JP2004534226A - 発光試験測定用のアッセイプレート、リーダシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本出願は、ここに参照により組み込む2001年6月29日出願の米国仮出願番号60/301,932の優先権を主張する。
【0002】
本出願は、化学的、生化学的及び/又は生物学的アッセイを行うプレート、プレートコンポーネント、キット、機器及び方法に関する。
【背景技術】
【0003】
2.1 化学的、生化学的及び生物学的アッセイ
化学的、生化学的及び/又は生物学的アッセイを行うための多数の方法及びシステムが開発されてきた。これらの方法及びシステムは、医学診断、飲食料品試験、環境モニタリング、製造品質管理、創薬及び基礎科学研究を含めて、様々な応用例で不可欠なものである。応用例に応じて、アッセイの方法及びシステムは、i)ハイスループット、ii)高感度、iii)広いダイナミックレンジ、iv)高精度及び/又は高確度、v)低コスト、vi)試薬の消費量が少ない、vii)サンプルの取扱いおよび処理について既存の装置と互換性がある、viii)短時間で結果が出る、ix)干渉物及び複雑なサンプル基材に対して不感受性である、x)フォーマットが複雑でない、という特性を1つ又は複数個有することが望ましい。これらの特性その他の性能パラメータ上の改善を組み込んだ新しいアッセイ法及びシステムには大きな価値がある。
【0004】
分析測定にECL(電気化学発光)を利用する市販の装置が、現時点で複数存在する。ECLの放出を誘起することができる化学種(ECL活性種)が、ECLタグとして使用されてきた。ECLタグの例には、i)RuBpy(トリスビピリジルルテニウム)部分などのルテニウム含有有機金属化合物及びオスミウム含有有機金属化合物を含めて、例えばVIII族貴金属からの金属の有機金属化合物、ii)ルミノール及びその関連の化合物が含まれる。本明細書では、ECLタグとともにECLプロセスにあずかる化学種をECL共同反応物と称する。一般に使用する共同反応物には、第3級アミン(例えば、参照により本明細書に組み込む米国特許第5,846,485号参照)、オキサレート、並びにRuBpyによるECL用の過硫酸塩及びルミノールによるECL用の過酸化水素(例えば、参照により本明細書に組み込む米国特許第5,240,863号参照)が含まれる。ECLタグによって生成される光は、診断手順におけるレポータ信号として用いることができる(参照により本明細書に組み込むBard他の米国特許第5,238,808号)。例えば、ECLタグは、抗体や核酸プローブなどの結合作用物質に共有結合することができる。結合相互作用における結合試薬の関与は、ECLタグから放出されるECLを測定することによってモニタすることができる。あるいは、ECL活性化合物からのECL信号も、化学的な環境を示すことができる(例えば、ECL共同反応物の形成又は分解をモニタするECLアッセイを記載している米国特許第5,641,623号を参照されたい。これを参照により本明細書に組み込む)。ECL、ECLタグ、ECLアッセイ及びECLアッセイを行う装置に関するより多くの背景については、米国特許第5,093,268号、第5,147,806号、第5,324,457号、第5,591,581号、第5,597,910号、第5,641,623号、第5,643,713号、第5,679,519号、第5,705,402号、第5,846,485号、第5,866,434号、第5,786,141号、第5,731,147号、第6,066,448号、第6,136,268号、第5,776,672号、第5,308,754号、第5,240,863号、第6,207,369号及び第5,589,136号、並びに公開PCT WO99/63347号、WO00/03233号、WO99/58962号、WO99/32662号、WO99/14599号、WO98/12539号、WO97/36931号及びWO98/57154号を参照されたい。これらをそれぞれ参照により本明細書に組み込む。
【0005】
市販のECL装置は、並はずれた性能を発揮してきた。それらは、感度、ダイナミックレンジ、精度に優れ、複雑なサンプル基材を許容することを含めて、複数の理由から広く使用されてきた。これら市販の装置は、再利用可能な恒久的フローセルを用いるフローセルベースの設計を利用している。恒久的フローセルを使用すると、多くの利点が得られるが、アッセイのスループットなど、いくつかの制限もある。例えば、潜在的な治療薬用化学ライブラリのスクリーニングなど、いくつかの応用例では、アッセイ装置は、微量サンプルに対する複数の分析を極めて高速に行うべきである。アッセイのスループットを上げるために様々な技術が開発されてきた。マルチウエルアッセイプレートを使用すると、プレートの複数のウエルに分配された複数のサンプルを並列に処理し分析することができる。一般に、サンプル及び試薬は、(マイクロプレート又はマイクロタイタープレートとしても知られる)マルチウエルアッセイプレート中に供給し、処理し、かつ/又は分析する。マルチウエルアッセイプレートは、様々な形態、サイズ及び形状をとり得る。便宜上、ハイスループットアッセイ用のサンプルを処理するのに使用する一部の装置用にいくつかの標準が現れた。一般に、マルチウエルアッセイプレートは、標準サイズ及び形状で作製されており、標準配置のウエルを有する。いくつかの十分に定着したウエル配置は、96ウエルプレート(12×8アレイのウエル)、384ウエルプレート(24×16アレイのウエル)及び1536ウエルプレート(48×32アレイのウエル)に見られるものである。生体分子スクリーニング学会(Society for Biomolecular Screening)から、様々なプレートフォーマット用のマイクロプレート推奨仕様が公開されている(http://www.sbsonline.org参照)。この推奨仕様をここに参照により組み込む。
【0006】
標準化されたプレートフォーマットで行うアッセイでは、これらのプレートを格納し移動させる機器が容易に入手可能であるだけでなく、プレートに液体を迅速に計量分配して出し入れする機器も容易に入手可能であるという利点が得られる。プレートのウエル中で、あるいはプレートのウエルから、放射能、蛍光、化学発光及び吸光度を迅速に測定するための様々な装置が市販されているが、マルチウエルアッセイプレートのウエルから放出されるECLを測定するための市販装置はない。
【0007】
2.2 アッセイプレート
図1に、標準の96ウエルアッセイプレート100を示す。アッセイプレート100は、スカート112、周辺壁114、上部表面116、並びにスペーサ120及び空のベース領域128で分離した8×12アレイのウエル118を備える。スカート112は、プレート100のベースを取り囲み、一般に、幅3.365インチ、長さ5.030インチである。方向づけを容易にするために、スカート112及び周辺壁114は、陥凹部130を含む。上部表面116は、周辺壁114から最外ウエル118のそれぞれの中線まで、プレート100の周囲を延びる。ウエル118はそれぞれ、内面124を有するセル壁122及びセルフロア126を備え、合わせて円筒形領域が画定される。スカート112、周辺壁114、上部表面116、ウエル118、スペーサ120、セルフロア126及びベース領域128は、プレート100の一体成型された形状である。あるいは、プレート100では、セルフロア126を割愛することもできる。
【0008】
標準の96ウエルアッセイプレートは、電気化学発光試験の測定に特に適したものではない。このようなプレートのウエルサイズが、それぞれ約0.053平方インチと小さいので、電極の導入及び/又はこれらの電極表面から放出される光の効率的な収集に大きな支障をきたす。この寸法の問題は、ウエル密度がさらに高いプレート、例えば、384ウエルプレート及び1536ウエルプレートを考慮する際、さらに難しくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、アッセイ測定を行うためのアッセイモジュール(好ましくはアッセイプレート、より好ましくはマルチウエルアッセイプレート)、方法及び機器に関する。本発明のアッセイモジュールは、1つ又は複数のアッセイ測定を行うために、1つ又は複数の、好ましくは複数のウエル、チャンバ及び/又はアッセイ領域を含み得る。これらのウエル、チャンバ及び/又はアッセイ領域は、ウエル、チャンバ及び/又はアッセイ領域中の材料から発光を誘起する1つ又は複数の電極を備えることが好ましい。さらに、このアッセイモジュールは、アッセイモジュールのウエル、チャンバ又はアッセイ領域中に、(液体又は乾燥体の形態の)アッセイ試薬を含み得ることが好ましい。このようなアッセイ試薬は、(例えば、電極表面を取り囲む適切に設計された誘電体表面を利用することによって)モジュールの電極上に固定するか、あるいは、モジュールの電極上に閉じ込めることができる。このモジュールは、アッセイモジュールの複数部分(すべてではなく、好ましくは、一度に2つ以上のアッセイ領域、ウエル又はチャンバ)単位で、発光を測定することができるように構成することが好ましい。本発明の一態様は、アッセイモジュール中の電極及び電極接点用の新規な構成及び材料に関する。また、本発明は、アッセイモジュールを使用して測定を行うための機器、方法、システム及びキットに関する。さらに、本発明は、本発明のアッセイモジュール及びプレートを製造する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
このマルチウエルアッセイプレートは、いくつかの要素、例えば、プレート上部、プレート底部、ウエル、動作電極、対電極、参照電極、誘電体材料、電気接続部及びアッセイ試薬を含み得る。このプレートのウエルは、プレート上部のホール/開口部で画定することができる。プレート底部は、(直接又は他のコンポーネントとの組合せによって)プレート上部に取り付けることができ、ウエル底部として機能することができる。あるいは、このプレートのウエルは、プレート表面上のへこみ又はくぼみとして画定することもできる。このマルチウエルアッセイプレートは、任意の数、任意のサイズ又は形状のウエルを任意のパターン又は構成で配置して備えることができ、また、様々な異種材料から構成することができる。本発明の好ましい実施形態では、プレート及びウエルの数、サイズ、形状及び構成に関して業界標準フォーマットを用いる。標準フォーマットの例には、2次元アレイでウエルを構成した96、384、1536及び9600ウエルプレートが含まれる。他のフォーマットには、(好ましくは、複数のアッセイドメインを有する)シングルウエルプレート、2ウエルプレート、6ウエルプレート、24ウエルプレート及び6144ウエルプレートを含めることができる。
【0011】
本発明によれば、ウエル中に、動作電極、対電極、任意選択で参照電極を組み込むことができる。本発明では、マルチウエルアッセイプレート中の電極に用いるいくつかの新規な構成及び材料を説明する。本発明のマルチウエルアッセイプレートは、使い捨てにすることもできるし、複数回使用することもでき、プレートを使い捨てる応用例によく適している。さらに、アッセイプレート、好ましくは1つ又は複数のウエル又はアッセイドメインに、アッセイ試薬、好ましくは乾式試薬及び/又は湿式試薬を組み込むことができる。いくつかの実施形態では、マルチウエルプレートのウエルは、複数のアッセイドメインを含み得る。
【0012】
本発明は、電極の使用及び光の生成を伴うプロセス、並びにこうしたプロセスに適合した方法、機器及びアッセイモジュールに関する。さらに、本発明は、こうしたプロセスから生じる光の測定、例えば、アッセイの実施における光の測定に関する。こうしたプロセスの例には、電気化学的に生成された化学種によって誘発される(電気的に生成される化学発光とも称する)電気化学発光、エレクトロルミネッセンス及び化学発光が含まれる。本出願のため、かつ便宜上、これら3種類のプロセスを「電極誘起発光」と称することとする。電気化学発光は、電気的に生成される化学種及び光の放出を伴う。例えば、電気化学発光は、1種又は複数種の反応物が電気化学的に生成され、それらが1つ又は複数の化学反応を経て、好ましくは繰り返し光を放出する化学種を生成するプロセスによって生成される発光を伴い得る。また、本発明は、電極の使用を必要としないプロセス、例えば、化学発光、蛍光、生物発光、リン光、吸光度及びシンチラントからの光の放出を伴うプロセスに関する。また、本発明は、(例えば、電流又は電圧の測定又は生成を伴う)電気化学的プロセス、あるいは(例えば、抵抗又はインピーダンスの測定を伴う)電気的プロセスなど発光を伴わないプロセスに関する。
【0013】
さらに、本発明は、アッセイモジュール、好ましくはマルチウエルアッセイプレート中またはその上で行われるアッセイにおける発光、好ましくは電極誘起発光、より好ましくは電気化学発光を誘起し測定するのに使用することができる機器に関する。さらに、本発明は、蛍光アッセイ、化学発光アッセイ、生物発光アッセイ及びリン光アッセイなど電極誘起発光を利用しない、ある種の光ベースのアッセイ法によってアッセイを行うのに使用することができる機器に関する。また、本発明は、例えば電極のところで、電流及び/又は電圧を誘導かつ/又は測定するのに使用することができる機器に関する。電流及び/又は電圧の測定は、(例えば、分光電気化学測定又は光電化学測定の場合と同様に)照明及び/又は発光測定とは独立にあるいは同時に行うことができる。
【0014】
この機器には、例えば、1つ又は複数の光検出器、遮光容器、機器に出入りして(特に、遮光容器に出入りして)アッセイプレートを搬送する機構、1つ(または複数)の光検出器及び/又は電気接点にアッセイプレートを位置合わせし方向づけする機構、プレートを追跡し識別する機構(例えば、バーコードリーダ)、プレートへの電気的な接続を行う機構、発光を誘起する1つ又は複数の電気エネルギー源、並びに適切なデバイス、電子回路及び/又はソフトウエアを組み込むことができる。この機器は、1つ又は複数のマルチウエルアッセイプレートを格納し、積み重ね、移動させ、かつ/又は分配する機構(例えば、プレートスタッカ及び/又はプレートコンベヤ)も含み得る。この機器は、プレートの複数のセクタから光を順に測定し、かつ/又はプレート全体から光をほぼ同時又は同時に測定することによって、マルチウエルアッセイプレートから光を測定するように構成することができる。この機器には、装置内である種の機能を制御し、データの記憶、分析及び表示を支援するマイクロプロセッサ及びコンピュータを組み込むこともできる。
【0015】
本発明の別の態様は、アッセイプレートからの発光の測定を含むアッセイを実施する方法に関する。本発明によれば、セクタ内のアッセイプレートから発光を有利に測定する。別の実施形態は、複数のウエルを有するマルチウエルプレート中で電極誘起発光(好ましくは電気化学発光)アッセイを実施する方法に関する。
【0016】
本発明の別の態様は、様々なアッセイに使用するアッセイプレート及びプレートコンポーネント(例えば、プレート底部、プレート上部及びマルチウエルプレート)に関する。したがって、一実施形態は、プレート上部に取り付けて、アッセイに適したマルチウエルプレートを形成することができる(例えば、プレート上部をもたない)プレート底部に関する。例えば、プレート底部は、上部表面上に配置し得る複数のパターン化した電極を有する。これらの電極は、このような底部をマルチウエルプレートの上部に取り付けるとき、各ウエルが、1つ又は複数、好ましくは2つ以上の導電性電極表面を有するように配置される。
【0017】
別の実施形態は、プレート底部上に取り付けられるか、あるいは載せられたときに、1つ又は複数のアッセイウエルを形成するように構成された、1つ又は複数の開口部を有する改善されたプレート上部に関する。このプレート上部は、改善されたアッセイを行うための性質及び特性(例えば、光の反射、表面張力など)を備えたウエル表面を有するウエルを形成することが好ましい。例えば、プレート上部は、発光収集効率が改善されたウエル表面を形成するように設計される。
【0018】
本発明の別の態様は、本発明のマルチウエルプレートと組み合わせた本発明の機器を備えるシステムに関する。このシステムは、光検出器、電気エネルギー源、及び上に載せたマルチウエルプレートを伴うプレート支持部を含めて、ハイスループットアッセイなどのアッセイを実施するのに必要なすべてのコンポーネントを含むことが好ましい。
【0019】
本発明の別の態様は、本発明のアッセイプレート、機器及び方法に使用するキットに関する。このキットは、1つ又は複数の容器中に、マルチウエルプレート及び1種又は複数種のアッセイ試薬を含むことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本発明は、異なるタイプの様々な測定を行う装置及び方法を含む。本明細書で用いる「測定」という用語及び「測定する」という動詞形は、定量的かつ定性的に決定することを含む。
【0021】
本発明は、発光ベースのアッセイを実施するためのアッセイモジュール(例えば、プレート、ディップスティック、測定用セル、カセット、カートリッジ、素子又はデバイス)、プレート又はモジュールコンポーネント、機器及び方法を含む。本発明では、アッセイモジュール、特にマルチウエルアッセイプレート中の電極用のいくつかの新規な構成及び/又は材料を説明する。一実施形態は、複数のアッセイドメイン又はアッセイ領域と、好ましくは1つ又は複数のウエル又はチャンバとを有するアッセイモジュールに関する。本発明のアッセイモジュールは、使い捨てにすることもできるし、複数回使用することもできる。好ましい実施形態では、これらのモジュール(例えばプレート)は使い捨てである。
【0022】
この明細書では、アッセイプレート(例えば、好ましい電極構成、電極材料、積層構造、プレート底部から電極への電気的接触を行う手段、電極誘起発光(好ましくは電気化学発光)を測定するための機器及び方法)の状況で本発明の概念を開示するが、この概念は、他のタイプのアッセイモジュールに関する実施形態にも応用可能である。本発明の好ましい実施形態は、複数のアッセイウエルを有するアッセイモジュール、好ましくは、アッセイプレート(例えば、「マルチウエルプレート」)に関する。本発明の好ましい機器は、マルチウエルアッセイモジュールとともに動作するように設計され、この機器には、一般に、電極誘起発光を誘起し測定するための機能が組み込まれる。本発明のマルチウエルアッセイモジュール及び機器により、発光、特に電極誘起発光、より具体的には電気化学発光測定のスピード、効率、質、容易さ及びコストがとりわけ大きく改善される。
【0023】
本発明のマルチウエルアッセイモジュール(例えばプレート)により、マルチウエルアッセイモジュールの1つ又は複数のウエル又はチャンバ(例えば、マルチウエルアッセイプレートのウエル)内で、電極誘起発光ベースのアッセイを実施することができる。マルチウエルアッセイプレートは、例えば、プレート上部、プレート底部、ウエル、動作電極、対電極、参照電極、誘電体材料、電気接続部用の接点表面、電極と接点表面を電気的に接続する導電スルーホール、粘着剤、アッセイ試薬、及び識別マーク又は標識を含めて、いくつかの要素を含み得る。このプレートのウエルは、プレート上部中のホールによって画定することができる。プレート上部中のホールの内壁は、ウエルの壁を画定し得る。プレート底部は、(直接又は他のコンポーネントとの組合せによって)プレート上部に取り付けることができ、ウエルの底部として機能することができる。
【0024】
このマルチウエルアッセイモジュール(例えばプレート)は、任意の数、任意のサイズ又は形状のウエル及び/又はチャンバを任意のパターン又は構成で配置して備えることができ、また、様々な異種材料から構成することができる。本発明の好ましい実施形態は、プレート及びウエルの数、サイズ、形状及び構成に関して業界標準のマルチウエルプレートフォーマットを用いるマルチウエルアッセイプレートである。標準フォーマットの例には、2次元アレイにウエルを構成した96、384、1536及び9600ウエルプレートが含まれる。他のフォーマットには、シングルウエル、2ウエル、6ウエル及び24ウエル並びに6144ウエルプレートが含まれる。好ましくは、これらのウエル及び/又はチャンバは、その中に組み込まれた少なくとも1つの第1電極を有し、より好ましくは、少なくとも1つの第2電極も含む。好ましい実施形態によれば、これらのウエル及び/又はチャンバは、その中に組み込まれた少なくとも1つの動作電極を有し、より好ましくは、少なくとも1つの対電極も含む。特に好ましい実施形態によれば、動作電極、対電極及び任意選択で参照電極は、これらのウエル及び/又はチャンバに組み込まれる。アッセイプレートは平坦であることが好ましいが、(平坦でなく)湾曲させることもできる。
【0025】
さらに、アッセイモジュールのウエル、チャンバ及び/又はアッセイドメイン(例えば、マルチウエルアッセイプレートのウエル)中に、1種又は複数種のアッセイ試薬を含めることができる。これらのアッセイ試薬は、1つ又は複数のウエル及び/又はチャンバの表面上(好ましくは、電極表面上、最も好ましくは、動作電極上)に固定又は配置することができ、また、1つ又は複数の別個のアッセイドメイン中に(例えば、ウエル及び/又はチャンバの1つ又は複数の表面上、好ましくは動作電極及び/又は対電極上、最も好ましくは動作電極上に固定したパターン化アレイの試薬の形態で)固定又は配置することができる。これらのアッセイ試薬は、形状によって、ウエル及び/又はチャンバ内に含めるか、あるいは、局在化させることもできる。例えば、パターン化した誘電体材料により、流体を閉じこめるか、あるいは局在化させることができる。
【0026】
本発明の好ましい機器を使用して、アッセイモジュール、好ましくは、マルチウエルアッセイプレート中で行うアッセイにおいて発光を誘起し測定することができる。この機器には、例えば、1つ又は複数の光検出器、遮光容器、アッセイモジュールへの接触を行う電気コネクタ、機器に出入りして(特に、遮光容器に出入りして)マルチウエルアッセイモジュールを搬送する機構、1つ(または複数)の光検出器及び電気接点にマルチウエルアッセイモジュールを位置合わせし方向づける機構、モジュールを追跡し識別する機構(例えば、1つ又は複数のバーコードリーダ(例えば、プレート又はモジュールの一方の面を読み取る1つのバーコードリーダ及びプレート又はモジュールの他方の面を読み取る別のバーコードリーダ))、1つ(または複数)の方向決めセンサ、モジュールへの電気的な接続を行う機構、モジュール中で発光を誘起する1つ又は複数の電気エネルギー源、並びに適切な電子回路及びソフトウエアを組み込むことができる。
【0027】
この機器は、1つ又は複数のアッセイモジュールを格納し、積み重ね、移動させ、かつ/又は分配する機構(例えば、マルチウエルプレートスタッカ)も含み得る。この機器は、光検出器アレイ(例えば、フォトダイオードアレイ)又は画像形成光検出器(例えば、CCDカメラ)を有利に使用して光の測定を行う。これらの検出器により、この機器は複数のウエル(及び/又はチャンバ)から同時に光を測定し、かつ/又は、個々のウエル(及び/又はチャンバ)から放出される光の強度及び空間分布を画像化することができる。
【0028】
この機器は、アッセイモジュール、好ましくは、マルチウエルアッセイプレートの1つ又は複数のセクタから光を測定できることが好ましい。いくつかの実施形態では、セクタは、一群のウエル(及び/又はチャンバ)を含む。それらのウエルの数は、1つ以上であり、アッセイモジュール中のウエル(及び/又はチャンバ)の総数よりも少ない(例えば、マルチウエルプレート中の1行のウエル、1列のウエル、あるいは2次元サブアレイのウエル)。好ましい実施形態では、セクタは、マルチウエルプレートの4%〜50%のウエルを含む。特に好ましい実施形態では、マルチウエルアッセイプレートは、(各セクタが、1行又は1列のウエルを有する)列状のセクタ又は正方形セクタに分割される(例えば、標準サイズのマルチウエルプレートは、等しいサイズの6つの正方形セクタに分割することができる)。いくつかの実施形態では、セクタは、ウエル内に2つ以上の流体封じ込め領域をもつ1つ又は複数のウエルを含み得る。この機器は、所与のモジュール、好ましくはプレート中のセクタ内で順にECLを誘起し、かつ/又はそのセクタから順にECLを測定するように適合されることが好ましい。
【0029】
この機器には、装置内である種の機能を制御し、データの記憶、分析及び表示を支援するマイクロプロセッサ及びコンピュータも組み込むことができる。これらのマイクロプロセッサ及びコンピュータは、機器内に置くこともできるし、(例えば、ネットワーク接続によって)機器と連繋する離れた場所に置くこともできる。
【0030】
好ましい測定動作の概略説明では、電極誘起発光(好ましくは、電気化学発光)アッセイ用のサンプル、反応物及び試薬をアッセイモジュール(好ましくは、マルチウエルアッセイプレートの1つ又は複数のウエル)に導入する。このモジュール(例えば、プレート及びそのウエルの内容物)を、一度に1個ずつ、あるいは(例えば、プレートスタッカを使用することによって)複数個単位で測定機器に導入する。モジュールは、機器の囲まれた領域、特に遮光容器中に搬送することが好ましい。この機器は、1つ又は複数(好ましくは1つ)のセクタが1つ(または複数)の光検出器及び/又は電気コネクタ機構に位置合わせされるように、このモジュールを位置決めする。あるセクタに電気的接触を行った後で、この機器は、電圧及び/又は電流波形を印加し、このセクタ内の標識から発光を誘起する。この機器は、1つ(または複数)の光検出器で、放出された光を測定し、その結果を記憶する。次いで、この機器は、他のセクタ(好ましくは、一度に1つのセクタ)に対して測定を順次繰り返すことができる。セクタの順次測定では、複数のセクタへの電気的な接触を行い、次いで、適切なセクタに電気エネルギーを順次印加する必要があり、かつ/又は、電気を印加する前に、モジュール、1つ(または複数)の光検出器及び/又は電気接点を相互に移動させて、光検出器及び/又は電気接点を適切なセクタに位置合わせすることが必要となり得る。代替実施形態では、この機器は、一度にモジュール全体を測定するように適合させることができる。すべての測定が完了した後で、このモジュールを遮光容器から出して搬送することが好ましい。
【0031】
特に好ましい実施形態では、本発明によるアッセイモジュール(特に、マルチウエルアッセイプレート)及び機器は、発光測定を行うスピード及び効率を大きく向上させることができる。マルチウエルアッセイプレートのウエル中で電極誘起発光を直接誘起する能力を組み込むことによって、本発明は、従来技術の重大な制限を克服する。すなわち、(電極誘起発光試験に必要な機能を欠く)標準マルチウエルプレート中のウエルの内容物を、電極誘起発光ベースの測定を行うことができる別の機器に移す必要性がなくなる。本発明の好ましい実施形態では、同じプレートの異なるウエル内で、同時に複数の電極誘起発光(好ましくは、電気化学発光)試験測定を行うことができる。こうした同時操作により、サンプルを処理する速度が劇的に増加し、サンプルの相互汚染がなくなり、全体的な試験効率が大きく向上し、複数の検体を同時に測定することができる。本発明の好ましい実施形態では、マルチウエルアッセイプレートの各ウエル中に電極を組み込むので、機器内で再利用可能な持続性測定セルの必要がなくなり、それによって、機器のコスト及び複雑さが大きく減少する。マルチウエルアッセイプレート中のセクタから発光を測定することによって、この機器では、測定時間が短くかつ光の収集効率が高いという所望の特性の釣合いがとれる。
【0032】
本発明によるマルチウエルアッセイプレートの重要な利点は、業界標準のマルチウエルプレートを取り扱うようにすでに適合された他の機器との互換性が得られることである。既存のプレートハンドリング機器との互換性により、アッセイプレートの迅速で効率的かつ経済的なローディング、処理、格納及び廃棄が容易になる。標準のプレートハンドリング機器を使用して、1つの機器から別の機器に、あるいは、格納場所に出入りさせてアッセイプレートを搬送することができる。自動ピペット機器、プレート洗浄機及び混合ステーションなど既存の流体移送機器を使用して、サンプル、反応物、溶液その他の試薬を、マルチウエルアッセイプレートの個々のウエルにいれ、あるいはそれらから取り出して移送することができる。アッセイプレートの形状及びサイズが、前処理反応、振とう又は混合操作あるいは貯蔵を行う標準機器と互換性があると有利である。既存の機器及びサンプルハンドリングプロセスとの互換性により、本発明のマルチウエルアッセイプレート及び機器を、プレートを取り扱い処理する既存の実験室機器に即座に統合することができる(こうした装置は、その全体又は一部をこの機器の中に組み込み、かつ/又は、この機器に機能的に結合又は接続することができる)。こうした互換性は、ハイスループットスクリーニング操作では特に有利であり得る。
【0033】
5.1 マルチウエルアッセイプレート
本発明の一態様は、アッセイ、好ましくは発光アッセイ、より好ましくは電極誘起発光アッセイ、さらに好ましくは電気化学発光アッセイで使用するように適合され、改善されたアッセイモジュール(例えば、プレート)に関する。本発明のアッセイモジュールは、ECLアッセイに適しているだけでなく、蛍光アッセイ、化学発光アッセイ、生物発光アッセイ、リン光アッセイ、光透過率アッセイ(例えば、吸光度又は光散乱測定)及び(例えば、測定が電流又は電圧を測定することを伴う)電気化学アッセイにも適していることが好ましい。
【0034】
本発明の好ましい一実施形態によれば、アッセイモジュール又はプレートは、1つまたは複数(好ましくは、2個以上、6個以上、24個以上、96個以上、384個以上、1536個以上、あるいは9600個以上)のアッセイウエル、アッセイチャンバ及び/又はアッセイドメイン(例えば、アッセイ反応が行われ、かつ/又は、アッセイ信号が放出されるモジュール表面上の離散的な場所であり、一般には、電極表面、好ましくは、動作電極表面)を備える。特に好ましい実施形態によれば、このアッセイプレートは、標準ウエル構成(例えば、6ウエル、24ウエル、96ウエル、384ウエル、1536ウエル、6144ウエル又は9600ウエル)を有するマルチウエルアッセイプレートである。
【0035】
電極誘起発光ウエル(好ましくは、電気化学発光ウエル(すなわち、電気化学発光に適合したウエル))又は電極誘起発光ドメイン(好ましくは、電気化学発光ドメイン(すなわち、電気化学発光アッセイに適合したアッセイドメイン))は、第1電極表面(例えば、動作電極表面)を含み、好ましくは、第2電極表面(例えば、対電極表面)も含む。
【0036】
また、本発明は、1つ又は複数のアッセイを行うためのマルチウエルモジュール、好ましくはアッセイプレートに関する。このモジュールは、複数のウエル(及び/又はチャンバ)を有し、2つ以上のこれら複数のウエル(及び/又はチャンバ)が、少なくとも1つの第1電極表面と、好ましくは、少なくとも1つの対電極表面とを備える。好ましい実施形態によれば、2つ以上のこれら複数のウエル(及び/又はチャンバ)は、ウエル中で発光を誘起するように適合された動作電極表面と、好ましくは、対電極表面とを備える。また、本発明は、1つ又は複数のアッセイを行うためのマルチウエルモジュール、好ましくはプレートに関する。このモジュールは複数のウエルを有し、1つ又は複数のこれら複数のウエルが、ウエル中で発光を誘起するように適合された動作電極表面及び対電極表面を備える。すべてあるいはほぼすべてのウエルが、電極表面を備えることが好ましい。
【0037】
別の実施形態は、電極誘起発光(好ましくは、電気化学発光)アッセイを行うためのマルチウエルアッセイモジュール、好ましくはアッセイプレートに関する。このモジュール、好ましくはプレートは、複数のウエルを有し、これら複数のウエルはそれぞれ、少なくとも1つの第1電極表面(例えば、動作電極)と、好ましくは、少なくとも1つの第2電極表面(例えば、対電極)とを備える。
【0038】
別の実施形態は、1つ又は複数の電極誘起発光(好ましくは、電気化学発光)アッセイを行うためのアッセイプレートに関する。このプレートは、電極表面を備える複数のウエル又はアッセイ領域を有し、これらの電極表面は、本質的に、少なくとも1つの動作電極表面及び少なくとも1つ対電極表面からなる。
【0039】
これらのアッセイ領域又はアッセイウエルには参照電極がなく、それによって、アッセイドメインの密度がより高くなり、発光を誘起し測定するための装置を簡略化できることが好ましい。
【0040】
動作電極は、対電極に隣接しているが、物理的に接触していないことが好ましい。動作電極表面及び対電極表面は、ウエル内でほぼ同じ高さであるか、同じ高さであることが好ましい。
【0041】
別の実施形態によれば、動作電極と対電極の間隔は小さいことが好ましく、より好ましくは0.5インチ未満、さらに好ましくは0.2インチ未満、さらに好ましくは0.1インチ未満、さらに好ましくは0.05インチ未満、さらに好ましくは0.01インチ未満、最も好ましくは0.005インチ未満である。これらの電極は、アッセイモジュール、好ましくはアッセイプレートに一体化されるのが好ましく、それによって、外部電極プローブを使用することなく、発光、好ましくは電極誘起発光、より好ましくは電気化学発光を誘起することができる。アッセイ試薬は、動作電極上に固定化されることが好ましい(以下でさらに論じる)。別の好ましい実施形態では、アッセイ試薬は、動作電極上に固定化されない(以下でさらに論じる)。別の好ましい実施形態では、1つ又は複数のアッセイ試薬が、動作電極上に固定化される(以下でさらに論じる)。別の好ましい実施形態では、2つ以上のアッセイ試薬が、動作電極上に固定化される(以下でさらに論じる)。
【0042】
発光収集効率を高め、かつ/又は、画像形成を行う表面のサイズ及び/又は光検出器の数を減少させるために、このモジュールは、セクタ内で電気的にアドレス可能であることが好ましい。すなわち、一度に1つのウエル、チャンバ又はアッセイドメインから光を測定するか(これは時間的に非効率である)、あるいは、モジュール全体から光を測定する(これは、光の収集効率を下げ、複数の光検出器を必要とするか、あるいは、より大型の光検出器の使用を必要とする)のではなく、このモジュール及び機器は、アッセイモジュールの複数部分(すべてではなく、好ましくは、一度に2つ以上のアッセイドメイン、ウエル又はチャンバ)単位で、発光を測定することができるように構成される。アッセイモジュールのこのような複数の部分は、複数のセクタであることが好ましい。本明細書では、プレート又はモジュールの状況で用いるときの「セクタ」又は「複数のセクタ」という用語は、1つ又は複数(好ましくは、2つ以上)の一緒にアドレス可能なアッセイウエル、アッセイチャンバ又はアッセイドメインからなる独立にアドレス可能な群を指すように用いる。これらのセクタは、1つ又は複数の電極、より好ましくは、2つ以上の一緒にアドレス可能な(例えば、電気的に接続された)動作電極を含むことが好ましい。
【0043】
一実施形態は、パターン化した複数の電極を有する基板表面を備えた、発光アッセイ(好ましくは電極誘起発光アッセイ、より好ましくは電気化学発光アッセイ)を行うためのアッセイモジュール(好ましくはアッセイプレート、より好ましくはマルチウエルプレート)に関する。これら複数の電極は、一緒にアドレス可能な電極を備えた独立にアドレス可能なセクタを形成するようにパターン化する。
【0044】
別の実施形態によれば、このアッセイモジュール(好ましくはマルチウエルプレート)は複数のウエルを有し、各ウエルは、(好ましくは、電極誘起発光アッセイで動作電極として使用するのに適した)第1電極表面を備え、また、(好ましくは、電極誘起発光アッセイで対電極として使用するのに適した)第2電極表面を備えることが好ましい。図2を参照すると、本発明の特に好ましい実施形態によるマルチウエルアッセイプレート150のウエル158はそれぞれ、動作電極168及び対電極166を備える。
【0045】
動作電極表面積は、対電極表面積よりも小さく、又は同じに、あるいは大きくすることができる。いくつかの実施形態では、動作電極表面は、対電極表面よりもはるかに大きいことが好ましい。例えば、図2A、2B及び2Dを参照されたい。これらの構成により、アッセイ試薬を上に固定化する動作電極表面をより大きくすることができる。好ましくは、動作電極表面と対電極表面の表面の比は、少なくとも2:1、より好ましくは少なくとも5:1、さらに好ましくは少なくとも10:1、さらに好ましくは少なくとも50:1、さらに好ましくは少なくとも100:1、最も好ましくは少なくとも500:1である。意外にも、本発明のアッセイモジュールにより、極めて小型の対電極表面で、電気化学発光アッセイを行うことができる。電極から放出され、ウエルの上に配置した光検出器が捕捉することができるECLの割合を最大限に大きくするように、動作電極はウエル中でほぼ中央に位置することが好ましい。
【0046】
別の実施形態によれば、第1電極表面(例えば、動作電極表面)は、各ウエルの底部の中央にあり、第2電極表面(例えば、対電極表面)は、各ウエルの底部の周辺に隣接する。いくつかの実施形態では、動作電極表面は、各ウエルの底部の中央にあり、対電極表面によって完全に取り囲まれる。図2Dを参照すると、動作電極270は、対電極266によって完全に取り囲まれる。この対電極表面は、動作電極に隣接するが接触しない(ギャップ及び/又は絶縁材料268で分離される)ことが好ましい。
【0047】
本発明の別の実施形態は、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイモジュールに関する。各ウエルは、第1電極表面、第2電極表面及び誘電体表面を備えるウエル底部を有し(この誘電体表面は、第1電極表面と第2電極表面の間のウエル底部の表面であることが好ましい)、第1電極表面と誘電体表面の比は、少なくとも5:1、好ましくは10:1、より好ましくは30:1である。
【0048】
別の実施形態によれば、このウエル底部は、30〜99.1%の動作電極表面、0.1〜50%の対電極表面、及び0.01〜70%の誘電体表面を含む。好ましくは、このウエル底部は、30〜99.1%の動作電極表面、0.1〜30%の対電極表面、及び0.01〜70%の誘電体表面を含む。より好ましくは、このウエル底部は、50〜99.1%の動作電極表面、0.1〜20%の対電極表面、及び0.01〜70%の誘電体表面、さらに好ましくは、75〜99.1%の動作電極表面、0.1〜10%の対電極表面、及び0.01〜70%の誘電体表面、さらに好ましくは、80〜99.1%の動作電極表面、0.1〜5%の対電極表面、及び0.01〜70%の誘電体表面、最も好ましくは、85〜99.1%の動作電極表面、0.1〜1%の対電極表面、及び0.01〜70%の誘電体表面を含む。
【0049】
あるいは、いくつかの応用例では、動作電極表面は、例えば、ウエル又はウエル底部の表面積に対して相対的に小さいことが望ましい。いくつかの応用例では、この構成により、非特異的な信号を減少させることができる。本発明の一実施形態によれば、このマルチウエルアッセイモジュールは複数のウエルを有する。各ウエルは、第1電極表面、第2電極表面及び誘電体表面を備えるウエル底部を有し(この誘電体表面は、第1電極表面と第2電極表面の間のウエル底部の表面であることが好ましい)、第1電極表面と誘電体表面(あるいは、ウエル底部の表面)の比は、1:5未満、好ましくは1:10、より好ましくは1:30である。
【0050】
本発明の好ましい一実施形態によれば、このアッセイモジュールは、誘電体表面と境界を接する第1電極表面(好ましくは、動作電極表面)を備える。この誘電体表面は、電極表面よりも高いか、あるいは低く(好ましくは、高く)、かつ/又は、電極表面とは異なる疎水性(好ましくは、より疎水性)のものである。この誘電体の境界は、好ましくは0.5〜100ミクロン、より好ましくは2〜30ミクロン、最も好ましくは8〜12ミクロンだけ電極表面に対して相対的に高いことが好ましい。この誘電体の境界は、縁部が鋭角に画定される(すなわち、境界壁が急峻になり、かつ/又は電極と誘電体境界の間の界面で鋭角をもたらす)ことがさらに好ましい。好ましくは、第1電極表面は、誘電体表面よりも水に対する接触角が10度小さい、好ましくは15度小さい、より好ましくは20度小さい、より好ましくは30度小さい、さらに好ましくは40度小さい、最も好ましくは50度小さい。誘電体表面が電極表面よりも高くかつ/又は疎水性であることの1つの利点は、試薬の堆積プロセスにおいて有利であることであり、この誘電体境界を利用して、電極表面の境界内に試薬を閉じ込めることができる。特に、境界壁が急峻になり、かつ/又は電極と誘電体境界の間の界面で鋭角が得られる状態で縁部が鋭角に画定されると、溶液の液滴を「固定」し、それらを電極表面に閉じ込めるのに特に有益である。
【0051】
別の実施形態によれば、アッセイモジュールは、1つ又は複数(好ましくは、2つ以上)のウエルを備え、各ウエルは、1つ又は複数の第1電極表面(好ましくは、1つ又は複数の動作電極表面)と、その中に固定化された複数のアッセイドメインとを有する。少なくとも2つのこれら複数のアッセイドメインが、異なる結合試薬を含むことが好ましい。好ましくは、各ウエルは、少なくとも4個のアッセイドメイン、より好ましくは少なくとも7個、さらに好ましくは少なくとも10個、最も好ましくは少なくとも15個のアッセイドメインを含む。好ましい一実施形態は、各ウエルが、1つのウエル当たり少なくとも16個のアッセイドメイン、好ましくは少なくとも25個、より好ましくは少なくとも64個、さらに好ましくは少なくとも100個、最も好ましくは1つのウエル当たり少なくとも250個のアッセイドメインを含む24ウエルプレートである。
【0052】
本発明の別の実施形態は、複数のウエルを有するマルチウエルモジュール(好ましくはマルチウエルプレート)に関する。これらのウエルは、上に固定化したアッセイドメインを有する複数の動作電極表面を備える。これらのアッセイドメインは、独立にアドレス可能であることが好ましい。例えば、ウエルは、複数のアッセイドメインを含むことができ、各アッセイドメインは、そのウエル内の他のアッセイドメインとは独立にアドレス可能な電極を備える。他の例では、一群のウエルはそれぞれ、複数のアッセイドメインを含むことができ、各アッセイドメインは、そのウエル内の他のアッセイドメインとは独立にアドレス可能な電極を備えるが、この電極は、他の各ウエル中のアッセイドメインと一緒にアドレス可能である。
【0053】
上記で論じ、以下でより詳細に説明するように、本発明の一態様は、画像システムを使用して、放出された発光を検出することを伴い得る。好ましい実施形態によれば、この機器は、アッセイモジュール(例えば、マルチウエルプレート)を画像化するカメラを使用することができる。カメラ又は画像形成を行う表面と発光源(例えば、動作電極表面)の間の距離が、画質に影響を及ぼすことがあるので、この距離を制御することが好ましい。例えば、動作電極表面(例えば、発光が誘起又は生成され得る表面)をウエル底部上に形成し、2つ以上のウエルを同時に画像化する場合、動作電極表面の高さ(及びそれに対応するカメラまでの距離)は、それぞれほぼ同じであることが好ましい。好ましくは、この変動は、0.01インチ未満、より好ましくは0.005インチ未満、最も好ましくは0.001インチ未満である。したがって、このような変動を引き起こし得るパラメータ(例えば、電極の厚さ及び高さ、アッセイモジュールの撓み又はそりなど)を制御することが好ましい。
【0054】
このため、アッセイプレートのプレート底部は、平坦であることが好ましい。例えば、マルチウエルアッセイプレートを平坦な表面上に置くとき、複数のウエルのそれぞれにおいて、この平坦な表面から電極表面までの高さの変動測定値は、好ましくは0.01インチ未満、より好ましくは0.005インチ未満、最も好ましくは0.001インチ未満である。すなわち、図2H、2I及び2J並びに図8C、9B、10B及び14Bの断面図を参照すると、各ウエル内で、各動作電極表面の垂直高さがほぼ同じ(すなわち、ウエル又はアッセイ領域を通じて同じ垂直高さ)であることが好ましい。少なくとも各セクタ内の複数のウエル内で、垂直高さが同じ(すなわち、そのセクタを通じて垂直高さが同じ)であることが好ましい。あるプレートの各セクタ内で、垂直高さがほぼ同じ(すなわち、そのプレートを通じて垂直高さが同じ)であることがさらに好ましい。そうでない場合には、(以下のセクション5.8でさらに論じる)測定を最適化するために、各セクタごとに、光検出器又は画像システムを再焦準する必要がある。
【0055】
したがって、別の実施形態は、
(a)ウエル底部を有する複数のウエルと、
(b)プレート基板とを備えるマルチウエルプレートに関する。このマルチウエルプレートを平坦な表面上に置くとき、ウエル底部はこの平坦な表面から、0.050インチ〜0.150インチ、好ましくは0.103インチ〜0.107インチ、より好ましくは0.104インチ〜0.106インチ、最も好ましくは約0.105インチ持ち上げられる。
【0056】
ウエル底部をより均一にばらつきのないように持ち上げると、異なるプレートフォーマットに対してさえ、電極表面の高さ変動を制御することができる。プレートのウエルの数は、100個よりも多いか、あるいは、90個よりも少ないことが好ましい。こうすると、このプレートが、96ウエルプレート、6ウエルプレート、384ウエルプレート、あるいは他の場合でも、この高さを維持することができる。こうすると、画像が歪むことなく、あるいは、画像システムを再焦準する必要なく、異なるプレート構成を使用することができる。すなわち、各プレート間でカメラと動作電極表面の間の距離が維持される場合、画像システムを再焦準することなく、様々な異なるプレートフォーマットを用いることができる。例えば、異なるプレートフォーマットを有する複数のプレートを含むプレートスタックを使用する場合、これは特に有利である。
【0057】
好ましくは、プレート底部の厚さは、10cm未満、好ましくは5cm未満、より好ましくは1cm未満、さらに好ましくは5mm未満、さらに好ましくは1mm未満、さらに好ましくは0.1mm、さらに好ましくは0.01mm、最も好ましくは0.001mmである。
【0058】
一実施形態によれば、「脚部」又はスカートを利用してプレート底部を持ち上げて、プレートをそれが置かれる任意の表面から持ち上げる。図1にスカート112を示し、図8Cにスカート836を示す。これらはともに、プレートを持ち上げるように構成され得る本発明による「スカート」の実施形態である。プレートは、動作電極表面と、画像形成を行う表面又はカメラとの間の距離を維持するように持ち上げられることが好ましい。すなわち、384ウエルプレートのウエル深さは、96ウエルプレートのものとは異なることがあるが、96ウエルプレートの脚部は、その動作電極表面が384ウエルプレートのものと同等になるように調整して構成されるはずである。また、スタック中の1つのプレートのウエルの上部縁部又はリップと、そのスタック中のすぐ上のプレートの底部表面との接触を妨げるように、スカート及び/又はプレート底部の持上げを構成すると有利である。このような接触を防ぐと、プレートが互いにくっつくことがなくなり、プレートの底部上に生じる結露が少なくなる。あるいは、(例えば、ウエル内容物の汚染及び/又は蒸発を少なくし、かつ/又は妨げるために)、プレートを積み重ねるときに、これらのプレートがシールを形成するように適合させることができる。
【0059】
一実施形態によれば、粘着層944を用いて、プレート上部をプレート底部に取り付け、かつウエル間のシールをも設けることができる。(例えば、図8Aの粘着層806、図8Bの粘着層844、図10Aの粘着層1030、図15の粘着層1530及び図16Aの粘着層1604も参照されたい。)好ましくは、この粘着層の厚さは、0.0002インチ〜0.01インチ、より好ましくは0.0005インチ〜0.008インチ、さらに好ましくは0.002インチ〜0.006インチ、最も好ましくは約0.005インチである。このような実施形態では、信頼性が高く漏れのないシールを可能にするために、好ましくは、ウエル壁は、少なくとも0.03インチ、より好ましくは少なくとも0.05インチの厚さとする。好ましい一実施形態によれば、この粘着層は、好ましくは、少なくとも0.08mm(2ミル)の粘着剤(好ましくは、アクリルベースの粘着剤)で両面が被覆された少なくとも0.02mm(0.5ミル)のキャリアフィルム(例えば、ポリエステル)を含む二重被覆フィルムである。このキャリアにより寸法安定性が得られ、2ミルの粘着性被覆により漏れが妨げられる。好ましくは、この粘着層は、Keystone Tapes社のW−546、3M社の4768又はそれらの組合せ、より好ましくは3M社の4768である。他の適当な粘着剤又は粘着層には、Ideal社(887)、3M社(444、442、415)、Morgan社のIB−2100、Nashua社の943、Permacel社のP−941、Tesa社の4972、Avery Dennison社の粘着剤(例えば、UVAテープ)、及びAdhesives Research社の粘着剤が含まれる。
【0060】
ウエルは、0.03インチ〜0.3インチ、(96ウエルプレートでは)好ましくは約0.09インチ〜0.11インチ、最も好ましくは約0.104インチだけ隣接する各ウエルから分離することが好ましい。ウエルの壁の厚さ及びウエルの間隔の最適化により、1つのウエルから別のウエルへのサンプルの漏れが低減すると有利であり、妨げられるのが好ましい。例えば、この機器の電気接点がウエル底部上を押し上げて撓みが生じる場合、これは問題になり得る。
【0061】
ウエルの漏れの問題を軽減する別の方法では、ウエル間のシールを改善することが必要である。図9Bを参照すると、動作電極表面958及び誘電体層950がウエル942の先まで延びるのが好ましい。したがって、本発明の一実施形態は、誘電体表面及び動作電極層を備えるマルチウエルプレートに関する。この誘電体表面は、動作電極層の一部上に形成された誘電体層からなり、この動作電極層及び誘電体層はウエル壁の先まで延びる。別の実施形態によれば、この動作電極層及び誘電体層は、プレート底部又は基板上に被着され、ウエルの先まで延び、ウエルを密封する助けとなる。動作電極表面、対電極表面及び/又は誘電体層の少なくとも一部がウエル壁の先まで延びることが好ましい。
【0062】
本発明の別の態様によれば、プレート底部又はアッセイモジュール基板に、1つ又は複数の電極を一体化する。本発明の一実施形態では、アッセイモジュールは、このようなプレート底部又はアッセイモジュール基板を、適当なアッセイモジュール上部と組み合わせることによって形成する。この上部は、ホール、ウエル、チャネル、チューブ、アッセイモジュール内でウエル、チャンバ、チャネル、チューブ及び/又はマイクロフルイディクスを画定するコンパートメントなどを備え得る。したがって、本発明は、様々な電極、電気接点及び導電性スルーホールの組合せを有するプレート底部又はアッセイモジュール基板にも関する。適当なプレート上部をプレート底部に取り付けることによって形成したマルチウエルプレート並びにこのようなプレートを使用してアッセイを実施するように適合された機器及び方法も本発明の範囲に含まれる。
【0063】
したがって、本発明の別の態様は、アッセイモジュール基板、好ましくは、(例えば、プレート上部をもたない)マルチウエルプレート底部に関する。例えば、このようなプレート底部をプレート上部に取り付けて、アッセイを行う際に使用するマルチウエルプレートを形成することができる。
【0064】
図2に、本発明の好ましい実施形態によるマルチウエルアッセイプレート150を示す。96ウエルアッセイプレート150は、外部リップ152、内部リップ154、上部表面156、及びスペーサ160で分離した96個の個々のウエル158を備える。ウエル間領域170がウエル158とスペーサ160の間に画定される。
【0065】
プレート150の大部分(例えば、ウエル158の底部表面を除くすべて)は、ポリスチレン、ポリエチレン又はポリプロピレンなど熱可塑性の剛性材料でできた一体成型構造であることが好ましい(あるいは、ウエル158の底部表面を含めて、プレート全体を一体構造にすることもできる)。好ましい一実施形態によれば、この材料は、材料の脆性を低減させるために、HIPS(耐衝撃性ポリスチレン)を混合したポリスチレンを含む。好ましくは4〜16重量%のHIPS、より好ましくは約8〜12重量%のHIPSをポリスチレンと混合する。ECL測定で一般に使用する試薬をほぼ通さず、生体分子を結合させにくく、適度のレベルの熱及び光に耐性のある安価な材料で、プレート150の一体構造を形成すると最適である。(ウエルを密封するのに使用する粘着剤を含めて)このプレート材料が、ハイスループットスクリーニング用の化学ライブラリを溶解させるのに一般に使用する有機溶剤を通さないと有利である(このプレートが、DMSO又はメタノールの10%水溶液、より好ましくはDMSO又はメタノールの20%水溶液、最も好ましくはDMSO又はメタノールの100%水溶液に影響を受けないことが好ましい)。プレートを作製するのに使用するコンポーネントには、シリコーン含有材料の使用を避けることが好ましい。というのは、シリコーンは、プレート表面を汚染し、表面の濡れ特性、結合特性及び/又は電極特性に影響を及ぼす恐れがあるからである(プレート又はプレートの所与のコンポーネントは、1重量%未満のシリコーン、より好ましくは0.1重量%未満のシリコーン、最も好ましくは0.01%未満のシリコーンしか含まないことが好ましい)。
【0066】
プレート150に異なる色の材料を用いて、ある種のECL測定プロセスの結果を改善することができる。ウエル間のクロストークを防止するために、光を透過させない材料を用いることが好ましい。高反射性金属被覆又はその構成材料により、各ウエル158ごとに、特に高反射性の内面が得られ、それによって、光検出器に送ることができる光の効率が高くなる。光散乱粒子(例えば、酸化鉛、アルミナ、シリカ、好ましくは酸化チタンの粒子)を充填したプラスチックなどの不透明な白色プラスチック材料により、光を強く散乱させ、したがって、光の収集効率が向上する内面が、各ウエル158ごとに得られる。あるいは、プレート150の不透明な黒色材料により、ECLにより生成された光がウエル158内で異なる場所から反射又は散乱するのが妨げられ、それによって、ECL試験測定中の反射性の干渉が妨げられると有利である。一般に、ウエルから放出される光の画像形成を行うとき(例えば、カメラを使用して、ウエルから放出される光の画像を生成するとき)、ウエル158の内面が、吸収性(例えば、黒色の)非散乱性材料を含むと有利である。というのは、散乱光を検出すると、画像の忠実性を低減させることになるからである。一般に、画像を形成しないモードで光を検出するとき(例えば、単一の光検出器を使用して、ウエルから放出されるすべての光を検出するとき)、検出器での光の収集が最大限に大きくなるように、ウエル158の内面が反射性又は高散乱性の材料を含むと有利である。
【0067】
プレート150は、互いに結合したいくつかの部分からなり得る。プレート150及びそのエレメントの多くの実施形態では、外部リップ152、内部リップ154、上部表面156、スペーサ160、ウエル間領域170、コーナ陥凹部又は面取り172、及び(内面164を有する)壁162がプレート上部を構成する。プレート150のプレート上部はホールを有し、その側面は壁162の内面164で画定される。次いで、このプレート上部を、プレート上部とともにウエル158を画定するプレート底部と組み合わせることができる。このプレート底部は、動作電極168を備えると有利であり、さらに対電極166を備え得る。任意選択で、このプレート底部は、(図示しない)1つ又は複数の独立した参照電極を備えることができる。参照電極は含めないことが好ましい。このプレート底部は、隣接したエレメントとすることもできるし、互いに結合しているか、あるいは完全に別個の多くのエレメントからなることもできる。1つ(又は複数)の動作電極168が、プレート底部の主要構造を構成することもできるし、あるいは、適切な構造上の特性を提供する別のエレメント上で、動作電極168を支持することもできる。様々な手段、例えば、粘着剤その他の結合剤、導電性又は誘電体フィルムなどを使用することによって、又は、構成部品を結合、融着又は溶接することによって、あるいは、クランプ、ねじ、タブ及びスロットなどの機械式ファスナによって、もしくは、他の構造又は当技術分野で周知の手段によって、このプレート底部をプレート上部に取り付けることができる。
【0068】
あるいは、プレート150は、適切な形状に形成することができる任意の材料から形成することもできる。プラスチック、エラストマー、セラミック、複合材、ガラス、金属、炭素材料などの材料を使用することができる。プレート150の大部分を単一の一体構造とすることが好ましいが、脱着可能、あるいはその他の方法で隣接して配置可能なコンポーネント、特にウエル158を伴うプレート150を提供することも本発明の範囲に含まれる。プレート150は、導電性又は非導電性とすることができる。プレート150が導電性である応用例では、プレート150を接地するか、あるいは、それ自体が対電極又は動作電極として機能し得る。
【0069】
外部リップ152は、下向きかつ内向きに延びて、プレート150の周辺部全体の周りを延びる剛体リップを提供する。外部リップ152は、プレート150を位置合わせし方向づける際の助けとなるように機能するか、あるいは、ロボットシステムがプレートをハンドリングすることができるように機能し得る。図に示すように、外部リップ152は、プレート150の識別用の物理的なしるしを提供する陥凹した2つのコーナ陥凹部172を含むことが好ましい。特に、コーナ陥凹部172により、プレート150の位置合わせ及びハンドリングが容易になり、プレート150を、それぞれの周辺部に沿って異なる構成の陥凹領域を有する他のプレートと区別する際の助けとなる。外部リップ152の寸法及び構造は、同様なタイプのアッセイプレートの占有面積の業界標準に従うことが好ましく、あるいは、少なくとも互換性があると有利である。
【0070】
内部リップ154は、外部リップ152の上部表面から上部表面156よりわずかに上の高さまで上向きに延びる。このため、上部表面156は、内部リップ154内で陥凹する。その他のところでは矩形形状の内部リップ154は、コーナ陥凹部172の一部を画定する形状のコーナ部切欠きによって、2つのコーナのところで遮断される。
【0071】
上部表面156は、内部リップ154の境界内でプレート150の周辺部の周りを延びる。上部表面156は、各最外ウエル158の中点まで内向きに延びることが好ましい。あるいは、上部表面156は、ウエル158間に画定される区域を通じて延びる連続した表面である。スペーサ160により、ウエル158が構造的に互いに連結し、ウエル158の外面とあいまって、ウエル間領域170が画定されることが好ましい。
【0072】
各ウエル158は、壁162、内面164、対電極166及び動作電極168を備えることが好ましい。図に示すように、壁162は、上部表面156の上を延び、かつ少なくとも対電極166又は動作電極168まで下向きに延びる円筒形の体積を画定し得る。あるいは、壁162は、電極166又は168まで延びず、また、上部表面156と同じ高さとすることもできる。図には示さない別の実施形態では、壁162は、4辺形の断面をもつ直線構成であり、好ましくは正方形又は長方形である。
【0073】
壁162は、好ましくは円筒形状の内面164を有し、ウエル158の体積を画定する。内面164が、ウエル158の深さまで延びることが好ましい。ウエル158の底部又は底部付近の位置で、対電極166及び/又は動作電極168は、ウエル158の底部表面を構成する。この底部表面は、それが異なる材料から形成されるという点で、プレート150又はウエル158と一体でないことが好ましい。対電極166及び動作電極168は、ウエル158内で同じ平面とすることもできるし、あるいは異なる深さのところにあるものとすることもできる。内面164、対電極166及び動作電極168があいまって、液体及び固体、ゲル並びに類似の状態の物質を保持するのに適した容器を形成することが好ましい。
【0074】
ウエル間領域170は、プレート150を貫通して延びる開いた通路とするか、好ましくは、プレート150と一体のベース構造を含む。このようなベース構造は、ウエル158を個々に識別するしるしを担持し得る。コーナ陥凹部172に加えて、プレート150は、別の識別用のしるしを担持し得る。例えば、プレート150は、上部表面156、内部リップ154の外側、外部リップ152の外面、プレート150の下面、あるいは、プレート150上の他のところにバーコード識別用ストライプパターンを含むことができる。
【0075】
好ましい代替実施形態では、プレート150は、任意の数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートとして構成することができる。例えば、1ウエル、6ウエル、24ウエル、96ウエル、384ウエル、1536ウエル、6144ウエル及び9600ウエルプレートを、ここで説明する本発明に従って構築することができる。本発明のマルチウエルアッセイプレートは、1〜2個、2〜6個、6〜24個、24〜96個、96〜384個、384〜1536個、1536〜9600個、6144〜100,000個の範囲の値をとるか、あるいは100,000個よりも大きい値をとる複数のウエルを有し得る。好ましい実施形態では、10nL〜100nL、100nL〜1μL、1μL〜100μL、100μL〜1mL及び500μL〜10mLの範囲の値をとる容積のウエルを有する。プレート150のウエル158は、多くの異なる形状及びサイズ、例えば、矩形断面をもつウエル、極めて浅いウエル、又はへこみ(くぼみ)などで構成し、それによって、特定の反応の基準や既存の機器に対応し、また、本発明による一体型ECL電極技術を実施することができる。
【0076】
アッセイ試薬(例えば、結合試薬、共同反応物、ECLタグ)は、ウエル158の底部表面上に固定化することができる。これらの試薬は、底部表面上に共有結合的又は非共有結合的に固定化することができる。動作電極168上に試薬を固定化すると有利である。好ましい実施形態では、動作電極168上のアッセイドメイン中にアッセイ試薬を固定化する。これらのアッセイドメインは、別個にすることもできるし、隣接させることもできる。いくつかの実施形態では、アッセイ試薬を含む複数の別個のアッセイドメインが、動作電極168上に存在する。
【0077】
一実施形態によれば、このプレートは、ウエルを覆い、それによって、蒸発を少なくするか、あるいは防ぎ、かつ/又は汚染を防止するように適合されカバー又は蓋あるいはプレートシール(「カバー」)をさらに備える。このカバーは、例えば、硬質プラスチックカバー又は粘着性の可撓性テープとすることができる。このカバーは、使い捨て、かつ/又は再利用可能とすることができる。
【0078】
一実施形態によれば、このカバーは、プレート内の感光性コンポーネントを保護するために不透明である。この実施形態では、発光測定の前にこのカバーを取り外す。別の実施形態によれば、このカバーは、透明、好ましくは、それを通した発光測定を可能とするのに十分に透明である。蓋の有害な曇りを防ぐために、このカバーの少なくとも底部表面を(例えば、親水性又は疎水性の被覆で)処理することが好ましい。一実施形態によれば、底部表面は、結露を少なくし、それによって、曇りを少なくするために疎水性である。代替実施形態によれば、底部表面は、均一な濡れを促し、それによって、曇りも少なくするために親水性である。
【0079】
5.1.1 マルチウエルアッセイプレートのウエルの実施形態
図2A〜D、図3A〜C、図4A〜Eに、ウエル158の複数の代替構成を示す。これらの図には、第1電極(好ましくは動作電極)と、第2電極(好ましくは対電極)と、いくつかの場合には、境界とを有するウエルを示す。これらの図には、各コンポーネントの露出表面を示す。本発明のいくつかの実施形態では、これらのコンポーネントの一部は、他のコンポーネントの下に埋め込まれた追加の表面を有し得る。第1及び第2電極は、電気的に接触していない(例えば、垂直及び/又は水平次元で、これらの電極間に少なくとも狭いギャップ又はなんらかの介在材料がある)ことが好ましい。図では、動作電極表面と対電極表面の分離を示す線は、こうしたギャップ又は介在材料を表す。動作電極は、ウエル底部の中央又はほぼ中央に配置し、それによって、動作電極で生成される発光がウエル壁で遮られるのを最小限に抑えることが好ましい。対電極は、ウエルの縁部又はほぼ縁部のところに配置することが好ましい。図2Aに、内面164を有する壁162、対電極166及び動作電極168を備えるウエル200を示す。ウエル200は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。図に示すように、壁162の内面164により円筒形の体積が画定される。この円筒形体積の底部又は底部付近で、対電極166が、内面164と円形動作電極168の間の環状区域内を延びる。壁162は、プレート150について前に述べた材料からなることが好ましい。ただし、壁162は、他の材料からなることもでき、かつ/又は、その表面164上に被覆を有することもできる。対電極166は、動作電極168の表面と同じ平面とすることもできるし、異なる深さのところに設けることもできる。対電極166は、内面164に付着させた材料又は被覆とすることもできる。対電極166自体が、動作電極168の上で円筒形体積を画定することが好ましい。好ましくは、対電極166の内径は、内面164の半径の少なくとも20%、より好ましくは、内面164の半径の少なくとも50%、最も好ましくは、内面164の半径の少なくとも80%である。対電極166は、動作電極168に電気的に直接接触せず、電極166と168の間にギャップ又は(図示しない)絶縁層が介在することが好ましい。
【0080】
図2Bに、ウエル158の別の実施形態であるウエル220を示す。ウエル220は、内面224を有する壁222、対電極226A及び226B並びに動作電極230を備える。対電極226A及び226Bは、内面224の対向する面に接する対称な電極区域であることが好ましい。対電極226A及び226Bは、電極間に介在するギャップ又は絶縁層によって、動作電極230から電気的に絶縁されることが好ましい。好ましくは、対電極226A及び226Bはそれぞれ、内面224で画定される断面積の40%未満、より好ましくは、この面積の20%未満、最も好ましくは、この面積の10%未満である。ウエル220は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。
【0081】
図2Cに、ウエル158の別の実施形態であるウエル240を示す。ウエル240は、内面244を有する壁242、対電極246A及び246B並びに動作電極250を備える。好ましい対電極246A及び246Bは、内面244の対向する面に接する。対電極246A及び246Bは、電極間に介在するギャップ(又は絶縁層)248A及び248Bによって、動作電極250から電気的に絶縁されることが好ましい。好ましくは、対電極246A及び246Bはそれぞれ、内面244で画定される断面積の40%未満、より好ましくは、この面積の20%未満、最も好ましくは、この面積の10%未満である。ウエル240は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。
【0082】
図2Dに、ウエル158の別の実施形態であるウエル260を示す。ウエル260は、内面264を有する壁262、対電極266及び動作電極270を備える。好ましい対電極266は、内面264に接する。対電極266は、電極間に介在するギャップ(又は絶縁層)268によって、動作電極270から電気的に絶縁されることが好ましい。好ましくは、対電極266は、内面264で画定される断面積の40%未満、より好ましくは、この面積の20%未満、さらに好ましくは、この面積の10%未満、さらに好ましくは、この面積の5%未満、最も好ましくは、この面積の1%未満である。ウエル260は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。
【0083】
図3Aに、ウエル158の別の実施形態であるウエル300を示す。ウエル300は、内面304を有する壁302、対電極306A及び306B並びに動作電極310を備える。ウエル300は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。対電極306A及び306Bは、内面304に接することが好ましい。対電極306A及び306Bは、電極間に介在するギャップ(又は絶縁層)308A及び308Bによって、動作電極310から電気的に絶縁されることが好ましい。動作電極310は、内面304に接触してよいが、必要条件ではない。動作電極310は、1つ又は複数のアッセイドメイン312を有する。アッセイドメイン312は、アッセイ試薬を含み得る。アッセイドメイン312は、(結合ドメインを形成するための)アッセイ結合試薬、反応基質(例えば、酵素活性の基質)又は較正試薬を含むことが好ましい。アッセイドメイン312は、乾燥体、液体、ゲル又は固体の形態のアッセイ試薬を含み得る。これらの試薬を、動作電極310上に固定化することができる。アッセイドメイン312は、サンプル中の1つ又は複数の検体用の結合試薬を含むことができ、アッセイドメインはそれぞれ、同じ又は異なるアッセイ試薬を含み得る。アッセイドメイン312は、動作電極310の表面上の指定した位置に試薬を被着させることによって(例えば、試薬を被着させるための周知の様々な方法で)形成するか、あるいは、動作電極310に(例えば、動作電極310を構成する材料に混入する試薬として)組み込むことができる。別の実施形態では、アッセイドメイン310は、互いにかつ/又は動作電極310の表面の他の領域と異なる物理的、化学的又は組成上の特性をもつ動作電極310の領域として画定される。例えば、アッセイドメインは、特に、親水性又は疎水性の領域、表面積が大きい又は小さい領域、へこみ又は突起、物理的な障壁に囲まれた領域及び/又は導電率が高い又は低い領域を表し得る。また、アッセイドメインは、電極表面上に被着させた1種又は複数種の材料(例えば、ゲル)を備えた領域を含み得る。図3B及び3Cにそれぞれ、追加の実施形態を示すウエル330及び360を示す。ウエル330は、アッセイドメイン312とは異なるパターンで配置されたアッセイドメイン336を有する。ウエル360は、アッセイドメイン366用に異なる形状を示すアッセイドメイン366を有する。本明細書で説明するように、アッセイドメインの形状、数、分配パターン及び特性には多くの変形があり得、それらすべてが本発明に包含されることを理解されたい。好ましくは、各ウエルは、1個又は複数個のドメイン、好ましくは少なくとも2個、より好ましくは少なくとも4個、さらに好ましくは少なくとも7個、さらに好ましくは少なくとも15個、最も好ましくは少なくとも20個のアッセイドメインを含む。別の好ましい実施形態は、各ウエルが、ウエル当たり少なくとも50個、より好ましくは少なくとも75個、さらに好ましくは少なくとも100個のアッセイドメインを備えるプレートを含む。
【0084】
図4A〜4Eに、ウエル158の実施形態を示す。これらの実施形態は、動作電極上で1つ又は複数の別個の露出領域及び/又はアッセイドメインを画定するために境界を使用しているところを示す。各図は、露出領域又はアッセイドメインの特定の数、形状及び配置を示しているが、本発明は、これらのパラメータが変化するウエルを包含することを理解されたい。図4Aに、ウエル158の別の実施形態であるウエル400を示す。図4Aには、電極上で別個の領域(特に、上記で説明したアッセイドメイン)を形成するために境界を使用しているところを示す。ウエル400は、内面404を有する壁402、対電極406A及び406B並びに動作電極410を備える。ウエル400は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。対電極406A及び406Bは、内面404に接することが好ましい。対電極406A及び406Bは、電極間に介在するギャップ(又は絶縁層)408A及び408Bによって、動作電極410から電気的に絶縁される。動作電極410は、内面404に接触してよいが、必要条件ではない。動作電極410は、それぞれ境界416で画定された内部領域418を有する複数の領域420を含む(代替実施形態では、ウエル400は1つの領域420しかもたない)。境界416は、動作電極410上に被着させた材料、あるいは、動作電極410と同じ材料からなり得る。境界416は、動作電極410から材料が取り除かれた領域とすることができる。境界416は、物理的、化学的又は組成的に異なる特性をもつ動作電極410の領域を含むこともできる。例えば、境界416は、内部領域416に対して相対的に、親水性又は疎水性とすることもできるし、表面積を大きく又は小さくし、異なる高さを有し、かつ/又は、導電率を高く又は低くすることもできる。境界416は、動作電極410の表面上に被着させた非導電性材料又は誘電体材料からなることが好ましい。境界416は、動作電極410と同じ平面とすることもできるし、動作電極410の表面から外に延びるか、あるいは中に延びることもできる。内部領域418は、上記で説明したアッセイドメインを含み得る。好ましい実施形態では、境界416により、動作電極410上に材料(例えば、液体、アッセイ試薬など)が閉じ込められる。境界416を用いて、例えば、内部領域418に沈着させる液体が、動作電極410の周囲の領域又は対電極406A及び406Bに広がるのを妨げることによって、(例えば、動作電極410上に画定されたアッセイドメイン上に試薬を制御して固定化することができるように)領域420への材料の被着の助けとなるか、あるいは、被着を誘導することができる。一実施形態では、境界416内に閉じ込められた流体その他の材料の凹凸は、レンズとして機能し得る。境界416は、本発明の機器を使用した測定中のしるしとして機能することもでき、それによって、例えば、アッセイドメインの位置決め又は識別を行うことができる。図4Bに、ウエル158の別の実施形態であるウエル430を示す。ウエル430は、内面432を有する壁431、対電極434A及び434B並びに動作電極444を備える。ウエル430は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。動作電極444の露出領域は、内部境界及び外部境界を有する境界440によって画定される(あるいは、境界440中の複数の穴が、動作電極444の複数の露出領域を画定し得る)。境界440は、対電極434A及び434Bに接することができ、また、内面432に接することができる。あるいは、境界440は、対電極434A及び434Bの下を延びることもできるし、あるいは、対電極434A及び434Bの上を少なくとも部分的に延びることもできる。いくつかの実施形態では、境界440は、対電極434A及び434Bの下を延び、それらを動作電極444から電気的に絶縁する。境界440は、動作電極444上に被着させた材料からなることができる。また、境界440は、動作電極444と同じ材料からなることもできるし、同じ材料としないこともできる。境界440は、動作電極444から材料が取り除かれた領域とすることができる。境界440は、物理的、化学的又は組成的に異なる特性をもつ動作電極444の領域を含むこともできる。境界440は、動作電極444の表面上に被着させた誘電体材料からなることが好ましい。境界440は、動作電極444と同じ平面とすることもできるし、動作電極444の表面から外に延びるか、あるいは中に延びることもできる。動作電極444は、上記で説明したように、アッセイドメインを有し得る。好ましい実施形態では、境界440により、(例えば、動作電極444上に試薬を制御して固定化することができるように)動作電極444上に材料(例えば、液体、アッセイ試薬など)が閉じ込められる。境界440を用いて、例えば、液体が、動作電極444の周囲の領域又は対電極434A及び434Bに広がるのを妨げることによって、動作電極444への材料の被着の助けとなるか、あるいは、被着を誘導することができる。境界440は、本発明の機器を使用した測定中のしるしとして機能することもできる。好ましい実施形態では、動作電極444は、導電材料であり、自立型であるか、あるいは、他の材料上で支持される。境界440は、動作電極444上に被着させた、境界440の内部境界で画定された領域を除いて動作電極444を覆う非導電性材料である。境界440上に対電極434A及び434Bを被着させ、境界440によって動作電極444から電気的に絶縁する。内面432を伴う壁431は、対電極434A及び434Bの外部境界を画定し、かつウエル430の内壁を画定するように働く。別の実施形態では、境界440は、対電極434A及び434Bの下を延びない。
【0085】
図4Cに、ウエル158の別の実施形態であるウエル460を示す。ウエル460は、内面462を有する壁461、対電極464A及び464B並びに動作電極474を備える。ウエル460は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。動作電極474の露出領域は、境界470によって画定される。境界470は、対電極464A及び464Bに接することができ、また、内面462に接することができる。あるいは、境界470は、対電極464A及び464Bの下又は上を延びることができる。いくつかの実施形態では、境界470は、対電極464A及び464Bの下を延び、それらを動作電極474から電気的に絶縁する。境界470は、動作電極474上に被着させた材料からなることができる。また、境界470は、動作電極474と同じ材料からなることもできるし、同じ材料としないこともできる。境界470は、動作電極474から材料が取り除かれた領域とすることができる。境界470は、物理的、化学的又は組成的に異なる特性をもつ動作電極474の領域を含むこともできる。境界470は、動作電極474の表面上に被着させた誘電体材料からなることが好ましい。境界470は、動作電極474と同じ平面とすることもできるし、動作電極474の表面から外に延びるか、あるいは中に延びることもできる。動作電極474は、上記で説明したように、アッセイドメインを有し得る。好ましい実施形態では、境界470により、動作電極474上に材料(例えば、液体、アッセイ試薬など)が閉じ込められる。また、境界470を用いて、例えば、液体が、動作電極470の周囲の領域又は対電極464A及び464Bに広がるのを妨げることによって、動作電極474への材料の被着の助けとなるか、あるいは、被着を誘導することができる。境界470は、本発明の機器を使用した測定中のしるしとして機能することもできる。好ましい実施形態では、動作電極474は、導電材料であり、自立型であるか、あるいは、他の材料上で支持される。境界470は、動作電極474上に被着させた、動作電極474を覆う非導電性材料である。境界470上に対電極464A及び464Bを被着させ、境界470によって動作電極474から電気的に絶縁する。内面462を伴う壁461は、対電極464A及び464Bの外部境界を画定し、かつウエル460の内壁を画定するように働く。別の実施形態では、境界470が対電極464A及び464Bの上又は下を延びないように、動作電極474上に境界470を被着させる。ウエル460は、ウエル300、330及び360について上記で説明したように、アッセイドメイン476を伴う動作電極474を有する。別の実施形態では、動作電極474上のアッセイドメイン476は、ウエル400について上記で説明したように、追加の境界によって画定される。
【0086】
図4Dに、ウエル158の別の実施形態であるウエル480を示す。ウエル480は、内面484を伴う壁482、対電極488A及び488B、境界492並びに動作電極494を備える。ウエル480は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。動作電極494の領域499A及び499Bは、境界498A及び498Bによって画定される。境界498A及び498Bは、動作電極494上に被着させた材料からなることもできるし、動作電極494と同じ材料からなることもできる。境界498A及び498Bは、動作電極494から材料が取り除かれた領域とすることができる。境界498A及び498Bは、物理的、化学的又は組成的に異なる特性をもつ動作電極494の領域を含むこともできる。例えば、境界498A及び498Bは、親水性又は疎水性とすることもできるし、表面積を大きく又は小さく、かつ/又は、導電率を高く又は低くすることもできる。境界498A及び498Bは、動作電極494の表面上に被着させた非導電性材料又は誘電体材料からなり、物理的な境界を提供できることが好ましい。境界498A及び498Bは、動作電極494と同じ平面とすることもできるし、動作電極494の表面から外に延びるか、あるいは中に延びることもできる。露出した動作電極領域499A及び499Bは、上記で説明したように、アッセイドメインを含み得る。好ましい実施形態では、境界498A及び498Bにより、動作電極494上に材料(例えば、液体、アッセイ試薬など)が閉じ込められる。また、境界498A及び498Bを用いて、例えば、沈着させた液体が、動作電極494の周囲の領域又は対電極488A及び488Bに広がるのを妨げることによって、内部領域499A及び499Bへの材料の被着の助けとなるか、あるいは、被着を誘導することができる。境界498A及び498Bは、本発明の機器を使用した測定中のしるしとして機能することもできる。
【0087】
図4Eに、ウエル158の別の実施形態であるウエル4900を示す。ウエル4900は、内面4903を伴う壁4902、対電極4904A及び4904B、ギャップ4906A及び4906B(これらのギャップは、対電極4904A及び4904Bから動作電極4910を分離する誘電体表面であることが好ましい)、及び動作電極4910を露出させる複数の穴4912を備えた障壁4908を備える。ウエル4900は、任意選択で、(図示しない)参照電極を備えることができる。好ましい実施形態では、境界4908は、(例えば、動作電極4910上に画定されたアッセイドメイン上に試薬を制御して固定化することができるように)微量の液体を閉じ込めることができる境界を電極の露出領域に提供する誘電体材料とすることができる。動作電極4910は、境界4908中の複数の穴4912が動作電極4910を露出させる領域内で、その表面上に固定化したアッセイ試薬を有し得る。また、境界4908を用いて、穴4912が動作電極4910を露出させるところで、動作電極4910への材料の被着の助けとなるか、あるいは、被着を誘導することができる。
【0088】
5.1.2 電極
本発明の一態様は、改善された電極組成及び表面、並びにこれらの電極組成及び表面を含むアッセイモジュールに関する。本発明における電極は、導電材料からなることが好ましい。この電極は、金、銀、白金、ニッケル、鋼、イリジウム、銅、アルミニウム、導電性合金などの金属を含み得る。この電極は、酸化物で被覆した金属(例えば、酸化アルミニウムで被覆したアルミニウム)も含み得る。一実施形態によれば、動作及び対電極は、同じ材料ではない(例えば、金属の対電極及びカーボンの動作電極)。これらの電極は、カーボン、カーボンブラック、グラファイトカーボン、カーボンナノチューブ、カーボンフィブリル、グラファイト、カーボンファイバ及びそれらの混合物などカーボンベースの材料からなることが好ましい。これらの電極は、元素カーボン(例えば、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブなど)を含むことが好ましい。これらの電極は、導電性カーボンポリマー複合材、基材中に分散させた導電性粒子(例えば、カーボンインク、カーボンペースト、金属粉インク)及び/又は導電性ポリマーからなり得ると有利である。本発明の好ましい一実施形態は、アッセイモジュール、好ましくはマルチウエルプレートである。このマルチウエルプレートは、カーボン、好ましくはカーボン層、より好ましくはスクリーン印刷されたカーボンインク層を含む電極(例えば、動作電極及び/又は対電極)を有する。いくつかの有用なカーボンインクには、Acheson Colloids社(例えば、Acheson 440B、423ss、PF407A、PF407C、PM−003A、30D071、435A、Electrodag 505SS及びAquadag(商標))、E.I.Du Pont de Nemours社(例えば、Dupont 7105、7101、7102、7103、7144、7082、7861D及びCB050)、Conductive Compounds社(例えば、C−100)及びErcon社(例えば、G−451)により生産される材料が含まれる。
【0089】
電極は、半導体材料(例えば、シリコン、ゲルマニウム)又はITO(インジウムスズ酸化物)、ATO(アンチモンスズ酸化物)などの半導体フィルムからなることもできる。電極は、導電性複合材、インク、ペースト、ポリマー混合物、金属/非金属複合材などを含む材料の混合物からなることもできる。このような混合物には、非導電性材料と混合した導電材料又は半導体材料が含まれ得る。電極材料は、シリコーンベースの材料を実質的に含まないことが好ましい。電極は、成型加工(すなわち、電極の製作中に)、パターン被着、パターン印刷、選択エッチング、打抜き又はレーザ穿孔などの切断加工、及び/又は電子回路微細加工技術の分野で周知の技術(例えば、化学エッチング、レジスト材料の光学的パターン形成、マイクロリソグラフィ技術など)によってパターンに形成することができる。
【0090】
「カーボンフィブリル」、「カーボンナノチューブ」、SWNT(単層ナノチューブ)、MWNT(多層ナノチューブ)、「グラファイトナノチューブ」、「グラファイトフィブリル」、「カーボン細管」、「フィブリル」及び「バッキーチューブ」という用語はすべて、広範なクラスのカーボン材料を記載するために用いることができる。(Dresselhaus,M.S.、Dresselhaus,G.、Eklund,P.C.の「フラーレン及びカーボンナノチューブの科学(Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes)」Academic Press、米国カリフォルニア州サンディエゴ、1996年を参照されたい。)この出願を通じて、この広範なクラスのカーボンベースの材料を含むように、「フィブリル」及び「カーボンフィブリル」という用語を用いる。
【0091】
米国特許第4,663,230号、第5,165,909号、第5,171,560号に開示されている個々のカーボンフィブリルは、特に有利である。これらは、直径が約3.5nm〜70nmの範囲の値をとり、長さが直径の102倍よりも長く、配列された炭素原子からなる本質的に連続した多層の外部領域及び別個の内部コア領域を有する。単なる例として、カーボンフィブリルの典型的な直径は、約7〜25nmであり、一般に、長さは、1000nm〜10,000nmの範囲の値をとり得る。また、カーボンフィブリルは単層の炭素原子を有することもでき、その直径は1nm〜2nmの範囲である。
【0092】
カーボン材料は、凝集体を形成するように作製することができる。例えば、米国特許第5,110,693号及びその中で引用されている参照文献に開示されているように、2つ以上の個々のカーボンフィブリルにより、からみあったフィブリルからなる微視的な凝集体を形成することができる。これらの凝集体の寸法は、5nm〜数cmの範囲の値をとり得る。単なる例として、1つのタイプの微視的な凝集体(「綿菓子すなわちCC」)は、からみあったファイバのスピンドル又はロッドに類似しており、直径5nm〜20,000nm、長さ100nm〜1mmの範囲の値をとり得る。再度、例として、別のタイプのフィブリルの微視的な凝集体(「鳥の巣すなわちBN」)はほぼ球形であり、その直径は0.1μm〜1,000μmの範囲の値をとり得る。それぞれのタイプ(CC及び/又はBN)又はそれぞれの混合物のより大きな凝集体を形成することができる(下記参照)。
【0093】
本発明で使用することができるフィブリルには、個々のフィブリル、1つ又は複数のフィブリルの凝集体、1つ又は複数のフィブリルの懸濁液、フィブリルの分散体、フィブリルと他の材料(例えば、オイル、パラフィン、ワックス、ポリマー、ゲル、プラスチック、粘着剤、エポキシ、テフロン(登録商標)、金属、有機液体、有機固体、無機固体、酸、塩基、セラミック、ガラス、ゴム、エラストマー、生体分子及び培地など)の混合物及びそれらの組合せが含まれるが、これらに限定されるものではない。本発明の好ましい一実施形態は、カーボンナノチューブ含有複合材を含む基板を備えるマルチウエルプレートに関する。その基板の表面をエッチングしてカーボンナノチューブを露出させ、それによって、1つ又は複数の動作電極を形成する。
【0094】
電極は、自立型とすることもできるし、他の材料、例えば、フィルム、プラスチックシート、粘着フィルム、紙、裏地、メッシュ、フェルト、繊維材料、ゲル、固体(例えば、金属、セラミック、ガラス)、エラストマー、液体、テープ、粘着剤、他の電極、誘電体材料などの上で支持することもできる。この支持体は、剛体状又は可撓性のもの、平坦又は変形したもの、透明、半透明、不透明又は反射性のものとすることができる。この支持体は、アセテート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエステル(例えば、マイラー(Mylar))、ポリイミド(例えば、カプトン(Kapton))又はポリスチレンなどのプラスチックの平坦なシートを含むことが好ましい。一実施形態によれば、この材料は、材料の脆性を低減させるために、HIPS(耐衝撃性ポリスチレン)を混合したポリスチレンを含む。好ましくは4〜16重量%のHIPS、より好ましくは約8〜12重量%のHIPSをポリスチレンと混合する。塗り、吹付け被覆、スクリーン印刷、インクジェット印刷、レーザプリンティング、スピンコーティング、蒸着被覆、化学気相成長、積層化など当技術分野で周知の様々な被覆及び被着プロセスによって、支持体に電極材料を付着させることができる。支持された電極は、(例えば、電子回路の微細加工において確立した技術である)フォトリソグラフィ技術を使用して、選択エッチングによって、かつ/又は選択成長(例えば、マスクによって行われる蒸着又はCVDプロセス)によって、パターン化することができる。好ましい実施形態では、電極は、導電性カーボン/ポリマー複合材の押出しフィルムからなる。別の好ましい実施形態では、電極は、基板上に被着させスクリーン印刷した導電インクからなる。別の実施形態は、化学的にエッチングした金属(例えば、鋼)又は打抜きアルミニウム蒸着フィルムを含む対電極と、スクリーン印刷した動作電極の組合せを含む。
【0095】
電極は、別の導電材料で支持することができる。導電性カーボン電極を導電性金属ペーストに接触させることができると有利である。例えば、電極上に結合試薬などのアッセイ試薬が固定化されるように、電極を被覆化又は改変する(又はできるようにする)ことが好ましい。例えば、抗体、抗体の断片、タンパク質、酵素、酵素基質、阻害剤、補因子、抗原、ハプテン、リポタンパク質、リポサッカライド、細菌、細胞、細胞内成分、細胞受容体、ウイルス、核酸、抗原、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、タンパク質結合性リガンド、薬剤、及び/又はそれらの組合せを付着させることができる。非生物体を付着させることも望ましい。こうした非生物体は、ポリマー、エラストマー、ゲル、被覆、ECLタグ、酸化還元活性種(例えば、トリプロピルアミン、オキサレート)、無機材料、化学官能基、キレート剤、リンカーなどであるが、これらに限定されるものではない。試薬は、受動結合、特異結合を含めて、様々な方法によって、かつ/又は電極表面上に存在する官能基と共有結合を形成することによって、電極上に固定化することができる。
【0096】
電極を化学的又は機械的な処理によって改変して、試薬の固定化を改善することができる。表面を処理して試薬固定化用の官能基を導入することもできるし、結合特性を増強することもできる。また、表面処理を利用して、電極表面の特性、例えば、表面上での水の広がり、あるいは、電極表面における電気化学プロセスの反応速度に影響を及ぼすことができる。ここで利用することができる技術には、電磁放射、電離放射、プラズマ、あるいは、酸化剤、求電子体、求核性物質、還元剤、強酸、強塩基、及び/又はそれらの組合せなどの化学試薬への暴露が含まれる。1つ又は複数の電極コンポーネントをエッチングする処理は、電極の粗さ、したがって、電極の表面積を増加させることによって、特に有益となり得る。ポリマー基質又は結合剤中に導電性粒子又はファイバ(例えば、カーボン粒子又はフィブリル)を有する複合材電極の場合、ポリマーの選択エッチングを利用して、導電性粒子又はファイバを露出させることができる。
【0097】
1つの特に有用な実施形態は、電極の改変であり、よりおおまかには、プラズマ、具体的には、グロー放電とも称する低温プラズマで処理することによって本発明に組み込まれる材料である。電極の表面特性を変えるためにこの処理を行って、処理中に電極をプラズマと接触させる。プラズマ処理により、例えば、電極の物理的特性、化学的組成又は表面の化学的特性を変えることができる。これらの変化により、例えば、試薬の固定化の助けとなり、汚染物質が減り、他の材料への粘着性が向上し、表面の濡れ性が変化し、材料の被着が容易になり、パターンが生成され、かつ/又は均一性が向上し得る。有用なプラズマの例には、酸素、窒素、アルゴン、アンモニア、水素、過フッ化炭化水素、水及びそれらの組合せが含まれる。酸素プラズマは、カーボンポリマー複合材料中のカーボン粒子を露出させるのに特に好ましい。また、酸素プラズマを用いて、カルボン酸その他の酸化炭素官能基をカーボン又は有機材料中に導入することができ(これらは、例えば、活性エステル又は塩化アシルとして活性化することができる)、それによって、試薬を結合することができる。同様に、アンモニア含有プラズマを用いて、アッセイ試薬に結合するのに使用するアミノ基を導入することができる。
【0098】
電極表面の処理は、試薬の固定化を改善するか、あるいは容易にし、電極の濡れ特性を変え、表面積を増加させ、試薬を固定化するか、あるいは検体を結合する結合能力を増加させ、かつ/又は、電極における電気化学反応速度を変化させるのに有利であり得る。しかし、いくつかの応用例では、未処理の電極を使用すると好ましいことがある。例えば、本発明者らは、電極の面積当たりのダイナミックレンジを広く、したがって、結合能力を高くすることが必要な応用例のとき、結合試薬(例えば、アビジン、ストレプトアビジン又は抗体)を結合させる前にカーボンインク電極をエッチングすると有利であることを見いだした。本発明者らは、(例えば、酸素プラズマによる)酸化エッチングには、TPA(トリプロピルアミン)を酸化するための電位及び水に対する接触角がともに、エッチングしていないインクに対して小さくなるという点で、追加の利点があることを見いだした。水に対する接触角が小さいと、微量の水性緩衝液中の試薬を付着させることによって電極上に試薬を結合させることができ、電極表面の上でその微小量を均一に広げることができる。意外にも、本発明者らは、インク中にポリマー結合剤が存在するにも関わらず、エッチングしていないカーボンインク電極上で、優れたアッセイを行うこともできることを見いだした。実際、高感度又は非特異性結合が低いことが必要ないくつかの応用例では、エッチングしていないカーボンインク電極を使用して、露出カーボンの表面積を最小限に抑え、したがって、試薬が露出カーボンに非特異的に結合することから生じるバックグラウンド信号及び試薬の損失を最小限に抑えることが好ましい。使用するインク及びインクを塗布するのに使用するプロセスに応じて、水溶液で電極表面を容易に濡らすことができないことがある。本発明者らは、試薬溶液に低濃度の非イオン性界面活性剤を添加して、電極表面の上で溶液が広がるのを容易にすることによって、試薬結合時の電極の低い濡れ性を補償できることを見いだした。微量溶液から試薬を局所的に固定化する際、均一に広がることが特に重要である。例えば、本発明者らは、0.005〜0.04%のTriton X−100(登録商標)を添加すると、電極へのタンパク質の結合に影響を及ぼすことなく、かつ、電極表面に液体を閉じ込めるために電極上又は電極に隣接して付着させた誘電体フィルム(好ましくは、厚さ0.5〜100ミクロン、より好ましくは2〜30ミクロン、最も好ましくは8〜12ミクロンの、鋭角に画定された縁部を有する印刷された誘電体フィルム)の能力を阻害することなく、エッチングしていないカーボンインク表面の上でタンパク質溶液を広げることができることを見いだした。好ましくは、Triton X−100などの非イオン性界面活性剤を使用して、エッチングしていないスクリーン印刷した電極上に捕捉試薬を広げるのを容易にすると(すなわち、捕捉試薬を固定化することができるように)、電極表面上で捕捉試薬を含む溶液を乾燥させることができる。この乾燥ステップにより、固定化プロセスの効率及び再現性が大きく向上することがわかった。
【0099】
電極に他の材料を付着させるのに使用することができる化学反応基で電極を被覆することができる。材料を、これらの反応基に共有結合的に付着させるか、あるいは、被覆電極又は非被覆電極に非共有結合的に結合させることができる。
【0100】
電極は、その表面に共有結合的に付着させた化学反応基によって調製することができる。これらの化学反応基には、COOH、OH、NH2、活性化カルボキシル基(例えば、NHS(ヒドロキシサクシンイミド)エステル)、ポリ(エチレングリコール)、チオール、アルキル((CH2)n)基及び/又はそれらの組合せが含まれるが、これらに限定されるものではない。ある種の化学反応基(例えば、COOH、OH、NH2、SH、活性化カルボキシル基)を用いて、電極に試薬を結合させることができる。さらに、有用な固定化及びバイオコンジュゲーション技術を参照するには、G.Hermanson、A.Mallia、P.Smithの「固定化親和性リガンド技術(Immobilized Affinity Ligand Techniques)」、Academic Press、米国カリフォルニア州サンディエゴ、1992年及びG.Hermansonの「バイオコンジュゲート技術(Bioconjugate Techniques)」、Academic Press、米国カリフォルニア州サンディエゴ、1996年を参照されたい。
【0101】
好ましい実施形態では、NHSエステル基を用いて、求核性化学官能基(例えば、アミン)を担持する他の分子又は材料を付着させる。好ましい実施形態では、求核性化学官能基は、自然に、かつ/又は、化学的な被覆によって、生体分子上及び/又は生体分子中に存在する。適切な生体分子の例には、アミノ酸、タンパク質及びその機能性断片、抗体、抗体の結合断片、酵素、核酸及びそれらの組合せが含まれるが、これらに限定されるものではない。これは、多くのこのような可能な技術の1つであり、一般に、ここで挙げた例及び他の多くの類似の材料及び/又は生体分子に適用可能である。好ましい実施形態では、NHSエステル基によって、ECLに使用することができる試薬を電極に付着させることができる。
【0102】
ECLアッセイで使用することができる試薬は、共有結合(例えば、NHSエステルとの反応)によって、適切なリンカーとの反応によって(上記参照)、非特異的結合によって、かつ/又はそれらの組合せによって、電極に付着させることができる。
【0103】
材料が電極に非特異的に結合する度合いを制御することが望ましいことがある。単なる非限定的な例として、タンパク質、抗体、抗体の断片、細胞、細胞内粒子、ウイルス、血清及び/又は1つ又は複数のその成分、ECLタグ(例えば、RuII(bpy)3及びRuIII(bpy)3の誘導体)、オキサレート、トリアルキルアミン、抗原、検体及び/又はそれらの組合せの非特異的結合を少なくするか、あるいは妨げることが望ましいことがある。別の例では、生体分子の結合を増強させることが望ましいことがある。
【0104】
非特異的結合を少なくするか、あるいは妨げる(ブロック基としても知られる)1つ又は複数の化学的部分を、電極中、又は電極上、あるいは電極の近傍に存在させることができる。このような部分、例えば、PEG部分及び/又は荷電残基(例えば、リン酸、アンモニアイオン)を、電極上に付着又は被覆させることができる。有用な遮断試薬の例には、タンパク質(例えば、血清アルブミン及び免疫グロビン)、核酸、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、酸化ポリエチレン及び酸化ポリプロピレンのブロック共重合体、ポリエチレンイミン及び洗剤又は界面活性剤(例えば、Brij、Triton、Tween、Thesit、Lubrol、Genapol、Pluronic、Tetronic及びSpanの商標名で知られる非イオン性洗剤/界面活性剤のクラス)が含まれる。
【0105】
電極に使用する材料は、非特異的結合を少なくするために界面活性剤で処理することができる。例えば、当業者には周知の界面活性剤及び/又は洗剤(例えば、Tweenシリーズ、Triton、Span、Brij)で電極を処理することができる。PEGの溶液及び/又はPEGと同様に振る舞う分子(例えば、オリゴ又はポリサッカライド、その他の親水性オリゴマー又はポリマー)(Harris,J.M.(監修)の「ポリエチレングリコールの化学:バイオ技術及び生物医学的応用(Polyethylene glycol chemistry:Biotechnical and Biomedical Applications)」、Plenum Press、1992年)を、界面活性剤及び/又は洗剤の代わりに、かつ/又はそれらとあいまって用いることができる。遮断剤の競合的な非特異的結合によって、例えば、BSA(ウシ血清アルブミン)又はIgG(免疫グロブリンG)などのタンパク質によって、上記に挙げたある種の実体の望ましくない非特異的結合を阻止することができる。電極上にアッセイ試薬を結合又は共有結合的に付着させ、その後、表面上の残りのあいている部位を遮断するために遮断剤で電極を処理することができる。
【0106】
好ましい実施形態では、(共有結合的又は非共有結合的な手段で)生体分子その他の培地を、カーボン含有材料、例えば、カーボンブラック、フィブリル及び/又は別の材料中に分散させたカーボンに固定化することが望ましいことがある。抗体、抗体の断片、タンパク質、酵素、酵素基質、阻害剤、補因子、抗原、ハプテン、リポタンパク質、リポサッカライド、細胞、細胞内成分(例えば、細胞小器官又は膜の断片)、細胞受容体、ウイルス、核酸、抗原、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、タンパク質結合性リガンド、薬剤、及び/又はそれらの組合せを付着させることができる。非生物体を付着させることが望ましいこともある。こうした非生物体は、ポリマー、エラストマー、ゲル、被覆、ECLタグ、酸化還元活性種(例えば、トリプロピルアミン、オキサレート)、無機材料、キレート剤、リンカーなどであるが、これらに限定されるものではない。複数の化学種を同時に結合させて、電極表面上に混合層を形成することができる。
【0107】
一般に、本発明のマルチウエルアッセイプレートで使用する電極は非多孔質であるが、いくつかの応用例では、多孔質電極(例えば、カーボンファイバ又はフィブリルのマット、焼結金属、及び、濾過膜、紙その他の多孔質基板上に被着させた金属フィルム)を使用すると有利である。こうした応用例には、i)(例えば、溶液中の分子を電極表面上の分子に結合させる速度を増加させるために)電極表面への質量移動を増加させ、ii)電極表面上の粒子を捕捉し、かつ/又は、iii)ウエルから液体を除去するために、電極を通して溶液の濾過を行うものが含まれる。
【0108】
本発明のアッセイモジュールで使用する電極は、有利に発光種から発光を誘起することができる。電極は、生物培地と適合し、発光測定で一般に用いる試薬を通さず、堅固な材料からなることが好ましい。
【0109】
動作電極は、電極について上記で概略の説明をした1つ又は複数の特性を有し得る。動作電極用の材料は、(トリプロピルアミンなどの)第3級アルキルアミンの存在下で、ルテニウムトリスビピリジンから電気化学発光を誘起することができる材料であることが好ましい。このような好ましい材料の例には、白金、金、ITO、カーボン、カーボンポリマー複合材、導電性ポリマーが含まれる。一実施形態では、動作電極は、1種又は複数種の導電材料からなる連続した導電シート又はフィルム製である。こうしたシート又はフィルムは、押出し、プレス又は成型加工することができ、また、自立型とすることができる。好ましい実施形態では、動作電極は、カーボンポリマー複合材でできている。このような複合材は、基質(例えば、EVA、ポリスチレン、ポリエチレン、ABSなどのポリマー)中に分散させた導電性カーボン粒子(例えば、カーボンフィブリル、カーボンブラック、グラファイトカーボン)からなり得る。動作電極は、他の導電材料をさらに含むこともでき、例えば、導電複合材上に導電性金属粉インクを印刷することができる。
【0110】
別の実施形態では、動作電極は、(例えば、印刷、塗り、被覆、スピンコーティング、蒸着、化学気相成長、電着、無電解メッキ、フォトリソグラフィその他の電子回路微細加工技術などによって)基板上に被着させ、かつ/又はパターン化した導電材料でできている。好ましい実施形態では、動作電極は、(例えば、インクジェット印刷、レーザプリンティング、最も好ましくはスクリーン印刷によって)ポリマー支持体上に印刷した導電性カーボンインクを含む。動作電極は、連続フィルムとすることができる。動作電極は、1つ又は複数の離散領域(例えば、パターン)とするか、あるいは、複数の連結領域とすることができる。動作電極は、他の導電材料をさらに含むこともでき、例えば、カーボンインクの上層を、導電性金属粉インク(例えば、銀インク)の下層の上に被着させることができる。この下層は、このフィルムの導電率を高くするために使用する。この下層が確実に完全に覆われるように多層状に上層の印刷又は被着を行い、それによって、下層が後続の加工ステップ又はECL測定と干渉しないようにすると有益であり得る(例えば、好ましい電極材料は、銀インクの層の上に、2層、好ましくは3層のカーボンインクを含む。これらの層を、最も好ましくは、スクリーン印刷によって被着させる)。あるいは、1層又は2層のカーボンを使用することができる。印刷した銀インク層の上に1つ又は複数の印刷したカーボンインク層を含む電極では、この銀の層の厚さは、好ましくは2.5ミクロン〜25ミクロン、より好ましくは4〜7ミクロン(あるいは、好ましくは2オーム/平方未満、より好ましくは0.05〜0.2オーム/平方の抵抗が生じる厚さ)であり、組み合わせたカーボン層の厚さは、好ましくは2.5〜75ミクロン、より好ましくは6〜25ミクロン(あるいは、好ましくは100オーム/平方未満、より好ましくは30オーム/平方未満、最も好ましくは20〜30オーム/平方の抵抗が生じる厚さ)である。
【0111】
対電極は、上記で、電極について概略説明し、かつ動作電極について説明した1つ又は複数の特性を有し得る。一実施形態では、対電極は、1種又は複数種の導電材料からなる連続した導電シート又はフィルム製である。こうしたシート又はフィルムは、押出し、プレス又は成型加工することができ、また、自立型とすることができる。好ましい実施形態では、対電極は、カーボンポリマー複合材でできている。このような複合材は、基質(例えば、EVA、ポリスチレン、ポリエチレン、ABSなどのポリマー)中に分散させた導電性カーボン粒子(例えば、カーボンフィブリル、カーボンブラック、グラファイトカーボン)からなり得る。対電極は、他の導電材料をさらに含むこともでき、例えば、導電複合材上に導電性金属粉インクを印刷することができる。
【0112】
別の実施形態では、対電極は、金属被覆フィルム又はフォイルからなる。本発明の好ましい一実施形態は、カーボン(好ましくは、カーボンインク又は基材中に分散させたカーボン粒子、例えば、カーボンナノチューブ)を含む動作電極と、(好ましくは、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル又は銀を含む)金属被覆フィルム又はシートあるいはフォイルを含む対電極とを(好ましくは、プレートの2つ以上のウエルに)含むウエルを有するマルチウエルプレートである。フォイル対電極は、自立型とすることもできるし、他の材料上で支持することもできる。対電極は、粘着材料、非導電層及び/又は支持材料さらに含むこともできる。このフォイルが、業界標準のマルチウエルアッセイプレートのウエルパターンに対応するパターンで、穴を有することができると有利である。打抜き、穿孔、焼き加工、レーザ穿孔、機械加工、エッチング、あるいはその他の方法で連続フィルムから材料を除去することによって穴を導入するか、あるいは、穴が組み込まれるようにフィルムを生成する(例えば、成型する)ことができる。好ましい実施形態では、対電極は、アルミニウムフィルム又はフォイルで一方の面が被覆され、好ましくは、脱着可能な裏当てストリップを有する粘着層で反対側の面が被覆されたプラスチックシート又は支持部から形成される。
【0113】
別の実施形態では、対電極は、(動作電極について上記で説明したように)基板上に被着させ、かつ/又はパターン化した導電材料でできている。好ましい実施形態では、対電極は、ポリマー支持体上に印刷した導電性カーボンインクを含む。対電極は、連続フィルムとすることができる。対電極は、1つ又は複数の離散領域(例えば、パターン)とするか、あるいは、複数の連結領域とすることができる。対電極は、他の導電材料をさらに含むこともでき、例えば、基板上に導電インク(例えば、銀インク)を印刷することができ、対電極の導電インクと接触させることができる。
【0114】
本発明の装置の予想しなかった特徴は、独立した参照電極及びポテンシオスタットを使用することなく(すなわち、動作、対向及び参照の3電極構成を用いることなく)、精確かつ正確で再現性のよい電極誘起発光アッセイ、特に電気化学発光アッセイを行うことができることである。(動作及び対電極の)2電極システムでは、動作及び対電極の両端に印加する電位は、2つの電極/溶液界面全体で少なくとも部分的に分配される。対電極表面における電位の特質が規定されないと、動作電極における電位がそのまま不確定になる。この問題は、溶液中の酸化還元対、好ましくは、対電極表面に閉じ込めた酸化還元対によって規定される安定な界面電位を有する対電極を使用することによって解決することができる(このような対電極を「対/参照電極」と称することがある)。有用な「対/参照電極」材料のいくつかの例には、銀/塩化銀などの金属/ハロゲン化金属対、銀/酸化銀、ニッケル/酸化ニッケル及び亜鉛/酸化亜鉛などの金属/酸化金属対及び酸化マンガンなどの多重金属酸化状態が可能な酸化金属が含まれる。性能を最適化するために、このような「対/参照電極」は、十分に高濃度の利用可能な酸化還元種を有し、それによって、ECL測定中の電極の分極を防止するべきである。
【0115】
意外にも、本発明者らは、2電極構成及び一般には有用な「対/参照電極」とみなされない対電極、例えば、(おそらくは元々の酸化層がある状態の)アルミニウム及び(カーボンブラック、グラファイト及び/又はカーボンフィブリルを含有する複合材を含めて)様々な形態のカーボンを用いたECL測定で、優れた性能及び精度(例えば、変動係数が10%未満、より好ましくは5%未満、さらに好ましくは2%、最も好ましくは1%未満)を観測した。理論に拘泥するのではなく、この予想しなかった性能は、i)ECL用マルチウエルアッセイプレートを製造するための安定した再現性のよいプロセスを維持し、ii)ECLの誘起中に比較的安定した化学的環境を維持し、かつ/又は、iii)適切な電圧又は電流波形を選択したことによって得られたと考えられる。一般に、ECLを生成するのに典型的に用いる高電流条件下では、対電極における界面電位は、その電極における水に対する還元電位で決まる。電極表面及び化学的環境が比較的安定したままである限り、界面電位は、極めて再現性がよくなり得る。好ましくは、ECLを誘起するのに用いる電圧/電流波形では、i)ECLを誘起するのに十分な電圧又は電流を印加すること、及び、ii)(おそらくは、ECL共同反応物の消費又は電極表面上のアッセイ成分の分解のために)ECL強度が減衰するまでECLを維持することが必要である。こうした条件下で、ECLと時間の関係をグラフにすると、最大値をもつ形になる。このような波形により、動作電極及び対電極電位、溶液抵抗などのある種のばらつきが許容される。これらの変動は、ECL最大値の開始及び終了をシフトする傾向があるが、これらの変動が、最大値以下の光信号を積分した合計に及ぼす影響ははるかに小さい。特に好ましい電圧/電流波形は、電圧が、ECLを誘起するのに必要なものよりも低い電圧から立ち上がり、ECL信号をその最大強度の10%よりも小さくなるまで減衰させるのに十分に高い電位で終了する。
【0116】
意外にも、本発明者らは、動作電極の幾何学的露出表面積以下の幾何学的露出表面積をもつ対電極を使用するにも関わらず、2電極システムを用いたECL測定で、優れた性能及び精度(例えば、変動係数が10%未満、より好ましくは5%未満、さらに好ましくは2%、最も好ましくは1%未満)が得られることを見いだした。上記で説明した従来とは異なる対電極材料を用いるときでさえ、このような優れた性能が得られる。対照的に、標準の電気化学アッセイでは、対電極における化学的プロセス又は質量移動プロセスによって電流が制限されることのないように、動作電極よりも対電極が大型であることが極めて有利であると考えられる。対電極の表面積を小さくすると、ECLアッセイ用のマルチウエルアッセイプレートの設計上、ある利点が得られる。対電極面積を小さくすることによって、活動動作電極面積が大きくすることが可能になり、それによって、電極表面で生じる反応速度、動作電極上に固定化した結合試薬を使用するアッセイの結合能力及び/又は所与の動作電極上にパターン化し得るアッセイドメインの数を増加させることが可能になる。本発明のマルチウエルプレートの好ましい実施形態では、動作及び対電極の幾何学的表面積の比は、1、2、5、10、50のそれぞれよりも大きいか、最も好ましくは100よりも大きい。
【0117】
多くの応用例では、(上記で説明した理由から)電極表面積がアッセイ領域の大きな部分を占めると有利であるが、他の応用例では、動作電極の露出表面が小さい(好ましくは4mm2未満、より好ましくは1mm2未満、さらに好ましくは0.1mm2未満、最も好ましくは0.01mm2未満)と有利なことがある。例えば、いくつかの場合には、動作電極表面を小さくすると、感度が高くなり、非特異的信号が小さくなることがある。例えば、動作電極上に固定化した結合試薬を使用して行う結合アッセイでは、結合試薬の標識された結合相手からの信号は、(電極の結合能力が、標識されたすべての結合相手を結合するのに十分であり、結合反応が完了するように進行することができると仮定して)電極面積にほぼ無関係であるはずである。例えば、非特異的結合による非特異的信号は、電極面積に対してほぼ一次従属であるべきである。このような条件下では、電極面積を小さくすると、特異的信号と非特異的信号の比が向上させることができる。本発明のマルチウエルアッセイプレートの一実施形態によれば、ウエル底部は動作電極を備え、動作電極表面とウエル底部の表面積(あるいは、ウエル底部上の誘電体表面)の比は、1〜5未満、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜30である。
【0118】
本発明者らが2電極システムで観測した優れた性能にも関わらず、いくつかの特殊な応用例では、ポテンシオスタットによって動作電極電位を制御することができるように、独立した参照電極を有するマルチウエルアッセイプレートが必要なことがある。参照電極は、動作及び対電極について上記で説明した材料及び方法を用いて作製することができる。参照電極は、電極表面に閉じ込めた酸化還元対で規定される安定な界面電位を有することが好ましい。このような特性を有する材料の例には、銀/塩化銀などの金属/ハロゲン化金属対、銀/酸化銀、ニッケル/酸化ニッケル及び亜鉛/酸化亜鉛などの金属/酸化金属対及び酸化マンガンなどの多重金属酸化状態が可能な酸化金属が含まれる。多くの参照電極材料は、それらの化学的環境(例えば、pH又はハロゲンイオン濃度)で決まる表面電位を有する。必要なら、電極表面上で直接、明確な化学的環境をもたらす(例えば、水素イオン又はハロゲンイオン濃度を制御する)だけでなく、フィルムに出入りするイオンの通過を可能にするフィルム(例えば、親水性ポリマーフィルム)で電極を被覆することによって、化学的環境の変動から参照電極を保護することができる。イオン不透過性フィルムでポリマーフィルムのかなりの部分を覆い、それによって、ポリマーフィルムに出入りするイオン流の要件と、フィルム中の化学的環境が、サンプル又は試薬溶液との接触の影響をほぼ受けないままになる要件とを均衡させると有利なことがある(例えば、米国特許第5,384,031号及び第4,933,048号を参照されたい)。
【0119】
本発明の電極及び電源は、直接接続してもよいし、好ましくは、金属などの導電基材、導電性カーボン含有材料又は複合材、導電性ポリマーあるいは電解質溶液で形成した導電性のリード線又は経路を介して接続してもよい。本発明の一実施形態は、電解質溶液を介して電源に接続した電極(例えば、いわゆる「浮遊電極」)を備えるアッセイモジュールに関する。このような電極は、電極誘起発光(最も好ましくは、電気化学発光)を誘起するように適合されることが好ましい。例として、図4Eに示すマルチウエルアッセイプレートのウエルの一実施形態では、対電極4904A及び4904Bは、電気エネルギー源の2つの極に独立に接続されるように適合させることができる。この実施形態の使用法では、電極4904A及び4904Bの両端に電位を印加して電極4910中に電位を誘起し、それによって、電極4910における発光標識から発光(最も好ましくは、電気化学発光)を誘起することが好ましい。
【0120】
5.1.3 誘電体
本発明のアッセイモジュールでは、誘電体インク、フィルムその他の電気的絶縁材料(以下では、誘電体と称する)を用いることができる。本発明では、誘電体を用いて、電極間の電気的接続性を妨げ、パターン化領域を画定し、材料を互いに粘着させ(すなわち、粘着剤として)、材料を支持し、マスクとして、しるしとしてアッセイドメインを画定し、かつ/又は、アッセイ試薬その他の流体を保持することができる。誘電体は、非導電性であり、有利には非多孔質であり(すなわち、材料を透過させず)、電極誘起発光測定で用いる培地の存在下で溶解又は劣化しにくい。本発明では、これらの誘電体は、液体、ゲル、固体、又は基材中に分散させた材料とすることができる。それらを非硬化の形態で被着させ、硬化させて固体にすることができる。それらは、インク、固体フィルム、テープ又はシートであり得る。誘電体に用いる材料には、ポリマー、フォトレジスト、ハンダマスク、プラスチック、粘着剤、ゲル、ガラス、非導電性インク、非導電性ペースト、セラミック、紙、エラストマー、シリコーン、熱可塑性樹脂が含まれる。本発明の誘電体材料は、シリコーンを実質的に含まないことが好ましい。非導電性インクに例には、UV硬化性誘電体、例えば、Acheson Colloids社(例えば、Acheson 451SS、452SS、PF−021、PD−039、ML25251、ML25240、ML25265及びElectrodag 38DJB16クリアタイプ)、Nazdar社(SPL 4000シリーズのハーフトーンインク)、及びE.I.du Pont de Nemours社(例えば、Dupont 5018、3571及び5017)により生産される材料が含まれる。
【0121】
本発明の誘電体は、例えば、印刷、吹付け、積層などの様々な手段で付着させるか、あるいは、粘着剤、接着剤、溶剤、あるいは、機械式ファスナを使用して取り付けることができる。誘電体層中のパターン及び/又は穴は、成型加工(すなわち、層の製作中に)、選択エッチング、かつ/又は、打抜き又はレーザ穿孔などの切断加工によって形成することができる。誘電体は、確立されたフォトリソグラフィ技術(例えば、半導体エレクトロニクス業界で使用する技術)の使用、及び/又は、(例えば、マスクによる被着による)蒸着又はCVDプロセスを用いたパターン被着によってパターンで被着させ、かつ/又はエッチングすることができる。好ましい実施形態では、印刷(例えば、インクジェット印刷、レーザプリンティング、より好ましくはスクリーン印刷)によって基板上に誘電体インクを被着させ、任意選択で、UV硬化させる。スクリーン印刷した誘電体は、溶剤ベースの誘電体よりも縁部の画定を改善することができるUV硬化性であることが好ましい。別の実施形態では、粘着剤を用いて支持部に非導電性ポリマーフィルムを付着させる。
【0122】
電極上又はそれに隣接して印刷した誘電体インクを使用して、電極表面の領域に流体を閉じ込めるとき、誘電体フィルムは、0.5〜100ミクロン、より好ましくは2〜30ミクロン、最も好ましくは8〜12ミクロンの厚さを有し、急峻な壁を伴う鋭角に画定された縁部を有することが好ましい。
【0123】
5.1.4 プレート上部
本発明は、プレート上部及び組立プレートを含む。この組立プレートは、プレート上部と、好ましくは、ウエル底部を画定するプレート底部とを備える。このウエル底部は、1つ又は複数の電極表面を有し、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極と、任意選択で、1つ又は複数の対電極表面とを有する。好ましくは、このプレート上部はホールを備えた構造であり、この構造をプレート底部と組み合わせてマルチウエルプレートを形成することができる。プレートのウエルの壁は、プレート上部を貫通するホールの内面によって少なくとも部分的に画定される。プレート上部を貫通するホールは、様々な形状(例えば、円、楕円、正方形、長方形、三角形、星形など)とすることができる。これらのホールは、様々なサイズのものとすることができる。これらは、ホール内で不規則な寸法をとることもできる(例えば、ホールは、様々な深さのところで狭めたり、広げたりできる)。例えば、ホールを、底部でより狭くなる円錐状の形状にして、ウエル底部から放出される光の収集を最適化することができる。プレート上部は、プレート上部を識別し、プレート上部を他のプレート上部構成と区別し、あるいは、プレート上部を位置合わせしハンドリングする際の助けとなる構造又はしるしをプレート上部上に有することもできる。プレート上部の寸法及び構造が、好ましくはアッセイプレートの占有面積及び形状の業界標準に従っているか、あるいは、少なくとも互換性があると有利である。
【0124】
このプレート上部は、導電性又は非導電性材料製とすることができる。このプレート上部の大部分は、ポリエチレン、アセテート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエステル(例えば、マイラー(Mylar))、ポリイミド(例えば、カプトン(Kapton))又はポリスチレンなど熱可塑性の剛体材料でできた一体成型構造であることが好ましい。この支持体は、平坦なプラスチックシートを含むことが好ましい。一実施形態によれば、この材料は、材料の脆性を低減させるために、HIPS(耐衝撃性ポリスチレン)を混合したポリスチレンを含む。好ましくは4〜16重量%のHIPS、より好ましくは約8〜12重量%のHIPSをポリスチレンと混合する。この一体構造を、反応物を実質的に通さず、適度のレベルの熱及び光に耐性があり、好ましくは、生体分子を結合させにくい安価な材料で形成する(あるいは、それらで被覆する)と最適である。このプレート上部は、シリコーンを実質的に含まないことが好ましい。プレート上部は、透明又は半透明とすることができる。異なる色の材料を用いて、ある種のECL測定プロセスの結果を改善することができる。
【0125】
ウエル間のクロストークを防止するために、このプレート上部は、光を透過させない材料を含むことが好ましい。高反射性金属被覆又はその構成材料により、各ウエルごとに、特に高反射性の内面が得られ、それによって、光検出器に送ることができる光の効率が高くなる。光散乱粒子(例えば、酸化鉛、アルミナ、シリカ、好ましくは酸化チタン粒子)を充填したプラスチックなどの不透明な白色プラスチック材料より、光を強く散乱させ、したがって、光の収集効率が向上するウエル用の内面が得られる。一実施形態では、好ましいプレート上部は、4〜20重量%、好ましくは6〜20%、より好ましくは6〜15%、さらに好ましくは6〜12%、最も好ましくは約9%又は10%の濃度でこのような光散乱粒子を含むプラスチックを含む(例えば、ウエル壁)。好ましい代替実施形態では、このプレート上部は、不透明な、好ましくは、非反射性の黒色材料を含み、それによって、ECLにより生成された光がウエル内の異なる場所から反射又は散乱するのが妨げられ、ECL試験測定中の反射性の干渉が妨げられる。一般に、ウエルから放出される光の画像形成を行うとき(例えば、カメラを使用して、ウエルから放出される光の画像を生成するとき)、(例えば、プレート上部で画定された)ウエルの内面が、吸収性(例えば、黒色)の、好ましくは非散乱性材料を含むと有利である。というのは、散乱光を検出すると、画像の忠実性を低減させることになるからである。一般に、画像を形成しないモードで光を検出するとき(例えば、単一の光検出器を使用して、ウエルから放出されるすべての光を検出するとき)、ウエル壁における光の結合による光の損失を妨げ、かつ検出器での光の収集が最大限に大きくなるように、ウエルの内面が反射性又は高散乱の材料を含むと有利である。
【0126】
本発明の別の態様は、本発明のアッセイモジュール(例えば、プレート上部、カセット部など)、特に、発光アッセイで使用するアッセイモジュールに用いる改善された材料に関する。より具体的には、本発明者らは、プレート上部などのアッセイモジュールコンポーネントを形成するのに用いる改善された材料を見いだした。この材料により、バックグラウンド発光が少なくなる。
【0127】
上記で説明したように、プレート上部にTiO2を添加すると、ウエルからの光の収集効率を高め、ウエル間のクロストークを防止する高光散乱性表面が得られる。TiO2プレートを使用することの1つの欠点は、装置に挿入する前にプレートがUV又は蛍光に曝されると、比較的長寿命(数分程度)で発光することである。この光強度は、指数関数的に減衰し、このため、望ましくない時間依存性のバックグラウンド強度信号が生じる。酸化チタンがこの光の発光源と考えられる。(推測ではあるが)この光の放出の原因についての1つの説明は、バンドギャップ光による励起の後で、TiO2中で光により生成される正孔が生じることである。この正孔が水と反応して、ヒドロキシルラジカルが生成される。このヒドロキシルラジカルが、TiO2の伝導帯電子と反応すると、光が発生する。
【0128】
この問題を克服するために、プレート読取りサイクル中に「読取り前の待機」時間を設け、かつ/又は、光学フィルターを用いてこの影響を少なくすることが好ましい。しかし、さらなる調査の後で、本出願人らは、適切なTiO2(より具体的には、ある種の方法で作製したTiO2)を選択すると、バックグラウンド発光が大きく減少し、装置内の光学フィルターの必要がなくなることを見いだした。より具体的には、発光を減少させる被覆を有するTiO2を用いると、光学フィルターを使用することなく、測定前の待機時間を2分未満、好ましくは1分未満、より好ましくは50秒未満、さらに好ましくは40秒未満、さらに好ましくは30秒未満、最も好ましくは約10秒未満に短くすることができる。この待機時間は、データ処理アルゴリズム及び所与のアッセイの信号レベル特性によって決まることに留意されたい。より高度なアルゴリズムを利用して、TiO2の減衰発光のために必要となるこの待機時間をさらに短くすることができる(例えば、バックグラウンド信号の2次フィッティング又は指数適合)。
【0129】
酸化チタンは、(最も一般的な)ルチル、(存在可能であるが、あまり一般的でない)アナターゼ、(まれな)ブルカイトという3つの異なる結晶形態で存在する。さらに、最も多く市販されているTiO2は、製造時に表面処理を受ける。表面処理には、有機的及び無機的の2つのタイプがある。このTiO2は、製造時にいずれか又は両方のプロセスを受けることがある。有機処理は、TiO2粒子の表面エネルギーを下げるのに用い、それによって、TiO2粒子がポリマー中によく分散するようになる。有機処理を行わないと、親水性のTiO2は分散せず、凝集したままになる。TiO2に対する一般の有機表面処理は、多価アルコール(低分子量のポリエチレングリコール)、シリコーン及びポリジメチルシロキサンによる処理である。無機表面処理を行うと、UV光によるフリーラジカルの破壊が妨げられるので、白色顔料に耐久性がもたらされる。一般の無機処理には、リン酸、アルミナ、ジルコニア及びシリカが含まれる。フリーラジカルによる損傷から保護するには、アルミナ及びジルコニアが好ましい有機処理である。
【0130】
本出願人らは、プレート上部などのアッセイモジュールコンポーネントへの添加剤として無機表面処理したTiO2を使用すると、バックグラウンド発光が減少することを見いだした。したがって、本発明の一実施形態は、無機処理にかけられたTiO2を含むアッセイモジュールコンポーネントに関する。好ましくは、この無機処理は、リン酸、アルミナ、ジルコニア及びシリカ、より好ましくはアルミナ及び/又はジルコニア、最も好ましくはアルミナから選択する。したがって、好ましい一実施形態によれば、このTiO2は、無機被覆、好ましくはアルミナ被覆を含む。意図しない発光は、フィルター、比較的短い波形及び/又はより高度なデータ処理アルゴリズムを用いることによっても少なくすることができる。例えば、所望のECL信号の波長(好ましくは500〜800nm、より好ましくは550〜650nm)を透過させ、プレート上部からの発光(好ましくは、500nm未満の波長の光)を吸収する光学フィルターを選択することができる。あるいは、短いが強いECLバーストを生成する電圧波形(例えば、傾斜が1V/sよりも急なランプ波形)を使用してECLを誘起し、それによって、ECL測定中のバックグラウンド発光の積分値を最小限に抑える。あるいは、データ処理アルゴリズムを用いて、バックグラウンド発光を減算する。例えば、ECL測定前にバックグラウンド発光を測定する。ECLを測定し、バックグラウンド発光を減算する。バックグラウンド発光の減衰特性が既知であるか、あるいは測定されている場合、(例えば、バックグラウンド発光がある時定数で指数関数的に減衰するとモデル化するか、あるいは、指数関数的な減衰の線形近似を用いることによって)、バックグラウンド発光測定とECL測定の間の時間に合わせて補正に用いるバックグラウンド発光値を調整することができる。
【0131】
図2Eに、本発明の好ましい実施形態によるプレート上部280を示す。プレート上部280は、プレート上部本体281、上部表面282、ウエル壁285及びウエル内面286を備える。プレート上部280は、上部表面282及び内面286で画定された1つ又は複数のホール284を有する。プレート上部280は、上記で説明した光吸収/反射/散乱特性を有することが好ましい。ホール284は、上記で説明したように構成されることが好ましい。プレート上部280は、プレート上部280の識別用の物理的なしるしを提供する1つ又は複数のコーナ陥凹部287も有する。特に、コーナ陥凹部287により、プレート上部280の位置合わせ及びハンドリングが容易になり、プレート上部280を、それぞれの周辺部に沿って異なる構成の陥凹区域を有する他のプレートと区別する際の助けとなる。プレート上部本体281の寸法及び構造は、同様なタイプのアッセイプレートの占有面積及び形状の業界標準に従うことが好ましく、あるいは、少なくとも互換性があると有利である。また、プレート上部280は、個々のホール284を識別するのに用いることができる印字283を備えることが好ましい。
【0132】
図2Fに、プレート上部280の別の実施形態を示す。プレート上部290には、複数のホール291を備えたプレート上部を示す。好ましい実施形態では、プレート上部290中のホール291は、正方形の断面形状を有する。代替実施形態では、ホール291は、円形の断面形状を有し、プレートの上部から離れるにつれてその直径が小さくなる。図2Fで、プレート上部280は、2次元アレイの行及び列で配置された384個のホール291を有する。図2Gに、プレート上部280の別の実施形態を示す。プレート上部295には、ホール297のアレイを備えたプレート上部を示す。好ましい実施形態では、プレート上部295中のホール297は、円形の断面形状を有する。代替実施形態では、ホール297は、正方形の断面形状を有する。図2Gでは、プレート上部295は1536個のホールを有する。
【0133】
また、本発明は、アッセイモジュール上部と、アッセイモジュール上部及びプレート底部又はアッセイモジュール基板を備える組立アッセイモジュールとを含む。このアッセイモジュール上部は、(上記で説明した)プレート上部とすることができる。このアッセイモジュール上部は、例えば、ホール、チャネル及び/又はウエルを有し得る。これらにより、アッセイモジュール上部をプレート底部又はアッセイモジュール基板と合わせたときに、ウエル及び/又はチャンバが画定される。このようなウエル及び/又はチャンバは、プレート底部又はアッセイモジュール基板によって設けられる1つ又は複数の電極(及び/又はアッセイドメイン)を備えることが好ましい。このアッセイモジュール上部は、アッセイモジュールのウエル、フローセル及びチャンバに出入りして、かつ/又はそれらの間でサンプルが流れることができるように、追加のチャネル、チューブその他のマイクロフルイディクスを有する。
【0134】
5.1.5 電極/接点構成
本発明の別の態様は、新規な電極及び/又は接点構成に関する。本発明によれば、電極及び接点の形状、組成、配置/位置、構成、パターン、厚さ、表面特性及び他の多くの特性を最適化し、それによって、改善された方法及びシステムが得られる。
【0135】
電極の構成を最適化すると、(i)アッセイアレイの密度をより高くすることができ、(ii)複数のウエル及び/又はアッセイドメイン全体にわたって電圧変動を減少させることができ、(iii)アッセイモジュールを独立にアドレス可能な部分に分割することができ(例えば、マルチウエルアッセイプレート上で一緒にアドレス可能なウエルからなる独立にアドレス可能なセクタが可能になり)、かつ/又は、(iv)製造が容易になり得る。
【0136】
接点(例えば、アッセイモジュール基板及び/又はアッセイプレート底部の底面上の電気接点)の構成を最適化すると、(i)必要な電気コネクタの数を減らすことができ、(ii)複数のウエル及び/又はアッセイドメイン全体にわたって電圧変動を減少させることができ、(iii)接触中に、ウエル底部の撓み又は曲げを制御することができ、(iv)アッセイモジュールを独立にアドレス可能な部分に分割することができ(例えば、マルチウエルアッセイプレート上で一緒にアドレス可能なウエルからなる独立にアドレス可能なセクタが可能になり)、かつ/又は、(iv)製造が容易になり得る。
【0137】
本発明の一実施形態は、複数行の開口部を有するプレート上部と、パターン化された第1電極ストリップ(好ましくは、動作電極ストリップ)及び第2電極ストリップ(好ましくは、対電極ストリップ)を有するプレート底部とを備えるマルチウエルプレートに関する。このプレート上部が基板上に取り付けられ、それによって、これらの開口部から複数行のウエルが形成される。各ウエルの底部は、少なくとも1つの第1電極ストリップの露出部分と、第2電極ストリップの2つの露出縁部とを備える。より具体的には、図10Aを参照すると、プレート上部にプレート底部を取り付けるときに、動作電極ストリップが各ウエル内で中央に位置し、2つの隣接した対電極の一部が両側にくるように、動作電極ストリップ1052及び対電極ストリップ1054をプレート底部上に配置する。
【0138】
本発明の別の実施形態は、複数行の開口部を有するプレート上部及び基板を備えるマルチウエルプレートに関する。このプレート上部を基板上に載せ、それによって、複数の開口部及びウエル底部から複数のウエルの行が形成される。ウエルの底部は、動作電極ストリップの中央部分と、この動作電極ストリップ部分の両側に2つの対電極ストリップからの一部とを備える。これらのウエルの行は、動作電極ストリップ及び対電極ストリップに整列することが好ましい。これら複数のウエルの行はそれぞれ、(i)(好ましくは、ウエル内で中央に位置した)第1動作電極ストリップの露出部分と、第1対電極ストリップの露出部分を含む第1縁部と、第2対電極ストリップの露出部分を含む第2縁部とを含む第1ウエル底部を備える第1ウエルと、(ii)(好ましくは、中央に位置した)第1動作電極ストリップの露出部分と、第1対電極ストリップの露出部分を含む第1縁部と、第2対電極ストリップの露出部分を含む第2縁部とを含む第2ウエル底部を備える、少なくとも第2ウエルとを有する。図10A及び16Aを参照されたい。
【0139】
本発明の別の態様は、好ましくは、ウエル及び/又はチャンバを有するアッセイモジュール、最も好ましくは、第1面及び第2面を有し、第1面上に、複数の第1電極表面(好ましくは、動作電極表面)、及び好ましくは、複数の第2電極表面(好ましくは、対電極表面)と、第2面上に1つ又は複数の導電接点とを含む基板を備えるマルチウエルプレートに関する。2つ以上、好ましくは、すべて又はほぼすべてのこれら複数のウエル及び/又はチャンバがそれぞれ、1つ又は複数の動作電極表面及び1つ又は複数の対電極表面を備える。
【0140】
本発明の一実施形態は、マルチウエルプレートに関する。このプレート基板は、(a)好ましくは、電圧変動が、0.5ボルト未満、より好ましくは0.1ボルト未満、さらに好ましくは0.01ボルト未満になるように、複数のウエル全体にわたって均一に、導電接点に印加された電圧を分配し、(b)複数のウエルについて、接点から対電極までの実効抵抗の変動と接点から動作電極までの実効抵抗の変動の合計が、10オーム未満、好ましくは5オーム未満、より好ましくは1オーム未満、最も好ましくは一定になるように、複数のウエル全体にわたって均一に電圧を分配し、かつ/又は、(c)複数のウエルについて、VC−VWの変動が、0.5ボルト未満、好ましくは0.1ボルト未満、最も好ましくは50ミリボルト未満になるように、複数のウエル全体にわたって均一に電圧を分配するように適合された1つ又は複数の導電接点を含む。ただし、VC及びVWはそれぞれ、対電極における電圧及び動作電極における電圧と定義する。
【0141】
このプレートは、ウエルに電流及び/又は電圧を均一に分配するように適合されたプレート接点備えることが好ましい。一実施形態によれば、このプレート基板は、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタのそれぞれに電気的に接続された少なくとも1つの独立した電気接点表面を含む底部表面をさらに備える。このプレート又はプレート基板は、プレートの表面上、好ましくはプレート基板の底面上に配置された1つ又は複数の(2つ以上のセクタに)共通の電気接点表面をさらに備える(例えば、プレート全体に共通の対電極表面に接続された1つ又は複数の共通の電気接点表面があり得る)。これらの電気接点位置は、この機器の接点がウエル間でプレートに接触するように、複数のウエル間の底部表面上に配置されると有利である。一実施形態によれば、この底部表面は、1つのセクタ当たり2〜10個の電気接点表面を備え、さらに好ましくは、この底部表面は、1つのセクタ当たり2個、6個又は7個の接点表面を備える。
【0142】
一実施形態によれば、このプレート底部又は基板は、複数の電気接点又は接点位置、好ましくは、2×3アレイで配置された電気接点位置アレイを含む底部表面を備える。
【0143】
本明細書で用いる「接点位置」という用語は、この機器からの電気コネクタがプレートに接触する、アッセイプレートの実際の位置を指す。「接点」又は「接点表面」という用語は、電気接続部又は電気コネクタによって接触が行われるプレート底部上の導電性表面を指すものとする。「接点位置」は、「接点表面」内に配置する。「接点表面」の面積は、「接点位置」の面積よりもかなり大きくすることができる。例えば、図10Aを参照すると、(導電スルーホール1062を介して動作電極1052に電気的に接続する)動作接点1072と、(導電スルーホール1064を介して対電極1054に電気的に接続する)対向接点1074とを示すプレート底部が示されている。この図に、細長い対向接点表面1074が比較的大きく、この機器の対向電気コネクタによって接触が行われる位置(例えば、図34Bに示す好ましい対電極用接点位置3470)を取り囲む実施形態を示す。
【0144】
各電気接点位置は、隣接する各電気接点位置から0.1インチ〜1インチ、より好ましくは0.2インチ〜0.8インチ、さらに好ましくは0.3インチ〜0.4インチ離れて位置することが好ましい。
【0145】
プレート底部上の接点表面は、電気コネクタで接点位置に接触を行うことによりウエルの底部表面が変形しないように、プレートのウエル間に配置された接点位置を含むことが好ましい。図34Aに、(標準の96ウエルプレート構成で配置したウエル3405を有する完全に組み立てられた、図のマルチウエルプレート3400に関して)プレート3400のプレート底部上の好ましい接点位置を示す。プレート3400は、正方形セクタ、すなわち領域3410のアレイ、好ましくは、2×3のアレイを有し(セクタへの分割を点線で表す)、各セクタは、プレート底部の底面上に1つ又は複数の電気接点位置3420(Xで表示)及び3430(*で表示)を含む。これらの接点位置は、プレート3400上のウエル間に配置する。各セクタ上の接点位置は、2×3のアレイで配置するのが好ましい。電気接点位置3420は動作電極に接続するのが好ましく、電気接点位置3430は対電極に接続するのが好ましい。これらの電気接点位置を、以下の位置のうち、少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ、より好ましくは少なくとも4つ、最も好ましくはすべての位置に配置する。これらの位置は、それぞれプレートの左縁部及び上縁部から(インチで)測った座標(X,Y)(±0.250”、好ましくは、±0.125”)で定義する(プレートは上から見る。すなわち、図1を参照すると、ウエルA1は、左上コーナに最も近接している)。
(i)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第1セクタ位置が、(1.89(0.743)、1.57(0.620))、(2.79(1.097)、1.57(0.620))、(3.69(1.451)、1.57(0.620))、(1.89(0.743)、3.38(1.329))、(2.79(1.097)、3.38(1.329))、(3.69(1.451)、3.38(1.329))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(1.89(0.743)、1.57(0.620))、(3.69(1.451)、1.57(0.620))、(1.89(0.743)、3.38(1.329))及び(3.69(1.451)、3.38(1.329))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(2.79(1.097)、1.57(0.620))及び(2.79(1.097)、3.38(1.329))から選択する。
(ii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第2セクタ位置が、(5.49(2.161)、1.57(0.620))、(6.39(2.515)、1.57(0.620))、(7.29(2.869)、1.57(0.620))、(5.49(2.161)、3.38(1.329))、(6.39(2.515)、3.38(1.329))、(7.29(2.869)、3.38(1.329))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(5.49(2.161)、1.57(0.620))、(7.29(2.869)、1.57(0.620))、(5.49(2.161)、3.38(1.329))及び(7.29(2.869)、3.38(1.329))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(6.39(2.515)、1.57(0.620))及び(6.39(2.515)、3.38(1.329))から選択する。
(iii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第3セクタ位置が、(9.09(3.579)、1.57(0.620))、(9.99(3.933)、1.57(0.620))、(10.89(4.287)、1.57(0.620))、(9.09(3.579)、3.38(1.329))、(9.99(3.933)、3.38(1.329))、(10.89(4.287)、3.38(1.329))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(9.09(3.579)、1.57(0.620))、(10.89(4.287)、1.57(0.620))、(9.09(3.579)、3.38(1.329))及び(10.89(4.287)、3.38(1.329))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(9.99(3.933)、1.57(0.620))及び(9.99(3.933)、3.38(1.329))から選択する。
(iv)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第4セクタ位置が、(1.89(0.743)、5.18(2.038))、(2.79(1.097)、5.18(2.038))、(3.69(1.451)、5.18(2.038))、(1.89(0.743)、6.98(2.747))、(2.79(1.097)、6.98(2.747))、(3.69(1.451)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(1.89(0.743)、5.18(2.038))、(3.69(1.451)、5.18(2.038))、(1.89(0.743)、6.98(2.747))及び(3.69(1.451)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(2.79(1.097)、5.18(2.038))及び(2.79(1.097)、6.98(2.747))から選択する。
(v)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第5セクタ位置が、(5.49(2.161)、5.18(2.038))、(6.39(2.515)、5.18(2.038))、(7.29(2.869)、5.18(2.038))、(5.49(2.161)、6.98(2.747))、(6.39(2.515)、6.98(2.747))、(7.29(2.869)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(5.49(2.161)、5.18(2.038))、(7.29(2.869)、5.18(2.038))、(5.49(2.161)、6.98(2.747))及び(7.29(2.869)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(6.39(2.515)、5.18(2.038))及び(6.39(2.515)、6.98(2.747))から選択する。
(vi)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第6セクタ位置が、(9.09(3.579)、5.18(2.038))、(9.99(3.933)、5.18(2.038))、(10.89(4.287)、5.18(2.038))、(9.09(3.579)、6.98(2.747))、(9.99(3.933)、6.98(2.747))、(10.89(4.287)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(9.09(3.579)、5.18(2.038))、(10.89(4.287)、5.18(2.038))、(9.09(3.579)、6.98(2.747))及び(10.89(4.287)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(9.99(3.933)、5.18(2.038))及び(9.99(3.933)、6.98(2.747))から選択する。
【0146】
上記で説明した接点位置パターンを、96ウエルプレートに関して図34A示すが、このパターンは、96ウエルプレートとともに使用することに限定されるものではなく、1、2、6、24、384、1536、6144及び9600ウエルプレートを含めて、多くのプレートフォーマットのプレート又はプレート底部に適用することができる。これらの接点位置は、完全に組み立てられたプレートのウエル間の領域に配置することが好ましい。
【0147】
接点位置の好ましい位置は、完全に組み立てられたプレートのウエル位置に関して指定することもできる。好ましい実施形態は、電極及び電気接点表面を有する96ウエルプレートに関する。図1を参照すると、この96ウエルプレートは、(文字A〜Hで示す)行及び(数字1〜12で示す)列のウエルを備える。好ましくは、このプレートは、(図34Aに示す)以下のセクタ、すなわち、
A1〜A4、B1〜B4、C1〜C4及びD1〜D4のウエルを含む第1セクタと、
A5〜A8、B5〜B8、C5〜C8及びD5〜D8のウエルを含む第2セクタと、
A9〜A12、B9〜B12、C9〜C12及びD9〜D12のウエルを含む第3セクタと、
E1〜E4、F1〜F4、G1〜G4及びH1〜H4のウエルを含む第4セクタと、
E5〜E8、F5〜F8、G5〜G8及びH5〜H8のウエルを含む第5セクタと、
E9〜E12、F9〜F1、G9〜G12及びH9〜H12のウエルを含む第6セクタのうち、1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくはすべてのセクタを備える。
【0148】
それぞれの呼称は、行及び列で定義するプレートの領域を指す。例えば、A1は行Aと列1にあるウエルを指す。本明細書では、「ウエル1−ウエル2」の表記法を用いてウエル間の領域を指す。例えば、本明細書で用いる「A1−B2」という用語は、ウエルA1(行A、列1)とウエルB2(行B、列2)の間の領域を指す。「A1〜A4」という用語を用いて、ウエル間のスペースを含めて、ウエルA1、A2,A3及びA4を含む領域を指す。
【0149】
本発明の好ましい一実施形態によれば、(図1及び34Aを参照して)、セクタは、以下のセクタ位置のうち、1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは4つ以上、最も好ましくは6つの位置で、プレート底部上に1つ又は複数の電気接点位置又は接点表面を含む。
(i)1つ又は複数、より好ましくは2つ以上、最も好ましくは6つの第1セクタ位置が、A1−B2、A2−B3、A3−B4、C1−D2、C2−D3、C3−D4であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、A1−B2、A3−B4、C1−D2及びC3−D4から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置が、A2−B3及びC2−D3から選択する。
(ii)1つ又は複数、より好ましくは2つ以上、最も好ましくは6つの第2セクタ位置が、A5−B6、A6−B7、A7−B8、C5−D6、C6−D7、C7−D8であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、A5−B6、A7−B8、C5−D6及びC7−D8から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、A6−B7及びC6−D7から選択する。
(iii)1つ又は複数、より好ましくは2つ以上、最も好ましくは6つの第3セクタ位置が、A9−B10、A10−B11、A11−B12、C9−D10、C10−D11、C11−D12であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、A9−B10、A11−B12、C9−D10及びC11−D12から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、A10−B11及びC10−D11から選択する。
(iv)1つ又は複数、より好ましくは2つ以上、最も好ましくは6つの第4セクタ位置が、E1−F2、E2−F3、E3−F4、G1−H2、G2−H3、G3−H4であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、E1−F2、E3−F4、G1−H2及びG3−H4から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、E2−F3及びG2−H3から選択する。
(v)1つ又は複数、より好ましくは2つ以上、最も好ましくは6つの第5セクタ位置が、E5−F6、E6−F7、E7−F8、G5−H6、G6−H7、G7−H8であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、E5−F6、E7−F8、G5−H6及びG7−H8から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、E6−F7及びG6−H7から選択する。
(vi)1つ又は複数、より好ましくは2つ以上、最も好ましくは6つの第6セクタ位置が、E9−F10、E10−F11、E11−F12、G9−H10、G10−H11、G11−H12であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、E9−F10、E11−F12、G9−H10及びG11−H12から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、E10−F11及びG10−H11から選択する。
【0150】
類推から、384ウエルプレート又は384ウエルプレートとともに使用するプレート底部上の1つ(又は複数)の好ましい接点位置は、行A〜P及び列1〜24の標準構成のウエルを有する384ウエルプレートのウエルに関連して定義することができる。一実施形態では、好ましくは、このプレートは、
A1〜A8、B1〜B8、C1〜C8、D1〜D8、E1〜E8、F1〜F8、G1〜G8及びH1〜H8のウエルを含む第1セクタと、
A9〜A16、B9〜B16、C9〜C16、D9〜D16、E9〜E16、F9〜F16、G9〜G16及びH9〜H16のウエルを含む第2セクタと、
A17〜A24、B17〜B24、C17〜C24、D17〜D24、E17〜E24、F17〜F24、G17〜G24及びH17〜H24のウエルを含む第3セクタと、
I1〜I8、J1〜J8、K1〜K8、L1〜L8、M1〜M8、N1〜N8、O1〜O8及びP1〜P8のウエルを含む第4セクタと、
I9〜I16、J9〜J16、K9〜K16、L9〜L16、M9〜M16、N9〜N16、O9〜O16及びP9〜P16のウエルを含む第5セクタと、
I17〜I24、J17〜J24、K17〜K24、L17〜L24、M17〜M24、N17〜N24、O17〜O24及びP17〜P24のウエルを含む第6セクタのうち、1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくはすべてのセクタを備える。
【0151】
プレートのセクタはそれぞれ、以下の位置のうち、1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは4つ以上、最も好ましくは6つの位置で、1つ又は複数の電気接点位置を含む。
(i)1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは4つ以上、最も好ましくはすべての第1セクタ位置が、B2−C3、B4−C5、B6−C7、F2−G3、F4−G5、F6−G7であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、B2−C3、B6−C7、F2−G3及びF6−G7から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、B4−C5及びF4−G5から選択する。
(ii)1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは4つ以上、最も好ましくはすべての第2セクタ位置が、B10−C11、B12−C13、B14−C15、F10−G11、F12−G13、F14−G15であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、B10−C11、B14−C15、F10−G11及びF14−G15から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、B12−C13及びF10−G11から選択する。
(iii)1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは4つ以上、最も好ましくはすべての第3セクタ位置が、B18−C19、B20−C21、B22−C23、F18−G19、F20−G21、F22−G23であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、B18−C19、B22−C23、F18−G19及びF22−G23から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、B20−C21及びF20−G21から選択する。
(iv)1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは4つ以上、最も好ましくはすべての第4セクタ位置が、J2−K3、J4−K5、J6−K7、N2−O3、N4−O5、N6−O7であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、J2−K3、J6−K7、N2−O3及びN6−O7から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、J4−K5及びN4−O5から選択する。
(v)1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは4つ以上、最も好ましくはすべての第5セクタ位置が、J10−K11、J12−K13、J14−K15、N10−O11、N12−O13、N14−O15であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、J10−K11、J14−K15、N10−O11及びN14−O15から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、J12−K13及びJ14−K15から選択する。
(vi)1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは4つ以上、最も好ましくはすべての第6セクタ位置が、J18−K19、J20−K21、J22−K23、N18−O19、N20−O21、N22−O23であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、J18−K19、J22−K23、N18−O19及びN22−O23から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、J20−K21及びN20−O21から選択する。
【0152】
本発明の別の実施形態である図34Bに、(標準の96ウエルプレート構成で配置したウエル3455を有する完全に組み立てられた、図のマルチウエルプレート3450に関して)プレート3450のプレート底部上の好ましい接点位置を示す。このプレートは、プレート3400とは異なる配置のセクタを有する。プレート3450は、列状セクタすなわち領域3460のアレイ、好ましくは1×12のアレイを有し(セクタへの分割を点線で表す)、各セクタは、プレート底部の底面上に1つ又は複数の電気接点位置3480(Xで表示)及び3470(*で表示)を含む。これらの接点位置は、プレート3450上のウエル間に配置する。各セクタ上の接点位置は、7×1のアレイで配置するのが好ましい。電気接点位置3480は動作電極に接続するのが好ましく、電気接点位置3470は対電極に接続するのが好ましい。これらの電気接点を、以下の位置のうち、少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ、より好ましくは少なくとも4つ、最も好ましくはすべての位置に配置する。これらの位置は、それぞれプレートの左縁部及び上縁部から(インチで)測った座標(X,Y)(±0.250”、好ましくは、±0.125”)で定義する(プレートは上から見る。すなわち、図1を参照すると、ウエルA1は、左上コーナに最も近接している)。
(i)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第1セクタ位置が、(1.44(0.566)、1.57(0.620))、(1.44(0.566)、2.48(0.975))、(1.44(0.566)、3.38(1.329))、(1.44(0.566)、4.28(1.684))、(1.44(0.566)、5.18(2.038))、(1.44(0.566)、6.08(2.393))、(1.44(0.566)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(1.44(0.566)、1.57(0.620))、(1.44(0.566)、3.38(1.329))、(1.44(0.566)、5.18(2.038))及び(1.44(0.566)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(1.44(0.566)、2.48(0.975))、(1.44(0.566)、4.28(1.684))及び(1.44(0.566)、6.08(2.393))から選択する。
(ii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第2セクタ位置が、(2.34(0.920)、1.57(0.620))、(2.34(0.920)、2.48(0.975))、(2.34(0.920)、3.38(1.329))、(2.34(0.920)、4.28(1.684))、(2.34(0.920)、5.18(2.038))、(2.34(0.920)、6.08(2.393))、(2.34(0.920)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(2.34(0.920)、1.57(0.620))、(2.34(0.920)、3.38(1.329))、(2.34(0.920)、5.18(2.038))及び(2.34(0.920)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(2.34(0.920)、2.48(0.975))、(2.34(0.920)、4.28(1.684))及び(2.34(0.920)、6.08(2.393))から選択する。
(iii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第3セクタ位置が、(3.24(1.275)、1.57(0.620))、(3.24(1.275)、2.48(0.975))、(3.24(1.275)、3.38(1.329))、(3.24(1.275)、4.28(1.684))、(3.24(1.275)、5.18(2.038))、(3.24(1.275)、6.08(2.393))、(3.24(1.275)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(3.24(1.275)、1.57(0.620))、(3.24(1.275)、3.38(1.329))、(3.24(1.275)、5.18(2.038))及び(3.24(1.275)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(3.24(1.275)、2.48(0.975))、(3.24(1.275)、4.28(1.684))及び(3.24(1.275)、6.08(2.393))から選択する。
(iv)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第4セクタ位置が、(4.14(1.629)、1.57(0.620))、(4.14(1.629)、2.48(0.975))、(4.14(1.629)、3.38(1.329))、(4.14(1.629)、4.28(1.684))、(4.14(1.629)、5.18(2.038))、(4.14(1.629)、6.08(2.393))、(4.14(1.629)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(4.14(1.629)、1.57(0.620))、(4.14(1.629)、3.38(1.329))、(4.14(1.629)、5.18(2.038))及び(4.14(1.629)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(4.14(1.629)、2.48(0.975))、(4.14(1.629)、4.28(1.684))及び(4.14(1.629)、6.08(2.393))から選択する。
(v)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第5セクタ位置が、(5.04(1.983)、1.57(0.620))、(5.04(1.983)、2.48(0.975))、(5.04(1.983)、3.38(1.329))、(5.04(1.983)、4.28(1.684))、(5.04(1.983)、5.18(2.038))、(5.04(1.983)、6.08(2.393))、(5.04(1.983)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(5.04(1.983)、1.57(0.620))、(5.04(1.983)、3.38(1.329))、(5.04(1.983)、5.18(2.038))及び(5.04(1.983)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(5.04(1.983)、2.48(0.975))、(5.04(1.983)、4.28(1.684))及び(5.04(1.983)、6.08(2.393))から選択する。
(vi)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第6セクタ位置が、(5.94(2.338)、1.57(0.620))、(5.94(2.338)、2.48(0.975))、(5.94(2.338)、3.38(1.329))、(5.94(2.338)、4.28(1.684))、(5.94(2.338)、5.18(2.038))、(5.94(2.338)、6.08(2.393))、(5.94(2.338)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(5.94(2.338)、1.57(0.620))、(5.94(2.338)、3.38(1.329))、(5.94(2.338)、5.18(2.038))及び(5.94(2.338)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(5.94(2.338)、2.48(0.975))、(5.94(2.338)、4.28(1.684))及び(5.94(2.338)、6.08(2.393))から選択する。
(vii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第7セクタ位置が、(6.84(2.692)、1.57(0.620))、(6.84(2.692)、2.48(0.975))、(6.84(2.692)、3.38(1.329))、(6.84(2.692)、4.28(1.684))、(6.84(2.692)、5.18(2.038))、(6.84(2.692)、6.08(2.393))、(6.84(2.692)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(6.84(2.692)、1.57(0.620))、(6.84(2.692)、3.38(1.329))、(6.84(2.692)、5.18(2.038))及び(6.84(2.692)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(6.84(2.692)、2.48(0.975))、(6.84(2.692)、4.28(1.684))及び(6.84(2.692)、6.08(2.393))から選択する。
(viii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第8セクタ位置が、(7.74(3.046)、1.57(0.620))、(7.74(3.046)、2.48(0.975))、(7.74(3.046)、3.38(1.329))、(7.74(3.046)、4.28(1.684))、(7.74(3.046)、5.18(2.038))、(7.74(3.046)、6.08(2.393))、(7.74(3.046)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(7.74(3.046)、1.57(0.620))、(7.74(3.046)、3.38(1.329))、(7.74(3.046)、5.18(2.038))及び(7.74(3.046)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(7.74(3.046)、2.48(0.975))、(7.74(3.046)、4.28(1.684))及び(7.74(3.046)、6.08(2.393))から選択する。
(ix)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第9セクタ位置が、(8.64(3.400)、1.57(0.620))、((8.64(3.400)、2.48(0.975))、((8.64(3.400)、3.38(1.329))、((8.64(3.400)、4.28(1.684))、((8.64(3.400)、5.18(2.038))、((8.64(3.400)、6.08(2.393))、((8.64(3.400)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(8.64(3.400)、1.57(0.620))、((8.64(3.400)、3.38(1.329))、((8.64(3.400)、5.18(2.038))及び((8.64(3.400)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、((8.64(3.400)、2.48(0.975))、((8.64(3.400)、4.28(1.684))及び((8.64(3.400)、6.08(2.393))から選択する。
(x)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第10セクタ位置が、(9.54(3.755)、1.57(0.620))、(9.54(3.755)、2.48(0.975))、(9.54(3.755)、3.38(1.329))、(9.54(3.755)、4.28(1.684))、(9.54(3.755)、5.18(2.038))、(9.54(3.755)、6.08(2.393))、(9.54(3.755)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(9.54(3.755)、1.57(0.620))、(9.54(3.755)、3.38(1.329))、(9.54(3.755)、5.18(2.038))及び(9.54(3.755)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(9.54(3.755)、2.48(0.975))、(9.54(3.755)、4.28(1.684))及び(9.54(3.755)、6.08(2.393))から選択する。
(xi)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第11セクタ位置が、(10.44(4.109)、1.57(0.620))、(10.44(4.109)、2.48(0.975))、(10.44(4.109)、3.38(1.329))、(10.44(4.109)、4.28(1.684))、(10.44(4.109)、5.18(2.038))、(10.44(4.109)、6.08(2.393))、(10.44(4.109)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(10.44(4.109)、1.57(0.620))、(10.44(4.109)、3.38(1.329))、(10.44(4.109)、5.18(2.038))及び(10.44(4.109)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(10.44(4.109)、2.48(0.975))、(10.44(4.109)、4.28(1.684))及び(10.44(4.109)、6.08(2.393))から選択する。
(xii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第12セクタ位置が、(11.34(4.463)、1.57(0.620))、(11.34(4.463)、2.48(0.975))、(11.34(4.463)、3.38(1.329))、(11.34(4.463)、4.28(1.684))、(11.34(4.463)、5.18(2.038))、(11.34(4.463)、6.08(2.393))、(11.34(4.463)、6.98(2.747))であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作電極接点位置を、(11.34(4.463)、1.57(0.620))、(11.34(4.463)、3.38(1.329))、(11.34(4.463)、5.18(2.038))及び(11.34(4.463)、6.98(2.747))から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対電極用接点位置を、(11.34(4.463)、2.48(0.975))、(11.34(4.463)、4.28(1.684))及び(11.34(4.463)、6.08(2.393))から選択する。
【0153】
1×12アレイのセクタを有する96ウエルプレート又はプレート底部の接点位置は、完全に組み立てられたプレートのウエル位置に関して定義することもできる。少なくとも1つ、最も好ましくはすべてのセクタは、1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましく3つ以上、最も好ましくはすべて)の、An−Bn、Bn−Cn、Cn−Dn、Dn−En、En−Fn、Fn−Gn及びGn−Hnから選択した接点位置を有することが好ましい。ただし、nは、(図1を参照して)セクタを定義するプレートの列を示す数である。セクタは、最も好ましくは、An−Bn、Cn−Dn、En−Fn及びGn−Hnから選択した少なくとも1つの動作接点位置と、Bn−Cn、Dn−En及びFn−Gnから選択した少なくとも1つの対向接点位置を有する。
【0154】
本発明の好ましい実施形態によれば、2×3又は1×12アレイのセクタ及び前記セクタ上で定義した接点位置を有する上記で特定したプレート底部は、電極に整列した複数のウエルを形成する複数の開口部を有するプレート上部をさらに含む。
【0155】
また、本発明は、上記で特定した接点構成を有するマルチウエルプレートからの発光を測定するように構成された機器に関する。より具体的には、この機器は、上記で特定した接点位置で、プレート底部への接触を行う電気コネクタを備える。また、本発明は、上記で特定した接点位置で、アッセイプレートへの接触を行うステップを含むアッセイを実施する方法に関する。
【0156】
一実施形態によれば、この機器は複数の電気コネクタを備える。これら複数の電気コネクタは、好ましくはウエル間で底部表面への接触を行うように構成される。これら複数の電気コネクタは、1つ又は複数の動作コネクタ(すなわち、プレートへの接触を行って電気エネルギー源を動作電極に電気的に接続する電気コネクタ)と、1つ又は複数の対向コネクタ(すなわち、プレートへの接触を行って電気エネルギー源を対電極に電気的に接続する電気コネクタ)とを備えることが好ましい。
【0157】
これら複数の電気コネクタによって、各セクタは、6つの位置、より好ましくは、上記で定義した2×3アレイの位置で接触が行われることが好ましい。
【0158】
本発明の別の好ましい実施形態は、これら複数のウエルから放出される発光を測定するように適合された光検出器及び複数の電気コネクタを備える機器に関する。これら複数の電気コネクタは、上記で説明した接点位置で、マルチウエルプレート、好ましくは、384ウエルプレートの底部表面への接触を行うように構成される。
【0159】
本発明の別の態様は、第1表面上の複数の電極及び第2表面上の複数の「接点セクタ」を有するプレート底部(及びそれに対応するマルチウエルプレート)に関する。本明細書で用いる「接点セクタ」という用語は、複数の接点からなる独立にアドレス可能な領域すなわちセクタを指す。図11Aに、動作接点表面1172及び対電極表面1174を備える接点セクタ1170の例を示す。
【0160】
したがって、本発明の別の実施形態は、
(a)上部表面及び底部表面を有する基板と、
(b)上部表面上の複数のパターン化した動作電極と、
(c)それぞれが対応するパターン化した動作電極に付随する、上部表面上の複数のパターン化した対電極と、
(d)底部表面上の2つ以上の独立にアドレス可能な接点セクタであって、それぞれが、上部表面上の1つ又は複数の前記複数のパターン化した動作電極及び1つ又は複数の前記複数のパターン化した対電極を備える電極セクタに対応し、かつ複数の導電接点表面を含む接点セクタとを備えるマルチウエルプレート底部及び/又はマルチウエルプレートに関する。
【0161】
好ましくは、これら複数の導電接点表面は、
(i)上部表面上の1つ又は複数の対応するパターン化した動作電極に電気的に接続された第1接点領域内に配置された第1導電接点表面と、
(ii)上部表面上の1つ又は複数の対応するパターン化した対電極に電気的に接続された第2接点領域内に配置された第2導電接点表面とを含み、第1導電接点表面と第2導電接点表面は、互いに電気的に絶縁される。
【0162】
これら2つ以上のセクタが、少なくとも6つのセクタ、より好ましくは、等しいサイズのセクタからなる2×3アレイの6つのセクタを含むことが好ましい。
【0163】
好ましい実施形態によれば、この基板は、(i)底部表面上の第1導電接点表面を、上部表面上の1つ又は複数の対応するパターン化した動作電極に電気的に接続する第1導電スルーホールと、(ii)第2導電接点表面を、上部表面上の1つ又は複数の対応するパターン化した対電極に電気的に接続する第2導電スルーホールとをさらに備える。
【0164】
第1接点領域はU形構成であり、第2接点領域はT形構成であり、セクタ内で、このU形構成がT形構成に対合することが好ましい。図11A及び図12Aを参照されたい。表I(下記)に、(標準構成の行A〜H及び列1〜12を有する)完全に組み立てられた96ウエルプレート及び(標準構成の行A〜P及び列1〜24を有する)完全に組み立てられた384ウエルプレート中のウエル位置に関して定義した、前記U形第1接点領域及び前記T形第2接点領域の好ましい位置を示す。この表では、接点領域を、線にほぼ整列したセグメントに分割することによって記載する。これらの線の端点はプレート上のウエルに関連して定義する。
【0165】
図11A及び12Aを参照すると、好ましい実施形態は、標準構成のウエルを有する96ウエルプレート又は384ウエルプレート(あるいは、前記96ウエルプレート又は384ウエルプレートのプレート底部)を含む。これらのマルチウエルプレート(又はプレート底部)は、
上部表面及び底部表面を有する基板と、
上部表面上の複数のパターン化した動作電極と、
それぞれが対応するパターン化した動作電極に付随する、上部表面上の複数のパターン化した対電極と、底部表面上の、1つ又は複数、好ましくは6つの独立にアドレス可能な接点セクタ(例えば、表Iに挙げた、1つ又は複数、好ましくはすべての接点セクタ)であって、それぞれが、上部表面上の1つ又は複数の前記複数のパターン化した動作電極及び上部表面上の1つ又は複数の前記複数のパターン化した対電極を備える電極セクタに対応し、かつ複数の導電接点表面を含む接点セクタとを備え、好ましくは、所与の接点セクタの前記複数の導電接点表面が、
(i)U形構成を有し、表Iで定義するように整列したセグメントを含む第1接点領域内に配置された第1導電接点表面であって、(好ましくは、前記第1接点領域で定義した区域内に配置された、前記基板を貫通する1つの、より好ましくは複数の導電スルーホールを介して)上部表面上の1つ又は複数の対応するパターン化した動作電極に電気的に接続された表面と、
(ii)T形構成を有し、表Iで定義したセグメントを含む第2接点領域内に配置された第2導電接点表面であって、(好ましくは、前記第2接点領域で定義した区域内に配置された、前記基板を貫通する1つの、より好ましくは複数の導電スルーホールを介して)上部表面上の1つ又は複数の対応するパターン化した対電極に電気的に接続された表面とを含み、第1導電接点表面と第2導電接点表面が、互いに電気的に絶縁される。
【0166】
本発明の別の実施形態は、任意の1つ又は複数の上記セクタ内で、上記で特定したU形構成及び/又はT形構成のいずれか1つを回転することを含む。例えば、U及び/又はTのいずれかを90度、180度などの角度で回転する。
【0167】
【表1】
表I.プレート底部の底面上の接点領域の好ましい位置の表。接点領域は、プレート底部上の線にほぼ整列したセグメントを含むとして記載され、これらの線の端点は、プレートのウエル位置に関連して定義する。表記法A1は、ウエルA1を指す。表記法A1−B2は、ウエルA1とB2の間の中間領域を指す。したがって、表記法A2−A3〜C2−D3は、ウエルA2とA3の中間を始点とし、ウエルC2とD3の中間を終点とする線を指す。
【0168】
再度、図11A及び12Aを参照すると、本発明の別の実施形態は、マルチウエルプレート底部又はアッセイ基板、及び/又は、前記プレート底部又はアッセイ基板を含むアッセイモジュール(好ましくは、マルチウエルプレート底部及び/又は前記プレート底部を含むマルチウエルプレート)に関する。前記プレート底部又はアッセイ基板は、
(a)上部表面及び底部表面を有し、2×3アレイのセクタに分割された基板であって、各セクタが、行及び列で定義されるアッセイ領域アレイを有する基板と、
(b)前記アレイの列に整列した細長い動作電極を備える各セクタ内の上部表面上の1つ又は複数のパターン化した動作電極と、
(c)前記アレイの列に整列し、細長い動作電極から電気的に絶縁され、細長い動作電極の間に配置される細長い対電極を備える各セクタ内の上部表面上の1つ又は複数のパターン化した対電極と、
(d)各セクタの底部表面上の1つ又は複数の接点とを備える。
【0169】
各アッセイ領域は、完全に組み立てられたアッセイモジュール内でウエル又はチャンバの表面を画定することが好ましい。最も好ましくは、アッセイ領域アレイが、標準の96ウエルプレート又は標準の384ウエルプレートのウエル構成に対応し、細長い対電極が、これらアッセイ領域に隣接しかつそれらの間で、広がった電極領域を備え(狭い領域は、動作電極区域の抵抗に整合し、広がった領域により、プレートのウエル中で対電極表面が確実に露出する)、かつ/又は、セクタ内で、これら細長い対電極が、それらのそれぞれの一方の端部に直交しかつ隣接した細長い接続部に電気的に接続される。各アッセイ領域が、少なくとも2つの細長い対電極の一部及び1つの細長い動作電極の一部に重なることが好ましい。
【0170】
本発明の一実施形態は、
(a)上部表面及び底部表面を有する基板と、
(b)上部表面上の複数の(好ましくは、パターン化した)動作電極と、
(c)それぞれが対応する動作電極に付随する、上部表面上の複数の(好ましくは、パターン化した)対電極と、
(d)それぞれ底部表面上に2つ以上の独立にアドレス可能な接点を有する2つ以上の独立にアドレス可能なセクタとを備え、各接点が、それらのセクタの1つの中のアッセイ領域又はウエル領域(例えば、プレート上部を取り付けた後で、ウエル底部の一部を形成する基板の表面)内で1つ又は複数の電極に対応する、アッセイモジュール又はアッセイモジュールエレメント(好ましくは、マルチウエルプレート又はマルチウエルプレート底部)に関する。
【0171】
これらのセクタは、少なくとも6個、好ましくは少なくとも12個の直線セクタを含むことが好ましい。各セクタは、1行又は1列のウエルを備えることが好ましい。好ましい実施形態によれば、これらのセクタは、等しいサイズの直線セクタからなる1×12のアレイを含み、各セクタは1行のウエルに相当する。
【0172】
好ましくは、この基板は、さらに、(i)底部表面上の動作接点表面を、上部表面上の1つ又は複数の対応するパターン化した動作電極に電気的に接続する第1導電スルーホールと、(ii)対向接点表面を、上部表面上の1つ又は複数の対応するパターン化した対電極に電気的に接続する第2導電スルーホールとを備える。これら1つ又は複数の動作接点表面は、1つ又は複数の円形構成を備え、1つ又は複数の対向接点表面は、細長い構成を有することが好ましく、前記対向接点表面は、2つ以上のセクタ、より好ましくはすべてのセクタに共通であることが好ましい。
【0173】
図10Aに示す本発明の別の実施形態は、
(a)上部表面及び底部表面を有する基板であって、プレート底部が標準の96ウエルプレート構成に対応する領域アレイを有し、このアレイが、行A、B、C、D、E、F、G及びHと、列1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11及び12を含む基板と、
(b)上部表面上の複数の(好ましくは、パターン化した)動作電極と、
(c)それぞれが対応する動作電極に付随する、上部表面上の複数の(好ましくは、パターン化した)対電極と、
(d)それぞれ底部表面上に2つ以上の独立にアドレス可能な接点を有する2つ以上の独立にアドレス可能なセクタとを備え、各接点が、それらのセクタの1つの中のアッセイ領域内で1つ又は複数の電極に対応し、各接点が、
(i)A1−B1、C1−D1、E1−F1及びG1−H1のところで、1つ又は複数の動作接点領域内に配置された1つ又は複数の動作接点であって、上部表面上の1つ又は複数の、好ましくはパターン化した対応する対電極に電気的に接続された接点と、
(ii)B1−C1、D1−E1及びF1−G1のところで、1つ又は複数の対向接点領域内に配置された1つ又は複数の対向接点であって、上部表面上の1つ又は複数の、好ましくはパターン化した対応する対電極に電気的に接続された接点とを備える第1セクタ接点を含み、これら1つ又は複数の動作接点及び1つ又は複数の対向接点が、互いに電気的に絶縁される、マルチウエルプレート又はマルチウエルプレート底部に関する。
【0174】
電極表面は、プレート底部又は基板の上部表面上にあり、接点は、底部表面上にあることが好ましい。この場合、プレート基板が、上面上の1つ又は複数の動作電極表面及び1つ又は複数の対電極表面を、底面上の導電接点に電気的に接続する1つ又は複数の導電スルーホール(例えば、導電材料を充填又は被覆したホール)をさらに備えると有利である。好ましくは、このプレート基板は、2つ以上の導電スルーホール、より好ましくは6つ以上、さらに好ましくは12個以上、最も好ましくは24個以上の導電スルーホールを備える。
【0175】
したがって、本発明の別の実施形態は、複数の電極を備える上部表面及び1つ又は複数の電気接点を備える底部表面を有する基板を備え、複数のウエルを有するマルチウエルプレートに関する。この基板は、1つ又は複数の電気接点を電極に電気的に接続する1つ又は複数の導電スルーホールをさらに含む。これら1つ又は複数の導電スルーホールは、ウエルの直下ではなく、ウエル間かつ/又はウエルに隣接して配置し、それによって、有害な漏れの可能性を低くすることが好ましい。
【0176】
この基板は、動作電極表面及び対電極表面のそれぞれに電気的に接続された1つ又は複数の冗長導電スルーホールを含むことが好ましい。すなわち、動作電極及び/又は対電極は、1つの電極当たり2つ以上のスルーホールを介してプレート接点に電気的に接続される。単一スルーホールが電極を電気接点に電気的に接続するのに十分であるとしても、冗長スルーホールを設けると、電圧又は電流をより均一に分配することができる。
【0177】
本発明の別の実施形態は、標準の96ウエルプレート構成を有するマルチウエルプレートに関する。このアレイは、
A1〜A4、B1〜B4、C1〜C4及びD1〜D4のウエルを含む第1セクタと、
A5〜A8、B5〜B8、C5〜C8及びD5〜D8のウエルを含む第2セクタと、
A9〜A12、B9〜B12、C9〜C12及びD9〜D12のウエルを含む第3セクタと、
E1〜E4、F1〜F4、G1〜G4及びH1〜H4のウエルを含む第4セクタと、
E5〜E8、F5〜F8、G5〜G8及びH5〜H8のウエルを含む第5セクタと、
E9〜E12、F9〜F1、G9〜G12及びH9〜H12のウエルを含む第6セクタのうち、1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくはすべてのセクタを備える。
このマルチウエルプレートは、複数の電極を備える上部表面を有し、各セクタは1つ又は複数のセクタ電極を備える。
このマルチウエルプレートは、1つ又は複数の独立にアドレス可能な接点セクタを上に備える底部表面を有し、これらの接点セクタはそれぞれ、プレートのセクタ内のセクタ電極に対応する。これらのセクタはそれぞれ、1つ又は複数の接点セクタを、対応するセクタ電極に電気的に接続する1つ又は複数の導電スルーホールをさらに含み、これら1つ又は複数の導電スルーホールはそれぞれ、ウエル間かつ/又はウエルに隣接して配置される。
【0178】
好ましくは、各セクタは、2つ、より好ましくは3つ、さらに好ましくは4つ、最も好ましくは少なくとも8つのスルーホールを備える。各セクタは、2×4のアレイで、8つのスルーホールを備えることが好ましい。好ましい一実施形態によれば、これらのスルーホールは、スルーホール対を含む。
【0179】
好ましい一実施形態によれば、これらのスルーホールは、
(i)A1−A4に隣接するセクタ縁部に沿った4つのスルーホールと、C1−D1、C2−D2、C3−D3及びC4−D4のところの4つのスルーホールとを含む第1セクタスルーホールのうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(ii)A5−A8に隣接するセクタ縁部に沿った4つのスルーホールと、C5−D5、C6−D6、C7−D7及びC8−D8のところの4つのスルーホールとを含む第2セクタスルーホールのうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(iii)A9−A12に隣接するセクタ縁部に沿った4つのスルーホールと、C9−D9、C10−D10、C11−D11及びC12−D12のところの4つのスルーホールとを含む第3セクタスルーホールのうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(iv)H1−H4に隣接するセクタ縁部に沿った4つのスルーホールと、E1−F1、E2−F2、E3−F3及びE4−F4のところの4つのスルーホールとを含む第4セクタスルーホールのうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(v)H5−H8に隣接するセクタ縁部に沿った4つのスルーホールと、E5−F5、E6−F6、E7−F7及びE8−F8のところの4つのスルーホールとを含む第5セクタスルーホールのうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(vi)H9−H12に隣接するセクタ縁部に沿った4つのスルーホールと、E9−F9、E10−F10、E11−F11及びE12−F12のところの4つのスルーホールとを含む第6セクタスルーホールのうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくはすべてのスルーホールとを含む。
【0180】
第1導電領域のセクタ内に配置されたセクタスルーホールはそれぞれ、底部表面上の1つ又は複数の接点を、上部表面上の1つ又は複数の動作電極に電気的に接続し、かつ/又は、第2導電領域のセクタ内に配置されたセクタスルーホールはそれぞれ、底部表面上の1つ又は複数の接点を、上部表面上の1つ又は複数の対電極に電気的に接続することが好ましい。
【0181】
本発明の別の実施形態は、標準の384ウエルプレート構成を有するマルチウエルプレートに関する。このアレイは、行A〜P及び列1〜24を備える。このアレイは、
A1〜A8、B1〜B8、C1〜C8、D1〜D8、E1〜E8、F1〜F8、G1〜G8及びH1〜H8のウエルを含む第1セクタと、
A9〜A16、B9〜B16、C9〜C16、D9〜D16、E9〜E16、F9〜F16、G9〜G16及びH9〜H16のウエルを含む第2セクタと、
A17〜A24、B17〜B24、C17〜C24、D17〜D24、E17〜E24、F17〜F24、G17〜G24及びH17〜H24のウエルを含む第3セクタと、
I1〜I8、J1〜J8、K1〜K8、L1〜L8、M1〜M8、N1〜N8、O1〜O8及びP1〜P8のウエルを含む第4セクタと、
I9〜I16、J9〜J16、K9〜K16、L9〜L16、M9〜M16、N9〜N16、O9〜O16及びP9〜P16のウエルを含む第5セクタと、
I17〜I24、J17〜J24、K17〜K24、L17〜L24、M17〜M24、N17〜N24、O17〜O24及びP17〜P24のウエルを含む第6セクタのうち、1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは4つ以上、最も好ましくは6つのセクタを備える。
このマルチウエルプレートは、複数の電極を備える上部表面を有し、各セクタは1つ又は複数のセクタ電極を備える。
このマルチウエルプレートは、1つ又は複数の独立にアドレス可能な接点セクタを上に備える底部表面を有し、これらの接点セクタはそれぞれ、セクタ電極に対応する。これらのセクタはそれぞれ、1つ又は複数の接点セクタを、対応するセクタ電極に電気的に接続する1つ又は複数の導電スルーホールをさらに含み、これら1つ又は複数の導電スルーホールは、ウエル間かつ/又はウエルに隣接して配置される。
【0182】
好ましくは、各セクタは、少なくとも2個、好ましくは少なくとも3個、より好ましくは少なくとも4個、さらに好ましくは少なくとも8個のスルーホールを備える。好ましい実施形態によれば、各セクタは、好ましくは2×8のアレイで配置された16個のスルーホールを備える。これらのスルーホールは、スルーホール対を含むことが好ましい。
【0183】
別の好ましい実施形態によれば、これらのスルーホールは、
(i)A1−A8に隣接するセクタ縁部に沿った4個のスルーホールと、G1−H1〜G8−H8に沿った4個のスルーホールとを含む第1セクタスルーホールのうち、2個以上、好ましくは3個以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(ii)A9−A16に隣接するセクタ縁部に沿った4個のスルーホールと、G9−H9〜G16−H16に沿った4個のスルーホールとを含む第2セクタスルーホールのうち、2個以上、好ましくは3個以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(iii)A17−A24に隣接するセクタ縁部に沿った4個のスルーホールと、G17−H17〜G24−H24に沿った4個のスルーホールとを含む第3セクタスルーホールのうち、2個以上、好ましくは3個以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(iv)P1−P8に隣接しするセクタ縁部に沿った4個のスルーホールと、I1−J1〜I8−J8に沿った4個のスルーホールとを含む第4セクタスルーホールのうち、2個以上、好ましくは3個以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(v)P9−P16に隣接するセクタ縁部に沿った4個のスルーホールと、I9−J9〜I16−J16に沿った4個のスルーホールとを含む第5セクタスルーホールのうち、2個以上、好ましくは3個以上、より好ましくはすべてのスルーホールと、
(vi)P−17〜P−24に隣接するセクタ縁部に沿った4個のスルーホールと、I17−J17〜I24−J24に沿った4個のスルーホールとを含む第6セクタスルーホールのうち、2個以上、好ましくは3個以上、より好ましくはすべてのスルーホールとを含む。
【0184】
5.2 本発明のマルチウエルアッセイプレートの実施形態
以下のセクションでは、本発明のアッセイモジュール、特にマルチウエルアッセイプレートの様々な実施形態を説明する。図には、特定の数及び配置のウエルを有するプレートを示す。一般に、図には、12×8アレイのウエルを有する96ウエルプレートを示す。しかし、プレートの構造及びエレメントの説明は、これらを、任意の数のウエルを任意の配置で有するプレート(例えば、ハイスループットスクリーニングで用いる任意の標準プレートフォーマット)を含めて、様々なアッセイモジュールに適用することができ、また、容易に適合させることができるという意味で一般的であることを理解される。
【0185】
5.2.1 多層電極プレート
図5に、本発明のマルチウエルアッセイプレートの例を示す。マルチウエルアッセイプレート500は、第1導電層508、誘電体層506、第2導電層504及びプレート上部502を順に備える積層構造を有する。プレート上部502を貫通するホール503、第2導電層504を貫通するホール505及び誘電体層506を貫通するホール507(それぞれ内面509、510及び512を有するホール)は、第1導電層508で画定されるウエル底部と、内面509、510及び512で画定されるウエル壁とを有する複数のウエルを形成するように整列される。これらのホールの積層構造面内断面形状は、円形、矩形その他任意の形状とすることができる。これらホールの内壁は、円筒形ウエルを提供するように積層構造面に直交することもできるし、例えば、円錐形又は半球形ウエルが得られるような形状とすることもできる。本発明の一実施形態では、ホール503、505及び507の直径は同じである。この実施形態では、第2導電層504の内面510だけが、このプレートのウエルの体積に曝される。あるいは、ホール503の直径をホール505及び507の直径よりも大きくして、導電層504の上部表面の一部をこのプレートのウエルの体積に曝すことができる。
【0186】
第1導電層508は、ECLアッセイの対電極、好ましくは、動作電極として使用するのに適した材料である(上記のECL電極の説明を参照されたい)。一実施形態では、導電層508は、金属シート又はフォイル(例えば、白金又は金フォイル)あるいは導電性プラスチックシートなどの材料の導電シートである。導電層508は、ポリマー基材中に分散させたカーボン粒子(例えば、カーボンフィブリル)を含む導電性プラスチック複合材のシートであることが好ましい。代替実施形態では、導電層508は、基板上で支持された導電材料のフィルムである。適切なフィルムには、基材中に分散させた導電粒子を含む導電インク(例えば、カーボン又は金属ベースの導電インク)などの被覆、あるいは、金属又はカーボンフィルム(例えば、蒸着又はCVDプロセスあるいは積層によって基板上に被着させた金属又はカーボンフィルム)が含まれる。適切な基板には、プラスチックシート、ガラス及びセラミックが含まれる。第1導電層508への電気的接触は、任意の露出した導電表面、好ましくは底部表面への接触を行うことによってなされる。第1導電層508の上部への電気的接触は、この層の幅及び/又は長さを他の層の幅及び/又は長さの先まで延ばすことによって容易になり得る。第1導電層508が非導電性基板上に導電性被覆を含む実施形態では、この非導電性基板を貫通するスルーホールを組み込むことによって、プレート底部に対する電気的な接続を行うことができる。このようなスルーホールは、金属導線などの導電材料を挿入するか、あるいは、金属充填インクなどの導電材料を充填することによって導電性にし、それによって、導電性被覆からプレート底部への高導電性経路を設けることが好ましい。別の実施形態によれば、これらのホールにカーボン充填インクを充填することができる。一般に、導電層508は、流体を透過させない障壁を提供し、ウエル内に保持される流体を閉じ込めるように働く。しかし、任意選択で、多孔質の導電層508を用いて、ドットブロットアッセイ、及びプレート底部及び/又は動作電極を通してサンプル又は試薬を濾過することから利益が得られる他のアッセイを行うこともできる。
【0187】
誘電体層506は、電気的な絶縁材料であり、導電層504と508の電気的な接触を妨げる。適当な材料には、非導電性プラスチック、ガラス又はセラミックのシートが含まれ、それらのシートは、導電層504及び/又は508に粘着結合するように、片面又は両面に粘着性被覆を含むことが好ましい(例えば、片面又は両面粘着テープ)。このような誘電体層では、成型プロセス(すなわち、層の製作中に)、選択エッチング、好ましくは、プレートの最終組立ての前に行う切断プロセス、例えば、打抜き又はレーザ穿孔によってホール507を形成することができる。あるいは、誘電体層506は、誘電体インク、ポリマーフィルム、フォトレジストフィルム、及び/又は、セラミック又はガラスフィルム(例えば、蒸着又はCVDプロセスによって被着させたセラミック又はガラスフィルム)などの電気的な絶縁被覆である。このような層中のホール507は、切断、被覆の選択エッチング(例えば、フォトリソグラフィ又は物理的なマスクの存在下でのエッチング)、あるいは、スクリーン印刷、レーザプリンティング又はインクジェット印刷などのプロセスあるいはマスクによる被着による被覆のパターン被着によって形成することができる。
【0188】
第2導電層504は、ECLアッセイの動作電極、好ましくは、対電極として使用するのに適した材料である(上記のECL電極の説明を参照されたい)。任意選択で、(例えば、プレート上部502が電極材料を含むとき、あるいは、プレートを分析するのに使用する機器が(例えば、1つ又は複数の導電プローブの形態で)電極を供給することができるとき)第2導電層504は割愛することができる。一実施形態では、導電層504は、金属シート又はフォイル(例えば、アルミニウム、白金又は金フォイル)あるいは導電性プラスチックシート(例えば、ポリマー基材中に分散させたカーボン粒子を含む導電プラスチック複合材のシート)などの材料の導電シートである。このような導電層では、成型プロセス(すなわち、層の製作中に)、選択エッチング、好ましくは、プレートの最終組立ての前に行う切断プロセス、例えば、打抜き又はレーザ穿孔によってホール505を形成することができる。別の実施形態では、導電層504は、基板上で支持された導電材料のフィルムである。適切なフィルムには、基材中に分散させた導電粒子を含む導電インク(例えば、カーボン又は金属ベースの導電インク)などの被覆、あるいは、金属フィルム(例えば、蒸着又はCVDプロセスによって基板上に被着させたアルミニウム、金及び白金などの金属フィルム)が含まれる。適切な基板には、プラスチックシート、ガラス及びセラミックが含まれる。このような層中のホール505は、切断、被覆の選択エッチング(例えば、フォトリソグラフィ又は物理的なマスクの存在下でのエッチング)、あるいは、スクリーン印刷、レーザプリンティング又はインクジェット印刷などのプロセスあるいはマスクによる被着による被覆のパターン被着によって形成することができる。本発明の好ましい実施形態では、誘電体層506及び第2導電層504はともに、金属被覆粘着テープの層(すなわち、金属フィルム(好ましくは、アルミニウムの蒸着フィルム)を被覆した非導電性プラスチックシートの反対側に粘着剤の層を含む積層構造)によって提供される。ホール505及び507は、プレートを組み立てる前に、打抜き又はレーザ穿孔などの切断プロセスによって、このようなテープに同時に形成することが好ましい。第2導電層504への電気的接触は、任意の露出した導電表面への接触を行うことによってなされる。第2導電層504の上部又は底部への電気的接触は、この層の幅及び/又は長さをプレート上部の幅及び/又は長さの先まで延ばすことによって容易になり得る。あるいは、他の層を貫通する開口部を組み込むことによって、第2導電層504の追加の露出表面を提供することができる。このような開口部は、金属導線などの導電材料を挿入するか、あるいは、金属充填インクなどの導電材料を充填することによって導電性にしたスルーホールとすることができ、それによって、第2導電層504からプレート底部又は上部への高導電性経路を設けることができる。任意選択で、マルチウエルアッセイプレート500は、参照電極として使用するのに適した材料を含む(図示しない)追加の導電層を備える。この参照電極層は、必要に応じて、例えば、追加の誘電体層を用いることによって、他の導電層から電気的に絶縁するべきである。
【0189】
プレート上部502は、本出願で前に説明したプレート上部である。プレート上部502は、マイクロプレートを格納し、移動させ、処理する市販の機器と互換性があるように、マイクロプレートの寸法及びウエルの数についての業界標準に適合することが好ましい。一般に、プレート上部502は、非導電性のプラスチック製である。プレート上部502は、導電材料製とすることもできるし、(ECLアッセイにおいて、動作電極、好ましくは、対電極として機能するのに適した)導電材料を被覆することもできる。この場合には、第2導電層504を割愛してよい。プレート上部502の底部表面は、第2導電層504に粘着結合させるための粘着性被覆を含むことが好ましい。いくつかの代替実施形態では、プレート上部502は割愛される。
【0190】
使用に当たっては、プレート500のコンポーネント502、504、506及び508を隣接する層に対して密封し、それによって、プレート500のウエル内に含まれる流体の漏れを防止するべきである。ファスナ及び/又はクランプの使用による圧力下で、これらのコンポーネントを合わせて物理的に保持することによって密封が得られる。このようなファスナ及び/又はクランプは、プレート500に一体化し、かつ/又は、外部フィクスチャに含めることができる。あるいは、これらのコンポーネントの表面上に粘着性被覆を施すことによっても密封が得られる。いくつかの場合、これらのコンポーネントは、本来、粘着特性をもち得る。例えば、蒸着フィルム、CVDフィルム、成型ポリマーフィルム、印刷されたインクなどは、それらが被着される基板に粘着するように設計することができる。これらのシールの一部は、超音波溶接又は溶剤溶接などの溶接プロセスによって(すなわち、互いに密封する表面の一方又は両方を軟化又は部分的に溶解させる溶剤を塗布することによって)行うこともできる。導電層508の露出区域がウエルの中心に位置し、導電層504の露出区域で取り囲まれるように、プレートの各層を整列させることが好ましい。
【0191】
動作においては、プレート500のウエル中にテストサンプルを導入する。電気エネルギー源を、第1導電層508及び第2導電層504の両端に接続する。これらの接続部の両端に電気エネルギーを印加すると、導電層508及び504の露出表面を介してテストサンプル全体にわたって電気化学的な電位が印加される。ECLアッセイの場合には、導電層508の表面又はその近傍でECLが生成される(すなわち、導電層508が動作電極を提供し、導電層504が対電極を提供する)ように電気エネルギーを印加し、それによって、ウエル中央付近で光が生成されることが好ましい。
【0192】
いくつかの好ましい実施形態では、このプレートを、一緒にアドレス可能なウエルからなる個々にアドレス可能なセクタに分割する。このようなセクタ化は、導電層504及び/又は508を個々にアドレス可能な複数のセクションに分割することによって行うことができる。図6Aに、層が、互いに電気的に絶縁した6つの正方形セクション(602A〜F)に分割されている点を除き、上記で説明した第2導電層504に類似の第2導電層600を示す。例えば、セクション602Aに電位を印加すると、セクション602Aに接触するウエルで画定されたプレートセクタ中の流体に選択的に印加される電位が生じる。このようなセクタ化により、プレート中の各セクタからのECLの誘起及び測定を順に行うことができる。いくつかの代替セクション化方式を、(導電層620を列状セクタ622A〜622Lに分割する)図6B及び(導電層640を個々のウエルセクタ644に分割する)図6Cに示す。図7Aに、層が、互いに電気的に絶縁した6つの正方形セクション(702A〜F)に分割されている点を除き、上記で説明した第1導電層508に類似の第1導電層700を示す。例えば、セクション702Aに電位を印加すると、セクション702Aに接触するウエルで画定されたプレートセクタ中の流体に選択的に印加される電位が生じる。いくつかの代替セクション化方式を、(プレートの幅に沿って導電層720を列状セクタ722に分割する)図7B、(プレートの長さに沿って導電層740を列状セクタ742に分割する)図7C、及び(導電層760を個々のウエルセクタ766に分割する)図7Dに示す。一般に、プレート500を個々にアドレス可能なセクタに分割するには、プレート500の導電層504及び508の一方を分割するだけでよい。というのは、電気化学的な回路を完成するために、特定のウエルに接触する両方の導電層に対して電気的な接続を行わなければならないからである。いくつかの実施形態では、導電層504及び508をともに分割して、電極の数を最小限に抑えながら、個々にアドレス可能なセクタの数を最大限に大きくする。例えば、(図6Bに示す)第2導電層620とともに(図7Cに示す)第1導電層740を用いて形成したプレートにより、96個のウエルを個々にアドレスすることができるが、必要な電気接点は20個だけである。打抜き又は穿孔などの切断プロセス、フォトリソグラフィ、又はマスクによるエッチング、あるいは選択被着などによる選択エッチングを含めて、様々な方法でプレート500の導電層504及び/又は508の分割を行うことができる。
【0193】
5.2.2 単一電極層プレート
導電層の分割は、所与のウエル内で複数の独立した電極を設けるのに用いることができる。図16Aに、本発明のマルチウエルアッセイプレートの別の例を示す。マルチウエルアッセイプレート1600は、支持部上に単一の導電層を有する点を除き、図5からのマルチウエルアッセイプレート500に構造上類似している。この導電層は、所与のウエル内に2つ以上の独立した電極(例えば、対向及び動作電極)が得られるように分割する。マルチウエルアッセイプレート1600は、プレート上部1602、粘着層1604、誘電体層1606、導電層1608及び基板1610を順に備える積層構造である。プレート上部1602及び粘着層1604をそれぞれ貫通するホール1603及び1605により、誘電体層1606、導電層1608及び/又は基板1610で画定されるウエル底部を有する複数のウエルが形成される。導電層1608は、2つの電気的に絶縁したセクション、動作電極セクション1620及び対電極セクション1622に分割する。この分割は、所与のウエル内の流体が、両方のセクションの表面に曝されるように設計される。エレメント1612には、一体化された電極を伴うプレート底部が形成されるように、上から下に1606(上)、1608、1610(下)の順で整列し積み重ねた層1606、1608及び1610を示す。
【0194】
プレート上部1602は、本出願で前に説明したプレート上部である。プレート上部1602は、マイクロプレートを格納し、移動させ、処理する市販の機器と互換性があるように、マイクロプレートの寸法及びウエルの数についての業界標準に適合することが好ましい。一般に、プレート上部1602は、非導電性のプラスチック製である。好ましくは、粘着層1604は、プレート上部1602をエレメント1612に密封するのに適した粘着性被覆又は粘着テープであり、液密高抵抗シールを形成することが好ましい。粘着層1604は、両面粘着テープであることが好ましい。任意選択で、粘着層1604を割愛することができる。このような場合、プレート上部1602は、プレート上部1602上の粘着性被覆によって、あるいは、ヒートシール、溶剤溶接、音波溶接又はクランプすることによって圧力をかけるなど他の密封技術によってエレメント1612に密封することができる。いくつかの代替実施形態では、プレート上部1602は割愛される。
【0195】
誘電体層1606は、電気的な絶縁材料であり、ウエル中の流体に接触する導電層1608の領域を画定する働きをする。図16Aでは、誘電体1606は、誘電体層1606中のホール1607で画定される領域を除き、所与のウエルの体積に曝されるすべての動作電極セクション1620を覆う。ホール1607で形成される境界により、露出電極には接触するがウエル中の他の露出表面には接触しない微量な流体を閉じ込めるのに使用することができる、動作電極1620の上の流体封じ込め領域が画定される。このような流体封じ込め領域を用いて、ウエル内の動作電極の活動区域上に選択的に試薬を固定化することができると有利である。あるいは、誘電体層1606を割愛することができる。誘電体層1606は、誘電体インク、ポリマーフィルム、フォトレジストフィルム、及び/又は、セラミック又はガラスフィルム(例えば、蒸着又はCVDプロセスによって被着させたセラミック又はガラスフィルム)などの電気的な絶縁被覆であることが好ましい。このような層中のホール1607は、被覆の選択エッチング(例えば、フォトリソグラフィ又は物理的なマスクの存在下でのエッチング)、あるいは、スクリーン印刷、レーザプリンティング又はインクジェット印刷などのプロセスあるいはマスクによる被着による被覆のパターン被着によって形成することができる。あるいは、誘電体1606は、非導電性プラスチック、ガラス又はセラミックのシートとすることができ、これらのシートは、隣接する層に粘着結合するように、片面又は両面に粘着性被覆を含むことが好ましい。このような誘電体層では、成型プロセス(すなわち、層の製作中に)、選択エッチング、好ましくは、プレートの最終組立ての前に行う切断プロセス、例えば、打抜き又はレーザ穿孔によってホール1607を形成することができる。
【0196】
導電層1608は、ECLアッセイの対電極又は動作電極として使用するのに適した材料を含む(上記のECL電極の説明を参照されたい)。動作電極セクション1620及び対電極セクション1622は、(それぞれを機能上最適化するために)異なる材料を含むこともできるし、(例えば、1回のスクリーン印刷ステップで両方のセクションを印刷することによって、それらの形成を簡略化するために)同じ材料を含むこともできる。導電層1608は、基板1610上で支持される導電材料の被覆であることが好ましい。適切なフィルムには、基材中に分散させた導電粒子を含む導電インク(例えば、カーボン又は金属ベースの導電インク)などの被覆、あるいは、金属フィルム(例えば、蒸着又はCVDプロセスによって基板上に被着させた金属フィルム)が含まれる。このようなパターン化セクションの形成は、フィルムの選択的パターン被着(例えば、スクリーン印刷、レーザプリンティング、インクジェット印刷、マスクによる蒸着など)及び/又は隣接したフィルムの選択的パターンエッチング(例えば、半導体業界で用いるフォトリソグラフィ及び化学エッチング手順)によって行うことができる。あるいは、セクション1620及び1622は、金属シート又はフォイル(例えば、白金、金、鋼又はアルミニウムフォイル)などの材料の導電シート、あるいは、ポリマー基材中に分散させたカーボン粒子(例えば、カーボンフィブリル)を含む導電性プラスチック複合材のシートなどの導電性プラスチックシートから、例えば、打抜きによって切断される。任意選択で、導電層1608は、参照電極として使用するのに適した材料を含む(図示しない)追加のセクションを備える。
【0197】
基板1610は、プラスチックシート、ガラス又はセラミックなどの非導電性材料である。電極セクション1620及び1622への電気的接触は、任意の露出した表面に対して行われる。電極セクションの上部への電気的接触は、これらのセクション(及び基板1610)の幅及び/又は長さをプレート上部1602の幅及び/又は長さの先まで延ばすことによって容易になり得る。あるいは、基板1610を貫通するスルーホールを組み込むことによって、プレート底部に対する電気的な接続を行うことができる。このようなスルーホールは、金属導線などの導電材料を挿入するか、あるいは、金属充填インクなどの導電材料を充填することによって導電性にし、それによって、電極セクションからプレート底部への高導電性経路を設けることが好ましい。
【0198】
使用に当たっては、プレート1600のコンポーネント1602、1606及び1608を隣接する層に対して密封し、それによって、プレート1600のウエル内に含まれる流体の漏れを防止するべきである。ファスナ及び/又はクランプの使用による圧力下で、これらのコンポーネントを合わせて物理的に保持することによって密封が得られる。このようなファスナ及び/又はクランプは、プレート1600に一体化し、かつ/又は、外部フィクスチャ内に含めることができる。あるいは、これらのコンポーネントの表面上に粘着性被覆を施すことによっても密封が得られる(上記セクション5.1の考察を参照されたい)。適切な粘着剤には、アクリル粘着剤(3M 200MP)が含まれる。
【0199】
一実施形態によれば、ポリプロピレンのプレート上部を使用する。プレート上部を底部に取り付けるために、LSE(低表面エネルギー)粘着剤を用いることが好ましい。LSE粘着剤と非LSE粘着剤の差異は、流動性又は「浸潤性」だけである。3M 200MPなどの非LSE粘着剤は、ポリプロピレンなどの低表面エネルギーを有すると特徴づけられる表面にもくっつかない。ポリプロピレンとともに用いるのに適した1つの粘着剤は、3M 300LSEなどの改質アクリルであり、これは、低表面エネルギープラスチック用に特に設計されたものである。
【0200】
いくつかの場合、これらのコンポーネントは、本来、粘着特性をもち得る。例えば、蒸着フィルム、CVDフィルム、成型ポリマーフィルム、印刷されたインクなどは、それらが被着される基板に粘着するように設計することができる。これらのシールの一部は、超音波溶接又は溶剤溶接などの溶接プロセスによって(すなわち、互いに密封する表面の一方又は両方を軟化又は部分的に溶解させる溶剤を塗布し、これら2つの表面を接触させ、次いで、この表面を再度硬化させて結合を形成することによって)行うこともできる。セクション1620の露出区域がウエルの中心に位置し、両側がセクション1622の露出区域で取り囲まれるように、プレートの各層を整列させることが好ましい。
【0201】
動作においては、プレート1600のウエル中にテストサンプルを導入する。電気エネルギー源を、動作電極セクション1620及び対電極セクション1622の両端に接続する。これらの接続部の両端に電気エネルギーを印加すると、動作電極セクション1620及び対電極セクション1622の露出表面を介してテストサンプル全体にわたって電気化学的な電位が印加される。
【0202】
いくつかの好ましい実施形態では、このプレートを、一緒にアドレス可能なウエルからなる個々にアドレス可能なセクタに分割する。このようなセクタ化は、動作電極セクション1620及び/又は対電極セクション1622を個々にアドレス可能な複数のセクションにさらに分割することによって行うことができる。図16Bに、動作電極セクション1642及び対電極セクション1644を有する導電層1640を示す。導電層1640は、動作電極セクション1642が、互いに電気的に絶縁した12個のサブセクション(1642A〜L)にさらに分割されている点を除き、上記で説明した導電層1608に類似している。例えば、サブセクション1642Aに電位を印加すると、サブセクション1642Aに接触するウエルで画定されたプレートセクタ中の流体に選択的に印加される電位が生じる。代替セクション化方式を、(導電層1660の動作電極セクション1662及び対電極セクション1664を6つの正方形セクタに分割する)図16Cに示す。一般に、プレート1600を個々にアドレス可能なセクタに分割するには、動作電極セクション1620及び対電極セクション1622の一方をさらに分割するだけでよい。というのは、電気化学的な回路を完成するために、特定のウエルに接触する両方の導電層に対して電気的な接続を行わなければならないからである。いくつかの実施形態では、動作電極セクション1620及び対電極セクション1622をともにサブセクション化することによって、セクションのパターン化を簡略化する。
【0203】
5.2.3 多層電極プレートの特定の実施形態
本発明の別の態様は、アッセイプレート、好ましくは、マルチウエルプレートに関する。1つ又は複数の電極表面は、導電性フォイル又は導電性フィルムあるいはアッセイプレートを形成するように取り付けられた層を用いて形成する。
【0204】
本発明の一実施形態は、
(a)好ましくは、2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割された第1導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)好ましくは、2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割され、複数の第2導電層開口部を有する、絶縁層上の第2導電層と、
(d)複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備え、絶縁層が、第1導電層とプレート上部の間にあり、絶縁層開口部、第2導電層開口部及びプレート上部開口部を整列させ、それによって、複数のウエルが形成される、アッセイを行うためのマルチウエルアッセイプレートに関する。
【0205】
別の実施形態によれば、この第1導電層は、分割された導電表面を有する基板を含む。この層は、プレートセクタに対応又は整列するように「分割される」ことが好ましい。
【0206】
別の実施形態によれば、第1導電層は、導電表面を有する基板を含み、第2層は、絶縁層上に、複数の導電性フィルム開口部を有する分割された導電性フィルムを含む。
【0207】
第1導電層はフィブリル複合材を含み、底部を、導電金属、好ましくは銀で被覆するか、あるいは塗りを施すことが好ましい。
【0208】
別の実施形態は、
(a)導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割され、複数の導電性フィルム開口部を有する、絶縁層上の導電性フィルムと、
(d)複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備え、絶縁層が、導電層とプレート上部の間にあり、絶縁層開口部及びプレート上部開口部を整列させ、それによって、アッセイを行うウエルが形成される、アッセイ(好ましくは電極誘起発光アッセイ、より好ましくは電気化学発光アッセイ)を行うためのマルチウエルプレートに関する。
【0209】
別の態様は、
(a)2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割された導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割され、複数の導電性フィルム開口部を有する、絶縁層上の導電性フィルムと、
(d)複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備え、絶縁層が、導電層とプレート上部の間にあり、絶縁層開口部及びプレート上部開口部を整列させ、それによって、アッセイを行うウエルが形成される、アッセイ(好ましくは電極誘起発光アッセイ、より好ましくは電気化学発光アッセイ)を行うマルチウエルプレートに関する。
【0210】
図8Bに、プレートの導電層に好都合に電気的接続を行うことができるように追加の適合を施した、(図5に示す)プレート500の実施形態であるマルチウエルアッセイプレート830の分解図を示す。図8Cに、プレート830の2つのウエル842A及び842Bの模式化した断面図を示す。プレート830は、プレート上部832、粘着層844、導電テープ層852B、導電層858及び導電テープ層852Aを順に備える積層構造を有する。導電テープ層852A及び852Bは、折り目854のところで導電層858に導電テープ848を巻きつけることによって設けられる。プレート上部832、粘着層844及び導電テープ層852Bを貫通するホール834、846及び856はそれぞれ、導電層858で画定されるウエル底部を有する複数のウエルを形成するように整列させる。導電テープ層852Aを貫通する複数のホール850により、プレート830の底部から導電層858への電気的な接触を行うことができる。導電テープ848を折り曲げた後で、ホール850を、プレート830のウエル間の領域に整列させることが好ましい。例えば、図8Cに、プレート830の2つのウエル(842A及び842B)の断面図を示す。導電テープ層852Aを貫通するホール853により、導電層858の底部表面が露出して、電気接点872が設けられる。接点872は、ウエル842Aと842Bの間の導電層858の領域上に配置する。この配置により、ウエル842A又は842Bに露出した導電層858の表面の変形又は乱れが生じることなく、接点872への電気的な接触を行うことができる。
【0211】
プレート上部830は、図5のプレート上部502に類似のプレート上部である。粘着層844は、プレート上部502と導電テープ層852Bの間で液密シールを形成するのに適した粘着剤である。粘着層844は、例えば、吹付け被覆によってプレート上部502又は導電テープ層852B上に付着させた粘着性被覆とすることができる。好ましい実施形態では、粘着層844は、両面粘着テープ(すなわち、粘着剤を両面に被覆したプラスチックフィルム)である。ホール846は、レーザ穿孔又は打抜きなどの切断プロセスで形成するのが好ましい。導電テープ848は、導電性フィルム864、誘電体フィルム866及び粘着フィルム868を備える積層構造であることが好ましい。導電性フィルム864は、ECLアッセイの動作電極、好ましくは、対電極として使用するのに適した材料である(例えば、図5の類似の第2導電層504の説明を参照されたい)。任意選択で、(例えば、プレート上部832が電極材料を含むとき、あるいは、プレートを分析するのに使用する機器が(例えば、1つ又は複数の導電プローブの形態で)電極を供給することができるとき)導電性フィルム864は割愛することができる。導電性フィルム864は、アッセイ中にプレートを使用している間、導電テープ層852A中の導電性フィルム864に印加する電位が、導電テープ層852B中の導電性フィルム864の表面全体にわたって均一に分配されるのに十分な導電率をもつものであることが好ましい。誘電体フィルム866は、導電性フィルム864と導電層858の間の電気的な接触を妨げるのに適した電気絶縁性フィルムである。粘着フィルム868は、誘電体フィルム866と導電層858の間で液密シールを形成するのに適した粘着剤である。任意選択で、粘着フィルム868は、導電性フィルム864と導電層858の電気的な絶縁をもたらす。その場合、誘電体フィルム866は割愛することができる。一実施形態では、導電テープ848は、一方の面に粘着性被覆を被覆し、他方の面に、好ましくはアルミニウムからなる蒸着金属フィルムなどの導電性被覆を被覆した電気絶縁性プラスチックフィルムである。ホール850及び856は、レーザ穿孔又は打抜きなどの切断プロセスで形成するのが好ましい。
【0212】
導電層858は、電極誘起発光アッセイの対電極、好ましくは、動作電極として使用するのに適した材料である(例えば、類似の図5の第1導電層508及び図7の700、720、740及び760の説明を参照されたい)。好ましくは、導電層858は、カーボン粒子、最も好ましくはポリマー基質中に分布させたカーボンフィブリルを含む複合材である。導電層858は、プレート830の1列のウエルに対応する12個の電気的に絶縁した列状のセクションに分割するのが好ましい。導電テープ層852A中のホール850により、導電層858の底部表面が露出する。導電層858の底部に印加する電位により、プレート830中のウエルの底部を形成する導電層858の上部表面の領域全体にわたって電位が均一に分配されることが望ましい。このような均一な電位の分配は、導電層858への電気的接触が行われる複数の均一に分布した部位を設けることによって実現することができる。例えば、プレート830の列状のウエルの第1と第2ウエル、第3と第4ウエル、第5と第6ウエル及び第7と第8ウエルの間の中央に位置する領域で導電層858の底部を露出させるように、4×12のアレイでホール850を配置する。導電層858の導電率も、均一な電位の分配の助けになる。適度な導電率しかもたない材料、例えば、基質中に分布させたカーボン粒子の複合材を使用するとき、導電層858の表面全体にわたって電位をより良好に分配されるように、導電層858がこの層の底部上に高導電性被覆を含むと有利である。好ましい高導電性被覆には、金属フィルム(例えば、蒸着、電着又は無電解メッキフィルム)及び金属含有塗料(例えば、銀塗料)が含まれる。適切な銀塗料には、E.I.du Pont de Nemours社(例えば、Dupont 5000、5007、5008、5021、5025、5028及び5089)、Acheson Colloids社(例えば、Acheson PD−020、479SS、478SS、725A、PF−007、EL−010、820C及びElectrodag 506SS)及びConductive Compounds社(例えば、AG−410及びAG−500)から入手可能な材料が含まれる。
【0213】
動作においては、プレート830のウエル中にテストサンプルを導入する。電気エネルギー源を、導電性フィルム864及び導電層858の1つ又は複数のセクションに接続する。導電性フィルム864への接続は、プレート底部上の導電テープ層852Aへの接触を行うことによってなされるのが好ましい。導電層858の1つ又は複数のセクションへの接続は、導電テープ層852A中のホール850を介して導電層858の底部への接触を行うことによってなされるのが好ましい。これらの接続部の両端に電気エネルギーを印加すると、導電性フィルム864及び導電層858の露出表面を介してテストサンプル全体にわたって電気化学的な電位が印加される(この電気化学的な電位の印加は、導電層858の1つ又は複数のセクションに接触するウエルに複数のセクタで閉じ込められる)。ECLアッセイの場合には、導電層858の表面又はその近傍でECLが生成される(すなわち、導電層858が動作電極を提供する)ように電気エネルギーを印加し、それによって、ウエル中央付近で光が生成されることが好ましい。
【0214】
図8Bに、導電層858のセクション化によって列状のセクタに分割された8×12アレイのウエルを備えたマルチウエルアッセイプレートを示す。この設計が、異なる数のウエル、異なる配置のウエル、又は異なる配置のセクタを有するプレートに容易に適合可能であることが容易に明らかとなるはずである(例えば、以下のプレート1536の考察を参照されたい)。図8Aに、代替セクタ化方式を示す。マルチウエルアッセイプレート800は、プレート上部804、粘着層806、導電テープ層814Bを提供する導電テープ810及び導電層820を順に備える積層構造を有する。導電テープ810は、折り目818のところで折り曲げられて、導電層820に隣接する(かつ導電テープ層814Bとは反対側の導電層820上に)導電テープ層814Aを提供する。プレート800のこれらのコンポーネントは、i)導電層820が、(96ウエルプレートにおいて、それぞれ4×4アレイのウエルを有する6つのセクタに対応する)6つの正方形セクションに分割され、ii)導電テープ層814Aを貫通するホール812の配置が、この配置のセクタに対して最適化される点を除き、プレート830について説明したものと同様である。ホール812は、各ホールが、複数のウエルからなる4×4セクタのそれぞれで規定される各主要対角線上の第1ウエルと第2ウエルの間及び第3ウエルと第4ウエルの間の中央に位置する状態で、4×6のアレイで配置される。プレート800に類似しているが、ウエルの数が異なるプレート、例えば、384、1536又は9600ウエルのプレートは、プレート上部802、粘着層806及び導電プレート層814Bにおいて、好ましくは業界標準を用いて、所望の配置のホールで置き換えることによって作製することができる。
【0215】
本発明の別の実施形態は、対電極(例えば、図8Aの対電極用導電テープ810を参照)が、1つ(又は複数)の動作電極(例えば、図8Aの動作電極用導電層820を参照)の周りを包み、動作電極接点用のアクセスホールによって、対電極ラップを通し、動作電極(又は動作電極用の接点)との接触を行う1536ウエルプレートに関する。4つの動作電極接点が、(対電極ラップ中のホールを通して)プレート底部に接触し、動作電極区域全体にわたって電流を均一に分配するように正方形で配置されることが好ましい(例えば、図8Aのセクタ化された動作電極表面820を参照されたい)。2つの対電極用接点が対電極シートに接触し、それによって、冗長性をもたらし、かつ単一の汚染接点領域又はコネクタからの保護を提供することが好ましい。
【0216】
別の実施形態は、導電層及び誘電体層を積み重ね、次いで、この多層複合材を貫通してホールを穿孔し、それによって、ウエル、好ましくは、対電極表面及び/又は動作電極表面を備える壁を有するウエルを形成することによって形成されたマルチウエルプレートに関する。例えば、図5を参照すると、第1導電層508、誘電体層506、第2導電層504及びプレート上部502を使用して、1つ又は複数の層がホール(例えば、ホール502、505及び/又は507)をもたないマルチウエルプレート(好ましくは、1536穴以上のウエルプレート)を形成する。これらの層を互いに接合した後で、レーザなどでそれぞれの層を貫通してホールを穿孔することによって、ホール502、505及び/又は507を形成し、それによって、各ウエルが動作電極表面(例えば、ウエル底部を形成する露出した第1導電層508)及び対電極表面(例えば、ウエル壁の一部を形成する露出した第2導電層)を備えるマルチウエルプレートを形成することができる。
【0217】
5.2.4 導電プレート上部を有するプレートの特定の実施形態
本発明の別の態様は、導電表面を被覆したプレート上部(例えば、塗りが施されたプレート上部)を有するマルチウエルプレートに関する。次いで、この塗りが施されたプレート上部を、動作電極表面を有する基板に取り付けることができ、このプレート上部の導電表面が対電極表面を提供することができると有利である。
【0218】
一実施形態は、
(a)導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)導電表面を備え、複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備え、絶縁層が、導電層とプレート上部の間にあり、絶縁層開口部及びプレート上部開口部を整列させ、それによって、アッセイを行うためのウエルが形成されるマルチウエルプレートに関する。
【0219】
別の実施形態は、
(a)複数の電極を上にパターン化した基板表面と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)導電表面を備え、複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備え、絶縁層が、基板表面とプレート上部の間にあり、絶縁層開口部及びプレート上部開口部を整列させて、1つ又は複数の前記複数の電極の上でプレート開口部を形成し、それによって、ウエルが形成されるマルチウエルプレートに関する。
【0220】
別の実施形態は、
(a)2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割された導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)導電表面を備え、複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備え、絶縁層が、導電層とプレート上部の間にあり、絶縁層開口部及びプレート上部開口部を整列させ、それによって、ウエルが形成されるマルチウエルプレートに関する。
【0221】
別の実施形態は、
(a)導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割された導電表面を備え、複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備え、絶縁層が、導電層とプレート上部の間にあり、絶縁層開口部及びプレート上部開口部を整列させ、それによって、ウエルが形成されるマルチウエルプレートに関する。
【0222】
プレート800(又は830)(図8A及び8B)のある種の実施形態では、導電テープ810(又は848)を割愛することができる。これらの実施形態では、プレート上部802(又は832)は、ECLアッセイの動作電極、好ましくは、対電極として使用するのに適した導電材料を含む。プレート上部802(又は848)は、金属又はカーボン含有プラスチック複合材などの導電材料製とすることができる。あるいは、導電性は、金属フィルム(例えば、蒸着、電着又は無電解メッキさせた金属フィルム)などの導電性被覆、あるいは銀塗料などの金属含有塗料によって得られる。一緒にアドレス可能なウエルからなる個々にアドレス可能なセクタにプレートをセクタ化することは、導電層820(又は858)及び/又はプレート上部802(又は832)を電気的に絶縁したセクションに分割することによって実現することができる。プレート上部は、個々の断片に分けるか、あるいは、連続片上で導電性被覆をパターン化することによって分割することができる。
【0223】
動作においては、プレート800(又は830)のウエル中にテストサンプルを導入する。電気エネルギー源を、プレート上部802(又は832)及び導電層820(又は858)の1つ又は複数のセクションに接続する。プレート上部802(又は832)への接続は、プレートの側面への接触を行うことによってなされるのが好ましい。導電層820(又は858)の1つ又は複数のセクションへの接続は、プレート底部への接触を行うことによってなされるのが好ましい。これらの接続部の両端に電気エネルギーを印加すると、プレート上部802(又は832)及び導電層820(又は858)の露出表面を介してテストサンプル全体にわたって電気化学的な電位が印加される(この電気化学的な電位の印加は、導電層820又は858の1つ又は複数のセクションに接触するウエルに複数のセクタで閉じ込められる)。ECLアッセイの場合には、導電層820又は858の表面又はその近傍でECLが生成される(すなわち、導電層820又は858が動作電極を提供する)ように電気エネルギーを印加し、それによって、ウエル中央付近で光が生成されることが好ましい。
【0224】
5.2.5 導電スルーホールを有する多層電極プレート
図9Aに、プレートの導電層に好都合に電気的接続を行うことができるように追加の適合を施した、図5からのマルチウエルアッセイプレート500の実施形態であるマルチウエルアッセイプレート930の分解図を示す。図9Bに、同じプレートの3つのウエル942A、942B及び942Cの模式化した断面図を示す。プレート930は、プレート上部932、粘着層944、第2導電層948、誘電体層950、第1導電層958、基板959及び接点層960を順に備える積層構造を有する。プレート上部932、粘着層944、第2導電層948及び誘電体層950を貫通するホール934、946、949及び956はそれぞれ、第1導電層958で画定されるウエル底部を有する複数のウエルを形成するように整列される。基板959を貫通する導電スルーホール962により、第1導電層958と、接点層960の電気接点963を画定する部分の間で導電経路が得られる(963Aは、好ましくは動作接点であり、963Bは、好ましくは対向接点である)。基板959及び誘電体層950を貫通する導電スルーホール964及び966によりそれぞれ、第2導電層948と、接点層960の電気接点965を画定する部分の間で導電経路が得られる。したがって、導電層948及び958への電気的接続は、プレート底部から電気接点965及び963への接触を行うことによって行うことができる。エレメント970(図9A)には、一体化された電極を伴うプレート底部が形成されるように、上から下に948(上)、950、958、959、960(下)の順で整列し積み重ねた層960、959、958、950及び948を示す。
【0225】
プレート上部932は、図5のプレート上部502に類似のプレート上部である。粘着層944は、プレート上部932と第2導電層948の間で液密シールを形成するのに適した粘着剤である。粘着層944は、例えば、吹付け被覆によってプレート上部932又は第2導電層948上に付着させた粘着性被覆とすることができる。好ましい実施形態では、粘着層944は、両面粘着テープ(すなわち、粘着剤を両面に被覆したプラスチックフィルム)である。ホール946は、レーザ穿孔又は打抜きなどの切断プロセスで形成するのが好ましい。任意選択で、(第2導電層948又はプレート上部932が粘着特性を有するとき、あるいは、粘着剤を使用せずに、例えば、クランプ、ヒートシール、音波溶接、溶剤溶接などによって密封が実現されるとき)粘着層944は割愛することができる。あるいは、プレート上部932及び粘着層944をともに割愛することもできる。第2導電層948は、ECLアッセイの動作電極、好ましくは、対電極として使用するのに適した材料である(例えば、図5の類似の第2導電層504の説明を参照されたい)。好ましくは、導電層948は、カーボンインクなどの導電性被覆であり、インクジェット印刷、レーザプリンティング、最も好ましくはスクリーン印刷などの印刷プロセスによって形成することができる。第2導電層948は、アッセイ中にプレートを使用している間、第2導電層948に印加する電位が、その表面全体にわたって均一に分配されるのに十分な導電率をもつものであることが好ましい。カーボンインクなど適度な導電率の電極材料によって適切な高導電率を得るには、第2導電層948が、i)銀塗料などの高導電性の下層、ii)カーボンインクなどの電極材料の上層の2つの層を備えると有利であり得る。このような層を、例えば、2つの印刷プロセスのステップで形成する際、下層材料がウエル932中のサンプルに曝されないことを確実にするために、上層が十分に厚く、適切な寸法をもつものであると有益である。誘電体層956は、導電層948と958の間で電気的接触を妨げるのに適した電気絶縁フィルムである。誘電体層956は、誘電体インクを含み、スクリーン印刷などの印刷プロセス、及び任意選択のUV硬化によって形成することが好ましい。
【0226】
第1導電層958は、ECLアッセイの対電極、好ましくは、動作電極として使用するのに適した材料である(例えば、類似の図5の第1導電層508及び図7の700、720、740及び760の説明を参照されたい)。第1導電層958は、アッセイの過程でこの層全体にわたって電位がよりよく分配されるように、カーボンインクなどの導電性被覆を含み、任意選択で、銀インクなどの高導電性の下層を備えることが好ましい。このような1つ又は2つの層による被覆は、スクリーン印刷などの印刷プロセスによって形成することができ、ウエル932中のサンプルが下層材料に接触しないように設計されるのが好ましい。第1導電層958は、プレート930の1列のウエルに対応する12個の電気的に絶縁した列状のセクションに分割する。このような分割は、パターン印刷、例えば、スクリーン印刷によって行うことができる。基板959は、非導電性プラスチックシートなどの非導電性材料である。基板959中のスルーホール962及び964は、打抜き又はレーザ穿孔などの切断プロセスによって作製することが好ましい。スルーホール962に導電材料を充填して、電気接点963と第1導電層958の間に電気的接続部を設ける。スルーホール964及び966に導電材料を充填して、接点965と第2導電層948の間に電気的接続部を設ける(ホール964及び966は、それらが確実に第1導電層958から電気的に絶縁されるように、第1導電層958のセクション間の領域に配置する)。好ましくは、導電層960、958及び/又は948の形成時に、スルーホール962、964及び966に導電材料を充填する。例えば、基板上への導電インクのスクリーン印刷時に、基板のホールに過剰なインクを強制的に入れて、その導電インクでホールを充填する。接点層965は、導電インクなどの導電材料である。接点層965は、銀の腐食を防止するためのスクリーン印刷したカーボンインクの上層を伴うスクリーン印刷した銀塗料であることが好ましい。本発明者らは、露出した銀が存在すると、(プレートの反対側でさえ)表面のプラズマ処理に悪影響を及ぼすようであることを見いだした。したがって、プラズマ処理を用いてアッセイプレートの表面を改変する際には、露出した銀がないと特に有利である。
【0227】
動作においては、プレート930のウエル中にテストサンプルを導入する。電気エネルギー源を、(それぞれ電気接点965及び1つ又は複数の電気接点963を介して)第2導電層948及び導電層958の1つ又は複数のセクションに接続する。これらの接続部の両端に電気エネルギーを印加すると、導電層948及び958の露出表面を介してテストサンプル全体にわたって電気化学的な電位が印加される(この電気化学的な電位の印加は、導電層958の1つ又は複数のセクションに接触するウエルに複数のセクタで閉じ込められる)。ECLアッセイの場合には、導電層958の表面又はその近傍でECLが生成される(すなわち、導電層958が動作電極を提供する)ように電気エネルギーを印加し、それによって、ウエル中央付近で光が生成されることが好ましい。
【0228】
5.2.6 導電スルーホールを有する単層電極プレート
本発明の別の態様は、1つ又は複数の印刷された電極を有するマルチウエルプレートに関する。したがって、本発明の一実施形態は、
(a)基板表面と、
(b)基板表面上の1つ又は複数の動作電極と、
(c)基板表面上の1つ又は複数の対電極と、
(d)プレート上部開口部を有するプレート上部とを備え、少なくとも1つの動作電極及び少なくとも1つの対電極を有する複数のウエルを形成するように、プレート上部開口部を基板表面上に配置するマルチウエルプレートに関する。
【0229】
これらの電極は、基板上に、印刷、最も好ましくは、スクリーン印刷されることが好ましい。これらの電極は、カーボンインクを含むことが好ましい。
【0230】
別の実施形態は、カーボンを含む2つ以上の導電層を付着させることによって形成した第1電極表面を備えた複数のウエルを有するマルチウエルプレートに関する。
【0231】
3つ以上のカーボン層を形成することが好ましい。一方のカーボン層の面積が他方のカーボン層の面積よりも大きい第1カーボン層及び第2カーボン層を付着させることによって、パターン化した動作電極表面を形成することが好ましい。
【0232】
ウエルは、銀を含む導電層上に、1つ又は複数のカーボン層を付着させることによって形成した動作電極表面を含むことが好ましい。この1つ又は複数のカーボン層が、導電層を完全に覆うことが好ましい。
【0233】
図10A及び10Bに、本発明のマルチウエルアッセイプレートの別の実施形態を示す。マルチウエルアッセイプレート1000は、図16Aからのマルチウエルアッセイプレート1600に類似しているが、プレートの導電層に好都合に電気的接続を行うことができるように追加の適合を施したものである。マルチウエルアッセイプレート1000は、プレート上部1020、粘着層1030、誘電体層1040、導電層1050、基板層1060及び接点層1070を順に備える積層構造である。プレート上部1020及び粘着層1030を貫通するホール1022及び1032はそれぞれ、誘電体層1040、導電層1050及び/又は基板層1060で画定されるウエル底部と、ホール1022及び1032の内面で画定されるウエル壁とを有する複数のウエル1002を形成するように整列される。基板層1060を貫通するスルーホール1062及び1064により、導電層1050のエレメントと接点層1070のエレメントの間で電気経路が得られる。エレメント1080には、一体化された電極を伴うプレート底部が形成されるように、上から下に1040(上)、1050、1060、1070(下)の順で整列し積み重ねた層1070、1060、1050及び1040を示す。
【0234】
プレート上部1020は、図5のプレート上部502に類似のプレート上部である。粘着層1030は、プレート上部1020と、誘電体層1040、導電層1050及び/又は基板層1060との間で液密シールを形成するのに適した粘着剤である。粘着層1030は、例えば、吹付け被覆によってプレート上部1020上に付着させた粘着性被覆とすることができる。好ましい実施形態では、粘着層1030は、両面粘着テープ(すなわち、粘着剤を両面に被覆したプラスチックフィルム)である。ホール1032は、レーザ穿孔又は打抜きなどの切断プロセスで形成するのが好ましい。任意選択で、(例えば、隣接する層が粘着特性を有するとき、あるいは、粘着剤を使用せずに、例えば、クランプ、ヒートシール、音波溶接、溶剤溶接などによって密封が実現されるとき)粘着層1030は割愛することができる。あるいは、プレート上部1020及び粘着層1030をともに割愛することもできる。
【0235】
導電層1050は、ECLアッセイの動作電極及び/又は対電極として使用するのに適した材料を含み、プラスチックシート又はフィルムなどの非導電性基板である基板1060上で支持される。好ましくは、導電層1050は、カーボンインクなどの導電性被覆であり、スクリーン印刷などの印刷プロセスで形成することができる。導電層1050は、例えばスクリーン印刷によって、ある規定したパターンで、12個の電気的に絶縁した動作電極セクション1052及び13個の電気的に接続された対電極セクション1054に分割する。図に示すように、この分割は、所与のウエル中の流体が、少なくとも1つの動作電極セクション及び少なくとも1つの対電極セクションに接触することになるように設計される。動作電極セクションは、電極の性能を最適化するために、対電極セクションと異なる組成とすることもできるし、あるいは、製造上の複雑さを最小限に抑えるために、例えば、印刷ステップ数を少なくするために、同じ材料を含むこともできる。これらのセクションはともに、銀インクの下層の上にカーボンインクの上層を備えることが好ましい。カーボンインクが活動電極表面を提供し、銀インクが、アッセイ中にプレートを使用している間、電位が個々のセクション全体にわたって均一に分配されるのに十分な導電率をもたらす。これらの層を、例えば、2つのステップの印刷プロセスで形成する際、下層材料がウエル1002中のサンプルに曝されないことを確実にするために、上層が下層よりもわずかに大き寸法のものであり、かつ適切な厚さのものであると有益である。下層が確実に完全に覆われるように多層状に上層の印刷又は被着を行い、それによって、下層が後続の加工ステップ又はECL測定と干渉しないようにすると有益であり得る(例えば、好ましい電極材料は、銀インクの層の上に3層のカーボンインクを含む。これらの層を、最も好ましくは、スクリーン印刷によって被着させる)。誘電体層1040は、電気絶縁フィルムであり、好ましくは、スクリーン印刷などの印刷プロセスによって、誘電体インクから形成する。誘電体層1040は、ウエル1002中の流体に接触する導電層1050の表面(すなわち、覆われていない表面)を画定するようにパターン化する。誘電体層1040中のホール1042は、導電層1050の動作電極セクション1052上で流体封じ込め領域を画定する。このような流体封じ込め領域内で、この誘電体層は、動作電極の上で微量の流体を閉じ込めるのに使用することができる障壁として働く。任意選択で、誘電体層1040は割愛することができる。
【0236】
接点層1070は、マルチウエルアッセイプレートを外部電気エネルギー源に電気的に接続することができる導電層である。電極1052及び1054の特定のセクションに独立に接続することができるように、この接点層を、一連の動作電極接点1072及び対電極用接点1074に分割する。これらの接点層は、(導電率を高くするための)銀インクの下層を印刷、最も好ましくはスクリーン印刷し、その後、(銀インクの腐食を妨げ、露出した銀が後続のプラズマ処理ステップに悪影響を及ぼすのを妨げるための)カーボンインクの上層を印刷することによって形成することが好ましい。基板1060中のホール1062及び1064は、打抜き又はレーザ穿孔などの切断プロセスで作製するのが好ましい。ホール1062に導電材料を充填して、動作電極接点1072と動作電極セクション1052の間に電気的接続部を設ける。ホール1064に導電材料を充填して、対電極用接点1074と対電極セクション1054の間に電気的接続部を設ける。好ましくは、導電層1050又は接点層1070の形成時に、ホール1062及び1064に導電材料を充填する。例えば、基板上への導電インクの印刷時に、基板のホールに過剰なインクを強制的に入れて、その導電インクでホールを充填する。
【0237】
動作においては、プレート1000のウエル中にテストサンプルを導入する。電気エネルギー源を、(それぞれ1つ又は複数の動作電極接点1072及び1つ又は複数の対電極用接点1074を介して)1つ又は複数の動作電極セクション1052と1つ又は複数の対電極セクション1054の両端に接続する。これらの接続部の両端に電気エネルギーを印加すると、電極セクション1052及び1054の露出表面を介してテストサンプル全体にわたって電気化学的な電位が印加される(この電気化学的な電位の印加は、電気エネルギー源に電気的に接続された動作電極セクション及び対電極セクションに接触するウエルに複数のセクタで閉じ込められる)。
【0238】
図10A及び10Bに示すプレート1000は、8個のウエルからなる12個の独立にアドレス可能なセクタ(すなわち、8個のウエルからなる12列)に分割された96ウエルプレートである。図10A及び10Bに示す構造は、異なる数のウエル、異なる配置のウエル、及び/又は異なる配置の独立にアドレス可能なセクタを有するプレートに適合可能となるように容易に改変される。
【0239】
図11A及び12Aに、2つの代替実施形態を示す。図11Aに、プレートが、それぞれ4×4アレイのウエルを有する6つの独立にアドレス可能な正方形セクタに分割されるように各コンポーネントが構成される点を除き、プレート1000に構造及び機能が類似したマルチウエルアッセイプレート1100を示す。エレメント1180には、上から下に1140(上)、1150、1160、1170(下)の順で整列し積み重ねた層1140、1150、1160及び1170を示す。図12Aに、24×16アレイで384個のウエルを提供するように各コンポーネントが構成される点を除き、プレート1100に構造及び機能が類似したマルチウエルアッセイプレート1200を示す。エレメント1280には、上から下に1240(上)、1250、1260、1270(下)の順で整列し積み重ねた層1240、1250、1260及び1270を示す。
【0240】
図11A及び12Aの細部Cに示す電極パターン(すなわち、それぞれ導電層1150及び1250に使用するパターン)は、適切な電極パターンの設計上のいくつかの有用な概念を示している。一般に、電極材料は、電極表面に沿った電位降下を、対向する電極間の電位降下に対して相対的に小さくするのに十分な導電率のものとするべきである。必要条件ではないが、適切な電極設計によって、電極表面に沿ったこれらの微量な電位降下をさらに補償することが可能である。図12Aに、i)好ましくは、プレートのウエル内で対電極表面を提供する電極1254と、ii)好ましくは、プレートのウエル内で動作電極を提供する電極1252に導電層1250を分割するところを示す。これらの電極は、所与のプレートセクタの長さだけ延びる電極ストリップに分割される。電極1252の全幅ストリップはそれぞれ、電極1254の2つの半幅ストリップに一致し、それによって、セクタの長さに沿った全体的な電気抵抗が、対向する電極間で均一に整合する。対向する電極はセクタの両端のところで接触し、そのため、個々のウエルへのリード線の全体的な抵抗は一定値になるはずある。したがって、この抵抗のために生じる電位降下は一定になるはずであり、ウエル間で変動が生じないはずである。同様に、図11Aに示す電極1152及び1154の抵抗は、セクタの長さに沿って整合される。この場合には、抵抗の整合は、電極の長さに沿って、(ウエル内の電極表面積を最大限に大きくするための)広い領域と、(電極1154の長さに沿った全体的な抵抗を電極1152の抵抗に整合させる助けとなる)狭い領域が交互に並ぶように、電極1154をパターン化することによって実現される。
【0241】
5.2.7 複数のアッセイドメインに分割されたウエルを有するプレートの特定の実施形態
本発明のいくつかの実施形態では、マルチウエルアッセイプレートのウエル中の動作電極の活動区域は、複数のアッセイドメインに分割される。例えば、ECL結合アッセイで使用する動作電極には、その表面の別個の領域上に複数の異なる結合試薬を固定化してあり、それによって、対象とする検体に対する親和力が異なる複数の別個の結合ドメインが形成される。このような電極を有するウエルにより、同じウエル中の同じサンプル中で複数の異なる検体を(例えば、ウエルから放出される光を画像化し、対象とする各検体の量と、その検体に固有のアッセイドメインから放出される光の相関をとることによって)同時に測定することができる。パターン化した誘電体を用いて、ウエル中の動作電極区域を1つ又は複数のアッセイドメインに分離することが容易になり得る。これらのアッセイドメインは、動作電極を覆う誘電体層中の1つ又は複数のホールによって画定される。この誘電体層は、(本明細書では、流体封じ込め領域とも称する)露出した動作電極の領域で形成されたアッセイドメインに、微量の流体を閉じ込めることができる障壁を提供する。このようなアッセイドメインを形成するために誘電体層を使用することが、図4の記載中でより詳細に説明されている。選択した流体封じ込め領域上に流体を微量分配することにより、特定の流体封じ込め領域に試薬を選択的に固定化することができ、また、特定の流体封じ込め領域にアッセイのある種のステップを限定することができる。
【0242】
図13、14及び15に、各ウエル中に複数の流体封じ込め領域を有する本発明のマルチウエルアッセイプレートの例を示す。図13Aに、誘電体層1306を貫通するホール1312のパターンが、動作電極表面(すなわち、第1導電層1308)の上で複数の流体封じ込め領域を画定するように改変されている点を除き、(図5に示す)マルチウエルアッセイプレート500に類似のプレートであるマルチウエルアッセイプレート1300を示す。図13Bに、第2導電層1354中のホール1360のパターン及び誘電体層1356中のホール1362のパターンが、動作電極表面(すなわち、第1導電層1358)の上で複数の流体封じ込め領域を画定するように改変されている点を除き、(図5に示す)マルチウエルアッセイプレート500に類似のプレートであるマルチウエルアッセイプレート1350を示す。類推から、図13A及び13Bの改変は、図8、9、10、11及び12で説明した本発明の特定の実施形態にも導入することができる。図14に、誘電体層1406を貫通するホールのパターンが、動作電極表面(すなわち、動作電極セクション1422)の上で複数の流体封じ込め領域1407を画定するように改変されている点を除き、(図16に示す)マルチウエルアッセイプレート1600に類似のプレートであるマルチウエルアッセイプレート1400を示す。エレメント1412には、上から下に1406(上)、1408、1410(下)の順で整列し積み重ねた層1406、1408及び1410を示す。類推から、図14の改変は、図10〜12で説明した本発明の特定の実施形態にも導入することができる。図14にはセクタ化又は導電接点を示さないが、上記で説明したように、例えば、図10及び/又は11との類推から、このようなセクタ化及び/又は導電接点を導入することができる。図15に、ゲノム又はプロテオミクス分析に特によく適した本発明の実施形態であるマルチウエルアッセイプレート1500を示す。マルチウエルアッセイプレート1500は、6つの独立にアドレス可能な正方形ウエルだけをもつように、プレート1300を適合させたものである。ウエルのサイズは、(以下で説明する)画像装置によって、ウエルから生成される発光を画像化する効率が最適化されるように選択する。マルチウエルアッセイプレート1500は、プレート上部1520、粘着層1530、導電テープ層1514B、誘電体層1540、導電層1552、基板1560、接点層1572及び導電テープ層1514Aを順に備える積層構造である。エレメント1580には、上から下に1540(上)、1552、1560、1572(下)の順で整列し積み重ねた層1572、1560、1552及び1540を示す。導電テープ層1514A及び1514Bは、(図8Aからの類推で)折り目1516のところでエレメント1580に導電テープ1510を巻きつけることによって設けられる。ホール1522、1532及び1518は、エレメント1580で画定されるウエル底部を有する複数のウエルを形成するように整列される。基板1560を貫通するスルーホール1562により、導電層1552と接点層1572の間で電気経路が得られる。導電テープ層1514Aを貫通するスルーホール1512により、接点層1572へのアクセス(したがって、導電層1552への接触を行うための通路)が得られる。プレート上部1520は、特定の配置のウエルを除き、図10からのプレート上部1020に類似している。粘着層1530は、図10の粘着層1030に類似の粘着剤であり、割愛することができる。導電テープ1510は、図8Aで説明した導電テープ810に類似している。基板1560、導電層1552、誘電体層1540及び接点層1572は、図10で説明した基板1060、導電層1050、誘電体層1040及び接点層1072に組成並びに準備の点で類似している。導電層1552は、(それぞれ1つのウエルを有する)6つの独立にアドレス可能なセクタにプレート1500が分割されるように、6つの正方形セクションに分割する。誘電体層1540を貫通するホール1542は、各ウエル内に多数(好ましくは10〜50,000個、より好ましくは100〜10,000個)の流体封じ込め領域を画定する(図には、256個を示す)。特定の流体封じ込め領域に結合試薬を選択的に微量分配することによって、特定の流体封じ込め領域に、特定の核酸配列又は特定のタンパク質などの結合試薬を選択的に導入又は固定化することができる。
【0243】
本発明のプレートの実施形態を示す図により、ウエル、セクタ及び流体封じ込め領域/アッセイドメインの数、形状及び分配の特定のパターンを示してきたが、これらの設計が、これらのパラメータを広範囲に変更することができるように適用可能であることが明らかである。
【0244】
5.3 マルチウエルアッセイプレートの読み取るための機器
本発明の別の態様は、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレート又は単一ウエル内に複数のアッセイドメインを有する単一ウエルプレートからの発光、好ましくは電極誘起発光、より好ましくは電気化学発光を測定するための機器に関する。この機器は、電極誘起発光用に構成されているが、このような機器を、さらに、化学発光アッセイ及び/又は蛍光アッセイなどの他の発光アッセイ用に構成することもできる。
【0245】
この機器は、複数のウエルの少なくとも一部分からの光を測定するように適合されることが好ましい。好ましくは、この部分は、プレートの複数のウエルのうち、1つ又は複数、より好ましくは2つ以上、さらに好ましくは4つ以上、最も好ましくは8つ以上のウエル、また、好ましくは全ウエル数未満のウエルを含む。
【0246】
この機器は、複数のウエルの少なくとも一部内で発光を生成するための電気エネルギー源を備えることができる。この電気エネルギー源は、複数のウエルの前記部分に電圧又は電流として印加されることが好ましい。好ましくは、この部分は、プレートの複数のウエルのうち、1つ又は複数、より好ましくは2つ以上、さらに好ましくは4つ以上、最も好ましくは8つ以上のウエル、また、好ましくは全ウエル数未満のウエルを含む。この電気エネルギー源は、電力ケーブル、電源、発電機、電池その他のエネルギー貯蔵媒体などを含み得る。好ましくは、この電気エネルギー源は、1つ又は複数の前記複数のウエルに電流及び/又は電圧を供給することができる電気的なサブシステム(例えば、電流源、電圧源又は電流及び/又は電圧波形生成器)を含む。「電気エネルギー源」という用語は、このようなエネルギー源を外部電源(例えば、コンセント)に接続することが必要な装置及び機器を含むことを理解されたい。好ましい一実施形態によれば、この電気エネルギー源は、対電極に対して相対的に0〜+8ボルトの直流電位を動作電極に送出することができる。好ましくは、この電気エネルギー源は、50mV、好ましくは20mV、さらに好ましくは10mV、最も好ましくは5mV以下の電圧分解能を有する。別の好ましい実施形態によれば、この電気エネルギー源は、(dV/dtが一定の)複数のランプからなる電圧波形を生成することができる。
【0247】
この機器は、マルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部又はプレートホルダも含み得る。この支持部は、この機器内に、かつ/又はこの機器を通って、好ましくは、この機器内の遮光容器内に、かつ/又はこの遮光容器を通ってプレートを搬送するように適合されたキャリア(例えば、引き出し)を備えることが好ましい。
【0248】
別の実施形態によれば、この機器は、プレートをこの機器に出入りして移動させ、プレートをこの機器内の光検出器及び/又は電気接点に位置合わせするための、(好ましくは、1つ又は複数のコンピュータ、1軸、2軸、3軸又はそれ以上の多軸動作を行うリニアアクチュエータ又は並進移動テーブル、及び/又はこれらの動作を駆動するモータを備える)動作制御サブシステムをさらに備える。この動作制御サブシステムにより、少なくとも4つのステップモータの独立した制御が行えることが好ましい。この動作制御サブシステムは、プレートキャリアの最大速度を独立に制御できることが好ましい。さらに、この動作制御サブシステムにより、各動作軸の加速度を制御することができ、かつ/又は、各動作軸のプレート位置エンコーダを統合することができ、かつ/又は、このサブシステムが、位置エンコーダを使用して各軸のプレート位置を確認することができるように適合されることが好ましい。好ましくは、この動作制御サブシステムにより、位置エンコーダを使用して失速検出を行うことができる。好ましくは、このプレート動作制御サブシステムは、(i)0.01インチ以下、好ましくは0.005インチ以下、さらに好ましくは0.001インチ以下の移動分解能を有し、(ii)少なくとも毎秒1インチ、好ましくは少なくとも毎秒5インチで連続動作を行うことができ、かつ/又は、(iii)0.01インチ以内、より好ましくは0.005インチ以内、さらに好ましくは0.001インチ以内の円形許容差ゾーン内でプレートを載せることができる。
【0249】
本発明の一実施形態では、この機器は、ウエル及び/又はプレート支持部に電気エネルギー源を接続するように適合された、(任意選択で、プレート接点サブシステムの一部として含まれる)1個又は複数個の電気コネクタを含む。これらのコネクタは、マルチウエルプレート底部への接触を行うように適合されることが好ましい。好ましくは、この機器は、2個以上の電気コネクタ、より好ましくは3〜20個の電気コネクタ、さらに好ましくは6個の電気コネクタを備える。これらの電気コネクタは、プレートホルダ内にプレートを載せることによってプレートへの電気的接続が行われるようにプレートホルダ内に組み込むか、あるいは、別々のコンポーネントとすることができる。あるいは、いくつかの電気コネクタは、プレートホルダ内に組み込み、いくつかは別のコンポーネントに含めることができる。
【0250】
好ましい一実施形態によれば、この機器は、2×3アレイの電気コネクタを備え、好ましくは、この2×3アレイの電気コネクタは、4個の動作電気コネクタ及び2個の対向電気コネクタを備える。別の好ましい実施形態によれば、この機器は、7個の電気コネクタ、好ましくはリニアアレイの7個の電気コネクタ、最も好ましくはリニアアレイの4個の動作電気コネクタ及び3個の対向電気コネクタを備える。別の実施形態では、プレートホルダ内にプレートを載せることによってプレートへの電気的接続が行われるように、1個又は複数個(好ましくは2個以上、より好ましくは3〜20個)の電気コネクタをプレートホルダ内に組み込む。
【0251】
これらの電気コネクタ及び/又はプレート接点サブシステムは、アッセイプレート底部に接触を行うように適合されることが好ましい。任意選択で、プレートの上部又は側面への少なくとも1つの電気接点が設けられる。電気接点及び/又はプレート接点サブシステムによる力のために生じるプレートの上方向移動は、0.010インチ未満であることが好ましい。別の実施形態によれば、このプレート接点サブシステムの最小ステップ分解能は、少なくとも0.004インチである。
【0252】
放出される発光を測定して、例えば、1つ又は複数のサンプル中の対象とする検体の有無又はその量を判定することが好ましい。この機器は、複数のウエルの少なくとも一部内で発光を測定するための光検出器を備え得る。あるいは、この機器は、フィルムなどの適当な光検出器を挿入するか、あるいは取り付けるための構造(例えば、スロットなど)を備え得る。このような機器は、システムの他のすべてのコンポーネントを含むが、光検出器は、使用者により付加されることがある。このような機器は、1つ又は複数の光検出器を適切に接続するように適合されることが好ましいであろう。
【0253】
本発明の好ましい一実施形態では、複数のウエルの少なくとも一部から放出される発光を測定するための光検出器を組み込む。この機器は、発光、より好ましくは電気化学発光を複数のウエル内で生成させるために光検出器及び電気エネルギー源を含み、また、放出された発光を測定するために光検出器を含むことが好ましい。このような機器は、電気エネルギー源をウエルに接続するように適合された電気コネクタも含むと有利である。
【0254】
本発明の一態様は、複数のセクタで、発光を測定し、かつ/又は発光を生成することができる機器に関する。例えば、この機器は、プレート全域よりも狭いところで、かつ/又はプレート上の全ウエル数未満のウエルで、発光を誘起し、かつ/又は放出された発光を測定することができる。本明細書で用いる「セクタ」という用語は、一緒にアドレス可能なウエルからなる独立にアドレス可能なセクタと定義する。好ましくは、「セクタ」は、1つ又は複数のウエル、2つ以上のウエル、全ウエル数未満のウエル、及び/又は全ウエル数の50%未満のウエルを含む。
【0255】
したがって、本発明の一態様は、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートからの発光を測定するための機器に関する。
【0256】
一実施形態によれば、この機器は、独立にアドレス可能なセクタに電気エネルギー源を接続するように適合された1個又は複数個の電気コネクタを含む。この機器は、プレート及び電気コネクタを保持するプレートホルダも含み、このプレートホルダは、複数のセクタに順に接触を行うことができるように、相互に移動するように適合されることが好ましい。代替実施形態では、プレートホルダにプレートを載せることによって、プレートの1つ又は複数のセクタへの電気的接続が行われるように、プレートホルダ内に1個又は複数個(好ましくは、3〜20個)の電気コネクタを組み込む。
【0257】
一実施形態によれば、この機器は、検出ステップ中に、プレートを測定プラットホーム又は検出位置(例えば、発光を誘起し、かつ/又は検出するところ)上に保持するように適合されたプレートホルダ及びプレートへの接触を行うように適合された複数の電気コネクタを備え、それによって、電気エネルギーをウエルに供給する。これらの電気コネクタは、プレートの底部表面への接触を行うことが好ましい。この接触は、ウエル間で、好ましくはウエル壁、すなわちプレートが最も堅固なところに押し付けることによって行うと有利である。
【0258】
この機器は、測定中に、プレートを測定プラットホーム上に保持するように適合されたプレートホルダを含み得る。これは、電気コネクタがプレート底部への接触を行うときに有利である。というのは、このホルダは、プレートを下に押し付けて保持し、かつ/又は、接点がプレートを持ち上げるのを妨げるように構成することができるからである。例えば、画像システムを使用してウエルからの発光を画層化するときに、これは重要である。これらのコネクタがプレートを持ち上げるか、あるいは動かし得る場合、画像は歪むことがある。
【0259】
別の実施形態によれば、この機器は、光検出器と、マルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部とを備える。この光検出器及び支持部は、相互に移動して複数のセクタを順に測定することができるように適合される。
【0260】
本発明の別の態様は、画像システムを使用して放出された発光を画像化することを伴う。この機器は、コンピュータ画像分析装置をさらに備えることが好ましい。好ましい一実施形態によれば、このコンピュータは、バックグラウンド光を減算し、かつ/又は宇宙線により誘起された偽信号、及び/又は光検出器の欠陥を取り除くソフトウエアを含む。
【0261】
本発明の一実施形態は、
(a)カメラを備え、複数のウエルの少なくとも一部を画像化し、それによって、発光を測定するように適合された画像システムと、
(b)複数のウエルの少なくとも一部で発光を生成させるために、複数のウエルの前記部分に電圧又は電流として印加される電気エネルギー源とを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器に関する。
【0262】
別の実施形態は、
(a)カメラを備え、複数のウエルの少なくとも一部を画像化し、それによって、発光を測定するように適合された画像システムと、
(b)複数のセクタで複数のウエルに電気エネルギーを供給するように適合された電気エネルギー源とを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器に関する。
【0263】
本発明の別の実施形態は、
(a)カメラを備え、複数のセクタで複数のウエルを画像化し、それによって、複数のセクタで発光を測定するように適合された画像システムと、
(b)複数のウエルの前記部分に電圧又は電流として印加される電気エネルギー源とを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器に関する。
【0264】
したがって、本発明は、カメラを有し、マルチウエルアッセイプレートの複数のウエルの少なくとも一部を画像化するように適合された画像システムを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器を含む。この機器は、カメラが前記部分を画像化することができる検出位置でマルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部をさらに備えることが好ましい。このカメラ及び/又は支持部が、複数のセクタで複数のウエルを画像化し、それによって、発光が測定されるように適合されると有利である。この機器は、カメラ及び/又はそれに関連する光学系(例えば、レンズ)を位置決めするためのカメラ装着システムをさらに備えることが好ましい。このカメラ装着システムは、画像システムのカメラの画像形成表面及び/又はそれに関連する光学系を、±5°以内、より好ましくは±3°以内、さらに好ましくは±2°以内、最も好ましくは±1°以内で、マルチウエルプレートに直交して維持することが好ましい。
【0265】
複数のセクタで発光を測定することができる機器、方法及びプレートを提供すると、光の収集効率を高めることができる。したがって、本発明の好ましい一実施形態は、少なくとも2つの前記複数のウエルから放出される発光を同時に画像化するように適合された画像システムを備える機器に関する。この画像化では、円錐全角が少なくとも10°、好ましくは少なくとも15°、より好ましくは少なくとも20°、さらに好ましくは少なくとも25°、最も好ましくは少なくとも30°の円錐状の発光を収集する。
【0266】
別の実施形態によれば、この機器は、検出位置でマルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部及び/又はマルチウエルアッセイプレートをエネルギー源に接続するように適合された電気コネクタをさらに備える。この機器は、順次、複数のセクタに電気コネクタを接続し、かつ/又は複数のセクタを画像化するように適合されることが好ましい。
【0267】
本発明の別の態様は、光検出器アレイ、好ましくはフォトダイオードアレイなどの離散した光検出器のアレイを使用する機器又は方法に関する。
【0268】
したがって、本発明の一実施形態は、
(a)マルチウエルアッセイプレートの少なくとも一部からの光を、好ましくは複数のセクタで検出するように適合された光検出器アレイ及び/又は、
(b)マルチウエルプレートに電気エネルギーを、好ましくは複数のセクタで供給する電気エネルギー源とを備え、好ましくは、複数のセクタで発光を誘起し、かつ/又は測定する、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器に関する。
【0269】
別の実施形態は、
(a)検出位置でマルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部及び/又は、
(b)マルチウエルプレートのセクタをエネルギー源に接続するように適合された電気コネクタとをさらに備え、好ましくは、順次、複数のセクタに電気コネクタを接続し、かつ/又は複数のセクタから発光を検出するように適合される機器に関する。
【0270】
この機器は、光検出器アレイが支持部に対して相対的に移動することができ、それによって、検出器アレイに各セクタを位置合わせすることができるように適合されることが好ましい。
【0271】
好ましい実施形態によれば、この機器は、1つのセクタの1つのウエル当たり1つの検出器を備える。この光検出器アレイは、ウエルアレイに位置合わせされるように適合されることが好ましい。例えば、図1を参照すると、8個の適切に寸法設定されたフォトダイオードからなるリニアアレイを1行のウエルに位置合わせすることができるはずである。この光検出器アレイは、リニアアレイであり、プレート全体にわたって直線的に走査することができることが好ましい。
【0272】
好ましい実施形態によれば、この機器は、モジュール上の動作電極及び/又は対電極の代わりに、この機器が提供する1つ又は複数のプローブ、好ましくは、ウエル中に挿入してウエルに電気エネルギーを供給する動作電極プローブ及び/又は対電極プローブアレイを利用するモジュール(好ましくは、プレート)を使用するように適合される。一度にマルチウエルプレートの1つのウエルに電気エネルギーを供給するように、単一プローブを位置合わせし配置するか、あるいは、プローブアレイを用いて複数のウエルに電気エネルギーを供給することができるはずである(例えば、このアレイを使用して一群のウエルに電気エネルギーを供給し、次いで、移動して異なる群のウエルに電気エネルギーを供給することができるはずである)。好ましくは、これらのプローブは、電極(好ましくは、対電極)、並びにウエル中で生成される光を機器内の1つ又は複数の光検出器に伝達する導管として機能するように、電極材料を被覆した1つ又は複数の光ファイバプローブを備える。
【0273】
好ましい一実施形態によれば、この機器は、(i)アッセイモジュールを移動させ、(ii)アッセイモジュール(及びその中のアッセイ内容物)を振とうさせ、(iii)(例えば、冷蔵ユニットに)プレートを格納し、(iv)液体又は試薬を取り扱い(例えば、試薬を混合し)、(v)試薬を送達する(例えば、ウエル中に試薬を計量分配するなど)という機能のうち1つ又は複数を実施するように適合された1つ又は複数のロボットシステム及び/又はコンピュータシステムをさらに備える。
【0274】
図17に、本発明の機器の実施形態を示す。リーダ1700は、カバー(又はケース)1702、1つ又は複数のドア及び/又は開口部1714を備えた遮光容器1704、光検出器1706、光学系1708、マルチウエルアッセイプレート1710、プレート位置合わせ機構1712、プレート搬送機構1716、バーコードリーダ1718、電子回路1720、電流/電圧源1722、プレート用電気コネクタ1724、コンピュータ1726、電源1728、データ及びネットワーク接続部1730、表示部1732、試薬ハンドラ1734、1つ又は複数のプレートスタッカ1736、ロボット部1738及びプレートキャリア1740を備える。カバー1702の大部分は、ポリウレタン、構造発泡材、ABS、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの剛体プラスチック材料製の成型構造であることが好ましい。カバー1702には、金属(例えば、アルミニウム、しんちゅう、鋼)、複合材(例えば、カーボンファイバ複合材、ポリマー複合材)及び/又はカーボンベースの材料も組み込むことができる。カバー1702には、塗りを施すこともできる。導電塗料(例えば、金属フレークを含む塗料)を用いて、電磁干渉(すなわち、EMI遮蔽として)を低減することができる。このカバーは、リーダのある種のエレメントを収容し、支持し、保護するように機能することが好ましい。このカバーには、通気孔その他の開口部を組み込むことができ、機器を冷却し、かつ/又は機器を通して空気循環を維持するための1つ又は複数のファンを含むこともできる。好ましい実施形態では、このカバーは、光検出器1706を冷却するための別の吸気及び排気開口部を提供する。
【0275】
遮光容器1704は、光の出入りを妨げるように設計された密封コンパートメントである。遮光容器1704の大部分は、鋼又はアルミニウムなどの剛体材料からなる。好ましい実施形態では、遮光容器1704は、アルミニウムシートメタルからなることが好ましい。遮光容器1704には、非剛体又はコンプライアントな材料も組み込むことができる。好ましい実施形態では、遮光容器1704は、光の通過を妨げるシールとして働くコンプライアントな独立気泡発泡剤ガスケットを含む。遮光容器1704は、1つ又は複数のドア及び/又は開口部1714を有し、それを通して、リーダの動作中に、本発明のマルチウエルアッセイプレートを通過させることができる。開口部1714にはドアを組み込み、そのドアを開いてマルチウエルアッセイプレートをリーダに出入りして搬送することができる。このドアは、ドアと開口部1714の接合部のところの溝形構成に沿ってスライド式に開閉する。この溝形構成により、光の透過を減らす蛇行経路が得られる。ドア又は開口部1714の動作は、コンピュータ1726及び電子回路1720で制御されるリニアアクチュエータによって機械的に駆動される。遮光容器1704には、光学系1708が取り付けられるか、あるいは、光学系1708が割愛される場合には、光検出器1706が取り付けられる。容器1704は、光学系1708(又は、光検出器1706)との間でコンプライアントな結合を提供し、それによって、遮光容器に乱れが生じることなく、放出された光を光検出器上に合焦させることができる。このコンプライアントなカップリングは、1つ又は複数の遮光板、遮光シール又は遮光用可撓性ハウジングを含み得る。好ましい実施形態では、この可撓性カップリングは、シリコーンガスケット又はシリコーン層からなるすべり遮光シールである。別の好ましい実施形態によれば、このカップリングは、レンズと遮光容器の境界面のところに可撓性(好ましくは、ネオプレン製)遮光ベローズを含む。このベローズにより、依然として遮光シールが設けられながら、比較的容易に焦点合わせ及びレンズの移動を行うことができる。遮光容器1704は、光学系1708及び/又は光検出器1706に乱れが生じることなく取り外すことができる。遮光容器の壁は黒色として、光の反射を減らすことが好ましい。この遮光容器は、500ルクスから0(ゼロ)ルクスまでの周辺光のレベルの変化により、バックグラウンド信号の変動の見掛けの係数が20%よりも大きく増加しない、より好ましくは15%よりも大きく、さらに好ましくは10%よりも大きく、最も好ましくは5%よりも大きく増加しない程度に少なくとも外部光を排除するように適合されることが好ましい。
【0276】
光検出器1706は、リーダ1700中で電気化学発光アッセイを行う間、主に、マルチウエルアッセイプレートから放出される光を測定する。光検出器1706は、光の強度を測定する1つ又は複数の光検出器、あるいは、放出された光を画像化する1つ又は複数の光検出器であることが好ましい。光検出器の例には、カメラ、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、CCDチップ、CCDカメラ、光電子増倍管、CMOS検出器、フィルム、リン光材料及びインテンシファイヤが含まれる。光検出器は、冷却してバックグラウンド信号を減らすことができる。好ましい実施形態では、光検出器1706は、フォトダイオードアレイである。別の好ましい実施形態では、光検出器1706は、CCD(電荷結合素子)カメラである。光検出器1706は、コンピュータ1726及び電子回路1720に接続される。光検出器1706は、光学系1708及び/又は遮光容器1704に取り付けることができる。光検出器1706には、画像を効率的に電子回路1720及びコンピュータ1726に送るための制御用電子回路、コネクタ及び高速ケーブルを組み込むこともできる。光検出器1706の活動表面(又は、光検出器1706がCMOS又はCCDチップなどの画像検出器であるときは、画像形成表面)を、画像化する対象物(例えば、個々のウエル、マルチウエルアッセイプレートセクタ又はマルチウエルアッセイプレート)のサイズに整合させて、記録画像の光収集効率及び空間分解能についての要件と、検出器(及び関連する光学系)のコスト及びサイズとの釣合いをとることが好ましい。光検出器の活動表面又は画像形成表面の面積は、検出又は画像化する面積の25%〜200%、より好ましくは50%〜100%であることが好ましい。6つの正方形セクタで、標準マルチウエルアッセイプレートを画像化するように適合された画像検出器の好ましい実施形態では、光検出器(例えば、CCD又はCMOSチップ)の面積は、0.95平方インチ〜2.0平方インチ、より好ましくは0.95平方インチ〜1.2平方インチである。代替実施形態では、光学系1708中にテーパ付き光ファイバ束を含めることによって、光の収集効率又は分解能を大きく損なうことなく、より小さい画像検出器を使用することができる。例えば、光学系1708は、画像化する面積の好ましくは25%〜100%(より好ましくは、50%〜100%)の面積を有する画像を投影するレンズ、好ましくはテレセントリックレンズとテーパ付き光ファイバ束の組合せを含み、それによって、この画像を画像検出器のサイズに縮小することができる。
【0277】
一般に、光学系1708は、マルチウエルアッセイプレート1710から放出される光を収集し、その光を光検出器1706上に合焦させる。光学系1708は、例えば、光の透過、散乱、遮光、濾波、改変、回折、屈折及び/又は反射を行う素子を含み得る。光学系1708は、構造的な支持を提供するか、あるいは、光学素子をリーダ1700の他の素子に結合する物理的/機械的要素も含み得る。これらの要素の例には、レンズ、プリズム、フィルター、スプリッタ、ミラー、光ファイバ、光カプラ、光学的なエポキシ及び粘着剤、ウインドウ、変調器、光学被覆などが含まれる。好ましい実施形態では、光学系1708は、大面積にわたって光を均一に収集するためにテレセントリックレンズを備える(そうでない場合には、光は、非テレセントリックレンズを使用する光学系によって歪んで画像化される)。このレンズ(特に、複数素子型レンズの前側レンズ素子)の直径を、画像化する対象物(例えば、マルチウエルアッセイプレートのセクタ)のサイズに整合させ、それによって、歪みを最小限に抑え、かつ光の収集効率を最大限に高めるための要件とレンズのコストの釣合いをとることが好ましい。6つの正方形セクタで標準マルチウエルアッセイプレートを画像化するように適合されたレンズの好ましい実施形態では、レンズ又は複合レンズの第1レンズ素子の直径は、3.0インチ〜5.0インチ、より好ましくは3.5インチ〜4.5インチ、最も好ましくは、3.9インチ〜4.3インチである。このレンズは、物体面の点源からの半球状放射に対する光の収集効率が2%よりも大きい、より好ましくは5%よりも大きいことが好ましい。物体面から受け取る光の円錐全角は、好ましくは10%よりも大きく、より好ましくは15%よりも大きく、さらに好ましくは20%よりも大きく、さらに好ましくは25%よりも大きく、最も好ましくは30%よりも大きい。別の実施形態では、光学系1708は、1つ又は複数の光ファイバ又は光ファイバアレイを備える。別の好ましい実施形態では、光学系1708は、ウインドウ及び/又はフィルターを備え、光を光検出器1706に合焦させない。別の実施形態では、光学系1708は、レンズ及び光ファイバ束(例えば、テーパ付き光ファイバ束)を備える。光学系1708は、光学系1708と遮光容器1704の間の結合部の遮光特性に乱れが生じることなく、焦点合わせを行うことができるコンプライアントなカップリングを備え得る。光学系1708は、任意選択で、バックグラウンド光に対して相対的に所望の発光信号の収集が最大限に大きくなるように設計されたフィルターを含み得る。好ましい実施形態では、光学系1708は、遷移金属標識、特に、ルテニウムトリスビピリジン標識から生成される発光を選択的に透過させるように設計されたフィルターを含む。好ましくは、このようなシステム中の光学系は、800nm(より好ましくは750nm)よりも長波長の光の大部分を遮断し、任意選択で、500nm(より好ましくは550nm)よりも短波長の光を遮断する。このフィルター素子は、任意選択で、脱着可能又は交換可能とすることができる。好ましい一実施形態によれば、このフィルターは、750nm±25nmの長波長カットオフ(50%透過)及び550nm未満の短波長カットオフのバンドパス特性を有し、かつ/又は、その平均バンドパス透過率は80%よりも大きい。別の実施形態によれば、この機器は、1つ(又は複数)の光検出器を覆うフィルター(例えば、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター及び/又は吸収フィルター)を備える。例えば、この光検出器は、フィルター(例えば、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター及び/又は吸収フィルター)で覆われたシリコンフォトダイオードアレイを備える光検出器アレイとすることができる。
【0278】
プレート搬送機構1716は、マルチウエルアッセイプレートを、リーダ1700内に入れ、その中を移動させ、またそれから出す。プレート搬送機構1716は、搬送中にマルチウエルアッセイプレートを保持するプレートキャリア1740、プレートキャリア1740を移動させる1つ又は複数のリニア並進移動ステージ、1つ又は複数の磁化可能な(好ましくは、可逆的に磁化可能な)タブ、センサ、及びマルチウエルアッセイプレートをキャリアに位置合わせし、かつ/又は保持する様々な機構を備える。プレート搬送機構1716は、主に、金属及びプラスチックからなる。一実施形態では、プレート搬送機構1716は、プレートスタッカ1736から開口部1714を通って遮光容器1704内に、またその逆にプレート710を移動させる。動作の例では、1つ又は複数のマルチウエルアッセイプレートをプレートスタッカ1736内に入れる。コンピュータ制御の下で、プレート搬送機構1716及びプレートスタッカ1736内のエレベータが、基準位置に移動する。これをセンサによって確認する。プレート搬送機構1716は並進移動し、開口部1714を通って遮光容器1704から出、プレートスタッカ1736内に入る。プレート搬送機構1716がこのように動作すると、プレートキャリア1740が、ばね押し式のリアスライダを後退させるエレメントに接触し、プレートキャリア1740上に配置したばね押し式の位置決めエレメントが回転し、それによって、プレートキャリア1740がマルチウエルアッセイプレートを受け取る準備が整う。プレートスタッカ1736内のモータ駆動式エレベータが、プレートのスタックを持ち上げる。ソレノイドによりスタッカ1736内のばね押し式ラッチが開き、それによって、(スタック底部の)1枚のプレート1710がラッチを通過するまで、プレートスタッカ1736内のエレベータによりプレートのスタックが下げられる。次いで、ばね押し式ラッチが閉じ、プレート1710がプレート搬送機構1716のプレートキャリア1740に載せられるまで、スタッカがプレート1710を継続して下げる。センサ、好ましくは赤外線センサにより、プレート1710がプレートキャリア1740上にあることを確認する。プレート搬送機構1716が、プレートスタッカ1736からプレートキャリア1740を出して移動させると、ばね押し式位置決めエレメントが、プレート1710を放し、プレートキャリア1740の1つの面に押し付けて位置合わせする。ばね押し式リアスライダも、プレート1710のリアリップの一部を放し、それを覆い、プレート1710をプレートキャリア1740の別の面に押し付ける。任意選択で、プレート搬送機構1716は、プレートキャリア1740を後退させて、プレートキャリア1740にプレート1710をしっかりと保持するピンを作動させ、それによって、(例えば、電気コネクタ1724と良好に電気的接触を行わせようと試みる際に生じる)プレート1710の底部に加えられる垂直上向きの力により、プレートが動かないようにする。プレート搬送機構1716により、プレートキャリア1740は、開口部1714を通って遮光容器1704内に移動する。開口部1714が閉じ、プレート搬送機構1716により、プレート1710は並進移動し、プレート1710を識別するバーコードリーダ1718に至る。プレート1710は、プレート1710の第1セクタが光学系1708及びプレート用電気コネクタ1724に位置合わせされるまで並進移動する。1回又は複数回の電気化学発光アッセイ測定が行われた後で、プレート搬送機構1716は、異なる順序で行われ得る同様な1組のステップを用いて、プレート1710を遮光容器1704から取り出す。別の実施形態では、個々のプレート1710は、(例えば、手動で、あるいはロボット部1738により)プレートキャリア1740に載せられる。プレートキャリア1740の動作は、1つ又は複数のリニアアクチュエータによって行われる。一実施形態では、これらのアクチュエータは、開ループ構成のステップモータで駆動される。コンピュータ1726が、指定した数のステップだけ動くようにステップモータに指令を出すと、プレートは特定の位置に移動する。別の実施形態では、プレート搬送機構1716中のプレートキャリア1740の動作は、コンピュータ1726で制御される閉フィードバックループを用いて、直流モータによって駆動される。
【0279】
プレートキャリア1740内のプレート1710の動き及び位置は、プレート位置合わせ機構1712によって確認する。プレート位置合わせ機構1712は、1つ又は複数のセンサを使用して、プレートキャリア1740のある種の位置を確認し、かつ/又はその位置に対する基準位置を設定する。これらのセンサは、例えば、機械式センサ、光学センサ、電気センサ、磁気センサ又は対象物の位置を正確に感知する周知の他のセンサとすることができる。好ましい実施形態では、プレート位置合わせ機構1712には、プレートキャリア1740上、あるいは、プレート搬送機構1716の1つ又は複数の軸上に、1つ又は複数の磁化可能な(好ましくは、可逆的に磁化可能な)(例えば、磁化可能な鋼製の)タブを感知するホール効果センサが組み込まれる(このタブは、それが、ホールセンサと、ホールセンサの反対側に装着した磁石との間を移動し、したがって、磁石がセンサに及ぼす影響を遮断するときに感知される)。このタブ及びホールセンサを使用して、プレート搬送機構1716が「基準」位置にある時点を検出し、したがって、プレート搬送機構1716の真の位置を求めることができる。別の好ましい実施形態では、プレート位置合わせ機構には、プレート1710及び/又はプレートキャリア1740が赤外光経路を遮断するときに、赤外光源と赤外光検出器の間の光の遮断を感知する赤外線センサが組み込まれる。プレート位置合わせ機構1712は、ステップモータが指定した数のステップ動作を行ったことを確認し、かつ/又は、ステップモータが失速していないことを確認するセンサも含み得る。好ましい実施形態では、このセンサは光学式エンコーダを備える。別の好ましい実施形態では、プレート位置合わせ機構1712には、プレートコーナの面取り(例えば、図9Aのプレート上部932の左上及び左下コーナの面取り)を検出する圧力スイッチが組み込まれる。この面取りの有無により、プレートキャリア1740内でのプレートの向きが判定される。このセンサにより、プレートの向きが正しくないと判定された場合、コンピュータ1726は、動作を停止するように機器に指令を出し、そのプレートを飛ばすか、より好ましくは、そのプレートを読み取るが、データを入れ替えて向きの誤りを補正する(したがって、コスト効果の大きい遅延や貴重なサンプルの損失を防止する)ことができる。
【0280】
リーダ1700内でバーコードリーダ1718を使用して、特定のマルチウエルアッセイプレートを識別する。このバーコードリーダは、固定位置型のレーザバーコードスキャナ、例えば、Opticon社のNLB 9625/9645シリーズであることが好ましい。電子回路1720は、リーダ1700内の1つ又は複数の電子的及び/又は機械的エレメントの動作、制御及び追跡に関与する。電子回路1720は、装置内で一般に用いる様々なコンポーネント、例えば、導線、回路、コンピュータチップ、メモリ、ロジック、アナログ電子部品、シールド、コントローラ、変圧器、I/Oデバイスなどを備え得る。電流/電圧源1722は、規定した電圧波形及び/又は規定した電流波形を生成することができる電気回路である。電流/電圧源1722は、電子回路1720、コンピュータ1726及びプレート用電気コネクタ1724に接続される。本発明の一実施形態では、電流/電圧源1722はポテンシオスタットを含む。このポテンシオスタットは、独立した参照電極を含むプレートを読み取るのに有利であり、参照電極における電位に対して相対的に、動作及び/又は対電極における電位を参照することができる。
【0281】
プレート用電気コネクタ1724は、マルチウエルアッセイプレート1710と接触し、それによって、電流/電圧源1722による電流及び/又は電圧波形を印加することができる。プレート用電気コネクタ1724は、1つ又は複数のコネクタ、電気的接続部、リニアアクチュエータ、及び任意選択で、支持部を備える。好ましい実施形態では、これらのコネクタは、プレート1710との電気的接触を向上させるようにばね押し式である。コネクタは、導電性の外面を有する任意の適当な材料製とすることができる。コネクタは、プレートとの繰返し接触に耐える十分な耐久性をもつことが好ましい。一般に、これらのコネクタは、高導電性金属フィルム(例えば、金又は銀)を被覆した硬質金属又は合金からなる。好ましい実施形態では、コネクタは、ニッケル/銀受け器中の金メッキしたステンレス鋼ばねでばね押し式になった、金メッキしたニッケル/銀からなるワッフルポイント型接点ヘッドを含む。これは、例えば、Interconnect Devices社から提供されるコネクタ(GSS−18.3.8−G)である。代替実施形態では、コネクタは、高導電性材料を被覆したコンプライアントな材料からなる。これらのコネクタの支持部は、コネクタがプレートに押し付けられるときにコネクタを支持することができる任意の材料からなり得る。好ましい実施形態では、プレート用電気コネクタ1724中の支持部は、好ましくは、これらのコネクタを電流/電圧源1722及び/又は電子回路1720に電気的に接続するトレースを備えた回路ボードからなる。プレート用電気コネクタ1724は、基準位置を確認するセンサ(好ましい実施形態では、ホールセンサ)を含み得る。プレート用電気コネクタ1724には、温度センサ(例えば、サーミスタ、熱電対、白金RTD)を組み込むこともできる。好ましい実施形態では、この温度センサは、プレート用電気コネクタ1724の支持部上でばね押し式である。一実施形態では、この温度センサは、マルチウエルアッセイプレート1710に接触してその温度を測定する。プレート用電気コネクタ1724中のリニアアクチュエータにより、コネクタ(及び任意選択で、支持部)がプレート1710に押し付けられて電気的な接触が行われる。
【0282】
この機器は、プレート温度を測定するように適合された温度センサ又は温度計を含むと有利である。好ましくは、この温度センサ又は熱センサは、5℃以内、より好ましくは3℃以内、さらに好ましくは1℃以内、最も好ましくは0.25℃以内でウエル温度を検出することができる。この温度センサは、10秒以内、好ましくは5秒以内、さらに好ましくは3秒以内で安定な状態に到達できることがさらに好ましい。このセンサは、接触式センサ(例えば、サーミスタ、熱電対又は白金RTD)とすることができる。あるいは、このセンサは、IRセンサなどの非接触式センサとすることもできる。好ましい実施形態では、この機器は、1つ又は複数の非接触式温度センサを備え、かつこの機器は、(例えば、複数のセンサを使用し、かつ/又はこれらのセンサに対して相対的にプレートを移動させることによって)プレート上の様々な場所の温度を測定することができるように適合される。別の好ましい実施形態では、この機器は、温度センサから信号を受け取り、使用者にその温度を報告し、好ましくは、測定された発光信号を調整して、発光信号、電気化学発光信号、及び/又は、アッセイの実施中に生じる他の反応に温度が及ぼす影響を補正するように適合されたコンピュータをさらに備える。このコンピュータは、様々な温度で行った較正測定からのデータ及び/又は較正曲線を保存するメモリと、温度変動に対してテストデータを正規化するために、前記データ及び/又は較正曲線を使用するソフトウエアとをさらに備えることが好ましい。別の実施形態によれば、この機器は、ウエル内の温度を制御する温度コントローラも備える。別の実施形態によれば、この機器は、検出された温度が指定範囲外である場合、(ソフトウエアによるエラーや警告などの表示によって)アッセイプレートを不合格とするか、あるいはフラグを立てるように適合される。
【0283】
コンピュータ1726は、リーダ1700及び/又は他の周辺装置の動作、制御、データ管理及び追跡に関与する。コンピュータ1726は、コンピュータ、ディスプレイ、使用者用入力装置、データ記憶装置、I/O装置、ネットワーク装置、イーサネット(登録商標)接続部、モデム、光学的接続部、ソフトウエアなどからなることが好ましい。電源1728は、リーダ1700及び/又は他の装置に電力を供給する。データ及びネットワーク接続部1730は、接続部、ハードウエア、バスなどを備え得る。データ及びネットワーク接続部1730は、例えば、RS−232ポート、USBポート、PCMCIAカード、PCIボード、イーサネット(登録商標)カード、モデムなどとすることができる。表示部1732は、リーダ1700の動作及び/又は状態に関する情報を提供し、例えば、光、計器、音による装置、又はコンピュータ1726から信号を受け取り、かつ/又はコンピュータ1726に信号を送る装置とすることができる。
【0284】
試薬ハンドラ1734は、マルチウエルアッセイプレートに試薬を添加し、またプレートから試薬を取り除く1つ又は複数の装置である。好ましい実施形態では、試薬ハンドラ1734は、ピペットを行うステーションである。ロボット部1738は、マルチウエルアッセイプレート及びそのウエルの内容物を搬送し、培養し、かつ/又は混合する1つ又は複数の電気機械式装置を備え得る。プレートスタッカ1736は、1つ又は複数のマルチウエルアッセイプレートを保持する1つ又は複数のコンテナを備え、プレートを移動させるための電気的及び/又は機械的システムとすると有利である。プレートスタッカは、プレートの移動及び位置を制御するのに使用することができるラッチ、位置決めエレメント、スライダ、グラバ、押出しアームなどの機構も備え得る。プレートスタッカは、プレートの位置合わせをし、かつ/又は方向づけを行う際の助けとなる機構も有し得る。当技術分野では、多くのプレートスタッカが知られている。
【0285】
リーダ1700を使用するに当たっては、1つ又は複数のウエルにアッセイ試薬を含む1つ又は複数のマルチウエルアッセイプレートを、プレートスタッカ1736の入力スタック中に入れる。(以下のすべてのステップは、コンピュータ1726及び電子回路1720の制御下にある。)上記で説明したように、プレートスタッカ1736及びプレート搬送機構1716により、マルチウエルアッセイプレート1710は、プレートスタッカ1736の入力スタックからプレートキャリア1740に移動し、入り口開口部1714を通って搬送され、遮光容器1704内に入る。開口部1714が閉じ、プレート搬送機構1716により、プレート1710は並進移動し、プレート1710を識別するバーコードリーダ1718に至る。プレート1710は、プレート1710の第1セクタが光学系1708及びプレート用電気コネクタ1724に位置合わせされるまで並進移動する。光検出器1706により、バックグラウンド画像が取得され、好ましくはそれが記憶され、データがコンピュータ1726に送られる。プレート用電気コネクタ1724がマルチウエルアッセイプレート1710に押し付けられて、電気コネクタ1724の接点がプレート1710の第1セクタに電気的に接触する。光検出器1706が画像の取得を開始し、電流/電圧源1722が、プレート用電気コネクタ1724によってプレート1710に印加する波形を生成する。波形の印加及び画像化が完了した後で、光検出器1706及び電子回路1720からコンピュータ1726にデータを転送し、そこでデータを処理する。プレート用電気コネクタ1724は、プレート1710から離れるように下がって電気的接触が切断される。センサにより、プレート用電気コネクタ1724が完全に下がった時点を確認する。(別のセクタを測定する場合には)次のセクタが光学系1708及びプレート用電気コネクタ1724に位置合わせされるように、プレート搬送機構1716によりプレート1710が並進移動し、接触を行い、測定を取得するプロセスが繰り返される。リーダ1700は、所望の測定がすべて完了するまで、これらのステップを継続して繰り返す。あるいは、一度に2つ以上のセクタに接触を行い、電気を加え、かつ/又は読み取ることができる。別の代替実施形態では、プレート全体に電気を加え、同時に読み取る。最後の測定の後で、プレート用電気コネクタ1724が下がり、出口開口部1714が開く。プレート搬送機構1716により、プレート1710が並進移動し、出口開口部1714を通って遮光容器1704から出、プレートスタッカ1736の出力スタックに入る。プレート搬送機構1716がこのように動作すると、プレートキャリア1740が、ばね押し式のリアスライダを後退させるエレメントに接触し、プレートキャリア1740上に配置したばね押し式の位置決めエレメントが回転し、それによって、プレートキャリア1740からプレート1710を取り出す準備が整う。プレート搬送機構1716及びプレートスタッカ1736により、プレート1710がプレートキャリア1740から出力スタッカ1736の出力スタックに移動する。センサ、好ましくは赤外線センサにより、プレートキャリア1740からプレート1710が出たことを確認する。プレート搬送機構1716により、プレートキャリア1740が並進移動し、プレートスタッカ1736から出、出力開口部1714を通って遮光容器1704に入り、基準位置に至る。所望の場合には、このプロセスを繰り返して別のプレートを読み取る。
【0286】
リーダ1700を使用する別の実施形態では、ロボット部1738を使用して、プレートスタッカ1736の入力スタックにプレートを導入する。所与のマルチウエルアッセイプレートからの測定が完了すると、プレートはプレートスタッカ1736に戻され、ロボット部1738によって取り外される。
【0287】
リーダ1700のいくつかの実施形態では、1つ又は複数のカバー1702、光学系1708、マルチウエルアッセイプレート1710、バーコードリーダ1718、データ及びネットワーク接続部1730、表示部1732、試薬ハンドラ1734、プレートスタッカ1736及び/又はロボット部1738は割愛することができる。リーダ1700の別の実施形態では、バーコードリーダ1718に代わりに、プレートを識別するための別の装置、例えば、スキャナ、カメラ、磁気ストリップリーダなどを使用する。リーダ1700の別の実施形態では、コンピュータ1726、電源1728、データ及びネットワーク接続部1730、試薬ハンドラ1734、プレートスタッカ1736及び/又はロボット部1738など1つ又は複数のコンポーネントは、カバー1702の内部に配置される。
【0288】
リーダ1700の別の実施形態では、単一のリーダ内で、複数の遮光容器1704、光検出器1706、光学系1708、プレート位置合わせ機構1712、プレート搬送機構1716、バーコードリーダ1718、電子回路1720、電流/電圧源1722、プレート用電気コネクタ1724、プレートスタッカ1736及び/又はロボット部1738を組み合わせ、それによって、スピード、スループット及び効率の改善など追加の能力が得られる。
【0289】
図18に、リーダ1700の好ましい実施形態を示す。図には、リーダ1800のエレメントを選択して示す。リーダ1800には、遮光容器1804、光検出器1806、光学系1808、プレート搬送機構1816、プレート用電子回路1820、入力プレートスタッカ1836A、出力プレートスタッカ1836B、入力プレートスタック1837A、出力プレートスタック1837B、及び出口ドア及び/又は開口部1814Bを示す。光検出器1806は冷却CCDカメラを含み、光学系1808はテレセントリックレンズを含むことが好ましい。プレートスタック1837A及び1837Bは、1〜50枚の96ウエルプレート及び1〜75枚の384ウエルプレートを保持することができることが好ましい。
【0290】
図19に、リーダ1700の別の実施形態のエレメントを選択して示す。遮光容器1904には光学系1908が取り付けられる。光学系1908は、レンズ及びフィルター(例えば、ルテニウムトリスビピリジン標識からの発光を選択的に透過させるように設計されたフィルター)を備える。光学系1908には光検出器1906が取り付けられ、光検出器1906は、好ましくはCCDチップ1907を備える。ドア及び/又は開口部1914は、遮光容器1904の一部として存在する。セクタ1910A、1910B及び1910Cを含むプレート1910は、プレート搬送機構1916に装着したプレートキャリア1940中に保持される。プレート用電気コネクタ1924が、プレート用電気コネクタ接点1925を上下に動かして、プレート1910のセクタ表面との接触の断続を行う。図19に示す位置では、コネクタ接点1925は、プレート1910のセクタ1910Aと電気的に接触している。プレート搬送機構1916が、(図示しない)プレート位置合わせ機構とあいまって、プレート1910、特にセクタ1910Aを、光学系1908、プレート用電気コネクタ1924及びプレート用電気コネクタ接点1925に適切に位置合わせしたところが示されている。別の実施形態では、プレート用電気コネクタ接点1925はプレート1910に接触せず、別のセクタ(例えば、セクタ1910B又は1910C)が、光学系1908及びプレート用電気コネクタ1924並びにプレート用電気コネクタ接点1925に位置合わせされるように、プレート搬送機構1916がプレート1910を並進移動させることができる。好ましくは、プレートキャリア1940は、プレート1910がプレート用電気コネクタによって加えられる上向きの力に抵抗するようにプレート1910を保持し、それによって、プレート用電気コネクタ接点1925が、プレート1910上のプレート接点に十分な圧力を加えることができる。こうすると、接触抵抗が低い状態で電気的接触が得られる。好ましい実施形態では、この接触抵抗は10オーム未満である。別の好ましい実施形態では、この接触抵抗は10オーム未満、好ましくは5オーム未満、より好ましくは2オーム未満、さらに好ましくは1オーム未満、最も好ましくは0.5オーム未満である。
【0291】
図20に、リーダ1700の別の実施形態のエレメントを選択して示す。画像素子2057を備えた光検出器2056が、テレセントリックレンズ及びフィルター素子2059を備える光学系2058に取り付けられる。セクタ2042A、2042B、2042C、2042D、2042E及び2042Fを含むマルチウエルアッセイプレート2042が、(部分的に示す)プレート搬送機構2047に装着したプレートキャリア2040によって保持される。図20では、光学系2058が、セクタ2042Aの画像を収集し、その画像を光検出器2056の画像素子2057上に結像させる。好ましい実施形態では、セクタ2042Aは、標準96ウエルマイクロプレートの面積の1/6に等価な面積を有し、光学系2058及び画像素子2057は、このようなセクタを画像化するのに適した寸法を有する。特に好ましい実施形態では、光学系2058は、直径約4.1インチのテレセントリックレンズであり、画像素子2057は、寸法約1インチ×1インチのCCDチップである。光学系2058は、セクタ2042Aからの光を均一にかつ妥当な効率で収集することが好ましい。プレート搬送機構2047は、別のセクタ(例えば、セクタ2042Bなど)が光学系1908に位置合わせされるように、プレート2042を並進移動させることができる。
【0292】
図17の別の実施形態では、リーダ1700は、カバー1702、ドア及び/又は開口部1714を備えた遮光容器1704、光検出器1706、光学系1708、マルチウエルアッセイプレート1710、プレート位置合わせ機構1712、プレート搬送機構1716、電子回路1720、電流/電圧源1722、プレート用電気コネクタ1724、コンピュータ1726、電源1728、データ及びネットワーク接続部1730、表示部1732、試薬ハンドラ1734、1つ又は複数のプレートスタッカ1736、プレートキャリア1740及びロボット部1738を備える。
【0293】
光検出器1706は、フォトダイオードアレイ、より好ましくは、96ウエルプレートの1行のウエル中の8個のウエルに位置合わせされるように離間して配置された8個のフォトダイオードからなるリニアアレイであることが好ましい。光検出器1706は、フォトダイオードを装着する回路ボードをさらに備える。光検出器1706のフォトダイオードは、EMIを低減するために、(最も好ましくは、しんちゅう製の)導電シールドを有することが好ましい。フォトダイオードのプリント回路ボードは、EMIを低減するために、金属ケース(例えば、アルミニウムケース)内に置くことが好ましい。光学系1708は、光学的なクロストーク及びバックグラウンド信号又は非特異的な光信号の測定を低減するために、光学フィルター及び/又は光学被覆、並びに薄いシールドを備えることが好ましい。好ましい実施形態では、この光検出器は、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター及び/又は吸収フィルターで覆われたフォトダイオードアレイを備える光検出器アレイである(これらのフィルターは、赤外光、最も好ましくは750nmよりも長波長の光を遮断し、任意選択で、550nmよりも短波長の光を遮断するように設計されることが好ましい)。
【0294】
測定中、光検出器1706及び光学系1708は、マルチウエルアッセイプレート1710の近傍にある。
【0295】
遮光容器1704は、光の出入りを妨げるように設計された密封コンパートメントである。開口部1714にはドアを組み込み、そのドアを開いてマルチウエルアッセイプレートをリーダに出入りして搬送することができる。このドアは、ドアと開口部1714の接合部のところの溝形構成に沿ってスライド式に開閉する。この溝形構成により、光の透過を減らす蛇行経路が得られる。開口部1714中のドアの動作は、コンピュータ1726及び電子回路1720で制御されるアクチュエータ(例えば、リニアアクチュエータ及び/又はステップモータなどのモータで駆動されるベルト)によって機械的に駆動される。開口部1714中のドアは、タッチボタンを押すことによって作動させることもできる。遮光容器1704は、光検出器1706、プレートキャリア1740、プレート1710及び電気接触機構1724のコネクタ接点を収容する。遮光容器の壁は黒色として、光の反射を減らすことが好ましい。
【0296】
プレート搬送機構1716は、リーダ1700内でマルチウエルアッセイプレートを移動させる。プレート搬送機構は、搬送中にマルチウエルアッセイプレートを保持するプレートキャリア1740、プレートキャリア1740を移動させるリニア並進移動ステージ、1つ又は複数の磁化可能な(好ましくは、可逆的に磁化可能な)タブ、センサ、及びマルチウエルアッセイプレートをキャリアに位置合わせし、かつ/又は保持する様々な機構を備える。プレート搬送機構1716は、遮光容器1704内で単一軸に沿ってプレートキャリア1740を並進移動させる。プレート1710は、プレート1710のセクタが光検出器1706及びプレート用電気コネクタ1724に位置合わせされ得るように並進移動する。プレートキャリア1740の動作は、遮光容器1704の外側に配置されたアクチュエータ(例えば、リニアアクチュエータ及び/又はステップモータなどのモータで駆動されるベルト)によって行われる。一実施形態では、これらのアクチュエータは、開ループ構成のステップモータで駆動される。コンピュータ1726が、指定した数のステップだけ動くようにステップモータに指令を出すと、プレートは特定の位置に移動する。別の実施形態では、プレート搬送機構1716中のプレートキャリア1740の動作は、コンピュータ1726で制御される閉フィードバックループを用いて、直流モータによって駆動される。個々のプレート1710は、(例えば、手動で、あるいはロボット部1738により)プレートキャリア1740に載せられる。
【0297】
プレートキャリア1740内のプレート1710の動き及び位置は、プレート位置合わせ機構1712によって確認する。プレート位置合わせ機構1712には、プレートキャリア1740上、あるいは、プレート搬送機構1716の1つ又は複数の軸上に、プレートキャリア1740のある種の位置を確認し、かつ/又はその位置に対する基準位置を設定する(すなわち、1つ又は複数の磁化可能な(好ましくは、可逆的に磁化可能な)(例えば、磁化可能な鋼製の)タブを感知することによって行う)ホール効果型センサが組み込まれる。(このタブは、それが、ホールセンサと、ホールセンサの反対側に装着した磁石との間を移動し、したがって、磁石がセンサに及ぼす影響を遮断するときに感知される)。あるいは、プレート位置合わせ機構1712には、プレート1710及び/又はプレートキャリア1740が赤外光経路を遮断するときに、赤外光源と赤外光検出器の間の光の遮断を感知する赤外線センサが組み込まれる。プレート位置合わせ機構1712は、ステップモータが指定した数のステップ動作を行ったことを確認し、かつ/又は、ステップモータが失速していないことを確認するセンサも含み得る。好ましい実施形態では、このセンサは光学式エンコーダを備える。好ましい実施形態では、プレート位置合わせ機構1712には、プレートコーナの面取り(例えば、図9Aのプレート上部932の左上及び左下コーナの面取り)を検出する圧力スイッチが組み込まれる。この面取りの有無により、プレートキャリア1740内でのプレートの向きが判定される。このセンサにより、プレートの向きが正しくないと判定された場合、コンピュータ1726は、動作を停止するように機器に指令を出し、そのプレートを飛ばすか、より好ましくは、そのプレートを読み取るが、データを入れ替えて向きの誤りを補正する(したがって、コスト効果の大きい遅延や貴重なサンプルの損失を防止する)ことができる。
【0298】
電子回路1720は、リーダ1700内の1つ又は複数の電気的及び/又は機械的エレメントの動作、制御及び追跡に関与する。電子回路1720は、装置内で一般に用いる様々なコンポーネント、例えば、導線、回路、コンピュータチップ、メモリ、ロジック、アナログ電子部品、シールド、コントローラ、変圧器、I/Oデバイスなどを備え得る。電流/電圧源1722は、規定した電圧波形及び/又は規定した電流波形を生成することができる電気回路である。電流/電圧源1722は、電子回路1720、コンピュータ1726及びプレート用電気コネクタ1724に接続される。本発明の一実施形態では、電流/電圧源1722はポテンシオスタットを含む。このポテンシオスタットは、独立した参照電極を含むプレートを読み取るのに有利であり、参照電極における電位に対して相対的に、動作及び/又は対電極における電位を参照することができる。
【0299】
プレート用電気コネクタ1724は、マルチウエルアッセイプレート1710と接触し、それによって、電流/電圧源1722による電流及び/又は電圧波形を印加することができる。プレート用電気コネクタ1724は、1つ又は複数のコネクタ接点、電気的接続部、リニアアクチュエータ、及び任意選択で、支持部を備えることが好ましい。好ましい実施形態では、これらのコネクタ接点は、プレート1710との電気的接触を向上させるようにばね押し式である。コネクタ接点は、導電性の外面を有する任意の適当な材料製とすることができる。コネクタ接点は、プレートとの繰返し接触に耐える十分な耐久性をもつことが好ましい。一般に、コネクタ接点は、高導電性金属フィルム(例えば、金又は銀)を被覆した硬質金属又は合金からなる。好ましい実施形態では、コネクタ接点は、ニッケル/銀受け器中の金メッキしたステンレス鋼ばねでばね押し式になった、金メッキしたニッケル/銀からなるワッフルポイント型接点ヘッドであり、例えば、Interconnect Devices社から提供される接点(GSS−18.3.8−G)である。代替実施形態では、コネクタ接点は、高導電性材料を被覆したコンプライアントな材料からなる。これらのコネクタ接点の支持部は、接点がプレートに押し付けられるときにコネクタ接点を支持することができる任意の材料からなり得る。好ましい実施形態では、プレート用電気コネクタ1724中の支持部は、好ましくは、これらの接点を電流/電圧源1722及び/又は電子回路1720に電気的に接続するトレースを備えた回路ボードからなる。プレート用電気コネクタは、基準位置を確認するセンサ(好ましい実施形態では、ホールセンサ)を含み得る。プレート用電気コネクタ1724には、温度センサ(例えば、サーミスタ、熱電対、白金RTD)を組み込むこともできる。好ましい実施形態では、この温度センサは、プレート用電気コネクタ1724の支持部でばね押し式である。一実施形態では、この温度センサは、マルチウエルアッセイプレート1710に接触してその温度を測定する。プレート用電気コネクタ1724中のリニアアクチュエータにより、コネクタ接点(及び任意選択で、支持部)がプレート1710に押し付けられて電気的な接触が行われる。好ましい実施形態では、プレート用電気コネクタ1724は、1列に配置した7つの電気コネクタ接点を有する。この実施形態では、1〜6個の動作コネクタ接点により、プレート1710上の動作電極に接続された接点表面への接触を行うことができ、1〜6個の対向コネクタ接点により、プレート1710上の対電極に接続された接点表面への接触を行うことができる。
【0300】
この機器は、プレート温度を測定するように適合された温度センサ又は温度計を含むと有利である。好ましくは、この温度センサ又は熱センサは、5℃以内、より好ましくは2℃以内、さらに好ましくは1℃以内、最も好ましくは0.25℃以内でウエル温度を検出することができる。この温度センサは、10秒以内、好ましくは5秒以内、さらに好ましくは3秒以内で安定な状態に到達できることがさらに好ましい。このセンサは、接触式センサ(例えば、サーミスタ、熱電対又は白金RTD)とすることができる。あるいは、このセンサは、IRセンサなどの非接触式センサとすることもできる。好ましい実施形態では、この機器は、1つ又は複数の非接触式温度センサを備える。この機器は、(例えば、複数のセンサを使用し、かつ/又はこれらのセンサに対して相対的にプレートを移動させることによって)プレート上の様々な場所の温度を測定することができるように適合される。別の好ましい実施形態では、この機器は、温度センサから信号を受け取り、使用者にその温度を報告し、好ましくは、測定された発光信号を調整して、発光信号、電気化学発光信号、及び/又は、アッセイの実施中に生じる他の反応に温度が及ぼす影響を補正するように適合されたコンピュータをさらに備える。このコンピュータは、様々な温度で行った較正測定からのデータ及び/又は較正曲線を保存するメモリと、温度変動に対してテストデータを正規化するために、前記データ及び/又は較正曲線を使用するソフトウエアとをさらに備えることが好ましい。別の実施形態によれば、この機器は、ウエル内の温度を制御する温度コントローラも備える。
【0301】
動作においては、コンピュータ1726によって、あるいは、ケース1702上に配置されたタッチボタンを押すことによって、ケース1072が開き、開口部1714が開く。遮光容器1704内にあるプレートキャリア1740にマルチウエルアッセイプレートを載せ、開口部1714を閉じる。コンピュータ1726の制御下で、プレート搬送機構は、プレート1710の第1セクタが、光検出器1706のフォトダイオードアレイ及びプレート用電気コネクタ1724の接点に位置合わせされるまで、マルチウエルアッセイプレート1710を並進移動させる。光の収集効率を向上させ、ウエル間の光学的なクロストークを減らすために、光検出器1706のフォトダイオードアレイは、プレート1710の上部表面の近傍に保持される。プレート用電気コネクタ1724により、コネクタ接点がプレート1710に押し付けられて、電気的な接触が得られる。電流/電圧源1722により、プレート用電気コネクタ1724を介してプレート1710に印加する波形が生成される。光検出器1706により、プレート1710中の活動セクタから放出された光が測定される。光検出器1706中の8個のフォトダイオードはそれぞれ、マルチウエルアッセイプレート中の1行のウエルの1つのウエル近くに配置され、特定のフォトダイオード上に記録された光が、特定のウエルから収集された光として識別される。あるウエルから、異なるウエルに位置合わせされた光検出器に当たる光による予想クロストーク量を補償するために、ソフトウエアによる補正も存在することが好ましい。光検出器1706で収集された信号は、コンピュータ1726に送られる。測定が完了した後で、プレート用電気コネクタ1724は、プレート1710からコネクタ接点を後退させ、次のセクタがプレート用電気コネクタ1724及び光検出器1706のフォトダイオードアレイに位置合わせされるように、プレート搬送機構1716がプレート1710を並進移動させる。プレート1710との接触が再開され、再度、光の励起/検出が行われる。所望の測定がすべて完了するまで、このサイクルが繰り返される。所与のプレート1710の測定の完了時に、プレート搬送機構1716は、プレート1710が開口部1714中のドアに整列するまで、プレートキャリア1740を並進移動させる。開口部1714が開き、プレート1710が取り出される。
【0302】
図21に、図17の実施形態のエレメントを選択して示す。光検出器2106は、フォトダイオードアレイ2107及び回路ボード2105を備える。フォトダイオードアレイ2107は、1列に配置した8個のフォトダイオードを備える。プレート搬送機構2116に取り付けられたプレートキャリア2140が、プレート2110を保持する。本発明のマルチウエルアッセイプレートであるプレート2110は、12個のセクタ2110A〜Lを有する。図21では、プレート2110のセクタ2110Aが、フォトダイオードアレイ2107の下に位置決めされている。プレート2110は96個のウエルを有する。各セクタは、1列に配置された8個のウエルを含む。プレート2110のセクタ中の8個のウエルがそれぞれ、フォトダイオードアレイ2107のただ1つのフォトダイオードの直下に位置することができるように、フォトダイオードアレイ2107を構成する。光の収集効率を向上させ、ウエル間の光学的なクロストークを減らすために、プレート2110のセクタの上部をフォトダイオードアレイ2107の近傍に保持する。図21で、マルチウエルアッセイプレート2110は、セクタ2110A用の接点が、プレート用電気コネクタ2124のコネクタ接点2125に位置合わせされるようにも位置決めされる。動作においては、プレート用電気コネクタ2124により、コネクタ接点2125がプレート2110のセクタ2110Aの裏面に押し付けられて、電気的な接触が確立する。プレートキャリア2140は、プレート用電気コネクタ2124によって加えられた上向きの力に抵抗するように、プレート2110を保持することが好ましい。プレート用電気コネクタ2124が、プレート2110からコネクタ接点2125を後退させた場合には、別のセクタ(例えば、セクタ2110B)が、プレート用電気コネクタ2124、コネクタ接点2125及び光検出器2106のフォトダイオードアレイ2107に位置合わせされるように、プレート搬送機構2116がプレートキャリア2140を並進移動させることができる。
【0303】
図22に、図17の実施形態のエレメントを選択して示す。遮光容器2204は、光検出器2207、プレート2210、プレートキャリア2240、プレート用電気コネクタ2224の複数のコネクタ接点2205及びシールド2208を収容する。光検出器2207は、個々のフォトダイオード2207A、2207B、2207C、2207D、2207E、2207F、2207G及び2207Hを含むフォトダイオードアレイを備える。電磁干渉を防ぐために、光検出器2207にシールド2208を取り付ける。好ましくは、シールド2208は、金属などの導電材料、最も好ましくはしんちゅう製とする。プレート2210は96個の個々のウエルを備える。図22に、プレート2210の1つのセクタを構成する8個のウエル、2210A、2210B、2210C、2210D、2210E、2210F、2210G及び2210Hを示す。プレート2210は、キャリア2240によって保持される。プレート用電気コネクタ2224により、コネクタ接点2205がプレート2210の底部に押し付けられて、プレート2210の1つのセクタへの電気的な接続が確立する。プレートキャリア2240は、プレート2210のセクタがコネクタ接点2205及び光検出器2207に位置合わせされるように、プレート2210を位置決めする。ウエル2210Aがフォトダイオード2207Aに直接に位置合わせされ、ウエル2210Bがフォトダイオード2207Bに位置合わせされ、以下同様になるようにプレート2210が位置決めされる。コネクタ接点2205はウエルの底部に整列して、1行の8個のウエル間の7箇所の壁に接触する。各ウエルから放出された光は、主にそれに対応するフォトダイオードで収集される。フォトダイオードで受け取った信号のソフトウエアによる補正、すなわち、あるウエルから、異なるウエルに位置合わせされた光検出器に当たる光による予想クロストーク量を補償する補正も存在することが好ましい。
【0304】
図23に、図17の好ましい実施形態のエレメントを選択して示す。リーダ2300は、シャシー2301、光検出器2306、マルチウエルアッセイプレート2310、プレート搬送機構2316、プレート用電気コネクタ2324及び複数のコネクタ接点2325を含む。光検出器2306は、複数のフォトダイオード、光検出器用回路ボード、シールド及び(図23に示す)金属カバー備えることが好ましい。図23には、リーダ2300の他のエレメントは示さない。
【0305】
図17の別の実施形態では、リーダ1700は、電気化学発光標識以外の発光物質から放出された光を測定することができる。例えば、リーダ1700は、蛍光アッセイ、化学発光アッセイ、発光シンチラントを利用する放射能アッセイ、生物発光アッセイなどに使用することができる。リーダ1700は、吸収及び散乱ベースの測定に使用することもできる。一実施形態では、光学系1708は、1つ又は複数の光源と、蛍光標識を励起し検出する適切な光学素子とをさらに備える。別の実施形態では、光学系1708は、1つ又は複数の光源と、吸収又は散乱測定用の適切な光学素子とをさらに備える。別の実施形態では、試薬ハンドラ1734、光学系1708及び光検出器1706が、さらに、化学発光アッセイ又は生物発光アッセイ用の適切な試薬ハンドリング機器を構成する。例えば、いくつかの化学発光アッセイでは、化学発光試薬の添加後、短時間かつ制御した時間後に化学発光信号の測定を行うことが必要であり、そのため、機器内に、プレート洗浄機及び/又は制御された方式の試薬の計量分配手段が含まれると有利である。このような計量分配手段には、一度に1つのウエル又は一度に複数のウエルに流体を送達するように適合されたピペット、シリンジその他の流体計量分配装置が含まれ得る。動作においては、プレートを機器内に導入し、任意選択で、一体型プレート洗浄機によってプレートを洗浄し、任意選択で、一体型流体計量分配装置によって化学発光試薬を導入し、(洗浄又は試薬の導入後、任意選択で、制御した時間だけプレートを培養した後で)化学発光をモニタする。
【0306】
5.4 発光を測定する方法
本発明の別の態様は、アッセイプレート、好ましくは複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法に関する。このマルチウエルアッセイプレートは、96ウエル、384ウエルなど標準のプレート構成を有することが好ましい。
【0307】
本発明の好ましい一実施形態は、上記で説明した任意の機器及び/又はアッセイプレートを使用して発光を測定する方法に関する。
【0308】
この方法は、ウエル又はアッセイドメインから放出される発光、好ましくは電極誘起発光、より好ましくは電気化学発光を測定することを含む。電気化学発光の場合、この方法は、複数のウエル又はアッセイドメインに電気エネルギーを供給するか、あるいは、その他の方法で発光を誘起することも含み得る。蛍光の場合、この方法は、例えば、光源をアッセイ領域上に方向づけることによって蛍光を誘起することを含み得る。化学発光の場合、この方法は、アッセイ領域に化学的な開始剤を添加することを含み得る。
【0309】
一実施形態によれば、この方法は、複数のセクタで発光を測定することを伴う。別の実施形態によれば、この方法は、複数のセクタでマルチウエルアッセイプレートに電気エネルギーを供給することを含む。上記で説明したように、複数のセクタでプレートを測定すると、発光の収集効率が向上する。さらに、画像形成表面を比較的小さくし、かつ/又は、光検出器の数を比較的少なくすることができる。
【0310】
したがって、本発明の好ましい実施形態は、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法に関する。この方法は、
(a)マルチウエルアッセイプレートに電気エネルギーを供給することと、
(b)複数のセクタでマルチウエルアッセイプレートから発光を測定することとを含む。
【0311】
別の実施形態は、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法に関する。この方法は、
(a)複数のセクタでマルチウエルアッセイプレートに電気的接続部を設けることと、
(b)複数のセクタでマルチウエルアッセイプレートから発光を測定することとを含む。
【0312】
別の実施形態は、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法に関する。この方法は、
(a)第1セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することと、
(b)第1セクタの複数のウエルから発光を測定することと、
(c)第2セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することと、
(d)第2セクタの複数のウエルから発光を測定することとを含む。
【0313】
本発明の別の実施形態は、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法に関する。この方法は、
(a)第1セクタの複数のウエルから発光を測定することと、
(b)第2セクタの複数のウエルから発光を測定することとを含む。
【0314】
別の実施形態は、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法に関する。この方法は、
(a)第1セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することと、
(b)第2セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することとを含む。
【0315】
別の実施形態は、アッセイプレート、好ましくは、ウエルアレイを有し、上部表面及び底部表面を有する基板を備えるマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法に関する。この機器は、アッセイ領域又はアッセイウエルから放出された発光を測定するように適合された光検出器を備える。このプレートは、特に、電気コネクタ接点が、底部からプレートを押し上げる場合、発光の測定中、かつ/又は発光の誘起中、測定プラットホーム上に保持される。「上に保持する」という用語は、電気コネクタがプレートを押しているとき、プレートを下に押し付けて保持することを指すためのものである。プレートがわずかに動いても光の検出又は画像化が変化する恐れがあるので、これは有利である。このプレートは、(例えば、磁気的に)底部から、又は(例えば、固定デバイスによりプレート縁部を押さえて)上部から、あるいは(例えば、側面を支持部上にクランプして)側面から「下に押し付けて保持する」ことができる。
【0316】
5.4.1 画像化方法
本発明の一実施形態は、画像システム、好ましくは、カメラを備える画像システム、より具体的には、アッセイプレート又はマルチウエルプレートから放出される発光を画像化する画像システムを使用して、発光アッセイを行う方法に関する。
【0317】
本発明の好ましい一実施形態は、複数のウエルを有するマルチウエルプレートから発光を測定する方法に関する。この方法は、少なくとも2つの前記複数のウエルから放出される発光を同時に画像化することを含む。この画像化では、円錐全角が少なくとも10°、好ましくは少なくとも15°、より好ましくは少なくとも20°、さらに好ましくは少なくとも25°、最も好ましくは少なくとも30°の円錐状の発光を収集する。
【0318】
本発明の別の態様は、複数のセクタで、放出された発光を画像化するステップを含む、マルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法に関する。
【0319】
本発明の一実施形態は、
(a)画像システムによって、マルチウエルアッセイプレートの第1セクタの第1画像を形成することと、
(b)マルチウエルアッセイプレートの第2セクタの第2画像を形成することとを含む、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法に関する。
【0320】
複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する別の実施形態の方法は、
(a)マルチウエルアッセイプレートの第1セクタを画像システムに位置合わせすることと、
(b)画像システムによって、マルチウエルアッセイプレートの第1セクタから発光を測定することと、
(c)マルチウエルアッセイプレートの第2セクタを画像システムに位置合わせすることと、
(d)画像システムによって、マルチウエルアッセイプレートの第2セクタから発光を測定することとを含む。
【0321】
別の実施形態は、
(a)第1セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することと、
(b)画像システムを使用して、第1セクタの複数のウエルから発光を測定することと、
(c)第2セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することと、
(d)画像システムを使用して、第2セクタの複数のウエルから発光を測定することとを含む、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートからの発光を測定する方法に関する。
【0322】
画像システムを使用するこの方法は、上記で説明したような機器及び/又はアッセイプレート、好ましくはマルチウエルアッセイプレートを使用することが好ましい。
【0323】
本発明の別の実施形態は、複数のウエルのそれぞれに約20〜300マイクロリットルのアッセイ混合物を導入することと、これらのウエルからアッセイ混合物を測定することとを含む方法に関する。より好ましくは75〜200マイクロリットル、より好ましくは125〜175マイクロリットル、さらに好ましくは約150マイクロリットルのアッセイ混合物を96ウエルプレートのウエルに導入する。別の実施形態は、複数のウエルのそれぞれに、20〜60マイクロリットル、好ましくは30〜40マイクロリットル、さらに好ましくは約35マイクロリットルのアッセイ混合物を導入することと、これらのウエルから、好ましくは384ウエルプレートのウエルからアッセイ混合物を測定することに関する。
【0324】
本発明の別の実施形態は、マルチウエルプレートから発光を測定する機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法に関する。このマルチウエルプレートは、標準構成のウエルを有し、上部表面及び底部表面を有する基板を備える。この機器は、複数のウエルから放出された発光を測定するように適合された光検出器を備える。この方法は、
(a)ウエル間の1つ又は複数のセクタ接点位置で、複数の電気コネクタ接点により、底部表面の各セクタに接触を行うことと、
(b)放出された発光を測定することとを含む。
【0325】
これらのセクタ接点位置は、図34A又は34Bに示し、かつ新規なプレート底部構成に関して上記で論じた位置のうち、1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、さらに好ましくは4つ以上、最も好ましくはすべての位置を含むことが好ましい。
【0326】
これらのセクタ接点位置は、図34A又は34Bに示し、かつ新規なプレート底部構成に関して上記で論じた位置のうち、1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、さらに好ましくは4つ以上、最も好ましくはすべての位置を含むことが好ましい。
【0327】
本発明の別の実施形態は、マルチウエルプレートから発光を測定する機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法に関する。このマルチウエルプレートは、上部表面及び底部表面を有する基板を備える。このマルチウエルプレートは、標準の96ウエルプレート構成に対応するウエルアレイを有する。このアレイは、
A1〜A4、B1〜B4、C1〜C4及びD1〜D4のウエルを含む第1セクタと、
A5〜A8、B5〜B8、C5〜C8及びD5〜D8のウエルを含む第2セクタと、
A9〜A12、B9〜B12、C9〜C12及びD9〜D12のウエルを含む第3セクタと、
E1〜E4、F1〜F4、G1〜G4及びH1〜H4のウエルを含む第4セクタと、
E5〜E8、F5〜F8、G5〜G8及びH5〜H8のウエルを含む第5セクタと、
E9〜E12、F9〜F1、G9〜G12及びH9〜H12のウエルを含む第6セクタのうち、1つ又は複数、好ましくは2つ以上、より好ましくはすべてのセクタを含む(それぞれの呼称は、行及び列で定義したウエルの領域を指す)。この機器は、複数のウエルから放出される発光を測定するように適合された光検出器を備える。この方法は、
(a)ウエル間の1つ又は複数のセクタ接点位置で、複数の電気コネクタ接点により、底部表面の各セクタに接触を行うことと、
(b)放出された発光を測定することとを含む。
【0328】
本発明の好ましい実施形態によれば、各セクタは、複数の電気コネクタ接点によって、少なくとも2つの位置で、好ましくは少なくとも3つの位置で、より好ましくは少なくとも4つの位置で、さらに好ましくは少なくとも5つの位置で、最も好ましくは少なくとも6つの位置で接触が行われる。各セクタは、2×3アレイの位置で接触が行われることが好ましい。
【0329】
別の好ましい実施形態によれば、セクタ接点位置は、
(i)A1−B2、A2−B3、A3−B4、C1−D2、C2−D3、C3−D4のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第1セクタ位置と、
(ii)A5−B6、A6−B7、A7−B8、C5−D6、C6−D7、C7−D8のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第2セクタ位置と、
(iii)A9−B10、A10−B11、A11−B12、C9−D10、C10−D11、C11−D12のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第3セクタ位置と、
(iv)E1−F2、E2−F3、E3−F4、G1−H2、G2−H3、G3−H4のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第4セクタ位置と、
(v)E5−F6、E6−F7、E7−F8、G5−H6、G6−H7、G7−H8のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第5セクタ位置と、
(vi)E9−F10、E10−F11、E11−F12、G9−H10、G10−H11、G11−H12のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第6セクタ位置のうち、1つ又は複数の位置を含む。
【0330】
別の実施形態は、マルチウエルアッセイプレートから発光を測定する機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法に関する。このマルチウエルプレートは、上部表面及び底部表面を有する基板を備える。このマルチウエルプレートは、標準の384ウエルプレート構成に対応するウエルアレイを有する。このアレイは、(プレート底部に関して上記で説明した)行A〜P及び列1〜24を含む。この機器は、ウエル間で底部表面への接触を行う複数の電気コネクタ接点と、複数のウエルから放出される発光を測定するように適合された光検出器とを備える。
【0331】
各セクタは、
(i)B2−C3、B4−C5、B6−C7、F2−G3、F4−G5、F6−G7のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第1セクタ位置と、
(ii)B10−C11、B12−C13、B14−C15、F10−G11、F12−G13、F14−G15のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第2セクタ位置と、
(iii)B18−C19、B20−C21、B22−C23、F18−G19、F20−G21、F22−G23のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第3セクタ位置と、
(iv)J2−K3、J4−K5、J6−K7、N2−O3、N4−O5、N6−O7のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第4セクタ位置と、
(v)J10−K11、J12−K13、J14−K15、N10−O11、N12−O13、N14−O15のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第5セクタ位置と、
(viii)J18−K19、J20−K21、J22−K23、N18−O19、N20−O21、N22−O23のうち、2つ以上、好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、さらに好ましくは5つ以上、最も好ましくはすべての第6セクタ位置のうち、1つ又は複数(好ましくは、すべて)の位置で、1つ又は複数の電気接点を含むことが好ましい。
【0332】
5.4.2 光検出器アレイを使用する方法
本発明の別の態様は、
(a)第1セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することと、
(b)光検出器アレイによって、第1セクタの複数のウエルから発光を測定することと、
(c)第2セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することと、
(d)光検出器アレイによって、第2セクタから発光を測定することとを含む、光検出器アレイを使用して発光を測定する方法に関する。
【0333】
別の実施形態は、
(a)第1セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することと、
(b)光検出器アレイを使用して、第1セクタの複数のウエルから発光を測定することと、
(c)第2セクタの複数のウエルに電気エネルギーを供給することと、
(d)アレイを使用して、第2セクタの複数のウエルからの発光を測定することとを含む、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法を含む。
【0334】
別の実施形態は、
(a)マルチウエルアッセイプレートの第1セクタに電気エネルギーを供給することと、
(b)光検出器アレイによって、マルチウエルアッセイプレートの第1セクタから発光を測定することと、
(c)マルチウエルアッセイプレートの第2セクタを光検出器に位置合わせすることと、
(d)光検出器アレイによって、マルチウエルアッセイプレートの第2セクタから発光を測定することとを含む方法に関する。
【0335】
別の実施形態は、
(a)マルチウエルアッセイプレートの第1セクタに電気エネルギーを供給することと、
(b)光検出器アレイによって、マルチウエルアッセイプレートの第1セクタから発光を測定することと、
(c)マルチウエルアッセイプレートの第2セクタを光検出器アレイに位置合わせすることと、
(d)光検出器アレイによって、マルチウエルアッセイプレートの第2セクタから発光を測定することとを含む、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法を含む。
【0336】
本発明の別の実施形態は、アレイで配置された複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法に関する。この方法は、行ごと又は列ごとに、複数のウエルから発光を誘起することと発光を測定することとを含む。
【0337】
別の実施形態は、少なくとも1つの対電極コネクタ接点及び少なくとも1つの動作電極コネクタ接点、好ましくは、少なくとも2つの対電極コネクタ接点及び少なくとも2つの動作電極コネクタ接点、より好ましくは、少なくとも3つの対電極コネクタ接点及び少なくとも3つの動作電極コネクタ接点、最も好ましくは、3つの対電極コネクタ接点及び4つの動作電極コネクタ接点によって、マルチウエルプレート底部への接触を行って、1行又は1列のウエル内で発光を同時に誘起することを含む方法に関する。
【0338】
この光検出器は、1つ又は複数のフォトダイオード、より好ましくはフォトダイオードアレイを含むことが好ましい。
【0339】
好ましくは、発光の測定は、測定中の各ウエルに位置合わせされた少なくとも1つの光検出器を使用して、各ウエルから発光を測定することを含む。
【0340】
クロストーク発光が、発光の2%未満、より好ましくは1%未満、さらに好ましくは0.5%未満、最も好ましくは0.1%未満であることが好ましい。
【0341】
本発明の別の態様は、同じ機器を使用して、特に、固定式光検出器アレイ(例えば、8個のフォトダイオードからなるリニアアレイ)を有する機器を使用して、様々なプレートフォーマットから発光を測定することに関する。本発明のこの態様を用いると、1つのタイプのプレートフォーマット(例えば、96ウエルプレート)用に構成された機器を実質的に改変せずに、あるいは全く改変することなく、他のプレートフォーマット(例えば、384ウエルプレート)とともに使用することができる。例えば、96ウエルフォーマットのマルチウエルプレートからECLを読み取るように適合された機器を上記で説明してきた。この機器では、8個のフォトダイオードからなるアレイが、各測定ステップにおいて各フォトダイオードが1つのウエルに対応する状態で、複数のウエルからなる各列から放出されるECLを読み取る(すなわち、各列は8つのウエルを含み(8行×12列)、プレートの測定は12回のステップ(1列当たり1回の測定/誘起のステップ)で行われる)。
【0342】
意外にも、同じ機器を使用して、384ウエルプレート、4スポットウエルを備えた96ウエルプレートその他のマルチスポットプレートなど他のプレートを、同じ固定式光検出器アレイで読み取ることができる。この場合、このような機器及び/又はプレートは、上記で説明したように構成されるか、あるいは、機器及び/又はプレートの設計にわずかな改変が加えられる。
【0343】
一実施形態では、8個のフォトダイオードからなるアレイなどの光検出器アレイを有する機器を使用し、機器を改変することなく、2つ以上の代替プレートフォーマットを測定することができる。この機器は、光検出器アレイを次の行又は列のウエルに移動させる回数が、ECLを誘起する(すなわち、プレートに電圧を印加する)回数よりも少ない状態で、アッセイプレートを測定するように適合されることが好ましい。例えば、1つの方法は、(プレートに対して)光検出器アレイを12回移動させ、ECLは、少なくとも24回、好ましくは少なくとも48回、より好ましくは少なくとも84回、最も好ましくは少なくとも120回誘起するというものである。
【0344】
本発明の別の実施形態によれば、光検出器アレイを有する機器を使用して、各ウエルが複数のアッセイスポット又はアッセイドメインを含むマルチウエルプレート(図3A〜3Cを参照)から発光を測定する。より具体的には、例えば、1行のフォトダイオード(すなわち、1つの列の1つのウエル当たり1つのフォトダイオード)を有する機器内で、各ウエル内に複数のアッセイドメインを有するプレート(例えば、図3Aの4スポットプレート)を動作させることができる。このプレートのタイプは、各ウエル内で4つの異なる検体を測定するために4つの独立にアドレス可能なスポットを備えた標準の96ウエルプレート上部とすることができるはずである。この4スポットウエルプレートでは、単一の流体体積内で4つのスポットに順に電気を加えることが必要なので、動作電極は、4つの別々のアドレス可能な互いに電気的に絶縁したリード線に分割することが好ましい。標準プレートの場合と同様に、単一の対電極、すなわち、ウエル底部の両縁部にある対電極の小さな部分(図3Aの対電極306A及びBを参照)は、プレートの各行全体にわたって合わせて接続することができるはずである。
【0345】
例えば、このような機器を使用して、単一スポットの96ウエルプレートを測定することに加えて、各ウエルが4つの離散スポットを含む96ウエルプレート(「4スポット96ウエルプレート」)を測定することができる。測定走査の各ステップ中、アレイ内の各フォトダイオードは1つのウエルに対応するので、このフォトダイオードは、4つのスポットを同時に測定することができないはずである。したがって、1つのウエル当たり4つのスポットに順に電気を加えることが好ましい。これは、ウエルサイズよりも小さい間隔でプレートを割り出すことによって実現することができる。すなわち、各スポットの各動作電極ごとに独立にアドレス可能な接点及びリード線が含まれるようにプレート底部を改変する。こうすると、96ウエルプレートのウエルの1列ごとに、それに対応する底部は、4スポットウエルの各スポット用の4つの動作電極接点を有することになる。
【0346】
図38を参照すると、ウエル3810は、動作電極接続部3824、3825、3826及び3827を介して4つの独立にアドレス可能な動作電極接点3820、3821、3822及び3823に電気的に接続された4つの独立にアドレス可能な動作電極表面3811、3812、3813及び3814上に4つのアッセイドメインを含む。この機器は、(例えば、位置「x」で)動作電極接点3820、3821、3822及び3823のそれぞれに接触を行う。動作電極接点(例えば、動作電極接点3820)に接触が行われるとき、ウエル3810内の露出電極表面だけが対応する動作電極表面(例えば、動作電極表面3812)になるように、ウエル3810内の動作電極接続部の各部分(例えば、部分3860)を(図示しない)誘電体で覆うことが好ましい。動作電極接点3820、3821、3822及び3823は、動作電極接続部3840、3841、3842及び3843を介して(図示しない)1つ又は複数の隣接するウエル内の4つの動作電極にも電気的に接続されることが好ましい。すなわち、図34Bを参照すると、1組の4つの接点を使用して、接触位置「x」の両側にある2つの隣接するウエルをともにアドレスすることができる。図34Bに示す複数の接点「x」を使用することによって、1列の8個のウエルすべてに同様に接触を行うことができ、それによって、ウエル内の4つ(以上)のスポットに順に電気を加え、8個の光検出器からなる単一のリニアアレイで順に測定することができる。
【0347】
この機器は、4つの位置(*)で対電極3850への接触を行うことが好ましい。対電極3850は、対電極接続部3851A及び/又は3851Bへの露出対電極表面3854A及び/又は3854Bを介してウエル3810に電気的に接続されることが好ましく、かつ/又は、ウエル3810内で対電極3850は、部分的に露出させることができる(例えば、露出対電極表面3855)。対電極3850は、対電極接続部3851A及び/又は3851Bを介して、最大1列全体のウエルまで、(図示しない)1つ又は複数の隣接するウエルにも電気的に接続させることができる(例えば、ウエルの列全体に沿って、対電極3851A及び/又は3851Bを延ばすことができる)。したがって、図34Bを参照すると、3つの対電極用接点位置(*)は、電気接続部3851A及び/又は3851Bを介して、かつ/又は、ウエル内の露出部分(例えば、3855)を介して8個のウエルに電気的に接続することができる。
【0348】
動作電極接点3820、3821、3822及び3823及び1つ(又は複数)の対電極用接点3850は、マルチウエルプレートの底部上にあることが好ましい。好ましい実施形態によれば、このような底部接点は、好ましくは、「x」及び「*」などの位置に配置された接続用スルーホールを介して、動作電極表面3811、3812、3813及び3814並びに対電極表面3854A、3854B及び3855に電気的に接続され、動作電極接続部及び/又は対電極接続部は、ウエル3810とともに、対応する動作及び対電極表面と同じプレート表面上にある。あるいは、これらの動作及び対電極接続部は底部表面上とし、導電スルーホールを対応する動作及び対電極表面の下に配置することができる。別の実施形態によれば、これらの動作電極接続部及び/又は対電極接続部は、接点層と電極表面層の間に配置された(図示しない)1つ又は複数のパターン化した中間層内にある。この1つ(又は複数)の中間層により、動作電極接点及び/又は対電極用接点から、対応する動作電極表面及び対電極表面までの電気的に絶縁した導電経路が得られることになる。導電経路を提供する中間層を用いると、電気的接続部が2次元構成に限定されないので、各ウエル内でスポットアレイ密度をより高くすることができるはずである。
【0349】
図38に示すようなプレートを使用すると、1つの列のウエル当たり4つの異なる接点位置で、フォトダイオードアレイがその列のウエルの上に留まった状態のまま、この機器の電気コネクタがプレート底部への接触を行うことになる(例えば、1回のステップに対して4回のステップ)。図34Bを参照すると、例えば、図に示す(Xで表す)単一の動作電気接点位置3840の代わりに、1列のウエル当たり4つの離間した動作電気接点位置(例えば、図38の動作電極接点3820、3821、3822及び3823)を用いることになる。各接触/誘起ステップにより、1つのウエル当たり1つのスポットに電圧が印加される。各ウエルごとに、対応するフォトダイオードが、そのスポットからECLを測定する。次いで、コネクタが第2の組の接点に接触を行って、第2スポットのところでECLを誘起し、同じフォトダイオードが第2スポットからECLを測定し、その後、第3の組の接点、最後に第4の組に対して接触が行われる。1列のウエルの4つのスポットの走査を通じて、その列のウエルがフォトダイオードアレイの下に留まったまま、底部接点が異なるスポットに接続される。単一のフォトダイオード下の異なるスポットを誘起してECLを順に発光させ、それによって、単一のフォトダイオードにより、2つ以上のスポットからの発光を区別し測定を行うことができる。第4スポットを誘起してECLを発光させ、放出されたECLを測定した後で、次の列の4スポットウエルにフォトダイオードアレイを移動させ、各列ごとにこのプロセスを繰り返す。
【0350】
こうすると、単一スポットの96ウエルプレートを読み取るように適合されたシステムを、4スポット96ウエルプレート用に転換するのに必要な改変は、プレート底部上の電気接点を改変し、プレートの測定走査を、12ステップ走査から48ステップ走査(4スポット×12列)に変更することだけである。この場合、各ステップは、12回ではなく48回プレート底部に接触を行うことが必要であるが、フォトダイオードアレイは、プレートに対して12回しか移動させない。その結果、同じ固定式光検出器アレイを有する同じ機器を使用して、異なるプレートフォーマットからECLを測定することができる。同じ方法を用いて、7スポットの96ウエルプレート(例えば、7スポット×12列=84ステップ、12スポット×12列=144ステップなど)を測定することができる。
【0351】
したがって、好ましい一実施形態は、単一「セクタ」(例えば、複数のウエルからなる列)内で独立にアドレス可能な動作電極(及び/又は対電極)を形成することを伴い、それによって、所与のフォトダイオード下の各スポット又はウエルを順に測定することができる。
【0352】
別の実施形態によれば、同じ光検出器アレイを使用して、384ウエルプレートからECLを測定することができる。例えば、図2Fを参照すると、96ウエルプレートの1列のウエルからECLを測定するように適合された単一のリニアアレイのフォトダイオードは、384ウエルプレートでは、2列のウエル(例えば、列1及び2)を覆うはずである。したがって、単一のフォトダイオードを使用して、各ウエルに順に電圧を印加することによってA1、A2、B1及びB2の各ウエルから発光を測定し(384ウエルプレートは行A〜P及び列1〜24を有する)、第2のフォトダイオードが、各ウエルに順に電圧を印加することによって、C1、C2、D1及びD2の各ウエルから発光を(第1のフォトダイオードと同時に)測定し、以下同様のことを行う。このように個々のフォトダイオード下の各ウエルに電圧を順に印加することは、各ウエルごとに異なる電気接点(例えば、8個のフォトダイオードからなるアレイの下の16個のウエルのそれぞれに電圧を供給するための16個の接続部からなるアレイ。各接続部は、一度に1つのフォトダイオード当たり1つのウエルだけに電圧を印加する)を使用するか、あるいは、4スポットの96ウエルプレートに関して上記で説明した改変した底部接点を使用するか、もしくは、以下でさらに説明する方法によって実現することができる。
【0353】
別の実施形態によれば、列内で代替アッセイドメイン又はウエルを誘起して電気化学発光を放出させ、それを測定する。好ましい一実施形態では、複数のウエルからなる列がそれぞれ、交互に並んだ対電極又は動作電極を有する384ウエルプレートを使用する。例えば、再度、図2Fを参照すると、ウエルA1、C1、E1、G1、I1、K1、M1、O1内の対向(又は動作)電極をすべて電気的に接続し、ウエルB1、D1、F1、H1、J1、L1、P1内の対向(又は動作)電極を互いに電気的に接続する。対応する動作(又は対向)電極は、これらすべてのウエルに共通とすることが好ましい。まず、A1群のウエルを、その対電極及び動作電極に対して接続を行うことによって励起する。次いで、接点がプレートまで持ち上げられたとき、これらの接点が、A1群のウエルではなくB1群のウエルに接続された動作電極及び対電極に接続を行うように、384ウエルプレートの間隔の半分(2.25mm)だけプレートを移動させる。こうすると、この列の後半が励起され、8個のフォトダイオードで光が測定され、この列の読取りが完了する。同様に、プレートの残りの23列を読み取る。すなわち、プレートを移動させてA2群のウエルを測定することができ、再度移動させてB2群のウエル、と以下同様に行うことができる。機器内で移動させるのはプレートであることが好ましい。あるいは、プレート接点への接触を行う電気コネクタを移動させることもできる。このような対電極への交互接続は、各ウエル底部の片側の対電極が交互に含まれるようにスクリーン印刷を改変するか、あるいは、対電極を交互に選択的に覆うように誘電体層を改変することによって実現することができる。
【0354】
例えば、図2Bを参照すると、1行のウエル内で、1つおきのウエル内の対電極226Bが誘電体で覆われる(かつ、その行の中で、対電極226Bが覆われていないウエル内の対電極226Aが誘電体で覆われる)場合、動作電極230に対応する底部接点(その列のウエルの動作電極が電気的に接続されているところ)及び対電極226Bに対応する底部接点(その列のウエルの対電極が電気的に接続されているが、交互のウエル内でのみ露出しているところ)に電圧を印加することにより、交互のウエル内でのみECLが生じる(ステップ1)。次いで、動作電極230及び対電極226Aに接続されている接点に接触が行われて、同じ列の他の組の交互のウエル内でECLが誘起される(ステップ2)。この手法では、同じ機械的な設計で両方のプレートタイプが動作するので、機器を根本的に改変する必要はないであろう。
【0355】
この装置を制御するソフトウエアを改変して、単一のリニアアレイの光検出器を使用する標準の96ウエルマルチアレイプレートに必要な12回ではなく、12回よりも多く(好ましくは少なくとも48回、より好ましくは少なくとも84回、最も好ましくは少なくとも120回)発光を誘起し、かつ/又は発光を読み取ることが好ましい。
【0356】
別の実施形態によれば、異なるプレートフォーマット(例えば、96及び384ウエルプレート)を使用するために、機器に対する比較的簡単な電子的改変を加えて、類似しているが好ましい手法を実施することができるはずである。この場合、この装置の接点(すなわち、プレート底部への接触を行う接点又はコネクタ)に電圧を印加する配線にスイッチを付加することができる。上記で説明した未改変の機器では、電圧掃引を冗長接点に印加する(例えば、複数の冗長コネクタが、96ウエルプレートの1列のウエルについて、プレート底部上の冗長接点表面への接触を行う図34Bを参照されたい)。こうすると、接点を位置決めし直すことなく、その代わりに、接点のサブセットに電圧を選択的に印加し、独立にアドレス可能なプレート接点により、まず、フォトダイオード下で中央に位置するA1、C1などの群のウエルを励起することが可能である。次いで、適当なソフトウエア制御を用いて電圧を切り替え、それによって、プレートの移動を必要とせずに、B1、D1などの群のウエルに接続されたプレート裏面上の他の別々にアドレス可能なプレート接点への接触を行う異なる組の接点ピンの両端に電圧を印加することができる。
【0357】
別の例として、上記で説明したように、同じ接点の先端が、プレート底部上の異なる動作電極のリード線に接続されるように、小さなステップでプレートを割り出すことによって、これら4つの異なる電極をアドレス可能とすることができるはずである。プレートが完全に静止したままで、4つのスポットに順に電気が加えられるように、既存の接触機構への接続を提供するこの機器の電子回路に切替機構を一体化することが好ましい。別の実施形態によれば、切替を実現する電気的な機構を現場でアップグレード可能とするか、あるいは、それを異なるバージョンの装置に設ける。装置上で標準の96ウエルプレートが依然として動作することができるように、プレート及び装置を設計することが好ましい。好ましくは、必要なECL励起シーケンスの変更に対処できるように装置を制御するソフトウエアを改変し、使用者が、どのプレートタイプを使用するかを指定できるようにする。この場合、接点高さ及びプレート上部が全く同じままであることが好ましい。
【0358】
上記で説明したマルチスポット又はマルチウエルの実施形態を、4スポットの特定の例を超えて、独立にアドレス可能な電極を製作するのに用いるスクリーン印刷の印刷分解能で制限される任意の数のスポット又はウエルにまで、アドレス可能なスポット数を一般化することができる。代替製造技術(微細加工及びリソグラフィ)を用いて、スクリーン印刷で可能なものよりもアドレス可能なスポット数を増やすことができるはずである。
【0359】
同じ機器内で異なるプレートフォーマットを用いると、他の小さな調整が必要なことがある。例えば、異なるプレートは異なるプレート高さを有することがある(例えば、384ウエルプレートは96ウエルフォーマットよりも低いことがある)。(機器が96ウエルプレートに適合されている場合には)、スペーサを使用して背の低い384ウエルプレートをフォトダイオードまで持ち上げ、かつ/又は接点高さを正しい位置に調整することが好ましい。あるいは、接点高さを持ち上げ、かつスペーサを入れる代わりに、384ウエルプレートとともにフルハイトのプレート上部を使用することができるはずである。このプレート上部は、96ウエル用のプレート上部と同じ高さを有するものである(プレート壁の高さの上昇を補償するためにウエル底部を持ち上げることによって、384ウエルフォーマットのウエル容積を維持することが好ましい)。
【0360】
これらの実施形態を用いると、励起領域が、フォトダイオードに対していくらか中心から外れることがある。これにより、標準の96ウエルフォーマットを用いて測定する場合に比べて、光の収集及び/又はフォトダイオード間のクロストークが悪化し得る。使用者及び/又はシステムのソフトウエアがこれを補償することが好ましい。あるいは、光検出器アレイ及び/又はプレートを相互に移動させて、誘起するウエルをそれに対応するフォトダイオードに位置合わせすることができる。例えば、各ウエルをそのフォトダイオードの下に心合わせして光の収集及びセクタ間のクロストークを完全に最適化するために、プレート(例えば、384ウエルプレート)の位置を、例えば、未改変リーダの標準の並進移動に直交する方向に(すなわち、ウエルの列に沿って)オフセットすることができるように、この装置をさらに改変できることが好ましい。
【0361】
本発明の別の実施形態は、光検出器アレイではなく画像装置を有する機器で、上記で説明した手法を使用することに関する。例えば、画像装置の下でスポット又はウエルに順に電気を加えることにより、所与のレベルの画像分解能に対して、スポット又はウエルの密度をより高くすることができるはずである。画像装置が、密に配置された1群の4つのスポットから放出される光を区別することができない場合、スポットに順に電気を加えることにより、使用者がスポット間の区別をすることができる。こうすると、光検出器アレイの代わりに画像システムを有する機器にも、上記で特定した手法を適用することができる。
【0362】
別の実施形態によれば、384ウエルプレートのサイズ及び間隔に適合した16個のフォトダイオードからなるアレイを含むように、光検出器アレイを有する機器を改変することができるはずであり、それによって、各列の16個のウエルすべてを同時に励起することができるはずである。この手法は、他の手法に比べて、読取り時間を1/2に短縮するという利点を有する。この場合、ウエル間で電圧を交互に切り替えて印加することなく、未改変の96ウエルプレートと同じコンセプトでプレート底部を設計することになる。したがって、本発明の別の実施形態は、アレイ中の光検出器の数が、測定中の列又は行のウエル及び/又はスポットの数に対応する光検出器アレイを有する機器に関する。
【0363】
5.4.3 アッセイ法
本発明のアッセイプレート及び装置は、確立された様々なアッセイフォーマット、例えば、光ルミネッセンス測定に基づくアッセイ、SPA(シンチレーション近接アッセイ)、化学発光、電気化学的な電圧及び/又は電流の測定、好ましくは電極誘起発光、最も好ましくは電気化学発光を行うのに有用である。ECLアッセイを行う方法の例に関しては、米国特許第5,591,581号、第5,641,623号、第5,643,713号、第5,705,402号、第6,066,448号、第6,165,708号、第6,207,369号及び第6,214,552号、並びに、公開PCT出願WO87/06706号及びWO98/12539号を参照されたい。これらの参照文献を参照によりここに組み込む。アッセイは、検体の量の測定、サンプルの特性(例えば、温度、発光、電気化学活性、色、濁り度などの測定、化学的、生化学的かつ/又は生物学的な活性(例えば、酵素活性)の測定、動力学又は熱力学パラメータ(例えば、反応の速度又は平衡定数)の測定などを対象とするが、これらに限定されるものではない。
【0364】
本発明の実施形態を用いて、対象とする検体又は活性を含み得る様々なサンプルを試験することができる。このようなサンプルは、固形、エマルジョン、懸濁液、液状又はガスの形態であり得る。それらは、細胞(生細胞又は死細胞)及び細胞由来の産物、細胞断片、細胞分画、細胞可溶化物、分画されていない細胞可溶化物、細胞小器官、器官、動物部分、動物副産物、細胞膜、(ハイブリドーマなどの生物体を生成する抗体からの上澄み液を含む)細胞培養上澄み液、継代細胞、廃棄物又は飲料水、食品、飲料、薬剤組成物、血液、血清、血漿、毛髪、汗、尿、糞便、組織、生検、構造的な生物学的成分、骨格成分(例えば、骨、靱帯、腱)、分離したかつ/又は分画化した骨格成分、毛髪、毛皮、羽、毛髪分画及び/又は分別物、表皮、表皮分画、真皮、内皮、溶出物、分離したかつ/又は分画化したサンプル、分画化していないサンプル、分離したかつ/又は分画化した液体、唾液、粘液、油、植物、植物部分、植物副産物、下水、環境サンプル、粉塵、スワイプ(swipe)、吸収性材料、ゲル、有機溶剤、化学物質、化学溶液、土、鉱物、鉱床、上水、水源、流体(ガス及び/又は液体)から濾過した残査、固体、ガス、又は空気などを含むか、あるいはそれら由来のサンプルであり得るが、これらに限定されるものではない。このサンプルは、例えば、水、有機溶剤(例えば、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、nメチルピロリドン又はアルコール)あるいはそれらの混合物をさらに含み得る。測定され得る検体及び/又は他のサンプルには、サンプル中に存在する全細胞、細胞表面抗原、細胞核/複数の細胞核、核分画、細胞内粒子(例えば、細胞小器官又は膜断片)、膜、可溶化膜、膜分画、核膜、核膜分画、脂質、タンパク質を伴う脂質、糖を伴う脂質、脂質二分子膜、ミセル、中隔、単分子膜、剥離材料、障壁、透析膜、浸透膜、不浸透膜、細胞膜、細胞小器官膜、ウイルス、プリオン、真核細胞、原核細胞、免疫細胞、菌、酵母菌、チリダニ又はその断片、ウイロイド、抗体、抗体断片、抗原、ハプテン、脂肪酸、核酸(及び合成類似物)、タンパク質(及び合成類似物)、リポタンパク質、細胞骨格、タンパク質複合体、ポリサッカライド、阻害剤、補因子、ハプテン、細胞受容体、受容体リガンド、リポポリサッカライド、糖タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、cAMP、EGF、キナーゼ、酵素、酵素基質、酵素産物、セカンドメッセンジャー、細胞情報伝達因子及び/又は成分、セカンドメッセンジャー細胞情報伝達因子及び/又は成分、細胞代謝産物、ホルモン、内分泌因子、パラ分泌因子、自己分泌因子、免疫因子、サイトカイン、薬剤、薬物、治療薬、合成有機分子、有機金属分子、トランキライザー、バルビツール酸、アルカロイド、ステロイド、ビタミン、アミノ酸、糖、レクチン、組換え又は誘導タンパク質、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、あるいは無機分子が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【0365】
測定され得る活性には、ホスホリラーゼ、ホスファターゼ、エステラーゼ、トランスグルタミナーゼの活性、核酸損傷活性、トランスフェラーゼ、オキシダーゼ、レダクターゼ、デヒドロゲナーゼ、グリコシダーゼ、リボソーム、タンパク質処理酵素(例えば、プロテアーゼ、キナーゼ、タンパク質ホスファターゼ、ユビキチンタンパク質リガーゼなど)、核酸処理酵素(例えば、ポリメラーゼ、ヌクレアーゼ、インテグラーゼ、リガーゼ、ヘリカーゼ、テロメラーゼなど)、細胞受容体活性化、セカンドメッセンジャーシステム活性化などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【0366】
本発明の一実施形態では、発光、化学発光及び/又は酸化還元活性物質(好ましくは、ECL活性物質)を潜在的に含むサンプルを、本発明のアッセイプレート又はアッセイプレートの1つ又は複数のウエルに導入し、このサンプルから電気化学的信号又は発光信号(好ましくは、電気化学発光)を誘起し測定して、この物質の量を測定する。本発明の別の実施形態では、発光、化学発光及び/又は酸化還元活性物質(好ましくは、ECL活性物質)を含むサンプルを、本発明のアッセイプレート又はアッセイプレートの1つ又は複数のウエルに導入し、このサンプルから電気化学的信号又は発光信号(好ましくは、電気化学発光)を誘起し測定して、この物質からの信号の生成に影響を及ぼす物質、化学活性又は生物活性の存在(例えば、ECL共同反応物、水素イオン、発光消光剤、化学発光トリガーなどの存在、生成及び/又は消費)を測定する。本発明の別の実施形態では、発光、化学発光及び/又は酸化還元活性物質(好ましくは、ECL活性物質)を標識として用いて、酵素基質又は結合試薬などのアッセイ試薬をモニタすることができる。検体に特異的な、標識した結合試薬を使用することによって検体を測定するためのアッセイフォーマットには、同質的かつ異質的な方法が含まれる。
【0367】
好ましいアッセイフォーマットでは、検体又は活性を測定することを、標識した試薬を溶液相及び固相で支持された部分に分離することに結びつけるために、固相の支持体を使用する。それらの例には、(固相支持体上にペアの一方を固定化するか又は固定化できるようにした)ある材料及びその特異的な結合相手の複合体の形成、(固相支持体上に固定化するか又は固定化できるようにした捕捉試薬を含む)サンドイッチ複合体の形成、(固相支持体上に結合相手又は一方の競合物を固定化するか又は固定化することができるようにした)結合相手に対する2つの競合物の競合、固相支持体上に固定化するか又は固定化できるようにした試薬からの標識(又は標識した材料)の酵素的又は化学的切断、及び固相支持体上に固定化するか又は固定化できるようにした試薬への標識(又は標識した材料)の酵素的又は化学的結合を測定する固相結合アッセイが含まれる。本明細書で用いる「固定化できる」という用語は、溶液中で反応にあずかり、その後、検出ステップ中又は検出ステップ前に固相上に捕捉され得る試薬を指す。例えば、固相上に固定化する試薬の特異的な結合相手を用いて、この試薬を捕捉することができる。あるいは、この試薬を捕捉部分に結合し、この捕捉部分の特異的な結合相手を固相上に固定化する。有用な捕捉部分−結合相手対の例には、ビオチン−ストレプトアビジン(又はアビジン)、抗体−ハプテン、受容体−リガンド、核酸−相補的核酸などが含まれる。
【0368】
固相支持体上で行われるアッセイでは、固相支持体上かつ/又は溶解している標識の量を測定することによって、検体又は活性の量を求めることが好ましく、一般に、測定は、表面選択技術、溶液選択技術によって、あるいは、この2つの相を分離した後で行われる。上記で説明した実施形態の固相支持体が、本発明のアッセイプレートの動作電極、あるいは、アッセイプレートのウエル内の動作電極であることが最も好ましい。この構成により、固相支持体上の標識の表面選択性電気化学発光の励起及び測定を行うことができる。あるいは、この固相支持体を動作電極から十分に離れた表面として、動作電極は溶液相の標識を測定するだけとすることができる。
【0369】
固相支持体上で行われるアッセイでは、固相支持体上かつ/又は溶解している標識の量を測定することによって、検体又は活性の量を求めることが好ましく、一般に、測定は、表面選択技術、溶液選択技術によって、あるいは、この2つの相を分離した後で行われる。上記で説明した実施形態の固相支持体が、本発明のアッセイプレートの動作電極、あるいは、アッセイプレートのウエル内の動作電極であることがより好ましい。この構成により、固相支持体上の標識の電極誘起発光(最も好ましくは、電気化学発光)の表面選択励起及び測定を行うことができる。あるいは、この固相支持体を動作電極から十分に離れた表面として、動作電極は溶液相の標識から発光を誘起するだけとすることができる。
【0370】
本発明の一実施形態では、i)本発明のアッセイプレート又はアッセイプレートの1つ又は複数のウエルにサンプルを導入するステップと、ii)標識した試薬を結合試薬に接触させるステップと、ii)結合試薬及び標識した試薬を含む結合複合体を形成するステップと、iii)標識した試薬を誘起して、電気化学信号又は発光信号(好ましくは、電気化学発光)を生成するステップと、iv)この信号を測定して、標識した試薬を測定するステップとを含む方法によって、発光、化学発光及び/又は酸化還元活性標識(好ましくは、ECLタグ)で標識した試薬を測定する。固相支持体上にこの結合試薬を固定化するか又は固定化できるようにすることが好ましい。この固相支持体が、本発明のアッセイプレートの動作電極、又はアッセイプレートのウエル内の動作電極であることが最も好ましい。この方法は、固相支持体及び/又は動作電極上に結合試薬を固定化するステップも含む。
【0371】
また、本発明は、サンプル中の検体を測定する方法に関する。この方法は、i)標識した検出試薬、及び任意選択で、捕捉試薬にサンプルを接触させるステップであって、これらの検出及び結合試薬が、検体に対する特異的な結合親和性を有するステップと、ii)結合試薬、検体、及び任意選択で、捕捉試薬を含む結合複合体を形成するステップと、iii)標識した検出試薬を誘起して、電気化学信号又は発光信号(好ましくは、電気化学発光)を生成するステップと、iv)この信号を測定して、サンプル中の検体を測定するステップとを含む。固相支持体上にこの捕捉試薬を固定化するか、あるいは固定化できるようにすることが好ましい。この固相支持体が、本発明のアッセイプレート、又はアッセイプレートのウエル内の動作電極であることが最も好ましい。この方法は、固相支持体及び/又は動作電極上に捕捉試薬を固定化するステップも含む。
【0372】
また、本発明は、サンプル中の検体を測定する方法に関する。この方法は、i)検体の類似物及び結合試薬にサンプルを接触させるステップであって、前記類似物及び前記結合試薬の一方が標識を有し、前記検体及び前記類似物が前記結合試薬への結合に関して競合するステップと、ii)前記標識を誘起して、電気化学信号又は発光信号(好ましくは、電気化学発光)を生成するステップと、iii)この信号を測定して、サンプル中の検体を測定するステップとを含む。固相支持体上に、(検体の類似物が標識を有する場合には)結合試薬を、あるいは(結合試薬が標識を有する場合には)検体の類似物を固定化するか又は固定化できるようにすることが好ましい。この固相支持体が、本発明のアッセイプレート、又はアッセイプレートのウエル内の動作電極であることが最も好ましい。この方法は、固相支持体及び/又は動作電極上に、検出試薬又は検体の類似物を固定化するステップも含む。
【0373】
本発明の別の態様は、トリガーを導入することによって化学発光標識を誘起して発光を放出させる化学発光アッセイを実施する方法及びシステムに関する。このトリガーが標識と反応して、化学発光を形成する。ここに参照により組み込む、Massey他の米国特許第5,798,083号を参照されたい。電気化学的エネルギーを印加することによって、動作電極のところで(過酸化水素などの)トリガーを生成することが好ましい。ここに参照により組み込む、Massey他の米国特許第5,770,459号を参照されたい。電気化学的エネルギーの印加によってトリガーを生成させると、例えば、アッセイモジュールのセクタ又はウエル内で、化学発光の計時的かつ/又は順次誘起を行うことができる。
【0374】
化学発光測定を実施する際、本出願人らは、バックグラウンド発光を減算する方法(例えば、機器がバックグラウンド画像を減算する方法)を適合させることが有利であることを見いだした。一般に、ECL測定を実施する際、電圧を印加する前に、カメラ又は光検出器の下にプレートを位置決めした状態でバックグラウンド画像を取得し、次いで得られたバックグラウンド画像を、ECL励起電圧の印加中に取得した画像から減算する。化学発光測定では、バックグラウンドの読取り時間中にウエルから放出される化学発光が存在する場合、この手法は不利なことがある。しかし、いくつかの異なる手法を用いて、この問題を克服することができる。一実施形態によれば、この機器は、遮光容器内にプレートを入れる前に、バックグラウンド画像を取得するか、又はバックグラウンド発光を測定する(例えば、容器内にプレートを導入する前に、遮光容器内部の画像を取得して、バックグラウンドレベルを求める)ように適合される。別の実施形態によれば、この機器は、プレートの導入後、プレートが遮光容器内にある間にバックグラウンド画像を取得するように適合される。ただし、プレートは、プレートから放出される化学発光が、バックグラウンド測定と干渉しないように、(レンズ又は光検出器の下ではなく)画像化領域から離れた領域にある。別の実施形態によれば、この機器は、各化学発光測定ごとに、処理を行う前にバックグラウンド画像を直接減算するのではなく、所与の装置のバックグラウンドを特徴づけ、それによって、処理した化学発光データからその値を減算するように適合される(例えば、所与の装置について「推定バックグラウンド」を提供し、その値を各化学発光測定ごとに用いる)。
【0375】
本発明の別の態様は、本発明のアッセイモジュール又はデバイスを使用して、反応速度又は反応の時間経過を求める方法に関する。ここに参照により組み込む、1996年6月18日発行のNacamulli他の米国特許第5,527,710号を参照されたい。
【0376】
意外にも、ECLを生成するための電気化学的エネルギーに電極が曝されるECLアッセイでアッセイ電極を使用した後、後続のアッセイでECLを誘起する電極の能力は低減するが、なくならない。特に、電圧を最小限に(例えば、ECLを誘起するのに必要な最小値に近く)保ち、かつ/又は、ECLを誘起するために電圧を印加する継続時間を最小限に抑える場合、電極への損傷は最小限に抑えられるか、あるいはなくなり、それによって、電極を複数回使用することができる。電極を2回以上使用する一実施形態は、少なくとも1つの反応物を1つ又は複数の産物に変換する反応の時間経過を求める方法に関する。この方法は、
(a)反応物及び発光標識を含む組成物を形成するステップであって、
(i)反応物が反応して反応産物を形成し、
(ii)発光信号を放出させるように発光標識を誘起することができ、発光標識により放出される発光信号がこの反応の影響を受け、
(iii)反応が進行するにつれて放出される発光信号が変化するステップと、
(b)好ましくは、選択した時間間隔で放出された発光を検出して、反応の時間経過を求めるステップとを含む。
【0377】
複合体の成分(例えば、反応物又は2次反応相手)を電極上に固定化し、それによって、前記複合体を電極上に形成することが好ましい。この方法は、選択した時間間隔でこの組成物を電気エネルギーに曝し、かつ/又は、この選択した時間間隔中に発光信号を測定して、この反応の時間経過を求めることをさらに含むことが好ましい。
【0378】
この標識は電気化学発光標識であることが好ましい。
【0379】
この方法は、ステップ(b)で検出した発光信号から反応の時間経過を計算することをさらに含むことが好ましい。
【0380】
本発明の別の実施形態は、
(a)反応物、反応相手及び発光標識を含む組成物を形成するステップであって、
(i)反応物と反応相手が結合して複合体を形成し、
(ii)発光信号を放出させるように発光標識を誘起することができ、
(iii)発光標識が反応相手に付着するステップと、
(b)好ましくは、選択した時間間隔で放出された発光を検出して、反応の時間経過を求めるステップとを含む、結合反応の経過時間を求める方法に関する。
【0381】
この方法は、選択した時間間隔でこの組成物を電気エネルギーに曝し、かつ/又は、この選択した時間間隔で発光信号を測定して、この結合反応の時間経過を求めることをさらに含むことが好ましい。
【0382】
反応相手が抗体であり、反応物が抗原であることが好ましい。
【0383】
好ましい一実施形態によれば、反応相手が、共有結合又はビオチン−ストレプトアビジン結合相互作用で発光標識に付着する。
【0384】
別の実施形態は、酵素反応の時間経過を求める方法に関する。この方法は、
(a)酵素、酵素基質及び発光標識を含む組成物を形成するステップであって、
(i)酵素が基質の反応を触媒して反応産物を形成し、
(ii)発光信号を放出させるように発光標識を誘起することができ、発光標識から放出される発光信号が基質又は反応産物の濃度に応じて変化し、
(iii)反応が進行するにつれて放出される発光信号強度が変化するステップと、
(b)好ましくは、選択した時間間隔で放出された発光を検出して、この反応の時間経過を求めるステップとを含む。
【0385】
この方法は、選択した時間間隔でこの組成物を電気エネルギーに曝し、かつ/又は、この選択した時間間隔で発光信号を測定して、この反応の時間経過を求めることをさらに含むことが好ましい。
【0386】
酵素基質が補因子、より好ましくはNADHであることが好ましい。
【0387】
反応産物が補因子、より好ましくはNADHであることが好ましい。
【0388】
別の好ましい実施形態は、発光標識を含む組成物における反応の時間経過を求める方法に関する。前記反応中に、選択した時間間隔でこの組成物を電気エネルギーに曝して標識を誘起し、それによって、電気化学発光信号を放出させ、前記選択した時間間隔中にこの電気化学発光信号を測定して反応の時間経過を求める。
【0389】
好ましい一実施形態によれば、この反応は、反応産物が形成されるような反応物と反応相手との反応である。発光信号強度が反応物、反応相手又は反応産物の濃度に関連することが好ましい。
【0390】
この反応は、反応物と反応相手との特異的な結合反応であることが好ましい。
【0391】
この反応は、酵素により触媒された反応であることが好ましい。
【0392】
この反応は、反応産物を形成する反応物のものであり、前記反応物の濃度が、前記電気化学発光プロセスに影響を及ぼすことが好ましい。
【0393】
様々な材料が、電極誘起発光、特に電気化学発光を放出することが示されており、本発明の方法、プレート、キット、システム及び装置とともに使用することができる。好ましい電気化学発光系では、電気化学発光の放出後、及び電気化学発光実験中に、ECL活性材料及び/又は標識が再生成され、それらを繰り返し励起して励起状態にし、かつ/又は誘起して発光を放出させることができる。例えば、1つのクラスのECL活性材料は、i)材料が酸化されるステップと、ii)酸化された材料が強還元剤によって還元され、それによって励起状態の材料が生成されるステップと、iii)励起状態からフォトンが放出され、それによってECL活性材料が再生成されるステップとを含む機序で機能すると考えられる。ECL活性材料と強還元剤の酸化還元電位差が十分であり、それによって、ステップ(ii)で放出されるエネルギーがフォトンのエネルギー以上になることが好ましい。類似の機序では、ステップ(i)及び(ii)を、i)材料の還元、及びii)強酸化剤による還元された材料の酸化で置き換えることができる。いくつかの特に好ましい系では、この機序は、ECL共同反応物を酸化して強還元剤を形成するか、あるいは、同様に、ECL共同反応物を還元して強酸化剤を形成するステップをさらに含むと考えられる。
【0394】
好ましい発光材料及び標識には、ルテニウム、オスミウム及びレニウムの発光性有機金属複合体が含まれる。いくつかの特に有用な材料は、ルテニウム及びオスミウムのポリピリジル複合体、特に、ML1L2L3構造を有する複合体である。ただし、Mはルテニウム又はオスミウム、L1、L2及びL3はそれぞれ、ビピリジン、フェナントロリン、置換ビピリジン及び/又は置換フェナントロリンである。本発明者らは、(この開示をここに参照により組み込む、2001年6月29日出願の「改善された非特異結合特性を有するECLタグ、それを用いる方法及びそれを含むキット(ECL Labels Having Improved Non−Specific Binding Properties,Methods of Using and Kits Containing the Same)」という名称の同時係属の米国特許出願番号09/896,974に記載されているように)負に帯電した基、好ましくは硫酸基、最も好ましくはスルホン基を含む置換基を与える置換ビピリジン又はフェナントロリンを含めると、それらが、特に、カーボン、カーボン粒子、カーボンフィブリル、カーボン複合材、カーボンフィブリル複合材及び/又はカーボンインクを含む電極に非特異的に結合することに耐性を示すために特に好ましいことを見いだした。
【0395】
本発明の別の態様は、本発明のアッセイモジュールを再利用する方法に関し、より具体的には、対象とする検体の存在又は量を求める際に、以前に使用したモジュールにより放出される信号(例えば、ECL)の減少が補償され、かつ/又は較正される、2度目(又は3度目など)にアッセイモジュールを使用する方法に関する。例えば、意外にも、ECLを生成するための電気化学エネルギーに電極が曝される電気化学発光アッセイでアッセイ電極を使用した後、後続のアッセイでECLを誘起する電極の能力が低減するが、なくならない。したがって、一実施形態は、あるアッセイモジュールを使用して第1アッセイ(好ましくは、電気化学発光アッセイ)を実施し、次いで、このアッセイモジュールを使用して第2アッセイ(好ましくは、電気化学発光アッセイ)を実施することに関する。この方法では、第2アッセイを実施する際に、使用済みアッセイモジュールによって生成される信号の減少が補償され、かつ/又は較正される。一実施形態によれば、上記で説明した第2アッセイは、同じアッセイ(好ましくは、電気化学発光アッセイ)の第2の読取りであり、それによって、結果を統計的によりよく分析するか、あるいは、最初のアッセイの判定を確認するためのものである。
【0396】
本発明の別の態様は、最初の使用の後で、アッセイモジュールを修復し、かつ/又は復元する方法に関し、より具体的には、結合試薬を備えた電極表面を復元して後続のアッセイを実施できるようにする方法に関する。一実施形態は、電極表面から使用済みの生物試薬を除去(例えば、電極表面を清浄化)し、その電極表面に生物試薬を付着し直すことを含む。別の実施形態は、使用済みの生物試薬の上に、修復層(例えば、カーボン電極上のカーボン層)を付着し直し、次いで、その修復層に新しい生物学的試薬を付着させることに関する。
【0397】
使用済みの生物試薬を除去するステップは、(i)水、(ii)漂白剤、(iii)界面活性剤/洗剤を含む水、(iv)酸性溶液、(v)塩基性溶液、(vi)有機溶剤(例えば、アルコール、エタノール、メタノール、DMSO、アセトンなど)(この場合、溶剤は、モジュールに使用する材料(例えば、カーボン/ポリマーインク電極、及びポリスチレン又はポリプロピレンプレート)を溶解しないが、電極表面上の生物材料を変性させるように選択することが好ましい)、(vii)過酸化水素、(viii)カーボン表面上の還元剤(例えば、化学的還元)、(ix)有機材料を「エッチング」する化学的清浄化反応、(x)清浄化/洗浄化したカーボン表面の電気化学的還元、(xi)洗浄中に電極に電圧を印加すると「清浄化」作用が生じる電気化学的な活性溶液(好ましくは、電気的特性(電流/電圧)をモニタして清浄化効果を判定するステップを含む)、(xii)洗浄のスピードを上げる高温溶液の使用、(xiii)多数回の洗浄(例えば、1つのウエル当たり200μlで3回洗浄して1回の洗浄よりも良好に清浄化を行う。ただし、洗浄サイクル数は2〜10回の間で変化し、分量は25μlから350μlまで変化する(例えば、標準のマイクロプレート洗浄手順及び機器を使用する))、及び(xiv)これらの手法の任意の組合せ、などの溶液で洗浄することを含めて様々な方法によって実施することができる。
【0398】
使用済みの生物試薬を除去し、かつ/又はその他の方法で表面を修復するステップは、(i)プラズマエッチング、(ii)プラズマによる材料の被着、(iii)コロナ処理、(iv)オゾンへの露出、(v)イオン又は電子による衝突、(vi)カーボン表面の照射、(vii)表面の火炎処理、(viii)(材料を落とすための)表面の焼成、(ix)低圧での表面の焼成、(x)電極表面を改質/修復するためのカーボン表面のアニール、(xi)上記で説明した任意の溶液洗浄と後続の非溶液処理の組合せ、及び/又は(xii)物理的/機械的処理(例えば、サンドペーパー磨き/研磨/摩擦など)などの非液体/溶液的な手法を使用して実施することもできる。
【0399】
修復したアッセイモジュールを試験して、修復ステップが十分であったかどうかを判定することが好ましい。例えば、修復した電極の電気特性(電流/電圧)を試験又はモニタして清浄化の効果を判定する。試験は、光学顕微鏡又は電子顕微鏡を使用して視覚的に行うこともできる。
【0400】
洗浄その他の方法で修復した電極表面(好ましくは、カーボン電極表面)に捕捉試薬を被覆するステップは、(i)被着させた試薬の乾燥を伴う微量被着又は被着させた試薬の乾燥を伴わない微量被着、(ii)溶液からの生体分子被覆、(iii)電極がすでに被覆されており、それを一度使用した後での上記で説明したいずれかの被覆手法の使用、及び/又は(iv)任意の導電材料の表面上への電気化学的/化学的/物理的/機械的その他の被着によって実施することができる。
【0401】
5.5 システム
本発明の別の態様は、発光アッセイ、好ましくは電極誘起発光アッセイ、より好ましくは電気化学発光アッセイを行うシステムに関する。このシステムは、好ましくは上記で説明した発光を誘起し測定するための機器と、電極誘起発光試薬、好ましくは電気化学発光試薬を含むマルチウエルプレートとを備える。
【0402】
別の実施形態は、この機器と、マルチウエルプレートと、電極誘起発光試薬、好ましくは電気化学発光試薬とを備えるシステムに関する。
【0403】
別の実施形態は、上記で説明した発光を測定するための機器と、アッセイプレート、好ましくはマルチウエルアッセイプレートとを備えるシステムに関する。
【0404】
別の実施形態は、発光を誘起し測定するための機器と、アッセイプレート、好ましくは上記で説明したマルチウエルアッセイプレートとを備えるシステムに関する。
【0405】
別の実施形態は、機器と、アッセイプレート、好ましくはマルチウエルアッセイプレートとを備える。このプレートは、電極誘起発光試薬、好ましくは電気化学発光標識を含む。
【0406】
別の実施形態は、この機器と、1つ又は複数のロボット装置及び/又はシステムとを備える。このロボット装置及び/又はシステムは、(a)プレートを機器に入れ、その中で移動させ、機器から出すことと、(b)(例えば、冷蔵ユニットに)プレートを格納することと、(c)(例えば、試薬を混合し、かつ/又はウエルに試薬を導入するように適合された)液体又は試薬のハンドリング装置と、(d)(例えば、試薬を混合し、かつ/又は反応速度を速めるための)アッセイプレート振とう機と、(e)(例えば、プレートを洗浄し、かつ/又はアッセイの洗浄ステップを実施するための)プレート洗浄機(例えば、ウエルアスピレータ)のうち1つ又は複数を実施するように構成される。このようなロボット装置及び/又はシステムを、機器内に統合し、かつ/又は別のコンポーネントとして結合することができる。
【0407】
好ましい実施形態によれば、この機器又はシステムには、例えば、プレート密封機(例えば、Zymark)、プレート洗浄機(例えば、TECAN、BioTek)、試薬計量分配装置及び/又は自動ピペットステーション及び/又は液体ハンドリングステーション(例えば、Zymark、Labsystems、Beckman、TECAN)、インキュベータ(例えば、Zymark)、プレート振とう機(例えば、Zymark)、化合物ライブラリ又はサンプル格納庫、及び/又は、化合物及び/又はサンプル回収モジュールのうち1つ又は複数が組み込まれる(又は取り付けられ、あるいは隣接して配置され、ないしはロボット的に接続又は結合される)。
【0408】
好ましい実施形態によれば、1つ又は複数のこれらの装置を、ロボットアセンブリを介して本発明の機器に結合し、それによって、アッセイプロセス全体を自動的に行うことができる。代替実施形態によれば、手動でプレートのスタックを移動させることによって、この機器と様々な装置の間でマルチウエルプレートを手動で移動させる。
【0409】
特に好ましい実施形態は、本発明の機器をハイスループットアセンブリに統合することに関する。このハイスループットアセンブリは、化合物ライブラリの格納庫、試薬計量分配装置及び/又は自動ピペットステーション及び/又は液体ハンドリングステーション、培養及び/又は振とうステーション、洗浄機(任意選択)、及び本発明の機器のうち1つ又は複数を、好ましくは、(配置又はロボットアセンブリとの結合によって)直列に備えることが好ましい。このシステムは、アッセイを実施した後でアッセイモジュールを廃棄するための廃棄物処理モジュールも備える。
【0410】
5.6 キット
本発明の別の態様は、アッセイ、好ましくは発光アッセイ、より好ましくは電極誘起発光アッセイ、最も好ましくは電気化学発光アッセイを行うために使用するキットに関する。このキットは、アッセイモジュール、好ましくはアッセイプレート、より好ましくはマルチウエルアッセイプレートと、結合試薬、酵素、酵素基質及びアッセイを行うのに有用な他の試薬からなる群から選択される少なくとも1つのアッセイ成分とを備える。これらの例には、全細胞、細胞表面抗原、細胞内粒子(例えば、細胞小器官又は膜断片)、ウイルス、プリオン、チリダニ又はその断片、ウイロイド、抗体、抗原、ハプテン、脂肪酸、核酸(及び合成類似物)、タンパク質(及び合成類似物)、リポタンパク質、ポリサッカライド、リポポリサッカライド、糖タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、酵素(例えば、ホスホリラーゼ、ホスファターゼ、エステラーゼ、トランスグルタミナーゼ、トランスフェラーゼ、オキシダーゼ、レダクターゼ、デヒドロゲナーゼ、グリコシダーゼ、タンパク質処理酵素(例えば、プロテアーゼ、キナーゼ、タンパク質ホスファターゼ、ユビキチンタンパク質リガーゼなど)、核酸処理酵素(例えば、ポリメラーゼ、ヌクレアーゼ、インテグラーゼ、リガーゼ、ヘリカーゼ、テロメラーゼなど)、酵素基質(例えば、上記に挙げた酵素の基質)、セカンドメッセンジャー、細胞代謝産物、ホルモン、薬剤、トランキライザー、バルビツール酸、アルカロイド、ステロイド、ビタミン、アミノ酸、糖、レクチン、組換え又は誘導タンパク質、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、発光標識(好ましくは、電気化学発光標識)、電気化学発光共同反応物、pH緩衝液、遮断剤、防腐剤、安定剤、洗剤、乾燥剤、吸湿剤などが含まれるが、これらに限定されるものではない。このようなアッセイ試薬は、(好ましくは発光標識、最も好ましくは電気化学発光標識で)標識しないこともできるし、標識することもできる。本発明の一実施形態は、アッセイ、好ましくは発光アッセイ、より好ましくは電極誘起発光アッセイ、最も好ましくは電気化学発光アッセイを行うのに使用するキットを含む。このキットは、アッセイモジュール、好ましくはアッセイプレート、より好ましくはマルチウエルアッセイプレートと、(a)少なくとも1つの発光標識(好ましくは、電気化学発光標識)、(b)少なくとも1つの電気化学発光用共同反応物、(c)1つ又は複数の結合試薬、(d)pH緩衝液、(e)1つ又は複数の遮断試薬、(f)防腐剤、(g)安定剤、(h)酵素、(i)洗剤、(j)乾燥剤、及び(k)吸湿剤からなる群から選択される少なくとも1つのアッセイ成分とを備える。
【0411】
このキットは、アッセイモジュール、好ましくはアッセイプレートと、1つ又は複数の容器、好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上の容器内の1つ(又は複数)のアッセイ成分とを備えることが好ましい。
【0412】
このアッセイモジュールは、複数のセクタで電極誘起発光アッセイ(好ましくは、電気化学発光アッセイ)を行うのに使用するように適合されたマルチウエルプレートであることが好ましい。
【0413】
一実施形態によれば、このキットは、1つ又は複数のプレートウエル内に、好ましくは乾燥形態で1つ又は複数のアッセイ成分を備える。
【0414】
一実施形態によれば、このアッセイ成分は別の容器内にある。別の実施形態によれば、このキットは、結合試薬及び安定剤を備える容器を含む。別の実施形態によれば、このウエルの試薬は、結合試薬、安定剤を含み得る。このキットは、ウエル内に液体を含まないことが好ましい。
【0415】
好ましい一実施形態は、電極誘起発光アッセイ(好ましくは、電気化学発光アッセイ)を行うのに使用するキットに関する。このキットは、アッセイプレート、好ましくはマルチウエルアッセイプレートと、少なくとも1つの発光標識(好ましくは、電気化学発光標識)及び少なくとも1つの電気化学発光共同反応物からなる群から選択される少なくとも1つのアッセイ成分とを備える。
【0416】
別の実施形態は、マルチウエルプレート、及び少なくとも1つの電極誘起発光標識(好ましくは、電気化学発光標識)及び/又は少なくとも1つの生物試薬及び/又は少なくとも1つの遮断剤(例えば、BSA)を備えるキットに関する。
【0417】
好ましい一実施形態によれば、このキットは、抗体、抗体の断片、タンパク質、酵素、酵素基質、阻害剤、補因子、抗原、ハプテン、リポタンパク質、リポサッカライド、細胞、細胞内成分、細胞受容体、ウイルス、核酸、抗原、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、タンパク質結合性リガンド、薬剤、発光標識(好ましくは、ECLタグ)、又はそれらの組合せから選択され、好ましくはプレート表面上に固定化された少なくとも1つの生物試薬を備える。
【0418】
このキットは、タンパク質、核酸又はそれらの組合せを含む固定化した試薬を備えることが好ましい。
【0419】
別の実施形態によれば、このキットは、アッセイ用希釈剤(例えば、アッセイの性能を最適化するために、試薬を中に入れて希釈する試薬)も備える。
【0420】
好ましい一実施形態によれば、複数のウエルは、少なくとも2つの異なる生物試薬を含む。例えば、ウエルは、異なる生物試薬を有する2つ以上のアッセイドメインを含み得る。
【0421】
このキットは、少なくとも1つの電気化学発光共同反応物及び/又は少なくとも1つの電極誘起発光標識(好ましくは、電気化学発光標識)を備えることが好ましい。
【0422】
別の実施形態によれば、このキットは、複数のアッセイ用に適合されたものである。このキットは、追加のアッセイで使用する追加のアッセイ試薬をさらに備えることが好ましい。この追加のアッセイは、放射能アッセイ、酵素アッセイ、化学的比色アッセイ、蛍光アッセイ、化学発光アッセイ及びそれらの組合せからなる群から選択される。
【0423】
別の実施形態によれば、このキットは、2個以上、好ましくは4個以上、より好ましくは8個以上、より好ましくは15個以上、最も好ましくは25個以上のアッセイモジュール又はプレートを備える。好ましい実施形態によれば、このキットは、再密封可能な(例えば、ジップロック開口部)バッグ又は容器内に入れる。
【0424】
このバッグ又は容器は、水分を実質的に通さないことが好ましい。好ましい一実施形態によれば、このバッグは、フォイル、好ましくはアルミニウム蒸着フォイルである。
【0425】
このパッケージは、半透明、透明又は不透明としてよい。乾燥又は不活性雰囲気を含み、アルミニウムでライニングしたプラスチック容器又はバッグ内に、プレートをパッケージすることが好ましい(例えば、窒素又はアルゴンの雰囲気下でこのバッグを密封するか、あるいは、このバッグに乾燥剤を入れることができる)。別の実施形態によれば、この容器を真空密封する。
【0426】
好ましくは、この容器は、1枚のプレートを含む。別の実施形態によれば、この容器は、10枚のプレートを含む。別の実施形態によれば、この容器は、10〜100枚のプレートを含む。
【0427】
このアッセイモジュール又はプレートは、無菌であり、かつ/又は粉塵その他の汚染物を実質的に含まないことが好ましい。
【0428】
また、このアッセイモジュールは、ほぼ無菌であることが好ましい。
【0429】
一実施形態によれば、このキットは、「クリーンルーム」環境で(少なくとも部分的に)製造し、かつ/又はパッケージする。好ましくは、このキットは、1立方フィート当たりの粒子の数(0.5ミクロン粒子計数を用いたクリーンルーム粒子計数)が100,000未満(すなわち、1m3当たり353万個の粒子)であるクラス100,000のクリーンルームで(少なくとも部分的に)製造し、かつ/又はパッケージする。
【0430】
好ましくは、キットの(0.5ミクロン未満の粒子の)汚染物粒子計数は、6000万個/m2未満、より好ましくは3000万個/m2未満、さらに好ましくは2000万個/m2未満、さらに好ましくは1500万個/m2未満、最も好ましくは1000万個/m2未満である。
【0431】
好ましくは、汚染性の非揮発性残査は、0.50g/m2未満、より好ましくは0.25g/m2未満、さらに好ましくは0.15g/m2未満、最も好ましくは0.10g/m2未満である。
【0432】
好ましくは、汚染物イオン濃度は、50ppm未満、より好ましくは20ppm未満、さらに好ましくは10ppm未満、さらに好ましくは5ppm未満、最も好ましくは1ppm未満、である。
【0433】
本発明の別の態様は、アッセイ電極又はアッセイモジュールなどの上に、好ましくは本発明のマルチウエルプレートの電極上に被覆した様々な生物種/化学種を安定化させる新規な手法に関する。例えば、マルチウエルプレート又はキットは、ある範囲の用途向けに製造することができる。プレートは、被覆しないこともできるし、特定の試薬であらかじめ被覆することもできる。一般に、プレート上に被覆した試薬により、プレート表面にある種のアッセイ成分を特異的に結合させることができる。プレート上にこれらの試薬を被覆させた後、プレートをアッセイに使用する前に、通常、ある時間遅れが生じる。したがって、試薬の被覆の安定性が不可欠である。試薬が変性その他のしかたで劣化した場合、試薬は生物学的に活性が少なくなるか、あるいは不活性になる。以下で説明する被覆の安定化の手法を、本明細書を通じて説明する様々なタイプの被覆及び/又は様々なアッセイモジュール(例えば、マルチウエルマルチスポットプレートなど)に適用することができる。
【0434】
プレート表面上で試薬を安定化させるための一実施形態は、プレートに安定化溶液を塗布し、その後、生物試薬を付着させる前に、又は付着中に、あるいは付着させた後で表面上でこの溶液を乾燥させることを伴う。好ましくは、この安定化溶液は、糖を含む緩衝溶液である。この溶液が乾燥すると、固定化した試薬の生物活性の安定性を助長する望ましい環境を生成する糖の被覆が残る。好ましくは、得られた被覆表面は、糖1〜100μg/cm2を含む。水溶液でウエルを再水和し、この溶液中に溶解する糖の量を測定することによって、この表面上に存在する糖の量を測定することができる。
【0435】
一実施形態では、(a)緩衝液(例えば、リン酸アンモニウム、リン酸ナトリウム及び/又はリン酸カリウム)、及び(b)糖を含む安定化溶液を使用する。この糖は、フルクトース、マルトース、スクロース、グルコース、トレハロースなどを含めて、単糖ファミリのいずれか1つとすることができる。好ましくは、この糖はスクロースである。
【0436】
別の実施形態によれば、この安定化溶液は、防腐剤(例えば、Kaython(市販の防腐剤))をさらに含む。別の実施形態によれば、この安定化溶液は、界面活性剤、好ましくは非イオン性の界面活性剤(例えば、Tween 20)をさらに含む。別の実施形態によれば、この安定化溶液は、防腐剤及び界面活性剤をさらに含む。ただし、この安定化溶液は、任意選択で、防腐剤又は界面活性剤なしで、緩衝液及び糖を含むことができるはずである。
【0437】
好ましい実施形態によれば、この安定化溶液は、リン酸二水素アンモニウム10〜30g/l、第一リン酸アンモニウム1〜2g/l、Kaython(市販の防腐剤)1〜3g/l、Tween 20(市販の界面活性剤)0.5〜2g/l及びスクロース10〜30g/lを含む。
【0438】
特に好ましい実施形態によれば、この安定化溶液は、リン酸二水素アンモニウム24.7g/l、第一リン酸アンモニウム1.5g/l、Kaython(市販の防腐剤)2g/l、Tween 20(市販の界面活性剤)1g/l及びスクロース20g/lを含む。
【0439】
好ましくは、この溶液のpHを、6.5〜8.5、より好ましくは7.0〜8.0、さらに好ましくは7.4〜7.8、最も好ましくは約7.6に調整する。水酸化カリウム(塩基)又は塩化水素(酸)などの単酸又は単塩基で、pHを調整することが好ましい。
【0440】
また、本発明は、安定化溶液を塗布する方法に関する。安定化溶液を表面(例えば、電極又はプレート)に塗布するにはいくつかの方法がある。一般に、1つ(又は複数)の動作電極の1つ(又は複数)の活動区域(例えば、アッセイスポット、アッセイ領域又はアッセイドメイン)上に捕捉試薬を微量分配する。培養期間後、任意選択で、ウエルを洗浄し、かつ/又は遮断試薬で遮断する。プレートを遮断しない場合には、安定化溶液を用いて結合していない捕捉試薬を洗い流すことができ、微量の安定化溶液がウエル中に乾燥して残る。一般に、安定化溶液の薄い皮膜だけがウエル中に残る(例えば、96ウエルプレートの各ウエルに対しては5μl未満の量が好ましく、384ウエルプレートの各ウエルに対しては2μl未満の量が好ましい)。別の実施形態によれば、ウエルから遮断溶液を吸引し、残った溶液を安定化溶液で洗い流し、プレートを遮断する。微量の安定化溶液がウエル中に残って生物試薬が被覆され、安定化溶液によって捕捉試薬及び遮断試薬がともに安定化する。
【0441】
本発明の別の実施形態は、本発明のアッセイモジュールを適切に保管する方法に関する。長期間の保管にわたって安定性を維持するには、プレートは乾燥しているべきである。いくつかのステップを用いて、プレートの乾燥状態を確保することができる。まず、洗浄サイクルの終了時に安定化溶液の大部分を除去することが好ましい。一般に、使用環境条件で、ある時間たつと、残りの流体は乾燥する。あるいは、ある時間にわたり、ウエル中に乾燥空気を吹き付けることによってウエルを乾燥させることができる。一実施形態によれば、プレートの各ウエル中に、個々のチューブを通して空気を吹き付ける。あるいは、各ウエル中に配置したチューブを通して空気を吸引して、室内の比較的乾燥した空気がウエル中に流れるようにすることができる。いずれの手法でも同様にウエルを乾燥させることができる。プレートを乾燥させる別の方法は、安定化溶液で洗浄したプレートのバッチを真空チャンバ内に入れることである。真空中で残りの水分が蒸発して、プレートが乾燥する。プレート上の安定化溶液の乾燥は、個々のバッチで行うこともできるし、自動プレート処理システムの一部として行うこともできる。
【0442】
安定化溶液とともにプレートを乾燥させた後で、乾燥剤のパックと一緒にプレートをパッケージして、さらに乾燥が行われ得るようにすることが好ましい。この乾燥剤により、製品の保存期間中にパッケージ材料を透過する有害な水蒸気も吸収され得る。水蒸気の透過を妨げる遮断性の高いパッケージ材料を用いることが好ましい。好ましくは、プレートを真空パックする際に、パッケージ内の空気を除去する。真空パッケージの前に、パッケージに不活性ガス(例えば、窒素、アルゴン)を充填して、パッケージから酸素及び水蒸気を追い出すことができる。好ましい一実施形態によれば、プレートは、乾燥剤(例えば、好ましくはシリカゲル、より好ましくはパッケージしたプレートそれぞれにつき約3.5gのシリカゲル乾燥剤)を含み、アルミニウム箔(例えば、0.35ミルのアルミニウム箔)に積層したポリプロピレンからなるバッグに入れる。必要なシリカゲル乾燥剤の正確な量は、パッケージ材料の水蒸気透過性、プレート上の残留水分、及び製品の所望の保存期間で決まる。好ましい一実施形態では、1枚のプレート当たり1〜2gの乾燥剤を使用する。この乾燥剤は、ある閾値量の水分を吸収すると色が変わることが好ましい。複数のプレートを合わせてパッケージする際には、必要な乾燥剤の量が多くなる。というのは、プレート上に残る水分が増え、パッケージする表面積が大きくなるからである。
【0443】
本発明の別の実施形態は、試薬を固定化する表面の導電率の変化を測定することによって、アッセイモジュールの乾燥化又は乾燥状態を測定する新規な方法に関する。例えば、本発明のマルチウエルプレートは各ウエルの底部上に電極を一体化しており、それによって、標準のマルチウエルプレートでは不可能な方法で、プレート底部の乾燥状態を測定することができる。ウエル底部及びウエル壁を被覆する安定化溶液は、導電材料であり、この溶液の導電率は水分の濃度で決まる。したがって、この溶液が被覆を形成し乾燥して安定状態に達するまで、導電率は小さくなる。動作電極から対電極までの導電率を測定することによって、乾燥の程度をモニタすることが可能であり、プレートの乾燥状態を測定する品質管理の働きをする。パッケージしたプレートの保管後に同様の測定を行い、パッケージが水分に対する良好な障壁を提供し、かつ/又は、乾燥剤がプレートを乾燥状態に保つのに十分であったかを確認することができる。プレートの安定性を確保するには、導電率が、30μS(マイクロジーメンス)未満、好ましくは10μS未満、より好ましくは5μS未満、最も好ましくは約1μS未満になるまでプレートを乾燥させる。
【0444】
5.7 非適合プレート用のアダプタ
本発明の別の態様は、この機器の電気コネクタに整列しない接点表面を有するプレートを使用して、電極誘起発光アッセイ(好ましくは、電気化学発光アッセイ)を行うための機器とともに使用するように設計され構成されたプレートアダプタに関する。したがって、アダプタを使用して、この機器の電気コネクタと非適合プレートの接点表面の間で適応性のある電気的接続を行うことができる。
【0445】
本発明の一実施形態は、アッセイプレート中で、好ましくは、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレート中でアッセイを行う機器で使用するプレート接点アダプタに関する。このプレートは、複数のウエルに電気エネルギーを供給するための複数のプレート動作接点表面及び複数のプレート対向接点表面を備える。この機器は、複数のウエルに電気エネルギーを供給するように適合された1つ又は複数の動作コネクタ及び1つ又は複数の対向コネクタを含む。これら1つ又は複数の動作コネクタ及び/又は1つ又は複数の対向コネクタは、対応するプレート動作接点表面及び/又はプレート対向接点表面に対合せず、かつ/又は整列しない。このプレート接点アダプタは、
(a)少なくとも第1アダプタ表面及び第2アダプタ表面を有する非導電性基板と、
(b)機器の1つ又は複数の動作コネクタに対合するように構成された第1アダプタ表面上の1つ又は複数の動作アダプタ接点表面と、
(c)機器の1つ又は複数の対向コネクタに対合するように構成された第1アダプタ表面上の1つ又は複数の対向アダプタ接点表面と、
(d)1つ又は複数の動作アダプタ接点表面に電気的に接続され、1つ又は複数のプレート動作接点表面と電気的に接触するように構成された第2アダプタ表面上の1つ又は複数の動作アダプタ接点と、
(e)1つ又は複数の対向アダプタ接点表面に電気的に接続され、1つ又は複数のプレート対向接点表面と電気的に接触するように構成された第2アダプタ表面上の1つ又は複数の対向アダプタ接点とを備える。
【0446】
好ましくは、このプレートアダプタは、標準の96ウエル又は384ウエルプレートにほぼ対応する寸法を有し、かつ第1アダプタ表面上の以下の位置のうち、少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ、より好ましくは少なくとも4つ、最も好ましくはすべての位置に配置されたアダプタ接点位置のところでアダプタ接点表面を有する。これらの位置は、それぞれプレートアダプタの左縁部及び上縁部から(インチで)測った座標(X,Y)(±0.250”、好ましくは、±0.125”)で定義する。
(i)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第1セクタ位置が、(0.743、0.620)、(1.097、0.620)、(1.451、0.620)、(0.743、1.329)、(1.097、1.329)、(1.451、1.329)であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作アダプタ接点位置を、(0.743、0.620)、(1.451、0.620)、(0.743、1.329)及び(1.451、1.329)から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対向アダプタ接点位置を、(1.097、0.620)及び(1.097、1.329)から選択する。
(ii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第2セクタ位置が、(2.161、0.620)、(2.515、0.620)、(2.869、0.620)、(2.161、1.329)、(2.515、1.329)、(2.869、1.329)であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作アダプタ接点位置を、(2.161、0.620)、(2.869、0.620)、(2.161、1.329)及び(2.869、1.329)から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対向アダプタ接点位置を、(2.515、0.620)及び(2.515、1.329)から選択する。
(iii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第3セクタ位置が、(3.579、0.620)、(3.933、0.620)、(4.287、0.620)、(3.579、1.329)、(3.933、1.329)、(4.287、1.329)であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作アダプタ接点位置を、(3.579、0.620)、(4.287、0.620)、(3.579、1.329)及び(4.287、1.329)から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対向アダプタ接点位置を、(3.933、0.620)及び(3.933、1.329)から選択する。
(iii)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第4セクタ位置が、(0.743、2.038)、(1.097、2.038)、(1.451、2.038)、(0.743、2.747)、(1.097、2.747)、(1.451、2.747)であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作アダプタ接点位置を、(0.743、2.038)、(1.451、2.038)、(0.743、2.747)及び(1.451、2.747)から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対向アダプタ接点位置を、(1.097、2.038)及び(1.097、2.747)から選択する。
(iv)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第5セクタ位置が、(2.161、2.038)、(2.515、2.038)、(2.869、2.038)、(2.161、2.747)、(2.515、2.747)、(2.869、2.747)であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作アダプタ接点位置を、(2.161、2.038)、(2.869、2.038)、(2.161、2.747)及び(2.869、2.747)から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対向アダプタ接点位置を、(2.515、2.038)及び(2.515、2.747)から選択する。
(v)1つ又は複数(好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、最も好ましくはすべて)の第6セクタ位置が、(3.579、2.038)、(3.933、2.038)、(4.287、2.038)、(3.579、2.747)、(3.933、2.747)、(4.287、2.747)であり、最も好ましくは、1つ又は複数の動作アダプタ接点位置を、(3.579、2.038)、(4.287、2.038)、(3.579、2.747)及び(4.287、2.747)から選択し、かつ/又は、1つ又は複数の対向アダプタ接点位置を、(3.933、2.038)及び(3.933、2.747)から選択する。
【0447】
このアダプタは、1つ又は複数のアダプタ接点表面を含む第1層、1つ又は複数のアダプタ接点を含む第2層及びそれらの間の1つ(又は複数)の絶縁層を備えることが好ましい。好ましくは、この1つ(又は複数)の絶縁層は、これら1つ又は複数のアダプタ接点表面を1つ又は複数のアダプタ接点に電気的に接続する1つ又は複数の導電経路を含む。好ましい一実施形態によれば、このアダプタは、アダプタをプレート底部に取り付けることができるように、アダプタ接点を有する表面上に粘着剤を備える。別の実施形態によれば、このアダプタはプレート上にクランプされる。別の実施形態によれば、このアダプタを、この機器の電気コネクタに接続されるように構成する。
【0448】
本発明の別の実施形態は、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法に関する。この方法は、アダプタを使用して、マルチウエルアッセイプレートに電気エネルギーを供給することを含む。
【0449】
別の実施形態は、このアダプタを備える機器に関する。
【0450】
別の実施形態は、アダプタを伴うマルチウエルプレートに関し、このアダプタは、このマルチウエルプレートに取り付けられるか、あるいは、それに接触する。
【0451】
5.8 ウエルに再照準する方法
本発明の別の態様は、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法に関する。この機器は、複数のウエル内で発光を生成するためのエネルギー源と、これら複数のウエルから放出される発光を測定するカメラとを備える。この方法は、カメラの焦点を調整することによって測定を最適化し、それによって、この機器内で1つ又は複数のアッセイを行う方法を最適化することを含む。好ましくは、この最適化には、レンズを調整し、かつ/又は、ウエルとカメラの間の距離を調整することが含まれる。このような方法により、例えば、様々な寸法を有し(すなわち、画像形成表面又は検出表面と発光表面の間の距離が変動する)、かつ/又はウエル中に様々な体積の流体を有し、かつ/又は様々なサンプル組成を有する(例えば、様々な光学特性を有する)プレートを使用することができる。
【0452】
好ましくは、この機器は、再照準を行って蓋又はカバーの存在を検出し、その後、この蓋又はカバーがプレート底部の画像に及ぼす影響を補償することができるように適合される。さらに、この再照準により、ウエル中の流体の量(又は、ウエル中の流体の屈折率の変化)を検出し、その後、プレート底部に焦点を合わせ直すことができよう。
【0453】
5.9 電気接点又は電気コネクタを再配置する方法
本発明の別の態様は、異なる接点表面構成を有するマルチウエルプレートを使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法に関する。すなわち、この方法は、この機器の電気コネクタを再構成又は再配置して、プレートの接点表面に正しく整列し、かつそれらへの接触を正しく行うことを含む。このような方法により、プレートの選択の柔軟性がより大きくなり得る。また、このような方法により、新しい接点構成を有する将来のプレートを将来の時点で使用することもできる。
【0454】
本発明の一実施形態は、複数のウエルと、これら複数のウエルに電気的に接続された2つ以上のプレート接点表面とを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法に関する。この機器は、複数のウエル内で発光を生成するためのエネルギー源と、複数のウエルから放出される発光を測定するカメラと、マルチウエルプレートへの接触を行い、それによって、ウエルにエネルギーを供給するための1つ又は複数の電気コネクタとを備える。この方法は、この機器の1つ又は複数の電気コネクタを配置かつ/又は再構成して、プレート接点表面に位置合わせすることを含む。
【0455】
本発明の別の実施形態は、第1組の電気コネクタの代わりに、異なる構成を有する第2組の電気コネクタを使用する方法に関する。したがって、本発明の別の態様は、電気接点をこのように再構成又は再配置し、かつ/又は、第1組の電気接点の代わりに、異なる構成を有する第2組の電気接点を使用するように適合された機器に関する。
【0456】
5.10 コンピュータにより実施される制御/インターフェースシステム
CCDによる実施
図35aに、本明細書で説明した代表的な診断装置上でECLベースのアッセイを行うための自動化/コンピュータ化プロセスの一実施形態についてのトップレベルのブロック図を示す。図35aのプロセスフロー図に示すステップのいずれか1つ又はすべてのステップ及び関連する図は、汎用コンピュータシステム又は特別に設計され装備を施されたコンピュータシステムによって実施することができることを理解されたい。典型的なコンピュータシステムは、少なくとも1つのプロセッサと、このプロセッサに接続された少なくとも1つのメモリからなる。一実施形態では、図35aに示すプロセスフロー及び関連する図を、プロセッサが実行することができる1組の命令で実施することができる。このような実施形態では、コンピュータに接続された装置上でECLベースのアッセイを実施する命令セットを、例えば、任意の磁気媒体、任意の光学媒体、任意の光磁気媒体などを含めて、コンピュータにより読込み可能な記憶媒体に記憶させることができる。このコンピュータにより読込み可能な記憶媒体は、例えば、ROM(読出し専用メモリ)に直接アクセスするか、あるいは、コンピュータシステムにローカルに接続された適当な読込み装置に実行可能な命令を含む記憶媒体をロードすることによってローカルにアクセスすることもできるし、あるいは、例えば、コンピュータシステムにリモートに接続された装置から命令セットをダウンロードすることによってリモートにアクセスすることもできる。コンピュータシステムにリモートに接続された装置は、例えば、コンピュータシステムにネットワーク接続されたサーバ、離れたところにある記憶装置又は専用ネットワーク機器、デジタル送信機器(例えば、衛星、マイクロ波、赤外線及び/又は無線放送)などを含み得る。
【0457】
ステップ3520で、少なくとも一部の命令セットをプロセッサが実行できるようにプロセッサに接続されたメモリにロードする。図35bは、ステップ3520で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。一実施形態では、命令の初期化は、装置の構成に関連する情報、例えば、特定のカメラに関連する情報、動作制御システムに関連する情報、ECL用の電子回路/サブシステムに関連する情報などを含む構成ファイルを読み込む(3521)ことを含み得る。カメラに固有の情報は、例えば、カメラのタイプ(CCD、CMOS)、特定のCCDチップに関するパラメータ、動作パラメータ(積分時間、ビニング、ゲイン設定など)、欠陥マップ、フィルター、固定焦点長又は可変焦点長などを含み得る。制御システムに関する情報は、例えば、モータの数及び配置、位置センサの数及び配置、自由度、動作範囲、速度プロフィールパラメータ、実行可能な経路、ロボットローディングシステム(例えば、各プレートをロードするか、あるいは、各スタックチューブをロードするロボットシステムなど)の有無などを含み得る。ECL用の電子回路/サブシステムに関連する情報は、例えば、電源、印加可能な波形の範囲、電気接点の数及び配置、電気接点の動作範囲などを含み得る。構成ファイルが読み込まれると(3521)、コンピュータシステムは、カメラ及び関連のサブシステムを初期化し(3522)、動作コントローラ及び関連のサブシステムを初期化し、ECL用の電子回路及び/又は関連のサブシステムを初期化し、3521で読み込まれた構成ファイルで定義し得る他の任意のシステム又はサブシステムを初期化する適切な命令を実行することができる。
【0458】
ステップ3502で、スタックチューブをそれぞれの受け器にロードする。スタックチューブのローディングは完全に自動的に、あるいは完全に手動で、ないしはそれらの任意の組合せで行うことができる。例えば、完全に自動なやり方では、ロボットマニピュレーションシステムに接続されたコンピュータシステムは、ロボットマニピュレーションシステムがスタックチューブのロード/アンロードを行うように指令する命令を保持することができるはずである。もちろん、ロボットマニピュレーションシステムに接続されたコンピュータシステムは、診断装置に接続された同じコンピュータシステムとすることもできるし、あるいは、ロボットマニピュレーションシステムを制御する専用の別のコンピュータシステムとすることもできるはずであることを理解されたい。ステップ3530で、プレートキャリア上にプレートをロードするように、動作制御システムに命令が発行される。図35cは、ステップ3530で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。ステップ3531で、コンピュータシステムは、適切なサブシステムが、容器のドアを開き(3531)、分析すべきプレートを含むスタックチューブからプレートを受け取るためにプレートキャリアを定位置に移動させる(3532、3533)ように指令する命令を実行する。プレートキャリアがプレートを受け取る位置にくると、コンピュータは、適切なサブシステムが、スタックチューブからプレートを解放してプレートキャリア上に置くように指令する命令3534、3535を実行する。ステップ3536、3537で、適切なサブシステムが、スタックチューブ上のプレート保持機構に係合し、後で診断装置の容器内に搬送するための位置にプレートキャリアを移動させるように指令を受ける。一実施形態では、図35cに示すように、ソレノイドにより機械式のラッチを作動させて、プレートチューブからプレートを解放し(3534)、プレートチューブ内でプレートを保持する(3536)ことができる。好ましい実施形態では、センサにより、プレートがプレートキャリア上にうまくロードされたかどうかが示される(3538)。センサによりプレートが存在することがコンピュータに示される場合には、適切なサブシステムが、容器内にプレートキャリアを移動させ(3545)、容器のドアを閉じる(3546)ように指令する命令が実行される。ただし、センサにより、プレートがプレートキャリア上にロードされなかったことが示される場合には、適切なサブシステムが、再度3533から3539までのステップを実施する命令を実行するように指令する代替命令が実行される。ステップ3539で、プレートが依然として存在しないと判定される場合には、コンピュータは、まず、この動作が以前に試みられたかどうかを判定し(3540)、そうである場合には、適切なサブシステムが、プレートキャリアを移動させて容器内に戻し(3541)、誤りを生成し(3542)、プロセスを終了させる(3549)ように指令する代替命令セットを実行する。もちろん、図35cは、プレートキャリア上にプレートをロードする試みを2回しか行わない実施形態を示す一例であり、プレートをロードするように試みる回数は、ただの1回から指定する回数まで変えることができることを理解されたい。試行回数は、命令セット中で規定した固定回数とすることもできるはずであるし、3521でロードした構成ファイルあるいは使用者/操作者によって規定される可変回数とすることもできるはずである。
【0459】
次に、3530でプレートキャリア上にプレートをロードした後で、実施形態の一例について図37に示すバーコード3730〜3733、3740〜3743をプレートから読み取る(3550)。図35dは、ステップ3550で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。ステップ3551で、コンピュータシステムは、第1位置、例えば3730がバーコード情報で占められているかどうかを判定する。一実施形態では、使用者/操作者は、例えば、マウス、キーボード、データファイルなど使用者用の入力装置から、プレート上のバーコードの数及び配置を指定することができる。別の実施形態では、第1位置3730自体が、バーコードの数及び配置を示す符号化した情報を含むことができる。このような実施形態では、コンピュータシステムは、例えば、コンピュータシステムが、常に第1位置を読み、第1位置からの情報を使用して他のバーコード化された情報の数及び配置を決定する命令を実行することができるはずである。第1位置がバーコード情報を含む場合、コンピュータシステムは、適切なサブシステムが、第1バーコード読取り位置にプレートキャリアを移動させ(3552)、バーコード情報3730を読み取る(3553)ように命令を出す。次いで、バーコード情報で占められた任意の数の後続のバーコード位置3730〜3733、3740〜3743について、指定されたすべてのバーコードが読み取られるまで、このプロセスを繰り返す(3554〜3556)ことができるはずである。図35dは、2つのバーコードが存在し得る可能な実施形態の単なる一例を示すものであり、実際には、物理的な制約(例えば、プレートの読取り可能な区域、プレートの読取り可能な区域上に配置することができるバーコードの数など)だけで制限される任意の数のバーコード(例えば、図37を参照)を使用することができることに留意することが重要である。
【0460】
好ましい実施形態では、このシステムは、バーコードに基づいてマイクロタイタープレートを処理することができるように、「責任の連鎖(chain of responsibility)」として知られるソフトウエア設計パターンを使用することができる。この診断装置は、マイクロタイタープレート上のバーコードを読み取り、解釈するように構成することができる。バーコードは、その中に、多数の様々なフォーマットで符号化された多数の情報を有し得る。責任の連鎖パターンにより、コンピュータシステムは、多くの異なるフォーマットを読み取り解釈することができる。いくつかのフォーマットは診断装置の製造又は組立て時に指定され、他のフォーマットはその後なんらかの時点で指定され、さらに他のフォーマットは様々な業者により指定され得る。
【0461】
例えば、一例では、診断装置の製造業者は、特定の装置が取り扱うことができるアッセイの数及びタイプ、マイクロタイタープレートのタイプ、ウエルの数、ウエル内のスポットの数、電極の数、タイプ、組成及び/又は配置などに関するある種の要件及び/又は制限を指定する。別の例では、診断装置自体の製造業者と同じであることもあるし異なることもある、マイクロタイタープレート又はマイクロタイタープレートの一部(例えば、プレート底部なしのマイクロタイタープレート、一体化電極を備えたプレート底部など)の製造業者も、プレートの正しい取扱い及び使用法について指定したある種の要件及び/又は制限(例えば、使用する材料、電極を製作するのに用いるプロセスなど)を有することがある。
【0462】
さらに別の例では、マイクロタイタープレート又は診断装置の製造業者と同じ業者であることもあるし異なることもある、ある種の試薬を電極上に固定化することを担当する業者は、さらに、試薬で処理したマイクロタイタープレートの正しい使用法及び取扱いについて、その製造業者自身の要件/制限(例えば、温度、湿度、光/UVの露光、保存期間、保存要件、どのウエルがコントロール(陽性及び/又は陰性)、特定の濃度を有する既知の較正物、未知のサンプルを含むかなど)を指定することがある。さらに別の例では、アッセイを実施する業者は、どのウエルにどの化合物を計量分配したかを追跡するために、プレートにバーコードを貼るように望むこともある。
【0463】
責任の連鎖の手法を用いると、いつでもどの業者でも新しいフォーマットを導入することができる。マイクロタイタープレート上にバーコードを配置することを望む業者は、単にあるコンポーネント、すなわちバーコードインタプリタを供給することによってそれを行うことができる。このインタプリタは、既存のコードの書換え又は改変を必要とせずに、システムに付加することができる。各バーコードインタプリタは、個々のバーコードフォーマットを解析し復号する汎用インターフェースを実現する自己完結型のコンポーネントとすることができるはずである。バーコードが読み取られると、コンピュータシステムは、適切なバーコードインタプリタを識別するタスクを、利用可能なバーコードインタプリタのリストを構築し、第1インタプリタにバーコードを復号するように要求する別の命令セットに割り当てる命令を実行する。
【0464】
一実施形態では、第1インタプリタが符号化を解釈できる場合、第1インタプリタがバーコード上の情報を解析し復号する。このインタプリタがこのフォーマットを認識しない場合には、このインタプリタは、このバーコードをリスト上の次のインタプリタに送る。このようにして、各インタプリタにバーコードを処理する機会が与えられる。別の実施形態では、コンピュータシステムは、並列に又は順に、各インタプリタに符号化された情報を送り、インタプリタがそのフォーマットを認識するかどうかに関する応答を待つことができる。新しいフォーマットが導入された場合、この新しいフォーマットを取り扱う新しいインタプリタでシステムを構成するだけでよい。チェーン上の他のインタプリタはこの新しいフォーマットを無視し、コンピュータシステムにこのフォーマットを認識しないことを伝えるか、あるいは、このフォーマットに適したインタプリタが見つかるまで、このフォーマットをチェーン上の次のインタプリタに送る。
【0465】
3550でバーコード情報が読み取られると、適切なサブシステムがプレートを「読み取る」ように指令する命令が実行される(3560)。図35eは、ステップ3560で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。ステップ3561で、適切なサブシステムが、第1セクタを読み取る位置にプレートキャリアを移動させるように指令する命令が実行される。第1セクタを読み取る位置にくると、適切なサブシステムが、バックグラウンド画像を読み取る(3562、3563)ように指令する命令が実行される。ステップ3564で、3563で取得したバックグラウンド画像に対する生画像処理を行う命令が実行される。ステップ3564では、例えば、CCDチップの欠陥補正、(必要なら)交差、宇宙線による偽信号の除去及び画像統計値の計算を行う命令を実行し、かつある種のアルゴリズムを適用(3576)することができる(画像処理は、以下でより詳細に論じる)。
【0466】
3563で取得した画像を生画像処理にかけた後で、バックグラウンド画像処理ステップ3565を実施して、光漏れの状態が存在するかどうかを判定する(3577)。光漏れの状態があると判定されない場合には、プロセスはステップ3566に進み、適切なサブシステムが、電気接点をもち上げ(3566)、適切な波形を印加し(3567)、カメラの取得手順を開始する(3568)ように指令を受ける。図35eに示すように、ステップ3567及び3568をほぼ並列すなわちほぼ同時に行う。3569でカメラの取得手順が終了した後で、取得した画像を読み取り(3570)、生画像処理にかける(3571)。この生画像処理は、CCDチップの欠陥補正、入換え、宇宙線による偽信号の除去及び画像統計値の計算(3576)のうちの1つ又は複数を含み得る。
【0467】
次に、3571で処理した画像をセクタ画像処理手順3572に送る。一実施形態では、ステップ3572は、再寸法設定、バックグラウンド減算、ウエルマスクの生成及び適用、自動センタリング、平均化、クロストーク補正、暗画像の検出及び飽和の検出のうち1つ又は複数を含み得る。次いで、適切なサブシステムが、電気接点を下げる(3573)ように指令を受ける。読み取るべき残りのセクタがある場合には(3574)、適切なサブシステムが、次のセクタにプレートキャリアを移動させ(3575)、プレート上のすべてのセクタが読み取られるまで(3579)、このプロセスを続けるように指令を受ける。もちろん、ステップ3571及び3572をリアルタイムで行う必要はなく、その代わりに、オフラインモードで行うことができることを理解されたい。例えば、この診断装置は、個々のプレート、スタックチューブ中のすべてのプレート又は任意の数のプレート上のすべてのセクタを読み取り、後で画像処理を行うようにそれらの画像を記憶することができる。このような動作において、一実施形態では、使用者が画像処理ルーチンを実行することによって画像処理を開始することができるはずであり、また、別の実施形態では、あらかじめ規定した数のプレート/セクタが読み取られた後、所定の時間で画像処理が行われるように自動的にスケジュールすることができるはずであり、あるいは、それらの任意の組合せとすることができるはずである。
【0468】
プレート全体が読み取られた後で、適切なサブシステムがプレートを取り出す(3580)ように指令する命令が実行される。図35fは、ステップ3580で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。容器からプレートを取り出す指令に応答して、適切なサブシステムが、容器のドアを開く(3581)。次に、プレートを入力スタック位置に戻す(例えば、ロボットマニピュレーションシステムとともにこの装置を動作させる)かどうかが判定され、戻す場合には、適切なサブシステムが、「入力スタック」位置にプレートキャリアを移動させるように指令を受ける。プレートを入力スタック位置に戻さないと判定される場合には、適切なサブシステムが、「出力スタック」位置にプレートキャリアを移動させるように指令を受ける。プレートキャリアが入力スタック位置又は出力スタック位置のいずれに位置する場合でも、適切なサブシステムが、プレートキャリアをもち上げるか、あるいはスタッカリフトをもち上げるように指令を受け、それによって、プレートが適切な受け器に置かれる。次いで、スタッカリフトが下げられ(3586)、好ましい実施形態では、プレートがプレートキャリアからうまく取り出されたかどうかの判定がなされる(3587、3588)。プレートがうまく取り出されなかった場合、指定した回数又はプレートが取り出されるまでステップ3585〜3588を繰り返す。図35fには、ステップ3585〜3588を2回しか行わない反復プロセスを示すが、このプロセスを任意の反復回数で行うことができることを理解されたい。反復回数が許容可能な回数を超えると(3589)、適切なサブシステムが、容器内にプレートキャリアを移動させ(3590)、誤りを生成する(3591)ように指令を受ける。ステップ3588で判定される際にプレートがうまく取り出されなかった場合、適切なサブシステムが、容器内にプレートキャリアを移動させるように命令を受けることになる(3592)。
【0469】
フォトダイオードアレイの実施
図36aに、本明細書で説明したフォトダイオードアレイを使用する代表的な診断装置上でECLベースのアッセイを行うための自動化/コンピュータ化プロセスの一実施形態についてのトップレベルのブロック図を示す。図36aのプロセスフロー図に示すステップのいずれか1つ又はすべてのステップ及び関連する図は、汎用コンピュータシステム又は特別に設計され装備を施されたコンピュータシステムによって実施することができることを理解されたい。典型的なコンピュータシステムは、少なくとも1つのプロセッサと、このプロセッサに接続された少なくとも1つのメモリからなる。一実施形態では、図36aに示すプロセスフロー及び関連する図を、プロセッサが実行することができる1組の命令で実施することができる。このような実施形態では、コンピュータに接続された装置上でECLベースのアッセイを実施する命令セットを、例えば、任意の磁気媒体、任意の光学媒体、任意の光磁気媒体などを含めて、コンピュータにより読込み可能な記憶媒体に記憶させることができる。このコンピュータにより読込み可能な記憶媒体は、例えば、ROM(読出し専用メモリ)に直接アクセスするか、あるいは、コンピュータシステムにローカルに接続された適当な読込み装置に実行可能な命令を含む記憶媒体をロードすることによってローカルにアクセスすることもできるし、あるいは、例えば、コンピュータシステムにリモートに接続された装置から命令セットをダウンロードすることによってリモートにアクセスすることもできる。コンピュータシステムにリモートに接続された装置は、例えば、コンピュータシステムにネットワーク接続されたサーバ、離れたところにある記憶装置又は専用ネットワーク機器、デジタル送信機器(例えば、衛星、マイクロ波、赤外線及び/又は無線放送)などを含み得る。
【0470】
ステップ3620で、診断装置に電力を供給し、少なくとも一部の実行可能な命令セットをプロセッサが実行できるようにプロセッサに接続されたメモリにロードする。図36bは、ステップ3620で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。一実施形態の例では、まず、使用者/操作者が診断装置に電力を供給し(3621)、この時点で、使用者/操作者は、プレートをロードするかどうかを選ぶ(3622)ことができる。使用者/操作者がプレートをロードすることを望む場合、ドアセンサに触れると(3623)、適切なサブシステムが作動してユニットのカバーを開ける(3624)。カバーが開くと、使用者/操作者は、プレートをロードし(3625)、ドアセンサに触れることによって(3627)ドアを閉じることができる(3626)。ドアセンサに触れると(3627)、適切なサブシステムが作動してカバーを閉じる(3628)。この時点で、使用者/操作者がプログラム/ソフトウエアを起動して(3629)、装置の動作を開始することができる。
【0471】
ステップ3640で、少なくとも一部の命令セットをプロセッサが実行できるようにプロセッサに接続されたメモリにロードする。図36cは、ステップ3640で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。一実施形態では、命令の初期化は、装置の構成に関連する情報、例えば、特定のフォトダイオードセンサに関連する情報、動作制御システムに関連する情報、ECL用の電子回路/サブシステムに関連する情報などを含む構成ファイルを読み込む(3641)ことを含み得る。フォトダイオードに固有の情報は、例えば、ダイオードのタイプ、動作パラメータ、ダイナミックレンジ、検出限界、フィルター、波長などを含み得る。制御システムに関連する情報は、例えば、モータの数及び配置、位置センサの数及び配置、自由度、動作範囲、実行可能な経路、ロボットローディングシステム(例えば、各プレートをロードするか、あるいは、各スタックチューブをロードするロボットシステムなど)の有無などを含み得る。ECL用の電子回路/サブシステムに関連する情報は、例えば、電源、印加可能な波形の範囲、電気接点の数及び配置、電気接点の動作範囲などを含み得る。構成ファイルが読み込まれると(3641)、コンピュータシステムは、適切な動作パラメータを設定し(3642)、適切な検出パラメータを設定し(3643)、動作コントローラ及び関連のサブシステムを初期化し(3644)(例えば、適切なサブシステムが、カバー軸(3645)、接点軸(3646)及びキャリッジ軸(3710)に対して「基準位置に戻す」命令を実行するように指令を出し)、3641で読み込まれた構成ファイルで定義し得る他の任意のシステム又はサブシステムを初期化するように適切な命令を実行することができる。図36fは、ステップ3710で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。一実施形態では、キャリッジ軸を基準位置に戻すこと(3710)は、電流が高い状態のまま(3711)キャリッジを基準位置に移動させ、接点を固定位置に移動させ(3712)、電流をキャリッジ軸に保持する(3713)ことを含み得る。
【0472】
ステップ3602で、使用者/操作者は、プレートの読取り(3650)を準備する命令を実行するようにコンピュータシステムに指示することができる。図36dは、ステップ3650で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。一実施形態では、図36dに示すように、プレート読取りの準備は、カバーが開いているかどうかを判定するステップ3651を含み得る。開いていない場合には、使用者/操作者は、(例えば、図36bのステップ3623に示すように、ドアセンサを押すことによって)カバーを開く(3652)ように指示することができ、適切なサブシステムがカバーを開く(3653)ように指令する命令が実行される。3651でカバーを開くように判定された場合、コンピュータシステムは、プレートキャリア内に「前のプレート」が存在するかどうか判定する(3654)ことができるはずであり、存在する場合には、前のプレートをアンロードする(3655)ように使用者を促すことをコンピュータシステムにプログラムすることができる。次に、使用者/操作者が新しいプレートをロードする(3656)ことができるはずであり、プレートを直ちに読み取るかどうか決める(3657)ことができる。YESの場合、使用者/操作者は、プレートを直ちに読み取る(3662)ようにシステムに指示することができるはずである。図36dに示す一実施形態では、安全上の予防措置として、使用者/操作者による動作なしに指定した時間(例えば、30分)よりも長くカバーが開いたままであるかどうか判定する(3660)ようにシステムをプログラムすることができるはずである。YESの場合、適切なサブシステムがカバーを閉じる(3661)ように指令する命令が実行される。
【0473】
プレートを読み取るように指示が受信されると(例えば、使用者は、装置自体上のボタンを押すこともできるはずであるし、あるいは、グラフィカルユーザインターフェースソフトウエアで表示されたボタンを押すこともできるはずである)、適切なサブシステムがプレートを読み取る(3660)ように指令する命令が実行される。図36eは、ステップ3660で実行される動作を示すより詳細なブロック図である。図36eに示す実施形態では、コンピュータシステムは、適切なサブシステムが、カバー軸を基準位置に戻す(すなわち、カバーを閉じる)か、あるいは、カバー軸がすでに基準位置に戻されている(すなわち、閉じている)(3671)ことを確認し、キャリッジ軸に高電流を印加し(3672)、接点軸を基準位置に戻し(すなわち、電気接点を後退させるか、あるいは、それらがすでに後退していることを確認し)(3673)、読み取るべき第1行にプレートキャリア又はキャリッジを移動させる(3674)ように指令する命令を実行することができるはずである。読取りプロセスを進める前に、プレートの向きを確認する(3675)。ステップ3680で、適切なサブシステムが、正しいプレート高さまで電気接点を移動させ(3681)、検査対象になっているウエルの行からECL信号を読み取る(3682)ことによって、プレートを読み取るように指令する命令が実行される。次に、ECL信号の温度補正に使用するプレートの温度測定が行われ(3683)、取得したデータを、例えば、コンピュータシステムに接続された固定ディスク記憶装置又はコンピュータにより読込み可能な携帯型の媒体(例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM、DVD、光磁気記憶媒体など)の一方又は両方に記憶させる電子ファイルに出力する。データを取得した後で、適切なサブシステムが、接点軸を基準位置に戻す(すなわち、電気接点を後退させる)ように指令する命令が実行され、読み取られていない残りの行があるかどうかの判定がなされる(3676)。最後の行がまだ読み取られていない場合、適切なサブシステムが、次の行にキャリッジを移動させ(3677)、読取りが行われる(3680)ように指令を受ける。最後の行が読み取られると、図36cのステップ3710を参照して上記でより詳細に説明したように、適切なサブシステムが、キャリッジ軸を基準位置に戻し(すなわち、プレートのロード/アンロード位置にキャリッジを戻し)(3678)、カバーを開く(3679)ように指令を受ける。
【0474】
一実施形態では、使用者/操作者が指定する反復回数だけ、このプレート読取り手順3650、3660を連続して繰り返す(3605)ことができる。読み取るべきプレートがもうない場合には、使用者/操作者は、システムが運転を停止する(3606)ように指示することができる。この時点で、使用者/操作者は、プレートをアンロードする(3690)ことができ、システムの運転を停止する(3700)ことができる。この場合も、カバーを閉じる前に、あるいは、カバーが閉じられていることを確認する(3608)前に、所定の時間(例えば、30分)アイドリングする(3607)ようにシステムをプログラムすることができるはずである。
【0475】
可能な一実施形態について上記で論じた使用者/操作者によるステップも、例えば、ロボットマニピュレーションシステムを利用することによって自動化することができ、本発明は、プレートのロード/アンロード、カバーを開くことなどについて、人間の介入を必要とするようには限定されないことを理解されたい。
【0476】
画像処理
図35aに、マイクロプレートの1つ又は複数のウエル内で行う発光ベースのアッセイの画像を取得するのにCCDカメラを使用する一実施形態についてのプロセスフロー図の例を示す。図35eに、図35aに示すプレートの読取りステップを詳細に示す。一般に、画像の取得及び/又は解析にCCDカメラを使用するには、ある種の要因を考慮に入れることが必要であり、また、データの精度、正確さ及び/又は完全性を保証するためにある種の対策を取ることが必要である。典型的な要因には、CCDチップの欠陥補正、バックグラウンド画像の減算/補正、宇宙線の除去/補正、ハードウエアによるビニング、ソフトウエアによるビニング、画像の入換え、及び当業者に周知の他の様々な要因が含まれる。これらの要因の一部は、独特かつ/又は特定の応用例によって改変されることがある。例えば、地球から天体を画像化し解析する際のバックグラウンド画像の減算/補正は、宇宙空間からの天体の画像化/解析とは異なるある種の変数によって決まる。したがって、以下でより詳細に論じるように、マイクロプレートの1つ又は複数のウエル内で実施する発光ベースのアッセイの画像データを画像化し解析するのにCCDカメラを使用することに影響を及ぼす一般の要因を、特定の応用例に関連する変数に照らして検討しなければならない。改変されているいないに関わらず一般の応用例には存在せず、マイクロプレートの1つ又は複数のウエル内で実施する発光ベースのアッセイの画像の取得/解析を行うCCDカメラの特定の応用例だけに存在する他の要因には、例えば、ウエルマスクの生成及び適用、画像の位置合わせ及びセンタリング、平均化、クロストーク補正、暗画像の検出、飽和の検出、及び画像の取得/解析に影響を及ぼし得るその他の要因が含まれる。
【0477】
一実施形態では、CCDカメラの欠陥補正は、使用者が定義した欠陥マップに基づいて行うことができる。欠陥マップは、不良であるか又は機能しないカメラの区域、したがって、画像の取得/解析から除外することになる区域を定義する単なるテキストベースのファイルとすることができるはずである。例えば、各欠陥を、フルチップ画像上の特定の画素又は矩形区域として、左上/右下系座標で定義することができるはずである。例えば、暗状態及び照明状態の両方の場合のフルチップ画像を解析することによって、各CCDチップの欠陥を列記した欠陥マップを決定することができるはずである。一実施形態では、欠陥マップは、CCDカメラの製造時に生成した初期欠陥マップ及びCCDカメラの製造後に生成され更新されるリアルタイム欠陥マップからなり得る。このリアルタイム欠陥マップは、例えば、カメラの初期設置後に生成し、その後、毎週、毎月、ある回数の使用後、カメラを使用するたびに行うことを含めて、定期的に計画した間隔で更新するか、あるいは、操作者/使用者が任意に指定又は選択する間隔で更新することができるはずである。
【0478】
この欠陥マップは、電子的なフォーマットで記憶させることもできるし、非電子的なフォーマットで保管することもできるはずである。電子フォーマットファイルをカメラのハードウエア中、例えば、カメラのファームウエア、バイオス、メモリレジスタなどの中に記憶させることもできるはずであるし、あるいは、カメラのハードウエアから切り離した別個の機械読込み可能な媒体上に記憶させる電子ファイル中に記憶させることもできるはずである。この切り離した別個の電子ファイルを、全体的なシステムの一部として、あるいは、例えば、構成ファイル又は初期化ファイルとして使用する独立したファイルとして記憶させるデータベースファイルとすることができるはずである。あるいは、この欠陥マップを、従来方式の非電子的な媒体上に非電子ファイルで保管し、起動プロセス又は手順の一部として手作業でシステムに入力することもできるはずである。カメラのハードウエア中に欠陥マップを記憶させない実施形態では、欠陥マップは、特定のカメラをそのカメラに関連する特定の組の欠陥マップとともに割り当てることができる識別用のエントリ/フィールドを含むことができるはずである。一般に、欠陥マップはフルチップ画像座標で指定することができるので、任意の前処理に先だって、欠陥補正を、画像に対して行う最初の操作とすることが好ましい。ある実施形態の例では、このような画像処理を自動的に行うようにコンピュータをプログラムすることができるはずである。
【0479】
例えば、特定のカメラについての関連欠陥補正マップがあるときと同様に、欠陥補正を利用しなければならない場合、例えば、各欠陥画素値に代わりに、それに隣接する画素の平均値を使用することによって補正を行うことができるはずである。一般の欠陥が行欠陥又は列欠陥を含む場合、隣接画素値は、最も近接する画素又はその次に最も近接する画素から選択することができる。例えば、ある欠陥を単一の画素Ir,cと定義する場合、下記の第2最近接公式を適用することができるはずである。ただし、rはその画素の行の値を表し、cはその画素の列の値を表す。
【0480】
【数1】
【0481】
欠陥が単一画素に限定されず、列全体又は列の一部を含み得る場合、下記の式を適用して、その列又はその列の一部内の各画素ごとに補正値を得ることができるはずである。
【0482】
【数2】
【0483】
さらに、欠陥が行全体又は行の一部を含む場合、その行又はその行の一部内の各画素ごとに下記の式を適用することができるはずである。
【0484】
【数3】
【0485】
欠陥が、隣接する2行又は2列以上、あるいはそれらの一部を含む場合、例えば、その次に最も近接する画素間の線形補間を使用することによって置換値を得ることができるはずである。
【0486】
また、ある実施形態では、別の典型的な画像処理/補正操作を必要とすることがある。これらの操作には、例えば、画像の入換え及び/又は回転が含まれ得る。これは、例えば、特定のカメラを設置した結果、使用者/操作者に自然な向きにならない画像が得られる場合である。この場合、画像の入換え及び/又は回転を行って、使用者に自然な画像の向きを得ることができるはずである。
【0487】
画像の取得/解析にCCDカメラを使用する際に一般に考えられる別の要因は、CCDカメラの1つ又は複数の画素に宇宙線が当たり得た可能性、すなわち宇宙線の衝突である。宇宙線により、センサ上に輝点が生じ、したがって、得られる画像の取得/解析に影響を及ぼすことがある。宇宙線の衝突は、空間的かつ時間的に無作為に生じる。したがって、画像の取得/解析を確実に正しく行うには、CCDカメラのある局所区域内で観察される値よりもかなり大きい画素値を識別し、必要に応じて補正を加えると有利である。一実施形態では、まず、閾値で定義し得るように、隣接画素よりも明るい画素を見つけることによって(例えば、傾き操作を用いて、隣接する画素値の大きな差異を識別することによって)、あるいは、統計的にかなりの異常値と判定される画素を識別することによって、宇宙線の衝突を識別する宇宙線の除去/補正アルゴリズムを利用することができるはずである。閾値は、例えば、固定プリセット値、使用者が指定する固定値、ある種の変数に基づく可変プリセット値、あるいは、あらかじめ定義されているか又は使用者が定義するある種の変数に基づき使用者が指定する可変値で定義することができる。例えば、閾値は、個々の画素に適用する係数として定義することができる。したがって、一実施形態では、ある画素値が、それを取り囲む各隣接画素よりも4倍大きい場合、それを宇宙線の衝突とみなすと指定することができる。あるいは、画素値を、行内隣接画素値及び列内隣接画素値の両方と比較するのではなく、単に画素値を、同じ行で隣接する画素又は同じ列で隣接する画素のいずれかと比較することによって宇宙線の衝突を識別することができる。
【0488】
ある画素値が、おそらく宇宙線の衝突の結果であると識別されると、その画素値の代わりに、隣接画素の平均値を用いることができるはずである。このような宇宙線の除去/補正手順を、許容可能な画像が得られるまで繰り返し適用することができる。さらに、宇宙線の衝突の検討を行う前に、すべての画素から、バックグラウンド値又はオフセット値をあらかじめ減算することができるはずである。
【0489】
例えば、行内隣接画素値又は列内隣接画素値のいずれかを比較する宇宙線の衝突識別手順は、使用者が、閾値(T=4)及びバックグラウンド、又はオフセット値(O=7)を指定することによって開始することができるはずである。次いで、画像中のすべての画素について、最小値(M)を画定することができるはずである。次に、下記の式を用いて、画素値のオフセットを計算することができる。
C=M−O
【0490】
次に、下記の式を用いて、各画素Iiごとに、パラメータRi−1及びRi+1を計算することができる。ただし、「i」は、その行又は列の画素を指す。
【0491】
【数4】
及び
【0492】
【数5】
【0493】
最後に、パラメータRi−1及びRi+1がそれぞれ、閾値Tよりも大きい場合、この画素値は、おそらく宇宙線の衝突の結果である。さらに、この宇宙線の除去/補正手順を複数回用いて、2画素以上が損なわれる宇宙線の衝突を除去/補正することができるはずである。
【0494】
画像の取得/解析にCCDカメラを使用する際に一般に考えられるさらに別の要因は、CCDカメラの検出限界を改善するハードウエアによるビニングの使用である。例えば、ハードウエアでのCCD画素のビニングを用いて、単位面積当たりの読出しノイズを減少させることができる。読出しノイズは、アナログ信号のA/D(アナログデジタル)変換プロセスなどから生じるノイズを含み得る。一実施形態では、ビニングを大きくとることにより、電子ノイズの合計を小さくすることができるはずであり、読出しノイズが、一般にビニングの選択の影響を受けない暗電流によるノイズよりも小さいレベルに電子ノイズが落ちるまで、より大きなビニングを用いることが好ましい。マイクロプレートの1つ又は複数のウエル中で実施する発光ベースのアッセイの画像を取得/解析するのにCCDカメラを使用する一実施形態では、ビニングにより、読出し時間がより高速になり、画像データが少なくなるという利益が追加されることが有利である。しかし、ビニングを大きくすると、ダイナミックレンジも小さくなり得る。すなわち、より低い光のレベルで検出器が飽和し得る。また、ビニングは、画像の分解能にも影響を及ぼし得る。したがって、特定の応用例で用いることができるビニングのレベルは、その特定の応用例の分解能の要件によって制限され得る。ある種の実施形態では、典型的なビニング設定は、例えば、2×2、4×4、8×8などを含むこともできるはずであるし、あるいは、全くビニングを行わないように設定することもできるはずである。
【0495】
上記で論じたように、マイクロプレートの1つ又は複数のウエル内で実施する発光ベースのアッセイの画像を取得/解析するCCDカメラの他の使用法では一般に見られない別の要因を考慮することができる。例えば、光漏れ検出ルーチンを実施することによって、遮光容器の完全性を確認することが望ましいことがある。光漏れ検出は、バックグラウンド画像を取得し、そのバックグラウンド画像の画像統計値を用いて、遮光容器の完全性が損なわれているかどうかを判定することによって行うことができるはずである。一実施形態では、バックグラウンド画像の平均強度及び標準偏差を、使用者が定義する光漏れ検出閾値と比較することができる。例えば、バックグラウンド画像強度の平均値又は標準偏差が対応する閾値よりも大きい場合、光漏れの状態が存在し得る。この光漏れの状態を、例えば、後続の処理のために警告することができるはずである。警告は、使用者/操作者に対して発行することができ、使用者/操作者が補正処置を取るまで、あるいは、光漏れの状態にもかかわらず操作者が操作を継続するように積極的に指示するなどの行為があるまで動作を停止することができるはずである。この光漏れ検出手順は、欠陥補正及び/又は宇宙線の除去/補正の実施前に行うことができるはずであるが、欠陥及び/又は宇宙線の衝突が光漏れの状態の識別に及ぼし得る潜在的な影響を減らすように画像を処理した後で初めて行うことが好ましい。
【0496】
考慮し得る別の要因は、取得した1つ(又は複数)の画像の再寸法設定に関するものである。いくつかの実施形態では、ハードウエアによるビニングとは独立に画像処理を行うために、またいくつかの場合には、処理時間を短縮するために、バックグラウンド画像及びセクタ画像をともに、ある所定のサイズに寸法設定し直すことができるはずである。例えば、所定のサイズは、96ウエルプレートでは160×160、384ウエルプレートでは320×320、1536ウエルプレートでは640×640、及びマルチスポットプレートでは640×640とすることができる。再寸法設定を用いる場合、また、元の画像サイズが所定のサイズよりも大きい場合、寸法設定し直した画像の画素値(new)は、例えば、以下の式で示す副画素の合計とすることができるはずである。
【0497】
【数6】
及び
【0498】
【数7】
【0499】
あるいは、元の画像サイズが所定のサイズよりも小さい場合、寸法設定し直した画像の画素値は、寸法設定し直した画像のN個の画素の間に元の画像の画素値を分配することによって得られるはずである。すなわち、寸法設定し直した画像の画素値を計算するには、寸法設定し直した画像が所定のサイズに等しくなるまで、元の画像を2倍に反復して展開することができるはずである。例えば、各反復に際して、元の画素値の1/4及び元の画素値に隣接する画素の値に重み付けした値に基づいて、中間(intermediate)画素値を計算することができるはずである。元の画素値には、例えば、9/16の重みを与えることができるはずであり、次の行内隣接画素には3/16の重み、次の列内隣接画素には1/16の重み、対角に隣接する画素には1/16の重みを与えることができるはずである。例えば、以下のようになる。
【0500】
【数8】
及び
N=factor2
したがって、
【0501】
【数9】
【0502】
考慮し得る別の要因は、バックグラウンド減算に関するものである。CCDカメラでは、光源に曝すことよって得られる電子のみならず、熱によって生成される電子が積分される。一実施形態では、発光ベースのアッセイ画像と同じ設定で取得したバックグラウンド画像を減算して、熱により生成された電子が、発光ベースのアッセイからの画像の取得/解析に及ぼし得る潜在的な悪影響を打ち消すことができる。バックグラウンド画像の減算は、差分操作を用いて熱により生成された電子の寄与を取り除くことによって行うことができる。これは、単に、実際の(original)画像アレイからバックグラウンド(background)画像アレイの減算とすることができるはずである。例えば、以下のようになる。
【0503】
【数10】
【0504】
考慮し得る別の要因は、画像形成中の特定のマイクロプレートの配置に対応する画像マスクの生成及び適用に関するものである。一実施形態では、この画像マスクは、取得画像と同じサイズの2値行列M(r,c)とすることができるはずである。この2値行列では、マイクロプレートのウエル又はウエル内の1つ又は複数のスポットと光学的に重なり合う画素を値1で定義することができる。さらに、製造上の欠陥により位置合わせ不良が導入される場合、中心座標にオフセットを加えることによって、マイクロプレート上のある種の座標に対して相対的に画像マスクを回転させることもできるはずである。画像マスクが生成されると、単に、取得した画像行列とこの2値画像マスク行列を乗算することによって、この画像マスクを適用することができる。
【0505】
一実施形態では、個々のマイクロプレート構成用の適切な画像マスクを生成するために、使用者が、ある種のパラメータを指定することが求められるはずである。例えば、使用者は、絶対単位又は所定の画像サイズの関数としての単位で表し得るウエル半径及びウエル間隔、円形、矩形などのウエル形状、及び、例えば、列(X)及び行(Y)座標で表した中央マスクの座標という、プレート構成を定義するパラメータを指定することができる。マルチスポットプレートでは、使用者が、ウエル内のスポット間間隔、ウエル内のスポットの配置、ウエル内のスポットのサイズなども規定することが求められるはずである。別の実施形態では、1つ又は複数の上述のパラメータは、プレート自体の上に見られる表示によって、例えば、製造時又は試薬の付着時にプレート上に貼られたバーコードラベルを使用することによって自動的に指定することができるはずである。
【0506】
ある種の場合、実際のセクタ画像が、CCDカメラで取得した画像全体の中心に完全に位置合わせされないときに明白に示されるように、別の形の位置合わせ不良又は誤差が存在することがある。このような位置合わせ不良は、例えば、装置自体の機械的な変更、CCDカメラ下でのマイクロプレートの位置合わせ不良などから生じることがある。一実施形態では、このような位置合わせ不良は、機器に機械的な変更を加えた後で1つ又は複数の機器の較正を行って粗い中心位置及び角度を設定し、各セクタに対して微調整を行うことによって考慮することができる。機器の較正は、使用者/操作者又はサービス技術者が行うことができ、ある種の保守を行う際、あるいは、所定の回数の使用後など、所定の保守スケジュールに従って行うことができる。次いで、このように較正した中心を用いて、例えば、ステップモータを使用することによってCCDカメラの下でマイクロプレートを位置決めすることができるはずである。
【0507】
一実施形態では、微調整は、コンピュータにより実施されるプロセスによって行うことができる。このプロセスでは、わずかなプレートの位置合わせ不良を補償するために、すべてのセクタに対して画像マスクの位置合わせの微調整を自動的に行う。例えば、相関関数F(Δr,Δc,Δθ)を計算する自動センタリングアルゴリズムを用いることができるはずである。ただし、Δr,Δc及びΔθは、マイクロプレートのセクタの実際の中心と回転を決定するためのマスクと画像の間の位置及び回転のオフセット値である。上記で説明したように、較正を正しく行うと、較正した位置から開始して、相関関数の最近接極大値が真の中心になるようにする助けになる。この極大値を見つけるために、すべての可能なΔr,Δc及びΔθについて相関関数を計算するか、あるいは、反復プロセスを用いて、F(Δr,Δc,Δθ)の値が大きくなるようにΔr,Δc及びΔθを変化させることによって極大値を決定することができる。
【0508】
一実施形態では、分解能を落とした画像を用いて初期位置合わせ位置を求めることによってこの自動センタリングアルゴリズムを開始し、次いで、より分解能の高い画像のいくつかのステップによって処理を継続し、精確に位置合わせされた位置に向かうことができるはずである。このような手法により、最適に位置合わせされた位置に迅速に収束させることができるはずである。例えば、最初のステップで、画像に4倍のビニングをかけることによって得られた低分解能の画像でこの自動センタリングアルゴリズムを開始し、画素及び角度を1増分だけオフセットさせたΔr,Δc,Δθの値で相関関数F(Δr,Δc,Δθ)を評価し、次いで、Fが最大になる位置に向かうことができるはずである。次いで、相関関数の極大値が見つかるか、あるいは、なんらかの所定の反復回数が行われるまでこのプロセスを繰り返す。一実施形態では、所定の反復回数内で極大値が見つからない場合、エラーメッセージを表示し、かつ/又は画像が暗いかどうかを確認することができるように指定することができる。極大値が見つかった場合、それに対応する中心が次のステップの開始位置になり、この位置で画像を2倍に展開することになる。この手順を、初期(所定の)画像サイズに達するまで繰り返す。
【0509】
いくつかの極めて輝度の高いウエルが位置合わせ計算で支配的にならないようにするために、一実施形態では、画像に正規化関数を適用して、輝度の高いスポット/ウエル及び輝度の低いスポット/ウエルにより均一に重み付けを行うことができる。このような正規化関数の一例は、画像中のすべての画素値の3乗根を取ることからなるものである。
【0510】
最後に、F(Δr,Δc,Δθ)の最大値に対応する中心を真の中心とみなすことになる。さらに、この新しく計算した中心を最初に較正した中心と比較することができるはずであり、この新しい中心が、所定の値、例えば、ウエル/スポット間隔の1/2よりも大きいと判定される場合、警告を発行する、装置の動作を一時停止するなどの予防措置を取ることができるはずである。
【0511】
上記で論じたように、この自動センタリングアルゴリズムが、ある種の所定の反復回数内でセクタ画像の真の中心を見つけることができない場合、別の手順を用いて画像が実際に暗いかどうかを判定することができる。あるいは、暗画像の識別は、自動センタリングについて上記で概要を説明したステップを行う前に実施することができるはずである。一実施形態では、暗画像の検出は、得られた値をある種の所定のベースライン値と比較することによって行うことができる。このベースライン値は、例えば、アッセイ緩衝液の結果の典型値、プレートのタイプなどを参照して経験的に規定することができる。例えば、あるセクタの極大結果値がベースライン値よりも小さい場合、この画像は暗いとみなすことになる。
【0512】
考慮し得る別の要因は、クロストークに関するものである。クロストークは、光学系の不完全性のために生じる。例えば、1つのウエル又はスポットからの光が回折、屈折、多数回反射又は散乱して、隣接するウエル内又は隣接するスポット上に、(「流出して」)入り込む際に生じる。一実施形態では、クロストークは、実験的に測定することができ、補正行列を構築し、それを用いてクロストークのデコンボルーションを行うことができる。このクロストーク補正行列は、ウエル又はスポットとそれに隣接するウエル又はスポットの間の逆クロストーク行列である。単一スポット及び複数スポットの応用例にクロストーク補正を適用することができるが、経験上、単一スポット応用例では、クロストーク補正なしで満足な性能が得られることがわかっている。
【0513】
ある種の実施形態では、クロストーク補正に加えて、ウエル全体にわたって存在し得る収集効率の変動を補正すると有利なことがある。ある種の実施形態では、ウエル全体にわたる収集効率は、均一でないことがある。例えば、ウエルの縁部近傍の領域からの光は、ウエルの中心近傍の領域からの光ほど効率的に収集されないことがある。単一ウエル内に複数のスポットを配置する実施形態では、例えば収集効率の変動は、より重大であり得る。というのは、ウエルの縁部近傍の領域に位置する同じ反応が、より小さい画素値をもつように見えることがあり得るからである。各ウエル内で単一スポットしか用いない実施形態で、依然として収集効率の変動が存在することがある。というのは、プレートの縁部近傍の領域に位置する同じ反応が、より小さい画素値をもつように見えることがあり得るからである。一実施形態では、例えば効率を計算又は経験的に決定し、測定された初期報告画素値に適切な換算係数を用いることによって、このような収集効率の変動を補正することができる。
【0514】
温度による感度/変動を補正するために、別の補正が必要なことがある。一般に、発光ベースのアッセイは、いくらかの温度依存性/感度を示すことがあることが観測されている。一実施形態では、最適な結果を得るために、温度及び/又はその変動を制御かつ/又は測定すると有利である。例えば、マイクロプレート全体にわたって、又はマイクロプレートの1つ又は複数の局所部分で、あるいは単一ウエル内などで温度変動が存在することがある。例えば、接触式又は非接触式温度センサを利用することによって、温度及び/又は温度変動の測定を行うことができる。接触式温度センサには、サーミスタ、熱電対などが含まれ、それらを使用して、例えば、マイクロプレートの底部の温度を測定して、反応物の実際の温度を推定する。非接触式温度センサには、赤外線光度計、赤外線分光計、レーザなどが含まれ、それらを使用して反応物の温度を離れたところから読み取る。
【0515】
例えば、特定のアッセイ及び/又は標識の温度依存性のデータから導出した経験的な関係を用いて、特定の組のアッセイの結果に適用すべき適切な温度補正係数を求めることによって、温度補正を適用することができる。温度補正係数は、マイクロプレート全体の平均温度に基づく単一の係数となり得ることもあるし、あるいは、例えば、各ウエル内の実際の温度、単一スポットの反応物の実際の温度、単一セクタの平均温度などに依存し得る可変係数となり得ることもある。
【0516】
別の実施形態では、1つ又は複数のウエル内の反応物の温度を離れたところから検出するのみならず、マイクロプレート自体の1つ又は複数の位置の温度を離れたところから検出する非接触式センサを使用して、ウエル内の反応物の実際の温度をより良好に推定し得る。温度センサにより測定が行われ得る位置にプレートを移動させることもできるし、プレートを固定位置に保持しセンサを測定位置に移動させることもでき、かつ/又は、プレートを固定位置に保持し走査型センサを使用して温度測定値を得ることもできるはずである。走査型センサには、例えば、調整可能なミラーを使用してプレート上及びウエル内の様々な位置を走査する赤外線分光計などの非接触式センサを使用することを含めることができるはずである。
【0517】
前に説明した画像処理手順に加えて、CCDカメラを使用して画像の解析を行い、例えば、反応の不均一性、アッセイ又は画像取得の質などを求めることもできる。一実施形態では、プレート及び/又は反応物の調製に問題があることを示し得る反応の不均一性を検出するのに有効な画素の割合を求めることが可能である。さらに、1つ又は複数のウエル内の画像統計値(例えば、平均値、変動値、中央値)により、読取り値の質に関するなんらかの表示を提供することができるはずである。
【0518】
好ましい別の実施形態によれば、この機器は、ECLを誘起する前にプレートの画像を取得して、(a)プレートの位置(例えば、センタリング、スポットの位置など)、(b)プレートの向き(例えば、180°の向き)、(c)プレートのタイプ、(d)プレートカバー又はシールの存在、(e)焦点合わせ、(f)ウエルのサンプル容積などを決定することができるように適合される。この機器は、遮光容器内でプレートの画像取得を行うことができるように、LEDその他の光源をさらに備えることが好ましい。画像取得中にのみこの光源をパルス化してプレートの照明を行い、後続の発光の測定ではそれを消灯することができる。別の実施形態によれば、ECLを誘起する前に光を当てた状態で取得した画像から集めた情報を、後続のデータ処理用の入力(例えば、セクタのセンタリング、プレートの向き及びプレートのタイプの情報)として用いる。
【0519】
図36aに、1つ又は複数のフォトダイオードを使用して、マイクロプレートの1つ又は複数のウエル内で実施する発光ベースのアッセイから発光を検出する一実施形態のプロセスフロー図の例を示す。図36eには、図36aに示す発光読取りステップをより詳細に示す。このフロー図は、プレート及び/又はサンプル温度を測定するステップをさらに含むことが好ましい。マイクロプレートの1つ又は複数のウエル内から発光を検出するのに1つ又は複数のフォトダイオードを使用するには、CCDカメラに関して前に論じたものを超えて、ある種の改変した要因を追加して考慮し、ある種の改変した補正手段を追加して実施することが必要なことがある。例えば、フォトダイオードセンサを使用すると、バックグラウンドの予測値及び減算値は変動する。というのは、フォトダイオードセンサを使用して取得した発光データが波形の形であるからである。もちろん、上記で論じたように、CCDカメラの使用モードは、検出ハードウエア自体内でECL信号を積分することに限定されず、CCDカメラが時間の関数としてECL信号強度を測定し、1つ(又は複数)の適切なアルゴリズム及びソフトウエア命令セットによってプログラム可能なコンピュータシステム内でその信号を積分するモードで使用することができることを理解されたい。一実施形態では、暗状態を表すバックグラウンド読取り値を得るために、発光ベースのアッセイの活性化の前後で発光データを取得する。発光ベースのアッセイの活性化の前後で暗状態の値を取得して、電子的なドリフトすなわち低周波数ノイズ、及びオフセットの影響を取り除く。両方の測定値を使用して暗信号の推定値を生成することができ、線形、2次その他のモデルを用いて、例えば、収集効率を上げるために白色マイクロプレートを使用するときに、プレートから発し得る(例えば、リン光による)バックグラウンド光を補正することができるはずである。この暗信号の推定値を測定信号から減算し、得られた波形を時間で積分して最終的な読取り値が得られる。あるいは、積分するのではなく、周知の時間応答関数を用いて、測定応答をフィットさせることができる。
【0520】
あるいは、発光ベースのアッセイが、例えばECLアッセイである別の実施形態では、活性化波形をパルス化し、1つ又は複数のパルス間で暗信号を測定することができるはずである。このようなパルス化により、例えば、本質的に信号をより高周波数側にシフトすることによって、より適切に低周波数ノイズを除去することにより、検出限界を向上させることができるはずである。
【0521】
5.11 生物学的に活性のある化合物を選択し、新規な薬物を生成する方法
本発明の別の態様は、生物学的に活性のある化合物を選択又は識別し、任意選択で、このような生物学的に活性のある化合物を、適切な量で適切なキャリア組成物に組み込むための改善された方法及びシステムに関する。本発明は、本発明のマルチウエルプレート、機器、システム、キット及び/又は方法を使用して、好ましくはHTS(ハイスループットスクリーニング)によって、新しい薬物をスクリーニングすることを含む。本発明は、好ましくは50種類よりも多く、より好ましくは100種類よりも多く、より好ましくは500種類よりも多く、さらに好ましくは1,000種類よりも多く、最も好ましくは5,000種類よりも多くの種類をスクリーニングすることを含む。特に好ましい実施形態によれば、このスクリーニングでは、10,000種類よりも多く、50,000種類よりも多く、100,000種類よりも多く、500,000種類よりも多く、かつ/又は1,000,000種類よりも多くの化合物を含む。
【0522】
本発明の一実施形態は、化合物ライブラリから生物学的に活性のある化合物を選択又は識別する方法に関する。前記方法は、生物学的又は生化学的活性について前記化合物ライブラリをスクリーニングすることを含む。前記スクリーニングは、生物学的又は生化学的活性について化合物ライブラリのアッセイを行うことを含む。このアッセイは、本発明のプレート及び/又は機器を使用して行う。
【0523】
好ましくは、この方法は、1つ又は複数の活性化合物を識別することをさらに含む。
【0524】
好ましくは、この方法は、インビボでの生物学的利用能、毒性及び/又は生物活性について、前記1つ又は複数の活性化合物を試験することをさらに含む。好ましい一実施形態によれば、この試験は、本発明のプレート及び/又は機器を使用してさらにスクリーニングすることを含む。
【0525】
好ましくは、この方法は、前記1つ又は複数の活性化合物の類似物を合成することをさらに含む。好ましい一実施形態によれば、本発明のプレート及び/又は機器を使用して、生物学的利用能、生物活性及び/又は毒性についてこの類似物をスクリーニングする。
【0526】
特に好ましい実施形態によれば、この方法は、1つ又は複数の化合物を配合して、人間及び/又は動物に投与するための薬物にすることをさらに含む。
【0527】
好ましくは、この配合は、薬物中の1つ又は複数の活性化合物の適切な量を決定し、この適切な量を、1つ又は複数の賦形剤又はキャリアに混合することを含む。好ましくは、この賦形剤は糖及び/又はデンプンを含む。
【0528】
本発明の別の実施形態は、生化学的な物質の複合混合物を分析して、その中の複数の結合成分を測定する方法に関する。この方法は、
(a)複数の結合試薬を中に有する複数のウエルを備え、電極誘起発光アッセイ(好ましくは、電気化学発光アッセイ)に適合したマルチウエルプレートに前記混合物を導入することと、
(b)前記ウエル中の1つ又は複数のサンプルを誘起して発光させることと、
(c)前記ウエルのそれぞれから発光を測定することとを含む。
【0529】
本発明の別の実施形態は、(生物学的かつ/又は化学的な)組合せ混合物の出力を分析して、その中の複数の結合成分を測定する方法に関する。この方法は、
(a)複数の結合試薬を中に有する複数のウエルを備え、電極誘起発光(好ましくは、電気化学発光)アッセイに適合したマルチウエルプレートに前記混合物を導入することと、
(b)前記ウエル中の1つ又は複数のサンプルを誘起して発光させることと、
(c)前記ウエルのそれぞれから発光を測定することとを含む。
【0530】
本発明の別の実施形態は、多数の同時アッセイにおいて、サンプル中の単一の生化学物質を測定する方法に関する。この方法は、
(a)複数の結合試薬を中に有する複数のウエルを備え、電極誘起発光(好ましくは、電気化学発光)アッセイに適合したマルチウエルプレートに前記サンプルを導入することと、
(b)前記ウエル中の1つ又は複数のサンプルを誘起して発光させることと、
(c)前記ウエルのそれぞれから発光を測定することとを含む。
【0531】
本発明の別の実施形態は、
(a)試験用の多数の化合物を選択することと、
(b)(上記で説明したマルチウエルプレート及び/又は機器のいずれか1つを使用して)生物活性について前記多数の化合物をスクリーニングして、1つ又は複数の生物学的に活性のある化合物を見つけることと、
(c)前記1つ又は複数の生物学的に活性のある化合物を改変して、毒性を減らし、かつ/又は生物活性を増強し、それによって、1つ又は複数の改変された生物学的に活性のある化合物を形成することを含む、創薬を行う方法に関する。
【0532】
好ましくは、この方法は、前記改変された生物学的に活性のある化合物を、(上記で説明したマルチウエルプレート及び/又は機器を使用して)生物活性及び/又は毒性についてスクリーニングすることをさらに含む。
【0533】
好ましくは、この方法は、1つ又は複数の前記改変された生物学的に活性のある化合物の適切な量を決定することをさらに含む。好ましくは、この方法は、この量を、糖又はデンプンなどの適切なキャリアに組み込んで、固形(例えば、丸剤又は錠剤)又は液状の薬物を形成することをさらに含む。
【0534】
本発明の方法、機器、及び/又は、アッセイプレート又はモジュールを、様々なスクリーニング法及び/又は創薬法に統合し、かつ/又はその中で使用することができると有利である。このようなスクリーニング法及び/又は創薬法には、Blakeの米国特許第5,565,325号、Chen他の米国特許第5,593,135号、Thastrup他の米国特許第5,521,135号、Agrafiotis他の米国特許第5,684,711号、Dower他の米国特許第5,639,603号、Ashby他の米国特許第5,569,588号、米国特許第5,541,061号、米国特許第5,574,656号、及びPeterson他の米国特許第5,783,431号に記載されているものが含まれる。
【0535】
別の実施形態によれば、本発明は、薬物に関連する悪影響を識別し、この悪影響に関する情報をデータベースに記憶することをさらに含む。ここに参照により組み込むClassenの米国特許第6,219,674号を参照されたい。
【0536】
本発明の別の態様は、改善された生物学的に活性のある化合物及び/又は本発明の方法を用いて作製された薬物に関する。
【0537】
以下の例は、本発明の範囲に含まれる機器、プレート、キット及び方法の一部の例である。もちろん、これらは、本発明を限定するようにみなされるものではない。当業者は、必要以上の実験を行うことなく、本発明に関して多くの変更及び改変を加えることができよう。
【実施例】
【0538】
6.1 スクリーン印刷した電極を有するマルチウエルアッセイプレートの製作
厚さ0.007インチのマイラー(Mylar)ポリエステルシート上に電極及び電気接点をスクリーン印刷することによって多層プレートの底部を準備した。まず、このマイラーシートを、CO2レーザで切断して、導電スルーホール(すなわち、後で、導電インクを充填することによって導電性にしたホール)を形成し、かつ、プレート底部をプレート上部に位置合わせするのに使用した位置合わせ用の穴を形成した。適当にパターン化した銀インク層(Acheson 479ss)及びカーボンインクの上層(Acheson 407c)をスクリーン印刷することによってマイラーシートの底部上に電気接点を形成した。このカーボンインク層は、銀インク層よりもわずかに大きく(0.01インチ)寸法設定し、それによって、銀フィルムの縁部の露出を防いだ。3層のカーボンインクを使用して銀が露出したままにならないようにしたことを除き、同様にマイラーフィルムの上面上に動作及び対電極を形成した。これらのスクリーン印刷ステップ中に、導電スルーホールに導電インクを充填した。その後、電極層の上に誘電体インクを印刷して、動作電極の活動露出表面区域を画定した。一般に、18インチ×12インチのマイラーシート上に9枚のプレート底部を同時に印刷した。スクリーン印刷ステップ中の典型的な重ね合わせ公差は、基板の上面上で±0.007インチ〜0.008インチ、底面上で±0.010インチであった。印刷した対電極ストリップと動作電極ストリップの間の間隔は、0.010インチよりも大きく保ち、それによって、短絡が形成されるのを防いだ。大面積の平坦電極で改変したプラズマチャンバ(米国フロリダ州セントピーターズバーグ(St.Petersburg)所在のAdvanced Plasma Systems社のシリーズB)中で、酸素プラズマ(2000W、200ミリトール)により5分間、パターン化したプレート底部を処理することによって、動作電極をアッセイで使用するように整えた。
【0539】
上記で説明したプレート底部及び射出成形したプレート上部を使用してマルチウエルアッセイプレートを組み立てた。プレート上部の寸法は、生体分子スクリーニング学会により確立された業界標準を満足させた。このプレート上部は、黒色プラスチック(黒色顔料を装入したポリスチレン)又は白色プラスチック(二酸化チタンを装入したポリスチレン)製とした。プレート上部の底部表面に、打抜き両面テープ(両面に2ミルのアクリル製感圧粘着剤を被覆した1ミルのPET)を接触させて、プレート上部がプレート底部に密封されるようにした。このテープを切断して、プレート上部の穴に対して相対的にわずかに大きい穴を形成した。(レーザで切断した位置合わせ用の穴を利用して)プレート底部を、XYテーブル上の位置合わせピン上に取り付けた。このプレート底部をプレート上部に光学的に位置合わせし、次いで、空気圧プレス機(400ポンド、10秒間)を使用してそれらを互いに密封した。露出動作電極がウエル内で中央に位置するように(96ウエルプレートでは±0.020インチ、384ウエルプレートでは±0.015インチ)、位置合わせを十分正確に行った。これらの公差により、動作電極の露出領域がウエル内にあり、動作電極の両側に露出対電極表面がくるようにした。
【0540】
上記で説明した手順に従って、様々なタイプのマルチウエルアッセイプレートを準備した。後続の実施例において参照することができるように、以下に、いくつかの特定のプレート設計をより詳細に説明する。図10に示すコンポーネント及びパターン並びに白色のプレート上部を使用して、8個のウエルからなる12個の列状セクタに分割した96ウエルプレートであるプレートAを準備した。図11に示すコンポーネント及びパターン並びに黒色のプレート上部を使用して、4×4個のウエルからなる6個の正方形セクタに分割した96ウエルプレートであるプレートBを準備した。(図11(詳細図A及びC)に示すように電極及び接点を分割した点を除き)図14に示すコンポーネント及びパターン並びに黒色のプレート上部を使用して、4×4個のウエルからなる6個の正方形セクタに分割した96ウエルプレートであるプレートCを準備した。各ウエル内の動作電極表面上で4個の分離した「流体封じ込め領域」が露出するように、プレートCの誘電体層をパターン化した。プレートDは、各ウエル内の動作電極上で7個の分離した「流体封じ込め領域」が露出するように誘電体層をパターン化した点を除き、プレートCに類似のものとした。プレートEは、各ウエル内の動作電極上で10個の分離した「流体封じ込め領域」が露出するように誘電体層をパターン化した点を除き、プレートCに類似のものとした。図12に示すコンポーネント及びパターン並びに黒色のプレート上部を使用して、8×8個のウエルからなる6個の正方形セクタに分割した384ウエルプレートであるプレートFを準備した。図10、11、12及び14、詳細図A、B、C及びDにそれぞれ、印刷した接点層、スルーホールを備えたマイラーフィルム、印刷した電極層及び印刷した誘電体層を示す。
【0541】
6.2 押出しカーボンポリマー複合材から形成したプレート底部を有するマルチウエルアッセイプレートの製作
この例では、図8Aに示すマルチウエルアッセイプレート800(以下ではプレートGと称する)の実施形態の製作を説明する。この例では、導電層820は、EVA(エチレン−ビニルアセテート)共重合体中に分散させたカーボンフィブリルを含む複合材とした。導電テープ810は、導電性フォイル積層体(1ミル層のアクリル製感圧粘着剤で被覆され、かつ加工ステップ中にこの粘着剤を保護する保護裏当て材を有する1ミルのPET(ポリエステル)基板上に0.36ミルのアルミニウムフィルムを有するLamart APS−25)とした。粘着層806は、両面に2ミルのアクリル製感圧粘着剤を被覆した1ミルのPET(ポリエステル)フィルムを含む両面粘着テープとした。プレート上部802は、生体分子スクリーニング学会のガイドラインに適合した、黒色の射出成形ポリスチレン製プレート上部とした。
【0542】
カーボンフィブリル−EVA複合材は、公開PCT出願WO98/12539号に記載されているように準備し、厚さ0.010インチのシートに押し出した。このシートを粘着性ポリエステルライナで裏当てし、平台式彫刻ダイで切断した(単一片のライナ上で正しい向きに複合材の6個の正方形セクションが残るように切断深さを設計した)。回転式ダイを使用して導電テープを打ち抜き、複合材シートの上部表面と合体した。大面積の平坦電極で改変したプラズマチャンバ(米国フロリダ州セントピーターズバーグ(St.Petersburg)所在のAdvanced Plasma Systems社のシリーズB)中で、酸素プラズマ(2000W、200ミリトール)により5分間、パターン化したプレート底部を処理することによって、複合材シートの露出した上部表面をアッセイで使用するように整えた。底部に銀を塗り、対電極を上に折り曲げる前に、両面粘着材を使用して、プレート上部にプレート底部を取り付けた。次いで、複合材シートの裏面からライナを取り外し、複合材シートの裏面に銀ペーストを塗り、導電テープを複合材シートの裏面に巻きつけ合体させて、完成したプレート底部を形成した。プレートHは16×24の配置のウエルを有し、プレートIは8×12の配置のウエルを用いて準備したが、図8Bに示す12個の列状のセクションに分割した白色のプレート上部及びフィブリル複合材を有する点を除き、類似の手順を用いてこの2つの別のプレートを準備した。
【0543】
6.3 ECL測定
2つの装置構成の1つを使用して、マルチウエルアッセイプレートからECLを誘起し測定した。単一の列状セクタに電気的に接触するように設計した装置上で、8個のウエルからなる12個の列状セクタに分割したプレート(プレートA及びH)を読み取った。装置と電気的に接触しているセクタを、各ウエルから放出されるECLを測定するのに使用した8個のフォトダイオードからなるアレイに位置合わせした。併進移動テーブルを使用して、フォトダイオードアレイの下にプレートを併進移動させて、12個すべてのセクタを読み取ることができるようにした。個々の正方形セクタに電気的に接触するように設計した装置上で、6個の正方形セクタに分割したプレート(プレートB、C、D、E、F及びG)を読み取った。装置と電気的に接触しているセクタを、セクタから放出されるECLを画像化するのに使用した冷却CCDカメラ(Princeton Instruments社のVersArray 1300F)に結合された(直径4.1インチの前側レンズを有する)テレセントリックレンズに位置合わせした。このカメラは、約2.6cm×2.6cmの寸法を有し、1340×1300アレイの画素を有するCCDチップを使用するものであった。画素サイズは、0.02mm×0.022mmであった。光路中に光学バンドパスフィルターを使用して、ルテニウムトリスビピリジンの発光プロフィールに一致する光を選択した。併進移動テーブルを使用して、テレセントリックレンズの下にプレートを併進移動させて、6個すべてのセクタを読み取ることができるようにした。画像解析ソフトウエアを使用して、ウエル又はウエル中のアッセイドメインを識別し、特定のウエル又はドメインからのECLを定量化した。3秒間で2.5Vから5.5Vまで電圧を直線的に走査して、スクリーン印刷したカーボン動作電極を有するプレートからECLを誘起した。3秒間で2Vから5Vまで電圧を直線的に走査して、フィブリル−EVA複合材電極を有するプレートからECLを誘起した。ECLは、(バックグラウンド光レベル及び検出器のオフセットを補正した後で)電圧走査期間にわたって測定された光信号の積分合計として得られる。2つの異なる装置上で測定したECL信号は、直接比較可能ではない。
【0544】
6.4 溶液中のルテニウムトリスビピリジンからのECL
トリプロピルアミン約100mM及び0.1%トリトンX−100の200mMリン酸緩衝液(pH7.5(IGEN International社のOrigen(登録商標)Assay Buffer))中で、様々な濃度の二塩化ルテニウム(II)トリスビピリジンを含む溶液を調製した。実施例6.1及び6.2に従って準備したマルチウエルアッセイプレート中で、(実施例6.3で説明した手順に従って)これらの溶液からECLを測定した。ウエル中の溶液の体積は、96ウエルプレートでは100μL、384ウエルプレートでは40μLであった。図24及び25に、ルテニウムトリスビピリジン濃度の関数として、様々な異なるプレート構成におけるECL信号を示す。これらのグラフは、マルチウエルアッセイプレートが、溶液中のルテニウムトリスビピリジンの高感度検出に適したものであったことを示している。
【0545】
6.5 マルチウエルアッセイプレートを使用したECLイムノアッセイ
以下の例では、ECLベースのサンドイッチイムノアッセイにおけるマルチウエルアッセイプレートの使用を示す。実施例6.1及び6.2に従って準備したプレートに、対象とする検体のエピトープに特異的な捕捉抗体を被覆した。この被覆は、各ウエルの活動動作電極表面上に抗体を含む溶液を計量分配し、この溶液を1時間にわたって乾燥させることによって行った。この溶液の体積は、抗体溶液が動作電極の表面全体にわたって広がるが、(導電テープ層又は印刷した誘電体層により提供された物理的な障壁によって)動作電極表面に閉じ込められるように選択した。抗体濃度は、完全に飽和した動作電極表面上で存在する量に対して相対的にわずかに過剰な抗体が供給されるように選択した。いくつかの場合、動作電極表面上に抗体を被着させる前に、ビオチンで標識した抗体を使用し、かつこのビオチン抗体をアビジンと混合すると、抗体の被着の再現性がよく良好になり、かつ/又はより効率的になることがわかった。あるいは、動作電極上にアビジンを結合させ、後続のステップで、ビオチンで標識した抗体をアビジン層に結合させることもできるはずである。動作電極上で抗体溶液を乾燥させた後で、5%(w/v)BSA(ウシ血清アルブミン)のPBS(リン酸緩衝食塩水)溶液をウエルに満たすことによって、結合していない過剰な抗体を除去した(かつ被覆されていない表面を遮断した)。4℃で終夜、このプレートを遮断溶液とともに培養し、次いで、PBSで洗浄した。このステップ及び後続のステップで、ウエル中の流体の量は、動作電極の露出表面に閉じ込められるのではなく、ウエルの底部表面全体を覆うのに十分であった。被覆したプレートのウエル中で、i)サンプルと、ii)(ルテニウムトリスビピリジンのスルホン化誘導体である、下記に示すNHSエステル1と反応させることによって標識した)検出抗体を含む溶液(BSA、洗剤及び/又は他の遮断剤を含む緩衝電解液)とを混合することによってアッセイを行った。この標識は、「改善された非特異結合特性を有するECLタグ、それを用いる方法及びそれを含むキット(ECL LABEL HAVING IMPROVED NON−SPECIFIC BINDING PROPERTIES,METHODS OF USING AND KITS CONTAINING THE SAME)」という名称の、同日に出願された同時係属の米国特許出願番号 に記載されている。この開示をここに参照により組み込む。
【0546】
【化1】
【0547】
室温で1時間、このプレートを培養した(プレート振とう機を使用して、96ウエルプレートを混合した。384プレートは混合しなかった)。ウエルをPBSで洗浄した。トリプロピルアミン含む溶液(IGEN International社のORIGEN Assay Buffer)を、ウエルに充填し(96ウエルプレートには100μL、384ウエルプレートには40μL)、実施例6.3で説明したECL検出法を利用して分析を行った。
【0548】
図26及び27に、サンプル中の前立腺(prostrate)特異性抗原(PSA)濃度の関数として、様々な異なるプレート構成上で測定したECL信号を示す。捕捉抗体及び検出抗体は、Roche Elecsys PSA Assay Kit(Roche Diagnostics)で使用されているものと同じ抗体を標識することによって調製した。図28に、AFP(αフェトプロテイン)濃度の関数として、AFP用のECLイムノアッセイを用いて測定したECL信号を示す。捕捉抗体及び検出抗体は、Roche Elecsys AFP Assay Kit(Roche Diagnostics)で使用されているものと同じ抗体を標識することによって調製した。得られたECL信号は、対象とする検体を含まないサンプルを使用して測定したバックグラウンド信号について補正する。
【0549】
6.6 マルチウエルアッセイプレート中の複数検体イムノアッセイ
4種類の異なるサイトカイン、すなわち、インターロイキン1β(IL−1β)、インターロイキン6(IL−6)、インターフェロンγ(IFN−γ)及び腫瘍壊死因子α(TNF−α)用のサンドイッチイムノアッセイを、プラズマ処理ステップ後かつプレート上部の取付け前に、動作電極表面上に抗体を結合させた点を除き、実施例6.1のプレートCについて説明した設計及び手順に従って製造したプレートのウエル中で同時に行った。このプレートの設計では、各ウエル内の動作電極の上に印刷した誘電体パターンを有し、それによって、各電極の上で4つの「流体封じ込め領域」が露出する。各ウエル内の流体封じ込め領域上に抗体の溶液(1つの領域当たり1つの抗体)を微量分配し、動作電極表面に抗体を結合させることによって、別個のアッセイドメインに4種類の(それぞれが、対象とする検体の1つに対して選択的な)捕捉抗体をパターン化した。(IL−1β及びTNF−αについては濃度32μg/mL、あるいは、IL−6及びIFN−γについては濃度64μg/mLの)抗体及び0.1%BSAのリン酸緩衝食塩水溶液(0.25μL)を、ソレノイドバルブ制御式微量分配装置(Cartesian Technologies社のBiodot Dispensor)を使用して流体封じ込め領域上に計量分配し、蒸発させて乾燥させた。この抗体の量は、流体封じ込め領域内の全露出電極表面の上を広がるのに十分であったが、流体が誘電体層で形成した境界を越えて広がらない程度に十分に少量であった。動作電極上で抗体溶液を乾燥させた後で、プレート上部を取り付け、5%(w/v)BSA(ウシ血清アルブミン)のPBS(リン酸緩衝食塩水)溶液をウエルに満たすことによって、結合していない過剰な抗体を除去した(かつ被覆されていない表面を遮断した)。4℃で終夜、このプレートを遮断溶液とともに培養し、次いで、PBSで洗浄した。
【0550】
i)ウエルにサンプル0.02mLを加え、プレート振とう機上で1時間培養するステップと、ii)PBSでウエルを洗浄するステップと、iii)対象とする4種類の検体に対する(NHSエステル1で標識した)4種類の検出抗体をそれぞれ2,000ng/mL含む溶液0.02mLを加え、プレート振とう機上で1時間培養するステップと、iv)PBSで洗浄するステップと、v)トリプロピルアミンのリン酸緩衝溶液(IGEN International社のORIGEN Assay Buffer)0.1mLを導入するステップと、vi)実施例6.3で説明したECLを測定するステップとによってアッセイを行った。冷却CCDカメラを使用して、プレートから放出されたECLを画像化した。この機器では、画像解析ソフトウエアを使用して、ECL画像中のアッセイドメインを識別し、各ウエル内の4つのアッセイドメインのそれぞれから放出された光を定量化した。図29に、マルチウエルアッセイプレートの単一ウエル内の単一サンプル中で、対象とする各検体を独立に測定できることを示す。この図に、各検体濃度の関数として、各アッセイドメインから放出されたECLを示す。特定の検体の導入により、その検体を対象とする捕捉抗体を有するアッセイドメインにおいて、(検体が存在しない状態で測定したバックグラウンド信号に対して相対的に)検体濃度に応じたECLの直線的な増加が生じたが、他の検体を対象とする抗体を有するアッセイドメインにおけるECLは影響を受けなかった。図30に、4種類の検体の混合物を含むアッセイ溶液に使用した複数のウエルからなるセクタから放出されたECLの画像を示す。強調して示したウエルには、4つのアッセイドメインの配置を示すように注釈が付けられている。この特定のウエルを使用して、それぞれ250pg/mLのIL−1β及びTNF−α並びにそれぞれ8pg/mLのIL−6及びIFN−γを有するサンプルのアッセイを行った。
【0551】
6.7 マルチウエルアッセイプレート中のECLベースの核酸ハイブリダイゼーションアッセイ
この例では、実施例6.2のプレートGについて説明したように製造したプレート上で行った核酸ハイブリダイゼーションアッセイを説明する。動作電極上に濃度1mg/mLのアビジンを含む溶液1,500nLを計量分配し、表面上でこの溶液を乾燥させることによって、各ウエル内の動作電極の露出表面を被覆した(導電テープによって設けられた流体障壁でアビジンを動作電極表面に閉じ込めた)。動作電極上でアビジン溶液を乾燥させた後で、5%(w/v)BSA(ウシ血清アルブミン)のPBS(リン酸緩衝食塩水)溶液をウエルに満たすことによって、結合していない過剰な抗体を除去した(かつ被覆されていない表面を遮断した)。4℃で終夜、このプレートを遮断溶液とともに培養し、次いで、PBSで洗浄した。
【0552】
アビジンを被覆したプレートにより、ビオチンで標識した試薬の固定化に好都合な一般のプラットホームが得られる。この例では、ビオチンで標識した28ヌクレオチドDNAプローブ配列をプレート上に固定化した。これは、各ウエルにビオチンで標識したプローブの100nM溶液0.05mLを導入し、プレート振とう機上でプレートを振とうさせながら1時間培養し、PBSで過剰なプローブを洗い流すことによって行った。この固定化したプローブを、ルテニウムトリスビピリジン誘導体(IGEN International社のTAG Phosphoramidite)を5’位置に標識した相補的DNAの標的配列を含むサンプル用のアッセイに用いた。様々な量の標識した標的DNA配列溶液0.05mLをウエルに導入し、プレート振とう機上でプレートを振とうさせながら、室温で1時間にわたりハイブリダイズさせた。PBSでウエルを洗浄した後で、これらのウエルにORIGEN Assay Buffer(IGEN International社)0.1mLを満たし、実施例6.3で説明したように分析した。図31に、(標識した標的配列がない状態で観測したバックグラウンド信号について補正した)ECL信号が、4桁を超える濃度範囲にわたって標的配列濃度に一次従属することを示す。
【0553】
6.8 化学発光ベースのアッセイにおけるマルチウエルアッセイプレート及び発光用画像機器の使用
この例では、実施例6.2のプレートBについて説明したように製造したプレート上で行った化学発光ベースの結合アッセイを説明する。この例では、プレートのカーボンインク動作電極を電極として使用せずに、結合試薬用の大表面積固相支持体としてのみ使用した。動作電極上に濃度1mg/mLのアビジンを含む溶液2,500nLを計量分配し、表面上でこの溶液を乾燥させることによって、各ウエル内の動作電極の露出表面を被覆した(導電テープによって設けられた流体障壁でアビジンを動作電極表面に閉じ込めた)。動作電極上でアビジン溶液を乾燥させた後で、5%(w/v)BSA(ウシ血清アルブミン)のPBS(リン酸緩衝食塩水)溶液をウエルに満たすことによって、結合していない過剰な抗体を除去した(かつ被覆されていない表面を遮断した)。4℃で終夜、このプレートを遮断溶液とともに培養し、次いで、PBSで洗浄した。
【0554】
このアビジンを被覆したプレートを、ビオチンで標識した抗体のアッセイ用の固相として使用した。様々な量のビオチン標識マウスモノクローナルIgGの0.1%BSA/PBS0.05mL溶液を含むサンプルをウエルに加えた。このプレートをプレート振とう機上で1時間混合させ、次いで、PBSで洗浄した。その後、このウエルを、0.1%BSAのPBS溶液で1:10,000に希釈したアルカリ性ホスファターゼで標識したヒツジ抗マウス抗体(Sigma)の希釈液0.05mLで処理した。このプレートをプレート振とう機上で1時間混合させ、次いで、PBSで洗浄し、その後、トリスベースの緩衝液で洗った。化学発光用のアルカリ性リン酸基質及び化学発光用のエンハンサー(Emerald II基質及びエンハンサー50μL、Perkin Elmer社)を含む溶液をウエルに加えた。このプレートを5〜10分間培養させて、化学発光反応を安定化させ、次いで、プレートに電位を印加しなかった点を除き、実施例6.3で説明した画像用プレートリーダを使用して画像化を行った。図32に、ビオチンで標識したモノクローナル抗体濃度の関数として化学発光を示す。この化学発光は、標準のポリスチレンプレート上に結合させたアビジンを使用した類似の実験で測定されたものよりもかなり輝度が高かった。おそらくは、このカーボン表面上のアッセイでは、プラズマ処理した大表面積カーボン表面の優れた結合特性から利益が得られた。
【0555】
6.9 1536ウエルプレートにおけるECL測定
図8Aに示す基本的なマルチウエルプレート構造を、1536ウエルプレートフォーマットに適合させた。銀インクの上のカーボンインクから構成される6つのパッドをマイラー基板上にスクリーン印刷することによって、分割した動作電極層を作製した。この導電パッドを、スクリーン印刷ステップ中に導電材料を充填したマイラー基板中のレーザで切断したスルーホールによって、プレート裏面上のスクリーン印刷した電気接点(やはり、銀インクの上のカーボンインク)に接続した。標準のフォトリソグラフィ技術を用いて、厚さ2ミルのアルミニウム箔をパターン化して、この箔中に48×32アレイの正方形の穴を生成することによって、対電極層を作製した。すなわち、i)フォトレジスト層でこの箔を被覆し、ii)パターン付きマスクを通した照明でこのフォトレジストをパターン化し、iii)このフォトレジストを洗浄して、露光したアルミニウムのパターンを露出させ、iv)このアルミニウムを化学エッチングして穴のアレイを生成し、v)残りのフォトレジストを除去した。図8Aの類推から、このアルミニウムフィルムを、プレートに対して相対的に大きく寸法設定して、フィルムを動作電極層に巻き付けることができるようにした。このアルミニウムフィルムを貫通して動作電極接点に接触することができるように、アルミニウム箔のこの大きく寸法設定したセクションにフォトリソグラフィ的に穴を画定した。次いで、エッチングしたアルミニウム箔の一方の面を、同じパターンの穴を有する誘電体フィルムに積層させた。
【0556】
このプレートを以下のように組み立てた。レーザで(1536ウエルのパターンで)切断した48×32アレイの正方形の穴を有する両面粘着テープを、正方形のウエルを備えた1536ウエルプレート上部(Greiner America)の底部に位置合わせし対合させた。次いで、この粘着テープの残りの露出面を、パターン化したアルミニウム箔の非積層面に位置合わせし対合させた。次いで、レーザで切断した48×32アレイの正方形の穴を備えた両面粘着テープの第2層を、アルミニウム箔の積層面に位置合わせし対合させた。最後に、両面粘着テープの第2層の残りの露出面を、マイラー基板に位置合わせし対合させて、プレート上部を貫通するホールと、積層アルミニウム箔と、両面粘着テープの2つの層とによって画定された壁を有し、かつ動作電極パッドで画定されたウエル底部を有するウエルを備えた1536ウエルプレートを形成した。このプレート構造を完成させるために、両面粘着テープの第3層(大きく寸法設定したセクションのアルミニウム箔層と同じ配置でパターン化した穴を有する層)を、スクリーン印刷したマイラー基板の裏面に位置合わせし対合させた。アルミニウム箔層のこの大きく寸法設定したセクションを基板に巻き付け、両面粘着テープの第3層に対合させて、(積層アルミニウム箔及び両面粘着テープの第3層中の穴を通して)アルミニウム箔への電気的接触のみならず、基板裏面上のパターン化した電気接点への電気的接触を行うことができるようにした。
【0557】
(実施例6.3で説明したように)個々の正方形セクタに電気的に接触するように設計した装置上で、1536ウエルプレート中でECLを誘起し、このプレートからECLを測定し、読み取った。様々な濃度の二塩化ルテニウム(II)トリスビピリジンのTPA含有緩衝溶液(IGEN International社のORIGEN Assay Buffer)を、プレートのウエルに計量分配した(1つのウエル当たり0.005mL)。動作電極に印加する電圧を、3秒間で2Vから4Vまで立ち上げることによってECLを誘起した。図33に、ウエル中の二塩化ルテニウム(II)トリスビピリジン濃度の関数として、各ウエルに関連する積分した電気化学発光を示す。各点は、プレートの32個のウエルから得られた平均値を表す。二塩化ルテニウム(II)トリスビピリジン濃度に対する予想されたECL強度の一次従属性(線形回帰で決定した対数−対数のグラフの勾配は1.06)が観察された。
【0558】
6.10 光化学誘起発光に対するTiO2のタイプの影響
以下の形態のTiO2を試験して、光化学誘起発光に対するTiO2のタイプの影響を決定した。注記がない限り、等級はすべてルチルである。
【0559】
【表2】
実験1:
手順:
1.粉体形態の各タイプのTiO20.6グラムを計量した。
2.エポキシ3.4グラムを計量し、手でTiO2と混合して、最終濃度15重量%のTiO2を得た。
3.次いで、すべてのサンプルをアルミニウムの表面上にスポットした。
4.この表面をUV又は蛍光で数秒間露光し、次いで、CCDカメラを備えたリーダ内に入れた。
5.15秒後に発光強度を読み取った。
結果:エポキシ中の15重量%のTiO2(装置内に挿入後15秒)
【0560】
【表3】
【0561】
この実験から、アルミナによる表面処理(DuPont等級)では、リン酸による処理(RCL 188)に比べて光の放出が1/4〜1/5、シリカ(RCL 6)に比べて1/2〜1/3に減少するように見える。
【0562】
2つの最高等級のR104及びR960並びにRCL 188をポリスチレン中に混合して、所望のポリマー中で効果が同じであるかどうか調べた(実験2)。
【0563】
実験2
上記で試験した3つの形態のTiO2を、〜5及び15重量%でポリスチレン中に混合したものについて、タングステン光源を使用して上記の実験を繰り返した。3回同じようにサンプルを測定した。装置内に挿入後15秒で光強度を読み取った。
ポリスチレン中の結果(装置内に挿入後15秒)
【0564】
【表4】
【0565】
この場合も、アルミナを被覆したTiO2は、シリカを被覆した材料よりも光の放出が少なかった。R104では、放出された光は、TiO2濃度の増加に対して減少した。この実験を繰り返し、同じ結果が得られた。独立した測定によって、R104サンプルのTiO2濃度を確認した。
【0566】
7.参照文献の組込み
本発明の範囲は、ここで説明した特定の実施形態によって限定されるものではない。実際、上記の説明及び添付の図から、ここで説明したものに加えて、本発明の様々な改変が当業者には明らかであろう。このような改変は特許請求の範囲の範囲に含まれるものである。本明細書では様々な刊行物を引用したが、それらの開示全体を参照により組み込む。
【図面の簡単な説明】
【0567】
【図1】
96個のウエルを有する業界標準マルチウエルアッセイプレートを示す図である。
【図2】
本発明の一実施形態によるマルチウエルアッセイプレートを示す上面図である。
【図2A】
本発明の別の実施形態によるマルチウエルアッセイプレートのウエル200を示す上面図であり、ウエル200は、内面164を有する壁162、対電極166及びウエル200の底部を形成する動作電極168を有する。
【図2B】
本発明によるマルチウエルアッセイプレートのウエル220を示す上面図であり、ウエル220は、壁222、対電極226A及び226B並びに動作電極230を有する。
【図2C】
本発明によるマルチウエルアッセイプレートのウエル240を示す上面図であり、ウエル240は、壁242、対電極246A及び246B並びに動作電極250を有する。
【図2D】
本発明によるマルチウエルアッセイプレートのウエル260を示す上面図であり、ウエル260は、壁262、対電極266及び動作電極270を有する。
【図2E】
本発明によるプレート上部280を示す図であり、プレート上部280は、プレート上部本体281、上部表面282、壁285及び内面286を備える。プレート上部280は、本発明のマルチウエルアッセイプレート中のウエルの壁を部分的に形成するのに使用することができるホール284を有する。
【図2F】
本発明によるプレート上部290を示す図であり、プレート上部290は、384個の正方形ホール291を有する。
【図2G】
本発明によるプレート上部295を示す図であり、プレート上部295は、1536個のホール297を有する。
【図2H】
本発明によるマルチウエルアッセイプレート2000を示す側面から見た断面図であり、プレート2000は、支持/動作電極2001、複数のウエル2002、誘電体層2004、対電極2006、リップ2008及びプレート上部2009を有する。プレート2000には、アッセイ試薬、電気接続部、支持材料など、マルチウエルアッセイプレートに関して他のところで説明した他の形状も組み込まれる。
【図2I】
本発明のマルチウエルアッセイプレート2010を示す側面から見た断面図であり、マルチウエルアッセイプレート2010は、支持部2011、1つ又は複数のウエル2012、動作電極2013、誘電体層2014、対電極2016、リップ2018及び境界2019を有する。プレート2010には、アッセイ試薬、電気接続部、支持材料など、マルチウエルアッセイプレートに関して他のところで説明した他の形状も組み込まれる。
【図2J】
本発明のマルチウエルアッセイプレート2020を示す側面から見た断面図であり、プレート2020は、支持部2021、1つ又は複数のウエル2022、1つ又は複数の動作電極2023、1つ又は複数の対電極2026、リップ2028及び1つ又は複数の境界2029を有する。プレート2020には、アッセイ試薬、電気接続部、支持材料など、マルチウエルアッセイプレートに関して上記で説明した他の形状も組み込まれる。
【図3A】
本発明の別の実施形態によるウエル300を示す図であり、ウエル300は、内面304を有する壁302、対電極306A及び306B、動作電極310並びにアッセイドメイン312を備える。
【図3B】
本発明によるウエル330を示す図であり、ウエル330は、複数のアッセイドメイン336を有する。
【図3C】
本発明によるウエル360を示す図であり、ウエル360は、複数のアッセイドメイン366を有する。
【図4A】
本発明の別の実施形態によるウエル400を示す図であり、ウエル400は、内面404を有する壁402、対電極406A及び406B、動作電極410、並びに動作電極410のドメイン418を画定する境界416を有する。
【図4B】
本発明によるウエル430を示す図であり、境界440は、動作電極444から対電極434A及び434Bを分離する。
【図4C】
本発明によるウエル460を示す図であり、境界470は、動作電極474から対電極464A及び464Bを分離する。
【図4D】
壁482、対電極488A及び488B、境界492、動作電極494、境界498A及び498B、並びにアッセイドメイン499A及び499Bを備える、本発明によるウエル480を示す図である。
【図4E】
本発明によるウエル4900を示す図であり、ウエル4900は、内面4903を備えた壁4902、対電極4904A及び4904B、支持部を露出させるギャップ4906A及び4906B、並びに動作電極4910を露出させる複数のホール4912を備えた障壁4908を有する。
【図5】
本発明の別の実施形態によるマルチウエルアッセイプレート500を示す図である。
【図6】
本発明のマルチウエルアッセイプレート内の分割した導電層の例を示す図である。
【図6A】
6個のセクション602A、602B、602C、602D、602E及び602Fに分割した導電層600を示す図である。
【図6B】
12個のセクション622A〜Lに分割した導電層620を示す図である。
【図6C】
96個のセクション644に分割した導電層640を示す図である。
【図7】
本発明のマルチウエルアッセイプレート内の分割した電極の例を示す図である。
【図7A】
6個のセクションに分割した電極700を示す図である。
【図7B】
12個のセクションに分割した電極720を示す図である。
【図7C】
8個のセクションに分割した電極740を示す図である。
【図7D】
96個のセクションに分割した電極760を示す図である。
【図8A】
本発明のマルチウエルアッセイプレート800を示す図である。
【図8B】
本発明のマルチウエルアッセイプレート830を示す図である。
【図8C】
図8Bに示すマルチウエルアッセイプレート830からの2つのウエル842A及び842Bを示す模式化した断面図である。
【図9A】
本発明によるマルチウエルプレート930のコンポーネントを示す図である。
【図9B】
図9Aに示すマルチウエルアッセイプレート930からの3つのウエルを示す模式化した断面図である。
【図10A】
本発明のマルチウエルアッセイプレート1000を示す図である。
【図10B】
図10Aに示すマルチウエルアッセイプレート1000からの3つのウエルを示す模式化した断面図である。
【図11A】
本発明の96ウエルアッセイプレート1100を示す図である。
【図12A】
本発明の384ウエルアッセイプレート1200を示す図である。
【図13A】
各ウエル内に複数の流体封じ込め領域を有する本発明のマルチウエルアッセイプレート1300を示す図である。
【図13B】
各ウエル内に複数の流体封じ込め領域を有する本発明のマルチウエルアッセイプレート1350を示す図である。
【図14A】
各ウエル内に複数の流体封じ込め領域を有する本発明のマルチウエルアッセイプレート1400を示す図である。
【図14B】
図14Aに示す96ウエルアッセイプレート1400からの3つのウエルを示す模式化した断面図である。
【図15】
各ウエル内に複数の流体封じ込め領域を有する本発明のマルチウエルアッセイプレート1500を示す図である。
【図16A】
基板上に単一のパターン化した導電層を有する本発明のマルチウエルアッセイプレート1600を示す図である。
【図16B】
動作電極セクション1642及び対電極セクション1644を有する導電層1640を示す図である。
【図16C】
プレート1660を示す図であり、マルチウエルアッセイプレート内で電極を分割するための代替方式を示す。
【図17】
本発明の一実施形態による機器を示す図であり、リーダ1700は、カバー1702、1つ又は複数のドア又は開口部1714を備えた遮光容器1704、光検出器1706、光学系1708、マルチウエルアッセイプレート1710、プレート位置合わせ装置1712、プレート搬送装置1716、バーコードリーダ1718、電子回路1720、電流/電圧源1722、プレート用電気コネクタ1724、コンピュータ1726、電源1728、データ及びネットワーク接続部1730、表示部1732、試薬ハンドラ1734、1つ又は複数のプレートスタッカ1736、ロボット部1738及びプレートキャリア1740を備える。
【図18】
本発明による機器を示す図であり、選択したエレメントを示すリーダ1800には、遮光容器1804、光検出器1806、光学系1808、プレート搬送装置1816、プレート用電子回路1820、入力プレートスタッカ1836A、出力プレートスタッカ1836B、入力プレートスタック1837A、出力プレートスタック1837B、及び出口ドア又は開口部1814Bを示す。
【図19】
本発明による機器の選択したコンポーネントを示す図であり、光学系1908、光検出器1907、プレートセクタ1910A、及び接点1925を有するプレート用電気コネクタ1924の位置合わせを強調して示す。図には、遮光容器1904、ドア又は開口部1914、プレート1910、プレートキャリア1940及びプレート搬送装置1916も示す。
【図20】
本発明による機器の選択したコンポーネントを示す図であり、本発明のマルチウエルアッセイプレート2042のセクタ2042Aの画像化を強調して示す。図には、光検出器2057、光学系2058、フィルター2059、プレートキャリア2040及びプレート搬送装置2047も示す。
【図21】
本発明の機器の選択したコンポーネントを示す図であり、プレートセクタ2110A、接点2125を備えたプレート用電気コネクタ2124及び光検出器2106のフォトダイオードアレイ2107の相対位置を強調して示す。図には、プレート2110、光検出器回路ボード2105、プレート搬送装置2116及びプレートキャリア2140も示す。
【図22】
本発明による機器の選択したコンポーネントを示す図であり、マルチウエルアッセイプレート2210のウエル2210A〜Hに対するフォトダイオード2207A〜Hのそれぞれの相対位置について、フォトダイオードアレイ2207を強調して示す。図には、プレート用電気コネクタ2224、電子回路2220、電気接点2205、シールド2208、遮光容器2204及びプレートキャリア2240も示す。
【図23】
本発明による機器を示す図であり、選択したエレメントを示すリーダ2300には、シャシー2301、光検出器2306、マルチウエルアッセイプレート2310、プレート搬送装置2316、プレート用電気コネクタ2324及び複数の接点2325を示す。
【図24】
本発明のいくつかの実施形態のマルチウエルアッセイプレートのウエルから放出されたECL信号を、ウエル中のルテニウムトリスビピリジン濃度の関数として示すグラフである。このECL信号は、冷却CCDカメラを使用した画像化によって測定した。
【図25】
本発明の2つの実施形態のマルチウエルアッセイプレートのウエルから放出されたECL信号を、ウエル中のルテニウムトリスビピリジン濃度の関数として示すグラフである。このECL信号は、8個のフォトダイオードからなるアレイで測定した。
【図26】
本発明の2つの実施形態のマルチウエルアッセイプレートを使用して、PSA(前立腺特異性抗原)用のサンドイッチイムノアッセイを行った様子を示すグラフである。グラフには、PSA濃度の関数としてECL信号を示す。このECL信号は、冷却CCDカメラを用いた画像化によって測定した。
【図27】
本発明の2つの実施形態のマルチウエルアッセイプレートを使用して、PSA用のサンドイッチイムノアッセイを行った様子を示すグラフである。グラフには、PSA濃度の関数としてECL信号を示す。このECL信号は、8個のフォトダイオードからなるアレイで測定した。
【図28】
本発明の3つの実施形態のマルチウエルアッセイプレートを使用して、AFP用のサンドイッチイムノアッセイを行った様子を示すグラフである。グラフには、AFP濃度の関数としてECL信号を示す。このECL信号は、冷却CCDカメラを用いた画像化によって測定した。
【図29】
ECLサンドイッチイムノアッセイによって、マルチウエルアッセイプレートのウエル中の4種類の検体(IL−1β、IL−6、TNF−α及びIFN−γ)を独立に測定した様子を示すグラフである。各ウエル中の動作電極は、4つのアッセイドメインでパターン化し、各アッセイドメインは、検体の1つに特異的な捕捉抗体を含む。グラフには、各検体濃度の関数として、各アッセイドメインから放出されたECL信号を示す。
【図30】
ECLサンドイッチイムノアッセイによって、マルチウエルアッセイプレートのウエル中の4種類の検体(IL−1β、IL−6、TNF−α及びIFN−γ)を独立に測定した様子を示す図である。各ウエル中の動作電極は、4つのアッセイドメインでパターン化し、各アッセイドメインは、検体の1つに特異的な捕捉抗体を含む。図には、4種類の検体の様々な混合物を含むサンプルをアッセイするのに使用した、複数のウエルからなるセクタから放出されたECLの画像を示す。強調して示したウエルに注釈を付けて、4つのアッセイドメインの配置を示す。この特定のウエルを使用して、それぞれ250pg/mLのIL−1β及びTNF−α並びにそれぞれ8pg/mLのIL−6及びIFN−γを有するサンプルのアッセイを行った。
【図31】
本発明のマルチウエルアッセイプレートを使用して、核酸ハイブリダイゼーションアッセイを行った様子を示すグラフである。グラフには、ルテニウムトリスビピリジンで標識したDNA標的濃度の関数としてECL信号を示す。このECL信号は、冷却CCDカメラを用いた画像化によって測定した。
【図32】
化学発光ベースのアッセイにおいて本発明のマルチウエルアッセイプレートを使用した様子を示すグラフである。
【図33】
ウエル中の二塩化ルテニウム(II)トリスビピリジン濃度の関数として、本発明の1536ウエルプレートから放出された電気化学発光の積分強度を示すグラフである。
【図34A】
2×3アレイの6つの正方形セクタを有するアッセイプレート上の好ましい接点位置を示す図である。
【図34B】
12列のセクタアレイを有するアッセイプレート上の好ましい接点位置を示す図である。
【図35a】
CCDカメラを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図35b】
CCDカメラを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図35c】
CCDカメラを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図35d】
CCDカメラを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図35e】
CCDカメラを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図35f】
CCDカメラを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図36a】
フォトダイオードアレイを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図36b】
フォトダイオードアレイを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図36c】
フォトダイオードアレイを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図36d】
フォトダイオードアレイを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図36e】
フォトダイオードアレイを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図36f】
フォトダイオードアレイを使用する自動診断装置の代表的なブロック図を示す図である。
【図37】
マイクロタイタープレートの縁部に沿ったバーコード情報の配置を示す図である。
【図38】
単一の光検出器で測定するように構成された、本発明の一実施形態による4スポットウエルを示す上面図である。
Claims (474)
- プレート底部を備える発光アッセイを行うためのマルチウエルプレートであって、前記プレート底部が、その上にパターン化した一緒にアドレス可能な各電極からなる独立にアドレス可能な各セクタを含む、マルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、前記複数のウエルは、
(a)各ウエルが第1の電極表面と第2の電極表面を備える2つ以上のウエルの第1の組であって、前記第1の組の前記2つ以上のウエルの前記第1の各電極表面が電気的に接続され、前記第1の組の前記2つ以上のウエルの前記第2の各電極表面が電気的に接続されている第1の組と、
(b)各ウエルが第1の電極表面と第2の電極表面を備える2つ以上のウエルの第2の組であって、前記第2の組の前記2つ以上のウエルの前記第1の各電極表面が電気的に接続され、前記第2の組の前記2つ以上のウエルの前記第2の各電極表面が電気的に接続されている第2の組とを備え、前記第1の組の前記電極表面及び前記第2の組の前記電極表面が独立にアドレス可能である、マルチウエルプレート。 - 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、2つ以上の前記複数のウエルがそれぞれ、動作電極表面及び対電極表面を備え、前記動作電極表面及び/又は前記対電極表面がカーボンを含む、マルチウエルプレート。
- 複数のウエルを備えるマルチウエルプレートであって、2つ以上の前記複数のウエルがそれぞれ、動作電極表面及び対電極表面を備え、前記動作電極表面及び/又は前記対電極表面がスクリーン印刷されたカーボンを含む、マルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、2つ以上の前記複数のウエルがそれぞれ、動作電極表面及び対電極表面を備え、前記動作電極表面がカーボンを含み、前記対電極表面が金属を含む、マルチウエルプレート。
- 前記金属がアルミニウム、銀又はニッケルを含む、請求項5に記載のマルチウエルプレート。
- 前記対電極表面がアルミニウムを含む、請求項5に記載のマルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、2つ以上の前記複数のウエルがそれぞれ、動作電極表面及び対電極表面を備え、前記対電極表面が粘着層上に金属を含む、マルチウエルプレート。
- 前記金属がアルミニウム、銀又はニッケルを含む、請求項8に記載のマルチウエルプレート。
- 前記金属がアルミニウム含む、請求項8に記載のマルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、2つ以上の前記ウエルが第1電極表面及び第2電極表面を有し、前記第1電極表面が前記ウエル底部の中心に位置し、前記第2電極表面が前記ウエル底部の周辺に隣接する、マルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面が動作電極であり、前記第2電極表面が対電極である、請求項11に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面及び第2電極表面が、前記ウエル内で同じ高さにある、請求項11に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面が、前記第2電極表面によって完全に取り囲まれている、請求項11に記載のマルチウエルプレート。
- 1つのウエル当たり複数の動作電極を備える複数のウエルを有するマルチウエルプレート。
- 前記動作電極が、その上に固定化された1種又は複数種のタンパク質を含む、請求項15に記載のマルチウエルプレート。
- 電極誘起発光アッセイで動作電極として使用するのに適した第1電極表面、及び前記電極誘起発光アッセイで対電極として使用するのに適した第2電極表面を備える複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、前記第1電極表面と前記第2電極表面の表面の比が少なくとも2:1である、マルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、それぞれのウエルが動作電極表面及び対電極表面を備え、前記動作電極表面が誘電体表面と境界を接し、前記動作電極表面が前記誘電体表面よりも疎水性の度合いが少ない、マルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面の水に対する接触角が、前記誘電体表面のものよりも20°小さい、請求項18に記載のマルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、少なくとも1つのウエルが、誘電体表面と境界を接する動作電極表面を備える、マルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、少なくとも1つのウエルが1つ又は複数の動作電極を備え、少なくとも1つの動作電極が、固定化された試薬を含む1つ又は複数のアッセイドメインを有し、前記アッセイドメインが、前記動作電極上で支持された1つ又は複数の誘電体層中の開口部によって画定される、マルチウエルプレート。
- 複数行の開口部を有するプレート上部と、パターン化した動作電極ストリップ及び対電極ストリップを有する基板とを備えるマルチウエルプレートであって、前記プレート上部が前記基板上に取り付けられ、それによって前記開口部から複数行のウエルが形成され、各ウエルの底部が、少なくとも1つの動作電極ストリップの露出部分及び前記対電極ストリップの2つの露出縁部を備える、マルチウエルプレート。
- 複数行の開口部を有するプレート上部と、パターン化した動作電極ストリップ及び対電極ストリップを有する基板とを備えるマルチウエルプレートであって、前記プレート上部が前記基板上に取り付けられ、それによって、前記複数の開口部から、前記動作電極ストリップ及び前記対電極ストリップに整列する複数のウエルの行が形成され、前記ウエルの行が、(i)第1動作電極ストリップの露出部分を含む中心部分と、第1対電極ストリップの露出部分を含む第1縁部と、第2対電極ストリップの露出部分を含む第2縁部とを含む第1ウエル底部を備える第1ウエルと、(ii)前記第1動作電極ストリップの露出部分を含む第2中心部分と、前記第1対電極ストリップの露出部分を含む第1縁部と、前記第2対電極ストリップの露出部分を含む第2縁部とを含む第2ウエル底部を備える少なくとも第2ウエルとを備える、マルチウエルプレート。
- 前記ウエルの行が、(i)第2動作電極ストリップの露出部分を含む中心部分と、第3対電極ストリップの露出部分を含む第1縁部と、第4対電極ストリップの露出部分を含む第2縁部とを含む第3ウエル底部を備える第3ウエルと、(ii)前記第2動作電極ストリップの露出部分を含む第4中心部分と、前記第3対電極ストリップの露出部分を含む第1縁部と、前記第4対電極ストリップの露出部分を含む第2縁部とを含む第4ウエル底部を備える少なくとも第4ウエルとをさらに備える、請求項23に記載のマルチウエルプレート。
- 複数のウエル及び基板を有するマルチウエルプレートであって、前記基板が第1面及び第2面を有し、前記基板が、前記第1面上の複数の動作電極表面及び複数の対電極表面と、前記第2面上の1つ又は複数の導電接点とを備え、2つ以上の前記複数のウエルがそれぞれ、1つ又は複数の動作電極表面及び1つ又は複数の対電極表面を備え、前記基板が、前記第1面上の前記1つ又は複数の動作電極表面及び前記1つ又は複数の対電極表面を前記第2面上の前記導電接点に電気的に接続する1つ又は複数の導電スルーホールをさらに備える、マルチウエルプレート。
- 複数のウエル及び基板を有するマルチウエルプレートであって、前記基板が第1面及び第2面を有し、前記基板が、前記第1面上の1つ又は複数の電極表面と、前記第2面上の1つ又は複数の導電接点とを備え、前記1つ又は複数の電極表面が前記1つ又は複数の導電接点に電気的に接続される、マルチウエルプレート。
- 前記第1面が前記マルチウエルプレートの上部表面であり、前記第2面が前記マルチウエルプレートの底部表面である、請求項26に記載のマルチウエルプレート。
- 前記基板が、前記第1面上の前記1つ又は複数の動作電極表面を前記第2面上の前記1つ又は複数の導電接点に電気的に接続する1つ又は複数の導電スルーホールをさらに備える、請求項26に記載のマルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、絶縁基板及び導電基板を備え、前記導電基板を前記絶縁基板の周りに折り曲げて、前記絶縁基板の第1面上に1つ又は複数の電極表面と、前記絶縁基板の第2面上に1つ又は複数の電気接点とを形成し、前記1つ又は複数の電気接点を前記1つ又は複数の電極表面に電気的に接続する、マルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、基板の上部表面に隣接した動作電極表面及び対電極表面を備え、前記基板が複数の電気接点位置を含む底部表面をさらに備え、前記電気接点位置が前記底部表面上で前記複数のウエル間に位置する、マルチウエルプレート。
- 96ウエルプレート構成に対応するウエルアレイを有し、前記アレイが、
A1〜A4、B1〜B4、C1〜C4及びD1〜D4のウエルを有する第1セクタと、
A5〜A8、B5〜B8、C5〜C8及びD5〜D8のウエルを有する第2セクタと、
A9〜A12、B9〜B12、C9〜C12及びD9〜D12のウエルを有する第3セクタと、
E1〜E4、F1〜F4、G1〜G4及びH1〜H4のウエルを有する第4セクタと、
E5〜E8、F5〜F8、G5〜G8及びH5〜H8のウエルを有する第5セクタと、
E9〜E12、F9〜F12、G9〜G12及びH9〜H12のウエルを有する第6セクタの1つ又は複数のセクタを含むマルチウエルプレートであって、
上部表面上の複数の電極及び底部表面上の複数の接点表面を有し、前記複数の電極が前記複数の接点表面に電気的に接続される、マルチウエルプレート。 - 前記ウエル間又は前記ウエルに隣接して前記複数の接点表面を配置する、請求項31に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数の電極が、1つ又は複数の動作電極及び1つ又は複数の対電極を含み、前記複数の接点表面が、前記1つ又は複数の動作電極に電気的に接続された1つ又は複数の動作接点及び前記1つ又は複数の対電極に電気的に接続された1つ又は複数の対向接点を含む、請求項31に記載のマルチウエルプレート。
- 前記接点表面を、
(i)A1−B2、A2−B3、A3−B4、C1−D2、C2−D3、C3−D4のうち2つ以上の第1セクタ位置と、
(ii)A5−B6、A6−B7、A7−B8、C5−D6、C6−D7、C7−D8のうち2つ以上の第2セクタ位置と
(iii)A9−B10、A10−B11、A11−B12、C9−D10、C10−D11、C11−D12のうち2つ以上の第3セクタ位置と、
(iv)E1−F2、E2−F3、E3−F4、G1−H2、G2−H3、G3−H4のうち2つ以上の第4セクタ位置と、
(v)E5−F6、E6−F7、E7−F8、G5−H6、G6−H7、G7−H8のうち2つ以上の第5セクタ位置と、
(vi)E9−F10、E10−F11、E11−F12、G9−H10、G10−H11、G11−H12のうち2つ以上の第6セクタ位置の1つ又は複数の位置に配置する、請求項31に記載のマルチウエルプレート。 - (a)前記動作接点を、
(i)A1−B2、A3−B4、C1−D2及びC3−D4の1つ又は複数の第1セクタ位置と、
(ii)A5−B6、A7−B8、C5−D6及びC7−D8の1つ又は複数の第2セクタ位置と、
(iii)A9−B10、A11−B12、C9−D10及びC11−D12の1つ又は複数の第3セクタ位置と、
(iv)E1−F2、E3−F4、G1−H2及びG3−H4の1つ又は複数の第4セクタ位置と、
(v)E5−F6、E7−F8、G5−H6及びG7−H8の1つ又は複数の第5セクタ位置と、
(vi)E9−F10、E11−F12、G9−H10及びG11−H12の1つ又は複数の第6セクタ位置の1つ又は複数の位置に配置し、
(b)前記対向接点を、
(i)A2−B3及びC2−D3の1つ又は複数の第1セクタ位置と、
(ii)A6−B7及びC6−D7の1つ又は複数の第2セクタ位置と、
(iii)A10−B11及びC10−D11の1つ又は複数の第3セクタ位置と、
(iv)E2−F3及びG2−H3の1つ又は複数の第4セクタ位置と、
(v)E6−F7及びG6−H7の1つ又は複数の第5セクタ位置と、
(vi)E10−F11及びG10−H11の1つ又は複数の第6セクタ位置の1つ又は複数の位置に配置する、請求項33に記載のマルチウエルプレート。 - 384ウエルプレート構成に対応するウエルアレイを有し、前記アレイが、
A1〜A8、B1〜B8、C1〜C8、D1〜D8、E1〜E8、F1〜F8、G1〜G8及びH1〜H8のウエルを有する第1セクタと、
A9〜A16、B9〜B16、C9〜C16、D9〜D16、E9〜E16、F9〜F16、G9〜G16及びH9〜H16のウエルを有する第2セクタと、
A17〜A24、B17〜B24、C17〜C24、D17〜D24、E17〜E24、F17〜F24、G17〜G24及びH17〜H24のウエルを有する第3セクタと、
I1〜I8、J1〜J8、K1〜K8、L1〜L8、M1〜M8、N1〜N8、O1〜O8及びP1〜P8のウエルを有する第4セクタと、
I9〜I16、J9〜J16、K9〜K16、L9〜L16、M9〜M16、N9〜N16、O9〜O16及びP9〜P16のウエルを有する第5セクタと、
I17〜I24、J17〜J24、K17〜K24、L17〜L24、M17〜M24、N17〜N24、O17〜O24及びP17〜P24のウエルを有する第6セクタの1つ又は複数のセクタを含むマルチウエルプレートであって、
上部表面上の複数の電極及び底部表面上の複数の接点表面を有し、前記複数の電極が前記複数の接点表面に電気的に接続される、マルチウエルプレート。 - 前記ウエル間又は前記ウエルに隣接して前記複数の接点表面を配置する、請求項36に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数の電極が、1つ又は複数の動作電極及び1つ又は複数の対電極を含み、前記複数の接点表面が、前記1つ又は複数の動作電極に電気的に接続された1つ又は複数の動作接点及び前記1つ又は複数の対電極に電気的に接続された1つ又は複数の対向接点を含む、請求項36に記載のマルチウエルプレート。
- 前記接点表面を、
(i)B2−C3、B4−C5、B6−C7、F2−G3、F4−G5、F6−G7のうち2つ以上の第1セクタ位置と、
(ii)B10−C11、B12−C13、B14−C15、F10−G11、F12−G13、F14−G15のうち2つ以上の第2セクタ位置と、
(iii)B18−C19、B20−C21、B22−C23、F18−G19、F20−G21、F22−G23のうち2つ以上の第3セクタ位置と、
(iv)J2−K3、J4−K5、J6−K7、N2−O3、N4−O5、N6−O7のうち2つ以上の第4セクタ位置と、
(v)J10−K11、J12−K13、J14−K15、N10−O11、N12−O13、N14−O15の2つ以上の第5セクタ位置と、
(vi)J18−K19、J20−K21、J22−K23、N18−O19、N20−O21、N22−O23のうち2つ以上の第6セクタ位置の1つ又は複数の位置に配置する、請求項36に記載のマルチウエルプレート。 - (a)前記動作接点を、
(i)B2−C3、B6−C7、F2−G3及びF6−G7の1つ又は複数の第1セクタ位置と、
(ii)B10−C11、B14−C15、F10−G11及びF14−G15の1つ又は複数の第2セクタ位置と、
(iii)B18−C19、B22−C23、F18−G19及びF22−G23の1つ又は複数の第3セクタ位置と、
(iv)J2−K3、J6−K7、N2−O3及びN6−O7の1つ又は複数の第4セクタ位置と、
(v)J10−K11、J14−K15、N10−O11及びN14−O15の1つ又は複数の第5セクタ位置と、
(vi)J18−K19、J22−K23、N18−O19及びN22−O23の1つ又は複数の第6セクタ位置の1つ又は複数の位置に配置し、
(b)前記対向接点を、
(i)B4−C5及びF4−G5の1つ又は複数の第1セクタ位置と、
(ii)B12−C13及びF12−G13の1つ又は複数の第2セクタ位置と、
(iii)B20−C21及びF20−G21の1つ又は複数の第3セクタ位置と、
(iv)J4−K5及びN4−O5の1つ又は複数の第4セクタ位置と、
(v)J12−K13及びN12−O13の1つ又は複数の第5セクタ位置と、
(vi)J20−K21及びN20−O21の1つ又は複数の第6セクタ位置の1つ又は複数の位置に配置する、請求項38に記載のマルチウエルプレート。 - 2×3アレイの正方形セクタを有し、かつ上部表面上の複数の電極及び底部表面上の複数の接点表面を有する基板を備えるアッセイモジュールであって、前記複数の電極を前記複数の接点表面に電気的に接続する、アッセイモジュール。
- 前記複数の電極が、1つ又は複数の動作電極及び1つ又は複数の対電極を含み、前記複数の接点表面が、前記1つ又は複数の動作電極に電気的に接続された1つ又は複数の動作接点及び前記1つ又は複数の対電極に電気的に接続された1つ又は複数の対向接点を含む、請求項41に記載のアッセイモジュール。
- 各セクタが、(表側を上にして)前記基板の左上コーナから(インチで)測った以下の位置(X,Y):
(i)(0.743、0.620)、(1.097、0.620)、(1.451、0.620)、(0.743、1.329)、(1.097、1.329)、(1.451、1.329)のうち2つ以上の第1セクタ位置(インチ、±0.125””)と、
(ii)(2.161、0.620)、(2.515、0.620)、(2.869、0.620)、(2.161、1.329)、(2.515、1.329)、(2.869、1.329)のうち2つ以上の第2セクタ位置(インチ、±0.125””)と、
(iii)(3.579、0.620)、(3.933、0.620)、(4.287、0.620)、(3.579、1.329)、(3.933、1.329)、(4.287、1.329)のうち2つ以上の第3セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(iv)(0.743、2.038)、(1.097、2.038)、(1.451、2.038)、(0.743、2.747)、(1.097、2.747)、(1.451、2.747)のうち2つ以上の第4セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(v)(2.161、2.038)、(2.515、2.038)、(2.869、2.038)、(2.161、2.747)、(2.515、2.747)、(2.869、2.747)のうち2つ以上の第5セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(vi)(3.579、2.038)、(3.933、2.038)、(4.287、2.038)、(3.579、2.747)、(3.933、2.747)、(4.287、2.747)のうち2つ以上の第6セクタ位置(インチ、±0.125”)
の1つ又は複数の位置に配置した1つ又は複数の電気接点を備える、請求項41に記載のアッセイモジュール。 - (a)前記動作接点を、
(i)(0.743、0.620)、(1.451、0.620)、(0.743、1.329)及び(1.451、1.329)の1つ又は複数の第1セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(ii)(2.161、0.620)、(2.869、0.620)、(2.161、1.329)及び(2.869、1.329)の1つ又は複数の第2セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(iii)(3.579、0.620)、(4.287、0.620)、(3.579、1.329)及び(4.287、1.329)の1つ又は複数の第3セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(iv)(0.743、2.038)、(1.451、2.038)、(0.743、2.747)及び(1.451、2.747)の1つ又は複数の第4セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(v)(2.161、2.038)、(2.869、2.038)、(2.161、2.747)及び(2.869、2.747)の1つ又は複数の第5セクタ位置(インチ、±0.125”)と、(vi)(3.579、2.038)、(4.287、2.038)、(3.579、2.747)及び(4.287、2.747)の1つ又は複数の第6セクタ位置(インチ、±0.125”)の1つ又は複数の位置に配置し、
(b)前記対向接点を、
(i)(1.097、0.620)及び(1.097、1.329)の1つ又は複数の第1セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(ii)(2.515、0.620)及び(2.515、1.329)の1つ又は複数の第2セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(iii)(3.933、0.620)及び(3.933、1.329)の1つ又は複数の第3セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(iv)(1.097、2.038)及び(1.097、2.747)の1つ又は複数の第4セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(v)(2.515、2.038)及び(2.515、2.747)の1つ又は複数の第5セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(vi)(3.933、2.038)及び(3.933、2.747)の1つ又は複数の第6セクタ位置(インチ、±0.125”)の1つ又は複数の位置に配置する、請求項42に記載のアッセイモジュール。 - 複数のウエルを有するマルチウエルプレートである、請求項41に記載のアッセイモジュール。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、少なくとも1つのウエルが、動作電極表面及びその上に形成された複数のアッセイドメインを有する、マルチウエルプレート。
- 少なくとも2つの前記複数のアッセイドメインが異なる試薬を含む、請求項46に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面が、その上に形成された少なくとも4つの離散アッセイドメインを含む、請求項46に記載のマルチウエルプレート。
- 前記アッセイドメインが独立にアドレス可能である、請求項46に記載のマルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、2つ以上のウエルが複数の動作電極表面を有し、各動作電極表面が、その上に形成された1つ又は複数のアッセイドメインを有する、マルチウエルプレート。
- 複数のウエルを有するプレート上部を備えるマルチウエルプレートであって、前記複数のウエルがそれぞれ、動作電極表面及び対電極表面を有するウエル底部を含み、各ウエルが、4〜20重量%の白色顔料を含むプラスチック製ウエル壁を備える、マルチウエルプレート。
- (a)導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)導電表面を含み、複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備えるマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記導電層と前記プレート上部の間にあり、前記絶縁層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させて、アッセイを行うためのウエルを形成する、マルチウエルプレート。 - (a)パターン化した複数の電極を有する基板表面と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)導電表面を含み、複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備えるマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記基板表面と前記プレート上部の間にあり、前記絶縁層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させて、1つ又は複数の前記複数の電極の上にプレート開口部を形成し、それによってウエルが形成される、マルチウエルプレート。 - (a)2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割された導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)導電表面を含み、複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備えるマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記導電層と前記プレート上部の間にあり、前記絶縁層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させてウエルを形成する、マルチウエルプレート。 - (a)導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割された導電表面を含み、複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備えるマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記導電層と前記プレート上部の間にあり、前記絶縁層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させてウエルを形成する、マルチウエルプレート。 - (a)第1導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)複数の第2導電層開口部を有し、かつ、前記絶縁層上の第2導電層と、
(a)複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備えるマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記第1導電層と前記プレート上部の間にあり、前記絶縁層開口部、前記第2導電層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させて複数のウエルを形成する、マルチウエルプレート。 - (a)分割された導電表面を備える基板と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)複数の第2導電層開口部を有し、かつ、前記絶縁層上の第2導電層と、
(d)複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備えるマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記基板と前記プレート上部の間にあり、前記絶縁層開口部、前記第2導電層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させてウエルを形成する、マルチウエルプレート。 - (a)1つ又は複数の導電表面を備える基板と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)複数の第2導電層開口部を有する前記絶縁層上の分割された第2導電層と、
(d)複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備えるマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記基板と前記プレート上部の間にあり、前記層開口部、前記分割された第2導電層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させてウエルを形成する、マルチウエルプレート。 - (a)2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割された第1導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)複数の第2導電層開口部を有する前記絶縁層上の第2導電層と、
(d)複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備えるマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記第1導電層と前記プレート上部の間にあり、前記絶縁層開口部、前記第2導電層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させてウエルを形成し、前記2つ以上の電気的に絶縁したセクタを前記プレート上部開口部に整列させ、それによって、一緒にアドレス可能なウエルからなる独立にアドレス可能なセクタが形成される、マルチウエルプレート。 - (a)第1導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)複数の第2導電層開口部を有する前記絶縁層上の第2導電層であって、前記導電フィルムが2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割される導電層と、
(d)複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備える電極誘起発光アッセイを行うためのマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記第1導電層とプレート上部の間にあり、前記絶縁層開口部、前記第2導電層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させて、前記電極誘起発光アッセイを行うためのウエルを形成する、マルチウエルプレート。 - (a)2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割された第1導電層と、
(b)複数の絶縁層開口部を有する絶縁層と、
(c)複数の第2導電層開口部を有する前記絶縁層上の第2導電層であって、前記導電フィルムが2つ以上の電気的に絶縁したセクタに分割される第2導電層と、
(d)複数のプレート上部開口部を有するプレート上部とを備える電極誘起発光アッセイを行うためのマルチウエルプレートであって、前記絶縁層が、前記第1導電層とプレート上部の間にあり、前記絶縁層開口部、前記第2導電層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させて、前記電極誘起発光アッセイを行うためのウエルを形成する、マルチウエルプレート。 - 複数のウエルを有するマルチウエルプレートであって、2つ以上の前記複数のウエルがそれぞれ、銀を含む導電層の上に1つ又は複数のカーボン層を付着させることによって形成した動作電極表面を備える、マルチウエルプレート。
- 前記1つ又は複数のカーボン層が前記導電層を完全に覆う、請求項62に記載のマルチウエルプレート。
- (a)上部表面及び底部表面を有する基板と、
(b)前記上部表面上の複数のパターン化した動作電極と、
(c)前記上部表面上の複数のパターン化した対電極であって、それぞれが、対応するパターン化した動作電極に付随する対電極と、
(d)2つ以上の独立にアドレス可能なセクタとを備え、各セクタが、前記底部表面上に2つ以上の独立にアドレス可能な接点を有し、前記接点がそれぞれ、前記セクタの1つの中にあるウエル内の1つ又は複数の電極に対応する、マルチウエルプレート底部。 - (a)上部表面及び底部表面を有する基板と、
(b)前記上部表面上の複数のパターン化した動作電極と、
(c)前記上部表面上の複数のパターン化した対電極であって、それぞれが、対応するパターン化した動作電極に付随する対電極と、
(d)前記底部表面上の2つ以上の独立にアドレス可能な接点セクタとを備えるマルチウエルプレート底部であって、前記接点セクタがそれぞれ、前記上部表面上の1つ又は複数の前記複数のパターン化した動作電極及び1つ又は複数の前記複数のパターン化した対電極を備える電極セクタに対応し、かつ複数の導電接点表面を含み、前記複数の導電接点表面が、
(i)第1接点領域内に配置され、前記上部表面上の前記1つ又は複数の対応するパターン化した動作電極に電気的に接続された第1導電接点表面と、
(ii)第2接点領域内に配置され、前記上部表面上の前記1つ又は複数の対応するパターン化した対電極に電気的に接続された第2導電接点表面とを含み、
(iii)前記第1導電接点表面と前記第2導電接点表面が互いに電気的に絶縁される、マルチウエルプレート底部。 - 請求項64又は65に記載のプレート底部と、前記プレート底部の前記上部表面上に取り付けられてマルチウエルプレートを形成するプレート上部とを備えるマルチウエルプレート。
- (a)1つ又は複数の電極を有する少なくとも1つの導電層を形成することと、
(b)前記少なくとも1つの導電層上に少なくとも1つの誘電体層を形成して、複数の誘電体層開口部を形成することと、
(c)前記誘電体層上に複数のプレート上部開口部部を有するプレート上部を取り付けることとを含み、前記誘電体層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させて複数のウエルを形成する、発光アッセイで使用するマルチウエルプレートを作製する方法。 - 前記少なくとも1つの導電層が、1つ又は複数の動作電極をさらに形成する、請求項67に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電層が、1つ又は複数の対電極をさらに形成する、請求項67に記載の方法。
- 前記プレート上部が1つ又は複数の導電表面を備え、それによって1つ又は複数の対電極を形成する、請求項67に記載の方法。
- 前記誘電体層上に1つ又は複数の導電表面を付着させて、1つ又は複数の対電極を形成するステップをさらに含む、請求項67に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電層をスクリーン印刷によって付着させる、請求項67に記載の方法。
- 基板を備える、発光アッセイを行うためのアッセイモジュールであって、前記基板が、その上にパターン化した一緒にアドレス可能な電極からなる独立にアドレス可能なセクタを含む、アッセイモジュール。
- 基板上に、サンプル及び/又はアッセイ試薬を導入するための1つ又は複数の流体チャネルと、1つ又は複数の動作電極表面及び1つ又は複数の対電極表面とを有する基板を備えるアッセイモジュールであって、前記動作電極がカーボンインクを含む、アッセイモジュール。
- 動作電極表面及び対電極表面を備えるアッセイモジュールであって、前記動作電極表面及び前記対電極表面が、印刷した導電材料を含む、アッセイモジュール。
- 動作電極表面及び対電極表面を備えるアッセイモジュールであって、前記動作電極表面及び前記対電極表面が、液体の形態で付着させた導電材料を含む、アッセイモジュール。
- 動作電極表面及び対電極表面を備えるアッセイモジュールであって、前記動作電極表面がカーボンを含み、前記対電極表面が金属を含む、アッセイモジュール。
- 前記金属がアルミニウム、銀又はニッケルを含む、請求項77に記載のアッセイモジュール。
- 前記対電極表面がアルミニウムを含む、請求77に記載のアッセイモジュール。
- 動作電極表面及び対電極表面を備えるアッセイモジュールであって、前記対電極表面が粘着層上の金属を含む、アッセイモジュール。
- 前記金属がアルミニウム、銀又はニッケルを含む、請求項80に記載のアッセイモジュール。
- 前記金属がアルミニウム含む、請求項80に記載のアッセイモジュール。
- 1つ又は複数のアッセイ領域を有するアッセイモジュールであって、前記アッセイ領域が、1つ又は複数の動作電極表面及び1つ又は複数の対電極表面を備え、前記1つ又は複数の動作電極表面と前記1つ又は複数の対電極表面の表面の比が少なくとも2:1である、アッセイモジュール。
- 印刷した動作電極表面及びその上に形成された複数のアッセイドメインを含むアッセイモジュール。
- 少なくとも2つの前記複数のアッセイドメインが異なる結合試薬を含む、請求項84に記載のアッセイモジュール。
- 銀を含む導電層上に1つ又は複数のカーボン層を付着させることによって形成した動作電極表面を備え、それによって形成されるアッセイモジュール。
- 前記1つ又は複数のカーボン層が前記導電層を完全に覆う、請求項86に記載のアッセイモジュール。
- 基板上で金属含有材料をパターン化して前記基板上にパターン化した導電金属含有表面を形成することと、その後、前記パターン化した導電金属含有表面上にカーボン含有材料を付着させてパターン化した電極表面を形成することとを含む、アッセイモジュールを作製する方法。
- 前記カーボン含有材料が、前記パターン化した導電金属含有表面を覆う、請求項88に記載の方法。
- 前記パターン化した電極表面上に1つ又は複数の試薬を固定化することをさらに含む、請求項89に記載の方法。
- 前記金属含有材料が銀を含む、請求項89に記載の方法。
- セクタ中のウエルに電気エネルギーを供給すること、セクタ中で発光を誘起すること、セクタ中で前記発光を測定すること、あるいはそれらの組合せを含む、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する方法。
- アッセイ用の機器と、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルアッセイプレートとを備える、アッセイを行うシステム。
- 発光用の機器と、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルアッセイプレートとを備える、発光アッセイを行うシステム。
- 請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルアッセイプレートと、前記プレートから発光を誘起し測定する機器とを備える、電極誘起発光アッセイを行うシステム。
- マルチウエルアッセイプレートと、(a)少なくとも1つの発光標識、(b)少なくとも1つの電気化学発光共同反応物、(c)1つ又は複数の結合試薬、(d)pH緩衝液、(e)1つ又は複数の遮断試薬、(f)防腐剤、(g)安定剤、(h)酵素、(i)洗剤、及び(j)乾燥剤からなる群から選択した少なくとも1つのアッセイ成分とを1つ又は複数の容器内に備える、電極誘起発光アッセイを行うのに使用するキット。
- 前記ウエル内に少なくとも1つのアッセイ成分を固定化する、請求項96に記載のキット。
- 前記ウエル内で少なくとも1つのアッセイ成分を乾燥させる、請求項96又は97のいずれか一項に記載のキット。
- セクタ中で前記電極誘起発光アッセイを行うのに使用するように前記マルチウエルプレートを適合させる、請求項96から98までのいずれか一項に記載のキット。
- 前記複数のウエルが、少なくとも2つの異なる生物試薬を含む、請求項96から99までのいずれか一項に記載のキット。
- (i)請求項1から40まで若しくは46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルアッセイプレート、又は請求項41若しくは73から87までのいずれかに記載のアッセイモジュールと、(ii)(a)少なくとも1つの発光標識、及び(b)少なくとも1つの電気化学発光共同反応物からなる群から選択した少なくとも1つのアッセイ成分とを備える、電極誘起発光アッセイを行うのに使用するキット。
- 前記ウエルが、少なくとも2つの異なる生物試薬を含む、請求項101に記載のキット。
- 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートと、(a)少なくとも1つの発光標識、(b)少なくとも1つの電気化学発光共同反応物、(c)1つ又は複数の結合試薬、(d)pH緩衝液、(e)1つ又は複数の遮断剤、(f)防腐剤、(g)安定剤、(h)酵素、(i)洗剤、(j)標準液、及び(k)乾燥剤からなる群から選択した少なくとも1つのアッセイ成分と備える、電極誘起発光アッセイを行うのに使用するキット。
- 前記ウエル内に少なくとも1つのアッセイ成分を固定化する、請求項103に記載のキット。
- 前記ウエル内で少なくとも1つのアッセイ成分を乾燥させる、請求項103から104までのいずれか一項に記載のキット。
- セクタ中で前記電極誘起発光アッセイを行うのに使用するように前記マルチウエルプレートを適合させる、請求項103から105までのいずれか一項に記載のキット。
- 前記複数のウエルが、少なくとも2つの異なる生物試薬を含む、請求項103から106までのいずれか一項に記載のキット。
- 前記ウエル内ですべてのアッセイ成分を乾燥させる、請求項103から107までのいずれか一項に記載のキット。
- 複数のウエルをさらに備える、請求項41から45まで又は73から91までのいずれか一項に記載のアッセイモジュール。
- 1つ又は複数の流体チャネルをさらに備える、請求項41から45まで又は73から91までのいずれか一項に記載のアッセイモジュール。
- 前記マルチウエルプレートが標準のマルチウエルアッセイプレートである、請求項1から30まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 2ウエルプレート、6ウエルプレート、24ウエルプレート、96ウエルプレート、384ウエルプレート、1536ウエルプレート、6144ウエルプレート又は9600ウエルプレートである、請求項1から30まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のウエルが、ウエルの行及び列を含む、請求項2から21まで、25から30まで、46又は50のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のウエルが、行及び列を含めて、ウエルのアレイを含む、請求項2から21まで、25から30まで、46又は50のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のウエルが、セクタ内で電気的にアドレス可能である、請求項2から21まで、25から30まで、46又は50から51までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレートが、2つ以上のウエルを含む複数の独立にアドレス可能なセクタを備える、請求項2から21まで、25から30まで、46又は50から51までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 複数のウエルを含む複数の独立にアドレス可能なセクタを備える、請求項2から21まで、25から30まで、46又は50から51までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 複数の独立にアドレス可能なセクタを備え、2つ以上の前記セクタが2つ以上のウエルを備える、請求項2から21まで、25から30まで、46又は50から51までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のウエルを別々にアドレス可能なセクタに分割する、請求項2から21まで、25から30まで、46又は50から51までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上50%未満のウエルを含む、請求項115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上40%未満のウエルを含む、請求項115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上30%未満のウエルを含む、請求項115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上20%未満のウエルを含む、請求項115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上15%未満のウエルを含む、請求項115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上10%未満のウエルを含む、請求項115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上5%未満のウエルを含む、請求項115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、前記複数のウエルのサブアレイを備える、請求項115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、4×4アレイの前記ウエルを備える、請求項1又は115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 2×3アレイのセクタを備える、請求項1又は115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 6つのセクタを備え、各セクタが4×4アレイの前記複数のウエルを有する、請求項2から21まで、25から30まで、46又は50から51までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、1つ又は複数の行又は1つ又は複数の列の前記ウエルを備える、請求項1又は115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、1行又は1列の前記複数のウエルを備える、請求項1又は115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、一緒にアドレス可能な複数の行又は複数の列のウエルを備える、請求項1又は115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 互いに重なり合うセクタのアレイを有し、各セクタが、行及び/又は列の前記複数のウエルの交互のメンバを含む、請求項1又は115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- セグメント化した行及び/又はセグメント化した列を有し、前記セグメント化した行又はセグメント化した列が交互のウエルを含み、前記プレート上で少なくとも2つのセクタが重なり合う、請求項1又は115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記セクタが、1つ又は複数の電気的に接続された電極を備える、請求項1又は115から119までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記2つ以上の前記動作電極が一緒にアドレス可能である、請求項15、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上に一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタをさらに備え、前記一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタに電気的に接続された少なくとも2つの電気接点表面を含む底部表面をさらに備える、請求項1から24までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面及び前記対電極表面が、前記ウエル内で同じ垂直高さにある、請求項3、4、5、8、30又は51に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面と前記対電極表面の平均間隔が0.1インチ未満である、請求項3、4、5、8、30又は51に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面と前記対電極表面の平均間隔が0.05インチ未満である、請求項3、4、5、8、30又は51に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面と前記対電極表面の平均間隔が0.01インチ未満である、請求項3、4、5、8、30又は51に記載のマルチウエルプレート。
- 前記電極がカーボンを含む、請求項1、21、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記電極が、銀層上のカーボン層を含む、請求項1、21、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記電極がカーボン粒子を含む、請求項1、21、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記電極がカーボンフィブリル又はカーボンブラックを含む、請求項1、21、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記電極がカーボンフィブリルを含む、請求項1、21、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記電極がカーボンインクを含む、請求項1、21、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記電極が、印刷した導電材料を含む、請求項1、21、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記電極が、液体の形態で付着させた導電材料を含む、請求項1、21、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 1つ又は複数の前記電極が、その上に形成された複数のアッセイドメインを有する電極を含む、請求項1、53又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のアッセイドメインが、少なくとも4個のアッセイドメインを含む、請求項21、50又は151に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のアッセイドメインが、少なくとも7個のアッセイドメインを含む、請求項21、50又は151に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のアッセイドメインが、少なくとも10個のアッセイドメインを含む、請求項21、50又は151に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のアッセイドメインが、少なくとも25個のアッセイドメインを含む、請求項21、50又は151に記載のアッセイモジュール。
- 前記アッセイドメインが、固定化した試薬を含む、請求項21、50又は151に記載のマルチウエルプレート。
- 前記アッセイドメインが、抗体、抗体の断片、タンパク質、酵素、酵素基質、阻害剤、補因子、抗原、ハプテン、リポタンパク質、リポサッカライド、細胞、細胞内成分、細胞受容体、ウイルス、核酸、抗原、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、タンパク質結合性リガンド、薬剤、発光標識又はそれらの組合せから選択した1つ又は複数の固定化した試薬を含む、請求項151から156までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記固定化した試薬が、タンパク質、核酸又はそれらの組合せを含む、請求項156又は157に記載のマルチウエルプレート。
- 1つ又は複数の前記電極が、複数の流体封じ込め領域で画定された表面を有し、前記封じ込め領域が、1つのウエル内で複数の測定を行うための複数の異なる試薬を含む、請求項1、15、31、36、53又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数の流体封じ込め領域で画定された表面が、1つのウエル内で複数のアッセイを行うための複数の異なる試薬を含む、請求項159に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数の流体封じ込め領域が、前記電極上の1つ又は複数の誘電体層中の穴で画定される、請求項159に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面がカーボンを含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面が、銀層上のカーボン層を含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面がカーボン粒子を含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面がカーボンフィブリル又はカーボンブラックを含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面がカーボンフィブリルを含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面がカーボンインクを含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面が、印刷した導電材料を含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面が、液体の形態で付着させた導電材料を含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面がウエル底部の中心に位置する、請求項2又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面が、その上に固定化された1つ又は複数の結合試薬を含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面が、その上に形成された複数のアッセイドメインを有する電極を含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第2電極表面が金属を含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第2電極表面が、銀、アルミニウム又はニッケルから選択した金属を含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第2電極表面がアルミニウムを含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第2電極表面がカーボンを含む、請求項2、11又は17のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面がカーボンを含む、請求項3、4、8、18、25、30、46又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面が、銀層上のカーボン層を含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面がカーボン粒子を含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62はのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面がカーボンフィブリル又はカーボンブラックを含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面がカーボンフィブリルを含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面がカーボンインクを含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面が、印刷した導電材料を含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面が、液体の形態で付着させた導電材料を含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面がウエル底部の中心に位置する、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面が、その上に固定化された1つ又は複数の結合試薬を含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面が、その上に形成された複数のアッセイドメインを有する電極を含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のアッセイドメインが、少なくとも4つのアッセイドメインを含む、請求項187に記載のマルチウエルプレート。
- 前記アッセイドメインが、固定化した試薬を含む、請求項187又は188に記載のマルチウエルプレート。
- 前記アッセイドメインが、抗体、抗体の断片、タンパク質、酵素、酵素基質、阻害剤、補因子、抗原、ハプテン、リポタンパク質、リポサッカライド、細胞、細胞内成分、細胞受容体、ウイルス、核酸、抗原、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、タンパク質結合性リガンド、薬剤、発光標識又はそれらの組合せから選択した1つ又は複数の固定化した試薬を含む、請求項187又は188に記載のマルチウエルプレート。
- 前記固定化した試薬が、タンパク質、核酸又はそれらの組合せを含む、請求項190に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面が、複数の流体封じ込め領域で画定された表面を含み、前記封じ込め領域が、1つのウエル内で複数の測定を行うための複数の異なる試薬を含む、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数の流体封じ込め領域で画定された表面が、1つのウエル内で複数のアッセイを行うための複数の異なる試薬を含む、請求項192に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数の流体封じ込め領域が、前記動作電極表面上の1つ又は複数の誘電体層中の穴で画定される、請求項192に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極がカーボンを含む、請求項12、17又は21のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極が、銀層上のカーボン層を含む、請求項12、17又は21のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極がカーボン粒子を含む、請求項12、17又は21のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極がカーボンフィブリル又はカーボンブラックを含む、請求項12、17又は21のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極がカーボンフィブリルを含む、請求項12、17又は21のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極がウエル底部の中心に位置する、請求項12、17又は21のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極が、その上に固定化された1つ又は複数の結合試薬を含む、請求項12、17又は21のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極が、その上に形成された複数のアッセイドメインを有する電極を含む、請求項12、17又は21のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層がカーボンを含む、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層が、銀層上のカーボン層を含む、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層がカーボン粒子を含む、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層がカーボンフィブリル又はカーボンブラックを含む、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層がカーボンフィブリルを含む、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層がウエル底部の中心に位置する、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層が、その上に固定化された1つ又は複数の結合試薬を含む、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層が、1つ又は複数のアッセイドメインを備える、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記アッセイドメインが、抗体、抗体の断片、タンパク質、酵素、酵素基質、阻害剤、補因子、抗原、ハプテン、リポタンパク質、リポサッカライド、細胞、細胞内成分、細胞受容体、ウイルス、核酸、抗原、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、タンパク質結合性リガンド、薬剤、発光標識又はそれらの組合せから選択した1つ又は複数の固定化した試薬を含む、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記固定化した試薬が、タンパク質、核酸又はそれらの組合せを含む、請求項56、59、60又は61のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電表面がカーボンを含む、請求項57又は58に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電表面が、銀層上のカーボン層を含む、請求項57又は58に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電表面がカーボン粒子を含む、請求項57又は58に記載のマルチウエルプレート。
- 前記対電極表面がカーボンを含む、請求項3から8まで、18、30又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記対電極表面が、銀層上のカーボン層を含む、請求項3から8まで、18、30又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記対電極表面がカーボン粒子を含む、請求項3から8まで、18、30又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記対電極表面がカーボンフィブリル又はカーボンブラックを含む、請求項3から8まで、18、30又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記対電極表面が金属を含む、請求項3から4まで、18、30又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記対電極表面が、銀、ニッケル又はアルミニウムからなる群から選択した金属を含む、請求項3から4まで、18、30又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記対電極表面がアルミニウムを含む、請求項3から4まで、18、30又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記ウエルの周辺部に前記対電極表面を配置する、請求項3から8まで、18、30又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記誘電体表面が、シリコン及びシリコーンを実質的に含まない、請求項18又は20に記載のマルチウエルプレート。
- 前記誘電体表面が、基材中に分散させた液体、ゲル、固体又は粒子状材料を含む、請求項18又は20に記載のマルチウエルプレート。
- 前記誘電体表面が、ポリマー、フォトレジスト、プラスチック、粘着剤、ゲル、ガラス、非導電性インク、非導電性ペースト、セラミック、紙、エラストマー、シリコーン、熱可塑性樹脂又はそれらの組合せを含む、請求項18又は20に記載のマルチウエルプレート。
- 前記誘電体表面が、誘電体インク、ポリマーフィルム、フォトレジストフィルム、セラミックガラスフィルム又はそれらの組合せを含む、請求項18又は20に記載のマルチウエルプレート。
- 前記誘電体表面が、非導電性プラスチック、ガラス又はセラミックを含む、請求項18又は20に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極表面上に流体を閉じ込めるための複数の流体封じ込め領域を画定する誘電体層をさらに備える、請求項3、4、5、8、18、25、30、46、51又は62のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極上に流体を閉じ込めるための複数の流体封じ込め領域を画定する誘電体層をさらに備える、請求項12又は17に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート底部がプラスチックを含む、請求項1又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート底部が、前記プラスチック中又は前記プラスチック上に組み込まれた導電性粒子を含む、請求項1又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート底部が、前記プラスチック中又は前記プラスチック上に組み込まれたカーボン粒子を含む、請求項1又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート底部が、前記プラスチック中又は前記プラスチック上に組み込まれたカーボンフィブリルを含む、請求項1又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート底部が、シリコン及びシリコーンを実質的に含まない、請求項1又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート底部が多孔質材料を含む、請求項1又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記多孔質材料がフィルターである、請求項236に記載のマルチウエルプレート。
- 粘着剤を使用して前記基板に前記プレート上部を密封する、請求項22、23、53、57、58又は66に記載のマルチウエルプレート。
- 前記粘着剤がシリコーンを実質的に含まない、請求項238に記載のマルチウエルプレート。
- 前記基板がプラスチックを含む、請求項22、23、25、26、30、53、57、58、64又は65のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記基板が、前記プラスチック中又は前記プラスチック上に組み込まれた金属粒子を含む、請求項22、23、25、26、30、53、57、58、64又は65のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記基板が、前記プラスチック中又は前記プラスチック上に組み込まれたカーボン粒子を含む、請求項22、23、25、26、30、53、57、58、64又は65のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記基板が、前記プラスチック中又は前記プラスチック上に組み込まれたカーボンフィブリルを含む、請求項22、23、25、26、30、53、57、58、64又は65のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記基板が、シリコン及びシリコーンを実質的に含まない、請求項22、23、25、26、30、53、57、58、64又は65のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記基板が多孔質材料を含む、請求項22、23、25、26、30、53、57、58、64又は65のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記多孔質材料がフィルターである、請求項245に記載のマルチウエルプレート。
- 前記動作電極に電気的に接続された1つ又は複数の動作電極用電気接点をさらに備える、請求項15又は21のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 導電スルーホールを介して、前記動作電極に前記1つ又は複数の動作電極用電気接点を接続する、請求項247に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電スルーホールに導電材料を充填する、請求項248に記載のマルチウエルプレート。
- 前記ウエル間又は前記ウエルに隣接して前記導電スルーホールを配置する、請求項248に記載のマルチウエルプレート。
- 前記基板表面上に導電材料をスクリーン印刷することによって前記動作電極用電気接点を形成する、請求項247に記載のマルチウエルプレート。
- 前記1つ又は複数の対電極表面に電気的に接続された1つ又は複数の対電極用接点をさらに備える、請求項3から10まで、18、30又は51のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 基板スルーホールを介して、前記1つ又は複数の対電極に前記対電極電気接点を接続する、請求項252に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電基板スルーホールに導電材料を充填する、請求項253に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート表面上に導電材料をスクリーン印刷することによって前記対電極用接点を形成する、請求項252に記載のマルチウエルプレート。
- 前記ウエルが内部底面を備え、前記内面を酸化して導電表面を露出させる、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記ウエルが内部底面を備え、前記内部底面を酸化して、アッセイ成分と結合させるための官能基を生成する、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 二官能性試薬で前記ウエルを処理して結合を行わせる、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記ウエルが内面を備え、二官能性試薬で前記内面を表面処理してアッセイ成分と結合させる、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記ウエルの内面上に、生物学的に特異的な結合剤をさらに備える、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数のウエル中に1つ又は複数のアッセイ試薬をさらに含む、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 抗体、抗体の断片、タンパク質、酵素、酵素基質、阻害剤、補因子、抗原、ハプテン、リポタンパク質、リポサッカライド、細胞、細胞内成分、細胞受容体、ウイルス、核酸、抗原、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、タンパク質結合性リガンド、薬剤、発光標識又はそれらの組合せから選択した1つ又は複数の固定化した試薬をさらに含む、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記固定化された試薬が、タンパク質、核酸又はそれらの組合せを含む、請求項262に記載のマルチウエルプレート。
- 2つ以上の前記ウエルが1つ又は複数のアッセイ試薬を含む、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 2つ以上の前記ウエルが1つ又は複数のサンプルを含む、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 1つ又は複数の前記複数のウエル中に発光標識をさらに含む、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 1つ又は複数の化学発光用ウエル及び/又は蛍光用ウエルをさらに含む、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 化学発光試薬を含む1つ又は複数の化学発光用ウエル及び/又は蛍光試薬を含む蛍光用ウエルをさらに備える、請求項1から40まで又は46から63までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部が非導電性プラスチックである、請求項22、23、51から61まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部が白色である、請求項22、23、51から61まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部が黒色である、請求項22、23、51から61まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部が、不透明な壁を有するウエルを備える、請求項22、23、51から61まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部が、6〜12重量%の白色顔料を含む、請求項22、23、51から61まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記ウエル壁が、6〜12重量%の白色顔料を含む、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部が、TiO2、酸化鉛、アルミナ及びSiO2(シリカ)からなる群から選択した6〜12重量%の白色顔料を含む、請求項22、23、51から61まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記ウエルの内面が、シリコン及びシリコーンを実質的に含まない、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部が、シリコン及びシリコーンを実質的に含まない、請求項22、23、51から61まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 識別マークをさらに備える、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- バーコードをさらに備える、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- プレートの向きを判定するように適合されたマーク及び/又は構造部材をさらに備える、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記ウエルを覆うように構成された蓋をさらに備える、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 面取りしたコーナをさらに備える、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- ロボットハンドラによってつかまれるリップをさらに備える、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレートをもち上げるように適合された脚部又はシャツ部をさらに備える、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート底部上に導電被覆をさらに含む、請求項1又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 基板の撓み又は曲げを少なくするためにプレート上に硬化支持体をさらに備える、請求項22、23、25又は26のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- マルチウエルプレートの撓み又は曲げを少なくするために硬化支持体をさらに備える、請求項1から40まで、46から63まで又は66のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記硬化支持体が、非導電性材料を含み、前記基板に取り付けられ、前記基板に電気的に接触することができるように1つ又は複数の開口部を備える、請求項286に記載のマルチウエルプレート。
- 前記硬化支持体が、非導電性材料を含み、マルチウエルプレートに取り付けられ、前記マルチウエルプレートの底部に電気的に接触することができるように1つ又は複数の開口部を備える、請求項287に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部が、その上に形成された導電性金属被覆を含み、それによって前記導電表面が形成される、請求項52、53、54又は55に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部上に前記導電性金属被覆を塗る、請求項290に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部上に前記導電性金属被覆を蒸着させる、請求項290に記載のマルチウエルプレート。
- 前記プレート上部上に前記導電性金属被覆を電気メッキする、請求項290に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電性金属被覆が、銀、Ag/Cl、ニッケル、銅、アルミニウム又はそれらの組合せを含む、請求項290に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電性金属被覆が銀塗料である、請求項290に記載のマルチウエルプレート。
- 前記絶縁層が、粘着誘電体フィルム又はスクリーン印刷した粘着性誘電体を含む、請求項52から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記絶縁層が、シリコン及びシリコーンを実質的に含まない、請求項52から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記絶縁層が、前記ウエルの底部上に流体を閉じ込めるために各ウエル内に複数の流体封じ込め領域を画定する、請求項52から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数の流体封じ込め領域で画定された封じ込め表面が、個々のウエル内で複数の検出及び/又は測定を行うための複数の異なる試薬を含む、請求項298に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電層が、基質中又は基質上にカーボン粒子を含む複合材を含む、請求項52又は54に記載のマルチウエルプレート。
- 前記カーボン粒子が、カーボンナノチューブ、カーボンフィブリル、カーボンブラック又はそれらの組合せを含む、請求項300に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電層が、導電材料で被覆したフィブリルを含む、請求項52又は54に記載のマルチウエルプレート。
- 前記導電層が、基板上のカーボン被覆を含む、請求項52又は54に記載のマルチウエルプレート。
- (a)基板上に少なくとも1つの導電被覆を形成し、それによって、1つ又は複数の動作電極を有する前記導電層を形成することと、
(b)前記少なくとも1つの導電被覆上に、複数の絶縁層開口部を有する少なくとも1つの絶縁層を形成することと、
(c)前記絶縁層上に、複数のプレート上部開口部を有するプレート上部を取り付けることとを含む請求項52に記載のマルチウエルプレートを作製する方法であって、
前記絶縁層開口部及び前記プレート上部開口部を整列させて前記複数のウエルを形成する方法。 - 前記少なくとも1つの導電被覆が、1つ又は複数の対電極をさらに形成する、請求項304に記載の方法。
- 前記プレート上部が1つ又は複数の導電表面を備え、それによって1つ又は複数の対電極を形成する、請求項304に記載の方法。
- 前記絶縁層に1つ又は複数の導電表面を付着させて、1つ又は複数の対電極を形成するステップをさらに含む、請求項304に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電被覆をスクリーン印刷によって付着させる、請求項304に記載の方法。
- 前記第1導電層が1つ又は複数の動作電極を形成する、請求項56又は60のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層が、1つ又は複数の別々にアドレス可能なセクタに分割される、請求項56又は60のいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層が多孔質材料を含む、請求項56又は59から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電フィルムが銀を含む、請求項56又は59から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層が、基板上のカーボン被覆を含む、請求項56又は59から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1導電層が、基板上のカーボンインクを含む、請求項56又は59から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 基板上にカーボンインクを付着させることによって前記第1導電層を形成する、請求項56又は59から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第2導電層が、1つ又は複数の対電極を形成する、請求項56又は59から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第2導電フィルムが銀を含む、請求項56又は59から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第2導電層が、基板上のカーボンインクを含む、請求項56又は59から61までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記絶縁層が、粘着誘電体フィルム又はスクリーン印刷した粘着性誘電体を含む、請求項52から57までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記絶縁層が、ウエル開口部を有する第1の半分及び接点用の穴を有する第2の半分を備え、前記絶縁層を前記第1導電層の周りで折り曲げて、(i)前記絶縁層の前記第1の半分上で1つ又は複数の対電極に底部接点表面を提供し、(ii)前記第1導電層に電気的に接触するための前記接点用の穴を提供する、請求項59に記載のマルチウエルプレート。
- 前記絶縁層が、前記ウエル底部上に流体を閉じ込めるための複数の流体封じ込め領域を画定する、請求項52から57までのいずれか一項に記載のマルチウエルプレート。
- 前記複数の流体封じ込め領域で画定された保持表面が、個々のウエル内で複数の検出及び/又は測定を行うための複数の異なる試薬を含む、請求項321に記載のマルチウエルプレート。
- (a)前記第1導電層上に絶縁層開口部を有する前記絶縁層を形成することと、
(b)前記絶縁層上に導電フィルム開口部を有する導電フィルムを付着させて前記第2導電層を形成することとを含む、請求項59に記載のマルチウエルプレートを作製する方法であって、前記絶縁層開口部及び前記導電フィルム開口部を整列させる、方法。 - 前記第2導電層上に上部プレート開口部を有する上部プレートを張って、前記上部プレート開口部、前記絶縁フィルム開口部及び前記第2導電フィルム開口部を整列させることをさらに含む、請求項323に記載の方法。
- (a)前記底部プレート上に、前記パターン化した電極及び前記パターン化した電極に接続された2つ以上の動作電極接点を形成し、それによって、前記一緒にアドレス可能な電極からなる独立にアドレス可能なセクタを形成することと、
(b)前記底部プレート上に、複数の開口部を有する上部プレートを取り付けることとを含む、請求項1に記載のマルチウエルプレートを作製する方法であって、前記複数の開口部により複数のウエルが形成され、ウエルの各々が少なくとも1つの動作電極を有する、方法。 - 対電極フィルムを備え、かつ開口部を有する層を、導電基板の周りで折り曲げることを含む、請求項56に記載のマルチウエルプレートを作製する方法。
- 前記導電基板を、1つ又は複数の別々にアドレス可能なセクタに分割する、請求項326に記載の方法。
- 前記電極が、金属を被覆した感圧粘着剤を含む、請求項1に記載のマルチウエルプレート。
- 前記電極が蒸着金属を含む、請求項1に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面及び/又は前記第2電極表面が、金属を被覆した感圧粘着剤を含む、請求項2、11又は17に記載のマルチウエルプレート。
- 前記第1電極表面及び/又は前記第2電極表面が蒸着金属を含む、請求項2、11又は17に記載のマルチウエルプレート。
- 前記マルチウエルプレートが、アッセイ緩衝液をさらに含む、請求項93、94又は95に記載のシステム。
- 前記マルチウエルプレートが、1つ又は複数のアッセイサンプルをさらに含む、請求項93、94又は95に記載のシステム。
- 前記マルチウエルプレートが、アッセイ緩衝液をさらに含む、請求項93、94又は95に記載のシステム。
- (a)複数のウエルの一部内で発光を測定する光検出器と、
(b)前記ウエルに電気エネルギー源を接続するように適合された電気接続部とを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器。 - (a)電気エネルギー源と、
(b)独立にアドレス可能なセクタに独立にアドレスするように適合された1つ又は複数の電気接続部とを備える、
一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器。 - (a)マルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部と、
(b)電気エネルギー源と、
(c)独立にアドレス可能なセクタに前記エネルギー源を接続するように適合された1つ又は複数の電気接続部とを備える、
一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
前記電気接続部及び前記支持部が相互に移動して、前記セクタに順に接触を行うことができるように適合される機器。 - (a)ウエルから発光を測定するように適合された光検出器と、
(b)マルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部と、
(c)電気エネルギー源と、
(d)独立にアドレス可能なセクタに前記電気エネルギー源を接続するように適合された1つ又は複数の電気接続部とを備える、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
前記光検出器及び前記支持部が相互に移動して、前記セクタから順に発光を測定することができるように適合される機器。 - 複数のウエルから放出される発光を測定するように適合された光検出器と、前記測定中に測定プラットホーム上にプレートを保持するように適合されたプレートホルダとを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器。
- 画像システムを備え、複数のウエルを有するマルチウエルプレートから発光を測定するための機器であって、前記画像システムが、少なくとも2つの前記複数のウエルから放出される発光を同時に画像化するように適合され、前記画像化では、少なくとも10°の円錐全角を有する円錐状の発光を収集する機器。
- (a)複数のウエルの少なくとも一部を画像化するように適合された画像システムと、
(b)前記カメラが前記部分を画像化することができる測定位置にマルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部とを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
前記画像システム及び/又は前記支持部が、セクタ内の前記複数のウエルを画像化し、それによって前記発光を測定するように適合される機器。 - (a)複数のウエルの少なくとも一部を画像化し、それによって発光を測定するように適合された画像システムと、
(b)セクタ内の前記複数のウエルに電気エネルギーを供給するように適合された電気エネルギー源とを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器。 - (a)セクタ内の複数のウエルを画像化し、それによってセクタ内の発光を測定するように適合された画像システムと、
(b)前記複数のウエルの前記部分に、電圧又は電流として電気エネルギーを印加する電気エネルギー源とを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器。 - (a)マルチウエルアッセイプレートを画像化するように適合された画像システムと、
(b)測定位置に前記マルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部と、
(c)電気エネルギー源と、
(d)前記エネルギー源に前記マルチウエルアッセイプレートを接続するように適合された電気接続部とを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器。 - 前記複数のウエルが複数の独立にアドレス可能なセクタを含み、前記電気接続部が、前記エネルギー源に前記マルチウエルプレートの前記セクタを接続するように適合される、請求項344に記載の機器。
- (a)マルチウエルアッセイプレートのセクタを画像化するように適合された画像システムと、
(b)測定位置に前記マルチウエルアッセイプレートを保持するように適合された支持部と、
(c)電気エネルギー源と、
(d)前記エネルギー源に前記マルチウエルプレートの前記セクタを接続するように適合された電気接続部とを備える、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
前記複数のセクタに前記電気接続部を接続し、かつ/又は、前記複数のセクタを順に画像化するように適合される機器。 - 上部表面及び底部表面を有する基板を備え、標準の96ウエルプレート構成に対応するウエルアレイを有し、前記アレイが、
A1〜A4、B1〜B4、C1〜C4及びD1〜D4のウエルを有する第1セクタと、
A5〜A8、B5〜B8、C5〜C8及びD5〜D8のウエルを有する第2セクタと、
A9〜A12、B9〜B12、C9〜C12及びD9〜D12のウエルを有する第3セクタと、
E1〜E4、F1〜F4、G1〜G4及びH1〜H4のウエルを有する第4セクタと、
E5〜E8、F5〜F8、G5〜G8及びH5〜H8のウエルを有する第5セクタと、
E9〜E12、F9〜F12、G9〜G12及びH9〜H12のウエルを有する第6セクタの1つ又は複数のセクタを含むマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
前記ウエルから放出される発光を測定するように適合された光検出器と、複数の電気接続部とを備え、前記複数の電気接続部が前記底部表面への接触を行うように構成される機器。 - 前記複数の電気接続部が、前記ウエル間で前記底部表面への接触を行うように構成される、請求項347に記載の機器。
- 各セクタが、
(i)A1−B2、A2−B3、A3−B4、C1−D2、C2−D3、C3−D4のうち2つ以上の第1セクタ位置と、
(ii)A5−B6、A6−B7、A7−B8、C5−D6、C6−D7、C7−D8のうち2つ以上の第2セクタ位置と
(iii)A9−B10、A10−B11、A11−B12、C9−D10、C10−D11、C11−D12のうち2つ以上の第3セクタ位置と、
(iv)E1−F2、E2−F3、E3−F4、G1−H2、G2−H3、G3−H4のうち2つ以上の第4セクタ位置と、
(v)E5−F6、E6−F7、E7−F8、G5−H6、G6−H7、G7−H8のうち2つ以上の第5セクタ位置と、
(vi)E9−F10、E10−F11、E11−F12、G9−H10、G10−H11、G11−H12のうち2つ以上の第6セクタ位置の1つ又は複数の位置に1つ又は複数の電気接点を備える、請求項347に記載の機器。 - 上部表面及び底部表面を有する基板を備え、標準の384ウエルプレート構成に対応するウエルアレイを有し、前記アレイが、行A〜P及び列1〜24を有し、かつ、
A1〜A8、B1〜B8、C1〜C8、D1〜D8、E1〜E8、F1〜F8、G1〜G8及びH1〜H8のウエルを有する第1セクタと、
A9〜A16、B9〜B16、C9〜C16、D9〜D16、E9〜E16、F9〜F16、G9〜G16及びH9〜H16のウエルを有する第2セクタと、
A17〜A24、B17〜B24、C17〜C24、D17〜D24、E17〜E24、F17〜F24、G17〜G24及びH17〜H24のウエルを有する第3セクタと、
I1〜I8、J1〜J8、K1〜K8、L1〜L8、M1〜M8、N1〜N8、O1〜O8及びP1〜P8のウエルを有する第4セクタと、
I9〜I16、J9〜J16、K9〜K16、L9〜L16、M9〜M16、N9〜N16、O9〜O16及びP9〜P16のウエルを有する第5セクタと、
I17〜I24、J17〜J24、K17〜K24、L17〜L24、M17〜M24、N17〜N24、O17〜O24及びP17〜P24のウエルを有する第6セクタの1つ又は複数のセクタを含むマルチウエルプレートから発光を測定するための機器であって、
前記複数のウエルから放出される発光を測定するように適合された光検出器と、複数の電気接続部とを備え、前記複数の電気接続部が前記底部表面への接触を行うように構成される、機器。 - 各セクタが、
(i)B2−C3、B4−C5、B6−C7、F2−G3、F4−G5、F6−G7のうち2つ以上の第1セクタ位置と、
(ii)B10−C11、B12−C13、B14−C15、F10−G11、F12−G13、F14−G15のうち2つ以上の第2セクタ位置と、
(iii)B18−C19、B20−C21、B22−C23、F18−G19、F20−G21、F22−G23のうち2つ以上の第3セクタ位置と、
(iv)J2−K3、J4−K5、J6−K7、N2−O3、N4−O5、N6−O7のうち2つ以上の第4セクタ位置と、
(v)J10−K11、J12−K13、J14−K15、N10−O11、N12−O13、N14−O15の2つ以上の第5セクタ位置と、
(vi)J18−K19、J20−K21、J22−K23、N18−O19、N20−O21、N22−O23のうち2つ以上の第6セクタ位置の1つ又は複数の位置に1つ又は複数の電気接点を備える、請求項350に記載の機器。 - 標準のウエルプレート構成を有し、2×3アレイの正方形セクタをさらに有するマルチウエルプレートから発光を測定するための機器であって、
前記複数のウエルから放出される発光を測定するように適合された光検出器と、複数の電気接続部とを備え、前記複数の電気接続部が、前記ウエル間で前記プレートの底部表面への接触を行うように構成される機器。 - 各セクタが、(表側を上にして)前記プレートの左上コーナから(インチで)測って以下の位置(X,Y)、
(i)(0.743、0.620)、(1.097、0.620)、(1.451、0.620)、(0.743、1.329)、(1.097、1.329)、(1.451、1.329)のうち2つ以上の第1セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(ii)(2.161、0.620)、(2.515、0.620)、(2.869、0.620)、(2.161、1.329)、(2.515、1.329)、(2.869、1.329)のうち2つ以上の第2セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(iii)(3.579、0.620)、(3.933、0.620)、(4.287、0.620)、(3.579、1.329)、(3.933、1.329)、(4.287、1.329)のうち2つ以上の第3セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(iv)(0.743、2.038)、(1.097、2.038)、(1.451、2.038)、(0.743、2.747)、(1.097、2.747)、(1.451、2.747)のうち2つ以上の第4セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(v)(2.161、2.038)、(2.515、2.038)、(2.869、2.038)、(2.161、2.747)、(2.515、2.747)、(2.869、2.747)のうち2つ以上の第5セクタ位置(インチ、±0.125”)と、
(vi)(3.579、2.038)、(3.933、2.038)、(4.287、2.038)、(3.579、2.747)、(3.933、2.747)、(4.287、2.747)のうち2つ以上の第6セクタ位置(インチ、±0.125”)
の1つ又は複数の位置に配置された1つ又は複数の電気接点を備える、請求項352に記載の機器。 - マルチウエルアッセイプレートの少なくとも一部から光を測定するように適合された光検出器アレイと、
(a)前記マルチウエルプレートに電気エネルギーを供給する電気エネルギー源とを備える、複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器。 - (a)複数の独立にアドレス可能なセクタから光を測定するように適合されたフォトダイオードアレイと、
(b)マルチウエルプレートに電気エネルギーを供給する電気エネルギー源と
を備える、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
前記フォトダイオードアレイが、独立にアドレス可能なセクタのそれぞれに整列するように構成され、それによって、各フォトダイオードが、前記セクタ内の1つのウエルに対応し、対応する1つのフォトダイオードによって各ウエルからの発光を測定する機器。 - (a)複数の独立にアドレス可能なセクタから光を測定するように適合されたフォトダイオードアレイと、
(b)マルチウエルプレートに電気エネルギーを供給する電気エネルギー源とを備える、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
前記フォトダイオードアレイが、独立にアドレス可能なセクタのそれぞれに整列するように構成され、それによって、前記セクタ内の各ウエルが、前記ウエルに整列した1つ又は複数のフォトダイオードを有し、それによって放出された発光を測定する機器。 - 前記1つ又は複数のフォトダイオードが整列されていないウエルから測定するクロストーク発光量が5%未満である、請求項356に記載の機器。
- (a)マルチウエルアッセイプレートの少なくとも一部から光を測定するように適合された光検出器アレイと、
(b)前記マルチウエルプレートに電気エネルギーを供給する電気エネルギー源とを備える、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
セクタ内の前記発光を測定する機器。 - (a)マルチウエルアッセイプレートの少なくとも一部から光を測定するように適合された光検出器アレイと、
(b)前記マルチウエルプレートに電気エネルギーを供給する電気エネルギー源とを備える、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
セクタ内の前記ウエル中で発光を誘起する機器。 - (a)セクタ内のマルチウエルアッセイプレートから光を測定するように適合された光検出器アレイと、
(b)前記マルチウエルプレート用の支持部とを備える、一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための機器であって、
前記光検出器アレイが、前記支持部に対して相対的に移動することができように適合され、それによって、前記検出器アレイに各セクタを位置合わせすることができる機器。 - 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、セクタ内の前記複数のウエルに電気エネルギーを供給する方法。
- 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、セクタ内の前記発光を測定する方法。
- 一緒にアドレス可能なウエルからなる複数の独立にアドレス可能なセクタを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)セクタ内の前記マルチウエルアッセイプレートに電気エネルギーを供給することと、
(b)前記マルチウエルアッセイプレートから発光を測定することとを含む方法。 - 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)前記複数のウエルの第1セクタに電気エネルギーを供給することと、
(b)前記複数のウエルの前記第1セクタから発光を測定することと、
(c)前記複数のウエルの第2セクタに電気エネルギーを供給することと、
(d)前記複数のウエルの前記第2セクタから発光を測定することとを含む方法。 - 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)前記複数のウエルの第1セクタから発光を測定することと、
(b)前記複数のウエルの第2セクタから発光を測定することとを含む方法。 - 上部表面及び底部表面を有する基板並びにウエルアレイを備えるマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための、前記ウエルアレイから放出される発光を測定するように適合された光検出器を備える機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行うための方法であって、前記底部表面への接触を行う複数の電気接続部に前記プレート底部を接触させることと、発光を測定することとを含む方法。
- 前記ウエル間で前記底部表面への接触を行う、請求項366に記載の方法。
- 複数のウエルを有するマルチウエルプレートから発光を測定するための方法であって、少なくとも2つの前記複数のウエルから放出される発光を同時に画像化することを含み、前記画像化では、少なくとも10°の円錐全角を有する円錐状の発光を収集する方法。
- 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)カメラで前記マルチウエルアッセイプレートの第1セクタの第1画像を形成することと、
(b)前記マルチウエルアッセイプレートの第2セクタの第2画像を形成することとを含む方法。 - 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)前記マルチウエルアッセイプレートの第1セクタをカメラに位置合わせすることと、
(b)前記カメラで前記マルチウエルアッセイプレートの前記第1セクタから発光を測定すること、
(c)前記マルチウエルアッセイプレートの第2セクタを前記カメラに位置合わせすることと、
(d)前記カメラで前記マルチウエルアッセイプレートの前記第2セクタから発光を測定することとを含む方法。 - 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)前記複数のウエルの第1セクタに電気エネルギーを供給することと、
(b)カメラを使用して、前記複数のウエルの前記第1セクタから発光を測定すること、
(c)前記複数のウエルの第2セクタに電気エネルギーを供給することと、
(d)前記カメラを使用して、前記複数のウエルの前記第2セクタから発光を測定することとを含む方法。 - 上部表面及び底部表面を有する基板を備え、標準の96ウエルプレート構成に対応するウエルアレイを有し、前記アレイが、
A1〜A4、B1〜B4、C1〜C4及びD1〜D4のウエルを有する第1セクタと、
A5〜A8、B5〜B8、C5〜C8及びD5〜D8のウエルを有する第2セクタと、
A9〜A12、B9〜B12、C9〜C12及びD9〜D12のウエルを有する第3セクタと、
E1〜E4、F1〜F4、G1〜G4及びH1〜H4のウエルを有する第4セクタと、
E5〜E8、F5〜F8、G5〜G8及びH5〜H8のウエルを有する第5セクタと、
E9〜E12、F9〜F12、G9〜G12及びH9〜H12のウエルを有する第6セクタの1つ又は複数のセクタを含むマルチウエルプレートから発光を測定するための、前記複数のウエルから放出される発光を測定するように適合された光検出器を備える機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法であって
(a)1つ又は複数の接点位置のところで、前記底部表面への接触を行う複数の電気接続部に前記底部表面の各セクタを接触させることと、
(b)放出された発光を測定することとを含む方法。 - 96個のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための、前記複数のウエル内で電極誘起発光を生成する電気エネルギー源及び前記複数のウエルから放出される発光を測定するカメラを備える機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法であって、2つ以上の前記複数のウエルに約50〜150マイクロリットルのアッセイ混合物を導入することと、前記ウエルから前記アッセイ混合物を測定することとを含む、方法。
- 384個のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための、前記複数のウエル内で電極誘起発光を生成する電気エネルギー源及び前記複数のウエルから放出される発光を測定するカメラを備える機器を使用して、1つ又は複数のアッセイを行う方法であって、2つ以上の前記複数のウエルに20〜60マイクロリットルのアッセイ混合物を導入することと、前記ウエルから前記アッセイ混合物を測定することとを含む方法。
- 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)前記複数のウエルの第1セクタに電気エネルギーを供給することと、
(b)光検出器アレイで前記複数のウエルの前記第1セクタから発光を測定することと、
(c)前記複数のウエルの第2セクタに電気エネルギーを供給することと、
(d)前記光検出器アレイで前記第2セクタから発光を測定することとを含む方法。 - 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)前記複数のウエルの第1セクタに電気エネルギーを供給することと、
(b)光検出器アレイを使用して、前記複数のウエルの前記第1セクタから発光を測定することと、
(c)前記複数のウエルの第2セクタに電気エネルギーを供給することと、
(d)前記光検出器アレイを使用して、前記複数のウエルの前記第2セクタから発光を測定することとを含む方法。 - 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)前記マルチウエルアッセイプレートの第1セクタに電気エネルギーを供給することと、
(b)光検出器アレイで前記マルチウエルアッセイプレートの前記第1セクタから発光を測定することと、
(c)前記マルチウエルアッセイプレートの第2セクタを前記光検出器アレイに位置合わせすることと、
(d)前記光検出器アレイで前記マルチウエルアッセイプレートの前記第2セクタから発光を測定することとを含む方法。 - 複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定するための方法であって、
(a)前記マルチウエルアッセイプレートの第1セクタに電気エネルギーを供給することと、
(b)光検出器アレイで前記マルチウエルアッセイプレートの前記第1セクタから発光を測定することと、
(c)前記マルチウエルアッセイプレートの第2セクタを前記光検出器アレイに位置合わせすることと、
(d)前記光検出器アレイで前記マルチウエルアッセイプレートの前記第2セクタから発光を測定することとを含む方法。 - アレイ状に配置された複数のウエルを有するマルチウエルアッセイプレートから発光を測定する機器を使用して1つ又は複数のアッセイを行うための方法であって、行又は列ごとに前記複数のウエルから前記発光を誘起し測定することを含む方法。
- 発光を誘起し測定する機器、マルチウエルプレート及び電気化学発光試薬を備える、電極誘起発光アッセイを行うためのシステム。
- 電極誘起発光を誘起し測定する機器及びマルチウエルプレートを備える、電極誘起発光アッセイを行うためのシステム。
- 請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器を備え、マルチウエルアッセイプレートをさらに備える、電極誘起発光アッセイを行うためのシステム。
- 前記部分が2つ以上のウエルを含む、請求項341から342までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上50%未満のウエルを含む、請求項336から338まで、341から343まで、345から351まで、353、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上40%未満のウエルを含む、請求項336から338まで、341から343まで、345から351まで、353、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上30%未満のウエルを含む、請求項336から338まで、341から343まで、345から351まで、353、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上20%未満のウエルを含む、請求項336から338まで、341から343まで、345から351まで、353、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上10%未満のウエルを含む、請求項336から338まで、341から343まで、345から351まで、353、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記セクタが、前記複数のウエルの2つ以上5%未満のウエルを含む、請求項336から338まで、341から343まで、345から351まで、353、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記セクタが、4×4アレイの前記ウエルを含む、請求項336から338まで、341から343まで、345から349まで、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記マルチウエルプレートが、2×3アレイのセクタを含む、請求項336から338まで、341から343まで、345から351まで、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記セクタが、1つ又は複数の行又は1つ又は複数の列の前記ウエルを含む、請求項336から338まで、341から343まで、345から346まで、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記マルチウエルプレートが、互いに重なり合うセクタのアレイを有し、各セクタが、行及び/又は列の前記複数のウエルの交互のメンバを含む、請求項335から346まで又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記マルチウエルプレートが、セグメント化した行及び/又はセグメント化した列を有し、前記セグメント化した行又はセグメント化した列が、交互のウエルを含み、前記マルチウエルプレート上で少なくとも2つのセクタが重なり合う、請求項335から346まで又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記複数のウエルから発光を測定するように位置決めされた光検出器をさらに備える、請求項336又は337のいずれか一項に記載の機器。
- 前記セクタから発光を測定するように位置決めされた光検出器をさらに備える、請求項336又は337のいずれか一項に記載の機器。
- 単一の明るいウエルが、隣接する複数のウエルの平均発光測定値を、前記明るいウエルの値の0.0001倍以下に構成される、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 96ウエルプレートの任意のウエルからの発光放出値の5/1000以下の値が、隣接するウエルの発光測定値に現れないように構成される、請求項354から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 指定した発光放出を選択するように適合された光学フィルターをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記電気エネルギー源が電圧走査を提供するように適合される、請求項335から338まで、342から346まで又は354から359までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記プレート上の複数のセクタへの接触を行い、前記各セクタに電気エネルギーを順に選択的に印加するように適合される、請求項336から338まで、341から343まで、345から351まで、353、又は355から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記プレート底部上に押し付けることによって、前記電気接続部が前記マルチウエルプレートへの接触を行う、請求項335から338まで、344又は346のいずれか一項に記載の機器。
- 前記支持部が、前記複数のウエルに電気エネルギーを供給するように適合された1つ又は複数の電気接続部を備える、請求項337、338、344、345又は346のいずれか一項に記載の機器。
- 電極誘起発光を誘起しかつ/又は測定する検出位置に前記マルチウエルプレートを搬送するように適合されたコンベアをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記マルチウエルプレートの動作、又は前記支持部の動作、又は前記カメラの動作、又は前記電気接続部の動作を制御するように適合された動作制御コンピュータをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 温度センサをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記プレートへの接触を行うように適合された温度センサをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 非接触式センサをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 赤外線検出器を有する非接触式センサをさらに備える、前記請求項335から408までのいずれかに記載の機器。
- 温度変動について前記マルチウエルプレートを走査するように適合された温度コントローラをさらに備え、温度の影響を補正するように適合される、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記マルチウエルプレートのウエル内で蛍光を誘起するように適合された光源をさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記ウエル中に開始剤及び/又は試薬を計量分配するための計量分配装置をさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記画像システムがカメラを備える、請求項340から346までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記カメラが光検出器アレイである、請求項413に記載の機器。
- 前記カメラがCCDアレイである、請求項413に記載の機器。
- 前記カメラがCMOS検出器アレイである、請求項413に記載の機器。
- 前記画像システムが、各ウエル内の複数の結合ドメインのそれぞれから発光を測定し解像するように適合される、請求項340から346までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記画像システムが、画像を形成する検出表面を有し、前記画像の幅が、前記セクタの幅の50〜200%である、請求項340から346までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記画像システムがレンズを備える、請求項340から346までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記レンズの直径が3.0〜5.0インチである、請求項419に記載の機器。
- 前記レンズの倍率が約0.625±0.010である、請求項419に記載の機器。
- 前記画像システムが、Fナンバーの小さいテレセントリックレンズを備える、請求項340から346までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記支持部と前記光検出器の間にテーパ付きファイバ束をさらに備える、請求項338に記載の機器。
- 前記支持部と前記光検出器の間にMCP(インテンシファイア)をさらに備える、請求項338に記載の機器。
- コンピュータ画像分析装置をさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記コンピュータ画像分析装置が、カメラの不良画素の補正を行うことができる、請求項425に記載の機器。
- 前記ウエルの位置決定を行い、バックグラウンド光を減算し、かつ/又は宇宙線により誘起された偽信号を除去するソフトウエアを有するコンピュータをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 入力ポート及び出力ポートを備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 明確にサンプルの識別を行うための一体型バーコードリーダをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- プレートコンベア上に前記マルチウエルプレートを載せ、前記プレートコンベアから前記マルチウエルプレートを取り出すロボットアームをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- マルチウエルプレートスタッカをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記光検出器が、1つ又は複数のフォトダイオードを含む、請求項335、338、339又は347から353までに記載の機器。
- 前記光検出器が、測定中に1つの検出器が1つのウエルに位置合わせされるように構成された検出器アレイを含む、請求項335、338、339又は347から353までに記載の機器。
- 前記光検出器アレイが、行又は列のウエルから光を同時に測定するように構成される、請求項433に記載の機器。
- 前記光検出器アレイがリニアアレイ光検出器である、請求項433に記載の機器。
- リニアアレイ電気接続部をさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 4つの動作電気接続部及び3つの対向電気接続部をさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 前記発光の前記測定が、測定中の各ウエルに位置合わせされた少なくとも1つの光検出器を使用して各ウエルから発光を測定することを含む、請求項361から367まで又は369から379までのいずれか一項に記載の方法。
- クロストーク発光量が、発光の2%未満である、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- クロストーク発光量が、発光の1%未満である、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- クロストーク発光量が、発光の0.5%未満である、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- クロストーク発光量が、発光の0.1%未満である、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 指定したスペクトルの発光放出を選択することをさらに含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- バックグラウンド光を減算すること、及び/又は宇宙線により誘起された偽信号を除去することをさらに含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のウエルから発光を誘起する前にバックグラウンド発光を測定することと、その後、誘起された発光を測定することとを含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 1つ又は複数の動作電気接続部及び1つ又は複数の対向電気接続部に、前記マルチウエルプレートを接触させることをさらに含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 光源を使用して1つ又は複数のウエル内で光ルミネッセンスを誘起することと、前記ウエルから前記光ルミネッセンスを測定することとをさらに含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 1つ又は複数のウエルに開始剤を添加することと、放出された化学発光を測定することとをさらに含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 前記マルチウエルプレートを画像化するためにカメラを位置決めすることを含む、請求項361から368まで、373又は374のいずれかに記載の方法。
- カメラによって画像化されるように前記マルチウエルプレートを位置決めすることをさらに含む、請求項361から368まで、373又は374のいずれかに記載の方法。
- 前記画像システムによって第1セクタを画像化することができるように前記マルチウエルプレートを位置決めすることと、前記画像システムによって第2セクタを画像化することができるように前記マルチウエルプレートを位置決めすることとをさらに含む、請求項369に記載の方法。
- 前記マルチウエルプレートを画像化して正しい検出位置決めを確認することと、その後、発光を誘起することと、放出された発光を測定することとを含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- コンピュータを使用して前記ウエルの位置決定を行うことを含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 前記マルチウエルプレートを直線的に走査することによって前記測定を実施する、請求項361から371まで又は373から379までのいずれか一項に記載の方法。
- フィルムを使用して前記測定を実施する、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 1つ又は複数のフォトダイオードを使用して前記測定を実施する、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- フォトダイオードアレイを使用して前記測定を実施する、請求項361から367まで、372又は375から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 前記マルチウエルプレートから光を測定するために、1つ又は複数のフォトダイオードを位置決めすることを含む、請求項361から367まで、372又は375から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 放出された発光を光検出器によって測定することができるように、前記マルチウエルプレートを位置決めすることをさらに含む、請求項361、362、363、364又は365のいずれか一項に記載の方法。
- 前記光検出器によって第1の行又は列のウエルから放出された発光を測定することができるように、前記マルチウエルプレートを位置決めすることと、さらに、前記光検出器によって第2の行又は列のウエルを測定することができるように、前記マルチウエルプレートをさらに位置決めすることとをさらに含む、請求項375から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 前記ウエルが別々にアドレス可能であり、各光検出器が、2つ以上の前記別々にアドレス可能なウエルから発光を測定する、請求項375から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 機器の開口部を通って検出位置に前記マルチウエルプレートを搬送することと、前記開口部を閉じることによって遮光容器を形成することと、放出された発光を測定することと、前記開口部を開くことと、その後、前記マルチウエルプレートを取り出すこととを含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 前記遮光容器内に後退して戻る引き出し上に前記マルチウエルプレートを載せることを含む、請求項462に記載の方法。
- 動作制御コンピュータを使用して、前記マルチウエルプレートを搬送すること、及び/又は、光検出器を位置決めすることをさらに含む、請求項361から365までのいずれか一項に記載の方法。
- マルチウエルスタックから前記マルチウエルプレートを取り出すことと、検出位置に前記マルチウエルプレートを搬送することと、前記測定後、前記マルチウエルプレートをスタックに戻すこととをさらに含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 1つ又は複数の前記ウエルに1つ又は複数の発光試薬を添加することをさらに含む、請求項361から379までのいずれかに記載の方法。
- 前記1つ又は複数の発光試薬を、(a)少なくとも1つの発光標識と、(b)少なくとも1つの電気化学発光共同反応物と、(c)1つ又は複数の結合試薬と、(d)pH緩衝液と、(e)酵素の群から選択する、請求項466に記載の方法。
- 前記1つ又は複数の発光試薬を、(a)少なくとも1つの発光標識と、(b)少なくとも1つの電気化学発光共同反応物の群から選択する、請求項466に記載の方法。
- 特定の結合の速度を速くするために、前記マルチウエルプレートを振とうすることをさらに含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- アッセイの洗浄ステップをさらに含む、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも20枚のマルチウエルプレートから発光を順に自動的に測定する、請求項361から379までのいずれか一項に記載の方法。
- (a)プレートを前記機器に入れ、その中で移動させ、前記機器から出すことと、(b)適当な環境にプレートを格納することと、(c)液体又は試薬のハンドリング装置と、(d)アッセイプレート振とう機と、(e)プレートの吸引を行うことのうち、1つ又は複数の機能を実施することができる1つ又は複数のロボット装置及び/又はコンピュータシステムをさらに備える、請求項335から360までのいずれか一項に記載の機器。
- 複数の機械読込み可能なしるしを柔軟に識別する方法であって、少なくとも1つの前記複数の機械読込み可能なしるしから、しるし情報を読み込むことと、前記しるし情報をしるし識別装置に送ることと、前記しるし情報用の適切なしるしインタプリタを識別することと、前記適切なしるしインタプリタで前記しるし情報を処理することとを含む方法。
- 複数の機械読込み可能なしるしを柔軟に識別する方法であって、
(a)前記複数の機械読込み可能なしるしから、しるし情報の固有のインスタンスを読み込むステップと、
(b)ステップ(a)で読み込んだしるし情報を、複数のしるしインタプリタに送るステップと、
(c)ステップ(b)で送出したしるし情報用の適切なしるしインタプリタを識別するステップと、
(d)ステップ(c)で識別した適切なしるしインタプリタで、ステップ(b)で送出したしるし情報を解釈するステップと、
(e)各しるし情報の固有のインスタンスごとに、ステップ(a)〜(d)を繰り返すステップとを含む方法。
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