JP4423105B2 - 試薬密封袋及び試薬添加方法 - Google Patents

Description

本発明は、高価な試薬を小分けして保存する用途に用いる試薬添加シート及び試薬密封袋並びにこれらを用いた試薬添加方法に関する。

創薬開発研究、ＤＮＡ解析、タンパク解析などでは、一定量の検査試薬を複数のウエルが規則正しく配列されているマルチウエルプレートのウエルに添加する操作が行われている。

従来より、一定量の試薬添加方法として、プレート状の１穴リザーバーあるいはディープウエルプレートが用いられている。

しかしながら、試薬を機械の中にセッティングして使用する場合でも、試薬が長時間室内の温度や湿度に晒されると、試薬がすぐにその効果を失ってしまう場合がある。また、プレート状の形状では、試薬を最後まで取りきれずに残存し、廃棄してしまう場合もある。最近では試薬が高価になり、高価な試薬を無駄にすることを解消できることが要望されている。

本発明は、上記要望に鑑みてなされたもので、試薬を小分けして保存できると共に、必要なときに取り出して簡便にマルチウエルプレートのウエルに添加することができる試薬添加シートを提供することを目的とする。

また、本発明は、試薬を小分けして保存できると共に、必要なときに取り出して簡便にマルチウエルプレートのウエルに添加することができる試薬密封袋を提供することを目的とする。

更に、本発明は、試薬を小分けして保存できると共に、必要なときに取り出して簡便にマルチウエルプレートのウエルに添加することができる試薬添加方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数のウエルが配列されているマルチウエルプレートの上面に配置されるシート部と、前記シート部のそれぞれの前記ウエルに対応した位置に前記シート部と一体に設けられている、内径に０．２〜２ｍｍを加算した深さの深めの半球状の形状の薬品収容室と、少なくとも前記薬品収容室の内面に設けられている撥水層とを有する試薬添加シートと、前記シート部に貼り付けられて前記薬品収容室を密封している開封可能な密封シール材と、前記薬品収容室内に封入されている球状の凍結薬液とを有することを特徴とする試薬密封袋を提供する。

この試薬密封袋を冷凍保存することにより、撥水層の撥水作用で球状の形状になっている薬液は球状のまま凍結する。そして、試薬が必要なときに、薬液が凍結した状態で試薬密封袋のシート部を薬品収容室を上側にしてマルチウエルプレートに載置すると、マルチウエルプレートの各ウエルの直上に各薬品収容室が密封シール材を隔てて臨む位置に配置される。薬品収容室を上側から押して変形させることにより凍結している球状の薬液を密封シール材を押し破ってマルチウエルプレートのウエル内に落とし入れることができる。

そのため、本発明の試薬密封袋は、試薬を小分けして冷凍保存できると共に、必要なときに取り出して簡便にマルチウエルプレートのウエルに添加することができる。

本発明は、複数のウエルが配列されているマルチウエルプレートの上面に配置されるシート部と、前記シート部のそれぞれの前記ウエルに対応した位置に前記シート部と一体に設けられている凹部形状の薬品収容室と、少なくとも前記薬品収容室の内面に設けられている撥水層とを有する試薬添加シートの前記薬品収容室内に薬液を注入する注入工程と、前記薬液を収容した前記試薬添加シートの前記シート部に開封可能な密封シール材を貼り付けて前記薬品収容室を密封することにより試薬密封袋を形成する密封工程と、前記試薬密封袋を冷凍保存する保存工程と、前記冷凍保存した試薬密封袋のシート部を前記薬品収容室を上側にしてマルチウエルプレート上に載置し、前記薬品収容室を上側から押すことにより、前記密封シール材を押し破って凍結している前記薬液を前記マルチウエルプレートの前記ウエル内に落とし入れる添加工程とを有することを特徴とする試薬添加方法を提供する。

本発明の試薬添加方法は、試薬を試薬密封袋の中に小分けして封入し、冷凍保存できると共に、必要なときに取りだして簡便にマルチウエルプレートのウエルに添加することができる。

本発明の試薬添加シート、試薬密封袋及び試薬添加方法は、試薬を小分けして冷凍保存できると共に、必要なときに取り出して簡便にマルチウエルプレートのウエルに添加することができる。

以下、本発明の試薬添加シート、試薬密封袋及び試薬添加方法の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の試薬添加シートの一実施形態を示すもので、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

試薬添加シート１は、マルチウエルプレートの上面に載置される形状のシート部２と、マルチウエルプレートの各ウエルに対応した位置にシート部と一体に設けられている凹部形状の複数の薬品収容室３とを有する。この試薬添加シート１は、真空成形、圧空成形、マッチドモールド成形などの成形法で合成樹脂製シートから薬品収容室３を構成する凹部形状が成形されている。

図４にマルチウエルプレートの一例を示す。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はＢ−Ｂ’線に沿った断面図を示す。マルチウエルプレートは、一枚のプレートに複数のウエルが規則正しく配置されたもので、マルチウエルプレートを使用することにより、一枚のプレートで多くのサンプルを扱い、実験の効率化を図ることができる。

マルチウエルプレートの大きさ及び形は世界的にほぼ統一されており、形状は同じであるが、ウエルの大きさにより、４ウエル、１２ウエル、２４ウエル、４８ウエル、９６ウエル、３８４ウエルなどのバリエーションがあり、使用目的によって使い分けされる。

図４に示したマルチウエルプレート４００は、横１２列、縦８行の合計９６のウエル４０１が設けられている９６ウエルである。透明なポリスチレン樹脂で一体成形され、ウエル４０１の底面が平板状になっている。マルチウエルプレート４００の各ウエル４０１の開口部の周縁は、上面からやや突き出たリブ状になっている。また、マルチウエルプレートの上面の周縁に上面から突出した外周リブ４０２が設けられている。また、マルチウエルプレート４００の一角に位置決めのための切り欠き部４０３が設けられている。マルチウエルプレート４００の側面には外方に突出した段差部４０４が設けられ、この段差部４０４にマルチウエルプレートの上面全体を覆う図示しない蓋の下端縁を載置して蓋を被せることができるようになっている。

本発明の試薬添加シートは、いずれのマルチウエルプレートにも適用することができる。以下では、図４に示した９６ウエルのマルチウエルプレート４００に適した試薬添加シートについて説明を行う。

図１に示した試薬添加シート１のシート部２は、シート部２を薬品収容室３が上側になるように左右を逆にしてひっくり返したときに、マルチウエルプレート４００の上面の周縁に設けられている外周リブ４０２の内面に外縁がほぼ接してマルチウエルプレート４００の上面に収まって配置される形状である。そのため、シート部２を薬品収容室３が上側になるように左右を逆にしてひっくり返したときに、マルチウエルプレート４００の一角に設けられている位置決めのための切り欠き部４０３に収まる切り欠き部２１を有する。シート部２の下面又は上面には、各薬品収容室３をマルチウエルプレート４００のウエル４０１に対応させる数字や文字等のマークが成形時の凹み又は印刷で設けられている。

試薬添加シート１を構成する凹部形状の薬品収容室３は、シート部２と一体に形成され、マルチウエルプレート４００の各ウエルの中心と中心が一致するような位置にシート部２から下方に突出してそれぞれドーム状の形状に設けられている。９６ウエルのマルチウエルプレートに使用する場合は、９ｍｍピッチでウエル４０１が形成されているため、同じピッチで薬品収容室３が形成されている。

図２に薬品収容室３の拡大断面図を示す。図２に示すように、凹部形状の薬品収容室３は、シート部２と一体になっている半球状の薬品収容室壁３１で構成されており、薬品収容室壁３１の内面には、撥水層３２が設けられている。薬品収容室３の形状は制限されないが、図２に示すように、やや深めの半球状の形状が好ましい。薬品収容室３の内面全体及びシート部２の上面全体、即ち、試薬添加シート１の上面全体には撥水層３２が形成されている。この撥水層３２は、薬品収容室３に注入された薬液をその撥水性で球状に形成し、凍結した薬液を容易に分離するために設けられている。そのため、撥水層３２は少なくとも薬品収容室３の内面に設けられている必要がある。撥水層３２は、シリコーン系撥水剤を試薬添加シート１の原材料の熱可塑性樹脂製シートに予め塗布し、硬化して形成することができる。また、フッ素を含有するシリコーン系撥水剤を真空蒸着法により熱可塑性樹脂製シート上に塗布することにより形成することも可能である。

薬品収容室３の大きさは、注入する薬液の容量によって決定されるが、一定量注入される薬液が撥水層３２の撥水作用で球状になったときに、球状の薬液の頂点が薬品収容室３を密封する後述する密封シール材に触れない程度の深さとすることが好ましい。薬品収容室３内の球状の薬液の頂点が密封シール材に触れてしまうと、冷凍保存し、薬液が凍結したときに、凍結した薬液が密封シール材に接着してしまい、薬品収容室を凹ませて凍結した薬液を押し出す際に、凍結した薬液が密封シール材に付着して落下しないおそれがある。例えば、１μｌの試薬が球状になると直径が約２ｍｍになる。薬品収容室３の内径は薬液を球状として計算したときの直径に０〜４ｍｍ、好ましくは０〜２ｍｍ程度を加算した大きさ、深さは内径に０．２〜２ｍｍ程度を加算した大きさとすることが好ましい。

試薬添加シート１を形成する合成樹脂製シートの材質は特に制限されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等を例示することができる。また、これらの樹脂の１層又は２層以上を用いたラミネートでもよい。この中でも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を好ましく使用することができる。ポリエチレンテレフタレートは、適度な硬度を有し、張りがあるため、薬品収容室を押しつぶして変形させたときに、押し易いという特性を有する。

試薬添加シート１の材料となる合成樹脂製シートの厚さ、即ちシート部２の厚さは、２０〜８０μｍ程度が好ましい。シート部２の厚さが薄すぎると、真空成形法などの深絞り成形法で薬品収容室３を合成樹脂製シートから成形できないおそれがあり、一方シート部２の厚さが厚すぎると、薬品収容室３を構成する薬品収容室壁３１の厚さが厚くなり、薬品収容室３を押しつぶすことが困難になる場合がある。

次に、本発明の試薬添加シート１を用いた本発明の試薬添加方法について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、本発明の試薬添加方法を構成する工程を示したフローチャートである。なお、図３では、撥水層３１は省略されている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、本発明の試薬添加シート１の薬品収容室３に一定量の薬液Ｌを注入する注入工程を行う。注入された薬液Ｌは、薬品収容室３の内面を被覆している撥水層３２（図３では示されていない）の撥水作用で球状になる。球状の薬液Ｌの頂点は薬品収容室３の上端縁より低い位置にある。各薬品収容室３毎に異なる種類の薬液を注入する場合、複数の薬品収容室３に同じ薬液を注入する場合、各薬品収容室３に同じ薬液を注入する場合もあり、注入の形態は自由である。

次に、図３（ｃ）に示すように、密封工程で、試薬添加シート１のシート部２上面全体に試薬添加シート１のシート部２の形状と同じ形状の開封可能な密封シール材４を貼り合わせ、薬品収容室３の開口部を密封シール材４で封止し、薬品収容室３を密封シール材４で密封する。開封可能な密封シール材４としては、アルミニウムフィルムの下面にヒートシール材層を設けた熱融着型アルミ箔を例示することができる。この熱融着型アルミ箔は、例えば１４０℃、２秒程度のホットプレスで試薬添加シート１のシート部２に貼り合わせることができる。

試薬添加シート１のシート部２に密封シール材４が貼り合わされ、各薬品収容室３が密封され、各薬品収容室３内に薬液Ｌが封入されて、本発明の試薬密封袋１０が形成されている。

次に、図３（ｄ）に示すように、保存工程で、薬液Ｌを封入した試薬密封袋１０を冷凍保存する。これにより、球状の薬液Ｌは、そのまま凍結し、球状の凍結薬液Ｌ’となる。この場合、球状の凍結薬液Ｌ’の上部には空間が存在し、凍結薬液Ｌ’は密封シール材４には接触していない。

試薬が必要になったときに、添加工程を行う。冷凍保存している試薬密封袋１０を冷凍庫から取り出し、図４（ｂ）に示すように、薬品収容室３を上側にして試薬密封袋１０のシート部２をマルチウエルプレート４００の切り欠き部４０３に切り欠き部２１を合わせて載置すると、シート部２はマルチウエルプレート４００の外周リブ４０２にほぼ接してマルチウエルプレート４００に位置決めされて載置される。このとき、マルチウエルプレート４００の各ウエル４０１の直上に各薬品収容室３が密封シール材４を隔てて配置される。このようにマルチウエルプレート４００の上に試薬密封袋１０を配置した後、図３（ｅ）に示すように、各薬品収容室３を構成する薬品収容室壁３１を例えばローラーのようなもので上側から押して変形させて球状の凍結薬液Ｌ’を上側から押し出すと、撥水層３２の作用で球状の凍結薬液Ｌ’と薬品収容室３の間の接着力が小さいため、薬品収容室３の変形に伴って球状の凍結薬液Ｌ’が薬品収容室３から容易に分離し、球状の凍結薬液Ｌ’が密封シール材４を押し破ってマルチウエルプレート４００のウエル４０１内に落下し、ウエル４０１内に凍結薬液Ｌ’を落とし入れて添加することができる。

このような試薬添加方法によれば、試薬添加シート１の各薬品収容室３内に一定量の高価な薬液を分注し、密封し、凍結保存することができる。また、薬液を使用するときは、薬品収容室３内の薬液は撥水層３１の撥水作用で球状になり、薬品収容室３との接触面積が小さく、球状の凍結薬液Ｌ’は容易に薬品収容室３から分離するため、薬品収容室３を上側から変形させることにより、球状の凍結薬液Ｌ’を密封シール材４を突き破って容易に外部に取り出すことが可能である。

そのため、本発明の試薬添加方法は、一定量の試薬を小分けして密封し、冷凍保存できると共に、必要なときに取りだして簡便にマルチウエルプレートのウエルに添加することができる。

なお、試薬密封袋１０を冷凍保存し、取り出してマルチウエルプレートの上に配置し、薬品収容室を上側から変形させる操作を自動的に行う専用の装置を用いることができる。

一面側にシリコーン撥水層が形成されている厚さ３０μｍのポリエチレンテレフタレートシートを用いて、このポリエチレンテレフタレートシートのシリコーン撥水層が設けられていない側の面から吸引する真空成形にて、９６ウエルのマルチウエルプレートに対応する内径が２ｍｍ、深さが約２．２ｍｍの半球状の薬品収容室３を形成し、１２１ｍｍ×８０ｍｍの矩形状に切り出し、切り欠き２１を設けた図１に示した試薬添加シート１を作製した。この試薬添加シート１の薬品収容室３の内面も含めた上面全体にシリコーン撥水層が形成されている。

この試薬添加シート１の各薬品収容室３に１０μリットルの試薬を分注した。注入した試薬は直径が約２ｍｍの球状となった。

この試薬添加シート１に密封シール材４として熱融着型アルミ箔を１４０℃、２秒のホットプレスで貼り付けて各薬品収容室３の開口部を密封し、試薬を薬品収容室の中に封入して試薬密封袋１０を作製した。この試薬密封袋１０を冷凍庫で薬品収容室３を下側にして凍結保存した。凍結した試薬は直径が約２ｍｍの球状であった。

凍結保存した試薬密封袋１０を冷凍庫から取り出し、薬品収容室３が上側になるように裏返し、マルチウエルプレート４００の上面の周縁リブ４０２の中にシート部２が収まるように載置し、表面が硬いローラーで突出している薬品収容室３を順次押しつぶすことにより、各薬品収容室に封入されていた球状の凍結薬液がアルミ箔４を押し破って押し出されてマルチウエルプレート４００の各ウエル４０１内に落下し、９６個の各薬品収容室３から９６個の各ウエル４０１内に球状の凍結薬液を問題なく添加することができた。

本発明の試薬添加シート、試薬密封袋及び試薬添加方法は、創薬開発研究、ＤＮＡ解析、タンパク解析などにおける試薬を小分けして冷凍保存し、必要なときに簡便に取りだして使用することができるため、特にバイオ産業に利用可能である。

本発明の試薬添加シートの一実施形態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。 本発明の試薬添加シートの薬品収容室の拡大断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は本発明の試薬添加方法の工程を示すフローチャートである。 マルチウエルプレートの一例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。

符号の説明

１： 試薬添加シート
２： シート部
２１： 切り欠き部
３： 薬品収容室
３１： 薬品収容室壁
３２： 撥水層
４： 密封シール材
Ｌ： 薬液
Ｌ’： 凍結薬液
１０： 試薬密封袋
４００： マルチウエルプレート
４０１： ウエル
４０２： 外周リブ
４０３： 切り欠き部

Claims (2)

1. 複数のウエルが配列されているマルチウエルプレートの上面に配置されるシート部と、
   前記シート部のそれぞれの前記ウエルに対応した位置に前記シート部と一体に設けられている、内径に０．２〜２ｍｍを加算した深さの深めの半球状の形状の複数の薬品収容室と、
   少なくとも前記薬品収容室の内面に設けられている撥水層とを有する試薬添加シートと、
   前記シート部に貼り付けられて前記薬品収容室を密封している開封可能な密封シール材と、
   前記薬品収容室内に封入されている球状の凍結薬液と
   を有することを特徴とする試薬密封袋。
2. 複数のウエルが配列されているマルチウエルプレートの上面に配置されるシート部と、前記シート部のそれぞれの前記ウエルに対応した位置に前記シート部と一体に設けられている凹部形状の複数の薬品収容室と、少なくとも前記薬品収容室の内面に設けられている撥水層とを有する試薬添加シートの前記薬品収容室内に薬液を注入する注入工程と、
   前記薬液を収容した前記試薬添加シートの前記シート部に開封可能な密封シール材を貼り付けて各前記薬品収容室を密封することにより試薬密封袋を形成する密封工程と、
   前記試薬密封袋を冷凍保存する保存工程と、
   前記冷凍保存した試薬密封袋のシート部を前記薬品収容室を上側にしてマルチウエルプレート上に載置し、前記薬品収容室を上側から押すことにより、前記密封シール材を押し破って凍結している前記薬液を前記マルチウエルプレートの前記ウエル内に落とし入れる添加工程と
   を有することを特徴とする試薬添加方法。

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