[发明专利]具有可变压缩密封件的多孔板

说明书

提供了一种用于测定例如生物和生化反应物的过滤设备，并且该设备包括诸如板的基底，该基底具有在每一端处开口的一个或多个孔，以及定位在每个孔中的多孔膜，所述多孔膜形成离散的过滤区域。该过滤设备包括密封件，该密封件与多孔膜的面、压缩元件的表面和孔壁成可压缩关系。每个孔包括诸如内部孔插入件或套筒的压缩元件，压缩元件压缩密封件，使得密封件以液密方式接触膜面、压缩元件的表面和孔壁。压缩元件可被构造成使得其诸如与通过与孔壁的干涉配合或通过结合到基底的表面而被固定在孔中。

本申请要求在2017年5月10提交的临时申请序列号62/504,128、在2017年8月29日提交的临时申请序列号62/551,268和在2018年5月9日提交的临时申请序列号62/668,908的优先权，其中每一者的公开内容通过引用并入本文。

背景技术

本文公开的实施例大体涉及在例如生物和生化反应物的测定中有用的实验室设备，并且特别地涉及多孔过滤装置。更具体地，本文公开的实施例涉及多孔过滤装置，其中样品过滤过程由跨膜压差驱动，该压差通过向过滤器的一侧施加负压或正压或者通过离心力产生。

使用多孔板来例如过滤和纯化各种制品(诸如蛋白质、DNA、RNA、质粒、小分子等)或用于实验室中的药物筛选或药物发现是普遍的。优点包括使用所需的小体积样品、尤其是实验化合物或筛选1000种潜在化合物的能力，以及同时操作多个样品的能力。不断增长的药物发现领域是以成本有效的方式进行越来越多的样品测试，这意味着一次处理多个样品的自动化液体处理机器人和多孔板。大多数基于板的系统被布置成具有定位在收集板上方的过滤器板。典型的过滤器板具有以有序的行和列布置的一系列孔，例如96或384或1536个孔。每个孔的底部具有开口，所述开口由一个或多个多孔过滤器或膜选择性地覆盖。膜通常是亲水性的，以允许流体在相对小量的力下穿过它们。在一些情况下，膜可以是疏水的，但需要较高的压力来发起流动。收集板通常具有与过滤器板相同的数量的孔，并且它们与过滤器板的孔对准，使得它们从其上方的相应孔收集流体。收集板孔的底部通常是封闭的。

过滤器板中的流体必须在到达收集板孔之前穿过过滤器或膜。大多数过滤器板还包含在过滤器或膜下方的暗渠。暗渠可包含喷口等，以将流体从过滤器板引导至其下方的收集板的孔。它也可包含某种类型的倾斜表面，以使暗渠中的流体朝向喷口移动。驱动力(诸如真空)可流体地连接到系统以通过过滤器板和暗渠抽出流体并且抽到收集板中。另外，压力可以用作驱动力。

通常，使用96孔过滤板形式来同时执行多个测定，其中一些测定在过滤完成之前持续数小时。对制造具有超滤膜的过滤器板的所有制造商来说，一个挑战是膜的材料使得传统的密封方法导致不太理想的制造过程和所得制品的高性能变化性。最常见的密封方法是经典的热密封、超声波焊接以及使用密封垫圈。

已经尝试了热密封，并且最终已导致一些商业超滤膜板。该组件包括将96个膜盘片定位在96孔聚丙烯板的每个孔的底部中。移动具有96个延伸的被加热的圆柱体的加热压板，以将膜的下侧热熔合到每个孔的底部内表面。时间、温度和力是控制过程变量。然而，每种膜类型需要一组独特的加工参数。大多数付出导致不可接受的结合。

超声波焊接已被用于已经商业化的一些板中，但没有用于超滤膜。开口底部多孔板和配合的暗渠结构对准，所述暗渠结构被设计成收集所得滤液并将其引导至接收孔。单片过滤材料膜被定位在板和暗渠之间，从而覆盖所有孔开口。超声波焊机压缩该三件式组件并致动超声波动作。超声波系统在该过程中做两件事。首先，板和暗渠将膜片剪切成96个盘片。第二，超声波能量使板和暗渠熔化以将它们熔合在一起，并且在这样做时，膜盘片在孔和暗渠出口之间被捕获，从而产生96个离散的孔。

垫圈元件已经被证明在密封困难的UF膜时是最成功的。基本结构是基部元件，其具有一个支撑格栅、定位在支撑格栅上的膜盘片、定位在膜上的垫圈(平垫圈或O形环)并且最后样品接受器与基部卡扣在一起。当元件卡扣或熔合在一起时，垫圈被压缩限定的量以密封抵靠膜面。当样品液体被分配到孔中并施加驱动力时，样品穿过膜并穿出基部中的栅格以便被收集。