KR101477376B1 - 유체 토출 장치 - Google Patents

유체 토출 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101477376B1
KR101477376B1 KR1020130027148A KR20130027148A KR101477376B1 KR 101477376 B1 KR101477376 B1 KR 101477376B1 KR 1020130027148 A KR1020130027148 A KR 1020130027148A KR 20130027148 A KR20130027148 A KR 20130027148A KR 101477376 B1 KR101477376 B1 KR 101477376B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
unit
solenoid valve
fluid collecting
valve head
Prior art date
Application number
KR1020130027148A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140112724A (ko
Inventor
전상렬
구보성
Original Assignee
삼성전기주식회사
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 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020130027148A priority Critical patent/KR101477376B1/ko
Priority to US13/912,810 priority patent/US20140271406A1/en
Publication of KR20140112724A publication Critical patent/KR20140112724A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101477376B1 publication Critical patent/KR101477376B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N35/1016Control of the volume dispensed or introduced
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5088Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above confining liquids at a location by surface tension, e.g. virtual wells on plates, wires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/0092Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume for metering by volume
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00351Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00378Piezoelectric or ink jet dispensers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00351Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00389Feeding through valves
    • B01J2219/00409Solenoids in combination with valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14Process control and prevention of errors
    • B01L2200/143Quality control, feedback systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14Process control and prevention of errors
    • B01L2200/148Specific details about calibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/16Surface properties and coatings
    • B01L2300/161Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
    • B01L2300/165Specific details about hydrophobic, oleophobic surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/08Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084Passive control of flow resistance
    • B01L2400/086Passive control of flow resistance using baffles or other fixed flow obstructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02Burettes; Pipettes
    • B01L3/0241Drop counters; Drop formers
    • B01L3/0265Drop counters; Drop formers using valves to interrupt or meter fluid flow, e.g. using solenoids or metering valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02Burettes; Pipettes
    • B01L3/0241Drop counters; Drop formers
    • B01L3/0268Drop counters; Drop formers using pulse dispensing or spraying, eg. inkjet type, piezo actuated ejection of droplets from capillaries
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027General features of the devices
    • G01N2035/1034Transferring microquantities of liquid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027General features of the devices
    • G01N2035/1034Transferring microquantities of liquid
    • G01N2035/1041Ink-jet like dispensers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

본 발명의 유체 토출 장치는 액적을 토출하는 솔레노이드 밸브 헤드; 상기 솔레노이드 밸브 헤드로부터 토출되는 액적을 수집하는 유체수집부; 상기 유체수집부에 수집된 액적의 부피를 측정하는 유닛; 상기 유체수집부를 이송시키는 이송유닛; 및 상기 솔레노이드 밸브 헤드가 바이오칩에 액적을 토출할 수 있도록 솔레노이드 밸브 헤드를 유체 수집부 측으로부터 바이오칩 측으로 이동시키는 이송부;를 포함할 수 있다.

Description

유체 토출 장치{Fluid ejection device}
본 발명은 유체 토출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 장치로 다양한 부피의 유체 토출이 가능하도록 하는 유체 토출 장치에 관한 것이다.
바이오칩을 사용하여 연구를 진행함에 있어서, 바이오칩에 배양액 또는 시약과 같은 유체를 정량 공급하는 것이 실험 결과의 정확성을 결정짓는 매우 중요한 요소이다.
유체의 정량 공급 문제는 신약 개발을 위해 독성검사, 항암제 감수성 검사 및 저항성 검사가 필수적으로 요구되는 세포칩에서 더욱 중요하다.
종래에는 바이오칩에 배양액 또는 시약과 같은 유체를 공급함에 있어서, 튜브를 통해 펌프유닛에 연결된 세라믹 노즐을 구비한 유체 토출 장치를 주로 사용하였다.
이러한 유체 토출 장치는 전자제어를 통해 토출량을 조절한다고 하더라도, 세라믹 노즐을 통해 공급되는 최소 액적량이 수십 ㎕이기 때문에 정량공급이 곤란하고, 미세한 양의 공급이 곤란한 점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 전자제어에 따라 수 nℓ 이하의 액적을 공급할 수 있는 토출 장치가 개발되었다.
그러나, nℓ 이하의 액적을 공급할 수 있는 토출 장치도 토출되는 유체의 체적을 조절할 수는 없으며, 토출되는 유체의 양에 따라 토출 장치의 변경해야 하는 번거로움이 있다. 즉, 토출되는 유체의 양에 따라 별개의 유체 토출 장치를 구입하거나 또는 구비해야 하는 단점이 있다.
또한, 유체의 토출 체적에 따라 유체 토출 장치를 번갈아 사용해야하므로, 실험장치를 교체하거나 조작하는데 소요되는 시간이 증가하고 실험자의 집중도 저하로 인하여 실험의 정확도가 떨어지는 문제점이 발생하였다.
또한, 하나의 유체 토출 장치에서 토출되는 유체의 종류가 변경되면 토출 조건을 다시 세팅해야하는 번거로움이 있다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다.
KR 2010-0124764 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유체의 정량 공급의 정확성을 향상시킬 수 있는 유체 토출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치는 액적을 토출하는 솔레노이드 밸브 헤드; 상기 솔레노이드 밸브 헤드로부터 토출되는 액적을 수집하는 유체수집부; 상기 유체수집부에 수집된 액적의 부피를 측정하는 유닛; 상기 유체수집부를 이송시키는 이송유닛; 및 상기 솔레노이드 밸브 헤드가 바이오칩에 액적을 토출할 수 있도록 솔레노이드 밸브 헤드를 유체 수집부 측으로부터 바이오칩 측으로 이동시키는 이송부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치에서 상기 유체수집부는 일 방향을 따라 길게 연장되는 막대 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치에서 상기 유체수집부에는 수집된 액적의 이탈을 방지하는 복수의 돌기가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치에서 상기 돌기는 상기 유체수집부의 길이 방향을 따라 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치에서 상기 유체수집부는 소수성의 발수 코팅면을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치는 상기 유체수집부 주변의 온도 및 습도를 제어하는 환경제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 에에 따른 유체 토출 장치는 액적을 토출하는 솔레노이드 밸브 헤드; 상기 솔레노이드 밸브 헤드로부터 토출되는 액적을 수집하는 유체수집부; 상기 유체수집부에 수집된 액적의 부피를 측정하는 유닛; 및 상기 유닛을 이송시키는 이송유닛; 및 상기 솔레노이드 밸브 헤드가 바이오칩에 액적을 토출할 수 있도록 솔레노이드 밸브 헤드를 유체 수집부 측으로부터 바이오칩 측으로 이동시키는 이송부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 토출 장치에서 상기 유체수집부는 일 방향을 따라 길게 연장되는 막대 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 토출 장치에서 상기 유체수집부에는 수집된 액적의 이탈을 방지하는 복수의 돌기가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 토출 장치에서 상기 돌기는 상기 유체수집부의 길이 방향을 따라 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 토출 장치에서 상기 유체수집부는 소수성의 발수 코팅면을 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 토출 장치는 상기 유체수집부 주변의 온도 및 습도를 제어하는 환경제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유체 토출 장치에 의하면, 하나의 장치에서 다양한 부피의 유체 토출이 가능할 수 있다.
또한, 실질적으로 바이오칩 등에 유체를 토출하기 이전에 토출되는 유체의 부피를 정확히 측정하는 동시에 기설정된 부피와 상이한 경우 보정할 수 있다.
또한, 토출되는 유체의 종류가 달라지더라도 셋업을 다시 설정할 필요가 없으므로, 실험을 위한 작업 준비시간을 단축시킬 수 있다.
나아가, 실험자의 셋업 오류를 실험을 진행하기 이전에 미리 파악하여 정확한 실험 결과를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치의 정면도이고,
도 3은 솔레노이드 밸브 헤드가 유체 수집부와 대응되는 위치로 이동된 이후를 나타낸 도 2의 A 부분 확대도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치를 설명하기 위한 개념도이고,
도 5는 도 1의 유닛을 통해 촬영되는 제1 유체의 형상을 나타낸 도면이고,
도 6a는 도 1의 유닛을 통해 촬영되는 제2 유체의 형상을 나타낸 도면이고,
도 6b는 도 1의 유닛을 통해 촬영되는 유체수집부의 제2 유체의 형상을 나타낸 도면이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치에 구비되는 유체수집부를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치의 정면도이고, 도 3은 솔레노이드 밸브 헤드가 유체 수집부와 대응되는 위치로 이동된 이후를 나타낸 도 2의 A 부분 확대도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치에 구비되는 유체수집부를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 토출 장치(10)는 피에조 피펫 헤드(100), 솔레노이드 밸브 헤드(200) 및 유체수집부(300)를 포함할 수 있다.
피에조 피펫 헤드(100)는 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 제2 유체(210)보다 상대적으로 작은 부피의 제1 유체(110, 도 4 참조)를 토출하기 위한 구성요소일 수 있다.
즉, 상기 피에조 피펫 헤드(100)는 피에조 피펫을 이용하여 제1 유체(110)를 토출할 수 있으며, 후술할 펌프(400)에 의해 상기 제1 유체(110)를 공급받을 수 있다.
즉, 상기 펌프(400)는 상기 제1 유체(110)를 흡입할 수 있다.
여기서, 상기 피에조 피펫 헤드(100)로부터 토출되는 제1 유체(110)는 유닛(500)에 의해 이미지화함으로써 토출되는 상기 제1 유체(110)의 부피를 정확히 측정할 수 있다.
즉, 상기 피에조 피펫 헤드(100)로부터 토출되는 상기 제1 유체(110)는 부피가 매우 작으므로 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 제2 유체(210)와 달리 토출되는 직후부터 매우 작은 구 형상으로 토출될 수 있다.
따라서, 유닛(500)에 의해 상기 제1 유체(110)를 이미지화하는 경우 구 형상으로 인하여 정확한 부피 측정이 가능할 수 있다. 참고로, 상기 도면부호 500으로 표시되는 유닛은 촬상 기기, 부피 측정 기기와 같이 대상물의 부피를 측정할 수 있는 장치일 수 있다.
여기서, 상기 유닛(500)은 상하로 이동이 가능할 수 있으며, 자동 또는 수동으로 상기 피에조 피펫 헤드(100)로부터 토출되는 상기 제1 유체(110)의 위치에 맞게 위치가 변경될 수 있다.
이때, 상기 유닛(500)은 액적 형태인 상기 제1 유체(110)의 정확한 부피 측정을 위해 상기 제1 유체(110)에 대응되는 이미지 검사 영역(510, 도 5 참조)을 설정할 수 있다. 아울러, 유닛(500)은 이미지 검사 영역(510) 내에 배치되는 제1 유체(110)의 이미지를 통해 제1 유체(110)의 부피를 계산할 수 있다.
한편, 상기 유닛(500)에 의해 측정된 상기 제1 유체(110)의 부피가 기설정된 수치 범위를 벗어나는 경우에는, 상기 피에조 피펫 헤드(100)로 인가되는 전압 또는 전압 인가 시간을 조절하여 상기 피에조 피펫 헤드(100)로부터 토출되는 상기 제1 유체(110)의 양을 조절할 수 있다.
여기서, 상기와 같은 일련의 과정은 설정제어부(미도시)에 의해 제어가 될 수 있다. 참고로, 설정제어부는 유체 토출 장치(10)의 어떠한 장소에든 장착될 수 있다. 예를 들어, 설정제어부는 이송부(700)에 일체로 장착될 수 있다.
상기 피에조 피펫 헤드(100)는 제1 유체(110)를 바이오칩(600)에 토출되도록 하기 위해 이동 가능할 수 있다. 이를 위해 피에조 피펫 헤드(100)는 이송부(700)에 장착될 수 있다. 여기서, 이송부(700)는 레일부(800)에 장착될 수 있으며, 레일부(800)의 길이방향을 따라 이동될 수 있다.
솔레노이드 밸브 헤드(200)는 앞서 언급한 피에조 피펫 헤드(100)로부터 토출되는 제1 유체(110)보다 상대적으로 큰 부피의 제2 유체(210)를 토출하기 위한 구성요소일 수 있다. 여기서, 제2유체(210)는 펌프(400)에 의해 솔레노이드 밸브 헤드(200)에 공급될 수 있다.
상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)는 연결부(150)에 의해 상기 피에조 피펫 헤드(100)와 결합할 수 있다. 따라서, 솔레노이드 밸브 헤드(200)와 상기 피에조 피펫 헤드(100)는 이송부(700)에 의해 동일한 방향으로 함께 이동할 수 있다. 즉, 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)는 상기 피에조 피펫 헤드(100)와 함께 이송부(700)에 체결될 수 있으며, 상기 이송부(700)가 레일부(800)를 따라 이동됨에 따라 일 방향으로 이동할 수 있다.
그러나 필요에 따라 솔레노이드 밸브 헤드(200)가 다른 이송부(도시되지 않음)에 체결될 수 있으며, 이에 따라 피에조 피펫 헤드(100)와 독립적으로 이동할 수도 있다.
상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)는 액적 형태가 아닌 물줄기 형상의 유체를 토출할 수 있다. 즉, 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 제2 유체(210)는 구 형상이 아닌 다른 형상일 수 있다. 때문에, 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 제2 유체(210)의 부피는 유닛(500)을 통해 정확하게 측정하기 어려울 수 있다.
이에 대한 구체적인 설명은 도 4 내지 도 6b를 참조로 후술하기로 하며, 여기서는 상기 제2 유체(210)의 부피 측정 방법에 대해서 우선 설명하기로 한다.
유체수집부(300)는 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출된 제2 유체(210)의 부피를 측정하기 위한 구성요소로, 상기 제2 유체(210)를 일면에 맺히게 할 수 있다.
즉, 상기 유체수집부(300)는 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 제2 유체(210)를 바이오칩(600) 등에 토출시키기 이전에 토출되는 상기 제2 유체(210)의 부피를 측정할 수 있도록 하여 상기 바이오칩(600) 등에 정량 공급의 정확도를 향상시킬 수 있다.
다시 말하면, 유닛(500)에 의해 유체의 부피를 정확히 측정하기 위해서는 측정되는 유체의 형상이 구 형상을 이루어야하나, 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 제2 유체(210)는 구 형상이 아니라 긴 물줄기 형상을 이루게 된다.
따라서, 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 상기 제2 유체(210)가 구 형상을 이루도록 하는 수단이 필요하며, 본 발명에서는 유체수집부(300)에 의해 이를 구현하고 있다.
상기 유체수집부(300)는 상면에 소수성의 발수 코팅면을 구비할 수 있으며, 이로 인해 상기 제2 유체(210)가 상기 유체수집부(300)에 맺히는 경우 상기 제2 유체(210)가 안정적으로 구 형상을 이루도록 할 수 있다.
따라서, 상기 발수 코팅면을 구비하는 상기 유체수집부(300)에 구 형상으로 맺힌 상기 제2 유체(210)를 유닛(500)에 의해 이미지화함으로써 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출된 상기 제2 유체(210)의 부피를 정확히 측정할 수 있다.
유체수집부(300)는 도 7에 도시된 바와 같이 일 방향으로 길게 연장되는 막대 형상일 수 있다. 이러한 형상은 유체수집부(300)에 다수의 액적을 연속적으로 토출하는데 유리할 수 있다. 즉, 막대 형상의 유체수집부(300)는 다수의 액적을 수집할 수 있는 크기를 가지므로, 유체수집부(300)의 표면을 세정하는 공정을 별도로 수행하지 않고도 새로운 액적을 연속적으로 수집할 수 있다.
유체수집부(300)는 몸체(900)에서 일 방향(도 1 기준으로 레일부(800)의 길이방향)으로 이동될 수 있다. 이를 위해 몸체(900)에는 유체수집부(300)를 이송시키기 위한 이송유닛(910)이 장착될 수 있다. 여기서, 이송유닛(910)은 레일과 상기 레일을 따라 이동하는 선형모터를 포함한 형태일 수 있다.
한편, 유체수집부(300)의 표면에는 도 8에 도시된 바와 같이 다수의 돌기(320)가 형성될 수 있다. 다수의 돌기(320)는 유체수집부(300)의 이동과정에서 먼저 수집된 액적이 유체수집부(300)로부터 이탈되거나 또는 다른 부분으로 이동되는 것을 억제시킬 수 있다.
상기 유닛(500)은 상기 제2 유체(210)의 정확한 부피 측정을 할 수 있도록 상기 제2 유체(210)에 대응되는 이미지 검사 영역(520, 도 6b 참조)을 설정할 수 있다. 아울러, 유닛(500)은 이미지 검사 영역(520) 내에 배치되는 제2 유체(210)의 이미지를 통해 제2 유체(210)의 부피를 계산할 수 있다.
만약, 상기 유닛(500)에 의해 측정된 상기 제2 유체(210)의 부피의 수치가 기설정된 수치 범위를 벗어나는 경우에는 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)로 인가되는 밸브 개방 시간을 조절하여 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 상기 제2 유체(210)의 양을 조절할 수 있다.
여기서, 상기와 같은 일련의 과정은 앞서 언급한 설정제어부(미도시)에 의해 제어가 될 수 있으며, 상기 설정제어부(미도시)는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 토출 장치(10)의 어느 위치에 배치되어도 무방하다.
한편, 도 1에 도시되어 있지 않으나 상기 유체수집부(300)와 이웃하여 에어블로우어가 배치될 수 있다. 여기서, 에어블로우어는 상기 유체수집부(300)에 고속의 압축 공기를 뿜어내어 상기 유체수집부(300)의 표면을 신속하게 세정 및 건조시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 토출 장치(10)는 외관을 구성하는 몸체(900)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 몸체(900)에는 전술한 피에조 피펫 헤드(100), 솔레노이드 밸브 헤드(200), 유체수집부(300) 등의 구성요소들이 장착될 수 있다.
또한, 상기 몸체(900)는 개별적으로 높이 조절이 가능한 복수의 다리(미도시)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 상기 몸체(900)를 수평 상태로 유지시킬 수 있다.
아울러, 상기 몸체(900)는 별도의 부가장치들이 설치될 수 있도록 수납공간을 구비할 수 있으며, 이동이 용이하도록 바퀴를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 토출 장치(10)는 환경제어부(940) 및 덮개(920)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 몸체(900)에 구비되는 바이오칩(600)은 생체조직을 포함할 수 있으며, 상기 바이오칩(600)은 주변환경(특히, 온도와 습도)에 대단히 민감하게 반응할 수 있다.
예를 들어, 생체조직을 포함한 바이오칩(600)은 건조된 환경에서 쉽게 말라버리거나 변형될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 토출 장치(10)는 상기와 같은 점을 감안하여, 환경제어부(940)를 구비할 수 있으며 외부 환경으로부터 상기 바이오칩(600) 등을 보호하기 위한 덮개(920)를 더 포함할 수 있다.
환경제어부(940)는 상기 몸체(900)의 내부공간, 즉, 피에조 피펫 헤드(100) 및 솔레노이드 밸브 헤드(200)의 주변 환경의 온도 또는 습도를 자동 또는 수동으로 제어할 수 있다.
상기 환경제어부(940)는 몸체(900)의 내부공간으로 돌출된 토출구(945)를 구비할 수 있으며, 상기 토출구(945)를 통해 냉기 또는 온기의 공기를 공급할 수 있다. 또한, 상기 환경제어부(940)는 상기 토출구(945)를 통해 일정한 수증기를 공급하여 습도를 조절하여, 바이오칩(600)의 보존에 필요한 환경으로 수시간 동안 유지시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 토출 장치를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 도 1의 유닛을 통해 촬영되는 제1 유체의 형상을 나타낸 도면이고, 도 6a는 도 1의 유닛을 통해 촬영되는 제2 유체의 형상을 나타낸 도면이고, 도 6b는 도 1의 유닛을 통해 촬영되는 유체수집부의 제2 유체의 형상을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 토출 장치(10)는 다양한 부피의 유체를 토출하기 위해 피에조 피펫 헤드(100) 및 솔레노이드 밸브 헤드(200)를 구비할 수 있다.
상기 피에조 피펫 헤드(100)로부터 토출되는 제1 유체(110)는 매우 작은 부피의 유체에 해당되므로, 토출되는 직후의 제1 유체(110)를 유닛(500)에 의해 이미지화함으로써 상기 제1 유체(110)의 부피를 정확히 측정할 수 있다.
즉, 상기 피에조 피펫 헤드(100)로부터 토출되는 상기 제1 유체(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 매우 작은 구 형상을 이루게 되므로, 유닛(500)에 의해 상기 제1 유체(110)를 이미지화하는 경우 구 형상으로 인하여 정확한 부피 측정이 가능할 수 있다.
이때, 상기 제1 유체(110)의 정확한 부피 측정을 위해 상기 유닛(500)은 상기 제1 유체(110)와 대응되는 이미지 검사 영역(510)이 설정될 수 있으며, 상기 이미지 검사 영역(510)내에 배치되는 상기 제1 유체(110)의 이미지를 통해 부피의 계산이 용이할 수 있다.
또한, 설정제어부(미도시)에 의해 상기 유닛(500)에 의해 측정된 상기 제1 유체(110)의 부피의 수치가 기설정된 부피의 수치 범위 이상으로 벗어나는 경우에는 상기 피에조 피펫 헤드(100)로 인가되는 전압 또는 전압 인가 시간을 조절하여 상기 피에조 피펫 헤드(100)로부터 토출되는 상기 제1 유체(110)의 양을 조절할 수 있음은 앞서 설명한 바와 동일하다.
한편, 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 제2 유체(210)는 피에조 피펫 헤드(100)로부터 토출되는 제1 유체(110)에 비해 상대적으로 큰 부피의 유체이므로, 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 상기 제2 유체(210)는 구 형상이 아닌 긴 물줄기 형상을 이루게 된다.
따라서, 상기와 같은 상기 제2 유체(210)의 특성으로 인하여 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출된 직후의 상기 제2 유체(210)는 유닛(500)으로 측정하기 어려운 점이 있다.
즉, 유닛(500)에 이미지화된 유체의 부피를 측정하기 위해서는 상기 유체의 이미지가 구의 형상을 이루어야한다.
그러나, 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출된 직후의 상기 제2 유체(210)는 도 6a에 도시된 바와 같이 구 형상이 아니므로, 상기 제2 유체(210)의 정확한 부피 측정을 위해서는 별도의 측정수단이 요구된다.
따라서, 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출된 상기 제2 유체(210)는 유체수집부(300)의 일면에 맺혀 구 형상을 이루게 되며, 이 상태의 상기 제2 유체(210)를 유닛(500)에 의해 이미지화함으로써 상기 제2 유체(210)의 부피를 측정할 수 있다.
여기서, 도 6b에 도시된 바와 같이 발수 코팅면을 구비하는 유체수집부(300)의 일면에 상기 제2 유체(210)가 맺히게 되면, 유닛(500)은 상기 제2 유체(210)에 대응되는 이미지 검사 영역(520)을 설정하여 상기 제2 유체(210)의 이미지를 통해 정확한 부피를 측정할 수 있다.
한편, 설정제어부(미도시)에 의해 상기 유닛(500)에 의해 측정된 상기 제2 유체(210)의 부피의 수치가 기설정된 부피의 수치 범위 이상으로 벗어나는 경우에는 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)로 인가되는 밸브 개방 시간을 조절하여 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 토출되는 상기 제2 유체(210)의 양을 조절할 수 있음은 앞서 설명한 바와 동일하다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 토출 장치(10)는 피에조 피펫 헤드(100) 및 솔레노이드 밸브 헤드(200)를 구비하므로, 하나의 장치에서 다양한 부피의 유체 토출이 가능할 수 있다.
또한, 상기 피에조 피펫 헤드(100) 또는 상기 솔레노이드 밸브 헤드(200)로부터 각각 토출되는 제1 유체(110) 또는 제2 유체(210)를 생체조직을 포함한 바이오칩(600)에 실질적으로 토출하기 이전에 유닛(500) 및 유체수집부(300)를 이용하여 미리 토출되는 유체의 부피를 정확히 측정할 수 있다.
따라서, 토출되는 유체의 부피를 정확히 측정하여 바이오칩(600)에 토출되는 유체의 정량 공급의 정확성을 향상시켜 실험의 정확도를 극대화할 수 있다.
또한, 토출되는 유체가 달라지더라도 바이오칩(600)에 토출되기 이전에 유체의 부피 측정이 간단하므로, 셋업을 다시 설정할 필요가 없어 실험을 위한 작업 준비시간을 단축시킬 수 있다.
나아가, 실험자의 셋업 오류를 실험을 진행하기 이전에 미리 파악하여 정확한 실험 결과를 구현할 수 있다.
한편, 전술된 실시 예에 대한 설명 및 첨부된 도면에서는 유체 토출 장치(10)가 피에조 피펫 헤드(100)와 솔레노이드 밸브 헤드(200)를 모두 구비하고 있으나, 피에조 피펫 헤드(100)는 필요에 따라 생략될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 토출 장치(10)는 솔레노이드 밸브 헤드(200), 유체 수집부(300), 유닛(500)으로 구성될 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
10: 유체 토출 장치
100: 피에조 피펫 헤드 200: 솔레노이드 밸브 헤드
300: 유체수집부 400: 펌프
500: (촬상) 유닛 600: 바이오칩
700: 이송부 800: 레일부
900: 몸체 940: 환경제어부

Claims (12)

  1. 액적을 토출하는 솔레노이드 밸브 헤드;
    상기 솔레노이드 밸브 헤드로부터 토출되는 액적을 수집하는 유체수집부;
    상기 유체수집부에 수집된 액적의 부피를 측정하는 유닛;
    상기 유체수집부를 이송시키는 이송유닛; 및
    상기 솔레노이드 밸브 헤드가 바이오칩에 액적을 토출할 수 있도록 솔레노이드 밸브 헤드를 유체 수집부 측으로부터 바이오칩 측으로 이동시키는 이송부;
    를 포함하는 유체 토출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체수집부는 일 방향을 따라 길게 연장되는 막대 형상인 유체 토출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유체수집부에는 수집된 액적의 이탈을 방지하는 복수의 돌기가 형성되는 유체 토출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌기는 상기 유체수집부의 길이 방향을 따라 지그재그 형태로 배치되는 유체 토출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유체수집부는 소수성의 발수 코팅면을 구비하는 유체 토출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유체수집부 주변의 온도 및 습도를 제어하는 환경제어부;를 더 포함하는 유체 토출 장치.
  7. 액적을 토출하는 솔레노이드 밸브 헤드;
    상기 솔레노이드 밸브 헤드로부터 토출되는 액적을 수집하는 유체수집부;
    상기 유체수집부에 수집된 액적의 부피를 측정하는 유닛;
    상기 유닛을 이송시키는 이송유닛; 및
    상기 솔레노이드 밸브 헤드가 바이오칩에 액적을 토출할 수 있도록 솔레노이드 밸브 헤드를 유체 수집부 측으로부터 바이오칩 측으로 이동시키는 이송부;
    를 포함하는 유체 토출 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유체수집부는 일 방향을 따라 길게 연장되는 막대 형상인 유체 토출 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 유체수집부에는 수집된 액적의 이탈을 방지하는 복수의 돌기가 형성되는 유체 토출 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 돌기는 상기 유체수집부의 길이 방향을 따라 지그재그 형태로 배치되는 유체 토출 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 유체수집부는 소수성의 발수 코팅면을 구비하는 유체 토출 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 유체수집부 주변의 온도 및 습도를 제어하는 환경제어부;를 더 포함하는 유체 토출 장치.
KR1020130027148A 2013-03-14 2013-03-14 유체 토출 장치 KR101477376B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130027148A KR101477376B1 (ko) 2013-03-14 2013-03-14 유체 토출 장치
US13/912,810 US20140271406A1 (en) 2013-03-14 2013-06-07 Fluid ejection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130027148A KR101477376B1 (ko) 2013-03-14 2013-03-14 유체 토출 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140112724A KR20140112724A (ko) 2014-09-24
KR101477376B1 true KR101477376B1 (ko) 2014-12-29

Family

ID=51527835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130027148A KR101477376B1 (ko) 2013-03-14 2013-03-14 유체 토출 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20140271406A1 (ko)
KR (1) KR101477376B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007175962A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Fujifilm Corp 撥液性構造体およびその製造方法、液体吐出ヘッドならびに保護フィルム
KR20110046935A (ko) * 2009-10-29 2011-05-06 포항공과대학교 산학협력단 액적 토출 장치
JP4689159B2 (ja) * 2003-10-28 2011-05-25 株式会社半導体エネルギー研究所 液滴吐出システム
KR20110069864A (ko) * 2008-10-15 2011-06-23 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤 액적 도포 방법 및 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650323A (en) * 1991-06-26 1997-07-22 Costar Corporation System for growing and manipulating tissue cultures using 96-well format equipment
US6943034B1 (en) * 1991-11-22 2005-09-13 Affymetrix, Inc. Combinatorial strategies for polymer synthesis
US20060211132A1 (en) * 1998-01-09 2006-09-21 Rico Miledi Method for high throughput drop dispensing of specific patterns
US20030080143A1 (en) * 2001-04-04 2003-05-01 Arradial, Inc. System and method for dispensing liquids
US7439072B2 (en) * 2004-02-27 2008-10-21 Allegro Technologies Limited Apparatus and method for droplet measurements
EP1946843A1 (en) * 2006-12-21 2008-07-23 Allegro Research Limited Apparatus and method for monitoring and measurement of droplets

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4689159B2 (ja) * 2003-10-28 2011-05-25 株式会社半導体エネルギー研究所 液滴吐出システム
JP2007175962A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Fujifilm Corp 撥液性構造体およびその製造方法、液体吐出ヘッドならびに保護フィルム
KR20110069864A (ko) * 2008-10-15 2011-06-23 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤 액적 도포 방법 및 장치
KR20110046935A (ko) * 2009-10-29 2011-05-06 포항공과대학교 산학협력단 액적 토출 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140112724A (ko) 2014-09-24
US20140271406A1 (en) 2014-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5646196B2 (ja) 吐出装置および液体分注装置並びに液体分注方法
US7027887B2 (en) Apparatus, systems and methods for use in three-dimensional printing
EP2899528B1 (en) Contact angle measurement apparatus
JP6830406B2 (ja) 分注装置
JP4719692B2 (ja) ピペット検査装置及びそれを取り付けたピペット
US20080047368A1 (en) Reagent Delivery Apparatus And Methods
KR101288200B1 (ko) 유체 토출 장치
US7303728B2 (en) Fluid dispensing device
JP6316670B2 (ja) 臨床検査装置
NL2012023C2 (en) Device and method for measuring a volume of a liquid and method and device for calibrating a liquid dispensing system.
KR101477376B1 (ko) 유체 토출 장치
US20050035146A1 (en) Apparatus for dispensing liquids
JP2021526203A (ja) 集積化ピペット装置
KR101328214B1 (ko) 유체 토출 장치
US10486152B2 (en) Non-contact micro droplet dispenser and method
KR20180038743A (ko) 바이오 칩 어레이어
WO2018110052A1 (ja) 分注装置、分注方法
JP5050859B2 (ja) 分注方法および分注装置
CN110505920B (zh) 用于接触计量液体的方法和计量装置
JP2008304287A (ja) 液体吐出装置
JP6858099B2 (ja) 分注システムおよびこれを備えた自動分析装置
JP2007198752A (ja) 分注装置、分析装置および分注方法
JP7375510B2 (ja) 液吐出装置
JP6768319B2 (ja) 細胞立体物形成装置
CN115605341A (zh) 生物打印机和用于校准生物打印机的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee