(57)【要約】【課題】タンパク質合成等に使用されるマイクロプレートロボットでマイクロプレートのウエル内の上清液の除去、全液の廃液および試料液の撹拌、混合が簡単に、かつ、確実に行われる方法と装置を提供する。【解決手段】マイクロプレートのウエル内の上清液の除去は、遠心分離処理等の工程が終了したマイクロプレートの表面に吸収材を組み込んだ吸収パッドをかぶせて上下移動および反・正転するステージに固定し、ステージを上方に移動して反転した後、所定位置まで落下させることによって上清液を吸収材に吸収させて除去する。全液を廃液する場合は上述の操作で吸収パッドを使用しない操作で行う。更に、試料液の撹拌、混合を行う場合には蓋付きマイククロプレートを使用してステージに固定後、上方に移動して少なくとも一回以上の反転、正転を行うことで解決した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロプレートのウエル内の液体の一部除去、全液廃棄および撹拌、混合を行う方法および装置であって、装置本体内にマイクロプレートを固定するステージ、該マイクロプレートが固定されたステージを上下させるエレベータ機構、所定位置で停止する機構、ステージを反転させてステージに固定されたマイクロプレートの表裏を逆にする機構、および所定位置までステージを落下させる機構を備え、それらの操作が自動化されたマイクロプレート内の液の自動廃液、撹拌方法および装置。
【請求項２】
マイクロプレートの表面に吸収材を組み込んだ吸収パッドをかぶせてステージに固定し、ステージを上昇して反転した後、所定位置までステージを落下させることによりマイクロプレートのウエル内の上清液のみを除去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内の液の自動廃液、撹拌方法および装置。
【請求項３】
マイクロプレートをステージに固定し、ステージを上昇して反転した後、所定位置までステージを落下させることによりマイクロプレートのウエル内の全液を廃液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内の液の自動廃液、撹拌方法および装置。
【請求項４】
蓋付きマイクロプレートをステージに固定し、ステージを上昇して所定位置で停止した後、ステージを少なくとも一回以上反転、正転してマイクロプレートのウエル内の液を撹拌、混合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内の液の自動廃液、撹拌方法および装置。
【請求項５】
マイクロプレート内の液の自動廃液および撹拌が遠心分離、撹拌、上清廃棄、上清移転、試薬分注等の自動操作マイクロプレートロボットに組み込まれた単位操作の一環としてなされることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れが１項に記載のマイクロプレート内の液の自動廃液、撹拌方法および装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、創薬、ＤＮＡ解析、プロテオーム解析、タンパク質合成などのバイオ関連の研究、生産に使用されているマイクロプレートのウエル内の上清液の除去、全液の廃液、およびマイクロプレートのウエル内の液の撹拌、混合をするための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  天然由来の抗生物質など、有用生物活性物質の生産は供給量に問題がある場合、従来は開発を断念せざるを得なかったが最近は天然物の生合成酵素遺伝子群の同定が容易になり、生産に適した菌株で目的遺伝子群を発現させ、生産する生合成工学手法が発展した。更にこの生合成工学手法を展開させ、巨大な酵素遺伝子の交換可能な領域を入れ替えて新しい物質を合成する試みがなされている（例えは、非特許文献１参照）。【０００３】  生物が体を形作り生きていく上で絶対に欠かせない有用なタンパク質を微生物細胞や動物細胞等を用いて生産するには目的のタンパク質生産細胞を自然界から単離し、その細胞を培養する方法やこれらの細胞に生産したいタンパク質の遺伝子を導入して遺伝子組み換え細胞を造成し、その細胞を培養して目的のタンパク質を得ることが行われている。また、細胞を培養する代わりに細胞からタンパク質合成能を有する成分を抽出し、その抽出液を用いて目的のタンパク質を合成する無細胞タンパク質合成法が行われている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。【０００４】  細胞内で行われるタンパク質の合成反応は、遺伝子情報を有するＤＮＡからその情報がｍＲＮＡに転写され、細胞内のタンパク質製造工場であるリポゾームでｍＲＮＡの情報を翻訳してタンパク質が合成するという工程で進行する。一方、細胞外でタンパク質の合成を行うには細胞から抽出したリポゾーム、開始因子、伸長因子およびｔＲＮＡ等の転写・翻訳に必要な基本的要素を含む抽出液を例えば試験管やマイクロプレート等の反応容器中で行うが、リポゾームの働きを阻害する細胞毒素の働きを抑えた無細胞タンパク質合成方法が開示されている（例えば、特許文献３および非特許文献２参照）。【０００５】  生細胞は、自己の細胞機能を維持するために外来タンパク質を排除する傾向が強いため発現が困難なタンパク質が多いが無細胞タンパク質合成系は、この様な制約を受けにくく系を人為的に改変することが容易であることから盛んに行われている（例えば、参考文献３）。ポストゲノム時代のプロテオーム解析で見つけた興味深いタンパク質を容易に合成し、その性質や挙動の解析やスクリーニングには多種のタンパク質を比較的短時間に合成する必要があり、試験管など単独の合成容器は適当でなく、一枚の板上に９６個の独立したウエルを有するマイクロプレートとそれを操作するマイクロプレートロボットを活用した方法が高効率スクリーニングには適している（例えば、非特許文献４参照）。【０００６】  マイクロプレートを利用したタンパク質の合成においては遠心分離、撹拌、更に分注機を用いた上清廃棄、上清移転、試薬分注等の基本操作を組み合わせたマイクロプレートロボットが市販され、それらのロボットはパソコンによりビジュアル感覚でプロトコールが作成できるので研究を容易にした。しかし、従来、マイクロプレートを用いた自動処理系では遠心分離後の上清液の除去や廃液の作業は分注機を用いて吸引する方法、手動処理としてはマイクロプレートの表面に吸収材をかぶせて反転させる方法等で行われていた。また、マイクロプレートを撹拌する方法は分注機を使用したピペッティングや外部から振動を与える方法で行われていた。
【特許文献１】特開平７−７５５９２
【特許文献２】特開平８−１９６２９１
【特許文献３】特開２００２−３３８５９７
【非特許文献１】及川英秋、「化学と工業」、Ｖｏｌ．５６，Ｎｏ．９，ｐ．９６５（２００３）
【非特許文献２】遠藤弥重太、「日経バイオビジネス」、９月号、ｐ．４８（２００３）
【非特許文献３】木川隆則、「構造生物」、Ｖｏｌ．７、Ｎｏ．１、ｐ．１（２００１）
【非特許文献４】安原  義、他「東農大農学集報」、Ｖｏｌ．４３、ｐ．２４３（１９９９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  マイクロプレートロボットが如何に精密に作られていてもマイクロプレートの９６ウエル中の上清除去で沈殿物の量や位置を正確に予想することは困難な場合が多く、不要な上清液のみを分注機で除去することも困難であり、ともすると必要な沈殿物を一緒に吸引、廃棄する危険があった。また、上記の特許文献１〜３にはタンパク質の合成方法及び装置に関して有用な発明が数多く開示されているがマイクロプレートのウエル内の液の一部または全部を廃棄する方法という単純ではあるが非常に重要な課題については何も触れられていない。更に、沈殿物の一部を吸引する危険のある分注機のピペッティンクを使用しないでマイクロプレートを撹拌する方法が待たれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  マイクロプレートのウエル内の上清液を手動の操作において除去する場合にはマイクロプレートを手で持ち、反転させて容器に落下させるか、重ね合わせた吸水紙に吸収させるか、種々の方法が考えられるがマイクロプレートでのタンパク質合成を高効率スクリーニングに利用する場合には適切でない。発明者らは鋭意研究の結果、遠心分離したマイクロプレート内の反応液の上清のみの除去、マイクロプレート内の全液の廃液、およびマイクロプレートのウエル内の液の撹拌、混合を自動操作で行う方法と装置を発明して課題を解決した。
【発明の効果】
【０００９】  マイククロプレートロボットに本発明のマイクロプレートの自動廃液および撹拌装置を組み込むことによりタンパク質の合成の高効率スクリーニング、プラスミドＤＮＡ抽出などゲノム関連、および創薬研究における薬物代謝試験を行うことが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  本発明のマイクロプレート内の上清液のみを除去する方法を、図面を用いて詳細に説明する。図１に示す様にロボットハンドで吸収材を組み込んだ吸収パッドを持ち、遠心分離が終了したマイクロプレートと合わせて図２（ａ）に様に本体装置のステージ上に移動し、図２（ｂ）の様に吸収パッドとマイクロプレートを固定する。次にエレベータでステージを反転位置まで上昇させて（図３）、マイクロプレートと一体化したステージを反転させる（図４（ａ）および（ｂ））。次にエレベータでステージを落下位置まで上昇させ（図５（ａ））た後、落下させ（図５（ｂ））、ストッパで停止する。この落下衝撃によってマイクロプレートのウエル内の上清液は吸収パッド方向に移動して吸収材に吸収されるが遠心分離作業によってマイクロプレートのウエル底に沈着した成分はそのままウエル内に留まる。次にエレベータでステージを反転位置まで上昇させ、正転して元に戻し開始位置まで降下させる。吸水パッドとマイクロプレートの固定を解除して吸水パッドを除去し、マイクロプレートを取り外して次の工程に移動する。この方法では上清液が揮発性溶媒、例えばアルコール、エーテルやケトン等の場合も溶媒の装置本体内への拡散がなく、衛生面で好都合である。【００１１】  マイクロプレート内の全液を廃液する方法は、マイクロプレートを廃液用受け皿の上部に設定されたステージに固定し、ステージをエレベータで反転位置まで上昇して反転させる。反転したステージをエレベータで落下位置まで上昇させて落下させる。落下の衝撃によりマイクロプレート内の液状やスラリー状の内容物は装置本体の底部に置かれた受け皿に入る。この方法でマイクロプレート内の上清液のみを除去することも可能であるが上清液が揮発性溶媒の装置本体内への拡散を防ぐために上述の吸水パッドを併用した反転法が適当である。【００１２】  マイクロプレート内試料を撹拌、混合する場合には蓋付きのマイクロプレートを使用し上清液の除去、全液の廃液の場合と同様に、図６（ａ）および（ｂ）に示す様に装置本体のステージに固定した蓋付きマイクロプレートをエレベータで反転位置まで上昇して反転、正転を少なくとも一回以上繰り返してマイクロプレートのウエル内の試料を撹拌、混合する。反転、正転の回数はウエル内の試料の粘度、溶質の溶解性などによって決める。従来、マイクロプレート内試料の撹拌には分注機を使用したピペッティングが一般的であるが、この方法はチップに溶質が付着することがあるが、本発明の蓋付きマイクロプレートを使用した反転、正転法ではその心配がない。
【産業上の利用可能性】
【００１３】  この発明は、細胞抽出液によるタンパク質合成や無細胞系タンパク質合成などの有用生物活性物質の高効率スクリーニングや生産に極めて有効な方法および装置であり、ポストゲノム時代のバイオ関連産業で利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ロボットハンドとマイクロプレートとの位置関係を示す概略図である。
【図２】吸水パッドをかぶせたマイクロプレートをステージに固定する様子を示した概略図（ａ）とステージに固定された様子を示す概略図である（ｂ）。
【図３】ステージを反転位置まで上昇する様子を示す概略図である。
【図４】ステージを反転させる様子を示す概略図で正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図５】ステージを落下位置まで上昇する様子（ａ）とロックが解除されて落下する様子（ｂ）である。
【図６】ステージにマイクロプレートをセットする様子の概略図（ａ）とステージに固定された様子の概略図（ｂ）である。
【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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