A microplate, also known as a microtiter plate, microwell plate or multiwell,[1] is a flat plate with multiple "wells" used as small test tubes. The microplate has become a standard tool in analytical research and clinical diagnostic testing laboratories. A very common usage is in the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), the basis of most modern medical diagnostic testing in humans and animals.
A microplate typically has 6, 12, 24, 48, 96, 384 or 1536 sample wells arranged in a 2:3 rectangular matrix. Some microplates have been manufactured with 3456 or 9600 wells, and an "array tape" product has been developed that provides a continuous strip of microplates embossed on a flexible plastic tape.[2]
Each well of a microplate typically holds somewhere between tens of nanolitres[3][4][5][6] to several millilitres of liquid. They can also be used to store dry powder or as racks to support glass tube inserts. Wells can be either circular or square. For compound storage applications, square wells with close fitting silicone cap-mats are preferred. Microplates can be stored at low temperatures for long periods, may be heated to increase the rate of solvent evaporation from their wells and can even be heat-sealed with foil or clear film. Microplates with an embedded layer of filter material were developed in the early 1980s by several companies, and today, there are microplates for just about every application in life science research which involves filtration, separation, optical detection, storage, reaction mixing, cell culture and detection of antimicrobial activity.[7]
The enormous growth in studies of whole live cells has led to an entirely new range of microplate products which are "tissue culture treated" especially for this work. The surfaces of these products are modified using an oxygen plasma discharge to make their surfaces more hydrophilic so that it becomes easier for adherent cells to grow on the surface which would otherwise be strongly hydrophobic.
Varias empresas han desarrollado robots para manipular microplacas específicamente. 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 procesamiento. placas, selladores térmicos de placas para aplicar selladores térmicos, deselladores para eliminar selladores 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 , utilizando materiales como poliestireno, polipropileno y cicloolefina para diferentes necesidades de temperatura y resistencia química. El vidrio también es un material posible y el conformado al vacío se puede utilizar con muchos otros plásticos como el policarbonato.
Las microplacas se fabrican con diversos materiales:
Las microplacas compuestas, incluidas las placas de fondo de filtro, las placas de extracción en fase sólida (SPE) e incluso algunos diseños avanzados de placas de PCR, utilizan múltiples componentes y/o materiales que se moldean por separado y luego se ensamblan en 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 (consulte la tabla a continuación), materiales (consulte la sección anterior), alturas de las placas, números de pocillos, formas de los pocillos y alturas del fondo de los pocillos, con algunas de estas características varían más entre fabricantes que otras (consulte la sección siguiente).
También hay placas menos comunes de 192 y 768 pocillos. [11]
La Sociedad de Ciencias Biomoleculares intentó estandarizar las microplacas con los estándares ANSI (ANSI/SBS 1-2004, ANSI/SBS 2-2004, ANSI/SBS 3-2004, ANSI/SBS 4-2004). [12] Estos estándares se han actualizado y ahora se conocen como estándares ANSI SLAS .
Los estándares de microplacas ANSI SLAS definen una huella y una geometría de brida inferior. Por lo general, todos los fabricantes de microplacas siguen rigurosamente estas huellas y bridas:
Aunque se muestra una muesca en la esquina (también conocida como chaflán) en la esquina A1 (arriba izquierda) en los dibujos ANSI SLAS, y muchas microplacas implementan esta muesca en la esquina A1, en realidad la "cantidad y ubicación de los chaflanes es opcional". , [13] [14] por lo que, en la práctica, la presencia o ausencia de muescas en las esquinas adicionales (es decir, la parte 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 coincidencia. muesca de esquina.
La posición de los pocillos también está estandarizada, pero sólo para placas de 96, 384 y 1536 pocillos. Estos son generalmente bien seguidos por los fabricantes:
Las placas de 96 pocillos tienen un espaciado 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 el conjunto de pozos es simétrico 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 rotadas: "correcta" o girada 180˚.
Otras variantes, como las placas de 24 pocillos, no se consideran en el estándar, pero existe 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.
En particular, la forma y el diámetro del pozo no están estandarizados y tiene varias implementaciones patentadas. Esto causa dificultades con la compatibilidad cruzada de accesorios, como con las alfombrillas para tapas de microplacas.
Los pocillos dentro de la microplaca están disponibles en diferentes formas:
Los pozos también tienen diferentes geometrías en el fondo del pozo:
En particular, los pozos redondos suelen tener algunos diámetros:
La incorporación más reciente a los estándares de microplacas ANSI SLAS fue la inclusión de un estándar de fondo de pozo. Sin embargo, la norma especifica definiciones y métodos de prueba únicamente para la "Elevación del fondo del pozo de microplacas (WBE)", la "Variación de la elevación del fondo del pozo (WBEV)" y la "Variación de la elevación del fondo dentro del pozo (IWBEV)", pero no establece un valor o límites preferidos para esas definiciones dimensionales. Por lo tanto, todas las alturas del fondo de los pozos son actualmente implementaciones patentadas sin un estándar claro de facto . Esta falta de estandarización puede causar dificultades con aplicaciones como la inyección automática de agujas en el muestreador automático .
La altura de una microplaca estándar también está definida; sin embargo, a veces los fabricantes no la siguen, incluso si siguen los estándares de huella y bridas.
También hay microplacas de pozo profundo, a veces llamadas "bloques". A diferencia de las placas de altura normal, la norma de altura ANSI SLAS 2-2004, [22] no define una altura estándar para placas (bloques) de pozos profundos. Las placas de pozo profundo 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 en las placas de 96 pocillos, 24 pocillos, etc.) que se fusionan en pocillos individuales, de modo que proporcionan volumen adicional para pipetas multicanal. Al igual que las placas o bloques de pozo profundo, suelen seguir 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": faldón completo, medio faldón o semifaldón. con faldón y sin faldón o sin faldón. El faldón es análogo a la huella y la brida de los estándares ANSI/SLAS, por lo que, si bien la mayoría de las microplacas PCR de faldón completo pueden cumplir con ANSI/SLAS, otras desviaciones, como las de semifaldón u otras, no cumplen con los estándares ANSI/SLAS.
La primera microplaca fue creada en 1951 por un húngaro, el Dr. Gyula Takátsy , que 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 finales 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 estima que sólo en el año 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 de microplacas incluyen Viewplate y Unifilter (introducidos a principios de la década de 1990 por Polyfiltronics y vendidos por Packard Instrument, que ahora forma parte de PerkinElmer).
En 1996, la Sociedad de Detección Biomolecular (SBS), más tarde conocida como Sociedad de Ciencias Biomoleculares, inició una iniciativa para crear una definición estándar de microplaca. En 2003 se propuso una serie de normas que el Instituto Nacional Estadounidense de Normas (ANSI) publicó en nombre de la SBS. Los estándares rigen varias características de una microplaca, incluido el posicionamiento del pozo (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 Sociedad de Ciencias Biomoleculares se fusionó con la Asociación para la Automatización de Laboratorios (ALA) para formar una nueva organización, la Sociedad para la Automatización y el Detección de Laboratorios (SLAS). En adelante, los estándares de microplacas se conocen como estándares ANSI SLAS.
(subtítulo) Procesamiento de cientos de equivalentes de microplacas sin equipos complejos de manipulación de placas
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{cite book}}: Mantenimiento CS1: otros ( enlace )