JP5567773B2 - マイクロキュベットアセンブリ及びその利用方法 - Google Patents

Description

独立請求項１の序言によると、本発明は、一つ又はそれ以上の第１のキュベット表面を伴う第１の部分的プレートと、第１の部分的プレートに相対して設けられ一つ又はそれ以上の第２のキュベット表面を伴う第２の部分的プレートとを含む、マイクロキュベットアセンブリに関する。これらの第２のキュベット表面は、マイクロキュベットアセンブリの動作位置にあり、第１のキュベット表面に面平行に配置され所定の距離を置かれる。従って、マイクロキュベットアセンブリの動作位置で、キュベット表面の一つに予め加えられる液体体積がこれら２つのキュベット表面の間に保持される一つ又はそれ以上のマイクロキュベットが、形成される。これらの部分的プレートの各々は、複数のキュベット表面の一様アレイを夫々有してもよく、複数のキュベット表面のこれらの一様構成が、８つのキュベット表面を伴う線形アレイと為ってもよいし、相互に平行に配置されるその線形アレイの多重統合体と為ってもよい。本発明は更に対応する方法にも関する。

多数の“仮想ウエル”を設けるマイクロプレートは周知である。例えば、米国特許第６５６５８１３Ｂ１（特許文献１）は、標準的マイクロプレートのフォーマットと同様のファーマットを有するこのタイプのマイクロプレートを開示する。この場合、対向配置の親水性ドメインの個々のアレイが、互いに近接する２枚のガラスの部分プレート上に設けられる。親水性ドメインは通常、例えば、スクリーン印刷により加えられる疎水性テフロン（登録商標）（デュポン社）領域に囲まれる。液体体積は、“仮想ウエル”の２つの親水性ドメインの間で固定され適所に保持される。サンプルに対する酸化により親水化されるドメインを伴う別の実施形態も記載されている。これらのマイクロプレートは、例えばハイスループットスクリーニングに対して利用されるのであるが、１００ｎｌから１０μｌの非常に小体積の試薬との試験混合物を生成するのに利用されてもよく、その結果は、例えば蛍光測定法により評価されてもよい。しかしながら、これらのマイクロプレートは、吸収量測定には適切ではない。なぜなら、“仮想ウエル”内の経路長は十分には正確に定義されないからである。

その吸収量測定を行う光度計は、米国特許第６６２８３８２Ｂ２（特許文献２）から知られる。一滴の液体が、表面張力に基づいて２つのコンポーネントの、相互に近接する２面間で保持され、２つのコンポーネント内に含まれる光ファイバにより光がこの液体を通過する。照射の間にできるだけ大きい計測信号を得るため、２つのコンポーネントが相互に離れて動くとき滴体が延びるという事実の結果として、２つのコンポーネントのできるだけ大きい経路長が達成される。このデバイスは、少ない数のサンプルに関する個々の計測を実行するのに利用される。しかしながら、多数のサンプルに関して自動的にテストを実行するのには不適切と思われる。高い高さ（経路長）であるが直径が小さい個々の液体体積を検査するこのタイプのデバイス内の蒸発速度は、非常に速い。

既に周知である、仮想ウエルを設定するこれら２つのデバイスは、一方で生成するのが非常に困難であり、他方で多数の液体サンプルを自動的に検査することに関して限定された適応性しか備えず、若しくは全く適応性を備えない。
米国特許第６５６５８１３Ｂ１ 米国特許第６６２８３８２Ｂ２

本発明の目的は、周知の決定を除去する、若しくは最小化する代替的なデバイス、及び／又は代替的な方法を提供することである。

第１の形態に従って、一つ又はそれ以上の第１のキュベット表面を伴う第１の部分プレートと、上記第１の部分プレートに対向して配置され得少なくとも一つ又はそれ以上の第２のキュベット表面を有する第２の部分プレートを含む、マイクロキュベットアセンブリによって、上記目的は独立請求項１の特徴により達成される。これらの第２のキュベット表面は、マイクロキュベットアセンブリの動作位置において、上記第１のキュベット表面と見当の合う面平行で配置されて所定距離で離隔する。これにより、マイクロキュベットアセンブリの動作位置で、一つ又はそれ以上のマイクロキュベットを形成し、上記マイクロキュベットでは上記キュベット表面の一つに予め付加された液体体積がこれら２つのキュベット表面の間に保持される。本発明に係るマイクロキュベットアセンブリは、第１の部分プレートの第２のキュベット表面の各々は、自由ビーム光学素子として形成され第１の部分プレートを貫通する開口部内にその都度配置される透明ボディの表面により、その都度個別に独立して形成されることを特徴とする。

第２の形態に従って、このタイプのマイクロキュベットアセンブリを利用する生体サンプルを調べる対応する方法を提案することによって、上記目的は独立請求項１９の特徴により達成される。この場合、調べられる少なくとも一つの液体体積がキュベット表面の一つに付加され他のキュベット表面はこの液体体積と接触させられる。その後、動作位置において、これらの２つのキュベット表面間に液体体積が保持された少なくとも一つのマイクロキュベットを形成するように、両方のキュベット表面が見当の合う面平行の位置とされ相互に距離を置いて配置される。本発明に係る方法は、第１の部分プレートの第２のキュベット表面の各々が、自由ビーム光学素子として構成され第１の部分プレートを貫通する一つの開口部内に配置される透明ボディの表面により、その都度個別に独立して形成され、その都度、これら透明ボディの少なくとも一つと、相互からの固定距離にて保持される２つのキュベット表面の間に配置される液体体積が、光線により貫通されることを特徴とする。

従属請求項により、更なる好適な発明の特性が規定される。

本発明に係るマイクロキュベットアセンブリの特長は以下のものを含む。
全て正確に規定された高さを有する一つ又はそれ以上のマイクロキュベットが設けられ、これにより、結果として正確に規定された光学経路長と、光学密度の計測とによって、ランベルトベールの法則に従い手動で及び／又は自動で液体サンプル内の特定成分の濃度を測定できる。
ごく少量の体積により、規定された経路長で吸収量計測が実施され得る。
マイクロキュベットアセンブリは標準的マイクロプレートと略同一の設置面積を有し得る。このことは、マイクロキュベットアセンブリを、標準的マイクロプレートリーダを用いてマイクロキュベット内で自動的に吸収量計測を実施できるアダプタと為しうる。
薄い液体サンプルの体積の大半を光で照射する結果として、同じサンプルの種々のポイントで吸収量計測が実施される。このことにより、不均一なサンプルにより生じる計測のエラー頻発性が大きく減少する。
本発明に係るマイクロキュベットアセンブリのボディにより設けられる大きいキュベット表面は、調べられるサンプル液体の蒸発の影響を最小化する。

図１は、第１の若しくは第２の実施形態に係る開いたマイクロキュベットアセンブリの平面図である。マイクロキュベットアセンブリ１は、一つ又はそれ以上の第１のキュベット表面３を伴う第１の部分プレート２と、第１の部分プレートに対して配置可能であり少なくとも一つ又はそれ以上の第２のキュベット表面５を有する第２の部分プレート４とを含む。これらの第２のキュベット表面５は、マイクロキュベットアセンブリの動作位置にあり（図２参照）、第１のキュベット表面３に面平行に配置され、距離６を以て離隔されている。従って、マイクロキュベットアセンブリ１の動作位置で、キュベット表面３、５の一つに予め加えられた、夫々の液体体積８が、これら２つのキュベット表面３、５の間で内部に保持される一つ又はそれ以上のマイクロキュベット７が、形成される。マイクロキュベットアセンブリ１の２つの部分プレート２、４の２つのキュベット表面３、５間で液体体積８をこのように保持することは、この液体体積８の表面張力に基づくことが好ましい。このことにより、２つのキュベット表面３、５は、液体により濡れることになる。第１の部分プレート２の第１のキュベット表面３の各々は、本発明によると、自由ビーム光学素子として完成された透明ボディ１０の表面によりいずれの場合にも個別に且つ完全に形成され、いずれの場合にも第１の部分プレート２を貫通する開口部９内に配置される（図１〜７参照。）。

本発明に関して、これらの部分プレートの付番は任意のものであり、特定の構成は相互に交換可能であって対応する代替可能な実施形態として規定されることが、留保される。よって、（図１に示すように、）第１の部分プレート２は第２の部分プレート４に対向して配置されることが可能である。実際に、図１は、自由ビーム光学素子として完成された透明ボディ１０のキュベット表面５に関する平面図を示すために、第２の部分プレート４を示すに過ぎない。透明ボディ１０は、利用される電磁波を透過し自由ビーム光学素子として利用され得る屈折率を有するガラス、水晶ガラス、プラスチック部材及びセラミックを含むグループから選択された部材で形成されるのが好ましい。

当業者であれば気付くように、自由ビームオプティクス（自由ビーム光学素子）は、レンズや他の従来の光学素子を経由して意図的にガイドされる光ビームの自由伝搬の便利に基づくものである。自由ビームオプティクスと対比して、例えば米国特許第６６２８３８２Ｂ２（特許文献２）から知られるファイバーオプティクスは、光ファイバ内部の全反射の原理に基づくものである。自由ビーム光学透明ボディ１０を利用することにより、サンプルは、大きい断面を有する照明で照射され得る。更に、光ビームが自由ビームオプティカル、透明ボディ１０を離れる際の発散は調整可能であり、ファイバーオプティクスほど大きくない。

本発明において、“マイクロプレート”なる用語は、複数のウエル若しくは管がアレイ状に配置される全てのマルチウエルプレートを指す。特に、好適なマイクロプレートは、米国規格協会（ＡＮＳＩ）から発行される、ＳＢＳスタンダードに従うマイクロプレートの寸法及び設置面積を少なくとも大まかに有する。多数のウエルの異なる形状及び寸法が周知であるが、にもかかわらず、全ての標準マイクロプレートの共通の特徴は、それらは標準化された設置面積を有し、アレイ状に夫々配置されるウエルの軸方向距離も標準化されている、というものである。例えば、この軸方向距離は、２４―ウエル（４×６）プレートで１８ｍｍ、９６―ウエル（８×１２）プレートで９ｍｍ、３８４―ウエル（１６×２４）プレートで４．５ｍｍである。すべてのこれらのマイクロプレートは、プラスチック部材からなる消耗品であり、従来一度きりで利用され捨てられている。

図１に示す、本発明の第１の実施形態では、第２の部分プレート４の第２のキュベット表面５の各々は、透明ボディ１２の表面によりいずれの場合にも個別に独立して形成される。該透明ボディは自由ビーム光学素子として完成されいずれの場合にも第２の部分プレート４を貫通する開口部１１内に配置される（図２参照）。

全ての透明ボディ１０、１２は水晶ガラスで作られ、２００〜１０００ｎｍの波長の光が透明ボディ１０、１２を通り抜けられる（通過できる）のが、好ましい。透明ボディ１０、１２が実質的に円柱形で完成されるのが、特に好ましい。この場合、第１の部分プレート２のキュベット表面３、若しくは第１と第２の部分プレート２、４のキュベット表面３、５は、その円柱形の第１の円形表面からなる（図５参照）。一方で、透明ボディ１０は、利用される電磁波を透過し自由ビーム光学素子として利用され得る屈折率を有するガラス、プラスチック部材及びセラミックを含むグループから選択された部材で形成され得る。

本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の第１と第２の実施形態は、夫々、凹部を伴うベースプレート２１（図２及び図３参照）を含み、第２の部分プレート４はこの凹部２２にわたるように形成されベースプレート２１に固定される。第２の部分プレート４のキュベット表面３は、（図１に点線で示される）この凹部２２の領域内に配置される。

第１と第２の部分プレート２、４は、マイクロキュベットアセンブリ１の動作位置で、マイクロキュベットアセンブリ１の全ての対向するキュベット表面３、５間の固定距離６が規定されるべく、相互に依拠して作用するように形成されるスペーサ２４を含むのが、好ましい。キュベット表面３、５について十分に正確な見当の合う位置を規定するために、第２の部分プレート４は、マイクロキュベットアセンブリ１の動作位置で、第１の部分プレート２内の対応するくぼみ２６の中にはまるように構成されたガイドピン２５を含む。

標準的マイクロプレートリーダ内でマイクロキュベットアセンブリ１を自動的に利用できるようにするために、本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１は、標準マイクロプレートと殆ど同じの設置面積を有するのが好ましい。少なくとも、本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の第１と第２の実施形態では、ベースプレート２１は、標準的マイクロプレートの設置面積に少なくとも概略対応する設置面積２７を有するべきである。

図１で参照されるように、第２の部分プレート４は、複数のキュベット表面５の一様な配置を有する。４×４アレイが示されている。しかしながら、８若しくは１２のキュベット表面５を伴う線形アレイとして、複数のキュベット表面５の規則的配置が好ましい。この場合、相互に平行に配置されたその線形アレイの整数倍のものが、特に好ましく、このとき８若しくは１２のキュベット表面５の２つ若しくはそれ以上の平行の行を形成する。標準的マイクロプレートのウエルの軸方向距離に対応して一様な軸方向距離を有するキュベット表面５のそのようなアレイが、特に好ましい（図４参照）。

図２は、第１の実施形態に係る動作位置にある、図１のマイクロキュベットアセンブリ１の縦断面図である。複数の第１のキュベット表面３を伴うマイクロキュベットアセンブリ１の第１の部分プレート３は、同数の第２のキュベット表面５を有する第２の部分プレート４の上に配置される。マイクロキュベットアセンブリ１のこの動作位置において、マイクロキュベット７の２つのキュベット表面３、５は、相互に見当の合う面平行で配置され、所定の距離６を以て相互に離隔する。ピペットによって、若しくは液体処理システムを利用して、キュベット表面５の一つに予め手動で加えられた液体体積８は、これら２つのキュベット表面３、５の間で、このマイクロキュベット７内に保持される（図１〜図７参照）。

マイクロキュベットアセンブリ１の第１の実施形態は、第１の部分プレート２の第１のキュベット表面３と第２の部分プレート４の第２のキュベット表面５の各々が、自由ビーム光学素子として形成され第１の部分プレート２若しくは第２の部分プレート４を貫通する夫々の開口部９、１１内に配置される夫々の透明ボディ１０、１２の表面によって、独立し完結して形成されることを特徴とする。図２では、第１と第２の部分プレート２、４内の右端に配置される開口部９、１１内では透明ボディ１０、１２は省かれている。これらの開口部９、１１が部分プレート２、４を完全に貫通することを示すためである。図７は、この断面の拡大図である。

更に、図２は、第１の部分プレート２を第２の部分プレート４上に配置し、及び／又は第１の部分プレート２を第２の部分プレート４から持ち上げるために、ロボット３２のロボットグリッパ３３がいかに利用されるかを示す。本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の第１の実施形態は、少なくとも概ね標準的マイクロプレートの設置面積に対応する設置面積２７を伴うベースプレート３２を含む。

図３は、第２の実施形態に係る動作位置にある、図１のマイクロキュベットアセンブリを介する縦断面図である。第１の実施形態のように、複数の第１のキュベット表面３を伴うマイクロキュベットアセンブリ１の第１の部分プレート２が、同数の第２のキュベット表面５を伴う第２の部分プレート４上に位置する。マイクロキュベットアセンブリ１のこの動作位置でも、マイクロキュベット７の２つのキュベット表面３、５は、相互に見当の合う面平行で配置され、所定の距離６を以て相互に離隔されている。ピペットによって、若しくは液体処理システムを利用して、キュベット表面５の一つに予め手動で加えられた液体体積８は、これら２つのキュベット表面３、５の間で、このマイクロキュベット７内に保持される。

マイクロキュベットアセンブリ１の第２の実施形態は、第１の部分プレート２の第１のキュベット表面３の各々が、自由ビーム光学素子として形成され第１の部分プレート２を貫通する開口部９内にいずれの場合にも配置される透明ボディ１０の表面によって、いずれの場合にも独立し完結して形成され、更に、第２の部分プレート４の第２のキュベット表面５の各々が、第２の部分プレート４内にいずれの場合にも配置されたミラー１３の表面によりいずれの場合にも独立し完結して形成されることを特徴とする。これらミラー１３の各々は、キュベット表面５にて反射コーティングが施され、若しくは、反射コートされた背面１４を有する自由ビーム光学素子として形成される透明ボディ１２を含む。

前述のように、本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の第１と第２の実施形態は、夫々、凹部２２を伴うベースプレート２１（図２及び３参照）を含み、第２の部分プレート４はこの凹部２２に渡るように形成されてベースプレート２１に固定される。第２の部分プレート４のキュベット表面３は、（図１の点線で示される）この凹部２２の領域に配置される。

全ての透明ボディ１０、１２は水晶ガラスで作られ、透明ボディ１０、１２が２００〜１０００ｎｍの波長の光で通り抜けられるのが、好ましい。透明ボディ１０、１２が実質的に円柱形で完成されるのが、特に好ましい。この場合、第１の部分プレート２のキュベット表面３、若しくは第１と第２の部分プレート２、４のキュベット表面３、５は、その円柱形の第１の円形表面からなる（図５参照）。透明ボディ１０を含む場合、反射コーティングを伴うその背面に設けられるミラー１３にも、このことはあてはまる（図２の左２つのミラー１３参照）。ミラー１３が前面（図２の右２つのミラー１３参照）に反射コーティングを設けられるか背面に設けられるかに関わりなく、全てのミラー１３は円形のキュベット表面５を規定するのが、等しく好ましい。

図３に示される、ロボット３２のロボットグリッパ３３は、第２の部分プレート４を伴うベースプレート２をワークスペースの表面上に（例えば、ワークステーションのマイクロプレートキャリアの表面上に）配置し、及び／又は第１と第２の部分プレート２、４を伴うベースプレート２１２をワークスペースの表面から持ち上げてそれを標準的マイクロプレートリーダに移動させるためにも、利用され得る。本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の第２の実施形態が、少なくとも概ね標準的マイクロプレートの設置面積に対応する設置面積２７を伴うベースプレート２１を含むことからも、このことは可能である。

図４は、第３の実施形態に係る開かれたマイクロキュベットアセンブリ１の平面図である。マイクロキュベットアセンブリ１の第２の部分プレート４はこの場合６４の第２のキュベット表面５を含む。第１の部分プレート２は、この第２の部分プレートに対向して配置可能であるが、ここでは除去されており単に点線で示されている。当然ながら、両方の部分プレート２、４は同じ個数及び分布の第１と第２のキュベット表面３、５を有し、該第１と第２のキュベット表面３、５は、マイクロキュベットアセンブリ１の動作位置（図５参照）では、相互に見当の合う面平行で配置され、所定の距離６を以て相互に離隔されている。ここで示されるこのマイクロキュベットアセンブリ１の動作位置では、これは６４のマイクロキュベットを形成し、それらの各々では、キュベット表面３、５の一つに予め加えられた液体体積８は、これら２つのキュベット表面３、５の間で保持される。

マイクロキュベットアセンブリ１の第３の実施形態は、第１の部分プレート２の第１のキュベット表面３と第２の部分プレート４の第２のキュベット表面５の各々が、自由ビーム光学素子として形成され第１の部分プレート２若しくは第２の部分プレート４を貫通する夫々の開口部９、１１内に配置される夫々の透明ボディ１０、１２の表面によって、いずれの場合にも独立し完結して形成されることを特徴とする。本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の第３の実施形態は、第１の部分プレート２及び第２の部分プレートを含み、該第１の部分プレート２及び第２の部分プレートは、軸２８を有し、且つ、マイクロキュベットアセンブリ１の動作位置を設定するべくこれら部分プレート２、４の一つが他の部分プレート４、２上へ旋回する手段とする、ジョイント２３を介して接続する。

第１と第２の部分プレート２、４は、マイクロキュベットアセンブリ１の動作位置で、マイクロキュベットアセンブリ１の全ての対向するキュベット表面３、５間の固定距離６が規定されるべく、相互に依拠して作用するように形成されるスペーサ２４を含むのが、好ましい。第２の部分プレート４は、マイクロキュベットアセンブリ１の動作位置で、第１の部分プレート２内の対応するくぼみ２６の中にはまるように構成されたガイドピン２５を含む。第２の部分プレート４は、標準的マイクロプレートの設置面積に少なくとも概略対応する設置面積２７を有するのが、特に好ましい。

図４で参照されるように、第２の部分プレート４は、複数のキュベット表面５の規則的な配置を有する。８×８アレイが示されている。一方で、８若しくは１２のキュベット表面５を伴う線形アレイとして、複数のキュベット表面５の一様な配置が好ましい。この場合、相互に平行に配置されたその線形アレイの整数倍のものが、特に好ましく、このとき８若しくは１２のキュベット表面５の２つ若しくはそれ以上の平行の行を形成する。標準的マイクロプレートのウエルの軸方向距離に対応して一様な軸方向距離を有するキュベット表面５のアレイが、特に好ましい。標準的マイクロプレートのウエルの指定に関して、液体体積８が表面に配置されるべきキュベット表面５を示すことが可能であり、列１−８若しくは１−１２（図示せず）及び行Ａ−Ｈでも識別され得る。

図４に示される、ロボット３２のロボットグリッパ３３は、マイクロキュベットアセンブリ１を、液体体積３が液体処理システム３１によってキュベット表面５上に分配され得るワークスペースの表面上に（例えば、ワークステーションのマイクロプレートキャリアの表面上に）配置するのにも利用され得る。更に、ロボット３２のロボットグリッパ３３を伴うそのマイクロキュベットアセンブリ１は、マイクロキュベット７内に保持された液体体積８に関して吸収量測定が実施され得る標準的マイクロプレートリーダに移動されることが可能である。本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の第３の実施形態が、少なくとも概ね標準的マイクロプレートの設置面積に対応する設置面積２７を伴う第２の部分プレート４を含むことからも、このことは可能である。本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１に関して、発光測定及び／又は蛍光測定も、通常１〜１０μｌの、特に好ましくは２μｌの、非常に少量の液体体積８で、実施され得る。

図５は、第３の実施形態に係る動作位置にある、図４のマイクロキュベットアセンブリ１の縦断面図である。この場合も、第１と第２の部分プレート２、４の右端に配置された開口部９、１１内の透明ボディ１０、１２は、これらの開口部９、１１が部分プレート２、４を完全に貫通することを示すために、省かれている。図７は、この断面の拡大図である。ここで示される第３の実施形態の要素は、第１の実施形態の要素（図２参照）と実質的に対応し、前述にて詳細に説明している。

図５及び以下の図３の図から離れて、本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の更なる変形を想定することは可能である。そこでは、第１の部分プレート２の第１のキュベット表面３の各々が、自由ビーム光学素子として形成された透明ボディ１０の表面によっていずれの場合にも個別に独立して形成され、いずれの場合にも第１の部分プレート２を貫通する開口部９内で配置され、第２の部分プレート４の第２のキュベット表面３の各々は、第２の部分プレート４内に配置されたミラー１３の表面によっていずれの場合にも個別に独立して形成される。これらのミラー１３の各々にはキュベット表面５に反射コーティングが設けられ、若しくは、これらのミラー１３の各々は自由ビーム光学素子として構成され反射コートされた背面１４を有する透明ボディ１２を含む。

図６は、前述のように、第１と第２の実施形態の第１と第２の変形に係る開かれたマイクロキュベットアセンブリの部分縦断面である。自由ビーム光学素子として形成された２つの透明ボディ１０、１２を実質的に対称に配置することを目的としていることが、この図を参照して示される。０．５ｍｍの好適な高さを有するマイクロキュベット７が実効的に充たされることを保証するために、マイクロキュベット７の両方のキュベット表面３、５は、マイクロキュベットアセンブリ１の２つの部分プレート２、４が動作位置を取るときに殆ど完全に湿潤しているべきである。液体体積８がキュベット表面３、５に加えられた後に有するべき水滴高さＨは、従って、距離６の０．５ｍｍより幾分大きい。約０．６ｍｍの水滴高さが好ましい。既述のように、液体体積８は、ハンドヘルドのピペットによって、若しくは液体処理システム３１のピペット２９により自動的に、キュベット表面３、５に加えられ得る。

特に好適な実施形態の詳細も開示する。これらは、透明ボディ１０、１２とミラー１３キュベット表面３、５が部分プレート２、４の第１の表面１６を超える突出寸法１５だけ突き出て、それら光学素子に近接するという、特に好適な状態を含む。数百分の１ミリメートル、特に０．０５ｍｍの突出寸法１５あれば、キュベット表面３、５に加えられる液体体積がこのキュベット表面３、５から勝手に無くなるのを防ぐのに十分である。特に、透明ボディ１０、１２が水晶ガラスでできており、部分プレート２、４の第１の表面１６が酸化アルミニウムからできている場合には、この結果は妥当する。黒つや消しの酸化アルミニウム、若しくは、黒つや消し酸化アルミニウム合金が、この場合特に好ましい。酸化アルミニウム表面は、透明ボディ１０、１２の比較的疎水性の十分研磨された水晶表面よりもより疎水性であることが、見出されているので、この結果は一層顕著である。その突出寸法１５の配置には、透明ボディ１０、１２のキュベット表面３、５の微粉砕及び精密研磨の間に、夫々の部分プレート２、４から崩れて透明ボディに移される粒子が生じ得ない、という利点がある。

透明ボディ１０、１２のキュベット表面３、５のクリーニングのより容易な実行を可能にするために、透明ボディ１０、１２のキュベット表面３、５とミラー１３は、周辺ベベル若しくは丸めとして形成される欠け縁１７を有するのが、好ましい。キュベット表面３、５を拭うとき、更に繰り返してキュベット表面３、５から除去されねばならないほこりが鋭利な縁で形成されるのを防ぐことができる。縁１７が欠けていても、キュベット表面３、５に加えられる液体体積８は、このキュベット表面３、５上に残る。突出寸法１５は０．０５ｍｍであるのが好ましく、縁の欠けは突出寸法全体に対して４５°のベベルとして形成されるのが好ましい。

本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１を操作する際、透明ボディ１０、１２の背面１４上に指紋や他のひっかきからのグリース跡ができてしまうのを防ぐために、それらの背面１４が後退寸法１８の分だけ２つの部分プレート２、４のうちの一つの第２の表面１９からオフセットされるようにして、これらの透明ボディ１０、１２が部分プレート２、４内に搭載されるのが好ましい。この後退寸法１８は、約１．１ｍｍであるのが好ましい。

図７は、第１と第３の実施形態の好適な変形に係る動作位置にある、マイクロキュベットアセンブリ１の、閉じられ搭載されたマイクロキュベットの部分縦断面図である。ここに示すマイクロキュベットアセンブリ１は、第１のキュベット表面３を伴う第１の部分プレート２と、第１の部分プレートに対向して配置可能であり第２のキュベット表面５を有する第２の部分プレート４を有する。該第２のキュベット表面５は、マイクロキュベットアセンブリ１の動作位置において、第１のキュベット表面３に見当の合う面平行で配置され所定の距離６だけ離隔され、このことにより、マイクロキュベットアセンブリ１の動作位置において、キュベット表面５に予め付加される液体体積８がこれら２つのキュベット表面３、５の間に保持されるマイクロキュベット７を形成する。本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の液体体積８は、通常１μｌから１０μｌであり、２μｌの液体体積８が特に好ましい。

第１の部分プレート２の第１のキュベット表面３は、自由ビーム光学素子として形成され第１の部分プレート２を貫通する開口部９内にいずれの場合にも配置される透明ボディ１０の表面によって、いずれの場合にも個別に独立して形成される。同様に、この対称的な配置で、第２の部分プレート４の第２のキュベット表面５が、自由ビーム光学素子として形成され第２の部分プレート４を貫通する開口部１１内に配置される透明ボディ１２の表面によって、個別に独立して形成される。

両方の透明ボディ１０、１２は水晶ガラス（ドイツ、マインツ、Ｄ−５５１２２のＳＣＨＯＴＴ ＡＧ製のＳＱ２が好ましい）からなり実質上円柱形で形成され、第１の部分プレート２のキュベット表面３と第２の部分プレート４のキュベット表面５とは、これら円柱の第１の円形面から成る。部分プレートは、酸化アルミニウム、若しくは、酸化アルミニウム合金から成り、特に黒つや消し酸化のＡｌＭｇ４，５Ｍｇから成るのが好ましい。

透明ボディ１０、１２のキュベット表面３、４は、これらの光学素子に隣接する部分プレートの第１の表面１６を超えて０．０５ｍｍの突出寸法１５だけ突き出て、周辺の４５°のベベルとして形成される欠け縁１７を有するのが好ましい。１．１ｍｍの後退寸法１８だけ、２つの部分プレート２、４のうちの一つの第２の表面１９から背面１４がオフセットするように、これらの透明ボディ１０、１２が部分プレート２、４内に搭載されるのが好ましい。透明ボディ１０、１２はレンズ状の背面１４を含み、その結果、透明ボディ１０、１２の背面１４上に輝く光Ｌは、そのキュベット表面３、５に集中する。従って、両方の透明ボディは、例えば、透明ボディ１０、１２内に入射する光のための（２．５ｍｍの好適な直径を有する）入口開口部Ａ、及び、透明ボディ１０、１２から出て行きマイクロキュベット７上に入射する光のための、キュベット表面３、５に正確に対応する（２．０ｍｍの好適な直径を有する）出口開口部Ｂなどの、同一の自由ビーム光学機構を有する。

図７では、参照数字は、本発明に係る透明ボディ１０、１２の特に好適な寸法に対応し、Ｃは、部分プレート２、４内に形成され部分プレート２、４の開口部９、１１内の透明ボディ１０、１２を配置する働きをするカラー部３４の０．１５ｍｍの突出若しくは寸法に対応する。カラー部の深さＤは、この場合０．５ｍｍである。透明ボディの高さＥは約４ｍｍである。４５°のベベルは０．０５ｍｍである。透明ボディの円柱部は３．０ｍｍの高さである。この場合距離６は、最大許容誤差が＋／−５／１０００ｍｍである、０．５ｍｍとなる。開口部９、１１は、第１若しくは第２の部分プレート２、４を貫通し、夫々、透明ボディ１０、１２の背面に近接してコーン部２０を含む。

本発明に係る上述のマイクロキュベットアセンブリ１は、生体サンプルを調べる方法を実施するための理想のものである。この方法では、キュベット表面３、５の一つに少なくとも一つの調べるべき液体体積８が付加され、他のキュベット表面５、３はこの液体体積８に接触する。その後、両方のキュベット表面３、５は、マイクロキュベットアセンブリ１のこの動作位置にて、これら２つのキュベット表面３、５の間で液体体積８が中に保持される少なくとも一つのマイクロキュベット７を形成するように、見当の合う面平行位置とされ相互に距離６を置かれる。

本発明に係る方法は、第１の部分プレート２の第１のキュベット表面３の各々が、自由ビーム光学素子として形成され第１の部分プレート２を貫通する開口部９内にいずれの場合にも配置される透明ボディ１０の表面によって、いずれの場合にも個別に独立して形成され、光が、いずれの場合にもこれらの透明ボディ１０の一つ、及び、相互に固定距離６で保持される２つのキュベット表面３、５の間に配置される液体体積８を介して通過することを特徴とする。

第２の部分プレート４の第２のキュベット表面５の各々が、自由ビーム光学素子として形成され第２の部分プレート４を貫通する開口部１１内にいずれの場合にも配置される透明ボディ１２の表面によって、いずれの場合にも個別に独立して形成されるならば、光が、両方の透明ボディ１０、１２、及び、相互に固定距離６で保持されるマイクロキュベットアセンブリ１の２つのキュベット表面３、５の間に配置される液体体積８を介して一方向に通過する。第１の実施形態に対応するこの特定の方法では、調べられるべき液体体積８内の光の経路長は、０．５ｍｍである。

第２の部分プレート４の第２のキュベット表面５の各々が、第２の部分プレート４内に配置されるミラー１３の表面によって、いずれの場合にも個別に独立して形成されるならば、光が、少なくとも一つの透明ボディ１０、及び、相互に固定距離６で保持されるマイクロキュベットアセンブリ１の２つのキュベット表面３、５の間に配置される液体体積８を介して一方向に通過する。第２の実施形態に対応するこの特定の方法では、調べられるべき液体体積８内の光の経路長は、全体で１．０ｍｍと二倍になる。特に吸収量の低いサンプルで吸収量測定を行うときに、このことはＳＮ比（信号対ノイズ比）の改良に繋がる。

本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１を利用する本発明に係る方法の両方の実施形態により、様々な実施変形例が可能になる。

従って、マイクロキュベットアセンブリ１内で相互に固定距離６で保持される２つのキュベット表面３、５の間に配置される液体体積８内で、調べられるサンプルの一つ又は二つの吸収帯の範囲内にある一つ又は二つの波長の光を利用して、一つ又は二つの計測が実施され得る、ということも可能である。この場合、２６０ｎｍの範囲内の波長の光（核酸の吸収帯）による吸収量計測、及び／又は、２８０ｎｍの範囲内の波長の光（タンパク質の吸収帯）による吸収量計測が特に好ましい。

２６０ｎｍの範囲と２８０ｎｍの範囲の波長の光により夫々の計測を実施すると、この液体体積８のための２つの吸収量値の比が決定され、これが液体体積８内に存する核酸の純度の計測とみなされ得る。

上述の、単一の若しくは二倍の吸収量計測に加えて、調べられるサンプルの一つの吸収帯の外にあり又は二つの吸収帯の外にあり、例えば３００〜４００ｎｍ間の波長を有するＵＶの近傍範囲の光による参照計測が実施されるのが好ましい。利用されるマイクロプレートリーダに依存するが、例えば３１０又は３１５ｎｍの範囲の波長が、現在の装置の特性に対応する−このタイプの参照計測には特に好ましい。４００〜１０００ｎｍの波長を有する光による参照計測でもよい。

マイクロキュベットアセンブリ１の第２の部分プレート４、若しくはマイクロキュベットアセンブリ１の第２の部分プレート４に接するベースプレート２１は、少なくとも標準的マイクロプレートの設置面積に略対応する設置面積２７を含むので、標準的マイクロプレートリーダ３０は、マイクロキュベットアセンブリ１の２つのキュベット表面３、５の間に配置され相互に固定距離６で保持される液体体積８を、横切ることができる。

周知のように、液体体積内に溶解する物質の濃度及びこの液体体積の光吸収は、ランベルトベールの法則（Ａ＝ｃ×ε×ｌ）のより相互に関連する。ここで、Ａは光吸収、ｃは溶解した物質の濃度（Ｍ＝モル／リットル）、εは溶解した物質のモル吸光係数［１／Ｍ×ｃｍ］、ｌは液体の層厚さ若しくは光が通過すべき経路長の長さである。

例えば、本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の一つ若しくは多数のマイクロキュベット７の２つのキュベット表面３間の距離６について、経路長の正確な規定の結果として、光度に再現性のある結果が得られる。

本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ１の同じ特徴若しくは要素は、これらの要素が全てのケースにおいては詳細には述べられて無くとも、いずれの場合にも同じ参照数字を与えられている。例示の若しくは記載の実施形態の組み合わせは、本発明の範囲の一部を形成する。

標準的マイクロプレートリーダ内の全ての記載された吸収量計測と、ロボットによる全ての記載された運搬は、自動的に実施され得る。

本発明に係るマイクロキュベットアセンブリ及びその利用を、例示及び概略図を参照して説明しているが、それらは本発明の範囲を限定するものではない。
第１若しくは第２の実施形態に係る開いたマイクロキュベットアセンブリに関する平面図である。 図１のマイクロキュベットアセンブリの縦断面図であり、第１の実施形態に係る動作位置である。 図１のマイクロキュベットアセンブリの縦断面図であり、第２の実施形態に係る動作位置である。 第３の実施形態に係る開いたマイクロキュベットアセンブリに関する平面図である。 図４のマイクロキュベットアセンブリの縦断面図であり、第３の実施形態に係る動作位置である。 第１と第３の実施形態の第１と第２の変形例に係る開いたキュベットアセンブリの縦断面図である。 第１と第３の実施形態の好適な変形例に係る動作位置の、マイクロキュベットアセンブリの閉じられて搭載されたマイクロキュベットの部分縦断面図である。

符号の説明

１・・・マイクロキュベットアセンブリ、２・・・第１の部分プレート、３・・・第１のキュベット表面、４・・・第２の部分プレート、５・・・第２のキュベット表面、６・・・距離、７・・・マイクロキュベット、８・・・液体体積、９・・・第１の部分プレートの開口部、１０・・・第１の部分プレートの透明ボディ、１１・・・第２の部分プレートの開口部、１２・・・第２の部分プレートの透明ボディ、１３・・・ミラー、１４・・・透明ボディの背面、１５・・・突出寸法、１６・・・第１と第２の部分プレートの第１の表面、１７・・・欠け縁、１８・・・後退寸法、１９・・・第１と第２の部分プレートの第２の表面、２０・・・コーン部、２１・・・ベースプレート、２２・・・凹部、２３・・・ジョイント、２４・・・スペーサ、２５・・・ガイドピン、２６・・・くぼみ、２７・・・設置面積、２８・・・軸、２９・・・ピペット、３０・・・マイクロプレートリーダ、３１・・・液体処理システム、３２・・・ロボット、３３・・・ロボットクリッパ、３４・・・カラー、Ａ・・・入口開口部、Ｂ・・・出口開口部、Ｃ・・・カラー寸法、Ｄ・・・カラー深さ、Ｅ・・・透明ボディの高さ、Ｆ・・・ベベル、Ｇ・・・円柱、Ｈ・・・水滴高さ、Ｌ・・・光。

Claims (26)

1. マイクロキュベットアセンブリ（１）であって、
   複数の第１のキュベット表面（３）を伴う第１の部分プレート（２）と、上記第１の部分プレート（２）に対向して配置され複数の第２のキュベット表面（５）を有する第２の部分プレート（４）を含み、
   マイクロキュベットアセンブリ（１）の動作位置において、その都度、上記第２のキュベット表面（５）の一つは、上記第１のキュベット表面（３）の一つと見当の合う面平行で配置されて所定距離（６）で離隔し、これにより、マイクロキュベットアセンブリ（１）の動作位置で、マイクロキュベット（７）のアレイを形成し、
   上記マイクロキュベット（７）では上記キュベット表面（３、５）の少なくとも一つに予め付加された液体体積（８）が２つの対向するキュベット表面（３、５）の間に保持され、
   第１の部分プレート（２）の第１のキュベット表面（３）の各々、及び、第２の部分プレート（４）の第２のキュベット表面（５）の各々は、自由ビーム光学素子として形成され第１若しくは第２の部分プレート（２、４）を貫通する開口部（９、１１）内にその都度配置される透明ボディ（１０、１２）の表面により、その都度個別に独立して形成され、
   透明ボディ（１０、１２）のキュベット表面（３、５）が、上記キュベット表面（３、５）に近接する第１若しくは第２の部分プレート（２、４）の第１の表面（１６）を超えて、突出寸法（１５）だけ、その都度突き出ることを特徴とするマイクロキュベットアセンブリ（１）。
2. 透明ボディ（１０、１２）が、ガラス、水晶ガラス、プラスチック部材及びセラミックを含むグループから選択された部材で形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
3. 透明ボディ（１０、１２）が水晶ガラスからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
4. 透明ボディ（１０、１２）が略円柱形に形成され、
   第１の部分プレート（２）のキュベット表面（３）、及び、第１と第２の部分プレート（２、４）のキュベット表面（３、５）が、その円柱の第１の円形表面からなる
   ことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
5. 部分プレート（２、４）の第１の表面（１６）が、黒つや消しの酸化アルミニウム、若しくは、黒つや消し酸化アルミニウム合金を含む酸化アルミニウムからできている
   ことを特徴とする請求項４に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
6. 透明ボディ（１０、１２）のキュベット表面（３、５）が、周辺ベベル若しくは丸めとして形成される欠け縁（１７）を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか一に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
7. 透明ボディ（１０、１２）の背面（１４）が、後退寸法（１８）だけ２つの部分プレート（２、４）の第２の表面（１９）からオフセットするように、透明ボディ（１０、１２）が部分プレート（２、４）内に搭載される
   ことを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか一に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
8. 透明ボディ（１０、１２）がレンズ状の背面（１４）を含み、その結果として透明ボディ（１０、１２）の背面（１４）に入射する光がそのキュベット表面（３、５）で集中する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか一に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
9. 凹部（２２）を伴うベースプレート（２１）を含み、
   第２の部分プレート（４）がこの凹部（２２）にわたりベースプレート（２１）に固定されるように構成され、第２の部分プレート（４）のキュベット表面（３）がこの凹部（２２）の領域に配置される
   ことを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか一に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
10. 第１の部分プレート（２）と第２の部分プレート（４）はジョイント（２３）で接続され、このジョイントによって、これら部分プレート（２、４）の一つが別の部分プレート（４、２）上に旋回しマイクロキュベットアセンブリ（１）の動作位置を確立する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれか一に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
11. マイクロキュベットアセンブリ（１）の動作位置において、マイクロキュベットアセンブリ（１）の全ての対向するキュベット表面（３、５）の間の固定距離６が規定されるように、第１と第２の部分プレート（２、４）が相互に作用するように形成されるスペーサ（２４）を含む
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
12. マイクロキュベットアセンブリ（１）の動作位置において、第１の部分プレート（２）内の対応するくぼみ（２６）の中にはまるように形成されたガイドピン（２５）を含む
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のうちのいずれか一に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
13. 標準的マイクロプレートリーダ内で生体サンプルを調べるために、第２の部分プレート（４）若しくはベースプレート（２１）が、少なくともＡＮＳＩ規格に係るマイクロプレートの設置面積に略対応する設置面積（２７）を有する
    ことを特徴とする請求項９乃至１２のうちのいずれか一に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
14. 第１の部分プレート（２）と第２の部分プレート（４）の各々が、上記複数のキュベット表面（３、５）の一様な配置を含む
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のうちのいずれか一に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
15. 複数のキュベット表面（３、５）のこれらの一様な配置が、８若しくは１２のキュベット表面（３、５）を伴う線形アレイとして、又は、相互に平行に配置されたその線形アレイの整数倍として形成される
    ことを特徴とする請求項１４に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
16. マイクロキュベットアセンブリ（１）を伴う生体サンプルを調べる方法において、
    ａ）複数の第１のキュベット表面（３）を伴う第１の部分プレート（２）と、上記第１の部分プレートに対向して配置され複数の第２のキュベット表面（５）を有する第２の部分プレート（４）とを含むマイクロキュベットアセンブリ（１）を設置するステップと、
    ｂ）調べられる液体体積（８）をキュベット表面（３、５）の少なくとも一つに付加するステップと、
    ｃ）上記第１と第２の部分プレート（２、４）の上記キュベット表面（３、５）を、見当の合う面平行の位置にて、相互に距離（６）を置いて配置するステップであって、上記液体体積（８）が他の対向するキュベット表面（３、５）と接触しこれら２つの対向するキュベット表面（３、５）間に保持された、マイクロキュベット（７）のアレイを、上記マイクロキュベットアセンブリ（１）のこの動作位置において、形成する、ステップと
    を含み、
    第１の部分プレート（２）の第１のキュベット表面（３）の各々、及び、第２の部分プレート（４）の第２のキュベット表面（５）の各々は、自由ビーム光学素子として形成され第１若しくは第２の部分プレート（２、４）を貫通する開口部（９、１１）内にその都度配置される透明ボディ（１０、１２）の表面により、その都度個別に独立して形成され、
    透明ボディ（１０、１２）のキュベット表面（３、５）が、上記キュベット表面（３、５）に近接する第１若しくは第２の部分プレート（２、４）の第１の表面（１６）を超えて、その都度突出寸法（１５）だけ突き出、
    光は、その都度、これら透明ボディ（１０、１２）の一つと、相互からの固定距離（６）にて保持される２つの対向するキュベット表面（３、５）の間に配置される液体体積（８）を介して通過する
    ことを特徴とする方法。
17. 光は、その都度、両方の透明ボディ（１０、１２）と、相互からの固定距離（６）にて保持される２つの対向するキュベット表面（３、５）の間に配置される液体体積（８）を介して、マイクロキュベットアセンブリ（１）に関して一方向に、通過する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 相互からの固定距離（６）にて保持される、マイクロキュベットアセンブリ（１）の２つの対向するキュベット表面（３、５）の間に配置される液体体積（８）において、調べられるサンプルの一つ又は二つの吸収帯の範囲内にある一つ又は二つの波長の光により、一つ又は二つの計測を実施する
    ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. マイクロキュベットアセンブリ（１）の２つの対向するキュベット表面（３、５）の間に配置された液体体積（８）において、調べられるサンプルの一つの吸収帯以外の若しくは二つの吸収帯以外の波長の光により、計測を実施する
    ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の方法。
20. マイクロキュベットアセンブリ（１）の２つの対向するキュベット表面（３、５）の間に配置された液体体積（８）において、２６０ｎｍの範囲内と２８０ｎｍの範囲内の波長の光により、計測を実施し、
    その後、この液体体積（８）に対する２つの吸収値の比が決定され、液体体積（８）内に存する核酸の純度の計測とされる
    ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の方法。
21. 液体体積（８）に対する参照計測値を確立するために、光の波長を、生成のために調べるサンプルに関する一つ又はそれ以上の吸収帯以外の波長から選択する
    ことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の方法。
22. マイクロキュベットアセンブリ（１）の第２の部分プレート（４）、若しくは、マイクロキュベットアセンブリ（１）の第２の部分プレート（４）に接するベースプレート（２１）が、設置面積（２７）を含み、
    この設置面積（２７）が、少なくともＡＮＳＩ規格に係るマイクロプレートの設置面積に略対応し、標準的マイクロリーダ（３０）の光が、マイクロキュベットアセンブリ（１）に関して、相互からの固定距離（６）にて保持される２つの対向するキュベット表面（３、５）の間に配置される液体体積（８）を介して、通過する
    ことを特徴とする請求項１７乃至２１のうちのいずれか一に記載の方法。
23. 液体処理システム（３１）の一つ又はそれ以上のピペット（２９）が、マイクロキュベットアセンブリ（１）の部分プレート（２、４）のキュベット表面（３、５）に液体体積（８）を付加するために用いられ、
    液体処理システム（３１）には線形アレイに配置された８又は１２のピペット（２９）が備わることを特徴とする請求項１７乃至２２のうちのいずれか一に記載の方法。
24. ロボットグリッパ（３３）を伴うロボット（３２）が、マイクロキュベットアセンブリ（１）の２つの部分プレート（２、４）の一つに関する、このマイクロキュベットアセンブリ（１）の動作位置を確立するために利用され、上記ロボット（３２）がマイクロキュベットアセンブリ（１）を運搬し及び／又は設置するためにも利用される
    ことを特徴とする請求項１７乃至２３のうちのいずれか一に記載の方法。
25. 上記キュベット表面（３、５）が、ＡＮＳＩ規格に係るマイクロプレートのウエルの軸方向距離に対応する一様な軸方向距離を有する
    請求項１５に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。
26. 上記マイクロキュベット（７）が全て、正確に規定された高さを有し、微粉砕され精密研磨されたキュベット表面（３、５）を含むことを特徴とする
    請求項１に記載のマイクロキュベットアセンブリ（１）。

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