RU62391U1

RU62391U1 - DEVICE FOR APPLICATION OF ARRAYS MICRO-DROPS OF VARIOUS SOLUTIONS ON THE SUBSTRATE SURFACE

Info

Publication number: RU62391U1
Application number: RU2006144701/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Заседателев; Алексей Леонидович Дробышев; Николай Николаевич Верходанов; Борис Павлович Киселев
Original assignee: Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2007-04-10

Abstract

Приспособление предназначено для нанесения массива микрокапель различных растворов на поверхность подложек из различных материалов для проведения множественного параллельного анализа различных биологических образцов. Приспособление содержит набор гибких капиллярных трубок (1), закрепленных на верхней плите (2) опорного средства и свободно размещенных в отверстиях нижней плиты (3) опорного средства и в каналах многоканальной воронки (7), прижатой посредством крепежных средств к нижней плите опорного средства. Многоканальная воронка выполнена в виде тела, образованного двумя параллельными основаниями, имеющими форму геометрически подобных плоских фигур, и боковой поверхностью, при этом в теле воронки выполнено множество соединяющих основания каналов (8), ось каждого из которых имеет вид плавной кривой с точкой перегиба в средней части и пересекает плоскости оснований под прямым углом. Верхняя и нижняя плиты опорного средства соединены между собой с возможностью встречного перемещения и дополнительно связаны между собой гармошкой (5) с перемычками (6), ориентированными параллельно плитам и имеющими отверстия для свободного прохода через них капиллярных трубок. Приспособление дополнительно снабжено переходником, выполненным в виде жестко соединенных между собой двух параллельных пластин с отверстиями, причем одна из пластин приспособлена для крепления ее на нижней плите опорного средства и расположение отверстий в ней совпадает с расположением каналов на большем основании многоканальной воронки. На другой пластине переходника отверстия расположены так, чтобы они соответствовали расположению лунок микротитровальной плашки, при этом между пластинами размещены трубки, соединяющие отверстия в одной пластине с отверстиями в другой пластине. Приспособление сочетает в себе простоту, надежность и высокую производительность при нанесении на подложку массивов микрокапель большого количества неповторяющихся растворов. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. Фиг.2The device is intended for applying an array of microdrops of various solutions to the surface of substrates of various materials for conducting multiple parallel analysis of various biological samples. The device contains a set of flexible capillary tubes (1) fixed on the upper plate (2) of the support means and freely placed in the holes of the lower plate (3) of the support means and in the channels of the multi-channel funnel (7), pressed by means of fastening means to the bottom plate of the support means. The multi-channel funnel is made in the form of a body formed by two parallel bases having the form of geometrically similar flat figures and a lateral surface, while in the body of the funnel there are many connecting channel bases (8), the axis of each of which looks like a smooth curve with an inflection point in the middle parts and crosses the base plane at right angles. The upper and lower plates of the support means are interconnected with the possibility of oncoming movement and are additionally interconnected by an accordion (5) with jumpers (6) oriented parallel to the plates and having openings for free passage of capillary tubes through them. The device is additionally equipped with an adapter made in the form of two parallel plates with holes rigidly interconnected, one of the plates being adapted for mounting it on the bottom plate of the support means and the location of the holes in it coincides with the location of the channels on the larger base of the multi-channel funnel. On the other plate of the adapter, the holes are arranged so that they correspond to the location of the holes of the microtiter plate, while between the plates there are tubes connecting the holes in one plate with the holes in the other plate. The device combines simplicity, reliability and high performance when applying a large number of non-repeating solutions to the microdroplet arrays on a substrate. 2 s.p. f-ly, 6 ill. Figure 2

Description

Полезная модель относится к области молекулярной биологии, биоорганической химии и предназначено для нанесения массива микрокапель различных растворов на поверхность подложек из различных материалов для проведения множественного параллельного анализа различных биологических образцов.The utility model relates to the field of molecular biology, bioorganic chemistry and is intended for applying an array of microdroplets of various solutions to the surface of substrates of various materials for conducting multiple parallel analysis of various biological samples.

Применяемые в настоящее время устройства для нанесения массивов микрокапель можно разделить на две группы в зависимости от способа переноса раствора на подложку: устройства с использованием бесконтактного способа и устройства с использованием контактного способа.Currently used devices for applying arrays of microdrops can be divided into two groups depending on the method of transferring the solution to the substrate: a device using the non-contact method and a device using the contact method.

Устройства с использованием бесконтактного способа нанесения массивов микрокапель по существу используют принцип, применяемый в струйных принтерах: для переноса раствора и создания микрокапли используется либо пьезоэлектрический привод (например, устройство "Microdrop Dispenser Heads", выпускаемое фирмой Microdrop Technologies GmbH, http://www.microdrop.com/wDeutsch/products/14_04-2006-e%20MD-Heads.pdf; или устройство, выпускаемое фирмой Perkin Elmer, Inc. (2003), "Specifications Sheet", Piezorray, flexible Non-Contact Microarraying System, http://las.perkinelmer.com/Content/RelatedMaterials/006935-Piezorray-SpecificationsSheet.pdf), либо перенос раствора осуществляется путем подачи избыточного давления в резервуар, соединенный с печатающим соплом, на котором установлен высокоскоростной электромагнитный клапан (устройство "synQUAD" фирмы Genomic Solutions, http://www.genomicsolutions.com//files/synQUAD.pdf).Devices using a non-contact method of applying arrays of microdrops essentially use the principle used in inkjet printers: either a piezoelectric drive (for example, Microdrop Dispenser Heads manufactured by Microdrop Technologies GmbH, http: // www. Is used to transfer the solution and create microdrops. microdrop.com/wDeutsch/products/14_04-2006-e%20MD-Heads.pdf; or a device manufactured by Perkin Elmer, Inc. (2003), "Specifications Sheet", Piezorray, flexible Non-Contact Microarraying System, http: //las.perkinelmer.com/Content/RelatedMaterials/006935-Piezorray-SpecificationsSheet.pdf), or the solution is transferred by supplying excess pressure to a tank connected to a printing nozzle on which a high-speed solenoid valve is installed (synQUAD device from Genomic Solutions, http://www.genomicsolutions.com//files/synQUAD.pdf).

Достоинствами данных устройств являются высокая скорость печати (потенциально до 1000 микрокапель в секунду и выше), высокая емкость резервуара с раствором и отсутствие механического контакта с поверхностью подложки.The advantages of these devices are high printing speed (potentially up to 1000 microdrops per second and higher), high capacity of the reservoir with the solution and the absence of mechanical contact with the surface of the substrate.

Однако эти устройства содержат ограниченное количество печатающих элементов в печатающей головке (от 1 до 16 в зависимости от фирмы). Кроме того, физические свойства растворов, такие как вязкость, плотность и т.п. существенно влияют на качество печати (могут появляться пропуски в печати, ухудшение повторяемости траектории полета капли, появление сателлитов).However, these devices contain a limited number of printing elements in the print head (from 1 to 16, depending on the company). In addition, the physical properties of solutions, such as viscosity, density, etc. significantly affect the print quality (gaps may appear in the press, deterioration of the repeatability of the path of the drop, the appearance of satellites).

Устройства, использующие контактный способ нанесения массивов микрокапель, выпускаются фирмами Genomic Solutions Ltd (устройство "MicroGrid. A High Throughput Automated Microarrayer", http://www.genomicsolutions.com/ files/Genomics/MicroGrid_071404.pdf), Genetix Ltd (устройство "QArray2", http://www.genetix.com/instr/qarray2.asp), Bio-Rad Laboratories, Inc (устройство, "VersArray ChipWriter Pro Systems", http://www.bio-rad.com). Эти устройства представляют собой 3-х координатную систему, позиционирующую печатающую головку над подложками, уложенными на столе устройства. Печатающие головки этих устройств во многом схожи и используют принцип контактной печати. Основной элемент головки - это вертикально расположенный капиллярный стержень, называемый «пином» (или массив стержней количеством до 48 штук; шаг массива соответствует шагу лунок в стандартной микротитровальной плашке - обычно 4,5 мм), который предназначен для переноса небольшого количества раствора из стандартной микротитровальной плашки на подложку. Цикл нанесения одной микрокапли включает в себя несколько следующих друг за другом этапов: а) позиционирование пина над лункой плашки; б) окунание пина в раствор, содержащийся в лунке; в) подъем пина с набранным раствором из лунки; г) позиционирование пина над подложкой; д) опускание пина до соприкосновения с подложкой; е) подъем пина; ж) позиционирование пина над отмывочным устройством; з) промывка пина; и) подъем пина. Если печатающая головка содержит несколько пинов, то указанные этапы осуществляются одновременно для всех пинов.Devices using the contact method of applying micro-droplet arrays are manufactured by Genomic Solutions Ltd (MicroGrid device. A High Throughput Automated Microarrayer, http://www.genomicsolutions.com/ files / Genomics / MicroGrid_071404.pdf), Genetix Ltd (device " QArray2 ", http://www.genetix.com/instr/qarray2.asp), Bio-Rad Laboratories, Inc (device," VersArray ChipWriter Pro Systems ", http://www.bio-rad.com). These devices are a 3-coordinate system that positions the print head over substrates laid on the table of the device. The printheads of these devices are very similar and use the principle of contact printing. The main element of the head is a vertically positioned capillary rod, called a “pin” (or an array of rods of up to 48 pieces; the array pitch corresponds to the hole pitch in a standard microtiter plate - usually 4.5 mm), which is designed to transfer a small amount of solution from a standard microtiter dies on the substrate. The cycle of applying one microdroplet includes several successive steps: a) positioning the pin above the die well; b) dipping the pin into the solution contained in the well; c) raising the pin with the collected solution from the hole; d) positioning the pin over the substrate; d) lowering the pin to contact with the substrate; e) raising the pin; g) positioning the pin above the washing device; h) flushing the pin; i) raising the pin. If the print head contains several pins, then these steps are carried out simultaneously for all pins.

В зависимости от конструкции пина этапы а)-е), либо г)-е), могут повторяться циклически до 100 раз. Этапы ж), з), и) осуществляются при переходе к нанесению следующего раствора для исключения контаминации.Depending on the pin design, steps a) -e) or d) -e) can be repeated cyclically up to 100 times. Steps g), h), i) are carried out upon transition to the application of the next solution to avoid contamination.

Иногда пины отмывают последовательно в нескольких устройствах отмывки (сушки), при этом на каждое устройство добавляются по 3 этапа, аналогичных ж), з), и).Sometimes pins are washed sequentially in several washing (drying) devices, with 3 stages added to each device, similar to g), h), and).

Достоинством рассмотренных устройств, использующих контактный способ нанесения массивов микрокапель, является простота конструкции.The advantage of the considered devices using the contact method of applying arrays of microdrops is the simplicity of the design.

Однако такой способ нанесения микрокапель обладает низкой производительностью. При использовании однопиновой системы за стандартную рабочую смену можно напечатать не более 300 массивов микрокапель размерностью 10×10. Для повышения производительности увеличивают количество пинов на головке нанесения (до 48 штук), что ведет к существенному удорожанию устройства. Кроме того, при использовании многопиновой печатающей головки не удается добиться However, this method of applying microdrops has a low productivity. When using a single-pin system for a standard shift, you can print no more than 300 arrays of microdrops with a dimension of 10 × 10. To increase productivity, increase the number of pins on the application head (up to 48 pieces), which leads to a significant increase in the cost of the device. In addition, when using a multi-pin print head, you cannot achieve

компактности массива микрокапель на подложке. Это обстоятельство связано с шагом массива пинов на печатающей головке. Например, при использовании 48-ми пиновой печатающей головки с шагом пинов 4,5 мм, массив микрокапель размерностью 4×12 (до 48 различных растворов) будет занимать площадь 13,5×49,5 мм. Для создания компактного массива, например, 4,5×4,5 мм многопиновая печатающая головка неприемлема.compactness of the micro-droplet array on the substrate. This circumstance is associated with the pitch of the pin array on the print head. For example, when using a 48-pin printhead with a pitch of pins of 4.5 mm, an array of microdroplets with a dimension of 4 × 12 (up to 48 different solutions) will occupy an area of 13.5 × 49.5 mm. To create a compact array, for example, 4.5 × 4.5 mm, a multi-pin print head is unacceptable.

Полезная модель направлена на решение задачи создания устройства, способного сочетать в себе простоту, надежность и высокую производительность при нанесении на подложку массивов микрокапель большого количества неповторяющихся растворов.The utility model is aimed at solving the problem of creating a device capable of combining simplicity, reliability and high performance when applying a large number of non-repeating solutions to the arrays of microdrops.

Указанная задача решается за счет того, что приспособление для нанесения массива микрокапель различных растворов на поверхность подложки, содержащее набор капиллярных стержней и опорное средство с отверстиями для размещения и фиксации в них капиллярных стержней, имеющее возможность крепления к позиционирующему 3-х координатному механизму, снабжено многоканальной воронкой, выполненной в виде тела, образованного двумя параллельными основаниями, имеющими форму геометрически подобных плоских фигур, и боковой поверхностью, при этом в теле воронки выполнено множество соединяющих основания каналов, ось каждого из которых имеет вид плавной кривой с точкой перегиба в средней части и пересекает плоскости оснований под прямым углом, при этом многоканальная воронка посредством крепежных средств прижата своим большим основанием к опорному средству, а капиллярные стержни выполнены в виде гибких капиллярных трубок, свободно размещенных в каналах многоканальной воронки.This problem is solved due to the fact that the device for applying an array of microdrops of various solutions to the surface of the substrate, containing a set of capillary rods and support means with holes for placing and fixing capillary rods in them, which can be attached to a positioning 3-coordinate mechanism, is equipped with a multi-channel a funnel made in the form of a body formed by two parallel bases having the form of geometrically similar planar figures, and a side surface, while in the bodies There are many channels connecting the base of the funnel, the axis of each of which has a smooth curve with an inflection point in the middle part and intersects the base planes at right angles, while the multi-channel funnel is pressed with its large base to the support means, and the capillary rods are made in in the form of flexible capillary tubes freely placed in the channels of a multi-channel funnel.

При этом опорное средство выполнено в виде двух плит, соединенных между собой с возможностью встречного перемещения, причем диаметр отверстий в плите, к которой прижата многоканальная воронка, превышает наружный диаметр капиллярных трубок, при этом плиты дополнительно связаны между собой гармошкой с перемычками, ориентированными параллельно плитам и имеющими отверстия для свободного прохода через них капиллярных трубок.In this case, the support means is made in the form of two plates interconnected with the possibility of oncoming movement, the diameter of the holes in the plate to which the multi-channel funnel is pressed exceeds the outer diameter of the capillary tubes, while the plates are additionally connected by an accordion with jumpers oriented parallel to the plates and having openings for free passage of capillary tubes through them.

Кроме того, приспособление может быть снабжено переходником, выполненным в виде жестко соединенных между собой двух параллельных пластин с отверстиями, причем одна из пластин приспособлена для крепления ее на опорном средстве и расположение отверстий в ней совпадает с расположением каналов на большем основании многоканальной воронки, а на другой пластине отверстия In addition, the device can be equipped with an adapter made in the form of two parallel plates with holes rigidly interconnected, one of the plates being adapted for mounting it on the support means and the location of the holes in it coincides with the location of the channels on the larger base of the multi-channel funnel, and another hole plate

расположены так, чтобы они соответствовали расположению лунок микротитровальной плашки, при этом между пластинами размещены трубки, соединяющие отверстия в одной пластине с отверстиями в другой пластине.arranged so that they correspond to the location of the holes of the microtiter plate, while between the plates there are tubes connecting the holes in one plate with the holes in the other plate.

Наличие в приспособлении съемной многоканальной воронки с каналами и выполнение капиллярных стержней в виде гибких капиллярных трубок, свободно размещенных в каналах многоканальной воронки, позволяет формировать компактный массив микрокапель различной конфигурации и обеспечивать возможность заполнения капиллярных трубок из стандартной микротитровальной плашки.The presence in the device of a removable multi-channel funnel with channels and the execution of capillary rods in the form of flexible capillary tubes freely placed in the channels of a multi-channel funnel allows the formation of a compact array of microdrops of various configurations and the ability to fill capillary tubes from a standard microtiter die.

Выполнение опорного средства в виде двух плит, соединенных между собой с возможностью встречного перемещения и связанных между собой гармошкой с перемычками, имеющими отверстия для свободного прохода капиллярных трубок, значительно упрощает процесс формирования печатающей головки и позволяет его автоматизировать. При этом наличие в приспособлении переходника значительно облегчает и ускоряет процесс заполнения капиллярных трубок из стандартной микротитровальной плашки.The implementation of the support means in the form of two plates, interconnected with the possibility of oncoming movement and interconnected with an accordion with jumpers having openings for free passage of capillary tubes, greatly simplifies the process of forming the print head and allows it to be automated. At the same time, the presence of an adapter in the device significantly facilitates and accelerates the process of filling capillary tubes from a standard microtiter plate.

Выполнение приспособления для нанесения массива микрокапель различных растворов на поверхность подложки поясняется подробным его описанием и прилагаемыми чертежами.The implementation of the device for applying an array of microdrops of various solutions on the surface of the substrate is illustrated by its detailed description and the accompanying drawings.

Приспособление для нанесения массива микрокапель различных растворов на поверхность подложки поясняется подробным его описанием и прилагаемыми чертежами.The device for applying an array of microdroplets of various solutions on the surface of the substrate is illustrated by its detailed description and the accompanying drawings.

На фиг.1 представлено схематичное изображение приспособления непосредственно перед нанесением микрокапель на подложку, вид сбоку в разрезе;Figure 1 presents a schematic representation of the device immediately before applying the microdrops to the substrate, a side view in section;

на фиг.2 - схематичное изображение приспособления после нанесения микрокапель и перед заполнением капиллярных трубок раствором, вид сбоку в разрезе;figure 2 is a schematic representation of the device after applying microdrops and before filling the capillary tubes with a solution, a side view in section;

на фиг.3 - сечение по А-А на фиг.1;figure 3 is a section along aa in figure 1;

на фиг.4 - сечение по Б-Б на фиг.1;figure 4 is a section along BB in figure 1;

на фиг.5 - схематичное изображение приспособления перед заполнением капиллярных трубок раствором, вид сбоку в разрезе;figure 5 is a schematic representation of the device before filling the capillary tubes with a solution, a side view in section;

на фиг.6 - схематичное изображение приспособления в процессе заполнения капиллярных трубок раствором.6 is a schematic illustration of the device in the process of filling the capillary tubes with a solution.

Приспособление для нанесения массива микрокапель различных растворов на поверхность подложки содержит набор капиллярных стержней, выполненных в виде гибких капиллярных трубок 1, и опорное средство, выполненное в виде двух плит 2 и A device for applying an array of microdroplets of various solutions on the surface of the substrate contains a set of capillary rods made in the form of flexible capillary tubes 1, and support means made in the form of two plates 2 and

3, соединенных между собой посредством направляющих 4 и гармошки 5 с перемычками 6. Верхняя плита 2 приспособлена для крепления ее к позиционирующему 3-х координатному механизму (условно не показан). В перемычках 6 выполнены отверстия для свободного прохода через них капиллярных трубок 1. Гармошка 5 изготовлена из гибкого материала, например, полипропилена. Капиллярные трубки 1 представляют собой гибкие цилиндрические или конические трубки из полипропилена. Внутренняя полость трубки пригодна для заполнения раствором. Один из торцов трубки (меньший в случае конического капилляра) является печатающим. Капиллярные трубки 1 зафиксированы в верхней плите 2, а в нижней плите 3 и в перемычках 6 выполнены отверстия для свободного прохода через них капиллярных трубок 1. К нижней плите 3 опорного средства прижата посредством крепежных средств (условно не показаны) многоканальная воронка 7. Крепежные средства для прижатия многоканальной воронки 7 к нижней плите 3 могут быть выполнены различным образом (например, резьбовыми), единственное дополнительное требование к ним (кроме обеспечения надежного прижатия воронки к плите) заключается в необходимости обеспечения возможности отсоединения многоканальной воронки 7 от нижней плиты 3 опорного средства. Многоканальная воронка 7 выполнена в виде тела, образованного двумя параллельными основаниями, имеющими форму геометрически подобных плоских фигур, например, правильных шестиугольников, и боковой поверхностью. В теле многоканальной воронки выполнено множество соединяющих основания каналов 8, ось каждого из которых имеет вид плавной кривой с точкой перегиба в средней части и пересекает плоскости оснований под прямым углом. Многоканальная воронка 7 может быть выполнена путем спекания и вытягивания собранных в пучок стеклянных трубок подходящего диаметра. Преимущественно количество стеклянных трубок составляет 127 штук (для упрощения изображенная на фигурах многоканальная воронка изображена с 37 каналами), а пучок трубок имеет в поперечном сечении форму правильного шестиугольника. Для регулировки величины выступания печатающего торца каждой из капиллярных трубок 1 относительно печатающего торца многоканальной воронки 7 предусмотрены стальные винты 9 со сквозными отверстиями, в которые вставлены и зафиксированы капиллярные трубки 1. Регулировка происходит путем вращения винта. Опорное средство, капиллярные трубки и многоканальная воронка образуют печатающую головку приспособления.3, interconnected by means of guides 4 and accordion 5 with jumpers 6. The upper plate 2 is adapted for fastening it to a positioning 3-coordinate mechanism (not shown conditionally). In the jumpers 6, holes are made for free passage of capillary tubes 1. The accordion 5 is made of a flexible material, for example, polypropylene. Capillary tubes 1 are flexible cylindrical or conical tubes made of polypropylene. The internal cavity of the tube is suitable for filling with a solution. One of the ends of the tube (smaller in the case of a conical capillary) is print. The capillary tubes 1 are fixed in the upper plate 2, and in the lower plate 3 and in the jumpers 6 holes are made for free passage of capillary tubes 1. The multi-channel funnel is pressed onto the bottom plate 3 of the support means (not shown conditionally) 7. Fixing means for pressing the multi-channel funnel 7 to the bottom plate 3 can be performed in various ways (for example, threaded), the only additional requirement for them (in addition to ensuring reliable pressing of the funnel to the plate) is to ti enable disconnection multichannel funnel 7 of the lower plate 3 of the support means. The multi-channel funnel 7 is made in the form of a body formed by two parallel bases having the form of geometrically similar planar figures, for example, regular hexagons, and a side surface. In the body of the multichannel funnel, many connecting channels 8 are formed, the axis of each of which has the form of a smooth curve with an inflection point in the middle part and intersects the base planes at right angles. A multi-channel funnel 7 can be made by sintering and stretching a bundle of glass tubes of suitable diameter. Mostly the number of glass tubes is 127 pieces (for simplicity, the multi-channel funnel shown in the figures is shown with 37 channels), and the tube bundle has the shape of a regular hexagon in cross section. To adjust the size of the protrusion of the print end of each of the capillary tubes 1 relative to the print end of the multi-channel funnel 7, steel screws 9 with through holes are inserted into which the capillary tubes 1 are inserted and fixed. The adjustment is made by rotating the screw. The support means, capillary tubes and a multi-channel funnel form the printhead of the device.

Приспособление также содержит переходник, выполненной в виде в виде жестко соединенных между собой посредством стоек 10 двух параллельных пластин 11 и 12 с отверстиями, причем верхняя пластина 11 приспособлена для крепления ее на нижней плите 3 опорного средства. Расположение отверстий в пластине 11 совпадает с расположением каналов 8 на большем основании многоканальной воронки 7, а на другой пластине отверстия расположены так, чтобы они соответствовали расположению лунок 13 микротитровальной плашки 14, при этом между пластинами 11 и 12 размещены полимерные трубки 15, соединяющие отверстия в пластине 11 с отверстиями в пластине 12.The device also includes an adapter, made in the form of two parallel plates 11 and 12 with holes, which are rigidly connected to each other by means of the racks 10, the upper plate 11 being adapted for mounting it on the bottom plate 3 of the support means. The location of the holes in the plate 11 coincides with the location of the channels 8 on the larger base of the multi-channel funnel 7, and the holes on the other plate are arranged so that they correspond to the location of the holes 13 of the microtiter plate 14, while polymer tubes 15 are placed between the plates 11 and 12 connecting the holes in plate 11 with holes in the plate 12.

Процесс сборки печатающей головки приспособления заключается в закреплении многоканальной воронки 7 на нижней плите 3 опорного средства таким образом, чтобы соответствующие отверстия в плитах 2 и 3, гармошке 5 и в большем основании многоканальной воронки 7 были бы соосны. Затем капиллярные трубки 1 вставляются в эти отверстия. При этом плиты 2 и 3 опорного средства максимально приближены одна к другой, и гармошка 5 сжата. Вращением винтов 9 добиваются того, чтобы печатающие торцы всех капиллярных трубок немного выступали относительно меньшего основания многоканальной воронки и лежали в одной плоскости. Установка и регулировка капиллярных трубок в основном осуществляется только один раз в течение всего срока службы изделия, в процессе работы может лишь потребоваться регулировка отдельных капиллярных трубок.The assembly process of the printhead of the device consists in securing the multi-channel funnel 7 on the bottom plate 3 of the support means so that the corresponding holes in the plates 2 and 3, the accordion 5 and the larger base of the multi-channel funnel 7 are aligned. Then the capillary tubes 1 are inserted into these holes. In this case, the plates 2 and 3 of the support means are as close as possible to each other, and the accordion 5 is compressed. By rotating the screws 9, it is ensured that the printing ends of all capillary tubes protrude slightly relative to the smaller base of the multi-channel funnel and lie in the same plane. Installation and adjustment of capillary tubes is mainly carried out only once during the entire service life of the product; during operation, it may only be necessary to adjust individual capillary tubes.

После сборки печатающей головки и заполнения ее растворами (фиг.1) она подводится позиционирующим 3-х координатным механизмом (условно не показан) к подложке 16. При опускании печатающей головки наступает соприкосновение торцов капиллярных трубок 1 с поверхностью подложки 16, При этом раствор смачивает поверхность подложки в месте контакта. При отведении печатающей головки в исходное положение часть раствора остается на поверхности подложки, образуя массив микрокапель.After assembling the print head and filling it with solutions (Fig. 1), it is brought by a positioning 3-coordinate mechanism (not shown conditionally) to the substrate 16. When lowering the print head, the ends of the capillary tubes 1 come in contact with the surface of the substrate 16, and the solution moistens the surface substrate at the point of contact. When the print head is retracted to its original position, part of the solution remains on the surface of the substrate, forming an array of microdrops.

Для заполнения капилляров растворами плиты 2 опорного средства раздвигаются по направляющим 4 до выхода капиллярных трубок 1 из многоканальной воронки 7 (фиг.2). Затем многоканальная воронка 7 отсоединяется от нижней плиты 3 опорного средства, а на ее место устанавливается переходник так, чтобы отверстия в верхней пластине 11 совпали с отверстиями в нижней плите 3 опорного средства. На верхнюю плиту 2 опорного средства устанавливается колпак 17, соединенный с вакуумным насосом для создания разряжения в полости над верхними торцами To fill the capillaries with solutions, the plates 2 of the support means are moved apart along the guides 4 until the capillary tubes 1 exit from the multi-channel funnel 7 (Fig. 2). Then the multi-channel funnel 7 is disconnected from the lower plate 3 of the support means, and an adapter is installed in its place so that the holes in the upper plate 11 coincide with the holes in the lower plate 3 of the support means. A cap 17 is mounted on the upper plate 2 of the support means, connected to a vacuum pump to create a vacuum in the cavity above the upper ends

капиллярных трубок. К переходнику со стороны нижней пластины 12 присоединяется микротитровальная плашка 14, лунки 13 которой заполнены растворами (фиг.5). Затем плиты 2 и 3 опорного средства сближаются, сжимая гармошку 5, в результате чего капиллярные трубки 1, направляемые трубками 15 переходника, входят в лунки 13 микротитровальной плашки 14 (фиг.6). Для заполнения капиллярных трубок растворами достаточно создать соответствующее высоте поднятия растворов разряжение внутри колпака.capillary tubes. A microtiter plate 14 is attached to the adapter from the side of the bottom plate 12, the holes 13 of which are filled with solutions (Fig. 5). Then the plates 2 and 3 of the support means come together, compressing the accordion 5, as a result of which the capillary tubes 1 guided by the adapter tubes 15 enter the wells 13 of the microtiter plate 14 (Fig. 6). To fill the capillary tubes with solutions, it is enough to create a vacuum corresponding to the height of the raising of the solutions inside the cap.

Помимо заполнения капиллярных трубок растворами данная конструкция позволяет осуществлять слив растворов из них (при этом внутри колпака 17 создается избыточное давление), а также обеспечивает возможность промывки капиллярных трубок.In addition to filling the capillary tubes with solutions, this design allows the draining of solutions from them (in this case, excess pressure is created inside the cap 17), and also provides the ability to flush the capillary tubes.

Claims

1. A device for applying an array of microdrops of various solutions to the surface of the substrate, containing a set of capillary rods and support means with holes for placing and fixing capillary rods in them, which can be attached to a positioning 3-coordinate mechanism, characterized in that it is equipped with a multi-channel funnel made in the form of a body formed by two parallel bases having the shape of geometrically similar flat figures and a side surface, while in the funnel body There are many connecting channels of the bases, the axis of each of which has a smooth curve with an inflection point in the middle part and intersects the plane of the bases at a right angle, while the multi-channel funnel is pressed with its large base to the support means, and the capillary rods are made in the form of flexible capillary tubes freely placed in the channels of a multi-channel funnel.

2. The device according to claim 1, characterized in that the support means is made in the form of two plates interconnected with the possibility of oncoming movement, the diameter of the holes in the plate to which the multi-channel funnel is pressed exceeds the outer diameter of the capillary tubes, and the plates are additionally interconnected with an accordion with jumpers oriented parallel to the plates and having openings for free passage of capillary tubes through them.

3. The device according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with an adapter made in the form of two parallel plates with holes rigidly interconnected, one of the plates being adapted for mounting it on a support means and the location of the holes in it coincides with the location of the channels on the larger base of the multichannel funnel, and on the other plate, the holes are arranged so that they correspond to the location of the holes of the microtiter plate, while between the plates there are tubes connecting miles in one plate with holes in the other plate.