CN1810511A - 液体收容容器及其应用、供液方法及液滴喷出方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供液体收容容器(100)、以及使用该容器的向液滴喷头(200)供给液体的方法，其中，液体收容容器包括：具有液体收容部(16)的主体(10)，该液体收容部具有供给口(12)和送出口(14)；供给口密闭机构(20)，其可以密闭供给口且可以在主体上装卸；送出口密闭机构(30)，可以密闭送出口且可以在主体上装卸；主体被安装在液滴喷头上，以使送出口(14)与设置在液滴喷头(200)的流路连通。本发明的目的在于，提供一种能够以较高的使用率使用液体收容部的试样溶液、且当在液体收容部残留有试样溶液时可以在不废弃该溶液的情况下进行保存的向液滴喷头供给液体的方法，以及该方法所使用的液体收容容器。

Description

液体收容容器及其应用、供液方法及液滴喷出方法

技术领域

本发明涉及一种在液滴喷头上安装使用的用于收容向液滴喷头供给的液体的液体收容容器；安装该液体收容容器的液滴喷头以及液滴喷出装置；和向使用它们的液体喷头供给液体的方法以及液滴喷出方法。

背景技术

以往，为了检测试样溶液中有无具有特定的碱基序列的核酸分子，使用将DNA分子固定在基板上的所谓DNA微阵列。作为制作微阵列的一个方法，公知的是通过喷墨式喷出装置等液滴喷出装置将含有DNA分子的溶液喷到基板表面的方法。

使用液滴喷出装置的方法，其优点在于，可以通过缩小喷嘴间的间距制作出高密度的微阵列。而且，近年来，将蛋白质固定在基板表面的所谓蛋白质芯片也在不断地开发，这样，利用液滴喷出装置，也可以喷出含有蛋白质的溶液，从而提高了其通用性。

但是，一般地，在液滴喷出装置中，当液滴喷出结束之后，在液体收容部(所谓贮器)容易残留一定量的液体。残留的溶液难以回收或洗涤，虽然无法回收的溶液在洗涤的同时被废弃，但是，DNA或蛋白质等生物关联分子价格昂贵、不易得到，所以即使是少量的废弃也不希望发生。而且，如果洗涤得不彻底，则在使用其它试样时容易引起污染，从而无法获得具有再现性的数据。

作为防止溶液的残留、提高使用率的方法，在特开2001-337096号公报(专利文献1)中公开了一种分配装置，其构成为，在可以从分配装置拆卸的墨盒的溶液存留部收容液体，如果安装墨盒，则通过设置在分配装置上的销(pin)，在溶液存留部上开孔，溶液通过该销注入到分配装置中。

专利文献1：特开2001-337096号公报

通过专利文献1所公开的装置，墨盒中的液体几乎全部流出而被使用，仅会在液滴喷头的内部残留有溶液。如果只是在液滴喷头的内部，则残留溶液的量也极少，而且，洗涤也会十分容易。

但是，通过该分配装置，一旦在使用的墨盒上开孔，则当不使用墨盒内的全部液体的情况下，是很难保存剩下的液体的。而且，墨盒自身也变为一次性使用。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能够以较高的使用率来使用液体收容部的试样溶液、且当试样溶液残留在液体收容部内时能够在不废弃该溶液的情况下进行保存的向液滴喷头供给液体的方法，以及在该方法中所使用的液体收容容器。

为了解决上述课题，本发明的向液滴喷头供给液体的方法，是使用液体收容容器向所述液滴喷头供给液体的方法，该液体收容容器包括：可以在该液滴喷头上装卸的主体，其具有：对由液滴喷头喷出的液体进行收容的液体收容部、用于向该液体收容部供给液体的供给口、用于使该液体收容部和设置在该液滴喷头上的流路连通的送出口；供给口密闭机构，其可以密闭所述供给口且可以在所述主体上装卸；送出口密闭机构，其可以密闭送出口且可以在所述主体上装卸；其中，包括：开放所述供给口、通过送出口密闭机构密闭所述送出口的工序；从所述供给口向所述液体收容部供给液体的工序；在通过所述供给口密闭机构密闭所述供给口之后开放所述送出口的工序；将所述主体安装到液滴喷头上的工序；开放所述供给口的工序；从液滴喷头的喷嘴孔进行吸引而将所述液体填充到喷嘴孔顶端的工序。

通过这样的构成，在密闭送出口、开放供给口的状态下，可以从供给口向液体收容部供给液体。另外，即使在液体收容部中收容有液体，如果密闭供给口，通过从外部向收容室内的方向施加的大气压，使得液体不会从送出口流出，所以，即使将已开放的送出口朝向下方，其中的液体也会被保持。因此，通过密闭供给口、开放送出口，使主体移动，将主体安装到液滴喷头上，以便使送出口与如下所述的流路连接，所述流路通往设置在液滴喷头的喷嘴。安装后，通过开放供给口、从液滴喷头的喷嘴孔进行吸引，可以将液体供给到喷嘴孔的顶端。从喷嘴口的吸引，例如可以通过将具有透气膜的吸引机构紧贴在液滴喷头的喷嘴开口部，进行吸引。

另一方面，当即使结束了必要的喷出也在液体收容部有液体残留时，如果再次利用供给口密闭机构密闭供给口，则液体不会从送出口流出，可以将主体从液滴喷头取下。已取下的主体通过供给口密闭机构以及送出口密闭机构进行密闭，可以作为液体的保存容器而直接使用。

由于本发明的方法可以防止液滴的浪费，所以，特别适用于喷出的液体包含生物关联分子的情况。作为生物关联分子，可以举出DNA或RNA等核酸、或蛋白质等，但是并不仅限于此。

另外，在上述方法中，也优选将用于洗涤液滴喷头的洗涤剂收容到液体收容部，通过向液滴喷头供给洗涤剂并从喷嘴喷出，能够高效率地对液滴喷头的内部进行洗涤。

进而，本发明还提供了一种液体收容容器，其用于收容提供给液滴喷头的液体。该液体收容容器包括：具有液体收容部的主体，该液体收容部具有液体的供给口以及送出口；供给口密闭机构，其可以密闭所述供给口且可以在所述主体上装卸；送出口密闭机构，其可以密闭所述送出口且可以在所述主体上装卸；其中，所述主体被安装在所述液滴喷头上，以使送出口与设置在液滴喷头上的流路连通。

具有这样构成的液体收容容器，适宜使用于上述的向液滴喷头供给液体的方法。

另外，上述液体收容容器，优选在主体上具有用于安装到液滴喷头上的安装机构。作为安装机构，例如，可以举出在设置于液滴喷头侧的凹部上嵌合的凸状部等。通过这样的构成，上述液体收容容器可以结实地固定在液滴喷头上，能够在已安装该容器的状态下进行适宜的喷出。

另外，如果在主体上具有2个以上的液体收容部，则可以一次预备多种试样溶液，提供给液滴喷头，因而优选。

当主体上具有2个以上的液体收容部的情况下，优选各液体收容部的供给口被设置在与主体相同的平面内，通过供给口密闭机构紧贴在该平面上，构成可以同时密闭2个以上的供给口的结构。另外，优选送出口设置在其他的相同平面内，通过送出口密闭机构紧贴在该平面上，构成可以同时密闭2个以上的送出口的结构。通过这样的构成，即使在具有多个液体收容部的情况下，也可以高效率地进行液体的供给、主体的移动以及向液滴喷头的安装。

在该情况下，优选在供给口密闭机构和/或送出口密闭机构中的与设置有供给口和/或送出口的面紧贴的面上，附着密封材料。由此，可以提高密闭性，能够更加适宜地实行利用大气压的本发明的向液滴喷头供给液体的方法。

另外，优选对送出口的表面进行亲液性处理、对主体的设置有送出口的面进行疏液性处理。由此，在将主体安装到液滴喷头时，可以防止在送出口和液滴喷头的流路的连接部位处发生液体渗漏，当通过供给口密闭机构密闭主体的供给口，从液滴喷头上取下时，可以在送出口内稳定形成弯液面，可以防止在移动时发生液体渗漏。

进而，本发明还包括安装上述的本发明的液体收容容器的液滴喷头、以及具有该液滴喷头的液滴喷出装置。该液滴喷头及液滴喷出装置，具有可以装卸本发明的液体收容容器的构成，可以适当地利用本发明的向液滴喷头提供液体的方法。

附图说明

图1是表示本发明的液体收容容器的立体图。

图2是说明本发明的向液滴喷头供给液体的方法的工序的图。

图3是送液板的俯视图的一个实例。

图4是送液板的俯视图的一个实例。

图5是说明使用本发明的液体收容容器的液体保存方法的图。

图中：100-液体收容容器，10-主体，12-供给口，14-送出口，16-液体收容部，18a、18b-凸状部，20-供给口密闭机构，22-密封材料，24-凹部，30-送出口密闭机构，32-密封材料，34-凹部，40-液体，200-液滴喷头，202、206-送液板，203、207-贯通孔，204-密封材料，208-槽，210-棘爪，211-凹部，212-加压室，214-喷嘴孔，300-喷头缺口，400-吸引帽，410-透气膜，420-海绵。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(液体收容容器)

图1是在本发明的向液滴喷头供给液体的方法中所使用的液体收容容器100的立体图。液体收容容器100是由主体10、供给口密闭机构20、送出口密闭机构30构成。在本实施方式中，液体收容容器100，主要用于向液滴喷头供给包含DNA和蛋白质等生物分子的溶液。

主体10具有，作为液体收容部的洼坑16、用于向洼坑16供给液体的供给口12、用于使洼坑16连通到设置于液滴喷头上的流路的送出口14，通过使在对向的2个侧面上设置的凸状部18b(安装机构)，嵌合到后述的液滴喷头的凹部，可以固定安装在液滴喷头上。在本实施方式中，在主体10上设置了128孔(16×8)的洼坑16，但是，作为对应于目的的构成，可以制成如有96孔、384孔等的微量滴定板。图中，所有的洼坑16的供给口12设置在主体10的上面内，送出口14设置在下面内。

图中，供给口密闭机构20安装在主体10的上侧，可以同时密闭所有的洼坑16的供给口12。在和主体10的上面接触的部分上，附着有用于提高密封性的密封材料22，通过使在主体10的相对向的2个侧面上设置的凸状部18a，嵌合到供给口密闭机构20的凹部24上，使得密封材料22紧贴在供给口12组上，密闭供给口而使其与大气隔离。

另外，图中，送出口密闭机构30安装在主体10的下侧，可以同时密闭所有的洼坑16的送出口14。在和主体10的下面接触的部分上，附着有密封材料32，通过使可以作为向液滴喷头安装的安装机构使用的凸状部18b，嵌合到送出口密闭机构30的凹部34上，使得密封材料32紧贴在送出口14组上，密闭送出口而使其与大气隔离。

对主体10、供给口密闭机构20、送出口密闭机构30的材料没有特别的限定，只要是由具有挠性的材料形成，就可以使凸状部18a、18b容易地嵌合到凹部24、34等中。优选的是可以举出聚苯乙烯或聚丙烯等具有挠性的树脂，如果使用它们，不仅价钱低廉，而且生产率也高。另外，密封材料22以及32可以使用市售的所谓填充材料。

在本实施方式中，对送出口14的内部表面进行亲水性处理，对设置送出口的平面、即主体10的下面进行疏水性处理。作为对表面赋予亲水性的方法，有涂敷具有亲水性并且对生物分子具有很高的亲和性的聚合物的方法。作为这样的聚合物的例子，有甲基丙烯酸羟乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯等。作为赋予疏液性(疏水性)的方法，有通过真空蒸镀法使氟烷基硅烷或聚氟乙烯那样的疏水材料蒸镀而形成疏水膜的方法。通过这样的构成，当从送出口14导入液体之际，可以在送出口14和设置于液滴喷头的流路的连接部位处，防止已流出的液体润湿扩散而发生液体渗漏。

(向液滴喷头供给液体的方法)

图2是表示使用液体收容容器100向液滴喷头供给液体的方法的示意图。首先，如图2(A)所示，通过将主体10的凸状部18b嵌合到送出口密闭机构30的凹部34上，在主体10的下面安装送出口密闭机构30，从而密闭送出口14。

然后，如该图(B)所示，由供给口12向洼坑16内供给液体40。液体40例如可以是包含核酸或蛋白质等生物关联分子的溶液，可以通过吸液管或自动分配器等供给。接着，如该图(C)所示，通过使主体的凸状部18a嵌合到供给口密闭机构20的凹部24上，在主体10的上面安装供给口密闭机构20，从而密闭供给口12。在此，如该图(D)所示，从主体10上取下送出口密闭机构30。此时，由于供给口12被供给口密闭机构20所密闭，所以，液体40不会从供给口12承受大气压，在送出口14处只有从洼坑的外部朝向内部的大气压作用在液体40上。其结果，即使送出口14朝向下方，液体40也不会从送出口14流出。

接着，维持该状态，使主体10移动至液滴喷头200上，如该图(E)所示，将主体10安装在液滴喷头200上。液滴喷头200是本发明的液滴喷出装置的一部分，以可以容易地装卸主体10的方式被构成。

在此，对液滴喷头200的构成进行说明。液滴喷头200由硅基板或玻璃基板等形成，包括具有喷出液体的喷嘴孔214、加压室212等的喷头缺口(discharge head chip)300。在喷头缺口300的上部，通过2张重叠的方式层叠了形成液体流路的送液板206和202，所述液体流路与安装的液体收容容器100的主体10的送液口14和喷嘴孔214接合，送液板206和202固定在棘爪210上。通过使主体10的凸状部18b(安装机构)嵌合在棘爪210的凹部211上，将主体10安装在液滴喷头200上。

另外，也可以优选在送液板202上，附着已在与送出口14对应的位置上设置有贯通孔的密封材料204，由此，可以提高送液板202和主体10的粘附性，防止发生液体泄漏。

在此，图3是表示送液板202的俯视图。在送液板202上，设置有直径与主体10的送液口14的直径相等的贯通孔203，且它们位于与送液口14对应的位置处，贯通孔203的设置个数与送液口相同。从送出口14流出的液体40穿过贯通孔，流入到在送液板206上设置的流路。

图4是表示设置有成为流路的槽208的送液板206的俯视图。槽208设置在送液板206的表面，其起始点与送液板202的贯通孔的位置相对应，在本实施方式中，槽208起自于128处起始点。各槽的终点位于喷头缺口300的上部，在终点处设置贯通送液板206的孔207，使槽208与加压室212连通。

如图2(E)所示，在供给口12被供给口密闭机构20密闭期间，液体40不从送出口14流出，保持在洼坑16内。

接着，如图2(F)所示，将供给口密闭机构20从主体10上取下，开放供给口12，使吸引帽400紧贴在具有喷嘴孔214的某个喷头缺口300的下面，向图中箭头的方向进行吸引。通过吸引，液体40经过送液板202的贯通孔203、送液板206的槽208、以及送液板206的贯通孔207被导入加压室212，到达喷嘴孔214。在吸引帽的表面安装具有平均孔径为3μm的微小孔的PTFE的膜410，通过帽内的海绵420的恢复力将其推压到喷嘴面上。由于气体可以透过该膜而液体不能透过，所以，到达喷嘴孔214的液体40不会从吸引帽排出。如果在取走吸引帽之后向加压室212加压，则液体40从喷嘴孔214被喷出。通过反复进行喷出，可以从送出口14将洼坑16内的液体40几乎全部排出。当在液体40残留于洼坑16中的状态下将主体10取下时，由于送液板202的贯通孔203、送液板206的槽208以及贯通孔207形成得极细，所以，虽然在内部残留有液体40，也可以认为是非常微量的。

(洗涤(clean))

在洼坑16内的液体40没有之后，可以将主体10从液滴喷头200上取下，进行充分的洗涤。

另一方面，就送液板202、送液板206、以及喷头缺口300的流路内而言，在上述的本发明的向液滴喷头供给液体的方法中，通过将液体40作为洗涤液体，可以进行适宜的洗涤。在利用洗涤液进行洗涤之后，如果需要漂洗(rinse)工序，则在本发明的向液滴喷头供给液体的方法中，可以将液适用于漂洗工序的液体用作液体40。

(试样的保存)

当使用本发明的液体收容容器100，向液滴喷头供给液体，进行必要的喷出之后，在洼坑16内残留有包含试样的溶液40，在此情况下，可以利用液体收容容器直接保存液体40。

图5表示保存方法。如图5(A)所示，当在洼坑16中残留有液体40时，首先如该图(B)所示，使供给口密闭机构20紧贴在主体10上，密闭供给口12。然后，保持该状态，如该图(C)所示，如果从液滴喷头200将其取下，液体40不会从送出口14流出。然后，如该图(D)所示，通过将送出口密闭机构30安装到主体10上，将洼坑16完全密闭，按照试样的种类进行必要的温度管理等，从而可以保存液体40。

然后，当利用液滴喷出装置将液体40喷出时，按照如图2(C)～(F)所示的工序，可以将液体40供给液滴喷头。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，可以在本发明的要点范围内实施各种变形、变更。例如，在上述液体收容容器中，例示了凸状部仅设置在主体的相对向的2个侧面上，但也可以在4个侧面上全部设置。而且，液体收容容器100的大小、材料、洼坑16的数量等液可以根据目的进行选择，液体40也并不限于包含DNA、蛋白质、细胞等等生物试样的溶液，或洗涤液，只要可以用液滴喷出装置进行喷出，可以是任意液体。

Claims (11)

1.一种向液滴喷头供给液体的方法，该方法是通过液体收容容器向液滴喷头供给液体的方法，其中液体收容容器具有：

可以在该液滴喷头上装卸的主体，其具有：对从液滴喷头喷出的液体进行收容的液体收容部、用于向该液体收容部供给液体的供给口、用于使该液体收容部和设置在该液滴喷头上的流路连通的送出口；

供给口密闭机构，其可以密闭所述供给口，且可以在所述主体上装卸；

送出口密闭机构，其可以密闭所述送出口、且可以在所述主体上装卸；

其中，包括：

开放所述供给口且通过送出口密闭机构密闭所述送出口的工序；

从所述供给口向所述液体收容部供给液体的工序；

在通过所述供给口密闭机构密闭所述供给口之后，开放所述送出口的工序；

将所述主体安装到液滴喷头上的工序；

开放所述供给口的工序；和

从所述液滴喷头的喷嘴孔进行吸引而使所述液体填充到喷嘴孔顶端的工序。

2.根据权利要求1所述的向液滴喷头供给液体的方法，其中，

向所述液滴喷头供给的液体含有生物关联分子。

3.根据权利要求1所述的向液滴喷头供给液体的方法，其中，

向所述液滴喷头供给的液体是液滴喷头用的洗涤剂。

4.一种液体收容容器，用于收容提供给液滴喷头的液体，包括：

具有液体收容部的主体，该液体收容部具有液体的供给口以及送出口：

供给口密闭机构，其可以密闭所述供给口，且可以在所述主体上装卸；

送出口密闭机构，其可以密闭所述送出口、且可以在所述主体上装卸；

其中，所述主体被安装在所述液滴喷头上，以使所述送出口与设置在所述液滴喷头上的流路连通。

5.根据权利要求4所述的液体收容容器，其中，

所述主体具有用于向所述液滴喷头安装的安装机构。

6.根据权利要求4所述的液体收容容器，其中，

所述主体具有2个以上所述液体收容部。

7.根据权利要求6所述的液体收容容器，其中，

所述2个以上的液体收容部的供给口设置在同一面内，所述供给口密闭机构通过紧贴在该面上，可以同时密闭2个以上的供给口；

所述2个以上的液体收容部的送出口设置在同一面内，所述送出口密闭机构通过紧贴在该面上，可以同时密闭2个以上的送出口。

8.根据权利要求7所述的液体收容容器，其中，

在所述供给口密闭机构和/或所述送出口密闭机构中，在与设置有所述供给口和/或所述送出口的面紧贴的面上，附着密封材料。

9.根据权利要求7所述的液体收容容器，其中，

所述送出口内的表面具有亲液性，主体的设置有所述送出口的面具有疏液性。

10.一种液滴喷头，其中，

安装有权利要求4～9所述的液体收容容器。

11.一种液滴喷出装置，其中，

具有权利要求10所述的液滴喷头。