CN101330824A - 化学制品施用器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于化学制品施用器的设备和方法，该施用器用于对存在于介质如陆地、空气或水中的生物体将化学制品应用于活生物体的内部组织，包括植物和动物的内部组织。本发明的设备部分地以穿刺部件为基础，该穿刺部件可与化学制品储蓄器相啮合，以便用化学制品产生穿刺部件的涂层。一旦被涂覆，这些穿刺部件就接着用于刺入活生物体的组织如植物组织以输送化学制品。

Description

化学制品施用器

发明领域

本发明涉及化学制品施用器的领域，尤其涉及包括化学制品施用设备和方法的化学制品施用器的子领域，所述设备和方法用于将化学制品施用于活生物体的内部组织，包括可存在于包括空气、陆地和/或水介质中的植物和动物的内部组织。化学制品施用器设备和方法设计成增加施用于目标生物体的体组织的化学制品的有效性，以更低的剂量比用常规的施用设备和方法获得的化学制品的有效性提高了化学制品的有效性，同时将非目标动物或植物对化学制品的暴露减到最小；然而，本发明不限于此特定的使用领域。

发明背景

用于对植物施用化学制品如除草剂和肥料的方法和设备是已知的。这种方法和设备包括喷洒和直接施用方法和设备。

已知当涉及大面积的目标植物时基于喷洒的方法可能是适当的。然而，在目标植物散置于非目标植物的场合喷洒方法可能不适合。在这种情况下，基于喷洒的除草剂施用方法可能不足以准确到只给目标植物施用除草剂。这可能导致危害附近的非目标植物并造成对目标植物周围环境的污染。

而且，喷洒方法在特定的环境条件如疾风或骤雨下可能也不适合。在这些条件下，除草剂可能被散开或冲淡，使得浓度对目标植物不够有效，和/或除草剂可能被冲走或漂到非目标植物上并造成损害。

根据与基于喷洒的方法相关的这些问题，在处理这些问题的各种努力中开发了很多直接施用或接触类型的化学制品施用器技术。

例如，M.E.Maddock的美国专利4,357,779描述了一种包括连接到化学制品储蓄器的海绵施用器的化学制品施用器，其中化学制品从储蓄器到海绵施用器的流量由流量控制阀控制。

J.H.Keeton的美国专利4,403,881描述了中空有手柄的化学制品施用器，其在手柄的上部部分内包括化学制品储蓄器。化学制品从储蓄器以不连续的剂量通过狭口阀(slit valve)提供到在设备的下端的海绵施用器，狭口阀响应设备使用者对按钮的操作而打开。

J.E.Moore的美国专利4,716,677描述了一种手持式化学制品施用器，其包括安装在钳子或镊子之间的化学制品施用器垫。钳子或镊子接着可用于夹紧植物，从而将除草剂施用于被钳子夹紧的植物的表面。

上面描述的每种除草剂施用器使用海绵或吸收垫来将化学制品施用于植物的表面。正因如此，化学制品在降雨期间易被冲走。化学制品被冲走可能导致非目标植物或动物暴露于化学制品和/或因化学制品造成对环境的不必要的污染。

而且，化学制品被冲走有可能：

1.使非目标植物或动物暴露于化学制品；以及

2.降低了在目标植物表面上的化学制品的浓度。

这有可能减少输送到目标植物的化学制品的有效剂量。接着，化学制品在目标植物表面上有效剂量的减少可能使重复施用化学制品和/或以较高浓度施用化学制品成为必要。如应认识到的，这有可能增加与化学制品被冲走相关的问题，并加大了非目标植物和动物暴露于化学制品的可能性。

W.A.Wegner的美国专利5,724,765描述了一种包括一对可相对的钳夹的除草剂施用器，每个钳夹包括吸收垫和从每个钳夹延伸到垫中的多个针。该设备还包括除草剂储蓄器，其通过导管连接到每个钳夹上的吸收垫。当植物被钳夹抓住时，针刺入植物的表面。以这种方式，应用于吸收垫上的除草剂涂覆植物的表面，并接着流到由针在植物组织内产生的孔内。

Wegner专利所描述的设备确实可能导致对除草剂更有效地利用，因为植物的伤口允许除草剂从除草剂吸收垫渗入植物的内部组织。然而，使用Wegner设备，仍有大量的除草剂通过吸收垫施用到植物的表面。此表面施用的化学制品仍然易被冲走，并因而会导致非目标植物和动物暴露于化学制品。

将化学制品如药物施用于动物的方法是已知的。这种方法包括注射方法，其中注射器用于允许药物从注射器的储蓄器沿着针筒直接流到目标组织中。使用基于注射器技术的注射枪(injectable dart)也是众所周知的。

当少量的特定目标动物需要可注射的药物并当目标动物易于接近或生活在易于接近的介质中如陆地上时，注射方法可能是适当的。然而，在目标动物数量众多、移动快速、散置于非目标植物和动物、位于远处、生活在如水下或不可到达并快速移动的介质中的场合，注射方法可能不适合。在这种情况下，药物的基于注射的方法可能不适合于以有效和及时的方式将药物输送到目标动物。同样，在大量动物需要待在无菌方式下实施的特定剂量的药物时，注射器类型的应用设备具有相当大的限制。

根据与基于注射的方法和设备相关的这些问题，在处理这些问题的各种努力中开发了很多直接施用或接触类型的化学制品施用器。

例如，专利公布CN1415385描述了微型针阵列片，其通过所述小孔阵列将药物提供到皮肤中。这种设备可采取透皮贴剂(transdermal patch)的形式来施用药物；然而，这种方法和设备对给鸟或基于水的动物施用药物有限制，每个贴剂只能使用一次，且当贴剂不再贴在目标动物上时，用过的贴剂形成了环境内可能有毒的废物。

为了克服现有化学制品方法和设备的不足或对现有化学制品方法和设备提供可选方案，本发明提供了一种将化学制品实质上特异性地输送到活生物体的内部组织的化学制品施用器。以这种方式，生物体表面的化学制品涂层将被减到最小，从而将化学制品被冲走的可能性减到最小，随后非目标植物或动物的暴露也减小了。将化学制品实质上特异性地施用到生物体的内部组织也可能增大对化学制品的有效利用，因为化学制品可被输送到它在生物体中最有效的内部组织，因而可能降低为获得期望效果所需要的给定化学制品的量和/或浓度。进一步地，可快速地反复使用该应用方法以将期望的化学制品输送到很多生物体，而不需要重新准备或重新消毒穿刺部件。

在转向本发明的内容之前，必须认识到，上面对现有技术的描述仅仅作为解释本发明的上下文的背景来提供。因此，本说明书对任何现有技术的引用不是，也不应被认为是对这样一种情况的确认或者任何形式的建议，即该现有技术构成了任何国家的公共知识的一部分。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种使用化学制品施用设备和方法的化学制品施用器，该设备和方法用于将化学制品施用于活生物体的内部组织，包括可存在于如空气或水上或水下的介质中的植物和动物的内部组织，而不污染周围的环境或非目标生物体。

本发明提供了一种用于将化学制品施用到活生物体的设备，该设备包括：

a)用于刺入活生物体并将化学制品引入活生物体中的一个或更多穿刺部件；以及

b)用于容纳化学制品的化学制品储蓄器；

其中所述穿刺部件中的一个或更多个可与一个或更多储蓄器啮合，使得化学制品实质上特异性地施用到穿刺部件中的一个或更多个上。

本发明可用于将任何化学制品输送到植物、动物或其它活生物体。示例性化学制品包括例如除草剂、杀真菌剂、生长调节剂、肥料、遗传物质、药物、激素、外激素以及随细胞间和细胞内施用至活生物体而产生效力的其它物质等。然而，在优选实施方式中，本发明的设备可用于将除草剂输送到植物。

应认识到，待被刺入的活生物体的表面取决于如下因素：

1.化学制品类型，

2.施用表面，以及

3.进入化学制品被施用到的活生物体组织的通道。

化学制品可施用于动物、植物或包括地衣苔藓或其它动物种类的其它活生物体。

本发明的设备部分地以穿刺部件为基础，所述穿刺部件可与化学制品储蓄器啮合，以便用化学制品产生穿刺部件的涂层。一旦被涂覆，这些穿刺部件就接着可用于刺入活生物体如植物组织，并将化学制品输送到植物的内部组织。

在优选实施方式中，一个或更多穿刺部件与化学制品储蓄器的啮合实现了将化学制品实质上特异性地施用到一个或更多穿刺部件上。

在本实施方式中，因为只有穿刺部件涂有化学制品，非常少或实质上没有化学制品在输送期间施用到活生物体组织的表面。以这种方式，化学制品被冲走的可能性就减小了，且实质上施用到活生物体的所有化学制品被输送到活生物体的内部组织，化学制品在那里很可能具有最大的效力。

在进一步优选的实施方式中，化学制品储蓄器包括主体，该主体通常被密封以封装包含在化学制品储蓄器内的化学制品。包含在化学制品储蓄器内的化学制品可为任何适当类型的剂型。例如，固体、液体、悬浮体、糊状物或凝胶体剂型被认为适合于根据本发明使用。仍然优选地，主体对包含在化学制品储蓄器内的化学制品实质上是不可渗透的。

更优选地，穿刺部件布置在化学制品储蓄器内，使得一个或更多穿刺部件通常涂有化学制品。进一步优选地，所述穿刺部件中的一个或更多个从所述化学制品储蓄器表面的缩回实现了对所述化学制品储蓄器的重新密封。仍然优选地，穿刺部件在重新进入储蓄器中时被用化学制品重新涂覆。优选地，主体包括预装有化学制品的筒(cartidge)。预装筒是用后即可丢弃的。此预装筒克服了与不懂的消费者用有毒除草剂填充和重新填充除草剂容器有关的问题。

在更优选的实施方式中，化学制品储蓄器包括可响应于一个或更多穿刺部件的啮合而打开的一个或更多阀。阀可为任何类型。而且，当穿刺部件没有被啮合时，阀优选地被偏压到闭合位置以密封化学制品储蓄器。仍然优选地，当一个或更多穿刺部件与阀密封地啮合时，在化学制品储蓄器中形成密封。

进一步优选地，穿刺部件在穿过阀进入化学制品储蓄器中时被清洁。更优选地，穿刺部件带有化学制品涂层经阀从化学制品储蓄器出来。仍然优选地，穿刺部件在重新穿过阀而进入化学制品储蓄器中时被重新清洁。

优选地，穿刺部件从第一构件升起，第一构件枢轴地连接到包括化学制品储蓄器的第二构件。这尤其便于设备的快速操作和使用。第一和第二构件可通过一个或更多枢轴点连接，且这些枢轴点可布置成使得设备采用例如其中一个或更多枢轴点放置在第一和第二构件的末端中间的“剪刀”型构型，或其中枢轴点放置在接近于第一和第二构件的一端的“钳”型构型。

优选地，第一和第二构件包括手柄，其中手柄被驱动来使一个或更多穿刺部件和化学制品储蓄器啮合。在使用中，这些手柄可由使用者操纵来使穿刺部件和化学制品储蓄器啮合和/或脱离啮合。手柄可放置在沿第一和第二构件与枢轴点的布置相协调的任何地方。例如，当枢轴点的布置使得设备采用“钳”型构型时，手柄优选地定位在第一和/或第二构件上处在枢轴点和穿刺部件或化学制品储蓄器中间的地方。可选地，当枢轴点布置成使得设备采用“剪刀”构型时，手柄可定位成接近每个构件的末端，使得枢轴点在手柄和穿刺部件或化学制品储蓄器的中间。

化学制品储蓄器贴着活生物体的啮合进一步被与穿刺部件的啮合促进，并会形成二级密封功能，减少了可能漏到环境中的化学制品。尽管在某些环境条件下相比现有技术本发明不使用这种密封仍有利地起作用，但此密封将提供优于现有技术的更大的优点。

在本发明的第二形式中，一个或更多穿刺部件布置在化学制品储蓄器内，使得一个或更多穿刺部件通常涂有化学制品；且其中一个或更多穿刺部件可从化学制品储蓄器向外伸出以将化学制品施用到活生物体，并缩回到化学制品储蓄器中以实现对化学制品储蓄器的重新密封。

优选地，本发明的第二形式的设备进一步包括致动器，其中致动器的启动实现了穿刺部件的延伸和从化学制品储蓄器的缩回。在更优选的实施方式中，致动器包括直立的手柄，且致动器的启动包括沿手柄纵轴施加力。

仍然优选地，本发明的第二形式的设备进一步包括可响应于一个或更多穿刺部件的啮合而打开的一个或更多垫圈。垫圈可为任何类型。此外优选地，当一个或更多穿刺部件与垫圈密封地啮合时，密封在化学制品储蓄器中形成。

进一步优选地，穿刺部件在穿过垫圈而进入化学制品储蓄器中时被清洁。更优选地，穿刺部件带有化学制品涂层经垫圈从化学制品储蓄器伸出。仍然优选地，穿刺部件在重新穿过垫圈而进入化学制品储蓄器中时被重新清洁。

本发明还提供了一种使用具有一个或更多穿刺部件以及一个或更多化学制品储蓄器的设备将化学制品施用于活生物体的方法，包括步骤：

a)将化学制品容纳在化学制品储蓄器中；

b)将穿刺部件布置在化学制品储蓄器内；

c)将化学制品施用于储蓄器内的穿刺部件，使得穿刺部件被以化学制品涂覆；

d)使以化学制品涂覆的穿刺部件从储蓄器脱出；

e)拉动穿刺部件通过活生物体；以及

f)将化学制品从以化学制品涂覆的穿刺部件释放到活生物体中。

优选地，在本发明的一个形式中，当生物体被散置在储蓄器和刺入生物体表面的穿刺部件之间时，发生化学制品从穿刺部件向生物体的输送。

优选地，在本发明的另一形式中，当在储蓄器内被偏压的穿刺部件被强制从储蓄器向外延伸到生物体内时，进行化学制品的输送。

本发明还提供了用于将化学制品施用于植物的设备，该设备包括：

a)用于刺入植物并将化学制品引入植物中的一个或更多穿刺部件；以及

b)用于容纳化学制品的化学制品储蓄器；

其中所述穿刺部件中的一个或更多个可与一个或更多储蓄器啮合，使得化学制品被实质上特异性地施用到穿刺部件中的一个或更多个上。

此外本发明还提供了使用具有一个或更多穿刺部件以及一个或更多化学制品储蓄器的设备将化学制品施用于植物的方法，包括步骤：

a)使化学制品容纳在化学制品储蓄器中；

b)将穿刺部件布置在化学制品储蓄器内；

c)将化学制品施用于储蓄器内的穿刺部件，使得穿刺部件被以化学制品涂覆；

d)使以化学制品涂覆的穿刺部件从储蓄器脱出；

e)拉动穿刺部件通过植物；以及

f)使化学制品从以化学制品涂覆的穿刺部件释放到植物中。

本发明进一步提供了用于将化学制品施用于动物的设备，该设备包括：

a)用于刺入动物并将化学制品引入到动物中的一个或更多穿刺部件；

以及

b)用于容纳化学制品的化学制品储蓄器；

其中所述穿刺部件中的一个或更多个可与一个或更多储蓄器啮合，使得化学制品实质上特异性地施用到穿刺部件中的一个或更多个上。

本发明此外还提供了使用具有一个或更多穿刺部件以及一个或更多化学制品储蓄器的设备将化学制品施用于动物的方法，包括步骤：

a)使化学制品容纳在化学制品储蓄器中；

b)将穿刺部件布置在化学制品储蓄器内；

c)将化学制品施用于储蓄器内的穿刺部件，使得穿刺部件被以化学制品涂覆；

d)使以化学制品涂覆的穿刺部件从储蓄器脱出；

e)拉动穿刺部件通过动物；以及

f)使化学制品从以化学制品涂覆的穿刺部件释放到动物中。

在整个说明书中，除非上下文另外需要，词“包括(include或变化形式例如includes或including)”应被理解为意指包括规定的部件或整体或者是部件或整体的组，但不排除任何其它部件或整体或者是部件或整体的组。

附图说明

简要描述了本发明涉及的一般概念后，现将参考下列附图描述本发明的化学制品施用器的示例性优选实施方式：

图1示出根据本发明的一个优选实施方式的化学制品施用器的横截面图。

图2示出在图1中示出的化学制品施用器的化学制品储蓄器中的阀的近距横截面图。

图3示出根据本发明的另一优选实施方式的化学制品施用器的横截面图。图(a)示出处于膨胀构型的化学制品施用器，而图(b)示出处于被压缩构型的化学制品施用器。

图4作为例子示出在图1中示出的本发明的第一实施方式的流程图。

图5作为例子示出如在图3中示出的本发明的另一实施方式的流程图。

优选方式的描述

应理解，下列描述仅仅是为了描述特定的实施方式的目的，而不是用来对上面的描述进行限制。

术语“生物体”和“活生物体”用于包括如Chambers在线参考所定义的“能够生长和繁殖的任何活的构造物，例如植物、动物、真菌或细菌”。

应认识到，待被刺穿的活生物体表面取决于如下因素：

1.化学制品类型，以及

2.化学制品被施用到的内部组织类型。

被施用的表面，例如植物表面，包括所设想的任何其它表面，包括对地衣、苔藓和动物种类的施用。

本发明的设备部分地以穿刺部件为基础，所述穿刺部件可与化学制品储蓄器啮合，以便用化学制品形成穿刺部件的涂层。一旦被涂覆，这些穿刺部件就可接着用于刺入活生物体的组织，如植物组织，以输送化学制品。

术语化学制品用于包括除草剂、杀真菌剂、生长调节剂、肥料、遗传物质、药物/药品、小氨基酸链例如DNA和RNA、激素、外激素、病毒以及随细胞间和细胞内施用至活生物体而产生有利效应的所设想的其它物质。

所描述的优选实施方式用于将除草剂输送到散播在期望的植物中间的有害目标杂草。因此，所描述的实施方式显示多个化学制品储蓄器和穿刺部件。然而，本领域的技术人员可设想其它布置。例如，将穿刺部件和化学制品储蓄器减少到仅仅一个化学制品储蓄器和一个附随的穿刺部件，使优选实施方式能够被用来将特定的化学制品剂量输送到目标海洋生物或动物生物，例如鱼、哺乳动物或家禽。

一种用于将化学制品施用于活生物体的设备，所述设备包括：

a)用于刺入活生物体的表面并将化学制品引入活生物体的内部组织的一个或更多穿刺部件；以及

b)用于容纳化学制品的化学制品储蓄器；

c)其中所述穿刺部件中的一个或更多个可以按使化学制品实质上特异性地施用到所述穿刺部件中的一个或更多个上的方式与储蓄器啮合。

此外，如上所述，在本发明的一个优选实施方式中，一个或更多穿刺部件与化学制品储蓄器的啮合实现了化学制品从化学制品储蓄器实质上仅仅释放到一个或更多穿刺部件上，以及一个或更多穿刺部件从化学制品储蓄器的脱离实现了化学制品储蓄器的重新密封。在图1中示出了本发明的这种形式的特定优选的实施方式。

在本实施方式中，化学制品施用器100包括第一构件110，第一构件110装有从其向外延伸的多个穿刺部件120。这些穿刺部件120用于刺穿活生物体的表面并将化学制品引到活生物体的内部组织中。化学制品施用器100进一步包括第二构件130，第二构件130包括容纳化学制品如除草剂的化学制品储蓄器140。化学制品储蓄器140是模块化的，并可从第二构件130拆下，以当其中的化学制品用尽时便于更换化学制品储蓄器。以这种方式，没有必要将化学制品从另一容器移到化学制品储蓄器130中以便使用化学制品施用器100。因此，使用者或其它非目标活生物体或动物暴露给化学制品的机会进一步减少了。

优选地，第一构件110枢轴地连接到第二构件130，以便可促使穿刺部件120和化学制品储蓄器140啮合和/或脱离啮合。

在特定优选的实施方式中，如图1所示，第一构件110和第二构件130绕着枢轴150连接到彼此。枢轴150允许第一构件110和第二构件130相对于彼此移动，并使穿刺部件120和化学制品储蓄器140啮合和/或脱离啮合。在本实施方式中，枢轴布置在第一和第二构件110和130末端的中间，以便设备采用“剪刀”构型。

如上所述，第一构件和/或第二构件(110，130)优选地进一步包括手柄，其中手柄可由使用者操纵来使穿刺部件120和化学制品储蓄器140啮合和/或脱离啮合。

例如，参考图1中特定优选的实施方式，第一构件110和第二构件120中的每一个进一步包括手柄160。这些手柄设置成使得手柄的运动一起使穿刺部件120和化学制品储蓄器140向着彼此移动并最终移到与彼此的啮合中，而手柄160的分离使穿刺部件120和化学制品储蓄器140脱离并分开。

为了将化学制品施用于活生物体，手柄160最初被移动开，因而使穿刺部件120从化学制品储蓄器140分离。目标活生物体接着放置在分开的穿刺部件120和化学制品储蓄器140之间。一旦活生物体处于适当的位置，手柄160就一起移动，从而使穿刺部件120穿透活生物体并最终与化学制品储蓄器140啮合。啮合过程还可起到减少将穿刺部件暴露于环境的二级密封功能的作用。

如上所述，在第一构件110上的穿刺部件120能够与第二构件130上的化学制品储蓄器140啮合，以将化学制品从储蓄器140释放到穿刺部件120上。

更优选地，化学制品储蓄器140包括可响应于一个或更多穿刺部件120与化学制品储蓄器140的啮合而打开的一个或更多阀。在特定优选的实施方式中，如图2所示，化学制品储蓄器包括贴着化学制品储蓄器140的内表面安装并被偏压到安装位置的多个阀210。当穿刺部件120与阀210啮合时，阀210被移位并被推回到化学制品储蓄器140的内部中。一旦阀210产生移位，化学制品就可从化学制品储蓄器140露出并涂覆穿刺部件120。因此，穿刺部件120带有化学制品涂层经由所述阀从所述化学制品储蓄器140脱出。

一旦穿刺部件120被涂覆，手柄160就可被分开，从而使穿刺部件120从化学制品储蓄器的阀210脱离。一旦穿刺部件120被脱离，阀210就复位，从而防止化学制品从化学制品储蓄器140进一步逸出。当手柄160被进一步分开时，穿刺部件120通过活生物体的组织抽回，从而将有涂层的穿刺部件120上带有的化学制品输送到活生物体的内部组织。

通过将其它活生物体放置在分开的第一和第二构件110和120之间的空间中并再次使手柄160合起来，在通过活生物体抽出之后的穿刺部件120上残留的任何化学制品可重新施用到相同的活生物体或不同的活生物体。当穿刺部件120与化学制品储蓄器140中的阀210啮合时，上述动作也最终致使化学制品进一步施用于穿刺部件120，如上所述。

穿刺部件120在重新穿过所述阀而进入所述化学制品储蓄器140中时被清洁。这种清洁通过当穿刺部件120穿过所述阀进入所述化学制品储蓄器140中时沿着阀擦拭穿刺部件120和/或通过在所述穿刺部件120上涂抹消毒物质来完成。

这种清洁和重新清洁通过当手柄由使用者操纵来使穿刺部件120和化学制品储蓄器140啮合和/或脱离啮合时对穿刺部件的擦拭来完成。

仍然优选地，化学制品“储蓄器”140可由预装有待释放到目标活生物体中的化学制品的“筒”组成。“储蓄器”和“筒”之间的区别在于储蓄器可用目标化学制品“供料”也可被“排空”。“筒”在本实施方式中只可被“排空”。

在本发明的第二形式中，一个或更多穿刺部件布置在化学制品储蓄器内，使得一个或更多穿刺部件通常涂有化学制品；以及其中一个或更多穿刺部件可从化学制品储蓄器向外延伸以将化学制品施用到活生物体，并缩回到化学制品储蓄器中以实现化学制品储蓄器的重新密封。参考图3描述了本发明的第二形式的特定优选的实施方式。

在本实施方式中，化学制品施用器300包括由互锁的第一构件320和第二构件330形成的化学制品储蓄器310。第一构件320和第二构件330可相对于彼此移动，以将化学制品储蓄器310置于膨胀构型(如图A所示)或压缩构型(如图B所示)。第一和第二构件被弹簧340偏压以将化学制品储蓄器310置于膨胀构型。

可通过沿着手柄342的纵轴施加力将化学制品储蓄器320压缩到压缩构型中。该力使第一构件320和第二构件330向着彼此移动并使弹簧340压缩。手柄342通过球窝接头344连接到第二构件330，球窝接头344使手柄能够相对于化学制品储蓄器310以一定范围的角度放置。

第一构件310包括多个穿刺部件350，当化学制品储蓄器处于膨胀构型时，穿刺部件350延伸到化学制品储蓄器310的内部中。在此构型中，化学制品储蓄器310保持密封，且穿刺部件350变得涂有容纳在化学制品储蓄器310中的化学制品。第二构件包括与每个穿刺部件相对放置的多个开口360。每个开口360包括凹橡胶垫圈370，以防止化学制品通过开口360从化学制品储蓄器310漏出。

当化学制品储蓄器310放置在压缩构型中时，穿刺部件350穿过通常密封化学制品储蓄器310的凹橡胶垫圈370。当穿刺部件穿过橡胶垫圈370时，垫圈从穿刺部件350的表面擦掉大部分化学制品。但是，穿刺部件350包括多个纵向凹槽352。当穿刺部件350穿过垫圈370时，这些凹槽352使一些化学制品能够保留在穿刺部件350上。在本构型中，穿刺部件350化学制品储蓄器310脱出，在其凹槽352中带有化学制品，因而被配置成将化学制品输送到活生物体。因此，穿刺部件350带有化学制品涂层经所述垫圈370从所述化学制品储蓄器310脱出。

化学制品储蓄器310还可布置在外壳380内。外壳380包括相应于化学制品储蓄器310内的开口的一系列开口，因而当化学制品储蓄器在外壳380中时使穿刺部件350能够从化学制品储蓄器310脱出。在本实施方式中，外壳380包括使手柄342能够连接到第二构件330的顶部开口382。以这种方式，化学制品储蓄器310可被压缩到压缩构型中，同时化学制品储蓄器310保持在外壳380中。在本实施方式中，外壳380包括使化学制品储蓄器310能够滑到外壳380中的另一开口。化学制品储蓄器350接着通过一个或更多滚球轴承掣子386保持在外壳内。

在使用中，本发明的第二形式的设备保持在直立位置中，化学制品储蓄器310接近于地面且手柄342从其向上延伸。使用者可接着抓住手柄342并将设备拿到活生物体，例如阔叶杂草或粟米草。设备可接着放置在活生物体上。一旦设备放置在活生物体上，使用者就沿着手柄242的长度施加力，这如上所述实现了化学制品储蓄器310的压缩和穿刺部件350的延伸，如上所述。伸出的穿刺部件350刺入生物体的组织并向其输送化学制品。当在手柄342上的力被释放时，弹簧340将化学制品储蓄器310偏压到膨胀构型中，这又使穿刺部件350缩回到化学制品储蓄器310中。

穿刺部件350穿过所述垫圈370而进入所述化学储蓄器310中时被清洁。进一步地，穿刺部件350在重新进入所述化学储蓄器310时被重新清洁。这种清洁和重新清洁通过在穿刺部件穿过所述密封圈进入所述化学制品储蓄器310中时沿着垫圈370擦拭穿刺部件和/或通过在所述穿刺部件350上涂抹消毒物质来完成。使用者沿着手柄342的长度施加力，接着释放力，使穿刺部件350向化学制品储蓄器310中缩回，此循环之后是清洁和重新清洁的循环。

使用除草剂时，优选实施方式的化学制品工作面(clasping face)可小至4-5平方厘米，包括9-16个之间的穿刺部件。然而，上限和下限不是如此受限制的，且可能有很大不同，最佳尺寸由包括但不限于化学制品类型和形式以及植物类型的因素确定。

图4作为例子示出使用一个或更多穿刺部件和一个或更多化学制品储蓄器将化学制品施用于包括植物或动物的活生物体的方法，包括步骤：

a)将化学制品容纳在化学制品储蓄器中；

b)将穿刺部件布置在化学制品储蓄器内；

c)将化学制品施用于储蓄器内的穿刺部件，使得穿刺部件被以化学制品涂覆；

d)使以化学制品涂覆的穿刺部件从储蓄器脱出；

e)拉动穿刺部件通过动物；以及

f)使化学制品从以化学制品涂覆的穿刺部件释放到动物中。

根据本发明的第一实施方式，化学制品从穿刺部件输送到植物、动物或活生物体的方法出现在生物体被散置于容纳穿刺部件和储蓄器的构件之间时。当构件被迫使合起来时，穿刺部件刺入动物表面。这里构件的面贴着生物体密封，由此在薄植物的情况下穿刺部件穿过植物延伸进到化学制品储蓄器中，其中穿刺部件涂有包含在储蓄器中的化学制品。随后构件分开，穿刺部件向回穿过生物体，且化学制品从穿刺部件释放到生物体的体组织中。接着可重复该循环以将化学制品重新施用于穿刺部件。

当生物体的组织太厚而不允许穿刺部件完全穿过组织时，也可重复类似的循环。在没有散置于构件之间的生物体的情况下，当构件被闭合时，穿刺部件涂有包含在储蓄器中的化学制品。当穿刺部件被涂覆，构件被打开，并带着散置于构件之间的生物体如动物或植物重新闭合时，可通过在构件被迫使闭合时将重新涂覆的穿刺部件***生物体的组织中来施用化学制品。

当体组织太厚而不允许穿刺部件和化学制品储蓄器啮合时重新涂覆穿刺部件的循环可再次发生一次，接着构件可被释放，允许生物体腾出构件之间的空间。这样，穿刺部件和储蓄器于是能够啮合以允许用化学制品重新涂覆穿刺部件。

图5作为例子示出根据在图3示出的本发明的实施方式的施用化学制品的方法，当通常被偏压在储蓄器内的穿刺部件被强制从储蓄器向外延伸到动物的接触表面下的组织中时，所述方法使化学制品的输送能够出现。

正如将认识到的，本发明包括可用在例如小规模家用、耕作或苗圃环境中的手工操作的实施方式。然而，还应理解，本发明还包括可用在例如商品菜园、大片田地农业耕作和水产业应用中的大规模和可选地自动化实施方式。而且，本发明还可结合自动化杂草感测***(例如，见Steward和Tian的出版物，Transactions of the ASAE 42(6)：1897-1910，1999)使用。

尽管在本说明书中举例说明了植物应用，但本领域技术人员将认识到，本发明也可不仅对植物组织而且对动物组织或任何活组织施用化学制品。本领域技术人员应进一步认识到，除了那些特别描述的以外，这里所描述的发明还可以接受其它变更和更改。应理解，本发明包括所有这样的变更和更改。本发明还包括在本说明书中个别或共同提到或指出的所有步骤和特征，以及这些步骤或特征中的任何两个或更多的任何以及所有组合。

此外，必须注意，如这里使用的，除非上下文已经另外规定，单数形式“a”、“an”和“the”包括复数方面。例如，“a穿刺部件”可为单个部件或可包括多个部件。

未来的专利申请可在本申请的基础上在澳大利亚或海外提交，例如通过要求本申请的优先权，通过要求分案状态和/或通过要求连续申请状态。应理解，所附权利要求仅作为例子提供，且不是用来限制可在任何这种未来申请中要求保护的范围。权利要求也不应被考虑为限制对本公开中所内在的发明或多个发明的理解(或排斥对其的其它理解)。

Claims (92)

1.一种用于将化学制品施用于活生物体的设备，所述设备包括：

a)一个或更多穿刺部件，其用于刺入所述活生物体并将所述化学制品引入所述活生物体中；以及

b)化学制品储蓄器，其用于容纳所述化学制品；

其中所述穿刺部件中的一个或更多个可与一个或更多所述储蓄器啮合，使得所述化学制品实质上被特异性施用到所述穿刺部件中的一个或更多个上。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述化学制品储蓄器包括主体，所述主体通常被密封以封装包含在所述化学制品储蓄器内的所述化学制品。

3.如权利要求1或2中任一项所述的设备，其中所述主体对包含在所述化学制品储蓄器内的所述化学制品实质上是不可渗透的。

4.如权利要求1到3所述的设备，其中一个或更多所述穿刺部件布置在所述化学储蓄器内，使得一个或更多所述穿刺部件通常涂有所述化学制品。

5.如权利要求1到4中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件中的一个或更多个从所述化学制品储蓄器的表面的缩回实现所述化学制品储蓄器的重新密封。

6.如权利要求1到5中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新进入所述储蓄器中时被以化学制品重新涂覆。

7.如权利要求2到6中任一项所述的设备，其中所述主体包括预装有所述化学制品的筒。

8.如权利要求1到7中任一项所述的设备，其中所述化学制品储蓄器包括可响应于一个或更多所述穿刺部件的啮合而打开的一个或更多阀。

9.如权利要求7所述的设备，其中当一个或更多所述穿刺部件与所述阀密封地啮合时，所述密封在所述化学制品储蓄器中形成。

10.如权利要求1到9中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在穿过所述阀而进入所述化学制品储蓄器中时被清洁。

11.如权利要求1到10中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件带有化学制品涂层经所述阀从所述化学制品储蓄器脱出。

12.如权利要求1到11中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新穿过所述阀而进入所述化学制品储蓄器中时被重新清洁。

13.如权利要求1到12中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件从第一构件升起，所述第一构件枢轴地连接到包括所述化学制品储蓄器的第二构件。

14.如权利要求13所述的设备，其中所述第一构件和所述第二构件包括手柄，其中所述手柄被驱动来使一个或更多所述穿刺部件与所述化学制品储蓄器循环地啮合。

15.如权利要求1到7中任一项所述的设备，包括致动器，其中所述致动器的启动实现所述穿刺部件的延伸和从所述化学制品储蓄器的缩回。

16.如权利要求15所述的设备，其中所述致动器包括直立的手柄，且所述致动器的启动包括沿所述手柄纵轴施加力。

17.如权利要求15到16中任一项所述的设备，其中所述化学制品储蓄器包括可响应于一个或更多所述穿刺部件的啮合而打开的一个或更多垫圈。

18.如权利要求15到17中任一项所述的设备，其中当一个或更多所述穿刺部件与所述垫圈密封地啮合时，所述密封在所述化学制品储蓄器中形成。

19.如权利要求15到18中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在穿过所述垫圈而进入所述化学制品储蓄器中时被清洁。

20.如权利要求15到19中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件带有化学制品涂层经所述垫圈从所述化学制品储蓄器脱出。

21.如权利要求15到20中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新穿过所述垫圈而进入所述化学制品储蓄器中时被重新清洁。

22.如权利要求15到21中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新进入所述储蓄器中时被以化学制品重新涂覆。

23.如权利要求15到22中任一项所述的设备，其中当一个或更多所述穿刺部件与所述垫圈密封地啮合时，所述密封在所述化学制品储蓄器中形成。

24.一种通过使用具有一个或更多穿刺部件以及一个或更多化学制品储蓄器的设备将化学制品施用于活生物体的方法，包括步骤：

g)使所述化学制品容纳在所述化学制品储蓄器中；

h)将所述穿刺部件布置在所述化学制品储蓄器内；

i)将所述化学制品施用于所述储蓄器内的所述穿刺部件，使得所述穿刺部件被以化学制品涂覆；

j)使被以化学制品涂覆的所述穿刺部件从所述储蓄器脱出；

k)拉动所述穿刺部件通过所述活生物体；以及

l)使所述化学制品从被以化学制品涂覆的所述穿刺部件释放到所述活生物体中。

25.如权利要求24所述的方法，其中所述化学制品从所述穿刺部件到所述生物体的输送发生在所述生物体被散置于所述储蓄器和刺入所述生物体的表面的所述穿刺部件之间时。

26.如权利要求25所述的方法，其中当所述活生物体被散置于所述储蓄器和所述穿刺部件之间使得在接触表面之间形成密封的啮合时进行所述化学制品的输送。

27.如权利要求24所述的方法，其中当在所述储蓄器内被偏压的所述穿刺部件被强制从所述储蓄器向外延伸到所述生物体内时进行所述化学制品的输送。

28.一种用于将化学制品施用于植物的设备，所述设备包括：

a)一个或更多穿刺部件，其用于刺入所述植物并将所述化学制品引入所述植物中；以及

b)化学制品储蓄器，其用于容纳所述化学制品；

其中所述穿刺部件中的一个或更多个可与一个或更多所述储蓄器啮合，使得所述化学制品实质上被特异性地施用到所述穿刺部件中的一个或更多个上。

29.如权利要求28所述的设备，其中所述化学制品储蓄器包括主体，所述主体通常被密封以封装包含在所述化学制品储蓄器内的所述化学制品。

30.如权利要求28或29中任一项所述的设备，其中所述主体对包含在所述化学制品储蓄器内的所述化学制品实质上是不可渗透的。

31.如权利要求28到30中任一项所述的设备，其中一个或更多所述穿刺部件布置在所述化学制品储蓄器内，使得一个或更多所述穿刺部件通常涂有所述化学制品。

32.如权利要求28到31中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件中的一个或更多个从所述化学制品储蓄器的表面的缩回实现所述化学制品储蓄器的重新密封。

33.如权利要求28到32中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新进入所述储蓄器中时被以化学制品重新涂覆。

34.如权利要求29到33中任一项所述的设备，其中所述主体包括预装有所述化学制品的筒。

35.如权利要求28到34中任一项所述的设备，其中所述化学制品储蓄器包括可响应于一个或更多所述穿刺部件的啮合而打开的一个或更多阀。

36.如权利要求35所述的设备，其中当一个或更多所述穿刺部件与所述阀密封地啮合时，所述密封在所述化学制品储蓄器中形成。

37.如权利要求28到36中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在穿过所述阀而进入所述化学制品储蓄器中时被清洁。

38.如权利要求28到37中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件带有化学制品涂层经所述阀从所述化学制品储蓄器脱出。

39.如权利要求28到38中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新穿过所述阀而进入所述化学制品储蓄器中时被重新清洁。

40.如权利要求28到39中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件从第一构件升起，所述第一构件枢轴地连接到包括所述化学制品储蓄器的第二构件。

41.如权利要求40所述的设备，其中所述第一构件和所述第二构件包括手柄，其中所述手柄被驱动来使一个或更多所述穿刺部件和所述化学制品储蓄器循环地啮合。

42.如权利要求28到34中任一项所述的设备，包括致动器，其中所述致动器的启动实现所述穿刺部件的延伸和从所述化学制品储蓄器的缩回。

43.如权利要求42所述的设备，其中所述致动器包括直立的手柄，且所述致动器的启动包括沿所述手柄纵轴施加力。

44.如权利要求42到43中任一项所述的设备，其中所述化学制品储蓄器包括可响应于一个或更多所述穿刺部件的啮合而打开的一个或更多垫圈。

45.如权利要求42到44中任一项所述的设备，其中当一个或更多所述穿刺部件与所述垫圈密封地啮合时，所述密封在所述化学制品储蓄器中形成。

46.如权利要求42到45中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在穿过所述垫圈而进入所述化学制品储蓄器中时被清洁。

47.如权利要求42到46中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件带有化学制品涂层经所述垫圈从所述化学制品储蓄器脱出。

48.如权利要求42到47中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新穿过所述垫圈而进入所述化学制品储蓄器中时被重新清洁。

49.如权利要求42到48中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新进入所述储蓄器中时被以化学制品重新涂覆。

50.如权利要求42到49中任一项所述的设备，其中当一个或更多所述穿刺部件与所述垫圈密封地啮合时，所述密封在所述化学制品储蓄器中形成。

51.一种通过使用具有一个或更多穿刺部件以及一个或更多化学制品储蓄器的设备将化学制品施用于植物的方法，包括步骤：

a)使所述化学制品容纳在所述化学制品储蓄器中；

b)将所述穿刺部件布置在所述化学制品储蓄器内；

c)将所述化学制品施用于所述储蓄器内的所述穿刺部件，使得所述穿刺部件被以化学制品涂覆；

d)使被以化学制品涂覆的所述穿刺部件从所述储蓄器脱出；

e)拉动所述穿刺部件通过所述植物；以及

f)使所述化学制品从被以化学制品涂覆的所述穿刺部件释放到所述植物中。

52.如权利要求51所述的方法，其中所述化学制品从所述穿刺部件到所述植物的输送出现在所述植物被散置于所述储蓄器和刺入所述植物表面的所述穿刺部件之间时。

53.如权利要求52所述的方法，其中当所述植物被散置于所述储蓄器和所述穿刺部件之间使得在接触表面之间形成密封的啮合时进行所述化学制品的输送。

54.如权利要求51所述的方法，其中当在所述储蓄器内被偏压的所述穿刺部件被强制从所述储蓄器向外延伸到所述生物体内时进行所述化学制品的输送。

55.一种用于将化学制品施用于动物的设备，所述设备包括：

a)一个或更多穿刺部件，其用于刺入所述动物并将所述化学制品引入所述动物中；以及

b)化学制品储蓄器，其用于容纳所述化学制品；

其中所述穿刺部件中的一个或更多个可与一个或更多所述储蓄器啮合，使得所述化学制品实质上被特异性地施用到一个或更多所述穿刺部件上。

56.如权利要求55所述的设备，其中所述化学制品储蓄器包括主体，所述主体通常被密封以封装包含在所述化学制品储蓄器内的所述化学制品。

57.如权利要求55或56中任一项所述的设备，其中所述主体对包含在所述化学制品储蓄器内的所述化学制品实质上是不可渗透的。

58.如权利要求55到57中任一项所述的设备，其中一个或更多所述穿刺部件布置在所述化学储蓄器内，使得一个或更多所述穿刺部件通常涂有所述化学制品。

59.如权利要求55到58中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件中的一个或更多个从所述化学制品储蓄器的表面的缩回实现所述化学制品储蓄器的重新密封。

60.如权利要求55到59中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新进入所述储蓄器中时被以化学制品重新涂覆。

61.如权利要求56到60中任一项所述的设备，其中所述主体包括预装有所述化学制品的筒。

62.如权利要求55到61中任一项所述的设备，其中所述化学制品储蓄器包括可响应于一个或更多所述穿刺部件的啮合而打开的一个或更多阀。

63.如权利要求62所述的设备，其中当一个或更多所述穿刺部件与所述阀密封地啮合时，所述密封在所述化学制品储蓄器中形成。

64.如权利要求55到63中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在穿过所述阀而进入所述化学制品储蓄器中时被清洁。

65.如权利要求55到64中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件带有化学制品涂层经所述阀从所述化学制品储蓄器脱出。

66.如权利要求55到65中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新穿过所述阀而进入所述化学制品储蓄器中时被重新清洁。

67.如权利要求55到66中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件从第一构件升起，所述第一构件枢轴地连接到包括所述化学制品储蓄器的第二构件。

68.如权利要求67所述的设备，其中所述第一构件和所述第二构件包括手柄，其中所述手柄被驱动来使一个或更多所述穿刺部件和所述化学制品储蓄器循环地啮合。

69.如权利要求55到61中任一项所述的设备，包括致动器，其中所述致动器的启动实现所述穿刺部件的延伸和从所述化学制品储蓄器的缩回。

70.如权利要求69所述的设备，其中所述致动器包括直立的手柄，且所述致动器的启动包括沿所述手柄纵轴施加力。

71.如权利要求70到71中任一项所述的设备，其中所述化学制品储蓄器包括可响应于一个或更多所述穿刺部件的啮合而打开的一个或更多垫圈。

72.如权利要求70到72中任一项所述的设备，其中当一个或更多所述穿刺部件与所述垫圈密封地啮合时，所述密封在所述化学制品储蓄器中形成。

73.如权利要求70到73中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在穿过所述垫圈而进入所述化学制品储蓄器中时被清洁。

74.如权利要求70到74中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件带有化学制品涂层经所述垫圈从所述化学制品储蓄器脱出。

75.如权利要求70到75中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新穿过所述垫圈而进入所述化学制品储蓄器中时被重新清洁。

76.如权利要求70到76中任一项所述的设备，其中所述穿刺部件在重新进入所述储蓄器中时被以化学制品重新涂覆。

77.如权利要求70到77中任一项所述的设备，其中当一个或更多所述穿刺部件与所述垫圈密封地啮合时，所述密封在所述化学制品储蓄器中形成。

78.一种通过使用具有一个或更多穿刺部件以及一个或更多化学制品储蓄器的设备将化学制品施用于动物的方法，包括步骤：

a)使所述化学制品容纳在所述化学制品储蓄器中；

b)将所述穿刺部件布置在所述化学制品储蓄器内；

c)将所述化学制品施用于所述储蓄器内的所述穿刺部件，使得所述穿刺部件被以化学制品涂覆；

d)使被以化学制品涂覆的所述穿刺部件从所述储蓄器脱出；

e)拉动所述穿刺部件通过所述动物；以及

f)使所述化学制品从被以化学制品涂覆的所述穿刺部件释放到所述动物中。

79.如权利要求78所述的方法，其中所述化学制品从所述穿刺部件到所述动物的输送出现在所述动物被散置于所述储蓄器和刺入所述动物表面的所述穿刺部件之间时。

80.如权利要求79所述的方法，其中当所述动物被散置于所述储蓄器和所述穿刺部件之间使得在接触表面之间形成密封的啮合时进行所述化学制品的输送。

81.如权利要求81所述的方法，其中当在所述储蓄器内被偏压的所述穿刺部件被强制从所述储蓄器向外延伸到所述生物体内时进行所述化学制品的输送。

82.如权利要求1到54中任一项所述的设备和方法，其中所述化学制品包括除草剂。

83.如权利要求1到54中任一项所述的设备和方法，其中所述化学制品包括杀真菌剂。

84.如权利要求1到54中任一项所述的设备和方法，其中所述化学制品包括生长调节剂。

85.如权利要求1到54中任一项所述的设备和方法，其中所述化学制品包括肥料。

86.如权利要求1到81中任一项所述的设备和方法，其中所述化学制品包括遗传物质。

87.如权利要求1到81中任一项所述的设备和方法，其中所述化学制品包括药物。

88.如权利要求55到81中任一项所述的设备和方法，其中所述化学制品包括激素。

89.如权利要求1到54中任一项所述的设备，其中所述化学制品包括外激素。

90.如权利要求1到81中任一项所述的设备，其中所述化学制品包括需要细胞间和细胞内施用到活生物体的物质。

91.一种实质上如这里参考附图所描述的用于施用化学制品的设备。

92.一种实质上如这里参考附图所描述的用于施用化学制品的方法。

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