專利名稱：液體收容容器及其應用、供液方法及液滴噴出方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在液滴噴頭上安裝使用的用于收容向液滴噴頭供給的液體的液體收容容器；安裝該液體收容容器的液滴噴頭以及液滴噴出裝置；和向使用它們的液體噴頭供給液體的方法以及液滴噴出方法。
背景技術：
以往，為了檢測試樣溶液中有無具有特定的堿基序列的核酸分子，使用將DNA分子固定在基板上的所謂DNA微陣列。作為制作微陣列的一個方法，公知的是通過噴墨式噴出裝置等液滴噴出裝置將含有DNA分子的溶液噴到基板表面的方法。
使用液滴噴出裝置的方法，其優(yōu)點在于，可以通過縮小噴嘴間的間距制作出高密度的微陣列。而且，近年來，將蛋白質固定在基板表面的所謂蛋白質芯片也在不斷地開發(fā)，這樣，利用液滴噴出裝置，也可以噴出含有蛋白質的溶液，從而提高了其通用性。
但是，一般地，在液滴噴出裝置中，當液滴噴出結束之后，在液體收容部(所謂貯器)容易殘留一定量的液體。殘留的溶液難以回收或洗滌，雖然無法回收的溶液在洗滌的同時被廢棄，但是，DNA或蛋白質等生物關聯分子價格昂貴、不易得到，所以即使是少量的廢棄也不希望發(fā)生。而且，如果洗滌得不徹底，則在使用其它試樣時容易引起污染，從而無法獲得具有再現性的數據。
作為防止溶液的殘留、提高使用率的方法，在特開2001-337096號公報(專利文獻1)中公開了一種分配裝置，其構成為，在可以從分配裝置拆卸的墨盒的溶液存留部收容液體，如果安裝墨盒，則通過設置在分配裝置上的銷(pin)，在溶液存留部上開孔，溶液通過該銷注入到分配裝置中。
專利文獻1特開2001-337096號公報通過專利文獻1所公開的裝置，墨盒中的液體幾乎全部流出而被使用，僅會在液滴噴頭的內部殘留有溶液。如果只是在液滴噴頭的內部，則殘留溶液的量也極少，而且，洗滌也會十分容易。
但是，通過該分配裝置，一旦在使用的墨盒上開孔，則當不使用墨盒內的全部液體的情況下，是很難保存剩下的液體的。而且，墨盒自身也變?yōu)橐淮涡允褂谩?br>
發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠以較高的使用率來使用液體收容部的試樣溶液、且當試樣溶液殘留在液體收容部內時能夠在不廢棄該溶液的情況下進行保存的向液滴噴頭供給液體的方法，以及在該方法中所使用的液體收容容器。
為了解決上述課題，本發(fā)明的向液滴噴頭供給液體的方法，是使用液體收容容器向所述液滴噴頭供給液體的方法，該液體收容容器包括可以在該液滴噴頭上裝卸的主體，其具有對由液滴噴頭噴出的液體進行收容的液體收容部、用于向該液體收容部供給液體的供給口、用于使該液體收容部和設置在該液滴噴頭上的流路連通的送出口；供給口密閉機構，其可以密閉所述供給口且可以在所述主體上裝卸；送出口密閉機構，其可以密閉送出口且可以在所述主體上裝卸；其中，包括開放所述供給口、通過送出口密閉機構密閉所述送出口的工序；從所述供給口向所述液體收容部供給液體的工序；在通過所述供給口密閉機構密閉所述供給口之后開放所述送出口的工序；將所述主體安裝到液滴噴頭上的工序；開放所述供給口的工序；從液滴噴頭的噴嘴孔進行吸引而將所述液體填充到噴嘴孔頂端的工序。
通過這樣的構成，在密閉送出口、開放供給口的狀態(tài)下，可以從供給口向液體收容部供給液體。另外，即使在液體收容部中收容有液體，如果密閉供給口，通過從外部向收容室內的方向施加的大氣壓，使得液體不會從送出口流出，所以，即使將已開放的送出口朝向下方，其中的液體也會被保持。因此，通過密閉供給口、開放送出口，使主體移動，將主體安裝到液滴噴頭上，以便使送出口與如下所述的流路連接，所述流路通往設置在液滴噴頭的噴嘴。安裝后，通過開放供給口、從液滴噴頭的噴嘴孔進行吸引，可以將液體供給到噴嘴孔的頂端。從噴嘴口的吸引，例如可以通過將具有透氣膜的吸引機構緊貼在液滴噴頭的噴嘴開口部，進行吸引。
另一方面，當即使結束了必要的噴出也在液體收容部有液體殘留時，如果再次利用供給口密閉機構密閉供給口，則液體不會從送出口流出，可以將主體從液滴噴頭取下。已取下的主體通過供給口密閉機構以及送出口密閉機構進行密閉，可以作為液體的保存容器而直接使用。
由于本發(fā)明的方法可以防止液滴的浪費，所以，特別適用于噴出的液體包含生物關聯分子的情況。作為生物關聯分子，可以舉出DNA或RNA等核酸、或蛋白質等，但是并不僅限于此。
另外，在上述方法中，也優(yōu)選將用于洗滌液滴噴頭的洗滌劑收容到液體收容部，通過向液滴噴頭供給洗滌劑并從噴嘴噴出，能夠高效率地對液滴噴頭的內部進行洗滌。
進而，本發(fā)明還提供了一種液體收容容器，其用于收容提供給液滴噴頭的液體。該液體收容容器包括具有液體收容部的主體，該液體收容部具有液體的供給口以及送出口；供給口密閉機構，其可以密閉所述供給口且可以在所述主體上裝卸；送出口密閉機構，其可以密閉所述送出口且可以在所述主體上裝卸；其中，所述主體被安裝在所述液滴噴頭上，以使送出口與設置在液滴噴頭上的流路連通。
具有這樣構成的液體收容容器，適宜使用于上述的向液滴噴頭供給液體的方法。
另外，上述液體收容容器，優(yōu)選在主體上具有用于安裝到液滴噴頭上的安裝機構。作為安裝機構，例如，可以舉出在設置于液滴噴頭側的凹部上嵌合的凸狀部等。通過這樣的構成，上述液體收容容器可以結實地固定在液滴噴頭上，能夠在已安裝該容器的狀態(tài)下進行適宜的噴出。
另外，如果在主體上具有2個以上的液體收容部，則可以一次預備多種試樣溶液，提供給液滴噴頭，因而優(yōu)選。
當主體上具有2個以上的液體收容部的情況下，優(yōu)選各液體收容部的供給口被設置在與主體相同的平面內，通過供給口密閉機構緊貼在該平面上，構成可以同時密閉2個以上的供給口的結構。另外，優(yōu)選送出口設置在其他的相同平面內，通過送出口密閉機構緊貼在該平面上，構成可以同時密閉2個以上的送出口的結構。通過這樣的構成，即使在具有多個液體收容部的情況下，也可以高效率地進行液體的供給、主體的移動以及向液滴噴頭的安裝。
在該情況下，優(yōu)選在供給口密閉機構和/或送出口密閉機構中的與設置有供給口和/或送出口的面緊貼的面上，附著密封材料。由此，可以提高密閉性，能夠更加適宜地實行利用大氣壓的本發(fā)明的向液滴噴頭供給液體的方法。
另外，優(yōu)選對送出口的表面進行親液性處理、對主體的設置有送出口的面進行疏液性處理。由此，在將主體安裝到液滴噴頭時，可以防止在送出口和液滴噴頭的流路的連接部位處發(fā)生液體滲漏，當通過供給口密閉機構密閉主體的供給口，從液滴噴頭上取下時，可以在送出口內穩(wěn)定形成彎液面，可以防止在移動時發(fā)生液體滲漏。
進而，本發(fā)明還包括安裝上述的本發(fā)明的液體收容容器的液滴噴頭、以及具有該液滴噴頭的液滴噴出裝置。該液滴噴頭及液滴噴出裝置，具有可以裝卸本發(fā)明的液體收容容器的構成，可以適當地利用本發(fā)明的向液滴噴頭提供液體的方法。


圖1是表示本發(fā)明的液體收容容器的立體圖。
圖2是說明本發(fā)明的向液滴噴頭供給液體的方法的工序的圖。
圖3是送液板的俯視圖的一個實例。
圖4是送液板的俯視圖的一個實例。
圖5是說明使用本發(fā)明的液體收容容器的液體保存方法的圖。
圖中100-液體收容容器，10-主體，12-供給口，14-送出口，16-液體收容部，18a、18b-凸狀部，20-供給口密閉機構，22-密封材料，24-凹部，30-送出口密閉機構，32-密封材料，34-凹部，40-液體，200-液滴噴頭，202、206-送液板，203、207-貫通孔，204-密封材料，208-槽，210-棘爪，211-凹部，212-加壓室，214-噴嘴孔，300-噴頭缺口，400-吸引帽，410-透氣膜，420-海綿。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
(液體收容容器)圖1是在本發(fā)明的向液滴噴頭供給液體的方法中所使用的液體收容容器100的立體圖。液體收容容器100是由主體10、供給口密閉機構20、送出口密閉機構30構成。在本實施方式中，液體收容容器100，主要用于向液滴噴頭供給包含DNA和蛋白質等生物分子的溶液。
主體10具有，作為液體收容部的洼坑16、用于向洼坑16供給液體的供給口12、用于使洼坑16連通到設置于液滴噴頭上的流路的送出口14，通過使在對向的2個側面上設置的凸狀部18b(安裝機構)，嵌合到后述的液滴噴頭的凹部，可以固定安裝在液滴噴頭上。在本實施方式中，在主體10上設置了128孔(16×8)的洼坑16，但是，作為對應于目的的構成，可以制成如有96孔、384孔等的微量滴定板。圖中，所有的洼坑16的供給口12設置在主體10的上面內，送出口14設置在下面內。
圖中，供給口密閉機構20安裝在主體10的上側，可以同時密閉所有的洼坑16的供給口12。在和主體10的上面接觸的部分上，附著有用于提高密封性的密封材料22，通過使在主體10的相對向的2個側面上設置的凸狀部18a，嵌合到供給口密閉機構20的凹部24上，使得密封材料22緊貼在供給口12組上，密閉供給口而使其與大氣隔離。
另外，圖中，送出口密閉機構30安裝在主體10的下側，可以同時密閉所有的洼坑16的送出口14。在和主體10的下面接觸的部分上，附著有密封材料32，通過使可以作為向液滴噴頭安裝的安裝機構使用的凸狀部18b，嵌合到送出口密閉機構30的凹部34上，使得密封材料32緊貼在送出口14組上，密閉送出口而使其與大氣隔離。
對主體10、供給口密閉機構20、送出口密閉機構30的材料沒有特別的限定，只要是由具有撓性的材料形成，就可以使凸狀部18a、18b容易地嵌合到凹部24、34等中。優(yōu)選的是可以舉出聚苯乙烯或聚丙烯等具有撓性的樹脂，如果使用它們，不僅價錢低廉，而且生產率也高。另外，密封材料22以及32可以使用市售的所謂填充材料。
在本實施方式中，對送出口14的內部表面進行親水性處理，對設置送出口的平面、即主體10的下面進行疏水性處理。作為對表面賦予親水性的方法，有涂敷具有親水性并且對生物分子具有很高的親和性的聚合物的方法。作為這樣的聚合物的例子，有甲基丙烯酸羥乙酯、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。作為賦予疏液性(疏水性)的方法，有通過真空蒸鍍法使氟烷基硅烷或聚氟乙烯那樣的疏水材料蒸鍍而形成疏水膜的方法。通過這樣的構成，當從送出口14導入液體之際，可以在送出口14和設置于液滴噴頭的流路的連接部位處，防止已流出的液體潤濕擴散而發(fā)生液體滲漏。
(向液滴噴頭供給液體的方法)圖2是表示使用液體收容容器100向液滴噴頭供給液體的方法的示意圖。首先，如圖2(A)所示，通過將主體10的凸狀部18b嵌合到送出口密閉機構30的凹部34上，在主體10的下面安裝送出口密閉機構30，從而密閉送出口14。
然后，如該圖(B)所示，由供給口12向洼坑16內供給液體40。液體40例如可以是包含核酸或蛋白質等生物關聯分子的溶液，可以通過吸液管或自動分配器等供給。接著，如該圖(C)所示，通過使主體的凸狀部18a嵌合到供給口密閉機構20的凹部24上，在主體10的上面安裝供給口密閉機構20，從而密閉供給口12。在此，如該圖(D)所示，從主體10上取下送出口密閉機構30。此時，由于供給口12被供給口密閉機構20所密閉，所以，液體40不會從供給口12承受大氣壓，在送出口14處只有從洼坑的外部朝向內部的大氣壓作用在液體40上。其結果，即使送出口14朝向下方，液體40也不會從送出口14流出。
接著，維持該狀態(tài)，使主體10移動至液滴噴頭200上，如該圖(E)所示，將主體10安裝在液滴噴頭200上。液滴噴頭200是本發(fā)明的液滴噴出裝置的一部分，以可以容易地裝卸主體10的方式被構成。
在此，對液滴噴頭200的構成進行說明。液滴噴頭200由硅基板或玻璃基板等形成，包括具有噴出液體的噴嘴孔214、加壓室212等的噴頭缺口(discharge head chip)300。在噴頭缺口300的上部，通過2張重疊的方式層疊了形成液體流路的送液板206和202，所述液體流路與安裝的液體收容容器100的主體10的送液口14和噴嘴孔214接合，送液板206和202固定在棘爪210上。通過使主體10的凸狀部18b(安裝機構)嵌合在棘爪210的凹部211上，將主體10安裝在液滴噴頭200上。
另外，也可以優(yōu)選在送液板202上，附著已在與送出口14對應的位置上設置有貫通孔的密封材料204，由此，可以提高送液板202和主體10的粘附性，防止發(fā)生液體泄漏。
在此，圖3是表示送液板202的俯視圖。在送液板202上，設置有直徑與主體10的送液口14的直徑相等的貫通孔203，且它們位于與送液口14對應的位置處，貫通孔203的設置個數與送液口相同。從送出口14流出的液體40穿過貫通孔，流入到在送液板206上設置的流路。
圖4是表示設置有成為流路的槽208的送液板206的俯視圖。槽208設置在送液板206的表面，其起始點與送液板202的貫通孔的位置相對應，在本實施方式中，槽208起自于128處起始點。各槽的終點位于噴頭缺口300的上部，在終點處設置貫通送液板206的孔207，使槽208與加壓室212連通。
如圖2(E)所示，在供給口12被供給口密閉機構20密閉期間，液體40不從送出口14流出，保持在洼坑16內。
接著，如圖2(F)所示，將供給口密閉機構20從主體10上取下，開放供給口12，使吸引帽400緊貼在具有噴嘴孔214的某個噴頭缺口300的下面，向圖中箭頭的方向進行吸引。通過吸引，液體40經過送液板202的貫通孔203、送液板206的槽208、以及送液板206的貫通孔207被導入加壓室212，到達噴嘴孔214。在吸引帽的表面安裝具有平均孔徑為3μm的微小孔的PTFE的膜410，通過帽內的海綿420的恢復力將其推壓到噴嘴面上。由于氣體可以透過該膜而液體不能透過，所以，到達噴嘴孔214的液體40不會從吸引帽排出。如果在取走吸引帽之后向加壓室212加壓，則液體40從噴嘴孔214被噴出。通過反復進行噴出，可以從送出口14將洼坑16內的液體40幾乎全部排出。當在液體40殘留于洼坑16中的狀態(tài)下將主體10取下時，由于送液板202的貫通孔203、送液板206的槽208以及貫通孔207形成得極細，所以，雖然在內部殘留有液體40，也可以認為是非常微量的。
(洗滌(clean))在洼坑16內的液體40沒有之后，可以將主體10從液滴噴頭200上取下，進行充分的洗滌。
另一方面，就送液板202、送液板206、以及噴頭缺口300的流路內而言，在上述的本發(fā)明的向液滴噴頭供給液體的方法中，通過將液體40作為洗滌液體，可以進行適宜的洗滌。在利用洗滌液進行洗滌之后，如果需要漂洗(rinse)工序，則在本發(fā)明的向液滴噴頭供給液體的方法中，可以將液適用于漂洗工序的液體用作液體40。
(試樣的保存)當使用本發(fā)明的液體收容容器100，向液滴噴頭供給液體，進行必要的噴出之后，在洼坑16內殘留有包含試樣的溶液40，在此情況下，可以利用液體收容容器直接保存液體40。
圖5表示保存方法。如圖5(A)所示，當在洼坑16中殘留有液體40時，首先如該圖(B)所示，使供給口密閉機構20緊貼在主體10上，密閉供給口12。然后，保持該狀態(tài)，如該圖(C)所示，如果從液滴噴頭200將其取下，液體40不會從送出口14流出。然后，如該圖(D)所示，通過將送出口密閉機構30安裝到主體10上，將洼坑16完全密閉，按照試樣的種類進行必要的溫度管理等，從而可以保存液體40。
然后，當利用液滴噴出裝置將液體40噴出時，按照如圖2(C)～(F)所示的工序，可以將液體40供給液滴噴頭。
另外，本發(fā)明并不限定于上述實施方式，可以在本發(fā)明的要點范圍內實施各種變形、變更。例如，在上述液體收容容器中，例示了凸狀部僅設置在主體的相對向的2個側面上，但也可以在4個側面上全部設置。而且，液體收容容器100的大小、材料、洼坑16的數量等液可以根據目的進行選擇，液體40也并不限于包含DNA、蛋白質、細胞等等生物試樣的溶液，或洗滌液，只要可以用液滴噴出裝置進行噴出，可以是任意液體。
權利要求
1.一種向液滴噴頭供給液體的方法，該方法是通過液體收容容器向液滴噴頭供給液體的方法，其中液體收容容器具有可以在該液滴噴頭上裝卸的主體，其具有對從液滴噴頭噴出的液體進行收容的液體收容部、用于向該液體收容部供給液體的供給口、用于使該液體收容部和設置在該液滴噴頭上的流路連通的送出口；供給口密閉機構，其可以密閉所述供給口，且可以在所述主體上裝卸；送出口密閉機構，其可以密閉所述送出口、且可以在所述主體上裝卸；其中，包括開放所述供給口且通過送出口密閉機構密閉所述送出口的工序；從所述供給口向所述液體收容部供給液體的工序；在通過所述供給口密閉機構密閉所述供給口之后，開放所述送出口的工序；將所述主體安裝到液滴噴頭上的工序；開放所述供給口的工序；和從所述液滴噴頭的噴嘴孔進行吸引而使所述液體填充到噴嘴孔頂端的工序。
2.根據權利要求1所述的向液滴噴頭供給液體的方法，其中，向所述液滴噴頭供給的液體含有生物關聯分子。
3.根據權利要求1所述的向液滴噴頭供給液體的方法，其中，向所述液滴噴頭供給的液體是液滴噴頭用的洗滌劑。
4.一種液體收容容器，用于收容提供給液滴噴頭的液體，包括具有液體收容部的主體，該液體收容部具有液體的供給口以及送出口供給口密閉機構，其可以密閉所述供給口，且可以在所述主體上裝卸；送出口密閉機構，其可以密閉所述送出口、且可以在所述主體上裝卸；其中，所述主體被安裝在所述液滴噴頭上，以使所述送出口與設置在所述液滴噴頭上的流路連通。
5.根據權利要求4所述的液體收容容器，其中，所述主體具有用于向所述液滴噴頭安裝的安裝機構。
6.根據權利要求4所述的液體收容容器，其中，所述主體具有2個以上所述液體收容部。
7.根據權利要求6所述的液體收容容器，其中，所述2個以上的液體收容部的供給口設置在同一面內，所述供給口密閉機構通過緊貼在該面上，可以同時密閉2個以上的供給口；所述2個以上的液體收容部的送出口設置在同一面內，所述送出口密閉機構通過緊貼在該面上，可以同時密閉2個以上的送出口。
8.根據權利要求7所述的液體收容容器，其中，在所述供給口密閉機構和/或所述送出口密閉機構中，在與設置有所述供給口和/或所述送出口的面緊貼的面上，附著密封材料。
9.根據權利要求7所述的液體收容容器，其中，所述送出口內的表面具有親液性，主體的設置有所述送出口的面具有疏液性。
10.一種液滴噴頭，其中，安裝有權利要求4～9所述的液體收容容器。
11.一種液滴噴出裝置，其中，具有權利要求10所述的液滴噴頭。
全文摘要
本發(fā)明提供液體收容容器(100)、以及使用該容器的向液滴噴頭(200)供給液體的方法，其中，液體收容容器包括具有液體收容部(16)的主體(10)，該液體收容部具有供給口(12)和送出口(14)；供給口密閉機構(20)，其可以密閉供給口且可以在主體上裝卸；送出口密閉機構(30)，可以密閉送出口且可以在主體上裝卸；主體被安裝在液滴噴頭上，以使送出口(14)與設置在液滴噴頭(200)的流路連通。本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠以較高的使用率使用液體收容部的試樣溶液、且當在液體收容部殘留有試樣溶液時可以在不廢棄該溶液的情況下進行保存的向液滴噴頭供給液體的方法，以及該方法所使用的液體收容容器。
文檔編號B41J2/165GK1810511SQ2006100064
公開日2006年8月2日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權日2005年1月27日
發(fā)明者高城富美男 申請人:精工愛普生株式會社