CN111999158A - 一种磁珠混匀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁珠混匀的方法,具体包括以下步骤:(1)前期准备:选择具有磁性的金属材料作为磁珠材料制成的磁珠,待用;(2)表面处理:对步骤(1)中的磁珠材料进行表面处理;(3)磁性选择:选择不同磁性强度的磁场对磁珠进行吸引;(4)磁珠混匀:将若干颗磁珠放置在预混匀的腔体内,且向所述腔体内加入预混匀物质;将所述预混匀的腔体放置在磁力混匀器上,启动磁力混匀器转动,控制所述磁珠对腔体内的预混匀物质进行混匀反应,用于后续应用。该磁珠混匀的方法简单且操作可控,同时提高了混匀反应的效率。
Description
技术领域
本发明属于医疗检测技术领域,尤其是涉及一种磁珠混匀的方法。
背景技术
磁珠是医疗诊断和生物检测等领域常用的原料。磁珠,又称生物磁珠,是指具有细小粒径的超顺磁微球。它们在磁场中能够迅速聚集,离开磁场后又能够均匀分散。它们一般具有合适的且差别较小的粒径,保证了足够强的磁响应性又不会沉降。生物磁珠通常具有丰富的表面活性基团,以便可以和生化物质偶联,并在外磁场的作用下实现与被待测样品的分离。与传统的分离方法相比,把磁珠用于生化样品复杂组分的的分离,能够实现分离和富集的同时进行,有效地提高了分离速度和富集效率,同时也使分析检测的灵敏度大大提升。通过在磁珠表面包被上特异性抗体、受体等,可以用于分离纯化样品中的靶体。磁珠已被广泛应用于免疫分析、核酸分离提取、细胞分选、酶的固定、生物活性物质的分离、食品安全检测等多个领域。尤其在体外诊断免疫检测中,通常需要对反应体系进行混匀,使反应更加充分。现有技术中,混匀技术主要有混匀杆混匀和超声混匀,但混匀杆混匀容易带来交叉感染的风险,而超声混匀的结构复杂且价格昂贵,从而限制了试剂混匀技术的推广应用。
中国专利文献(申请号为:201811094501.5)公开了一种磁珠化学发光检测试剂盒,包括盒体、盒盖、试剂瓶、磁珠瓶和托架;所述盒体包括上盒体和下盒体;所述上盒体与下盒体不连通;所述盒盖铰接在上盒体上;所述下盒体为可推拉的抽屉;所述上盒体内设有硬质塑料泡沫制成的衬垫;所述衬垫上设有瓶槽;所述瓶槽包括磁珠瓶槽和多个试剂瓶槽;所述磁珠瓶槽大小与磁珠瓶相适应,所述试剂瓶槽大小与试剂瓶相适应;所述试剂瓶和衬垫之间,以及磁珠瓶和衬垫之间均设有相适配的卡扣结构;所述托架设有磁珠瓶腔室和多个试剂瓶腔室;所述试剂瓶和托架之间设有相适配的卡扣结构;所述磁珠瓶和托架之间设有防止磁珠瓶在磁珠瓶腔室内发生轴向移动的限位机构;所述磁珠瓶下部设有齿纹;所述磁珠瓶腔室底部设有通孔;所述磁珠瓶放入磁珠瓶腔室中后,设有齿纹的部分通过通孔伸出磁珠瓶腔室;所述磁珠瓶可在磁珠瓶腔室中自由旋转;所述下盒体被隔板分隔成托架存放区和操作工具存放区;所述托架存放区内设有海绵衬垫,所述海绵衬垫大小与托架存放区相适应,所述海绵衬垫上设有托架槽。但是该发明使用磁珠的进行检测结构复杂,方法复杂。
中国专利文献(申请号为:201820280791.1)公开了一种磁珠混匀组件以及磁珠混匀机构。该磁珠混匀组件构,包括驱动机构和支撑机构。支撑机构上设置有多个限位环,多个限位环间隔设置在支撑机构上;每一个限位环均传动连接于驱动机构。磁珠瓶能够套设于限位环内。通过驱动机构驱动限位环转动,从而能够带动放置在限位环内部的磁珠瓶转动,进而对磁珠瓶内的磁珠进行混匀。该磁珠混匀组件混匀时,限位环转动稳定,无噪音,混匀效果好。通过设置限位环,磁珠瓶能够直接放置于各个限位环中,放入和拿出都非常地方便,相对于现有技术,极大地方便了操作。该技术方案,并没有公开磁珠搅拌混匀的方法,且公开了一种结构较为复杂的磁珠搅拌混匀组件。
因此,有必要研发出一种结构简单,操作简单可控且能提高混匀反应效率的磁珠混匀的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单,操作简单可控且能提高混匀反应效率的磁珠混匀的方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是,该磁珠混匀的方法,具体包括以下步骤:
(1)前期准备:选择具有磁性的金属材料作为磁珠材料制成的磁珠,待用;
(2)表面处理:对步骤(1)中的磁珠材料进行表面处理;
(3)磁性选择:选择不同磁性强度的磁场对磁珠进行吸引;
(4)磁珠混匀:将若干颗磁珠放置在预混匀的腔体内,且向所述腔体内加入预混匀物质;将所述预混匀的腔体放置在磁力混匀器上,启动磁力混匀器转动,控制所述磁珠对腔体内的预混匀物质进行混匀反应,用于后续应用。
采用上述技术方案,通过选择合适的磁性材料作为磁珠,选择不同磁性强度的磁场对磁珠进行吸引,从而通过磁力混匀器将腔体内的预混匀物质进行混匀反应,测试反应后的荧光值,这样利用磁珠进行混匀的方法简单可控,且反应结果良好;主要应用于荧光测试中,由磁力混匀器直接带的磁力混匀子太大不能用于预混匀的腔体,因此,对于这种测试中的混匀采用该磁珠混匀的方法可以适用于小的腔体或反应腔进行磁性混匀,同时可以减少反应的时间,提高反应的效率。其中越强的磁场磁力能够使磁珠被磁场吸引的速度越快。磁珠混匀相比超声混匀(常见混匀手段)的好处:超声混匀时会对预混匀的腔体,如微流控芯片、酶标板等的腔体底部包被抗体等产生破坏、脱离等,后续荧光检测时影响荧光信号的收集检测。其中步骤(3)不同磁性强度的磁场是通过不同磁强度的磁铁,或者多重磁铁叠加或者电磁铁来实现不同磁强度,一般磁感应强度在5mT~1000mT;磁力混匀器只是其中一种优选的实现载体。
本发明进一步改进在于,所述步骤(1)中的所述磁珠材料为铁或钴或镍。
本发明进一步改进在于,所述步骤(2)中的表面处理的方法为吸附性处理或降低吸附处理;所述吸附性处理为通过在所述磁珠表面进行羟基或/和羧基或/和氨基或/和链酶亲和素处理;所述降低吸附处理为在所述磁珠表面进行疏水涂层处理。磁珠的表面经过羟基或/和羧基或/和氨基或/和链酶亲和素处理,可以对蛋白、核酸等物质进行吸附;磁珠的表面经过疏水涂层处理,可以降低吸附。
本发明进一步改进在于,所述步骤(4)中的所述磁珠在所述腔体内的运动为在所述腔体的中部或所述腔体的两端或所述腔体的中部和所述腔体的两端作往返运动。磁珠在腔体的中部或两端或在中部和两端往返运动以及磁珠的转速快慢都影响着混匀快慢。
作为本发明的优选技术方案,所述步骤(4)中所述磁珠的数量为2~25颗;所述磁珠的直径为0.3~1.5mm。
作为本发明的优选技术方案,所述步骤(4)中磁力混匀器的混匀条件为:反应时间为10min,其中混匀时间为0~10min,静置时间为0~10min;转速为200~4000rmp;反应温度为4~80℃。
作为本发明的优选技术方案,所述步骤(4)中向所述腔体内加入的预混匀物质分别为预先在所述腔体的底部用IgG抗体包被处理和加入所述磁珠后再加入标记有荧光物质的IgG抗体。
作为本发明的优选技术方案,所述步骤(4)中向所述腔体内加入的预混匀物质分别为预先在所述腔体的底部0.5μg的鼠源的IgG抗体包被处理和加入所述磁珠后再加入0.5μg的标记有荧光物质Cy5的羊抗鼠IgG抗体;反应后采用100μL的PBS进行重复清洗3次。
作为本发明的优选技术方案,所述降低吸附处理为在所述磁珠表面进行特氟龙疏水涂层处理;处理的过程为:使用特氟龙溶液将磁珠浸泡5~30min,后放入干燥箱在45-80℃烘干至少4h,其中疏水涂层厚度不大于0.1μm。
作为本发明的优选技术方案,所述步骤(4)中所述磁珠的数量为15颗;所述磁珠的直径为0.5~0.75mm;所述磁力混匀器的混匀条件为:反应时间为10min,其中混匀时间为5~8min,静置时间为2~5min;转速为3000rmp;反应温度为40℃。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:通过选择合适的磁性材料作为磁珠,选择不同磁性强度的磁场对磁珠进行吸引,从而通过磁力混匀器将腔体内的预混匀物质进行混匀反应,测试反应后的荧光值,这样利用磁珠进行混匀的方法简单可控,且反应结果良好;主要应用于荧光测试中,由磁力混匀器直接带的磁力混匀子太大不能用于预混匀的腔体,因此,对于这种测试中的混匀采用该磁珠混匀的方法可以适用于小的腔体或反应腔且可以同时多腔体进行磁性混匀反应,同时可以减少反应的时间,提高反应的效率。
具体实施方式
实施例1:该磁珠混匀的方法,具体包括以下步骤:
(1)前期准备:选择采用铁作制成磁珠,直径0.5mm,共10颗,待用;
(2)表面处理:对步骤(1)中的磁珠表面进行特氟龙处理,避免吸附;
(3)磁性选择:选择磁力混匀器对磁珠进行吸引;
(4)磁珠混匀:将10颗铁珠放置在96孔酶标板的腔体内,其中腔体内底部预先用0.5μg的鼠源的IgG抗体包被处理;再向酶标板的腔体内加入标记有荧光物质Cy5的羊抗鼠IgG抗体0.5μg,可以与底部的包被IgG相结合;将酶标板放置在磁力混匀器上,启动磁力混匀器转动,控制所述铁珠对腔体内的预混匀物质进行混匀反应,所述磁力混匀器的混匀条件为:反应时间为10min,其中混匀时间为5min,静置时间为5min;转速为2000rmp;反应温度为40℃;反应后反复清洗3次,吸干水分,检测反应后的Cy5荧光值。
实施例2~7均采用上述实施例1的磁珠混匀的方法;与实施例1不同的是采用的是混匀时间和静置时间不同,其反应后立刻用仪器检测反应值,测得的Cy5荧光值如下表1。
表1实施例1~6的反应后测得的Cy5荧光值
从表1中可以看出,反应后测得的Cy5荧光值结果表明磁珠混匀可以促进抗原抗体结合反应,混匀时间越长,反应值越高,其中混匀时间在8min后反应值基本稳定,再增加混匀时间,反应值增高也不多了。
实施例8~12均采用上述实施例1的磁珠混匀的方法;与实施例1不同的是采用的是磁珠的数量不同,其反应后立刻用仪器检测反应值,测得的Cy5荧光值如下表2。
表2实施例8~12的反应后测得的Cy5荧光值
实施例 | 实施例1 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 |
铁珠数量(颗) | 10 | 2 | 5 | 15 | 20 | 25 |
反应值 | 8014 | 4533 | 6267 | 11420 | 10214 | 9671 |
从表2中可以看出,反应后测得的Cy5荧光值结果表明随着铁珠数量增加,在较短的时间内可以达到更好的混匀效果,且15颗是一个优选的数量;当增加到20颗以上时,反应值会有所下降,过多的铁珠会降低反应效率。
实施例13~17均采用上述实施例1的磁珠混匀的方法;与实施例1不同的是磁力混匀器的转速不同,其反应后立刻用仪器检测反应值,测得的Cy5荧光值如下表3。
表3实施例13~17的反应后测得的Cy5荧光值
实施例 | 实施例1 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 |
转速(rpm) | 2000 | 200 | 500 | 1000 | 3000 | 4000 |
反应值 | 8121 | 4758 | 5127 | 6134 | 8326 | 7966 |
从表3中可以看出,反应后测得的Cy5荧光值结果表明转速提升至3000rpm时,能够得到较好的反应效果,当继续提升转速时,反应效率会下降,优选的转速为3000rpm。
实施例18~22均采用上述实施例1的磁珠混匀的方法;与实施例1不同的是铁珠的直径大小不同,其反应后立刻用仪器检测反应值,测得的Cy5荧光值如下表4。
表4实施例18~22的反应后测得的Cy5荧光值
实施例 | 实施例1 | 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | 实施例21 | 实施例22 |
直径(mm) | 0.5 | 0.3 | 0.75 | 1.0 | 1.25 | 1.5 |
反应值 | 8075 | 7519 | 8137 | 8106 | 7421 | 7012 |
从表3中可以看出,反应后测得的Cy5荧光值结果表明直径0.5mm~0.75mm时混匀效果较优,过小或者过大直径的铁珠同等数量时影响混匀效果。在采用较小直径的铁珠时,可以增加铁珠数量,采用较大直径的铁珠时,可以减少铁珠数量,以此来保证正常混匀。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,例如磁珠的材料、大小和数量,或者磁力混匀器的转速等,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种磁珠混匀的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
(1)前期准备:选择具有磁性的金属材料作为磁珠材料制成的磁珠,待用;
(2)表面处理:对步骤(1)中的磁珠材料进行表面处理;
(3)磁性选择:选择不同磁性强度的磁场对磁珠进行吸引;
(4)磁珠混匀:将若干颗磁珠放置在预混匀的腔体内,且向所述腔体内加入预混匀物质;将所述预混匀的腔体放置在磁力混匀器上,启动磁力混匀器转动,控制所述磁珠对腔体内的预混匀物质进行混匀反应,用于后续应用。
2.根据权利要求1所述的磁珠混匀的方法,其特征在于,所述步骤(1)中的所述磁珠材料为铁或钴或镍。
3.根据权利要求1所述的磁珠混匀的方法,其特征在于,所述步骤(2)中的表面处理的方法为吸附性处理或降低吸附处理;所述吸附性处理为通过在所述磁珠表面进行羟基或/和羧基或/和氨基或/和链酶亲和素处理;所述降低吸附处理为在所述磁珠表面进行疏水涂层处理。
4.根据权利要求1所述的磁珠混匀的方法,其特征在于,所述步骤(4)中的所述磁珠在所述腔体内的运动为在所述腔体的中部或所述腔体的两端或所述腔体的中部和所述腔体的两端作往返运动。
5.根据权利要求1所述的磁珠混匀的方法,其特征在于,所述步骤(4)中向所述腔体内加入的预混匀物质分别为预先在所述腔体的底部用IgG抗体包被处理和加入所述磁珠后再加入标记有荧光物质的IgG抗体。
6.根据权利要求4所述的磁珠混匀的方法,其特征在于,所述步骤(4)中磁力混匀器的混匀条件为:反应时间为10min,其中混匀时间为0~10min,静置时间为0~10min;转速为200~4000rmp;反应温度为4~80℃。
7.根据权利要求4所述的磁珠混匀的方法,其特征在于,所述步骤(4)中所述磁珠的数量为2~25颗;所述磁珠的直径为0.3~1.5mm。
8.根据权利要求7所述的磁珠混匀的方法,其特征在于,所述步骤(4)中向所述腔体内加入的预混匀物质分别为预先在所述腔体的底部0.5μg的鼠源的IgG抗体包被处理和加入所述磁珠后再加入0.5μg的标记有荧光物质Cy5的羊抗鼠IgG抗体;反应后采用100μL的PBS进行重复清洗3次。
9.根据权利要求3所述的磁珠混匀的方法,其特征在于,所述降低吸附处理为在所述磁珠表面进行特氟龙疏水涂层处理;处理的过程为:使用特氟龙溶液将磁珠浸泡5~30min,后放入干燥箱在45-80℃烘干至少4h,其中疏水涂层厚度不大于0.1μm。
10.根据权利要求6所述的磁珠混匀的方法,其特征在于,所述步骤(4)中所述磁珠的数量为15颗;所述磁珠的直径为0.5~0.75mm;所述磁力混匀器的混匀条件为:反应时间为10min,其中混匀时间为5~8min,静置时间为2~5min;转速为3000rmp;反应温度为40℃。
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