JP4467271B2 - マルチウェル装置 - Google Patents

Description

本発明は、人工容器内で細胞や組織を培養するためのセルプレート組み立て品に関し、これは、細胞や培養組織をこれらの成長を促進するための栄養を含んでいる液体媒体内で保持される挿入物も含む。

マルチウェルプレート組み立て品は、人工容器内での細胞の成長、組織培養のために発達してきた。典型的なマルチウェルプレート組み立て品は、細胞の成長や組織培養を促進するための栄養を含んだ液体媒体を含有する複数のウェルをもったウェルプレートを含んでいる。さらに、マルチウェルプレート組み立て品は、ウェルプレートに重なるような形の挿入プレートを具えている。この挿入プレートは、挿入物を含み、このそれぞれは開口上部と開口底部を有するものである。多孔質の膜が挿入物の開口底部の端から端まで伸びており、この膜はイオンや高分子が膜を貫いて拡散したり移動することを可能とする物質で形成されている。挿入物は、ウェルの中の栄養豊富な液体媒体と連通するように、ウェル内に十分に伸びている。したがって、細胞膜は膜に付着して成長することが可能であり、多孔質の膜を介してウェルの中の液体媒体から栄養を取り入れることができる。

ウェルは液体を加えたり取り除くために定期的にアクセスされなければならない。このアクセスは、一般的には、個々のウェルが配列された位置で挿入プレートの上部面を貫いて伸びるアクセスポートによって実行される。このアクセスポートは、ウェルの中の液体媒体の液位（ｌｅｖｅｌ）が調整され得るように、または、挿入プレートを取り外すことなく、さらに挿入物の膜上で成長している細胞や培養組織に触れることなく、古い媒体の一部が吸引され得るようにして、ピペットを受け入れられるように寸法つけられている。マルチウェルプレート組み立て品の例は、特許文献１，２および３などに示されている。

米国特許５，６５２，１４２号公報 米国特許５，８０１，０５５号公報 米国特許５，９７２，６９４号公報

通常、マルチウェルプレート組み立て品は、研究設備との互換性を確実にするために、標準的な外枠の寸法と標準的なウェルの数で製造されている。ある工業標準は、９６個のウェルが８×１２の長方形のマトリクスで配列されたものを含んでいる。研究設備は、個々のウェルの液体のレベルを調整するために、自動的に挿入プレートのアクセスポートに入るロボットピペット装置を含んでいる。マイクロウェルプレート組み立て品の設計は、アクセスポート内にピペットを自動的に挿入するのを円滑にするようなものであるべきである。したがって、挿入物とアクセスポートの両方は、複数のウェルの必要とされる中央間隔を越えることなく、挿入物上で成長している細胞や培養組織と、アクセスポートに挿入されたピペットとの間の汚染を発生させることなく、できる限り大きくされるべきである。

本発明は、ウェルプレートと挿入プレートとを具えるマルチウェルプレート組み立て品である。ウェルプレートは、対向するほぼ平行な側壁と、この２つの側壁の間に垂直に伸びる対向するほぼ平行な端壁とを具えた、ほぼ長方形の外縁スカートを含んでいる。１つの端壁と少なくとも一つの側壁との間の角は、挿入プレートとウェルプレートとを組み立てる上で確実に向きを合わせることができるように、一部が切り落とされており、ゆえに、もし挿入プレートが取り外されたり、取り替えられたりした場合に、相互汚染を防止することができる。さらに、ウェルプレートは長手方向に均等に間隔があけられた複数の壁を含み、その壁は外縁スカートの端壁の間に直交し、かつ外縁スカートの側壁に平行になるように伸びている。さらに、ウェルプレートは均等に間隔があけられた横方向の複数の壁を含んでおり、その壁は外縁スカートの２つの側壁の間で直交し、かつ外縁スカートの端壁にほぼ平行になるように伸びている。長手方向の壁および、横方向の壁はウェルプレート内でほぼ四角形の複数のウェルからなる長方形のマトリクスを定めている。各ウェルは、対応するウェルの長手方向の壁と横方向の壁のそれぞれに交差する底面を有している。底面は個々のウェルにおける長手方向の壁と横方向の壁に対して垂直になっていないのが好ましい。どちらかといれば、底面は個々のウェルの対角線に沿って斜めになっており、その結果、各ウェルには深い角と浅い角が生じるようになっている。以下に述べる好ましい実施形態によれば、ウェルプレートは８×１２の長方形マトリクスで合計９６個のウェルからなるものである。

挿入プレートはほぼ長方形の上面と、該上面から下方向に伸びる外縁スカートとを具えている。挿入プレートの外縁スカートは、一対の平行な側壁と、該一対の側壁の間で垂直に延びる一対の平行な端壁とによって定められている。挿入プレートの外縁スカートは、ウェルプレートの外縁スカートを覆って、ゆるく入れ子になるように寸法つけられている。角のフランジは挿入プレートの外縁スカートの端壁の一臂において定められる少なくとも１つの角に隣接するように形成されている。角フランジは、ウェルプレート上で挿入プレートが置かれる向きが確実に一方向に決定されるように、ウェルプレートの端が切り落とされた角に収まるように寸法つけられている。

さらに、挿入プレートは、挿入プレートがウェルプレートの上に重ねられたとき、個々のウェルに対応する位置にある挿入物の長方形マトリクスを含んでいる。挿入物のそれぞれは、挿入プレートの上面で開口した上部を有する側壁と、挿入プレートの上面から、対応するウェルのもっとも浅い部分までの距離よりも短い距離となる位置に設けられた底部とを含んでいる。それゆえに、各挿入物は、挿入プレートがウェルプレートの上に適切に重ねられると、個々のウェルの底面よりも上となるようにされた位置で空間が空けられるであろう。多孔質の物質のシートは各挿入物の底部を覆って固定されている。この多孔質の物質は当業者にとって細胞培養挿入物でよく知られた多孔質物質であればいかなるものであってもよい。

各挿入物の側壁は、おおむね先が切り落とされた円錐形をしており、各挿入物の開口上部は底部よりも断面が大きくなっている。加えて、各挿入物は、個々のセルの長手方向の壁と横方向の壁にほぼ接するように配置されていてもよい。加えて、挿入物の断面方向に大きい上部は、それに対応する四角いセルの角に効果的に重ねられる。しかしながら、先が切り落とされた円錐形の側壁のそれぞれの底部での位置は、液体媒体の吸い上げを防止するために、セルの壁から離されている。各挿入物は対応するセルの浅い方の角にもっとも接近している。各挿入物の側壁は完全には先が切られた円錐形ではない。とりわけ、各挿入物は、挿入物が重ねられる予定の個々のセルの対角方向に対峙する位置にある側壁に設けられたノッチを含んでいる。加えて、側壁は、個々の挿入物の低端に向かうノッチから伸びる内側方向に凸で外側方向に凹の領域を含んでいるのが好ましい。凸／凹領域は、個々の挿入物の底部に対して接近した位置に向かってだんだんと高さが低くなっているのが好ましく、個々の挿入物の底端では高さが０になっているのが好ましい。その結果、個々の挿入物の底部はおおむね円形となるであろう。成形効率において、内側に凸で外側に凹の領域は側壁に沿って同じ方向にわずかに斜めにあっていてもよく、個々の挿入物の軸と挿入物の内側に凸の領域との間の半径方向の寸法は、個々の挿入物の底部からさらにはなれていてもよい。

さらに、挿入プレートは各挿入物のためのアクセスポートを有している。アクセスポートは個々の挿入物の側壁におけるノッチと連通しており、個々のウェルにおいて、これに対応する挿入物が重ねられるところの角と反対の角にほぼ接近して配列されているのが好ましい。各アクセスポートは、挿入プレートの上面で、内側方向及び下方向に斜めに面取りされているのが好ましい。挿入物に隣接する側壁に設けられた面取りと後はピペットを個々のアクセスポート内に入れるのを容易にするとともに、個々の挿入物の底部近くで成長している培養物に悪い影響を及ぼす危険性がなく、各アクセスポートの効果的な断面寸法を最小化する。各アクセスポートのこの配置は、各ウェルの深い角にあるアクセスポートと整合している。

マルチウェルプレート組み立て品はさらにカバーを具えている。このカバーは、挿入プレートの上面にある挿入物とアクセスポートの全てをカバーするためのほぼ平らな上面を含んでいる。さらに、このカバーは挿入プレートのスカートを覆って入れ子になるように寸法つけられた下方向に伸びるスカートを含んでいる。

本発明におけるマルチウェルプレート組み立て品は、図１の番号１０によっておおよそ特定されている。プレート組み立て品１０はウェルプレート１２と挿入プレート１４とカバー１６とを具えている。

ウェルプレート１２は、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレンなどのプラスチック物質から一体成形されている。ウェルプレート１２は、ほぼ長方形の底面１８と、その底面１８から上に向かって伸び、底面１８の外縁からわずかに内側に位置する外縁スカート２０とを有している。外縁スカート２０はほぼ平行な第1及び第２の端壁２２及び２４と、この端壁２２と２４の間にほぼ直行して伸びる、第1及び第2のほぼ平行な側壁２６、２８を含んでいる。端が切り落とされたコーナー壁３０及び３２は、第1側壁２６及び第2側壁２８のそれぞれに対して、第1端壁２２と接続する。端が切り落とされた壁３０および３２は、ウェルプレート１２と挿入プレート１４との間で以下に説明するような好ましい向きを確実にする。

ウェルプレート１２はさらに、平行に均等に配置され、第1側壁２６と第2側壁２８に対して平行に配列された、複数の長手方向の内側の壁３４によって特徴つけられる。加えて、ウェルプレート１２は、均等に配置され、複数の平行な横方向の内側の壁３６で、第1端壁２２と第2端壁２４とに平行に配列され、第1側壁２６と第2側壁２８との間で伸びるものである。長手方向の壁３４それぞれの間の空間は、横方向の壁３６それぞれの間の空間とほぼ等しい。したがって、長手方向の壁３４と横方向の壁３６は四角いセル３８の長方形の配列を定めている。ウェルプレート１２の寸法は、使用可能な研究設備と互換性を確実にするための工業標準に沿っているのが好ましい。この図示した実施形態において、ウェルプレート１２は８×１２のウェル３８の長方形の配列で、それぞれのウェル３８は四角形で、それぞれのウェルがほぼ同一となっているものを具えている。

それぞれのウェル３８は、図３にもっとも明らかに示されているように、開口した上部と、底面４０によって定められる閉じた底部とを有している。底面４０は、個々のウェル３８の長手方向の壁３４と横方向の壁３６との両方と鋭角になるように整合されている。それぞれのウェル３８における底面４０の角の整合は、それぞれのウェル３８における、第２の端壁２４と第２の側壁２８にもっとも近い角がもっとも浅くなるようにされている。加えて、それぞれのウェル３８は第１の端壁２２と第１の側壁２６とにもっとも接近した角がもっとも深い。

挿入プレート１４は、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレンといったプラスチック物質から一体成形されている。挿入プレート１４は上面３８と外縁スカート５０とを含んでいる。挿入プレート１４の外縁スカート５０は、互いにほぼ平行な第１端壁５２と第２端壁５４と、互いにほぼ平行で前記端壁５２、５４の間でほぼ直交する方向に延びる第１側壁５６と第２側壁５８とを含んでいる。挿入プレート１４の外縁スカート５０はウェルプレート１２の外縁スカートに隙間を持って入れ子でかぶさるように寸法つけられている。加えて、外縁スカート５０は、ウェルプレート１２上で挿入プレート１４の好ましい回転方向を確実にするために、ウェルプレート１２の面取りした角３０、３２と重なる角フランジ６０、６２によって特徴つけられている。外縁スカート５０は、上面４８を取り囲んで伸びる周縁を定めるために、上面４８よりも上にわずかに伸びている。

さらに、挿入プレート１４は、上面４８から突き出した複数の挿入物６４を含んでいる。挿入物６４はそれぞれ、図６及び図７に示すように開口頂部６８と開口底部７０とを有する側壁６６を含んでいる。側壁６６それぞれの頂部６８と底部７０とは一般的に円形に形成されている。しかしながら、頂部６８は底部７０よりも断面が大きい。したがって、側壁６６はおおよそ台形となっている。さらに、挿入物６４のそれぞれは半透過性かつ微孔性の膜７２で側壁６６の底部７０の端から端まで全面的に延在するものを含んでいる。

挿入物６４はウェル３８の数と等しく、個々のウェル３８を覆うように配置されている。挿入物６４のそれぞれは、第２の側壁２８と第２の端壁２４とにもっとも近い方の対応するウェル３８の角に配置される。したがって、挿入物６４のそれぞれは、大体ここのウェル３８の浅い方の角に位置が合わされる。加えて、挿入物６４のそれぞれは、側壁６６の先端の上の部分がウェル３８の浅い方の角を形成する長手方向の壁３４および横方向の壁３６とほぼ接するように配置される。

挿入物６４の側壁６６は完全な円錐台（ｆｒｕｓｔｏｃｏｎｉｃａｌ）ではない。むしろ側壁６６のそれぞれは、内側に突き出た面７４を有する細長い部分と外側にくぼんだ面７５とを含んでいる。加えて、側壁６６のそれぞれは、内側に凸状の面７４または外側にへこんだ面７５に対称となるように合わされた位置において、上面４８から伸びるノッチ（ｎｏｔｃｈ）７６を含んでいる。面７４および７５並びにノッチ７６は、挿入プレート１４がウェルプレート１２に重ねられたときに、ウェル３８の直径に沿って反対側の深い方の角になるであろう、挿入物６４の側面に配置される。挿入物６４のそれぞれは、上面４８から膜７２までの長さを、ウェル３８のそれぞれの浅い部分の深さよりもより浅くなるように定める。したがって、挿入プレート１４がウェルプレート１２に重ねられたときに、膜７２が対応するウェル３８の底面４０の上に位置することになるであろう。

さらに、挿入プレート１４の上面４８は、側壁６６の上端６８に隣接する挿入物６４それぞれの一部と個々に連通するアクセスポート８０によって特徴つけられている。アクセスポート８０のそれぞれは、上側が内方向に面取りされた円形状のエッジ８２を有している。加えて、それぞれのアクセスポート８０によって形成された円は、挿入物６４の側壁６６における円形に形成された開口上部６８と、ノッチ７６と対称に位置あわせされた場所で交差する。したがって、上からみると、ノッチ７６のそれぞれは、対応するアクセスポート８０の連続する範囲を定める。さらに、それぞれの側壁６６のへこんだ外側の面７５は、上から見ると、円形のアクセスポート８０の範囲を定める。円形のアクセスポート８０は、それぞれのウェル３８の深い方の端における長手方向の壁３４と横方向の壁３６とによって定められる平面とほぼ接するように寸法つけられ、配置されている。しかしながら、アクセスポート８０のそれぞれの垂直方向の突起は挿入物６４それぞれの円形の底部端７０からわずかに隙間があけられている。図８にもっとも明らかに示されているように、挿入物６４それぞれの軸と対応するアクセスポート８０の中心とは、挿入プレート１４がウェルプレート１２に重ねられたときに、個々のウェル３８の深い方の角から浅い方の角まで伸びている対角面に沿って位置あわせがなされる。ウェル３８の深い方の端部とアクセスポート８０との整合によって、液体媒体は組み立て品１０を傾けることなく吸い出されることが可能となる。

カバー１６は、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンまたはポリプロピレンといった透明なプラスチック物質から一体成形されている。さらに特に、カバー１６はほぼ長方形の上面８８と下方向に伸びる長方形のスカート９０とを含んでいる。カバー１６のスカート９０は挿入プレート１４の外縁スカート５０にゆるみをもって入れ子になるように寸法つけられている。

マルチウェルプレート組み立て品１０は、挿入プレート１４の挿入物６４の膜７２に細胞や組織培養といった生物材料を付着させることによって使用される。そして、挿入プレート１４はウェルプレート１２に重ねられる。このように重ねることによって、挿入プレート１４の外縁スカート５０はウェルプレート１２の外縁スカート２０上に入れ子にされる。加えて、挿入物６４のそれぞれは対応するウェル３８の中に入れ子にされるであろう。挿入物６４それぞれの側壁６６の上部６８は、ウェルプレート１４の第２側壁２８と第２端壁２４とにもっとも近い対応する四角のウェル３８の角に重ねられ、ウェルプレート３８の浅い方の角で長手方向の壁３４と横方向の壁３６のそれぞれにほぼ接するであろう。側壁７０の寸法によって、膜７２がウェル３８の底面４０から確実に隙間を持つであろう。しかしながら、ウェル３８のそれぞれに沈殿する液体は、液体と膜７２との接触が確実になる深さまで増量するであろう。挿入物６４のそれぞれに対応するアクセスポート８０は対応するウェル３８と位置あわせがなされ、個々のウェル３８の深い方の角を定める長手方向の壁３４と横方向の壁３６とにほぼ接するであろう。この挿入物６４およびアクセスポート８０のウェル３８の垂直面に沿った向き（定位）は、ウェル３８のそれぞれに割り当てられた使用可能な空間に相関する挿入物６４とアクセスポート８０の両方に対する断面を効果的に大きくすることを可能にする。したがってウェル３８の中に液状の成長材料を周期的に満たすために、またその中の過剰な液体を取り除くために、ピペットがアクセスポート８０の中に簡単に挿入される。特に、ピペットはアクセスポート８０の中に挿入可能である一方、ノッチ７６の使用部分は、挿入物６４の一部となるであろう空間の中に伸びている。しかしながら、アクセスポート８０のノッチ７６の両方は膜７２から水平方向に相殺されており、ゆえに、ピペットが下方向に移動する上での妨げとならず、膜７２での培養地を汚染しない。加えて、大きくて便利でアクセスしやすいアクセスポート８０がとても小さな空間の中に提供されている。

図に示されていないけれども、挿入プレート１４及び各挿入物６４は、各挿入物６４の一部と個別に連通する複数のアクセスポート８０を含んでいてもよいというのは本発明の範囲内である。また、各挿入物に関連する複数のアクセスポートの形状は同一であっても異なっていてもよいということは本発明の範囲内である。複数のアクセスポート８０の例が図１０に示されている。

本発明に係るマルチウェルプレートの分解斜視図である。 図１に示すウェルプレートの上メンズである。 図２の３−３線に沿った断面図である。 本発明に係る挿入プレートの上面図である。 図４に示す挿入プレートの挿入物と１つのアクセスポートを示す拡大上面図である。 図５の６−６線に沿った断面図である。 図５の７−７線に沿った断面図である。 組み立てられた状態の挿入プレートとウェルプレートの一部を示す上面図である。 図８の９−９線に沿った断面図である。 組み立てられた状態の他の挿入プレートとウェルプレートの上面図である。

符号の説明

１０ マルチウェルプレート組み立て品
１２ ウェルプレート
１４ 挿入プレート
１６ カバー
１８ ウェルプレートの底面
２０ ウェルプレートの外縁スカート
２２ ウェルプレートの第１端壁
２４ ウェルプレートの第２端壁
２６ ウェルプレートの第１側壁
２８ ウェルプレートの第２側壁
３０ ウェルプレートのコーナー壁
３２ ウェルプレートのコーナー壁
３４ ウェルの長手方向の壁
３６ ウェルの横方向の壁
３８ ウェル
４０ ウェルの底面
５０ 挿入プレートの外縁スカート
５２ 挿入プレートの第１端壁
５４ 挿入プレートの第２端壁
５６ 挿入プレートの第１側壁
５８ 挿入プレートの第２側壁
６０ 挿入プレートの角フランジ
６２ 挿入プレートの角フランジ
６４ 挿入物
６６ 挿入物の側壁
６８ 挿入物の頂部
７０ 挿入物の底部
７２ 膜
７６ ノッチ
８０ アクセスポート
８８ カバーの上面
９０ カバーのスカート

Claims (11)

1. 上方向が開口した複数のウェルであって、前記各ウェルは、前記各ウェルの対向する一対の角を定めるものである隣接した一対の壁を有し、ほぼ四角形の断面を持つウェルを具えたウェルプレートと、該ウェルプレートに重ねられる挿入プレートとを具えるマルチウェルプレート組み立て品であって、前記挿入プレートは前記ウェルプレートの前記ウェルの全てをほぼ覆う上面を有しており、該上面には前記ウェルに対応して配列された複数の挿入物が形成されており、前記各挿入物は前記上面から下方向に突き出した側壁を有しており、前記ウェルの前記角の一つにほぼ重ねあわされ、複数のアクセスポートが前記ウェルの個々に位置合わせされるとともに、前記アクセスポートのそれぞれは、ウェルにおける挿入物の側壁がはめ込まれる角と向かい合わせの角にほぼ隣接する位置に設けられ、かつ前記アクセスポートは前記上面を貫いて形成された第１部分と、前記挿入プレートの上面付近の挿入物の側壁に制限された長さの開口ノッチを画成する第２部分とを含むことを特徴とするマルチウェルプレート組み立て品。
2. さらに前記挿入プレートの上に重ねられるカバーを具えることを特徴とする請求項１に記載のマルチウェルプレート組み立て品。
3. 前記各ウェルは底面を有し、前記各挿入物の側壁は前記ウェル個々の底面から空間があいていることを特徴とする請求項１に記載のマルチウェルプレート組み立て品。
4. 前記各挿入物はさらに前記側壁の底面に固定された多孔質の膜を具えることを特徴とする請求項３に記載のマルチウェルプレート組み立て品。
5. 前記各挿入物は内側に凸状となる外部領域部分であって前記アクセスポートの前記ノッチに揃えられた部分を含んでおり、ピペットは少なくとも部分的に前記アクセスポート及び前記側壁の外方向にへこんだ部分の中に挿入され得ることを特徴とする請求項４に記載のマルチウェルプレート組み立て品。
6. 前記挿入プレートの前記上面上に形成された前記アクセスポートの一部は、下向きでかつ前記各ウェルの内側に向かった斜角面（ｃｈａｍｆｅｒ）とされていることを特徴とする請求項１に記載のマルチウェルプレート組み立て品。
7. 前記ノッチによって定められた前記アクセスポートの一部は下向きでかつ前記各ウェルの内側に向かった斜角面（ｃｈａｍｆｅｒ）とされていることを特徴とする請求項６に記載のマルチウェルプレート組み立て品。
8. 前記挿入物の前記側壁は、前記各ウェルの前記角の一つを定める隣接する二つの壁とほぼ接するように配置されていることを特徴とする請求項３に記載のマルチウェルプレート組み立て品。
9. 前記各アクセスポートは、前記重ねられた挿入物の側壁の角に対向する前記ウェルの前記角の一つを定める前記隣接する２つの壁とほぼ接するように位置あわせがなされていることを特徴とする請求項８に記載のマルチウェルプレート組み立て品。
10. 前記各ウェルの底面は斜めになっており、前記ウェルは深い角と浅い角を有しており、前記挿入物は前記ウェルの浅い角で重ねられることを特徴する請求項３に記載のマルチウェルプレート組み立て品。
11. 上面と複数のウェル部材（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）とを有するプレートを具えるマルチウェルプレート組み立て品において、
    前記ウェル部材（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）のそれぞれは、上部部分と、下方室と、前記上部部分と前記下方室との間に伸びる側壁を有し、前記ウェル部材（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）のそれぞれは、ほぼ四角形の断面を持っており、
    前記上部部分は、上部室および少なくとも二つのアクセスポートを有し、
    前記少なくとも二つのアクセスポートは、前記ウェル部材（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）のそれぞれの、対向する角の間に伸びる対角面に沿って位置あわせがなされており、
    膜が、前記下方室から前記上部室を分離しており、
    前記アクセスポートのそれぞれは、前記上面を貫いて形成された第１部分および前記側壁に制限された長さの開口ノッチを画成する第２部分を含むことを特徴とするマルチウェルプレート組み立て品。

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