DE60121467T2

DE60121467T2 - Abdeckungsanordnung für mikrotestplatte

Info

Publication number: DE60121467T2
Application number: DE60121467T
Authority: DE
Inventors: D. Julian Ashland WARHURST; F. Andrew Martinsville ZAAYENGA
Original assignee: TekCel Hopkinton LLC; TEKCEL LLC
Current assignee: TekCel Hopkinton LLC; TEKCEL LLC
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: EP1343585A2; EP1343585B1; DE60121467D1; WO2002049760B1; ATE332747T1; WO2002049760A2; WO2002049760A3; AU2002230932A1; US6896848B1; JP2004530862A

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Mikroplatten und insbesondere eine Abdeckungsbaugruppe für eine Mikroplatte, die einen abnehmbaren dichten Verschluss bereitstellt und mit manuellen oder Roboter-Handhabungssystemen kompatibel ist.
Hintergrundinformationen
Mikroplatten werden allgemein für verschiedene Prüfverfahren verwendet. Während solcher Prozeduren kann es wünschenswert oder erforderlich sein, die Plätze (wells) der Mikroplatten dicht zu verschließen, um angemessene Prüfbedingungen bereitzustellen, um eine wechselseitige Verunreinigung zwischen den Plätzen, Leckage der Probe während Transport oder Lagerung oder den Kontakt von Menschen mit gefährlichen Proben zu vermeiden. Außerdem können manche Prüfverfahren, einschließlich Reihenuntersuchungen mit hohem Durchsatz, die Handhabung einer großen Anzahl (z. B. in der Größenordnung von hunderten oder tausenden) Mikroplatten durch roboterartige Ausrüstung erforderlich machen. In einer solchen Umgebung ist es von größter Bedeutung, dass der Prozess, mit dem die Abdichtung der Mikroplatte in Eingriff oder außer Eingriff gebracht wird, keine Störung der Roboterausrüstung bewirkt oder den Durchsatz des Systems übermäßig verringert.
Herkömmliche Ansätze zum dichten Verschließen von Mikroplatten sind mit schwerwiegenden Nachteilen behaftet. Erstens bieten zahlreiche herkömmliche Abdichtungen keinen gleichmäßigen dichten Verschluss über alle Plätze der Mikroplatte. Dies wird häufig durch eine ungleichmäßige Verteilung der Kraft verursacht, die zur Sicherstellung eines dichten Verschlusses aufgebracht wird. In schwerer wiegenden Fällen kann dieser Fehler zur unvollständigen Abdichtung mancher Plätze führen, wodurch die Prüfergebnisse verfälscht werden oder eine gefährliche Situation entsteht. Zweitens sind herkömmliche Abdichtungen typi scherweise so ausgelegt, dass sie von Hand in Eingriff oder außer Eingriff mit der Mikroplatte gebracht werden, und ungeeignet zur Verwendung von Roboterausrüstung bei Reihenuntersuchungen mit hohem Durschsatz sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Kurz zusammengefasst stellt die vorliegende Erfindung eine Abdeckungsbaugruppe für eine Mikroplatte bereit, die eine im Wesentlichen gleichmäßige, sicherere, zuverlässige Abdichtung der Plätze der Mikroplatte bereitstellt, und die sich gut für die Verwendung mit Roboter-Handhabungssystemen eignet. Die Baugruppe enthält eine Schicht aus Dichtmaterial, eine Druckplatte und eine Abdeckung. Die Abdeckung ist so geformt, dass sie eine Druckkraft auf die Druckplatte ausübt, wenn die Baugruppe mit der Mikroplatte in Eingriff gebracht ist. Die Druckplatte wiederum verteilt die Druckkraft auf eine allgemein gleichmäßige Weise über die Schicht aus dem Dichtmaterial. Die Abdeckung, die Druckplatte und die Dichtschicht sind vorzugsweise mittels Kleber oder einem anderen Befestigungstyp untereinander befestigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Abdeckung eine Reihe sich seitlich erstreckender Nasen, die als Greifpunkte für ein Roboter-Handhabungssystem für die Mikroplatten dienen. Solche Nasen ermöglichen es, dass die Abdeckung mit einer Mikroplatte durch einen Roboter-Manipulator in Eingriff, außer Eingriff gebracht und die in Eingriff gebrachte Abdeckung/Mikroplatte als Einheit transportiert wird. Die Abdeckung kann auch eine Anzahl sich nach unten erstreckender Nasen enthalten, die ein stabiles Stapeln mehrerer Einheiten ermöglichen. Die Ausführungsform ist so konzipiert, dass die Oberfläche der Mikroplatte nicht verdeckt wird, wo typischerweise Strichcodes angebracht sind. Die Druckplatte kann Konstruktionsmerkmale zum Halten der Baugruppe durch Roboter-Handhabung enthalten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die nachfolgende Beschreibung der Erfindung nimmt Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Abdeckungsbaugruppe für eine Mikroplatte, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
2 eine Ansicht der rechten Seite im Aufriss der in 1 dargestellten Abdeckung;
3 eine Draufsicht der in 1 dargestellten Abdeckung;
4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in 3;
5A eine Seitenansicht im Aufriss einer alternativen Ausführungsform stapelbarer Abdeckungsbaugruppen für Mikroplatten;
5B einen Teilschnitt entlang der Linie 5B-5B in 5A;
5C eine Seitenansicht im Aufriss einer weiteren alternativen Ausführungsform stapelbarer Abdeckungsbaugruppen für Mikroplatten;
5D einen Teilschnitt entlang der Linie 5D-5D in 5C; und
6 eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform der in 1 dargestellten Druckplatte.
Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
1 zeigt eine Abdeckungsbaugruppe 2 für eine Mikroplatte, die zum dichten Verschließen von Plätzen (wells) 6 in einer Mikroplatte 4 verwendet werden kann. Die Mikroplatte 4 hat eine herkömmliche Ausführung und ist von einer Reihe kommerzieller Quellen in den Well-Formaten 24, 96 oder 384 sowie möglicherweise anderen Formaten erhältlich. Es versteht sich, dass der Begriff "Mikroplatte", wie er hierin verwendet wird, Platten des Shallow well-, des Deepwell-, des Half deepwell- und PCR-Typs sowie Minitube-Racks beinhaltet, aber nicht darauf beschränkt ist. Außerdem versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Matrixgröße beschränkt ist.
Eine Abdeckung 8 ist auf einer Druckplatte 10 angeordnet. Die Druckplatte 10 ist auf einer Schicht aus Dichtmaterial 12 angeordnet, die ihrerseits auf der oberen Oberfläche der Mikroplatte 4 angeordnet ist. Die Abdeckung 8 enthält eine abgewinkelte obere Oberfläche 16 mit einem schmalen allgemein ebenen Abschnitt 18, der sich seitlich entlang der Mittelachse der Abdeckung erstreckt. Die Abdeckung 8 enthält Seiten 14a und 14b, die allgemein senkrecht zur oberen Oberfläche 16 verlaufen. Von den Kanten der oberen Oberfläche 16 aus erstrecken sich seitlich Nasen 20a bis 20d, die als Greifpunkte für ein Roboter-Handhabungssystem (nicht dargestellt) dienen.
Jede Seite 14a, 14b enthält eine allgemein rechtwinklige Öffnung, von denen nur eine, 22b, in dieser Figur sichtbar ist. Durch solche Öffnungen können die Seitenoberflächen 28 der Mikroplatte 4 sichtbar bleiben, wenn die Baugruppe 2 mit der Mikroplatte in Eingriff steht. Auf diese Weise werden Markierungen oder Strichcode-Etiketten, die sich häufig auf der Seitenoberfläche 28 befinden, nicht verdeckt, sobald die Mikroplatte 4 dicht verschlossen ist. Außerdem erhöhen solche Öffnungen die Flexibilität der Seiten 14a, 14b, wodurch die Kraft, die erforderlich ist, um die Abdeckung 8 mit der Mikroplatte 4 in Eingriff oder außer Eingriff zu bringen, verringert wird.
Jede Seite 14a, 14b enthält auch einen sich nach innen erstreckenden Flansch, von denen nur einer, 24a, teilweise sichtbar ist. Diese Flansche erstrecken sich seitlich über den größten Teil der Längen der Seiten 14a, 14b und tragen die Unterkante 30 der Mikroplatte 4, wenn die Abdeckung 8 mit der Mikroplatte 4 in Eingriff steht, wodurch ein Verzug der Mikroplatte verhindert und die Abdeckung mit der Mikroplatte verankert wird.
Die untere Ecke jeder Seite 14a, 14b enthält außerdem einen Fuß, von denen drei, 26a bis 26c, in dieser Figur sichtbar sind. Wie im Einzelnen nachstehend beschrieben wird, ermöglichen die Füße 26 das Übereinanderstapeln mehren Einheiten aus der Abdeckungsbaugruppe 2/der Mikroplatte 4.
Die Abdeckung 8 und die Druckplatte 10 bestehen vorzugsweise aus Edelstahl oder herkömmlichen Federstählen mit korrosionsbeständiger Plattierung oder Beschichtung. Die Schicht 12 besteht vorzugsweise aus einem Material, das unter dem Warenzeichen GEON vermarktet wird. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass eine große Vielfalt anderer geeigneter Materialien statt dessen verwendet werden können, einschließlich Techron-, EVA-, Neopren-, Polypropylen- oder Teflon^®-Filme.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abdeckung 8, die Druckplatte 10 und die Dichtschicht 12 miteinander durch einen mechanischen Vorgang wie gepresste umgreifende Nasen, Punktschweißen oder Vernieten miteinander verbunden. Die Druckplatte 10 und die Dichtschicht 12 sind vorzugsweise durch einen herkömmlicher Kleber wie Cyanacrylatkleber oder einen selbstklebenden Kleber verbunden, der sich für das zu verbindende Material eignet. Wenn die Komponenten aneinander befestigt sind, kann die Abdeckungsbaugruppe 2 leichter mit der Mikroplatte 4 in und außer Eingriff gebracht werden.
Die Nasen 20b und 20c, die Füße 26b und 26c sowie die Öffnung 22b lassen sich in 2 deutlicher erkennen, bei der es sich um einen Aufriss der rechten Seite der Abdeckung 8 handelt. Die Nasen 20a bis 20d sind in 3 deutlicher zu sehen, bei der es sich um eine Draufsicht der Abdeckung 8 handelt.
4 ist ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in 3. Die Mikroplatte 4, die Druckplatte 10 und die Dichtschicht 12 sind gestrichelt angedeutet, wie sie im Allgemeinen erscheinen würden, wenn die Mikroplatte 4 dicht verschlossen ist. Es versteht sich, dass je nach Dicke der Mikroplatte 4, der Druckplatte 10 und der Dichtschicht 12 sowie je nach der gewünschten Druckkraft, die obere Oberfläche 16 ebener oder weniger eben als dargestellt erscheint, wenn die Abdeckung 8 entweder mit oder ohne Platte mit der Mikroplatte 4 in Eingriff gebracht wird, wobei die Seiten 14a, 14b im Wesentlichen senkrecht bleiben und ihre Höhe konstant bleibt.
Vorzugsweise wird die Abdeckung 8 mit der Mikroplatte 4 durch einen Roboter-Manipulator (nicht dargestellt) in Eingriff und außer Eingriff gebracht, der die Nasen 20a und 20b (oder wahlweise die Nasen 20c und 20d) greift, oder alternativ durch Nasen an der Druckplatte 10, wie nachstehend anhand von 6 beschrieben wird. Um die Abdeckung 8 mit der Mikroplatte 4 in Eingriff zu bringen, fasst der Roboter-Manipulator die Druckplatte 10 und übt eine Druckkraft auf die Abdeckung 8 aus, fasst dann die Nasen 20a, 20b und dreht sie geringfügig in entgegengesetzten Richtungen, so dass die Seiten 14a, 14b zwangsweise nach außen gebogen werden. Dies schafft einen hinreichenden Abstand, so dass die Abdeckung 8 (und vorzugsweise die daran befestigte Druckplatte 10 und die Dichtschicht 12) von oben auf die Mikroplatte 4 abgesenkt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt gestattet der Roboter-Manipulator, dass sich die Nasen in ihre ursprüngliche Position in Gegenrichtung zurückdrehen, wodurch die Flansche 24a, 24b unter die Unterkante der Mikroplatte 4 gleiten. Die Abdeckung 8 wird nunmehr von der Druckraft entlastet so dass die Abdeckung nun eine Druckkraft auf die Druckplatte 10 ausübt, die diese Kraft seitlich auf eine im Wesentlichen gleichmäßige Weise verteilt, wodurch ein ziemlich gleichmäßiger Druck über die Dichtschicht 12 aufgebaut wird.
Um die Abdeckung 8 außer Eingriff zu bringen, wird vorzugsweise eine geringe nach unten gerichtete Kraft auf die obere Oberfläche 16 der Abdeckung 8 aufgebracht. Der Roboter-Manipulator fasst wieder ein Paar benachbarte Nasen 20 und dreht sie etwas, um die Flan sche 24a, 24b von der Unterkante der Mikroplatte 4 zu entfernen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Abdeckung 8 von der Mikroplatte 4 abgehoben werden.
Die 5A und 5B zeigen eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Abdeckung 28a erstrecken sich zwei Füße 30a, 30b von der Unterkante jeder Seite der Abdeckung aus. Die Füße 30a, 30b sind so geformt und dimensioniert, dass sie in Schlitze 32a, 32b einer zweiten Abdeckung 28b eingreifen, wodurch solche Abdeckungen auf eine stabile Weise gestapelt werden können.
Die 5C und 5D zeigen eine zweite alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Auch hier sind wieder zwei Füße 36a, 36b an der Unterkante jeder Seite der Abdeckung 34a vorgesehen. Die Füße 36a, 36b greifen in Schlitze 38a, 38b in einer zweiten Abdeckung ein.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Druckplatte 40, die Nasen 42a, 42b enthält, die ein Roboter fassen kann, wie oben beschrieben.

Claims

Abdeckungsbaugruppe für eine Mikroplatte, wobei die Baugruppe aufweist: eine Materialschicht (12), die so geformt und bemessen ist, dass sie eine Mehrzahl Öffnungen der Plätze (Wells) der Mikroplatte abnehmbar dicht verschließt; eine Druckplatte (10), die auf der Materialschicht angeordnet ist, um eine Druckkraft in einer allgemein gleichmäßigen Weise über der Schicht zu verteilen; eine Abdeckung (8) mit einer Oberfläche (16) sowie einer ersten und zweiten Seite (14a, 14b), wobei die Oberfläche so geformt ist, dass sie die Druckkraft erzeugt, wenn die Abdeckung mit der Mikroplatte in Eingriff kommt, wobei die erste und zweite Seite jeweils einen Vorsprung (24a, 24b) enthält, um eine Unterkante der Mikroplatte zu tragen; eine Mehrzahl senkrechter Nasen (30a, 30b), die sich von den Vorsprüngen aus nach unten erstrecken; und eine Mehrzahl Öffnungen (32a) in der Abdeckung, die mit den Nasen übereinstimmen, wodurch eine Mehrzahl Abdeckungen gestapelt werden kann, wobei die senkrechten Nasen einer Abdeckung hinunter in die Öffnungen einer darunter befindlichen Abdeckung ragen.
Abdeckungsbaugruppe nach Anspruch 1, bei der die Oberfläche und die Druckplatte jeweils eine oder mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Nasen (20a, 42a) enthalten, die es ermöglichen, dass die Abdeckung durch ein Robotersystem mit der Mikroplatte in Eingriff oder außer Eingriff gebracht wird.
Abdeckungsbaugruppe nach Anspruch 1, bei der die erste und zweite Seite der Abdeckung Öffnungen enthält, die zumindest Abschnitte der Seitenoberflächen der Mikroplatte sichtbar machen, wenn die Abdeckung mit der Mikroplatte in Eingriff gebracht wird.
Abdeckungsbaugruppe nach Anspruch 1 mit sich in Längsrichtung von der ersten und zweiten Seite aus erstreckenden Nasen, mittels derer die Abdeckung mit der Mikroplatte außer Eingriff oder in Eingriff gebracht werden kann, indem die Nasen seitlich nach außen oder innen verschoben werden, um die Vorsprünge von den Unterkanten der Mikroplatte weg oder unter diese zu bewegen.
Abdeckungsbauagruppe nach Anspruch 1 bei der die Abdeckungsoberfläche einen mittleren sich in Längsrichtung erstreckenden ebenen Rillenabschnitt sowie seitliche und ebene Abschnitte enthält, die sich von ihren Innenrändern von der Rille aus nach oben erstrecken, wobei sich die Seiten von den Außenrändern der ebenen Abschnitte aus nach unten erstrecken, wodurch die ebenen Abschnitte und die Rille eine elastische Kraft bereit stellen, die nach unten auf die Druckplatte und nach oben auf die Unterkanten der Mikroplatte wirkt.
Baugruppe nach Anspruch 1 mit sich in Längsrichtung von der ersten und zweiten Seite aus erstreckenden Nasen, mittels derer die Abdeckung mit der Mikroplatte außer Eingriff oder in Eingriff gebracht werden kann, indem die Nasen seitlich nach außen oder innen verschoben werden, um die Vorsprünge von den Unterkanten der Mikroplatte weg oder unter diese zu bewegen.
Abdeckungsbaugruppe für eine Mikroplatte, wobei die Baugruppe aufweist: eine Materialschicht (12), die so geformt und bemessen ist, dass sie eine Mehrzahl Öffnungen der Plätze (Wells) der Mikroplatte abnehmbar dicht verschließt; eine Druckplatte (10), die auf der Materialschicht angeordnet ist, um eine Druckkraft in einer allgemein gleichmäßigen Weise über der Schicht zu verteilen; und eine Abdeckung mit einer Oberfläche (16) sowie einer ersten und zweiten Seite (14a, 14b), wobei die Oberfläche einen mittleren sich in Längsrichtung erstreckenden ebenen Rillenabschnitt (18) sowie seitliche ebene Abschnitte enthält, die sich von ihren Innenrändern von der Riffe aus nach oben erstrecken, wobei sich die Seiten von den Außenrändern der ebenen Abschnitte aus nach unten erstrecken und Vorsprünge (24a, 24b) enthalten, die sich unterhalb der Unterkanten der Mikroplatte erstrecken; wodurch die ebenen Abschnitte und der Rillenabschnitt eine elastische Kraft bereitstellen, die nach unten auf die Druckplatte und nach oben auf die Unterkanten der Mikroplatte wirkt.
Baugruppe nach Anspruch 7 mit sich in Längsrichtung von der ersten und zweiten Seite aus erstreckenden Nasen, mittels derer die Abdeckung mit der Mikroplatte außer Eingriff oder in Eingriff gebracht werden kann, indem die Nasen seitlich nach außen oder innen verschoben werden, um die Vorsprünge von den Unterkanten der Mikroplatte weg oder unter diese zu bewegen.