説明

マイクロプレート格納装置及び方法

【課題】低価格のマイクロプレート格納装置を提供する。
【解決手段】側板36,38から折り曲げられて一体的に形成された棚部44と位置決め部46,48とを備えたものであり、棚部44と位置決め部46の型板を使用して側板36,38を切断し、切断箇所を折り曲げて棚部44と位置決め部46が形成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に格納装置に関し、特にマイクロプレート格納装置に関する。
【背景技術】
【0002】
タンパク質を溶液から結晶化させるのに適切な条件を見つけ出すときに、タンパク質と試薬それぞれの適切な濃度を見つけ出すに至るまでには、しばしば多くの試験が行なわれる。更に、結晶化が可能な条件であっても、結晶化の速度は非常に遅く、時として週又は数か月の時間単位となりえる。したがって、手動によるタンパク質結晶化実験は、まさに労働及び時間集約的な処理であると言える。最初の実験でタンパク質を結晶化させる機会を増加させて、多くの時間を節約する一つの方法は、初期の実験において可能な限り多様なタンパク質及び試薬の濃度について実験をすることである。
【0003】
従来、タンパク質結晶化実験がマイクロプレートを使用して行なわれてきたので、実験の間に用意される多数のマイクロプレートを格納するためにマイクロプレート格納装置が開発されてきた。更に、莫大な数のマイクロプレートを作成し、タンパク質の結晶化をマイクロプレート毎に繰り返しチェックすることはとても労働集約的であるため、自動化されたタンパク質晶析装置が開発されてきた。この自動タンパク質晶析装置は、一回の実験で試験可能な条件の数を増加させるために、多数のマイクロプレート格納装置を利用するようになっている。自動タンパク質晶析装置における多数のマイクロプレート格納装置は、マイクロプレートを高い密度で集積して格納できるが、その費用は、晶析装置の総額に対してかなりの部分を占めてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
多数のマイクロプレート格納装置を使用して、複雑な自動装置を構築するときの問題の一つは、他の格納装置や装置フレームに対する格納装置の整列及び登録だけでなく、各格納装置及びマイクロプレートの位置を知らせる情報が必要であるという点である。この情報は、ロボットプレートハンドラーによってマイクロプレート格納装置からマイクロプレートを適切に自動抜き差しするために要求される。マイクロプレート格納装置が正しい位置にない場合には、ロボットプレートハンドラーで上記格納装置にマイクロプレートを正確に差し入れることができない。
【0005】
そこで、低価格のマイクロプレート格納装置を提供することが望まれている。さらに、マイクロプレート格納装置の位置、整列及び登録を決定する方法の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によって、上記要求の殆どを満たすことができる。ここでは、いくつかの実施形態において、マイクロプレート格納装置を構成する一対の側板に複数の棚部及び位置決め部を一体的に備えた装置が提供されている。さらに、本発明のいくつかの実施形態において、マイクロプレート格納装置は、装置の位置、整列及び登録情報を提供する総合的な特徴を備えた底板を具備している。
【0007】
本発明の一実施形態によれば、側板が提供される。この側板は、複数の棚部と、棚部の側方に形成された複数の位置決め部と、側板の上部に設けられた固定片とを具備しており、これら各構成要素部は連続した一体部材として形成されたものである。本発明のいくつかの実施形態において、側板は、位置検出溝及び整列溝の両方を備えた底板に取り付けられる。
【0008】
本発明の他の実施形態によれば、側板の製造方法が提供される。この方法には、レーザーカットにより一枚の型板から側板上に棚部及び位置決め部を同時に形成し、その後、側板のカット部分を折り曲げて棚部及び位置決め部を形成することが含まれる。
【0009】
本発明の他の実施形態によれば、格納装置の位置検出方法が提供される。この方法には、格納装置に関わる位置検出溝の右縁部の位置を検出し、格納装置に関わる位置検出溝の左縁部の位置を検出し、格納装置に関わる位置検出溝の上端縁部の位置を検出することが含まれる。
【0010】
本発明の他の実施形態によれば、格納装置を整列させて登録する方法が提供される。この方法には、底板の整列溝に整列棒を係合し、その後、底板の位置検出溝の所定の表面に設けられたバーコードを走査することが含まれる。
【0011】
本発明の他の実施形態によれば、側板が提供される。この側板は、棚に物を載せるための手段及び棚に物を位置付けるための手段を一体的に形成したものである。さらに、上記側板は、一体的に形成されて所定位置に側板を固定するための手段と、格納装置を構成する底板に側板を取り付ける手段と、格納装置の位置を検出する手段と、格納装置を整列し登録する手段とを含む。
【0012】
ここでは、本発明の一実施形態をやや広く概説した。これにより、詳細な説明がよりよく理解されるであろう。また、本発明の技術貢献が一層よく評価されるかもしれない。当然ながら、従属する請求項の主題となる本発明の付加的な実施形態も以下に詳述されている。
【0013】
この点において、本発明の少なくとも一実施形態を詳細に説明する前に、発明がその用途において、以下の説明又は図面に記載されている構成要素の詳細な構造及び配置に限定されないということが理解されよう。本発明は、記述されているもの以外に、様々な方法で実施される実施形態にも適用することができる。さらに、要約だけでなく、ここで使用されている用語や述語は説明のためのものであり、それに制限されない。
【0014】
したがって、技術に熟練しているものは、この開示された概念を本発明の各目的を実行する他の構造、方法及び装置の設計の根拠として容易に利用することができることを認識するであろう。それ故、本発明の思想及び範囲から外れない限り、請求項がそのような等価な構造をも含んでいると見なされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、図を参照して本発明を説明する。なお、同一の部分には同一の符号を付している。本発明による実施形態は、高い密度で集積し、かつ複雑な装置においてもコスト効率のよいマイクロプレートの格納方法を提供する。更に、いくつかの実施形態は、他の格納装置及び装置フレームに対してマイクロプレート格納装置を位置決めし、配列し及び登録する方法を提供する。
【0016】
図1はタンパク質結晶化用の自動プレート格納画像形成装置20の側面図である。この装置20は、多数のマイクロプレート格納装置24のハウジングを支持する装置フレーム22を備えている。図2に示すロボットマイクロプレートハンドラー26は、画像形成装置32へマイクロプレート30を移動するためのものであり、コンピュータ28によって制御される。コンピュータ28は、モニター34を備えており、画像形成装置32によって取得されたデータを分析するために使用される。画像形成装置32は、明視野、暗視野、及び偏光照明の画像を取得することができ、これらの画像は、その後、タンパク質の結晶化を検出し、評価するためにコンピュータ28によって分析される。画像形成装置32は、電荷結合素子(CCD)カメラ又は他の光学装置若しくは非光学撮像装置であってもよい。コンピュータ28は、何時、どのような順番でマイクロプレート30を分析するかについて完全にプログラム化されている。これにより、ある期間にわたってマイクロプレート30を分析することで行われるタンパク質の結晶成長動態の測定を極めて簡単に行なうことができる。
【0017】
図1に示すように、マイクロプレート格納装置24は、装置フレーム22上に密接状態で互いに隣接して収納されている。これにより、比較的小スペースに大量のマイクロプレート30を格納することができ、他の装置や他の目的のための実験スペースを確保することができる。
【0018】
図3は、マイクロプレート格納装置24の一実施形態の斜視図である。上記格納装置24は、同一のものからなる二つの側板36,38を並行に備えている。両側板36,38は、左右の側板36,38のいずれにも適用することができる。二つの並行な側板36,38は、一端が底板40に固定され、他端が天板42に固定されている。その固定には、リベット、ナット、ボルト、ねじ、釘、他の機械的手段、はんだ溶接、はんだを使用しない溶接、アーク溶接、スポット溶接、トーチ溶接、他の溶接手段、接着剤、エポキシ、樹脂、他の接着手段、又は物同士を接続する他の適当な手段を使用してもよい。側板36,38、底板40及び天板42は、金属、プラスチック、木材、又は構造物として適当な他の材料を用いて形成することができる。本実施形態においては、側板36,38がステンレス鋼で形成され、底板40及び天板42がアルミニウムで形成されている。
【0019】
側板36,38には、複数の棚部44及び複数の位置決め部46,48の両方が設けられている。そして、棚部44はマイクロプレート30(図1参照)を格納し、位置決め部46,48はマイクロプレート30を棚の隙間50に整列させる機能をそれぞれ有している。位置決め部46,48は、棚部44と側板36,38とによって囲まれた棚の隙間50にマイクロプレート30を案内する面52(図6参照)を略45度の角度で設けている。マイクロプレート格納装置24にマイクロプレート30を挿入するためには、所望の棚の隙間50内にある位置決め部46,48の間にマイクロプレート30を挿入すればよい。マイクロプレート30の当初の整列位置がずれている場合にも、マイクロプレート30は位置決め部46,48によって棚の隙間50の中央部に案内される。
【0020】
棚部44は、側板36をレーザー切断及びパンチングすることで、この棚部44がマイクロプレート格納装置24の内側に突出して水平に並んだ棚部44となるように形成される。棚部44の側方に位置する位置決め部46,48は、棚部44と同時に、同一の型板を使用して、レーザー切断及びパンチングが行われる。これにより、棚の組立て精度を向上することができる。棚部44及び位置決め部46,48を形成する技術は、レーザー切断に限られず、他の方法、例えば棚部44や位置決め部46,48を機械的に切断し、又はスタンピングをしてもよい。
【0021】
底板40には、位置検出溝54が設けられている。この位置検出溝54は、マイクロプレート格納装置24の位置をロボットマイクロプレートハンドラー26(図2参照)上に設けられたセンサーによって検出させるためのものである。この場合、上記センサーによって、位置検出溝54の左縁部56又は右縁部58の一方と上端縁部60とが検出される。位置検出溝54が底板40の真ん中に設けられ、且つ格納装置24の様々な実施形態に対して同一の幅で形成されているので、コンピュータ28(図1参照)と協働したロボットマイクロプレートハンドラー26のセンサーがマイクロプレート格納装置24の位置を検出するには、位置検出溝54の左縁部56又は右縁部58の一方及び上端縁部60を用いれば十分である。
【0022】
側板36には、固定片62が設けられている。この固定片62は、マイクロプレート格納装置24が自動プレート格納画像形成装置20(図1参照)の中にセットされた時に適所へマイクロプレート格納装置24を固定するための機構として、及び取っ手66の接続部64としての役目を果たす。取っ手66は、鋼、アルミニウム、他の金属又は合金、プラスチック又は他の適当な材料で形成されている。固定片62は、装置フレーム22の固定機構に係合する(図1参照)ようになっている。
【0023】
図4は、マイクロプレート格納装置24の一実施形態の側面図である。側板36上には、位置決め部46,48が棚部44方向へ傾斜して設けられている。この位置決め部46,48は、棚部44上にマイクロプレート30(図1参照)を整列させる役目を果たすものである。マイクロプレート格納装置24からマイクロプレート30を自動抜き差しするためには、棚部44上にマイクロプレート30を正確に位置決めすることが必要である。また、同図に示すように側板36には、固定片62及び取っ手接続部64が設けられている。この取っ手接続部64には、ボルト、ねじ、釘、リベット、溶接又は他の適当な方法によって取っ手66が取り付けられている。側板36の下端部に設けられた二つの下部接続部68は、底板40に側板36を取り付けるためのものである。一方、側板36の上端部に設けられた二つの上部接続部70は、図3に示す天板42に側板36を取り付けるためのものである。下部及び上部接続部68,70には、ボルト、リベット、他の機械的手段、溶接又は接着剤を使用することができる。
【0024】
底板40の底には、整列溝72が設けられている。この整列溝72は、装置フレーム22にマイクロプレート格納装置24を整列させるためのものであり、装置フレーム22(図1参照)に設けられた対応する整列棒に係合するようになっている。整列棒が整列溝72に嵌ると、マイクロプレート格納装置24が適切な方向に向けられることになる。整列の後、ロボットマイクロプレートハンドラー26(図1参照)のセンサーによって、図3に示す底板40に設けられたバーコード74が読取られ、マイクロプレート格納装置24が登録される。マイクロプレート格納装置24を登録することにより、どのタイプのマイクロプレート格納装置24が使用されているかを自動プレート格納画像形成装置20(図1参照)で識別することができる。更に、マイクロプレート格納装置24を登録することにより、ユーザがコンピュータ28(図1参照)に各マイクロプレート格納装置24及び格納装置24に格納されたマイクロプレート30に関する専用の情報をプログラムすることができる。
【0025】
図5は、マイクロプレート格納装置24の一実施形態の正面図である。図5に示すように、棚部44は、マイクロプレート格納装置24の内側に向けて側板36,38から水平に突出しており、マイクロプレート30の左右の縁部を保持するようになっている。マイクロプレート30(図1参照)に許容される保持量は、棚部44がマイクロプレート格納装置24の内側にどれだけ突出しているかによって増減することができる。棚部44のマイクロプレート格納装置24の内側への突出量が大きいほど、マイクロプレート30に許容される保持量が大きくなる。対向する一対の棚部44における垂直方向の隙間は、ロボットマイクロプレートハンドラー26(図2参照)をマイクロプレート30のわずかに下方に差し込み、マイクロプレート30の裏面に接触するまで上昇させ、さらにマイクロプレート30が棚部44から離れて位置決め部46,48(図3及び4参照)を越えるまで上昇させ、最終的にマイクロプレート30をマイクロプレート格納装置24から抜き取ることができるようにするものである。
【0026】
マイクロプレート格納装置24へのマイクロプレート30(図1参照)の差し入れは、マイクロプレート30の抜き取りとは逆の順番で行なわれる。マイクロプレート30を移動してきたロボットマイクロプレートハンドラー26(図2参照)は、位置決め部46,48の上方に水平に挿入され、マイクロプレート格納装置24の棚の隙間50に差し込まれる。次に、マイクロプレート30が棚部44上に載置されるまで下降する。ロボットマイクロプレートハンドラー26は、さらに下降してマイクロプレート30から離れる。そして、最後には、マイクロプレート格納装置24から引き抜かれる。マイクロプレート30の置かれた位置がずれて、マイクロプレート30の一方の縁部が一対の位置決め部46,48の上に置かれた場合、マイクロプレート30は、傾斜した位置決め部46,48上を滑りながら押し込まれ、隙間50内の棚部44上に正確に載置される。
【0027】
図5に示すように、マイクロプレート格納装置24の正面及び背面のいずれも塞がれていないので、マイクロプレート30の抜き差しは、マイクロプレート格納装置24の正面及び背面の両方から行なうことができる。このように、マイクロプレート格納装置24は通り抜けることができるようになっている。これにより、マイクロプレート格納装置24に対してロボットマイクロプレートハンドラー26(図2参照)で一方の側からアクセスし、手動で反対側からアクセスすることができる。
【0028】
なお、図5は、底板40の裏面の前側に形成された位置検出溝54を示している。
【0029】
図6は側板36の斜視図である。この側板36には、棚部44、位置決め部46,48、及び固定片62が一体的に設けられている。さらに、図6及び図7は二つの下部接続部68及び二つの上部接続部70の位置を示している。上述したように、側板36を一体構造とすることにより、位置決め部46,48の位置及び整列の精度及び再現性だけでなく、棚部44の位置及び整列の精度及び再現性を確保することができる。格納装置24内にマイクロプレート30を正確に位置付けることによって、マイクロプレート格納装置24(図1参照)からマイクロプレート30(図1参照)を自動抜き差しすることが容易になる。したがって、図9に示す底板40の一体構造と共に、側板36の一体構造は、マイクロプレート格納装置の全体性能を向上させ、抜差し工程における機械故障の発生を低減する。
【0030】
図7は側板36の側面図、図8はその正面図である。図8に示すように、位置決め部46,48は略45度の角度で傾斜している。なお、本発明の実施形態において、他の傾斜角度を適用してもよい。
【0031】
図9は、同図において上端部に設けられた位置検出溝54と、中間部に横断して設けられた整列溝72とを備えた底板40の斜視図である。図9に示すように、底板40には、該底板40を側板36,38(図3参照)に接続するための四つの底板接続部76が形成されている。さらに、同図に示すように、底板40には、固定位置にマイクロプレート格納装置24(図3参照)をしっかり固定するための四つの固定用接続部78が形成されている。上記固定用接続部78は、マイクロプレート格納装置24が自動プレート格納画像形成装置20の動作中に移動されない場合に使用される(図1参照)。装置フレーム22(図1参照)に底板40を固定するためには、ナット及びボルトが使用される。
【0032】
さらに、図9には三つの縁部56,58及び60が示されている。これらの縁部は、所定の場所にマイクロプレート格納装置24を位置付けるために使用されるものであり、位置検出溝54の左端縁部56、右端縁部58及び上端縁部60から成っている。例えば、本発明の一実施形態においては、ロボットマイクロプレートハンドラー26(図2参照)に設けられた光センサーによって、位置検出溝54の左端縁部56又は右端縁部58のいずれかが検出され、その後、位置検出溝54の上端縁部60が検出される。その後、光センサーによって検出された情報をコンピュータ28(図1参照)によって分析して、マイクロプレート格納装置24の配置位置が決められる。
【0033】
図9に示すように、底板40の下面の中間部を横断して整列溝72が設けられている。本発明の一実施形態において、上記整列溝72は、他のマイクロプレート格納装置24及び装置フレーム22(図1参照)に対してマイクロプレート格納装置24(図1参照)を整列させるべく、対応して設けられた整列棒に係合する。
【0034】
図9は底板の前方窪み80と後方窪み82とを示している。これらの窪みは、底板40の重量を減少させ、また、本発明の一実施形態においては、底板40を構成する材料の使用量を減少させるためのものである。
【0035】
図10は天板42の斜視図である。天板42には、図9に示す底板40と同様に、窪み84が設けられている。この窪みは天板42の重量を減少させ、本発明の一実施形態においては、天板42を構成する材料の使用量を減少させるように機能するものである。なお、同図には、天板42を側板36,38(図3参照)に接続するための四つの天板接続部86が示されている。
【0036】
上記実施形態においては、マイクロプレート格納装置24(図1参照)がマイクロプレート30(図1参照)を格納する場合について示したが、格納装置24は他の物を格納してもよい。さらに、マイクロプレート格納装置24は、マイクロプレート30を集積して格納するのに有用であるばかりか、コスト的に有用な手段として他の物を集積して格納するために使用することができる。
【0037】
本発明の多くの特徴や利点は、詳細に記載された本明細書から明白である。また、本発明の思想及び範囲内にある全ての特徴及び利点は請求項に包含される。さらに、多くの改良及び変更は、技術に熟練した者にとって容易に想到することができるので、本発明は図示され且つ記載された正確な構造及び動作に限定されない。従って、本発明の範囲で全ての適切な改良及び等価物は可能である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の一実施形態によるタンパク質結晶化用の自動プレート格納画像形成装置の側面図である。
【図2】図1に示すタンパク質結晶化用の自動プレート格納画像形成装置の平面図である。
【図3】本発明の一実施形態によるマイクロプレート格納装置を示す斜視図である。
【図4】図3に示すマイクロプレート格納装置の側面図である。
【図5】図3に示すマイクロプレート格納装置の正面図である。
【図6】本発明の一実施形態によるマイクロプレート格納装置の側板の斜視図である。
【図7】図6に示すマイクロプレート格納装置の側板の側面図である。
【図8】図6に示すマイクロプレーと格納装置の側板の正面図である。
【図9】本発明の一実施形態によるマイクロプレート格納装置の底板の斜視図である。
【図10】本発明の一実施形態によるマイクロプレート格納装置の天板の斜視図である。
【符号の説明】
【0039】
24…マイクロプレート格納装置
36,38…側板
40…底板
42…天板
44…棚部
46,48…位置決め部
54…位置検出溝
62…固定片
66…取っ手
72…整列溝
74…バーコード
80,82,84…窪み

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の棚部と、該棚部の両側方に形成され棚部の方向に傾斜した複数の位置決め部とを具備し、前記各構成要素部が連続した一体部材として形成されたことを特徴とする側板。
【請求項2】
固定片を一体的に設けたことを特徴とする請求項1記載の側板。
【請求項3】
前記側板を第1の側板として、
該第1の側板とミラー対称に配置される第2の側板を設け、
前記第1の側板及び第2の側板の下端部に取着される底板を設け、格納装置を構成することを特徴とする請求項1記載の側板。
【請求項4】
前記第1の側板は、前記第2の側板と略等しい形状に形成されたことを特徴とする請求項3記載の側板。
【請求項5】
前記格納装置には、
前記第1の側板及び第2の側板の上端部に取着される天板を設けことを特徴とする請求項3記載の側板。
【請求項6】
前記格納装置を構成する底板に位置検出溝を設けたことを特徴とする請求項3記載の側板。
【請求項7】
前記格納装置を構成する底板に整列溝を設けたことを特徴とする請求項3記載の側板。
【請求項8】
前記格納装置は、二つの隣接した棚部と二つの側板とによって囲まれ、格納装置の前後を開口した棚の隙間を備えたことを特徴とする請求項3記載の側板。
【請求項9】
前記格納装置は、前記各側板の上端部に固定片を一体的に設けたことを特徴とする請求項3記載の側板。
【請求項10】
前記格納装置は、前記固定片に取っ手を取り付けたことを特徴とする請求項9記載の側板。
【請求項11】
前記格納装置は、
固定片を一体的に設けた第1の側板及び第2の側板と、
前記第1の側板及び第2の側板の上端部に取り付けられた天板と、
位置検出溝及び整列溝を備えた底板と、
を具備して構成したことを特徴とする請求項3記載の側板。
【請求項12】
前記格納装置は、内部に窪みを備えた底板及び天板を具備したことを特徴とする請求項11記載の側板。
【請求項13】
前記側板はステンレス鋼からなり、前記底板及び天板はアルミニウムからなることを特徴とする請求項11記載の側板。
【請求項14】
同一の型板を使用して側板上に棚部及ぶ位置決め部を切断するステップと、
前記側板の切断位置を折り曲げて棚部及び位置決め部を形成するステップと、
を含むことを特徴とする側板の製造方法。
【請求項15】
前記切断は、レーザを使用して行なわれることを特徴とする請求項14記載の側板の製造方法。
【請求項16】
前記棚部と位置決め部との切断は、同時に行なわれることを特徴とする請求項14記載の側板の製造方法。
【請求項17】
格納装置に備えた位置検出溝の一縁部の位置を検出するステップと、
前記格納装置に備えた位置検出溝の上端縁部の位置を検出するステップと、
を含むことを特徴とする格納装置の位置検出方法。
【請求項18】
底板に設けられた整列溝に整列棒を嵌め込むステップと、
前記底板に設けられたバーコードを走査するステップと、
を含むことを特徴とする格納装置を整列し登録する方法。
【請求項19】
前記バーコードは、位置検出溝に近接した位置に設けられたことを特徴とする請求項18記載の格納装置を整列し登録する方法。
【請求項20】
棚部の側方に棚部方向に傾斜して一体的に設けられ、棚部に物を載せるための手段と棚部に物を位置付けるための手段とを備えて構成したことを特徴とする側板。
【請求項21】
所定位置に側板を固定する手段を一体的に形成したことを特徴とする請求項20記載の側板。
【請求項22】
格納装置を構成するために第1の側板と第2の側板とを底板に取り付ける手段を備えたことを特徴とする請求項20記載の側板。
【請求項23】
前記格納装置は、格納装置の位置を検出する手段を備えたことを特徴とする請求項22記載の側板。
【請求項24】
前記格納装置は、格納装置を整列し登録する手段を備えたことを特徴とする請求項22記載の側板。
【請求項25】
前記格納装置は、格納装置の前後側から格納装置にアクセスする手段を備えたことを特徴とする請求項22記載の側板。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公表番号】特表2008−506607(P2008−506607A)
【公表日】平成20年3月6日(2008.3.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−520556(P2007−520556)
【出願日】平成17年7月8日(2005.7.8)
【国際出願番号】PCT/US2005/024357
【国際公開番号】WO2006/010045
【国際公開日】平成18年1月26日(2006.1.26)
【出願人】(504273830)サーモ フィッシャー サイエンティフィック,インコーポレーテッド (6)
【Fターム(参考)】