CN107635666B - 用于通过磁性纳米颗粒分离的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于从液相中分离目标物质的装置(1)，包括：混合模块(2)，用于混合目标物质和磁性纳米颗粒的稳定胶体液态悬浮体以获得物质‑纳米颗粒复合物；第一磁分离模块(4)，包括分离室(6)和至少第一磁性元件(8)，至少第一磁性元件在功能上连接到所述分离室(6)以用于磁吸附复合物；分裂模块(10)，用于从复合物分离含有目标物质的一种或多种释放反应物的物质‑纳米颗粒复合物；以及第二磁分离模块(14)，在流体学上放置在分裂模块(10)下游以用于从磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体分离出目标物质。

Description

用于通过磁性纳米颗粒分离的装置和方法

技术领域

本发明涉及从液相中分离出至少一种目标物质的装置和方法。

背景技术

生产和工业净化设备中的常见问题涉及溶解、悬浮或分散在溶剂中的特定物质的低成本分离。这些物质可以是污染物或具有足够高的经济价值，以证明其与相关溶液、悬浮体或分散体的隔离以及后续的回收。

在过去，为此目的，尝试使用磁性颗粒，例如在现有技术文献 US8158007B2中说明的那样。然而，在水相中产生稳定的纳米颗粒的胶体悬浮体的困难大大限制了其工业规模的开发。

发明内容

本发明涉及前述上下文，提出了提供基于使用能够克服上述缺陷的磁性纳米颗粒的稳定胶体悬浮体的方法和装置，具体地，提供能够以简单和可重复的方式并且以极低成本分离各种目标物质的系统。

该目的通过本发明所述的装置和通过本发明所述的方法来实现。有利地，本发明的方法和装置确保维持所讨论的纳米颗粒稳定的胶体悬浮体在水相中的胶体稳定性，即使当与目标物质呈复合形式时。

具体地，本发明涉及一种用于从液相中分离目标物质的装置，所述装置包括：-至少一个用于混合至少一目标物质和至少一磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体以获得物质-纳米颗粒复合物的混合模块；-至少一第一磁分离模块，所述第一磁分离模块包括：分离室，所述分离室与所述混合模块流体连通以接收所述物质-纳米颗粒复合物的稳定的胶体液态悬浮体；以及至少一第一磁性元件，所述第一磁性元件在功能上连接到所述分离室以磁吸引所述复合物；-所述物质-纳米颗粒复合物的至少一分裂模块，所述分裂模块限定与所述分离室连通的混合室，并且所述分裂模块包含来自所述复合物的所述目标物质的一种或多种释放反应物；-至少一第二磁分离模块，所述第二磁分离模块在流体学上放置在所述分裂模块的下游，以从所述磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体中分离出所述目标物质。

本发明还提供了一种从液相中分离目标物质的方法，所述方法包括以下步骤：

i)将至少一目标物质和至少一磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体混合以获得物质-纳米颗粒复合物；

ii)通过磁吸附所述物质-纳米颗粒复合物，从所述物质-纳米颗粒复合物的稳定的胶体液态悬浮体分离出所述物质-纳米颗粒复合物；

iii)通过所述目标物质的一种或多种释放反应物，从所述物质-纳米颗粒复合物分离出所述目标物质，并将由所述复合物释放的所述纳米颗粒重新悬浮在稳定的胶体液态悬浮体中；

iv)从所述目标物质磁性分离出所述磁性纳米颗粒。

附图说明

现在将借助于非限制性示例所提供的附图来详细描述本发明的目的，附图中：

-图1a、图1b和图1c分别示出了根据可能的实施例的本发明涵盖的装置的立体图、俯视图和正视图；

-图2a、图2b和图2c分别示出了根据可能的实施例的分离模块的立体图、俯视图和正视图；

-图3为根据本发明变体的方法的示意图。

具体实施方式

参考上述附图，附图标记1总体上标识了用于从液相中分离出至少一种目标物质的装置。

例如，目标物质可溶解、分散或悬浮在此类相(phase)中。

根据不同的实施例，目标物质可包含一或多种选自姜黄素、抗生物素蛋白、黄嘌呤氧化酶、罗丹明异硫氰酸酯、多酚、酶、肽、蛋白质、DNA、 RNA、寡核苷酸、磷酸盐、铬酸盐、亚砷酸盐、砷酸盐、橘霉素(citrinin)、土霉素(oxytetracyline)、单宁酸、荧光嗜铁素(pyoverdine)、氯或其混合物的一或多种物质或由上述一或多种物质组成。

根据特别有利的实施例，目标物质可以包含乳铁蛋白或由乳铁蛋白组成，可选地与一种或多种选自上述物质的物质的组合。

优选地，该装置为模块化的，也就是说，可以如下所述随意扩展或根据需要通过选择合适数量的模块来扩展。

装置1至少包括模块2，该模块用于混合至少一种目标物质和磁性纳米颗粒的稳定胶体液态悬浮体以获得物质-纳米颗粒复合物。

换句话说，在混合模块2中，不仅目标物质和纳米颗粒彼此均匀混合，而且在此模块2中，也产生用于形成这些复合物的必要条件(例如，温度、压力、成分和盐浓度和/或溶剂性质)，这些复合物继而保留在稳定的胶体液态悬浮体中。

根据一个变型，混合模块2可被控制温度(temperature-controlled)以促进形成物质-纳米颗粒复合物。

根据另一变型，混合模块2界定用于容纳目标物质和磁性纳米颗粒的胶体悬浮体的内部隔室，机械混合构件可以以可旋转的方式插入内部隔室。

例如，混合模块2可以分别通过目标物质和磁性纳米颗粒的液态胶体悬浮体(例如在水中)的供应罐78、80来进料。例如，目标物质可以在另外的液体中预混合，使得可以通过单个罐供应液体和物质。

根据特别有利的实施例，磁性纳米颗粒包含化学计量的纯磁赤铁矿的超顺磁性纳米颗粒或由该颗粒组成。

优选地，可以根据文献WO2012010200A1中讨论的方法制造可用于本发明的磁性纳米颗粒。

更优选地，所使用的磁性纳米颗粒应能够通过在超声波浴中的处理在水相中产生至少六个月而不需要涂覆的稳定胶体悬浮体。

根据这些变体，液相胶体悬浮体中的磁性纳米颗粒的浓度优选为约 100-1000mg/l，可选为200-800mg/l，有利地为400-600mg/l，优选为约 500mg/l。

根据第一实施例，磁性纳米颗粒不含表面官能团。

根据第二实施例，磁性纳米颗粒被直接或间接官能化，以便健结目标物质。根据有利的方面，可能的官能化(或多个官能化)可在水相中进行，并确保磁性纳米颗粒的悬浮体的胶体稳定性。

根据其它实施例，磁性纳米颗粒的大小分布可以在5-50nm的范围内 (例如10-12nm)，和/或磁性纳米颗粒的多分散指数可以在1.02至1.05的范围内。

装置1至少包括第一磁分离模块4，该第一磁分离模块包括：分离室 6，分离室与混合模块2流体连通以从混合模块接收物质-纳米颗粒复合物的稳定的胶体液态悬浮体；以及至少第一磁性元件8，第一磁性元件功能性连接到分离室6以磁吸引所述复合物。

以此方式，物质-纳米颗粒复合物由于纳米颗粒的磁性而能保持锚定到所述元件上、与胶体悬浮体分离并将复合物浓缩在与所述磁性元件相邻的区域中，而复合物周围的液体将不会经历相关的任何磁影响。

在所示的实施例中，第一磁性元件8可以包括磁化板74，该磁化板优选布置在分离室6下方。

例如，板74可至少部分地由铁制成，有利地由钢制成，优选地由FE360 制成。

根据变型，可以将多个永磁体(未示出)放置成对应于磁化板74(例如，至少部分地放置在磁化板74中)，以便在所述室6中生成基本均匀的磁场。

应当说明的是，在本说明书中，涉及第一磁分离模块4的任何特征也可以同样地应用于下面描述的第二磁分离模块14。事实上，在优选实施例中，这些模块可以以基本相应或相同的方式起作用和成形。

根据实施例，第一磁分离模块4也可以用作物质-纳米颗粒复合物的洗涤模块。具体地，一旦含有上述复合物的液体已经流出，并且磁性元件仍然被磁化，则可以将磁惰性洗涤液引入分离室6中，以便从复合物中除去任何不需要的物质。

根据另一实施例，在第一磁分离模块的流体流动下游，可以设置例如具有根据与上述第一模块构造相似的模式的磁功能的，或者适于根据不同的原理(例如物理、化学或化学物理)引起复合物分离的单独洗涤模块。

根据另一实施例，在第一磁分离模块4或分离洗涤模块中的洗涤可以例如通过喷雾来加压。

例如，分离室6和混合模块2通过第一导管36连通，至少第一泵38 可选地沿该第一导管布置。

可选地，装置1可以包括多个第一磁分离模块4，多个第一磁分离模块可通过混合模块2来供应且例如彼此平行设置。

仅作为示例，在混合模块2和第一磁分离模块4之间，装置1可以包括(未示出)偏离装置，以便以选择性方式朝向不同的模块引导含有物质 -纳米颗粒复合物的液相，所述液相也定义为物质-纳米颗粒复合物的稳定胶体悬浮体。根据变型，偏离装置可以包括一或多个电磁阀。

根据有利的变型，分离室6以相对于第一磁分离模块4的振荡方式受支撑，以便分配该室的内容物(优选均匀地)。

例如，分离室6可以在平面内往复运动，或者它可以绕至少一个旋转轴线旋转。

优选地，装置1至少包括物质-纳米颗粒复合物的分裂模块(splitting module)10，该分裂模块限定了与分离室6连通的混合室12，并且该分裂模块含有一种或多种释放反应物，从所述复合物分离出目标物质。

换句话说，在分裂模块10内部，上述稳定胶体悬浮体中的复合物被再次分离成它们的组分(也就是说，目标物质、磁性纳米颗粒和液体)，具体地，通过至少一种释放反应物的作用。有利地，在分裂模块中，与目标物质分离的纳米颗粒保持在磁性纳米颗粒的胶体溶液中。

根据可能的变型，物质-纳米颗粒复合物从分离室6到分裂模块10的输送可以通过供应给上述室6的另外的液体(例如洗涤液)，具体地，在第一磁性元件8已经被去激活或移动到离所述室足够远之后(在这方面，见下文)。

优选地，在分裂模块10的内部隔室中，可以插入机械混合构件。

在图1b所示的实施例中，装置1可以包括混合模块2旁边的分裂模块10。根据该变型，每个模块2、10可以包括其自己的机械混合构件28、 28'，其中优选地，这些构件可以通过两者共同的电机装置70运动。

在图3的示意图中，洗涤液罐由标号40指示。从该罐40引导到分离室6的第二导管由标号42指示。从分离室6到分裂模块10，通过第三导管46形成连接。可选地，沿这些导管42、46中的一个或两个导管，可以设置至少一个泵44、48。

关于从液体提取物质-纳米颗粒复合物的该液体(也就是说，先前产生稳定的胶体悬浮体的水相)，可以通过第五导管60输送到废弃罐58。

例如，取决于在复合物中操作的物质-纳米颗粒键的性质，释放反应物可以是适合的pH、成分和浓度的盐溶液或一种或多种有机溶剂。

在图3的示意图中，释放反应物通过反应物罐50和终止于分裂模块 10的相应第四导管52进料。

根据优选的实施例，释放反应物可以包含适当的pH、成分和浓度的缓冲溶液或一种或多种有机溶剂。例如，释放反应物可以包含0.5至2.5M 的NaOH、NaCl、KCl、KOH、NH4OH、NH4Cl或其混合物的浓度，以及10至100％wt之间的乙醇。

装置1还至少包括第二磁分离模块14，其在流体学上位于分裂模块 10的下游，以用于分离目标物质和磁性纳米颗粒的稳定胶体液态悬浮体。

因此，由于目标物质现在与磁性纳米颗粒分离，并且后者以稳定的胶体悬浮体返回，所以在第二磁性分离模块14中，再次分离混合物以隔离目标物质。

更准确地说，磁性纳米颗粒将以类似于关于第一磁分离模块所讨论的方式磁性地锚定在模块中，而目标物质和所述悬浮体的液体将不会受到任何磁影响，并且可以与磁性纳米颗粒分离，例如通过从所述模块流出，具体地用于可能的后续纯化。

例如，分裂模块10和第二分离模块14可以通过第六导管54连接，泵56可选地沿该第六导管54布置。

有利地，第二磁分离模块14包括：位于分裂模块10的下游以用于从分裂模块接收从磁性纳米颗粒分离出的目标物质的回收室16，并包括吸附磁性纳米颗粒的至少一个第二磁性元件18。

如所讨论的，关于第二磁性分离模块14的有利或优选变体，参考第一磁分离模块4的特征。

根据特别有利的实施例，第二分离模块14流体连接到混合模块2，以便产生磁性纳米颗粒的稳定胶体液态悬浮体的至少部分的再循环。

根据变型，将稳定的液态悬浮体中的磁性纳米颗粒从第二分离模块14 输送到混合模块2可以通过第七导管62进行或通过另外的液体进行相关的输送。例如，另外的液体可以包括通过终止于第二分离模块14中的第八导管64从罐40输送的洗涤液。

可选地，在第二分离模块14的下游，可以设置有收集罐72，在该收集罐内，可以使磁性纳米颗粒以稳定的液态悬浮体流动，例如通过第七导管62，可选地通过另外的液体(例如洗涤液)执行输送。

因此，由于磁性纳米颗粒不会发生实质的物理或化学劣化，所以它们可以重复用于不限数量的循环。

关于目标物质，最终可以通过从回收室16离开的第九导管66输送到产品罐64。可选地，可以沿该导管66布置泵68。

根据图示的变型，第一磁性元件8(和可选的第二磁性元件18)在功能上连接到分离室6的底壁20(并且可选地连接到回收室16的底壁22)，其中第一磁性元件(和可选的第二磁性元件)和上述壁可以移动至一起/ 分开，以调节作用在物质-纳米颗粒复合物(和可选地在磁性纳米颗粒上) 上的磁场的强度。

根据实施例，第一磁性元件8(和可选的第二磁性元件18)包括放置在分离室6下方的磁化板74(并且可选地位于回收室16下方)，并且其中分离室6的底壁20(和可选地，回收室16的底壁22)可相对于上述板74 移动以调节磁场。

根据另一变型，装置1可以包括作为第一磁性元件和/或第二磁性元件的一个或多个电磁体，该一个或多个电磁体可操作连接到分离室的底壁和 /或回收室的底壁，其中作用在物质-纳米颗粒复合物和/或磁性纳米颗粒上的磁场的强度可通过调节馈送到电磁体或多个电磁体的电流强度来调节。

在任何情况下，无论选择什么磁场生成模式，与上述模块4、14中至少一者的底壁20、22对应的磁场在强度方面优选调节到等于或小于150 毫特斯拉(millitesla)(例如在20-80毫特斯拉之间的范围内)，以便促进物质-纳米颗粒复合物和/或磁性纳米颗粒在稳定胶体悬浮体中的再悬浮。

实际上，本发明的作者已经理解，即使在可能在复合物中键合(bound) 的情况下，对纳米颗粒施加过强的磁场会产生这些纳米颗粒的胶体稳定性的磁性改变，以防止随后在悬浮体中停留，因此，纯粹以示例的方式执行目标物质的洗涤和/或释放的后续阶段，以及在再循环阶段的可能再次使用。

换句话说，将过强的磁场施加到磁性纳米颗粒，可选地在复合物中的键合可能使相应的悬浮体不稳定，从而使纳米颗粒不适于分离目标物质或多种目标物质。

根据示例性实施例，关于分离室6的底壁20和可选地回收室16的底壁22的构造，所述壁中的至少一者可以具有等于或小于0.01Ra mm(例如约0.001-0.005Ra mm)的表面粗糙度，以便限制物质-纳米颗粒复合物和/或磁性纳米颗粒的表面粘合。

根据有利的实施例，分离室6的至少底壁20和/或回收室16的至少底壁22可以包括玻璃表面，该玻璃表面界定分离室6和/或回收室16内部。

根据另一实施例，分离室6的至少底壁20和/或回收室16的至少底壁 22可以包括不粘表面(non-stick surface)，以便减少磁性纳米颗粒和/或物质-纳米颗粒复合物的可能的表面粘附现象。

优选地，在第一磁分离模块4和/或第二磁分离模块14中，液体头 (liquid head)被调节以达到等于或小于约7mm的最大水平，例如0.1至 5mm的最大水平。

事实上，根据该变型，已经证明，在减少的头工作，优选地液体在底壁20、22上的宽分布表面是有利的，因为如前所述，太高强度的磁场导致磁性纳米颗粒不可能重新悬浮的风险。

例如，这种水平调节可以通过第一泵38来执行，第一泵38可选地从操作角度连接到装置1的(未示出)管理和控制装置。

根据另外的变型，分离室6和/或回收室16可以是能倾斜的(例如横向)，以便仅使前述悬浮体和/或含有磁性纳米颗粒和/或物质-纳米颗粒复合物的稳定胶体悬浮体的液体自然地或强制性地流出洗涤液。

优选地，当第一磁性元件8和/或第二磁性元件18被激活和/或定位成磁性地保持物质-纳米颗粒复合物和/或磁性纳米颗粒时，可以执行洗涤液和/或悬浮体的液体的这种流出。

根据有利的变型，装置1包括分离室6的振荡电机装置24、76和可选包括回收室16的振荡电机装置24'、76'。

优选地，装置1包括用于在基本上平行于分离室6和/或回收室16的底壁20、22的平面中移动该室的第一振荡电机装置24、24'。

根据另一有利的变型，装置1包括用于在基本上垂直于分离室6和/ 或回收室16的底壁20、22的平面中移动该室的第二振荡电机装置76、76'。

为了参考，图2a示出了笛卡尔坐标系，第一振荡电机装置24、24'相对于该坐标系被配置成在平面Y、Z中移动室6、16，同时委托第二振荡电机装置76、76'在平面X、Y中执行该室的移动。

根据实施例，该装置可以包括在第一磁性元件8和底壁20之间的接近/隔离电机装置26，和/或在第二磁性元件18和底壁20之间的接近/隔离电机装置26'。

可选地，装置1可以包括可操作连接到振荡电机装置24、24'、76、 76'和/或接近/隔离电机装置26、26'的管理和控制装置，该管理和控制装置用于以相互独立的方式控制这些装置24、24'、76、76'、26、26'。

根据另一变型，当提供时，管理和控制装置可以在功能上连接到上述那些中的一或多个泵和/或偏离装置。

根据可能的变型，振荡电机装置和/或接近/隔离电机装置可以包括一或多个线性致动器，该线性致动器用于移动相应的室6、16、相应的磁性元件8、18和/或相应的底壁20、22。例如，一个或多个线性致动器可为气动的、液压的、机械的和/或机电式的。

本发明还涉及用于从液相中分离出至少一种目标物质的方法。

由于该方法优选地通过上述装置来实现，所以即使没有明确地指出，从结构的观点来看，本方法的优选或有利的变体可以包括可从前述上下文中推导的任何步骤。

本发明所涉及的方法包括：

i)将至少一种目标物质和至少一种磁性纳米颗粒的稳定胶体液态悬浮体混合以获得物质-纳米颗粒复合物；

ii)通过磁吸引所述复合物，从所述物质-纳米颗粒复合物的稳定胶体液态悬浮体中分离出物质-纳米颗粒复合物；

iii)通过目标物质的一种或多种释放反应物从所述物质-纳米颗粒复合物分离出所述目标物质，并将由所述复合物释放的纳米颗粒重新悬浮在稳定的胶体液态悬浮体中；

iv)从目标物质磁性分离出磁性纳米颗粒。

根据优选的变体，该方法包括在步骤i)中将步骤iv)的磁性纳米颗粒的至少部分重新引入到稳定的胶体悬浮体中以便执行磁性纳米颗粒的再循环的步骤。

根据另一优选的变体，步骤ii)和步骤iv)中的一个或两个步骤包括通过朝向/远离所述复合物和/或所述纳米颗粒移动磁性元件(例如，永磁体)或通过调节供给一个或多个电磁体的电流强度来调节作用在物质-纳米颗粒复合物和/或磁性纳米颗粒上的磁场的强度的步骤。

优选地，步骤ii)和/或步骤iv)包括磁性保持物质-纳米颗粒复合物和/或磁性纳米颗粒的步骤，以及仅使前述悬浮体的液体自然地或强制性地流出的步骤。

可选地，步骤i)包括直接或间接地使磁性纳米颗粒官能化的子步骤。

根据该方法的特别有利的实施例，磁性纳米颗粒包含化学计量的纯的磁赤铁矿的超顺磁性纳米颗粒或由该纳米颗粒组成。

优选地，此类纳米颗粒能够在水相中没有任何涂覆(coating)的情况下产生稳定的胶体悬浮体。

换句话说，所述纳米颗粒被配置成以未涂覆的形式通过用超声波浴处理在水相中产生稳定的胶体悬浮体。

创新地，本发明的装置和方法适用于明显克服以前抱怨的缺陷。

更准确地说，该装置和上述方法允许以简单且可重复的方式以极低的成本分离出潜在无限多的各种目标物质。

事实上，尽管前面的描述仅参考了在一个阶段与液体分离的一种目标物质，但是该装置/方法允许使纳米颗粒对多种目标物质具有特异性，并以受控的方式在几个阶段分离出这些物质。

有利地，本发明的纳米颗粒的稳定胶体悬浮体允许它们容易以工业规模生产。

有利地，用于本发明的纳米颗粒适于在水中形成稳定的胶体悬浮体，并具有适于可逆地键合任何类型的有机或生物分子的表面活性。

有利地，在目标物质分离过程中不影响纳米颗粒的胶体悬浮体的胶体稳定性的情况下，可以使用本发明方法的装置和方法以进行大规模民用或工业用水的再生。

有利地，本发明的装置被设计成使处理室中残留物质的量最小化。

有利地，本发明的装置和方法允许以智能的方式吸附纳米颗粒和由它们形成的复合物，而不损害这种颗粒的再悬浮体的稳定性。

有利地，本发明的装置被设计成以均匀的方式部署处理罐内的部件，以提高各种物质的产量和分离时间。

有利地，本发明方法的装置和方法可以是自动的，以便加速和优化目标物质的分离时间。

对于上述装置和方法的实施例，为了满足特定需要，本领域技术人员可用在功能上等同的其他元件变型或替代。

但是这些变型也包含在由所附权利要求限定的保护范围内。

此外，描述为属于可能实施例的每个变体可以独立于所描述的其它变型来实现。

Claims (19)

1.一种用于从液相中分离目标物质的装置(1)，所述装置包括：

-至少一个用于混合至少一目标物质和至少一磁性纳米颗粒在水中的稳定的胶体液态悬浮体以获得物质-纳米颗粒复合物的混合模块(2)，其中，所述磁性纳米颗粒包含化学计量的纯的磁赤铁矿的超顺磁性纳米颗粒，或所述磁性纳米颗粒由化学计量的纯的磁赤铁矿的超顺磁性纳米颗粒组成，所述超顺磁性纳米颗粒能够在水相中没有任何涂覆的情况下产生稳定的胶体悬浮体；

-至少一第一磁分离模块(4)，所述第一磁分离模块包括：分离室(6)，所述分离室与所述混合模块(2)流体连通以接收所述物质-纳米颗粒复合物的稳定的胶体液态悬浮体；以及至少一第一磁性元件(8)，所述第一磁性元件在功能上连接到所述分离室(6)以磁吸引所述复合物；

-所述物质-纳米颗粒复合物的至少一分裂模块(10)，所述分裂模块限定与所述分离室(6)连通的混合室(12)，并且所述分裂模块包含来自所述复合物的所述目标物质的一种或多种释放反应物；

-至少一第二磁分离模块(14)，所述第二磁分离模块在流体学上放置在所述分裂模块(10)的下游，以从所述磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体中分离出所述目标物质。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二磁分离模块(14)流体连接到所述混合模块(2)，以便产生所述磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体的至少部分的再循环。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第二磁分离模块(14)包括回收室(16)，所述回收室位于所述分裂模块(10)的下游，以从所述分裂模块接收从所述磁性纳米颗粒分离出的所述目标物质，所述第二磁分离模块还包括用于吸附所述磁性纳米颗粒的至少一个第二磁性元件(18)。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一磁性元件(8)和所述第二磁性元件(18)在功能上连接到所述分离室(6)的底壁(20)，并且连接到所述回收室(16)的底壁(22)，并且其中，所述第一磁性元件和可选的所述第二磁性元件以及所述底壁(20、22)能移动至一起/分开以调节作用在所述物质-纳米颗粒复合物上的磁场的强度以及作用在所述磁性纳米颗粒上的磁场的强度。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一磁性元件(8)和所述第二磁性元件(18)包括磁化板(74)，所述磁化板放置在所述分离室(6)下方，并且放置在所述回收室(16)下方，并且其中，所述分离室(6)的底壁(20)和所述回收室(16)的底壁(22)能相对于所述磁化板(74)移动以调节所述磁场。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，多个永磁体至少部分地放置在所述磁化板(74)内，以便在所述分离室(6)和所述回收室(16)中生成基本上均匀的磁场。

7.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一磁性元件(8)和所述第二磁性元件(18)包括一个或多个电磁体，所述一个或多个电磁体能操作地连接到所述分离室的底壁和/或所述回收室的底壁，其中，作用在所述物质-纳米颗粒复合物和/或所述磁性纳米颗粒上的磁场的强度能通过调节馈送到所述一个或多个电磁体的电流强度来调节。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述第一磁分离模块(4)和/或所述第二磁分离模块(14)内部，所述稳定的胶体液态悬浮体和/或所述物质-纳米颗粒复合物和/或所述磁性纳米颗粒的水平被调节达到7毫米或更小的最大高度，并且其中，在所述第一磁分离模块和所述第二磁分离模块中的一个或多个模块的底壁处的磁场被设定为150毫特斯拉或更小的值，以便促进所述物质-纳米颗粒复合物和/或所述磁性纳米颗粒的再悬浮。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述分离室(6)以相对于所述第一磁分离模块(4)的振荡方式被支撑，以便分配所述分离室的内容物，并且其中，所述分离室(6)是能倾斜的，以便在所述第一磁性元件(8)被激活和/或定位成磁性保持所述物质-纳米颗粒复合物时，使含有所述磁性纳米颗粒和/或所述物质-纳米颗粒复合物的所述稳定的胶体悬浮体和/或该胶体悬浮体的液体自然地或强制地排出。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述目标物质为乳铁蛋白。

11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述最大高度为0.1-5毫米。

12.根据权利要求8所述的装置，其中，在所述第一磁分离模块和所述第二磁分离模块中的一个或多个模块的底壁处的磁场被设定为在20-80毫特斯拉之间。

13.一种从液相中分离目标物质的方法，所述方法包括以下步骤：

i)将至少一目标物质和至少一磁性纳米颗粒在水中的稳定的胶体液态悬浮体混合以获得物质-纳米颗粒复合物，其中，所述磁性纳米颗粒包含化学计量的纯的磁赤铁矿的超顺磁性纳米颗粒，或所述磁性纳米颗粒由化学计量的纯的磁赤铁矿的超顺磁性纳米颗粒组成，所述超顺磁性纳米颗粒能够在水相中没有任何涂覆的情况下产生稳定的胶体悬浮体；

ii)通过磁吸附所述物质-纳米颗粒复合物，从所述物质-纳米颗粒复合物的稳定的胶体液态悬浮体分离出所述物质-纳米颗粒复合物；

iii)通过所述目标物质的一种或多种释放反应物，所述物质-纳米颗粒复合物分离出所述目标物质，并将由所述物质-纳米颗粒复合物释放的所述纳米颗粒重新悬浮在稳定的胶体液态悬浮体中；

iv)从所述目标物质磁性分离出所述磁性纳米颗粒。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法包括在步骤i)中重新引入步骤iv)的所述磁性纳米颗粒的至少部分，以便执行所述磁性纳米颗粒的再循环的步骤。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，步骤ii)和iv)中的一个或两个包括以下步骤：通过将磁性元件朝向/远离所述物质-纳米颗粒复合物和/或所述纳米颗粒移动和/或通过调节馈送到一个或多个电磁体的电流强度，来调节作用在所述物质-纳米颗粒复合物和/或所述磁性纳米颗粒上的磁场的强度。

16.根据权利要求13或14所述的方法，其中，步骤i)包括使所述磁性纳米颗粒直接或间接官能化的子步骤。

17.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述目标物质包含选自以下物质中的一种或多种或由以下物质中的一种或多种组成：姜黄素、抗生物素蛋白、黄嘌呤氧化酶、罗丹明异硫氰酸酯、多酚、酶、肽、蛋白质、DNA、RNA、寡核苷酸、磷酸盐、铬酸盐、亚砷酸盐、砷酸盐、橘霉素、土霉素、单宁酸、荧光嗜铁素、氯或它们的混合物。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述纳米颗粒被配置为以未涂覆的形式通过用超声波浴处理在所述水相中产生稳定的胶体悬浮体。

19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述目标物质为乳铁蛋白。

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