CN202039065U - 磁珠分离装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种生物与化学修饰的磁珠分离装置，用于将少量生物或化学目标物从复杂的样品背景中分离出来并进行富集。所述装置包含有磁场发生装置（1）和支架（2），所述磁场发生装置（1）安装于支架（2）上，所述磁场发生装置（1）由左半装置（1.1）和右半装置（1.2）并行排列构成，所述左半装置（1.1）包含有左磁铁一（1.1.1）和左磁铁二（1.1.2），所述左磁铁一（1.1.1）和左磁铁二（1.1.2）的S极（或N极）相对接，所述右半装置（1.2）包含有右磁铁一（1.2.1）和右磁铁二（1.2.2），所述右磁铁一（1.2.1）和右磁铁二（1.2.2）的N极（或S极）相对接。本实用新型磁珠分离装置，体积小便于携带、不会对目标微生物温度产生影响且当使用小尺寸磁珠时具有较高捕获效率。

Description

磁珠分离装置
技术领域
本实用新型涉及一种分离装置，尤其是涉及一种利用生物与化学修饰的磁珠进行分离的装置，用于将少量生物或化学目标物从复杂的样品背景中分离出来并进行富集。
背景技术
 目前，免疫磁珠分离技术已广泛应用于食品、医疗、环境和农业等领域，可用于微生物、化学残留和毒素检测的样品前处理。其常规的处理过程如图1所示，将样品4和表面修饰了目标微生物抗体9的磁珠5放置于样品管3内，再将样品4与磁珠5进行充分混合，使样品4中的目标微生物7被磁珠5上的抗体9所捕获，随后利用磁铁6对磁珠5进行吸附，将磁珠5吸附于样品管3的内管壁上，最后将样品管3内含其它分子8的废液移出，并加入少量的缓冲液重新溶解磁珠5，即得到富集后的目标微生物溶液。
其中，磁珠5的捕获效率与磁珠的大小、磁铁6的磁场强度和磁场梯度紧密相关，当磁珠颗粒越小、磁场强度越强、磁场梯度越大，捕获效率越高；但是，在实际使用中发现，当磁珠越小，捕获的难度越大，对磁场强度和磁场梯度的要求也越高，而目前N52级别的NdFeB永磁铁产生的磁场仅能达到0.64T的磁场强度，较难达到纳米磁珠的捕获要求，尤其是30纳米以下的磁珠，捕获效果较差；对此，有些装置采用电磁铁进行磁珠捕获，然而，为获得足够强度的磁场，电磁铁体积较大，不便于携带，同时，电磁铁需要较大的电流来产生磁场，不但需要耗费大量的电能，而且在产生磁场的过程中会产生大量的热能，对于一些对温度比较敏感的目标微生物，无法应用此类装置。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种体积小便于携带、不会对目标微生物产生温度影响且当使用小尺寸磁珠时具有较高捕获效率的磁珠分离装置。
本实用新型的目的是这样实现的：一种磁珠分离装置，所述装置包含有磁场发生装置和支架，所述磁场发生装置安装于支架上，所述磁场发生装置由左半装置和右半装置并行排列构成，所述左半装置包含有左磁铁一和左磁铁二，所述左磁铁一和左磁铁二的S极（或N极）相对接，所述右半装置包含有右磁铁一和右磁铁二，所述右磁铁一和右磁铁二的N极（或S极）相对接。
本实用新型磁珠分离装置，所述左磁铁一、左磁铁二、右磁铁一和右磁铁二均为条状永磁铁。
本实用新型磁珠分离装置，所述左磁铁一和左磁铁二之间设置有薄片一，所述右磁铁一和右磁铁二之间设置有薄片二，所述薄片一和薄片二的材质均为软磁性材料。
本实用新型磁珠分离装置，所述支架上开有样品孔，且所述样品孔位于薄片一和薄片二之间。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型利用磁场叠加原理，仅使用四块永磁铁即可使磁场强度和磁场梯度达到纳米磁珠的捕获要求，获得较高的捕获效率，并且结构简单，使得整个分离装置体积较小，便于携带；同时，由于不需要使用电磁铁，不会因电热转换而产生热能，因而不会对目标微生物的温度产生任何影响。
附图说明
图1为免疫磁珠分离方法的流程示意图。
图2为本实用新型磁珠分离装置的平面俯视图。
图3为本实用新型磁珠分离装置产生的磁场结构仿真示意图。
图4为本实用新型磁珠分离装置内放置样品管后样品管内的磁场强度示意图。
图5为本实用新型磁珠分离装置采用150nm磁珠对大肠杆菌的捕获率统计示意图。
图6为本实用新型磁珠分离装置采用30nm磁珠对单增李斯特菌的捕获率统计示意图。
其中：
磁场发生装置1、支架2、样品管3、样品4、磁珠5、磁铁6、目标微生物7、其它分子8、抗体9；
左半装置1.1、右半装置1.2；
左磁铁一1.1.1、左磁铁二1.1.2、薄片一1.1.3、右磁铁一1.2.1、右磁铁二1.2.2、薄片二1.2.3；
样品孔2.1。
具体实施方式
参见图2，本实用新型涉及一种磁珠分离装置，所述装置包含有磁场发生装置1和支架2，所述磁场发生装置1安装于支架2上，所述磁场发生装置1由左半装置1.1和右半装置1.2构成，所述左半装置1.1由左磁铁一1.1.1和左磁铁二1.1.2的同名极（S极或N极）对接而成，所述左磁铁一1.1.1和左磁铁二1.1.2均为长条形状的永磁铁，所述左磁铁一1.1.1和左磁铁二1.1.2之间设置有软磁材质制成的薄片一1.1.3，所述右半装置1.2由右磁铁一1.2.1和右磁铁二1.2.2的另一同名极（N极或S极）对接而成，所述右磁铁一1.2.1和右磁铁二1.2.2均为条形状的永磁铁，所述右磁铁一1.2.1和右磁铁二1.2.2之间设置有软磁材质制成的薄片二1.2.3，所述支架2上开有样品孔2.1，且所述样品孔2.1位于薄片一1.1.3和薄片二1.2.3之间。
利用FEMM软件进行仿真后得到如图3所示的磁场结构示意图以及如图4所示的样品管内磁场强度的示意图（该曲线表示图3中由A点直线至B点的磁场强度变化）。使用时，由于磁场的叠加原理，形成如图3所示的磁场，磁力线在左半装置和右半装置之间放置样品管的部位更为密集，因而磁场强度更大，磁场梯度更大，经过测试，本实用新型磁珠分离装置的磁场强度可达1.24~1.67T，平均磁场梯度也可达到80T/m。
下面，结合具体的应用例对本实用新型的效果做说明：
（1）利用150nm的磁珠对大肠杆菌进行分离：
将20μl由0.01M、pH7.4的PBS稀释10倍的、生物素包被的大肠杆菌O157:H7多克隆抗体，与15μl链酶亲和素包被的磁珠在15rpm的转速下混合30min。随后将样品管插入样品孔中，利用本实用新型磁珠分离装置对磁珠进行捕获3min，移除多余抗体，并将捕获了大肠杆菌的磁珠重新溶解在100μl的PBS溶液中，再加入100μl的105 CFU/ml的大肠杆菌，在15rpm的转速下混合30min，并再次利用本实用新型磁珠分离装置对磁珠进行3min的捕获，移除废液，最后，加入200μl的PBS重新溶解磁珠――大肠杆菌复合体，随后测定对大肠杆菌的捕获率，进行5次此试验后，得到如图5所示的统计图表，对大肠杆菌的捕获率均超过85%。
（2）利用30 nm的磁珠对单增李斯特菌进行分离：
将50μl由生物素包被的单增李斯特菌多克隆抗体与100μl链酶亲和素包被的磁珠在15rpm的转速下混合2h，然后将样品管插入样品孔中，利用本实用新型磁珠分离装置对磁珠进行捕获2h，随后移出多余抗体，并将捕获了单增李斯特菌的磁珠重新溶解在100μl的PBS溶液中，再加入100μl的104 CFU/ml的单增李斯特菌，在15rpm的转速下混合2h，再次利用本实用新型磁珠分离装置对磁珠进行1h的捕获，最后，加入200μl的PBS重新溶解磁珠――单增李斯特菌复合体，随后测定对单增李斯特菌的捕获率，进行3次此试验后，得到如图6所示的统计图表，对单增李斯特菌的捕获率约为75%。

Claims (4)

1. 一种磁珠分离装置，所述装置包含有磁场发生装置（1）和支架（2），所述磁场发生装置（1）安装于支架（2）上，其特征在于：所述磁场发生装置（1）由左半装置（1.1）和右半装置（1.2）并行排列构成，所述左半装置（1.1）包含有左磁铁一（1.1.1）和左磁铁二（1.1.2），所述左磁铁一（1.1.1）和左磁铁二（1.1.2）的S极相对接，所述右半装置（1.2）包含有右磁铁一（1.2.1）和右磁铁二（1.2.2），所述右磁铁一（1.2.1）和右磁铁二（1.2.2）的N极相对接。
2.如权利要求1所述一种磁珠分离装置，其特征在于：所述左磁铁一（1.1.1）、左磁铁二（1.1.2）、右磁铁一（1.2.1）和右磁铁二（1.2.2）均为条状永磁铁。
3.如权利要求1或2所述一种磁珠分离装置，其特征在于：所述左磁铁一（1.1.1）和左磁铁二（1.1.2）之间设置有薄片一（1.1.3），所述右磁铁一（1.2.1）和右磁铁二（1.2.2）之间设置有薄片二（1.2.3），所述薄片一（1.1.3）和薄片二（1.2.3）的材质均为软磁性材料。
4.如权利要求3所述一种磁珠分离装置，其特征在于：所述支架（2）上开有样品孔（2.1），且所述样品孔（2.1）位于薄片一（1.1.3）和薄片二（1.2.3）之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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