CN105219641B - 用于磁珠法的装置和方法 - Google Patents

用于磁珠法的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105219641B
CN105219641B CN201410229179.8A CN201410229179A CN105219641B CN 105219641 B CN105219641 B CN 105219641B CN 201410229179 A CN201410229179 A CN 201410229179A CN 105219641 B CN105219641 B CN 105219641B
Authority
CN
China
Prior art keywords
needle set
needle
blade
magnetic
end points
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410229179.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105219641A (zh
Inventor
刘新志
赵海峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHANGZHOU GENMAG BIOTECHNOLOGY CO., LTD.
Original Assignee
BEIJING ZIYOUDU SCIENCE MACHINERY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING ZIYOUDU SCIENCE MACHINERY Co Ltd filed Critical BEIJING ZIYOUDU SCIENCE MACHINERY Co Ltd
Priority to CN201410229179.8A priority Critical patent/CN105219641B/zh
Priority to PCT/CN2015/078627 priority patent/WO2015180561A1/zh
Priority to US15/314,015 priority patent/US20170191914A1/en
Priority to EP15799435.1A priority patent/EP3150695A4/en
Publication of CN105219641A publication Critical patent/CN105219641A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105219641B publication Critical patent/CN105219641B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40Concentrating samples
    • G01N1/4077Concentrating samples by other techniques involving separation of suspended solids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/10Separation or concentration of fermentation products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/1003Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
    • C12N15/1006Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers
    • C12N15/1013Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers by using magnetic beads
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40Concentrating samples
    • G01N1/405Concentrating samples by adsorption or absorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/005Pretreatment specially adapted for magnetic separation
    • B03C1/01Pretreatment specially adapted for magnetic separation by addition of magnetic adjuvants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/30Combinations with other devices, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/18Magnetic separation whereby the particles are suspended in a liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/26Details of magnetic or electrostatic separation for use in medical or biological applications

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于磁珠法的装置,其特征在于,所述装置包括磁针套、磁针和容器,所述磁针套具有主体和底部,所述底部的外表面具有一个或多个竖直设置的叶片。本发明还提供了如前所述的磁针套。本发明还提供了利用上述装置或磁针套处理液体组合物中磁性微粒的方法。本发明的装置和磁针套的结构增加了磁针套所能吸附的磁性微粒的量,另外可大大降低在转移过程中磁性微粒的掉落。由此,本发明的装置和采用本发明的装置处理液体组合物中磁性微粒的方法能够更有效和更彻底地吸附体系中的磁性微粒,增加了样品的得率,保证了样品分离操作的稳定性。

Description

用于磁珠法的装置和方法
技术领域
本发明涉及生物学和仪器装置领域。具体的,本发明提供了一种用于在磁珠法中处理液体组合物中磁性微粒和提取生物活性物质的装置,以及使用所述装置处理液体组合物中磁性微粒和提取生物活性物质的方法。
背景技术
基因检测已成为生物学产业发展的标志,由此,生物学领域需要高通量、自动化核酸提取方法和装置,以提取或检测各种生物活性物质,例如细胞,以及蛋白质、核酸等。其中,核酸为生命的最基本物质之一,广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物体内。据化学组成不同,核酸可分为核糖核酸,简称RNA和脱氧核糖核酸,简称DNA。随着PCR技术在各个领域的应用,包括医学方面疾病检测、农业方面转基因检测以及其他很多方面的应用等,需要更好的提取和全自动生物活性物质提取的方法和仪器。
用于提取生物活性物质特别是活性大分子的磁珠法是近年发展起来的技术。磁珠法利用能够结合或特异性结合细胞、蛋白质或核酸的磁珠,该磁珠能与这些生物分子特异性或非特异性地结合,然后在磁场的作用下,从血液、动物组织、食品、病原微生物等样本中的活性大分子分离出来。
现代的磁珠法包括磁棒法(或称为磁针法),其中,带磁性的分离设备是,通过将磁针或磁棒插入一个套管,或称为磁针套,令其表面产生磁性,然后将该套管插入含有血液、动物组织、食品、病原微生物等液体样本的容器,通过磁场作用使样本中能被磁性吸引的颗粒集中在套管表面;当把磁棒抽离时,套管失去磁性,被磁性吸引的颗粒脱离套管。磁棒法核酸提取仪通常包括多通道,例如8、16、32、96通道的设备,可同时具有多套磁针、磁针套和容器以实现大通量和自动化地处理生物样品。
本领域需要一种更有效地用于磁珠法从液体样本中分离可与磁珠结合而带磁性的生物活性物质,例如DNA和RNA分子的设备和方法。
发明内容
本发明提供了一种高效的利用磁珠法处理液体组合物中磁性微粒和提取生物活性物质的装置和使用该装置来处理液体组合物中磁性微粒的方法,可应用在临床疾病诊断、输血安全、法医学鉴定、环境微生物检测、食品安全检测、分子生物学研究等多种领域,用于提取和纯化生物活性物质,例如细胞、蛋白和核酸。
本发明提供了一种用于磁珠法的装置,其可用于处理液体组合物(溶液)中的磁性微粒。本发明的所述装置包括磁针套、磁针、容器,所述容器中可容纳含有磁性微粒的溶液,所述磁针可插入磁针套,由此在磁针套的外表面产生磁场,所述磁针套可插入到容器中,当磁针插入磁针套使其外表面产生磁场时,可将容器中的磁性微粒吸附到磁针套的外表面,当磁针抽离磁针套时,磁针套外表面的磁场消失,磁性微粒脱离磁针套的外表面。
所述磁针套的材料为非磁性的,以及不可被磁化,例如为非金属材料,如塑料、玻璃等。在没有插入磁针时,磁针套不能通过磁场吸附磁性微粒。所述磁针套的直径小于所示装置的容器的直径,由此可伸入到容器中。
其中,所述磁针套具有主体和底部,其中所述主体为中空棒体,顶部开口,所述底部为封闭结构,所述底部的外表面具有一个或多个竖直设置的叶片。
在本发明的其中一个方面,所述磁针套的底部的外表面具有多个所述叶片。优选的,所示叶片为均匀分布,例如为均匀地对称地分布。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的上端与所述磁针套底部外表面相连。在本发明的其中又一个方面,所述叶片的上端的内侧位于所述磁针套底部的中心点。在本发明的其中又一个方面,所述叶片的上端的外侧与磁针套底部的外沿平齐。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的底边向外侧倾斜。优选的,所述倾斜的角度小于20度,更优选为小于10度,更优选为小于5度。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的底边不向外侧倾斜。例如,所述底边为水平的直线。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的最下端相对所述磁针套底部外表面最低端点向下延伸的长度小于5mm,优选小于2mm。
在本发明的其中又一个方面,所述叶片的底边向外侧倾斜,其外侧端点的水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm,优选小于2mm。
在本发明的其中又一个方面,所述叶片的底边的内侧端点的水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同,或是其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低。
在本发明的其中又一个方面,其中所述叶片的底边是水平的直线,其水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同,或其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm,优选小于2mm。
在本发明的其中一个方面,所述叶片相邻叶片之间的叶片连接部具有向内凹陷的弧形表面。
在本发明的其中一个方面,所述磁针套的主体为中空的圆筒体。
在本发明的其中一个方面,所述磁针套的底部的内表面为圆锥形或为平的内表面。
在本发明的其中一个方面,所述磁针的整体或底端具有磁性。所述磁针的磁性部分是永磁体或电磁体。
在本发明中,所述的磁性微粒为磁珠或与磁珠结合的生物活性物质,例如核酸(DNA或RNA),蛋白质或细胞等。
本发明提供了一种用于磁珠法处理溶液中磁性微粒的磁针套。所述磁针套可供磁针从其主体的顶部插入,由此在磁针套的外表面产生磁场,所述磁针套可插入到容器中,当磁针插入磁针套使其外表面产生磁场时,可将容器中的磁性微粒吸附到磁针套的外表面,当磁针抽离磁针套时,磁针套外表面的磁场消失,磁性微粒脱离磁针套的外表面。
所述磁针套的材料为非磁性的,以及不可被磁化,例如为非金属材料,如塑料、玻璃等。在没有插入磁针时,磁针套不能通过磁场吸附磁性微粒。所述磁针套的直径小于所示装置的容器的直径,由此可伸入到容器中。
本发明的上述磁针套具有如下特征。
在本发明的其中一个方面,所述磁针套具有主体和底部,其中所述主体为中空棒体,顶部开口,所述底部为封闭结构,所述底部的外表面具有一个或多个竖直设置的叶片。
在本发明的其中一个方面,所述磁针套的底部的外表面具有多个所述叶片。优选的,所示叶片为均匀分布,例如为均匀地对称地分布。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的上端与所述磁针套底部外表面相连。在本发明的其中又一个方面,所述叶片的上端的内侧位于所述磁针套底部的中心点。在本发明的其中又一个方面,所述叶片的上端的外侧与磁针套底部的外沿平齐。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的底边向外侧倾斜。优选的,所述倾斜的角度小于20度,更优选为小于10度,更优选为小于5度。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的底边不向外侧倾斜。例如,所述底边为水平的直线。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的最下端相对所述磁针套底部外表面最低端点向下延伸的长度小于5mm,优选小于2mm。
在本发明的其中又一个方面,所述叶片的底边向外侧倾斜,其外侧端点的水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm,优选小于2mm。
在本发明的其中又一个方面,所述叶片的底边的内侧端点的水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同,或是其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低。
在本发明的其中又一个方面,其中所述叶片的底边是水平的直线,其水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同,或其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm,优选小于2mm。
在本发明的其中一个方面,所述叶片相邻叶片之间的叶片连接部具有向内凹陷的弧形表面。
本发明还提供了利用上述装置或磁针套处理液体组合物中磁性微粒的方法,其中包括以下步骤;
a.将磁针套插入含有磁性微粒的液体组合物的容器中;
b.将磁针插入到磁针套中,由此使磁针套表面外产生磁场,液体组合物中的磁性微粒在磁场的作用下吸附到磁针套的表面上;
c.将磁针从磁针套中抽出,磁针套表面外的磁场消失,磁性微粒从磁针套上脱落。
在本发明的其中一个方面,上述方法中还包括在保持磁针插入磁针套的状态下,移动磁针套到指定地点的步骤。由此,磁性微粒在磁场的作用下吸附在磁针套的表面上并随磁针套一同移动。
在本发明的其中一个方面,上述方法中所述的磁性微粒为磁珠或可与磁珠结合的生物活性物质,例如核酸,蛋白质或细胞等。
本发明提供的装置和磁针套,在其磁针套的底部具有叶片,而且具有如前所述的结构特征。这些结构使得磁针套底部与液体接触的表面积增加,使磁针套的实际吸附面增大,从而增加了磁针套所能吸附的磁性微粒的量,能够更充分地吸附磁性微粒。在磁珠法(特别是磁棒法)中,包括保持磁针插入磁针套的状态下,移动磁针套到指定地点,磁性微粒在磁场的作用下吸附在磁针套的表面上并随磁针套一同移动的步骤。本发明的磁针套的底部具有上述叶片,可以使得含有待处理磁性微粒的溶液的液体更容易形成液流,在磁针套上下移动,特别是提离液面时,能让液体有更多的管道和更顺畅地流回容器底部,由此抑制生物活性物质提取和处理中最需要避免的样品飞溅和产生污染的现象。本发明提供的磁针套的结构可以大大降低在转移过程中,特别是在将吸附有磁性微粒的磁针套提离容器内的液体时,凝结成团的磁性微粒掉落的现象。由此,本发明的装置和采用本发明的装置处理液体组合物中磁性微粒的方法能够更有效和更彻底地吸附体系中的磁性微粒,增加了样品的得率,保证了样品分离操作的稳定性。更重要的是,可以大大避免处理后的样品对PCR反应的抑制,以及对采用荧光的检测方法对荧光信号的吸收,从而提高检测方法的灵敏度。另外,本发明提供的装置和磁针套能够更有效地破碎生物样本中含有细胞残片、脂肪和蛋白等混合物,以及在搅动时能够形成涡流,使样品混合更充分,从而更好地分离和获取样品中需要的生物活性分子。
附图说明
图1为本发明的用于磁珠法的处理溶液中磁性微粒的装置的示意图;
图2为图1所示的装置的A-A截面剖面图;
图3为本发明装置的一个优选实施例的磁针套的第一方向立体示意图;
图4为图3所示的磁针套的B-B截面剖面示意图;
图5为本发明装置的一个优选实施例的磁针套的另一方向立体示意图;
图6为本发明装置的又一个优选实施例的磁针套的示意图。
附图中各标记分别为:
1磁针套
11磁针套主体
12磁针套底部
121叶片
1211叶片上端
1212叶片底边
1213叶片连接部
2磁针
3容器
具体实施方式
为了更好地理解和阐释本发明,下面将参照附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明提供了一种用于生物学领域的方法,例如磁棒法或磁珠法的装置,该装置可用于处理样品,特别是液体样品中的磁性微粒,例如用于混合、分离液体样品中可与磁珠结合的生物活性物质等。
图1为本发明装置的一个优选实施例的一种用于生物学领域的磁珠法处理溶液中磁性微粒的装置的示意图。图2为图1所示的装置的A-A截面剖面图。如图所示,所述装置包括磁针套1、磁针2、容器3。其中所述容器中可容纳含有磁性微粒的溶液。磁性微粒可以是磁珠或与磁珠结合的生物活性物质。溶液可以是本领域各种已知的可供生物物质和磁性微粒溶解或悬浮的液体或液体组合物系统。与磁珠结合的生物活性物质包括可与磁珠特异性结合的核酸(DNA和/或RNA),蛋白质或细胞等。所述磁针为具有磁性能够产生磁场的部件,可插入到磁针套中,使磁针套外表面产生磁场,磁针升起离开磁针套时,磁针套外表面的磁场消失。所述磁针套可插入到容器中,当磁针插入磁针套,磁针套外表面产生磁场,磁性微粒会在磁场的作用下吸附在磁针套的表面,并可随磁针套一同移动;当磁针离开磁针套,磁针套外表面磁场消失,磁性微粒会离开磁针套的表面。
所述磁针套为中空棒体结构,其横截面通常为圆形,其顶部开口,可供磁针插入,其底部为封闭结构。在本发明的其它实施方式中,所述磁针套的横截面也可以为非圆形,例如正方形或菱形等。所述磁针套的材料为非磁性的,以及不可被磁化,例如为非金属材料,如塑料、玻璃等。在没有插入磁针时,磁针套不能通过磁场吸附磁性微粒。所述磁针套的直径小于所示装置的容器的直径,由此可伸入到容器中。
所述磁针能够竖直插入和脱离所述磁针套,磁针的整体或底端(即插入磁针套的一端)具有磁性。当磁针插入、接触或接近磁针套底部时,可在磁针套外产生磁场,当磁针脱离、拔出或离开套管底部时,磁针套外产生的磁场消失,从而实现磁针套对磁针套外溶液中的磁珠或带磁珠的生物样品的吸附和脱离。所述磁针的磁性部分可以是永磁铁,也可以是通过电磁作用产生磁性的电磁体。
所述容器具有开口向上的空腔,空腔可为各种适于容纳含有磁性微粒的溶液和供磁针套插入的形状和尺寸,例如孔、槽等。
图3为本发明装置的一个优选实施例的磁针套的第一方向立体图。图4为图3所示的磁针套的B-B截面剖面示意图。图5为本发明装置的一个优选实施例的磁针套的另一方向立体图。
如图所示,本发明优选实施例的装置中,所述磁针套为中空棒体结构,其横截面通常为圆形,其顶部开口,可供磁针插入,其底部为封闭结构。在本发明的其它实施方式中,所述磁针套的横截面也可以为非圆形,例如正方形或菱形等。所述磁针套的材料为非磁性的,不可被磁化,例如为非金属材料,如塑料、玻璃等。在没有插入磁针时,磁针套不能通过磁场吸附磁性微粒。磁针套的材料和厚度的选择和设计为不削弱磁场或仅稍微影响磁场,但需要保证在插入磁针时在磁针套外能够产生吸引磁珠或带磁珠的生物样品的磁场。所述磁针套的直径小于所示装置的容器的直径,由此可伸入到容器中,其与容器的内表面留有足够的距离,以避免液环的形成。
如图2和图3-5所示,本发明的优选实施例的所述磁针套可分为磁针套主体11和磁针套底部12。其中所述主体为中空的圆筒体,其底面直径可略小于顶面直径(形成圆台体)或底面直径与顶面直径相同(形成圆柱体)。
所述磁针套的底部为封闭结构。所述磁针套的底部的内表面通常与磁针的底部形状相适应,以便于磁针插入、接触或接近磁针套底部。在本发明的一个方面,所述磁针套的底部具有圆锥形内表面。在本发明的另一个方面,所述磁针套的底部具有平的内表面,如为圆形平面底部。在本发明的其它实施方式中,所述底部也可具有其它形状的内表面,例如凸起的半球形等。
所述磁针套的底部的外表面的形状通常与容器的底部相适应,以便于磁针套插入或接近容器底部,例如所述磁针套的底部的外表面可以为平的底部。
本发明的装置的磁针套的底部的外表面具有竖直设置的叶片121。如图2和图3-5所示,本发明的装置的磁针套底部的外表面具有一个或多个叶片121。所述叶片的设置方向与磁针套的棒体的轴向相同。本发明的设备的工作状况为磁针、磁针套和容器沿竖直方向设置,磁针套可竖直插入或离开容器。由此,在本发明中,所述叶片的设置方向可称为竖直设置。例如,在图示的实施例中,当磁针套主体为圆筒体,其底部具有圆锥体形内表面时,叶片竖直设置是指叶片沿磁针套圆筒体主体的中心轴线方向设置,即与底部内表面的圆锥形底部垂直。
在如图3-5所示的优选实施例中,所述叶片121的上端1211与所述磁针套底部的外表面相连,所述上端的内侧位于所述磁针套底部的中心点,外侧与磁针套底部的外沿平齐。在本发明的其它实施方式中,所述上端的外侧也可不与磁针套底部的外沿平齐,例如短于或长于磁针套底部的外沿。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的底边1212向外侧倾斜,即在竖直方向上,所述底边的内侧端点的水平位置较外侧端点高。在本发明的其中一个方面,所述倾斜的角度(即连接内侧端点和外侧端点的直线与水平面的夹角)小于20度,优选为小于10度,最优选为小于5度。叶片的底边向外侧倾斜,可进一步加大磁针套底部可吸附磁性微粒的面积,提高工作效率。在如图3-5所示的优选实施例中,所述叶片的底边1212为向外倾斜的斜的直线。在本发明的其它实施方式中,所述叶片的底边可以是其它形状,例如锯齿形或波浪形等。
在本发明的另外一个方面,所述叶片的底边1212也可不向外侧倾斜。图6是本发明装置的另一个优选实施例的磁针套的底部叶片的示意图。如图6所示,在本发明的其中一个实施方式中,所述叶片的底边是水平的直线。
在本发明的装置中,所述磁针套底部的叶片向下(即磁针套底部远离磁针套主体的方向)延伸的长度的范围的设置为当磁针套插入容器以及磁针插入磁针套时,磁针能够在磁针套底部(包括叶片周围)的外表面产生的磁场能够有效地对容器内,特别是容器底部的磁性微粒产生作用。在本发明的其中一个方面,所述叶片的最下端相对所述磁针套底部外表面最低端点向下延伸的长度小于5mm,优选小于2mm。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的底边1212向外侧倾斜,其外侧端点的水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm,优选小于2mm。在其中一个方面,其内侧端点的水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同(即其内侧端点与磁针套底部端点相接),或是其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低。
在本发明的其中一个方面,所述叶片的底边1212是水平的直线,其水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同。在本发明的另外一个方面,所述叶片的底边是水平的直线,其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm,优选小于2mm。
在本发明的装置中,所述磁针套底部的叶片可为三角形,梯形或其它各种合适的形状,例如其左右两个侧边可以是平行的或是非平行的直线。所述侧边也可以是非直线的,例如为波浪线或锯齿形。
在如图所示的实施例中,所述叶片的数量为六个,均匀地对称分布。其中每个叶片的内侧的侧边在磁针套底部的中点轴线上相接。在本发明的其它实施方式中,所述叶片的数量可以是一个、两个或两个以上。所述叶片的分布可以是均匀的,也可以是不均匀的。
在磁珠法(包括磁棒法)处理磁性微粒的溶液的方法中,包括磁针套在容器内的溶液中上下振动,来对待处理生物样品进行裂解、漂洗和纯化的步骤。另外,还包括在保持磁针插入磁针套的状态下,移动磁针套到指定地点的步骤。此时磁性物质吸附在磁针套外表面,随着磁针套上下移动,而含有液体则发生相对磁性微粒和磁针套外表面的流动。本发明的磁针套的底部具有上述叶片,可以使得含有待处理磁性微粒的溶液的液体更容易形成液流,在磁针套上下移动,特别是提离液面时,能让液体有更多的管道和更顺畅地流回容器底部,由此抑制生物活性物质提取和处理中最需要避免的样品飞溅和产生污染的现象。在本发明的其中一个方面,相邻叶片之间的叶片连接部1213具有向内凹陷的弧形表面。由此,可进一步使得含有待处理磁性微粒的溶液的液体更顺畅地流动,抑制样品飞溅和产生污染。
另外,本发明还提供了一种利用上述本发明的装置或磁针套用于磁珠法处理溶液中磁性微粒的方法,其中包括以下步骤;
a.将磁针套插入含有磁性微粒的液体组合物的容器中;
b.将磁针插入到磁针套中,由此使磁针套表面外产生磁场,液体组合物中的磁性微粒在磁场的作用下吸附到磁针套的表面上;
c.将磁针从磁针套中抽出,磁针套表面外的磁场消失,磁性微粒从磁针套上脱落。
在本发明的其中一个方面,上述方法中还包括在保持磁针插入磁针套的状态下,移动磁针套到指定地点的步骤。由此,磁性微粒在磁场的作用下吸附在磁针套的表面上并随磁针套一同移动。此步骤和方法可用于分离和转移溶液中的磁性微粒。
在本发明的上述方法中,所述的磁性微粒可以是磁珠或与磁珠结合的生物活性物质。溶液可以是本领域各种已知的可供生物物质和磁性微粒溶解或悬浮的液体或液体组合物系统。与磁珠结合的生物活性物质包括可与磁珠特异性结合的核酸(DNA和/或RNA),蛋白质或细胞等。
本发明的装置的磁针套的结构使得磁针套底部与液体接触的表面积增加,使磁针套的实际吸附面增大,从而增加了磁针套所能吸附的磁性微粒的量,能够更充分地吸附磁性微粒。本发明提供的磁针套的结构可以大大降低在转移过程中,特别是在将吸附有磁性微粒的磁针套提离容器内的液体时,凝结成团的磁性微粒掉落的现象。由此,本发明的装置和采用本发明的装置处理液体组合物中磁性微粒的方法能够更有效和更彻底地吸附体系中的磁性微粒,增加了样品的得率,保证了样品分离操作的稳定性。更重要的是,可以大大避免处理后的样品对PCR反应的抑制,以及对采用荧光的检测方法对荧光信号的吸收,从而提高检测方法的灵敏度。
虽然关于本发明的示例实施例及其优点已经详细说明,应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下,可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子,本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时,工艺步骤的次序可以变化。
此外,本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容,作为本领域的普通技术人员将容易地理解,对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤,其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果,依照本发明可以对它们进行应用。因此,本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (52)

1.一种用于磁珠法的装置,其特征在于,所述装置包括磁针套(1)、磁针(2)、容器(3),所述容器中可容纳含有磁性微粒的溶液,所述磁针可插入磁针套,由此在磁针套的外表面产生磁场,所述磁针套可插入到容器中,当磁针插入磁针套使其外表面产生磁场时,可将容器中的磁性微粒吸附到磁针套的外表面,当磁针抽离磁针套时,磁针套外表面的磁场消失,磁性微粒脱离磁针套的外表面,
其中,所述磁针套(1)具有主体(11)和底部(12),其中所述主体(11)为中空棒体,顶部开口,所述底部(12)为封闭结构,所述底部的外表面具有一个或多个竖直设置的叶片(121)。
2.权利要求1所述的装置,其中所述磁针套的底部的外表面具有多个所述叶片。
3.权利要求2所述的装置,其中所述叶片为均匀分布。
4.权利要求1所述的装置,其中所述叶片的上端(1211)与所述磁针套底部外表面相连。
5.权利要求4所述的装置,其中所述叶片的上端(1211)的内侧位于所述磁针套底部的中心点。
6.权利要求5所述的装置,其中所述叶片的上端(1211)的外侧与磁针套底部的外沿平齐。
7.权利要求1-6中任一项所述的装置,其中所述叶片(121)的底边(1212)向外侧倾斜。
8.权利要求7所述的装置,其中所述叶片(121)的底边(1212)向外侧倾斜,倾斜的角度小于20度。
9.权利要求8所述的装置,其中所述倾斜的角度小于5度。
10.权利要求1-6中任一项所述的装置,其中所述叶片(121)的底边(1212)不向外侧倾斜。
11.权利要求10所述的装置,其中所述叶片(121)的底边(1212)为水平的直线。
12.权利要求1-6中任一项所述的装置,其中所述叶片的最下端相对所述磁针套底部外表面最低端点向下延伸的长度小于5mm。
13.权利要求12所述的装置,其中所述叶片的最下端相对所述磁针套底部外表面最低端点向下延伸的长度小于2mm。
14.权利要求12所述的装置,其中所述叶片的底边(1212)向外侧倾斜,其外侧端点的水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm。
15.权利要求14所述的装置,其中所述叶片的底边(1212)的内侧端点的水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同,或是其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低。
16.权利要求12所述的装置,其中所述叶片的底边(1212)是水平的直线,其水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同,或其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm。
17.权利要求16所述的装置,其中所述叶片的底边(1212)是水平的直线,其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于2mm。
18.权利要求1所述的装置,所述叶片相邻叶片之间的叶片连接部(1213)具有向内凹陷的弧形表面。
19.权利要求1所述的装置,其中所述磁针套的主体(11)为中空的圆筒体。
20.权利要求1所述的装置,其中所述磁针套的底部(12)的内表面为圆锥形或为平的内表面。
21.权利要求1所述的装置,其中所述磁针的整体或底端具有磁性。
22.权利要求21所述的装置,其中所述磁针的磁性部分是永磁体或电磁体。
23.权利要求1所述的装置,其中所述磁针套的材料为非磁性的。
24.权利要求23所述的装置,其中所述磁针套的材料为非金属材料。
25.权利要求24所述的装置,其中所述磁针套的材料为塑料或玻璃。
26.权利要求1所述的装置,其中所述的磁性微粒为磁珠或与磁珠结合的生物活性物质。
27.权利要求26所述的装置,其中所述生物活性物质为核酸,蛋白质或细胞。
28.权利要求27所述的装置,其中所述核酸为DNA或RNA。
29.一种用于磁珠法的磁针套,所述磁针套(1)具有主体(11)和底部(12),其中所述主体(11)为中空棒体,其顶部开口,所述底部(12)为封闭结构,所述磁针套可供磁针从其主体的顶部插入,由此在磁针套的外表面产生磁场,所述磁针套可插入到容器中,当磁针插入磁针套使其外表面产生磁场时,可将容器中的磁性微粒吸附到磁针套的外表面,当磁针抽离磁针套时,磁针套外表面的磁场消失,磁性微粒脱离磁针套的外表面,
其特征在于,所述磁针套的底部的外表面具有一个或多个竖直设置的叶片(121)。
30.权利要求29所述的磁针套,其中所述磁针套的底部的外表面具有多个所述叶片。
31.权利要求30所述的磁针套,其中所述磁针套的底部的外表面具有多个所述叶片,所述叶片为均匀分布。
32.权利要求29所述的磁针套,其中所述叶片的上端(1211)与所述磁针套底部外表面相连。
33.权利要求32所述的磁针套,其中所述叶片的上端(1211)的内侧位于所述磁针套底部的中心点。
34.权利要求33所述的磁针套,其中所述叶片的上端(1211)的外侧与磁针套底部的外沿平齐。
35.权利要求29-34中任一项所述的磁针套,其中所述叶片(121)的底边(1212)向外侧倾斜。
36.权利要求35所述的磁针套,其中所述叶片(121)的底边(1212)向外侧倾斜,倾斜的角度小于20度。
37.权利要求36所述的磁针套,其中所述倾斜的角度小于5度。
38.权利要求29-34中任一项所述的磁针套,其中所述叶片(121)的底边(1212)不向外侧倾斜。
39.权利要求38所述的磁针套,其中所述叶片(121)的底边(1212)为水平的直线。
40.权利要求29-34中任一项所述的磁针套,其中所述叶片的最下端相对所述磁针套底部外表面最低端点向下延伸的长度小于5mm。
41.权利要求40所述的磁针套,其中所述叶片的最下端相对所述磁针套底部外表面最低端点向下延伸的长度小于2mm。
42.权利要求40所述的磁针套,其中所述叶片的底边(1212)向外侧倾斜,其外侧端点的水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm。
43.权利要求42所述的磁针套,其中所述叶片的底边(1212)的内侧端点的水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同,或是其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低。
44.权利要求40所述的磁针套,其中所述叶片的底边(1212)是水平的直线,其水平位置与磁针套底部端点的水平位置相同,或其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于5mm。
45.权利要求44所述的磁针套,其中所述叶片的底边(1212)是水平的直线,其水平位置比磁针套底部端点的水平位置低小于2mm。
46.权利要求29所述的磁针套,所述叶片相邻叶片之间的叶片连接部(1213)具有向内凹陷的弧形表面。
47.权利要求29所述的磁针套,其中所述磁针套的主体(11)为中空的圆筒体。
48.权利要求29所述的磁针套,其中所述磁针套的底部(12)的内表面为圆锥形或为平的内表面。
49.一种利用如权利要求1-28中任一项所述的装置或权利要求29-48中任一项的磁针套处理液体组合物中磁性微粒的方法,其中包括以下步骤;
a.将磁针套插入含有磁性微粒的液体组合物的容器中;
b.将磁针插入到磁针套中,由此使磁针套表面外产生磁场,液体组合物中的磁性微粒在磁场的作用下吸附到磁针套的表面上;
c.将磁针从磁针套中抽出,磁针套表面外的磁场消失,磁性微粒从磁针套上脱落。
50.权利要求49所述的方法,其中还包括在保持磁针插入磁针套的状态下,移动磁针套到指定地点的步骤,由此,磁性微粒在磁场的作用下吸附在磁针套的表面上并随磁针套一同移动。
51.权利要求49或50所述的方法,其中所述的磁性微粒为磁珠或可与磁珠结合的生物活性物质。
52.权利要求51所述的方法,其中所述生物活性物质为核酸,蛋白质或细胞。
CN201410229179.8A 2014-05-27 2014-05-27 用于磁珠法的装置和方法 Expired - Fee Related CN105219641B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410229179.8A CN105219641B (zh) 2014-05-27 2014-05-27 用于磁珠法的装置和方法
PCT/CN2015/078627 WO2015180561A1 (zh) 2014-05-27 2015-05-08 用于磁珠法的装置和方法
US15/314,015 US20170191914A1 (en) 2014-05-27 2015-05-08 Apparatus and method for magnetic bead method
EP15799435.1A EP3150695A4 (en) 2014-05-27 2015-05-08 Apparatus and method for magnetic bead method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410229179.8A CN105219641B (zh) 2014-05-27 2014-05-27 用于磁珠法的装置和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105219641A CN105219641A (zh) 2016-01-06
CN105219641B true CN105219641B (zh) 2017-12-12

Family

ID=54698064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410229179.8A Expired - Fee Related CN105219641B (zh) 2014-05-27 2014-05-27 用于磁珠法的装置和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20170191914A1 (zh)
EP (1) EP3150695A4 (zh)
CN (1) CN105219641B (zh)
WO (1) WO2015180561A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106970209B (zh) * 2017-05-05 2019-03-19 吉林大学 一种可反转模拟地磁场发生装置及方法
CN107525922A (zh) * 2017-09-21 2017-12-29 苏州新波生物技术有限公司 一种上吸式磁珠转移机构及其磁珠转移方法
CN108220126A (zh) * 2018-03-21 2018-06-29 山西振东基赛生物科技有限公司 生物载体装置
US20210324373A1 (en) * 2018-08-24 2021-10-21 Bgi Shenzhen Separation and collection device for cells and biomolecules, and testing system
CN110144344B (zh) * 2019-04-25 2021-01-12 深圳市易瑞生物技术股份有限公司 一种双层活动式磁力针及其使用方法
US11585823B2 (en) * 2019-06-26 2023-02-21 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Magnetic puck for transporting sample containers in a clinical chemistry analyzer system
KR102351654B1 (ko) * 2019-12-18 2022-01-14 바디텍메드(주) 자성비드를 이용한 면역반응 분석방법
CN114653448B (zh) * 2022-03-25 2024-03-12 湖南锦泓医疗科技有限公司 一种脂肪微粒化装置及使用方法
CN115161173B (zh) * 2022-09-07 2022-12-20 至美时代生物智能科技(北京)有限公司 一种磁棒套管和采样管结构以及空气微生物采样方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2142035Y (zh) * 1992-12-05 1993-09-15 谭国锋 膏状物料干燥机的搅拌器
DE69429159T2 (de) * 1993-02-01 2002-08-14 Thermo Labsystems Oy, Helsinki Verfahren für einen spezifischen Bindungstest mit magnetischen Teilchen
FI944938A0 (fi) * 1994-10-20 1994-10-20 Labsystems Oy Foerflyttningsanordning
US6890492B1 (en) * 1998-08-13 2005-05-10 Symyx Technologies, Inc. Parallel reactor with internal sensing and method of using same
AU2005334566A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Attogenix Biosystems Pte Ltd. Device for processing a biological and/or chemical sample and method of using the same
CN201101954Y (zh) * 2007-08-21 2008-08-20 鸿道工业有限公司 搅拌叶片单元
CN202011883U (zh) * 2007-12-12 2011-10-19 里兰斯坦福初级大学理事会 用于捕获和分离目标细胞的装置
CN102690786B (zh) * 2012-06-05 2014-02-12 武汉格蓝丽富科技有限公司 一种细胞富集、分离、提取的方法和仪器及单细胞分析方法
CN203960220U (zh) * 2014-05-27 2014-11-26 北京自由度科学机器有限公司 用于磁珠法的磁针套
CN203923174U (zh) * 2014-06-26 2014-11-05 广州冠科生物科技有限公司 一种核酸提取用混匀装置
CN104059848A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 广州冠科生物科技有限公司 一种核酸提取用混匀装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015180561A1 (zh) 2015-12-03
US20170191914A1 (en) 2017-07-06
CN105219641A (zh) 2016-01-06
EP3150695A4 (en) 2018-01-17
EP3150695A1 (en) 2017-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105219641B (zh) 用于磁珠法的装置和方法
JP5089384B2 (ja) 磁性粒子を流体と分離、混合および濃縮するための装置および方法、ならびに精製方法におけるこれらの使用
JP4856831B2 (ja) 磁性粒子を流体と混合するための装置および方法
US7799281B2 (en) Flux concentrator for biomagnetic particle transfer device
JP4783016B2 (ja) 磁気移動法、微子移動装置と反応装置ユニット
KR101025135B1 (ko) 자동정제장치, 멀티 웰 플레이트 키트 및 생물학적 시료로부터 핵산을 추출하는 방법
US9012201B2 (en) Enrichment unit for biological components and an enrichment method
US20170072405A1 (en) Devices and methods for separating particles
CN106457196B (zh) 磁性物质颗粒的操作方法和磁性物质颗粒操作用装置
US9063044B2 (en) Magnetic aggregating and washing device for in vitro assays and methods of use thereof
US8361326B2 (en) Apparatus and method for the treatment of liquids with magnetic particles
CN203960220U (zh) 用于磁珠法的磁针套
US20120262260A1 (en) Magnetic microparticle localization device
CN207685302U (zh) 一种洗脱管及洗脱装置
CN205635560U (zh) 一种用于核酸提取的耗材及多联耗材
JP2014033663A (ja) 核酸抽出装置及び核酸抽出方法
AU2011202810B2 (en) Device and method for separating, mixing and concentrating magnetic particles with a fluid and use thereof in purification methods
CN109072230A (zh) 磁性提取液体样品中组分的方法和系统
CN219079544U (zh) 磁力板和磁力架
JP2013072687A (ja) 生物学的材料の単離のための結合粒子のための懸濁容器
US20140112840A1 (en) Device For And Method Of Extracting A Fraction From A Biological Sample
CN110484424A (zh) 一种适用于样本成份提取的磁棒套及样本成份提取仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181121

Address after: 213000 Block B1, No. 9 Changyang Road, Changzhou West Taihu Science and Technology Industrial Park, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: CHANGZHOU GENMAG BIOTECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 100176 Fourth Floor 419, Block A, 18 Xihuannan Road, Daxing District, Beijing Economic and Technological Development Zone

Patentee before: BEIJING ZIYOUDU SCIENCE MACHINERY CO., LTD.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171212

Termination date: 20200527

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee