(57)【要約】【課題】検体の分析を行う性能を向上させるとともに、その分析に要する時間を短縮する。【解決手段】ウェル底部付近の内壁面と外壁面とが略同一形状をなすとともに、各ウェルの中心軸を通過する縦断面のうちの少なくとも一つの縦断面において略均一な肉厚を有するマイクロプレート１と、マイクロプレート１に伝達する熱を発生する熱発生手段であるヒータ２３と、マイクロプレート１のウェル底部の外壁面を含む表面に嵌合可能な形状をなすとともに、ウェル底部の外壁面を含む表面を嵌合したときの各ウェルとの接触面積が同一となる形状をなし、ヒータ２３で発生した熱をマイクロプレート１に伝達する熱伝達手段である保温プレート２５とを備える。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体の成分を分析するための反応容器である略凹型形状の複数のウェルがマトリックス状に配設されて成るマイクロプレートにおいて、
前記ウェルの底部付近の内壁面と外壁面とが略同一形状をなすとともに、各ウェルの中心軸を通過する縦断面のうちの少なくとも一つの縦断面において略均一な肉厚を有することを特徴とするマイクロプレート。
【請求項２】
検体の成分を分析するための反応容器である略凹型形状の複数のウェルがマトリックス状に配設されて成るマイクロプレートを一定の温度に保つマイクロプレート用保温装置であって、
前記マイクロプレートに伝達する熱を発生する熱発生手段と、
前記熱発生手段で発生した熱を前記マイクロプレートに伝達する熱伝達手段と、
を備え、
前記熱伝達手段は、前記ウェル底部の外壁面を含む表面に嵌合可能な形状をなすとともに、前記ウェル底部の外壁面を含む表面に嵌合したときの各ウェルとの接触面積が同一となる形状をなすことを特徴とするマイクロプレート用保温装置。
【請求項３】
前記熱伝達手段は、
前記熱発生手段に対して着脱自在であることを特徴とする請求項２記載のマイクロプレート用保温装置。
【請求項４】
前記マイクロプレートは、
少なくとも前記ウェルの底部付近の内壁面と外壁面とが略同一形状をなすとともに、各ウェルの中心軸を通過する縦断面のうちの少なくとも一つの縦断面において略均一な肉厚を有することを特徴とする請求項２または３記載のマイクロプレート用保温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体の成分を分析するための反応容器である複数のウェルがマトリックス状に配設されて成るマイクロプレートおよび当該マイクロプレートを一定の温度に保つマイクロプレート用保温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液や体液などの検体の成分を分析する際には、ウェルと呼ばれる複数の反応容器がマトリックス状に配列されて成るマイクロプレートが用いられる。マイクロプレートの各ウェルには、分析対象の物質を含む検体や分析対象の物質および抗原抗体反応を起こす物質を含む反応試薬などが分注される。検体の成分の分析は、この分注から所定時間経過した後、ウェル内で生じた反応をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の撮像手段によって撮像し、この撮像によって得た画像データを用いて行う。
【０００３】
従来、このようなマイクロプレートを用いた分析において、ウェル内の反応を促進するためにマイクロプレートを一定の温度に保つ技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この技術は、平板状のヒートブロックを用いてマイクロプレート底面に熱を伝達し、そのマイクロプレートの温度を一定に保つものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６０６４８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、上述した従来のマイクロプレートでは、分注される検体等の液溜め槽であるウェルの底部付近の内壁面が円錐状の斜面をなす一方、このウェル底部の外壁面に相当するマイクロプレートの表面が平面をなすため、その平面状の表面にヒートブロックが接することによってマイクロプレートに熱が加えられるとき、必ずしもウェル内部に均一に熱が伝達されるわけではなく、混合液の液温にばらつきが生じやすかった。この結果、ウェル内の反応の進行の度合いにもばらつきが生じやすく、分析の性能を向上させる上での妨げとなっていた。
【０００６】
また、ウェル底部の内壁面の形状とその外壁面に相当するマイクロプレート表面の形状が異なることにより、マイクロプレートの温度レスポンスが悪く、ヒートブロックによって熱を加え始めてからウェル内の温度が所定値に達するまでに時間がかかり、分析作業を短時間で行うことが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検体の分析を行う性能を向上させるとともに、その分析に要する時間を短縮することができるマイクロプレートおよびマイクロプレート用保温装置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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、検体の成分を分析するための反応容器である略凹型形状の複数のウェルがマトリックス状に配設されて成るマイクロプレートにおいて、前記ウェルの底部付近の内壁面と外壁面とが略同一形状をなすとともに、各ウェルの中心軸を通過する縦断面のうちの少なくとも一つの縦断面において略均一な肉厚を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、検体の成分を分析するための反応容器である略凹型形状の複数のウェルがマトリックス状に配設されて成るマイクロプレートを一定の温度に保つマイクロプレート用保温装置であって、前記マイクロプレートに伝達する熱を発生する熱発生手段と、前記熱発生手段で発生した熱を前記マイクロプレートに伝達する熱伝達手段と、を備え、前記熱伝達手段は、前記ウェル底部の外壁面を含む表面に嵌合可能な形状をなすとともに、前記ウェル底部の外壁面を含む表面に嵌合したときの各ウェルとの接触面積が同一となる形状をなすことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記熱伝達手段は、前記熱発生手段に対して着脱自在であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、前記マイクロプレートは、少なくとも前記ウェルの底部付近の内壁面と外壁面とが略同一形状をなすとともに、各ウェルの中心軸を通過する縦断面のうちの少なくとも一つの縦断面において略均一な肉厚を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ウェル底部付近の内壁面と外壁面とが略同一形状をなすとともに、各ウェルの中心軸を通過する縦断面のうちの少なくとも一つの縦断面において略均一な肉厚を有するマイクロプレートと、このマイクロプレートのウェル底部の外壁面を含む表面の形状に嵌合可能な形状をなすとともに、ウェル底部の外壁面を含む表面に嵌合したときの各ウェルとの接触面積が同一となる形状をなす熱伝達手段を備えたマイクロプレート用保温装置とを提供することにより、検体の分析を行う性能を向上させるとともに、その分析に要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るマイクロプレートの概略構成を示す斜視図である。また、図２は、図１の矢視Ｘ方向から見たマイクロプレートの正面図である。これらの図に示すマイクロプレート１は、円形の開口部を有し、検体や試薬を分注して反応を生じさせるための略凹型形状をなす反応容器である複数のウェル３がマトリックス状に配設されて成る。このマイクロプレート１は、アクリル等の合成樹脂を射出成形することによって形成され、主として血液や体液等の検体の成分を自動的に分析する際に使用される。
【００１４】
ウェル３は、開口面に平行な方向の任意の断面（横断面）が円であり、各横断面のなす円の径は、開口面から底部に行くにしたがって小さくなる。特に、分注時に液溜め槽となる底部３１は略円錐形状をなしており、この底部３１の傾斜部分は、表面積を拡大して抗原抗体反応を生じて凝集した反応物を沈殿しやすくするため、階段状に微小に径が変化する形状を有する。図３は、この階段状に横断面の径が変化するウェル３の底部３１の形状を模式的に示す説明図である。
【００１５】
図４は、マイクロプレート１の表面で隣接するウェル３の開口部の中心点を通過する図２のＡ−Ａ線断面（縦断面）のうち、ウェル３の最下点を通過する領域の一部を示す拡大部分断面図である。この図４に示す縦断面において、マイクロプレート１は、ウェル３の開口部側に突出する上方突出部１１を周期的に有する。また、この断面におけるマイクロプレート１の底面部１３は、ウェル３の底部３１の形状（略円錐状の斜面）に略同一な形状をなし、その部分の肉厚は略均一である。上方突出部１１の底面は、隣り合うウェル３間の境界領域に位置し、開口面を含むマイクロプレート１の正面側の表面と略平行である。
【００１６】
なお、このＡ−Ａ線断面に平行で、ウェル３の最下点を通過する縦断面は、全て図４と同一の形状をなす。また、図２のＤ−Ｄ線断面およびこのＤ−Ｄ線断面に平行でウェル３の最下点を通過する縦断面におけるウェル３付近の形状も、図４に示す部分拡大断面図と同じである。
【００１７】
図５は、前述したＡ−Ａ線断面と平行であるが、ウェル３を通過しないマイクロプレート１の縦断面である図２のＢ−Ｂ線断面のうち、マイクロプレート１の表面において、隣接するウェル３の開口部の中間領域を通過する拡大部分断面図である。この図５に示す縦断面において、マイクロプレート１は、ウェル３の底部側に突出する下方突出部１５を周期的に有する。この下方突出部１５の端面は、上方突出部１１の底面に対応する。
【００１８】
なお、このＢ−Ｂ線断面に平行で、隣接するウェル３の中間の領域を通過する縦断面は、全て図５と同一の形状をなす。また、図２のＥ−Ｅ線断面およびこのＥ−Ｅ線断面に平行な縦断面のウェル３の中間領域付近も、図５に示す部分拡大断面図と同じ形状をなす。
【００１９】
図６は、マイクロプレート１の表面において開口部が斜め方向に隣接するウェル３の底部を通過するＣ−Ｃ線断面のうち、ウェル３を含む領域の一部を示す拡大部分断面図である。この図６に示す縦断面において、マイクロプレート１は、ウェル３の内壁面に沿って略同形状の外壁面１７が形成され、この縦断面におけるマイクロプレート１の肉厚は略均一である。なお、このＣ−Ｃ線断面に平行で、ウェル３の最下点を通過する縦断面のウェル３を含む断面は、その断面におけるウェル３近傍で全て図６と同一の形状をなす。
【００２０】
次に、以上説明したマイクロプレート１を一定の温度に保つマイクロプレート用保温装置（以後、単に保温装置と呼ぶ）について説明する。図７は、本発明の一実施の形態に係る保温装置の概略構成を示す説明図である。同図に示す保温装置２は、マイクロプレート１の温度を測定する温度センサ２１、マイクロプレート１に伝達する熱を発生する熱発生手段であるヒータ２３、このヒータ２３で発生した熱をマイクロプレート１に伝達する熱伝達手段である保温プレート２５、マイクロプレート１の温度を入力設定したり、温度センサ２１によるマイクロプレート１の温度測定結果を出力表示したりする入出力部２７、および保温装置２の動作制御を行う制御部２９を備える。
【００２１】
図８は、保温プレート２５のマイクロプレート１を載置する側の面（上面）の構成を示す正面図である。この保温プレート２５は、熱伝導性を有する素材、例えばアルミニウムによって実現され、マイクロプレート１を載置したときにウェル３の底部３１を嵌合する凹部２５１と、この保温プレート２５の表面で斜め方向に隣接する凹部２５１の間に突出して成る柱状の凸部２５３とを有する。
【００２２】
図９は、図８のＦ−Ｆ線断面の部分拡大図である。この図９に示す拡大部分断面図は、マイクロプレート１を載置するときに、図４に示す断面（図９では一点鎖線で記載）を有する部分が載置される保温プレート２５の縦断面である。したがって、この縦断面は、マイクロプレート１の底面部１３表面と同一の円錐形状をなす凹部２５１と、上方突出部１１の底面と同じ幅を有する水平部２５５とが交互に周期的なパターンをなす。
【００２３】
なお、このＦ−Ｆ線断面に平行で、凹部２５１の最下点を通過する縦断面は、全て図８と同一の形状をなす。また、図８のＩ−Ｉ線断面およびこのＩ−Ｉ線断面に平行で、凹部２５１の最下点を通過する縦断面も、凹部２５１の最下点を通過する領域近傍で図９と同じ形状をなす。
【００２４】
図１０は、図８のＧ−Ｇ線断面の部分拡大図である。この図１０に示す拡大部分断面図は、マイクロプレート１を載置するときに、図５に示す断面（図１０では一点鎖線で記載）を有する部分が載置される保温プレート２５の縦断面である。したがって、この縦断面には、マイクロプレート１の下方突出部１５と嵌合可能なように上方に突出する凸部２５３が設けられており、この凸部２５３が突出する高さは、下方突出部１５が下方に突出する高さと同一である。
【００２５】
なお、このＧ−Ｇ線断面に平行で、凸部２５３を通過する縦断面は、全て図９と同一の形状をなす。また、図９のＪ−Ｊ線断面およびこのＪ−Ｊ線断面に平行で、凸部２５３を通過する縦断面も、その凸部２５３の近傍領域で図１０と同じ形状をなす。
【００２６】
図１１は、保温プレート２５の表面において斜め方向に隣接する凹部２５１の最下点を通過する図８のＨ−Ｈ線断面の部分拡大図である。この図１１に示す部分拡大断面図は、マイクロプレート１を載置するときに、図６に示す断面（図１１では一点鎖線で記載）を有する部分が載置される保温プレート２５の縦断面である。したがって、この縦断面の上部表面は、外壁面１７と嵌合可能な形状をなす。なお、このＨ−Ｈ線断面に平行で、凸部２５３を通過する縦断面は、全て図９と同一の形状をなす。
【００２７】
このような形状をなす保温プレート２５を用いることにより、マイクロプレート１を保温プレート２５上に正確に載置したとき、マイクロプレート１の各ウェル３と保温プレート２５表面との接触面積は全て同一となる。したがって、各ウェル３に均一に熱を伝達することが可能となり、ウェル３ごとの温度のばらつきが減少するとともに、ヒータ２３からの伝熱効率を向上させることができる。
【００２８】
以上詳細に説明した構成を有するマイクロプレート１および保温装置２を用いて行う検体の分析について説明する。マイクロプレート１のウェル３に血液や体液等の検体およびこの検体中の特定物質と特異的な反応を起こす物質を含む試薬を各々適量分注すると、ウェル３内部では、その両者が抗原抗体反応を起こす。例えば、血液中の赤血球を用いて血液型の判定を行う場合、その赤血球が試薬中に含まれる所定の抗原との間で抗原抗体反応を起こして赤血球同士が凝集すると、この凝集した赤血球は底部３１の階段状の傾斜部分に沈殿する。この沈殿によって生じる凝集パターンは血液型に応じて異なるので、その凝集パターンを適当な撮像手段によって撮像して得た画像データを分析することにより、検体の血液型を判定する。
【００２９】
このような抗原抗体反応を促進するためには、ウェル３内部が摂氏３７度程度であることが好ましい。そこで、入出力部２７から保温プレート２５の温度を例えば摂氏３７度と設定し、マイクロプレート１を保温プレート２５に嵌合するようにして載置する。その後、温度センサ２１がマイクロプレート１の温度を測定し、マイクロプレート１が設定温度に達していない場合には、制御部２９の制御によってヒータ２３が熱を発生し、この発生した熱を、保温プレート２５を介してマイクロプレート１に伝達する。その後も温度センサ２１がマイクロプレート１の温度を測定しつづけ、マイクロプレート１が設定温度に達した後は、制御部２９がマイクロプレート１を恒温状態を保つ制御を行う。
【００３０】
以上説明した本発明の一実施の形態によれば、マイクロプレートの底面の形状を保温装置が有する保温プレートのマイクロプレート載置面の形状と嵌合可能となるように両者の形状を構成することにより、マイクロプレート内の各ウェルに熱を均等に伝達することが可能となり、伝熱効率を向上するとともに、ウェルごとの温度のばらつきを削減することができる。この結果、ウェル内部で反応を促進する上で重要な温度管理を精度よく行うことが可能となり、検体の分析を行う性能を向上させるとともに、その分析に要する時間を短縮することが可能となる。
【００３１】
また、この実施の形態に係るマイクロプレートは、底面が平面である従来のマイクロプレートと比較して薄肉化されているので、成形するための材料も少なくて済む。したがって、一度だけ検体を分析した時点でマイクロプレートを破棄したい場合などにも好適である。
【００３２】
ここまで、本発明の好ましい一実施の形態を詳述してきたが、本発明はこの実施の形態によってのみ限定されるものではない。例えば、保温プレートの突出部の形状は、その周囲に位置する４つのウェルとの接触面積が同一であればどのような形状でもよく、その突出部の横断面が円や多角形をなしていてもよい。
【００３３】
このように、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的事項を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマイクロプレートの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るマイクロプレートの構成を示す正面図である。
【図３】ウェル底部の構成を示す説明図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線拡大部分断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線拡大部分断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ線拡大部分断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係るマイクロプレート用保温装置の構成を示す説明図である。
【図８】保温プレート表面の構成を示す正面図である。
【図９】図８のＦ−Ｆ線拡大部分断面図である。
【図１０】図８のＧ−Ｇ線拡大部分断面図である。
【図１１】図８のＨ−Ｈ線拡大部分断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  マイクロプレート
２  保温装置
３  ウェル
１１  上方突出部
１３  底面部
１５  下方突出部
１７  外壁面
２１  温度センサ
２３  ヒータ
２５  保温プレート
２７  入出力部
２９  制御部
３１  底部
２５１  凹部
２５３  凸部
２５５  水平部
【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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【図１１】
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