ES2377733T3

ES2377733T3 - Dispositivo y procedimiento para extraer partículas magnéticas o magnetizables de un líquido

Info

Publication number: ES2377733T3
Application number: ES04740646T
Authority: ES
Inventors: Lothar A Brassard
Original assignee: Chemagen Biopolymer Technologie AG; PerkinElmer Chemagen Technologie GmbH
Current assignee: Chemagen Biopolymer Technologie AG; PerkinElmer Chemagen Technologie GmbH
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2012-03-30
Anticipated expiration: 2024-07-05
Also published as: JP2009513318A; EP1644120B1; EP1644120A1; US7776221B2; WO2005005049A1; US20070175830A1; CA2531399A1; ATE535305T1; JP4762139B2; DE10331254B4; DE10331254A1; DK1644120T3; CA2531399C

Abstract

Dispositivo para separar particulas magneticas o magnetizables (30) de un liquido empleando un campo magnetico, en el que: - el dispositivo (1) tiene dos patas (2, 3) de un material magnetico blando; - entre los dos polos (4, 5) de las patas (2, 3) existe un entrehierro (12) apropiado para recibir (alojar) un recipiente o un gran numero de recipientes (9, 10); - en uno de los dos polos (4) esta colocado un cabezal (8) de forma fija o removible, en el que estan alojadas en sentido vertical una varilla magnetizable o un gran numero de varillas de este tipo (º), de forma fija o movil;- por lo menos en una posicion del dispositivo esta alojado un iman permanente (15), o un grupo de por lo menos dos imanes permanentes, de forma movil, de modo que generen un campo magnetico (1º ) entre los dos polos (4, 5) y el campo magnetico se activa o se desactiva moviendo el o los imanes (15) y en el que- la posicion del dispositivo en la que esta o estan alojados el o los imanes moviles esta rodeada por lo menos parcialmente por un material (20) que apantalla (blinda) contra el campo magnetico.

Description

Dispositivo y procedimiento para extraer particulas magneticas o magnetizables de un liquido

5 La invencion se refiere a dispositivos para separar particulas magneticas o magnetizables de liquidos mediante un campo magnetico generado por uno o varios imanes permanentes. La invencion se refiere ademas a procedimientos para separar (extraer) particulas magneticas o magnetizables de liquidos mediante un campo magnetico generado por uno o varios imanes permanentes. Estos dispositivos y

10 procedimientos son idoneos por ejemplo para la utilizacion en bioquimica, genetica molecular, microbiologia, diagnostico medico y medicina forense. En el ambito de la preparacion de muestras con fines de diagnostico y analisis cada vez son mas importantes los procedimientos basados en la separacion magnetica empleando particulas que realizan uniones especificas y

15 pueden atraerse magneticamente. Esto se aplica en especial a procedimientos automatizados, porque por estos metodos se puede analizar un gran numero de muestras en un periodo corto de tiempo, pudiendo prescindirse de los pasos de centrifugacion, que requieren mucha dedicacion de trabajo (personal y tiempo). De este modo se crean los requisitos para una exploracion eficaz con una gran productividad (gran numero de muestras analizadas por unidad de tiempo). Esto tiene una importancia enorme por ejemplo para los estudios de genetica molecular y de

20 diagnostico medico, porque con una gestion puramente manual en la practica no se puede dar abasto a los numeros tan elevados de muestras. Otros campos importantes de aplicacion son los metodos de exploracion (screening) farmaceutica para identificar potenciales principios activos farmaceuticos. El principio fundamental de la separacion magnetica de sustancias de mezclas complejas consiste en que las

25 particulas magneticas (particulas magnetizables o atraibles magneticamente) se funcionalizan de modo especifico para el proceso separativo perseguido, es decir, gracias a un tratamiento quimico se dotan de propiedades de union (fijacion) con las sustancias diana a separar. El tamano de estas particulas magneticas se situa en general en el intervalo aprox. de 0,05 a 500 !m.

30 Las particulas magneticas, que tienen propiedades de union especificas a determinadas sustancias y que son apropiadas para separar estas sustancias de mezclas complejas, se han descrito por ejemplo en el documento DE 195 28 029 A1 y son productos comerciales (p.ej. Chemagen Biopolymer-Technologie AG, 52499 Baesweiler, Alemania).

35 En los procedimientos separativos conocidos se anaden las particulas magneticas funcionalizadas en un primer paso ("paso de fijacion") a la mezcla que se pretende separar y que contiene la o las sustancias diana en un liquido, que favorece la union de las moleculas de sustancias diana con las particulas magneticas (tampon de fijacion). De este modo se consigue una fijacion selectiva de la o las sustancias diana existentes en la mezcla sobre las particulas magneticas. A continuacion se inmovilizan estas particulas magneticas por aplicacion de fuerzas

40 magneticas o de un campo magnetico, por ejemplo mediante un iman permanente, sobre una zona de la pared interior del reactor (pelota, perdigon o "pellet"). Seguidamente se separa el liquido sobrenadante y se descarta, por ejemplo por succion o por decantacion. Dado que las particulas magneticas se han inmovilizado del modo recien indicado, se impide en gran manera que estas particulas se eliminen junto con el liquido sobrenadante.

45 A continuacion se suspenden de nuevo las particulas magneticas inmovilizadas. Para ello se emplea un eluyente o un tampon de elucion que sea apropiado para romper la union entre la o las sustancias diana y las particulas magneticas, de modo que las moleculas de sustancias diana queden libres de las particulas magneticas y pueden separarse junto con el liquido eluyente, mientras que las particulas magneticas se inmovilizan por accion de un campo magnetico. Antes del paso de la elucion pueden realizarse uno o varios pasos de lavado.

50 Para realizar el procedimiento separativo mediante particulas magneticas se han descrito diversos dispositivos. En el documento DE 296 14 623 U1 se describe un separador magnetico equipado con imanes permanentes moviles. Como alternativa se propone mover el reactor, que contiene las particulas magneticas, con dispositivos mecanicos de accionamiento con respecto a un iman permanente instalado en una posicion fija. El dispositivo descrito en el

55 documento DE 100 63 984 A 1 trabajo segun un principio similar, en este caso el soporte del iman es movil y tambien es movil el soporte del reactor. Con los dispositivos recien mencionados se puede conseguir que las particulas magneticas queden inmovilizadas o recogidas sobre la pared interior o sobre el fondo de un reactor en forma de "pelota" (perdigon o "pellet"). Pero estos

60 dispositivos no son apropiados para sacar las particulas magneticas del reactor. Por consiguiente, para separar el liquido de las particulas magneticas se tendra que succionar en cada caso el liquido del reactor individual en cuestion. Esto es un inconveniente porque implica un gran consumo de material (puntas de pipeta desechables). Por otro lado es inevitable que algunas particulas magneticas resulten tambien succionadas; de ello resulta un elevado margen de error. Otros errores pueden venir causados por los liquidos perdidos por goteo, que pueden provocar

65 contaminaciones cruzadas. 2

En el documento DE 100 5� 396 C1 se propone un separador magnetico, provisto de un gran numero de varillas giratorias, que pueden magnetizarse con una bobina excitadora electromagnetica. Sumergiendo esta varilla en el liquido que contiene las particulas magneticas y sacando la varilla en estado magnetizado se pueden extraer las

5 particulas magneticas del liquido y eventualmente transferirlas a otro reactor. En este segundo reactor pueden soltarse de nuevo por desconexion de la bobina excitadora y entregarse a un liquido, por ejemplo a un liquido de lavado o de elucion.

El inconveniente de este dispositivo consiste en que el campo magnetico generado por la bobina excitadora no es suficientemente homogeneo, de modo que las varillas individuales, en funcion de su posicion dentro de la bobina excitadora circular, estan magnetizadas con intensidades diferentes. Este inconveniente se pone de manifiesto en especial cuando se necesita un numero elevado de varillas. Por otro lado, la bobina excitadora necesita un espacio relativamente grande, de aqui se derivan limitaciones para el diseno.

15 Los dispositivos conocidos no son apropiados sobre todo para el tratamiento simultaneo de grandes cantidades de muestras, necesario para los casos de gran productividad (numero elevado de muestras por unidad de tiempo; p.ej. las placas de microvaloracion de 364 o 1536 hoyos).

El cometido de la presente invencion consiste, pues, en desarrollar dispositivos y procedimientos, que permitan realizar la separacion de particulas magneticas de liquidos y la transferencia de dichas particulas magneticas de un liquido a otro, sin los inconvenientes recien mencionados. Los dispositivos y procedimientos deberan ser apropiados en especial para la aplicacion a los procesos de alta productividad (numero elevado de muestras por unidad de tiempo).

25 Estos y otros cometidos se consiguen de modo sorprendente con un dispositivo segun la reivindicacion principal y con los procedimientos segun las reivindicaciones 24-2�, asi como con las formas de ejecucion descritas en las reivindicaciones secundarias.

Por consiguiente, los dispositivos de la invencion para la separacion de particulas magneticas o magnetizables de un liquido se caracterizan por las propiedades siguientes�

-: los dispositivos tienen dos patas o nucleos magneticos de un material magnetico blando (de poca energia magnetica); que forman un circulo magnetico, eventualmente junto con otros componentes;

35 -entre los dos polos de los nucleos magneticos existe un entrehierro, apropiado para alojar un recipiente o un gran numero de recipientes;

-: en uno de los dos polos esta fijado de forma fija o removible un cabezal; en dicho cabezal esta o estan dispuestos de modo fijo o movil, en sentido vertical, una varilla magnetizable o un gran numero de varillas magnetizables;

-: por lo menos un lugar del dispositivo hay un iman permanente, o un grupo de por lo menos dos imanes permanentes, que son moviles; esta disposicion debera permitir la generacion de un campo magnetico entre los dos polos y la conexion o desconexion del campo magnetico por movimiento del o de los imanes;

45 -la zona del dispositivo, en la que el o los imanes moviles estan dispuestos en forma de circulo magnetico (circuito magnetico en el hierro), esta rodeada por lo menos parcialmente por un material que apantalla (blinda, protege) contra el campo magnetico.

Las dos patas (nucleos magneticos) son de un material magnetico blando, por ejemplo de hierro dulce (en especial de aleaciones de �e-�i) o de acero magnetizable. Su seccion transversal puede ser por ejemplo cuadrada, rectangular, circular u ovalada; el tamano de la superficie de la seccion transversal dependera de la superficie de la seccion transversal del campo magnetico y puede situarse por ejemplo entre 20 y 100 cm2. Tambien es posible fijar las patas o nucleos magneticos en un marco o carcasa de material no magnetizable.

55 Las dos patas estan dispuestas en general una sobre otra, la pata que lleva el cabezal esta dispuesta sobre aquella zona de la otra pata destinada a alojar el recipiente de liquido (es decir, el recipiente que contiene la muestra).

El cabezal puede fijarse de modo que pueda soltarse, con lo cual se permite por ejemplo el reemplazo o sustitucion de los cabezales por distintos numeros o tipos (longitudes, diametros; fijos o moviles) de varillas magnetizables. El numero de varillas dependera del numero de muestras o de recipientes de liquido, que tengan que analizarse al mismo tiempo. Como recipientes se emplean con preferencia placas de microvaloracion, especial las que tienen 96, 384 o 1536 hoyos ("wells"), de modo que para tales casos esten previstos los cabezales correspondientes, por ejemplo con 96, 384 o 1536 varillas magnetizables. Como recipientes se toman tambien en consideracion los tubos

o reactores de muestras que tienen un volumen por ejemplo de 0,015 a 100 ml, que pueden tratarse de modo 65 individual o en grupo, en cada caso en combinacion con varillas magnetizables adaptadas.

Las varillas, opcionalmente tambien el cabezal, se fabrican tambien de un material magnetico blando, ya descrito previamente. Su longitud y diametro dependeran de la finalidad de uso pretendida, en especial de las dimensiones de los recipientes y de los volumenes de liquido y podran variar en consonancia.

5 Esta previsto ademas que las varillas tengan puesto un forro en cada caso arrancable y sustituible, con el fin de evitar las contaminaciones cruzadas entre diversas muestras de liquidos. Para ello esta previsto con preferencia un dispositivo especial que permite desechar automaticamente los forros usados y aportar y colocar los forros nuevos.

10 Con la colocacion de un iman permanente, que puede estar formado por varios imanes individuales, se genera un campo magnetico fundamentalmente homogeneo entre los polos de las patas o nucleos magneticos. De este modo es posible la colocacion de un gran numero de varillas, por ejemplo en varias filas, gracias a ello el campo magnetico de cada una de las varillas es aproximadamente de la misma intensidad; esto es ventajoso sobre todo con vistas a los procedimientos de alta productividad. Los dispositivos de la invencion tienen ademas la ventaja de que las

15 particulas magneticas, en estado activado, se acumulan fundamentalmente en la punta de las varillas.

Segun la invencion, el o los imanes permanentes estan situados de modo movil con respecto al circulo magnetico del dispositivo, de modo que el campo magnetico entre los polos pueda activarse o desconectarse alternando con el movimiento del o de los imanes. El o los imanes se mueven para ello dentro del circulo magnetico o entrando o 20 despues saliendo de nuevo del circulo magnetico. Es decir, el campo magnetico entre los polos se activa cuando el

o los imanes permanentes se encuentran en una primera posicion y el campo magnetico se desactiva entre los polos cuando el o los imanes permanentes se hallan en una segunda posicion. En dicha segunda posicion, el o los imanes se hallan con preferencia fuera del circulo magnetico.

25 El campo magnetico puede activarse y desactivarse moviendo el o los imanes dentro del circulo magnetico en el hierro (p.ej. por rotacion), o introduciendo el o los imanes desde fuera hacia dentro del circulo magnetico ("activacion", "conexion") y despues sacandolos de nuevo hacia fuera ("desactivacion", "desconexion").

Con la posibilidad de activar o desactivar el campo magnetico se puede emplear el dispositivo para, con las varillas

30 magnetizables, sacar las particulas magneticas de un primer liquido y transferirlas a un segundo liquido, en el cual se liberan de nuevo. Con ello se permite ademas utilizar las varillas para otras funciones adiciones, por ejemplo como varillas agitadoras.

Para la fabricacion de los imanes permanentes pueden utilizarse en principio todos los materiales magneticos de

35 gran remanencia, que los expertos ya conocen, en especial las ferritas, las aleaciones de Al-�i-Co y los imanes de tierras raras (con preferencia de �d-�e-B); estos materiales magneticos y los imanes correspondientes son productos comerciales, suministrados por diversos fabricantes.

Aquella zona del dispositivo, en la que esta o estan alojados el o los imanes moviles dentro del circulo magnetico en

40 el hierro, esta rodeada por lo menos parcialmente por un material que apantalla (blinda, protege) contra el campo magnetico. Como material apantallante puede utilizarse un material magnetico blando y�o un material apantallante contra campos magneticos, que los expertos ya conocen, p.ej. hojalata o mumetal. Este material apantallante se coloca alrededor del o de los imanes moviles de modo que, en estado desactivado, no haya ninguna fuerza magnetica que pueda actuar sobre los recipientes de liquidos de muestra que se hallan en el entrehierro del circulo

45 magnetico.

Es especialmente preferido el apantallamiento que rodea por completa la zona, en la que se ha o se han colocado el

o los imanes permanentes. Para ello puede formarse en especial un anillo de cortocircuito.

50 El dispositivo esta construido de manera que con preferencia la zona del dispositivo, en la que estan alojados el o los imanes moviles dentro del circulo magnetico en el hierro, en el caso de un movimiento del o de los imanes dentro del circulo magnetico en el hierro o hacia dentro del mismo, dicha zona este rodeada por lo menos parcialmente por un material que la apantalle (blinde) contra el campo magnetico.

55 Segun una forma de ejecucion especialmente preferida, las dos patas del dispositivo en la cara opuesta a los dos polos estan unidas entre si por un material tambien magnetizable (material magnetico blando), de modo que se forme un circulo magnetico o un anillo de magnetizacion, que esta completamente cerrado, excepto en el entrehierro entre los polos.

60 El o los imanes permanentes moviles esta�estan dispuestos con preferencia entre las dos patas y en su otro extremo (es decir, opuesto a los polos). En caso de las dos patas, tal como se ha descrito, esten unidas entre si, entonces el

o los imanes permanentes estan alojados con preferencia en o sobre la zona que une a los dos patas. El o los imanes esta o estan alojados de modo movil con preferencia en un encaje previsto al efecto en una de las patas o en la pieza de union de las dos patas.

65 4 Para permitir el movimiento del o de los imanes permanentes para activar y desactivar el campo magnetico, el iman

o el grupo de varios imanes, puede estar dispuesto de forma giratoria o de forma abatible en un encaje previsto al efecto. Para girarse o abatirse, el iman puede alojarse en una posicion, en la que sus polos o su campo magnetico apunten en direccion al circulo magnetico o en direccion a las patas (estado activado, intensidad maxima de campo

5 entre los polos de las patas), o el iman pueden ponerse en otra posicion, en la que el campo magnetico que sale de el se dirige fundamentalmente en sentido perpendicular a la direccion mencionada (estado desactivado). El iman o los imanes puede o pueden girarse o abatirse tambien en una posicion intermedia, para conseguir que la intensidad de campo entre los polos de las patas tenga un valor menor que el valor maximo.

Como alternativa es tambien posible meter el o los imanes por desplazamiento, de modo que el o los imanes puedan introducirse en el circulo magnetico desplazandolos hacia dentro (activacion) o bien sacandolos de nuevo fuera del mismo (desactivacion, desconexion).

El movimiento (p.ej. abatir, girar, desplazar) puede realizarse directa o indirectamente de modo manual o bien

15 mediante uno o varios electromotores, o por medios neumaticos o hidraulicos; son tambien posibles las combinaciones de estos medios. Los dispositivos de accionamiento pueden incluir tambien otros medios que los expertos ya conocen, p.ej. varillas (vastagos) o engranajes.

Segun una forma preferida de ejecucion esta previsto que las dimensiones del movimiento del o de los permanentes pueda determinarse por adelantado. De este modo puede ajustarse la intensidad de campo magnetico a un valor determinado, en funcion de la correspondiente finalidad de uso. Esto puede conseguirse en especial prefijando y recorriendo un determinado angulo de giro o de abatimiento o un determinado tramo de desplazamiento.

Segun otra forma de ejecucion esta previsto que el cabezal que lleva las varillas magnetizables puede introducirse

25 de forma movil. El cabezal puede ser movil en especial en el plano horizontal. En tal caso, los medios de accionamiento (p.ej. electricos, neumaticos, hidraulicos), los engranajes, las varillas, etc. estan unidos con preferencia con dicho cabezal de modo que este sea apropiado para efectuar de forma regulable movimientos de sacudida o agitacion (p.ej. movimientos circulares o movimientos orbitales).

Es preferido ademas que el la o las varillas magnetizables mencionadas esten alojadas en el cabezal correspondiente de modo que puedan girar (alrededor de su eje longitudinal) y pueden ponerse en rotacion durante el tratamiento de un liquido que contiene particulas magneticas, de modo que produzcan el mezclado intenso o para que aceleren la separacion de las particulas de las varillas. La rotacion se realiza con preferencia con electromotores.

35 Para separar las particulas magneticas se colocan los liquidos, que contienen dichas particulas, en el entrehierro del dispositivo, debajo de las varillas magnetizables, para ello pueden utilizarse recipientes del tipo mencionado en la introduccion. Para ello esta previsto con preferencia por lo menos un dispositivo de soporte, que puede posicionarse debajo de las varillas, de modo que las varillas se dirijan hacia el interior de los orificios de los recipientes. Este dispositivo soporte puede adoptar por ejemplo la forma de una placa soporte.

Por lo demas son preferidas las formas de ejecucion, en las que el dispositivo soporte (de fijacion) es movil en una o varias direcciones de un plano fundamentalmente horizontal; como alternativa o ademas de ello, el dispositivo soporte puede ser movil en sentido vertical. El movimiento se realiza con preferencia con un electromotor o por

45 medios neumaticos o hidraulicos o por combinacion de estos medios.

Los dispositivos de soporte pueden configurarse tambien en especial de modo que sean apropiados para efectuar movimientos de sacudida (agitacion). Los expertos ya conocen los requisitos de diseno que tienen que adoptarse a tal efecto. Esta previsto ademas que tanto el cabezal como el dispositivo soporte puedan moverse y puedan emplearse para efectuar movimientos de sacudida. De este modo es posible realizar un mezclado intenso del liquido de la muestra cuando las varillas estan sumergidas en el.

Por lo demas es preferido que haya un dispositivo regulador o controlador, que puede regular el movimiento vertical del o de los dispositivos de soporte de modo que con un movimiento vertical se realice la inmersion de las varillas (� )

55 en los recipientes (10) llenos de liquido.

El dispositivo soporte mencionado puede formar parte en especial de un sistema de robot de laboratorio controlado por un ordenador y estar configurado de modo que con preferencia un gran numero de recipientes individuales ya mencionados o de grupos de tales recipientes, en especial de placas de microvaloracion, se coloquen en una posicion debajo de dichas varillas, que puede cambiarse de nuevo despues de un periodo determinado de tiempo por una nueva posicion debajo de dichas varillas. De este modo es posible lograr una gran productividad (un gran numero de analisis por unidad de tiempo).

Segun otra forma especialmente preferida de ejecucion de la invencion esta previsto que el dispositivo este 65 controlado por un ordenador que ejecuta un programa informatico y este conectado con este. De este modo puede

efectuarse o controlarse una de las siguientes funciones del dispositivo o pueden coordinarse entre si por lo menos de las funciones mencionadas a continuacion�

-: el movimiento del o de los imanes permanentes para activar y desactivar el campo magnetico, en especial la 5 duracion de las fases de activacion y desactivacion asi como la intensidad del campo magnetico;

-: la velocidad y la duracion de la rotacion en el caso de varillas giratorias;

-: el movimiento del cabezal en el plano horizontal, en especial la duracion, la frecuencia y la amplitud del movimiento de sacudida (agitacion);

-: el movimiento del o de los dispositivos soporte para posicionar los recipientes o grupos de recipientes de modo

10 alternado debajo de las varillas y a continuacion sacarlos de nuevo de esta posicion, en especial la velocidad y la frecuencia de los movimientos asi como la duracion de la permanencia del dispositivo soporte debajo de las varillas;

-: el movimiento vertical del dispositivo soporte para sumergir la o las varillas en el liquido del o de los recipientes y sacarlas de nuevo de el; en especial la profundidad de inmersion, la duracion y la frecuencia;

-: si estuvieran previstos, el movimiento de rotacion o de agitacion del o de los dispositivos soporte, en especial la 15 velocidad de rotacion, la amplitud y los intervalos entre las distintas fases de trabajo.

Los dispositivos de la invencion pueden combinarse de modo ventajoso con otros dispositivos para el tratamiento automatizado del material de las muestras. Por lo demas pueden disponerse tambien uno junto a otro o combinarse entre si dos o mas dispositivos de la invencion.

20 La invencion abarca tambien los dispositivos del tipo descrito previamente, que estan subordinados a uno o varios de los dispositivos que se mencionan a continuacion, cuyas funciones se coordinan mediante una regulacion comun con las funciones del dispositivo�

25 - uno o varios dispositivos de calentamiento o enfriamiento termostatizables;

-: una o varias maquinas de pipeteo para dosificar liquidos, en especial reactivos;

-: uno o varios dispositivos de succion para sacar liquido de los recipientes;

-: uno o varios dispositivos para agitar o mezclar los liquidos contenidos en los recipientes;

-: aparatos analiticos, en especial para realizar mediciones fotometricas o detecciones de luminiscencia.

30 La invencion comprende ademas procedimientos de separacion una sustancia diana de una mezcla de materiales en forma liquida. Este metodo consta en general de los pasos siguientes�

a) la adicion de particulas magneticas o magnetizables, que tienen propiedades de fijacion especifica sobre la

35 sustancia diana; b) la colocacion de un volumen predeterminado de la mezcla en el entrehierro entre los dos polos de un circulo magnetico y la inmersion de una varilla magnetizable dentro de la mezcla, dicha varilla esta conectada a uno de los polos del circulo magnetico y el campo magnetico esta inicialmente desactivado; c) la activacion del campo magnetico por cambio de posicion de un iman permanente dispuesto dentro o junto al

40 circulo magnetico, con lo cual la varilla se magnetiza y las particulas se acumulan fundamentalmente en el extremo inferior de esta varilla; a continuacion la varilla y las particulas pegadas sobre ella se sacan de la mezcla liquida; d) la inmersion de la varilla y las particulas pegadas sobre ella en un volumen predeterminado de liquido, que produce la elucion de la sustancia diana, extrayendola de las particulas; e) la elevacion de la varilla sacandola del liquido eluyente, las particulas continuan pegadas sobre la varilla y de este

45 modo se separan del liquido.

Para mejorar la pureza y el rendimiento puede ser ventajoso, despues del paso d), liberar las particulas en el liquido por desactivacion del campo magnetico, mezclarlas bien y despues recogerlas de nuevo sobre las varillas por activacion del campo magnetico. El mezclado intenso puede conseguirse por ejemplo por rotacion de las varillas o

50 por agitacion (sacudimiento) del dispositivo soporte y�o del cabezal.

Ademas, el procedimiento descrito puede incluir opcionalmente uno o varios procesos de lavado; un proceso de lavado de este tipo puede realizarse por ejemplo despues del paso c) y consistir en las acciones siguientes�

55 - la inmersion de la varilla y las particulas pegadas en ella en un volumen predeterminado de liquido de lavado;

-: la desactivacion del campo magnetico por alejamiento del iman permanente; de este modo las particulas quedan libres dentro del liquido;

-: el mezclado;

-: la activacion del campo magnetico por cambio de posicion de un iman permanente dispuesto dentro del circulo

60 magnetico o junto a el, con lo cual la varilla se magnetiza y las particulas se acumulan fundamentalmente en el extremo inferior de la varilla;

-: la extraccion de la varilla del liquido de lavado;

-: la elucion de la sustancia diana, del modo descrito en los pasos d) y e).

Empleando uno de los dispositivos de la invencion antes descritos pueden realizarse los procedimientos mencionados de forma especialmente simple y rapida. Los dispositivos y procedimientos de la invencion son adecuados de modo especialmente ventajoso para los ambitos de uso mencionados en la introduccion, en especial para metodos de gran productividad.

5 La invencion se ilustra seguidamente con las figuras esquematicas adjuntas. Los signos de referencia empleados en todas las figuras tienen el mismo significado, a menos que se indique otra cosa. Las figuras son representaciones esquematicas, por lo tanto las relaciones de tamano reales pueden ser distintas de las representadas.

10 En las figuras 1A y 1B se representa una forma de ejecucion del dispositivo de la invencion en una vista lateral. El dispositivo (1) comprende dos patas magnetizables (2,3) de un circulo magnetico, dichas patas estan unidas entre si en la zona (6). En el extremo opuesto de las patas se hallan los dos polos (4,5), con el correspondiente entrehierro

(12) entre ambos. El polo (4) de la pata superior (2) lleva un cabezal (8), en el que se alojan las varillas

magnetizables (�). Debajo de las varillas esta el dispositivo soporte (11), que es solidario con el polo (5) de la otra 15 pata (3) o por lo menos esta en contacto con este. En el dispositivo soporte esta dispuesto un recipiente de muestra

(9) con varios hoyos (10) para la recepcion de las muestras liquidas, fijado por ejemplo de modo removible sobre el dispositivo soporte (11).

En el lado opuesto al entrehierro (12) existe en la zona (6) que une a las dos patas un vaciado (nicho) (16), en el que

20 se aloja un iman permanente (15) de tipo varilla o sillar, en posicion girable. Alrededor de la zona del iman permanente se coloca un anillo de cortocircuito (20) (este se representa interrumpido en la zona del iman girable). En la figura 1A se representa el dispositivo en estado desactivado (desconectado); la posicion del iman permanente

(15) es fundamentalmente perpendicular a la direccion del circulo magnetico; el campo magnetico del iman permanente se conduce al anillo de cortocircuito (20).

25 En la figura 1B se representa el mismo dispositivo en estado activado (conectado). La posicion del iman permanente

(15) apunta fundamentalmente a la direccion del circulo magnetico. De este modo se genera un campo magnetico entre los polos (4,5) y por tanto tambien en los extremos de las varillas ( ), que puede utilizarse para atraer las particulas magneticas.

30 En la figura 1C se representa la seccion del dispositivo representado en las figuras 1A y 1B, en el plano marcado con la linea discontinua "a" (figura 1B). Las flechas (1�) indican esquematicamente la direccion del campo magnetico en estado activado.

35 En las figuras 1D y 1E se representa tambien esquematicamente en una vista lateral otra forma de ejecucion de los dispositivos de la invencion, en la que el iman empleado tiene forma de sillar plano y los polos se hallan en las dos superficies laterales grandes. En la figura 1D se representa el estado activado (el campo magnetico discurre en la direccion del circulo magnetico); en la figura 1E se representa el estado desactivado. La posicion del anillo de cortocircuito (20) esta meramente indicada. Los demas elementos, representados en las figuras 1A, 1B, se omiten

40 para simplificar la figura.

En las figuras 2 y 3 se representan, tambien en una vista lateral, otras variantes de diseno de los dispositivos de la invencion.

45 En la figura 4 se representa el dispositivo (1) de las figura 1A�B en una vista desde arriba; en ella se observa la forma circular del anillo de cortocircuito (20). En la forma de ejecucion representada, el anillo de cortocircuito (20) se disena de manera que no este completamente pegado al circulo magnetico, sino que haya una cavidad hueca (22). De este modo se facilita o permite el acceso al iman girable (15). El anillo de cortocircuito (20) puede estar formado por dos mitades (20a, 20b) o por mas partes, tal como se indica con la linea punteada 21, con el fin de facilitar el

50 montaje y desmontaje.

En la figura 5 se representa una forma de ejecucion del dispositivo de la invencion (tambien en vista lateral), en la que esta previsto un vaciado o nicho (16) para alojar un iman permanente (15) desplazable (flecha de doble direccion). En la figura 5 se representa el estado activado, en el que el iman permanente genera un campo

55 magnetico entre los polos (4,5). Para desactivar (desconectar) el campo magnetico se desplaza el iman hacia fuera, sacandolo del circulo magnetico del dispositivo (1).

En la figura 6 se representa una variante del dispositivo representado en las figuras 1A�B, en la que las dos patas (3,4) tienen longitudes diferentes.

60 En las figuras de �A a D se representan diversas vistas de una forma especialmente preferida de ejecucion, en la que se coloca un iman (15) sobre una base (40), que puede girar en el plano horizontal alrededor del eje �. De este modo, por rotacion de la base (40) el iman (15) puede introducirse en el circulo magnetico (estado activado, figura �C,�D) o bien puede sacarse de la zona del circulo magnetico (figuras A, B). El anillo de cortocircuito (20), no

(40), o bien el material de apantallamiento no cubre la totalidad de este lado del dispositivo. La base (40) tiene con preferencia la forma de un disco giratorio o bien de un brazo giratorio, que puede moverse con los dispositivos ya conocidos de accionamiento. Sobre la base pueden alojarse opcionalmente dos o mas imanes.

5 En las figuras de �A, �C, se representa una seccion de la superficie del eje giratorio �; en las figura �B, �D se representa en cada caso una vista del mismo dispositivo desde arriba.

En la figura 8 se representa una vista lateral de una forma de ejecucion del dispositivo de la invencion (1); en este caso las dos patas (2,3) no estan unidas entre si por una zona comun (6). El iman girable (15) esta dispuesto entre 10 ambas patas (2,3), en el lado puesto al entrehierro. El anillo de cortocircuito (20) se representa como seccion.

En la figura 9 se representa una vista frontal de la pata delantera (4) de un dispositivo de la invencion con el cabezal

(8) y las varillas (�) alojadas en el. Debajo de las varillas esta posicionado un dispositivo soporte (8), en el que estan

colocados varios recipientes (10) en filas. El dispositivo soporte puede moverse en el plano horizontal en diversas 15 direcciones y tambien hacia arriba y hacia abajo (flechas).

En la figura 10 (a-d) se representan en una seccion longitudinal ejemplos de diversas formas de varillas magnetizables (�). Las particulas atraidas por accion del campo magnetico se marcan con el numero (30). En la figura 9d se representa una varilla provista de un forro sustituible (25).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para separar particulas magneticas o magnetizables (30) de un liquido empleando un campo

magnetico, en el que� 5

-

el dispositivo (1) tiene dos patas (2,3) de un material magnetico blando;

-

entre los dos polos (4,5) de las patas (2,3) existe un entrehierro (12) apropiado para recibir (alojar) un recipiente o un gran numero de recipientes (9,10);

-

en uno de los dos polos (4) esta colocado un cabezal (8) de forma fija o removible, en el que estan alojadas en 10 sentido vertical una varilla magnetizable o un gran numero de varillas de este tipo (�), de forma fija o movil;

-

por lo menos en una posicion del dispositivo esta alojado un iman permanente (15), o un grupo de por lo menos dos imanes permanentes, de forma movil, de modo que generen un campo magnetico (1� ) entre los dos polos (4,5) y el campo magnetico se activa o se desactiva moviendo el o los imanes (15) y en el que

-

la posicion del dispositivo en la que esta o estan alojados el o los imanes moviles esta rodeada por lo menos 15 parcialmente por un material (20) que apantalla (blinda) contra el campo magnetico.
2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque las dos patas (2,3) esta unidas entre si por el lado opuesto (6) a los polos (4,5) y, de este modo, forman un circulo magnetico.

20 3. Dispositivo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque el o los imanes estan dispuestos dentro del circulo magnetico de modo movil, en especial girable (rotatorio), o porque el o los imanes estan dispuestos de manera que puedan moverse desde fuera hacia dentro del circulo magnetico y despues puedan moverse de nuevo desde dentro hacia fuera.

25 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona del dispositivo, en la que estan el o los imanes moviles dentro del circulo magnetico, esta rodeada por lo menos parcialmente por un material que apantalla contra el campo magnetico.
5. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona del dispositivo, en la que

30 estan el o los imanes moviles dentro del circulo magnetico, en el caso de movimiento del o de los imanes dentro del circulo magnetico o hacia el interior del circulo magnetico, esta rodeada por lo menos parcialmente por un material que apantalla contra el campo magnetico.
6. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el o los imanes permanentes estan 35 alojados dentro de un vaciado (nicho) (16) al efecto, en posicion girable o abatible.

�. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el o los imanes permanentes estan alojados dentro de un vaciado (nicho) (16) al efecto, en posicion desplazable.

40 8. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el o los imanes permanentes estan dispuestos sobre una base (40), que permite mover al iman o a los imanes permanentes hacia el interior del circulo magnetico y despues sacarlos de nuevo fuera de dicho circulo.
9. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el movimiento del o de los imanes 45 permanentes se realiza con un motor electrico o por medios neumaticos o hidraulicos.
10. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las dimensiones del movimiento, en especial el angulo de giro o el tramo recorrido durante el desplazamiento del o de los imanes permanentes, puede determinarse por adelantado, con el fin de ajustar la intensidad del campo magnetico al valor deseado.
11. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona del circulo magnetico, en la que esta o estan alojados el o los imanes moviles, esta completamente rodeada por un material que apantalla contra el campo magnetico, dicho apantallamiento esta configurado con preferencia en forma de anillo de cortocircuito (20).
12. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho cabezal (8) es movil en el plano horizontal, con preferencia para efectuar movimientos de sacudida (agitacion).
13. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho cabezal (8) lleva un gran 60 numero de varillas magnetizables ( �), dispuestas en filas.
14.

Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cabezal (8) esta fijado de forma sustituible.
15.

Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la o las varillas mencionadas ( ) estan dispuestas en forma girable y pueden efectuar movimientos de rotacion alrededor de su eje longitudinal cuando se accionan con un motor electrico.

5 16. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la o las varillas mencionadas ( ) estan revestidas en cada caso con un forro arrancable y sustituible (25).

1�. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo cuenta por lo menos con un dispositivo soporte (11) para soportar el o los recipientes mencionados (9, 10), apropiado para posicionar el o los recipientes debajo del cabezal mencionado y de las varillas correspondientes.
18. Dispositivo segun la reivindicacion 1 , caracterizado porque el o los dispositivos soporte pueden moverse en el plano horizontal y�o vertical, accionados con preferencia por un motor electrico o por medios neumaticos o hidraulicos.
19.

Dispositivo segun la reivindicacion 18, caracterizado porque el o los dispositivos soporte se colocan para realizar movimientos de sacudida (agitacion).
20.

Dispositivo segun una de las reivindicaciones de 1 a 19, caracterizado porque el o los dispositivos de soporte forman parte de un sistema de robot de laboratorio controlado por un ordenador, y esta o estan disenados para que un gran numero de los recipientes individuales mencionados o de grupos de tales recipientes, en especial placas de microvaloracion, se coloquen alternando en un posicion debajo de dicha varillas y despues de un periodo de tiempo predeterminado se coloquen de nuevo en un posicion situada fuera de la zona existente debajo de las varillas.

25 21. Dispositivo segun una de las reivindicaciones de 1� a 20, caracterizado porque el movimiento vertical de los dispositivos de soporte (11) puede controlarse o regularse con una unidad de regulacion y control, de modo que con un movimiento hacia arriba se realice la inmersion de las varillas (�) dentro de los recipientes (10) que contienen liquido.
22. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo esta controlado por un ordenador que actua con arreglo a un programa informatico y esta conectado a dicho ordenador, gracias al cual se puede controlar o regular por lo menos una de las funciones siguientes, o bien se pueden coordinar entre si por lo menos dos de las funciones mencionadas a continuacion�

35 - el movimiento del o de los imanes permanentes para activar y desactivar el campo magnetico, en especial la duracion de las fases de activacion y desactivacion asi como la intensidad del campo magnetico;

-

la velocidad y la duracion de la rotacion en el caso de varillas giratorias;

-

el movimiento del cabezal en el plano horizontal, en especial la duracion, la frecuencia y la amplitud del movimiento de sacudida (agitacion);

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el movimiento del o de los dispositivos soporte para posicionar los recipientes o grupos de recipientes de modo alternado debajo de las varillas y a continuacion sacarlos de nuevo de esta posicion, en especial la velocidad y la frecuencia de los movimientos asi como la duracion de la permanencia del dispositivo soporte debajo de las varillas;

-

el movimiento vertical del dispositivo soporte para sumergir la o las varillas en el liquido del o de los recipientes y sacarlas de nuevo de el; en especial la profundidad de inmersion, la duracion y la frecuencia;

45 -si estuvieran previstos, el movimiento de rotacion o de agitacion del o de los dispositivos soporte, en especial la velocidad de rotacion, la amplitud y los intervalos entre las distintas fases de trabajo.
23. Dispositivo segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque estan subordinados al mismo uno o varios de los dispositivos mencionados a continuacion, cuyas funciones pueden coordinarse con las funciones del dispositivo gracias a un control comun�

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uno o varios dispositivos de calentamiento o enfriamiento termostatizables;

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una o varias maquinas de pipeteo para dosificar liquidos, en especial reactivos;

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uno o varios dispositivos de succion para sacar liquido de los recipientes; 55 - uno o varios dispositivos para agitar o mezclar los liquidos contenidos en los recipientes;

-

aparatos analiticos, en especial para realizar mediciones fotometricas o detecciones de luminiscencia.
24. Procedimiento para separar una sustancia diana de una mezcla de sustancias existente en forma liquida, que consiste en los pasos siguientes�

a) la adicion de particulas magneticas o magnetizables, que tienen propiedades de fijacion especifica sobre la sustancia diana; b) la colocacion de un volumen predeterminado de la mezcla en el entrehierro entre los dos polos de un circulo magnetico y la inmersion de una varilla magnetizable dentro de la mezcla, dicha varilla esta conectada a uno de los

65 polos del circulo magnetico y el campo magnetico esta inicialmente desactivado; c) la activacion del campo magnetico por cambio de posicion de un iman permanente dispuesto dentro o junto al circulo magnetico, con lo cual la varilla se magnetiza y las particulas se acumulan fundamentalmente en el extremo inferior de esta varilla; d) la inmersion de la varilla y las particulas pegadas sobre ella en un volumen predeterminado de liquido, que

5 produce la elucion de la sustancia diana, extrayendola de las particulas; e) la elevacion de la varilla sacandola del liquido eluyente.
25. Procedimiento segun la reivindicacion 24, caracterizado porque despues del paso d) se realizan los pasos siguientes�

10 f) la desactivacion del campo magnetico, cambiando la posicion del iman permanente por la opuesta, con lo cual las particulas se liberan en el liquido; g) el mezclado; h) la activacion del campo magnetico, cambiando la posicion de un iman permanente existente en o junto al circulo

15 magnetico, con lo cual la varilla se magnetiza y las particulas se acumulan fundamentalmente en el extremo inferior de la varilla; i) la elevacion de la varilla, sacandola del liquido de elucion.
26. Procedimiento segun la reivindicacion 24 o 25, caracterizado porque despues del paso c) se realizan los pasos 20 siguientes�

�) la inmersion de la varilla y las particulas pegadas a ella en un volumen predeterminado de liquido de lavado; l) la desactivacion del campo magnetico por alejamiento del iman permanente; de este modo las particulas quedan libres dentro del liquido;

25 m) el mezclado; n) la activacion del campo magnetico por cambio de posicion de un iman permanente dispuesto dentro del circulo magnetico o junto a el, con lo cual la varilla se magnetiza y las particulas se acumulan fundamentalmente en el extremo inferior de la varilla; o) la extraccion de la varilla del liquido de lavado;

30 p) la elucion de la sustancia diana, del modo descrito en los pasos d) y e) de la reivindicacion 24 o segun la reivindicacion 25.

2�. Procedimiento segun una de las reivindicaciones de 24 a 26, caracterizado porque se realiza empleando un dispositivo descrito en una de las reivindicaciones de 1 a 23.