JP6544810B2 - 折り畳み式マイクロプレートおよびその使用方法 - Google Patents
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Description
本発明は、実験室用の、例えば、化学実験室および生物実験室用の使い捨て用品の分野に関する。特に、本発明は、マイクロプレートが展開して、線形様式でフラクションコレクタを通過し、その後再度折り畳まれてマイクロプレート構成へと戻ることを可能にするように連結されているマルチウェルストリップを含むマイクロプレートを提供する。更に、本発明は、様々な方法における本発明のマイクロプレートの使用を提供する。
市販の液体クロマトグラフィーシステムの便利な特徴は、検出器直後の液体流動ラインに位置する画分収集バルブが備えられていることである。検出器により記録されるクロマトグラムにピークが現れると収集が行われ、クロマトグラフィーの特定の成分を収集して更に評価することが可能になる。公知のフラクションコレクタでは、標準的な試験チューブ、例えばＥｐｐｅｎｄｏｒｆ社製チューブが使用され、チューブが画分収集バルブを実質的に線形に通過できるように構成されている。画分収集後、画分は、マイクロプレート（または、別のデバイス）に移され、更に処理または分析されるのが一般的である。この移動は、手作業で行ってもよいが、特に画分数が多い場合は、自動システムを使用して行うことがより便利であり得る。
公知のシステムの欠点は、画分収集およびその後の処理に複数の工程が関与するということである。したがって、この欠点を克服したより簡便なプロセスが必要とされている。
１つの態様では、本発明は、複数のマルチウェルストリップ（２）を含むマイクロプレート（１）であって、上記複数のマルチウェルストリップ（２）の各々が、連結具（３）により隣接するマルチウェルストリップ（２’）に連結されており、上記連結具（３）が、隣接するストリップ間での旋回を可能にする少なくとも２つの旋回軸を含むマイクロプレート（１）を提供する。
上記マイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記連結具（３）の旋回軸は、連結部（５）にて背中合わせに相互連結されている２つの実質的にＣ字型またはＯ字型の外側クランプ部材（４および４’）を含む。
マイクロプレート（１）の別の実施形態では、各クランプ部材（４および４’）は、各ストリップ（２および２’）の各端部の相補的形成部と協働して上記旋回を提供する。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記マルチウェルストリップ（２）の各々は、複数のウェル（８）を支持するフレーム（７）を含む。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記フレームは、脚部に支持されている上部表面を含み、上記上部表面は、上記複数のウェルを収容するための複数の貫通穴を含む。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記フレーム（７）は、各々が上部縁部（１０および１０’）および下部縁部（１１および１１’）を有する２つの対向する縦方向側壁（９および９’）を含み、上記縦方向側壁（９および９’）は、各々が上部縁部（１３および１３’）および下部縁部（１４および１４’）を有する２つの対向する端部壁（１２および１２’）により連結されている。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記上部縁部（１０、１０’、１３、１３’）はアラインされている。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記下部縁部（１１、１１’、１４、１４’）はアラインされている。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記複数のウェル（８）の各々は、開口部（１６）を画定する上部端部（１５）および基部（１８）を画定する底部端部（１７）を含む。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記複数のウェル（８）の底部端部（１７）は、上記フレームの下部縁部（１１、１１’、１４、１４’）の下方に突出している。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記基部は、Ｕ字型、Ｖ字型、または水平である。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記マルチウェルストリップ（２）の各々は、２〜６４個のウェル、好ましくは４〜３２個のウェル、より好ましくは６〜８個のウェルを含む。
本発明のマイクロプレート（１）の１つの実施形態では、上記連結具（３）は、１つの部品として一体的に形成されている。
別の態様では、本発明は、研究手順および診断技法における本発明のマイクロプレート（１）の使用を提供する。
本発明の使用の１つの実施形態では、研究手順および／または診断技法は、以下のものからなる群から選択される：遺伝子型決定、核酸の増幅、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）に基づく方法、酵素結合免疫吸着測定法（ＥＬＩＳＡ）、配列決定、ハイコンテントスクリーニング、結晶学、融解曲線決定、ハイブリダイゼーション関連アッセイ、ｉｎ ｖｉｔｒｏ翻訳、ｉｎ ｖｉｔｒｏ転写、細胞培養、液体ハンドリングシステム、試料の保管、および化合物の保管。
図１には、フラクションコレクタデバイス１００から画分を収集するために使用中の、部分的に展開状態にある本発明のマイクロプレート１が示されている。フラクションコレクタデバイス１００の出口１０１の真下におけるマイクロプレートウェル８の線形移動は、マイクロプレート１の各マルチウェルストリップ２が方角「ｙ」に移動すると共に達成される。移動は、簡単明瞭な様式で、例えば、フラクションコレクタデバイス１００の出口１０１付近に単一の駆動輪を有することにより達成することができる。移動を所望の方向に誘導し、折り畳まれて元のマイクロプレート形式に戻ることを可能にするためには、ストリップ周囲に設置される保持壁を有することが更に有用である。
図２には、連結具３が一方の端部に結合されている本発明のマイクロプレート１のマルチウェルストリップ２の裏側の部分図が示されている。連結具３は、連結部５で接続されている、それぞれ開口口部６および６’を有する２つのＣ字型の外側クランプ部材４および４’を含むことが理解される。幾つかのウェル（そのうちの１つは、８連ウェルとして示されている）の裏側には、２つの側壁９および９’ならびに２つの端部壁（そのうちの１つは、図２では１２として示されている）で構成される、マルチウェルストリップ２のフレーム７もあることがわかる。側壁９の１つの上部縁部１０および下部縁部１１も、図２に示されている。
図３は、端部間が線形関係になるように連結具３により連結されている、本発明によるマイクロプレートの２つのマルチウェルストリップ２および２’の裏側図である。図３では、マルチウェルストリップを共に連結するために、連結具３の各クランプ部材４および４’が、各マルチウェルストリップ２および２’の各端部ウェル８および８’の外側周囲にスナップ嵌合する様式を理解することができる。この配置では、マルチウェルストリップ２および２’は、互いに対してヒンジ様形式で動くことができる。つまり、表示されているように端部間線形配置を取ることもでき、平行並列配置を取ることもでき、これら２つの極端な配置のいかなる中間配置も取ることができる。図４では、２つのマルチウェルストリップ２および２’が、端部間線形配置および並列平行配置の中間の配置にあることを理解することができる。したがって、連結されているマルチウェルストリップは、全てが様々な標準的実験室手順に使用することができる並列配置に共に折り畳まれて、マイクロプレートを形成することができ、または画分収集デバイスまたは試料を分注する他のデバイスを通過するために展開することもできる。
当業者であれば、隣接するストリップ間で旋回することを可能にする少なくとも２つの旋回軸を含む限り、様々な連結具構成が、本発明での使用に好適であることを認識するだろう。Ｃ字型のクランプ部材は、マルチウェルストリップの端部にスナップ嵌合することができるが、例えば、Ｏ字型のクランプ部材は、より恒久的な継手方式を提供することができる。図５には、開口口部６および６’を有する２つのＣ字型の外側クランプ部材４および４’が、連結部５で相互接続されていることを明確に示すために、連結具３が単独で示されている。図から理解することができるように、図示されている連結具３は、１個の部品として一体的に形成されている。
マイクロプレートおよびマイクロウェルは周知であり、ライフサイエンス分野で広く使用されている。「マイクロプレート」（「マイクロタイタープレート」または「マイクロウェルプレートとしても広く知られている）は、小型試験チューブとして使用される複数の「ウェル」を有する平坦なプレートである。マイクロプレートは、分析研究および臨床診断試験実験室の標準的なツールとなっている。本発明によるマイクロプレートは、様々な周知のシステムで使用されるように設計されている。こうしたシステムは、例えば、ウェル間の距離またはウェルの寸法およびデザインに関して、マルチウェルストリップを測定するための標準的寸法を有している。当業者であれば、例えば、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｌａｓ．ｏｒｇ／ｄｅｆａｕｌｔ／ａｓｓｅｔｓ／Ｆｉｌｅ／ＡＮＳＩ＿ＳＬＡＳ＿１−２００４＿ＦｏｏｔｐｒｉｎｔＤｉｍｅｎｓｉｏｎｓ．ｐｄｆに見出すことができ、マイクロプレートの種々の特徴を規定する標準規格を認識している。本発明のマイクロプレートの１つの実施形態では、ウェルの間隔は、米規格協会（ＡＮＳＩ）により規定されている規格を満たしている。別の実施形態では、１つのウェルの別のウェルとの間隔は、ウェルの中心に対して、９ｍｍ、４．５ｍｍ、および２．２５ｍｍからなる群から選択される。本発明のマイクロプレートの別の実施形態では、ウェル位置の間隔は、ＡＮＳＩにより示されており５０μＬの総容積を有するウェルの９６ウェルマイクロプレートの間隔による間隔である。別の実施形態では、ウェルは、高さの合計が約７．３５±０．１ｍｍであり、最大内径が約３．２５±０．１ｍｍである。
マイクロプレートは、様々な材料で製造されている。最も一般的な材料は、ポリスチレンであり、ほとんどの光学検出用マイクロプレートに使用されている。光学的吸収またはルミネセンス検出用には、二酸化チタンを添加することにより白色に着色することができ、蛍光バイオアッセイ用には、炭素を添加することにより黒色に着色することができる。−８０℃での保管および温度サイクル等の、幅広い温度変化に供されるプレートの製造には、ポリプロピレンが使用される。ポリプロピレンは、新規化学化合物の長期貯蔵に優れた特性を示す。ポリカーボネートは、安価であり、成型しやすく、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）増幅のポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）法に使用するための使い捨てマイクロプレートに使用されている。シクロオレフィンは、現在、新たに開発されたアッセイに使用される紫外線透過性マイクロプレートを提供するために使用されている。特殊な応用に使用されるガラスおよび石英の固片で製造されているマイクロプレートもある。
マルチウェルストリップのフレームが第１の材料からなり、ウェルが第２の材料からなっていてもよい。マルチウェルストリップの材料は様々であってもよく、必要性、例えば材料の耐熱性、熱拡散率、または剛性に応じて構成されていてもよい。例えば、第１の材料は、部分的に結晶化している非晶質プラスチック、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ；Ｔｏｐａｓ（商標）ＣＯＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アセチルコポリマー（デルリン）、ナイロン、充填ポリマー、ガラス充填ポリマー、タルク充填ポリマー、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）を含む群から選択してもよい。第２の材料は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、およびポリカーボネート（ＰＣ）を含む群から選択してもよい。当業者であれば、第１および第２の材料は、本発明のマイクロプレートの必要性および使用目的に従って、任意に組み合わせて使用することができることを認識するだろう。本発明の１つの実施形態では、第１の材料はポリカーボネート（ＰＣ）であり、第２の材料はポリプロピレン（ＰＰ）である。別の実施形態では、第１の材料はシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ；Ｔｏｐａｓ（商標）ＣＯＣ）であり、第２の材料はポリプロピレン（ＰＰ）である。更なる実施形態では、第１の材料はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）であり、第２の材料はポリプロピレン（ＰＰ）である。
本発明の１つの実施形態では、マルチウェルストリップは、２〜６４個のウェル、好ましくは４〜３２個のウェル、より好ましくは６〜８個のウェルを含む。本発明の更なる実施形態では、ウェル位置の間隔は、ＡＮＳＩにより示されており、５０μＬの総容積を有するウェルのマイクロプレートに対応する。別の実施形態では、ウェルは、高さの合計が約７．３５±０．１ｍｍであり、最大内径が約３．２５±０．１ｍｍである。マイクロプレートは、２：３矩形マトリックスに配置されている６個、２４個、９６個、３８４個、または１５３６個もの試料ウェルを有していてもよい。３４５６個または９６００個ものウェルを有するマイクロプレートでさえ幾つか製造されている。本発明の１つの実施形態では、マイクロプレートは、６〜１５３６個のウェル、好ましくは６〜３８４個のウェルを含む。更なる好ましい実施形態では、本発明によるマイクロプレートは、９６個のウェルを有する。
添付の図面には、平面底部を有するウェルが示されているが、ウェルはＵ字型またはＶ字型であってもよい。平面底部ウェル型は、正確な光学的測定および顕微鏡応用に理想的である。測定光源は、ウェルの特徴により歪められない。ウェルの底部が平面である結果、光学的特性が優れている。Ｕ字型底部ウェルは、鋭角を有しておらず、したがって容易に手際よくピペットを操作することができるため、凝集試験に理想的に適している。Ｖ字型（「円錐型」とも呼ばれる）底部ウェルは、全試料容積をピペットしなければならない応用に理想的に適している。試料が底部に特によく集まるため、正確なピペット操作が容易になる。こうしたウェルは、試料の保管にも理想的に適している。
マイクロプレートの各ウェルは、典型的には、数十ナノリットル〜数ミリリットルのいずれの量の液体も保持することができる。乾燥粉末の保管に、または支持ガラス管インサートのラックとしても使用することができる。マイクロプレートは、長期間低温で保管することができ、加熱してウェルからの溶剤蒸発速度を増加させてもよく、ホイルまたは透明フィルムで熱密封することさえできる。別のマイクロプレート密封法は、典型的にはシリコーンゴムで作られている専用のマイクロプレートカバーを使用することを含み、針を突き刺して試料を出し入れし、針を抜くと材料が再密閉されるため有用である。フィルター材料の埋め込み層を有するマイクロプレートが、幾つかの企業により１９９０年代始めに開発されており、今日では、ろ過、分離、光学検出、保管、反応混合、または細胞培養を含む、ライフサイエンス研究のほぼ全ての応用に使用するためのマイクロプレートが存在する。
当業者であれば、本発明によるマイクロプレートおよび／またはマルチウェルストリップは、多数の様々な実験室応用に使用することができることを理解するだろう。例えば、マルチウェルストリップまたはマイクロプレートは、化合物または試料を保管するために使用してもよく、または研究手順および／または診断技法で使用してもよい。マイクロプレートは、適用および／または分析を複数回反復して実施するように設計されている様々なタイプの液体ハンドリングシステム、特に、ロボットシステムに広く使用されている。種々の生物学的研究ならびに臨床診断手順および臨床診断技法は、定性的および定量的アッセイを行うために、または試料を保管および取り出すために、複数の試料を一連のウェルまたはチューブに配置することを必要とするか、または配置することにより容易になる。用語「試料」は、本明細書で使用される場合、分析しようとするあらゆる種類の物質または物質混合物を指す。試料は、植物試料、水試料、土壌試料等の環境供給源に由来する試料であってもよく、または家庭または工業的供給源に由来していてもよく、または食品もしくは飲料試料であってもよい。また、本発明の意味での試料は、生化学反応または化学反応に由来する試料であってもよく、または医薬組成物、化学組成物、もしくは生化学組成物に由来する試料であってもよい。また、試料は、体液または組織試料等の法医学的試料または医学的試料であってもよい。
本発明は、試料の「線形」収集（ｘ軸に沿ってのみ）または処理から、標準的マイクロプレート形式での更なる処理または分析（ｘｙ処理）へと移行する際の手作業段階が省略されるため、有利である。更に、本発明は、迅速で効率的に分析を行うために、十分に確立されているマイクロプレート形式で行う幾つかの一般的実験室操作間の橋渡し役を提供する。
特に、試料移動に関して利点が得られる。特にマイクロプレートを取り扱うロボットが幾つかの企業により開発されている。こうしたロボットは、液体をこうしたプレートから吸引またはプレートに分注する液体取扱器、それらを機器間で運搬するプレート移動器、こうしたプロセス中にマイクロプレートを保管するプレート積み重ね器、長期保管するためのプレート収納器、プレートを処理するためのプレート洗浄器、ヒートシールを施すためのプレートヒートシーラー、ヒートシールをはずすためのシール脱離器、または試験中に一定の温度を保つためのマイクロプレート恒温器であってもよい。このようなプレートに保管されている試料の特定の生物学的、化学的、または物理的な事象を検出することができるプレートリーダが、機器企業により設計されている。
１ マイクロプレート
２ マルチウェルストリップ
２ ストリップ
２’ 隣接するマルチウェルストリップ
２’ ストリップ
３ 連結具
４ クランプ部材
４’ クランプ部材
４ 外側クランプ部材
４’ 外側クランプ部材
６ 開口口部
６’ 開口口部
７ フレーム
８ 複数のウェル
８ 端部ウェル
８ マイクロプレートウェル
８ ウェル
８’ 端部ウェル
９ 対向する縦方向側壁
９ 側壁
９’ 対向する縦方向側壁
９’ 側壁
１０ 上部縁部
１０’ 上部縁部
１１ 下部縁部
１１’ 下部縁部
１２ 端部壁
１２’ 端部壁
１３ 上部縁部
１３’ 上部縁部
１４ 下部縁部
１４’ 下部縁部
１５ 上部端部
１６ 開口部
１７ 底部端部
１８ 基部
１００ フラクションコレクタデバイス
１０１ 出口
２ マルチウェルストリップ
２ ストリップ
２’ 隣接するマルチウェルストリップ
２’ ストリップ
３ 連結具
４ クランプ部材
４’ クランプ部材
４ 外側クランプ部材
４’ 外側クランプ部材
６ 開口口部
６’ 開口口部
７ フレーム
８ 複数のウェル
８ 端部ウェル
８ マイクロプレートウェル
８ ウェル
８’ 端部ウェル
９ 対向する縦方向側壁
９ 側壁
９’ 対向する縦方向側壁
９’ 側壁
１０ 上部縁部
１０’ 上部縁部
１１ 下部縁部
１１’ 下部縁部
１２ 端部壁
１２’ 端部壁
１３ 上部縁部
１３’ 上部縁部
１４ 下部縁部
１４’ 下部縁部
１５ 上部端部
１６ 開口部
１７ 底部端部
１８ 基部
１００ フラクションコレクタデバイス
１０１ 出口
Claims (15)
- 複数のマルチウェルストリップ（２）を含むマイクロプレート（１）であって、前記複数のマルチウェルストリップ（２）の各々が、連結具（３）により隣接するマルチウェルストリップ（２’）に連結されており、前記連結具（３）が、隣接するストリップ間での旋回を可能にする少なくとも２つの旋回軸を含むマイクロプレート（１）。
- 前記連結具（３）の旋回軸が、連結部（５）にて背中合わせに相互連結されている２つのＣ字型またはＯ字型の外側クランプ部材（４および４’）を含む、請求項１に記載のマイクロプレート（１）。
- 各外側クランプ部材（４および４’）が、各ストリップ（２および２’）の各端部の相補的形成部であって、前記Ｃ字型またはＯ字型の外側クランプ部材（４および４’）が嵌合可能な外側周囲を有する相補的形成部と協働して前記旋回を提供する、請求項２に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記マルチウェルストリップ（２）の各々が、複数のウェル（８）を支持するフレーム（７）を含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記フレーム（７）が、脚部に支持されている上部表面を含み、前記上部表面が、前記複数のウェル（８）を収容するための複数の貫通穴を含む、請求項４に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記フレーム（７）が、各々が上部縁部（１０および１０’）および下部縁部（１１および１１’）を有する２つの対向する縦方向側壁（９および９’）を含み、前記縦方向側壁（９および９’）が、各々が上部縁部（１３および１３’）および下部縁部（１４および１４’）を有する２つの対向する端部壁（１２および１２’）により連結されている、請求項４に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記２つの対向する縦方向側壁（９および９’）及び前記２つの対向する端部壁（１２および１２’）の上部縁部（１０、１０’、１３、１３’）の各々における上面が同一平面上に形成されている、請求項６に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記２つの対向する縦方向側壁（９および９’）及び前記２つの対向する端部壁（１２および１２’）の前記下部縁部（１１、１１’、１４、１４’）の各々における下面が同一平面上にある、請求項６または７に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記複数のウェル（８）の各々が、開口部（１６）を画定する上部端部（１５）および基部（１８）を画定する底部端部（１７）を含む、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記複数のウェル（８）の底部端部（１７）が、前記フレーム（７）の下部縁部（１１、１１’、１４、１４’）の下方に突出している、請求項９に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記基部（１８）が、Ｕ字型、Ｖ字型、または平坦である、請求項９または１０に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記マルチウェルストリップ（２）の各々が、２〜６４個のウェルを含む、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のマイクロプレート（１）。
- 前記連結具（３）が、１個の部品として一体的に形成されている、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のマイクロプレート（１）。
- 画分を扱う研究手順および診断技法において前記画分を収集するための、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のマイクロプレート（１）の使用方法。
- 前記研究手順および／または診断技法が、遺伝子型決定、核酸の増幅、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）に基づく方法、酵素結合免疫吸着測定法（ＥＬＩＳＡ）、配列決定、ハイコンテントスクリーニング、結晶学、融解曲線決定、ハイブリダイゼーション関連アッセイ、ｉｎ ｖｉｔｒｏ翻訳、ｉｎ ｖｉｔｒｏ転写、細胞培養、液体ハンドリングシステム、試料の保管、および化合物の保管からなる群から選択される、請求項１４に記載のマイクロプレート（１）の使用方法。
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