维护贮液池、数字分配系统、维护流体小滴喷射筒的方法

摘要

本公开提供一种防止器件组件的污染的维护贮液池、数字分配系统、维护流体小滴喷射筒的方法。用于数字分配系统的维护贮液池。所述维护贮液池包括设置在微井板保持器中的细长槽，所述细长槽用于保持从位于所述数字分配系统中的流体小滴筒的流体小滴喷射头分配的流体。所述维护贮液池在所述微井板保持器中设置在微井板的至少一侧上，且包括位置指示符，以表示所述细长槽是否存在于所述微井板保持器中。

说明书

技术领域

本公开涉及用于将一种或多种流体精确地分配到衬底的精准区域上或分配到衬底的精准区域中或者用于在衬底上的预定区域中构建材料层的流体小滴分配器件，以及用于所述流体小滴分配器件的维护方法及设备，尤其涉及一种维护贮液池、数字分配系统、维护流体小滴喷射筒的方法。

背景技术

特别是在医学领域，需要自动化的样本制备及分析。分析可为比色分析，或者可要求对样本进行染色，以便在显微镜下更好地观察样本。此种分析可包括药物样本分析、血液样本分析等。例如，在血液分析中，血液被分析以提供用于确定个体健康的许多不同因素。当有大量患者需要血液样本分析时，所述流程可能极为耗时。此外，需要精确地制备样本，以便使结果可靠。在医学领域及其他领域中存在需要样本分析的许多其他情形，所述样本分析可受益于使用提供精确及可重现结果的分析手段(例如，对多个样本的微量滴定(micro-titration))。

微井板(Micro-well plate)、载玻片及其他衬底用于许多实验及实验室流程。填充微井板中的井或对点(spotting)的过程常常是手动进行的，或者使用昂贵的实验室装备。在一些情形中，井中填充有手动操作式移液管(hand operated pipette)。在其他情形中，基于移液管技术的高端自动化器件用于填充井板。此种自动化器件容置横跨衬底移动以沉积流体的分配头。

将流体精准沉积到微井板的井中要求流体小滴筒的喷射头的所有喷嘴处于原始状态。为将喷射头的喷嘴维护在原始状态，在数字分配器件中提供维护站(maintenancestation)，由此喷射头的所有喷嘴以规则间隔射出。需要对喷嘴进行维护，以防止污染物在喷嘴内积聚(其可能导致喷嘴堵塞(clogging)或射出失败(misfiring))。传统的印刷器件通常使用永久安装的维护站。然而，当将流体小滴分配器件用于所分配流体可变化到大得多的程度的应用时，会出现一些流体可能彼此不相容的问题，且永久维护喷出站对于此种应用来说不是可行的安全解决方案。另外，在一些实验中，喷射头中剩余的流体将需要安全地且以批准的方式弃置。例如，一些流体可被称为生物危害废弃材料。

与传统永久安装的维护站相关联的另一个问题是，当喷射头在维护站分配流体时，常常会产生细雾(fine mist)。图1示出流体小滴分配器件10的示意图，流体小滴分配器件10具有可移动喷射头筒12、上面沉积有流体16的衬底14以及用于在喷嘴维护期间吸收从喷射头筒12的喷嘴喷射的流体的维护站18，维护站18包含吸收垫。在流体喷射操作期间，喷射头筒12在由箭头20所指示的x方向上横跨衬底14前后移动。在如图2中所示的喷射头筒12的维护期间，喷射头筒12在x方向上移动到维护站18中，其中流体朝向维护站18中的吸收垫喷射。

在其中使用数字分配器件以用于生命科学流程的应用中，一些所分配的流体可能包括药物、活细胞、蛋白质、酶、抗体及许多其他类型的流体，这些流体由于生物危害及其他问题而必须被弃置。对于一些应用，永久维护站18中不同流体的混合可能是非期望的或危害性的。包括永久维护站的传统数字分配器件10不适应从数字分配器件移除废弃流体。因此，需要一种用于流体小滴分配器件的改进的维护设备，以防止器件组件的污染及弃置可能由所述器件在喷射头筒12的维护期间分配的危害性流体或生物废弃流体。

发明内容

鉴于前述内容，本公开的实施例提供一种用于数字分配系统的维护贮液池(maintenance reservoir)。所述维护储液池包括设置在微井板保持器中的细长槽(elongate trough)，所述细长槽用于保持从位于所述数字分配系统中的流体小滴筒的流体小滴喷射头分配的流体。所述维护贮液池在所述微井板保持器中设置在微井板的至少一侧上，且包括位置指示符，以表示所述细长槽是否存在于所述微井板保持器中。

在另一个实施例中，提供一种用于将流体喷射到衬底上的数字分配系统。所述数字分配系统包括壳体单元以及设置在所述壳体单元中的流体小滴喷射筒。所述流体小滴喷射筒包含一种或多种流体，且设置在用于在所述壳体单元内在x方向上前后移动所述流体小滴喷射筒的流体筒平移机构上。微井板保持器被提供用于将微井板保持在所述流体小滴喷射筒下方。维护贮液池可移除地设置在所述微井板保持器中，以用于所述流体小滴喷射筒的周期性维护。

在又一个实施例中，提供一种用于在数字分配系统中维护流体小滴喷射筒的方法。所述方法包括提供壳体单元及设置在所述壳体单元中的流体小滴喷射筒，所述流体小滴喷射筒包含一种或多种流体，且设置在用于在所述壳体单元内在x方向上前后移动所述流体小滴喷射筒的流体筒平移机构上。提供微井板保持器，以用于在将所述一种或多种流体分配到微井板的井中的流体分配期间，将所述微井板保持在所述流体小滴喷射筒下方。在所述微井板的至少一侧上设置包括细长槽的维护贮液池。所述细长槽包括位置指示符，以表示所述细长槽是否存在于所述微井板保持器中。周期性地将所述流体小滴喷射筒移动到与所述细长槽邻近的位置，以及将流体从所述流体小滴喷射筒喷射到所述细长槽中达预定时间周期。

在一些实施例中，所述细长槽可从所述微井板保持器移除。在一些实施例中，所述细长槽所具有的长度对应于所述微井板中的一列井的长度。在又一些其他实施例中，所述细长槽所具有的体积等于所述流体小滴喷射筒中的流体的体积。在一些实施例中，所述细长槽具有矩形横截面形状。

在一些实施例中，所述细长槽还包括位置指示符，所述位置指示符用于表示所述细长槽是否存在于所述微井板保持器中。在其他实施例中，当传感器未能检测到所述位置指示符时，终止从所述流体小滴喷射筒进行的流体喷射。

在一些实施例中，将流体从所述流体小滴喷射筒喷射到所述细长槽中达足以清洁所述流体小滴喷射筒上的喷嘴的时间周期。在其他实施例中，将流体从所述流体小滴喷射筒喷射到所述细长槽中达足以从所述流体小滴喷射筒排空流体的时间周期。

所公开实施例的优点在于，其提供可从所述数字分配系统移除以使得从所述流体小滴喷射筒喷射的流体可以环境安全的方式弃置的独特的低成本维护贮液池。通过参考附图及以下公开内容，所公开实施例的其他特征及优点可为显而易见的。

附图说明

图1及图2是现有技术数字分配系统的示意图，其示出所述现有技术数字分配系统的维护站。

图3是根据本公开实施例的数字分配系统的透视图。

图4是图3所示数字分配系统的背侧的未按比例绘制的立面图。

图5是用于与数字分配系统一起使用的微井板的未按比例绘制的平面图。

图6是图5所示微井板的未按比例绘制的立面图。

图7是设置在现有技术井板保持器上的图5所示微井板的未按比例绘制的透视图。

图8是设置在根据本公开实施例的井板保持器上的微井板的未按比例绘制的透视图。

图9是图8所示微井板及井板保持器的未按比例绘制的平面图。

图10是图8所示微井板及井板保持器的未按比例绘制的侧视图。

图11是数字分配系统的示意图，其示出根据本公开实施例的微井板及井板保持器的用途。

[符号的说明]

10、70：流体小滴分配器件

12：喷射头筒

14：衬底

16、72：流体

18：维护站

20：箭头

22：细雾

26：开关

30：托盘移动机构

32：后开口

34、38、52：壳体

40：微井板

42：井

44：传统微井板保持器

50、60：微井板保持器

52：细长槽

54：位置指示符

62：凹陷区域

具体实施方式

参照图3及图4，示出数字分配器件10，数字分配器件10由开关26启动，以用于将一定量的一种或多种流体从流体小滴喷射筒精确地分配到衬底(例如微井板)上。当微井板由托盘移动机构30在y方向上移动通过数字分配器件时，流体小滴喷射筒在x方向上横跨所述井板移动。托盘移动机构30使微井板保持器上的微井板在流体沉积过程期间在与流体小滴喷射筒的移动方向正交的方向上移动通过数字分配器件10，以使得微井板的所有井均可充满流体。井板保持器被设计成相对于数字分配器件10恰当地套准微井板。井板保持器也可附装到齿轮，以通过数字分配器件在y方向上移动井板保持器及微井板。数字分配器件10的壳体34中提供有后开口32(图4)，以使得当井板保持器使微井板移动通过数字分配器件时，微井板的所有井均可被充满。

图5及图6中示出与数字分配器件10一起使用的微井板40。微井板40包括设置成行1到12及列A到H的多个井42。图7中示出包含微井板40的传统微井板保持器44。因此，在现有技术数字分配器件(图1及图2)中，对流体小滴喷射筒12上的喷射头的维护仅在永久维护站18中进行。因此，从流体小滴喷射筒12喷射的任何未沉积到衬底14上或微井板的井中的流体均保留在数字分配器件10中。

图8到图10示出用于微井板40的改进的微井板保持器50，微井板保持器50包括呈细长槽52形状的维护贮液池。细长槽52在微井板保持器50中设置在微井板40的至少一侧上，且所具有的长度足以接纳来自井板40的行1到12中的每一行的流体。在图9中所示实施例中，细长槽52设置在井板保持器50的仅一侧上。然而，根据本公开的井板保持器可在井板保持器50的相对侧上具有附加的槽。在另一个实施例中，细长槽可设置在井板保持器50的三个或四个侧上。然而，对于各种流体沉积应用，单个槽52可足以保留流体小滴喷射筒中的所有流体。

改进的微井板保持器50及槽52的一个重要特征是，在槽52的一端存在位置指示符54，位置指示符54能够使数字分配器件中的传感器判断槽52是否存在于井板保持器50上。在一些实施例中，位置指示符是槽52的可由数字分配器件中的传感器感测到的升高区域(raised area)54或平坦区域(flat area)。所述传感器可为当微井板保持器50包含槽52及升高区域54时升高且当所述微井板保持器不包含槽52时降低或下降的杠杆。在另一个实施例中，所述传感器可为用于检测指示槽52是否存在的标记的光学传感器。可使用所属领域中的技术人员已知的任何其他合适的传感器。所述传感器可由数字分配器件中的软件配置成警告用户槽52不存在。所述传感器还可被配置成一旦井42已被充满且所述器件准备好用于新的微井板40及新的流体沉积流程，就警告用户微井板保持器50及微井板已从所述器件移除。

在图10中所示的另一个实施例中，上述槽52可移除地安装在微井板保持器60中的凹陷区域62中。因此，当槽52充满时，槽52可从微井板保持器60移除，且新的槽52被安装在保持器60中。在一些实施例中，细长槽52可具有矩形横截面形状。然而，槽的任何合适的横截面形状均可用于保持废弃流体。

图11是不需要永久维护站的数字分配器件70的示意图。因此，器件70可用于填充微井板40的井42。微井板40设置在包括可移除槽52的井板保持器60上。在维护步骤期间，如果由器件70中的传感器感测到槽52存在，则流体72可从流体小滴喷射筒12沉积到槽52中，以移除喷射头上的喷嘴的任何污染或阻塞(blockage)，和/或清空筒12中用于填充微井板40的井42的特定流体。

在另一个实施例中，槽52可被包括在被设计成保持及移动微井板40以填充井42的x-y工作台(x-y table)中，而不是使用如上所述的井板保持器。在本文中所述的实施例中，槽及井板保持器可由包括金属、塑料及陶瓷在内的多种材料制成。用于槽及井板保持器的材料期望选自与从流体小滴喷射筒喷射的流体相容的材料。

注意，除非明确且不含糊地限于一个指示物，否则本说明书及随附的权利要求中使用的单数形式“一(a/an)”及“所述(the)”包括多个指示物。本文中所使用的用语“包括(include)”及其语法变体旨在为非限制性的，从而使得对系列中项的陈述不排除可被替换或添加到所列项中的其他类似项。

出于本说明书及随附权利要求的目的，除非另有指示，否则在本说明书及权利要求中使用的表示数量、百分比或比例的所有数字以及其他数值要理解为在所有情形中均由用语“约(about)”修饰。因此，除非有相反的指示，否则在以下说明书及随附权利要求中阐述的数值参数是可依据寻求通过本公开获得的所期望性质而变化的近似值。至少，且不试图将等效原则的应用限制于权利要求的范围，每一数值参数应至少根据所报告有效数字的数目且通过应用普通舍入技术来解释。

尽管已阐述特定实施例，然而申请人或所属领域中的其他技术人员可想到目前无法预见或目前可能无法预见的替代形式、修改、变化、改进及实质性等效形式。因此，所提交的且可由他们修正的随附权利要求旨在囊括所有此种替代形式、修改、变化、改进及实质性等效形式。