JP4887887B2

JP4887887B2 - 試薬用容器

Info

Publication number: JP4887887B2
Application number: JP2006119161A
Authority: JP
Inventors: 康雄杉下
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-04-24
Also published as: JP2007290731A

Description

本発明は、試薬を収容・保存するために使用される試薬用容器に関する。

従来から、生物工学や化学等の分野においては、試薬を収容・保存する際に試薬用容器が用いられている。試薬用容器としては、例えば、試験管状のものや、所謂チップにウェル（凹部）と称される試薬収納部が形成されたもの等が挙げられる。
これら試薬用容器に収容された試薬は、例えば、ピペットチップや注射針等により吸い取られて分取され、分取された試薬は別の容器や同一チップ上に配置された反応部等に分注される。
ところで、上記試薬用容器の試薬収納部が密封されない場合には、長時間放置したり加熱したりした際に試薬が蒸発することがあった。
そこで、試薬の蒸発を防止することを目的として、例えば、特許文献１には、試薬収容部を有する容器本体と、容器本体に貼着され、試薬収容部の開口部を被覆する被覆フィルムとを備える試薬用容器が提案されている。特許文献１に記載の試薬用容器では、ピペットチップや注射針の先端を被覆フィルムに突き刺して貫通させることにより、試薬が分取されるようになっている。
特開平０９−０９９９３２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の試薬用容器では、被覆フィルムが容器本体から剥がれてしまう（シール強度が低い）ことがあった。特に、容器本体として、近年、耐薬品性、耐熱性、耐水性に優れ、容易に加熱殺菌や薬品処理できることから医療用途に使用量が増えているシクロオレフィン系ポリマーを用いた場合に、シール強度が低くなった。
また、被覆フィルムとしては、光による試薬の変質または劣化を防止するために遮光性が高いもの、ピペットチップや注射針の先端を複数の異なる箇所に突き刺すことができる、すなわち、突き刺し性が確保されたものが求められる。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、シール強度、遮光性のいずれもが高く、突き刺し性が確保された試薬用容器を提供することを目的とする。

本発明は、以下の構成を含む。
［１］試薬を収容する試薬収容部を有する容器本体と、容器本体に貼着され、試薬収容部の開口部を被覆する被覆フィルムとを備える試薬用容器であって、
被覆フィルムは、アルミニウム層と、容器本体に貼着されるシール層と、アルミニウム層におけるシール層側と反対側の面に設けられた、脆性材料からなる保護層とを有し、シール層が、メタロセン触媒により合成された直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、厚みが１〜６μｍであり、前記保護層が、アルミニウム層を保護する層であり、表面がサンドブラスト加工されたマット調ポリエチレンテレフタレートフィルム、または、発泡樹脂フィルムからなることを特徴とする試薬用容器。
［２］アルミニウム層が厚さ１０μｍ以下の硬質アルミニウム箔からなることを特徴とする［１］に記載の試薬用容器。
［３］アルミニウム層とシール層との間に中間層が設けられていることを特徴とする［１］または［２］に記載の試薬用容器。

本願請求項１に係る発明の試薬用容器では、被覆フィルムのシール層が、メタロセン触媒により合成された直鎖状低密度ポリエチレンを含有するため、シール強度が高い。特に、容器本体が、シール強度を高くしにくいシクロオレフィン系ポリマーで構成されてもシール強度が高い。さらに、シール層の厚みが特定されていることにより、突き刺し性が確保されている。また、被覆フィルムがアルミニウム層を有するため、遮光性が高い。また、アルミニウム層の空気による酸化や損傷を防ぐことができ、しかも被覆フィルムの取り扱い性を向上させることができる。また、被覆フィルムを容易に開裂させることができるため、試薬の回収性を高くすることができる。
本願請求項２に係る発明に係る発明によれば、被覆フィルムを容易に開裂させることができるため、試薬の回収性を高くすることができる。
本願請求項３に係る発明によれば、アルミニウム層に試薬が直接接触しにくいため、耐試薬性を高くすることができる。

本発明の試薬用容器の一実施形態例について説明する。
図１および図２に、本実施形態例の試薬用容器を示す。この試薬用容器１は、試薬Ｓを収容する試薬収容部であるウェル１１，１１・・・を有する略直方体状の容器本体１０と、容器本体１０に貼着され、容器本体１０のウェル１１，１１・・・の開口部１１ａ，１１ａ・・・の全ておよびその周辺を被覆する１枚の被覆フィルム２０とを備えるものである。

［容器本体］
容器本体１０の材質としては特に制限されないが、成形加工性に優れることから、樹脂製であることが好ましい。容器本体１０を構成する樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリル樹脂、ＡＢＳ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、シクロオレフィン系ポリマー、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらのうち、シクロオレフィン系ポリマーはシール強度を高くしにくいが、本発明によれば、容器本体１０がシクロオレフィン系ポリマーで構成されても、シール強度を高くすることができる。
容器本体１０は、２種類以上の樹脂製の部材が接合されたものでもよいし、樹脂製の部材と金属製の部材とが接合されたものであってもよい。これらの材質は、試薬Ｓの性質や容器本体１０に求められる機械的物性に応じて適宜選択することが好ましい。
容器本体１０の厚さは、使用時に充分な強度を確保できる厚さであればよい。

容器本体１０におけるウェル１１の形状としては、例えば、半球状、円錐台形状、角錐台形状、円筒状、角柱状等が挙げられる。これらの形状は、加工性、試薬Ｓの注入性等に応じて適宜選択すればよい。
ウェル１１の大きさは、収容される試薬Ｓの量に応じて設定されるが、利便性の点から、その開口部１１ａの直径を５〜１０ｍｍ、深さを５ｍｍ以下に設定することが好ましい。

また、ウェル１１の内壁表面には、防湿性、ガスバリア性を付与し、また、耐試薬性をより向上させるために、シリコーン樹脂のコーティング層や金属化合物の蒸着層が設けられてもよい。
さらには、ウェル１１に収容した試薬Ｓの回収効率をより向上させるために、内壁表面にプラズマ処理やコロナ処理等の表面処理を施してもよい。

容器本体１０は、例えば、ポリカーボネートのような硬質樹脂からなる場合には、ポリカーボネート製の直方体状の板の所定の位置を切削してウェル１１を形成する方法（切削法）により製造することが好ましい。また、ポリプロピレンのような軟質樹脂からなる場合には、溶融した樹脂を、ウェル１１を形成可能な形状を有する型枠内に充填した後に冷却して成形する方法（溶融成形法）により製造することが好ましい。

［被覆フィルム］
被覆フィルム２０は、アルミニウム層２１と、容器本体１０に貼着されるシール層２２と、それらの間に設けられた中間層２３とを有する。また、アルミニウム層２１におけるシール層２２側と反対側の面に、保護層２４が設けられている。

アルミニウム層２１としては、例えば、アルミニウム箔、アルミニウムの蒸着膜等が用いられるが、中でも、厚さ１０μｍ以下の硬質アルミニウム箔からなることが好ましい。アルミニウム層が厚さ１０μｍ以下の硬質アルミニウム箔からなれば、ピペットや注射針を突き刺した際に被覆フィルム２０を容易に開裂させることができる。
硬質アルミニウム箔の厚さは８μｍ以下であることがより好ましい。
ここで、硬質アルミニウム箔とは、伸びが１％／１８０ｍｍ以下、破裂度が０．５ｋｇ／ｃｍ^２以下のアルミニウム箔である。本発明における伸びはＪＩＳＣ２１５１に準拠した引張試験において、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで測定した値であり、破裂度はＪＩＳＰ８１１２に準拠して測定した値である。
アルミニウム層２１には、碁盤目格子状の模様等のエンボスが形成されていてもよい。

シール層２２は、メタロセン触媒により合成された直鎖状低密度ポリエチレン（以下、ｍ−ＬＬＤＰＥと表記する。）を含有する。シール層２２中のｍ−ＬＬＤＰＥの含有量は５０〜１００質量％であることが好ましく、１００質量％であることがより好ましい。シール層２２中のｍ−ＬＬＤＰＥの含有量が５０質量％以上であれば、シール強度をより高くできる。
ｍ−ＬＬＤＰＥとしては、例えば、三井化学社製商品名エボリュー、ダウデュポン社製商品名エンゲージ、日本ポリエチレン社製商品名ハーモレックス等が市販されている。
シール層２２中のｍ−ＬＬＤＰＥの含有量が１００質量％未満である場合には、例えば、高圧ラジカル重合法により合成された直鎖状低密度ポリエチレン、チグラー触媒により合成された直鎖状低密度ポリエチレンなどが含まれてもよい。

シール層２２の厚みは１〜６μｍである。シール層２２の厚みが１μｍ以上であることにより被覆フィルム２０を容器本体１０に貼着でき、６μｍ以下であることにより突き刺し性を確保できる。

また、シール層２２は、ピペットチップや注射針の先端を突き刺した際に被覆フィルム２０を容易に開裂させることができる点から、破裂度が１ｋｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。

シール層２２は、例えば、溶融した樹脂を層状に直接成形する方法（例えば、押し出し成形やインフレーション成形等）、樹脂を溶媒に溶解した塗布液を塗布することにより形成する方法等により形成される。

中間層２３は、アルミニウム層２１とシール層２２との密着性向上、ガスバリア性の向上、試薬Ｓのアルミニウム層２１への接触防止等を目的として設けられる層である。中間層２３を構成する樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、セルロース系樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。これらの中でも、ポリエステルが好ましい。ポリエステルは、加工性および耐熱性に優れる上、硬度が高いため、ピペットチップや注射針等を突き刺した際に、中間層２３にピペットチップや注射器の先端が密着することを防止できる。
中間層２３の厚さは、ピペットチップや注射針の先端を突き刺した際に被覆フィルム２０を容易に開裂させることができる点から、１０μｍ以下であることが好ましい。

保護層２４は、アルミニウム層２１を保護するものである。保護層２４を構成する樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル等が挙げられる。また、保護層２４は、ピペットチップや注射針の先端を突き刺した際に被覆フィルム２０を容易に開裂させることができることから、脆性材料からなることが好ましい。脆性材料としては、例えば、サンドブラスト加工等により表面がマット調に加工されたマット調ポリエチレンテレフタレートフィルム、発泡状の樹脂フィルム等が挙げられる。
保護層２４は、厚さが１５μｍ以下であって、伸びが３０％／１８０ｍｍ以下、破裂度が２ｋｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。保護層２４がこのような物性値である場合にも、ピペットチップや注射針の先端を突き刺した際に被覆フィルム２０を容易に開裂させることができる。

［製造方法］
試薬用容器１は、例えば、容器本体１０におけるウェル１１の開口部１１ａを覆うように被覆フィルム２０を重ねた後、被覆フィルム２０におけるウェル１１の開口部１１ａの周囲に位置する部分に、加熱したシールバーを押圧することにより得られる。

［用途］
上述した試薬用容器１は、化学反応、抗原抗体反応、ＤＮＡ反応、たんぱく質反応等の検出をチップ上で行うμ−ＴｏｔａｌＡｎａｌｙｓｉｓＳｙｓｔｅｍ技術やＬａｂ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ技術に好適に利用される。
例えば、抗原抗体反応の検出では、あらかじめ、容器本体１０のウェル１１に試薬Ｓである抗体を収容し、ウェル１１を被覆フィルム２０により密封する。次いで、ピペットチップの先端を被覆フィルム２０に突き刺して貫通させ、そのピペットチップにより前記抗体を分取し、分取した抗体を、同じ試薬用容器あるいは別の部材の反応部に配置された抗原に滴下する。その際、抗原または抗体に標識物質を付けておくことにより、抗原抗体反応の有無を検出できる。標識物質としては、蛍光物質等の発光物質を用いることができ、標識物質として発光物質を用いた場合には、抗原抗体反応が起こった際に発光させることができる。

ＤＮＡ反応の検出では、あらかじめ、容器本体１０のウェル１１に試薬Ｓである検体ＤＮＡを収容し、ウェル１１を被覆フィルム２０により密封する。次いで、ピペットチップの先端を被覆フィルム２０に突き刺して貫通させ、そのピペットチップにより前記検体ＤＮＡを分取し、分取した検体ＤＮＡを同じ試薬用容器あるいは別の部材の反応部に配置された核酸プローブに滴下する。その際、検体ＤＮＡに標識物質を付けておくことにより、ＤＮＡ反応の有無を検出できる。
このような試薬用容器１を用いたＤＮＡ反応は、一塩基遺伝子多型（ＳＮＰ）の解析に適用できる。ＳＮＰの解析の場合、核酸プローブやその他検出に用いる試薬Ｓは複数あってもよい。ＳＮＰの解析としては、サードウェイブテクノロジーズ，Ｉｎｃ（米国ウィスコンシン州マディソン市）が開発したインベーダー法を採用することができる。

以上説明した試薬用容器１では、被覆フィルム２０のシール層２２がｍ−ＬＬＤＰＥを含有するため、シール強度が高い。特に、容器本体１０が、シール強度を高くしにくいシクロオレフィン系ポリマーで構成されても、シール強度を高くすることができる。これはｍ−ＬＬＤＰＥは分子量分布が均一であるため、被覆フィルム２０を容器本体１０にヒートシールする際のヒートシール温度にて充分に溶融して接着剤としての役割を充分に果たすためであると考えられる。
また、シール層２２の厚みが１〜６μｍであることにより、ピペットチップや注射針の先端を突き刺した際に被覆フィルム２０が略直線状に開裂するため、開裂後でも、被覆フィルム２０にピペットチップや注射針の先端を突き刺すことができる部分が残っており、突き刺し性が確保されている。
また、被覆フィルム２０のアルミニウム層２１によって遮光性を高くできるため、試薬Ｓの変質・劣化を防ぐことができる。

また、上記試薬用容器１では、被覆フィルム２０のアルミニウム層２１とシール層２２との間に中間層２３が設けられているため、ウェル１１に収容されている試薬Ｓによってシール層２２の一部が侵されたとしても、アルミニウム層２１と試薬Ｓとが直接に接触することを防止できる。その結果、被覆フィルム２０の耐試薬性を向上させることができる。
さらに、アルミニウム層２１におけるシール層２２側と反対側の面に保護層２４が設けられているため、アルミニウム層２１の空気による酸化や損傷を防ぐことができ、しかも被覆フィルム２０の取り扱い性を向上させることができる。

なお、本発明の試薬用容器は、上述した実施形態例に限定されない。例えば、上述した試薬用容器は、ウェルを有する容器本体と、ウェルの開口部を被覆する被覆フィルムとを備えるものであったが、試薬収容部を有するチューブ状またはボトル状のものであって、試薬収容部の開口部が被覆フィルムで被覆されたものであってもよい。
また、上述した実施形態例では、１枚の被覆フィルムにより複数のウェルの開口部を被覆したが、一つの開口部に対して１枚の被覆フィルムを被覆してもよい。
さらに、被覆フィルムは、アルミニウム層とシール層とを有すれば、必ずしも中間層および／または保護層が設けられていなくてもよい。

（実施例１）
まず、アルミニウム層である厚さ７μｍの硬質アルミニウム箔の片面に、サンドブラスト加工が施された厚さ１５μｍのマット調ポリエチレンテレフタレートフィルム（破裂度２ｋｇ／ｃｍ^２、伸び６％／１８０ｍｍ）からなる保護層を、ポリエステルウレタン系接着剤（厚さ２μｍ）を介して積層した。
また、ｍ−ＬＬＤＰＥ（三井化学社製商品名エボリューＳＰ２５４０）を脂肪酸エステル系乳化剤により水に乳化して塗布液を調製した。次いで、その塗布液を、乾燥厚さが６μｍになるように硬質アルミニウム箔のもう一方の片面に塗布し、乾燥させることにより、シール層を形成して、被覆フィルムを得た。
また、シクロオレフィン系ポリマー（日本ゼオン社製商品名ゼオノア１４２０Ｒ）を射出成形して、試薬収容部である半球状のウェルが４つ形成された容器本体を作製した。
次いで、４つのウェルの全てが被覆されるように、かつ、シール層が容器本体に接するように、容器本体に被覆フィルムを重ねた。そして、被覆フィルムにおけるウェルの開口部の周囲に位置する部分に、シールバーを１６０℃、１秒、０．５ＭＰａで押圧し、ヒートシールして、試薬用容器を得た。

得られた試薬用容器について、シール強度、接着力、突き刺し性を評価した。評価結果を表１に示す。
［シール強度、接着力］
シール強度は、引張試験機を使用し、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、１８０°の角度で、剥離フィルムを容器本体から剥離し、完全に剥離した際の剥離強度をシール強度とした。また、そのシール強度に基づき、接着力を以下の基準で評価した。
○：シール強度が５．０Ｎ／１５ｍｍ以上であった。
×：シール強度が５．０Ｎ／１５ｍｍ未満であった。
［突き刺し性］
被覆フィルムに注射針を５回、各々異なる箇所に突き刺して、その際の突き刺し性を目視により観察し、以下の基準で評価した。
◎：特に容易に突き刺すことができた。
○：容易に突き刺すことができた。
△：容易に突き刺すことはできるが、被覆フィルムの一部が容器本体から剥がれた。
×：突き刺すことが困難であった。
××：突き刺すことが極めて困難であった。

（実施例２）
上記塗布液を、乾燥厚さが１μｍになるように塗布してシール層を形成したこと以外は実施例１と同様にして試薬用容器を得た。そして、実施例１と同様に評価した。評価結果を表１に示す。

（比較例１）
上記塗布液を、乾燥厚さが８μｍになるように塗布してシール層を形成したこと以外は実施例１と同様にして試薬用容器を得た。そして、実施例１と同様に評価した。評価結果を表１に示す。

（比較例２）
硬質アルミニウム箔のもう一方の片面に塗布液を塗布する代わりに、硬質アルミニウム箔のもう一方の片面に上記ｍ−ＬＬＤＰＥの溶融物を積層し、該溶融物を冷却して厚さ１５μｍのシール層を形成したこと以外は実施例１と同様にして試薬用容器を得た。そして、実施例１と同様に評価した。評価結果を表１に示す。

（比較例３）
ｍ−ＬＬＤＰＥの代わりにチグラー触媒により合成した直鎖状低密度ポリエチレン（三井化学社製商品名ウルトゼックス３５２０Ｌ）を用いて塗布液を調製し、この塗布液を、乾燥厚さが５μｍになるように硬質アルミニウム箔のもう一方の片面に塗布してシール層を形成したこと以外は実施例１と同様にして試薬用容器を得た。そして、実施例１と同様に評価した。評価結果を表１に示す。

（比較例４）
ｍ−ＬＬＤＰＥの代わりにチグラー触媒により合成した上記ＬＬＤＰＥを用いたこと以外は比較例２と同様にして試薬用容器を得た。そして、実施例１と同様に評価した。評価結果を表１に示す。

シール層がｍ−ＬＬＤＥからなり、厚さが１〜６μｍである被覆フィルムを備える実施例１，２の試薬用容器では、シール強度が高く、被覆フィルムの接着力が高く、また、突き刺し性が確保されていた。さらに、被覆フィルムがアルミニウム層を有しているため、遮光性に優れていた。
これに対し、シール層の厚さが６μｍを超えていた比較例１，２の試薬用容器では、突き刺し性が低かった。さらに、比較例２では、シール強度が低く、被覆フィルムの接着力が弱かった。
また、シール層がチグラー触媒により合成したＬＬＤＰＥからなる比較例３，４の試薬用容器は、シール強度が低く、被覆フィルムの接着力が弱かった。さらに、シール層の厚さが６μｍを超えていた比較例４の試薬用容器では、突き刺し性が低かった。

本発明の試薬用容器の一実施形態例を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ’断面図である。

符号の説明

１試薬用容器、１０容器本体、１１ウェル（試薬収容部）、１１ａ開口部、２０被覆フィルム、２１アルミニウム層、２２シール層、２３中間層、２４保護層、Ｓ試薬

Claims

試薬を収容する試薬収容部を有する容器本体と、容器本体に貼着され、試薬収容部の開口部を被覆する被覆フィルムとを備える試薬用容器であって、
被覆フィルムは、アルミニウム層と、容器本体に貼着されるシール層と、アルミニウム層におけるシール層側と反対側の面に設けられた、脆性材料からなる保護層とを有し、
シール層が、メタロセン触媒により合成された直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、厚みが１〜６μｍであり、
前記保護層が、アルミニウム層を保護する層であり、表面がサンドブラスト加工されたマット調ポリエチレンテレフタレートフィルム、または、発泡樹脂フィルムからなることを特徴とする試薬用容器。
アルミニウム層が厚さ１０μｍ以下の硬質アルミニウム箔からなることを特徴とする請求項１に記載の試薬用容器。
アルミニウム層とシール層との間に中間層が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の試薬用容器。