[发明专利]与声发射有关的流体特性的声学评估

说明书

本申请是国际申请号为PCT/US2005/035683，国际申请日为2005年10月3日的PCT国际申请进入中国国家阶段后申请号为200580033633.1，发明名称为“与声发射有关的流体特性的声学评估”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体涉及使用声能来评估储蓄器及其所容纳的流体(尤其是与声发射有关的流体)的特性，还涉及使用评估的特性来更好地进行声发射。具体来说，本发明涉及用于声学评估多种储蓄器的内容物以提高由这些储蓄器分配流体的准确度和精确度的装置和方法。本发明特别适合于与使用包含大量不同流体储蓄器的生物分子库的高速组合合成和分析系统结合使用。

背景技术

新型和有用物质的发现很大程度上取决于新合成物的制备和表征的能力。因此，近来关于具备有用的生物、化学和/或物理性能的新型物质的研究着眼于开发和实施新的方法和系统来合成和评定潜在有用的化学物质。具体来说，已经开发了高速组合方法来满足该领域中对于系统、有效且经济的物质合成技术以及对新物质的有用性能的分析和筛选方法的总体需求。

通常，在任何一个化学合成方法中初始原料的质量控制都是重要的。否则，合成过程的整体性和所得产物的品质就会受到损害。初始原料的质量控制在组合合成过程中特别重要。在该过程中，例如在用于肽药物发现的过程中，会从化合物库中以预定顺序分配许多种初始原料以合成一批具有特定肽序列的药物。如果任何一种初始原料含有不可接受程度的杂质或者显示不可接受程度的变性，那么所得化合物就会变得无用。事实上，用于该批合成的所有初始化合物就会被浪费。当初始化合物中的一种或多种是稀有或昂贵时，这个问题就特别突出。

类似地，组合试验技术可用于分析和测试方法。例如，可以将许多种具有药理活性的候选化合物组合赋予一测试样品以评估是否获得协同作用。然而，如果候选化合物中任何一种的品质有损失，那么评估的准确度和可靠性就会降低。因而可能需要进一步测试，这会大大增加组合试验过程的总时间和成本。

高速组合方法通常涉及使用阵列技术(array technologies)，该技术要求准确地对各自具有明确已知的化学组成、浓度、化学计算量、试剂比例和/或体积的流体进行分配。这一阵列技术可以用来进行多种合成方法和评估，特别是那些涉及少量流体的合成方法和评估。例如，阵列技术可使用许多种不同的流体来形成许多个储蓄器，当恰当地配置时产生组合库。因此，阵列技术由于其通常与速度和紧密度有关因而是值得做的。

为了实施组合技术，已经开发了多种流体分配技术，例如针点滴(pinspotting)、移液操作、喷墨印刷和声发射。然而，这些技术中许多都存在固有的缺点，这些缺点必须克服，克服之后才能够达到组合方法所需的流体分配准确度。例如，大量的流体分配系统的构造中使用了管道或其他流体传输容器的网络。具体来说，管道可能会夹带气泡，喷嘴可能会被卡住的颗粒物堵塞。结果，可能产生系统故障并导致虚假的结果。而且，由于流体传输操作之间管道和移液管尖端冲洗不充分会产生化合物库的储蓄器之间的交叉污染。交叉污染容易导致结果不准确和误导。

声发射相对于其他流体分配技术而言具有许多优点。与喷射装置相比，无喷嘴的流体发射装置不会遇到堵塞及其相关的缺点，如指向错误的流体或尺寸不恰当的液滴。此外，声学技术无需使用管道也不涉及侵入性机械动作，如与将移液管尖端引入储蓄器的流体中有关的操作。

声发射已经记述在许多专利中，例如授予Lovelady等的美国专利4,308,547描述了一种液滴发射器，它利用声学原理由液体主体发射液滴在一移动的文件上以在其上形成字符或条形码。使用了无喷嘴的喷射打印装置，通过位于油墨表面或该表面以下的曲面转换器(curved transducer)产生的声力推进经控制的墨水滴。类似地，授予Ellson等的美国专利申请公开号20020037579(现为美国专利6,666,541)描述了一种朝向基底表面上的离散位点声发射许多流体液滴以将其沉积在基底表面上的装置。该装置包括一声辐射发生器，它可用来从储蓄器发射流体小滴以及用来产生探测声波(detection acoustic wave)，该探测声波传输至储蓄器的流体表面变成反射的声波。然后可以分析反射的声辐射特性以评估声辐射发生器和流体表面之间的空间关系。