JP4565791B2 - マイクロプレート把持用装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の背景）
マイクロタイタープレートとも呼ばれるマイクロプレートは、生物学的分析を行うのに一般的に利用されるものであり、例えば毒性や代謝等の、薬物やバクテリア或いはウィルスが生きている細胞に与える効果が特徴付けされる。マイクロプレートはまた化学化合物を保存するためにも利用される。より詳細には、生物学的分析は製薬物の構成の相互反応を決定するために利用される。
【０００２】
製薬物候補の活性及び安全性を決定するために実行される多数の分析と同様に、評価の下にある膨大な量の製薬物候補のために、マイクロプレートはサンプル収集ウェルの大きなマトリックスを含むことになろう。例えば、マイクロプレートは、５ｘ６、６ｘ８、８ｘ１０、８ｘ１２等のマトリックスで配列させることができる。サンプルがマイクロプレートウエルに収集された後、蒸発や汚染を防ぐために一般にその上に蓋が置かれ、スクリーニングの準備ができるまでマイクロプレートは低温に貯蔵される。
【０００３】
今日では、生物学的分析の収集、貯蔵及びスクリーニングの様相を管理するのにコンピュータで制御された処理及びロボット工学が使用される。これまでは、冷蔵保存から取り出した後に、及び／或いはサンプルの分析の前におけるマイクロプレートのロボットによる蓋取り作業には幾つかの問題があった。蓋取り作業に関連し、ロボット工学的な機構がマイクロプレートをスクリーニングステーションに搬送できるように、蓋を取り外してその後直ちにマイクロプレートを解放する間にマイクロプレートを保持する自動装置を提供するという問題があった。
【０００４】
本発明は、蓋を取り外し、混合或いは振動作業をする間にマイクロプレートのようなコンテナを安全に把持及び保持するためにロボット工学的な取り扱いシステムを備えて利用するための自動化可能な装置を提供する。本発明は、蓋を取り外し、サンプルを回転させ、振動させ、撹拌し、サンプルをそこから除去し、あるいは当業者に明らかなその他の作業の間に、マイクロプレート、ジャー、ガラス瓶、皿等の種々のコンテナを把持及び保持するのに適用できる。
【０００５】
（発明の概要）
蓋を外し、混合し、あるいは振動させる作業の間、コンテナを把持し保持するための装置であって、ａ）ｉ）ベースの頂部を部分的に貫通して延びる垂直孔と、ｉｉ）前記ベースの側部を貫通して延び、前記垂直孔と交差する水平孔と、ｉｉｉ）前記ベースの頂部に設けられた複数の間欠的な垂直の隆起縁部と、ｉｖ）前記ベースを支持部に固定するための手段とを有する、水平に位置決めされて表面を平坦に仕上げられたベースと、ｂ）プレートガスケットが前記ベースの形状と一致し、前記隆起縁部同士の間のベースの頂部に当接し、前記ベースの垂直孔に整合し該プレートガスケットを貫通する垂直孔を有し、前記隆起縁部の頂部が前記プレートガスケットの頂部を越えて上方に延びる、平坦な弾性プレートガスケットと、ｃ）前記ベース側の水平孔に取り付けられた真空化手段とを有し、平坦な底部のコンテナはその上に蓋を有すると共に前記ベースの形状と一致し、前記コンテナは前記プレートガスケットの頂部に設けられ、前記ベースの隆起縁部内に嵌合してこれと当接し、前記ベースが真空状態にされ、前記コンテナは蓋を取り除くための手段をそこに適用する間、前記ベースに向けて吸引されて真空状態を損なわずにそこに確実に保持される、コンテナを把持し保持するための装置である。
【０００６】
（発明の実施の形態）
ここに記載する本発明は、マイクロプレートのウェルから流体のサンプルを露出させるためにマイクロプレートの頂部から蓋を取り除く、自動或いはロボットによる工程の間、該マイクロプレートを把持し確実に保持する静的装置である。装置の形状は概してマイクロプレートの形状に一致しており、例えば正方形、楕円形或いは長方形である。マイクロプレートの典型的な形状は、正方形或いは長方形である。
【０００７】
図１を参照すると、ロボットによる蓋取り作業の間に長方形のマイクロプレートを把持し確実に保持するための装置は以下のような特徴を有する。
【０００８】
ロボットによる蓋取り作業のあいだ、長方形のマイクロプレートを把持し確実に保持するための装置であって、ａ）ｉ）ベースの頂部を部分的に貫通して延びる、中央に位置決めされた垂直孔１２と、ｉｉ）前記ベースの側部を部分的に貫通して延び、前記垂直孔と交差して導管を形成する水平孔１４と、ｉｉｉ）前記ベースの頂部の隅角部に沿った垂直な隆起縁部１６と、ｉｖ）前記ベースを支持部に固定するための手段１８、例えば、化学的な付着、ボルトとナット、ねじ或いは締め付けと、を備える、水平に位置決めされ、平坦な頂部を有する長方形のベース１０と、ｂ）前記ベース１０の垂直孔１２に整合すると共に前記プレートガスケットを貫通した垂直孔２２を有するベースの頂部に当接する平坦な長方形の弾性プレートガスケット２０であって、前記プレートガスケットの形状は前記ベースの形状に一致し、前記プレートガスケットは前記ベースの形状内に嵌合し、前記隆起縁部１６の頂部は前記プレートガスケットの頂部を越えて上方に延び、前記プレートガスケットの垂直縁部と前記ベースの垂直縁部との間のベースの側部に沿って水平な外側棚状部２４が形成されてなる弾性プレートガスケットと、ｃ）前記ベースの側部の水平孔に取り付けられた真空化手段３０とを有し、蓋付きの平坦な底部のマイクロプレートであって、該蓋５０は該マイクロプレートの側部から突出した底縁部を有し、該マイクロプレートはロボットの指６０により両側から保持され、該マイクロプレートが前記プレートガスケットの頂部に位置決めされる間、前記指の底部は前記ベースの棚状部に近接しており、前記マイクロプレートは前記隆起縁部内に嵌合すると共にこれら縁部に当接し、前記ベースは吸引され真空状態にされ、前記マイクロプレートはベースに向けて吸引されて真空状態を損なわずにそこに確実に保持され、前記ロボットの指がマイクロプレートを解放し、突出した蓋の底部縁部に指が上昇して接触し、指が上昇して蓋を取り除くことを特徴とする、マイクロプレートを把持するための装置である。
【０００９】
図２を参照すると、ベースを貫通して延びる垂直孔１２及び水平孔１４により形成される、真空化手段を適用するために利用される導管を示したマイクロプレート把持装置１０の立面側面図が示されている。より詳細には、水平孔はベースの側部を貫通して設けられ、垂直孔を部分的に貫通すると共に該垂直孔と交差して延び、この垂直孔はベースの頂部を貫通して部分的にベースを貫通して延びている。これら２つの孔が交差してベースの頂部の第１端部及びベースの側部の第２端部を有する導管を形成する。側部の孔には、真空ポンプ或いはその他の真空化装置の形態の真空化手段を連結することができる。プレートガスケットもこれを完全に貫通した垂直孔２２を有し、この孔はベースの水平孔に整合している。真空化手段はロボットの指により順次作動するようプログラムされたソレノイド弁により自動的に制御可能である。即ち、ソレノイド弁は、マイクロプレートを装置に載せた後に真空を適用するタイミング、及び指がマイクロプレートの蓋を取り除いた後に真空を解除するタイミングを設定可能である。真空化手段が一旦装置に適用されると、プレートガスケットの上への隆起縁部同士の間に位置決めされた平坦な底部のマイクロプレートは真空力により吸引されて適所に保持される。真空力は実際にプレートをプレートガスケットに対して引く。プレートガスケットの弾性材は圧縮されて真空が全く損なわれず、またマイクロプレートを確実に把持し保持するように構成されている。
【００１０】
図３を参照すると、装置の投影図は把持装置１０の隅角部に近位の隆起縁部を示しており、該縁部の高さはベースよりも高い。一般に、隆起縁部１６はその上に設けられたマイクロプレートの高さよりも少なくとも約２分の１高い。典型的には、ベースの隆起縁部は内側に角度を成した面取部を有し、面取部は約３０から６０度の角度でベースの頂部に向けて下方に傾斜し、面取部の角度は好ましくは約４５度である。面取部の縁の下側部の頂部はマイクロプレートの頂部の側部まで部分的に延びているのが好ましい。ロボットの指は隆起縁部内でマイクロプレートを必ずしも正確に解放するとは限らないので、面取りされた隆起縁部は、ロボットの指がプレートを解放した後にマイクロプレートが装置上に落ちるよう案内するように構成されている。
【００１１】
図４を参照すると、把持装置に当接した蓋付きマイクロプレート１０の立面投影図が示されている。ベースの垂直縁部とプレートガスケットの垂直縁部との間の水平な空間として定義される棚状部２４はベースの外周に隣接するものとして示されている。これらの棚状部はロボットの指６０に当接し、指がマイクロプレートを搬送して持ってくる際に整合から外れた場合にロボットの指６０が損傷することを防ぐ。一般に、（隆起縁部内での）マイクロプレートとベースの表面面積は、マイクロプレートが突出せずにプレートガスケットの頂部に嵌合するように、同じくらいであるべきである。典型的には、ロボットの指はプレートガスケットの厚さと略同じである。従って、マイクロプレートの搬送及び獲得作業中は、指の底部の先端はプレートガスケットの外側の垂直縁部に整合する。
【００１２】
一般に、プレートガスケットは、天然・合成ゴム、ニトリル、エチレンプロピレンジエンモノマー、シリコン或いは熱可塑性エラストマーのような柔軟な弾力のある材料で構成される。適切な熱可塑性エラストマーとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリウレタンが挙げられる。一般に、装置のベースは金属或いは非弾性熱可塑性材料等の、固体であって柔軟ではない材料で構成される。構成物の金属材料は、銅、亜鉛、マグネシウム等の純粋な金属、或いはそれの合金、例えばアルミニウム、真鍮、ステンレス鋼等の種々の鋼材である。熱可塑性の材料としては、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド及びナイロンが挙げられる。
【００１３】
以上、本発明の原理、好適な実施例及び実施形態を述べてきたが、開示され保護されるべき発明は開示された特定の実施例に限定されるとは解釈されない。実施例は限定ではなく、例として解釈すべきである。発明の範囲内であれば逸脱しても良く、明らかな変形例は当業者にとって可能であることを認識されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 蓋をされたマイクロプレートがロボットの指により保持されていることを示したマイクロプレート把持装置の立面投影図であり、マイクロプレートは装置に整合し、装置の上方に位置決めされている。
【図２】 ベース及びプレートガスケットを貫通した垂直孔、及びベースの垂直孔と交差するベースを貫通した水平孔と整合したマイクロプレート把持装置の立面側面図である。
【図３】 把持装置の立面投影図であり、隆起した垂直縁部、孔及び取り付け手段を示す。
【図４】 装置に当接した蓋付きマイクロプレートの立面投影図であり、ロボットの指がプレートに対して位置している。

Claims (20)

1. 蓋を外し、混合し、あるいは振動させる作業の間、コンテナを把持し保持するための装置であって、
   ｄ）水平に位置決めされる表面が平坦なベースであって、ｉ）該ベースの頂部を部分的に貫通して延びる垂直孔と、ｉｉ）前記ベースの側部を貫通して延び、前記垂直孔と交差する水平孔と、ｉｉｉ）前記ベースの頂部に設けられた複数の間欠的な垂直の隆起縁部と、ｉｖ）前記ベースを支持部に固定するための手段とを有する、ベースと、
   ｅ）平坦な弾性プレートガスケットであって、該プレートガスケットは前記ベースの形状と一致し、前記隆起縁部同士の間のベースの頂部に当接し、前記ベースの垂直孔に整合し該プレートガスケットを貫通する垂直孔を有し、前記隆起縁部の頂部が前記プレートガスケットの頂部を越えて上方に延びる、プレートガスケットと、
   ｆ）前記ベース側の水平孔に取り付けられた真空化手段とを有し、
   平坦な底部のコンテナはその上に蓋を有すると共に前記ベースの形状と一致し、前記コンテナは前記プレートガスケットの頂部に位置決めされ、前記ベースの隆起縁部内に嵌合してこれと当接し、前記ベースが真空状態にされ、前記コンテナは蓋を取り除くための手段をそこに適用する間、前記ベースに向けて吸引されて真空状態を損なわずにそこに確実に保持される、コンテナを把持し保持するための装置。
2. 前記ベースの形状は前記コンテナに一致し、該ベースは長方形、正方形及び楕円形から選択される、請求項１に記載の装置。
3. 前記ベースの形状は長方形である、請求項２に記載の装置。
4. 前記ベースの隆起縁部の頂部は前記ベースに向けて内方且つ下方に角度を成した面取部を有する、請求項３に記載の装置。
5. 複数の前記隆起縁部が前記ベースの隅角部に沿って配置される、請求項４に記載の装置。
6. 前記プレートガスケットはゴム、シリコン及び熱可塑性エラストマーから選択された弾性材料で構成される、請求項５に記載の装置。
7. 前記プレートガスケットはシリコンで構成される、請求項６に記載の装置。
8. 前記隆起縁部の面取部は４５度の角度を成す、請求項７に記載の装置。
9. 前記真空化手段は真空化手段である、請求項８に記載の装置。
10. 前記コンテナはマイクロプレート、ジャー、ガラス瓶及び皿からなるグループから選択される、請求項９に記載の装置。
11. ロボットによる蓋の除去作業の間、長方形のマイクロプレートを把持するための装置であって、
    ａ）水平に位置決めされ、平坦な頂部を有する長方形のベースであって、ｉ）該ベースの頂部を部分的に貫通して延びる、中央に位置決めされた垂直孔と、ｉｉ）前記ベースの側部を部分的に貫通して延び、前記垂直孔と交差して導管を形成する水平孔と、ｉｉｉ）前記ベースの頂部の隅角部に沿った垂直な隆起縁部と、ｉｖ）前記ベースを支持部に固定するための手段と、を備えるベースと、
    ｂ）前記ベースの垂直孔に整合する貫通した垂直孔を有するベースの頂部に当接する平坦な長方形の弾性プレートガスケットであって、前記プレートガスケットの形状は前記ベースの頂部の形状に一致し、前記プレートガスケットは前記頂部の形状内に嵌合し、前記隆起縁部の頂部は前記プレートガスケットの頂部を越えて上方に延び、前記プレートガスケットの垂直縁部と前記ベースの垂直縁部との間にベースの側部に沿って水平な外側棚状部が形成される、弾性プレートガスケットと、
    ｃ）前記ベースの側部の水平孔に取り付けられた真空化手段とを有し、
    蓋がマイクロプレートの側部から突出した底縁部を有する蓋付きの平坦な底部のマイクロプレートは、該マイクロプレートが前記プレートガスケットの頂部に位置決めされる間、ロボットの指により両側から保持され、前記指は前記ベースの棚状部及び前記プレートガスケットの縁部に近接し、前記マイクロプレートは前記隆起縁部内に嵌合すると共にこれら縁部に当接し、前記ベースは吸引され真空状態にされ、前記マイクロプレートはベースに向けて吸引されて真空状態を損なわずにそこに確実に保持され、前記ロボットの指がマイクロプレートを解放し、突出した蓋の底部縁部に指が上昇して接触し、指が上昇して蓋を取り除く、マイクロプレートを把持するための装置。
12. 前記ベースの隆起縁部の頂部はベースに向けて内方且つ下方に角度を成した面取部を有する、請求項１１に記載の装置。
13. 前記隆起縁部の面取部は４５度の角度を成す、請求項１２に記載の装置。
14. 前記プレートガスケットはゴム、シリコン及び熱可塑性エラストマーよりなるグループから選択された弾性材料で構成される、請求項１１に記載の装置。
15. 前記プレートガスケットはシリコンで構成される、請求項１４に記載の装置。
16. 前記ベースは金属及び熱可塑性ポリマーよりなるグループから選択された材料で構成される、請求項１２に記載の装置。
17. 前記ベースは金属より構成される、請求項１６に記載の装置。
18. 前記真空化手段は真空ポンプである、請求項１６に記載の装置。
19. 前記真空化手段はコンピュータ制御されたソレノイド弁により作動する、請求項１８に記載の装置。
20. 前記棚状部は、マイクロプレートを装置上に下降及び解放させる間、該棚状部に近接するマイクロプレートを保持するロボットの指の底部に適切に適合する、請求項１９に記載の装置。

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