CN105228443B - 微电子动物标识的设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于微电子动物标识的设备、系统和方法。该微电子动物标识设备包括：插入器，其被配置用于将所述微电子芯片可释放地保持在所述插入器的远端；以及致动器，其被配置用于当所述插入器的远端插入到动物身体部分的基底中时，将所述微电子芯片从所述插入器释放。该微电子动物标识系统包括微电子芯片和递送系统、颜料标记设备、用于产生颜料标记的介质输送组件、组织取样设备以及提供对动物和所使用的材料的可追溯性的数据管理系统。

Description

微电子动物标识的设备、系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申请号61/798316的权益，该申请通过引用合并于此。

技术领域

本公开内容涉及用于提供微电子动物标识的系统和方法。

发明背景

在各种应用中，通过各种各样的方法对动物进行标记以便标识。在下面各项中准确标识并追踪个体动物的能力是必要的：动物暴露于不同实验条件的研究环境、对存在多种基因型的基因改良动物群体的管理、以及繁育家畜(其中，所述能力对于追踪哪些动物拥有一定的期望和非期望特质是有用的)。

发明内容

本公开内容针对微电子动物标识。根据本公开内容的一个方面，一种微电子动物标识设备包括：插入器，所述插入器被配置用于将微电子芯片可释放地保持在所述插入器的远端，以及致动器，所述致动器被配置用于在所述插入器的所述远端插入到动物身体部分的基底(substrate)中时将所述微电子芯片从所述插入器释放。可选地，所述动物是小鼠、大鼠或啮齿动物；可选地，所述身体部分是尾部；以及可选地，所述基底是真皮。

在一些实施方式中，所述标识设备还包括控制器，其被配置用于控制所述插入器的位置并且驱动(actuate)所述致动器以将所述微电子芯片植入到所述动物身体部分的基底中。

在一些实施方式中，所述致动器由手动操作。

在一些实施方式中，所述插入器终止于能够刺入到所述动物身体部分的基底中的锐利尖端。

在一些实施方式中，所述插入器被配置用于将所述微电子芯片维持在所述锐利尖端的附近。

在一些实施方式中，所述插入器包括限定了管腔的管状体，所述管腔被配置用于将所述微电子芯片紧固维持在所述管腔的远端。

在一些实施方式中，所述管腔的尺寸设定为限制所述微电子芯片在所述管腔的远端的移动。

在一些实施方式中，所述管腔具有稍大于所述微电子芯片的横断面的直径。

在一些实施方式中，所述管腔的所述远端的尺寸设定为近似所述微电子芯片的横断面。

在一些实施方式中，所述微电子芯片通过粘合剂紧固至所述管腔。

在一些实施方式中，所述管状体终止于向远侧延伸超过所述微电子芯片的锐利尖端。

在一些实施方式中，所述微电子芯片包括延伸超过所述管状体的远端的锐利尖端。

在一些实施方式中，所述致动器包括可滑动地插入到所述管腔中的柱塞。

在一些实施方式中，所述柱塞被配置用于在所述管腔的远端插入到所述动物身体部分的基底中时，接合所述微电子芯片并将其推到管腔之外。

在一些实施方式中，所述柱塞被配置用于通过所述柱塞的近侧移动而使所述微电子芯片脱离以限制所述微电子芯片在所述动物身体部分的基底中的转动。

在一些实施方式中，所述柱塞由控制器致动。

在一些实施方式中，所述柱塞被手动致动。

在一些实施方式中，所述微电子芯片包括向所述微电子芯片提供功率的光电池。

在一些实施方式中，所述微电子芯片包括能够生成表示标识号的RF信号的RF天线。

在一些实施方式中，所述RF天线包括天线回路。

在一些实施方式中，所述微电子芯片还包括片上逻辑电路，所述片上逻辑电路能够调制所述天线回路中的电流以生成表示不同标识号的不同RF信号。

在一些实施方式中，所述片上逻辑电路由电子存储器控制。

在一些实施方式中，所述电子存储器是ROM。

在一些实施方式中，所述微电子芯片还包括动物位置检测器。

在一些实施方式中，所述微电子芯片还包括层压薄膜移动检测器。

在一些实施方式中，所述微电子芯片还包括层压薄膜生命体征检测器。

在一些实施方式中，所述生命体征检测器选自由心率检测器、ECG检测器、EEG检测器、EMG检测器、温度检测器、血压检测器以及其组合组成的组。

在一些实施方式中，所述微电子芯片植入设备被配置用于以允许检测到所述射频信号的深度将所述微电子芯片植入到所述动物身体部分的表皮中。

在一些实施方式中，所述微电子芯片植入设备被配置用于以允许可选地通过激光激活所述光电池的深度，将所述微电子芯片植入在所述动物身体部分的表皮之下，所述激光以660nm发射5-60mW的光功率。

在一些实施方式中，所述标识设备还包括芯片读取设备，所述芯片读取设备用于光激活所述微电子芯片以及用于接收由所述RF天线生成的所述RF信号。

在一些实施方式中，所述芯片读取设备包括用于光激活所述微电子芯片的激光二极管驱动器。

在一些实施方式中，所述芯片读取设备包括光学聚焦模块。

在一些实施方式中，所述芯片读取设备包括连接至RF接收器的空心线圈拾取器，用于接收由所述微电子芯片生成的所述RF信号。

在一些实施方式中，所述芯片读取设备包括现场可编程门阵列(FGPA)。

在一些实施方式中，所述芯片读取设备包括USB微控制器和功率调节器。

根据本公开内容的另一方面，公开了合并了所述微电子动物标识设备的动物标记系统。

在一些实施方式中，所述标记系统还包括与所述标识设备可操作地相关联的至少一个抑制设备，其中所述抑制设备被设定尺寸并被配置用于抑制动物或该动物的身体部分，并且所述抑制设备被定向成使得所述标识设备能够将微电子芯片安置到所述动物身体部分的所述基底中。

在一些实施方式中，所述插入器耦接至插入器套筒。

在一些实施方式中，所述插入器套筒包括基准件(a reference feature)，其被配置用于将所述插入件套筒精确定位在所述标识设备上。

在一些实施方式中，所述基准件包括在两个端板之间延伸的定位圆筒。

在一些实施方式中，所述标识设备包括耦接至止转棒轭(scotch yoke)的对接构件，所述对接构件限定了从所述对接构件的顶面延伸至底面的收容槽。

在一些实施方式中，所述基准件的所述定位圆筒被配置用于插入到所述对接构件的所述收容槽中。

在一些实施方式中，当所述基准件的所述定位圆筒插入到所述对接构件的所述收容槽中时，所述基准件的所述两个端板分别接合所述对接构件的顶面和底面。

在一些实施方式中，所述定位圆筒包括所述中心孔，所述插入器延伸穿过所述中心孔。

在一些实施方式中，所述插入器套筒包括锁定件，该锁定件被配置用于将所述插入器套筒锁定到所述标识设备上。

在一些实施方式中，所述锁定件包括在两个端部之间延伸的U形弹性锁定夹，所述锁定夹的每个端部包括至少一个向外延伸的锁定齿。

在一些实施方式中，所述锁定夹还包括在所述锁定夹的外表面上的多个夹持肋。

在一些实施方式中，所述锁定齿被配置用于在所述插入器套筒处于安装位置时，抵接所述微电子芯片植入设备的止转棒轭的端壁。

在一些实施方式中，所述插入器借助于粘合剂耦接至所述插入器套筒。

在一些实施方式中，所述通过将所述插入器模制至所述插入器套筒而将所述插入器耦接至所述插入器套筒。

在一些实施方式中，所述插入器由高分子材料模制而成。

在一些实施方式中，所述插入器套筒永久地附加至所述标识设备。

在一些实施方式中，所述插入器套筒是可移除的以允许更换磨损或损坏的插入器。

在一些实施方式中，所述微电子芯片植入设备包括多个插入器套筒，该多个插入器套筒的尺寸被设定成适应于(account for)动物基底大小或几何形状上的差异的。

在一些实施方式中，所述多个插入器套筒被预安装到所述微电子芯片植入设备上。

在一些实施方式中，所述标记系统被配置用于自动地安装和拆下所述插入器。

在一些实施方式中，所述抑制设备包括装载有弹簧的锥形V凹槽，其被配置用于补偿所述标记基底在大小上的差异。

在一些实施方式中，对所述装载有弹簧的锥形V凹槽进行调整以补偿所述基底身体部分在大小上的差异。

在一些实施方式中，所述装载有弹簧的锥形V凹槽被组装在支撑底座中，并且可选地被封闭在保护性易曲罩(protective compliant boot)中。

在一些实施方式中，经调整的装载有弹簧的锥形V凹槽包括多个独立的凹槽部分，每个凹槽部分是铰接式(articulating)且自对准的。

在一些实施方式中，所述标记系统被配置用于基于所述标记基底的大小来选择所述插入器和所述抑制设备的配置。

在一些实施方式中，所述标记系统还包括测量量规，所述测量量规被配置用于测量所述动物身体部分的所述基底的大小，所述测量量规包括带有递增增加的宽度的多个测量槽。

在一些实施方式中，所述标记系统还包括测量设备和被合并到所述测量设备中的接收器，所述测量设备被配置用于通过使用激光生成设备发射光幕束来测量所述动物身体部分的基底的大小。

在一些实施方式中，所述标记系统还包括叉式工具，所述叉式工具被适配成接合并压紧所述锁定夹以使所述插入器套筒从所述微电子芯片植入设备的移除便利。

在一些实施方式中，所述叉式工具与测量量规相集成，所述测量量规包括带有递增增加的宽度的多个测量槽。

在一些实施方式中，所述标记系统还包括用于将颜料组合物沉积到所述动物身体部分的所述基底中的标记设备。

在一些实施方式中，所述标记设备包括固定长度的标记针，其包括一个或多个针尖端。

在一些实施方式中，所述针尖端被配置用于穿透所述标记基底的表皮并且将颜料输送到所述标记基底的所述真皮中。

在一些实施方式中，所述标记系统还包括容纳所述颜料的介质输送组件，其中所述标记设备被配置用于通过在所述标记基底之前接触所述颜料来做出标记。

在一些实施方式中，所述标识设备由控制器操作以在平行于所述动物尾部的从近到远的方向上安置所述微电子芯片。

在一些实施方式中，所述微电子芯片植入设备由所述控制器操作以在平行于所述动物尾部的从远到近的方向上植入所述微电子芯片。

在一些实施方式中，所述微电子芯片植入设备由所述控制器操作以垂直于所述动物尾部地植入所述微电子芯片。

根据本公开内容的另一方面，公开了一种用于动物的标识的微电子芯片。所述微电子芯片包括向所述微电子芯片提供功率的光电池、能够生成表示标识号的RF信号的RF天线、以及层压薄膜检测器。

在一些实施方式中，所述层压薄膜检测器是位置检测器。

在一些实施方式中，所述层压薄膜检测器是移动检测器。

在一些实施方式中，所述层压薄膜检测器是生命体征检测器。

在一些实施方式中，所述生命体征检测器选自由心率检测器、ECG检测器、EEG检测器、EMG检测器、温度检测器、血压检测器以及其组合组成的组。

根据本公开内容的另一方面，公开了一种动物标识系统。所述动物标识系统包括微电子芯片，其被植入在动物的基底中，所述微电子芯片被光激活以生成表示第一标识号的RF信号；以及颜料标记，其印制在动物的所述基底上，所述颜料标记表示第二标识号。

根据本公开内容的另一方面，公开了一种动物标识系统。所述动物标识系统包括微电子芯片，其被植入在动物的基底中，所述微电子芯片由RF能量源被动地激活以生成表示第一标识号的RF信号；以及颜料标记，其印制在动物的所述基底上，所述颜料标记表示第二标识号。

在一些实施方式中，标识系统还包括用于容纳所述动物的样品组织的组织存储容器，所述样品组织在所述芯片植入的时候和/或在进行标记的时候取得并且被置放到所述存储容器中，其中所述组织存储容器包括第二微电子芯片，所述第二微电子芯片被配置用于生成表示所述第一标识号的RF信号。

在另一实施方式中，所述标识系统还包括容纳所述标记颜料的介质输送组件，其中所述介质输送组件包括联合地表示所述第一标识号的条形码。

在一些实施方式中，所述标识系统还包括介质输送组件，其中附加第三微电子芯片并将其配置用于生成对应于第一标识号的RF信号的RF信号，以及可选地还包括次级条形码参考，用于对例如所述组件和/或颜料的制造厂商和生产批号的可追溯性。

在一些实施方式中，所述标识系统还包括用于存储和交叉对照所述第一标识号、所述第二标识号和所述第三标识号的数据管理系统。

在结合附图阅读以下详细描述时将更好地理解这些和其他的方面与特征。

附图说明

图1描绘了本公开内容的微电子动物标识设备(独立的)。

图2描绘了本公开内容的微电子动物标识设备(带有抑制设备)。

图3描绘了本公开内容的微电子动物标识设备(带有抑制设备)。

图4描绘了本公开内容的微电子动物标识设备(与标记设备集成)。

图5描绘了根据本公开内容的介质输送组件。

图6描绘了标记设备和/或机械臂可以被配置用于绕其移动的可选轴的示例。

图7A描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备，特别地示出了具有紧固动物的主体的第一部分(虚线)和紧固待标记的动物身体部分的第二部分(实线)的抑制设备；图7B描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备，特别地示出了通过沿箭头的方向推动动物的主体来对动物进行定位；图7C描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备，特别地示出了通过沿箭头的方向拉动待标记的动物身体部分来对动物进行定位；图7D描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备，特别地示出了通过抑制设备对动物身体部分的紧固。

图8描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备。

图9描绘了根据本公开内容的示例性身体部分板组件。

图10描绘了根据本公开内容的示例性身体部分板。

图11描绘了根据本公开内容的示例性保护性易曲罩。

图12描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备。

图13描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备和示例性介质输送组件。

图14描绘了根据本公开内容的示例性的具有穹顶状动物围绕物的示例性抑制设备。

图15描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备和示例性介质输送组件。

图16描绘了根据本公开内容的示例性介质输送组件。

图17描绘了根据本公开内容的在示例性介质输送组件中对颜料腔室的填充。

图18描绘了根据本公开内容的插入到示例性身体部分抑制部中的示例性介质输送组件。

图19描绘了根据本公开内容的示例性标记系统。

图20描绘了根据本公开内容的针对抑制设备的示例性收容设备。

图21A描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备。

图21B描绘了根据本公开内容的与图21A的抑制设备一起使用的颜料标记针尖端的示例性朝向。

图22描绘了根据本公开内容的示例性机器组件和控制器。

图23描绘了根据本公开内容的用于标记动物基底(例如，利用纹身)的示例性多尖端针套筒组件。

图24描绘了根据本公开内容的示例性装载有弹簧的尾板的分解图。

图25描绘了根据本公开内容的示例性机器组件。

图26描绘了根据本公开内容的示例性机器组件。

图27描绘了根据本公开内容的示例性机器组件。

图28描绘了根据本公开内容的示例性身体部分板组件和装载有弹簧的尾板组件。

图29描绘了根据本公开内容的示例性身体部分板组件和装载有弹簧的尾板组件。

图30描绘了根据本公开内容的示例性抑制设备。

图31描绘了根据本公开内容的示例性基板。

图32描绘了根据本公开内容的示例性基板。

图33描绘了根据本公开内容的示例性身体部分板组件。

图34描绘了根据本公开内容的包括身体抑制部和身体部分抑制部的示例性抑制设备。

图35描绘了根据本公开内容的以前透视图的示例性插入器套筒。

图36描绘了根据本公开内容的以后透视图的示例性插入器套筒。

图37描绘了根据本公开内容的以后方透视的示例性插入器套筒，特别图示了上基准件。

图38描绘了根据本公开内容的以后方透视的示例性插入器套筒，特别图示了下基准件。

图39描绘了根据本公开内容的针对插入器套筒的示例性安装机构。

图40描绘了根据本公开内容的以后方透视的示例性插入器套筒，特别图示了锁定件。

图41描绘了根据本公开内容的示例性插入器套筒拔出工具。

图42A描绘了根据本公开内容的耦接至示例性插入器套筒的示例性插入器。

图42B描绘了根据本公开内容，当耦接至与示例性插入器套筒相耦接的插入器5时，与图21A的抑制设备一起使用的插入器针尖端5b的示例性朝向Ф。

图43描绘了根据本公开内容的耦接至示例性插入器套筒的示例性插入器。

图44描绘了根据本公开内容的耦接至示例性插入器套筒的示例性插入器。

图45描绘了根据本公开内容的特别用于抑制设备的示例性装载有弹簧的尾床的分解图，所述抑制设备包括经调整的尾板以适应标记基底的大小。

图46描绘了根据本公开内容的特别用于抑制设备的示例性装载有弹簧的尾床的分解图，所述抑制设备包括经调整的尾板以适应标记基底的大小，特别地图示了组装在一起的经调整的尾板。

图47描绘了根据本公开内容的特别用于抑制设备的示例性装载有弹簧的尾床的分解图，所述抑制设备包括经调整的尾板以适应标记基底的大小，特别地图示了与弹簧组装在一起的经调整的尾板。

图48描绘了根据本公开内容的特别用于抑制设备的示例性装载有弹簧的尾床的透视图，所述抑制设备包括经调整的尾板以适应标记基底的大小，特别地图示了与尾板基部组装在一起的经调整的尾板。

图49描绘了根据本公开内容的示例性测量量规，特别地图示了测量量规和插入器套筒拔出工具的可选集成。

图50示意性地描绘了根据本公开内容的基于激光束的示例性尾部大小测量量规。

图51描绘了根据本公开内容的示例性微电子芯片。

图52描绘了根据本公开内容的示例性微电子芯片。

图53描绘了根据本公开内容的示例性插入器(以局部视图方式)。

图54描绘了根据本公开内容的示例性芯片读取设备。

图55描绘了根据本公开内容的动物标识系统(以局部视图方式)。

应当理解的是，附图未必按比例绘制，并且有时所公开的实施方式被概略地图示以及有时被以局部视图图示。在一定的情况下，在一些实施方式中，可以省略致使其他细节难以感知而对于理解所公开的装置或方法不必要的细节。当然，应当理解本公开内容不限于本文所图示的特定实施方式。

具体实施方式

如这里所使用的，适用以下定义和缩略词。

如本文所描述的，术语“示例性”(或“例如”或“通过示例”)意指非限制性示例。术语“示例性”未特别意图来指示优选示例。

如本文所描述的，术语“生物安全”意指当以所公开方式使用时，基本上对动物是无毒的。在本领域中毒性的决定因素是已知的。可选地，毒性相对于下列之一来确定：死亡率、对整体健康的影响、疾病状态、动物的正常活动的微扰(在急性和/或慢性暴露时)等。

如本文所描述的，术语“身体部分抑制部”意指抑制设备(restraining device)，其使动物的身体部分不动。可选地，身体部分抑制部使动物的基底部位不动。例如，身体部分抑制部可以通过自身接触基底部位而使动物的基底部位不动，或者通过接触动物的不同部位以使得基底部位不动。

如本文所描述的，术语“生物上永久地”意指在动物中或在动物上保持长达基本上该动物的生命持续时间。

如本文所描述的，术语“皮肤”意指动物身体的外部覆盖物或外皮。在一个实施方式中，其包括皮下软骨和/或基质。

如本文所描述的，术语“近”和“远”是指标记设备对动物的标记基底(例如，尾部)进行标记的方向。具体地，术语“近”是指朝着动物的身体的方向而术语“远”是指朝着动物的四肢的方向。

如本文所描述的，术语“尖端长度偏差”是指一组共面插入器尖端的长度均匀性，在其中“尖端长度偏差”是公共平面与任何平面外的(一个或多个)插入器尖端之间的最大距离。

如本文所描述的，术语“尖端集中偏差”是指一个紧凑的插入器尖端组的X-Y定位均匀性，在其中，“尖端集中偏差”是成组的插入器尖端的几何中心与插入器套筒的X-Y基准特征(例如，定位圆筒的中心轴)之间的最大距离。

当描述标记系统的介质输送组件时，术语“下”是指相对更靠近标记基底的位置，而术语“上”是指相对更远离标记基底。

本公开内容主要提供了被配置成利用一个或多个元件来标记动物的微电子动物标识设备和动物标记系统。例如，在一些实施方式中，标记是可持久的、易应用的、相对非侵入性的，在一些实施方式中，可以具有安全轮廓、低水平的交叉读取(cross-read)(例如，由彼此接近的其他动物所产生的干扰较少)，以及在一些实施方式中，可以以高准确度水平(例如，大于约80％或大于约90％或大于约95％的准确度)进行读取。在一些实施方式中，利用至少两个元件来标记动物：微电子芯片，其是光激活的并被配置成在响应中生成表示第一标识号的RF信号；以及颜料印记，其表示第二标识号。该第一和第二标识号可以是相同或不同的数字，并且可以存储在数据管理系统中以供交叉对照。

在一些实施方式中，利用至少两个元件来标记动物：微电子芯片，其借助于RF源而被动地激活，并被配置成在响应中生成表示第一标识号的RF信号；以及颜料印记，其表示第二标识号。该第一和第二标识号可以是相同或不同的数字，并且可以存储在数据管理系统中以供交叉对照。

另外，容纳在介质输送组件之内的颜料还可以利用第三标识(诸如，微电子芯片或印制的条形码)来标识，从而提供对颜料制造厂商、制造批次和原材料等的可追溯性。

在另一些其他实施方式中，动物可以另外借助于组织样品来标识，在芯片植入和/或印制记号的时候取得该组织样品，该组织样品被提供有第三代微电子芯片，该组织样品被给予可以与第一和第二标识号相同或不同的第三标识号，以及该组织样品可以被存储在数据管理系统中以供交叉对照。

按照非限制性示例，组织样品可以包括：尾小块、皮肤样品、耳小块、血液样品或其他可比较的四肢组织样品。

如在图42B中所示，根据本公开内容的微电子动物标识设备包括：插入器针5b，其被配置用于将微电子芯片可释放地保持在插入器针的远端；以及致动器8，其被配置用于推动柱塞230，以在插入器针220的远端插入到动物身体部分的基底中时从插入器针5b释放微电子芯片300。在一些实施方式中，微电子芯片300是独立的设备。在一些实施方式中，微电子芯片集成到标记系统中。

转至图4，将视觉标识(颜料纹身(pigment tattooing))设备3集成到标记系统1中，标记系统1还包括抑制设备2和控制器4。在操作时，抑制设备2使动物身体部分的标记基底不动，同时控制器4操作标识设备3以在标记基底上做出可读标记，诸如通过在标记基底的皮肤之下沉积颜料来做出，如下文更加详细地描述的那样。

微电子标识设备

如上文所讨论的，在一些实施方式中，本公开内容的图4所图示的视觉标识设备3将如图53中所图示的微电子芯片300安置到动物的身体部分(诸如，鼠尾)的基底(例如，真皮)中。为此目的，视觉标识设备3包括：如图42B中所图示的插入器(针)5b，其被配置用于将微电子芯片300可释放地保持在(图53中所图示的)插入器针5b的远端；以及致动器8，其被配置用于推动柱塞230，以在插入器针5b的远端220插入到动物身体部分的基底中时从插入器针管腔221释放微电子芯片300。

在一些实施方式中，在美国专利申请公开号2011/0077659(其全部内容通过引用合并于此)中描述了插入器。在一些实施方式中，在美国专利号7,098,394和美国专利申请公开号2003/0062988(它们的全部内容通过引用并入于此)中公开了如图50所示的微电子芯片300和芯片读取设备128。

在一些实施方式中，标识设备3包括：机器(robot)组件42，其由控制器驱动；以及插入器5，其与机器组件42可操作地相关联。

在一个实施方式中，本文所描述的机器组件42意指包含任何机器配置，其允许对插入器5的定位，籍此驱动插入器对基底进行标记。在另一实施方式中，机器组件沿着y轴和R轴定位插入器5。在另外的实施方式中，机器组件42操作或控制插入器5的操作，例如，通过驱动插入器5来对标记基底进行标记。在另一实施方式中，机器组件42沿着Y轴、θ轴、以及沿着R轴定位插入器5。

在一些实施方式中，机器组件42(与一个或多个致动器组合)可以被配置用于沿着任何轴来定位插入器5。例如，在一个实施方式中，机器组件42可以沿着线性轴(例如，Y和/或R)、旋转轴(例如，θ)或其组合来定位插入器5。

利用本文所提供的教导，本领域技术人员可以容易地生产使插入器5能够关于期望的轴移动的机器组件42。例如，在一个实施方式中，通过提供线性轨道而使插入器5关于线性轴移动，或者通过提供沿着期望的轴的轨道而使插入器5可以关于任何其他轴(例如，旋转轴)移动。作为另一示例，在一个实施方式中，通过提供径向臂(例如，从枢轴点延伸的臂)而使插入器5关于旋转轴移动。作为另一示例，在一个实施方式中，通过提供耦接至曲柄销的活塞而使插入器5关于线性轴移动。作为另一示例，在一个实施方式中，通过提供齿条齿轮机构(其中标记设备附接至线性齿条部)而使插入器5关于线性轴移动。作为另一示例，在一个实施方式中，通过提供齿条齿轮机构(其中标记设备附接至线性齿条部且因此配置了齿条/齿轮组合)而使插入器5关于非圆曲线轴移动。作为另一示例，在一个实施方式中，通过提供齿条齿轮机构(其中标记设备附接至圆形齿轮部或其中标记设备附接至齿条部且齿条部为圆形形状)而使插入器5关于旋转轴移动。作为另一示例，在一个实施方式中，通过提供曲柄滑块机构(其中滑块为枢接的滑块)而使插入器5关于曲线轴移动。

机器组件42至少包括第一致动器(本文也称为“标记致动器”)，该第一致动器使标识设备将微电子芯片安置在基底上，即，如本文所用的“驱动以便做出标记”。在一个实施方式中，机器组件42还包括一个或多个附加致动器，用于在基底上做出标记和/或此后将标识设备归位或以其他方式脱离之前，将机械臂(和标记设备)定位在基底上或关于基底而定位。

在一个实施方式中，(一个或多个)致动器是任何类型的致动器，例如，电机、音圈、螺杆、压电设备、螺线管或气压泵。可用的电机例如包括步进电机和伺服电机。在一个实施方式中，致动器是线性致动器(例如，Y轴致动器)、旋转致动器(例如，θ轴致动器)或从旋转运动转变为线性运动或反之亦然的(例如，活塞类型的)致动器。致动器(例如，标记致动器)可以使机械臂或其标识设备匀速运动或往复运动地移动。

在一些实施方式中，致动器(例如，电机)可以可选地由反馈机构控制，例如，由提供机械臂或其标识设备的位置信息的反馈机构控制。可选地，反馈机构在致动器的外部并且包括固定至机械臂或标识设备的标志和相对于抑制设备固定就位的传感器(或反之亦然)。例如，可以为每个移动轴提供一个或多个标志以使得标记设备可以恰当地定位。可选地，机器组件42包括在机械臂(例如，由第二致动器驱动的臂)上的“基底”标志(或多个基底窗口标志)，其中将基底标志定位成使得在机械臂已经将标识设备关于基底定位(就位以便进行标记)时，由传感器检测到该标志。继而可以驱动所述标记致动器(第一致动器)以做出标记(例如，由伺服电机控制，该伺服电机通过往复式活塞耦接至标识设备)。

可选地，反馈机构在致动器的内部。例如，在一个实施方式中，伺服电机用来提供致动器(例如，第一致动器)。通常伺服电机包括电机、反馈设备和驱动器。电机以直流电运行，并且典型地比产生可比性转矩量的其他电机更热且更小。反馈设备常常是安装在电机后面上的编码器或解算器(例如，32计数编码器)，并且反馈设备向驱动器报告性能信息，诸如电机位置和电机速度。伺服电机的驱动器向该电机提供电流，且驱动器可以包括可编程控制设备(例如，控制器)，该可编程控制设备响应于来自反馈设备的反馈来指定电流。伺服电机可以通过诸如比例-积分-微分(PID)算法之类的算法来控制。在一个实施方式中，伺服电机当用在致动器中(例如，通过诸如止转棒轭(scotch yolk)组件之类的往复式活塞耦接至标识设备的)时，提供了各种性能。

除了本文所教导的其他各种性能之外，还可以可选地将伺服电机提供为标记致动器，从而给予标记系统这样的能力：在降低机械臂改变位置所需要的运动量的位置处，停止标记设备的运动。例如，标识设备可以固定至活塞，该活塞耦接至用于使标识设备往复进行上/下“做标记”运动的伺服电机，并且可以以插入器可以在上止点(top dead center)停止循环移动(例如，在完成标记或其字符时)的这样的精度来操作伺服电机。该特性消除了在不使用机械臂自身(例如，通过第二致动器)的全局向上(或Z轴)移动的情况下，在标记表面上拖拽标识设备(例如，插入器)的可能性。

在一个实施方式中，用于标记基底的致动器驱动所述标识设备3，且可选地，沿着一个或多个轴或围绕或关于空间中的一个或多个点驱动机器组件42。如图6所描绘的，可选的轴包括线性轴和旋转轴(请注意，R轴为相对于θ和π而限定的，并且当θ和π都等于零时平行于Z轴)。尽管未在图中描绘，其他可选轴包括相对于(例如，垂直于)θ和ψ或ψ和π而限定的那些轴。

本领域技术人员将意识到，在本文所教导的标记系统的机器组件42中，相对于彼此地限定了特定的示例性轴。例如，尽管特定的描述和附图将Z轴阐述为竖直轴，但是本领域技术人员将理解，这是为了图示本发明。

在一个实施方式中，致动器驱动沿着单个轴的移动。在另一实施方式中，致动器驱动沿着多个轴的移动。可选地，标识设备和/或机械臂能够在多个轴上移动，其中沿着多个轴中的每个轴的移动由不同的致动器控制。

尽管发明设计了标记系统，在其中标识设备3和/或机器组件42能够在由图6限定的轴中的一个、所有或少于所有的轴上移动(例如，独立于其他轴)。在这样的实施方式中，例如，可以由不使机器组件42移动(即，不使除了标识设备3之外的机器组件42移动)的致动器来驱动标识设备3(例如，通过将该致动器安置于臂与标识设备之间)以便做出标记；与使标识设备3和机器组件42两者同时移动的致动器相比较，这可以提供对该标识设备的精确移动和/或使对该致动器的磨损得以降低。

本发明的可用的机器组件42可以具有使(标识设备3的)插入器5接触基底接触的致动器。可选地，该致动器促使标记构件刺破基底(例如，以注入纹身)。例如，插入器可以进入皮肤并沿着相同路径退出皮肤，例如，通过从皮肤缩回而退出皮肤，从而使标记和组织伤害的延展最小化。

在一个实施方式中，机器组件42包括至少一个第一致动器，该第一致动器驱动标记设备以便对标记进行标记(例如，R或Z轴)，以及还包括至少一个第二致动器(例如，X、Y、Z、π或θ轴)，该第二致动器用于定位机械臂(和标记设备)。可选地，(一个或多个)第一致动器连接在机械臂与标记设备之间。该配置允许更迅速地安置如图42B所示的标识设备(即，相对于待标记身体部分的位置和角度Φ)、更准确和离散的标记和/或对标记致动器的更少磨损(例如，如图1和图25所描绘的)。可选地，在标记系统中将这样的机器组件与身体部分抑制部(诸如，身体部分板组件)组合。例如，这样的机器组件42与带有顺应性偏置装置46和/或一个或多个操作窗口19的身体部分(例如，尾部)板组件20组合是有用的。

在一个实施方式中，机器组件42包括第一致动器和第二致动器且(一个或多个)第一致动器沿着R或Z轴驱动标记设备而(一个或多个)第二致动器沿着X、Y、Z、π或θ轴驱动标记设备(和机械臂)。例如，第一致动器可以沿着R轴致动所述标记设备以便做出标记，而第二设备可以沿着θ轴致动所述标记设备。可选地，第一致动器包括耦接至活塞(例如，止转棒轭)的伺服电机(例如，PID控制的)。

在一个实施方式中，机器组件42包括第一致动器和第二致动器，且(一个或多个)第一致动器沿着X、Y、Z或θ轴致动所述标记设备，而(一个或多个)第二致动器沿着X、Y、Z或θ轴致动所述标记设备。

在一个实施方式中，机器组件42包括第一致动器、第二致动器和第三致动器，并且(一个或多个)第一致动器沿着R或Z轴致动所述标记设备，(一个或多个)第二致动器沿着X或θ轴致动所述标记设备(和机械臂)，以及(一个或多个)第三致动器沿着Y或π轴致动所述标记设备(和机械臂)。可选地，第一致动器包括耦接至活塞(例如，止转棒轭)的伺服电机(例如，PID控制的)。

在一些实施方式中，如在图42A-44和图53所示，机器组件42的(一个或多个)致动器被配置用于将微电子芯片300安置到圆柱形管腔、锥形基底或针5b中。为了安置微电子芯片，驱动插入器5以穿透表皮，并继续至标记基底的真皮中，在插入器返回之前将微电子芯片300安置在所述真皮。

为了在对插入器施加较少的载荷力和对动物带来较少的不舒适的情况下将微电子芯片300输送到真皮中，可能需要使用锐利的插入器尖端220。取决于产生的纹身或插入的芯片的数目，可能需要定期更换插入器。在必须防止动物种群之间的交叉感染以及不允许共享插入器的情况下，还可能需要更换插入器。在其他情况下，如果插入器受损(例如，尖端变弯)，则需要更换它们。不论替换插入器背后的原因是什么，优选的是，该设计使得由颜料纹身系统的用户容易地完成更换。然而，最值得注意的是，期望在进行插入器替换时，在关于标记设备的插入器尖端长度偏差和插入器尖端集中偏差(concentration deviation)的可重复性方面做出最小妥协，尤其是在没有提供相对于插入器尖端穿透和横向定位到真皮层中的闭环反馈的情况下亦是如此。

为了在插入器更换期间可重复地定位插入器5，标识设备3可以包括插入器套筒92，在一些实施方式中，插入器5可以准确地耦接至该插入器套筒92。现在转至图35-38，图示了包括基准件93的插入器套筒92的非限制性示例性实施例，基准件93被配置用于将插入器套筒92精确地安装到标记设备上。

如在图35-38所示，插入器92的基准件93包括具有至少部分暴露的圆柱形表面的定位圆筒94。定位圆筒94在两个端板(95、96)之间延伸。如在图39所示，插入器套筒92可以通过与标识设备3的止转棒轭102耦接的对接构件97而安装至标识设备3。对接构件97限定了在顶面99和底面100之间延伸的收容槽98。

为了安装插入器套筒92，将定位圆筒94插入到对接构件97的收容槽98中直到其圆柱形表面顺应地接合收容槽98的末端101。在定位圆筒94就位的情况下，两个端板(95和96)也顺应地接合对接构件97的顶面和底面(99、100)，从而将插入器套筒在对接构件上的位置完全地固定。结果，如果在标记期间需要更换插入器套筒92，可以将更换的插入器套筒精确地安装在相同的位置中，以便继续进行标记而不显著影响所产生的标记的一致性和总体质量。

在改进例中，定位圆筒94还可以向插入器5提供外壳。例如，定位圆筒94可以包括中心孔，可以用紧固件将插入器5定位在所述中心孔中并且使用诸如环氧基树脂之类的粘合剂固定就位。

或者，在一些实施方式中，可以通过关于插入器5模制定位圆筒94来将插入器5定位和固定就位。这可以根据在注射模制行业中已知的工艺来实现，其中将螺杆、销以及甚至插入器插入到模具腔中并将周围外壳注射模制就位。

除了上文所描述的基准件93，插入器套筒92还可以包括被配置用于将插入器套筒92锁定到标识设备3上的锁定件105。仍参考图35-38，插入器套筒92的锁定件105可以包括具有在两个端部(108和109)之间延伸的弹性U形侧壁107的锁定夹106。两个端部(108和109)中的每一个包括至少一个向外突出的锁定齿110。锁定夹106还包括设置在U形侧壁107的外表面112上的多个可选的夹持肋111。

如在图39所示，为了锁定插入器套筒92，标识设备3的止转棒轭102包括在前表面和后表面(114和115)之间延伸的收容开口113。当将插入器套筒92的基准件93收容在对接构件97中时，锁定齿110在它们穿过止转棒轭102的收容开口113插入时朝彼此按压。插入器套筒92的尺寸设定为使得当定位圆筒94顺应地收容在对接构件97的收容槽98中时，锁定夹106的锁定齿110接触收容开口113的后表面115。由于锁定夹106的向外的偏置力的原因，锁定齿110保持稳固地接合收容开口113的后表面115，从而将插入器套筒92锁定到标识设备3上。

所公开的标记系统的一个特征是诸如通过使用本文所公开的抑制设备2和/或标识设备3，以改善的深度精度对颜料的沉积。为了对鼠尾进行纹身的目的，标识设备3可能需要将插入器5驱动至期望的真皮层深度，例如，对于幼龄鼠而言150-250微米，而对于成年鼠而言200-300微米。

在一个实施方式中，标记系统包括插入器，其能够穿透标记基底表皮并从将颜料从插入器输送到真皮层中。

在一个实施方式中，标记系统被配置用于以下面各项的深度将颜料沉积到标记基底中；

a.对于幼龄鼠而言150-250微米。

b.对于成年鼠而言200-300微米。

c.无论鼠的年龄如何，200-250微米。

为了满足这样的深度要求以及为了产生足够的字体大小以便肉眼可辨，标记字符必须部分环绕尾部的圆周并且处于目标深度。在一些实施方式中，该后者的圆周深度要求可以通过在纹身过程期间，关于其中心与鼠尾直径的中心一致的弧来枢接插入器5而实现，这因而使标识设备始终垂直于尾部的表面。保持纹身深度因此通过下列各项来达到：对系统处理器进行编程以控制机器组件42(插入器5附接于其上)的位置，以及提供安装的这样的插入器，该插入器将长度控制至相对于其枢轴±25微米并且横向定中心在相对于其枢轴±125微米之内。

可构想在一些实施方式中或者可以将插入器套筒92设计成直接安装至标识设备3并且发生在基准件和/或定位件(93和105)之前。该配置可以适合并足够于小量的纹身需求。

在大量吞吐量需求的情况下，可能期望设计这样的系统：其中将多个插入器外壳安装到例如回转头中，在一些实施方式中，标记系统可以接近所述回转头以便在命令下或在预编程的基础上更换插入器。

抑制设备

根据本公开内容可用的抑制设备是可以抑制待标记的动物的身体部分的任何设备。例如，在一个实施方式中，抑制设备具有第一部分，其可用于抑制动物的主体；和第二部分，所述第二部分可用于抑制待标记的身体部分并将其呈现给标识设备。可用的抑制设备包括不杀死、不伤害或不对动物引起过度束缚或应力的那些设备。抑制设备的其他有用特征包括所述设备对尾部的锥形、周长/或其他异常的补偿的能力。

在一个实施方式中，标记系统包括一个抑制设备，其具有装载有弹簧的锥形V凹槽，以在标记期间支撑尾部的下侧，并用于在仍使标记系统能够保持进行标记的目标颜料深度时补偿基底身体部分在大小上的差异。

在一个实施方式中，标记系统包括多个抑制设备，每一个都具有大小不同的装载有弹簧的锥形凹V槽，以在标记期间支撑尾部的下侧，并用于在仍使标记系统能够保持进行标记的目标颜料深度时补偿基底身体部分在大小上的差异范围。

在一个实施方式中，抑制设备包括一片装载有弹簧的板，其具有支撑基底身体部分的锥形V凹槽。

可选地，该片装载有弹簧的锥形V凹槽板另外被封闭在保护性易曲罩中。

在一个实施方式中，抑制设备包括经调整的装载有弹簧的板，所述经调整的装载有弹簧的板包括独立铰接且自对准的装载有弹簧的多个锥形V凹槽部分，所述多个锥形V凹槽部分的组合组成了支撑基底身体部分的锥形V凹槽板。

可选地，将多个装载有弹簧的锥形V凹槽部分另外封闭在保护性易曲罩中。

现转至抑制设备2的非限制性示例，并且特别参考图8，其图示了利用身体部分夹具10的抑制设备2，在一些实施方式中，该身体部分夹具10可以提供对动物或其身体部分的迅速且紧固的固定。身体部分(例如，尾部)夹具10包括相对的构件11和12。身体部分夹具10还包括偏置构件13，诸如弹簧，该偏置构件13使相对的构件11和12彼此偏向，从而在身体部分插入并紧固在相对的构件11、12之间时，抑制身体部分(例如，尾部)纵向或Y轴移动。如所图示的，在一个实施方式中，身体部分夹具10定位成接近小鼠的躯干。

如图8中所示，在一些实施方式中，身体部分夹具10包括指键74，使得用户用单只手并以单个运动即可装载并释放身体部分。尽管身体部分夹具10被描绘为具有关于彼此滑动的相对的构件11和12(滑动夹具)，也可以以其他结构(例如，如本文所描述的)来提供该身体部分夹具。

现参考图9-11，在一些实施方式中，抑制设备2可以包括身体部分板组件20，在一些实施方式中，该身体部分板组件20可以提供对动物或其身体部分的迅速且紧固的固定。如图所示，板组件20包括顶板15和可调节的(例如，装载有弹簧的)底板组件16，它们彼此配合以相对于标识设备3精确地定向所述标记基底(例如，尾部或其他身体部分)的顶面。例如，标记基底的顶面可以以水平位置(或以期望的角度或沿着期望的轴或其他朝向)紧固在顶板15与可调节的底板组件16之间。

在改进例中，顶板15也可以是可调节的。例如，在一些实施方式中，对标记基底的顶面的最终角度或朝向的调节可以通过调节顶板15的角度来实现。

现转至图24的分解图，可调节的底板组件16包括底板47和偏置装置46，例如，以将所述底板47(在其中带有所支撑的标记基底)压抵所述顶板15，如图9和图33中所描绘的，所述偏置装置46诸如弹簧或其他顺应性偏置装置或其他弹性偏置装置。当使用诸如弹簧46(例如，在板47的所有四个角之下)之类的顺应性偏置装置时，装载有弹簧的底板47在其与顶板15相对时顺应所述标记基底的底面的角度，如图33中所描绘的。如图24中所描绘的，在一些实施方式中，可调节的底板组件16可选地包括用于支撑的底座48和/或包括罩49(例如，由橡胶或其他非刚性材料制成)，以在不使下面的机构(例如，底板47和偏置装置46)暴露于灰尘与杂物的情况下平移底板47的运动，从而允许更容易的清洁和减少污染。

现转至图10-11，顶板15可以包括(一个或多个)操作窗口19以允许操作者和/或标识设备3在标记基底或其他受抑制的身体部分保持在其位置时接近它们。如在图11所示，在圆锥形(或其他锥形)的标记基底(诸如尾部)的情况下，可以为装载有弹簧的底板47提供锥形V凹槽18，例如，以90度或更大的角度提供，以使各种锥形直径居中。在如图10所示的另外实施方式中，顶板还可以包括径向槽17，其足够大以适应将被抑制的最大锥形身体部分。预期的是，这些相对的元件(装载有弹簧的尾板16的V凹槽18和顶板15的径向槽17)可以在将标记基底平稳地固定在顶板15与底板47之间时，使相互配合地标记基底沿着V凹槽18的纵轴或径向槽17居中。在一个实施方式中，在由这样的身体部分板组件20抑制的标记基底上所做出的标记具有改善的精度，例如，这是因为板组件20抑制了诸如尾部14之类的身体部分的基底部位沿着X、Z和/或R轴的移动。

在另一实施方式中，可以对底板47和在其上形成的锥形V凹槽18进行调整，以进一步增强由身体部分板组件20提供的安全性和精度。现在参考图45-48，经调整的底板47包括多个底板部分，每一个都包括锥形V凹槽18的一部分。如在图45所示，经调整的底板47包括三个底板部分(47a、47b、47c)。那些部分中的每一个包括锥形V凹槽18(分别为18a、18b、18c)的一部分。应当理解，底板部分的数目可以取决于标记基底的性质、身体部分板组件20的尺寸，并且不应当限于如图45-48所示的非限制性示例。例如，在本公开内容的其他实施方式中，底板47可以包括两个或三个以上底板部分。

仍参考图45，对于底板部分(47a、47b、47c)中的每一个，可以提供偏置装置(46a、46b、46c)，诸如弹簧或其他顺应性偏置装置或其他弹性偏置装置。这样的调整配置允许锥形V凹槽部分中的每一个是独立地铰接且自对准的，从而进一步增强了由身体部分板组件20所提供的安全性和精度。如在图46-48所示，在一些实施方式中，经调整的底板47可以组装在用于支撑的底座48中。此外，在一些实施方式中，经调节的底板47可以包括罩49(例如，由橡胶或其他非刚性材料制成)，以在不使下面的机构(例如，经调整的底板47和偏置装置46)暴露于灰尘与杂物的情况下平移底板部分(47a、47b和47c)的运动，从而允许更容易的清洁和减少污染。

现参考图21A和21B，在一些实施方式中，抑制设备还可以利用身体抑制部22以对动物进行进一步紧固。在一些实施方式中，可以在诸如基板21之类的支撑件上提供身体抑制部22。身体抑制部22的尺寸被设定为用来容置动物(或其腹部)且包括身体部分出口43，该身体部分出口43的尺寸被设定为：允许在动物的躯干保持在身体抑制部22中时，包括基底(例如，尾部)的身体部分从身体抑制部22收回。

在一些实施方式中，身体抑制部被配置成这样的任何形状或大小：抑制动物的躯干、防止动物转动其头部以伤害(例如，咬)其自身、和/或防止动物关于其身体部分(例如，尾部)而扭曲或枢转。在一些实施方式中，抑制部还包括诸如磁体之类的可逆的固定装置，其用于将抑制部紧固至基板或其他表面，诸如实验室工作台(例如，不锈钢桌面)。

还将注意，身体抑制部和身体部分出口针对颜料标记针以恰当的朝向来定位动物尾部。

现转至图34，在一些实施方式中，抑制设备2可以包括身体抑制部22和身体部分夹具10。

图34描绘了本发明的可用的抑制设备2。在一个实施方式中，身体抑制部22包括可逆的(reversible)固定装置，诸如磁体85。例如，磁体85可以紧固至金属桌面，或者可以被具体图案化成对应于基板21上的磁体78的图案，如在图32所描绘的那样。

在一些实施方式中，将身体部分夹具10固定至身体抑制部22，使得用户可以将整个抑制设备握在一只手中，并且用手指(例如，拇指和食指)按下身体部分夹具10的键74以使相对的构件11、12彼此分离。用户于是可以简单地通过将抑制设备安置在动物上以使得身体部分定位在相对的构件11、12之间，然后从键74处释放他的手指，来同时抑制动物(例如，鼠)的躯干和身体部分(例如，尾部)这两者。

在一个实施方式中，这样的抑制设备2可选地提供对动物的迅速而紧固的固定。在一个实施方式中，这样的配置允许用户用第二只手操作第二抑制设备，以同时抑制两只动物。

现参考图12，在一些实施方式中，抑制设备2可以包括身体部分板组件20和身体部分夹具10。特别地，如在图8所示，在一些实施方式中，抑制设备2可以包括尾夹具10，且如在图9-11所示，还包括尾板组件20。尾夹具10抑制尾部(或其基底部)纵向地(例如，沿着Y轴)移动，而尾板组件20抑制尾部(或其基底部)横向地和/或竖直地移动(例如，沿着X、Z和/或R轴的移动)。在一个实施方式中，在通过这样的抑制设备2抑制的基底上所做出的标记的特点是精度得以增强。

在其他实施方式中，尽管抑制设备2的部件直接由标记系统1(图19)的主基板19支撑，但是抑制设备2的部件也可以由可从标记系统1拆卸的(相对于标记系统1可逆地固定的)基板21支撑。这样的配置允许将动物迅速并且一致地(无误地)装载至抑制设备2中和从抑制设备2卸载。另外，这样的结构允许标记系统1独立地适应于多个抑制设备2，使得标记系统1可以在用户在将第二动物装载至第二抑制设备中时在第一抑制设备中标记第一动物，从而减少了用于标记一批动物所需的时间。

尾量规

在一些实施方式中，本公开内容的标记系统还可以包括可选的测量设备125，用来测量标记基底的大小。例如，在一些实施方式中，测量设备125可以是机械式量规(gauge)126，诸如尾量规，其可以用来测量鼠尾的周长，为了确定合适的抑制设备和插入器，该合适的抑制设备和插入器对于达到标记颜料的真皮层安置的合适深度是必要的。与例如动物的年龄或重量相比较，实际的周长测量是用来确定合适的抑制设备和插入器组合的更准确的且可重复的方式。特定年龄或重量的尾部的周长将依赖于许多因素(例如，小鼠的品种、性别、饮食、产仔数等)而变化很大。

在一个实施方式中，使用最靠近身体的鼠尾的周长来确定插入器长度和抑制设备中的支撑V凹槽的最优组合，以满足标记目标深度。

在图41所示的一个非限制性实施方式中，使用尾量规126测量基底身体部分的周长，该尾量规126具有带递增增加的宽度的多个凹槽127，其对应于插入器长度和抑制设备的最优组合。

可选地，尾量规的凹槽127的宽度为或约为0.094”、0.105”、0.115”、0.128”和0.140”，每个凹槽近似地对应于下表中所示的小鼠的年龄和重量范围。

可选地，通过将凹槽式量规降低在最靠近小鼠身体的尾部上，并且找到舒适地贴合(即掉落)在尾部周长上的最小的凹槽127，由用户手动地进行测量。

在一些实施方式中，替换地，可以通过标记系统以非接触方式进行周长测量。如在图50中示意性地图示的，在一个实施方式中，标记系统包括基于激光的测量设备128，其通过使用激光光幕和被合并到该系统中的接收器来测量身体部分的周长。

在此实施方式的改进例中，通过用户将身体部分引到光幕的路径中来手动进行测量。

在此实施方式的另一改进例中，当用户将抑制设备引入标记系统中时，通过打断光幕的路径来自动进行测量。

套筒移除工具

可以可选地提供根据本公开内容可用的套筒移除工具130，以从标识设备3移除插入器套筒92。例如，当插入器套筒包括使插入器套筒能够容易地推动并锁定就位的锁定夹(例如，夹臂)时，标记系统可以包括合适大小的叉式工具130，用于从标识设备移除套筒外壳，如在图49所示的那样。

如在图41和图49所示，可选地，叉式工具130可以与用来确定基底身体部分的周长的测量尾量规126相集成。

系统控制器

在一个实施方式中，本文所描述的控制器4是能够控制机械臂相对于机器组件的位置/移动和/或用于致动标识设备的任何控制器，例如计算机或微处理器、或计算机接口设备。

本发明预期了(例如，记录在计算机可读介质上的)计算机程序，该计算机程序包括用于操纵机器组件以执行本文所教导的功能或方法的指令。

控制器操纵机器组件42以关于基底来定位标识设备3并对基底进行标记。控制器4可以通过告知控制器基底的位置的现存指令来确定基底的位置。

在一个实施方式中，控制器4包含响应于对一个或多个反馈机构(例如，传感器)做出响应的程序。

在另一实施方式中，控制器4包含控制一个或多个基于伺服的致动器(例如，标记致动器)的算法，诸如PID。

系统控制器4向插入器提供定位和字符映射指令以便产生期望的基底标记。在一些实施方式中，插入器相对于待安置的基底行进的方向可能对结果有影响。在一些实施方式中，标识设备由控制器操作以在平行于动物尾部的从近到远的方向上安置微电子芯片。在一些实施方式中，微电子芯片植入设备由控制器操作以在平行于动物尾部的从远到近的方向上植入微电子芯片。在一些实施方式中，微电子芯片植入设备由控制器操作以垂直于动物尾部地植入微电子芯片。

标记设备

在一些实施方式中，标记系统还包括标记设备，用来向标记基底递送颜料。在美国临时申请号61/637767和61/239430中描述了标记设备和介质输送组件，两者的全部内容都并入于此。

动物标识系统

在实践中，在图55中概略地图示了用于独立地组合分立的视觉和电子标识方法的处理流程的一个实施方式。在流程图中，可以选择早至5天年龄的小鼠来用于微电子芯片植入(例如，打标签)。植入可通过手动或自动的芯片插入器仪器的方式来实现。一旦打上了标签，该芯片随着动物保持长达其生命的持续时间。

在动物需要被基因分型的情况下，还可以与动物被打标签同时进行组织样品的采取。典型地，在独立的实验室完成基因分型分析，因此样品的可追溯性需要与植入在动物中的标签联系在一起。可以将组织样品收集在例如小瓶或96孔微量滴定板中。样品收集容器可以利用相似的微电子芯片来打标签，并且可以扫描动物和容器以上传这两个标识号，并在群体管理软件中将其相关联地链接。

在基因分型之后，在群体管理软件中标识并核对或注册那些满足测试标准的动物。这些可以继续进行，以利用永久的视觉标识标记来进行另外的标识。不满足基因分型测试标准的那些可以需要或可以不需要永久的视觉标识标记。

对于需要永久的视觉标识标记的那些动物，这可以通过将动物引入自动纹身系统中来完成，在该自动纹身系统中，外部或集成的芯片读取器将读取动物标签。标识管理软件将根据后基因分型核对步骤识别出标签号，并赋予字母数字式视觉标识号以便纹在动物上。字母数字式纹身标识可以相同或可以不相同，或者满足视觉和电子号的电子标签号的子集在经由标识管理软件相关联之后会永远相关联。

在另外实施方式中，还可以使用相似的微电子芯片或植入式条形码，将包含用来标记动物的纹身墨水的介质输送组件打标签，以作为其制造过程的一部分，以便提供对接触到或应用于动物的所有物质的可追溯性和检验。

动物标识设备和系统

本文提供了微电子动物标识设备3，其包括插入器5，所述插入器5被配置用于将微电子芯片可释放地保持在插入器尖端5b的远端；和致动器8，其被配置用于在插入器尖端的远端插入到动物身体部分的基底时将微电子芯片330从插入器尖端5b释放，其中可选地，动物9是小鼠、大鼠或啮齿动物；可选地，身体部分是尾部14；以及可选地，基底是真皮。

在一些实施方式中，该设备还包括控制器4，其被配置用于控制插入器5的位置并且驱动致动器8来推动柱塞230以将微电子芯片300植入到动物身体部分的基底中。

在标识设备的一些实施方式中，致动器被手动地操作。

如在图53所示，在标识设备的一些实施方式中，插入器尖端5b终止于锐利尖端220，该锐利尖端220能够刺入到动物身体部分的基底中。

在标识设备的一些实施方式中，插入器尖端5b被配置用于将微电子芯片300保持在锐利尖端220的附近。

在标识设备的一些实施方式中，插入器包括限定了管腔221的管状体，该管腔221被配置用于将微电子芯片紧固地保持在该管腔的远端。

在标识设备的一些实施方式中，管腔221的尺寸被设定为限制微电子芯片300在该管腔的远端的移动。

在标识设备的一些实施方式中，管腔221具有稍大于微电子芯片330的横断面的直径。

在标识设备的一些实施方式中，管腔221的远端的尺寸被设定为近似微电子芯片300的横断面。

在标识设备的一些实施方式中，利用生物安全粘合剂将微电子芯片300紧固至管腔5b的端部。

在标识设备的一些实施方式中，管状体以一锐利尖端200终止，该锐利尖端220向远侧延伸超过微电子芯片300。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片300包括延伸超过管状体的远端的锐利端部。

在标识设备的一些实施方式中，致动器8包括可滑动地插入到管腔221中的柱塞230。

在标识设备的一些实施方式中，利用生物安全粘合剂将微电子芯片300紧固至管腔221的内部。

在标识设备的一些实施方式中，柱塞230被配置用于接合微电子芯片300并在管腔220的远端插入到动物身体部分的基底中时将微电子芯片300推到管腔221之外。

在标识设备的一些实施方式中，柱塞230被配置用于通过该柱塞的近端运动使微电子芯片300脱离以限制该微电子芯片在动物身体部分的基底中的转动。

在标识设备的一些实施方式中，柱塞230由控制器4致动。

在标识设备的一些实施方式中，柱塞230是手动制动的。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片300包括无源RFID芯片。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片300包括由激光激发的光电池310，其向微电子芯片提供功率。

在一些实施方式中，微电子芯片植入设备被配置用于：在允许可选地由激光激活所述光电池310的深度，将微电子芯片300植入在动物身体部分的表皮之下，所述激光以660nm发射5-60mW的光功率。

在一些实施方式中，标识设备还包括芯片读取设备128，其用于光激活微电子芯片以及用于接收由RF天线360生成的RF信号。

在一些实施方式中，芯片读取设备包括激光二极管驱动器，其用于光激活微电子芯片。

在一些实施方式中，芯片读取设备包括光学聚焦模块。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片包括RF天线360，其能够生成表示标识号的RF信号。

在标识设备的一些实施方式中，RF天线包括天线回路。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片还包括片上逻辑电路320、340，其能够调制天线回路中的电流以生成表示不同标识号的不同RF信号。

在标识设备的一些实施方式中，片上逻辑电路由电子存储器330控制。

在标识设备的一些实施方式中，电子存储器330为ROM。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片还包括动物位置检测器。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片还包括层压薄膜移动检测器。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片还包括层压薄膜生命体征检测器。

在标识设备的一些实施方式中，生命体征检测器选自由心率检测器、ECG检测器、EEG检测器、EMG检测器、温度检测器、血压检测器、以及其组合组成的组。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片植入设备被配置用于：在允许检测到RF信号的深度，将微电子芯片植入在动物身体部分的表皮之下。

如在图50所示，在一些实施方式中，标识设备还包括芯片读取设备128，用于激活微电子芯片以及用于接收由RF天线生成的RF信号。

在一些实施方式中，芯片读取设备包括连接至RF接收器的空心线圈拾取器，用于接收由微电子芯片生成的RF信号。

在一些实施方式中，芯片读取设备包括现场可编程门阵列(FGPA)。

在一些实施方式中，芯片读取设备包括USB微控制器和功率调节器。

本文提供了动物标记系统1，其包括上文所描述的件中的每一个并且还包括与标识设备可操作地相关联的至少一个抑制设备22，其中所述抑制设备被设置大小且被配置成用于抑制动物或其动物身体部分，并且所述抑制设备被定向成使得标识设备可以将微电子芯片330安置到动物身体部分的基底中。

在一些实施方式中，插入器5耦接至插入器套筒92。

在一些实施方式中，插入器套筒92包括基准件，该基准件被配置用于精确地将插入器套筒92定位在标识设备上。在一些实施方式中，基准件包括在两个端板95、96之间延伸的定位圆筒94。

在一些实施方式中，标识设备包括耦接至止转棒轭的对接构件，对接构件限定了从该对接构件的顶面延伸至底面的收容槽。在一些实施方式中，基准件的定位圆筒被配置用于插入到对接构件的收容槽中。在一些实施方式中，当基准件的定位圆筒插入到对接构件的收容槽中时，该基准件的这两个端板分别地接合对接构件的顶面和底面。

在一些实施方式中，定位圆筒包括中心孔，插入器延伸穿过所述中心孔。

在标记系统1的一些实施方式中，插入器套筒92包括锁定件110，其被配置用于将插入器套筒锁定到标识设备上。在一些实施方式中，锁定件包括在两个端部之间延伸的U形弹性锁定夹110，锁定夹110的每个端部包括至少一个向外延伸的锁定齿。在一些实施方式中，锁定夹还包括在该锁定夹的外表面上的多个夹持肋。在一些实施方式中，锁定齿被配置用于在插入器套筒处于安装位置时，抵接微电子芯片植入设备的止转棒轭的端壁。

在一些实施方式中，插入器借助于粘合剂而耦接至插入器套筒。在一些实施方式中，插入器通过将插入器模制至插入器套筒而耦接至该插入器套筒。在一些实施方式中，插入器由高分子材料模制而成。在又一些其他实施方式中，插入器套筒永久地附加至标识设备。

在一些实施方式中，插入器套筒是可移除的，以允许更换磨损的或损坏的插入器。

在标记系统的任一个实施方式中，微电子芯片植入设备包括的尺寸设定为适应于动物基底大小或几何形状的差异的多个插入器套筒。

在一些实施方式中，多个插入器套筒被预安装到微电子芯片植入设备上。

在标记系统的任一个实施方式中，标记系统被配置用于自动地安装和卸下插入器。

在一些实施方式中，抑制设备包括装载有弹簧的锥形V凹槽，其被配置用于补偿标记基底在大小上的差异。在一些实施方式中，对装载有弹簧的锥形V凹槽进行调整以补偿基底身体部分在大小上的差异。在一些实施方式中，将装载有弹簧的锥形V凹槽组装在支撑底座中，并且可选地被封闭在保护性易曲罩中。在再一些实施方式中，经调制的装载有弹簧的锥形V凹槽包括多个独立的凹槽部分，每个凹槽部分是铰接式且自对准的。

在标记系统的任一个实施方式中，标记系统被配置用于基于标记基底的大小来选择插入器和抑制设备的配置。在一些实施方式中，标记系统还包括测量量规，其被配置用于测量动物身体部分的基底的大小，该测量量规包括带有递增增加的宽度的多个测量槽。在再一些实施方式中，标记系统还包括测量设备，其被配置用于通过使用激光生成设备发射光幕束来测量动物身体部分的基底的大小；以及合并到该测量设备中的接收器。

在标记系统的一些实施方式中，标记系统还包括叉式工具，其被适配成接合并压紧锁定夹以使插入器套筒从微电子芯片植入设备的移除便利。在一些实施方式中，叉式工具与测量量规相集成，该测量量规包括带有递增增加的宽度的多个测量槽。

在标记系统的一些实施方式中，标记系统还包括用于将颜料组合物沉积到动物身体部分的基底中的标记设备。如在图21b和图23所示，在一些实施方式中，标记设备包括固定长度的标记针5a，该标记针5a包括一个或多个针尖端。在一些实施方式中，针尖端被配置用于穿透标记基底的表皮以及将颜料输送到标记基底的真皮中。

在标记系统的任一个实施方式中，该系统还包括如在图5和图16所示的包含颜料的介质输送组件，其中标记设备被配置用于通过在标记基底之前接触颜料来做出标记。

本文提供了标识设备，其中标识设备由控制器4操作以在平行于动物尾部14的从近到远的方向上安置微电子芯片300。

在标识设备的一些实施方式中，微电子芯片植入设备由控制器4操作以在平行于动物尾部14的从远到近的方向上植入微电子芯片300。

在一些实施方式中，微电子芯片植入设备由控制器4操作以垂直于动物尾部14地植入微电子芯片300。

本文提供了用于动物的标识的微电子芯片，其中所述微电子芯片300包括无源RFID芯片。

本文提供了用于动物的标识的微电子芯片，其中所述微电子芯片300包括向微电子芯片300提供功率的光电池310、能够生成表示标识号的RF信号的RF天线360、以及层压薄膜检测器。

在芯片的一些实施方式中，层压薄膜检测器是位置检测器。在芯片的一些实施方式中，层压薄膜检测器是移动检测器。在芯片的一些实施方式中，层压薄膜检测器是生命体征检测器。

在标识设备的一些实施方式中，生命体征检测器选自由心率检测器、ECG检测器、EEG检测器、EMG检测器、温度检测器、血压检测器、及其组合组成的组。

本文提供了动物标识系统，其包括：植入在动物的基底中的微电子芯片300，所述微电子芯片被光激活以生成表示第一标识号的RF信号；以及印制在动物的基底中的颜料标记，所述颜料标记表示第二标识号。

在系统的一些实施方式中，标识系统还包括用于容纳动物的样品组织的组织存储容器，其中组织存储容器包括第二微电子芯片，所述第二微电子芯片被配置用于表示第一标识号的RF信号。在一些实施方式中，当将微电子芯片植入到动物的基底中时取样品组织。

在系统的一些实施方式中，标识系统还包括容纳用来标记动物的颜料的介质输送组件，其中该介质输送组件包括第三微电子芯片，所述第三微电子芯片被配置用于生成表示第一标识号的RF信号。在一些实施方式中，标识系统还包括用于存储和交叉对照第一标识号、第二标识号和第三标识号的数据管理系统。

在系统的一些实施方式中，标识系统还包括次级颜料标识条形码参考，用于对包含在其中容纳颜料样品的介质输送组件中的制造商和生产批号的可追溯性，以及其中介质输送组件包括第三微电子芯片，该第三微电子芯片被配置用于表示第一标识号的RF信号。在一些实施方式中，标识系统还包括数据管理系统550，用于存储和交叉对照除了条形码参考之外的第一、第二和第三标识号，用于对制造商和生产批号的可追溯性。

本文提供了动物标记系统1，其包括：微电子动物标识设备3、颜料纹身标识设备5、抑制设备2、测量设备125和126、芯片读取器128、组织取样设备、介质输送组件以及用于存储和交叉对照标识号的数据管理系统550。

虽然只阐述了一定的实施方式，但是对于本领域技术人员而言根据上文描述替代实施方式和各种修改将显而易见。将这些和其他替代体视为是等同的且在本公开内容的精神和范围内。

Claims (37)

1.一种微电子动物标识设备，包括：

插入器，所述插入器被配置用于将微电子芯片可释放地保持在所述插入器的远端；

抑制设备，所述抑制设备被配置用于抑制动物，并且当被这样抑制时将动物身体部分的基底向上呈现给所述插入器，以用于将所述插入器的所述远端插入到所述动物身体部分的所述基底中；

致动器，所述致动器被配置用于在所述插入器的所述远端被这样插入到动物身体部分的所述基底中时将所述微电子芯片从所述插入器释放；以及

控制器，所述控制器被配置用于控制所述插入器的位置并且驱动被配置成将所述微电子芯片从所述插入器释放的所述致动器，以在平行于所述动物身体部分的从远到近的方向上植入所述微电子芯片；

其中，

所述动物是啮齿类动物；

所述身体部分是尾部的上部部分；并且

所述基底是真皮。

2.如权利要求1所述的标识设备，其中所述控制器被配置用于控制所述插入器的位置。

3.如权利要求1所述的标识设备，其中所述致动器由手动操作。

4.如权利要求1所述的标识设备，其中所述插入器终止于锐利尖端，所述锐利尖端能够刺入到所述动物身体部分的所述基底中。

5.如权利要求4所述的标识设备，其中所述插入器被配置用于将微电子芯片维持在所述锐利尖端的附近。

6.如权利要求1所述的标识设备，其中所述插入器包括限定了管腔的管状体，所述管腔被配置用于将所述微电子芯片紧固维持在所述管腔的远端。

7.如权利要求6所述的标识设备，其中所述管腔的尺寸设定为限制微电子芯片在所述管腔的远端的移动。

8.如权利要求7所述的标识设备，其中所述管腔具有稍大于所述微电子芯片的横断面的直径。

9.如权利要求7所述的标识设备，其中所述管腔的远端的尺寸设定为近似所述微电子芯片的横断面。

10.如权利要求6所述的标识设备，其中利用生物安全粘合剂将所述微电子芯片紧固至所述管腔。

11.如权利要求6所述的标识设备，其中所述管状体终止于向远侧延伸超过所述微电子芯片的锐利尖端。

12.如权利要求6所述的标识设备，其中所述微电子芯片包括延伸超过所述管状体的远端的锐利端部。

13.如权利要求6所述的标识设备，其中所述致动器包括可滑动地插入到所述管腔中的柱塞。

14.如权利要求13所述的标识设备，其中所述柱塞被配置用于在所述管腔的远端插入到所述动物身体部分的所述基底中时，接合所述微电子芯片并将所述微电子芯片推到所述管腔之外。

15.如权利要求14所述的标识设备，其中所述柱塞被配置用于通过所述柱塞的近侧移动而使所述微电子芯片脱离，以限制所述微电子芯片在所述动物身体部分的所述基底中的转动。

16.如权利要求13所述的标识设备，其中所述柱塞由控制器驱动。

17.如权利要求13所述的标识设备，其中所述柱塞被手动驱动。

18.如权利要求1所述的标识设备，其中所述微电子芯片包括向所述微电子芯片提供功率的光电池。

19.如权利要求18所述的标识设备，其中所述微电子芯片包括RF天线，所述RF天线能够生成表示标识号的RF信号。

20.如权利要求19所述的标识设备，其中所述RF天线包括天线回路。

21.如权利要求20所述的标识设备，其中所述微电子芯片还包括片上逻辑电路，所述片上逻辑电路能够调制所述天线回路中的电流以生成表示不同标识号的不同RF信号。

22.如权利要求21所述的标识设备，其中所述片上逻辑电路由电子存储器控制。

23.如权利要求22所述的标识设备，其中所述电子存储器是ROM。

24.如权利要求18所述的标识设备，其中所述微电子芯片还包括动物位置检测器。

25.如权利要求18所述的标识设备，其中所述微电子芯片还包括层压薄膜移动检测器。

26.如权利要求18所述的标识设备，其中所述微电子芯片还包括层压薄膜生命体征检测器。

27.如权利要求26所述的标识设备，其中所述层压薄膜生命体征检测器包括以下中的至少一者：心率检测器、ECG检测器、EEG检测器、EMG检测器、温度检测器、血压检测器。

28.如权利要求19所述的标识设备，其中微电子芯片植入设备被配置用于：在允许检测到所述RF信号的深度，将所述微电子芯片植入在所述动物身体部分的表皮之下。

29.如权利要求19所述的标识设备，其中微电子芯片植入设备被配置用于：在允许激活所述光电池的深度，将所述微电子芯片植入在所述动物身体部分的表皮之下。

30.如权利要求19所述的标识设备，还包括芯片读取设备，所述芯片读取设备用于光激活所述微电子芯片以及用于接收由所述RF天线生成的所述RF信号。

31.如权利要求30所述的标识设备，其中所述芯片读取设备包括用于光激活所述微电子芯片的激光二极管驱动器。

32.如权利要求30所述的标识设备，其中所述芯片读取设备包括光学聚焦模块。

33.如权利要求30所述的标识设备，其中所述芯片读取设备包括连接至RF接收器的空心线圈拾取器，用于接收由所述微电子芯片生成的所述RF信号。

34.如权利要求30所述的标识设备，其中所述芯片读取设备包括现场可编程门阵列(FGPA)。

35.如权利要求30所述的标识设备，其中所述芯片读取设备包括USB微控制器和功率调节器。

36.如权利要求1所述的标识设备，其中所述动物是小鼠或大鼠。

37.如权利要求29所述的标识设备，其中所述光电池通过激光来激活，所述激光的波长为660nm，并且所述激光的光功率为5-60mW。