CN101932930A - 螺线管致动器 - Google Patents

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Abstract

提供一种流体试验系统和用于使流体试验系统中的磁性微粒静止的方法，该流体试验系统具有用于容纳磁性微粒的容器以及包含管芯组件和绕制在至少一部分管芯组件周围的线圈的螺线管致动器。螺线管致动器配置成使通过线圈施加的电流使线圈组件朝向容器移动。在一些情形下，管芯组件包括使设置在容器中的一个或多个磁性微粒保持静止的磁体。螺线管致动器的一个实施例包括保持管芯组件的伸缩式本体和绕制在至少一部分伸缩式本体周围的线圈。

Description

螺线管致动器
发明背景
1.发明领域
本发明总的来说涉及螺线管致动器。
2.关联技术的说明
不因为下面的说明和例子包含在本章节中而认为是现有技术。
流体试验用于许多目的，包括但不局限于，生物筛选和环境评估。通常，微粒用于流体试验以帮助检测样本中感兴趣分析物的检测。具体地说，微粒提供承载配置成与样本中感兴趣分析物反应的试剂的基质，以检测到分析物。在许多情形下，将磁性材料纳入微粒以使微粒在流体试验的准备和/或分析期间通过磁场保持静止。具体地说，在一些实施例中，微粒可在试验准备过程中保持静止以从中取出对于即将发生的试验为多余的过多的试剂和/或反应副产品。作为附加或选择，在一些情形下，微粒在流体试验的分析期间可保持静止，以从固定对象中聚集(例如造影)关联于试验中感兴趣分析物的数据。
在任意情形下，一般仅在用来准备和/或分析试验的一部分时间内达到静止，以使微粒随着试样悬浮和/或流动。另外，在流体试验的准备和/或分析期间，可一次或多次地达到静止，这取决于过程的细节。因为这样的原因，一般需要在包含磁性微粒的容器附近间歇地引入和回缩磁性致动器。然而在一些情形下，将磁性致动器装置纳入流体试验系统可能使系统设计变得复杂，尤其是妨碍将试样/样本/试剂模板和/或容器引入系统的能力。
因而，较为有利的是研发出一种配置成在流体试验系统的容器附近间歇地引入和回缩磁性致动器的紧凑装置，将该装置进一步配置成对系统的其它组件为非侵入的。
发明概述
无论如何不应当将流体试验系统、螺线管致动器和使磁性微粒静止在流体试验系统中的方法的各实施例的下面说明解释为限制所附权利要求的主题事项。
流体试验系统的实施例包括容器和螺线管致动器，所述螺线管致动器包括保持住管芯组件的伸缩式本体以及围在伸缩式本体的至少一部分周围的线圈。配置螺线管致动器以致一旦通过线圈施加电流则管芯组件就向容器移动。
流体试验系统的另一实施例包括容器和螺线管致动器，所述螺线管致动器包括具有永磁体的管芯以及围绕在管芯的至少一部分周围的线圈。配置螺线管致动器以致当管芯相对于容器回缩时，螺线管致动器包括从线圈基准面至管芯相对端小于约15mm的厚度，并且螺线管致动器与容器相隔至少约10mm。另外，配置螺线管致动器以致当管芯完全伸向容器时，使永磁体足够靠近容器以使配置在其中一个或多个磁性微粒静止。
螺线管致动器的一个实施例包括支承管芯组件的伸缩式本体以及绕在伸缩式本体的至少一部分周围的线圈。
使流体试验系统中的磁性微粒保持静止的方法的实施例包括将多个磁性微粒引入流体试验系统的容器中，并通过与容器有间隔地相邻的螺线管致动器的线圈施加第一电流。第一电流的施加形成一电磁场，该电磁场足以排斥含螺线管管芯的永磁体使之离开线圈并足够靠近容器，以使永磁体令多个磁性微粒保持静止。
附图简述
本发明的其它目的和优点将通过细阅下面的详细说明和参照附图而变得明暸，在附图中：
图1A示出螺线管致动器的磁性致动器管芯回缩时流体试验系统的部分横截面图；
图1B示出当磁性致动器管芯伸出时图1A描述的流体试验系统的部分横截面图；
图2A示出当磁性致动器管芯回缩时图1A描述的螺线管致动器的立体图；
图2B示出当磁性致动器管芯伸出时图2A描述的螺线管致动器的立体图；
图3示出在磁性致动器管芯中设有一种不同磁体配置的图1B所示流体试验系统的部分横截面图；
图4示出在磁性致动器管芯中设有另一种不同磁体配置的图1B所示流体试验系统的部分横截面图；
图5示出具有相对于图1B所示流体试验系统的螺线管致动器的一种不同配置的流体试验系统的部分横截面图；
图6示出使流体试验系统中的磁性微粒静止的示例性方法的流程图。
尽管本发明可以有多种修正和替代形式，然而，通过附图中的示例给出并在本文中详尽地说明其特定实施例。然而，要理解，附图及其详尽说明不旨在将本发明限定在所公开的具体形式，相反，本发明覆盖落在如所附权利要求书定义的本发明精神和范围内的全部修正、等效物和替代物。
较佳实施例的详细说明
转到附图，图中示出螺线管致动器、包含该螺线管致动器的流体试验系统以及采用这类系统的方法的示例性实施例。具体地说，图1A和1B示出当螺线管致动器12的磁性致动器管芯14相对于容器16分别回缩和伸出时的流体试验系统10的部分横截面图。另外，图2A和2B示出当磁性致动器管芯14分别回缩和伸出时螺线管致动器12的示例性立体图。图3-5示出具体相对于磁性驱动管芯14不同配置的流体试验系统10的其它实施例。图6示出用本文描述的螺线管致动器使流体试验系统中的磁性微粒静止的示例性方法的流程图。要注意，不一定按比例绘出附图。具体地说，极大地夸大了一些附图中的某些要素的比例以突出这些要素的特征。另外，还注意到，不是按照相同比例绘制附图的。本文中使用的术语“螺线管致动器”一般指包含绕制在金属管芯周围的线圈的装置。术语“磁性”指被磁化或受磁体磁化或吸引的能力。术语“磁体”指天然或感应地由磁场包围并具有吸引或排斥另一磁性材料的特征的物体。术语“永磁体”指在撤去磁化力后保持其磁性的磁体。
流体试验系统10一般包括配置成执行(即准备和/或分析)流体试验的系统。流体试验可包括生物、化学或环境流体，其中希望确定一种或多种感兴趣分析物的存在与否。为了实现本文所述的方法，执行流体试验以使其包括磁性微粒，并且可配置流体试验系统的容器使之接纳多种磁性微粒。如图1A和1B所示，流体试验系统10的容器16包括磁性微粒18。磁性微粒18一般包含在容器16的流体中，并因此当如图1A所示地回缩磁性致动管芯14时可悬浮在容器16中。相反，当如图1B所示伸出磁性致动管芯14并接近容器16时，磁性微粒18可在容器16的底部群聚并保持静止。术语“微粒”在本文中用来总称微球体、聚苯乙烯珠、量子点、纳米点、纳米微粒、纳米壳、珠、微珠、胶乳微粒、胶乳珠、荧光珠、荧光微粒、染色微粒、染色珠、组织、细胞、微观组织、有机物、无机物或业内已知的任意其它不连续基质或物质。在本文中可互换地使用任意这些项。可用于本文描述的方法和系统的示例性磁性微球体包括xMAP
Figure BPA00001186310300041
微球体，可从德克萨斯奥斯汀的Luminex公司大批量购得这种材料。如图1A和1B所示，螺线管致动器12包括线圈15，该线圈15包括螺线管致动器的底部并当回缩管芯时以间隔距离绕制在磁性致动管芯14周围。线圈15充当电流通路，以使产生与配置在磁性致动管芯14中的永磁体的矢量场对准的磁场。所产生的磁场则提供力，籍此力使磁性致动管芯14移动(即伸出或回缩)。更具体地，当将电流施加于线圈15以使得到的磁场矢量对准于配置在磁性致动管芯14中的永磁体的磁场矢量的相反方向(例如反平行的)，则管芯移向容器16并尤为充分靠近容器16以使磁性微粒18保持静止。相反，当将电流施加于线圈15以使得到的磁场矢量对准于配置在磁性致动管芯14中的永磁体的磁场矢量的相同方向(即平行)，则管芯移离容器16(或保持在回缩位置)。如图1A和1B所示，可绕制线圈15以使底部(即螺线管致动器12最远离容器16的区域)的线密度大于顶部(即螺线管致动器12最接近容器16的区域)的线密度。或者说，线圈15可绕制成相对于磁性致动管芯14向外的移动方向具有逐渐减小的线密度。当磁性致动管芯14朝向容器16伸出时，这使由通过线圈15的电流产生的力矢量向上。没有这种不对称的话，力矢量就没有可靠的方向。
假定如上所述地配置和使用螺线管致动器12，磁性致动管芯14在流体试验系统10中扮演双重角色。具体地说，磁性致动管芯14提供力矢量，籍此驱动螺线管致动器12并进一步用来使磁性微粒18静止以执行流体试验。相信这与利用磁棒的传统螺线管致动器具有显著的不同。具体地说，传统螺线管致动器中的磁棒可提供力矢量以帮助驱动螺线管致动器，但其从螺线管底部伸出的功能通常本质上是机械性的。具体地说，采用磁棒的传统螺线管致动器一般利用磁棒的伸出作为机械开关。
如上所述，在流体试验系统中引入传统磁性致动装置在一些实施例中可能妨碍将试样/样本/试剂模板和/或容器引入系统的能力，特别是因为其体积特性并且需要接近含磁性微粒的处理容器。然而，本文描述的螺线管致动器可设计成规避这一课题。具体地说，本文描述的螺线管致动器可配置成当不需要微粒静止时使至少大部分磁性致动管芯14回缩到线圈15中。尽管不一定如此限制本文描述的螺线管致动器，然而实现这种回缩的一种方式包括如图1A-5所示的保持磁性致动管芯14的伸缩式本体。通过这种设计结构，由向线圈15施加电流而产生的磁场可使磁性致动管芯14伴随伸缩式本体向内和向外移动。如此，当磁性致动管芯14回缩时，可在螺线管致动器12和容器16之间维持相对大的间隙，从而使试样/样本/试剂模板无阻地进入或离开系统。如下面所提到的，当回缩磁性致动管芯14时，这种间隙的示例距离可在大约10mm和大约20mm之间，也可考虑更大或更小的距离。
在一些实施例中，螺线管致动器12的伸缩式本体可配置成使磁性致动管芯14伸出大于磁性致动管芯14长度两倍的距离，在图1A、1B中分别用尺寸Y和2Y表示。或者说，螺线管致动器12可相对于容器16定位，从而当磁性致动管芯14回缩到线圈15内时，使磁性致动管芯14与容器16隔开至少两倍于其长度的距离。在任意情形下，伸缩式本体可配置成套入其圆柱部分以使它们如图1A和2A所示从螺线管致动器12的毗邻外表面略为凸出。然而在其它实施例中，可将伸缩式本体配置成套入其圆柱部分以使它们相对于螺线管致动器12的毗邻外表面共面或略为凹进。在任意情形下，如下所述，当磁性致动管芯14回缩时，螺线管致动器12的高度(或宽度)在某些情形下小于或等于大约15mm，并因此当压缩时伸缩式本体的长度在某些情形下可小于或等于大约15mm。
总的来说，线圈15的磁性致动管芯14可配置成当磁性致动管芯14朝向容器16伸出时使磁性微粒18静止。这类配置可针对流体试验系统的不同应用和不同设计规范而广泛地变化，并因此不局限于本文所述的一般概括。线圈15的示例性规格包括30AWG量规线，它具有相对薄的绝缘层，以使线圈绕制成配合在狭小空间内。也可考虑其它和不同的线特征。例如，螺线管致动器12的功效可随着绕磁性致动管芯14的绕组数的增加而增大，并因此构成线圈15的绕组数可随着具体设计规范而变化。
如上面提到的，磁性致动管芯14包括永磁体。永磁体的配置可如结合图1A、1B、3和图4更详细描述的各种应用之间变化。具体地说，在一些情况中，永磁体可如图1A和1B所示构成整个磁性致动管芯14。然而在其它实施例中，永磁体可包括小于磁体致动管芯14的整体，例如图3和图4所示。在这些示图中，永磁体由附图标记14a表示，而由非磁性材料制成的磁性致动管芯14的剩余部分由附图标记14b表示。在一些实施例中，较为有利的是如图3所示将永磁体定位在磁性致动管芯14的远端。尤其当磁性致动管芯向容器16伸出时，这种配置可帮助实现磁性微粒18在容器16中的静止。然而在其它实施例中，永磁体可设置成离开磁性致动管芯14的远端。
在任意情形下，在一些实施例中，永磁体可如图4所示包括大部分磁性致动管芯，或如图3所示包含少于大部分管芯。此外，永磁体可如图3所示地跨过磁性致动管芯14的整个宽度或如图4所示地跨过小于管芯的整个宽度。要注意，上面提到并在图3和图4中示出的永磁体14a的不同配置不一定是互斥的。具体地说，上面提到的特征的任意组合可构成本文所述的螺线管致动器中的永磁体。总的来说，磁性致动管芯14中的永磁体的尺寸和布局结构取决于由永磁体、线圈15和磁性微粒18产生的磁场强度，并取决于螺线管致动器12伸出磁性致动管芯14以使磁性微粒静止的距离。要注意，与图1B和图3-5的描述相反，磁性致动管芯14(或包住管芯的包套)不一定要与容器16接触以使磁性微粒18静止。这个特征一般取决于磁性致动管芯和微粒的磁场的强度。此外，注意，不需要如图1B和图3-5那样包住磁性致动管芯14的端部。或者说，在某些情形下可在管芯的端部露出磁性致动管芯14的永磁体。磁性材料的强度(即吸引力的等级或度量)一般基于其最大磁能积(也称BHMAX)，它是材料的残余磁通量密度(一般以高斯表示)与材料的矫顽磁场强度(一般以奥斯特表示)的积。使前述永磁体相对于磁性致动管芯14具有比线圈15通过施加电流所能产生的BHMAX更高的BHMAX通常是有利的。具体地说，该阈值可确保永磁体的磁矢量场的方向不因由线圈15产生的电磁场而改变。对于本文描述的螺线管结构，BHMAX大于约10.0并在某些实施例中大于约15.0的永磁体一般是适用的。在一些情形下，至少约40.0的BHMAX的永磁体可能是尤为有利的，这样能采用多种线圈而无需防止超过永磁体的磁场。磁体的等级直接涉及其BHMAX，并因此在这些实施例中，为磁性致动管芯14考虑的永磁体可具有至少40级(N40)的磁体。
稀土材料(也称镧系材料或内过渡元素材料)通常提供大于10.0的最大磁能积范围，并因此尤为适用于配置在磁性致动管芯14中的永磁体。本文中使用的术语“稀土材料”指包括元素周期表中从镧到镥的15种稀土元素中的任何一种的材料。示例性材料包括烧结或粘结的钕-铁-硼(NdFeB)、烧结或粘结的钴化钐(SmCo)及其任意氮化物或碳化物。其它稀土材料也可作为磁性材料，并可用于配置在磁性致动管芯14中的永磁体。
分别由磁性致动管芯14和线圈15占据的尺寸和空间均有利于它们使磁性微粒18静止的配置，并因此也可在许多应用场合间广泛地变化。用于形成参照图1A-4描述的螺线管致动器的磁性致动管芯14的示例性尺寸包括大约0.25英寸的直径以及大约0.5英寸的高度(表示为尺寸Y)。用于形成参照图1A-4描述的螺线管致动器的线圈15的示例性尺寸包括大约17mm的内径、大约35mm的外径以及大约14.7mm的高度。然而，可为磁性致动管芯14和线圈15涉及更大或更小的尺寸。例如，在研发本文所述螺线管致动器过程中发现，随着线圈15内径相对于磁性致动管芯14的固定宽度尺寸而减小，由线圈15产生的磁场通常更快和更强。如此，在某些情形下线圈15具有小于磁性致动管芯14的三倍宽度尺寸的内径是有利的。
在任何情形下，当磁性致动管芯14回缩时(在图1A中表示为尺寸X)螺线管致动器12的高度(或宽度)可在不同应用和系统间变化。换句话说，当不施加电流时，磁性致动管芯14回缩到线圈15中的量或磁性致动管芯14从线圈凸出的量可在不同应用和系统之间变化。在某些情形下，使该尺寸最小化而使螺线管致动器12的尺寸最小化，并因此使它在系统内占据的空间最小化是有利的。例如，图1中示出的尺寸X在某些情形下可小于或等于约15mm。如图1A和2A所示，可通过构造螺线管致动器以使其回缩磁性致动管芯14的近乎整个长度来实现这种螺线管致动器12的宽度的最小化。在其它情形下，可将螺线管致动器12配置成缩回磁性致动管芯14的整个长度或也可配置成使磁性致动管芯14相对于线圈15回退。在任一前述情形下，线圈15的底部和磁性致动管芯14相对的远端之间的距离可相对较短。结果，螺线管致动器12可比传统螺线管致动器12更紧凑。然而在其它实施例中，可能不将螺线管致动器12配置成使磁性致动管芯14相对于线圈15回缩这样的程度，并因此本文所述的螺线管致动器的配置不一定局限于附图中的描述。除了前述磁性致动管芯14和线圈15的结构，螺线管致动器12和容器16之间的距离也可在不同应用和系统间变化。螺线管致动器12(具体地说是线圈15)与用于形成本文所述流体试验系统的容器16之间的示例性距离一般至少约为10mm，并在某些情形下为至少20mm。这些距离可用来确保当磁性致动管芯14未完全伸出时不会无意地使磁性微粒18静止。尤其，微粒静止的时间是重要的，以确保试验中和/或试验的适当分析中对生物、化学或环境样本的正确处理，因此当不需要静止时该距离可提供与容器16有足够的间隙。此外，至少约10mm并在某些情形下至少约20mm的间距可开启一通道，以使试样/样本/试剂模板和/或容器相对于具有靠近设置于其中的容器的大体积磁性致动器的流体试验系统更容易被引入到流体试验系统10中。但是，对本文所述的系统考虑螺线管致动器12和容器16之间短于约10mm的距离。
如图1A-4所示，据此描述的螺线管致动器在某些情形下可用来使大量磁性微粒静止。这种大量静止尤为适用于配置成处理使用多个磁性微粒的试验中的生物、化学或环境样本的流体试验系统。然而在一些实施例中，使用本文所述螺线管致动器以使用于分析试验的磁性微粒分别静止是有利的。使检查微粒静止的流体试验系统通常被称为静态系统。该系统仍旧可包括用于传递流体试样或其它可能的流体至微粒检查室的流体处理系统(并因此也可称为流体试验系统)，但检查室通常可配置成使检查用流体试验的微粒静止。在2007年6月4日提交的Roth等人的题为“执行一种或多种材料的测量的系统和方法(Systems and Methods for Performing Measurements of One or More Materials)”的美国专利申请11/757,841中描述了具有这一结构的示例性静态成像光学分析系统，其全文援引包含于此。如美国专利申请11/757,841所提到的，本文所述的静态系统配置成使阵列中的磁性微粒静止。鉴于这种配置，在一些实施例中配置磁性致动管芯14和线圈15的尺寸以适应阵列中的磁性微粒的静止是有利的。图5示出鉴于这些考量的流体试验系统的示例性实施例。
具体地说，图5示出一种流体试验系统20，该流体试验系统20包含容器26以及螺线管致动器22，该螺线管致动器22具有线圈25和从中伸出以使容器26的阵列中的磁性微粒28静止的磁性致动管芯24。除了其尺寸配置，螺线管致动器22、磁性致动管芯24和线圈25的特征一般包括与上面针对，螺线管致动器12、磁性致动管芯14和线圈15描述的相同特征。为了简洁而不再重复这些特征，但就象全面阐述那样地引用这些特征。如图5所示，磁性致动管芯24——更具体是配置在其中的永磁体——的宽度尺寸可与容器26的宽度尺寸相似或相同。如此，磁性微粒28可保持静止而不会聚集在容器26中。在这类情形下，容器26充当流体试验系统20的检查室。在一些配置中，容器26可配置成将磁性微粒28定位成阵列，并且螺线管致动器22可用来固定磁性微粒并将磁性微粒从该配置中释放。
注意本文描述的流体试验系统不局限于图1A、1B和图3-5的解说。具体地说，流体试验系统10、20可包括其它组件，例如但不局限于阀组件、泵组件和用于将流体引入系统并将其排出的流体通道。另外，注意流体试验系统10、20不局限于以图1A、1B和图3-5中描述的方式定位的螺线管致动器12/22和容器16/26。具体地说，螺线管致动器12/22和容器16/26可交替地定位以使磁性致动管芯14/22沿水平或近乎水平方向移动。在又一些其它实施例中，螺线管致动器12/22可位于容器16/26上，以使磁性致动管芯14/24当靠近容器16/26移动时沿基本向下的方向移动。要注意，在一些实施例中，使螺线管致动器12/22相对容器16/22定位以使磁性致动管芯14/24沿基本垂直位置(例如高于或低于容器16/26)移动是有利的。具体地说，在这类情形下，重力可帮助磁性致动管芯14/24相对于容器16沿至少一个方向移动。
如上面提到的，本文所述的螺线管致动器不一定局限于图1A-5所示的伸缩式本体。相反，螺线管致动器可替代地配置成使磁性致动棒沿固定包套接近流体试验的容器可滑动地延伸和回缩。此外要注意，本文描述的伸缩式配置不一定局限于本文所述的螺线管致动器。具体地说，考虑其它螺线管致动器也可从利用使管芯组件回缩和伸出的伸缩式本体中获益，不管管芯组件和/或其它组件包含在螺线管致动器中的结构为何。具体地说，相信伸缩式本体可运用于磁力致动、电气致动和/或机械致动的螺线管致动器的若干种不同配置中。
图6中示出使用本文所述的螺线管致动器使流体试验系统中的磁性微粒静止的示例性方法的流程图。具体地说，图6示出包括将多个磁性微粒引入流体试验系统的容器的方框40的流程图。多个磁性微粒可类似于参考图1A和1B描述的磁性微粒18。为简明起见不再重复该说明。除了引入磁性微粒，本方法可进一步包括如图6中的方框32所示的将一种或多种试剂引入容器。更具体地，该方法可包括在将磁性微粒引入容器前、在这期间或在这之后将一种或多种试剂引入容器。在一些实施例中，一种或多种试剂可包括用于流体试验准备的试剂，例如但不局限于生物、化学或环境样本、一种或多种抗体、一种或多种化学标签和缓冲液。在其它实施例中，一种或多种试剂可包括之前制备的流体试样。
在任意情形下，该方法可继续至方框34，其中通过紧邻容器的螺线管致动器的线圈施加电流以产生电磁场，该电磁场足以排斥含螺线管管芯的永磁体使其离开线圈并足够靠近容器，以使永磁体令多个磁性微粒静止。电流的施加可在不同应用场合下广泛地变化。用于形成本文所述的螺线管致动器和方法的示例性电流施加包括大约1.25安培，但也可考虑使用更大和更小的电流施加。在方框34中引用的电流施加中，该方法可包括如方框36所示从容器冲刷未附着于多个磁性微粒的一种或多种试剂的残余物。具体地说，可从系统容器中去除未经反应的试剂。在这之后，可如方框38所示地中断电流的施加。在一些实施例中，该电流中断可足以使含永磁体的螺线管的管芯组件移离容器并由于重力而脱离多个磁性微粒。然而在其它实施例中，该方法可能需要沿相反方向通过线圈施加电流，以使包含永磁体的管芯组件移离容器并脱离多个磁性微粒，如方框40所示。
在任一情形下，在一些实施例中，该方法可在脱离多个磁性微粒后终止。然而在其它情形下，该方法可进而将一种或多种附加试剂引入容器，如图6中从方框38和40延伸至方框32的虚线所示那样。要注意，该动作过程是可选的，并因此在图6中以虚线表示。之后，该方法可继续至方框34-38或34-40，以相对于一种或多种附加试剂来处理磁性微粒。该过程可重复任意次数。要注意，本文描述的方法不一定局限于图6描述的流程图。具体地说，本文描述的方法可包括用于准备和/或处理流体试验的一个或多个附加步骤。
获得本公开的益处的本领域内技术人员能够理解，相信本发明能提供螺线管致动器、包含螺线管致动器的流体试验系统以及采用这类系统的方法。鉴于本说明书，本发明各个方面的进一步修改和替代性实施例对本领域内技术人员而言是显而易见的。例如上文所述，本文描述的伸缩式结构不一定局限于本文描述的螺线管结构。相信若干种不同的螺线管致动器可从伸缩式设计中获益。因此，本说明书应当解释为仅是示例性的，并且旨在教示业内技术人员实现本发明的通常方式。要理解，本文所示和所描述的形式被认为是目前最佳的实施例。可替代本文所示和所述的那些内容的要素和材料，并且部件和过程可以是颠倒的，并可单独利用本发明的某些特征，本领域内技术人员在获得本发明说明书的益处后，能很清楚地明白这些。可对本文所述的要素作出改变而不脱离如下面权利要求书所述的本发明的精神和范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种流体试验系统，包括：
容器；以及
螺线管致动器，包括：
保持磁性管芯组件的伸缩式本体；以及
绕制在所述伸缩式本体的至少一部分周围的线圈，其中将所述螺线管致动器配置成一旦施加通过所述线圈的电流所述磁性管芯组件就向所述容器移动。
2.如权利要求1所述的流体试验系统，其特征在于，将所述伸缩式本体配置成使所述磁性管芯组件从其回缩位置伸出大于所述磁性管芯组件的长度的两倍的距离。
3.如权利要求1所述的流体试验系统，其特征在于，当所述磁性管芯组件相对于容器回缩时，所述螺线管致动器与所述容器间隔至少约10mm。
4.如权利要求1所述的螺线管致动器，其特征在于，当被压缩时所述伸缩式本体的长度小于约15mm。
5.如权利要求1所述的流体试验系统，其特征在于，所述磁性管芯组件包括永磁体。
6.如权利要求5所述的流体试验系统，其特征在于，所述永磁体是稀土磁体。
7.如权利要求5所述的流体试验系统，其特征在于，所述永磁体包括所述磁性管芯组件的相对端。
8.如权利要求5所述的流体试验系统，其特征在于，所述永磁体包括所述磁性管芯组件的大部分。
9.一种螺线管致动器，包括：
保持磁性管芯组件的伸缩式本体；以及
绕制在所述伸缩式本体的至少一部分周围的线圈。
10.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，将所述伸缩式本体配置成使所述磁性管芯组件从其回缩位置伸出大于所述磁性管芯组件的长度的两倍的距离。
11.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，所述线圈被绕制成使所述线圈沿所述磁性管芯组件向外移动的方向具有逐渐减小的线密度。
12.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，所述线圈的内径小于所述磁性管芯组件的宽度尺寸的三倍。
13.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，当被压缩时所述伸缩式本体的长度小于约15mm。
14.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，所述磁性管芯组件包括永磁体。
15.如权利要求14所述的螺线管致动器，其特征在于，所述永磁体是稀土磁体。
16.如权利要求14所述的螺线管致动器，其特征在于，所述永磁体包括至少40级的磁体。
17.一种使流体试验系统内的磁性粒子静止的方法，包括：将多个磁性粒子引入流体试验系统的容器中，并施加通过紧邻所述容器而隔开设置的螺线管的线圈的第一电流以产生电磁场，所述电磁场足以将含所述螺线管的管芯的永磁体从所述线圈中排斥出并足够接近所述容器，以使所述永磁体令多个磁性粒子静止。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括中断第一电流的施加，其中中断第一电流的施加使所述永磁体移离所述容器，并使所述多个磁性粒子由于重力而脱开。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：
中断第一电流的施加；以及
施加沿与所述第一电流相反的方向通过所述线圈的第二电流，以使所述永磁体移离所述容器并使所述多个磁性粒子脱开。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：
在施加所述第一电流前，将一种或多种试剂引入所述容器；以及
在施加所述第一电流的步骤期间，从所述容器冲刷所述一种或多种试剂的未附着于所述多个磁性粒子的残余物。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
中断第一电流的施加以使所述永磁体移离所述容器并使所述多个磁性粒子脱开；以及
在中断所述第一电流之后，将一种或多种附加试剂引入所述容器。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：
在将所述一种或多种附加试剂引入所述容器后施加通过所述线圈的第二电流，以使所述永磁体移到足够接近所述容器之处，从而使所述多个磁性粒子静止；以及
在施加所述第二电流的步骤期间，从所述容器冲刷所述一种或多种附加试剂的未附着于所述多个磁性粒子的残余物。
23.一种流体试验系统，包括：
容器；以及
螺线管致动器；包括：
具有永磁体的管芯；以及
绕制在所述管芯的至少一部分周围的线圈，其中将所述螺线管致动器配置成：
当所述管芯相对于所述容器回缩时，所述螺线管致动器包括从所述线圈的基准面至所述线圈的相对端小于约15mm的厚度，并且所述螺线管致动器与所述容器相隔至少约10mm；以及
当管芯朝向所述容器完全伸出时，所述永磁体足够接近地靠近所述容器以使设置在其中的一个或多个磁性粒子静止。
24.如权利要求23所述的流体试验系统，其特征在于，将所述系统配置成准备流体试验。
25.如权利要求23所述的流体试验系统，其特征在于，所述螺线管致动器还包括保持住所述管芯的伸缩式本体。
26.如权利要求23所述的流体试验系统，其特征在于，当所述管芯相对于所述容器回缩时，所述螺线管致动器与所述容器相隔至少约20mm。
27.如权利要求23所述的流体试验系统，其特征在于，将所述螺线管致动器设置在所述容器下方。

Claims (27)

1.一种流体试验系统，包括：
容器；以及
螺线管致动器，包括：
保持管芯组件的伸缩式本体；以及
绕制在所述伸缩式本体的至少一部分周围的线圈，其中将所述螺线管致动器配置成一旦施加通过所述线圈的电流所述管芯组件就向所述容器移动。
2.如权利要求1所述的流体试验系统，其特征在于，将所述伸缩式本体配置成使所述管芯组件从其回缩位置伸出大于所述管芯组件的长度的两倍的距离。
3.如权利要求1所述的流体试验系统，其特征在于，当所述管芯组件相对于容器回缩时，所述螺线管致动器与所述容器间隔至少约10mm。
4.如权利要求1所述的螺线管致动器，其特征在于，当被压缩时所述伸缩式本体的长度小于约15mm。
5.如权利要求1所述的流体试验系统，其特征在于，所述管芯组件包括永磁体。
6.如权利要求5所述的流体试验系统，其特征在于，所述永磁体是稀土磁体。
7.如权利要求5所述的流体试验系统，其特征在于，所述永磁体包括所述管芯组件的相对端。
8.如权利要求5所述的流体试验系统，其特征在于，所述永磁体包括所述管芯组件的大部分。
9.一种螺线管致动器，包括：
保持管芯组件的伸缩式本体；以及
绕制在所述伸缩式本体的至少一部分周围的线圈。
10.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，将所述伸缩式本体配置成使所述管芯组件从其回缩位置伸出大于所述管芯组件的长度的两倍的距离。
11.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，所述线圈被绕制成使所述线圈沿所述管芯组件向外移动的方向具有逐渐减小的线密度。
12.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，所述线圈的内径小于所述管芯组件的宽度尺寸的三倍。
13.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，当被压缩时所述伸缩式本体的长度小于约15mm。
14.如权利要求9所述的螺线管致动器，其特征在于，所述管芯包括永磁体。
15.如权利要求14所述的螺线管致动器，其特征在于，所述永磁体是稀土磁体。
16.如权利要求14所述的螺线管致动器，其特征在于，所述永磁体包括至少40级的磁体。
17.一种使流体试验系统内的磁性粒子静止的方法，包括：将多个磁性粒子引入流体试验系统的容器中，并施加通过紧邻所述容器而隔开设置的螺线管的线圈的第一电流以产生电磁场，所述电磁场足以将含所述螺线管的管芯的永磁体从所述线圈中排斥出并足够接近所述容器，以使所述永磁体令多个磁性粒子静止。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括中断第一电流的施加，其中中断第一电流的施加使所述永磁体移离所述容器，并使所述多个磁性粒子由于重力而脱开。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：
中断第一电流的施加；以及
施加沿与所述第一电流相反的方向通过所述线圈的第二电流，以使所述永磁体移离所述容器并使所述多个磁性粒子脱开。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：
在施加所述第一电流前，将一种或多种试剂引入所述容器；以及
在施加所述第一电流的步骤期间，从所述容器冲刷所述一种或多种试剂的未附着于所述多个磁性粒子的残余物。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
中断第一电流的施加以使所述永磁体移离所述容器并使所述多个磁性粒子脱开；以及
在中断所述第一电流之后，将一种或多种附加试剂引入所述容器。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：
在将所述一种或多种附加试剂引入所述容器后施加通过所述线圈的第二电流，以使所述永磁体移到足够接近所述容器之处，从而使所述多个磁性粒子静止；以及
在施加所述第二电流的步骤期间，从所述容器冲刷所述一种或多种附加试剂的未附着于所述多个磁性粒子的残余物。
23.一种流体试验系统，包括：
容器；以及
螺线管致动器；包括：
具有永磁体的管芯；以及
绕制在所述管芯的至少一部分周围的线圈，其中将所述螺线管致动器配置成：
当所述管芯相对于所述容器回缩时，所述螺线管致动器包括从所述线圈的基准面至所述线圈的相对端小于约15mm的厚度，并且所述螺线管致动器与所述容器相隔至少约10mm；以及
当管芯朝向所述容器完全伸出时，所述永磁体足够接近地靠近所述容器以使设置在其中的一个或多个磁性粒子静止。
24.如权利要求23所述的流体试验系统，其特征在于，将所述系统配置成准备流体试验。
25.如权利要求23所述的流体试验系统，其特征在于，所述螺线管致动器还包括保持住所述管芯的伸缩式本体。
26.如权利要求23所述的流体试验系统，其特征在于，当所述管芯相对于所述容器回缩时，所述螺线管致动器与所述容器相隔至少约20mm。
27.如权利要求23所述的流体试验系统，其特征在于，将所述螺线管致动器设置在所述容器下方。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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