CN103501913B - 磁性颗粒清除装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从液体移除磁性颗粒的装置，所述装置包括：用于保持含有磁性颗粒的液体的至少一个容器；和用于放置在所述至少一个容器中的至少一个磁性柱体，其中在所述液体与所述至少一个磁性柱体接触的时候，所述磁性颗粒朝着所述至少一个磁性柱体被吸引，并结合至所述至少一个磁性柱体，从而在将所述液体从所述至少一个磁性柱体被分离的时候，所述磁性颗粒从所述液体中被移除。

Description

磁性颗粒清除装置及方法

技术领域

本发明涉及含有磁性颗粒的液体。更具体而言，本发明涉及一种用于将磁性颗粒从液体移除的新颖的装置及方法。

背景技术

贯穿整个申请，引用了不同的参考用以更充分地描述本发明所述的技术的发展状况。通过将这些公开的参考通过引用的形式而全部引入到本公开中。

用于移除磁性颗粒的装置及方法通过如下文献而公知：U.S.2,029,078、U.S.3,567,026、U.S.3,676,337、U.S.3,902,994、U.S.4,141,687、U.S.4,554,088、U.S.4,663,029、U.S.5,108,933、U.S.5,200,084、U.S.5,466,574、U.S.5,622,831、U.S.6,451,207、U.S.6,468,810、U.S.6,695,004和U.S.2006/0286137。这些装置及方法使用外部磁体，所述外部磁体没有与其所插入其中的液体分离。此外，很多这些装置及方法仅适用于实验测定中的较小体积，而并不适用于更大规模的体积。

尽管前述方法总体是有用的，但仍需要提供一种装置及方法，其至少克服了一个现有技术的缺陷，并进一步提供方法自身的其他优点。

发明内容

本发明为一种用于将磁性颗粒从液体介质清除或移除的新颖的装置及方法。磁性颗粒能够为任何大小、形状及构造。例如，磁性颗粒能够为但并不限于锉屑、碎片、切屑等。这里描述的装置及方法应用于治疗血源性疾病，例如白血病、糖尿病或病毒感染等。这里描述的装置及方法对于从除血液或血液制品之外的液体中移除致污物或污染物也是有用的，例如骨髓、脑脊髓液（CSF）、细胞培养液介质、食品、牛奶、饮料、试剂、油（诸如发动机油）、润滑剂（诸如机器润滑剂）、缓冲剂、溶剂（诸如水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿），以及其他化学液体和化学试剂。其他应用包括在实验测定中从溶液中移除DNA或RNA。蛋白质可以是酶、抗体、受体、多肽、半抗原等。多肽可以是多肽激素。半抗原可以是低分子量化合物，如外源凝集素、激素、药物、农药、毒素等。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于从液体移除磁性颗粒的装置，所述装置包括：用于保持液体和磁性柱体的容器。所述容器能够为任何适用于保持液体并为本领域技术人员公知的容器。在本发明的一个实施方式中，容器为管子。在本发明的另一个实施方式中，所述容器为平板中的至少一个井。在本发明的另一个实施方案中，所述至少一个井为多个井。在本发明的一个实施方案中，所述平板为塑料平板。所述容器和所述磁性柱体足够在较小体积的液体中移除磁性颗粒。（参见图2的（26））。磁性柱体能够为任何大小、形状和构造。例如，磁性柱体能够为但并不限于块状物、柱体、针状物、珠状物、钉状物、手术刀、或勺子等。任何尺寸的磁性柱体可以单独使用，用以插入到装配有或没有装配到轴的容器中，从而将磁性颗粒移除。在本发明的一个实施方案中，所述容器是非磁性的。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于从液体移除磁性颗粒的装置，所述装置包括：用于保持液体的容器、轴和安装用于围绕轴运动的至少一个磁性柱体，其中所述磁性柱体对液体进行搅拌并吸引在液体中的磁性颗粒。围绕轴的运动可以为任何将为本领域技术人员所能理解的运动。在本发明的一个实施方案中，围绕轴的运动为多方向的。在本发明的一个实施方案中，围绕轴的运动选自于搅拌、旋转、振动、摆动、转圈、前后运动、上下运动及其组合。

在一个方面中，磁性柱体为中空的，并且包括内部磁体。在一个方面中，所述磁体能够从磁性柱体移除。在本发明的一个实施方案中，所述磁体为永磁体。在本发明的另一个实施方案中，所述磁体为电磁体。磁性柱体可以进一步包括非磁性的间隔物以及能够移除的外罩。磁性柱体的外部可以被加工成带有一些类似钉状物或网络突起，从而其能够保持更多的物质。此外，磁性柱体也可以加工成具有钩状或其他形状（诸如小刀或勺子），用以更有效地保持物质。

在另一个方面中，多个磁性柱体以至少一个阵列而被支撑在所述轴上，并且每个磁性柱体可以具有不同大小和/或直径。在本发明的一个实施方案中，至少一个阵列为被支撑在所述轴上的单个阵列。在本发明的另一个实施方案中，所述至少一个阵列为被支撑在所述轴上的多个阵列。在本发明的另一个实施方案中，所述至少一个阵列为任何能为本领域技术人员所理解的数量的阵列。在本发明的另一个实施方案中，所述至少一个阵列为1到大约20个阵列。

在另一个方面中，多个阵列被支撑在所述轴上，其布置方式选自大体平行（＝）、大体交叉（×或＋）及其组合。

在另一个方面中，所述围绕轴的运动选自相互、自动及其组合。

在另一个方面中，所述液体选自血液、血液制品、骨髓、脑脊髓液（CSF）、细胞培养液介质、食品、牛奶、饮料、油（诸如发动机油）、润滑剂（例如取自机器）、缓冲剂、溶剂（包括但并不限于水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿），以及其他化学液体和化学试剂。在一个方面中，所述液体为血液或者血液制品。

在另一个方面中，磁性颗粒被结合至细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质、核酸或污染物。当磁性颗粒用作固体载体或所述颗粒大于目标物质时，细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质可以结合至所述颗粒，而不是颗粒被结合至病毒、细胞或蛋白质。然而，由于其将形成复合物，一旦他们结合将没有区别。当颗粒小于目标物质时，所述颗粒（纳米颗粒）结合至目标物质。是否为所述颗粒结合至目标物质还是目标物质结合至所述颗粒取决于不同的情况。之后所述磁性柱体将颗粒-细胞/病毒复合物吸引过来。

如本领域技术人员所能理解，液体可以为较小体积或者较大体积。在本发明的一个实施方案中，体积为从大约10μl至大约10⁶升。例如，对于研究用途而言，所述体积可以为大约10μl小的体积。在本发明的一个实施方案中，所述体积大约为0.1ml。对于工业用途而言，所述体积可以为与游泳池一样大的体积。在磁体扩大至较大尺寸的一个实施方案中，清洁器能够制造作为真空吸尘器，并且能够围绕游泳池行进，从而水中的人类毛发、藻类，以及其他外来物质（杂质）能够被移除。在一个实施方案中，液体从大约300ml至大约1000ml。该体积可以用于临床目的。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于从液体移除磁性颗粒的方法，所述方法包括：在液体中使磁性柱体运动用以吸引磁性颗粒；并将磁性柱体和所吸引的磁性颗粒从液体中移除。在本发明的一个实施方案中，所述运动选自搅拌、旋转、振动、摆动、转圈、前后运动、上下运动及其组合。在本发明的一个实施方案中，所述运动为搅拌。

在一个方面中，磁性柱体为中空的，并且包括内部磁体，所述磁体能够从磁性柱体移除。在另一个方面中，磁性柱体进一步包括非磁性的间隔物以及能够移除的外罩。

在另一个方面中，多个磁性柱体形成至少一个阵列被支撑在所述轴上，并且每个磁性柱体可以具有不同大小/长度和/或直径。在本发明的一个实施方案中，至少一个阵列为被支撑在所述轴上的单个阵列。在本发明的另一个实施方案中，所述至少一个阵列为被支撑在所述轴上的多个阵列。在本发明的另一个实施方案中，所述至少一个阵列为任何能为本领域技术人员所理解的数量的阵列。在本发明的另一个实施方案中，所述至少一个阵列为1到大约20个阵列。

在另一个方面中，多个阵列被支撑在所述轴上，其布置方式选自大体平行（＝）、大体交叉（×或＋）及其组合。

在另一个方面中，所述围绕轴的运动选自相互、自动及其组合。

在另一个方面中，所述液体选自血液、血液制品、骨髓、CSF、细胞培养液介质、食品、牛奶、饮料、油（诸如发动机油）、润滑剂（例如取自机器）、缓冲剂、溶剂（包括但并不限于水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿），以及其他化学液体和化学试剂及其组合。在一个方面中，所述液体选自血液、血液制品及其组合。

在另一个方面中，磁性颗粒被结合至细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质、核酸或污染物或其组合。

在另一个方面中，如本领域技术人员所能理解，液体可以为较大体积。在本发明的一个实施方案中，液体体积从大约300ml至大约1000ml。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于从液体移除磁性颗粒的装置，所述装置包括：腔室，所述腔室包括流入导管和流出导管；和磁体，所述磁体被支撑在所述腔室中且位于所述流入导管与所述流出导管之间，其中当液体从所述流入导管流动至所述流出导管时，所述磁体吸引在液体中的磁性颗粒。

在一个方面中，所述磁体为固定的。

在一个方面中，所述磁体能够为任何能为本领域技术人员所理解的形状和大小。

在一个方面中，所述磁体能够安装在所述腔室的壁的内侧和/或外侧上。

在另一个方面中，所述装置进一步包括用于在所述腔室内支撑所述磁体的多个保持部。

在另一个方面中，所述磁体包括保护涂层。

在另一个方面中，所述装置包括彼此结合用以形成所述腔室的两个部分，一个部分包括所述流入导管，另一个部分包括所述流出导管和所述磁体。

在一个方面中，所述磁体能够从所述腔室移除，而所述两个部分通过螺纹而彼此结合在一起。

在另一个方面中，所述磁体的外直径小于所述腔室的内直径。在另一个方面中，所述磁体包括液体流经的孔隙。在另一个方面中，所述磁体在一侧或两侧上内凹。

在一个方面中，所述液体选自血液、血液制品、骨髓、CSF、细胞培养液介质、食品、牛奶、饮料、油（诸如发动机油）、润滑剂（例如取自机器）、缓冲剂、溶剂（包括但并不限于水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿）、其他化学液体、其他化学试剂及其组合。在一个方面中，所述液体选自血液、血液制品及其组合。

在另一个方面中，磁性颗粒被结合至细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质、核酸或污染物。

在另一个方面中，如本领域技术人员所能理解，液体可以为较大体积。在本发明的一个实施方案中，液体体积从大约300ml至大约1000ml。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于从液体移除磁性颗粒的方法，所述方法包括：使液体穿行到包括内部磁体的滴注腔室（drip chamber）中，从而液体接触并流过所述磁体，所述磁体吸引在液体中的磁性颗粒；并且使所述液体流出所述滴注腔室外。

在一个方面中，所述滴注腔室进一步包括用于在腔室内支撑磁体的多个保持部。

在另一个方面中，所述磁体包括保护涂层。

在另一个方面中，所述滴注腔室包括彼此结合用以形成所述滴注腔室的两个部分，一个部分包括流入导管而另一个部分包括流出导管和所述磁体。在一个方面中，所述磁体能够从滴注腔室移除，而所述两个部分通过螺纹而彼此结合在一起。

在另一个方面中，所述磁体的外直径小于所述滴注腔室的内直径。在另一个方面中，所述磁体包括液体流经的孔隙。在另一个方面中，所述磁体在一侧或两侧上内凹。

在另一个方面中，所述液体选自血液、血液制品、骨髓、CSF、细胞培养液介质、食品、牛奶、饮料、油（诸如发动机油）、润滑剂（例如取自机器）、缓冲剂、溶剂（包括但并不限于水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿）、以及其他化学液体和化学试剂。在一个方面中，所述液体为血液或血液制品。

在另一个方面中，磁性颗粒被结合至细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质、核酸或污染物。

在另一个方面中，液体为较大体积，例如从大约300ml至大约1000ml。

根据本发明的另一个方面，提供了一种处理目标对象中的血源性疾病或者病症的方法，所述方法包括：使用目标在于结合至疾病或病症引起部分的磁性颗粒来处理得到目标对象的血液；并使用这里描述的装置将磁性颗粒和疾病或病症引起部分从血液移除。

在一个方面中，所述血源性疾病或病症选自癌症、病毒以及自身免疫性疾病。在一个方面中，所述癌症为白血病；所述病毒为HIV、HBV或HCV；轮状病毒和自身免疫性疾病为糖尿病、系统性红斑狼疮或类风湿关节炎。

在另一个方面中，该疾病或病症引起部分选自细胞、病毒颗粒、自身免疫性蛋白质复合物、毒剂、蛋白质复合物、胆固醇复合物。

在另一个方面中，血液被从所述目标对象中移除以用于处理，并在处理后返回到目标对象。

根据本发明的另一个方面，提供了一种本文中描述的装置的用途，用于处理目标对象中的血源性疾病或病症，其中目标在于结合至疾病或病症引起部分的磁性颗粒存在于所述目标对象的血液中。

在一个方面中，所述血源性疾病或病症选自癌症、病毒以及自身免疫性疾病。在一个方面中，所述癌症为白血病；所述病毒为HIV、HBV或HCV；而所述自身免疫性疾病为糖尿病、系统性红斑狼疮或类风湿关节炎。

在另一个方面中，该疾病或病症引起部分选自细胞、病毒颗粒、自身免疫性蛋白质复合物、毒剂、蛋白质复合物、胆固醇复合物。

通过下文的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得清楚。然而应该理解，由于通过详细描述而对本领域技术人员而言清楚的是各种改变和修改都落在本发明的精神和范围内，因而尽管示出了本发明的具体实施方案的所述详细描述和具体实例仅以阐述的形式给出。

附图说明

现在将参考附图而仅以实例的方式对具体实施方案进行描述，在这些附图中：

图1为本发明的装置的立体图；

图2为图1装置的柱体的立体图；

图3为图1装置的阵列的俯视平面图和侧立视图；

图4为示出了图1的装置组装的立体图；

图5a为本发明的另一个装置的侧立视图；

图5b为图5a的装置的侧截面图；

图5c为图5a的装置在使用时的侧截面图；

图6a为图5a的装置在拆卸时的侧立视图；

图6b为图6a的装置的横截面图；

图6c为图5a的装置的俯视截面图；

图7a为本发明的装置的使用方法的说明；

图7b为本发明的装置的使用方法的图示；

图8为根据本发明的一个方面将目标颗粒结合至磁性颗粒用以形成复合物并将该复合物结合至磁体的图示：

图9为本发明的装置的立体图。

具体实施方式

本发明指向一种用于将磁性颗粒从液体介质清除或移除的新颖的装置及方法。这些装置和方法应用于将磁性颗粒从生物液体移除，例如从血液、血液制品、骨髓、CSF、细胞培养液介质、食品、牛奶、饮料、试剂、油（诸如发动机油）、润滑剂（诸如机器润滑剂）、缓冲剂、溶剂（例如但不限于水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿），以及其他化学液体和化学试剂。所述磁性颗粒本身可以为液体中的污染物或致污物，或者它们可以结合至液体中的污染物或疾病引起部分。可替代地，磁性颗粒可以为液体中的所需成份，为了净化其必须从液体移除。

本发明现在将参考图1进行描述，图1示出了本发明的装置的一个方面。该装置20包括连接至旋钮24的轴22。轴22与旋钮24彼此连接，从而旋钮24的运动（在该实施方案中为旋转）引起轴22相应的运动（在该实施方案中为旋转）。以这种方式，装置20能够通过旋钮24的运动（在该实施方案中为旋转）而手工和/或自动操作。

多个柱体26安装至轴22。柱体26为中空的外壳磁体28（参见图2），并且能够围绕轴22旋转。在示出的实施方案中，柱体26以每个阵列六个柱体而形成阵列的方式围绕所述轴而被支撑。六个柱体和三个阵列仅为举例。如本领域技术人员所理解的，柱体和阵列可以根据装置20的直径而更多或更少。如本领域技术人员所理解的，柱体26的长度可以根据容器30内的液体体积的深度或浅度而更短或更长。每阵列包括不同尺寸的柱体26。尺寸的变化使得磁场的强度相应的变化，这允许通过最终用户根据需要进行装置20的定制方案。轴22和柱体26能够插入到容器30中，用于保持液体，并且容器可以使用外罩32而关闭。

可以理解装置20为多功能的，在于其可以当磁体28没有装在柱体26中的时候用作搅拌器，而在磁体28装在柱体26中的时候，其能够额外运作用以吸引液体中的磁性颗粒。

现在转到图2，柱体26和磁体28被单独示出。磁体28示出为三种不同尺寸28a、28b和28c。此外，非磁性间隔物34示出了三种不同的尺寸34a、34b和34c。非磁性间隔物可以由任何非磁性材料制成，诸如金属（例如铝，铅或铜）、瓷、玻璃、陶瓷、塑料或木材。通过将这些磁体28与间隔物34以不同排列而结合，所导致的磁场可以调节用以满足最终用户的需要。例如，柱体26a仅包括磁体28并产生较强的磁场。柱体26b包括三个磁体28，每个磁体28被一个间隔物34隔开，在容器30内的三个不同的平面产生中等强度的磁场。最后，柱体26c包括两个磁体28，两个磁体28被三个间隔物34隔开，在容器30内的两个不同且相隔一定距离的平面产生较弱的磁场。磁体28和间隔物34的这种组合布置允许最终用户对磁场进行接近无限的定制方案。

这种组合布置是有利的，这是因为液体中的任何磁性颗粒由于其不同的特定重力而可以漂浮一段时间而不是立即沉入容器30的底部。通过调整磁场平面，磁性颗粒可以被磁性柱体26立即吸引，而不是等待颗粒完全沉入液体中。此外，磁体的大小可以调整，从而取决于液体中的磁性颗粒的浓度或尺寸而产生更强或更弱的磁场。

从图2可见，清楚的是柱体26为具有一个封闭端和一个开口端的管子，磁体28和间隔物34可插入其中。开口端可以受到盖子36保护，从而防止容器30中的液体污染磁体28和间隔物34。以这种方式，磁体28和间隔物34可以反复使用，而不需要在每次使用之间进行清洁。

图3示出了柱体26形成为阵列38的布置。如在图1和图2中所示，每个包含六个柱体的三个阵列38例如可以围绕轴22组装。可替代地，单个阵列38或者任何数量的阵列可以围绕轴22组装。如本领域技术人员所能理解的，阵列38可以按照任何布置围绕轴22进行组装。在本发明的一个实施方案中，阵列38围绕轴22进行布置，其布置方式选自大体平行（＝）、大体交叉（×或＋）及其组合。图3示出了阵列38围绕轴22的组装成大体交叉的布置。阵列38可以包含不同大小和直径的柱体26，建立较大的阵列38a、中等的阵列38b和较小的阵列38c。这些阵列38a、38b和38c可以围绕轴以任何组合进行组装，并且阵列38的每个不需要仅包含一种类型的柱体26，如图中所示。可以预期不同的柱体26可以在单个阵列38中结合在一起。因此，提供给最终用户更多的关于所建立的磁场的定制方案。

现在转到图4，示出了装置20的组装。旋钮24和轴22插入通过外罩32中的孔，并且该轴附接至阵列38，所述阵列38包含有磁体28以及在所需构造中能够选择地包含有间隔物34。轴22为中空的，因此能够放置在杆40的顶部，杆40从容器30向上延伸。可替代地，如本领域技术人员能够理解的，轴22能够放置或者固定在任意能够实现各个移动或运动的地点上。轴22通过使用旋钮24而能够在杆40上旋转。此时，装置20可以通过简单转动旋钮24而被手动操作，从而引起阵列38在容器30内旋转。可替代地，装置20可以插入到自动外壳42中，自动外壳42可以控制旋转速度以及其它所需参数，例如时间、紫外线消毒、温度以及光源。

在图4中，外壳42为用于医疗用途的示例性方法。在使用中，装置20按照在所需构造中所描述的使用磁体28、间隔物34和阵列38而被组装起来。含有磁性颗粒的液体放置在容器30中并且旋钮24被转动。这引起液体的搅拌和磁场贯穿液体的运动，从而增加了液体中的磁性颗粒在磁场中被发现并因此被吸引到磁体28的可能性。一段时间之后，根据已净化的液体是否为所需的最终产品或者磁性颗粒是否为所需的最终产品，可将液体从容器30中移除和/或可将阵列38从液体中移除。磁性颗粒将被吸引到柱体并且这种吸引将不会停止，直到柱体例如通过将位于其中的磁体移除而被消磁。

现在转到图5和图6，示出了本发明的方法的另一方面。这里，装置采取中空滴注腔室44的形式，其具有液体58可以流动穿过的流入导管46和流出导管48。磁体28在滴注腔室44内的保持部50上得到支撑。磁体28的外直径小于滴注腔室44的内直径，从而液体58可以穿过在保持部50之间的间隔物60而流经磁体28，并穿过流出导管48流出。可替代地，磁体28的直径可以与滴注腔室44的内直径相同，然而，在这种情况下，磁体28中至少应有一个孔隙以允许液体58流动通过。应该理解在装置的这个方面中的磁体28是固定的并且不与液体58运动。可替代地，磁体28可以安装在位于腔室44的内侧和/或外侧的壁处。腔室44还可以修改为通过将装置植入患者体内而使流入导管46和流出导管48连接至患者的静脉或动脉，用以捕捉疾病引起部分。

滴注腔室44由彼此结合的两部分形成，用以形成滴注腔室44。一个部分62包括流入导管46，而另一个部分64包括流出导管48和磁体28。如图6中所示，两个部分62、64螺纹结合在一起以形成滴注腔室44。应该理解两个部分能够通过除螺纹外的其他方法而彼此结合在一起，例如，通过诸如摩擦配合或者通过卡扣在一起。可替代地，滴入腔室44能够设置作为不会分开的整体装置，具有在其中制造的磁体28。滴注腔室44可以为透明的，从而可以监视滴注速度。滴注腔室的材料可以与注射器材料或者涂层52材料相同。

在示出的实施方案中，磁体28具有保护涂层52。保护涂层52的材料与注射器或者其他医用耗材一致。其应为无毒的，并应为监管批准等级的材料，例如乙烯的聚合物或聚乙烯。保护涂层的厚度可以从大约0.2至1.0毫米。涂层52不影响由磁体28产生的磁场，并且存在用以防止任何从与其接触的磁体28与液体58之间发生的不良反应。例如，如果液体58为血液，涂层52可以为生物相容性并且为惰性的。此外，涂层52可以成形为使得在磁体28的任意一侧或两侧上形成内凹的井54。井54形成在磁体28的两侧上从而磁体28放置在滴注腔室44内的方向并不重要。井54的作用在于增加液体与磁场的接触时间，从而有助于确保液体58中的任何磁性颗粒56通过磁体28而被吸引并保持在合适位置上，同时液体58持续流过。

如果液体58为血液或者血液制品，则滴注腔室44可以悬在医疗液体容器66下方，例如在图7中所示。在该实施方案中，血液或血液制品从医疗液体容器66流入滴注腔室44，并且最终流入目标对象中。以这种方式，血液或血液制品能够在其进入目标对象之前被磁性颗粒56清洁。血液或血液制品可以为早前已经被移出的目标对象自身的血液或血液制品。在一个方面，目标磁性颗粒56被结合至恶性细胞，例如在目标对象的血液内发现的。通过将血液通过滴注腔室44，恶性细胞将沿着磁性颗粒56被从血液中移除，然后将血液返回到目标对象的系统。

在使用时，含有磁性颗粒56的液体58被允许经由流入导管46流入滴注腔室44中。液体58与磁体28接触，任何在液体中发现的磁性颗粒56通过磁体28而被吸引并保持到适当位置处，同时液体58持续流经磁体28并通过流出导管48而流出。经由滴注腔室44排出，液体58将基本不含有磁性颗粒56。

本发明现在将参考图7a和图7b进行描述，图7a和图7b示出了本发明的另一个方面。特别地，图7a示出了包括有医疗液体容器66和磁性柱体72的装置。在这个特别的实施方案中，血液58从遭受白血病的患者取走，并收集在医疗液体容器66中。收集的血液58中的白血病细胞被磁性颗粒56结合。磁性柱体72浸没在医疗液体容器66中的所收集的血液58中，并被旋动或搅拌。结合至血液58中的磁性颗粒56的白血病细胞被磁性绑定到磁性柱体72，并且在磁性柱体从医疗液体容器66中移除的时候，白血病细胞被从具有磁性柱体的血液中移除。没有白血病细胞的血液于是能够输入回到患者内部。现在参考图7b，医疗液体容器66为具有滴注腔室44的血瓶。在血瓶的肩部上有一个开口76，磁性柱体72能够通过该开口插入。再次，血液58从遭受白血病的患者取走，并收集在血瓶中。收集的血液58中的白血病细胞被磁性颗粒56结合。磁性柱体72通过在血瓶的肩部上的开口76插入，浸没在所收集的血液58中并被旋动或搅拌。结合至血液58中的磁性颗粒56的白血病细胞被磁性绑定到磁性柱体72，并且在磁性柱体从血瓶中移除的时候，白血病细胞被从具有磁性柱体的血液中移除。捕捉到的白血病细胞于是能够被放置到单独的容器中用于分析。

在本发明的一个实施方案中，目标物质能够形成为绑定至磁性支撑材料。目标物质能够为任何具体的绑定对中的成员，例如，一对生物特定配体和受体，抗原和抗体，或者任何具有亲和性的物质。生物特定绑定对的任何成员的确定依据于其与其他队的成员的选择性地相互作用。例如，在形成的免疫复合物中，形成“三明治”，在该“三明治”中“层”为磁性颗粒/抗原/抗体或者磁性颗粒/抗体/抗原。三明治还能够为磁性颗粒/受体/病毒或者磁性颗粒/受体/细胞。现在参考图8，磁性反应颗粒提供了固体支撑。在这个特定的实施方案中，磁性颗粒由铁芯（例如氧化铁芯）和硅/聚合物外壳组成。磁性颗粒的尺寸范围可从大约10nm至大约500μm。生物亲和性成份通过共价结合或通过生物素/链霉抗生素蛋白偶联而附接至颗粒。生物亲合性成份为待被附接至颗粒的细胞、病毒和其他目标物质所需，例如抗原-抗体，配体-受体等。在该特定的实施方案中，颗粒涂覆有硅或者聚合物从而其能够提供较大的表面积，用以呈现例如多于一个的受体并用以被很少的目标物质环绕，例如其能够形成花状的复合物。出于相同的原因，如果一个细胞在细胞膜中具有多于一个的受体，则根据设计多于一个的颗粒被附着至一个细胞。在该特定的实施方案中，磁性反应颗粒自身并没有被磁化。它起着载体的作用，并作为一个真正的凝胶状物质。其仅在受到磁场的时候成为磁体。此外，涂层材料能够防止例如颗粒的铁不与液体直接接触，用以避免某些在例如颗粒的铁与液体成份之间的化学反应。当颗粒用于医疗用途时，这是非常重要的安全事项。

现在将参考图9对本发明进行描述，图9示出了本发明的装置的另一个方面。在这个特定的实施方案中，装置20为在工业中（例如，在游泳池产业中）使用的清除器。在该实施方案中，在磁体尺寸扩大的位置，装置20为清除器并被制造成有些像真空吸尘器的形式，用以将人体毛发和其他杂质从游泳池中的水移除，其中液体容器为该池子，而轴22，旋钮24，柱体26和杆24构成装置20。装置20能够机动化或者通过推动把手78而手动运动，从而装置20使通过游泳池中的水运动，在该实施方案中，在被杆40支撑的轮子80上沿着游泳池的内表面运动，从而能够除去水中的人体毛发、藻类和其他外来物质（杂质）。该实施方案与过滤清洁相比更有效并且更经济。

这里描述的装置应用了从液体移除磁性颗粒的方法。液体类型不受限制，一些实例包括血液、血液制品、骨髓、CSF、细胞培养液介质、食品、牛奶、饮料、油（诸如发动机油）、润滑剂、缓冲剂、溶剂（包括但并不限于水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿）、其他化学液体、其他化学试剂。磁性颗粒自身可以需要从液体中移除，或者磁性颗粒可以结合至液体中需要移除的成份。例如，磁性颗粒可目标定位结合至细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质、核酸或在液体中发现的污染物。以这种方式，这里描述的装置可以用于清洁被弄污或污染的水，或将在发动机油或润滑剂中发现的金属碎屑移除。可替代地，装置可以用于治疗疾病或者病症，例如包括白血病的癌症，包括HIV、HBV或HCV的病毒，或者包括糖尿病、系统性红斑狼疮或类风湿关节炎的自身免疫性疾病。由于任何液体疾病或病症（任何涉及循环细胞、病毒、蛋白质、诸如血液、骨髓、CSF的体液中的自身抗体的疾病或病症）可以使用本发明所主张权利的装置来治疗，因而这些列出的疾病或病症被认为是非限制性的。这里描述的装置还应用于实验分析，例如从液体溶液中分离蛋白质、细菌、病毒、DNA或RNA。

在治疗这些疾病或病症中，磁性颗粒目标在于结合至疾病引起部分。例如，就白血病来说，磁性颗粒目标在于恶性细胞。就病毒感染来说，磁性颗粒目标在于病毒颗粒。就自身免疫性疾病来说，磁性颗粒目标在于自身免疫蛋白质复合体。其他蛋白质复合物或者胆固醇复合物目标可以为用于治疗其他疾病或病症。

这里进行的描述并非意欲穷尽，或者对本发明的范围进行限制。根据上述教导能够进行很多改变和变化而并不脱离随后的权利要求书的精神和范围。可以设想本发明的应用能够包括具有不同特征的元件。其目的在于本发明的范围是由所附权利要求来定义，所附权利要求已充分认识到各个方面的等同形式。

Claims (84)

1.一种用于从液体移除磁性颗粒的装置，所述装置包括：

-用于保持含有磁性颗粒的液体的至少一个容器；和

-用于放置在所述至少一个容器中的至少一个磁性柱体，其中在所述液体与所述至少一个磁性柱体接触的时候，所述磁性颗粒朝着所述至少一个磁性柱体被吸引，并结合至所述至少一个磁性柱体，从而在将所述液体从所述至少一个磁性柱体被分离的时候，所述磁性颗粒从所述液体中被移除，所述装置进一步包括一个轴，所述至少一个磁性柱体被支撑在所述一个轴上，用于围绕所述一个轴运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中围绕一个轴的所述运动为任意方向的。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中围绕所述一个轴的所述运动为多个方向的。

4.根据权利要求1所述的装置，其中围绕所述一个轴的所述运动选自旋转、振动、摆动、前后移动、上下移动及其组合。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个磁性柱体为中空的，并且包括内部磁体。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述内部磁体选自永磁体和电磁体。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其中所述内部磁体能够从所述至少一个磁性柱体移除。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个磁性柱体进一步包括非磁性间隔物。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个磁性柱体包括能够移除的盖子。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个磁性柱体为多个磁性柱体。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述多个磁性柱体中的至少两个磁性柱体具有不同尺寸。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其中所述多个磁性柱体以至少一个阵列而被支撑在所述一个轴上。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述至少一个阵列为被支撑在所述一个轴上的多个阵列。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述多个阵列被支撑在所述一个轴上，且布置方式选自大体平行、大体交叉及其组合。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述运动是手动的。

16.根据权利要求1所述的装置，其中所述运动是自动的。

17.根据权利要求1所述的装置，其中所述液体选自血液、血液制品、骨髓、CSF、细胞培养液介质、食品、润滑剂、缓冲剂、溶剂、试剂及其组合，其中所述溶剂选自水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述食品为饮料。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述饮料为牛奶。

20.根据权利要求17中的任一项所述的装置，其中所述液体为血液或者血液制品。

21.根据权利要求1所述的装置，其中所述磁性颗粒结合至细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质、核酸、毒剂或污染物。

22.根据权利要求1所述的装置，其中所述液体的体积为从10μl至10⁶升。

23.根据权利要求22所述的装置，其中所述体积为从300ml至1000ml。

24.根据权利要求1所述的装置，其中所述液体为发动机油。

25.一种用于从液体移除磁性颗粒的方法，所述方法包括：

-使含有磁性颗粒的液体与液体中的至少一个磁性柱体接触，从而将磁性颗粒吸引并结合至所述至少一个磁性柱体；并且

-将所述液体从所述至少一个磁性柱体和结合的磁性颗粒分离，用以将磁性颗粒从液体中移除，其中所述至少一个磁性柱体被支撑在一个轴上，用于围绕所述一个轴运动。

26.根据权利要求25所述的方法，其中围绕所述一个轴的所述运动为任意方向的。

27.根据权利要求25或26所述的方法，其中围绕所述一个轴的所述运动为多个方向的。

28.根据权利要求25所述的方法，其中围绕所述一个轴的所述运动选自旋转、振动、摆动、前后移动、上下移动及其组合。

29.根据权利要求25所述的方法，其中所述至少一个磁性柱体为中空的，并且包括内部磁体。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述内部磁体能够从所述至少一个磁性柱体移除。

31.根据权利要求29或30所述的方法，其中所述至少一个磁性柱体进一步包括非磁性间隔物。

32.根据权利要求29所述的方法，其中所述至少一个磁性柱体包括能够移除的盖子。

33.根据权利要求29所述的方法，其中所述至少一个磁性柱体为多个磁性柱体。

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述多个磁性柱体中的至少两个磁性柱体具有不同尺寸。

35.根据权利要求33或34所述的方法，其中所述多个磁性柱体以至少一个阵列而被支撑在所述一个轴上。

36.根据权利要求35所述的方法，其中所述至少一个阵列为被支撑在所述一个轴上的多个阵列。

37.根据权利要求36所述的方法，其中所述多个阵列被支撑在所述一个轴上，且布置方式选自大体平行、大体交叉及其组合。

38.根据权利要求25所述的方法，其中所述运动是手动的。

39.根据权利要求25所述的方法，其中所述运动是自动的。

40.根据权利要求25所述的方法，其中所述液体选自血液、血液制品、骨髓、CSF、细胞培养液介质、食品、润滑剂、缓冲剂、溶剂、试剂及其组合，其中所述溶剂选自水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿及其组合。

41.根据权利要求40所述的方法，其中所述食品为饮料。

42.根据权利要求41所述的方法，其中所述饮料为牛奶。

43.根据权利要求40所述的方法，其中所述液体选自血液、血液制品及其组合。

44.根据权利要求25所述的方法，其中所述磁性颗粒结合至细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质、核酸或污染物。

45.根据权利要求25所述的方法，其中所述液体的体积为从10μl至10⁶升。

46.根据权利要求45所述的方法，其中所述体积为从300ml至1000ml。

47.根据权利要求25所述的方法，其中所述液体为发动机油。

48.一种用于从液体移除磁性颗粒的装置，所述装置包括：

-腔室，所述腔室包括流入导管和流出导管；和

-磁体，所述磁体被支撑在所述腔室中且位于所述流入导管与所述流出导管之间，

其中当液体从所述流入导管流动至所述流出导管时，所述磁体吸引并结合至在所述液体中的所述磁性颗粒，所述装置进一步包括用于在所述腔室内支撑所述磁体的多个保持部。

49.根据权利要求48所述的装置，所述磁体为固定的。

50.根据权利要求48或49所述的装置，其中所述磁体包括保护涂层。

51.根据权利要求48所述的装置，包括彼此结合用以形成所述腔室的两个部分，一个部分包括所述流入导管，另一个部分包括所述流出导管和所述磁体。

52.根据权利要求48所述的装置，其中所述磁体能够从所述腔室移除。

53.根据权利要求51所述的装置，其中所述两个部分通过螺纹而彼此结合在一起。

54.根据权利要求48所述的装置，其中所述磁体安装在所述腔室的壁上。

55.根据权利要求48所述的装置，其中所述磁体的外直径小于所述腔室的内直径。

56.根据权利要求48所述的装置，其中所述磁体包括所述液体流经的孔隙。

57.根据权利要求48所述的装置，其中所述磁体在一侧或两侧上内凹。

58.根据权利要求48所述的装置，其中所述液体选自血液、血液制品、骨髓、CSF、细胞培养液介质、食品、润滑剂、缓冲剂、溶剂、试剂及其组合，其中所述溶剂选自水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿及其组合。

59.根据权利要求58所述的装置，其中所述食品为饮料。

60.根据权利要求59所述的装置，其中所述饮料为牛奶。

61.根据权利要求58所述的装置，其中所述液体选自血液、血液制品及其组合。

62.根据权利要求48所述的装置，其中所述磁性颗粒结合至细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质、核酸或污染物。

63.根据权利要求48所述的装置，其中所述液体的体积为从10μl至10⁶升。

64.根据权利要求63中的任一项所述的装置，其中所述体积为从300ml至1000ml。

65.根据权利要求48所述的装置，其中所述流入导管和所述流出导管构造成直接或间接地连接至患者的静脉或动脉。

66.根据权利要求48所述的装置，其中所述流入导管和所述流出导管构造成经由管子输送而间接连接至静脉或动脉。

67.根据权利要求48所述的装置，用于在体内或体外使用。

68.一种用于从液体移除磁性颗粒的方法，所述方法包括：

-使所述液体穿行到包括内部磁体的滴注腔室中，从而所述液体接触并流过所述磁体，所述磁体吸引并结合所述液体中的所述磁性颗粒；

-使所述液体流出所述滴注腔室外，其中所述滴注腔室包括用于在所述腔室内支撑所述磁体的多个保持部。

69.根据权利要求68所述的方法，其中所述磁体包括保护涂层。

70.根据权利要求68或69所述的方法，其中所述滴注腔室包括彼此结合用以形成所述滴注腔室的两个部分，一个部分包括流入导管，另一个部分包括流出导管和所述磁体。

71.根据权利要求70所述的方法，其中所述磁体能够从所述滴注腔室移除。

72.根据权利要求70所述的方法，其中所述两个部分通过螺纹而彼此结合在一起。

73.根据权利要求68所述的方法，其中所述磁体安装在所述腔室的壁上。

74.根据权利要求68所述的方法，其中所述磁体的外直径小于所述滴注腔室的内直径。

75.根据权利要求68所述的方法，其中所述磁体包括所述液体流经的孔隙。

76.根据权利要求68所述的方法，其中所述磁体在一侧或两侧上内凹。

77.根据权利要求68所述的方法，其中所述液体选自血液、血液制品、骨髓、CSF、细胞培养液介质、食品、润滑剂、缓冲剂、溶剂、试剂及其组合，其中所述溶剂选自水、乙醇、甲酰胺、苯酚、氯仿。

78.根据权利要求77所述的方法，其中所述食品为饮料。

79.根据权利要求78所述的方法，其中所述饮料为牛奶。

80.根据权利要求77所述的方法，其中所述液体选自血液、血液制品及其组合。

81.根据权利要求68所述的方法，其中所述磁性颗粒结合至细胞、细菌、藻类、病毒、蛋白质、核酸或污染物。

82.根据权利要求68所述的方法，其中所述液体的体积为从10μl至10⁶升。

83.根据权利要求68所述的方法，其中所述液体的体积为从300ml至1000ml。

84.根据权利要求68所述的方法，其中所述液体为发动机油。