(57)【要約】【課題】  耐有機溶剤性が高く、しかも酸，アルカリ溶液への耐性も高いウェルをもつマイクロプレートで、高感度な紫外分光測定、蛍光測定が行えるマイクロプレートを提供する。【解決手段】  ウェルを有するマイクロプレートであって、ウェル側面部とウェル底面部がそれぞれガラスで形成されており、該ウェル側面部を形成するガラスと該ウェル底面部を形成するガラスとの熱膨張係数の差が±１０×１０−７／℃以内であるマイクロプレート。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェルを有するマイクロプレートであって、ウェル側面部とウェル底面部がそれぞれガラスで形成されており、該ウェル側面部を形成するガラスと該ウェル底面部を形成するガラスとの熱膨張係数の差が±１０×１０−７／℃以内であるマイクロプレート。
【請求項２】
少なくとも前記ウェル底面部を形成するガラスのＦｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄含有量が、重量百万分率で表示して５０ｐｐｍ以下である請求項１に記載のマイクロプレート。
【請求項３】
少なくとも前記ウェル底面部を形成するガラスの１ｍｍ厚さでの波長２６０ｎｍでの紫外線透過率が８０％以上である請求項１または２に記載のマイクロプレート。
【請求項４】
前記ウェル側面部を形成するガラスのＩＳＯに規定される紫外線透過率が１０％以下である請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロプレート。
【請求項５】
前記ウェル側面部がテーパー形状をなしており、開口部に向かってウェル径が大きくなる形状である請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロプレート。
【請求項６】
前記ウェルの間に、前記ウェル側面部の上端部の高さよりも低い面が存在する形状を有する請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロプレート。
【請求項７】
マイクロプレートを平面台に置いたときに、前記ウェル底面部の裏面側が平面台に接触しない形状である請求項１から６のいずれか１項に記載のマイクロプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生化学用容器、特に、ＤＮＡ分析，臨床試験などに使用されるマイクロプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マイクロプレートはＤＮＡ分析，免疫分析，薬物スクリーニングや細胞培養等によく用いられるものであるが、この種の分野では非常に多数の試料について分析や培養等を行う必要がある。このため、一つの容器で複数種の試料の分析や培養等を行うことができるように、試料を入れる収容部（ウェル）を複数有する形状のものが一般的に用いられている。
そして、ＤＮＡの場合、その二重らせん構造の最も外側にリン酸が存在し、リン酸は水分子と親和性が大きいので、試料として水溶性のものがよく用いられる。よって、この種のマイクロプレートは耐水性を備えていればよく、ポリスチレン樹脂などの安価な合成樹脂製のものが一般的に用いられている（例えば，特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、最近、ＤＮＡの反応場として逆ミセルを利用し、逆ミセルの特異環境中でＤＮＡのハイブリダイゼーション挙動を紫外分光測定により観察する遺伝子解析法が提案されており（例えば、特開平１４−１７１９８８号公報等参照）、この提案されている遺伝子解析方法によれば、より容易に遺伝子解析を行うことができるようになることから、非常に注目されている。
しかし、この遺伝子解析方法ではＤＮＡの反応場として逆ミセルを用いるので、試料が水溶液ではなく、イソオクタンなどの有機溶剤となる。すると、これまで用いられているポリスチレン樹脂等の合成樹脂製のマイクロプレートでは、有機溶剤により溶解してしまい易いことから、繰り返し使用できないなどの問題が生じるため、最近、耐有機溶剤性の高いマイクロプレートの必要性が高まってきている。
【０００４】
そこで、有機溶剤を使用することを目的として、耐有機溶剤性の高い材料を組み合わせて生化学用容器を製造する方法も提案されている（例えば，特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７８３８８号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、生化学実験では、容器から試料への不純物混入を防止するために、使用前に酸洗浄やアルカリ洗浄を実施するという作業がしばしば行われるので、マイクロプレートには酸やアルカリ溶液への耐性をも求められている。特許文献２に開示されている生化学用容器は、ウェルの底面を形成するガラス材料とウェル側面部を形成する無機材料を接合させている無機接着剤として低融点ガラスや金属ハンダを用いるために、耐有機溶剤性能は高いものの、酸やアルカリ溶液への耐性が十分ではないという問題点があった。
【０００７】
また、マイクロプレートリーダーのようなスポット径の小さい測定の場合は励起光が照射されないために問題ないが、蛍光イメージャーのような観察方法について特許文献２に開示されているような生化学用容器を用いると、低融点ガラスや金属ハンダの自家蛍光量が大きいために、容器自体が蛍光を発してしまい、試料の観察がうまくできないという問題があった。さらに、低融点ガラスや金属ハンダに含まれる元素が重金属元素である場合など、ウェル内に投入する生体試料に何らかの影響を与える可能性も考えられる。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い耐有機溶剤性を確保しながら、酸やアルカリ溶液への耐性も高く、紫外分光測定や蛍光分析等の各種光学測定に用いることができるマイクロプレートを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のマイクロプレートは、ウェルを有するマイクロプレートであって、ウェル側面部とウェル底面部がそれぞれガラスで形成されており、該ウェル側面部を形成するガラスと該ウェル底面部を形成するガラスとの熱膨張係数の差が±１０×１０−７／℃以内であることを特徴とする。 
【００１０】
本発明によれば、マイクロプレートのウェル部分がガラスで形成されるため、耐有機溶剤性に優れている。また、ウェル側面部を形成するガラスとウェル底面部を形成するガラスとの熱膨張係数の差が±１０×１０−７／℃以内であるので、低融点ガラスのような無機接着剤を使用することなくウェルを構成するガラス部材同士を直接接合することが可能となる。よって、本発明のマイクロプレートは、ウェル部分がガラスのみで構成されるため、上記の耐有機溶剤性に優れているだけでなく、さらに、酸洗浄やアルカリ洗浄にも強く、かつ、自家蛍光量を小さく抑えることができる。
【００１１】
また、本発明のマイクロプレートは、上記の特徴に加え、少なくともウェル底面部を形成するガラスのＦｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄含有量が、重量百万分率で表示して５０ｐｐｍ以下であることが好ましく、さらに、１ｍｍ厚さでの波長２６０ｎｍでの紫外線透過率が８０％以上であることが好ましい。
【００１２】
少なくともウェル底面部を形成するガラスの全酸化鉄含有量を５０ｐｐｍ以下とすることで、詳しくは後述するが、自家蛍光量を少なくすることが可能となる。ウェル内の試料について蛍光測定を行う場合に、容器自体の蛍光量をさらに少なく抑えることができ、高感度な蛍光測定が可能になる。ウェル自体は有機溶剤，酸やアルカリ溶液に対して耐性が強いので、例えば、事前に酸洗浄をしたウェル内に有機溶剤を用いた試料を入れて高感度な蛍光測定を行うことが可能となる。さらに、少なくともウェル底面部を形成するガラスの紫外線透過率が８０％以上なので、ウェル内の試料について紫外分光測定を行うことも可能となり、さらに幅広い用途に使用できる。
【００１３】
また、本発明のマイクロプレートは、上記の特徴に加え、ウェル側面部を形成するガラスのＩＳＯに規定される紫外線透過率が１０％以下であることが好ましい。
【００１４】
上記マイクロプレートのウェル側面部を形成するガラスの光学透過性能が低いので、隣接するウェル同士での光学的な影響を少なくすることが可能となる。すなわち、マイクロプレートリーダーを用いた蛍光測定のような場合、あるウェルで蛍光測定を行った直後に隣接するウェルの蛍光測定をすることがある。このとき、時間的な間隔が短いと、直前に測定したウェルの蛍光の影響を受け、測定値に誤差が出る場合がある。ウェル側面部を形成するガラス部材の光学透過性能が低ければ、隣接するウェルの蛍光の影響を受けることなく、より正確な蛍光測定が可能となる。
また、蛍光イメージャーでマイクロプレートの多数のウェルを一度に観察する場合においても、あるウェルに強く蛍光する試料があった場合に，その光が隣接するウェルの観察に影響を与えることを防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明のマイクロプレートは、上記の特徴に加え、さらにウェル側面部がテーパー形状をなしており，開口部に向かってウェル径が大きくなる形状であることが好ましい。
【００１６】
ウェルがその底面部から開口部に向かって次第にウェル径が大きくなる形状であるので、洗浄し易く、繰り返し使用するのに好適であると共に、プレス成型などでウェル側面部を形成するガラス部材を成型する際に、成型し易いという利点がある。
【００１７】
さらに、本発明のマイクロプレートは、上記の特徴に加え、ウェルの間に、ウェル側面部の上端部の高さよりも低い面が存在する形状を有することが好ましい。
【００１８】
各ウェルの間にウェル側面部の上端部高さよりも低い面が存在するため、あるウェルで試料があふれ出した場合にも、ウェル間にある低い面に試料が落下し、隣接するウェルに試料が混入することを防止できる。
【００１９】
さらに、本発明のマイクロプレートは、上記の特徴に加え、マイクロプレートを平面台に置いたとき、前記ウェル底面部の裏面側が平面台に接触しない形状であることが好ましい。
【００２０】
マイクロプレートを平面台に置いたときに、ウェル底面部の裏面側が平面台に接触しないので、平面台が汚れている場合などに汚れが転写されることなく、より正確な測定が可能になる。また、平面台上でマイクロプレートを横にずらしたとき等にウェル底面部を形成するガラス部材に傷が付くことを防止できるので、繰り返し使用する際にも正確な測定値が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明のマイクロプレートは、高い耐有機溶剤性，高い耐酸性および高い耐アルカリ性を兼ね備えているため、より高感度な蛍光分析や紫外分光測定などの幅広い用途に用いることができ、さらに精度の高い分析・測定が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明のマイクロプレートの一例について詳細に説明する。
【００２３】
図１（イ），（ロ）に示すマイクロプレート１は、試料を収容するウェル１１の側面部を形成するガラス１２とウェル１１の底面部を形成するガラス１３で構成されている。ガラス１２とガラス１３の熱膨張係数の差は±１０×１０−７／℃以内であり、低融点ガラスのような無機接着剤を使用することなくガラス部材同士が直接接合されている。マイクロプレート１は、無機接着剤の影響を受けないため、有機溶媒に強いだけでなく、酸洗浄やアルカリ洗浄にも強く、かつ、自家蛍光量を小さく抑えることができる。
【００２４】
ウェル側面部を形成するガラス１２は、一般的なソーダライムガラスであり、ウェル底面部を形成するガラス１３は、ウェル側面部を形成するガラス１２とほぼ同じガラス成分であるが、全酸化鉄含有量およびＴｉＯ２含有量が少ないソーダライムガラスである。ガラス１２とガラス１３は全酸化鉄含有量およびＴｉＯ２含有量が異なるのみで、他のガラス成分は殆ど同じであるため、熱膨張係数の差が殆どない。そのため、無機接着剤を使用せずに、ガラス１２とガラス１３を直接接合することが可能である。
【００２５】
ガラス中の全酸化鉄含有量を少なくするとガラスの自家蛍光量が小さくなる。図２にガラスのＦｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）含有量と相対蛍光強度比との関係のグラフを示す。蛍光の測定には２０ｍｍ×１０ｍｍ×７ｍｍの直方体の６面を光学研磨した試験片を使用した。この試験片を分光蛍光光度計（FS-920，Edinburgh  Instruments社製）を用い、励起光として波長488nmの光を用いて520nm〜700nmの波長範囲で測定を行った。図２で示すグラフ内の相対蛍光強度比とは、波長520nm〜700nmでの蛍光強度を1nmごとに積算してＴ−Ｆｅ２Ｏ３含有量が４ｐｐｍのときの積算強度を１としたときの相対的比較をしたものである。一般的なソーダライムガラスのＴ−Ｆｅ２Ｏ３含有量がおよそ１０００ｐｐｍである。図２から分かるように、Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３含有量が５０ｐｐｍ以下であれば、ガラス自体の蛍光量を大幅に小さくすることが可能である。
【００２６】
また、ガラスの紫外線透過性能を向上させるには、ガラス中のＴ−Ｆｅ２Ｏ３含有量およびＴｉＯ２含有量を少なくすることが有効である。一例として、ＳｉＯ２  ７０．７％，Ａｌ２Ｏ３  ２．４％，Ｎａ２Ｏ  １６．０％，Ｋ２Ｏ  １．５％，ＭｇＯ  ３．３％，ＣａＯ  ５．０％，ＳＯ３  ０．２６％，Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３  ２．０ｐｐｍ，ＴｉＯ２  ２．０ｐｐｍ（質量％もしくは質量百万分率表示）のようなガラス組成では，ガラス厚さ１ｍｍにおいて波長２６０ｎｍで８４％の透過率を有する。
【００２７】
ガラス１２とガラス１３の両方が高い紫外線透過性能を有していても構わないが、このようなガラスを製造するためには、極力不純物を取り除いた高純度の原料を使用しなければならない。このため、ウェル底面部を形成するガラス１３のみを高い紫外線透過性能を有するガラスとすることで安価に紫外線透過性能を持ったマイクロプレートが提供できる。
【００２８】
また、ウェル１１の側面部を形成するガラス１２に、紫外線を吸収する低透過ガラス（例えば，特開平１０−１１４５１０号公報参照）を用いてもよい。ガラスの着色成分となるＦｅ２Ｏ３等を添加したソーダライムガラスは幅広い波長域の光学的透過性能が低下するため、蛍光測定時に隣接するウェルの蛍光の影響を受けることなく、精度の良い測定が可能となる。尚、このようなＦｅ２Ｏ３等の着色成分を添加した低透過ガラスは、ガラスの基礎成分が殆ど同じであるため、熱膨張係数は殆ど変化しない。そのため、無機接着剤を使用せずに、ガラス１２とガラス１３を直接接合することが可能である。
【００２９】
次に本発明のマイクロプレートの製造方法について説明する。
【００３０】
一例として、熱膨張係数が９０×１０−７／℃、歪点５１０℃のソーダライムガラスをガラス１２とガラス１３に使用する場合について説明する。ウェル側面部を構成するガラス１２は、必要とするウェル側面の高さをもつ厚さを有し、ウェル部分に相当する貫通穴が複数あいている形状となるように加工する。加工方法としては、ガラスが軟化する温度にてプレス加工するか、または平坦なガラス板上にダイヤモンド砥粒を含むドリルにて穴加工してもよい。
【００３１】
このように加工されたガラス１２と、板状のウェル底面部を構成するガラス１３を接合させてマイクロプレート１を構成する。ガラス１２とガラス１３を接合するには、接合面をＲmax＜２０μｍとなるように研磨して、ガラス１２とガラス１３を密着させた状態で面圧が５ｇ／ｃｍ２以上となるように加圧した状態で，４５０℃以上に加熱することで可能となる。もしくは接合面だけを局部的にガラス転移点以上に加熱すれば、接合面粗さ等の条件とは係りなく、接合することができる。
【００３２】
好ましくは、ガラス１２とガラス１３の接合面をＲmax＜５μｍとなるように研磨する。特にウェル底面部を形成するガラス１３は、接合面の精度を上げるだけでなく、紫外線透過率などの光学特性を確保することができるため、研磨は重要である。研磨後は研磨材が残留しないよう、なおかつ、ガラス表面にＯＨ基が存在するように洗浄する。例えば、フッ素系溶液にて洗浄後、水酸化カリウム系溶液にて洗浄する。洗浄後にガラス１２とガラス１３を密着させて、接合面に１６ｇ／ｃｍ２の荷重がかかるようにして５８０℃にて５時間焼成する。この工程を経ることでガラス１２とガラス１３はより強固に接合される。
【００３３】
接合の条件は広範囲にわたる。例えば、上記のガラスについて、上記の工程にて水酸化カリウム系溶液の水酸化カリウム濃度を１Ｎとして１０分間洗浄し、焼成温度を４７０℃、焼成時間を５時間としても接合できる。この場合の焼成温度は使用したガラスの歪点以下であるので、ウェルを構成する２つのガラスが変形することなくウェル形状を構成することができる。
【００３４】
なお、ウェル底面部を形成するガラス１３は紫外線透過性能を確保するために厚さ１ｍｍ程度の薄いガラス板を使用するため、接合時に割れが生じやすい。ガラス１２とガラス１３の熱膨張係数の差を±５×１０−７／℃以内とすることで、接合時の割れを極力防ぐことが可能である。
また、ウェル底面部を形成するガラス１３を、いくつかに分割して構成するようにしても接合時の割れが生じにくくなる。この場合は、研磨ロットの異なるガラスを用いても良いが、好ましくは研磨ロットが同じガラスを１つのマイクロプレートに使用することで、ガラス厚さやガラス面精度のばらつきが小さくなり、同―マイクロプレート内の各ウェルの測定値のばらつきを抑えることができる。
【００３５】
また、マイクロプレートとして必須のウェル番地の表示は、プレス成型時に型にて成型する手段と、平坦なガラス表面にサンドブラストにて文字を掘る手段それぞれにて実施可能である。印刷による表示も含め、どの方法を使用しても本発明の本質には特に影響しない。
【００３６】
本発明の別実施形態について説明する。
図３（イ）,（ロ）に示すマイクロプレート２は、ウェル側面部がテーパー形状をなしており、開口部に向かってウェル形状が大きくなる形状となっている。つまり開口部に向かうほど直径が大きくなる円錐台形状の多数の貫通穴２４を形成してウェル側面部を形成するガラス２２とし、ガラス２２の下面側とウェル底面部を形成するガラス２３を接合してウェル２１を構成する。このように形成されたウェル２１は開口部側ほどウェル径が大きくなるので、ウェル内面を洗浄し易く、繰り返し使用する上で好適であると共に、多数の貫通穴２４を形成してあるガラス２２を成型しやすい。
【００３７】
図４（イ）,（ロ）に示すマイクロプレート３は、ウェル底面部を形成するガラス３３に筒状体を接合して、各ウェル３１の間にウェル側面部の上端部高さよりも低い面３５を設けたものである。仮にウェル３１に収納した試料があふれ出した場合にも、ウェル間にある低い面３５に試料が落下し、隣接するウェル３１に試料が混入することを防止できる。
【００３８】
また、図５に示すマイクロプレート４は、ウェル底面部を形成するガラス４３の裏面側の周囲に、脚４７を設けて、マイクロプレート４を平面台４６上に置いたときに、ウェル底面部の裏面側が直接平面台４６に接触しない構造を持たせたものである。このとき脚４７の材質はマイクロプレート４を構成するガラスと一緒である必要はなく、その接合方法も問わないが、容器が酸やアルカリ溶液にて洗浄されることがあること、また、試料としてウェル内に投入する有機溶剤がかかる可能性があるので、ガラスにて作製して接合することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るマイクロプレートの説明図  （イ）全体形状を示す斜視図、  （ロ）部分拡大断面図
【図２】ガラスに含まれるＴ−Ｆｅ２Ｏ３の含有率と，相対蛍光強度比との関係を示すグラフ
【図３】本発明に係るマイクロプレートの別実施形態の説明図  （イ）全体形状を示す斜視図，  （ロ）部分拡大断面図
【図４】本発明に係るマイクロプレートのまた別の実施形態の説明図  （イ）全体形状を示す斜視図，  （ロ）部分拡大断面図
【図５】本発明に係るマイクロプレートのさらに別の実施形態の部分拡大断面図
【符号の説明】
【００４０】
１１、２１、３１  ウェル
１２、２２、３２  ウェル側面部を形成するガラス
１３、２３、３３、４３  ウェル底面部を形成するガラス
３５    ウェル側面部の上端の高さよりも低い面
４７    脚
【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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