[发明专利]高通量电穿孔装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年1月25日提交的美国临时专利申请第11/627,235的优 先权，将该申请的内容参考包括在此。

背景技术

1.发明领域

本发明涉及电穿孔领域，涉及一种通过将膜结构悬浮在外源性物质的液体 溶液中并对悬浮液施加电场、以将外源性分子物质插入该结构的方法。具体地 说，本发明涉及用于高通量电穿孔的装置，高通量电穿孔的定义是同时或快速 连续地进行大量细胞悬浮液的电穿孔。

2.现有技术的描述

电穿孔是一种采用电场使外源性分子浸渍到膜结构如活体生物学细胞、脂 质体和运载体中的技术。高通量电穿孔允许使用者同时或自动连续地对多个样 品施加电场，即“电击”。高通量电穿孔适用于许多过程，特别是涉及siRNA 的试验和涉及使用cDNA文库的研究。

使用高导电率缓冲液作为介质，其中溶解有外源性物质，并且在电穿孔期 间膜结构悬浮于其中，通常使用生理盐水，除了其相对较低的电流阻抗外，还 因为它能为大多数细胞提高最适合的环境。然而，一般电穿孔受到其电能阻抗 的限制。因此，多孔板，例如标准的96-孔阵列板通常部分受电击，例如一次 每列8孔直到12列都受到电击。

生产商美国马塞诸塞州豪利斯顿的哈佛设备有限公司BXT器械部(BTX Instrument Division，Harvard Apparatus，Inc.，Holliston，Massachusetts，USA)提供 了一种高通量电穿孔仪，其设计为电击8×12阵列的96-孔板。该电穿孔仪在 国际专利申请PCT公开第WO 2004/050866A1中描述，其内容参考结合于此。 WO 2004/050866A1中描述的微孔板被构造成带有矩形孔，具有镀在各个孔壁 上的电极。一列8孔一侧上的所有电极共同连接于沿各列通过导线连接的镀敷 迹线，同一列中孔的另一侧上的电极类似地共同连接。相应的电极连接存在于 所有12列。然而，由于8个平行孔的低电阻，以及由于可获得的最大电容器 的电容约为3200mfd，同时电击8个孔将最大时间常数限制为约20msec、电阻 负载约为6.25ohms。在许多方案中，电击所有96个孔需要10分钟。通过将 板降低到板支架内，使支架中的电导线与板中各个电极之间形成电接触，并使 连接于12列各列的内部驱动器或继电器按顺序连通外部电源，从而实现向板 的电能供应。然后按顺序向电极传递电脉冲。96-孔板和25-孔板使用相同大小 和间隔的矩形孔，所有电导线和连接件位于形成板基部的“固体底板”中。这 限制了孔的使用并剥夺了电穿孔仪的多功能性。

发明概述

本发明涉及一种争对现有技术进行改良的电穿孔板，该装置仅需通过与盖 子中、而不是在板本身中或支持板的底板中的电导线相接触即能形成电连接。 虽然电极位于孔内部，作为孔壁上的衬垫或作为浸渍在孔内部容积中的板或挡 板，但是与盖子中电导线的连接通过向孔外区域延伸的电极延伸件来实现。在 某些实施方式中，这些延伸件是侧向接触区域，如上边框或边缘或各孔中的垫 片、垫肩或平台，而在其他实施方式中，这些延伸件是从各孔垂直向上凸起的 电极上边缘。在所有情况下，使延伸件暴露以用于接触盖子下面的相对导线， 盖子通过盖子中的电连接件连接电源。在一组实施方式中，孔内部的电极是在 孔相对壁上的镀敷区域，而在另一组实施方式中，电极是从孔壁凸出而深入孔 内部空间的挡板。在优选的实施方式中，采用三个或更多个挡板，虽然优选四 个或五个挡板，交替的挡板连接不同电极，即奇数挡板连接负电极，偶数挡板 连接正电极。在又一组实施方式中，电极是横跨整个孔宽度的薄板。这种薄板 优选三个或更多个，最优选为偶数，例如四个或更多个。在具有垂直向上延伸 件的薄板的例子中，盖子优选包含用于各个板的独立接触片。当电极是长度小 于孔宽度的挡板，或使用横跨孔宽度的薄板时，相邻的电极紧密间隔而只形成 狭窄间隙，因而在相对电极间提供高电压梯度而不增加板的总电压。在某些实 施方式中，无论电极被构造成壁衬垫、挡板或是薄板形式，它都能在各孔底部 上方的一个较短距离内终结，从而可以沿粘附细胞的底部来容纳粘附细胞，而 不必在粘附细胞和电极之间有直接接触。