CN103920585B - 一种高通量全自动磁流体分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高通量全自动磁流体分离装置，该装置包括：微孔板（101），微孔板（101）下表面设有放置微孔管（102）的孔阵列；与微孔板（101）相对设置的软磁底板（105），在软磁底板（105）上表面设置有若干相距一定距离的电磁铁阵列，所述电磁铁阵列中的每个电磁铁包括一个磁芯（201）和套在磁芯（201）外面的由多匝导线缠绕而成的螺旋线圈（107），螺旋线圈（107）的两端连接电源；电磁铁阵列上面对应设置有一块软磁架（106），在软磁架（106）的下表面开有与磁芯（201）固定连接的孔，电磁铁阵列之间通过磁性隔离板（104）分隔，每一块磁性隔离板（104）的上方对应微孔管（102）。本发明设计的成本低廉，操作方便，分离效果好，便于实现全自动化。

Description

一种高通量全自动磁流体分离装置

技术领域

本发明涉及一种生物分析用的分离装置，尤其是一种能实现高通量全自动磁流体分离的分离装置。

背景技术

生化分离是生物样本处理中必不可少的一个环节，传统的分离方法如酚-氯仿法、Chelex100法，盐析法等，包括液-液分离、离心等步骤，这些传统分离方法所需的分离装置体积庞大、操作繁琐、耗时长，难以集成到自动化仪器上实现后续检测。

相比以上方法，磁性颗粒具有的比表面积大、超顺磁性、易于表面修饰等优点，最为典型的是，当施加外磁场时，磁性纳米颗粒被磁化，被吸附在微孔管侧壁上实现团聚；磁场消失时，磁性纳米颗粒上的磁性也随之消失，这些颗粒将重新分散在反应液中，这样实现了生物大分子的分散和团聚。

目前，已公开使用的高通量磁性分离装置有如下几种：

1、专利ZL200820187107.1公开了一种高通量生物分析分离用磁分离装置，其结构包括设有孔阵列的微孔板、永磁条和骨架。该装置结构简单，可以很好的实现磁性分离，但同时也存在着需要机械操作的缺陷，微孔板在反应过程中必须把磁条移开，在需要磁性分离的时候再把磁条移回来，这就增加了装置实现自动化的难度，也很难实现装置的小型化。

2、专利200810116131.5公开了一种微孔板式电磁分离器，其结构包括设置有电磁铁阵列的托盘、盖板和微孔板。其中托盘上每个小电磁铁都包含磁芯和套在磁芯外的线圈，线圈的两端连接电源，通过控制电源的开关来控制磁铁磁性的有无，从而实现在样品反应过程中磁铁没有磁性，而需要分离的时候有磁性。该分离器体积小、重量轻，能很好的实现自动分离，但同时也有不足的地方。由于每个小磁铁分管四个反应孔的分离工作，因此每个微孔管壁能进行磁性颗粒富集的面积很有限，这就造成分离效果不好。

发明内容

技术问题：本发明针对上述技术缺陷，提供一种体积小，重量轻，结构简单，磁场受力均匀，分离效果显著，便于实现全自动化的高通量电磁分离装置。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供了高通量全自动磁流体分离装置，该装置包括：

微孔板，微孔板下表面设有放置微孔管的孔阵列；

与微孔板相对设置的软磁底板，在软磁底板上表面设置有若干相距一定距离的电磁铁阵列，所述电磁铁阵列中的每个电磁铁包括一个磁芯和套在磁芯外面的由多匝导线缠绕而成的螺旋线圈，螺旋线圈的两端连接电源；电磁铁阵列上面对应设置有软磁架，在软磁架的下表面开有与磁芯固定连接的孔，电磁铁阵列之间通过磁性隔离板分隔，每一块磁性隔离板的上方对应微孔管；

外壳，设置在软磁底板外表面。

优选的，所述电磁铁的磁芯通过所述软磁底板上的对应孔填充固定于所述软磁底板上。

优选的，所述电磁铁阵列的每一列通过同一个开关连接电源。

优选的，所述电磁铁阵列在工作时，其相邻的两列电磁铁供与方向相反的电流。

优选的，所述微孔板上的微孔管固定在软磁架之间的间隙上，软磁架的侧壁倾斜角与微孔管的管壁的锥度一致，使得微孔管的管壁紧贴在软磁架侧壁上。

有益效果：

本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明每个微孔管的磁性分离过程均由所述微孔管左右对称的两个电磁铁控制，电磁铁上面的软磁架的设计使磁力线集中导向，在微孔管的侧壁上磁力线聚集，磁力增强，使得磁性颗粒能够在微孔管左右管壁实现大面积的有效富集。

2、本发明在整个工作过程中，装置各部分之间没有相对位移，实现了单工位磁分离，这样既节省了作业空间使得装置小巧、保证了分离效果，又避免了微孔管之间的干扰，大大防止了交叉污染。

3、由于本发明中的电磁铁阵列是由多个电磁铁组合而成，因此可以通过变换阵列中电磁铁的数量而使本发明适用于多种型号的微孔板。

4、本发明实用性强，整个装置无繁琐复杂的机械结构，只需配合相应的控制电路，便可集成到大型生化分析仪器等装置上，也可以作为独立的小型化磁分离装置使用，这样的装置大大满足了实际需求。

附图说明

图1为本发明的外观图。

图2为本发明的内部构造图。

图3为电磁阵列示意图。

图4为磁性颗粒分散在溶液中时装置的结构状态图。

图5为分离时磁性颗粒的团聚状态以及磁力线分布示意图。

图中：微孔板101，微孔管102，外壳103，磁性隔离板104，软磁底板105，软磁架106，螺旋线圈107，磁芯201。

具体实施方式

下面结合附图及实施方式对本发明专利作进一步详细的说明。

如图1、图2所示，本发明提供的高通量全自动磁流体分离装置，该装置包括：

微孔板101，微孔板101下表面设有放置微孔管102的孔阵列；

与微孔板101相对设置的软磁底板105，在软磁底板105上表面设置有若干相距一定距离的电磁铁阵列，所述电磁铁阵列中的每个电磁铁包括一个磁芯201和套在磁芯201外面的由多匝导线缠绕而成的螺旋线圈107，螺旋线圈107的两端连接电源；电磁铁阵列上面对应设置有一块软磁架106，在软磁架106的下表面开有与磁芯201固定连接的孔，电磁铁阵列之间通过磁性隔离板104分隔，每一块磁性隔离板104的上方对应微孔管102。

外壳103，设置在软磁底板105外表面。

所述电磁铁的磁芯通过所述软磁底板105上的对应孔填充固定于所述软磁底板105上。

对所述微孔板101上的微孔管102可以固定在软磁架106的间隙上，软磁架106的侧壁倾斜角与微孔管102的管壁的锥度一致，使得微孔管102的管壁可以紧贴在软磁架106侧壁上。

所述电磁铁阵列的每一列通过同一个开关连接电源。

所述电磁铁阵列在工作时，其相邻的两列电磁铁供与方向相反的电流。

高通量全自动磁流体分离装置的工作过程描述如下：

本发明使用时，将与待分离物(如核酸、蛋白质等生物分子或细胞等)特异结合的磁性颗粒溶液盛放到微孔管102中，如图3所示，装置处于初始状态，微孔管102内磁性颗粒分散于溶液中。然后给螺旋线圈107通电，值得注意的是，电磁铁阵列中相邻的两列螺旋线圈107必须供与方向相反的电流，这样产生的磁力线通过软磁架106聚集在微孔管102周围，从而溶液中的磁性颗粒将被快速吸附到微孔管102的侧壁，如图4所示，剩余液体可用移液枪等装置吸走，只要枪头贴着微孔管底部吸取液体，就能防止吸走磁性颗粒，这样即可实现目标物质与非目标物质的分离。

本发明结合移液装置，即可实现全自动磁分离实验。

应理解上述实施例仅用于说明本发明技术方案的具体实施方式，而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改和替换均落于本申请权利要求所限定的保护范围。

Claims (5)

1.一种高通量全自动磁流体分离装置，其特征在于：该装置包括：

微孔板(101)，微孔板(101)下表面设有放置微孔管(102)的孔阵列；

与微孔板(101)相对设置的软磁底板(105)，在软磁底板(105)上表面设置有若干相距一定距离的电磁铁阵列，所述电磁铁阵列中的每个电磁铁包括一个磁芯(201)和套在磁芯(201)外面的由多匝导线缠绕而成的螺旋线圈(107)，螺旋线圈(107)的两端连接电源；电磁铁阵列上面对应设置有软磁架(106)，在软磁架(106)的下表面开有与磁芯(201)固定连接的孔，电磁铁阵列之间通过磁性隔离板(104)分隔，每一块磁性隔离板(104)的上方对应微孔管(102)；

外壳(103)设置在软磁底板(105)外表面。

2.根据权利要求1所述的高通量全自动磁流体分离装置，其特征在于：所述电磁铁的磁芯通过所述软磁底板(105)上的对应孔填充固定于所述软磁底板(105)上。

3.根据权利要求1所述的高通量全自动磁流体分离装置，其特征在于：所述电磁铁阵列的每一列通过同一个开关连接电源。

4.根据权利要求3所述的高通量全自动磁流体分离装置，其特征在于：所述电磁铁阵列在工作时，其相邻的两列电磁铁供与方向相反的电流。

5.根据权利要求1所述的高通量全自动磁流体分离装置，其特征在于：所述微孔板(101)上的微孔管(102)固定在软磁架(106)之间的间隙上，软磁架(106)的侧壁倾斜角与微孔管(102)的管壁的锥度一致，使得微孔管(102)的管壁紧贴在软磁架(106)侧壁上。