TWI321652B - - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種取樣器’特別是指一種微型取樣 器。 【先前技術】 在許多科技領域中，尤其是生物、化學..等領域中，在 進行一些檢體之檢測分析或定量時，通常需要精確控制所 取之樣品體積，目前大多是以可調控取樣量之取樣裝置（ pipette)進行取樣，此種取樣裝置通常是將一吸管頭套設於 一吸引取樣器上，藉由取樣器内部構件作動產生之吸力， 將預定量之液體吸入吸管頭中。但因該吸管頭套設於該取 樣器上時，可能會因套接時的氣密度不夠而有縫隙產生， 或液體樣品殘留黏附於吸管頭套上，進而會影響取樣量的 準確度，尤其是對於極微量樣品的取樣時，例如小於ΐχ 1〇_ 9公升（nano liter，nl)，其影響程度更大。 【發明内容】 因此，本發明之目的，即在提供一種可精確擷取多種 不同體積之樣品量之微型取樣器。 於是，本發明微型取樣器，包含由上往下依序疊接之 一氣室成型板、一流道成形板與一基板。該流道成型板是 疊接於氣室成型板底面，並與氣室成型板相配合界定出一 第 第二與一第三閥門氣室，並具有一集液孔、一取 樣氣孔，及分別對應位於該等閥門氣室下方之一第一、一 第二與一第三閥門部。該基板是疊接於流道成型板底面， 並與流道成型板相配合界定出—連通於取樣氣孔與集液孔 間且可使取樣液流經第三與第二閥門部下方而流入集液孔 之取樣槽道、-與取樣槽道位於第二與第三閥門部間的區 段連通並可使取樣液流_閥門部下方而流人取_道 之引流道，及至少-連通於取樣槽道位於第三閥門料相 反側之區段間的吸引通道。 當該等閥門氣室被灌注高壓流體時，該等閥門部可分 別被高壓流體往下彈性擠壓突伸並分別氣密阻塞引流道： 取樣槽道，當肖取樣氣孔之空氣被抽離時，舞樣槽道與 吸引通道會產生-將引流道中之取樣液吸入取樣槽道的負 壓吸力，當該取樣氣孔被灌注高壓流體時，該高壓氣體备 將位於取樣槽道中之取樣液沖入集液孔中。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現* 如圖1、2所示，本發明微型取樣器之較佳實施例適用 於進行極微量液體之精確取樣，並包含由下往上依序堆疊 之一水平基板3、一水平流道成型板4及一水平氣室成型板 5。該基板3是由玻璃製成，但實施時，該基板3亦可由其 他硬質材料製成，且不以此為限。 該流道成型板4是由彈性材料製成，且與疊接於其底 面之基板3相配合界定出一左右延伸之取樣槽道4〇、—前 後延伸並以其前端連通於取樣槽道40右端部之引流道41、 1321652 制設備（圖未示）程式化控制該等裝置 氣等動作。但實施時不以此為限。 /排氣與抽 配合圖3所示，該微型取樣器開始進行液體之取樣作 動時，需先對第-閥門氣室51灌注高壓流體，迫使第 門部46往下彈性突伸入引流道 r 而乳密阻塞引流道 41，接著便可將待取樣之溶液注入該等儲液孔料、μ中。 Γ 配合圖4所示，當所需溶液量為〇.〇2 ni時，亦即第一 取樣段之容積量時，可再於第二與第三閥門氣室η中 灌注高壓氣體，迫使第二與第三閥門部46分㈣性突W 取樣槽道40中，而分別氣密阻塞於第一連通段4〇4與第一 取樣段401間，及阻塞於第一與第二取樣段4〇ι、4〇2間。 然後，便可將第一閥門氣室51中之氣體排出，使第一閥門 部46彈性復位而打開引流道41。 接著，再經由該等取樣氣孔43、55而將預定體積的空 氣抽離，利用該等取樣氣孔43、55内空氣被抽離而產生之 負壓吸力，將第二、第三取樣段4〇2、4〇3與第一吸引通道 42中之預定體積的空氣，經由該止逆部47與左側壁面之間 隙吸走，而相對於第二、第三取樣段402、403與第一吸引 通道42中產生一負壓吸力，由於第一吸引通道42是連通 於第二與第一取樣段402、401間，且第一閥門部46已被 打開’所以經由第一吸引通道42而於第一取樣段401中產 生之負壓吸力’會將該等儲液孔44、53中之預定體積的溶 液經由引流道41吸入第一取樣段4〇1中。 當溶液樣品逐漸被吸入第一取樣段40丨後，整個取樣 9 1321652 槽道40之負壓吸力會逐漸變小而消失，此時，吸入取樣槽 道40中之溶液樣品量會剛好填滿整個第一取樣段，且 該第一取樣段401中之溶液量即為〇 〇2 ni。 接著，將第二與第三閥門氣室51中之空氣排除，使該 等閥門部46彈性復位，而使第一取樣段4〇1與第一連通段 4〇4連通。最後，再快速地對該等取樣氣孔43、55灌注預 定體積之高壓氣體，該高壓空氣會於該取樣槽道4〇中產生 一流向該等集液孔45、54之高速氣流，而將第一取樣段 401中之溶液快速地推入集液孔45、54中，便可於該等集 液孔45、54中獲得所需體積之溶液樣品。 同樣的取樣方式’當所需溶液樣品量為〇·! nl，亦即為 第一與第二取樣段4〇1、4〇2之總容積量時，可先迫使第二 與第四閥門部46分別氣密阻塞於第一取樣段4〇1與第一連 通段404間及第二與第三取樣段402、403間，再將第一閥 門部46打開，使儲液孔44、53中之溶液可經由引流道41 流入取樣槽道40中。完成上述步驟後，便可於該等取樣氣 孔43、55、取樣槽道40與第二吸引通道42產生負壓吸力 ，因該第二吸引通道42是連通於第一與第二取樣段401、 402間，所以該負壓吸力會將該等儲液孔44、53中之溶液 吸入填滿第一與第二取樣段401、402。然後，再打開第二 與第四閥門部46，並藉由在該該等取樣氣孔43、55中灌注 高壓氣體，使所產生之高速氣流推力，將取樣槽道40中之 取樣溶液推入該集液孔45、54中，而完成取樣動作。 若溶液取樣量為0.6 nl，亦即第一〜第三取樣段401-403 10 1321652 之總谷積量時，其取樣方式亦相同，只是取樣前，僅會迫 使第二閥門部46氣密阻塞於第一取樣段4〇1與第一連通段 404間’再使第一閥門部46打開，使儲液孔44、53中之溶 液可流入取樣槽道40中。並藉由負壓吸力，將該等儲液孔 44、53中之溶液樣品吸入填滿第--第三取樣段401〜403。 然後，再打開第二閥門部40，並將取樣槽道4〇中之取樣溶 液推入該集液孔45、54中。當所需取樣量大於該等取樣段 401〜403之總容積時，則可分成多次進行取樣。 值得一提的是.，在取樣過程中，由於引流道41已被第 一閥門部46氣岔阻塞住，所以當氣流沿第一取樣段4〇 1壁 面快速通過垂直向之引流道41開口時，該高速氣流會於該 引流道41開口形成一液體截斷面，並不會帶走殘留於引流 道41中之溶液，因此，可精確控制取樣量。 在本實施例中，該取樣槽道4〇僅規劃三取樣段 401〜403，但實施時，可依需要而改變取樣段數量，且對應 改變該等吸引通道42之數量，及該等閥門部46與閥門氣 室51之數量，使相連通之相鄰取樣段間皆連通有一吸引通 道42，而每一取樣段連接處上方皆有一閥門部46與—閥門 氣室51。 ' 本實施例所取之溶液樣品是被集中在集液孔45、54中 ，但實施時，亦可不設置第二集液孔54，而直接於第—集 液孔45 '旦接—引流f (圖未示），直接將被排出取樣栌； 40之樣品傳送至後端其他晶片或儀器（圖未示）進行2 分析。或者是H集液孔45改為多數分別連通於第一

11 連通段404右端之分流管道（圖未示），使樣品可被控制而 流至預定之分流管道中，由於分流方式並非本發明之設計 重點，因此不再詳述，且實施時不以上述型態為限。 歸納上述，透過該等取樣槽道40、閥門部46、閥門氣 室51、取樣氣孔43、55與吸引通道42的結構設計，以及 該等閥Η部46與閥門氣室51間之作動關係，使得本發明 微型取樣器可精確地取得多種極微量體積之溶液樣品，相 #方便實用。因此’確實可達到本發明之目的。 准、上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當 不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專 利範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆 仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 ， 【圖式簡單說明】 *疋I發明冑型取寺策器之一較佳實施例的立體分解 圖； 是該車乂佳實施例之仰視圖，其中一基板移移除； 圖疋圖線之側視剖面圖，說明一引流道被 一閥門部氣密阻塞時的情況；及 圖4是圖2沿㈣線的侧視剖面圖，說明一第二與一 第二閥Η部分靠塞於取樣槽道中情沉。

Claims (1)

1321652 十、申請專利範圍： 1. 一種微型取樣器，包含： 一氣室成型板； -流道成型S ’疊接於氣室成型板底s，並與氣室 成型板相配合界定出—第一、一第二與—第三闊門氣室 ’並具有4液孔 取樣氣孔’及分別對應位於該等 閥門氣室下方之-第一、一第二與一第三閥門部；及 基板疊接於流道成型板底面，並與流道成型板 相配合界定出一連通於取樣氣孔與集液孔間且可使取樣 液流經第彡與第2閥門部下方而流入集液孔之取樣槽道 、一與取樣槽道位於第二與第三閥門部間的區段連通並 可使取樣液流經第一閥門部下方而流入取樣槽道之引流 道，及至少一連通於取樣槽道位於第三閥門部兩相反侧 之區段間的吸引通道； 當該等閥門氣室被灌注高壓流體時，該等閥門部可 分別被高壓流體往下彈性擠壓突伸並分別氣密阻塞引流 道與取樣槽道，當該取樣氣孔之空氣被抽離時，該取樣 槽道與吸引通道會產生一將引流道中之取樣液吸入取樣 槽道的負壓吸力，當該取氧氣孔被灌注高壓流體時，該 高壓氣體會將位於取樣槽道中之取樣液沖入集液孔中。 2. 依據申請專利範圍第1項所述之微型取樣器，其中，該 取樣槽道具有至少二分別介於第二與第三閥門部間與介 於第三閥門部與通氣孔間之取樣段。 3. 依據申請專利範圍第2項所述之微型取樣器，其中，該 14 1321652 吸引通道是連通於該等取樣段間。 4.依據申請專利範圍第1項所述之微型取樣器，其中，該 流道成型板具有一突伸入該取樣槽道中，並可被高壓流 體推擠而彈性開啟地阻塞於取樣氣孔與取樣槽道間的止 逆部。 15