(57)【要約】  各開口がガス透過膜を有している開口と、マルチウェルプレートに嵌合して、マルチウェルプレートのウェル内からの液体内容物の蒸発を低減し、マルチウェルプレートの内容物がこぼれる又はマルチウェルプレート内の近隣のウェルの内容物と入り交じることから保護するように蓋の底面から延びるフィッティングとを有する、マルチウェルプレート用の蓋が開示される。ガス透過膜は、（ｉ）各開口に関連付けされた連続した又は不連続な薄膜、（ｉｉ）本体の局所的に薄くなった部分、及び（ｉｉｉ）各開口を少なくとも部分的に満たすある量の材料のうちの１つ以上を含む。
2018509144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面、底面、及び複数の開口を本体内に有する、一体的な剛性の本体を備えた、
マルチウェルプレート蓋であって、
各開口が、ガス透過性材料及び関連付けされたフィッティングを有し、各フィッティングが、フィッティング壁及び遠位面を有しており、
前記フィッティングが、前記本体の前記底面から延び、
各フィッティングが、マルチウェルプレートのウェルと嵌合するように構造化されており、かつ、
各開口の直径（Ｄａ）が、前記関連付けされたフィッティングの前記フィッティング壁間の距離（Ｄｆ）より小さい、
マルチウェルプレート蓋。
【請求項２】
少なくとも１つのフィッティングと関連付けされた複数の開口を含むことを特徴とする、請求項１に記載の蓋。
【請求項３】
各フィッティングが、マルチウェルプレートのウェルの周りに嵌合するように構造化されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の蓋。
【請求項４】
各フィッティングが、マルチウェルプレートのウェルの内側に嵌合するように構造化されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の蓋。
【請求項５】
前記フィッティングの前記遠位面が、凹状、凸状又は平坦であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項６】
前記ガス透過性材料が、前記蓋の前記主面の前記上面の大部分を覆う、連続した薄膜を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項７】
前記ガス透過性材料が、前記蓋の前記平面的な主面の前記上面において各開口を覆う、不連続な薄膜を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項８】
前記ガス透過性材料が、各開口内のガス透過性材料のプラグを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項９】
各開口にガス透過性材料のプラグをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項１０】
追加のマルチウェルプレートを前記蓋の上に積み重ねできるように構造化された隆起周縁リブを、前記本体の前記上面上にさらに備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項１１】
前記本体が、ステンレス鋼、ガラス、セラミック、又は、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、及びポリアクリレートからなる群より選択されるポリマー材料を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項１２】
前記蓋が、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、及びポリアクリレートからなる群より選択されるポリマー材料を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項１３】
前記ガス透過性材料が、前記蓋を形成する前記ポリマー材料の局所的に薄くなった層を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の蓋。
【請求項１４】
前記蓋が単一鋳造パーツであることを特徴とする、請求項１３に記載の蓋。
【請求項１５】
前記ガス透過性材料が、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリウレタン、不織レーヨン、エチルセルロース、有孔アセテート及びポリエステルからなる群より選択されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項１６】
前記ガス透過性材料が、前記本体を形成する材料とは異なることを特徴とする、請求項１〜１２又は１５のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項１７】
前記薄膜が、単層フィルム又は多層フィルムを含むことを特徴とする、請求項６又は７に記載の蓋。
【請求項１８】
ポリマーメッシュをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項１９】
スカートをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項２０】
マルチウェルプレートをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の蓋。
【請求項２１】
前記マルチウェルプレートで個別に封止されたウェルのアレイを含むことを特徴とする、請求項２０に記載の蓋。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０１５年２月２７日出願の米国仮特許出願第６２／１２１８４６号の米国法典第３５編特許法第１１９条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、マルチウェルプレート用の蓋に関し、より詳細には、ガス透過性材料及びフィッティングを有する、マルチウェルプレートと嵌合するための嵌合蓋に関する。
【背景技術】
【０００３】
バイオ技術の多くの分野における近年の進歩により、生物系及び化学系の両方において、さまざまなアッセイを実施するための需要がますます高まっている。これらのアッセイには、例えば、生化学反応動力学、ＤＮＡ融点測定、ＤＮＡスペクトルシフト、ＤＮＡ及びタンパク質濃度測定、蛍光プローブの励起／発光、酵素活性、酵素補因子アッセイ、ホモジニアスアッセイ、薬物代謝アッセイ、薬物濃度アッセイ、分配確認、容積確認、溶剤濃度、及び溶媒和濃度が含まれる。無傷生細胞を使用する多くのアッセイが存在しており、それらには、外観検査が含まれうる。
【０００４】
生物系及び化学系のアッセイは、産業及び学究的環境の両方において大規模で行われる。簡便かつ安価な態様でこれらの研究を行うための装置を有することが望ましい。取り扱いが比較的簡単であり、低コストであり、かつ使い捨てできるという理由から、マルチウェルプレート（マイクロプレートとも呼ばれる）は、しばしば、このような評価に用いられる。マルチウェルプレートは、典型的には、ポリマー材料から形成され、個々のウェルの規則的なアレイを含む。ウェルは、互いに直交する行と列のアレイ状に配置されうる。各ウェルは、試料のアリコートが各ウェル内に保持されうるように、側壁及び底部を備えている。他の大きさも用いられるが、一般的なマルチウェルプレートは、８×１２（９６ウェル）、１６×２４（３８４ウェル）、及び３２×４８（１５３６ウェル）の標準寸法を有するウェルアレイを備えている。
【０００５】
マルチウェルプレートは、ウェル内の無菌状態を維持し、蒸発を最小限に抑えるために、蓋（又は覆い）と併せて用いられうる。典型的には硬いプラスチックで作られており、汚染を排除するためにプレート上に嵌合するように構成された、このような蓋は、概して、マルチウェルプレートの上及び周りに遊嵌する。覆われたマルチウェルプレートがインキュベータ内、又はカウンタートップ上に置かれた場合でさえも、とりわけ、ウェルの数が１５３６又はそれ以上である（及び各ウェルの液体の容積が少ない）マルチウェルプレートについての、液体内容物の蒸発は、特に、隅部のウェル及びプレートの周辺部に位置するウェルでは、１５％〜２５％を超えうる。この大量の蒸発により、ｐＨ、栄養分含量、塩濃度等における許容できない変化が生じうる。加えて、ガス交換の速度もまた、プレート中心よりも周辺で大きくなりうる。これらの「エッジ効果」現象は、アッセイ試料に害を及ぼすだけでなく、所与のマイクロプレートにおけるさまざまなウェル間での再現性に、負の影響も及ぼす。さらには、プレートの攪拌中に形成されるエアロゾルの移動又は蓋の裏面に形成される凝縮物に起因して、ウェル間の交差汚染が生じうる。
【０００６】
封止テープ及び他の補助的なフィルム、箔及びマットが、蒸発及びエッジ効果の防止に用いられている。しかしながら、多くのこのような製品は、蒸発に対する保護には有効ではなく、また、多くの研究所で用いられるハイスループットスクリーニング（ＨＴＳ）法を用いる自動操作には利用しにくい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記を鑑みれば、ガス交換を改善し、かつ、ウェル間の交差汚染の危険性を最小限に抑えつつ、蒸発及びエッジ効果を低減可能なマルチウェルプレート蓋の提供が必要とされている。製造が廉価であり、手動及びロボットでの操作が簡単であり、かつ、ＨＴＳのニーズに適合する蓋の提供もまた望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の実施形態によれば、マルチウェルプレート用の蓋が本明細書に開示される。実施形態において、蓋は、各開口がガス透過膜を有している開口と、蓋の底面から延びるフィッティングとを有しており、該フィッティングは、マルチウェルプレートに嵌合し、かつ、蓋を通じて各ウェルの内外へのガス交換のための導管を生成するように構成され、また、マルチウェルプレートのウェル内からの液体内容物の蒸発を低減し、かつ、マルチウェルプレートの内容物がこぼれる又はマルチウェルプレート内の近隣のウェルの内容物と入り交じることから保護するようにも構成されている。ガス透過膜は、（ｉ）各開口に関連付けされた連続した又は不連続な薄膜、（ｉｉ）本体の局所的に薄くなった部分、及び（ｉｉｉ）各開口を少なくとも部分的に満たす、ある量のガス透過性材料のうちの１つ以上を含む。
【０００９】
実施形態において、蓋は、再利用可能であり、自動操作に利用しやすく、かつ、使用中に、相互ウェル間の交差汚染を制限し、複数のウェルの各々の内外の一貫したガス交換を可能にし、ウェル内からのウェル内容物の蒸発を最小限に抑える。ガス種には、酸素、二酸化炭素、窒素及びアンモニアが含まれる。
【００１０】
例となる蓋は、上面及び底面を有する本体、本体の周辺から下方に延びるスカート、蓋の底面から突き出たフィッティングのアレイ、マルチウェルプレートのウェル開口部と係合するように構成されたフィッティング、及び、各開口に関連付けされた、本体に形成されたガス透過膜を備えている。半透膜の各々は、蓋の複数のウェル開口のそれぞれ１つに対応し、蓋の各開口は、マイクロプレートのウェルの上部開口部に関連付けされている。
【００１１】
実施形態において、蓋本体は、剛性の一体的な構造である。剛性の構造は、可撓性材料とは対照的に、ロボットによる取り扱い及びハイスループットスクリーニングに適している。各半透過性又はガス透過性の膜は、蓋本体材料から形成されてよく、あるいは、異なる材料を含んでいてもよい。実施形態において、半透膜は、プラグ、薄膜の連続したシート又は薄膜の不連続なシートを含みうる。実施形態において、複数の開口は、フィッティングに関連付けされている。実施形態において、ガス透過膜は、ガス透過性の非湿潤性薄膜を含みうる。
【００１２】
実施形態において、本開示は、上面、底面、及び複数の開口を本体内に有する、一体的な剛性の本体を有するマルチウェルプレート蓋を提供する；各開口は、ガス透過性材料及び関連付けされたフィッティングを有し、各フィッティングは、端面又は遠位面及びフィッティング壁を有し、フィッティングは、本体の底面から延び、各フィッティングは、マルチウェルプレートのウェルと嵌合するように構造化されており、各開口の直径（Ｄａ）は、フィッティング壁間の距離（Ｄｆ）より小さい。フィッティング壁は、係合が、マルチウェルプレートのウェルの内側に対して生じるか、マルチウェルプレートのウェルの外側に対して生じるかにかかわらず、マルチウェルプレートのウェルと係合するフィッティングの壁である。フィッティング壁は、例えば、ウェルのトップリングがマルチウェルプレートの面の上に延びる場合には、ウェルの外側に対して嵌合しうる（例えば、米国特許第７，５３１，１４０号明細書を参照）。用語「適切に（fittingly）係合された」とは、フィッティングが、蓋のフィッティング又は蓋のフィッティング壁とウェル開口部との間に摩擦嵌合が形成されるように、ウェルの上部内又は周りにぴったりと嵌合することを意味する。
【００１３】
実施形態において、蓋は、マルチウェルプレートのウェルの周り又は内部に嵌合するように構造化されたフィッティングを有しうる。フィッティングの端面又は先端は形状化されうる、すなわち、それらは、凸状、凹状又は平坦、又は任意の他の形状であってよい。実施形態において、各フィッティングに関連付けされた２つ以上の開口が存在してもよい。すなわち、マルチウェルプレートの単一のウェルに関連付けされた、各フィッティングのための一群の開口が存在しうる。また、実施形態において、プレートの一部のウェルは、関連付けされた開口を有しなくてもよい。例えば、一部のウェルは、開口を通じたガス交換ができないように制御されたウェルでありうる。あるいは、例えば、一部のウェルは、ガス交換を必要としなくてもよく、したがって、蓋は、関連付けされたマルチウェルプレートにおけるウェルの総数未満に対応する開口を有しうる。
【００１４】
実施形態において、ガス透過膜は、蓋の主面の上面の大部分を覆う連続した薄膜、蓋の平面的な主面の上面において各開口を覆う不連続な薄膜、各開口内のガス透過性材料のプラグ、又は組合せでありうる。ガス透過性材料は、蓋の上面上、蓋本体の底面上、又は開口内部に存在しうる。実施形態において、蓋は、別のマルチウェルプレートと積み重ねできるように、蓋の上面に積み重ね用の特徴を有する。ポリマーメッシュもまた存在しうる。
【００１５】
実施形態において、蓋は、ステンレス鋼、ガラス、セラミック、又は、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、及びポリアクリレートからなる群より選択されるポリマー材料から作られる。実施形態において、蓋はポリマー材料から作られ、ガス透過性材料は、同じポリマー材料の局所的に薄くなった層である。実施形態において、ガス透過性材料を含む蓋は、単一鋳造パーツである。実施形態において、蓋及びマルチウェルプレートは、ともに封止される。
【００１６】
本開示の主題のさらなる特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載されており、一部には、その説明から当業者に容易に明らかとなり、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付の図面を含めた、本明細書に記載される本開示の主題を実施することによって認識されよう。
【００１７】
前述の概要及び以下の詳細な説明はいずれも、本開示の主題の実施形態を提示し、特許請求される本開示の主題の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することが意図されているものと理解されるべきである。添付の図面は、本開示の主題のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に取り込まれてその一部を構成する。図面は、本開示の主題のさまざまな実施形態を例証し、その説明とともに、本開示の主題の原理及び動作を説明する役割を担う。加えて、図面及び説明は、単に例証することが意図されており、特許請求の範囲をいかようにも限定することは意図されていない。
【００１８】
本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照番号で示されている添付の図面と併せて読まれた場合に最もよく理解されうる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】一実施形態に従ったマルチウェルプレート及び蓋の分解斜視図
【図１Ｂ】実施形態に従った、蓋が取り付けられたマルチウェルプレートの斜視図
【図２】実施形態に従った開口及びフィッティングを示す、蓋の裏面の概略図
【図３】さらなる実施形態に従った蓋の図２に示される線２−２で切り取った概略的な断面図
【図４】さらなる実施形態に従った蓋の図２に示される線２−２で切り取った概略的な断面図
【図５】さらなる実施形態に従った蓋の図２に示される線２−２で切り取った概略的な断面図
【図６】さらなる実施形態に従った蓋の図２に示される線２−２で切り取った概略的な断面図
【図７】さらなる実施形態に従った蓋の図２に示される線２−２で切り取った概略的な断面図
【図８】さらなる実施形態に従った蓋の図２に示される線２−２で切り取った概略的な断面図
【図９】さらなる実施形態に従った蓋の図２に示される線２−２で切り取った概略的な断面図
【図１０Ａ】実施形態に従った蓋で覆われたマルチウェルプレートの断面図
【図１０Ｂ】実施形態に従った蓋で覆われたマルチウェルプレートの断面図
【図１１】ある実施形態に従った蓋の裏面の斜視図
【図１２】マルチウェルプレートに係合した図１１に示される蓋の線１１−１１で切り取った断面図
【図１３】ある実施形態に従った蓋の裏面の斜視図
【図１４】マルチウェルプレートに係合した図１３に示される蓋の線１３−１３で切り取った断面図
【図１５】ある実施形態に従った蓋の裏面の斜視図
【図１６】マルチウェルプレートに係合した図１５に示される蓋の線１５−１５で切り取った断面図
【図１７Ａ】実施形態に従った蓋で覆われたマルチウェルプレートの蒸発及び細胞培養データ
【図１７Ｂ】実施形態に従った蓋で覆われたマルチウェルプレートの蒸発及び細胞培養データ
【図１７Ｃ】実施形態に従った蓋で覆われたマルチウェルプレートの蒸発及び細胞培養データ
【図１７Ｄ】実施形態に従った蓋で覆われたマルチウェルプレートの蒸発及び細胞培養データ
【発明を実施するための形態】
【００２０】
これより、本開示の主題のさまざまな実施形態についてより詳細に言及され、その幾つかの実施形態は添付の図面に描かれている。同一又は同様の部分についての言及には、図面全体を通じて同一の参照番号が用いられる。
【００２１】
マルチウェルプレートを封止し、かつ、ガス交換を可能にするための蓋が開示される。このような蓋を含むアッセイ又は細胞培養装置が図１に示されている。本装置は、アッセイ又は試験に用いられる場合には、アッセイ装置と称される。実施形態において、本装置は、例えば細胞培養に用いられる場合には、細胞培養装置と称される。
【００２２】
マルチウェルプレートがアッセイに用いられる場合には、幾つかの特徴が望ましい。例えば、実施形態において、装置は、流体がこぼれる危険性を最小限に抑え、１つのウェルの内容物が別のウェル内に侵入する危険性を最小限に抑え（交差汚染の危険性を最小限に抑える）、かつ、ウェルからの蒸発を制限する態様で、流体又は液体を含むことができる。
【００２３】
幾つかの従来技術の装置では、緩い蓋によって、蒸発をマルチウェルプレート内のウェルに不均一に生じさせる。しばしば、マルチウェルプレートの周辺部又はマルチウェルプレートの隅部のウェルは、ウェルのアレイの内側にあるウェルよりも多くの蒸発を被る。この不均一な蒸発は、周辺ウェルにおける試薬の濃度の上昇に起因した、一貫性のないアッセイ結果をもたらしうる。実施形態において、蒸発が生じた場合であっても、蒸発が各ウェルで均等に生じることが望ましい。実施形態において、液体を含む装置は、蒸発がマルチウェルプレートのウェル全体に均等に生じることを確実にするように構造化される。これは、アッセイの結果がより均一で、より制御されることを確実にする。
【００２４】
加えて、実施形態において、蓋は、使用中に位置が変わらないことが望ましい。混合又は振盪を必要とする使用を含めた幾つかの用途では、マルチウェルプレートは、著しく攪拌されうる。幾つかの従来技術の装置は、例えば、クランプ又はネジとボルトの接合などの別個の固定装置を提供することによって、蓋が適所にとどまることを確実にする。実施形態において、装置は、クランプ、ボルト、ネジ、接着剤、加熱又は他の機構などの追加のハードウェアを使用せずに、蓋がマルチウェルプレート上にとどまることを確実にするために、容易に用いられることが望ましい。
【００２５】
マルチウェルプレートが細胞培養に用いられる場合には、追加の特徴が望ましい。培養における細胞は、栄養分、酸素、及び汚染の危険性を最小限に抑える環境を必要とする。例えば、細胞培養の間に、ウェル内部の流体にガス交換をもたらすことが望ましい。ウェルの内容物からの蒸発が制限されるように、蓋を通じてもたらされるガス交換が制限されることもまた、望ましい。
【００２６】
実施形態において、装置の使用は、容器の所望の特徴を達成するために複数のピース及び部品の組み立てを必要としないことが望ましい。例えば、使用者が、マルチウェルプレート内に設置し、ガスケットで覆い、次に蓋で覆わなければならないインサートとともに、マルチウェルプレートの組み立てを必要とすることは望ましくないであろう。これらの組み立て工程の各々は時間がかかり、汚染、あるいは、その装置が不正確に組み立てられうる危険性を有する。加えて、マルチウェルプレートシステム内に別の部品を導入する、これらの組み立て工程の各々は、装置が細胞培養に用いられる場合に、汚染の危険性を招く。実施形態において、単純に、マルチウェルプレート上に設置し、マルチウェルプレートから取り外すことができる、単一の蓋を有することが望ましい。マルチウェルプレート及び蓋が、複数の用途に適していることもまた望ましい。実施形態において、１つの装置を、アッセイ容器及び細胞培養容器として区別しないで用いることができれば、研究用機器の目録の管理はより容易になるであろう。これは、行われるアッセイが細胞培養を必要とする場合に、特に言えることである。
【００２７】
製造が比較的容易であり、かつ、最小限の材料及び製造工程を使用する装置を提供することもまた望ましい。複数の材料、複数の組み立て又は製造工程、及び複雑な構造は、より高価な装置につながる。実施形態において、製造がより安価な装置を提供することが望ましい。
【００２８】
図１Ａは、ある実施形態に従った、マルチウェルプレート１２及び蓋２０（合わせて、１０）の分解斜視図である。図１Ａは、蓋２０及びマルチウェルプレート１２を示している。実施形態において、蓋２０は、上面２１及び本体１９を通る複数の開口２２を有する、一体的な剛性の本体である。蓋はまた、任意の長さ（短い、中程度、又は長い）でありうる、スカート２６も有している。実施形態において、蓋は、隆起周縁２４を有する。蓋は、図２にさらに詳細に描かれている。蓋は、図１Ｂに示されるように、マルチウェルプレート１２のウェルに嵌合するように構造化されている。
【００２９】
図１Ａにも示されるように、マルチウェルプレート１２は、フレーム１４及びアレイ状に配置された複数のウェル１５を有する。ウェル１５は、フレーム１４に隣接して配置された周辺ウェルを含む。各ウェルは、ウェル壁４０を有する。プレート１２は、マルチウェルプレートの業界標準設置面積に寸法的に準拠している。例となるプレートでは、幅及び長さ寸法は、それぞれ、およそ８５ｍｍ及び１２８ｍｍで標準化されている。
【００３０】
図１Ｂは、ある実施形態におけるマルチウェルプレートに係合した蓋２０を示している。図１Ｂは、蓋本体１９に複数の開口２２を有する蓋２０及び周辺スカート２６を示している。蓋は、マルチウェルプレート１２に嵌合している。開口は、任意の形状又は大きさでありうる。
【００３１】
図２は、一実施形態に従ったフィッティング２８を示す蓋２０の裏面の概略図である。実施形態において、蓋２０は、上面（図１Ａに示される２１）、底面３１、本体１９を通る開口２２、及び本体の底面３１から延びるフィッティング２８を有する、平面的な本体１９を有する一体的な剛性の構造であり、ここで、各フィッティングは、マルチウェルプレート１２のウェル１５に嵌合するように構造化されている（図１Ａ参照）。実施形態において、フィッティング２８は、丸、四角又は任意の他の形状であり、丸、四角、又は任意の他の形状でありうるマルチウェルプレートのウェルとの封止を形成するように構造化されている。実施形態において、フィッティングは、マルチウェルプレートのウェルの上部の周りに（例えば図１０Ｂに示されるように）、又はマルチウェルプレートのウェルの上部の内部に（図１０Ａに示されるように）封止を形成しうる。実施形態において、フィッティング２８は、平坦、凹状、凸状又は任意の他の形状でありうる、先端面２９（例えば、図１２、１４及び１６を参照）を有する。フィッティングはまた、マルチウェルプレートの壁に嵌合するためのフィッティング壁３３も有する。この閉鎖機構は、いくつかの利点を提供する。各ウェルの上部に封止を形成することによって、蓋は、流体がこぼれる危険性を最小限に抑える方法で、ウェル内部の液体の閉じ込めをもたらす。別個の封止が各ウェルの上部に個別に形成されることから、マルチウェルプレートの個別のウェルに適合するように構造化されたフィッティングの存在により、１つのウェルの内容物が別のウェル内に侵入する危険性が最小限に抑えられる（交差汚染の危険性が最小限に抑えられる）。ウェルの上部における封止はまた、ウェルからの蒸発も最小限に抑える。各ウェルが上部に封止を有することから、各ウェルは同一の条件を受け、したがって、蒸発がある場合でも、各ウェルが同様に蒸発を受ける。また、マイクロプレートの各ウェルにつき１つのこれらの複数のフィッティングは、蓋が緩まないように、又はマイクロプレートから容易に外れないように、マイクロプレート上に蓋を封止する機能を果たす。図２はまた、実施形態において、各フィッティングが、各フィッティングに関連付けされた複数の開口２２ａを有しうることを例証している。図２はまた、本体１９から本体１９の周辺部に沿って延びるスカート２６も示している。
【００３２】
蓋２０は、マルチウェルプレート１２を覆うように寸法合わせされており、かつ、ステンレス鋼、ガラス、プラスチック又はセラミックなどの剛性の非可撓性材料から作られうる。可撓性又は弾性の蓋に代えて、剛性の蓋は、ロボットによる取り扱い、積み重ね、及びハイスループットスクリーニングをし易くしうる。実施形態において、蓋は、成形可能及び／又は印刷可能なプラスチックでできている。成形可能なプラスチックの例としては、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、及びポリアクリレートが挙げられるが、これらに限られない。蓋は、化学溶剤及び試薬に対して耐久性及び抵抗性がある、すなわち、加湿されたＣＯ２インキュベータ内などの高湿度かつ気体環境に耐えることができる材料で作製されうる。
【００３３】
蓋に存在する開口２２は、マルチウェルプレートの関連付けされたウェルとのガス交換をもたらし、この装置を、細胞培養容器として、並びに保管又はアッセイ用容器としての使用に適応させる。実施形態において、マルチウェルプレートのウェルのすべてが、関連付けされた開口を有するわけではない。実施形態において、開口は、関連付けされたガス透過膜を有してもよいし、あるいは、関連付けされたガス透過膜を有していなくてもよい。実施形態において、開口は、ガス透過膜で満たされる、又は覆われる。本明細書で用いられる場合、選択的透過膜、部分透過膜、半透膜又は特異的透過膜とも呼ばれる（すべて同じ意味を有する）ガス透過膜とは、ある特定の分子の拡散による通過を可能にする、障壁である。通過率は、とりわけ、膜の両側における分子の圧力、濃度、及び温度、並びに各分子に対する膜の透過性に応じて決まる。膜及び分子に応じて、透過性は、分子の大きさ、溶解度、特性、又は化学的性質に依存しうる。本明細書のさまざまな実施形態に開示されるように、半透膜は、ガスの通過を可能にするが、液体の通過は不能にしうる。実施形態において、ガス透過膜は、蓋と一体的に形成されるか、あるいは、不連続な薄膜、連続した薄膜又はプラグとして蓋に加えられる又は装着される。
【００３４】
図３〜９は、フィッティング２８及び開口２２のさまざまな構成を示す、さらなる実施形態に従った蓋の図２の線２−２で切り取った概略的な断面図である。実施形態において、各開口は、ガス透過膜を有している。実施形態において、各開口は、ガス透過膜を有していない。あるいは、実施形態において、開口の部分集合はガス透過膜を有している。当該蓋の事例では、各開口は、本体１９に開口部を画成し、図３の矢印Ａで示されるように、本体の上面２１と底面３１との間、又は、上面２１とフィッティング２８同士間の領域との間の流体連通を可能にする。蓋がマルチウェルプレートに係合している場合、各開口は本体１９に開口部を画成して、矢印Ａで示されるように、外部環境とマルチウェルプレートのウェルの内部との間の流体連通を可能にする（例えば、図１０に示されるように）。図３に示される実施形態では、ガス透過性材料は、蓋の本体１９の上面２１に隣接した、ガス透過膜又は層２７である。しかしながら、実施形態において、ガス透過性材料２７は、上面２１に隣接してよく（例えば、図３を参照）、本体の底面３１に隣接していてもよく（例えば、図８及び図９を参照）、プラグ２５として開口を満たしてもよく（例えば、図５を参照）、本体の表面にわたり連続していてもよく（例えば、図３及び図８を参照）、あるいは、本体の表面にわたり不連続であってもよい（例えば、図７及び図９を参照）。不連続とは、ガス透過膜が、蓋又はその上に存在してよく、１つ又は２つ以上の開口を覆うが、蓋本体全体は覆わないことを意味する。ガス透過性材料は、材料のシート又はフィルム（例えば、図３に示されるように）であってよく、あるいは、ガス透過性材料は、開口２２の内側の材料のプラグ２５（例えば、図５及び図６に示されるように）、又は、開口２２の内側の材料の局所的に薄くなった領域２３（例えば、図４に示されるように）でありうる。実施形態において、装置は、図６に２５及び２７として示されるように、開口２２に、ガス透過性材料の層と、プラグとしてのガス透過性材料との組合せを含む。
【００３５】
図３に示される実施形態では、ガス透過膜２７は、本体１９の上面上に描かれている。実施形態において、ガス透過膜は、熱溶接、レーザ溶接、加圧接合、接着接合、超音波接合、又は一体的な部品を形成する任意の他の方法を含む当技術分野で知られたいずれかの方法によって、本体１９の上面に装着されうる。図３はまた、マルチウェルプレートのウェルに係合する又は嵌合するように構造化された、本体１９の底面３１から延びるフィッティング２８も示している（例えば、図１１を参照）。
【００３６】
各フィッティング２８は、端面又は遠位面２９とフィッティング壁３３とを有する。端面又は遠位面は、任意の形状でありうる。図１３、１５及び１７に示されるように、遠位面は、凸状、凹状又は平坦、若しくはこれらの形状の組合せ、あるいは任意の他の形状でありうる。フィッティングは、フィッティング壁３３とマルチウェルプレートのウェルとの間に摩擦嵌合を形成することによって、マルチウェルプレートのウェルと係合するように構造化される（例えば、図１０を参照）。図４に示されるように、開口の直径（Ｄａ）は、ウェルからの蒸発を最小限に抑えるように、フィッティング壁間の距離（Ｄｆ）より小さい。実施形態において、フィッティングは、マルチウェルプレートのウェルの内側に嵌合するように構造化されている（図１０Ａ）。実施形態において、フィッティングは、マルチウェルプレートの壁の周りに嵌合するように構造化される（図１０Ｂ参照）。例えば、ウェルは、マルチウェルプレートの面の上に延びるウェルの隆起したトップリングを有しうる（例えば、米国特許第７，５３１，１４０号明細書を参照）。用語「適切に係合された」とは、摩擦嵌合が蓋２０のフィッティング壁又はフィッティング２８の壁３３とウェル開口部１５との間に形成されるように、ウェルの上部内又は周りにぴったり嵌合するフィッティングを意味する。
【００３７】
蒸発は、ガス交換が存在する場合（例えば、図３の矢印Ａが示すように、ガスによる蓋の通過を可能にするガス透過性材料が存在する場合）にはどこでも生じうることから、フィッティング間の距離（ウェル開口部の直径に関する）に対して開口直径を小さく保つことによって、マルチウェルプレートのウェル内に含まれる液体から生じうる蒸発が最小限に抑えられる。
【００３８】
図４は、一実施形態に従った開口２２にわたり局所的に薄くなった薄壁２３を含む蓋の断面図である。図４に示される実施形態では、局所的に薄くなった薄壁２３は、ガス透過性材料になるように十分に薄い。この実施形態では、蓋２０は、単一鋳造成形法における単一部品（シングルパーツ）として成形される。開口２２の底部における薄壁２３（実施形態において、薄壁２３も、開口の上部又は開口内に存在しうる）はガス透過性になるように十分に薄いことから、蓋は、薄壁を横断したガス交換を可能にし、したがって、ウェル１５の内外のガス交換を可能にする。この薄いガス透過性の壁はまた、ウェル１５からの蒸発を制御し、最小限にする（図示されていないが、例えば、図１０を参照）。
【００３９】
実施形態において、局所的に薄くなった部分は、蓋上面２１、蓋底面３１と同一平面であってよく（図示されるように）、あるいは、上面と底面の中間に位置してもよい。例示された実施形態では、膜材料は、例えば、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、又はポリアクリレートなど蓋と同じ材料で形成され、薄壁２３は、開口２２の底部に形成される。蓋は、各ウェル１５について、１つ以上の対応する開口２２が提供されるように構成されうる（１つのウェルあたり、例えば、１、２、３、４又は５の蓋開口部（図２の２２ａを参照））。
【００４０】
実施形態において、ガス透過膜は、蓋の主面の上面の大部分を覆う連続した薄膜、蓋の平面的な主面の上面において各開口又は開口の小さな群を覆う不連続な薄膜、各開口におけるガス透過性材料のプラグ、若しくは組合せでありうる。ガス透過性材料は、蓋の上面、蓋の本体の底面、又は開口の内側に存在しうる。しかしながら、ガス透過性材料は、フィッティングの端面又は先端には存在しない。実施形態において、マルチウェルプレートの内容物と半透過性又はガス透過性の膜との接触を最小限に抑えることが望ましい。もしガス透過膜がフィッティングの先端又は端面に存在するならば、ウェルの内容物が膜と接触する可能性が高くなる。これが生じる場合、膜が閉栓されうる危険性（培地又はウェルの液体内容物中の塩によって）又はウェルの内容物によって汚染される危険性が多少存在する。
【００４１】
図５は、開口２２を満たす透過性材料２５のガスプラグを備えた蓋の断面図である。この実施形態では、ガス透過性材料は、蓋本体１９の上面２１から底面３１へと延びる。ガス透過性材料２５は、蓋の形成に用いられる材料とは異なる材料であってよく、蓋の形成後に蓋に加えられる。すなわち、一体的な剛性の本体を有する蓋自体は、上面、底面及び本体を通る複数の開口を有しており、各開口は、本体の底面から延びる関連付けされたフィッティングを有しており、各フィッティングは、マルチウェルプレートのウェルと嵌合するように構造化されている。実施形態において、蓋は、単一鋳造成形法で作られてよく、あるいは、開口に関連付けされたガス透過性材料を加える工程を含む、追加的な製造工程を被りうる。例えば、蓋は、半透膜材料２５で少なくとも部分的に満たされた、１つ又は複数の開口を伴って成形されうる、又は他の方法によってそれらが設けられうる。実施形態において、半透膜は、蓋と一体となっていてもよい、すなわち、蓋から容易に分離又は取り外されない。あるいは、実施形態において、ガス透過性材料は取り外し可能であってもよい。例えばオーバーモールディング法などを使用して蓋に取り込まれうる、このような材料の例としては、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリウレタン、不織レーヨン、エチルセルロース、有孔アセテート及びポリエステルが挙げられる。蓋の開口２２は、ウェル開口部の中心と位置合わせされてもされていなくてもよい。図５には、随意的な隆起周縁２４も描かれている。隆起周縁により、第２のマルチウェルプレートを蓋１０の上部に積み重ねることができる。
【００４２】
実施形態において、開口２２は、ガス透過性材料を含んでいるか、又は上面側又は底面側でガス透過性材料で覆われている。上面２１及び底面３１を有する本体１９、開口２２、本体の底面から延びるフィッティング２８を備え、開口を満たす半透過性又はガス透過性材料２５も有し、蓋の上面２１の大部分を覆う連続した薄膜２７をさらに備えている、蓋の断面図が、図６に概略的に描かれている。図６に示されるように、蓋は、ウェル開口部のそれぞれ１つと各々位置合わせするように配置された蓋２０の本体１９を通る複数の開口部２２、並びに、マルチウェルプレートのウェルと嵌合するように構造化された、蓋２０の本体１９の底面３１から延びるフィッティング２８を有している。フィッティングは、フィッティング壁３３及び端面又は遠位面２９を有する。図５の実施形態にあるように、開口部は、蓋の形成に用いられる材料とは異なる半透過性又はガス透過性材料２５で少なくとも部分的に満たされる。さらには、図６に示されるように、各満たされた開口部は、少なくとも１つのガス透過性薄膜２７で覆われる。実施形態において、ガス透過性薄膜２７は、非湿潤性又は防水性である。
【００４３】
実施形態において、例えば、図７に示されるように、薄膜２７は不連続であってもよいが、依然として開口を覆う。図６に描かれるように、薄膜２７は、蓋の上面２１に装着される。しかしながら、薄膜は、代替的に、蓋の底面３１に取り付けられてもよい（図８及び図９を参照）。蓋２０の底面３１に装着される場合、ガス透過性材料２７の薄膜は、連続的であってもよく（図８に示されるように）又は不連続であってもよい（図９に示されるように）。薄膜メンブレンが提供される実施形態において、開口部は、図７、８及び９に示されるように、満たされていなくてもよく（例えば、半透過性材料２５を含まない）、あるいは、図６に示されるように満たされていてもよい。実施形態において、単一の薄膜メンブレンは、開口部のすべてを覆う。実施形態において、連続した薄膜は、上面又は底面の大部分（すなわち５０％超）を覆う。実施形態において、ガス透過性薄膜２７は、単層フィルム又は多層フィルムを含みうる。実施形態において、多層フィルムとは、剥離不能な２つ以上の一体的な副層を有する複合薄膜を意味する。追加的な実施形態では、単層フィルム又は多層フィルムは、ポリマーメッシュで覆われて、取り扱いの間の直接接触からガス透過膜を保護してもよい。単層フィルム又は多層フィルムと同様に、ポリマーメッシュは、連続的であっても不連続であってもよい。ポリマーメッシュは、ポリエステルから作られうる。
【００４４】
他の半透膜材料と同様に、薄膜は、酸素、二酸化炭素、窒素及びアンモニアなどのガスに対して透過性であるが、水蒸気に対して抵抗性があり、実質的に不透過性である。実施形態において、薄膜はまた、ジメチルスルホキシド、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド、及びジメトキシエタンなどの溶剤に対して耐薬品性がある。
【００４５】
薄膜は、任意のガス透過性材料で作られうる。半透膜の形成に用いられうる例となる薄膜材料としては、シリコーン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリウレタン、ナイロン、不織レーヨン、エチルセルロース、アセチルセルロースが挙げられる。このようなフィルムは、非多孔性、多孔性又は有孔性でありうる。さらなる例となる薄膜材料としては、多孔性ポリマー、多孔性セラミック、及び多孔性ガラス材料が挙げられる。実施形態において、薄膜は、０．２μｍ以下の平均（又は最大）細孔寸法を有する。実施形態において、ガス透過性材料は、蓋と同じ材料であるが、ガス透過性になるように十分に薄い。
【００４６】
薄膜は、糊又は両面接着テープなどの耐溶剤性接着剤を使用することによって、蓋の上面（又は底面）に取り付けられうる。薄膜を形成し、蓋に取り付けるための例となる方法としては、射出成形、オーバーモールディング、熱成形、真空成形、接着接合、化学結合、熱接合、加圧接合、超音波接合、機械的接合、及びそれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４７】
図１０Ａは、図２に示される実施形態に従った蓋２０で覆われたマルチウェルプレート１２の断面図である。図１０は、蓋２０のフィッティング２８に係合したマルチウェルプレート１２の壁４０を示している。図１０に示される実施形態では、半透過性又はガス透過性材料２７の薄膜は、蓋２０の上面２１及び開口２２を覆う。
【００４８】
図１０Ａはまた、開口２２の直径（Ｄａ）が、フィッティング壁３３間の距離より小さいことも示している。図１０Ａに示される実施形態では、フィッティング壁は、マルチウェルプレートのウェル１５の内側に嵌合する。すなわち、フィッティング壁３３は、ウェル壁４０に対して嵌合し、ウェル壁４０との摩擦封止を形成する。
【００４９】
図１０Ｂに示される実施形態では、フィッティング２８は、マルチウェルプレートの壁の外側及び周囲に嵌合する。すなわち、フィッティング壁３３は、ウェル壁４０に対して嵌合し、ウェル壁４０との摩擦封止を形成する。いずれの実施形態も、Ｄｆは、フィッティング壁３３間の距離である。フィッティング壁は、マルチウェルプレートの壁４０に対して摩擦封止を形成する、フィッティング２８の壁である。
【００５０】
図１１は、ある実施形態に従った蓋２０の裏面の斜視図である。この実施形態では、フィッティング２８の先端２９は凸状である。図１２は、マルチウェルプレート１２のウェル１５のウェル壁４０に係合した図１１に示される蓋の断面図であり、フィッティング２８の凸状の先端２９及び開口２２を示している。図１２は、マルチウェルプレートに係合した図１１に示される蓋の線１１−１１で切り取った断面図である。図１１及び図１２に示される実施形態では、フィッティングは円形をしており、マルチウェルプレートの円形のウェル１５の内側に嵌合するように構造化されている。図１１に見られるように、開口２２の直径Ｄａは、フィッティング２８のフィッティング壁３３間の距離Ｄｆより小さい。フィッティング壁間の距離Ｄｆはまた、図１１、１３及び１５に示される実施形態では、フィッティングの直径とみなすことができる。
【００５１】
図１３は、別の実施形態に従った蓋２０の裏面の斜視図である。この実施形態では、フィッティング２８の先端は凹状である。図１４は、マルチウェルプレート１２のウェル１５の壁４０に係合した図１３に示される蓋２０の線１３−１３で切り取った断面図であり、フィッティング２８の凹状の先端、及び開口２２を示している。
【００５２】
図１５は、ある実施形態に従った蓋の裏面の斜視図であり、ここで、フィッティングの先端２９は平坦であり、フィッティングはマルチウェルプレートのウェル１５の内側に嵌合する。図１６は、マルチウェルプレートに係合した、図１５に示される蓋の線１５−１５で切り取った断面図である。図１６は、実施形態において、マルチウェルプレートのウェルのすべてが、蓋に、関係付けされた開口を有しているわけではないことを示している。あるいは、別の方法では、マルチウェルプレートは、ウェル間に空間を有していてもよく、又は、ウェル壁を共有していてもよい。
【００５３】
蓋は開放開口を有しうる（例えば、図３に示されるように）が、幾つかの実施形態では、ガス透過膜又は半透膜は、プレートのウェル内の無菌状態を維持し、かつ、ウェルと外部環境との間の一貫したガス交換を可能にする、物理的障壁を提供する。半透膜はまた、マルチウェルプレートのウェルのすべてにわたって蒸発を均一に最小限に抑え、それによってエッジ効果を排除する機能も果たす。例示された実施形態の幾つかにおいて、半透膜は、そこを通って汚染物質がマルチウェルプレート・ウェルに進入しうる開放開口を呈することなく、蓋を通じた拡散及び蒸発を仲介する。細胞培養アッセイでは、例えば、培養培地は、細胞の成長及び増殖を支援するように、ｐＨ、酸素及び二酸化炭素の濃度、並びに温度を含む、ある特定の生理学的及び化学的特性を有する。
【００５４】
細胞培養培地内の酸素及び二酸化炭素などのガスは、溶解状態にある。酸素濃度が高すぎるとフリーラジカルの生成によって毒性となりうるが、酸素は、細胞代謝に必要とされる。細胞代謝副産物及び栄養分の両方でありうる二酸化炭素は、炭酸（Ｈ２ＣＯ３）及び重炭酸イオン（ＨＣＯ３−）と水素イオンの混合物など、多くの形態で存在する。
【００５５】
多くの細胞培養は、二酸化炭素が補充された（培地のｐＨを維持するため、典型的には０〜１０％）、大気条件下で（２０〜２１％酸素）行われる。しかしながら、体内の酸素濃度は大気中よりはるかに低い。例えば、酸素濃度は、脳では０．５〜７％；眼では１〜５％；肝臓、心臓、及び腎臓では４〜１２％；並びに、子宮では３〜５％の範囲である。結果的に、多くの研究が、大気レベル未満の酸素レベル（すなわち低酸素条件下）で、より大きい細胞収率及び機能を示している。
【００５６】
実施形態において、半透膜は、少なくとも０．１ｘ１０−６ｃｍ２ｓ−１の酸素及び二酸化炭素についての２５℃における拡散係数を有する。
【００５７】
実施形態において、各蓋開口２３の断面の大きさ（例えば直径）は、対応するウェルの開口部の大きさより小さい。実施形態において、ウェル開口部の面積に対する蓋開口２３の面積の比は、例えば、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５又は９９％など、上記のいずれかの間の範囲を含む、５〜９９％の範囲である。実施形態において、蓋開口２３は、例えば、約０．１３、約０．２５、約０．３８、約０．５１、約０．６４、約０．７６、約０．８９、約１．０２、約１．１４又は約１．２７ｍｍ（０．００５、０．０１、０．０１５、０．０２、０．０２５、０．０３、０．０３５、０．０４、０．０４５又は０．０５インチ）など、上記のいずれかの間の範囲を含む、約０．１３〜約１．２７ｍｍ（０．００５〜０．０５インチ）の直径を有する。蓋開口２２は、円形の形状でありうる；しかしながら、それらの形状は、例えば、楕円形、正方形、矩形、又は三角形であってもよい。本明細書で用いられる場合、蓋開口２３の大きさ又は直径は、開口部のエッジ間の最長距離のことを指し、用語「直径」の使用は、膜が円形でなければならないことを意味するものではない。
【００５８】
蓋２０は、通常のプラスチック又はガラス成形法を使用して作製されうる。蓋がプラスチック又はポリマー材料でできている場合、蓋は射出成形されうる。蓋及び半透膜は、図２に描かれるように、例えば同じ材料から単一鋳造成形法で同時に成形されうる。あるいは、半透膜は、前工程においてプレートで画成された開口部内に、メンブレン材料をオーバーモールディングすることによって、及び／又は、それぞれ、図３及び４に描かれるような開口部の上に、ガス透過性薄膜を提供することによってなど、別の工程で形成されてもよい。
【００５９】
図１及び図５に戻ると、実施形態において、蓋２０は、半透膜を遮ることなく、別のマルチウェルプレートを蓋の上に積み重ねできるように適合された、隆起周縁リブ２４を備えている。ある特定の実施形態によれば、周縁リブ２４の高さは、少なくとも約０．６４ｍｍ（約０．０２５インチ）でありうる。
【００６０】
実施形態において、蓋２０はさらに、スカート２６を備えている。実施形態において、スカートは、短くても、中程度でも、長くてもよい。例えば、スカートは、標準化されたマルチウェルプレートとおよそ同じ高さを有しうる。この高さは、典型的には、浅蓋では少なくとも約４．８３ｍｍ（約０．１９０インチ）であり、深蓋では少なくとも約７．８７ｍｍ（約０．３１０インチ）である。さらに長いスカートも検討されている。
【００６１】
図３〜９に示されるように、蓋２０は、本体１９の底面３１から延びる複数のフィッティング２８を備えている。図１０、１２及び１４にも示されるように、フィッティング２８は、蓋２０の底面３１から垂直に延び、開口部２２の周辺に位置付けられている。フィッティング２８は、マルチウェルプレート１２のウェルの対応する側壁４０と摩擦係合するように形状化及び寸法合わせされる。この係合により、蓋がプレートを覆うときに、蓋の横移動（面内）及び垂直移動（面外）が制限され、蓋を適所に固定するのに役立ち、よって、ウェル間の交差汚染の可能性を軽減する。蓋に形成される開口部と位置合わせされたフィッティングは、ウェルからの蒸発率を最小限に抑える。フィッティングの数、大きさ、及び形状、並びに蓋の裏面にわたるそれらの配置は、用いられるマルチウェルプレートに応じて、特に、プレート内のウェルの数、大きさ、形状、及び配置に応じて決まる。プレートは、いかなる配置における、いかなる数のウェルを有していてもよい。
【００６２】
実施形態において、マルチウェルプレート蓋は、上面、底面、及び、本体から下方に延び、それらの側壁を画成する周辺スカートを有する、平面的な本体を備えている。複数の開口部が本体に設けられ、半透膜は、各開口部又は少なくともその一部にわたって配置される。半透膜は、（ｉ）開口部の各々を覆う連続した薄膜、（ｉｉ）本体の局所的に薄くなった部分、又は（ｉｉｉ）各開口部を少なくとも部分的に満たすある量の材料を含む。アッセイ又は細胞培養装置は、マルチウェルプレート及びこのような蓋を備えている。
【００６３】
蓋のフィッティング及び平面的な本体は、一体的な構成のものでありうる、すなわち、フィッティングは、蓋の形成に用いられた材料と同じ材料から（すなわち、同じ蓋形成プロセスの間に同時に）形成される。あるいは、フィッティングは、別個の実体として形成され（蓋本体と同じ材料から又は蓋本体とは異なる材料からのいずれか）、蓋に取り付けられてもよい。フィッティングが蓋とは別に形成される場合には、それらは、糊又は両面接着テープなどの耐溶剤性接着剤を使用して、蓋の裏面に取り付けられうる。フィッティングを形成し、蓋に取り付けるための例となる方法としては、射出成形、オーバーモールディング、熱成形、真空成形、接着接合、化学結合、熱接合、加圧接合、機械的接合、超音波接合、及びそれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。フィッティングは、例えば、シリコーン、ゴム、及びネオプレンなどの非剛性の可撓性材料から形成されうる。実施形態において、フィッティングの露出表面は非湿潤性である。
【００６４】
マルチウェルプレート用の半透過性の蓋が開示され、該蓋は、さまざまな実施形態において、上面及び底面を有する実質的に平面的な本体、本体の周辺から下方に延びて側壁を形成するスカート、それぞれのウェル開口部の内面又はそれぞれのウェル開口部の外面と係合するように構成された、蓋の底面から突出するフィッティングのアレイ、及び、開口の各々又は複数の開口が蓋のフィッティングのそれぞれ１つに対応する、本体に形成された複数の開口を備えている。実施形態において、蓋は、開口内又はその上に形成されたガス透過膜をさらに備えており、該ガス透過膜は、蓋本体材料から形成されてもよく、あるいは異なる材料を含んでいてもよい。半透膜には、ガス透過性かつ非湿潤性の薄膜が含まれうる。
【００６５】
開示される蓋は、マルチウェルプレートのウェルの内外の連続的かつ均一なガス交換を可能にし、蒸発を緩和し、物理的障壁を提供することによって、例えばプレートの攪拌及び振盪の間のウェル間の交差汚染を制限する。
【００６６】
蓋は、頑丈かつ、例えば手動で又は自動装置での取り扱いが容易であり、再利用可能であり、ハイスループットスクリーニングに適しており、その設計に起因して製造が廉価である。開示されるアッセイ又は細胞培養装置は、今度は、細菌、酵母、菌類及び藻類、並びに、例えば哺乳動物細胞、植物細胞、及び昆虫細胞などの細胞の培養に用いることができる。
【００６７】
実施形態において、装置は、蓋の上に嵌合するように適合されたカバーをさらに含みうる。カバーは、蓋の開口部と位置合わせされた開口部のアレイ、並びに、組付けられた装置の周辺に側壁を形成する下向きに延びるスカートを備えうる。カバーは、使用中、カバーの重量が、例えば攪拌中の蓋とマイクロプレートとの間の封止を改善するように、セラミック、ステンレス鋼又は他の金属から形成されうる。
【実施例】
【００６８】
Ｓｆ９細胞の懸濁培養を、１２５ｍＬの振盪フラスコ（Ｃｏｒｎｉｎｇ社）における３０ｍＬのＳｆ９００−ＩＩ培地（Ｌｉｆｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）中で維持した。培養物を、オービタルシェーカー（１５ｍｍ軌道）内で、約１２５ｒｐｍの一定攪拌下、ＣＯ２制御なしに、２８℃でインキュベートした。低蒸発蓋の研究のため、細胞を、３．０ｍＬの培地中、約０．５×１０６／ｍＬの生細胞数で２４−角形ディープウェルプレート（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ａｘｙｇｅｎ社）に播種した。培養物を、オービタルシェーカー（１９ｍｍ軌道）内で、約３００ｒｐｍの一定攪拌下、ＣＯ２制御なしに、２８℃でインキュベートした。生細胞密度及びパーセント生存率を、Ｖｉ−Ｃｅｌｌ（商標）分析装置（Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ社）を使用して、毎日、評価した。
【００６９】
Ｓｆ９昆虫細胞の培養における蒸発データ及び蒸発の効果を示すデータが図１７に示されている。Ｓｆ９細胞を、振盪条件下、２８℃及び２５〜４０％の相対湿度で、３つの容器内で培養した：（ｉ）図１６に示される実施形態に従った蓋（開口を覆うガス透過性フィルムを有する）で封止された２４−角形ディープウェルプレート（蓋）、（ｉｉ）ガス透過性フィルムのみで封止された２４−角形ディープウェルプレート（フィルム）、及び（ｉｉｉ）ベントキャップ（Ｓｉｇｍａカタログ番号ＣＬＳ４３１１４３）を装備した１２５ｍＬのエルレンマイヤー（振盪）フラスコ（フラスコ）。
【００７０】
図１７Ａに示されるように、例となる実施形態に従って作られた蓋で封止されたマルチウェルプレートからの蒸発は、特にプレートが長期間に渡ってインキュベータ内で用いられる場合に、ガス透過膜で封止されたマルチウェルプレートからの蒸発よりもはるかに少ない。長期間の細胞培養用途については、蒸発は、図１７Ｂ〜Ｄに示されるように、総細胞数、平均細胞直径、及び生細胞密度など、広範なパラメータに有意な影響を及ぼしうる。
【００７１】
図１７Ｂ〜Ｄは、Ｓｆ９昆虫細胞がガス透過性フィルムのみで封止されたマルチウェルプレート内で培養される場合に、経時による蒸発の増加が、総細胞数の顕著な低下、平均細胞直径の顕著な増加、及び生細胞密度のわずかな低下とともに生じたことを示している。他方では、本開示の実施形態に従って作られた蓋で封止されたマルチウェルプレート内で培養された細胞は、ベントキャップが装備された通常のフラスコ内で培養された細胞に匹敵する形態及び成長を示した。
【００７２】
さらなる実験において、さまざまな薄膜メンブレン材料について評価した。ポリウレタン制御フィルムのガス拡散性能を、ディープウェルプレート内で培養したＣＨＯ細胞について、Ｔｒｙｃｉｔｅ（商標）及びＴＰＸフィルムの性能を比較した。
【００７３】
ＣＨＯ細胞の懸濁培養を、１２５ｍＬの振盪フラスコにおいて、８ｍＭのＣｏｒｎｉｎｇ  ｇｌｕｔａｇｒｏ（商標）及び１０ｍＬ／ＬのＨＴ（ヒポキサンチン、チミジン）（ｍｅｄｉａｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．社）が補充された、３０ｍＬのＣＤ  ＯｐｔｉＣＨＯ培地（Ｌｉｆｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）中で維持した。培養物を、オービタルシェーカー（１９ｍｍ軌道）内で、約１３０ｒｐｍの一定攪拌下、３７℃、８％ＣＯ２でインキュベートした。低蒸発蓋の評価のため、細胞を、２．５ｍＬの培地中、約０．１５×１０６／ｍＬの生細胞数で、２４−角形ディープウェルプレート（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ａｘｙｇｅｎ社）に播種した。培養物を、Ｍｉｎｉｔｒｏｎシェーカーインキュベータ（５０ｍｍ軌道、Ｉｎｆｏｒｓ  ＡＧ社）内で、約２２５ｒｐｍの一定攪拌下、３７℃、８％ＣＯ２でインキュベートした。生細胞密度及びパーセント生存率を、Ｖｉ−Ｃｅｌｌ（商標）分析装置（Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ社）を使用して、毎日評価した。
【００７４】
３つの膜材料の細胞データが同等であったと同時に、ＣＯ２、ＨＣＯ３−及び乳酸濃度に関して、細胞培養培地に顕著な相違が見られた。表１を参照すると、ガス濃度は、Ｔｒｙｃｉｔｅ（商標）又はＴＰＸフィルムのいずれかを使用した場合には、対象に対して著しく高かったのに対し、細胞培養培地中の乳酸濃度はごくわずかであった。上記は、Ｔｒｙｃｉｔｅ（商標）及びＴＰＸフィルムが用いられる場合の細胞生物学における著しい変化を示唆している。表１において、酸素及び二酸化炭素の分圧はｍｍＨｇ単位で測定され、乳酸含量はｇ／Ｌ単位で測定され、炭酸イオン濃度はｍｍｏｌ／Ｌ単位で測定される。
【００７５】
【表１】
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【００７６】
本明細書で用いられる場合、名詞は、文脈上、他に明確に指示されていない限り、複数の指示対象を指す。よって、例えば、「位置合わせの特徴」についての言及は、文脈上、他に明確に指示されていない限り、「フィッティング」を２つ以上有する例を含む。
【００７７】
用語「含む（include又はincludes）」とは、包含するがそれらに限られない、すなわち、包含的であって排他的ではないことを意味する。
【００７８】
用語「装着された」又は「取り付けられた」とは、２つの部品が、例えば、熱溶接、レーザ溶接、圧接、接着剤結合、射出成形、オーバーモールディング、熱成形、真空成形、接着接合、化学結合、熱接合、加圧接合、機械的接合、及びそれらの組合せ又は２つの部品を接合する他の方法を含む、当技術分野で知られた任意の手段によって互いに付着することを意味する。「装着された」又は「取り付けられた」には、明確に記載されない限り、クランプ、ネジ、ボルト、クリップ、又は他の機械設備など、２つの部品を接続するための追加的な機械設備の使用は含まれない。
【００７９】
「随意的な」又は「必要に応じて」は、その後に記載される事象、状況、又は構成要素が、生じても、生じなくてもよいこと、並びに、事象、状況、又は構成要素が生じる場合と生じない場合の両方を含むことを意味する。
【００８０】
範囲は、本明細書では、「約」１つの特定の値から、及び／又は、「約」別の特定の値までとして表されうる。このような範囲が表される場合、例は、１つの特定の値から、及び／又は、他の特定の値までを含む。同様に、値が先行詞「約」を使用して近似値として表される場合、その特定の値は別の態様を形成することが理解されよう。範囲の各々の端点は、他の端点に関連して、及び他の端点とは独立しての両方において重要であることがさらに理解されよう。
【００８１】
「一体」とは、単一部品として作製又は製造されたことを意味し、単一部品、並びに、通常の使用下で、互いに分解又は分離されないように取り付けられた、単一部品に取り付けられた部品を含む。例えば、半透膜又はガス透過膜が取り付けられた蓋は、一体的な部品である。しかしながら、その構成部品へと分解可能な（部品を破壊せずに）部品は、「一体的」ではない。例えば、取り外し可能な可撓性ガスケットを有する蓋は「一体的」ではない。
【００８２】
他に明確に記載されない限り、本明細書に記載されるいずれの方法も、その工程が特定の順序で行われる必要があると解釈されることは全く意図されていない。したがって、方法の請求項がその工程が従うべき順序を実際に記載していない場合、又は請求項において他に明確に記載されていない場合、又は工程が特定の順序に限定されるべきであるという説明が記載されていない場合には、特定の順序は推測されることは全く意図されていない。１つの請求項に記載される単一又は複数の特徴又は態様は、任意の他の請求項における他に記載される特徴又は態様と組み合わせることも、それらと置換することも可能である。
【００８３】
本明細書における記述は、特定の方法で「構成」又は「適合」又は「構造化」された機能である構成要素を指すことにも注目されたい。この点に関して、このような記述が、目的の用途の記述とは対照的に構造的記述である場合には、このような構成要素は、特定の特性、又は特定の態様における機能を具体化するように「構成」又は「適合」されている。より詳細には、構成要素が「構成」又は「適合」されている態様についての言及は、構成要素の既存の物理的条件を意味し、このように、その構成要素の構造的な特徴の確定された記述であると受け止められるべきである。
【００８４】
特定の実施形態のさまざまな特徴、構成要素、又は工程が、移行句「〜を含む」を用いて開示されうるが、移行句「〜からなる」又は「〜から本質的になる」を使用して記載されうるものを含む代替的な実施形態が含蓄されていることが理解されるべきである。よって、例えば、非湿潤性薄膜を含む半透膜に対する含蓄された代替的な実施形態は、半透膜が非湿潤性薄膜からなる実施形態と、半透膜が非湿潤性薄膜から本質的になる実施形態とを含む。
【００８５】
本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に係る技術に対してさまざまな修正及び変形がなされうることは、当業者にとって明白であろう。本発明に係る技術の精神及び実体を取り込む、開示される実施形態の修正、組合せ、部分的組合せ及び変形が当業者に想起されうることから、本発明に係る技術は、特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲のすべてを含むと解釈されるべきである。
【００８６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００８７】
実施形態１
上面、底面、及び複数の開口を本体内に有する、一体的な剛性の本体を備えた、
マルチウェルプレート蓋であって、
各開口が、ガス透過性材料及び関連付けされたフィッティングを有し、各フィッティングが、フィッティング壁及び遠位面を有しており、
前記フィッティングが、前記本体の前記底面から延び、
各フィッティングが、マルチウェルプレートのウェルと嵌合するように構造化されており、かつ、
各開口の直径（Ｄａ）が、前記関連付けされたフィッティングの前記フィッティング壁間の距離（Ｄｆ）より小さい、
マルチウェルプレート蓋。
【００８８】
実施形態２
少なくとも１つのフィッティングと関連付けされた複数の開口を含むことを特徴とする、実施形態１に記載の蓋。
【００８９】
実施形態３
各フィッティングが、マルチウェルプレートのウェルの周りに嵌合するように構造化されていることを特徴とする、実施形態１又は２に記載の蓋。
【００９０】
実施形態４
各フィッティングが、マルチウェルプレートのウェルの内側に嵌合するように構造化されていることを特徴とする、実施形態１又は２に記載の蓋。
【００９１】
実施形態５
前記フィッティングの前記遠位面が、凹状、凸状又は平坦であることを特徴とする、実施形態１〜４のいずれかに記載の蓋。
【００９２】
実施形態６
前記ガス透過性材料が、前記蓋の前記主面の前記上面の大部分を覆う、連続した薄膜を含むことを特徴とする、実施形態１〜５のいずれかに記載の蓋。
【００９３】
実施形態７
前記ガス透過性材料が、前記蓋の前記平面的な主面の前記上面において少なくとも１つの開口を覆う、不連続な薄膜を含むことを特徴とする、実施形態１〜５のいずれかに記載の蓋。
【００９４】
実施形態８
前記ガス透過性材料が、各開口内のガス透過性材料のプラグを含むことを特徴とする、実施形態１〜５のいずれかに記載の蓋。
【００９５】
実施形態９
各開口内にガス透過性材料のプラグをさらに備えることを特徴とする、実施形態１〜７のいずれかに記載の蓋。
【００９６】
実施形態１０
追加のマルチウェルプレートを前記蓋の上に積み重ねできるように構造化された隆起周縁リブを、前記本体の前記上面上にさらに備えることを特徴とする、実施形態１〜９のいずれかに記載の蓋。
【００９７】
実施形態１１
前記本体が、ステンレス鋼、ガラス、セラミック、又は、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、及びポリアクリレートからなる群より選択されるポリマー材料を含むことを特徴とする、実施形態１〜１０のいずれかに記載の蓋。
【００９８】
実施形態１２
前記蓋が、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、及びポリアクリレートからなる群より選択されるポリマー材料を含むことを特徴とする、実施形態１〜１０のいずれかに記載の蓋。
【００９９】
実施形態１３
前記ガス透過性材料が、前記蓋を形成する前記ポリマー材料の局所的に薄くなった層を含むことを特徴とする、実施形態１１に記載の蓋。
【０１００】
実施形態１４
前記蓋が単一鋳造パーツであることを特徴とする、実施形態１３に記載の蓋。
【０１０１】
実施形態１５
前記ガス透過性材料が、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリウレタン、不織レーヨン、エチルセルロース、有孔アセテート及びポリエステルからなる群より選択されることを特徴とする、実施形態１〜１４のいずれかに記載の蓋。
【０１０２】
実施形態１６
前記ガス透過性材料が、前記本体を形成する材料とは異なることを特徴とする、実施形態１〜１２又は１５のいずれかに記載の蓋。
【０１０３】
実施形態１７
前記薄膜が、単層フィルム又は多層フィルムを含むことを特徴とする、実施形態６又は７に記載の蓋。
【０１０４】
実施形態１８
ポリマーメッシュをさらに備えることを特徴とする、実施形態１〜１７のいずれかに記載の蓋。
【０１０５】
実施形態１９
スカートをさらに備えることを特徴とする、実施形態１〜１８のいずれかに記載の蓋。
【０１０６】
実施形態２０
マルチウェルプレートをさらに備えることを特徴とする、実施形態１〜１９のいずれかに記載の蓋。
【０１０７】
実施形態２１
前記マルチウェルプレートで個別に封止されたウェルのアレイを含むことを特徴とする、実施形態２０に記載の蓋。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  蓋
１２  マルチウェルプレート
１４  フレーム
１５  ウェル
１９  本体
２０  蓋
２１  上面
２２、２２ａ  開口
２３  局所的に薄くなった領域／薄壁
２４  周縁リブ
２６  スカート
２７  ガス透過性材料／膜／層
２８  フィッティング
２９  先端面／遠位面
３１  底面
３３  フィッティング壁
４０  ウェル壁
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【国際調査報告】
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