用于蛋白結(jié)晶和生物技術(shù)的微孔板和方法的改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】用于人工和高通量蛋白晶體生長以及其他生物或有機(jī)晶體生長的設(shè)備和方法。一微孔板包含多個(gè)單元格，以及一限定微孔板中單元格的邊框。在每個(gè)單元格中至少存在一個(gè)上部開口的孔。單元格中的每個(gè)孔底部可以封閉，或者其底部是開口的，但孔底部由一獨(dú)立部件封閉，其可以為獨(dú)立的膜或板(例如塑料、玻璃或金屬)或一模制部件。
【專利說明】用于蛋白結(jié)晶和生物技術(shù)的微孔板和方法的改進(jìn)
[0001] 相關(guān)申請的引用
[0002] 本申請要求美國臨時(shí)申請S/N 61/617, 102的優(yōu)先權(quán)，其申請日為2012年3月29 日，其主題內(nèi)容通過引用結(jié)合進(jìn)本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明屬于生物【技術(shù)領(lǐng)域】。更具體地，本發(fā)明屬于微孔板的改進(jìn)，包括那些用于蛋 白晶體生長的微孔板。

【背景技術(shù)】
[0004] 生物科學(xué)和生物技術(shù)的許多領(lǐng)域使用微孔板進(jìn)行篩選和其他實(shí)驗(yàn)。微孔板一般包 括大量的（例如24、96、386或1536個(gè)）以一規(guī)則（通常為矩形）陣列排列的相同單元格。 每個(gè)單元格都會(huì)包含一個(gè)或多個(gè)孔或儲(chǔ)液器，用于將液體或其它目標(biāo)樣品分配到其中。微 孔板通常通過注塑塑料制成。在將樣品分配到各孔后，微孔板的頂部通常會(huì)密封，使實(shí)驗(yàn)不 受環(huán)境的影響。大多數(shù)的微孔板設(shè)計(jì)符合由生物分子科學(xué)學(xué)會(huì)（SBS)建立的ANSI標(biāo)準(zhǔn)。
[0005] 微孔板的一特定應(yīng)用是在結(jié)構(gòu)生物學(xué)和X射線晶體學(xué)領(lǐng)域，其中，它們用于蛋白、 核酸、病毒和其他生物大分子復(fù)合物的晶體生長，以及用于探索在不同溶液中的蛋白溶解 性。在確定生物大分子結(jié)構(gòu)方面，獲得大小和質(zhì)量合適的晶體用于X射線衍射研究仍然是 一大瓶頸。提供晶體生長的溶液條件（pH、鹽類型和濃度、蛋白質(zhì)含量、低溫防護(hù)劑和其他添 加劑的濃度）必須確定，并優(yōu)化以生產(chǎn)衍射分辨率足以用于確定結(jié)構(gòu)的晶體。
[0006] 圖1顯示了一種典型的蛋白結(jié)晶微孔板，圖1(c)顯示了這種微孔板的典型單元 格。微孔板中的每個(gè)單元格通常具有一個(gè)或多個(gè)用于蛋白溶液的小孔，以及用于"存儲(chǔ)"溶 液的大孔。
[0007] 蒸汽擴(kuò)散是最常用的方法，用于培養(yǎng)蛋白、病毒和生物分子組件以及可作為藥物 使用的小分子化合物的晶體生長。在蒸汽擴(kuò)散生長中，每個(gè)儲(chǔ)液器孔裝有無蛋白溶液，并且 一滴蛋白溶液置于一個(gè)小孔的底部。然后使用塑料膜將微孔板（以及每個(gè)單元格）密封。 存儲(chǔ)液的典型體積是20-200微升，蛋白溶液的典型體積是0. 2-2微升。在任意給定單元格 內(nèi)，儲(chǔ)液器和蛋白孔上部空間是相通的，允許蒸汽在它們之間流動(dòng)。存儲(chǔ)液最初的蒸汽壓比 蛋白液滴小。水從蛋白液滴蒸發(fā)并在儲(chǔ)液器中冷凝直至蒸汽壓達(dá)到平衡。蛋白液滴中的水 蒸發(fā)使其中的蛋白濃度逐漸增加。在有利的環(huán)境下，這將導(dǎo)致晶體成核和增長。
[0008] 一些蛋白結(jié)晶板的制造商包括Greiner Bio-One International (奧地利）、 康寧（康寧，紐約州），Art Robbins Instruments (加利福尼亞桑尼維爾）、Hampton Research (加利福尼亞索維耶荷市）、Neur〇pr〇be (馬里蘭州蓋瑟斯堡）和騰泉生命科技有 限公司（TTP labtech)(英國）?？偣渤^200種不同設(shè)計(jì)可用于晶體板。
[0009] 高通量蛋白結(jié)晶的其他方法正在研究中。例如，富魯達(dá)公司（加利福尼亞舊金山 市）和Emerald Biosystems (華盛頓州班布里治島）具有基于微流體芯片的商業(yè)化平臺(tái)。 雖然這些允許少量的結(jié)晶，但是這種芯片與傳統(tǒng)微孔板相比價(jià)格昂貴，它們需要特定的和 昂貴的硬件上樣，并且芯片-硬件結(jié)合在結(jié)晶實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面靈活性更低。它們也不符合SBS 標(biāo)準(zhǔn)。
[0010] 最近幾年的一個(gè)重要的方向是開發(fā)使用X射線檢驗(yàn)晶體而不用將晶體從其生 長的板或設(shè)備上移動(dòng)的方法。液滴被分配到尼龍環(huán)中、薄膜上或X射線透明玻璃毛細(xì)管 中，生長出的晶體直接通過透過膜、環(huán)或毛細(xì)管的X射線檢測而不用移動(dòng)晶體。Oxford Diffraction (自從被安捷倫收購）開發(fā)了一種特殊X射線機(jī)器，帶有垂直X射線束用于檢 測在常規(guī)SBS微孔板中的晶體。Greiner Bio-One與NatXray (法國）合作開發(fā)了具有薄 (250微米）窗口的微孔板以降低這類應(yīng)用中的背景散射。
[0011] 當(dāng)前微孔板摶術(shù)的問是頁
[0012] 在液體分配和日常使用時(shí)，微孔板是水平放置的。如果現(xiàn)有蛋白結(jié)晶微孔板旋轉(zhuǎn) 為垂直方向或者如果它們顛倒了，每個(gè)單元格內(nèi)的孔中的內(nèi)含物將散出并混合。同樣，如果 板經(jīng)歷急劇加速，也會(huì)發(fā)生混合。這種混合會(huì)破壞實(shí)驗(yàn)。在蛋白結(jié)晶時(shí)，存儲(chǔ)液和蛋白溶液 的早期混合會(huì)導(dǎo)致大量不適合的小晶體析出并成核。因此，目前大多數(shù)微孔板必須接近水 平放置并輕輕的處理。
[0013] 這種處理限制了當(dāng)前模板的使用，原因有如下幾種。
[0014] 第一，由于目前微孔板不能翻轉(zhuǎn)，只能在"坐滴"配置中進(jìn)行結(jié)晶。在重力影響下， 在蛋白液滴內(nèi)部成核的晶體將沉淀到支撐表面上。它們往往粘附到該表面，取回比較困難。 如果該板可以翻轉(zhuǎn)到"懸滴"配置，晶體則可沉淀到液滴-空氣界面，可以容易的從該處收 獲晶體進(jìn)行后續(xù)研究。
[0015] 第二，由于板不能輕易翻轉(zhuǎn)到垂直狀態(tài)以免去混合孔內(nèi)含物的風(fēng)險(xiǎn)，使用X射線 和其他電磁探針檢驗(yàn)是非常困難的。用于結(jié)晶學(xué)的幾乎所有的X-射線源（包括射線管和旋 轉(zhuǎn)陽極實(shí)驗(yàn)室源和同步輻射源）產(chǎn)生水平的X射線束，使板必須旋轉(zhuǎn)至垂直，用于每個(gè)單元 格內(nèi)容的X射線檢查。紅外光和紫外光質(zhì)譜儀運(yùn)行時(shí)通常也使用水平照明。蛋白結(jié)晶中， 蛋白液滴經(jīng)常包含沉淀物和鹽晶體，并經(jīng)常被"外皮"覆蓋，該"外皮"由聚乙二醇或變性蛋 白形成。通過目測識別結(jié)晶蛋白，特別是當(dāng)晶體大小僅為微米級時(shí)，是非常困難的。使用X 射線原位檢查提供了最可靠的晶體探測和晶體質(zhì)量評估方法。
[0016] 第三，具有足夠透X射線的板材料，在有利情況下，可在駐留于板上的晶體上原位 進(jìn)行X射線晶體學(xué)研究和結(jié)構(gòu)確定。但是，這種情況通常需要晶體以及板繞軸旋轉(zhuǎn)一般60 或90度，該軸垂直于X射線束。而現(xiàn)有板僅當(dāng)晶體具有特定方向時(shí)才可實(shí)現(xiàn)。
[0017] 第四，由于誤操作，在幾乎所有非自動(dòng)操作微孔板中普遍會(huì)出現(xiàn)意外搖晃和其他 大幅度加速。由此產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)破壞往往需要重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0018] 最后，一旦它們充滿溶液，現(xiàn)有板運(yùn)輸不容易，例如，在附近樓宇之間運(yùn)輸，或者在 汽車或飛機(jī)中從主實(shí)驗(yàn)室運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)實(shí)驗(yàn)室或一同步輻射X射線源?，F(xiàn)有板不能通過郵 遞或私人快遞公司從一個(gè)位置運(yùn)送至另一個(gè)位置。在運(yùn)輸和裝卸過程中板傾斜和脈沖式加 速造成每個(gè)單元格中的液體濺出。這會(huì)使液體分散，增加其總表面積，這對每個(gè)孔中的液體 之間的氣相擴(kuò)散速率、晶體成核和生長速率，以及發(fā)生在氣-液界面的蛋白/生物分子氧 化、降解和/或晶體成核具有較大影響。板傾斜和脈沖式加速也會(huì)造成一個(gè)單元格中的多 個(gè)孔之間的溶液混合，破壞實(shí)驗(yàn)。在蛋白質(zhì)晶體學(xué)中，生長片段的X射線數(shù)據(jù)收集是遠(yuǎn)程進(jìn) 行的。放置于特殊支撐器上的晶體冷凍到接近T = 77K，運(yùn)送到同步輻射源進(jìn)行測量。目 前，將晶體微孔板運(yùn)送到同步輻射源進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集是不可行的。
[0019] 除了上述問題，用于結(jié)晶的現(xiàn)有微孔板還存在其他問題。當(dāng)液體分配到存儲(chǔ)孔時(shí)， 其通常不會(huì)均勻的填滿孔，尤其如果孔在一個(gè)方向上比另一個(gè)方向長很多。細(xì)節(jié)行為取決 于液體溶液如何潤濕用于形成孔的塑料或其他材料，即取決于接觸角和接觸角滯后。如果 接觸角很大，液體可能"起球"，其駐留于孔的中心并避開角落。它可能被吸引到孔的一角落 并將其潤濕。如果接觸角很小（對于包含醇的溶液），其可能爬上孔的兩側(cè)。在所有的情況 下，這往往會(huì)減少液體的總體積，這些液體能容易的分配到給定尺寸的孔中而不會(huì)溢出，并 且在板封裝過程中，這些液體不會(huì)接觸頂部封膜。對于相同體積的液體而言，這也導(dǎo)致無法 復(fù)制的液-氣界面面積。由于暴露表面的面積影響表面的蒸發(fā)速率，這可影響孔與孔之間 的蒸汽擴(kuò)散速率并因而造成結(jié)晶的不可復(fù)制性。
[0020] 不完全填滿儲(chǔ)液孔也導(dǎo)致需要使用超出需要的更深或更高的孔。因?yàn)槲⒖装宓淖?小厚度是通過儲(chǔ)液孔高度/深度確定，這繼而限制了板的最小厚度。最大程度地減少板厚 度是可取的，其最大程度地降低微孔板的存儲(chǔ)要求。這也便于在商用X射線結(jié)晶裝置和在 同步輻射X射線源上進(jìn)行X射線檢查，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的板的可用空間通常是非常有限的。
[0021] 目前可用的結(jié)晶微孔板都不包括解決這些問題的特征。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明教導(dǎo)了用于人工和高通量蛋白晶體生長和其他生物和有機(jī)晶體生長的設(shè) 備和方法，以及用于其他生物技術(shù)應(yīng)用的設(shè)備和方法。在一種實(shí)施方式中，一微孔板包含多 個(gè)單元格，以及一限定微孔板中單元格的邊框。在每個(gè)單元格中至少存在一個(gè)上部開口的 孔。單元格中的每個(gè)孔底部可以封閉，或者其底部是開口的，但孔底部由一獨(dú)立部件封閉， 其可以為獨(dú)立的膜或板（例如塑料、玻璃或金屬）或一模制部件。用于蛋白結(jié)晶的現(xiàn)有微 孔板的每個(gè)單元格通常包含2-4個(gè)孔。
[0023] 本發(fā)明提供了一方法，用于在允許同一單元格中的孔之間的蒸汽交流的同時(shí)阻止 孔之間的液體轉(zhuǎn)移。這種用于蒸汽交流的方法也允許對蒸汽轉(zhuǎn)移速率和孔與孔之間的平衡 進(jìn)行一些控制。
[0024] 本發(fā)明提供了一方法，用于促進(jìn)液滴擴(kuò)散，完全的、更均勻的將孔填充到給定高 度，可用于具有多種表面張力和接觸角的液體。
[0025] 本發(fā)明因此提供了一方法，用于在給定孔區(qū)域最大程度的增大液體體積，并用于 最大程度的增加孔高度以在給定區(qū)域支撐給定體積。這使底板高度最小化。對板的存儲(chǔ)要 求也因此可以降低。
[0026] 在微孔板中，一個(gè)或多個(gè)孔底部或底部封膜是透X射線的，本發(fā)明允許的板高度 越小，允許入射的傳輸X射線衍射角在越大的角度范圍，不用攔截X射線的微孔板材料。
[0027] 較小的孔高度也最大程度地?cái)U(kuò)大收獲角范圍，從該角范圍晶體或其他樣品可從置 于孔中的液滴取回，該孔的底部與板的底表面重合。
[0028] 本發(fā)明還可防止液體爬上孔的側(cè)壁到達(dá)孔壁的頂部。這使得板的頂表面封裝更可 靠和安全。
[0029] 本發(fā)明提供了一方法，在當(dāng)板傾斜、翻轉(zhuǎn)或加速時(shí)，能阻止液體移動(dòng)和頂部封裝表 面的液體接觸。這繼而允許板翻轉(zhuǎn)，用于懸滴結(jié)晶，也允許更粗魯?shù)奶幚?，以及允許運(yùn)輸而 不出現(xiàn)板內(nèi)溶液的混合。
[0030] 本發(fā)明允許實(shí)現(xiàn)這些特征，同時(shí)提供使用標(biāo)準(zhǔn)液體處理器和移液器方便的填充所 有孔的方法，并且分配模式與填充現(xiàn)有商用板類似。
[0031] 每個(gè)單元格中的孔通過微孔板頂表面的交流通道相連。這些通道的橫截面足夠 小，使得當(dāng)至少一個(gè)孔填充有液體時(shí)，微孔板旋轉(zhuǎn)至任意方向時(shí)產(chǎn)生的靜液壓力不足以驅(qū) 動(dòng)液體通過通道從一個(gè)孔流向另一個(gè)孔。交流通道也足夠小，使得在日常操作或典型誤操 作中在孔內(nèi)產(chǎn)生的液體飛濺和液壓不會(huì)驅(qū)動(dòng)大量液體通過通道流動(dòng)。通道可以是直的。它 們也可以是彎曲的。它們可具有凹凸部分或分支，阻止濺出的液體通過它們移動(dòng)。本發(fā)明 進(jìn)一步由液體保留壁架或脊或開口組成，其沿著一個(gè)或多個(gè)孔的內(nèi)部邊緣延伸，并從孔壁 朝孔中心突起。所述開口的開口區(qū)域具有一直徑，其小于孔直徑，但足夠長和寬以允許標(biāo)準(zhǔn) 直徑/輪廓的移液器吸口端和其他液體分配器端部插入孔內(nèi)并與孔底部接觸。
[0032] 在液體分配和孔填充過程中，液體潤濕壁架的下表面和由壁架形成的液體保留開 口的內(nèi)邊界限定的接觸線便于液體穿過孔底部分散并均勻的填充孔。
[0033] 如果沒有壁架，接觸角接近90度的液體（通常為塑料上的不含乙醇的水溶液）往 往在孔底部形成半球形液滴。該液滴僅會(huì)填充孔體積的一部分，尤其是那些矩形或橢圓形 的孔，并向上突起，靠近孔的頂表面，在此處，其可接觸用于將其封裝的膜。任何這種接觸能 阻止對板的頂表面的合適的膜封裝，必須予以消除。
[0034] 具有該壁架時(shí)，隨著液體分配，半球形液體高度增加，直至其接觸壁架底表面。然 后，在孔被填滿，液體最終從液體保留開口出現(xiàn)之前，液體在壁架下方橫向擴(kuò)散，更加均勻 地填充壁架下的空間。對于高表面張力液體如水和含鹽水緩沖液而言，可以最大程度增加 分配到給定高度和底面積的孔中的總液體體積。
[0035] 孔的高度是微孔板設(shè)計(jì)的重要參數(shù)?？赘呦拗屏税宓淖钚「叨?，并因此決定了板 的儲(chǔ)存容量要求。小的孔高度使得將液體分配到孔底部以及取回更容易，例如在分配到孔 底部的液滴中生長的晶體。它們也增加了可能的入射和衍射X射線束角范圍，該角度在原 位X射線檢查孔內(nèi)容物時(shí)不會(huì)攔截板材料。在此描述的壁架/開口允許可分配到給定孔體 積的液體體積增加，并因而允許用于給定液體體積的孔高度減小。
[0036] 當(dāng)孔被填充到液體接觸壁架的底表面時(shí)，液體擴(kuò)散穿過開口?？字械囊后w暴露于 上部空氣的表面積因此由所述開口限制，而不是由較大的或者不可重現(xiàn)的液滴形狀（通常 由分配液體形成）限制。這可導(dǎo)致孔與孔之間的可重現(xiàn)更高的平衡以及可重現(xiàn)性更高的結(jié) 晶結(jié)果。
[0037] 在開口內(nèi)表面限定的潤濕和接觸線，以及在壁架下部幾乎完全填滿空間會(huì)在微孔 板傾斜或加速時(shí)強(qiáng)烈抑制液體流過該開口并流出孔。液體流出液體保留開口需要空氣進(jìn)入 其中，這被小的液體保留開口孔徑和液體表面張力強(qiáng)烈抑制。在微孔板頂部表面的下部有 限距離處放置保留壁架/開口的頂表面，這樣可在傾斜、翻轉(zhuǎn)和加速過程中阻止膨脹通過 開口的液體接觸封裝膜并擴(kuò)散。結(jié)合在一起，孔內(nèi)部的保留壁架/保留開口和連接到孔的 交流通道的結(jié)合強(qiáng)力阻止了液體在孔之間轉(zhuǎn)移。這允許微孔板在任意方向旋轉(zhuǎn)，而不會(huì)造 成液體轉(zhuǎn)移，以適應(yīng)日常操作和誤操作，并可運(yùn)輸和裝貨，不會(huì)造成液體轉(zhuǎn)移。
[0038] 該保留壁架/保留開口和交流通道因此允許生產(chǎn)具有額外功能的微孔板并使得 使用微孔板的新方法產(chǎn)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 圖1 (a)和（b)顯示了用于蛋白結(jié)晶的96孔板（由Swissci生產(chǎn)）的頂部和側(cè)面 視圖；圖1(c)顯示了這種微孔板的一個(gè)單元格的原理圖，該板在左邊具有一小的蛋白液滴 孔，并在右邊具有一更大的儲(chǔ)存溶液孔；
[0040] 圖2(a)顯示了本發(fā)明一種實(shí)施方式中的微孔板的頂部視圖；圖2(b)和（c)顯示 了在這種實(shí)施方式中的微孔板的單個(gè)單元格的頂部和橫截面?zhèn)纫晥D，其具有交流通道17， 液體保留開口 15和液體保留壁架16 ;
[0041] 圖3顯示了本發(fā)明中在單個(gè)單元格內(nèi)部連接孔的交流通道的替代實(shí)例；
[0042] 圖4(a)和（c)顯示了本發(fā)明中具有液體保留壁架和液體保留開口的孔的兩種可 替代實(shí)施方式的側(cè)面原理圖；圖4(b)和（d)顯示了微孔板中的單元格的渲染視圖，每個(gè)單 元格中的右邊孔具有液體保留壁架；孔底部使用單獨(dú)的部件封裝，其可以是膜、板或單獨(dú)模 制部件。圖4(e)顯示的微孔板與圖4(b)相似，但其每個(gè)孔具有整體的封裝底部。圖4(f) 和4(g)顯示了 4(e)的各種變體，其中左邊孔深度比右邊孔深度小；
[0043] 圖5(a)示例性顯示了在填充常規(guī)微孔板中的孔時(shí)水如何擴(kuò)散；圖5(b)顯示了本 發(fā)明一種實(shí)施方式中，在填充具有液體保留壁架和液體保留開口的孔時(shí)水如何擴(kuò)散；
[0044] 圖6(a)顯示了在填充標(biāo)準(zhǔn)市售微孔板的孔過程中水?dāng)U散的影像圖；圖6(b)顯示 了本發(fā)明一種實(shí)施方式中，在填充具有液體保留壁架和液體保留開口的微孔板過程中水?dāng)U 散的影像圖；
[0045] 圖7顯示了本發(fā)明一種實(shí)施方式中翻轉(zhuǎn)的包含液體的一種孔；
[0046] 圖8顯示了本發(fā)明中微孔板的孔中的液體保留壁架和液體保留開口的替代實(shí)施 方式。

【具體實(shí)施方式】
[0047] 本發(fā)明由微孔板的變形組成，例如那些用于蛋白結(jié)晶和篩選的微孔板，其強(qiáng)力阻 止了液體在微孔板的每個(gè)單元格中的孔之間的轉(zhuǎn)移，而允許孔與孔之間的蒸汽交流。這允 許在任意方向使用微孔板，并在操作、運(yùn)輸或裝運(yùn)過程中不會(huì)使相連的孔之間的液體混合。 這也允許儲(chǔ)存孔體積和高度最小化，并增加儲(chǔ)存液體表面積的一致性。
[0048] 蒸汽交流通道。
[0049] 如圖1所示，在目前的晶體微孔板中，在每個(gè)單元格中，用于儲(chǔ)存溶液5和蛋白液 滴10的孔是相互開放的，允許儲(chǔ)存孔和蛋白孔之間的蒸汽自由交換。這可通過在屏障頂部 或孔之間的壁與微孔板頂部表面7之間留縫隙12實(shí)現(xiàn)，如圖1 (c)所示，在裝載微孔板后使 用塑料膜封裝頂表面。該縫隙的典型尺寸為：高約為1mm，寬度約為8mm。在微孔板傾斜、翻 轉(zhuǎn)或撞擊時(shí)，這種較大的縫隙允許液體輕易的在孔與孔之間流動(dòng)。
[0050] 有許多方法可減少液體轉(zhuǎn)移并允許孔與孔之間的蒸汽交流。例如，可用微孔材料 (如過濾材料）屏障填充屏障臂頂部和微孔板頂部表面之間的縫隙。我們的更優(yōu)選的實(shí)施 方式，示例性描述于圖2中，其涉及將給定單元格內(nèi)的蛋白液滴孔20和儲(chǔ)液孔15之間的屏 障壁頂部延伸到微孔板頂部，并在板的頂表面形成小橫截面的交流通道17,該頂表面提供 單元格的密封表面。圖3闡明了通道的替代實(shí)施方式。在圖3(a)中，有一單個(gè)的交流通道 25置于儲(chǔ)液孔的一個(gè)末端，使得孔與孔之間發(fā)生的任何液體轉(zhuǎn)移都遠(yuǎn)離液滴，該液滴可置 于相鄰孔中心附近。可以存在多個(gè)交流通道（圖3(b))，并且各通道可具有一定角度（圖 3(c))，以引導(dǎo)進(jìn)入通道的任何液體遠(yuǎn)離相鄰孔中的液滴。交流通道可以是凹凸的或者圍繞 屏障改向（圖3(d))，以阻止在脈沖式加速過程中液體的沖擊運(yùn)動(dòng)。
[0051] 這些通道的尺寸、形狀和位置決定了它們允許蒸汽交流并抑制或阻止液體轉(zhuǎn)移的 有效性。
[0052] 當(dāng)具有交流通道的微孔板從水平方向傾斜，使得液體流動(dòng)與屏障壁的一側(cè)的交流 通道開口接觸，液體中的靜液壓力以及與表面張力有關(guān)的壓力將驅(qū)動(dòng)任何液體移動(dòng)通過交 流通道。為了在小通道中的水溶液持續(xù)流動(dòng)，雷諾數(shù)（Reynold's number)較小且流體是粘 性的。體積流率與壓力差Λ P、通道半徑r (近似圓形橫截面通道）、通道長度L和流體粘度 Π 通過 Q = π r4 Λ ρ8 η L 關(guān)聯(lián)，平均流速是 vav = r2 Λ ρ8 η L。假設(shè) η = 8. 9 X l(T4Pa *s (純 水），典型值適于96孔SBS標(biāo)準(zhǔn)結(jié)晶微孔板，其L?1mm，Λ ?p gh?50Pa(h為 0. 5cm，一典型的孔高）。r?75微米（可以方便地注塑成型特征尺寸），平均流速為?4cm/ s，流速為?0. 7 μ 1/s。在這種情況下，微孔板以加速度a進(jìn)行加速，而不進(jìn)行傾斜，最大 Λρ?pah，若a?g,流速能更大。如果加速時(shí)瞬時(shí)的（例如，由于撞擊），即使a較大，總 流量也能夠較小。空氣粘度為1. 78 X l(T5Pa · s，其比水粘度小50倍，因此對于給定壓差流 速大得多。
[0053] 用于減少孔與孔之間的液體轉(zhuǎn)移的第二個(gè)且更重要的影響是通過固體表面限定 液體接觸線。通過固體表面的氣-液界面形成的接觸角Θ由液體和表面的性能決定。在通 道或管道中，這導(dǎo)致彎曲液體彎月面的形成。對于具有給定接觸角Θ的彎月面，液體和彎 月面另一側(cè)的空氣之間的壓差為Λ P = 2 γ cos ( Θ )/r，其中γ是液體表面張力，r是通道 或管道的半徑。液體接觸線和彎月面將在9 min和θ_之間的一定Θ值范圍內(nèi)會(huì)保持受到 限制；這些極端角之間的差值是接觸角靜液壓力，由壁面粗糙度等因素決定。這種接觸角靜 液壓力是模擬液體接觸線的靜摩擦力。因此，需要液體中的一個(gè)最小壓力來引導(dǎo)流體通過 通道或管道，由厶口_ = 2￥(：〇8(0_)/1"確定。使用典型的0_?14〇°，^=〇.〇728以 m(水）和r = 75微米，得出Apmin= 1500Pa。因此，對于足夠小的通道，需要產(chǎn)生流動(dòng)的 壓差將比微孔板傾斜或翻轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的靜液壓力差更大。對于150微米寬的通道，將會(huì)大于 大概30倍，表明微孔板加速達(dá)到?30g時(shí)將不會(huì)引起流體運(yùn)動(dòng)。
[0054] 已經(jīng)在96孔SBS標(biāo)準(zhǔn)微孔板原型上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其具有矩形和梯形橫截面交流通 道。通道尺寸范圍從0.5X0. 25mm至0.25X0. 075mm?？状蠹s4毫米深。在所有情況下，即 使當(dāng)儲(chǔ)液孔完全填滿液體時(shí)，當(dāng)微孔板傾斜至任意方向，也不會(huì)發(fā)生液體轉(zhuǎn)移，這與上述計(jì) 算一致。這些尺寸的交流通道僅僅對比例具有較小影響，在該比例下，蒸汽壓在由這些通道 隔開的孔中的溶液之間達(dá)到平衡；這種平衡率主要由液體表面的蒸發(fā)率決定，該蒸發(fā)率取 決于暴露于空氣的表面積。因?yàn)樵谡`操作過程中的加速（例如，板掉落）是臨時(shí)性的，在孔 與孔之間轉(zhuǎn)移的任何液體體積往往非常小。可通過在交流通道的入口或出口前端放置一小 的屏障或"防濺罩"在某種程度上阻止這種轉(zhuǎn)移；以及通過變形、彎折或彎曲通道來延伸通 道的長度而阻止這種轉(zhuǎn)移。在加速過程中產(chǎn)生的過度的壓力必須首先驅(qū)動(dòng)流體通過通道的 整個(gè)長度。如果這種交流通道寬度足夠小且路徑足夠長，該液體在加速和相關(guān)的壓力過度 期間將不會(huì)到達(dá)其他孔。然而，重復(fù)的大量加速可最終驅(qū)動(dòng)非常少量的流體流出交流通道 并進(jìn)入相鄰孔。
[0055] 除了使液體轉(zhuǎn)移體積最小化，合適布置的交流通道也可使少量液體轉(zhuǎn)移的影響最 小化，尤其是那些由于粗暴處理和沖擊力而發(fā)生的轉(zhuǎn)移。例如，通道可以布置成使從儲(chǔ)液孔 流入它們并隨后流出到蛋白/相鄰孔的任何液體不太可能接觸孔底部的蛋白液滴。這一點(diǎn) 可以通過將交流通道出口定向成遠(yuǎn)離液滴來實(shí)現(xiàn)。例如，如圖3(a_c)所示，當(dāng)?shù)鞍滓旱沃?于遠(yuǎn)離孔的末端，通道可置于這些末端并定向成遠(yuǎn)離蛋白液滴。置于通道出口的防護(hù)裝置 可用于將液體轉(zhuǎn)向到沿孔壁向下。
[0056] 蒸汽交流通道也可提供對蒸汽轉(zhuǎn)移速率以及相連接孔之間的蒸汽平衡進(jìn)行一些 控制?？字械囊后w的可揮發(fā)性組分（包括水和乙醇）的轉(zhuǎn)移速率取決于液體-空氣界面 每單位面積的蒸發(fā)速率和液體-空氣界面的表面積的蒸發(fā)速率，以及蒸汽擴(kuò)散和對流的速 率。交流通道通過限制擴(kuò)散發(fā)生的區(qū)域影響蒸汽擴(kuò)散，并影響對流，因?yàn)樵谕ǖ纼?nèi)的對流在 足夠小的通道中（例如上述的那些原型）受到強(qiáng)烈抑制。孔與孔之間的可揮發(fā)性組分的凈 轉(zhuǎn)移率的調(diào)整決定于哪種過程最慢：液體表面的蒸發(fā)、每個(gè)孔內(nèi)的對流和擴(kuò)散運(yùn)輸或通過 通道的擴(kuò)散運(yùn)輸。對于高揮發(fā)性組分如乙醇，通道的影響是主要的；但是對于蒸發(fā)慢的溶 液，如含30%聚乙二醇的水緩沖液，蒸發(fā)率可能收到限制。在任何情況下，減小通道橫截面 尺寸并增加它們的長度應(yīng)該能最終使傳輸通過通道成為限制性步驟。這種通道尺寸和通道 的總數(shù)量可用于控制，尤其相對于大面積通道限制，用于降低孔與孔之間的蒸汽傳輸和平 衡速率。將通道填滿油或其他非揮發(fā)性材料可用于進(jìn)一步降低通過通道的擴(kuò)散并因此進(jìn)一 步降低蒸汽平衡率。在蛋白結(jié)晶中，通常需要更慢的平衡，因?yàn)檫@可產(chǎn)生更少的晶核和更大 的晶體。
[0057] 液體保留壁架/液體保留開口
[0058] 如圖4(a)_(d)所示，以其最簡單的形式，液體保留壁架/液體保留開口通過在孔 的頂部和底部之間的某個(gè)位置從孔的壁45向外突起的壁架55形成。壁架的參數(shù)是其厚度、 該厚度與孔深度的比例、內(nèi)部開口 60的尺寸（或者壁架從孔壁向外突起的程度）和在孔底 部之上的高度。該壁架可向上或向下傾斜。其可具有矩形橫截面（圖4(a)和（b))。其也 可具有一底表面，例如，該表面彎曲與臂相遇（圖4(c)和（d))。其也可突起的或上升邊緣， 緊緊與壁架相鄰以控制該處的接觸線限制。在一給定孔中可能具有多個(gè)開口。由壁架形成 的開口的形狀和尺寸應(yīng)該優(yōu)化，以當(dāng)板傾斜、翻轉(zhuǎn)或粗暴處理時(shí)阻止液體運(yùn)動(dòng)通過壁架，并 且也應(yīng)該允許使用標(biāo)準(zhǔn)液體處理器和移液器方便的填充?？椎撞靠梢允情_口的，通過一單 獨(dú)部件密封，如圖4(b)和（d)所示；或者一個(gè)單元格中的一個(gè)或所有孔具有封閉的底部，如 圖4(e_g)所示。在一個(gè)單元格中的孔可具有相同的深度（圖4(b)和（d))，或者它們具有 不同的深度（圖4(e_g))。
[0059] 當(dāng)前用于蛋白結(jié)晶的96孔板的儲(chǔ)液孔體積約為40-200微升。因?yàn)榇蠖鄶?shù)板符合 SBS尺寸，隨著板單元格的數(shù)量增加，孔體積減小。具有低水蒸汽透過塑料如環(huán)烯烴共聚物 (C0C)，孔體積可減小到約10微升用于持續(xù)一個(gè)月的實(shí)驗(yàn)，以及減小到更小的體積用于更 短期的實(shí)驗(yàn)，而不會(huì)由于單元格失水而產(chǎn)生很大的影響。
[0060] 用于常規(guī)注塑模制微孔板的塑料往往在某種程度上是疏水的。如圖5 (a)所示，當(dāng) 水溶液分配到常規(guī)的平面或曲面底部孔中，它們往往在孔75的底部形成半球形圓頂90而 不會(huì)潤濕孔并均勻擴(kuò)散到整個(gè)孔。該液體可能僅駐留在通常為矩形的或細(xì)長的孔的中心附 近，或者被吸引到角落。因此，對于固定體積，液體的暴露的表面積會(huì)變化，改變每個(gè)孔中的 液體的平衡率。這也使得完全填滿一個(gè)孔而不讓其流出，或者當(dāng)板密封時(shí)不讓液體接觸頂 部密封膜85變得更困難。圖6 (a)顯示了填充市售蛋白結(jié)晶微孔板的儲(chǔ)液孔過程中獲得的 一系列圖像。隨著添加液體，該液體經(jīng)常累積在孔的一側(cè)，在液體最終擴(kuò)散到整個(gè)孔的底部 之前，液面上升到那一側(cè)的孔的頂部。不讓液體接觸頂部密封表面的同時(shí)完全填滿孔通常 是不可能的，液體接觸頂部密封表面會(huì)組織板的密封。如果不使用密封膜，當(dāng)板傾斜到90 度或翻轉(zhuǎn)時(shí)，大部分或所有的液體將流出孔。而使用頂部密封膜，傾斜或翻轉(zhuǎn)將通常導(dǎo)致大 量液體在孔與孔之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
[0061] 如圖5(b)所示，通過添加液體保留壁架125和開口 115,隨著液體注入孔，液體頂 表面110最終接觸并潤濕保留壁架的底表面。然后，隨著添加另外的液體，該液體在壁架下 橫向擴(kuò)散（120)。表面張力阻止液體擴(kuò)散通過并流出開口，因此液體將在壁架下橫向展開直 到壁架下的空間幾乎完全填滿（箭頭）。
[0062] 為了使液體不會(huì)上升到板的頂部表面，需要的壁架從孔壁向外的最小突起（并接 觸密封膜）取決于填充過程中孔底部形成的液滴形狀、孔深度與孔寬度的比例、壁架相對 于孔底部的垂直位置以及板的填充方式。液滴形狀取決于其體積、表面張力和孔底部的接 觸角。如果深度-寬度比較小和/或接近孔頂部放置壁架，如圖5(b)所示，該壁架必須相 對較寬，而如果深度-寬度比較大或更靠近孔底部放置壁架，該壁架可相對較小。對于矩形 或其他細(xì)長的孔，相對于孔的較寬側(cè)，可在孔的較窄側(cè)縮小壁架寬度，因?yàn)樵谳^寬側(cè)的壁架 將主要決定液體保留。如果液體在孔的中心不分散但分配到一側(cè)，壁架突起可減小并仍有 效包含液體。
[0063] 使用原型96孔板的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)確認(rèn)液體保留壁架引起液體擴(kuò)散并更均勻的用水和 各種水溶液和包含乙醇、乙烯和聚乙二醇、甘油、鹽類、洗滌劑和其他常用于蛋白結(jié)晶的有 機(jī)化合物的混合物（"屏幕"）填充孔。圖6(a)顯示了將液體加到市售96孔板的常規(guī)孔 的一系列圖像。該液體擴(kuò)散并在繼續(xù)擴(kuò)散到右側(cè)末端之前，在板的左側(cè)末端上升到板的頂 表面（使得當(dāng)板密封時(shí)其將接觸密封膜）。當(dāng)板傾斜時(shí)，液體自由的從孔流出。圖6(b)顯 示了本發(fā)明原型板中的相應(yīng)的一系列圖像。隨著加入液體，該液體迅速接觸壁架的底表面， 并然后在壁架的下面均勻擴(kuò)散，直到壁架下面的整個(gè)空間被填滿（可能除了一些小氣泡）。 即使不使用密封膜，該板可傾斜至任意方向或翻轉(zhuǎn)，而液體不會(huì)通過開口流出孔。使用如圖 6 (b)的孔尺寸，從孔側(cè)壁具有不同寬度/延伸性的壁架的實(shí)驗(yàn)表面在促進(jìn)液體擴(kuò)散和更均 勻填充孔方面，使用壁架主要對壁架寬度不敏感，寬度至少為〇. 2mm。
[0064] 當(dāng)微孔板傾斜或翻轉(zhuǎn)時(shí)，液體保留壁架/開口通過幾種機(jī)制抑制液體通過開口流 出。第一，如圖7所示，由于液體165通過由壁架160形成的開口開始膨脹，其一定會(huì)增加 表面積，因此有一表面張力相關(guān)的壓力對抗這種膨脹。這種對抗壓力隨著膨脹程度增加到 最大，其大概由p_ = 2ycos Θ_/Γ確定，其中γ是液體-空氣界面的表面張力，r是開 口半徑， θ_是相對于開口頂部表面的液體-空氣界面的最大穩(wěn)定接觸角。這種壓力（在 1_半徑開口中的水約為150Pa)能超過淺孔中的液體中的靜液壓力，并阻止其移動(dòng)。為了 從這種影響中獲得最大的益處，微孔板的頂部密封表面155必須足夠遠(yuǎn)離使得例如在板填 滿后翻轉(zhuǎn)時(shí)，液體通過開口膨脹不會(huì)接觸密封該頂部表面的密封膜。
[0065] 第二，液體是不可壓縮的。因此，液體移入開口并隨后膨脹出開口，在未填滿空間 170中的氣體體積在開口"填滿"的一側(cè)一定會(huì)增加，在該空間產(chǎn)生壓力降，對抗移動(dòng)。如果 起始?xì)怏w體積很小，即使較小的位移也會(huì)產(chǎn)生較大的壓力降。例如，如果在40微升孔中，開 口下面未填滿體積是4微升（10% )，1毫米直徑的半球形液體膨脹通過開口產(chǎn)生6500Pa的 壓力降，或者大約比靜液壓力大130倍。
[0066] 幾種設(shè)計(jì)可增加填滿的體積部分，該部分由液體保留環(huán)下面的不可壓縮性液體占 據(jù)，這些設(shè)計(jì)也能使由可壓縮空氣占據(jù)的未填充體積部分最小化。從上部看，該孔可制成更 接近方形或圓形?？椎慕锹?0可以是圓形的（圖4(c)和（d))以減少對氣泡的捕獲，尤其 在壁架的底表面。
[0067] 更寬的壁架傾向于在矩形孔的任意一端的壁架下面捕獲空氣?？赏ㄟ^降低壁架的 寬度來減小這種捕獲。對于矩形或其他的細(xì)長孔，寬度僅在孔末端可減小（圖8(b))，以使 空氣捕獲最小化而使開口寬度最小化。小直徑（例如150微米）"通氣"開口可置于孔任 意一端的壁架內(nèi)，允許空氣在填充時(shí)通過它們逃離中心。然后這種壁架可延伸通過孔以形 成連續(xù)的板，具有小孔用于填充和通氣（圖8(c))。該填充開口可置于孔的一端并且單個(gè) 通氣開口置于另外一端（圖8(d))。填充開口可置于中間，細(xì)小的裂縫從其一端延伸（如 圖8 (e)所示），以允許空氣在填充過程中逃離但是在處理和加速過程中使流出流體最少化 (例如與圖8(a)和（b)中的開口相比）。第三，在例如微孔板旋轉(zhuǎn)到垂直或翻轉(zhuǎn)方向過程 中，為了使液體流出開口，必須使空氣通過其流入。如果開口下的孔部分被填滿，在旋轉(zhuǎn)過 程中，開口將保持被液體覆蓋，因此會(huì)形成起泡并且移動(dòng)通過開口，以使液體流出。因?yàn)檩^ 大的壓力增量（其抑制了均勻液體移動(dòng)出開口），這可能涉及在開口的一部分產(chǎn)生外凸的 氣泡而在另一部分產(chǎn)生內(nèi)凸的氣泡。需要產(chǎn)生這些氣泡的表面張力相關(guān)的壓力與氣泡直徑 成反比。因此，通過將開口制作得足夠小在其所有尺寸都是可行的，從而抑制任何形成這些 氣泡的傾向。最小的尺寸受到市售液體處理器和移液槍的分配器端部的尺寸限制，也受到 端部相對于板的放置位置的精確度和準(zhǔn)確度限制。在圖8(c)中，提供一中央開口用于液體 填充，兩個(gè)更小的通氣開口在孔的任意一端，在填充過程中允許空氣逃離。
[0068] 最終，在一時(shí)標(biāo)上發(fā)生的任何液體移動(dòng)，尤其是上述的氣泡形成，其由液體粘度決 定。這種粘度因此抑制了氣泡形成和液體流出開口，應(yīng)對沖擊和其他短期擾動(dòng)。
[0069] 在具有3_4mm深的儲(chǔ)液孔和填充有20-40微升體積的液體保留壁架/開口的微孔 板原型上的實(shí)驗(yàn)表明，在普通人工板處理過程中，在旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)過程中，以及當(dāng)板保持垂直 和翻轉(zhuǎn)方向一段時(shí)間，包括沒有頂部膜密封孔時(shí)，壁架/開口阻止所有液體移動(dòng)出孔。這與 沒有壁架的原型孔（如現(xiàn)有微孔板中使用的）中的液體行為相比，沒有壁架時(shí)當(dāng)板傾斜或 翻轉(zhuǎn)時(shí)液體容易流出儲(chǔ)液器并混合。當(dāng)板經(jīng)歷強(qiáng)烈的沖擊力時(shí)（例如在板從一高度掉落時(shí) 發(fā)生的沖擊，例如從兩尺高掉落到一硬表面上），液體僅僅流出通過開口。
[0070] 在我們的實(shí)驗(yàn)中，使用了具有液體保留壁架的孔，該壁架產(chǎn)生了寬度2mm的開口， 該寬度由液體分配移液器吸口端?1_的典型尺寸以及相對于分配器端部，微孔板放置位 置中的容差。使用在微孔板頂表面下面以不同距離放置的壁架的實(shí)驗(yàn)表明約〇.5mm的距離 給出了較好的結(jié)果，對于3-4mm深的孔來說，液體沒有接觸并在頂部密封表面擴(kuò)散的趨勢。 可使用更小的開口以在加速中增強(qiáng)流動(dòng)抑制性，但限制可用于填充板的液體分配器端部的 種類和相對于分配器端部，微孔板放置位置的準(zhǔn)確度。如果孔的底部也在相同步驟中注塑 模制，如所有市售的用于蛋白結(jié)晶的微孔板，注塑模制液體保留壁架是非常困難的。一種更 簡單的方法是在模制后用單獨(dú)的塑料膜或板或模制部件密封孔底部。模制和從模子中取出 都是非常簡單的，降低了成本。
[0071] 結(jié)合了蒸汽交流通道和液體保留壁架的板
[0072] 在具有液體保留壁架/開口和150微米寬的交流通道的96孔板（單元格如圖4(b) 所示）原型實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)將填充有大約40微升的水（高表面張力）或30%異丙醇的水溶 液（低表面張力）的儲(chǔ)液孔置于單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣泡袋內(nèi)，它們可從六尺的高度掉落到混凝土地 面上，只有很少的液體在儲(chǔ)液孔好蛋白液滴孔之間轉(zhuǎn)移。
[0073] 微孔板儲(chǔ)存和運(yùn)輸組件/系統(tǒng)
[0074] 在一些應(yīng)用中，需要能夠在實(shí)驗(yàn)室之間通過傳統(tǒng)郵遞或快遞服務(wù)進(jìn)行運(yùn)輸微孔 板。例如，需要將板從大學(xué)或工業(yè)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)輸?shù)酵捷椛鋁射線源上進(jìn)行X射線檢查。這種 運(yùn)輸需要（1)使平均溫度之間的差異最小化以阻止凍結(jié)、沉淀和其他可損壞板中的樣品的 影響；⑵整個(gè)板的溫度梯度最小化以阻止蒸發(fā)和冷凝；以及⑶峰值加速度最小化以使液 體在孔之間的轉(zhuǎn)移最小化。（1)和（2)可通過使用標(biāo)準(zhǔn)的市售運(yùn)輸容器實(shí)現(xiàn)，例如那些由絕 緣Styrofoam盒組成的,在其內(nèi)部具有高熱容凝膠包以維持溫度。（3)可通過使用氣泡布、 空氣枕、泡沫或其他在沖擊中可壓縮的材料，這些可壓縮材料對于壓縮具有非彈性（損耗） 效應(yīng)，使得能減少峰值加速并因此減小施加于包含在期內(nèi)的物體的峰值力。一市售的微孔 板系統(tǒng)用于例如蛋白結(jié)晶、運(yùn)輸和X射線檢測，然后包括一具有液體保留壁架/開口和狹窄 蒸汽交流通道的微孔板；一紙箱兩旁放置減震泡沫；一內(nèi)部熱絕緣的Styrofoam容器；高熱 容凝膠包；以及另外的泡沫或氣泡包裝以進(jìn)一步減小Styrofoam容器內(nèi)部的板的加速度。
[0075] 在運(yùn)輸過程中，微孔板也可經(jīng)歷減小的環(huán)境壓力。具有蒸汽交流通道和液體保留 壁架，以及具有使用單獨(dú)聚合膜密封的頂部和底部表面的微孔板原型在以下條件室內(nèi)進(jìn)行 測試：空氣壓力22. 2英寸汞柱（75kPa或大約海平面大氣壓的3/4)。這種壓力對應(yīng)于商業(yè) 航班的貨艙中的最小壓力。這些測試顯示了在減小的壓力和大氣壓之間進(jìn)行重復(fù)循環(huán)不會(huì) 導(dǎo)致孔之間的液體轉(zhuǎn)移問題或其他問題。
[0076] 在標(biāo)準(zhǔn)的使用中，板底部是密封的，在注塑模制中密封或通過結(jié)合單獨(dú)的膜或板 或注塑模制部件密封。使用手動(dòng)移液器或自動(dòng)液體處理器分配儲(chǔ)液孔液體通過液體保留開 口到下部的孔中，盡可能完全的填充液體保留壁架下的孔。蛋白溶液然后以液滴的形式分 配到相鄰蛋白孔的底部表面上。微孔板的頂部表面然后使用不透蒸汽的密封膜密封。該板 然后旋轉(zhuǎn)到一期望的方向（通常在其原始水平方向或者一翻轉(zhuǎn)方向）用于晶體生長。該板 然后旋轉(zhuǎn)到另一方向（通常是垂直的）以使用X射線、紫外線或可見光或其他探針檢驗(yàn)每 個(gè)單元格中的內(nèi)容物。該板也可在填滿后立即旋轉(zhuǎn)至一垂直方向，允許在實(shí)驗(yàn)過程中垂直 儲(chǔ)存和檢測。如果在實(shí)驗(yàn)中板在垂直方向檢測多次，在水平方向儲(chǔ)存是優(yōu)選的。
[0077] 上述描述已經(jīng)陳述了幾個(gè)替代實(shí)施方式。本發(fā)明不限于用于蛋白結(jié)晶的微孔板或 者不限于微孔板。其可用于任何類型的微孔板。其也可用于任何設(shè)備，這些設(shè)備在兩個(gè)或 多個(gè)孔或腔室中需要有蒸汽交流通道并易于從頂部表面填充孔和從孔中移除材料，同時(shí)在 微孔板旋轉(zhuǎn)或加速過程中阻止孔之間的液體轉(zhuǎn)移，并允許在任何方向使用設(shè)備。
[0078] 所有引用材料，包括在此引用的公開文獻(xiàn)、專利申請和專利通過引用以達(dá)到允許 的程度將其整體結(jié)合到本文中，并且每份引用材料單獨(dú)引用或經(jīng)特殊說明通過引用結(jié)合， 并以整體陳述。
[0079] 使用術(shù)語"一"、"一個(gè)"和"該"以及描述本發(fā)明的相似指示詞（尤其在下述權(quán)利 要求的情形下）被解釋成包括單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非該處另有說明或與上下文明顯矛盾。術(shù)語 "包含"、"具有"、"包括"和"含有"解釋為開放式術(shù)語（即解釋為包括但不限制）除非另有 說明。術(shù)語"連接"解釋為部分或整體包含在內(nèi)、連接到或結(jié)合在一起，即使有物質(zhì)介入時(shí)。
[0080] 本文的所有范圍值詳述僅僅用作單獨(dú)提及落入該范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)值的速記方 法，除非本文另有標(biāo)明，并且每個(gè)單獨(dú)值結(jié)合到說明書中，如本文中單獨(dú)敘述的那樣。
[0081] 本文描述的所有方法可以任何合適順序執(zhí)行，除非另有說明或顯然與上下文矛 盾。使用的任何和所有實(shí)例，或者本文提供的例性語言（例如"例如"）僅用于更好的闡述 本發(fā)明的實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明的范圍，除非另有要求。
[0082] 說明書中的任何語言都不解釋為表明任何非要求的為實(shí)踐本發(fā)明必須的元素。 [0083] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可很容易地領(lǐng)會(huì)到，在不違背本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本 發(fā)明可進(jìn)行各種不同的修改和變化。說明書并不旨在將本發(fā)明限制于特定形式或公開的某 些形式，相反，旨在覆蓋落入本發(fā)明精神和范圍的所有修改、替代性說明和等同物，如所附 權(quán)利要求所限定的。因此，它的意圖是，使本發(fā)明覆蓋所有修改和變化，只要他們落入所附 權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種微孔板，包括： 一邊框，所述邊框包括一大體平的頂表面、一底表面并包括多個(gè)形成于其中的多個(gè)單 元格，每個(gè)單元格包括： 一第一孔； 一第二孔； 其中所述第一孔和所述第二孔通過分隔壁分隔，該分隔壁在第一方向從所述邊框的底 表面向頂表面延伸，并在一第二方向沿著縱向軸延伸；以及 其中所述第一孔和所述第二孔通過至少一個(gè)蒸汽交流通道連接，該通道構(gòu)造成允許所 述第一孔和所述第二孔之間的蒸汽交流，并構(gòu)造成當(dāng)至少一個(gè)單元格包含液體并且所述邊 框從水平位置傾斜或者所述邊框經(jīng)歷脈沖式加速時(shí)，有助于阻止所述第一孔和所述第二孔 之間的液體轉(zhuǎn)移。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔板，其中所述第一孔和所述第二孔中的一個(gè)的體積為約 10微升至約200微升之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔板，其中所述至少一個(gè)蒸汽交流通道刻在所述邊框的頂 表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微孔板，其中所述分隔壁的頂表面包括一中心點(diǎn)和兩個(gè)端 點(diǎn)，其中所述至少一個(gè)蒸汽交流通道刻在所述分隔壁頂表面，位于所述分隔壁頂表面的中 心點(diǎn)和兩個(gè)端點(diǎn)中的一個(gè)之間的位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的微孔板，其中所述至少一個(gè)蒸汽交流通道與所述分隔壁頂表 面的兩個(gè)端點(diǎn)中的一個(gè)相鄰。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的微孔板，其中所述至少一個(gè)蒸汽交流通道刻在所述分隔壁的 頂表面，與縱向軸成一角度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微孔板，其中所述至少一個(gè)蒸汽交流通道是非線性的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的微孔板，其中所述至少一個(gè)蒸汽交流通道以凹凸的方式刻在 所述分隔壁的頂表面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微孔板，其中所述至少一個(gè)蒸汽交流通道的寬度為約0. 075 毫米至約0.25毫米之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔板，進(jìn)一步包括多個(gè)蒸汽交流通道，該通道構(gòu)造成允許 所述第一孔和所述第二孔之間的蒸汽交流，并構(gòu)造成當(dāng)至少一個(gè)單元格包含液體并且所述 邊框從水平位置傾斜或者所述邊框經(jīng)歷脈沖式加速時(shí)，有助于抑制阻止所述第一孔和所述 第二孔之間的液體轉(zhuǎn)移，其中多個(gè)蒸汽交流通道中的每一個(gè)都刻在所述邊框的頂表面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔板，進(jìn)一步包括一液體保留壁架，所述液體保留壁架連 接到并圍繞在邊框頂表面下面一預(yù)定距離處的所述第一孔和第二孔中的一個(gè)的內(nèi)部邊界 的至少一部分延伸，并且該液體保留壁架從內(nèi)部邊界突起，形成一開口，該開口的直徑小于 所述第一孔和第二孔中的一個(gè)的內(nèi)部直徑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的微孔板，其中所述液體保留壁架構(gòu)造成在添加液體時(shí)便于 將液體均勻填充到所述第一孔和所述第二孔中的一個(gè)，并且便于阻止其中形成氣泡。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的微孔板，其中所述液體保留壁架構(gòu)造成當(dāng)液體添加到所述 第一孔和第二孔中的一個(gè)時(shí)，限定液體接觸線，因而在添加液體過程中便于阻止液體上升 到液體保留脊水平以上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的微孔板，其中所述液體保留壁架在距離所述第一孔和所述 第二孔中的一個(gè)的內(nèi)部邊界至少0. 2毫米處向外突起。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的微孔板，其中所述液體保留壁架構(gòu)造成當(dāng)所述邊框從水平 位置傾斜或當(dāng)邊框經(jīng)歷脈沖式加速時(shí)，便于阻止液體流出所述第一孔和所述第二孔中的一 個(gè)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的微孔板，其中所述液體保留壁架包括一矩形橫截面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的微孔板，其中所述液體保留壁架包括一彎曲的底部，其中 所述液體保留壁架的所述彎曲底部構(gòu)造成在用液體填充所述第一孔和所述第二孔中的一 個(gè)的過程中，便于阻止捕捉氣泡。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的微孔板，其中所述液體保留壁架構(gòu)造成形成多個(gè)開口。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的微孔板，其中所述多個(gè)開口中的第一個(gè)形成于所述第一孔 和所述第二孔中的一個(gè)的內(nèi)部邊界附近。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的微孔板，其中所述多個(gè)開口中的第二個(gè)形成于所述第一孔 和所述第二孔中的一個(gè)的大致中心位置。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的微孔板，其中所述多個(gè)開口中的所述的第一個(gè)和第二個(gè)大 致是圓形的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的微孔板，其中所述多個(gè)開口的所述第二個(gè)的直徑大于所述 多個(gè)開口的所述第一個(gè)的直徑。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的微孔板，其中所述多個(gè)開口的所述第一個(gè)的直徑為約150 微米。
24. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的微孔板，其中所述第一孔和所述第二孔中的包括液體保留 壁架的一個(gè)進(jìn)一步包括具有圓角的底部。
25. -種微孔板，包括： 一邊框，所述邊框包括一大體平的頂表面、一底表面并包括多個(gè)形成于其中的多個(gè)單 元格，每個(gè)單元格包括： 一第一孔； 一第二孔； 其中所述第一孔和所述第二孔通過分隔壁分隔，該分隔壁在第一方向從所述邊框的底 表面向頂表面延伸，并在一第二方向沿著縱向軸延伸；以及 一液體保留壁架，所述液體保留壁架連接到并圍繞在邊框頂表面下面一預(yù)定距離處的 所述第一孔和第二孔中的一個(gè)的內(nèi)部邊界的至少一部分延伸，并且該液體保留壁架從內(nèi)部 邊界突起，形成一開口，該開口的直徑小于所述第一孔和第二孔中的一個(gè)的內(nèi)部直徑；其中 所述液體保留壁架構(gòu)造成在添加液體時(shí)便于將液體均勻填充到所述第一孔和所述第二孔 中的一個(gè)，并且便于阻止其中形成氣泡。
26. -種微孔板，包括： 一邊框，所述邊框包括一大體平的頂表面、一底表面并包括多個(gè)形成于其中的多個(gè)單 元格，每個(gè)單元格包括： 一第一孔； 一第二孔； 其中所述第一孔和所述第二孔通過分隔壁分隔，該分隔壁在第一方向從所述邊框的底 表面向頂表面延伸，并在一第二方向沿著縱向軸延伸；以及 一液體保留壁架，所述液體保留壁架連接到并圍繞在邊框頂表面下面一預(yù)定距離處的 所述第一孔和第二孔中的一個(gè)的內(nèi)部邊界的至少一部分延伸，并且該液體保留壁架從內(nèi)部 邊界突起，形成一開口，該開口的直徑小于所述第一孔和第二孔中的一個(gè)的內(nèi)部直徑；其中 所述液體保留壁架構(gòu)造成當(dāng)所述邊框從水平位置傾斜或當(dāng)邊框經(jīng)歷脈沖式加速時(shí)，便于阻 止液體流出所述第一孔和所述第二孔中的一個(gè)。
【文檔編號】C12M1/18GK104204187SQ201380017645
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月29日
【發(fā)明者】R·E·索恩, B·阿普克, R·紐曼 申請人:米特根有限公司