JP3927843B2 - マイクロプレート保持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロプレート保持装置、特に、容易な構成で、様々なタイプのマイクロプレートの支持を安定的に行うことのできるマイクロプレート保持装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から血液の分析（例えば抗原抗体反応）等各種試薬反応処理を行う場合に、血液や試薬を所定の少量ずつ小分けして保持するマイクロプレートが使用されている。図４に示すように、マイクロプレート１００は、例えば、樹脂（血液や試薬等に耐性を有する材質）等で成形されたプレート形状を呈し、表面側には、所定形状のウェル（井戸状の凹形状）１０２が一定ピッチで、例えば９６個（８×１２）形成されている。
【０００３】
通常、マイクロプレート１００に対する血液や試薬の分配供給（分注）は、自動分注装置と称される装置により行われる。自動分注装置は、分配対象となる液体をシリンダ状のもので吸引し、各ウェル１０２に所定量ずつ吐出することにより分注を行う。もちろん、マイクロプレートは、スポイト状のものを用い手動で分注する場合も使用される。また、マイクロプレート１００のウェル１０２内に保持された液体を個別に吸引し、更に分注したり、廃棄したりする場合もある。このように、マイクロプレート１００に分注された試料や試薬は、ウェル１０２内で各種処理（例えば凝集処理等）することも可能であり、さらに、マイクロプレート１００上で光学的な観察も行うことができる。
【０００４】
マイクロプレート１００は、ウェル１０２に対する試料や試薬の注入をスムーズに行うためや、注入したものをこぼさないようにする等の目的で、基台１０４上に固定支持する必要がある。特に、自動分注装置により分注処理を行う場合には、機械的振動が加わってしまう可能性があるため、しっかりとマイクロプレート１００を固定保持しておく必要がある。
【０００５】
従来、マイクロプレート１００の固定は、図４に示すように、基台１０４に立設された複数の位置決めピン１０６により、マイクロプレート１００の周囲を取り囲むことにより当該マイクロプレート１００の動きを規制固定していた。また、他の固定方法としては、基台１０４上に、マイクロプレート１００の下面形状と同じ凹状トレイ部を形成し、その凹状トレイ部にマイクロプレート１００をはめ込むことにより行うものもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなマイクロプレート１００においては、ウェル１０２の形成ピッチは統一化されているが、その外形は、統一されていない。特に、ウェル１０２の形成数は、様々であり、上述のように９６個の場合や、３８４個有するもの等もある。また、マイクロプレート１００の外周形状（例えばフランジ１００ａの有無や張出量）がマイクロプレートの各製造メーカや機種により異なっている。その結果、メーカ毎、機種毎に基台１０４の形状（位置決めピン１０６の位置や凹状トレイの大きさ）を準備する必要があり、保持機能を有する基台１０４に汎用性が無いと共に、設備コストが増大するという問題がある。また、複数の基台１０４の管理等が煩雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、シンプルな構成により、形状の異なる複数種類のマイクロプレートを支持固定することのできる汎用性が高く管理が容易なマイクロプレート保持装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、プレート表面側に開口部を有する複数のウェルが一定ピッチで配列形成され、プレート裏面側に前記ウェルの形成により突出した部分で囲まれた複数の凹部を有するマイクロプレートを保持するマイクロプレート保持装置において、基台と、前記基台上に立設配置され、前記凹部の形成位置に対応し、相互に隔離配置され、半球面形状の先端面にかけて先細になったテーパ形状を有する複数のピンであって、前記凹部に挿入され、マイクロプレートと前記基台との間に当該マイクロプレートのすくい上げを可能とするための隙間を形成しつつ当該マイクロプレートを前記基台から浮き上がらせた状態で多点支持する複数の支持ピンと、を有し、前記複数の支持ピンの中には伸縮型支持ピンが含まれ、当該伸縮型支持ピンは、上下方向に伸縮調整可能であり、伸縮調整後の長さで前記マイクロプレートを支持し、これにより、ウェル内の液体の吸引時に、前記基台上で、前記マイクロプレートが前記基台よりも浮き上がって傾斜状態におかれる、ことを特徴とする。望ましくは、前記伸縮型支持ピンは、上部と下部とを有し、前記下部に対して前記上部が上下方向に進退可能な構造を有する。
【０００９】
この構成によれば、複数の支持ピンが、マイクロプレートの下面の凹部を用いて、支持を行うので、マイクロプレートの大きさや外形形状に左右されることなく、任意の大きさ、外形形状のマイクロプレートの支持を１つの保持装置で行うことが可能となり、汎用性が向上する。なお、支持ピンはテーパ形状を呈しているので、マイクロプレートはその自重により支持ピンと凹部との嵌合を促進し、しっかりとした固定支持の維持に寄与することができる。また、保持装置の汎用性が向上することにより、保持装置の種類を低減することが可能となりその管理が容易となる。
【００１０】
望ましくは、上記構成において、前記複数の支持ピンは少なくとも３本形成される。
【００１１】
この構成によれば、マイクロプレートの安定的な水平支持を容易に行うことができる。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記支持ピンの少なくとも１本は、軸方向に伸縮調整可能であることを特徴とする。
【００１３】
ここで、支持ピンの伸縮調整は、例えば、２重構造の支持ピンをモータ等の手段により進退スライドさせたり、ネジ構造の噛合位置の調整を行うことにより実現することができる。
【００１４】
この構成によれば、例えば、複数支持ピンのうち１本を伸縮調整すれば、マイクロプレート支持の水平化調整を行うことができる。また、逆に必要に応じてマイクロプレートを傾けることができる。また、２本以上伸縮調整すれば、その水平化調整や傾き調整をより正確かつ容易に行うことができる。さらに、全数の支持ピンを伸縮自在とすれば、マイクロプレートの高さ調整も可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１には、本実施形態のマイクロプレート保持装置１０の概念図が示されている。マイクロプレート保持装置１０は、基台１２と当該基台１２上に立設配置される複数の支持ピン１４で構成されている。本実施形態において、マイクロプレート保持装置１０が支持可能なマイクロプレートはウェルの形成ピッチが同じものであれば既製の任意のタイプ（メーカや機種は任意）のものが使用可能であり、例えば図４に示すようなウェル１０２が複数形成された従来のマイクロプレート１００と同じものを支持することが可能である。
【００１７】
本実施形態の特徴的事項は、複数の支持ピン１４がマイクロプレート１００の裏面側に形成された凹部に挿入され、マイクロプレート１００を支持固定するところにある。
【００１８】
図２（ａ）には、マイクロプレート１００の表面側の形態が示され、図２（ｂ）には、マイクロプレート１００の裏面側の形態が示され、図２（ｃ）には、マイクロプレート１００のウェル１０２の中心を通る面で切断した断面図が示され、図２（ｄ）には、マイクロプレート１００と支持ピン１４との係合関係が示されている。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、マイクロプレート１００の表面側には、一定ピッチでウェル１０２が配列形成されている。図２（ａ）においては、ウェル１０２の一部の図示を省略しているが、８行１２列で合計９６個のウェル１０２が形成されている。このウェル１０２は、所定深さを有する井戸形状を呈するもので、マイクロプレート１００の表面に開口部１０２ａが形成されている。
【００２０】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のマイクロプレート１００の裏面を示すものであり、ウェル１０２の形成により、裏面側に突出した試験管状の突出部１０２ｂが複数存在する。図２（ｂ）の場合も、突出部１０２ｂの図示は、一部を省略している。
【００２１】
ここで、注目すべき点は、図２（ｂ）において、マイクロプレート１００の裏面には４つの突出部１０２ｂで囲まれた凹部１６が複数形成されているところである。マイクロプレート１００を形成するためには、一般に樹脂成形加工が用いられるが、その時、使用する樹脂の注入不良やひけ、反り、捻れ等を防止したり、原材料量を低減する等の目的のために、必要強度を維持できる範囲内で、各部分で肉厚の均一化が行われたり、部分的な空洞化が行われる。そのため、図２（ｃ）に示すように、必要な部分、つまりウェル１０２を形成する部分のみに樹脂が使用された形状、すなわち、試験管状の各ウェル１０２が０°、９０°、１８０°、２７０°の位置で接続された構成とされる。その結果として、４つの突出部１０２ｂで囲まれた凹部１６が形成されることとなる。前述したように、ウェル１０２は一定ピッチで形成されているので、突出部１０２ｂにより形成される凹部１６は、マイクロプレート１００のウェル１０２の形成数やマイクロプレート１００の外形形状に影響されることなく、必ず一定ピッチで複数個形成される。
【００２２】
本実施形態においては、図２（ｄ）に示すように、この凹部１６に支持ピン１４を挿入することによりマイクロプレート１００を保持する。支持ピン１４は、図２（ｄ）に示すように、先端側が次第に細くなるテーパ形状を呈し、その先端部は好ましくは半球形状を呈している。支持ピン１４を先端球形のテーパ形状にすることにより、凹部１６に対し、支持ピン１４が容易に挿入可能となると共に、マイクロプレート１００の自重により支持ピン１４の凹部１６への進入が促進され、自然に適切な係合（嵌合）が実現されるようになっている。
【００２３】
支持ピン１４は、図１に示すように、好ましくは３本が相互に隔離された位置に配置され、更に好ましくは、三角形の頂点位置に配置（以下三角配置という）される。支持ピン１４の具体的な三角配置の例としては、例えば、図２（ｂ）に示す凹部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに対応する位置のように互いにできるだけ離れた位置である。前述したように、支持ピン１４は先端側がテーパ形状を呈しているので、対応する凹部１６にしっかりと填り込むため、支持したマイクロプレート１００をがたつかせることなく、少数本でもしっかりと固定することができる。なお、３本の支持ピン１４を三角配置することにより安定したマイクロプレート１００の保持を行うことができるが、前述したように、支持ピン１４が対応する凹部１６にしっかりと填り込むため、マイクロプレート１００の長手方向の略中央線上の両端近傍位置に支持ピン１４をそれぞれ１本、合計２本の配置してもマイクロプレート１００の保持を行うことができる。
【００２４】
なお、前述したように、マイクロプレート１００の大きさはウェル１０２の数に応じて種々あるので、相互に隔離配置される支持ピン１４の間隔は、使用が予定される最小の大きさのマイクロプレートの支持ができる位置の中で最大ピッチに設定される。この場合も前述したように支持ピン１４が対応する凹部１６にしっかりと填り込むため３本の支持ピン１４の相互ピッチが極端に狭くなる場合、つまり、凹部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが隣接するような場合でも、大きさの小さいマイクロプレート１００はもちろんのこと、大きさの大きなマイクロプレート１００も回転や前後左右のがたつきを生じることなく支持される。また、図１においては、支持ピン１４を二等辺三角形の頂点位置に配置した例を示しているが、三角配置の形態は、任意であり３点支持であれば安定した支持を行うことができる。
【００２５】
また、マイクロプレート１００は支持ピン１４により、基台１２より浮き上がった状態で支持されるので、マイクロプレート１００をマイクロプレート保持装置１０から取り外す場合、マイクロプレート１００と基台１２との間に形成される隙間を利用して容易にすくい上げることが可能になり、手動または自動によりマイクロプレート１００の回収を容易に行うことができる。もちろん装着時もマイクロプレート１００を取り扱う装置の爪等でマイクロプレート１００の外周部を容易に把持することができるので、マイクロプレート１００の取り扱いが容易になる。
【００２６】
このように、マイクロプレート１００の裏面に形成される凹部１６に支持ピン１４を挿入し、支持するというシンプルな構成により、マイクロプレート１００の大きさや外形形状に関わりなく、様々な種類のマイクロプレート１００を１つのマイクロプレート保持装置１０で支持することが可能になり、その汎用性が向上する。また、その管理が容易になる。
【００２７】
ところで、マイクロプレート１００は、通常水平に支持され、分注処理等が行われるが、意図的に傾けて使用したい場合がある。例えば、ウェル１０２内に存在する液体を吸い上げたい場合には、ウェル１０２を傾けた方がウェル１０２内の液体を最後まで吸い上げることができる。従来このような作業を行うためには、作業者が自らマイクロプレートを傾ける等して最後までの吸引を行っていた。
【００２８】
本実施形態においては、支持ピン１４がマイクロプレート１００の下面を支持することから容易にマイクロプレート１００の支持状態を変化させることができる。つまり、マイクロプレート１００を任意の傾斜角で傾けたい場合、いずれか１本の支持ピン１４の長さ（図１において、例えば支持ピン１４Ｃの高さ）を軸方向に変化させればよい。例えば、図３に示すように、支持ピン１４を上部１４ａと下部１４ｂの２重構造にして、テーパ部を含む上部１４ａを下部１４ｂに対して進退自在として、支持ピン１４全体として伸縮自在な構造にすることができる。この場合、例えば、上部１４ａと下部１４ｂとをネジ部にて噛合させ、モータ１８等の駆動手段により、基台１２に固定された下部１４ｂに対し、噛合した上部１４ａを回転させることにより容易に進退させて任意の長さ（高さ）を設定することができる。また、任意のリンク機構やシリンダ等を用いて、支持ピン１４を全体として伸縮自在としてもよい。
【００２９】
なお、支持ピン１４の先端側は、先細のテーパ形状を呈するので、支持ピン１４が任意の長さに変化してマイクロプレート１００が傾いても支持ピン１４と凹部１６との間の係合は安定している。
【００３０】
このように、いずれか１本の支持ピン１４を任意の長さに伸縮調整することにより、マイクロプレート１００の傾き調整を容易に行うことができる。また、逆に、マイクロプレート保持装置１０の設置や使用状況により、マイクロプレート１００の水平支持を得ることができない場合には、支持ピン１４の伸縮調整によりマイクロプレート１００の水平補正を行うことができる。この場合、複数の支持ピン１４（例えば支持ピン１４Ａや支持ピン１４Ｂ）を伸縮自在な構成にすることにより、容易に水平化調整を行うことができる。もちろん、傾き調整も容易に高精度に行うことができる。更に、全ての支持ピン１４を伸縮自在な構造にすることにより、マイクロプレート１００の水平化や傾斜化はもちろんのこと、マイクロプレートを所望の姿勢に保持した状態で、任意に昇降させることができる。これは特に、マイクロプレート１００のタイプにより高さ方向（ウェル１０２の深さが異なる場合やマイクロプレート１００の外形高さ）が異なる場合等に有効である。マイクロプレート１００の昇降調整を行うことにより、例えば、自動分注装置の分注ノズルに対する高さ調整等を容易に行うことができる。
【００３１】
なお、前述したように、マイクロプレート１００の裏面側には、ウェル１０２の数に応じた複数の凹部１６が形成されるので、支持ピン１４がどの凹部１６に挿入されるか不定になる場合があるが、自動分注装置等により分注を行う場合には、自動分注装置側でマイクロプレート１００の位置を検出し、分注ノズルの動作位置を調整することにより容易に対処することができる。また、必要に応じて、基台１２やマイクロプレート１００に位置合わせ用のマーキングを付してもよい。
【００３２】
本実施形態においては、支持ピン１４を３本配置する構成を示したが、４本以上であれば本数は任意であり、本数が多いほどマイクロプレートの支持安定性は向上する。この場合、マイクロプレート１００の最外周部に形成される凹部１６から外縁部までの距離を考慮して、外縁部が干渉しないように支持ピン１４を立設すれば、支持ピン１４の本数は適宜選択することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、ウェルの底面が曲面形状を呈するものを説明したが、平らな底を有する場合も本実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、各ウェルによりマイクロプレートの裏面に凹部が形成されるものであれば、ウェルの形状も任意であり、例えば矩形形状のウェルでもよい。この場合、凹部の形状も変化するが、支持ピンはテーパ形状を呈しているので、凹部と支持ピンの係合（嵌合）は、本実施形態と同様に良好に行うことが可能で、同様な効果を得ることができる。もちろん、本実施形態と同様に、試験管形状のウェルの場合でもその肉厚はマイクロプレートの種類ごとに変化する可能性があるが、支持ピンのテーパ形状により、その影響を受けることなく支持することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、支持ピンは、マイクロプレートの下面の凹部を用いて、支持を行うので、マイクロプレートの大きさや外形形状に左右されることなく、任意の大きさ、外形形状のマイクロプレートの支持をシンプルな構成により容易に行うことができる。また、マイクロプレート支持装置の汎用性が向上するので、その管理も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るマイクロプレート保持装置の概念図である。
【図２】 本発明に係るマイクロプレート保持装置が支持するマイクロプレートの形状と、支持ピンによる保持状態を説明する説明図である。
【図３】 本発明に係るマイクロプレート保持装置の支持ピンの伸縮機構を説明する説明図である。
【図４】 従来のマイクロプレートの保持構造を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０ マイクロプレート保持装置、１２ 基台、１４ 支持ピン、１６ 凹部、１８ モータ、１００ マイクロプレート、１０２ ウェル、１０２ａ 開口部、１０２ｂ 突出部。

Claims (3)

1. プレート表面側に開口部を有する複数のウェルが一定ピッチで配列形成され、プレート裏面側に前記ウェルの形成により突出した部分で囲まれた複数の凹部を有するマイクロプレートを保持するマイクロプレート保持装置において、
   基台と、
   前記基台上に立設配置され、前記凹部の形成位置に対応し、相互に隔離配置され、半球面形状の先端面にかけて先細になったテーパ形状を有する複数のピンであって、前記凹部に挿入され、マイクロプレートと前記基台との間に当該マイクロプレートのすくい上げを可能とするための隙間を形成しつつ当該マイクロプレートを前記基台から浮き上がらせた状態で多点支持する複数の支持ピンと、
   を有し、
   前記複数の支持ピンの中には伸縮型支持ピンが含まれ、当該伸縮型支持ピンは、上下方向に伸縮調整可能であり、伸縮調整後の長さで前記マイクロプレートを支持し、これにより、ウェル内の液体の吸引時に、前記基台上で、前記マイクロプレートが前記基台よりも浮き上がって傾斜状態におかれる、ことを特徴とするマイクロプレート保持装置。
2. 請求項１記載の保持装置であって、
   前記複数の支持ピンは少なくとも３本形成されたことを特徴とするマイクロプレート保持装置。
3. 請求項１または請求項２記載の保持装置であって、
   前記伸縮型支持ピンは、上部と下部とを有し、前記下部に対して前記上部が上下方向に進退可能な構造を有することを特徴とするマイクロプレート保持装置。

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