(57)【要約】  光学的送受観察システムの較正及び障害調査に有用な基準マイクロプレートが本明細書に記載されている。１実施例においては、基準マイクロプレートは一連のウェルを有するフレームを有し、そのウェルの各々が光学的バイオセンサを含み、その光学的バイオセンサの各々は物体（例えば、エラストマ、光学的エポキシ）によって少なくとも部分的に被覆されている。別の実施例では、基準マイクロプレートは、物体（例えば、エラストマ、光学的エポキシ）によって少なくとも部分的に覆われた光学バイオセンサを有することに加え、当該基準マイクロプレートに付着され且つ光学的バイオセンサを加熱するのに使用される制御可能加熱装置を有する。
2009529671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウェルに対して側壁を形成する上部プレートと、
前記上部プレートに付着され、前記複数のウェルに対して底面を形成する下部プレートと、
を含み、
前記ウェルの各々は当該ウェル内に配設されたバイオセンサを有し、
前記ウェルの各々は前記バイオセンサの各々を少なくとも部分的に被覆する物体を有し、前記物体の屈折率強度は約１．３３であることを特徴とするマイクロプレート。
【請求項２】
前記物体は１．２７−１．５の範囲内の屈折率強度を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレート。
【請求項３】
前記物体はエラストマであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレート。
【請求項４】
前記物体は光学的エポキシであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレート。
【請求項５】
前記下部プレートに付着され、前記バイオセンサを加熱する制御可能加熱装置をさらに含む請求項１に記載のマイクロプレート。
【請求項６】
前記制御可能加熱装置は
熱電対と、
サーミスターと、
ヒートシンクと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載のマイクロプレート。
【請求項７】
マイクロプレートの複数のウェルの内に配設された複数のバイオセンサの上端に物体を載置するステップを含み、
前記物体は水と同様の屈折率強度を有することを特徴とする基準マイクロプレートを製造する方法。
【請求項８】
前記物体の屈折率強度は１．２７−１．５の範囲内にあることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記物体はエラストマであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記物体は光学的エポキシであるあることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記マイクロプレートに制御可能加熱装置を付着するステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記制御可能加熱装置は、
熱電対と、
サーミスターと、
ヒートシンクと、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
基準マイクロプレートを使用するための方法であって、
光学的送受観察システム内に基準マイクロプレートを載置するステップと、
前記基準マイクロプレート内のバイオセンサの少なくとも１つを送受観察するステップと、
を含み、
前記基準マイクロプレートは、複数のウェルを有するフレームを含み、前記ウェルの各々は当該ウェル内に配設されたバイオセンサを有し、前記ウェルの各々は前記バイオセンサの各々を少なくとも部分的に被覆する物体を有し、前記物体は水と同様の屈折率強度を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記物体は１．２７−１．５の範囲内の屈折率強度を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記物体はエラストマであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記物体は光学的エポキシであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記基準マイクロプレートに付着された制御可能加熱装置を使用することによって、前記バイオセンサの温度を制御するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記制御可能加熱装置は、
熱電対と、
サーミスターと、
ヒートシンクと、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記送受観察ステップから得られた１つ以上の共振波長を使用して、前記光学的送受観察システムを較正するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記送受観察ステップから得られた１つ以上の共振波長を使用して、前記光学的送受観察システムを故障検査するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記送受観察ステップから得られた１つ以上の共振波長を使用して、前記光学的送受観察システムの光学的配置を検査するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記送受観察ステップから得られた１つ以上の共振波長を使用して、前記光学的送受観察システム内の前記基準マイクロプレートの位置を検査するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記送受観察ステップから得られた１つ以上の共振波長を用いて、前記光学的送受観察システムにより測定できる波長変化がどの程度小さいかを測定するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
複数のウェルを含むマイクロプレートであって、前記ウェルの各々はバイオセンサを有し、前記ウェルの各々は前記バイオセンサの各々を少なくとも部分的に被覆する物体を有し、前記物体の屈折率強度は約１．３３であることを特徴とするマイクロプレート。
【請求項２５】
前記物体は１．２７−１．５の範囲内の屈折率強度を有することを特徴とする請求項２４に記載のマイクロプレート。
【請求項２６】
前記物体はエラストマ又は光学的エポキシであることを特徴とする請求項２４に記載のマイクロプレート。
【請求項２７】
制御可能加熱装置をさらに含む請求項２４に記載のマイクロプレート。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互レファレンス】
【０００１】
本出願は、本明細書に参照として組み入れられた「基準マイクロプレート並びに基準マイクロプレートの製造及び使用方法」と題する２００６年３月１０日出願の米国出願第６０／７８１，５６６号の利益を主張する。
【発明の背景】
【０００２】
【発明の分野】
【０００３】
本発明は、バイオテクノロジー分野に関し、特に光学的送受観察システム（ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）の較正及び／又は故障検査に用いられる基準マイクロプレート（標準マイクロプレート）に関する。
【関連技術の説明】
【０００４】
ラベル個別検出（ＬＩＤ：Ｌａｂｅｌ  ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）技術は、今日、極敏感で且つ時間制約された分析の実行に有用である生態調査／研究で利用されている。これらの分析においては、光学的送受観察システムは光学センサ（例えば、共振波長回折格子バイオセンサ）を送受観察する（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｅ）ＬＩＤ技術を利用しているので、生体分子の結合事象（例えば、タンパク質に対する薬物の結合）が光学的バイオセンサの表面上で生じたか否かを判断することができる。基本的には、光学的送受観察システムは、光ビーム（例えば、広帯域光ビーム）を光学的バイオセンサに指向させ、光学的バイオセンサからの反射光ビームを収光し、収光された光ビームを分析して、光学的バイオセンサの屈折率（光学的共振）の変化／変分を観測する。生物学的物体（例えば、薬物）は光学的バイオセンサ上に位置する目標分子（例えば、タンパク質）付近に移動させられるからである。生物学的物体（例えば、ドラッグ）と目標分子（例えば、タンパク質）との間の生化学的相互作用は光学的バイオセンサの光共振を変える。高価で且つ問題含みの蛍光ラベル／色素を使用しなくとも、光学的バイオセンサを使用して生物的分子の結合事象  （例えば、タンパク質に対する薬物の結合）を直接観測するのを可能にするのが、光共振の変化なのである。
【０００５】
理解されているように、光学的送受観察システムは、光学的バイオセンサを送受観察するとき、敏感な測定を実行する高性能装置の一部品である。そして、高性能装置のたいていの部品のように、光学的送受観察システムは、光学的バイオセンサに対して適切に送受観察することができるように較正される又は試験される必要がある。実際、光学的送受観察システムは、一度に複数の光学センサを通常送受観察し、複数の光学センサ内では、光学的バイオセンサが、（生体分子検査スタンダードのソサエティ（ＳＢＳ  ｓｔａｎｄａｒｄｓ：Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ  ｓｔａｎｄａｒｄｓ）に接着する）９６個のウェルマイクロプレート又は３８４個のウェルマイクロプレート内のウェルの底部に配設されている。そして、この場合においては、光学的送受観察システムは、マイクロプレート内に配設された光学的バイオセンサを適切に送受観察することができるように較正又は検査されることが特に重要である。
【０００６】
過去において、光学的送受観察システムは、蒸留水で満たされたウェルを有するマイクロプレート内に配設された光学的バイオセンサを送受観察することによって、較正又は試験されていた。この体系に関連する欠点がいくつかある。（１）蒸留水によって、光学的バイオセンサに使用される光学的且つ物理的被覆が時間の経過と共に劣化する可能性がある。（２）蒸留水は蒸発してしまう。（３）マイクロプレートが慎重に取り扱われない場合、蒸留水がこぼれやすい。従って、光学的送受観察システムが正確に較正／試験されることができるように、これらの短所と他の短所に対して何らかの対処をなす基準マイクロプレートを必要とする。これらの必要性及び他の必要性は本発明によって満たされている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は光学的送受観察システム（ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）を較正及び／又は故障調査に使用される基準マイクロプレートを含む。一実施例においては、基準マイクロプレートは、各々が光学的バイオセンサを含む一連のウェルを有するフレームを含み、光学的バイオセンサの各々は物体（例えば，エラストマ，光学的エポキシ）によって少なくとも部分的に被覆されている。別の実施例では、基準マイクロプレートは、物体（例えば、エラストマ、光学的エポキシ）によって少なくとも部分的に被覆された光学バイオセンサを有することに加え、当該基準マイクロプレートに付着され且つ光学的バイオセンサを加熱するのに使用される制御可能加熱装置を有する。また、本発明は基準マイクロプレートを製造及び使用する方法を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１−９について参照すると、本発明に係る２つの基準マイクロプレート１００と１００´が開示されている。第１の実施例では、基準マイクロプレート１００は一連のウェルを有するフレームを有する。各々のウェルが光学的バイオセンサを含み、各々のウェルが、物体（例えば、エラストマ、光学的エポキシ）により少なくとも部分的に被覆される。第２の実施例では、物体（例えば、エラストマ、光学的なエポキシ）により少なくとも部分的に被覆された光学的バイオセンサを有することに加えて、基準マイクロプレート１００´は当該基準マイクロプレート１００´に付着された制御可能加熱装置を有する。図１と７を参照して、基準マイクロプレート１００と１００´についてさらに詳細に説明する。
【０００９】
図１Ａと１Ｂを参照すると、本発明の第１の実施例に係る典型的な基準マイクロプレート１００（例えば、参照多重ウェル型プレート１００）の２つの図が示されている。図示されているように、典型的な基準マイクロプレート１００は一連のウェル１１０と上部プレート１０２と下部プレート１０３を含む２つの部分の構造を有する。上部プレート１０２はウェル１１０を線引きするのに有用な周辺スカート／フレーム１０５、上面１０６、及び側壁１０８を含む。下部プレート１０３は、ウェル１１０の底面を形成する平坦な透明板である。また、下部プレート１０３はウェル１１０の各々の底面上に形成又は載置されたバイオセンサ１０４を有する（図１Ｂを参照）。粘着剤１１４（例えば）によって、上部プレート１０２と下部プレート１０３とをお互いに接着するとができる。図示されているように、ウェル１１０は粘着性物体１０９（例えば、エラストマ１０９）によって充填されている（又は、少なくとも、部分的に充填されている）。図示された基準マイクロプレート１００は、９６個のウェル１１０を有するが、基準マイクロプレート１００は、いかなる個数のウェル１１０を有することができ、且ついかなる特定の寸法及び／又は特定の構成にも制限されないことを十分に理解すべきである。
【００１０】
典型的な基準マイクロプレート１００は、従来の３８４個のウェルＬＩＤマイクロプレートを採用すし、ウェル１１０をエラストマ１０９（例えばダウコーニング株式会社によって製造されているＳｙｌｇａｒｄ−１８４ＴＭエラストマ）によって充填することによって製造されている。エラストマ１０９を、（例えば）容積式ピペッタを用いて手動的に又は自動的にウェル１１０内に載置することができる。次に、基準マイクロプレート１００を製造するのに用いることができる（且つ用いられていた）方法について論じた段階的説明を行う。そのステップは以下の通りである。
【００１１】
１．  従来のＬＩＤマイクロプレートにおいて、目に見える欠陥がないかどうか検査する。
【００１２】
２．  従来のＬＩＤマイクロプレートを紫外線（ＵＶ）オーブン内に５分間載置する。これにより、従来のＬＩＤマイクロプレートの表面に存在し得る有機性汚染物体が除去される。
【００１３】
３．  従来のＬＩＤマイクロプレートをＵＶオーブンから取り外して、２、３分間冷却させる。
【００１４】
４．  １０００μＬの容積式ピペッタを選択し、且つピペットが挿入される。
【００１５】
５．  ピペッタは、硬化剤に対して１０：１の比でエラストマベースを混ぜるのに、以下の様にして使用される。
【００１６】
５ａ．  ピペッタのダイヤルを５０μＬに設定する。
【００１７】
５ｂ．  ピペットはエラストマベースに浸され且つ充填される。
【００１８】
５ｃ．  ピペッタは、エラストマベースをプラスチックトレー上に均一に塗布するのに使用される。
【００１９】
５ｄ．  ステップ５ｂ及び５ｃがさらに９回繰り返される。この時点において、プラスチックトレーは、合計５００μＬのエラストマベースを有するであろう。
【００２０】
５ｅ．  新しいピペットがピペッタ上に載置される。
【００２１】
５ｆ．  ピペッタは、硬化剤をプラスチックトレー上に均等に塗布するのに使用される。そして、硬化剤とエラストマベースは、エラストマ１０９を形成するために徹底的に混合される。
【００２２】
６．  ２５μＬ容積式ピペッタが選択され、ピストン及びピペッタが挿入される。
【００２３】
７．  ピペッタのダイヤルを１０μＬに設定する。
【００２４】
８．  ピペッタはエラストマ１０９により充填される。
【００２５】
９．  従来のＬＩＤマイクロプレートが左ねじれの角度に保持されている状態で、ウェル１１０の側壁が目に見えるように、ピペットの先端が第１ウェル１１０の最上部に載置され、ウェルの側壁が固定される。ピペットの先端がウェル１１０の底部に触れないように注意するべきである。
【００２６】
１０．  ピペッタは、エラストマ１０９をウェル１１０に対して静かに開放するのに使用される。
【００２７】
１１．  ステップ８乃至１０が繰り返され、エラストマ１０９が、従来のＬＩＤマイクロプレートのウェル１１０内に充満する。
【００２８】
１２．  基準マイクロプレート１００は標準の実験遠心分離機内に載置された。
【００２９】
１３．  遠心分離機は７００ｒ．ｐ．ｍ．で３分間回転された。
【００３０】
１４．  基準マイクロプレート１００が遠心分離機から取り外され、エラストマ１０９が約２日間室温において硬化するようになされる。
【００３１】
以下の標準規格に従って、従来のＬＩＤマイクロプレートが製造されたことを理解されるべきである。
【００３２】
・ＡＮＳＩ／ＳＢＳ  １−２００４  接地面積（Ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）
・ＡＮＳＩ／ＳＢＳ  ２−２００４  高さ寸法（プレートの全高は１４．２２ｍｍである）。
【００３３】
・ＡＮＳＩ／ＳＢＳ  ３−２００４  低部外側フランジ寸法
・ＡＮＳＩ／ＳＢＳ  ４−２００４  ウェル位置  
好適実施例では、基準マイクロプレート１００はエラストマ１０９を含むべきであり、エラストマ１０９は、共振波長が光学的送受観察システムの対象波長域内―この場合は（例えば）８３０ｎｍ―で生ずるのを可能にする屈折率を有する。さらに、基準マイクロプレート１００は、（１）時間経過しても一貫して同じ結果を生じさせ、（２）使い易く、（３）水と同様の熱的屈折率を有し、（４）室温において固体であり、及び（５）環境によって容易に機能を狂わされないエラストマ１０９を含むべきである。これらの条件を満たすエラストマ１０９がＳｙｌｇａｒｄ−１８４ＴＭエラストマというブランド名で販売されている。Ｓｙｌｇａｒｄ−１８４ＴＭエラストマは以下の特性／特徴を有する。
【００３４】
物理的形態：液体
液体色：無色
臭気：なんらかの臭気
比重＠２５℃：１．０５
粘性：５０００ｃＳｔまたは３９００ｃｐｓｉ
凝固点／融点：未測定
沸点：＞３５℃／９５°Ｆ
蒸気圧＠２５℃：未測定
蒸気密度：未測定。
【００３５】
１または２つの部品：２
デュロメーター：５０Ａ
可動時間ＲＴ：＞２時間  
ＲＴ不粘着時間（分）  ：ＮＡ
室温硬化時間：４８時間
熱硬化時間：４５分＠１００Ｃ
熱伝導率（ワット／メータ−Ｋ）：０．１８
屈折率：〜１．４１−１．４２
ｄｎ／ｄＴ：〜４５０ｐｐｍ／℃
Ｓｙｌｇａｒｄ−１８４ＴＭエラストマの特性／特徴と同様の特性／特徴を偶然に有し、且つ周知若しくはその後に開発されたいかなるエラストマ１０９（又は、ゴム物体１０９）が、本発明において利用可能であることを十分に理解すべきである。
【００３６】
図２を参照すると、基準マイクロプレート１００を送受観察（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｅ）／試験するのに使用された典型的な光学的送受観察システム（ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）２００が示されている。光学的送受観察システム２００は、光源２１０（スーパルミネセントダイオード（ＳＬＤ）２１０）を有し、光源２１０は可変光減衰器（ＶＯＡ）２１２に接続され、可変光減衰器（ＶＯＡ）２１２は偏光スクランブラ２１４に接続されている。偏光スクランブラ２１４は光ビームを出力し、その光ビームは１×１６のスプリッタ２１６によって１６個の別々の光ファイバ２１８に分割される。１６個のチャンネルを有する１×２のスプリッタ配列２２０は、光ファイバ２１８の各々を１６個のピグテール化（ｐｉｇｔａｉｌｅｄ）されたマイクロレンズ２２２（光学ヘッド２２２）の１つに接続した。ファイバーピグテール化されたマイクロレンズ２２２の各々は光ビーム２０２をバイオセンサ１０４に送信し且つ反射光ビーム２０８を受信した。反射光ビーム２０８は、約１−２ｎｍの幅を有する狭バンド波長を有する。反射光ビーム２０８は、１×２スプリッタ配列２２０を通り抜け、１６個のスペクトロメーター２２４の１つにより検出された。スペクトロメーター２２４は、反射光ビーム２０８のピークを測定するのに使用された。そして、反射光ビーム２０８のピークと関連付けられたスペクトルデータはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２２６によって処理された。パーソナルコンピュータ２２６によって、反射光ビーム２０８のピークの重心に対応する共振波長が決定された。この特有の光学的送受観察システム２００は、「Ｓｐａｔｉａｌｌｙ  Ｓｃａｎｎｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅａｄｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ」と題する米国特許出願第１１／０２７，５４７号において説明されている。
【００３７】
光学的送受観察システム２００は、基準マイクロプレート１００及び／又は従来のＬＩＤマイクロプレートの送受観察に関わるいくつかの実験を行うのに使用された。第１の実験では、光学的送受観察システム２００によって、（Ｓｙｌｇａｒｄ−１８４ＴＭエラストマ１０９で充填されたウェル１１０を有する）基準マイクロプレート１００と（大気で充填されたウェルを有する）従来のＬＩＤマイクロプレートとが送受観察された。この実験の結果は図３及び４のグラフに示されている。図３におけるグラフが示しているのは、基準マイクロプレート１００内のエラストマ１０９によって、ウェル内に空気を有する従来のＬＩＤマイクロプレートによる範囲と同様の範囲に共振波長があることである。図４においては、基準マイクロプレート１００は、大気で充填された従来のＬＩＤマイクロプレートと比べると、より優れた再現性を示すことをグラフは示している。このデータは６週間の期間にわたって収集された。
【００３８】
別の実験では、光学的送受観察システム２００によって、（Ｓｙｌｇａｒｄ−１８４ＴＭエラストマ１０９で充填されたウェル１１０を有する）基準マイクロプレート１００と（水で充填されたウェルを有する）従来のＬＩＤマイクロプレートが送受観察された。この実験の結果が図５に示したグラフ５００ａ及び５００ｂに示されている。グラフ５００ａ及び５００ｂはそれぞれ基準マイクロプレート１００と従来のＬＩＤマイクロプレートの光学的送受観察システムの（及び、特にリーダーシステムの）雑音特性評価を示している。図示されているように、基準マイクロプレート１００に関連した雑音特性評価（グラフ５００ａを参照）は、従来のＬＩＤマイクロプレートに関連した雑音特性評価（グラフ５００ｂを参照）と同様である。
【００３９】
さらに別の実験では、光学的送受観察システム２００によって、（Ｓｙｌｇａｒｄ−１８４ＴＭエラストマ１０９で充填されたウェル１１０を有する）基準マイクロプレート１００が送受観察され、図６に示す２Ｄ（２次元）波長マップが形成された。２Ｄマップは、小さい（１００ｕｍ直径）光学ビーム２０２を移動する基準マイクロプレート１００を横切るように走査させ、且つ位置の関数として反射された共振波長を記録する（図２を参照）ラスタによって形成された。２Ｄ元画像が示しているのは、基準マイクロプレート１００が送受観察され、基準マイクロプレート１００は共振波長の極近くにある（複数の）共振波長を有するということであり、その共振波長は、水性緩衝液を含む従来のＬＩＤマイクロプレートが、送受観察されるとき、得られる。また、この基準マイクロプレート１００はエラストマ１０９とバイオセンサ１０４との間において最小量の空気を有し、その空気が存在しているなら、常軌を外れたスポットが２次元画像に現れてしまう。このタイプの２Ｄマップは、例えば、（１）  光学的送受観察システム２００の波長の偏りを評価し、（２）光学チャネルの照準誤差を評価し、（３）他の系統的傾向を調べるのに、生成され且つ使用される。
【００４０】
本発明の第１の実施例に係る基準マイクロプレート１００に関連した利点、特徴、及び用途のいくつかに関するリストを以下に示す。
【００４１】
・成形の容易さ――特注のＬＩＤマイクロプレートは必要でない。従来のＬＩＤマイクロプレートのウェル内にエラストマ１０９（または、粘着性の物体１０９）を載置することによって基準マイクロプレート１００は製造されるからである。
【００４２】
・耐久性／不蒸発性――水と異なって、エラストマ１０９は非常に粘着性がある。これにより基準マイクロプレート１００が簡単に取り扱うことができる。エラストマ１０９の蒸発の危険性が全くない。
【００４３】
・低ノイズ――基準マイクロプレート１００の使用は、システムのノイズを増強しないように示されている（図５を参照）。
・一貫性のある結果――基準マイクロプレート１００は、しばしば流体によって引き起こされる長期の表面劣化による影響を受けないので、それは送受観察される毎に一貫して同じ読み取りをなすであろう。
・校正／故障点検――基準マイクロプレート１００によって生じた共振波長は、水を含む従来のマイクロプレートによって生じた共振波長と同様である。そして、周知の光学的送受観察システム２００の操作ウィンドウ内にこれらの共振波長がある。したがって、公知の光学的送受観察システム２００を較正し且つ故障検査するのに基準マイクロプレート１００は使用されることができる。例えば、光学的位置合わせを検査し、光学的送受観察システム２００内のマイクロプレートの位置／位置合わせを検査するのに基準マイクロプレート１００は使用されることができる。さらに、基準マイクロプレート１００は、読み込みを生ずるのに流動体のピペットを必要としないので、容易にフィールドまで移行せられ、非専門家の者によって使用され、光学的送受観察システム２００の適切な操業を確認することができる。
【００４４】
・複数光学的送受観察システム内にける比較――共振波長読み取りを比較するために同じ基準マイクロプレート１００を使用する複数の光学的送受観察システム間で比較するのに基準マイクロプレート１００は使用されることができる。
・ドリフト――基準マイクロプレート１００を用いて、光学的送受観察システムのドリフト（例えば、光源のドリフト、検出装置のドリフト）を観測することができる。
・製造及び外部のカスタマによる使用――基準マイクロプレート１００は従来のＬＩＤマイクロプレートを製造する設備によって使用されることができる。さらに、（分析評価測定を実行する）外部のカスタマが基準マイクロプレート１００を使用することができる。
【００４５】
図７Ａ及び７Ｂを参照すると、本発明の第２の実施例に係る典型的基準マイクロプレート１００´（例えば、参照多重ウェル型プレート１００´）の２つの図が示されている。図示されているように、典型的基準マイクロプレート１００´は一連のウェル１１０´と、上部プレート１０２´及び下部プレート１０３´を含む２つの部分構造と、を有する。上部プレート１０２´は周辺のスカート／フレーム１０５´、上面１０６´、及びウェル１１０´を線引きするのに有用である側壁１０８´を含んでいる。下部プレート１０３´は、ウェル１１０´の底面を形成する平坦な透明板である。また、下部プレート１０３´はウェル１１０´の各々の底面上に形成され又は載置されたバイオセンサ１０４´を有する（図７Ｂを参照）。（例えば）粘着剤１１４´を介して上部プレート１０２´と下部プレート１０３´をお互いに接着することができる。図示されているように、ウェル１１０´は粘着性の物体１０９´（例えば、エラストマ１０９）で充満されている（又は、少なくとも、部分的に充満されている）。そして、（以下で、説明する）制御可能加熱装置１２０´は下部プレート１０３´に付着されている。制御可能加熱装置１２０´は、光学的バイオセンサ１０４´を加熱するのに使用される。図示された基準マイクロプレート１００´は、９６個のウェル１１０´を有するが、基準マイクロプレート１００´は、いかなる数のウェル１１０´を有することができ、いかなる特定のサイズ及び／又は特定の構成にも制限されないことを理解すべきである。
【００４６】
典型的基準マイクロプレート１００´は、従来の３８４個のウェルＬＩＤマイクロプレートを採用し、そのウェル１１０´をエラストマ１０９´（例えば、Ｓｙｌｇａｒｄ−１８４ＴＭエラストマ１０９´）によって充満させて、下部プレート１０３´に制御可能加熱装置１２０´を付着することによって形成されている。図示されているように、制御可能加熱装置１２０´は熱電対（ＴＥＣ）１２２´、サーミスター１２４´、およびヒートシンク１２６´を含む。基準マイクロプレート１００´を製造するのに用いることができる（及び用いることができた）方法を述べる段階的な説明が次に与えられている。
【００４７】
ステップは以下の通りである：
１．  １０００μＬの容積式ピペットが、選択され、ピペットが挿入される。
【００４８】
２．  ピペットは硬化剤に対して１０：１の割合でエラストマベースを以下の通りに混合するのに使用される。
【００４９】
２ａ．  ピペッタのダイヤルが５０ミクロμＬに設定される。
【００５０】
２ｂ．  ピペットはエラストマベースに浸され且つ充填された。
【００５１】
２ｃ．  ピペッタは、プラスチックトレー上にエラストマベースを均等に塗布するのに使用される。
【００５２】
２ｄ．  ステップ２ｂ及び２ｃはさらに９回繰り返される。この時点で、プラスチックトレーは、合計５００μＬのエラストマベースを有するであろう。
【００５３】
２ｅ．  新しいピペットがピペット上に載置されて、そのピペットは硬化剤に浸され且つ充填される
２ｆ．ピペッタは、プラスチックトレー上に硬化剤を均等に塗布するのに使用される。そして、硬化剤とエラストマベースは、エラストマ１０９を形成するために徹底的に混合される。
【００５４】
３．  グレーティング側を上にして、下部プレート１０３´（はめ込みガラス１０３´）が真空チャック（スピン被覆装置）上に載置される。
【００５５】
４．エラストマ１０９´は、より長い側部が下部プレート１０３´のより長い側部に平行となるように＋パターンで下部プレート１０３´上に載置される。
【００５６】
５．真空チャックのスピードは４０００ｒｐｍに設定される。
【００５７】
６．  真空チャックのタイマは４０秒に設定される。
【００５８】
７．  下部プレート１０３´のスピニング加工が開始される。
【００５９】
８．  スピニング加工後に、下部プレート１０３´は室温で２日間、硬化するように放置される。
【００６０】
９．  上部プレート１０２´（穴だらけのプレート１０２´）の中央の３−４個のカラムが機械加工される。
【００６１】
１０．  上部プレート１０２´は接着剤１１４を介して下部プレート１０３´に付着される。
【００６２】
１１．  熱伝導性接着剤が金属ストリップ（図示せず）の１つの表面上に均等に塗布され、金属ストリップは、上部プレート１０２´の切抜き部分に挿入され、下部プレート１０３´上に貼り着けられる。
【００６３】
１２．  ＴＥＣ１２２´は、熱伝導性接着剤を使用することで金属ストリップに付着される。
【００６４】
１３．  サーミスター１２４´は、熱伝導性接着剤を使用することでＴＥＣ１２２´の近辺の金属ストリップ上に接着される。
【００６５】
１４．  ヒートシンク１２６は、熱伝導性接着剤を使用することでＴＥＣ１２２´の最上部上に接着される。
【００６６】
１５．  リードが、ＴＥＣ１２２´及びサーミスター１２４´、並びに制御装置１２８´に対して付着される。
【００６７】
１６．  以下に示す表は、制御装置１２８´のつまみを回してサーミスター１２４´の抵抗を増減させることによって、ＴＥＣ１２４´に対して特定の小なる温度変化を誘起させるのに使用された。
【００６８】
図７Ａ及び７Ｂに示されていた基準マイクロプレート１００´は、物体１０９´でほとんど充填たされたウェル１１０´を有するということを理解すべきである。ところが、実際に製造された基準マイクロプレート１００´は、底部（ステップ４−８を見る）上の物体１０９´のレイヤで部分的に充満され又は被覆されたウェル１１０´を有していた。どちらの形態も本発明の範囲内であると考慮される。
【００６９】
基準マイクロプレート１００を製造する際に、以下に示す条件／予防措置がなされた。
【００７０】
１．  サーミスター１２４´の抵抗は、１０ｋΩであった。
【００７１】
２．サーミスター１２４´は、その取り扱いをより簡単になす保護的なアウタージャケットを有した。
【００７２】
３．  基準マイクロプレート１００´を組み立てる前に、サーミスター１２４´と制御装置１２８´によって生じた小なる温度変化に応じるＴＥＣ１２２´の能力が確認された。これは、金属ストリップ上に載置されたＴＥＣ１２２´及びサーミスター１２４´並びにＴＥＣ１２２´の最上部上に載置されたヒートシンク１２６´を用いてなされた。
【００７３】
４．制御装置１２８´は、読み込み／出力が変動していないのを確認にするために検査された。
【００７４】
５．  ヒートシンク１２６´は、ＴＥＣ１２２´と同じとなるように製造された。サイズがより小となるように製造されたヒートシンク１２６´は、効率的に熱を消散できないようであったからである。
【００７５】
６．  サーミスター１２４´はできるだけＴＥＣ１２２´の近くで付着された。
【００７６】
この典型的基準マイクロプレート１００´は図２に示された光学的送受観察システム２００によって送受観察された。この実験では、基準マイクロプレート１００´の温度は２００秒毎で２４℃と２５℃との間で再三変化した。そして、図８のグラフで見られるように、およそ５０ｐｍの波長変化が常に生じた。これにより、基準マイクロプレート１００´は、光学的送受観察システム２００で測定されることができる範囲で最小の結合信号を確立／測定するのに使用されることができることが示された。
【００７７】
以下に、本発明の第２の実施例に係る基準マイクロプレート１００´に関連した利点、特徴、および用途に関するいくつかのリストを示す。
【００７８】
・基準マイクロプレート１００´は、光学的送受観察システム２００で測定される波長の内、最も小なる波長シフトを測定するのに使用されることができる。
【００７９】
・基準マイクロプレート１００´は、光学的送受観察システム２００の性能を評価するのに使用されることができる小なる、再現性のある波長シフトを引き起こすのに使用されることができる。これは、生化学の分析評価自体が非常に再現性あるものであることが保証されないので、重要であり、生化学の分析評価においては、界面化学がどのように準備されるのか、物体がどのようにウェル内で固定されるのか、濃度がウェルに加えられた物体内でどのように変動するのかということに関して影響されるからである。しかしながら、熱電気温度制御が基準マイクロプレート１００´上で使用される場合、非常に再現性のある波長変化が引き起こされえる。
【００８０】
図９を参照すると、本発明に係る基準マイクロプレート１００又は１００´を使用するための好適な方法９００のステップを示しているフローチャートが示されている。ステップ９０２で始まると、基準マイクロプレート１００又は１００´は光学的送受観察システム２００（または、別の光学的送受観察システム）内に載置される。ステップ９０４では、光学的送受観察システム２００は基準マイクロプレート１００又は１００´内に位置したバイオセンサ１０４又は１０４´の１つ以上を送受観察した。送受観察ステップ９０４から得られた共振波長は、以下に示す種々の機能を実行するのに使用されることができる。
【００８１】
・光学的送受観察システム２００を較正するのに共振波長が使用されることができる。（ステップ９０６ａ）。
【００８２】
・光学的送受観察システム２００を故障検査するのに共振波長が使用されることができる（ステップ９０６ｂ）。
【００８３】
・光学的送受観察システム２００の光学的配列をチェックするのに共振波長が使用されることができる（ステップ９０６ｃ）。
【００８４】
・光学的送受観察システム２００内の基準マイクロプレート１００又は１００´の位置をチェックするのに共振波長が使用されることができる（ステップ９０６ｄ）。
【００８５】
最後に、基準マイクロプレート１００´が使用される場合、制御可能加熱装置１２０´を介してバイオセンサ１０４の温度が制御されることができる。（ステップ９０８）。そして、温度は操作されている間、送受観察ステップ９０４から得られた共振波長が、光学的送受観察システム２００で測定されることができる中で最も小なる波長変化を決定するのに使用されることができる（ステップ９１０）。
【００８６】
種々の従来のＬＩＤマイクロプレートを使用することによって、基準マイクロプレート１００及び１００´が製造されることを理解すべきである。そして、種々の光学的送受観察システムが、基準マイクロプレート１００及び１００を送受観察するのに使用されることができる。しかしながら、上記説明した従来のＬＩＤマイクロプレートと光学的送受観察システム２００に関して、詳細な論議のために、以下の文献が参照される。
【００８７】
・「Optical Sensor for Selective Detection of Substances and/or for theDetection of Refractive Index Changes in Gaseous, Liquid, Solid, or Porous Samples」というタイトルの米国特許第４，８１５，８４３号。
【００８８】
・R. E. Kunz、「Miniature Integrated Optical Modules for Chemical and Biochemical Sensing」、 Sensors and Actuators B, 38-39 (1997), 13-28.
・「Label-Free High Throughput Biomolecular Screening System and Method」というタイトルの米国特許出願第６０／７０１，４４５号。
【００８９】
・「Spatially Scanned Optical Reader System and Method for Using Same」というタイトルの米国特許出願第１１／０２７，５４７号。
【００９０】
・「Method for Creating a Reference Region and a Sample Region on a Biosensor and the Resulting Biosensor」というタイトルの米国特許出願第１１／０２７，５０９号。
【００９１】
・「Optical Biosensor Matrix」というタイトルの米国特許第５，７３８，８２５号。
【００９２】
・「Multiwell Plate having Transparent Well Bottoms and Method for Making the Multiwell Plate」というタイトルの米国特許出願第２００３／００３１８２９号。
【００９３】
・「Multiwell Plate having Transparent Well Bottoms」というタイトルの米国特許第６，７６７，６０７  Ｂ２号。
【００９４】
・「Multiwell Plate and Method for Making Multiwell Plate Using A Low Cytotoxicity Photocurable Adhesive」というタイトルの米国特許出願第１１／０４６，４２７号。
【００９５】
これらの文献の内容は本明細書に参考として組み入れられている。
【００９６】
本発明の２つの実施例が、添付した図面に示され、上記の発明の詳細な説明で記載されているが、本発明は、開示された実施例に限定されないものの、以下の請求項で詳しく説明され且つ画定されるように本発明の趣旨から逸脱することなく多数の配置換え、修正、及び代替が可能であることを理解すべきである。
【００９７】
例えば、本発明が水に近い屈折率（１．３３）を有する物体によって光学的バイオセンサを被覆することに関することが当業者によって理解されるべきである。好適物体は１．２７−１．５の範囲内の屈折率を有する。そのうえ、当業者は、マイクロプレートのウェルに対して液体を加えて、その液体が光学的バイオセンサ上に存在し続け且つ動き回らない（二つの典型的マイクロプレート１００及び１００´の製造に関する記述を参照）ように、その液体を（例えば、乾燥、又は紫外線ランプ下で硬化することによって）硬化させて固体となすことができることが便利であることを理解するだろう。本当に、最終的な被覆がエラストマのように弾性的であるかどうか、又はそれが（例えば）光学的なエポキシのように固体であるかどうかは、重要でない。最終的な被膜が、光学的バイオセンサを被覆し、且つ長期にわたって安定した状態を保つことができる正確な屈折率を有するなら、望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施例に係る基準マイクロプレートを示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の第１の実施例に係る基準マイクロプレートを示す図である。
【図２】図２は、図１Ａ及び１Ｂに示された基準マイクロプレートを送受観察するのに使用される典型的な光学的送受観察システムを示す図である。
【図３】図３は、図１Ａ及び１Ｂに示された基準マイクロプレートの試験結果を示す図である。
【図４】図４は、図１Ａ及び１Ｂに示された基準マイクロプレートの試験結果を示す図である。
【図５】図５は、図１Ａ及び１Ｂに示された基準マイクロプレートの試験結果を示す図である。
【図６】図６は、図１Ａ及び１Ｂに示された基準マイクロプレートの試験結果を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第２の実施例に係る基準マイクロプレートを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の第２の実施例に係る基準マイクロプレートを示す図である。
【図８】図８は、図７Ａ及び７Ｂに示された基準マイクロプレートの試験結果を示す図である。
【図９】図８は、図１Ａ、Ｂ及び７Ａ、Ｂに示された基準マイクロプレートを使用方法のステップを示すフローチャート図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009529671.tif 000008
【図６】
2009529671.tif 000009
【図７Ａ】
2009529671.tif 000010
【図７Ｂ】
2009529671.tif 000011
【図８】
2009529671.tif 000012
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年11月10日(2008.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウェルに対して側壁を形成する上部プレートと、
前記上部プレートに付着され、前記複数のウェルに対して底面を形成する下部プレートと、を含み、
前記ウェルの各々は当該ウェル内に配設されたバイオセンサを有し、
前記ウェルの各々は前記バイオセンサの各々を少なくとも部分的に被覆する物体を有し、前記物体の屈折率強度は約１．３３であることを特徴とするマイクロプレート。
【請求項２】
前記物体は１．２７−１．５の範囲内の屈折率強度を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレート。
【請求項３】
前記物体はエラストマであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレート。
【請求項４】
前記物体は光学的エポキシであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレート。
【請求項５】
前記下部プレートに付着され、前記バイオセンサを加熱する制御可能加熱装置をさらに含む請求項１に記載のマイクロプレート。
【請求項６】
前記制御可能加熱装置は
熱電対と、
サーミスターと、
ヒートシンクと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載のマイクロプレート。
【請求項７】
基準マイクロプレートを製造する方法であって、
１つのマイクロプレートの複数のウェル内に配設された複数のバイオセンサの上端に物体を載置するステップを含み、
前記物体は水と同様の屈折率強度を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記物体の屈折率強度は１．２７−１．５の範囲内にあることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
基準マイクロプレートを使用する方法であって、
光学的送受観察（ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ）システム内に前記基準マイクロプレートを載置するステップと、
前記基準マイクロプレート内のバイオセンサの少なくとも１つを送受観察（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｅ）するステップと、
を含み、
前記基準マイクロプレートは、複数のウェルを有するフレームを含み、前記ウェルの各々は当該ウェル内に配設されたバイオセンサを有し、前記ウェルの各々は前記バイオセンサの各々を少なくとも部分的に被覆する物体を有し、前記物体は水と同様の屈折率強度を有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記送受観察ステップから得られた１つ以上の共振波長を使用して、前記光学的送受観察システムを較正するステップをさらに含む請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
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