由聚酯-聚碳酸酯制成的微孔板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开总体上涉及具有用于薄壁制品的流动性的热塑性组合物。
【背景技术】
[0002] 微孔板用于多种微生物学、分子生物学、细胞生物学和免疫学步骤。由于每个微 孔板中大量的样品，生物分子筛选协会（Society of Biomolecular screening)和美国国 家标准协会（American National Standards Institute，ANSI)关于孔或微孔，具有 96、 984、和1536孔的微孔板的特定尺寸和位置已经发布了微孔板（本文中也称为容器）的标 准ANSI/SBS 1-2004至4-2004。微孔板具体用于培养微生物或细胞或用于聚合酶链反应 (PCR) 〇
[0003] PCR是用于在多个数量级扩增和复制DNA序列的方法，并且是分子生物学领域的 关键技术。在PCR方法中，将DNA片段与互补DNA引物及DNA聚合酶混合在水性溶液中，并 使该混合物进行多次热循环步骤。该热循环过程分离双螺旋的靶标DNA序列并通过DNA聚 合酶催化剂开始新的DNA合成。以下表1中示出PCR反应的典型热曲线，其中，°C是摄氏 度。
[0004]
[0005] 通常在8至96孔阵列和0. 2-0. 5毫升（mL)体积的微孔板中进行PCR反应。
[0006] 在PCR反应过程中，需要严格控制微孔壁至反应溶液的有效热传递的温度。为了 实现有效的热传递，将PCR盘设计为具有非常薄的微孔壁厚度，如大约0. 2mm。由于需要极 高流动性的材料填充薄微孔壁，所以这些薄壁盘的注射模制变为显著挑战。此外，需要材料 具有足够的耐热性，以避免在PCR热循环步骤中的变形，以及希望透光性使得可以观察到 液体体积水平。通常，使用来自的LYONDELL BASELL的聚丙烯（如TO702)注射模制PCR盘。 然而，聚丙烯在升高的温度如用于PCR变性循环中的那些发生软化，这可以导致PCR或其他 微流体组分在加工过程中变得过度柔性，和/或聚丙烯发生翘曲或其他物理变形和/或泄 漏。
[0007] 此外，包含聚丙烯的单组件微孔板特别不适用于通过自动化设备处理，因为它们 的软化使自动设备难以抓住它们，并且当引入至容器中时，它们的低尺寸稳定性可能具有 配料针接触壁的后果。包含由两种单独组件组成的整体板的双组件微孔板包括由第一材料 制成并在框架部分中具有多个小孔的裙板和框架部分，和具有从裙板和框架部分的小孔突 出的多个孔的包覆模制的孔和甲板部分（deck portion)，但是第二材料还必须仍满足上述 挑战。
【发明内容】
[0008] 如以下进一步详细描述的，微孔板包括具有上表面和下表面并具有多个小孔（孔 洞，hole)的裙板（环绕板，skirt)和框架部分（frame portion);和包括与平面甲板 (deck)整合的（成为一体的，一体化的，integrated)多个孔的孔和甲板部分；其中，孔和甲 板部分包覆模制或粘附至裙板和框架部分上，使得多个孔通过裙板和框架部分的上表面中 的多个小孔延伸；并且其中，孔和甲板部分由热塑性组合物形成，该热塑性组合物包含含柔 性（soft)嵌段酯单元的聚（脂肪族酯）_聚碳酸酯，该聚（脂肪族酯）_聚碳酸酯衍生自包 括以下的单体：a，〇C6_2(l脂肪族二羧酸或它们的衍生物、二羟基芳香族化合物、和碳酸酯 来源。
【附图说明】
[0009] 以下是附图的简要说明，其中，相似要素用相同编号表示并且给出该简要说明是 出于示出本文公开的示例性实施方式的目的而不是为了限制示例性实施方式：
[0010] 图1是微孔板的透视图（立体图，perspective view);
[0011] 图2a是图1的微孔板的裙板和框架部分的俯视图；
[0012] 图2b是图1的微孔板的裙板和框架部分的侧壁的侧视图；
[0013] 图2c是图1的微孔板的裙板和框架部分的端壁（end wall)的侧视图；
[0014] 图3a是图1的微孔板的孔和甲板部分的俯视图；
[0015] 图3b是图1的微孔板的孔和甲板部分的侧视图；
[0016] 图3c是图1的微孔板的样品孔阵列的横截面侧视图；
[0017] 图4是设置在裙板和框架部分的样品孔阵列的横截面侧视图；
[0018] 图5是第二个实施方式的样品孔阵列的横截面侧视图；
[0019] 图6是第三个实施方式的样品孔阵列的俯视图；
【具体实施方式】
[0020] 本公开描述了具有由高熔体流动性的热塑性组合物制成的微孔的微孔板。微孔可 以具有小于或等于1mm，更确切地0. 005至1mm，甚至更确切地0. 01至0. 5mm，以及甚至更确 切地0. 05至0. 25mm的壁厚。这种薄壁可以有助于在PCR过程的热循环中实现有效的热传 递。微孔板包括两个单独组件的整体板（单一板，unitary plate)，包括裙板和框架部分以 及具有一个或多个样品孔的孔和甲板部分。可以单独形成裙板和框架部分及孔和甲板部分 并将其结合形成整体板，或可以在两步模制方法中整体将它们形成在一起。裙板和框架部 分及孔和甲板部分提供的物理和材料性质的组合可以包括用于充分热传递和经受高温条 件的物理稳定性的薄壁样品孔。裙板和框架部分及孔和甲板部分提供的物理和材料性质的 组合可以允许在热循环步骤中与自动化设备一起使用微孔板。
[0021] 裙板和框架部分由第一材料制成且孔和甲板部分由包含高熔体流动性的热塑性 组合物的第二材料制成。孔和甲板部分的高熔体流动性的热塑性组合物可以表现出光学净 度（透光性，optical clarity)、改善的模量、改善的室温延展性、耐热性、透氧性、或热塑性 塑料与DNA或其他PCR物质的降低的亲和力或中和性中的一种或多种，其在薄壁PCR微孔 盘应用中可以是有用的。确切地，高熔体流动性的热塑性组合物聚碳酸酯包括聚酯-聚碳 酸酯共聚物，以及更确切地包括聚（脂肪族酯）_聚碳酸酯共聚物。微孔板可以进一步包括 可以可释放地连接至框架上表面的盖。盖可以由刚性材料制成，并且在盖和包含弹性材料 的框架之间可以包括组件。
[0022] 裙板和框架部分及孔和甲板部分可以结合形成整体微孔板。裙板和框架部分可以 具有含一个或多个可以以第一阵列方式排列的小孔的上表面。孔和甲板部分可以包括一个 或多个小孔，可以排列其使得当孔和甲板部分与裙板和框架部分结合以形成整体板时，一 个或多个样品孔可以整体安装至上表面的一个或多个小孔中。
[0023] 微孔板的裙板和框架部分包括选择赋予裙板和框架部分刚性的第一材料。第一材 料可以包括材料如铝片原料，或可以包括第一塑料，其可以是无定形塑料或部分结晶的塑 料。第一塑料可以是填充或未填充的，并且与容器的第二塑料塑料相比，可以具有较高的刚 度、更好的平整度、较低的变形趋势中的一种或多种，并能够经受至少100°c的温度。第一塑 料可以包括聚碳酸酯和/或聚丙烯。例如，可以用玻璃、滑石、或碳酸钙中的一种或多种填 充第一塑料。填充聚合物的具体实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%碳酸钙填充的聚丙烯、和玻璃填充的聚碳酸酯中的一种或多种。
[0024] 裙板和框架部分可以包括形成与上表面相对的底部的四个壁。底部可以具有与 上表面的长度和宽度相同或稍大于其的长度和宽度。框架部分的壁可以延伸至大于或等 于孔和甲板部分中的孔深度的深度。裙板和框架部分在每个壁中可以包括至少一个凹口 (indentation)以允许自动化设备与微孔板的接合。
[0025] 裙板可以具有设置有从下侧突起的边界的边缘，其增加它的稳定性，可以形成支 撑表面和用于接合自动化装置的表面。
[0026] 孔和甲板部分可以包括围绕每个样品开口的升高的边界（圆圈，rim)，其与孔和 甲板部分的上表面邻接。升高的边界在孔和甲板部分中形成相邻样品孔之间的沟槽以防止 样品孔之间的污染。孔和甲板部分可以包括具有多个互连连接的上表面，各个连接结合邻 接的样品孔以形成互连连接和样品孔的网络。
[0027] 孔和甲板部分可以包含与裙板和框架部分的材料相同或不同的材料，并包含高 熔体流动性的热塑性组合物，其包含聚酯-聚碳酸酯共聚物，更确切地包含聚（脂肪族 酯）_聚碳酸酯。
[0028] 将参考图1-图6描述实施方式，其是为了示出实施方式的目的而不旨在限制权利 要求的范围。
[0029] 参考图1和图2a-图2c，第一实施方式包括整体微孔板10,其包括两个结合的组 件裙板和框架部分11及裙板和框架部分11上的孔和甲板部分12以形成微孔板10。根据 以下讨论的构造方法，孔和甲板部分12与裙板和框架部分11整体形成，或可替代地，与裙 板和框架部分11单独形成，以及之后与裙板和框架部分11永久性组装在一起以形成微孔 板10,作为单个整体微孔板。
[0030] 裙板和框架部分11包括上部矩形平面15和底部16。上平面15通过四个壁连接 至底部16,四个壁包括两个端壁17a、17b和两个侧壁17c、17d。上平面15具有122mm的长 度1^和78mm的宽度W i。通过端壁17a、17b和侧壁17c、17d形成的底部16包括稍大于上平 面的尺寸的尺寸，以超过上平面的周边延伸底部16。底部16具有127mm的长度L和85mm 的宽度W。
[0031] 第一个实施方式的裙板和框架部分11在形状上是矩形，但是本领域技术人员应 该理解裙板和框架部分11不限于特定形状且可以包括其他形状和全部尺寸。
[0032] 上平面15包括形成在其中的小孔13阵列，并与上表面15整体容纳对应的样品孔 阵列或孔阵列。在图1示出的第一个实施方式中，小孔13阵列（仅示出一部分）以总共包 括384个小孔的矩形方式分布，以能够接收384孔样品孔阵列的16X24小孔的阵列分布。 在另一个实施方式中，上平面15可以包括小孔13阵列，总共96个小孔以能够接收96孔样 品孔阵列的8X 12小孔的排列分布。尽管将图1示出的第一个实施方式的小孔13阵列构 造和配置为容纳384孔的样品孔阵列，但是本领域技术人员应当理解上表面15的小孔13 阵列可以包括任何数目的小孔以容纳更高或更低样品孔密度的孔排列，并可以以可替代的 阵列方式分布。
[0033] 参考图2a，384小孔阵列的每个小孔13具有与上平面15整合的圆形开口 20。如 图1和图2a-图2c所示，裙板和框架部分11的端壁17a、17b各自包括一对形成在其中并称 为标志点（标记点，索引点，index ?〇111〇18&、1813的锯齿状缺口。侧壁17(3、17(1中的每个 类似地包括一对形成在其中的标志点18c、18d。构造和配置两对标志点18a、18b、18c、18d 来接收自动化处理装置（如但不限于机器人手臂）的接合机制，并在液体样品处理步骤的 自动化阶段帮助这种接合机制抓住和输送裙板和框架部分11以及促进微孔板10的精确和 一致放置。在图2a-图2c示出的第一个实施方式中，两对标志点18a、18b、18c、18d是矩形， 但是它们不限于具体形状或结构，并可以包括其他接收自动化设备的接收机制所需的几何 形状和形状。
[0034] 微孔板10的裙板和框架部分11由合适的材料构成，该材料赋予并优化物理和材 料性质（强度和刚度）至裙板和框架部分11，以及赋予并优化平直度至上平面15和底部 16。除了结构强度、刚度和平直度之外，合适的构造材料赋予裙板和框架部分11尺寸稳定 性并阻止可由使用过程中暴露于热循环过程的高温导致的物理几何形状和全部尺寸的收 缩和变形。合适的构造材料还基本上阻止由抓取和支撑自动化处理设备（如机器人手臂） 与裙板和框架部分11的接合机制引起的裙板和框架部分11的变形。
[0035] 裙板和框架部分11的合适的构造材料包括但不限于聚合物，如玻璃填充的聚丙 稀，包括例如由 Farmingdale N.Y.的 AMCO International, Inc.可获得的 AMC0#PP1015G 玻璃填充的聚丙烯AMC0#PP1015G。玻璃填充的聚丙烯具有大约170°C的标准熔点并且基本 上耐受由循环暴露于热循环过程的高温（通常是80°C至96°C，且往往高至100°C )的过度 软化。填充的聚丙稀具有合适的流动特征，例如，4-8g/min的恪体流动性，使这种材料有益 于通过本文描述的多种模制方法制造裙板和框架部分11。填充聚合物最小化或消除添加其 他物理机构（如强化肋状物）至裙板和框架部分11以增强硬度和刚度的需要，其也可以被 结合。
[0036] 参考图1、图3a-图3c，微孔板10的孔和甲板部分12包括具有上表面30和下表 面31的矩形平面甲板19。平面甲板19具有119. 93至120. 03mm的长度LjP 78. 33mm至 78. 43mm的宽度W3。第一个实施方式的平面甲板19在形状上是矩形，但是本领域技术人员 应当理解本公开并不限于特定形状的平面甲板19并可以包括其他形状和总尺寸。
[0037] 平面甲板19包括与平面甲板19整体形成的样品孔14阵列。样品孔14阵列以矩 形方式分布并且包括对应于裙板和框架部分11的多个小孔13阵列的数量和方式的多个样 品孔的数量和方式，使得样品孔14阵列与裙板和框架部分11的小孔13阵列耦合（配合，