CN110869130A - 磁性辅助分离装置及相关方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于从其中悬浮有目标物质的培养基中分离该目标物质的磁性辅助分离装置以及相关方法。根据一个方面，磁性分离器可以包括具有开口的框架，该开口被配置为接纳包含该培养基的一个或多个容器。此外，该磁性分离器可以包括安装在该框架的相对侧上的第一磁场发生元件和第二磁场发生元件，使得该一个或多个容器可以定位在该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间。根据另一个方面，工作站包括：工作表面，该工作表面用于接纳包含该培养基的一个或多个容器；流体转移构件；自动操纵器，该自动操纵器被配置为使该流体转移构件移动；以及多个磁场发生元件，每个磁场发生元件能够在远离该一个或多个容器的第一位置与邻近该一个或多个容器的第二位置之间移动。

Description

磁性辅助分离装置及相关方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年7月19日提交的美国临时专利申请号62/534,563的优先权，该专利申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本披露总体涉及分离装置和方法，更具体地涉及从其中悬浮有目标物质的流体培养基中分离目标物质(比如生物分子)，以便有助于目标物质的下游处理或分析。

背景技术

某些诊断、研究和药物生产活动受益于或需要隔离细胞培养物或其他生物混合物中包含的目标物质(比如蛋白质)。过去已经通过各种技术来完成此任务。这些技术中的一些需要改变目标物质的溶解度，以使其从生物混合物中沉淀析出。某些其他技术需要离心，其中通过使不同密度的颗粒绕固定点高速旋转来分离它们。还有其他技术是基于色谱法，其需要使生物混合物穿过过滤材料，在过滤材料中生物混合物的组成组分以不同的速率移动。

这样的常规纯化技术和其他技术往往耗时、劳动密集和/或限于相对小的样品大小。例如，离心通常在试管或瓶中进行，这可能限制在给定时间可以处理的材料量。而且，某些常规纯化技术可能需要实验室技术人员在各种容器之间手动吸移流体，这可能效率低并且可能增加交叉污染的风险。

本披露阐述了与纯化相关的装置和方法，其实施了对现有纯化装置和方法的有利替代，并且可以解决本文提到的一个或多个挑战或需求以及提供其他益处和优点。

发明内容

本披露的一方面提供了一种用于从其中悬浮有目标物质的培养基中分离或移除该目标物质的磁性分离器。该磁性分离器可以包括具有第一开口的框架，该第一开口被配置为接纳包含培养基的至少一个容器或器皿。该磁性分离器还可以包括第一磁场发生元件和第二磁场发生元件。该第一磁场发生元件和该第二磁场发生元件可以彼此间隔一定距离地安装在该框架的相对侧上，使得该至少一个容器能定位在该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间。

本披露的另一个方面提供了一种纯化方法，该纯化方法可以包括：(a)向容器或器皿中添加其中悬浮有目标物质的培养基；(b)向该容器中添加多个磁珠，该目标物质临时与该多个磁珠结合；以及(c)将该容器定位在第一磁场发生元件与第二磁场发生元件之间，该第一磁场发生元件和该第二磁场发生元件通过框架彼此保持一定距离，该第一磁场发生元件或该第二磁场发生元件中的至少一个将该多个磁珠磁性吸引并保持抵靠在该容器的内表面上。

本披露的附加方面提供了一种用于从其中悬浮有目标物质的培养基中分离该目标物质的工作站。该工作站可以包括：工作表面，该工作表面用于接纳包含该培养基的至少一个容器或器皿；流体转移构件，该流体转移构件配置为向和从该至少一个容器转移流体。此外，该工作站可以包括：自动操纵器，该自动操纵器被配置为使该流体转移构件相对于该工作表面移动。而且，该工作站可以包括多个磁场发生元件，每个磁场发生元件能够相对于该工作表面在远离该至少一个容器的第一位置与邻近该至少一个容器的第二位置之间移动。

本披露的又一方面提供了一种纯化方法，该纯化方法可以包括：(a)提供工作站，该工作站具有工作表面、自动操纵器以及多个磁场发生元件，该自动操纵器相对于该工作表面能够移动并承载流体转移构件，该多个磁场发生元件彼此横向间隔开以限定多个排；(b)将其中悬浮有目标物质的至少一种培养基添加到多个容器或器皿中；(c)将多个磁珠添加到该多个容器中，该目标物质暂时与该多个磁珠结合；以及(d)将该多个容器布置于在该多个磁场发生元件之间限定的多个排中，使得该多个磁场发生元件将该多个磁珠磁性地吸引并保持抵靠在该多个容器中的相应容器的内表面上。

附图说明

相信从结合附图的以下描述中将更充分地理解本披露。为了更清楚地显示其他元件，可以通过省略所选择的元件来简化一些附图。在一些附图中，这些元件的省略并不一定表明在任何实施例中存在或不存在特定元件，除非在对应的书面描述中明确指出。而且，所有附图都不必按比例绘制。

图1是根据本披露原理的磁性分离器的实施例的俯视透视图。

图2是图1所示的磁性分离器的前透视图。

图3是图1所示的磁性分离器的后透视图。

图4是图1所图示的磁性分离器的截面视图，该磁性分离器装有包含流体培养基和磁珠的容器。

图5是根据本披露原理的磁性分离器的另一个实施例的透视侧视图。

图6A至图6G以时间顺序示意性地图示了根据本披露原理的纯化方法的一个实施例的步骤。

图7是根据本披露原理的用于磁性分离的工作站的实施例的示意性表示的前平面视图。

图8是图7所示的工作站的示意性表示的侧平面视图。

图9是根据本披露原理的工作站的实施例的前透视图。

具体实施方式

本披露总体涉及用于从其中悬浮有目标物质的流体培养基中分离比如蛋白质的目标物质的装置和方法。在广义上，当前披露的装置和方法包括将一个或多个磁场发生元件定位为邻近于包含具有目标物质的培养基的一个或多个容器的外部。多个磁珠可以浸没在培养基中，并且可以与目标物质结合。一个或多个磁场发生元件可以磁性地吸引与目标物质结合的磁珠，并且将磁珠静态地固定或保持抵靠在一个或多个容器的内表面上。然后可以从一个或多个容器中移除培养基，留下与目标物质结合的磁珠。随后，磁珠可以经受洗涤和/或洗脱程序以从磁珠中释放和/或提取目标物质。通过仅仅将一个或多个磁场发生元件移离一个或多个容器，最终可以将磁珠与磁场分离，反之亦然。

如此配置，本披露的装置和基本方法有利地简化了从培养基分离目标物质的过程，并且在某些实施例中，可以消除或减少必须由实验室技术人员或其他用户手动执行的任务的数量。另外，当前披露的装置和方法可以提供处理相对大的样品量的能力，而不会显著增加与纯化相关的设备所需的工作站的占用空间。此外，本披露的纯化装置和方法可以降低交叉污染的可能性，如果一个或多个磁场发生元件浸没在样品培养基中，则可能发生交叉污染。

现在将更详细地描述每个前述部件和相关方法。

本披露的装置和方法可以用于从各种各样的样品混合物(例如，细胞培养物、血液、丹参、粘液、汗液、尿、粪便、土壤、食品等)中分离各种各样的目标物质(例如，分子、分子复合物、生物分子、生物分子复合物、蛋白质、蛋白质复合物、肽、核酸配体、病原微生物、细胞等)。而且，取决于要隔离的目标物质和/或其中悬浮有目标物质的培养基的特性，可以使用各种各样的磁珠。在一些实施例中，磁珠可以具有球形形状并且具有涂覆有与目标物质结合或共轭的材料的二氧化硅基顺磁性核。磁珠与目标物质之间的结合作用可以通过氢键、通过范德华力和/或通过任何其他合适的分子结合过程以共价、非共价、静电方式实现。在至少一个实施例中，培养基可以是细胞培养物或其他生物混合物，目标物质可以是抗体或其他蛋白质，并且磁珠可以是蛋白A磁珠。在另一个实施例中，培养基可以是细胞培养物或其他生物混合物，目标物质可以是聚组氨酸标记的蛋白质，并且磁珠可以涂覆有镍、锌、铜或钴。

可以在当前披露的纯化系统和方法中实现的磁珠类型的实例的非限制性清单包括：亲和型磁珠(例如，胺磁珠、醛磁珠、羧基磁珠、CDI磁珠、DVS磁珠、DADPA磁珠、环氧树脂磁珠、酰肼磁珠、氢氧基磁珠、碘乙酰磁珠、NHS磁珠、巯基磁珠、甲苯磺酰磁珠、硫醇磁珠、二氧化硅磁珠、IDA磁珠等)；反相型磁珠(例如，C4磁珠、C8磁珠、C18磁珠、氰丙基磁珠、苯基磁珠、二苯基磁珠等)；离子交换型磁珠(例如，DEAE磁珠、PSA磁珠、SAX磁珠、WCX磁珠、SCX磁珠、羟基磷灰石磁珠等)；抗体纯化型磁珠(例如，蛋白A磁珠、蛋白G磁珠、蛋白A/G磁珠、蛋白L磁珠、快速IgG纯磁珠、抗原肽磁珠、快速IgM纯磁珠、抗IgG磁珠、快速IgA纯磁珠、亲硫磁珠等)；抗体固定型磁珠(例如，蛋白A磁珠、蛋白G磁珠、蛋白A/G磁珠、蛋白L磁珠、环氧活化磁珠、醛基端终止磁珠、酰肼端终止磁珠、羧基端终止磁珠、碘乙酰基活化磁珠、硫醇活化磁珠等)；重组蛋白纯化型磁珠(例如Ni+带电磁珠、Co+带电磁珠、麦芽糖磁珠、钙调蛋白磁珠等)；肽固定型磁珠(例如，环氧活化磁珠、醛基端终止磁珠、羧基端终止磁珠、胺端终止磁珠、碘乙酰基活化磁珠、硫醇活化磁珠等)；用于DNA或RNA纯化的磁珠；用于移除内毒素的磁珠；用于移除大量蛋白质的磁珠；和/或EDTA磁珠。

如本文所用，术语“磁”被定义为涵盖磁性、顺磁性和/或铁磁性的任何元件。因此，磁珠可以是磁珠、顺磁珠、铁磁珠或其任何组合。

在一些实施例中，磁珠的密度可以大于培养基的密度，使得当磁珠浸没在样品混合物中时，磁珠沉到保持培养基的容器的底部。在其他实施例中，磁珠的密度可以小于或等于培养基，使得磁珠在培养基中漂浮或部分漂浮。

图1至图3图示了根据本披露原理的磁性分离器10的一个实施例。磁性分离器10通常包括用于将磁场发生元件14和16安装成彼此相距距离X1的框架12。开口18可以形成在框架12中，并且其尺寸使得可以将一个或多个容器20通过开口18插入到磁场发生元件14和16之间的空间中，如图3所示。在某些实施例中，容器20可以附接至非磁性支撑架50(参见图4)或由其保持，该非磁性支撑架也可以定位在安装磁场发生元件14和16之间。

通常，尽管磁场发生元件14和16与设置在容器20中的磁珠40之间存在磁性吸引力和/或排斥力，但是框架12用于维持磁场发生元件14和16之间的间隔距离X1。通过框架12将磁场发生元件14和16固定在设定距离X1，可能不需要用户设置或以其他方式处理磁场发生元件14和16，设置或以其他方式处理磁场发生元件在磁场发生元件14和16之间的磁性拉力相对强的情况下可能是麻烦的并且可能是不安全的。而且，通过不必与磁场发生元件14和16直接接触，用户携带的仪器或个人电子设备的存储器或其他敏感部件损坏的风险较小。

在一些实施例中，第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16分开的横向距离X1可以在大约(例如，±10％)3至36英寸之间的范围内，或者在大约(例如，±10％)3至24英寸之间的范围内，或在大约(例如，±10％)3至18英寸之间的范围内，或在大约(例如，±10％)3至12英寸之间的范围内，或大于或等于大约(例如，±10％)1英寸，或者大于或等于大约(例如，±10％)2英寸，或者大于或等于大约(例如，±10％)3英寸，或者大于或等于大约(例如，±10％)4英寸，或者等于大约(例如，±10％)3.4英寸。

在本实施例中，磁场发生元件14和16之间的间隔距离X1是不可调节的。然而，在替代实施例中，框架12可以具有可调节的宽度，从而允许用户调节磁场发生元件14和16之间的距离X1，然后将磁场发生元件14和16锁定就位。

参照图1至图4，框架12可以由第一竖直侧壁30、第二竖直侧壁32和水平底壁34构成。第一竖直侧壁30和第二竖直侧壁32可以如图所示彼此平行布置，或者在替代实施例中，可以相对于彼此成非平行角度布置。水平底壁34可以在第一竖直侧壁30与第二竖直侧壁32之间延伸，并且可以提供必要的结构支撑，以防止第一竖直侧壁30和第二竖直侧壁32由于磁场发生元件14和16与设置在容器20中的磁珠40之间存在的磁性吸引力和/或排斥力而相对于彼此移动。如图1至图3所示，可以通过在第一竖直侧壁30与第二竖直侧壁32之间延伸的一个或多个梁34a-d提供附加结构支撑。在替代实施例中，可以省略底壁34，并且可以仅包括一个或多个梁34a-d以保持第一竖直侧壁30和第二竖直侧壁32分开。在进一步的替代实施例中，可以省略梁34a-d，并且可以仅包括底壁34以维持第一竖直侧壁30和第二竖直侧壁32的间隔距离。

如图1至图3所描绘的，框架12不包括前壁、顶壁或后壁。代替前壁，在第一竖直侧壁30与第二竖直侧壁32之间限定开口18(即，前开口)。类似地，代替顶壁和后壁，在第一竖直侧壁30与第二竖直侧壁32之间分别限定顶开口26和后开口28。在替代实施例中，可以包括顶壁和/或后壁，使得开口仅是前开口18和后开口28、或者仅前开口18和顶开口26、或者仅前开口18。在进一步的替代实施例中，顶开口26可以是形成在框架12中的唯一开口。在所示的实施例中，前开口18通过梁34a与顶开口26分隔开，并且顶开口26通过梁34b与后开口28分隔开。在其他实施例中，在省略梁34a和梁34b的情况下，前开口18、顶开口26和后开口28可以彼此连续(例如，参见图5)。

而且，尽管竖直侧壁30和32和水平底壁34被图示为沿着分离器10的整个长度连续延伸的实心结构，但是在替代实施例中，竖直壁30和32和/或水平底壁34中的一个或多个可以由其间具有间隙的一个或多个支柱或桁架形成，或者具有一个或多个切口段，以减轻框架12的重量。

框架12可以由刚性材料(包括但不限于某些类型的金属和/或塑料)构成。框架12的刚性应使得在磁场发生元件14和16与设置在容器20中的磁珠40之间存在的磁性吸引力和/或排斥力不会引起框架12变形。在一些实施例中，框架12可以例如由比如塑料和/或铝的非磁性材料构成；然而，在其他实施例中，框架12可以由比如铁素体不锈钢的磁性材料制成。

继续参照图1至图4，第一磁场发生元件14可以被刚性地固定到第一竖直侧壁30的面向内的表面36，并且第二磁场发生元件16可以被刚性地固定到第二竖直侧壁32的面向内的表面38。在一些实施例中，第一磁场发生元件14和/或第二磁场发生元件16例如可以用比如螺栓和/或螺钉的紧固件刚性地固定。另外，在一些实施例中，第一磁场发生元件14和/或第二磁场发生元件16中的每一个可以被容纳在相应的笼子或其他外壳44或46中，该笼子或外壳被刚性地固定到第一竖直侧壁30的面向内的表面36或第二竖直侧壁32的面向内的表面38。每个笼子44和46可以具有侧开口48或50，从而允许第一磁场发生元件14或第二磁场发生元件16可滑动地插入其相应的笼子44或46中或从中移除。

磁场发生元件14和16中的每一个可以被安装成使得其面向下的表面或底表面在竖直方向上与水平底壁34间隔开，或者如果省略水平底壁34，则与框架12搁置在的表面间隔开距离X2。如下所讨论的，这可以为分别插入第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16下方的非磁性支撑架的侧面提供空间或间隙。

如图4所示，第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16分别从第一竖直侧壁30的面向内的表面36和第二竖直侧壁32的面向内的表面38向内突出。在替代实施例中，第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16可以定位在分别形成在第一竖直侧壁30的面向内的表面36和第二竖直侧壁32的面向内的表面38中的相应凹槽或凹部中。这样，第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16可以分别与面向内的表面36和38齐平。

在一些实施例中，如图4所示，第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16可以具有带有矩形截面的大致平坦或平面的形状。但是，其他形状和截面也是可能的。而且，还可以包括除了图中所描绘的那些之外的磁场发生元件。另外，在一些实施例中，可以仅包括单个磁场发生元件，使得竖直侧壁30或32之一没有磁场发生元件。

在一些实施例中，磁场发生元件14和16中的每一个可以由被配置为产生其自身的持久磁场的相应永磁体构成。每个永磁体的最大磁性拉力可以在大约(例如，±10％)50至1000牛顿(N)、或者大约(例如，±10％)100至800N、或者大约(例如，±10％)100至700N，或者大约(例如，±10％)150至600N，或者大约(例如，±10％)200至500N，或者大约(例如，±10％)200至450N之间的范围内，或者大于或等于大约(例如，±10％)50N，或者大于或等于大约(例如，±10％)100N，或者大于或等于大约(例如，±10％)150N，或者大于或等于大约(例如，±10％)200N，或者大于或等于大约(例如，±10％)250N。在一些实施例中，永磁体的总的组合磁性拉力可以大于或等于大约(例如，±10％)500N、或者大于或等于大约(例如，±10％)1000N、或者大于或等于大约(例如，±10％)1500N、或者大于或等于大约(例如，±10％)2000N、或者大于或等于大约(例如，±10％)2500N。在一些实施例中，构成磁场发生元件14和16的永磁体可以是镀镍的钕块磁体。在替代实施例中，磁场发生元件14和16中的每一个可以由相应的电磁体构成，该相应的电磁体被配置为在被供应电流时产生磁场。

参照图4，磁性分离器10可以包括非磁性支撑架50，非磁性支撑架与框架12分开并且相对于框架可移动。通常，非磁性支撑架50可以被配置为保持包含培养基54的多个容器20，目标物质T最初悬浮在培养基中。在一些实施例中，非磁性支撑架50可以被配置为防止由于磁场发生元件14和16与设置在容器20中的磁珠40之间存在的磁性吸引力和/或排斥力而引起容器20相对于彼此的横向移动。非磁性支撑架50的此方面可以通过各种构造来实现，包括例如：形成具有多个孔的非磁性支撑架50，每个孔的尺寸适于接纳一个容器20；或通过一个或多个紧固件或粘合剂将容器20刚性地固定到非磁性支撑架50；或者，如图5图示的实施例所示，将容器120与支撑架150整体地接合在一起，使得它们形成单个整体结构。非磁性支撑架50可以由包括例如塑料或玻璃的任何非磁性材料构成，以使得其不被第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16磁性吸引或排斥。容器20还可以由非磁性材料(包括例如玻璃或塑料)构成。

在一些实施例中，非磁性支撑架50可以被配置为保持容器20成一排、两排、三排或更多排。另外，在一些实施例中，由非磁性支撑架50形成的容器20的每一排可以在平行于第一竖直侧壁30和第二竖直侧壁32的方向上纵向延伸。

非磁性支撑架50可以具有宽度或以其他方式尺寸被设置为，使得其可以在大致水平方向上通过框架12的前侧中的开口18插入。这种插入可以引起容器20被定位在第一磁场发生元件14与第二磁场发生元件16之间的空间中。在一些实施例中，比如图4所示的实施例，非磁性支撑架50的宽度W1可以大于将第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16分开的距离X1。在这样的实施例中，非磁性支撑架50的高度H1可以小于将第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16的底表面与框架12的水平底壁34分开的竖直距离X2。因此，非磁性支撑架50的第一横向端56和第二横向端58可以分别装配在第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16的下方。这种配置可以有利地限制非磁性支撑架50的横向移动，横向运动是由磁场发生元件14和16磁性地拉动抵靠其相应容器20的内表面上的磁珠40的惯性所引起的。这是因为非磁性支撑架50的第一横向端56和第二横向端58可以分别抵靠第一竖直侧壁30的面向内的表面36和第一竖直侧壁32的面向内的表面38，从而防止非磁性支撑架50发生明显的横向移动。

转到图5，图示了根据本披露原理的磁性分离器110的另一个实施例。磁性分离器110类似于磁性分离器10，例外的是它不包括在框架112的竖直壁130和132之间延伸的梁。图5所图示的与图1至图4所图示的磁性分离器10的元件相同或相似的磁性分离器110的元件由相同的附图标记增加100表示。为了简洁起见，省略了对这些类似部件的描述。

没有在框架112的竖直壁130和132之间延伸的梁使得前开口118、顶开口126和后开口128彼此连续。因此，第一磁场发生元件114与第二磁场发生元件116之间的空间对于用户而言可以更容易进入，并且可以存在非磁性支撑架150的一个以上插入路径。

现在将参照图6A至图6G描述在纯化过程中使用磁性分离器10的方法。图6A至图6G是示意性侧视图，并且省略了磁性分离器10的各种元件。这些元件的省略不应理解为意味着它们必定从磁性分离器10中丢失。而且，磁性分离器110可以使用类似于图6A至图6G中描述的过程中。

作为初始步骤，可以用一定体积的包括目标物质T的培养基54来填充每个容器20或单个容器20。接下来，如图6A所示，可以将磁珠40加入到容器20中，并使其与培养基54相互作用一段时间(例如，几分钟、一小时、几个小时、一天、几天等)。在此温育期间，磁珠40可以与目标物质T结合，由此将目标物质T与培养基54的其余部分分离(参见图6B)。如前所述，磁珠40与目标物质T之间的结合作用可以通过氢键、范德华力和/或任何其他合适的分子结合过程以共价、非共价、静电方式实现。在一些实施例中，可以在温育期间搅拌或搅动培养基54以促进目标物质T和磁珠40之间的结合。另外，在一些实施例中，在磁珠40与目标物质T结合的时间段期间，可以将容器20放置在磁性分离器10中。

接下来，如果尚未完成，则可以将容器20固定到非磁性支撑架50，并且可以将非磁性支撑架50插入框架12的第一竖直侧壁30与第二竖直侧壁32之间，使得将容器20定位于第一磁场发生元件14与第二磁场发生元件16之间，如图6C所示。此步骤可能需要用户手动地将其上设置有容器20的非磁性支撑架50从位于框架12外部的第一位置移动到位于框架12的第一竖直侧壁30与第二竖直侧壁32之间的第二位置。在一些实施例中，此运动可以包括沿水平方向通过框架12的前开口18插入非磁性支撑架50和容器20。在一些实施例中，非磁性支撑架50的第一和第二横向端56和58可以在插入期间滑动或以其他方式装配在第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16下方。在替代实施例中，非磁性支撑架50和容器20可以在竖直向下的方向上通过顶开口26或者在水平方向上通过后开口28被插入。

如图6C所示，当容器20定位于第一竖直侧壁30与第二竖直侧壁32之间时，第一磁场发生元件14和第二磁场发生元件16的接近度可以允许它们磁性地吸引并保持磁珠40抵靠在它们相应的容器20的侧壁61的内表面60上。磁珠40与容器20的内表面60之间的摩擦可以有效地将磁珠40相对于容器20固定不动或固定，使得在随后的流体移除和添加步骤期间，磁珠40被阻止或防止移动。

接下来，如图6D所示，纯化方法可以包括经由例如移液管或其他流体导管的流体转移构件62从容器20抽吸或移除培养基54。可以将流体转移构件62的远端或嘴插入穿过框架12中的顶开口，然后插入形成在容器20之一的顶部中的开口64中，从而将其浸没在培养基54中。流体转移构件62的嘴可以被定位成邻近于或以其他方式非常接近容器20的底壁66，使得流体转移构件62可以抽吸容器20中的所有或基本上所有的培养基54。磁珠40在此步骤中未被移除，因为它们通过第一磁场发生元件14和/或第二磁场发生元件16的磁拉力而保持抵靠在容器20的侧壁61的内表面60上。另外，与磁珠40结合的目标物质T也留在容器20中。可以对所有容器20重复移除被去除了目标物质T的培养基54的此步骤，或者在一些实施例中，用多个流体转移构件对所有容器20同时执行此步骤。

在移除培养基54之后，可以经由流体转移构件62或另一个流体导管将洗涤流体70(例如，盐溶液)添加至容器20，以清洁容器20的内表面60和/或任何残留培养基54的磁珠40，如图6E所示。然而，洗涤流体70不能从磁珠40移除目标物质T。添加到容器20中的洗涤流体70的体积可以等于或小于相应容器20的最大容积(例如，其一小部分)。可选地，就在将洗涤流体70添加到容器20之前或就在这之后，可以将容器20或整个支撑架的容器20从框架12上移除，使得不将容器20定位于第一磁场发生元件14与第二磁场发生元件16之间。在没有磁场发生元件14和16的相对强的磁场的情况下，磁珠40可以自由地分散在洗涤流体60中并且可以悬浮在洗涤流体60中。允许磁珠40以这种方式分散可以提高洗涤过程的效率和/或允许对洗涤流体70中的磁珠40进行搅拌或其他搅动。在完成洗涤之后，可以经由流体转移构件62或其他流体导管从容器20中移除洗涤流体70。

在替代实施例中，可以省略与上述洗涤流体相关的一个或多个或全部步骤。

接下来，如图6F所示，可以通过流体转移部件62或另一条流体导管将洗脱液72(例如，液体洗脱溶液)添加到容器20中，以使目标物质T从磁珠40释放出。如果尚未完成，则就在将洗脱液72添加到容器20之前或就在这之后将容器20、容器20或整个支撑架的容器20从框架12上移除，使得容器20不定位于第一磁场发生元件14与第二磁场发生元件16之间。在没有磁场发生14和16的相对强大的磁场的情况下，磁珠40可以自由地分散在洗脱液72中并且可以悬浮在洗脱液72中。允许磁珠40以这种方式分散可以提高洗脱过程的效率和/或允许洗脱液72中的磁珠40的搅拌或其他搅动。可选地，可以在将容器20定位在第一磁场发生元件14与第二磁场发生元件16之间的同时执行这个洗脱步骤。

在一段时间的温育之后，洗脱液72和与洗脱液72结合的目标物质T可以经由流体转移构件62或另一个导管从容器20中被移除，随后排放到外部容器中。如果尚未完成，则就在这个流体移除步骤之前，可以将容器20重新定位在第一磁场发生元件14与第二磁场发生元件16之间，以使磁珠40抵靠在它们相应容器20的内表面60上固定不动。然后可以针对包含需要纯化的另一种培养基或混合物的另一个容器或另一批容器重复上述步骤。

注意，将容器20定位在第一磁场发生元件14与第二磁场发生元件16之间和/或将容器20从第一磁场发生元件14与第二磁场发生元件16之间移除的任何前述步骤可以由比如实验室技术员的用户手动执行。而且，用户可以借助于例如移液管手动地执行任何流体添加或移除步骤。另外，应注意，磁性分离器10的尺寸被设置为、另外被构造为使得其可以被支撑在各种标准实验室工作台和/或桌面上。

转向图7和图8，图示了根据本披露原理的用于将目标物质与其中悬浮有目标物质的培养基分离的工作站200的示意性表示。工作站200在某些方面与上述磁性分离器实施例相似之处在于在流体移除步骤期间，例如在移除培养基、移除洗涤流体和/或移除洗脱流体期间，一个或多个磁场发生元件用于使浸没在培养基中并与目标物质结合的磁珠固定不动。然而，工作站200与磁性分离器的前述实施例的不同之处在于，在容器保持静止的同时，在洗涤纯化过程中，一个或多个磁场发生元件在不同位置之间移动。另外，与上述磁性分离器不同，工作站200包括自动操纵器，该自动操纵器被配置为相对于容器移动至少一个流体转移构件以用于移除和/或添加流体。

通常，工作站200的尺寸被设置或以其他方式构造为使得其可以被支撑在各种标准实验室工作台和/或桌面上。参照图7至图9，工作站200通常可以包括框架210，该框架包括水平布置且面向上的工作表面212、流体转移构件214、自动操纵器216以及一个或多个磁场发生元件218a-e。可选地，工作站200可以包括连接到一个或多个磁场发生元件218a-e的一个或多个线性致动器220a-e、与流体转移构件214处于流体连通的一个或多个泵222a-b、与一个或多个泵222a-b处于流体连通的多位置阀224、废物容器或排放口226、包含一个或多个洗脱液、洗涤流体和/或其他流体的一个或多个辅助容器228a-c、和/或控制单元230。

如图7所示，磁场发生元件218a-e可以在水平方向上以规则间隔彼此横向间隔开，以限定用于可滑动地接纳多个容器240的多个排232a-d。在一些实施例中，磁场发生元件218a-e中的相邻磁场发生元件分开的横向距离X3可以在大约(例如，±10％)3至10英寸之间的范围内，或者可以在大约(例如，±10％)3至8英寸之间的范围内，或在大约(例如，±10％)3至6英寸之间的范围内，或在大约(例如，±10％)在3至5英寸之间的范围内，或大于或等于大约(例如，±10％)1英寸，或者大于或等于大约(例如，±10％)2英寸，或者大于或等于大约(例如，±10％)3英寸，或者大于或等于大约(例如，±10％)4英寸，或等于大约(例如，±10％)3.4英寸。

每个容器240可以最初填充有培养基242，在该培养基中悬浮有目标物质T。每个容器240可以具有形成在其顶部的开口244、内表面246、侧壁248以及连接到侧壁248的底壁250。培养基242和目标物质T可以类似于以上讨论的培养基和目标物质。在每排232a-d内，容器240可以由非磁性支撑架252保持，该非磁性支撑架在一些实施例中可以以与以上讨论的非磁性支撑架相似的方式配置。

多个磁珠260可以浸没在每个容器240中的培养基242中。磁珠260可以以与上述磁珠40类似的方式构造，并且可以被配置为与悬浮在培养基242中的目标物质T结合。

每个磁场发生元件218a-e可以沿着纵向轴线A纵向地延伸(见图8)。另外，在一些实施例中，磁场发生元件218a-e的纵向轴线A可以彼此平行。每个磁场发生元件218a-e的长度L2可以平行于相应磁场发生元件的纵向轴线A，并且磁场发生元件218a-e的宽度W2可以垂直于相应磁场发生元件的纵向轴线A。在一些实施例中，长度L2可以在大约(例如，±10％)10至48英寸的范围内，或者在大约(例如，±10％)10至36英寸的范围内，或者在大约(例如，±10％)10至30英寸的范围内，在大约(例如，±10％)10至24英寸的范围内，或等于或大于大约(例如，±10％)10英寸，或等于或大于大约(例如，±10％)20英寸，或者等于或大于大约(例如，±10％)30英寸。在一些实施例中，宽度W2可以在大约(例如，±10％)0.5至6英寸的范围内，或者在大约(例如，±10％)0.5至4英寸的范围内，或者在大约(例如，±10％)0.5至3英寸的范围内，或者在大约(例如，±10％)0.5至2英寸的范围内，或者等于或大于大约(例如，±10％)0.5英寸，或者等于或大于大约(例如，±10％)1英寸，或等于或大于大约(例如，±10％)1.5英寸，或等于或大于大约(例如，±10％)2英寸，或等于至或大于约(例如，±10％)2.5英寸。

每个磁场发生元件218a-e可以相对于工作表面212在远离相应排的容器240的第一或非工作位置与邻近于(例如，紧邻)相应排的容器240的第二或工作位置之间来回移动。图8以实线示意性地图示了占据其工作位置的磁场发生元件218a-e之一。图8还以虚线图示了磁场发生元件218a-e中的这个磁场发生元件的非工作位置。在本实施例中，工作站200包括多个线性致动器220a-e，每个线性致动器被配置为使磁场发生元件218a-e中的相应磁场发生元件在其工作位置与非工作位置之间在线性水平方向上独立地往复运动。在其他实施例中，单个线性致动器可以用于使所有磁场发生元件218a-e共同地在其工作位置与非工作位置之间同时来回移动。每个线性致动器220a-e可以包括液压缸、气压缸或电动马达中的至少一个。在包括液压缸或气压缸的实施例中，往复运动活塞可以将液压缸或气压缸连接到磁场发生元件218a-e中的相应磁场发生元件。在包括旋转电动马达的实施例中，可以使用齿条齿轮装置、滑轮或齿轮系统将由电动马达产生的旋转运动输出转换成磁场发生元件218a-e中的相应磁场发生元件的线性运动。

在图8所示的实施例中，每个线性致动器220a-e采用气动线性滑块的形式。这样，每个线性致动器220a-e可以包括用于接纳加压气体的气压缸221a-e、以及通过对气压缸221a-e的不同端部加压来回平移的活塞或承载元件223a-e。如图8所示，每个气压缸221a-e可以在工作表面212的竖直下方布置在框架210的内部空间内。每个承载元件223a-e可以通过形成在工作表面212中的相应开口225a-e机械地连接到磁场发生元件218a-e中的相应磁场发生元件。尽管图8仅图示了线性致动器220e及其与磁场发生元件218e的连接，但是其他磁场元件218a-d和线性致动器220a-d可以以类似的方式被配置，并且出于简洁目的未被图示。在替代实施例中，线性致动器220e可以被配置为使所有磁场发生元件218a-e共同一起移动。

尽管本实施例的磁场发生元件218a-e可以在平行于工作表面212的水平方向上移动，但是在替代实施例中，每个磁场发生元件218a-e可以在垂直于或以其他方式不平行于工作表面212的竖直方向上移动。在这样的替代实施例中，可以在工作表面212中形成多个开口，并且每个磁场发生元件218a-e可以被配置为往复地缩回到这些开口中的相应开口内和从该开口中伸出。在此，缩回位置(可以在工作表面212下方)可以对应于非工作位置，而伸出位置(可以在工作表面212上方)可以对应于工作位置。

在一些实施例中，比如图9所图示的，可以省略线性致动器220a-e。在这样的实施例中，磁场发生元件218a-e的移动可以通过用户使每个磁场发生元件218a-e在水平方向和/或竖直方向上在其工作位置与非工作位置之间手动地移动来实现。

当磁场发生元件218a-e占据它们相应的工作位置时，它们可以将磁珠260磁性地吸引并保持抵靠在容器240的侧壁248的内表面246上。磁珠260与容器240的内表面246之间的摩擦可以有效地使磁珠260相对于它们相应容器240固定不动或固定，使得在后续流体移除和/或添加步骤期间被阻止或防止磁珠260移动。

在一些实施例中，每个磁场发生元件218a-e可以由相应的永磁体构成，该永磁体被配置为产生其自身的持久磁场。每个永磁体的最大磁性拉力可以在大约(例如，±10％)50至1000牛顿(N)之间的范围内，或者在大约(例如，在±10％)100至800N之间的范围内，或者在大约(例如，±10％)100至700N之间的范围内，或者在大约(例如，±10％)150至600N之间的范围内，或者在大约(例如，±10％)200至500N之间的范围内，或者在大约(例如，±10％)200至450N之间的范围内，或者在大约(例如，±10％)250至350N之间的范围内，或者大于或等于大约(例如，±10％)50N，或者大于或等于大约(例如，±10％)100N，或者大于或等于大约(例如，±10％)150N，或者大于或等于大约(例如，±10％)200N，或者大于或等于大约(例如，±10％)250N，或者等于大约(例如，±10％)289N。在一些实施例中，永磁体的总的组合磁性拉力可以大于或等于大约(例如，±10％)500N，或者大于或等于大约(例如，±10％)1000N，或者大于或等于大约(例如，±10％)1500N，或者大于或等于大约(例如，±10％)2000N，或者大于或等于大约(例如，±10％)2500N，大于或等于大约(例如，±10％)5000N，或大于或等于大约(例如，±10％)7000N，或大于或等于大约(例如，±10％)7500N，或等于大约(例如，±10％)7225N。在一些实施例中，构成磁场发生元件218a-e的永磁体可以是镀镍的钕块磁体。在替代实施例中，每个磁场发生元件218a-e可以由相应电磁体构成，该电磁体被配置为在被供应电流时产生磁场。

继续参照图7至图9，自动操纵器216可以被配置为使流体转移构件214相对于工作表面212在不同位置之间自动地移动，这些位置可以是或可以不是预定义的或预编程的。自动操纵器216可以包括由控制单元230控制的一个或多个电动马达。在所图示的实施例中，自动操纵器216采取笛卡尔坐标机器人的形式，该机器人可以在x方向、y方向和z方向中的每个方向上独立地移动。在本实施例中，x方向和y方向是水平线性方向，而z方向是竖直线性方向。自动操纵器216可以包括用于实现每个移动方向的单独的电动马达和单独的轨道构件。在其他实施例中，自动操纵器216可以仅能够在两个方向(例如，仅x方向和y方向、或者仅x方向和z方向、或者仅y方向和z方向)上运动或者仅在单个线性方向上运动。在又进一步的实施例中，自动操纵器216可以采取能够进行弯曲、线性和/或旋转复合运动的机械臂的形式。

仍然参照图7至图9，自动操纵器216可以包括用于安装流体转移构件214、泵222a-b、多位置阀224和/或要由自动操纵器216承载的其他部件的安装板262。流体转移构件214可以机械地连接(例如，用紧固件紧固)到安装板262，并且可以在竖直方向上从安装板262向下延伸。在本实施例中，流体转移构件214包括两个平行的竖直流体导管264a和264b(例如，柔性或刚性塑料管)，这些竖直流体导管彼此间隔开水平距离。流体导管264a可以与泵222a处于流体连通，并且流体导管264b可以与泵222b处于流体连通。两个流体导管264a和264b分开的水平距离可以等于排232a-d中的任何两个相邻排的中心分开的水平距离。另外，在一些实施例中，两个流体导管264a和264b分开的水平距离可以是可调节的，以考虑不同大小的容器240。在替代实施例中，流体转移构件214可以仅包括单个竖直流体导管、或者三个或更多个竖直流体导管。

通常，每个泵222a-b可以被配置为经由流体转移构件214将流体移除和/或添加到240中的相应容器。每个泵222a-b可以通过任何适当的方式来驱动，包括但不限于电动马达和/或加压的液压流体源和/或气体源。取决于纯化过程的规范，每个泵222a-b可以以可变速度或单个速度操作。在一些实施例中，一个或多个泵222a-b的操作可以由控制单元230根据例如存储在控制单元230的存储器中的可编程指令电子地控制。替代地或此外，每个泵222a-b可以由用户(例如，实验室技术人员)手动致动ON/OFF开关和/或旋转速度旋钮进行操作。在一些实施例中，比如在图9中描绘的一个实施例上，一个或多个泵222a-b可以配置为正排量泵(比如蠕动泵)，并且能够泵送包含悬浮固体(例如，磁珠260)的流体，而不会对这些固体造成损坏。在替代实施例中，一个或多个泵222a-b可以是离心泵(比如径流泵)，其采用旋转叶轮来产生真空以移动流体。另外，在一些实施例中，每个泵222a-b可以是可逆的。

多位置阀224可以被配置为选择性地将泵222a和/或泵222b流体地连接至辅助容器228a-c、排放口226和/或其他元件中的一个或多个。取决于辅助容器、排放口等的数量，多位置阀224可以是3通阀、4通阀、5通阀、6通阀、7通阀、8通阀、或任何其他具有任意数量的可选择性打开孔的阀。在一些实施例中，多位置阀224的操作可以由控制单元230根据例如存储在控制单元230的存储器中的可编程指令电子地控制。多位置阀224可以结合有一个或多个螺线管，用于响应于来自控制单元230的命令信号来打开和关闭多位置阀224的孔。

通常，控制单元230可以至少电连接到自动操纵器216、泵222a-b和线性致动器220a-e(如果包括)，使得控制单元230可以将电控制信号发送至这些部件和/或从这些部件接收电控制信号。控制单元230可以包括处理器(例如，微处理器)、用于存储有形的非暂时性计算机可读指令的存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器(比如，可由处理器执行的硬盘)、闪存、可移动存储器、不可移动存储器等)、通信单元、显示器和输入设备(例如，键盘、小键盘、触摸屏等)。在一些实施例中，控制单元230可以是可编程逻辑控制器。可以对控制单元230进行编程以根据用户的预定义规范执行纯化过程。在一些实施例中，控制单元230可以响应于从工作站200中包括的或与工作站结合使用的一个或多个传感器接收的并表示培养基242和/或目标物质T的特性(例如，体积、温度、重量、pH等)的传感器数据、定时器、操作者的模拟或数字输入和/或任何其他相关的可检测事件或发生，执行纯化过程的步骤，比如启动自动操纵器216以移动流体转移构件214和/或启动一个或多个线性致动器220a-e以移动一个或多个磁场发生元件218a-e。

现在将描述在纯化过程中使用工作站200的方法。作为初始步骤，可以用一定体积的包括目标物质T的培养基242填充每个容器240或单个容器240。接下来，可以将磁珠260加入到容器240中，并使其与培养基242相互作用一段时间(例如，几分钟、一小时、几个小时、一天、几天等)。在此温育期间，磁珠260可以与目标物质T结合，由此将目标物质T与培养基242的其余部分分离(类似于图6B)。如前所述，磁珠260与目标物质T之间的结合作用可以通过氢键、范德华力和/或任何其他合适的分子结合过程以共价、非共价、静电方式实现。在一些实施例中，可以在温育期间搅拌或搅动培养基242以促进目标物质T和磁珠242之间的结合。

接下来，如果尚未完成，则可以将容器240成组地固定到多个非磁性支撑架252。然后，每个装载的非磁性支撑架252可以水平地插入在工作表面212的顶部上的相应的一对磁场发生元件218a-e之间。这样做时，每个容器240可以布置在限定在磁场发生元件218a-e中的相邻磁场发生元件之间的排232a-d之一中。此步骤可以包括用户手动地将每个非磁性支撑架252定位在排232a-d中的相应排中。可以执行此插入步骤，其中每个磁场发生元件218a-e定位在它们相应的工作位置中(参见图9)，或者替代地每个磁场发生元件218a-e定位在它们相应的工作位置中。在后一种情况下，在将非磁性支撑架252放置在工作表面212上之后，磁场发生元件218a-e可以移动到它们相应的工作位置。

磁场发生元件218a-e的接近度可以允许它们将磁珠260磁性吸引并保持抵靠在它们相应的容器240的侧壁248的内表面246上。磁珠260与容器240的内表面246之间的摩擦可以有效地将磁珠260相对于容器240固定不动或固定，使得在随后的移除和添加流体到容器240的步骤中阻止或防止磁珠260移动。

接下来，纯化方法可以包括经由流体转移构件214从容器240抽吸或移除培养基242。为此，控制单元230可以控制自动操纵器216例如在x方向和/或y方向上水平地移动流体转移构件214，直到流体导管264a被直接竖直地布置在容器240中的第一容器上方，并且流体导管264b直接竖直地布置在容器240中的第二容器上方。随后，控制单元230可以控制自动操纵器216在向下的竖直方向(即，沿z轴)上移动流体转移构件214，使得第一流体导管264a被插入穿过容器240中的第一容器的顶部上的开口244并且浸没在该容器240的培养基242中，并且第二流体导管264b被插入穿过容器240中的第二容器的顶部上的开口244并浸没在该容器240包含的培养基242中。此流体转移构件214可以被自动操纵器216沿向下的竖直方向移动，直到第一流体导管264a的嘴邻近或以其他方式非常接近容器240中的第一容器的底壁250并且第二流体导管264b邻近或以其他方式非常接近容器240中的第二容器的底壁250。如此配置，第一流体导管264a和第二流体导管264b可以能够从它们相应的容器240中抽吸所有或基本上所有的培养基242。泵222a和222b可以在流体转移构件214的正确定位之后被控制单元230启动，以产生从容器240中移除培养基242所需的吸力。由于磁场发生元件218a-e的磁性拉力将磁珠260静态地保持抵靠在容器240的侧壁248的内表面246上，因此在此步骤中磁珠未被移除。而且，在此抽吸步骤期间，可以控制多位置阀224以将每个泵222a和222b与废物容器或排放口226流体连接，从而将抽吸的流体在那里排出。

一旦抽吸完成，控制单元230就可以控制自动操纵器216在竖直方向上移动流体转移构件214，以从它们相应的容器240中移除第一和第二流体导管264a和264b，并且随后对于设置在工作表面212上的其他容器240，可以重复前面段落中的过程。

接下来，可以通过流体转移构件214将洗涤流体(例如，盐溶液)添加到容器240中，以清洁容器240的内表面246和/或任何残留培养基242的磁珠260，而不会从磁珠260移除目标物质T。最初，类似于上述培养基移除步骤，控制单元230可以控制自动操纵器216水平移动流体转移构件214，使得流体导管264a被直接竖直地布置在容器240中的第一容器上方并且流体导管264b直接竖直地布置在容器240中的第二容器上方。随后，控制单元230可以控制自动操纵器216以在向下的竖直方向(即，沿z轴)上移动流体转移构件214，使得第一流体导管264a被插入穿过位于容器240中的第一容器的顶部上的开口244，并且第二流体导管264b被插入穿过容器240中的第二容器的顶部上的开口244。同时或大约同时，控制单元230可以控制多位置阀224将每个泵222a和222b与包含洗涤流体的一个或多个辅助容器228a-c流体地连接。随后，控制单元230可以启动泵222a和222b以从一个或多个辅助容器228a-c中抽吸洗涤流体并将其经由流体转移构件214转移到容器240。

一旦洗涤流体已经被添加到容器240中的第一容器和第二容器，控制单元230就可以控制自动操纵器216在竖直方向上移动流体转移构件214，以从它们相应的容器240中移除第一和第二流体导管264a和264b，并且随后对于设置在工作表面212上的其他容器240，可以重复前面段落中的过程。

可选地，就在将洗涤流体添加到容器240之前或之后，磁场发生元件218a-e可以从它们与容器240相邻的相应工作位置平移到它们远离容器240的相应非工作位置。在没有磁场发生元件218a-e的相对强大的磁场的情况下，磁珠260可以自由地分散在洗涤流体中，这可以提高洗涤过程的效率和/或允许洗涤流体中的磁珠260的搅拌或其他搅动。在一些实施例中，移动磁场发生元件218a-e可以通过控制单元230启动线性致动器220a-e来实现，使得线性致动器220a-e各自将磁场发生元件218a-e中的相应磁场发生元件从其相应的工作位置平移到相应的非工作位置。

在洗涤完成之后，控制单元230可以控制多位置阀224以将泵222a和222b流体地连接至废物容器或排放口226，并且还控制自动操纵器216使流体转移构件214在不同容器240之间移动，同时控制泵222a和222b从容器240吸洗涤流体并将洗涤流体排出到排放口226。在此洗涤流体去除步骤之前，如果尚未完成，则磁场发生元件218a-e可以从它们远离容器240的相应非工作位置转移到它们与容器240相邻的相应工作位置。结果，磁场发生元件218a-e的磁场可以静态地吸引并保持磁珠260抵靠在它们相应的容器240的侧壁248的内表面246上，同时从容器240中移除洗涤流体。控制单元230可以负责启动线性致动器220a-e以将磁场发生元件218a-e从它们相应的非工作位置移动到它们相应的工作位置。

在替代实施例中，可以省略与上述洗涤流体相关的一个或多个或全部步骤。

接下来，可以通过流体转移部件214将洗脱液(例如，液体洗脱溶液)添加到容器240，以使目标物质T从磁珠260释放。作为这里的初始步骤，控制单元230可以控制多位阀224将泵222a和222b流体地连接到包含洗脱流体的一个或多个辅助容器228a-c。而且，如果尚未完成，则就在将洗脱流体添加到容器240之前或就在这之后，磁场发生元件218a-e可以从它们与容器240相邻的相应工作位置平移到它们远离容器240的相应非工作位置。这可以通过控制单元230启动线性致动器220a-e将磁场发生元件218a-e从其相应的非工作位置移动至其相应的非工作位置来实现。然后，类似于上述洗涤流体步骤，控制单元230可以控制自动操纵器216水平地移动流体转移构件214，使得流体导管264a被直接竖直地布置在容器240中的第一容器上方并且流体导管264b直接竖直地布置在容器240中的第二容器上方。随后，控制单元230可以控制自动操纵器216以在向下的竖直方向(即，沿z轴)上移动流体转移构件214，使得第一流体导管264a被插入穿过位于容器240中的第一容器的顶部上的开口244，并且第二流体导管264b被插入穿过容器240中的第二容器的顶部上的开口244。随后，控制单元230可以启动泵222a和222b以从一个或多个辅助容器228a-c中吸洗涤流体并将其经由流体转移构件214转移到容器240。

在没有磁场发生元件218a-e的相对强大的磁场的情况下，磁珠260可以自由地分散在洗脱液中，这可以提高洗脱过程的效率和/或允许洗脱液中的磁珠260的搅拌或其他搅动。可以对所有容器240重复上述洗脱液添加过程。在替代实施例中，可以在磁场发生元件218a-e布置在它们相应的工作位置的情况下执行此洗脱步骤。

温育一段时间后，洗脱液和目标物质T可以经由流体转移构件214从容器240中被移除，随后排放到外部容器中。作为此处的初始步骤，控制单元230可以控制多位置阀224将泵222a和222b流体地连接至一个或多个辅助容器228a-c，以用于储存与目标物质T混合的洗脱流体。而且，如果尚未完成，则磁场发生元件218a-e可以从它们远离容器240的相应非工作位置平移到它们与容器240相邻的相应工作位置。这可以通过控制单元230启动线性致动器220a-e将磁场发生元件218a-e从其相应的工作位置移动至其相应的非工作位置来实现。结果，磁场发生元件218a-e的磁场可以静态地吸引并保持磁珠260抵靠在它们相应的容器240的侧壁248的内表面246上。然后，类似于上述洗涤流体步骤，控制单元230可以控制自动操纵器216水平地移动流体转移构件214，使得流体导管264a被直接竖直地布置在容器240中的第一容器上方并且流体导管264b直接竖直地布置在容器240中的第二容器上方。随后，控制单元230可以控制自动操纵器216以在向下的竖直方向(即，沿z轴)上移动流体转移构件214，使得第一流体导管264a被插入穿过位于容器240中的第一容器的顶部上的开口244，并且第二流体导管264b被插入穿过容器240中的第二容器的顶部上的开口244。随后，控制单元230可以启动泵222a和222b从容器240吸与目标物质T混合的洗脱流体并将其转移至一个或多个辅助容器228a-c。可以针对所有容器240重复移除与目标物质T混合的洗脱液的过程。

注意，将磁场发生元件移入和移出工作和/或非工作位置的任何前述步骤可以由比如实验室技术人员的用户手动执行。

虽然已经结合不同实施例描述了本披露的装置、系统和方法，但是将理解，本披露的装置、系统和方法能够进一步修改。本申请旨在覆盖总体遵循本披露原理的装置、系统和方法的任何变化、使用或调整，并且包括本发明所属技术领域的已知和惯常做法内与本披露的偏离。

另外，应注意，如不同示例性实施例中所示，所披露的磁性分离器和工作站的构造和布置以及它们的不同部件和组件仅是说明性的。尽管在本披露中仅详细描述了主题和问题的几个实施例，但是审阅本披露的本领域技术人员将容易理解，在实质上不脱离本文所披露主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，大小、尺寸、结构、不同元件的形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，示出为一体形成的元件可以由多个部分或元件构成，反之亦然。而且，元件的位置可以颠倒或以其他方式改变，并且离散元件的性质或数量或位置可以改变或变化。因此，所有这样的修改旨在被包括在如所附权利要求书所限定的本披露的范围内。另外，根据替代实施例，任何过程或方法步骤的顺序或次序可以改变或重新排序。不脱离本披露的范围的情况下，可以在不同示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。

Claims (48)

1.一种磁性分离器，用于从其中悬浮有目标物质的培养基中分离该目标物质，该培养基被包含在至少一个容器中，该磁性分离器装置包括：

框架，该框架具有第一开口，该第一开口被配置为接纳该至少一个容器；以及

第一磁场发生元件和第二磁场发生元件，这些磁场发生元件彼此间隔一定距离地安装在该框架的相对侧上，使得该至少一个容器能定位在该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间。

2.如权利要求1所述的磁性分离器，该框架包括第一竖直壁和第二竖直壁，该第一磁场发生元件安装在该第一竖直壁的面向内的表面上，并且该第二磁场发生元件安装在该第二竖直壁的面向内的表面上。

3.如权利要求2所述的磁性分离器，该第一竖直壁与该第二竖直壁平行。

4.如权利要求2或3中任一项所述的磁性分离器，包括在该第一竖直壁的面向内的表面与该第二竖直壁的面向内的表面之间延伸的梁或第三壁中的至少一个。

5.如权利要求2至4中任一项所述的磁性分离器，该第一开口被限定在该第一竖直壁与该第二竖直壁之间，并且允许该至少一个容器沿水平方向插入该磁性分离器中。

6.如权利要求5所述的磁性分离器，包括第二开口，该第二开口形成在该框架中，并且当该至少一个容器定位在该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间时允许从上方触及该至少一个容器。

7.如权利要求2至6中任一项所述的磁性分离器，包括非磁性支撑架，该非磁性支撑架被配置为保持该至少一个容器并且尺寸被设计为插入穿过该第一开口以将该至少一个容器定位在该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间。

8.如权利要求7所述的磁性分离器，当被插入穿过该第一开口时，该非磁性支撑架的第一端部装配在该第一磁场发生元件的下方，并且该非磁性支撑架的第二端部装配在该第二磁场发生元件的下方。

9.如权利要求7或8中任一项所述的磁性分离器，其中，该至少一个容器包括多个容器，该非磁性支撑架被配置为防止该多个容器相对于彼此横向移动。

10.如权利要求1至9中任一项所述的磁性分离器，其中，该第一磁场发生元件包括第一永磁体。

11.如权利要求10所述的磁性分离器，该第一永磁体具有等于或大于100牛顿(N)的最大磁拉力。

12.一种纯化方法，包括：

向容器中添加其中悬浮有目标物质的培养基；

向该容器中添加多个磁珠，该目标物质临时与该多个磁珠结合；以及

将该容器定位在第一磁场发生元件与第二磁场发生元件之间，该第一磁场发生元件和该第二磁场发生元件通过框架彼此保持一定距离，该第一磁场发生元件或该第二磁场发生元件中的至少一个将该多个磁珠磁性地吸引并保持抵靠在该容器的内表面上。

13.如权利要求12所述的纯化方法，其中，将该容器定位在该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间包括手动将该容器从该框架外部的第一位置移动到位于该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间的第二位置。

14.如权利要求12或13中任一项所述的纯化方法，包括从该容器移除该培养基，同时该第一磁场发生元件或该第二磁场发生元件中的至少一个将该多个磁珠磁性地吸引并保持抵靠在该容器的内表面上。

15.如权利要求14所述的纯化方法，包括从该容器中移除该培养基之后，向该容器中添加洗脱液以洗脱与该多个磁珠结合的该目标物质，并从该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间移除该容器，使得该多个磁珠自由分散在该洗脱液中。

16.如权利要求15所述的纯化方法，包括将该容器重新定位在该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间，使得该第一磁场发生元件或该第二磁场发生元件中的至少一个磁性地吸引并保持该多个磁珠抵靠在该容器的内表面上，随后从该容器中移除该洗脱液。

17.如权利要求14至16所述的纯化方法，包括从该容器中移除该培养基之后，向该容器中添加洗涤流体并从该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间移除该容器，使得该多个磁珠自由地分散在该洗涤流体中。

18.如权利要求17所述的纯化方法，包括将该容器重新定位在该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间，使得该第一磁场发生元件或该第二磁场发生元件中的至少一个磁性地吸引并保持该多个磁珠抵靠在该容器的内表面上，随后从该容器中移除该洗涤流体。

19.如权利要求12至18所述的纯化方法，该框架包括第一竖直壁和第二竖直壁，该第一磁场发生元件安装在该第一竖直壁的面向内的表面上，并且该第二磁场发生元件安装在该第二竖直壁的面向内的表面上。

20.如权利要求19所述的纯化方法，其中，将该容器定位在该第一磁场发生元件与该第二磁场发生元件之间包括将该容器沿水平方向插入穿过限定在该第一竖直壁与该第二竖直壁之间的开口。

21.如权利要求12至20中任一项所述的纯化方法，该第一磁场发生元件包括第一永磁体。

22.如权利要求21所述的纯化方法，该第一永磁体具有等于或大于100N的最大磁拉力。

23.一种用于将目标物质与其中悬浮有目标物质的培养基分离的工作站，该培养基被包含在至少一个容器中，该工作站包括：

工作表面，该工作表面用于接纳包含该培养基的该至少一个容器；

流体转移构件，该流体转移构件被配置为向和从该至少一个容器转移流体；

自动操纵器，该自动操纵器被配置为使该流体转移构件相对于该工作表面移动；以及

多个磁场发生元件，每个磁场发生元件能够相对于该工作表面在远离该至少一个容器的第一位置与邻近该至少一个容器的第二位置之间移动。

24.如权利要求23所述的工作站，该多个磁场发生元件彼此横向间隔开以限定用于接纳多个容器的多个排，该多个容器包括：该至少一个容器。

25.如权利要求24所述的工作站，该多个磁场发生元件中的每个磁场发生元件具有纵向轴线，该多个磁场发生元件的纵向轴线彼此平行。

26.如权利要求25所述的工作站，该多个磁场发生元件中的每个磁场发生元件具有平行于该纵向轴线的长度和垂直于该纵向轴线的宽度，其中，该长度大于或等于10英寸，并且该宽度大于或等于0.5英寸。

27.如权利要求23至26中任一项所述的工作站，该工作表面水平地布置，该多个磁场发生元件中的每个磁场发生元件能够在水平方向上移动。

28.如权利要求23至27中任一项所述的工作站，包括线性致动器，该线性致动器被配置为使该多个磁场发生元件中的至少第一磁场发生元件在该第一位置与该第二位置之间往复移动。

29.如权利要求28所述的工作站，该线性致动器包括液压缸、气压缸或电动马达中的至少一个。

30.如权利要求23至29中任一项所述的工作站，该自动操纵器布置在该工作表面上方，并且该流体转移构件被配置为经由该至少一个容器的顶部上的开口向和从该至少一个容器转移流体。

31.如权利要求23至30中任一项所述的工作站，该自动操纵器包括至少在x方向和y方向上能够移动的笛卡尔坐标机器人。

32.如权利要求23至31中任一项所述的工作站，包括泵，该泵与该流体转移构件处于流体连通并被配置为经由该流体转移构件向该至少一个容器添加流体或从该至少一个容器移除流体。

33.如权利要求32所述的工作站，该泵安装在该自动操纵器上。

34.如权利要求32或33中任一项所述的工作站，包括多位置阀，该多位置阀与该泵处于流体连通并且被配置为将该泵选择性地联接到外部流体源或排放口中的至少一个。

35.如权利要求23至34中任一项所述的工作站，包括多个磁珠，这些磁珠用于浸没在该至少一个容器中的培养基中，该多个磁珠中的每个磁珠具有被配置为临时与该目标物质结合以将该目标物质与培养基分离的外表面。

36.如权利要求23至13中任一项所述的工作站，其中，该流体转移构件包括至少两个平行的流体导管。

37.如权利要求23至36中任一项所述的工作站，该第一磁场发生元件包括第一永磁体。

38.如权利要求37所述的工作站，该第一永磁体具有等于或大于100N的最大磁拉力。

39.一种纯化方法，包括：

提供工作站，该工作站具有工作表面、自动操纵器以及多个磁场发生元件，该自动操纵器相对于该工作表面能够移动并承载流体转移构件，该多个磁场发生元件彼此横向间隔开以限定多个排；

将其中悬浮有目标物质的至少一种培养基添加到多个容器中；

将多个磁珠添加到该多个容器中，该目标物质暂时与该多个磁珠结合；以及

将该多个容器布置于在该多个磁场发生元件之间限定的多个排中，使得该多个磁场发生元件将该多个磁珠磁性地吸引并保持抵靠在该多个容器中的相应容器的内表面上。

40.如权利要求39所述的纯化方法，包括使该自动操纵器将该流体转移构件的端部插入包含在该多个容器中的至少第一容器中的至少一种培养基中，并经由该流体转移构件从该第一容器移除该至少一种培养基。

41.如权利要求40所述的纯化方法，包括在从该第一容器移除该培养基之后，将该多个磁场发生元件中的至少第一磁场发生元件从邻近该第一容器的第一位置移动到远离该第一容器的第二位置。

42.如权利要求41所述的纯化方法，包括经由该流体转移构件向该第一容器中添加洗脱液以洗脱与该多个磁珠结合的该目标物质。

43.如权利要求42所述的纯化方法，包括将该第一磁场发生元件从该第二位置移动到该第一位置，使得该第一磁场发生元件将该多个磁珠磁性地吸引并保持抵靠在该第一容器的内表面上，随后经由该流体转移构件从该第一容器移除该洗脱液。

44.如权利要求41至43中任一项所述的纯化方法，包括经由该流体转移构件将洗涤流体添加到该第一容器。

45.如权利要求44所述的纯化方法，包括将该第一磁场发生元件从该第二位置移动到该第一位置，使得该第一磁场发生元件将该多个磁珠磁性地吸引并保持抵靠在该第一容器的内表面上，并经由该流体转移构件从该第一容器移除该洗涤流体。

46.如权利要求39至45中任一项所述的纯化方法，该多个磁场发生元件包括第一永磁体。

47.如权利要求46所述的纯化方法，该第一永磁体具有等于或大于100N的最大磁拉力。

48.如权利要求39至47中任一项所述的纯化方法，该自动操纵器包括至少在x方向和y方向上能够移动的笛卡尔坐标机器人。

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