Микропланшет , также известный как микротитровальный планшет , микролуночный планшет или многолуночный планшет [1] , представляет собой плоскую пластину с несколькими «лункам», используемую в качестве небольших пробирок. Микропланшет стал стандартным инструментом в аналитических исследовательских лабораториях и лабораториях клинической диагностики. Очень распространенное применение — иммуноферментный анализ (ИФА), основа большинства современных медицинских диагностических тестов у людей и животных.
Микропланшет обычно имеет 6, 12, 24, 48, 96, 384 или 1536 лунок для образцов, расположенных в прямоугольной матрице 2:3 . Некоторые микропланшеты были изготовлены с 3456 или 9600 лунками, и был разработан продукт «массивной ленты», который обеспечивает непрерывную полосу микропланшетов, оттиснутых на гибкой пластиковой ленте. [2]
Каждая лунка микропланшета обычно вмещает где-то от десятков нанолитров [3] [4] [5] [6] до нескольких миллилитров жидкости. Их также можно использовать для хранения сухого порошка или в качестве стоек для поддержки стеклянных трубчатых вставок. Лунки могут быть как круглыми, так и квадратными. Для хранения соединений предпочтительны квадратные лунки с плотно прилегающими силиконовыми колпачками-матами. Микропланшеты можно хранить при низких температурах в течение длительного времени, их можно нагревать для увеличения скорости испарения растворителя из их лунок и даже можно запечатывать фольгой или прозрачной пленкой. Микропланшеты со встроенным слоем фильтрующего материала были разработаны в начале 1980-х годов несколькими компаниями, и сегодня существуют микропланшеты практически для любого применения в исследованиях в области естественных наук, которые включают фильтрацию, разделение, оптическое обнаружение, хранение, смешивание реакций, культивирование клеток и обнаружение антимикробной активности. [7]
Огромный рост исследований целых живых клеток привел к совершенно новому ряду продуктов микропланшетов, которые специально для этой работы « обработаны тканевой культурой ». Поверхности этих продуктов модифицируются с помощью разряда кислородной плазмы , чтобы сделать их поверхности более гидрофильными, так что адгезивным клеткам становится легче расти на поверхности, которая в противном случае была бы сильно гидрофобной .
Ряд компаний разработали роботов специально для работы с микропланшетами. Эти роботы могут быть обработчиками жидкостей, которые аспирируют или распределяют жидкие образцы из этих планшетов и на них, или «перемещателями планшетов», которые транспортируют их между инструментами, укладчиками планшетов, которые хранят микропланшеты во время этих процессов, гостиницами для планшетов для более длительного хранения, мойщиками планшетов для обработки планшетов, термозапаивателями планшетов для нанесения термосварки, дезапаивателями для удаления термосварки или инкубаторами микропланшетов для обеспечения постоянной температуры во время тестирования. Компании-производители инструментов разработали считыватели планшетов , которые могут обнаруживать определенные биологические, химические или физические события в образцах, хранящихся в этих планшетах. Также был разработан специализированный считыватель планшетов , который может выполнять контроль качества содержимого лунок микропланшета, способный идентифицировать пустые лунки, заполненные лунки и осадок. [8]
Наиболее распространенным производственным процессом является литье под давлением с использованием таких материалов, как полистирол, полипропилен и циклоолефин для различных температурных и химических потребностей. Стекло также является возможным материалом, а вакуумное формование может использоваться со многими другими пластиками, такими как поликарбонат.
Микропланшеты изготавливаются из различных материалов:
Композитные микропланшеты, включая фильтрующие пластины, пластины для твердофазной экстракции (SPE) и даже некоторые усовершенствованные конструкции пластин ПЦР, используют несколько компонентов и/или материалов, которые формуются отдельно и затем собираются в готовый продукт. Теперь пластины ELISA могут быть собраны из двенадцати отдельных полосок по восемь лунок, что упрощает частичное использование пластины.
Микропланшеты производятся с одинаковой стандартизированной площадью основания [10] [11], но с использованием различных форматов (см. таблицу ниже), материалов (см. раздел выше), высоты планшета, количества лунок, формы лунок и высоты дна лунок, причем некоторые из этих характеристик различаются у разных производителей больше, чем другие (см. раздел ниже).
Существуют также менее распространенные 192- и 768-луночные планшеты. [12]
Попытка стандартизации микропланшетов была предпринята Обществом биомолекулярных наук с помощью стандартов ANSI (ANSI/SBS 1-2004, ANSI/SBS 2-2004, ANSI/SBS 3-2004, ANSI/SBS 4-2004). [13] Эти стандарты были обновлены и теперь известны как стандарты ANSI SLAS .
Стандарты микропланшетов ANSI SLAS определяют геометрию основания и нижнего фланца. Эти основания и фланцы, как правило, строго соблюдаются всеми производителями микропланшетов:
Хотя на чертежах ANSI SLAS угловой вырез (фаска) показан в углу A1 (в верхнем левом углу), и многие микропланшеты действительно реализуют этот угловой вырез A1, на самом деле «количество и расположение фасок является необязательным» [14] [15], поэтому на практике наличие или отсутствие угловых вырезов в дополнительных углах (т. е. в нижнем левом) является собственной реализацией, которая вызывает трудности с перекрестной совместимостью аксессуаров, например, с крышками микропланшетов, которые также могут реализовывать соответствующий угловой вырез.
Расположение лунок также стандартизировано, но только для 96-, 384- и 1536-луночных планшетов. Обычно производители их соблюдают:
96-луночные планшеты имеют расстояние между лунками 9 мм, 384-луночные — 4,5 мм, а 1536-луночные — 2,25 мм. Примечательной характеристикой является то, что массив лунок симметричен, когда планшет поворачивается на 180˚ вокруг своей оси Z (ось высоты). Поэтому научные приборы, использующие микропланшеты, могут принимать планшет в одной из двух повернутых ориентаций — либо «правильной», либо повернутой на 180˚.
Другие варианты, такие как 24-луночные планшеты, в стандарте не рассматриваются, но существует фактический стандарт для внедрения 24-луночных планшетов путем применения того же коэффициента масштабирования, что и при переходе с 384 на 96 лунок, т. е. 24-луночные планшеты имеют расстояние 18 мм.
Примечательно, что форма и диаметр лунки не стандартизированы и имеют несколько фирменных реализаций. Это вызывает трудности с перекрестной совместимостью аксессуаров, таких как маты для микропланшетов.
Лунки в микропланшете доступны в различных формах:
Скважины также имеют различную геометрию на дне:
Круглые колодцы, в частности, часто бывают нескольких диаметров:
Последним дополнением к стандартам микропланшетов ANSI SLAS стало включение стандарта дна лунки. Однако стандарт определяет определения и методы испытаний только для «Высоты дна лунки микропланшета (WBE)», «Изменения высоты дна лунки (WBEV)» и «Изменения высоты дна внутри лунки (IWBEV)», но не устанавливает предпочтительного значения или пределов для этих размерных определений. Поэтому все высоты дна лунки в настоящее время являются фирменными реализациями без четкого фактического стандарта. Такое отсутствие стандартизации может вызвать трудности с такими приложениями, как автоматизированная инъекция иглы автосэмплера .
Высота стандартной микропланшеты также определена, однако производители иногда не соблюдают ее, даже если они следуют стандартам посадочного места и фланца.
Существуют также микропланшеты с глубокими лунками, которые иногда называют «блоками». В отличие от планшетов нормальной высоты, стандарт высоты ANSI SLAS 2-2004 [23] не определяет стандартную высоту для планшетов (блоков) с глубокими лунками. Планшеты с глубокими лунками обычно следуют фактическому стандарту высоты 44 мм.
Резервуарные пластины также доступны в продаже. [24] Резервуарные пластины имеют колонки лунок (как в 96-луночных, 24-луночных и т. д. пластинах), которые объединены в отдельные лунки, так что они обеспечивают дополнительный объем для многоканальных пипеток. Как и глубоколуночные пластины или блоки, они часто следуют фактическому стандарту высоты 44 мм.
Микропланшеты, используемые для ПЦР , разработаны так, чтобы иметь значительно более тонкую толщину стенки, чем стандартные микропланшеты ANSI/SLAS (чтобы обеспечить лучшую теплопроводность ), и поставляются в нескольких различных типах «юбок»: с полной юбкой, с полуюбкой или полуюбкой, а также без юбки или без юбки. Юбка аналогична отпечатку и фланцу стандартов ANSI/SLAS, поэтому, хотя большинство микропланшетов для ПЦР с полной юбкой могут соответствовать ANSI/SLAS, другие отклонения, такие как полуюбка или другие, не соответствуют стандартам ANSI/SLAS.
Самый ранний микропланшет был создан в 1951 году венгром, доктором Дьюлой Такаци , который обработал шесть рядов по 12 «лунок» в Lucite . [12] [25] [26] Впоследствии доктор Джон Луис Север модифицировал венгерский дизайн в 96-луночный планшет, который он опубликовал в 1962 году. [27] Однако общее использование микропланшета началось в конце 1980-х годов, когда Джон Лайнер представил формованную версию. К 1990 году насчитывалось более 15 компаний, производящих широкий ассортимент микропланшетов с различными характеристиками. Было подсчитано, что только в 2000 году было использовано 125 миллионов микропланшетов. [28] Слово «Microtiter» является зарегистрированной торговой маркой Thermo Electron OY ( торговая марка США 754,087 .)
Другие торговые наименования микропланшетов включают Viewplate и Unifilter (представленные в начале 1990-х годов компанией Polyfiltronics и продаваемые компанией Packard Instrument, которая сейчас является частью PerkinElmer).
В 1996 году Общество биомолекулярного скрининга (SBS), позже известное как Общество биомолекулярных наук, начало инициативу по созданию стандартного определения микропланшета. В 2003 году был предложен ряд стандартов, которые были опубликованы Американским национальным институтом стандартов (ANSI) от имени SBS. Стандарты регулируют различные характеристики микропланшета, включая расположение лунок (но не форму, глубину и диаметр), а также свойства планшета, что обеспечивает взаимодействие между микропланшетами, приборами и оборудованием от разных поставщиков и особенно важно для автоматизации лабораторий . В 2010 году Общество биомолекулярных наук объединилось с Ассоциацией лабораторной автоматизации (ALA), чтобы сформировать новую организацию — Общество лабораторной автоматизации и скрининга (SLAS). Отныне стандарты микропланшетов известны как стандарты ANSI SLAS.
(подзаголовок) Обработка сотен эквивалентов микропланшетов без сложного оборудования для обработки планшетов
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )