(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端開口を備え、該先端開口から固形物及び／又は液体の対象物を吸引して保持し、且つ貯留した前記対象物を前記先端開口から吐出可能なチップと、前記対象物を保持可能な１又は複数のウェルを有し当該ウェル内に前記チップの前記先端開口から投入される前記対象物を受け止める受け部を備えたウェルプレートとを準備するステップと、
前記固形物を保持している前記チップの前記先端開口を、前記ウェルの前記収容部の直上に位置させるステップと、
前記チップの前記先端開口から前記固形物を吐出させるステップと、
前記液体を保持している前記チップの前記先端開口を、前記ウェルの前記受け部の直上に位置させるステップと、
前記チップの前記先端開口から前記液体を吐出させるステップと、
を含む、対象物の操作方法であって、
前記ウェルプレートは、第１面と、該第１面と対向する第２面とを備え、前記第１面を上方に向けて用いられるプレート本体を含み、
前記ウェルは、前記第１面に設けられ前記チップの進入を許容する開口部と、前記プレート本体の内部に位置する底部と、前記開口部から前記底部に向けて下方に延びる筒状の壁面とを含み、
前記筒状の壁面は、
前記底部から上方の所定領域であって、前記固形物の対象物を収容可能な第１の水平断面サイズを有する収容部と、
前記収容部の上方から前記開口部に至る領域であって、前記第１の水平断面サイズよりも大きい第２の水平断面サイズを有する受入部と、を含み、
前記受入部は、その水平断面サイズが、前記開口部で最大であり、前記収容部と前記受入部との境界部で最小であって、これらの間においてサイズが連続的に変化しているテーパ形状を有し、
前記収容部の水平断面サイズは、上下方向において実質的に変化せず、
前記受け部は、前記テーパ形状を備える壁面の一部の勾配を、水平に近付けた部分からなる、上面視で三日月形状の部分であって、当該三日月形状の最大幅の部分は、前記チップの前記先端開口の内径と同等か、やや大きいサイズを有している、対象物の操作方法。
【請求項２】
請求項１に記載の対象物の操作方法において、
前記液体を吐出させるステップによって、前記受け部が浸漬されるまで前記液体を前記ウェルに注液された場合において、
前記対象物を保持しない状態の前記チップの前記先端開口を、前記ウェルの前記受け部の直上であって前記液体に浸漬される位置に配置するステップと、
前記チップの前記先端開口から前記液体を吸引させるステップと、
をさらに含む、対象物の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物や液体からなる対象物を保持するウェルプレートを用いた対象物の操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞乃至は細胞凝集塊等の対象物の観察、選別、検査若しくは培養等のために、ウェルプレートが用いられることがある。一般にウェルプレートは、平板状のプレート本体と、このプレート本体に独立的に設けられた複数のウェルとからなる。通常、細胞の吸引及び吐出が可能なチップにより、各ウェルに細胞及びその培養液が投入される。さらに、細胞を収容したウェルに対し、反応試験や検査等の目的で、前記チップによって試薬が追加投入される場合がある。
【０００３】
細胞の収容目的のウェルは、その開口サイズが小さい。このため、チップにて当該ウェルに対象物を投入する際に前記チップ先端の位置合わせが困難となったり、ウェルの開口縁部に前記チップ先端が衝突したりする場合がある。この問題の解決のため、特許文献１には、ウェルの内径を底面側から開口部側に向けて拡径してなるウェルを備えたウェルプレートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０９７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のウェルプレートによれば、ウェルに対するチップのアプローチ性は良好となる。しかし、対象物によっては、ウェルに収容された後に当該対象物が可及的に位置ズレや型崩れを起こさないことが求められる。また、試薬は非常に高価なものもあるため、その使用量をなるべく少量とすることができる工夫が求められる。これらの点を十分に満たすウェルプレートは未だ提案されていない。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、利便性が向上されたウェルプレートを用いた対象物の操作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係るウェルプレートは、固形物及び液体の対象物の吸引及び吐出を行うチップによって、前記対象物の投入及び取り出しが行われるウェルプレートであって、第１面と、該第１面と対向する第２面とを備え、前記第１面を上方に向けて用いられるプレート本体と、前記第１面に設けられ前記チップの進入を許容する開口部と、前記プレート本体の内部に位置する底部と、前記開口部から前記底部に向けて下方に延びる筒状の壁面とを含み、前記対象物を保持可能な１又は複数のウェルと、を備え、前記筒状の壁面は、前記底部から上方の所定領域であって、前記固形物の対象物を収容可能な第１の水平断面サイズを有する収容部と、前記収容部の上方から前記開口部に至る領域であって、前記第１の水平断面サイズよりも大きい第２の水平断面サイズを有する受入部とを含む。
【０００８】
このウェルプレートによれば、受入部の第２の水平断面サイズは、収容部の第１の水平断面サイズよりも大きく設定されるので、ウェルに対するチップのアプローチ性を良好とすることができる。また、収容部の水平断面サイズを比較的小さく設定することで、収容された対象物の位置ズレが起こり難くすることができる。さらに、ウェルに液体を注液する必要がある場合、収容部のサイズが抑制されている分だけ前記液体の使用量を減らすことが可能となる。
【０００９】
上記のウェルプレートにおいて、前記筒状の壁面は、水平断面の形状が円であり、前記収容部が第１の内径を有し、前記受入部が前記第１の内径よりも大きい第２の内径を有することが望ましい。このウェルプレートによれば、ウェルのデッドスペースを減らし、ウェルの容積を小さくすることができる。
【００１０】
上記のウェルプレートにおいて、前記受入部の水平断面サイズが上下方向において変化するものであって、該受入部は、前記開口部付近に位置する最大サイズ部分と、下方に向かうに連れてサイズが連続的又は段階的に小さくなるように変化する変化部分とを含み、前記収容部の水平断面サイズは、上下方向において実質的に変化しないことが望ましい。
【００１１】
このウェルプレートによれば、ウェルは、開口部付近が最大サイズを有しているので、チップのアプローチ性が良好であると共に、対象物が受入部のどの部位に投入された場合でも、重力を利用して当該対象物を下方の収容部へ導くことができる。また、収容部の水平断面サイズは一定であるので、該収容部に入り込んだ対象物を良好に保持することができる。
【００１２】
この場合、前記受入部は、その水平断面サイズが、前記開口部の内径が最大であり、前記収容部と前記受入部との境界部の内径が最小であって、これらの間において内径が連続的に変化しているテーパ形状を有していることが望ましい。
【００１３】
このウェルプレートによれば、前記テーパ形状に沿って、対象物を収容部に向けてよりスムースに誘導することができる。
【００１４】
上記のウェルプレートにおいて、前記受入部を形成する前記筒状の壁面に形成され、前記チップの先端から投入される前記対象物を受け止める受け部を備えることが望ましい。
【００１５】
このウェルプレートによれば、前記受け部に向けて、チップの先端から対象物を投入させることができる。例えば、収容部に既に固形物の対象物が収容されており、かかる状態で液体の対象物をウェルに投入する場合に、液体の投入により生じる液流が固形物に直接的に当たらないようにすることができる。これにより、易破壊性の固形物が収容部に収容されている場合であっても、当該固形物の崩壊や型崩れを防止することができる。
【００１６】
上記のウェルプレートにおいて、前記受入部を形成する前記筒状の壁面に形成され、前記チップの先端から投入される前記対象物を受け止める受け部を備え、前記受け部は、前記テーパ形状を備える壁面の一部の勾配を、水平に近付けた部分からなる構成とすることができる。
【００１７】
このウェルプレートによれば、受け部にて受け止めた対象物を、滞留させることなくスムースに収容部へ導くことができる。
【００１８】
上記のウェルプレートにおいて、前記プレート本体に第１ウェルと第２ウェルとが具備される場合において、前記第１ウェルの第１収容部と、前記第２ウェルの第２収容部とは、互いに所定距離だけ離間して配置されている一方で、前記第１ウェルの第１受入部と、前記第２ウェルの第２受入部とは、両者の間に位置する稜線部分を挟んで隣接する部分を含むことが望ましい。
【００１９】
このウェルプレートによれば、稜線部分を挟んで第１受入部と第２受入部とが並存している。従って、チップにより対象物を第１ウェル及び第２ウェルに個別に投入する場合に、前記稜線部分を境としてチップ６いずれかの側に移動させるだけで、第１収容部又は第２収容部のいずれかに所望の対象物を投入することができる。従って、チップの移動制御の厳密性を緩和させることができる。
【００２０】
本発明の他の局面に係る対象物の操作方法は、先端開口を備え、該先端開口から固形物及び／又は液体の対象物を吸引して保持し、且つ貯留した前記対象物を前記先端開口から吐出可能なチップと、前記対象物を保持可能な１又は複数のウェルを有し当該ウェル内に前記チップの前記先端開口から投入される前記対象物を受け止める受け部を備えたウェルプレートとを準備するステップと、前記固形物を保持している前記チップの前記先端開口を、前記ウェルの前記収容部の直上に位置させるステップと、前記チップの前記先端開口から前記固形物を吐出させるステップと、前記液体を保持している前記チップの前記先端開口を、前記ウェルの前記受け部の直上に位置させるステップと、前記チップの前記先端開口から前記液体を吐出させるステップと、を含む、対象物の操作方法であって、前記ウェルプレートは、第１面と、該第１面と対向する第２面とを備え、前記第１面を上方に向けて用いられるプレート本体を含み、前記ウェルは、前記第１面に設けられ前記チップの進入を許容する開口部と、前記プレート本体の内部に位置する底部と、前記開口部から前記底部に向けて下方に延びる筒状の壁面とを含み、前記筒状の壁面は、前記底部から上方の所定領域であって、前記固形物の対象物を収容可能な第１の水平断面サイズを有する収容部と、前記収容部の上方から前記開口部に至る領域であって、前記第１の水平断面サイズよりも大きい第２の水平断面サイズを有する受入部と、を含み、前記受入部は、その水平断面サイズが、前記開口部で最大であり、前記収容部と前記受入部との境界部で最小であって、これらの間においてサイズが連続的に変化しているテーパ形状を有し、前記収容部の水平断面サイズは、上下方向において実質的に変化せず、前記受け部は、前記テーパ形状を備える壁面の一部の勾配を、水平に近付けた部分からなる、上面視で三日月形状の部分であって、当該三日月形状の最大幅の部分は、前記チップの前記先端開口の内径と同等か、やや大きいサイズを有している。
【００２１】
この方法によれば、チップから吐出させた固形物を収容部に収容させた後、前記チップから液体をウェル内へ追加投入するに際し、当該液体は受け部に向けて吐出される。従って、チップから液体を投入する際に発生する液流が、収容部に収容された固形物に直接的に当たらない。これにより、易破壊性の固形物（例えば細胞凝集塊）が先に収容部に収容されている場合において液体（例えば試薬）を追加投入する場合であっても、当該固形物が液流によって崩壊や型崩れすることを防止できる。
【００２２】
上記の対象物の操作方法において、前記液体を吐出させるステップによって、前記受け部が浸漬されるまで前記液体を前記ウェルに注液された場合において、前記対象物を保持しない状態の前記チップの前記先端開口を、前記ウェルの前記受け部の直上であって前記液体に浸漬される位置に配置するステップと、前記チップの前記先端開口から前記液体を吸引させるステップと、をさらに含むことが望ましい。
【００２３】
この方法によれば、チップの先端開口が受け部の直上に配置された状態で液体の吸引が行われるので、収容部に収容された固形物がチップで吸引され難くすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ウェルに対するチップのアプローチ性が良好なだけではなく、ウェルに収容された後に当該対象物が位置ズレや型崩れを起こし難いウェルプレートを提供することができる。また、高価な液体を対象物としてウェルに投入する必要がある場合でも、当該液体の使用量を少量とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るウェルプレートの上面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記ウェルプレートの使用例を示す図である。
【図４】前記ウェルプレートの使用例を示す図である。
【図５】前記ウェルプレートの拡大断面図である。
【図６】前記ウェルプレートが備えるウェルに、チップから対象物が投入される状態を示す断面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、ウェルプレートの変形例を示す断面図である。
【図８】受け部を有するウェルを具備する、第２実施形態に係るウェルプレートを示す断面図である。
【図９】図８に示すウェルの上面視の図である。
【図１０】図８に示すウェルに対し、チップから対象物が投入される状態を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、受け部を有するウェルの変形例を示す断面図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｄ）は、受け部を有するウェルを備えるウェルプレートの使用例を示す図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｄ）は、受け部を有するウェルを備えるウェルプレートの使用例を示す図である。
【図１４】（Ａ）は、ウェルの変形例を示す上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＧ１線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るウェルプレート１の上面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。ウェルプレート１は、固形物、液体若しくはこれらの混合物からなる対象物を担持することが可能なプレートである。当該対象物の操作には、先端開口を備え、該先端開口を通して前記対象物を吸引しこれを保持すること、並びに、保持している前記対象物を前記先端開口から吐出することが可能なチップ６（図３他参照）が用いられる。このような吸引及び吐出を行うチップ６によって、ウェルプレート１に対し前記対象物が投入され、又は投入された前記対象物がウェルプレート１から取り出される。
【００２７】
本発明において、対象物について特に制限はなく、各種の固形物、液体をウェルプレート１の担持対象とすることができる。本実施形態では、固形の対象物として生体由来の細胞、特に細胞凝集塊を例示する。また液体の対象物として、細胞凝集塊の培地（細胞培養液）、及び細胞凝集塊に対する反応試験や検査等の目的で使用される試薬液を例示する。この場合、ウェルプレート１は、細胞乃至は細胞凝集塊の観察、選別、検査若しくは培養等のために用いられる。この他、対象物は、小型の電子部品や機械部品、有機又は無機の破砕片や粒子、ペレット等の固形物、水、油、生体液、溶媒、試薬、各種の溶液等の液体であっても良い。
【００２８】
ウェルプレート１は、プレート本体２と、該プレート本体２に形成される複数のウェル３とを備えている。図１に例示する通り、ここでは４個×６個＝２４個のウェル３がマトリクス状に配列されているウェルプレート１を示している。ウェル３は、少なくとも１個、プレート本体２に備えられていれば良い。複数個のウェル３をプレート本体２に具備させる場合、その配列態様は、均等配列又は不均等配列のマトリクス状、ハニカム状、或いはランダム配列とすることができる。
【００２９】
プレート本体２は、所定の厚みを有する平板状の部材からなり、上面２１（第１面）と下面２２（第１面と対向する第２面）とを備える。ウェルプレート１は、通常使用時には、上面２１を上方に向けて用いられる。プレート本体２の材質については特に制限は無く、孔開け加工や金型成型でウェル３を形成可能な材料であって、担持する対象物に化学的、生態的に影響を与えない材料であれば良い。例えば、樹脂成型品からなるプレート本体２は、好適な例の一つである。とりわけ、透明樹脂で形成されたプレート本体２は、ウェル３に保持された細胞凝集塊を下面２２側から観察（撮像）することが可能となるので好ましい。また、熱伝導性に優れた樹脂で形成されたプレート本体２は、ウェル３に保持された細胞凝集塊に対する熱環境のコントロールを容易とする観点からは好ましい。
【００３０】
ウェル３は、プレート本体２に設けられた有底の孔であり、固形物及び／又は液体の対象物を保持する。ウェル３は、開口部３１、底部３２及び筒状の壁面３３を含む。開口部３１は、円形の開口であり、上面２１に設けられ前記チップの進入を、余裕を持って許容する内径を有する。底部３２は、プレート本体２の内部であって、下面２２の近くに位置している。筒状の壁面３３は、開口部３１から底部３２に向けて鉛直下方に延びる壁面である。筒状の壁面３３は、底部３２から上方にウェル３の上下全長の半分程度の領域（所定領域）を占める収容部３４と、収容部３４の上方から開口部３１に至る領域を占める受入部３５とを含む。収容部３４は、固形物の対象物を収容可能な第１の水平断面サイズを有する。受入部３５は、前記第１の水平断面サイズよりも大きい第２の水平断面サイズを有する。ウェル３の形状については、図５に基づき、後記で詳述する。
【００３１】
図３及び図４は、ウェルプレート１の使用例を示す図である。ここでは、細胞凝集塊Ｃの試験システムを例示している。前記試験システムは、本実施形態のウェルプレート１、細胞凝集塊Ｃの選別容器４、試薬液の容器５及びチップ６を備えたヘッドユニット６１を備えている。
【００３２】
選別容器４は、細胞培養液４１を貯留する容器であり、細胞選別用の選別プレート４２を細胞培養液４１に浸漬される状態で保持している。選別プレート４２は、細胞凝集塊Ｃを個別に担持可能な保持凹部を複数備える。保持凹部の底面には、所定サイズの細胞凝集塊Ｃは通過できないが、微小な夾雑物等は通過可能な逃がし孔が設けられている。多数の細胞凝集塊Ｃを含む細胞懸濁液が、選別プレート４２の上方から投入される。検査対象となる、所定サイズを有する細胞凝集塊Ｃは、前記保持凹部にトラップされる一方で、夾雑物等は前記逃がし孔から選別容器４の底面に落下する。これにより、選別プレート４２の上面に検査対象の細胞凝集塊Ｃが担持された状態が形成される。図３は、この状態を示している。なお、ウェルプレート１の底面に、下面２２へ至る小径の貫通孔を設ければ、これを選別プレート４２として用いることもできる。
【００３３】
試薬容器５は、試薬液５１を貯留する容器である。試薬液５１としては、例えば、蛍光試薬や染色試薬を例示することができる。これら試薬は、培地では非蛍光性を示す細胞凝集塊Ｃに蛍光性を具備させる、または死滅した細胞凝集塊Ｃを選択的に染色することによって、当該細胞凝集塊Ｃの観察を容易にするための試薬である。このような試薬としては、Life Technologies社の「ＬＩＶＥ／ＤＥＡＤ  Ｃｅｌｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｋｉｔ（４８８／５７０）」、Roche社 の「Ｃｅｌｌ  Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ  Ｋｉｔ  Ｉ（ＭＩＴ  ａｓａｙ）」、Photochemical internalization社の「Ｌｉｖｅ／Ｄｅａｄ  Ｃｅｌｌ  Ｓｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｋｉｔ  ＩＩ」などを例示することができる。この他、試薬液５１として、Promega社の「ＣｅｌｌＴｉｔｅｒ−Ｇｌｏ  Ａｓｓａｙ」のような細胞増殖／毒性試験用試薬、ソニーバイオテクノロジー社の「Ａｌｅｘａ  Ｆｌｏｕｒ」や「Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ」のような抗体蛍光試薬等を用いることができる。
【００３４】
チップ６は、先端開口を備えたチューブ状の部材であり、細胞凝集塊Ｃ、細胞培養液４１及び試薬液５１の吸引及び吐出を行う。具体的にはチップ６、選別容器４から、細胞凝集塊Ｃを細胞培養液４１と共に吸引し、これらをウェルプレート１のウェル３へ吐出する。また、チップ６は、試薬容器５から試薬液５１を吸引し、これを細胞凝集塊Ｃの担持したウェル３内へ吐出する。チップ６は、ヘッドユニット６１に備えられたロッド６Ｒの下端に装着されている。ロッド６Ｒにはピストン機構が搭載されており、該ピストン機構の動作によってチップ６の先端開口に吸引力及び吐出力が与えられる。また、ロッド６Ｒは上下方向に移動可能である。ヘッドユニット６１は、前記ピストン機構の動力部等を備え、ガイドレール６２に沿って水平方向に移動可能である。ヘッドユニット６１の移動範囲内に、選別容器４、ウェルプレート１及び試薬容器５が順に配列されている。ヘッドユニット６１の移動機構、前記ピストン機構の動力部及びロッド６Ｒの上下動機構等は、図略の制御部によって制御される。
【００３５】
図３は、細胞凝集塊Ｃが選別容器４からウェルプレート１へ搬送される工程を示している。先ず、ヘッドユニット６１が選別容器４の上空へ移動される。チップ６が選別プレート４２の１つの保持凹部に位置決めされた後、ロッド６Ｒが下降され、チップ６の先端開口が前記保持凹部に担持されている細胞凝集塊Ｃに接近する。続いて、前記ピストン機構が作動し、周囲の細胞培養液４１と共に細胞凝集塊Ｃがチップ６内へ吸引される。そして、ロッド６Ｒが元の高さ位置まで上昇される。図３において、実線で示すヘッドユニット６１は、前記上昇を終えた状態を示している。
【００３６】
しかる後、ヘッドユニット６１がガイドレール６２に沿って矢印Ａ１方向に移動され、図３において点線で示すように、ウェルプレート１の上空で停止される。この際、細胞凝集塊Ｃを保持しているチップ６と、その細胞凝集塊Ｃの投入ターゲットとなる１のウェル３とが位置合わせされる。続いて、ロッド６Ｒが下降され、チップ６の先端開口がウェル３に入り込む。そして、細胞凝集塊Ｃを含む細胞培養液４１が、チップ６の先端開口からウェル３内へ吐出される。
【００３７】
図４は、図３の工程の後に、試薬液５１が試薬容器５からウェルプレート１へ搬送される工程を示している。当該工程は、例えば、ウェル３内で所定期間だけ細胞凝集塊Ｃを培養させた後に実行される。この工程では、ヘッドユニット６１が試薬容器５の上空へ移動される。ロッド６Ｒが下降され、チップ６の先端開口が試薬液５１内へ浸漬される。続いて、前記ピストン機構が作動し、所定量の試薬液５１がチップ６内に吸引される。そして、ロッド６Ｒが元の位置まで上昇される。図４において、実線で示すヘッドユニット６１は、試薬液５１の吸引後の上昇を終えた状態を示している。
【００３８】
しかる後、ヘッドユニット６１がガイドレール６２に沿って矢印Ａ２方向に移動され、図４において点線で示すように、ウェルプレート１の上空で停止される。この際、試薬液５１を保持しているチップ６と、その試薬液５１の投入ターゲットとなる、細胞凝集塊Ｃを担持した１のウェル３とが位置合わせされる。続いて、ロッド６Ｒが下降され、チップ６の先端開口がウェル３に入り込む。そして、試薬液５１が、チップ６の先端開口からウェル３内へ吐出される。
【００３９】
続いて、第１実施形態のウェルプレート１が備えるウェル３の詳細構造について、図５を参照して説明する。図５は、ウェルプレート１の拡大断面図である。上述の通り、ウェル３は、開口部３１、底部３２及び筒状の壁面３３を含み、筒状の壁面３３は、収容部３４と受入部３５とを含んでいる。模式的な図示である図２の垂直断面図においては、底部３２は平坦な底面として描かれているが、詳細を示す図５の垂直断面図では底部３２は凹曲面として描かれている。
【００４０】
開口部３１及び底部３２は、図１に示している通り、上面視において円の形状を備え、両者は同心円の位置関係にある。開口部３１は、筒状の壁面３３（受入部３５）の上端に連なり、底部３２は、筒状の壁面３３（収容部３４）の下端に連なっている。開口部３１の内径は、チップ６の先端を受容するのに十分な径に設定されている。例えば、チップ６の先端開口６Ｔ（図６）の部分の外径が３００μｍ程度である場合、開口部３１の内径は、３６０〜６００μｍ程度に設定することができる。筒状の壁面３３は、いずれの高さにおいても水平断面の形状が円である。このようなウェル３であれば、デッドスペースを減らすことができ、またウェル３の内容積を小さくすることができる。
【００４１】
収容部３４は、全高さに亘り所定の第１の内径を有する壁面であり、円柱状の空間を区画している。つまり、収容部３４の水平断面サイズは、上下方向において実質的に変化していない。前記第１の内径は、収容対象とする細胞凝集塊Ｃ（固形物の対象物）のサイズに応じて適宜設定される。例えば、ターゲットとする細胞凝集塊Ｃの大きさが４０μｍ〜４００μｍ程度である場合、前記第１の内径は、１２０〜１０００μｍ程度に設定することが好ましい。これにより、水平断面サイズが一定である収容部３４に入り込んだ細胞凝集塊Ｃを水平方向に揺動させ難くし、位置ズレ等を起こすことなく良好に保持することができる。このことは、ウェルプレート１に担持された細胞凝集塊Ｃの撮像、観察等において有利となる。
【００４２】
受入部３５は、大略的には、前記第１の内径よりも大きい第２の内径を有する壁面である。本実施形態では、受入部３５の水平断面サイズが上下方向において連続的に変化するテーパ形状の壁面を例示している。受入部３５の内径（水平断面サイズ）は、開口部３１に連なる上端部分の内径が最大であり、収容部３４との境界部となる下端部分の内径が最小であって、これらの間において内径が連続的に変化している。つまり、受入部３５は、開口部３１付近に位置する最大サイズ部分と、この最大サイズ部分から下方に向かうに連れてサイズが連続的に小さくなるように変化する変化部分とを含んでいる。このような受入部３５によって、円錐台状の空間が区画されている。
【００４３】
このような形状特徴を有するウェル３によれば、チップ６がウェル３に進入する際のアプローチ性を良好に維持しつつ、当該ウェル３の内容積を少なくすることができる。図５において、点線で示す矩形形状Ｒは、開口部３１の内径と同一径で底部３２の位置までウェルが延伸しているとした場合の、当該ウェルの垂直断面形状である。この矩形形状Ｒに比べて、本実施形態のウェル３は、水平断面サイズが抑制されている。一般に、矩形形状Ｒの如き形状が、ウェルプレートを生産する際に用いられる金型の形状をシンプルにすることができる形状と言える。しかし、本実施形態のウェル３は、あえて水平断面サイズが細胞凝集塊Ｃのサイズに応じて抑制された収容部３４と、最大サイズ部分が開口部３１である円錐台形状の受入部３５とによって、筒状の壁面３３を構成している。これにより、ウェル３の内容積が抑制され、試薬液５１をウェル３へ投入する必要がある場合において、当該試薬液５１の使用量を節約することが可能となり、ひいては試験や検査のコストダウンに貢献する。
【００４４】
ウェル３の内容積が抑制されていても、開口部３１付近が最大サイズを有しているので、チップ６のウェル３へのアプローチ性は損なわれない。つまり、開口部３１は矩形形状Ｒの場合と同サイズであり、チップ６が少々芯ズレしてウェル３へ進入しても、これを受け入れることができる。また、受入部３５は、下方に向かうに連れて径小となるテーパ形状を有するので、細胞凝集塊Ｃ、細胞培養液或いは試薬液などの対象物が受入部３５のどの部位に投入された場合でも、重力を利用して当該対象物を下方の収容部３４へスムースに導くことができる。そして、上述の通り収容部３４に入り込んだ細胞凝集塊Ｃは良好に保持されるものである。
【００４５】
図６は、ウェル３に、チップ６から細胞凝集塊Ｃが投入される状態を示す垂直断面図である。図３に基づき先述した通り、細胞凝集塊Ｃがウェル３に投入される際、細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１を保持したチップ６が、上方からウェル３の開口部３１に向けて下降される。そして、チップ６の先端開口６Ｔが、受入部３５に所定深さだけ入り込んだ位置で、チップ６の前記下降が停止される。その後、先端開口６Ｔから細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１が吐出される。図６の左方のウェル３は、前記吐出が行われる直前の状態を示している。なお、前記吐出の前に、予め所定量の細胞培養液をウェル３に注液しておいても良い。一方、図６の中央及び右方のウェル３は、前記吐出が完了した状態を示している。これらのウェル３においては、細胞培養液４１は、ウェル３の収容部３４の全部と受入部３５の下半分程度とを満たし、細胞凝集塊Ｃは、収容部３４で側周囲が拘束される態様で、底部３２付近に接面又は浮遊している。細胞培養液４１の液量は、適宜調整される。予め細胞培養液をウェル３に注液する実施形態では、細胞凝集塊Ｃの吸引時にチップに保持される細胞培養液の液量分を考慮して、ウェル３に予め保持させる細胞培養液の液量が決定される。
【００４６】
なお、先端開口６Ｔが受入部３５に進入しない位置で、チップ６の下降が停止されても良い。すなわち、開口部３１はチップ６の先端開口６Ｔの進入を許容するサイズの開口を有していれば良く、対象物の投入時に、実際に先端開口６Ｔが開口部３１を越えてウェル３内に進入しなくても良い。例えば、開口部３１の位置よりも数ｍｍ程度上方に先端開口６Ｔを停止させ、その位置の先端開口６Ｔから細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１を吐出させても良い。この場合、先端開口６Ｔが、底部３２の直上でなくとも、開口部３１の上空に位置していれば、吐出された細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１は、受入部３５のテーパ状の壁面に案内されて収容部３４へ向かうことができる。
【００４７】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、第１実施形態の変形例に係るウェルプレート１Ａ及び１Ｂを各々示す垂直断面図である。図７（Ａ）に示すウェルプレート１Ａが備えるウェル３Ａは、開口部３１Ａ、底部３２Ａ及び筒状の壁面３３Ａを含み、筒状の壁面３３Ａは、収容部３４Ａと受入部３５Ａとを含んでいる。先に例示したウェル３と相違する点は、受入部３５Ａの形状である。受入部３５Ａは、水平断面サイズが上下方向において一定であり、開口部３１Ａと同じ大きさの内径（第２の内径）を全長に亘って有している。収容部３４Ａは、細胞凝集塊Ｃの大きさに応じた所定サイズの内径（第１の内径）を有し、該内径よりも受入部３５Ａの内径は大きく設定されている。なお、さらなる変形例として、受入部３５Ａの内径が、下方に向かうに連れて段階的に小さくなるように変化させる態様としても良い。
【００４８】
図７（Ｂ）に示すウェルプレート１Ｂが備えるウェル３Ｂは、開口部３１Ｂ、底部３２Ｂ及び筒状の壁面３３Ｂを含み、筒状の壁面３３Ｂは、収容部３４Ｂと受入部３５Ｂとを含んでいる。受入部３５Ｂは、水平断面サイズが上下方向において一定な上段部分３５１Ｂと、水平断面サイズが下方に向かうに連れて小さくなるよう変化する下段部分３５２Ｂとからなっている。収容部３４Ｂは、細胞凝集塊Ｃの大きさに応じた所定サイズの内径を有する、水平断面サイズが上下方向において一定な部分である。これらのウェルプレート１Ａ及び１Ｂによっても、先に説明したウェルプレート１と同様な利点を享受することができる。
【００４９】
図８は、本発明の第２実施形態に係るウェルプレート１Ｃを示す断面図である。第２実施形態では、受け部３６を有するウェル３Ｃを具備するウェルプレート１Ｃを例示する。図９は、ウェル３Ｃの上面視の図である。ウェル３Ｃは、プレート本体２の上面２１に開口した開口部３１Ｃと、プレート本体２の内部であって下面２２の近くに配置された底部３２Ｃと、開口部３１Ｃと底部３２Ｃとの間に上下方向に延びる筒状の壁面３３Ｃとを含む。筒状の壁面３３Ｃは、収容部３４Ｃ及び受入部３５Ｃに加え、受け部３６を備えている。受け部３６は、専らチップ６の先端開口６Ｔから投入される対象物を受け止めるために設けられている。
【００５０】
収容部３４Ｃは、水平断面サイズが上下方向において一定な部分であり、底部３２Ｃから上方にウェル３Ｃの上下全長の半分程度の領域を占めている。受入部３５Ｃは、水平断面サイズが下方に向かうに連れて小さくなるテーパ形状の部分であり、収容部３４Ｃの上方から開口部３１Ｃに至る領域を占めている。収容部３４Ｃ及び受入部３５Ｃは、第１実施形態で例示した収容部３４及び受入部３５と基本的に同じ機能を果たす部分である。但し、図９に示す上面視の通り、受け部３６を設けるために、底部３２Ｃは開口部３１Ｃの円中心に対して偏心して配置されている。
【００５１】
受け部３６は、受入部３５Ｃを形成する円錐台状の壁面に形成されている。図８の垂直断面において詳しく言うと、受け部３６は、テーパ形状を備える受入部３５Ｃの壁面の、上下方向における中間付近の勾配を、他の部分の勾配に比べて水平に近付けた部分からなる。図９の上面視では、受け部３６は、底部３２Ｃに向けて凹の、三日月型の形状を有している。この三日月形状の最大幅の部分は、チップ６から吐出される液体の対象物を十分に受け止めることができるよう、概ねチップ６の先端開口６Ｔの内径と同等か、やや大きい程度のサイズを有していることが望ましい。
【００５２】
このウェルプレート１Ｃによれば、受け部３６に向けて、チップ６の先端開口６Ｔから対象物を投入させることができる。例えば、収容部３４Ｃに既に細胞凝集塊Ｃのような固形物の対象物が収容されており、かかる状態で細胞培養液４１や試薬液５１のような液体の対象物をウェル３Ｃに投入する場合に、一旦液体対象物を受け部３６に衝突させてから、収容部３４Ｃへ向かわせることができる。これにより、液体対象物の投入によって生じる液体フローが細胞凝集塊Ｃに直接的に当たらないようにすることができる。これにより、細胞凝集塊Ｃのような易破壊性の固形物が収容部３４Ｃに収容されている場合であっても、当該固形物の崩壊や型崩れを防止することができる。さらには、固形物の位置ズレも防止することができ、このことは固形物の画像を所定の時間間隔をおいて撮像する場合に、これらの画像の比較を的確に行える点で有利である。しかも、受け部３６は緩いながらも下り勾配を有しているので、受け部３６にて受け止めた対象物を、滞留させることなくスムースに収容部３４Ｃへ導くことができる。
【００５３】
図１０は、第２実施形態のウェル３Ｃに対し、チップ６から液体対象物が投入される状態を示す垂直断面図である。ここでは、ウェル３Ｃに細胞培養液４１及び細胞凝集塊Ｃが既に投入されている状態を示す。細胞凝集塊Ｃは、底部３２Ｃ付近において収容部３４Ｃに収容され、細胞培養液４１は、受入部３５Ｃの内容積の８０％程度を占める程度に充填されている。受け部３６は、細胞培養液４１で覆われている状態である。チップ６の内部には、所定量の試薬液５１が保持され、該試薬液５１が細胞凝集塊Ｃの試験のためにウェル３Ｃ内に投入されようとしている。
【００５４】
先端開口６Ｔがウェル３Ｃ内の細胞培養液４１に浸漬されるまで、チップ６は下降されている。先端開口６Ｔは、受け部３６と対向している。この状態において、先端開口６Ｔから試薬液５１が吐出されると、矢印Ｂで示す通り、その吐出により生じる液流は受け部３６に衝突する。その後、試薬液５１はウェル３Ｃ内の細胞培養液４１に混ざり合うことになる。従って、収容部３４Ｃ内の細胞培養液４１には大きな液流は生じることは無く、細胞凝集塊Ｃは液流の力の影響を殆ど受けない。よって、細胞凝集塊Ｃが崩壊したり型崩れしたりする不具合は、あまり発生しない。これに対し、細胞凝集塊Ｃの直上から試薬液５１を吐出させた場合、その吐出により生じる液流の力によって細胞凝集塊Ｃが舞い上がって変形したり、液流の力によって細胞凝集塊Ｃが分離乃至は崩壊したりする頻度が多くなる不具合が生じる。さらに、液流の力によって細胞凝集塊Ｃが移動又は姿勢変更すると、細胞凝集塊Ｃの画像を定点でモニターしている場合に、モニター位置が変化してしまうことになる。
【００５５】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、第２実施形態の変形例に係るウェルプレート１Ｄ及び１Ｅを各々示す垂直断面図である。図１１（Ａ）に示すウェルプレート１Ｄが備えるウェル３Ｄは、開口部３１Ｄ、底部３２Ｄ及び筒状の壁面３３Ｄを含み、筒状の壁面３３Ｄは、収容部３４Ｄ、受入部３５Ｄ及び受け部３６Ｄを含んでいる。受入部３５Ｄは、水平断面サイズが上下方向において一定であり、開口部３１Ｄと同じ大きさの内径を全長に亘って有している。収容部３４Ｄも、水平断面サイズが上下方向において一定で、受入部３５Ｄよりも小さい内径を有する領域である。受け部３６Ｄは、収容部３４Ｄと受入部３５Ｄとの内径差に基づき、両者の境界部分に生じる段差部分からなる。受け部３６Ｄは略水平な面からなる。図中に矢印Ｂ１で示すように、この受け部３６Ｄに向けて試薬液５１が吐出される。
【００５６】
図１１（Ｂ）に示すウェルプレート１Ｅが備えるウェル３Ｅは、開口部３１Ｅ、底部３２Ｅ及び筒状の壁面３３Ｅを含み、筒状の壁面３３Ｅは、収容部３４Ｅ、受入部３５Ｅ及び受け部３６Ｅを含んでいる。受入部３５Ｅの上方部分は、水平断面サイズが上下方向において一定であるが、下方部分は、垂直断面視において垂直方向に対して傾きを有する部分からなる受け部３６Ｅが形成されることによって、水平断面サイズが下方に向かうに連れて小さくなっている。収容部３４Ｅは、水平断面サイズが上下方向において一定な部分である。図中に矢印Ｂ２で示すように、この受け部３６Ｅに向けて試薬液５１が吐出される。これらのウェルプレート１Ｄ及び１Ｅによっても、先に説明した第２実施形態に係るウェルプレート１Ｃと同様な利点を享受することができる。
【００５７】
続いて、第２実施形態に係るウェルプレート１Ｃの好ましい使用例を、図１２及び図１３に基づき説明する。ここでは、細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１のウェル３Ｃへの投入操作と、その後のウェル３Ｃへの試薬液５１の投入操作とからなる一連の操作方法（対象物の操作方法）のステップを例示する。
【００５８】
最初のステップは、受け部３６を有するウェル３Ｃを具備したウェルプレート１Ｃと、細胞凝集塊Ｃ、細胞培養液４１及び試薬液５１の吸引及び吐出が可能なチップ６とを準備するステップである。図１２（Ａ）は、ウェルプレート１Ｃが備える１つのウェル３Ｃの垂直断面を示している。
【００５９】
次のステップは、細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１を保持するチップ６を前記１のウェル３Ｃの上空において位置決めするステップである。この際、図１２（Ｂ）に示すように、チップ６が搭載されているヘッドユニット６１を移動させ、収容部３４Ｃの筒心に沿った軸Ｚ１上に、チップ６を位置決めさせる。つまり、細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１を保持するチップ６の先端開口６Ｔを、収容部３４Ｃの直上に位置させる。チップ６は、このステップの前に、先に図３に基づき説明した、選別容器４から細胞凝集塊Ｃを吸引するステップを実行している。
【００６０】
続くステップでは、図１２（Ｃ）に示すように、チップ６が取り付けられているロッド６Ｒが所定長だけ下降される。これにより、チップ６の先端開口６Ｔは、ウェル３Ｃの受入部３５Ｃに進入する。そして、図１２（Ｄ）に示す通り、先端開口６Ｔから細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１が吐出される。その後、チップ６は上昇される。この吐出動作によってウェル３Ｃは概ね細胞培養液４１で満たされ、沈降時間が経過すると細胞凝集塊Ｃは底部３２Ｃ付近に接面する。収容部３４Ｃの壁面によって取り囲まれているので、少々の振動がウェルプレート１Ｃに与えられても、細胞凝集塊Ｃは水平方向には揺動しない。
【００６１】
次のステップでは、図１３（Ａ）に示すように、試薬液５１を保持するチップ６を、試験対象となる細胞凝集塊Ｃが投入されているウェル３Ｃの上空において位置決めするステップである。チップ６は、このステップの前に、先に図４に基づき説明した、試薬容器５から試薬液５１を吸引するステップを実行している。この位置決めの際、ヘッドユニット６１を移動させ、受け部３６の中心位置を上下に貫く軸Ｚ２上に、チップ６を位置決めさせる。つまり、試薬液５１を保持しているチップ６の先端開口６Ｔを、受け部３６の直上に位置させる。
【００６２】
続くステップでは、図１３（Ｂ）に示すように、チップ６が取り付けられているロッド６Ｒが所定長だけ下降される。これにより、チップ６の先端開口６Ｔは、受け部３６と対向する位置においてウェル３Ｃの受入部３５Ｃに進入する。また、先端開口６Ｔは、細胞培養液４１内に浸漬される。そして、図中に矢印を付している通り、先端開口６Ｔから試薬５１が吐出される。この後、先端開口６Ｔの吸引力及び吐出力を交互に発生させて、試薬５１と細胞培養液４１とを混合させることが好ましい。より好ましくは、上記の吸引力及び吐出力の発生と、チップ６の上下動とを連動させ、前記混合を促進する。具体的には、先端開口６Ｔに吸引力を発生させつつチップ６を下降させ、続いて先端開口６Ｔに吐出力を発生させつつチップ６を上昇させるという動作を、１回又は複数回行う。その後、図１３（Ｃ）に示す通り、チップ６は上昇される。以上のような操作方法によれば、細胞凝集塊Ｃの如き易破壊性の固形物が先に収容部３４Ｃに収容されている場合において試薬液５１を追加投入する場合であっても、細胞凝集塊Ｃが試薬液５１の液流によって崩壊や型崩れすることを防止できる。
【００６３】
上記の利点は、細胞培養液４１をウェル３Ｃから吸引させる場合においても享受することができる。図１２（Ｄ）に示す通り、ウェル３Ｃに細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１を投入した後、若しくは、さらに図１３（Ｃ）に示す通り、試薬液５１を追加投入した後、細胞培養液４１をウェル３Ｃから吸引させるステップが必要となる場合がある。このステップの実行には、受け部３６が浸漬されるまで細胞培養液４１がウェル３Ｃに注液されていることを前提として、図１３（Ｄ）に示すように、対象物を保持しない空の状態のチップ６の先端開口６Ｔを、受け部３６の直上であって細胞培養液４１に浸漬される位置に配置する。
【００６４】
しかる後、チップ６に吸引力が発生され、図１３（Ｄ）中に矢印で示す通り、先端開口６Ｔから細胞培養液４１が吸引される。これにより、先端開口６Ｔが受け部３６の直上に配置された状態で細胞培養液４１の吸引が行われる。このため、吸引の際に発生する液流の影響が、収容部３４Ｃに収容されている細胞凝集塊Ｃに及びにくい。従って、細胞凝集塊Ｃがチップ６によって吸引されてしまわないようにすることができる。
【００６５】
ウェルのさらなる変形例を説明する。図１４（Ａ）は、変形例に係るウェルを示す上面図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＧ１線の断面図である。ここでは、プレート本体２に、第１ウェル３Ｆと第２ウェル３Ｇとがペアで具備される例を示す。このようなウェルのペアが、１組又は複数組、プレート本体２に具備される。
【００６６】
第１ウェル３Ｆは、第１開口部３１Ｆ、第１底部３２Ｆ及び筒状の壁面３３Ｆを含み、筒状の壁面３３Ｆは、第１収容部３４Ｆと第１受入部３５Ｆとを含んでいる。第１収容部３４Ｆは、水平断面サイズが上下方向において一定である。第１受入部３５Ｆは、水平断面サイズが下方に向かうに連れて小さくなるよう変化している。第１受入部３５Ｆの上面視の形状は半円形であり、垂直断念視の形状は、１辺が第１収容部３４Ｆの壁面と面一の非等脚台形である。第１収容部３４Ｆは、半円形の第１受入部３５Ｆの中心点を通る二等分線（Ｇ１線に相当）上であって、外周円に内接する位置に配置されている。同様に第２ウェル３Ｇも、第２開口部３１Ｇ、第２底部３２Ｇ及び筒状の壁面３３Ｇを含み、筒状の壁面３３Ｇは、第２収容部３４Ｇと第２受入部３５Ｇとを含んでいる。
【００６７】
第１ウェル３Ｆの第１収容部３４Ｆと、第２ウェル３Ｇの第２収容部３４Ｇとは、互いに所定距離だけ離間して配置されている。いずれも上面視で半円形の第１受入部３５Ｆと第２受入部３５Ｇとは、それぞれの割線同士が稜線部分３７を挟んで隣接するように配置されている。つまり、第１受入部３５Ｆと第２受入部３５Ｇとによって、１つの略円形の受け部が形成されている。もちろん、この受け部の形状は、四角形などの矩形のものとしても良い。
【００６８】
図１４（Ｂ）において、第１ウェル３Ｆには細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１が既に投入され、チップ６の先端開口６Ｔから試薬液５１が矢印Ｇ２の通り吐出される状態を示している。第１受入部３５Ｆの斜面は緩く（図８のウェル３Ｃの受け部３６と同じ程度の勾配）、当該斜面に向けて試薬液を吐出させることで、液流の影響が第１収容部３４Ｆ内の細胞凝集塊Ｃに及ばないようにすることができる。一方、第２ウェル３Ｇに対しては、チップ６から細胞凝集塊Ｃ及び細胞培養液４１が、矢印Ｇ３の通り吐出される状態を示している。
【００６９】
このようなウェル３Ｆ、３Ｇを備えるウェルプレートによれば、チップ６により対象物を第１ウェル３Ｆ及び第２ウェル３Ｇに個別に投入する場合に、稜線部分３７を境としてチップ６をいずれかの側に移動させるだけで、第１収容部３４Ｆ又は第２収容部３４Ｇのいずれかに所望の対象物を投入することができる。従って、チップ６の移動制御の厳密性を緩和させることができる。
【００７０】
以上説明した通り、本実施形態によれば、ウェル３に対するチップ６のアプローチ性が良好なだけではなく、ウェル３に収容された後に細胞凝集塊Ｃが位置ズレや型崩れを起こし難いウェルプレート１を提供することができる。また、試薬液のような高価な液体をウェル３に投入する必要がある場合でも、当該試薬液の使用量を少量に抑制することができ、試験や検査等のコストダウンに貢献することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１  ウェルプレート
２  プレート本体
２１  上面（第１面）
２２  下面（第２面）
３  ウェル
３１  開口部
３２  底部
３３  筒状の壁面
３４  収容部
３５  受入部
３６  受け部
３７  稜線部分
４  選別容器
５  試薬容器
６  チップ
６Ｔ  先端開口
【図１】
0006427424.tif 000002
【図２】
0006427424.tif 000003
【図３】
0006427424.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006427424.tif 000006
【図６】
0006427424.tif 000007
【図７】
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【図８】
0006427424.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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