JP3899049B2 - マイクロプレートを保護するトレー用の裏蓋 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
【従来の技術】
化学あるいは生化学分析用の、多数の個別ウェルあるいは反応チャンバを持つ試験プレートが実験室ツールとしてよく知られている。これらのツールは多様な目的及び分析に用いられ、例えば米国特許第４，７３４，１９２号や同第５，００９，７８０号に例示されるようなものがある。微孔質膜フィルタ及びそうした微孔質膜フィルタを収納したろ過装置は、最近開発された多くの細胞及び組織培養法並びに分析法にとって、中でもウィルス学や免疫学の分野において特に有益なものとなっている。分析法で使用するマルチウェルプレートでは、膜に流体を通す駆動力を付加する真空が膜の裏側にしばしば用いられる。マイクロプレートフォーマットはピペット操作、洗浄、シェーク操作、検出、保管等のプレート処理のために好都合なものである。
【０００３】
マルチウェルプレート分析を同時に行なうために、代表的には９６のウェルを備えたろ過プレートが用いられる。マルチウェル生成物の場合は各ウェルの底部に膜を配置する。膜は生化学反応物あるいは化学反応物をろ過あるいは支持するべく選択した特定の性質を持っている。ＤＮＡシークエンシング、ＰＣＲ産物浄化、プラスミド調製、薬物スクリーニング、サンプル結合及びサンプル溶出のような高スループット用途では一貫して且つ有効に機能する生成物が要求される。
【０００４】
“Ｍｕｌｔｉｓｃｒｅｅｎ”（商標名）としてミリポア社より市販入手することができるそうしたろ過装置の１つは、吸着材、ろ過材あるいは粒状物装填用の９６個のウェルを有している。このろ過装置のろ床集水管には、液滴を容易に釈放させるための非親和性スプレーが塗布される。詳しくは、“Ｍｕｌｔｉｓｃｒｅｅｎ”はろ液収集用の注ぎ口を含み、この注ぎ口が、液滴の配向のみならず液滴の大きさも制御する。ろ床集水管がないと膜の下側全体を横断する非常に大きな液滴が形成され、この大きな液滴が個々のウェルを汚染する恐れがある。膜へのアクセスはこのろ床集水管を除去して行なうが、分析結果は濡れた膜とろ床集水管との間に液体が収集されることによる影響を受けやすい。膜の平面度も、使用する測定法によっては問題となる場合がある。“Ｍｕｌｔｉｓｃｒｅｅｎ”は、液体取り扱い装置、積み上げ装置、把持装置、バーコード読み取り機などの自動ロボット機器とも相性が悪い。
【０００５】
マイクロプレートフォーマットの、ろ過を含まない従来用途は、エンザイム‐リンクドイムノスポット（ＥＬＩＳＰＯＴ）分析法である。ＥＬＩＳＰＯＴ分析法では、例えばＥＬＩＳＰＯＴプレートのウェルに分析対象のシトキンに限定した抗体をコーティングし。この抗体をＥＬＩＳＰＯＴプレートのニトロセルロースあるいはポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）膜部分に結合する。培養期に活性化した周辺の単核細胞がＥＬＩＳＰＯＴプレートに移行するとシトキンが釈放される。釈放されたシトキンは抗体と結合し、それ故に抗体に捕捉される。細胞と余剰のシトキンとが洗浄除去され、基材を不溶性の有色生成物に変換させる酵素と連結した、やはりシトキン限定の別の抗体が付加される。不溶性生成物に変換された基材が、シトキンの捕捉位置を示す点あるいは色を形成する。ＥＬＩＳＰＯＴ分析法は、単一細胞レベルでの免疫細胞の抗体あるいはシトキン生成量を測定する有効な方法を提供するものである。
【０００６】
膜を、フィルタとして使用せずにむしろ膜上で生化学反応を生じさせ、この反応を検出する基材として使用するＥＬＩＳＰＯＴ分析法ではろ床集水管は不要であるばかりか問題を引き起こし得るものとなる。ろ床集水管は画像処理のためのアクセスを妨害し、また、膜を折曲げて画像にも悪影響を及ぼす。加えて、膜を通して膜とろ床集水管との間部分に液漏れが生じると分析は失敗し、また、関与するサンプルあるいは試薬が例えば生物学的に危険なものである場合はユーザーが危険に晒されることもある。
【０００７】
市販製品の非一様性に鑑み、生体分子選別協会（ＳＢＳ）がマイクロプレートの特定寸法基準を公表した。詳しくは、マイクロプレート寸法が製造者ごとに異なるとマイクロプレートを自動化実験設備で使用した場合に多くの問題が生じるが、マイクロプレート寸法をＳＢＳ基準に従って自動化を意図したものに限定するとそうした寸法上の相違が解消される。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第４，７３４，１９２号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，００９，７８０号明細書
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする課題は、膜への容易なアクセスを可能とする一方、膜下部における有害な液体保持、膜の平坦性欠如及びあるいはトレーからのウェルの予期せぬ脱離を減少あるいは無くすマルチウェルプレートフォーマットを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、関連する支持体を備えた少なくとも１つのウェルと、取り外し自在の裏蓋を有するプレートあるいはトレーを含む、特にマルチウェルプレートフォーマットのための実験装置構成が提供される。裏蓋は、支持体あるいは膜を個々のウェルに膜の平坦性と干渉し得る過剰な力を生じさせることなく外的汚染から保護し、また支持体あるいは膜へのアクセスを提供するべく容易に取り外すことができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施例によれば、支持体としての膜と、マルチウェルプレートあるいはトレーの裏側に固定した裏蓋にして、マルチウェルプレートあるいはトレー及び裏蓋を単一ユニットとして移動できるようにし且つマルチウェルプレートあるいはトレーから取り外し自在の裏蓋と、を含み、この裏蓋を然るべく配置した状態とした場合でもＳＢＳ基準に適合するマルチウェル装置が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照するに、取り外し自在の保護カバー５（オプション）と、９６ウェル付きのプレートあるいはトレー１０（以下、単にプレート１０とも称する）と、裏蓋１２とを含むマルチウェル装置が示される。９６ウェル付きのプレートが例示されるが、ウェル数は９６に限定されるものではなく、単一ウェル付きのものを使用することができ、あるいは３８４、１５３６若しくはそれ未満あるいは以上の数のウェル付きの標準マルチウェルフォーマットを本発明の範囲内のものとして使用することができる。単数あるいは複数のウェルは流体不透過性の壁を備えた円筒形状を有し、所期の使用及び被サンプル成分量に見合う幅及び深さを有するものが好ましい。ウェルが複数ある場合、各ウェルを相互に連結し且つ一様な深さで一様に配列し、各ウェルの上部及び底部が平坦となるようにすることが好ましい。プレート１０は全体に四角形であるが、ＳＢＳ基準に適合するものであれば本発明の範囲内でその他の形状とすることができる。
【００１３】
図示された実施例ではプレート１０は開放上部と、膜（図５及び８参照）のような基材あるいは支持体１１をシールする表面を有する底部とを持つ複数のウェルを含んでいる。シールは、ヒートシール、超音波を使用するシール、溶剤、接着剤、拡散接合などを含む任意の好適な手段を使用して実施することができる。好適な膜の型式については特に限定しないが、ニトロセルロース、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ＰＶＤＦ微孔質膜、あるいは、ポリスルホン、ＰＶＤＦ、セルロースその他から作製されるような限外ろ過膜が含まれ得る。ウェルの全てを覆う単一の支持体を使用し、あるいは複数のウェルを備えた装置を使用するのであれば、各ウェルにその他の各ウェルに関する支持体と同じもしくは異なる支持体を持たせあるいは関連付けることができる。
【００１４】
予定の分析モードに従い裏蓋１２を、光学的な画像処理と干渉しない充分透明な材料あるいはそうではない材料で作製する。裏蓋１２の材料は、殺菌を含む処理あるいは分析を通してその光学的特性を維持するものであることも望ましい。例えば、ある材料はガンマ線照射すると黄ばみ、引き続く画像処理に悪影響を及ぼす。受け入れ可能な光学特性を有し且つその光学特性を維持することが分かった好適な材料には、アクリル、ＥＡＳＴＡＲ（商標名）ポリエステルコポリマー、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＺＥＯＮＥＸやＺＥＯＮＯＲ（商標名）などの環状オレフィンポリマー、ＴＯＰＡＳ（商標名）のような環状オレフィンコポリマー、７０％ポリスチレン及び３０％アクリルのコポリマーが含まれる。特に好ましいのはアクリルであるが、光学画像が関心事項でない場合には不透明の裏蓋を使用することも本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
図２に示すように、プレート１０に固定して一体アセンブリを形成する場合、裏蓋１２は各ウェルを汚染から保護するべく全てのウェルを覆うべきである。裏蓋１２は、プレート１０のスカート２８の内側に嵌合する寸法となるよう、プレート１０よりも短く且つ幅狭に形成する。裏蓋１２は、プレート１０に組み付けた場合にプレート１０のスカート２８が、図５に最も良く示されるように裏蓋１２を超えて伸延するよう充分薄く形成される。この形態とすることでプレート１０のロボット設備における適合性は変化せず、工業上確立された寸法基準も維持される。
【００１６】
裏蓋１２の縁部とプレート１０の縁部との間には、この裏蓋１２とプレート１０との間に図６に示すように指あるいは工具１９を差し込んで裏蓋をプレートからこじ開け、裏蓋を取り外せるようにする間隙１７（図３）を設けるのが好ましい。かくして、オペレーターは裏蓋１２を取り外して膜あるいは支持体にアクセスすることができる。間隙１７は裏蓋１２の周囲部分に沿って一様である必要はない。
【００１７】
図４を参照するに、裏蓋１２をプレート１０に着脱自在に固定するようにした裏蓋１２及びプレート１０の特徴部分の詳細が示される。図示された実施例では裏蓋１２はこの裏蓋１２の表面に関して垂直に伸延するタブ２０を有する。タブ２０は裏蓋１２の中心の、側縁部１８に沿った且つ側縁部に隣接したあるいは少し離れた位置に位置付けるのが好ましい。反対側の側縁部１８’にも同様のタブ２０’を設ける。タブ２０はプレート１０の各側縁部１８、１８’からプレート１０の裏側の各ウェル２５の外壁に向けて伸延する、好ましくは平行に離間した２つのリブ２１（図７）の間部分に受けられる寸法形状とする。各リブ２１は、これらのリブを構造的に一体化させ且つタブ２０の位置決めに作用する円筒状の支柱２２を含むことができる。タブ２０は、リブ２１同士の間部分に押し込まれ、またこの間部分から除去され得るよう、リブ間の寸法よりも若干幅広に形成する。図８に最も良く示されるように、タブ２０は各リブ２１間で横方向に嵌合し且つ２本のリブ間で連続する２つの壁２５Ａ、２５Ｂ及び連続する２本の支柱２２の各外壁部分間で長手方向に嵌合し、プレート１０への裏蓋１２の位置付け及び固定を補助する。１つ以上のタブ２０を各側縁部１７のために使用することができる。
【００１８】
図４には裏蓋１２の表面に関して垂直方向に伸延するピン２６が示される。各ピン２６は図示されるように各側縁部１７の角部あるいは角部近くに位置付けられ、タブ２０からは離間される。各ピン２６も、プレートと裏蓋１２との整列に作用するよう、プレート１０から各ウェル２５の外壁に向けて伸延し且つ間隔を置いて隣り合う２つのリブ２１の間部分に嵌合する寸法形状を有する。ピン２６はリブ２１あるいは各ウェル２５の外壁と接触する必要はない。ピン２６は、各ピン２６がプレート１０の裏側と接触して裏蓋１２を膜表面から一定且つ最小の距離に保持するストッパを提供し、かくして膜をプレート１０に固定した場合に裏蓋１２が膜と接触しない高さに選択することが好ましい。つまり、裏蓋の表面と膜あるいは支持体１１の表面との間隙２９（図５及び図８）は、プレート１０の裏側からウェルが伸延する距離に概略基づいて寸法付けして確保する。好適な間隙寸法は約０．８〜１．０ｍｍであることが分かった。ピン２６は裏蓋１２に構造的一体性を加えて裏蓋が過剰に撓まないようにし、裏蓋の積層性（図４）を助成すると共にタブ２０を保護する。図２に示されるように、裏蓋１２にはピン２６と軸方向に整列し、別の裏蓋１２の相当するピンを受けて積層性を助成する孔３２を形成することができる。
【００１９】
裏蓋１２と膜あるいは支持体１１との間の間隙２９を確保するのに代えて、あるいはそれに加えて、裏蓋１２の周囲部分あるいはその付近に、図４に最も良く示されるような隆起リム３０を形成することもできる。隆起リム３０は裏蓋１２の全周囲を連続的にあるいは断続的に包囲するようなものとすることができる。リム３０の高さは、リブ２１の上面と接触し、従って膜あるいは支持体１１が裏蓋と接触しないようにするストッパとしても作用するように選択する。裏蓋１２の、長手方向縁部２４、２４’からウェルの外壁に向けて内側から伸延する横方向リブ２３の上面も膜あるいは支持体１１と接触し、間隙２９を形成するストッパを提供する。
【００２０】
裏蓋１２の中央部分に１つ以上の垂直方向ピンを含むものも本発明の範囲内のものとする。これらの追加のピンをプレートと相互錠止させ、裏蓋と各ウェルの底部とがプレートの特に中心部分で接触するのを防止することができる。
裏蓋１２を各ウェルに固定しないことで、各ウェルへの無用な応力負荷を回避することができる。そうした応力は膜を折り曲げ、画像処理に悪影響を及ぼす恐れがある。
裏蓋１２とプレート１０のスカートとの間に間隙があることで、図５に示すような、カバー５を有するあるいは有さない状態でのプレート積層が可能となる。
裏蓋１２を膜１１と接触させて膜を支持することが望ましい場合、リム３０とピン２６とを適正に寸法調整して間隙２９を無くすことができる。
【００２１】
【発明の効果】
膜への容易なアクセスを可能とする一方、膜下部における有害な液体保持、膜の平坦性の欠如、及びあるいはトレーからのウェルの予期せぬ分離を減少あるいは無くすマルチウェルプレートフォーマットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うマルチウェル型のマイクロプレート装置及び裏蓋の分解斜視図である。
【図２】裏蓋を然るべく固定したマルチウェル型のマイクロプレート装置の斜視図である。
【図３】裏蓋を然るべく固定したマルチウェル型のマイクロプレート装置の底面図である。
【図４】然るべく固定した状態で２段に重ねた裏蓋の斜視図である。
【図５】然るべく固定した状態で裏蓋を２段に重ねたマルチウェル型のマイクロプレート装置の断面図である。
【図６】マルチウェル型のマイクロプレート装置から裏蓋を取り外す状況を例示する斜視図である。
【図７】裏蓋を仮想線で示すマルチウェル型のマイクロプレート装置の底面図である。
【図８】裏蓋を然るべく配置した状態でのマイクロプレート部分の断面図である。
【符号の説明】
５ 保護カバー
１０ プレート
１１ 支持体
１２ 裏蓋
１７ 間隙
１８ 側縁部
１９ 工具
２０、２０’ タブ
２１ リブ
２２ 支柱
２５Ａ、２５Ｂ 壁
２５ ウェル
２６ ピン
２８ スカート
２９ 間隙
３２ 孔

Claims (13)

1. 支持体を含む少なくとも１つのウェルを有し、裏側を有するトレーと、
   トレーの前記支持体の周囲でトレーの前記裏側に着脱自在に固定した裏蓋にして、該裏蓋を通しての前記支持体の画像処理を可能とする光学的特徴を有する裏蓋と、
   を含み、
   前記トレーの長さ、幅、高さが自動化設備に適合するべく寸法付けられ、
   前記裏蓋が、トレーの内側に嵌合する寸法とされる装置。
2. 支持体が膜である請求項１の装置。
3. 裏蓋が透明である請求項１の装置。
4. 裏蓋が、トレーに固定した場合に支持体から所定距離離間し且つ接触しないようにした請求項１の装置。
5. 複数のウェルと複数の個別の支持体とを有し、各支持体が各ウェルと関連付けられる請求項１の装置。
6. トレー用の着脱自在のカバーを更に含んでいる請求項１の装置。
7. 各々が支持体を含んでなる複数のウェルを有し、長さと、幅と、高さとを有するマルチウェル型のトレーと、
   該トレーの裏側で支持体の周囲に着脱自在に固定された裏蓋にして、トレーの内側に嵌合するようになっている裏蓋と、
   を含み、
   前記裏蓋が、前記支持体から一定の且つ該支持体とは接触しない一定位置に位置決めされるマルチウェル装置。
8. 支持体が膜である請求項７のマルチウェル装置。
9. 裏蓋が透明である請求項７のマルチウェル装置。
10. トレー用のカバーを更に含む請求項７のマルチウェル装置。
11. 裏蓋が、該裏蓋を通しての前記支持体の画像処理を可能とする光学的特徴を有する請求項１の装置。
12. トレーがその裏側に平行して離間する複数のリブを含み、裏蓋が該裏蓋から垂直に伸延する複数のタブを含み、各前記タブが前記リブの各間部分に受けられ、かくして該裏蓋がトレーに固定されるようになっている請求項１の装置。
13. トレーがその裏側に平行して離間する複数のリブを含み、裏蓋が該裏蓋の周囲部分に隆起リムを含み、該隆起リムが、該裏蓋をトレーに固定した場合に前記複数のリブと接触し、従って該裏蓋が支持体と接触しないようにする請求項１の装置。

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