Microanalysis method and apparatus

申请号 JP2000527355 申请日 1999-01-05 公开(公告)号 JP2002500373A 公开(公告)日 2002-01-08
申请人 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー; 发明人 ハンター、イアン・ダブリュー;
摘要 (57)【要約】 複数の液状サンプルを分析するシステム及び方法である。 システムは、2つの平行な平坦及び複数の貫通孔を有するプラテンを有し、表面張 力 によって各貫通孔内に液状サンプルを維持するように貫通孔の寸法が定められる。 光学的放射 光源 が貫通孔を照明し、光学的装置が貫通孔から現れる光を分析する。 貫通孔は、個々にアドレス 指定 可能でありかつ100ナノリトル未満の容量を有し得る。 サンプルは、本発明の実施形態により毛管作用により平坦面から引出され、正確に分配、希釈及び混合され得る。
权利要求 【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 サンプルコレクションから特定された特性を有するサンプルを選択する方法であって、 2つの平行な平坦面及び該平坦面に垂直に配置された複数のアドレス指定可能な貫通孔を有するプラテンを与え、 該貫通孔の少なくとも1つに液状の第1サンプルを装入し、 該第1及び第2サンプル間の反応を可能にするために、該少なくとも1つの貫通孔に第2サンプルを加え、 該特定された特性に関して該貫通孔内の反応を特徴づけることから成るサンプル選択方法。
  • 【請求項2】 表面張力によって液体サンプルを各貫通孔内に維持するように各 貫通孔の寸法が定められる、請求項1の方法。
  • 【請求項3】 各貫通孔が100ナノリットル未満の容量を有する、請求項1の方法。
  • 【請求項4】 該複数のアドレス指定可能な貫通孔が一平方メートルにつき10 を超える密度を有する、請求項1の方法。
  • 【請求項5】 該第1液状サンプルが、液状標的及び懸濁状標的の少なくとも 1つを有する、請求項1の方法。
  • 【請求項6】 該少なくとも液状標的及び懸濁状標的の1つが生物的物質を有する、請求項5の方法。
  • 【請求項7】 該第1サンプル装入段階が毛管作用で平坦面から該サンプルを引出すことを含む、請求項1の方法。
  • 【請求項8】 該第1サンプル装入段階が、該プラテンを液体貯蔵器と接触させ、該プラテンを該貯蔵器の表面に垂直な軸の回りで回転させることを含む、
    請求項1の方法。
  • 【請求項9】 該第1サンプル装入段階が、該プラテンを液体貯蔵器と接触させ、該プラテンを該貯蔵器の表面に垂直な軸及び該貯蔵器の表面に平行な軸の少なくとも1つの回りで回転させることを含む、請求項1の方法。
  • 【請求項10】 該第1サンプル装入段階が、該プラテンを液体貯蔵器と接触させ、該プラテンの該平坦面に垂直な方向に該プラテンを駆動させることを含む、請求項1の方法。
  • 【請求項11】 該第1サンプルの蒸発を防止するために湿り大気を維持することをさらに含む、請求項1の方法。
  • 【請求項12】 該第1サンプルの蒸発を防止するために該液状サンプルを単一層で被覆することをさらに含む、請求項1の方法。
  • 【請求項13】 該特定された特性に関して該貫通孔内の反応を特徴づける段階は、該サンプルを光学的に分析することを含む、請求項1の方法。
  • 【請求項14】 1組の貫通孔を有するプラテンを与え、 該1組の貫通孔の各小組に特定された液体サンプルを装入し、 該特定された液状サンプルの特性を特徴づけることから成る複数の液体サンプルを特徴づける方法。
  • 【請求項15】 該特定された液状サンプルの特性を特徴づける段階が、 該1組の貫通孔の各小組の少なくとも1つの貫通孔を放射光で照明し、 該少なくとも1つ貫通孔から発する該放射光を分析することから成る、請求項14の方法。
  • 【請求項16】 複数の液状サンプルを分析する方法であって、 該複数の液状サンプルをプラテンに配置された複数の貫通孔に装入し、 少なくとも1つの貫通孔を放射光で照明し、 該少なくとも1つ貫通孔から発する該放射光を分析することから成る複数の液状サンプル分析方法。
  • 【請求項17】 該分析段階が、該少なくとも1つ貫通孔から発する該放射光をスペクトル的に特徴づけることを含む、請求項16の方法。
  • 【請求項18】 第1組液状サンプルの構成要素を第2組液状サンプルの構成要素と組合わせた複数の化合物を調製する方法であって、 貫通孔を有する第1多孔プラテンと、貫通孔を有する第2多孔プラテンとを与え、 第1多孔プラテンの該貫通孔に第1組の液状サンプルを装入し、 第2多孔プラテンの該貫通孔に第2組の液状サンプルを装入し、 第1多孔プラテンの該貫通孔を第2多孔プラテンの該貫通孔と正しく合わせ、
    該第1組サンプルを該第2組サンプルと結合させることから成る複数の化合物調製方法。
  • 【請求項19】 該結合段階が、該第1組サンプルを該第2多孔プラテン内に慣性的に射出することを含む、請求項18の方法。
  • 【請求項20】 互いに平行な第1平坦面及び第2平坦面を有する第1プラテンに設けた複数の貫通孔内に第1組の液状サンプルを装入し、 互いに平行な第1平坦面及び第2平坦面を有する第2プラテンに設けた複数の貫通孔内に第2組の液状サンプルを装入し、 該第1組の少なくとも1つの貫通孔が該第2組の少なくとも1つの貫通孔と正しく合うように、該第1プラテンの該第1平坦面を該第2プラテンの該第2平坦面と接触させて配置させることから成る複数の液状サンプルを混合させる方法。
  • 【請求項21】 該接触配置段階が行われると同時に該第1液状サンプルの溶液濃度が希釈されるように、該第1組液状サンプルが溶媒で溶解する溶質を含み、第2組液状サンプルが溶媒を含む、請求項20の方法。
  • 【請求項22】 該第1組液状サンプルの液体を該第2組液状サンプルの液体と混合することをさらに含む、請求項20の方法。
  • 【請求項23】 該混合段階が光学的手段で該液体内に乱流を生じさせることを含む、請求項22の方法。
  • 【請求項24】 該混合段階が音響的手段で該液体内に乱流を生じさせることを含む、請求項22の方法。
  • 【請求項25】 該混合段階が機械的手段で該液体内に乱流を生じさせることを含む、請求項22の方法。
  • 【請求項26】 各壁を有する1組の円筒形貫通孔を有するプラテンを与え、 液状キャリヤに懸濁された生物的サンプルを該貫通孔に装入し、 該生物的サンプルが該貫通孔の該壁上に堆積するようにさせるために該液状キャリヤを蒸発させることから成る生物的サンプル運搬方法。
  • 【請求項27】 液状サンプルを扱う平行な平坦面を有する多孔プラテンであって、 親水材料の内層と、 該内装の相対する側と結合される疎水材料の2つの外層と、 該液状サンプルを保持する貫通孔であって、該プラテンの該平坦面に垂直な方向で該内層及び該外層を横切る貫通孔とから成る液状サンプル操作用多孔プラテン。
  • 【請求項28】 2つの平行な平坦面及び開口と壁とを有する複数の貫通孔を有するプラテンと、 光学軸に沿って少なくとも1つの貫通孔を照明する光学放射光源と、 該少なくとも1つの貫通孔から発する光を分析する光学装置とから成る複数の液状サンプル分析システム。
  • 【請求項29】 該複数の貫通孔の該開口が、該プラテンの該面上に6角形に密接して詰め込まれた格子の中心に配置される、請求項28のシステム。
  • 【請求項30】 該複数の貫通孔の該開口が、該プラテンの該面上の長方形格子の中心に配置される、請求項28のシステム。
  • 【請求項31】 該貫通孔が、1.5より大きい軸対横寸法の縦横比率を有する、請求項28のシステム。
  • 【請求項32】 各貫通孔の壁及び該プラテンの平坦面の各平面で囲まれた容積が100ナノリットル未満である、請求項28のシステム。
  • 【請求項33】 各貫通孔の該壁が部分的に親水性でありかつ部分的に疎水性である、請求項28のシステム。
  • 【請求項34】 各貫通孔の該壁が、 中央親水区域と、 2つの疎水区域とから成り、一疎水区域が該中央親水区域から該プラテンの各平坦面まで伸びる、請求項28のシステム。
  • 【請求項35】 該プラテンが、中央親水層及び該中央親水層の相対する側に配置された2つの外疎水層を有する積層体である、請求項28のシステム。
  • 【請求項36】 該プラテンが金属である、請求項28のシステム。
  • 【請求項37】 該プラテンが、無定形材料、セラミック、ガラス、石英及びガラス状カーボンから成るグループから選択される材料である、請求項28のシステム。
  • 【請求項38】 該プラテンが重合材料である、請求項28のシステム。
  • 【請求項39】 該複数の貫通孔の壁が、該貫通孔からの光の放射を可能にするために該プラテンの平坦面においてのみ被覆される、請求項28のシステム。
  • 【請求項40】 該プラテンを該光学軸に垂直な方向で該プラテンを移動させる前進機構をさらに含む、請求項28のシステム。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【産業上の利用分野】

    本発明は、液体の若しくは以前又は現在液状懸濁体をなす細胞等諸物質の、多数の微量サンプルを操作し、移動し、分析する装置及び方法に関する。

    【0002】

    【従来の技術】

    マイクロリットル又はそれより小量の試薬又は検体の反応及びその後の分析を要する微小規模に関する化学は、製薬又は多の業界で新物質開発の観点から益々重要な側面をなす。 このような反応及び分析は、各種の条件下で反応及び分析されるべき非常に多数の化合物を含む広大な実験室に配慮するかもしれない。 膨大な数(潜在的に毎日約何十万又は何百万)の化合物の化学分析に用いられる現技術と関連する重要な問題には、膨大な数の化合物及び反応を並行して扱うことが含まれる。

    【0003】

    【発明が解決すべき課題】

    現存の技術は、空所(ウエル)毎に約1マイクロリットル乃至1ミリリットルの液状化合物の容量を含む、96、384又は1536ウエルプレートを頼っている。 また、概してシリコンチップのような平坦な2次元面上の単一開口を配置した空所での化学反応及び分析を伴う。 百万空所ディスクを形成するために当業界に現存する技術を適用することは実際的ではない。 従って、実験室形式で百万サンプルの分析を可能にする新しい研究手段が必要である。

    【0004】

    【課題を解決する手段】

    本発明の1面によると、その1実施形態ではサンプルコレクションから特定された特性を有するサンプルを選択する方法が与えられる。 同方法は、2つの平行な平坦面及び該平坦面に垂直に配置された複数のアドレス指定可能な貫通孔を有する定盤、即ち、プラテンを与え、該貫通孔の少なくとも1つに液状の第1サンプルを装入し、該少なくとも1つの貫通孔に第2サンプルを加え、該第1及び第2サンプル間の反応を可能にするようにさせ、該特定された特性に関して該貫通孔内の反応を特徴づけることから成る。

    【0005】 本発明の代わりの実施形態によると、表面張によって液体サンプルを各貫通孔内に維持するように各貫通孔の寸法が定められ、100ナノリットル未満の容積を有する。 該複数のアドレス指定可能な貫通孔が一平方メートルにつき10 を超える密度を有する。

    【0006】 本発明のさらなる実施形態では、該第1サンプル装入段階が毛管作用で平坦面から該サンプルを引出すことを含む。 該プラテンを液体貯蔵器と接触させ、該プラテンを該貯蔵器の表面に垂直な軸の回りで回転させるか若しくは該プラテンを該貯蔵器の表面に垂直な軸及び該貯蔵器の表面に平行な軸の少なくとも1つの回りで回転させる。 同方法は、該第1サンプルの蒸発を防止するために湿り大気を維持するか若しくは該液状サンプルを単一層で被覆することをさらに含む。

    【0007】 本発明のさらなる面によると、第1組液状サンプルの構成要素を第2組液状サンプルの構成要素と組合わせた複数の化合物を調製する方法が与えられる。 同方法は、貫通孔を有する第1多孔プラテンと、貫通孔を有する第2多孔プラテンとを与え、第1多孔プラテンの該貫通孔に第1組の液状サンプルを装入し、第2多孔プラテンの該貫通孔に第2組の液状サンプルを装入し、第1多孔プラテンの該貫通孔を第2多孔プラテンの該貫通孔と正しく合わせ、該第1組サンプルを該第2組サンプルと結合させることから成る。

    【0008】 本発明のさらなる面によると、液状サンプルを混合しかつ希釈する方法が与えられる。 同方法は、第1プラテンの貫通孔内に第1組の液状サンプルを装入し、
    第2プラテンの貫通孔内に第2組の液状サンプルを装入し、次いで、それぞれの組の液状サンプルを混合させるために該第1組の少なくとも1つの貫通孔が該第2組の少なくとも1つの貫通孔と正しく合うように、該第1プラテンの面を該第2プラテンの面と接触させて配置させることから成る。

    【0009】 本発明の他の面によると、複数の液状サンプルを分析するシステムが与えられる。 同システムは、2つの平行な平坦面及び開口と壁とを有する複数の貫通孔を有するプラテンと、光学軸に沿って少なくとも1つの貫通孔を照明する光学放射光源と、該少なくとも1つの貫通孔から発する光を分析する光学装置とから成る。

    【0010】

    【望ましい実施形態】

    貫通孔空所 本発明の望ましい実施形態により、化学的又は生化学的反応の分析に用いられる各空所(ウエル)の容量は、概して100ナノリットル(10 −10 )未満に低減される。 空所の充填(配列)密度は、それによって先行技術に対して数桁増加され得る。 図1を参照すると、本明細書ではさもなければ「下層」又は「
    サンプルウエーファ」と呼ばれる、定盤、即ち、プラテン10の側面図が断面で示される。 プラテン10は、多数の貫通孔12のキャリヤであり、貫通孔はプラテン10の一方の面14から反対側の面16までプラテンを横断し、本発明の実施形態により分析くぼみ又は空所(即ち、マイクロウエル)を構成する。 貫通孔12は、直円柱の形状又はその代わりに長方形の断面を有し得る。 しかし、他の形状の貫通孔は、本発明の範囲内である。 本明細書及び添付された請求の範囲で用いられるように「プラテン」の用語は、実質的に平行な平面を有する構造体であって、横の寸法が実質的に平行な平面間で構造体の厚さを実質的に超えるものを指す。

    【0011】 貫通孔12の開口は正方形である必要はなく、本発明の代替実施形態によると、フランジ8は貫通孔12のいくらか又は全部を囲む平面14の上に伸び得ると同時にくぼみ6が反対側の面16において貫通孔12の縁の周りに作られ得る。
    フランジ8及びくぼみ6は、プラテンが積重ねられる場合及び、図9−10に関して以下に詳述するように、混合又は希釈処理において連続するプラテン10の正しい位置合わせに有利に対処し得る。

    【0012】 本発明の実施形態によると貫通孔12は、液状の第1サンプル18で装填され得る。 サンプル18は第2サンプルと反応し得るようにされ、そこでは第2サンプルは各種の試験サンプルを含み得ると共に、例えば、光学マーカを用いた反応生成物の後続又は同時分析によって、多数の反応が並行して処理及び分析され得る。

    【0013】 例えば、生物的分析に適用されると、第1サンプル18は、例えば、成懸濁液内の細胞、真核生物(動物、イースト)又は原核生物(バクテリア)、抗体及び酵素であり得る。 しかし、他の生物的又は非生物的分析への適用は、本明細書で請求される本発明の範囲内である。 そのようなすべての試薬は、本明細書及び添付の請求の範囲では「標的(ターゲット)」と呼ばれ得る。 溶液1ミリリットルにつき10 細胞の典型的イースト細胞濃度は、100ナノリットル空所につき約1000細胞を与える。 概して、プラテンの隣接領域を構成する貫通孔空所の完全チップ又はサブセットは、単一系統細胞で占められ得る。

    【0014】 製薬的研究で用いられるような典型的処理分析手順は、1つ又はそれ以上の検体を含む試験サンプルを貫通孔空所に導入する、後続のアドレス指定導入を必然的に伴い、選択された物質が1つ又はそれ以上の貫通孔を含むサブセット貫通孔内へ導入される。 サブセット貫通孔内にアドレス指定可能に導入される試験サンプルは、薬剤候補又は既知の薬剤を含み得る。 試験サンプルは、同時か又は後で導入される多数の構成成分で構成され得る。 試験サンプルの構成成分は、検体、
    拮抗剤、試薬、溶剤又はその他の物質を含むと共に液状又は他の形で導入され得る。 本発明の望ましい実施形態では、試験サンプルは、拡散を経て急速な反応を容易にするために液状で貫通孔空所内へ導入され、第1サンプルは既に貫通孔に液状で存在する。

    【0015】 特定の貫通孔位置にアドレスされた第2サンプルが引き出される1組の物質は、本明細書及び添付された請求の範囲では物質の「ライブラリ(収集物質)」と呼ばれる。 典型的な用途では、ライブラリは相当な大きさであり、従って、多数の物質の並行的反応及び分析を容易にするために本発明の能力を有利に利用できる。 特に製薬的用途では、ライブラリは10 乃至10 の物質又はそれらの組合せから構成され得る。

    【0016】 プラテン10の典型的厚さ20は、約1−2mmであり、一方貫通孔12は約100−400μmの典型的特性寸法(直径のような)22を有する。 従って、
    面14及び16間の各貫通孔12の容量は約10 −7 cm 又はそれ以上である。 貫通孔12は、中心で典型的に孔の直径の約2倍隔置されるが、すべての間隔が添付された請求の範囲及び本発明の範囲内である。 特に、貫通孔12は、図2
    Aに示すように矩形グリッド上に中心を有するか若しくは図2Bに示すように密接配列6形ラチス(格子)の形状を有する。

    【0017】 図3を参照して記載された本発明の代わりの実施形態によると、貫通孔12は、処理装置に関して中心を決めるための中心孔302を有する環状サンプルウエーファ300内の並列内に配置され得る。

    【0018】 再び図1を参照すると、プラテン10は、その中に貫通孔12が形成され得る任意の剛性又は擬似剛性物質であり得る。 特に、本発明の各種の実施形態によると、プラテン12は、すべて限定なしに例として与えられる、金属、半導体、ガラス、石英、セラミック又は重合材料で形成され得る。 本発明の望ましい実施形態によると、プラテン10は、コンパクトディスク読取り専用メモリ(CD-RO M)、即ち、厚さ約1.2mm、直径約100mmの重合体ディスクと関連するフォーマットで形成される。

    【0019】 プラテン10は、中心層26及び「サンドウイッチ型」外層28を有する積層材料で形成され得る。 サンプル18を入れることに関するこの構成体の利点は以下に記載される。

    【0020】 貫通孔12は、プラテン10の材料に適切な手段でプラテン10内に形成され得る。 貫通孔形成方法は、例として、ガラス及び重合体に100μmの貫通孔を形成する紫外線(UV)励起レーザによるレーザ融解を含む。 追加の貫通孔形成技術には、機械的孔あけ、電気化学的方法又は選択的化学又は荷電粒子腐食技術等がある。 さらに、異なった組成のガラス繊維マイクロ毛管束が予備形成物から引抜き加工されてプラテンを形成するために薄片に切られ、次いで貫通孔を形成するために選択的に腐食される。

    【0021】 貫通孔マイクロ空所装填 本発明の実施形態により用いられる寸法規模に関して、貫通孔12が1より大きい直径に対する軸の縦横比を有するところでは、貫通孔空所の物質流体動力学の支配において粘性力が慣性力を支配し得る。 結果的に、貫通孔12をサンプル流体18で装填するために毛管作用が用いられ得る。 図4を参照すると、貫通孔空所を装填する2つの面が、サンプル挿入装置30に関して記載される。 貫通孔マイクロ空所12は両側で開放されているので、液体の流入及び置き換えられた空気の流出に関して単一開口しか有しない先行技術の空所構造体で起こるように、空所ヘの液体挿入は、挿入と同時に液体で置き換えられる空気が入って来る流体を通して流れる必要はない。 ポート33を介して貯水器34内へ挿入される液体32は、既に述べた通り、懸濁液の形で細胞又は他の粒子を含み得る。 プラテン10の面を横切る方向36に沿って加えられる力により液体32内へプラテン10を駆り立てるように、液体32は、並列衝撃により貫通孔マイクロ空所12
    (図1)内へ強制挿入され得る。 横のピストン力は、軸38を介するか若しくは機械工学で知られる他の任意の方法で加えられ得る。

    【0022】 本発明の他の実施形態によると、貫通孔の壁に沿った液体32の毛管作用を通しても液体は同様に挿入され得る。 プラテン10の下面が濡れるのに備えるために、プラテン10は貯水器34内へ下げられ、軸38を通して加えられるトルク又は別の方法で、概して約1/4の回転角度に亘って回転される。 その代わりに 、プラテン10は濡らされ、プラテン10を液体32内へ浸し、プラテン面の軸の周りでプラテンを傾けることによって液体32はマイクロ空所内へ引き入れられる。

    【0023】 毛管及び蒸発液体損失に関する安定化 それぞれのマイクロ空所の液状サンプルを維持するために、液体の蒸発は避けられなければならない。 蒸発を防ぐ1方法は、湿度100%の周囲の大気環境を与えることである。 本発明の実施形態により、蒸発を抑制するために実施し得る数ある方法の中では、例えば、各種のアルコールのような高分子量流体がマイクロ空所の各端に導入され、それによって液体サンプルの蒸発を避けるために分子単層又は他の薄い層を形成し得ることである。

    【0024】 図5を参照すると、貫通孔マイクロ空所を含めるためにプラテン10の一部断面が示される。 マイクロ空所の毛管装填を向上させかつサンプル液体の毛管転出を避けるために、プラテン10の面14及び16に隣接する、マイクロ空所の外部区域40は、本発明の望ましい実施形態による疎水性壁面を有し、同時に貫通孔壁の内部区域42は、親水性面を有し、それによって水成液体サンプルを選択的に引き付ける。 概して、マイクロ空所の内部―160μm区域は親水性壁面を有し、同時に空所のいずれかの端には長さが約20μmの疎水性層がある。 サンプル液体をマイクロ空所内ヘ装入するときには、空所のいずれかの端の概して1
    0%が満たされないまま残され、次の液状試験サンプルが急速にマイクロ空所の親水性中心まで拡散し、それによって既に存在する液体と混合する。

    【0025】 光学的質問 本発明が適用される用途に依存して、第1液状サンプルと次に加えられる検体との反応結果は、生物学又は生物化学技術の当事者に知られた広範な方法で読み出され得る。 読出しシステムは、特定の反応が起こってしまったかどうかを決めるために、アドレス指定可能なマイクロ空所内のサンプルへの質問を可能にする各種のタガント(taggants)を用い得る。 幾つかの反応は光学的に質問され得る。 即ち、比色定量又は蛍光光度計方法若しくはラマンスペクトル方法を含む共鳴又は比共鳴散乱方法が限定なしに含まれる。

    【0026】 図6を参照すると、光学的質問方法(上記の方法はただ例に過ぎない)が実施され得る。 本発明の1実施形態によると、プラテン10の貫通孔12内に光線5
    0を結合し、検出器アレイ56を構成する検出器54により、貫通孔12の反対側開口から現れる光52を検出することによって実施される。 その代わりに、最初の方向で散乱により戻された光が集められ、標準光学技術を用いて分析され得る。 光学信号の信号対雑音比を最適化するために光線形状及び貫通孔容積が適合されるのが望ましい。 本発明の望ましい実施形態によると、円筒形断面及び1より大きい縦横比率の貫通孔への光学的適合は、共焦光学形状を通して達成される。 そこでは最初に平行にされた光線50が、光学要素58によって貫通孔12の中心60において散乱被制限焦点を有する光線に変換される。 そこで現れる光線52が集められ、光学要素60によって検出器アレイ56上に収斂される。 貫通孔が矩形断面を有しかつ光学放射が導波管のように貫通孔の壁によって案内されるならば、貫通孔の分量の優れたサンプリングが得られ得る。 光学要素58及び60は、光学技術の当事者によく知られているような、レンズ又は鏡若しくはそれらの組合せでよい。 検出器アレイ56は、電荷転送素子(CCD)は、例えば、本発明の1実施形態では、1000x1000要素フォーマットが用いられ、
    各貫通孔が検出器アレイの3つの要素54上に映される。 ウィンド62は、プラテン及び検出器アレイ56間に配置されると共に、上記のように分析が湿った周囲の環境で行われるならば、標準技術を用いて乾燥され得る。 その代わりに、結合要素58によって貫通孔内に結合された光線50は、貫通孔内のサンプリングされた分量の効果的な質問を与えるために、導波管を通して案内される波のように貫通孔12の壁62によって貫通孔内に結合される。

    【0027】 プラテン10の材料が、質問中の光学的光線50の波長において完全に不透明でない場合には、アドレス可能なサンプル分量間の光の漏洩及び漏話を避けるために貫通孔12の壁62は被覆され得る。

    【0028】 図7は本発明の望ましい実施形態を示し、そこではプラテン10が上記のCD
    −ROMフォーマットで構成され、プラテン10が中心66の周りで回転すると同時に質問中の光学的光源50が半径方向68に進み得るようにされる。 光学検出器56アレイは、本発明の実施形態により、光源50と共に移動し得る。

    【0029】 連続進行分析 図8を参照すると、本発明の有利な実施形態によると、例えば、可撓性重合物質であり得るプラテン10は、光学的光源72及び検出器アレイ74を含む光学的質問システムを通り過ぎる方向70に運ばれる。 液状のサンプルは、貫通孔1
    2内に装入されかつ特定された指示が期待される周期間に列76が光学的に質問されるように、関連した反応回数によって制御されるレートで前進する。

    【0030】 混合及び希釈 図9を参照すると、液状サンプルを調製し、混合し又は希釈する本発明の実施形態により行われる処理(工程)を見越して、互いに隣接される第1プラテン9
    0及び第2プラテン92の一部断面図が示される。 プラテン90の貫通孔12は、幾つかの特定されたサブセットの貫通孔12を横切って同一であるか又はプラテン全部につき同一の液状サンプルが装入されてしまっているように示される。
    液体サンプル94は、概略的に示されるように、溶媒98内の溶液として細胞又は他の標的96を含み得る。

    【0031】 第2プラテン92の貫通孔12は、1つ又はそれ以上の溶媒又は他の試薬を含むように示される液体サンプル100及び102で装填されてしまっているように示される。 特に、プラテン92は、各々がプラテン90の標的96にさらされるべき別個の混合物(化合物)のライブラリで占められてしまってもよい。

    【0032】 図10は、それぞれのプラテンの貫通孔が1対1の条件で正しく位置が合うことを可能にするように、互いに接触させられてしまった図9のプラテン90及び92を示す。 各プラテンのくぼみ6と突起8との噛み合せは、貫通孔の正しい位置合わせを容易にし、各貫通孔の液状サンプル内容物混合に備える。 従って、図示の通り、第1プラテン90のサンプル94からの標的96の半分がサンプル1
    00及び102溶媒へ移動してしまっている。 混合及び希釈は、通常の静的拡散を通すか又は混合を容易にするために用いられるあらゆる方法によって、このように容易になされ得る。 例えば、混合は、レーザ照射によって誘発される熱渦電流及び乱流の生成によって向上され得る。 混合レートはこの方法で向上されることが発見されている。 例えば、音響的摂動又はミクロピペットでのサンプルの攪拌等あらゆる混合技術は、本明細書に記載されかつ添付の特許請求の範囲に請求された本発明の範囲内である。

    【0033】 本発明により積重ねられ得るプラテン90及び92の数は、例としてのみ図9
    及び10に示された2つには限定されない。 従って、位置合わせされた貫通孔に相当する数のプラテンを積重ね、相当する積重ねのサンプル容量内に含まれる液体全体を通して標的の移動を可能にすることによって、溶媒98の標的96の濃度が特定された程度まで希釈され得る。

    【0034】 生物的サンプルの運搬 本発明の実施形態により本明細書に記載された多孔プラテンは、例えば、同一系統の細胞サンプルを実験室に出荷するために用いられ得る。 この用途では、細胞又は他の生物的サンプルは、水溶液又は他の液状懸濁液にして本発明の貫通孔空所内に導入され得る。 液状キャリヤは、その後蒸発され、細胞又は他の生物的サンプルが、複数の貫通孔空所の煙突形コーティングを形成することを可能にする。 その後サンプルは、続いて濡らすことによって再懸濁され、さらなる検体が導入され得る。

    【0035】 本発明の記載された実施形態は、単なる適例であることを意図し、当業者にとって多数の変形及び変更があることは明らかであろう。 そのようなすべての変形及び変更は、添付された特許請求の範囲で定めるような本発明の範囲内に入ることが意図される。

    【図面の簡単な説明】

    本発明の上記特徴は、下記添付図と共に詳細な説明を読むことによって一層容易に理解されるであろう。

    【図1】 本発明の望ましい実施形態による液体サンプルの分析用の多重貫通孔を含む積層されたプラテンの一部の断面を示す側面図である。

    【図2】 図1のプラテンの一部を示す上面図である。 図2Aでは貫通孔は長方形の中心に構成され、図2Bでは貫通孔は密集して並べられた6角形配列で構成される。

    【図3】 本発明の実施形態による密集した貫通孔を有する円形サンプルウエーファの上面図である。

    【図4】 毛管及び慣性挿入力で図1のプラテン内へ液体サンプルを装入する装置の側部透視図である。

    【図5】 水成サンプルを入れる疎水性及び親水性層の用法を示す、図1プラテンの単一貫通孔を切り取った図である。

    【図6】 本発明の実施形態による貫通孔内の液状サンプル質問用共焦光学装置の構成図である。

    【図7】 本発明の実施形態によるディスク状プラテンの貫通孔に保持される液状サンプルを連続的に質問する走査装置の透視図である。

    【図8】 本発明の代わりの形態実施形態による連続処理フィルム型プラテンに保持される液状サンプルを連続的に質問する走査装置の構成図である。

    【図9】 本発明の実施形態による混合又は希釈を見越して貫通孔位置合わせ位置に近接された2つのプラテンの一部断面図である。

    【図10】 2つのプラテンが混合又は希釈を容易にするために接触された後の2プラテンの一部断面図である。

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 37/00 103 G01N 37/00 103 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,UZ,VN,YU,ZW (71)出願人 77 Massachusetts Ave nue, Cambridge, Mas sachussetts 02139,U. S. A Fターム(参考) 2G045 CB01 FA14 FB01 FB03 HA06 2G057 AA02 AA04 AB07 AC01 AD15 BA01 BB01 BB04 BB08 2G059 AA05 BB04 BB06 BB12 BB14 DD04 DD05 DD12 EE02 EE03 EE07 FF12 GG00 JJ11 KK04 4G057 AB06 AB11 AB39 4G075 AA13 AA62 AA65 BA10 BB01 BB02 BB05 BD15 BD16 BD30 CA36 CA56 CA61 DA02 DA12 DA18 EB32 EB33 EB34 ED08 ED13 EE34 FA02 FB03 FB04 FB06 FC20

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