液体ディスペンスおよび液体プリント機器
圧電式ディスペンス機器１０は、液貯蔵部２０ａと圧電式ディスペンスチューブ７０とを含む圧電式ディスペンス装置２０を含む。本機器は、本装置とプランジャとを収容する取付け台を含み、プランジャは、貯蔵部に接し、貯蔵部の上部を密閉するように形成および構成され、また、貫通孔を形成し、これにより、貫通孔を介して、貯蔵部に対して減圧および／または加圧を行う。プランジャは、取付け台に対し近づいたり離れたりして上下方向に移動することができる。液体貯蔵部は、開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、流出口はフィルタによって閉鎖される。貯蔵部の基部には、脚部が形成される。二次フィルタアセンブリは、貯蔵部の基部に装着可能である。二次フィルタアセンブリは、二次フィルタアセンブリが貯蔵部に取り付けられると、貯蔵部と流体連通する孔部を形成する。また、二次フィルタアセンブリは、孔部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段を形成する。圧電式ディスペンス装置は、貯蔵部が着脱可能な二次フィルタアセンブリに取り付けられるまで貯蔵部の流出口を閉鎖するダックスバムバルブまたはセプタムを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体プリントおよび液体ディスペンスを行う機器に関する。より詳細には、本発明は、少量の液体を容器内または表面上に的確にディスペンスする圧電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学および生物科学分野においては、少量の液体を容器内または表面上に的確にディスペンスするために圧電装置が一般的に使用されている。現在における用途には、蛋白分析のための蛋白配列への試薬ディスペンス、ペプチドマスフィンガープリントにおけるケミカルプリンティング、およびオリゴヌクレオチド配列プリンティングが含まれる。従来の圧電装置は、＋／−１００ピコリットルの精度でディスペンスを制御することができる。標準的な圧電装置は、幅狭の貫通孔を形成するガラス管またはキャピラリを含む。ガラス管は、セラミックのつば部によって囲まれ、つば部は、つば部に与えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う。これにより、貫通孔内で音波が生じる。使用においては、貫通孔の一端（非ディスペンス端）に減圧／圧力源が与えられる。周知の「浸漬」方法により、ガラス管のディスペンス端は、ディスペンスされる液体試薬に浸される。そして、液体試薬を貫通孔内へ吸引するために真空圧力／減圧が施される。圧電装置における加圧／減圧は、ガラス管内の試薬を保持し、かつ貫通孔のディスペンス端のメニスカスが確実に平らになるよう調節される。そして、所望どおりに、変動電位が与えられて、ガラス管のディスペンス端から１滴以上の試薬を的確にディスペンスする。
【０００３】
しかしながら、従来の圧電式ディスペンス装置には多くの問題がある。問題の１つは、ディスペンスされる液体中の粒子状物質の存在である。これにより、圧電装置の貫通孔が塞がれるおそれがある。
【０００４】
さらなる問題は、液体をディスペンスするとき、圧電装置のオリフィスで液滴を生成するために、液剤に微量の圧力を掛けなければならない点である。
【０００５】
さらに、高粘度または高粘弾性を有する液体をディスペンスする際に、加圧および／または減圧を用いなければならない場合がある点である。
【０００６】
本発明の目的は、上述の従来技術における問題に取り組み、問題を軽減することにある。
【０００７】
本明細書内に含まれる文書、作用、物質、装置、物品等に関する考察は全て、本発明を説明することを目的としているに過ぎない。これらの上記の事柄の全てまたはいずれかが、先行技術の基礎の一部を形成することの自白であると受け取ったり、または本出願の各請求項の優先日前に存在した本発明の関連分野における周知の知識であることの自白であると受け取ったりしてはならない。
【０００８】
なお、本明細書において、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（構成する）」という用語、または「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」もしくは「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」等の活用形は、記載された要素、構成単位もしくはステップ、または要素、構成単位、もしくはステップの集合を含む意味合いを持ち、その他の要素、構成単位もしくはステップ、または要素、構成単位、もしくはステップの集合を排除しないことを理解されたい。
【発明の開示】
【０００９】
第１の広義の態様において、本発明は、下記の構成要素を含む圧電式ディスペンス機器を提供する。すなわち、本機器からディスペンスする液体を収容する着脱可能な貯蔵部と、孔部を形成して貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段と、を含む圧電式ディスペンス機器を提供する。
【００１０】
本発明の利点の１つは、従来の時間消費型で汚れを生じることのある「浸漬」法を排除し、貯蔵部において本機器に試薬を簡単に充填できる点である。
【００１１】
通常、貯蔵部の上部は、貯蔵部に液体を注入させるために開口している。最も好ましくは、貯蔵部の上部は、外向きにフレア状に広がるものがよい。貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、貯蔵部に接して貯蔵部の上部を密閉するよう形成および構成されたプランジャを含む。好ましくは、プランジャは貫通孔を形成し、これにより、貫通孔を介して、試薬容器に対して減圧および／または加圧が行われる。
【００１２】
第２の広義の態様において、本発明は、圧電装置で用いる試薬容器を提供する。この圧電装置は、試薬容器においてフィルタ機能を提供する。
【００１３】
具体的には、圧電式ディスペンス機器からディスペンスする液体を収容する貯蔵アセンブリであって、一次および二次フィルタ手段を含むことを特徴とする貯蔵アセンブリが提供される。
【００１４】
一次フィルタは、液剤から大部分の粒子を取り除く。二次フィルタは、好ましくは、一次フィルタより孔径が細かく、一次フィルタでは除去されなかった粒子状物質および一次フィルタの下方の粒子状物質を除去する。貯蔵部が試薬容器および圧電式ディスペンスチューブから着脱可能である場合、二次フィルタは、貯蔵部の下側に集まった粒子状物質が圧電式ディスペンスチューブに入り込むのを防ぐために、貯蔵部と圧電式ディスペンスチューブの非ディスペンス端との間に設置されてもよい。
【００１５】
本発明のさらなる態様においては、下記の構成要素を含む圧電式ディスペンス機器を提供する。すなわち、流出口を形成し、本機器からディスペンスする液体を収容する貯蔵部と、孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、を含む圧電式ディスペンス機器であって、貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで、貯蔵部の基部に設置されたバルブまたはセプタム等の閉鎖手段が貯蔵部の流出口を閉鎖することを特徴とする圧電式ディスペンス機器である。
【００１６】
貯蔵部の基部には環状脚部が形成され、その環状脚部に、バルブと脚載置面との間に間隙を介した状態で貯蔵部を載置できることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
次に、添付の図面を参照し、例示のみを目的として、本発明の特定の一実施形態を説明する。
【図１ａ】本発明を具体化したディスペンス機器の概略正面図である。
【図１ｂ】図１のディスペンス機器の概略側面図である。
【図２ａ】図１のディスペンス機器で用いられる試薬容器の概略側面図である。
【図２ｂ】図１のディスペンス機器で用いられる試薬容器の前部の概略図である。
【図２ｃ】二次フィルタアセンブリを示す図である。
【図３】圧電式ディスペンス装置に連結された図２aの貯蔵部および図２cの二次フィルタアセンブリを示す図である。
【図４】プランジャ位置の制御機構を示す図である。
【図５】試薬容器の代替例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面を参照すると、図１は、圧電式ディスペンス機器１０の概略図を示す。本機器では、四体のプランジャ１２が配列されており、プランジャの下方には、試薬容器２０を収容および支持するように構成された四体の取付け台が一列に配置される。また、本機器は、関連駆動機構を含み、この駆動機構により、プランジャを取付け台に対し近づけたり離したりしながら上下方向に移動させる。各プランジャは、減圧／加圧源に接続可能な中央貫通孔１４（図９を参照）を形成する。
【００１９】
図２ａおよび図２ｂに試薬容器２０の詳細を示す。試薬容器は、次の四部分で形成される。任意で一体成形のつかみ部または取手部２１と組合せた貯蔵部２０ａ、フィルタ２２、口語的に「ダックスバムバルブ」２４として知られているタイプのポリビニルピロリドン製の一方弁である閉鎖手段（この閉鎖手段は、他の実施形態ではセプタムまたはその他の閉鎖手段で代替されてもよい）、および平面視において円形の環状脚部２６である。貯蔵部２０ａおよび一体成形のつかみ部ならびに脚部２６は、プラスチック材料から形成され、互いに超音波溶接され、その両者間でバルブ２４とフィルタ２２とを把持する。
【００２０】
貯蔵部２０ａは、ほぼ軸対称で、上向きのベルのごとくフレア状の上端２８を有している。貯蔵部の上端２０ｂは、液体を貯蔵部に直接注入できるよう開口している。
【００２１】
貯蔵部の下端３０は、バルブ２４によって閉じられる。バルブは、フランジ縁部２４ａにより支えられるゴム製カップから構成される。図２ａおよび図２ｂで示すように、通常閉状態の細長いスリット２４ｂは、ゴム製カップの下部に形成されている。スリットの各端に隣接するバルブの両側が押し込まれると、押圧が持続する間、バルブは開状態になる。任意のつかみ部３０により、試薬容器の取り扱いおよび試薬容器の本機器への装着が容易になる。
【００２２】
貯蔵部の下方に位置する脚部２６は、環状断面を有し、脚部２６の基部には、円形の基部または脚３２が形成される。また、脚部には、バルブ２４のフランジ縁部２４ａを支持する内フランジ３４も形成される。フィルタ２２は、バルブ２４の上方に位置し、貯蔵部に収容される液剤から粒子を捕獲し、使用中においては貯蔵部の下方に位置する圧電式ディスペンス装置に粒子が入り込むのを防ぐ。
【００２３】
脚部３２は、二つの機能を果たす。先ず、試薬容器を試験台に置けるようにして、バルブ２４が試験台に接触して開状態になるのを防ぐ。また、図２ｅに示すように、試薬容器と二次フィルタ保持部との間において密封面としての機能を果たす。
【００２４】
２本の破壊線（そのうちの破壊線４０を図２ａに示す）は、任意的に、貯蔵部の壁の上部において形成してもよい。試薬容器が本機器１０から取り外されて、破壊線が破れれば、試薬容器の再使用が防げるであろう。
【００２５】
また、本機器１０における試薬容器の位置決めに用いられる任意の差込ガイド４２を図２ｂに示す。
【００２６】
図２ｃに示す二次フィルタ保持部５０は、２個のネジ山付き金属部５０ａおよび５０ｂから構成され、ネジ山付き金属部５０ａおよび５０ｂは、その両部間に二次フィルタ５２が固定された状態で互いに螺合される。二次フィルタは、一次フィルタ２２の下方に位置する粒子を全て捕獲する。二次フィルタアセンブリの上端外部の周りには、Ｏリング５４が装着される。二次フィルタ保持部が試薬容器の脚部２６に挿入される使用時には、Ｏリングは液密なシールを提供する。
【００２７】
略円筒形で外向きにフレア状の開口部５６は、二次フィルタアセンブリの上面に形成されている。この開口部５６は、必要程度に浅い。開口部の大きさおよび形状は、二次フィルタアセンブリが試薬容器２０に装着されるとき、試薬容器のバルブ２４の基部を開口部の穴に押し込むことで、開く程度の大きさおよび形状である。
【００２８】
二次フィルタアセンブリの下部には、開口部５６と流体連通する孔部が形成される。孔部は、第１径部と、第１径部より比較的小径で、ネジ山を有する第２径部５８とを有する。圧電式ディスペンスチューブは、小径孔部５８に螺入されてもよい。圧電式ディスペンスチューブ７０は標準的なものが用いられる。標準的な圧電式ディスペンスチューブ７０は、ＰＺＴセラミック材のつば部７２によって囲まれて幅狭の貫通孔を形成するガラス管またはキャピラリを含み、つば部７２は、つば部７２に加えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う。圧電式ディスペンスチューブ７０、二次フィルタ保持部５０、および試薬容器２０は、図３ａに示すように組み立てられる。ディスペンス用の液体は、貯蔵部の開口上端を介して、貯蔵部／試薬容器に注入される。上記三つの構成要素の組み立て時において、試薬容器内に液体が含まれている場合、二次フィルタ保持部は、試薬容器に装着される前に、圧電式ディスペンスチューブ７０に装着されなければならない。二次フィルタ保持部を先に試薬容器に取り付けると、バルブ２４が開いて液漏れが生じてしまう。
【００２９】
図３は、圧電装置が二次フィルタアセンブリのネジ山付き孔部に螺入されて、二次フィルタアセンブリが貯蔵部２０に取り付けられた状態を示す。
【００３０】
図１ａを参照すると、組み立てられた試薬容器、二次フィルタアセンブリ、および圧電装置は、つかみ部を右に向けて、ディスペンス機器１０の取付け台６０に設置される。貯蔵部は、本機器に装着される前に、ディスペンスする試薬を充填する。差込ガイド４２は、本機器の溝に位置し、つかみ部は、図１ｂに示すように、本機器の正面に位置するように左側へ時計方向に回される。差込ガイドは、ディスペンス機器の基部に向かって傾斜して、かつアセンブリをガイドする収容手段の溝に沿って回転し、アセンブリを押し下げる。
【００３１】
その後、プランジャは下方へ移動し、プランジャの頭部が貯蔵部のフレア部に位置する。プランジャの頭部の周りに装着されるＯリングはシールを提供し、試薬容器をディスペンス機器に固定する。
【００３２】
図１ａに示すように、本機器は、四体の試薬容器を収容する能力を有する。
【００３３】
図５に示すように、各プランジャは、中央貫通孔１４を形成する。貫通孔は、貫通孔を介して試薬容器の貯蔵部２０に減圧または加圧を行う手段に連結される。圧電装置の作動は、一次フィルタ２２および二次フィルタ５２を介して液体を押圧するプランジャの貫通孔を介して試薬容器内の液体を加圧することにより行われる。圧電装置は、圧電装置のオリフィスの液体メニスカスを制御するために、低真空状態で液滴をディスペンスするように操作される。５０で概略的に示す気圧制御によって、圧電装置による液剤のディスペンスの妨げとなる液体表面張力の不均衡を正したり、毛管現象または静水圧の影響を抑えたりする。電気パルスまたは波動を圧電装置に加えることにより圧電装置による液滴のディスペンスは行われる。電気パルスまたは波動が圧電装置に与えられると、ガラスキャピラリ内の液剤中に音波が発生し、その結果、本装置のオリフィスから液滴がディスペンスされる。上記の技術は、ガラスキャピラリを用いた圧電式ディスペンスの分野においては周知である。
【００３４】
ディスペンスが完了すると、解除ボタンを押すことによりプランジャをわずかに下方に移動させて、試薬容器を本機器から取り外してもよい。フレア部に追加的に圧力を与えることにより、破壊線４０が破れ、試薬容器の再使用を防ぐことができる。その後、図８に示すように、プランジャは上昇移動し、本機器の上部に戻る。そして、使用済みの試薬容器を取り外して処分することできる。試薬容器が本機器から一旦取り外されると、試薬容器の底部のバルブが閉じて、未使用の液剤が試薬容器から漏洩するのを防ぐ。
【００３５】
あるいは、試薬容器はそのままの状態で、単にプランジャを上方移動させるだけでもよい。
【００３６】
図９にプランジャの作動を詳しく示す。静止時において、プランジャの位置は、星型の制御要素と小インデックス要素とを備えたインデックスカム機構によって制御される。インデックス要素は、スプリングデテントに作用し、スプリングデテントは、カムがインデックス位置に戻ろうとするように形成される。カムおよびデテント機構は、スプリングによってデフォルト位置に保持される旋回アームに取り付けられる。
【００３７】
プランジャもスプリングによって静止位置に保持される。プランジャが押し下げられると、プランジャに取り付けられたドライブピンは下方移動し、カムローブと係合し、カムを回転させる。プランジャがさらに押し下げられると、カムは、デテントが次のインデックス位置に係合するまで十分に回転する。この時点では、カムは、プランジャによって駆動されるのではなく、むしろ、デテント機構による力によって、回転し続ける。この回転によって、カムの次のローブがドライブピンに係り、プランジャがさらに押し下げられる。この動作によって反応容器の装着が完了する。また、この動作は、容器が所定位置にある状態でもデテントによる力がいくらかカムに及ぼされるように行われる。これにより、カムは、試薬容器の密封を保つために、プランジャに十分な圧力を確実に与えることができる。この状態は解除機構が起動するまで維持される。解除レバーによって旋回アームが押し下げられ、これにより、カムおよびアームアセンブリが横にスライドしてドライブピンが解除され、プランジャが静止位置に戻る。アームの旋回は、解除の過程でプランジャをさらに下方移動させるように行われるため、容器の破壊に必要な移動を追加的に提供することができる。
【００３８】
図１０は、第２実施形態を示す図であり、第１実施形態の試薬容器の貯蔵部２０と同様の上部開口貯蔵部１２０を含む試薬容器１１０を示す。しかし、試薬容器１１０では、貯蔵部の基部を閉鎖する閉鎖手段は、バルブではなく、フィルタ１２２の下方に位置するセプタム１２１である。また、一体成形のつかみ部は設けられない。
【００３９】
二次フィルタ保持部１５０は、第１実施形態のフィルタ保持部５０と同様である。二次フィルタ保持部１５０は、２つのネジ山付き金属部１５０ａおよび１５０ｂを含み、ネジ山付き金属部１５０ａおよび１５０ｂは、その両部間に二次フィルタ１５２が固定された状態で互いに螺合される。二次フィルタは、一次フィルタ２２の下方に位置する粒子を全て捕獲する。圧電管が取り付けられた金属部１５０ａは、金属部５０ａと同一である。しかし、金属部１５０ｂは、金属部５０ｂとは次の２つの点において異なる。すなわち、外側のＯリング５４は装着されず、二次フィルタ保持部１５０ｂは上向きに突出する中空針１５１を形成する。中空針１５１の長さは、二次フィルタアセンブリが貯蔵部の基部に螺入されるときにセプタム１２１を貫通するが、フィルタ１２２には到達も貫通もしない長さである。これにより、貯蔵部の基部にバルブを有する必要性がなくなり、生産コストが削減される。中空針１５１は、チャンバー１５６と流体連通する。
【００４０】
二次フィルタアセンブリ１５０の下部１５０ａには、二次フィルタ１５２を介してチャンバー１５６と流体連通する孔部１５８が形成される。孔部１５８は、第１径部と、第１径部より比較的小径で、ネジ山を有する第２径部１５８とを有する。圧電式ディスペンスチューブは、小径の径部５８に螺入されてもよい。図３に示す標準的な圧電式ディスペンスチューブ７０を用いることが可能である。圧電式ディスペンスチューブ７０、二次フィルタ保持部１５０、および試薬容器１１０は、図３ａに示す第１実施形態と同じ方法で組み立てられる。ディスペンス用の液体は、貯蔵部の開口上端を介して、貯蔵部/試薬容器１２０に注入される。上記三つの構成要素の組み立て時において、試薬容器内に液体が含まれている場合、二次フィルタ保持部１５０は、試薬容器に装着される前に、圧電式ディスペンスチューブ７０に装着されなければならない。二次フィルタ保持部１５０を先に試薬容器に取り付けると、バルブ２４が開いて液漏れが生じてしまう。
【００４１】
図１ａを参照すると、組み立てられた試薬容器、二次フィルタアセンブリ、および圧電装置は、ディスペンス機器１０の取付け台６０に設置され、本装置は、上述のとおり、第１実施形態と同じ方法で用いられる。
【００４２】
本機器には、四体以上または以下の圧電式ディスペンス装置が配列されてもよい。マイクロアレイで固体化された圧電セラミックを用いれば、複数の導管を密接して配列でき、可能性としては、最大１００本もの液剤流路を配列することができる。
【００４３】
本明細書の実施形態に示すように、広く記載した本発明の精神または範囲から逸脱することなく本発明の種々の変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の実施形態は全ての点において例示であり、本発明の実施形態に制限されるものではない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体プリントおよび液体ディスペンスを行う機器に関する。より詳細には、本発明は、少量の液体を容器内または表面上に的確にディスペンスする圧電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学および生物科学分野においては、少量の液体を容器内または表面上に的確にディスペンスするために圧電装置が一般的に使用されている。現在における用途には、蛋白分析のための蛋白配列への試薬ディスペンス、ペプチドマスフィンガープリントにおけるケミカルプリンティング、およびオリゴヌクレオチド配列プリンティングが含まれる。従来の圧電装置は、＋／−１００ピコリットルの精度でディスペンスを制御することができる。標準的な圧電装置は、幅狭の貫通孔を形成するガラス管またはキャピラリを含む。ガラス管は、セラミックのつば部によって囲まれ、つば部は、つば部に与えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う。これにより、貫通孔内で音波が生じる。使用においては、貫通孔の一端（非ディスペンス端）に減圧／圧力源が与えられる。周知の「浸漬」方法により、ガラス管のディスペンス端は、ディスペンスされる液体試薬に浸される。そして、液体試薬を貫通孔内へ吸引するために真空圧力／減圧が施される。圧電装置における加圧／減圧は、ガラス管内の試薬を保持し、かつ貫通孔のディスペンス端のメニスカスが確実に平らになるよう調節される。そして、所望どおりに、変動電位が与えられて、ガラス管のディスペンス端から１滴以上の試薬を的確にディスペンスする。
【０００３】
しかしながら、従来の圧電式ディスペンス装置には多くの問題がある。問題の１つは、ディスペンスされる液体中の粒子状物質の存在である。これにより、圧電装置の貫通孔が塞がれるおそれがある。
【０００４】
さらなる問題は、液体をディスペンスするとき、圧電装置のオリフィスで液滴を生成するために、液剤に微量の圧力を掛けなければならない点である。
【０００５】
さらに、高粘度または高粘弾性を有する液体をディスペンスする際に、加圧および／または減圧を用いなければならない場合がある点である。
【０００６】
本発明の目的は、上述の従来技術における問題に取り組み、問題を軽減することにある。
【０００７】
本明細書内に含まれる文書、作用、物質、装置、物品等に関する考察は全て、本発明を説明することを目的としているに過ぎない。これらの上記の事柄の全てまたはいずれかが、先行技術の基礎の一部を形成することの自白であると受け取ったり、または本出願の各請求項の優先日前に存在した本発明の関連分野における周知の知識であることの自白であると受け取ったりしてはならない。
【０００８】
なお、本明細書において、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（構成する）」という用語、または「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」もしくは「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」等の活用形は、記載された要素、構成単位もしくはステップ、または要素、構成単位、もしくはステップの集合を含む意味合いを持ち、その他の要素、構成単位もしくはステップ、または要素、構成単位、もしくはステップの集合を排除しないことを理解されたい。
【発明の開示】
【０００９】
第１の広義の態様において、本発明は、試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体をディスペンスする圧電式ディスペンス機器を提供する。この圧電式ディスペンス機器には、下記の構成要素を含が含まれる。すなわち、本機器からディスペンスする液体を収容する着脱可能な貯蔵部と、小径の孔部を形成して貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブであって、貯蔵部から分離可能な圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段と、を含む。圧電式ディスペンス機器では、貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、貯蔵部の上部に隣接する貯蔵部の壁に接して密閉することにより貯蔵部を閉鎖するよう形成および構成されたプランジャを含む。
【００１０】
本発明の利点の１つは、従来の時間消費型で汚れを生じることのある「浸漬」法を排除し、貯蔵部において本機器に試薬を簡単に充填できる点である。
【００１１】
通常、貯蔵部の上部は、貯蔵部に液体を注入させるために開口している。最も好ましくは、貯蔵部の上部は、外向きにフレア状に広がるものがよい。貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、貯蔵部に接して貯蔵部の上部を密閉するよう形成および構成されたプランジャを含む。好ましくは、プランジャは貫通孔を形成し、これにより、貫通孔を介して、試薬容器に対して減圧および／または加圧が行われる。
【００１２】
第２の広義の態様において、本発明は、圧電装置で用いる試薬容器を提供する。この圧電装置は、試薬容器においてフィルタ機能を提供する。
【００１３】
具体的には、ディスペンス端と非ディスペンス端とを有する圧電式ディスペンスチューブからディスペンスする試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体を収容する貯蔵アセンブリが提供される。貯蔵アセンブリは、液体を注入させるための開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成する貯蔵部と、流出口の基部に位置し、流出口を通過する液体を濾過する一次フィルタ手段と、貯蔵部から分離可能な二次フィルタアセンブリであって、貯蔵部と流体連通する孔部手段とその孔部手段における二次フィルタとを形成し、また、孔部手段と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段を形成する二次フィルタアセンブリと、を含む。さらに、貯蔵アセンブリは、貯蔵部が着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで貯蔵部の流出口を閉鎖する手段も含む。
【００１４】
一次フィルタは、液剤から大部分の粒子を取り除く。二次フィルタは、好ましくは、一次フィルタより孔径が細かく、一次フィルタでは除去されなかった粒子状物質および一次フィルタの下方の粒子状物質を除去する。貯蔵部が試薬容器および圧電式ディスペンスチューブから着脱可能である場合、二次フィルタは、貯蔵部の下側に集まった粒子状物質が圧電式ディスペンスチューブに入り込むのを防ぐために、貯蔵部と圧電式ディスペンスチューブの非ディスペンス端との間に設置されてもよい。
【００１５】
本発明のさらなる態様においては、試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体をディスペンスする圧電式ディスペンス装置が提供される。圧電式ディスペンス装置には下記の構成要素が含まれる。すなわち、開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、本機器からディスペンスされる液体を収容する貯蔵部と、流出口の基部に位置し、流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、貯蔵部の基部に設置され、貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで貯蔵部の流出口を閉鎖する閉鎖手段と、を含む圧電式ディスペンス装置である。
【００１６】
また、本発明は、試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体を、圧電式ディスペンス装置から少量分だけディスペンスする方法を提供する。圧電式ディスペンス装置には、下記の構成要素が含まれる。すなわち、開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、液体を収容する貯蔵部と、流出口の基部に位置し、流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、貯蔵部の基部に位置し、貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで貯蔵部の流出口を閉鎖する閉鎖手段と、を含む。また上記方法は、開口上部を介して貯蔵部に液体を注入するステップと、貯蔵部の開口上部にプランジャ等を設けて貯蔵部の開口上部を密閉し、貯蔵部の内容物に対して減圧または部分的減圧を行うステップと、圧電チューブから試薬の液滴を一滴以上ディスペンスするステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
次に、添付の図面を参照し、例示のみを目的として、本発明の特定の一実施形態を説明する。
【図１ａ】本発明を具体化したディスペンス機器の概略正面図である。
【図１ｂ】図１のディスペンス機器の概略側面図である。
【図２ａ】図１のディスペンス機器で用いられる試薬容器の概略側面図である。
【図２ｂ】図１のディスペンス機器で用いられる試薬容器の前部の概略図である。
【図２ｃ】二次フィルタアセンブリを示す図である。
【図３】圧電式ディスペンス装置に連結された図２aの貯蔵部および図２cの二次フィルタアセンブリを示す図である。
【図４】プランジャ位置の制御機構を示す図である。
【図５】試薬容器の代替例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面を参照すると、図１は、圧電式ディスペンス機器１０の概略図を示す。本機器では、四体のプランジャ１２が配列されており、プランジャの下方には、試薬容器２０を収容および支持するように構成された四体の取付け台が一列に配置される。また、本機器は、関連駆動機構を含み、この駆動機構により、プランジャを取付け台に対し近づけたり離したりしながら上下方向に移動させる。各プランジャは、減圧／加圧源に接続可能な中央貫通孔１４（図９を参照）を形成する。
【００１９】
図２ａおよび図２ｂに試薬容器２０の詳細を示す。試薬容器は、次の四部分で形成される。任意で一体成形のつかみ部または取手部２１と組合せた貯蔵部２０ａ、フィルタ２２、口語的に「ダックスバムバルブ」２４として知られているタイプのポリビニルピロリドン製の一方弁である閉鎖手段（この閉鎖手段は、他の実施形態ではセプタムまたはその他の閉鎖手段で代替されてもよい）、および平面視において円形の環状脚部２６である。貯蔵部２０ａおよび一体成形のつかみ部ならびに脚部２６は、プラスチック材料から形成され、互いに超音波溶接され、その両者間でバルブ２４とフィルタ２２とを把持する。
【００２０】
貯蔵部２０ａは、ほぼ軸対称で、上向きのベルのごとくフレア状の上端２８を有している。貯蔵部の上端２０ｂは、液体を貯蔵部に直接注入できるよう開口している。
【００２１】
貯蔵部の下端３０は、バルブ２４によって閉じられる。バルブは、フランジ縁部２４ａにより支えられるゴム製カップから構成される。図２ａおよび図２ｂで示すように、通常閉状態の細長いスリット２４ｂは、ゴム製カップの下部に形成されている。スリットの各端に隣接するバルブの両側が押し込まれると、押圧が持続する間、バルブは開状態になる。任意のつかみ部３０により、試薬容器の取り扱いおよび試薬容器の本機器への装着が容易になる。
【００２２】
貯蔵部の下方に位置する脚部２６は、環状断面を有し、脚部２６の基部には、円形の基部または脚３２が形成される。また、脚部には、バルブ２４のフランジ縁部２４ａを支持する内フランジ３４も形成される。フィルタ２２は、バルブ２４の上方に位置し、貯蔵部に収容される液剤から粒子を捕獲し、使用中においては貯蔵部の下方に位置する圧電式ディスペンス装置に粒子が入り込むのを防ぐ。
【００２３】
脚部３２は、二つの機能を果たす。先ず、試薬容器を試験台に置けるようにして、バルブ２４が試験台に接触して開状態になるのを防ぐ。また、図２ｅに示すように、試薬容器と二次フィルタ保持部との間において密封面としての機能を果たす。
【００２４】
２本の破壊線（そのうちの破壊線４０を図２ａに示す）は、任意的に、貯蔵部の壁の上部において形成してもよい。試薬容器が本機器１０から取り外されて、破壊線が破れれば、試薬容器の再使用が防げるであろう。
【００２５】
また、本機器１０における試薬容器の位置決めに用いられる任意の差込ガイド４２を図２ｂに示す。
【００２６】
図２ｃに示す二次フィルタ保持部５０は、２個のネジ山付き金属部５０ａおよび５０ｂから構成され、ネジ山付き金属部５０ａおよび５０ｂは、その両部間に二次フィルタ５２が固定された状態で互いに螺合される。二次フィルタは、一次フィルタ２２の下方に位置する粒子を全て捕獲する。二次フィルタアセンブリの上端外部の周りには、Ｏリング５４が装着される。二次フィルタ保持部が試薬容器の脚部２６に挿入される使用時には、Ｏリングは液密なシールを提供する。
【００２７】
略円筒形で外向きにフレア状の開口部５６は、二次フィルタアセンブリの上面に形成されている。この開口部５６は、必要程度に浅い。開口部の大きさおよび形状は、二次フィルタアセンブリが試薬容器２０に装着されるとき、試薬容器のバルブ２４の基部を開口部の穴に押し込むことで、開く程度の大きさおよび形状である。
【００２８】
二次フィルタアセンブリの下部には、開口部５６と流体連通する孔部が形成される。孔部は、第１径部と、第１径部より比較的小径で、ネジ山を有する第２径部５８とを有する。圧電式ディスペンスチューブは、小径孔部５８に螺入されてもよい。圧電式ディスペンスチューブ７０は標準的なものが用いられる。標準的な圧電式ディスペンスチューブ７０は、ＰＺＴセラミック材のつば部７２によって囲まれて幅狭の貫通孔を形成するガラス管またはキャピラリを含み、つば部７２は、つば部７２に加えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う。圧電式ディスペンスチューブ７０、二次フィルタ保持部５０、および試薬容器２０は、図３ａに示すように組み立てられる。ディスペンス用の液体は、貯蔵部の開口上端を介して、貯蔵部／試薬容器に注入される。上記三つの構成要素の組み立て時において、試薬容器内に液体が含まれている場合、二次フィルタ保持部は、試薬容器に装着される前に、圧電式ディスペンスチューブ７０に装着されなければならない。二次フィルタ保持部を先に試薬容器に取り付けると、バルブ２４が開いて液漏れが生じてしまう。
【００２９】
図３は、圧電装置が二次フィルタアセンブリのネジ山付き孔部に螺入されて、二次フィルタアセンブリが貯蔵部２０に取り付けられた状態を示す。
【００３０】
図１ａを参照すると、組み立てられた試薬容器、二次フィルタアセンブリ、および圧電装置は、つかみ部を右に向けて、ディスペンス機器１０の取付け台６０に設置される。貯蔵部は、本機器に装着される前に、ディスペンスする試薬を充填する。差込ガイド４２は、本機器の溝に位置し、つかみ部は、図１ｂに示すように、本機器の正面に位置するように左側へ時計方向に回される。差込ガイドは、ディスペンス機器の基部に向かって傾斜して、かつアセンブリをガイドする収容手段の溝に沿って回転し、アセンブリを押し下げる。
【００３１】
その後、プランジャは下方へ移動し、プランジャの頭部が貯蔵部のフレア部に位置する。プランジャの頭部の周りに装着されるＯリングはシールを提供し、試薬容器をディスペンス機器に固定する。
【００３２】
図１ａに示すように、本機器は、四体の試薬容器を収容する能力を有する。
【００３３】
図５に示すように、各プランジャは、中央貫通孔１４を形成する。貫通孔は、貫通孔を介して試薬容器の貯蔵部２０に減圧または加圧を行う手段に連結される。圧電装置の作動は、一次フィルタ２２および二次フィルタ５２を介して液体を押圧するプランジャの貫通孔を介して試薬容器内の液体を加圧することにより行われる。圧電装置は、圧電装置のオリフィスの液体メニスカスを制御するために、低真空状態で液滴をディスペンスするように操作される。５０で概略的に示す気圧制御によって、圧電装置による液剤のディスペンスの妨げとなる液体表面張力の不均衡を正したり、毛管現象または静水圧の影響を抑えたりする。電気パルスまたは波動を圧電装置に加えることにより圧電装置による液滴のディスペンスは行われる。電気パルスまたは波動が圧電装置に与えられると、ガラスキャピラリ内の液剤中に音波が発生し、その結果、本装置のオリフィスから液滴がディスペンスされる。上記の技術は、ガラスキャピラリを用いた圧電式ディスペンスの分野においては周知である。
【００３４】
ディスペンスが完了すると、解除ボタンを押すことによりプランジャをわずかに下方に移動させて、試薬容器を本機器から取り外してもよい。フレア部に追加的に圧力を与えることにより、破壊線４０が破れ、試薬容器の再使用を防ぐことができる。その後、図８に示すように、プランジャは上昇移動し、本機器の上部に戻る。そして、使用済みの試薬容器を取り外して処分することできる。試薬容器が本機器から一旦取り外されると、試薬容器の底部のバルブが閉じて、未使用の液剤が試薬容器から漏洩するのを防ぐ。
【００３５】
あるいは、試薬容器はそのままの状態で、単にプランジャを上方移動させるだけでもよい。
【００３６】
図９にプランジャの作動を詳しく示す。静止時において、プランジャの位置は、星型の制御要素と小インデックス要素とを備えたインデックスカム機構によって制御される。インデックス要素は、スプリングデテントに作用し、スプリングデテントは、カムがインデックス位置に戻ろうとするように形成される。カムおよびデテント機構は、スプリングによってデフォルト位置に保持される旋回アームに取り付けられる。
【００３７】
プランジャもスプリングによって静止位置に保持される。プランジャが押し下げられると、プランジャに取り付けられたドライブピンは下方移動し、カムローブと係合し、カムを回転させる。プランジャがさらに押し下げられると、カムは、デテントが次のインデックス位置に係合するまで十分に回転する。この時点では、カムは、プランジャによって駆動されるのではなく、むしろ、デテント機構による力によって、回転し続ける。この回転によって、カムの次のローブがドライブピンに係り、プランジャがさらに押し下げられる。この動作によって反応容器の装着が完了する。また、この動作は、容器が所定位置にある状態でもデテントによる力がいくらかカムに及ぼされるように行われる。これにより、カムは、試薬容器の密封を保つために、プランジャに十分な圧力を確実に与えることができる。この状態は解除機構が起動するまで維持される。解除レバーによって旋回アームが押し下げられ、これにより、カムおよびアームアセンブリが横にスライドしてドライブピンが解除され、プランジャが静止位置に戻る。アームの旋回は、解除の過程でプランジャをさらに下方移動させるように行われるため、容器の破壊に必要な移動を追加的に提供することができる。
【００３８】
図１０は、第２実施形態を示す図であり、第１実施形態の試薬容器の貯蔵部２０と同様の上部開口貯蔵部１２０を含む試薬容器１１０を示す。しかし、試薬容器１１０では、貯蔵部の基部を閉鎖する閉鎖手段は、バルブではなく、フィルタ１２２の下方に位置するセプタム１２１である。また、一体成形のつかみ部は設けられない。
【００３９】
二次フィルタ保持部１５０は、第１実施形態のフィルタ保持部５０と同様である。二次フィルタ保持部１５０は、２つのネジ山付き金属部１５０ａおよび１５０ｂを含み、ネジ山付き金属部１５０ａおよび１５０ｂは、その両部間に二次フィルタ１５２が固定された状態で互いに螺合される。二次フィルタは、一次フィルタ２２の下方に位置する粒子を全て捕獲する。圧電管が取り付けられた金属部１５０ａは、金属部５０ａと同一である。しかし、金属部１５０ｂは、金属部５０ｂとは次の２つの点において異なる。すなわち、外側のＯリング５４は装着されず、二次フィルタ保持部１５０ｂは上向きに突出する中空針１５１を形成する。中空針１５１の長さは、二次フィルタアセンブリが貯蔵部の基部に螺入されるときにセプタム１２１を貫通するが、フィルタ１２２には到達も貫通もしない長さである。これにより、貯蔵部の基部にバルブを有する必要性がなくなり、生産コストが削減される。中空針１５１は、チャンバー１５６と流体連通する。
【００４０】
二次フィルタアセンブリ１５０の下部１５０ａには、二次フィルタ１５２を介してチャンバー１５６と流体連通する孔部１５８が形成される。孔部１５８は、第１径部と、第１径部より比較的小径で、ネジ山を有する第２径部１５８とを有する。圧電式ディスペンスチューブは、小径の径部５８に螺入されてもよい。図３に示す標準的な圧電式ディスペンスチューブ７０を用いることが可能である。圧電式ディスペンスチューブ７０、二次フィルタ保持部１５０、および試薬容器１１０は、図３ａに示す第１実施形態と同じ方法で組み立てられる。ディスペンス用の液体は、貯蔵部の開口上端を介して、貯蔵部/試薬容器１２０に注入される。上記三つの構成要素の組み立て時において、試薬容器内に液体が含まれている場合、二次フィルタ保持部１５０は、試薬容器に装着される前に、圧電式ディスペンスチューブ７０に装着されなければならない。二次フィルタ保持部１５０を先に試薬容器に取り付けると、バルブ２４が開いて液漏れが生じてしまう。
【００４１】
図１ａを参照すると、組み立てられた試薬容器、二次フィルタアセンブリ、および圧電装置は、ディスペンス機器１０の取付け台６０に設置され、本装置は、上述のとおり、第１実施形態と同じ方法で用いられる。
【００４２】
本機器には、四体以上または以下の圧電式ディスペンス装置が配列されてもよい。マイクロアレイで固体化された圧電セラミックを用いれば、複数の導管を密接して配列でき、可能性としては、最大１００本もの液剤流路を配列することができる。
【００４３】
本明細書の実施形態に示すように、広く記載した本発明の精神または範囲から逸脱することなく本発明の種々の変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の実施形態は全ての点において例示であり、本発明の実施形態に制限されるものではない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体プリントおよび液体ディスペンスを行う機器に関する。より詳細には、本発明は、少量の液体を容器内または表面上に的確にディスペンスする圧電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学および生物科学分野においては、少量の液体を容器内または表面上に的確にディスペンスするために圧電装置が一般的に使用されている。現在における用途には、蛋白分析のための蛋白配列への試薬ディスペンス、ペプチドマスフィンガープリントにおけるケミカルプリンティング、およびオリゴヌクレオチド配列プリンティングが含まれる。従来の圧電装置は、＋／−１００ピコリットルの精度でディスペンスを制御することができる。標準的な圧電装置は、幅狭の貫通孔を形成するガラス管またはキャピラリを含む。ガラス管は、セラミックのつば部によって囲まれ、つば部は、つば部に与えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う。これにより、貫通孔内で音波が生じる。使用においては、貫通孔の一端（非ディスペンス端）に減圧／圧力源が与えられる。周知の「浸漬」方法により、ガラス管のディスペンス端は、ディスペンスされる液体試薬に浸される。そして、液体試薬を貫通孔内へ吸引するために真空圧力／減圧が施される。圧電装置における加圧／減圧は、ガラス管内の試薬を保持し、かつ貫通孔のディスペンス端のメニスカスが確実に平らになるよう調節される。そして、所望どおりに、変動電位が与えられて、ガラス管のディスペンス端から１滴以上の試薬を的確にディスペンスする。
【０００３】
しかしながら、従来の圧電式ディスペンス装置には多くの問題がある。問題の１つは、ディスペンスされる液体中の粒子状物質の存在である。これにより、圧電装置の貫通孔が塞がれるおそれがある。
【０００４】
さらなる問題は、液体をディスペンスするとき、圧電装置のオリフィスで液滴を生成するために、液剤に微量の圧力を掛けなければならない点である。
【０００５】
さらに、高粘度または高粘弾性を有する液体をディスペンスする際に、加圧および／または減圧を用いなければならない場合がある点である。
【０００６】
本発明の目的は、上述の従来技術における問題に取り組み、問題を軽減することにある。
【０００７】
本明細書内に含まれる文書、作用、物質、装置、物品等に関する考察は全て、本発明を説明することを目的としているに過ぎない。これらの上記の事柄の全てまたはいずれかが、先行技術の基礎の一部を形成することの自白であると受け取ったり、または本出願の各請求項の優先日前に存在した本発明の関連分野における周知の知識であることの自白であると受け取ったりしてはならない。
【０００８】
なお、本明細書において、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（構成する）」という用語、または「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」もしくは「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」等の活用形は、記載された要素、構成単位もしくはステップ、または要素、構成単位、もしくはステップの集合を含む意味合いを持ち、その他の要素、構成単位もしくはステップ、または要素、構成単位、もしくはステップの集合を排除しないことを理解されたい。
【発明の開示】
【０００９】
第１の広義の態様において、本発明は、下記の構成要素を含む圧電式ディスペンス機器を提供する。すなわち、本機器からディスペンスする液体を収容する着脱可能な貯蔵部と、孔部を形成して貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段と、を含む圧電式ディスペンス機器を提供する。
【００１０】
本発明の利点の１つは、従来の時間消費型で汚れを生じることのある「浸漬」法を排除し、貯蔵部において本機器に試薬を簡単に充填できる点である。
【００１１】
通常、貯蔵部の上部は、貯蔵部に液体を注入させるために開口している。最も好ましくは、貯蔵部の上部は、外向きにフレア状に広がるものがよい。貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、貯蔵部に接して貯蔵部の上部を密閉するよう形成および構成されたプランジャを含む。好ましくは、プランジャは貫通孔を形成し、これにより、貫通孔を介して、試薬容器に対して減圧および／または加圧が行われる。
【００１２】
第２の広義の態様において、本発明は、圧電装置で用いる試薬容器を提供する。この圧電装置は、試薬容器においてフィルタ機能を提供する。
【００１３】
具体的には、圧電式ディスペンス機器からディスペンスする液体を収容する貯蔵アセンブリであって、一次および二次フィルタ手段を含むことを特徴とする貯蔵アセンブリが提供される。
【００１４】
一次フィルタは、液剤から大部分の粒子を取り除く。二次フィルタは、好ましくは、一次フィルタより孔径が細かく、一次フィルタでは除去されなかった粒子状物質および一次フィルタの下方の粒子状物質を除去する。貯蔵部が試薬容器および圧電式ディスペンスチューブから着脱可能である場合、二次フィルタは、貯蔵部の下側に集まった粒子状物質が圧電式ディスペンスチューブに入り込むのを防ぐために、貯蔵部と圧電式ディスペンスチューブの非ディスペンス端との間に設置されてもよい。
【００１５】
本発明のさらなる態様においては、下記の構成要素を含む圧電式ディスペンス機器を提供する。すなわち、流出口を形成し、本機器からディスペンスする液体を収容する貯蔵部と、孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、を含む圧電式ディスペンス機器であって、貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで、貯蔵部の基部に設置されたバルブまたはセプタム等の閉鎖手段が貯蔵部の流出口を閉鎖することを特徴とする圧電式ディスペンス機器である。
【００１６】
貯蔵部の基部には環状脚部が形成され、その環状脚部に、バルブと脚載置面との間に間隙を介した状態で貯蔵部を載置できることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
次に、添付の図面を参照し、例示のみを目的として、本発明の特定の一実施形態を説明する。
【図１ａ】本発明を具体化したディスペンス機器の概略正面図である。
【図１ｂ】図１のディスペンス機器の概略側面図である。
【図２ａ】図１のディスペンス機器で用いられる試薬容器の概略側面図である。
【図２ｂ】図１のディスペンス機器で用いられる試薬容器の前部の概略図である。
【図２ｃ】二次フィルタアセンブリを示す図である。
【図３】圧電式ディスペンス装置に連結された図２aの貯蔵部および図２cの二次フィルタアセンブリを示す図である。
【図４】プランジャ位置の制御機構を示す図である。
【図５】試薬容器の代替例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面を参照すると、図１は、圧電式ディスペンス機器１０の概略図を示す。本機器では、四体のプランジャ１２が配列されており、プランジャの下方には、試薬容器２０を収容および支持するように構成された四体の取付け台が一列に配置される。また、本機器は、関連駆動機構を含み、この駆動機構により、プランジャを取付け台に対し近づけたり離したりしながら上下方向に移動させる。各プランジャは、減圧／加圧源に接続可能な中央貫通孔１４（図９を参照）を形成する。
【００１９】
図２ａおよび図２ｂに試薬容器２０の詳細を示す。試薬容器は、次の四部分で形成される。任意で一体成形のつかみ部または取手部２１と組合せた貯蔵部２０ａ、フィルタ２２、口語的に「ダックスバムバルブ」２４として知られているタイプのポリビニルピロリドン製の一方弁である閉鎖手段（この閉鎖手段は、他の実施形態ではセプタムまたはその他の閉鎖手段で代替されてもよい）、および平面視において円形の環状脚部２６である。貯蔵部２０ａおよび一体成形のつかみ部ならびに脚部２６は、プラスチック材料から形成され、互いに超音波溶接され、その両者間でバルブ２４とフィルタ２２とを把持する。
【００２０】
貯蔵部２０ａは、ほぼ軸対称で、上向きのベルのごとくフレア状の上端２８を有している。貯蔵部の上端２０ｂは、液体を貯蔵部に直接注入できるよう開口している。
【００２１】
貯蔵部の下端３０は、バルブ２４によって閉じられる。バルブは、フランジ縁部２４ａにより支えられるゴム製カップから構成される。図２ａおよび図２ｂで示すように、通常閉状態の細長いスリット２４ｂは、ゴム製カップの下部に形成されている。スリットの各端に隣接するバルブの両側が押し込まれると、押圧が持続する間、バルブは開状態になる。任意のつかみ部３０により、試薬容器の取り扱いおよび試薬容器の本機器への装着が容易になる。
【００２２】
貯蔵部の下方に位置する脚部２６は、環状断面を有し、脚部２６の基部には、円形の基部または脚３２が形成される。また、脚部には、バルブ２４のフランジ縁部２４ａを支持する内フランジ３４も形成される。フィルタ２２は、バルブ２４の上方に位置し、貯蔵部に収容される液剤から粒子を捕獲し、使用中においては貯蔵部の下方に位置する圧電式ディスペンス装置に粒子が入り込むのを防ぐ。
【００２３】
脚部３２は、二つの機能を果たす。先ず、試薬容器を試験台に置けるようにして、バルブ２４が試験台に接触して開状態になるのを防ぐ。また、図２ｅに示すように、試薬容器と二次フィルタ保持部との間において密封面としての機能を果たす。
【００２４】
２本の破壊線（そのうちの破壊線４０を図２ａに示す）は、任意的に、貯蔵部の壁の上部において形成してもよい。試薬容器が本機器１０から取り外されて、破壊線が破れれば、試薬容器の再使用が防げるであろう。
【００２５】
また、本機器１０における試薬容器の位置決めに用いられる任意の差込ガイド４２を図２ｂに示す。
【００２６】
図２ｃに示す二次フィルタ保持部５０は、２個のネジ山付き金属部５０ａおよび５０ｂから構成され、ネジ山付き金属部５０ａおよび５０ｂは、その両部間に二次フィルタ５２が固定された状態で互いに螺合される。二次フィルタは、一次フィルタ２２の下方に位置する粒子を全て捕獲する。二次フィルタアセンブリの上端外部の周りには、Ｏリング５４が装着される。二次フィルタ保持部が試薬容器の脚部２６に挿入される使用時には、Ｏリングは液密なシールを提供する。
【００２７】
略円筒形で外向きにフレア状の開口部５６は、二次フィルタアセンブリの上面に形成されている。この開口部５６は、必要程度に浅い。開口部の大きさおよび形状は、二次フィルタアセンブリが試薬容器２０に装着されるとき、試薬容器のバルブ２４の基部を開口部の穴に押し込むことで、開く程度の大きさおよび形状である。
【００２８】
二次フィルタアセンブリの下部には、開口部５６と流体連通する孔部が形成される。孔部は、第１径部と、第１径部より比較的小径で、ネジ山を有する第２径部５８とを有する。圧電式ディスペンスチューブは、小径孔部５８に螺入されてもよい。圧電式ディスペンスチューブ７０は標準的なものが用いられる。標準的な圧電式ディスペンスチューブ７０は、ＰＺＴセラミック材のつば部７２によって囲まれて幅狭の貫通孔を形成するガラス管またはキャピラリを含み、つば部７２は、つば部７２に加えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う。圧電式ディスペンスチューブ７０、二次フィルタ保持部５０、および試薬容器２０は、図３ａに示すように組み立てられる。ディスペンス用の液体は、貯蔵部の開口上端を介して、貯蔵部／試薬容器に注入される。上記三つの構成要素の組み立て時において、試薬容器内に液体が含まれている場合、二次フィルタ保持部は、試薬容器に装着される前に、圧電式ディスペンスチューブ７０に装着されなければならない。二次フィルタ保持部を先に試薬容器に取り付けると、バルブ２４が開いて液漏れが生じてしまう。
【００２９】
図３は、圧電装置が二次フィルタアセンブリのネジ山付き孔部に螺入されて、二次フィルタアセンブリが貯蔵部２０に取り付けられた状態を示す。
【００３０】
図１ａを参照すると、組み立てられた試薬容器、二次フィルタアセンブリ、および圧電装置は、つかみ部を右に向けて、ディスペンス機器１０の取付け台６０に設置される。貯蔵部は、本機器に装着される前に、ディスペンスする試薬を充填する。差込ガイド４２は、本機器の溝に位置し、つかみ部は、図１ｂに示すように、本機器の正面に位置するように左側へ時計方向に回される。差込ガイドは、ディスペンス機器の基部に向かって傾斜して、かつアセンブリをガイドする収容手段の溝に沿って回転し、アセンブリを押し下げる。
【００３１】
その後、プランジャは下方へ移動し、プランジャの頭部が貯蔵部のフレア部に位置する。プランジャの頭部の周りに装着されるＯリングはシールを提供し、試薬容器をディスペンス機器に固定する。
【００３２】
図１ａに示すように、本機器は、四体の試薬容器を収容する能力を有する。
【００３３】
図５に示すように、各プランジャは、中央貫通孔１４を形成する。貫通孔は、貫通孔を介して試薬容器の貯蔵部２０に減圧または加圧を行う手段に連結される。圧電装置の作動は、一次フィルタ２２および二次フィルタ５２を介して液体を押圧するプランジャの貫通孔を介して試薬容器内の液体を加圧することにより行われる。圧電装置は、圧電装置のオリフィスの液体メニスカスを制御するために、低真空状態で液滴をディスペンスするように操作される。５０で概略的に示す気圧制御によって、圧電装置による液剤のディスペンスの妨げとなる液体表面張力の不均衡を正したり、毛管現象または静水圧の影響を抑えたりする。電気パルスまたは波動を圧電装置に加えることにより圧電装置による液滴のディスペンスは行われる。電気パルスまたは波動が圧電装置に与えられると、ガラスキャピラリ内の液剤中に音波が発生し、その結果、本装置のオリフィスから液滴がディスペンスされる。上記の技術は、ガラスキャピラリを用いた圧電式ディスペンスの分野においては周知である。
【００３４】
ディスペンスが完了すると、解除ボタンを押すことによりプランジャをわずかに下方に移動させて、試薬容器を本機器から取り外してもよい。フレア部に追加的に圧力を与えることにより、破壊線４０が破れ、試薬容器の再使用を防ぐことができる。その後、図８に示すように、プランジャは上昇移動し、本機器の上部に戻る。そして、使用済みの試薬容器を取り外して処分することできる。試薬容器が本機器から一旦取り外されると、試薬容器の底部のバルブが閉じて、未使用の液剤が試薬容器から漏洩するのを防ぐ。
【００３５】
あるいは、試薬容器はそのままの状態で、単にプランジャを上方移動させるだけでもよい。
【００３６】
図９にプランジャの作動を詳しく示す。静止時において、プランジャの位置は、星型の制御要素と小インデックス要素とを備えたインデックスカム機構によって制御される。インデックス要素は、スプリングデテントに作用し、スプリングデテントは、カムがインデックス位置に戻ろうとするように形成される。カムおよびデテント機構は、スプリングによってデフォルト位置に保持される旋回アームに取り付けられる。
【００３７】
プランジャもスプリングによって静止位置に保持される。プランジャが押し下げられると、プランジャに取り付けられたドライブピンは下方移動し、カムローブと係合し、カムを回転させる。プランジャがさらに押し下げられると、カムは、デテントが次のインデックス位置に係合するまで十分に回転する。この時点では、カムは、プランジャによって駆動されるのではなく、むしろ、デテント機構による力によって、回転し続ける。この回転によって、カムの次のローブがドライブピンに係り、プランジャがさらに押し下げられる。この動作によって反応容器の装着が完了する。また、この動作は、容器が所定位置にある状態でもデテントによる力がいくらかカムに及ぼされるように行われる。これにより、カムは、試薬容器の密封を保つために、プランジャに十分な圧力を確実に与えることができる。この状態は解除機構が起動するまで維持される。解除レバーによって旋回アームが押し下げられ、これにより、カムおよびアームアセンブリが横にスライドしてドライブピンが解除され、プランジャが静止位置に戻る。アームの旋回は、解除の過程でプランジャをさらに下方移動させるように行われるため、容器の破壊に必要な移動を追加的に提供することができる。
【００３８】
図１０は、第２実施形態を示す図であり、第１実施形態の試薬容器の貯蔵部２０と同様の上部開口貯蔵部１２０を含む試薬容器１１０を示す。しかし、試薬容器１１０では、貯蔵部の基部を閉鎖する閉鎖手段は、バルブではなく、フィルタ１２２の下方に位置するセプタム１２１である。また、一体成形のつかみ部は設けられない。
【００３９】
二次フィルタ保持部１５０は、第１実施形態のフィルタ保持部５０と同様である。二次フィルタ保持部１５０は、２つのネジ山付き金属部１５０ａおよび１５０ｂを含み、ネジ山付き金属部１５０ａおよび１５０ｂは、その両部間に二次フィルタ１５２が固定された状態で互いに螺合される。二次フィルタは、一次フィルタ２２の下方に位置する粒子を全て捕獲する。圧電管が取り付けられた金属部１５０ａは、金属部５０ａと同一である。しかし、金属部１５０ｂは、金属部５０ｂとは次の２つの点において異なる。すなわち、外側のＯリング５４は装着されず、二次フィルタ保持部１５０ｂは上向きに突出する中空針１５１を形成する。中空針１５１の長さは、二次フィルタアセンブリが貯蔵部の基部に螺入されるときにセプタム１２１を貫通するが、フィルタ１２２には到達も貫通もしない長さである。これにより、貯蔵部の基部にバルブを有する必要性がなくなり、生産コストが削減される。中空針１５１は、チャンバー１５６と流体連通する。
【００４０】
二次フィルタアセンブリ１５０の下部１５０ａには、二次フィルタ１５２を介してチャンバー１５６と流体連通する孔部１５８が形成される。孔部１５８は、第１径部と、第１径部より比較的小径で、ネジ山を有する第２径部１５８とを有する。圧電式ディスペンスチューブは、小径の径部５８に螺入されてもよい。図３に示す標準的な圧電式ディスペンスチューブ７０を用いることが可能である。圧電式ディスペンスチューブ７０、二次フィルタ保持部１５０、および試薬容器１１０は、図３ａに示す第１実施形態と同じ方法で組み立てられる。ディスペンス用の液体は、貯蔵部の開口上端を介して、貯蔵部/試薬容器１２０に注入される。上記三つの構成要素の組み立て時において、試薬容器内に液体が含まれている場合、二次フィルタ保持部１５０は、試薬容器に装着される前に、圧電式ディスペンスチューブ７０に装着されなければならない。二次フィルタ保持部１５０を先に試薬容器に取り付けると、バルブ２４が開いて液漏れが生じてしまう。
【００４１】
図１ａを参照すると、組み立てられた試薬容器、二次フィルタアセンブリ、および圧電装置は、ディスペンス機器１０の取付け台６０に設置され、本装置は、上述のとおり、第１実施形態と同じ方法で用いられる。
【００４２】
本機器には、四体以上または以下の圧電式ディスペンス装置が配列されてもよい。マイクロアレイで固体化された圧電セラミックを用いれば、複数の導管を密接して配列でき、可能性としては、最大１００本もの液剤流路を配列することができる。
【００４３】
本明細書の実施形態に示すように、広く記載した本発明の精神または範囲から逸脱することなく本発明の種々の変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の実施形態は全ての点において例示であり、本発明の実施形態に制限されるものではない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体プリントおよび液体ディスペンスを行う機器に関する。より詳細には、本発明は、少量の液体を容器内または表面上に的確にディスペンスする圧電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学および生物科学分野においては、少量の液体を容器内または表面上に的確にディスペンスするために圧電装置が一般的に使用されている。現在における用途には、蛋白分析のための蛋白配列への試薬ディスペンス、ペプチドマスフィンガープリントにおけるケミカルプリンティング、およびオリゴヌクレオチド配列プリンティングが含まれる。従来の圧電装置は、＋／−１００ピコリットルの精度でディスペンスを制御することができる。標準的な圧電装置は、幅狭の貫通孔を形成するガラス管またはキャピラリを含む。ガラス管は、セラミックのつば部によって囲まれ、つば部は、つば部に与えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う。これにより、貫通孔内で音波が生じる。使用においては、貫通孔の一端（非ディスペンス端）に減圧／圧力源が与えられる。周知の「浸漬」方法により、ガラス管のディスペンス端は、ディスペンスされる液体試薬に浸される。そして、液体試薬を貫通孔内へ吸引するために真空圧力／減圧が施される。圧電装置における加圧／減圧は、ガラス管内の試薬を保持し、かつ貫通孔のディスペンス端のメニスカスが確実に平らになるよう調節される。そして、所望どおりに、変動電位が与えられて、ガラス管のディスペンス端から１滴以上の試薬を的確にディスペンスする。
【０００３】
しかしながら、従来の圧電式ディスペンス装置には多くの問題がある。問題の１つは、ディスペンスされる液体中の粒子状物質の存在である。これにより、圧電装置の貫通孔が塞がれるおそれがある。
【０００４】
さらなる問題は、液体をディスペンスするとき、圧電装置のオリフィスで液滴を生成するために、液剤に微量の圧力を掛けなければならない点である。
【０００５】
さらに、高粘度または高粘弾性を有する液体をディスペンスする際に、加圧および／または減圧を用いなければならない場合がある点である。
【０００６】
本発明の目的は、上述の従来技術における問題に取り組み、問題を軽減することにある。
【０００７】
本明細書内に含まれる文書、作用、物質、装置、物品等に関する考察は全て、本発明を説明することを目的としているに過ぎない。これらの上記の事柄の全てまたはいずれかが、先行技術の基礎の一部を形成することの自白であると受け取ったり、または本出願の各請求項の優先日前に存在した本発明の関連分野における周知の知識であることの自白であると受け取ったりしてはならない。
【０００８】
なお、本明細書において、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（構成する）」という用語、または「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」もしくは「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」等の活用形は、記載された要素、構成単位もしくはステップ、または要素、構成単位、もしくはステップの集合を含む意味合いを持ち、その他の要素、構成単位もしくはステップ、または要素、構成単位、もしくはステップの集合を排除しないことを理解されたい。
【発明の開示】
【０００９】
第１の広義の態様において、本発明は、試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体をディスペンスする圧電式ディスペンス機器を提供する。この圧電式ディスペンス機器には、下記の構成要素を含が含まれる。すなわち、本機器からディスペンスする液体を収容する着脱可能な貯蔵部と、小径の孔部を形成して貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブであって、貯蔵部から分離可能な圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段と、を含む。圧電式ディスペンス機器では、貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、貯蔵部の上部に隣接する貯蔵部の壁に接して密閉することにより貯蔵部を閉鎖するよう形成および構成されたプランジャを含む。
【００１０】
本発明の利点の１つは、従来の時間消費型で汚れを生じることのある「浸漬」法を排除し、貯蔵部において本機器に試薬を簡単に充填できる点である。
【００１１】
通常、貯蔵部の上部は、貯蔵部に液体を注入させるために開口している。最も好ましくは、貯蔵部の上部は、外向きにフレア状に広がるものがよい。貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、貯蔵部に接して貯蔵部の上部を密閉するよう形成および構成されたプランジャを含む。好ましくは、プランジャは貫通孔を形成し、これにより、貫通孔を介して、試薬容器に対して減圧および／または加圧が行われる。
【００１２】
第２の広義の態様において、本発明は、圧電装置で用いる試薬容器を提供する。この圧電装置は、試薬容器においてフィルタ機能を提供する。
【００１３】
具体的には、ディスペンス端と非ディスペンス端とを有する圧電式ディスペンスチューブからディスペンスする試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体を収容する貯蔵アセンブリが提供される。貯蔵アセンブリは、液体を注入させるための開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成する貯蔵部と、流出口の基部に位置し、流出口を通過する液体を濾過する一次フィルタ手段と、貯蔵部から分離可能な二次フィルタアセンブリであって、貯蔵部と流体連通する孔部手段とその孔部手段における二次フィルタとを形成し、また、孔部手段と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段を形成する二次フィルタアセンブリと、を含む。さらに、貯蔵アセンブリは、貯蔵部が着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで貯蔵部の流出口を閉鎖する手段も含む。
【００１４】
一次フィルタは、液剤から大部分の粒子を取り除く。二次フィルタは、好ましくは、一次フィルタより孔径が細かく、一次フィルタでは除去されなかった粒子状物質および一次フィルタの下方の粒子状物質を除去する。貯蔵部が試薬容器および圧電式ディスペンスチューブから着脱可能である場合、二次フィルタは、貯蔵部の下側に集まった粒子状物質が圧電式ディスペンスチューブに入り込むのを防ぐために、貯蔵部と圧電式ディスペンスチューブの非ディスペンス端との間に設置されてもよい。
【００１５】
本発明のさらなる態様においては、試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体をディスペンスする圧電式ディスペンス装置が提供される。圧電式ディスペンス装置には下記の構成要素が含まれる。すなわち、開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、本機器からディスペンスされる液体を収容する貯蔵部と、流出口の基部に位置し、流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、貯蔵部の基部に設置され、貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで貯蔵部の流出口を閉鎖する閉鎖手段と、を含む圧電式ディスペンス装置である。
【００１６】
また、本発明は、試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体を、圧電式ディスペンス装置から少量分だけディスペンスする方法を提供する。圧電式ディスペンス装置には、下記の構成要素が含まれる。すなわち、開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、液体を収容する貯蔵部と、流出口の基部に位置し、流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、貯蔵部の基部に位置し、貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで貯蔵部の流出口を閉鎖する閉鎖手段と、を含む。また上記方法は、開口上部を介して貯蔵部に液体を注入するステップと、貯蔵部の開口上部にプランジャ等を設けて貯蔵部の開口上部を密閉し、貯蔵部の内容物に対して減圧または部分的減圧を行うステップと、圧電チューブから試薬の液滴を一滴以上ディスペンスするステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
次に、添付の図面を参照し、例示のみを目的として、本発明の特定の一実施形態を説明する。
【図１ａ】本発明を具体化したディスペンス機器の概略正面図である。
【図１ｂ】図１のディスペンス機器の概略側面図である。
【図２ａ】図１のディスペンス機器で用いられる試薬容器の概略側面図である。
【図２ｂ】図１のディスペンス機器で用いられる試薬容器の前部の概略図である。
【図２ｃ】二次フィルタアセンブリを示す図である。
【図３】圧電式ディスペンス装置に連結された図２aの貯蔵部および図２cの二次フィルタアセンブリを示す図である。
【図４】プランジャ位置の制御機構を示す図である。
【図５】試薬容器の代替例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面を参照すると、図１は、圧電式ディスペンス機器１０の概略図を示す。本機器では、四体のプランジャ１２が配列されており、プランジャの下方には、試薬容器２０を収容および支持するように構成された四体の取付け台が一列に配置される。また、本機器は、関連駆動機構を含み、この駆動機構により、プランジャを取付け台に対し近づけたり離したりしながら上下方向に移動させる。各プランジャは、減圧／加圧源に接続可能な中央貫通孔１４（図９を参照）を形成する。
【００１９】
図２ａおよび図２ｂに試薬容器２０の詳細を示す。試薬容器は、次の四部分で形成される。任意で一体成形のつかみ部または取手部２１と組合せた貯蔵部２０ａ、フィルタ２２、口語的に「ダックスバムバルブ」２４として知られているタイプのポリビニルピロリドン製の一方弁である閉鎖手段（この閉鎖手段は、他の実施形態ではセプタムまたはその他の閉鎖手段で代替されてもよい）、および平面視において円形の環状脚部２６である。貯蔵部２０ａおよび一体成形のつかみ部ならびに脚部２６は、プラスチック材料から形成され、互いに超音波溶接され、その両者間でバルブ２４とフィルタ２２とを把持する。
【００２０】
貯蔵部２０ａは、ほぼ軸対称で、上向きのベルのごとくフレア状の上端２８を有している。貯蔵部の上端２０ｂは、液体を貯蔵部に直接注入できるよう開口している。
【００２１】
貯蔵部の下端３０は、バルブ２４によって閉じられる。バルブは、フランジ縁部２４ａにより支えられるゴム製カップから構成される。図２ａおよび図２ｂで示すように、通常閉状態の細長いスリット２４ｂは、ゴム製カップの下部に形成されている。スリットの各端に隣接するバルブの両側が押し込まれると、押圧が持続する間、バルブは開状態になる。任意のつかみ部３０により、試薬容器の取り扱いおよび試薬容器の本機器への装着が容易になる。
【００２２】
貯蔵部の下方に位置する脚部２６は、環状断面を有し、脚部２６の基部には、円形の基部または脚３２が形成される。また、脚部には、バルブ２４のフランジ縁部２４ａを支持する内フランジ３４も形成される。フィルタ２２は、バルブ２４の上方に位置し、貯蔵部に収容される液剤から粒子を捕獲し、使用中においては貯蔵部の下方に位置する圧電式ディスペンス装置に粒子が入り込むのを防ぐ。
【００２３】
脚部３２は、二つの機能を果たす。先ず、試薬容器を試験台に置けるようにして、バルブ２４が試験台に接触して開状態になるのを防ぐ。また、図２ｅに示すように、試薬容器と二次フィルタ保持部との間において密封面としての機能を果たす。
【００２４】
２本の破壊線（そのうちの破壊線４０を図２ａに示す）は、任意的に、貯蔵部の壁の上部において形成してもよい。試薬容器が本機器１０から取り外されて、破壊線が破れれば、試薬容器の再使用が防げるであろう。
【００２５】
また、本機器１０における試薬容器の位置決めに用いられる任意の差込ガイド４２を図２ｂに示す。
【００２６】
図２ｃに示す二次フィルタ保持部５０は、２個のネジ山付き金属部５０ａおよび５０ｂから構成され、ネジ山付き金属部５０ａおよび５０ｂは、その両部間に二次フィルタ５２が固定された状態で互いに螺合される。二次フィルタは、一次フィルタ２２の下方に位置する粒子を全て捕獲する。二次フィルタアセンブリの上端外部の周りには、Ｏリング５４が装着される。二次フィルタ保持部が試薬容器の脚部２６に挿入される使用時には、Ｏリングは液密なシールを提供する。
【００２７】
略円筒形で外向きにフレア状の開口部５６は、二次フィルタアセンブリの上面に形成されている。この開口部５６は、必要程度に浅い。開口部の大きさおよび形状は、二次フィルタアセンブリが試薬容器２０に装着されるとき、試薬容器のバルブ２４の基部を開口部の穴に押し込むことで、開く程度の大きさおよび形状である。
【００２８】
二次フィルタアセンブリの下部には、開口部５６と流体連通する孔部が形成される。孔部は、第１径部と、第１径部より比較的小径で、ネジ山を有する第２径部５８とを有する。圧電式ディスペンスチューブは、小径孔部５８に螺入されてもよい。圧電式ディスペンスチューブ７０は標準的なものが用いられる。標準的な圧電式ディスペンスチューブ７０は、ＰＺＴセラミック材のつば部７２によって囲まれて幅狭の貫通孔を形成するガラス管またはキャピラリを含み、つば部７２は、つば部７２に加えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う。圧電式ディスペンスチューブ７０、二次フィルタ保持部５０、および試薬容器２０は、図３ａに示すように組み立てられる。ディスペンス用の液体は、貯蔵部の開口上端を介して、貯蔵部／試薬容器に注入される。上記三つの構成要素の組み立て時において、試薬容器内に液体が含まれている場合、二次フィルタ保持部は、試薬容器に装着される前に、圧電式ディスペンスチューブ７０に装着されなければならない。二次フィルタ保持部を先に試薬容器に取り付けると、バルブ２４が開いて液漏れが生じてしまう。
【００２９】
図３は、圧電装置が二次フィルタアセンブリのネジ山付き孔部に螺入されて、二次フィルタアセンブリが貯蔵部２０に取り付けられた状態を示す。
【００３０】
図１ａを参照すると、組み立てられた試薬容器、二次フィルタアセンブリ、および圧電装置は、つかみ部を右に向けて、ディスペンス機器１０の取付け台６０に設置される。貯蔵部は、本機器に装着される前に、ディスペンスする試薬を充填する。差込ガイド４２は、本機器の溝に位置し、つかみ部は、図１ｂに示すように、本機器の正面に位置するように左側へ時計方向に回される。差込ガイドは、ディスペンス機器の基部に向かって傾斜して、かつアセンブリをガイドする収容手段の溝に沿って回転し、アセンブリを押し下げる。
【００３１】
その後、プランジャは下方へ移動し、プランジャの頭部が貯蔵部のフレア部に位置する。プランジャの頭部の周りに装着されるＯリングはシールを提供し、試薬容器をディスペンス機器に固定する。
【００３２】
図１ａに示すように、本機器は、四体の試薬容器を収容する能力を有する。
【００３３】
図５に示すように、各プランジャは、中央貫通孔１４を形成する。貫通孔は、貫通孔を介して試薬容器の貯蔵部２０に減圧または加圧を行う手段に連結される。圧電装置の作動は、一次フィルタ２２および二次フィルタ５２を介して液体を押圧するプランジャの貫通孔を介して試薬容器内の液体を加圧することにより行われる。圧電装置は、圧電装置のオリフィスの液体メニスカスを制御するために、低真空状態で液滴をディスペンスするように操作される。５０で概略的に示す気圧制御によって、圧電装置による液剤のディスペンスの妨げとなる液体表面張力の不均衡を正したり、毛管現象または静水圧の影響を抑えたりする。電気パルスまたは波動を圧電装置に加えることにより圧電装置による液滴のディスペンスは行われる。電気パルスまたは波動が圧電装置に与えられると、ガラスキャピラリ内の液剤中に音波が発生し、その結果、本装置のオリフィスから液滴がディスペンスされる。上記の技術は、ガラスキャピラリを用いた圧電式ディスペンスの分野においては周知である。
【００３４】
ディスペンスが完了すると、解除ボタンを押すことによりプランジャをわずかに下方に移動させて、試薬容器を本機器から取り外してもよい。フレア部に追加的に圧力を与えることにより、破壊線４０が破れ、試薬容器の再使用を防ぐことができる。その後、図８に示すように、プランジャは上昇移動し、本機器の上部に戻る。そして、使用済みの試薬容器を取り外して処分することできる。試薬容器が本機器から一旦取り外されると、試薬容器の底部のバルブが閉じて、未使用の液剤が試薬容器から漏洩するのを防ぐ。
【００３５】
あるいは、試薬容器はそのままの状態で、単にプランジャを上方移動させるだけでもよい。
【００３６】
図９にプランジャの作動を詳しく示す。静止時において、プランジャの位置は、星型の制御要素と小インデックス要素とを備えたインデックスカム機構によって制御される。インデックス要素は、スプリングデテントに作用し、スプリングデテントは、カムがインデックス位置に戻ろうとするように形成される。カムおよびデテント機構は、スプリングによってデフォルト位置に保持される旋回アームに取り付けられる。
【００３７】
プランジャもスプリングによって静止位置に保持される。プランジャが押し下げられると、プランジャに取り付けられたドライブピンは下方移動し、カムローブと係合し、カムを回転させる。プランジャがさらに押し下げられると、カムは、デテントが次のインデックス位置に係合するまで十分に回転する。この時点では、カムは、プランジャによって駆動されるのではなく、むしろ、デテント機構による力によって、回転し続ける。この回転によって、カムの次のローブがドライブピンに係り、プランジャがさらに押し下げられる。この動作によって反応容器の装着が完了する。また、この動作は、容器が所定位置にある状態でもデテントによる力がいくらかカムに及ぼされるように行われる。これにより、カムは、試薬容器の密封を保つために、プランジャに十分な圧力を確実に与えることができる。この状態は解除機構が起動するまで維持される。解除レバーによって旋回アームが押し下げられ、これにより、カムおよびアームアセンブリが横にスライドしてドライブピンが解除され、プランジャが静止位置に戻る。アームの旋回は、解除の過程でプランジャをさらに下方移動させるように行われるため、容器の破壊に必要な移動を追加的に提供することができる。
【００３８】
図１０は、第２実施形態を示す図であり、第１実施形態の試薬容器の貯蔵部２０と同様の上部開口貯蔵部１２０を含む試薬容器１１０を示す。しかし、試薬容器１１０では、貯蔵部の基部を閉鎖する閉鎖手段は、バルブではなく、フィルタ１２２の下方に位置するセプタム１２１である。また、一体成形のつかみ部は設けられない。
【００３９】
二次フィルタ保持部１５０は、第１実施形態のフィルタ保持部５０と同様である。二次フィルタ保持部１５０は、２つのネジ山付き金属部１５０ａおよび１５０ｂを含み、ネジ山付き金属部１５０ａおよび１５０ｂは、その両部間に二次フィルタ１５２が固定された状態で互いに螺合される。二次フィルタは、一次フィルタ２２の下方に位置する粒子を全て捕獲する。圧電管が取り付けられた金属部１５０ａは、金属部５０ａと同一である。しかし、金属部１５０ｂは、金属部５０ｂとは次の２つの点において異なる。すなわち、外側のＯリング５４は装着されず、二次フィルタ保持部１５０ｂは上向きに突出する中空針１５１を形成する。中空針１５１の長さは、二次フィルタアセンブリが貯蔵部の基部に螺入されるときにセプタム１２１を貫通するが、フィルタ１２２には到達も貫通もしない長さである。これにより、貯蔵部の基部にバルブを有する必要性がなくなり、生産コストが削減される。中空針１５１は、チャンバー１５６と流体連通する。
【００４０】
二次フィルタアセンブリ１５０の下部１５０ａには、二次フィルタ１５２を介してチャンバー１５６と流体連通する孔部１５８が形成される。孔部１５８は、第１径部と、第１径部より比較的小径で、ネジ山を有する第２径部１５８とを有する。圧電式ディスペンスチューブは、小径の径部５８に螺入されてもよい。図３に示す標準的な圧電式ディスペンスチューブ７０を用いることが可能である。圧電式ディスペンスチューブ７０、二次フィルタ保持部１５０、および試薬容器１１０は、図３ａに示す第１実施形態と同じ方法で組み立てられる。ディスペンス用の液体は、貯蔵部の開口上端を介して、貯蔵部/試薬容器１２０に注入される。上記三つの構成要素の組み立て時において、試薬容器内に液体が含まれている場合、二次フィルタ保持部１５０は、試薬容器に装着される前に、圧電式ディスペンスチューブ７０に装着されなければならない。二次フィルタ保持部１５０を先に試薬容器に取り付けると、バルブ２４が開いて液漏れが生じてしまう。
【００４１】
図１ａを参照すると、組み立てられた試薬容器、二次フィルタアセンブリ、および圧電装置は、ディスペンス機器１０の取付け台６０に設置され、本装置は、上述のとおり、第１実施形態と同じ方法で用いられる。
【００４２】
本機器には、四体以上または以下の圧電式ディスペンス装置が配列されてもよい。マイクロアレイで固体化された圧電セラミックを用いれば、複数の導管を密接して配列でき、可能性としては、最大１００本もの液剤流路を配列することができる。
【００４３】
本明細書の実施形態に示すように、広く記載した本発明の精神または範囲から逸脱することなく本発明の種々の変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の実施形態は全ての点において例示であり、本発明の実施形態に制限されるものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電式ディスペンス機器であって、
前記圧電式ディスペンス機器からディスペンスする液体を収容する着脱可能な貯蔵部と、
孔部を形成して前記貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブと、
前記貯蔵部が本機器に設置される場合、前記貯蔵部の内容液に対して減圧および／または加圧を行う手段と、
を含む圧電式ディスペンス機器。
【請求項２】
前記貯蔵部は、前記貯蔵部に液体を注入させるための開口上部を形成する、
請求項１に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項３】
前記貯蔵部の上部は、外向きにフレア状に広がる、
請求項２に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項４】
前記貯蔵部が前記圧電式ディスペンス機器に設置される場合に前記貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、前記貯蔵部に接し、前記貯蔵部の上部を密閉するように形成および構成されたプランジャを含む、
請求項３に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項５】
前記プランジャは、貫通孔を形成し、これにより、前記貫通孔を介して、前記試薬容器に対して減圧および／または加圧を行う、
請求項４に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項６】
前記着脱可能な貯蔵部を収容する取付け台と、前記プランジャを前記取付け台に対し近づけたり離したりしながら上下方向に移動させる手段と、を含む
請求項４または５に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項７】
圧電式ディスペンス装置からディスペンスする液体を収容する貯蔵アセンブリであって、
前記圧電式ディスペンス装置は、ディスペンス端と非ディスペンス端とを含み、
前記貯蔵アセンブリが一次フィルタ手段および二次フィルタ手段を含むことを特徴とする、貯蔵アセンブリ。
【請求項８】
前記二次フィルタは、前記一次フィルタより孔径が細かい、
請求項７に記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項９】
前記二次フィルタは、前記貯蔵部の下側に集まった粒子状物質が前記圧電式ディスペンスチューブに入り込むのを防ぐために、前記貯蔵部と前記圧電式ディスペンスチューブの前記非ディスペンス端との間に設置される、
請求項７または８に記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項１０】
圧電式ディスペンス装置において、
開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、前記圧電式ディスペンス機器からディスペンスされる液体を収容する貯蔵部と、
前記流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、
孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、
前記貯蔵部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、
を含む圧電式ディスペンス装置であって、
前記貯蔵部の基部に位置する閉鎖手段が、前記貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖することを特徴とする、圧電式ディスペンス装置。
【請求項１１】
前記貯蔵部の基部には環状脚部が形成され、バルブと脚載置面との間に間隙を介した状態で前記貯蔵部を前記環状脚部に載置できる、
請求項１０に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１２】
前記貯蔵部は、取手部を形成する、
請求項１１に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１３】
前記閉鎖手段はセプタムである、
請求項１０から１２のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１４】
前記密閉手段はバルブである、
請求項１０から１２のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１５】
圧電式ディスペンス装置において、
開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、前記圧電式ディスペンス装置からディスペンスされる液体を収容する貯蔵部と、
前記貯蔵部の前記流出口にまたがるフィルタと、
前記貯蔵部の基部に装着可能な二次フィルタアセンブリであって、前記二次フィルタアセンブリが前記貯蔵部に取り付けられると前記貯蔵部と流体連通する孔部を形成し、前記孔部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段を形成する二次フィルタアセンブリと、
を含み、
前記貯蔵部が前記着脱可能な二次フィルタアセンブリに取り付けられるまで前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する手段を特徴とする、圧電式ディスペンス装置。
【請求項１６】
孔部を形成して前記二次フィルタアセンブリの前記流出口に取り付けられた圧電式ディスペンスチューブをさらに含む、
請求項１５に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１７】
前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する前記閉鎖手段はバルブである、
請求項１４または１５に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１８】
前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する前記閉鎖手段はセプタムであり、前記セプタムを貫通する中空針が前記二次フィルタアセンブリから突出する、
請求項１２または１６に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１９】
請求項１０から１９のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置を含む圧電式ディスペンス機器において、
前記圧電式ディスペンス機器において前記着脱可能な貯蔵部を収容するための取付け台手段と、
前記貯蔵部が前記電式ディスペンス機器に設置される場合、前記貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段であって、前記貯蔵部に接して前記貯蔵部の上部を密閉するよう形成および構成されたプランジャを含み、前記プランジャは、貫通孔を形成し、これにより、前記貫通孔を介して、前記試薬容器に対して減圧および／または加圧が行われる減圧および／または加圧を行う手段と、
前記プランジャを前記取付け台に対し近づけたり離したりして上下方向に移動させる手段と、
をさらに含む圧電式ディスペンス機器。
【請求項２０】
ディスペンス端と非ディスペンス端とを有する圧電管を含む圧電管アセンブリから液体をディスペンスする方法であって、前記圧電管の前記非ディスペンス端と流体連通する状態で設置された貯蔵部から前記流体をディスペンスすることを含む、
液体ディスペンス方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体をディスペンスする圧電式ディスペンス機器であって、
本機器からディスペンスする液体を収容する着脱可能な貯蔵部と、
小径の孔部を形成して貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブであって、貯蔵部から分離可能な圧電式ディスペンスチューブと、
貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段と、
を含み、貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、貯蔵部の上部に隣接する貯蔵部の壁に接して密閉することにより貯蔵部を閉鎖するよう形成および構成されたプランジャを含む、
圧電式ディスペンス機器。
【請求項２】
前記圧電式ディスペンスチューブは、セラミックのつば部によって囲まれるガラス管を備え、前記つば部は、前記つば部に与えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う、
請求項１に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項３】
前記貯蔵部の上部は、外向きにフレア状に広がり、前記プランジャの周りに装着されたＯリングは、前記プランジャと、前記プランジャと接触する前記貯蔵部の上部との間に気密シールを提供する、
請求項２に記載の圧電式ディスペンス機器
【請求項４】
前記プランジャは、貫通孔を形成し、これにより、前記貫通孔を介して、前記試薬容器に対して減圧および／または加圧を行う、
請求項３に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項５】
前記着脱可能な貯蔵部を収容する取付け台と、前記プランジャを前記取付け台に対し近づけたり離したりしながら上下方向に移動させる手段と、を含む
請求項３または４に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項６】
ディスペンス端と非ディスペンス端とを有する圧電式ディスペンスチューブからディスペンスする試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体を収容する貯蔵アセンブリであって、
液体を注入させるための開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成する貯蔵部と、
流出口の基部に位置し、流出口を通過する液体を濾過する一次フィルタ手段と、
貯蔵部から分離可能な二次フィルタアセンブリであって、貯蔵部と流体連通する孔部手段とその孔部手段における二次フィルタとを形成し、また、孔部手段と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段を形成する二次フィルタアセンブリと、
を含み、さらに、
貯蔵アセンブリは、貯蔵部が着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで貯蔵部の流出口を閉鎖する手段も含む、
貯蔵アセンブリ。
【請求項７】
前記二次フィルタは、前記一次フィルタより孔径が細かい、
請求項６に記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項８】
前記二次フィルタは、前記貯蔵部の下側に集まった粒子状物質が前記圧電式ディスペンスチューブに入り込むのを防ぐために、前記貯蔵部と前記圧電式ディスペンスチューブの前記非ディスペンス端との間に設置される、
請求項６または７に記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項９】
試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体をディスペンスする圧電式ディスペンス装置において、
開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、前記圧電式ディスペンス機器からディスペンスされる液体を収容する貯蔵部と、
前記流出口の基部に位置し前記流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、
孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、
前記貯蔵部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、
前記貯蔵部の基部に位置し、前記貯蔵部が前記圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する閉鎖手段と、
を含む圧電式ディスペンス装置。
【請求項１０】
前記貯蔵部の基部には環状脚部が形成され、前記閉鎖手段と脚載置面との間に間隙を介した状態で前記貯蔵部を前記環状脚部に載置できる、
請求項９に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１１】
前記貯蔵部は、取手部を形成する、
請求項１０に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１２】
前記閉鎖手段はセプタムである、
請求項９から１１のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１３】
前記密閉手段はバルブである、
請求項９から１１のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１４】
前記貯蔵部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける前記手段は、前記貯蔵部の基部に装着可能な二次フィルタアセンブリを含み、前記二次フィルタアセンブリは、前記二次フィルタアセンブリが前記貯蔵部に装着されると前記貯蔵部と流体連通する孔部を形成する、
請求項９から１４のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１５】
試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む少量の液体を圧電式ディスペンス装置からディスペンスする方法であって、前記装置は、
開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、前記液体を収容する貯蔵部と、
前記流出口の基部に位置して前記流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、
孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、
前記貯蔵部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、
前記貯蔵部の基部に配置され、前記貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する閉鎖手段と、
を含み、前記方法は
前記開口上部を介して前記貯蔵部に液体を注入するステップと、
前記貯蔵部を密閉するために前記貯蔵部の前記開口上部にプランジャ等を配し、前記貯蔵部の内容物に対して減圧または部分的減圧を行うステップと、
前記圧電チューブから試薬の液滴を一滴以上ディスペンスするステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
前記圧電チューブは、前記液体が前記貯蔵部の前記上部開口に注入された後、前記貯蔵部と流体連通するよう配置される、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１０から１９のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置を含む圧電式ディスペンス機器において、
前記圧電式ディスペンス機器において前記着脱可能な貯蔵部を収容する取付け台手段と、
前記貯蔵部が前記圧電式ディスペンス機器に設置される場合、前記貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段と、をさらに含む圧電式ディスペンス機器であって、
前記減圧および／または加圧を行う手段は、前記貯蔵部の上部に接して前記貯蔵部の上部を密閉するよう形成および構成されたプランジャを含み、前記プランジャは、貫通孔を形成し、これにより、前記貫通孔を介して、前記試薬容器に対して減圧および／または加圧が行われ、
前記プランジャを前記取付け台に対し離したり近づけたりして上下方向に移動させる手段をさらに含む圧電式ディスペンス機器。
【請求項１８】
前記貯蔵部は、泡状媒体またはその他の貯蔵媒体を含まない、
請求項１７に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項１９】
前記貯蔵部は、泡状媒体またはその他の貯蔵媒体を含まない、
請求項６から８のいずれかに記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項２０】
前記貯蔵部は泡状媒体またはその他の貯蔵媒体を含まない、
請求項９から１４のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１】
圧電式ディスペンス機器であって、
前記圧電式ディスペンス機器からディスペンスする液体を収容する着脱可能な貯蔵部と、
孔部を形成して前記貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブと、
前記貯蔵部が本機器に設置される場合、前記貯蔵部の内容液に対して減圧および／または加圧を行う手段と、
を含む圧電式ディスペンス機器。
【請求項２】
前記貯蔵部は、前記貯蔵部に液体を注入させるための開口上部を形成する、
請求項１に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項３】
前記貯蔵部の上部は、外向きにフレア状に広がる、
請求項２に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項４】
前記貯蔵部が前記圧電式ディスペンス機器に設置される場合に前記貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、前記貯蔵部に接し、前記貯蔵部の上部を密閉するように形成および構成されたプランジャを含む、
請求項３に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項５】
前記プランジャは、貫通孔を形成し、これにより、前記貫通孔を介して、前記試薬容器に対して減圧および／または加圧を行う、
請求項４に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項６】
前記着脱可能な貯蔵部を収容する取付け台と、前記プランジャを前記取付け台に対し近づけたり離したりしながら上下方向に移動させる手段と、を含む
請求項４または５に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項７】
圧電式ディスペンス装置からディスペンスする液体を収容する貯蔵アセンブリであって、
前記圧電式ディスペンス装置は、ディスペンス端と非ディスペンス端とを含み、
前記貯蔵アセンブリが一次フィルタ手段および二次フィルタ手段を含むことを特徴とする、貯蔵アセンブリ。
【請求項８】
前記二次フィルタは、前記一次フィルタより孔径が細かい、
請求項７に記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項９】
前記二次フィルタは、前記貯蔵部の下側に集まった粒子状物質が前記圧電式ディスペンスチューブに入り込むのを防ぐために、前記貯蔵部と前記圧電式ディスペンスチューブの前記非ディスペンス端との間に設置される、
請求項７または８に記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項１０】
圧電式ディスペンス装置において、
開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、前記圧電式ディスペンス機器からディスペンスされる液体を収容する貯蔵部と、
前記流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、
孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、
前記貯蔵部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、
を含む圧電式ディスペンス装置であって、
前記貯蔵部の基部に位置する閉鎖手段が、前記貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖することを特徴とする、圧電式ディスペンス装置。
【請求項１１】
前記貯蔵部の基部には環状脚部が形成され、バルブと脚載置面との間に間隙を介した状態で前記貯蔵部を前記環状脚部に載置できる、
請求項１０に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１２】
前記貯蔵部は、取手部を形成する、
請求項１１に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１３】
前記閉鎖手段はセプタムである、
請求項１０から１２のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１４】
前記密閉手段はバルブである、
請求項１０から１２のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１５】
圧電式ディスペンス装置において、
開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、前記圧電式ディスペンス装置からディスペンスされる液体を収容する貯蔵部と、
前記貯蔵部の前記流出口にまたがるフィルタと、
前記貯蔵部の基部に装着可能な二次フィルタアセンブリであって、前記二次フィルタアセンブリが前記貯蔵部に取り付けられると前記貯蔵部と流体連通する孔部を形成し、前記孔部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段を形成する二次フィルタアセンブリと、
を含み、
前記貯蔵部が前記着脱可能な二次フィルタアセンブリに取り付けられるまで前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する手段を特徴とする、圧電式ディスペンス装置。
【請求項１６】
孔部を形成して前記二次フィルタアセンブリの前記流出口に取り付けられた圧電式ディスペンスチューブをさらに含む、
請求項１５に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１７】
前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する前記閉鎖手段はバルブである、
請求項１４または１５に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１８】
前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する前記閉鎖手段はセプタムであり、前記セプタムを貫通する中空針が前記二次フィルタアセンブリから突出する、
請求項１２または１６に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１９】
請求項１０から１９のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置を含む圧電式ディスペンス機器において、
前記圧電式ディスペンス機器において前記着脱可能な貯蔵部を収容するための取付け台手段と、
前記貯蔵部が前記電式ディスペンス機器に設置される場合、前記貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段であって、前記貯蔵部に接して前記貯蔵部の上部を密閉するよう形成および構成されたプランジャを含み、前記プランジャは、貫通孔を形成し、これにより、前記貫通孔を介して、前記試薬容器に対して減圧および／または加圧が行われる減圧および／または加圧を行う手段と、
前記プランジャを前記取付け台に対し近づけたり離したりして上下方向に移動させる手段と、
をさらに含む圧電式ディスペンス機器。
【請求項２０】
ディスペンス端と非ディスペンス端とを有する圧電管を含む圧電管アセンブリから液体をディスペンスする方法であって、前記圧電管の前記非ディスペンス端と流体連通する状態で設置された貯蔵部から前記流体をディスペンスすることを含む、
液体ディスペンス方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体をディスペンスする圧電式ディスペンス機器であって、
本機器からディスペンスする液体を収容する着脱可能な貯蔵部と、
小径の孔部を形成して貯蔵部と流体連通する圧電式ディスペンスチューブであって、貯蔵部から分離可能な圧電式ディスペンスチューブと、
貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段と、
を含み、貯蔵部が本機器に設置される場合、貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段は、貯蔵部の上部に隣接する貯蔵部の壁に接して密閉することにより貯蔵部を閉鎖するよう形成および構成されたプランジャを含む、
圧電式ディスペンス機器。
【請求項２】
前記圧電式ディスペンスチューブは、セラミックのつば部によって囲まれるガラス管を備え、前記つば部は、前記つば部に与えられた変動電位の影響を受けて拡張と収縮を行う、
請求項１に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項３】
前記貯蔵部の上部は、外向きにフレア状に広がり、前記プランジャの周りに装着されたＯリングは、前記プランジャと、前記プランジャと接触する前記貯蔵部の上部との間に気密シールを提供する、
請求項２に記載の圧電式ディスペンス機器
【請求項４】
前記プランジャは、貫通孔を形成し、これにより、前記貫通孔を介して、前記試薬容器に対して減圧および／または加圧を行う、
請求項３に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項５】
前記着脱可能な貯蔵部を収容する取付け台と、前記プランジャを前記取付け台に対し近づけたり離したりしながら上下方向に移動させる手段と、を含む
請求項３または４に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項６】
ディスペンス端と非ディスペンス端とを有する圧電式ディスペンスチューブからディスペンスする試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体を収容する貯蔵アセンブリであって、
液体を注入させるための開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成する貯蔵部と、
流出口の基部に位置し、流出口を通過する液体を濾過する一次フィルタ手段と、
貯蔵部から分離可能な二次フィルタアセンブリであって、貯蔵部と流体連通する孔部手段とその孔部手段における二次フィルタとを形成し、また、孔部手段と流体連通する圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段を形成する二次フィルタアセンブリと、
を含み、さらに、
貯蔵アセンブリは、貯蔵部が着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで貯蔵部の流出口を閉鎖する手段も含む、
貯蔵アセンブリ。
【請求項７】
前記二次フィルタは、前記一次フィルタより孔径が細かい、
請求項６に記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項８】
前記二次フィルタは、前記貯蔵部の下側に集まった粒子状物質が前記圧電式ディスペンスチューブに入り込むのを防ぐために、前記貯蔵部と前記圧電式ディスペンスチューブの前記非ディスペンス端との間に設置される、
請求項６または７に記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項９】
試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む液体をディスペンスする圧電式ディスペンス装置において、
開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、前記圧電式ディスペンス機器からディスペンスされる液体を収容する貯蔵部と、
前記流出口の基部に位置し前記流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、
孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、
前記貯蔵部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、
前記貯蔵部の基部に位置し、前記貯蔵部が前記圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する閉鎖手段と、
を含む圧電式ディスペンス装置。
【請求項１０】
前記貯蔵部の基部には環状脚部が形成され、前記閉鎖手段と脚載置面との間に間隙を介した状態で前記貯蔵部を前記環状脚部に載置できる、
請求項９に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１１】
前記貯蔵部は、取手部を形成する、
請求項１０に記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１２】
前記閉鎖手段はセプタムである、
請求項９から１１のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１３】
前記密閉手段はバルブである、
請求項９から１１のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１４】
前記貯蔵部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける前記手段は、前記貯蔵部の基部に装着可能な二次フィルタアセンブリを含み、前記二次フィルタアセンブリは、前記二次フィルタアセンブリが前記貯蔵部に装着されると前記貯蔵部と流体連通する孔部を形成する、
請求項９から１４のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【請求項１５】
試薬、化学物質、オリゴヌクレオチド等を含む少量の液体を圧電式ディスペンス装置からディスペンスする方法であって、前記装置は、
開口上部を形成するとともに基部に流出口を形成し、前記液体を収容する貯蔵部と、
前記流出口の基部に位置して前記流出口を通過する液体を濾過するフィルタ手段と、
孔部を形成する圧電式ディスペンスチューブと、
前記貯蔵部と流体連通する前記圧電式ディスペンスチューブを着脱可能に取り付ける手段と、
前記貯蔵部の基部に配置され、前記貯蔵部が圧電式ディスペンスチューブに装着された着脱可能な二次フィルタに取り付けられるまで前記貯蔵部の前記流出口を閉鎖する閉鎖手段と、
を含み、前記方法は
前記開口上部を介して前記貯蔵部に液体を注入するステップと、
前記貯蔵部を密閉するために前記貯蔵部の前記開口上部にプランジャ等を配し、前記貯蔵部の内容物に対して減圧または部分的減圧を行うステップと、
前記圧電チューブから試薬の液滴を一滴以上ディスペンスするステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
前記圧電チューブは、前記液体が前記貯蔵部の前記上部開口に注入された後、前記貯蔵部と流体連通するよう配置される、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１０から１９のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置を含む圧電式ディスペンス機器において、
前記圧電式ディスペンス機器において前記着脱可能な貯蔵部を収容する取付け台手段と、
前記貯蔵部が前記圧電式ディスペンス機器に設置される場合、前記貯蔵部の内容物に対して減圧および／または加圧を行う手段と、をさらに含む圧電式ディスペンス機器であって、
前記減圧および／または加圧を行う手段は、前記貯蔵部の上部に接して前記貯蔵部の上部を密閉するよう形成および構成されたプランジャを含み、前記プランジャは、貫通孔を形成し、これにより、前記貫通孔を介して、前記試薬容器に対して減圧および／または加圧が行われ、
前記プランジャを前記取付け台に対し離したり近づけたりして上下方向に移動させる手段をさらに含む圧電式ディスペンス機器。
【請求項１８】
前記貯蔵部は、泡状媒体またはその他の貯蔵媒体を含まない、
請求項１７に記載の圧電式ディスペンス機器。
【請求項１９】
前記貯蔵部は、泡状媒体またはその他の貯蔵媒体を含まない、
請求項６から８のいずれかに記載の貯蔵アセンブリ。
【請求項２０】
前記貯蔵部は泡状媒体またはその他の貯蔵媒体を含まない、
請求項９から１４のいずれかに記載の圧電式ディスペンス装置。
【図３】
【図４】
【図５】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００６−５２１５４１（Ｐ２００６−５２１５４１Ａ）
【公表日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０３９８４（Ｐ２００６−５０３９８４）
【出願日】平成１６年３月２９日（２００４．３．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００４／０００３９３
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０８６０５４
【国際公開日】平成１６年１０月７日（２００４．１０．７）
【出願人】（５０３３５２２９１）プロテオム システムズ インテレクチュアル プロパティ プロプライエタリー リミテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年３月２９日（２００４．３．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００４／０００３９３
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０８６０５４
【国際公開日】平成１６年１０月７日（２００４．１０．７）
【出願人】（５０３３５２２９１）プロテオム システムズ インテレクチュアル プロパティ プロプライエタリー リミテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
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