JP3394049B2 - 透明なベースを有するマイクロプレート - Google Patents
透明なベースを有するマイクロプレートInfo
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Description
マクロプレート及びその製造方法に関する。
はシンチレーション測定のために使用されるマイクロプ
レートが知られている。
色したマイクロプレートの供給を必要とする。今日、69
個のくぼみをもつマイクロプレートは、広く普及した分
析装置での患者の試料の自動的及び手動的決定及び評価
のための標準形プレートである。透明なベースを有する
着色したマイクロプレートの現在の製造方法は、着色し
たプレートフレームの透明なベースへの超音波溶接であ
る。2つの部材はポリスチレンで製造することが好まし
い。ところが69個のくぼみの相互の完全な密封が相変わ
らず問題である。そこで、より大きな安全性を得るため
に、しばしば二重の溶接リブが取付けられる。
を決定する測定技術で使用することができるマイクロプ
レートを開示する。開示されたマイクロプレートは、セ
ルを形成する上側の不透明フレーム部材と、超音波の使
用により上側のフレーム部材に溶接された透明(transl
ucent)ベース部材からなる。不透明な材料で作られ、
光学窓をあけた保護格子を透明なベース部材の下に取付
けたこのマイクロプレートの変型も知られている。ま
た、このようなマイクロプレートを多部品射出成形法で
作り、2個の射出成形型でフレーム及びベース部材を製
造して接合することも知られている。
1mmの厚さにより、光屈折と全反射に基づく望ましくな
い光伝導効果を有する欠点が判明している。光が光学的
に密な媒質から光学的な疎な媒質の界面に入射し、材料
特有な限界角を超えると、必ず全反射が起こる。この性
質は今日、光伝導技術で効果的に利用される。光が光導
波路の一端に送り込まれ、全反射に基づいてこれを通過
し、他端でほとんど減衰されずに再び出射することがで
きる。しかし、そのためにはファイバの壁面が光学的次
元で完全に平滑でなければならない。射出成形品のよう
にそうでない場合は、反射のつど光が部分的にしか全反
射されないので、隣接するくぼみ又はセルに出射する。
望ましくない光伝導効果は例えば透過光測定でも起こ
り、とりわけ透明なベースが光導波路の働きをし、セル
によっては入射光の一部を隣接するセルへ偏向するのが
特徴である。その場合、ベースの厚さが増加するにつれ
て光伝導効果も増加し、即ち測定精度が減少することが
認められる。さらに公知のマイクロプレートは、透明な
ベースの厚さのため、放射性測定例えばシンチレーショ
ン測定には条件付でしか適合しない。
点を克服し、特になるべく高い充填密度、即ちマイクロ
プレートごとになるべく多数のくぼみで高い光学測定精
度を保証し、さらに放射能測定にも適しているマイクロ
プレートを提供することにある。
を提供することによって、特に少なくとも1個のフレー
ム部材と、フレーム部材に付随するベース部材とを有
し、少なくとも1個のフレーム部材が多数のセル、特に
少なくとも384個のセルを包含し、少なくとも1個のベ
ース部材がセルの底部をなし、ベース部材又はセルの底
部が最大500μmの厚さ、とりわけ20−500μm、特に好
ましくは40−100μmの厚さを有するマイクロプレート
を提供することによってこの問題を解決する。
とは、上下に開放したセル又はくぼみ、特にその側壁を
形成するマイクロプレートの部材をいう。マイクロプレ
ートのベース部材とは、セル及び場合によってはセルの
間隙の下側を閉鎖するマイクロプレートの部材をいう。
ラスチックで製造され、小鉢、くぼみ、穴、空洞等とし
て形成することができ、被検試料を収容するために利用
される容器をいう。
けを、膜又は特に透明なフィルムとして形成することが
特に好ましい。本発明に関連してフィルムとは、開口、
穴等がなく、従って空気及び液体を通さない薄い、好ま
しくは柔軟な材料層をいう。従ってフィルムはフィルタ
機能をもたない。
ごく僅かしかないため、多数の利点と応用を可能にする
有利なマイクロプレートを提供する。ベース部材又は個
々のセルの底部の僅かな厚さに基づき、例えば放射能測
定を特に有利に実施することができる。ベース部材が透
明なフィルムとして作成されている場合は、望ましくな
い光伝導効果が大幅に減少されるので、先行技術に比し
て遥かに大きな精度で測定を実施することができるとい
う利点が生じる。ベース部材が膜として作成される場合
は、下から膜を通して、膜上のセル内で成長する細胞へ
の場合によって必要な栄養物拡散を特に効果的に、ほと
んど妨げられずに行うことができる。
類の蛍光、発光、比色、化学発光又は放射能測定、例え
ばシンチレーション測定に適する。本発明に係るマイク
ロプレートは、ELISAテスト、DNA及びRNAハイブリダイ
ゼーション、抗体力価決定、タンパク質、ペプチド及び
免疫テスト、ポリメラーゼ連鎖反応及び組換えDNA技
術、ホルモン及び受容体結合テスト等に使用することが
できる。ベース部材又は個々のセルの底部は透明に即ち
光透過性にすることが好ましいから、光学器械をマイク
ロプレートの上にも下にも配設することができる。さら
にセルに納められた試料を光学顕微鏡で検査することが
可能である。
フレーム部材とフレーム部材に付随する少なくとも1個
のベース部材を有する。少なくとも1個のフレーム部材
はおおむね長方形に作成され、支持板の中で上下に開放
した多数のセルを包含し、セルの側壁はこの区域に支持
板として作成されたフレーム部材からなることが好まし
い。フレーム部材の中に形成されたセルの横断面は、円
形、六角形、正方形又はその他の幾何学形状に形成する
ことができる。セルは、フレーム部材の支持板にマトリ
ックス状又は列状に配列されている。セルは、支持板の
中に例えばつなぎ材で互いに連結された明確な個別セル
として、又はその他が中実な支持板の穴として、又は両
者の組合せとして作成することができる。
クロプレート、即ち標準寸法を有するが、同時に極めて
多数のセルを含むマイクロプレートを構成する。
有する本発明マイクロプレートは、少なくとも384個の
セルを有するものとする。もちろんマイクロプレートご
とにそれ以上又はそれ以下の数のセルも可能である。例
えば、フレーム部材当り6個、12個、24個、48個、96個
の倍数、例えば特に有利な構成では384個、768個、864
個、1536個又は6144個のセルがあることが可能である。
ース部材上に被着される。こうして、ベース部材はセル
を下から閉鎖し、いわば各個別セルのために底部を与え
る。本発明に係るマイクロプレートは、例えばこのよう
なフレーム部材と、このフレーム部材に付随するベース
部材からなる。しかし、本発明に基づき一個又は好まし
くは複数個のフレーム部材が、中央が開放した主フレー
ムに取外し可能に配設されるように構成することもでき
る。従って、このようなマイクロプレートは主フレーム
(ベースフレーム)と、主フレームの中に配設され夫々
ベース部材を備えたフレーム部材からなる。
もしくは黒色に着色し、又は透明もしくは天然色に作成
するものである。例えば、ニッケルもしくはステンレス
鋼チップのような金属チップ又はカーボンブラックを含
むことにより高い熱伝導度を保証する1種類の材料又は
材料混合物でフレーム部材を製造することが特に好まし
い。
リルブタジエンスチレン(ABS)、ポリアミド(PA)、
ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ポリメ
チルメタクリレート(PMMA)、ポリプロピレン(PP)又
はスチレンアクリルニトリル(SAN)で製造するもので
ある。
は着色して作成するものである。本発明に基づき例えば
フィルム材料としてアルミニウムを使用することによ
り、高い熱伝導度を有するフィルムを使用することがで
きる。本発明の特に好適な実施形態ではフィルムが多層
に構成され、その場合、例えばフレーム部材に面したフ
ィルムの層はフレーム部材との特に良好な結合のために
利用され、フレーム部材の反対側のフィルムの層は安定
性の改善のために利用される。
S)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポ
リスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMM
A)、ポリプロピレン(PP)又はスチレンアクリルニト
リル(SAN)で製造され、これらの材料又はその混合物
からなることが好ましい。
膜がポリアミド(PA6、PA66)、ポリエステル(PET、PE
TG)、ポリカーボネート(PC)、セルロース、セルロー
ス誘導体又は再生セルロースで製造され、これらの材料
又はその混合物からなる。
し、全寸法にわたって同じ材料で作られるものとする。
しかし、本発明はベース部材が夫々のセルの底部をなす
区域でだけ本発明の定める最大500μmの厚さを有する
が、セル底部の間の区域及び/又はセルの側壁の下の区
域ではそれより厚いベース部材及び/又は別の材料組成
を設けるものとする。
支持構造を設けるものとする。支持構造はベース部材の
安定化のために利用され、ベース部材又はフレーム部材
自体に溶接又は射出成形することができる。この支持構
造は夫々セル底部の下に光学窓を開けることが好まし
い。
うに、フレーム部材又は主フレームの少なくとも1つ、
好ましくは2つの隅角部を斜切その他で標識を付すもの
とする。
なくとも1個のベース部材からなり、ベース部材が最大
500μmの厚さを有するマイクロプレートの製造方法に
関する。本発明は、本発明マイクロプレートを一段法で
製造し、フィルム又は膜として作成されたベース部材を
射出成形装置の中に配列し、続いて200ないし300℃好ま
しくは250℃に加熱し、塑性化した成形材料をフレーム
部材の製造のために射出成形装置に射出し、ベース部材
の上に取付けるものである。
し抜いた薄いフィルム又は膜を射出成形型に挿入し、フ
レーム部材のために使用される材料で周囲に射出成形し
て結合するものである。材料は透明であってもよいし、
高い隠蔽力をもつ白色又は黒色に着色することもでき
る。フィルム又は膜の固定は、目に見える圧痕を成形品
に残さない小さな通路ギャップを経て真空によって行
い、またフィルムもしくは膜及び/又は射出成形型に静
電気を帯電させて行うことができる。
スチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル又
はポリカーボネート・フィルム又は膜の周囲に射出成形
される。その場合、本発明に基づきフィルム又は膜と、
周囲に射出成形される成形材料とが互いによく結合する
ようにすることが好ましい。場合によっては、フィルム
又は膜を本発明に基づきコロナ又はプラズマ処理で予備
処理し、又は適当な付着仲介剤で活性化する。結合部の
温度安定性は、フィルム又は膜及びフレーム部材の製造
に使われる成形材料に関係し、例えばポリエステルの場
合は約50℃である。熱せられた成形材料(約250℃)が
射出されるときに、フィルム又は膜の熱変形が起こらな
いようにすることが好ましい。射出成形型は、フィルム
又は膜がずれないように設計しなければならない。
種多様な目的を実現することができる。改善された使用
特性、例えば高い光透過性及び良好な耐薬品性がその一
つである。また、フィルム表面を本発明に基づきプラズ
マ又はコロナ処理で親水化又は疎水化し、アミノ官能基
を組み入れることができる。本発明に基づき改良された
マイクロプレートは、免疫検定や細胞培養で使用され
る。本発明によると、細胞培養技術及び濾過処理のため
に使用される膜をカプセル化することができる。
滅菌は材料にあまり変化を生じない。
ズを安いコストで製造することが可能である。製造を長
く中断せずに、こうして種々の品質のフィルム及び表面
を作製することができる。
かである。
の平面図、 図2は図1のマイクロプレートの食違いになった横断
面図、 図3は図1のマイクロプレートの別の横断面図、 図4は図1のマイクロプレートのベース部材の下面
図、 図5は図4の部分図、 図6は図2の横断面図の部分図、 図7は図6の部分図、 図8は主フレームの中にフレーム部材が配列された本
発明の代替実施形態、 図9は384個のくぼみを有する本発明マイクロプレー
トの平面図、 図10は1536個のくぼみを有する本発明マイクロプレー
トの平面図を示す。
着色した白いポリスチレンのフレーム部材2と、これに
付随する、ここに図示しないベース部材3とを備えたマ
イクロプレート1を示す。フレーム部材2は一体になっ
ており、SBS(Society of Biomolecular Screening)規
格の標準寸法を守り(1996年10月12日のMIPTEC標準化
案)、支持板5を有し、その中にセル7が8×12マトリ
ックス状に形成されている。横断面が円形のセル7は上
へ開放しており、その側壁9は支持板を成形して作られ
ている。セルの側壁9はつなぎ材(web)11を介して夫
々隣接のセル側壁又はフレーム部材2の内壁19と連結さ
れる。従ってセル7の側壁9の間に間隙13が配列されて
いる。この間隙13は上へ開放しているが、下側は閉鎖板
15(図2)で閉鎖される。フレーム部材2は2つの斜切
した隅角部27を有する。個々のセル7は英数字及び数字
マトリックス表記により識別することができる。
断面図を示す。図6は、図2の詳細部分図を示す。マイ
クロプレート1の縁端区域は全周にわたって、支持板5
からなる下へ開放した中空壁17を有することが分かる。
支持板5が形成する側壁9を有するセル7は、互いに90
゜の角で配列された夫々4個のつなぎ材11を介して隣接
のセル7又はフレームの内壁19と連結される。このよう
にしてフレームの内壁19もまた中空壁17のセル区域に面
した内側の内面をなし、全セル区域65を取り囲む。また
間隙13が上へ開放し、下側は支持板5からなる閉鎖板15
によって閉鎖されていることが分かる。閉鎖板15はセル
7の間に配置された間隙13だけを下側で閉鎖するが、セ
ル7自体は閉鎖しない。また図2及び6から推察される
ように、つなぎ材11はセル7の高さに完全に到達するの
ではなく、セル7の上縁の下に間隔dをおいて終わる。
もちろんセルの形状寸法によってはつなぎ材、間隙、閉
鎖板及び/又はフレームの内壁を廃止することも可能で
ある。
で覆われていることを明らかにする。フィルム3は60μ
mの一定の厚さを有し、ポリスチレンで作られている。
セル7の全内径にわたって、光の透過は妨げられない。
フィルム3はセル7の底部4をなし、区域60では閉鎖板
15を覆う。
いの横断面図を示す。図7は、図3の詳細図を示す。同
じく下へ開放し、支持板5からなり、マイクロプレート
1の全周にわたって一巡する中空壁17が2つの図で明ら
かである。またセル区域65を取り囲むフレームの内壁1
9、セル7を連結するつなぎ材11及びセル7の側壁9が
示されている。図7は、図3に示したマイクロプレート
1の下側隅角部区域を詳細に示す。図には、フレーム部
材2の支持板5が形成する中空壁17とそのフレーム内壁
19並びにつなぎ材11及びセル7の側壁9が示されてい
る。全セル区域65を取り囲むフレーム内壁19の延長部21
が、閉鎖板15の高さを越えて下へ突出することがはっき
り分かる。またフィルムとして作成され、全セル区域65
の下側をすき間なく覆うベース部材3が示されている。
閉鎖板15も下へ開放したセル7もフィルムで覆われてい
るから、セルは平底4を有する。
は、フレーム部材2の支持板5が形成する中空壁17とそ
のフレーム内壁19が示されいてる。また、フレーム内壁
19とフレーム部材2のフレーム外壁25の間のつなぎ材23
が示されている。フィルムとして作成された透明なベー
ス部材3で下側を覆われたセル7とその側壁9及びつな
ぎ材11が見える。また、間隙13の下側を閉鎖する閉鎖板
15がベース部材3で覆われていることが分かる。
ム部材2の全セル区域65の下側を閉鎖することを明らか
にしている。
主フレーム30に、すじ状に8個のセルを有する8個のフ
レーム部材2及びベース部材3で夫々構成された8個の
ユニットがグリップ面67により取り出せるように配列さ
れている。
が、遥かに多数のセルを含むマイクロプレートを示す。
同じ又は機能が類似する部材は同じ参照符号を付す。図
9は、16×24のマトリックスの形の384個のセル7を有
するマイクロプレート1を示す。セルは横断面で見て正
方形である。また、マトリックスのアルファベット及び
数字表記が示されている。
横断面で見て正方形の底面のセル7を有するマイクロプ
レート1を示す。
即ち厚さ60μmの透明なポリスチレンフィルムを射出成
形型の中に位置決めした。射出される成形材料がフィル
ムの下に噴出することがないように、かつ粗大な塵埃粒
子の型穴への侵入が阻止されるように配列した。フレー
ム部材2の製造のために白く着色したポロスチレンを使
用した。これをシリンダの中でまず260℃に熱し、こう
して可塑状態にした。可塑化した成形材料を続いて搬送
スクリューによって圧力1,000バールでシリンダから押
出し、フィルムを位置決めしておいた冷却された閉じた
型にすばやく射出した。成型品は約250バールの保持圧
力の作用のもとで固化し、冷えた成形品の収縮は可塑化
材料を補充して補償する。固化までの保持時間は数秒で
あつたが、大型品や肉厚品の場合は数分に及ぶこともあ
る。冷却と固化の後に、フィルム上に被着された成形品
がイジェクトされる。
Claims (21)
- 【請求項1】少なくとも1個のフレーム部材と前記フレ
ーム部材に付随する少なくとも1個のベース部材を備
え、前記少なくとも1個のフレーム部材は多数のセルを
有し、前記少なくとも1個のベース部材はセルの底部を
形成し、前記セルの底部は最大500μmの厚さを有し、
前記フレーム部材は標準寸法を有し、少なくとも384個
のセルを含むマイクロプレートにおいて、前記フレーム
部材は厚さ最大500μmの前記ベース部材に、圧力200〜
1300バールでの射出成形により被着されるマイクロプレ
ート。 - 【請求項2】前記少なくとも1個のベース部材(3)が
膜又はフィルムとして形成されている請求項1のマイク
ロプレート。 - 【請求項3】前記底部(4)が膜として形成されている
請求項1又は2のいずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項4】前記膜がポリアミド、ポリエステル、ポリ
カーボネート、セルロース、セルロース誘導体又は再生
セルロースからなる請求項3のマイクロプレート。 - 【請求項5】前記底部(4)がフィルムとして形成され
ている請求項1ないし2のマイクロプレート。 - 【請求項6】前記フィルムがアクリルブタジエンスチレ
ン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポ
リメチルメタクリレート、ポリプロピレン又はスチレン
アクリルニトリルからなる請求項5のマイクロプレー
ト。 - 【請求項7】前記底部(4)又は前記ベース部材(3)
が40ないし100μmの厚さを有する請求項1から6のい
ずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項8】前記少なくとも1個のフレーム部材(2)
が白色もしくは黒色に着色され又は透明又は天然色であ
る請求項1から7のいずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項9】前記少なくとも1個のフレーム部材(2)
が高い熱伝導度を有する請求項1から8のいずれか一項
のマイクロプレート。 - 【請求項10】前記少なくとも1個のフレーム部材
(2)が添加金属チップ又はカーボンブラックを含む請
求項1から9のいずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項11】前記フィルムが透明又は着色されている
請求項5から10のいずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項12】前記フィルムが高い熱伝導度を有する請
求項5から11のいずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項13】前記フィルムが多層構造である請求項5
から12のいずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項14】前記マイクロプレート(1)の前記少な
くとも1個のフレーム部材(2)が、中央が開放した主
フレーム(30)の中に配設されている請求項1から13の
いずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項15】前記少なくとも1個のフレーム部材
(2)又は前記主フレーム(30)がおおむね長方形であ
る請求項14のマイクロプレート。 - 【請求項16】前記セル(3)が前記フレーム部材
(2)にマトリックス状に又は列をなして配列されてい
る請求項14又は15のいずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項17】前記少なくとも1個のフレーム部材
(2)及び/又は前記主フレーム(30)が少なくとも1
個の斜切した隅角部(27)を有する請求項14から16のい
ずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項18】前記セル(7)の横断面が正方形、六角
形又は円形である請求項1から17のいずれか一項のマイ
クロプレート。 - 【請求項19】前記少なくとも1個のベース部材(3)
の下に好ましくは格子状の支持構造が配設されている請
求項1から18のいずれか一項のマイクロプレート。 - 【請求項20】少なくとも1個のフレーム部材及び少な
くとも1個のベース部材を有するマイクロプレートの製
造方法において、最大500μmの厚さのフィルム又は膜
を射出成形型の中に配置し、フレーム部材(2)のため
の材料を200ないし300℃に熱して可塑化し、前記フレー
ム部材(2)の可塑化材料を200ないし1300バールの圧
力のもとで射出成形型に射出し、冷却し、固化する方
法。 - 【請求項21】前記フレーム部材(2)が前記射出成形
型内で100ないし500バールの保持圧力のもとで固化する
前記請求項20の方法。
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