Una microplaca , también conocida como placa de microtitulación , placa de micropocillos o multipocillo , [1] es una placa plana con múltiples "pocillos" que se utiliza como pequeños tubos de ensayo. La microplaca se ha convertido en una herramienta estándar en los laboratorios de investigación analítica y de pruebas de diagnóstico clínico. Un uso muy común es en el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA), la base de la mayoría de las pruebas de diagnóstico médico modernas en humanos y animales.
Una microplaca normalmente tiene 6, 12, 24, 48, 96, 384 o 1536 pocillos de muestra dispuestos en una matriz rectangular de 2:3 . Algunas microplacas se han fabricado con 3456 o 9600 pocillos, y se ha desarrollado un producto de "cinta de matriz" que proporciona una tira continua de microplacas grabadas en relieve sobre una cinta de plástico flexible. [2]
Cada pocillo de una microplaca contiene típicamente entre decenas de nanolitros [3] [4] [5] [6] y varios mililitros de líquido. También se pueden utilizar para almacenar polvo seco o como bastidores para sostener insertos de tubos de vidrio. Los pocillos pueden ser circulares o cuadrados. Para aplicaciones de almacenamiento de compuestos, se prefieren los pocillos cuadrados con tapetes de silicona ajustados. Las microplacas se pueden almacenar a bajas temperaturas durante períodos prolongados, se pueden calentar para aumentar la velocidad de evaporación del disolvente de sus pocillos e incluso se pueden sellar con papel de aluminio o película transparente. Las microplacas con una capa incrustada de material de filtro fueron desarrolladas a principios de la década de 1980 por varias empresas y, en la actualidad, existen microplacas para casi todas las aplicaciones en la investigación de las ciencias de la vida que implican filtración, separación, detección óptica, almacenamiento, mezcla de reacción, cultivo celular y detección de actividad antimicrobiana. [7]
El enorme crecimiento de los estudios de células vivas completas ha dado lugar a una gama completamente nueva de productos de microplacas que están " tratados con cultivos de tejidos " especialmente para este trabajo. Las superficies de estos productos se modifican mediante una descarga de plasma de oxígeno para hacer que sus superficies sean más hidrófilas, de modo que sea más fácil que las células adheridas crezcan en la superficie que, de otro modo, sería fuertemente hidrófoba .
Varias empresas han desarrollado robots para manipular específicamente microplacas. Estos robots pueden ser manipuladores de líquidos que aspiran o dispensan muestras líquidas desde y hacia estas placas, o "transportadores de placas" que las transportan entre instrumentos, apiladores de placas que almacenan microplacas durante estos procesos, hoteles de placas para almacenamiento a largo plazo, lavadoras de placas para procesar placas, selladores térmicos de placas para aplicar sellos térmicos, desselladores para quitar sellos térmicos o incubadoras de microplacas para garantizar una temperatura constante durante las pruebas. Las empresas de instrumentos han diseñado lectores de placas que pueden detectar eventos biológicos, químicos o físicos específicos en muestras almacenadas en estas placas. También se ha desarrollado un lector de placas especializado que puede realizar un control de calidad del contenido de los pocillos de las microplacas, capaz de identificar pocillos vacíos, pocillos llenos y precipitados. [8]
El proceso de fabricación más común es el moldeo por inyección , en el que se utilizan materiales como poliestireno, polipropileno y cicloolefina para diferentes necesidades de resistencia química y térmica. El vidrio también es un material posible y el moldeo al vacío se puede utilizar con muchos otros plásticos, como el policarbonato.
Las microplacas se fabrican a partir de una variedad de materiales:
Las microplacas compuestas, incluidas las placas con fondo filtrante, las placas de extracción en fase sólida (SPE) e incluso algunos diseños avanzados de placas de PCR, utilizan múltiples componentes o materiales que se moldean por separado y luego se ensamblan para formar un producto terminado. Las placas ELISA ahora se pueden ensamblar a partir de doce tiras separadas de ocho pocillos, lo que facilita el uso parcial de una placa.
Las microplacas se producen con el mismo tamaño estandarizado, [9] [10] pero utilizando una variedad de formatos (ver la tabla a continuación), materiales (ver la sección anterior), alturas de placa, cantidad de pocillos, formas de pocillos y alturas de fondo de pocillos, y algunas de estas características varían más entre fabricantes que otras (ver la sección siguiente).
También hay placas menos comunes de 192 y 768 pocillos. [11]
La Sociedad de Ciencias Biomoleculares intentó estandarizar las microplacas con las normas ANSI (ANSI/SBS 1-2004, ANSI/SBS 2-2004, ANSI/SBS 3-2004, ANSI/SBS 4-2004). [12] Estas normas se actualizaron y ahora se conocen como normas ANSI SLAS .
Las normas de microplacas ANSI SLAS definen una huella y una geometría de brida inferior. Estos tamaños y bridas son generalmente respetados rigurosamente por todos los fabricantes de microplacas:
Aunque se muestra una muesca de esquina (también conocida como chaflán) en la esquina A1 (superior izquierda) en los dibujos ANSI SLAS, y muchas microplacas implementan esta muesca de esquina A1, en realidad la "cantidad y ubicación de chaflanes es opcional", [13] [14] por lo que en la práctica la presencia o ausencia de muescas de esquina en esquinas adicionales (es decir, la inferior izquierda) es una implementación patentada que causa dificultades con la compatibilidad cruzada de accesorios, como con las tapas de microplacas que también pueden implementar la muesca de esquina correspondiente.
La posición de los pocillos también está estandarizada, pero solo para placas de 96, 384 y 1536 pocillos. Los fabricantes suelen respetarlas:
Las placas de 96 pocillos tienen una distancia entre pocillos de 9 mm, las de 384 pocillos de 4,5 mm y las de 1536 pocillos de 2,25 mm. Una característica notable es que la matriz de pocillos es simétrica cuando la placa se gira 180˚ alrededor de su eje Z (eje de altura). Por lo tanto, los instrumentos científicos que utilizan microplacas pueden aceptar la placa en una de dos orientaciones giradas: "correcta" o girada 180˚.
Otras variantes, como las placas de 24 pocillos, no se consideran en el estándar, pero hay un estándar de facto para implementar en 24 pocillos aplicando el mismo factor de escala que la transición de 384 a 96 pocillos, es decir, 24 pocillos tienen un espaciado de 18 mm.
Cabe destacar que la forma y el diámetro del pocillo no están estandarizados y tienen varias implementaciones patentadas. Esto genera dificultades con la compatibilidad cruzada de accesorios, como las alfombrillas de tapa de microplacas.
Los pocillos dentro de la microplaca están disponibles en diferentes formas:
Los pozos también tienen diferentes geometrías en el fondo del pozo:
Los pozos redondos en particular suelen tener varios diámetros:
La incorporación más reciente a las normas de microplacas ANSI SLAS fue la inclusión de una norma de fondo de pocillo. Sin embargo, la norma especifica definiciones y métodos de prueba únicamente para la "Elevación del fondo del pocillo de la microplaca (WBE)", la "Variación de la elevación del fondo del pocillo (WBEV)" y la "Variación de la elevación del fondo dentro del pocillo (IWBEV)", pero no establece un valor preferido ni límites para esas definiciones dimensionales. Por lo tanto, todas las alturas del fondo del pocillo son actualmente implementaciones patentadas sin una norma clara de facto . Esta falta de estandarización puede causar dificultades con aplicaciones como la inyección automática de agujas en muestreadores automáticos .
También se define la altura de una microplaca estándar, aunque a veces los fabricantes no la respetan, incluso si siguen los estándares de huella y brida.
También existen microplacas de pocillos profundos, a veces denominadas "bloques". A diferencia de las placas de altura normal, la norma de altura ANSI SLAS 2-2004 [22] no define una altura estándar para las placas de pocillos profundos (bloques). Las placas de pocillos profundos suelen seguir una altura estándar de facto de 44 mm.
Las placas de depósito también están disponibles comercialmente. [23] Las placas de depósito tienen columnas de pocillos (como las placas de 96 pocillos, 24 pocillos, etc.) que se fusionan en pocillos individuales, de modo que brindan volumen adicional para pipetas multicanal. Al igual que las placas o bloques de pocillos profundos, a menudo siguen una altura estándar de facto de 44 mm.
Las microplacas utilizadas para PCR están diseñadas para tener un espesor de pared notablemente más delgado que las microplacas ANSI/SLAS estándar (para permitir una mejor conducción térmica ) y vienen en diferentes tipos de "faldón": con faldón completo, medio faldón o semifaldón, y sin faldón o sin faldón. El faldón es análogo a la huella y el reborde de las normas ANSI/SLAS, por lo que, si bien la mayoría de las microplacas PCR con faldón completo pueden cumplir con las normas ANSI/SLAS, otras desviaciones, como con semifaldón u otras, no cumplen con las normas ANSI/SLAS.
La primera microplaca fue creada en 1951 por un húngaro, el Dr. Gyula Takátsy , quien mecanizó seis filas de 12 "pocillos" en Lucite . [11] [24] [25] Posteriormente, el Dr. John Louis Sever modificó el diseño húngaro en una placa de 96 pocillos, que publicó en 1962. [26] Sin embargo, el uso común de la microplaca comenzó a fines de la década de 1980 cuando John Liner presentó una versión moldeada. En 1990, había más de 15 empresas que producían una amplia gama de microplacas con diferentes características. Se estimó que solo en 2000 se utilizaron 125 millones de microplacas. [27] La palabra "Microtiter" es una marca registrada de Thermo Electron OY ( marca registrada de EE. UU. 754,087 ).
Otros nombres comerciales para microplacas incluyen Viewplate y Unifilter (introducido a principios de la década de 1990 por Polyfiltronics y vendido por Packard Instrument, que ahora es parte de PerkinElmer).
En 1996, la Society for Biomolecular Screening (SBS), más tarde conocida como Society for Biomolecular Sciences, inició una iniciativa para crear una definición estándar de una microplaca. En 2003, se propuso una serie de estándares y el American National Standards Institute (ANSI) los publicó en nombre de la SBS. Los estándares rigen varias características de una microplaca, incluido el posicionamiento de los pocillos (pero no la forma, la profundidad y el diámetro), así como las propiedades de la placa, lo que permite la interoperabilidad entre microplacas, instrumentación y equipos de diferentes proveedores, y es particularmente importante en la automatización de laboratorios . En 2010, la Society for Biomolecular Sciences se fusionó con la Association for Laboratory Automation (ALA) para formar una nueva organización, la Society for Laboratory Automation and Screening (SLAS). De ahora en adelante, los estándares de microplacas se conocen como estándares ANSI SLAS.
subtítulo) Procesamiento de cientos de equivalentes de microplacas sin equipo complejo de manipulación de placas.
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