專利名稱：多穴板的制作方法
背景多年以來，已經(jīng)制造出可以具有1至96個(gè)凹穴的多穴試驗(yàn)板。多穴板的凹穴通常被用作進(jìn)行各種試驗(yàn)、生長組織的培養(yǎng)、篩選藥物，或具有分析和診斷功能的反應(yīng)容器。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的多穴板是將96個(gè)凹穴布置在一個(gè)8×12的矩陣(相互垂直的8行，12列)內(nèi)。此外，96穴板的高度、長度和寬度都是標(biāo)準(zhǔn)化的。這種標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)導(dǎo)致產(chǎn)生了一大批專門用于96穴規(guī)格的輔助設(shè)備。這些設(shè)備包括可以在某一時(shí)間對(duì)8、12或96個(gè)凹穴裝入或取出精確體積液體的裝置。此外，設(shè)備還可以使光透過各個(gè)凹穴，并讀取各凹穴內(nèi)的色度變化或化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象。此類設(shè)備中的某一些是自動(dòng)的，可以記錄，并且可以對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和控制。近來，隨著試樣的尺寸減小至微升級(jí)，并且需在每塊板上進(jìn)行試驗(yàn)的數(shù)量也大量增加，因而每塊板上的凹穴數(shù)量也同樣增加，例如增加到384個(gè)凹穴至1536個(gè)凹穴。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種允許處理試樣的尺寸在1微升范圍內(nèi)的多穴試驗(yàn)板。本發(fā)明的其它目的在于提供一種具有1536個(gè)凹穴的多穴板，其上的凹穴間隔是標(biāo)準(zhǔn)96穴板的幾分之一的微量；為試驗(yàn)板設(shè)置另外16個(gè)對(duì)照物穴和4個(gè)標(biāo)定穴；提供一個(gè)多穴板，它能用熱敏或壓敏薄膜密封，以控制其蒸發(fā)和長期儲(chǔ)存性能；提供一個(gè)多穴板，它包括具有不透明側(cè)壁和透明底部的凹穴；提供一個(gè)便于儲(chǔ)存和使用的兩件組合式多穴板；提供一種生產(chǎn)本發(fā)明多穴板的方法。
簡言之，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的多穴試驗(yàn)板。較佳的是，該板具有一布置成48列、32行，總共1536個(gè)凹穴的矩陣。該多穴試驗(yàn)板是用能夠注射模制的熱塑性材料制成。試驗(yàn)板的尺寸符合96穴板的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該板所占面積基本等于96穴板。該試驗(yàn)板還另外有位于其外周的16個(gè)對(duì)照物穴和4個(gè)標(biāo)定穴?？梢詫⒃撛囼?yàn)板制成單件式的模制組件，或者制成包括一雙件互鎖組件的矩陣板和框架。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明多穴板的平面圖2是本發(fā)明中的兩個(gè)相鄰凹穴的局部剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一個(gè)穴陣嵌插件的平面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的支承框架的平面圖；圖5是沿圖4中的線5-5剖取的圖4中所示框架之側(cè)壁的剖視圖；圖6是支承框架的側(cè)視圖；圖7是用于本發(fā)明模制工藝的模具和脫模銷的局部剖視圖。
對(duì)較佳實(shí)施例的描述圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)單件式多穴試驗(yàn)板10。該板包括一外周裙部12、一分格系統(tǒng)14、以及一上表面16，所述上表面具有1536個(gè)試樣穴18、16個(gè)對(duì)照物穴20和4個(gè)標(biāo)定穴22。試樣穴18最好是布置成48列，各列之間大約間隔0.089英寸(從某一列的中心線至相鄰另一列中心線的距離)。每一列包含32個(gè)凹穴。每一列內(nèi)的試樣穴同樣最好是間隔大約0.089英寸(從同一列某一凹穴的中心線至相鄰凹穴中心線的距離)。在每四列凹穴以及每一列中的每四個(gè)凹穴之間設(shè)有分格線14。分格線最好是從試驗(yàn)板的表面下凹的槽，整體來看，這些分格線將板分成96格，每格包含16個(gè)試樣穴。分格系統(tǒng)有助于鑒別各個(gè)凹穴以及否則難以識(shí)別的各個(gè)位置。試驗(yàn)板10最好具有一削角13，它可以清楚地區(qū)分試驗(yàn)板的取向。
在第一列試樣穴之前和最后一列試樣穴之后設(shè)有兩列對(duì)照物穴20，每一列有8個(gè)凹穴。第一對(duì)照物穴最好是均勻地設(shè)置在最近一列凹穴的第二和第三凹穴之間，并與最近一列凹穴的中心線相距0.089英寸。其它七個(gè)連續(xù)的對(duì)照物穴最好是與前一個(gè)對(duì)照物穴間隔大約0.356英寸，并與最近一列的中心線相距0.089英寸。在對(duì)照物穴內(nèi)容納了已知數(shù)量的已知物質(zhì)。所述對(duì)照物是用來對(duì)試樣穴18內(nèi)的未知物質(zhì)進(jìn)行分析比較。
在第一和最后一列凹穴的兩端各有一標(biāo)定穴22。各標(biāo)定穴最好與該列中相鄰那一凹穴間隔大約0.089英寸，并位于該列凹穴的中線上。這些標(biāo)定穴內(nèi)可以容納用來標(biāo)定某種分析儀器的物質(zhì)。還可以將它們用來使特定的化驗(yàn)物獲得正確的對(duì)位。
板表面的總共1556個(gè)凹穴的矩陣(包含1536個(gè)試樣穴18、16個(gè)對(duì)照物穴20和4個(gè)標(biāo)定穴22)和其周圍區(qū)域最好是從周圍的裙部表面12升高大約0.010英寸。這樣就允許將同等的字母(coordinate lettering)布置到板的周邊或裙部12上，同時(shí)保持有一個(gè)平面圍繞諸凹穴。當(dāng)用一個(gè)壓敏或熱敏的薄膜對(duì)凹穴進(jìn)行密封時(shí)，是否有一個(gè)平面是非常重要的。這樣的密封可以控制化合物蒸發(fā)和/或長期儲(chǔ)存。
本發(fā)明的單件式多穴板10具有分別設(shè)置在試驗(yàn)板兩端的一孔24和一槽26?？?4和槽26是允許將板10精確地定位到例如分析儀器或流體分配器上的對(duì)位結(jié)構(gòu)。也可以用若干個(gè)掣子來對(duì)準(zhǔn)儀器?？梢杂眠B接于輔助設(shè)備的若干個(gè)定位銷將試驗(yàn)板保持在位。一個(gè)銷子穿過所述孔，精確地定位試驗(yàn)板，而另一個(gè)銷子穿過所述槽，在允許長度誤差的同時(shí)保持平行度。所述槽是非常關(guān)鍵的，因?yàn)樗梢栽试S最終零件在尺寸上有一定的靈活性。所述孔和槽結(jié)構(gòu)還有助于在基本上相同的第一和第二板件之間進(jìn)行流體傳送。槽26和孔24可以使一塊板對(duì)準(zhǔn)與其相對(duì)的另一塊板?？梢詫⒌诙宓惯^來放到第一板上，在一端上，第一板的槽對(duì)準(zhǔn)第二板的孔，而在另一端上，第二板的槽對(duì)準(zhǔn)第一板的孔。翻轉(zhuǎn)板內(nèi)包含的液體試樣將由于表面張力的緣故而保留在翻轉(zhuǎn)板內(nèi)。隨后將銷子插入試驗(yàn)板兩端對(duì)準(zhǔn)的槽和孔，大致將它們鎖定在一起。兩塊板的上表面相互接觸，各凹穴相互對(duì)準(zhǔn)，借助離心力的作用，可以將一塊板的各個(gè)凹穴內(nèi)的液體傳送到第二板的各個(gè)凹穴內(nèi)。
流體的傳送可以利用一標(biāo)準(zhǔn)96穴離心裝置來實(shí)現(xiàn)，該離心裝置具有兩個(gè)垂直銷，這兩個(gè)垂直銷與多穴板的孔24和槽26相對(duì)應(yīng)，可以將第一板和翻轉(zhuǎn)的第二板安裝到這兩個(gè)銷子上。所述的兩塊板是用一個(gè)彈簧夾從兩個(gè)或更多個(gè)側(cè)面夾緊，以便進(jìn)行離心處理。
在另一個(gè)互鎖的實(shí)施例(未示)中，在第一板的表面上設(shè)置了一個(gè)對(duì)位銷，它可以配合在一基本相同的翻轉(zhuǎn)板上的相應(yīng)孔中，這樣，第一板的銷子就可以與第二板的孔相配合，而第二板的銷子可以與第一板的孔相配合。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)相鄰試樣穴18的剖視圖。這兩個(gè)凹穴是位于板10表面16內(nèi)的圓柱形凹槽。每個(gè)凹穴具有側(cè)壁28和底壁30。凹穴在板表面處的直徑最好是大約0.059英寸。而各凹穴底部的直徑最好是大約0.047英寸。每個(gè)凹穴18最好是大約0.060英寸深，但也可以更深一些，以便使其中的試樣更靠近位于板下方的檢測器。使試樣更靠近檢測器的優(yōu)點(diǎn)在于，可以加強(qiáng)測試精度，并使相鄰凹穴之間的干擾程度最小。
試驗(yàn)板10最好是用例如聚苯乙烯或聚丙烯之類的塑料制成。凹穴18最好具有不透明的側(cè)壁28和透明的底部30。不透明的側(cè)壁能使各凹穴之間的干擾程度最小。各凹穴的透明底部允許借助標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備從凹穴下方進(jìn)行色度、熒光性或化學(xué)發(fā)光性的測量。凹穴底部最好是平的，以便加強(qiáng)透過其進(jìn)行的測試，但它也可以是圓的、斜的或尖的。
圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的兩件式構(gòu)造的各部分。圖3示出了一穴陣嵌插件32，它可以與圖4所示的框架34相結(jié)合而形成一多穴板。穴陣嵌插件32最好包括與圖1所示單件式結(jié)構(gòu)相同數(shù)量的試樣穴18、對(duì)照物穴20和標(biāo)定穴22。另外，各凹穴之間的間隔基本上與前述單件式結(jié)構(gòu)相同。槽26和孔24位于嵌插件的相對(duì)兩側(cè)，以便在輔助設(shè)備上正確地定位，并接納一翻轉(zhuǎn)的板而如前所述的那樣傳送液體。
當(dāng)對(duì)具有像本發(fā)明那樣小體積(大約2微升)的凹穴的試驗(yàn)板進(jìn)行處理時(shí)，關(guān)鍵是凹穴板的平面要保持平直。因?yàn)楸容^薄，所以穴陣嵌插件32是柔性的。穴陣嵌插件的厚度小于0.200英寸，最好是大約0.100英寸，其平面度最好是小于0.015英寸。
圖4-6示出了一能接納穴陣嵌插件32的框架34?？蚣?4是矩形的，有四個(gè)側(cè)壁36，其中間部分38敞開?？蚣艿耐獠砍叽?長、寬、高)大體上與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的96穴板的外表面尺寸相同。
側(cè)壁36中的至少一個(gè)具有一開口或插入?yún)^(qū)33，可以從這里將穴陣嵌插件插入。穴陣嵌插件32從側(cè)壁36的軌道上滑過，直到相配的掣子，即穴陣嵌插件的凹陷部40與框架34上軌道下部上的凹坑(未示)將嵌插件與框架相互鎖定。框架34和穴陣嵌插件32可以借助穴陣嵌插件中的凹槽42和框架上相應(yīng)的裝配凸起44來進(jìn)一步地鎖定。嵌插件32還可以從相反的位置插入框架。通過將框架上的嵌插件翻轉(zhuǎn)，再將整個(gè)組件翻轉(zhuǎn)過來安裝到光學(xué)閱讀器上，就可以使各凹穴底部更靠近光學(xué)閱讀器。穴陣嵌插件32上的削角46便于嵌插件和框架的物理和視覺的取向。當(dāng)穴陣嵌插件被正確地配合到框架內(nèi)時(shí)，這個(gè)組合的試驗(yàn)板符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且可以用于為標(biāo)準(zhǔn)的96穴板設(shè)計(jì)的輔助設(shè)備，包括機(jī)器人。
根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的兩件式結(jié)構(gòu)可以允許將穴陣嵌插件從框架上取下，并分開儲(chǔ)存。與單件式組件或互鎖的兩件式組件相比，將穴陣嵌插件取下可以使儲(chǔ)存空間減小60-80％。
另一個(gè)實(shí)施例包括一兩件式結(jié)構(gòu)，它具有一可翻轉(zhuǎn)的穴陣嵌插件和框架。在該實(shí)施例中，可以將框架構(gòu)造成這樣，即，穴陣嵌插件可以從框架的下表面連接。穴陣嵌插件上的各凹穴可以借助表面張力來容納液體試樣。隨后，可以將翻轉(zhuǎn)的板對(duì)準(zhǔn)相關(guān)儀器內(nèi)的光學(xué)傳感器。光學(xué)傳感器通常是從多穴板的下方工作，通過凹穴底部的透明塑料來讀取顏色、熒光度或化學(xué)發(fā)光性，但在該實(shí)施例中，可以通過凹穴開口來測試每個(gè)凹穴的內(nèi)容物。
此外，可以將根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)組合的兩件式矩陣板或一個(gè)單件式的多穴板翻轉(zhuǎn)過來，并將其放到一光學(xué)傳感裝置的上方。表面張力將使試樣流體保持在凹穴內(nèi)。
用于形成本發(fā)明多穴板的注射模制方法包括兩個(gè)注射步驟。如前所述的具有多個(gè)凹穴并包括凹穴矩陣的試驗(yàn)板是注射模制的。在圖7中可以看到，模具48的表面包括多個(gè)雄凹穴部50，當(dāng)這些雄凹穴部被注射的塑料包圍時(shí)，就會(huì)在塑料中形成凹穴。重要的是，雄凹穴部50的側(cè)壁向內(nèi)傾斜至少3度，以確保模制后的塑料成品52能與模具脫離。模具本身具有一系列脫模銷54、56。一部分凹穴在第一組脫模銷54的端部形成。這些銷子最好是足夠大，以便覆蓋一個(gè)或若干個(gè)凹穴，并與相鄰凹穴邊緣正切，但不包括相鄰凹穴的任何部分。這樣就可以提供一個(gè)足夠大的頂出力，從而將模制后的塑料成品52推離相鄰的凹穴模具，同時(shí)不會(huì)使模具處于較差的鋼狀況，例如毛邊。第二組脫模銷56位于試驗(yàn)板的外周，它們根本不與諸凹穴接觸。在模制完成之后，第一和第二組脫模銷54、56伸出，將模制后的塑料成品52推離模具48的模芯。接著，位于模具外周的第二組脫模銷56進(jìn)一步伸出，將模制后的塑料成品52推離第一組脫模銷54。這種模制技術(shù)既可以用來制造單件式多穴板，也可以用來制造穴陣嵌插件。用于雙件式多穴板的框架是用傳統(tǒng)的注射模制技術(shù)來模制的。
雖然上面已揭示了本發(fā)明的若干個(gè)較佳實(shí)施例，但在不偏離由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明保護(hù)范圍的情況下，仍可以構(gòu)思出其它的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種多穴試驗(yàn)板，包括一凹穴矩陣，它具有超過1000個(gè)的試樣穴；所述各凹穴具有若干個(gè)斜側(cè)壁和一個(gè)基本平的底部；所述試驗(yàn)板的長度、寬度和高度基本等于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的96穴試驗(yàn)板；以及其中，所述試驗(yàn)板是用注射模制的技術(shù)制成的。
2.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴矩陣還包括多個(gè)對(duì)照物穴。
3.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴矩陣還包括多個(gè)標(biāo)定穴。
4.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，該試驗(yàn)板還包括一銷子以及一尺寸適于接納一銷子的孔，它們分別位于所述試驗(yàn)板的相對(duì)兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述試驗(yàn)板還包括一槽和一孔，它們的尺寸適于接納一銷子，并且分別位于所述試驗(yàn)板的相對(duì)兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴矩陣是由總共48排，每排32個(gè)凹穴組成。
7.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述各側(cè)壁是不透明的，而所述底部是透明的。
8.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，它還包括一系列分格線，這些分格線將所述試驗(yàn)板分成限定的若干格。
9.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述各凹穴的體積不超過3微升。
10.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，它還包括一削角。
11.如權(quán)利要求1所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，它還包括若干個(gè)對(duì)位掣子。
12.一種雙件組合式多穴試驗(yàn)板，包括一注射模制而成的凹穴嵌插件，它具有一由各凹穴組成的矩陣；所述矩陣具有超過1000個(gè)凹穴；所述各凹穴具有若干個(gè)斜側(cè)壁和一基本上平的底部；所述嵌插件具有一延伸的裙部；一矩形框架單元，其尺寸基本上等于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)96穴試驗(yàn)板；所述框架具有若干個(gè)限定了一敞開中心區(qū)域的側(cè)壁；所述框架的所述各側(cè)壁中的至少一個(gè)具有一能允許所述嵌插件進(jìn)入的插入?yún)^(qū)；所述框架的所述各側(cè)壁具有能接納所述嵌插件的所述延伸裙部的軌道；以及一用于將所述框架和所述嵌插件相互鎖定的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴嵌插件還包括多個(gè)對(duì)照物穴。
14.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴嵌插件還包括多個(gè)標(biāo)定穴。
15.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴嵌插件還包括一銷子以及一尺寸適于接納一銷子的孔，它們分別位于所述凹穴嵌插件的相對(duì)兩側(cè)。
16.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述矩陣是由總共48排，每排32個(gè)凹穴組成。
17.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴的所述各側(cè)壁是不透明的，而所述底部是透明的。
18.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴嵌插件還包括一系列分格線，這些分格線將所述凹穴嵌插件分成限定的若干格。
19.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴嵌插件具有一削角。
20.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，其特征在于，所述鎖定裝置包括位于所述凹穴嵌插件的裙部和所述框架上的若干個(gè)掣子。
21.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴嵌插件的厚度小于0.2英寸。
22.如權(quán)利要求12所述的多穴試驗(yàn)板，其特征在于，所述凹穴嵌插件的平面度小于0.015英寸。
23.一種用于將一塊多穴板的內(nèi)容物傳遞至另一塊基本相同的多穴板上的方法，該方法包括如下步驟a)將一具有一限定的凹穴矩陣并在其相對(duì)的兩端分別具有一銷子和一孔的第一多穴板翻轉(zhuǎn)過來，放到基本相同的且包含液體試樣的第二多穴板上，使所述第一板的所述銷子穿入所述第二板的孔，并使所述第二板的所述銷子穿入所述第一板的孔，所述試樣借助表面張力的作用保持在所述第二板內(nèi)；b)對(duì)這兩塊互鎖的板件施加離心力，使所述液體試樣從所述第二板傳送至所述第一板；c)將所述第一板與所述第二板分開。
24.一種用于將一塊多穴板的內(nèi)容物傳遞至另一塊基本相同的多穴板上的方法，該方法包括如下步驟a)將一具有一限定的凹穴矩陣并在其相對(duì)的兩端分別具有一銷子和一孔的第一多穴板翻轉(zhuǎn)過來，放到基本相同的且包含液體試樣的第二多穴板上，使所述第一板的所述槽對(duì)準(zhǔn)所述所述第二板的孔，并使所述第二板的所述槽對(duì)準(zhǔn)所述第一板的孔，從而形成相對(duì)的孔-槽配合，所述試樣借助表面張力的作用保持在所述第二板內(nèi)；b)將一個(gè)銷子穿入所述相對(duì)的孔-槽配合部；c)對(duì)這兩塊互鎖的板件施加離心力，使所述液體試樣從所述第二板傳送至所述第一板；d)將所述第一板與所述第二板分開。
全文摘要
本申請(qǐng)揭示了一種多穴試驗(yàn)板(10)。該試驗(yàn)板包括一周邊裙部(12)、一分格系統(tǒng)(14)和一上表面(16),所述上表面具有1536個(gè)布置成128×192矩陣試樣穴(18)、16個(gè)對(duì)照物穴(20)和4個(gè)標(biāo)定穴(22)。該試驗(yàn)板(10)是注射模制的,并具有布置在相互垂直的各排內(nèi)的凹穴矩陣。每塊試驗(yàn)板(10)的試樣穴密度超過1000個(gè)/塊。
文檔編號(hào)B01L3/00GK1244140SQ98801803
公開日2000年2月9日 申請(qǐng)日期1998年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月17日
發(fā)明者R·L·阿弗萊克, J·J·伯巴姆, G·馬圖斯, A·W·尼曼 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司