JP3898526B2 - Spotting nozzle - Google Patents

Spotting nozzle Download PDF

Info

Publication number
JP3898526B2
JP3898526B2 JP2002042422A JP2002042422A JP3898526B2 JP 3898526 B2 JP3898526 B2 JP 3898526B2 JP 2002042422 A JP2002042422 A JP 2002042422A JP 2002042422 A JP2002042422 A JP 2002042422A JP 3898526 B2 JP3898526 B2 JP 3898526B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
tip
pressure air
liquid
supply means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002042422A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003236411A (en
Inventor
良司 村椿
雅則 金三津
泰伸 中川
栄一 民谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Sugino Machine Ltd
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Agency
Sugino Machine Ltd
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Agency, Sugino Machine Ltd, National Institute of Japan Science and Technology Agency filed Critical Japan Science and Technology Agency
Priority to JP2002042422A priority Critical patent/JP3898526B2/en
Publication of JP2003236411A publication Critical patent/JP2003236411A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3898526B2 publication Critical patent/JP3898526B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被転写液を保持した保持槽から受け取って、バイオチップ等の基板上に微量の被転写液の液滴を転写するスポッティングノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、発病リスクの診断、迅速で正確な病気の診断、テーラメード医療などにバイオチップが使用され始めている。バイオチップは数cm角のガラスやシリコンのプレート(基板)上にDNA断片などの微量の試薬を数百から数万個、正確にスポットして配列する必要があり、各社よりDNAチップ作成装置として市販されている。
【0003】
従来、プレート上にピコリットルオーダーの液滴をスポットするには以下の2つの方法がある。
1.スタンピングノズルを直接プレートに打ち付けて、ノズル先端に付着させた液をプレート上に連続的に転写させる方法。
2.閉鎮系エリアに充填してある液を加圧し微量噴射させ、プレート上に連続的にスポットしていく方法。(例えば、ポンプ加圧方式、圧電素子加圧方式、電界加速方式など)
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術は、以下のような課題があった。
1.スタンピングノズルの場合
ノズルとプレートとが接触するためにノズル先端部が磨耗してしまう。また、プレートが割れたり、傷がついてしまう可能性があり、それらからコンタミが発生する危険性もある。また予め試料が置かれた場所に、あるいは異なる液を重ねてスポットを行うとプレート上の試料がノズルに付着、場合によっては試料が破損する恐れもある。
【0005】
2.閉鎖系加圧噴射の場合
閉鎮系のノズルは、液滴を連続的にスポットすることは可能であるが、異なった液をすばやく指定された場所にスポットすることはできない。ノズル内は閉鎖系のため、次に異なった液を使用する場合、ノズル内洗浄や注入が困難である。また、必要とするスポット数が少なくても閉鎖形容機内に一定量以上の液を充填しておく必要があり、使用する液の無駄が多く、ノズルに応じた液のみ使用可能で限定されるため、汎用性に乏しい。
【0006】
これらのことから、ノズル先端部の磨耗やプレートの損傷の問題や、異なる液のスポットする際にノズル内洗浄、液の注入が困難。また、異なった液の切り替えが不便などの問題があった。
【0007】
本発明は、これらの問題を鑑み、異なる液を自由に選択し非接触でピコリットルオーダーのスポットを行うことのできるスポッティングノズルを得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明に係るスポッティングノズルは、被転写液を液保持槽から受け取って基板上に微量の被転写液の液滴を転写するスポッティングノズルにおいて、
前記スポッティングノズル先端部に形成されたノズル孔の先端から予め定められた距離を隔てた位置で側方からノズル孔内を外部に連通させている開放孔と、
前記位置よりもノズル孔先端側のノズル孔部分を形成する先端細管部と、
前記位置よりも後方のノズル孔部分から前記先端細管部に向かって高圧エアを供給する高圧エア供給手段とを備え、
前記ノズル先端部を保持槽に浸した際に先端細管部内に被転写液を保持させ、前記高圧エア供給手段の高圧エアによって基板上に液滴を噴射して転写することを特徴とするものである。
【0009】
請求項2に記載された発明に係るスポッティングノズルは、請求項1に記載の後方のノズル孔部分から開放孔へ向かうエアの定常流れを生じさせる低圧エア供給手段を更に備え、
前記ノズル先端部を保持槽に浸した際に開放孔から前記後方のノズル孔部分への液の浸入を防ぐことを特徴とするものである。
【0010】
請求項3に記載された発明に係るスポッティングノズルは、請求項1又は2に記載の高圧エア供給手段と低圧エア供給手段とに共用されるエア発生手段を備えたことを特徴とするものである。
【0011】
請求項4に記載された発明に係るスポッティングノズルは、請求項1〜3の何れかに記載の高圧エア供給手段と低圧エア供給手段とが、各々圧力調整手段を備えたことを特徴とするものである。
【0012】
請求項5に記載された発明に係るスポッティングノズルは、請求項1〜4の何れかに記載のノズル先端部の洗浄時の一動作として、エアの圧力によって洗浄液を前記開放孔及び先端管部よりノズル内に吸引する吸引手段を備えたことを特徴とするものである。
【0013】
請求項6に記載された発明に係るスポッティングノズルは、請求項1〜5の何れかに記載の高圧エア供給手段と低圧エア供給手段との何れか1つ以上の供給エアをノズル先端部の洗浄時に乾燥エアとして用いることを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明においては、スポッティングノズル先端部に形成されたノズル孔の先端から予め定められた距離を隔てた位置で側方からノズル孔内を外部に連通させている開放孔と、前記位置よりもノズル孔先端側のノズル孔部分を形成する先端細管部と、前記位置よりも後方のノズル孔部分から前記先端細管部に向かって高圧エアを供給する高圧エア供給手段とを備え、前記ノズル先端部を保持槽に浸した際に先端細管部内に被転写液を保持させ、前記高圧エア供給手段の高圧エアによって基板上に液滴を噴射して転写する。これにより、本発明のスポッティングノズルは、異なる液を自由に選択し非接触でピコリットルオーダのスポットを可能としたものである。
【0015】
図1は本発明の一実施例のスポッティングノズルの構成を示す説明図である。図に示す通り、本発明のスポッティングノズル(10)は、スポッティングノズルの略中心を貫通した口径dの細管からなるノズル孔(12)の先端から予め定められた距離Lを隔てた位置で側方から連通させた開放孔(13)と、この位置よりもノズル孔先端側のノズル孔部分を形成する先端細管部(11)とを備えている。
【0016】
即ち、ノズル先端から必要とするスポット量を考慮して、その口径dと長さLとを確保する先端細管部(11)(液保持エリア)と、その位置で側方から外部に開放された開放孔(13)とを設けている。尚、開放孔(13)の配置としては、洗浄等を考慮して任意に選択することができる。例えば、側方に1本の開放孔を設けてもよく、複数本の開放孔を例えば放射状に設けてもよい。
【0017】
先端細管部内に保持された保持液を液滴として噴射するには、後方のノズル孔部分から先端細管部に向かって高圧エアを供給する高圧エア供給手段によってなされる。例えば、a図に示す通り、エア発生手段(14a) と、このエア発生手段(14a) で発生したエアの高い圧力を殆ど低減しない高圧エア調整手段(16a) とからなる高圧エア供給手段(18a) によって、ノズル孔(12)の後方から先端細管部方向に高圧エアを供給する。側方に設けられた開放孔(13)を通過する以上の高圧のエアを供給することにより、保持液を液滴として非接触の状態で基板上に転写することができる。
【0018】
本発明では、好ましくは、同一のエア発生手段(14a) から、後方のノズル孔(12)部分から開放孔(13)(及び先端細管部(11))へ向かうエアの定常流れをも生じさせている。即ち、エア発生手段(14a) と低圧エア調整手段(17a) とからなる低圧供給手段(19a) として、エア発生手段(14a) からの高圧のエアが低圧エア調整手段(17a) を通過する際に、低圧の定常エアとして常に後方のノズル孔(12)部分から開放孔(13)に流している。これにより、ノズル先端部を保持槽に浸した際に後方のノズル孔(12)部分への液の浸入を防ぐことができる。
【0019】
即ち、エア発生手段(14a) は、ノズル孔(12)の後方からエアを供給するが、特に、スポット液の充填時には液保持エリアである先端細管部(11)の後方液面部での濡れ又は毛細管現象による液面の壁面へのせり上がりを防止する程度の低圧エアを低圧エア調整手段(17a) によって定常的に供給し、プレート上では液保持エリア内の液滴がスポットするだけのエア圧をエア発生手段(14a) で供給し、エア調整手段(17a) で高圧のままに調整することで非接触でピコリットルオーダのスポットを可能としている。
【0020】
尚、先端細管部(11)に向かって高圧エアを発生するエア発生手段(14a) は、後方のノズル孔(12)部分から開放孔(13)(及び先端細管部(11))へ向かうエアの定常流れをも生じさせているが、2つのエア発生装置(即ち、高圧エア発生手段と低圧エア発生手段)の各々で所望の圧力のエアを発生させ、これをエア調整手段によって微調整して、高圧エアと低圧の定常流れとの条件に合致するエア流量及びエア圧を供給するようにしてもよい。
【0021】
b図はスポッティングノズルに導入される他のエア供給手段の構成を示す説明図である。図に示す通り、先端細管部内に保持された保持液を液滴として噴射する際には、ノズル孔(12)の後方から先端細管部方向に高圧エアを供給するため、高圧エア発生手段(14)と高圧エア調整手段(16)とからなる高圧エア供給手段(18)を用い、側方に設けられた開放孔(13)を通過する以上の高圧のエアを供給することにより、保持液を液滴として非接触の状態で基板上に転写することができる。
【0022】
本発明では、好ましくは、後方のノズル孔(12)部分から開放孔(13)(及び先端細管部(11))へ向かうエアの定常流れを生じさせる低圧エア供給手段(19)を更に備える。即ち、低圧エア発生手段(15)と低圧エア調整手段(17)とからなる低圧エア供給手段(19)を備える。これにより、ノズル先端部を保持槽に浸した際に後方のノズル孔(12)部分への液の浸入を防ぐことができる。
【0023】
即ち、ノズル孔(12)の後方からエアを供給するが、スポット液の充填時には液保持エリアである先端細管部(11)の後方液面部での濡れ又は毛細管現象による液面の壁面へのせり上がりを防止する程度の低圧エアを低圧エア供給手段(19)から定常的に供給し、プレート上では液保持エリア内の液滴がスポットするだけのエア圧を高圧エア供給手段(18)で供給することで非接触でピコリットルオーダのスポットを可能としている。
【0024】
ところで、先端部の液保持エリアとしての先端細管部(11)の口径d、長さLによって、保持される液量が決定される。この口径dと長さLとによって決定される液量を定格液量とすると、この定格液量に対して、更に、定常流れの低圧エアの流量、高圧エアの圧力波形等をコントロールすることで、スポットされる液滴の微調整が可能である。
【0025】
例えば、液を保持させる際にエア定常流れの圧力を低圧エア調整手段(16)によって大きく設定することにより、後方液面部の位置を先端方向へ下げるため、定格液量よりも若干少なく保持させることができる。また、スポットさせる際に高圧エアを高圧エア供給手段で供給するが、この供給圧力と供給量とを高圧エア調整手段(17)で調整することにより、定格液量よりも少ない量をスポットさせることができる。例えば、高圧エアの圧力を高くそして短いインパルス状に吹き付ける(即ち、供給量を少なく)することにより、定格液量の例えば、1/2,1/3,1/4等の量をスポットさせることが可能となる。
【0026】
本発明のノズルは、先端部が開放孔(13)により開口しているため、被転写液を保持する先端細管部が、流水や超音波による洗浄が容易である。より好ましくは、洗浄時に微少量の洗浄水を、開放孔から後方のノズル孔(12)内に吸引する吸引手段(20)を更に備えることにより、吸引した洗浄水を高圧エアで押出すことにより、先端細管部(11)内部の洗浄が更に容易となる利点もある。
【0027】
尚、洗浄されたノズル先端部はエア供給手段の供給エアをノズル先端部の洗浄時に乾燥エアとして用いることにより、乾燥が容易となる利点もある。
【0028】
【実施例】
図2は図1に示したノズルによる液滴のスポットの工程を示す説明図である。工程aに示す通り、ノズル(10)内部には低圧エアが供給されている。工程bに示す通り、低圧エアを供給した状態でノズル(10)先端部を被転写液(22)を保持した液保持槽(21)に浸す。このときに、濡れ又は毛細管現象で先端細管部(11)内に被転写液(22)が充填されるが、エア抜け用の開放孔(13)より後方のノズル孔(12)は低圧エアにより液が入り込めない。
【0029】
工程cに示す通り、ノズル(10)先端を被転写液(22)から引き上げた際に、濡れ又は毛細管現象で先端細管部(11)内に被転写液(22)が保持される。尚、低圧エアは開放孔(13)より排出されるため、被転写液(22)が先端細管部(11)から逸出することはない。また、エアの定常流れであるため、常に一定の液量が先端細管部(11)内に保持される。
【0030】
工程dに示す通り、ノズル(10)をスポットエリアまで移動させる。所定の位置で高圧エアを供給し、保持されていた被転写液(22)が直下の基板(23)上に滴下される。
【0031】
図3は図1に示したノズルの洗浄工程を示す説明図である。工程eに示す通り、低圧エアを供給した状態でノズル先端部を洗浄槽(31)内の洗浄液(32)に浸す。このときに、エア抜け用の開放孔(13)より下部の先端細管部(11)に洗浄液(32)が注入され洗浄される。尚、開放孔(13)よりも後方のノズル孔(12)内のエア圧を吸引手段(20)で吸引することにより、微少量の洗浄水を開放孔(13)よりも後方のノズル孔(12)内に吸引させ、これを高圧エアで先端細管部方向に押出してもよい。これより、先端細管部(11)内部の洗浄が更に容易となる。
【0032】
工程fに示す通り、ノズル(10)を洗浄槽(31)から上げて、高圧エアを供給しノズル内を乾繰させる。
【0033】
以上のように、低圧エアの定常流れにより先端細管の後方液面部の濡れ又は毛細管現象による液面のせり上がりを防止することができ、常に一定の液を保持することができる。これにより、先端細管部(11)に常に一定の液を保持し、スポットすることができる。尚、低圧エアの定常流れの大きさを大きくして、先端細管部の定格液量よりも少ない量の液を保持させることも可能となる。
【0034】
また、ノズル先端部が開口しているために洗浄、乾繰が容易に行える。したがって1回ごとに異なる液を任意の場所にスポットすることができる。無駄な液を消費しないので、貴重な液が少なくて済み経済的である。例えば、DNAやタンパク質の試験において使用される試薬は高価であるが、ピコリットルオーダーの量のスポットなので経済的である。
【0035】
更に、スポットする際の高圧エアの圧力波形を調整することにより、スポット量をコントロールすることができる。即ち、高圧エアの圧力を高くそして短いインパルス状にすることにより、先端細管部に保持された液の全てを滴下させないようにすることにより、これを調整して定格液量の例えば、1/2,1/3,1/4等の量をスポットさせることも可能となる。
【0036】
また、ノズルの洗浄、乾燥が容易に行えるため、1回ごとに異なる液を非接触で任意の場所に定量的にスポットできる。これによりバイオチップ作製のバリエーションが増え、迅速で精密な検査が可能となる。ノズルとプレートが接触しないために磨耗や衝撃がない。
【0037】
【発明の効果】
本発明は以上説明した通り、異なる液を自由に選択し非接触でピコリットルオーダーのスポットを行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のスポッティングノズルの構成を示す説明図である。
【図2】図1に示したノズルによる液滴のスポットの工程を示す説明図である。
【図3】図1に示したノズルの洗浄工程を示す説明図である。
【符号の説明】
(10)…スポッティングノズル、
(11)…先端細管部、
(12)…ノズル孔、
(13)…開放孔、
(14a) …エア発生手段
(16a) …高圧エア調整手段、
(17a) …低圧エア調整手段、
(18a) …高圧エア供給手段、
(19a) …低圧エア供給手段、
(14)…高圧エア発生手段
(15)…低圧エア発生手段、
(16)…高圧エア調整手段、
(17)…低圧エア調整手段、
(18)…高圧エア供給手段、
(19)…低圧エア供給手段、
(20)…吸引手段、
(21)…液保持槽、
(22)…被転写液、
(23)…基板、
(31)…洗浄槽、
(32)…洗浄液、
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spotting nozzle that receives from a holding tank that holds a transferred liquid and transfers a small amount of transferred liquid droplets onto a substrate such as a biochip.
[0002]
[Prior art]
In recent years, biochips have begun to be used for disease risk diagnosis, rapid and accurate disease diagnosis, tailor-made medicine, and the like. Biochips need to be accurately spotted and arranged from hundreds to tens of thousands of reagents such as DNA fragments on a few cm square glass or silicon plate (substrate). It is commercially available.
[0003]
Conventionally, there are the following two methods for spotting picoliter droplets on a plate.
1. A method in which the stamping nozzle is directly applied to the plate and the liquid adhering to the nozzle tip is continuously transferred onto the plate.
2. A method in which the liquid filled in the closed area is pressurized and sprayed in a small amount, and continuously spotted on the plate. (For example, pump pressurization method, piezoelectric element pressurization method, electric field acceleration method, etc.)
There is.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems.
1. In the case of a stamping nozzle, the tip of the nozzle is worn because the nozzle and the plate are in contact with each other. Further, there is a possibility that the plate may be broken or scratched, and there is a risk that contamination will occur from them. Further, when spotting is performed in a place where a sample is placed in advance or by stacking different liquids, the sample on the plate may adhere to the nozzle, and in some cases, the sample may be damaged.
[0005]
2. In the case of closed pressure injection, a closed nozzle can spot droplets continuously, but cannot quickly spot different liquids at designated locations. Since the inside of the nozzle is a closed system, it is difficult to clean and inject the nozzle when a different liquid is used next time. In addition, even if the number of spots required is small, it is necessary to fill a certain amount of liquid in the closed container, and there is a lot of waste of liquid to be used. Poor versatility.
[0006]
For these reasons, it is difficult to clean the nozzles and inject liquid when spotting different liquids, or the problem of nozzle tip wear and plate damage. In addition, there is a problem that switching between different liquids is inconvenient.
[0007]
In view of these problems, an object of the present invention is to provide a spotting nozzle that can freely select different liquids and perform spotless picoliter order spotting.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A spotting nozzle according to the invention described in claim 1 is a spotting nozzle that receives a transfer liquid from a liquid holding tank and transfers a small amount of a liquid drop of the transfer liquid onto a substrate.
An open hole communicating the inside of the nozzle hole from the side at a position spaced a predetermined distance from the tip of the nozzle hole formed at the tip of the spotting nozzle, and
A tip thin tube portion that forms a nozzle hole portion closer to the nozzle hole tip than the position;
High-pressure air supply means for supplying high-pressure air from the nozzle hole portion behind the position toward the tip thin tube portion;
When the nozzle tip is immersed in a holding tank, the liquid to be transferred is held in the tip capillary, and the droplet is ejected onto the substrate by the high-pressure air of the high-pressure air supply means and transferred. is there.
[0009]
The spotting nozzle according to the invention described in claim 2 further includes low-pressure air supply means for generating a steady flow of air from the rear nozzle hole portion according to claim 1 toward the opening hole,
When the nozzle tip is immersed in a holding tank, liquid is prevented from entering from the open hole to the rear nozzle hole.
[0010]
A spotting nozzle according to a third aspect of the present invention is characterized by comprising air generating means shared by the high-pressure air supply means and the low-pressure air supply means according to the first or second aspect. .
[0011]
A spotting nozzle according to a fourth aspect of the invention is characterized in that the high-pressure air supply means and the low-pressure air supply means according to any one of the first to third aspects each have a pressure adjusting means. It is.
[0012]
A spotting nozzle according to a fifth aspect of the present invention is a spotting nozzle according to any one of the first to fourth aspects, wherein the cleaning liquid is discharged from the opening hole and the distal end pipe portion by air pressure as an operation during the cleaning of the nozzle front end portion. A suction means for sucking into the nozzle is provided.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a spotting nozzle that cleans the tip of the nozzle with at least one of the high-pressure air supply means and the low-pressure air supply means according to any one of the first to fifth aspects. Sometimes used as dry air.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the opening hole that communicates the inside of the nozzle hole from the side at a position spaced a predetermined distance from the tip of the nozzle hole formed at the tip of the spotting nozzle, and the nozzle more than the above position And a high-pressure air supply means for supplying high-pressure air from the nozzle hole portion rearward of the position toward the front-end thin tube portion. When immersed in the holding tank, the transfer target liquid is held in the tip thin tube portion, and droplets are ejected onto the substrate by the high pressure air of the high pressure air supply means and transferred. As a result, the spotting nozzle of the present invention is capable of freely selecting different liquids and enabling spotless picoliter order spots without contact.
[0015]
FIG. 1 is an explanatory view showing the configuration of a spotting nozzle according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the spotting nozzle (10) according to the present invention is located laterally at a position separated by a predetermined distance L from the tip of a nozzle hole (12) consisting of a narrow tube having a diameter d that passes through the substantial center of the spotting nozzle. An open hole (13) communicating with the nozzle hole, and a tip thin tube section (11) that forms a nozzle hole portion closer to the nozzle hole tip side than this position.
[0016]
That is, in consideration of the amount of spot required from the nozzle tip, the tip capillary (11) (liquid holding area) that secures the diameter d and length L is opened to the outside from the side at that position. An open hole (13) is provided. The arrangement of the open holes (13) can be arbitrarily selected in consideration of cleaning and the like. For example, one open hole may be provided on the side, and a plurality of open holes may be provided, for example, radially.
[0017]
Injecting the retentate retained in the tip capillary as droplets is performed by high pressure air supply means for supplying high pressure air from the rear nozzle hole toward the tip capillary. For example, as shown in FIG. A, a high pressure air supply means (18a) comprising an air generation means (14a) and a high pressure air adjustment means (16a) that hardly reduces the high pressure of the air generated by the air generation means (14a). ) To supply high-pressure air from the rear of the nozzle hole (12) in the direction of the tip thin tube portion. By supplying air having a pressure higher than that passing through the open hole (13) provided on the side, the retentate can be transferred onto the substrate as droplets in a non-contact state.
[0018]
In the present invention, preferably, the same air generating means (14a) also causes a steady flow of air from the rear nozzle hole (12) portion toward the open hole (13) (and the tip narrow tube portion (11)). ing. That is, when the high pressure air from the air generating means (14a) passes through the low pressure air adjusting means (17a) as the low pressure supply means (19a) comprising the air generating means (14a) and the low pressure air adjusting means (17a). In addition, the low-pressure steady air always flows from the rear nozzle hole (12) portion to the open hole (13). Thereby, when the nozzle tip is immersed in the holding tank, the liquid can be prevented from entering the rear nozzle hole (12).
[0019]
That is, the air generating means (14a) supplies air from the rear of the nozzle hole (12), but in particular, when the spot liquid is filled, the wetting at the rear liquid surface of the tip thin tube section (11), which is the liquid holding area. Alternatively, low-pressure air of a level that prevents the liquid level from rising to the wall surface due to capillarity is constantly supplied by the low-pressure air adjusting means (17a), and the air in the liquid holding area is spotted on the plate. The pressure is supplied by the air generating means (14a), and the high pressure is adjusted by the air adjusting means (17a), so that a spot in the picoliter order can be achieved without contact.
[0020]
The air generating means (14a) for generating high-pressure air toward the tip thin tube portion (11) is air directed from the rear nozzle hole (12) portion toward the open hole (13) (and the tip thin tube portion (11)). However, each of the two air generators (ie, the high pressure air generating means and the low pressure air generating means) generates air of a desired pressure and finely adjusts the air by the air adjusting means. Thus, an air flow rate and an air pressure that match the conditions of the high pressure air and the low pressure steady flow may be supplied.
[0021]
FIG. b is an explanatory view showing the configuration of another air supply means introduced into the spotting nozzle. As shown in the figure, when jetting the retentate retained in the tip capillary section as droplets, high-pressure air generating means (14) is provided to supply high-pressure air from the rear of the nozzle hole (12) toward the tip capillary section. ) And high-pressure air adjustment means (16), and the retentate is supplied by supplying high-pressure air that passes through the open hole (13) provided on the side. The droplet can be transferred onto the substrate in a non-contact state.
[0022]
In the present invention, it is preferable to further include a low-pressure air supply means (19) for generating a steady flow of air from the rear nozzle hole (12) portion toward the open hole (13) (and the tip narrow tube section (11)). That is, a low pressure air supply means (19) comprising a low pressure air generation means (15) and a low pressure air adjustment means (17) is provided. Thereby, when the nozzle tip is immersed in the holding tank, the liquid can be prevented from entering the rear nozzle hole (12).
[0023]
In other words, air is supplied from the rear of the nozzle hole (12), but when filling the spot liquid, the liquid surface area on the liquid surface due to wetting or capillary action at the rear liquid surface of the tip capillary (11), which is the liquid holding area, is provided. Low-pressure air that prevents rising is constantly supplied from the low-pressure air supply means (19), and on the plate, the high-pressure air supply means (18) supplies air pressure that allows droplets in the liquid holding area to be spotted. Supplying it enables spotless picoliter order spots.
[0024]
By the way, the amount of liquid to be held is determined by the diameter d and the length L of the tip thin tube portion (11) as the liquid holding area of the tip portion. Assuming that the liquid volume determined by the diameter d and the length L is the rated liquid volume, the flow rate of the steady-state low-pressure air, the pressure waveform of the high-pressure air, etc. are further controlled with respect to the rated liquid volume. Fine adjustment of spotted droplets is possible.
[0025]
For example, when the liquid is held, the pressure of the steady air flow is set to be large by the low-pressure air adjusting means (16), so that the position of the rear liquid surface portion is lowered in the tip direction, so that it is held slightly less than the rated liquid amount. be able to. When spotting, high-pressure air is supplied by the high-pressure air supply means. By adjusting the supply pressure and supply amount with the high-pressure air adjustment means (17), an amount smaller than the rated liquid amount can be spotted. Can do. For example, by spraying high pressure air at high and short impulses (that is, by reducing the supply amount), for example, 1/2, 1/3, 1/4, etc. of the rated liquid amount is spotted. Is possible.
[0026]
In the nozzle of the present invention, since the tip end portion is opened by the open hole (13), the tip thin tube portion holding the transferred liquid can be easily cleaned with running water or ultrasonic waves. More preferably, by further providing a suction means (20) for sucking a small amount of cleaning water into the nozzle hole (12) on the rear side from the open hole at the time of cleaning, by extruding the sucked cleaning water with high-pressure air. Also, there is an advantage that the inside of the distal thin tube portion (11) can be more easily cleaned.
[0027]
In addition, there is an advantage that the cleaned nozzle tip portion can be easily dried by using the supply air of the air supply means as dry air when cleaning the nozzle tip portion.
[0028]
【Example】
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a step of spotting droplets by the nozzle shown in FIG. As shown in step a, low pressure air is supplied into the nozzle (10). As shown in step b, the tip of the nozzle (10) is immersed in a liquid holding tank (21) holding a transfer target liquid (22) in a state where low-pressure air is supplied. At this time, the liquid to be transferred (22) is filled in the tip capillary (11) due to wetting or capillary action, but the nozzle hole (12) behind the open hole (13) for air release is caused by low pressure air. Liquid cannot enter.
[0029]
As shown in step c, when the tip of the nozzle (10) is pulled up from the liquid to be transferred (22), the liquid to be transferred (22) is held in the tip capillary portion (11) by wetting or capillary action. Since the low-pressure air is discharged from the opening hole (13), the transfer target liquid (22) does not escape from the tip thin tube portion (11). In addition, since the air is in a steady flow, a constant liquid amount is always held in the tip thin tube portion (11).
[0030]
As shown in step d, the nozzle (10) is moved to the spot area. High-pressure air is supplied at a predetermined position, and the held liquid to be transferred (22) is dropped onto the substrate (23) directly below.
[0031]
FIG. 3 is an explanatory view showing a cleaning process of the nozzle shown in FIG. As shown in step e, the nozzle tip is immersed in the cleaning liquid (32) in the cleaning tank (31) while supplying low-pressure air. At this time, the cleaning liquid (32) is injected into the tip capillary (11) below the opening hole (13) for air release to be cleaned. The suction means (20) sucks the air pressure in the nozzle hole (12) behind the open hole (13), so that a small amount of washing water can be removed from the nozzle hole (13) behind the open hole (13). It may be sucked into 12) and extruded with high-pressure air in the direction of the tip thin tube. This makes it easier to clean the inside of the distal thin tube section (11).
[0032]
As shown in step f, the nozzle (10) is lifted from the cleaning tank (31), and high pressure air is supplied to dry the inside of the nozzle.
[0033]
As described above, the steady flow of low-pressure air can prevent wetting of the rear liquid surface portion of the tip capillary or the rise of the liquid level due to capillary action, and a constant liquid can be always maintained. As a result, a constant liquid can always be held and spotted on the tip capillary (11). It is also possible to increase the size of the steady flow of the low-pressure air so as to hold a smaller amount of liquid than the rated liquid amount in the tip thin tube portion.
[0034]
Further, since the nozzle tip is open, cleaning and drying can be performed easily. Therefore, a different liquid can be spotted at an arbitrary place every time. Since wasteful liquid is not consumed, less valuable liquid is required and it is economical. For example, although reagents used in DNA and protein tests are expensive, they are economical because they have spots in the order of picoliters.
[0035]
Furthermore, the amount of spot can be controlled by adjusting the pressure waveform of high-pressure air when spotting. That is, by adjusting the pressure of the high-pressure air to a high and short impulse shape so as not to dripping all of the liquid held in the tip thin tube portion, this is adjusted and, for example, 1/2 of the rated liquid amount is adjusted. , 1/3, 1/4, etc. can be spotted.
[0036]
In addition, since the nozzle can be easily washed and dried, different liquids can be spotted quantitatively at any place without contact. As a result, variations in biochip production are increased, enabling rapid and precise inspection. There is no wear or impact because the nozzle and plate do not contact.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has an effect that a different liquid can be freely selected and a spot of picoliter order can be performed without contact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a spotting nozzle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a step of spotting droplets by the nozzle shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory view showing a cleaning process of the nozzle shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
(10)… Spotting nozzle,
(11)… the tip tubule,
(12)… Nozzle hole,
(13)… Open hole,
(14a)… Air generating means
(16a) ... high pressure air adjusting means,
(17a) ... Low pressure air adjusting means,
(18a)… high pressure air supply means,
(19a)… low pressure air supply means,
(14) ... High pressure air generating means
(15) ... Low pressure air generating means,
(16) ... High pressure air adjusting means,
(17) ... Low pressure air adjustment means,
(18) ... High pressure air supply means,
(19) ... Low pressure air supply means,
(20) ... suction means,
(21)… Liquid holding tank,
(22)… Transfer solution,
(23)… Substrate,
(31)… Cleaning tank,
(32)… Cleaning liquid,

Claims (6)

被転写液を液保持槽から受け取って基板上に微量の被転写液の液滴を転写するスポッティングノズルにおいて、
前記スポッティングノズル先端部に形成されたノズル孔の先端から予め定められた距離を隔てた位置で側方からノズル孔内を外部に連通させている開放孔と、
前記位置よりもノズル孔先端側のノズル孔部分を形成する先端細管部と、
前記位置よりも後方のノズル孔部分から前記先端細管部に向かって高圧エアを供給する高圧エア供給手段とを備え、
前記ノズル先端部を保持槽に浸した際に先端細管部内に被転写液を保持させ、前記高圧エア供給手段の高圧エアによって基板上に液滴を噴射して転写することを特徴とするスポッティングノズル。
In a spotting nozzle that receives a transferred liquid from a liquid holding tank and transfers a small amount of transferred liquid droplets onto a substrate,
An open hole communicating the inside of the nozzle hole from the side at a position spaced a predetermined distance from the tip of the nozzle hole formed at the tip of the spotting nozzle, and
A tip thin tube portion that forms a nozzle hole portion closer to the nozzle hole tip than the position;
High-pressure air supply means for supplying high-pressure air from the nozzle hole portion behind the position toward the tip thin tube portion;
A spotting nozzle that retains a liquid to be transferred in a tip thin tube portion when the nozzle tip is immersed in a holding tank, and jets and transfers droplets onto the substrate with high-pressure air from the high-pressure air supply means. .
前記後方のノズル孔部分から開放孔へ向かうエアの定常流れを生じさせる低圧エア供給手段を更に備え、
前記ノズル先端部を保持槽に浸した際に前記後方のノズル孔部分への液の浸入を防ぐことを特徴とする請求項1に記載のスポッティングノズル。
Low pressure air supply means for generating a steady flow of air from the rear nozzle hole portion toward the opening hole,
The spotting nozzle according to claim 1, wherein when the nozzle tip is immersed in a holding tank, liquid is prevented from entering the rear nozzle hole.
前記高圧エア供給手段と低圧エア供給手段とに共用されるエア発生手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のスポッティングノズル。The spotting nozzle according to claim 1 or 2, further comprising air generating means shared by the high-pressure air supply means and the low-pressure air supply means. 前記高圧エア供給手段と低圧エア供給手段とが、各々圧力調整手段を備えたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のスポッティングノズル。The spotting nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the high-pressure air supply means and the low-pressure air supply means includes a pressure adjusting means. 前記ノズル先端部の洗浄時の一動作として、エアの圧力によって洗浄液を前記開放孔及び先端管部よりノズル内に吸引する吸引手段を備えたことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のスポッティングノズル。5. The apparatus according to claim 1, further comprising suction means for sucking a cleaning liquid into the nozzle from the open hole and the tip tube portion by air pressure as one operation at the time of cleaning the nozzle tip portion. The spotting nozzle described. 前記高圧エア供給手段と低圧エア供給手段との何れか1つ以上の供給エアをノズル先端部の洗浄時に乾燥エアとして用いることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のスポッティングノズル。6. The spotting nozzle according to claim 1, wherein at least one of the high-pressure air supply means and the low-pressure air supply means is used as dry air when cleaning the nozzle tip.
JP2002042422A 2002-02-20 2002-02-20 Spotting nozzle Expired - Fee Related JP3898526B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002042422A JP3898526B2 (en) 2002-02-20 2002-02-20 Spotting nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002042422A JP3898526B2 (en) 2002-02-20 2002-02-20 Spotting nozzle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003236411A JP2003236411A (en) 2003-08-26
JP3898526B2 true JP3898526B2 (en) 2007-03-28

Family

ID=27782510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002042422A Expired - Fee Related JP3898526B2 (en) 2002-02-20 2002-02-20 Spotting nozzle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3898526B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5017610B2 (en) * 2006-03-08 2012-09-05 株式会社ブイ・テクノロジー Liquid material supply device
JP5529003B2 (en) * 2010-12-28 2014-06-25 キヤノンマシナリー株式会社 Liquid supply apparatus and liquid supply method
KR20150090037A (en) 2012-11-27 2015-08-05 젠셀 바이오시스템즈 리미티드 Handling liquid samples
US10384187B2 (en) 2014-02-10 2019-08-20 Gencell Biosystems Ltd Composite liquid cell (CLC) mediated nucleic acid library preparation device, and methods for using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003236411A (en) 2003-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1101616B1 (en) Cleaning printheads
US6511849B1 (en) Microarrays of biological materials
KR20060047990A (en) Preliminary spout apparatus for slit coater
JP2004325117A (en) Liquid dispensing apparatus and method of washing dispensing head
JP2002103636A (en) Method and device for cleaning nozzle of ink jet printer, and printing head and printer having the device incorporated
KR20180098568A (en) Maintenance device of inkjet head and method of maintenance of inkjet head
US8679262B2 (en) Continual flow pin washer
JP3898526B2 (en) Spotting nozzle
GB2316364A (en) An ink jet printer and a cleaning arrangement thereof
JP6041605B2 (en) Inkjet recording apparatus and inkjet head cleaning method
JP2004358667A (en) Ink jet head cleaning equipment and cleaning method
CN111495651B (en) Nozzle deposit removing device and nozzle deposit removing method
Kwon et al. In situ DNA synthesis on glass substrate for microarray fabrication using self-focusing acoustic transducer
WO1998006583A1 (en) Ink jet printer
JP2004108862A (en) Dispensing system
JP4537657B2 (en) Solution coating apparatus and bubble removal method of coating apparatus
JP2009166002A (en) Apparatus and method for applying solution
JP2004314012A (en) Coating applicator
JP2004325164A (en) Apparatus for discharging various liquids, and apparatus and method for manufacturing microarray
JP3858090B2 (en) Multi-solution spotting device
JP2005003433A (en) Nozzle washing device of liquid dispenser and nozzle washing method
JP2007066799A (en) Pattern correcting device
JP2005066377A (en) Liquid-reserving device, liquid-reserving method, and liquid-feeding device
JP2007330923A (en) Solution-feeding device and feeding method
JP2006341228A (en) Coating applicator

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20020220

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20020425

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20020912

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20020912

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20031031

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040129

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040610

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050324

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061221

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100105

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130105

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees