96ウェルプレートの規格：寸法・容量・ウェル配置をANSI/SLASの原文から確認する

96ウェルプレートの規格とは

96ウェルプレートは、8行12列のウェルを並べた成形品です。Thermo Fisherは自社のNunc MicroWellプレートについて、配列を8×12と表記しています。

外形が各社で揃っているのは慣習が定着した結果ではありません。SLASのマイクロプレート規格諮問委員会が維持する米国国家規格があり、その委員構成はANSIの要求により、プレートメーカー、プレートを使う装置のメーカー、産業界と学術界の利用者、そしていずれにも属さない一般の立場から均衡が取れるよう定められています。現在有効な規格は5件で、2017年6月に委員会が再確認しています。

番号は5を飛ばしています。2004年制定の4件はいずれも旧称ANSI/SBSで発行されたもので、供給元のカタログや古い資料には今もその表記が残っています。

対象の一覧をもう一度眺めると、この規格群の性格が見えてきます。外形、高さ、フランジ、ウェル位置、ウェル底面高さ。どれもプレートの外側か、ウェルがどこにあるかを述べたもので、ウェルとは何かを述べたものは一つもありません。この線引きは以降の各節に通じます。供給元に対して根拠として示せる数値と、たまたま手元のプレートに当てはまる数値との違いだからです。

96ウェルプレートの寸法：外形・高さ・フランジ

これらの数値には3つの条件が付いており、引用される機会は数値そのものより格段に少なくなっています。

20 ℃での値です。 ANSI/SLAS 1-2004は、特に指定のない限り全ての寸法が20 ℃（68 ℉）で適用され、他の温度で測定した場合は補正してよいと述べています。ポリスチレンは温度で寸法が動くため、37 ℃のインキュベーターから出したばかりのプレートは規格が想定するプレートではありません。

抜き勾配を含みません。 5件の規格はいずれも、寸法および公差に抜き勾配を含まないと注記しています。射出成形の壁面には勾配が付きますが、それは公差の内側ではなく外側に位置づけられます。

外形は連続していなければなりません。 ANSI/SLAS 1-2004は、外形がプレート底部の周囲で連続し途切れないことを求めています。グリッパーがどの側からでもプレートを掴めるのはこの要件によります。

フランジ高さは単一の値ではなく選択肢です。短い2.41 mm、中間の6.10 mm、高い7.62 mm、切り欠きのある短フランジ、あるいは短辺2.41 mmと長辺7.62 mmを組み合わせた二段構成のいずれかを取り得ます。単一の高さを採る場合は四辺とも同じでなければなりません。寸法を測れば正しいのに特定のスタッカーに収まらないという事態が起きるとき、原因になりやすいのがこの寸法です。

ウェルの位置：A1のオフセットと9 mmピッチ

ANSI/SLAS 4-2004が定めるのは2つのオフセットと1つの間隔だけで、格子に関する残りはすべてそこから導けます。ウェルA1の中心は短辺基準から14.38 mm、長辺基準から11.24 mmに位置します。ウェル中心の間隔は9 mmです。96ウェル全てに⌀0.70 mmの位置度公差が課されます。

この計算は閉じており、プレートを作図するときや、ウェルを指定するコードを書くときの検算に使えます。12列は間隔が11個なので、格子は11×9＝99 mmを占めます。14.38＋99＋14.38は127.76で、外形の長辺と一致します。8行は間隔が7個なので7×9＝63 mm。11.24＋63＋11.24は85.48で、外形の短辺と一致します。ウェル配列はプレートの中央にあり、2つのオフセットがその中央化を担っています。

9 mmというピッチは、フォーマット同士が入れ子になる理由でもあります。ANSI/SLAS 2-2004はフォーマット別のピッチを表にしており、一段ごとに半分になります。

384ウェルプレートのウェルは96ウェルの半分のピッチに並びます。96チャンネルヘッドが機構を変えずに384ウェルプレートの1象限へアクセスできるのはこのためで、高密度フォーマットがこの数値で規定された理由そのものです。

ANSI/SLAS 4-2004には、幾何ではなく表示に関する要件もあり、見落とされがちです。プレート左上のウェルを明示すること、例えば左側に文字「A」または数字「1」、あるいは上側に数字「1」を付すことが求められています。追加の表示は任意です。多くのプレートに成形されている英数字の目盛りは、この最低要件をメーカーが拡張したものです。

96ウェルプレートの容量はどれくらいか

ここで規格は沈黙し、問いに単一の答えはなくなります。5件のいずれもウェル容量を規定していません。

4製品の総容量は330 µLから400 µLまで、約20%の幅があります。いずれも標準フォーマットの96ウェルプレートです。うち2製品は同じ供給元のもので、ウェル底の形状以外に差はなく、それだけで30 µL違います。

実験を設計する際に基準とすべきは作業容量で、総容量より狭くなります。理由はプレート側にはなく、メニスカス、表面張力、分注チップに必要なクリアランス、そしてデッキ上でプレートを動かすときの交差汚染のリスクにあります。Corningは平底・丸底とも75〜200 µLを推奨し、TC処理済みの3596については別途、推奨培地量として100〜200 µLを示しています。Greinerは CELLSTAR 655180について25〜340 µLとより広い範囲を挙げており、同製品のチムニーウェル構造は、上面を共有する構造よりも隣接ウェルを分離します。

実務上の帰結として、「各ウェルを300 µLで満たす」と書かれたプロトコルは、確認なしにこれらのどのプレートへも移せません。Corning 3788ではウェルの総容量を超えます。

培養面積が0.32 cm²とは限らない理由

1ウェルあたりの培養面積も、読者が求めてたどり着く数値ですが、これも規格ではなくメーカーの仕様です。

両者の差は約6%です。多くの用途では誤差の範囲に収まります。単位面積あたりで正規化する場合はそうではありません。cm²あたりの播種密度、cm²あたりのタンパク質収量、培養面積あたりで報告する比活性がこれに当たります。名目上同じプレートを使う2つの研究室の間で数値をやり取りすると、この6%は黙って引き継がれます。Corning自身が「概数」と添えているのは、無視してよい但し書きではなく妥当な警告です。

丸底プレートに何が記載されていないかも見ておく価値があります。CorningはTC処理済みの平底3596には培養面積を記載し、未処理の丸底3788には記載していません。これは一貫しています。培養面積は接着培養向けに処理された表面の性質であって、ウェルの幾何学的事実ではないからです。

プレートマップの読み方：A1からH12まで

行は上から下へAからH、列は左から右へ1から12。ウェル名は行の文字に列の数字を続けます。A1が左上、H12が右下です。慣習はこれで全部で、そのうち規格が要求しているのは左上のウェルを明示することだけです。

残りが規定ではなく慣習であることから、2つの帰結が生じます。

向きを担保するのはプレートであってマップではありません。キャリア内で180°回転したプレートにもA1コーナーの表示は付いており、どちらの隅かを装置や作業者に伝えるのはその表示だけです。A1マーカーを明示せずに描いたプレートマップは、規格が防ごうとしたまさにその意味で曖昧になります。

走査順は各所の選択に委ねられます。列方向に読む方式（A1、B1、C1…）と行方向に読む方式（A1、A2、A3…）はどちらも一般的で、装置のソフトウェアによって書き出す順序が異なり、どちらが正しいということもありません。データセットがどちらを採っているかは明記する価値があります。両者の違いは8×12の格子を黙って転置するからです。

規格があえて定めていないもの

この省略を最も明確にしているのがANSI/SLAS 6-2012です。表題からは実際より多くを規定しているように見えるため、注意して読む価値があります。対象は平底ウェルのマイクロプレートで、定めているのは用語です。ウェル底面高さ、ウェル底面高さのばらつき、ウェル内での底面高さのばらつき、ウェル底面幅、ウェル深さ、底部厚さ。目的として掲げられているのは、これらの定義を記述し、必要な測定を行う条件を示すことです。

つまり測定に関する規格です。ウェル底面幅については、理論上の鋭角コーナーまでを測り、公称値として報告すると述べています。ある寸法をどう報告するかを定めることと、その寸法に特定の値を要求することは別で、5件のいずれも後者を行っていません。

供給元の記述は、丁寧に読むと正確です。Greiner Bio-Oneは自社のCELLSTARマイクロプレートについて、外形が均一で米国国家規格協会の推奨に適合するとし、ANSI/SBS 1-2004を名指ししています。これは外形寸法の規格に関する主張であり、その規格が裏づけられる範囲ちょうどの主張です。同じページにある34 mm²の培養面積と25〜340 µLの作業容量はGreiner自身の数値で、何かへの適合ではなく製品仕様として示されています。

ここから、方法欄や図の説明に対する原則が導けます。フォーマットではなくカタログ番号を記載してください。「96ウェルプレート」が特定するのは外形とウェル位置だけです。容量、培養面積、ウェル形状、表面処理は特定されず、追試に必要なのは通常そちらです。

規格に合った96ウェルプレートを作図する

単位ミリメートルの1:1で描けば、図面が規格の近似ではなく規格そのものになります。外形は127.76×85.48の長方形で、四隅の半径は3.18 mm。ウェルA1は14.38、11.24の位置です。残りのウェルはすべて、その点に9の倍数を各方向へ加えた位置になります。このページ冒頭の図はその数値だけで構成されています。

公表されたプレート図で頻出する誤りが4つあります。

格子の転置。 横に12列、縦に8行です。12行8列で描かれたプレートは別物で、向きを確認しないままスプレッドシートから図を起こしたときに最も起こります。

A1が別の隅にある。 左上です。ベンチ上のプレート写真から起こした図では、プレート自体が回転していることがあります。

ウェルを端から端まで等間隔に置く。 最初の中心を14.38 mm内側に入れて9 mm刻みで進めるのではなく、全幅にわたって均等配置すると、見た目は整うのに何とも一致しないプレートになります。配列を中央に収めているのは2つのオフセットです。

ウェル内径を仕様として提示する。 プレート図である以上、ウェルは何らかの寸法で描かざるを得ません。どの製品を描いたかを明記するか、内径を公称値と断るのが誠実なやり方です。上の図は後者を採っています。

寸法を担う図では、それを保つのはベクター出力です。出版用の科学図表の作り方では、1段幅への縮小に耐える解像度・線幅・文字サイズを扱っています。同じ規則がプロット同様プレートの模式図にも当てはまります。

よくある質問

96ウェルプレートの寸法は ANSI/SLAS 1-2004により127.76 mm×85.48 mm、四隅の丸みは半径3.18±1.6 mmです。高さはANSI/SLAS 2-2004により標準的な値として14.35±0.76 mm。公差は全体で±0.5 mm、基準ゾーンでは±0.25 mmに絞られ、いずれも20 ℃で適用されます。

ウェルピッチは ウェル中心間で縦横とも9 mmです。ANSI/SLAS 2-2004は96ウェルを9 mm、384ウェルを4.5 mm、1536ウェルを2.25 mmと表にしており、いずれも前段の半分です。

ウェルA1はどこか 左上で、中心は短辺基準から14.38 mm、長辺基準から11.24 mm、位置度公差は⌀0.70 mmです。ANSI/SLAS 4-2004は左上ウェルの明示も求めています。

1ウェルに何µL入るか 製品によります。規定した規格がないためです。Corningは平底3596が360 µL、丸底3788が330 µL、Thermo Fisherは平底Nunc 167008が400 µLとしています。推奨作業容量はCorningの両製品が75〜200 µL、Greiner CELLSTAR 655180が25〜340 µLです。

1ウェルの培養面積は Corningの3596がおよそ0.32 cm²、Greiner Bio-Oneの655180が34 mm²です。いずれもメーカー仕様であって規格値ではなく、約6%の差は単位面積あたりで報告する数値にそのまま乗ります。

ウェル容量に規格はあるか ありません。ANSI/SLAS 6-2012はウェル深さ、底部厚さ、ウェル底面幅を測定用の用語として定義し、ウェル底面幅は公称値として報告すると述べています。報告方法を定めているのであって、値を固定してはいません。

行と列はいくつか AからHの8行、1から12の12列です。Thermo Fisherは配列を8×12と表記しています。

次に読むもの

プレートの模式図が印刷に耐えるかを左右する作図規則については、出版用の科学図表の作り方を参照してください。

プレート図をグラフィカルアブストラクトに使う場合、サイズと形式の制約はプレートではなく雑誌が決めます。主要出版社の要求はグラフィカルアブストラクトの要件にまとめています。

ポスターに使う場合は、研究ポスターの作り方でボードサイズと、2 m離れても読める文字サイズを扱っています。