CN108398311A - 全封闭式磁分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全封闭式磁分离系统，其包括：腔体、进样控制器和/或出样控制器和磁体，腔体的外壳由硬质材料制成，进样控制器和/或出样控制器与腔体通过弹性管道相连，磁体对腔体的至少部分区域施加用于使磁珠吸附到腔体内壁的磁场。本发明的弹性管道能够使得腔体具有一定的振动幅度，又易于定位，通过小振幅高频率实现对固定装置的局部混匀，能使传统的磁分离方法在全封闭的容器内完成。另外，本发明能够仅针对腔体进行局部混合，而无需对整个分离系统进行混合，有效避免了混合对分离系统的其它部件的影响，易于实现高度集成。

Description

全封闭式磁分离系统

技术领域

本发明属于磁分离领域，涉及一种全封闭式磁分离系统。

背景技术

在生物和医学研究及应用中，经常使用磁微粒(如磁珠)进行分离和纯化，方法是利用磁体吸出磁微粒进行转移，或将磁微粒吸在容器内侧壁上将废液吸出，以达到分离纯化的目的。实际应用中除了分离还存在多次洗涤过程，因此需要磁体或吸液器多次进出反应容器，因此只能使用开放性容器。而开放性容器在混匀以及吸排过程中容易形成溅液、滴落以及气溶胶等污染可能。特别是在分子微生物检测中，强阳性样本病毒载量高达10⁷‐10⁹以上，操作过程中产生轻微的气溶胶就可能造成污染引起假阳性。因此开放性容器总是存在污染的风险。

同时，由于要多次吸排液体工作量大，导致自动化设备结构复杂，难以实现自动化设备的小型化。

不使用常规磁分离技术的方法和装置，由于效果以及成本等因素，没有得到普遍认可和接受，适用性不强。

因此廉价易行的磁分离的封闭操作及小型化是实际应用的一个痛点

发明内容

本发明针对现有技术的不足，其目的在于提供一种混合装置，其特别适用于磁分离。

本发明的第二个目的在于提供一种磁分离系统。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种混合装置，其包括：腔体、进样控制器、出样控制器磁体和混匀器。

其中，腔体的外壳由硬质材料制成。进样控制器和出样控制器分别与腔体通过弹性管道相连，进样控制器允许至少加入含有目标物质的目标溶液和含有表面包被磁珠的溶液。表面包被磁珠为表面包被了用于与目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠。磁珠的平均粒径在0.01‐100微米的范围内。磁体对腔体的至少部分区域施加用于使磁珠吸附到腔体的内壁的磁场。磁场的覆盖范围小于或等于腔体的覆盖区域。

混匀器混合腔体内的液体和磁珠。混匀器包括在腔体的两侧呈对称设置的两片弧形夹片，两片弧形夹片可分离式地挟持腔体的外周壁。每片弧形夹片的弧度与腔体的外周壁弧度相同。

一种混合装置，其包括：腔体、进出样控制器、磁体和混匀器。

其中，腔体的外壳由硬质材料制成。进出样控制器与腔体分别通过弹性管道相连，其允许至少加入含有目标物质的目标溶液和含有表面包被磁珠的溶液并且允许至少排出废液。表面包被磁珠为表面包被了用于与目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠。磁体对腔体的至少部分区域施加用于使磁珠吸附到腔体的内壁的磁场。磁珠的平均粒径在0.01‐100微米的范围内。磁场的覆盖范围小于或等于腔体的覆盖区域。

混匀器混合腔体内的液体和磁珠。混匀器包括在腔体的两侧呈对称设置的两片弧形夹片，两片弧形夹片可分离式地挟持腔体的外周壁。每片弧形夹片的弧度与腔体的外周壁弧度相同。

一种磁分离系统，其包括：腔体、至少一个进样控制器和/或出样控制器、磁体和混匀器。

其中，腔体的外壳由硬质材料制成。至少一个进样控制器和/或出样控制器分别与腔体通过弹性管道相连，进样控制器允许至少添加含有目标物质的目标溶液以及含有表面包被磁珠的溶液。表面包被磁珠为表面包被了用于与目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠。

磁体用于对腔体的至少部分区域施加用于使磁珠吸附到腔体的内壁的磁场。

混匀器用于混合腔体内的液体和磁珠。混匀器包括在腔体的两侧呈对称设置的两片弧形夹片，两片弧形夹片可分离式地挟持腔体的外周壁。每片弧形夹片的弧度与腔体的外周壁弧度相同。

回收装置与出样控制器通过第一管道相连。收集装置与出样控制器通过第二管道相连。驱动装置驱动出样控制器排出的废液进入回收装置内并且驱动出样控制器排出的待收集液进入收集装置内。

一种混合装置，其包括：腔体、进样控制器、出样控制器、磁体、混匀器和反应盒。

其中，腔体的外壳由硬质材料制成。

进样控制器和出样控制器与腔体分别通过弹性管道相连，进样控制器允许至少添加含有目标物质的目标溶液以及含有表面包被磁珠的溶液。表面包被磁珠为表面包被了用于与目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠。磁体对腔体的至少部分区域施加用于使磁珠吸附到腔体内壁的磁场。

混匀器混合腔体内的液体和磁珠。混匀器包括机械手和用于操控机械手移入或脱离凹陷空间的机械臂。机械手有两个，对称设置于腔体的两侧，两个机械手可分离式地挟持腔体的外周壁。

反应盒具有一个凹陷空间，该凹陷空间至少容纳腔体和弹性管道。反应盒的其他部位可集成所需的进样装置、废液池和检测装置等。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

第一、本发明可以将常规磁分离方法全程在封闭容器中进行，避免了溅液、滴液以及操作过程中产生的气溶胶污染。特别对于需要磁分离过程而又容易被污染的检测，可以避免交叉污染的可能性。

第二，本发明使用流控而非机械手吸排进行加样和排样，易于实现自动化以及设备小型化。

第三，本发明可以实现反应盒的局部混匀，非混匀区域不会受到混匀过程的影响，因此可以把整个反应包括废液收集等集成在一起，实现高度集成化和高度自动化。

第四，本发明没改变传统磁分离方法的原理，现有的方法和试剂均可，实用范围广。

附图说明

图1为本发明实施例一的混合装置的结构示意图。

图2为本发明实施例二的混合装置的结构示意图。

图3为本发明实施例三的磁分离系统的结构示意图。

图4为本发明实施例七的混合装置的结构示意图。

附图标记：

腔体1、弹性管道2、进样控制器3、出样控制器4、磁体5、混匀器6、开口7、开口8、腔体11、进出样控制器13、磁体15、混匀器16、开口17、腔体21、弹性管道22、磁体25、进样控制器23、出样控制器24、混匀器26、收集装置28、回收装置29、驱动装置30、第一进样器31、第二进样器32、第三进样器33、注液孔34、排出管道35、回收管道36、通道37、反应盒40、凹陷空间41、腔体42、机械手43、弹性管道44、出样控制器45、机械臂46。

具体实施方式

在生物或医学研究中，经常需要将目标物质(例如抗原、核酸片段等)从目标液体中分离出来，然后再对分离出来的该目标物质进行研究或检测。其中，可以采用磁分离法进行分离。在磁分离过程中需要将磁珠从液体中分离出来，并把废液吸出，同时还需要有洗涤过程以洗于磁珠表面粘附的液体，以达到分离和纯化的目的。传统的方法是在敞口容器中进行，用吸液器加入试剂和吸排样本，并在盖上盖子后放入混匀器中振荡混匀。

传统方法有如下不足：

1、使用吸液器加排液体，无法做成全封闭。因此在吸液器运动过程中容易产生外壁粘附的液体滴落，混匀过程以及吸排液过程中产生气溶胶以及液体飞溅等产生污染的因素。

2、自动化时需要机械手移动吸液器或容器，难以实现小型化。

3、整体进行混匀，因此难以集成试剂池、废液池等部件。

本发明为了解决上述问题，提供了一种全封闭磁分离的装置。利用流控技术进样和排样能实现小型化，并能进行局部混匀能实现高度集成，整个磁分离的过程在封闭的环境下进行，可以避免磁分离过程中出现污染的可能；包括如下结构和功能：

(1)、全封闭的腔体由软管(或弹性管道)与进样控制器以及出样控制器相连接，所需要的液体从进样控制器中进入腔体；

(2)、在混匀器和磁体的作用下完成提取磁分离的过程；

(3)、过程中产生的废液以及最终要回收的液体，由出样控制器控制排出。

其中，进样控制器以及出样控制器是指控制液体或气体从相同或不同管道流入或流出腔体的装置，可以是阀门、管道开关或等效功能的装置。

进样控制器可以连接一个或多个进样装置，如果使用液体驱动装置，进样控制器和出样控制器也可以合二为一。

混匀器是指能使腔体内液体混匀的装置，可以使用振荡或挤压等混匀方式，由于腔体使用软管连接，腔体使用振荡混匀，可以不影响整个装置。

出样控制器可以连接一个或多个收集装置。

液体的流动可以由重力自然驱动也可使用其他液体驱动系统。

在本发明中，整个磁分离的过程在封闭的环境下进行，可以减小磁分离过程中出现污染的可能，并易于小型化设备可用于POCT设备。全封闭的腔体用软管或弹性管道与进样控制器和/或出样控制器相连接，所需要的液体从进样控制器中进入腔体；在混匀器和磁体的作用下完成提取磁分离的过程；过程中产生的废液以及最终要回收的液体，由出样控制器控制排出使用。本发明操作十分简单操作，能避免污染；能够大幅度降低自动化成本；可用于化学发光、核酸提取等应用领域。

本发明主要是为生物科技以及医学研究应用提供一个能减少污染，并易于自动化和小型化的磁分离技术装置。可用于生命科学研究、检验检疫、司法、医学诊断和研究等相关领域。

以下结合实施例对本发明进行进一步的说明。以下实施例仅是示例性的实施例。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种混合装置，其包括：腔体1、进样控制器3、出样控制器4、磁体5和混匀器6。

其中，腔体1的外壳由硬质材料制成，其用于提供一种或多种样液与磁珠相互混合的操作空间。样液为含有目标物质的目标溶液以及含有表面包被磁珠的溶液等各种液体。表面包被磁珠为表面包被了用于与目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠。磁珠的平均粒径在0.01‐100微米的范围内。腔体1整体上为圆柱型和圆锥型的结合，但也可以为其它形状。

进样控制器3用于控制样液的进入，其具有两个开口7。这两个开口7允许两种不同性质的样液分别进入该进样控制器3内。

出样控制器4用于控制腔体1内液体的排出，其具有三个开口8。这三个开口8允许腔体1内液体的分别排出。

进样控制器3和出样控制器4分别通过弹性管道2与腔体1相连，从而使进样控制器3、弹性管道2、出样控制器4和腔体1形成封闭型的液体流动通路。弹性管道2为柔性的、具有弹性并且易恢复的材料制成。弹性管道2的材料应不与腔体1内的液体反应，从而不会被腐蚀。

磁体5用于对腔体1的部分区域施加磁场，该磁场能使磁珠吸附到腔体1的内壁上，从而在排出腔体1内的废液时使磁珠不被该废液带出腔体1。磁场的覆盖范围可以小于或等于腔体的覆盖区域。

混匀器6用于使腔体1内的一种或多种样液与其内的磁珠相混合均匀。混匀器6包括在腔体1的两侧呈对称设置的两片弧形夹片。每片弧形夹片的弧度与腔体1的外周壁弧度相同或相似。两片弧形夹片可分离式地挟持腔体1的外周壁。每片弧形夹片与腔体1的外周壁的间距可调节。

当需要混匀时，两片弧形夹片与腔体1的外周壁相贴合并且挟持其外周壁，由操作者的手或其它设备(如机械手等)控制进行局部振动。因为此时混匀器6与腔体1相接触，所以混匀器6的振动会带动腔体1的振动，进而带动腔体1的液体的振动。又因为腔体1分别与进样控制器3和出样控制器4通过弹性管道2相连，弹性管道2具有弹性和回弹力，所以腔体1能够以一定的幅度进行振动，从而能够混匀其内的液体。当不需要混匀时，两片弧形夹片远离腔体1的外周壁以便取消贴合。

在混合时，磁体5不对腔体1施加磁场，磁珠便分布在腔体1内，随着腔体1的振动与腔体1内的液体进行混合，以实现磁珠表面与液体的充分接触。当混合结束后，磁体5对腔体1的部分区域施加磁场，使磁珠吸附到腔体1的内壁上，此时再排出混合后的液体，从而磁珠不会被该液体带出腔体1。

本实施例的混合装置可以通过以下的方法实现，该方法能够对目标溶液中的目标物质(如核酸)进行分离。该方法包括如下步骤：

(1)、将细胞样本和裂解液按传统方法混合，混匀，37℃孵育5min，使细胞裂解，放出内容物，得到含有目标物质(核酸)的目标溶液。

(2)、将含有目标物质的目标溶液与含有表面包被磁珠的溶液相混合，得到混合溶液。将混合溶液从进样控制器3的一端加入至腔体1内，此时，出样控制器4关闭。表面包被磁珠为表面包被了能与目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠。

(3)、关闭磁体5的磁场，使混匀器6的两片弧形夹片挟持腔体1的外周壁，通过混匀器6的振动带动腔体1的目标溶液和表面包被磁珠的相互混合。在混匀器6振动的过程中，目标溶液中的目标物质与表面包被磁珠的表面包被的吸附物质发生亲和性吸附，从而富集在表面包被磁珠的表面而较少或不保留在溶液中。

(4)、当振动过程结束后，使混匀器6的两片弧形夹片远离腔体1的外周壁，以便结束对腔体1的振动，同时打开磁体5的磁场，使磁珠吸附到腔体1的内壁上，此时打开出样控制器4并排出腔体1内的溶液。

(5)、使洗脱液进入腔体1内并且与已经吸附了目标物质的表面包被磁珠混合，洗脱液能够使得目标物质从表面包被磁珠上面解吸附，并溶解于洗脱液中，进而被洗脱液带离腔体1。收集解吸附后的目标物质，即可实现对目标物质的分离或纯化。

本实施例的弹性管道2由柔性和有弹性回复力的材料制成，能够使得腔体1具有一定的振动幅度，又易于定位，通过小振幅高频率实现对固定装置的局部混匀，能使传统的磁分离方法在全封闭的容器内完成。

本实施例的混合装置也可以在酶标记或化学发光测试中应用，其包括如下步骤：

(1)、将样本溶液与含有表面包被磁珠的溶液通过进样控制器3加入至腔体1内并关闭出样控制器4，然后再加入酶标记抗体或抗原。表面包被磁珠为表面包被了相应抗体的磁珠。

(2)、关闭磁体5的磁场，使混匀器6的两片弧形夹片挟持腔体1的外周壁，带动腔体1内的溶液和表面包被磁珠的相互混合。在振动的过程中，样本溶液中的样品物质与表面包被磁珠的表面所包被的抗体发生亲和性吸附，从而富集在表面包被磁珠的表面而较少或不保留在溶液中。

(3)、当振动过程结束后，使混匀器6的两片弧形夹片远离腔体1的外周壁，以便结束振动，同时打开磁体5的磁场，使磁珠吸附到腔体1的内壁上，此时打开出样控制器4并排出腔体1内的溶液。

(4)、在使用洗涤液洗涤后，使底物反应液进入腔体1内并且与已经吸附了样品物质的表面包被磁珠混合，随后将腔体1内的液体排出到反应器或收集器中进行孵育检测。

该方法可以配置全自动化学发光的废液系统，减少仪器的复杂程度，提高检测速度。

实施例二

实施例一中的混合装置的进样控制器3和出样控制器4是分开的，然而，其也可以合并在一起。如图2所示，本实施例提供了一种混合装置，其包括：腔体11、进出样控制器13、磁体15和混匀器16。

其中，腔体11提供一种或多种样液与磁珠相互混合的操作空间，其外壳由硬质材料制成。样液为含有目标物质的目标溶液以及含有表面包被磁珠的溶液等各种液体。表面包被磁珠为表面包被了用于与目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠。磁珠的平均粒径在0.01‐100微米的范围内。腔体11整体上为圆柱型和圆锥型的结合，但也可以为其它形状。

进出样控制器13用于控制样液的进入和排出，其具有三个开口17。这三个开口17允许三种不同性质的样液分别进入该进出样控制器13内，或者允许混合后的液体分别经由这三个开口17排出。

进出样控制器13通过弹性管道12与腔体11相连，从而使进出样控制器13、弹性管道12和腔体11形成封闭型的液体流动通路。弹性管道12为柔性的、具有弹性并且易恢复的材料制成。

磁体15用于对腔体11的部分区域施加磁场，该磁场能使磁珠吸附到腔体11的内壁上，从而在排出腔体11内的废液时使磁珠不被该废液带出腔体11。磁场的覆盖范围可以小于或等于腔体的覆盖区域。

混匀器16用于使腔体11内的一种或多种样液与磁珠相混合。混匀器16包括呈对称设置的两片弧形夹片。每片弧形夹片的弧度与腔体11的外周壁弧度相同或相似。两片弧形夹片可分离式地挟持腔体11的外周壁。每片弧形夹片与腔体11的外周壁的间距可调节。

当需要混匀时，两片弧形夹片与腔体11的外周壁相贴合并且挟持其外周壁，由操作者的手或其它设备控制进行局部振动。因为此时混匀器16与腔体11相接触，所以混匀器16的振动会带动腔体11的振动，进而带动腔体11的液体的振动。又因为腔体11与进出样控制器13通过弹性管道12相连，弹性管道12具有弹性和回弹力，所以腔体11能够以一定的幅度进行振动，又易于定位，通过小振幅高频率实现对固定装置的局部混匀，能使传统的磁分离方法在全封闭的容器内完成。当不需要混匀时，两片弧形夹片远离腔体11的外周壁以便取消贴合。

在混合时，磁体15不对腔体11施加磁场，磁珠便分布在腔体11内，随着腔体11的振动磁珠与腔体11内的液体进行混合。当混合结束后，磁体15对腔体11的部分区域施加磁场，使磁珠吸附到腔体11的内壁上，此时再排出混合后的液体，从而磁珠不会被该液体带出腔体11。

本实施例的混合装置可以通过以下的方法实现，该方法能够对目标溶液中的目标物质(如核酸)进行分离。该方法包括如下步骤：

(1)、将细胞样本和裂解液按传统方法混合，混匀，37℃孵育5min，使细胞裂解，放出内容物，得到含有目标物质(核酸)的目标溶液。

(2)、将含有目标物质的目标溶液与含有表面包被磁珠的溶液相混合，得到混合溶液。将混合溶液从进出样控制器13的一端加入至腔体11内，然后关闭进出样控制器13。腔体11内便引入了表面包被磁珠，该表面包被磁珠为表面包被了能与目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠。

(3)、关闭磁体15的磁场，使混匀器16的两片弧形夹片挟持腔体11的外周壁，带动腔体11的目标溶液和表面包被磁珠以一定的幅度振动。在振动的过程中，目标溶液中的目标物质与表面包被磁珠的表面所包被的吸附物质发生亲和性吸附，从而富集在表面包被磁珠的表面而较少或不保留在溶液中。

(4)、当振动过程结束后，使混匀器16的两片弧形夹片远离腔体11的外周壁，以便结束振动，同时打开磁体15的磁场，使磁珠吸附到腔体11的内壁上，此时打开进出样控制器13并排出腔体11内的溶液。

(5)、使洗脱液进入腔体11内并且与已经吸附了目标物质的表面包被磁珠混合，洗脱液能够使得目标物质从表面包被磁珠上面解吸附，并溶解于洗脱液中，进而被洗脱液带离腔体11。收集解吸附后的目标物质，即可实现对目标物质的分离或纯化。

本实施例的弹性管道12能够使得腔体11具有一定的振动幅度，又易于定位，通过小振幅高频率实现对固定装置的局部混匀，能使传统的磁分离方法在全封闭的容器内完成。

本实施例的混合装置也可以在酶标记或化学发光测试中应用，其包括如下步骤：

(1)、将样本溶液与含有表面包被磁珠的溶液通过进出样控制器13加入至腔体11内并关闭进出样控制器13，然后再加入酶标记抗体或抗原。该表面包被磁珠为表面包被了相应抗体的磁珠。

(2)、关闭磁体15的磁场，使混匀器16的两片弧形夹片挟持腔体11的外周壁，带动腔体11的溶液和表面包被磁珠的共同振动。在振动的过程中，样本溶液中的样品物质与表面包被磁珠的表面所包被的抗体发生亲和性吸附，从而富集在表面包被磁珠的表面而较少或不保留在溶液中。

(3)、当振动过程结束后，使混匀器16的两片弧形夹片远离腔体11的外周壁，以便结束振动，同时打开磁体15的磁场，使磁珠吸附到腔体11的内壁上，此时打开进出样控制器13并排出腔体11内的溶液。

(4)、在使用洗涤液洗涤后，使底物反应液进入腔体11内并且与已经吸附了样品物质的表面包被磁珠混合，随后将腔体11内的液体排出到反应器或收集器中进行孵育检测。

该方法可以配置全自动化学发光的废液系统，减少仪器的复杂程度，提高检测速度。可以根据实际情况的不同，对酶标法的具体步骤进行调整。

实施例三

本实施例提供了一种磁分离系统，其包括：腔体21、磁体25、三个进样器、进样控制器23、出样控制器24、混匀器26、回收装置29、驱动装置30、收集装置28。

其中，腔体21用于暂时储存样液并提供供样液与磁珠混匀的操作空间，其外壳由硬质材料制成。样液为含有目标物质的目标溶液以及含有表面包被磁珠的溶液等各种液体。磁珠的平均粒径在0.01‐100微米的范围内。腔体1整体上为圆柱型，但也可以为其它形状。

磁体25用于对腔体21的部分区域施加用于使磁珠吸附到腔体21内壁的磁场。

进样器有三个，分别为第一进样器31、第二进样器32和第三进样器33。三种进样器能分别进入不同的样液。第一进样器31和第二进样器32分别与进样控制器23通过管道相连，第三进样器33与出样控制器24通过管道相连。第一进样器31为中空的立方体容器，其上表面开设有注液孔34。第二进样器32为敞口的圆柱型容器。

进样控制器23用于控制样液的进入，其具有三个开口，其左方开口与第二进样器32通过管道相连，上方开口与第一进样器31通过管道相连，下方开口与腔体21通过弹性管道22相连。

出样控制器24用于控制腔体21内液体的排出，其具有四个开口，其上方开口与腔体21通过弹性管道22相连，左方开口与回收装置29通过管道相连，右方开口与第三进样器33通过管道相连，下方开口与排出管道35相连。排出管道35内排出的液体由收集装置28收集。

进样控制器23和出样控制器24分别通过弹性管道22与腔体21相连，从而使进样控制器23、弹性管道22、出样控制器24和腔体21形成封闭型的液体流动通路。弹性管道22为柔性的、具有弹性并且易恢复的材料制成。因为弹性管道22容易发生形变并且具有一定的回弹力，所以能够赋予腔体21一定的运动幅度。

磁体25用于对腔体11的部分区域施加磁场，该磁场能使磁珠吸附到腔体21的内壁上，从而在排出样液时使磁珠不被样液带出腔体21。磁场的覆盖范围可以小于或等于腔体的覆盖区域。

混匀器26用于使腔体21内的一种或多种样液与磁珠混合均匀，以便使样液与磁珠的表面充分接触。混匀器26包括在腔体21的两侧呈对称设置的两片弧形夹片。每片弧形夹片的弧度与腔体21的外周壁弧度相同或相似。两片弧形夹片可分离式地挟持腔体21的外周壁。每片弧形夹片与腔体21的外周壁的间距可调节。

当需要混匀时，两片弧形夹片与腔体21的外周壁相贴合并且挟持其外周壁，由操作者的手或其它设备控制进行局部振动。因为此时混匀器26与腔体21相接触，所以混匀器26的振动会带动腔体21的振动，进而带动腔体21的液体的振动。又因为腔体21分别与进样控制器23和出样控制器24通过弹性管道22相连，弹性管道22具有弹性和回弹力，所以腔体21能够以一定的幅度进行振动，又易于定位。当不需要混匀时，两片弧形夹片远离腔体21的外周壁以便取消贴合。

在混合时，磁体25不对腔体21施加磁场，磁珠便分布在腔体21内，随着腔体21的振动与腔体21内的液体进行混合。当混合结束后，磁体25对腔体21的部分区域施加磁场，使磁珠吸附到腔体21的内壁上，此时再排出混合后的液体，从而磁珠不会被该液体带出腔体21。

回收装置29为中空的板状器皿，其外壁固定有第二进样器32、进样控制器23、腔体21和出样控制器24，但不与这些部件相连通。回收装置29与出样控制器24通过回收管道36相连通，这样，废液可以通过回收管道36进入回收装置29内，而所需液体则通过排出管道35进入收集装置28内。回收管道36和排出管道35不同时打开，从而实现废液回收和所需液体的收集。

驱动装置30通过两根通道37与回收装置29相连，用于使回收装置29内产生负压，进而使腔体21和出样控制器24内产生负压，从而驱动腔体21内的废液经过出样控制器24流入回收装置29内，从而实现对废液的回收。

本实施例的腔体21通过弹性管道22分别与进样控制器23和出样控制器24相连，弹性管道22能够使得腔体21具有一定的振动幅度，通过小振幅高频率实现对固定装置的局部混匀，能使传统的磁分离方法在全封闭的容器内完成。

另外，本实施例可以仅针对腔体21内的液体进行混合，从而能够实现局部混合，而不必对整个分离系统进行混合，进而避免混合过程对其它部件的影响。例如，能够避免对整个分离系统进行混合时使得回收装置29中的废液也跟着混合。

本实施例的磁分离方法可以采用实施例一或实施例二的方法，不再赘述。

实施例四

本实施例提供一个适用性强，成本低，易于半自动和自动设备小型化的磁分离系统。以图1的装置为例进行说明，本实施例的磁分离系统能够执行如下磁分离步骤：

(1)、含有磁微粒或磁珠的液体从进样控制器3进入腔体1。

(2)、移近磁体5，磁微粒被腔体外侧的磁体5吸附在腔体1的内壁，通过出样控制器4排出废液。

(3)、洗涤液从进样控制器3进入腔体1，移开磁体5。

(4)、混匀器6接触腔体1进行混匀，磁微粒与洗涤液充分混匀后，磁体5移近腔体1将磁微粒吸附在腔体1内壁上，通过出样控制器4排出废液。

(5)、重复步骤(3)、步骤(4)进行洗涤。根据要求，可能需要多次。

(6)、回收液从进样控制器3进入腔体，移开磁体5，混匀器6混匀后通过出样控制器4排出。如果需要无磁微粒的回收液，混匀后移近磁体5，吸附后仅排出回收液，不排出磁微粒。

本实施例能够产生如下的有益效果：

第一、本实施例的磁分离过程在封闭的腔体中进行，不会产生溅液、气溶胶等污染。

第二、本实施例的排出废液不需要机械手吸排运动，仅通过液体流出，自动化成本低，体积小。液体流动可以有驱动系统(如泵、活塞等)，也可以不用仅用重力作用自然流动。自动化成本低，容易小型化。

第三、本实施例减少了机械手的往返运动时间，以及吸排废液过程，能大幅提高磁分离速度。

实施例五

本实施例提供了一种磁分离系统，其能够应用于化学发光检测。以图1的装置为例进行说明，本实施例的磁分离系统能够执行如下的化学发光检测：

(1)、样本和包被有相应抗体/抗原的磁微粒液体混合，通过进样控制器3进入腔体1。

(2)、移近磁体5，将磁微粒吸附在腔体1的内壁上，废液通过出样控制器4排出。样本中的抗原/抗体被与磁微粒包被的抗体/抗原形成抗原抗体复合物而留在被吸附的磁微粒上。

(3)、酶标抗原液体通过进样控制器3进入腔体1，移开磁体5，混匀器6接触腔体1混匀磁微粒与酶标抗原液体。酶标抗原在磁微粒上形成抗原‐抗体‐酶标抗原夹心复合物。

(4)、移近磁体5，吸附磁微粒，废液通过出样控制器4排出。

(5)、洗涤液通过进样控制器3进入腔体1，移开磁体5，混匀器6混匀。移近磁体5将磁微粒吸附在腔体壁上，废液通过出样控制器4排出。

(6)、重复步骤(4)和(5)。

(7)、底物反应液通过进样控制器3进入腔体1，移开磁体5，混匀器6混匀。通过出样控制器3排出用于检测。

本实施例相对于传统化学发光的优点：

(1)、不需要机械手参与。

(2)、在系统内封闭进行，没有污染的风险。

(3)、同时也易于自动化设备的小型化。

实施例六

本实施例提供了一种检测用核酸提取的全封闭卡盒，以图3的装置为例进行说明，本实施例的全封闭卡盒的使用方法包括如下步骤：

(1)、将样本和含磁微粒的裂解液混合液、洗涤液、洗脱液分别加入对应的进样器中，样本和含磁微粒的裂解液混合液可以从第一进样器31中加入，洗涤液可以从第二进样器32中加入，洗脱液可以从第三进样器33中加入，通过液体驱动装置30以及进样控制器23控制。

(2)、裂解混合液进入腔体21，移近磁体25，将磁微粒吸附在腔体壁上，废液通过出样控制器24排出腔体，进入回收装置29中。样本中的核酸被与磁微粒包被的吸附物质所吸附从而留在被吸附在内壁的磁微粒上。

(3)、洗涤液通过进样控制器23进入腔体21，移开磁体25，通过混匀器26混匀。移近磁体25，将磁微粒吸附在腔体21的内壁上，废液通过出样控制器24排出腔体21，进入回收装置29内。

(4)、重复步骤(3)。

(5)、洗脱液通过出样控制器24进入腔体21底部，移开磁体25，通过混匀器26混匀。通过出样控制器24排入收集装置28用于检测。

本实施例相对于传统核酸提取的优点：

(1)、不需要机械手参与，图3中驱动装置30、磁体25、混匀器26可以都在仪器设备上，只需要将卡盒插入仪器后就可以自动完成提取，不需要人工操作。

(2)、在系统内封闭进行，没有样本污染的风险。

(3)、自带废液盒(即回收装置29)一次性使用，装置内的气体通过滤心与外界相通，环境污染小。

(4)、同时也易于自动化设备的小型化。

实施例七

如图4所示，本实施例提供了一种混合装置，其包括：反应盒40、进样控制器(图中未显示)、出样控制器45、腔体42、机械手43、机械臂46和弹性管道44。

其中，反应盒40整体上呈长方体，其具有一个凹陷空间41。该凹陷空间41用于容纳弹性管道44、机械手43、腔体42和出样控制器45。反应盒的其他部位可集成所需的进样装置、废液池和检测装置等。进样控制器和出样控制器45分别通过弹性管道44与腔体42相连通。腔体42包括圆柱部分和圆锥部分。机械手43和机械臂46共同组成了混匀器。机械臂46控制机械手43下降至凹陷空间41内或者上升至凹陷空间41外。每个机械手43由两个夹片组成。两个机械手43在腔体42的两侧呈对称分布，可分离式地挟持腔体的外周壁。

以上各个实施例的内容可以经过自由组合后适用于其它实施例中。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混合装置，其特征在于：其包括：

腔体，其外壳由硬质材料制成；

进样控制器和出样控制器，分别与所述腔体通过弹性管道相连，所述进样控制器允许至少加入含有目标物质的目标溶液和含有表面包被磁珠的溶液；所述表面包被磁珠为表面包被了用于与所述目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠；

磁体，对所述腔体的至少部分区域施加用于使所述磁珠吸附到所述腔体的内壁的磁场；以及

混匀器，混合所述腔体内的液体和所述磁珠。

2.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于：所述混匀器包括在所述腔体的两侧呈对称设置的两片弧形夹片，两片弧形夹片可分离式地挟持所述腔体的外周壁；和/或，

所述磁珠的平均粒径在0.01‐100微米的范围内；和/或，

所述磁场的覆盖范围小于或等于所述腔体的覆盖区域；

优选地，每片弧形夹片的弧度与所述腔体的外周壁弧度相同。

3.一种混合装置，其特征在于：其包括：

腔体，其外壳由硬质材料制成；

进出样控制器，与所述腔体分别通过弹性管道相连，其允许至少加入含有目标物质的目标溶液和含有表面包被磁珠的溶液并且允许至少排出废液；所述表面包被磁珠为表面包被了用于与所述目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠；

磁体，对所述腔体的至少部分区域施加用于使所述磁珠吸附到所述腔体的内壁的磁场；以及

混匀器，混合所述腔体内的液体和所述磁珠。

4.根据权利要求3所述的混合装置，其特征在于：所述混匀器包括在所述腔体的两侧呈对称设置的两片弧形夹片，两片弧形夹片可分离式地挟持腔体的外周壁；和/或，

所述磁珠的平均粒径在0.01‐100微米的范围内；和/或，

所述磁场的覆盖范围小于或等于所述腔体的覆盖区域；

优选地，每片弧形夹片的弧度与所述腔体的外周壁弧度相同。

5.一种磁分离系统，其特征在于：其包括：

腔体，其外壳由硬质材料制成；

至少一个进样控制器和/或出样控制器，分别与所述腔体通过弹性管道相连，所述进样控制器允许至少添加含有目标物质的目标溶液以及含有表面包被磁珠的溶液；所述表面包被磁珠为表面包被了用于与所述目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠；

磁体，用于对所述腔体的至少部分区域施加用于使所述磁珠吸附到所述腔体的内壁的磁场；

混匀器，用于混合所述腔体内的液体和所述磁珠；

回收装置，与所述出样控制器通过第一管道相连；

收集装置，与所述出样控制器通过第二管道相连；以及

驱动装置，驱动所述出样控制器排出的废液进入所述回收装置内并且驱动所述出样控制器排出的待收集液进入所述收集装置内。

6.根据权利要求5所述的混合装置，其特征在于：所述混匀器包括在所述腔体的两侧呈对称设置的两片弧形夹片，两片弧形夹片可分离式地挟持腔体的外周壁；

优选地，每片弧形夹片的弧度与所述腔体的外周壁弧度相同。

7.一种混合装置，其特征在于：其包括：

腔体，其外壳由硬质材料制成；

进样控制器和出样控制器，与所述腔体分别通过弹性管道相连，所述进样控制器允许至少添加含有目标物质的目标溶液以及含有表面包被磁珠的溶液；所述表面包被磁珠为表面包被了用于与所述目标物质进行特异性吸附的吸附物质的磁珠；

磁体，对所述腔体的至少部分区域施加用于使所述磁珠吸附到所述腔体内壁的磁场；

混匀器，混合所述腔体内的液体和所述磁珠；以及

反应盒，其具有一个凹陷空间，该凹陷空间至少容纳所述腔体和所述弹性管道，反应盒其他部位集成所需的进样装置、废液池和检测装置。

8.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于：所述混匀器包括机械手和用于操控所述机械手移入或脱离所述凹陷空间的机械臂；

优选地，所述机械手有两个，对称设置于所述腔体的两侧，两个机械手可分离式地挟持所述腔体的外周壁。