JPH0585867B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微孔膜を利用して生化学的試験及びス
クリーニングを行う装置に係わる。

〔従来の技術〕

単一の微孔膜を利用して同時に多重試験を行う
ことのできる生化学テストプレート集合体はバイ
オ−ラド ラボラトリーズ インコーポレイテツ
ドを出願人とする1985年１月15日付のフアーンウ
ツド等による米国特許第4493815号に開示されて
いる。この集合体は標準的な８×12の矩形円筒凹
みアレイを含み、各円筒凹みの底は共通の微孔膜
によつて密封されている。膜は閉鎖チエンバを形
成する空所の上方に支持され、前記チエンバから
真空を作用させるか、前記チエンバを完全気密状
態に密封することによつて膜の下に静的エアクツ
シヨンを構成することができる。従つて、この装
置は(a)微孔膜を通して生化学サンプルを含有する
流体を引込むか、または(b)無制限の時間に亘つて
膜の上方に静流体を支持する目的に利用できる。
膜の露出ゾーンは境界を明確に限定された個別テ
ストゾーン・アレイを形成する。集合体から取外
したのち、この膜上で正確な自動検出を行うこと
ができる。

この集合体は主として（上下）２枚の孔あきプ
レートと、凹みの下方に真空チエンバを形成する
ための空所を有するベースプレートとから成る。
前記２枚の孔あきプレートの間に微孔膜及び孔あ
きガスケツトが挿入される。即ち、上段プレート
の孔と真空チエンバの間に介在する障害物は膜だ
けであるから、チエンバ内の空気圧に応じてフロ
ースルー試験も静接触試験も可能である。凹み及
び流路は２枚の孔あきプレートの間に挿入される
孔あきガスケツト及び下段孔あきプレートとベー
スプレートの間に挿入される別設のガスケツトに
よつて外気から密封される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

チエンバ内圧を低下させずに長時間の試験を行
うことができるように、これらのシールは完全気
密性でなければならない。そのためには、シール
が施される表面を高度に研磨処理された仕上げに
する必要があり、これは製造コストを大幅に増大
させる。

さらに、各部分を組立てる前に膜を完全に湿潤
させねばならないから、試験中に膜の外縁が大気
に露出するため、外縁からの蒸発という別の問題
が発生する。このことは最外側凹みを介して膜と
接触する生化学サンプルを外方へ移動させる結果
となる。その結果、膜の最外側テストゾーンの境
界がゆがむ。接触面積が一定でなくなれば種々の
形で試験結果を不正確なものにするから、これは
重大な欠陥である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記装置を改良するため、本発明では２枚の孔
あきプレートのうち、下段のプレートを他の２枚
のプレートによつて完全に囲む。このように構成
すれば、外気と接触するシールの数を前記下段プ
レートを囲む２枚のプレートの間に設けられる単
一のシールに減らすことができる。従つて、微孔
膜が外気から完全に密封され、膜自体からの蒸発
も、その結果生じる毛管引力によつて惹起される
側方への拡散も起こらない。これらの構成要件に
より、本発明の集合体は公知装置と同様の用途及
び機能の多様性をそのまま維持しながら上記の問
題を両方とも克服する。その結果、公知装置より
も精度及び再現性の高いテストプレート集合体が
得られる。

〔実施例〕

前記フアーンウツド等の特許の場合と同様に、
本発明のテストプレート集合体は、水平アレイ状
に配列された一連の個別の凹みまたは収容部のそ
れぞれにおいて１つずつ、同時に複数の生化学試
験を実施することを目的とするものである。凹み
の数、サイズ及び間隔は任意であるが、最も一般
的で、融通性にもすぐれた構成は中心間の間隔が
約９mmで８×12矩形行列状に96個の円形凹みを配
列した構成であり、関連の各種実験室装置によつ
て利用されている。ほかに、対応形状の連携孔を
有する楕円形またはスロツト状の凹みを形成した
ものもある。便宜上、ここでは標準的な96凹みア
レイを図示し、これに基づいて説明する。

第１図は本発明のテストプレート集合体の一実
施例を示す。集合体１０は主要部分として上記ア
レイを形成するように配列された複数の孔１２を
有する上段プレート１１と；上段プレート１１の
孔と整合する複数の孔１４を有する中段プレート
１３と；中段プレート１３を収納するに充分な大
きさの空所１６と；上段及び中段の孔と同じアレ
イに配列され、かつこれと整合する孔を有するガ
スケツト・シート１７と；アレイのすべての孔に
かぶさるのに充分な長さ及び幅を有する微孔膜１
９を含む。

集合体は４本の手動固定ねじ２０で一体として
保持されるが、この場合、押下されて下段プレー
ト１５に螺入されるまでコイルばね２１がねじ２
０を直立姿勢に保持する。これにより、組立て及
び分解中にねじ先端が微孔膜とガスケツトの整合
を妨げるのを防止できる。ねじを上段プレート１
１中に保留し、（図示しない）螺条端をガスケツ
ト・シート１７の孔２３に通してから下段プレー
ト１５のねじ孔２２と咬合させればよい。中段プ
レート１３を下段プレート１５の内側に正しく位
置決めするため、中段プレート１３の一方の隅部
２４を空所１６の内壁の対応の斜行隅部２５と咬
合するように面取りする。下段プレート１５の頂
面の１辺に設けた１対のガイドポスト２６を上段
プレート１１の下側に形成された（図示しない）
対応孔に嵌入することによつて上段及び下段プレ
ートを正しく配向させる。

中段プレート１３を第２Ａ及び２Ｂ図に詳細に
図示した。プレートから上向きに突出する突起３
０がそれぞれの孔１４を囲んでいる。各突起の頂
面は扁平であり、残りの突起のそれぞれと同一平
面内に位置する。その結果、集合体を一体的に固
定する時、中段プレート（第１図）の頂面に載置
されたガスケツト・シート１７に均等にかつ集中
的に圧力が加わり、この圧力はそれぞれの孔のエ
ツジの周りに集中する。

プレートの下面には突条アレイ３１があり、こ
れがプレートの構造強度を高めると共に、液体の
詰まりが生じないようにそれぞれの孔の下方開口
部３２を開口状態に維持する。すでに述べたよう
に、プレートの一方の隅部２４は正しい配向のた
め面取りされている。

下段プレート１５の詳細を第３Ａ及び３Ｂ図に
示した。図示のように、空所１６の水平方向寸法
は中段プレート１３とほぼ同じであるが、この中
段プレート１３を嵌入させることができるように
プレート１３よりもやや大きく設定されている。
一方の隅部の斜行壁２５が中段プレートの面取り
隅部２４と咬合することにより中段プレートの上
向き突起を確実に挿入する。

空所は縁枠４０によつて囲まれている。集合体
の各部分を締付けねじを締付けることによつて一
体的に固定すると、縁枠４０が介在するガスケツ
トを介して上段プレート１１の下面外縁に圧接さ
せられて空所１６の内部を外気に対して密封す
る。図示の実施例では、空所１６を完全に囲む
（第３Ｂ図に示す）研削形成した溝４２に嵌入す
る（図示しない）周囲ガスケツトによつて密封が
達成される。ガスケツトは（図示の湾曲溝４２と
咬合する）円形断面または矩形断面の大きいＯ−
リングなどのように任意の公知形状に形成すれば
よいが、ガスケツトを突条を形成する延長部とし
てのガスケツト・シート１７（第１図）と組み合
わせてもよい。前記突条は第４図に示してあり、
詳しくは後述する。

再び第３Ｂ図において、空所は傾斜床４３及び
この床から上向きに突出する一連の支柱４４を有
し、中段プレート１３の下向き突条３１が前記支
柱と当接する。これにより、中段プレートが傾斜
床４３の上方に保持されて、中段プレートの下方
に中段の孔を通過する液体を排出できる開口スペ
ース４５（第４図）を限定する。傾斜床４３は一
方の側に設けたポート４６への液体排出を促進す
る。集合体をフイルター分析に使用するために
は、前記ポートを（図示しない）真空ラインに連
結すればよい。静ブロツト分析を行う場合にはポ
ートを（図示しない）弁で閉鎖することにより、
下段プレートの内部スペース４５を閉鎖すればよ
い。

組立てられた構造を第４図に示した。図示のよ
うに、周縁シールは下段プレート１５に研削形成
した溝４２内へ下むきに嵌入するガスケツト・シ
ート１７の突条４７によつて形成される。微孔膜
１９はこの突条４７によつて限定される領域内に
完全に収まつている。従つて、装置全体が組立て
て、上段プレートの孔１２に液体サンプルを注入
した状態で、微孔膜は外気と接触しない。その結
果、側縁からの蒸発及びこれに起因する膜のテス
トゾーンのゆがみが回避される。

周縁シールの圧縮範囲は互いに整合する１対ず
つの孔を囲む突起３０によるガスケツト・シート
の圧縮範囲よりも大きいことが好ましい。この場
合、締付けねじを締付けると、先ず周縁シールが
形成され、各突起の頂部における個々の孔のシー
ルに対して比較的小さい圧力が加えられる。これ
により、微孔膜上の接触ゾーンのゆがみが極力軽
減される。このような圧縮範囲差は種々の方法で
達成できるが、突条４７の高さと、ガスケツト・
シート１７の残り部分の厚さを適当に選択するこ
とによつて最も容易に達成できる。

図面のその他の構成要件は構造の好ましい実施
例を示す。例えば、上段プレートの孔１２はそれ
ぞれの直径がプレートの頂面から下面にむかつて
縮径しているほぼ円筒形の孔である。これは凹み
を通過して微孔膜上に付着する過程で、生化学サ
ンプルを濃縮して、検出及びこれに続く処理を一
段と容易にする上で有用な構成である。凹みの容
量を最大限にするため、テーパ部分を孔の底付近
に位置させ、容積にして約100ないし約1000マイ
クロリツトルの凹み容量を得る。

他の構成要件として、ガスケツト・シート１７
の孔１８は上段プレートの孔（細い方の端部）よ
りも下段プレートの孔よりも直径がやや小さい。
このように設定したから、微孔膜１９上に限定さ
れるテストゾーンはプレートの孔よりも直径がや
や小さく、プレートまたはガスケツト・シートの
僅かな不整合はテストゾーンのサイズに影響しな
い。なぜなら、不整合があつてもテストゾーンは
凹みに収容されている、または凹みを通過する液
体と全面的に接触するからである。

プレートは任意の非可撓不活性材料、好ましく
は被験液を観察できるように透明な材料で形成す
ればよい。公知の材料、特にアクリル、ポリカー
ボネート、ポリプロピレンまたはポリスルホンで
充分である。プレートの形成手段として射出成形
が好ましい。この方式ならばプレートを１枚ずつ
研削する必要がないから、構造に開口スペースや
ギヤツプを組込むことによつて軽量化と共に必要
プラスチツク量を節約することができる。なお、
図示の実施例は機能を理解し易くするため簡略化
してある。

上記フアーンウツド等の特許に開示された構造
の場合と同様に、本発明のテストプレート集合体
は２つの基本的な操作モード、即ち、膜を通して
強制的に流体を吸引するモードと長時間に亘つて
膜の上方に流体を保持するモードで使用すること
ができる。前者は真空ポート４６を介して真空を
作用させることによつて達成され、後者はポート
４６を外気に対して密封し、中段プレートの下方
に位置する下段プレートの空所内に微弱な正圧を
維持することによつて達成される。これらの操作
を各種の生化学実験において個別に、または順次
行うことによつて、精度、再現性、ゆがみ防止と
いう点で従来よりもすぐれた成果が得られる。

以上の説明は本発明の趣旨を明らかにすること
を主眼にしたものであり、いくつかの実施例を開
示したが、本発明は上述した特定の構造または操
作方法に限定されるものではない。当業者には明
白なことであるが本発明の思想及び範囲を逸脱す
ることなく、ほかにも多くの変更及び改良が可能
である。

〔発明の効果〕 本発明の生化学テストプレート集合体は、上述
の如く構成されているもので、シールが施される
表面を高度に研磨処理された仕上げにしなくて
も、微孔膜を単一のシールによつて容易に外気か
ら完全に密封することができ、微孔膜自体からの
蒸発、及びその結果生じる毛管引力によつて惹起
される側方への拡散を防止し、微孔膜のテストゾ
ーンのゆがみを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のテストプレート集合体の一実
施例を示す分解図、第２Ａ図及び２Ｂ図は第１図
に構成要素の１つとして示した下段孔あきプレー
トのそれぞれの平面図及び一部切欠き端面図、第
３Ａ及び３Ｂ図は第１図に示した下段プレートの
それぞれ平面図及び側断面図、第４図は第１図に
示した実施例の要素を組立てた状態を示す一部切
欠き側面図である。 １０……生化学テストアセンブリー、１１……
上段プレート、１２……（円筒）孔、１３……中
段プレート、１４……（円筒）孔、１５……下段
プレート、１６……空所、１７……ガスケツト・
シート、１９……微孔膜、４３……（傾斜）床、
４４……支持手段（支柱）、４５……液体を収容
するスペース（開口スペース）、４７……気密性
周縁シールの形成手段（圧縮性ガスケツト、突
条）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フイルタ分析にも静的ブロツト分析にも利用
   できる生化学テストプレート集合体において、 複数の孔を有する上段プレートと； 前記上段プレートの孔と整合する複数の孔を有
   する中段プレートと； 前記上段プレートを重ねられた状態で前記中段
   プレートを収納するのに充分なサイズの閉鎖チエ
   ンバを限定する空所を有する下段プレートと； 前記上段プレートと前記下段プレートの間に前
   記閉鎖チエンバを囲む気密性周縁シールを形成す
   る手段と； 前記上段プレートと前記中段プレートの間に配
   置されると前記上段プレートの孔にかぶさるが、
   前記周縁シールによつて限定される領域内に収ま
   るサイズの微孔性フイルムと； 前記上段プレートの孔と整合する複数の孔を有
   し、前記上段プレートと前記中段プレートの間に
   圧縮された状態で、互いに整合する各対の孔の隣
   接するエツジの周りに側方シールを形成するガス
   ケツトシートと から成ることを特徴とする生化学テストプレート
   集合体。 ２ 前記閉鎖チエンバに真空を作用させる手段を
   も含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の生化学テストプレート集合体。 ３ 前記空所が床と、該床の上方に前記中段プレ
   ートを支持することにより前記中段プレートと前
   記床との間に前記中段プレートの孔を通過する液
   体を収容するためのスペースを限定するための支
   持手段とを含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の生化学テストプレート集合体。 ４ 前記スペースを前記下段プレートの外部と連
   通させる真空ポートをも含むことと、前記床が前
   記真空ポートにむかつて傾斜していることとを特
   徴とする特許請求の範囲第３項に記載の生化学テ
   ストプレート集合体。 ５ 前記支持手段が前記床から上向きに突出する
   複数の支柱から成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の生化学テストプレート集合
   体。 ６ 前記上段プレート、前記微孔性フイルム、前
   記ガスケツト・シート、前記中段プレート及び前
   記下段プレートを一緒に締付けることによつて前
   記側方シール及び前記周縁シールをそれぞれ形成
   するように前記ガスケツト・シート及び前記周縁
   シール形成手段を充分に圧縮する締付け手段をも
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の生化学テストプレート集合体。 ７ 前記周縁シール形成手段が圧縮性ガスケツト
   から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の生化学テストプレート集合体。 ８ 前記周縁シールが圧縮性ガスケツトであり、
   前記周縁シールの圧縮範囲が前記孔の隣接エツジ
   を囲むそれぞれの前記側方シールの圧縮範囲より
   も大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の生化学テストプレート集合体。 ９ すべての前記孔が円形断面を有し、前記ガス
   ケツト・シートのそれぞれの孔が前記ガスケツ
   ト・シートの孔と整合する前記上段プレート及び
   前記中段プレートの孔よりも直径の小さい孔であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の生化学テストプレート集合体。 １０ 前記中段プレートのそれぞれの孔がその上
   端において前記中段プレートから上方に突出する
   扁平突起を形成し、前記突起の頂面が同一平面内
   に位置することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の生化学テストプレート集合体。 １１ フイルタ分析にも静的ブロツト分析にも利
   用できる生化学テストプレート集合体において、 一定間隔で配列された一定サイズの複数の円筒
   孔を有する上段プレートと； 一定間隔で配列され、前記上段プレートの孔と
   整合する一定サイズの複数の円筒孔を有する中段
   プレートと； 前記上段プレートがかぶせられた状態で前記中
   段プレートを収納するに充分なサイズの閉鎖チエ
   ンバを限定する空所を有し、該空所が、床と、該
   床の上方に前記中段プレートを支持することによ
   つて前記中段プレートの下方に液体を収容するス
   ペースを限定する支持手段とを含み、前記床が前
   記空所の一方の内壁にむかつて傾斜している下段
   プレートと； 前記空所の前記内壁に形成されて、前記スペー
   スを前記下段プレートの外部と連通させるポート
   と； 前記上段プレートと前記中段プレートの間に配
   置された状態で前記上段プレートの孔にかぶさる
   が、前記空所内に収まるようなサイズの微孔性フ
   イルムと； 前記上段プレートの孔と整合する複数の孔を有
   し、前記上段プレートと前記中段プレートの間に
   圧縮された状態で、互いに整合する各対の孔の隣
   接するエツジの周りに側方シールを形成するガス
   ケツト・シートと； 前記ガスケツト・シートよりも圧縮範囲が大き
   く、前記上段プレートと前記下段プレートの間で
   前記空所を囲むシールを形成する周囲ガスケツト
   と から成ることを特徴とする生化学テストプレート
   集合体。