KR20210138645A - 표적 분석물을 선택하기 위한 디바이스, 시스템, 및 방법 - Google Patents

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KR20210138645A
KR20210138645A KR1020217032193A KR20217032193A KR20210138645A KR 20210138645 A KR20210138645 A KR 20210138645A KR 1020217032193 A KR1020217032193 A KR 1020217032193A KR 20217032193 A KR20217032193 A KR 20217032193A KR 20210138645 A KR20210138645 A KR 20210138645A
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스티브 콰레
로날드 씨. 서버트
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레어사이트 잉크
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Abstract

본 개시내용은 샘플로부터 표적 재료를 피킹하기 위한 디바이스 및 시스템에 관한 것이다.

Description

표적 분석물을 선택하기 위한 디바이스, 시스템, 및 방법
[0001] 본 출원은 2019년 3월 8일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/815,903호의 이익을 주장한다.
[0002] 본 명세서에서 언급된 모든 공보들 및 특허 적용들은, 개별적인 공보 또는 특허 출원 각각이 구체적으로 그리고 개별적으로 인용에 의해 포함되는 것으로 표시되는 것처럼 이들의 전체가 동일한 정도로 인용에 의해 본원에 포함된다.
[0003] 본 개시내용은 일반적으로, 표적 재료의 미세 조작에 관한 것며, 그러나 보다 구체적으로는, 표적 재료를 피킹하고 그리고 분리하는 것에 관한 것이다.
[0004] 샘플들은 분석을 위해 추출하고 그리고 분리하기에 어려운 관심 재료들을 종종 포함한다. 그 결과, 실무자들, 연구원들 및 현탁액들을 다루는 이들은 샘플로부터 표적 재료들을 보다 효율적이게 그리고 정확하게 분리하고 그리고 추출하는 시스템들 및 방법들을 계속 찾고 있다.
[0005] 제1 양태에서, 피커 헤드가 제공된다. 피커 헤드는 제1 단부를 포함하는 팁; 개구를 포함하는 제2 단부; 및 제1 단부로부터 개구까지 연장되는 보어를 포함한다. 피커 헤드는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하는 피스톤 ─ 제2 단부는 보어 내로 삽입되도록 구성됨 ─ ; 및 보어를 적어도 부분적으로 채우도록 구성되는 밀봉 유체를 포함하며, 밀봉 유체는 보어 내에 있을 때, 밀봉 유체는 팁의 제1 단부에 근접한 제1 측면 및 개구에 근접한 제2 측면을 포함하고, 밀봉 유체는 다음 ─
Figure pct00001
F DSF 는 보어 내에서 밀봉 유체를 변위시키도록 요구되는 힘을 나타내며, 그리고 F DBS 는 밀봉 유체의 제2 측면으로부터 개구의 외부 측면까지 연장되는 보어의 일부분 내에서 유체 또는 재료를 변위시키도록 요구되는 힘을 나타냄 ─ 에 의해 주어진 조건을 만족하도록 선택된다.
일부 실시예들에서, 밀봉 유체를 변위시키기 위한 힘은, (1) 밀봉 유체의 점도 또는 표면 장력 중 적어도 하나; (2) 피스톤의 외벽과 팁의 내벽 사이의 간극 거리; (3) 피스톤의 외벽의 마찰력; (4) 팁의 내벽의 마찰력; 또는 (5) 밀봉 유체의 제1 측면으로부터 팁의 제2 단부까지 연장되는 보어의 일부분의 길이의 중 하나 이상의 함수이다. 밀봉 유체는 액체일 수 있다. 일부 실시예들에서, 밀봉 유체는 대략 0.2mPa-s 내지 80,000mPa-s의 점도를 갖는다. 피커 헤드는 밀봉 유체의 제2 측면과 개구 사이의 보어의 일부분을 적어도 부분적으로 채우는 유압 유체를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 보어의 적어도 하나의 내부 섹션은 유압 유체를 끌어당기는 물질로 코팅된다. 피스톤의 적어도 하나의 섹션은 밀봉 유체를 밀어내기 위한 물질로 코팅될 수 있다. 일부 실시예들에서, 밀봉 유체 및 유압 유체는 상이한 액체들이다. 밀봉 유체 및 유압 유체는 서로 비혼합성일 수 있다. 일부 실시예들에서, 피커 헤드는 대략 0.01㎛ 내지 100㎛의 간격을 가지는, 팁의 내벽과 피스톤의 외벽 사이의 간극을 포함한다. 밀봉 유체는 다음 ─
Figure pct00002
Figure pct00003
는, 피스톤이 제1 상태로부터 제2 상태로 이동될 때 피커 헤드의 미리 결정된 부분 내의 밀봉 유체의 체적에서의 변화를 나타내고;
Figure pct00004
는, 피스톤이 제1 상태로부터 제2 상태로 이동될 때 피커 헤드의 미리 결정된 부분 내의 피스톤의 체적에서의 변화를 나타내고; 그리고
Figure pct00005
는, 피스톤이 제1 상태로부터 제2 상태로 이동될 때 밀봉 유체 또는 피스톤에 의해 점유되지 않는 피커 헤드의 미리 결정된 부분 내에 보어 및 개구의 임의의 부분을 포함하는 보어 세그먼트의 체적에서의 변화를 나타냄 ─ 에 의해 제공되는 조건을 만족시키도록 추가로 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 개구는 제1 직경을 가지며, 피스톤은 제2 직경을 가지며, 그리고 제1 직경에 대한 제2 직경의 비율은 1:1 초과이다. 비율은 1:1 초과이고 그리고 2:1 미만일 수 있다. 비율은 적어도 1.9:1일 수 있다. 비율은 적어도 1.5:1일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 직경은 250㎛이다. 제2 직경은 250㎛ 초과일 수 있다.
[0006] 다른 양태에서, 피커(picker)가 제공된다. 피커는 제1 단부를 포함하는 팁; 개구를 포함하는 제2 단부; 및 제1 단부로부터 개구까지 연장되는 보어를 포함하는 피커 헤드를 포함한다. 피커는 제1 단부 및 상기 제2 단부를 포함하는 피스톤 ─ 상기 제2 단부는 상기 보어 내로 삽입되도록 구성됨 ─ ; 및 보어를 적어도 부분적으로 채우도록 구성되는 밀봉 유체를 포함하며, 밀봉 유체는 보어 내에 있을 때, 밀봉 유체는 팁의 제1 단부에 근접한 제1 측면 및 개구에 근접한 제2 측면을 포함하고, 밀봉 유체는 다음 ─
Figure pct00006
F DSF 는 보어 내에서 밀봉 유체를 변위시키도록 요구되는 힘을 나타내며, 그리고 F DBS 는 밀봉 유체의 제2 측면으로부터 개구의 외부 측면까지 연장되는 보어의 일부분 내에서 유체 또는 재료를 변위시키도록 요구되는 힘을 나타냄 ─ 에 의해 주어진 조건을 만족하도록 선택된다.
[0007] 일부 실시예들에서, 피커는 드라이버; 및 드라이버를 피스톤에 정합시키는 그리퍼를 포함한다. 피커는 드라이버, 그리퍼, 및 피커 헤드를 이미징 또는 검출 디바이스에 연결시키는 장착부를 포함할 수 있다.
[0008] 도 1a는 예시적인 팁을 도시한다.
[0009] 도 1b는 예시적인 팁의 단면을 도시한다.
[0010] 도 2a 내지 도 2f는 예시적인 피커 헤드를 도시한다.
[0011] 도 2g는 예시적인 피커 헤드를 도시한다.
[0012] 도 3a 내지 도 3d는 그리퍼들의 예를 도시한다.
[0013] 도 4a 및 도 4b는 예시적인 그리퍼를 도시한다.
[0014] 도 5는 예시적인 지지부를 도시한다.
[0015] 도 6은 예시적인 피킹 시스템을 도시한다.
[0016] 도 7은 예시적인 피킹 시스템을 도시한다.
[0017] 도 8a 내지 도 8c는 예시적인 피킹 시스템을 도시한다.
[0045] 본 개시내용은 샘플로부터 표적 재료를 피킹하기 위한 디바이스 및 시스템에 관한 것이다. 일 실시예에서, 디바이스 및 시스템은 광유의 밀봉 유체를 포함한다. 특정 실시예들에서, 광유는 대략 0.2 내지 80,000mPa-s 및 대략 0.3 내지 73,000mPa-s의 점도를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 광유의 실시예들은 대략 2500mPa-s 내지 2600mPa-s 및 대략 7600mPa-s 내지 7700 mPa-s의 점도들을 갖는다. 약 2500mPa-s 내지 2600mPa-s 및 약 7600mPa-s 내지 7700mPa-s의 점도들을 가지는 광유는, 피스톤과 팁 사이의 간극 거리가 각각 약 0.0125mm 내지 0.04mm 또는 약 0.0375mm 내지 0.12mm일 때 사용된다. 다른 실시예에서, 밀봉 유체는 실리콘 그리스(silicone grease)이다. 실리콘 그리스는 대략 0.2mPa-s 내지 80,000mPa-s의 점도를 갖는다. 보다 구체적으로, 실리콘 그리스는 약 900mPa-s 내지 1000mPa-s의 점도를 가질 수 있다. 약 900mPa-s 내지 1000mPa-s의 점도를 가지는 실리콘 그리스는 간극 거리가 0.0045mm 내지 0.016mm일 때 사용된다.
[0018] 표적 분석물 검색, 분리 또는 피킹에 대해 적합한 디바이스들, 시스템들 및/또는 방법들은, 다음의 미국 특허들 및 공보된 출원서들 중 하나 이상에 설명된 것들을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다(:9,222,953; 9,440,234; 9,519,002; 9,810,605; 10,088,392; 2017/0276575).
[0019] 다음 설명에서, 용어들 "채운다" 또는 "채워진다”는 용어는 하나의 구성요소 또는 재료가 다른 구성요소 또는 재료의 체적으로 넣어지고 그리고/또는 점유하는 것을 설명하는데 사용된다. 일 양태에서, "채운다" 또는 "채워진다"는 다른 구성요소 또는 재료에 의해 점유되는 하나의 구성요소 또는 재료의 전체 체적을 포함할 수 있다. 다른 양태에서, "채운다" 또는 "채워진다"는 다른 구성요소 또는 재료에 의해 점유되는 하나의 구성요소 또는 재료의 전체 체적 미만을 포함할 수 있다.
팁
[0020] 도 1a는 팁(100)을 도시한다. 도 1b는 선(I-I)을 따라 취한 팁(100)의 단면 및 확대도를 도시한다. 팁(100)은 제1 단부(102) 및 제2 단부(104)를 포함한다. 제2 단부(104)는 제1 내벽(108)에 의해 형성되는 개구(106)를 포함한다. 팁(100)은 제2 내벽(112)에 의해 형성되는 보어(110)를 더 포함하여, 보어(110)가 개구(106)로부터 팁(100)의 제1 단부(102)까지 연장된다.
[0021] 개구(106)는 (원통형, 직사각형, 정육면체 등을 포함하는) 임의의 적절한 형상 및 임의의 적절한 크기(예를 들어, 적어도 1nm, 적어도 10nm, 적어도 100nm, 적어도 1㎛, 적어도 10㎛, 적어도 25㎛, 적어도 50㎛, 적어도 100㎛, 적어도 200㎛, 적어도 250㎛, 적어도 500㎛, 적어도 750㎛, 적어도 1mm, 및 적어도 1cm; 예를 들어, 1nm, 10nm, 100nm, 1㎛, 10㎛, 25㎛, 50㎛, 100㎛, 200㎛, 250㎛, 500㎛, 750㎛, 1mm, 1cm; 예를 들어 1nm 내지 1cm)를 가질 수 있다. 개구(106)에 근접한 팁(100)의 외벽은 날카로워질 수 있으며, 이에 의해 제한 없이 1° 내지 30°, 30° 내지 89°, 1°, 10°, 20°, 30°, 33°, 45°, 60°, 70°, 75°, 80° 또는 89°를 포함하는, 1° 내지 89°의 범위를 가질 수 있는, 수평으로부터의 각도를 갖는다.
[0022] 제1 내벽(108)은 직선형 또는 테이퍼질 수 있다. 일 실시예에서, 제2 내벽(112)은 직선형 또는 테이퍼진 단일 벽이다. 일 실시예에서, 제2 내벽(112)은 그 전체를 따라 가변 경사들, 테이퍼들, 및/또는 곡선들을 갖는다. 적절한 팁은, 이에 의해 그 전체가 인용에 의해 포함되는 U.S. 9,227,188에 설명된 것을 포함할 수 있다.
[0023] 보어(110)가 테이퍼질 때, 슬리브(미도시)는, 팁(100)의 구성요소들 사이에 직선성을 리테이닝하기 위해(예컨대, 일정한 간극 거리를 유지하기 위해 그리고/또는 구성요소들이 동축인 것을 보장하기 위해) 직선형 홀을 제공하도록 제공될 수 있다.
[0024] 팁(100)은 단일 피스이거나 복수의 피스들로 구성될 수 있다.
[0025] 팁(100)은 세라믹; 유리; 금속들; 실리콘; 유기 또는 무기 재료들; 플라스틱 재료들; 폴리머들; 보석들(즉, 루비, 사파이어 또는 다이아몬드); 이의 조합들; 등을 포함하는(하지만, 이에 제한되지 않음) 다양한 상이한 재료들로 구성될 수 있다. 더욱이, 팁(100)은 형광성 재료로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 팁(100)은 내충격성, 경질, 및 치수적으로 안정적이다(즉, 축방향으로 그리고/또는 비틀림적으로 강성적임).
피커 헤드
[0026] 도 2a는 피커 헤드(200)를 도시한다. 도 2b는 선(II-II)을 따라 취해진 피커 헤드(200)의 단면을 도시한다. 도 2c는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 피커 헤드(200)의 확대된 단면(A)을 도시한다. 도 2d는 선(III-III)을 따라 취해진 피커 헤드(200)의 단면을 도시한다.
[0027] 피커 헤드(200)는 피스톤(202), 밀봉 유체(206) 및 팁(100)을 포함한다. 피스톤(202)은 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 주요 본체를 포함한다. 피스톤(202)의 제2 단부는 팁(100)으로 연장된다. 팁(100)은 예를 들어 축(204)을 따라 피스톤(202)의 병진운동을 허용한다. 피스톤(202)은 또한, 그렇게 수행하는 것이 바람직하거나 유리한 경우, 축(204)을 중심으로(즉, 시계 방향 또는 반시계 방향으로) 회전될 수 있다.
[0028] 피스톤(202)의 제2 단부는 예를 들어 원통형, 반구형, 피라미드형, 정육면체, 제2 내벽(112)에 일치하는 형상 등을 포함하는 적절하게 성형될 수 있다. 피스톤(202)의 제2 단부는, (원통형, 직사각형, 정육면체 등을 포함하는) 임의의 적절한 형상 및 임의의 적절한 크기(예를 들어, 적어도 1nm, 적어도 10nm, 적어도 100nm, 적어도 1㎛, 적어도 10㎛, 적어도 25㎛, 적어도 50㎛, 적어도 100㎛, 적어도 200㎛, 적어도 250㎛, 적어도 500㎛, 적어도 750㎛, 적어도 1mm, 및 적어도 1cm; 예를 들어 1nm, 10nm, 100nm, 1㎛, 10㎛, 25㎛, 50㎛, 100㎛, 200㎛, 250㎛, 500㎛, 750㎛, 1mm, 및 1cm; 예를 들어, 1nm 내지 1cm; 예를 들어, 1nm 초과, 10nm 초과, 100nm 초과, 1㎛ 초과, 10㎛ 초과, 25㎛ 초과, 50㎛ 초과, 100㎛ 초과, 200㎛ 초과, 250㎛ 초과, 500㎛ 초과, 750㎛ 초과, 1mm 초과 및 1cm 초과)를 가질 수 있다. 피스톤(202)의 제2 단부는 개구(106)의 크기보다 작거나 같거나 더 클 수 있다.
[0029] 일 실시예에서, 피스톤(202)의 제1 또는 제2 단부들 중 하나는 확장될 수 있으며, 이에 의해 다른 단부 및/또는 주요 본체의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다. 피스톤(202) 크기 대 개구(106) 크기의 비율은 1:1보다 더 크다(예를 들어: 1.01:1, 1.1:1, 1.25:1, 1.5:1, 1.75:1, 1.8:1, 1.9:1, 2: 1, 및 3:1; 예를 들어, 1.01:1, 적어도 1.1:1, 적어도 1.25:1, 적어도 1.5:1, 적어도 1.75:1, 적어도 1.8:1, 적어도 1.9:1, 적어도 2:1, 적어도 3:1; 예를 들어, 1.01:1 내지 1.1:1, 1.01:1 내지 1.25:1, 1.01:1 내지 1.5:1, 1.01:1 내지 1.75:1, 1.01:1 내지 1.8:1, 1.01:1 내지 1.9:1, 1.01:1 내지 2:1 및 1.01:1 내지 3:1; 예를 들어, 1:1 초과 및 2:1 미만 또는 3:1 또는 4:1 또는 5:1 또는 6:1 등). 적어도 1.9:1과 같은 1:1보다 더 큰 비율은, 개구(106)로부터의 보다 일관된 샘플 또는 액적 배출, 및 개구(106)에 근접한 팁(100)의 외부 에지들/표면들을 따라 감소된 샘플 또는 액적 위킹(wicking)을 허용한다.
[0030] 일 실시예에서, 피스톤(202) 및 팁(100)은 서로 동축이며, 이에 의해 적어도 하나의 축(204)을 공유한다.
[0031] 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는, 예를 들어 용액, 현탁액, 오일, 광유, 액체 금속, 완충제, 물, 자성유체, 실리콘, 그리스, 실리콘 그리스, 합성유 등과 같은 액체이다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는 가스이다. 밀봉 유체(206)는 의료 등급 또는 식품 등급일 수 있다.
[0032] 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는 보어(110)의 전체 체적을 점유한다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는 피스톤(202)에 의해 점유되는 임의의 체적을 뺀 보어(110)의 전체 체적을 점유한다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는 보어(110)의 적어도 일부분 및 개구(106)의 적어도 일부분을 점유한다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는 보어(110)의 일부를 점유한다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는 보어(110)를 적어도 부분적으로 채우도록 구성된다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)의 체적 및/또는 위치가 변경된다.
[0033] 밀봉 유체(206)는 팁(100)의 제1 단부(102)에 근접한 제1 측면 및 개구(106)에 근접한 제2 측면을 포함한다. 밀봉 유체(206)는 팁(100)의 내벽과 피스톤(202)의 외벽 사이에 밀봉부를 생성하여, 이에 의해 밀봉 유체(206)의 일 측면으로부터 밀봉 유체(206)의 반대 측면까지의 재료의 통과 또는 전달을 억제한다. 밀봉 유체(206)는 (예를 들어, 예컨대, 내부 밀봉을 형성함으로써) 밀봉 유체(206)의 일 측면으로부터 다른 측면까지(또는 심지어 팁(100)의 제1 단부(102) 밖으로)의 재료들(예를 들어, 유체들, 분석물들 등)의 움직임 또는 전달을 억제한다.
[0034] 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는, 예를 들어 밀봉 유체(206)를 팁(100)으로 프리-로딩하고(pre-loading) 그리고 그 후 피스톤(202)을 팁(100) 내로 삽입함으로써 부가될 수 있다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는 예를 들어 프리-로딩 또는 프라이밍(priming) 동안에 보어(110) 및 개구(106) 전체를 점유할 수 있다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는 개구(106)를 통해 팁(100) 내로 빼내어질 수 있다.
[0035] 밀봉 유체(206)가 액체인 실시예에서, 액체는 물리적 특성들 또는 특징들(예컨대, 점도, 표면 장력, 비중, 열팽창 계수 등)에 기초하여, 피스톤(202)의 외벽과 팁(100)의 내벽 사이의 간극 거리(dg); 밀봉 유체(206)의 제1 측면으로부터 팁(100)의 제2 단부까지 연장하는 보어의 일부분의 길이; 피스톤(202)의 외벽의 마찰력; 팁(100) 내벽의 마찰력; 및 이의 조합 등 중 적어도 하나와 관련하여 선택된다. 예를 들어, 간극 거리(dg)에 비해 점도가 너무 높으면 요망되거나 기능적인 것보다 더 많은 배압을 생성할 수 있다. 이는 팁(100) 내에서 피스톤(202)의 병진운동을 억제할 수 있다. 반대로, 간극 거리(dg)에 비해 너무 낮은 점도는 (예를 들어, 예컨대, 내부 밀봉부를 형성함으로써) 밀봉 유체(206)에 걸친 (또는 심지어 팁(100)의 제1 단부(102) 밖으로의) 재료들의 움직임 또는 전달을 억제하지 않는다.
[0036] 밀봉 유체(206)는, 제한 없이, 250Pa-s 내지 20,000mPa-s, 1,000Pa-s 내지 10,000mPa-s, 2,000Pa-s 내지 7,500mPa-s, 2,500Pa-s 내지 5,000mPa-s, 또는 2,550Pa-s 내지 3,000mPa-s를 포함하는, 0.2mPa-s 내지 80,000mPa-s의 점도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)는 예를 들어 밀봉 유체(206)가 자성유체(ferrofluid)일 때 가변 점도를 가질 수 있다. 따라서, 점도는 수용하기 위해 또는 그렇게 수행하는 것이 바람직하다면, 가변 힘들 또는 압력들 때문에 변할 수 있다.
[0037] 일 실시예에서, 간극 거리(dg)는 0 초과, 예를 들어, 대략 0.01㎛ 내지 1cm(예컨대, 0.01㎛ 내지 100㎛, 5㎛ 내지 50㎛, 0.0125mm 내지 0.04mm)의 간격을 갖는다.
[0038] 팁(100)은 1mm 내지 10피트 범위를 가지는 임의의 적절한 길이일 수 있다. 피스톤(202)은 1mm 내지 10피트 범위를 가지는 임의의 적절한 길이일 수 있다. 디바이스 또는 시스템이 사용되거나 구현될 수 있는 방식들로 인해, 디바이스 또는 시스템은 다양한 크기들을 가질 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 디바이스 또는 랩 벤치(lab bench)에 맞는 크기가 정해진 것과 같은 디바이스 또는 시스템은 슬라이드로부터 샘플을 피킹하는데 사용될 수 있다. 다른 예에 대해, 수술실 또는 의사의 사무실에 맞도록 크기가 정해진 시스템의 디바이스는 (카테터와 유사한 또는 그와 함께) 내부 샘플(예컨대, 생검될(biopsied) 조직)을 환자로부터 제거하는데 또는 표적화된 시약(예컨대, 화학요법 약물; 치료 약물 등)을 환자 부위에 주입하는데 사용할 수 있다.
[0039] 일 실시예에서, 피커 헤드(200)는 피스톤(202)의 외벽과 팁(100)의 내벽 사이에 배치되는 기계적 밀봉부(미도시)를 더 포함한다. 기계적 밀봉부는 예를 들어 O-링, 개스킷 등일 수 있다.
[0040] 도 2e는 피커 헤드(200)의 제1 상태를 도시하며 그리고 도 2f는 피커 헤드(200)의 제2 상태를 도시한다. 예에서, 피커 헤드(200)는 피스톤(202)을 빼냄으로써(즉, 피스톤을 개구(106)로부터 멀어지게 이동시킴으로써) 제1 상태로부터 제2 상태까지 변환되었다. 그러나, 피스톤(202)은 개구(106)를 향해 구동될 수 있다. 일 실시예에서, 밀봉 유체(206)가 변위된다.
[0041] 밀봉 유체(206)의 위치는 팁(100) 내에서 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 2e 및 2f에 도시된 바와 같이, 밀봉 유체(206)는 팁(100)의 제1 단부(102)를 향해 변위될 수 있다. 그러나, 밀봉 유체(206)는 팁(100)의 개구(106)를 향해 변위될 수 있다.
[0042] 제1 상태에서, 피커 헤드(200)는 X1(V1, sealing fluid) 내의 밀봉 유체(206)의 체적을 포함하는 제1 체적(V1), X1(V1, piston) 내의 피스톤 (202)의 체적, 및 밀봉 유체(206) 또는 피스톤(202)에 의해 점유되지 않는 X1 내에 보어(110) 개구(106)의 임의의 부분을 포함하는 보어 세그먼트(210)(V1, bore segment)를 포함한다.
[0043] 제2 상태에서, 피커 헤드(200)는 제1 볼륨(V1)과 동일한 제2 볼륨(V2)을 포함한다. 제1 및 제2 체적들(V1, V2)(예를 들어, 미리 결정된 체적들)은 특정 특징, 구조 또는 구성 요소에 구속되지 않지만, 계산 목적들을 위해 동일한 시작점 및 종료점을 공유한다. 다시 말해, 제1 및 제2 체적들(V1, V2)은 X1 및 X2에 의해 묘사되는 단면들 내의 거리들(예를 들어, 미리 결정된 거리들)의 함수들이다. 도 2e에 묘사된 바와 같이, 제1 체적(V1)은 개구(106)의 외부 측면으로부터 보어(110) 내부의 주어진 거리까지 연장된다(예를 들어, 도 2e에서, 거리는 밀봉 유체(206)의 일부분으로 연장됨). 도 2f에 묘사된 바와 같이, 제2 체적(V2)은 개구(106)의 외부 측면으로부터 보어(110) 내로의 동일한 주어진 거리까지 연장된다(예를 들어, 도 2f에서, 밀봉 유체(206)는 팁(100)의 제1 단부(102)를 향해 변위되었고 그리고 이러한 위치에 더 이상 존재하지 않음).
[0044] 제1 및 제2 체적들은 동일하지만(V1=V2), 제2 체적(V2)을 형성하는 구성요소 체적들은 제1 체적(V1)의 구성요소 체적과 상이할 수 있다. 제2 체적(V2)은 X2(V2, sealing fluid) 내의 밀봉 유체(206)의 체적, X2(V2, piston) 내의 피스톤 (202)의 체적, 및 밀봉 유체(206) 또는 피스톤(202)에 의해 점유되지 않는 X2 내에 보어(110) 및 개구(106)의 임의의 부분을 포함하는 보어 세그먼트(210)(V2, bore segment)를 포함한다. 도 2e 및 도 2f에 도시된 바와 같이, Vsealing fluid는 제1 상태에서보다 제2 상태에서 더 적으며; Vpiston은 제1 상태에서보다 2개의 상태에서 더 크며; 그리고 Vbore segment는 제1 상태에서보다 제2 상태에서 더 크다.
[0045] 밀봉 유체(206)는 다음에 의해 주어진 조건을 만족하도록 선택될 수 있다:
(1)
Figure pct00007
;
(2)
Figure pct00008
Figure pct00009
;
밀봉 유체(206)의 체적에서의 변화는 (1) 밀봉 유체(206)의 물리적 특성들 또는 특징들; (2) 간극 거리(dg); (3) 밀봉 유체의 제1 측면으로부터 팁의 제2 단부까지 연장되는 보어의 일부분의 길이; (4) 피스톤(202)의 외벽의 마찰력; (5) 팁(100)의 내벽의 마찰력; 및 (6) (1) 내지 (5)의 조합들의 함수일 수 있다.
[0043] 다시 말해, 밀봉 유체(206)는 다음에 의해 주어진 조건을 만족하도록 선택될 수 있다:
Figure pct00010
여기서,
Figure pct00011
는, 피스톤이 제1 상태로부터 제2 상태로 이동될 때 피커 헤드의 미리 결정된 부분 내의 밀봉 유체의 체적에서의 변화를 나타내고; 여기서
Figure pct00012
는, 피스톤이 제1 상태로부터 제2 상태로 이동될 때 피커 헤드의 미리 결정된 부분 내의 피스톤의 체적에서의 변화를 나타내고; 그리고 여기서,
Figure pct00013
는, 피스톤이 제1 상태로부터 제2 상태로 이동될 때 밀봉 유체 또는 피스톤에 의해 점유되지 않는 피커 헤드의 미리 결정된 부분 내에 보어 및 개구의 임의의 부분을 포함하는 보어 세그먼트의 체적에서의 변화를 나타낸다.
[0044] 밀봉 유체(206)의 체적에서의 변화는 (1) 밀봉 유체(206)의 물리적 특성들 또는 특징들; (2) 간극 거리(dg); (3) 밀봉 유체의 제1 측면으로부터 팁의 제2 단부까지 연장되는 보어의 일부분의 길이; (4) 피스톤(202)의 외벽의 마찰력; (5) 팁(100)의 내벽의 마찰력; 및 (6) (1) 내지 (5)의 조합들의 함수일 수 있다.
[0046] 대안적으로, 팁(100) 내에서 피스톤(202)이 병진운동을 허용하기 위해 그리고 밀봉 유체(206)를 걸친 재료들 또는 분석물들의 움직임을 억제하기 위해, 특정 요소들에 의해 가해진 힘은 다음에 의해 주어진 조건을 만족시킨다:
Figure pct00014
여기서, F DSF 는 팁(100) 내에서 밀봉 유체(206)를 변위시키는 힘을 나타내고; 그리고 F DBS 는 보어 세그먼트(210) 내에서 유체 또는 재료를 변위시키는 힘을 나타낸다. 다시 말해, 밀봉 유체(206)를 변위시키도록 요구되는 힘은 보어 세그먼트(210) 내에서 유체 또는 재료를 변위시키도록 요구되는 힘보다 더 크다. 일 실시예에서, 유체는 가스(예를 들어, 공기, 질소 등)이다. 일 실시예에서, 그리고 도 2g에 도시된 바와 같이, 유체는 액체이다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 밀봉 유체(206)를 변위시키도록 요구되는 힘은, (1) 점도 또는 표면 장력과 같은 밀봉 유체(206)의 물리적 특성들 또는 특징들; (2) 간극 거리(dg); (3) 밀봉 유체(206)의 제1 측면으로부터 팁(100)의 제2 단부까지 연장되는 보어의 일부분의 길이; (4) 피스톤(202)의 외벽의 마찰력; (5) 팁(100)의 내벽의 마찰력; 및 (6) (1) 내지 (5)의 조합들의 함수일 수 있다. 예를 들어, 필요한 힘은 보다 작은 간극 거리 및/또는 보다 높은 점도를 갖는 밀봉 유체(206)와 함께 증가될 수 있는 반면, 필요한 힘은 보다 큰 간극 거리 및/또는 보다 낮은 점도를 가지는 밀봉 유체(206)와 함께 감소될 수 있다. 다른 예로서, 피스톤(202)의 외벽 및/또는 팁(100)의 내벽 상의 코팅은, 예컨대 마찰력들을 감소시켜, 이에 의해 밀봉 유체(206)에 대한 전단 응력들을 감소시킴으로써 필요한 힘을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
[0047] 더욱이, 밀봉 유체(206)는 생체적합성이도록(즉, 생물학적 재료들의 특성들 또는 특징들을 저하시키거나 변경하지 않고 생물학적 재료들과의 상호작용들을 허용하기 위해) 그리고/또는 살균 가능하도록(즉, 밀봉 유체(206)의 특성들 또는 특징들을 저하시키거나 변경하지 않고 살균을 허용하도록) 선택될 수 있다.
[0048] 일 예에서, 밀봉 유체는 2500Pa-s 내지 2600mPa-s의 점도를 가지는 광유이며 그리고 간극 거리는 0.0125mm 내지 0.04mm이다. 다른 예에서, 밀봉 유체는 7600mPa-s 내지 7700mPa-s의 점도를 가지는 광유이며 그리고 간극 거리는 0.0375mm 내지 0.12mm이다. 또 다른 예에서, 밀봉 유체는 900mPa-s 내지 1000mPa-s의 점도를 가지는 실리콘 그리스이며 그리고 간극 거리는 0.0045mm 내지 0.016mm이다.
[0049] 도 2g에 도시된 바와 같이, 개구(106) 및/또는 보어 세그먼트(210) 중 하나는, 유압 유체(208)로 피스톤(202) 및 팁(100)을 유체식으로 커플링하기 위해 적어도 부분적으로 채워질 수 있다(즉, 적어도 0.1%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 33%, 40%, 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 90%, 99%, 또는 100%로 채워짐). 유압 유체(208)는 비압축성일 수 있거나 낮은 압축성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 유압 유체(208)는, 예를 들어 용액, 현탁액, 오일, 광유, 액체 금속, 완충제, 물, 자성유체, 그리스, 실리콘 그리스, 합성유 등과 같은 액체일 수 있다. 일 실시예에서, 유압 유체(208)는 가스이다. 유압 유체(208)는 의료 등급 또는 식품 등급일 수 있다.
[0050] 더욱이, 유압 유체(208)는 생체적합성이도록(생물학적 재료들의 특성들 또는 특징들을 저하시키거나 변경하지 않고 생물학적 재료들과의 상호작용들을 허용하기 위해) 그리고/또는 살균 가능하도록(유압 유체(208)의 특성들 또는 특징들을 저하시키거나 변경하지 않고 살균을 허용하도록) 선택될 수 있다.
[0051] 일 실시예에서, 유압 유체(208) 및 밀봉 유체(206)는 동일한 액체일 수 있다. 일 실시예에서, 유압 유체(208) 및 밀봉 유체(206)는 상이한 액체들이다. 유압 유체(208) 및 밀봉 유체(206)는 불활성일 수 있고 그리고/또는 서로 비혼합성일 수 있다.
[0052] 일 실시예에서, 피스톤(202)의 적어도 하나의 섹션은 유압 유체(208) 및/또는 밀봉 유체(206)와 같은 액체를 밀어내거나 끌어당기는 적어도 하나의 코팅을 포함한다. 일 실시예에서, 보어(110)의 적어도 하나의 섹션은 유압 유체(208) 및/또는 밀봉 유체(206)와 같은 액체를 밀어내거나 끌어당기는 적어도 하나의 코팅을 포함한다. 일 실시예에서, 보어 세그먼트(210)와 같은 보어(110)의 적어도 하나의 섹션은 유압 유체(208) 및/또는 밀봉 유체(206)와 같은 액체를 밀어내거나 끌어당기는 적어도 하나의 코팅을 포함한다. 일 실시예에서, 개구(106)의 적어도 하나의 섹션은 유압 유체(208) 및/또는 밀봉 유체(206)와 같은 액체를 밀어내거나 끌어당기는 적어도 하나의 코팅을 포함한다. 일 실시예에서, 피스톤(202)의 적어도 하나의 섹션은 유압 유체(208) 및/또는 밀봉 유체(206)와 같은 액체를 밀어내는 코팅을 포함할 수 있으며, 그리고 보어(110)의 적어도 하나의 섹션은 유압 유체(208) 및/또는 밀봉 유체(206)와 같은 액체를 끌어당기는 코팅을 포함한다. 예를 들어, 밀봉 액체를 밀어내는, 피스톤(202) 상의 코팅을 가지는 것이 바람직할 수 있는 반면, 보어(110) 및/또는 개구(106) 상의 코팅은 유압 유체(208)를 끌어당긴다. 일 실시예에서, 개개의 구성요소의 코팅들은 동일한 액체 또는 상이한 액체들을 밀어내거나 끌어당기기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 유체(206)를 밀어내기 위해 피스톤(202) 상의 코팅, 보어(110) 상의 코팅, 및 표적 재료를 끌어당기는 개구(106) 상의 코팅을 가지는 것이 바람직할 수 있다.
[0053] 피스톤(202)은 세라믹; 유리; 금속들; 유기 또는 무기 재료들; 플라스틱 재료들; 및 이들의 조합들을 포함하는(하지만 이에 제한되지 않음) 다양한 상이한 재료들로 구성될 수 있다.
그리퍼/지지부
[0054] 도 3a는 피커 헤드(200)를 드라이버 또는 다른 구성요소에 커플링하도록 구성되는 그리퍼(300)를 도시한다. 그리퍼(300)는 기초부(302) 및 피스톤(202)과 같은 피커 헤드(200)의 적어도 하나의 세그먼트에 맞물리는 걸쇠(304)를 포함한다. 걸쇠(304)는 기초부(302)로부터 외측으로 연장된다. 걸쇠(304)는 피스톤(202)의 일부분과 맞물린다. 걸쇠(304)는 최상부 플레이트와 저부 플레이트 사이에 공간이 있는 피스톤(202)의 주요 본체를 수용하도록(예를 들어, 피스톤(202)의 확장된 단부를 수용하기 위해) 크기가 정해지고 그리고 성형되는 노치를 갖는 최상부 플레이트 및 저부 플레이트일 수 있다. 기초부(302)는 드라이버(미도시)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되도록 크기가 정해지고 그리고 성형된다.
[0055] 도 3b는 그리퍼(310)를 도시한다. 그리퍼(310)는 기초부(312) 및 걸쇠(314)를 포함한다. 그리퍼(310)는, 걸쇠(314)가 기초부(312)에 대해 걸쇠(304)와 상이한 방향으로 배향된다는 점을 제외하고, 그리퍼(300)와 실질적으로 동일하다.
[0056] 도 3c는 그리퍼(320)를 도시한다. 그리퍼(320)는 기초부(322) 및 걸쇠(324)를 포함한다. 걸쇠(324)는 고정 나사를 포함하는 브래킷이며, 고정 나사가 제한 없이 피스톤(202)을 포함하는 피커 헤드(200) 또는 그의 세그먼트에 맞물리고 그리고 고정하도록 구성된다.
[0057] 도 3d는 그리퍼(330)를 도시한다. 그리퍼(330)는 기초부(332) 및 걸쇠(334)를 포함한다. 그리퍼(330)는, 걸쇠(334)가 기초부에 대해 걸쇠(324)와 다른 방향으로 배향된다는 점을 제외하고 그리퍼(320)와 실질적으로 동일하다. 일 실시예에서, 기초부(332)는 보다 세장형이다.
[0058] 일 실시예에서, 그리퍼(300)는 피커 헤드(200)를 서보모터(servomotor), 스테퍼 모터(stepper motor), 압전 액츄에이터(piezo-electric actuator), 솔레노이드(solenoid) 등과 같은 드라이버(미도시)에 커플링시킨다. 일 실시예에서, 복수의 그리퍼들은 피커 헤드(200)를 복수의 구성요소들에 커플링시키는데 사용된다. 일 실시예에서, 복수의 그리퍼들은 피커 헤드(200)의 상이한 세그먼트들을 동일한 구성요소에 커플링시키는데 사용된다. 예를 들어, 제1 그리퍼는 피커 헤드(200)를 모터에 커플링시키며(예를 들어, 피스톤(202)을 구동하기 위해 피스톤(202)을 커플링시킴); 그리고 제2 그리퍼는 피커 헤드(200)를 고정 구성요소에 커플링시킨다(예를 들어, 원하지 않는 움직임들, 진동들, 오실레이션들(oscillations) 등을 억제하도록, 피커 헤드를 안정화하기 위해 제2 단부(104) 또는 팁(100)을 브래킷 등에 커플링시킴).
[0059] 도 4a 내지 도 4b는 그리퍼(400)를 도시한다. 그리퍼(400)는 기초부(402), 적어도 하나의 핑거를 포함하는 제1 레버(404), 및 적어도 하나의 핑거를 포함하는 제2 레버(406)를 포함한다. 기초부(402)가 제1 및 제2 레버들(404, 406)을 향해 이동될 때, 기초부(402)는 제1 및 제2 레버들(404, 406) 각각의 일부분을 밀며, 이에 의해 각각이 축을 중심으로 회전하는 것을 유발시킨다. 그렇게 함으로써, 제1 및 제2 레버들(404, 406)의 핑거들은 "개방" 포지션으로 이동된다. 반대로, 기초부(402)가 제1 및 제2 레버들(404, 406)로부터 멀리 이동될 때, 스프링들(미도시; 도 8a 내지 도 8c를 참조)은 핑거들을 "폐쇄” 포지션으로 복귀하기 위해 제1 및 제2 레버들(404, 406) 각각을 당긴다. “폐쇄" 포지션에 있을 때, 제1 레버(404)의 핑거는, 피스톤(202)의 제1 단부에 맞물리며, 이에 의해 피스톤(202)의 제1 단부를 헤드블록(headblock)(미도시, 도 8a 내지 도 8c를 참조)에 대해 고정시킨다. 팁(100)은 지지부의 캐치(catch)(미도시, 도 5, 8a 내지 도 8c를 참조)에 대해 제2 레버(406)의 핑거에 의해 고정된다. “개방" 포지션은, 피커 헤드(200)의 삽입 및 제거를 허용한다. “폐쇄" 포지션은 피커 헤드(200)가 피스톤(202)의 움직임을 위해 고정되고 그리고 맞물려지는 것을 허용한다. 예를 들어, 기초부(402)는, "폐쇄" 포지션으로부터 "개방" 포지션으로 이동하기 위해 또는 "개방" 포지션으로부터 "폐쇄" 포지션으로 이동하도록 유발하기 위해 액추에이터(미도시; 도 8a 내지 도 8c를 참조)에 의해 제1 및 제2 레버들(404, 406)에 수직인 축을 따라 구동될 수 있다.
[0060] 일 실시예에서, 제1 및 제2 레버들(404, 406)은 기초부(402)에 독립적으로 연결된다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 레버들(404, 406)은 기초부(402)에 함께 연결된다.
[0061] 도 5는 지지부(500)를 도시한다. 지지부(500)는 기초부(502) 및 캐치(504)를 포함한다. 캐치(504)는 팁(100)을 유지하도록 성형되고 그리고 구성된다. 예를 들어, 캐치(504)는 하나 이상의 기계적 암들, 클로, 핑거들, 이의 조합들 등을 포함할 수 있다. 기초부(502)는 캐치(504)를 피킹 시스템의 일부분에 부착한다.
[0062] 그리퍼(300, 310, 320, 330) 및 지지부(400)는 세라믹; 유리; 금속들; 유기 또는 무기 재료들; 플라스틱 재료들; 폴리머들; 보석들(즉, 루비, 사파이어 또는 다이아몬드); 이의 조합 등을 포함하는 (그러나 이에 제한되지 않음) 다양한 상이한 재료들로 구성될 수 있다.
피커
[0063] 도 6은 피커(600)를 도시한다. 피커(600)는 피커 헤드(200), 그리퍼(300) 및 드라이버(602)를 포함한다. 드라이버(602)는 그리퍼(300)를 통해 축(204)을 따라 피스톤(202)을 이동시키거나 피스톤(202)이 축을 따라 이동하는 것을 유발시킨다. 드라이버(602)는 서보 모터, 스테퍼 모터, 압전 액추에이터, 솔레노이드 등과 같은 모터일 수 있다. 드라이버(602)는 피스톤(202)의 고분해능 제어를 제공한다. 드라이버(602)는 또한, (예를 들어, 오실레이션을 허용하기 위해) 빠른 응답을 제공할 수 있고 그리고 개방 또는 폐쇄 루프에서 작동될 수 있다. 드라이버(602)는 x, y, 및 z 축들을 따라 모션을 제공할 수 있거나 단지 하나의 축을 따라 모션을 제공할 수 있다. 드라이버(602)는 피스톤(202)을 축(204)을 따라 1나노미터 내지 100밀리미터만큼(제한 없이, 최대 10nm, 100nm, 1μm, 10μm, 25μm, 50μm, 100μm, 200μm, 250μm, 500μm, 750μm, 1mm, 10mm, 25mm, 50mm 또는 100mm을 포함함) 이동할 수 있다. 드라이버(602)에 의한 축(204)을 따른 피스톤(202)의 움직임은 최대 1피코리터, 10피코리터, 100피코리터, 1나노리터, 10나노리터, 100나노리터, 1마이크로리터, 10마이크로리터, 100마이크로리터, 또는 1 밀리리터의 체적을 흡인하거나(draw in) 배출할 수 있다.
[0064] 피커(600)는 또한 피커 헤드(200), 그리퍼(300), 및 드라이버(602)를 스캐너 또는 현미경과 같은 이미징 또는 검출 시스템에 부착하기 위해 장착부(604)를 포함할 수 있다. 장착부(604)는 이미징 또는 검출 시스템 내에서 고정식일 수 있거나, 예컨대, 임의의 적절한 축을 따라 피커(600)를 이동시키기 위해, 이미징 또는 검출 시스템 내의 제2 액추에이터(미도시)에 부착될 수 있다.
[0065] 피커(600)는 수동 작동을 위한 드라이버 노브(driver knob)(미도시) 및/또는 자동 작동을 위한 와이어 리드들(wire leads)(606)을 또한 포함할 수 있다. 수동 작동은 손에 의한 드라이버(602) 또는 제2 액츄에이터(미도시)의 조절들 또는 움직임들을 포함할 수 있거나, 터치 스크린, 조이스틱, 방향 패드 등과 같은 수동 제어기를 통한 피커로의 감시된 조절들 또는 움직임들 또는 조작자에 의한 피킹을 포함할 수 있다. 자동화된 작동은 비일시적 컴퓨터 프로그램의 명령들, 프로세스들 또는 알고리즘들에 기초하여 제어기 또는 프로세서에 의한 드라이버(602) 또는 제2 액추에이터(미도시)의 조절들 또는 움직임들을 포함할 수 있다.
[0066] 또한, 피커 헤드(200)는 수동 작동(즉, 손에 의한 교체) 또는 자동화된 작동(즉, 사용된 피커 헤드를 배출하고, 새 피커 헤드를 정합시키거나 삽입시키고, 피커를 상승시키고 그리고 바람직한 포지션으로 복귀시킴)에 의해 교체될 수 있다.
[0067] 그리퍼(300)는 볼트들, 나사들, 다월들(dowels), 접착제, 에폭시, 텅-앤-그루브 조인트(tongue-and-groove joint), 더브테일 조인트(dovetail joint), 또는 2개의 피스들을 부착하거나 결합할 수 있는 임의의 적절한 수단 또는 방법에 의해 드라이버(602)에 부착될 수 있다.
[0068] 일 실시예에서, 드라이버(602)에 의해 가해지는 압력은, 드라이버(602)가 피스톤(202)이 축(204)을 따라 병진운동하는 것을 유발시키는 속도의 함수일 수 있다.
[0069] 도 7은 피커(700)를 도시한다. 피커(7)는, 피커 헤드(200)가 그리퍼(310) 및 그리퍼(330)에 의해 맞물리고 그리고 고정된다는 점을 제외하고 피커(600)와 실질적으로 동일하다. 부가적으로, 드라이버(702)가 도시된다.
[0070] 도 8a 내지 도 8c는 피커(800)를 도시한다. 피커(800)는, 피커 헤드(200)가 그리퍼(400)에 의해 맞물리고 그리고 고정된다는 점을 제외하고 피커(700)와 실질적으로 동일하다. 기초부(402)가 제1 및 제2 레버들(404, 406)을 향해 이동될 때, 기초부(402)는 제1 및 제2 레버들(404, 406) 각각의 일부분을 밀며, 이에 의해 각각이 축을 중심으로 회전하는 것을 유발시킨다. 그렇게 함으로써, 제1 및 제2 레버들(404, 406)의 핑거들은 "개방" 포지션으로 이동된다. 반대로, 기초부(402)가 제1 및 제2 레버들(404, 406)로부터 멀리 이동될 때, 스프링들(806, 808)은 핑거들을 "폐쇄” 포지션으로 복귀하기 위해 제1 및 제2 레버들(404, 406) 각각을 당긴다. “폐쇄" 포지션에 있을 때, 제1 레버(404)의 핑거는, 피스톤(202)의 제1 단부에 맞물리며, 이에 의해 피스톤(202)의 제1 단부를 헤드블록(812)에 대해 고정시킨다. 팁(100)은 지지부의 캐치(catch)(500)에 대해 제2 레버(406)의 핑거에 의해 고정된다. “개방" 포지션은, 피커 헤드(200)의 삽입 및 제거를 허용한다. “폐쇄" 포지션은 피커 헤드(200)가 피스톤(202)의 움직임을 위해 고정되고 그리고 맞물려지는 것을 허용한다. 예를 들어, 기초부(402)는, "폐쇄" 포지션으로부터 "개방" 포지션으로 이동하기 위해 또는 "개방" 포지션으로부터 "폐쇄" 포지션으로 이동하도록 유발하기 위해 모터(804) 및/또는 액추에이터(810)에 의해 제1 및 제2 레버들(404, 406)에 수직인 축을 따라 구동될 수 있다. “폐쇄" 포지션에 있을 때, 제1 레버(404)의 핑거는, 피스톤(202)의 제1 단부에 맞물리며, 이에 의해 피스톤(202)의 제1 단부를 헤드블록(812)에 대해 고정시킨다. 팁(100)은 지지부(500)의 캐치(504)에 대해 제2 레버(406)의 핑거에 의해 고정된다. “폐쇄" 포지션은 피커 헤드(200)가 피스톤(202)의 움직임을 위해 고정되고 그리고 맞물려지는 것을 허용한다. 피커(800)는 축(204)을 따라 피스톤(202)을 병진운동시키기 위해 드라이버(802)를 더 포함한다. 드라이버(802)는 헤드블록(812) 및 제1 레버(404)에 연결된다. 예를 들어, "폐쇄" 포지션에서, 드라이버(402)는 헤드블록(812) 및 제1 레버(404)를 구동시키며, 이는, 결국, 피스톤(202)이 축(204)을 따라 병진운동하는 것을 유발시킨다.
[0071] 피커(800)는 팁(100) 내에서 피스톤(202)의 원점복귀(homing)를 추가로 허용한다(예를 들어, 이에 의해 피스톤(202)의 제2 단부의 위치가 개구(106)에 근접한 팁(100)의 내벽(112)의 부분에 대해 알려지는 것을 허가함). 예를 들어, 피스톤(202)을 원점복귀시키기 위해, 피커 헤드(200)는 (조작자/사용자에 의해 수동으로든 또는 로딩 기구에 의해 자동으로든) 그리퍼(400) 내로 삽입된다. 그리퍼(400)는 "개방" 포지션으로 리테이닝된다. 피스톤(202)의 제1 단부는 헤드블록(812)에 의해 맞물려진다. 헤드블록(812)은 팁(100)을 향해 구동되어, 이에 의해 피스톤(202)이 개구(106)를 향해 구동되는 것을 유발시킨다. 피스톤(202)이 개구(106)에 근접한 팁(100)의 내벽(112) 부분과 접촉할 때, 피스톤(202)은 개구(106)를 향해 더 이상 병진운동할 수 없다. 헤드블록(812)은 (예를 들어, 피드백을 통해) 구동되는 것을 중단시키며, 그리고 그리퍼(400)는 "폐쇄" 포지션으로 이동되며, 이에 의해 제1 레버(404)의 핑거는 피스톤(202)에 맞물리며 그리고 제2 레버(406)의 핑거는 팁(100)에 맞물린다. 대안적으로, 피스톤(202)이 원점복귀 목적들을 위해 헤드블록(812)을 통해 팁(100) 내에서 구동되고 있는 동안, 제2 레버(406)의 핑거는 팁(100)에 맞물린다.
[0072] 피스톤(202)을 원점복귀시킨 후, 피스톤(202)은 후퇴될 수 있다. 원점복귀될 때와 같은 피스톤(202)의 포지션은, 예컨대 인코더에 의해 기록될 수 있다.
퍼커를 사용하기 위한 방법(들)
[0073] 피커(800)는 샘플로부터 표적 재료를 분리하거나 수집하는데 사용될 수 있다. 피커(800) 및 스테이지 또는 기판 홀더(미도시)를 포함하는 피킹 시스템이 사용될 수 있다. 피커(800)는 하나 이상의 축들을 따라 피커(800)를 이동시키기 위해 하나 이상의 액추에이터들(810)에 부착될 수 있다. 스테이지 또는 기판 홀더(미도시)는 적어도 하나의 축을 따라 스테이지 또는 기판 홀더(미도시)를 이동시키기 위해 액추에이터(미도시)에 부착될 수 있다. 대안적으로, 스테이지 또는 기판 홀더(미도시)는 다수의 액츄에이터들에 부착될 수 있으며, 각각의 액츄에이터는 적어도 하나의 축을 따라 스테이지 또는 기판 홀더(미도시)를 이동시키도록 구성된다. 스테이지 또는 기판 홀더(미도시)는 장착부(604)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착될 수 있으며; 또는 스테이지 또는 기판 홀더(미도시)는 스테이지 또는 기판 홀더(미도시)를 피커(800)와 동일한 이미징 또는 검출 디바이스에 부착하기 위해 제2 장착부(미도시)에 부착될 수 있다.
[0074] 샘플은 웰 플레이트, 슬라이드 등과 같은 기판 상에 또는 튜브와 같은 용기 내로 배치될 수 있다. 기판 또는 용기는 표적 재료를 검출하고 그리고 표적 재료의 위치를 결정하기 위해 이미지화될 수 있다. 표적 재료의 위치를 결정한 후, 피커 헤드(200)는 표적 재료에 근접하게 된다. 부압 구배와 같은 힘은, 예컨대, 피스톤(202)을 팁(100)의 개구(106)로부터 멀리 이동시킴으로써, 피커 헤드(200)에 의해 도입될 수 있으며, 이에 의해 표적 재료가 팁(100)의 개구(106) 내로 또는 이를 통해 빼내어지는 것을 유발시킨다. 양압 구배와 같은 반대 힘은, 예컨대, 피스톤(202)을 팁(100)의 개구(106) 쪽으로 이동시킴으로써, 피커(100)에 의해 도입될 수 있으며, 이에 의해 표적 재료 또는 습윤 유체(예컨대, 유압 유체 또는 다른 유체)가 팁(100)의 개구(106)로부터 또는 이를 통해 배출될 수 있다. 일 실시예에서, 습윤 유체가 사용될 때, 습윤 유체는 부압 구배를 도입하기 전에 표적 재료에 근접하거나 표적 재료 바로 위에 있는 샘플에 부가될 수 있다.
[0075] 기판 또는 용기로부터 표적 재료를 인출한 후, 표적 재료는 2차 기판 또는 용기로 이동되고 그리고 그 위로 또는 그 안으로 배출될 수 있다. 그 후, 표적 재료는 적절한 분석 방법 또는 기술을 사용하여 분석될 수 있다.
[0076] 표적 재료가 임의의 적절한 생물학적 샘플 또는 이의 분획물일 수 있는 것이 이해되어야 한다. 일 실시예들에서, 샘플 또는 이의 분획물은 (버피 코트(buffy coat)를 포함하는) 혈액, 골수, 낭성액, 복수액, 대변, 정액, 뇌척수액, 유두 흡인액, 타액, 양수, 질 분비물들, 점막 분비물들, 수양액, 유리체액, 구토 및 기타 생리학적 유체 또는 반고체일 수 있다. 일 실시예들에서, 샘플 또는 그의 분획물은, 지방 조직, 부신, 골수, 유방, 미상, 소뇌, 대뇌 피질, 자궁경부, 자궁, 결장, 자궁내막(endometrium), 식도, 나팔관, 심장근육, 해마, 시상하부, 신장, 간, 폐, 림프절, 난소, 췌장, 뇌하수체, 전립선, 침샘, 골격 근육, 피부, 소장, 대장, 비장, 위, 고환, 갑상선, 방광 또는 종양 조직을 포함하는 적절한 조직 소스로부터의 조직 또는 재료일 수 있다. 조직 샘플은 0.5㎛ 내지 50㎛의 두께를 가질 수 있다. 조직 샘플은 냉동식(frozen), 포르말린-고정 파라핀-포매(formalin-fixed paraffin-embedded), 수화식(hydrated), 건조 또는 조직 샘플을 준비하기에 적절한 다른 방식일 수 있다.
[0077] 표적 재료가 난자(ova) 또는 순환 종양 세포(circulating tumor cell)("CTC"), 유핵 적혈구, 태아 세포, 순환 내피 세포, 소포, 리포솜, 단백질, 핵산, 생물학적 분자, 둘러싸인 막을 가지는 자연 발생 또는 인공적으로 준비된 마이크로스코픽 유닛(microscopic unit), 기생충, 미생물 또는 염증 세포과 같은 세포일 수 있는 것이 또한 이해되어야 한다.
[0078] 본 명세서에서 특징부 또는 요소가 다른 특징 또는 요소 "상에” 있는 것으로 지칭될 때, 특징부 또는 요소는 다른 특징부 또는 요소 상에 직접적으로 있을 수 있거나, 사이에 있는 특징부들 및/또는 요소들이 또한 존재할 수 있다. 대조적으로, 특징부 또는 요소가 다른 특징 또는 요소에 다른 특징부 또는 요소 "상에 직접적으로” 있는 것으로 지칭될 때, 사이에 있는 특징부들 또는 요소들이 존재하지 않는다. 특징부 또는 요소가 다른 특징부 또는 요소에 "연결되고", "부착되고" 또는 "커플링되는” 것으로 지칭될 때, 특징부 또는 요소는 다른 특징부 또는 요소에 직접적으로 연결되고, 부착되고 또는 커플링될 수 있거나, 사이에 있는 특징부들 또는 요소들이 존재할 수 있는 것이 또한 이해될 것이다. 대조적으로, 특징부 또는 요소가 다른 특징부 또는 요소에 "직접적으로 연결되고", "직접적으로 부착되고” 또는 "직접적으로 커플링되는” 것으로 지칭될 때, 사이에 있는 특징부들 또는 요소들이 존재하지 않는다. 일 실시예에 대해 설명되거나 도시되었지만, 그렇게 설명되거나 도시된 특징부들 및 요소들은 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 다른 특징부에 "인접하게" 배치되는 구조물 또는 특징부에 대한 참조들이 인접한 특징부들에 중첩하거나 그 밑에 놓이는 부분들을 가질 수 있는 것이 당업자에 의해 또한 인식될 것이다.
[0079] 본원에 사용된 기술 용어는, 단지 특별한 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들어, 본원에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태 표현들은 문맥에서 명확하게 달리 표현되지 않는 한 복수의 형태들을 또한 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어들 "포함한다(compries)" 및/또는 “포함하는(comprising)”은 언급된 특징들, 단계들, 작동들, 요소들 및/또는 구성요소들의 존재를 특정하지만, 하나 또는 그 초과의 다른 특징들, 단계들, 작동들, 요소들, 구성요소들 및/또는 그의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 추가적으로 이해될 것이다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는”은 연관 열거된 항목들 중 하나 이상 중 임의 또는 모든 조합들을 포함하고 그리고 "/"로서 축약될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "A, B 또는 C 중 하나 이상"은 단지 A, 단지 B, 단지 C 또는 A와 B, A와 C, B와 C, 그리고 A, B, 및 C의 조합들을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
[0080] 공간적으로 상대적인 용어들, 예컨대 “아래”, “밑”, “하부”, “위”, “상부” 등은, 도면들에서 예시되는 바와 같이 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 하나의 요소 또는 특징부들의 관계를 설명하도록 설명의 용이성을 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면들에서 묘사되는 배향 이외에도 사용 또는 작동시에 디바이스의 상이한 배향들을 포함하는 것으로 의도되는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도면들의 디바이스가 반전된 경우, 다른 요소들 또는 특징부 "아래”에 또는 “밑”에 있는 것으로 설명되는 요소들은, 그 후 다른 요소들 또는 특징부들 "위”에서 배향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 그리고 아래의 배향 둘 모두를 포함할 수 있다. 디바이스는 다른 방식으로 배향될(90도 또는 배향들로 회전될) 수 있으며, 그리고 공간적으로 상대적인 기술어들은 이에 따라 해석되어 본원에 사용된다. 유사하게, 용어들 "상향", "하향", "수직", "수평” 등은 단지, 특별히 달리 명시되지 않는 한 설명의 목적을 위해 본원에 사용된다.
[0081] 용어들 "제1" 및 "제2"가 (단계들을 포함하는) 다양한 특징부들/요소들을 설명하는데 본원에서 사용될 수 있지만, 이러한 특징부들/요소들은, 문맥에서 달리 지시되지 않는 한 이러한 용어들에 의해 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어들은 오직 하나의 특징부/요소를 다른 특징부/요소로부터 구별하는데 사용될 수 있다. 따라서, 밑에서 논의되는 제1 특징부/요소는 제2 특징부/요소로 명명될 수 있고, 그리고, 유사하게는, 밑에서 논의되는 제2 특징부/요소는 본 발명의 교시들로부터 벗어나지 않고 제1 특징부/요소로 명명될 수 있다.
[0082] 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 본 명세서 및 이어지는 청구항들 전체에 걸쳐, 단어 "포함한다" 및 "포함한다” 및 "포함하는”과 같은 변형들은 다양한 구성요소들이 방법들 및 아티클들(예컨대, 디바이스 및 방법들을 포함하는 컴포지션들 및 장치들)에서 공동으로 채택될 수 있는 것을 의미한다. 예를 들어, 용어 "포함하는"은, 임의의 언급된 요소들 또는 단계들의 포함을 암시하지만, 다른 요소들 또는 단계들의 배제는 암시하지 않는 것으로 이해될 것이다.
[0083] 예들에서 사용되는 경우를 포함하는, 본원의 본 명세서 및 청구항들에 사용되는 바와 같이, 그리고 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 모든 숫자들은, 용어가 명시적으로 나타나지 않더라도, 단어 "약” 또는 "대략"에 의해 앞에 기술되는 것처럼 판독될 수 있다. 문구 “약” 또는 "대략"은, 설명된 값 및/또는 포지션이 값들 및/또는 포지션들의 합리적인 예상 범위 내에 있음을 나타내기 위해 정도 및/또는 포지션을 설명할 때 사용될 수 있다. 예를 들어, 수치적인 값은 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 0.1%이고, 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 1%이고, 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 2%이고, 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 5%, 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 10% 등인 값을 가질 수 있다. 문맥이 달리 표시하지 않는 한, 본원에 제공된 임의의 수치 값들은 또한, 약 또는 대략 그 값을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어 값 "10"이 개시된다면, "약 10"이 또한 개시된다. 본원에서 인용된 임의의 수치적인 범위는, 내부에 포괄되는 모든 하위 범위들을 포함하는 것으로 의도된다. 값이 개시될 때, 그 값 "미만", "그 값 이상", 및 값들 사이의 가능한 범위들이 또한 당업자에게 적절히 이해되는 바와 같이 개시되는 것으로 또한 이해된다. 예를 들어, 값 "X"가 개시된다면, "X 이상"뿐만 아니라 "X 미만”(예컨대, 여기서 X는 수치적인 값임)이 또한 개시된다. 또한 적용 전반에 걸쳐, 데이터가 다수의 상이한 형식들로 제공되는 것, 그리고 이러한 데이터가 종료점들 및 시작점들, 그리고 데이터 지점들의 임의의 조합에 대한 범위들을 나타내는 것이 또한 이해된다. 예를 들어, 특정 데이터 지점 "10" 및 특정 데이터 지점 "15"가 개시된다면, 10과 15 사이에 있는 것뿐만 아니라, 10 및 15보다 크거나, 이상, 미만, 이하, 및 이와 동일한 것이 개시되는 것으로 고려된다. 2개의 특정 유닛들 사이의 각각의 유닛이 또한 개시되는 것으로 또한 이해된다. 예를 들어, 10 및 15가 개시된다면, 11, 12, 13, 및 14이 또한 개시된다.
[0084] 다양한 예시적인 실시예들이 전술되었지만, 청구항들에 의해 설명되는 바와 같은 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 다양한 실시예에 대한 다수의 변경들이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 다양한 설명된 방법 단계들이 수행되는 순서는, 종종 대안적인 실시예들에서 변경될 수 있고, 그리고 다른 대안적인 실시예에서, 하나 이상의 방법 단계들이 완전히 생략될 수 있다. 다양한 디바이스 및 시스템 실시예들의 선택적 특징부들은 일부 실시예들에 포함될 수 있고 그리고 다른 실시예들에는서는 포함되지 않을 수 있다. 따라서, 이전의 설명은 주로 예시적인 목적들을 위해 제공되고 그리고 본 발명의 범주가 청구항들에 제시되는 바와 같이 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
[0085] 본원에 포함된 예들 및 예시들은, 제한이 아닌 예시로써, 청구 대상이 실시될 수 있는 특정한 실시예들을 도시한다. 언급된 바와 같이, 다른 실시예들은 활용되고 그리고 그로부터 유도될 수 있어, 본 개시의 범주를 벗어나지 않고 구조적 및 논리적 대체들 및 변경들이 이루어질 수 있다. 본 발명의 청구 대상의 이러한 실시예들은, (사실상, 하나 초과가 개시되는 경우) 단지 편의상 그리고 본 출원서의 범주를 임의의 단일 발명 또는 발명의 개념에 자발적으로 제한하는 것으로 의도하지 않고, 개별적으로 또는 집합적으로 용어 "발명"에 의해 지칭될 수 있다. 따라서, 특정 실시예들이 본원에서 예시되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하기 위해 계산되는 임의의 배열이 도시된 특정 실시예들로 대체될 수 있다. 본 개시는 다양한 실시예들 중 임의의 그리고 모든 구성들 또는 변형들을 포함하는 것으로 의도된다. 위의 실시예들의 조합, 및 본원에 구체적으로 설명되지 않은 다른 실시예들은 위의 설명을 검토할 때 당업자에게 명백할 것이다.
[0086] 이전의 설명은, 설명의 목적들을 위해, 본 개시내용의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법을 사용했다. 그러나, 본원에 설명되는 시스템들 및 방법들을 실시하기 위해 특정 세부사항들이 요구되지 않는다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 특정 실시예들의 이전의 설명들이 예시 및 설명의 목적들을 위해 예들로서 제시된다. 이들은 본 개시내용에 대해 총망라한 것이거나 본 개시내용을 설명된 정확한 형태들에 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 상기 교시들을 고려하여 많은 수정들 및 변형들이 가능하다. 실시예들은, 이에 의해 당업자들이 본 개시내용 및 고려된 특정한 사용에 적합한 바와 같은 다양한 수정들을 갖는 다양한 실시예들을 가장 잘 활용하는 것을 가능하게 하기 위해, 본 개시내용의 이론들 및 그의 실제적인 적용들을 가장 잘 설명하기 위해 선택되고 그리고 설명된다. 본 개시내용의 범주가 다음 청구항들 및 이들의 동등물들에 의해 규정되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 피커 헤드(picker head)로서, 상기 피커 헤드는,
    팁(tip) ─ 상기 팁은,
    제1 단부;
    개구를 포함하는 제2 단부; 및
    상기 제1 단부로부터 상기 개구까지 연장되는 보어(bore)를 포함함 ─ ;
    상기 제1 단부 및 상기 제2 단부를 포함하는 피스톤(piston) ─ 상기 제2 단부는 상기 보어 내로 삽입되도록 구성됨 ─ ; 및
    상기 보어를 적어도 부분적으로 채우도록 구성되는 밀봉 유체를 포함하며, 상기 밀봉 유체는 상기 보어 내에 있을 때, 상기 밀봉 유체는 상기 팁의 제1 단부에 근접한 제1 측면 및 상기 개구에 근접한 제2 측면을 포함하고,
    상기 밀봉 유체는 다음 ─
    Figure pct00015

    F DSF 는 상기 보어 내에서 상기 밀봉 유체를 변위시키도록 요구되는 힘을 나타내며, 그리고 F DBS 는 상기 밀봉 유체의 제2 측면으로부터 상기 개구의 외부 측면까지 연장되는 상기 보어의 일부분 내에서 유체 또는 재료를 변위시키도록 요구되는 힘을 나타냄 ─ 에 의해 주어진 조건을 만족하도록 선택되는,
    피커 헤드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 밀봉 유체를 변위시키기 위한 힘은, (1) 상기 밀봉 유체의 점도 또는 표면 장력 중 적어도 하나; (2) 상기 피스톤의 외벽과 상기 팁의 내벽 사이의 간극 거리; (3) 상기 피스톤의 외벽의 마찰력; (4) 상기 팁의 내벽의 마찰력; 또는 (5) 상기 밀봉 유체의 제1 측면으로부터 상기 팁의 제2 단부까지 연장되는 상기 보어의 일부분의 길이의 중 하나 이상의 함수인,
    피커 헤드.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 밀봉 유체는 액체인,
    피커 헤드.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 밀봉 유체는 대략 0.2mPa-s 내지 80,000mPa-s의 점도를 가지는,
    피커 헤드.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 밀봉 유체의 제2 측면과 상기 개구 사이의 상기 보어의 일부분을 적어도 부분적으로 채우는 유압 유체를 더 포함하는,
    피커 헤드.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 보어의 적어도 하나의 내부 섹션은 상기 유압 유체를 끌어당기는 물질로 코팅되는,
    피커 헤드.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 피스톤의 적어도 하나의 섹션은 상기 밀봉 유체를 밀어내기 위한 물질로 코팅되는,
    피커 헤드.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 밀봉 유체와 상기 유압 유체는 상이한 액체들인,
    피커 헤드.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 밀봉 유체 및 상기 유압 유체는 서로 비혼합성인,
    피커 헤드.
  10. 제1 항에 있어서,
    대략 0.01㎛ 내지 100㎛의 간격을 가지는, 상기 팁의 내벽과 상기 피스톤의 외벽 사이의 간극을 더 포함하는,
    피커 헤드.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 밀봉 유체는 다음 ─
    Figure pct00016

    Figure pct00017
    는, 상기 피스톤이 제1 상태로부터 제2 상태로 이동될 때 상기 피커 헤드의 미리 결정된 부분 내의 상기 밀봉 유체의 체적에서의 변화를 나타내고;
    Figure pct00018
    는, 상기 피스톤이 상기 제1 상태로부터 상기 제2 상태로 이동될 때 상기 피커 헤드의 미리 결정된 부분 내의 상기 피스톤의 체적에서의 변화를 나타내고; 그리고
    Figure pct00019
    는, 상기 피스톤이 상기 제1 상태로부터 상기 제2 상태로 이동될 때 상기 밀봉 유체 또는 상기 피스톤에 의해 점유되지 않는 상기 피커 헤드의 미리 결정된 부분 내에 상기 보어 및 상기 개구의 임의의 부분을 포함하는 보어 세그먼트의 체적에서의 변화를 나타냄 ─ 에 의해 제공되는 조건을 만족시키도록 추가로 선택되는,
    피커 헤드.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 개구는 제1 직경을 가지며, 상기 피스톤은 제2 직경을 가지고, 그리고 상기 제1 직경에 대한 상기 제2 직경의 비율은 1:1보다 큰,
    피커 헤드.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 비율은 1:1 초과 그리고 2:1 미만,
    피커 헤드.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 비율은 적어도 1.9:1인,
    피커 헤드.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 비율은 적어도 1.5:1인,
    피커 헤드.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 직경은 250㎛인,
    피커 헤드.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 직경은 250㎛ 초과인,
    피커 헤드.
  18. 피커로서, 상기 피커는,
    피커 헤드를 포함하며, 상기 피커 헤드는,
    팁 ─ 상기 팁은,
    제1 단부;
    개구를 포함하는 제2 단부; 및
    상기 제1 단부로부터 상기 개구까지 연장되는 보어를 포함함 ─ ;
    상기 제1 단부 및 상기 제2 단부를 포함하는 피스톤 ─ 상기 제2 단부는 상기 보어 내로 삽입되도록 구성됨 ─ ; 및
    상기 보어를 적어도 부분적으로 채우도록 구성되는 밀봉 유체를 포함하며, 상기 밀봉 유체는 상기 보어 내에 있을 때, 상기 밀봉 유체는 상기 팁의 제1 단부에 근접한 제1 측면 및 상기 개구에 근접한 제2 측면을 포함하고,
    상기 밀봉 유체는 다음 ─
    Figure pct00020

    F DSF 는 상기 보어 내에서 상기 밀봉 유체를 변위시키도록 요구되는 힘을 나타내며, 그리고 F DBS 는 상기 밀봉 유체의 제2 측면으로부터 상기 개구의 외부 측면까지 연장되는 상기 보어의 일부분 내에서 유체 또는 재료를 변위시키도록 요구되는 힘을 나타냄 ─ 에 의해 주어진 조건을 만족하도록 선택되는,
    피커.
  19. 제18 항에 있어서,
    드라이버(driver); 및
    상기 드라이버를 피스톤에 정합시키는 그리퍼(gripper)를 더 포함하는,
    피커.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 드라이버, 상기 그리퍼, 및 상기 피커 헤드를 이미징 또는 검출 디바이스에 연결시키는 장착부를 더 포함하는,
    피커.
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