(57)【要約】【課題】マイクロプレートの各ウェル、特に１５３６穴等のサイズの小さい各ウェル内の溶液を均一に攪拌し、気泡を除去するマイクロプレート用アダプター、マイクロプレート用攪拌・脱泡装置を提供する。【解決手段】攪拌・脱泡装置の容器受けには、マイクロプレートを拘嵌するための凹部と、挟持したマイクロプレートを凹部へ嵌入するための案内溝部とが形成されている、又はマイクロプレートを拘嵌するための凹部と、挟持したマイクロプレートを凹部へ嵌入するための案内溝部とが形成されたマイクロプレート用アダプターが着脱可能に装着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
公転駆動するアーム体と、該アーム体に自転自在に設けられた略円筒状の回転容器受けとからなる攪拌・脱泡装置において、前記容器受けには、マイクロプレートを拘嵌するための凹部と、挟持したマイクロプレートを凹部へ嵌入するための案内溝部とが形成されていることを特徴とするマイクロプレート用攪拌・脱泡装置。
【請求項２】
該容器受けが、マイクロプレートを拘嵌するための凹部と、挟持したマイクロプレートを凹部へ嵌入するための案内溝部とが形成されたマイクロプレート用アダプターが着脱可能に装着されたものであることを特徴とする請求項１記載のマイクロプレート用攪拌・脱泡装置。
【請求項３】
公転駆動するアーム体と、該アーム体に自転自在に設けられた略円筒状の回転容器受けとからなる攪拌・脱泡装置の回転容器受けに着脱可能なアダプターであって、該アダプターには、マイクロプレートを拘嵌するための凹部と、挟持したマイクロプレートを凹部へ嵌入するための案内溝部とが形成されていることを特徴とするマイクロプレート用アダプター
【請求項４】
マイクロプレートを公転、自転させることによって、マイクロプレートに設けられた複数のウェル内の溶液を同時に均一に攪拌するとともに、当該溶液中の微小な気泡を除去することを特徴とするマイクロプレートの攪拌・脱泡方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  自転、公転作用を利用しながらマイクロプレートのウェル内の溶液中の気泡を除去するマイクロプレート用アダプター、マイクロプレート用攪拌・脱泡装置及びマイクロプレートの攪拌・脱泡方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  マイクロプレートは主として細胞培養や各種の生化学アッセイ又は試薬等の保存容器に広く用いられる実験用消耗品であり、用途に応じてその材質（ポリスチレン・ポリプロピレン・ポリエチレン・ガラス）、ウェル（マイクロプレート上に形成された穴をいう）数（６、１２、２４、４８、９６、３８４、１５３６穴）、及び各ウェルの形状（平底・Ｕ字底・Ｖ字底・深底）などを選択することができる。また、マイクロプレートを使用することで、数多くの試験管や試薬瓶を用いることなく同時に多検体の処理が可能であり試験効率は非常に向上する。
さらにこれらプレートを用いた各種の操作に対応した機器も数多く存在し（溶液分注装置、遠心機、攪拌機、測定機など）、これら複数の操作を組み合わせて実施可能なロボットも存在する。【０００３】  Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ  Ｓｃｒｃｅｎｉｎｇ（ＨＴＳ）は多数の検体を短期間で試験解析するもので、薬業界において新薬開発における初期段階で行われる試験である。所有する化合物ライブラリー全てについて定められた試験を実施し、目的に見合った新薬の候補を検索する。近年は化合物ライブラリー数の増大が著しく、数十万検体以上という大量の検体について試験を実施せねばならないため、期間を短縮し必要な試薬量を減少させてコストの削減を行うことが求められている。この目的を達成するにはウェル数の多いプレートへの移行が不可欠である。数年前までは９６穴プレートが主流であったが、現在では３８４穴プレートが主流となっており、さらに昨年からは１５３６穴プレートの使用も広まりつつある。プレートには世界共通のＳＢＳ規格があり、ウェル数が異なってもプレートの大きさは一定である。すなわちウェル数の増加は個々のウェルの大きさが小さくなることを意味する。【０００４】  実験を行う際に最も重要なことは正確性である。マイクロプレートを用いた場合に各ウェルの場所によって結果が異なるようなことがあってはならない。生化学的な実験においては何種類かの試薬を定められた順序で添加し、何がしかの反応を行わせ、その結果生じる変化を検出し測定結果を解析するのが一般的である。
この際、添加する溶液の攪拌が不均一であると得られる結果の信頼性は著しく失われることとなる。プレートのウェル内の試薬を攪拌する装置は各種のメーカーから市販されており、その原理はプレートを振動させるような機器で溶液を混和するというものである。３８４穴以下のプレートであればこのような機器で溶液を均一に攪拌することが可能であった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】  特開平１１−３４２３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら１５３６穴プレートでは各ウェルのサイズが小さく、いわばキャピラリー状に近いために既存の振動式ミキサーでは十分な攪拌が困難である。【０００６】  また、溶液を分注する際に微小な気泡が発生することもしばしば認められる現象であるが、気泡は測定値に影響を与えることが多く、これもまた結果の信頼性を揺るがす原因となるものである。３８４穴以下のプレートでは通常の遠心分離機を用いることにより気泡を除去することが可能であったが、１５３６穴プレートではこれもまた困難であった。【０００７】  本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、１５３６穴プレートにおいてウェル内の溶液を均一に攪拌し、気泡を除去することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  そして、本発明は上記目的を達成するために、公転駆動するアーム体と、該アーム体に自転自在に設けられた略円筒状の回転容器受けとからなる攪拌・脱泡装置において、前記容器受けには、マイクロプレートを拘嵌するための凹部と、挟持したマイクロプレートを凹部へ嵌入するための案内溝部とが形成されていることを特徴とする。【０００９】  また、容器受けが、マイクロプレートを拘嵌するための凹部と、挟持したマイクロプレートを凹部へ嵌入するための案内溝部とが形成されたマイクロプレート用アダプターが着脱可能に装着されたものであることを特徴とする。【００１０】  また、公転駆動するアーム体と、該アーム体に自転自在に設けられた略円筒状の回転容器受けとからなる攪袢・脱泡装置の回転容器受けに着脱可能なアダプターであって、該アダプターには、マイクロプレートを拘嵌するための凹部と、挟持したマイクロプレートを凹部へ嵌入するための案内溝部とが形成されていることを特徴とする。【００１１】  さらに、マイクロプレートを公転、自転させることによって、マイクロプレートに設けられた複数のウェル内の溶液を同時に均一に攪拌するとともに、当該溶液中の微小な気泡を除去することを特徴とする。【００１２】  上記の課題解決手段による作用は、次の通りである。各ウェルに溶液の分注されたマイクロプレートの１枚、又は複数枚（この場合は各マイクロプレートの角を合わせて積層する）を、該マイクロプレートの対向する側面で挟持し、案内溝部に沿って凹部に嵌入する。
前記嵌入されたマイクロプレートは、凹部の形状がマイクロプレートと略同一の形状（平面視）に形成されているために、凹部内で拘止された状態となる。
凹部内で拘止されたマイクロプレートを取り出す際は、上記凹邵にマイクロプレートを嵌入する場合と同様にマイクロプレートの対向する側面で挟持し、案内溝部に沿って凹部よりマイクロプレートを取り出す。【００１３】  このように、案内溝邵に沿って、挟持したマイクロプレートを移動することができるので、スムーズにマイクロプレートを凹部に嵌入、又は取り出しすることができる。また、凹部によりマイクロプレートを拘止した状態とすることができるので、マイクロプレートが移動することなく回転駆動することができる。【００１４】  次に、マイクロプレートの各ウェル内の溶液を攪拌、脱泡する場合について説明する。
上記マイクロプレートを嵌入する凹部は、公転駆動するアーム体と、該アーム体に自転自在に設けられた略円筒状の回転容器受けとからなる攪拌・脱泡装置の回転容器受けに形成する場合、又は前記容器受けに着脱可能に装着するアダプターに形成する場合とがある。【００１５】  容器受けに直接形成された凹部を使用する場合は、該凹部にマイクロプレートを嵌入した後、アーム体を回転駆動（公転）しながら、容器受けを回転駆動（自転）することで、容器受け内のマイクロプレートを公転及び自転し、該マイクロプレートに設けられた複数のウェル内の溶液に同一の回転を与え、各溶液を同一条件下で攪拌するとともに、遠心力により各溶液を外方向に同一条件で押圧し、溶液内の微小な気泡を除去する。【００１６】  また、容器受けに着脱可能なアダプターを使用する場合は、該凹部にマイクロプレートを嵌入した後、アダプターを容器受けに装着する。その後、アーム体を回転駆動（公転）しながら、容器受けを回転駆動（自転）することで、マイクロプレートを公転及び自転し、該マイクロプレートに設けられた複数のウェル内の溶液に同一の回転を与え、各溶液を同一条件下で攪拌するとともに、遠心力により各溶液を外方向に同一条件で押圧し、溶液内の微小な気泡を除去する。【００１７】  アーム体の回転数、容器受けの回転数は、マイクロプレートの種類（ウェルの数等で種別）、ウェル内の溶液の種類、又は実験方法（目的）に応じて自在に設定（制御）することができるので、溶液を常に最適な条件下で攪拌、脱泡することができる。
【発明の効果】
【００１８】  上述したように本発明のマイクロプレート用アダプターは、形成された凹部にマイクロプレートを一枚であっても、又は同時に複数枚であっても、確実に嵌入して拘止することができる。このため、回転駆動時に、マイクロプレート用アダプター内にマイクロプレートを一定状態で維持することができ、各ウェル内の溶液に同一条件の回転及び遠心力を与えることができる。
また、マイクロプレートは、案内溝部に沿って凹部へ容易に嵌入でき、また凹部より容易に取出しできるので、実験時間の作業効率を上げることができる。【００１９】  また、公転、自転操作が可能な遊星式攪拌脱泡機の容器受けに、上記マイクロプレートの嵌入されたマイクロプレート用アダプターを装着し、遊星式攪拌脱泡機の公転、自転操作を行った。その結果、マイクロプレート内の溶液を均一に攪拌するとともに微小な気泡を除去することが可能であることを見出した。特に、従来気泡の除去が困難であった１５３６穴プレートの場合であっても、ウェル内の溶液を均一に攪拌するとともに微小な気泡を除去することが可能である。
【発明の実施をするための最良の形態】
【００２０】  以下、本発明の実施の一形態を、図面に基づいて説明する。図１は、遊星式攪拌脱泡装置の容器受けに直接マイクロプレートを設ける場合を示す概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線による概略一部断面側面図、図３は遊星式攪拌脱泡装置を示す概略説明側面図、図４は、マイクロプレートを１枚セットした状態を示す概略一部断面側面図、図５は、マイクロプレートをアダプターを介して容器受けに装着する場合を示す概略平面図、図６は図５のＢ−Ｂ線による概略一部断面側面図である。
【００２１】  遊星式攪拌脱泡装置１０の容器受け１に直接マイクロプレート２０を装着する場合の構成について説明する。
【００２２】  説明において、容器受け１の回転の駆動伝達手段及びアーム体１３の回転の駆動伝達手段に関しては、公知の手段（駆動源と直接、又は間接（歯車、プーリーとベルト等を用いる）であり、且つ装置の大きさ、使用目的等によりそれぞれ決定されるものであるために、特に明記せず、その他の主要な構成のみを開示、説明する。
【００２３】  本発明の攪拌脱泡用装置１０は、装置の下端部に設けられた駆動モーター１２と、該駆動モーター１２により回転駆動（公転）する逆アーチ状に形成されたアーム体１３と、該アーム体１３の両端側近傍で、回転自在な支軸１４に設けられた略円筒状の容器受け１とから構成されている（図３参照）。
【００２４】  前記容器受け１の回転数は、例えば、容器受け１の回転駆動伝達手段の一部に設けられた変速機構としての電磁パウダブレーキ等を用いることで、段階的な回転数の制御（減速制御）が可能となる。
【００２５】  前記容器受け１内には、横設したマイクロプレート２０の複数枚を積層した状態で嵌入し、且つ嵌入されたマイクロプレート２０を拘止するために、マイクロプレート２０の縦、横の径と平面視略同一形状に形成された上部開口の凹部２が設けられている。前記凹部２の対向する側壁３には、容器受け１の外側より凹部２側まで、及び上面４より凹部２の底面６まで直線状に欠切した一対の案内溝部７が形成されている（図１、図２参照）。
【００２６】  次に、本発明の攪拌脱泡用装置１０を使用して、マイクロプレート２０を攪拌、脱泡する場合について説明する。
【００２７】  先ず、複数のウェル内に溶液の設けられた複数のマイクロプレート２０の各角を合わせて積層し、マイクロプレート２０の対向する側面を挟持した後、攪拌脱泡装置１０の容器受け１に形成された一対の案内溝部７に沿って、上面４側より底面６に到達するまで移動することで、上部開口の凹部２にマイクロプレート２０を嵌入する。
嵌入されたマイクロプレート２０は、マイクロプレート２０と略同一形状に形成され凹部２により拘止されることとなる。従って、マイクロプレート２０は嵌入状態を維持し、マイクロプレート２０に設けられた複数のウェル内の溶液を一定の状態に保つことができる。
【００２８】  その後、駆動モーター１２を作動し、アーム体１３を回転駆動（公転）しながら、容器受け１を回転駆動（自転）することで、凹部２に装着されたマイクロプレート２０を公転及び自転する。
これにより、マイクロプレート２０の各ウェルの溶液には、公転による均一な遠心力が加えられることとなり、比重の重い溶液が外側に押圧移動するとともに溶液に混入していた気体が反対方向に押し出されて除去される。これにより溶液の脱泡が行われる。また、前記各ウェルの溶液に、公転とともに、自転による均一な回転作用を加えることにより、渦流をおこして溶液を攪拌する。
尚、容器受け１の回転数（自転）は、変速機構としての電磁パウダブレーキを用いることにより、アーム体１３の回転数（公転）に対して段階的に減速回転できるので、マイクロプレート２０の種類（ウェル数等）、ウェルに設けられた溶液の種類、又は実験目的に応じて、自在に制御することが可能となる。
本発明の攪拌脱泡装置１０は、自転および公転を伴うものであればよく、本発明の攪拌脱泡方法は、いかなる自転および公転速度であっても行うことができる。例えば、公転速度を約２３０〜８００ｒｐｍとし、自転速度を公転速度の約０．１〜１倍までに設定してもよい。特に好ましい公転速度としては、約６００〜８００ｒｐｍ、自転速度としては、その約０．２〜０．４倍である。
【００２９】  ウェル内の溶液を攪拌、脱泡した後、駆動モーター１２を停止し、マイクロプレート２０の対向する側面を挟持した後、容器受け１の案内溝部７に沿って底面６より上面２側に移動することで、凹部３よりマイクロプレート２０を取り出す。
【００３０】  上記実施の形態においては、マイクロプレート２０を拘止する凹部２と、マイクロプレート２０を装着又は取り出すための案内溝部７とを容器受け１に直接形成することで、容器受け１にマイクロプレート２０を直接設けるべく構成したが、他の実施の形態として、マイクロプレート用アダプター２１を介して間接的に容器受け１にマイクロプレート２０を装着する場合がある。
以下に、マイクロプレート用アダプター２１を使用する場合について説明する。
【００３１】  マイクロプレート用アダプター２１は全体が略円柱状に形成され、その略円柱状の上面２２には、横設したマイクロプレート２０の複数枚を積層した状態で嵌入し、且つ嵌入されたマイクロプレート２０を拘止するために、マイクロプレート２０の縦、横の径と平面視略同一形状に形成された上部開口の凹部２が設けられている。前記凹部２の対向する側壁２４には、マイクロプレート用アダプター２１の外側面２５より凹部２側まで、及び上面２２より凹部２の底面２６まで直線状に欠切された一対の案内溝部７が形成されている（図５、図６参照）。
【００３２】  マイクロプレート用アダプター２１全体の形状は、装着する遊星式の攪拌脱泡用装置１０の、容器受け１の形状が一般的に略円筒状であるために、略円柱状と形成したが、マイクロプレート用アダプター２１全体の形状はこれに限定されるものでなく、装着する容器受け１の形状に応じて決定される。
【００３３】  また、マイクロプレート用アダプター２１を容器受け１に着脱可能に装着する場合は、該容器受け１の底面、又は内周面にストッパーとしての突起等（図示せず）を設け、前記マイクロプレート用アダプター２１の底面、又は側面に上記突起等のストッパーを係合するための係合部（図示せず）を設けることによりマイクロプレート用アダプター２１を容器受け１内での移動を阻止した状態で装着することができる。
【００３４】  上記実施の形態においては、凹部２の平面視の形状をマイクロプレート２０と略同一形状に形成することで、マイクロプレート２０を凹部２内に拘止したが、本発明においてマイクロプレート２０を凹部２内に拘止する方法は、これに限定されるものでなく、例えば、マイクロプレート２０の四隅部分のみ略同一形状とすることでマイクロプレート２０を凹部２に拘止してもよく、又凹部２の側壁に拘止手段（例えば、ゴ厶、軟質樹脂等）を設けることでマイクロプレート２０を凹部２内に拘止してもよい。
【００３５】  また、上記各実施の形態においては、凹部２を上面開口とすることでマイクロプレート２０を上方より凹部２に嵌入したが、本発明においてマイクロプレート２０の凹部２への嵌入方法はこれに限定されるものでなく、例えば、凹部２の開口部を側面に設けることで、横方向よりマイクロプレート２０をスライドして嵌入することも可能である。
【００３６】  また、上記各実施の形態においては、案内溝部７を対向する側壁に一対形成したが、本発明において、案内溝部７の形成方法はこれに限定されるものでなく、マイクロプレート２０の凹部２への嵌入及び取り出しをさらにスムーズにすべく対向する側壁それぞれに一対の案内溝部７を形成することも可能である。
【００３７】  上記マイクロプレート２０の各ウェル内の溶液の攪拌、脱泡を確認するために下記のような実験を用いた。
【００３８】１．攪拌効果
（１）実験方法
（１）実験方法
フェノールレッド試薬は酸性〜中性では黄色、アルカリ性では赤色を示すｐＨ指示薬である。本試薬とアルカリ性の溶液を用いて色の変化を目視判定することによる攪拌効果の試験を行った。フェノールレッド試薬はリン酸水素１ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４・１２Ｈ２Ｏ）で調整し、アルカリ性水溶液としてはリン酸水素２カリウム（Ｋ２ＨＰＯ４）を８％グリセロールを用いて調整した。このように両溶液の粘度差を大きくし、均一な混和が困難な条件とし、均一に混和した場合にアルカリ性となるようにした。１５３６穴プレートのウェル内にＫ２ＨＰＯ４溶液４μｌを入れ、次にフェノールレッド試薬４μｌを添加した。このプレートを攪拌脱泡機（株式会社アイ・ケイ・エス、型番ＦＫ−６２）にセットし、公転レベル９（８００ｒｐｍ）・自転レベル３（２６４ｒｐｍ）で２分間運転させた。
（２）の実験結果
ウェル内の溶液は均一な赤色を示していたことから十分な攪拌が確認された。一方、従来からマイクロプレート２０のウェル内の溶液の攪拌には、振動式プレートミキサーが用いられていたが、十分にウェル内の溶液を攪拌することはできなかった。
２．脱泡効果
（１）実験方法
ウェル内の溶液に強制的に気泡を注入し、その除去具合を目視測定することにより脱泡効果の試験を行った。上記攪拌試験を行ったプレートを用い、ピペットを用いて溶液内に強制的に気泡を注入した。その後このプレートを攪拌脱泡機（株式会社アイ・ケイ・エス、型番ＦＫ−６２）にセットし、公転レベル９（８００ｒｐｍ）・自転レベル３（２６４ｒｐｍ）で２分間運転させた。
（２）実験結果
上記、脱泡操作によって、マイクロプレート２０のウェル内の気泡が全て消えていたことから十分な脱泡効果が確認された。
一方、従来からマイクロプレート２０のウェル内の溶液の気泡除去には、遠心機が用いられていたが、十分にウェル内の溶液中の気泡を除去することはできなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】は、遊星式攪拌脱泡装置の容器受けに直接マイクロプレートを設ける場合を示す概略平面図
【図２】は、図１のＡ−Ａ線による概略一部断面側面図
【図３】は、遊星式攪拌脱泡装置を示す概略説明側面図
【図４】は、マイクロプレートを１枚セットした状態を示す概略一部断面側面図
【図５】は、マイクロプレートをアダプターを介して容器受けに装着する場合を示す概略平面図
【図６】は、図５のＢ−Ｂ線による概略一部断面側面図
【符号の説明】
【００３８】１．容器受け
２．凹部
７．溝部
２０．マイクロプレート
【図１】
2005305407.tif 000003
【図２】
2005305407.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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