由聚酯-聚碳酸酯制造的微孔板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開總體上涉及利用用于薄壁制品的具有流動(dòng)性的熱塑性組合物的微孔板。
【背景技術(shù)】
[0002] 微孔板用于多種微生物學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和免疫學(xué)步驟。由于每個(gè)微孔 板中大量的樣品，生物分子篩選協(xié)會(huì)和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI)關(guān)于孔或微孔（本文中對(duì) 于具有96、984、和1536孔的微孔板也稱為容器）的特定尺寸和位置已經(jīng)發(fā)布了對(duì)于微孔板 的標(biāo)準(zhǔn)ANSI/SBS 1-2004至4-2004。微孔板具體用于培養(yǎng)微生物或細(xì)胞或用于聚合酶鏈?zhǔn)?反應(yīng)（PCR)。
[0003] PCR是用于在多個(gè)數(shù)量級(jí)擴(kuò)增和復(fù)制DNA序列的過(guò)程，并且是分子生物學(xué)領(lǐng)域的 關(guān)鍵技術(shù)。在PCR過(guò)程中，將DNA片段與互補(bǔ)DNA引物和DNA聚合酶混合在水溶液中，并使 該混合物進(jìn)行多次熱循環(huán)步驟。該熱循環(huán)過(guò)程分離雙螺旋的靶向DNA序列并通過(guò)DNA聚合 酶催化劑開始新的DNA合成。以下表1中示出PCR反應(yīng)的典型熱曲線，其中，°C是攝氏度。
[0004]
[0005] 通常在8至96孔排列和0. 2-0. 5毫升（mL)體積的微孔板中進(jìn)行PCR反應(yīng)。
[0006] 在PCR反應(yīng)過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制微孔至反應(yīng)溶液通過(guò)壁的有效熱傳遞的溫度。 為了實(shí)現(xiàn)有效的熱傳遞，將PCR盤設(shè)計(jì)為具有非常薄的微孔壁厚，如大約0. 2mm。由于需要 極高流動(dòng)性的材料填充薄微孔壁，所以這些薄壁盤的注射模制變成顯著的挑戰(zhàn)。此外，需要 材料具有足夠的耐熱性，以避免在PCR熱循環(huán)步驟中的變形，以及希望透光性使得可以觀 察到液體體積水平。通常，使用來(lái)自的LYONDELL BASELL的聚丙烯（如TO702)注射模制 PCR盤。然而，聚丙烯在高溫如用于PCR變性循環(huán)中的那些下發(fā)生軟化，這可以導(dǎo)致PCR或 其他微流體組分在加工過(guò)程中變得過(guò)度靈活，和/或聚丙烯發(fā)生翹曲或其他物理變形和/ 或泄漏。
[0007] 此外，包含聚丙烯的單組分微孔板特別不適用于通過(guò)自動(dòng)裝置處理，因?yàn)樗鼈兊?軟化使自動(dòng)裝置難以抓住它們，并且被引入至容器中時(shí)，它們的低尺寸穩(wěn)定性可能具有配 料針接觸壁的后果。已經(jīng)提出包括具有多個(gè)由第一材料制成的孔（hole)的框架板的雙組 件微孔板，該第一材料形成鎖定地連接（formlockingly connected)至多個(gè)由第二材料制 成的容器（即，微孔），但是第二材料必須滿足上述的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 如在以下進(jìn)一步詳細(xì)描述的，微孔板包括框架2和容器3,所述框架包括具有孔2' 的由第一材料制成的框架板4,所述容器形成鎖定地連接至框架板4并由包含軟鏈段酯單 元（軟嵌段酯單元）的聚（脂肪族酯）_聚碳酸酯制成，所述聚（脂肪族酯）_聚碳酸酯源 自包括a, 〇C6_2(l脂肪族二羧酸或它們的衍生物、二羥基芳香族化合物、以及碳酸酯源的單 體。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 以下是附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明，其中，相似元件（要素）編號(hào)相同并且呈現(xiàn)附圖用于示出 本文公開的示例性實(shí)施方式的目的而不是為了限制其的目的：
[0010] 圖1以來(lái)自底部的傾斜透視圖示出微孔板；
[0011] 圖2以通過(guò)框架板和容器的微孔板的大幅放大的部分垂直截面示出微孔板；以及
[0012] 圖3示出具有96孔的框架板。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本公開描述了具有由高熔融流動(dòng)性的熱塑性組合物制成的微孔的微孔板。微孔可 以具有小于或等于1mm，更具體地〇. 〇〇5mm至1mm，甚至更具體地0.0 lmm至0. 5mm，以及甚 至更具體地〇. 〇5mm至0. 25mm的壁厚。這種薄壁可以有助于在PCR過(guò)程的熱循環(huán)中實(shí)現(xiàn)有 效的熱傳遞。微孔板包括由第一材料制成的框架和由高熔融流動(dòng)性的熱塑性組合物制成 的容器（即，微孔），所述框架具有帶有孔的框架板。通過(guò)將容器直接模制至孔將其固定地 連接至框架板，并且每個(gè)容器具有從框架板的下側(cè)突起的接收部分且通過(guò)開口（aperture) 從框架板的上表面是可進(jìn)入的?？梢杂筛呷廴诹鲃?dòng)性的熱塑性組合物制造容器，所述熱塑 性組合物表現(xiàn)出透光性、改善的模量、改善的室溫延展性、耐熱性、透氧性、或熱塑性材料與 DNA或其他PCR底物的降低的親和力或中和性的一種或多種，這在薄壁PCR微孔盤應(yīng)用中 可以是有用的。具體地，可以由包括聚酯-聚碳酸酯共聚物，以及更具體地包括聚（脂肪族 酯）_聚碳酸酯共聚物的高熔融流動(dòng)性的熱塑性組合物聚碳酸酯制造容器。微孔板還可以 包括可以釋放地連接至框架上表面的蓋。蓋可以由剛性材料制成，并且在蓋和框架之間可 以包括彈性組件。
[0014] 可以由硬塑料制造框架板。由于它的硬度，特別適用于通過(guò)自動(dòng)裝置處理微孔板 的框架板。邊緣可以設(shè)置有從下側(cè)突起的邊界，其增加它的穩(wěn)定性并可以形成支撐表面和 用于接合自動(dòng)裝置的表面?？蚣馨蹇梢园谝徊牧匣蚩梢园谝凰芰?，第一材料可以 是材料如鋁片原料，第一塑料可以是無(wú)定形塑料或部分結(jié)晶塑料。第一塑料可以是填充或 未填充的，并且與容器的第二塑料塑料相比，可以具有較高的剛度、更好的平面、較低的變 形趨勢(shì)中的一種或多種，并能夠經(jīng)受至少100°c的溫度。第一塑料可以包含聚碳酸酯和/或 聚丙烯。例如，可以用玻璃、滑石、或碳酸鈣中的一種或多種填充第一塑料。填充聚合物的 具體實(shí)例包括玻璃填充的聚丙烯、20%至40%滑石填充的聚丙烯、或40%至60%碳酸鈣填 充的聚丙烯、和玻璃填充的聚碳酸酯中的一種或多種。
[0015] 框架可以由多組件模制技術(shù)制造并可以由雙組件模制技術(shù)（即，"兩步"技術(shù)）或 "三步"技術(shù)制造?？梢詫⒚總€(gè)容器直接模制至與其相關(guān)的孔。一般地，可以正向、形成鎖定 地將容器連接至板和/或可以非正向、帶摩擦地將其與板連接，和/或通過(guò)在具有軸向變化 截面的孔中模制容器連接和/或?qū)⑵湓诎宓闹辽僖粋?cè)上連接至孔的邊緣區(qū)域，同時(shí)以非正 向方式將它們連接至板。對(duì)于模制在孔中的容器，它通過(guò)制成容器的材料結(jié)合至板。應(yīng)當(dāng) 將形成鎖定的連接理解為其中兩個(gè)連接部件設(shè)置有具有互補(bǔ)形式或形狀的內(nèi)部接合元件 的連接。通過(guò)兩個(gè)部件的連接，內(nèi)部接合互補(bǔ)元件防止兩個(gè)部件斷開連接。
[0016] 可以開始模制框架板，在模制框架板之后的第二步驟中模制容器。以這個(gè)方式，在 模制之后可能發(fā)生的框架板塑料的任何收縮可以在將容器模制至其之前發(fā)生?？梢赃x擇模 制框架與模制至其的容器的時(shí)間間隔，使得框架必要的收縮（例如，通過(guò)將其冷卻）完成。 一旦將容器模制在框架上，之后框架保持微孔板的尺寸穩(wěn)定性，并且可以將容器至容器距 離的任何變化限制為低至±0. 15毫米（mm)的非常低的公差。該尺寸穩(wěn)定性可以使得在無(wú) 壁接觸的情況下更容易引入配料針（配比針，proportioning needle)。為了促進(jìn)任何位置 公差，可以將容器的上壁區(qū)域設(shè)計(jì)為壁厚增加的頸圈（collar)。
[0017] 直接將容器模制至板可以在模制中提供非常短的材料流動(dòng)路徑，其可以允許實(shí)現(xiàn) 特別小的壁厚，其可以在0. 05mm至0. 25mm的范圍內(nèi)，以及具體地可以是0. 1mm，這可以有助 于熱傳遞。每個(gè)容器的容器底部具有澆口痕跡，且材料由其填充降低壁厚的第一壁部分和 連接至板的上壁部分。澆口痕跡是對(duì)應(yīng)于注射模制部件的模具中的點(diǎn)的點(diǎn)，在此處可流動(dòng) 的塑料進(jìn)入模具。在完成的部件上，例如，作為表面的不平整度可以看到澆口痕跡?？梢詫?上壁部分設(shè)計(jì)為增加壁厚的頸圈，其允許制造具有特別小的公差的微孔板。
[0018] 微孔板可以進(jìn)一步包括可以釋放地連接至框架上表面的蓋。蓋可以由剛性材料制 成，并且在蓋和框架之間可以包括彈性組件。當(dāng)彈性組件存在時(shí)，它可以在蓋和框架之間并 可以固定連接至蓋和/或框架，以實(shí)現(xiàn)蓋和框架之間良好的密封。彈性組件可以包含熱塑 性材料、彈性體、熱塑性彈性體、或橡膠。例如，密封件可以通過(guò)在行和/或列方向的直線網(wǎng) 彼此連接。彈性組件與框架和/或蓋的連接可以是非正向的和/或正向的和/或當(dāng)容器結(jié) 合至框架時(shí)通過(guò)容器的材料。可以將彈性組件設(shè)置在容器的頸圈上。彈性組件可以是環(huán)形、 塞狀、墊狀或蓋狀的?？梢詫⑸w設(shè)計(jì)為使得它可被鎖定至框架。
[0019] 當(dāng)微孔板包括蓋時(shí)，可以使用雙組件模制技術(shù)或三組件模制技術(shù)。如果將兩種不 同的塑料用于框架和容器且使用第三種塑料用于一個(gè)或多個(gè)彈性組件時(shí)，可以使用三組件 模制技術(shù)?？梢允紫饶Ｖ瓶蚣埽S后可以將一個(gè)或多個(gè)彈性組件模制至框架，和/或可以首 先模制蓋，隨后可以將一個(gè)或多個(gè)彈性組件模制至蓋。可以整體模制框架與容器或可以在 第二步驟中模制容器以及在第三步驟中模制一個(gè)或多個(gè)彈性組件。
[0020] 容器可以具有多種形狀，包括罐狀、殼狀、杯狀、錐狀等。容器可以是圓柱形、球形、 矩形、六邊形、圓錐形等。在微孔板的不同截面上容器也可以具有不同的形狀。容器形狀和 構(gòu)型的實(shí)例包括六邊形或球形。
[0021] 由于熱交換可以直接發(fā)生在熱循環(huán)儀的板和容器壁之間，所以從如本文所描述的 板下側(cè)突起的容器可以適用于PCR熱循環(huán)儀。當(dāng)容器從板的下側(cè)突起時(shí)，容器可以是直徑 3mm至30mm以及深度2mm至15mm。當(dāng)容器突起超過(guò)板的上側(cè)時(shí)，它們可具有密封連接覆蓋 膜的優(yōu)勢(shì)，所述覆蓋膜可以直接適合至容器的上邊緣。當(dāng)容器沒(méi)有從板的上側(cè)突起時(shí)，所述 板具有有平整表面的優(yōu)勢(shì)，使得可以將覆蓋板放置在容器上部以將它們密封。覆蓋板可以 由任何材料（如玻璃或熱塑性材料）制成，并可以具有粘附性，如感壓粘附性。
[0022] 容器可以進(jìn)一步是層壓結(jié)構(gòu)，其中，一層或多層包含高熔融流動(dòng)性的熱塑性組合 物?？梢酝ㄟ^(guò)共擠出形成層壓結(jié)構(gòu)。在希望氣體屏障層、液體屏障層等或控制表面性能（例 如，疏水性）的實(shí)施方式中，層壓結(jié)構(gòu)可以是有用的。當(dāng)試劑（如用于PCR技術(shù)的那些）可 以吸收來(lái)自接觸底物的某些聚合物時(shí)，層壓結(jié)構(gòu)也可以是有用的，其有效減少吸收的聚合 物的量并改善反應(yīng)產(chǎn)率。
[0023] 將參考圖1-3描述實(shí)施方式，呈現(xiàn)其是為了示出實(shí)施方式的目的，而并不旨在限 制權(quán)利要求的范圍。
[0024] 現(xiàn)在參考附圖，圖1和2示出包括框架2和容器3的微孔板1?？蚣?具有框架板 4,其外邊緣被邊界5環(huán)繞。邊界的底部是擴(kuò)張物6,其能夠在另一微孔板1的上表面堆疊。
[0025] 框架2在框架板4中具有孔2'。這些具有橫截面輪廓2"，其沿著兩個(gè)不同錐度的 部分中框架板4的上表面7并沿著圓錐部分中框架板4的下側(cè)8拓寬。
[0026] 可以在第一模制步驟中由塑料整體模制框架2,所述塑料固化時(shí)是相對(duì)剛性的。澆 口痕跡形成在框架2的邊緣，例如，形成在邊界5的下邊緣。
[0027] 在它們的底座，容器3具有杯狀底部9,非常小的壁厚（例如，0.1 mm)的圓錐形壁 部分10形成其邊界。在它的上面，存在壁部分11，其壁厚向上梯度增加。在它的外側(cè)，它具 有與圓錐形壁部分10相同的錐度。然而，在它的內(nèi)側(cè)，將其設(shè)計(jì)為接近圓柱形，這導(dǎo)致大致 楔形狀輪廓的橫截面。
[0028] 壁部分11終止于頸圈12,其相對(duì)于壁部分10也具有增加的壁厚。在頸圈12區(qū) 域?qū)⑷萜?模制至框架板4。為此，頸圈12在外部對(duì)應(yīng)孔2'的內(nèi)圓周。它分別在框架板4 的上表面7和下側(cè)8進(jìn)一步具有突起13、14。利用突起13、14與上表面7和下側(cè)8的接合， 頸圈12與框架板4以及因此容器3與框架板4的形成鎖定的連接形成。
[0029] 如圖2所示，頸圈12具有橫截面外輪廓12'，其與支撐的輪廓2" -樣沿著兩個(gè)不 同錐度部分中的框架板4的上表面7以及沿著圓錐形部分中的框架板4的下側(cè)8拓寬，即， 孔2'的橫截面輪廓2〃和頸圈12的橫截面輪廓12'形成互補(bǔ)。因此，當(dāng)將容器3插入在孔 2'中時(shí)，形成鎖定的連接已經(jīng)形成。突起13、14僅增強(qiáng)已經(jīng)形成的形成鎖定的連接。在一 些實(shí)施方式中，頸圈12僅具有突起13或14中的