專利名稱：微量液體分配器筆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種可以用醫學、生物學、遺傳學、藥理分析的非接觸式微量液體分配器的筆頭。
將微量引物精確固定在DNA芯片上，是DNA芯片的關鍵技術之一。由于DNA引物價格及其昂貴，用量很少，所以需要有控制十分精確的微量液體分配技術及其裝置。目前，通常采用蘸水打印技術，每打一次都要沖洗、吹干、蘸水、擊打，易受污染。而且，每一位點只能打印一種液體，引物的用量較大。而且筆頭部易產生氣泡，影響液體分配器的正常使用。
本實用新型的目的在于設計一種需用引物體積小、不會產生氣泡的微量液體分配器筆頭。
本實用新型設計的微量液體分配器筆頭，由有機玻璃外殼和壓電陶瓷片構成。結構如圖所示。筆頭外殼呈錐形，外殼1上端有一儲液空腔2，其容積范圍為10微升～1毫升，中部開有空腔3，該空腔內設有一壓電陶瓷片4，儲液腔2下口和筆頭下端處分別設置一紅寶石孔口5，該孔口直徑為20微米～100微米之間；筆頭中心部位開有孔道6，將儲液腔2、壓電陶瓷片腔3及紅寶石孔口5之間貫通。筆頭高度為17～22毫米。在筆頭上施加脈沖電壓，使壓電陶瓷片產生振動。激發聲流從而使DNA引物等從紅寶石孔噴出，液滴大小均為20微米～100微米。本實用新型中的儲液空腔可以外接附加設備，以使盛放更多的滴加液體。
這是一種微量液體壓電按需分配技術，既清潔，又簡便，在一個位點上可以打上數十種、甚至上百種液體，并可以用于藥物篩選，具有很強的可集成性。本實用新型設計的微量液體分配器筆頭能使所需引物液體的體積盡可能的少，即可減少到10微升以下，而且可實現給定少量液體(＜10微升)微量定量(10皮升～0.5納升)、高密度(2500～10000點/平方厘米)定點分配。
在液體裝載和噴射過程中，筆頭中如果出現氣泡，將影響液體分配器的正常使用。本分配器筆頭可用真空負壓加載的方法，將引物抽入筆頭，到達所需的位置和數量，并且不會產生氣泡。再噴射過程中也不會出現氣泡，能確保液體分配器的正常操作。
使用本實用新型設計的筆頭的微量液體加液器的結構框圖如圖2所示，它由電路驅動裝置、二維定位平臺、平臺控制器、CCD顯微鏡、顯示器、控制計算機等組成。二維平臺用于定位DNA芯片襯底。計算機實時控制二維平臺的移動。顯示器可以通過CCD顯微鏡隨時觀察芯片的滴液情況。波形發生器連放大器再連電子開關可以產生脈沖信號。該信號為方波脈沖，周期為30～100微秒，振幅為200～300V，分別輸入計算機和筆頭，使壓電陶瓷片振動，激發聲流并對液體產生很強的壓力來擠壓引物，從而使適量的DNA引物從紅寶石口中噴出。本筆頭從裝置的筆架取下與裝上很方便。
圖1為本實用新型結構圖示。
圖2為使用本筆頭的微量液體分配器構成圖。
圖中標號1為筆頭外殼，2為筆頭上部儲液腔，3為筆頭中部空腔，4為壓電陶瓷片，5為紅寶石孔口，6貫通孔道。
實施例筆頭的外殼1的材料可采用有機玻璃、黃銅、不銹鋼等。筆頭上部到第一個臺階處為圓柱形體，其高度為5毫米(mm)，外徑為5毫米，第一個臺階以下，筆頭體逐步縮小，筆頭下端處的外徑為1.8毫米。其中，上部的儲液腔2的直徑為3毫米，高度為6毫米，壓電陶瓷片腔3的直徑為3毫米，高度為5毫米，壓電陶瓷片的寬度2毫米，高度4毫米。紅寶石孔口內徑0.1毫米，中間的連通孔道6直徑為0.6毫米，其中上段長度為8毫米，下段長度為12毫米。按上述尺寸，采用精密加工工藝制作，即得所需的微量液體加液器筆頭。
權利要求1.一種微量液體分配器筆頭，由有機玻璃外殼和壓電陶瓷片構成，其特征在于筆頭外殼(1)呈錐形，外殼(1)上端開有一儲液空腔(2)，其容積范圍為10微升～1毫升，中部開有空腔(3)，該空腔內設置壓電陶瓷片(4)，儲液腔(2)下口和筆頭下端處分別設置一紅寶石孔口(5)，該孔口直徑為20微米～100微米之間；筆頭中心部位開有孔道(6)，將儲液腔(2)、壓電陶瓷片(3)及紅寶石孔口(5)之間貫通。
專利摘要本實用新型屬于一種非接觸式微量液體分配器的筆頭,由有機玻璃外殼和壓電陶瓷片構成。筆頭外殼呈錐形,中間開有儲液腔和壓電陶瓷片腔,儲液腔下口和筆頭分別設置有紅寶石孔口,上下由孔道貫通。在筆頭上施加脈沖電壓,使壓電陶瓷片產生振動,激發聲流,從而使DNA引物等從紅寶石孔口噴出。本裝置可實現給定少量液體,微量定量、高密度、定點分配。可用于DNA芯片等微量引物的精確固定。
文檔編號B43K17/00GK2379315SQ9921402
公開日2000年5月24日 申請日期1999年6月16日 優先權日1999年6月16日
發明者蔣勇剛, 唐志明, 陳哲怡, 周魯衛 申請人:復旦大學