CN109475867B - 隔膜 - Google Patents

Abstract

公开一种自粘分层隔膜10，其包含：第一外层12，第一外层12包含热塑性弹性体，例如包含苯乙烯‑乙烯‑丁烯‑苯乙烯(TPE‑SEBS)的苯乙烯嵌段共聚物，能够至少部分封闭在针插透层时形成的小孔；粘合剂第二层22，用于将隔膜粘附到隔膜可连接到的孔或容器的口区(17，图2)；和在第一层和第二层之间的热塑性第三层32，其热粘合到第一层，并对粘合剂层提供较佳粘附。第一层包括凹槽14和排气口16，它们减小使用中的压差，但与第三层一起使通过隔膜的蒸发最小化。

Description

隔膜

技术领域

本发明涉及覆盖分析物或试剂孔或容器、并允许取样尖端(如吸移针)进入该孔或容器的类型的隔膜。本发明具体但不排他地涉及一种隔膜，该隔膜覆盖所谓多孔微孔板(multiwell microplate)的多个孔，多孔微孔板也称为微量滴定板，具有通常小体积的试剂或分析物孔的阵列，该阵列旨在由吸移针的类似隔开的阵列进入。

背景

微孔板盖的主要功能是阻止从分析物孔蒸发和防止孔受污染，特别在孔内容物可能储存一天或一星期时。出于实际目的，在所需物质放入孔后，盖应可由使用者装配，虽然可利用以下限定的发明在盖装配后通过吸移针等将物质***孔。这种功能可常规地用弹性体隔膜达到，虽然在数次针穿刺后这种隔膜的耐用性差，导致蒸发增加。

已知在孔上提供涂胶隔膜，使得在针插透隔膜时，隔膜将拉伸并围绕针提供密封。在此发生时，物质(例如，液体)从孔抽取或物质沉积进入孔的作用可引起孔中压力的减小或增加。继而，这导致在针中吸取太少物质、或者不足的物质沉积进入孔。虽然孔排气是一种可能性，但这增加孔中的蒸发，是不利的。

发明人已认识到，需要一种新的隔膜设计来解决微孔板孔中的阻止蒸发和排气以缓解压力变化的双重问题。本发明的实施方案解决那些问题。

在盖与例如所谓自动取样器中所用类型的取样针结合使用时造成另外的挑战，其中多根针以与微孔板的孔阵列间隔一致的阵列布置，且因此多个样品可从孔收集或沉积进入孔。针连续***隔膜，一般在使用此类自动取样器时出现，产生不闭合的孔洞，这增加蒸发。

可利用市售可得的微孔板盖，这些盖可再密封，以允许自动取样器针以低的力到达样品，但它们有由针移开的瓣(flap)/狭缝。由于瓣不产生紧密密封，这些盖的测试显示显著蒸发。另外，瓣/狭缝减小孔中的工作体积，因为它们向下弯曲进入孔，这由于瓣可接触孔内容物的风险而不合宜。一些孔板盖可再用，且形成为设计成96个盖的垫，其向下压入微孔板孔。它们显著减小孔的工作体积，且内在压缩的橡胶需要高的力来被穿透。常规96孔箔在第一次穿透之前提供低蒸发，但在穿透后蒸发开始，且这些箔不会将液体擦离针外部，因此，所谓的液体遗留(在针/吸移管外部上的过量液体)是个问题。

发明人已认识到，某些材料可用于隔膜类型盖，这种盖将：即使在多次穿透后也闭合，从而减少蒸发；和在针抽取时擦针，同时保持低的***力。本发明的实施方案致力于这个认识。

发明概述

根据本发明的第一个方面，提供一种自粘分层隔膜，其包含：第一外层，第一外层包含弹性共聚物或由其组成，弹性共聚物能够至少部分封闭在针插透该层时形成的小孔；和粘合剂第二层，用于邻近该隔膜可连接到的孔或容器的口区将该隔膜粘附。

除了在口区的排气口外，优选第一层在口区上实质连续延伸。

优选第二层在口区内部分或完全不存在。

优选隔膜在第一层和第二层之间包括第三层，所述第三层包含热塑性层或由其组成，该热塑性层能够热粘合到第一层，且能够粘附到第二层。

优选第三层为轴向或双轴向取向聚丙烯膜。

优选在任何针插透隔膜之前，第三层跨口区连续。

优选第一层在该层朝向第三层和第二层的表面中在口区处包括凹槽，且优选在凹槽内形成排气口。

优选第一层由热塑性弹性体(TPE)形成，任选为苯乙烯嵌段共聚物，例如，苯乙烯热塑性弹性体TPE-S，进一步任选具有苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)。

优选第一层和第三层粘合在一起，例如用热和压力的组合。

根据本发明的第二个方面，提供一种包含隔开的孔阵列的多孔微孔板，至少一个、优选所有所述孔由根据第一方面的自粘分层隔膜覆盖。

根据本发明的另一个方面，提供一种包括自动化样品处理的SPR仪器或高分辨率显微镜，自动化样品处理包括至少一个根据第二方面的多孔板。

根据本发明的另一个方面，提供一种阻止一个或多个试剂或分析物孔中蒸发的方法，所述方法包括用根据第一方面的隔膜覆盖所述孔或各孔，并围绕所述孔或各孔的口粘附所述隔膜。

本发明的实施方案提供自粘隔膜，其消除或减少蒸发，同时在样品提取或样品沉积期间使孔排气。鉴于以下详述，本发明的更多优点和益处将对本领域的技术人员变得容易显而易见。

附图

现在将参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1显示本发明的隔膜的第一实施方案的放大截面图；

图2显示在使用中的图1中所示的隔膜；

图3显示在使用后的图1中所示的隔膜；

图4显示准备使用且覆盖微孔板的本发明的第二实施方案的隔膜的截面图；

图5和6显示图4中所示隔膜的分解图。

详述

图1显示具有多个以下限定的层的本发明的隔膜10的截面图。隔膜10旨在粘附在孔7上，如图2中所示，允许针9或其它吸移装置刺穿隔膜。

隔膜10由第一层12形成，第一层12由弹性注塑共聚物形成，在此情况下，为苯乙烯家族的热塑性弹性体(TPE)形式的嵌段共聚物，例如，苯乙烯热塑性弹性体TPE-S，具有可以商品名Dryflex得自Elasto Hexpol TPE的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)。TPE-SEBS层12具有朝外表面13、朝内表面15、在朝内表面15中的凹槽14和在凹槽14与朝外表面13之间形成流体连通的排气小孔16。隔膜10进一步包含第二层22和第三中间层32，第二层22由市售可得的压敏低表面能丙烯酸类粘合膜形成，在此情况下，为具有制造商代码93015LE的双面粘合膜，由3M供应和由聚酯载体形成，且该载体的各侧具有所述粘合剂，例如3M销售的300LSE粘合剂；第三中间层32由聚合物材料的连续膜形成，例如，取向(即轴向或双轴向机械拉伸的)聚丙烯(PP)。具有或不具有粘合剂层的PP层32热粘合到TPE层12，即，使面15与PP层32的相应表面接触并以约5Bar的力在约140℃温度下压缩约5秒，并允许冷却另外的时间段而同时保持相同压力。粘合剂层22具有连接于其的剥离保护膜42，剥离保护膜42紧临使用前去除以在使用前维持粘合剂。应注意到，旨在置于孔7的口区17之上的区24无粘合剂或实质上无粘合剂，且凹槽14与该口区24一致。通过从所述膜切掉粘合剂层的圆盘(即，双饰面的膜)，形成此无粘合剂区。

图2显示在使用中的隔膜10的截面图，其覆盖微孔板5中的孔7。虽然该图描绘由伸入孔7中所含分析物3的吸移型中空针9刺穿的隔膜10，但容易显而易见的是，由于由粘合剂层22提供的粘合剂密封，且依靠封闭孔7的口17的连续PP聚合物层32，在所述刺穿前，隔膜10将覆盖孔口17并密封它以免蒸发。

仍参考图2，下降的针9将刺穿TPE层12，且依靠TPE材料的弹性性质，将迫使材料到旁边(而不是撕裂或切割材料)以围绕针形成密封。然后，针将切穿PP层32，以形成PP材料的瓣34或狭缝，其确实围绕针密封，而是允许在孔7和凹槽14之间流体连通并通过排气口16流体连通到孔7的外部。然后可发生流体物质提取到充当吸移管的针或从充当吸移管的针沉积，而没有与压差相关的问题。另外，在区24没有粘合剂层22，这具有不发生针的粘合剂污染的优点。

图3显示一旦针9移除的隔膜10的截面图。在此图中，TPE层12具有由于TPE材料的弹性而封闭或实质封闭的穿孔19。此弹性也起在针移除时将其擦净的作用，这对由针供应的高分辨率仪器是个显著优点，因为围绕针外侧的过量流体被去除或实质去除。PP膜的瓣34在某种程度上返回到其未切位置，但不形成孔7的完全密封。然而，由封闭或半封闭的瓣34引起的有限的流体连通和由凹槽14形成的死空间显著阻止孔7中液体的蒸发，使得蒸发不会成问题。

图4显示应用于多孔微孔板105的所有孔的隔膜100，在此情况下，为12×9(九十六)孔微孔板的十二个孔107。实际上，离型膜142(图5和6)被去除，粘合剂层132(图5和6)与微孔板105对准，以便无粘合剂区落在孔107的口上，从而提供用于各孔107的隔膜，类似于图2和3中所示的布置。在使用中，板105置于自动取样器200的工作台201上，自动取样器200是一种包含多个成阵列针109的装置，针109由机构(未显示)控制以至少上下(Z)和左右(X)移动，且经常以垂直于X和Z的方向(Y)移动，即，进入和离开纸，如图所示，因此提供为二维阵列的针109的二轴或三轴移动。自动取样器针109在使用中被共同驱动，以在Z方向穿透隔膜100，和收集相应孔107的至少一些内容物103，或者使物质沉积进入孔。

图5和6更详细地显示隔膜100的结构。隔膜100的结构类似于关于图1、2和3所述的结构，且类似的元件具有类似参考编号，但在图5和6中另外在前面加数字‘1’。

图5显示具有排气小孔116的TPE层112的顶表面113。那层112热粘合到PP层132，PP层132继而粘附到粘合剂层122和离型膜142，离型膜142为了容易去除而分成两等分144。各层用共通的对准孔50对准，只留下两翼136暴露于分层组件外，用其连接到图4中所示的微孔板105。

图6显示各组件的底面，值得注意的是在TPE层的底面115中的多个凹槽114，它们各自一般与无粘合剂口区124一致。

已只描述和说明了两个实施方案，但对熟练的收件人容易显而易见的是，可在不脱离本文要求的发明的情况下对以上做出修改、添加和省略，以下为这些修改、添加或省略的非穷举实例：

1)为了更清楚地显示层，附图示出未按比例的层。实际上，TPE层12/112优选总共约0.8至1.2mm厚，但在针旨在穿透处的和具有0.3mm直径的小孔16所位于的凹槽14/114处只大约为那个厚度的一半。PP层32/132优选约10至20µm厚，且粘合剂层22/122优选加上离型膜的厚度为约150-200µm。因此，与可以为8以上毫米深的所示孔相比，隔膜显示得有些过大。然而，任何可行的层厚度都足够。

2)已描述具体材料来提供一种实施本发明的方式。然而，将显而易见的是，其它材料会是可行的变体。例如，所述TPE层12/112可供选地由其它弹性热塑性弹性体形成，这些弹性体有足够弹性和韧度以完全或实质上“自封闭”任何针刺孔，即，拉伸到适度伸长且在去除应力时实质返回到其初始形状的能力。TPE的另一个优点是没有显著蠕变，这意味着隔膜将随时间保持其形状。TPE可以类似于常规热塑性塑料的方式作为熔体模塑，从而减少制造成本。可使用其它供选TPE材料，例如：热塑性烯烃(TPE-o)，热塑性聚氨酯(TPU)，热塑性共聚酯，热塑性聚酰胺。

3)虽然隔膜10和100可用于很多种类的应用，但特别的可应用性是它们在制备和储存旨在由特别灵敏的仪器(如高分辨率显微镜和表面等离子体共振(SPR)仪器)分析的样品中的用途，其中甚至少量蒸发就可剧烈改变检测结果。SPR仪器用对距传感器表面约150nm内折射率的变化灵敏的检测原理来实时监测分子相互作用。为了研究两个结合配偶体之间的相互作用，使一个配偶体连接到该表面，另一个配偶体以包括从一个或多个孔7/107收集的物质的样品溶液的连续流在表面上通过。SPR响应与接近表面的质量浓度变化成正比。因此，所述孔中的蒸发将直接影响由SPR仪器提供的读数。此类仪器经常使用自动化多孔板处理和样品收集***(经常称为自动取样器，且上文关于图4描述)，因此，本文所述隔膜用于此用途是理想的。虽然隔膜10和100旨在覆盖多孔板，这些板一般具有形成为二维阵列的96、384或甚至1536个孔，但将显而易见的是，它们也可应用于单一样品孔，例如，利用可手动操作的样品收集针。虽然优选隔膜10和100由使用者装配到相应的孔，但也可以是它们已粘附到孔地供应，在此情况下，无需使用离型膜14/142。实际上，隔膜可甚至省略粘合剂层，而是具有围绕相应孔(一个或多个)直接热粘合的层32/132，使得隔膜只包含层12/112和32/132。使用上述设计隔膜的实验显示，对于用50µl水填充的孔，在初始穿刺后(即，如图3中所示)蒸发小于0.4%，从而证明上述分层结构的效力。

Claims (30)

1.一种自粘分层隔膜，其包含：第一外层，该层包含弹性共聚物或由其组成，所述弹性共聚物能够至少部分封闭在针插透该层时形成的小孔；和粘合剂第二层，用于围绕该隔膜可连接到的孔或容器的口区将该隔膜粘附，

其中除了在口区的排气口外，第一层在口区上实质连续延伸；以及

其中隔膜进一步在第一层和第二层之间包括第三层，其中第三层为轴向取向聚丙烯膜。

2.权利要求1的隔膜，其中第二层在口区内部分或完全不存在。

3.权利要求1的隔膜，其中所述第三层能够热粘合到第一层，并能够粘附到第二层。

4.权利要求1的隔膜，其中第三层为双轴向取向聚丙烯膜。

5.权利要求1的隔膜，其中第三层在任何针插透隔膜之前跨口区连续。

6.权利要求1的隔膜，其中第一层在该层朝向第三层和第二层的表面中在口区处包括凹槽。

7.权利要求6的隔膜，其中在凹槽内形成排气口。

8.权利要求1的隔膜，其中第一层由热塑性弹性体(TPE)形成。

9.权利要求8的隔膜，其中所述热塑性弹性体为苯乙烯嵌段共聚物。

10.权利要求8的隔膜，其中所述热塑性弹性体为苯乙烯热塑性弹性体TPE-S。

11.权利要求8的隔膜，其中所述热塑性弹性体包含苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)。

12.权利要求1的隔膜，其中第一层和第三层粘合在一起。

13.权利要求12的隔膜，其中用热和压力的组合将第一层和第三层粘合在一起。

14.一种包含隔开的孔阵列的多孔微孔板，至少一个所述孔由前述权利要求中任一项所要求的自粘分层隔膜覆盖。

15.权利要求14的多孔微孔板，其中所有所述孔由前述权利要求中任一项所要求的自粘分层隔膜覆盖。

16.一种包含隔开的孔阵列的多孔微孔板，至少一个所述孔由分层隔膜覆盖，所述隔膜包含：第一外层，该层包含弹性共聚物或由其组成，所述弹性共聚物能够至少部分封闭在针插透该层时形成的小孔，其中除了在所述孔的口区的排气口外，第一层在口区上实质连续延伸；和在第一层和微孔板之间的另一层，其中所述另一层为轴向取向聚丙烯膜，其经热粘合到第一层和微孔板两者。

17.权利要求16的多孔微孔板，其中所有所述孔由分层隔膜覆盖。

18.权利要求16的多孔微孔板，其中所述另一层为双轴向取向聚丙烯膜。

19.权利要求16或17的多孔微孔板，其中所述另一层在任何针插透隔膜之前跨口区连续。

20.权利要求16或17的多孔微孔板，其中第一层在该层朝向所述另一层的表面中在口区处包括凹槽。

21.权利要求20的多孔微孔板，其中在凹槽内形成排气口。

22.权利要求16或17的多孔微孔板，其中第一层由热塑性弹性体(TPE)形成。

23.权利要求22的多孔微孔板，其中所述热塑性弹性体为苯乙烯嵌段共聚物。

24.权利要求22的多孔微孔板，其中所述热塑性弹性体为苯乙烯热塑性弹性体TPE-S。

25.权利要求22的多孔微孔板，其中所述热塑性弹性体包含苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)。

26.权利要求16或17的多孔微孔板，其中第一层和所述另一层粘合在一起。

27.权利要求26的多孔微孔板，其中用热和压力的组合将第一层和所述另一层粘合在一起。

28.一种样品处理***，所述***包括布置用于在至少两个轴上共同移动的吸移型针的阵列，进一步包括权利要求14至27中任一项所要求的多孔微孔板。

29.一种阻止一个或多个试剂或分析物孔中蒸发的方法，所述方法包括用权利要求1至13中任一项的隔膜覆盖所述一个或多个试剂或分析物孔，并围绕所述一个或多个试剂或分析物孔的口将所述隔膜粘附。

30.一种SPR仪器或高分辨率显微镜，其包括至少一个权利要求14至27中任一项所要求的多孔微孔板，且包括用于所述板的自动化处理的机构。

Images