JP7174715B2 - 真空防止構成を備える試料容器及び試薬容器 - Google Patents

真空防止構成を備える試料容器及び試薬容器 Download PDF

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Description

本発明は、臨床用及び研究用の実験室製品(laboratory products)に関し、特に、試薬貯槽(reagent reservoirs)、ライナ(liners)、マイクロチューブ(microtubes)、PCRチューブ(PCR tubes)、PCRプレート(PCR plates)及びマイクロプレート(microplates)のような、ペピット操作容器(pipetting containers)に関する。
自動化及び半自動化された液体処理システム(liquid handling systems)は、しばしば、96個又は384個の使い捨て可能なピペット先端(pipette tips)用のピペット操作ヘッド(pipetting heads)を含む。96個のピペット操作ヘッドは、8×12個の先端取付けシャフトのアレイを有し、隣接するシャフト間の中心線の間隔は9mmである。384個のピペット操作ヘッドは、16×24個の取付けシャフトのアレイを有し、隣接するシャフト間の中心線の間隔は4.5mmである。間隔は(以前はSBSフォーマットとして知られていた)ANSI/SLASマイクロプレート規格によって設定される。米国規格協会/実験室自動化及びスクリーニング協会(ANSI/SLAS)は、マイクロプレート(microplates)についての規格寸法を採用している。
ANSI/SLAS1-2004:マイクロプレート-フットプリント寸法
ANSI/SLAS2-2004:マイクロプレート-高さ寸法
ANSI/SLAS3-2004:マイクロプレート-底外側フランジ寸法
ANSI/SLAS4-2004:マイクロプレート-ウェル位置
ANSI/SLAS6-2012:マイクロプレート-ウェル底高さ
これらの規格は、異なる製造業者からのプラスチック消耗製品を備える自動化された液体処理機器の使用を容易にするために開発された。24個のピペット操作ヘッドのようなより少ない取付けシャフト又は1536個のピペット操作ヘッドのようなより多くの取付けシャフトのマトリックス(matrix)を有する自動化又は半自動化された液体処理システムも現場で使用されるが、最も一般的なものは96個及び384個のヘッドである。これらの自動化又は半自動化された液体処理システムは、典型的には、ピペット操作ヘッドの下に配置されるプラットフォームを用いて設計され、プラットフォームは、マイクロプレート、マイクロチューブ(microtubes)のラック、又は試料若しくは試薬を保持する貯槽のための1つ又はそれよりも多くのネスティング場所(nesting locations)を含む。当技術分野において、マイクロプレートは、ウェルプレート(well plates)と呼ばれることがあり、マイクロチューブは、試料チューブと呼ばれることがある。ネストは、96個又は384個のピペット先端のそれぞれをプラットフォーム上のマイクロプレート内のそれぞれのウェル(井戸部)(wells)の中心点と整列させるために、SBS規格(現在はANSI/SLAS)用のマイクロプレートの外形寸法に従ったサイズにされる。
上述のように、試料又は試薬を保持する貯槽をネスト内のプラットフォーム上に配置するように構成することもできる。貯槽は、典型的には、個々のウェルの代わりに共通のバシン(窪地部)(basin)を有し、残留液体廃棄物を減少させるために、平坦な底又はパターン化された底のいずれかを有することが知られている。新しい処理を開始する前に貯槽を洗浄及び/又は滅菌する必要を回避するために使い捨て可能な貯槽ライナを使用することも知られている。自動化及び半自動化されたシステムに加えて、手持ち式ピペットを使用して、貯槽、マイクロプレート又はマイクロチューブから試薬又は試料を引き出す。ライナを使用する1つの貯槽キットが、参照として本明細書に援用する2010年10月12日にMathus et al.に発効した「Sample Reservoir Kits with Disposable Liners」という名称の米国特許第7,811,522号に開示されており、手持ち式ピペットと共に使用するのに特に適している。多くの貯槽及びライナは、天然に疎水性であるポリスチレンで作られる。疎水性表面は、最終吸引中に液体をビーズ状(bead up)にして水溜まりを作る(pool)が、それは液体ピックアップを容易にして、残留容積を減少させると概ね考えられている。
貯槽又は使い捨て可能な貯槽ライナの使用に伴って生じることが見出された1つの問題は、ピペットヘッドが下げられるときに、取り付けられるピペット先端の1つ又はそれよりも多くがライナ底の表面と係合する場合があることである。底壁の表面と係合させられるピペット先端は、ヘッドが吸引するときに、残念なことに先端内に真空を作り得る。先端内の真空は、吸引が継続するにつれて増加し、オリフィスは、最終的に閉鎖される。この状況は、不正確なピペット操作につながり得るが、深刻な問題であるピペット操作ヘッドの汚染にもつながり得る。ライナ底と真空係合されるピペット先端が解放すると、有意な圧力差によって今や駆動される試薬又は試料は、しばしば、ピペット先端及び取付けシャフトを越えてそれぞれのピストンシリンダ内に上向きに噴霧する。これが起こるならば、ピペットヘッド全体を分解し、洗浄し、且つ減菌することが必要な場合がある。
ピペット先端が容器の底と係合して吸引中に真空を形成する可能性があるという問題は、ライナのない貯槽においても起こり得るし、或いはマイクロチューブ又はマイクロプレートのようなピペット操作のために典型的に使用される他の容器においても起こり得る。これらの用途の全てにおいて、容器から液体を全て完全に吸引しようとするときには、しばしば、容器内の残留容積又は液体中断(liquid hang-up)を減少させることが望ましい。この目的を達成するために、ピペット先端は、典型的には、吸引し得ない液体の残留容積を減少させるために、可能な限り合理的に底壁に接触しないで容器の底壁に近接して下げられる。マルチチャネルピペット操作システムでは、ピペット操作ヘッドの高さを精密に制御し得る自動化されたマルチチャネルシステムでさえも、1つ又はそれよりも多くのピペット先端オリフィスが、他の先端オリフィスと整列させられなくなり得る。何故ならば、例えば、ピペット先端は、誤って取り付けられたり、変形させられたりするからである。先端の不整列は、底壁と係合して真空を形成する先端につながり得る。たとえ全てのピペット先端が適切に整列させられるとしても、ピペット先端の場所に対応する(複数の)容器又は容器の底壁の部分が、ピペット先端オリフィスと平面レベルで精密に整列されないことが可能である。この種の不均一性は、例えば、1つ又はそれよりも多くのマイクロチューブがチューブラック内に完全に位置しないとき又はライナが貯槽ベース内に完全に位置しないか或いは僅かに変形させられるときに起こり得るし、容器から最終容積を吸引しようとするときに底壁と係合する1つ又はそれよりも多くのピペット先端にもつながり得る。
本発明は、主として、液体試料及び試薬のための実験室貯槽、貯槽ライナ、マイクロチューブ、PCRチューブ、マイクロプレート、ならびにPCRストリップ及びプレートのような、臨床用及び研究用の実験室製品に使用されるピペット操作容器におけるレセプタクルの底壁上の真空防止チャネルの配置に関する。真空防止チャネルの使用は、ピペット先端が、吸引中に真空圧が先端内で蓄積するのを許容することなく、レセプタクルの底壁に係合することを可能にする。この目的のために適切なサイズにされたリブも使用することができる。しかしながら、真空防止チャネルの使用は、容器から残留液体をピペット操作するときに死容積を減少させるのにも特に適していることが見出された。チャネルの毛細管作用は、液体をチャネルのそれぞれのグループ(groupings)内に引き込む傾向を有し、これはレセプタクルのための所要の最小作動容積を減少させる。何故ならば、ピペット先端は、それぞれのチャネルグループ内の任意の場所でチャネルから液体を引き込むことができるからである。チャネルのグループを流体動的に接続することは、幾つかの用途において、死容積と最小作動容積を更に減少させることが見出された。
本発明の第1の例示的な実施形態では、実験室貯槽キットが、再使用可能な貯槽ベース内に保持される使い捨て可能なライナを有する。キットは、手持ち式ピペット、例えば、線に沿って取り付けられる使い捨て可能なピペット先端を有するマルチチャネルピペットと共に使用されるように構成される。再使用可能な貯槽ベースは、研究室のベンチトップのような、平坦な表面に安定した支持を提供する。ベースは、細長いバシンを含み、細長いバシンは、一対の端壁と、バシンの底面に沿って延びる長手方向のトラフと、端壁の間に延びる一対の長手方向の側壁とを含む。長手方向の側壁は、側壁が上向きに延びるについて外向きに傾斜して、バシンの一部を形成し、トラフは、側壁の底にある。
使い捨て可能なライナは、ピペット操作のために液体試料又は液体試薬を保持する少なくとも1つのライナバシンを定めるよう、一対の長手方向の側壁や、末端壁の間に延びる長手方向のトラフも有する。使い捨て可能なライナが再使用可能なベース内の所定の場所に配置されるときに、周縁フランジが再使用可能なベースのリム(rim)の上に載るように、周縁フランジがライナバシンの頂部から外向きに延びる。複数の真空防止チャネルが、ライナトラフの上面に配置され、ピペット操作のために液体試料又は液体試薬を保持するライナバシン内に上方に曝される。ライナトラフは、望ましくは、トラフの底に沿って長手方向に真空防止チャネルのグループを線形に配置することに順応する丸みを帯びた断面を有する。望ましくは、真空防止チャネルの各グループは、少なくとも1つのペアの交差するチャネルを含み、ライナは、隣接するグループを流体動的に接続するために、グループ間に延びる追加的なチャネルを含む。既述のように、チャネルのグループを接続することは、特に、例えば、ポリスチレン又はポリプロピレンをコロナ処理し或いはその他の方法で処理することによって、ライナの湿潤性が適切に選択されるときに、残留死容積を減少させ或いは最小作動容積を減少させるのに役立ち得る。処理は、ライナの底壁の測定される表面張力を天然水の表面張力である約72ダイン以上にするのに十分であることが好ましい。ポリプロピレンは、ポリスチレンほど剛的でないが、特定の用途において望ましいことがある。何故ならば、ポリプロピレンは、より良好な耐薬品性を提供するからである。
幾つかの実施形態において、ライナは、ライナ内に別個のバシンを形成するために、ライナの長手方向の側壁の間に架かる1以上(1つ又はそれよりも多く)の壁を含むことができる。
ライナは、透明なプラスチックで作られ、再使用可能なベース上のバシンの側壁の内面は、明確な液体容積目盛りマークを有する。バシンの側壁にある液体容積目盛りマークは、使い捨て可能なライナの1以上のバシン内に収容される液体試料の容積を測定するために較正され、使い捨て可能なライナが再使用可能なベース内の所定の場所に配置されるときに、透明な使い捨て可能なライナを通じて観察可能である。
本発明の他の例示的な実施形態では、使い捨て可能なライナと再使用可能な貯槽ベースとを備える実験室貯槽キットが、SBSフォーマットされた96個又は384個のピペットヘッドと共に使用するための真空防止チャネルを備えて構成される。望ましくは、これらの実施形態において、再使用可能な貯槽ベースは、SBSフォーマットされたウェルプレート及び貯槽を保持するように構成されたネストと適合する外側フランジ寸法(即ち、ANSI/SLAS 3-2004:マイクロプレート-底外側フランジ寸法)を有する。貯槽が96個のピペット操作ヘッドと共に使用されるように作られるならば、使い捨て可能なライナは、SBS(ANSI/SLAS)フォーマットと一致する、隣接するグループの中心点から9mm離間する各グループについての中心点を備える、真空防止チャネルの96個のグループのマトリックスを含む。使い捨て可能なライナが384個のピペット操作ヘッドと共に使用されるように設計されるならば、ライナは、望ましくは、やはりSBS(ANSI/SLAS)フォーマットと一致する、隣接するグループの中心点から4.5mm離間する各グループについての中心点を備える、真空防止チャネルの384個のグループのマトリックスを含む。ライナの意図される用途に依存して、より多い又はより少ないグループで使い捨て可能なライナを作ることもできる。しかしながら、いずれの場合においても、グループは、ピペット操作ヘッド上のそれぞれのピペット先端がライナと接触する場合があることが予期される中心点で中心化されなければならない。幾つかの実施態様において、ライナは、隣接する中心点が9mm離間する、真空防止チャネルの96個のグループのマトリックスと、4.5mm間隔で配置する中心点を備える、真空防止チャネルの384個のグループのマトリックスとを含む。このようにして、ライナは、96個のピペット操作ヘッド又は384個のピペット操作ヘッドの両方と共に使用されるように構成される。
真空防止チャネルのグループは、本発明に従って様々な構成を採ることができる。目標は、たとえピペット先端が中心から幾分外れているとしても、それぞれのピペット先端のオリフィスの下に流体アクセス可能な空隙を提供するチャネル構成を提供することであり、ピペット先端が中心から幾分外れることは、例えば、ピペット先端が真っ直ぐに取り付けられていないときに又はピペット先端が僅かに変形しているときに、自動化されたピペット操作システムにおいて発生し得る、1つの所望のグループ構成は、グループについての中心点を定めるチャネルの交差部を備える垂直な交差する第1のペアのチャネルと、第1のペアから45°回転させられた第2のペアの垂直なチャネルとを含み、第2のペアのチャネルは、中心点で交差するように整列させられるが、中心点の近傍で中断される。チャネルが一定の幅及び一定の深さを有することが望ましく、交差点に亘る距離が、そのライナと共に使用される可能性が高い最小サイズのピペット先端の外側オリフィス直径未満であるように、チャネルの幅が選択されることが望ましい。例えば、12.5μlのピペット先端が、0.61mmの外側オリフィス直径を有するならば、ピペット先端の遠位端が、結果として真空を作り出すことがある交差点でチャネル内に嵌入し得ないことを保証するために、チャネルの幅は、0.50mm未満でなければならない。384個の用途について、上述のグループ構成を使用する所望のチャネル幅は、0.50mmでもある。同様に、96個のヘッド用途について、所望の幅は、0.50mmである。また、グループは、先端がどのように取り付けられるか或いは構成されるかの故にピペット先端オリフィスが中心から外れている事態において、又はそれが手持ち式ピペットと共に使用される事態において、真空防止空隙によってカバーされるより大きな領域を提供するために、グループの周縁に向かって中心点から離れて配置される他のチャネルを有してもよい。1つの実施形態において、チャネルグループは、第2のペアの垂直なチャネルの間に架かり、第1のペアの垂直な交差するチャネルと交差する、第3のペアの平行な線形のチャネルを含む。別の実施形態では、円形チャネルが、第1及び第2のペアのチャネルのそれぞれと交差する。
SBSフォーマットされたピペット操作ヘッドのための殆どの実施形態において、使い捨て可能なライナの底壁は、その他の場合には平坦であり、真空防止チャネルのグループは、96個のピペット操作ヘッド又は384個のピペット操作ヘッド構成の一方又は両方についての中心点に配置される。他の実施形態において、使い捨て可能なライナの底壁は、96個の個性又は384個の構成のいずれかにおいて凹部(recesses)のアレイでパターン化される。真空防止チャネルのグループは、各凹部内に配置される。隆起部(ridges)が、隣接する凹部の界面に形成され、ライナの壁の底にある複数の凹部の各凹部の低点は、共通の平面内に位置する。凹部は、部分的な球の形状の湾曲を有するのが望ましいが、本発明によれば、他の構成が可能である。
使い捨て可能なライナは、望ましくは、透き通った成形され且つコロナ処理された(表面張力が72ダイン以上の)ポリスチレン又はポリプロピレンのような、透明なプラスチック材料で作られ、部分的には、ベースの側壁にある液体容積目盛りマークの視認を容易にするために、再使用可能なベースのバシンの輪郭に密接に追従する形状を有する。また、望ましくは、再使用可能な貯槽ベースの側壁は、バシンの一部を形成する側壁の表面にある明確な液体容積目盛りマークを有する。これらの液体容積目盛りマークは、透明な使い捨て可能なライナに収容される液体試料の容積を測定するために較正され、使い捨て可能なライナが再使用可能なベース内の所定の場所に配置されるときに観察可能である。更に、再使用可能なベースの1以上の側面は、ユーザが使い捨て可能なライナに収容される液体の量、印刷された目盛り、及び真空防止グループに対するピペット先端の場所を容易に見ることができるように、1以上の視認窓を含んでよい。視認窓は、狭い窓であることができ、或いはそれはベースが使い捨て可能なライナのための十分な支持を依然として有する限り比較的広くてよい。
ある状況では、真空防止チャネルのグループの行又は列の間でライナ内に1以上の直立壁を設けることが望ましい場合がある。ライナの底でシールされた壁をライナ内に成形して、収容される容積を液体試薬又は液体試料のための複数のバシンに効果的に分離することができる。壁は、跳ねよけとしても機能することができる。代替的に、ライナの底でシーリング(sealing)のない、真空防止チャネルのグループの2以上(2つ又はそれよりも多く)の列又は行の間に直立壁を有する、取り外し可能なバッフル又は跳ねよけを使用することができる。この構成において、跳ねよけは、ライナバシンを別々の封止された容積又はバシンに分離しない。
別の実施形態において、本発明は、ライナなしに使用されるように設計され、ピペット先端が貯槽の底壁と真空係合するのを防止するよう底壁に真空防止チャネルを備えて更に構成された、貯槽に向けられている。底壁は、ピペット先端のマトリックスがライナバシン内の容積から液体を吸引するのを可能にするように構成された概ね四角形の形状を有する。貯槽は、底壁の湿潤性を高めるために、コロナ処理された或いはその他の方法で処理された成形ポリスチレンで作られるのが好ましい。貯槽は、SBSフォーマットに従って寸法決めされた外側フランジを有するのが望ましい。真空防止チャネルは、貯槽バシンの底壁全体に亘って延在することが可能である。しかしながら、底壁は、真空防止チャネルのグループのマトリックスを含むことが好ましい。96個のチャネルのピペット操作ヘッドと共に使用されるように設計される貯槽については、貯槽が、真空防止チャネルの96個のグループのマトリックスを含み、各グループについての中心点が隣接するグループの中心点から9mm離間することが望ましい。384個のピペット操作ヘッドと共に使用されるように設計される貯槽については、貯槽の底壁が、真空防止チャネルの384個のグループのマトリックスを有し、各グループについての中心点が隣接するグループの中心点から4.5mm離間することが望ましい。チャネルのグループ及び真空防止チャネルの寸法における幾何学的形状は、上述の貯槽ライナに関連して記載したものと適切に同一又は類似である。
1つの特に望ましい実施形態において、貯槽の底壁は9mmの間隔を有する96個のグループのマトリックス及び4.5mmの間隔を有する384個のグループのマトリックスの両方を含み、96個のグループの各々が384個の真空防止チャネルグループの4個のグループと1以上のチャネルを共有することが更に望ましい。
代替的な貯槽の実施形態において、貯槽の底壁は、平坦である代わりに、凹部でパターン化され、各凹部内に配置される真空防止チャネルのグループを含む。別の代替的な実施形態において、貯槽は、貯槽バシンを別々の容積に分離するために、真空防止チャネルグループの2つの隣接する列の間に又は真空防止チャネルグループの2つの隣接する号の間に少なくとも1つの封止された壁を含む。底で封止されない跳ねよけを貯槽に関連して使用することもできる。
本発明の別の実施形態は、液体試薬又は試料を保持するレセプタクルと、マイクロチューブを閉じるための取り外し可能なキャップとを含む、実験室マイクロチューブに向けられている。加えて、レセプタクルは、典型的には、円筒状の側壁と、底壁とを有し、底壁の少なくとも一部は、概ね平坦であり、水平である。本発明によれば、底壁の上面は、液体試料又は液体試薬を保持する容積に向かって上向きに延びる複数の真空防止チャネルを有する。真空防止チャネルのグループの構成及び寸法は、任意の点で底壁の表面に押し付けられる先端のオリフィスの下に空隙があるように選択される。マイクロチューブは、望ましくは、成形ポリプロピレンで作られ、マイクロチューブの底壁が強化された湿潤性、例えば、天然水の表面張力である72ダイン以上の表面張力を有するように、チューブをコロナ処理し或いはその他の方法で処理することが望ましい。
マイクロチューブは、典型的には、ラック、例えば、8×12アレイの96個のチューブ内に格納され、チューブの高さは、不均一なことがある。これは、例えば、チューブのうちの1以上のチューブがラック内に完全に位置しない場合に起こり得る。これが起こると、ピペット先端は、チューブの底壁を圧迫し得る。これは、1以上のピペット先端が誤って取り付けられる場合又はピペット操作システムがピペット操作ヘッドをラック内のマイクロチューブ内に低く下げ過ぎる場合にも起こり得る。真空防止機能は、これらの問題のそれぞれに対処するために有用である。また、真空防止機能は、ユーザが真空係合を生み出さずにチューブの底壁に係合させることを可能にすることによって、手持ち式単一チャネルピペットを使用するときに、有用なことがある。手持ち式ピペットを使用するときに真空防止機能を有することの利点は、貯槽及び貯槽ライナと一緒の使用にも当て嵌まる。
別の実施形態において、本発明は、マイクロプレート、例えば、行列に配置された複数の別個のウェルを有するSBSフォーマットされたマイクロプレートに向けられている。各ウェルは、別個の容積の液体試料又は試薬を保持するように構成され、真空防止構成を除いて概ね坦な底壁を有する。1つの実施形態によれば、底壁の上面は、液体試料又は試薬をウェル内に保持する容積に向かって上向きに曝される複数の真空防止チャネルを含む。真空防止チャネルは、例えば、ピペット先端が自動化されたシステムに誤って取り付けられる事態又は自動化されたシステムがヘッドを過度に下降させる事態において、
たとえピペット先端がウェルの底壁に係合するとしても、ピペット先端のオリフィスの下に流体アクセス可能な空隙を提供する。図面に示す1つの実施形態において、マイクロプレートは、8×12のアレイに配置された96個のウェルのマトリックスを有し、真空防止チャネルのグループは、グループについての中心点が隣接するウェルのグループの中心点から9mm離間した状態で、各ウェルの底壁上に配置される。図面に示す別の実施形態において、ウェルプレートは、16×24のアレイ内に384個のウェルのマトリックスを含み、各ウェル内の真空防止チャネルのグループは、4.5mmで離間する中心点を有する。いずれの場合においても、チャネルがウェル側壁まで又はウェル側壁付近まで延びることが望ましい。真空防止チャネル及びチャネルのグループの特定の構成及び寸法は、貯槽ライナに関して上述したものと同じであることができ、ライナ貯槽及びマイクロチューブにおいて使用されることができる。マイクロプレートは、典型的には、ポリスチレンで作られる。マイクロプレートがポリスチレン又はポリプロピレンのような他の材料で作られるならば、ウェルの底壁の表面張力が72ダイン以上になるように、マイクロプレートがコロナ処理され或いはその他の方法で処理されることが望ましい。
上述の実施形態において、真空防止構成は、ピペット操作容器の底壁の上面にあるチャネルのグループとして記載されている。しかしながら、真空防止構成は、ピペット操作容器の底壁の上面から上向きに延びるリブの使用のような、他の形態を取ることができる。実験室容器の底ウェル上の真空防止チャネル又はリブの使用は、たとえピペット先端が容器の底壁と係合するとしても、流体アクセス可能な空隙を提供する。これは、ピペットが吸引している間に、ピペット先端がピペット先端内に真空を引き起こさないことを意味する。これは、実際問題として、先端部を容器の底壁により近く配置することができ且つ/或いは容器の底壁に係合することができることも意味するが、真空防止構成を用いずにそうするときには、真空係合を引き起こす可能性がより高い。次に、ピペット先端オリフィスを容器の底壁に極めて近く移動させる或いは容器の底壁と係合させる能力を備えるならば、ピペットシステムは、残留容積が有意により少ない状態で、容器から液体を引き出すことができる。加えて、動作理論に限定されることなく、コロナ処理された表面の親水性は表面上の液体を自己レベル(self level)にする一方で、チャネルは表面上に液体を蓄積させる表面張力構成を提供すると考えられる。その結果、液体は、チャネルのグループの間の表面から自然に引き、液体レベルが引き下げられるにつれて、チャネルのグループ内及び上に分離されたプール(pools)を形成する。この現象は、信頼性の高いピペット操作のために最小作動容積を効果的に低下させる。これは、高価な、希少な、又は少量の試料又は試薬について特に重要である。従って、チャネルの使用は、リブの使用よりも効果的であることが証明されている。チャネルを使用する別の利点は、隣接するチャネルのグループを流体動的に接続するために、追加的なチャネルを追加し得ることである。チャネルの毛細管作用は、接続されるチャネルの領域を通じた液体の均一な分布を容易にし、それはより低い最小作動容積を促進することができる。
本発明の他の構成及び利点は、図面及びそれらの後続の記述を検討した後に当業者に明らかなことがある。
手持ち式ピペットと共に使用することが意図され、本発明の第1の例示的な実施形態に従って構築された、実験室貯槽キットの分解斜視図である。
再使用可能な貯槽ベースの斜視図であり、使い捨て可能なライナが再使用可能な貯槽ベース内に配置されており、両方とも図1に示す本発明の実施形態に従って構成されている。
使い捨て可能なライナが図2に示すように再使用可能な貯槽ベース内に配置された状態の再使用可能な貯槽ベースの平面図である。
図3の断面線5-5に沿って取られた関連するライナを備える再使用可能な貯槽ベースの断面図であり、ライナはベースから分解されている。
図3の線5-5に沿って取られたような、関連ライナが再使用可能な貯槽ベース内に配置された状態の再使用可能な貯槽ベースの断面図である。
図3の領域6-6によって示されるライナの領域の詳細図である。
図2に示す再使用可能な貯槽ベースの縦断面図であり、図3の線7-7に沿って取られたように使い捨て可能なライナが再使用可能な貯槽ベース内に配置されている。
使い捨て可能なライナに収容される液体試料又は液体試薬を有する貯槽キットを例示する、図5に示す図と類似する概略断面図である。
液体の上面より下の容積目盛りマークのビューが貯槽キットを使用する作業者のビューから遮蔽されないような使い捨て可能なライナ内に収容される液体による光の反射を例示する、図8の線9によって定められる領域の詳細図である。
使い捨て可能なライナのバシンの底に沿って延びる狭い長手方向トラフから液体を吸引するために使用される吸引ピペットを例示する、図8に類似する図である。
液体を引くためにピペット先端が係合させられた貯槽ライナの底壁の部分を詳細に説明する概略図である。
96個のピペット操作ヘッドと共に使用されるように構成された、本発明の別の例示的実施形態に従って構成された実験室貯槽キットの図である。
図12に示す実験室貯槽キットの組立図である。
図12及び図13に示す実験室貯槽キットの頂面図である。
図14の線15-15によって示される領域の詳細図である。
図14の線16-16に沿って取られた断面図である。
図16の線17-17によって示される領域の詳細図である。
図12~図17に示す実験室貯槽キットの側面図である。
図12~図17に示す実験室貯槽キットの側面図である。
取り外し可能なバッフル又は跳ねよけを含む、本発明に従って構成された別のライナの斜視図である。
図20に示すライナの頂面図である。
図21の線22-22に沿って取られた断面図である。
図21の線23-23によって囲まれたライナの領域に示されるチャネルグループの詳細図である。
図23に例示するチャネルグループ化の斜視図である。
真空防止チャネルの列の間に封止されたバリア壁を含む、本発明に従って構成された別のライナの斜視図である。
図25に示すライナの頂面図である。
図26の線27-27に沿って取られた断面図である。
真空防止チャネルの列の間に封止されたバリア壁を含む、本発明に従って構成された試料又は試薬貯槽の斜視図である。
図28に例示する貯槽の頂面図である。
図28の線30-30に沿って取られた断面図である。
本発明に従って構成されたマイクロチューブの斜視図である。
図31に例示するマイクロチューブの頂面図である。
図32の線33-33に沿って取られた断面図である。
本発明に従って構成されたPCRチューブの斜視図である。
図34に例示するPCRチューブの頂面図である。
図35の線36-36に沿って取られた断面図である。
図36の線37-37によって特定された領域の詳細図である。
本発明に従って構成された96個のウェルマイクロプレートの斜視図である。
図38に例示するマイクロプレートの頂面図である。
図38及び図39に例示するマイクロプレート内のウェルの詳細図である。
図39の線41-41に沿って取られた断面図である。
本発明に従って構成された384個のウェルマイクロプレートの斜視図である。
図42に例示するマイクロプレートの頂面図である。
図42及び図43に例示するマイクロプレート内のウェルの詳細図である。
図43の線45-45に沿って取られた断面図である。
図45の線46-46によって特定された領域の詳細図である。
図1~図11は、本発明の第1の例示的な実施形態に従って構成された実験室貯槽キット10を例示している。キット10は、貯槽ベース12と、使い捨てライナ14とを含む。キット10は、使い捨て可能なライナ14が、例えば図2に示すように、再使用可能な貯槽ベース12内に配置されるときに、使い捨て可能なピペット先端を用いて手持ち式ピペットでピペット操作を行うために使い捨て可能なライナ14内に液体試料又は液体試薬を保持するように設計される。キット10は、25mlまでの液体試料又は試薬を保持するように設計されるが、ライナ14の容量は、過充填を処理するのに十分である。
貯槽ベース12は、使い捨て可能なライナ14が配置されるバシン18(窪地部)(basin)18を含む。使い捨て可能なライナ14の輪郭は、以下でより詳細に議論するライナ14の横断壁15(transverse wall)を除いて、再使用可能なベース12のバシン18の形状及び輪郭に従う。再使用可能なベース12の外側壁22及び端壁20は、研究室のベンチトップのような平坦な表面上で貯槽ベース12及びそのバシン18を支持する。貯槽ベース12を様々な材料で作ることができるが、貯槽ベース12を、白色ABSのような不透明色を有する比較的剛性の射出成形プラスチックで作ることが好ましい。バシン18の表面はサテン仕上げを有することが好ましい。他方、上述のように、使い捨て可能なライナ14を、約0.51ミルの厚さを有する透き通った射出成形ポリスチレン又はポリプロピレンのような透き通った透明なプラスチックで作り、表面の少なくとも一部を研磨することが好ましい。透き通ったライナの研磨された又は光沢のある表面は、ベース12内の不透明な着色されたバシン18上のサテン仕上げとは対照的に、透明なライナ14が貯槽ベース12内に存在するか否かに拘わらず、ライナを実験室作業者にとってより目立つものとする。射出成形は、ライナ14のための好ましい方法である。何故ならば、ライナの厚さは全体を通じて一定であることが望ましいからである。しかしながら、使い捨て可能なライナ及び再使用可能なベース12の両方について、他の製造手段及び厚さの仕様が可能であってよいことが認識されるべきである。
ここで、特に図2及び図4を参照すると、再使用可能ベース12内のバシン18は、その底面26に沿って延びる狭い長手方向のトラフ24(trough)(図4)を含む。使い捨て可能なライナ14も、横断壁15と使い捨て可能なライナ14のそれぞれの端壁との間に延在する2つの区画に分割された、バシン19と、狭い長手方向のトラフ28とを含む。図10及び11を簡単に参照すると、使い捨て可能なライナ内のトラフ28は、貯槽ライナ14内の死容積の量を減少させる。図10及び図11は、ライナ14のトラフ28に収容された液体54にアクセスするピペット先端16を示している。再び図1を参照すると、再使用可能なベース12内のバシン18は、一対の端壁30と、一対の長手方向の側壁32とを含む。バシン18は、長手方向の段部34(steps)を含み(図4)、各段部34は、トラフ24のそれぞれの側面に沿って長手方向に延び、トラフ24をベース12のそれぞれの側壁32に接続している。段部34の使用は、より大きな容積を収容するために、バシン18が非常に短い深さに亘って実質的に広がることを可能にし、その上、液体の最後の痕跡(vestiges)が吸引されるときに死容積を減少させるために、狭い長手方向のトラフ24の存在も可能にする。使い捨て可能なライナ14は、横断壁15及び分割されたバシン19を除いて、整合する構成を有する。ライナ14は、端壁36と、長手方向の側壁38とを含む。ライナ14は、長手方向の側壁38とライナ14内のトラフ28のそれぞれの区画との間に架かる長手方向の段部40の区画も有する。長手方向の段部40は、トラフ28の中心線に向かって僅かに下向きの傾斜を有する。
再使用可能な貯槽ベース12は、バシン18の頂部の外周の周りに延在する上方リム42(rim)を有する(図1)。望ましくは、隆起したリップ44(lip)が、ベース12の長手方向の側壁22の対向する中心部分に沿う場所を除いて、上方リム42の外周全体の実質的に周りで上方リム42から上向きに延びている。ベース12は、これらの場所に成形された凹み46(indentations)を含み、それはユーザが使い捨て可能なライナ14を便利に把持して使い捨て可能なライナ14をベース12から持ち上げることを可能にする。
使い捨て可能なライナ14は、使い捨て可能なライナ14の側壁38及び端壁36によって定められるバシン19の上端から外向きに延びる周縁フランジ48を含む。使い捨て可能なライナ14の周縁フランジ48は、使い捨て可能ライナ14がベース12内に配置されるときに、ベース12の上方リム42の上に載る。ライナ14は、ベース12内のバシン18と使い捨て可能なライナ14との間に僅かな隙間があるように、ベース12内に垂れ下がることができる。
使い捨て可能なライナ14のための寸法は、25mlの液体試料又は試薬のための十分な容積を提供するために、並びに従来の8チャネル及び12チャネルの手持ち式ピペット、例えば、少なくとも11cmのピペットを収容するのに十分な長手方向のトラフ長を提供するために、選択される。
再使用可能なベース12内のバシン18の一方の側壁32は、液体容積目盛りマーク66を含む。液体容積目盛りマーク66は、好ましくは、パッド印刷又は任意の他の適切なプロセスを使用して、側壁32上に印刷される。側壁32上の液体容積目盛りマーク66は、ライナ14がベース12内に配置されるときに、透き通った透明なライナ14を通じてユーザによって見られることができる。図2は、ベース12内に配置されたライナ14を示しており、透明なプラスチックライナ14を通じてベース12のバシン側壁上の液体容積目盛りマーク(66)が見ることができることを例示している。液体目盛りマークのための参照番号(66)は、マークが、実際には、透き通った透明なライナ14の下に位置するベース12の不透明な表面上にあることを示すために、図中の括弧内に置かれている。同様に、これらの図中の透明なライナの下に位置するベース12内のバシン18の側壁及び端壁を示す参照番号(32)及び(30)も、括弧内に置かれている。更に、図2及び図7に示すように、容積インジケータ(68)が、ベース12のバシン側壁(32)上に印刷されている。参照番号(68)は、容積量インジケータ(68)が、実際には、ベース12のバシン側壁32上に印刷されているが、透き通った透明なライナ14を通じて見られることができることを示すために、やはりこれらの図中で括弧内に置かれている。ライナ14内の分割されたバシンのための容積インジケータ(68)は、ライナ14上の横断壁15のそれぞれの側に固有であり、横断壁15の上に蓄積される。横断壁15は、一方の側が他方の側の半分の容積を有するように、ライナバシンを分割するものとする仮定すると、25mlのキット10は、ライナ14上の横断壁15の一方の側に対応する目盛りマークのための2.5、5mlの値(68)と、壁15の他方の側のための目盛りマークの隣の5、10mlとを含んでよい。ライナ14上の横断壁15より上に対応する場所のために、25mlのキット10は、目盛りマークのために25mlの値(68)を含んでよい。キット10は、ベース12内に所定の場所に設置される使い捨て可能なライナ14と共に使用されるように意図されているので、目盛りマーク66の場所は、ベース12のバシン18の容積に対してではなく、使い捨て可能なライナが所定の場所にあるときに使い捨て可能なライナ14内に収容される液体の容積に対して較正される。
実際には、再使用可能な貯槽ベース12をスタンドアローンの貯槽として使用することはユーザにとって望ましくない。ベース12内のバシン18は、部分的には、使い捨て可能なライナ14の使用を伴わないスタンドアローンの貯槽としての貯槽ベース12の不適切な使用を阻むために、排水開口(drainage openings)を含む。加えて、これらの穴(holes)は、幾らかの液体が2つの表面の間に位置付けられるようになる場合に使い捨て可能なライナ14が貯槽ベース12に固着するのを防止する。
特に図8及び図9を参照すると、液体54が使い捨て可能なライナ14内に収容されるとき、液体54の表面70より下の液体容積目盛りマーク66は、ユーザの視野角に依存して、ユーザのビューから遮蔽されることがある。図9中の矢印72及び74は、この概念を例示している。矢印72によって示される経路に沿って進む光は、液体54(例えば、水)の上面70から反射され、よって、ユーザが水54の上面70より下の目盛りマーク66を見ることを妨げる。他方、ユーザは、矢印74によって描写されるように、水の表面70より上の目盛りマーク66を見ることができる。よって、ベース12のバシン側壁32上の容積インジケータ68は、それらが関連付けられる較正された液体容積目盛りマーク66に又はそれより上に印刷されることが好ましい。これは液面を読むのを容易にする。
図10及び図11は、低い液面まで引き下げられたライナ14内の液体を例示している。本発明によれば、ピペット先端16は押し下げられて、ライナトラフ28内でライナ14に対して係合させられる。トラフ28は、ライナトラフ28の上面にある真空防止チャネル(anti-vacuum channels)のグループ80(groupings)の使用を容易にするために、図10及び図11に例示するように円形又は丸みを帯びた断面を有するのが望ましい。ここで図6及び図3を参照すると、真空防止チャネル80の複数のグループ80が、ライナトラフ28の上面に配置され、ピペット操作のために液体試料又は液体試薬を保持するライナバシン19内に上向きに曝されている。グループ80は、ライナトラフ28に沿って線形に配置され、トラフ28の低点に沿って走る。各チャネルグループ80は、中心点88で交差する垂直交差チャネル84、86を含む。図6を参照。中心点88に中心を有する円形チャネル90は、垂直チャネル84、86と交差する。この実施形態において、中心点88は、SBSフォーマットされた384個のピペット先端間の間隔の距離の半分に対応する、2.25mmで離間している。加えて、一方のセットのチャネル86は、トラフ28の長手方向中央に沿って位置し、他方のセットの垂直チャネルは、横断方向に位置する。これらの長手方向チャネル86は、隣接するグループ80と隣接するグループ80の間のチャネル流体とを流体動的に接続するために、隣接するグループ80まで延びる。残留死容積を最小限に抑えるために、成形ポリスチレン又はポリプロピレンのライナ14を作り、表面をコロナ処理して或いはその他の方法で処理して、それをより親水性にすることにより、液体がビーズ状になるもむしろ広がる傾向を有する表面を提供することが望ましい。過剰処理(over treatment)は、それが幾らかの液体をトラフ28の側壁まで広がらせるならば、非生産的であり得る。処理が表面張力を天然水の表面張力である72ダイン以上にすることが好ましい。
ライナ14は、成形ポリスチレン又はポリプロピレンで作られるのが望ましく、表面張力を72ダイン以上にするようにコロナ処理されるのが好ましい。上述のように、ポリプロピレンは、ポリスチレンのように剛的でないが、ポリプロピレンは、特定の用途において必要とされることがあるより大きな耐薬品性を提供する。
チャネル84、86、90の幅は、望ましくは、約0.50mm±0.10mmであるが、チャネルは、成形目的のためにドラフト角を含まなければならない。トラフ28の底は丸められるので、これは側壁に近いチャネルが中心線に沿うチャネルよりも幅が広いことを意味する。
図11は、ライナトラフ28の露出面を先端オリフィスの下方の真空防止チャネル80と係合させる例示的なピペット先端16を示している。ピペット先端オリフィスの下にある真空防止チャネル及び流体アクセス可能な空隙を備えることで、たとえ先端がライナトラフの表面と係合するとしても、ピペット先端内で真空を生じさせることなく吸引が生じ得る。更に、トラフ内の親水性表面及び接続されたチャネルを備えることで、トラフに沿う均一な流体分布が低い液面で促進され、それはマルチチャネルピペットを用いた信頼性の高いピペット操作のためのより低い最小作動容積をもたらす。
次に、図12~図19を参照すると、本発明の第2の実施形態に従って構築された実験室試薬キット210が例示されている。図12を参照すると、キット210は、貯槽ベース212と、使い捨て可能なライナ214とを含む。図12~図19は、例示的なピペット先端216も示している。キット210は、例えば、使い捨て可能なライナ214が、図13に示すように、再使用可能な貯槽ベース212内に配置されるときに、液体試料又は液体試薬を使い捨て可能なライナ214内に保持するように設計される。使い捨て可能なライナ214は、96個のピペット操作ヘッド用に構成され、真空防止チャネルの8×12のグループ226のアレイを有し、300mlまで保持するようなサイズとされる。チャネルの各グループ228は、ライナ214の底壁226にある凹部250内に配置される。貯槽ベース212内のバシンは、使い捨て可能なライナ214を支持する。再使用可能なベース212上の外側壁222及び端壁220は、実験室のベンチトップのような平坦な表面上で貯槽ベース212のための支持を提供する。貯槽ベース212を様々な材料で作ることができるが、ベース212を白色ABSのような不透明色を有する比較的剛性の射出成形プラスチックで作ることが好ましい。ベース212の内側バシンの表面は、サテン仕上げを有することが好ましい。他方、使い捨て可能なライナ214は、透き通った透明プラスチックで作られ、約0.51mmの厚さを有する透き通った射出成形ポリスチレン又はポリプロピレンのような研磨された表面を有することが好ましい。透き通ったライナの研磨された又は光沢のある表面は、ベース212の不透明な内側バシン上のサテン仕上げとは対照的に、透明なライナ214を、透明なライナが貯槽ベース212内に存在するか否かを決定しようとする実験室作業者に、より目立つようにする。射出成形は、使い捨て可能なライナ214を製造する好ましい方法である。何故ならば、ライナの厚さは、全体を通じて一定であることが望ましいからである。しかしながら、使い捨て可能なライナ214及び再使用可能なベース212の両方について、他の製造方法及び厚さの仕様が可能な場合があることが認識されるべきである。再使用可能なベース212の内側バシンは、四角形であり、端壁220の内面の底と側壁222との間に延在する。再使用可能ベース212内のバシンの底壁224は、平坦である。図12及び図13を参照すると、使い捨て可能なライナ214は、ベース12の底壁224、端壁220及び長手方向の側壁222が、使い捨て可能なライナ214を支持し、且つライナ214の底壁226が、貯槽ベース212の底壁224上に位置するように、ベース212に嵌入するように構成される。
ベース212にある底フランジ264は、SBS規格(即ち、ANSI/SLAS 3-2004:マイクロプレート-底外側フランジ寸法)と適合する外壁寸法を有する。SBS適合性の外壁寸法を有することは、ベース212が96個のピペットヘッドを有する液体処理システムのプラットフォームネストに嵌入し、ピペット先端の各々が真空防止チャネル228のグループのうちの1つと少なくとも概ね整列するように整列することを意味する。ライナ214は、96個のピペット操作ヘッドのために作られるので、それぞれの凹部250におけるチャネルの隣接するグループ228についての中心点266の間の距離は、9mmである。
参照番号(262)は、前の実施形態におけると同様に、成形ポリスチレン又はポリプロピレンのような透き通った透明な材料で作られたライナ214を通じて見ることができるようにベース212の側壁に印刷された、液体容積目盛りマークを描写している。この実施形態における使い捨て可能なライナ214は、前述のように、凹部250でパターン化された底壁226を有する。ライナ214内の液体の視認を容易にするために、窓269がベース212の前側壁222に設けられている。所望であれば、追加的な窓を設けることができる。図13は、再使用可能なベース212に設置された使い捨て可能なライナ214を示している。
図14及び図15を参照すると、ライナ214の底壁226上の真空防止チャネル228のグループは、第1のペアの垂直に交差するチャネル268と、第1のペアから45度回転された第2のペアの垂直チャネル270とを有する。第2のペアの垂直チャネル270は、第1のペアのチャネル268の交差の中心点266の近傍で中断されており、それはチャネル間の底壁226の上面の高さで不規則な形状のペデスタル(基台)(pedestals)を作り出す。第2のペアのチャネル270が中心点266を通じて続くことを許容することは、使い捨て可能なライナ214が共に使用されるように設計された最小のサイズのピペット先端の下方遠位端の継続的な下向きの移動を妨げるには大きすぎる直径を有する中心点266の周囲に空隙を作り出す。96個のピペット操作ヘッドについて、図14及び図15のチャネル268、270は、最適には、例えば、0.50mm±0.1mmの幅及び0.30mm±0.1mmの深さであってよい。図15のチャネルグループ228の構成は、第1の実施形態に示すチャネルグループの構成の代替的な構成である。
ここで図16及び図17を参照すると、残留液体廃棄物を減少させるために、ライナ214の底壁226は、凹部250でパターン化されている。特に図17を参照すると、チャネル228の各グループは、好ましくは部分球の曲率を有する凹部250内に配置される。各凹部250は、図17に示すように(並びに図15の上方からも示すように)、線形の隆起部252(ridge)によって隣接する凹部から分離される。ライナ214は96個のピペット操作ヘッドのために作られるので、それぞれの凹部250における隣接するグループのチャネル228についての中心点266間の距離は、9mmである。それぞれの凹部250の低点280(low points)は、それぞれの凹部250の中心点266及びそれぞれのチャネルグループ228についての中心点266に配置される。ライナ214内の全ての凹部についての低点280は、底部壁226が、パターン化されている或いは窪み付けられている間に、ベース212の真っ直ぐな底壁224上に概ね水平に位置するように、共通の平面内に存在しなければならない。ピペット先端216の底は、チャネル268、270の部分が先端オリフィスより少なくとも部分的に下方に位置するように、ペデスタル272を押圧するように示されている。このようにして、ピペット先端216内に液体を吸引するようにピペットが操作されるときに、真空は作り出されない。
図20~図24は、本発明の別の実施形態に従って構成された使い捨て可能な貯槽ライナ514を示している。次に、図20~図24を参照すると、ライナ514は、96個のピペット操作ヘッド及び384個のピペット操作ヘッドの両方を収容するように設計された真空防止チャネルのグループ528を含む。この実施形態において、真空防止チャネルの一部は、96個のピペット操作ヘッドのためのグループ522と384個のピペット操作ヘッドのためのグループ520との間で共有される。図23及び図24を参照のこと。真空防止チャネル528は、それらが96個のヘッド上のピペット先端のために使用されると予想される領域を越えて延び、384個のヘッドのために使用される真空防止チャネルのグループ520の部分である。図23に描写するような384個のヘッドグループ520は、円形チャネルに加えて、水平及び垂直チャネル及び対角チャネルを含む。この実施形態におけるライナ514の底壁510は、底壁510の上面にあるチャネル528を除いて、平坦である。384個のヘッドチャネルグループの隣接する中心点の間の距離は、4.5mmである。隣接する96個のヘッドグループの中心点の間の距離は、9mmである。望ましくは、チャネルの幅は、0.5mm+/0.1mmである。ライナ514の意図される用途に依存して、代替的な構成を有する真空防止チャネルのグループを置換することができる。加えて、図23及び図24に示すチャネルグループ構成を図12~図19に示すような他の実施形態において使用することができる。
取り外し可能バッフル504又は跳ねよけ(splashguard)が、ライナ514のバシン内に設置される。図20~図22に示す跳ねよけ504は、複数の直立壁502及び505を含む。直立壁502は、真空防止チャネルのグループ528の隣接する列の間に配置される。図20~図22に示す実施形態では、真空防止チャネルのグループ528の列の間に11個の壁502がある。真空防止チャネルのグループ528の列の間に位置する直立壁502に対して垂直な1つの直立壁505がある。直立壁502及び505は、ライナ514から取り外し可能な単一の構成要素として一緒に成形される。図22に示すように、直立壁502は、底壁510から上向きに垂直に延びるが、参照番号512によって示す直立壁502の底にはシールがない。上述のように、底壁510は平坦であり、図12~図19に示すようにパターン化されていない。直立壁502は、ライナ514の側壁506及び508の間に延在するが、同様に、側壁506、508との係合点でシールを形成しない。直立壁505は、端壁508の間に延在し、同様に端壁508でシールを形成しない。跳ねよけ504は、端壁508の間に延在するより多くの直立壁505を含むことができ、図20~図22に示すよりも少ない、側壁506の間に延在する直立壁502を含むこともできる。しかしながら、本発明によれば、壁502、505は、真空防止チャネルのグループ528の隣接する列又は行の間に配置されることが望ましい。
図25~図27は、貯槽ライナ614が実質的に複数の別個のバシンを含むように、使い捨て可能なライナ614が一体的な構成要素として直立壁603を含む、本発明の別の実施形態を示している。図27を参照すると、直立壁603は、それぞれの直立壁603の底612が底壁610で完全に封止(シール)されるように、ライナの平坦な底壁610と一体的に成形されている。この例では、側壁606の間に延在する11個の直立壁603がある。直立壁603と側壁606との間の交差部も、シールを形成するように一体的に成形される。従って、使い捨て可能なライナ614は、12個の別々のバシンを含む。各バシン610の床は、望ましくは、真空防止チャネルのグループ628の列を含む。各グループ628は、図23に示し且つ上述したような小さな構成を有する。直立壁603は、グループ628の隣接する列の間に配置される。使い捨て可能なライナは、11個未満の壁を含むように作られることができ、端壁608の間に延在する、即ち、図22~図24に示す直立壁603に垂直な方向に延在する、1以上(1つ又はそれよりも多く)の壁を含むこともできる。全ての場合において、壁が96個及び/又は384個のピペットヘッド上のピペット先端のアレイの場所と干渉しないことが重要である。図25~図25に示すライナ614内の真空防止チャネルのグループ628は、96個のピペット操作ヘッド及び384個のピペット操作ヘッドの両方を収容するように設計される。ライナ614の意図される用途に依存して、代替的な構成を有する真空防止チャネルのグループを置換することができる。
図20~図27に示す実施形態におけるライナは、好ましくは、ポリスチレン又はポリプロピレンで作られ、真空防止チャネルを備える底壁をより親水性にするために、例えば、天然水の表面張力である72ダイン以上の表面張力にするために、コロナ処理され或いは他の方法で処理される。加えて、チャネルのグループを介在チャネル(intervening channels)に接続するのが望ましいことがある。上述のように、コロナ処理された表面の親水性は、表面上の液体を自己レベルにさせる一方で、チャネルは、表面上に液体を蓄積する表面張力構成を提供すると考えられる。その結果、液体はチャネルのグループの間の表面から自然に引き、液体レベルが引き下げられるにつれて、チャネルのグループ内及び上に分離されたプールを形成する。この現象は、既述のように、信頼性の高いピペット操作のための最小作動容積を効果的に低下させる。
図28~図30は、使い捨て可能なライニング(lining)を伴わない実験室貯槽700が、液体試料又は液体試薬を保持する容積に向かって上向き曝された真空防止チャネル728を含む、本発明の別の実施形態に向けられている。図28~図30の貯槽700は、バシン701の側壁706の間に延在する任意的な壁702を備えるバシン701を含む。直立壁702は、貯槽の底壁710に沿って底712で封止され、直立壁702がそれぞれの側壁706と交差する点でも封止される。貯槽バシン701を12個の分離された容積に分離する11個の直立壁702がある。これらの直立壁702は、任意的であり、直立壁702が存在するか否かに拘わらず、本発明の他の記載される態様を実施することができる。加えて、貯槽700は、端壁708の間に延在する1以上の直立壁を備えて設計されることができる。特に図29を参照すると、貯槽700は、SBSフォーマットされた96個のピペット操作ヘッド及び384個のピペット操作ヘッドの両方に適した行列のアレイに配置された真空防止チャネルのグループ728を含む。
図28~図30に示す貯槽700のバージョンにおいて、底壁710は、真空防止チャネルを除いて、平坦である。図29及び図23に描写する真空防止チャネル728のグループに対する代替として、底壁710の上向きに面する表面の全体は、真空防止チャネルを含むことができる。しかしながら、望ましくは、真空防止チャネルの分離されたグループ728は底壁710内に成形され、或いはグループは介在チャネルと接続されることができる。グループ728の構成は、貯槽ライナに関して上述し且つ特に図23及び図24に示すものと同じ又は類似であることが望ましい。貯槽700は、他の実施形態に関して上述したのと同じ理由のために、好ましくは、ポリスチレン又はポリプロピレンで作られ、真空防止チャネルを備える底壁710を処理前よりも親水性にするために、例えば、天然水の表面張力である72ダイン以上の表面張力にするために、コロナ処理され或いはその他の方法で処理される。
本発明に従って構成される貯槽が任意的な直立壁702を含むか否かに拘わらず、図12~図19で上述したように、しかしながら、ライナの底壁に関して、液体ハングアップ(液体中断)(liquid hang-up)を低減するために、底壁710を丸い凹部でパターン化することが望ましい。96個のピペット操作ヘッドと共に使用されるように設計されたパターン化された底壁を有する貯槽について、貯槽700の底壁710は、各々が9mmの間隔を備える中心点を有する、真空防止チャネルの8×12のグループのアレイを含む。真空防止チャネルは、4.5mmの間隔での384個の先端についてのグループを含まない。チャネルの各グループは、凹部内に配置され、隣接するグループが壁によって分離されない程度において、凹部は、図12~図19に関して上述したものと同様に、線形の隆起部によって分離される。それぞれの凹部の低点は、望ましくは、真空防止チャネルのグループの中心点に配置され、共通の平面内にも存在することで、底壁は、パターン化されるか或いは窪み付けられるが、概ね水平に位置する。パターン化された或いは窪み付けられた底壁を有し且つ384個のピペット操作ヘッドと共に使用するように設計される貯槽について、真空防止チャネルのグループは、4.5mmの間隔で離間し、4.5mmで離間する凹部内に配置される。
図31~図32は、本発明の別の態様に従ったマイクロチューブの底壁810に真空防止チャネル828を有する実験室マイクロチューブ800を例示している。マイクロチューブ800は、液体試薬又は液体試料を保持するレセプタクル806(receptacle)を含む。レセプタクル806は、円筒状の側壁と、底壁810とを有し、底壁は、通常、平坦であり、或いはチャネル828を除いた少なくともその一部が平坦である。図31~33に示していないが、傾斜部分が、幾つかのマイクロチューブ内に存在し、円筒状の側壁806と底壁の平坦部分810との間に延在する。真空防止チャネル828は、底壁810の平坦部分上に配置される。マイクロチューブ800は、マイクロチューブを閉じるキャップ820も含む。キャップ820は、マイクロチューブ800に取り付けられて示されているが、取り付けられる必要はない。マイクロチューブ800を様々な材料で成形することができるが、ポリプロピレンが好ましい。底壁810がコロナ処理前の底壁と比較して増大した湿潤性を有するように、マイクロチューブをコロナ処理する或いはその他の方法で処理することが望ましい。図32及び図33において、チャネルは、0.50mm±0.1mmの幅を有し、0.30±0.1mmの深さを有することが望ましい。図32に示す真空防止チャネルのパターンは、中心点836を定める交差部を備える第1のペアの垂直に交差するチャネル830と、第1のペア830から45°回転させられた第2のペアの垂直なチャネル832とを含む。チャネルの第2のペア832は、中心点836で交差するように整列させられるが、中心点836の近傍で中断される。加えて、内側円形チャネル838及び外側円形チャネル840が設けられ、両方とも。第1のペア830及び第2のペア832のチャネルの各々と交差する。追加的なチャネル834が、内側円形チャネル838から、外側円形チャネル840を通じて、外側円形チャネルを越えて、円筒状の壁806に向かって延びる。チャネル構成は、本質的に、底壁全体をカバーし、それは底壁の全領域に亘る真空防止構成を提供して、真空係合のリスクを伴わずに手持ち式ピペットと一緒の信頼性の高い使用を容易にするのみならず、チャネルの毛細管作用の故に、チューブから最終的な量の液体を吸引するときに、液体をピペット先端オリフィスに向かって引くのにも役立つ。他のリブ又はチャネル構成も、本発明をマイクロチューブ内で実施するのに適することがある。
図31~図33に示すマイクロチューブ800の実施形態において底壁810は平坦であるが、マイクロチューブが湾曲した底を有することも可能である。この場合、湾曲した底は、球の低点が真空防止チャネル又はリブの中心点と整列した球形であることが望ましい。
図34~図37は、底壁854に真空防止チャネル856のグループを有するPCRチューブ850を示している。PCRチューブ850は、チューブ本体840と、キャップ820とを含み、それらは当該技術分野において典型的であるようにポリプロピレンで作られる。他の実施形態と同様に、表面張力が72ダインの天然水の表面張力以上であるように、チューブをコロナ処理するか或いはその他の方法で処理することが望ましい。チューブ本体841は、上部円筒壁844と、下方テーパ壁842とを有する。底壁854は、テーパ壁842の底に配置され、真空防止チャネル852を除いて図34~図37では平坦であるが、幾つかのPCRチューブにおいて、底壁は湾曲してよい。真空防止チャネルのグループ852は、中心点856で交差する垂直チャネル858、860を含む。円形チャネル862が、垂直チャネル858、860と交差する。垂直チャネル858、860は、底壁の平坦部分854を越えて、下方テーパ壁842への移行部の僅かに上まで延びる。この実施形態におけるチャネルは、底壁の平坦部分に配置されるときに、0.5mm±0.1mmの幅を有する。チャネル幅は、側壁に沿ってそれほど重要ではない。何故ならば、ピペット先端は、側壁上で最も低い位置にある(bottom out)ことができないからである。それにも拘わらず、チャネルは、製造中の信頼性の高い成形を容易にするために、適切なドラフト角を有さなければならない。図34~37に示すPCRチューブのチャネル構成にそれぞれ個々に類似する幾つかのレセプタクルを有するPCRストリップ又はPCRプレートにおいて類似のチャネル構成を実施し得ることが想定される。
図38~図46は、マイクロプレートにおける真空防止チャネルの使用を示している。図38~図41は、各ウェル902の底壁910にある真空防止チャネル928を有する96個のウェルマイクロプレート900を示している。図42~図46は、各ウェル1002の底壁1010に真空防止リブ1028を有する384個のマイクロプレート1000を示している。96個のウェルマイクロプレート900及び384個のウェルマイクロプレート1000の両方は、側壁904、1004及び端壁906、1006、ならびにSBSフォーマットされたマイクロプレートを保持するように構成されたネストに嵌入するような寸法にされた底外壁フランジ908、1008を有する。96個のウェルマイクロプレート900は、8個の行及び12個の列に配置された96個の別々のウェルを含み、各ウェル902は、液体試料又は試薬の容積を保持するように構成される。各ウェルの中心点は、隣接するウェルの中心点から9mm離間させられ、それぞれのウェル902内の真空防止チャネル928の中心点も、ウェル902の中心点に中心化される。96個のウェルマイクロプレート900について、真空防止チャネルは、望ましくは、0.5mm±0.1mmの幅を有し、0.3mm±0.1mmの深さを有する。各ウェルは、真空防止チャネルの1つのグループを含む。グループ928は、望ましくは、第1のペアの垂直に交差するチャネル922と、第1のペア922から第2のペアの垂直に交差するチャネル924とを含む。第2のペア924は、中心点で交差しており、第1のペアは、さもなければ中心点を通過するように、中断されている。内側円形チャネル926及び外側円形チャネル930は、第1のペア922及び第2のペア924のチャネルと交差する。他の実施形態と同様に、図38~図46のマイクロプレートは、上記と同様の理由で湿潤性を高めるために、ポリスチレン又はポリプロピレンで作られ、コロナ処理されるか或いはその他の方法で処理されるのが望ましい。
図38~図39は、チャネルを除いてウェルの底壁910が平坦である41個のウェルプレートを示しているが、ウェルは、平坦である代わりに湾曲してよく、真空防止チャネルのグループの中心点は、湾曲した底壁の低点と整列させられ、また、他のウェルの隣接するチャネルグループから9mm離間させられる。
図42~図46を参照すると、384個のウェルマイクロプレート1000は、各列にある16個のウェルと、各行にある24個のウェルと、各ウェルの底壁1010にある真空防止チャネル1028のグループとを含み、グループ1028の中心点は、隣接するウェル1028内のグループの中心点から4.5mm離間している。この実施形態において、所望のチャネル幅は、0.50mm±0.10mmである。真空防止チャネルのグループの構成は、384個のウェルマイクロプレート1000の正方形ウェル1002に嵌入するために僅かに異なる必要がある。例えば、図44に示すように、ウェル1002は、正方形であり、真空防止チャネル1028のグループ1028は、中心点で交差する第1のペアの垂直チャネル1022と、45度回転させられた第2のペアの垂直チャネル1024とを含む。他の実施形態におけるように、第2のペアのチャネルは、中心点の近傍で中断される。円形チャネル1026が、第1のペア1022及び第2のペア1024のチャネルと交差する。
様々なピペット操作容器(pipetting containers)の底壁にある真空防止チャネルの使用は、接続貯槽、貯槽ライナ、マイクロプレート、マイクロチューブ及びPCRチューブに関して記載されているが、他のピペット操作容器又はレセプタクルとも有用なことがある。幾つかの用途では、真空防止リブが、ピペット操作容器の底壁での使用に適する。
本発明は、後続の特許請求の範囲の主題によってカバーされる限り、上述の例示的な実施形態に限定されない。

Claims (13)

  1. ピペット操作のために液体試薬又は液体試料を保持する1つ又はそれよりも多くのレセプタクルを含み、各レセプタクルは、底壁と、ピペット操作のために液体試料又は液体試薬を保持する前記レセプタクル内に上向きに曝される、前記底壁の上面にある、少なくとも1つのグループの相互接続された真空防止チャネルとを含む、ピペット操作容器であって、
    前記少なくとも1つのグループの相互接続された真空防止チャネルを含む各レセプタクルにおける前記底壁の前記上面の部分は、前記相互接続された真空防止チャネルを除いて平坦であり、
    当該ピペット操作容器は、成形ポリスチレン又は成形ポリプロピレンの1つで作られ、前記レセプタクルの前記底壁が処理前の前記底壁と比較して増大した湿潤性を有するよう、コロナ処理され或いはその他の方法で処理され、前記レセプタクルの前記底壁の前記上面の測定される表面張力が天然水についての表面張力である72ダイン/センチメートル以上であるよう処理される、
    ピペット操作容器
  2. 手持ち式ピペットと共に使用する実験室貯槽キットであって、
    平坦な表面で安定した支持をもたらす再使用可能な貯槽ベースと、
    使い捨て可能なライナとを含み、
    前記再使用可能な貯槽ベースは、細長いベース窪み部を有し、該ベース窪み部は、一対の端壁と、該ベース窪み部の底面に沿って延びる長手方向のベース凹み部と、前記端壁の間に延びる一対の長手方向の側壁とを含み、各々の長手方向の側壁は、前記側壁が上向きに延びるにつれて外向きに傾斜して、前記ベース窪み部の一部を形成し、
    前記使い捨て可能なライナは、ピペット操作のために液体試料又は液体試薬を保持する少なくとも1つのライナ窪み部を定める、一対の長手方向の側壁、及び前記端壁の間に延びる長手方向のライナ凹み部と、前記使い捨て可能なライナが前記再使用可能なベース内の所定の場所に設置されるときに、前記再使用可能なベースのリムの上に載るように、前記ライナ窪み部の頂部から上向きに延びる、周縁フランジとを含み前記長手方向のライナ凹み部は、丸みを帯びた断面を備える底と、前記ライナ凹み部の中心線に沿う低い点と、前記ピペット操作のたに液体試料又は液体試薬を保持する前記ライナ窪み部内に上向きに曝さ、前記ライナ凹み部の中心線に沿って線形に配置される前記ライナ凹み部の前記底の上面にある、複数のグループの相互接続された真空防止チャネルとを含み、
    各グループの相互接続された真空防止チャネルは、前記ライナ凹み部の前記低い点を画定する前記中心線に沿って線形に走る長手方向のチャネルを含み、該長手方向のチャネルは、隣接するグループを流体動的に接続するために前記ライナ窪み部内の隣接するグループまで延びる
    実験室貯槽キット。
  3. 前記使い捨て可能なライナは、成形ポリスチレン及び成形ポリプロピレンのうちの1つで作られ、前記長手方向のライナ凹み部が、処理前と比較して増大した湿潤性を有するよう、コロナ処理され或いは他の方法で処理され、前記長手方向のライナ凹み部の前記上面の測定される表面張力が天然水についての表面張力である72ダイン/センチメートル以上であるように処理される、請求項に記載の実験室貯槽キット。
  4. 前記使い捨て可能なライナは、前記使い捨て可能なライナ内に2つの別個のライナ窪み部を作るように前記ライナの前記長手方向の側壁の間に架かる壁を含む、請求項に記載の実験室貯槽キット。
  5. 当該ピペット操作容器は、再使用可能なベース内に位置するように構成される使い捨て可能なライナであり、該ライナは、前記レセプタクルを複数の別個のライナ窪み部に分離する複数の直立壁を含み、各直立壁は、前記レセプタクルの前記底壁で封止される底端を有し、前記底壁の前記上面は、前記複数の別個のライナ窪み部の各々において前記底壁の前記上面に複数のグループの相互接続された真空防止チャネルを含む、請求項1に記載のピペット操作容器。
  6. 前記再使用可能なベースは、前記使い捨て可能なライナが所定のプラットフォームに入れ子式に嵌入するような寸法とされる外壁フランジを有し、前記使い捨て可能なライナの前記底壁は、行列アレイのピペット先端が前記複数の別個のライナ窪み部から液体を同時に吸引するのを可能にするように構成される、或いは代替的にピペット先端の列が所与の時刻に単一のライナ窪み部から吸引することを可能にするように構成される、概ね長方形の形状を有し、
    前記使い捨て可能なライナの前記底壁は、12個の列及び8個の行に配置された96フォーマットのグループの行列アレイの真空防止チャネルを含み、各グループについての中心点は、隣接する96フォーマットの真空防止チャネルのグループの中心点から19ミリメートル離間し、
    前記使い捨て可能なライナの前記底壁は、384フォーマットのグループの行列アレイの真空防止チャネルも含み、各グループについての中心点は、隣接する384フォーマットのグループの中心点から4.5ミリメートル離間し、各96フォーマットのグループは、4個の384フォーマットの真空防止チャネルのグループと相互接続され、
    前記封止される壁は、前記レセプタクルを別個のライナ窪み部に分離し、各ライナ窪み部は、少なくとも1つの列又は少なくとも1つの行の96フォーマットの真空防止チャネルのグループを含む、
    請求項に記載のピペット操作容器。
  7. 当該ピット操作容器は、端壁と、側壁とを含む、マイクロプレートであり、
    前記端壁及び前記側壁は、所定のプラットフォームに入れ子式に嵌入するような寸法とされる外壁フランジを備
    行列に配置される複数の前記レセプタクルであって、各レセプタクルは、ある容積の液体試料又は液体試薬を保持するように構成される、複数の前記レセプタクルとを含み、
    前記マイクロプレートは、
    各列内の8個のレセプタクル及び各行内の12個のレセプタクルを備える前記レセプタクルの96個の行列アレイと、各レセプタクル内の真空防止チャネルのグループとを含み、各グループについての中心点が隣接するレセプタクル内のグループの中心点から9ミリメートル離間するか、或いは、
    各列内の16個のレセプタクル及び各行内の24個のレセプタクルを備える前記レセプタクルの384個の行列アレイと、真空防止チャネルのグループとを含み、各グループについての中心点が隣接するレセプタクル内のグループの中心点から4.5ミリメートル離間する、
    請求項1に記載のピペット操作容器。
  8. 当該ピペット操作容器は、液体医療又は液体試薬を保持する実験室貯槽であって
    窪み部を含み、該窪み部は、一対の端壁と、該端壁の間に延びる一対の長手方向の側壁と、前記端壁の下端と前記側壁の下端との間に架かる平坦な底壁とを含み、該平坦な底壁は、液体試料又は液体試薬を保持する容積に向かって上向きに曝される複数のグループの相互接続された真空防止チャネルを備える上面を有し、前記底壁は、行列アレイのピペット先端が前記窪み部から液体試料又は液体試薬を同時に吸引するのを可能にするように構成される概ね四角形の形状を更に有し、ベースは、貯槽ライナが所定のプラットフォームに入れ子式に嵌入するような寸法とされた外壁フランジを有し、前記窪み部の前記底壁は、96フォーマットのグループの相互接続された行列アレイの真空防止チャネルを含み、各グループについての中心点が隣接するグループの中心点から9ミリメートル離間し、或いは、前記窪み部の前記底壁は、96フォーマットのグループの相互接続された行列アレイの真空防止チャネルを含み、各グループについての中心点が前記隣接する96フォーマットのグループの中心点から9ミリメートル離間し、且つ、前記窪み部の前記底壁は、384フォーマットのグループの相互接続された行列アレイの真空防止チャネルを含み、各グループについての中心点が隣接する384フォーマットのグループの中心点から4.5ミリメートル離間し、各96フォーマットのグループの相互接続された真空防止チャネルは、4個の384フォーマットのグループの相互接続された真空防止チャネルと相互接続される、
    請求項1に記載のピペット操作容器。
  9. 前記貯槽は、96フォーマットのグループの相互接続された真空防止チャネルの隣接する列の間に又は96フォーマットのグループの相互接続された真空防止チャネルの隣接する行の間に前記底壁から上向きに延びる封止された壁を更に含む、請求項に記載のピペット操作容器。
  10. 前記底壁の前記上面は、前記真空防止チャネルの少なくとも1つのグループを含み、前記真空防止チャネルの前記少なくとも1つのグループは、第1のペアの垂直な交差するチャネルを含み、前記チャネルの交差部が前記グループについての中心点を定め、前記真空防止チャネルの前記少なくとも1つのグループは、前記第1のペアから45°回転させられた第2のペアの垂直なチャネルを含み、該第2のペアのチャネルは、前記中心点で交差するように整列させられるが、前記中心点の近傍において中断され、少なくとも1つの円形チャネルが、前記第1及び第2のペアのチャネルの各々と交差する、請求項1に記載のピペット操作容器。
  11. 前記1つ又はそれよりも多くのレセプタクルの前記底壁の上記上面にある前記真空防止チャネルは、.5ミリメートル±0.1ミリメートルの一定の厚さと、0.3ミリメートル±0.1ミリメートルの一定の深さとを有する、請求項10に記載のピペット操作容器。
  12. 当該ピペット操作容器は、円筒側壁と、前記底壁の前記上面にある単一のグループの相互接続された真空防止チャネルとを有する、実験室チューブであり、前記底壁の前記上面の少なくとも一部分は平坦であり、前記単一のグループの相互接続された真空防止チャネルを備える前記底壁の前記上面の一部分は、前記相互接続される真空防止チャネルを除いて平坦である、請求項1に記載のピペット操作容器。
  13. 前記底壁上の前記単一のグループの相互接続された真空防止チャネルは、第1のペアの垂直な交差するチャネルであって、該チャネルの交差部は、前記グループについての中心点を画定する、第1のペアのチャネルと、前記第1のペアから45°回転させられた第2のペアの垂直なチャネルであって、前記中心点で交差するように整列させられるが、前記中心点の近傍で中断される、第2のペアのチャネルと、前記第1及び第2のペアの垂直な交差するチャネルのチャネルの各チャネルと交差する少なくとも1つの円形チャネルとを含み、前記チャネルは、0.5ミリメートル±0.1ミリメートルの幅と、.3ミリメートル±0.1ミリメートルの深さとを有る、請求項12に記載のピペット操作容器。

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