JPH0326321A - マルチウエル濾過試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は生態学反応体及び生化学反応体の分析に於て有
益な実験室装置に関し、詳しくは、炉過実施に先立つ相
当期間、液体を保持し得るマルチーウエル冫戸過装置に
関する。

［従来技術の説明］ 独立した多数のウエル或は反応チャンバを含む試験管内
分析の為のテストプレートは実験室器具として良く知ら
れている。そうした器具は、米国特許第３，６９４，４
６４号、４，　３０４，　８６５号、４，　２７６，　
０４８号、４，１５４，７９５号、４，　４２７，　４
１５号、４，　５２６，　６９０号そして再発行特許第
３０，　５６２号に例示される様な広範な目的の為に使
用されてきている。微孔質膜フィルタ及びそうした微孔
質膜を含む炉過装置は、最近開発された細胞及び組織培
養技術及び分析の多く、特に生化学及び免疫学の分野に
おけるそれらに於て特に有益なものとなっている。その
幾つかの段階が炉過実施以前に数時間に渡って継続され
る複合分析を同時実施する為には、代表的に９６ウエル
炉過プレートが使用される。そうした、特に前記の如き
微孔質膜を含む？戸過プレートにはウエル内の液体が毛
管現象及び重力流れによって膜を通過しそれによって反
応ウエル内の内容物の損失を引き起こすという、良く知
られた、また再発性を有する問題が存在する。実験の所
望の段階以前に於ては、生細胞或は生組織が反応ウエル
内で維持或は成長される場合は、毛管現象及び重力流れ
による液体損失の防止は非常に重要なものとなってくる
。こうした状況下では細胞或は組織の為の好ましい媒体
状況は数時間或は数日間に渡ってさえも維持されるべき
であり、また、ウエルからの液体損失は、それがいかに
少量であるとは言え、細胞の状況に影響を与えそれによ
って分析結果に影響する。膜を通してのこの様な液体損
失を防止することはまた、反応体としてしばしば体積が
１００マイクロリッター以下である非常に少ない量の資
料を使用する分析の場合に極めて重要である。毛管現象
及び重力流れの如きによって膜下方に不変に形威される
液滴は典型的に体積が約５０マイクロリッターであり、
従ってそうした比率での液体損失が分析に大きく影響す
ることは明らかである。

多くの場合、実験には液体を分析し得るようウエルから
液体を回収する段階が含まれる。従来装置に共通する問
題は、隣合うウエルからの液滴が？戸過段階中にしばし
ば混合し、それによって資料が交差汚染されることであ
る。加うるに、大きな液滴が膜構造の裏側に付いたまま
となって可変の資料移動を与える。更には、ある従来装
置に於では多孔質の疎水性表面が使用される為に、疎水
性領域を通過する空気が、ウエルからの液滴の指定回収
ウエルでの回収を妨害し且つ散乱させる。従って、可変
の培養時間を含む試験を実施し得且つ所望であれば液体
の分析の為に各ウエルから液体を別個に回収し得るマル
チーウエル炉過プレートを提供することが所望される。

〔発明の目的〕

本発明はマイクロリッター量の生態学材料及び生化学材
料の分析の為に適したシングルーウエル或はマルチーウ
エル炉過装置を提供することを目的とするものである。

［発明の概要及び作用効果］ 本発明の溌過装置には、一端が開口する複数の第１のウ
エルを具備する第１のプレートと、前記一端とは反対側
の端部を横断して位置決めされた枦過膜とが含まれる。

前記第１のプレートのウェルと整列する一組の第２のウ
エルを具備する第２のプレートが設けられる。第２のウ
エルは、膜を通過する液体を受けるようになっている注
ぎ口を有する小開口を具備する。前記注ぎ口及び開口の
寸法は、液体が通常の大気圧下では表面張力によって第
１のウエルに維持されるが、しかし？戸過装置に差圧が
加えられた場合にはそこを通過するよう制御される。注
ぎ口及び開口の寸法は、孔及び注ぎ口から出る液体が第
２のウエルの下側を移動するのではなく、むしろ開口及
び注ぎ口の下方に位置決めされた凹所内に落下するよう
に制御される。注ぎ口は内径が０．１ｍｍから３．０ｍ
ｍの間の寸法であり、゛゜最少外径゜゛は０．ＩＩＩｌ
ｍから５．０ｍｍの間の寸法である。注ぎ口の外径部に
カラーが位置決めされる。該カラーは注ぎ口の縦方向軸
に実質的に直交する方向に伸延して液体が注ぎ口外径部
分を上昇するのを防止する。カラーの外径は約０．　５
ｍｍから７ｍｍの間である。各ウエルの液体はその他の
ウエルの液体から分離した状態に維持される。

本発明によれば、真空を使用しての或は加圧下での渚過
による各ウエルからの液体除去に引き続く所望の培養期
間中、ウエル内で液体を保持することが可能な改良マル
チーウエル炉過装置が提供される。各ウエルからのろ液
はその他のウエルのろ液とは別個に回収され、斯くして
、ウエル間の交差汚染のない残留物及び或は炉液分析が
可能とされる。

【実施例の説明〕

第１図を参照するに、通常各々約４００マイクロリッタ
ーまでの量の複数の試験資料を同時にプロセス処理し得
る真空アセンブリが示される。この真空アセンブリは、
真空チャンバとして作用するベース２と、調節式の外部
真空源へとホース５を介して結合する為のホース継手３
とを具備する。

ベース２の内部には収集トレー６及び或は、炉液収集の
為の複数の容器或は独立チャンバ９を具備する受取りプ
レート８を含む液体収集手段４が位置決めされる。独立
チャンバ９は各々枦液プレート或は第１のプレートｌ２
の単一ウエル１１と関係付けされる。複数のウエル１５
を有する第２のプレート１３が設けられる。第２のプレ
ートｌ３は以下に詳細が記載される様式で第１のプレー
ト１２と弾発的に押し嵌めされる。第１のプレートｌ２
を液体収集手段４上方に保持するプレート支持体１０は
、ガスケットｌ４及び１６によって離間される。ガスケ
ットｌ４及びｌ６は、ホース５を介して行使される真空
力の存在下に機密シールを形成する。別様には、プレー
ト支持体ｌＯは第２のプレー｝１３を保持し且つシール
を形成し得る。

第２図及び３図を参照するに、第２のプレート１３は複
数のウエル１５を具備している。各ウエル１５は内側周
囲表面２０と外側周囲表面２２とを具備する。各ウエル
ｌ５の底部には内側周囲表面２０に沿って伸延する棚２
４が設けられる。リブ２６が底プレート２８に設けられ
る。従って、ｔ戸過膜３０が棚２４及びリブ２６上に位
置決めされると、炉過膜３０は底プレート２８と接触し
ない状態に維持され、それにより炉過膜３０の実質的に
全表面に渡る冫戸過が増長される。孔３２が底プレート
２８を貫いて伸延し、内側周囲表面３６及び外側周囲表
面３８を具備する注ぎ口３４が孔３２から下方へと伸延
する。第２のプレート１３はウエル１５の内側周囲表面
２０及びウエル１１の外側周囲表面４０間の摩擦力によ
って第１のプレー｝１２内に弾発係合或は押し嵌めされ
る。ウエルｌ１は枦過膜３０が棚２４及びリブ２６に接
触する様な位置へと下方に伸延する。容器９が第１のプ
レート１２及び第２のプレート１３の各対の下方に於て
、注ぎ口３４から出る液体が他のウエルと関連付けされ
た他の容器へと移動することなく差し向けられるよう位
置決めされる。

第１のプレート１２及び第２のプレート１３間で押圧す
ることだけによって、炉過膜３０を第１のプレート１２
に結合し得或は然るべき位置に保持し得る。第１のプレ
ート１２へのろ過膜の結合に際しては、従来からの任意
の結合方法を使用し得る。代表的な適宜の多孔質膜は、
ニトロセスロース、セルロースアセテート、ボリカーボ
ネート及びポリビニリデンフッ化物多孔質膜を含む。別
様には枦過膜は限外渚過膜を含み得る。該限外ｉ戸過膜
は約１００ダルトンといった小分子並びに一般に約２，
０００，　０００ダルトンもの大分子を保持する為に使
用し得る。そうした限外炉過膜例は、ボリスルホン、ポ
リビニリデンフッ化物或はセルロースその他を含む。限
外炉過膜はまた紙或はグラスファイバの様な深さフィル
タ媒体を含み得る。

本発明に従えば、培養期間中に冫戸過プレートのウエル
に液体を保持する為、そして更には注ぎ口から出る液体
の所望されざる移動を防止する為には、注ぎ口３４の形
状が非常に重要であることが分った。ウエル内の液体の
表面張力が注ぎ口の表面力よりも大きい場合は注ぎ口の
内径は、培養中に液体をウエル内に維持する為に、ウエ
ル内の液体高さに関して重要であると予測される。関与
する寸法が小さいこと及び液体にしばしば界面活性剤が
存在することに依存して、注ぎ口の外径を限定すべきで
あることが分った。例えば、水性資料をその上面が注ぎ
口の最下端４ｌの上方１．０センチメートルとなるよう
に充填した場合は、注ぎ口の外側表面３８の直径は約３
．０ミリメートルよりも小さくすべきであり、好ましく
は１．５ミリメートル以下とすべきである。そして更に
、注ぎ口の外側寸法は、真空炉過中に注ぎ口３４から出
る液体が注ぎ口３４の外側表面３８を上昇しそして第２
のプレート１３の底面４２に沿って拡散するのを防止す
る為に重要である。そうした上昇及び拡散は液滴の寸法
を増大させるとともに、一つのウエルの内容物が所定の
注ぎ口３４の直下に位置決めされた容器９ではない容器
に移動する恐れを増大させることから、所望されざるも
のである。こうした所望されざる拡散は注ぎ口３４を取
巻く壁４４によって防止される。壁４４は一般に、０．
１から　２ミリメートルの長さを有する。注ぎ口の外側
表面には、注ぎ口の縦方向軸に対し実質的に直交方向へ
と伸延するカラー３７が設けられる。このカラーは外側
表面３８に沿ってのウエル１５の底面に向かう液体上昇
を阻止する作用を為す。注ぎ口は、底プレート２８の底
面４２から測定して少なくとも０．２ミリメートル、通
常は約５ミリメートルまでの長さを有する。

第４図を参照するに、注ぎ口３４ａは外側表面３８ａを
有し該外側表面３８ａは好ましくは円滑であり且つ表面
に凹凸が無く、最下端４１ａとの交点が鋭い角部を形成
する。これら全ての形状は所望されざる液滴の移動を防
止する為に有益である。カラー３７は更に、液滴が振動
その他の原因によって外側表面３８ａを濡らした場合で
も、所望されざる液滴移動を防止する。カラー３７の直
径を大きくするほど、液滴と外側表面３８ａとの間に形
成される角度はそれ以上の濡れを少なくするものとなる
。外側表面３８ａは、縁部３５が残留する液滴の表面を
貫いて突出することを保証しそしてそれにより、外側表
面３８ａの直径によってその上方のウエルに保持し得る
液体高さを決定可能ならしめるよう、少なくともカラー
３７の直径の半分だけカラーの下方へと伸延されるべき
である。炉過性能は、やはり外側表面３８ａが円滑であ
り且つ縁部３３及び３５が鋭利である場合に助長される
。第５図ではカラー４６は円滑な曲線４４によって表面
３８ｅと結合され、これが、そうでない場合には表面３
８ｅとカラー４６との交点によって創出される角部での
液体保持を防止する。円滑な曲線４４は、プレートの底
面４２を連結する円滑曲線４５もまた然りであるように
、鋳型成型の為の設計の適切性をも改善する。表面３８
ｅはまた、端部表面４１ｅの最下端における注ぎ口の外
径を注ぎ口の内径３６ｅとほぼ同程度に小さなものとす
ることを可能にし、それにより注ぎ口をして所定の内径
に対してずっと大きい液滴ヘッドを保持可能ならしめる
。既述の如く、縁部４３は好ましくは鋭利であり且つ端
部表面４１ｅの少なくとも半分の直径だけ、端部表面４
１ｅの上方に位置決めされる。

第６図を参照するに、液滴による外側表面３８ｅの所望
されざるぬれを低減する為に拡大部４７が注ぎ口の下端
３４ｄに追加されている。縁部４９ｄの直径は、ウエル
内に保持し得る液体高さを決定する。縁部４９ｄは好ま
しくは前述の如く鋭利である。拡大部４７の上方表面は
好ましくは水平或はそれに近いものであるが、水平から
約６０度までの角度は性能改善をもたらす。

以上の全ての設計形状は、第２のプレートｌ３がポリテ
トラフルオロエチレンの如き表面エネルギーの小さい材
料から作成された場合或は少なくとも注ぎ口及びプレー
トの裏側が表面エネルギーの小さい材料でコーティング
された場合に性能を助長する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に使用し得る真空アセンブリの平面図で
ある。 第２図は本発明の第２のプレート部分を含む炉過装置の
分解斜視図である。 第３図は部分組立状態における本発明のろ過装置の断面
図である。 第４図は本発明のろ過装置の注ぎ口形状の部分断面図で
ある。 第５図は消過装置の別態樺の注ぎ口形状の部分断面図で
ある。 第６図は炉過装置の別態様の注ぎ口形状の部分断面図で
ある。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 ２：ベース ４：液体収集手段 ６：収集トレー ９：容器 １０：プレート支持体 ｌ２：第１のプレート ｌ　６ １　３　： １　５　： １　４， ２　４　： ２　８　： ３　０　： ３　４　＝ ３　７　＝ 第２のプレート ウエル １６：ガスケッ シート 底プレート 炉過膜 注ぎ口 カラー ト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各々第１の開口端部及び第２の端部、そして外側周
   囲表面を具備する少なくとも一つの第１のウェルを有す
   る第１のプレートと、 第１の開口端部及び第２の閉鎖端部、そして内側周囲表
   面を具備し、前記第２の閉鎖端部がその厚さ部分を貫い
   て伸延する孔を有する少なくとも一つの第２のウェルを
   有する第２のプレートにして、前記第１のプレートの外
   側周囲表面及び前記第２のプレートの内側周囲表面間に
   於て前記第１のプレートに固定された前記第２のプレー
   トと、前記第１のプレートの第２の端部及び前記第２の
   プレートの第２の閉鎖端部間に位置決めされたフィルタ
   と、 開放端部を有する開放された注ぎ口にして、前記第２の
   閉鎖端部の厚さ部分を貫いて伸延する孔と流通し、内径
   が０．１及び３．０ｍｍの間であり外径が０．１及び５
   ．０ｍｍの間である前記注ぎ口と、該注ぎ口の縦方向軸
   に対し実質的に直交方向に伸延するカラーにして、０．
   ５及び７．０ｍｍの間の外径を有する前記カラーと より構成されるろ過装置。 ２、フィルタは微孔質膜である特許請求の範囲第１項記
   載のろ過装置。 ３、フィルタは限外ろ過膜である特許請求の範囲第１項
   記載のろ過装置。 ４、フィルタは深さフィルタである特許請求の範囲第１
   項記載のろ過装置。 ５、注ぎ口はその内径に向って約５度及び７０度間の角
   度で傾斜する外径を有している特許請求の範囲第１、２
   、３項或は４項記載のろ過装置。 ６、第１のプレート及び第２のプレートは機械的相互連
   結体によって互いに固定される特許請求の範囲第１、２
   、３項或は４項記載のろ過装置。 ７、第１のプレート及び第２のプレートは熱的結合によ
   って相互固定される特許請求の範囲第１、２、３項或は
   ４項記載のろ過装置。 ８、第１のプレート及び第２のプレートは接着結合によ
   って相互固定される特許請求の範囲第１、２、３項或は
   ４項記載のろ過装置。