由聚酯-聚碳酸酯制造的微孔板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开总体上涉及利用用于薄壁制品的具有流动性的热塑性组合物的微孔板。
【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，生物分子筛选协会和美国国家标准协会（ANSI)关于孔或微孔（本文中对 于具有96、984、和1536孔的微孔板也称为容器）的特定尺寸和位置已经发布了对于微孔板 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式 反应（PCR)。
[0003] PCR是用于在多个数量级扩增和复制DNA序列的过程，并且是分子生物学领域的 关键技术。在PCR过程中，将DNA片段与互补DNA引物和DNA聚合酶混合在水溶液中，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向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孔排列和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，需要严格控制微孔至反应溶液通过壁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，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成显著的挑战。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，聚丙烯在高温如用于PCR变性循环中的那些下发生软化，这可以导致PCR或 其他微流体组分在加工过程中变得过度灵活，和/或聚丙烯发生翘曲或其他物理变形和/ 或泄漏。
[0007] 此外，包含聚丙烯的单组分微孔板特别不适用于通过自动装置处理，因为它们的 软化使自动装置难以抓住它们，并且被引入至容器中时，它们的低尺寸稳定性可能具有配 料针接触壁的后果。已经提出包括具有多个由第一材料制成的孔（hole)的框架板的双组 件微孔板，该第一材料形成锁定地连接（formlockingly connected)至多个由第二材料制 成的容器（即，微孔），但是第二材料必须满足上述的挑战。
【发明内容】
[0008] 如在以下进一步详细描述的，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,所述容器形成锁定地连接至框架板4并由包含软链段酯单 元（软嵌段酯单元）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脂肪族二羧酸或它们的衍生物、二羟基芳香族化合物、以及碳酸酯源的单 体。
【附图说明】
[0009] 以下是附图的简要说明，其中，相似元件（要素）编号相同并且呈现附图用于示出 本文公开的示例性实施方式的目的而不是为了限制其的目的：
[0010] 图1以来自底部的倾斜透视图示出微孔板；
[0011] 图2以通过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] 图3示出具有96孔的框架板。
【具体实施方式】
[0013] 本公开描述了具有由高熔融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，更具体地〇. 〇〇5mm至1mm，甚至更具体地0.0 lmm至0. 5mm，以及甚 至更具体地〇. 〇5mm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。微孔板包括由第一材料制成的框架和由高熔融流动性的热塑性组合物制成 的容器（即，微孔），所述框架具有带有孔的框架板。通过将容器直接模制至孔将其固定地 连接至框架板，并且每个容器具有从框架板的下侧突起的接收部分且通过开口（aperture) 从框架板的上表面是可进入的。可以由高熔融流动性的热塑性组合物制造容器，所述热塑 性组合物表现出透光性、改善的模量、改善的室温延展性、耐热性、透氧性、或热塑性材料与 DNA或其他PCR底物的降低的亲和力或中和性的一种或多种，这在薄壁PCR微孔盘应用中 可以是有用的。具体地，可以由包括聚酯-聚碳酸酯共聚物，以及更具体地包括聚（脂肪族 酯）_聚碳酸酯共聚物的高熔融流动性的热塑性组合物聚碳酸酯制造容器。微孔板还可以 包括可以释放地连接至框架上表面的盖。盖可以由刚性材料制成，并且在盖和框架之间可 以包括弹性组件。
[0014] 可以由硬塑料制造框架板。由于它的硬度，特别适用于通过自动装置处理微孔板 的框架板。边缘可以设置有从下侧突起的边界，其增加它的稳定性并可以形成支撑表面和 用于接合自动装置的表面。框架板可以包含第一材料或可以包含第一塑料，第一材料可以 是材料如铝片原料，第一塑料可以是无定形塑料或部分结晶塑料。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、更好的平面、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。第一塑料可以包含聚碳酸酯和/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。
[0015] 框架可以由多组件模制技术制造并可以由双组件模制技术（即，"两步"技术）或 "三步"技术制造。可以将每个容器直接模制至与其相关的孔。一般地，可以正向、形成锁定 地将容器连接至板和/或可以非正向、带摩擦地将其与板连接，和/或通过在具有轴向变化 截面的孔中模制容器连接和/或将其在板的至少一侧上连接至孔的边缘区域，同时以非正 向方式将它们连接至板。对于模制在孔中的容器，它通过制成容器的材料结合至板。应当 将形成锁定的连接理解为其中两个连接部件设置有具有互补形式或形状的内部接合元件 的连接。通过两个部件的连接，内部接合互补元件防止两个部件断开连接。
[0016] 可以开始模制框架板，在模制框架板之后的第二步骤中模制容器。以这个方式，在 模制之后可能发生的框架板塑料的任何收缩可以在将容器模制至其之前发生。可以选择模 制框架与模制至其的容器的时间间隔，使得框架必要的收缩（例如，通过将其冷却）完成。 一旦将容器模制在框架上，之后框架保持微孔板的尺寸稳定性，并且可以将容器至容器距 离的任何变化限制为低至±0. 15毫米（mm)的非常低的公差。该尺寸稳定性可以使得在无 壁接触的情况下更容易引入配料针（配比针，proportioning needle)。为了促进任何位置 公差，可以将容器的上壁区域设计为壁厚增加的颈圈（collar)。
[0017] 直接将容器模制至板可以在模制中提供非常短的材料流动路径，其可以允许实现 特别小的壁厚，其可以在0. 05mm至0. 25mm的范围内，以及具体地可以是0. 1mm，这可以有助 于热传递。每个容器的容器底部具有浇口痕迹，且材料由其填充降低壁厚的第一壁部分和 连接至板的上壁部分。浇口痕迹是对应于注射模制部件的模具中的点的点，在此处可流动 的塑料进入模具。在完成的部件上，例如，作为表面的不平整度可以看到浇口痕迹。可以将 上壁部分设计为增加壁厚的颈圈，其允许制造具有特别小的公差的微孔板。
[0018] 微孔板可以进一步包括可以释放地连接至框架上表面的盖。盖可以由刚性材料制 成，并且在盖和框架之间可以包括弹性组件。当弹性组件存在时，它可以在盖和框架之间并 可以固定连接至盖和/或框架，以实现盖和框架之间良好的密封。弹性组件可以包含热塑 性材料、弹性体、热塑性弹性体、或橡胶。例如，密封件可以通过在行和/或列方向的直线网 彼此连接。弹性组件与框架和/或盖的连接可以是非正向的和/或正向的和/或当容器结 合至框架时通过容器的材料。可以将弹性组件设置在容器的颈圈上。弹性组件可以是环形、 塞状、垫状或盖状的。可以将盖设计为使得它可被锁定至框架。
[0019] 当微孔板包括盖时，可以使用双组件模制技术或三组件模制技术。如果将两种不 同的塑料用于框架和容器且使用第三种塑料用于一个或多个弹性组件时，可以使用三组件 模制技术。可以首先模制框架，随后可以将一个或多个弹性组件模制至框架，和/或可以首 先模制盖，随后可以将一个或多个弹性组件模制至盖。可以整体模制框架与容器或可以在 第二步骤中模制容器以及在第三步骤中模制一个或多个弹性组件。
[0020] 容器可以具有多种形状，包括罐状、壳状、杯状、锥状等。容器可以是圆柱形、球形、 矩形、六边形、圆锥形等。在微孔板的不同截面上容器也可以具有不同的形状。容器形状和 构型的实例包括六边形或球形。
[0021] 由于热交换可以直接发生在热循环仪的板和容器壁之间，所以从如本文所描述的 板下侧突起的容器可以适用于PCR热循环仪。当容器从板的下侧突起时，容器可以是直径 3mm至30mm以及深度2mm至15mm。当容器突起超过板的上侧时，它们可具有密封连接覆盖 膜的优势，所述覆盖膜可以直接适合至容器的上边缘。当容器没有从板的上侧突起时，所述 板具有有平整表面的优势，使得可以将覆盖板放置在容器上部以将它们密封。覆盖板可以 由任何材料（如玻璃或热塑性材料）制成，并可以具有粘附性，如感压粘附性。
[0022] 容器可以进一步是层压结构，其中，一层或多层包含高熔融流动性的热塑性组合 物。可以通过共挤出形成层压结构。在希望气体屏障层、液体屏障层等或控制表面性能（例 如，疏水性）的实施方式中，层压结构可以是有用的。当试剂（如用于PCR技术的那些）可 以吸收来自接触底物的某些聚合物时，层压结构也可以是有用的，其有效减少吸收的聚合 物的量并改善反应产率。
[0023] 将参考图1-3描述实施方式，呈现其是为了示出实施方式的目的，而并不旨在限 制权利要求的范围。
[0024] 现在参考附图，图1和2示出包括框架2和容器3的微孔板1。框架2具有框架板 4,其外边缘被边界5环绕。边界的底部是扩张物6,其能够在另一微孔板1的上表面堆叠。
[0025] 框架2在框架板4中具有孔2'。这些具有横截面轮廓2"，其沿着两个不同锥度的 部分中框架板4的上表面7并沿着圆锥部分中框架板4的下侧8拓宽。
[0026] 可以在第一模制步骤中由塑料整体模制框架2,所述塑料固化时是相对刚性的。浇 口痕迹形成在框架2的边缘，例如，形成在边界5的下边缘。
[0027] 在它们的底座，容器3具有杯状底部9,非常小的壁厚（例如，0.1 mm)的圆锥形壁 部分10形成其边界。在它的上面，存在壁部分11，其壁厚向上梯度增加。在它的外侧，它具 有与圆锥形壁部分10相同的锥度。然而，在它的内侧，将其设计为接近圆柱形，这导致大致 楔形状轮廓的横截面。
[0028] 壁部分11终止于颈圈12,其相对于壁部分10也具有增加的壁厚。在颈圈12区 域将容器3模制至框架板4。为此，颈圈12在外部对应孔2'的内圆周。它分别在框架板4 的上表面7和下侧8进一步具有突起13、14。利用突起13、14与上表面7和下侧8的接合， 颈圈12与框架板4以及因此容器3与框架板4的形成锁定的连接形成。
[0029] 如图2所示，颈圈12具有横截面外轮廓12'，其与支撑的轮廓2" -样沿着两个不 同锥度部分中的框架板4的上表面7以及沿着圆锥形部分中的框架板4的下侧8拓宽，即， 孔2'的横截面轮廓2〃和颈圈12的横截面轮廓12'形成互补。因此，当将容器3插入在孔 2'中时，形成锁定的连接已经形成。突起13、14仅增强已经形成的形成锁定的连接。在一 些实施方式中，颈圈12仅具有突起13或14中的