[go: up one dir, main page]

RU2280507C2 - Способ и устройство для изготовления биополимерных матриц - Google Patents

Способ и устройство для изготовления биополимерных матриц Download PDF

Info

Publication number
RU2280507C2
RU2280507C2 RU2002129927/04A RU2002129927A RU2280507C2 RU 2280507 C2 RU2280507 C2 RU 2280507C2 RU 2002129927/04 A RU2002129927/04 A RU 2002129927/04A RU 2002129927 A RU2002129927 A RU 2002129927A RU 2280507 C2 RU2280507 C2 RU 2280507C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capillary
pipette tip
drive
tip
biopolymer
Prior art date
Application number
RU2002129927/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2002129927A (ru
Inventor
Хайнц АЙПЕЛЬ (DE)
Хайнц АЙПЕЛЬ
Маркус БАЙЕР (DE)
Маркус БАЙЕР
Штефан МАТИЗИАК (DE)
Штефан МАТИЗИАК
Original Assignee
Басф Акциенгезельшафт
Дойчес Кребсфоршунгсцентрум Штифтунг Дес Эффентлихен Рехтс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Басф Акциенгезельшафт, Дойчес Кребсфоршунгсцентрум Штифтунг Дес Эффентлихен Рехтс filed Critical Басф Акциенгезельшафт
Publication of RU2002129927A publication Critical patent/RU2002129927A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2280507C2 publication Critical patent/RU2280507C2/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0241—Drop counters; Drop formers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00364—Pipettes
    • B01J2219/00367—Pipettes capillary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00389—Feeding through valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00418—Means for dispensing and evacuation of reagents using pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527—Sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/0059—Sequential processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00596—Solid-phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00659—Two-dimensional arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
    • B01J2219/00686—Automatic
    • B01J2219/00689—Automatic using computers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0832—Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
    • B01L2300/0838—Capillaries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/02—Drop detachment mechanisms of single droplets from nozzles or pins
    • B01L2400/027—Drop detachment mechanisms of single droplets from nozzles or pins electrostatic forces between substrate and tip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B01L2400/0418—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic electro-osmotic flow [EOF]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B01L2400/0421—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic electrophoretic flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B60/00—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries
    • C40B60/14—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries for creating libraries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/1034—Transferring microquantities of liquid
    • G01N2035/1039—Micropipettes, e.g. microcapillary tubes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/2575—Volumetric liquid transfer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к суперпараллельной аналитике биополимеров с применением микрополимерных полей. Способ изготовления биополимерных матриц осуществляют путем микродозирования на поверхность предметного носителя минимальных количеств жидкости с помощью аппликатора с капиллярным пространством, приводным капилляром и пипеточным кончиком. Причем в приводной капилляр подают буферный раствор из питающей емкости с возможностью перемещения кончика капилляра в трехмерном пространстве. При приложении к приводному капилляру электрического напряжения соответствующей полярности обеспечивается всасывание дозируемого биополимера или нанесение его на поверхность предметного носителя. Представлено также устройство для изготовления биополимерных матриц. Достигается простота и надежность нанесения минимальных количеств жидкости на биополимерную матрицу. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение касается способа и устройства для изготовления биополимерных матриц путем микродозирования минимальных количеств жидкости.
Для суперпараллельной аналитики таких биополимеров, как например нуклеиновые кислоты, протеины или полисахариды, применяются микрополимерные поля, называемые также микроматрицами. Для создания таких матриц необходимо равномерно наносить на поверхность субстрата, например предметного носителя, очень малые, измеряемые в пиколитрах или нанолитрах пробы полимеров в виде водного раствора или водной суспензии. Существующие в настоящее время методы пипетирования не пригодны для работы с такими малыми количествами жидкости.
Так как точное дозирование передаваемого количества до сих пор является очень трудной задачей, то от точного дозирования отказываются и количества жидкости передаются с помощью механически контактирующих предметов, например, писчего пера. Однако используемые писчие перья могут брать ограниченное количество жидкости, что не дает возможность загружать большое число несущих субстрат поверхностей с помощью одной заправки писчего пера. Для увеличения емкости используемых перьев была предпринята попытка наносить на перья насечки или борозды для того, чтобы они могли брать большие количества загружаемого субстрата пробы. Хотя это и позволило увеличить емкость писчих перьев таким образом, что с помощью одной заправки на предметный носитель могло наноситься большее число капель биополимера, однако очень затруднило чистку подобных перьев с нанесенными на них бороздками и насечками. При нанесении новых проб биополимера на предметный носитель необходимо удалять остатки предыдущих проб также и из бороздок и насечек, увеличивающих емкость писчих перьев.
Для свода до приемлемого минимума погрешностей измерения при анализе, осуществляемом с помощью подобных биополимерных матриц, обычно применяются внутренние стандарты.
Настоящее изобретение ставит перед собой задачу осуществления нанесения минимальных количеств жидкости на биополимерную матрицу простым и надежным способом.
В соответствии с изобретением эта задача решается способом изготовления биополимерных матриц путем микродозирования на поверхность предметного носителя минимальных количеств жидкости с помощью аппликатора, включающего в себя капиллярное пространство, приводной капилляр и пипеточный кончик, при котором в приводной капилляр подают буферный раствор из питающей емкости, пипеточный кончик может перемещаться в трехмерном пространстве, между аппликатором и буферной емкостью приложено электрическое напряжение с изменяемой полярностью для получения электроосмотического потока в приводном капилляре, причем путем приложения к приводному капилляру электрического напряжения соответствующей полярности обеспечивается всасывание дозируемого биополимера из емкости, а после изменения полярности - нанесение дозируемого полимера на поверхность предметного носителя.
Преимущества, достигаемые с помощью предлагаемого способа, следует видеть, прежде всего, в том, что с помощью напряжения, прилагаемого к пипеточному кончику содержащей пробный субстрат капиллярной трубочки, может осуществляться максимально точная дозировка минимальных количеств жидкости в тот момент, когда пипеточный кончик приставлен к поверхности соответствующего предметного носителя. Если при подаче необходимого для транспортировки исследуемой жидкости напряжения применяются несколько параллельно работающих пипеточных наконечников капиллярных трубочек, то можно недорого и быстро точнейшим образом и на в высшей степени равном расстоянии друг от друга расположить на поверхности предметного носителя биополимеры.
При следующей форме выполнения способа согласно изобретению изменение полярности электрического напряжения, способствующее выходу жидкости из капиллярного пространства аппликатора, осуществляют после того, как пипеточный кончик достигнет позиции над поверхностью предметного носителя.
При еще одной предпочтительной форме выполнения способа согласно изобретению в приводной капилляр и пипеточный кончик через клапан подают буферный раствор, имеющий необходимое для создания электроосмотического давления значение рН, а также соответствующую концентрацию ионов.
В соответствии с еще одной формой выполнения способа согласно изобретению электрофоретическое осаждение заряженных частиц биополимеров на поверхность предметного носителя осуществляют с помощью электропроводящего слоя на поверхности предметного носителя.
В соответствии с предлагаемым далее устройством для изготовления биополимерных матриц оно включает аппликатор с капиллярным пространством, приводным капилляром и пипеточным кончиком, подсоединенные к аппликатору питающую емкость и буферную емкость с буферным раствором, устройство позиционирования по осям Х и Y для установки пипеточного кончика в желаемую позицию у поверхности предметного носителя, подсоединенный к приводному капилляру питающий электрический провод и ведущий к буферной емкости электрический контакт для подачи напряжения на участок между аппликатором и буферной емкостью, между которыми помещены переключающие элементы с переменной полярностью, к которым подсоединены источники электрического напряжения.
С помощью предлагаемого в соответствии с изобретением устройства путем простого изменения полярности напряжения в результате возникновения электроосмотического потока в субстрате пробы происходит нанесение мельчайших количеств жидкости на поверхность предметного носителя через опущенный пипеточный кончик.
Для обеспечения непрерывной подачи буферного раствора в приводной капилляр предусмотрено гидродинамическое сопротивление, установленное над емкостью с буферным раствором в ответвлении приводного капилляра. С помощью имеющего соответствующий размер гидродинамического сопротивления обеспечивается подача буферного раствора в приводной капилляр без образования пузырьков и полостей.
Наиболее пригодным материалом для приводного капилляра и пипеточного кончика является стекло или кварц.
Пипеточный кончик приводного капилляра изготавливается методом вытяжения для получения малого диаметра, при этом диаметр кончика преимущественно лежит в диапазоне от 10 мкм до 1000 мкм. Особенно предпочтительным является диаметр пипеточного кончика в диапазоне от 50 до 300 мкм.
Для создания замыкания на массу между пипеточным кончиком и приводным капилляром предусмотрено электрическое заземление.
Между пипеточным кончиком и приводным капилляром предусмотрено электрическое соединение для создания электроосмотического потока, причем в находящуюся в аппликаторе головку капилляра вставлен платиновый электрод, а электрический контакт опущен в буферную емкость с буферным раствором.
Далее изобретение представлено на чертеже.
Чертеж схематически показывает конструкцию предлагаемого в соответствии с изобретением устройства для изготовления биополимерных матриц.
В качестве пипеточного кончика 1 для нанесения жидкой пробы на поверхность 18 предметного носителя 9 используется получаемый очень недорогим способом стеклянный капилляр с кончиком, вытянутым до диаметра, например, 200 мкм. Кончик капилляра с помощью микрошланга подсоединен к приводному капилляру 2 из стекла или кварца, обычно применяемому в газовой хроматографии. В соединение микрошланга вставлен питающий электрический провод 3, необходимый для создания электрического контакта. На противоположном кончике приводного капилляра 2 находится электрический контакт 4, погруженный в находящийся в буферной емкости 14 буферный раствор. Находящаяся в буферной емкости 14 жидкость может непрерывно подаваться по ответвлению 16, в котором установлено гидродинамическое сопротивление 13, в результате чего электрический контакт 4 постоянно находится в контакте с жидкостью в приводном капилляре 2.
В начале процесса пипетирования пипеточный кончик 1 стеклянного капилляра с помощью устройства для позиционирования по осям X-Y, например обычного графического плоттера или иного устройства позиционирования по осям X-Y, перемещается в положение над емкостью для отходов 7. В заключение на короткий период времени открывается клапан 5, расположенный перед приводным капилляром 2, и в приводной капилляр 2 с пипеточным кончиком 1, расположенный над емкостью для отходов 7, из питающей емкости 11 с соединением 6 для подачи газа в целях создания давления подается свежий буферный раствор, значение рН и концентрация ионов которого достаточны для получения электроосмотического потока в приводном капилляре 2 и, одновременно, продувается пипеточный кончик, расположенный над емкостью для отходов 7. Находящееся в упомянутом ответвлении 16 гидродинамическое сопротивление 13, например, в виде пористого стеклянного фильтра, способствует поступлению небольшого количества буферной жидкости в буферную емкость 14, что обеспечивает подачу буферного раствора в приводной капилляр 2, оканчивающийся пипеточным кончиком.
Между питающим электрическим проводом 3 и электрическим контактом 4, ведущим к буферной емкости 14, помещен переключающий элемент 10, изображенный на чертеже схематически. К контактам переключающего элемента 10 подсоединены два источника электрического напряжения, обозначенные 12а и 12b, которые соединены с массой через заземление 17.
Для всасывания подготовленного к пипетированию и находящегося в емкости 8 раствора биополимера через выключатель 10 на питающий электрический провод 3 и электрический контакт 4 подается имеющее соответствующую полярность электрическое напряжение для создания в приводном капилляре 2 электроосмотического потока обратной направленности. К этому моменту пипеточный кончик 1 опускается по оси Z в емкость с жидкой пробой 8 так, что соответственно приложенному напряжению через отверстие в пипеточном кончике 1 может поступать субстрат. После того как из емкости с биополимером всосано достаточное количество жидкости для пипетирования, в данном случае, например, содержимое чашечки пластины для микротитрирования, автомат для микропипетирования, т.е. устройство позиционирования по осям X-Y, помещает пипеточный кончик 1 над субстратом для нанесения проб. Субстратом может быть, например, предметное стекло 9, какое часто применяется в микроскопии. На предметном носителе 9 имеется поверхность 18, на которую последовательно наносятся поступающие из пипеточного кончика 1 капли биополимера. Поверхность 18 может представлять собой также поверхность, связывающую биополимер химически или взаимодействующую с ним физико-химически. С помощью устройства позиционирования по осям X-Y, которое, к тому же, дает возможность опускать пипеточный кончик 1 в направлении поверхности 18, осуществляется нанесение капель биополимера на поверхность 18 предметного носителя. Для этого с помощью переключателя 10 электрическое напряжение с измененной полярностью в течение предварительно установленного времени подается на приводной капилляр 2, в результате чего наносимая пипеткой жидкость выдавливается из пипеточного кончика 1 движущимся в обратном направлении электроосмотическим потоком и попадает на поверхность 18 предметного носителя 9. В результате жидкая проба может наноситься как на поверхность 18, так и в любую иную емкость. Альтернативно применению двух источников напряжения может использоваться также один единственный источник напряжения с соответствующим переключающим элементом. Возможны и другие варианты, например соединение с массой.
Путем соответствующей установки влияющих на электроосмотический поток параметров, в основном таких, как концентрация ионов и значение рН буферного раствора, а также величины прикладываемого электрического напряжения, можно дозировать количество наносимой жидкости и поддерживать его постоянным при нанесении отдельных проб биополимера на поверхность 18 предметного носителя. За счет этого можно создать на анализируемой поверхности 18 носителя 9 образец биополимера 19, содержащий пятна биополимера, расположенные друг от друга на одинаковом расстоянии 20 как по оси X, так и по оси Y.
Для ускорения и электрохимической активации процесса нанесения проб биополимера на соответствующую, взаимодействующую с биополимером химически и физико-химически поверхность 18 предметного носителя 9, после контакта пипеточного кончика 1 дополнительно на участке между питающим электрическим проводом 3 пипеточного кончика 1 и электропроводящей поверхностью предметного носителя 9 может быть приложено электрическое напряжение соответствующей полярности. В результате электрофоретическое отделение электрически заряженных проб биополимера может происходить уже на предметном носителе сразу после их нанесения, что очень благоприятно для последующего анализа и оценки.
Как следует из чертежа головная часть приводного капилляра 2 заключена в капиллярной головке 21, которая, в свою очередь, находится в оправе 22, представляющей собой, например, короткий отрезок шланга. В оправу 22 соответствующим образом опущен стеклянный или кварцевый пипеточный кончик 1 с полостью 23, в которую наносимая пипеткой жидкость засасывается или из которой (из полости 23) она, при изменении направления электроосмотического потока, исторгается. Пипеточный наконечник 1, изготовленный преимущественно из стекла, может иметь отверстие диаметром от 10 мкм до 1000 мкм, при этом диаметр образующегося в пипеточном кончике отверстия 1 преимущественно составляет от 50 до 300 мкм.
Перечень цифровых обозначений на чертеже
1. Пипеточный кончик
2. Приводной капилляр
3. Питающий электрический провод
4. Электрический контакт
5. Клапан
6. Подсоединение для подачи газа
7. Емкость для отходов
8. Емкость для биополимера
9. Предметный носитель
10. Переключатель полярности
11. Бутыль с жидкостью
12а Источник электрического напряжения +
12b Источник электрического напряжения -
13. Гидродинамическое сопротивление
14. Буферная емкость
15. Напорная линия
16. Ответвление
17. Соединение на массу
18. Поверхность предметного носителя
19. Проба биополимера
20. Расстояние между пятнами биополимера
21. Головка капилляра
22. Оправа
23. Полость капилляра
24. Буферный раствор

Claims (11)

1. Способ изготовления биополимерных матриц путем микродозирования на поверхность (18) предметного носителя (9) минимальных количеств жидкости с помощью аппликатора, включающего в себя капиллярное пространство (23), приводной капилляр (2) и пипеточный кончик (1), при котором в приводной капилляр (2) подают буферный раствор (24) из питающей емкости (11), пипеточный кончик может перемещаться в трехмерном пространстве, между аппликатором и буферной емкостью (14) приложено электрическое напряжение с изменяемой полярностью для получения электроосмотического потока в приводном капилляре (2), причем путем приложения к приводному капилляру (2) электрического напряжения соответствующей полярности обеспечивается всасывание дозируемого биополимера из емкости (8), а после изменения полярности - нанесение дозируемого биополимера на поверхность (18) предметного носителя (9).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение полярности электрического напряжения, способствующее выходу жидкости из капиллярного пространства (23) аппликатора, осуществляют после того, как пипеточный кончик (1) достигнет заданной позиции над поверхностью (18) предметного носителя (9).
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в приводной капилляр (2) и пипеточный кончик (1) через клапан (5) подают буферный раствор (24), имеющий необходимое для создания электроосмотического давления значение рН, а также соответствующую концентрацию ионов.
4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что с помощью электропроводящего слоя на поверхности (18) предметного носителя (9) осуществляют электрофоретическое осаждение заряженных частиц биополимера на предметный носитель.
5. Устройство для изготовления биополимерных матриц путем микродозирования на поверхность (18) предметного носителя (9) минимальных количеств жидкости, включающее аппликатор с капиллярным пространством (23), приводным капилляром (2) и пипеточным кончиком (1), подсоединенные к аппликатору питающая емкость (11) и буферная емкость (14) с буферным раствором (24), устройство позиционирования по осям Х и Y для установки пипеточного кончика (1) в желаемую позицию у поверхности (18) предметного носителя (9), подсоединенный к приводному капилляру (2) питающий электрический провод (3) и ведущий к буферной емкости (14) электрический контакт (4) для подачи напряжения на участок между аппликатором и буферной емкостью (14), между которыми помещены переключающие элементы (10) с переменной полярностью, к которым подсоединены источники электрического напряжения (12а, 12б).
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что приводной капилляр (2) имеет ответвление (16), в котором размещено гидродинамическое сопротивление (13).
7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что приводной капилляр изготовлен из стекла или кварца.
8. Устройство по пп.5-7, отличающееся тем, что пипеточный кончик (1) вытянут из стеклянного капилляра до получения кончика малого диаметра, причем кончик имеет диаметр в интервале от 10 мкм до 1000 мкм.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что пипеточный кончик (1) вытянут из стеклянного капилляра до получения кончика малого диаметра, причем кончик имеет диаметр в интервале от 50 мкм до 300 мкм.
10. Устройство по пп.5-9, отличающееся тем, что между пипеточным кончиком (1) и приводным капилляром (2) предусмотрено электрическое заземление.
11. Устройство по пп.5-10, отличающееся тем, что между пипеточным кончиком (1) и приводным капилляром (2) предусмотрено электрическое соединение для создания электроосмотического потока, причем в находящуюся в аппликаторе головку капилляра (21) вставлен платиновый электрод, а электрический контакт (4) опущен в буферную емкость (14) с буферным раствором.
RU2002129927/04A 2000-04-10 2001-04-06 Способ и устройство для изготовления биополимерных матриц RU2280507C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10017791A DE10017791A1 (de) 2000-04-10 2000-04-10 Verfahren und Vorrichtung zur Mikrodosierung kleinster Flüssigkeitsmengen für Biopolymerarrays
DE10017791.3 2000-04-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002129927A RU2002129927A (ru) 2004-04-20
RU2280507C2 true RU2280507C2 (ru) 2006-07-27

Family

ID=7638240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002129927/04A RU2280507C2 (ru) 2000-04-10 2001-04-06 Способ и устройство для изготовления биополимерных матриц

Country Status (16)

Country Link
US (1) US20030138358A1 (ru)
EP (1) EP1274511B1 (ru)
JP (1) JP2003530549A (ru)
KR (1) KR20030003718A (ru)
CN (1) CN1172747C (ru)
AT (1) ATE273754T1 (ru)
AU (1) AU2001256267A1 (ru)
CA (1) CA2405866A1 (ru)
CZ (1) CZ20023371A3 (ru)
DE (2) DE10017791A1 (ru)
DK (1) DK1274511T3 (ru)
ES (1) ES2227181T3 (ru)
IL (2) IL151850A0 (ru)
NO (1) NO20024875L (ru)
RU (1) RU2280507C2 (ru)
WO (1) WO2001076745A1 (ru)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6858593B2 (en) 2000-08-05 2005-02-22 Smithkline Beecham Corporation Anti-inflammatory androstane derivative compositions
US20040076550A1 (en) * 2001-01-25 2004-04-22 Martin Ruedisser Pipetting device
DE10159207B4 (de) * 2001-11-29 2005-06-16 Cybio Incusys Gmbh Vorrichtung zur automatischen Bereitstellung gekühlter Probenflüssigkeit zur Aufnahme durch einen Multipipettierautomaten
DE102004001916B4 (de) * 2004-01-14 2006-02-16 Max Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Probenahme
ATE320009T1 (de) * 2004-01-15 2006-03-15 Agilent Technologies Inc Positionierungssystem und verfahren für eine flüssigkeitstransfereinrichtung
KR100666825B1 (ko) 2005-03-26 2007-01-11 한국표준과학연구원 전기전도성 관을 이용한 전기삼투압류 구동 극미세 피펫장치
KR20130099236A (ko) 2005-04-25 2013-09-05 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 비어 있음 검출 능력을 갖는 라이너 기반의 액체 저장 및 분배 시스템
KR20080039373A (ko) 2005-06-06 2008-05-07 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 유체 저장 및 분배 시스템과 프로세스
EP1895308A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-05 Agilent Technologies, Inc. Droplet-based fluidic coupling
EP2794926B1 (en) 2011-12-22 2018-01-17 SomaGenics Inc. Methods of constructing small rna libraries and their use for expression profiling of target rnas
CN103008037B (zh) 2012-12-31 2015-04-01 浙江大学 一种具有皮升级精度的自动化微液滴阵列筛选系统的使用方法
EP2961852A4 (en) * 2013-03-01 2016-09-14 Somagenics Inc METHOD, COMPOSITIONS AND SYSTEMS FOR ANALYZING NUCLEIC ACID MOLECULES
JP2015102370A (ja) * 2013-11-22 2015-06-04 日本写真印刷株式会社 供給機器、処理装置及び供給方法
WO2017112666A1 (en) 2015-12-21 2017-06-29 Somagenics, Inc. Methods of library construction for polynucleotide sequencing
CN106492895B (zh) * 2016-12-08 2019-01-29 北京工业大学 一种制备纳米尖端移液管的装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU518219A1 (ru) * 1974-04-24 1976-06-25 Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН СССР Устройство дл вытеснени жидкости
SU691752A1 (ru) * 1977-09-14 1979-10-15 Киевский технологический институт легкой промышленности Электронна микробюретка
SU940834A1 (ru) * 1980-07-10 1982-07-07 Институт Ботаники Ан Азербайджанской Сср Устройство дл дозировани жидкостей
US4908112A (en) * 1988-06-16 1990-03-13 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Silicon semiconductor wafer for analyzing micronic biological samples
US5306510A (en) * 1988-01-14 1994-04-26 Cyberlab, Inc. Automated pipetting system
US5900130A (en) * 1997-06-18 1999-05-04 Alcara Biosciences, Inc. Method for sample injection in microchannel device
US6001229A (en) * 1994-08-01 1999-12-14 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4784737A (en) * 1986-04-18 1988-11-15 The United States Department Of Energy Electromicroinjection of particles into living cells
JPH0682063B2 (ja) * 1986-10-16 1994-10-19 富士写真フイルム株式会社 液面検出装置
US5045172A (en) * 1987-11-25 1991-09-03 Princeton Biochemicals, Inc. Capillary electrophoresis apparatus
JP2561367Y2 (ja) * 1992-04-03 1998-01-28 東亞医用電子株式会社 試料吸排装置
JPH063644A (ja) * 1992-06-23 1994-01-14 Casio Comput Co Ltd 液晶プロジェクタ
JPH06265447A (ja) * 1993-03-16 1994-09-22 Hitachi Ltd 微量反応装置およびこれを使用する微量成分測定装置
CN1329729C (zh) * 1996-06-28 2007-08-01 卡钳生命科学股份有限公司 微流体系统
DE19628178C1 (de) * 1996-07-12 1997-09-18 Bruker Franzen Analytik Gmbh Verfahren zum Beladen von Probenträgern für Massenspektrometer
WO1998029736A1 (en) * 1996-12-31 1998-07-09 Genometrix Incorporated Multiplexed molecular analysis apparatus and method
US6235471B1 (en) * 1997-04-04 2001-05-22 Caliper Technologies Corp. Closed-loop biochemical analyzers
CA2286601A1 (en) * 1997-05-16 1998-11-26 Alberta Research Council Microfluidic system and methods of use
JP2000002675A (ja) * 1998-06-12 2000-01-07 Asahi Chem Ind Co Ltd キャピラリー光熱変換分析装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU518219A1 (ru) * 1974-04-24 1976-06-25 Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН СССР Устройство дл вытеснени жидкости
SU691752A1 (ru) * 1977-09-14 1979-10-15 Киевский технологический институт легкой промышленности Электронна микробюретка
SU940834A1 (ru) * 1980-07-10 1982-07-07 Институт Ботаники Ан Азербайджанской Сср Устройство дл дозировани жидкостей
US5306510A (en) * 1988-01-14 1994-04-26 Cyberlab, Inc. Automated pipetting system
US4908112A (en) * 1988-06-16 1990-03-13 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Silicon semiconductor wafer for analyzing micronic biological samples
US6001229A (en) * 1994-08-01 1999-12-14 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis
US5900130A (en) * 1997-06-18 1999-05-04 Alcara Biosciences, Inc. Method for sample injection in microchannel device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003530549A (ja) 2003-10-14
CZ20023371A3 (cs) 2003-04-16
IL151850A (en) 2006-08-01
KR20030003718A (ko) 2003-01-10
US20030138358A1 (en) 2003-07-24
AU2001256267A1 (en) 2001-10-23
NO20024875D0 (no) 2002-10-09
DK1274511T3 (da) 2004-10-18
IL151850A0 (en) 2003-04-10
ATE273754T1 (de) 2004-09-15
CN1422185A (zh) 2003-06-04
DE50103326D1 (de) 2004-09-23
ES2227181T3 (es) 2005-04-01
EP1274511A1 (de) 2003-01-15
CN1172747C (zh) 2004-10-27
CA2405866A1 (en) 2001-10-18
EP1274511B1 (de) 2004-08-18
DE10017791A1 (de) 2001-10-11
NO20024875L (no) 2002-11-04
WO2001076745A1 (de) 2001-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2280507C2 (ru) Способ и устройство для изготовления биополимерных матриц
US20020003177A1 (en) Electrostatic systems and methods for dispensing liquids
US6989234B2 (en) Method and apparatus for non-contact electrostatic actuation of droplets
US7160511B2 (en) Liquid pipetting apparatus and micro array manufacturing apparatus
US20090058428A1 (en) Method and device for monitoring and controlling fluid locomotion
US6672344B1 (en) Robotic system having positionally adjustable multiple probes
US7014744B2 (en) Method of purification and concentration using AC fields with a transfer tip
WO2010004627A1 (ja) 検体識別分注装置及び検体識別分注方法
RU2290259C2 (ru) Способ и устройство для получения биополимерных полей
RU2002129927A (ru) Способ и устройство для микродозирования минимальных количеств жидкости для биополимерных матриц
JP4976209B2 (ja) 検体識別分注装置及び検体識別分注方法
Poulos et al. Automatable lipid bilayer formation and ion channel measurement using sessiledroplets
US20100041093A1 (en) Devices and method for electrophysical cell analyses
EP1140365B1 (en) Method of the dosed application of a liquid onto a surface
DE10013513A1 (de) Vorrichtung zum Transfer und Dosieren von fluiden Proben
IL151899A (en) A method for producing biopolymer fields using real-time control
JP2007513324A (ja) 流体状サンプルを受取る装置およびその使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080407