containing an acrylic adhesive contributes negligibly small contribution to the fluorescent signal generated at the sites of interaction with biological probes, and therefore provides a high signal-to-noise ratio (SNR).

Множество микроструйных каналов [138] проходит через каждый из первого адгезионного слоя {134], базового слоя [132] и второго адгезионного слоя [136]. Микроструйные каналы [138] можно сформировать с использованием любого подходящего способа, например - лазерной резки (например с использованием ультрафиолетового наносекундного импульсного лазера, ультрафиолетового пикосекундного импульсного лазера, ультрафиолетового фемтосекундного импульсного лазера, СO2-лазера или любого другого подходящего лазера), штампования, высекания штампом, гидроструйной резки, физического или химического травления или любого другого подходящего способа.A plurality of microfluidic channels [138] pass through each of the first adhesion layer {134], the base layer [132], and the second adhesion layer [136]. Microfluidic channels [138] can be formed using any suitable method, for example - laser cutting (for example, using an ultraviolet nanosecond pulsed laser, ultraviolet picosecond pulsed laser, ultraviolet femtosecond pulsed laser, CO 2 laser or any other suitable laser), stamping, die-cutting stamping, water jet cutting, physical or chemical etching, or any other suitable method.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения микроструйные каналы [138] могут быть получены способом, который не вызывает значимого повышения автофлуоресценции первого и второго адгезионных слоев [134] и [136] и базового слоя [132], но обеспечивает подходящее качество поверхности. Например, ультрафиолетовый наносекундный, фемтосекундный или пикосекундный импульсный лазер может обеспечить быструю резку, гладкие края и углы, тем самым обеспечивая превосходное качество поверхности, которое является желательным, но он также может модифицировать химические свойства поверхностей акриловых адгезионных слоев [134] и [136] и/или базового слоя [132] из черного PET, что может вызвать автофлуоресценцию этих слоев.In some embodiments of the present invention, microfluidic channels [138] can be obtained by a method that does not significantly increase the autofluorescence of the first and second adhesive layers [134] and [136] and the base layer [132], but provides a suitable surface quality. For example, an ultraviolet nanosecond, femtosecond, or picosecond pulsed laser can provide fast cutting, smooth edges and corners, thereby providing the excellent surface quality that is desirable, but it can also modify the surface chemistry of acrylic adhesive layers [134] and [136] and /or base layer [132] of black PET, which can cause autofluorescence of these layers.

В противоположность этому, СO2-лазер может обеспечить качество поверхности, которое, хотя в некоторых случаях может быть признано худшим, чем при использовании УФ-лазеров, однако остается в пределах проектных параметров, зато не изменяет химические свойства поверхностей адгезионных слоев [134] и [136] и/или базового слоя [132], так что не происходит значимого увеличения автофлуоресценции этих слоев. В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения СO2-лазер, имеющий длину волны, лежащую в диапазоне от примерно 5000 нм до примерно 15000 нм (то есть равную примерно 5000 нм, примерно 6000 нм, примерно 7000 нм, примерно 8000 нм, примерно 9000 нм, примерно 10000 нм, примерно 11000 нм, примерно 12000 нм, примерно 13000 нм, примерно 14000 нм или примерно 15000 нм, включая все промежуточные диапазоны и значения), и размер луча, лежащий в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 150 мкм (например, равный примерно 50 мкм, примерно 60 мкм, примерно 70 мкм, примерно 80 мкм, примерно 90 мкм, примерно 100 мкм, примерно 110 мкм, примерно 120 мкм, примерно 130 мкм, примерно 140 мкм или примерно 150 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения), можно использовать для формирования микроструйных каналов [138], проходящих через первый адгезионный слой [134], базовый слой [132] и второй адгезионный слой [136].In contrast, the CO 2 laser can provide a surface quality that, although in some cases may be considered worse than when using UV lasers, remains within the design parameters, but does not change the chemical properties of the surfaces of the adhesive layers [134] and [136] and/or the base layer [132], so that there is no significant increase in the autofluorescence of these layers. In particular embodiments of the present invention, a CO 2 laser having a wavelength ranging from about 5000 nm to about 15000 nm (i.e., about 5000 nm, about 6000 nm, about 7000 nm, about 8000 nm, about 9000 nm, about 10,000 nm, about 11,000 nm, about 12,000 nm, about 13,000 nm, about 14,000 nm, or about 15,000 nm, including all ranges and values in between), and a beam size ranging from about 50 µm to about 150 µm (e.g., equal to about 50 µm, about 60 µm, about 70 µm, about 80 µm, about 90 µm, about 100 µm, about 110 µm, about 120 µm, about 130 µm, about 140 µm, or about 150 µm, including all ranges in between and values) can be used to form microfluidic channels [138] passing through the first adhesive layer [134], the base layer [132], and the second adhesive layer [136].

Как показано на Фиг. 1, первый адгезионный слой [134] связывает первую поверхность [133] базового слоя [132] с поверхностью [111] первой подложки [110]. Кроме того, второй адгезионный слой [136] связывает вторую поверхность [135] базового слоя [132] к поверхности [121] второй подложки [120]. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения первая и вторая подложки [110] и [120] могут содержать стекло. Связующее между каждым из первого и второго адгезионных слоев [134] и [136] и соответствующими поверхностями [111] и [121] первой и второй подложек [110] и [120] может быть выполнено так, что оно выдерживает напряжение сдвига, превышающее примерно 50 Н/см2, и отрывное усилие под углом 180°, превышающее примерно 1 Н/см. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения связующее может выдерживать значения давления в микроструйных каналах [138] до примерно 15 фунтов/кв. дюйм (примерно 103500 Па).As shown in FIG. 1, the first adhesive layer [134] links the first surface [133] of the base layer [132] with the surface [111] of the first substrate [110]. In addition, the second adhesive layer [136] bonds the second surface [135] of the base layer [132] to the surface [121] of the second substrate [120]. In various embodiments of the present invention, the first and second substrates [110] and [120] may contain glass. The bond between each of the first and second adhesive layers [134] and [136] and the respective surfaces [111] and [121] of the first and second substrates [110] and [120] may be configured to withstand a shear stress greater than about 50 N/cm 2 , and a 180° pull-off force greater than about 1 N/cm. In various embodiments of the present invention, the binder can withstand pressures in microjet channels [138] up to about 15 psi. inch (approximately 103500 Pa).

Например, прочность при сдвиге и прочность на отрыв адгезионных слоев [134] и [136] может быть функцией их химических композиций и их толщин относительно базового слоя [132]. Акриловый адгезив, включенный в первый и второй адгезионные слои [134] и [136], обеспечивает прочное сцепление с первой и второй поверхностями [133] и [135] базового слоя [132] и поверхностями [111] и [121] первой и второй подложек [110] и [120], соответственно. Кроме того, для получения прочного сцепления между подложками [110] и [120] и базовым слоем [132] толщину адгезионных слоев [134] и [136] относительно базового слоя [132] можно выбрать такой, чтобы она передавала большую часть приложенного отрывного и/или сдвигового напряжения, приложенного к подложкам [110] и [120], к базовому слою [132].For example, the shear strength and peel strength of adhesive layers [134] and [136] may be a function of their chemical compositions and their thickness relative to the base layer [132]. The acrylic adhesive included in the first and second adhesive layers [134] and [136] provides strong adhesion to the first and second surfaces [133] and [135] of the base layer [132] and the surfaces [111] and [121] of the first and second substrates [110] and [120], respectively. In addition, to obtain strong adhesion between the substrates [110] and [120] and the base layer [132], the thickness of the adhesive layers [134] and [136] relative to the base layer [132] can be chosen such that it transfers most of the applied peel and /or shear stress applied to the substrates [110] and [120], to the base layer [132].

Если адгезионные слои [134] и [136] являются слишком тонкими, то они могут не обеспечить прочность на отрыв и сдвиг, достаточную для того, чтобы выдерживать многочисленные циклы изменения давления, которым может быть подвергнута проточная ячейка [100] вследствие потока текучей среды под давлением через микроструйные каналы [138]. С другой стороны, слишком толстые адгезионные слои [134] и [136] могут привести к образованию пустот или пузырьков в адгезионных слоях [134] и [136], которые снизят прочность сцепления. Кроме того, большая доля отрывного и сдвигового напряжения может действовать на адгезионные слои [134] и [136] и не передаваться к базовому слою [132]. Это может привести к разрушению проточной ячейки вследствие разрыва адгезионных слоев [134] и/или [136].If the adhesive layers [134] and [136] are too thin, they may not provide sufficient peel and shear strength to withstand the many pressure cycles that the flow cell [100] may be subjected to due to fluid flow under pressure through microjet channels [138]. On the other hand, too thick adhesive layers [134] and [136] can lead to the formation of voids or bubbles in the adhesive layers [134] and [136], which will reduce the adhesive strength. In addition, a large proportion of detachment and shear stress can act on the adhesive layers [134] and [136] and not be transferred to the base layer [132]. This can lead to destruction of the flow cell due to rupture of the adhesive layers [134] and/or [136].

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения базовый слой [132] может иметь толщину, лежащую в диапазоне от примерно 25 мкм до примерно 100 мкм, а каждый из первого адгезионного слоя [134] и второго адгезионного слоя [136] может иметь толщину, лежащую в диапазоне от 5 мкм до 50 мкм (например, равную примерно 5 мкм, примерно 10 мкм, примерно 20 мкм, примерно 30 мкм, примерно 40 мкм или примерно 50 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения). Такие конструкции могут обеспечить достаточную прочность при отрыве и сдвиге, например - способность выдерживать напряжение сдвига, превышающее примерно 50 Н/см2, и отрывное усилие, превышающее примерно 1 Н/см, что является достаточным для того, чтобы выдерживать многочисленные циклы изменения давления, например - 100 циклов изменения давления, 200 циклов изменения давления, 300 циклов изменения давления или даже больше. В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения общая толщина базового слоя [132], первого адгезионного слоя [134] и второго адгезионного слоя [136] может лежать в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 200 мкм (например, быть равной примерно 50 мкм, примерно 100 мкм, примерно 150 мкм или примерно 200 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения).In various embodiments of the present invention, the base layer [132] may have a thickness ranging from about 25 µm to about 100 µm, and each of the first adhesive layer [134] and the second adhesive layer [136] may have a thickness ranging from 5 µm to 50 µm (eg, about 5 µm, about 10 µm, about 20 µm, about 30 µm, about 40 µm, or about 50 µm, including all ranges and values in between). Such structures can provide sufficient peel and shear strength, such as the ability to withstand shear stress in excess of about 50 N/cm 2 and shear force in excess of about 1 N/cm, which is sufficient to withstand multiple pressure cycles, eg 100 pressure cycles, 200 pressure cycles, 300 pressure cycles or even more. In specific embodiments of the present invention, the total thickness of the base layer [132], the first adhesive layer [134], and the second adhesive layer [136] may range from about 50 µm to about 200 µm (for example, be equal to about 50 µm, about 100 µm, about 150 µm, or about 200 µm, including all ranges and values in between).

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения в первый и второй адгезионные слои [134] и [136] можно также включить усилители адгезии, и/или усилители адгезии можно нанести в форме покрытий на поверхности [111] и [121] подложек [110] и [120], например - для усиления сцепления между адгезионными слоями [134] и [136] и соответствующими поверхностями [111] и [121]. Подходящие усилители адгезии могут включать, например, силаны, титанаты, изоцианаты, любые другие усилители адгезии или их комбинации.In various embodiments of the present invention, adhesion promoters can also be included in the first and second adhesive layers [134] and [136], and/or adhesion promoters can be applied in the form of coatings on the surfaces of the [111] and [121] substrates [110] and [ 120], for example - to enhance the adhesion between the adhesive layers [134] and [136] and the corresponding surfaces [111] and [121]. Suitable adhesion promoters may include, for example, silanes, titanates, isocyanates, any other adhesion promoters, or combinations thereof.

Первый и второй адгезионные слои [134] и [136] могут быть выполнены с возможностью выдерживать многочисленные циклы изменения давления и с низкой автофлуоресценцией, как описано выше в данной публикации. Во время эксплуатации проточная ячейка также может подвергаться циклическим изменениям температуры (например, от примерно -80°С до примерно 100°С), воздействию высоких значений рН (например, значений рН до примерно 11), вакуума и коррозионных реагентов (например, формамида, буферных растворов и солей). В различных вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй адгезионные слои [134] и [136] могут быть выполнены с возможностью выдерживать циклические изменения температуры диапазоне от примерно -80°С до примерно 100°С, обладать устойчивостью к образованию пустот даже в вакууме и устойчивостью к коррозии при воздействии рН до примерно 11 или коррозионных реагентов, таких как формамид.The first and second adhesive layers [134] and [136] can be designed to withstand multiple pressure cycles and low autofluorescence, as described above in this publication. During operation, the flow cell may also be subjected to temperature cycling (e.g., from about -80°C to about 100°C), high pH values (e.g., pH values up to about 11), vacuum, and corrosive reagents (e.g., formamide, buffer solutions and salts). In various embodiments of the present invention, the first and second adhesive layers [134] and [136] can be configured to withstand temperature cycling in the range from about -80°C to about 100°C, to be resistant to voiding even in a vacuum, and to be stable to corrosion when exposed to pH up to about 11 or corrosive reagents such as formamide.

Фиг. 2 является схематическим изображением интерпозера [230] согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Интерпозер можно использовать в проточной ячейке [100] или в любой другой проточной ячейке, описанной в данной публикации. Интерпозер [230] содержит базовый слой [132], первый адгезионный слой [134] и второй адгезионный слой [136], которые подробно были описаны применительно к интерпозеру [130], включенному в проточную ячейку [100]. Первый адгезионный слой [134] расположен на первой поверхности [133] базового слоя [132], а второй адгезионный слой [136] расположен на второй поверхности [135] базового слоя [132], противолежащей первой поверхности [133]. Базовый слой [132] может содержать черный PET, а каждый из первого и второго адгезионных слоев [134] и [136] может содержать акриловый адгезив, как описано выше. Кроме того, базовый слой [132] может иметь толщину В, лежащую в диапазоне от примерно 30 мкм до примерно 100 мкм (то есть равную примерно 30 мкм, примерно 50 мкм, примерно 70 мкм, примерно 90 мкм или примерно 100 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения), а каждый из первого и второго адгезионных слоев [134] и [136] может иметь толщину А, лежащую в диапазоне от примерно 5 мкм до примерно 50 мкм (например, равную примерно 5 мкм, примерно 10 мкм, примерно 20 мкм, примерно 30 мкм, примерно 40 мкм или примерно 50 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения).Fig. 2 is a schematic representation of an interposer [230] according to an embodiment of the present invention. The interposer can be used in the flow cell [100] or in any other flow cell described in this publication. The interposer [230] contains a base layer [132], a first adhesive layer [134], and a second adhesive layer [136], which have been described in detail in relation to the interposer [130] included in the flow cell [100]. The first adhesive layer [134] is located on the first surface [133] of the base layer [132], and the second adhesive layer [136] is located on the second surface [135] of the base layer [132] opposite the first surface [133]. The base layer [132] may contain black PET, and each of the first and second adhesive layers [134] and [136] may contain an acrylic adhesive, as described above. In addition, the base layer [132] may have a thickness B ranging from about 30 µm to about 100 µm (i.e., about 30 µm, about 50 µm, about 70 µm, about 90 µm, or about 100 µm, including all intermediate ranges and values), and each of the first and second adhesive layers [134] and [136] may have a thickness A ranging from about 5 µm to about 50 µm (for example, equal to about 5 µm, about 10 µm, about 20 µm, about 30 µm, about 40 µm, or about 50 µm, including all ranges and values in between).

На первом адгезионном слое [134] может быть размещена первая отделяемая накладка [237]. Кроме того, на втором адгезионном слое [136] может быть размещена вторая отделяемая накладка [239]. Первая отделяемая накладка [237] и вторая отделяемая накладка [239] могут служить в качестве защитных слоев для первого и второго адгезионных слоев [134] и [136], и они могут быть выполнены с возможностью избирательного отслаивания или механического удаления другим способом для обнажения первого и второго адгезионных слоев [134] и [136], например - для связывания базового слоя [132] с первой и второй подложками [110] и [120], соответственно.On the first adhesive layer [134] the first detachable patch [237] can be placed. In addition, a second detachable patch [239] can be placed on the second adhesive layer [136]. The first release patch [237] and the second release patch [239] may serve as protective layers for the first and second adhesive layers [134] and [136] and they may be selectively peelable or otherwise mechanically removed to expose the first and the second adhesive layers [134] and [136], for example, for bonding the base layer [132] with the first and second substrates [110] and [120], respectively.

Первая и вторая отделяемые накладки [237] и [239] могут быть изготовлены из бумаги (например, из суперкаландрированной крафт-бумаги (SCK; от англ.: super calendared kraft paper), SCK-бумаги с покрытием из поливинилового спирта, крафт-бумаги с мелованным покрытием, крафт-бумаги машинной гладкости, бумаги, глазированной с одной стороны, крафт-бумаги с покрытием из полиолефина и т.д.), полимерного материала (например, из биаксиально ориентированной РЕТ-пленки, биаксиально ориентированной полипропиленовой пленки, полиолефинов, полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, полипропиленовых смол и т.д.), тканей (например, из полиэстера), найлона, тефлона или любого другого подходящего материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения отделяемые накладки [237] и [239] могут выполнены из материала с низкой энергией поверхности (например, из любых материалов, описанных в данной публикации) для облегчения отрыва отделяемых пленок [237] и [239] от соответствующих адгезионных слоев [134] и [136]. В других вариантах осуществления настоящего изобретения материал с низкой энергией поверхности (например, силикон, воск, полиолефин и т.д.) может быть нанесен по меньшей мере на ту поверхность отделяемых пленок [237] и [239], которая размещена на соответствующих адгезионных слоях [134] и [136], для облегчения отрыва от них отделяемых пленок [237] и [239].The first and second release patches [237] and [239] can be made of paper (e.g. super calendared kraft paper, SCK paper coated with polyvinyl alcohol, kraft paper coated paper, machine-smooth kraft paper, single-side glazed paper, polyolefin-coated kraft paper, etc.), resin material (e.g. biaxially oriented PET film, biaxially oriented polypropylene film, polyolefins, high density polyethylene, low density polyethylene, polypropylene resins, etc.), fabrics (eg polyester), nylon, teflon, or any other suitable material. In some embodiments of the present invention, the [237] and [239] release pads may be made from a low surface energy material (e.g., any of the materials described in this publication) to facilitate separation of the [237] and [239] release films from their respective adhesives. layers [134] and [136]. In other embodiments of the present invention, a low surface energy material (e.g., silicone, wax, polyolefin, etc.) can be applied to at least that surface of the release films [237] and [239] that is placed on the respective adhesive layers. [134] and [136], to facilitate detachment of detachable films from them [237] and [239].

Множество микроструйных каналов [238] проходит через базовый слой [132], первый адгезионный слой [134], второй адгезионный слой [136] и вторую отделяемую накладку [239], но не через первую отделяемую накладку [237]. Например, вторая отделяемая накладка [239] может быть верхней отделяемой накладкой интерпозера [230], а прохождение микроструйных каналов [238] через вторую отделяемую накладку [239], но не через первую отделяемую накладку [237], может быть индикатором ориентации интерпозера [230] для пользователя, что облегчает изготовление проточной ячейки пользователем (например, проточной ячейки [100]). Кроме того, процесс изготовления проточной ячейки (например, проточной ячейки [100]) можно осуществить так, что вначале вторую отделяемую накладку [239] отрывают от второго адгезионного слоя [136] для связывания с подложкой (например, со второй подложкой [220]). Затем можно удалить первую отделяемую накладку и связать первый адгезионный слой [134] с другой подложкой (например, к подложке [110].A plurality of microfluidic channels [238] pass through the base layer [132], the first adhesive layer [134], the second adhesive layer [136], and the second release patch [239], but not through the first release patch [237]. For example, the second detachable pad [239] could be the interposer's upper detachable pad [230], and the passage of microfluidic channels [238] through the second detachable pad [239] but not through the first detachable pad [237] could be an indicator of interposer orientation [230]. ] for the user, which facilitates fabrication of the flow cell by the user (eg, flow cell [100]). In addition, the manufacturing process of the flow cell (e.g. flow cell [100]) can be carried out so that first the second detachable patch [239] is torn off from the second adhesive layer [136] to bond to the substrate (e.g. the second substrate [220]) . The first release liner can then be removed and the first adhesive layer [134] bonded to another substrate (e.g. to substrate [110].

Первая и вторая отделяемые накладки [237] и [239] могут иметь одинаковую или разную толщину. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая отделяемая накладка [237] может быть значительно толще, чем вторая отделяемая накладка [239] (например, примерно в 2 раза толще, примерно в 4 раза толще, примерно в 6 раз толще, примерно в 8 раз толще или примерно в 10 раз толще), например - для обеспечения структурной жесткости интерпозера [230], и она может служить вспомогательным слоем для облегчения обращения пользователя с интерпозером [230]. В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения первая отделяемая накладка [237] может иметь первую толщину L1, лежащую в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 300 мкм (например, равную примерно 50 мкм, примерно 100 мкм, примерно 150 мкм, примерно 200 мкм, примерно 250 мкм или примерно 300 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения), а вторая отделяемая накладка [239] может иметь вторую толщину L2, лежащую в диапазоне от примерно 25 мкм до примерно 50 мкм (например, равную примерно 25 мкм, примерно 30 мкм, примерно 35 мкм, примерно 40 мкм, примерно 45 мкм или примерно 50 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения).The first and second detachable pads [237] and [239] may have the same or different thickness. In some embodiments of the present invention, the first release patch [237] may be significantly thicker than the second release patch [239] (e.g., about 2 times thicker, about 4 times thicker, about 6 times thicker, about 8 times thicker or about 10 times thicker), for example, to provide structural rigidity to the interposer [230], and it can serve as an auxiliary layer to facilitate user handling of the interposer [230]. In specific embodiments of the present invention, the first detachable patch [237] may have a first thickness L1 ranging from about 50 µm to about 300 µm (e.g., about 50 µm, about 100 µm, about 150 µm, about 200 µm, about 250 µm or about 300 µm, including all ranges and values in between), and the second detachable patch [239] may have a second thickness L2 ranging from about 25 µm to about 50 µm (e.g., about 25 µm, about 30 µm , about 35 µm, about 40 µm, about 45 µm, or about 50 µm, including all ranges and values in between).

Первая и вторая отделяемые накладки [237] и [239] могут быть оптически непрозрачными, прозрачными или полупрозрачными, и они могут иметь любой подходящий цвет. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая отделяемая накладка [237] может быть по меньшей мере по существу оптически непрозрачной (в том числе абсолютно непрозрачной), а вторая отделяемая накладка [239] может быть по меньшей мере по существу оптически прозрачной (в том числе абсолютно прозрачной). Как описано выше в данной публикации, вторую отделяемую накладку [239] можно первой удалить с второго адгезионного слоя [136] для связывания с соответствующей подложкой (например, к второй подложке [120]). Придание оптической прозрачности второй отделяемой накладке [239] может обеспечить возможность легко отличать вторую отделяемую накладку [239] от непрозрачной первой отделяемой накладки [237]. Кроме того, по существу оптически непрозрачная вторая отделяемая накладка [239] может обеспечить подходящий контраст для облегчения оптического совмещения подложки (например, второй подложки [120]) с микроструйными каналами [238], находящимися в интерпозере [230]. Кроме того, наличие второй отделяемой накладки [239], являющейся более тонкой, чем первая отделяемая накладка [237], может позволить преимущественное отделение второй отделяемой накладки [239], а не первой отделяемой накладки [237], за счет чего предотвращается случайное отделение первой отделяемой накладки [237] во время отделения второй отделяемой накладки [239] от второго адгезионного слоя [136].The first and second detachable patches [237] and [239] may be optically opaque, transparent or translucent, and they may be of any suitable color. In some embodiments of the present invention, the first detachable patch [237] may be at least substantially optically opaque (including completely opaque), and the second detachable patch [239] may be at least substantially optically transparent (including completely opaque). transparent). As described above in this publication, the second detachable patch [239] can be first removed from the second adhesive layer [136] to bond to the appropriate substrate (eg, to the second substrate [120]). Making the second release patch [239] optically transparent can make it easy to distinguish the second release patch [239] from the opaque first release patch [237]. In addition, a substantially optically opaque second detachable patch [239] can provide suitable contrast to facilitate optical alignment of the substrate (eg the second substrate [120]) with the microfluidic channels [238] located in the interposer [230]. In addition, having a second release patch [239] that is thinner than the first release patch [237] may allow the second release patch [239] to be preferentially detached over the first release patch [237], thereby preventing accidental separation of the first release patch [237]. release patch [237] during separation of the second release patch [239] from the second adhesive layer [136].

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения одна или более подложек проточной ячейки могут содержать множество расположенных на них лунок, причем каждая лунка содержит биологический зонд (например, массив, состоящий из одного биологического зонда или различных биологических зондов). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество лунок может быть вытравлено в одной или более подложках. Например, подложка (например, подложка [110] или [120]) может содержать стекло, и множество лунок вытравливают в подложке с использованием влажного травления (например, травления забуференной фтористоводородной кислотой) или сухого травления (например, с использованием реактивного ионного травления (RIE; от англ.: reactive ion etching) или глубокого RIE).In some embodiments of the present invention, one or more flow cell substrates may comprise a plurality of wells disposed thereon, with each well containing a biological probe (eg, an array consisting of a single biological probe or different biological probes). In some embodiments of the present invention, a plurality of wells may be etched into one or more substrates. For example, the substrate (e.g., substrate [110] or [120]) may contain glass, and a plurality of wells are etched into the substrate using wet etching (e.g., hydrofluoric acid buffered etching) or dry etching (e.g., using reactive ion etching (RIE). ; from English: reactive ion etching) or deep RIE).

В других вариантах осуществления настоящего изобретения множество лунок может быть сформировано в слое смолы, расположенном на поверхности подложки. Например, Фиг. 3 является схематическим изображением проточной ячейки [300] согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Проточная ячейка [300] содержит интерпозер [130], содержащий базовый слой [132], первый адгезионный слой [134] и второй адгезионный слой [136] и имеющий множество проходящих через них микроструйных каналов [138], как подробно описано ранее в данной публикации.In other embodiments of the present invention, a plurality of wells may be formed in the resin layer located on the surface of the substrate. For example, Fig. 3 is a schematic representation of a flow cell [300] according to an embodiment of the present invention. The flow cell [300] includes an interposer [130] containing a base layer [132], a first adhesive layer [134], and a second adhesive layer [136] and having a plurality of microfluidic channels [138] passing through them, as described in detail earlier in this publication. .

Проточная ячейка [300] также содержит первую подложку [310] и вторую подложку [320] с расположенным между ними интерпозером [132]. Первая и вторая подложки [310] и [320] могут быть изготовлены из любого подходящего материала, например - из диоксида кремния, стеклаа, кварца, пирекса, пластиков (например, из полиэтилентерефталата (PET), полиэтилена высокой плотности (HDPE), полиэтилена низкой плотности (LDPE), поливинилхлорида (PVC), полипропилена (РР) и т.п.), полимерных материалов, TEFLON®, каптона или любого другого подходящего материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая и/или вторая подложки [310] и [320] могут быть оптически прозрачными. В других вариантах осуществления настоящего изобретения первая и/или вторая подложки [310] и [320] могут быть непрозрачными. Как показано на Фиг. 3, вторая подложка [320] (например, верхняя подложка) содержит впускной канал [323] для текучей среды для сообщения с микроструйными каналами [138] и выпускной канал [325] для текучей среды, обеспечивающий удаление текучей среды из микроструйных каналов [138]. Хотя на рисунке показаны один впускной канал [323] для текучей среды и один выпускной канал [325] для текучей среды, в различных вариантах осуществления настоящего изобретения во второй подложке [320] может иметься множество впускных каналов для текучей среды и/или выпускных каналов. Кроме того, впускные и/или выпускные каналы для текучей среды могут также быть предусмотрены в первой подложке [310] (например, в нижней подложке). В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения первая подложка [310] может быть значительно толще, чем вторая подложка [320]. Например, первая подложка [310] может иметь толщину, лежащую в диапазоне от примерно 350 мкм до примерно 500 мкм (например, равную примерно 350 мкм, примерно 400 мкм, примерно 450 мкм или примерно 500 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения), а вторая подложка [320] может иметь толщину, лежащую в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 200 мкм (например, равную примерно 50 мкм, примерно 100 мкм, примерно 150 мкм или примерно 200 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения).The flow cell [300] also contains the first substrate [310] and the second substrate [320] with an interposer [132] located between them. The first and second substrates [310] and [320] can be made from any suitable material, e.g. silica, glassa, quartz, pyrex, plastics (e.g. polyethylene terephthalate (PET), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene). density (LDPE), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), etc.), polymeric materials, TEFLON®, Kapton or any other suitable material. In some embodiments of the present invention, the first and/or second substrates [310] and [320] may be optically transparent. In other embodiments of the present invention, the first and/or second substrates [310] and [320] may be opaque. As shown in FIG. 3, the second substrate [320] (for example, the top substrate) comprises a fluid inlet [323] for communicating with the microfluidic channels [138] and a fluid outlet [325] for removing fluid from the microfluidic channels [138] . Although the figure shows one fluid inlet [323] and one fluid outlet [325], in various embodiments of the present invention, the second substrate [320] may have a plurality of fluid inlets and/or outlets. In addition, inlet and/or outlet channels for the fluid may also be provided in the first substrate [310] (for example, in the lower substrate). In specific embodiments of the present invention, the first substrate [310] may be significantly thicker than the second substrate [320]. For example, the first substrate [310] may have a thickness ranging from about 350 µm to about 500 µm (e.g., about 350 µm, about 400 µm, about 450 µm, or about 500 µm, including all ranges and values in between), and the second substrate [320] may have a thickness ranging from about 50 µm to about 200 µm (e.g., about 50 µm, about 100 µm, about 150 µm, or about 200 µm, including all ranges and values in between).

Первая подложка [310] содержит первый слой [312] смолы, расположенный на ее поверхности [311], обращенной к интерпозеру [130]. Кроме того, второй слой смолы [322] расположен на поверхности [321] второй подложки [320], обращенной к интерпозеру [130]. Первый и второй слои [312] и [322] смолы могут содержать, например, полиметилметакрилат (РММА; от англ.: polymethyl methacrylate), полистирол, глицерол-1,3-диглицеролата диакрилат (GDD; от англ.: glycerol 1,3-diglycerolate diacrylate), Ingacure 907, родамина 6G тетрафторборат, УФ-отверждаемую смолу (например, новолаковую эпоксидную смолу, РАК-01 и т.д.), любую другую подходящую смолу или их комбинацию. В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения слои [312] и [322] смолы могут содержать смолу для наноимпринтной литографии (NIL; от англ.: nanoimprint lithography) (например, РММА).The first substrate [310] contains the first layer [312] of resin located on its surface [311] facing the interposer [130]. In addition, the second resin layer [322] is located on the surface [321] of the second substrate [320] facing the interposer [130]. The first and second layers [312] and [322] of the resin may contain, for example, polymethyl methacrylate (PMMA; from English: polymethyl methacrylate), polystyrene, glycerol-1,3-diglycerolate diacrylate (GDD; from English: glycerol 1,3 -diglycerolate diacrylate), Ingacure 907, rhodamine 6G tetrafluoroborate, UV curable resin (eg novolac epoxy, PAK-01, etc.), any other suitable resin, or a combination thereof. In specific embodiments, implementation of the present invention layers [312] and [322] resin may contain a resin for nanoimprint lithography (NIL; from English: nanoimprint lithography) (for example, PMMA).

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения слои [312] и [322] смолы могут иметь толщину менее 1 мкм, и они сцеплены с соответствующими первым и вторым адгезионными слоями [134] и [136]. Первый и второй адгезионные слои [134] и [136] имеют такой состав, что связующее между каждым из слоев [312] и [322] смолы и соответствующими первым и вторым адгезионными слоями [134] и [136] может выдерживать напряжение сдвига, превышающее примерно 50 Н/см2, и отрывное усилие, превышающее примерно 1 Н/см. Соответственно, адгезионные слои [134] и [136] образуют достаточно прочное непосредственное соединение с соответствующими подложками [310] и [320] или с соответствующими слоями [312] и [322] смолы, расположенными на них.In various embodiments of the present invention, the [312] and [322] resin layers may be less than 1 µm thick and are bonded to the respective first and second adhesive layers [134] and [136]. The first and second adhesive layers [134] and [136] have a composition such that the binder between each of the layers [312] and [322] of the resin and the respective first and second adhesive layers [134] and [136] can withstand a shear stress exceeding about 50 N/cm 2 , and a tear force greater than about 1 N/cm. Accordingly, the adhesive layers [134] and [136] form a sufficiently strong direct connection with the corresponding substrates [310] and [320] or with the corresponding layers [312] and [322] of the resin located on them.

Множество лунок [314] формируют в первом слое [312] смолы посредством наноимпринтной литографии (NIL). Множество лунок [324] можно также сформировать во втором слое [322] смолы посредством наноимпринтной литографии (NIL). В других вариантах осуществления настоящего изобретения множество лунок [314] можно сформировать в первом слое [312] смолы, во втором слое [322] смолы или в обоих слоях. Множество лунок могут иметь диаметр или поперечное сечение, равные примерно 50 мкм или менее. Биологический зонд (не показан на рисунке) можно поместить в каждую лунку из множества лунок [314] и [324]. Биологический зонд может включать, например, ДНК-зонды, РНК-зонды, антитела, антигены, ферменты или клетки. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в множестве лунок [314] и [324] дополнительно или альтернативно могут быть размещены химические или биохимические аналиты.A plurality of wells [314] are formed in the first resin layer [312] by nanoimprint lithography (NIL). A plurality of wells [324] can also be formed in the second layer [322] of the resin by nanoimprint lithography (NIL). In other embodiments of the present invention, a plurality of holes [314] can be formed in the first layer [312] of the resin, in the second layer [322] of the resin, or in both layers. The plurality of wells may have a diameter or cross section of about 50 microns or less. A biological probe (not shown in the figure) can be placed in each well of the set of wells [314] and [324]. The biological probe may include, for example, DNA probes, RNA probes, antibodies, antigens, enzymes, or cells. In some embodiments of the present invention, chemical or biochemical analytes can additionally or alternatively be placed in a plurality of wells [314] and [324].

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый и/или второй слои [312] и [322] смолы могут содержать первую область и вторую область. Первая область может содержать первый полимерный слой, содержащий первое множество функциональных групп, обеспечивающих реакционные центры для ковалентного связывания функционализированной молекулы (например, биологического зонда, такого как олигонукпеотид). Первый и/или второй слои [312] и [322] смолы также могут содержать вторую область, которая содержит первый полимерный слой и второй полимерный слой, причем второй полимерный слой находится на первом полимерном слое, непосредственно примыкает к нему или находится рядом с первым полимерным слоем. Второй полимерный слой может полностью покрывать подлежащий первый полимерный слой и необязательно может содержать второе множество функциональных групп. Следует также понимать, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второй полимерный слой полимера может покрывать лишь часть первого полимерного слоя. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второй полимерный слой покрывает значительную часть первого полимерного слоя, причем эта значительная часть обеспечивает покрытие первого полимерного слоя более чем на примерно 50%, более чем на примерно 55%, более чем на примерно 60%, более чем на примерно 65%, более чем на примерно 70%, более чем на примерно 75%, более чем на примерно 80%, более чем на примерно 85%, более чем на примерно 90%, более чем на примерно 95% или более чем на примерно 99% или обеспечивает покрытие, лежащее в диапазоне между двумя любыми приведенными выше значениями. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй полимерные слои не содержат кремния или оксида кремния.In some embodiments of the present invention, the first and/or second layers [312] and [322] of the resin may comprise a first region and a second region. The first region may comprise a first polymeric layer containing a first plurality of functional groups providing reactive sites for covalently linking a functionalized molecule (eg, a biological probe such as an oligonucleotide). The first and/or second [312] and [322] resin layers may also comprise a second region that includes a first polymer layer and a second polymer layer, the second polymer layer being on, immediately adjacent to, or adjacent to the first polymer layer. layer. The second polymeric layer may completely cover the underlying first polymeric layer and may optionally contain a second plurality of functional groups. It should also be understood that in some embodiments of the present invention, the second polymer layer of the polymer may cover only a portion of the first polymer layer. In some embodiments, the implementation of the present invention, the second polymer layer covers a significant part of the first polymer layer, and this significant part provides coverage of the first polymer layer by more than about 50%, more than about 55%, more than about 60%, more than about 65%, more than about 70%, more than about 75%, more than about 80%, more than about 85%, more than about 90%, more than about 95%, or more than about 99 % or provides coverage between any two of the above values. In some embodiments, implementation of the present invention, the first and second polymeric layers do not contain silicon or silicon oxide.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая область является структурированной. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая область может содержать структуры микрометрового или нанометрового размера. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения структурами микрометрового размера или нанометрового размера в первом и/или втором слоях [312] и [322] смолы являются каналы, бороздки, стержни, лунки или их комбинации. Например, структура может включать множество лунок или других элементов, которые образуют матрицу. Высокоплотные матрицы отличаются тем, что содержат элементы, разделенные расстоянием, составляющим менее примерно 15 мкм. Матрицы средней плотности содержат элементы, разделенные расстоянием, лежащим в диапазоне от примерно 15 мкм до примерно 30 мкм, тогда как низкоплотные матрицы имеют участки, разделенные расстоянием, превышающим примерно 30 мкм. Матрица, пригодная для настоящего изобретения, может иметь, например, элементы, разделенные расстоянием, которое составляет менее примерно 100 мкм, менее примерно 50 мкм, менее примерно 10 мкм, менее примерно 5 мкм или менее примерно 0,5 мкм или лежит в диапазоне между двумя любыми приведенными выше значениями.In some embodiments of the present invention, the first region is structured. In some embodiments, implementation of the present invention, the first region may contain structures of micrometer or nanometer size. In some other embodiments of the present invention, the micrometer-sized or nanometer-sized structures in the first and/or second layers [312] and [322] of the resin are channels, grooves, rods, holes, or combinations thereof. For example, the structure may include a plurality of wells or other elements that form a matrix. High-density matrices are characterized in that they contain elements separated by a distance of less than about 15 microns. Medium density matrices contain elements separated by a distance ranging from about 15 microns to about 30 microns, while low density arrays have regions separated by a distance greater than about 30 microns. An array suitable for the present invention may, for example, have elements separated by a spacing that is less than about 100 µm, less than about 50 µm, less than about 10 µm, less than about 5 µm, or less than about 0.5 µm, or between any two of the above values.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый элемент, присутствующий в первом и/или втором слоях [312] и [322] смолы, может иметь площадь, превышающую примерно 100 нм2, превышающую примерно 250 нм2, превышающую примерно 500 нм2, превышающую примерно 1 мкм2, превышающую примерно 2,5 мкм2, превышающую примерно 5 мкм2, превышающую примерно 10 мкм2, превышающую примерно 100 мкм2 или превышающую примерно 500 мкм2, или лежащую в диапазоне между двумя любыми приведенными выше значениями. Альтернативно или дополнительно каждый из элементов может иметь площадь, составляющую менее примерно 1 мм2, менее примерно 500 мкм2, менее примерно 100 мкм2, менее примерно 25 мкм2, менее примерно 10 мкм2, менее примерно 5 мкм2, менее примерно 1 мкм2, менее примерно 500 нм2 или менее примерно 100 нм2 или лежащую в диапазоне между двумя любыми приведенными выше значениями.In some embodiments of the present invention, each element present in the first and/or second layers [312] and [322] of the resin may have an area greater than about 100 nm 2 greater than about 250 nm 2 greater than about 500 nm 2 greater than about 1 μm 2 greater than about 2.5 μm 2 , greater than about 5 μm 2 , greater than about 10 μm 2 , greater than about 100 μm 2 , or greater than about 500 μm 2 , or between any two of the above values. Alternatively or additionally, each of the elements may have an area of less than about 1 mm 2 , less than about 500 μm 2 , less than about 100 μm 2 , less than about 25 μm 2 , less than about 10 μm 2 , less than about 5 μm 2 , less than about 1 µm 2 less than about 500 nm 2 or less than about 100 nm 2 or lying in the range between any two of the above values.

Как показано на Фиг. 3 первый и/или второй слои [312] и [322] смолы содержат множество лунок [314] и [324], но они могут также содержать и другие элементы или матрицы, которые содержат по меньшей мере примерно 10 элементов, примерно 100 элементов, примерно 1 × 103 элементов, примерно 1 × 104 элементов, примерно 1 × 105 элементов, примерно 1 × 106 элементов, примерно 1 × 107 элементов, примерно 1 × 108 элементов, примерно 1 × 109 элементов или более, или число элементов лежит в диапазоне между двумя любыми приведенными выше значениями. Альтернативно или дополнительно первый и/или второй слои [312] и [322] смолы могут содержать не более чем примерно 1 × 109 элементов, не более чем примерно 1 × 108 элементов, не более чем примерно 1 × 107 элементов, не более чем примерно 1 × 106 элементов, не более чем примерно 1 × 105 элементов, не более чем примерно 1 × 104 элементов, не более чем примерно 1 × 103 элементов, не более чем примерно 100 элементов, не более чем примерно 10 элементов или менее, или число элементов лежит в диапазоне между двумя любыми приведенными выше значениями. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения среднее расстояние между элементами, находящимися в первом и/или втором слоях [312] и [322] смолы, может быть равно, например, по меньшей мере примерно 10 нм, по меньшей мере примерно 0,1 мкм, по меньшей мере примерно 0,5 мкм, по меньшей мере примерно 1 мкм, по меньшей мере примерно 5 мкм, по меньшей мере примерно 10 мкм, по меньшей мере примерно 100 мкм или более, или оно может лежать в диапазоне между любыми двумя приведенными выше значениями. Альтернативно или дополнительно среднее расстояние может составлять, например, не более примерно 100 мкм, не более примерно 10 мкм, не более примерно 5 мкм, не более примерно 1 мкм, не более примерно 0,5 мкм, не более примерно 0,1 мкм или менее, или оно может лежать в диапазоне между любыми двумя приведенными выше значениями.As shown in FIG. 3 the first and/or second layers [312] and [322] of the resin contain a plurality of holes [314] and [324], but they may also contain other elements or matrices that contain at least about 10 elements, about 100 elements, about 1 x 10 3 elements, about 1 x 10 4 elements, about 1 x 10 5 elements, about 1 x 10 6 elements, about 1 x 10 7 elements, about 1 x 10 8 elements, about 1 x 10 9 elements or more , or the number of elements lies between any two of the above values. Alternatively or additionally, the first and/or second layers [312] and [322] of the resin may contain no more than about 1 x 10 9 elements, no more than about 1 x 10 8 elements, no more than about 1 x 10 7 elements, no more than about 1 × 10 6 elements, not more than about 1 × 10 5 elements, not more than about 1 × 10 4 elements, not more than about 1 × 10 3 elements, not more than about 100 elements, not more than about 10 elements or less, or the number of elements is between any two of the above values. In some embodiments of the present invention, the average distance between the elements in the first and/or second layers [312] and [322] of the resin may be equal to, for example, at least about 10 nm, at least about 0.1 μm, at least about 0.5 µm, at least about 1 µm, at least about 5 µm, at least about 10 µm, at least about 100 µm or more, or it may be between any two of the above values. Alternatively or additionally, the average distance may be, for example, no more than about 100 µm, no more than about 10 µm, no more than about 5 µm, no more than about 1 µm, no more than about 0.5 µm, no more than about 0.1 µm, or less, or it may be in the range between any two of the above values.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая область является гидрофильной. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения первая область является гидрофобной. В конкретных случаях первая и вторая области имеют противоположный характер в том, что касается их гидрофобности и гидрофильности. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первое множество функциональных групп первого полимерного слоя выбрано из C8-14 циклоалкенов, 8-14-членных гетероциклоалкенов, С8-14 циклоалкинов, 8-14-членных гетероциклоалкинов, алкинильных групп, винильных групп, атомов галогенов, азидогрупп, аминогрупп, амидогрупп, эпоксигрупп, глицидильных групп, карбоксильных групп, гидразонильных групп, гидразинильных групп, гидроксильных групп, тетразолильных групп, тетразинильных групп, нитрилоксидных групп, нитреновых групп, нитроновых групп или тиоловых групп или из необязательно замещенных вариантов и комбинаций этих групп. В некоторых из таких вариантов осуществления настоящего изобретения первое множество функциональных групп выбрано из атомов галогенов, азидогрупп, алкинильных групп, карбоксильных групп, эпоксигрупп, глицидильных групп, норборненовых групп или аминогрупп или из необязательно замещенных вариантов и комбинаций этих групп.In some embodiments of the present invention, the first region is hydrophilic. In some other embodiments of the present invention, the first region is hydrophobic. In specific cases, the first and second regions are opposite in terms of their hydrophobicity and hydrophilicity. In some embodiments of the present invention, the first plurality of functional groups of the first polymeric layer is selected from C 8-14 cycloalkenes, 8-14 membered heterocycloalkenes, C 8-14 cycloalkynes, 8-14 membered heterocycloalkynes, alkynyl groups, vinyl groups, halogen atoms, azido groups, amino groups, amido groups, epoxy groups, glycidyl groups, carboxyl groups, hydrazonyl groups, hydrazinyl groups, hydroxyl groups, tetrazolyl groups, tetrazinyl groups, nitrile oxide groups, nitrene groups, nitrone groups or thiol groups, or from optionally substituted variants and combinations of these groups. In some of such embodiments of the present invention, the first plurality of functional groups is selected from halogen atoms, azido groups, alkynyl groups, carboxyl groups, epoxy groups, glycidyl groups, norbornene groups, or amino groups, or from optionally substituted variants and combinations of these groups.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый и/или второй слои [312] и [322] смолы могут содержать фотоотверждаемую полимерную композицию, содержащую силсесквиоксановый каркас (также известный как «POSS; от англ.: polyhedric oligomeric silsesquioxane»). Примером POSS может быть POSS, описанный в публикации Kehagias et al., Microelectronic Engineering 86 (2009), pp. 776-778, содержание которой полностью включено в данную публикацию посредством ссылки. В некоторых случаях можно использовать силан для усиления адгезии между подложками [310] и [320] и соответствующими слоями [312] и [322] смолы. Соотношение мономеров в конечном полимере (p:q:n:m) может зависеть от стехиометрического соотношения мономеров в начальной полимерной композиционной смеси. Молекула силана содержит эпоксидный фрагмент, который может быть ковалентно включен в первый (нижний) полимерный слой, контактирующий с подложками [310] или [320]. Второй (верхний) полимерный слой, включенный в первый и\или второй слои [312] и [322] смолы, может быть осажден на полуотвержденный первый полимерный слой, который может обеспечить достаточное сцепление без использования силана. Первый полимерный слой будет естественным образом распространять полимеризацию на мономерные элементы второго полимерного слоя, ковалентно связывая их друг с другом.In some embodiments of the present invention, the first and/or second layers of [312] and [322] resin may contain a photocurable polymer composition containing a silsesquioxane backbone (also known as "POSS; from English: polyhedric oligomeric silsesquioxane"). An example of a POSS would be the POSS described in Kehagias et al., Microelectronic Engineering 86 (2009), pp. 776-778, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety. In some cases, a silane may be used to enhance adhesion between the [310] and [320] substrates and the corresponding [312] and [322] resin layers. The ratio of monomers in the final polymer (p:q:n:m) may depend on the stoichiometric ratio of monomers in the initial polymer composite mixture. The silane molecule contains an epoxy fragment, which can be covalently included in the first (lower) polymer layer in contact with [310] or [320] substrates. The second (top) polymeric layer included in the first and/or second layers of [312] and [322] resin can be deposited on the semi-cured first polymeric layer, which can provide sufficient adhesion without the use of silane. The first polymeric layer will naturally propagate polymerization to the monomeric elements of the second polymeric layer, covalently bonding them to each other.

Алкиленбромидные группы в стенках лунок [314] и [324] могут действовать как точки крепления для дальнейшей пространственно-селективной функционализации. Например, алкиленбромидные группы могут реагировать с азидом натрия с образованием покрытой азидом поверхности лунок [314] и [324]. Эту покрытую азидом поверхность можно затем использовать непосредственно для захвата олигомеров, терминированных алкиновыми группами, например - с использованием катализируемой медью клик-химии, или олигомеров, терминированных бицикло[6.1.0]нон-4-ином (BCN; от англ.: bicyclo[6.1.0]non-4-yne), с использованием безкатализаторной клик-химии. Альтернативно, азид натрия можно заменить функционализированным норборненом амином или сходным алкеном или алкином с кольцевой деформацией, например - амином, функционализированным дибензоциклооктинами (DIBCO; от англ.: dibenzocyclooctyne), с добавлением к полимеру элемента с кольцевой деформацией, который впоследствии может участвовать в безкатализаторной клик-реакции, стимулированной кольцевой деформацией, с олигомерами, функционализированными тетразином, для прививки праймеров к поверхности.The alkylene bromide groups in the walls of the [314] and [324] wells can act as attachment points for further spatially selective functionalization. For example, alkylene bromide groups can react with sodium azide to form an azide-coated well surface [314] and [324]. This azide-coated surface can then be used directly to capture alkyne-terminated oligomers, for example using copper-catalyzed click chemistry, or bicyclo[6.1.0]non-4-yne (BCN) terminated oligomers. 6.1.0]non-4-yne), using non-catalyst click chemistry. Alternatively, sodium azide can be replaced by a norbornene-functionalized amine or a similar ring-deformed alkene or alkyne, such as dibenzocyclooctyne-functionalized amine (DIBCO; from English: dibenzocyclooctyne), with the addition of a ring-deforming element to the polymer, which can subsequently participate in a catalyst-free click. ring-strain-stimulated reaction with tetrazine-functionalized oligomers to graft the primers to the surface.

Добавление глицидола к второй фотоотверждаемой полимерной композиции может обеспечить полимерную поверхность с многочисленными гидроксильными группами. В других вариантах осуществления настоящего изобретения алкиленбромидные группы можно использовать для получения поверхности, функционализированной бромидом, который затем может вступить в реакцию с 5-норборнен-2-метанамином с образованием покрытой норборненом поверхности лунок. Затем азидсодержащий полимер, например - сополимер N-(5-азидоацетамидилпентил)акриламида и акриламида (PAZAM; от англ. poly(N-(5-azidoacetamidylpentyl)acrylamide-co-acrylamide), можно селективно присоединить к этой покрытой норборненом поверхности, локализованной в лунках [314] и [324], и затем привить алкинтерминированными олигомерами. Алкины с кольцевой деформацией, такие как олигомеры, терминированные BCN или DIBCO, можно также использовать вместо алкинтерминированных олигомеров в безкатализаторной циклоаддитивной реакции, промотируемой напряжением. В случае инертного второго полимерного слоя, покрывающего промежуточные области подложки, присоединение PAZAM и прививка локализованы в лунках [314] и [324]. Альтернативно, олигомеры, терминированные тетразином, можно привить непосредственно к полимеру за счет реакции с норборненовым фрагментом, исключая таким образом стадия присоединения PAZAM.The addition of glycidol to the second photocurable resin composition can provide a polymer surface with multiple hydroxyl groups. In other embodiments of the present invention, alkylene bromide groups can be used to provide a bromide-functionalized surface, which can then react with 5-norbornene-2-methanamine to form a norbornene-coated well surface. Then, an azide-containing polymer, for example, a copolymer of N-(5-azidoacetamidylpentyl)acrylamide and acrylamide (PAZAM; poly(N-(5-azidoacetamidylpentyl)acrylamide-co-acrylamide), can be selectively attached to this norbornene-coated surface localized in wells [314] and [324], and then grafted with alkyne terminated oligomers. Ring-deformed alkynes such as BCN or DIBCO terminated oligomers can also be used in place of alkyne terminated oligomers in a catalyst free, voltage promoted cycloaddition reaction. In the case of an inert second polymer layer, covering intermediate regions of the support, PAZAM attachment and grafting are localized in the wells.314 and 324. Alternatively, tetrazine-terminated oligomers can be grafted directly to the polymer by reaction with a norbornene moiety, thus eliminating the PAZAM attachment step.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый фотоотверждаемый полимер, включенный в первый и/или второй слои [312] и [322] смолы, может содержать вспомогательное вещество. Различные не ограничивающие настоящее изобретение примеры вспомогательных веществ, которые можно использовать в фотоотверждаемой полимерной композиции, включенной в первый и/или второй слои [312] и [322] смолы, включают эпибромгидрин, глицидол, глицидилпропаргиловый эфир, метил-5-норборнен-2,3-дикарбоновый ангидрид, 3-азидо-1-пропанол, трет-бутил-N-(2-оксиранилметил)карбамат, пропиоловую кислоту, 11-азидо-3,6,9-триоксаундекан-1-амин, цис-эпоксиянтарную кислоту, 5-нонборнен-2-метиламин, 4-(2-оксиранилметил)морфолин, глицидилтриметиламмония хлорид, фосфомицина динатриевую соль, полиглицидилметакрилат, пол и про пилен гликоля диглицидиловый эфир, полиэтиленгликоля диглицидиловый эфир, сополимер диметилсилоксана и (2-(3,4-эпоксициклогексил)этил)метилсилоксана, сополимер пропилметакрил-гептаизобутил-PSS и гидроксиэтилметакрилата, сополимер пропилметакрил-гептаизобутил-PSS и трет-бутилметакрилата, [(5-бицикло[2.2.1]гепт-2-енил)этил]триметоксисилан, транс-циклогександиолизобутил-POSS, аминопропилизобутил-POSS, октатетраметиламмоний-POSS, полиэтилен гликоль-POSS, октадиметилсилан-POSS, октааммоний-POSS, октамалеамовая кислота-POSS, триснорборненилизобутил-POSS, пирогенный диоксид кремния, поверхностно-активные вещества или их комбинации и производные.In some embodiments of the present invention, the first photocurable polymer included in the first and/or second layers [312] and [322] of the resin may contain an auxiliary substance. Various non-limiting examples of excipients that can be used in the photocurable resin composition included in the first and/or second layers of [312] and [322] resins include epibromohydrin, glycidol, glycidylpropargyl ether, methyl-5-norbornene-2, 3-dicarboxylic anhydride, 3-azido-1-propanol, tert-butyl-N-(2-oxiranylmethyl)carbamate, propiolic acid, 11-azido-3,6,9-trioxaundecan-1-amine, cis-epoxysuccinic acid, 5-nonbornene-2-methylamine, 4-(2-oxiranylmethyl)morpholine, glycidyltrimethylammonium chloride, fosfomycin disodium salt, polyglycidyl methacrylate, polypropylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, dimethylsiloxane copolymer and (2-(3,4-epoxycyclohexyl )ethyl)methylsiloxane, copolymer of propylmethacryl-heptaiisobutyl-PSS and hydroxyethyl methacrylate, copolymer of propylmethacryl-heptaiisobutyl-PSS and tert-butyl methacrylate, [(5-bicyclo[2.2.1]hept-2-enyl)ethyl]trimethoxysilane, trans-cyclohexanediolisobutyl-POSS , aminopropylisobutyl-POSS, octatetramethylammonium-POSS, polyethylene glycol-POSS, octadimethylsilane-POSS, octaammonium-POSS, octamaleamic acid-POSS, trisnorbornenylisobutyl-POSS, pyrogenic silica, surfactants or combinations and derivatives thereof.

Что касается интерпозера [130] из Фиг. 3, то микроструйные каналы [138] интерпозера имеют конфигурацию, обеспечивающую доставку текучей среды к множеству лунок [314] и [324]. Например, интерпозер [130] может быть связан с подложками [310] и [320] так, что микроструйные каналы [138] согласованы с соответствующими лунками [314] и [324]. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения микроструйные каналы [138] могут иметь структуру, обеспечивающую доставку текучей среды (например, крови, плазмы, растительного экстракта, лизата клеток, слюны, мочи и т.п.), химически активных веществ, буферных растворов, растворителей, флуоресцентных меток или любого другого раствора к каждой из множества лунок [314] и [324] последовательно или параллельно.As for the interposer [130] of FIG. 3, the microfluidic channels [138] of the interposer are configured to deliver fluid to a plurality of wells [314] and [324]. For example, the interposer [130] can be connected to the substrates [310] and [320] so that the microfluidic channels [138] are matched with the corresponding wells [314] and [324]. In some embodiments of the present invention, microfluidic channels [138] may have a structure that provides the delivery of a fluid medium (for example, blood, plasma, plant extract, cell lysate, saliva, urine, etc.), chemically active substances, buffer solutions, solvents , fluorescent labels or any other solution to each of the many wells [314] and [324] in series or in parallel.

Проточные ячейки, описанные в данной публикации, могут особенно хорошо подходить для серийного производства. Например, Фиг. 4А является видом сверху в перспективе многослойной сборной конструкции [40], содержащей множество проточных ячеек [400]. Фиг. 4 В является изображением бокового поперечного сечения многослойной сборной конструкции [40], выполненного вдоль линии А-А, показанной на Фиг. 4А. Многослойная сборная конструкция [40] содержит первую пластину-подложку [41], вторую пластину-подложку [42] и интерпозер [43], расположенную между первой и второй пластинами-подложками [41], [42]. Как показано на Фиг. 4 В, многослойная сборная конструкция [40] содержит множество проточных ячеек [400]. Интерпозер [43] содержит базовый слой [432] (например, базовый слой [132]), первый адгезионный слой [434] (например, первый адгезионный слой [134]), связывающий базовый слой [432] с поверхностью первой пластины-подложки [41], и второй адгезионный слой [436] (например, второй адгезионный слой [136]), связывающий базовый слой [432] с поверхностью второй пластины-подложки [42].The flow cells described in this publication may be particularly well suited for mass production. For example, Fig. 4A is a top perspective view of a sandwich assembly [40] containing a plurality of flow cells [400]. Fig. 4B is a side cross-sectional view of the sandwich assembly [40] taken along the line A-A shown in FIG. 4A. The multilayer prefabricated structure [40] contains the first substrate plate [41], the second substrate plate [42], and an interposer [43] located between the first and second substrate plates [41], [42]. As shown in FIG. 4B, the sandwich assembly [40] contains a plurality of flow cells [400]. The interposer [43] contains a base layer [432] (for example, the base layer [132]), the first adhesive layer [434] (for example, the first adhesive layer [134]), connecting the base layer [432] with the surface of the first substrate plate [ 41], and a second adhesive layer [436] (for example, a second adhesive layer [136]) connecting the base layer [432] to the surface of the second substrate plate [42].

Множество микроструйных каналов [438] проходит через базовый слой [432] и первый и второй адгезионные слои [434] и [436]. Множество лунок [414] и [424] могут быть сформированы на первой пластине-подложке [41] и второй пластине-подложке [42] (например, вытравлены на пластинах-подложках [41] и [42]) или сформированы в слое смолы, расположенном на поверхностях пластин-подложек [41] и [42], обращенных к интерпозеру [43]. Биологический зонд может быть помещен в любую из множества лунок [414] и [424]. Множество лунок [414] и [424] находится в соединении по текучей среде с соответствующими микроструйными каналами [438] интерпозера [43]. Многослойную сборную конструкцию затем можно разрезать, чтобы отделить множество проточных ячеек [400] от многослойной сборной конструкции [40]. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения многослойная сборная конструкция [40] может обеспечить выход проточных ячеек, превышающий примерно 90%.A plurality of microfluidic channels [438] pass through the base layer [432] and the first and second adhesion layers [434] and [436]. A plurality of dimples [414] and [424] can be formed on the first substrate plate [41] and the second substrate plate [42] (for example, etched on the substrate plates [41] and [42]), or formed in the resin layer, located on the surfaces of the substrate plates [41] and [42] facing the interposer [43]. The biological probe can be placed in any of the many wells [414] and [424]. A plurality of wells [414] and [424] are in fluid communication with the respective microfluidic channels [438] of the interposer [43]. The sandwich assembly can then be cut to separate the plurality of flow cells [400] from the sandwich assembly [40]. In various embodiments of the present invention, the multilayer assembly [40] can provide flow cell yields in excess of about 90%.

Фиг. 5 является блок-схемой способа [500] формирования микроструйных каналов в интерпозере (например, в интерпозере [130], [230]) проточной ячейки (например, проточной ячейки [100], [300], [400]) согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Способ [500] включает получение интерпозера [стадия 502]. Интерпозер (например, интерпозер [130], [230]) содержит базовый слой (например, базовый слой [132]), имеющий первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности. Базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET) (например, содержит по меньшей мере примерно 50% черного PET, по существу состоит из черного PET или полностью состоит из черного PET). На первой поверхности базового слоя расположен первый адгезионный слой (например, первый адгезионный слой [134]), а второй адгезионный слой (например, второй адгезионный слой [136]) расположен на второй поверхности базового слоя. Первый и второй адгезионные слои содержат акриловый адгезив (например, они могут содержать по меньшей мере примерно 10% акрилового адгезива, содержать по меньшей мере примерно 50% акрилового адгезива, по существу состоять из акрилового адгезива или полностью состоять из акрилового адгезива). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения адгезив может содержать бутилкаучук. Базовый слой может иметь толщину, лежащую в диапазоне от примерно 30 мкм до примерно 100 мкм, и каждый из первого и второго адгезионных слоев может иметь толщину, лежащую в диапазоне от примерно 10 мкм до примерно 50 мкм, так что интерпозер (например, интерпозер [130]) может иметь толщину, лежащую в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 200 мкм.Fig. 5 is a flow chart of a method [500] for forming microfluidic channels in an interposer (e.g., interposer [130], [230]) of a flow cell (e.g., flow cell [100], [300], [400]) according to an embodiment of the present inventions. Method [500] includes obtaining an interposer [step 502]. An interposer (eg, interposer [130], [230]) contains a base layer (eg, base layer [132]) having a first surface and a second surface opposite the first surface. The base layer contains black polyethylene terephthalate (PET) (eg, contains at least about 50% black PET, consists essentially of black PET, or consists entirely of black PET). On the first surface of the base layer is the first adhesive layer (for example, the first adhesive layer [134]), and the second adhesive layer (for example, the second adhesive layer [136]) is located on the second surface of the base layer. The first and second adhesive layers contain an acrylic adhesive (for example, they may contain at least about 10% acrylic adhesive, contain at least about 50% acrylic adhesive, consist essentially of an acrylic adhesive, or consist entirely of an acrylic adhesive). In some embodiments, implementation of the present invention, the adhesive may contain butyl rubber. The base layer may have a thickness ranging from about 30 μm to about 100 μm, and each of the first and second adhesive layers may have a thickness ranging from about 10 μm to about 50 μm, such that the interposer (e.g., interposer [ 130]) may have a thickness ranging from about 50 µm to about 200 µm.

На стадии [504] формируют микроструйные каналы, проходящие через по меньшей мере базовый слой, первый адгезионный слой и второй адгезионный слой. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на стадии формирования микроструйных каналов микроструйные каналы формируют с использованием СO2-лазера. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения также с использованием СO2-лазера формируют микроструйные каналы, проходящие через вторую отделяемую накладку, но не через первую отделяемую накладку (хотя в других вариантах осуществления настоящего изобретения микроструйные каналы могут частично заходить в первую отделяемую накладку). СO2-лазер может иметь длину волны, лежащую в диапазоне от примерно 5000 нм до примерно 15000 нм, и размер луча, лежащий в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 150 мкм. Например, СO2-лазер может иметь длину волны, лежащую в диапазоне от примерно 3000 нм до примерно 6000 нм, от примерно 4000 нм до примерно 10000 нм, от примерно 5000 нм до примерно 12000 нм, от примерно 6000 нм до примерно 14000 нм, от примерно 8000 нм до примерно 16000 нм или от примерно 10000 нм до примерно 18000 нм. В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения СO2-лазер может иметь длину волны, равную примерно 5000 нм, примерно 6000 нм, примерно 7000 нм, примерно 8000 нм, примерно 9000 нм, примерно 10000 нм, примерно 11000 нм, примерно 12000 нм, примерно 13000 нм, примерно 14000 нм или примерно 15000 нм, включая все промежуточные диапазоны и значения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения СO2-лазер может иметь размер луча, лежащий в диапазоне от примерно 40 мкм до примерно 60 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 120 мкм, от примерно 120 мкм до примерно 140 мкм или от примерно 140 мкм до примерно 160 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значения. В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения СO2-лазер может иметь размер луча, равный примерно 50 мкм, примерно 60 мкм, примерно 70 мкм, примерно 80 мкм, примерно 90 мкм, примерно 100 мкм, примерно 110 мкм, примерно 120 мкм, примерно 130 мкм, примерно 140 мкм или примерно 150 мкм, включая все промежуточные диапазоны и значенияIn step [504], microfluidic channels are formed through at least the base layer, the first adhesive layer, and the second adhesive layer. In some embodiments, implementation of the present invention at the stage of formation of microfluidic channels, microfluidic channels are formed using a CO 2 laser. In some embodiments of the present invention, also using a CO 2 laser, microfluidic channels are formed passing through the second detachable patch, but not through the first detachable patch (although in other embodiments of the present invention, the microfluidic channels may partially extend into the first detachable patch). The CO 2 laser may have a wavelength ranging from about 5000 nm to about 15000 nm and a beam size ranging from about 50 µm to about 150 µm. For example, a CO 2 laser may have a wavelength ranging from about 3000 nm to about 6000 nm, from about 4000 nm to about 10000 nm, from about 5000 nm to about 12000 nm, from about 6000 nm to about 14000 nm, from about 8000 nm to about 16000 nm, or from about 10000 nm to about 18000 nm. In particular embodiments of the present invention, the CO 2 laser may have a wavelength of about 5000 nm, about 6000 nm, about 7000 nm, about 8000 nm, about 9000 nm, about 10000 nm, about 11000 nm, about 12000 nm, about 13000 nm, about 14,000 nm, or about 15,000 nm, including all ranges and values in between. In some embodiments of the present invention, the CO 2 laser may have a beam size ranging from about 40 µm to about 60 µm, from about 60 µm to about 80 µm, from about 80 µm to about 100 µm, from about 100 µm to about 120 microns, from about 120 microns to about 140 microns, or from about 140 microns to about 160 microns, including all ranges and values in between. In particular embodiments, the CO 2 laser may have a beam size of about 50 µm, about 60 µm, about 70 µm, about 80 µm, about 90 µm, about 100 µm, about 110 µm, about 120 µm, about 130 µm, approx. 140 µm, or approx. 150 µm, including all ranges and values in between

Как описано в выше в данной публикации, для формирования микроструйных каналов в интерпозере можно использовать различные лазеры. Важные параметры включают скорость резания, которая определяет общее время производства, гладкость краев, которая является функцией размера луча и длины волны лазера, и химические изменения, вызываемые лазером в различных слоях, включенных в интерпозер, которые являются функцией типа лазера. Импульсные УФ-лазеры могут обеспечивать меньший размер луча, поэтому они обеспечивают более гладкие края. Однако УФ-лазеры могут вызывать изменения химических свойств краев адгезионных слоев и базового слоя или приводить к появлению осколков второй отделяемой накладки, которые могут вызывать автофлуоресценцию. Автофлуоресценция может вносить значительный вклад в фоновый флуоресцентный сигнал во время флуоресцентной визуализации проточной ячейки, которая содержит интерпозер, описанный в данной публикации, за счет чего значительно снижается отношение «сигнал-шум» (SNR). В противоположность этому СO2-лазер может обеспечить подходящую гладкость краев и при этом является химически инертным, то есть не вызывает химических изменений в адгезионных слоях и базовом слое и не приводит к появлению осколков, генерируемых второй отделяемой накладкой. Поэтому формирование микроструйных каналов в интерпозере с использованием СO2-лазера не приводит к значительному увеличению автофлуоресценции и дает более высокое отношение «сигнал-шум» (SNR).As described earlier in this publication, various lasers can be used to form microfluidic channels in an interposer. Important parameters include cutting speed, which determines the overall production time, edge smoothness, which is a function of beam size and laser wavelength, and the chemical changes caused by the laser in the various layers included in the interposer, which are a function of the type of laser. Pulsed UV lasers can provide a smaller beam size, so they produce smoother edges. However, UV lasers can cause changes in the chemical properties of the edges of the adhesive layers and the base layer, or lead to the appearance of fragments of the second detachable patch, which can cause autofluorescence. Autofluorescence can significantly contribute to the background fluorescence signal during fluorescence imaging of a flow cell that contains the interposer described in this publication, thereby significantly reducing the signal-to-noise ratio (SNR). In contrast, the CO 2 laser can provide a suitable edge smoothness and is chemically inert, ie does not cause chemical changes in the adhesive layers and the base layer and does not lead to fragmentation generated by the second release patch. Therefore, the formation of microfluidic channels in the interposer using a CO 2 laser does not lead to a significant increase in autofluorescence and gives a higher signal-to-noise ratio (SNR).

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF EXAMPLES OF CARRYING OUT THE INVENTION

В данном разделе описаны различные эксперименты, демонстрирующие низкую автофлуоресценцию и превосходную адгезивность акрилового адгезива. Экспериментальные примеры, описанные в данном разделе, являются исключительно иллюстративными, и их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение.This section describes various experiments demonstrating low autofluorescence and excellent adhesiveness of an acrylic adhesive. The experimental examples described in this section are illustrative only and should not be construed as limiting the present invention.

Свойства материалов: Исследовали способность различных материалов склеивать проточную ячейку и обеспечивать высококачественные результаты секвенирования при низких расходах. Особое значение имеют следующие свойства: 1) отсутствие или низкий уровень автофлуоресценции: секвенирование генов основано на флуоресцентных метках, присоединенных к нукпеотидам, и сигналы от этих меток являются относительно более слабыми, чем нормальные. Для повышения отношения «сигнал-шум» от ДНК-кластеров с флуорофорами желательно отсутствие света, излучаемого или рассеиваемого краями связующих материалов; 2) прочность соединения: проточные ячейки часто подвергаются действию высокого давления (например, от 13 фунтов/кв. дюйм или даже выше). Для соединений в проточной ячейке желательна высокая прочность соединения, в том числе прочность на отрыв и сдвиг; 3) качество соединения: для высококачественного склеивания проточной ячейки желательно высокое качество связующего без пустот и утечек; 4) прочность соединения после напряжения: секвенирование генов включает использование многих буферных растворов (растворы с высоким значением рН, высоким содержанием солей и повышенной температурой), и оно может также включать использование органических растворителей. Удержание подложек проточной ячейки (например, верхней и нижней подложек) на месте при действии такого напряжения является желательным для успешного прогона секвенирования; 5) химическая стабильность: желательно, чтобы адгезионные слои и базовый слой были химически стабильными и не выделяли (например, не дегазировались) в растворы никаких химических веществ, поскольку ферменты и высокочистые нуклеотиды, используемые при секвенировании генов, очень чувствительны к любым загрязнениям, содержащимся в буферном растворе.Material Properties: The ability of various materials to bond the flow cell and provide high quality sequencing results at low cost was investigated. The following properties are of particular importance: 1) no or low level of autofluorescence: gene sequencing is based on fluorescent labels attached to nucpeotides, and the signals from these labels are relatively weaker than normal. To improve the signal-to-noise ratio from DNA clusters with fluorophores, the absence of light emitted or scattered by the edges of the binder materials is desirable; 2) connection strength: flow cells are often subjected to high pressure (for example, from 13 psi or even higher). For connections in a flow cell, high bond strengths are desirable, including peel and shear strengths; 3) joint quality: for high-quality bonding of the flow cell, a high quality binder without voids and leaks is desirable; 4) connection strength after stress: gene sequencing involves the use of many buffer solutions (solutions with high pH, high salt content and elevated temperature), and it may also involve the use of organic solvents. Holding the flow cell substrates (eg, top and bottom substrates) in place under such voltage is desirable for a successful sequencing run; 5) chemical stability: it is desirable that the adhesive layers and the base layer are chemically stable and do not release (for example, do not degas) any chemicals into solutions, since the enzymes and high-purity nucleotides used in gene sequencing are very sensitive to any contaminants contained in buffer solution.

Конфигурации проточных ячеек: Адгезивы, чувствительные к давлению (PSA; от англ.: pressure sensitive adhesives), использовали в двух различных конфигурациях проточных ячеек, как показано на Фиг. 6А и Фиг. 6 В. Фиг. 6А является схематическим изображением поперечного сечения склеенной и структурированной проточной ячейки, то есть проточной ячейки, содержащей лунки, сформированные в смоле для наноимпринтной литографии (NIL), нанесенной на поверхность стеклянных подложек, между которыми вклеен интерпозер, а Фиг. 6А является схематическим изображением поперечного сечения склеенной и не структурированной проточной ячейки, содержащей интерпозер, связанный непосредственно со стекляннымми подложками (то есть не содержащей смолы на подложках). Фиг. 6А демонстрирует конфигурацию структурированной проточной ячейки с клейкой лентой толщиной 100 мкм, сформированной из слоев чувствительных к давлению адгезивов (PSA) с толщиной, примерно равной 25 мкм, нанесенных на базовый слой из черного PET с толщиной, примерно равной 50 мкм. Структурированная поверхность содержит материалы с низкой энергией поверхности, которые продемонстрировали низкую прочность сцепления с некоторыми PSA.Flow Cell Configurations: Pressure sensitive adhesives (PSA) were used in two different flow cell configurations as shown in FIG. 6A and FIG. 6 B. FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of a bonded and structured flow cell, i.e. a flow cell containing wells formed in a nanoimprint lithography (NIL) resin deposited on the surface of glass substrates between which an interposer is glued, and FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of a bonded and non-structured flow cell containing an interposer bonded directly to glass substrates (ie, no resin on the substrates). Fig. 6A shows a structured flow cell configuration with a 100 µm thick adhesive tape formed from about 25 µm thick layers of pressure sensitive adhesives (PSA) applied to a black PET base layer of about 50 µm thickness. The structured surface contains low surface energy materials that have shown poor bond strength to some PSAs.

Способ скрининга материалов: В полном процессе скрининга материалов провели 48 различных скрининговых экспериментов. Для того чтобы проводить скрининг адгезивов и материалов-носителей с высокой пропускной способностью, способы скрининга разделили в соответствии с пятью различными уровнями приоритетности, как обобщено в Таблице 1. Многие адгезивы были забракованы после испытаний стадии 1. Ранняя отбраковка позволила провести скрининг значительного числа материалов (более 20) за несколько недель.Material Screening Method: In the complete material screening process, 48 different screening experiments were performed. In order to screen adhesives and carrier materials with high throughput, the screening methods were divided according to five different levels of priority, as summarized in Table 1. Many adhesives were rejected after stage 1 testing. Early rejection allowed a significant number of materials to be screened ( more than 20) in a few weeks.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Свойства автофлуоресценции: Свойства автофлуоресценции измерили конфокальными сканнером флуоресценции (Typhoon) с зеленым (532 нм) и красным (635 нм) лазером в качестве источника возбуждающего излучения. В случае зеленого лазера использовали полосно-пропускающий фильтр с центральной длиной волны, равной 570 нм, а в случае красного лазера использовали длинноволновой пропускающий фильтр с длиной волны пропускания, равной 665 нм. Настройки возбуждения и эмиссии были сходными с использованными в иллюстративном примере секвенирования генов. Фиг. 7 является гистограммой интенсивности флуоресценции различных адгезивов и материалов проточной ячейки в канале красного сигнала. Фиг. 8 является гистограммой интенсивности флуоресценции различных адгезивов и материалов проточной ячейки из Фиг. 7 в канале зеленого сигнала. В Таблице II приведены значения автофлуоресценции для всех материалов.Autofluorescence properties: Autofluorescence properties were measured with a confocal fluorescence scanner (Typhoon) with a green (532 nm) and a red (635 nm) laser as the excitation source. In the case of the green laser, a band pass filter with a center wavelength of 570 nm was used, and in the case of the red laser, a long wavelength pass filter was used with a pass wavelength of 665 nm. The excitation and emission settings were similar to those used in the exemplary gene sequencing example. Fig. 7 is a histogram of the fluorescence intensity of various adhesives and flow cell materials in the red signal channel. Fig. 8 is a histogram of the fluorescence intensity of various adhesives and flow cell materials from FIG. 7 in the green signal channel. Table II lists the autofluorescence values for all materials.

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Образцы ленты с 1 по 4 и с 7 по 8 были адгезивами, содержавшими термореактивные эпоксидные смолы, образец ленты 5 - адгезивом, содержавшим бут и л каучуковый адгезив, и образец ленты 6 содержал пленочную основу из силиконакрилата. Как видно из Фиг. 7, Фиг. 8 и Таблицы II черный Kapton (полиимид) и стекло использовали в качестве отрицательного контроля. Для того чтобы соответствовать требованию низкой флуоресценции в этом эксперименте, любой исследуемый материал должен излучать меньше света, чем черный Kapton. Лишь несколько адгезивов или носителей прошли этот процесс скрининга, в том числе метилакриловый адгезив, РЕТ-1, РЕТ-2, РЕТ-3, образец ленты 7 и образец ленты 8. Большинство материалов-носителей, такие как Kapton 1, РЕЕК и Kapton 2, не прошли испытание из-за высокой фоновой флуоресценции. Акриловый адгезив имеет автофлуоресценцию при длине волны возбуждения, равной 532 нм, составляющую менее примерно 0,25 условных единиц относительно стандарта флуоресценции при 532 нм (Фиг. 7), и автофлуоресценцию при длине волны возбуждения, равной 532 нм, составляющую менее примерно 0,15 условных единиц относительно стандарта флуоресценции при 635 нм (Фиг. 8), которая является достаточно низкой для использования в проточных ячейках.Tape samples 1 to 4 and 7 to 8 were adhesives containing thermoset epoxy resins, tape sample 5 was an adhesive containing but and l rubber adhesive, and tape sample 6 contained a silicone acrylate film backing. As seen from FIG. 7, FIG. 8 and Table II black Kapton (polyimide) and glass were used as negative controls. In order to meet the requirement of low fluorescence in this experiment, any test material must emit less light than black Kapton. Only a few adhesives or carriers have passed this screening process, including Methyl Acrylic Adhesive, PET-1, PET-2, PET-3, Tape Sample 7, and Tape Sample 8. Most carrier materials such as Kapton 1, PEEK, and Kapton 2 , failed the test due to high background fluorescence. The acrylic adhesive has an autofluorescence at 532 nm excitation wavelength of less than about 0.25 relative to the 532 nm fluorescence standard (FIG. 7) and an autofluorescence at 532 nm excitation wavelength of less than about 0.15 arbitrary units relative to the standard fluorescence at 635 nm (Fig. 8), which is low enough for use in flow cells.

Адгезия под нагрузкой и без нагрузки: При склеивании проточной ячейки следует оценивать качество клеевого соединения, в частности - прочность адгезии. Для количественной оценки прочности адгезии использовали испытания на прочность соединения при сдвиге и прочность на отрыв под углом 180°. Фиг. 9А и Фиг. 9 В демонстрируют схемы испытаний на прочность при сдвиге и прочность на отрыв, которые использовали для исследования предела прочности при сдвиге и предела прочности на отрыв у различных адгезивов. Как показано на Фиг. 9А и Фиг. 9 В, стопки пластин с адгезивом были сборками, имевшими структуру «сэндвича». Нижняя поверхность была стеклянной или NIL поверхностью, сходной с поверхностью проточной ячейки. Поверх адгезива располагали толстую пленку из Kapton, которая передавала усилие от инструмента кадгезиву во время испытания на прочность при сдвиге или прочность на отрыв. В Таблице III суммированы результаты испытаний на прочность при сдвиге и прочность на отрыв.Adhesion under load and without load: When bonding a flow cell, the quality of the adhesive bond, in particular the adhesion strength, should be evaluated. Bond shear strength and 180° peel strength tests were used to quantify adhesion strength. Fig. 9A and FIG. 9B shows shear strength and peel strength test patterns that were used to investigate shear strength and peel strength of various adhesives. As shown in FIG. 9A and FIG. 9B, the stacks of adhesive wafers were assemblies having a "sandwich" structure. The bottom surface was a glass or NIL surface similar to that of a flow cell. A thick film of Kapton was placed over the adhesive, which transmitted force from the tool to the adhesive during shear or peel strength testing. Table III summarizes the results of the shear strength and peel strength tests.

Таблица IIITable III

Figure 00000010
Figure 00000010

Начальная адгезия при испытании адгезивов приведена в Таблице III. Большинство адгезивов соответствовало минимальным требованиям (то есть продемонстрировали напряжение сдвига более 50 Н/см2 и отрывное усилие более 1 Н/см) на стеклянной поверхности, за исключением РЕТ-1, РЕТ-2 и РЕТ-3, которые не прошли испытание на прочность при отрыве и также содержали пустоты после склеивания. Адгезив образца ленты 1 имел относительно низкую прочность на отрыв на NIL поверхности и не прошел испытание. Адгезивы также подвергали воздействию буферного раствора с высоким содержанием соли и высоким значением рН (1М NaCl, карбонатный буфер с рН 10,6 и 0,05% Tween 20) при примерно 60 градусах Цельсия в течение 3 дней в качестве нагрузочного испытания. Образец ленты 5 и образец ленты 1 потеряли более чем примерно 50% прочности при сдвиге и прочности на отрыв. После скрининга на автофлуоресценцию и прочность склеивания акриловый адгезив оказался ведущим адгезивом, продемонстрировавшим все желаемые характеристики. Следующим лучшим материалом был ND-C, но он показал примерно на 30% более высокий фоновый сигнал в канале красной флуоресценции относительно акрилового адгезива.Initial adhesion when testing adhesives is shown in Table III. Most of the adhesives met the minimum requirements (i.e. showed a shear stress of more than 50 N/cm 2 and a peel force of more than 1 N/cm) on the glass surface, with the exception of PET-1, PET-2 and PET-3, which did not pass the strength test when peeled off and also contained voids after gluing. The adhesive of Tape Sample 1 had a relatively low peel strength on the NIL surface and failed the test. The adhesives were also subjected to a high salt, high pH buffer solution (1 M NaCl, pH 10.6 carbonate buffer and 0.05% Tween 20) at about 60 degrees Celsius for 3 days as a stress test. Tape Sample 5 and Tape Sample 1 lost more than about 50% shear strength and peel strength. After screening for autofluorescence and bond strength, the acrylic adhesive was found to be the lead adhesive showing all the desired characteristics. The next best material was ND-C, but it showed about 30% higher background signal in the red fluorescence channel relative to the acrylic adhesive.

Формамидная, высокотемпературная и низкотемпературная нагрузка: Для дальнейшей оценки эксплуатационных характеристик адгезива в применении для склеивания проточной ячейки провели дополнительные эксперименты с акриловым адгезивом и адгезивами образца ленты 5 и образца ленты 1. Эксперименты включали замачивание в формамиде при примерно 60 градусах Цельсия в течение примерно 24 часов, хранение на холоде при температуре, равной примерно -20 градусам Цельсия и примерно 4 градусам Цельсия, в течение примерно 24 часов и термическую обработку в вакууме при примерно 60 градусах Цельсия в течение примерно 24 часов. Все результаты суммированы в Таблице IV.Formamide, High Temperature, and Low Temperature Loading: To further evaluate the performance of the adhesive in a flow cell bonding application, additional experiments were performed with the acrylic adhesive and the Tape Sample 5 and Tape Sample 1 adhesives. Experiments included soaking in formamide at about 60 degrees Celsius for about 24 hours , cold storage at about -20 degrees Celsius and about 4 degrees Celsius for about 24 hours, and vacuum heat treatment at about 60 degrees Celsius for about 24 hours. All results are summarized in Table IV.

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Оба адгезива прошли большинство испытаний. Однако адгезив образца ленты 5 показал много пустот, образовавшихся после ваккумной сушки, и потерял более 40% прочности при сдвиге, что не соответствовало минимальным требованиям. Акриловый адгезив также потерял значительную часть прочности на отрыв после нагрузочного испытания с формамидом, но все еще соответствовал минимальным требованиям.Both adhesives passed most tests. However, the tape sample 5 adhesive showed many voids after vacuum drying and lost more than 40% shear strength, which did not meet the minimum requirements. The acrylic adhesive also lost a significant amount of peel strength after the formamide load test, but still met the minimum requirements.

Выделение растворителя в газообразной Форме и перелив: Многие реагенты, используемые при секвенировании генов, являются очень чувствительными к загрязнениям, содержащимся в буферах или растворах, которые могут повлиять на матрицу для секвенирования. Для того чтобы определить все потенциально опасные материале, выделяющиеся из адгезивов, использовали термогравиметрический анализ (TGA), инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FTIR) и газовую хроматографию с масс-спектроскопией (GC-MS) для определения базовых химических структур адгезивов и выделения газов из адгезивов. Согласно измерению посредством TGA сухой акриловый адгезив, адгезив ND-C и адгезив образца ленты 5 показали очень малую потерю массы (0,5%). Образец ленты 1 продемонстрировал потерю массы, превышавшую 1%, что может свидетельствовать о более высоком риске выделения вредных материалов во время прогона секвенирования.Gaseous Solvent Emission and Transfer: Many reagents used in gene sequencing are very sensitive to contaminants contained in buffers or solutions, which can affect the sequencing matrix. Thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS) were used to determine the underlying chemical structures of adhesives and outgassing from adhesives. As measured by TGA, the dry acrylic adhesive, the ND-C adhesive, and the tape sample adhesive 5 showed very little weight loss (0.5%). Tape 1 sample showed a mass loss in excess of 1%, which may indicate a higher risk of release of harmful materials during a sequencing run.

Потерю массы адгезивами также определили после нагрузки формамидом и буферным раствором. Акриловый адгезив продемонстрировал потерю массы, равную примерно 1,29%, что свидетельствует о том, что этот адгезив более чувствителен к формамиду, и совпадает с результатами ранее проведенного нагрузочного испытания с формамидом. Образец ленты 5 продемонстрировал большую потерю массы (примерно 2,6%) после нагрузочного испытания с буферным раствором, что также объясняет плохие результаты испытания на прочность при сдвиге после нагрузки буферным раствором. Базовые полимеры акрилового адгезива и ND-C были классифицированы как акриловые посредством FTIR. Биосовместимость акрилового полимера хорошо известна и снижает вероятность выделения вредных материалов во время прогона секвенирования. Фиг. 10 является FTIR-спектром акрилового адгезива и клейкой ленты «скотч». В Таблице V суммированы результаты измерений посредством TGA и FTIR.The weight loss of the adhesives was also determined after loading with formamide and buffer solution. The acrylic adhesive showed a weight loss of about 1.29%, indicating that this adhesive is more sensitive to formamide, and is in line with the previous formamide stress test. Tape sample 5 showed a large weight loss (about 2.6%) after the buffer solution load test, which also explains the poor results of the buffer solution shear strength test. The base polymers of the acrylic adhesive and ND-C were classified as acrylic by FTIR. The biocompatibility of the acrylic polymer is well known and reduces the chance of release of harmful materials during a sequencing run. Fig. 10 is the FTIR spectrum of an acrylic adhesive and duct tape. Table V summarizes the results of measurements by TGA and FTIR.

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

Для дополнительного исследования дегазации акриловый адгезив и черный Kapton исследовали посредством GC-MS. Оба образца инкубировали при примерно 60°С в течение часа и газ, выделившийся из этих материалов, собрали посредством охлаждаемой ловушки и проанализировали посредством GC-MS. Как видно на Фиг. 11, не было определяемого выделения газа из черного Kapton и в общей сложности было обнаружено примерно 137 нг/мг летучих веществ, выделившихся из акрилового адгезива после отверждения в течение одного часа при 60°С.Количество выделившихся газообразных соединений является очень ограниченным и составляет всего примерно 0,014% от общей массы акрилового адгезива. Все выделившиеся газообразные соединения проанализировали посредством GC-MS, они были очень сходными друг с другом и происходили из акриловых адгезивов, содержавших акрилатный/метакрилатный мономер и алифатические боковые цепи и т.п. Фиг. 12 демонстрирует типичные MS спектры этих выделенных газообразных соединений с вставкой, показывающей вероятную химическую структуру выделившегося газообразного соединения. Поскольку известно, что акриловые и метакриловые адгезивы в целом являются биосовместимыми, не ожидается, что небольшое количество выделяющегося газа, содержащего акрилат/метакрилат, окажет какой-либо негативный эффект на реагенты, используемые при секвенировании генов.For additional outgassing testing, the acrylic adhesive and black Kapton were examined by GC-MS. Both samples were incubated at about 60° C. for one hour and the gas released from these materials was collected by means of a cold trap and analyzed by GC-MS. As seen in FIG. 11, there was no measurable outgassing from black Kapton and a total of approximately 137 ng/mg of volatiles were detected from the acrylic adhesive after curing for one hour at 60°C. 0.014% of the total weight of the acrylic adhesive. All evolved gaseous compounds were analyzed by GC-MS, they were very similar to each other and originated from acrylic adhesives containing acrylate/methacrylate monomer and aliphatic side chains and the like. Fig. 12 shows typical MS spectra of these evolved gaseous compounds with an inset showing the likely chemical structure of the evolved gaseous compound. Since acrylic and methacrylic adhesives are generally known to be biocompatible, the small amount of acrylate/methacrylate containing gas released is not expected to have any adverse effect on gene sequencing reagents.

Настоящее изобретение охватывает следующие варианты его осуществления:The present invention covers the following embodiments:

1. Интерпозер, содержащий: базовый слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности; первый адгезионный слой, расположенный на первой поверхности базового слоя; второй адгезионный слой, расположенный на второй поверхности базового слоя; и множество микроструйных каналов, проходящих через базовый слой, первый адгезионный слой и второй адгезионный слой.1. Interposer, containing: a base layer having a first surface and a second surface opposite the first surface; the first adhesive layer located on the first surface of the base layer; a second adhesive layer located on the second surface of the base layer; and a plurality of microfluidic channels extending through the base layer, the first adhesive layer, and the second adhesive layer.

2. Интерпозер по п. 1, отличающийся тем, что базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET); первый адгезионный слой содержит акриловый адгезив; второй адгезионный слой содержит акриловый адгезив.2. Interposer according to claim 1, characterized in that the base layer contains black polyethylene terephthalate (PET); the first adhesive layer contains an acrylic adhesive; the second adhesive layer contains an acrylic adhesive.

3. Интерпозер по п. 2, отличающийся тем, что общая толщина базового слоя, первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя лежит в диапазоне от примерно 1 мкм до примерно 200 мкм.3. Interposer according to claim 2, characterized in that the total thickness of the base layer, the first adhesive layer and the second adhesive layer is in the range from about 1 µm to about 200 µm.

4. Интерпозер по п. 2 или п. 3, отличающийся тем, что базовый слой имеет толщину, лежащую в диапазоне от примерно 10 мкм до примерно 100 мкм, и каждый из первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя имеет толщину, лежащую в диапазоне от примерно 5 мкм до примерно 50 мкм.4. An interposer according to claim 2 or claim 3, characterized in that the base layer has a thickness ranging from about 10 microns to about 100 microns, and each of the first adhesive layer and the second adhesive layer has a thickness ranging from about 5 µm to about 50 µm.

5. Интерпозер по любому из пунктов с 1 по 4, отличающийся тем, что каждый из первого и второго адгезионных слоев имеет автофлуоресценцию в ответ на длину волны возбуждения, равную 532 нм, составляющую менее примерно 0,25 условных единиц по отношению к стандарту флуоресценции 532 нм.5. The interposer according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each of the first and second adhesive layers has autofluorescence in response to an excitation wavelength of 532 nm, which is less than about 0.25 conventional units with respect to the fluorescence standard 532 nm.

6. Интерпозер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из первого и второго адгезионных слоев имеет автофлуоресценцию в ответ на длину волны возбуждения, равную 635 нм, составляющую менее примерно 0,15 условных единиц по отношению к стандарту флуоресценции при длине волны возбуждения, равной 635 нм.6. An interposer according to any of the preceding claims, characterized in that each of the first and second adhesive layers has an autofluorescence in response to an excitation wavelength of 635 nm, which is less than about 0.15 conventional units with respect to the fluorescence standard at the excitation wavelength equal to 635 nm.

7. Интерпозер по любому из пунктов с 2 по 6, отличающийся тем, что базовый слой содержит по меньшей мере примерно 50% черного PET.7. Interposer according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the base layer contains at least about 50% black PET.

8. Интерпозер по п. 7, отличающийся тем, что базовый слой состоит по существу из черного PET.8. Interposer according to claim 7, characterized in that the base layer consists essentially of black PET.

9. Интерпозер по любому из пунктов с 2 по 8, отличающийся тем, что каждый из первого и второго адгезионных слоев содержит по меньшей мере примерно 5% акрилового адгезива.9. An interposer according to any one of claims 2 to 8, wherein each of the first and second adhesive layers contains at least about 5% acrylic adhesive.

10. Интерпозер по п. 9, отличающийся тем, что каждый из первого и второго адгезионных слоев состоит по существу из акрилового адгезива.10. Interposer according to claim 9, characterized in that each of the first and second adhesive layers consists essentially of an acrylic adhesive.

11. Интерпозер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что она дополнительно содержит: первую отделяемую накладку, расположенную на первом адгезионном слое; вторую отделяемую накладку, расположенную на втором адгезионном слое; причем множество микроструйных каналов проходит через каждый из базового слоя, первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя и через вторую отделяемую накладку, но не через первую отделяемую накладку.11. Interposer according to any of the previous paragraphs, characterized in that it additionally contains: the first detachable pad located on the first adhesive layer; a second release patch located on the second adhesive layer; wherein the plurality of microfluidic channels extend through each of the base layer, the first adhesive layer, and the second adhesive layer and through the second release patch, but not through the first release patch.

12. Интерпозер по п. 11, отличающийся тем, что первая отделяемая накладка имеет толщину, лежащую в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 300 мкм, а вторая отделяемая накладка имеет толщину, лежащую в диапазоне от примерно 25 мкм до примерно 50 мкм.12. An interposer according to claim 11, wherein the first release patch has a thickness ranging from about 50 microns to about 300 microns, and the second release patch has a thickness ranging from about 25 microns to about 50 microns.

13. Интерпозер по п. 11 или п. 12, отличающийся тем, что базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET), а каждый из первого и второго адгезионного слоев содержит акриловый адгезив.13. Interposer according to claim 11 or claim 12, characterized in that the base layer contains black polyethylene terephthalate (PET), and each of the first and second adhesive layers contains an acrylic adhesive.

14. Интерпозер по любому из пунктов с 11 по 13, отличающийся тем, что первая отделяемая накладка является по меньшей мере по существу непрозрачной, а вторая отделяемая накладка является по меньшей мере по существу прозрачной.14. An interposer according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the first release patch is at least substantially opaque and the second release patch is at least substantially transparent.

15. Проточная ячейка, содержащая первую подложку; вторую подложку и расположенную между первой подложкой и второй подложкой интерпозер по любому из пунктов с 2 по 10, причем первый адгезионный слой связывает первую поверхность базового слоя с поверхностью первой подложки, а второй адгезионный слой связывает вторую поверхность базового слоя с поверхностью второй подложки.15. Flow cell containing the first substrate; a second substrate and an interposer located between the first substrate and the second substrate according to any one of paragraphs 2 to 10, wherein the first adhesive layer connects the first surface of the base layer with the surface of the first substrate, and the second adhesive layer connects the second surface of the base layer with the surface of the second substrate.

16. Проточная ячейка по п. 15, отличающийся тем, что каждая из первой и второй подложек содержит стекло, причем связующее между каждым из первого и второго адгезионных слоев и соответствующими поверхностями первой и второй подложек выполнено с возможностью выдерживать напряжение сдвига, превышающее примерно 50 Н/см2 и отрывное усилие, превышающее примерно 1 Н/см.16. The flow cell of claim. 15, characterized in that each of the first and second substrates contains glass, and the binder between each of the first and second adhesive layers and the respective surfaces of the first and second substrates is configured to withstand a shear stress in excess of about 50 N /cm 2 and a tear force greater than about 1 N/cm.

17. Проточная ячейка по п. 15, отличающийся тем, что каждая из первой и второй подложек содержит слой смолы, имеющий толщину менее примерно 1 мкм, и имеет поверхность, связанную с соответствующими первым и вторым адгезионными слоями, причем связующее между каждым из слоев смолы и соответствующими первым и вторым адгезионными слоями выполнено с возможностью выдерживать напряжение сдвига, превышающее примерно 50 Н/см2 и отрывное усилие, превышающее примерно 1 Н/см.17. The flow cell according to claim 15, characterized in that each of the first and second substrates contains a resin layer having a thickness of less than about 1 micron, and has a surface associated with the respective first and second adhesive layers, and the binder between each of the resin layers and the respective first and second adhesive layers are configured to withstand a shear stress greater than about 50 N/cm 2 and a peel force greater than about 1 N/cm.

18. Проточная ячейка по п. 15, отличающийся тем, что множество лунок выдавлено в слое смолы по меньшей одной из первой подложки или второй подложки, в каждой из лунок размещен биологический зонд, и микроструйные каналы интерпозера выполнены с возможностью доставки текучей среды в множество лунок.18. The flow cell according to claim 15, characterized in that a plurality of wells is extruded in the resin layer on at least one of the first substrate or the second substrate, a biological probe is placed in each of the wells, and the microfluidic channels of the interposer are configured to deliver fluid to the plurality of wells .

19. Способ формирования микроструйных каналов, включающий: формирование интерпозера, содержащей базовый слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности, причем базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET), первый адгезионный слой расположен на первой поверхности базового слоя, причем первый адгезионный слой содержит акриловый адгезив, второй адгезионный слой расположен на второй поверхности базового слоя, причем второй адгезионный слой содержит акриловый адгезив; и формирование микроструйных каналов, проходящих по меньшей мере через базовый слой, первый адгезионный слой и второй адгезионный слой.19. A method for forming microfluidic channels, including: forming an interposer containing a base layer having a first surface and a second surface opposite the first surface, wherein the base layer contains black polyethylene terephthalate (PET), the first adhesive layer is located on the first surface of the base layer, and the first adhesive the layer contains an acrylic adhesive, the second adhesive layer is located on the second surface of the base layer, and the second adhesive layer contains an acrylic adhesive; and forming microfluidic channels passing through at least the base layer, the first adhesive layer and the second adhesive layer.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что формирование микроструйных каналов включает использование СO2-лазера.20. The method according to claim 19, characterized in that the formation of microfluidic channels includes the use of a CO 2 laser.

21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что интерпозер дополнительно содержит первую отделяемую накладку, расположенную на первом адгезионном слое, и вторую отделяемую накладку, расположенную на втором адгезионном слое, и на стадии формирования микроструйных каналов дополнительно формируют микроструйные каналы, проходящие через вторую отделяемую накладку, но не формируют микроструйные каналы, проходящие через первую отделяемую накладку.21. The method according to claim 20, characterized in that the interposer additionally comprises a first detachable lining located on the first adhesive layer and a second detachable lining located on the second adhesive layer, and at the stage of forming microfluidic channels, microfluidic channels are additionally formed passing through the second detachable pad, but do not form microfluidic channels passing through the first detachable pad.

22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что СO2-лазер имеет длину волны, лежащую в диапазоне от примерно 5000 нм до примерно 15000 нм, и размер луча, лежащий в диапазоне от примерно 50 мкм до примерно 150 мкм.22. The method of claim 21, wherein the CO 2 laser has a wavelength ranging from about 5000 nm to about 15000 nm and a beam size ranging from about 50 µm to about 150 µm.

Следует понимать, что все комбинации изложенных выше идей и дополнительных идей, более подробно изложенных ниже (при условии, что эти идеи не являются взаимно несовместимыми), предполагаются являющимися частью раскрытого в данной публикации предмета настоящего изобретения. В частности, все комбинации пунктов формулы изобретения, приведенной в конце данного описания, следует рассматривать в качестве части предмета настоящего изобретения, раскрытого в данной публикации.It should be understood that all combinations of the ideas set forth above and additional ideas set forth in more detail below (provided that these ideas are not mutually incompatible) are intended to be part of the subject matter of the present invention disclosed in this publication. In particular, all combinations of the claims at the end of this specification are to be considered as part of the subject matter of the present invention as disclosed in this publication.

При использовании в контексте настоящего изобретения формы единственного числа включают множественное число, если в явном виде не указано иное. Так, например, термин «элемент» означает один элемент или комбинацию элементов, термин «материал» означает один или более материалов или их комбинацию.When used in the context of the present invention, the singular forms include the plural, unless expressly stated otherwise. Thus, for example, the term "element" means one element or a combination of elements, the term "material" means one or more materials or their combination.

При использовании в контексте настоящего изобретения термины «примерно» и «приблизительно» обычно означают плюс или минус 10% от указанного значения. Например, «примерно 0,5» может включать 0,45 и 0,55, «примерно 10» может включать от 9 до 11, «примерно 1000» может включать от 900 до 1100.When used in the context of the present invention, the terms "about" and "approximately" usually mean plus or minus 10% of the specified value. For example, "about 0.5" could include 0.45 and 0.55, "about 10" could include 9 to 11, "about 1000" could include 900 to 1100.

При использовании в контексте настоящего изобретения термин «по существу» и сходные термины имеют широкое значение, соответствующее стандартному и общепринятому применению этих терминов специалистами в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Специалисты в данной области техники, которые будут читать данное описание, должны понимать, что эти термины позволяют описывать отдельные указанные и заявленные признаки без ограничения объема этих признаков точными определениями и/или приведенными диапазонами численных значений. Соответственно, эти термины следует интерпретировать как указывающие на то, что несущественные или незначительные модификации или изменения описанного и заявленного предмета настоящего изобретения входят в объем настоящего изобретения, указанный в прилагаемой формуле изобретения.When used in the context of the present invention, the term "substantially" and similar terms have a broad meaning, consistent with the standard and conventional use of these terms by experts in the field of technology to which the present invention pertains. Those skilled in the art who will read this specification should understand that these terms are intended to describe individual features specified and claimed without limiting the scope of those features to precise definitions and/or ranges of numerical values given. Accordingly, these terms should be interpreted as indicating that minor or minor modifications or changes to the described and claimed subject matter of the present invention fall within the scope of the present invention as defined in the appended claims.

Следует отметить, что термин «пример» при использовании в данной публикации для описания различных вариантов его осуществления указывает на то, что эти варианты осуществления являются возможными примерами, представлениями и/или иллюстрациями возможных вариантов осуществления настоящего изобретения (и этот термин не означает, что такие варианты осуществления настоящего изобретения являются экстраординарными или наилучшими примерами).It should be noted that the term "example" when used in this publication to describe various embodiments of the same indicates that these embodiments are possible examples, representations and/or illustrations of possible embodiments of the present invention (and this term does not mean that such embodiments of the present invention are extraordinary or best examples).

Термин «соединенный» и подобные термины при использовании в контексте настоящего изобретения означают прямое или опосредованное соединение двух элементов друг с другом. Такое соединение может быть стационарным (например, постоянным) или разборным (то есть удаляемым или съемным). Такое соединение может быть выполнено с использованием двух элементов или двух элементов и любых дополнительных промежуточных элементов, интегрально объединенных в единое тело с одним или двумя дополнительными элементами или с двумя элементами и любыми дополнительными промежуточными элементами, присоединенными друг к другу.The term "connected" and similar terms when used in the context of the present invention means the direct or indirect connection of two elements to each other. Such a connection may be fixed (eg permanent) or collapsible (ie removable or removable). Such a connection can be made using two elements or two elements and any additional intermediate elements integrally combined into a single body with one or two additional elements or with two elements and any additional intermediate elements attached to each other.

Важно отметить, что конструкция и устройство различных примеров вариантов осуществления настоящего изобретения являются исключительно иллюстративными. Хотя в данном описании описано лишь несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники, которые прочитают данную публикацию, легко поймут, что возможно много модификаций (например, вариаций размеров, измерений, структур, форм и пропорций различных элементов, значений параметров, схем расположения, использования материалов, цветов, ориентаций и т.д.) без существенного отклонения от новых принципов и преимуществ настоящего изобретения, описанных в данной публикации. Другие замены, модификации, изменения и исключения также могут быть выполнены в плане, рабочих условиях и расположении различных примеров осуществления настоящего изобретения без отклонения от объема настоящего изобретения.It is important to note that the construction and arrangement of the various exemplary embodiments of the present invention are illustrative only. Although only a few embodiments of the present invention have been described in this specification, those skilled in the art who read this publication will readily appreciate that many modifications are possible (e.g., variations in sizes, measurements, structures, shapes and proportions of various elements, parameter values, circuits arrangement, use of materials, colors, orientations, etc.) without substantially deviating from the new principles and advantages of the present invention described in this publication. Other substitutions, modifications, changes and deletions may also be made in the plan, operating conditions and arrangement of the various embodiments of the present invention without deviating from the scope of the present invention.

Claims (49)

1. Интерпозер для проточной ячейки, содержащий:1. Interposer for a flow cell, comprising: базовый слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности, причем базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET);a base layer having a first surface and a second surface opposite the first surface, the base layer comprising black polyethylene terephthalate (PET); первый адгезионный слой, расположенный на первой поверхности базового слоя, причем первый адгезионный слой содержит акриловый адгезив;the first adhesive layer located on the first surface of the base layer, and the first adhesive layer contains an acrylic adhesive; второй адгезионный слой, расположенный на второй поверхности базового слоя, причем второй адгезионный слой содержит акриловый адгезив; иa second adhesive layer located on the second surface of the base layer, and the second adhesive layer contains an acrylic adhesive; And множество микроструйных каналов, проходящих через каждый из базового слоя, первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя.a plurality of microfluidic channels extending through each of the base layer, the first adhesive layer, and the second adhesive layer. 2. Интерпозер по п. 1, отличающийся тем, что общая толщина базового слоя, первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя находится в диапазоне от 1 мкм до 200 мкм.2. The interposer according to claim 1, characterized in that the total thickness of the base layer, the first adhesive layer and the second adhesive layer is in the range from 1 µm to 200 µm. 3. Интерпозер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что базовый слой имеет толщину в диапазоне от 10 мкм до 100 мкм, и каждый из первого адгезионного слоя и второго адгезионного слоя имеет толщину в диапазоне от 5 мкм до 50 мкм.3. The interposer according to claim 1 or 2, characterized in that the base layer has a thickness in the range from 10 µm to 100 µm, and each of the first adhesive layer and the second adhesive layer has a thickness in the range from 5 µm to 50 µm. 4. Интерпозер по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что каждый из первого и второго адгезионных слоев имеет автофлуоресценцию в ответ на длину волны возбуждения 532 нм, составляющую менее 0,25 условных единиц по отношению к стандарту флуоресценции при 532 нм.4. Interposer according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that each of the first and second adhesive layers has autofluorescence in response to an excitation wavelength of 532 nm, which is less than 0.25 arbitrary units with respect to the fluorescence standard at 532 nm. 5. Интерпозер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из первого и второго адгезионных слоев имеет автофлуоресценцию в ответ на длину волны возбуждения 635 нм, составляющую менее 0,15 условных единиц по отношению к стандарту флуоресценции при 635 нм.5. Interposer according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the first and second adhesive layers has an autofluorescence in response to an excitation wavelength of 635 nm, which is less than 0.15 conventional units with respect to the fluorescence standard at 635 nm. 6. Интерпозер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что базовый слой содержит по меньшей мере 50% черного PET.6. Interposer according to any one of the preceding claims, characterized in that the base layer contains at least 50% black PET. 7. Интерпозер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что базовый слой состоит по существу из черного PET.7. Interposer according to any one of the preceding claims, characterized in that the base layer consists essentially of black PET. 8. Интерпозер по любому из любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из первого и второго адгезионных слоев содержит по меньшей мере 5% акрилового адгезива.8. Interposer according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the first and second adhesive layers contains at least 5% acrylic adhesive. 9. Интерпозер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из первого и второго адгезионных слоев состоит по существу из акрилового адгезива.9. Interposer according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the first and second adhesive layers consists essentially of an acrylic adhesive. 10. Интерпозер по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий:10. Interposer according to any of the previous paragraphs, additionally containing: первую отделяемую накладку, расположенную на первом адгезионном слое; иa first release patch located on the first adhesive layer; And вторую отделяемую накладку, расположенную на втором адгезионном слое.the second detachable pad located on the second adhesive layer. 11. Интерпозер для проточной ячейки, содержащий:11. Interposer for a flow cell, containing: базовый слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности, причем базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET);a base layer having a first surface and a second surface opposite the first surface, the base layer comprising black polyethylene terephthalate (PET); первый адгезионный слой, расположенный на первой поверхности базового слоя;the first adhesive layer located on the first surface of the base layer; первую отделяемую накладку, расположенную на первом адгезионном слое;a first release patch located on the first adhesive layer; второй адгезионный слой, расположенный на второй поверхности базового слоя;a second adhesive layer located on the second surface of the base layer; вторую отделяемую накладку, расположенную на втором адгезионном слое; иa second release patch located on the second adhesive layer; And множество микроструйных каналов, проходящих через каждый из базового слоя, первого адгезионного слоя, второго адгезионного слоя и вторую отделяемую накладку, но не через первую отделяемую накладку,a plurality of microfluidic channels extending through each of the base layer, the first adhesive layer, the second adhesive layer and the second release patch, but not through the first release patch, причем каждый из первого и второго адгезионных слоев содержит акриловый адгезив.wherein each of the first and second adhesive layers contains an acrylic adhesive. 12. Интерпозер по п. 11, отличающийся тем, что:12. Interposer according to claim 11, characterized in that: первая отделяемая накладка имеет толщину в диапазоне от 50 мкм до 300 мкм; и вторая отделяемая накладка имеет толщину в диапазоне от 25 мкм до 50 мкм.the first detachable patch has a thickness in the range of 50 µm to 300 µm; and the second release patch has a thickness in the range of 25 µm to 50 µm. 13. Интерпозер по любому из пп. 11, 12, отличающийся тем, что первая отделяемая накладка является по меньшей мере по существу оптически непрозрачной, а вторая отделяемая накладка является по меньшей мере по существу оптически прозрачной.13. Interposer according to any one of paragraphs. 11, 12, characterized in that the first detachable patch is at least substantially optically opaque and the second detachable patch is at least substantially optically transparent. 14. Проточная ячейка, содержащая:14. Flow cell containing: первую подложку;the first substrate; вторую подложку и интерпозер по любому из предыдущих пунктов, расположенный между первой подложкой и второй подложкой, причем первый адгезионный слой связывает первую поверхность базового слоя с поверхностью первой подложки, а второй адгезионный слой связывает вторую поверхность базового слоя с поверхностью второй подложки.a second substrate and an interposer according to any of the preceding claims, located between the first substrate and the second substrate, wherein the first adhesive layer connects the first surface of the base layer with the surface of the first substrate, and the second adhesive layer connects the second surface of the base layer with the surface of the second substrate. 15. Проточная ячейка по п. 14, отличающаяся тем, что каждая из первой и второй подложек содержит стекло, причем связующее между каждым из первого и второго адгезионных слоев и соответствующими поверхностями первой и второй подложек выполнено с возможностью выдерживать напряжение сдвига, превышающее 50 Н/см2, и отрывное усилие, превышающее 1 Н/см.15. The flow cell according to claim. 14, characterized in that each of the first and second substrates contains glass, and the binder between each of the first and second adhesive layers and the respective surfaces of the first and second substrates is configured to withstand a shear stress exceeding 50 N/ cm 2 , and a tear force exceeding 1 N/cm. 16. Проточная ячейка по п. 14 или 15, отличающаяся тем, что каждая из первой и второй подложек содержит слой смолы толщиной менее 1 мкм, и имеющий поверхность, связанную с соответствующими первым и вторым адгезионными слоями, причем связующее между каждым из слоев смолы и соответствующими первым и вторым адгезионными слоями выполнено с возможностью выдерживать напряжение сдвига, превышающее 50 Н/см2, и отрывное усилие, превышающее 1 Н/см.16. The flow cell according to claim 14 or 15, characterized in that each of the first and second substrates contains a resin layer with a thickness of less than 1 micron, and having a surface associated with the respective first and second adhesive layers, and the binder between each of the resin layers and the respective first and second adhesive layers are configured to withstand a shear stress greater than 50 N/cm 2 and a peel force greater than 1 N/cm. 17. Проточная ячейка по любому из пп. 14-16, отличающаяся тем, что:17. Flow cell according to any one of paragraphs. 14-16, characterized in that: множество лунок выдавлено в слое смолы по меньшей одной из первой подложки или второй подложки,a plurality of holes is extruded in the resin layer on at least one of the first substrate or the second substrate, в каждой из лунок размещен биологический зонд, иa biological probe is placed in each of the wells, and микроструйные каналы интерпозера выполнены с возможностью доставки текучей среды во множество лунок.the microfluidic channels of the interposer are configured to deliver fluid to a plurality of wells. 18. Способ формирования интерпозера для проточной ячейки, включающий стадии, на которых:18. A method for forming an interposer for a flow cell, including the steps in which: формируют интерпозер, содержащий:form an interposer containing: базовый слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности, причем базовый слой содержит черный полиэтилентерефталат (PET),a base layer having a first surface and a second surface opposite the first surface, the base layer comprising black polyethylene terephthalate (PET), первый адгезионный слой, расположенный на первой поверхности базового слоя, причем первый адгезионный слой содержит акриловый адгезив,the first adhesive layer located on the first surface of the base layer, and the first adhesive layer contains an acrylic adhesive, второй адгезионный слой, расположенный на второй поверхности базового слоя, причем второй адгезионный слой содержит акриловый адгезив;a second adhesive layer located on the second surface of the base layer, and the second adhesive layer contains an acrylic adhesive; и формируют микроструйные каналы, проходящие по меньшей мере через базовый слой, первый адгезионный слой и второй адгезионный слой.and forming microfluidic channels passing through at least the base layer, the first adhesive layer and the second adhesive layer. 19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что формирование микроструйных каналов включает использование CO2-лазера.19. The method according to claim 18, characterized in that the formation of microfluidic channels includes the use of a CO 2 laser. 20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что:20. The method according to claim 19, characterized in that: интерпозер дополнительно содержит:interposer additionally contains: первую отделяемую накладку, расположенную на первом адгезионном слое, иthe first detachable pad located on the first adhesive layer, and вторую отделяемую накладку, расположенную на втором адгезионном слое, иa second release pad located on the second adhesive layer, and на стадии формирования микроструйных каналов с использованием CO2-лазера дополнительно формируют микроструйные каналы, проходящие через вторую отделяемую накладку, но не формируют микроструйные каналы, проходящие через первую отделяемую накладку.at the stage of formation of microfluidic channels using a CO 2 laser, microfluidic channels passing through the second detachable patch are additionally formed, but microfluidic channels passing through the first detachable patch are not formed. 21. Способ по п. 18 или 19, отличающийся тем, что CO2-лазер имеет длину волны в диапазоне от 5000 нм до 15000 нм и размер луча в диапазоне от 50 мкм до 150 мкм.21. The method according to claim 18 or 19, characterized in that the CO 2 laser has a wavelength in the range from 5000 nm to 15000 nm and a beam size in the range from 50 µm to 150 µm.
RU2020141569A 2018-07-03 2019-06-28 Interposer with the first and the second adhesive layers RU2793682C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/693,762 2018-07-03
NL2021377 2018-07-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020141569A RU2020141569A (en) 2022-08-03
RU2793682C2 true RU2793682C2 (en) 2023-04-04

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291402C1 (en) * 2005-04-22 2007-01-10 Гоу Впо "Тюменский Государственный Университет" Method of incapsulating liquid portions in gas bubbles
US8323900B2 (en) * 2006-03-24 2012-12-04 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291402C1 (en) * 2005-04-22 2007-01-10 Гоу Впо "Тюменский Государственный Университет" Method of incapsulating liquid portions in gas bubbles
US8323900B2 (en) * 2006-03-24 2012-12-04 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12083514B2 (en) Interposer with first and second adhesive layers
JP3887647B2 (en) Biochip
US20060252044A1 (en) Biochip and biochip kit, and method of producing the same and method of using the same
JP2012523550A (en) Disposable microfluidic test cassette for specimen bioassay
JP2013515953A (en) Diagnostic gel composition and method for producing said diagnostic gel composition
CN107429209B (en) Target analysis chip and target analysis method
JP2010145408A (en) Biochip and biological material detector
JP5661795B2 (en) Diagnostic element and diagnostic device including diagnostic element
Liu et al. Photografted poly (methyl methacrylate)-based high performance protein microarray for hepatitis B virus biomarker detection in human serum
RU2793682C2 (en) Interposer with the first and the second adhesive layers
CN102791882A (en) Reactor for quantitative analysis of nucleic acids
CN107533046B (en) Fluid separators for point-of-care molecular diagnostics
EP2380022B1 (en) Sensing device for detecting target elements in a fluid
JP5579871B2 (en) Method for manufacturing diagnostic element and method for using the same
HK40019378A (en) Interposer with first and second adhesive layers
HK40019378B (en) Interposer with first and second adhesive layers
US20080312106A1 (en) Substrate Material for Analyzing Fluids
Eker et al. Heterogeneous integration of gels into microfluidics using a mesh carrier
Perri Optimization of machining process on electrospun nanofibers for integration in microfluidic devices
Yang et al. Fabricating small-scale polymeric structures for in-vitro diagnosis via daily-use tools
Cheng et al. Polymeric-Based In Vitro Diagnostic Devices