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微小容量液体噴射システム

国内特許コード P150011603
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2007-538240
公表番号 特表2008-518216
出願日 平成16年11月22日(2004.11.22)
公表日 平成20年5月29日(2008.5.29)
国際出願番号 CN2004001331
国際公開番号 WO2006045229
国際出願日 平成16年11月22日(2004.11.22)
国際公開日 平成18年5月4日(2006.5.4)
優先権データ
  • 200410086248.0 (2004.10.28) CN
発明者
  • 王▲東▼
  • ▲鄒鯤▼
  • 叶建新
  • ▲孫いぇ▼磊
  • 朱慧
  • 王▲憲華▼
  • 程京
出願人
  • 北京博奥生物芯片有限▲責▼任公司
  • 清▲華▼大学
発明の名称 微小容量液体噴射システム
発明の概要 本発明は、微小容量液体噴射システムに関し、このシステムは、空気圧モジュールと、管路によって空気圧モジュールに接続された微小噴射ユニットと、空気圧モジュールおよび微小噴射ユニットの各々に接続された制御回路とを備える。本発明において、空気が圧力媒体として使用されるので、一方では、サンプルが圧力調節モジュールに接しないことに起因して、洗浄プロセスの効率が改善され、そして他方では、管路全体が液体で満たされる必要がないので、サンプル噴射プロセスにおいて必要とされるサンプルの容量は、微小噴射ユニットの空洞の寸法と等しい容量のみである。サンプル噴射プロセスの間、圧力を調節する必要はない。サンプルの噴射が終了すると、サンプルは、その元の場所へと戻され、従って、大いにサンプルを節約し得る。
従来技術、競合技術の概要 3つのタイプの技術が、マイクロアレイバイオチップを製造するために、現在使用されている:インサイチュ合成、スポッティングピンを用いた接触式印刷、および非接触式の噴射。これらの技術の中でも、インサイチュ合成のみが、オリゴヌクレオチドマイクロアレイを製造するために使用され得る。スポッティングピンを用いた接触式印刷は、非常に単純であり、かつ、容易に実施される;従って、この接触式印刷が、現在最も広く使用され得ている技術である。しかし、各スポットに印刷されるサンプルの容量は、制御することが難しいスポッティングピンの物理的な寸法に依存しており、印刷されるサンプル流体の容量の再現性は低い。非接触式の噴射技術は、流体送達容量の制御を提供し、スポッティングピンを用いた接触式印刷と比べて、再現性が良い。噴射器と基板との間が接触する必要はなく;従って、印刷速度が、かなり速くなり得る。

非接触式の噴射技術は、その機構に従って分類すると、3つのタイプがある:微小弁制御、圧電噴射、および熱インクジェット。微小弁をベースにした噴射技術の重要な構成要素としては、シリンジポンプと、BioDot社によって開発されたBioJet PlusTMシリーズのような、ソレノイドにより作動する微小弁とが挙げられる。シリンジポンプが、ポンプとソレノイド微小弁との間の管路の内側の圧力を維持するため、そして、サンプル流体を装置内に吸引するために使用される。特定の圧力程度下で、特定の量の流体が、特定の時間にわたって微小弁を開放することによって、ノズルを通って噴射され得る。BioJet PlusTMシリーズは、2つのモードで動作し得る。一方のモードにおいて、サンプル流体は、シリンジ内へと吸引され、そして、シリンジが押されて、微小弁に接続された管路を満たす。比較的大量のサンプル容量が必要とされ、サンプル間を変更し、管路を洗浄する際には、さらなる慣用的なメンテナンスが必要となる。もう一方のモードにおいて、管路は、特定容量のシステム流体で満たされ、その後、サンプル流体が実際に吸入される。必要とされるサンプル流体の容量は減るが、システム流体とサンプル流体との間の境界面に、拡散が導入され得る;従って、残ったサンプルを回収することは困難である。ソレノイド微小弁は、噴射容量を制御するために使用される。BioJet PlusTMシリーズの不都合な点としては、以下が挙げられる:比較的大量のサンプル容量または不可避のサンプル浪費;圧力を調節するための高精度シリンジポンプにより課される高い費用;特に、連続噴射モード下で、管路が完全に満たされていることに起因して、洗浄が困難であること;および、噴射操作の間の、圧力を維持するため、そして、圧力出力を一定にする目的で、管路内の液体容量の減少量に精密に排水量を合わせるために、正確な排水量で、継続的にシリンジを推し進めることを必要とすること。

産業上の利用分野 本発明は、液体噴射システムに関し、より具体的には、空気圧により駆動され、そして、微小弁で制御されるという特徴を持った、微小容量液体噴射システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
微小容量液体噴射システムであって、以下:
空気圧モジュール;
管路によって該空気圧モジュールに接続された、微小噴射ユニット;
該空気圧モジュールおよび該微小噴射ユニットを制御するための、電気制御回路
を備える、微小容量液体噴射システム。

【請求項2】
前記微小噴射ユニットが、ソレノイド電磁微小弁と、管路またはねじ込まれた接続部によって、該微小弁に接続された微小噴射器とを備える、請求項1に記載の微小容量液体噴射システム。

【請求項3】
前記微小噴射ユニットが、ロボットアームに接続されている、請求項1に記載の微小容量液体噴射システム。

【請求項4】
前記微小噴射ユニットが、ロボットアームに接続されている、請求項2に記載の微小容量液体噴射システム。

【請求項5】
前記空気圧モジュールが、以下:
気圧輸送管路;
該気圧輸送管路の吸気口に接続された、空気圧発生ユニット;
圧力検知ユニットおよび圧力調節ユニットであって、該圧力検知ユニットおよび該圧力調節ユニットは、該気圧輸送管路に対して、この順番で接続されている、圧力検知ユニットおよび圧力調節ユニット;
該気圧輸送管路の排気口および該微小噴射ユニットのソレノイド電磁微小弁に接続された電磁弁
を備える、請求項1、2、3または4に記載の微小容量液体噴射システム。

【請求項6】
請求項5に記載の微小容量液体噴射システムであって、
前記空気圧発生ユニットが、前記気圧輸送管路の吸気口に接続された2つの平行した電磁弁と、空気圧縮機および真空ポンプとを備え、該空気圧縮機および該真空ポンプは、該2つの電磁弁に各々接続されており;
前記圧力検知ユニットが、該気圧輸送管路に接続された2つの平行した電磁弁と、正圧検知器および負圧検知器とを備え、該正圧検知器および該負圧検知器は、該2つの電磁弁にそれぞれ接続されており;
前記圧力調節ユニットが、該気圧輸送管路に接続された2つの平行した電磁弁と、粗調節弁および微調節弁とを備え、該粗調節弁および該微調節弁は、該2つの電磁弁にそれぞれ接続されている、
微小容量液体噴射システム。

【請求項7】
請求項6に記載の微小容量液体噴射システムであって、
前記空気圧発生ユニットが、空気圧縮機と、該空気圧縮機の排気口に接続された2つの平行した電磁弁と、該2つの電磁弁のうちの一方と、前記気圧輸送管路の吸気口との間に直列に並んだ真空発生器および別の電磁弁とを備え;
前記圧力検知ユニットが、該気圧輸送管路に接続された2つの平行した電磁弁と、正圧検知器および負圧検知器とを備え、該正圧検知器および負圧検知器は、該2つの電磁弁にそれぞれ接続されており;
前記圧力調節ユニットが、該気圧輸送管路に接続された2つの平行した電磁弁と、粗調節弁および微調節弁とを備え、該粗調節弁および該微調節弁は、該2つの電磁弁にそれぞれ接続されている、
微小容量液体噴射システム。

【請求項8】
前記空気圧モジュールが、以下:
ステップモーター;
該ステップモーターの排気口に親ねじで接続された、直線運動ユニット;
該直線運動ユニットにプランジャーで連結された、シリンジ;
該シリンジの排気口と該微小噴射ユニットのソレノイド電磁微小弁とに接続された、気圧輸送管路;および
該気圧輸送管路に接続された、正圧/負圧検知器
を備える、請求項1、2、3または4に記載の微小容量液体噴射システム。

【請求項9】
前記制御回路が、コンピュータと、シリアルポートを介して該コンピュータと通信するMCUと、前記電磁弁および前記ソレノイド電磁微小弁を駆動するための、該MCUのI/Oインターフェースに連結された電磁弁駆動回路および微小弁駆動回路と、を備える、請求項1~7のいずれか1項に記載の微小容量液体噴射システム。

【請求項10】
前記MCUが、前記圧力検知器からの測定値を受信するための、アナログ・デジタル変換ユニットを備える、請求項9に記載の微小容量液体噴射システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007538240thum.jpg
出願権利状態 公開
分野
  • 物理学
  • 処理操作;運輸
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