專利名稱：具有臨時(shí)填封的微孔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及多孔樣品盤，所述樣品盤通常被稱作微孔板并且用于容納多個(gè)(如24，48，96或更多)標(biāo)準(zhǔn)化格式的樣品，這些樣品將通過放射自顯影、液體閃爍計(jì)數(shù)(LSC)、發(fā)光測(cè)量法等多種技術(shù)進(jìn)行檢定。特別地，本發(fā)明涉及通過在靠近多孔處添加試劑孔從而更有效地利用空間的微孔板裝置及方法。
背景技術(shù)：
多孔微孔板在傳統(tǒng)的化學(xué)、生物、藥學(xué)及被設(shè)計(jì)用作對(duì)大量小的液體標(biāo)本進(jìn)行分析和/或研究的相關(guān)過程中起到重要作用。當(dāng)對(duì)小的液體標(biāo)本進(jìn)行處理、裝運(yùn)和存儲(chǔ)時(shí)，這種傳統(tǒng)工藝通常使用多孔微孔板作為工具。許多這些工藝通過應(yīng)用包括機(jī)器人的現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高通量。近年來，努力的方向集中在將不同的主流微孔板裝置與這些高通量工藝的自動(dòng)化設(shè)備結(jié)合在一起。然而，這種努力方向僅取得了有限的成就。特別地，液體標(biāo)本的溢出、漏出、蒸發(fā)損失、大氣污染和孔間交叉污染，是限制許多標(biāo)準(zhǔn)微孔板裝置在高通量系統(tǒng)中的應(yīng)用的一些常見缺陷。結(jié)果，微孔板裝置的設(shè)計(jì)者面臨的最嚴(yán)峻的問題之一是，找到能夠避免孔的內(nèi)容物的損耗和污染且不使微孔板裝置的結(jié)構(gòu)和/或操作需要過度復(fù)雜化的技術(shù)。
標(biāo)準(zhǔn)微孔板裝置通常包括具有多個(gè)開放式孔的微孔板和用于對(duì)孔進(jìn)行封閉的可選擇閉合裝置。通?？捎玫奈⒖装逡话惆▎我坏哪Ｖ平Y(jié)構(gòu)，該模制結(jié)構(gòu)包括用于容納按矩形陣列排列的多個(gè)開放式孔的剛性框架。標(biāo)準(zhǔn)的孔閉合裝置包括彈力裝置(resilient)、壓配合止動(dòng)器、剛性螺旋蓋、膠膜等。微孔板的尺寸多種多樣；孔的尺寸大到可以容納五毫升液體，小到僅能容納少許液體。此外，微孔板的材料也多種多樣，如聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚丙烯、特氟綸、玻璃、陶瓷和石英。多種高通量系統(tǒng)中常見的傳統(tǒng)微孔板包括幾何上按8×12矩形陣列排列的九十六個(gè)開放式圓形孔。具有低孔密度(如24和48孔)和高孔密度(如384和1536孔)的微孔板也是可用的。納升(nanoliters)是1536孔板的趨勢(shì)。
一種重要的微孔板應(yīng)用存在于高通量有機(jī)合成系統(tǒng)(HTOS)中。HTOS是用于小有機(jī)分子的加速合成的重要工具。HTOS系統(tǒng)用到多種自動(dòng)化技術(shù)，其大大地減少了在藥學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)和其他特殊的化學(xué)工業(yè)中商業(yè)上可接受的化合物的形成所需的時(shí)間。多數(shù)傳統(tǒng)的HTOS系統(tǒng)在采用標(biāo)準(zhǔn)的微孔板裝置對(duì)這種化合物進(jìn)行反應(yīng)、提純和裝運(yùn)的時(shí)候，同時(shí)生成大量化合物。另一種重要的微孔板應(yīng)用存在于高通量篩選(HTS)系統(tǒng)中，其檢驗(yàn)用于所需特性的生物樣品。當(dāng)樣品包含在傳統(tǒng)的微孔板中時(shí)，HTS系統(tǒng)通常檢驗(yàn)所述樣品。同樣地，在典型的HTS工藝中，自動(dòng)化裝置必須對(duì)傳統(tǒng)的微孔板及其內(nèi)容物進(jìn)行操作。結(jié)果，在HTOS和HTS系統(tǒng)中使用的微孔板裝置的主要要求是，當(dāng)在自動(dòng)化工藝中對(duì)裝置進(jìn)行操作時(shí)，安全地將液體樣品保持在受控環(huán)境中的能力。此外，微孔板裝置必須提供對(duì)單個(gè)孔或同時(shí)對(duì)多個(gè)孔添加試劑或其它物質(zhì)的設(shè)備。一些自動(dòng)化設(shè)備添加試劑要花費(fèi)一些時(shí)間，這對(duì)需要所有反應(yīng)在同一時(shí)間發(fā)生的化驗(yàn)可能就會(huì)出現(xiàn)問題。另外，微孔板裝置必須能夠?qū)椎膬?nèi)容物進(jìn)行機(jī)械混合而不發(fā)生溢出、漏出或交叉污染。
許多HTOS系統(tǒng)用微孔板裝置將作為預(yù)溶解的化合物的溶液的多個(gè)樣品遞送到遍布世界的多個(gè)地點(diǎn)。為了避免這些預(yù)溶解的化合物的溶液在遞送過程中發(fā)生的損耗，供應(yīng)商在裝運(yùn)前通過冷凍或其它方法將溶液轉(zhuǎn)化為固體。然而，運(yùn)輸固態(tài)而不是液態(tài)的化合物，會(huì)在溶解過程中產(chǎn)生使后續(xù)的樣品測(cè)定程序復(fù)雜化并受抑制的問題。另外，不穩(wěn)定的固體物質(zhì)可能在再分解之前分散到閉合孔的開口上。結(jié)果，本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到HTOS系統(tǒng)應(yīng)該優(yōu)選地按穩(wěn)定的液態(tài)形式遞送化合物的溶液。
因此，需要提供對(duì)每個(gè)單個(gè)孔或同時(shí)并有效地對(duì)多個(gè)孔遞送試劑或其它物質(zhì)的方法和裝置。存在能夠同時(shí)對(duì)所有基于時(shí)間或具有運(yùn)動(dòng)特性的孔內(nèi)化驗(yàn)添加試劑的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在很大程度滿足了上述需要，其中一方面提供了一種裝置，即在一些實(shí)施例中，提供對(duì)每個(gè)單個(gè)孔或同時(shí)并有效地對(duì)多個(gè)孔遞送試劑或其它物質(zhì)的方法和裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，微孔板裝置包括基本板；基本板內(nèi)的多個(gè)開放式孔；和多個(gè)靠近開放式孔的試劑孔，其中開放式孔在陣列中成形，試劑孔的深度是預(yù)定的，開放式孔的深度也是預(yù)定的且大于試劑孔的預(yù)定深度，試劑孔進(jìn)一步包括沿試劑孔的深度排列的臨時(shí)填封，該臨時(shí)填封是薄壁。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，微孔板的加工方法包含以下步驟，將多個(gè)開放式孔注入微孔板內(nèi)；將多個(gè)試劑孔注入微孔板內(nèi)；將微孔板裝載到重力裝置中；在微孔板上運(yùn)用離心作用或其它重力誘導(dǎo)方法以混合開放式孔和試劑孔中的內(nèi)容物。此外，開放式孔在陣列中成形，試劑孔的深度是預(yù)定的，其中開放式孔的深度是預(yù)定的且大于試劑孔的預(yù)定深度，試劑孔進(jìn)一步包括沿試劑孔的深度排列的臨時(shí)填封，該臨時(shí)填封是薄壁。此外，該方法進(jìn)一步包括對(duì)開放式孔中的內(nèi)容物和試劑孔中的內(nèi)容物進(jìn)行同時(shí)混合這一步驟。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，微孔板裝置包括用于將多個(gè)開放式孔注入微孔板內(nèi)的裝置；用于將多個(gè)試劑孔注入微孔板內(nèi)的裝置；用于將微孔板裝載到離心裝置中的裝置；用于啟動(dòng)在微孔板上的重力離心作用或沖擊的裝置，以便混合開放式孔和試劑孔中的內(nèi)容物，其中所述的開放式孔在陣列中成形，試劑孔的深度是預(yù)定的，開放式孔的深度是預(yù)定的且大于試劑孔的預(yù)定深度。此外，試劑孔進(jìn)一步包括沿試劑孔的深度排列的臨時(shí)填封，該臨時(shí)填封是薄壁。另外，微孔板裝置進(jìn)一步包括將開放式孔中的內(nèi)容物與試劑孔中的內(nèi)容物同時(shí)混合的裝置。
相當(dāng)泛泛地對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例進(jìn)行了略述，為了能夠在此更好地了解這些特定實(shí)施例的詳細(xì)描述，也為了使該技術(shù)的現(xiàn)有貢獻(xiàn)能夠更好地被理解。當(dāng)然下文將對(duì)本發(fā)明的另外的實(shí)施例進(jìn)行描述，這將形成所附權(quán)利要求的主旨。
在這個(gè)方面，在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用并不限制在結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)和下列描述中闡述的或在附圖中示出的元件的布局。本發(fā)明可以是上述實(shí)施例以外的，并可以通過多種方式應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)。同樣應(yīng)該理解的是，在此用到的措辭和術(shù)語以及摘要，是出于說明的目的而不應(yīng)被理解為限制。
同樣地，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本公開所基于的構(gòu)思可容易地被用作實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的幾個(gè)目的的其它結(jié)構(gòu)、方法或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。因此，重要的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的限度內(nèi)，權(quán)利要求被視為包括這種等同結(jié)構(gòu)。


圖1為說明傳統(tǒng)的微孔板的透視圖。
圖2為沿圖1中孔的A-A線的橫截面圖。
圖3為顯示傳統(tǒng)的孔間距的圖1的剖面俯視圖。
圖4為顯示多個(gè)試劑孔的本發(fā)明的剖面俯視圖。
圖5表明一種適于實(shí)現(xiàn)沿圖4中C-C線的本發(fā)明的實(shí)施例的功能的示例性裝置。
圖6為顯示利用重力裝置的本發(fā)明的框圖。
具體實(shí)施例方式參看圖1-3，傳統(tǒng)的微孔板10具有以8×12柵格的方式排列的九十六個(gè)孔12，該微孔板可由如聚丙乙烯的塑料物質(zhì)組成。由于所述孔12典型地呈圓形，因此圓形孔12的模型之間的孔隙空間14的拐角處存在空間，該空間可用于放置與孔12的內(nèi)容物相混合的液體。
現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中相似的附圖標(biāo)記始終代表相似的部分。參看圖4，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供具有拐角區(qū)域14(圖3所示)的微孔板20，所述拐角區(qū)域14是由圓形孔22的陣列產(chǎn)生的，在所述拐角區(qū)域14，額外的三角形扇形或孔24可用于容納反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的或其它的試劑。此外，這些孔或扇24可包含臨時(shí)填封26，致使在離心作用下全部試劑材料沖破或滲透臨時(shí)填封26并流入孔22，與孔22內(nèi)原始的內(nèi)容物相結(jié)合開始所需的反應(yīng)。通過離心作用或沖擊力完成上述動(dòng)作可使全部九十六個(gè)孔同時(shí)開始反應(yīng)。
參看圖5，應(yīng)該注意的是，臨時(shí)填封26應(yīng)放置在圓形孔22的孔底27的上方的預(yù)定高度28的位置上。這個(gè)預(yù)定高度28取決于圓形孔22中的內(nèi)容物，由于在離心作用期間，圓形孔22的內(nèi)容物將產(chǎn)生作用于孔壁29的外力，如果填封與孔底27放置得太近，該力可阻止放置在扇形24內(nèi)的任何試劑有效地釋放。通過在垂直剖面內(nèi)使壁變薄可產(chǎn)生臨時(shí)填封26，因此試劑的離心力可沖破填封26從而同時(shí)與圓形孔22中的內(nèi)容物混合。
此外，孔的不同深度可用于多種量值的液體加入量。孔底27可構(gòu)造成錐形、凹面或如圖5所示的平面。
在操作中，微控板20通過如移液管或類似的已知裝置將使圓形孔22充滿或注入成堿元素或溶液?？拷鼒A形孔22的扇形或孔24也可通過如移液管或類似的已知裝置充滿或注入操作所需的試劑。現(xiàn)在圓形孔22和扇形24均可被密封，從而避免交叉污染并利于移動(dòng)和裝運(yùn)。如圖6所示，微孔板裝置32裝入或放入重力裝置30內(nèi)，用于操作或混合圓形孔22中的成堿元素或溶液和扇形24中的試劑。操作重力裝置30，圓形孔22和扇形24中的內(nèi)容物同時(shí)被混合或處理。重力裝置30可以是產(chǎn)生作用機(jī)理的離心機(jī)或其它沖擊或外力。
最后，這種用臨時(shí)填封26的方法可以密封微控板20的頂部的形式用于對(duì)試劑進(jìn)行預(yù)先包裝，且將成堿元素注入孔22后，預(yù)先充滿試劑的微控板20即可使用。
為了使扇形或孔24中的物質(zhì)與圓形孔22中的物質(zhì)以不同的速率混合，本發(fā)明的薄壁構(gòu)造可選擇性地構(gòu)造成多孔的、薄的、且易破的外觀或滲透膜。盡管微孔板裝置的例子顯示使用三角形孔或扇形24，可以理解，也可以采用不同形狀或外形的其它孔或扇形24。同樣，盡管通過離心作用微孔板裝置可用于處理樣品，其還可用于按所需的多種物質(zhì)狀態(tài)對(duì)材料進(jìn)行處理。
本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點(diǎn)可從詳細(xì)說明中明顯地看出，因此，所附的權(quán)利要求旨在覆蓋全部這些屬于本發(fā)明真正的精神和范圍的特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地想到許多修改和變化，并不需要將本發(fā)明限制在上文描述和圖示的精確的結(jié)構(gòu)和操作，因此，所有屬于本發(fā)明的范圍的適當(dāng)?shù)男薷暮偷韧锒伎刹扇　?br> 權(quán)利要求
1.一種微孔板裝置，其包括基本微孔板；在基本微孔板內(nèi)的多個(gè)開放式孔；以及靠近所述開放式孔的多個(gè)試劑孔。
2.如權(quán)利要求1所述的微孔板裝置，其中所述開放式孔在陣列中成形。
3.如權(quán)利要求1所述的微孔板裝置，其中所述試劑孔的深度是預(yù)定的。
4.如權(quán)利要求3所述的微孔板裝置，其中所述開放式孔的深度是預(yù)定的，且大于試劑孔的預(yù)定深度。
5.如權(quán)利要求1所述的微孔板裝置，其中所述試劑孔進(jìn)一步包括沿試劑孔的深度排列的臨時(shí)填封。
6.如權(quán)利要求5所述的微孔板裝置，其中所述臨時(shí)填封是薄壁。
7.如權(quán)利要求1所述的微孔板裝置，進(jìn)一步包括構(gòu)造成在裝運(yùn)期間覆蓋試劑孔和開放式孔的頂部填封。
8.一種微孔板離心作用的方法，其包括以下步驟在微孔板內(nèi)注入多個(gè)開放式孔；在微孔板內(nèi)注入多個(gè)試劑孔；將微孔板裝載到離心裝置中；以及啟動(dòng)在微孔板上的重力，以對(duì)開放式孔和試劑孔中的內(nèi)容物進(jìn)行混合。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述開放式孔在陣列中成形。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述試劑孔的深度是預(yù)定的。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述開放式孔的深度是預(yù)定的，且大于試劑孔的預(yù)定深度。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述試劑孔進(jìn)一步包括沿試劑孔的深度排列的臨時(shí)填封。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述臨時(shí)填封是薄壁。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括將開放式孔中的內(nèi)容物與試劑孔中的內(nèi)容物同時(shí)混合的步驟。
15.一種微孔板裝置，其包括將多個(gè)開放式孔注入微孔板內(nèi)的裝置；將多個(gè)試劑孔注入微孔板內(nèi)的裝置；將微孔板裝載到離心裝置的裝置；以及啟動(dòng)在微孔板上的重力的裝置，以對(duì)開放式孔和試劑孔中的內(nèi)容物進(jìn)行混合。
16.如權(quán)利要求15所述的微孔板裝置，其中所述開放式孔在陣列中成形。
17.如權(quán)利要求15所述的微孔板裝置，其中所述試劑孔是預(yù)定深度的。
18.如權(quán)利要求17所述的微孔板裝置，其中所述開放式孔的深度是預(yù)定的，且大于試劑孔的預(yù)定深度。
19.如權(quán)利要求15所述的微孔板裝置，其中所述試劑孔進(jìn)一步包括沿試劑孔的深度排列的臨時(shí)填封。
20.如權(quán)利要求19所述的微孔板裝置，其中所述臨時(shí)填封是薄壁。
21.如權(quán)利要求15所述的微孔板裝置，進(jìn)一步包括將開放式孔中的內(nèi)容物與試劑孔中的內(nèi)容物同時(shí)混合的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微孔板裝置。該微孔板裝置包括多孔微孔板和靠近多孔的多個(gè)試劑孔。微孔板包括將多個(gè)開放式孔容納在矩形陣列中的框架。在微孔板內(nèi)安裝的試劑孔將在離心過程中與開放式孔中的內(nèi)容物反應(yīng)。開放式孔對(duì)占據(jù)內(nèi)部體積中的預(yù)定空間的液體樣品起到容器的作用。對(duì)于微孔板裝置的所有方向，每種液體樣品都保持在其預(yù)定空間內(nèi)。
文檔編號(hào)B01L3/00GK101065186SQ200580026845
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者休·H·Ⅲ·坦西 申請(qǐng)人:科峻實(shí)驗(yàn)室儀器公司