(57)【要約】【課題】ＳＢＳの基準に合致し、尚且つウェル容積を最大化し、真空及び高速遠心分離に互換性のあるマルチプレートフォーマットを提供することである。【解決手段】プレート１０がハニカム構造を有し、各ウェル１２は各ウェル１２間の剛性の壁が、ウェル１２Ａの壁１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと、プレートの縁部に位置付けた壁１２Ｂ、１２Ｃとによって最も良く示されるように、八角形あるいはハニカム模様を形成するような形に配列される。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウェルを有し、各ウェルが流体不透性の壁と、底部と、該底部のドレンと、支持体と、を有するトレーを含み、前記各ウェルが該トレー内で、該トレーの寸法をＳＢＳの寸法基準に適合するよう維持しつつ容積を最大化するようハニカム模様で配列された装置。
【請求項２】
支持体が膜である請求項１の装置。
【請求項３】
複数の収集ウェル有し、各収集ウェルがトレーのウェルと夫々流体連通する請求項１の装置。
【請求項４】
トレーの各ウェルが裏側部分を有し、該裏側部分から複数の支持リブが間隔を置いて伸延され、該複数の支持リブが収集プレートの上部にトレーを支持する請求項３の装置。
【請求項５】
ろ過プレートと収集プレートとの間に、収集ウェルからのガスを通気させるための間隙が形成される請求項４の装置。
【請求項６】
各ウェルの裏側部分の外周部が各収集ウェルの内周部よりも小さく、各収集ウェルがトレーの各ウェルと流体連通した場合に各ウェルの外周部が収集ウェルの内部に位置決めされる請求項４の装置。
【請求項７】
トレーが第１トレーであり、複数の第２トレーウェルを有する第２トレーを更に含み、各第２トレーウェルが流体不透性の壁と、底部と、該底部内のドレンと、支持体とを有し、第２トレー壁が該第２トレー内で、該第２トレーの寸法をＳＢＳの寸法基準に適合するよう維持しつつ容積を最大化するようにハニカム模様で配列され、第２トレーが第１トレーと流体連通する請求項１の装置。
【請求項８】
各ウェルの容積が６００マイクロリットルである請求項１の装置。
【請求項９】
支持体が各ウェルの上部からシールされる請求項１の装置。
【請求項１０】
支持体が各ウェルにヒートシールされる請求項９の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はろ過プレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学あるいは生化学分析用の、多数の個別ウェルあるいは反応チャンバを持つ試験プレートが実験室ツールとしてよく知られている。これらのツールは多様な目的及び分析に用いられ、例えば米国特許第４，７３４，１９２号や同第５，００９，７８０号、並びに第５，１４１，７１９号に例示されるようなものがある。微孔質膜フィルタ及びそうした微孔質膜フィルタを収納したろ過装置は、最近開発された多くの細胞及び組織培養法並びに分析法にとって、中でもウィルス学や免疫学の分野において特に有益なものとなっている。分析法で使用するマルチウェルプレートでは、膜に流体を通す駆動力を付加するた真空が膜の裏側にしばしば用いられる。マイクロプレートフォーマットはピペット操作、洗浄、シェーク操作、検出、保管等のプレート処理のために好都合なものである。
【０００３】
マルチウェルプレート分析を同時に行なうために、代表的には９６のウェルを備えたろ過プレートが用いられる。マルチウェル生成物の場合は各ウェルの底部に膜を配置する。膜は生化学反応物あるいは化学反応物をろ過あるいは支持するべく選択した特定の性質を持っている。ＤＮＡシークエンシング、ＰＣＲ産物浄化、プラスミド調製、薬物スクリーニング、サンプル結合及びサンプル溶出のような高スループット用途では一貫して且つ有効に機能する生成物が要求される。
【０００４】
“Ｍｕｌｔｉｓｃｒｅｅｎ”（商標名）としてミリポア社より市販入手することができるそうしたろ過装置の１つは、吸着材、ろ過材あるいは粒状物装填用の９６個のウェルを有している。このろ過装置のアンダードレンには、液滴を容易に釈放させるための非親和性スプレーが塗布される。詳しくは、“Ｍｕｌｔｉｓｃｒｅｅｎ”はろ液収集用の注ぎ口を含み、この注ぎ口が、液滴の配向のみならず液滴の大きさも制御する。アンダードレンがないと膜の下側全体を横断する非常に大きな液滴が形成され、この大きな液滴が個々のウェルを汚染する恐れがある。膜へのアクセスはこのアンダードレンを除去して行なうが、分析結果は濡れた膜とアンダードレンとの間に液体が収集されることによる影響を受けやすい。膜の平面度も、使用する測定法によっては問題となる場合がある。“Ｍｕｌｔｉｓｃｒｅｅｎ”は、液体取り扱い装置、積み上げ装置、把持装置、バーコード読み取り機などの自動ロボット機器とも相性が悪い。
【０００５】
市販製品の非一様性に鑑み、ＳＢＳ、即ちＳｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇがマイクロプレートの特定寸法基準を公表した。詳しくは、マイクロプレート寸法が製造者毎に異なるとマイクロプレートを自動化実験設備で使用した場合に多くの問題が生じるが、マイクロプレート寸法をＳＢＳの基準に従って自動化を意図したものに限定するとそうした寸法上の相違が解消される。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第４，７３４，１９２号
【特許文献２】
米国特許第５，００９，７８０号
【特許文献３】
米国特許第５，１４１，７１９号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする課題は、ＳＢＳの基準に合致し、尚且つウェル容積を最大化し、真空及び高速遠心分離に互換性のあるマルチプレートフォーマットを提供することである。
他の課題は、高い遠心負荷にも耐え得る高い剛性を有する一体デザインのマルチプレートフォーマットを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数のウェルを有するプレートあるいはトレー及び、これら複数のウェルの各々と流体連通するドレーンを含むマルチプレートフォーマット用に特に設計された実験室装置が提供される。プレートは一体型に設計され、非常に高い遠心負荷を受けることができるよう剛性を高めるハニカム構造を有する。このプレート設計形状では、ＳＢＳのフォーマットを尚満たしつつ、ウェル容積及び作用ろ過面積も最大化される。
【０００９】
本発明の好ましい実施例によれば、ろ過用の膜のような支持体を具備するマルチウェルプレートあるいはマルチウェルトレーにして、各ウェルが注ぎ口において終端し、注ぎ口を出る流体が、スぺーサを必要とすることなく収集プレートあるいはその他に送られるマルチウェルプレートあるいはマルチウェルトレー（以下、単にプレートとも称する）が提供される。プレートは、ＳＢＳの基準に適合しつつ、各ウェルの容積を最大化し、また、プレートのオリフィス出口と収集プレートとの間の距離を最小化して公差汚染を最小化あるいは回避するような形態のものとされる。収集プレートの相当するウェルを覆って位置付けた場合、各ウェルからのガスを装置外に通気させるベントが設けられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
先ず図１を参照するに、マルチウェル装置が示され、取り外し自在の随意的な保護カバー５と、９６ウェルプレートあるいはウェルトレー１０（以下、プレート１０とも称する）を有している。９６ウェルプレートでの配列構成が例示されるが、ウェル数は９６に限定されるものではなく、３８４、１５３６あるいはもっと少ないあるいは多い数のウェルを使用する標準マルチウェルフォーマットも本発明の範囲内に含まれる。単数あるいは複数のウェルは流体不透性の壁を備え、好ましくは円筒形状を有するが、その他の形状のものとすることもできる。複数のウェルを使用する場合、各ウェルは、各ウェルの上部及び底部が平坦あるいは実質的に平坦となるよう、相互に連結され且つ一様に配列され、深さが一様であることが好ましく、各ウェル配列は、プレート１０の外周部分に位置付けられない各ウェルが８つの別の他のウェルで囲まれるよう、ウェルの平行列と、平行カラムとを含むことが好ましい。プレート１０は全体に四角形であるが、寸法的にＳＢＳの基準を満たすその他の形状も本発明の範囲内のものである。
【００１１】
本発明の装置を構成するために好適な材料には、ポリカーボネート、ポリエステル、ナイロン、ＰＴＦＥ樹脂及びその他のフルオロポリマー、アクリリック及びメタクリリック樹脂及びコポリマー、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリアリルスルフォン、ポリスチレン、塩化ポリビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ及びそのアロイ及び混合物、ポリオレフィン、好ましくは、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン及びそのコポリマーのようなポリエチレンや、ポリプロピレン及びそのコポリマー、メタロセン生成ポリオレフィンが含まれる。好ましいポリマーはポリオレフィン、特に、ポリエチレン及びそのコポリマー、ポリスチレン及びポリカーボネートである。
【００１２】
図示される実施例ではプレート１０は複数のウェル１２を含み、各ウェルは膜のような基材あるいは支持体、即ち膜あるいはフィルタ１１１をシールする表面を有する開放上部及び底部を有する。ウェルの底部形状から、フィルタ１１１は真空移行操作によるなどしてウェル上部からウェル内部に挿通させることが好ましい。この場合、ウェルの底部を覆うに充分な寸法を有しウェルの壁にシールするディスクを切断加工によるなどして形成し、真空を使用してこのディスクを各ウェル１２の内側に移動させる。次いでこのディスクの周囲部分に、好ましくはホットプローブその他を接触してヒートシールすることによりウェルの壁にシールする。好適なシール技法は米国特許第６，３０９，６０５号に記載される。図１０を参照するに、シール表面を有するシール装置が示され、加熱したシール表面がフィルタの上面と接触状態に持ち来たされ、その熱エネルギーが周囲のフィルタ部分及びウェル材料に移行されている。この熱エネルギーによりフィルタ材料あるいはウェル材料の何れかあるいは両方が軟化あるいは溶融され、融合して一体の液密シールを形成する。このプロセスは、フィルタ材料あるいはウェル材料の何れかあるいは両方が熱可塑性材料から形成される場合に使用することができる。シール表面はフィルタ表面のごく一部でありしかも構造的に連続していることから、フィルタの環状部分あるいは周囲部分がウェルにシールされると、フィルタと、ウェルと、ウェル底部の開口との間に液密シールが形成される。図１０にはフィルタ１１１をウェルの一部にシールし、ウェル１２とウェル１２の底部の開口７５との間の全ての流体がフィルタ１１１を通過するようにするプロセスにおけるシール装置７１が示される。図示されるように、シール装置７１はシール装置の中心から半径方向外側に離間し、装置の最下方の突出部を構成するシール表面７６を有する。
【００１３】
シール装置の最下方の残余部分を構成するフェース７７はフィルタ１１１と接触しないよう窪んでいる。シール表面７６はウェル１２に収納したフィルタ１１１の表面と接触状態に持ち来たされる。シール表面７６の下方のフィルタ部分にシール装置７１からの熱エネルギーが移行され、フィルタ及びあるいはウェルの、シール表面の下方の部分が熱エネルギーを吸収して軟化あるいは溶融する。フィルタが多孔質であることから、フィルタの、シール表面よりも下方の部分がつぶれて非多孔質化され、シール表面の下方のウェル部分に熱接着する。このようにして、ウェル底部の開口の周囲で膜とウェルとの間に液密シールが形成される。ポリマーシールを使用することもできる。
【００１４】
限定するものではないが、好適な膜形式にはニトロセルロス、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ＰＶＤＦ微孔質膜、ＰＥＳあるいは、ポリスルフォン、ＰＶＤＦ、セルロースその他から作製したような限外ろ過膜が含まれ得る。各ウェルは１つ以上のその他のウェルと関連付けされたそれと同じかあるいは相違し得るフィルタ１１１を各々収納しあるいは関連付けされる。各フィルタは関連するウェルの底部と同じ大きさを有することが好ましい。
【００１５】
図４及び図５を参照するに、本発明のプレート１０のハニカム構造が示される。各ウェル１２は各ウェル１２間の剛性の壁が、ウェル１２Ａの壁１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと、プレートの縁部に位置付けた壁１２Ｂ、１２Ｃとによって最も良く示されるように、八角形あるいはハニカム模様を形成するような形に配列される。ハニカム模様はシール装置に優れた剛性及び平坦性を提供し、真空力が不十分になりがちな限外ろ過用途において代表的に必要とされる遠心分離に関わる、比較的強い力に対する適合性を与える。
【００１６】
本発明のウェルでは、隣り合う各壁を共有する各壁１１が従来のプレートにおけるそれよりも薄い、言い換えると各ウェルが接近し、各ウェルの容積が同じ大きさの従来のプレートのそれよりも大きい設計形状を有する。ハニカム構造の場合、こうした設計形状を合成あるいは強度を犠牲にすることなく実現することができる。例えば９６ウェルプレートでは従来の単一のウェル容積は４８０マイクロリットルであるが、本発明では６００マイクロリットルとなる。加えて、本発明ではウェル底部の直径は、従来のそれが７．２ｍｍであるのに対し８ｍｍとなり、作用ろ過面積は２３％増加する。
【００１７】
図６〜図８に示されるように、各ウェルはウェル底部の好ましくは中心に位置付けて形成したドレン３３を有する。ドレンはウェル内の流体（通常はろ液）を排出させ、また恐らくは収集プレートによるなどして収集させるようにする。
【００１８】
図４には各ウェル１２の裏側部分、即ち底部１８から間隔を置いて伸延する複数の支持リブ１６も示される。図示される好ましい実施例では各ウェルの底部１８の外周部から等間隔で４つの支持リブ１６が伸延されるが、もっと少ないあるいは多い支持リブを異なる間隔で伸延させることもできる。図７に最も良く示されるように各ウェルの底部１８の周囲部分は、ウェルを収集プレートと関連付ける際に底部１８が収集プレート内にうまく座るよう、ウェル１２の周囲部分よりも小さいことが好ましい。プレート１０は支持リブ１６により収集プレート上に支持され、従来、プレートを収集プレートに支持させる場合に必要とされたスぺーサあるいは支持フレームは不要である。
【００１９】
更に、この構成によれば、真空分離あるいは遠心分離の間、収集プレートを通気する空気を通すベントが提供される。詳しくは、ウェルの底部１８の外周部を、この底部１８と収集プレートの上部との間に図８に示すような小さい間隙１９が生じるよう、収集プレートの内周部よりも若干小さくなるように注意深く選択する。間隙１９はウェルが円筒形状である場合は環状であるが、収集プレートウェル１１２からガスを通気させるためには充分なものである。
【００２０】
プレート１０の周囲と収集プレート１１０との間には、収集プレートウェル１１２からのガスを図８に矢印で示すように更に通気するための間隙２１も形成される。図７に最も良く示されるように、プレート１０の周囲部分には肩部３４と、このろ過プレート１０を収集プレート１１０上に位置決め及び支持させた場合に収集プレート１１０の周囲部分を越えて延びるスカート３６とを有する。間隙２１はこのスカート３６と、収集プレート１１０の外周壁との間に形成される。
【００２１】
本発明の形態のろ過プレート１０によれば、マルチウェルろ過プレートを図９に示すように互いに積層することが可能である。本発明のこの特徴は、プレートを好都合に貯蔵するために、あるいは多数のろ過を実施する間に使用することができる。例えば、順次するプレートに性質の異なる膜を使用することで各膜に特定の成分を保持させるようにすることができる。かくして、最初のあるいは上部のプレートが微細ろ過膜を有し、底部のプレートが限外ろ過膜を有するようにすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
ＳＢＳの基準に合致し、尚且つウェル容積を最大化し、真空及び高速遠心分離に互換性のあるマルチプレートフォーマットが提供され、高遠心負荷にも耐え得る高剛性を有する一体デザインのマルチプレートフォーマットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うマルチウェル装置及びカバーの斜視図である。
【図２】本発明に従うマルチウェル装置の斜視図である。
【図３】本発明に従うマルチウェル装置の裏側の斜視図である。
【図４】本発明の裏側の部分拡大斜視図である。
【図５】本発明のマルチウェル装置の裏側の一部の断面図である。
【図６】本発明のマルチウェル装置の４つのホイールを示す平面図である。
【図７】本発明のマルチウェル装置の一部分の断面図である。
【図８】本発明に従う収取プレート上に位置決めしたろ過プレートの一部分の部分断面斜視図である。
【図９】本発明に従う、積層した２枚のろ過プレートの断面図である。
【図１０】本発明のマルチウェル装置にし自体をシールするための方法及び装置を示す断面図である。
【符号の説明】
５　保護カバー
１０　トレー
１２　ウェル
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１２Ｂ、１２Ｃ　壁
１６　支持リブ
１８　底部
３３　ドレン
１９、２１　間隙
３４　肩部
３６　スカート
７１　シール装置
７５　開口
７６　シール表面
７７　フェース
１１０　収集プレート
１１１　フィルタ
１１２　収集プレートウェル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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