KR20140021488A - 마이크로플레이트용 뚜껑 리프트를 구비한 마이크로플레이트 판독기 - Google Patents

마이크로플레이트용 뚜껑 리프트를 구비한 마이크로플레이트 판독기 Download PDF

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멘게스 프리드리히
게배스로이테르 해럴드
웬젤 기오르기
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테칸 트레이딩 아게
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Abstract

광학 측정/검출장치를 구비한 마이크로플레이트 판독기(1)는 하우징(3), 마이크로플레이트 지지대(4) 및 이동 유니트(5)로 구성되어 있다. 이동 유니트(5)는 마이크로플레이트 지지대(4)를 하우징(3) 밖으로, 하우징(3) 안으로 그리고 하우징 내에서 수평 방향으로 이동하도록 배치되어 있다. 통합된 뚜껑 유지 장치(6)를 포함하는 마이크로플레이트 판독기(1)는 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 리프팅하고, 상기 마이크로플레이트(8) 상에 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 위치시키도록 배치된다. 뚜껑 유지 장치(6)는 마이크로플레이트(8)을 이동시키기 위해 마이크로플레이트 뚜껑(7) 및/또는 마이크로플레이트 지지대(4)를 하나씩 각각 수직 방향으로 이동시키도록 배치된다. 그러한 마이크로플레이트 판독기(1)내에서 마이크로플레이트(8)의 광학적 측정을 위한 방법은 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 커버된 마이크로플레이트(8)를 위치시키고, 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3) 내로 이동 유니트(5)에 의하여 철회시키며, 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 리프팅하고, 리프트된 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 구비한 마이크로플레이트(8)를 측정하며, 마이크로플레이트(8) 상에 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 복위 시키고, 이동 유니트(5)에 의하여 마이크로플레이트 지지대(4)와 커버된 마이크로플레이트(8)를 마이크로 판독기(1)의 하우징(3) 밖으로 확장하도록 구성되어 있다.

Description

마이크로플레이트용 뚜껑 리프트를 구비한 마이크로플레이트 판독기{Microplate reader with lid lifter for microplates}
이 특허 출원서는 2012년 8월 9일에 스위스 특허 출원 번호 01306/12 로 출원되어 우선권을 가지며, 이 출원서의 전체 내용은 명시적 참조로 여기에 포함된다.
본 발명은 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치를 가진 마이크로플레이트 판독기(reader)에 설치되어 있는 마이크로플레이트용 뚜껑 리프터(lid lifter)에 관한 것이다. 마이크로플레이트는 예를 들어 아주 많은 수의 샘플을 병렬로 처리하는 생물학적 또는 생화학적 검사의 수행을 허용한다. 마이크로플레이트 판독기는 마이크로플레이트에서 이루어지는 검사 결과의 광학 평가에서 그들의 가치를 입증했다.
모든 다중-홈(multi-well) 플레이트는 어레이에 배열된 복수의 홈(well) 또는 컨테이너로 구성된 본 발명과 관련한 마이크로플레이트로 설계되어 있다. 특히 바람직한 마이크로플레이트는 적어도 근접하게 미국 국립 표준 연구소(ANSI)에 의해 공포된 SBS 표준에 따른 마이크로플레이트의 크기와 풋프린트(footprint)가 있다. 마이크로플레이트는 예를 들어 홈이 라운드베이스, 편평한 베이스 또는 V 베이스로 제공되는 것으로 알려져 있다. 홈은 보통의 또는 깊은 홈으로 배열 될 수도 있다. 또한, 잘린 원뿔(cone) 또는 잘린 피라미드 형태의 홈도 알려져 있다. 다른 종류의 홈 모양을 가진 모든 마이크로플레이트의 공통된 특징은 그들이 표준화된 베이스 영역, 즉, 표준화된 공간과 어레이에 각각 배열된 홈의 축 방향 거리도 역시 표준화되어 있다는 것이다. 이 축 방향 거리는 24홈(4x6) 플레이트에서 18㎜이고, 96 홈(8×12)플레이트에서 9㎜이며, 384홈(16×24)플레이트에서 4.5㎜이고, 1536홈(32×48)플레이트에서 2.25㎜이다. 마이크로플레이트의 높이는 형태에 따라 강하게 달라질 수 있으며, 전형적으로 10.4㎜(예 : 1536 V 베이스의 깊은 홈 플레이트)와 44㎜(예. Greiner의 96 홈 Masterblock) 사이에 있다.
생물학적 또는 생화학적 검사가 장기간 (수 시간 혹은 수 일간) 및/또는 실온 이상으로 상승된 온도에서 수행 될 경우, 종종 증발이 일어나며 전형적으로, 그것은 샘플의 건조로 볼륨이 감소하고, 샘플이 말라버리는 정도로까지 전해질과 고분자의 농도의 변화로 이어질 수 있다. 이러한 이유 때문에, 마이크로플레이트는 바람직하게는 온도와 습도가 증발이 발생하지 않는 방법으로 제어되는 별도의 인큐베이터에서 처리된다. 마이크로플레이트가 인큐베이터와 판독기 사이에서 수동으로 앞뒤로 이동해야하는 단점이 있다. 이러한 논의는 독립형 판독기에 의한 동작과 관련이 있다. 반면에 판독기가 로봇 시스템의 일부인 경우에(큰 실험실 설비, 특히 자동화된 실험실 시스템은, 예를 들어, 일반적으로 액체의 이송을 위한 피펫 팁 또는 마이크로플레이트 또는 샘플 튜브와 같은 실험실 아이템의 이송을 위한 그리퍼(gripper)를 제공하는 로봇으로 구성된다. ; 현재 출원자의 Freedom EVO Liquid Handling Workstation는 실험 시스템의 예로 언급할 수 있다.) 이 시스템의 로봇은 판독기와 다중 인큐베이터 사이의 이송(transferred)을 맡는다. 마이크로플레이트는, 사이클 측정이 그 사이에 그리고 자동으로 수행될 수 있다는 장점과 함께, 판독기 자체에서 선택적으로 처리될 수 있다. 그러나 며칠 동안 하나의 마이크로플레이트로 판독기를 차단하는 것은 로봇 시스템에서 단점이 될 것이다.
마이크로플레이트의 샘플 액체의 증발은 마이크로플레이트에 뚜껑을 덮거나 또는 그 마이크로플레이트 또는 그 홈을 자체 접착(self-adhesive) 또는 적층된 호일로 밀봉하는 그러한 방식을 표준으로 하여 방지한다. 그러한 커버와 밀봉(closing)은 많은 단점을 가져온다. 예를 들어;
- 홈에 약품(agent)을 추가하기 위한 로봇화된 인젝터의 사용이(예. 샘플에서 발광 반응을 촉발시키기 위한) 불가능하다;
- 커버링은 주위 환경으로부터 홈에 공급되는 가스를 감소시키고, 이로 인해 홈 내의 산소 및 또는 이산화탄소의 결핍으로 이어지며, 그것은 세포의 형태에 따라 세포의 성장을 느리게 하고, 처리 시간을 연장시키고, 최대 달성 가능한 세포 농도를 감소시킨다;
- 홈에서의 샘플과 주위 환경사이의 가스 교환은 감소되거나 또는 방지되고, 그래서 위험한 가스 농축이 상기 샘플 홈의 공기 공간에 형성될 수 있다.(예 : 세포 배양 또는 셀 베이스 테스트에서);
- 샘플에서 증발된 액체는 뚜껑의 바닥면 또는 자체 접착 호일의 바닥면에 응축될 수 있으며, 그래서 형성된 응축은 잘못된 광학 측정(예 : 흡광)으로 이어질 것이다;
- 뚜껑과 자체 접착 호일은 바람직한 탑 검출의 수단에 의하여 (즉, 위에서부터) 샘플에서 형광의 광학 검출을 막거나 방해한다.
- 뚜껑과 자체 접착 호일은 탑 검출 수단에 의해 샘플에서 발광의 광학 검출을 막을 수 있다.
이러한 문제는 지금까지 마이크로플레이트를 마이크로플레이트 판독기 내로 삽입하기 전에 뚜껑 또는 자체 접착 호일을 제거하고, 측정 종료 또는 판독기에서 플레이트의 광학 평가 후에 뚜껑 또는 자체 접착 호일을 다시 설치함에 의하여 적어도 부분적으로 막을 수 있었다. 민감한 샘플로 채워진 마이크로플레이트 상에서 그러한 조작은 어려운 것이며 심지어 잠재적으로 매우 샘플을 손상시킬 수 있음이 분명하다. 특히, 앞서 사용된 자체 접착 호일을 다시 설치할 때 교차 오염이 발생할 수 있다. 며칠 걸리는 테스트 프로토콜의 과정에서 동일한 마이크로플레이트가 마이크로플레이트 판독기에서 다른 시간에 여러 번 검사되어야 할 때와 같은 경우가 이러한 경우이다. 또한, 뚜껑 또는 자체 접착 호일의 제거의 위치와 마이크로플레이트 판독기의 위치 사이에서의 사고도 배제할 수 없다.
마이크로플레이트 뚜껑을 로봇으로 제거하는 솔루션은 종래기술에서 알려져 있다.
예를 들어, 문헌 미국 2011/0293488(A1)에는 마이크로플레이트로 부터 뚜껑을 자동으로 들어올리거나(lifting) 또는 그 위에 뚜껑을 위치시키기 위한 특수한(specialized) 뚜껑 조작 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 장치 밖으로 이동할 수 있고, 커버된 마이크로플레이트를 장착할 수 있는 수평 이동이 가능한 마이크로플레이트 지지대를 포함한다. 이 장치로 마이크로플레이트를 반환(return)한 후, 수평 및 수직으로 이동 가능한 뚜껑 압력 장치는 마이크로플레이트 위에 배치되어 내려진다. 마이크로플레이트의 특수한 뚜껑을 잠금 해제한 후, 뚜껑은 흡입 컵 또는 선택적으로 로봇 그리퍼로 리프트된다. 이러한 방식으로 뚜껑이 해제된 마이크로플레이트는 이 후 마이크로플레이트 지지대(support)와 함께 장치 밖으로 이동한다. 뚜껑을 제거하거나 위치시키는 작업은 비교적 복잡한 방법으로 수행된다. 또한 이러한 특수한 뚜껑 조작 장치의 사용은 사용되는 마이크로플레이트의 변경 또는 조정이 요구되고, 특수 뚜껑의 사용이 요구된다.
문헌 미국 특허 7,666,362(B2)는 로봇 그리퍼의 방법으로 처리할 수 있는 특수 마이크로플레이트/뚜껑 조합의 생산과 사용에 대해 기술되어 있다. 뚜껑을 가진 다중 홈 플레이트의 개방의 이점을 인식하고(샘플 증발의 감소)와 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 로봇 제거를 분명히 알고 있다고 할지라도, 사용자는 반드시 이러한 특수한 마이크로 플레이트와 뚜껑을 사용해야하며, 표준 마이크로플레이트와 표준 마이크로플레이트 뚜껑을 사용할 수는 없다.
문헌 EP 1 192 995(A2)에는 마이크로플레이트를 유지하고, 이 특수한 뚜껑의 반복 제거 및 복위(replacement)를 위한 로봇 그리퍼와 밀봉을 포함하는 표준 마이크로플레이트를 위한 특별한 뚜껑이 개시되어 있다. 뚜껑은 밀봉 위에 스프링 압력을 가하여 마이크로플레이트에 밀봉되도록 연결된다. 로봇 그리퍼는 특수한 뚜껑 구조에 의해 뚜껑의 탄력있는 부분을 해제하도록 배치되며 비교적 복잡한 방법으로 배치된다. 비록 사용자가 표준 마이크로플레이트를 사용할 수는 있지만, 표준 마이크로 플레이트 뚜껑은 사용할 수 없다.
문헌 미국 6,449,827(B1)에는 로봇화된 그리퍼 메커니즘의 수단으로 마이크로플레이트 뚜껑을 제거하는 시간동안 마이크로플레이트를 견고하게 유지하기 위한 흡입 메커니즘이 개시되어 있다.
표준 마이크로플레이트 및 심지어 선택적으로 표준 마이크로플레이트 뚜껑을 사용하는 가능성이 부분적으로 공개되어 있다하더라도, 종래에 알려진 모든 문서는 마이크로플레이트 판독기에서 뚜껑의 해제와 샘플의 광학 분석사이의 시간동안 마이크로플레이트의 잦은 민감한 경로(특히 개방된(uncovered) 샘플)문제에 대한 어떠한 솔루션도 제공하지 않는다.
본 발명이 해결하려는 과제는 종래 기술에서 알려진 단점을 제거하는 선택적인 장치와 방법을 제공하는 것이며, 본 발명에 따른 마이크로플레이트 판독기는 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치, 하우징, 마이크로플레이트 지지대 및 이송장치로 구성되고, 이송장치는 하우징 밖으로, 하우징 내로, 그리고 하우징 내에서 적어도 실질적으로 수평의 한 방향으로 마이크로플레이트 지지대를 이동하도록 배치된다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 마이크로플레이트 지지대 상에 위치한 마이크로플레이트로부터 마이크로플레이트 뚜껑을 리프팅(들어올리고,lifting)하고 마이크로플레이트 상에 마이크로플레이트 뚜껑을 위치시키기 위해 하우징 내에 배치된 통합된 뚜껑 유지 장치(lid holding apparatus)를 포함한다.
본 발명 과제의 해결 수단은 마이크로플레이트 판독기(1)는 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2)로 구성되며, 여기서 마이크로플레이트 판독기(1)는 하우징 (3), 마이크로플레이트 지지대(4) 및 이동 유니트(5)로 구성되고, 이동 유니트(5)는 하우징(3)의 밖으로, 하우징(3) 속으로, 그리고 하우징 내에서 적어도 하나의 실질적으로 수평 방향으로 이동하도록 배치되며, 상기 마이크로플레이트 판독기(1)는 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 리프팅하고(들어올리고), 마이크로플레이트(8) 상에 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 위치시키기 위해 하우징 내에 배치된 통합된 뚜껑 유지 장치(6)을 포함하고, 뚜껑 유지 장치(6)는 마이크로플레이트(8)의 이동을 위하여 마이크로플레이트 뚜껑(7) 및/또는 마이크로플레이트 지지대(4)를 각각 하나씩 적어도 거의 수직 방향으로 이동하도록 배치함을 특징으로 하는 마이크로플레이트 판독기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2), 하우징(3), 마이크로플레이트 지지대(4) 및 이동 유니트(5)로 구성되고, 여기서 이동 유니트(5)는 마이크로플레이트 지지대(4)를 하우징 밖으로, 하우징 속으로 그리고, 하우징 내에서 적어도 하나의 실질적으로 수평 방향으로 이동하도록 배치된 마이크로플레이트 판독기(1) 내에서 마이크로플레이트 뚜껑이 제공된 마이크로플레이트의 홈에서 샘플을 광학적으로 측정하기 위한 방법에 있어서, (a) 마이크로플레이트 판독기(1)의 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 마이크로플레이트 뚜껑(7)에 덮인 마이크로플레이트(8)를 위치시키는 단계; (b) 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3) 내로 이동 유니트(5)에 의하여 마이크로플레이트 지지대(4)와 커버된 마이크로플레이트(8)을 철회하는 단계; (c) 마이크로 판독기(1)에 통합되고, 하우징(3) 내에 배치된 뚜껑 유지 장치(6)로 마이크로 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 리프팅하는 단계; (d) 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2)에 의하여 들어올려진 마이크로플레이트 뚜껑(7)으로 마이크로플레이트(8)를 측정하는 단계; (e) 마이크로 판독기(1)에 통합된 뚜껑 유지 장치(6)를 사용하여 마이크로 플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)상에 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 복위시키는 단계, 및 (f)이동 유니트(5)에 의하여 마이크로 판독기(1)의 하우징(3)에서 마이크로플레이트 지지대(4)와 커버된 마이크로플레이트(8)를 확장하는 단계를 포함하는 광학 측정 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 종래 기술에서 알려진 단점을 제거하는 선택적인 장치와 방법을 제공하는 것이며, 본 발명에 따른 마이크로플레이트 판독기는 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치, 하우징, 마이크로플레이트 지지대 및 이송장치로 구성되고, 이송장치는 하우징 밖으로, 하우징 내로, 그리고 하우징 내에서 적어도 실질적으로 수평의 한 방향으로 마이크로플레이트 지지대를 이동하도록 배치하여 처리시간을 단축하는데 있다.
또한, 본 발명은 마이크로플레이트 지지대 상에 위치한 마이크로플레이트로부터 마이크로플레이트 뚜껑을 들어올리고(lifting) 마이크로플레이트 상에 마이크로플레이트 뚜껑을 위치시키기 위해 하우징 내에 배치된 통합된 뚜껑 유지 장치를 구비하여 처리시간을 단축하고 세포의 성장을 촉진시키는데 있다.
본 발명에 따른 바람직한 마이크로플레이트 판독기를 개략적인 참조 도면으로 나타낼 것이다. 이러한 다이어그램은 본 발명에 따른 마이크로플레이트 판독기의 선택된 실시 예를 문서화한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
도 1은 마이크로플레이트 지지대 상에 커버된 마이크로플레이트를 수동 또는 로봇으로 위치시킨 후, 확장된 이동 유니트 및 마이크로플레이트 지지대를 구비한 마이크로플레이트 판독기에 대한 수직 단면도이다;
도 2는 통합된 뚜껑 유지 장치를 구비한 마이크로플레이트뚜껑을 리프팅하기 전에, 철회된(retracted) 이동 유니트 및 마이크로플레이트 지지대를 구비한 마이크로 플레이트 판독기에 대한 수직 단면도이다;
도 3은 통합된 뚜껑 유지 장치의 자석 리프터(magnetic lifter)를 구비한 마이크로플레이트 뚜껑을 리프팅하기 전에, 철회된(retracted) 이동 유니트 및 마이크로플레이트 지지대를 구비한 마이크로 플레이트 판독기에 대한 수직 단면도이다;
도 4는 리프트된 마이크로플레이트 뚜껑을 구비한 마이크로플레이트가 측정을 위한 준비가 되고, 철회된 이동 유니트 및 마이크로플레이트 지지대를 구비한 마이크로 플레이트 판독기에 대한 수직 단면도이다;
도 5는 리프트된 마이크로플레이트 뚜껑과 측정/검출 장치에 보정된 동작 거리를 가진 마이크로플레이트의 광학 측정 동안에 철회된 이동 유니트 및 마이크로플레이트 지지대를 구비한 마이크로 플레이트 판독기에 대한 수직 단면도이다;
도 6은 마이크로플레이트에 마이크로플레이트 뚜껑을 위치시키는 동안 철회된 이동 유니트 및 마이크로플레이트 지지대를 구비한 마이크로 플레이트 판독기에 대한 수직 단면도이다;
도 7은 통합된 뚜껑 유지 장치의 자석 리프터에 의하여 재-커버된 마이크로플레이트가 멀리 이동하는 동안 철회된 이동 유니트 및 마이크로플레이트 지지대를 구비한 마이크로 플레이트 판독기에 대한 수직 단면도이다;
도 8은 마이크로플레이트 지지대로부터 재-커버된 마이크로플레이트를 수동 또는 로봇으로 제거하는 동안 확장된 이동 유니트 및 마이크로플레이트 지지대를 구비한 마이크로 플레이트 판독기에 대한 수직 단면도이다;
도 9는 자체 접착된 철 호일로 변형된 표준 마이크로플레이트 뚜껑의 평면도를 도시한 것이며, 여기서
도 9A는 96 홈 마이크로플레이트를 위한 뚜껑 상에 두 개의 가로로 좁게 배치되고 극단으로 위치한 스트립을 도시한 것이다;
도 9B는 24 홈 마이크로플레이트를 위한 뚜껑 상에 두 개의 임의로(randomly) 위치한, 적어도 거의 삼각형인 조각(pieces)을 도시한 것이다;
도 9C는 6 홈 마이크로플레이트를 위한 뚜껑 상에 두 개의 임의로(randomly) 위치한 조각을 나타내고, 그 조각은 홈 사이에 위치하며 거의 정사각형임을 도시한 것이다;
도 9D는 임의의 표준 마이크로플레이트를 위한 뚜껑 상에 적어도 거의 직사각형인 조각의 두 가지 대안(alternatives)을 도시한 것이다;
도 10은 꼭 맞는(fitted) 마이크로플레이트 뚜껑을 가진 마이크로플레이트를 구비한 이동 유니트의 3D 도면을 나타낸 것이며, 마이크로플레이트는 마이크로플레이트 지지대 상에 위치한다;
도 11은 이송 스테이션에의 이동 유니트의 빈 마이크로플레이트 지지대를 약간 확대한 3D 도면과 마이크로플레이트 뚜껑 없는 96 홈 마이크로플레이트를 각각의 3D도면으로 확대하여 보여준다.
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴본다.
본 발명의 목적은 종래 기술에서 알려진 단점을 제거하는 선택적인 장치와 방법을 제공하는 것이다. 이 목적은 본 발명에 개시된 특징에 따라 마이크로플레이트 판독기를 가지는 제1 측면에 따라 이루어진다. 이 마이크로플레이트 판독기는 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치, 하우징, 마이크로플레이트 지지대 및 이송장치로 구성된다. 이송장치는 하우징 밖으로, 하우징 내로, 그리고 하우징 내에서 적어도 실질적으로 수평의 한 방향으로 마이크로플레이트 지지대를 이동하도록 배치된다. 본 발명에 따른 마이크로플레이트 판독기는 마이크로플레이트 지지대 상에 위치한 마이크로플레이트로부터 마이크로플레이트 뚜껑을 들어올리고(lifting) 마이크로플레이트 상에 마이크로플레이트 뚜껑을 위치시키기 위해 하우징 내에 배치된 통합된 뚜껑 유지 장치를 포함함을 특징으로 하며, 상기 뚜껑 유지 장치는 마이크로플레이트를 이동시키기 위하여 적어도 거의 하나씩 수직 방향으로 각각의 마이크로플레이트 뚜껑 및/또는 마이크로플레이트 지지대를 이동하도록 배치되어 있다.
본 발명의 목적은 여기 개시된 그러한 마이크로플레이트 판독기내에 마이크로플레이트 뚜껑이 제공된 마이크로플레이트의 홈에서 샘플을 광학적으로 측정하는 방법에 의한 제2 측면에 따라 이루어진다. 본 발명에 따른 측정 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
(a) 마이크로플레이트 판독기의 마이크로플레이트 지지대 상에 마이크로플레이트 뚜껑으로 덮인 마이크로플레이트를 위치시키는 단계;
(b) 마이크로플레이트 판독기의 하우징으로 이동 유니트를 구비한 마이크로플레이트 지지대와 커버된 마이크로플레이트를 철회하는 단계:
(c) 마이크로플레이트 판독기에 통합되고 하우징 내에 배치된 뚜껑 유지 장치를 구비한 마이크로플레이트 지지대 상에 배치된 마이크로플레이트로부터 마이크로플레이트 뚜껑을 리프팅(들어올리는)하는 단계;
(d) 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치로 들어올려진(lifted) 마이크로플레이트 뚜껑을 구비한 마이크로플레이트를 측정하는 단계;
(e) 마이크로플레이트 판독기에 통합된 뚜껑 유지 장치를 사용하여 마이크로플레이트 지지대 상에 위치한 마이크로플레이트 위에서 마이크로플레이트 뚜껑을 복위시키는 단계 및
(f) 이동 유니트에 의하여 마이크로플레이트 판독기의 하우징 밖으로 마이크로플레이트 지지대와 커버된 마이크로플레이트를 확장하는 단계.
또한 바람직하고 창의적인 특징은 각각의 종속항에 제공된다.
본 발명에 따른 마이크로플레이트 판독기 또는 측정 방법의 장점은 다음과 같다;
ㆍ 알려진 모든 측정 방법(예를 들면 흡수, 형광, 발광)은 뚜껑 없는 또는 커버된 마이크로플레이트에 적용할 수 있는 반면에 마이크로플레이트는 측정 기간 외에 뚜껑에 의해 보호될 수 있다:
ㆍ 표준 마이크로플레이트와 (선택적으로 약간 수정된) 표준 마이크로플레이트 뚜껑이 사용될 수 있다;
ㆍ 세포 베이스 검사의 경우(cell-based test), 커버링에 의한 증발로부터의 보호는 마이크로플레이트를 짧게 노출시킴으로써 충분히 가스를 교환하는 대책을 겸할 수 있다.
ㆍ약품(agents)의 자동 주입(예. 트리거 발광 또는 다른 반응)은 뚜껑으로 보호된 마이크로 플레이트로 테스트를 수행하는 동안 가능하다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.
<실시 예>
도 1은 마이크로플레이트 지지대(4) 상에서 커버된 마이크로플레이트(8)를 수동 또는 로봇으로 위치시킨 후, 확장된 이동 유니트(5)와 마이크로플레이트 지지대(4)를 구비한 마이크로 플레이트 판독기(1)에 대한 수직 단면도이다. 마이크로플레이트 판독기(1)는 판독기와 이동 유니트(5)의 기능을 모니터링하고 체크하기 위한 콘트롤 유니트(21)를 포함한다.
도시된 바와 같이 마이크로플레이트 판독기는 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2)를 포함한다. 또한 마이크로플레이트 판독기(1)는 하우징(3), 마이크로플레이트 지지대(4) 및 이동 유니트(5)를 포함하며, 여기서 이동 유니트(5)는 하우징(3) 밖으로, 하우징(3) 내부로, 그리고, 하우징 내에서, 적어도 하나의 실질적으로 수평인 방향으로 이동하기 위하여 배치되어 있다. 하우징(3)은 바람직하게 광학적으로 주위 환경에 대해 밀폐되어 있다. 하우징은 또한 주위 환경에 대응하여 온도, 가스 조성물 및 습도에 대해 절연할 수 있으며, 따라서 기후 챔버로 배열할 수 있다.
이 광학 측정/검출 장치(2)는 "측정 헤드"라 할 수 있으며, 즉, 움직일 수없는 방법인, 고정시키는 방법으로 해결할 수 있다. 이 경우, 이동 유니트(5)는 광학 측정/검출 장치(2)에 초점을 맞추기 위해 높이- 이동식(height-movable) 방법으로 부가적으로 배치된다. 선택적으로, 광학 측정/검출 장치(2)는 예를 들어, 정지 위치에서 측정 위치로 이동할 수 있도록 높이 변위 방식으로 배치 할 수 있으며, 여기서 이러한 측정 헤드(2)는 광학 측정/검출 장치(2)에 초점을 맞추기 위하여 배치된 적어도 하나의 미세조정 Z 드라이브를 포함하는 것이 바람직하다. 더 나아가 또 다른 방법은 높이-이동식 광학 측정/검출 장치(2)와 높이- 이동식 이동 유니트(5)의 배열을 포함한다. 광학 측정/검출 장치(2)에 초점을 맞추기 위하여, 측정 헤드(2)는, 이러한 경우에, 광학 측정/검출 장치의 초점 맞추기용 미세 조정 Z 드라이브를 장착하는 것이 바람직하다..
또한, 마이크로플레이트 판독기(1)는 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 리프팅하고 마이크로플레이트(8) 상에 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 위치시키기 위하여 하우징(3) 내에 배열된 통합된 뚜껑 유지 장치(6)을 포함한다. 바람직하게는, 뚜껑 유지 장치(6)는 마이크로플레이트(8)의 광학 측정 동안 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 잡고(holding) 동일한 마이크로플레이트(8) 상에 상기 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 위치시키기 위한 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 리프팅하도록 (들어올리도록) 배열한다. 선택적으로 뚜껑 유지 장치(6)는 마이크로플레이트 뚜껑(7)이 마이크로플레이트(8)를 측정하는 동안 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3) 내에 위치할 수 있는 그러한 방법으로 배열한다.
마이크로플레이트 뚜껑(7)을 마이크로플레이트(8)에서 멀리 떨어져 이동시킬 목적으로, 뚜껑 유지 장치(6) 및/또는 마이크로플레이트 지지대(4)는 거의 수직 방향으로 각각 배열할 수 있다. 그 결과, 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 마이크로플레이트(8)로부터 들어올려지거나, 마이크로플레이트(80가 마이크로플레이트 뚜껑(7)과 관련하여 내려진다. 제3의 가능성은 마이크로 뚜껑(7)과 마이크로플레이트(8)가 서로 멀어지도록 이동하는 것이다.
도 1내지 8에 나타낸 마이크로플레이트 판독기는 자석 리프터(6')로 배열 설치된 뚜껑 유지 장치(6)를 포함한다. 상기 뚜껑 유지 장치(6)는 영구 자석(9)의 어레이를 포함한다. 상기 뚜껑 유지 장치(6)는 운반 장치(17)에 구부릴 수 있는 또는 유연한 요소(22)의 수단으로 고정되어 있다. 상기 구부릴 수 있는 또는 유연한 요소(22)는 운반 장치(7) 상에 그들을 고정시키는 위치가 자석 리프터(6') 상에 그들의 부재(fasteniing member)를 고정하는 것보다 더 멀리 떨어져 위치하도록 하는 그런 방법(그림과 같이)으로 부착하는 것이 바람직하다. 이러한 배열은 자동으로 자기 리프터(6')의 효과적인 자기-중심(self-centering)을 이룰 수 있고, 부가적으로 자연 진동을 효율적으로 줄일 수 있다. 그래서 운반 장치(17)은 각각 캔틸레버 방식으로 배열되어야 한다. 상기 구부릴 수 있는 또는 유연한 요소(22)는 금속을 포함하는 코드 또는 밧줄로 배열하는 것이 바람직하다. 설명된 운반장치(17)는 높이 조절이 가능한 방법으로 배열되고, 이러한 이동은 높이 조절 방식으로 배열되고, 여기서 어떤 움직임도 각각 방향 화살표와 "Z"로 표시된다.
선택적으로, 뚜껑 유지 장치(6)는 전자석 어레이(10, 미도시) 또는 개별 전환이 가능한 영구 자석(11, 도10 참조))을 포함할 수 있다. 이러한 각각의 경우에 , 들어올려서 위치시킬 수 있는 각각의 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 자화할 수 있는 물질(12)로 구성하는 것이 바람직하다. 자화할 수 있는 물질(12)은 플라스틱으로 삽입 성형 또는 백 성형된 자체 접착 금속 호일, 적용된 금속성 래커, 삽입 성형 금속성 칩 또는 금속 알갱이(grain), 및 금속 플레이트 또는 금속 호일로 구성된 그룹에서 선택하는 것이 바람직하다. 금속은 철, 니켈, 코발트 및 그들의 합금, 및 비자화성 금속과 이들 금속의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1에 도시된 마이크로플레이트 판독기(1)는 실질적으로 수평 방식으로 배열된 광학 축(23)과 실질적으로 수직 방향으로 배열된 검출 축(24)으로 구성되어 있다. 광학 축(23)상에 그리고 상기 이동 유니트(5) 위에, 마이크로플레이트 지지대(4)를 고정 배치한, 상기 마이크로플레이트 판독기(1)는 검출 광학(2'), 광원(L), 및 제1 여기 광학(2'')으로 구성되어 있다. 또한, 이러한 마이크로플레이트 판독기(1)는 마이크로플레이트 지지대(4)를 구비한 이동 유니트 아래 그리고 검출 축(24)상에 배열된 제2 여기 광학(2"')으로 구성되어 있다. 측정 헤드(2), 즉 광학 측정/검출 장치도 감지 축(24)에 배치하지만, 마이크로플레이트 지지대(4)를 구비한 이동 유니트(5) 위에 있다. 개별 광학 소자(2,2',2",2")는 쇄선과 대시 라인으로 개략적으로 표시되고 서로 광섬유를 통해 연결되는 것이 바람직하다 (최상 또는 실제 연결 경로를 반드시 나타내는 것은 아님).
하향 접이식 도어(20)는 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3)에서 마이크로플레이트 지지대(4)를 구비한 이동 유니트(5)를 확장하기 위하여 개방한다. 하향 접이식 도어(20) 대신에, 예를 들어, 측 방향 변위 도어(미도시)를 제공할 수도 있다. 개방 도어(20)의 이러한 다른 배열은 도어(20)의 전면에 위치한 이송 스테이션(37)(transfer station)에서 처리되는 마이크로플레이트의 수용을 용이하게 한다. 개방 도어(20)의 다른 배열은 또한 도어(20)의 전면에 위치한 이송 스테이션(37)으로 이미 처리된 마이크로플레이트의 운송을 지원한다. 또한 도어(20)의 다른 배치는 플랩(flap)으로 설치된 도어(20)의 개방을 위해 플레이트 트랜스퍼 바로 밑 안쪽으로 철회 하는 것이다. 마이크로플레이트 지지대(4) 상의 마이크로플레이트(8)의 배치 또는 마이크로플레이트 지지대(4)로부터 자석(8)의 수용은 그리퍼 손가락(19)이 장착된 로봇(18) 또는 수동으로 이룰 수 있다(도시된 바와 같이).
제1 선택적 실시 예에서, 뚜껑 유지 장치(6)는 흡입 컵 리프터(6", 미도시)와 같이 배열할 수 있고 진공 소스(13)에 연결할 수 있는 적어도 하나의 흡입 컵(14)으로 구성되어 있다. 상기 진공 소스(13)는 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3) 내에 배치하는 것이 바람직하다. 그것은 예를 들어 이용가능한 공간의 부족으로 인해 마이크로플레이트 판독기(1)의 외부에 배치할 수도 있다. 제2 선택적 실시 예에서, 뚜껑 유지 장치(6)는 그리퍼(6"')(미도시)로 배열할 수 있고 ,마이크로플레이트(7)의 측면표면에 적용하기 위하여 적어도 두 개의 그리퍼 손가락(15)으로 구성한다.
바람직한 실시 예에 따르면, 뚜껑 유지 장치(6)는 들어올리고 낮추는 동작을 수행하기 위해 배치된다. 다른 실시 예에 따르면, 뚜껑 유지 장치(6)는 고정 방식으로 움직일 수 없게 배치된다. 그러나 이 경우에는 이동 유니트(5)가 마이크로플레이트 지지대(4)를 들어올리고 내리는 운동을 수행하도록 배치해야 한다.
유사한 바람직한 실시 예에 따르면, 광학 측정/검출 장치(2) 즉, 측정 헤드(2)는 고정 방식으로 움직일 수 없게 배치된다. 또한 데카르트 좌표시스템의 X, Y 및 Z 방향으로 마이크로플레이트 지지대(4)의 동작을 수행하도록 이동 유니트(5)를 배열하는 것이 바람직하다.
마이크로플레이트 판독기(1) 내에 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 제공하는 마이크로플레이트(8)의 홈에서 샘플의 광학 측정을 위한 예시적인 방법은 도 1 내지 8을 참조하여 아주 상세하게 설명될 것이다. 마이크로플레이트(8)을 측정하는 이러한 방법은 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2), 하우징(3), 마이크로플레이트 지지대(4) 및 이동 유니트(5)로 구성된 마이크로플레이트 판독기(1)에서 수행하는 것이 바람직할 것이다. 바람직하게는, 이동 유니트(5)는 마이크로플레이트 지지대(4)가 하우징 밖으로, 하우징 속으로, 그리고 하우징 내에서 적어도 실질적으로 수평 X 방향으로 이동하도록 배치된다. 본 발명에 따른 방법은 다음의 단계로 구성됨을 특징으로 한다;
a) 마이크로플레이트(8)는 마이크로플레이트 판독기(1)의 마이크로플레이트 지지대(4) 상에서 마이크로플레이트 뚜껑(7)에 덮여 배치된다. 이것은 현재 도 1에서 이루어진다. 마이크로플레이트 판독기(1)의 도어(20)는 모든 가능한 마이크로플레이트의 형태가 이동 유니트(5)에 의해 마이크로플레이트 판독기(1) 내부로 삽입될 수 있을 만큼 충분히 큰 것이 바람직하다.
(b) 마이크로플레이트 지지대(4)와 커버된 마이크로플레이트(8)는 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3)안으로 이동 유니트(5)에 의하여 끌려간다. 이것은 도 2에 완전하게 도시되어 있으며 도어(20)는 닫혀 있다. 바람직하게는, 마이크로플레이트 판독기(1)에 내장된 모든 부품은 모든 가능한 마이크로플레이트의 형태를 마이크로플레이트 판독기(1)내에서 이동 유니트(5)에 의하여 이동시킬 수 있도록 마이크로플레이트 지지대(4)와 이동 유니트(5)위로 배치된다.
(c) 마이크로플레이트 판독기(1)에 통합되고 하우징(3)내에 배치된 뚜껑 유지 장치(6)에 의해 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 들어올리는 것은 도 2에작성되어 있으며, 그곳에서 여전히 커버된 마이크로플레이트(8)를 구비한 마이크로플레이트 지지대(4)는 뚜껑 유지 장치(6)의 수용 영역 내에 위치한다. 도 3의 경우에, 뚜껑 유지 장치(6)는 이후 내려지고 그리고/또는 뚜껑 유지 장치(6)가 마이크로플레이트 뚜껑(7)접촉하러 올 때까지 이동 유니트(5)는 마이크로플레이트 지지대(4)와 함께 리프팅된다. 이러한 경우에 이러한 접촉의 설정은 자화 물질(12)에 의해 보장되며, 그것은 자체 접착 철 호일(도 1 참조) 형태의 예로 마이크로플레이트 뚜껑(7)에 적용되어있다. 마지막으로, 뚜껑 유지 장치(6)는 들어올려지고 그리고/또는 이동 유니트(5)는 마이크로플레이트 지지대(4)와 함께 낮춰져서 마이크로플레이트 뚜껑(7)이 없는 마이크로플레이트(8)는 홈(25)에서 샘플을 광학 측정할 준비를 한다(도 4 참조). 자석 리프터(6')로 배치된, 뚜껑 유지 장치(6)를 구비한 도시된 절차의 대안으로, 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 흡입 컵 리프터(6") 또는 그리퍼(6"')로 고정 배열된 뚜껑 유지 장치(6)에 의하여 들어올려질 수있다.
(d) 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치에 의해 들어올려진 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 구비한 마이크로플레이트(8)의 광학 측정은 실질적으로 수평 X 방향과 Y 방향으로 마이크로플레이트(8)의 단계별 변위 후에 이루어지고, 측정 되는 각 홈(25)은 마이크로플레이트 판독기(1)의 방향축(24)으로 이동한다. 마이크로플레이트(8)와 측정 헤드(2) 사이의 최적 작업 거리는 실질적으로 수직 Z 방향으로 마이크로플레이트(8) 및/또는 측정 헤드(2)를 이동하여 설정할 수 있다(도 5 참조). 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3) 내의 뚜껑 유지 장치(6)에 의하여 마이크로플레이트(8)의 측정하는 동안 유지할 수 있거나 또는 하우징(3) 내에 위치할 수 있다.
(e) 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8) 상의 마이크로플레이트 뚜껑(7)의 복위(replacement)는 마이크로플레이트 판독기(1)에 통합된 뚜껑 유지 장치(6)를 사용하여 이룰 수 있다(도 6 참조). 이러한 목적을 위하여, 마이크로플레이트(8)와 뚜껑 유지 장치(6)는 마이크로플레이트 뚜껑(7)이 마이크로플레이트(8)상에 정확하게 위치하는 그러한 방법으로 서로 마주보고 이동한다. 뚜껑 유지 장치(6)로 영구자석(9) 어레이와 마이크로플레이트 뚜껑(7) 상에 자체 접착 철 호일(12)를 구비한 자석 리프터(6')를 현재 사용하는 경우, 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 그들 상에 위치한 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 가진 마이크로플레이트(8)가 이동 유니트(5)에 의하여 대체되는 그런 방식으로 뚜껑 유지 장치(6)로부터 분리될 것이다(도 7 참조). 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 이런 방식으로 뚜껑 유지 장치(6)의 바닥면으로부터 떨어져 제거되고 마이크로플레이트(8)상에 놓이게 될 것이다.
(f) 도어(20)는 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3)으로부터 이동 유니트(5)에 의해 마이크로플레이트 지지대(4)와 커버된 마이크로플레이트(8)를 확장하기 위한 목적으로 다시 개방한다(도 8참조). 커버된 마이크로플레이트(8)는 그리퍼 손가락(19)으로 장착된 로봇(18) 또는 손에 의하여 확장된 마이크로플레이트 지지대(4)로부터 들어올려질 수 있다. 이송 스테이션(37) 상에 마이크로플레이트(8)를 위치시키는 것 역시 가능하며(도 11 참조), 그곳으로부터 이미 설명한 로봇(18) 또는 이 목적에 적합한 다른 실험실도구의 임의의 다른 툴을 통해 제거할 수 있다.
측정 방법은 또한 마이크로플레이트(8)의 홈(25) 내의 샘플이 단계 c)에 따라 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 들어올리고 단계d)에 따라 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2)로 들어올려진 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 구비한 마이크로플레이트(8)를 광학 측정하는 사이에 발광 또는 다른 반응을 촉발하기 위하여 공기 및/또는 반응물에 노출되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라, 마이크로플레이트 판독기(1)(선택적으로 마이크로플레이트 판독기(1)의 내부에 기후 챔버로 배열된 샘플 공간과 조합하여)의 내부에서 마이크로플레이트 뚜껑(7)의 리프팅 및 복위는 마이크로플레이트(8)의 홈(25)에서 세포 배양의 장기 테스트의 수행과 장기 역학의 (예: 성장) 모니터링이 허용된다. 산발적으로 그리고 반복적으로 수행할 샘플에 대한 광학 측정은 마이크로플레이트 뚜껑(7)의 간단한 리프팅과 복위로 가능하다. 유사하게, 마이크로플레이트(8)의 홈(25)에서 세포 배양을 위해 배양기 또는 다른 물질과 약품의 추가는 간단한 리프팅과 마이크로플레이트 뚜껑(7)의 복위로 가능하다. 그러한 장기 테스트는 독립형 마이크로플레이트 판독기(1)에서 수행하는 것이 바람직하다.
도1내지 8에서 보듯이, 기술된 측정 방법에서, 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징 (3)내에서 뚜껑 유지 장치(6)을 사용하여 마이크로플레이트(8)의 광학 측정 후 마이크로플레이트(8) 상에 위치하고, 마이크로플레이트 지지대(4)와 커버된 마이크로플레이트(8)은 이동 유니트(5)에 의하여 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징의 밖으로 이송되는 것이 바람직하다.
도 9는 자체 접착된 철 호일(12)로 변형된 표준 마이크로플레이트 뚜껑(7)의 평면도를 보여준다. 자화할 수 있는 재료(12)는 영구 자석(9)의 어레이를 사용하여 거의 자유자재로 형성할 수 있고, 필요에 따라 거의 배치할 수 있다. 도 9A, 9B, 9C 및 9D에 나타난 바와 같이 자체 접착 철 호일(12)의 접착 예는 예외 없이 마이크로플레이트 뚜껑(7)의 완벽한 리프팅 및 복위를 제공한다 : 여기서
- 두 개의 좁은 가로 방향의 극단으로 위치한 스트립(12)은 96 홈 마이크로플레이트(도 9A 참조)를 위한 뚜껑(7) 위에 접합되어 있다;
- 두 개의 랜덤하게 위치하고, 적어도 거의 삼각형인 조각(12)은 24 홈 마이크로플레이트(도 9B 참조)를 위한 뚜껑(7) 위에 접합되어 있다;- 두 개의 랜덤하게 위치하고, 적어도 거의 정사각형인 조각(12)은 6 홈 마이크로플레이트(도 9C 참조)를 위한 뚜껑(7) 위에 접합되어 있다;
- 적어도 거의 직사각형인 조각(12)의 두 대안은 임의의 표준 마이크로플레이트(도 9D 참조)를 위한 뚜껑(7) 위에 접합되어 있다;
그러한 영구 자석(9) 어레이의 사용은 마이크로플레이트(8)에서 들어올리는 동안 마이크로플레이트 뚜껑(7)의 자연스러운 변위의 문제를 해결한다. 이러한 변위는 특히 뚜껑 유지 장치(6)의 자석 리프터(6')에 단일한 영구 자석 또는 전자석이 장착될 때 일어날 수 있으며, 그때 이 자석은 수용되는 마이크로플레이트 뚜껑(7)보다 상당히 작은 영역을 가지며, 그리고 마이크로플레이트 뚜껑(7) 상 또는 내에서 자화할 수 있는 물질(12)은 자석과 비슷한 면적을 가지지만 자석에 프로젝션 오프셋으로 배치된다. 이러한 경우에 자기 리프터(6')를 구비한 뚜껑 유지 장치(6)가 들어올려질 마이크로플레이트 뚜껑(7)에 접근하면, 이 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 자기 리프터(6')의 개별자석에 대하여 자화할 수 있는 물질(12)의 수평 변위에 따라 자연스럽게 수평 변위를 하게 될 것이다. 그러한 변위된 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 자동화된 방식으로 더 이상 마이크로플레이트(8)상에 정확하게 복위할 수 없는 것이 분명하다. 한편으로 이러한 변형 문제는 영구 자석(9)의 어레이를 개별 자석 대신에 사용하는 그러한 방법으로 해결할 수 있다. 반면에, 이러한 변위 문제는 자기 리프터(6')의 개별 자석과 자화할 수 있는 물질(12)을 프로젝션에서 서로의 상단에 정확하게 장착하는 그러한 방법으로 해결할 수 있다.
이러한 변위 문제를 해결하는 또 다른 가능성은 뚜껑 유지 장치(6)를 자기 리프터(6') 대신에 자화할 수 있는 물질(철, 니켈, 코발트, 또는 이들 금속 중 적어도 하나를 포함하는 금속 합금)로 만들어진 플레이트로 구성하는 것이며, 여기서 이러한 플레이트는 수용되는(미도시) 마이크로플레이트 뚜껑(7)의 표면보다 큰 표면을 가지는 것이 바람직하다. 마이크로플레이트 뚜껑(미도시) 상에 자기 물질(예, 자기 호일 또는 개별 영구자석)을 고정시키는 것은 충분한 예가 될 것이다. 유사하게, 뚜껑 유지 장치(6)는 자체-접합 금속 호일, 응용된 금속래커, 삽입 성형된 금속 칩 또는 금속 알갱이(grains,), 및 플라스틱으로 삽입 성형 또는 백 성형된 금속 플레이트 또는 금속호일로 구성된 그룹에서 선택된 자화할 수 있는 물질(12)로 구성할 수 있다.
도 10은 마이크로플레이트(8)를 구비한 이동 유니트의 3D 도면을 나타낸 것이며, 측 표면(16)과 자화할 수 있는 물질(12)을 구비한 마이크로플레이트 뚜껑(7)이 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치 설치된다. 데카르트 좌표 시스템은 세 가지 화살표(X,Y 및 Z)로 표시된다. 이동 유니트(5)는 두 개의 병렬 가이드 로드(27)로 구성되어 있고, 그 위에 각각 하나의 슬라이드 베어링(30)이 배치되어 있다. 이 두 슬라이드 베어링(30)은 캐리지(36)을 통해서 서로 연결되어 있다. 제1 모터(26)는 제1 편향 풀리(29)위로 안내되는 제1 타이밍 벨트와 함께 상기 캐리지(36)을 데카르트 좌표 시스템의 X축 방향으로 캐리지(36)를 이동시킨다. 마이크로플레이트 지지대(4)는 링크(33)에 의하여 상기 캐리지(36)에 고정되고, 여기서, 상기 링크(33)는 리니어 가이드(32)와 캐리지(36)을 따라 이동하도록 안내된다. 제2 모터(31)는 제2 편향 풀리(35)를 통해서 안내되는 제2 타이밍 벨트(34)에 의하여 데카르트 좌표 시스템의 Y축 방향으로 마이크로플레이트 지지대(4)를 구비한 링크(33)를 이동시킨다. 앞서 설명한 대로 이동 유니트(5)는 데카르트 좌표 시스템(도 10에 도시되지 않음)의 Z방향으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다.
도 10은 또한 한 개의 교환 가능한 영구 자석 (11)으로 구성된 마그네틱 리프터(6')을 구비한 뚜껑 유지 장치(6)를 도시한 것이다. 교환 가능한 영구자석은 종래의 기술로부터 알려져 있으며 (참조. 예를 들어 EP 0114259B1)본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 자에 의해 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 위한 요건에 맞춘 구조와 배열로 조정 될 것이다.
마그네틱 리프터(6' )을 구비한 뚜껑 유지 장치(6) 대신, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 자는 흡입 컵 리프터(6'') 또는 그리퍼(6'‘')로서 배열된 뚜껑 유지 장치(6)를 쉽게 제공 할 수 있으며, 상기인은 데카르트 좌표 시스템의 X,Y,Z의 방향으로 마이크로플레이트(4)의 이동을 수행하기 위하여 이동 유니트(5)를 동작시켜 뚜껑 유지 장치(6)를 들어올리고 내리는데 필요한 어떠한 동작도 조절할 것이다.
도 11은 이송 스테이션 (37)과 마이크로플레이트 뚜껑(7)이 없는 96홈 마이크로플레이트(8)의 각각의 확대된 3D 도면에서의 이동 유니트(5)의 (도 (10)에 의하면) 빈 마이크로플레이트 지지대(4)를 약간 확대한 3D 도면을 나타낸다. 이송 스테이션 (37)은 마이크로플레이트 지지대(4)에 적합한 모양의 지지대 플레이트(38)을 포함하며, 마이크로플레이트 지지대(4)는 표준 마이크로플레이트(8)의 풋프린터(40)을 넘어 돌출된 컷-아웃(39)를 포함하며, 그래서 이 컷-아웃(39)으로 돌출된 지지 플레이트 (38)의 부품들은 마이크로플레이트(8)를 운반하기에 충분하다.
이동 유니트(5)의 마이크로플레이트 지지 플레이트의 지지대(4)는 지지 플레이트 (38)의 레벨 밑과, 그리하여 또한 상기 지지 플레이트의 풋프린트(40) (footprint) 밑에 위치하는 이송 스테이션(37)에서 Z 레벨로 마이크로플레이트(4)를 수용하도록 확장된다. 올바른 이송 위치를 취한 후, 마이크로플레이트 지지대(4)는 마이크로플레이트(8)가 마이크로플레이트 지지대(4)위에 놓일 때까지 Z 방향으로 들어올려진다. 동시에 지지 플레이트 (38)에서 큰 컷-아웃(39)은( 도11의 이랫 부분에서) 만약 상기 지지 플레이트(38)가 실험실 워크스테이션의 (도시 되지 않음) 작업면의 중심 기둥(도시 되지 않음)에 의해 지지를 받을 수 있다면, 이송 스테이션(37)이 지지 플레이트의 표면보다 낮은 레벨에서 접근하게 할 수 있다. 이송 스테이션(37)에서 마이크로플레이트(4)를 전달하는 목적을 위하여 ,이동 유니트(5)의 마이크로플레이트의 지지대(4)는 이송 스테이션(37)의 지지 플레이트(38)의 레벨 위에 위치한 Z 레벨에서 확장 될 것이다. 올바른 이송 위치를 취한 후, 마이크로플레이트 지지대(4)는 마이크로플레이트(8)가 이송 스테이션(37)의 지지 플레이트(38)에 놓일 때까지 Z 방향으로 내려진다.
도면에서 같은 참조 번호는 비록 각각의 경우에 자세히 기술되지는 않았을지라도 동일하거나 적어도 유사한 특징을 나타낸다.
본 발명은 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치, 하우징, 마이크로플레이트 지지대 및 이송장치로 구성되고, 이송장치는 하우징 밖으로, 하우징 내로, 그리고 하우징 내에서 적어도 실질적으로 수평의 한 방향으로 마이크로플레이트 지지대를 이동하도록 배치하여 처리시간을 단축하고, 마이크로플레이트 지지대 상에 위치한 마이크로플레이트로부터 마이크로플레이트 뚜껑을 들어올리고(lifting), 마이크로플레이트 상에 마이크로플레이트 뚜껑을 위치시키기 위해 하우징 내에 배치된 통합된 뚜껑 유지 장치를 구비하여 처리시간을 단축하고 세포의 성장을 촉진시킬 수 있는 마이크로판독기를 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.
1; 마이크로플레이트 판독기 19; 8의 그리퍼 손가락
2; 광학 측정/검출 20; 도어장치,측정 헤드 21; 컨트롤 유닛
2'; 검출광학 22; 유연한 요소
2"; 제1 여기광학 23; 광축
2''’; 제2 여기광학 24; 감지축
3; 하우징 25; 8의 홈
4; 마이크로플레이트 지지대 26; 제1 모터
5; 이동 유니트 27; 가이드 로드
6; 뚜껑 유지 장치 28; 제1 타이밍 벨트
6'; 자석 리프터 29; 제1 편향 풀리
6"; 흡입 컵 리프터 30; 슬라이드 베어링
6'"; 그리퍼 31; 제2 모터
7; 마이크로플레이트 뚜껑 32; 리니어 가이드
8; 마이크로플레이트 33; 링크
9; 영구 자석의 어레이 34; 제2 타이밍 벨트
10; 전자기 어레이 35; 제2 편향 풀리
11; 단일 전환 영구자석 36; 캐리지 37; 이송 스테이션
12; 자화할 수 있는 물질 38;지지 플레이트
13; 진공소스 39; 38의 컷아웃
14; 흡입 컵 40; 4의 풋프린터
15; 6'"의 그리퍼 손가락
16; 7의 측면 L; 광원
17; 운반 장치
18; 로봇

Claims (20)

  1. 마이크로플레이트 판독기(1)는 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2)로 구성되며, 여기서 마이크로플레이트 판독기(1)는 하우징 (3), 마이크로플레이트 지지대(4) 및 이동 유니트(5)로 구성되고, 이동 유니트(5)는 하우징(3)의 밖으로, 하우징(3) 속으로, 그리고 하우징 내에서 적어도 하나의 실질적으로 수평 방향으로 이동하도록 배치되며,
    상기 마이크로플레이트 판독기(1)는 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 리프팅하고(들어올리고), 마이크로플레이트(8) 상에 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 위치시키기 위해 하우징 내에 배치된 통합된 뚜껑 유지 장치(6)을 포함하고, 뚜껑 유지 장치(6)는 마이크로플레이트(8)의 이동을 위하여 마이크로플레이트 뚜껑(7) 및/또는 마이크로플레이트 지지대(4)를 각각 하나씩 적어도 거의 수직 방향으로 이동하도록 배치함을 특징으로 하는 마이크로플레이트 판독기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기(1)의 뚜껑 유지 장치(6)는 마이크로플레이트 지지대(4)에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 들어올리도록 배치되고, 마이크로플레이트(8)의 광학 측정 동안 상기 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 홀드(유지)하고, 마이크로플레이트(8) 상에 상기 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 위치시키도록 배치함을 특징으로 하는 마이크로플레이트 판독기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기(1)의 뚜껑 유지 장치(6)는 자석 리프터(6')로 배치되며, 영구 자석(9)의 어레이, 전자석 어레이(10) 또는 개별 전환 가능한 영구자석(11)으로 구성하며, 여기서 들어올리거나 또는 위치시킬 각각의 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 자화할 수 있는 물질(12)로 구성됨을 특징으로 하는 마이크로플레이트 판독기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기(1)의 뚜껑 유지 장치(6)는 자기 리프터(6'))로 배치되고, 자화할 수 있는 물질(12)로 구성되며, 여기서 들어올리거나 또는 위치시킬 수 있는 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 적어도 하나의 영구 자석(9)으로 구성됨을 특징으로 하는 마이크로플레이트 판독기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 자화할 수 있는 물질(12)은 자체-접합 금속 호일, 적용된 금속래커, 삽입 성형된 금속 칩 또는 금속 알갱이(grains,), 및 플라스틱으로 삽입 성형 또는 백 성형된 금속 플레이트 또는 금속호일로 구성된 그룹에서 선택 구성되고,
    상기 금속은 철, 니켈, 코발트와 그들의 합금, 및 이들 금속과 자화할 수 없는 금속의 합금으로 구성된 그룹 중에서 선택 구성된 마이크로플레이트 판독기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 자화할 수 있는 물질(12)은 자체-접합 금속 호일, 응용된 금속래커, 삽입 성형된 금속 칩 또는 금속 알갱이(grains,), 및 플라스틱으로 삽입 성형 또는 백 성형된 금속 플레이트 또는 금속호일로 구성된 그룹에서 선택 구성되고,
    상기 금속은 철, 니켈, 코발트 및 그들의 합금, 및 이들 금속과 자화할 수 없는 합금으로 구성된 그룹 중에서 선택 구성된 마이크로플레이트 판독기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 뚜껑 유지 장치(6)는 흡입 컵 리프터(6'')로 배치되고, 진공 소스(13)에 연결할 수 있는 적어도 하나의 흡입 컵(14)으로 구성된 마이크로플레이트 판독기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 진공 소스(13)는 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3) 내에 배치된 마이크로플레이트 판독기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 뚜껑 유지 장치(6)는 그리퍼(6 "')로 배치되고, 마이크로플레이트 뚜껑(7)의 측면 표면에 적용(16)을 위하여 적어도 두 개의 그리퍼 손가락(15)로 구성된 마이크로플레이트 판독기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 뚜껑 유지 장치(6)는 운반 장치(17)에 구부러질 수 있는 또는 유연한 요소(22)로 고정된 마이크로플레이트 판독기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 뚜껑 유지 장치(6)는 들어올리기 및 내리기 동작을 수행하기 위해 배치된 마이크로플레이트 판독기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 뚜껑 유지 장치(6)는 움직일 수 없게 고정 방식으로 배치되고, 이동 유니트(5)는 마이크로플레이트 지지대(4)의 들어올리기 및 내리기 동작을 수행하기 위해 배치된 마이크로플레이트 판독기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 광학 측정/검출 장치(2)는 움직일 수 없게 고정 방식으로 배치된 마이크로플레이트 판독기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    마이크로플레이트 판독기의 이동 유니트(5)는 데카르트 좌표 시스템의 X, Y 및 Z 방향으로 마이크로플레이트 지지대(4)의 이동을 수행하도록 배치된 마이크로플레이트 판독기.
  15. 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2), 하우징(3), 마이크로플레이트 지지대(4) 및 이동 유니트(5)로 구성되고, 여기서 이동 유니트(5)는 마이크로플레이트 지지대(4)를 하우징 밖으로, 하우징 속으로 그리고, 하우징 내에서 적어도 하나의 실질적으로 수평 방향으로 이동하도록 배치된 마이크로플레이트 판독기(1) 내에서 마이크로플레이트 뚜껑이 제공된 마이크로플레이트의 홈에서 샘플을 광학적으로 측정하기 위한 방법에서,
    상기 측정 방법은 다음 단계로 구성되며:
    (a) 마이크로플레이트 판독기(1)의 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 마이크로플레이트 뚜껑(7)에 덮인 마이크로플레이트(8)를 위치시키는 단계;
    (b) 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3) 내로 이동 유니트(5)에 의하여 마이크로플레이트 지지대(4)와 커버된 마이크로플레이트(8)을 철회하는 단계;
    (c) 마이크로 판독기(1)에 통합되고, 하우징(3) 내에 배치된 뚜껑 유지 장치(6)로 마이크로 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 리프팅하는 단계;
    (d) 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2)에 의하여 들어올려진 마이크로플레이트 뚜껑(7)으로 마이크로플레이트(8)를 측정하는 단계;
    (e) 마이크로 판독기(1)에 통합된 뚜껑 유지 장치(6)를 사용하여 마이크로 플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)상에 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 복위시키는 단계, 및
    (f) 이동 유니트(5)에 의하여 마이크로 판독기(1)의 하우징(3)에서 마이크로플레이트 지지대(4)와 커버된 마이크로플레이트(8)를 확장하는 단계를 포함하는 광학 측정 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 측정 방법에서 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 자기 리프터(6'), 흡입 컵(6''), 또는 그리퍼(6''')로 배치된 뚜껑 유지 장치(6)에 의해 유지됨을 특징으로 하는 광학 측정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 측정 방법에서 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3) 내에서 뚜껑 유지 장치(6)에 의해 유지되거나 마이크로플레이트(8)의 홈(25)에서 광학 측정을 하는 동안 하우징 내에 위치함을 특징으로 하는 광학 측정 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 측정 방법은 마이크로플레이트(8)의 홈(25) 내의 샘플이 단계c)에 따라 마이크로플레이트 지지대(4) 상에 위치한 마이크로플레이트(8)로부터 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 들어올리고 단계d)에 따라 적어도 하나의 광학 측정/검출 장치(2)로 들어올려진 마이크로플레이트 뚜껑(7)을 구비한 마이크로플레이트(8)의 홈내의 샘플을 광학 측정하는 사이에 발광 또는 다른 반응을 촉발하기 위하여 공기 및/또는 반응물에 노출되는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 측정 방법에서 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 마이크로플레이트(8)의 홈에 수용된 샘플의 광학 측정 후 뚜껑 유지 장치(6)을 사용하여 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징(3) 내에서 마이크로플레이트(8) 상에 위치되고, 마이크로플레이트 지지대(4)와 커버된 마이크로플레이트(8)는 마이크로플레이트 판독기(1)의 하우징의 밖으로 이동 유니트(5)에 의하여 이송됨을 특징으로 하는 측정 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 측정 방법에서, 마이크로플레이트(8)의 홈(25)에 있는 샘플의 광학측정(25)을 위하여 마이크로플레이트 뚜껑(7)은 장기 테스트 동안에 여러 번 들어올려지고(lifted) 복위되는 것을 특징으로 하는 측정방법.
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