专利名称：粘附有透明底侧面板的多孔式检测板的制造方法
技术领域：
本发明大体涉及用于测定液体试样的多孔式检测板，并且更具体地讲，涉及制造多孔式检测板的方法，其中所述多孔式检测板包含粘接在限定用于包含液体试样的检测孔(well)的框架上的面板。
背景技术：
多孔式检测板或微量测试板(micro-plate)在诸如生物技术的科技领域是公知的，用于在半透明液体试样中所存在的物质的检测和测量中。大体上，借助于一种或多种光谱学手段测量试样的光吸收特性。通常，检测板中的检测孔的框架是在顶侧开口以便接收液体试样，并且用透明的底部关闭，其中所述透明的底部允许针对特定研究所需的波长区域的光线穿透。这些研究大体上指的是测定，可包括药物浓度测定、药物代谢测定、酶活性测定、酶辅助因子测定、荧光探测激发或发射、DNA谱移或DNA和蛋白质浓度测量，以及许多其他研究。
例如，在将面板施加至框架的底部时，很难实现针对每个单独的检测孔的围绕关系的密封。传统的制造方法涉及将透明的面板粘合固定在检测孔框架上，这可导致不适合的粘合、围绕每个孔的底部的不适合的密封、粘合剂迁移到检测孔中或者其他问题。粘合剂迁移到检测孔中是尤其棘手的，因为粘合剂出现在光学表面的工作区域上可潜在地改变测定结果。而且，在这些工作区域中粘合剂的出现可干扰微量测定的产生和读取、细胞粘着和生长、以及核酸、蛋白质等和其他人工制品的连接和测定。
因此，所需的是一种在上侧框架结构与透明面板之间施加粘合剂以形成检测板的方法，从而所述粘合剂并不接触光学表面的工作区域，因而防止粘合剂污染。
发明内容
根据本发明，提供了一种制造多孔式检测板的方法，包括将粘合剂以与限定检测板的孔的图案相对应的结构施加在透明面板或上侧框架部分上，并且将透明面板与上侧框架部分接触，从而粘合剂位于透明面板与上侧框架部分之间。然后，粘合剂被固化以将上侧框架部分与透明面板粘结在一起。可通过以下不同的方法施加粘合剂，包括但不限于转印、利用一个或多个通道的机械臂分配、柔性版印刷、丝网印刷以及垫式移印(pad printing)。粘合剂以限定孔的图案被施加，并且不污染或接触通过上侧框架部分的存在而限定在检测孔中的透明面板的光学表面的工作区域。
结合附图，在阅读以下优选实施例的详细说明之后，本领域技术人员将更加容易清楚本发明的其他目的、优点和特征。
图1是根据本发明实施例构造的多孔式检测板的上侧框架部分的透视图；图2是图1的多孔式检测板的上侧框架部分的俯视图；图3是沿图2中的线3-3的剖视图；图4是施加在透明面板上或上侧框架部分上的粘合剂图案的俯视图；图5是示意性透视图，其示出了上侧框架部分用图4的粘合剂图案被施加在透明面板上；图6A至6C是示意性透视图，它们示出了利用转印法将粘合剂施加在上侧框架部分上的次序；图7是示意性透视图，其示出了利用由单通道分配器的机械手分配方式将粘合剂施加在颠倒的上侧框架部分上；图8是与图7相似的示意性透视图，其示出了利用由单通道分配器的机械臂分配方式将粘合剂施加在透明面板上；图9是示意性透视图，其示出了用于将粘合剂施加在透明面板上的、具有多通道的机械臂分配方法；图10是与图9相似的放大透视图，其示出了用于将粘合剂施加在上侧框架部分上的机械臂分配方法；图11是示意性透视图，其示出了利用苯胺印刷将粘合剂施加在透明面板上；图12是与图11相似的示意性透视图，其示出了利用苯胺印刷将粘合剂施加在上侧框架部分上；图13是示意性透视图，其示出了利用垫式移印方式将粘合剂施加在上侧框架部分上；图14是与图13相似的示意性透视图，其示出了利用垫式移印方式将粘合剂施加在透明面板上；图15是示意性透视图，其示出了利用丝网印刷的方式将粘合剂施加在上侧框架部分上。
具体实施例方式
首先参看图1至3，根据本发明一个优选实施例构造的多孔式检测板10大体包括上侧框架部分12，其包含多个壁14、16。上侧框架部分12优选是由诸如聚苯乙烯的聚合物形成，并且优选是不透明的。适于形成上侧框架部分12的其它聚合物树脂包括但不限于，聚烯烃(例如，聚丙烯、高密度聚乙烯、聚甲基戊烯)、环烯聚合物和共聚物、丙烯酸树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、以及聚砜。依据检测板10的期望的用途，上侧框架部分12可以是透明的、半透明的或不透明的。在特定的实施例中，上侧框架部分12可以是白色的，其提供了有利的光反射特性；或者可以是黑色的，其具有有利的光吸收特性。壁14、16限定了用于接收液体测定试样的单独的孔18，其中每个孔18包括检测板10的光学表面上的工作区域。在此所述和所示的特定实施例包括384个矩形孔18，然而，应该理解的是，更多或更少数量的孔可用在根据本发明内容而构造的多孔试检测板中。同样，在此所示和所述的矩形孔也是出于示意性的目的，并且可以由各种不同形状的孔替换，包括圆形孔或者其它多边形形状的孔。
参看图3至5，上侧框架部分12通过粘合剂22的图案被固定在透明面板20上，其中所述粘合剂22的图案示出为粘合剂22的网格图案。透明面板20可由任何适合的透明材料制成，包括但不限于，玻璃、镀膜玻璃(例如，氨丙基硅烷处理的玻璃(aminopropylsilane treated glass))、聚合物、表面处理的聚合物(例如，氧等离子体处理的聚苯乙烯(oxygen plasma treatedpolystyrene))、以及蓝宝石。粘合剂22的层被安置成限定、围绕壁14、16与透明面板20之间的每个孔18。这必须被完成，同时在壁14、16与透明面板20之间获得足够的粘合剂，而不允许在透明面板20与上侧框架部分12成为一体时粘合剂22挤压进入孔18中，如下进一步所述。
在一个实施例中，粘合剂22是丙烯酸酯-聚氨酯粘合剂(acrylate urethane adhesive)，其可通过暴露于紫外线(UV)和/或可见(V)光线而被固化。合适的商业可购得的粘合剂是Loctite粘合剂3211以及Loctite粘合剂3321，它们表现出UV/V光线固化性、触变特性、透明性、固化后无缺气、不可溶水性、非自动荧光性、优选比大约5000厘泊(cps)更大的粘性、非细胞毒性、从涂播器完全排出的能力、以及完全传输至表面的亲和力。其他热固化或红外线固化的粘合剂或环氧树脂可适于用在本发明中。尽管为了清楚在图3中示出了夸大的厚度，但是在本发明的特定实施例中，粘合剂层22被施加为范围从大约0.0005英寸至大约0.005英寸的范围的厚度。在其它实施例中，粘合剂厚度的范围从大约0.002英寸至大约0.004英寸。透明面板20的厚度可以是在大约0.005英寸至大约0.040英寸的厚度范围内，并且通常为0.006英寸。例如，在将粘合剂22施加为以下所述的网格图案时，大约0.003英寸至大约0.005英寸的沿边间隙留在每个孔14、16的底部的每侧上，从而在透明面板20与上侧框架部分12接触时容纳挤压出的粘合剂22。
继续参看图3至5，透明面板20施加在上侧框架部分12上，而同时确保上侧框架部分12与透明面板20的周边大致对齐。可选地，粘合剂22可设置在透明面板20和/或上侧框架部分12上，在保持壁14、16的下侧端部与粘合剂的线22a、22b、22c大致对正的状态下，上侧框架部分12被移动以接触透明面板20。不考虑粘合剂22的原始位置以及特定的组装方法，限定了多孔式检测板10的组装后的结构中的粘合剂22位于壁14、16的下侧端部与粘合剂的线22a、22b、22c之间。在粘合剂22被施加在上侧框架部分12或透明面板20的面向光学表面上之前，正如适当的是，这些表面中的每个或全部可由诸如电晕放电、等离子体、或紫外线暴露的表面处理调整过，这提高了粘结部的强度。
粘合剂22被固化以提供永久的连接，或者可选地，可在以后的时间可控地和选择性释放的连接。如果粘合剂22是可光线固化的，则来自电极式或无电极式光源例如氙气灯或汞蒸气灯的紫外线和/或可见光线经由透明面板20或经由上侧框架部分12直接照射在粘合剂22上一定时间，并且是以足以高效固化粘合剂线22a、22b、22c的功率进行照射。
参看图6A至6C并且根据本发明的可选实施例，粘合剂22可利用转印技术施加在壁14、16的下侧端部或上侧框架部分12上。特别参看图6A，大体由附图标记40表示的、布置成特定图案形式的粘合剂印纹通过传统技术印制在凸印版(printing block)42上，例如通过丝网印刷，通过织物上的乳剂、丝线网格上的乳剂或光刻金属上的乳剂。凸印版42相对于上侧框架部分12的下侧43被安置，其中所述上侧框架部分12通过夹具36被保持固定，其中所述夹具36可向上侧框架部分12施加吸力，从而粘合剂印纹40与壁14、16的下侧端部对正或对齐。
特别参看图6A和6B，凸印版42朝向上侧框架部分12伸出并且安置成压力接触上侧框架部分12。特别参看图6C，随着凸印版42向下远离上侧框架部分12，粘合剂22的图案(图4)作为粘合剂线22a、22b、22c被转印在壁14、16的下侧端部上。随后，如图5所示，上侧框架部分12与透明面板20接触，并且粘合剂22被固化以将上侧框架部分12与透明面板20粘结在一起。本发明同样预期，粘合剂印纹40可通过转印施加在透明面板20上，其中所述透明面板20然后通过与壁14、16的下侧端部对正的粘合剂22的图案与上侧框架部分12形成一体，并且转印的粘合剂22被固化以形成多孔式检测板10。
参看图7并根据本发明的可选实施例，粘合剂22的图案可利用机械臂分配的技术作为一系列连串(bead)施加在上侧框架部分12的下侧43上。为此，粘合剂分配器44连接在机械臂46的自由端部上，其中所述机械臂46可至少在与包含交叉壁14、16(图1)的下侧端部的平面大致平行的平面中移动，并且优选沿三维方向移动。粘合剂分配器44被构造为从排出口以规则的流速分配粘合剂22，其中所述排出口以不接触的方式安置成邻近上侧框架部分12。粘合剂分配器44与同传统的粘合剂源(未示出)相连的输送管线流体连通。机械臂46的程序化的移动与从粘合剂分配器44的粘合剂22的分配协同，以便以不接触的方式将特征为粘合剂22的图案的粘合剂线22a、22b、22c施加在上侧框架部分12的每个壁14、16的底部上。上侧框架部分12与透明面板20接触，并且粘合剂22被固化以将上侧框架部分12与透明面板20粘结在一起以形成多孔式检测板10。
参看图8并且根据本发明另一个可选实施例，粘合剂22的图案可利用粘合剂分配器44和机械臂46作为一系列网格或连串施加在透明面板20上，而不是上侧框架部分12上。透明面板12以对正的关系接触上侧框架部分12，以将壁14、16的底部与粘合剂22的图案对正，并且粘合剂22被固化以完成粘结。
参看图9并且根据本发明的可选实施例，粘合剂22的图案可利用多通道机械臂分配方法施加在透明面板20上。为此，一组笔或分配阀48以与粘合剂22的图案(图6)中邻近的粘合剂线22a、22b、22c之间的间距匹配的成排分布形式被机械固定在可移动的支承夹具50上。尽管在示意性实施例中示出了六个分配阀48，但是预期的是，任何适合数量的分配阀48可由支承夹具50支承。适合的分配阀48是商业可购的，例如，购自Henkel Loctite公司(Rocky Hill，Connecticut)。分配阀48与同传统的粘合剂源(未示出)相连的相应的输送管线流体连通。在施加粘合剂22之后，上侧框架部分12与透明面板20彼此相互接触，并且粘合剂22被固化以将上侧框架部分12与透明面板20粘结在一起。
参看图10并且根据本发明的另一个可选实施例，一组分配阀48可用于将粘合剂22的图案(图6)施加在透明面板20上，而不是上侧框架部分12上。上侧框架部分12与透明面板20接触，并且此后，粘合剂22被固化以将上侧框架部分12与透明面板20粘结在一起。
参看图11并且根据本发明的另一个可选实施例，粘合剂22的封闭的网格图案可利用柔性版印刷或苯胺印刷(柔性版印刷)技术施加在透明板20上。大体由橡胶或聚合物制成的弹性印刷板52覆盖可转动的圆柱形鼓54的外侧。弹性印刷板52具有稍微凸起的印纹，其大体由附图标记56表示，而布置成粘合剂22的图案的镜像印纹的凸起的图案施加在叠加在凹入的非印纹区域上的透明面板20上。可通过任何公知的技术在弹性印刷板52产生图案，其中所述公知的技术包括但不限于用作为弹性印刷板52的模具的金属板的光刻蚀法和化学刻蚀法、图案光叠合成(patterningphotopolymerizable composition)、直接施加在鼓54上的橡胶层的激光雕刻。
弹性印刷板52上的印纹56包括与施加在透明面板20上的粘合剂22的图案中的粘合剂线22a、22b、22c相关的凸起的线。如在此所述，粘合剂线22a、22b分别对应于壁14、16，并且粘合剂线22c密封围绕透明面板20的外周以及上侧框架部分12的相应的周边。鼓54大体沿由附图标记58标出的箭头所表示的方向转动，而弹性印刷板52与透明面板20接触。透明面板20大体沿由附图标记60标出的箭头所表示的方向直线移动，这将粘合剂22转印在透明面板20上。透明面板20的移动和鼓54的转动被调整用于正确的粘合剂施加。在粘合剂22的图案施加在透明面板20上之后，上侧框架部分12与透明面板20以对正的关系接触，从而粘合剂22的图案与壁14、16的底部对齐，并且粘合剂22被固化以将上侧框架部分12粘结至透明面板20。参看图12并且根据本发明的可选实施例，粘合剂22的图案可通过柔性版印刷施加在上侧框架部分12上，而不是透明面板20上，并且两个部件接触以建立粘结部从而形成多孔式检测板10。
参看图13并且根据本发明的另一个可选实施例，粘合剂22的图案可利用垫式移印技术施加在上侧框架部分12上。大体由附图标记62表示的雕刻的粘合剂印纹通过传统的方法形成在印刷板64上。在粘合剂施加的最初阶段，在印刷板64的表面区域上移动的粘合剂源66用粘合剂22填充雕刻的印纹62的凹槽。从印刷板64擦除过多的粘合剂22，因而只在雕刻的印纹62的凹槽中留下粘合剂22。
通过将柔性转印垫68竖直向下降低成压力接触印刷板64，粘合剂22从雕刻的印纹62转印在转印垫68上。转印垫68然后从印刷板64向上竖直升起，使得从雕刻的印纹62获得粘合剂22，并且然后被降低以压力接触上侧框架部分12的下侧，以在转印垫68被抬起时完成粘合剂转印。因而，粘合剂22作为特定图案的一致的层从转印垫68转印到上侧框架部分12上。上侧框架部分12上的粘合剂22具有图4所示的形貌。上侧框架部分12与透明面板20接触，并且粘合剂22被固化以将上侧框架部分12粘结在透明面板20上。参看图14并且根据本发明的可选实施例，粘合剂22的图案可通过垫式移印方式施加在透明面板20上，而不是上侧框架部分12上，并且两个部件接触以建立粘结部，从而形成多孔式检测板10。
参看图15并且根据本发明的另一个可选实施例，粘合剂22的图案可利用丝网印刷技术施加在上侧框架部分12上。高效限定模版的网板70接触或紧密邻近上侧框架部分12安放，从而分别延伸穿过网板70的开口72的网格与壁14、16的底部对正。刮刀或刮片74移动横贯网板70的上侧表面，这以线接触的方式推压网板70抵靠着上侧框架部分12，强迫一部分粘合剂22穿过开口72，并到达上侧框架部分12上，同时在壁14、16的底部上留下粘合剂的网格图案，如图6所示。在施加粘合剂的过程中，上侧框架部分12可例如借助于使用真空的方式安装在适合的夹具36上。
尽管通过详细说明优选实施例已经说明了本发明，但是本申请人不想以任何方式将权利要求书的范围限定或限制至所述的内容。可以以各种不同的独特和有利的方式结合本发明的不同的特征以获得本发明的目的。附加的优点以及改型对于本领域技术人员而言是容易清楚的。因而，本发明在其宽广的范围内并不限于所示和所述的特定的细节、代表性的装置和方法、以及示意性实例。因此，在不脱离申请人的发明内容的精神或范围的前提下，对于所述的细节可以修改。
权利要求
1.一种制造多孔式检测板的方法，其中所述多孔式检测板包括透明面板以及上侧框架部分，其中所述上侧框架部分具有多个壁，用于限定出布置成网格图案的孔；所述方法包括将多个粘合剂连串以与所述网格图案对应的结构从粘合剂分配器分配到所述上侧框架部分与所述透明面板中的一个上；将所述透明面板与所述上侧框架部分接触，以使得所述粘合剂位于所述透明面板与所述上侧框架部分之间；并且固化所述粘合剂以将所述上侧框架部分与所述透明面板粘结在一起。
2.根据权利要求1所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，所述多个连串中的至少两个连串被同时地分配。
3.根据权利要求2所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，分配所述多个连串的步骤还包括从相应数量的笔式输送阀分配所述多个连串中的至少两个连串。
4.根据权利要求1所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，分配所述多个连串的步骤还包括以与所述网格图案相对应的图案移动所述粘合剂分配器，同时向所述上侧框架部分与所述透明面板中的一个上提供粘合剂流。
5.根据权利要求1所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，分配所述多个连串的步骤是通过机械臂分配的方式实现的。
6.一种制造多孔式检测板的方法，其中所述多孔式检测板包括透明面板以及上侧框架部分，而所述上侧框架部分具有多个壁，用于限定布置成特定图案的孔；所述方法包括将布置成与所述特定图案对应的结构的粘合剂从转印构件转印到所述上侧框架部分上；将所述透明面板与所述上侧框架部分接触，以使得所述粘合剂位于所述透明面板与所述上侧框架部分之间；并且固化所述粘合剂以将所述上侧框架部分与所述透明面板粘结在一起。
7.根据权利要求6所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，所述转印构件是凸印版，并且转印所述粘合剂的步骤还包括将具有所述结构的粘合剂印纹施加在所述凸印版上；相对于所述上侧框架部分安置所述凸印版；并且将所述凸印版与所述上侧框架结构接触以完成粘合剂转印。
8.根据权利要求6所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，所述转印构件是柔性转印垫，并且转印所述粘合剂的步骤还包括将粘合剂安放在具有所述结构的印刷板中雕刻的凹槽中；将所述印刷板与柔性转印垫接触，以将所述粘合剂从所述凹槽转印到所述转印垫上；并且将所述柔性转印垫与所述上侧框架部分接触，以完成粘合剂转印。
9.根据权利要求6所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，所述转印构件是弹性印刷板，其包括布置成所述结构的凸起的线，并且转印所述粘合剂的步骤还包括转动在外侧表面上承载所述弹性印刷板的圆柱形鼓；将粘合剂施加在所述弹性印刷板的凸起的线上；并且将所述弹性的印刷板的凸起的线与所述上侧框架部分接触，以完成粘合剂转印。
10.根据权利要求6所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，转印所述粘合剂是通过转印、柔性版印刷、丝网印刷加工以及垫式移印中的至少一种方式而完成的。
11.一种制造多孔式检测板的方法，其中所述多孔式检测板包括透明面板以及上侧框架部分，而所述上侧框架部分具有多个壁，用于限定布置成特定图案的孔；所述方法包括将布置成与所述特定图案对应的结构的粘合剂从转印构件通过转印、柔性版印刷、以及垫式移印中的至少一种方式而转印到所述透明面板上；将所述透明面板与所述上侧框架部分接触，以使得所述粘合剂位于所述透明面板与所述上侧框架部分之间；并且固化所述粘合剂以将所述上侧框架部分与所述透明面板粘结在一起。
12.根据权利要求11所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，所述转印构件是凸印版，并且转印所述粘合剂的步骤还包括将具有所述结构的粘合剂印纹施加在所述凸印版上；相对于所述透明面板安置所述凸印版；并且将所述凸印版与所述透明面板接触以完成粘合剂转印。
13.根据权利要求11所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，所述转印构件是柔性转印垫，并且转印所述粘合剂的步骤还包括将粘合剂安放在具有所述结构的印刷板中雕刻的凹槽中；将所述印刷板与柔性转印垫接触，以将所述粘合剂从所述凹槽转印到所述转印垫上；并且将所述柔性转印垫与所述上侧框架部分接触，以完成粘合剂转印。
14.根据权利要求11所述的制造多孔式检测板的方法，其特征在于，所述转印构件是弹性印刷板，其包括布置成所述结构的凸起的线，并且转印所述粘合剂的步骤还包括转动在外侧表面上承载所述弹性印刷板的圆柱形鼓；将粘合剂施加在所述弹性印刷板的凸起的线上；并且将所述弹性印刷板的凸起的线与所述上侧框架部分接触，以完成粘合剂转印。
15.一种制造多孔式检测板的方法，其中所述多孔式检测板包括透明面板以及上侧框架部分，而所述上侧框架部分具有多个壁，所述壁限定相邻的孔并包含上侧端部和下侧端部；所述方法包括安装所述上侧框架部分，使得所述多个壁的下侧端部位于邻近具有多个开口的网板，而所述多个开口设置成与所述多个壁的下侧端部相对应的结构；将粘合剂层的一部分推压经过与所述多个壁的下侧端部相反的网板，经过所述各开口，并到达设置成所述结构的所述多个壁的下侧端部上；将所述透明面板与所述上侧框架部分接触，以使得所述粘合剂位于所述透明面板与所述上侧框架部分之间；并且固化所述粘合剂以将所述上侧框架部分与所述透明面板粘结在一起。
全文摘要
公开了一种制造多孔式检测板(10)的方法，其中所述多孔式检测板包括上侧框架部分(12)以及透明面板(20)，其用粘合剂(22)固定在上侧框架部分(12)的下侧上。上侧框架部分(12)包括限定用于接收测定试样的相邻的孔(18)的多个壁(14、16)。粘合剂(12)通过以下不同的技术施加在上侧框架部分(12)或透明面板(20)上，包括但不限于利用凸印版(42)的转印、利用粘合剂分配器(44)或分配阀(48)的机械臂分配、利用覆盖转动鼓(54)的印刷板(52)的柔性版印刷、利用平坦印刷板(62)的垫式移印、以及利用网板(70)的丝网印刷。
文档编号B29C65/52GK1933908SQ200580004612
公开日2007年3月21日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年2月11日
发明者罗纳尔德·D·林格尔本, 斯科特·A·哈里斯 申请人:纳格·南科国际有限公司