珠子或微粒操作吸盘制造技术

带电微粒（珠子）亦借助导向电极（“导向电极”）自第一电极（９）移动至第二电极（１０）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到以空间分辨的方式对带电珠子或微粒进行电检选和分配的装置。具体地说，本公开内容说明了用于静电传输吸盘的新型电极配置和操作技术，该吸盘对用于制作药物或化学组合物，或进行化验或化学分析的珠子，微粒或物体进行检选，操作，传输，然后卸载或放置。如下所述，本专利技术规定使用导向电极和导向电场来帮助珠子或微粒从起始电极至靶电极的移动，变向，迁移或操作，而横向运动和其他珠子操作能在三维进行。静电传输吸盘能够用来对制作药物或化学组合物，或进行化验或化学分析中使用的珠子，微粒或物体进行检选，操作，传输，然后卸载或放置。传输吸盘起夹持或保持一个或若干个物体的夹子的作用。传输吸盘为操作化学合成如固相合成的组合化学中，或使用PCR(聚合酶链式反应)或其他方法的化验中典型直径为100-300微米的合成珠子或微粒提供了极好的性能。在组合化学中，多阱排列如微滴定板能使许多化合物的筛选或合成同时进行。例如，传输吸盘能使珠子或微粒在某一排列上的沉积以快速而可靠的方式进行。传输吸盘的另一应用是药物组合物的合成，特别是用于将化合物组合形成组合物并包装成人或动物可服用的形式。含有一种或多种活性成份的珠子或微粒可以沉积到人们熟知的载体或基片上制成药剂形式。这些珠子或微粒的形状可以是例如粉状，如用空气喷射研磨法制的干燥微粒形状，这里对干粉呼吸道服用药物有用的整个微粒的大小可以在例如1-10微米的范围，如4-8微米；微球状；极小的结构，包括富日烯(fullerenes)，螯合物，或纳米管；或由类脂物或细胞膜形成的脂质体和脂肪滴。传输吸盘的使用为药品组合物的配制提供了一种通用而精确的方法。在把携带活性成分的相邻基片融合以形成多剂包时，能够使用传输吸盘，在多剂包中剂量能够从一个独立单位降低或增加到下一个独立单位，如在以激素为基础(例如节育)的药物或抗生素药品。使用静电传输吸盘时，可以通过分配到各药物载体上珠子或微粒的数目或类型，或使用电，光，或机械剂量传感来建立或确定剂量。使用传输吸盘把活性成分放入药物组合物能够给出很高的重复性，而且在成分不兼容，如活性成分与载体的溶解很差时，或配方或载体对活性成分的生物有效性产生负面影响的情况，它也是有利的。虽然重点放在了本公开内容中应用电场来保持或释放珠子的静电传输吸盘的使用上，但是这里讲授的内容可以应用到珠子或微粒或基片控制中利用其他现象，如使用压缩空气或真空，或电气/化学可转换粘合剂的吸盘上。不过，静电或准静电吸持机械对精细的珠子结构来说常常比传统的机械技术更有益，特别是在碎裂，污染，或氧化损坏应当减至最小或消除的情况下操作生物活性化合物时更是如此。典型情况是，待传输或操作的珠子或微粒经摩擦带电(通过摩擦接触和碰撞，如摩擦或冲撞)进入或通过电荷感应。其他带电形式，如电晕或等离子体带电，也可以使用。本专利技术可能涉及到声激励或声分配器的使用，其中由扬声器或压电器件提供的声能在珠子控制中得到了充分应用。这种能量在静电操作之前或静电操作过程中能够帮助推进或使珠子或微粒摩擦带电。使珠子或微粒摩擦带电，如本领域所熟知及以下说明的那样，比电晕或等离子体带电对珠子或微粒更为有效，对其损坏也更小，电晕或等离子体带电一般需要施加约5kV的高压。通常在这种声学珠子分配器中使用的声音振动膜或网，其本身就能用来使微粒摩擦带电，而无需在珠子或微粒进入声分配器之前使珠子或微粒带电。声分配器的使用能够进行珠子或微粒的极性甄别，其中极性相反的带电珠子或微粒受到阻止而不被传输吸盘所保持。有些传输吸盘提供的精度，对每个传输吸盘，或对该传输吸盘的每个阱，象素或独立空间元件来说，能够使一个并且只有一个珠子被吸引，传输，及释放。在许多情况下，每个象素都可以看成是有选择性可独立控制的微小的传输吸盘，例如具有独立可寻址x和y座标的平面型吸盘。这样的传输吸盘可以包括对不同(多重)珠子类型的独立可寻址象素。用这些传输吸盘(或操作吸盘)操作的珠子或微粒便于受控释放，而错误带电珠子或微粒(具有与所需极性相反极性电荷的物体或珠子)则不占据传输吸盘上的珠子保持或收集区。这种传输吸盘对直径变动范围很大的珠子工作都很好，包括直径大小在100微米至高达几毫米或更大的珠子或微粒，同时也包括荷质比很高的多孔或空心珠子或微粒。这种传输吸盘还有耐用性，复用性，且便于使用，包括具有为使吸盘移动和与预期靶子或载体相对准的有选择透明或全部透明的元件。通常，代替单个地对珠子或微粒进行沉积，传输吸盘用于使粉末，如含活性成分的粉末，吸引和放置到基片上，如药剂形式中使用的可食用基片上。用于吸引珠子或微粒的电极在制作和结构上能够有很大的变化。例如珠子吸引电极可以直接暴露或用电介质覆盖(例如，为防止空气中的离子击穿(打火)，利用电介质的特性来提高珠子保持电荷的能力)。为了控制能够被吸引的带电珠子或微粒的数量，也可以使用间接的方法，在该方法中，使用与电极板或浮动电极的电容耦合，珠子吸引电极间接地吸引珠子或微粒。本专利技术能够应用于任何数目的传输吸盘结构，但为进行说明，这里示出了通过一个或多个直接加偏压(非活性的)电极来吸引珠子或微粒的一种简单吸盘。例如，在下述文献中提出了传输吸盘和声学珠子分配器的使用方法Sun在1998.8.4发表的美国专利No.5,788,814的“多个物体在基片上定位的吸盘与方法”；Sun等在1999.1.12的美国专利No.5,858,099“静电吸盘”；Pletcher等在1998.2.3发表的美国专利No.5,714,007“基片预定区药物粉末静电沉积仪”；Sun等在1998.12.8发表的美国专利No.5,846,595“使用静电吸盘的制药方法”；Sun等在1998.5.19提交的美国专利No.5,753.302“声学分配器”；Sun在1998.2.19提交的美国申请09/026,303“使用排斥场导向的珠子传输吸盘”；Sun的美国申请09/047,631“带珠子大小选择器的珠子操作吸盘”；Sun在1998.5.22提交的美国申请09/083,487“珠子操作吸盘用聚焦式声学珠子带电器/分配器”；Sun等在1998.6.10提交的序号为09/095,425的“珠子操作吸盘用AC波形加偏压”；Sun等在1998.6.10提交的序号为09/095,321的“平面型基片夹持仪”；Poliniak等在1998.6.10提交的序号为09/095,246的“干粉沉积仪”；以及1998.6.10提交的序号为09/095,616的“药品及制造方法”。然而，这些使用吸引电极检选和卸载珠子或微粒的常规传输吸盘结构与操作技术，在一定条件下，在试图将珠子或微粒单独或共同地从一个电极移动或迁移至另一电极时，如在化验或化学合成过程中，遇到了问题。特定或特别的操作，例如计数操作或矩阵操作，例如一整个有序列的珠子或微粒以有序地方式移动至一特定位置或穿过一特定角度，都可能特别难于重复地完成而不造成另外的困难，如电弧和珠子或微粒的走向错误。因为在任何导电表面附近的带电珠子或微粒都受到强有力的静电镜象力的作用，出现了所遇到的一个问题。当带电珠子靠近任何金属或导体的表面，如珠子分配器或容器里面的珠子吸引电极时，极性相反的镜象电荷将积聚在该导体表面上。当导体表面中的移动载流子受到珠子或微粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将带电微粒从由第一电极保持其所在的第一位置移动至由第二电极保持其所在的第二位置的方法，该方法包括：对第二电极施加电位来吸引微粒；及对偏离第一位置微粒的导向电极施加电位，其中外加电位要有效地减小微粒对第一位置的吸引足以使在第二电极 上施加的电位能有效地将微粒从第一位置移动至第二位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HC孙，B辛格，HC里文博格，
申请(专利权)人：德尔西斯药品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]