DE60302477T2

DE60302477T2 - System zur Präzisionsausgabe von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE60302477T2
Application number: DE60302477T
Authority: DE
Inventors: Robert E. Krug; William Austhof; Dennis Makowski; Daniel L. Bantz; Marck Turewicz
Original assignee: Packard Instrument Co Inc
Current assignee: PerkinElmer Health Sciences Inc
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2023-01-24
Also published as: US20040014238A1; EP1334770A1; EP1334770B1; US20090010810A1; ATE311254T1; US7410615B2; US8158083B2; DE60302477D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Systeme für das Abscheiden kleiner Flüssigkeitsmengen in dem Bereich von ca. 0,5 μl bis 2 μl. Obwohl es verschiedene Endnutzungen für solche Systeme gibt, sind sie besonders nützlich in Verbindung mit chemischen und biologischen Analysen im Mikro-Maßstab. Das Mikro-Abgabe-System wird häufig verwendet, um ein Reagenz in eine Mikroplatte abzugeben, die eine Anordnung von kleinen Vertiefungen aufweist, die die Flüssigkeit halten. Ein übliches Maß ist eine Platte mit 96 Vertiefungen, die ca. 80 bis 120 mm misst und über runde Vertiefungen für Proben verfügt, die einen Durchmesser von ca. 6,5 mm aufweisen. In neuerer Zeit sind Platten erhältlich, die 384 und 1.536 Vertiefungen aufweisen, und die Vertiefungen in solchen Platten sind entsprechend kleiner. Daher müssen die Reagenzien in extrem kleinen Mengen abgegeben werden und das Erreichen der Abgabe-Genauigkeit und -Wiederholbarkeit wird zunehmend schwierig.
Die Abscheidung kleiner Flüssigkeitströpfchen zu verschiedenen Zwecken, einschließlich Tintenstrahldruck, war in den letzten Jahren von Interesse. Zum Beispiel wird in U.S. 5.743.960 ein System, das ein Magnetventil nutzt, angewendet. Das System bietet die Einsatzmöglichkeit einer Hydropumpe, um den benötigten Fluss bereitzustellen während das Magnetventil geöffnet und geschlossen ist, um die gewünschte Tröpfchengröße zu bilden, die im Bereich von 1–4 Nanoliter (1–4 nl) liegen soll. Es wurde der Austausch eines piezoelektrischen Spenders gegen den Magnetventil-Spender vorgeschlagen. Es war beabsichtigt, dass die Menge der abgeschiedenen Flüssigkeit in dem Bereich von 0,42 × 10^–9 bis 2 × 10^–6 Litern (0,42 nl bis 2 μl) liegt.
Ein weiteres Patent, das die Einsatzmöglichkeit einer Hydropumpe zur Versorgung einer piezoelektrischen Spenderdüse offen legt, ist U.S. 6.203.759. In einem alternativen System, wird in einem Behälter, der eine Flüssigkeit enthält, ein gewünschter Druck aufrechterhalten. In beiden Ausführungen der Spendersysteme wird üblicherweise eine Probe in die piezoelektrische Düse angesaugt und dann abgegeben, unter Verwendung einer Flüssigkeit, die sich von der unterscheidet, die abgegeben werden soll.
Übersicht über die Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung ist ein System für die Abgabe von Reagenz-Mikrotropfen in kleinen, exakt abgemessenen Mengen aus einem Reagenzbehälter, der ein Reagenzfluid enthält, das abgegeben werden soll, bereitgestellt. Das Reagenz in dem Behälter wird unter einem geregelten Druck aufrechterhalten und wird Mehrfachdüsen für die Abgabe von Mikrotropfen des Reagenzes zugeführt. Magnetbetätigte Mehrfachventile sind, zur Fluss-Regelung des Reagenzes von dem Behälter zu den Düsen, zwischen dem Behälter und den Düsen verbunden wobei jedes der Ventile mit einer der Düsen verbunden ist. Jedes der Magnetventile wird einzeln mit elektrischen Impulsen versorgt, um das Öffnen und Schließen jedes Ventils einzeln zu regeln, und um vorbestimmte Mengen des Reagenzes zu vorbestimmten Zeiten durch jede der Düsen abzugeben. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein entsprechendes Verfahren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Reagenz in dem Behälter unter einem geregelten Druck durch eine Luftpumpe aufrechterhalten, die dem Behälter unter Druck stehende Luft zuführt. Ein elektrisches Steuersignal wird der Pumpe zugeführt, um den Druck der Luft, die dem Behälter durch die Pumpe zugeführt wird, zu regeln. Ein Messfühler tastet den Druck innerhalb des Behälters ab und erzeugt ein Signal, das diesen Druck darstellt. Ein Regelsystem verwendet das Messfühler-Signal in einem PID-Algorithmus, um, durch Regeln des elektrischen Steuersignals, das der Pumpe zugeführt wird, den gewünschten Druck in dem Behälter aufrechtzuerhalten.
Eine bevorzugte Anordnung für die Regelung der Magnetventile ermöglicht die Auswahl der gewünschten Reagenzmenge, die von jeder Düse abgegeben werden soll, und eine Abgleichtabelle, die die Größen der elektrischen Impulse festlegt, die erforderlich sind, um die festgelegten Reagenzmengen abzugeben. Wenn eine gewünschte Menge gewählt wird, die nicht in der Tabelle festgelegt ist, wird eine erforderliche Impulsgröße aus den Impulsgrößen berechnet, die in der Tabelle für die zwei festgelegten Mengen festgelegt sind, die der ausgewählten gewünschten Menge am nächsten liegen. Die Berechnung wird vor zugsweise unter Verwendung linearer Interpolation zwischen den zwei am nächsten liegenden Werten in der Tabelle durchgeführt.
Die Erfindung bietet eine verbesserte Abgabe-Genauigkeit und -Wiederholbarkeit mit der Option der Abgabe kleinerer Mengen, was derzeit bei handelsüblichen Produkten, die Magnetventile verwenden, nicht verfügbar ist. Die Erfindung ermöglicht die Abgabe in niedrigen Mengen, z. B. von 0,5 μl bis 2 ml, bei voller chemischer Verträglichkeit mit den üblichen chemischen Reagenzien, die in der Biotechnologie und in chemischen Laboren eingesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann am besten verstanden werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen folgendes gilt:
1 ist ein Blockdiagramm eines Präzisions-Reagenz-Abgabe-Systems mit acht Düsen, das die Erfindung verkörpert; und
2 ist ein Blockdiagramm eines Präzisions-Reagenz-Abgabe-Systems mit 32 Düsen, das die Erfindung verkörpert.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese besonderen Ausführungsformen beschränkt ist.
Wir wenden und nun den Zeichnungen zu und beziehen uns zunächst auf 1. Das Reagenz, das abgegeben werden soll ist in einem Behälter 10 (vorzugsweise ein Glasbehälter) enthalten, der eine unter Druck stehenden Luftraum im oberen Teil des Behälters aufweist. Eine Ausgabeleitung 11 führt von einer Versorgungsleitung 12 nahe des Bodens des Behälters 10 zu einem Verteiler 13, der acht Ausgabeleitungen 14a–14h aufweist, die zu acht magnetbetätigten Hochgeschwindigkeits-Ventilen 15a–15h führen. Jedes Ventil 15 nimmt eine Abgabedüse 16 auf. Wann immer eines oder mehrere der Ventile 15 offen ist(sind), treibt der Druck in dem Behälter 10 das Reagenz von dem Behälter durch die Leitung 11 und den Verteiler 13. Der Verteiler 13 ist so aufgebaut, dass er einen gleichmäßigen Verteilungsfluss von der einzelnen Ausgabeleitung 11 zu den acht Ausgabeleitungen 14a–h und zu dem(den) offenen Ventilen) 15 bis zu der(den) entsprechenden Ausgabedüse(n) 16 ermöglicht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verteiler 13 mit einer Boden-Passdichtung 13a ausgerüstet, und weist einen vollständig gereinigten inneren Flüssigkeitsweg auf, um die Möglichkeit des Lufteintritts zu reduzieren, und ist aus Polyaryletherketon(„PEEK")-Harz gefertigt, das gute mechanische Eigenschaften in Kombination mit einer guten Widerstandsfähigkeit gegenüber den Arten von Reagenzien bietet, die üblicherweise in dieser Anlagenart verwendet werden. Die Leitung 11, die zu dem Verteiler 13 führt, ist vorzugsweise ein PFA-Teflon^®-Rohr mit einem Innendurchmesser von 0,32 cm und einem Außendurchmesser von 0,467 cm und die Leitungen 14a–14h, die den Verteiler 13 mit den Ventilen 15a–15h verbinden, sind vorzugsweise Tefzel^®-Rohre mir einem Innendurchmesser von 0,102 cm und einem Außendurchmesser von 0,159 cm. Die Leitungen 14a–14h und die Leitung 11 sind mit dem Inneren des Verteilers 13 in einer Art verbunden, die eine ungleiche Fluss-Verteilung, zusätzliche Dosierungseinschränkungen, Lufteintritt und alles, was eine Verschlechterung für das Ziel der Abgabegenauigkeit und -präzision bewirkt, vermeidet.
Der Druck innerhalb des Behälters 10 wird durch eine Luftpumpe 20 geregelt, die dem Behälter über die Leitung 21 unter Druck stehende Luft bei geregeltem Druck, z. B. ca. 5 psig (34,5 kPa Überdruck), zuführt. Die Pumpe 20 beinhaltet vorzugsweise einen bürstenlosen Gleichstrommotor (mit einer Dreileiter-Regelungs-Option), der über eine elektrische Leitung 23 durch einen System-Regler 22 geregelt wird. Der System-Regler 22 beinhaltet einen Mikroprozessor, der ein Rückkopplungs-Signal von einem Messfühler 24 empfängt, der den Druck innerhalb des Behälters 10 abtastet. Der Messfühler 24 ist mit einer Druck-Abgriff-Leitung 25 verbunden, die von dem Behälter 10 abgeht, und in Leitung 26 ein elektrisches Signal erzeugt, das dem durch den Messfühler in der Abgriff-Leitung 25 abgetasteten Druck entspricht. Die Versorgungsdruckleitung 21, die Druck-Sensor-Abgriff-Leitung 25 und die Reagenz-Versorgungsleitung 11 dringen ein und verlasen den Reagenzbehälter 10 durch eine Abdeckkappe 10a. Die Leitungen 21 und 25 sind durch Widerhaken-Anschlussstücke mit an der Abdeckkappe 10a befestigt, während die Flüssigkeit-Versorgungsleitung 11 durch die Abdeckkappe läuft und von einem flanschlosen Passstück 11a aufgenommen wird. Die Leitungen 21 und 25 sind vorzugsweise Tygon^®-Rohre mir einem Innendurchmesser von 0,318 cm und einem Außendurchmesser von 0,635 cm.
Der Mikroprozessor in dem System-Regler 22 verwendet das Signal von dem Messfühler 24 in einem Standard-PID(Proportional-Integral-Differential)-Regel-Algorithmus, um ein Ausgangssignal in Leitung 23 zu erzeugen, und den Druck innerhalb des Reagenzbehälters zu regeln, vorzugsweise auf 0,02 psi. Das heißt, der Mikroprozessor vergleicht ständig den tatsächlichen Behälterdruck, der durch das Messfühler-Signal in Leitung 26 dargestellt wird, mit dem gewünschten „Sollwert"-Druck, z. B. 5 psig (34,5 kPa Überdruck), wobei der PID-Algorithmus verwendet wird, um das für das Aufrechterhalten des gewünschten Drucks in dem Behälter 10 erforderliche Ausgangssignal zu erzeugen. Der Druck wird innerhalb einer Maßabweichung von ca. ±0,5% aufrechterhalten. Eine bevorzugte minimale Durchflussmenge für die Pumpe 20 liegt bei 500 ml/min bei einem Druck von 5 psig.
Der System-Regler 22 erzeugt auch die elektrischen Impulse, die die Zeiten regeln, zu denen jedes der Ventile 15a–15h geöffnet und geschlossen wird. Diese Impulse werden in einer der acht verschiedenen Ausgangsleitungen 30a–30h erzeugt, von denen jede mit einem der magnetbetätigten Ventile 15a–15h verbunden ist. Jeder Impuls steigt für 2 Millisekunden von einer Differenzspannung von null bis zu einem Nadelimpuls von 24 V Gleichstrom an, und verringert sich dann bis zu einer Differenzspannung von 5 V, um das Ventil 15, das diesen Impuls empfängt, offen zu halten, bleibt dann für eine Zeitspanne bei dem 5 V-Pegel, die ausreicht, um die gewünschte Reagenzmenge durch das geöffnete Ventil abzugeben, und fällt dann am Ende dieser Zeitspanne bis zu einer Differenzspannung von null Volt, um das Ventil zu schließen.
Die gewünschte, von jeder Düse 16 abzugebende Reagenzmenge wird von dem Benutzer über ein Tastenfeld oder eine andere manuelle Eingabevorrichtung an der Vorderseite des (nicht gezeigten) Bedienfeldes gewählt. Diese manuelle Eingabe versorgt den Mikroprozessor mit einem Signal, das die gewünschte Menge darstellt. Ein mit dem Mikroprozessor verbundener Speicher speichert eine Abgleichtabelle, die die Größen der elektrischen Impulse festlegt, die erforderlich sind, um die festgelegten Reagenzmengen abzugeben. Wenn eine Menge gewählt wird, die nicht in der Tabelle festgelegt ist, berechnet der Mikroprozessor eine erforderliche Impulsgröße aus den Impulsgrößen, die in der Tabelle für die zwei festgelegte Mengen festgelegt sind, die der ausgewählten Menge am nächsten liegen.
Diese Berechnung wird vorzugsweise unter Verwendung linearer Interpolation zwischen den zwei am nächsten liegenden Werten in der Tabelle durchgeführt.
Die Abgleichtabelle wird anfangs erzeugt, indem einem der magnetbetätigten Ventile eine Abfolge von Impulsen mit schrittweise ansteigender Größe zugeführt wird und die tatsächliche Reagenzmenge gemessen wird, die durch die mit dem Ventil verbundene Düse abgegeben wird. Diese gemessenen Mengen werden in der Tabelle gespeichert, gemeinsam mit der Impulsgröße, die die jeweilige Menge erzeugt hat. Wenn der Benutzer dann eine gewünschte Menge auswählt, findet der Mikroprozessor entweder diese Menge oder die zwei nächstgelegenen Mengen in der Tabelle. Wenn der genaue Wert der gewählten Menge sich in der Tabelle befindet, erzeugt der Mikroprozessor einen Impuls, der die in der Tabelle für diese Menge festgelegte Größe aufweist. Wenn der genaue Wert sich nicht in der Tabelle befindet, verwendet der Mikroprozessor dann die zwei am nächstgelegenen Mengenwerte und deren entsprechende Impulsgrößen, um die Impulsgröße zu berechnen, die erforderlich ist, um die durch den Benutzer ausgewählte Menge abzugeben. Die lineare Interpolation kann für die Berechnung verwendet werden.
Die magnetbetätigten Ventile, die in dem Abgabesystem verwendet werden, können auf Grund der festgelegten Minimalmenge, die durch das System abgegeben werden soll, ausgewählt werden. Wenn zum Beispiel die festgelegte Minimalmenge, die durch das System abgegeben werden soll, 0,5 μl beträgt, wird vorzugsweise ein Ventil gewählt, das eine Menge von ca. 0,125 μl abgeben kann, um einen Vier-Zu-Eins-Sicherheitsfaktor zu ermöglichen.
2 stellt vier Abgabesysteme des in 1 dargestellten Typs dar, die parallel angeordnet sind, um die gleichzeitige Reagenzabgabe aus 32 Düsen 40a–40h, 41a–41h, 42a–42h, und 43a–43h bereitzustellen. Diese Anordnung ermöglicht das schnelle Befüllen von Mehrfachvertiefungen in Mikroplatten, die eine große Anzahl Vertiefungen aufweisen.
In einem Test der Erfindung wurde eine Probenplatte verwendet, die 96 Vertiefungen aufweist, wobei jede Reihe von acht Vertiefungen gleichzeitig Probenflüssigkeit aufnahm. Nachdem eine Reihe Proben aufgenommen hat, nahm die nächste Vertiefungsreihe Flüssigkeitsproben auf, und so weiter, bis alle 96 Vertiefungen Proben aufgenommen hatten. Jedes der acht Ventile (Lee Valve Company) öffnete für 5,0 Millisekunden und gab 0,5 μl der Probenflüssigkeit in eine Vertiefung ab, die mit 199,5 μl vollentsalztem Wasser vorbereitet wurde. Nachdem jede Platte 96 Proben aufgenommen hatte, wurde das Flüssigkeits-Zufuhr-System geflutet und wieder vorbereitet, um den gewerblichen Gebrauch zu simulieren, und dadurch eine mögliche Änderung der Flüssigkeitsmengen, die jeder Vertiefung zugeführt werden, zusammen mit Veränderung oder Wiederauffüllen der abgegebenen Flüssigkeit, einzubeziehen.
Die abgegebene Flüssigkeit war eine 5 g/l Lösung von tartrazingelbem Farbstoff in vollentsalztem Wasser, die in einer 1000 ml-Flasche enthalten war, die unter einem Druck von 5 psig ± 0,02 (34,5 kPa) stand. Die Anordnung des Rohrnetzes, das jedes Ventil mit Flüssigkeit versorgt, wurde so einheitlich wie möglich gestaltet. Die Messung der abgegebenen Flüssigkeitsmenge wurde indirekt durchgeführt, durch Ablesung der optischen Dichte der Flüssigkeit mit einem Spectracount^®Photometer (Packard Instrument Company). Die Werte für die zehn Probenplatten werden in der folgenden Tabelle gezeigt.
Der Mittelwert der Messungen der optischen Dichte über alle zehn Probenplatten lag bei 0,370, bei einer Standardabweichung von 0,003 oder einem Variationskoeffizient von 0,823 %. Innerhalb der einzelnen Platten lag der minimale Variationskoeffizient auf Platte 1 bei 1,231 %, während der maximale Variationskoeffizient auf Platte 8 bei 1,686 % lag. Die Gesamtabweichung von der abgelesenen mittleren optischen Dichte über alle zehn Probenplatten lag bei ca. 1,25 %. Es ist offensichtlich, dass das System der Erfindung die sehr ge nauen und wiederholbaren Flüssigkeitsproben, die für die Tests erforderlich sind, die üblicherweise in solchen Probenplatten durchgeführt werden, abscheiden kann.
In einer Anwendung des Abgabesystems sind die Düsen an einem beweglichen Träger montiert und werden in der Y-Ebene zu einer Stelle bewegt, wo sich die Düsenspitzen in einer Linie mit den Vertiefungen einer Mikroplatte befinden, in die die Mikrotropfen des Reagenzes abgegeben werden. Die Mikroplatte wird durch eine gesonderte Platten-Haltevorrichtung bewegt und horizontal in der X-Ebene verschoben. Daher werden die Düsen entlang der Y-Achse bewegt, während die Mikroplatte, die die Mikrotropfen aufnimmt, sich entlang der X-Achse unmittelbar und genau unter den Düsen bewegt. Alternativ können die Düsen feststehend sein und die Mikroplatte kann unter den Düsen bewegt werden. Für maximale Flexibilität und Arbeitsgeschwindigkeit ist es natürlich möglich, sowohl die Düsen als auch die Mikroplatte zu bewegen.
In der Praxis ist es nicht wünschenswert, unter visueller Beobachtung durch den Bediener, solche Bewegungen manuell auszuführen. Um die Genauigkeit bei den sich wiederholenden Schritten der Reagenzabgabe in Mehrfachvertiefungen zu gewährleisten, wird im Allgemeinen eine Computerregelung für die Bewegungen der Düsen und/oder der Mikroplatte bereitgestellt. Der Bediener der Vorrichtung wird das Gerät über eine graphische Benutzeroberfläche oder einen gesondert verbundenen Computer anweisen, eine Reihe von Bewegungen auszuführen, die dazu gedacht sind, Reagenz von dem Behälter auf die Mikroplatte zu übertragen. Es wird geschätzt, dass eine solche Folge von Bewegungen in drei Dimensionen stattfinden kann, üblicherweise X und Y genannt, die die Position in einer horizontalen Ebene festlegen, und Z, das die Position in der vertikalen Richtung festlegt.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute erkennen, dass sie nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Jede dieser Ausführungsformen und offensichtliche Änderungen davon werden als in den Bereich der folgenden Ansprüche fallend betrachtet.

Claims

System für die Abgabe von Mikrotropfen eines Reagenzes in kleinen genau dosierten Mengen, wobei das System Folgendes umfasst: einen Reagenzbehälter (10), der ein Fluidreagenz beinhaltet, die abgegeben werden soll, Einrichtungen (20, 24), die mit dem Behälter verbunden sind, für das Abtasten des Drucks in dem Behälter und für die Aufrechterhaltung des Reagenzes in dem Behälter unter einem geregelten Druck, Mehrfachdüsen (16), die über das Fluid mit dem Behälter in Verbindung stehen, für die Abgabe von Mikrotropfen des Reagenzes, Mehrfach-Magnetventile (15), die zwischen dem Behälter und den Düsen verbunden sind, zur Fluss-Regelung des Reagenzes von dem Behälter zu den Düsen, wobei jedes der Ventile mit einer der Düsen verbunden ist, und eine Regeleinrichtung (22), die mit den Magnetventilen verbunden ist, um jedes der Magnetventile einzeln mit elektrischen Impulsen zu versorgen, um das Öffnen und Schließen jedes Ventils einzeln zu regeln und um vorbestimmte Mengen des Reagenzes durch jede der Düsen abzugeben.
System nach Anspruch 1, in dem die Einrichtungen für die Aufrechterhaltung des Reagenzes in dem Behälter unter einem geregelten Druck Folgendes umfasst: eine Luftpumpe (20), die mit dem Behälter verbunden ist, um den Behälter mit unter Druck stehender Luft zu versorgen, eine zweite Regeleinrichtung, die mit der Pumpe verbunden ist, um den Druck der Luft, die dem Behälter durch die Pumpe zugeführt wird, zu regeln, und einen Messfühler (24) für das Abtasten des Drucks innerhalb des Behälters und für die Versorgung der zweiten Regeleinrichtung mit einem Signal, das den Druck in dem Behälter darstellt.
System nach Anspruch 1, das Folgendes umfasst: eine Einrichtung für die Auswahl der gewünschten Reagenzmenge, die von jeder Düse abgegeben werden soll, und in der die Regeleinrichtung eine Abgleichtabelle beinhaltet, die die elektrischen Impulsgrößen festlegt, die erforderlich sind, um die festgelegten Reagenzmengen abzugeben, und eine Einrichtung, die auf die Auswahl einer gewünschten Menge reagiert, die nicht in der Tabelle festgelegt ist, um eine erforderliche Impulsgröße aus den Impulsgrößen zu berechnen, die in der Tabelle für die zwei festgelegte Mengen festgelegt sind, die der ausgewählten gewünschten Menge am nächsten liegen.
System nach Anspruch 2, in dem der Behälterdruck innerhalb einer Schwankungsgröße von ±0,5% aufrechterhalten wird.
System nach Anspruch 4, in dem der Behälterdruck bei ca. 5 psig ± 0,02 (34,5 kPa Überdruck) liegt.
System nach Anspruch 3, in dem der erforderliche elektrische Impuls durch lineare Interpolation der zwei am nächsten liegenden festgelegten Mengen, berechnet wird.
System nach Anspruch 3, in dem die gewünschte Reagenzmenge in dem Bereich von ca. 0,5 μl bis 2 ml liegt.
System nach Anspruch 3, in dem der elektrische Impuls einen Nadelimpuls, gefolgt von einem niedrigeren elektrischen Impuls für die Zeitspanne umfasst, die erforderlich ist, um die gewünschte Reagenzmenge abzugeben.
System nach Anspruch 8, in dem der Nadelimpuls für 2 Millisekunden bei ca. 24 V Gleichstrom liegt, gefolgt von einem niedrigeren elektrischen Impuls mit ca. 5 V Gleichstrom.
System nach Anspruch 1, in dem die Magnetventile ein Viertel der gewünschten Reagenz-Mindestmenge abgeben können.
Verfahren für die Abgabe von Mikrotropfen von Reagenz in kleinen, genau dosierten Mengen von einem Reagenzbehälter, der ein Fluidreagenz beinhaltet, die abgegeben werden soll, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Abtasten des Drucks in dem Behälter und das Aufrechterhalten des Reagenzes in dem Behälter unter einem geregelten Druck, die Zuführung des Reagenzes von dem Behälter zu magnetbetätigten Mehrfachventilen, die für die Abgabe von Mikrotropfen des Reagenzes mit Mehrfachdüsen verbunden sind, wobei die magnetbetätigten Ventile den Reagenzfluss von dem Behälter zu den Düsen regeln und jedes Ventil mit einer der Düsen verbunden ist, und die Zuführung von elektrischen Impulsen zu jedem einzelnen Magnetventil, um das Öffnen und Schließen jedes Ventils einzeln zu regeln und um vorbestimmte Mengen des Reagenzes zu vorbestimmten Zeitpunkten durch jede Düse abzugeben.
Verfahren nach Anspruch 11, das Folgendes beinhaltet: die Auswahl der gewünschten Reagenzmenge, die von jeder Düse abgegeben werden soll, das Bereitstellen einer Abgleichtabelle, die die elektrischen Impulsgrößen festlegt, die erforderlich sind, um die festgelegten Reagenzmengen abzugeben, das Vergleichen der ausgewählten Menge mit den Mengen, die in der Tabelle festgelegt sind, und wenn die ausgewählte Menge zu einer Menge, die in der Tabelle festgelegt ist passt, das Erzeugen eines elektrischen Impulses, der die in der Tabelle für die ausgewählte Menge festgelegte Größe aufweist, und wenn die ausgewählte Menge nicht zu einer Menge passt, die in der Tabelle festgelegt ist, das Berechnen einer erforderlichen Impulsgröße aus den Impulsgrößen, die in der Tabelle für die zwei festgelegten Mengen festgelegt sind, die der ausgewählten Menge am nächsten liegen und das Erzeugen eines elektrischen Impulses, der die berechnete Impulsgröße aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, in dem das Reagenz in dem Behälter unter einem geregelten Druck durch eine Luftpumpe aufrechterhalten wird, die dem Behälter unter Druck stehende Luft zuführt, ein elektrisches Steuersignal wird der Pumpe zugeführt, um den Druck der Luft, die dem Behälter durch die Pumpe zugeführt wird, zu regeln, ein Messfühler tastet den Druck innerhalb des Behälters ab und erzeugt ein Signal, das diesen Druck darstellt, ein Regelsystem verwendet das Messfühler-Signal in einem PID-Algorithmus, um, durch Regeln des elektrischen Steuersignals, das der Pumpe zugeführt wurde, einen gewünschten Druck in dem Behälter aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 13, in dem der Behälterdruck innerhalb einer Schwankungsgröße von ±0,5% aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 14, in dem der gewünschte Druck bei ca. 5 psig ± 0,4 (34,5 kPa Überdruck) liegt.
Verfahren nach Anspruch 12, in dem die erforderliche elektrische Impulsgröße durch lineare Interpolation der zwei am nächsten liegenden festgelegten Mengen, berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, in dem die vorbestimmten Reagenzmengen in dem Bereich von ca. 0,5 μl bis 2 ml liegen.
Verfahren nach Anspruch 12, in dem der elektrische Impuls einen Nadelimpuls, gefolgt von einem niedrigeren Impuls für die Zeitspanne umfasst, die erforderlich ist, um die vorbestimmte Reagenzmenge abzugeben.
Verfahren nach Anspruch 11, in dem die Magnetventile ein Viertel der vorbestimmten Reagenz-Mindestmengen abgeben können.
Verfahren nach Anspruch 18, in dem der Nadelimpuls für 2 Millisekunden bei ca. 24 V Gleichstrom liegt, gefolgt von einem niedrigeren elektrischen Impuls mit ca. 5 V Gleichstrom.