特開 2022-111998 ピペット充填可能な流体リザーバ本体と電子流体分注システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022111998

(43)【公開日】2022-08-01

(54)【発明の名称】ピペット充填可能な流体リザーバ本体と電子流体分注システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/10 20060101AFI20220725BHJP

   B01L 3/02 20060101ALI20220725BHJP

【ＦＩ】

G01N35/10 A

B01L3/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022000709

(22)【出願日】2022-01-05

(31)【優先権主張番号】17/152,845

(32)【優先日】2021-01-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】000201113

【氏名又は名称】船井電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100148460

【弁理士】

【氏名又は名称】小俣 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100168125

【弁理士】

【氏名又は名称】三藤 誠司

(72)【発明者】

【氏名】キャリザーズ・アダム ディー．

(72)【発明者】

【氏名】デボード・ブルース エー．

(72)【発明者】

【氏名】マーラ サード・マイケル エー．

(72)【発明者】

【氏名】ノラサック・サム

【テーマコード（参考）】

2G058

4G057

【Ｆターム（参考）】

2G058BB28

2G058EA03

2G058EA05

2G058ED20

4G057AB21

4G057AB31

4G057AB38

(57)【要約】

【課題】ピペット充填可能な流体リザーバ本体。
【解決手段】流体リザーバ本体は、２以上の個別の流体チャンバを含む。流体チャンバのうちの少なくとも１つは圧力補償装置を含み、少なくとも他の１つには圧力補償装置がない。各流体チャンバは流体供給ビアと流体連通しており、各流体チャンバは、側壁と、側壁に取り付けられた底壁とを有し、底壁は流体供給ビアに向かい傾斜している。流体リザーバ本体は、流体チャンバからの流体を吐出するために単一の流体吐出装置を取り付けるための、流体チャンバと流体連通した吐出ヘッド支持面も含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体吐出ヘッド基板が取り付けられたピペット充填可能な流体リザーバ本体であって、
２以上の個別の流体チャンバであって、前記２以上の個別の流体チャンバのうちの少なくとも１つが圧力補償装置を含み、前記２以上の個別の流体チャンバのうちの少なくとも他の１つには前記圧力補償装置がなく、それぞれが流体供給ビアと流体連通しており、前記２以上の個別の流体チャンバのそれぞれが側壁と、前記側壁に取り付けられて前記流体供給ビアに向かい傾斜した底壁とを有する、２以上の個別の流体チャンバと、
前記２以上の個別の流体チャンバからの流体を吐出するために流体吐出装置を取り付けるための、前記２以上の個別の流体チャンバと流体連通している吐出ヘッド支持面と
を含む、
ピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項2】

傾斜した前記底壁が、前記側壁に直交する面に対し約６～約１２°の範囲の角度を有する、
請求項１に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項3】

４つの流体チャンバを含み、前記４つの流体チャンバが、それらの間の分離壁により互いに分離された、
請求項１に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項4】

透明流体リザーバ本体を含む、
請求項１に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項5】

前記圧力補償装置のない前記流体チャンバのそれぞれの最大流体充填ボリュームを示すためのしるしを更に含む、
請求項４に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項6】

カバーが前記圧力補償装置を含む前記流体チャンバのそれぞれに隣接して取外し可能又は固定で取り付けられた、
請求項１に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項7】

前記カバーが、前記圧力補償装置のない１以上の個別の流体チャンバの上に設けられたヒンジ付きカバー部を更に含む、
請求項６に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項8】

前記カバーが空気抜き溝を更に含む、
請求項６に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項9】

前記圧力補償装置を含む前記流体チャンバ、前記圧力補償装置のない前記流体チャンバ、又は前記流体チャンバの全てを覆うための取外し可能なテープを更に含む、
請求項１に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項10】

前記圧力補償装置のない各個別の流体チャンバが、約２００マイクロリットル～約１ミリリットルの範囲の流体ボリュームを有する、
請求項１に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項11】

前記圧力補償装置のない前記１以上の個別の流体チャンバが、流体充填ボリューム限度を示す隆起を更に含む、
請求項１に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項12】

前記圧力補償装置を含む前記２以上の個別の流体チャンバのうちの少なくとも１つが、前記圧力補償装置と前記流体供給ビアとの間に設けられた流体フィルタを更に含む、
請求項１に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項13】

前記圧力補償装置のない前記１以上の個別の流体チャンバに隣接した半透明成型流体リザーバ本体を更に含む、
請求項１に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項14】

前記圧力補償装置のない前記１以上の個別の流体チャンバの最大流体充填ボリュームを示すため、その透明領域にしるしを更に含む、
請求項１３に記載のピペット充填可能な流体リザーバ本体。

【請求項15】

請求項1に記載の前記ピペット充填可能な流体リザーバ本体を含む、電子流体分注システムにおける、
前記圧力補償装置は、前記電子流体分注システムの動作中に前記流体吐出装置からの流体の垂れを防ぎ、それにより、マイクロウェルプレートのウェルまたはガラススライド上に分注される流体の精度を改善する、
電子流体分注システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薬物スクリーニングといった化学的又は生物学的アッセイに関するものであり、特に、高価でない流体堆積装置における化学的又は生物学的アッセイの応用のために用いられる改善された流体リザーバ本体に関する。

【背景技術】

【0002】

特に医療分野において、分析のための自動化された試料調製及び分析の必要性がある。分析は、比色分析、又は顕微鏡下で試料をより好ましく観察するため試料の着色を要する可能性がある。そのような分析は、薬剤試料分析、血液試料分析等を含む。例えば、血液のアッセイ分析において、血液は個人の健康を判定するために用いられるいくつかの異なる要因を提供する。血液試料分析を要する多くの患者がいる場合、分析のため試料を調製する手順は非常に時間がかかるものとなる。薬物スクリーニングといったアッセイ分析には、試料に対する効果及び性能を評価するため微量の標的試薬を堆積させることが望ましい。従来、手動又は電気機械的に作動するピペットが、これらアッセイ試薬中に微量物質を堆積させるために用いられている。アッセイ分析のために生成される試験流体の総量は、最小の試薬に対する試薬の所望の割合を達成する能力により決定付けられる。ピペットの小規模なボリューム限度により、試薬の適切な割合を達成するために過剰な試験流体を作成することが度々必要となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

サーマルインクジェット技術は噴射流体のピコリットルサイズの液滴を正確に分配できることが周知である。インクジェット技術が提供する精度と速度は、無駄な試料の量を削減しつつアッセイ分析のスループットを向上させるための有望な候補である。従来のサーマルジェットプリンタでは、典型的に、噴射流体はエンドユーザに届く前にプリントヘッドに事前に充填される。しかし、現場で試験溶液を作成することが望ましいライフサイエンス分野では、予め完全に充填されたカートリッジを使用することは現実的でない。

【0004】

インクジェットプリンティングは化学的及び生物学的なアッセイ分析を行う実行可能な方法であるかもしれないが、現在市場に出ているインクジェット印刷製品は、一部研究者にとって法外なコストのかかる特殊なプリンタと特別に設計されたプリントヘッドを使用している。製造コスト及びエンドユーザのコストを削減するため、特別に設計されたプリンティングシステムではなく、既存の標準的なインクジェットプリンタを用いることが望ましい。ライフサイエンス分野において標準的なインクジェットプリンタを使用できるようにするため、流体リザーバ本体に独自の噴射流体を容易に充填できるようにしつつ既存の流体リザーバのフォームファクタが維持されるようプリントヘッド流体リザーバ本体を改変する必要がある。

【0005】

インクジェットプリンティング技術を用いるとき、吐出ヘッドからの流体の最大流速は吐出ヘッドの微小電気機械システム及び設計に依存し、吐出ヘッドのための流体カートリッジの最大ボリュームは流体リザーバのサイズ及び吐出ヘッドから流体が垂れることを防止する能力に依存する。垂れ（ｄｒｏｏｌｉｎｇ）、又は溢れ（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）は、吐出ヘッド上の噴射流体の絶え間ない溜まりを説明するために用いられる用語である。吐出ヘッドからの流体の垂れは、流体特性、吐出器チップの化学的性質、そしてリザーバ内の噴射流体の静水圧の作用である。リザーバ内の流体の背圧制御なしでは、吐出ヘッドは、垂れることなく流体リザーバ内に収容されることのできる液体ボリュームにかなり制限される。ピペット充填可能な流体吐出ヘッドは主に少量の試薬ボリュームに適するが、緩衝液を投入するといった、大きなボリュームを分注することが望ましいときもある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記を鑑み、本発明の１つの実施形態は、流体吐出ヘッド基板が取り付けられた、ピペット充填可能な流体リザーバ本体を提供する。ピペット充填可能な流体リザーバ本体は、２以上の個別の流体チャンバを含む。２以上の個別の流体チャンバのうちの少なくとも１つは圧力補償装置を含み、２以上の個別の流体チャンバのうちの少なくとも他の１つには圧力補償装置がない。２以上の個別の流体チャンバのそれぞれは流体供給ビアと流体連通しており、２以上の個別の流体チャンバのそれぞれは、側壁と、側壁に取り付けられた底壁とを有し、底壁は流体供給ビアへ向かい傾斜している。２以上の個別の流体チャンバからの流体を吐出するために単一の流体吐出装置を取り付けるため、吐出ヘッド支持面が２以上の個別の流体チャンバと流体連通して提供される。

【0007】

いくつかの実施形態において、傾斜した底壁は、側壁に直交する面に対し約６～約１２°の範囲の角度を有する。

【0008】

いくつかの実施形態において、ピペット充填可能な流体リザーバ本体は４つの流体チャンバを含み、４つの流体チャンバはこれらの間の分離壁により互いに分離される。

【0009】

いくつかの実施形態において、ピペット充填可能な流体リザーバ本体は透明成型流体リザーバ本体を含む。

【0010】

いくつかの実施形態において、ピペット充填可能な流体リザーバ本体は、圧力補償装置のない各流体チャンバの最大充填ボリュームを示すためのしるしを含む。

【0011】

いくつかの実施形態において、圧力補償装置を含む各流体チャンバに隣接したピペット充填可能な流体リザーバ本体に、カバーが固定又は取外し可能に取り付けられる。いくつかの実施形態において、カバーは、圧力補償装置のない１以上の個別の流体チャンバの上に設けられたヒンジ付きカバー部を更に含む。いくつかの実施形態において、カバーは空気抜き溝を含む。

【0012】

いくつかの実施形態において、ピペット充填可能な流体リザーバ本体内の、圧力補償装置を含む流体チャンバ、圧力補償装置のない流体チャンバ、又は全ての流体チャンバを覆うため、取外し可能なテープが提供される。

【0013】

いくつかの実施形態において、圧力補償装置のない各個別の流体チャンバは、約２００マイクロリットル～約１ミリリットルの範囲の流体ボリュームを有する。

【0014】

いくつかの実施形態において、圧力補償装置のない１以上の個別の流体チャンバのそれぞれは、流体充填ボリューム限度を示すための隆起（shelf）を更に含む。

【0015】

いくつかの実施形態において、圧力補償装置を含む２以上の個別の流体チャンバのうちの少なくとも１つは、圧力補償装置と流体供給ビアとの間に設けられた流体フィルタも含む。

【0016】

いくつかの実施形態において、ピペット充填可能な流体リザーバ本体は、圧力補償装置のない１以上の流体チャンバに隣接した半透明成型流体リザーバ本体を含む。他の実施形態において、ピペット充填可能な流体リザーバ本体は、圧力補償装置のない１以上の個別の流体チャンバの最大流体充填ボリュームを示すため、ピペット充填可能な流体リザーバ本体の透明領域にしるしを含む。

【0017】

いくつかの実施形態において、流体吐出ヘッド基板が取り付けられたピペット充填可能な流体リザーバ本体を含む、電子流体分注システムが提供される。ピペット充填可能な流体リザーバ本体は、２以上の個別の流体チャンバを含む。２以上の個別の流体チャンバのうちの少なくとも１つは圧力補償装置を含み、２以上の個別の流体チャンバのうちの少なくとも他の１つには圧力補償装置がない。２以上の個別の流体チャンバのそれぞれは流体供給ビアと流体連通しており、２以上の個別の流体チャンバのそれぞれは、側壁と、側壁に取り付けられた底壁とを有し、底壁は流体供給ビアへ向かい傾斜している。２以上の個別の流体チャンバからの流体を吐出するために単一の流体吐出装置を取り付けるため、吐出ヘッド支持面が２以上の個別の流体チャンバと流体連通して提供される。

【発明の効果】

【0018】

開示される実施形態の利点は、様々な液体分注の応用に使用でき、分注すべき多様な流体に適合することのできる、流体を電子的に分注するためのユニークな低コストカートリッジを提供できることである。カートリッジには、比較的大きなボリュームの試験流体を提供するため、予め充填されるか、ユーザにより充填されることのできる少なくとも１つの圧力補償チャンバを提供できる利点も有する。少なくとも１つの流体チャンバにおける圧力補償は、流体が吐出ヘッドから垂れること及び吐出ヘッドが流体で溢れることなく、流体チャンバのボリュームが完全に使用されることを可能とする。従って、圧力補償は、吐出ヘッドの流体分注の性能に負の影響を与える吐出ヘッドからの流体の垂れを防止する。非圧力補償チャンバは、吐出ヘッドから吐出される流体の所定の量を提供するため、使用時にピペットで充填することができる。

【0019】

各液体リザーバに個別の液体吐出ヘッドチップを用いる製品とは異なり、カートリッジの本体に単一の液体吐出ヘッドチップが取り付けられ、複数の液体リザーバのために用いられる。単一の流体吐出ヘッドチップの使用は、吐出ヘッドから吐出される液滴の位置精度を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の１つの実施形態による電子流体分注システムの、縮尺通りではない、斜視図である。

【図2】図２は、図１の電子流体分注システムで用いるための、スライドのためのアダプタ及びマイクロウェルプレートの、縮尺通りではない、斜視図である。

【図3】図３は、本発明の１つの実施形態によるピペット充填可能なカートリッジの、縮尺通りではない、斜視図である。

【図4】図４は、図３のピペット充填可能なカートリッジの、縮尺通りではない、分解斜視図である。

【図5】図５は、濾過塔を示す、図３のピペット充填可能なカートリッジの、縮尺通りではない、平面図である。

【図6】図６は、カートリッジの圧力補償チャンバ上に取り付けられカバーを有する図３のピペット充填可能なカートリッジの、縮尺通りではない、平面図である。

【図7】図７は、カートリッジの流体チャンバの流体ビアを示す、図３のピペット充填可能なカートリッジの、縮尺通りではない、平面図である。

【図8】図８は、流体チャンバの傾斜底壁を示す、図３のピペット充填可能なカートリッジの、縮尺通りではない、断面立面図である。

【図9】図９は、取外し可能なテープを示す、図３のピペット充填可能なカートリッジの、縮尺通りではない、底面斜視図である。

【図10】図１０は、本発明の１つの実施形態によるヒンジ付きカバーを示す、図３のピペット充填可能なカートリッジの、縮尺通りではない、上面斜視図である。

【図11】図１１は、本発明の１つの実施形態によるヒンジ付きカバーを示す、図３のピペット充填可能なカートリッジの、縮尺通りではない、上面斜視図である。

【図12】図１２は、図１０と図１１のピペット充填可能なカートリッジのヒンジ付きカバーの、縮尺通りではない、拡大斜視図である。

【図13】図１３は、図１０と図１１のピペット充填可能なカートリッジのヒンジ付きカバーの、縮尺通りではない、拡大斜視図である。

【図14】図１４は、本発明による代替的なピペット充填可能なカートリッジの側面立面図である。

【図15】図１５は、本発明の実施形態による、異なる流体を含むピペット充填可能なカートリッジの概略的な図示である。

【図16】図１６は、本発明の実施形態による、異なる流体を含むピペット充填可能なカートリッジの概略的な図示である。

【図17】図１７は、本発明の実施形態による、異なる流体を含むピペット充填可能なカートリッジの概略的な図示である。

【図18】図１８は、本発明の実施形態による、異なる流体を含むピペット充填可能なカートリッジの概略的な図示である。

【図19】図１９は、本発明の実施形態による、異なる流体を含むピペット充填可能なカートリッジの概略的な図示である。

【図20】図２０は、本発明の実施形態による、異なる流体を含むピペット充填可能なカートリッジの概略的な図示である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１～図２を参照し、１以上の流体のある量を基板上に正確に分注する電子流体分注システム１０が示される。ハイエンドな電子分注装置とは異なり、本発明の電子流体分注システム１０は、第１のｘ方向に進退する吐出ヘッドと、流体分注動作の間に第１の方向に直交する第２のｙ方向に進退する基板を移動させるためのトレイ１４とに基づく。開示される電子流体分注システム１０は、開放型分注ヘッドのみではなく、開放型及び閉鎖型分注ヘッドを受け入れることができる。トレイ１４は、マイクロウェルプレート、ガラススライド、電子回路基板等を含むがこれらに限定されない、多様な基板に適合可能である。図２は、マイクロウェルプレートのウェル内又はガラススライド上に流体を分注するため電子流体分注システム１０で用いるための、ウェル４２を含むマイクロウェルプレート３８を保持するためのトレイ１４を表す。トレイ１４は、流体を堆積させるため異なるサイズのマイクロウェルプレート又はスライド又は他の基板を保持するためのアダプタを含む。

【0022】

流体吐出ヘッドとカートリッジ移動機構とを含む分注ヘッドカートリッジは、直方体状のボックス１８に内包される。起動スイッチ２０が電子流体分注システム１０を起動するためボックス１８に含まれる。ボックス１８の背面側は、流体を基板上に分注するため第２の方向でボックス１８を通るトレイ１４の移動のための開口を含む。ＵＳＢポートが、電子流体分注システム１０をコンピュータ又は電子表示装置に接続するため提供される。電源は、ボックス１８上の電源入力ポートを介し電子流体分注システム１０に提供される。

【0023】

図１の電子流体分注システム１０で用いるための流体カートリッジ及びその部品が、図３～図２０に表される。図３は、本発明の１つの実施形態によるピペット充填可能なカートリッジ５０の、縮尺通りではない、斜視図である。ここで説明されるピペット充填可能なカートリッジ５０の利点は、カートリッジ５０が従来のインクジェットプリンタカートリッジと実質的に同一のサイズ寸法を有することである。従って、上述した電子流体分注システム１０は、電子流体分注システム１０を通じマイクロウェルプレート３８を含むトレイ１４又はガラススライドを移動させるよう適合された従来のインクジェットプリンティングハードウェア及びソフトウェアを含んでもよい。

【0024】

図４の分解図に示すように、カートリッジ５０は、２以上の流体チャンバ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄを提供する成型本体５２を有する。流体チャンバ５４Ａ～５４Ｄのうちの少なくとも１つは、メラミンフォーム又はフェルト挿入物又はスプリング補助式ブラダ（図示せず）といった圧力補償装置５６を含む。図４に示す例において、各流体チャンバ５４Ａと５４Ｄは圧力補償装置５６を含む。いくつかの実施形態において、流体チャンバ５４Ａと５４Ｄは、濾過された流体を流体吐出ヘッド８４へ提供するため圧力補償装置５６と流体供給ビアとに流体連通した濾過塔６２Ｃ～６２Ｄ（図５）に取り付けられた、流体フィルタ６０も含む。他の実施形態において、流体チャンバ５４Ｃ又は５４Ｄのうちの１つのみが圧力補償装置５６を含む。他の実施形態において、圧力補償装置５６を含む単一の流体チャンバ５４Ｃが存在する。他の実施形態において、カートリッジは、圧力補償装置５６を含む３つの流体チャンバと、圧力補償装置のない１つのチャンバとを含む。単純化するため、圧力補償装置を含む２つのチャンバ５４Ｃと５４Ｄ、圧力補償装置のない２つのチャンバ５４Ａと５４Ｂを有するカートリッジ５０を説明する。

【0025】

流体が漏れる、乾燥する、又は圧力補償流体チャンバ５４Ｃと５４Ｄからこぼれることを防ぐため、カバー５８が流体カートリッジ５０の本体５２に固定又は取外し可能に取り付けられる。いくつかの実施形態において、カバー５８はスナップフィット又はプレスフィットカバー５８であってよい。他の実施形態において、カバー５８はチャンバ５４Ｃと５４Ｄが流体で充填された後、成型本体５２に恒久的に取り付けられてよい。従って、流体チャンバ５４Ｃと５４Ｄは、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）といった試験液又は緩衝液、又は他の一般的な生化学用試験液で予め充填されてよい。取外し可能なカバー５８が用いられる場合、チャンバ５４Ｃと５４Ｄはカートリッジ５０の使用前にユーザにより緩衝液又は試験液が充填されてよい。圧力補償装置５６のない１以上の残りの流体チャンバ５４Ａと５４Ｂは、カートリッジ５０の使用時にピペットからの流体で充填及び／又は再充填されてよい。

【0026】

図６と図７は、カバー５８が配置されたカートリッジ５０及び配置されていないカートリッジ５０の上面図である。図６と図７に見られるように、チャンバ５４Ａ～５４Ｄに関連付く流体供給ビア６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄが存在する。流体供給ビア６４Ｃと６４Ｄは、図５に示されるように、濾過塔６２Ｃと６２Ｄと流体連通している。分離壁６６Ａと６６Ｂがチャンバ５４Ａ～５４Ｄを互いに分離する。各チャンバ５４Ａ～５４Ｄの底壁は、流体供給ビア６４Ａ～６４Ｄへ向かい傾斜している。図８は、チャンバ５４Ａと５４Ｂの底壁の傾斜を表すカートリッジ５０の前端断面図である。ｘ方向及びｙ方向における水平面に対する底壁７０Ａと７０Ｂの傾斜は、分離壁６６Ａと直交するｘ及びｙ方向における面に対し約６～約１２°といった、約４～約２０°であってもよい。

【0027】

図６を参照し、カバー５８は、チャンバ５４Ｃと５４Ｄの過圧を防ぐため、カートリッジの保管又は使用の間にカバーされたチャンバ５４Ｃと５４Ｄから空気を抜くのを補助する蛇行した空気流路７２も含む。空気入口７４Ｃと７４Ｄは、チャンバ５４Ｃ、５４Ｄと空気流路７２との間の空気流連通を提供する。空気流路は典型的に非取外し可能なテープ７６（図４）により覆われる。空気流路７２の終端７８は大気へ放出する。

【0028】

再び図４を参照し、プルテープ８０が、カートリッジ５０の輸送及び保管の間に開放型流体チャンバ５４Ａと５４Ｂを覆うため、カートリッジ５０に取り外し可能に取り付けられる。プルテープ８０は、カートリッジ５０の使用前に吐出ヘッド８４を覆う吐出ヘッド保護テープ８２に取り付けられる。吐出ヘッド８４は、流体供給ビア６４Ａ～６４Ｄに隣接したカートリッジ本体５２と、吐出ヘッド８４に電力を提供するフレキシブル回路８６とに取り付けられる。フレキシブル回路８６はカートリッジ本体５２の前側にも取り付けられる。図９は、カートリッジ本体５２に取り付けられた、プルテープ８０、吐出ヘッドテープ８２、吐出ヘッド８４、及びフレキシブル回路８６を備えたカートリッジ５０の底面図を提供する。

【0029】

図１０～図１３に表されるもう１つの実施形態において、ヒンジ付き部分９０Ａと固定部分９０Ｂとを有するカバー９０が、上述したカートリッジ５０の本体５２に取り付けられる。ヒンジ付き部分９０Ａは、チャンバをごみや屑から保護するためピペットチャンバ５４Ａと５４Ｂを覆うよう構成される。高揮発性流体がチャンバ５４Ａ又は５４Ｂに挿入される場合、ヒンジ付き部分９０Ａはチャンバからの流体の蒸発の防止又は低減もする。カバー９０のヒンジ付き部分９０Ａは、カートリッジ５０の本体５２にスナップフィット又はプレスフィットされてよい。チャンバ５４Ａと５４Ｂが図１２に示されるようにヒンジ付き部分９０Ａで封止される場合、ヒンジ付き部分９０Ａはカバー９０の固定部分９０Ｂと同一面にある。従って、カバー部分９０Ａと９０Ｂは実質的に同一の厚さを有する。ただし、部分９０Ａが部分９０Ｂと接合するところは、図１３に示されるようにヒンジ９２Ａと９２Ｂを提供するためにカバー材料が薄くされる。他の実施形態において、示されたような２つのヒンジではなく、単一の幅広いヒンジが用いられてもよい。従って、カバー９０全体が単一の弾性プラスチック材料から成型されていてもよい。カバーの固定部分９０Ｂはカートリッジの本体５２に溶着又は接着されていてもよく、又は、いくつかの実施形態において、カートリッジの本体５２に取外し可能に取り付けられていてもよい。使用の間、ヒンジ付き部分９０Ａは流体がチャンバ５４Ａ及び／又は５４Ｂに分注されることができるよう跳ね上げられてもよい。

【0030】

いくつかの実施形態において、図１４に示されるように、カートリッジ本体１００は、チャンバがカバー９０により覆われたときチャンバ５４Ａ～５４Ｄ中の流体のレベルを判断できるよう、透明又は半透明の材料製であってもよい。従って、チャンバ５４Ａ～Ｄ中の流体レベルが即座に判断できるよう、しるし１０２がカートリッジ本体１００の外側側壁に刻まれるか、さもなくば表記されていてもよい。

【0031】

上述したピペット充填可能なカートリッジの使用方法を図１５～図２０に概略的に表す。少なくとも１つの閉鎖型の圧力補償チャンバ１０６を含むカートリッジ１０４の側面概略図を図１５に表す。圧力補償チャンバ１０６は、チャンバ１０６中の流体の背圧制御を提供するため、メラミンフォーム又はフェルト又はブラダを含む。チャンバ１０６は吐出ヘッド８４と直接流体連通しており、流体１０７が予め充填されているか現場で充填される。示されるように、ピペット１０８が開放型チャンバ１１０に流体１１２を充填するため用いられてよい。図１６は、流体１０７を含む圧力補償チャンバ１０６と、ピペットで分注された流体１１２を含む開放型チャンバ１１０とを示すカートリッジ１０４の上面図である。従って、カートリッジ１０４は特定の分析に２つの流体のみが必要なときに用いられてもよい。チャンバ１０６は、単一チャンバではなく、共に上述した圧力補償装置を含む２つのチャンバであってもよいことを理解されたい。

【0032】

図１７において、カートリッジ２００は３つの流体チャンバを有する。カートリッジ２００は、圧力補償装置と、予め充填された又はユーザが充填した流体２０４とを含む、単一又は２つの閉鎖型チャンバ２０２と、ピペット装置１０８から分注された流体２１０と２１２のための開放型チャンバ２０６と２０８とを含む。

【0033】

図１８～図２０は、３つ又は４つの異なる流体を吐出するための、上記カートリッジの変形を表す。カートリッジ３００は、図５に示されるような、チャンバ３０２と３０４に関連付く流体ビアを介し濾過塔から異なる流体３０６と３０８が予め充填された又は現場で充填された、閉鎖型の圧力補償チャンバ３０２と３０４を含む。チャンバ３１０と３１２はピペット装置１０８から流体３１４と３１６が充填されてもよい。

【0034】

図１９は、３つの異なる流体を吐出するためのカートリッジ４００を表す。カートリッジ４００は、流体４０６と４０８が予め充填された又は現場で充填された、閉鎖型の圧力補償チャンバ４０２と４０４を含む。図１８の実施形態とは異なり、チャンバ４１０もまた、流体４０６を分注するため圧力補償チャンバ４０２からつながる濾過塔と濾過材を備えた閉鎖型チャンバであってもよい。この場合、ピペット１０８からの流体４１４のための単一の開放型チャンバ４１２が存在する。このため、上述したカバー９０がチャンバ４１２の上で開放可能な単一のヒンジ付き部分を有するように改変される。他の実施形態においても、チャンバ４１０と４１２の両方が開放型チャンバであり、流体４０６がカートリッジの使用時にチャンバ４１０内にピペットで分注される。

【0035】

図２０は、ピペット充填可能なカートリッジ５００から３つの異なる流体を吐出するための、代替的な実施形態を表す。カートリッジ５００は、流体５０６が予め充填された又は現場で充填された、閉鎖型の圧力補償チャンバ５０２と５０４を含む。開放型チャンバ５０８と５１０は上述したようにピペット１０８から流体５１２と５１４が充填されてよい。当業者によりピペット充填可能なカートリッジの他の変形例が上記説明の範囲内で考え出され得ることを理解されたい。

【0036】

いくつかの実施形態において、上述したピペット充填可能なカートリッジを含む電子流体分注システム１０がマイクロウェルプレート内に流体を堆積させるため用いられてもよい。実験のためのマイクロウェルプレートの充填は、時間のかかる手動タスクとなり得る。マイクロウェルプレートの準備に要する時間を短縮するため、複数のウェルに同時に流体を堆積できることが望ましい。従来の電子分注システムが存在するが、従来のシステムは単一軸に沿って直線的に配置された分注ヘッドを有する。流体吐出器を含む分注ヘッドチップがそのような分注ヘッドに個別に配置される。本発明は、単一の吐出ヘッドチップ８４上の２次元マトリクスに設けられた流体吐出器の複数アレイを組み合わせることにより改善された電子流体分注システム１０を提供する。このような２次元マトリクスは、マイクロウェルプレートのウェルを充填する時間を大幅に短縮することができる。流体吐出器の２次元アレイを含む吐出ヘッドは、吐出ヘッド基板上に個々の吐出ヘッドを機械的に配置するのではなく、フォトリソグラフィ技術により形成されるため、２次元マトリクスは流体吐出器とマイクロウェルプレートとの間の位置合わせをも改善できる。

【0037】

従って、本発明による電子流体分注システム１０は、上述した流体カートリッジを用いて、マイクロウェルプレートのウェル内、スライド上、回路基板上、又は他の基板上に流体を堆積させるために用いることができる。流体吐出器の複数アレイを含む吐出ヘッドチップ８４は、より正確なマイクロウェルプレートの充填、ガラススライド上への液滴の配置、又は回路板基板上への流体の堆積を可能にする、改善された位置合わせ精度を提供する。

【0038】

上記の実施形態では１つ～４つの流体チャンバを有する流体カートリッジを特に説明したが、各流体カートリッジは単一の流体又は２以上の異なる流体を分注するよう構成されてもよいことを理解されたい。

【0039】

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、明示的かつ明確に１つの指示物に限定されない限り、複数の指示物を含むことに留意されたい。本明細書で用いられる「ｉｎｃｌｕｄｅ」という用語およびその文法上の変形は、リスト内の項目の列挙が、リストされた項目を置換または追加できる他の同様の項目を除外しないよう、非限定的であることを意図している。

【0040】

本明細書及び添付の特許請求の範囲の目的のため、特に明記しない限り、明細書及び特許請求の範囲で使用される量、百分率又は比率を表す全ての数値及び他の数値は、全ての場合において「約」という用語によって修飾されると理解されるべきである。従って、そうでないと示されない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本発明により得ることが求められる所望の特性に応じて変わり得る近似値である。少なくとも、そして各数値パラメータは、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、少なくとも、述べられた有効数字の数を考慮し、そして通常の丸め手法を適用することにより、解釈されるべきである。

【0041】

特定の実施形態について説明したが、出願人又は他の当業者には、現在予測してない、又は予測できない、代替、修正、変形、改善、及び実質的な均等物が生じうる。従って、提出された添付の特許請求の範囲及び補正された特許請求の範囲は、そのようなすべての代替、修正、変形、改善、及び実質的な均等物を包含することを意図している。

【符号の説明】

【0042】

１０：電子流体分注システム
１４：トレイ
１８：ボックス
２０：起動スイッチ
３８：マイクロウェルプレート
４２：ウェル
５０：カートリッジ
５２：本体
５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ：流体チャンバ
５６：圧力補償装置
５８：カバー
６０：流体フィルタ
６２Ｃ、６２Ｄ：濾過塔
６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ：流体供給ビア
６６Ａ、６６Ｂ：分離壁
７０Ａ、７０Ｂ：底壁
７２：空気流路
７４Ｃ、７４Ｄ：空気入口
７６：非取外し可能なテープ
７８：終端
８０：プルテープ
８２：吐出ヘッドテープ
８４：流体吐出ヘッド
８６：フレキシブル回路
９０：カバー
９０Ａ：ヒンジ付き部分
９０Ｂ：固定部分
９２Ａ、９２Ｂ：ヒンジ
１００：本体
１０２：しるし
１０４：カートリッジ
１０６：圧力補償チャンバ
１０７：流体
１０８：ピペット
１１０：開放型チャンバ
１１２：流体
２００：カートリッジ
２０２：閉鎖型チャンバ
２０４：流体
２０６、２０８：開放型チャンバ
２１０、２１２：流体
３００：カートリッジ
３０２、３０４：圧力補償チャンバ
３０６、３０８：流体
３１０、３１２：開放型チャンバ
３１４、３１６：流体
４００：カートリッジ
４０２、４０４：閉鎖型の圧力補償チャンバ
４０６、４０８：流体
４１０：閉鎖型チャンバ
４１２：開放型チャンバ
４１４：流体
５００：カートリッジ
５０２、５０４：圧力補償チャンバ
５０６：流体
５０８、５１０：開放型チャンバ
５１２、５１４：流体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】