专利名称：多穴板的制作方法
背景多年以来，已经制造出可以具有1至96个凹穴的多穴试验板。多穴板的凹穴通常被用作进行各种试验、生长组织的培养、筛选药物，或具有分析和诊断功能的反应容器。工业标准的多穴板是将96个凹穴布置在一个8×12的矩阵(相互垂直的8行，12列)内。此外，96穴板的高度、长度和宽度都是标准化的。这种标准化已经导致产生了一大批专门用于96穴规格的辅助设备。这些设备包括可以在某一时间对8、12或96个凹穴装入或取出精确体积液体的装置。此外，设备还可以使光透过各个凹穴，并读取各凹穴内的色度变化或化学发光现象。此类设备中的某一些是自动的，可以记录，并且可以对记录的数据进行分析和控制。近来，随着试样的尺寸减小至微升级，并且需在每块板上进行试验的数量也大量增加，因而每块板上的凹穴数量也同样增加，例如增加到384个凹穴至1536个凹穴。
发明概要因此，本发明的目的在于，提供一种允许处理试样的尺寸在1微升范围内的多穴试验板。本发明的其它目的在于提供一种具有1536个凹穴的多穴板，其上的凹穴间隔是标准96穴板的几分之一的微量；为试验板设置另外16个对照物穴和4个标定穴；提供一个多穴板，它能用热敏或压敏薄膜密封，以控制其蒸发和长期储存性能；提供一个多穴板，它包括具有不透明侧壁和透明底部的凹穴；提供一个便于储存和使用的两件组合式多穴板；提供一种生产本发明多穴板的方法。
简言之，本发明涉及一种改进的多穴试验板。较佳的是，该板具有一布置成48列、32行，总共1536个凹穴的矩阵。该多穴试验板是用能够注射模制的热塑性材料制成。试验板的尺寸符合96穴板的工业标准，该板所占面积基本等于96穴板。该试验板还另外有位于其外周的16个对照物穴和4个标定穴。可以将该试验板制成单件式的模制组件，或者制成包括一双件互锁组件的矩阵板和框架。
附图简要说明
图1是本发明多穴板的平面图2是本发明中的两个相邻凹穴的局部剖视图；图3是根据本发明一实施例的一个穴阵嵌插件的平面图；图4是根据本发明一实施例的支承框架的平面图；图5是沿图4中的线5-5剖取的图4中所示框架之侧壁的剖视图；图6是支承框架的侧视图；图7是用于本发明模制工艺的模具和脱模销的局部剖视图。
对较佳实施例的描述图1示出了根据本发明的一个单件式多穴试验板10。该板包括一外周裙部12、一分格系统14、以及一上表面16，所述上表面具有1536个试样穴18、16个对照物穴20和4个标定穴22。试样穴18最好是布置成48列，各列之间大约间隔0.089英寸(从某一列的中心线至相邻另一列中心线的距离)。每一列包含32个凹穴。每一列内的试样穴同样最好是间隔大约0.089英寸(从同一列某一凹穴的中心线至相邻凹穴中心线的距离)。在每四列凹穴以及每一列中的每四个凹穴之间设有分格线14。分格线最好是从试验板的表面下凹的槽，整体来看，这些分格线将板分成96格，每格包含16个试样穴。分格系统有助于鉴别各个凹穴以及否则难以识别的各个位置。试验板10最好具有一削角13，它可以清楚地区分试验板的取向。
在第一列试样穴之前和最后一列试样穴之后设有两列对照物穴20，每一列有8个凹穴。第一对照物穴最好是均匀地设置在最近一列凹穴的第二和第三凹穴之间，并与最近一列凹穴的中心线相距0.089英寸。其它七个连续的对照物穴最好是与前一个对照物穴间隔大约0.356英寸，并与最近一列的中心线相距0.089英寸。在对照物穴内容纳了已知数量的已知物质。所述对照物是用来对试样穴18内的未知物质进行分析比较。
在第一和最后一列凹穴的两端各有一标定穴22。各标定穴最好与该列中相邻那一凹穴间隔大约0.089英寸，并位于该列凹穴的中线上。这些标定穴内可以容纳用来标定某种分析仪器的物质。还可以将它们用来使特定的化验物获得正确的对位。
板表面的总共1556个凹穴的矩阵(包含1536个试样穴18、16个对照物穴20和4个标定穴22)和其周围区域最好是从周围的裙部表面12升高大约0.010英寸。这样就允许将同等的字母(coordinate lettering)布置到板的周边或裙部12上，同时保持有一个平面围绕诸凹穴。当用一个压敏或热敏的薄膜对凹穴进行密封时，是否有一个平面是非常重要的。这样的密封可以控制化合物蒸发和/或长期储存。
本发明的单件式多穴板10具有分别设置在试验板两端的一孔24和一槽26。孔24和槽26是允许将板10精确地定位到例如分析仪器或流体分配器上的对位结构。也可以用若干个掣子来对准仪器。可以用连接于辅助设备的若干个定位销将试验板保持在位。一个销子穿过所述孔，精确地定位试验板，而另一个销子穿过所述槽，在允许长度误差的同时保持平行度。所述槽是非常关键的，因为它可以允许最终零件在尺寸上有一定的灵活性。所述孔和槽结构还有助于在基本上相同的第一和第二板件之间进行流体传送。槽26和孔24可以使一块板对准与其相对的另一块板。可以将第二板倒过来放到第一板上，在一端上，第一板的槽对准第二板的孔，而在另一端上，第二板的槽对准第一板的孔。翻转板内包含的液体试样将由于表面张力的缘故而保留在翻转板内。随后将销子插入试验板两端对准的槽和孔，大致将它们锁定在一起。两块板的上表面相互接触，各凹穴相互对准，借助离心力的作用，可以将一块板的各个凹穴内的液体传送到第二板的各个凹穴内。
流体的传送可以利用一标准96穴离心装置来实现，该离心装置具有两个垂直销，这两个垂直销与多穴板的孔24和槽26相对应，可以将第一板和翻转的第二板安装到这两个销子上。所述的两块板是用一个弹簧夹从两个或更多个侧面夹紧，以便进行离心处理。
在另一个互锁的实施例(未示)中，在第一板的表面上设置了一个对位销，它可以配合在一基本相同的翻转板上的相应孔中，这样，第一板的销子就可以与第二板的孔相配合，而第二板的销子可以与第一板的孔相配合。
图2是根据本发明的两个相邻试样穴18的剖视图。这两个凹穴是位于板10表面16内的圆柱形凹槽。每个凹穴具有侧壁28和底壁30。凹穴在板表面处的直径最好是大约0.059英寸。而各凹穴底部的直径最好是大约0.047英寸。每个凹穴18最好是大约0.060英寸深，但也可以更深一些，以便使其中的试样更靠近位于板下方的检测器。使试样更靠近检测器的优点在于，可以加强测试精度，并使相邻凹穴之间的干扰程度最小。
试验板10最好是用例如聚苯乙烯或聚丙烯之类的塑料制成。凹穴18最好具有不透明的侧壁28和透明的底部30。不透明的侧壁能使各凹穴之间的干扰程度最小。各凹穴的透明底部允许借助标准的设备从凹穴下方进行色度、荧光性或化学发光性的测量。凹穴底部最好是平的，以便加强透过其进行的测试，但它也可以是圆的、斜的或尖的。
图3和图4示出了根据本发明一实施例的两件式构造的各部分。图3示出了一穴阵嵌插件32，它可以与图4所示的框架34相结合而形成一多穴板。穴阵嵌插件32最好包括与图1所示单件式结构相同数量的试样穴18、对照物穴20和标定穴22。另外，各凹穴之间的间隔基本上与前述单件式结构相同。槽26和孔24位于嵌插件的相对两侧，以便在辅助设备上正确地定位，并接纳一翻转的板而如前所述的那样传送液体。
当对具有像本发明那样小体积(大约2微升)的凹穴的试验板进行处理时，关键是凹穴板的平面要保持平直。因为比较薄，所以穴阵嵌插件32是柔性的。穴阵嵌插件的厚度小于0.200英寸，最好是大约0.100英寸，其平面度最好是小于0.015英寸。
图4-6示出了一能接纳穴阵嵌插件32的框架34。框架34是矩形的，有四个侧壁36，其中间部分38敞开。框架的外部尺寸(长、宽、高)大体上与工业标准的96穴板的外表面尺寸相同。
侧壁36中的至少一个具有一开口或插入区33，可以从这里将穴阵嵌插件插入。穴阵嵌插件32从侧壁36的轨道上滑过，直到相配的掣子，即穴阵嵌插件的凹陷部40与框架34上轨道下部上的凹坑(未示)将嵌插件与框架相互锁定。框架34和穴阵嵌插件32可以借助穴阵嵌插件中的凹槽42和框架上相应的装配凸起44来进一步地锁定。嵌插件32还可以从相反的位置插入框架。通过将框架上的嵌插件翻转，再将整个组件翻转过来安装到光学阅读器上，就可以使各凹穴底部更靠近光学阅读器。穴阵嵌插件32上的削角46便于嵌插件和框架的物理和视觉的取向。当穴阵嵌插件被正确地配合到框架内时，这个组合的试验板符合工业标准，并且可以用于为标准的96穴板设计的辅助设备，包括机器人。
根据本发明该实施例的两件式结构可以允许将穴阵嵌插件从框架上取下，并分开储存。与单件式组件或互锁的两件式组件相比，将穴阵嵌插件取下可以使储存空间减小60-80％。
另一个实施例包括一两件式结构，它具有一可翻转的穴阵嵌插件和框架。在该实施例中，可以将框架构造成这样，即，穴阵嵌插件可以从框架的下表面连接。穴阵嵌插件上的各凹穴可以借助表面张力来容纳液体试样。随后，可以将翻转的板对准相关仪器内的光学传感器。光学传感器通常是从多穴板的下方工作，通过凹穴底部的透明塑料来读取颜色、荧光度或化学发光性，但在该实施例中，可以通过凹穴开口来测试每个凹穴的内容物。
此外，可以将根据本发明的一个组合的两件式矩阵板或一个单件式的多穴板翻转过来，并将其放到一光学传感装置的上方。表面张力将使试样流体保持在凹穴内。
用于形成本发明多穴板的注射模制方法包括两个注射步骤。如前所述的具有多个凹穴并包括凹穴矩阵的试验板是注射模制的。在图7中可以看到，模具48的表面包括多个雄凹穴部50，当这些雄凹穴部被注射的塑料包围时，就会在塑料中形成凹穴。重要的是，雄凹穴部50的侧壁向内倾斜至少3度，以确保模制后的塑料成品52能与模具脱离。模具本身具有一系列脱模销54、56。一部分凹穴在第一组脱模销54的端部形成。这些销子最好是足够大，以便覆盖一个或若干个凹穴，并与相邻凹穴边缘正切，但不包括相邻凹穴的任何部分。这样就可以提供一个足够大的顶出力，从而将模制后的塑料成品52推离相邻的凹穴模具，同时不会使模具处于较差的钢状况，例如毛边。第二组脱模销56位于试验板的外周，它们根本不与诸凹穴接触。在模制完成之后，第一和第二组脱模销54、56伸出，将模制后的塑料成品52推离模具48的模芯。接着，位于模具外周的第二组脱模销56进一步伸出，将模制后的塑料成品52推离第一组脱模销54。这种模制技术既可以用来制造单件式多穴板，也可以用来制造穴阵嵌插件。用于双件式多穴板的框架是用传统的注射模制技术来模制的。
虽然上面已揭示了本发明的若干个较佳实施例，但在不偏离由所附权利要求书限定的本发明保护范围的情况下，仍可以构思出其它的实施例。
权利要求
1.一种多穴试验板，包括一凹穴矩阵，它具有超过1000个的试样穴；所述各凹穴具有若干个斜侧壁和一个基本平的底部；所述试验板的长度、宽度和高度基本等于工业标准的96穴试验板；以及其中，所述试验板是用注射模制的技术制成的。
2.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴矩阵还包括多个对照物穴。
3.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴矩阵还包括多个标定穴。
4.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，该试验板还包括一销子以及一尺寸适于接纳一销子的孔，它们分别位于所述试验板的相对两侧。
5.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，所述试验板还包括一槽和一孔，它们的尺寸适于接纳一销子，并且分别位于所述试验板的相对两侧。
6.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴矩阵是由总共48排，每排32个凹穴组成。
7.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，所述各侧壁是不透明的，而所述底部是透明的。
8.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，它还包括一系列分格线，这些分格线将所述试验板分成限定的若干格。
9.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，所述各凹穴的体积不超过3微升。
10.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，它还包括一削角。
11.如权利要求1所述的多穴试验板，其特征在于，它还包括若干个对位掣子。
12.一种双件组合式多穴试验板，包括一注射模制而成的凹穴嵌插件，它具有一由各凹穴组成的矩阵；所述矩阵具有超过1000个凹穴；所述各凹穴具有若干个斜侧壁和一基本上平的底部；所述嵌插件具有一延伸的裙部；一矩形框架单元，其尺寸基本上等于工业标准96穴试验板；所述框架具有若干个限定了一敞开中心区域的侧壁；所述框架的所述各侧壁中的至少一个具有一能允许所述嵌插件进入的插入区；所述框架的所述各侧壁具有能接纳所述嵌插件的所述延伸裙部的轨道；以及一用于将所述框架和所述嵌插件相互锁定的装置。
13.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴嵌插件还包括多个对照物穴。
14.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴嵌插件还包括多个标定穴。
15.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴嵌插件还包括一销子以及一尺寸适于接纳一销子的孔，它们分别位于所述凹穴嵌插件的相对两侧。
16.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，所述矩阵是由总共48排，每排32个凹穴组成。
17.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴的所述各侧壁是不透明的，而所述底部是透明的。
18.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴嵌插件还包括一系列分格线，这些分格线将所述凹穴嵌插件分成限定的若干格。
19.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴嵌插件具有一削角。
20.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，其特征在于，所述锁定装置包括位于所述凹穴嵌插件的裙部和所述框架上的若干个掣子。
21.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴嵌插件的厚度小于0.2英寸。
22.如权利要求12所述的多穴试验板，其特征在于，所述凹穴嵌插件的平面度小于0.015英寸。
23.一种用于将一块多穴板的内容物传递至另一块基本相同的多穴板上的方法，该方法包括如下步骤a)将一具有一限定的凹穴矩阵并在其相对的两端分别具有一销子和一孔的第一多穴板翻转过来，放到基本相同的且包含液体试样的第二多穴板上，使所述第一板的所述销子穿入所述第二板的孔，并使所述第二板的所述销子穿入所述第一板的孔，所述试样借助表面张力的作用保持在所述第二板内；b)对这两块互锁的板件施加离心力，使所述液体试样从所述第二板传送至所述第一板；c)将所述第一板与所述第二板分开。
24.一种用于将一块多穴板的内容物传递至另一块基本相同的多穴板上的方法，该方法包括如下步骤a)将一具有一限定的凹穴矩阵并在其相对的两端分别具有一销子和一孔的第一多穴板翻转过来，放到基本相同的且包含液体试样的第二多穴板上，使所述第一板的所述槽对准所述所述第二板的孔，并使所述第二板的所述槽对准所述第一板的孔，从而形成相对的孔-槽配合，所述试样借助表面张力的作用保持在所述第二板内；b)将一个销子穿入所述相对的孔-槽配合部；c)对这两块互锁的板件施加离心力，使所述液体试样从所述第二板传送至所述第一板；d)将所述第一板与所述第二板分开。
全文摘要
本申请揭示了一种多穴试验板(10)。该试验板包括一周边裙部(12)、一分格系统(14)和一上表面(16),所述上表面具有1536个布置成128×192矩阵试样穴(18)、16个对照物穴(20)和4个标定穴(22)。该试验板(10)是注射模制的,并具有布置在相互垂直的各排内的凹穴矩阵。每块试验板(10)的试样穴密度超过1000个/块。
文档编号B01L3/00GK1244140SQ98801803
公开日2000年2月9日 申请日期1998年1月8日 优先权日1997年1月17日
发明者R·L·阿弗莱克, J·J·伯巴姆, G·马图斯, A·W·尼曼 申请人:康宁股份有限公司