(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチウェルフィルタプレートと、前記マルチウェルフィルタプレートを支持する受取プレートとを備え、
前記マルチウェルフィルタプレートは、該プレートから延びる複数の第１のウェルであって、それぞれ（ａ）２つの開口を有し且つ前記プレートから延びる中空部材および（ｂ）下側の前記開口の周囲に固定された透過バリアを有する第１のウェルと、前記フィルタプレートの下面に形成され且つ前記受取プレートの上面の孔内に嵌まり込む２つのポストと、を備え、
前記受取プレートは、前記フィルタプレートの前記第１のウェルを収容する１または複数の第２のウェルを有し、
前記ポストおよび前記孔は、前記ポストが前記孔内に完全に位置される場合に前記第１のウェルと１または複数の前記第２のウェルとの接触を防止し、且つ、前記ポストが前記孔から部分的に取り外される場合に前記マルチウェルフィルタプレートの横方向の移動を制御して前記第１のウェルと１または複数の前記第２のウェルとを接触させることができるように形成されているマルチウェル試験装置。
【請求項２】
前記ポストは、少なくとも最下部に沿って丸みを帯びた面を有している、請求項１に記載のマルチウェル試験装置。
【請求項３】
前記孔の一方は３つの面を有する周囲形状を成しており、前記孔の他方は、溝状、楕円状、矩形状に形成されている、請求項１に記載のマルチウェル試験装置。
【請求項４】
前記孔の一方は３つの面を有する周囲形状を成しており、前記孔の他方が溝状に形成されている、請求項１に記載のマルチウェル試験装置。
【請求項５】
２つ以上の前記ポストと２つ以上の前記孔を有している、請求項１に記載のマルチウェル試験装置。
【請求項６】
前記フィルタプレートを貫通するアクセス孔が前記第１のウェルのそれぞれに隣接して位置されている、請求項１に記載のマルチウェル試験装置。
【請求項７】
前記透過バリアは、薄膜、ガラスマット、ガラス繊維、織られたプラスチックシート、織られていないプラスチックシートから成るグループから選択される、請求項１に記載のマルチウェル試験装置。
【請求項８】
前記受取プレートがマルチウェル受取プレートである、請求項１に記載のマルチウェル試験装置。
【請求項９】
前記受取プレートの１または複数の第２のウェルの数は、数および位置において、フィルタプレートの第１のウェルの数と一致している、請求項１に記載のマルチウェル試験装置。
【請求項１０】
前記受取プレートの１または複数の第２のウェルの数は、数および位置において、前記フィルタプレートの第１のウェルの数と一致し、１または複数の前記第２のウェルはそれぞれ、前記第１のウェルのうちの１つを収容するように寸法付けられている、請求項１に記載のマルチウェル試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
この発明は、例えば試験装置のウェル内で細胞の代謝を監視することにより流体の相互作用を促進させる場合に適したマルチウェル試験装置に関する。この発明は、特に、マルチウェルフィルタプレートおよび受取プレートを備え、マルチウェルフィルタプレートのウェル内で細胞等の材料を乱すことなく受取プレートに対して液体を給排することができるマルチウェル試験装置に関する。
【０００２】
現在のところ、サンプルを検査するためのマルチウェル試験装置は、マルチウェルフィルタプレートと、供給トレイと、マルチウェル受取プレートと、蓋とを有している。マルチウェルフィルタプレートのウェルは、微小孔がある薄膜等の薄膜が取り付けられる開端部を有する中空状、典型的には略管状の部材から形成される。この管状部材を栄養素媒体が収容された供給トレイ内に挿入することにより、ウェル内の細胞を薄膜に付着させて薄膜上で成長させることができる。栄養素媒体から細胞へと至る栄養素の濃度勾配によって制御される速度で、栄養素が、栄養素媒体から薄膜を通じて細胞へと供給される。細胞の成長を維持するため、供給トレイ内の栄養素媒体は、定期的に補給される。
【０００３】
ウェルの薄膜上での細胞成長が所望のレベルに達した後、マルチウェルフィルタプレートは従来の検査法で使用されることができる。これらの検査法は、一般に、マルチウェルフィルタプレート上の細胞および薄膜をマルチウェル受取プレートのウェル内に位置させることにより行なわれる。例えば９６個のウェルを有する受取プレートがマルチウェルフィルタプレートの下側に位置される。あるいは、９６個のウェルを有する受取プレートは、細胞／フィルタプレートと対向する同数のウェルを有していなければならない。マルチウェル受取プレートのウェルは、検査される液体組成物を収容する。検査される液体組成物は、薄膜中に拡散した後、薄膜を通り抜ける。その結果生じるマルチウェルフィルタプレートのウェル内の液体生成物、または、マルチウェル受取プレートのウェル内の液体生成物は、その後、検査される組成物の細胞バリアを透過する能力を判断するために検査される。
【０００４】
薬物の発見および開発プロセスにおいて重要な要素は、新たな化合物の経口吸収および生物学的利用能を判断することである。費用有効性のある高スループットで高感度の検査で評価を行なうためには、細胞を含むウェルを数多く有し、少量の検査材料で済み、自動化された体外装置を使用するのが理想的である。従来、体外経口吸収特性の判断は、所定の上皮細胞株を使用し、薬物が細胞の単層を横切る見かけ上の移行速度を測定して行なわれる。最近では、人工の薄膜バリアを使用して、可能性のある薬物候補の受動的な移行速度をランク付け／順序付けすることができる。これらの体外実験から得られる値は、体外測定によって経口吸収速度が確認される充分前に最も良い結果となりそうな薬物の候補をスクリーニングする貴重な方法である。周知または未知の化合物の薬物吸収特性を判断する典型的な実験は、以下のように行なわれる。マルチウェル装置には、所定の栄養素媒体中のフィルタの上部に、上皮細胞が種付けされる。また、細胞を収容する装置の下側にこれと流体接触して配置されたシングルウェル供給トレイに対して同じ栄養素媒体が加えられる。多くの日数にわたって細胞を増殖させて識別することができる。使い尽くされた栄養素を補給し且つ無駄になった及び死んだ細胞を除去するため、栄養素媒体が定期的に新鮮な媒体に取って代えられる。成長時期の最後に、細胞およびマルチウェル装置は、アイソトニックバッファを用いて軽く洗浄され、蛋白質および残留する栄養素媒体が除去される。この時、マルチウェルフィルタプレートがマルチウェル受取プレートへと送られ、検査される化学物質が、細胞層の上側の区画またはマルチウェル受取トレイ内のフィルタサポートおよび細胞の下側の区画のいずれかに導入される。対向する室が薬物禁止バッファ（ｄｒｕｇ  ｆｒｅｅ  ｂｕｆｆｅｒ）で満たされ、マルチウェル装置が振動下においてほぼ摂氏３７度で所定時間培養される。複数時での点が望まれる場合、装置を分離することなく、いずれかの区画室からサンプリングすることができる。様々な分析法により、細胞バリアを横切って移行される薬物／化学物質の量を測定することができるが、一般的には、この量は、ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ（液体クロマトグラフィ−質量分光分析−質量分光分析）を使用して測定される。
【０００５】
従来技術の構成では、フィルタプレートのウェルの外壁と受取プレートのウェルの内壁との間の毛管力により、マルチウェルフィルタプレートとマルチウェル受取プレートとの間で、ウェル同士での混入が生じる。これらの力の結果、マルチウェル受取プレート内の液体がウェルの壁を上昇してマルチウェル受取プレートの上端に達し、隣接するウェル内に溢れ出し、汚染につながる。このような汚染は容認できるものではない。
【０００６】
また、マルチウェルフィルタプレートおよび受取プレートは、シングルウェル供給トレイまたはマルチウェル受取プレートであれ、特にマルチウェル試験プレートが自動環境下で処理されるときに、互いに簡単に分離できなければならない。
【０００７】
また、シングルウェル供給トレイまたはマルチウェル受取プレートにもかかわらず、受取プレートのウェル内の液体からマルチウェルフィルタプレートを取り除く間、薄膜の下面に保持された液摘を除去することが望ましい。
【０００８】
したがって、マルチウェルフィルタプレートのウェルからの過剰な液体を簡単に除去できる受取プレートおよびマルチウェルフィルタプレートを備えたマルチウェル試験装置を提供することが望ましい。また、マルチウェルフィルタプレートおよびマルチウェル受取プレートが互いに位置決めされるときにウェル間で液体が行き来することを防止できるマルチウェル試験装置を提供することが望ましい。
【０００９】
（発明の概要）
以下、多数のウェルのそれぞれの底部に位置されて固定された薄膜等の透過バリア上で細胞を成長させて使用する場合について本発明を説明する。しかしながら、本発明を細胞と共に使用する必要がないことは言うまでもない。他の代表的な用途には、濾過や透析等が含まれる。
【００１０】
本発明は、マルチウェル試験装置に使用され、薄膜上の細胞等のサンプルを保持するための薄膜をそれぞれが有する多数のウェルを備えたマルチウェルフィルタプレートを提供する。マルチウェルフィルタプレートには、補完的な受取プレートの孔と対応する少なくとも２つのポストが設けられている。ポストおよび対応する孔は、マルチウェルフィルタプレートと受取プレートとを互いに簡単に分離することができ且つ受取プレートに対するマルチウェルフィルタプレートの横方向の移動を制御することができるように形成される。この横方向の移動によって、マルチウェルフィルタプレートの外壁と受取プレートの内側のウェル壁とを接触させることができる。この接触は、表面張力および毛管現象によりマルチウェルフィルタプレートの薄膜から過剰な液体を除去する手段を提供する。
【００１１】
また、ポストおよび対応する孔は、マルチウェルフィルタプレートと受取プレートとを互いに位置決めしつつ、マルチウェルフィルタプレートのウェルが受取プレートのマルチウェル実施形態のウェルから離間してこれと接触しないように形成されて位置される。このようなウェルの離間により、毛細管現象によってウェル内の液体が隣接するウェルへと移動することが防止される。
【００１２】
（特定の実施形態の説明）
様々なウェル内で細胞を成長させる場合について本発明を説明するが、本発明は、容器内の薄膜の移動を回避しつつ例えば透析や拡散分離等の所望の処理を行なうために液体を導入もしくは除去するためのアクセス領域を含む操作に適用できることは言うまでもない。
【００１３】
図１に示されるように、この発明の第１の実施形態に係るマルチウェル試験装置１０は、マルチウェルフィルタプレート１２と、マルチウェル受取プレート１４とを備えている。マルチウェルフィルタプレート１２は、複数のウェル１８を有するプレート１６を備えている。各ウェルは、アクセス孔２０と対を成している。アクセス孔２０により、シリンジ、カニューレ、ピペット等の液体処理装置を用いて、マルチウェル受取プレート１４のウェル１９にプレート１６を通じてアクセスすることができる。各ウェル１８は、中空の、好ましくは管状の部材２２を備えている。部材２２は下側開口２４を有しており、この下側開口には微小孔を有する薄膜等の透過バリア２６が固定されている（図２Ａ）。透過バリアに関し、このバリアは、液体および気体を透過できるが、バリアの定格孔サイズを越える微粒子物質を透過することができない。薄膜、特に微小孔を有する薄膜は、バリアとして好ましい材料から成るが、限外濾過膜、ガラスマット、ガラス繊維、織った或は織らないプラスチック材料等の他の材料を使用しても良い。部材２２は、中空であり、また、様々な形状に形成されても良い。ウェルは、管状であることが好ましく、ウェルの工業規格に沿っているが、三角形、矩形、正方形、六角形等の他の形状のウェルを使用しても良い。
【００１４】
アクセス孔２８、３０は、マルチウェルフィルタプレート１２をマルチウェル受取プレート１４と共に使用する前に液体またはゲル栄養素媒体が導入・除去される供給トレイ（図示せず）へのアクセスを与える。アクセス孔２８、３０を通じて延びるシリンジ等の従来の液体処理装置を用いて、アクセス孔２８、３０から栄養素媒体を導入・除去することができる。
【００１５】
マルチウェルフィルタプレート１２には、マルチウェル受取プレート１４がマルチウェルフィルタプレート１２の下側に位置されるときにマルチウェル受取プレート１４の孔４０、３８内にそれぞれ嵌合するポスト３４、３６が設けられている。図２Ｂに示されるように、孔４０は、断面が三角形状を成しており、丸みのある隙間４４、４６、４８を有していることが好ましい。孔３８は、ポスト３６を矢印３７の方向で横に移動させることができる溝を構成している。ポスト３４、３６は、プレートの中心線に対して矢印５０の方向に互いに異って（すなわち、互いに非対称に対向して）配置されており、これにより、ウェル１８ａが常に図１の左上に位置し、ウェル１８ｂが常に図１の右下に位置するようになっている。ウェル１８ａ、１８ｂをそのように位置させることにより、マルチウェルフィルタプレート１２の全てのウェル１８をその位置によって識別できる。
【００１６】
図１を参照しながら、マルチウェル試験装置１０の使い方を例示する。図１に示されるように、マルチウェルフィルタプレート１２は、マルチウェル受取プレート１４の上側に位置される。マルチウェル受取プレート１４は、各ウェル１８の各薄膜２６（図２Ａ）がマルチウェル受取プレート１４の１つのウェル１９内のみへと延びるように位置される。各ウェル１８は、それに対応するアクセス孔２０を有している。このアクセス孔２０は、サンプル検査工程中に使用されるマルチウェル受取プレート１４のウェル１９の一部にアクセスすることができる。マルチウェルフィルタプレート１２に４つの脚部５４を設けることができる。これらの脚部５４は、マルチウェル受取プレート１４の凹部５６内に嵌合することにより、マルチウェルフィルタプレート１２を機械的に安定させる。また、脚部５４は、薄膜２６を位置決めして、薄膜２６がウェル１９の底面と接触することを防止することにより、液体と薄膜２６との接触を促進させるのに役立つ。
【００１７】
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、ポスト３４および３６はそれぞれ孔４０および溝３８内に嵌合する。ポスト３４が孔４０の壁と３点４１、４３、４５で接触するように、孔４０は３つの面を有する周囲形状（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ）を成している。このような接触形態によれば、マルチウェルフィルタプレート１２がマルチウェル受取プレート１４に対して横方向に移動することを防止できる。部品間のばらつき、すなわち、部品間のズレを矢印３７で示される方向で調整することができるように、ポスト３６は溝３８の壁と２点４７、４９で接触する。ポスト３４、３６を孔４０、３８内に容易に挿入できるように、ポスト３４、３６の最下端には丸みが付けられている。また、図３に示されるように、ポスト３４の先端が孔４０よりも小さく且つポスト３４がウェル２２よりも長いため、そして、ポスト３６の先端が孔３８よりも小さく且つポスト３６がウェル２２よりも長いため、図３に示されるようにマルチウェルフィルタプレート１２がマルチウェル受取プレートから部分的に持ち上げられた際には、マルチウェルフィルタプレート１２を矢印３７で示されるように横方向に移動させることができる。この横方向の移動は、ポスト３４、３６が図示のように均一に先細っている場合には、その方向すなわち矢印３７に限定されない。この横方向の移動によって、液滴４１をウェル１９の内壁３２に接触させて、液滴４１を薄膜２６からウェル１９内へと移動させることができる。このように液滴４１が接触しながら離れること（ｔｏｕｃｈ  ｏｆｆ）により、図示のウェル１９に隣接するウェルへ混入するのを防止できる。
【００１８】
ポスト３４、３６が孔４０、３８よりも長ければ、ポスト３４、３６をウェル１８と同じ長さにすることができ、あるいは、ポスト３４、３６をウェル１８よりも短くすることができることは言うまでもない。ポスト３４、３６が孔４０、３８から部分的に抜去された際に、ポスト３４、３６と孔４０、３８の内壁との間に、ポスト３４、３６を孔４０、３８内で横方向に移動させることができる空間、すなわち、液滴４１が接触しながら離れるようにマルチウェルフィルタプレートを横方向に移動させることができる空間が形成されるようにポスト３４、３６および孔４０、３８を形成することにより、マルチウェルフィルタプレート１２の横方向移動を制御できる。これは、例えば、孔４０、３８の壁が垂直である場合に、ポスト３４、３６の上端からポスト３４、３６の下端に向けてポスト３４、３６上に傾斜面を形成することにより行なうことができる。
【００１９】
図４は、同じマルチウェルフィルタプレート１２をシングルウェルプレート６０と共に使用した形態を示している。この実施形態において、シングルウェル受取プレート６０は、個々のウェルの数を除き、図１のマルチウェル受取プレート１４の全ての要素を有している。シングルウェル受取プレート６０は、主に、フィルタプレート内で成長させることができる細胞に養分を提供するために使用される。また、シングルウェル受取プレート６０は、フィルタプレートのウェルからの濾液が分析から収集されずに廃棄されるような用途において使用されても良い。ポスト３４、３６は、図１のマルチウェル受取プレート１４に関して前述した形状および寸法と同じ形状および寸法を有している。同様に、シングルウェルプレート６０の孔３８、４０も、マルチウェル受取プレート１４に関して前述した実施形態のそれと同じであり、完全に同じ機能を果たす。また、シングルウェルプレート６０は、マルチウェルフィルタプレート１２の４つの脚部５４と嵌合してマルチウェルフィルタプレート１２を機械的に安定させるマルチウェル受取プレート１４の凹部５６を有していても良い。また、脚部５４／凹部５６は、マルチウェルフィルタプレート１２の薄膜（図示せず）を位置決めして、フィルタプレート１２のウェル１８の底面とプレート６０の１つのウェル６２の底面との接触を防止することにより、液体とフィルタプレート１２の各ウェル１８との接触を促進させるのに役立つ。シングルウェルプレート６０は、平坦な底面（図示せず）を有していても良く、あるいは、マルチウェルフィルタプレート１２のアクセス孔２８と隣接するプレート６０の一端から、マルチウェルフィルタプレート１２のアクセス孔３０と隣接するシングルウェルプレート６０の他端へと液体を流すことができる傾斜した底面６４を有していても良い。このようにすれば、フィルタプレート１２の薄膜上で細胞を乱すことなく、フィルタプレート１２の１または複数のアクセス孔２８、３０を通じて流体を簡単に交換することができ、あるいは、流体をシングルウェルプレート６０に加えることができる。また、図４には、オプションカバー６６が示されている。このオプションカバー６６は、フィルタプレート１２の上端を覆うように配置され、汚染および／または試験システムからの液体の蒸発を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明におけるマルチウェルフィルタプレートおよびマルチウェル受取プレートを使用したマルチウェル試験装置の分解斜視図である。
【図２Ａ】  この発明におけるマルチウェルフィルタプレートおよびマルチウェル受取プレートの部分断面図である。
【図２Ｂ】  この発明におけるマルチウェルフィルタプレートをマルチウェル受取プレートに受けるためのポストおよび対応する孔を上方から見た部分断面図である。
【図３】  マルチウェルフィルタプレートの薄膜から過剰な液体を除去する際の、マルチウェルフィルタプレートおよびマルチウェル受取プレートの位置を示す断面図である。
【図４】  マルチウェルフィルタプレートおよびシングル受取プレートの別の実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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