JP2003526776A

JP2003526776A - 改善された薄ウェルマイクロプレートおよびその作製方法

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Publication number: JP2003526776A
Application number: JP2001512032A
Authority: JP
Inventors: ブルースアール．ターナー，; デイビッドイー．チタス，
Original assignee: エムジェイリサーチ，インコーポレイテッド
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2003-09-09
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: ATE242055T1; EP1198293A2; US20020151045A1; DE60003184T4; CA2379455A1; WO2001007160A2; DE60003184T2; US6340589B1; ATE339253T1; DE60003184C5; US6528302B2; DE60030785T2; WO2001007160A3; DE60030785D1; JP3586448B2; DE60003184D1; EP1198293B1; CA2379455C; AU6226400A

Abstract

(57)【要約】薄ウェルマイクロプレートおよびその製造方法が提供され、この薄ウェルマイクロプレートは、複数のサンプルウェルを有する、スカートおよびフレーム部分ならびにウェルおよびデッキ部分を備える２コンポーネントから構築される。このスカートおよびフレーム部分ならびにフレームおよびデッキ部分の各々は、この薄ウェルマイクロプレートに対して物理的特性および材料特性の特定の組み合わせを付与する、適切な材料から構築される。構築方法は、単一の２工程プロセスにおいて、この薄ウェルマイクロプレートを単一プレートとして形成する工程を包含し、ここで、スカートおよびフレーム部分は、第１の工程において適切な第１の材料から構築され、そしてデッキおよびフレーム部分は、第２の工程において、スカートおよびフレーム部分と一体となって適切な第２の材料が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（優先権主張）本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項の下、１９９９年７月２３日に出願
した米国仮特許出願番号６０／１４５，３８１（本明細書中で参考として援用さ
れる）に対する優先権を主張する。

【０００２】（発明の分野）本発明は、サーマルサイクリング手順の条件に耐えそして最適な熱移動特性お
よび生物学的特性を提供するための、サンプルウェルのアレイならびに自動化装
置（例えば、ロボット操作装置）との使用に必要とされる特定の物理的特性およ
び材料特性の組み合わせを有する、薄ウェルマイクロプレート（ｔｈｉｎ−ｗｅ
ｌｌｍｉｃｒｏｐｌａｔｅ）を提供する。本発明はまた、この薄ウェルマイク
ロプレートを単一のプレートとして構築する方法を提供し、この方法は、理想的
な構成材料を使用して、薄ウェルマイクロプレートの特定の物理的特性および材
料特性を付与および最適化する。

【０００３】（発明の背景）種々の生物学的研究ならびに臨床診断手順および技術は、複数のサンプルが定
量的アッセイおよび定性的アッセイのためにかまたはサンプルの保存および回収
のために配置される、ウェルまたはチューブのアレイを必要とするか、あるいは
このアレイによって容易にされる。小さいサンプル容量を含み得るウェルまたは
チューブのアレイを提供する先行技術のデバイスは、マルチウェルプレートとし
て一般的に知られるマイクロタイタープレートである。

【０００４】マルチウェルプレートは、少量の代表的には水性のサンプル（１μｌの一部〜
数百μｌの範囲）を含み得る、蓋なし（ｏｐｅｎ‐ｔｏｐ）のウェル、カップま
たはくぼみを有する。マルチウェルプレートはまた、代表的に、米国特許第３，
３５６，４６２号に開示されるマルチウェルプレートのような、８×１２のサン
プルウェルのアレイに配列されそして９ｍｍのウェル中心間距離を有する、総計
９６サンプルウェルのサンプルウェルアレイを備える。サンプルウェルアレイは
また、１６×２４のウェルのアレイに配列されそしてウェル中心間距離が４．５
ｍｍに減少された、３８４ウェルのアレイを備える。ウェルアレイは、いかなる
特定のウェル数にも、いかなる特定のアレイパターンにも限定されない。例えば
、米国特許第５，９１０，２８７号は、８６４個を超えるウェルのウェルアレイ
を備えるマルチウェルプレートを開示する。

【０００５】マルチウェルプレートを使用する研究技術としては、定量結合アッセイ（例え
ば、放射免疫検定法（ＲＩＡ）もしくは固相酵素免疫検定法（ＥＬＩＳＡ）、組
み合わせ化学、細胞ベースアッセイ、ともに一連のサーマルサイクルを使用して
特定のＤＮＡ配列を複製するサーマルサイクルＤＮＡ配列決定およびポリメラー
ゼ連鎖反応（ＰＣＲ））が挙げられるが、これらに限定されない。これらの技術
はそれぞれ、物理的特性および材料特性ならびにサンプルウェルの表面特徴に特
定の要求をする。例えば、ＲＩＡおよびＥＬＩＳＡは、高いタンパク質結合を有
する表面を必要とし；組み合わせ化学は、高い耐薬品性および熱耐性を必要とし
；細胞ベースアッセイは、滅菌および細胞付着、ならびに良好な透過性が両立で
きる表面を必要とし；ならびにサーマルサイクリングは低いタンパク質結合およ
び低いＤＮＡ結合、良好な熱伝導率、ならびに適度な熱耐性を必要とする。

【０００６】マルチウェルプレートの異なる使用は、そのマルチウェルプレートの全体的な
形態および構造に、異なる要求をする。自動化した装置についてのプレートの適
合性はおそらく、プレートの形態および構造における最も厳密な制約の１つであ
る。多くの研究室は、手順の様々な工程または段階（例えば、自動化分配／吸引
システムを使用して、サンプルウェルから、しばしば５μｌ以下の少量の反応混
合物を入れる工程および取り出す工程）を自動化する。さらに、プレート操作装
置は、しばしばそのような手順の自動化を容易にするのを助けるため使用される
。従って、ロボット装置を使用することの助けになるマルチウェルプレートの使
用、そしてロボット把握（ｇｒｉｐｐｉｎｇ）および操作に耐え得るマルチウェ
ルプレートの使用が、望ましい。

【０００７】ロボット操作および液体操作機器中のマルチウェルプレートの成功した配備を
可能にする特徴を標準化する努力が、推奨され（ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＢｉｏ
ｍｏｌｅｃｕｌａｒＳｃｒｅｅｎｉｎｇＲｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄＭｉｃｒ
ｏｐｌａｔｅＳｐｅｃｉｆｉｓａｔｉｏｎｓｈｔｔｐ：／／ｓｂｓｏｎｌｉ
ｎｅ．ｃｏｍ／ｓｂｓ０７０．ｈｔｍ）、そしてかなりの努力が、マルチウェル
プレート設計のキーとなる要素の共通のジオメトリー（フットプリント（基準平
面での長さおよび幅として定義される）、フットプリントの外面に関するウェル
の位置、および全体的な平坦さを含む、ならびにロボット把握領域における剛性
）を達成するためになされた。サーマルサイクリング手順において使用されるマルチウェルプレートは、マル
チウェルプレートのサブセットを形成し、そして薄ウェルマイクロプレートとし
て言及され得る。サーマルサイクリングにおける使用により、薄ウェルマイクロ
プレートに対して、さらなる物質的要件および構造的要件が課せられる。典型的
に、マルチウェルプレートは、高い温度、もしくは早い温度サイクリングに暴露
されない。薄ウェルマイクロプレートは、サーマルサイクリングの厳密な要件に
適応するために設計される。例えば、典型的に、薄ウェルマイクロプレートは、
サンプルウェル中に含まれるサンプルへの熱移動を改良することを目的とする設
計適応を有する。薄ウェルマイクロプレートのサンプルウェルは、典型的には、
０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）以下のオーダーの薄い壁を有する。典型的に
、検体ウェルは、ウェルがサーマルサイクラーの加熱工程／冷却工程ブロックの
対応する円錐形の形にぴったり収まるのを可能にする円錐形の形状である。サン
プルウェルのぴったり収まるという特徴は、加熱工程／冷却工程ブロックに接触
しながら、薄ウェルマイクロプレートの表面積を増加させるのに役立ち、従って
、サンプルの加熱工程および冷却工程を容易にするのに役立つ。

【０００８】標準的なマルチウェルプレートの適用に関して上記で記載したように、現在薄
ウェルマイクロプレートを利用している多くの研究室は、サーマルサイクリング
の前および後に行われる手順を自動化し、そしてそのような自動化を容易にする
ためにロボット装置を使用する。ロボット機器を用いた信頼の置けるおよび正確
な使用を保証するため、薄ウェルマイクロプレートのサブセットはまた、ロボッ
ト操作を容易にする、ならびにサーマルサイクリングの高い温度に暴露された際
に、寸法安定性および完全性を薄ウェルマイクロプレートが維持することを可能
にする一般的な物理的特性および材料特性を有していなければならない。

【０００９】薄ウェルマイクロプレートは、最適なロボット操作、液体操作およびサーマル
サイクリングのため、物理的特性および材料特性の特定の組み合わせを必要とす
る。これらの特性は、ロボットプレート操作に必要とされる剛性、強度および直
線性；正確なおよび信頼の置ける液体サンプル操作に必要とされるサンプルウェ
ルアレイの平坦さ；１００℃に接近する温度へと暴露される間およびその後の物
理的および寸法的な安定性および完全性；ならびにサンプルへの最適な熱移動に
必要とされる薄い壁のサンプルウェルをからなる。これらの様々な特性は、矛盾
する傾向がある。例えば、改良された剛性および／もしくは安定性を提供するポ
リマーは、典型的に生物学的適合性であるため、および／もしくは薄い壁のサン
プルチューブを形成するために必要とされる材料特性を有しない。現存の薄いウ
ェルのマイクロプレートは、これらの特性をすべて与えるようには構築されてい
ない。

【００１０】マルチウェルプレートの典型的な製造プロセスは、そのようなプロセスの経済
性に起因してポリマー射出成形である。マルチウェルプレートが一貫して剛性お
よび平坦さの仕様を固持することを確実にするため、先行技術のマルチウェルプ
レートの製造者は、２つの設計選択肢のうちひとつ、もしくは両方を用いる。こ
の２つの設計選択肢は、すなわち、マルチウェルプレートに構造的特徴を組み込
むこと、およびマルチウェルプレートを構築するために適切なおよび経済的なポ
リマーを使用することである。

【００１１】マルチウェルプレートに構造的特徴を組み込む第一の選択肢として、平坦さお
よび剛性を強化するためマルチウェルプレートの底面にリブを組み込むことが挙
げられる。しかし、そのような構造的特徴は、サーマルサイクリング手順に使用
される薄ウェルマイクロプレートに組み込まれ得ない。そのような構造的特徴で
は、サンプルウェルがサーマルサイクルラーのブロックのウェルにぴったり収ま
るのを可能にせず、従って、ブロックウェルと効果的に結合することを妨げ、結
果としてサンプルウェル中に含まれるサンプルへの効果的な熱移動を低下させる
。

【００１２】マルチウェルプレートの剛性および平坦さを増強する第二の選択肢として、プ
レートに剛性および平坦さを与える適切で経済的なポリマーの使用が挙げられる
。同時に、その選択されたポリマーはまた、サーマルサイクリングの間にサンプ
ルウェルが正確に機能するために、薄ウェルマイクロプレートサンプルウェルの
物理的特性および材料特性の要件を満たさなければならない。多くの先行技術の
発明のマルチウェルプレートの多くは、ポリスチレンもしくはポリカーボネート
で構築される。ポリスチレンおよびポリカーボネート樹脂は、薄ウェルマイクロ
プレートに必要とされるサンプルウェルの薄い壁の成形には適さない、成形流れ
特性を示す。成形されたポリスチレンは、サーマルサイクリング手順で慣用的に
使用される温度に暴露された場合、柔らかくなるかまた融ける。従って、そのよ
うなポリマー樹脂は、サーマルサイクリング手順のための薄ウェルマイクロプレ
ートの構築に適さない。

【００１３】先行技術の薄ウェルマイクロプレートはまた、典型的に射出成形プロセスによ
って製造され、ここで、全マイクロプレートは、単一物質（典型的にポリプロピ
レンもしくはポリオレフィン）の単一製造操作で構築される。ポリプロピレンの
射出成形による薄ウェルマイクロプレートの構築が、望ましい。なぜなら、融解
したポリプロピレンの流れ特性によって、サンプルウェルアレイがサーマルサイ
クラーのブロックに取り付けられる際に、最適な熱移動を促進するために十分に
薄い壁を持ったサンプルウェルの一貫した成形を可能にするからである。加えて
、サーマルサイクリングの高温に暴露された場合に、ポリプロピレンは、柔らか
くならないし、融解もしない。しかし、単一製造操作で単一ポリマー樹脂（例え
ば、ポリプロピレンおよびポリオレフィン）で構築された先行技術の薄ウェルマ
イクロプレートは、複雑な特性をもった成形部分で見られる固有の内部応力を有
し、プレートの本体のいたるところに厚いおよび薄い横断面部分を示す。内部応
力は、成形プロセスが完了した後の、プレート本体の厚い部分と薄い部分との冷
却速度の違いに起因する。加えて、薄ウェルマイクロプレートがサーマルサイク
リング手順の条件で暴露される場合に、更なる歪み（例えば、内部応力による反
りおよび縮み）が結果として生じ得る。結果として生じる平面性およびフットプ
リントサイズにおける寸法の変化がまた、自動化された装置による信頼できない
サンプルローディングおよびサンプル回収に通じ得る。

【００１４】代替の先行技術製造方法は、ポリカーボネートシート材料から薄いウェルマル
チウェルプレートを熱成形する工程を含む。ポリカーボネートシート材料は、例
えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ、Ｃｏｒｎｉｎｇ、ＮｅｗＹｏｒｋから入手可能な製品
番号９３３２、およびＭＪＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．、Ｗａｌｔｈａｍ，Ｍ
ａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓからの製品番号ＣＯＮ−９６０１である。しかし、ポ
リカーボネートを熱成形することによって製造された薄ウェルマイクロプレート
は、ロボット装置で使用する薄ウェルマイクロプレートの必要とする剛性および
寸法的精度も、もしくは自動サンプル操作装置による正確な液体の分配および吸
引に必要とされる寸法的な精度も提供しない。

【００１５】ロボット適用のために推進された先行技術の薄いウェルポリカーボネートマイ
クロプレートは、薄いウェルのポリプロピレンマイクロプレートと関連する寸法
的な変化を示しつづける。従って、そのような薄いウェルポリプロピレンマイク
ロプレートは、そのようなマイクロプレートがロボット装置で使用され得る信頼
性および精度を制限する。加えて、そのような薄いウェルポリプロピレンマイク
ロプレートは、寸法的精度を復活させるために外部の強固なアダプター（例えば
、ＭＪＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．、Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ．から入手可能な
Ｍｉｃｒｏｓｅａｌ３８４ＰｌａｔｅＰｏｓｉｔｉｏｎｅｒ，製品番号Ａ
ＤＲ−３８４１）を必要とする。そのようなマイクロプレートの成形部分の全体
的な厚みを増加させることによって薄ウェルマイクロプレートの剛性を増加させ
る試みは、サンプルウェル壁の厚さの好ましくない増加となった。例えば、Ｐｏ
ｌｙｆｉｌｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．、Ｒｏｃｋｌａｎｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓ
ｅｔｔｓから入手可能なＵＮＩＰＣＲ９６ウェルプレートで、この製品の平
均サンプルウェル壁の厚さは０．２０インチ（０．５ｍｍ）以上である。

【００１６】現在利用できる製造方法を使用する場合、ロボット適合性の薄ウェルマイクロ
プレートについての要件は、サーマルサイクリング手順に使用するための薄ウェ
ルマイクロプレートについての要件と、正面から矛盾する。この問題と取り組む
1つの公知の方法は、第一材料のトレーを、第二材料から別に作製されたサンプ
ルウェルとともに利用することである。そのようなマイクロプレートは、ＡＢｇ
ｅｎｅＬｔｄ．、Ｓｕｒｒｅｙ，ＵＫから入手可能な「Ｏｍｎｉ−Ｔｕｂｅ
Ｐｌａｔｅ」および「Ｔｈｅｒｍｏ−ＴｕｂｅＰｌａｔｅ」という名前のもと
で、市販されている。両製品は、マルチウェルプレートの寸法に近い全体的寸法
を持つトレイから構成され、別に製造されたチューブあるいはチューブのストリ
ップが大まかに挿入される穴のアレイを有する。必要とされる組み立てのため、
これらの製品は、薄ウェルマイクロプレートによって提供される単一単位のプレ
ートの便利さを提供しない。自動化マイクロプレートプロセスの高処理能力とい
う性質は、本質的に手動介入が最小になることを必要とする。そのような高処理
能力という性質はまた、どんな準備工程も組み立て工程（例えば、様々な構成部
分からのサンプル容器もしくはマイクロプレートの組み立て）をも排除する。さ
らに、これらの製品のジオメトリーおよび大まかに適合する性質は、高い精度の
ロボット装置および自動化分配装置を用いた使用をこれらの製品に与えない。

【００１７】従って、自動化手順に高い精度のロボット操作装置を用いた使用に適合性のあ
る単一単位のプレートとして薄ウェルマイクロプレートを提供することが望まし
い。以下のような薄ウェルマイクロプレートがまた、大いに望ましい。そのプレ
ートは、サーマルサイクリング手順の高い温度条件下でロボット操作をする間、
寸法的な安定性および完全性を維持する物理的特性および材料特性をもち、一方
また、サーマルサイクリング反応に対して伝導性のある性質を有する。

【００１８】（発明の要旨）本発明の実施形態は、研究手順および診断技術に使用される薄ウェルマイクロ
プレート、ならびにこの薄ウェルマイクロプレートを製造する方法に関する。本
発明の薄ウェルマイクロプレートは、２つの別の構成要素からなる単一のプレー
トを含む。このプレートは、スカートおよびフレーム部分、ならびにウェルおよ
びデッキ部分を備え、多数のサンプルウェルを有する。各部分は、そのような物
質が、各構成要素に与える特定の物理的特性および材料特性について選択された
適当な物質の別の成分で構築される。スカートおよびフレーム部分とウェルおよ
びデッキ部分とが結合されて、単一プレートが形成される。スカートおよびフレ
ーム部分ならびにウェルおよびデッキ部分に提供された物理的特性と材料特性と
の組み合わせは、高い温度条件に耐えるための、適切な熱移動および物理的な安
定性の薄い壁のサンプルウェルを含むが、これに限定されない。スカートおよび
フレーム部分ならびにウェルおよびデッキ部分によって提供された物理的特性と
材料特性との組み合わせは、サーマルサイクリング手順中の自動化装置について
薄ウェルマイクロプレートの性能を最適化する。

【００１９】本発明の第一の実施形態において、薄ウェルマイクロプレートは、第一アレイ
パターンに配置された複数の穴を有する上面を有するスカートおよびフレーム部
分、ならびにスカートおよびフレーム部分の上面に接合したウェルおよびデッキ
部分を備えて、単一のプレートを形成する。そのウェルおよびデッキ部分は、デ
ッキ部分と一体化して、そして第一アレイパターンに配置された複数のサンプル
ウェルを備える。その結果、サンプルウェルは、ウェルおよびデッキ部分がスカ
ートおよびフレーム部分の上面と接合して単一プレートを形成した場合、そのサ
ンプルウェルがスカートおよびフレーム部分の複数の穴を通じて伸びる。スカー
トおよびフレーム部分は、薄ウェルマイクロプレートが自動化装置と共に使用さ
れるのを可能にするように、スカートおよびフレーム部分に剛性を与える第１の
材料で構築される。ウェルおよびデッキ部分は、サンプルウェルへの適切な熱移
動を可能にする一貫した厚みの薄い壁を有するサンプルウェルを形成する第２の
材料で構築される。この第２の構築材料はさらに、この第２の材料によってサン
プルウェルに提供された十分な不透明度によって、薄ウェルマイクロプレートが
、光学検出装置とともに使用されるのを可能にする。

【００２０】第１の実施形態の単一プレートは、別々の構成要素として形成され、次いで永
久に接合されて単一プレートを形成する、スカートおよびフレーム部分ならびに
ウェルおよびデッキ部分を備える。第１の実施形態の別のバージョンでは、ウェ
ルおよびデッキ部分は、スカートおよびフレーム部分の上面と一体化して形成さ
れて単一プレートを形成する。

【００２１】スカートおよびフレーム部分は、上面とは反対の底部を形成する４つの壁を備
える。ここで、底部は、上面の長さおよび幅よりもわずかに大きい長さおよび幅
を持つ。このスカートおよびフレーム部分はさらに、薄ウェルマイクロプレート
と自動化装置との係合を可能にする少なくとも１つのくぼみを各壁中に備える。

【００２２】ウェルおよびデッキ部分はさらに、ウェルおよびデッキ部分の上面と隣接する
各サンプルウェルの開口部周辺に高くなったリムを備える。この高くなったリム
は、隣接したサンプルウェル間の汚染を防ぐために隣接したサンプルウェル間に
ウェルおよびデッキ部分に溝を形成する。

【００２３】本発明の別の実施形態では、ウェルおよびデッキ部分は、複数の相互連結リン
クを有する上面を備え、個々のリンクは、隣接したサンプルウェルを連結して、
相互連結リンクとサンプルウェルとの網目構造を形成している。上記に記載した
通り、相互連結リンクとサンプルウェルとの網目構造を含むウェルおよびデッキ
部分は、スカートおよびフレーム部分とは別の構成要素として形成され得、次い
で、スカートおよびフレーム部分と永久に接合されて、単一プレートを形成し得
る。あるいは、この実施形態のあるバージョンでは、この網目構造は、スカート
およびフレーム部分の上面と一体化して形成され得る。

【００２４】本発明のさらに別の実施形態では、この薄ウェルマイクロプレートは、スカー
トおよびフレーム部分を備え、この部分は、第１の材料で構築され、第１のアレ
イパターンに配置された複数の穴を上面に有し、そして、等しい深さの壁が上面
から伸びる。スカートおよびフレーム部分はさらに、複数のサンプルウェルを備
え、このウェルは、第２の材料で構築されており、そして、第１のパターンで配
置されており、その結果、これらのサンプルウェルは、スカートおよびフレーム
部分の上面の複数の穴を通じて伸びる。この実施形態のバージョンにおいて、薄
ウェルマイクロプレートは、複数の相互連結リンクを備え、個々の相互連結リン
クは、隣接したサンプルウェルを連結している。

【００２５】第１の実施形態において、スカートおよびフレーム部分を構築するために使用
される第１の材料は、ポリマー樹脂または充填剤入りポリマー樹脂であるが、こ
れらに限定されない。充填剤入りポリマー樹脂は、少なくとも１００℃の温度に
耐え得、これは、薄ウェルマイクロプレートが、高温を使用するサーマルサイク
リング手順において使用されることを可能にする。第１の実施形態の１つのバー
ジョンにおけるスカートおよびフレーム部分は、薄ウェルマイクロプレートが自
動化装置と共に使用されることを可能とするに十分な剛性をそのスカートおよび
フレーム部分に与えるガラス充填したポリプロピレンから構築される。

【００２６】第１の実施形態のウェルおよびデッキ部分を構築するため使用される第２の材
料は、ポリマー樹脂または非充填ポリマー樹脂であるが、これらに限定されない
。非充填ポリマー樹脂は少なくとも１００℃の温度に耐え得、これは、薄ウェル
マイクロプレートが高温のサーマルサイクリング手順において使用されることを
同様に可能にする。しかし、非充填ポリマー樹脂は、サーマルサイクリングの高
温条件に耐えるだけでなく、一貫した厚さの薄壁を有するサンプルウェルを形成
する。本実施形態の１つのバージョンにおいて、このウェルおよびデッキ部分は
、サーマルサイクリング手順の間サンプルウェルへの十分な熱移動を可能にする
薄壁を有するサンプルウェルを形成し、そしてまた、この薄ウェルマイクロプレ
ートを備える光学検出装置の使用を可能にするに十分な不透明度をサンプルウェ
ルに提供する、非充填ポリプロピレンから構築される。

【００２７】本発明はまた、薄ウェルマイクロプレートの構築方法に関する。１つの実施形
態において、構築方法は、第１の構築方法を含み、ここでは、その薄ウェルマイ
クロプレートが、２つの工程を包含する単一成形プロセスにおいて単一プレート
として形成される。この第１の構築方法は、成形プロセスに有用な第１の材料を
提供する工程、および第１の工程において、この第１の材料のインサートを成形
する工程を包含し、ここで、そのインサートは、インサートの上面において形成
された複数の穴を備える。この第１の構築方法は、この成形プロセスに有用な第
２の材料を提供する工程、第２の材料を受けるよう上記インサートを配置するを
する工程および第２の工程においてこのインサートに第２の材料を適用する工程
をさらに包含し、ここで、このインサートの上面で一体となって成形にされた平
面デッキならびにインサートの上面および複数の穴と一体となって成形された複
数のサンプルウェルを有し、単一プレートを生成する、被覆成形物（ｏｖｅｒ−
ｍｏｌｄ）が成形される。

【００２８】本実施形態の１つのバージョンにおいて、この成形プロセスは、射出成形プロ
セスであり、このプロセスは、第１の材料の第１の射出成形としての第１工程お
よび第２の材料の第２の射出成形としての第２工程を含む。本実施形態の他のバ
ージョンにおいて、第１の材料および第２の材料はポリマー樹脂であるか、また
は第１の材料がガラス充填したポリプロピレンであり、そして第２の材料が非充
填ポリプロピレンである。

【００２９】この構築方法の別の実施形態は、第２の構築方法を含み、ここでは、薄ウェル
マイクロプレートが、２つの別個の製造プロセスにおいて単一プレートとして形
成される。この第２の構築方法は、第１の製造プロセスに有用な第１の材料を提
供する工程および第１の製造プロセスによって第１の材料のスカートおよびフレ
ーム部分を形成する工程を包含し、ここで、そのスカートおよびフレーム部分は
、そのスカートおよびフレーム部分の上面に形成された複数の穴を含む。第２の
構築方法は、第２の製造プロセスに有用な第２の材料を提供する工程および第２
の製造プロセスによって第２の材料からウェルおよびデッキ部分を形成する工程
をさらに包含し、ここで、そのウェルおよびデッキ部分は、ウェルおよびデッキ
部分の上部平面デッキに形成される複数のサンプルウェルを含み、このサンプル
ウェルは、スカートおよびフレーム部分の複数の穴への挿入のためのサイズを有
する。この第２の構築方法に従って、スカートおよびフレーム部分ならびにウェ
ルおよびデッキ部分は、複数のサンプルウェルが複数の穴に配置されるように、
それらが別々に製造された後に接合される。このウェルおよびデッキ部分は、ス
カートおよびフレーム部分の上面に、単一プレートを生成する永久に接着される
。

【００３０】薄ウェルマイクロプレートの第２の構築方法の１つのバージョンにおいて、第
１の製造プロセスおよび第２の製造プロセスは、別個のプロセスであるだけでは
なく、異なる構築方法でもある。この第１の製造プロセスおよび第２の製造プロ
セスは、異なる成形方法であり得、例えば、第１の製造プロセスが従来の成形プ
ロセスであり、そして第２の製造プロセスが射出成形プロセスである。あるいは
、第２の実施形態の別のバージョンにおいて、第１の製造プロセスおよび第２の
製造プロセスは、類似の製造方法である。

【００３１】薄ウェルマイクロプレートの第２の構築方法は、第１の製造プロセスおよび第
２の製造プロセスが各々異なる構築材料を使用することを可能にする。従って、
本実施形態の別のバージョンは、例えば、スカートおよびフレーム部分を形成す
るためのガラス充填したポリプロピレンを使用する第１の製造プロセスおよびウ
ェルおよびデッキ部分を形成するための非充填ポリプロピレンを使用する第２の
製造プロセスを含み、それによって、２つの異なる材料から構築される単一プレ
ートが形成される。２つの別個の製造プロセスにおいて薄ウェルマイクロプレー
トを構築する、本実施形態のさらに別のバージョンは、ポリマー樹脂とは異なる
材料（例えば、アルミニウムシートストック）である第１の材料から第１の製造
プロセスにおいてスカートおよびフレーム部分を構築する工程、および第２の材
料（非充填ポリプロピレンを含む）から第２の製造プロセスにおいてウェルおよ
びデッキ部分を構築する工程を包含する。

【００３２】薄ウェルマイクロプレートの第２の構築方法は、異なる２つのプロセスまたは
類似であるが別個の２つのプロセスの各々において異なる材料を使用して、別個
の構成要素としてスカートおよびフレーム部分ならびにウェルおよびデッキ部分
を構築する工程を包含するが、そのスカートおよびフレーム部分ならびにそのウ
ェルおよびデッキ部分は、その後、本発明の単一プレートを形成するよう接着工
程（例えば、超音波溶接または熱溶接を含み得る）によって永久に接合される。

【００３３】（発明の詳細な説明）以下に記載される本発明の例示の実施形態は、定性分析および定量分析のため
に複数のサンプルを必要または所望する研究手順および診断技術において使用す
るための薄ウェルマイクロプレート、ならびにその薄ウェルマイクロプレートを
製造するための方法に関する。より詳細には、本発明は、マイクロプレートがサ
ーマルサイクリング手順における使用および自動化装置を伴う使用のために特に
適切であるような、薄壁サンプルウェルならびに物理的特性および材料特性の特
定の組み合わせを有する薄ウェルマイクロプレートに関する。しかし、当業者は
、本発明の実施形態が、サーマルサイクリング適用における使用のための薄ウェ
ルマイクロプレートに限定されないが、むしろ種々の反応およびアッセイのため
のサンプル格納およびサンプル貯蔵のための薄ウェルマイクロプレートを含み得
ることを理解する。本発明はまた、自動化装置を伴う使用およびサーマルサイク
リング手順における使用に有用な物理的特性および材料特性の特定の組み合わせ
を有する単一プレートとして薄ウェルマイクロプレートを構築する方法に関する
。

【００３４】本発明の実施形態は、図１〜１０を参照して記載される。これらの図は、実施
形態を例示するために提示され、かつ特許請求の範囲を限定することを意図され
ない。

【００３５】図１および２ａ〜２ｃを参照して、本発明の第１の実施形態は、単一型の薄ウ
ェルマイクロプレート１０を含み、このマイクロプレートは、この薄ウェルマイ
クロプレート１０を形成する２つの接合した構成要素（スカートおよびフレーム
部分１１ならびにようにそのスカートおよびフレーム部分１１上にあるウェルお
よびデッキ部分１２）を備える。以下の議論される構築方法に依存して、ウェル
およびデッキ部分１２は、スカートおよびフレーム部分１１と一体となって形成
されるか、あるいはスカートおよびフレーム１１から別々に形成されて、その後
、スカートおよびフレーム部分１１と永久的にアセンブルされ、１つの単一マイ
クロプレートとして薄ウェルマイクロプレート１０を形成する。

【００３６】スカートおよびフレーム部分１１は、上部長方形平面１５および底部１６を備
える。上部平面１５は、４つの壁（２つの末端壁１７ａ、１７ｂおよび２つの側
壁１７ｃ、１７ｄ）により底部１６に連結される。上部平面１５は、約１２２ｍ
ｍの長さＬ₁および約７８ｍｍの幅Ｗ₁を有する。底部１６は、末端壁１７ａ、１
７ｂおよび側壁１７ｃ、１７ｄにより形成される場合、底部１６の全周が上部平
面１５の全周を超えて広がるように上部平面１５の寸法よりもわずかに大きい寸
法を含む。底部１６は、約１２７ｍｍの長さＬ₂および約８５ｍｍの幅Ｗ₂を有す
る。第１の実施形態のスカートおよびフレーム部分１１は長方形であるが、スカ
ートおよびフレーム部分１１は特定の形状に限定されず、そして他の形状および
全体の寸法を含み得るということが当業者により理解される。

【００３７】上部平面１５は、その中でかつ上部平面１５と一体となって形成される穴１３
のアレイを備えており、対応するサンプルウェルのアレイ（すなわち、ウェルア
レイ）を収容する。図１に例示される第１の実施形態において、穴１３のアレイ
（一部のみ示される）が、合計３８４個の穴を備える長方形パターンに配置され
、３８４ウェルアレイのサンプルウェルを受容し得る１６×２４穴のアレイに配
置される。別の実施形態において、上部平面１５は、９６ウェルアレイのサンプ
ルウェルを受容し得る８×１２穴のアレイに配置される、合計９６穴を有する穴
１３のアレイを備え得る。図１に例示される第１の実施形態の穴１３のアレイは
、３８４ウェルアレイのサンプルウェルを収容するように構築および構成される
が、上部平面１５における穴１３のアレイは、より高いサンプルウェル密度また
はより低いサンプルウェル密度のウェルアレイを収容するよう任意の数の穴を備
え得、そして代替のアレイパターンに配置され得ることが当業者に理解される。

【００３８】図２ａを参照すると、この３８４穴アレイの個々の穴１３は、上部平面１５と
一体となっている環状開口部２０を有する。図１および２ａ〜２ｃに示されるよ
うに、スカートおよびフレーム部分１１の末端壁１７ａ、１７ｂは各々、その末
端壁に形成されそしてインデックスポイント１８ａ、１８ｂとして言及される、
一対のくぼんだ（ｉｎｄｅｎｔｅｄ）ノッチを備える。側壁１７ｃ、１７ｄの各
々は、その側壁に形成される一対のインデックスポイント１８ｃ、１８ｄを同様
に備える。インデックスポイント１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの対は、自動
化操作装置（例えば、ロボットアーム（これに、限定されない））の係合機構を
受け、そしてこのような係合機構がスカートおよびフレーム部分１１をしっかり
と把握しかつ輸送するのを補助し、そして液体サンプル操作手順の自動化段階の
間に薄ウェルマイクロプレート１０の正確かつ一致した配置を容易にするよう構
築および構成される。図２ａ〜２ｃに例示される第１の実施形態において、イン
デックスポイント１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの対は、長方形に形作られる
が、それらは特定の形状または形態に限定されず、そして自動化装置の係合機構
を受けるために必要な他のジオメトリーおよび形状を含み得る。

【００３９】薄ウェルマイクロプレート１０のスカートおよびフレーム部分１１は、スカー
トおよびフレーム部分１１の強度および剛性の物理学的特性および材料特性なら
びに上部平面１５および底部１６に直線性を、付与しそして最適化する適切な材
料から構築される。構造的強度、剛性および直線性に加えて、適切な構築材料は
、スカートおよびフレーム部分１１に寸法安定性を与え、そして使用の間にサー
マルサイクリングプロセスへの高温の曝露から生じ得る、物理的ジオメトリーお
よび全体の寸法の収縮およびひずみに耐える。適切な構築材料はまた、スカート
およびフレーム部分１１を有する自動操作装置（例えば、ロボットアーム）の係
合機構の把握（ｇｒｉｐｐｉｎｇ）および保持（ｈｏｌｄｉｎｇ）により引き起
こされる、スカートおよびフレーム部分１１の変形に実質的に耐える。

【００４０】スカートおよびフレーム部分１１の適切な構築材料としては、ポリマー樹脂（
例えば、ガラス充填化ポリプロピレン（例えば、Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ，Ｎｅ
ｗＹｏｒｋのＡＭＣＯＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃから入手可能な
ＡＭＣＯ＃ＰＰ１０１５Ｇガラス充填化ポリプロピレン））が挙げられるが、限
定されない。ＡＭＣＯ＃ＰＰ１０１５Ｇガラス充填ポリプロピレンは、およそ１
７０℃の標準的な融点を有し、そしてサーマルサイクリング手順の高温（代表的
に約８０℃〜約９６℃、そしてしばしば１００℃まで）への周期的な曝露に起因
する過度の軟化に実質的に耐性である。充填化ポリプロピレンは、このような材
料を本明細書中に記載される種々の成形プロセスによるスカートおよびフレーム
部分１１の製造に有用にする適切な流動特性（例えば、４〜８ｇ／分の溶融流量
）を有する。充填剤入りポリマーは、強度および剛性を増強するためにスカート
およびフレーム部分１１に他の物理的機構（例えば、強化リブ）を付加する必要
性を最小化または排除する。ガラス充填したポリプロピレンのスカートおよびフ
レーム部分１１を成形することが望まれるが、他の充填剤入りポリマーが需要可
能な結果を生じさせるために利用され得るということに留意する。これらの例は
、種々のファミリーの充填化ポリプロピレン（例えば、２０％〜４０％タルク充
填化ポリプロピレンまたは４０％〜６０％炭酸カルシウム充填化ポリプロピレン
）であり、全て、ＡＭＣＯＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃから入手可能
である。受容可能なポリマーのさらなる例としては、アモルファスポリマーファ
ミリーのポリマーのうちのいくつかのポリマー（例えば、ガラス充填したポリカ
ーボネート）が挙げられる。

【００４１】図１、３ａ〜３ｃを参照して、薄ウェルマイクロプレート１０のウェルおよび
デッキ部分１２は、上面３０および底面３１を有する長方形平面デッキ１９を備
える。平面デッキ１９は、約１１９．９３ｍｍ〜約１２０．０３ｍｍの長さＬ３
、および約７８．３３ｍｍ〜約７８．４３ｍｍの幅Ｗ₃を有する。第１の実施形
態の平面デッキ１９は、長方形の形状であるが、本発明は、特定の形状の平面デ
ッキ１９に限定されず、そして他の形状および全体的な寸法を含み得ることが当
業者に理解される。

【００４２】平面デッキ１９は、平面デッキ１９と一体となって形成されたサンプルウェル
１４のアレイを備える。サンプルウェル１４のアレイは、長方形パターンに配置
され、そしてスカートおよびフレーム部分１１の穴１３のアレイの数およびパタ
ーンに対応する数およびパターンのサンプルウェルを備え、その結果、サンプル
ウェル１４のアレイは、スカートおよびフレーム部分１１の穴１３のアレイと合
わさる。図１に例示される第１の実施形態のサンプルウェル１４のアレイは、１
６個×２４個のサンプルウェル１４のアレイに配置された合計３８４個のサンプ
ルウェル１４を備える。別の実施形態では、平面デッキ１９は、８個×１２個の
サンプルウェル１４のアレイに配置された合計９６個のサンプルウェルを有する
、サンプルウェル１４のアレイを備える。第１の実施形態では、個々のサンプル
ウェル１４の中心間の間隔は、約４．５ｍｍである。

【００４３】サンプルウェル１４の３８４ウェルアレイが図１に例示されているとはいえ、
平面デッキ１９が、より高いかまたはより低いウェル密度のサンプルウェルのア
レイ１４、ならびに別のパターンに構成されたサンプルウェルのアレイを備え得
ることが当業者によって理解される。中心間は好ましくは、約９ｍｍまたは９を
整数で割ったものもしくは９に整数をかけた倍数（ｉｎｔｅｇｒａｌｆｒａｃ
ｔｉｏｎｏｒｍｕｌｔｉｐｌｅ）で維持されて、サンプルを処理するための
標準的な自動化装置の使用を可能にする。なぜなら、このような標準的な装置は
、９ｍｍの中心間間隔のサンプルウェルのために設計されているからである。他
の自動化装置を用いる場合、中心間間隔は、このような装置に適合させることが
困難であり得る。

【００４４】図３ａおよび図３ｃに示すように、第１の実施形態の個々のサンプルウェル１
４は、約３．１２ｍｍ〜約３．２２ｍｍの直径Ｄ_sを有する開口部３２を平面デ
ッキ１９の上面３０に備える。個々のサンプルウェル１４は、スカートおよびフ
レーム部分１１における穴１３のアレイの個々の穴１３への挿入または形成のた
めの大きさにされる。個々のサンプルウェル１４は、開口部３２から下方に伸び
るウェル本体３３および各ウェル開口部３２を取り囲む高くなったリム３４を備
える。高くなったリム３４は、隣接したサンプルウェル１４の間に溝形の領域を
作製して、ウェルの間での混入の可能性を減らす。サンプルウェル本体３３は、
円錐形の形状であり、約１５．５ｍｍの深さＤ₂を有する。円錐形の形状ウェル
本体３３の側壁１４ａは、内側に向かって約１７．１°〜約１７．９°の角度を
取っており、そして約１．６６ｍｍ〜約１．７６ｍｍの直径へと狭まっている。
図３ａ〜３ｃに例示されるサンプルウェル１４の第１の実施形態は上記の形状お
よび寸法を有するとはいえ、サンプルウェルが他の形状および寸法を有し得るこ
とが当業者によって理解される。

【００４５】個々のサンプルウェル１４の側壁１４ａは薄く、限定されないが、約０．１５
ｍｍ〜約０．２５ｍｍの厚さを有する。個々のサンプルウェル１４は、限定され
ないが、約０．１５ｍｍ〜約０．２５ｍｍの厚さを有する、平らな薄い底壁１４
ｂを有する。図４に例示されるように、ウェルおよびデッキ部分１２がスカート
およびフレーム部分１１と係合した場合、または一体となった場合、サンプルウ
ェル１４のアレイの壁１４ａの下の部分は、熱にサンプルを曝露するためのサー
マルサイクリングの間に使用されるサーマルサークラーデバイスの加熱／冷却ブ
ロックのウェルと密接に接触し得る。サンプルウェル壁１４ａおよび底壁１４ｂ
が薄いという性質は、サンプルウェル１４内に含まれるサンプルへの適切な熱移
動を容易にするための助けとなる。

【００４６】ウェルおよびデッキ部分１２の適切な構築材料としては、ポリマー樹脂（例え
ば、バージン、非充填ポリプロピレン（例えば、ＦＩＮＡ＃３８２９ポリプ
ロピレン（ＡＭＣＯＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．，Ｆａｒｍｉｎｇ
ｄａｌｅ，ＮｅｗＹｏｒｋから入手可能）を含む）が挙げられるがこれらに限
定されない。ＦＩＮＡ＃３８２９ポリプロピレンは、約１７０℃の標準的な融
点を有する。ＦＩＮＡ＃３８２９ポリプロピレンは、高い溶融流量（例えば、
６ｇ／分）を保有し、このことは、このような材料が、本明細書中に記載される
種々の成形プロセスによって構築されるのを実施可能にする。さらに、ＦＩＮＡ
ファミリーのポリプロピレンは、このような材料が高温でのサーマルサイクリン
グに耐えるのを可能にする高い変形温度を有する。

【００４７】スカートおよびフレーム部分１１は、サーマルサイクリング手順の間に、不透
明度、強度および剛性という物理的特性および材料特性を付与および維持する第
１の適切な材料から構築される。ウェルおよびデッキ部分１２は、サンプルウェ
ル壁１４ａおよび１４ｂが約０．１５ｍｍ〜約０．３８ｍｍの厚さに薄く構築さ
れるのを可能にする第２の適切な材料から構築される。適切な構築材料はまた、
ウェルおよびデッキ部分１２の製造の間の、サンプルウェル本体３３全体を通し
ての、および個々のサンプルウェル１４の間の、ウェルの壁の厚さの変動を低減
または除去する。マイクロプレート１０のスカートおよびフレーム部分１１と、
ウェルおよびデッキ部分１２とへの別々の材料の使用は、１回の操作において単
一の樹脂からマルチウェルプレートを成形する場合には可能でない、製造プロセ
スの最適化を可能にする。従って、マルチウェルマイクロプレート１０は、サー
マルサイクリング後に歪みをそれほど受けない。さらに、マイクロプレート１０
の構築は、ウェルおよびデッキ部分１２について、生体分子と適合性であって、
そしてサンプルの光学分析を可能にする良好な透明度を保有する、適切な材料の
使用を可能にし、一方、スカートおよびデッキ部分１１について、生体適合性で
も光学的に透明でもないかもしれないが、強度、剛性および安定性という特性を
保有し得る、適切な材料の使用を可能にする。

【００４８】図５を参照して、本発明の第２の実施形態では、サンプルウェル１４のアレイ
は、個々のサンプルウェル１４の間の連結構造として作用する平面デッキ１９を
伴わずに形成される。むしろ、サンプルウェル１４は、隣接したサンプルウェル
の間に何の連結手段も伴わずにスカートおよびフレーム部分１１と一体となった
、独立し、そして別々のウェルとして形成される。

【００４９】図６を参照して、本発明の第３の実施形態では、サンプルウェル１４のアレイ
は、平面デッキ１９および１５を伴わずに、しかし、相互連結リンク４２を隣接
したサンプルウェル１４の間に伴って、同様に形成されて、リンク４２の網目構
造を形成し、この網目構造は、個々のサンプルウェル１４の間の連結手段として
作用する。この実施形態では、リンク４２の網目構造および連結サンプルウェル
１４は、スカートおよびフレーム部分１１へと作製または形成される。

【００５０】以下に記載される本発明の薄ウェルマイクロプレート１０およびこれを作製す
る方法は、多くの所望の特徴を同時に組み合わせ、従って、先行技術のマイクロ
プレートを超えるいくつかの利点を提供する。薄ウェルマイクロプレート１０は
、マイクロプレート１０がサーマルサイクリング手順の高温条件に耐え得るよう
にする物理的特性および材料特性を有し、そして自動化装置（特に、ロボット操
作機器）を用いた使用を助ける。薄ウェルマイクロプレート１０はまた、サンプ
ルウェルにサンプル混合物を導入し、そしてサンプルウェルからサンプル混合物
を除去するための標準的な自動化液体操作装置（例えば、ＲｏｂｂｉｎｓＳｃ
ｉｅｎｔｉｆｉｃｏｆＳｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡから入手可能なＨｙｄｒａ ^TM 分配システム）と適合性を維持する。薄ウェルマイクロプレート１０のサンプ
ルウェル１４は、比較的薄く（０．２５ｍｍ以下のオーダー）、そしてこのこと
は、サーマルサイクリング手順の間のサンプルへの最適な熱移動を容易にするの
を助ける。さらに、サンプルウェル壁１４ａ、１４ｂの厚さは、サンプルをサン
プルウェルの底を通して光学的に分析するための光学検出システムの使用を可能
にする。

【００５１】本発明の薄ウェルマイクロプレート１０の構築方法は、単一の製造プロセスの
異なる工程によってかまたは別々の製造操作によってかのいずれかで、スカート
およびフレーム部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２を別々に製造する
工程を包含する。このような構築方法は、薄ウェルマイクロプレート１０の必要
とされ、そして所望される最適な物理的特性および材料材料特性を付与および維
持する、理想的な材料の各部分を構築するという利点を提供する。本発明は、薄
ウェルマイクロプレート１０を提供する。その薄ウェルマイクロプレート１０は
、自動化装置による操作に耐えるためのスカートおよびフレーム部分１１の強度
、剛性および直線性；サーマルサイクリング手順の高温への曝露の間およびその
後のスカートおよびフレーム部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２の寸
法安定性および完全性；液体サンプルの正確かつ信頼性のある取り扱い操作のた
めのサンプルウェル１４のアレイの実質的な平坦さ；ならびに熱移動を最適にす
るのを助け、そして光学分析を可能にする、薄壁サンプルウェル１４を含めた、
物理的特性と材料特性との特定の組み合わせを有する。薄ウェルマイクロプレー
トを構築する先行技術の方法は、本発明の特定の物理的特性と材料特性との組み
合わせを有する薄壁マルチウェルマイクロプレートを生成する材料もプロセスも
使用しない。

【００５２】本発明はまた、本発明の特性を有する薄ウェルマイクロプレートを形成するた
めの方法を含む。薄ウェルマイクロプレート１０を構築するための第１の方法は
、薄ウェルマイクロプレート１０を単一プロセスによって製造する工程を包含し
、ここで、ウェルおよびデッキ部分１２は、スカートおよびフレーム部分１１と
一体化して形成される。薄ウェルマイクロプレート１０の各部分は、別々の材料
から、そして同じプロセスの別々の工程によって製造されて、単一プレートを製
造する。図７を参照して、２工程成形プロセスは、周知の成形プロセス４１０に
おける使用の助けとなる形態の適切な第１の材料を提供する工程を包含する。成
形プロセス４２０の第１の工程では、スカートおよびフレーム部分１１は、第１
の材料からインサートとして成形される。適切な第２の材料は、周知の成形プロ
セス４３０における使用の助けとなる形態で提供される。インサートまたはスカ
ートおよびフレーム部分１１はその後、第２の材料４４０の適用を受けるように
配置される。周知の成形プロセス４５０の第２の工程では、ウェルおよびデッキ
部分１２は、被覆成形物（ｏｖｅｒ−ｍｏｌｄ）としての第２の適切な材料のス
カートおよびフレーム部分１１と一体化して成形されて、単一プレートを生成す
る。

【００５３】図８を参照して、薄ウェルマイクロプレートの構築の第１の方法の特定の実施
形態は、第１の材料（例えば、充填剤入りポリマー樹脂であるがこれに限定され
ない）を周知の成形プロセス５１０での使用の助けとなる形態で最初に提供する
ことを含む、当業者に周知の２工程成形プロセスによって薄ウェルマイクロプレ
ート１０を製造する工程を包含する。周知の成形プロセス５２０の第１の工程で
は、インサートは、充填剤入りポリマー樹脂から成形されて、スカートおよびフ
レーム部分１１を形成する。第２の材料（例えば、充填されていないポリマー樹
脂を含むがこれに限定されない）が、周知の成形プロセス５３０における使用の
助けとなる形態で提供される。周知の成形プロセスの第２の工程５４０では、充
填していないポリマー樹脂は、インサートに対して被覆成形物として適用されて
、ウェルおよびデッキ部分１２を形成して、一体プレートを形成する。インサー
トまたはスカートおよびフレーム部分１１は、その上に被覆成形物またはウェル
およびデッキ部分１２が一体化して形成される骨格として作用する。

【００５４】第１の構築方法の第２の実施形態は、当業者に周知の単一の２工程射出成形プ
ロセスによってスカートおよびフレーム部分１１と一体化したウェルおよびデッ
キ部分１２を製造する工程を包含する。このようなプロセスは、Ｉｎｊｅｃｔｉ
ｏｎＭｏｌｄｉｎｇ，第８巻，第４号，第１部、２０００年４月２日版に記載
される。２工程射出成形プロセスは、２工程成形プロセスのために設計された種
々の市販の射出成形プレス（例えば、Ｎｅｔｓｔａｌ−ＭａｓｃｈｉｎｅｎＡ
Ｇ，Ｎａｅｆｅｌｓ，ＳｗｉｔｚｅｒｌａｎｄまたはＮｅｔｓｔａｌ−Ｍａｃｈ
ｉｎｅｒｙ，Ｉｎｃ．，Ｄｅｖｅｎｓ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓから入手可
能なＳｙｎＥｒｇｙ２Ｃプレス）を用いることによって行われ得る。２工程射
出成形技術は、単一成形を用い、そして第１の工程において第１の材料のスカー
トおよびフレーム部分１１を第１のショット射出（ｓｈｏｔｉｎｊｅｃｔｉｏ
ｎ）成形によって形成することを含む。ウェルおよびデッキ部分１２はその後、
第２材料から、第２工程において同じ鋳型への第２のショット射出によって構築
されて、サンプルウェル１４のアレイを形成し、そしてサンプルウェル開口部３
２の周囲の領域を充填して平面デッキ１９を形成する。

【００５５】薄ウェルマイクロプレート１０の構築の第２方法は、スカートおよびフレーム
部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２を、別々の構築材料の２つの別々
の製造プロセスによって形成する工程を包含する。図９を参照して、当業者に周
知の第１の製造プロセスにおいて、第１の適切な材料は、第１の製造プロセス６
１０の助けとなる形態で提供される。スカートおよびフレーム部分１１は、第１
の材料から、第１の製造プロセス６２０によって形成される。第２の適切な材料
は、当業者に周知の第２の製造プロセス６３０の助けとなる形態で提供される。
ウェルおよびデッキ部分１２は、第２の材料から、第２の製造プロセス６４０に
よって形成される。スカートおよびフレーム部分１１ならびにウェルおよびデッ
キ部分１２はその後、当業者に周知の接着方法（例えば、超音波溶接または熱溶
接）によって永続的に連結されて、単一プレート６５０を生成する。第１の製造
プロセスおよび第２の製造プロセスは、別の製造プロセスであってもよいし、別
々に行われる同様のプロセスであってもよい。

【００５６】図１０を参照して、第２の構築方法のあるバージョンは、スカートおよびフレ
ーム部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２を別々の射出成形プロセスま
たは操作によって形成する工程を包含する。第１の適切な材料（例えば、ガラス
充填したポリプロピレンを含む、充填剤入りポリマー樹脂）が、第１の射出成形
プロセス７１０の助けとなる形態で提供される。スカートおよびフレーム部分１
１は、ガラス充填ポリプロピレンから、第１の射出成形操作７２０によって成形
される。例えば、非充填のポリプロピレン７３０を含めた、非充填のポリマー樹
脂であるがこれに限定されない第２の適切な材料が提供される。ウェルおよびデ
ッキ部分１２は、非充填のポリプロピレン７４０の第２の、そして別々の射出成
形製造プロセスにおいて構築される。スカートおよびフレーム部分１１ならびに
ウェルおよびデッキ部分１２はその後、超音波溶接によって永続的に連結されて
、単一プレート７５０を生成する。超音波溶接は、ＨｅｒｒｍａｎｎＵｌｔｒ
ａｓｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．、Ｓｃｈａｕｍｂｕｒｇ，ＩＬから入手可能な超音波
溶接装置を用いることによって行われ得る。

【００５７】第２の構築方法の別のバージョンでは、薄ウェルマイクロプレート１０は、各
々の部分が代替の構築材料を用いて別々のプロセスによって製造される、２つの
別々の構築方法によって構築される。例えば、スカートおよびフレーム部分１１
は、スカートおよびフレーム部分１１に望ましい、最適の物理的特性および材料
特性を同様に付与および維持する、ポリマー樹脂以外の材料から構築される。こ
のような代替材料としては、アルミニウムシートストックが挙げられ得るがこれ
らに限定されない。スカートおよびフレーム部分１１は、アルミニウムシートス
トックから、第１のプロセスにおいて当業者に周知のスタンピング法または電磁
形成法のいずれかによって最初に形成される。次いで、スカートおよびフレーム
部分１１は、射出成形物中に第２のプロセスにおいて配置され、ここで、ウェル
およびデッキ部分１２は、ポリマー樹脂（例えば、非充填のポリプロピレン）か
ら、サンプルウェル１４のアレイおよび平面デッキ１９をスカートおよびフレー
ム部分１１の上に形成する被覆成形物プロセスによって構築される。

【００５８】本発明の少なくとも１つの例示的な実施形態をこのように記載してきたが、種
々の代替物、改変物および改善物は、当業者によって容易に行われる。このよう
な変更、改変および改善は、本発明の範囲および精神の中にあることが意図され
る。従って、上記の説明は、例示のためのみであり、そして限定することを意図
しない。本発明の限定は、上記の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ
規定される。

【００５９】本発明をより良く理解するために、本明細書中に参考として援用される図面に
対する参照がなされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態に従う薄ウェルマイクロプレートの斜視図である。

【図２】図２ａは、図１のマイクロプレートのスカートおよびフレーム部分の上面図で
ある。図２ｂは、図１のマイクロプレートのスカートおよびフレーム部分の側壁
の側面図である。図２ｃは、図１のマイクロプレートのスカートおよびフレーム
部分の末端壁の側面図である。

【図３】図３ａは、図１のマイクロプレートのウェルおよびデッキ部分の上面図である
。図３ｂは、図１のマイクロプレートのウェルおよびデッキ部分の側面図である。
図３ｃは、図１のマイクロプレートのサンプルウェルのアレイの断面図である。

【図４】図４は、スカートおよびフレーム部分上に配置されたサンプルウェルのアレイ
の断面図である。

【図５】図５は、本発明の第２の実施形態のサンプルウェルのアレイの断面図である。

【図６】図６は、本発明の第３の実施形態のサンプルウェルのアレイの上面図である。

【図７】図７は、本発明のマイクロプレートの第１の構築方法を例示するプロセスフロ
ー概略図である。

【図８】図８は、第１の構築方法の実施形態を例示するプロセスフローチャートである
。

【図９】図９は、本発明のマイクロプレートの第２の構築方法を例示するプロセスフロ
ーチャートである。

【図１０】図１０は、第２の構築方法の実施形態を例示するプロセスフローチャートであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 21/03 Ｇ０１Ｎ 21/03 Ｚ 33/543 ５２１ 33/543 ５２１ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者チタス，デイビッドイー．アメリカ合衆国マサチューセッツ 02478，ベルモント，リバーモアロード 26 Ｆターム(参考） 2G057 AC01 BA01 BA03 BB01 BB06 EA06 2G059 BB04 CC16 DD13 DD16 FF11 LL10 PP01 4B029 AA08 AA23 BB15 BB20 GA03 4G057 AB31 AB34 AB38 4G075 AA13 AA39 DA02 FB12 FC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄ウェルマイクロプレートであって、以下：第１の材料から構築されたスカートおよびフレーム部分であって、上面および
底面ならびに該底面から伸びる等しい深さの壁を有し、該上面および底面が、該
上面から該底面に伸びる第１のアレイパターンで配列された複数の穴を有する、
上面および底面、スカートおよびフレーム部分；第２の材料から構築されたウェルおよびデッキ部分であって、該スカートおよ
びフレーム部分の上面と接合されて単一プレートを形成する、ウェルおよびデッ
キ部分；該ウェルおよびデッキ部分と一体となった複数のサンプルウェルであって、該
第１のアレイパターンで配列され、その結果、該複数のサンプルウェルが、該ス
カートおよびフレーム部分の該上面および底面の該複数の穴を通って伸びる、複
数のサンプルウェルを備える、薄ウェルマイクロプレート。
【請求項２】前記第１の材料が、前記スカートおよびフレーム部分に、該
薄ウェルマイクロプレートを備える自動化装置の使用を可能にする剛性を付与す
る、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項３】前記第２の材料が、前記サンプルウェルを形成し、該サンプ
ルウェルが、十分な熱移動を可能にするに適切な厚さを有する薄い壁を備える、
請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項４】前記第２の材料が、前記サンプルウェルを形成し、該サンプ
ルウェルが、前記薄ウェルマイクロプレートを備える光学検出装置の使用を可能
にするに十分な不透明度を有する、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート
。
【請求項５】前記スカートおよびフレーム部分ならびに前記ウェルおよび
デッキ部分が、別々の構成要素から形成されそして永久に接合され、前記単一の
プレートを形成する、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項６】前記ウェルおよびデッキ部分が、前記スカートおよびフレー
ム部分の上面と一体となって形成される、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプ
レート。
【請求項７】前記スカートおよびフレーム部分が、前記上面と反対側の該
スカートおよびフレーム部分の底部を形成する４つの壁を備える、請求項１に記
載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項８】前記底部が、前記上面の長さおよび幅よりもわずかに大きい
長さおよび幅を有する、請求項７に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項９】前記サンプルウェルの各々の開口部の周囲に高くなったリム
をさらに備え、該リムが、前記ウェルおよびデッキ部分の上面と近接する、請求
項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１０】隣接するサンプルウェルの前記一段高いリムの間に溝をさ
らに備える、請求項９に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１１】自動化装置の係合のために、前記スカートおよびフレーム
部分の各ウェル中に少なくとも１つのくぼみをさらに備える、請求項１に記載の
薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１２】前記ウェルおよびデッキ部分の上面が、複数の相互連結リ
ンクを備え、各相互連結リンクが、該複数のサンプルウェルのうちの少なくとも
２つを連結する、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１３】薄ウェルマイクロプレートであって、以下：第１の材料から構築されたスカートおよびフレーム部分であって、上面および
底面ならびに該底面から伸びる等しい深さの壁を有し、該上面および底面は、該
上面から該底面に伸びる第１のアレイパターンで配列された複数の穴を有する、
スカートおよびフレーム部分；第２の材料から構築された複数のサンプルウェルであって、該第１のアレイパ
ターンで配列され、その結果、該複数のサンプルウェルが、該スカートおよびフ
レーム部分の該上面および底面の該複数の穴を通って伸びる、複数のサンプルウ
ェルウェルを備える、薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１４】複数の相互連結リンクをさらに備え、各相互連結リンクが
、前記複数のサンプルウェルのうちの少なくとも２つを連結する、請求項１３に
記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１５】前記第１の材料が、ポリマー樹脂である、請求項１に記載
の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１６】前記第１の材料が、充填剤入りポリマー樹脂である、請求
項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１７】前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも１００℃の温
度に耐え得る、請求項１６に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１８】前記充填剤入りポリマー樹脂が、ガラス充填したポリプロ
ピレンである、請求項１６に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１９】前記第２の材料が、ポリマー樹脂である、請求項１に記載
の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項２０】前記第２の材料が、非充填ポリマー樹脂である、請求項１
に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項２１】前記非充填ポリマー樹脂が、少なくとも１００℃の温度に
耐え得る、請求項２０に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項２２】前記非充填ポリマー樹脂が、非充填ポリプロピレンである
、請求項２０に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項２３】薄ウェルマイクロプレートを構築する方法であって、以下
の工程：２工程の成形プロセスにおける使用に有用な形態の第１の材料を提供する工程
；該成形プロセスの第１工程において該第１の材料のインサートを成形する工程
であって、該インサートは、該インサートの上面において形成された複数の穴を
備える、工程；該成形プロセスにおける使用に有用な形態の第２の材料を提供する工程；該第２の材料を受けるように該インサートを配置する工程；該インサートに該第２の材料を適用する工程；および該成形プロセスの第２の工程によって、該第２の材料の被覆成形物を成形する
工程、を包含し、該被覆成形物は、単一プレートを生成するように該インサートの上面
および該複数の穴と一体となって形成された、平面デッキおよび複数のサンプル
ウェルである、方法。
【請求項２４】前記第１の材料がポリマー樹脂であり、かつ前記第２の樹
脂がポリマー樹脂である、請求項２３に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築
する方法。
【請求項２５】前記第１の材料がガラス充填したポリプロピレンであり、
かつ前記第２の材料が非充填ポリプロピレンである、請求項２４に記載の薄ウェ
ルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項２６】前記成形プロセスが、２工程の射出成形プロセスである、
請求項２３に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項２７】薄ウェルマイクロプレートを構築する方法であって、以下
の工程：第１の製造プロセスにおける使用に有用な形態の第１の材料を提供する工程；該第１の製造プロセスによって該第１の材料からスカートおよびフレーム部分
を形成する工程であって、該スカートおよびフレーム部分が、該スカートおよび
フレーム部分の上部平面中に形成された複数の穴を備える、工程、第２の製造プロセスにおける使用に有用な形態の第２の材料を提供する工程；該第２の製造プロセスによって該第２の材料からウェルおよびデッキ部分を形
成する工程であって、該ウェルおよびデッキ部分が、該ウェルの上部平面デッキ
中に形成されかつ該スカートおよびフレーム部分の複数の穴への挿入のためのサ
イズを有する、複数のサンプルウェルを備える、工程；該複数のサンプルウェルが、該複数の穴に配置されるように、該ウェルおよび
デッキ部分を該スカートおよびフレーム部分に接合させる工程；ならびに単一プレートを生成するように、該ウェルおよびデッキ部分を該スカートおよ
びフレーム部分の上面に永久に接着させる工程、を包含する、方法。
【請求項２８】前記第１および第２の製造プロセスが、異なる製造方法で
ある、請求項２７に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項２９】前記第１および第２の製造プロセスが、類似の製造方法で
ある、請求項２７に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項３０】前記第１および第２の製造プロセスが、各々成形プロセス
を含む、請求項２７に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項３１】前記成形プロセスが、射出成形プロセスである、請求項３
０に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項３２】前記第１の材料がポリマー樹脂であり、かつ前記第２の樹
脂がポリマー樹脂である、請求項２７に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築
する方法。
【請求項３３】前記第１の材料がガラス充填したポリプロピレンであり、
かつ前記第２の材料が非充填ポリプロピレンである、請求項３２に記載の薄ウェ
ルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項３４】前記第１の材料がポリマー樹脂以外の材料であり、かつ前
記第２の材料がポリマー樹脂である、請求項２７に記載の薄ウェルマイクロプレ
ートを構築する方法。
【請求項３５】前記接着工程が、超音波溶接を含む、請求項２７に記載の
薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項３６】前記接着工程が、熱溶接を含む、請求項２７に記載の薄ウ
ェルマイクロプレートを構築する方法。