JP4417927B2 - ずれたウエル及びｕ字形底を有する受け板を備えた多ウエルろ過装置 - Google Patents

Description

本発明は培養細胞のような検体を膜又は透過性バリア上に輸送又は透過させ、次いでそれを基質膜として使用して表皮細胞層を模擬し、その面上で輸送又は透過の試験を行うための装置に関する。特に本発明は液体を装置の供給トレイに供給し或いはそこから取り出すことをウェル中に含まれる細胞のような材料に影響することなく実施できる多フィルタ装置に関する。

人が経口摂取した各種の化学成分がどの程度腸壁に吸収されたかを評価することがしばしば望まれる。このような評価は例えば各種の薬剤がどのようにして血流中に吸収されるのかを決定するための薬剤試験に使用できる。各種の物質を他の種類の表皮細胞層を通して輸送することは患者の治療にも有用である。

ミリポアコーポレイションよりMultiScreen(登録商標) Caco-2 96の商品名で市販されているウエル装置はCaco-2及び他の付着性細胞系に対する固定、生育、及び分化を支援するように設計されている。全ての工程は単一の装置内で実施できるように設計されており、細胞の接種、供給、洗浄、及び薬剤輸送の実験を自動化手段を使用して実行することができる。Caco-2細胞は小腸の多くの性質を有する細胞である。従って、これらの細胞は小腸の粘膜を横切る薬剤又は化学物質の吸収又は分泌を研究するためのよく知られた有用な手段である。

上記MultiScreen(登録商標) Caco-2装置は特にHTB-37として指定されているATCC(登録商標)細胞系Caco-2の付着性細胞の生育及び分化を助けるように設計されている。これらの細胞は、公知又は未知の薬剤が小腸の細胞壁を透過する速度を決定するための薬剤吸収実験の実施に適した理想的な細胞である。MultiScreen(登録商標) Caco-2装置は９６個の側底アクセス孔と、受け板と、蓋と、分析のための追加の受け板とで構成されている。それはANSI-SBS基準を遵守しており、このCaco-2装置は自動液体処理装置やスパンピペットとコンパチブルである。このような装置の例はミリポアコーポレイションによるWO 02/102962に記載されているので、その記載を引用して説明に代える。
国際公開第０２／１０２９６２号公報

多ウエル装置の供給及び受け板からの殆ど又は全ての媒体の抽出は、装置の全体的な機能と効率の重要な因子である。そのうえ、フィルタ板下の体積の減少はより細胞に供給する媒体をより少量にし、コストを削減の利益を提供できる。従来の多ウエルろ過装置では、毛細管現象により液体が供給ウエルとろ過ウエルとの隙間に滞留する問題がある。

従って本発明の目的は、上記課題を解決するための多ウエル装置を提供することにある。

本発明の他の目的はろ過板ウエルと供給及び受け板ウエルの相対位置が、毛細管停滞を減じるようにシフトされる多ウエルろ過装置を提供することである。

従来の問題点は、各ウエルが試料を保持する膜のような支持体を含む複数のウエルを備えたろ過板を有する本発明の多ウエルフィルタ装置により解決される。各ウエルは対応した近接アクセス口を有し、これらのアクセス口は対応した供給及び受け板ウエルの底への直接のアクセス手段（例えばアクセス口へ挿入されるピペットチップ等）を提供する。ろ過板は複数のウエルを有する供給及び受け板ウエルの上に、これらの複数のウエルが対応するろ過板の対応するウエルに整列しかつ連通するように構成される。そのうえ、この整列はろ過板における各アクセス口が供給及び受け板ウエルにおける各ウエルへのアクセス手段を提供するようになされる。しかしながら、従来と異なって、ろ過板が供給及び受け板ウエルの上に配置されるとき、ろ過板のウエルの相対位置は供給及び受け板ウエルに芯あわせされない。
この代わりに、ろ過板のウエルは、ろ過ウエルと供給及び受け板ウエルとの間の隙間に生じうる液体の毛細管滞留を減じ或いは無くするように、供給及び受け板ウエルに対してｘおよびｙ方向にシフトしている。
本発明の他の形態では供給及び受け板ウエルは、各アクセス口の下にＵ形底部を形成するように設計されており、それにより、アクセス口（例えば注射器又やピペット）を介して一様な媒体の供給体積を提供し、又改良された薬剤除去を可能にする。

図１及び図２を参照するに、複数のウエル２２を有するろ過板２０を含む多ウエル装置１０が示されている。好ましくはアクセス口２３が図示のように各ウエル２２に近接配置されている。図示の実施例においては９６個のウエル２２と９６個のアクセス口２３を８×１２の行列の形に配置している。ただし、より少ない又はより多いウエル及びアクセス口を使用することもできる。ウエル２２の各々は好ましくは管状であって、好ましくは図３からよく分かるように若干狭い底部側へ向けてテーパしていることが好ましい。好ましくは微細孔膜２５（又は透過性バリア）のような支持体が各ウエル２２の底に固定され、好ましくは公知の手段によって封止されている。膜２５のウエル２２と連通している領域は活性ろ過領域である。アクセス孔２６、２７は特に別個の単一ウエル供給トレイとともに使用されるときに装置からの栄養液を添加又は除去するためにろ過板２０の上に配置できる。

ろ過板２０は供給及び受け板ウエル３０（以下「受け板」と称する。当業者には受け板がウエルとして供給板の役目を果たすことが分かろう）の上側に配置され且つそれに整列するように構成されている。適宜の形状の柱、円錐、四角錐、ディンプル、その他の同様な形状の整列部材２８をろ過板２０上に設けて、それらが受け板３０の対応する孔に入って適正な整列と維持を行うようにすることができる（図５）。整列部材２８は、好ましくはろ過板が受け板状に唯一の配置を取ることができるように互いにずらし又は異ならせる。当業者にはこれらの整列部材が上下反転されて柱、円錐、四角錐、ディンプル、その他の同様な形状が受け板３０側に形成され、又対応する孔をろ過板２０に設けても良いことが明らかであろう。ろ過板２０は好ましくは、受け板３０の側面よりも下方に延びている４本の脚３４を各隅に設け、それらを図３及び図５からよく分かるように受け板３０の肩３６に座着させることができる。脚３４は受け板３０上に配置したときにろ過板２０の安定性を増し、またろ過板ウエル２２がさらに受け板ウエル３２にさらに侵入しないように防ぐ垂直ストッパとして作用する。さらなる侵入があると膜２５はウエル３２の底に接触して膜２５を破損し、分析に有害な影響を生じることになる。

ろ過板２０が受け板３０の上に適正に位置づけられたら、ろ過板２０の各ウエル２２は受け板３０の対応するウエル３２の中へ延長し、隔膜２５が唯一のウエル３２の中へ延長することを保証する。従って、各受け板 ウエル３２は各ろ過板ウエル２２の最大外形よりも大きい直径を有し、それにより図３及び図４に示したように、ろ過ウエル２２が受け板ウエルの中に入って維持される。このようにして空隙（図示の例では環状）が各ウエル２２の外表面と各ウエル３２の内面との間に形成される。図７に示したように、空隙の一部は特定のウエル２２に関連した対応のアクセス口２３を介するピペット３８などによるウエル３２へのアクセス通路を提供する。

本発明の好ましい実施例に従い、ろ過板２０が受け板３０に適正に配置されたとき、ろ過板ウエル２２と受け板ウエル３２の間の相対位置は、従来の中心整列位置からずれるように構成されており、そのため、各受け板ウエルの内壁と各ろ過板ウエルの外壁との間の毛細管滞留（毛細管滞留の例は図６Ａに示されている）は減少し又は無くなる。より具体的にはろ過板又は受け板（又は両者）のウエルは従来の位置よりもｘ及びｙ方向にずれており、図６Ｂのようにろ過板と受け板を組み込んて係合させたときに、各アクセス口２３の反対側の個所で各ウエル壁と対応する各ろ過板ウエルとの間の空隙を増す。これは毛細管滞留が最も有害な影響を有する典型的な個所である。当業者にはウエルの位置のずれがろ過板ウエル２２と受け板ウエル３２との間の相対的なシフトであり、そのため、別の実施例においては従来の位置におけるろ過板ウエル２２を維持し、一方受け板ウエル３２のずらすことでも良いことは明らかであろう。この相対ずれ（シフト）は毛細管滞留を減じ又は無くするには充分であるが、図７のようにアクセス口２３を介しての受け板ウエル３２内の液体へのアクセスを阻害する程は大きくはない。

受け板ウエル３２の形状は均一ではないので（図８ｂの平面断面参照）、任意形状のウエルの相対ずれ（シフト）は次のように説明できる。受け板ウエル３２の基準点は、ウエルの平面断面（例えば水平面）を通して引いた最長軸線とそれに直交する最長軸線との交差点である。従って、図８ｂの実施例ではＬがウエルを通して引いた最長軸線であり、Ｍがそれに直交する最長軸線である。基準点Ｒでこれらの軸線は交差する。Ｈは直線Ｌに直角に引いたろ過板ウエル２２の平面断面（水平面）を通る最長軸線である。線ＨとＬは点Ｋで交差する。本発明に従い、ウエル３２の基準点Ｒ及び対応するろ過板ウエル２２の基準点Ｋは一致しない。つまりそれらの点はずれのため水平線に直交する垂直線が同一でない。これに対して図８ａは従来技術により整列したろ過ウエル２２と受け板ウエル３２が整列しており、Ｆはウエル２２の活性領域と受け板ウエル３２を通して引いた最長軸線であり、Ｇは軸線Ｆに直交する最長軸線である。ずれは存在しない。

受け板ウエル３２に対する適当な形状には、涙形、楕円形、菱形、正方形、長方形、円形、正多角形、不規則多角形等が含まれる。

本発明の他の実施例では、図３、４、６Ｂに示したように、受け板３０のウエル３２は活性ろ過領域の下側にＵ形底部を有する。Ｕ形底部の最も深い部分は好ましくは液体の除去個所となるアクセス口２３である。従って、Ｕ形底部は、一様に下方へ傾斜する壁とアクセス口２３の下側に終端する天底により形成されている。受け板ウエル３２の全ての断面において、Ｕ形底部の最低部が４１である。従って、ウエルの最高点と最下点の間には線形断面は存在しない。

ろ過領域の下側の体積は小さくてよく（たとえばピペット引出後に残る量は１０μリットル以下）、Ｕ形底部はＵ形引出点４１へ液体移動させ、より少ない媒体が細胞への栄養供給を行うのに使用できる。さらに、従来の変動する体積及び細胞成長を生じた傾斜底に比較して、より一様な細胞成長を可能にする媒体のより一様な供給体積が得られる。液体除去個所においてＵ形を採用すると、改良された除去量の媒体が可能となる。

ろ過板と供給板ウエルの相対位置に無関係に、装置は自動化が可能である（例えばANSI-SBS規格に適合）。

本発明のろ過板の平面図である。 本発明によりろ過板を供給及び受け板ウエルの上に配置した状態を示す側面図である。 ろ過板を供給及び受け板ウエルの上に配置した図１の線Ａ−Ａ断面図である。 ろ過板を供給及び受け板ウエルの上に配置した図１の線Ｂ−Ｂ断面図である。 ろ過板を供給及び受け板ウエルの上に配置した図１の線Ｘ−Ｘ断面図である。 従来技術によりろ過板を供給及び受け板ウエルの上に配置した断面図であり、液体の毛細管滞留を示す図である。 ろ過板を供給及び受け板ウエルの上に配置した図１の線Ｃ−Ｃ断面図である。 受け板ウエルにアクセスするピペットを備えた、供給及び受け板ウエルの上に配置したろ過板を示す断面図である。 従来の供給及び受け板ウエルの平面図である。 本発明の供給及び受け板ウエルの平面図である。

符号の説明

１０ 多ウエル装置
２０ ろ過板
２２ ウエル
２３ アクセス口
２５ 支持体（微細孔膜又は透過性バリア）
２６、２７ アクセス孔
２８ 整列部材
３０ 供給及び受け板ウエル
３２ 受け板ウエル
３４ 脚
３６ 肩

Claims (8)

1. 各々が一端に支持体を封着している複数のろ過板ウエルと前記複数のろ過ウエルにそれぞれ関連している複数のアクセス孔とを備えたろ過板と、
   前記ろ過板が上に適正配置されたときに、各々が前記ろ過板ウエル及びアクセス口と連通している複数の供給又は受け板ウエルを有する供給又は受け板、とから構成され、
   前記ろ過板ウエルと前記供給又は受け板ウエルの相対位置は、前記供給又は受け板ウエルの平面断面を通して引かれる最長軸線とそれに直交する最長の軸線との交差点が、各ろ過板ウエルの活性ろ過領域の平面断面を通り前記最長軸線とそれの直交する最長軸線との交差点と垂直方向に整列しないように互いにずれている、多ウエルろ過装置。
2. 各供給及び受け板ウエルはＵ形底部を有し、前記受け板ウエルの最高個所と最低個所の間の直線断面積が存在しないようにした、請求項１に記載の装置。
3. 前記ろ過板は９６個のウエルを有する請求項１に記載の装置。
4. 前記フィルタ板と前記供給又は受け板の寸法の全体寸法は自動化に適合している請求項１に記載の装置。
5. 前記支持体は膜である請求項１に記載の装置。
6. 前記膜は微細孔質である請求項５に記載の装置。
7. 前記支持体は透過性バリアである請求項１に記載の装置。
8. 前記Ｕ形底部は前記アクセス口と垂直に整列する最深個所を有する請求項２に記載の装置。

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