一種磁分離裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁分離裝置，包括底座、微孔板、滑槽、升降托架、和磁塊支撐條；所述底座上設有微孔板固定槽，微孔板卡在微孔板固定槽內(nèi)呈水平放置；所述滑槽設置在微孔板下方的底座的側邊上，且滑槽間隔平行設置，微孔板上相鄰的管陣列之間的間隔與滑槽一一對應；所述升降托架設置在微孔板下方的底座上，升降托架上間隔設置有相互平行磁塊支撐條，每條磁塊支撐條一端分別卡在對應的滑槽內(nèi)，磁塊支撐條與滑槽間隙配合，磁塊支撐條上設置有與微孔板內(nèi)的管狀容器一一對應的磁塊孔，每個磁塊孔內(nèi)放置有適配的磁塊。通過升降托架的上下移動，最終帶動磁塊實現(xiàn)上下移動，使得磁塊在管狀容器的不同部分停留從而實現(xiàn)了磁性顆粒的可控團聚和分散。
【專利說明】一種磁分罔裝置【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學分離技術，特別是一種高通量全自動的磁分離裝置。
【背景技術】
[0002]磁性顆粒具有的高比表面積、超順磁性、易于表面修飾等優(yōu)點，在生物醫(yī)學領域，經(jīng)常需要對磁性顆粒進行分離，常用的方法有離心法、離子交換法、化學提純法和磁分離法。在這些常用的分離方法中，與離心法、離子交換法、化學提純法相比，磁分離法具有操作簡單、快捷，且無腐蝕性和毒性試劑、更加安全可靠的優(yōu)勢，故在生物醫(yī)學領域得到越來越廣泛的應用，已成為常規(guī)生化實驗普遍采用的手段，如核酸提取、基因測序、免疫分析等。磁分離法在使用時首先需要將樣品中的目標物質磁化，需要采用磁珠來輔助實現(xiàn)，這樣利用磁珠實現(xiàn)的磁分離法稱為磁珠法分離。具體的，磁珠法分離是將可與樣品中的目標物質特異性結合的磁珠加入樣品，使磁珠與目標物質結合，然后在磁場的作用下使得磁珠富集到容器某一位置，一般是側壁上，再將含有非目標物質的剩余液體用移液器等方式吸走，再用特定的洗脫液將目標物質從磁珠上洗脫到溶液中，即可實現(xiàn)目標物質與非目標物質的分離。
[0003]傳統(tǒng)的磁分離裝置屬于靜態(tài)磁分離裝置，一般提供微孔板托架和永磁鐵，該類裝置僅僅提供一種可以使磁珠富集的固定支座，導致在使用該種裝置技術進行實驗操作時，為了外加磁場的出現(xiàn)和消失，需要在永磁鐵固定支座和微孔板固定支座之間進行反復多次的轉移微孔板工作，這無疑需要增加多個工位，又增加了工作量，給實驗帶來了諸多不便，同時大大增加了交叉污染的可能性。進一步的，現(xiàn)有磁分離裝置僅僅實現(xiàn)了磁珠在微孔板單個固定位置呈單態(tài)形式的團聚，在實際應用中需要根據(jù)液面的高度調(diào)整團聚的位置，目前公開的類似專利的裝置結構都非常復雜，不便于小型模塊化以及集成到儀器當中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術問題:針對`現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出一種全自動的磁分離裝置，解決現(xiàn)有技術中的傳統(tǒng)的磁分離裝置中的磁珠僅可在單個固定位置并以單態(tài)形式團聚從而導致磁分離裝置操作繁瑣、交叉污染概率高、可控性差的缺陷以及現(xiàn)有的一些專利中提及的可調(diào)磁珠團聚位置的裝置又存在結構復雜、體積龐大、無法集成的缺點。
[0005]技術方案:為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]一種磁分離裝置，包括底座、微孔板、滑槽、升降托架、和磁塊支撐條；
[0007]所述底座上設有微孔板固定槽，所述微孔板卡在微孔板固定槽內(nèi)呈水平放置；
[0008]所述滑槽設置在微孔板下方的底座的側邊上，且滑槽間隔平行設置，微孔板上相鄰的管陣列之間的間隔與滑槽一一對應；
[0009]所述升降托架設置在微孔板下方的底座上，所述升降托架上間隔設置有相互平行磁塊支撐條，每條磁塊支撐條的端部分別卡在對應的滑槽內(nèi)，磁塊支撐條與滑槽間隙配合，磁塊支撐條上設置有與微孔板內(nèi)的管狀容器一一對應的磁塊孔，每個磁塊孔內(nèi)放置有適配的磁塊。
[0010]本發(fā)明的裝置，通過升降托架的上下移動，最終帶動磁塊實現(xiàn)上下移動，使得磁塊在管狀容器的不同部分停留從而實現(xiàn)了磁性顆粒的可控團聚和分散。
[0011]進一步的，在本發(fā)明中，所述滑槽與磁塊支撐條均傾斜設置，且傾斜角度均與微孔板內(nèi)的管狀容器的底部側面的外形輪廓的錐度匹配。因一般的管狀容器均帶有一定錐度，故這樣設置可以盡可能地將磁塊貼合管狀容器的外側。
[0012]進一步的，在本發(fā)明中，所述底座上固定有豎直方向的導柱，所述升降托架套在導柱上；還包括電機軸豎直放置的電機，電機輸出端連接有升降絲杠，所述升降絲杠上套接有螺紋匹配的滑塊，所述滑塊固連在升降托架上。通過電機、升降絲杠以及滑塊的配合，將電機輸出的旋轉運動轉換為升降托架的直線運動，從而實現(xiàn)全自動控制升降托架的上下位置。
[0013]進一步的，在本發(fā)明中，所述磁塊的材料為汝鐵硼、永久鐵氧體、軟磁鐵氧體、釤鈷中的一種磁性材料制成。磁塊提供適合于將磁性顆粒從它們懸浮于其中的流體吸引并分離出來的一定梯度磁場，具體的材料沒有特別的限制，一般的磁性材料都可以。
[0014]進一步的，在本發(fā)明中，所述導柱有4個，分別位于升降托架的四角處，升降托架的四角上分別設有導柱孔，所述導柱孔套在導柱上。導柱作為升降托架運動的方向引導，設置是升降托架四個角上，為升降托架的平穩(wěn)運動提供保障。
[0015]有益效果:
[0016](I)本發(fā)明克服了現(xiàn)有磁分離裝置存在的諸多不足，全自動實現(xiàn)了磁珠在管狀容器底部或側壁范圍內(nèi)任意部位的可控團聚，彌補了技術空白，具有較高磁珠捕獲效率、制造成本低、加工難度低，易于裝配等優(yōu)勢；
[0017](2)本發(fā)明在整個工作過程中，含有磁性顆粒溶液的微孔板始終靜止放置底座上，實現(xiàn)了單工位磁分離，這樣既節(jié)省了作業(yè)空間使得裝置小巧、保證了分離的效果，又可以避免微孔管之間的干擾，大大防止了交叉污染；
[0018](3)本發(fā)明適用于多種規(guī)格的反應管，提高了磁分離裝置的通用性，降低了使用成本；
[0019](4)實用性強，本裝置是開放式結構，具有機械結構簡單、構思巧妙、且易于實現(xiàn)等特點，可集成到大型生化分析儀器等裝置上，也可以獨立作為小型化的磁分離裝置使用，這樣的裝置將大大地滿足實現(xiàn)的實際需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的構件示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的底座剖面示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的升降托架剖面示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明的磁塊支撐條示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明的剖面示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明的縱剖面構造圖和磁性顆粒分散在溶液時裝置的結構狀態(tài)圖；
[0026]圖7是本發(fā)明的縱剖面構造圖和磁性顆粒團聚在管狀容器底部時裝置的結構狀態(tài)圖；[0027]圖8是本發(fā)明的縱剖面構造圖和磁性顆粒團聚在管狀容器側壁時裝置的結構狀態(tài)圖；
[0028]圖中:微孔板101，滑槽102，微孔板固定槽103，底座104，電機201，滑塊202，滑塊槽203，導柱204，升降托架205，升降絲杠206，電機固定板207，磁塊支撐條301，磁塊孔302，磁塊303，導柱孔304。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0030]如圖1到圖5所不,本發(fā)明的一種磁分離裝置包括底座104,所述底座104為一個上方開口的盒狀物，在底座的側面上設有微孔板固定槽103，適配大小的微孔板101從底座的開口處向下放恰好可以貼合地卡在所述微孔板固定槽103內(nèi)，使得微孔板101懸空架在底座上。市面上常見的微孔板根據(jù)不同的型號分有6孔、12孔、24孔、48孔、96孔、384孔以及1536孔等，微孔板上的孔按照陣列有序排布，每個孔內(nèi)設有管狀容器，即形成管陣列，相鄰兩列的管陣列之間存在一定間隔，方向相同的列與列之間的間隔也彼此相互平行；在底座的側面上設有與微孔板101上管陣列之間的間隔一一對應的滑槽102，滑槽102等間距平行分布，因為一般的管狀容器都設置為帶有一定錐度的形狀，為了更好地貼合管狀容器，故將滑槽102設置成帶一定的傾斜角度，即非豎直方向，而是將傾斜角度與微孔板管裝容器的底部外形輪廓匹配；滑槽102內(nèi)均嵌有一個磁塊支撐條301，磁塊支撐條301和滑槽102為間隙配合，使磁塊支撐條301在滑槽102內(nèi)順暢移動，每個磁塊支撐條301均卡在一條管陣列間隔內(nèi)并貼合與其傾斜角度相同的那列管狀容器，每個磁塊支撐條301上設有和微孔板的管陣列內(nèi)每列管狀容器相同數(shù)量的磁塊孔302，每個磁塊孔302內(nèi)嵌入具有一定梯度磁場的磁塊303用于將管狀容器內(nèi)的磁性顆粒從流體中吸引并分離出來；所述磁塊支撐條301上下兩端為圓弧狀，使得磁塊支撐條301與管狀容器之間平滑接觸；每個磁塊支撐條301底端等間距傾斜平行地放置在升降托架205上，顯然，傾斜的角度也與管狀容器的錐度匹配；所述升降托架205四角設有四個導柱孔304，每個所述導柱孔304架在導柱204上，所述導柱204表面光滑，與導柱孔304間隙配合，導柱204固定在底座平臺上，所述升降托架205頂端設有一個滑塊槽203，所述滑塊槽203內(nèi)嵌入固定有適配大小的滑塊，所述滑塊202通過螺紋連接在升降絲杠206上，所述升降絲杠206和導柱204均平行豎直放置，升降絲杠206通過聯(lián)軸器連接在電機201的輸出端，所述電機201連接在電機固定板207上，所述電機固定板207聽過螺釘固定在底座側面。
[0031]上述微孔板101和底座104的材料沒有特別的限制，可由樹脂通過通用成型工藝制備，或通過金屬板加工制成。底座整體可一體化制造，也可通過拼裝制成。
[0032]本裝置在電機201的帶動下，可以實現(xiàn)全自動上下移動升降托架205，從而使得磁塊303在管狀容器的不同部位得以停留，從而可以方便地改變磁性物質聚集的位置。
[0033]本裝置具體的工作過程如下:
[0034]1、工作初始，如圖6所示，將盛有與待分離物(如核酸、蛋白質等生物分子或細胞等)特異結合的磁性顆粒溶液的微孔板101放置在底座104上，此時磁塊支撐條301處于滑槽102最底端,磁塊303的磁場對磁性顆粒沒有影響,升降托架205處于最底端，電機201處于非工作狀態(tài)，微孔板101內(nèi)磁性顆粒溶液處于分散狀態(tài)。[0035]2、實現(xiàn)磁性顆粒在管狀容器底部團聚，如圖7所示，啟動電機201，電機201帶動升降絲杠206轉動一定距離，滑塊202上升，帶起升降托架205，進而頂起嵌有磁塊303的磁塊支撐條301，磁塊支撐條301沿著有一定角度的滑塊槽203傾斜滑行上升，實現(xiàn)磁塊303貼附在管狀容器底部，此時溶液中的磁性顆粒攜帶結合的待分離物被吸附到底部，實現(xiàn)了在管底團聚，剩余液體可用移液器等方式吸走，即可實現(xiàn)目標物質與非目標物質的分離。
[0036]3、根據(jù)不同的液面的高度選擇富集位置，實現(xiàn)磁性顆粒在管狀容器側壁上任意部位的可控團聚，如圖8所示，電機201帶動升降絲杠206繼續(xù)轉動一定距離，滑塊202帶動升降托架205上升，升降托架205頂起嵌有磁塊303的磁塊支撐條301，磁塊支撐條301沿著有一定角度的滑塊槽203傾斜滑行上升，因為滑塊槽203傾斜角度和管狀容器外形輪廓的傾斜角度一致，這樣實現(xiàn)了磁塊303能?？吭诠軤钊萜鱾缺诘娜我庑枰恢蒙希藭r溶液中的磁性顆粒攜帶結合的目標物質被吸附到側壁，實現(xiàn)了側壁團聚；剩余液體可用移液器等方式吸走，即可實現(xiàn)目標物質與非目標物質的分離，也可選擇將磁塊303移到滑槽102，最下端，釋放磁性納米顆粒。
[0037]通過控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)上述幾種工作狀態(tài)的轉換，結合移液裝置，即可實現(xiàn)自動化磁分離實驗。
[0038]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種磁分離裝置，其特征在于:包括底座(104)、微孔板(101)、滑槽(102)、升降托架(205)、和磁塊(303)支撐條(301)； 所述底座(104)上設有微孔板固定槽(103)，所述微孔板(101)卡在微孔板固定槽(103)內(nèi)呈水平放置； 所述滑槽(102)設置在微孔板(101)下方的底座(104)的側邊上，且滑槽(102)間隔平行設置，微孔板(101)上相鄰的管陣列之間的間隔與滑槽(102) —一對應； 所述升降托架(205)設置在微孔板(101)下方的底座(104)上，所述升降托架(205)上間隔設置有相互平行的磁塊支撐條(301)，每條磁塊支撐條(301)的端部分別卡在對應的滑槽(102)內(nèi)，磁塊支撐條(301)與滑槽(102)間隙配合，磁塊支撐條(301)上設置有與微孔板(101)內(nèi)的管狀容器--對應的磁塊孔(302)，每個磁塊孔(302)內(nèi)放置有適配的磁塊(303)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種磁分離裝置，其特征在于:所述滑槽(102)與磁塊支撐條(301)均傾斜設置，且傾斜角度均與微孔板(101)內(nèi)的管狀容器的底部側面的外形輪廓的錐度匹配。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種磁分離裝置，其特征在于:所述底座(104)上固定有豎直方向的導柱(204)，所述升降托架(205)套在導柱(204)上；還包括電機(201)軸豎直放置的電機(201)，電機(201)輸出端連接有升降絲杠(206)，所述升降絲杠(206)上套接有螺紋匹配的滑塊(202)，所述滑`塊(202)固連在升降托架(205)上。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種磁分離裝置，其特征在于:所述磁塊(303)的材料為汝鐵硼、永久鐵氧體、軟磁鐵氧體、釤鈷中的一種磁性材料制成。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種磁分離裝置，其特征在于:所述導柱(204)有4個，分別位于升降托架(205)的四角處，升降托架(205)的四角上分別設有導柱孔(304)，所述導柱孔(304)套在導柱(204)上。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種磁分離裝置，其特征在于:所述電機(201)連接在電機固定板(207 )上，所述電機固定板(207 )固定在底座(104)側面，所述升降絲杠(206 )通過聯(lián)軸器連接在電機(201)的輸出端，所述升降托架(205)的側面設有滑塊槽(203)，所述滑塊(202)卡在滑塊槽(203)內(nèi)。
7.根據(jù)權利要求1至6中任意一項所述的一種磁分離裝置，其特征在于:所述微孔板(101)和底座(104)的材料為樹脂或金屬板。
【文檔編號】B03C1/32GK103861735SQ201410102947
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權日:2014年3月19日
【發(fā)明者】何農(nóng)躍, 鄔燕琪, 康淼 申請人:東南大學