CN101466464A - 通过将多种物质释放到基质上而生成生物测定基质的喷墨设备以及用于监测所述喷墨设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通过将多种物质释放到基质上而生成生物测定基质的喷墨设备，所述设备包括至少一个含喷嘴的点样头，所述设备包括至少一个设置成从喷嘴喷出微滴的换能器，其中，为所述喷墨设备分配检测装置，使得可以借助于检测换能器的行为来监测所述点样头的状态。

Description

通过将多种物质释放到基质上而生成生物测定基质的喷墨设备以及用于监测所述喷墨设备的方法
本发明涉及一种通过将多种物质沉积到基质上而生成生物测定基质的喷墨设备。本发明还涉及一种用于监测所述喷墨设备的点样头的状态的方法。本发明还涉及喷墨设备的用途。
本发明公开了一种通过将多种物质沉积到基质上而生成生物测定基质的喷墨设备、一种方法以及喷墨设备的用途。尤其对于诊断而言，需要在其上以非常精确和准确的方式定位多种优选的不同物质的基质。通常将这一多种物质定位于基质上，以便在该基质上执行大量的生化试验或反应。将根据本发明的喷墨设备、用于控制物质微滴位置的方法以及喷墨设备的用途优选地应用于基质上物质的点样操作，在点样操作中如果错误地将某一种物质施加到基质的某一区域上，例如是在诊断情况中，则这是极其危险的。
传染性疾病的诊断对捕获探针的点样操作的可靠性要求很高。例如，测定基质的读出使疾病与特异性捕获探针的位置直接相关。因此，能够可靠并正确地将捕获探针定位在膜上是重要的。虽然喷墨点样被认为是一种精确用量的技术，但是它通常并不包括关于微滴在基质上的实际存在和放置的任何反馈。通常无法获得有关所述操作过程的信息。在欧洲专利申请EP 1378359 A1、EP 1378360 A1、EP 1378361 A1中描述了控制喷墨点样机操作的已知方法。这些文献公开了控制含墨水的喷墨点样头的方法，其中通过机电换能器施加致动脉冲以便从管路中喷出墨滴或微滴，其中，使用电子电路测量机电换能器的阻抗，并根据这一测量值调节致动脉冲或后继的致动脉冲。如果点样头失效，则根本不能产生微滴，或者微滴可以根据其不同于预定飞行路径的飞行路径离开点样头。这只能在基质成生后，并且此外只能通过至少部分破坏已生成基质的功能性的方法才能注意到。这强烈地限制了点样或喷墨设备的可靠性，尤其对于必需使用多种不同物质进行可靠的点样操作的应用而言。
因此，本发明的目的为提供一种通过将多种物质沉积到基质上而生成生物测定基质的喷墨设备和方法，所述设备和方法能够连续监测点样操作的状态。
通过一种将多种物质沉积到基质上而生成生物测定基质的喷墨设备、通过一种根据本发明的监测点样头的状态的方法以及通过根据本发明的喷墨设备的用途可实现上述目的。所述喷墨设备还包括至少一个含喷嘴的点样头，以及至少一个设置成从喷嘴喷出微滴的换能器，由此为喷墨设备分配检测装置，使得借助于检测换能器的行为而监测点样头的状态。
根据本发明的喷墨设备的优势在于其能够监测点样操作的状态，并且更具体而言，借助于测量换能器和/或包含物质的换能器的行为而监测点样头的状态。所述换能器为将机械波和水声(hydro acoustical)波施加到点样头中的(优选地为机电)换能器。点样头优选地为至少部分填充有待点样液体(即，待点样物质)的几乎闭合的容积。点样头包括至少一个开口或管路，其中在有致动脉冲时，排出或喷出至少一部分包含于点样头中的液体，以在点样头外形成液体微滴。由于点样头中所包含的液体量可以很少，因此通常将点样头直接或经小通道连接到储备腔，以避免与邻近喷嘴发生串扰，并使点样头对来自环境的振动或载台的移动不敏感。在下文中，开口或管路在本发明的上下文中也被称为喷嘴。储备腔的开口被称为节流阀。借助于将机械和水声波施加到填充有待点样液体的点样头中，如果点样头的状态已经改变和/或正在随时间改变，则包括点样头和液体的系统正在以不同的方式起反应。一些变化可以随时间逐渐发生。根据本发明的设备具有附加的优势在于：根据所检测到的换能器行为的变化可以预测点样操作中发生的故障，特别是点样头的故障。在这一应用的背景下，术语“点样头的状态”应当被解释成包括多种性质，例如点样头和/或液体储备腔的填充程度、可点样液体中存在气泡、以及用于维持喷嘴中弯月面的正确位置和避免喷嘴溢流的所加压力值。虽然可以测量很多性质，但是，根据本发明优选地监测喷墨设备点样头的储备腔的填充度和/或测量用于控制喷嘴中弯月面位置的所加压力。根据本发明，通过适当的一个或多个参数来测量换能器的行为，所述行为指示点样头的行为和/或包括点样头和该点样头内物质的系统的行为。如果通常在点样头的状态或点样操作中发生变化，则所测量的(一个或多个)参数也会发生变化。在为测得的参数分配极限值后，现在使得能够判别喷墨设备的正确与不正确功能，进而判别点样操作的正确与不正确功能。所述极限值将正确操作与不正确操作区分开来。
根据有关根据本发明的喷墨设备的优选实施例，借助于测量换能器的形变而监测点样头的状态。已经证明点样头的很多性质会影响换能器的形变，因此，测量这一形变能够容易地捕获点样头状态中的变化。
在特别优选的喷墨设备中，借助于在将微滴喷出喷嘴之后，优选地在时域和频域内测量换能器的形变可以监测点样头的状态。当接收触发脉冲时，喷墨点样机的压电致动器作用于点样头内的液体，从而喷出微滴。除了喷出微滴，所述触发脉冲开始启动点样头内的液体和周围的结构。
在本发明的优选实施例中，所述换能器为压电换能器。因此，尤其能够使用同一换能器来喷出微滴并测量点样头内液体的行为。
本发明的另一实施例的特征在于所述检测装置为分配给喷墨设备的电子检测电路，或者，所述检测装置为分配给喷墨设备的检测软件。因此，有可能通过提供检测电路和/或通过提供检测点样头的行为的软件模块而实现测量换能器的行为和/或点样头内部液体的行为。
根据本发明，进一步优选的为：为了从喷嘴喷出微滴，由换能器施加致动脉冲，并且其中，所述检测装置检测施加致动脉冲期间和/或之后的换能器的行为。非常优选地，这可以通过对致动脉冲期间或之后的换能器信号施加傅立叶变换并通过在频域内分析换能器信号来实现。更具体地，一旦喷出微滴，由换能器捕获随后的压力和形变波，并优选地记录压力时间轨迹。通过将时域中的这种轨迹傅里叶变换成频域中的谱，可以推导出特征频率。根据本发明，频谱中的变化可归因于点样头状态的变化。这些变化中的一些随时间逐渐发生，这给予根据本发明的喷墨设备和方法进行预测的能力。
非常优选地，所述喷墨设备包括多喷嘴的点样头。因此，可以从一个单点样头中喷出多个微滴。这加速了点样操作。
根据本发明非常优选地使用喷墨设备，其中，所述喷墨设备还包括点样台(print table)和点样桥(printing bridge)，可以沿着第一方向相对于点样桥移动地安置所述点样台，并且点样头安置到点样桥上，使得点样头可沿着第二方向相对于点样桥移动。由于大量基质或个别基质可以作为一批次进行点样，因此可以将物质的微滴点样或沉积到较大施加区域上，使得能够十分经济有效地进行点样产物的生产。
根据本发明，优选的是，所述基质为平坦的基质、有结构的基质或多孔基质。更优选地，所述基质为尼龙膜、硝化纤维或PVDF基质，或者涂层多孔基质。由于所述基质优选地为多孔的，因此样点或微滴不仅可以位于表面上，而且还可渗透进入膜中。
在本发明的又一实施例中，所述基质包括多个基质区域，每个基质区域优选地为由膜支架支撑的分离膜。因此，通过使用本发明的喷墨设备可以产生多个分离膜。
进一步优选地，基质包括多个基质位置，所述基质位置至少按照位于基质位置中的一个处的微滴的平均直径大小彼此相分离。因此，有可能精确并独立地将物质的不同微滴定位在所述基质的精确位置上。同样有可能并有利地将多个微滴放置在一个和相同的基质位置上。
非常优选地，所述物质为像水、酒精或甘油等的液体中的挥发性溶液，其中存在不同的分子或不同的化合物，尤其是生物分子。
本发明还包括一种用于监测喷墨设备的至少一个点样头的状态的方法，该喷墨设备用于通过将多种物质释放到基质上而生成生物测定基质，并且该喷墨设备包括至少一个具有喷嘴的点样头、至少一个设置成从喷嘴喷出微滴的换能器、以及用于监测点样头状态的检测装置，该方法至少包括测量换能器的行为。因此，可以检测点样操作的任何相关性质，特别是点样头和/或液体储备腔的填充度是否出界、欠缺、改变到不希望的程度等，并确定是否需要采取诸如重新填充或置换储备腔的行动。这样，本发明可以提供点样操作的更高程度的准确性并可以预测喷墨点样机的任何将来的故障。
根据本发明，优选地通过测量至少换能器的形变而监测点样头的状态。换能器形变的特征在于能够以可靠且可重复的方式检测点样头状态很多改变。
根据本发明的另一优选实施例，所述方法的特征在于，通过测量与点样头的储备腔的填充度有关的至少一个参数而监测点样头的状态。更为优选的是，所述至少一个参数为换能器的阻抗和/或换能器的增益和/或换能器的关键音频。借助于为检测装置分配点样头而易于获得这些参数。
根据本发明进一步优选的是，通过由换能器施加的致动脉冲而将微滴从喷嘴中喷出，并且其中，所述检测装置检测施加致动脉冲期间和/或之后的换能器的行为，和/或对施加致动脉冲期间和/或之后换能器的行为执行傅立叶变换并对其进行分析。特别优选地为一种方法，其中，至少一个参数为换能器的增益和/或换能器的赫尔姆霍茨(Helmholtz)频率。已经证实，换能器的赫尔姆霍茨频率对液体储备腔的填充度的变化，特别对液体储备腔的压力的变化非常敏感。
根据本发明优选的是，如果对施加致动脉冲期间和/或之后的换能器行为的傅立叶变换的分析不能与预定的参考信号相关联和/或与预定参考信号偏离预定量，则反馈循环停止点样操作。这样的优点在于，当在点样期间发生错误时停止点样操作(反馈循环立即干预点样操作)，并将所点样的基质标记(特别是由软件)为“不正确”，并且不看作好的产物。操作者可维护点样头，使得其根据规定进行操作，并可以随后重新开始点样操作。在软件中，标记没有正确点样的基质，并将其从点样膜的批次中去除。或者，可以根本不中断点样操作，而是由操作者代替执行移除与参考信号或谱不相符的状况所必要的校正行为。
本发明还包括根据本发明的喷墨设备的用途，其中，所述物质包括生化反应物和/或核酸和/或多肽和/或蛋白质。通过使用用于这种目的的本发明的喷墨设备，可以非常精确地在要将物质点样到其上的基质上点样一定数量的物质，而没有误差。
本发明还涉及一种测定基质，其包括多种用于生物分析的物质，所述基质可通过本发明的喷墨设备和方法获得。
本发明的这些及其他特征、特性和优势将从下面参照附图的说明书中变得明显，所述附图作为示例示出了本发明的原理。说明书仅为示例给出，而非对本发明的范围进行限制。下面所引用的附图标记指的是附图。
在各附图中：
图1示意性示出了本发明的喷墨设备的实施例的俯视图；
图2示意性示出了贯穿基质区域和膜支架的截面图；
图3示意性示出了具有喷嘴和检测装置的点样头；
图4示意性示出了基质区域的一部分和膜支架；
图5示意性示出了具有膜支架的完整膜；
图6示意性示出了测量换能器形变的优选设置；
图7示意性示出了液体储备腔和点样头的组件；
图8最后示意性示出了与液体储备腔的填充度和/或控制喷嘴内弯月面位置的所加压力值有关的测量参数。
本发明将参考各具体实施例并参照某些附图进行描述，但是本发明并不局限于此，而是仅由权利要求书进行限定。所描述的附图仅为示意性的，而非限制性的。在附图中，为图示目的，可能放大一些元件的尺寸，且未按比例绘制。
当涉及单个名词时，使用例如“一”、“一个”、“该”的不定冠词或定冠词，除非特别声明的一些情况，这包括该名词的复数形式。
此外，说明书及权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，而非一定描述顺序或次序。可以理解的是，所用术语在适当的情况下可互换，并且，本文所描述的本发明的实施例能够以不同于本文所描述的其他顺序进行操作。
并且，说明书和权利要求书中的术语顶部、底部、之上、之下等用于描述目的，而非一定用于描述相对位置。可以理解的是，所使用的术语在适当的情况下可以互换，并且，本文所描述的本发明的实施例能够以不同于本文所描述或所示出的其他方位上进行操作。
值得一提的是：本说明书和权利要求书中所使用的术语“包括”不应解释成限制到其后所列出的装置；其不排除其他元件或步骤。这样，不应该将“一种设备包括装置A和B”所表述的范围限制为设备仅由部件A和B构成。其意味着相对于本发明，所述设备的相关部件仅为A和B。
图1中，示出了根据本发明的喷墨设备10的示意性俯视图。在点样台50上，固定板55安置在线性载台上，从而允许固定板55在X方向上运动。在该固定板55中，定位若干具有膜41的膜支架44。膜41的整体称为基质40。膜支架44可具有任意形状，但基本上仅为环44。圆形膜41熔接在该环上。这样，在点样之后，环44和点样膜41一同组成最终产物。相对于点样台50刚性地安置点样桥51。点样桥51携载可移动的点样头支架51′。具有固定板55的载台可沿第一方向(X方向)移动。点样头20安置到可移动的点样头支架51′，使得其可以相对于点样桥51沿第二方向(Y方向)移动。根据本发明，优选地，第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)垂直。因此，可以将点样头20定位于点样台50的某一区域的上方，并可以释放物质的微滴，所述物质的微滴保存在点样头20内或者在靠近点样头20的储备腔内(见图7)。膜41在X方向统一距离并在Y方向统一距离处安置在固定板55(也称为配准板55)中。X方向上的距离可以不同于Y方向上的距离。
基质40可由用于传染病检测的生物活性膜制成。这些疾病的诊断对点样操作的可靠性要求非常高。荧光模式中的读出将疾病直接与特异性捕获探针的位置相关联。因此，绝对必要有一套非常可靠的操作以保障从多种不同的物质中对正确物质进行点样。喷墨点样是一种没有任何关于实际点样物质性质的反馈的精确用量的技术。通过测量点样头20的状态，并优选通过连续测量点样头20的状态，能够控制并检测喷墨设备和/或点样操作的任何(将来的)故障。因此，可以极大地减少点样误差。例如，操作者可以维护点样头20，使得其根据规定进行操作。
优选地以花岗岩台的形式提供点样台50。或者，也可使用另外的非常重的材料。根据本发明，点样台50优选地布置在几乎没有振动干扰的环境中。相对于花岗岩台(点样台50)安置精确线性载台，且安置在所述载台上的固定板55按第一方向(X方向)上的界定移动。将另一精确线性载台安置在桥51上，并按第二方向(Y方向)上的限定引导点样头支架51′。
在图2中，示出了单个基质膜支架44和一部分固定板55的截面图的示意性表示。膜支架44携载一个膜41。所有的膜41共同形成基质40(图2中，使用连谱号(accolade)对此进行指示)。一个膜41也可以称为基质区域41。每个单个的膜支架44定位于牢固安置在线性载台上的固定板55上，从而允许相对于花岗岩台(点样台)50在X方向上线性移动。在基质40上(即在每个膜41上)，提供多个基质位置42，使得单个点(在图2中以附图标记22示意性示出)能够定位成彼此相距一定距离。点可由点样头给予的一个微滴形成，或者由相同物质的多个微滴组合。因此，可以在每个基质位置42上给予或定位不同种类的物质。
在图3中，示意性示出了带有喷嘴21和检测装置25的点样头20。点样头20包括换能器24。换能器24优选地为压电换能器24。通常，能够在点样头20内部提供机械波的机电换能器24可以用作换能器24。可由控制单元(未示出)提供的致动脉冲(未示出)来使换能器24致动。检测单元25或检测装置25能够检测换能器24的行为，所述换能器24的行为反过来受到点样头20的行为和/或点样头20连同点样头20内部的液体或物质23的行为的影响。点样头20具有另外的管路或节流阀28，通过所述管路或节流阀可以提供物质23。
根据本发明，点样头20的内部可以填充多种物质23。例如，这可以借助于另外的管路60(图7中所示)实现，所述管路连接到点样头20的节流阀28。如果需要，可以连接真空泵(未显示)。定位储备腔61，使得(一个或多个)喷嘴21位于储备腔61中液面下方的某一距离处(通常为少许到10cm的液柱)。那样，可以设定恒定且很好控制的所加压力以控制(一个或多个)喷嘴21内的弯月面位置。在另一实施例中，由真空泵(未示出)控制用于控制喷嘴21内的弯月面位置的所加压力。为了点样物质23，由致动脉冲使换能器24致动，使得微滴22从点样头20的喷嘴21中喷出。在致动脉冲期间和/或致动脉冲之后，由检测装置25执行点样头20和/或换能器24的行为的测量。优选地，以电路和/或软件模块的形式提供检测装置25，所述电路和/或软件模块能够提供和/或测量与点样头20内物质23的属性相关的参数。根据本发明，测得的属性优选地为储备腔61的填充度。通过以声学方式检测不同点样头20的不同填充度，即：借助于检测与具有一定填充度的储备腔61连接的点样头20的(声学)行为，可以检查(在点样操作期间的每个时间，尤其直接在点样单个微滴期间和/或之后)是否仍有足够的液体或物质23可用于在正确的样点或基质位置上点样。
在图4中，从顶部示出了膜41或基质区域41的一部分。在基质区域41上限界了多个基质位置42、42a、42b。基质位置42、42a、42b为其中由根据本发明的喷墨设备10定位微滴22的位置。还可以在一个单个基质位置42上放置相同物质的多个微滴。已经由点样头20喷出并降落到基质40上的微滴22将覆盖具有平均直径43的基质位置42、42a、42b周围的某个点区域或样点，所述平均直径43低于基质位置42、42a、42b彼此间的相应距离43′(或间距)。在基质区域41上，例如，可以提供能够点样微滴22的130个样点或基质位置42，每个微滴需要例如大约1nl的体积。例如，样点或微滴22的直径43(例如)为200μm，并且以间距(例如)为400μm的模式放置这些样点或微滴22。当然，只要样点有更小的间距，例如300μm或仅200μm、100μm或50μm，也可以提供更多(高达1000)和更少的样点。例如，用单个点样头20点样130个样点，所述点样头具有不同的物质23。例如，在固定板55上布置140个膜支架44，由喷墨设备20在一批次点样中操作所述膜支架。根据本发明，将微滴样点的间距43′设置在10到500μm的范围内。微滴22的样点直径43为在实际间距43′的大约20％到70％的范围。微滴22的体积必须适合样点的优选尺寸以及所使用的基质40的材料(例如，取决于基质在何处对所施加的物质强或弱吸收)。通常，微滴22的体积大约为0.001nl到10nl。
在图5中，示出了由本发明的喷墨设备和方法获得的基质区域41的俯视图。在所示的实施例中，由小圆环表示多个基质位置42。可以(尽管不必须)在这些不同的基质位置42上定位许多不同的物质，以便出于诊断目的而使用基质区域41的膜。类似地，可以限定若干组42′的基质位置42，以便在一组42′基质位置42以及这些基质位置各自的物质中执行整套测试。通过根据本发明连续监测点样操作，可以准确且可靠地生成基质，从而尽可能地减小甚至避免错误点样的发生。
本发明的本质特征为仅通过将点样头20的换能器24用作压力传感器(借助于检测装置)进行声响应的测量。因此，不必在点样头20中设立额外的装置。在图6中，示出了电子电路的实施例，所述电路可以与本发明的喷墨设备结合使用。点样头20连接到其自己的包括放大器70的驱动系统，所述放大器70具有其自己的电压源74以及串并转换器(未示出)，所述串并转换器用于将来自计算机71的串行信息转换成对若干喷嘴22的并行控制。在图6中仅示出了一个喷嘴，但是应该理解到，通过并行执行测量，所述电子电路也支持多个喷嘴寻址。在电连接到压电致动器24中，安置电阻器72，需要所述压电致动器为泵腔内的液体23加压以喷出微滴22。优选地选择电阻器72，使得来自放大器70的脉冲形状几乎没有变化，并且可以足够精确地记录为压电致动器24充电所必需的电流以及来自压电传感器25的返回信号。如图6中所示，优选在公共侧上测量电阻器信号，因为这样避免可能损害装备的高电压变化的发生。而且，在公共一侧上测量致动器的声学响应能够放大电压扫描，使得能够容易地检测声学信号的所有细节。将所记录的电阻器72上的电压信号发送给示波器或者优选发送给适合于用作数字示波器和频率响应分析仪的个人计算机73。压力(或声学)信号的灵敏度可以在较宽范围间变化，通常约为0，2到1，5Volt/bar的数量级。
在典型方法中，在已经触发脉冲引起微滴喷出之后马上由计算机73测量压电换能器24所记录的信号。然后，将记录的时间轨迹转变为傅立叶谱。然后，选择特定的频率窗对数据进行分析。虽然频率可以包扩超声范围，但是，当所述窗包含最感兴趣的频率以检测与点样头状态变化相关的变化时，大约介于0和200kHz之间分析典型谱。然后，将所述谱与对应于正确工作的点样头的参考谱相比较。当例如由于点样头空、存在气泡或者所加压力控制失效而记录到变化时，立即采取行动以重新填充点样头或者开始任何操作，以使点样头再次处于适当的状态，例如重新填充和清洗、和/或清洁并擦拭喷嘴板。点样头的声学测试开启了提前检测点样头或点样头的喷嘴是否会在不久的将来失效的可能性。换句话说，当已经检测到所记录的压力轨迹或者相应的傅立叶变换中的变化时，本发明能够预测点样头或这种头的喷嘴将发生何种情形。在多种不同物质连续点样在一系列基质上的情形中，所述设备和方法产生关于整个点样操作过程的信息。一旦一个和多个喷嘴对于特定物质开始失效，就可以立即采取行动。可以采取若干可能的行动。例如，可以停止点样操作，并以这样的方式维护所述点样头，使得所有喷嘴再次正确工作。不正确点样的基质可以由软件进行标记，并且在所有不同液体的整个点样操作就绪之后将其从该批次中取出。也可以停止点样操作，并以这样的方式维护点样头，使得所有喷嘴再次正确工作。在这一情形中，系统已经保存了不正确的基质，并重新开始和首次修复错误的点样样点。另一情形为当每种液体由两个点样头点样的时候。这两个点样头一致工作，在待点样的基质上执行相同的动作。在一个点样头的一个喷嘴失效的时候，由另一点样头的对应喷嘴例如通过使其微滴频率加倍取代。另一可能的测量为降低线速度。那样，点样可连续进行，直到该批次就绪。在重新开始下一批次的点样之前，可以维护点样头，使得所有的喷嘴再次正确工作。在所述方法的另一实施例中，保存所有有关点样操作的声学信息。为了之后的可溯性，可以检查所有样点是否正确点样，所述正确点样是指确实给予每个样点所需的液体量。就所考虑的点样设置而言，每种液体有其自身的特征行为，例如，脉冲形状(以伏特为单位的脉冲高度和以微秒为单位的脉冲长度)、微滴频率和弯月面所加压力。根据本发明的声学测试可给出有关结果的信息，例如：
-过高的驱动频率，其可以引起气穴现象；
-过高的弯月面所加压力，其可以妨碍微滴射出后的重新填充；
-过低的弯月面所加压力，其可以引起喷嘴板的溢流；
-过高的粘性，其可以由于流体阻力而妨碍重新填充；
-过低的粘性，其可以引起不良衰减；
根据这一信息，系统可以在这样的意义上自身调节，使得点样操作可以进行其他设置。例如，在气穴现象的情形中，可以使用较低的微滴频率；在不良的重新填充情形中，可以选择弯月面所加压力设置的较低值。当衰减不良时或者粘性过高时，可以选择较低的驱动频率作为补救。
作为示例，图8示出了赫尔姆霍茨频率下增益26关于点样头的静态压力27的关系曲线，以mm的物质测量。所加压力27越大，则赫尔姆霍茨频率越高(请注意，所加压力越大意味着负压越高)。当弯月面所加压力接近零时，喷嘴板溢流。这导致赫尔姆霍茨频率急剧降低。赫尔姆霍茨频率易于从本领域技术人员公知的方法所记录的压力轨迹中进行检测。

Claims (26)

1、一种通过将多种物质(23、23a、23b)释放到基质(40)上而生成生物测定基质(40)的喷墨设备(10)，所述设备(10)包括至少一个含喷嘴(21)的点样头(20)，所述设备(10)包括至少一个设置成从所述喷嘴(21)喷出微滴(22)的换能器(24)，其中，为所述喷墨设备(10)分配检测装置(25)，使得可以借助于检测所述换能器(24)的行为而监测所述点样头(20)的状态。
2、根据权利要求1所述的喷墨设备(10)，其中，所述点样头(20)的状态包括点样头(20)的储备腔的填充度。
3、根据权利要求1或2所述的喷墨设备(10)，其中，借助于测量所述换能器(24)的形变而监测所述点样头(20)的状态。
4、根据权利要求3所述的喷墨设备(10)，其中，借助于在从所述喷嘴(21)喷出所述微滴(22)后测量所述换能器(24)的所述形变而监测所述点样头(20)的状态。
5、根据前述任一项权利要求所述的喷墨设备(10)，其中，所述换能器(24)为压电换能器(24)。
6、根据权利要求1所述的喷墨设备(10)，其中，所述检测装置(25)为分配给所述喷墨设备(10)的电子检测电路，或者其中，所述检测装置为分配给所述喷墨设备(10)的检测软件。
7、根据权利要求1所述的喷墨设备(10)，其中，为了从所述喷嘴(21)喷出微滴(22)，由所述换能器(24)施加致动脉冲，并且其中，所述检测装置(25)在施加所述致动脉冲期间和/或之后检测所述换能器(24)的行为。
8、根据权利要求1所述的喷墨设备，其中，所述喷墨设备(10)包括多喷嘴的点样头(20)。
9、根据权利要求1所述的喷墨设备(10)，其中，所述喷墨设备(10)还包括点样台(50)和点样桥(51)，带固定板(55)的载台可沿着第一方向(X方向)相对于所述点样台(50)移动，而所述点样头(20)被安置在可移动点样头支架上，所述点样头支架被安置在所述点样桥(51)上，使得所述点样头(20)可沿着第二方向(Y方向)相对于所述点样桥(51)移动。
10、根据权利要求11所述的喷墨设备(10)，其中，所述第一方向(X方向)和所述第二方向(Y方向)垂直。
11、根据权利要求1所述的喷墨设备(10)，其中，所述基质(40)为平坦的基质、有结构的基质、涂层基质或多孔膜(41)，优选地为尼龙膜。
12、根据权利要求1所述的喷墨设备(10)，其中，所述基质(40)包括多个基质区域(41)，每个基质区域(41)优选地为由膜支架(44)支撑的分离膜(41)。
13、根据权利要求1所述的喷墨设备(10)，其中，所述基质(40)包括多个基质位置(42、42a、42b)，所述基质位置(42、42a、42b)至少按照位于所述基质位置(42、42a、42b)中的一个处的微滴(22)的平均直径(43)大小彼此相分离。
14、根据权利要求1所述的喷墨设备(10)，其中，在一个基质位置(42、42a、42b)上叠置多个微滴(22)。
15、一种用于监测喷墨设备(10)的至少一个点样头(20)的状态的方法，该喷墨设备(20)用于通过将多种物质(23、23a、23b)释放到基质(40)上而生成生物测定基质(40)，并且该喷墨设备(10)包括至少一个具有喷嘴(21)的点样头(20)、至少一个设置成从所述喷嘴(21)喷出微滴(22)的换能器(24)、以及用于监测所述点样头(20)状态的检测装置(25)，该方法至少包括测量所述换能器(24)的行为。
16、根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法至少包括测量所述换能器(24)的形变。
17、根据权利要求15或16所述的方法，其中，借助于测量与所述点样头(20)的所述储备腔的所述填充度相关的至少一个参数(26、27)而监测所述点样头(20)的状态。
18、根据权利要求15或16所述的方法，其中，借助于测量与控制所述喷嘴(21)中弯月面的所加压力有关的至少一个参数(26、27)而监测所述点样头(20)的状态。
19、根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述至少一个参数(26、27)为所述换能器(24)的阻抗。
20、根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述至少一个参数(26、27)为所述换能器(24)的增益(26)和/或所述换能器(24)的赫尔姆霍茨频率(27)。
21、根据权利要求15所述的方法，其中，通过由所述换能器(24)施加的致动脉冲而使微滴(22)从所述喷嘴(21)中喷出，并且其中，所述检测装置(25)在施加所述致动脉冲期间和/或之后检测所述换能器(24)的行为。
22、根据权利要求21所述的方法，其中，对在施加所述致动脉冲期间和/或之后的所述换能器(24)的所述行为执行傅立叶变换并对其进行分析。
23、根据权利要求22所述的方法，其中，如果对在施加所述致动脉冲期间和/或之后的所述换能器(24)的所述行为的所述傅立叶变换的所述分析与预定参考信号相差预定量，则反馈循环停止所述点样操作。
24、根据权利要求15所述的方法，其中，对所述基质(40)施加多种不同的物质(23)，使得第一物质(23a)定位于第一基质位置(42a)上，而第二物质(23b)定位于第二基质位置(42b)上。
25、根据权利要求1所述的喷墨设备(10)的用途，其中，所述物质(23)包括生化反应物和/或核酸和/或多肽和/或蛋白质。
26、一种包括用于生物分析的多种物质的测定基质，其可通过根据权利要求15-23中任一项所述的方法获得。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090624