(57)【要約】本発明は、測定した複数の量のパウダー状材料を回収し、そして測定した各量の材料を、例えばマルチウェル容器に吐出する装置及び方法を提供する。真空を使用してパウダー状材料を回収し、そして重力、ガス押圧、または物理的圧力の内の少なくとも一つを使用してパウダー状材料を吐出する。本発明の装置及び方法は特に、パウダーの高精度の測定及び吐出が重要となる高スループット化学合成及びバイオアッセイ環境におけるパウダー状材料の回収及び吐出に有用である。
2005538831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定された複数の量のパウダー状材料を自動的にほぼ同時に回収し、そして測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料をほぼ同時に吐出する装置であって、複数の回収キャビティと、真空源と、そして制御バルブと、を備え、
（ａ）前記複数の回収キャビティの各キャビティはこのキャビティとの流体連通を可能にする吸入口と、パウダー状材料が真空源に侵入するのを防止するように構成されるフィルタと、を含み、
（ｂ）前記真空源は複数の回収キャビティの各キャビティにこのキャビティの吸入口を通して接続され、そして
（ｃ）制御バルブは真空源と複数の回収キャビティの各キャビティとの間の流体連通を確立する、または遮断するように構成される、装置。
【請求項２】
複数の回収キャビティの各キャビティの容積は動的に調整可能である請求項１記載の装置。
【請求項３】
複数の回収キャビティは回収部材において、回収部材がマルチウェル容器に装着されると、複数の回収キャビティの各キャビティから、測定された複数の量のパウダー状材料の内のその該当する量のパウダー状材料がマルチウェル容器の該当するウェルに吐出される位置に各キャビティが位置するように構成される、請求項２記載の装置。
【請求項４】
マルチウェル容器は、８ウェル型容器、２４ウェル型容器、９６ウェル型容器、３８４ウェル型容器、及び１５３６ウェル型容器の内の少なくとも一つを含む、請求項３記載の装置。
【請求項５】
複数の回収キャビティの各キャビティは約０．００５ｃｍ３〜２ｃｍ３のパウダー状材料を保持する機能を備える請求項２記載の装置。
【請求項６】
複数の回収キャビティの各キャビティは約０．０１ｃｍ３〜１ｃｍ３のパウダー状材料を保持する機能を備える請求項２記載の装置。
【請求項７】
複数の回収キャビティの各キャビティは約０．１ｃｍ３〜０．５ｃｍ３のパウダー状材料を保持する機能を備える請求項２記載の装置。
【請求項８】
前記回収部材は複数の穴と、複数のプランジャーと、を含み
（ｉ）複数の穴は複数のプランジャーとスライド可能に係合し、
（ｉｉ）前記複数のプランジャーの各プランジャーは両端が開いたチューブを備え、前記フィルタはチューブの一端に取り付けられて回収中のパウダー状材料と近接し、そしてチューブの他端は真空源と流体連通し、
複数の回収キャビティの各キャビティの容積は、その該当する穴の開口からその該当するプランジャーの面までの容積によってほぼ決まる、請求項３記載の装置。
【請求項９】
フィルタは、１μｍ〜１０００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する粒子を排除する機能を備える、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
フィルタは、１μｍ〜５００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する粒子を排除する機能を備える、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
フィルタは、１０μｍ〜５００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する粒子を排除する機能を備える、請求項９記載の装置。
【請求項１２】
フィルタは、半剛性のスクリーン、シーブ、マイクロチューブ集合体、多孔セラミック、多孔プラスチック、多孔ガラス、多孔質サーメット、及び多孔質金属の内の少なくとも一つを含む、請求項９記載の装置。
【請求項１３】
複数のプランジャーはマニホールドに取り付けられてマニホールドと流体連通し、前記マニホールドは複数のプランジャーの各プランジャーと真空源との間の流体連通を確立するように機能する、請求項９記載の装置。
【請求項１４】
マニホールドは更に複数のバルブを備え、前記複数のバルブは、真空源と複数の回収キャビティの全て、または一部との間の流体連通を遮断することができるように構成される、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
複数の回収キャビティはマトリクスの形に配置され、複数の回収キャビティの一部は、前記マトリクスの一つ以上の行、一つ以上の列、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
各プランジャーのその該当する穴の内部での相対位置は、マニホールドと回収部材との間の距離を変えるように構成される調整機構によって設定される、請求項１３記載の装置。
【請求項１７】
各プランジャーは、測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を、前記各プランジャーが挿通する該当する穴から移動させる機能を備える、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
調整機構は送りネジ及び空気圧シリンダーの内の少なくとも一つを含む請求項１６記載の装置。
【請求項１９】
更に制御装置を備え、前記制御装置は、
（ａ）制御バルブ及び前記複数のバルブを制御する複数のソレノイドと、
（ｂ）真空源と、
（ｃ）陽圧のガスを供給する陽圧源と、そして
（ｄ）複数のソレノイドを手動スイッチ制御、事前にプログラムされたアルゴリズム、またはこれらの両方に基づいて自動的に制御するように構成される接続ロジックと、を含み、
制御バルブ、複数のバルブ、及びこれらの組み合わせを使用して回収キャビティの各々と真空源または陽圧源のいずれかとの間の流体連通をこれらのキャビティの該当する吸入口を通して制御する、請求項１４記載の装置。
【請求項２０】
真空源は高真空及び低真空の両方を形成する機能を備え、そして陽圧源は高圧ガス流及び低圧ガス流の両方を供給する機能を備える、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
ガスは空気及び不活性ガスの内の少なくとも一つを含む請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
更に、パウダー状材料を保存する供給容器を備え、前記供給容器は、
（ａ）パウダー室を含み、このパウダー室は、パウダー状材料を複数の回収キャビティに回収するときに、供給されるパウダー状材料及び回収部材を収納する大きさ、及び形を有し、そして
（ｂ）スキージを含み、このスキージは、複数の回収キャビティの各回収キャビティの開口及びスキージが互いに対して交差する方向に動くときに、複数の回収キャビティの各回収キャビティの開口から飛び出すパウダー状材料の少なくとも一部を回収中に取り除くように構成される、請求項１９記載の装置。
【請求項２３】
スキージによって取り除かれた後、複数の回収キャビティの各キャビティの開口から飛び出すパウダー状材料の部分がパウダー室に戻されるように構成される、請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
更にパウダー捕捉室を備え、このパウダー捕捉室は、複数の回収キャビティの各キャビティの開口及びスキージが互いに対して交差する方向に動くときにパウダー室に落下して戻されることがなかったパウダー状材料の全てを捕捉するように構成される、請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
回収部材、マニホールド、及び手動スイッチ制御を携帯ユニットに組み込み、そして前記携帯ユニットは制御装置に電気接続され、かつ制御装置と流体連通する、請求項１９記載の装置。
【請求項２６】
更に自動化機構を備え、この自動化機構は、パウダー状材料を複数の回収キャビティの全て、または一部に回収し、複数の回収キャビティの各キャビティの開口及びスキージを互いに対して交差するように移動させ、そして測定した複数の量のパウダー状固体の各量のパウダー状固体を複数の回収キャビティを通して、パウダー状材料を含む複数の回収キャビティの全て、または一部に対応する複数の容器に吐出するように構成される、請求項１９記載の装置。
【請求項２７】
回収部材及び複数の回収キャビティの各キャビティの内の少なくとも一つが帯電防止材料を含む請求項３記載の装置。
【請求項２８】
帯電防止材料は、プラスチック、金属、ガラス、及びセラミックの内の少なくとも一つを含む請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
回収部材は更に複数のガイドを備え、前記複数のガイドの各ガイドは複数の回収キャビティの各キャビティの開口に位置し、前記複数のガイドの各ガイドは、その該当する回収キャビティが収納容器に装着され易くなるように構成される、請求項８記載の装置。
【請求項３０】
回収部材は更に位置合わせガイドを備え、前記位置合わせガイドは回収部材がマルチウェル容器に装着され易くなるように構成される、請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を約±０．１ｃｍ３以内の精度で回収する機能を備える請求項５記載の装置。
【請求項３２】
測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を約±０．００５ｃｍ３以内の精度で回収する機能を備える請求項５記載の装置。
【請求項３３】
測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を約±０．００１ｃｍ３以内の精度で回収する機能を備える請求項５記載の装置。
【請求項３４】
パウダー状材料を回収し、そして吐出する方法であって、
（ａ）測定された複数の量のパウダー状材料をほぼ同時に複数の回収キャビティに回収し、前記複数の回収キャビティの各キャビティは各キャビティ内の吸入口を通して真空源と流体連通し、そして
（ｂ）前記複数の回収キャビティの各キャビティと真空源との間の流体連通をほぼ同時に遮断することにより、測定された複数の量のパウダー状材料をほぼ同時に吐出するとともに、複数の回収キャビティの各キャビティを傾けて重力によって、測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を複数の回収キャビティの各キャビティから引っ張り出し、
複数の回収キャビティの各キャビティは、前記パウダー状材料がその該当する吸入口に侵入することをほぼ阻止するフィルタを備える、方法。
【請求項３５】
複数の回収キャビティの各キャビティの容積は工程（ａ）の間に動的に調整される請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
更に、陽圧ガスを各キャビティ内の吸入口を通して複数の回収キャビティの各キャビティに供給して、キャビティ内の測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料の排出を容易にする、請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
ガスは空気及び不活性ガスの内の少なくとも一つを含む請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
複数の回収キャビティは回収部材において、回収部材がマルチウェル容器に装着されると、複数の回収キャビティの各キャビティから、測定された複数の量のパウダー状材料の内のその該当する量のパウダー状材料がマルチウェル容器の該当するウェルに吐出される位置に各キャビティが位置するように構成される、請求項３４記載の方法。
【請求項３９】
マルチウェル容器は、８ウェル型容器、２４ウェル型容器、９６ウェル型容器、３８４ウェル型容器、及び１５３６ウェル型容器の内の少なくとも一つを含む、請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
複数の回収キャビティの各キャビティは約０．００５ｃｍ３〜２ｃｍ３のパウダー状材料を保持する機能を備える請求項３４記載の方法。
【請求項４１】
複数の回収キャビティの各キャビティは約０．０１ｃｍ３〜１ｃｍ３のパウダー状材料を保持する機能を備える請求項３４記載の方法。
【請求項４２】
複数の回収キャビティの各キャビティは約０．１ｃｍ３〜０．５ｃｍ３のパウダー状材料を保持する機能を備える請求項３４記載の方法。
【請求項４３】
フィルタは、１μｍ〜１０００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する粒子を排除する機能を備える、請求項３４記載の方法。
【請求項４４】
フィルタは、１μｍ〜５００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する粒子を排除する機能を備える、請求項３４記載の方法。
【請求項４５】
フィルタは、１０μｍ〜５００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する粒子を排除する機能を備える、請求項３４記載の方法。
【請求項４６】
複数の回収キャビティの一部を使用して工程（ａ）の間にパウダー状材料を回収し、そして工程（ｂ）の間にパウダー状材料を吐出する、請求項３４記載の方法。
【請求項４７】
複数の回収キャビティはマトリクスの形に配置され、複数の回収キャビティの一部は、マトリクスの一つ以上の行、一つ以上の列、またはこれらの組み合わせを含む、請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
更に、工程（ａ）の後で、かつ工程（ｂ）の前に、スキージ及び複数の回収キャビティの各キャビティの開口を互いに対して交差する方向に動かして複数の回収キャビティの各キャビティの開口から飛び出すパウダー状材料の少なくとも一部を取り除く、請求項３４記載の方法。
【請求項４９】
スキージ及び複数の回収キャビティの各キャビティの開口を互いに対して交差する方向に動かすことによって取り除かれるパウダー状材料の部分は回収されて再利用される請求項４８記載の方法。
【請求項５０】
複数の回収キャビティを備える携帯ユニットを使用して実施される請求項４８記載の方法。
【請求項５１】
パウダー状材料を複数の回収キャビティの全て、または一部に回収し、複数の回収キャビティの各キャビティの開口及びスキージを互いに対して交差するように移動させ、そして測定した複数の量のパウダー状固体の各量のパウダー状固体を複数の回収キャビティを通して、パウダー状材料を含む複数の回収キャビティの全て、または一部に対応する複数の容器に吐出するように構成される自動化機構を使用して実施される、請求項４８記載の方法。
【請求項５２】
複数の回収キャビティの各キャビティは、測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を約±０．１ｃｍ３以内の精度で回収する機能を備える、請求項４０記載の方法。
【請求項５３】
複数の回収キャビティの各キャビティは、測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を約±０．００５ｃｍ３以内の精度で回収する機能を備える、請求項４０記載の方法。
【請求項５４】
複数の回収キャビティの各キャビティは、測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を約±０．００１ｃｍ３以内の精度で回収する機能を備える、請求項４０記載の方法。
【請求項５５】
複数の回収キャビティは、可撓性膜を変形させることにより複数の変形キャビティとなるように形成され、可撓性膜の変形は、前記複数の変形キャビティの各キャビティを少なくとも部分真空にすることにより行なわれる、請求項４０記載の方法。
【請求項５６】
前記可撓性膜は前記複数の変形キャビティの各キャビティの内側表面に沿って変形し、これによって前記複数の変形キャビティの各キャビティの容積が、変形キャビティに形成される該当する回収キャビティに回収されるパウダー状材料の容積をほぼ決定する、請求項５５記載の方法。
【請求項５７】
前記可撓性膜は変形するが前記複数の変形キャビティの各キャビティの内側表面に沿った形では変形せず、これによって前記複数の回収キャビティの各キャビティの容積が、前記可撓性膜の変形により生じ、可撓性膜に形成される凹部の容積によってほぼ決定される、請求項５５記載の方法。
【請求項５８】
少なくとも部分真空にしている状態を解除すると、可撓性膜が少なくとも部分真空にする前の可撓性膜の形にほぼ戻って、回収された個々の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料が排出される、請求項５５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
技術分野
本発明は、パウダー、グラニュー糖、ビーズなどのような小粒子サイズの固体材料のハンドリング装置及びハンドリング方法に関する。特に、本発明はパウダー状材料を回収し、そして吐出する装置及び方法に関し、このような装置及び方法は、化学、生物学及び生化学研究においてマルチウェル装置を使用するような高スループット用途に利用される。
【０００２】
背景技術
所定量のパウダーを測定し、そして吐出する必要のある技術が多く存在する。このような技術は、例えば製薬製造、パウダーコーティング、砂糖製造、粉末冶金、化粧品、香辛料、及び香味料に適用される。
【０００３】
高スループット化学合成、バイオアッセイなどに使用するようなマルチウェル型容器を使用する技術分野における効率的なパウダー測定及び吐出に対して特に大きな要求がある。例えば、コンビナトリアル化学合成 （組合せ数学的手法を適用した化学合成）においては多くの場合、測定した量のパウダー状試薬または樹脂を、例えば９６ウェル型反応装置の複数の反応ウェルの各々に吐出する。絶え間ない技術進歩によって、これらのマルチウェル反応装置（及びアッセイプレート）はどんどん小型化しているので、各ウェルに必要なパウダー状材料の量が確実に少なくなってきている。従って、高スループット用途においては、測定した少量のパウダー状試薬または樹脂を、複数のウェルの各ウェルに同時に正確に吐出する装置及び方法が必要になる。
【０００４】
この技術分野、例えば実用的なコンビナトリアル化学に関する活動において更に必要となるのは、かなり小規模量（グラムオーダー及び／又はグラム未満）の固体樹脂を更に正確に吐出することである。例えば、最新コンビナトリアル化学のトレンドは、数十から数百（または数千）ミリグラムの多くの個々の化合物を作製し、そしてこれらの化合物を高スループットで純化することである。該当する形成反応の化学量論比を制御するために、反応に使用する樹脂は、複数のウェルの各ウェルに同時に量的に正確に吐出する必要がある。
【０００５】
測定した少量のパウダー状固体を取り出し、そして吐出するために用いることのできる従来の装置がある。例えば、ＤｒｙＰｅｔｔｅ（登録商標）パウダーピペット（ドイツフランクフルトのＺｉｎｓｓｅｒ  Ａｎａｌｙｔｉｃ社製）は測定した量のパウダーを回収し、そして射出する機能を備える。しかしながらこのピペットシステムでは、一度に単一の投与量の固体しか処理することができない。複数の投与量の固体を、例えば９６ウェルプレートに吐出するためには、ユーザは９６回の取り出し−及び−吐出操作を行なう必要がある。また、これらのウェルは隣接配置されているので、マルチウェル容器にピペッティングを行なうとユーザによる誤操作（例えば、交差汚染及び／又は違うウェルへの吐出）が生じる可能性が大きい。
【０００６】
測定した少量のパウダー状試薬または樹脂を同時に、マルチウェル型容器の複数のウェルの各ウェルに吐出する少なくとも一つの従来装置がある。ＭｉｎｉＢｌｏｃｋ  Ｒｅｓｉｎ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ（登録商標：イリノイ州バーノンヒルのＭｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ  Ｂｏｈｄａｎ社製）を使用して予め測定した量の樹脂及びパウダーをマルチウェル容器の全てのウェルに吐出する。この装置は、測定プレートシステムを使用し、この場合、上部プレートは、下部プレートとスライド可能に係合する複数の固定容積の穴（各穴はマルチウェル容器の各ウェルに対応する）を有する。係合が行なわれると、これらのプレートは複数の固定容積のキャビティを形成し、これらのキャビティは手で担いで処理する必要があり、この処理は、上部プレート全体に渡って樹脂を削ってキャビティを充填することにより行なう。一旦、キャビティが充填されると、下部プレートを取り外し、そして重力を利用して樹脂を穴の各々からマルチウェル容器の該当する各ウェルに吐出する。測定する樹脂の量を変えるには、ユーザは適切なサイズの測定穴を有する上部プレートを選択する必要がある。
【０００７】
ＭｉｎｉＢｌｏｃｋ  Ｒｅｓｉｎ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ（登録商標）によってパウダー状固体を測定し、そしてマルチウェル容器の全てのウェルに吐出することができるが、この手法には固有の問題がある。例えば、穴は固体材料を測定プレート全体に渡って手動で削ることにより充填するので、複数のキャビティの各々のキャビティの固体材料の圧縮度合いにばらつきが生じ得る。このばらつきによって各ウェルに吐出される固体材料の量にばらつきが生じる。更に、キャビティは上部から充填されるので、余分のパウダーはその都度プレートから削り取り、そしてプレートに連続充填を行なうために使用するバルク供給装置に戻す必要がある。これは、特に高スループット環境において手動作業に依存する度合いが大きく、かつ長時間を要するという難しい状況をもたらす。最後に、所与のマルチウェル容器の異なるウェルに異なる量の樹脂を充填するためには、ユーザはプレートの電源を吐出プロセスの間はオフする（各プレートの穴の一部のみを使用して各測定／吐出操作を行なう）、またはニーズに応じて変化する異なる穴径を有するプレートを製造する必要がある。前者の構成では、重大な交差汚染問題（例えば、多種多様な試薬を充填する場合）が生じ、そして後者の構成では、準備期間が非常に長くなり、材料保証の必要が生じる。
【０００８】
従って必要なのは、測定した複数の量のパウダー状材料を同時に、かつ自動的に回収して測定し、さらに測定した各量の材料を該当する収容容器に吐出する装置及び方法である。特に、このような操作が所与のマルチウェル容器の全てのウェルまたは一部のウェルに対して可能になり、手動で装置の部品を取り替える必要のない装置である。
【０００９】
課題を解決するための手段
本発明は、測定された複数の量のパウダー状材料をほぼ同時に回収し、そして測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料をほぼ同時に、例えばマルチウェル容器に吐出する装置及び方法を提供する。真空を使用してパウダー状材料を回収し、そして重力、ガス押圧、または物理的圧力の内の少なくとも一つを使用してパウダー状材料を吐出する。本発明の装置及び方法は特に、高スループット化学合成及びバイオアッセイ環境におけるパウダー状材料の回収及び吐出に有用である。
【００１０】
本発明の一の形態は、測定された複数の量のパウダー状材料を自動的にほぼ同時に回収し、そして測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料をほぼ同時に吐出する装置である。このような装置は次の構成により特徴付けられる。すなわち、装置は複数の回収キャビティと、真空源と、そして制御バルブと、を備え、複数の回収キャビティの各キャビティはこの回収キャビティとの流体連通を可能にする吸入口と、パウダー状材料が真空源に侵入するのを防止するように構成されるフィルタと、を含み、前記真空源は複数の回収キャビティの各キャビティに、このキャビティの吸入口を通して接続され、そして制御バルブは真空源と複数の回収キャビティの各キャビティとの間の流体連通を確立する、または遮断するように構成される。更に好適には、本発明の装置は、少なくとも真空源と複数の回収キャビティの全て、または一部との間の流体連通を制御する複数のバルブを含む。
【００１１】
好ましくは、複数の回収キャビティの各キャビティの容積は動的に調整可能である。更に好適には、複数の回収キャビティの各キャビティは約０．００５ｃｍ３〜２ｃｍ３のパウダー状材料、更に好適には約０．０１ｃｍ３〜１ｃｍ３のパウダー状材料、最も好適には約０．１ｃｍ３〜０．５ｃｍ３のパウダー状材料を保持する機能を備える。好適には、本発明の装置は、測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を約±０．１ｃｍ３以内の精度で、更に好適には約±０．００５ｃｍ３以内の精度で、最も好適には約±０．００１ｃｍ３以内の精度で回収する機能を備える。
【００１２】
特に好適な実施形態では、複数の回収キャビティは回収部材において、回収部材がマルチウェル容器に装着されると、複数の回収キャビティの各キャビティから、測定された複数の量のパウダー状材料の内のその該当する量のパウダー状材料がマルチウェル容器の該当するウェルに吐出される位置に各キャビティが位置するように構成される。好適には、マルチウェル容器は、８ウェル型容器、２４ウェル型容器、９６ウェル型容器、３８４ウェル型容器、及び１５３６ウェル型容器の内の少なくとも一つを含む。特に好適な実施形態では、回収部材は複数の穴と、複数のプランジャーと、を含み、複数の穴は複数のプランジャーとスライド可能に係合し、複数のプランジャーの各プランジャーは両端が開いたチューブを備え、前述のフィルタはチューブの一端に取り付けられて（または、例えばプランジャー及びフィルタが一体構造に、例えば射出成形法を使用して形成される場合にはプランジャーと一体形成される）回収中のパウダー状材料と近接し、そしてチューブの他端は真空源と流体連通する。従って、プランジャーの「面」はチューブの端部であり、この端部にはフィルタが取り付けられる、またはフィルタはチューブの端部を決定する（チューブをはみ出す形でチューブの一部となる）。更に、フィルタは、チューブと係合するアセンブリの一部となって「プランジャー」を形成することができる。
【００１３】
好適には、各回収キャビティの容積は、その該当する穴の開口からその該当するプランジャーの面までの容積によってほぼ決まる。好適な実施形態では、調整機構を使用して、パウダーの回収前に、または回収中に回収キャビティの容積を動的に調整する。好適には、調整機構は送りネジ、空気圧シリンダー、及び可撓性膜の内の少なくとも一つを含む。別の実施形態では、回収キャビティへの挿入物を使用して回収キャビティ容積を調整する。このような挿入物は特に、挿入物が上述のようなフィルタを含む（例えばアセンブリとして）場合に有用である。一の実施形態では、チューブと係合する挿入物を使用し、この場合、挿入物の一方の表面がプランジャー面（フィルタを含む）として機能する。
【００１４】
最も好適には、本発明の装置は制御装置を含み、この制御装置は、制御バルブ及び複数のバルブを制御する複数のソレノイドと、真空源と、陽圧のガスを供給する陽圧源と、そして複数のソレノイドを手動スイッチ制御、事前にプログラムされたアルゴリズム、またはこれらの両方に基づいて自動的に制御するように構成される接続ロジックと、を含む。好適には、制御バルブ、複数のバルブ、及びこれらの組み合わせを使用して回収キャビティの各々と真空源または陽圧源のいずれかとの間の流体連通をこれらのキャビティの該当する吸入口を通して制御する。本発明の装置は携帯型の回収部材を含むことができ、この場合、制御装置はリモート制御装置であるだけでなく、回収部材を手動で操作する必要を生じることなく（以下の）本発明の方法を実施する完全自動化装置である。
【００１５】
好適な実施形態では、本発明の装置はパウダー状材料を保存する供給容器を備え、供給容器はパウダー室及びスキージを含み、このパウダー室は、パウダー状材料を複数の回収キャビティに回収するときに、供給されるパウダー状材料及び回収部材を収納する大きさ、及び形を有し、スキージは、複数の回収キャビティの各キャビティの開口及びスキージが互いに対して交差する方向に動くときに、複数の回収キャビティの各キャビティの開口から飛び出すパウダー状材料の少なくとも一部を回収中に取り除くように構成される。好適には、供給容器は、スキージによって取り除かれた後に複数の回収キャビティの各キャビティの開口から飛び出すパウダー状材料の部分がパウダー室に戻される、またはパウダー捕捉室に回収されるように構成される。
【００１６】
本発明の別の形態はパウダー状材料を回収し、そして吐出する方法である。このような方法は次の構成により特徴付けられる。すなわち、測定された複数の量のパウダー状材料をほぼ同時に複数の回収キャビティに回収し、複数の回収キャビティの各キャビティは各キャビティ内の吸入口を通して真空源と流体連通し、そして複数の回収キャビティの各キャビティと真空源との間の流体連通をほぼ同時に遮断することにより、測定された複数の量のパウダー状材料をほぼ同時に吐出するとともに、複数の回収キャビティの各キャビティを傾けて重力によって、測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を複数の回収キャビティの各キャビティから引っ張り出す。好適には、複数の回収キャビティの各キャビティは、パウダー状固体が吸入口に侵入することをほぼ阻止するフィルタを備える。
【００１７】
好適な実施形態では、複数の回収キャビティの各キャビティの容積はパウダー状材料の回収中に動的に調整される。本発明の方法においては更に、陽圧ガスを各キャビティ内の吸入口を通して複数の回収キャビティの各キャビティに供給して、測定された複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料の排出を容易にする。好適には、ガスは空気及び不活性ガスの内の少なくとも一つを含む。
【００１８】
本発明の好適な方法においては、回収の後で、かつ吐出の前に、スキージ及び複数の回収キャビティの各キャビティの開口を互いに対して交差する方向に動かして複数の回収キャビティの各キャビティの開口から飛び出すパウダー状材料の少なくとも一部を取り除く。
【００１９】
本発明の方法は、特に上述の本発明の装置に適する。特に、本発明の方法は、上述のように複数の回収キャビティの全て、または一部を使用して実施することができる。本発明の特に好適な方法においては、複数の回収キャビティを含む携帯ユニット、または自動化機構のいずれかを使用する。好適にはこのような自動化機構は、パウダー状材料を複数の回収キャビティの全て、または一部に回収し、複数の回収キャビティの各キャビティの開口及びスキージを互いに対して交差するように移動させ、そして測定した複数の量のパウダー状固体の各量のパウダー状固体を複数の回収キャビティを通して、パウダー状材料を含む複数の回収キャビティの全て、または一部に対応する複数の容器に吐出するように構成される。
【００２０】
本発明のこれらの形態及び他の更に詳細な形態について次の図を参照しながら以下に記載する。
【実施例】
【００２１】
本発明に関する次の詳細な記述においては、多くの特定の実施形態を示して本発明に対する完全な理解を可能にする。しかしながらこの技術分野の当業者には明らかなように、本発明はこれらの特定の詳細を適用することなく実施することができる、または別の構成要素またはプロセスを使用することにより実施することができる。他の例では、公知のプロセス、手順、及び部品については詳細には記述せず、本発明の特徴が不必要に不明瞭にならないようにしている。
【００２２】
上述のように、本発明は、測定した複数の量のパウダー状材料をほぼ同時に回収し、そして測定した各量の材料を、例えばマルチウェル容器にほぼ同時に吐出する装置及び方法を提供する。真空を使用してパウダー状材料を回収し、そして重力、ガス押圧、または物理的圧力の内の少なくとも一つを使用してパウダー状材料を吐出する。本発明の装置及び方法は、高スループット化学合成及びバイオアッセイ環境におけるパウダー状材料の回収及び吐出に特に有用である。本発明の実施形態に関する次の詳細な記述において、参照番号は必要に応じて複数の図に共通に使用される。以下に示すのは本発明の特定の好適な実施形態についての記述であり、本発明の技術範囲を制限するものではない。
【００２３】
定義
本明細書に使用するように、次の単語及び語句は、これらの単語及び語句を用いる文章が別の意味を有する場合を除き、ほぼ以下に示す意味を有するようにしている。
【００２４】
本明細書では、「パウダー」または「パウダー状材料」という用語は、パウダー、グラニュー糖、ビーズなどのような小粒子サイズの固体材料を意味するものとする。小粒子サイズの材料は通常、約５μｍ〜１０００μｍのオーダーの平均粒径を有するが、これよりも小さい粒子及び大きい粒子も本発明の技術範囲に含まれる。
【００２５】
本明細書では、「動的に調整可能な（ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ  ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ）」という用語は本発明の装置の機構を指すものとし、部品を取り替える、または機構を含む装置に部品を付け加える必要を生じることなく調整することができる、または別の方法で制御することができる機構を指す。
【００２６】
本明細書では、「スキージ（ｓｑｕｅｅｇｅｅ）」という用語は、回収キャビティにより回収される測定した量のパウダー状材料の一部を取り除くために使用する機構を指すものとする。以下に記載する例示としての樹脂ハンドリング装置では、スキージは機械部材として記載され、この機械部材を使用して、測定した量の回収パウダーの内、このような回収キャビティの開口から突出する部分を取り除く（例えば、スキージ及び回収部材を互いに交差するように引くことによって）。ここで、この技術分野の当業者であれば、「スキージ」は、エアジェット（エアナイフ）などのようなパウダー除去の他の機構も含むことが分かるであろう。更に、本発明のスキージによる除去は、測定した量のパウダー状材料の一部をこのような回収キャビティの内部から（回収キャビティの開口の内側の領域から）取り除く操作を含むことができる。
【００２７】
樹脂ハンドリング装置
図１〜７は本発明の例示としての樹脂ハンドリング装置１００の種々の図を示している。樹脂ハンドリング装置１００を使用して、測定した複数の量のパウダー状材料を回収し、そして測定した各量のパウダー状材料を該当する容器、またはマルチウェル容器の該当するウェルに吐出する。測定した個々の各量のパウダー状材料を回収キャビティ１０７に回収し（真空を利用して）そして回収キャビティから吐出する（図２及び４も参照されたし）。この例では、樹脂ハンドリング装置１００は、制御装置（離れた位置にあり、図示せず）と流体連通し、かつ電気的に接続される携帯ユニットである。本発明の装置はパウダー状材料を回収するための真空源を必要とするが、この例では、制御装置は真空源、陽圧源、真空源及び陽圧源などを制御する電気ソレノイドを含む。
【００２８】
この技術分野の当業者であれば、本発明の樹脂ハンドリング装置は、この例では手動操作として記載される樹脂ハンドリング機能を自動制御する接続ロジックを備える自動化ユニット及び／又は内蔵型ユニットとすることもできることが分かるであろう。このような実施形態は、樹脂ハンドリング装置１００と同様な樹脂ハンドリング装置を移動させ、そして操作する（例えば以下に記載するように）部品（ロボットアーム、トラックなどのような）を含む。
【００２９】
図１は樹脂ハンドリング装置１００を上側から眺めた場合の透視図を示している。樹脂ハンドリング装置１００は回収部材１０１を有し、この場合、この回収部材は剛体材料ブロックから作製される。回収部材の好適な剛体材料は、これらに限定されないが、プラスチック、金属などを含む。パウダー状材料は多くの場合、静電気の影響を受けるので取り扱いが難しい。特定の好適な実施形態では、回収部材は静電気防止材料を含む。好適には、静電気防止材料はプラスチック、金属、ガラス、及びセラミックの内の少なくとも一つを含む。
【００３０】
図２，４及び５を参照すると、回収部材１０１は内部に複数の回収キャビティ１０７を有する。これらの回収キャビティ１０７の各々は、プランジャー１０３とスライド可能に係合する形で回収部材１０１の穴をプランジャーと組み合わせることによって形成される。図４及び５は樹脂ハンドリング装置１００の断面図であり、回収キャビティ１０７の容積が回収部材１０１の穴の内部でのプランジャー１０３の相対位置（距離１３１で測定される）によって決まることを示している。好適には、回収キャビティの各々は、約０．００５ｃｍ３〜２ｃｍ３のパウダー状材料、更に好適には約０．０１ｃｍ３〜１ｃｍ３のパウダー状材料、最も好適には約０．１ｃｍ３〜０．５ｃｍ３のパウダー状材料を保持する機能を備える。好適には、本発明の装置は測定された各量のパウダー状材料を約±０．１ｃｍ３内、好適には約±０．００５ｃｍ３内、最も好適には約±０．００１ｃｍ３内の精度で回収する機能を備える。
【００３１】
この技術分野の当業者であれば、回収部材を他の形状及び構成とし、使用予定の複数の収容容器の分布によって変えることができることが分かるであろう。好適には、複数の回収キャビティは回収部材において、回収部材をマルチウェル容器に装着したときに、複数の回収キャビティの各キャビティから、測定された複数の量のパウダー状材料の該当する量のパウダー状材料がマルチウェル容器の該当するウェルに吐出される位置に各キャビティが位置するように構成される。好適には、マルチウェル容器は８ウェル型容器、２４ウェル型容器、９６ウェル型容器、３８４ウェル型容器、及び１５３６ウェル型容器の内の少なくとも一つを含む。
【００３２】
この例では、プランジャー１０３は回収部材１０１の複数の穴の内部で一斉に移動するが、本発明はこの態様に制限されない。本発明の他の実施形態は、容積が独立に変わることができる回収キャビティを有する。この例に類似する例は、独立して動くことができるプランジャー１０３を含むことができるが、この技術分野の当業者であれば、容積を調整する他の機構は本発明の技術範囲に含まれることが分かるであろう。
【００３３】
必ずではないが、好適には、本発明の樹脂ハンドリング装置は上述のような動的な容積調整を行なう、すなわち装置の一部を取り替えてキャビティ容積を調整する必要はない装置である。例えば、別の実施形態では、可撓性膜を複数の変形キャビティを覆うように配置し、この可撓性膜は複数のフィルタ素子を含み、各フィルタ素子を該当する変形キャビティに装着する。例えば、膜に孔を開けてこのようなフィルタ素子を形成することができる、または膜を或る材料、例えば変形能及びフィルタ機能の両方を有する織布から作製することができる。各変形キャビティの内部から加えられる真空源（例えば、膜の両側の圧力差）は膜を変形キャビティ内部に向けて歪ませ、または変形させ、そしてパウダーをこのような形になった可撓性膜の凹部に回収するように作用する。真空を解除すると、膜はその元の形（ほぼ平坦な）に戻り、そして個々の量の回収パウダーの各々を放出する。一の実施形態では、膜は変形して複数の変形キャビティの各々の内側表面に当接するので、これらのキャビティは回収されるパウダーの体積を規定する。別の実施形態では、変形キャビティは、膜の変形によって一致する、ということがない容積を有する、すなわち膜は複数の変形キャビティの各々の内部で種々の形に変形する（例えば、各キャビティに対する種々の真空度により）ので、変形キャビティの容積に一致する変形によって規定される体積に制約されるのではなく、種々の所望量のパウダーを回収することができる。特に好適な実施形態では、単一の膜が複数の変形キャビティを含む。別の特に好適な実施形態では、複数の変形キャビティから成るマトリクスの各変形キャビティを独立に（またはキャビティによって変わる形で）真空にすることができる。
【００３４】
別の実施形態では、可撓性膜を所望の各回収キャビティ形成領域で機械力を使用して機械的に歪ませる、または変形させる。このような機械力は、膜に取り付けられるアーム、ワイヤ、チューブ（例えば、真空にしてキャビティを形成するために使用する）、または他の同様な素子、或いはこれらの素子の組み合わせを通して加えられる引っ張り力を含むことが好ましい。引っ張り力を、例えば局在部材（例えば、膜と真空源との間の穿孔部材）と組み合わせて加えて少なくとも膜の一部を膜の元の姿勢に維持する場合、回収キャビティは前述のような機械素子の各取り付けポイントの膜に形成される。真空源を通して真空を形成して各回収キャビティにパウダーを充填する。再度、真空を解除すると、膜はその元の形に戻り（ほぼ平坦に）、そして個々の各量の回収パウダーを放出する。機械力を使用することにより、真空源の機能は膜を変形させることではなく、パウダーを回収、保持し、そして適宜放出すること、ということになる。膜変形機能を真空源から分離することにより、フレキシビリティが回収に使用する回収プロセス及び回収素子に付与される。
【００３５】
再度図４及び５を参照すると、パウダーはキャビティ１０７に真空源を通して回収される。図示のように、各プランジャー１０３の面は各キャビティ１０７の内面の一部として機能する。図４Ａを参照すると、各プランジャー１０３の面はフィルタ１３３を含む。この例では、プランジャー１０３の各々は真空源と流体連通する導管（１３４を参照）として機能する空洞チューブ、及び各チューブと係合する挿入アセンブリの一部であるフィルタ１３３を含む。この例では、挿入アセンブリ及び対応するフィルタ１３３は、チューブが回収部材内の該当する穴の内部で移動するとチューブと一緒に移動する。
【００３６】
各プランジャー１０３はマニホールド１０５に取り付けられ、かつマニホールドと流体連通する。マニホールド１０５は真空源または陽圧源（この例では、両方共に上述のようにリモート制御装置に含まれる）と流体連通ライン１２３を通して流体連通する。フィルタ１３３は、キャビティ１０７にパウダーを回収している間に、パウダー状材料がプランジャー１０３の内部に（及びマニホールド１０５及びライン１２３を通して真空源に）侵入することがほとんどないように機能する。好適には、フィルタ１３３は約１μｍ〜１０００μｍ、更に好適には約１μｍ〜５００μｍ、最も好適には約１０μｍ〜５００μｍの平均粒子サイズの粒子を排除する機能を備える。好適には、本発明のフィルタは、半剛性スクリーン、シーブ、マイクロチューブ集合体、多孔セラミック、多孔プラスチック、多孔ガラス、多孔質サーメット、及び多孔質金属の内の少なくとも一つを含む。
従って、パウダーは、キャビティ１０７の各々の内部を真空にすることによってキャビティ１０７に回収される。キャビティ１０７の各々の容積は、プランジャーを各キャビティの内部で適切に位置させることにより調整する。パウダーはキャビティ１０７から吐出されるが、この吐出は、真空源と、パウダーの吐出が行なわれるキャビティの各々との間の流体連通を遮断する（図示しない制御バルブを使用して）ことにより行なう。この技術分野の当業者であれば、あらゆる組み合わせのキャビティ容積、及び回収キャビティの全て、または一部を使用してパウダー状材料の回収及び吐出の両方を行なうことができ、そしてこのような組み合わせは本発明の技術範囲から逸脱するものではないことが理解できるであろう。
【００３７】
この例示としての装置は真空及び陽圧の両方を形成する機能を備えるが、本発明は、真空源、及び真空源と回収キャビティとの間の（例えば、マニホールド１０５を通しての）流体連通を遮断するためのバルブのみを備えていればよい。好適には、真空源及び陽圧源が高真空圧及び低真空圧の両方をそれぞれ供給する機能を備える。この例では、４つの流体連通ライン１２３を設けるが、マニホールド１０５の構成によっては、理論的には、本発明のマニホールドに対して単一の流体連通ラインを設けるだけで済む。この例では、複数のラインを使用して、所望の流体給配構造を特定の樹脂ハンドリング用途に固有のマニホールド１０５の内部に構築する。
【００３８】
マニホールド１０５はハンドル１２５に取り付ける。ハンドル１２５の内部には、電気接続ライン１２９を設けて信号をソレノイド（制御装置の）に送信してバルブを制御し、このバルブは、ハンドル１２５のスイッチ１２７を通してマニホールド１０５内部の圧力を一定にする。スイッチ１２７は、樹脂ハンドリング装置１００がハンドル１２５によって保持されている間に親指で簡単に操作することができる。本実施形態では、スイッチ１２７は真空、オフ及び陽圧の３つのポジションを有する。真空を使用してパウダー状材料を選択した数の（全ての、または一部の）回収キャビティ１０７に吸引し、そして陽圧を使用してパウダー状材料をキャビティから押し出してパウダーを吐出する、または陽圧をクリーニング目的で使用することができる。好適には押圧ガスを使用し、この押圧ガスは空気及び不活性ガスの内の少なくとも一つを含むことが好ましい。
【００３９】
図２を参照すると、回収キャビティの各々はガイド１０９をその開口に有する。ガイド１０９は、回収部材がこのような容器と係合するときに、各回収キャビティの位置がマルチウェル容器の対応するウェル、または複数の容器の対応する容器の位置に一致し易いように機能する。この例に更に含まれるのはガイド１１１及び１１３であり、これらのガイドは、回収部材１０１の位置が、例えば９６ウェル容器の周辺近傍の上部エッジの位置に一致し易いように機能する。この例では、９６個の回収キャビティ１０７を設けるが、本発明はこの構成には限定されない。
【００４０】
図６は、９６ウェル容器１４１に装着される樹脂ハンドリング装置１００の透視図である。容器１４１はマルチウェル型装置であり、この装置は化学的及び生物学的な分析及び合成を行ない、そしてこの装置については２００２年３月８日出願のＤａｖｉｄ  Ｃ．  Ｈａｇｅｒらを発明者とし、「マルチウェル型装置」と題する特許文献１（米国特許出願１０／０９４，２５３）に詳細に記載されており、この文献を本明細書においてあらゆる目的で参照することによりこの文献の内容が本発明の開示に含まれる。図６に示すように、樹脂ハンドリング装置１００（更に詳細には回収部材１０１）を容器１４１に装着すると、ガイド１１１及び１１３は容器１４１の最も外側の周辺を覆うように延びる。図７は容器１４１に装着された樹脂ハンドリング装置１００の断面図であり、ガイド１０９が容器１４１の複数のウェル１４３の開口の内部の途中まで延びていて、各回収キャビティが特定のウェルにその対応するガイド１０９を通して装着されるので、位置合わせがし易くなるだけでなく、パウダー状材料を各キャビティからそのキャビティに対応するウェルに確実に吐出することができる様子を示している。
【００４１】
図２を参照すると、ポスト１２０が回収部材１０１に取り付けられていて、このポストは部材の穴を貫通してマニホールド１０５及びハンドル１２５を貫通する穴に挿入される。ハンドル及びマニホールドから成るアセンブリは、ポスト１２０とスライド可能に係合する。バネ１１９（図１，２及び４〜６も参照）はポスト１２０に巻き付き、そしてハンドル及びマニホールドから成るアセンブリが回収部材１０１に向かう動きに逆らう力を生じさせる。従って、樹脂ハンドリング装置１００が反応容器と係合し（図６及び７に示すように）、そして下方に向かう十分に大きな力（バネ１１９を圧縮する）がハンドル１２５に加わると、ハンドル／マニホールドアセンブリはポスト１２０の上をスライドし、そしてプランジャー１０３を押して回収キャビティ１０７内の材料を移動させる。ストップ１４５を使用してマニホールドの底面がストップの位置から飛び出さないようにする。ハンドル１２５に加わるこのような下向きの力が無くなると、バネ１１９はハンドル／マニホールドアセンブリ（及びプランジャー１０３）をこのアセンブリの元の位置に戻す。従って、ハンドル／マニホールドアセンブリはポスト１２０に沿って双方向にスライドすることができる。図７の２つの矢頭を持つ太線矢印を見れば、双方向の移動範囲が分かる。
【００４２】
このようにして、パウダー状材料がキャビティ１０７から３つの機構の一つ、またはこれらの機構の組み合わせにより吐出される。すなわち３つの機構は、真空遮断（すなわち、大気圧に戻し、続いて重力を利用してパウダーを各キャビティから引っ張り出す）、陽圧による押圧、及びプランジャー１０３を通しての物理的移動である。繰り返すが、本発明の装置は第１機構のみを含む必要があるが、これらの３つの機構のどのような組み合わせも含むことができる。パウダー状材料及び用途によって変わるが、これらの変位機構のいずれか、または全てを備えることが望ましい。
【００４３】
本発明の樹脂ハンドリング装置は回収キャビティの容積を動的に調整する調整機構を含む。この例では、回収キャビティ１０７の容積を調整するが、この調整は、各プランジャー１０３をプランジャーに対応する回収部材１０１の穴の内部で位置決めすることにより行なう。複数の送りネジ１１７が回収部材１０１に取り付けられ、そしてマニホールド１０５を貫通して延びる。各送りネジ１１７の上部には、調整用親指ネジ１１５が設けられる。親指ネジ１１５を、送りネジ１１７上のネジ山（図示せず）の上で適切な方向に回転させると、下向きの力（バネ１１９による上向きの力と真反対の）がマニホールドに加わり、マニホールドをポスト１２０に沿って回収部材１０１に向かって押すので、プランジャー１０３の位置がプランジャーに対応する回収部材の穴の内部で調整される。上述したように、バネ１１９によって十分な力が生じてハンドル／マニホールドアセンブリと回収部材１０１との間を固定距離に維持する。この力よりも大きな力は、例えばハンドル１２５に下向きの力を加えることにより得られる。この技術分野の当業者であれば、キャビティ容積自動化調整機構も本発明の技術範囲に含まれることが分かるであろう。好適には、調整機構は、送りネジ及び空気圧シリンダーの内の少なくとも一つを含む。
【００４４】
この例では、調整機構はメスシリンダー１２１を含み、このメスシリンダーを使用してマニホールド１０５の底面の位置を規定する。上述のように、回収部材１０１に対するマニホールドの位置１３１（図５参照）によって、回収部材におけるプランジャーに対応する穴でのプランジャー１０３の各々の位置が決定されるので、該当するキャビティ１０７の各々の容積が決まる。シリンダー１２１上の目盛りはこの例では、予め設定される回収キャビティ容積を表わすように構成される。例えば、シリンダー１２１上の水平な境界は回収キャビティ容積をリニアフォーマットで、例えば０．１，０．２，０．３などと最大１．０ｃｍ３までのパウダーを表わす。
【００４５】
上述のように、樹脂ハンドリング装置１００を使用して測定した９６種類の量のパウダー状材料の全て、または一部を回収し、そして吐出する。図５を参照すると、樹脂ハンドリング装置１００は複数のバルブ１３５をマニホールド１０５内に含む。バルブ１３５は真空源または陽圧源とマニホールド１０５との間の流体連通を制御する（制御装置及びその該当するバルブを通して）。この例では、８個の回収キャビティ１０７から成る各列（これに対して行は１２個の回収キャビティから成る）は独立したプレナム１３７と２つのバルブ１３５（一つは列の該当するマニホールドチャンバーの各端部に位置する）を通して流体連通する。この例では、２４個のバルブ１３５が設けられ、２個は８個の回収キャビティ１０７から成る各列（及び各列の該当するプレナム）に対応する。真空源または陽圧源と各プレナム１３７との間の流体連通はその２つの該当するバルブ１３５によって遮断する。各バルブ１３５をその頭部に位置するスロット１３９によって調整、この場合はスロットを回転させる。図３を参照されたし。従って、バルブ１３５を適切に調整することによって回収キャビティ１０７の全て、または一部を使用してパウダー状材料を回収し、そして吐出することができる。
【００４６】
この技術分野の当業者であれば、マニホールド及び同様な機構の他の構成は本発明の技術範囲に含まれることが分かるであろう。例えば、マニホールド１０５は、回収キャビティから成るマトリクスの行及び列の全ての組み合わせを使用してパウダー状材料を回収し、そして吐出することができるように弁で調整することができる。また、複数の回収キャビティは、どのような数の配列アレイ（例えば同心円状に配列する）またはランダムアレイとしても配置することができ、これらのアレイはこの例のように単一平面に、または互いに対して同一平面とならないように、例えば回収部材に曲面が形成されるように縦方向に波を打つ構成で並べる。
【００４７】
上述のように、樹脂ハンドリング装置１００は本発明の携帯型装置の一例である。本発明の別の構成要素は、例えば樹脂ハンドリング装置１００を使用して回収され、そして吐出されるパウダー状材料を保管する供給容器である。図８Ａは本発明のこのような供給容器１４６の透視図である。供給容器１４６はパウダー室１４９を含み、このパウダー室は、パウダー状材料を回収キャビティ１０７に回収するときに、パウダー状材料供給部及び回収部材を収納する大きさ、及び形を有する。例えば、樹脂ハンドリング装置１００がパウダー状材料供給部に搭置され、そしてパウダー状材料が真空によって回収キャビティ１０７の全て、または一部に回収される。好適には、所望の回収キャビティの全ては、スイッチ１２７を１回押すだけで同時に充填される。
或る場合においては、パウダー状材料の一部は、例えば回収キャビティが真空になることによって回収操作の間に回収キャビティの開口から飛び出す。供給容器１４６はスキージ１５３を含み、このスキージは、回収キャビティ及びスキージが互いに対して交差する方向に動くときに回収キャビティの各々の開口から飛び出すパウダー状材料の少なくとも一部を取り除くように構成される。好適には、この動作は、パウダーの除去部分がパウダー室１４９に落下して戻るような動きとして行なわれる。供給容器１４６はパウダー捕捉室１５１も含み、このパウダー捕捉室は、回収キャビティ及びスキージが互いに対して交差する方向に動くときにパウダー室に落下して戻ることがないパウダー状材料の全てを捕捉するように構成される。
【００４８】
図８Ｂは供給容器１４６の蓋１５９を示している。供給容器１４６は蓋１５９を収納するガイド１５５と、ストップ１５７と、を含み、これらの両方の部品は、蓋１５９を供給容器１４６に装着するときの位置合わせが正しく行なわれることを保証するためのものである。蓋１５９は、吸湿性のパウダー状材料を使用する場合に特に有用である。好適には、蓋１５９が供給容器１４６に装着されると、これらの部品は流体をほぼ完全に密封する流体密封構造体を形成する。この技術分野の当業者であれば、このような流体密封構造体の形成においては、ガスケット（図示せず）のようなシール部材を使用することが分かるであろう。供給容器１４６はまた、蓋１５９が正規の位置に装着されているときに空気を容器から取り除く機構を含むことができる。このような機構は、閉じた供給容器の内部を真空にする、または不活性ガスを内部空間に導入して容器内の空気及び／又は湿気と入れ替える機構を備えることが好ましい。本発明の自動化樹脂ハンドリングシステムは上述のように、樹脂ハンドリング装置及び供給容器を内蔵型の制御雰囲気環境に有することが好ましい。一の例では、このような自動化システムは、空気中に浮遊する粒子、及び／又は並行して行なわれる化学合成のような、パウダー状材料を必要とする用途に関連する揮発性化学物質を取り除く強制換気システムを含むことが好ましい。従って、本発明の自動化樹脂ハンドリングシステムはより大型のシステム、例えばパラレルシンセサイザーの一部とすることができる。特定の好適な実施形態では、本発明の樹脂ハンドリング装置は大型合成システムまたは大型アッセイシステムのモジュール部品である。
【００４９】
上述のように、本発明の別の態様は、パウダー状材料を回収し、そして吐出する方法である。図９は本発明の方法２００の構成を示すフローチャートである。方法２００は測定された複数の量のパウダー状材料をほぼ同時に複数の回収キャビティに回収する動作から始まり、この場合、複数の回収キャビティの各々は、各キャビティ内の吸入口を通して真空源と流体連通する。ブロック２０１を参照されたし。この技術分野の当業者であれば、パウダー状材料のキャビティへの回収動作が有限のタイミングばらつきで生じることが分かるであろう。すなわち、機械的制約または機械的選択に依存する幾つかの例では、測定した複数の量のパウダー状材料の各量のパウダー状材料を連続して、またはランダムに回収することができ、この場合、各回収動作のタイミングは１秒の何分の１の非常に短い時間しかばらつかない。スループットの理由から、測定した複数の量のパウダー状材料を同時に回収することが好ましいが、例えば９６個のサンプルを非常に短期間（数秒または１秒の何分の１のオーダーの）で回収する連続回収動作は本発明の技術範囲に含まれる。
【００５０】
複数の回収キャビティの各々はフィルタ（上述のように）を含むことが好ましく、このフィルタによりパウダー状材料の吸入口への侵入をほとんど阻止することができる。好適には、フィルタは平均粒子サイズが約１μｍ〜１０００μｍ、更に好適には約１μｍ〜５００μｍ、最も好適には約１０μｍ〜５００μｍの粒子を排除する機能を備える。
【００５１】
幾つかの実施形態では、複数の回収キャビティの各々の容積は回収動作中に動的に調整される。すなわち、或るパウダーに関して、回収キャビティの各々の容積を回収動作中に大きくする（所望の容積にまで）と有利である。この動作が有利になる一の状況は、パウダー状材料の粒径が、一つ以上の粒子がキャビティに収まり、かつそれ以上の粒子の侵入が阻止されるような十分な大きさを有する状況である。回収キャビティ容積を回収動作中に動的に調整することができると（上述のように）、パウダー状材料をキャビティに確実に回収することが容易になり、この回収動作では、パウダー状材料はキャビティの最も内側の表面、例えば上述のようにプランジャーの面を形成することから始まり、そしてキャビティの容積が大きくなるに従って徐々に堆積して、回収動作の間に堆積が阻止されることがない。好適には、複数の回収キャビティの各々は、約０．００５ｃｍ３〜２ｃｍ３のパウダー状材料、更に好適には約０．０１ｃｍ３〜１ｃｍ３のパウダー状材料、最も好適には約０．１ｃｍ３〜０．５ｃｍ３のパウダー状材料を保持する機能を備える。
【００５２】
上述のように、幾つかの実施形態では、例えばパウダーがバイオアッセイまたは化学合成に使用される試薬であり、かつ或る反応速度に達する、または特定の化学量論的変換を実現するために必要なパウダー量を研究対象とする場合に、変化する量のパウダー状物質を回収キャビティの各々に回収することが望ましい。これらの場合において、動的に調整可能な回収キャビティを実現するシステム（上述のような）及び方法を有することが望ましい。本発明の方法によって、回収容積をこのように変化させることもできる。例えば、回収キャビティの容積を一定に維持する場合、本発明の方法では、測定した複数の量のパウダー状材料をほぼ同時に回収するが、この回収は、上述のように、変化するキャビティ容積を使用して、キャビティをその容量にまで充填するのではなく、キャビティの各々に形成する真空を変えることにより行なう。一の例では、回収キャビティに形成する真空はキャビティから成るマトリクス（樹脂ハンドリング装置１００の場合のように）の全体に渡って変化させるが、この変化は、これらのキャビティに渡って形成される真空が異なるようにこれらのキャビティ間の真空度分布に傾きを持たせることにより与えることができる。一の例では、この変化は、マニホールド設計及び／又は真空源のマニホールドとの流体連通の構成を選択することにより与える。例えば、マニホールド１０５（図１〜７参照）と真空源との間の流体連通が適切に、例えばマニホールドの一端の単一供給ラインから構築されると、真空度分布に傾きが形成され、この真空度分布の傾きによって、より少ない量のパウダーが、真空源吸入口に近接するキャビティよりもマニホールドの真空源吸入口から離れたキャビティに回収されることになる。回収するパウダー、真空、キャビティの深さなどに依存する形で、測定された変化する量のパウダーが回収されて、図９のブロック２０１に示すように、測定した複数の量のパウダー状材料が形成される。
【００５３】
好適には、複数の回収キャビティは回収部材において、回収部材をマルチウェル容器に装着したときに、複数の回収キャビティの各キャビティから、測定した複数の量のパウダー状材料の内の該当する量のパウダー状材料がマルチウェル容器の該当するウェルに吐出される位置に各キャビティが位置するように構成される。好適には、マルチウェル容器は、９６ウェル型容器、３８４ウェル型容器、及び１５３６ウェル型容器の内の少なくとも一つを含む。
【００５４】
一旦、測定した複数の量のパウダー状材料が回収されると、スキージ及び複数の回収キャビティの各キャビティの開口を互いに交差するように移動させて、複数の回収キャビティの各キャビティの開口から飛び出すパウダー状材料の少なくとも一部を取り除くことが好ましい。ブロック２０３を参照されたし。平均粒径サイズが小さいパウダーの場合、形成する真空に依存する形で、普通は円錐形をしたパウダー部分が複数の回収キャビティの開口の内の少なくとも幾つかの開口から飛び出す。測定した各量の重量を一致させるために、上述のように開口から飛び出す部分を取り除くことが好ましいが、必ず必要であるということではない。好適には、スキージ及び複数の回収キャビティの各キャビティの開口を互いに交差するように移動させることにより取り除くパウダー状材料の一部は回収して再利用する。
【００５５】
測定した複数の量の材料を回収し、そして不所望の材料を全てスキージで取り除いた後、測定した複数の量の材料が吐出される。ブロック２０５を参照されたし。測定した複数の量の材料の吐出動作はほぼ同時に行なわれることが好ましく、この動作は、複数の回収キャビティの各々と真空源との間の流体連通を遮断すると同時に、測定した複数の量のパウダー状材料が重力によって複数の回収キャビティの各々から引っ張り出されるように複数の回収キャビティの各々を傾けることにより行なわれる。更に、または別の構成として、パウダー状材料の吐出動作では、ガス（例えば、通常は空気であるが、或る場合では不活性ガスが好ましい）の陽圧を加える、または、例えば上述のプランジャーを使用する物理的圧力を加えることができる。測定した量のパウダー状材料を吐出した後、本方法が終了する。
【００５６】
幾つかの実施形態では、複数の回収キャビティの一部のみを使用してパウダー状材料を回収し、そして吐出する。好適な実施形態では、複数の回収キャビティをマトリクス状に配列し、そして複数の回収キャビティの一部がマトリクスの一つ以上の行、一つ以上の列、またはこれらの組み合わせを含む。
【００５７】
上述のように、本発明の方法を実施する一の方法は、複数の回収キャビティを含む携帯ユニットを使用することである。また好ましくは、自動化機構を使用することであり、この自動化機構は、パウダー状材料を複数の回収キャビティの全て、または一部に回収し、複数の回収キャビティの各キャビティの開口及びスキージを互いに交差するように移動させ、そして測定した複数の量のパウダー状固体の各量のパウダー状固体を複数の回収キャビティを通して、パウダー状材料を含む複数の回収キャビティの全て、または一部に対応する複数の容器に吐出するように構成される。これは、特に自動化コンビナトリアル化学合成または生物学的スクリーニングのようなスループットが非常に高い環境において真価を発揮する。
【００５８】
本発明について幾つかの好適な実施形態に関して記載してきたが、本発明は上に説明した特定の形態に限定されるものではない。多くの変更を上述の好適な実施形態に加えることができる。従って、本発明は次の請求項を参照して広く解釈されるべきものと考える。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の樹脂ハンドリング装置を上側から眺めたときの透視図である。
【図２】図１に示す樹脂ハンドリング装置を下側から眺めたときの透視図である。
【図３】図１に示す樹脂ハンドリング装置の上面図であり、図４及び５に対応する断面を側部から眺めたときの様子を示している。
【図４】図３に示す樹脂ハンドリング装置を側部から眺めたときの断面であり、Ａは図４に示す樹脂ハンドリング装置を側部から眺めたときの断面の詳細部分を示している。
【図５】図３に示す樹脂ハンドリング装置を側部から眺めたときの断面である。
【図６】９６ウェル型容器と係合する樹脂ハンドリング装置を上側から眺めたときの透視図である。
【図７】図６に示す９６ウェル型容器と係合する樹脂ハンドリング装置の断面である。
【図８】Ａ及びＢはそれぞれ、蓋のある状態、そして蓋の無い状態の本発明の供給容器を示す。
【図９】本発明によるプロセスフローの構成を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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