JP2008506607A - マイクロプレート格納装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低価格のマイクロプレート格納装置を提供する。
【解決手段】側板３６，３８から折り曲げられて一体的に形成された棚部４４と位置決め部４６，４８とを備えたものであり、棚部４４と位置決め部４６の型板を使用して側板３６，３８を切断し、切断箇所を折り曲げて棚部４４と位置決め部４６が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般に格納装置に関し、特にマイクロプレート格納装置に関する。

タンパク質を溶液から結晶化させるのに適切な条件を見つけ出すときに、タンパク質と試薬それぞれの適切な濃度を見つけ出すに至るまでには、しばしば多くの試験が行なわれる。更に、結晶化が可能な条件であっても、結晶化の速度は非常に遅く、時として週又は数か月の時間単位となりえる。したがって、手動によるタンパク質結晶化実験は、まさに労働及び時間集約的な処理であると言える。最初の実験でタンパク質を結晶化させる機会を増加させて、多くの時間を節約する一つの方法は、初期の実験において可能な限り多様なタンパク質及び試薬の濃度について実験をすることである。

従来、タンパク質結晶化実験がマイクロプレートを使用して行なわれてきたので、実験の間に用意される多数のマイクロプレートを格納するためにマイクロプレート格納装置が開発されてきた。更に、莫大な数のマイクロプレートを作成し、タンパク質の結晶化をマイクロプレート毎に繰り返しチェックすることはとても労働集約的であるため、自動化されたタンパク質晶析装置が開発されてきた。この自動タンパク質晶析装置は、一回の実験で試験可能な条件の数を増加させるために、多数のマイクロプレート格納装置を利用するようになっている。自動タンパク質晶析装置における多数のマイクロプレート格納装置は、マイクロプレートを高い密度で集積して格納できるが、その費用は、晶析装置の総額に対してかなりの部分を占めてしまう。

多数のマイクロプレート格納装置を使用して、複雑な自動装置を構築するときの問題の一つは、他の格納装置や装置フレームに対する格納装置の整列及び登録だけでなく、各格納装置及びマイクロプレートの位置を知らせる情報が必要であるという点である。この情報は、ロボットプレートハンドラーによってマイクロプレート格納装置からマイクロプレートを適切に自動抜き差しするために要求される。マイクロプレート格納装置が正しい位置にない場合には、ロボットプレートハンドラーで上記格納装置にマイクロプレートを正確に差し入れることができない。

そこで、低価格のマイクロプレート格納装置を提供することが望まれている。さらに、マイクロプレート格納装置の位置、整列及び登録を決定する方法の提供が望まれている。

本発明によって、上記要求の殆どを満たすことができる。ここでは、いくつかの実施形態において、マイクロプレート格納装置を構成する一対の側板に複数の棚部及び位置決め部を一体的に備えた装置が提供されている。さらに、本発明のいくつかの実施形態において、マイクロプレート格納装置は、装置の位置、整列及び登録情報を提供する総合的な特徴を備えた底板を具備している。

本発明の一実施形態によれば、側板が提供される。この側板は、複数の棚部と、棚部の側方に形成された複数の位置決め部と、側板の上部に設けられた固定片とを具備しており、これら各構成要素部は連続した一体部材として形成されたものである。本発明のいくつかの実施形態において、側板は、位置検出溝及び整列溝の両方を備えた底板に取り付けられる。

本発明の他の実施形態によれば、側板の製造方法が提供される。この方法には、レーザーカットにより一枚の型板から側板上に棚部及び位置決め部を同時に形成し、その後、側板のカット部分を折り曲げて棚部及び位置決め部を形成することが含まれる。

本発明の他の実施形態によれば、格納装置の位置検出方法が提供される。この方法には、格納装置に関わる位置検出溝の右縁部の位置を検出し、格納装置に関わる位置検出溝の左縁部の位置を検出し、格納装置に関わる位置検出溝の上端縁部の位置を検出することが含まれる。

本発明の他の実施形態によれば、格納装置を整列させて登録する方法が提供される。この方法には、底板の整列溝に整列棒を係合し、その後、底板の位置検出溝の所定の表面に設けられたバーコードを走査することが含まれる。

本発明の他の実施形態によれば、側板が提供される。この側板は、棚に物を載せるための手段及び棚に物を位置付けるための手段を一体的に形成したものである。さらに、上記側板は、一体的に形成されて所定位置に側板を固定するための手段と、格納装置を構成する底板に側板を取り付ける手段と、格納装置の位置を検出する手段と、格納装置を整列し登録する手段とを含む。

ここでは、本発明の一実施形態をやや広く概説した。これにより、詳細な説明がよりよく理解されるであろう。また、本発明の技術貢献が一層よく評価されるかもしれない。当然ながら、従属する請求項の主題となる本発明の付加的な実施形態も以下に詳述されている。

この点において、本発明の少なくとも一実施形態を詳細に説明する前に、発明がその用途において、以下の説明又は図面に記載されている構成要素の詳細な構造及び配置に限定されないということが理解されよう。本発明は、記述されているもの以外に、様々な方法で実施される実施形態にも適用することができる。さらに、要約だけでなく、ここで使用されている用語や述語は説明のためのものであり、それに制限されない。

したがって、技術に熟練しているものは、この開示された概念を本発明の各目的を実行する他の構造、方法及び装置の設計の根拠として容易に利用することができることを認識するであろう。それ故、本発明の思想及び範囲から外れない限り、請求項がそのような等価な構造をも含んでいると見なされる。

以下、図を参照して本発明を説明する。なお、同一の部分には同一の符号を付している。本発明による実施形態は、高い密度で集積し、かつ複雑な装置においてもコスト効率のよいマイクロプレートの格納方法を提供する。更に、いくつかの実施形態は、他の格納装置及び装置フレームに対してマイクロプレート格納装置を位置決めし、配列し及び登録する方法を提供する。

図１はタンパク質結晶化用の自動プレート格納画像形成装置２０の側面図である。この装置２０は、多数のマイクロプレート格納装置２４のハウジングを支持する装置フレーム２２を備えている。図２に示すロボットマイクロプレートハンドラー２６は、画像形成装置３２へマイクロプレート３０を移動するためのものであり、コンピュータ２８によって制御される。コンピュータ２８は、モニター３４を備えており、画像形成装置３２によって取得されたデータを分析するために使用される。画像形成装置３２は、明視野、暗視野、及び偏光照明の画像を取得することができ、これらの画像は、その後、タンパク質の結晶化を検出し、評価するためにコンピュータ２８によって分析される。画像形成装置３２は、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ又は他の光学装置若しくは非光学撮像装置であってもよい。コンピュータ２８は、何時、どのような順番でマイクロプレート３０を分析するかについて完全にプログラム化されている。これにより、ある期間にわたってマイクロプレート３０を分析することで行われるタンパク質の結晶成長動態の測定を極めて簡単に行なうことができる。

図１に示すように、マイクロプレート格納装置２４は、装置フレーム２２上に密接状態で互いに隣接して収納されている。これにより、比較的小スペースに大量のマイクロプレート３０を格納することができ、他の装置や他の目的のための実験スペースを確保することができる。

図３は、マイクロプレート格納装置２４の一実施形態の斜視図である。上記格納装置２４は、同一のものからなる二つの側板３６，３８を並行に備えている。両側板３６，３８は、左右の側板３６，３８のいずれにも適用することができる。二つの並行な側板３６，３８は、一端が底板４０に固定され、他端が天板４２に固定されている。その固定には、リベット、ナット、ボルト、ねじ、釘、他の機械的手段、はんだ溶接、はんだを使用しない溶接、アーク溶接、スポット溶接、トーチ溶接、他の溶接手段、接着剤、エポキシ、樹脂、他の接着手段、又は物同士を接続する他の適当な手段を使用してもよい。側板３６，３８、底板４０及び天板４２は、金属、プラスチック、木材、又は構造物として適当な他の材料を用いて形成することができる。本実施形態においては、側板３６，３８がステンレス鋼で形成され、底板４０及び天板４２がアルミニウムで形成されている。

側板３６，３８には、複数の棚部４４及び複数の位置決め部４６，４８の両方が設けられている。そして、棚部４４はマイクロプレート３０（図１参照）を格納し、位置決め部４６，４８はマイクロプレート３０を棚の隙間５０に整列させる機能をそれぞれ有している。位置決め部４６，４８は、棚部４４と側板３６，３８とによって囲まれた棚の隙間５０にマイクロプレート３０を案内する面５２（図６参照）を略４５度の角度で設けている。マイクロプレート格納装置２４にマイクロプレート３０を挿入するためには、所望の棚の隙間５０内にある位置決め部４６，４８の間にマイクロプレート３０を挿入すればよい。マイクロプレート３０の当初の整列位置がずれている場合にも、マイクロプレート３０は位置決め部４６，４８によって棚の隙間５０の中央部に案内される。

棚部４４は、側板３６をレーザー切断及びパンチングすることで、この棚部４４がマイクロプレート格納装置２４の内側に突出して水平に並んだ棚部４４となるように形成される。棚部４４の側方に位置する位置決め部４６，４８は、棚部４４と同時に、同一の型板を使用して、レーザー切断及びパンチングが行われる。これにより、棚の組立て精度を向上することができる。棚部４４及び位置決め部４６，４８を形成する技術は、レーザー切断に限られず、他の方法、例えば棚部４４や位置決め部４６，４８を機械的に切断し、又はスタンピングをしてもよい。

底板４０には、位置検出溝５４が設けられている。この位置検出溝５４は、マイクロプレート格納装置２４の位置をロボットマイクロプレートハンドラー２６（図２参照）上に設けられたセンサーによって検出させるためのものである。この場合、上記センサーによって、位置検出溝５４の左縁部５６又は右縁部５８の一方と上端縁部６０とが検出される。位置検出溝５４が底板４０の真ん中に設けられ、且つ格納装置２４の様々な実施形態に対して同一の幅で形成されているので、コンピュータ２８（図１参照）と協働したロボットマイクロプレートハンドラー２６のセンサーがマイクロプレート格納装置２４の位置を検出するには、位置検出溝５４の左縁部５６又は右縁部５８の一方及び上端縁部６０を用いれば十分である。

側板３６には、固定片６２が設けられている。この固定片６２は、マイクロプレート格納装置２４が自動プレート格納画像形成装置２０（図１参照）の中にセットされた時に適所へマイクロプレート格納装置２４を固定するための機構として、及び取っ手６６の接続部６４としての役目を果たす。取っ手６６は、鋼、アルミニウム、他の金属又は合金、プラスチック又は他の適当な材料で形成されている。固定片６２は、装置フレーム２２の固定機構に係合する（図１参照）ようになっている。

図４は、マイクロプレート格納装置２４の一実施形態の側面図である。側板３６上には、位置決め部４６，４８が棚部４４方向へ傾斜して設けられている。この位置決め部４６，４８は、棚部４４上にマイクロプレート３０（図１参照）を整列させる役目を果たすものである。マイクロプレート格納装置２４からマイクロプレート３０を自動抜き差しするためには、棚部４４上にマイクロプレート３０を正確に位置決めすることが必要である。また、同図に示すように側板３６には、固定片６２及び取っ手接続部６４が設けられている。この取っ手接続部６４には、ボルト、ねじ、釘、リベット、溶接又は他の適当な方法によって取っ手６６が取り付けられている。側板３６の下端部に設けられた二つの下部接続部６８は、底板４０に側板３６を取り付けるためのものである。一方、側板３６の上端部に設けられた二つの上部接続部７０は、図３に示す天板４２に側板３６を取り付けるためのものである。下部及び上部接続部６８，７０には、ボルト、リベット、他の機械的手段、溶接又は接着剤を使用することができる。

底板４０の底には、整列溝７２が設けられている。この整列溝７２は、装置フレーム２２にマイクロプレート格納装置２４を整列させるためのものであり、装置フレーム２２（図１参照）に設けられた対応する整列棒に係合するようになっている。整列棒が整列溝７２に嵌ると、マイクロプレート格納装置２４が適切な方向に向けられることになる。整列の後、ロボットマイクロプレートハンドラー２６（図１参照）のセンサーによって、図３に示す底板４０に設けられたバーコード７４が読取られ、マイクロプレート格納装置２４が登録される。マイクロプレート格納装置２４を登録することにより、どのタイプのマイクロプレート格納装置２４が使用されているかを自動プレート格納画像形成装置２０（図１参照）で識別することができる。更に、マイクロプレート格納装置２４を登録することにより、ユーザがコンピュータ２８（図１参照）に各マイクロプレート格納装置２４及び格納装置２４に格納されたマイクロプレート３０に関する専用の情報をプログラムすることができる。

図５は、マイクロプレート格納装置２４の一実施形態の正面図である。図５に示すように、棚部４４は、マイクロプレート格納装置２４の内側に向けて側板３６，３８から水平に突出しており、マイクロプレート３０の左右の縁部を保持するようになっている。マイクロプレート３０（図１参照）に許容される保持量は、棚部４４がマイクロプレート格納装置２４の内側にどれだけ突出しているかによって増減することができる。棚部４４のマイクロプレート格納装置２４の内側への突出量が大きいほど、マイクロプレート３０に許容される保持量が大きくなる。対向する一対の棚部４４における垂直方向の隙間は、ロボットマイクロプレートハンドラー２６（図２参照）をマイクロプレート３０のわずかに下方に差し込み、マイクロプレート３０の裏面に接触するまで上昇させ、さらにマイクロプレート３０が棚部４４から離れて位置決め部４６，４８（図３及び４参照）を越えるまで上昇させ、最終的にマイクロプレート３０をマイクロプレート格納装置２４から抜き取ることができるようにするものである。

マイクロプレート格納装置２４へのマイクロプレート３０（図１参照）の差し入れは、マイクロプレート３０の抜き取りとは逆の順番で行なわれる。マイクロプレート３０を移動してきたロボットマイクロプレートハンドラー２６（図２参照）は、位置決め部４６，４８の上方に水平に挿入され、マイクロプレート格納装置２４の棚の隙間５０に差し込まれる。次に、マイクロプレート３０が棚部４４上に載置されるまで下降する。ロボットマイクロプレートハンドラー２６は、さらに下降してマイクロプレート３０から離れる。そして、最後には、マイクロプレート格納装置２４から引き抜かれる。マイクロプレート３０の置かれた位置がずれて、マイクロプレート３０の一方の縁部が一対の位置決め部４６，４８の上に置かれた場合、マイクロプレート３０は、傾斜した位置決め部４６，４８上を滑りながら押し込まれ、隙間５０内の棚部４４上に正確に載置される。

図５に示すように、マイクロプレート格納装置２４の正面及び背面のいずれも塞がれていないので、マイクロプレート３０の抜き差しは、マイクロプレート格納装置２４の正面及び背面の両方から行なうことができる。このように、マイクロプレート格納装置２４は通り抜けることができるようになっている。これにより、マイクロプレート格納装置２４に対してロボットマイクロプレートハンドラー２６（図２参照）で一方の側からアクセスし、手動で反対側からアクセスすることができる。

なお、図５は、底板４０の裏面の前側に形成された位置検出溝５４を示している。

図６は側板３６の斜視図である。この側板３６には、棚部４４、位置決め部４６，４８、及び固定片６２が一体的に設けられている。さらに、図６及び図７は二つの下部接続部６８及び二つの上部接続部７０の位置を示している。上述したように、側板３６を一体構造とすることにより、位置決め部４６，４８の位置及び整列の精度及び再現性だけでなく、棚部４４の位置及び整列の精度及び再現性を確保することができる。格納装置２４内にマイクロプレート３０を正確に位置付けることによって、マイクロプレート格納装置２４（図１参照）からマイクロプレート３０（図１参照）を自動抜き差しすることが容易になる。したがって、図９に示す底板４０の一体構造と共に、側板３６の一体構造は、マイクロプレート格納装置の全体性能を向上させ、抜差し工程における機械故障の発生を低減する。

図７は側板３６の側面図、図８はその正面図である。図８に示すように、位置決め部４６，４８は略４５度の角度で傾斜している。なお、本発明の実施形態において、他の傾斜角度を適用してもよい。

図９は、同図において上端部に設けられた位置検出溝５４と、中間部に横断して設けられた整列溝７２とを備えた底板４０の斜視図である。図９に示すように、底板４０には、該底板４０を側板３６，３８（図３参照）に接続するための四つの底板接続部７６が形成されている。さらに、同図に示すように、底板４０には、固定位置にマイクロプレート格納装置２４（図３参照）をしっかり固定するための四つの固定用接続部７８が形成されている。上記固定用接続部７８は、マイクロプレート格納装置２４が自動プレート格納画像形成装置２０の動作中に移動されない場合に使用される（図１参照）。装置フレーム２２（図１参照）に底板４０を固定するためには、ナット及びボルトが使用される。

さらに、図９には三つの縁部５６，５８及び６０が示されている。これらの縁部は、所定の場所にマイクロプレート格納装置２４を位置付けるために使用されるものであり、位置検出溝５４の左端縁部５６、右端縁部５８及び上端縁部６０から成っている。例えば、本発明の一実施形態においては、ロボットマイクロプレートハンドラー２６（図２参照）に設けられた光センサーによって、位置検出溝５４の左端縁部５６又は右端縁部５８のいずれかが検出され、その後、位置検出溝５４の上端縁部６０が検出される。その後、光センサーによって検出された情報をコンピュータ２８（図１参照）によって分析して、マイクロプレート格納装置２４の配置位置が決められる。

図９に示すように、底板４０の下面の中間部を横断して整列溝７２が設けられている。本発明の一実施形態において、上記整列溝７２は、他のマイクロプレート格納装置２４及び装置フレーム２２（図１参照）に対してマイクロプレート格納装置２４（図１参照）を整列させるべく、対応して設けられた整列棒に係合する。

図９は底板の前方窪み８０と後方窪み８２とを示している。これらの窪みは、底板４０の重量を減少させ、また、本発明の一実施形態においては、底板４０を構成する材料の使用量を減少させるためのものである。

図１０は天板４２の斜視図である。天板４２には、図９に示す底板４０と同様に、窪み８４が設けられている。この窪みは天板４２の重量を減少させ、本発明の一実施形態においては、天板４２を構成する材料の使用量を減少させるように機能するものである。なお、同図には、天板４２を側板３６，３８（図３参照）に接続するための四つの天板接続部８６が示されている。

上記実施形態においては、マイクロプレート格納装置２４（図１参照）がマイクロプレート３０（図１参照）を格納する場合について示したが、格納装置２４は他の物を格納してもよい。さらに、マイクロプレート格納装置２４は、マイクロプレート３０を集積して格納するのに有用であるばかりか、コスト的に有用な手段として他の物を集積して格納するために使用することができる。

本発明の多くの特徴や利点は、詳細に記載された本明細書から明白である。また、本発明の思想及び範囲内にある全ての特徴及び利点は請求項に包含される。さらに、多くの改良及び変更は、技術に熟練した者にとって容易に想到することができるので、本発明は図示され且つ記載された正確な構造及び動作に限定されない。従って、本発明の範囲で全ての適切な改良及び等価物は可能である。

本発明の一実施形態によるタンパク質結晶化用の自動プレート格納画像形成装置の側面図である。 図１に示すタンパク質結晶化用の自動プレート格納画像形成装置の平面図である。 本発明の一実施形態によるマイクロプレート格納装置を示す斜視図である。 図３に示すマイクロプレート格納装置の側面図である。 図３に示すマイクロプレート格納装置の正面図である。 本発明の一実施形態によるマイクロプレート格納装置の側板の斜視図である。 図６に示すマイクロプレート格納装置の側板の側面図である。 図６に示すマイクロプレーと格納装置の側板の正面図である。 本発明の一実施形態によるマイクロプレート格納装置の底板の斜視図である。 本発明の一実施形態によるマイクロプレート格納装置の天板の斜視図である。

符号の説明

２４…マイクロプレート格納装置
３６，３８…側板
４０…底板
４２…天板
４４…棚部
４６，４８…位置決め部
５４…位置検出溝
６２…固定片
６６…取っ手
７２…整列溝
７４…バーコード
８０，８２，８４…窪み

Claims (25)

1. 複数の棚部と、該棚部の両側方に形成され棚部の方向に傾斜した複数の位置決め部とを具備し、前記各構成要素部が連続した一体部材として形成されたことを特徴とする側板。
2. 固定片を一体的に設けたことを特徴とする請求項１記載の側板。
3. 前記側板を第１の側板として、
   該第１の側板とミラー対称に配置される第２の側板を設け、
   前記第１の側板及び第２の側板の下端部に取着される底板を設け、格納装置を構成することを特徴とする請求項１記載の側板。
4. 前記第１の側板は、前記第２の側板と略等しい形状に形成されたことを特徴とする請求項３記載の側板。
5. 前記格納装置には、
   前記第１の側板及び第２の側板の上端部に取着される天板を設けことを特徴とする請求項３記載の側板。
6. 前記格納装置を構成する底板に位置検出溝を設けたことを特徴とする請求項３記載の側板。
7. 前記格納装置を構成する底板に整列溝を設けたことを特徴とする請求項３記載の側板。
8. 前記格納装置は、二つの隣接した棚部と二つの側板とによって囲まれ、格納装置の前後を開口した棚の隙間を備えたことを特徴とする請求項３記載の側板。
9. 前記格納装置は、前記各側板の上端部に固定片を一体的に設けたことを特徴とする請求項３記載の側板。
10. 前記格納装置は、前記固定片に取っ手を取り付けたことを特徴とする請求項９記載の側板。
11. 前記格納装置は、
    固定片を一体的に設けた第１の側板及び第２の側板と、
    前記第１の側板及び第２の側板の上端部に取り付けられた天板と、
    位置検出溝及び整列溝を備えた底板と、
    を具備して構成したことを特徴とする請求項３記載の側板。
12. 前記格納装置は、内部に窪みを備えた底板及び天板を具備したことを特徴とする請求項１１記載の側板。
13. 前記側板はステンレス鋼からなり、前記底板及び天板はアルミニウムからなることを特徴とする請求項１１記載の側板。
14. 同一の型板を使用して側板上に棚部及ぶ位置決め部を切断するステップと、
    前記側板の切断位置を折り曲げて棚部及び位置決め部を形成するステップと、
    を含むことを特徴とする側板の製造方法。
15. 前記切断は、レーザを使用して行なわれることを特徴とする請求項１４記載の側板の製造方法。
16. 前記棚部と位置決め部との切断は、同時に行なわれることを特徴とする請求項１４記載の側板の製造方法。
17. 格納装置に備えた位置検出溝の一縁部の位置を検出するステップと、
    前記格納装置に備えた位置検出溝の上端縁部の位置を検出するステップと、
    を含むことを特徴とする格納装置の位置検出方法。
18. 底板に設けられた整列溝に整列棒を嵌め込むステップと、
    前記底板に設けられたバーコードを走査するステップと、
    を含むことを特徴とする格納装置を整列し登録する方法。
19. 前記バーコードは、位置検出溝に近接した位置に設けられたことを特徴とする請求項１８記載の格納装置を整列し登録する方法。
20. 棚部の側方に棚部方向に傾斜して一体的に設けられ、棚部に物を載せるための手段と棚部に物を位置付けるための手段とを備えて構成したことを特徴とする側板。
21. 所定位置に側板を固定する手段を一体的に形成したことを特徴とする請求項２０記載の側板。
22. 格納装置を構成するために第１の側板と第２の側板とを底板に取り付ける手段を備えたことを特徴とする請求項２０記載の側板。
23. 前記格納装置は、格納装置の位置を検出する手段を備えたことを特徴とする請求項２２記載の側板。
24. 前記格納装置は、格納装置を整列し登録する手段を備えたことを特徴とする請求項２２記載の側板。
25. 前記格納装置は、格納装置の前後側から格納装置にアクセスする手段を備えたことを特徴とする請求項２２記載の側板。

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