JP6739351B2 - 生物試料分析用の単一列マイクロプレートシステム及び搬送体 - Google Patents
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Description
本出願においては、2014年6月2日に出願された米国特許仮出願第62/006,593号であって、その全体を参照することによって本明細書に組み込むこととなるものの優先権の利益を主張する。
本発明は、典型的には、容器内の流体の特性を測定する装置に関し、詳細には、検査流体を取り扱うためのマイクロプレート及び搬送体(carrier、キャリア)に関する。
図2a及び2bを参照すると、カートリッジ200は、マルチウェルマイクロプレート100と対になるように構成されている。カートリッジ200は、全体的に平らな表面205であって、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、又は他の適切な材料等のような成形プラスチックから作製されたカートリッジフレームを含む表面205を有している。平らな表面205は、マルチウェルマイクロプレート100内に画定された複数のウェル120それぞれにおける開口孔のいくつかに対応する複数の領域210、すなわち、このような開口孔に対して整列するか又は対になる複数の領域210を画定している。図示された実施形態においては、これらの領域210のそれぞれにて、平らな表面が、検査化合物リザーバの役目を果たす第1、第2、第3、及び第4のポート230と、スリーブ240に至る中心開口部215とを画定している。各ポートは、検査流体を保持し、必要に応じて、検査流体を、その下の対応するウェル120のそれぞれに放出するように構成されている。ポート230は、4つのポートから成るグループをそれぞれのウェル120の上に配置し、かつ4つのポートのうち1つから対応するそれぞれのウェル120に検査流体を送ることができるようなサイズ及び配置関係を有している。他の実施形態では、各領域におけるポートの数を4つよりも少なくし、又は4つよりも多くすることができる。横方向の移動に適合することによってポート230及びスリーブ240がマイクロプレート内にピッタリと納まることができるように、ポート230及びスリーブ240は、マルチウェルマイクロプレート100に適合して装着することができる。このような適合する領域を含むカートリッジの構造は、より緩やかな許容値にてカートリッジを製造することを可能にし、カートリッジを、寸法をわずかに異にするマイクロプレートと一緒に使用することを可能にする。かかる適合性は、例えば、各領域におけるフレーム200とスリーブ及びポートとの間の相対運動を可能にするために、エラストマーポリマーを用いて平らな要素205を形成することによって達成することができる。
図4を参照すると、かかる装置はさらに、カートリッジ200及び/又はマルチウェルマイクロプレート100用の取り外し可能なカバー400を備えることができる。カバー400は、カートリッジ200上にピッタリと嵌合し、これによって、カートリッジのポート230内に配置された流体の可能な汚染又は蒸発を低減させるように構成することができる。マイクロプレート100がカートリッジ200に対して接触しないか又は対になっていない場合にウェル及び区画の内容物を保護することを補助するため、マルチウェルマイクロプレート100上に直接的にピッタリと嵌合するようにカバー400を構成することもできる。
図5a及び5bを参照すると、マルチウェルマイクロプレート用搬送トレイ500は、いくつかの単一列マルチウェルマイクロプレート、例えば、3個又は4個の単一列マルチウェルマイクロプレートを、ANSI/SLAS 1−2004規格に準拠した96ウェル標準マイクロプレート向けに構成された機器の中に設置した状態で測定することを可能にする。そのため、搬送トレイは、(5.0299インチ±0.0098インチ)×(3.3654インチ±0.0098インチ)、すなわち、約5インチ×3インチ又は約127mm×84mmの外側寸法を有することができる。他の実施形態では、単一列マイクロプレート内のウェルの数及び測定を実施する機器に応じて、搬送トレイの外側寸法を拡大又は縮小することができる。
堀に水分補給流体を入れたカバーを被せたマルチウェルマイクロプレート内における蒸発と、このような流体を入れずにカバーを被せたマルチウェルマイクロプレート内における蒸発とを比較するために、培養器蒸発試験を実施した。6個のプレートのそれぞれについて、各ウェルに80マイクロリットルの液体を入れ、これらのプレートのうち3つについて、堀の各区画に400マイクロリットルの液体を入れた。堀に液体を入れずにカバーを被せた3個のマルチウェルマイクロプレート(「ドライ」)と、堀に液体を入れずにカバーを被せた3個のマルチウェルマイクロプレートを、10%CO2雰囲気にあると共に加湿された37℃の培養器内にて一晩培養した。さらに、各ウェルに残った液体の体積を測定して、以下の値を得た。
細胞外フラックス分析機器内で模擬的な試験(約90分)を実施した後、カバーを被せていないマイクロウェルプレートにおけるウェルからの液体の蒸発を測定した。図6を参照すると、満たされた堀を有するマイクロウェルプレートにて失われた流体の平均損失率%は3.75%であり、空の堀を有するマイクロウェルプレートにて流体の約15.8%が失われた。蒸発によって、細胞培地の温度及びイオン強度が変化し、これによって、試験データが変化するので、蒸発は低減させることが好ましい。
図7を参照する。堀に水分補給流体が入れられている場合と水分補給流体が入れられていない場合とにおいて、培地中に置かれた細胞を観察した。鍵となる代謝パラメータである酸素消費速度(oxygen consumption rate)(OCR)及び細胞外酸性化速度(extracellular acidification rate)(ECAR)を各ウェルにて監視した。乾いた堀を有するプレートのウェル−ウェル変動性(CV60〜95%)は、満たされた堀を有するプレートの試験用ウェルにて観察された変動性(20〜65%)よりもかなり高かった。良好な検定成果を得るためには、OCR及びECARの両方における信号の低いウェル−ウェル変動性が必要である。OCR測定は、温度変化に特に敏感であり、この温度変化は、流体にて満たされた堀によって保護されていない試験用ウェル内で蒸発速度が変化することによって引き起こされ得る。
図8a〜図8dを参照する。満たされた堀又は空の堀の影響を試験するため、等しい密度で播種されたC2C12細胞のベースライン代謝速度(OCR及びECAR)をいくつかの条件下で測定した。図8a及び図8bでは、細胞播種時に、規定どおりに堀を満たした(1区画当たり400μl)。刻み目付きの棒グラフによって表されたプレートについては、XF機器により試験を実施する前に堀を空にした。図8c及び8dでは、堀に流体を入れない状態で細胞を播種し、一晩培養した。図8c及び図8dでは、塗りつぶされた棒グラフによって表されたプレートの堀には、試験を実施する前に流体を加えた。全てのプレートについてOCR及びECARの両方を測定した。播種時に堀の中に流体が存在することがOCR測定値に対して影響することを評価するため、図8aを図8cと比較する。堀に流体を入れたプレートにて播種された細胞のOCR値は80〜120の範囲にあり、乾いた堀を有するプレートにて播種された細胞のOCR値は0〜60の範囲にあった。OCRは、代謝に関する細胞の健康状態の尺度である。低いOCR値は、細胞の代謝が活発でなかったことを示している。ECAR測定に関する図8bと図8dとを比較した場合にも同様の結果が見られる。プレートに細胞が播種され、堀が満たされていない場合、ECARによって測定された代謝速度も非常に低く、細胞の健康状態がよくないことを示している。そのため、細胞播種時及び一晩培養中に堀に流体が存在することは、単一列マイクロプレート内の細胞の健康状態を良好にするための重要な要件であることが示されている。
図9a及び図9bを参照する。時間の経過に伴うバックグラウンドOCR信号のウェル内部及びウェル間隙変動性を、堀に流体を入れていないプレートと堀に流体を入れたプレートとで比較した。試験する各プレートについて、各ウェルに培地を入れ、プレートを機器内に15分間放置して平衡させ、次いで、30分に渡って測定を実施した。堀に流体を入れていないプレートでは、バックグラウンドOCR信号がウェル間隙にて、−37から+5までとかなり変化し(範囲は42)、30分間の間に10〜20単位上昇した。堀が満たされている場合、信号ははるかに安定しており、全体範囲は−14から+7であり(範囲は21)、この期間中に約7単位上昇した。そのため、堀に流体が存在することは、この試験における安定したバックグラウンドレベルのためには必要であることが示されている。
Claims (23)
- 液体試料を保持可能に構成されるマルチウェルマイクロプレートであって、
単一の列に配置された複数のウェルであって、各ウェルが長さl1を有する開口孔を含み、前記複数のウェルの開口孔が、前記単一の列の長手方向にて1つのウェル壁又は複数のウェル壁によって画定される、複数のウェルと、
前記複数のウェルの周囲に配置された堀と、
前記堀を横断し、かつ複数の区画を画定する複数の区画壁であって、各区画が、l1よりも大きくかつ6l1よりも小さな範囲から選択された長さl2を有する、複数の区画壁と
を画定するフレーム
を備え、
前記複数のウェルから成る単一の列の両側方にそれぞれ配置され、かつ前記単一の列における前記長手方向の各端部に配置された2つの区画が、前記単一の列に対して前記長手方向の外側に位置する平衡化溝を介して流体連通するように構成されており、
前記複数の区画壁が、前記単一の列の両側方に対称に分配され、
各区画壁が、前記1つのウェル壁又は前記複数のウェル壁のいずれか1つと前記長手方向にて一致するように配置され、
前記複数の区画は、これらの上端にそれぞれ位置する開口が前記複数のウェルの開口孔よりも下方に位置するように画定されている、マルチウェルマイクロプレート。 - 前記ウェルの長さl1が、1mmから9mmまでの範囲から選択されたものとなっている、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 前記複数のウェルが8つのウェルを含んでいる、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 前記堀が8つの区画を含んでいる、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 前記平衡化溝を介して連通する前記2つの区画の深さが、これら2つの区画に隣接する区画の深さよりも小さくなっている、請求項1に記載のマルチウェルプレート。
- 少なくとも1つの区画の深さが、前記複数のウェルのうち1つの深さよりも小さくなっている、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 前記少なくとも1つの区画の深さが、前記複数のウェルのうち1つの深さに対して50%以下となっている、請求項6に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 前記フレームの端部近くに配置された区画の深さが、前記フレームの中央部に配置された区画の深さよりも小さくなっている、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 前記複数の区画の全てが実質的に等しい長さを有している、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 前記フレームの端部に画定された持上げ用タブをさらに備えている、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 少なくとも1つのウェルが不透明な白色になっている、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 少なくとも1つのウェルが不透明な黒色になっている、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 前記フレームが、前記フレームの下側縁の凹部をさらに含んでいる、請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレート。
- 請求項1に記載の複数のマルチウェルマイクロプレートを並列に保持するように構成された複数の領域を画定する本体を備え、
各領域が、この領域に保持される前記マルチウェルマイクロプレートにおける前記単一の列に配置された前記複数のウェルとそれぞれ対になるように構成された複数の開口孔を画定している、マルチウェルマイクロプレート用搬送体。 - 前記本体が、約5インチ×3.4インチの外側寸法に基づく基部占有面積を有している、請求項14に記載のマルチウェルマイクロプレート用搬送体。
- 各領域が8つの開口孔を画定している、請求項14に記載のマルチウェルマイクロプレート用搬送体。
- 前記本体が、3つのマルチウェルマイクロプレートを保持するように構成された3つの領域を画定している、請求項14に記載のマルチウェルマイクロプレート用搬送体。
- 前記本体が、4つのマルチウェルマイクロプレートを保持するように構成された4つの領域を画定している、請求項14に記載のマルチウェルマイクロプレート用搬送体。
- 請求項1に記載のマルチウェルマイクロプレートと対になるように構成されるカートリッジであって、
前記プレートに設けられる前記複数のウェルにおける各開口孔のうちいくつかに対応する複数の領域を有する実質的に平らな表面と、
前記カートリッジにおける複数の各領域に配置されたセンサ又はセンサの部分、及び開口部の少なくとも一方であって、
ウェル内の成分を分析するように構成されたセンサ又はセンサの部分、及び
センサを受け入れるように構成された開口部
の少なくとも一方と、
前記カートリッジに形成された少なくとも1つのポートであって、前記プレートにおける各ウェルに検査流体を送るように構成された少なくとも1つのポートと
を備えているカートリッジ。 - 前記マルチウェルマイクロプレートが8つのウェルを含み、
前記カートリッジが8つの領域を含んでいる、請求項19に記載のカートリッジ。 - 液体の分析試料の準備をする方法であって、
マルチウェルマイクロプレートのフレームによって画定されたウェルに前記分析試料を送るステップと、
前記フレームによって画定された堀に流体を送る工程と
を含み、
(i)前記フレームが、単一の列に配置された複数のウェルを画定し、各ウェルが長さl1を有する開口孔を含んでおり、前記複数のウェルの開口孔が、前記単一の列の長手方向にて1つのウェル壁又は複数のウェル壁によって画定され、
(ii)前記堀が、前記複数のウェルの周囲に配置されており、
(iii)複数の区画壁が前記堀を横断し、前記複数の区画壁が複数の区画を画定し、各区画が、l1よりも大きくかつ6l1よりも小さな範囲から選択された長さl2を有し、
(iv)前記複数のウェルから成る単一の列の両側方にそれぞれ配置され、かつ前記単一の列における前記長手方向の各端部に配置された2つの区画が、前記単一の列に対して前記長手方向の外側に位置する平衡化溝を介して流体連通するように構成されており、
(v)前記複数の区画壁が、前記単一の列の両側方に対称に分配され、
(vi)各区画壁が、前記1つのウェル壁又は前記複数のウェル壁のいずれか1つと前記長手方向にて一致するように配置され、
(vii)前記複数の区画は、これらの上端にそれぞれ位置する開口が前記複数のウェルの開口孔よりも下方に位置するように画定されている、方法。 - 前記ウェルに前記分析試料を送る工程が、ピペッタを使用することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記堀に前記流体を送る工程が、ピペッタを使用することを含む、請求項21に記載の方法。
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