(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の材料から構築されたスカート及びフレーム部分（１１）であって、第１のアレイパターンで配列された複数の穴（１３）を有する上面（１５）、及び該上面から伸びる等しい深さの壁（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）を有する、スカート及びフレーム部分；
第２の材料から構築されたウェル及びデッキ部分（１２）であって、前記スカート及びフレーム部分（１１）の上面と接合されて単一プレートを形成する、ウェル及びデッキ部分；並びに
前記ウェル及びデッキ部分（１２）と一体となった複数のサンプルウェル（１４）であって、前記スカート及びフレーム部分の上面の前記複数の穴（１３）を通って伸びるように前記第１のアレイパターンで配列される複数のサンプルウェル（１４）、を備える薄ウェルマイクロプレート（１０）。
【請求項２】
前記第１の材料は前記スカート及びフレーム部分に該薄ウェルマイクロプレートを備える自動化装置の使用を可能にする剛性を付与する、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項３】
前記第２の材料は前記サンプルウェルを形成し、該サンプルウェルは十分な熱移動を可能にするに適切な厚さを有する薄い壁を備える、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項４】
前記第２の材料は前記サンプルウェルを形成し、該サンプルウェルは前記薄ウェルマイクロプレートを備える光学検出装置の使用を可能にするに十分な不透明度を有する、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項５】
前記スカート及びフレーム部分並びに前記ウェル及びデッキ部分が、別々の構成要素から形成されそして永久に接合され、前記単一のプレートを形成する、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項６】
前記ウェル及びデッキ部分が、前記スカート及びフレーム部分の上面と一体となって形成される、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項７】
前記スカート及びフレーム部分が、前記上面と反対側の該スカート及びフレーム部分の底部を形成する４つの壁を備える、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項８】
前記底部が、前記上面の長さ及び幅よりもわずかに大きい長さ及び幅を有する、請求項７に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項９】
前記サンプルウェルの各々の開口部の周囲に高くなったリムを更に備え、該リムが、前記ウェル及びデッキ部分の上面と近接する、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１０】
隣接するサンプルウェルの前記一段高いリムの間に溝を更に備える、請求項９に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１１】
自動化装置の係合のために、前記スカート及びフレーム部分の各ウェル中に少なくとも１つのくぼみを更に備える、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１２】
更に複数の相互連結リンク（４２）を備え、各相互連結リンクが複数のサンプルウェル（１４）のうちの少なくとも２つを連結する請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１３】
第１の材料から構築されたスカート及びフレーム部分（１１）であって、第１のアレイパターンで配列された複数の穴（１３）を有する上面（１５）、及び該上面から伸びる等しい深さの壁（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）を有する、スカート及びフレーム部分；並びに
第２の材料から構築された複数のサンプルウェル（１４）であって、前記スカート及びフレーム部分の上面の複数の穴（１３）を通って伸びるように前記第１のアレイパターンで配列される複数のサンプルウェルウェル、を備える薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１４】
複数の相互連結リンクを更に備え、各相互連結リンクが、前記複数のサンプルウェルのうちの少なくとも２つを連結する、請求項１３に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１５】
前記第１の材料が、ポリマー樹脂である、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１６】
前記第１の材料が、充填剤入りポリマー樹脂である、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１７】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも１００℃の温度に耐え得る、請求項１６に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１８】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、ガラス充填したポリプロピレンである、請求項１６に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項１９】
前記第２の材料が、ポリマー樹脂である、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項２０】
前記第２の材料が、非充填ポリマー樹脂である、請求項１に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項２１】
前記非充填ポリマー樹脂が、少なくとも１００℃の温度に耐え得る、請求項２０に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項２２】
前記非充填ポリマー樹脂が、非充填ポリプロピレンである、請求項２０に記載の薄ウェルマイクロプレート。
【請求項２３】
薄ウェルマイクロプレートを構築する方法であって、
第１の製造プロセスにおける使用に有用な形態の第１の材料を提供する工程；
第１の製造プロセスによって第１の材料からスカート及びフレーム部分（１１）を形成する工程であって、スカート及びフレーム部分は該スカート及びフレーム部分の上部平面（１５）に形成される複数の穴（１３）を備える工程；
第２の製造プロセスにおける使用に有用な形態の第２の材料を提供する工程；
第２の製造プロセスによって第２の材料からウェル及びデッキ部分（１２）を形成する工程であって、ウェル及びデッキ部分は該ウェル及びデッキ部分の上部平面デッキ（１９）に形成され且つスカート及びフレーム部分の複数の穴（１３）への挿入のためのサイズを有する複数のサンプルウェル（１４）を備える工程；
前記複数のサンプルウェル（１４）が前記複数の穴（１３）に配置されるように、ウェル及びデッキ部分（１２）をスカート及びフレーム部分（１１）に接合させる工程；並びに
単一プレートを生成するようにウェル及びデッキ部分（１２）をスカート及びフレーム部分の上部平面（１５）に永久に接着させる工程、を含む方法。
【請求項２４】
前記第１及び第２の製造プロセスが、異なる製造方法である、請求項２３に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項２５】
前記第１の材料がポリマー樹脂であり、且つ前記第２の樹脂がポリマー樹脂である、請求項２３に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項２６】
前記第１の材料がガラス充填したポリプロピレンであり、且つ前記第２の材料が非充填ポリプロピレンである、請求項２５に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項２７】
前記第１の材料がポリマー樹脂以外の材料であり、且つ前記第２の材料がポリマー樹脂である、請求項２３に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項２８】
前記接着工程が、超音波溶接を含む、請求項２３に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【請求項２９】
前記接着工程が、熱溶接を含む、請求項２３に記載の薄ウェルマイクロプレートを構築する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（優先権主張）
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項の下、１９９９年７月２３日に出願した米国仮特許出願番号６０／１４５，３８１（本明細書中で参考として援用される）に対する優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、サーマルサイクリング手順の条件に耐えそして最適な熱移動特性および生物学的特性を提供するための、サンプルウェルのアレイならびに自動化装置（例えば、ロボット操作装置）との使用に必要とされる特定の物理的特性および材料特性の組み合わせを有する、薄ウェルマイクロプレート（ｔｈｉｎ−ｗｅｌｌ  ｍｉｃｒｏｐｌａｔｅ）を提供する。本発明はまた、この薄ウェルマイクロプレートを単一のプレートとして構築する方法を提供し、この方法は、理想的な構成材料を使用して、薄ウェルマイクロプレートの特定の物理的特性および材料特性を付与および最適化する。
【０００３】
（発明の背景）
種々の生物学的研究ならびに臨床診断手順および技術は、複数のサンプルが定量的アッセイおよび定性的アッセイのためにかまたはサンプルの保存および回収のために配置される、ウェルまたはチューブのアレイを必要とするか、あるいはこのアレイによって容易にされる。小さいサンプル容量を含み得るウェルまたはチューブのアレイを提供する先行技術のデバイスは、マルチウェルプレートとして一般的に知られるマイクロタイタープレートである。
【０００４】
マルチウェルプレートは、少量の代表的には水性のサンプル（１μｌの一部〜数百μｌの範囲）を含み得る、蓋なし（ｏｐｅｎ‐ｔｏｐ）のウェル、カップまたはくぼみを有する。マルチウェルプレートはまた、代表的に、米国特許第３，３５６，４６２号に開示されるマルチウェルプレートのような、８×１２のサンプルウェルのアレイに配列されそして９ｍｍのウェル中心間距離を有する、総計９６サンプルウェルのサンプルウェルアレイを備える。サンプルウェルアレイはまた、１６×２４のウェルのアレイに配列されそしてウェル中心間距離が４．５ｍｍに減少された、３８４ウェルのアレイを備える。ウェルアレイは、いかなる特定のウェル数にも、いかなる特定のアレイパターンにも限定されない。例えば、米国特許第５，９１０，２８７号は、８６４個を超えるウェルのウェルアレイを備えるマルチウェルプレートを開示する。
【０００５】
マルチウェルプレートを使用する研究技術としては、定量結合アッセイ（例えば、放射免疫検定法（ＲＩＡ）もしくは固相酵素免疫検定法（ＥＬＩＳＡ）、組み合わせ化学、細胞ベースアッセイ、ともに一連のサーマルサイクルを使用して特定のＤＮＡ配列を複製するサーマルサイクルＤＮＡ配列決定およびポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ））が挙げられるが、これらに限定されない。これらの技術はそれぞれ、物理的特性および材料特性ならびにサンプルウェルの表面特徴に特定の要求をする。例えば、ＲＩＡおよびＥＬＩＳＡは、高いタンパク質結合を有する表面を必要とし；組み合わせ化学は、高い耐薬品性および熱耐性を必要とし；細胞ベースアッセイは、滅菌および細胞付着、ならびに良好な透過性が両立できる表面を必要とし；ならびにサーマルサイクリングは低いタンパク質結合および低いＤＮＡ結合、良好な熱伝導率、ならびに適度な熱耐性を必要とする。
【０００６】
マルチウェルプレートの異なる使用は、そのマルチウェルプレートの全体的な形態および構造に、異なる要求をする。自動化した装置についてのプレートの適合性はおそらく、プレートの形態および構造における最も厳密な制約の１つである。多くの研究室は、手順の様々な工程または段階（例えば、自動化分配／吸引システムを使用して、サンプルウェルから、しばしば５μｌ以下の少量の反応混合物を入れる工程および取り出す工程）を自動化する。さらに、プレート操作装置は、しばしばそのような手順の自動化を容易にするのを助けるため使用される。従って、ロボット装置を使用することの助けになるマルチウェルプレートの使用、そしてロボット把握（ｇｒｉｐｐｉｎｇ）および操作に耐え得るマルチウェルプレートの使用が、望ましい。
【０００７】
ロボット操作および液体操作機器中のマルチウェルプレートの成功した配備を可能にする特徴を標準化する努力が、推奨され（Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｍｉｃｒｏｐｌａｔｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｓａｔｉｏｎｓ  ｈｔｔｐ：／／ｓｂｓｏｎｌｉｎｅ．ｃｏｍ／ｓｂｓ０７０．ｈｔｍ）、そしてかなりの努力が、マルチウェルプレート設計のキーとなる要素の共通のジオメトリー（フットプリント（基準平面での長さおよび幅として定義される）、フットプリントの外面に関するウェルの位置、および全体的な平坦さを含む、ならびにロボット把握領域における剛性）を達成するためになされた。
サーマルサイクリング手順において使用されるマルチウェルプレートは、マルチウェルプレートのサブセットを形成し、そして薄ウェルマイクロプレートとして言及され得る。サーマルサイクリングにおける使用により、薄ウェルマイクロプレートに対して、さらなる物質的要件および構造的要件が課せられる。典型的に、マルチウェルプレートは、高い温度、もしくは早い温度サイクリングに暴露されない。薄ウェルマイクロプレートは、サーマルサイクリングの厳密な要件に適応するために設計される。例えば、典型的に、薄ウェルマイクロプレートは、サンプルウェル中に含まれるサンプルへの熱移動を改良することを目的とする設計適応を有する。薄ウェルマイクロプレートのサンプルウェルは、典型的には、０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）以下のオーダーの薄い壁を有する。典型的に、検体ウェルは、ウェルがサーマルサイクラーの加熱工程／冷却工程ブロックの対応する円錐形の形にぴったり収まるのを可能にする円錐形の形状である。サンプルウェルのぴったり収まるという特徴は、加熱工程／冷却工程ブロックに接触しながら、薄ウェルマイクロプレートの表面積を増加させるのに役立ち、従って、サンプルの加熱工程および冷却工程を容易にするのに役立つ。
【０００８】
標準的なマルチウェルプレートの適用に関して上記で記載したように、現在薄ウェルマイクロプレートを利用している多くの研究室は、サーマルサイクリングの前および後に行われる手順を自動化し、そしてそのような自動化を容易にするためにロボット装置を使用する。ロボット機器を用いた信頼の置けるおよび正確な使用を保証するため、薄ウェルマイクロプレートのサブセットはまた、ロボット操作を容易にする、ならびにサーマルサイクリングの高い温度に暴露された際に、寸法安定性および完全性を薄ウェルマイクロプレートが維持することを可能にする一般的な物理的特性および材料特性を有していなければならない。
【０００９】
薄ウェルマイクロプレートは、最適なロボット操作、液体操作およびサーマルサイクリングのため、物理的特性および材料特性の特定の組み合わせを必要とする。これらの特性は、ロボットプレート操作に必要とされる剛性、強度および直線性；正確なおよび信頼の置ける液体サンプル操作に必要とされるサンプルウェルアレイの平坦さ；１００℃に接近する温度へと暴露される間およびその後の物理的および寸法的な安定性および完全性；ならびにサンプルへの最適な熱移動に必要とされる薄い壁のサンプルウェルをからなる。これらの様々な特性は、矛盾する傾向がある。例えば、改良された剛性および／もしくは安定性を提供するポリマーは、典型的に生物学的適合性であるため、および／もしくは薄い壁のサンプルチューブを形成するために必要とされる材料特性を有しない。現存の薄いウェルのマイクロプレートは、これらの特性をすべて与えるようには構築されていない。
【００１０】
マルチウェルプレートの典型的な製造プロセスは、そのようなプロセスの経済性に起因してポリマー射出成形である。マルチウェルプレートが一貫して剛性および平坦さの仕様を固持することを確実にするため、先行技術のマルチウェルプレートの製造者は、２つの設計選択肢のうちひとつ、もしくは両方を用いる。この２つの設計選択肢は、すなわち、マルチウェルプレートに構造的特徴を組み込むこと、およびマルチウェルプレートを構築するために適切なおよび経済的なポリマーを使用することである。
【００１１】
マルチウェルプレートに構造的特徴を組み込む第一の選択肢として、平坦さおよび剛性を強化するためマルチウェルプレートの底面にリブを組み込むことが挙げられる。しかし、そのような構造的特徴は、サーマルサイクリング手順に使用される薄ウェルマイクロプレートに組み込まれ得ない。そのような構造的特徴では、サンプルウェルがサーマルサイクルラーのブロックのウェルにぴったり収まるのを可能にせず、従って、ブロックウェルと効果的に結合することを妨げ、結果としてサンプルウェル中に含まれるサンプルへの効果的な熱移動を低下させる。
【００１２】
マルチウェルプレートの剛性および平坦さを増強する第二の選択肢として、プレートに剛性および平坦さを与える適切で経済的なポリマーの使用が挙げられる。同時に、その選択されたポリマーはまた、サーマルサイクリングの間にサンプルウェルが正確に機能するために、薄ウェルマイクロプレートサンプルウェルの物理的特性および材料特性の要件を満たさなければならない。多くの先行技術の発明のマルチウェルプレートの多くは、ポリスチレンもしくはポリカーボネートで構築される。ポリスチレンおよびポリカーボネート樹脂は、薄ウェルマイクロプレートに必要とされるサンプルウェルの薄い壁の成形には適さない、成形流れ特性を示す。成形されたポリスチレンは、サーマルサイクリング手順で慣用的に使用される温度に暴露された場合、柔らかくなるかまた融ける。従って、そのようなポリマー樹脂は、サーマルサイクリング手順のための薄ウェルマイクロプレートの構築に適さない。
【００１３】
先行技術の薄ウェルマイクロプレートはまた、典型的に射出成形プロセスによって製造され、ここで、全マイクロプレートは、単一物質（典型的にポリプロピレンもしくはポリオレフィン）の単一製造操作で構築される。ポリプロピレンの射出成形による薄ウェルマイクロプレートの構築が、望ましい。なぜなら、融解したポリプロピレンの流れ特性によって、サンプルウェルアレイがサーマルサイクラーのブロックに取り付けられる際に、最適な熱移動を促進するために十分に薄い壁を持ったサンプルウェルの一貫した成形を可能にするからである。加えて、サーマルサイクリングの高温に暴露された場合に、ポリプロピレンは、柔らかくならないし、融解もしない。しかし、単一製造操作で単一ポリマー樹脂（例えば、ポリプロピレンおよびポリオレフィン）で構築された先行技術の薄ウェルマイクロプレートは、複雑な特性をもった成形部分で見られる固有の内部応力を有し、プレートの本体のいたるところに厚いおよび薄い横断面部分を示す。内部応力は、成形プロセスが完了した後の、プレート本体の厚い部分と薄い部分との冷却速度の違いに起因する。加えて、薄ウェルマイクロプレートがサーマルサイクリング手順の条件で暴露される場合に、更なる歪み（例えば、内部応力による反りおよび縮み）が結果として生じ得る。結果として生じる平面性およびフットプリントサイズにおける寸法の変化がまた、自動化された装置による信頼できないサンプルローディングおよびサンプル回収に通じ得る。
【００１４】
代替の先行技術製造方法は、ポリカーボネートシート材料から薄いウェルマルチウェルプレートを熱成形する工程を含む。ポリカーボネートシート材料は、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ、Ｃｏｒｎｉｎｇ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋから入手可能な製品番号９３３２、およびＭＪ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．、Ｗａｌｔｈａｍ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓからの製品番号ＣＯＮ−９６０１である。しかし、ポリカーボネートを熱成形することによって製造された薄ウェルマイクロプレートは、ロボット装置で使用する薄ウェルマイクロプレートの必要とする剛性および寸法的精度も、もしくは自動サンプル操作装置による正確な液体の分配および吸引に必要とされる寸法的な精度も提供しない。
【００１５】
ロボット適用のために推進された先行技術の薄いウェルポリカーボネートマイクロプレートは、薄いウェルのポリプロピレンマイクロプレートと関連する寸法的な変化を示しつづける。従って、そのような薄いウェルポリプロピレンマイクロプレートは、そのようなマイクロプレートがロボット装置で使用され得る信頼性および精度を制限する。加えて、そのような薄いウェルポリプロピレンマイクロプレートは、寸法的精度を復活させるために外部の強固なアダプター（例えば、ＭＪ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．、Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ．から入手可能なＭｉｃｒｏｓｅａｌ  ３８４  Ｐｌａｔｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒ，製品番号ＡＤＲ−３８４１）を必要とする。そのようなマイクロプレートの成形部分の全体的な厚みを増加させることによって薄ウェルマイクロプレートの剛性を増加させる試みは、サンプルウェル壁の厚さの好ましくない増加となった。例えば、Ｐｏｌｙｆｉｌｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．、Ｒｏｃｋｌａｎｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓから入手可能なＵＮＩ  ＰＣＲ  ９６ウェルプレートで、この製品の平均サンプルウェル壁の厚さは０．２０インチ（０．５ｍｍ）以上である。
【００１６】
現在利用できる製造方法を使用する場合、ロボット適合性の薄ウェルマイクロプレートについての要件は、サーマルサイクリング手順に使用するための薄ウェルマイクロプレートについての要件と、正面から矛盾する。この問題と取り組む１つの公知の方法は、第一材料のトレーを、第二材料から別に作製されたサンプルウェルとともに利用することである。そのようなマイクロプレートは、ＡＢｇｅｎｅ  Ｌｔｄ．、Ｓｕｒｒｅｙ，ＵＫから入手可能な「Ｏｍｎｉ−Ｔｕｂｅ  Ｐｌａｔｅ」および「Ｔｈｅｒｍｏ−Ｔｕｂｅ  Ｐｌａｔｅ」という名前のもとで、市販されている。両製品は、マルチウェルプレートの寸法に近い全体的寸法を持つトレイから構成され、別に製造されたチューブあるいはチューブのストリップが大まかに挿入される穴のアレイを有する。必要とされる組み立てのため、これらの製品は、薄ウェルマイクロプレートによって提供される単一単位のプレートの便利さを提供しない。自動化マイクロプレートプロセスの高処理能力という性質は、本質的に手動介入が最小になることを必要とする。そのような高処理能力という性質はまた、どんな準備工程も組み立て工程（例えば、様々な構成部分からのサンプル容器もしくはマイクロプレートの組み立て）をも排除する。さらに、これらの製品のジオメトリーおよび大まかに適合する性質は、高い精度のロボット装置および自動化分配装置を用いた使用をこれらの製品に与えない。
【００１７】
従って、自動化手順に高い精度のロボット操作装置を用いた使用に適合性のある単一単位のプレートとして薄ウェルマイクロプレートを提供することが望ましい。以下のような薄ウェルマイクロプレートがまた、大いに望ましい。そのプレートは、サーマルサイクリング手順の高い温度条件下でロボット操作をする間、寸法的な安定性および完全性を維持する物理的特性および材料特性をもち、一方また、サーマルサイクリング反応に対して伝導性のある性質を有する。
【００１８】
（発明の要旨）
本発明の実施形態は、研究手順および診断技術に使用される薄ウェルマイクロプレート、ならびにこの薄ウェルマイクロプレートを製造する方法に関する。本発明の薄ウェルマイクロプレートは、２つの別の構成要素からなる単一のプレートを含む。このプレートは、スカートおよびフレーム部分、ならびにウェルおよびデッキ部分を備え、多数のサンプルウェルを有する。各部分は、そのような物質が、各構成要素に与える特定の物理的特性および材料特性について選択された適当な物質の別の成分で構築される。スカートおよびフレーム部分とウェルおよびデッキ部分とが結合されて、単一プレートが形成される。スカートおよびフレーム部分ならびにウェルおよびデッキ部分に提供された物理的特性と材料特性との組み合わせは、高い温度条件に耐えるための、適切な熱移動および物理的な安定性の薄い壁のサンプルウェルを含むが、これに限定されない。スカートおよびフレーム部分ならびにウェルおよびデッキ部分によって提供された物理的特性と材料特性との組み合わせは、サーマルサイクリング手順中の自動化装置について薄ウェルマイクロプレートの性能を最適化する。
【００１９】
本発明の第一の実施形態において、薄ウェルマイクロプレートは、第一アレイパターンに配置された複数の穴を有する上面を有するスカートおよびフレーム部分、ならびにスカートおよびフレーム部分の上面に接合したウェルおよびデッキ部分を備えて、単一のプレートを形成する。そのウェルおよびデッキ部分は、デッキ部分と一体化して、そして第一アレイパターンに配置された複数のサンプルウェルを備える。その結果、サンプルウェルは、ウェルおよびデッキ部分がスカートおよびフレーム部分の上面と接合して単一プレートを形成した場合、そのサンプルウェルがスカートおよびフレーム部分の複数の穴を通じて伸びる。スカートおよびフレーム部分は、薄ウェルマイクロプレートが自動化装置と共に使用されるのを可能にするように、スカートおよびフレーム部分に剛性を与える第１の材料で構築される。ウェルおよびデッキ部分は、サンプルウェルへの適切な熱移動を可能にする一貫した厚みの薄い壁を有するサンプルウェルを形成する第２の材料で構築される。この第２の構築材料はさらに、この第２の材料によってサンプルウェルに提供された十分な不透明度によって、薄ウェルマイクロプレートが、光学検出装置とともに使用されるのを可能にする。
【００２０】
第１の実施形態の単一プレートは、別々の構成要素として形成され、次いで永久に接合されて単一プレートを形成する、スカートおよびフレーム部分ならびにウェルおよびデッキ部分を備える。第１の実施形態の別のバージョンでは、ウェルおよびデッキ部分は、スカートおよびフレーム部分の上面と一体化して形成されて単一プレートを形成する。
【００２１】
スカートおよびフレーム部分は、上面とは反対の底部を形成する４つの壁を備える。ここで、底部は、上面の長さおよび幅よりもわずかに大きい長さおよび幅を持つ。このスカートおよびフレーム部分はさらに、薄ウェルマイクロプレートと自動化装置との係合を可能にする少なくとも１つのくぼみを各壁中に備える。
【００２２】
ウェルおよびデッキ部分はさらに、ウェルおよびデッキ部分の上面と隣接する各サンプルウェルの開口部周辺に高くなったリムを備える。この高くなったリムは、隣接したサンプルウェル間の汚染を防ぐために隣接したサンプルウェル間にウェルおよびデッキ部分に溝を形成する。
【００２３】
本発明の別の実施形態では、ウェルおよびデッキ部分は、複数の相互連結リンクを有する上面を備え、個々のリンクは、隣接したサンプルウェルを連結して、相互連結リンクとサンプルウェルとの網目構造を形成している。上記に記載した通り、相互連結リンクとサンプルウェルとの網目構造を含むウェルおよびデッキ部分は、スカートおよびフレーム部分とは別の構成要素として形成され得、次いで、スカートおよびフレーム部分と永久に接合されて、単一プレートを形成し得る。あるいは、この実施形態のあるバージョンでは、この網目構造は、スカートおよびフレーム部分の上面と一体化して形成され得る。
【００２４】
本発明のさらに別の実施形態では、この薄ウェルマイクロプレートは、スカートおよびフレーム部分を備え、この部分は、第１の材料で構築され、第１のアレイパターンに配置された複数の穴を上面に有し、そして、等しい深さの壁が上面から伸びる。スカートおよびフレーム部分はさらに、複数のサンプルウェルを備え、このウェルは、第２の材料で構築されており、そして、第１のパターンで配置されており、その結果、これらのサンプルウェルは、スカートおよびフレーム部分の上面の複数の穴を通じて伸びる。この実施形態のバージョンにおいて、薄ウェルマイクロプレートは、複数の相互連結リンクを備え、個々の相互連結リンクは、隣接したサンプルウェルを連結している。
【００２５】
第１の実施形態において、スカートおよびフレーム部分を構築するために使用される第１の材料は、ポリマー樹脂または充填剤入りポリマー樹脂であるが、これらに限定されない。充填剤入りポリマー樹脂は、少なくとも１００℃の温度に耐え得、これは、薄ウェルマイクロプレートが、高温を使用するサーマルサイクリング手順において使用されることを可能にする。第１の実施形態の１つのバージョンにおけるスカートおよびフレーム部分は、薄ウェルマイクロプレートが自動化装置と共に使用されることを可能とするに十分な剛性をそのスカートおよびフレーム部分に与えるガラス充填したポリプロピレンから構築される。
【００２６】
第１の実施形態のウェルおよびデッキ部分を構築するため使用される第２の材料は、ポリマー樹脂または非充填ポリマー樹脂であるが、これらに限定されない。非充填ポリマー樹脂は少なくとも１００℃の温度に耐え得、これは、薄ウェルマイクロプレートが高温のサーマルサイクリング手順において使用されることを同様に可能にする。しかし、非充填ポリマー樹脂は、サーマルサイクリングの高温条件に耐えるだけでなく、一貫した厚さの薄壁を有するサンプルウェルを形成する。本実施形態の１つのバージョンにおいて、このウェルおよびデッキ部分は、サーマルサイクリング手順の間サンプルウェルへの十分な熱移動を可能にする薄壁を有するサンプルウェルを形成し、そしてまた、この薄ウェルマイクロプレートを備える光学検出装置の使用を可能にするに十分な不透明度をサンプルウェルに提供する、非充填ポリプロピレンから構築される。
【００２７】
本発明はまた、薄ウェルマイクロプレートの構築方法に関する。１つの実施形態において、構築方法は、第１の構築方法を含み、ここでは、その薄ウェルマイクロプレートが、２つの工程を包含する単一成形プロセスにおいて単一プレートとして形成される。この第１の構築方法は、成形プロセスに有用な第１の材料を提供する工程、および第１の工程において、この第１の材料のインサートを成形する工程を包含し、ここで、そのインサートは、インサートの上面において形成された複数の穴を備える。この第１の構築方法は、この成形プロセスに有用な第２の材料を提供する工程、第２の材料を受けるよう上記インサートを配置するをする工程および第２の工程においてこのインサートに第２の材料を適用する工程をさらに包含し、ここで、このインサートの上面で一体となって成形にされた平面デッキならびにインサートの上面および複数の穴と一体となって成形された複数のサンプルウェルを有し、単一プレートを生成する、被覆成形物（ｏｖｅｒ−ｍｏｌｄ）が成形される。
【００２８】
本実施形態の１つのバージョンにおいて、この成形プロセスは、射出成形プロセスであり、このプロセスは、第１の材料の第１の射出成形としての第１工程および第２の材料の第２の射出成形としての第２工程を含む。本実施形態の他のバージョンにおいて、第１の材料および第２の材料はポリマー樹脂であるか、または第１の材料がガラス充填したポリプロピレンであり、そして第２の材料が非充填ポリプロピレンである。
【００２９】
この構築方法の別の実施形態は、第２の構築方法を含み、ここでは、薄ウェルマイクロプレートが、２つの別個の製造プロセスにおいて単一プレートとして形成される。この第２の構築方法は、第１の製造プロセスに有用な第１の材料を提供する工程および第１の製造プロセスによって第１の材料のスカートおよびフレーム部分を形成する工程を包含し、ここで、そのスカートおよびフレーム部分は、そのスカートおよびフレーム部分の上面に形成された複数の穴を含む。第２の構築方法は、第２の製造プロセスに有用な第２の材料を提供する工程および第２の製造プロセスによって第２の材料からウェルおよびデッキ部分を形成する工程をさらに包含し、ここで、そのウェルおよびデッキ部分は、ウェルおよびデッキ部分の上部平面デッキに形成される複数のサンプルウェルを含み、このサンプルウェルは、スカートおよびフレーム部分の複数の穴への挿入のためのサイズを有する。この第２の構築方法に従って、スカートおよびフレーム部分ならびにウェルおよびデッキ部分は、複数のサンプルウェルが複数の穴に配置されるように、それらが別々に製造された後に接合される。このウェルおよびデッキ部分は、スカートおよびフレーム部分の上面に、単一プレートを生成する永久に接着される。
【００３０】
薄ウェルマイクロプレートの第２の構築方法の１つのバージョンにおいて、第１の製造プロセスおよび第２の製造プロセスは、別個のプロセスであるだけではなく、異なる構築方法でもある。この第１の製造プロセスおよび第２の製造プロセスは、異なる成形方法であり得、例えば、第１の製造プロセスが従来の成形プロセスであり、そして第２の製造プロセスが射出成形プロセスである。あるいは、第２の実施形態の別のバージョンにおいて、第１の製造プロセスおよび第２の製造プロセスは、類似の製造方法である。
【００３１】
薄ウェルマイクロプレートの第２の構築方法は、第１の製造プロセスおよび第２の製造プロセスが各々異なる構築材料を使用することを可能にする。従って、本実施形態の別のバージョンは、例えば、スカートおよびフレーム部分を形成するためのガラス充填したポリプロピレンを使用する第１の製造プロセスおよびウェルおよびデッキ部分を形成するための非充填ポリプロピレンを使用する第２の製造プロセスを含み、それによって、２つの異なる材料から構築される単一プレートが形成される。２つの別個の製造プロセスにおいて薄ウェルマイクロプレートを構築する、本実施形態のさらに別のバージョンは、ポリマー樹脂とは異なる材料（例えば、アルミニウムシートストック）である第１の材料から第１の製造プロセスにおいてスカートおよびフレーム部分を構築する工程、および第２の材料（非充填ポリプロピレンを含む）から第２の製造プロセスにおいてウェルおよびデッキ部分を構築する工程を包含する。
【００３２】
薄ウェルマイクロプレートの第２の構築方法は、異なる２つのプロセスまたは類似であるが別個の２つのプロセスの各々において異なる材料を使用して、別個の構成要素としてスカートおよびフレーム部分ならびにウェルおよびデッキ部分を構築する工程を包含するが、そのスカートおよびフレーム部分ならびにそのウェルおよびデッキ部分は、その後、本発明の単一プレートを形成するよう接着工程（例えば、超音波溶接または熱溶接を含み得る）によって永久に接合される。
【００３３】
（発明の詳細な説明）
以下に記載される本発明の例示の実施形態は、定性分析および定量分析のために複数のサンプルを必要または所望する研究手順および診断技術において使用するための薄ウェルマイクロプレート、ならびにその薄ウェルマイクロプレートを製造するための方法に関する。より詳細には、本発明は、マイクロプレートがサーマルサイクリング手順における使用および自動化装置を伴う使用のために特に適切であるような、薄壁サンプルウェルならびに物理的特性および材料特性の特定の組み合わせを有する薄ウェルマイクロプレートに関する。しかし、当業者は、本発明の実施形態が、サーマルサイクリング適用における使用のための薄ウェルマイクロプレートに限定されないが、むしろ種々の反応およびアッセイのためのサンプル格納およびサンプル貯蔵のための薄ウェルマイクロプレートを含み得ることを理解する。本発明はまた、自動化装置を伴う使用およびサーマルサイクリング手順における使用に有用な物理的特性および材料特性の特定の組み合わせを有する単一プレートとして薄ウェルマイクロプレートを構築する方法に関する。
【００３４】
本発明の実施形態は、図１〜１０を参照して記載される。これらの図は、実施形態を例示するために提示され、かつ特許請求の範囲を限定することを意図されない。
【００３５】
図１および２ａ〜２ｃを参照して、本発明の第１の実施形態は、単一型の薄ウェルマイクロプレート１０を含み、このマイクロプレートは、この薄ウェルマイクロプレート１０を形成する２つの接合した構成要素（スカートおよびフレーム部分１１ならびにようにそのスカートおよびフレーム部分１１上にあるウェルおよびデッキ部分１２）を備える。以下の議論される構築方法に依存して、ウェルおよびデッキ部分１２は、スカートおよびフレーム部分１１と一体となって形成されるか、あるいはスカートおよびフレーム１１から別々に形成されて、その後、スカートおよびフレーム部分１１と永久的にアセンブルされ、１つの単一マイクロプレートとして薄ウェルマイクロプレート１０を形成する。
【００３６】
スカートおよびフレーム部分１１は、上部長方形平面１５および底部１６を備える。上部平面１５は、４つの壁（２つの末端壁１７ａ、１７ｂおよび２つの側壁１７ｃ、１７ｄ）により底部１６に連結される。上部平面１５は、約１２２ｍｍの長さＬ１および約７８ｍｍの幅Ｗ１を有する。底部１６は、末端壁１７ａ、１７ｂおよび側壁１７ｃ、１７ｄにより形成される場合、底部１６の全周が上部平面１５の全周を超えて広がるように上部平面１５の寸法よりもわずかに大きい寸法を含む。底部１６は、約１２７ｍｍの長さＬ２および約８５ｍｍの幅Ｗ２を有する。第１の実施形態のスカートおよびフレーム部分１１は長方形であるが、スカートおよびフレーム部分１１は特定の形状に限定されず、そして他の形状および全体の寸法を含み得るということが当業者により理解される。
【００３７】
上部平面１５は、その中でかつ上部平面１５と一体となって形成される穴１３のアレイを備えており、対応するサンプルウェルのアレイ（すなわち、ウェルアレイ）を収容する。図１に例示される第１の実施形態において、穴１３のアレイ（一部のみ示される）が、合計３８４個の穴を備える長方形パターンに配置され、３８４ウェルアレイのサンプルウェルを受容し得る１６×２４穴のアレイに配置される。別の実施形態において、上部平面１５は、９６ウェルアレイのサンプルウェルを受容し得る８×１２穴のアレイに配置される、合計９６穴を有する穴１３のアレイを備え得る。図１に例示される第１の実施形態の穴１３のアレイは、３８４ウェルアレイのサンプルウェルを収容するように構築および構成されるが、上部平面１５における穴１３のアレイは、より高いサンプルウェル密度またはより低いサンプルウェル密度のウェルアレイを収容するよう任意の数の穴を備え得、そして代替のアレイパターンに配置され得ることが当業者に理解される。
【００３８】
図２ａを参照すると、この３８４穴アレイの個々の穴１３は、上部平面１５と一体となっている環状開口部２０を有する。図１および２ａ〜２ｃに示されるように、スカートおよびフレーム部分１１の末端壁１７ａ、１７ｂは各々、その末端壁に形成されそしてインデックスポイント１８ａ、１８ｂとして言及される、一対のくぼんだ（ｉｎｄｅｎｔｅｄ）ノッチを備える。側壁１７ｃ、１７ｄの各々は、その側壁に形成される一対のインデックスポイント１８ｃ、１８ｄを同様に備える。インデックスポイント１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの対は、自動化操作装置（例えば、ロボットアーム（これに、限定されない））の係合機構を受け、そしてこのような係合機構がスカートおよびフレーム部分１１をしっかりと把握しかつ輸送するのを補助し、そして液体サンプル操作手順の自動化段階の間に薄ウェルマイクロプレート１０の正確かつ一致した配置を容易にするよう構築および構成される。図２ａ〜２ｃに例示される第１の実施形態において、インデックスポイント１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの対は、長方形に形作られるが、それらは特定の形状または形態に限定されず、そして自動化装置の係合機構を受けるために必要な他のジオメトリーおよび形状を含み得る。
【００３９】
薄ウェルマイクロプレート１０のスカートおよびフレーム部分１１は、スカートおよびフレーム部分１１の強度および剛性の物理学的特性および材料特性ならびに上部平面１５および底部１６に直線性を、付与しそして最適化する適切な材料から構築される。構造的強度、剛性および直線性に加えて、適切な構築材料は、スカートおよびフレーム部分１１に寸法安定性を与え、そして使用の間にサーマルサイクリングプロセスへの高温の曝露から生じ得る、物理的ジオメトリーおよび全体の寸法の収縮およびひずみに耐える。適切な構築材料はまた、スカートおよびフレーム部分１１を有する自動操作装置（例えば、ロボットアーム）の係合機構の把握（ｇｒｉｐｐｉｎｇ）および保持（ｈｏｌｄｉｎｇ）により引き起こされる、スカートおよびフレーム部分１１の変形に実質的に耐える。
【００４０】
スカートおよびフレーム部分１１の適切な構築材料としては、ポリマー樹脂（例えば、ガラス充填化ポリプロピレン（例えば、Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ，Ｎｅｗ  ＹｏｒｋのＡＭＣＯ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃから入手可能なＡＭＣＯ＃ＰＰ１０１５Ｇガラス充填化ポリプロピレン））が挙げられるが、限定されない。ＡＭＣＯ＃ＰＰ１０１５Ｇガラス充填ポリプロピレンは、およそ１７０℃の標準的な融点を有し、そしてサーマルサイクリング手順の高温（代表的に約８０℃〜約９６℃、そしてしばしば１００℃まで）への周期的な曝露に起因する過度の軟化に実質的に耐性である。充填化ポリプロピレンは、このような材料を本明細書中に記載される種々の成形プロセスによるスカートおよびフレーム部分１１の製造に有用にする適切な流動特性（例えば、４〜８ｇ／分の溶融流量）を有する。充填剤入りポリマーは、強度および剛性を増強するためにスカートおよびフレーム部分１１に他の物理的機構（例えば、強化リブ）を付加する必要性を最小化または排除する。ガラス充填したポリプロピレンのスカートおよびフレーム部分１１を成形することが望まれるが、他の充填剤入りポリマーが需要可能な結果を生じさせるために利用され得るということに留意する。これらの例は、種々のファミリーの充填化ポリプロピレン（例えば、２０％〜４０％タルク充填化ポリプロピレンまたは４０％〜６０％炭酸カルシウム充填化ポリプロピレン）であり、全て、ＡＭＣＯ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃから入手可能である。受容可能なポリマーのさらなる例としては、アモルファスポリマーファミリーのポリマーのうちのいくつかのポリマー（例えば、ガラス充填したポリカーボネート）が挙げられる。
【００４１】
図１、３ａ〜３ｃを参照して、薄ウェルマイクロプレート１０のウェルおよびデッキ部分１２は、上面３０および底面３１を有する長方形平面デッキ１９を備える。平面デッキ１９は、約１１９．９３ｍｍ〜約１２０．０３ｍｍの長さＬ３、および約７８．３３ｍｍ〜約７８．４３ｍｍの幅Ｗ３を有する。第１の実施形態の平面デッキ１９は、長方形の形状であるが、本発明は、特定の形状の平面デッキ１９に限定されず、そして他の形状および全体的な寸法を含み得ることが当業者に理解される。
【００４２】
平面デッキ１９は、平面デッキ１９と一体となって形成されたサンプルウェル１４のアレイを備える。サンプルウェル１４のアレイは、長方形パターンに配置され、そしてスカートおよびフレーム部分１１の穴１３のアレイの数およびパターンに対応する数およびパターンのサンプルウェルを備え、その結果、サンプルウェル１４のアレイは、スカートおよびフレーム部分１１の穴１３のアレイと合わさる。図１に例示される第１の実施形態のサンプルウェル１４のアレイは、１６個×２４個のサンプルウェル１４のアレイに配置された合計３８４個のサンプルウェル１４を備える。別の実施形態では、平面デッキ１９は、８個×１２個のサンプルウェル１４のアレイに配置された合計９６個のサンプルウェルを有する、サンプルウェル１４のアレイを備える。第１の実施形態では、個々のサンプルウェル１４の中心間の間隔は、約４．５ｍｍである。
【００４３】
サンプルウェル１４の３８４ウェルアレイが図１に例示されているとはいえ、平面デッキ１９が、より高いかまたはより低いウェル密度のサンプルウェルのアレイ１４、ならびに別のパターンに構成されたサンプルウェルのアレイを備え得ることが当業者によって理解される。中心間は好ましくは、約９ｍｍまたは９を整数で割ったものもしくは９に整数をかけた倍数（ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｆｒａｃｔｉｏｎ  ｏｒ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ）で維持されて、サンプルを処理するための標準的な自動化装置の使用を可能にする。なぜなら、このような標準的な装置は、９ｍｍの中心間間隔のサンプルウェルのために設計されているからである。他の自動化装置を用いる場合、中心間間隔は、このような装置に適合させることが困難であり得る。
【００４４】
図３ａおよび図３ｃに示すように、第１の実施形態の個々のサンプルウェル１４は、約３．１２ｍｍ〜約３．２２ｍｍの直径Ｄｓを有する開口部３２を平面デッキ１９の上面３０に備える。個々のサンプルウェル１４は、スカートおよびフレーム部分１１における穴１３のアレイの個々の穴１３への挿入または形成のための大きさにされる。個々のサンプルウェル１４は、開口部３２から下方に伸びるウェル本体３３および各ウェル開口部３２を取り囲む高くなったリム３４を備える。高くなったリム３４は、隣接したサンプルウェル１４の間に溝形の領域を作製して、ウェルの間での混入の可能性を減らす。サンプルウェル本体３３は、円錐形の形状であり、約１５．５ｍｍの深さＤ２を有する。円錐形の形状ウェル本体３３の側壁１４ａは、内側に向かって約１７．１°〜約１７．９°の角度を取っており、そして約１．６６ｍｍ〜約１．７６ｍｍの直径へと狭まっている。図３ａ〜３ｃに例示されるサンプルウェル１４の第１の実施形態は上記の形状および寸法を有するとはいえ、サンプルウェルが他の形状および寸法を有し得ることが当業者によって理解される。
【００４５】
個々のサンプルウェル１４の側壁１４ａは薄く、限定されないが、約０．１５ｍｍ〜約０．２５ｍｍの厚さを有する。個々のサンプルウェル１４は、限定されないが、約０．１５ｍｍ〜約０．２５ｍｍの厚さを有する、平らな薄い底壁１４ｂを有する。図４に例示されるように、ウェルおよびデッキ部分１２がスカートおよびフレーム部分１１と係合した場合、または一体となった場合、サンプルウェル１４のアレイの壁１４ａの下の部分は、熱にサンプルを曝露するためのサーマルサイクリングの間に使用されるサーマルサークラーデバイスの加熱／冷却ブロックのウェルと密接に接触し得る。サンプルウェル壁１４ａおよび底壁１４ｂが薄いという性質は、サンプルウェル１４内に含まれるサンプルへの適切な熱移動を容易にするための助けとなる。
【００４６】
ウェルおよびデッキ部分１２の適切な構築材料としては、ポリマー樹脂（例えば、バージン、非充填ポリプロピレン（例えば、ＦＩＮＡ  ＃  ３８２９ポリプロピレン（ＡＭＣＯ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．，Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋから入手可能）を含む）が挙げられるがこれらに限定されない。ＦＩＮＡ  ＃３８２９ポリプロピレンは、約１７０℃の標準的な融点を有する。ＦＩＮＡ  ＃３８２９ポリプロピレンは、高い溶融流量（例えば、６ｇ／分）を保有し、このことは、このような材料が、本明細書中に記載される種々の成形プロセスによって構築されるのを実施可能にする。さらに、ＦＩＮＡファミリーのポリプロピレンは、このような材料が高温でのサーマルサイクリングに耐えるのを可能にする高い変形温度を有する。
【００４７】
スカートおよびフレーム部分１１は、サーマルサイクリング手順の間に、不透明度、強度および剛性という物理的特性および材料特性を付与および維持する第１の適切な材料から構築される。ウェルおよびデッキ部分１２は、サンプルウェル壁１４ａおよび１４ｂが約０．１５ｍｍ〜約０．３８ｍｍの厚さに薄く構築されるのを可能にする第２の適切な材料から構築される。適切な構築材料はまた、ウェルおよびデッキ部分１２の製造の間の、サンプルウェル本体３３全体を通しての、および個々のサンプルウェル１４の間の、ウェルの壁の厚さの変動を低減または除去する。マイクロプレート１０のスカートおよびフレーム部分１１と、ウェルおよびデッキ部分１２とへの別々の材料の使用は、１回の操作において単一の樹脂からマルチウェルプレートを成形する場合には可能でない、製造プロセスの最適化を可能にする。従って、マルチウェルマイクロプレート１０は、サーマルサイクリング後に歪みをそれほど受けない。さらに、マイクロプレート１０の構築は、ウェルおよびデッキ部分１２について、生体分子と適合性であって、そしてサンプルの光学分析を可能にする良好な透明度を保有する、適切な材料の使用を可能にし、一方、スカートおよびデッキ部分１１について、生体適合性でも光学的に透明でもないかもしれないが、強度、剛性および安定性という特性を保有し得る、適切な材料の使用を可能にする。
【００４８】
図５を参照して、本発明の第２の実施形態では、サンプルウェル１４のアレイは、個々のサンプルウェル１４の間の連結構造として作用する平面デッキ１９を伴わずに形成される。むしろ、サンプルウェル１４は、隣接したサンプルウェルの間に何の連結手段も伴わずにスカートおよびフレーム部分１１と一体となった、独立し、そして別々のウェルとして形成される。
【００４９】
図６を参照して、本発明の第３の実施形態では、サンプルウェル１４のアレイは、平面デッキ１９および１５を伴わずに、しかし、相互連結リンク４２を隣接したサンプルウェル１４の間に伴って、同様に形成されて、リンク４２の網目構造を形成し、この網目構造は、個々のサンプルウェル１４の間の連結手段として作用する。この実施形態では、リンク４２の網目構造および連結サンプルウェル１４は、スカートおよびフレーム部分１１へと作製または形成される。
【００５０】
以下に記載される本発明の薄ウェルマイクロプレート１０およびこれを作製する方法は、多くの所望の特徴を同時に組み合わせ、従って、先行技術のマイクロプレートを超えるいくつかの利点を提供する。薄ウェルマイクロプレート１０は、マイクロプレート１０がサーマルサイクリング手順の高温条件に耐え得るようにする物理的特性および材料特性を有し、そして自動化装置（特に、ロボット操作機器）を用いた使用を助ける。薄ウェルマイクロプレート１０はまた、サンプルウェルにサンプル混合物を導入し、そしてサンプルウェルからサンプル混合物を除去するための標準的な自動化液体操作装置（例えば、Ｒｏｂｂｉｎｓ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ｏｆ  Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡから入手可能なＨｙｄｒａＴＭ分配システム）と適合性を維持する。薄ウェルマイクロプレート１０のサンプルウェル１４は、比較的薄く（０．２５ｍｍ以下のオーダー）、そしてこのことは、サーマルサイクリング手順の間のサンプルへの最適な熱移動を容易にするのを助ける。さらに、サンプルウェル壁１４ａ、１４ｂの厚さは、サンプルをサンプルウェルの底を通して光学的に分析するための光学検出システムの使用を可能にする。
【００５１】
本発明の薄ウェルマイクロプレート１０の構築方法は、単一の製造プロセスの異なる工程によってかまたは別々の製造操作によってかのいずれかで、スカートおよびフレーム部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２を別々に製造する工程を包含する。このような構築方法は、薄ウェルマイクロプレート１０の必要とされ、そして所望される最適な物理的特性および材料材料特性を付与および維持する、理想的な材料の各部分を構築するという利点を提供する。本発明は、薄ウェルマイクロプレート１０を提供する。その薄ウェルマイクロプレート１０は、自動化装置による操作に耐えるためのスカートおよびフレーム部分１１の強度、剛性および直線性；サーマルサイクリング手順の高温への曝露の間およびその後のスカートおよびフレーム部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２の寸法安定性および完全性；液体サンプルの正確かつ信頼性のある取り扱い操作のためのサンプルウェル１４のアレイの実質的な平坦さ；ならびに熱移動を最適にするのを助け、そして光学分析を可能にする、薄壁サンプルウェル１４を含めた、物理的特性と材料特性との特定の組み合わせを有する。薄ウェルマイクロプレートを構築する先行技術の方法は、本発明の特定の物理的特性と材料特性との組み合わせを有する薄壁マルチウェルマイクロプレートを生成する材料もプロセスも使用しない。
【００５２】
本発明はまた、本発明の特性を有する薄ウェルマイクロプレートを形成するための方法を含む。薄ウェルマイクロプレート１０を構築するための第１の方法は、薄ウェルマイクロプレート１０を単一プロセスによって製造する工程を包含し、ここで、ウェルおよびデッキ部分１２は、スカートおよびフレーム部分１１と一体化して形成される。薄ウェルマイクロプレート１０の各部分は、別々の材料から、そして同じプロセスの別々の工程によって製造されて、単一プレートを製造する。図７を参照して、２工程成形プロセスは、周知の成形プロセス４１０における使用の助けとなる形態の適切な第１の材料を提供する工程を包含する。成形プロセス４２０の第１の工程では、スカートおよびフレーム部分１１は、第１の材料からインサートとして成形される。適切な第２の材料は、周知の成形プロセス４３０における使用の助けとなる形態で提供される。インサートまたはスカートおよびフレーム部分１１はその後、第２の材料４４０の適用を受けるように配置される。周知の成形プロセス４５０の第２の工程では、ウェルおよびデッキ部分１２は、被覆成形物（ｏｖｅｒ−ｍｏｌｄ）としての第２の適切な材料のスカートおよびフレーム部分１１と一体化して成形されて、単一プレートを生成する。
【００５３】
図８を参照して、薄ウェルマイクロプレートの構築の第１の方法の特定の実施形態は、第１の材料（例えば、充填剤入りポリマー樹脂であるがこれに限定されない）を周知の成形プロセス５１０での使用の助けとなる形態で最初に提供することを含む、当業者に周知の２工程成形プロセスによって薄ウェルマイクロプレート１０を製造する工程を包含する。周知の成形プロセス５２０の第１の工程では、インサートは、充填剤入りポリマー樹脂から成形されて、スカートおよびフレーム部分１１を形成する。第２の材料（例えば、充填されていないポリマー樹脂を含むがこれに限定されない）が、周知の成形プロセス５３０における使用の助けとなる形態で提供される。周知の成形プロセスの第２の工程５４０では、充填していないポリマー樹脂は、インサートに対して被覆成形物として適用されて、ウェルおよびデッキ部分１２を形成して、一体プレートを形成する。インサートまたはスカートおよびフレーム部分１１は、その上に被覆成形物またはウェルおよびデッキ部分１２が一体化して形成される骨格として作用する。
【００５４】
第１の構築方法の第２の実施形態は、当業者に周知の単一の２工程射出成形プロセスによってスカートおよびフレーム部分１１と一体化したウェルおよびデッキ部分１２を製造する工程を包含する。このようなプロセスは、Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ，第８巻，第４号，第１部、２０００年４月２日版に記載される。２工程射出成形プロセスは、２工程成形プロセスのために設計された種々の市販の射出成形プレス（例えば、Ｎｅｔｓｔａｌ−Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ  ＡＧ，Ｎａｅｆｅｌｓ，ＳｗｉｔｚｅｒｌａｎｄまたはＮｅｔｓｔａｌ−Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，Ｉｎｃ．，Ｄｅｖｅｎｓ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓから入手可能なＳｙｎＥｒｇｙ  ２Ｃプレス）を用いることによって行われ得る。２工程射出成形技術は、単一成形を用い、そして第１の工程において第１の材料のスカートおよびフレーム部分１１を第１のショット射出（ｓｈｏｔ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）成形によって形成することを含む。ウェルおよびデッキ部分１２はその後、第２材料から、第２工程において同じ鋳型への第２のショット射出によって構築されて、サンプルウェル１４のアレイを形成し、そしてサンプルウェル開口部３２の周囲の領域を充填して平面デッキ１９を形成する。
【００５５】
薄ウェルマイクロプレート１０の構築の第２方法は、スカートおよびフレーム部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２を、別々の構築材料の２つの別々の製造プロセスによって形成する工程を包含する。図９を参照して、当業者に周知の第１の製造プロセスにおいて、第１の適切な材料は、第１の製造プロセス６１０の助けとなる形態で提供される。スカートおよびフレーム部分１１は、第１の材料から、第１の製造プロセス６２０によって形成される。第２の適切な材料は、当業者に周知の第２の製造プロセス６３０の助けとなる形態で提供される。ウェルおよびデッキ部分１２は、第２の材料から、第２の製造プロセス６４０によって形成される。スカートおよびフレーム部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２はその後、当業者に周知の接着方法（例えば、超音波溶接または熱溶接）によって永続的に連結されて、単一プレート６５０を生成する。第１の製造プロセスおよび第２の製造プロセスは、別の製造プロセスであってもよいし、別々に行われる同様のプロセスであってもよい。
【００５６】
図１０を参照して、第２の構築方法のあるバージョンは、スカートおよびフレーム部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２を別々の射出成形プロセスまたは操作によって形成する工程を包含する。第１の適切な材料（例えば、ガラス充填したポリプロピレンを含む、充填剤入りポリマー樹脂）が、第１の射出成形プロセス７１０の助けとなる形態で提供される。スカートおよびフレーム部分１１は、ガラス充填ポリプロピレンから、第１の射出成形操作７２０によって成形される。例えば、非充填のポリプロピレン７３０を含めた、非充填のポリマー樹脂であるがこれに限定されない第２の適切な材料が提供される。ウェルおよびデッキ部分１２は、非充填のポリプロピレン７４０の第２の、そして別々の射出成形製造プロセスにおいて構築される。スカートおよびフレーム部分１１ならびにウェルおよびデッキ部分１２はその後、超音波溶接によって永続的に連結されて、単一プレート７５０を生成する。超音波溶接は、Ｈｅｒｒｍａｎｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．、Ｓｃｈａｕｍｂｕｒｇ，ＩＬから入手可能な超音波溶接装置を用いることによって行われ得る。
【００５７】
第２の構築方法の別のバージョンでは、薄ウェルマイクロプレート１０は、各々の部分が代替の構築材料を用いて別々のプロセスによって製造される、２つの別々の構築方法によって構築される。例えば、スカートおよびフレーム部分１１は、スカートおよびフレーム部分１１に望ましい、最適の物理的特性および材料特性を同様に付与および維持する、ポリマー樹脂以外の材料から構築される。このような代替材料としては、アルミニウムシートストックが挙げられ得るがこれらに限定されない。スカートおよびフレーム部分１１は、アルミニウムシートストックから、第１のプロセスにおいて当業者に周知のスタンピング法または電磁形成法のいずれかによって最初に形成される。次いで、スカートおよびフレーム部分１１は、射出成形物中に第２のプロセスにおいて配置され、ここで、ウェルおよびデッキ部分１２は、ポリマー樹脂（例えば、非充填のポリプロピレン）から、サンプルウェル１４のアレイおよび平面デッキ１９をスカートおよびフレーム部分１１の上に形成する被覆成形物プロセスによって構築される。
【００５８】
本発明の少なくとも１つの例示的な実施形態をこのように記載してきたが、種々の代替物、改変物および改善物は、当業者によって容易に行われる。このような変更、改変および改善は、本発明の範囲および精神の中にあることが意図される。従って、上記の説明は、例示のためのみであり、そして限定することを意図しない。本発明の限定は、上記の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ規定される。
【００５９】
本発明をより良く理解するために、本明細書中に参考として援用される図面に対する参照がなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従う薄ウェルマイクロプレートの斜視図である。
【図２】図２ａは、図１のマイクロプレートのスカートおよびフレーム部分の上面図である。図２ｂは、図１のマイクロプレートのスカートおよびフレーム部分の側壁の側面図である。図２ｃは、図１のマイクロプレートのスカートおよびフレーム部分の末端壁の側面図である。
【図３】図３ａは、図１のマイクロプレートのウェルおよびデッキ部分の上面図である。
図３ｂは、図１のマイクロプレートのウェルおよびデッキ部分の側面図である。
図３ｃは、図１のマイクロプレートのサンプルウェルのアレイの断面図である。
【図４】図４は、スカートおよびフレーム部分上に配置されたサンプルウェルのアレイの断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態のサンプルウェルのアレイの断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施形態のサンプルウェルのアレイの上面図である。
【図７】図７は、本発明のマイクロプレートの第１の構築方法を例示するプロセスフロー概略図である。
【図８】図８は、第１の構築方法の実施形態を例示するプロセスフローチャートである。
【図９】図９は、本発明のマイクロプレートの第２の構築方法を例示するプロセスフローチャートである。
【図１０】図１０は、第２の構築方法の実施形態を例示するプロセスフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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