FI115294B - Handling macroparticles useful as solid phase to bind e.g. biomolecules involves performing at least two treatment steps in same vessel without moving the particles to another vessel - Google Patents
Handling macroparticles useful as solid phase to bind e.g. biomolecules involves performing at least two treatment steps in same vessel without moving the particles to another vessel Download PDFInfo
- Publication number
- FI115294B FI115294B FI20031535A FI20031535A FI115294B FI 115294 B FI115294 B FI 115294B FI 20031535 A FI20031535 A FI 20031535A FI 20031535 A FI20031535 A FI 20031535A FI 115294 B FI115294 B FI 115294B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- magnet
- tube
- ferromagnetic
- magnetic
- microparticles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
115294 MAGNEETTINEN SIIRTOMENETELMÄ, MIKROPARTIKKELIEN SIIRTOLAITE JA REAKTIOYKSIKKÖ115294 MAGNETIC TRANSMISSION, MICROPARTIC TRANSMITTER AND REACTION UNIT
5 KEKSINNÖN KOHDEFIELD OF THE INVENTION
Keksinnön kohteena on magneettinen siirtomenetelmä.The invention relates to a magnetic transfer method.
KEKSINNÖN TAUSTABACKGROUND OF THE INVENTION
Magneettisella siirtomenetelmällä tarkoitetaan kaikkea magnetismin avulla hiukkasten io (engl. particles) liikkeisiin liittyvää toimintaa, kuten esimerkiksi hiukkasten lajittelemista, keräämistä, siirtämistä, sekoittamista tai annostelua samassa nesteessä tai nesteestä toiseen.Magnetic transfer means any activity related to the motion of particles by means of magnetism, such as sorting, collecting, moving, mixing or dispensing particles in or between liquids.
Hiukkasilla, mikropartikkeleilla (engl. micro particles) tai magneettipartikkeleilla (engl.Particles, micro particles or magnetic particles
15 magnetic particles) tarkoitetaan kaikkia sellaisia pieniä hiukkasia, joiden halkaisija on pääasiallisesti mikrometrialueella, ja joita voidaan liikuttaa magnetismin avulla. Tunnettuja magneetin avulla siirrettäviä hiukkasia on paljon erilaisia ja sovellukset, joissa niitä käytetään vaihtelevat myös paljon. Esimerkiksi mikrobiologiassa käytettävien hiukkasten koko on yleensä 0,01-100 pm, tavallisimmin 0,05-10 pm. Tunnettuja tällaisia hiukkasia 20 ovat esimerkiksi ferromagneettista, paramagneettista tai supramagneettista materiaalia sisältävät hiukkaset. Hiukkaset voivat olla myös itsessään magneettisia, jolloin niitä • * :.: : voidaan liikuttaa minkä tahansa ferromagneettisen kappaleen avulla.15 magnetic particles) refers to any small particle having a diameter in the predominantly micrometer range that can be moved by magnetism. There are many different types of known magnetically transferable particles and the applications in which they are used also vary widely. For example, the particles used in microbiology generally have a size of 0.01 to 100 µm, most commonly 0.05 to 10 µm. Known such particles 20 are, for example, particles containing ferromagnetic, paramagnetic or supramagnetic material. The particles can also be magnetic in themselves, so they can be moved by any ferromagnetic body.
; : Mikropartikkelien käsittelyyn tarkoitetussa laitteessa on magnetismia hyväksi käyttävä elin, •: * · · 25 josta on seuraavassa käytetty nimitystä magneetti. Se voi olla kestomagneetti tai : v. sähkömagneetti, joka vetää ferromagneettisia hiukkasia puoleensa, tai ferromagneettinen , ·*. kappale, joka ei itse ole magneettinen, mutta vetää silti magneettisia hiukkasia puoleensa.; : The microparticle processing device has a magnetism utilizing member, •: * · · 25, hereinafter referred to as a magnet. It may be a permanent magnet or: v. An electromagnet attracting ferromagnetic particles, or ferromagnetic, · *. a piece that is not magnetic in itself, but still attracts magnetic particles.
* * , Magneetti on tavallisesti edullisimmin pyöreä tankomagneetti. Se voi olla myös muun ·;;; 30 muotoinen tanko. Magneetin ei kuitenkaan tarvitse olla tanko lainkaan. Se voi olla myös * i ' lyhyt ja leveä, tai minkä muotoinen kappale tahansa. Magneetti voi myös olla muodostettu *:··: yhdestä tai useammasta kappaleesta, kuten magneeteista tai ferromagneettisista •: · · · kappaleista.* *, The magnet is usually most preferably a circular rod magnet. It can also be other · ;;; 30 shaped rod. However, the magnet need not be a rod at all. It can also be * i 'short and wide, or any shape. The magnet may also be composed of *: ··: one or more pieces, such as magnets or ferromagnetic •: · · · pieces.
:, ‘ 35 Magneetin päällä on oltava suojus, joka suojaa magneettia erilaisilta haitallisilta - "· olosuhteilta ja mahdollistaa mikropartikkelien käsittelyn, kuten sitomisen ja vapauttamisen.:, '35 There must be a cover on the magnet that protects the magnet from various harmful - "· conditions and allows the microparticles to be manipulated, such as binding and release.
115294 2115294 2
Suojuksen rakenne voi vaihdella suuresti, sillä se voi olla esimerkiksi joustavaa tai venyvää materiaalia oleva ohut kalvo tai vaikka kovamuovia oleva kuppi.The structure of the shield can vary greatly, for example in the form of a thin film of flexible or stretchable material or even a cup of hard plastic.
Yleisesti mikropartikkeleita käytetään kiinteänä faasina (engl. solid phase) sitomaan 5 erilaisia biomolekyylejä, soluorganelleja, bakteereja tai soluja. Mikropartikkeleiden pinnalle voidaan myös immobilisoida esimerkiksi entsyymejä, jolloin entsyymien käsittelyjä jatkokäyttö on tehokasta. Useimmat nk. magneettiset nanopartikkelit (< 50 nm) eivät sovellu tavallisilla kestomagneeteilla tai sähkömagneeteilla käsiteltäviksi vaan vaativat erityisen voimakkaan magneettigradientin käyttämistä, kuten on esitetty julkaisussa EP 10 0842704 (Miltenyi Biotec). Tavallisilla kesto- ja sähkömagneeteilla voidaan tavallisesti käsitellä magneettipartikkeleita, kuten mikropartikkeleita, jotka ovat noin 0,1 pm tai suurempia halkaisijaltaan. Näytteen viskositeetti voi myös vaikeuttaa partikkeleitten poimimista merkittävästi. Kerättävät partikkelit voivat olla alunperin suspendoitu isoon nestemäärään, josta halutaan sitoa tutkittavaa ainetta tai vaikkapa soluja hiukkasten 15 pinnalle. Erityisen tärkeää on voida käyttää isoja lähtötilavuuksia sovelluksissa, joista vähälukuiset komponentit halutaan saada eristettyä analysointia varten. Esimerkiksi patogeenisten bakteerien tehokas rikastaminen suuresta näytetilavuudesta pieneen on kriittinen koska vaikuttaa suoraan määrityksen herkkyyteen ja analyysiakaan. Tällä hetkellä ei ole olemassa riittävän tehokasta tapaa tehdä mikropartikkelien avulla 20 konsentrointia suuresta tilavuudesta pieneen tilavuuteen. Edullista olisi se, että edellä kuvatun kaltainen suoritus olisi mahdollisimman yksinkertainen ja tehokas.In general, microparticles are used as a solid phase to bind 5 different biomolecules, cellular organelles, bacteria, or cells. For example, enzymes can also be immobilized on the surface of the microparticles, thus further utilizing the enzyme treatments. Most of the so-called magnetic nanoparticles (<50 nm) are not suitable for treatment with conventional permanent magnets or electromagnets, but require the use of a particularly strong magnetic gradient as disclosed in EP 10 0842704 (Miltenyi Biotec). Conventional permanent and electromagnets can usually handle magnetic particles, such as microparticles, having a diameter of about 0.1 µm or larger. The viscosity of the sample can also make it difficult to pick up the particles significantly. The particles to be collected may initially be suspended in a large volume of liquid from which to bind the test substance or, for example, cells to the surface of the particles. It is particularly important to be able to use high initial volumes in applications from which low-volume components are to be isolated for analysis. For example, efficient enrichment of pathogenic bacteria from a large sample volume to a small sample volume is critical because it directly affects the sensitivity and assay of the assay. At present, there is no efficient enough way to make microparticles 20 concentrations from a large volume to a small volume. It would be advantageous if the performance described above is as simple and effective as possible.
: TEKNIIKAN TASO: BACKGROUND OF THE INVENTION
* ; Magneetin avulla käsiteltäviä mikropartikkeleita on käytetty jo 1970-luvulta lähtien. Tämä 25 teknologia tuli hyvin suosituksi muun muassa immunomäärityksissä. Mikropartikkelien käyttämisellä immunomäärityksissä sitoutuneen antigeeni-vasta-aine kompleksin :: erottamiseksi vapaasta fraktiosta tarjosi merkittävän edun erityisesti reaktionopeudessa.*; Magnetically processed microparticles have been used since the 1970s. These 25 technologies became very popular among others in immunoassays. The use of microparticles in immunoassays to separate the bound antigen-antibody complex from the free fraction provided a significant advantage especially in the reaction rate.
Pääasiallinen kehitys mikropartikkelien hyväksikäytössä on viimeisten vuosien aikana Γ · ’; tapahtunut molekyylibiologian, mikrobiologian ja solubiologian alueilla.The main development in microparticle utilization in recent years is Γ · '; occurred in the fields of molecular biology, microbiology and cell biology.
30 ,;. Perinteisessä menetelmässä reaktioliuoksessa olevat magneettipartikkelit, kuten " \ mikropartikkelit vangitaan astian ulkopuolisen magneetin avulla tiettyyn kohtaan putken sisäseinään. Tämän jälkeen liuos yritetään varovaisesti poistaa magneettipartikkelien : V: ympäriltä. Perinteisessä menetelmässä käsitellään aktiivisesti nesteitä ja : ‘ ·, · 35 magneettipartikkelit pysyvät samassa astiassa koko suorituksen ajan.30,;. In the conventional method, magnetic particles in the reaction solution, such as "microparticles, are trapped by a magnet outside the vessel at a specific point on the inner wall of the tube. The solution is then carefully cautiously removed from the magnetic particles: V. I drive.
115294 3115294 3
Toisessa lähestymistavassa käytetään magneettia aktiivisesti siirtämään mikropartikkeleita. Magneetti työnnetään mikropartikkeleita sisältävään liuokseen, jolloin magneetti vetää puoleensa liuoksessa olevia mikropartikkeleita ja ne muodostavat kiinteän saostuman. Tämän jälkeen magneetti ja mikropartikkelit voidaan nostaa pois nesteestä.Another approach uses magnets to actively transfer microparticles. The magnet is pushed into the solution containing the microparticles, whereby the magnet attracts the microparticles in the solution and forms a solid precipitate. The magnet and microparticles can then be removed from the liquid.
5 Magneetti partikkeleineen voidaan tämän jälkeen upottaa toisessa koeputkessa olevaan nesteeseen, jonne mikropartikkelit voidaan irrottaa magneetista. Tässä menetelmässä liuosten käsittely, pipetoinnit ja imuvaiheet (engl. aspiration phases) on minimoitu äärimmilleen.The magnet and its particles can then be immersed in the liquid in the second test tube, where the microparticles can be detached from the magnet. In this method, solution handling, pipetting and aspiration phases are minimized to the extreme.
10 Patenttijulkaisussa US 2,517,325 (Lamb) kuvataan ratkaisu metalliesineiden poimimiseksi magneetin avulla. Julkaisussa kuvataan pitkä sauvamagneetti, jota liikutetaan rautaputken sisällä. Sauvamagneetin navat ovat fyysisen magneetin pituusakselin vastaisissa päissä. Liikuttamalla magneettia rautaputkessa sisäänpäin, voidaan magneettikenttää pienentää. Vastaavasti magneettia liikuttamalla ulos rautaputkesta magneettikenttä voimistuu.US Patent 2,517,325 (Lamb) discloses a solution for picking metal objects by means of a magnet. The publication describes a long rod magnet that is moved inside an iron tube. The poles of the rod magnet are at opposite ends of the longitudinal axis of the physical magnet. By moving the magnet inwards in the iron tube, the magnetic field can be reduced. Similarly, by moving the magnet out of the iron tube, the magnetic field is enhanced.
15 Julkaisussa kuvataan ratkaisu, jolla voidaan kerätä metalliesineitä magneettiyksikön kärkiosaan. Julkaisussa kuvataan myös kiinteä muovisuoja, jolla magneetti voidaan suojata.The publication describes a solution for collecting metal objects on the tip of a magnetic unit. The publication also describes a solid plastic shield for protecting the magnet.
Patenttijulkaisussa US 2,970,002 (Laviano) kuvataan ratkaisu metalliesineiden 20 keräämiseksi nesteistä magneetin avulla. Julkaisussa kuvataan pitkä kestomagneetti, joka | . \ kerää partikkeleita magneettiyksikön kärkiosaan. Magneetti on kiinni metallitangossa ja * ·· · ; , ·. suojattu erillisellä muovisuojalla. Julkaisussa esitetään kestomagneetin liikuttamisen ja * · j magneetin suojana käytettävän muovisuojan yhteiskäyttöä. Julkaisussa kuvataan • * » " ’ ! metalliesineiden kerääminen magneettiyksikön kärkiosaan ja metalliesineiden vapautusUS 2,970,002 (Laviano) describes a solution for collecting metal objects 20 from liquids by means of a magnet. The publication describes a long permanent magnet which | . \ Collect particles at the tip of the magnetic unit. The magnet is attached to a metal bar and * ·· ·; , ·. protected by a separate plastic cover. The publication discloses the combined use of moving a permanent magnet and a plastic cover to protect the * · j magnet. This publication describes the collection of metal objects at the tip of a magnetic unit and the release of metal objects.
Mlit 25 suojan päältä erityisen muovisuojan muotoilun avulla.The Mlit 25 is protected by a special plastic cover design.
* » ·* »·
Patenttijulkaisuissa US 3,985,649 (Eddelman), US 4,272,510 (Smith et ai.), US4,649,116 (Daty et ai.), US 4,751,053 (Dodin et ai.) ja US 5,567,326 (Ekenberg et ai.) kuvataan • ' , · ratkaisuja, joissa kaikissa magneetilla kerätään magnetoitavaa materiaalia suoraan 30 liuoksesta. Näille julkaisuille on yhteistä myös se, että magneetit eivät ole suojattu erillisillä , ·' , muovisuojilla. Näissä ratkaisuissa edellytetään magneettikärjen pesua ennen seuraavan ' ‘ . näytteen käsittelyä kontaminaationakin ja epäpuhtauksien siirtymisefektin (engl. carry-over . efect) poistamiseksi.US 3,985,649 (Eddelman), US 4,272,510 (Smith et al), US 4,649,116 (Daty et al), US 4,751,053 (Dodin et al) and US 5,567,326 (Ekenberg et al.) Describe solutions, where all magnets collect material to be magnetized directly from 30 solutions. What these publications also have in common is that the magnets are not protected by separate plastic protectors. These solutions require washing of the magnetic tip before the next ''. treatment of the sample to eliminate contamination and carry-over effects.
•,' : 35 Patenttijulkaisussa US 5,288,119 (Crawford, Jr. et ai.) kuvataan ratkaisu, jolla voidaan kerätä metalli-esineitä magneetin avulla. Julkaisun mukaisen laitteen magneettia ei ole suojattu erityisellä suojalla eikä se sovellu metalliesineiden poimimiseen nesteistä.U.S. Patent No. 5,288,119 to Crawford, Jr. et al. Describes a solution for collecting metal objects by means of a magnet. The magnet of the device of the publication is not protected by a special shield and is not suitable for picking metal objects from liquids.
115294 4115294 4
Julkaisussa kuvataan ratkaisu suurempien metalliesineiden poimimiseksi. Julkaisussa on esitetty pitkä sauvamagneetti, jota liikutaan ei-magneettisen putken sisällä. Tämän putken erityisominaisuus on se että se toimii magneettikentän estäjänä (engl. blocking) vaikka se ei ole magneettinen. Julkaisussa esitetään vaihtoehtoisina materiaaleina tähän 5 tarkoitukseen esimerkiksi vismutti tai lyijy tai niiden seos. Ratkaisun mukaisen laitteen magneetti ei ole suojattu erityisellä suojalla eikä se sovellu metalliesineiden poimimiseen nesteistä.The publication describes a solution for picking up larger metal objects. The publication discloses a long rod magnet which is moved within a non-magnetic tube. A special feature of this tube is that it acts as a magnetic blocking agent, even though it is not magnetic. The publication discloses, for example, bismuth or lead or a mixture thereof as alternative materials for this purpose. The magnet of the solution is not specially protected and is not suitable for picking metal objects from liquids.
Hakemusjulkaisussa WO 87/05536 (Schröder) kuvataan muovisuojan sisällä liikuteltavan io kestomagneetin käyttöä ferromagneettisen materiaalin keräämiseksi niitä sisältävästä liuoksesta. Magneetin ollessa ala-asennossa ferromagneettinen materiaali keräytyy magneettiyksikön kärkiosaan. Julkaisussa kuvataan näin kerätyn ferromgneettisen materiaalin siirtäminen toisessa astiassa olevaan liuokseen ja materiaalin vapauttaminen kärkiosasta sinne. Ferromagneettisen materiaalin vapauttaminen kuvataan suoritettavaksi 15 muovisuojan muotoilun avulla, joka estää materiaalia liikkumasta magneetttia liikutettaessa ylöspäin.WO 87/05536 (Schroeder) describes the use of an io permanent magnet movable within a plastic shield for collecting ferromagnetic material from a solution containing them. When the magnet is in the lower position, the ferromagnetic material collects at the tip of the magnet unit. The publication describes the transfer of the ferro-magnetic material thus collected to a solution in the second vessel and the release of the material from the tip portion there. The release of the ferromagnetic material is described as being accomplished by the design of a plastic shield that prevents the material from moving upwardly as the magnet is moved.
Patenttijulkaisussa US 5,837,144 (Bienhaus et ai.) kuvataan menetelmä, mikropartikkelien keräämistä erityisen muovisuojalla varustetun magneetin avulla. Tässä julkaisussa 20 kuvataan mikropartikkelien sitominen liuoksesta, joka johdetaan astiasta pois erilaisin järjestelyin. Magneettia liikuttamalla voidaan mikropartikkelit saada vapautumaan = * · : v. suojakalvon päältä.US 5,837,144 (Bienhaus et al.) Describes a method for collecting microparticles by means of a special magnet with a plastic shield. This publication 20 describes the binding of microparticles from a solution which is discharged from the vessel by various arrangements. By moving the magnet, the microparticles can be released = = ·: v. From the protective film.
‘ ! Patenttijulkaisuissa US 5,942,124 (Tuunanen), US 6,020,211 (Tuunanen), US 6,040,192 , 25 (Tuunanen), US 6,065,605 (Korpela et ai.) ja US 6,207,463 (Tuunanen) ja sekä > » · : i _; ’ patenttihakemusjulkaisussa US 20010022948 (Tuunanen) kuvataan myös muovisuojalla varustettuja laitteita mikropartikkelien keräämiseksi liuoksesta ja siirtämiseksi toiseen liuokseen. Näissä julkaisuissa kuvataan pääasiallisesti ratkaisuja, joiden tarkoituksena on käsitellä mikropartikkeleita erittäin pienissä tilavuuksissa. Julkaisussa US 5,942,124 : ‘ : 30 (Tuunanen) kuvataan laite, jolla mikropartikkelit voidaan konsentroida aivan , · · , magneettiyksikön kärkiosaan. Julkaisussa US 6,020,211 (Tuunanen) kuvataan edellisessä [ . julkaisussa esitettyä laitetta käytettäväksi yhdessä suuren nk. perinteisen magneetin avulla , kerättyjen mikropartikkeleiden siirtämiseen pienempiin astioihin. Julkaisussa US 6,040,192 :, ·’, · (Tuunanen) kuvataan automatisoitu menetelmä mikropartikkelien käytöstä spesifisissä ‘ : 35 määrityksissä ja pienten tilavuuksien käsittelyssä. Julkaisussa US 6,065,605 (Korpela et ai.) jatketaan edelleen julkaisussa US 5,942,124 (Tuunanen) kuvatun ratkaisun soveltamista suurehkojen tilavuuksien käsittelyyn. Nyt kuvataan menetelmä, jossa 5 1 1 5294 mikropartikkelit on ensin kerätty erityisellä ison magneetin sisältävällä magneettiyksiköllä . Tämän jälkeen käytetään julkaisussa US 5,942,124 (Tuunanen) kuvattua magneettiyksikköä siirtämään mikropartikkelipelletti eteenpäin pienempiin astioihin. Julkaisussa US 6,207,463 (Tuunanen) samaten sovelletaan edellä kuvattua s magneettiyksikköä, jolla voidaan kerätä mikropartikkeleita aivan laitteen kärkiosaan. Hakemusjulkaisu US 20010022948 (Tuunanen) kuvaa myös erittäin pienen mikropartikkelimäärän käsittelemistä erityisissä sille suunnitelluissa astioissa.'! U.S. Patent Nos. 5,942,124 (Tuunanen), US 6,020,211 (Tuunanen), US 6,040,192, 25 (Tuunanen), US 6,065,605 (Korpela et al.) And US 6,207,463 (Tuunanen), and > U.S. Patent Application Publication No. 20010022948 (Tuunanen) also describes devices with a plastic shield for collecting microparticles from a solution and transferring it to another solution. These publications mainly describe solutions for treating microparticles in very small volumes. US 5,942,124: ': 30 (Tuna) discloses a device for concentrating microparticles at the very tip of the magnetic unit. US 6,020,211 (Tuna) is described in the previous [. The apparatus disclosed in the publication for use with a large so-called conventional magnet for transferring the collected microparticles into smaller containers. US 6,040,192:, · ', · (Tuunanen) describes an automated method for the use of microparticles in specific': 35 assays and small volume processing. US 6,065,605 (Korpela et al.) Continues to apply the solution described in US 5,942,124 (Tuunanen) to the treatment of larger volumes. A method is now described in which 5,152,954 microparticles are first collected by a special large magnet containing magnetic unit. Thereafter, the magnetic unit described in US 5,942,124 (Tuunanen) is used to move the microparticle pellet forward into smaller containers. US 6,207,463 (Tuna) also applies the above-described magnetic unit capable of collecting microparticles at the very tip of the device. US 20010022948 (Tuunanen) also describes the treatment of a very small amount of microparticles in special containers designed for it.
Patenttijulkaisussa US 6,403,038 (Heermann) kuvataan laite, jossa on muovisuoja ja 10 erityiseen tankoon kiinnitetty kestomagneetti. Mikropartikkelit kerätään muovisuojan kärkiosaan ja menetelmä on erityisesti tarkoitettu pienten tilavuuksien käsittelyn. Tangossa on erityinen ulkoneva osa, jonka avulla magneetti ja tanko pysyy paikallaan suojaputkessa.US 6,403,038 (Heermann) describes a device having a plastic shield and a permanent magnet attached to 10 special bars. The microparticles are collected at the tip of the plastic shield and the method is specifically designed to handle small volumes. The rod has a special protruding part that keeps the magnet and the rod in place in the protective tube.
Patentissa EP 1058851 (Korpela) ja hakemusjulkaisussa WO 01/60967 (Korpela) 15 kuvataan laitteita, joissa on venyvä elastomeerinen suojakalvo. Näissä ratkaisuissa mikropartikkelit kerätään venyvän suojakalvon pinnalle, josta ne edelleen voidaan siirtää toiseen astiaan. Magneetin suojakalvo on tehty venyvästä materiaalista, jolloin kalvo on venyneenä mahdollisimman ohut. Näin aikaansaadaan mahdollisimman pieni etäisyys magneetista nesteeseen.EP 1058851 (Ripple) and WO 01/60967 (Ripple) 15 describe devices having an elastic elastomeric protective film. In these solutions, microparticles are collected on the surface of a stretchable protective film, from where they can be further transferred to another container. The magnet's protective film is made of stretchable material, so that the film is stretched as thin as possible. This provides a minimum distance from the magnet to the liquid.
2020
Patenttijulkaisussa US 5,610,077 (Davis et ai.) kuvataan erityisen sisäputken ja ulkoputken ; ' ·. yhteiskäyttöä suoritettaessa spesifisiä immunomäärityksiä. Julkaisussa kuvataan erityisen ·, sisäputkijärjestelyn avulla suoritettavia immunomäärityksiä koeputkessa tai * * t ‘ .* mikrotiitterilevyn eli mikrolevyn kuopassa pienellä nestetilavuudella . Kyseisellä ,, , 25 putkijärjestelyllä voidaan koeputkessa tai mikrolevyn kuopassa olevan pienen » » » ', t; * nestetilavuuden nestepintaa nostaa ja näin saada aikaan putken reaktiivisen pinnan * · ' · · ' suureneminen ja liuoksentehokas sekoitus. Julkaisussa ei mainita mikropartikkeleita eikä konsentrointia suuresta nestetilavuudesta pieneen nestetilavuuteen.US 5,610,077 (Davis et al.) Describes a particular inner tube and outer tube; '·. in conjunction with specific immunoassays. This publication describes immunoassays performed in a special tube or in a well of a * * t '. * Microtiter plate, or microplate, with a small volume of fluid, by means of an internal tube arrangement. With the tube arrangement in question,,, a small »» »', t in the test tube or microplate well can be obtained; * increases the volume of the liquid to increase the reactive surface of the tube * · '· ·' and solution efficient mixing. Microparticles and concentration from high volume to low volume are not mentioned in the publication.
I t i • i iI t i • i i
» I»I
«ti ',,,: 30 Missään edellä kuvatuissa patenteissa ei ole kuvattu menetelmää, jolla voitaisiin , ' , tehokkaasti kerätä erittäin suurista nestetilavuuksista mikropartikkeleita ja vapauttaa kerätyt partikkelit pienempään nestetilavuuteen. Varsinkaan ei ole kuvattu realistista tapaa kerätä suurta mikropartikkelimäärää suuresta nestetilavuudesta. Edellä mainituissa v ' julkaisuissa kuvataan ennemminkin pienehköjen nestetilavuuksien, kuten 5-10 ml 35 käsittelyä, ja erittäin pienten nestetilavuuksien käsittelyä. Jos halutaan sitoa proteiineja, peptidejä, nukleiinihappoja, soluja, bakteereja, viruksia tai muita komponentteja isosta tilavuudesta mikropartikkelien pinnalle on olemassa tiettyjä perusedellytyksiä käytettävälle 115294 6 optimaaliselle partikkelimäärälle. Riippuen käytettävistä mikropartikkeleista, edullinen hiukkasten määrä eristettävää nestemillilitraa kohti voi olla esimerkiksi vähintään 107 kpl esimerkiksi 1-5 pm halkaisijaltaan olevia mikropartikkeleita. Tarvittavien hiukkasten määrä kasvaa edelleen, jos tietystä yksikkötilavuudesta halutaan saada mahdollisimman 5 luotettavasti sidotuksi haluttu, erittäin harvalukuinen komponentti.None of the above-described patents describe a method that could efficiently collect microparticles from very large volumes of liquid and release the collected particles to a smaller volume of liquid. In particular, no realistic way of collecting a large number of microparticles from a large volume of liquid has been described. Rather, the abovementioned publications of v 'describe the treatment of smaller liquid volumes, such as 5-10 ml 35, and very small liquid volumes. If it is desired to bind proteins, peptides, nucleic acids, cells, bacteria, viruses, or other components from a large volume to the surface of microparticles, there are certain basic conditions for the optimal particle number to be used. Depending on the microparticles used, the preferred amount of particles per milliliter of liquid to be isolated may be, for example, at least 107 microparticles, e.g., 1 to 5 µm in diameter. The number of particles required will continue to increase if the desired, very small number of components are to be bound as reliably as possible within a given unit volume.
Varsinkin julkaisuissa US 5,942,124 (Tuunanen), US 6,020,211 (Tuunanen), US 6,065,605 (Korpela et ai.), ja US 6,207,463 (Tuunanen) ja EP 0 787 296 (Tuunanen) kuvatun mikropartikkeleita on tarkoitus kerätä suurehkosta astiasta suuri määrä erittäin pienellä 10 magneetilla hyvin terävän ja kapean sauvan pieneen kärkiosuuteen, on epäkäytännöllinen.In particular, the microparticles described in US 5,942,124 (Tuunanen), US 6,020,211 (Tuunanen), US 6,065,605 (Korpela et al), and US 6,207,463 (Tuunanen) and EP 0 787 296 (Tuunanen) are intended to be collected from a large very sharp and narrow to the small tip of the rod, is impractical.
Suurta määrää mikropartikkeleita ei voida siirtää pieneen tilavuuteen pienen pisteen ympärillä, koska mikropartikkelimassan muodostaman pelletin fyysiset mitat kasvavat nopeasti käsiteltävän nestetilavuuden myötä. Suuri mikropartikkelimassa pitää olla 15 kerättynä joko isolle alueelle tai erityiseen syvennykseen.A large number of microparticles cannot be shifted to a small volume around a small point because the physical dimensions of the pellet formed by the microparticle mass increase rapidly with the volume of liquid to be treated. The large mass of microparticles must be collected either in a large area or in a special well.
KEKSINNÖN TARKOITUSPURPOSE OF THE INVENTION
Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ja laite, joilla ei ole edellä esitettyjä epäkohtia. Keksinnön mukaiselle magneettiselle siirtomenetelmälle on 20 tunnusomaista se, ettäIt is an object of the present invention to provide a method and apparatus which do not have the drawbacks set forth above. The magnetic transfer method according to the invention is characterized in that:
• I• I
• » !! . ’ Keksintö liittyy nimenomaan mikropartikkelien aktiiviseen keräykseen ja siirtelyyn nesteestä toiseen. Menetelmää voidaan erityisesti käyttää automaattisessa laitteistossa, • j jossa voidaan suorittaa erilaisia mikropartikkeleiden siirtoja, pesuja ja inkubointeja.• »!! . The invention relates specifically to the active collection and transfer of microparticles from one fluid to another. In particular, the method can be used in automated equipment, where • various microparticle transfers, washes and incubations can be performed.
' * 25 Automaattiseen laitteistoon on mahdollista yhdistää yksiköitä, joiden tarkoituksena on *» · : .’ esimerkiksi PCR-reaktioiden tai erilaisten leimojen detektio.'* 25 It is possible to combine units with the purpose of * »·:.' With automated equipment, for example for the detection of PCR reactions or various labels.
KEKSINNÖN MUKAINEN SIIRTOLAITEA TRANSMISSION DEVICE OF THE INVENTION
Keksinnön kohteena on myös mikropartikkelien siirtolaite.The invention also relates to a microparticle transfer device.
30 , , Keksinnön mukaisen laitteen keskeinen tekninen ominaisuus on se, että magneettikentän ” , voimakkuutta ja kohdistusta suhteessa magneettia ympäröivään suojakalvoon voidaan säädellä. Tämä voidaan toteuttaa liikuttelemalla magneettia ferromagneettisessa putkessa V: siten, että se voi olla kokonaan putken sisällä, jolloin magneetin teho on mitätön tai : ‘ j 35 olematon, tai se voi olla osittain tai kokonaan putken ulkopuolella, jolloin magneetin teho ja keräyspinta ovat suhteessa magneetin ulkonevaan osaan. Yhdistämällä nämä 115294 7 ominaisuudet magneettipartikkelien siirtämiseen sopivan kokoisiin astioihin aikaansaadaan erittäin tehokas keräys- ja konsentrointitapahtuma.30, The essential technical feature of the device according to the invention is that the intensity and orientation of the magnetic field relative to the protective film surrounding the magnet can be controlled. This can be accomplished by moving the magnet in the ferromagnetic tube V: so that it can be completely inside the tube, whereby the power of the magnet is negligible or non-existent, or it can be partially or totally outside the tube, with the power and collecting surface parts. Combining these features of 115294 7 into magnetic containers for transferring magnetic particles provides a highly efficient collection and concentration process.
Putki voi olla tehty raudasta tai muusta sopivasta materiaalista, jonka magneettiset 5 ominaisuudet ovat sopivia estämään magneettivuota pääsemästä putken läpi. Magneetin tehoa voidaan säädellä muuttamalla magneetin paikkaa ferromagneettisen putken suhteen siten, että osa magneetista on putken sisällä. Vaihtoehtoisesti magneettia voidaan pitää paikallaan ja ferromagneettista putkea liikutetaan suhteessa magneettiin. Magneetti on kiinnitetty tankoon, joka voi olla ferromagneettinen tai ei ole ferromagneettinen, ja jonka 10 avulla magneettia voidaan liikuttaa ferromagneettisessa putkessa.The tube may be made of iron or other suitable material having magnetic properties suitable to prevent magnetic flux from passing through the tube. The power of the magnet can be controlled by changing the position of the magnet relative to the ferromagnetic tube so that part of the magnet is inside the tube. Alternatively, the magnet may be held in place and the ferromagnetic tube moved relative to the magnet. The magnet is mounted on a rod, ferromagnetic or non-ferromagnetic, which allows the magnet to be moved within the ferromagnetic tube.
Keksinnössä mainittava ferromagneettisen putken ominaisuuksia ja etuja ovat ainakin seuraavat: 1. Putki suojaa magneettia ja sen pinnoitusta mekaaniselta rasitukselta 15 2. Putki vahvistaa magneettitangon rakennetta ja erityisesti putken ja liikkuvan tapin liittymiskohtaa 3. Putki mahdollistaa magneetin keräyspinnan ja keräysvoiman säätämisen 4. Putki suojaa ulkopuolisia magneettikentille herkkiä laitteita erityisesti silloin kun magneetti on putken sisällä 20 5. Putkella voidaan venyttää ja/tai muotoilla venyvää suojakalvoa > > ’ · * Magneetti voi olla muodoltaan esimerkiksi pyöreä tanko tai tappi, mutta se voi olla myös t » ! ! muun muotoinen. Magneetin magnetointiakseli voi myös vaihdella. Magnetointiakseli voi ”: j olla joko pituussuuntainen, jolloin se on yhdensuuntainen tangon pituusakselin kanssa ja * · · · · [ 25 magneetin navat ovat tangon päissä. Tällöin magnetointi on saman suuntainen kuin • ·' ferromagneettinen putki eli magneetin tai putken liikesuunnan suuntainen.The properties and advantages of the ferromagnetic tube mentioned in the invention are at least the following: 1. The tube protects the magnet and its coating against mechanical stress 15 2. The tube reinforces the structure of the magnetic bar and in particular the connection between the tube and the movable pin. sensitive devices, especially when the magnet is inside the tube 20 5. The tube can be stretched and / or shaped with a stretchable protective film>> '· * The magnet may take the form of a round rod or pin, for example, but it may also be t »! ! other shape. The magnet excitation axis may also vary. The magnetization axis can be either longitudinally parallel to the longitudinal axis of the bar and * · · · · [25 magnet poles are at the ends of the bar. In this case, the excitation is in the same direction as the · · 'ferromagnetic tube, i.e. the direction of motion of the magnet or tube.
* t* t
Magneetin magnetointiakseli voi kuitenkin olla myös poikittaissuuntainen, jolloin se on : ’· kohtisuorassa sekä ferromagneettisen putken että tankomaisen magneetin pituusakselin : ‘: 30 suhteen. Tällöin magnetoinnin suunta on kohtisuorassa magneetin tai putken liikesuunnan i « > t. suhteen.However, the magnet excitation axis can also be transverse to: '· perpendicular to both the ferromagnetic tube and the longitudinal axis of the rod-shaped magnet:': 30. The magnetization direction is then perpendicular to the direction of motion of the magnet or tube.
» · ‘ Toisaalta magneetti voi koostua myös useasta eri magneetista, jotka voivat olla samanlaisia tai erilaisia, ja jotka voivat olla kiinnitettyinä toisiinsa magneettivoiman avulla :' ·,: 35 tai jonkin materiaalin välityksellä, joka on ferromagneettista tai ei ole ferromagneettista.On the other hand, a magnet may also consist of several different magnets, which may be the same or different, and which may be attached to one another by magnetic force: '·,: 35 or by a material ferromagnetic or non-ferromagnetic.
Magneetti voi olla myös yhdistelmä magneettista ja ferromagneettista materiaalia. Magneetti voi myös olla joko kestomagneetti tai sähkömagneetti.The magnet may also be a combination of magnetic and ferromagnetic material. The magnet may also be either a permanent magnet or an electromagnet.
115294 8115294 8
Keksinnön mukaisella magneettijärjestelyllä, suojakalvolla ja käytettävillä astioilla voidaan käsitellä erittäin tehokkaasti mikropartikkeleita sekä suurissa että pienissä nestetilavuuksissa. Mikropartikkeiien keskittäminen aivan magneettiyksikön kärkiosan 5 tuntumaan mahdollistaa sekä konsentroinnin suurista tilavuuksista että mikropartikkeiien käsittelyn pienissä tilavuuksissa. Keksinnössä kuvataankin universaalia ratkaisua mikropartikkeiien kanssa tehtäviin sovelluksiin sekä suuressa että pienessä mittakaavassa.The magnetic arrangement of the invention, the protective film and the containers used can be very effective in treating microparticles in both large and small volumes of liquid. The concentration of the microparticles just near the tip portion 5 of the magnetic unit allows both concentration in large volumes and handling of the microparticles in small volumes. Thus, the invention describes a universal solution for applications with microparticles both on a large and small scale.
10 Keksinnön avulla saavutetaan ratkaisu, joka on optimaalinen käytettäväksi laajasti mikropartikkeiien keräämiseksi ja siirtämiseksi sekä suurista että pienistä nestetilavuuksista. Erityisesti keksintö auttaa partikkelien keräämistä suurista nestetilavuuksista ja niiden vapauttamista pieniin nestetilavuuksiin.The invention provides a solution that is optimal for use on a large scale to collect and transfer microparticles from both large and small liquid volumes. In particular, the invention assists in collecting particles from high fluid volumes and releasing them into low fluid volumes.
15 Keksinnössä esitetään erityisellä muovisuojan tai elastomeerin ulkopuolen muotoilulla saavutettavan riittävää tukea kerättävän mikropartikkelimassan edulliseksi ja luotettavaksi keräämiseksi suojan ympärille. Erityisellä muotoilulla tarkoitetaan esimerkiksi erikokoisia ja syvyisiä uria, kuoppia ja/tai kohoumia. Näiden muotoilujen lomiin keräytyessään mikropartikkelipelletti saa erityistä tukea suojasta kun magneettiyksikköä siirrellään ja 20 nestevirtauksia vastaan. Erittäin merkittävä on viskoosien näytteiden aiheuttama vaikutus, : . *. joka merkitsee pahimmillaan sitä, että mikropartikkelit eivät pysy suojan kyljessä kiinni • X vaan jäävät liuokseen. Suurten tilavuuksien käsittelyssä edellä mainitulla muotoilulla on ! luonnollisesti suuri etu keräysvarmuuteen.15 The invention provides a special offering an adequate support to the plastic cover or the outer side of the elastomer collected mikropartikkelimassan design cheaper and more reliable protection around the collection. Special design refers, for example, to grooves, pits and / or bumps of various sizes and depths. As these designs roll over, the microparticle pellet receives special support for protection when moving the magnetic unit and against fluid flows. The effect of viscous samples is very significant:. *. which in the worst case means that the microparticles do not stick to the side of the guard • X but remain in solution. For handling large volumes, the above design has! naturally a major benefit to collection security.
25 Keksinnössä kuvattu laite ja menetelmä on mahdollista ottaa käyttöön erittäin suurten tilavuuksien käsittelyssä ja toisaalta sitä voidaan soveltaa myös pienissä tilavuuksissa.The device and method described in the invention can be implemented in the treatment of very large volumes and, on the other hand, can be applied in small volumes.
...: Erityisen tehokas menetelmä on silloin kun optimoidaan magneettiyksikkö, sen kanssa käytettävät astiat ja nestetilavuudet keskenään. Erityisesti magneettiyksikön syrjäyttämän 1 nestetilavuuden käyttäminen nestepinnan korkeuden säätämiseksi on menetelmässä " *: 30 erittäin tehokas tapa konsentrointivaiheessa. Ensimmäistä kertaa kuvataan laite ja !. menetelmä, jonka mikropartikkeiien keräämisalaa, voimakkuutta ja mikropartikkeiien fyysistä sijaintipaikkaa voidaan säätää kulloistenkin tarpeiden mukaan....: A particularly effective method is to optimize the magnetic unit, the vessels used with it, and the fluid volumes. In particular, using a volume displaced by a magnetic unit to adjust the height of the liquid surface is a "*: 30 highly effective method in the concentration step. For the first time, the apparatus and method are described which microparticle collection area, intensity, and physical location of microparticles can be adjusted.
» ’: Keksinnössä kuvataan laite ja menetelmä, jolla voidaan kerätä mikropartikkeleita monessa .: 35 eri sovelluksissa. Keskeinen tekninen ratkaisu keksinnössä on magneettikentän voiman ja • » kohdistuksen säätelymahdollisuus ferromagneettisen putken avulla ympäröivään suojakalvoon, jonka ympärille mikropartikkelit kerätään. Magneettia voidaan liikuttaa 115 294 g ferromagneettisen putken suhteen ulos ja sisään, jolloin magneetin magneettikenttää muutetaan. Magneetin ollessa ulkona kohdistuu suojakalvoon sen suuruinen magneettikenttä kuin ferromagneettisen putken ulkopuolella on magneettia. Tällöin mikropartikkeleita voidaan kerätä suojakalvon ulkopuolelle. Kun magneetti on liikutettu 5 kokonaan ferromagneettisen putken sisään ei ulospäin vaikuta merkittävää magneettikenttää. Tässä tapauksessa mikropartikkelit eivät keräänny suojakalvon ympärille vaan pysyvät liuoksessa. Putki voi olla kiinteä tai säädettävä jotta saadaan aikaan paras mahdollinen keräystehokkuus.The invention describes a device and method for collecting microparticles in a plurality of 35 applications. A central technical solution of the invention is the ability to control the force and orientation of the magnetic field by means of a ferromagnetic tube on the surrounding protective film around which the microparticles are collected. The magnet can be moved in and out of 115,294 g of ferromagnetic tube, thereby changing the magnetic field of the magnet. When the magnet is outdoors, the protective film is exposed to a magnetic field the same size as the magnet outside the ferromagnetic tube. The microparticles can then be collected outside the protective film. When the magnet is moved 5 completely inside the ferromagnetic tube, there is no significant magnetic field externally applied. In this case, the microparticles do not accumulate around the protective film but remain in solution. The tube can be fixed or adjustable to achieve the best collection efficiency.
10 Keksinnön mukainen menetelmä ja laitemahdollistavat seuraavat ratkaisut ja ominaisuudet: 1. Mikropartikkelien kerääminen suuresta nestemäärästä.The method and apparatus of the invention provide the following solutions and features: 1. Collecting microparticles from a large volume of liquid.
2. Suuren mikropartikkelimäärän kerääminen.2. Collecting a large number of microparticles.
3. Saman laitteen käyttäminen pienten nestemäärien ja pienien mikropartikkelimäärien 15 keräämisessä.3. Using the same device to collect small amounts of liquid and small amounts of microparticles.
4. Mikropartikkelien kerääminen ainoastaan magneetin yhteen päähän tai yli koko magneetin pinnan.4. Collecting microparticles only at one end of the magnet or over the entire surface of the magnet.
5. Mikropartikkelien kerääminen jäykkää muovisuojaa käytettäessä.5. Collecting microparticles using a rigid plastic shield.
6. Mikropartikkelien kerääminen venyvää, elastomeerista muovisuojaa käytettäessä.6. Collecting microparticles using an elastic elastomeric shield.
20 7. Erilaisten liikkeiden, kuten magneetin tai sen ympärillä olevan hoikin liikkeiden ,·. hyödyntäminen.20 7. Various movements, such as the magnet or the sleeve around it, ·. utilization.
v! 8. Erilaisten astioiden käyttäminen konsentroinnissa.v! 8. Using different containers for concentration.
! 9. Mikropartikkelien vapauttaminen pieneen nestemäärään.! 9. Release of microparticles into a small amount of liquid.
• ; 10. Erilaisten magneettien käyttäminen optimaalisen mikropartikkelien keräysgeometrian MM· 25 aikaansaamiseksi.•; 10. Use of different magnets to achieve optimum microparticle collection geometry MM · 25.
>» * ·' 11. Tehokas sekoittaminen.> »* · '11. Effective mixing.
• · · :: 12. Koeputken tai mikrolevyn kaivon tai kuopan sulkeminen suojakalvon avulla.• · · :: 12. Sealing a test tube or microplate well or well with a protective film.
‘ : Mikropartikkeleissa voi olla affiniteettiligandeja, entsyymejä, vasta-aineita, bakteereja, : 30 soluja tai soluorganelleja. Haluttujen komponenttien sitoutuminen voidaan myös saada .:. aikaan valitsemalla käytettävien mikropartikkelien pinta-ominaisuudet ja puskurien kompositio sopivasti edulliseksi sitomaan haluttuja komponentteja näytteistä. Esimerkkeinä , ' ovat ioninvaihto-, hydrofobinen- ja käänteisfaasikromatografia. Näissä esimerkiksi proteiinien sitoutuminen ja vapauttaminen mikropartikkelien pinnalta suoritetaan sopivasti ; * ! 35 valittujen puskurien ja liuosten avulla. Erittäin tärkeitä tekijöitä ovat tällöin esimerkiksi suolapitoisuus ja pH.The microparticles may contain affinity ligands, enzymes, antibodies, bacteria, cells or organelles. Binding of the desired components can also be obtained. by selecting the surface properties of the microparticles used and the composition of the buffers suitably advantageous to bind the desired components from the samples. Examples include 'ion-exchange, hydrophobic and reverse-phase chromatography. In these, for example, binding and release of proteins from the surface of microparticles is conveniently performed; *! 35 selected buffers and solutions. Very important factors are, for example, salt content and pH.
115294 10115294 10
Affiniteettiligandi voi olla esimerkiksi yksi- tai kaksisäikeinen nukleotidisekvenssi, kuten esimerkiksi DNA (Deoxyribonucleic Acid), RNA, mRNA tai cDNA (Complementary DNA), tai PNA (Peptide Nucleic Acid), proteiini, peptidi, polysakkaridi, oligosakkaridi, pienimolekyylinen yhdiste tai lektiini. AfRniteetiligandi voi olla myös jokin seuraavista: 5 Ovomucoid, ProteinA, Aminophenyl boronic acid, Procion red, Phosphoryl ethanolamine, Protein G, Phenyl alanine, Proteamine, Pepstatin, Dextran sulfate, EDTA (Ethylenediaminetetraacetic Acid), PEG (Polyethylene Glycol), N-acetyl-glucosamine, Gelatin, Glutathione, Heparin, Iminodiacetic add, NTA (Nitrilotriacetic Add), Lentil lectin, Lysine, NAD (Nicotinamide Adenine Dinudeotide), Aminobenzamidine, Acriflavine, AMP, 10 Aprotinin, Avidin, Streptavidin, Bovine serum albumin (BSA), Biotin, Concanavalin A (ConA) ja Cibacron Blue.The affinity ligand may be, for example, a single or double stranded nucleotide sequence such as DNA (Deoxyribonucleic Acid), RNA, mRNA or cDNA (Complementary DNA), or PNA (Peptide Nucleic Acid), protein, peptide, polysaccharide, oligosaccharide, small molecule compound. The affinity ligand can also be any of the following: Ovomucoid, ProteinA, Aminophenyl boronic acid, Procion red, Phosphoryl ethanolamine, Protein G, Phenyl alanine, Proteamine, Pepstatin, Dextran sulfate, EDTA (Ethylenediaminetetraacetic Acid), PEG (Polyethylene) -glucosamine, Gelatin, Glutathione, Heparin, Iminodiacetic add, NTA (Nitrilotriacetic Add), Lentil Lectin, Lysine, NAD (Nicotinamide Adenine Dinudeotide), Aminobenzamidine, Acriflavine, AMP, 10 Aprotinin, Avidin, Streptavidin, Bovine Serum (Bovine) Biotin, Concanavalin A (ConA) and Cibacron Blue.
Entsyymin tai affiniteettiligandin immobilisointi mikropartikkeleihin tarkoittaa sitä, että entsyymi tai ligandi on kiinnitetty partikkeleiden pintaan tai että se on vangittu 15 "hakkimäisen" partikkelin sisään, kuitenkin niin, että ympäröivä liuos pääsee kosketukseen sen kanssa.Immobilization of the enzyme or affinity ligand to the microparticles means that the enzyme or ligand is attached to the surface of the particles or trapped within 15 "chipped" particles, but in contact with the surrounding solution.
Entsyymin tai affiniteettiligandin kiinnittäminen mikropartikkeleihin voidaan tehdä kovalenttisen sidoksen avulla, esimerkiksi kantajassa olevien amino- tai hydroksiryhmien 20 avulla. Vaihtoehtoisesti sitominen voidaan aikaansaada bioaffiniteettiparin, esimerkiksi biotiini/streptavidiini -parin avulla. Erään tavan mukaan immobilisoitava entsyymi tuotetaan ’ V rekombinantti-DNA-teknologialla esimerkiksi Escherichia coli bakteerissa ja entsyymiin on tehty erityinen affiniteettihäntä. Tämä affiniteettihäntä sitoutuu mikropartikkeleihin, joihin on » · : ; sopivasti kiinnitetty kyseiseen affiniteettihäntään voimakkaasti sitoutuva komponentti.The attachment of the enzyme or affinity ligand to the microparticles can be accomplished by a covalent bond, for example by amino or hydroxy groups on the support. Alternatively, the binding may be effected by means of a bioaffinity pair, for example a biotin / streptavidin pair. According to one method, the enzyme to be immobilized is produced by recombinant DNA technology, for example in Escherichia coli, and the enzyme has been subjected to a specific affinity tail. This affinity tail binds to microparticles with »·:; a component which is highly bound to the affinity tail and is appropriately attached.
'Mi» 25 Affiniteettihäntä voi olla pienimolekyylinen yhdiste tai proteiini. Tällaisella järjestelyllä halutun entsyymin puhdistamisessa voitaisiin tehokkaasti käyttää hyväksi » »· ·,,,·* mikropartikkeleita ja samalla mikropartikkeliin sitoutunut entsyymi olisi valmiiksi immobilisoitu mikropartikkelin pinnalle käytettäväksi keksinnössä kuvatussa : menetelmässä.The affinity tail can be a small molecule compound or a protein. Such an arrangement could efficiently utilize microparticles of the desired enzyme to purify the desired enzyme, and at the same time the microparticle-bound enzyme would be pre-immobilized on the microparticle surface for use in the process of the invention.
♦ » 30 , . Entsyymin tai affiniteettiligandin kiinnittäminen mikropartikkeleihin voi myös olla ' \ epäspesifinen, ei-kovalenttinen, kuten adsorptio.♦ »30 ,. The attachment of the enzyme or affinity ligand to the microparticles may also be nonspecific, non-covalent, such as adsorption.
: Keksinnön kohteena on laite ja menetelmä mikropartikkeleiden kerääminen hyvinkin j 35 erikokoisista astioista ja mikropartikkelien siirtäminen astiasta toiseen. Erityisesti keksinnössä kuvataan laittetta, jolla voidaan suuresta tilavuudesta kerätä mikropartikkelit ja konsentroida ne pienempään tilavuuteen. Käsite "mikropartikkeli” tarkoittaa tässä 115294 11 yhteydessä partikkeleita, joiden koko suositeltavasti on 0,10-100 pm. Mikropartikkeli voi olla myös huomattavasti suurempikin partikkeli esimerkiksi useita millimetriä halkaisijaltaan oleva partikkeli. Keksinnössä mikropartikkelit ovat magneettisia, kuten esimerkiksi para-, superpara- tai ferromagneettisia, tai magnetoitavissa olevaa materiaalia, tai 5 mikropartikkelit on liitetty magneettiseen tai magnetoitavissa olevaan kappaleeseen ja että mikropartikkelit, joihin voi olla liitettynä esimerkiksi affiniteettiryhmiä tai entsyymeitä, vangitaan ensimmäiseen astiaan upotetun magneettiyksikön avulla, siirretään magneettiyksikkö toiseen astiaan, ja vapautetaan mikropartikkelit magneetin vaikutuksesta sopivin eri tavoin kuten keksinnössä kuvataan. Vaihtoehtoisesti mikropartikkeleja ei 10 tarvitse erityisesti irrottaa magneettiyksiköstä.The invention relates to a device and a method for collecting microparticles from containers of very different sizes and transferring microparticles from one container to another. In particular, the invention describes an apparatus for collecting microparticles from a large volume and concentrating them in a smaller volume. The term "microparticle", as used herein, refers to particles having a size preferably from 0.10 to 100 µm. The microparticle may also be a much larger particle, for example, a particle of several millimeters in diameter. In the invention, microparticles are magnetic such as para, superpara , or magnetizable material, or the microparticles are attached to a magnetic or magnetizable body and that the microparticles to which, for example, affinity groups or enzymes may be attached, are captured by a magnetic unit embedded in the first vessel, transferred to the second vessel, Alternatively, the microparticles do not need to be specifically removed from the magnetic unit.
Magneetti, jonka avulla partikkelit vangitaan, voi olla joko kestomagneetti tai sähkömagneetti. Magneettien muoto voi sovelluksesta riippuen vaihdella. Magneettikenttä voi olla magneeteissa erilainen: pituussuunnassa magnetoitu magneetti, 15 samansuuntaisesti kuin magneetin halkaisija magnetoitu tai useita magneettinapoja samassa magneettikappaleessa. Yksittäisiä magneetteja voi olla myös liitettynä toisiinsa tai sopivien ferromagneettisten tai ei-ferromagneettisten välikappaleiden avulla.The magnet by which the particles are trapped can be either a permanent magnet or an electromagnet. The shape of the magnets may vary depending on the application. The magnetic field in the magnets may be different: a magnet magnetized in the longitudinal direction, 15 in the same direction as the diameter of the magnet magnetized, or several magnet poles in the same magnetic body. The individual magnets may also be connected to one another or by means of suitable ferromagnetic or non-ferromagnetic spacers.
Suojakalvo voi olla venymätöntä materiaalia kuten esimerkiksi polypropyleeniä, 20 polystyreeniä, polykarbonaattia, polysulfonia ja polyetyleeniä. Suojakalvo voi olla myös ei-: ·. ferromagneettista metallia tai ferromagneettista metallia. Suojakalvo voi olla myös venyvää ,·! elastomeriista materiaalia kuten esimerkiksi silikonikumia, fluoroelastomeeriä, polykloropreenia, polyuretaania tai klorosulfonoitua polyetyleeniä. Suojakalvo voi myös olla käsitelty erityisillä aineilla ja näin saada suojakalvon ominaisuuksia muutettua. Suojakalvo 25 voi näin olla pinnoitettu esimerkiksi teflonilla (PTFE, Polytetrafluoroethylene). Erityisen tärkeää on voida valita suojamateriaali ja mahdollinen lisäkäsittely siten, että lopputulos :.,.: mahdollistaa keksinnön mukaisen toiminnan jopa erittäin voimakkaiden tai syövyttävien kemikaalien kanssa. Suojakalvo voi myös olla muotoiltu siten, että se mahdollistaa useiden ; erillisten magneettiyksiköiden suojauksen, esimerkiksi 8,12 tai 96 kanavaisissa laitteissa.The protective film may be of non-stretchable material such as polypropylene, polystyrene, polycarbonate, polysulfone and polyethylene. The protective film may also be non -:. ferromagnetic metal or ferromagnetic metal. The protective film may also be stretchable, ·! elastomeric material such as silicone rubber, fluoroelastomer, polychloroprene, polyurethane or chlorosulfonated polyethylene. The protective film may also be treated with special agents to alter the properties of the protective film. The protective film 25 may thus be coated with, for example, Teflon (PTFE, Polytetrafluoroethylene). It is particularly important to be able to select the protective material and any further treatment so that the end result:.,.: Allows the operation according to the invention even with very strong or corrosive chemicals. The protective film may also be shaped to allow multiple; protection of separate magnetic units, for example on 8.12 or 96-channel devices.
‘ ‘ ‘: 30 Suojakalvon muoto voi olla joko putkimainen, levymäinen tai epäsäännöllisesti muotoiltu.'' ': 30 The shape of the protective film may be either tubular, plate-shaped or irregularly shaped.
' Erityisen monia mahdollisuuksia on elastomeeristä suojakalvoa käytettäessä, koska tällöin sisällä oleva magneetti ja ferromagneettinen putki voivat myös muotoilla suojakalvoa.There are especially many possibilities when using an elastomeric protective film, because then the inner magnet and the ferromagnetic tube can also shape the protective film.
;. · Eräs edullinen vaihtoehto suojakalvolle on tasainen tai levymäinen, venyvää materiaalia : ' ; 35 oleva suojakalvo. Tällainen suojakalvo voi olla yksittäinen ja erityisessä kehyksessä oleva, venyvä kalvo. Kehyksen tarkoituksena on helpottaa suojakalvon käyttöä sekä aikaansaada kalvolle venytykseen sopivia ominaisuuksia. Toinen vaihtoehto on rullamainen 115294 12 sovellusmuoto, jolloin suojakalvon vaihto voidaan tehdä yksinkertaisesti rullaamalla uutta suojakalvoa rullalta. Tähänkin vaihtoehtoon voi sisältyä kehyksen, erityisen tuen tai kannattimen käyttäminen silloin, kun suojakalvoa venytetään varsinaisen käytön aikana. Tällaisen, yhdestä levystä muodostuvan suojakalvon käyttäminen on erittäin suositeltava 5 vaihtoehto silloin, kun halutaan vähentää materiaalin kulutusta eristys- ja puhdistustapahtumissa. Levymäisen suojakalvon käyttäminen on myös taloudellisesti halvempaa kuin muottityökaluilla valmistettujen muotoiltujen ja isokokoisten suojakalvojen käyttäminen.;. · A preferred alternative to a protective film is a flat or sheet-like, stretchable material: '; 35. Such a protective film may be a single stretchable film in a special frame. The purpose of the frame is to facilitate the use of the protective film and to provide the film with stretching properties. Another alternative is a roller-like 115294 12 embodiment, whereby the change of the protective film can be done simply by rolling the new protective film off the roll. This option may also include the use of a frame, special support or bracket when stretching the protective film during actual use. The use of such a single sheet protective film is a highly recommended option 5 when it comes to reducing material consumption during insulation and cleaning operations. It is also economically cheaper to use a sheet-like protective film than shaped and large-size protective films made with mold tools.
10 Levymäisen suojakalvon käyttäminen automaattisessa laitteessa on erittäin yksinkertainen ja tehokas vaihtoehto. Levymäistä suojakalvoa käytettäessä voidaan ferromagneettisella hoikilla suorittaa ensimmäisessä vaiheessa alkuvenytys. Tässä vaiheessa magneetti on vielä ferromagneettisen hoikin sisällä eikä suojakalvon ulkopuolella oleviin mikropartikkeleihin kohdistu magneettikenttää. Samalla kun suojakalvoa pidetään edelleen 15 venytettynä, voidaan magneettia tuoda sopivasti ulos ferromagneettisen hoikin sisältä. Tällöin magneetti venyttää suojakalvoa vielä lisääjä saa aikaan mikropartikkelien kerääntymisen suojakalvon ympärille kohtaan, jossa magneetin napa tai navat ovat. Liikuttamalla magneettia hoikin sisälle tai ulos saadaan liuosta koeputkessa sekoitettua magneetin avulla. Sekoitus voidaan suorittaa myös ferromagneettista hoikkia liikuttamalla 20 ylös ja alas.10 Applying a sheet-like protective film to an automatic device is a very simple and effective option. When using a sheet-like protective film, the initial stretching of the ferromagnetic sleeve can be performed in the first step. At this point, the magnet is still inside the ferromagnetic sleeve and the microparticles outside the protective film are not exposed to the magnetic field. While the protective film is still kept stretched, the magnet can conveniently be expelled from inside the ferromagnetic sleeve. In this case, the magnet still stretches the shielding membrane. By moving the magnet inside or out of the sleeve, the solution in the test tube is stirred with the aid of a magnet. The agitation can also be performed by moving the ferromagnetic sleeve 20 up and down.
> ♦ 1 · V Erityisen edullinen edellä esitetty sovellusmuoto on käsiteltäessä mikropartikkeleita ! pienissä astioissa, kuten esimerkiksi mikrolevyissä, joissa on 96 tai 384 kaivoa. Esitetty ’ ; liuoksen ja mikropartikkelien sekoitustapa on edullinen siksi, että koko laitetta ei tarvitse * * * · · 25 liikuttaa. Sekoitus tapahtuu pelkästään liikuttamalla magneettia ja/tai ferromagneettista » · · hoikkia. Erityisen optimaalinen esitetty ratkaisu on siitä syystä, että prosessissa ei tarvita> ♦ 1 · V The particularly preferred embodiment shown above is for microparticles processing! in small containers, such as microplates with 96 or 384 wells. Presented '; the solution and solution of microparticles are advantageous because the whole device does not have to be moved * * * · · 25. The mixing is done by simply moving the magnet and / or ferromagnetic sleeve. The particularly optimal solution presented is because the process is not needed
Ml \; perinteisiä ravistelijoita lainkaan. Onhan tunnettu tosiasia se, että perinteiset ravistelijat eivät pysty sekoittamaan tehokkaasti pieniä liuosmääriä eikä varsinkaan pitämään mikropartikkeleita liuoksessa. Tunnettujen laitteiden suuri ongelma onkin mikropartikkelien : * * ’: 30 nopea sedimentoituminen kuopan pohjalle.Ml \; traditional shakers at all. After all, it is a known fact that conventional shakers are not capable of effectively mixing small amounts of solution, and in particular of holding microparticles in solution. A major problem with known devices is the rapid sedimentation of microparticles: * * ': 30 at the bottom of the well.
Edellä mainituissa tunnetuissa mikrolevyissä, joissa käytetään pieniä nestetilavuuksia, on ‘ nesteen haihtuminen inkubaatioiden ja sekoitusten aikana myös erityisen kriittinen asia.In the above-mentioned known microplates, which use small volumes of liquid, evaporation of the liquid during incubation and mixing is also particularly critical.
Käyttämällä suojakalvoa esitetyllä tavalla keksinnön mukaisesti mikropartikkeleita voidaan •.: 35 käsitellä myös pienissä tilavuuksissa, koska suojakalvo sulkee samalla kuopan suun, jolloin nesteen haihtuminen vähenee. Siksi mikrolevyissä ei keksinnön mukaan enää 115294 13 tarvita erillistä alumiinista, kumista tai liimateipin muodostamaa sulkijakantta sekoituksien ja inkubaatioiden ajaksi.By using a protective film according to the invention, the microparticles can be processed in small volumes as well, since the protective film also closes the mouth of the well, thereby reducing evaporation of the liquid. Therefore, according to the invention, a separate aluminum, rubber or adhesive tape sealing cap is no longer required in microplates for mixing and incubation.
Etenkin silloin kun siirtolaitteissa käytetään erillisiä suojakalvoja, niin suojakalvo voi olla 5 muotoiltu kärkiosastaan erityisellä tavalla. Kärkiosan muotoilu voi olla tarkoitettu aikaansaamaan mahdollisimman suuren mikropartikkelimäärän siirtämisen luotettavasti esimerkiksi viskoosista biologisesta näytteestä toiseen astiaan. Kerättäessä suuria määriä mikropartikkeleita pitkänomaisen suojakalvon kärkiosaan, kuten pituussuunnassa magnetoitua kestomagneettia käytettäessä tapahtuu, ovat uloimmat 10 mikropartikkelikerrokset koko ajan vaarassa irrota ja jäädä liuokseen. Myös nestejännitys liuoksen ja ilman rajapinnassa on erittäin voimakas ja saa aikaan samankaltaisen mikropartikkeleita irrottavan vaikutuksen.Especially when separate protective films are used in the transfer devices, the protective film may be shaped in a special way at its tip. The tip design may be designed to provide a reliable transfer of the maximum number of microparticles, for example from a viscous biological sample to another vessel. When collecting large quantities of microparticles at the tip of an elongated protective film, as occurs with a longitudinally magnetized permanent magnet, the outer 10 microparticle layers are at all times in danger of being removed and remaining in solution. Also, the liquid tension at the solution-air interface is very strong and produces a similar microparticulate release effect.
Suojakalvoa voidaankin muotoilla niin, että mikropartikkelit pysyvät mahdollisimman hyvin 15 kiinni suojakalvossa siirtolaitetta liikutettaessa syntyvistä virtauksista huolimatta sekä nestepinnan läpäisystä ja nestepinnan pintajännityksen vaikutuksesta huolimatta. Sitä varten suojakalvon kärkeen voidaan tehdä erilaisia syvennyksiä ja ulkonemia, joilla aikaansaadaan kerättyjen mikropartikkelien luotettava siirto toiseen liuokseen. Tällöin suojakalvo voi olla joko venyvää tai venymätöntä materiaalia.Thus, the shielding film may be shaped such that the microparticles remain as securely adhered to the shielding film as possible despite the flows generated during the movement of the transfer device, and despite the liquid surface penetration and the surface tension of the liquid surface. For this purpose, various depressions and protrusions can be made at the tip of the protective film to provide a reliable transfer of the collected microparticles to another solution. In this case, the protective film may be of either stretchable or non-stretchable material.
20 ·. Venyvästä materiaalista tehdyssä suojakalvossa voi olla erityinen muotoilu, jolla saadaan 4 varmistettua sekä suuren mikropartikkelimäärän luotettava kerääminen että siirtäminen l' astiasta toiseen. Sitä varten suojakalvon reunoilla voi olla erityisiä kohoumia ja ; syvennyksiä, joihin mikropartikkelit kerääntyvät. Tällöin on edullista käyttää » · 25 poikkisuuntaisesti magnetoitua magneettia, jolla mikropartikkeleita saadaan kerättyä isolle • · pinnalle. Suojakalvon muotoilulla aikaansaadaan erityisiä mikropartikkelimassoja ;: kannattelema rakenteita. Muotoilulla vaikutetaan myös nestevirtausten ja nestejännityksen häiritseviin vaikutuksiin. Venyvää materiaalia ja eri paksuisia kohtia käytettäessä ‘ : suojakalvon kohoumat ja syvennykset venyvät eri tavoin. Tätä ilmiötä voidaan tehokkaasti 30 käyttää hyväksi sekä mikropartikkelien irrotuksessa että varsinkin tehokkaan sekoituksen . . aikaansaamiseksi liuokseen.20 ·. The protective film of stretchable material may have a special design which ensures both reliable collection and transfer of a large number of microparticles from one container to another. For this purpose, there may be special protrusions on the edges of the protective film and; recesses into which microparticles accumulate. In this case, it is advantageous to use »· 25 transverse magnetized magnets to collect the microparticles on a large surface. The design of the protective film provides special microparticulate masses: supported structures. The design also affects the disturbing effects of fluid flows and fluid tension. When using stretchable material and different thickness points, the protrusions and recesses of the protective film are stretched in different ways. This phenomenon can be effectively utilized both for microparticle removal and especially for efficient mixing. . solution.
• · » » *1*1* , ‘ Suurten mikropartikkelimassojen konsentroinnissa pienempiin tilavuuksiin edellytetään tehokasta sekoitusta, jonka avulla mikropartikkelit saadaan tehokkaasti irtoamaan ‘.! 35 suojakalvon seinämältä. Esitetyllä tavalla suojakalvo itsessään toimii sekoituksen aikaansaavana elementtinä ja on näin ollen erittäin tehokas laite sekoituksen suorittamiseksi. Edullisimmin suojakalvon muotoilu on erilainen eri kohdissa suojakalvoa.• · »» * 1 * 1 *, 'Concentrating large microparticle masses into smaller volumes requires efficient mixing to efficiently release the microparticles.'! 35 from the wall of the protective film. As shown, the protective film itself acts as a mixing element and is thus a highly effective device for performing mixing. Most preferably, the protective film has a different design at different locations on the protective film.
14 11529414, 115294
Haluttaessa kerätä mikropartikkelit liuoksesta liikutetaan magneettia alas ja samalla venytetään kalvoa. Suojakalvoa venytettäessä sen pinnan erityinen muotoilu aikaansaa mikropartikkelien kerääntymisen suojaisiin tai kannatteleviin alueisiin suojakalvon pinnalla. Kun mikropartikkelit halutaan irrottaa suojakalvolta, niin magneettia liikutetaan ylös päin 5 ferromagneettisen hoikin sisälle. Mikropartikkelien irrotuksen varmistamiseksi voidaan ferromagneettista hoikkia liikuttaa samalla alaspäin, mikä venyttää suojakalvoa, ja sen jälkeen taas ylöspäin sekä toistaen näitä liikkeitä sopivasti.If it is desired to collect the microparticles from the solution, the magnet is moved down and at the same time the film is stretched. When the protective film is stretched, the special design of its surface causes the accumulation of microparticles in the protected or supporting regions on the surface of the protective film. When it is desired to release the microparticles from the protective film, the magnet is moved upwardly inside the ferromagnetic sleeve. To ensure the release of the microparticles, the ferromagnetic sleeve can be moved downward, which stretches the protective film, and then upwards, and repeats these movements appropriately.
Samalla neste astiassa on saatu sekoittumaan erittäin tehokkaasti, koska suojakalvon 10 pinnan sopiva muotoilu toimii kuin vedenalainen paljepumppu. Vaihtoehtoisesti on myös mahdollista liikuttaa magneettia alaspäin ja siten venyttää suojakalvoa, kun halutaan aikaansaada tehokas sekoitus edellä kuvattuun ilmiöön perustuen. Magneetin liikuttaminen ferromagneettisen putken sijasta saa samalla aikaan myös mikropartikkelien liikkeen kohti magneettia ja suojakalvon pintaa, mikä edelleen tehostaa sekoitusta. Näitä edellä 15 mainittuja tapoja sekoittaa nestettä voidaan myös sopivasti yhdistellä. Tällainen sekoitusmenetelmä toimii myös käytettäessä pituussuunnassa magnetoitua magneettia.At the same time, the liquid in the vessel has been stirred very efficiently because the suitable design of the surface of the protective film 10 acts like an underwater bellows pump. Alternatively, it is also possible to move the magnet downward and thereby stretch the protective film to achieve an effective mixing based on the phenomenon described above. Moving the magnet instead of the ferromagnetic tube also causes the microparticles to move towards the magnet and the surface of the protective film, which further enhances the mixing. These methods of mixing the liquid mentioned above may also be conveniently combined. Such a mixing method also works when using magnets magnetized in the longitudinal direction.
KEKSINNÖN MUKAINEN REAKTIOYKSIKKÖREACTION UNIT OF THE INVENTION
Keksinnön kohteena on myös mikropartikkelien reaktioyksikkö. Keksinnön erään edullisen 20 sovellutusmuodon mukaan keksinnön mukainen siirtolaite voi muodostaa myös reaktioyksikön (engl. reactor unit), jossa astia tai reaktori voi olla eri materiaaleista valmistettu ja vaihtelevan muotoinen. Astiassa, joka muodostaa reaktorikammion (engl, t ; reactor chamber) voi olla yksi tai useampi aukko nesteiden sisään- ja ulosvientiä varten.The invention also relates to a microparticle reaction unit. According to a preferred embodiment of the invention, the transfer device according to the invention may also form a Reactor unit in which the vessel or reactor may be made of different materials and of variable shape. The vessel constituting the reactor chamber may have one or more openings for inlet and outlet of liquids.
• ; Astiassa voi olla järjestely, jolla käsiteltävää nestettä kierrätetään uudestaan käsiteltäväksi » · i » · 25 astian sisään. Astia voi olla osa suurempaa kokonaisuutta, jossa on useita erilaisia ja erikokoisia astioita liitettynä sopivasti toisiinsa.•; The container may have an arrangement for recycling the liquid to be recycled for processing into a »· i» · 25 vessel. The container may be part of a larger assembly of several containers of different sizes suitably connected to each other.
* ♦* ♦
Keksinnössä kuvattu ferromagneettinen putki voi olla yksittäinen putki, joukko useampia Y'; putkia yhdessä tai jäijestely, jossa yksittäiset putket muodostavat erityisen muodostelman : ” *: 30 putkia. Eräässä keksinnön suoritusmuodossa ferromagneettinen putki voi olla erityinenThe ferromagnetic tube described in the invention may be a single tube, a plurality of more Y '; tubes together, or ice arrangements in which the individual tubes form a special formation: '*: 30 tubes. In one embodiment of the invention, the ferromagnetic tube may be special
t t It t I
,:, ferromagneettinen levy, jossa on yksi tai useampi reikä, joissa yksi tai useampi magneetti » ' ' voi liikkua. Tällainen järjestely on erityisen edullinen käsiteltäessä pieniä tilavuuksia • » » · » esimerkiksi 8, 24, 48, 96 ja 384 kuoppalevy-formaateissa, kuten mikrolevyissä tai Y: vastaavissa.,:, ferromagnetic plate with one or more holes in which one or more magnets »'' can move. Such an arrangement is particularly advantageous when handling small volumes of, for example, 8, 24, 48, 96 and 384 well plate formats such as microplates or Y: s.
* ♦* ♦
Varsinkin erittäin suuria tilavuuksia käsiteltäessä voi olla edullista sisällyttää useita magneettiyksikköjä magneettiyksikköryhmäksi, jolloin keräyspintaa suurille 35 115294 15 mikropartikkelimassoille voidaan entisestään kasvattaa. Lisäksi suojakalvon muotoilulla voidaan saavuttaa edullisia vaihtoehtoja suurten partikkelimassojen käsittelyyn.Especially when dealing with very large volumes, it may be advantageous to include several magnetic units as a group of magnetic units, whereby the collection surface for large microparticle masses can be further increased. In addition, the design of the protective film can provide advantageous alternatives for handling large particle masses.
Esitetyllä laitteella voidaan kerätä mikropartikkeleita useista eri astioista tai voidaan tehdä 5 järjestely, jossa neste kulkee tasaisena virtana sauvojen ohi. Jälkimmäisessä tapauksessa on se etu, että siinä suurtenkin tilavuuksien operoiminen on suhteellisen vaivatonta.The device shown can be used to collect microparticles from a plurality of vessels or to make an arrangement whereby the fluid flows in a steady stream past the rods. The latter case has the advantage that it is relatively easy to operate even large volumes.
Näissä kummassakin tapauksessa on lähtöoletuksena ollut se, että partikkelit ovat ensin vapaasti liuoksessa, josta ne sitten kerätään keksinnössä kuvatulla menetelmällä.In both cases, the starting assumption is that the particles are first freely in solution, whereupon they are collected by the method described in the invention.
10 Keksinnön mukaisesti yhden suojakalvon sisällä voi myös olla useita magneettisauvoja suojakalvon sisäkehällä sopivasti järjestettynä. Erityisesti tämä koskee erittäin suurikokoisen suojakalvon tapausta, jolloin käsitellään erittäin suuria nestetilavuuksia. Toinen vaihtoehto on käyttää yhtä erittäin isoa magneettisauvaa suurikokoisen suojakalvon sisällä.According to the invention, a plurality of magnetic rods may also be contained within a single protective film, suitably arranged on the inner periphery of the protective film. This is particularly true in the case of a very large protective film in which very large volumes of liquid are handled. Another option is to use one very large magnetic rod inside the large protective film.
1515
Keksinnön mukaisesti voi olla myös ratkaisu, jossa erikseen on magneettisauvat keräämään mikropartikkeleita ja erityinen laite tai sauva liikuttelemaan nestepintaa sopivasti keksinnössä kuvatulla tavalla. Tämä ratkaisu mahdollistaa ratkaisuja, joissa magneettisauvat eivät liiku lainkaan vaan nesteen ja mikropartikkelien liikutus hoidetaan 20 sille erityisesti suunnitellun elimen avulla. Tällaisessa ratkaisussa käytettävä astia tai ,·. reaktori on sopivasti suunniteltu vastaamaan kuvattuja tarpeita.According to the invention there may also be a solution having separately separate magnetic rods for collecting microparticles and a special device or rod for moving the liquid surface in a suitable manner as described in the invention. This solution allows for solutions in which the magnetic rods do not move at all, and the movement of the fluid and microparticles is accomplished by means of 20 specially designed members. The container used for such a solution, or. the reactor is suitably designed to meet the described needs.
* · f I* · F I
* · ; Eräässä keksinnön mukaisessa sovellutusmuodossa on monta erillistä magneettisauvaa, ' ; joihin jokaiseen kuuluu oma suojakalvonsa. Nämä magneettisauvat voivat olla ryhmitelty > λ » · » 25 sopivaan muodostelmaan, kuten esimerkiksi viuhkaksi riviin, ympyrän kaarelle tai usealle : sisäkkäiselle ympyrän kaarelle, jossa jokainen sauva kerää ympärilleen sopivan määrän :,,.: mikropartikkeleita.* ·; In one embodiment of the invention there are a plurality of separate magnetic rods, '; each with its own protective film. These magnetic rods may be grouped in> λ »·» 25 into a suitable formation, such as a fan in a row, a circle arc, or a plurality of nested circle arcs in which each rod collects an appropriate number of microspheres.
Ι'·'ι Jos tällainen ratkaisu on vielä sijoitettuna suljettuun astiaan tai reaktoriin, jonne voidaan : ‘ ’ ’: 30 lisätä tarpeen mukaan nestettä, ja jossa voi olla erillinen venttiili, josta käsitelty neste « * » ,:, voidaan päästä pois, niin näin aikaan saadulla ratkaisulla voidaan käsitellä erittäin suuriaΙ '·' ι If such a solution is still housed in a sealed vessel or reactor which can: '': 30 add liquid as needed, and may have a separate valve from which the treated liquid '*',:, can be discharged, then the solution thus obtained can handle very large ones
« I«I
' ‘’ nestetilavuuksia. Jos näin kuvattua reaktorityyppiä pidetään kyljellään ja I » » » * magneettisauvasysteemiä voidaan pyörittää suhteessa reaktorin suojakuoriin, niin : V: tällaisella ratkaisulla voidaan saada myös sekoitus käsiteltäessä nestemäisiä näytteitä ja : ‘ * 35 mikropartikkeleita. Mikropartikkelit voivat olla myös valmiiksi magneettisauvoissa kiinni tai ne voidaan sopivasti prosessin aikana kiinnittää magneettisauvojen suojan päälle ja näin aktiivista pintaa on reaktorissa erittäin paljon. Sekoittamalla saadaan käsiteltävä neste 115294 16 kulkemaan mikropartikkelien lomitse siten, että halutut komponentit kuten esimerkiksi proteiinit tarttuvat sauvojen päällä oleviin mikropartikkeleihin. Toisaalta neste voidaan saattaa mikropartikkelien lomitse järjestämällä nestevirtaukset sopivasti astiaan tai reaktorin sisällä.'' 'Fluid volumes. If the reactor type thus described is kept on its side, and the magnetic rod system can be rotated relative to the reactor shells, then: A: This solution can also provide a mixture for handling liquid samples and: '* 35 microparticles. The microparticles may also be pre-bonded to the magnetic rods, or may be suitably attached to the magnetic rod shield during the process so that the reactor has a very high active surface. By mixing, the liquid to be treated 115294 16 passes through the microparticles such that the desired components, such as proteins, adhere to the microparticles on the rods. On the other hand, the liquid can be entrained between the microparticles by arranging the liquid streams conveniently in the vessel or inside the reactor.
55
Keksinnön mukainen laite ja menetelmä eivät rajoitu vain esimerkiksi molekyylibiologiaan tai proteiinien puhdistukseen, vaan ne on yleisesti sovellettavissa aloilla, joilla voidaan käyttää mikropartikkeleihin sidottuja ligandeja syntetisoimaan, sitomaan, eristämään, puhdistamaan tai rikastamaan haluttuja tekijöitä erilaisista näytteistä: diagnostiset 10 sovellukset, biolääketiede, patogeenien rikastaminen, kemikaalien syntetisoiminen, bakteerien ja solujen eristäminen.The device and method of the invention are not limited to, for example, molecular biology or protein purification, but are generally applicable in the fields where microparticle-bound ligands can be used to synthesize, bind, isolate, purify or enrich desired agents from various samples: diagnostic applications, biomedicine, synthesis of chemicals, isolation of bacteria and cells.
KEKSINNÖN KÄYTTÖSOVELLUKSETAPPLICATIONS OF THE INVENTION
Keksinnön mukainen laite ja menetelmä soveltuu käytettäväksi erittäin monilla 15 sovellusalueilla esimerkiksi proteiinikemian, molekyylibiologian, solubiologian ja proteomiikan alueilla. Keksinnöllä on sovelluksia teollisuudessa, diagnostiikassa, analytiikassa ja tutkimuksessa.The device and method of the invention are suitable for use in a wide variety of applications, such as protein chemistry, molecular biology, cell biology, and proteomics. The invention has applications in industry, diagnostics, analytics and research.
Proteiinien puhdistuksessa on tarvetta tehdä puhdistuskokeita pienissä tilavuuksissa ja 20 toisaalta kasvattaa kapasiteettia hyvinkin suuriin tilavuuksiin. Kuvatulla keksinnöllä , voidaan suorittaa proteiinipuhdistuksia tarpeen mukaan erilaisista näytetilatilavuuksista.In the purification of proteins, there is a need to carry out purification experiments in small volumes and, on the other hand, to increase capacity to very large volumes. With the invention described, protein purifications from different sample space volumes can be performed as needed.
Proteiinikemisteillä on tarve pystyä puhdistamaan proteiinia mahdollisimman vähän ‘ · esikäsitellyistä näytteistä, kuten esimerkiksi solulysaateista (engl. Cell Lysate). Tärkeää on t 1 · : : myös voida vaihdella puhdistuskapasiteettia muuttuvien tarpeiden mukaan. Nykyään se on ' « I I t 25 mahdollista vaihtamalla käytettäviä pylväskokoja. Puhdistuksen edetessä proteiinin ’. · konsentroiminen on yksi keskeisistä toimenpiteistä. Käytännössä tämä tarkoittaa ,,, · nestetilavuuden pienentämistä ilman proteiinien merkittävää häviämistä tai denaturoitumista. Nykyisin yleisimmin käytetyt menetelmät ovat dialyysi tai suodatus, iv: Molemmat ovat erittäin paljon aikaa vieviä menetelmiä. Tässä keksinnössä kuvatulla ; . 30 laitteelle ja menetelmällä voidaan tarjota proteiinialueelle monipuolinen ja vaihteleviin näytetilavuuksiin soveltuva menetelmä. Kapasiteetin muuttaminen on helppoa ilman ‘ ‘ uusien kolonnien ostamista tai valmistamista. Yksinkertaisesti valitaan suurempaan »Ml näytetilavuuteen suurempi määrä mikropartikkeleita ja proteiinien sitomisen jälkeen : Y: kerätään keksinnössä kuvatulla laitteella ja menetelmällä mikropartikkelit ja proteiini pois •, · 35 liuoksesta. Pesuvaiheet voidaan suorittaa joko samassa astiassa tai vaihtamalla astiaa.Protein chemists need to be able to purify protein as little as possible from pre-treated samples such as Cell Lysate. Important t 1 ·:: It is also possible to vary the cleaning capacity according to changing needs. Today it is possible to change the column sizes used. As the purification proceeds, the protein '. · Concentration is one of the key measures. In practice, this means reducing the volume of the liquid without significant loss or denaturation of the proteins. The most commonly used methods today are dialysis or filtration, iv: Both are very time consuming methods. As described in this invention; . The device and method can provide a versatile method for varying sample volumes in the protein region. Changing capacity is easy without having to buy or make new columns. Simply select a larger number of microparticles for a larger sample volume and after binding of the proteins: Y: Remove microparticles and protein from the solution using the apparatus and method described in the invention. The washing steps can be performed either in the same container or by changing the container.
Edellisessä tapauksessa käytetyt pesupuskurit pitää johtaa pois astiasta ja saada uusi pesupuskuri tilalle. Puskurin vaihto voidaan suorittaa myös erilaisilla venttiilijärjestelyillä tai 115294 17 imujärjestelyillä. Pesujen jälkeen voidaan haluttaessa vapauttaa mikropartikkeleihin sitoutuneet proteiinit pieneen tilavuuteen ja konsentroida proteiiniliuos tehokkaasti.In the former case, the used wash buffers should be removed from the container and replaced with a new wash buffer. Buffer replacement can also be accomplished with various valve arrangements or 115294 17 suction arrangements. After washing, the proteins bound to the microparticles can be released in a small volume if desired and the protein solution concentrated efficiently.
Tarpeen mukaan voidaan tilavuuden pienentäminen tehdä vaiheittain pienempää tilavuutta kohti.Depending on the need, the volume reduction can be done in stages for a smaller volume.
55
Keksinnössä kuvatulla laitteella ja menetelmällä voidaan tehdä esimerkiksi ioninvaihto kromatografiaa, käänteisfaasi kromatografiaa, hydrofobista kromatografiaa ja affiniteettikromatografisia puhdistuksia. Geelisuodatukseenkin kuvatulla laitteella pystytään, mutta se edellyttää varsinaisen geelisuodatuksen suorittamista esimerkiksi 10 kolonnissa ja tämän jälkeen mikropartikkelien keräämisen keksinnön mukaisella laitteella ja proteiinien ulosajamisen pieneen tilavuuteen. Menetelmä mahdollistaa esimerkiksi suolanpoistamisen näytteistä ilman suurta näytteen laimenemista verrattuna perinteiseen geelisuodatuskolonneihin.For example, ion exchange chromatography, reverse phase chromatography, hydrophobic chromatography and affinity chromatography purifications can be performed with the device and method described in the invention. Even the apparatus described for gel filtration is capable, but requires performing actual gel filtration on, for example, 10 columns and then collecting the microparticles with the apparatus of the invention and expelling the proteins to a small volume. For example, the method allows desalting of samples without major sample dilution compared to conventional gel filtration columns.
15 Immobilisoitujen entsyymien käyttäminen erilaisten proteiinien, sokenen, rasvojen ja erilaisten nk. biopolymeerien prosessoimisessa on erittäin tärkeä sovellusalue kuvatulle keksinnölle. Tärkeä ominaisuus verrattuna liukoisten entsyymien käyttämiselle on immobilisoitujen entsyymien helppo uudelleenkäyttömahdollisuus. Kuvatulla keksinnöllä immobilisoidun entsyymin peseminen jatkokäyttöä varten on erittäin helppoa ja tehokasta.The use of immobilized enzymes in the processing of various proteins, blind, fats and various so-called biopolymers is a very important field of application for the invention described. An important feature compared to the use of soluble enzymes is the ease of reuse of immobilized enzymes. Washing of the immobilized enzyme for further use with the described invention is very easy and efficient.
2020
Esimerkkejä keskeisistä, muun muassa teollisuudessa käytetyistä entsyymiryhmistä ja . ‘ yksittäisistä entsyymeistä ovat: | - KARBOHYDRAASIT: Alpha-Amylases, Beta-Amylase , Cellulase, Dextranase, Alpha- 25 Glucosidase, Alpha-Galactosidase, Glucoamylase, Hemicellulase, Pentosanase, , · Xylanase, Invertase, Lactase, Pectinase, Pullulanase .,, · - PROTEAASIT: Acid Protease, Alkaline Protease, Bromelain, Ficin, Neutral Proteases,Examples of key enzyme groups, including those used in industry. 'Of the individual enzymes are: | - CARBOHYDRASES: Alpha-Amylases, Beta-Amylase, Cellulase, Dextranase, Alpha-Glucosidase, Alpha-Galactosidase, Glucoamylase, Hemicellulase, Pentosanase, · Xylanase, Invertase, Lactase, Pectinase, · Pullulanase. , Alkaline Protease, Bromelain, Ficin, Neutral Proteases,
Papain, Pepsin, Peptidases, Rennin, Chymosin, Subtilisin, Thermolysin, Trypsin - LIPAASIT AND ESTERAASIT: Triglyceridases, Phospholipases, Esterases, I * ; ’"; 30 Acetylcholinesterase, Phosphatases, Phytase, Amidases, Aminoacylase, .;, Glutaminase, Lysozyme, Penicillin Acytase · · ’ - ISOMERAASIT: Glucose Isomerase, epimerases, racemases » · » * # OKSIDOREDUKTAASIT: Amino Acid Oxidase, Catalase, Chloroperoxidase, Glucose : Y: Oxidase, Hydroxysteroid Dehydrogenase, Alcohol dehydrogenase, Aldehyde ‘ ·. · 35 dehydrogenase, Peroxidases I » LYAASIT: Acetolactate Decarboxylase, Aspartic Beta-Decarboxylase, Fumarase, Histidase, DOPA decarboxylase „0 1 1 5294 18 TRANSFERAASIT: Cyclodextrin Glycosyltranferase, Methyltransferase,Papain, Pepsin, Peptidases, Rennin, Chymosin, Subtilisin, Thermolysin, Trypsin - LIPASES AND ESTERASES: Triglyceridases, Phospholipases, Esterases, I *; '"; 30 Acetylcholinesterase, Phosphatases, Phytase, Amidases, Aminoacylase,;;, Glutaminase, Lysozyme, Penicillin Acytase · ·' - ISOMERASES: Glucose Isomerase, Epimerases, Racemases. Glucose: Y: Oxidase, Hydroxysteroid Dehydrogenase, Alcohol Dehydrogenase, Aldehyde '· · 35 Dehydrogenase, Peroxidases I »LYASES: Acetolactate Decarboxylase, Aspartic Beta-Decarboxylase, Fumarase, Histidase, DOPA 1Farboxylase 18A, Carboxylase methyltransferase,
Transaminase, Kinases - LIGAASITTransaminase, Kinases - LIGASES
FOSFATAASIT: Alkaline Phosphatase 5PHOSPHATASE: Alkaline Phosphatase 5
Entsyymien käyttäminen on erittäin yleistä monilla eri teollisuuden haaroilla, joista seuraavassa muutamia esimerkkejä: lipidien, proteiinien, peptidien, steroidien, sokerien, aminohappojen, lääkeaineiden, muovien, hajusteiden, kemikaalien ja nk. chiral kemikaalien synteesit ja modifiointi.The use of enzymes is very common in many industries, including but not limited to the synthesis and modification of lipids, proteins, peptides, steroids, sugars, amino acids, drugs, plastics, perfumes, chemicals and so-called chiral chemicals.
1010
Myös erilaiset glykobiologiaan liittyvät syntetisoivat ja pilkkovat entsyymit kuten esimerkiksi endo- ja exoglykosidaasit kuuluvat keksinnön piiriin. Samaten molekyylibiologian sovelluksista tututut entsyymit kuten restriktioentsyymit, nukleaasit, ribozymes, polymeraasit, ligaasit, käänteistranskriptaasit, kinaasit ja fosfataasit kuuluvat keksinnössä 15 kuvatun menetelmän piiriin. Esimerkkeinä DNA/RNA modifioivista entsyymeistä voidaan mainita: CIAP (Calf Intestinal Alkaline Phosphatase), E. Coli alkaline phosphatase, eksonukleaasit (esimerkiksi P1 nukleaasi, S1 nukleaasi), ribonukleaasit, RNaasit (esim. Pacreatic RNaasi, RNaasi H, RNaasi T1, RNaasi M, RNaasi T2), DNA ligaasit, RNA ligaasit, DNA polymeraasit, Klenow entsyymi, RNA polymeraasit, DNA kinaasit, RNA 20 kinaasit, terminal transferaasit, AMV reverse transcriptase ja fosfodiesteraasit. Näiden ja muiden DNA/RNA modifioivien entsyymien käyttö on erittäin monimuotoista sekä . ‘ molekyylibiologian tutkimuksessa että sovelluksissa. Proteomiikassa ja proteiinikemiassa ; ; ‘ proteaasit ovat erittäin tärkeitä entsyymejä, joista eräitä esimerkkejä ovat trypsiini, ; · kymotrypsiini, papaiini, pepsiini, collagenaasi, dipeptidyl-peptidaasi IV ja erilaiset ‘ * 25 endoproteinaasit. Synteettiset entsyymit, katalyyttiset vasta-aineet ja V multientsyymikompieksit ovat mahdollisia käytettäväksi keksinnössä kuvatuilla tavoilla.Various synthesizing and cleaving enzymes related to glycobiology, such as endo- and exoglycosidases, are also within the scope of the invention. Similarly, enzymes known from applications in molecular biology, such as restriction enzymes, nucleases, ribozymes, polymerases, ligases, reverse transcriptases, kinases and phosphatases, are within the scope of the method described in the invention. Examples of DNA / RNA modifying enzymes include: CIAP (Calf Intestinal Alkaline Phosphatase), E. , RNase T2), DNA ligases, RNA ligases, DNA polymerases, Klenow enzyme, RNA polymerases, DNA kinases, RNA kinases, terminal transferases, AMV reverse transcriptases and phosphodiesterases. The use of these and other DNA / RNA modifying enzymes is extremely diverse as well. 'In molecular biology research and applications. In Proteomics and Protein Chemistry; ; 'Proteases are very important enzymes, some of which are trypsin; · Chymotrypsin, papain, pepsin, collagenase, dipeptidyl-peptidase IV and various' * endoproteinases. Synthetic enzymes, catalytic antibodies and V multienzyme complexes are possible for use in the methods described in the invention.
;, a, Keksinnön käyttöä ei myöskään rajoita entsyymien ja muiden katalyyttisten komponenttien käyttö vedettömissä olosuhteissa esimerkiksi orgaanisissa liuottimissa.The use of the invention is also not limited by the use of enzymes and other catalytic components under anhydrous conditions, for example in organic solvents.
: 30 Konkreettisina esimerkkeinä keksinnön sovelluksista molekyylibiologian alalla voidaan . . mainita: * > ‘: / DNA INSERTTIEN KLOONAUS: : DNA inserttien kloonauksessa tarvitaan restriktioentsyymejä, (Esim. EcoR I, Hind III, Bam . · * 35 HI, Pst I, Sal I, Bgl II, Κρη I, Xba I, Sac I, Xho I, Hae III, Pvu II, Not I, Sst I, Bgl I), creating * » blunt ends (esim. lämpöstabiilit polymeraasit, Klenow Fragment DNA Polymerase I, Mung Bean nukleaasi), ligaatiot (esim. T4 DNA Ligase, E. coli DNA Ligase, T4 RNA Ligase), 115294 19 fosforylointi (esim. T4 Polynucleotide Kinase), defosforylaatio (esim. CIAP, E. coli Alkaline Phosphatase, T4 Polynucleotide Kinase) ja deleetiot (esim. T4 DNA Polymerase, lämpöstabiilit polymeraasit, Exo III Nuclease, Mung Bean Nuclease) 5 cDNA:n SYNTETISOINTI JA KLOONAUS:: 30 As concrete examples of applications of the invention in the field of molecular biology may be. . mention: *> ': / CLONING OF DNA INSERTS:: restriction enzymes are required for the cloning of DNA inserts, (eg EcoR I, Hind III, Bam. · * 35 HI, Pst I, Sal I, Bgl II, Κρη I, Xba I, Sac I, Xho I, Hae III, Pvu II, Not I, Sst I, Bgl I), creating * »blunt ends (e.g., thermostable polymerases, Klenow Fragment DNA Polymerase I, Mung Bean nuclease), ligations (e.g. T4 DNA Ligase , E. coli DNA Ligase, T4 RNA Ligase), 115294 19 phosphorylation (e.g. T4 Polynucleotide Kinase), dephosphorylation (e.g. CIAP, E. coli Alkaline Phosphatase, T4 Polynucleotide Kinase) and deletions (e.g. T4 DNA Polymerase, thermostable polymers) , Exo III Nuclease, Mung Bean Nuclease) SYNTHESIS AND CLONING OF 5 cDNA:
Reverse Transcriptase, RNase H, DNA polymerase I, T4 DNA polymerase I, E. coli DNA Ligase.Reverse Transcriptase, RNase H, DNA polymerase I, T4 DNA polymerase I, E. coli DNA Ligase.
NUKLEIINIHAPPOJEN LEIMAUS: 10 5' leimaus (esim. T4 Polynucleotide Kinase), 3' addition (esim. T4 RNA Ligase), 3' fill-in (esim. Klenow Fragment DNA Polymerase I, T4 DNA Polymerase), 3' exchange (esim. T4 DNA Polymerase, lämpöstabiilit polymeraasit), nick-translation (esim. E. coli DNA Polymerase I, lämpöstabiilit polymeraasit), replacement synteesi (esim. T4 DNA Polymerase, lämpöstabiilit polymeraasit, Exo III Nuclease), random priming (esim. Klenow 15 Fragment DNA Polymerase I, lämpöstabiilit polymeraasit) ja RNA koettimet (esim. T7 RNA Polymerase, SP6 RNA Polymerase).NUCLEIC ACID LABELING: 10 5 'labeling (e.g. T4 Polynucleotide Kinase), 3' addition (e.g. T4 RNA Ligase), 3 'fill-in (e.g. Klenow Fragment DNA Polymerase I, T4 DNA Polymerase), 3' exchange (e.g. .T4 DNA Polymerase, thermostable polymerases), nick translation (e.g., E. coli DNA Polymerase I, thermostable polymerases), replacement synthesis (e.g., T4 DNA Polymerase, thermostable polymerases, Exo III Nuclease), random priming (e.g., Klenow 15). Fragment DNA Polymerase I, thermostable polymerases) and RNA probes (e.g. T7 RNA Polymerase, SP6 RNA Polymerase).
NUKLEIINIHAPPOJEN SEKVENTOINTI: DNA:n sekventointi (esim. E. coli DNA Polymerase I, Klenow Fragment DNA Polymerase I, 20 lämpöstabiilit polymeraasit) ja RNA:n sekventointi (esim. Reverse Transcriptase, lämpöstabiilit käänteistanskriptaasit).NUCLEIC ACID SEQUENCE: DNA sequencing (e.g., E. coli DNA Polymerase I, Klenow Fragment DNA Polymerase I, thermostable polymerases) and RNA sequencing (eg, Reverse Transcriptase, thermostable reverse transcriptase).
NUKLEIINIHAPPOJEN MUTAGENOINTI: ; ; Oligonucleotide directed (esim. T4 DNA Polymerase, T7 DNA Polymerase, lämpöstabiilit * · · * · 25 polymeraasit) ja Misincorporation (esim. Exo III Nuclease, Klenow Fragment DNA : ’.; Polymerase I, lämpöstabiilit polymeraasit).MUTAGENATION OF NUCLEIC ACIDS:; ; Oligonucleotide directed (e.g. T4 DNA Polymerase, T7 DNA Polymerase, thermostable * · · * · 25 polymerases) and Misincorporation (e.g. Exo III Nuclease, Klenow Fragment DNA: '; Polymerase I, thermostable polymerases).
MAPPING:MAPPING:
Restriction (esim. Exo III Nuclease), Footprinting (esim. Exo III Nuclease) ; 30 ja Transcript (esim. Reverse Transcriptase, Mung Bean Nuclease).Restriction (e.g. Exo III Nuclease), Footprinting (e.g. Exo III Nuclease); 30 and Transcript (e.g., Reverse Transcriptase, Mung Bean Nuclease).
• » » NUKLEIINIHAPPOJEN PUHDISTAMINEN: * » ♦ * *• »» CLEANING NUCLEIC ACIDS: * »♦ * *
Genomisen DNA:n, PCR fragmenttien, DNA/RNA koettimien ja plasmidi DNA:n : Y: eristäminen ja puhdistaminen.Isolation and purification of genomic DNA, PCR fragments, DNA / RNA probes and plasmid DNA: Y.
: \: 35 DNA DIAGNOSTIC TECHNIQUES: 115294 20 DNA Mapping, DNA:n sekvenointi, SNP-analyysit (Single Nucleotide Polymorphism), kromosomianaalyysit, DNA kirjastot, PCR (Polymerase Chain Reaction), Inverse PCR, LCR (Ligase Chain Reaction), NASBA (Nucleic Acid Strand-Based Amplification), Q beta replicase, Ribonudease Protection Assay.: \: 35 DNA DIAGNOSTIC TECHNIQUES: 115294 20 DNA Mapping, DNA Sequencing, SNP (Single Nucleotide Polymorphism), Chromosome Analysis, DNA Libraries, PCR (Polymerase Chain Reaction), Inverse PCR, LCR (Ligase Chain Reaction), NASBA (Nucleic Acid Strand-Based Amplification), Q Beta Replicase, Ribonudease Protection Assay.
5 DNA DIAGNOSTIIKKAA: RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism), AFLP (Amplified Fragment Polymorphism), bakteeri-infektioiden diagnostiikka, bakteerien antibioottiresistenttiys DNA fingerprints, SAGE (Serial Analysis of Gene Expression) ja DNA:n sekvenointi.5 DNA DIAGNOSTICS: RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism), AFLP (Amplified Fragment Polymorphism), Diagnosis of Bacterial Infections, Bacterial Antibiotic Resistance DNA Fingerprints, SAGE (Serial Analysis of Gene Expression) and DNA Sequencing.
1010
Solujen eristämisessä kuvattua menetelmää voidaan käyttää myös laajasti hyväksi. Kiinnostavia soluja ovat muiden muassa kantasolut, B-lymfosyytit, T-lymfosyytit, endoteeliset solut, granylosyytit, Langerhansinsolut, leukosyytit, monosyytit, makrofagit, myeloid cells, NK solut (engl. Natural Killer Cells), retikulosyytit, trophoblasts, syöpäsolut, 15 transfektoidut solut ja hybridoomasolut. Solujen eristämisessä voidaan käyttää yleisesti tunnettuja menetelmiä kuten esimerkiksi suoraa tai käänteistä solujen eristämistapaa. Ensin mainitussa, suorassa eristämistavassa, halutut solut kerätään erilleen näytteestä sitomalla ne mikropartikklein pintaan esimerkiksi spesifisiä vasta-aineita hyväksikäyttämällä. Epäsuorassa menetelmässä haluttuja soluja ei sidota 20 mikropartikkelihin kiinni vaan kaikki muut näytteessä olevat solut. Halutut solut jäävät tässä tapauksessa liuokseen.The method described for isolating cells can also be used extensively. Cells of interest include, for example, stem cells, B-lymphocytes, T-lymphocytes, endothelial cells, granulocytes, Langerhans cells, leukocytes, monocytes, macrophages, myeloid cells, NK cells, reticulocytes, reticulocytes. and hybridoma cells. Well known methods such as direct or reverse cell isolation may be used for cell isolation. In the first, direct isolation mode, the desired cells are harvested separately from the sample by binding to the surface with microparticles, for example, by utilizing specific antibodies. In the indirect method, the desired cells are not bound to 20 microparticles but all other cells in the sample. In this case, the desired cells remain in solution.
« > j · * ·«> J · * ·
Bakteerien, virusten, hiivojen ja monien muiden yksi tai monisoluisten eliöiden * ; eristämiseen, puhdistamiseen ja/tai rikastamiseen keksinnössä kuvattu menetelmä * ! * · # 25 soveltuu hyvin. Erityisen tärkeä sovellusalue on patogeenisten bakteerien, kuten esim.Bacteria, viruses, yeasts and many other single or multicellular organisms *; method for isolation, purification and / or enrichment *! * · # 25 works well. A particularly important field of application is for pathogenic bacteria such as e.g.
> · salmonella, listeria, Campylobacter, E. coli 0157 ja Clostridium, virusten, parasiittien, :: alkueläinten tai muiden pieneliöiden rikastaminen isosta neste-tilavuudesta. Keksinnössä kuvattua laitetta ja menetelmää voidaan hyödyntää myös näillä sovellusalueilla.> · Enrichment of large volumes of salmonella, Listeria, Campylobacter, E. coli 0157 and Clostridium, viruses, parasites, protozoa or other small organisms. The device and method described in the invention can also be utilized in these application areas.
1 · :' ‘ : 30 Biokatalyysillä ymmärretään yleisesti bakteerien, entsyymien tai muiden entsyymejä1 ·: '': 30 Biocatalysis is commonly understood to mean enzymes of bacteria, enzymes or other
> * I> * I
sisältävien komponenttien käyttämistä prosessissa. Entsyymit tai bakteerit voivat olla immobilisoituja sopivaan kiintokantajaan ja käsiteltävä aine saatetaan immobilisoitujen • · \ » komponenttien kanssa yhteyteen esimerkiksi perinteisiä kolonneja käyttämällä. Tämän : keksinnön mukaisesti soluja tai entsyymejä voidaan kiinnittää sopivasti mikropartikkeleihin, : 35 joita sitten käytetään keksinnön mukaisesti suorittamaan erilaisia entsymaattisia reaktioita.containing components in the process. Enzymes or bacteria may be immobilized on a suitable solid support and the material to be treated is contacted with the immobilized components, for example, using conventional columns. According to this invention, the cells or enzymes may conveniently be attached to microparticles, which are then used in accordance with the invention to perform various enzymatic reactions.
115294 21115294 21
Soluorganellien ja erilaisten solufraktioiden eristäminen kuuluu myös keksinnön sovellusalueiden piiriin. Soluorganellit voidaan eristää normaaliin tapaan käyttämällä hyväksi esimerkiksi spesifisiä vasta-aineita tai erilaisia affinitettiligandeja.Isolation of cellular organelles and various cellular fractions is also within the scope of the invention. Cellular organelles can be isolated in the normal manner by utilizing, for example, specific antibodies or various affinity ligands.
5 Nukleiinihappojen puhdistuksessa on hyvin erilaisia tarpeita lähtien aivan pienten DNA (Deoxyribonucleic Acid), RNA (Ribonucleic Acid) tai mRNA (Messenger RNA) määrien puhdistuksesta suuriin monien litrojen käsittelytarpeisiin. Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan sekä suurista että pienistä näytemääristä eristää nukleiinihappo tehokkaasti.5 Purification of nucleic acids has a wide variety of needs, ranging from the purification of very small amounts of DNA (Deoxyribonucleic Acid), RNA (Ribonucleic Acid) or mRNA (Messenger RNA) to the high processing requirements of many liters. The method of the present invention can efficiently isolate nucleic acid from both large and small sample volumes.
1010
Menetelmän avulla voidaan ketjuttaa eristys- ja puhdistustapahtumia erilaisien tarpeiden mukaan. Voidaan esimerkiksi ensin eristää halutut solut näytteestä ja puhdistaa ne.The method can be used to concatenate isolation and cleaning processes according to different needs. For example, one may first isolate the desired cells from the sample and purify them.
Tämän jälkeen soluista voidaan eristää esimerkiksi soluorganellit erilleen. Soluorganellit puhdistetaan ja prosesssi voi jatkua esimerkiksi DNA:n tai proteiinin puhdistamiseen.Thereafter, for example, cellular organelles can be isolated from the cells. The cellular organelles are purified and the process can continue, for example, to purify DNA or protein.
15 Prosessin aikana voidaan vaihdella erilaisilla päällystyksillä ja ominaisuuksilla varustettuja mikropartikkeieita tarpeiden mukaan. Viimeinen vaihe on puhdistetun tuotteen konsentroiminen haluttuun tilavuuteen.15 During the process, microparticles with different coatings and properties can be varied according to the needs. The final step is to concentrate the purified product to the desired volume.
LYHYT SELOSTUS PIIRUSTUKSISTABRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
20 Kuviot 1A-1G esittävät kaaviolllsesti keksinnön mukaisen mikropartikkelien siirtolaitteen ·. magneettiyksikön eri sovellutusmuotoja leikattuna.Figures 1A-1G schematically illustrate a microparticle transfer device · according to the invention. different embodiments of the magnetic unit cut.
Kuviot 2A-2G esittävät kaaviollisesti magneettiyksikön magneettien eri sovellutusmuotoja ja niiden magneettikenttiä.Figures 2A-2G schematically illustrate various embodiments of magnets in a magnetic unit and their magnetic fields.
Kuviot 3A ja 3B esittävät kaaviollisesti magneettiyksikön sovellutusmuotoja sijoitettuna 25 mikropartikkeieita sisältävään liuokseen.Figures 3A and 3B schematically illustrate embodiments of a magnetic unit placed in a solution containing microparticles.
Kuviot 4A-4B vastaavat kuvioita 3A ja 3B ja esittävät magneettiyksikön toisia ...: sovellutusmuotoja liuoksessa.Figures 4A-4B correspond to Figures 3A and 3B and show other ... embodiments of a magnetic unit in solution.
Kuviot 5A-5E esittävät venymättömällä suojakalvolla ja pituussuuntaisesti magnetoidulla magneetilla varustetun magneettiyksikön sovellutusmuotoja liuoksessa.Figures 5A-5E illustrate embodiments of a magnetic unit with a non-stretchable protective film and a longitudinally magnetized magnet in solution.
’: 30 Kuviot 6A-6E esittävät venymättömällä suojakalvolla ja poikittaissuuntaisesti magnetoidulla magneetilla varustetun magneettiyksikön sovellutusmuotoja liuoksessa. Kuviot 7A-7E esittävät venyvällä suojakalvolla ja pituussuuntaisesti magnetoidulla . magneetilla varustetun magneettiyksikön sovellutusmuotoja liuoksessa.Figures 6A-6E illustrate embodiments of a magnetic unit with a non-stretchable protective film and a transverse magnetized magnet in solution. Figures 7A-7E show a stretchable protective film and longitudinally magnetized. embodiments of a magnetic unit with a magnet in solution.
Kuviot 8A-8E esittävät venyvällä suojakalvolla ja poikittaissuuntaisesti magnetoidulla : 35 magneetilla varustetun magneettiyksikön sovellutusmuotoja liuoksessa.Figures 8A-8E show embodiments of a magnetic unit having a stretchable protective film and a transverse magnetized: 35 magnet in solution.
Kuviot 9A-9G esittävät magneettiyksikön käytön vaiheita siirrettäessä mikropartikkeieita astiasta toiseen.Figures 9A-9G show the steps of using a magnetic unit to transfer microparticles from one vessel to another.
115294 22115294 22
Kuvio 10 esittää käsin käytettävää mikropartikkelien siirtolaitetta sivulta päin nähtynä ja leikattuna.Figure 10 is a side view and a sectional view of a hand-operated microparticle transfer device.
Kuvio 11 esittää käsin käytettävää mikropartikkelien monikanavasiirtolaitetta sivulta päin nähtynä ja leikattuna.Figure 11 is a side elevational view and a sectional view of a manually operated microparticle multi-channel transfer device.
5 Kuvio 12 esittää kaaviollisesti siirtolaiteautomaattia.Figure 12 schematically shows a transfer device automaton.
Kuvio 13 esittää vielä erästä magneettiyksikön sovellutusmuotoa sivulta päin nähtynä ja osittain leikattuna.Figure 13 shows a further embodiment of the magnetic unit, seen from the side and partially cut away.
Kuvio 1.4 esittää keksinnön mukaista reaktoriastiaa sivulta päin nähtynä ja leikattuna.Figure 1.4 is a side elevational view and a sectional view of a reactor vessel according to the invention.
Kuvio 15 esittää keksinnön mukaista reaktoriyksikköä sivulta päin nähtynä ja osittain 10 leikattuna.Figure 15 is a side elevational view and partially sectional view of a reactor unit according to the invention.
Kuvio 16 esittää kuvion 15 reaktoriyksikköä vaaka-asennossa.Figure 16 shows the reactor unit of Figure 15 in horizontal position.
Kuvio 17 esittää keksinnön mukaista olosuhdekaappia (engl. environmental cabinet) perspektiivikuvana.Fig. 17 shows a perspective view of an environmental cabinet according to the invention.
Kuvio 18 esittää koeputkea (engl. tube) sivulta päin nähtynä ja leikattuna.Fig. 18 is a side view and sectional view of a tube.
15 Kuvio 19 esittää sivulta päin nähtynä ja leikattuna koeputken yhteydessä olevaa magneettiyksikköä, jonka holkki on ensimmäisessä asennossa.Fig. 19 is a side elevational view and sectional view of a magnetic unit in connection with a test tube having a sleeve in a first position.
Kuvio 20 vastaa kuviota 19 ja esittää tilannetta, jossa magneettiyksikön holkki on toisessa asennossa.Fig. 20 corresponds to Fig. 19 and shows a situation where the sleeve of the magnetic unit is in a second position.
Kuvio 21 vastaa kuviota 19 ja esittää tilannetta, jossa magneettiyksikön holkki on 20 kolmannessa asennossa.Fig. 21 corresponds to Fig. 19 and shows a situation in which the sleeve 20 of the magnetic unit is in the third position.
Kuvio 22 vastaa kuviota 18 ja esittää koeputkea toisessa tilanteessa, f Kuvio 23 esittää toisenlaisella suojakalvolla varustettua magneettiyksikön ’ (*: sovellutusmuotoa sivulta päin nähtynä ja osittain leikattuna.Fig. 22 corresponds to Fig. 18 and shows the test tube in another situation, f Fig. 23 shows a side view and partially cut away of a magnetic unit '(*: embodiment) with a different protective film.
;'; Kuvio 24 vastaa kuviota 23 ja esittää magneettiyksikön toimintaa toisessa vaiheessa.; '; Fig. 24 corresponds to Fig. 23 and illustrates the operation of the magnetic unit in a second step.
;.. : 25 Kuvio 25 vastaa kuviota 23 ja esittää magneettiyksikön toimintaa kolmannessa vaiheessa.Fig. 25 corresponds to Fig. 23 and shows the operation of the magnetic unit in the third step.
> ·> ·
Kuvio 26 vastaa kuviota 23 ja esittää magneettiyksikön toimintaa neljännessä vaiheessa.Figure 26 corresponds to Figure 23 and shows the operation of the magnetic unit in the fourth step.
Kuvio 27 esittää vielä eräällä toisenlaisella suojakalvolla varustettua magneettiyksikön •;; * 30 sovellutusmuotoa sivulta päin nähtynä ja osittain leikattuna.Fig. 27 shows yet another magnetic unit having a protective film; * 30 embodiments seen from the side and partially cut.
• *• *
Kuvio 28 esittää kaaviollisesti sivulta päin nähtynä ja leikattuna useita rinnakkaisia : magneettiyksiköitä, joilla on yhteinen levymäinen suojakalvo, j Kuvio 29 vastaa kuviota 28 ja esittää rinnakkaisia magneettiyksiköitä toisen sovellutusmuodon mukaisena.Fig. 28 is a schematic side elevational view and a sectional view of a plurality of parallel: magnetic units having a common sheet-shaped protective film; Fig. 29 corresponds to Fig. 28 and shows parallel magnetic units according to another embodiment.
• * 35 Kuvio 30 vastaa kuviota 28 ja esittää rinnakkaisia magneettiyksiköitä kolmannen > sovellutusmuodon mukaisena.Fig. 30 corresponds to Fig. 28 and shows parallel magnetic units according to a third embodiment.
115294 23115294 23
Kuvio 31 vastaa kuviota 28 ja esittää rinnakkaisia magneettiyksiköitä neljännen sovellutusmuodon mukaisena.Figure 31 corresponds to Figure 28 and shows parallel magnetic units according to a fourth embodiment.
Kuvio 32 kaaviollisesti päältä päin nähtynä rinnakkaisia magneettiyksiköitä, jotka on sijoitettu ympyrän muotoon.Figure 32 is a schematic top view of parallel magnetic units disposed in a circular shape.
55
PIIRUSTUSTEN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUSDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Kuviossa 1A on esitetty keksinnön mukaisen magneettiyksikön 10 sovellutusmuoto,. johon kuuluu ferromagneettinen putki tai holkki 12, jonka sisällä on tankomainen kestomagneetti 13, jota liikutetaan tangon tai siirtotapin 11 välityksellä. Magneetin 13 ja tangon 11 välistä 10 liittymäkohtaa on merkitty viitenumerolla 14 ja putken 12 päässä olevaa aukkoa viitenumerolla 15. Liikuttamalla tankoa 11 ja sen sisällä olevaa putkea 12 aksiaalisesti toistensa suhteen, tankomaisen magneetin 12 pää työntyy ulos putken 12 pään aukosta 15. Toisin sanoen tankoa 11 ja siihen liitettyä magneettia 13 voidaan liikuttaa putken 12 sisällä, tai putkea 12 voidaan liikuttaa, jolloin tanko 11 ja magneetti 13 pysyvät paikoillaan. 15 Vaihtoehtoisesti myös molemmat osat 12 ja 13 voivat liikkua. Kaikilla näillä vaihtoehtoisilla tavoilla saadaan magneetti 13 työnnetyksi ulos putken 12 päässä olevasta aukosta 15 ja jälleen takaisin putken 12 sisään.Fig. 1A shows an embodiment of the magnetic unit 10 according to the invention. including a ferromagnetic tube or sleeve 12 having a rod-shaped permanent magnet 13 movable through a rod or transfer pin 11. The junction 10 between the magnet 13 and the bar 11 is denoted by reference numeral 14 and the aperture at the end of the tube 12 is denoted by the reference numeral 15. By moving the bar 11 and the inside tube 12 axially with respect to one another and the magnet 13 attached thereto may be moved within the tube 12, or the tube 12 may be moved so that the bar 11 and magnet 13 remain in place. Alternatively, both parts 12 and 13 may also move. In all these alternative ways, the magnet 13 is forced out of the opening 15 at the end of the tube 12 and again in the tube 12.
Kuviossa 1A tangon 11 halkaisija on suurempi kuin magneetin 13 halkaisija. Magneetti 13 20 on liitetty tankoon 11 siten, että magneetin 13 pää on työnnetty tangon 11 päässä olevaan koloon. Kolon ja magneetin 13 välillä on riittävän tiukka sovite, joka pitää magneetin 13 ja tangon liitettynä toisiinsa. Koska ferromagneettisen putken 12 sisähalkaisija on tässä I ratkaisussa suurempi kuin magneetin 13 halkaisija, niin joissakin tapauksissa se saattaa ' ; olla haitallista.In Fig. 1A, the diameter of the rod 11 is larger than the diameter of the magnet 13. The magnet 13 20 is connected to the bar 11 so that the end of the magnet 13 is inserted into the recess at the end of the bar 11. There is a sufficiently tight fit between the cavity and the magnet 13 to hold the magnet 13 and the rod connected. Since the internal diameter of the ferromagnetic tube 12 in this I solution is larger than the diameter of the magnet 13, in some cases it may '; be harmful.
2525
Kuviossa 1B on esitetty magneettiyksikön 10 toinen sovellutusmuoto, jossa magneetin 13 < · ja tangon 11 halkaisijat ovat yhtä suuria. Magneetin 13 ja tangon 11 välisenä liitoselimenä on ohutseinäinen holkki 16, jonka sisään sekä tangon 11 että magneetin 13 päät on työnnetty. Ohutseinäisen hoikin 16 sisähalkaisija on muodostettu sellaiseksi, että hoikin 16 : “ ’ ‘: 30 ja magneetin 13 välinen sovite sekä hoikin 16 ja tangon 11 välinen sovite ovat riittävän ' · tiukat pitämään nämä osat liitettyinä toisiinsa. Koska holkki 16 on ohutseinäinen, niin magneetin 13 halkaisija voi olla lähes yhtä suuri kuin ferromagneettisen putken 12 - i * » , ' sisähalkaisija.Fig. 1B shows another embodiment of the magnetic unit 10, wherein the diameters of the magnet 13 <and the rod 11 are equal. The connecting member between the magnet 13 and the rod 11 is a thin-walled sleeve 16 into which the ends of both the rod 11 and the magnet 13 are inserted. The inner diameter of the thin-walled sleeve 16 is formed such that the fit between the sleeve 16: '': 30 and the magnet 13 and the fit between the sleeve 16 and the bar 11 are tight enough to hold these parts together. Since the sleeve 16 is thin-walled, the diameter of the magnet 13 may be nearly as large as the inside diameter of the ferromagnetic tube 12-1.
: 35 Kuviossa 1C on esitetty magneettiyksikön 10 kolmas sovellutusmuoto, jossa ferromagneettisen putken 12 pään suuaukko 15 on supistettu. Näin saadaan magneetin 13 115294 24 ja putken 12 välys sopivaksi, vaikka putken 16 sisähalkaisija olisikin selvästi suurempi kuin magneetin 13 halkaisija.Fig. 1C shows a third embodiment of the magnetic unit 10, wherein the mouth 15 of the end of the ferromagnetic tube 12 is reduced. In this way, the clearance between the magnet 13 115294 24 and the tube 12 is obtained, even if the inner diameter of the tube 16 is clearly larger than the diameter of the magnet 13.
Kuviossa 1D on esitetty magneettiyksikön 10 neljäs sovellutusmuoto, jossa magneetin 13 5 ja tangon 11 välinen liitos 14 on toteutettu liimalla. Tässä ratkaisussa magneetin 13 ja tangon 11 halkaisijat ovat yhtä suuret, jolloin niiden ja putken 11 sisäpinnan väli voidaan tehdä sopivan pieneksi.Fig. 1D shows a fourth embodiment of the magnetic unit 10, wherein the connection 14 between the magnet 13 5 and the rod 11 is made by glue. In this solution, the diameters of the magnet 13 and the rod 11 are equal, so that the distance between them and the inner surface of the tube 11 can be suitably small.
Kuviossa 1E on esitetty magneettiyksikön 10 viides sovellutusmuoto, jossa magneetin 13 10 ja tangon 11 liittäminen toisiinsa magneetin 13 oman magneettivoiman avulla siten, että magneetti 13 vetää tangon 11 riittävän tiukasti kiinni magneettiin 13. Ratkaisu toimii ainoastaan, jos tanko 11 on ferromagneettista materiaalia. Myös tässä ratkaisussa magneetin 13 ja tangon 11 halkaisijat ovat yhtä suuret.Fig. 1E shows a fifth embodiment of the magnet unit 10, wherein the magnet 13 10 and the rod 11 are joined together by the magnetic force of the magnet 13 such that the magnet 13 pulls the rod 11 sufficiently tight against the magnet 13. The solution only works if the rod 11 is ferromagnetic material. Also in this solution, the diameters of the magnet 13 and the rod 11 are the same.
15 Kuviossa 1F on esitetty magneettiyksikön 10 kuudes sovellutusmuoto, jossa tangon 11 päähän muodostettu uloke, joka on työnnetty magneetin 13 päähän muodostettuun koloon. Liitoskohdassa 14 ulokkeen ja kolon välinen sovite on tehty riittävän tiukaksi pitämään nämä osat liitettyinä toisiinsa.Fig. 1F shows a sixth embodiment of the magnetic unit 10 with a projection formed at the end of the rod 11 which is inserted into the recess formed at the end of the magnet 13. At the junction 14, the fit between the projection and the cavity is made tight enough to hold these parts together.
20 Kuvio 1G on esitetty magneettiyksikön 10 seitsemäs sovellutusmuoto, jossa on kestomagneetin asemesta sähkömagneetti. Tässä ratkaisussa tanko 11 on ferromagneettista materiaalia ja sen toisen pään ympärille on sijoitettu käämi 27, joka t indusoi magneettikentän tankoon 11 silloin, kuin jännitelähde on kytketty käämiin 27. Näin ; ollen tanko 11 toimii sähkömagneettina, jolloin erillistä, siihen liitettävää kestomagneettia ei 25 tarvita.Figure 1G shows a seventh embodiment of a magnetic unit 10 having an electromagnet instead of a permanent magnet. In this solution, the rod 11 is of ferromagnetic material, and a coil 27 is disposed about its other end, which t induces a magnetic field on the rod 11 when the voltage source is connected to the coil 27. Thus; thus, the rod 11 acts as an electromagnet, whereby a separate permanent magnet to be attached thereto is not required.
» . <.: Kuviossa 2A on esitetty magneettiyksikön 10 sovellutusmuoto, jossa magneetin 13 kiinnitystäpä vastaa kuvion 1B ratkaisua eli magneetti 13 on liitetty tankoon 11 hoikin avulla. Kuviossa 1B ei ollut kuitenkaan mainittu mitään magneetin magnetointisuunnasta.». <: Fig. 2A shows an embodiment of the magnetic unit 10, in which the mounting end of the magnet 13 corresponds to the solution of Fig. 1B, i.e. the magnet 13 is connected to the bar 11 by a sleeve. However, no magnetization direction of the magnet was mentioned in Figure 1B.
: 30 Kuvion 2A magneettiyksikössä 10 magneetin 13 magnetointisuunta on magneetin 13 ' t pituusakselin suuntainen.In the magnet unit 10 of Figure 2A, the magnetization direction of the magnet 13 is parallel to the longitudinal axis of the magnet 13 't.
. ’ Kuviossa 2B esitetty magneettiyksikön 10 sovellutusmuoto vastaa kuvion 2A ratkaisua muissa suhteissa, mutta magneetin 13 magnetointisuunta on poikittainen eli kohtisuoraan ; 35 magneetin 13 pituusakselia vastaan. Sekä kuviossa 2A että kuviossa 2B magneetti 13 voidaan kuitenkin liittää tankoon 11 myös millä muulla tavalla tahansa.. The embodiment of the magnetic unit 10 shown in Figure 2B corresponds to the solution of Figure 2A in other respects, but the magnetization direction of the magnet 13 is transverse, i.e. perpendicular; 35 magnets against 13 longitudinal axes. However, in both Fig. 2A and Fig. 2B, the magnet 13 may also be attached to the rod 11 in any other manner.
115294 25115294 25
Kuvioissa 2C-2G on esitetty kaaviollisesti magneettiyksikön 10 magneetin 13 aikaansaama magneettikenttä eri sovellutusmuodoissa.Figures 2C-2G schematically show the magnetic field provided by the magnet 13 of the magnet unit 10 in various embodiments.
Kuviossa 2C on esitetty magneettiyksikön 10 magneetti 13 on magnetoitu 5 pituussuuntaisesti, kuten kuviossa 2A. Kuvion 2C esittämässä tilanteessa magneetin 13 toinen pää on osittain työnnetty putkesta 12 ulos, jolloin sen magneettikenttä 17 ulottuu magneetin 13 kauimmaisesta päästä putken 12 päähän. Suurin magneettivuotiheys tällä ratkaisulla saadaan magneetin 13 vapaan pään ympärillä, jota aluetta on kuviossa 2C merkitty viitenumerolla 18. Kuvatulla ratkaisulla saadaan mikropartikkelit kerääntymään 10 pääosin vain magneetin 13 tähän päähän, jolloin kerättävän partikkelimassan määrä on rajoitettu.Fig. 2C shows the magnet 13 of the magnet unit 10 being magnetized 5 in the longitudinal direction, as in Fig. 2A. 2C, the other end of the magnet 13 is partially pushed out of the tube 12, whereby its magnetic field 17 extends from the distal end of the magnet 13 to the end of the tube 12. The maximum magnetic flux density for this solution is obtained around the free end of the magnet 13, the area of which is indicated by reference numeral 18 in Figure 2C. The described solution causes the microparticles to accumulate substantially at this end of the magnet 13 only, thereby limiting the amount of
Kuviossa 2D on esitetty magneettiyksikön 10 magneetin 13 magneettikenttä silloin, kuin magneetin 13 magnetointiakseli on poikkisuuntainen eli kuvion 2B mukainen. Tässä 15 tapauksessa aikaansaatu magneettikenttä 19 on tasaisesti jakautuneena koko magneetin 13 yli, jolloin mikropartikkelien keräyspinta on suurin mahdollinen.Fig. 2D shows the magnetic field of the magnet 13 of the magnet unit 10 when the magnetisation axis of the magnet 13 is transverse, i.e. according to Fig. 2B. In this case, the resulting magnetic field 19 is uniformly distributed over the entire magnet 13, thereby maximizing the microparticle collection surface.
Mikäli kuitenkin halutaan rajata magneettiyksikön 10 magneetin 13 keräyspintaa, niin magneetti 13 voidaan jättää osittain ferromagneettisen putken 12 sisään. Tällainen tilanne 20 on esitetty kuviossa 2E. Tällöin magneetin 13 keräyspinta 20 on ieman pienempi kuin , ·. kuvion 2D esittämässä tilanteessa.However, if it is desired to delimit the collection surface of the magnet 13 of the magnet unit 10, the magnet 13 may be partially enclosed within the ferromagnetic tube 12. Such a situation 20 is shown in Figure 2E. In this case, the collecting surface 20 of the magnet 13 is less than,. 2D.
» · 1 » « I · ! Kuvioissa 2F ja 2G on esitetty kaaviollisesti poikkileikkaukset kahdesta eri tavalla poikittain ‘ ; magnetoidusta magneettiyksikön 10 magneetista 13. Kuviossa 2F magneetti 13 on jaettu ' !» « · 25 pituusakselin suuntaisella tasolla kahteen osaan. Kuviossa 2G magneetti 13 on jaettu vastaavasti neljään pituussuuntaiseen osaan. Kuvioista 2F ja 2G nähdään, että ...: magneettikentät ovat niissä erilaisia, koska magneettikentät sijoittuvat hieman eri tavoin.»· 1» «I ·! Figures 2F and 2G are schematic cross-sections of two different transverse '; the magnet 13 of the magnetized magnet unit 10. In Figure 2F, the magnet 13 is divided into two parts in a plane parallel to the longitudinal axis'! In Figure 2G, the magnet 13 is divided into four longitudinal portions, respectively. Figures 2F and 2G show that ...: the magnetic fields are different in them because the magnetic fields are positioned slightly differently.
Kuitenkin molemmat ratkaisut ja kaikki niiden variaatiot ovat yhtä käyttökelpoisia.However, both solutions and all their variations are equally applicable.
• 30 Kuvioissa 3A on esitetty magneettiyksikkö 10 mikropartikkeleiden 22 keräämiseksi • <, astiassa 26, kuten koeputkessa olevasta liuoksesta 23. Suojakalvolla 21 suojattu magneetti 13 on kiinnitetty tankoon 11. joka ei ole ferromagneettinen. Kuviossa 3A magneetti 13 on kokonaan nestepinnan 25 alapuolella niin, että magneetin 13 etäisyys : nestepinnasta 25 on h. Kuvion 3A magneetti 13 on magnetoitu magneetin 13 pituusakselin 35 suuntaisesti. Mikropartikkelit 22 kerääntyvät tällöin astiassa 26 olevasta liuoksesta 23 magneetin 13 kummankin navan 24a ja 24b kohdalle suojakalvon 21 ulkopuolelle, sekä aivan suojakalvon 21 kärkiosaan että tangon 11 ja magneetin 13 liitoskohtaan 14. Tämä 115294 26 on normaali tilanne silloin kun magneetti 13 on kokonaan liuoksen 23 nestepinnan 25 alapuolella.3A shows a magnetic unit 10 for collecting microparticles 22 in a container 26, such as a solution 23 in a test tube 23. The magnet 13 protected by the protective film 21 is attached to a bar 11 which is not ferromagnetic. In Figure 3A, the magnet 13 is completely below the liquid surface 25 so that the distance of the magnet 13 from the liquid surface 25 is h. The magnet 13 in Figure 3A is magnetized along the longitudinal axis 35 of the magnet 13. The microparticles 22 then accumulate from the solution 23 in the vessel 26 at each of the poles 24a and 24b of the magnet 13 outside the shield 21, both at the tip of the shield 21 and at the junction 14 of the rod 11 and magnet 13. This 115294 26 is normal 25 below.
Kuviossa 3B on esitetty magneettiyksikön 10 toinen sovellutusmuoto, johon myös kuuluu s suojakalvolla 21 suojattu magneetti 13, joka on kokonaan nestepinnan 25 alapuolella etäisyydellä h nestepinnasta 25. Tämä sovellutusmuoto vastaa kuvion 3A sovellutusmuotoa muissa suhteissa, mutta magneetti 13 on magnetoitu poikittain. Kuviosta 3B nähdään, että mikropartikkelit 22 kerääntyvät nyt suurelle alueelle suojakalvon 21 ulkopuolelle. Edullisinta olisi kuitenkin saada kaikki mikropartikkelit 22 kerätyksi aivan 10 magneettiyksikön 10 kärjen alaosaan. Se on erityisen edullista silloin, kun mikropartikkelit 22 halutaan siirtää pieneen nestetilavuuteen. Kuviossa 3B mikropartikkelit 22 eivät keräänny pienelle alueelle eivätkä erityisesti suojakalvon 21 alaosan tuntumaan. Siksi tämä vaihtoehto ei ole erityisen edullinen silloin, kun halutaan konsentroida mikropartikkeleita 22 pieniin nestetilavuuksiin.Fig. 3B shows another embodiment of the magnetic unit 10, which also includes a magnet 13 protected by a shielding film 21 which is completely below the liquid surface 25 at a distance h from the liquid surface 25. This embodiment corresponds to the embodiment of Fig. 3A in other respects. Figure 3B shows that microparticles 22 now accumulate over a large area outside the protective film 21. However, it would be most advantageous to have all the microparticles 22 collected at the very bottom of the tip of the 10 magnetic units. It is particularly advantageous when the microparticles 22 are to be transferred to a small volume of liquid. In Figure 3B, the microparticles 22 do not accumulate in a small area, and in particular near the lower part of the protective film 21. Therefore, this option is not particularly advantageous when it is desired to concentrate the microparticles 22 into small volumes of liquid.
1515
Kuviossa 4A on esitetty koeputkessa 26 olevaan liuokseen 23 sijoitettu magneettiyksikkö 10 sekä mikropartikkelien 22 kerääntyminen magneettiyksikön 10 suojakalvolla 21 suojattujen magneettien 13 alaosan tuntumaan. Kuviossa 4A magneetti 13 ja molemmat magneettinavat 24a ja 24b ovat kokonaan nestepinnan 25 alapuolella. Mikropartikkelit 20 eivät kuitenkaan keräänny muualle kuin suojakalvon 21 alaosaan, koska magneetin 13 *: ylänapa 24b on onnistuttu oikosulkemaan viemällä ferromagneettinen putki 12 sopivasti • t magneetin 13 päälle. Magneetin 13 ylänavan 24b kohdalla ferromagneettisen putken 12 ulkopuolella ei ole magneettikenttää, minkä vuoksi suojakalvon 21 ulkopuolella ei havaita mikropartikkeleja 22. Kuvatulla magneettiyksiköllä 10 voidaan konsentroida 25 mikropartikkeleita 22 pieniin nestetilavuuksiin vaikka magneetti 13 on kokonaisuudessaan ,,; ’ nestepinnan 25 alapuolella ja se on kiinnitetty ei-ferromagneettiseen tankoon 11.Figure 4A shows the magnetic unit 10 disposed in solution 23 in test tube 26 and the accumulation of microparticles 22 near the lower part of the magnets 13 protected by the protective film 21 of the magnetic unit 10. In Fig. 4A, magnet 13 and both magnetic poles 24a and 24b are completely below the liquid surface 25. However, the microparticles 20 do not accumulate anywhere other than the lower part of the protective film 21, because the magnet 13 *: the upper pole 24b has been successfully short-circuited by conveniently placing the ferromagnetic tube 12 on the magnet 13. At the upper pole 24b of the magnet 13, there is no magnetic field outside the ferromagnetic tube 12, which is why microparticles 22 are not detected outside the shielding film 21. The described magnetic unit 10 can concentrate 25 microparticles 22 into small liquid volumes. 'Below the liquid surface 25 and is fixed to a non-ferromagnetic bar 11.
* ·* ·
i « Ii «I
Kun kuvion 4A esittämässä tilanteessa magneetti 13 siirretään kokonaan ferromagneettien putken 12 sisään, niin magneetin 13 magneettikenttä poistuu lähes kokonaan.When, in the situation shown in Fig. 4A, the magnet 13 is moved completely inside the ferromagnet tube 12, the magnetic field of the magnet 13 is almost completely removed.
* » ♦ 30 Mikropartikkelit 22 voidaan näin vapauttaa suojakalvon 21 pinnalta yksinkertaisesti vain , viemällä magneetti 13 kokonaan ferromagneettisen putken 12 sisälle. Mikropartikkeleita 22 ''. voidaan siirtää astioista 26 toisiin suojakalvon 21 pinnalle sitoutuneena, jolloin magneetti 13 on sopivasti ferromagneettisen putken 12 ulkopuolella.* »♦ 30 The microparticles 22 can thus be released from the surface of the protective film 21 simply by inserting the magnet 13 completely inside the ferromagnetic tube 12. Microparticles 22 ''. can be transferred from vessels 26 to one another bound to the surface of the shielding film 21, whereby the magnet 13 is conveniently located outside the ferromagnetic tube 12.
i 35 Kuviossa 4B on esitetty magneettiyksikkö 10, joka vastaa kuvion 4A sovellutusmuotoa muissa suhteissa, mutta magneetti on magnetoitu poikittain. Kuviossa 4B poikittaissuunnassa magnetoidun magneetin 13 magneettikenttää on pienennetty 115294 27 ferromagneettisen putken 12 avulla. Kuvion 4B esittämässä tilanteessa magneetti 13 on enää hyvin vähän ferromagneettisen putken 12 ulkopuolella. Kuviosta 4B nähdään, että poikittaissuuntaisesti magnetoidulla pitkällä magneetilla 13 ja suojaputkella 12 voidaan yksinkertaisesti konsentroida mikropartikkelit 22 aivan suojakalvon 21 alaosaan. Näin ollen 5 molemmissa kuvioissa 4A ja 4B on esitetty edulliset ja tehokkaat menetelmät ja laitteet mikropartikkeleiden käsittelemiseksi pienissä nestetilavuuksissa.Fig. 4B shows a magnetic unit 10 corresponding to the embodiment of Fig. 4A in other respects but with the magnet magnetized transversely. In Fig. 4B, the magnetic field 13 of the transverse magnetized magnet 13 is reduced by 115294 27 by ferromagnetic tube 12. In the situation shown in Fig. 4B, the magnet 13 is very little outside the ferromagnetic tube 12. Figure 4B shows that the transverse magnetized long magnet 13 and the shield tube 12 can simply concentrate the microparticles 22 to the very bottom of the shielding film 21. Thus, Figures 4A and 4B each show advantageous and effective methods and devices for treating microparticles in small fluid volumes.
Kuvioissa 5A-5E on esitetty vaiheittain mikropartikkelien 22 kerääminen venymättömällä suojakalvolla varustetun magneettiyksikön 10 avulla liuoksesta 23. Magneetti 13 ja 10 ferromagneettinen putki 12 ovat liikutettavissa toistensa suhteen aksiaalisesti ja magneetti 13 on magnetoitu sen pituusakselin suuntaisesti.Figures 5A-5E illustrate a stepwise collection of microparticles 22 from solution 23 by means of a magnetic unit 10 provided with a non-stretchable protective film. The magnet 13 and the ferromagnetic tube 12 are movable axially relative to one another and magnet 13 is magnetized along its longitudinal axis.
Kuvioissa 5A-5E on esitetty myös erilaisia tapoja konsentroida mikropartikkelit ferromagneettisen putken 12 ja magneetin 13 avulla aivan suojakalvon 21 alaosaan ja 15 vapauttaa ne esimerkiksi pieniin nestetilavuuksiin.Figures 5A-5E also show various ways of concentrating microparticles by means of a ferromagnetic tube 12 and a magnet 13 at the very bottom of the protective film 21 and release them, for example, into small volumes of liquid.
Kuviossa 5A on esitetty magneettiyksikkö 10, jonka magneetti 13 on työnnetty ulos ei-ferromagneettisen tangon 11 avulla ferromagneettisesta putkesta 12, jolloin magneetin 13 magneettikenttä on pääasiassa suojakalvon 21 alaosassa. Tällöin myös mikropartikkelit 22 20 keräytyvät suojakalvon 21 alaosaan. Myöskään seuraavissa esimerkeissä magneettia liikuttava tanko 11 ei ole ferromagneettinen.Fig. 5A shows a magnetic unit 10 whose magnet 13 is ejected from the ferromagnetic tube 12 by a non-ferromagnetic rod 11, the magnetic field of the magnet 13 being substantially in the lower part of the protective film 21. In this case, the microparticles 22 20 also accumulate in the lower part of the protective film 21. Also, in the following examples, the magnet moving rod 11 is not ferromagnetic.
Kuviossa 5B on esitetty kuvion 5A magneettiyksikkö 10 siten, että sen magneetti 13 on ! toisessa asennossa. Kuviossa 5B magneetti 13 on siirretty lähes kokonaan 25 ferromagneetttisen putken 12 sisään putken pysyessä paikallaan. Tällöin osa mikropartikkeleista 22 siirtyy liuoksessa 23 suojakalvoa 21 pitkin ylöspäin.Fig. 5B shows the magnet unit 10 of Fig. 5A with its magnet 13! in another position. In Figure 5B, the magnet 13 is moved almost completely into the ferromagnetic tube 12 while the tube remains stationary. In this case, some of the microparticles 22 in solution 23 move upward along the protective film 21.
Kuviossa 5C on esitetty kuvion 5B magneettiyksikkö 10 siten, että sen magneetti 13 on • * t vedetty kokonaan putken 12 sisään, jolloin mikropartikkelit 22 ovat hajaantuneet liuokseen : 30 23. Näin ollen magneettikenttä ei silloin, kun magneettia 13 liikutetaan suojakalvon 21 alaosasta ylöspäin, ole paras mahdollinen keräämään mikropartikkeleita 22 suojakalvon 21 sivuosaan. Se johtuu magneetin 13 magneettikentän ja sen magneettinapojen . sijainnista ja vetovoimasta käytettävän suojakalvon 21 suhteen. Näin ollen tämä vaihtoehto : on mahdollinen, muttei edullisin mikropartikkelien irrottamiseen suojakalvon 21 pinnalta.Fig. 5C shows the magnetic unit 10 of Fig. 5B with its magnet 13 fully retracted into the tube 12, whereby the microparticles 22 are dispersed in solution: 30 23. Thus, when the magnet 13 is moved upwardly from the lower part of the protective film 21, best possible to collect microparticles 22 on the side portion of the protective film 21. It is due to the magnet's 13 magnetic fields and its magnetic poles. position and attraction with respect to the protective film 21 used. Thus, this alternative: is possible, but not the most advantageous, for detaching microparticles from the surface of the protective film 21.
35 Optimoimalla mikropartikkelit 22 ja magneetin 13 liikenopeus ylöspäin voidaan kuitenkin saavuttaa hyvä lopputulos, eli mikropartikkelit jäävät aivan suojakalvon 21 alaosan tuntumaan 28 115294However, by optimizing the microparticles 22 and the upward motion of the magnet 13, a good result can be obtained, i.e. the microparticles remain very close to the lower part of the protective film 21 28 115294
Kuviossa 5D on esitetty vaihtoehtoinen ja tehokas tapa irrottaa mikropartikkeiit 22 hallitusti kuvion 5A magneettiyksikön 10 suojakalvon 21 alaosasta esimerkiksi pieniin tilavuuksiin. Kuviossa 5B esitetyn magneetin 13 ylöspäin tapahtuvan liikkeen asemesta kuviossa 5D 5 liikutetaankin nyt ferromagneettista putkea 12 alaspäin. Kuviosta nähdään, että tällöin mikropartikkeiit 22 eivät siirry suojakalvoa 21 pitkin ylöspäin.Figure 5D shows an alternative and effective way to release microparticles 22 in a controlled manner from the lower portion of the protective film 21 of the magnetic unit 10 of Figure 5A, for example to small volumes. Instead of the upward movement of the magnet 13 shown in Figure 5B, the ferromagnetic tube 12 is now moved downwards in Figure 5D. The figure shows that the microparticles 22 do not move upwardly along the protective film 21.
Kuviossa 5E on esitetty kuvion 5D magneettiyksikkö 10 siten, että ferromagneettinen putki 12 on siirretty kokonaan magneetin 13 päälle. Kuviosta nähdään, että tällöin 10 mikropartikkeiit 22 -jäävät liuoksessa 23 paremmin paikoilleen koeputken 26 alaosaan magneettiyksikön 10 pään läheisyyteen.Fig. 5E shows the magnetic unit 10 of Fig. 5D with the ferromagnetic tube 12 completely transferred to the magnet 13. The figure shows that the microparticles 22 thus remain better in solution 23 in the lower part of the test tube 26 near the end of the magnetic unit 10.
Kumpikaan kuvioissa 5B-5C tai kuvioissa 5d-5E esitetyistä tavoista ei kuitenkaan ole erityisen edullinen erittäin suurten mikropartikkelimassojen keräämiseen ja käsittelyyn.However, neither of the methods shown in Figures 5B-5C or 5d-5E is particularly advantageous for the collection and processing of very large microparticle masses.
1515
Kuvioissa 6A-6E on esitetty vaiheittain mikropartikkelien 22 kerääminen venymättömällä suojakalvolla 21 varustetun magneettiyksikön 10 avulla, jossa magneettia 13 tai ferromagneettista putkea 12 liikutetaan ja kun magneetti 13 on magnetoitu poikittain.Figures 6A-6E show a stepwise collection of microparticles 22 by means of a magnetic unit 10 provided with a non-stretchable protective film 21 in which the magnet 13 or the ferromagnetic tube 12 is moved and when the magnet 13 is transversely magnetized.
20 Kuviossa 6A on esitetty magneettiyksikkö 10, jonka poikittaissuunnassa magnetoitu magneetti 13 on työnnetty ulos ferromagneettisesta putkesta 12, joka peittää ainoastaan pienen osan magneetista 13. Tällöin mikropartikkeiit 22 keräytyvät magneettiyksikön 10 suojakalvon 21 ulkopuolelle.Fig. 6A shows a magnetic unit 10 with a transverse magnetized magnet 13 being ejected from a ferromagnetic tube 12 which covers only a small portion of the magnet 13. Thus, the microparticles 22 accumulate outside the protective film 21 of the magnetic unit 10.
25 Kuviossa 6B on esitetty kuvion 6A magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa magneetti 12 on ·’ siirretty ylöspäin lähes kokonaan ferromagneettisen putken 12 sisään. Tällöin suurin osa suojakalvon 21 alaosassa olleista mikropartikkeleista 22 siirtyy magneetin 13 mukana ylöspäin.Fig. 6B shows the magnetic unit 10 of Fig. 6A in a position where the magnet 12 is moved up almost completely inside the ferromagnetic tube 12. In this case, most of the microparticles 22 at the bottom of the protective film 21 move upward with the magnet 13.
30 Kuviossa 6C on esitetty kuvion 6B magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa magneetti 13 on kokonaan ferromagneettisen putken 12 sisällä. Tällöin mikropartikkeiit 22 vapautuvat ympäröivään liuokseen 23. Näin ollen tämä tapa ei sovi mikropartikkelien 22 konsentroimiseen suojakalvon 21 alaosaan ja siirtämiseen esimerkiksi pieneen nestetilavuuteen.Figure 6C shows the magnetic unit 10 of Figure 6B in a position where the magnet 13 is completely contained within the ferromagnetic tube 12. Thus, the microparticles 22 are released into the surrounding solution 23. Thus, this method is not suitable for concentrating the microparticles 22 to the lower part of the protective film 21 and transferring it, for example, to a small volume of liquid.
,' : 35 115294 29, ': 35 115294 29
Kuviossa 6D on esitetty kuvion 6A magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa ferromagneettista putkea 12 on siirretty alaspäin lähes kokonaan magneetin 13 päälle. Mikropartikkelit 22 liikkuvat samalla putken 12 mukana sopivasti alaspäin.Fig. 6D shows the magnetic unit 10 of Fig. 6A in a position in which the ferromagnetic tube 12 is moved downwardly almost completely over the magnet 13. At the same time, the microparticles 22 suitably move downwardly with the tube 12.
5 Kuviossa 6E on esitetty kuvion 6D magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa ferromagneettinen putki 12 peittää magneetin 13 kokonaan. Kuviosta nähdään, että tällä tavoin mikropartikkelit 22 voidaan tehokkaasti konsentroida magneettiyksikön 10 suojakalvon 21 alaosan tuntumaan. Näin ollen tämä ratkaisu sopii hyvin sekä suurten mikropartikkelimäärien keräämiseen että mikropartikkelien konsentroimiseen pieniin 10 nestetilavuuksiin.Figure 6E shows the magnet unit 10 of Figure 6D in a position where the magnet 13 is completely covered by the ferromagnetic tube 12. The figure shows that in this way the microparticles 22 can be effectively concentrated near the lower part of the protective film 21 of the magnetic unit 10. Thus, this solution is well suited both for collecting large volumes of microparticles and for concentrating microparticles to small volumes of liquid.
Kuvioissa 7A-7E on esitetty vaiheittain mikropartikkelien 22 kerääminen venyvällä suojakalvolla 21 varustetun magneettiyksikön 10 avulla siten, että liikutetaan joko magneettia 13 tai ferromagneettista putkea 12. Magneetti 13 on magnetoitu 15 pituussuuntaisesti.Figures 7A-7E show a stepwise collection of microparticles 22 by means of a magnetic unit 10 provided with a stretchable protective film 21 by moving either the magnet 13 or the ferromagnetic tube 12. The magnet 13 is magnetized 15 in the longitudinal direction.
Kuviossa 7A on esitetty magneettiyksikkö 10, jossa pituussuuntaisesti magnetoitu magneetti 13 on työnnetty ulos ferromagneettisesta putkesta 12 niin, että se samalla venyttää venyvää suojakalvoa 21. Tällöin mikropartikkelit 22 keräytyvät magneetin 13 20 pään läheisyyteen venytetyn suojakalvon 21 alaosaan. Suojakalvon 21 venymisen johdosta suojakalvon 21 paksuus on samalla pienentynyt, jolloin magneettikenttä on > > · samalla kasvanut suojakalvon 21 ohenemisen myötä.Fig. 7A shows a magnetic unit 10 in which the longitudinally magnetized magnet 13 is ejected from the ferromagnetic tube 12 while simultaneously stretching the stretchable protective film 21. The microparticles 22 then accumulate near the end of the magnet 13 at the bottom of the stretched protective film 21. At the same time, due to the stretching of the protective film 21, the thickness of the protective film 21 is reduced, whereby the magnetic field is>> · increased with the thinning of the protective film 21.
! Kuviossa 7B on esitetty kuvion 7A magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa magneettia 13 25 on liikutettu ylöspäin ferromagneettisen putken 12 sisälle. Samanaikaisesti myös venytetty ,,; ‘ suojakalvo 21 palautuu ylöspäin. Tästä seuraa se, että ylöspäin liikkuvan suojakalvon 21 ‘ * · · ’ alaosaan kohdistuu edelleen riittävä magneettikenttä pitämään mikropartikkelit 22 kerääntyneenä suojakalvon 21 päälle.! Fig. 7B shows the magnetic unit 10 of Fig. 7A in a position where the magnet 13 25 is moved upwardly inside the ferromagnetic tube 12. At the same time also stretched ,,; 'The protective film 21 returns upwards. It follows that a sufficient magnetic field is still applied to the lower portion of the upwardly movable protective film 21 to keep the microparticles 22 accumulated on the protective film 21.
...' 30 Kuviossa 7C on esitetty kuvion 7B magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa magneetti 13 on . vedetty kokonaan putken 12 sisälle ja mikropartikkelit 22 ovat vapautuneet magneettikentästä. Tällä tavalla mikropartikkelit 22 voidaan hyvin konsentroida suojakalvon 21 alaosaan ja siirtää edelleen pieneen nestetilavuuteen.Fig. 7C shows the magnetic unit 10 of Fig. 7B in the position where the magnet 13 is. completely drawn inside the tube 12 and the microparticles 22 are released from the magnetic field. In this way, the microparticles 22 can be well concentrated to the lower part of the protective film 21 and further transferred to a small volume of liquid.
· 35 Kuviossa 7D on esitetty kuvion 7A magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa ferromagneettista putkea 12 on liikutettu alaspäin magneetin 13 päälle. Magneetti 13 ei liiku vaan pitää suojakalvon 21 edelleen venytettynä. Magneettikenttä on suojakalvon 115294 30 venytyksestä johtuen erittäin suuri ja mikropartikkelit 22 pysyvät erittäin hyvin kiinni suojakalvossa 21.Fig. 7D shows the magnetic unit 10 of Fig. 7A in a position in which the ferromagnetic tube 12 is moved downwardly over the magnet 13. The magnet 13 does not move but keeps the protective film 21 further stretched. Due to the stretching of the protective film 115294 30, the magnetic field is very large and the microparticles 22 remain very well adhered to the protective film 21.
Kuviossa 7E on esitetty kuvion 7D magneetti yksikkö 10 asennossa, jossa 5 ferromagneettinen putki 12 on siirretty kokonaan magneetin 13 päälle. Tällöin magneettikenttä poistuu ja mikropartikkelit 22 vapautuvat nesteeseen 23. Tämä tapa soveltuu erittäin hyvin konsentroimiseen pieniin nestetilavuuksiin.Fig. 7E shows the magnet unit 10 of Fig. 7D in a position where the ferromagnetic tube 12 is completely moved onto the magnet 13. This removes the magnetic field and releases the microparticles 22 into the liquid 23. This method is very well suited for concentration in small liquid volumes.
Kuvioissa 8A-8E on esitetty vaiheittain mikropartikkelien 22 kerääminen venyvällä 10 suojakalvolla 21 varustetun magneettiyksikön 10 avulla siten, että liikutetaan joko magneettia 13 tai ferromagneettista putkea 12. Magneetti 13 on magnetoitu poikittain.Figures 8A-8E illustrate a stepwise collection of microparticles 22 by means of a magnetic unit 10 provided with a stretchable protective film 21 by moving either a magnet 13 or a ferromagnetic tube 12. The magnet 13 is transversely magnetized.
Kuviossa 8A on esitetty magneettiyksikkö 10, jossa poikittaissuuntaisesti magnetoitu magneetti 13 on työnnetty ulos ferromagneettisesta putkesta 12 niin, että se samalla 15 venyttää venyvää suojakalvoa 21. Tällöin mikropartikkelit 22 keräytyvät magneetilla 13 venytetyn suojakalvon 21 ympärille erittäin suurelle alueelle.Fig. 8A shows a magnetic unit 10 in which the transversely magnetized magnet 13 is ejected from the ferromagnetic tube 12 so that it at the same time stretches the stretchable protective film 21. The microparticles 22 then accumulate over a very large area around the stretched protective film 21 by the magnet 13.
Kuviossa 8B on esitetty on esitetty kuvion 8A magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa magneettia 13 on liikutettu ylöspäin ferromagneettisen putken 12 sisälle. Kun magneettia 20 13 liikutetaan ylöspäin, niin venytetty suojakalvo 21 palautuu samalla alkuperäiseen muotoonsa eli magneetin 13 mukana ylöspäin. Mikropartikkelit 22 liikkuvat mukana ja koko * ·. mikropartikkelimassa voidaan konsentroida pienelle alueelle suojakalvon 21 kärkiosaan.Fig. 8B is a view showing the magnetic unit 10 of Fig. 8A in a position where the magnet 13 is moved upwardly inside the ferromagnetic tube 12. When the magnet 20 13 is moved upwards, the stretched protective film 21 will at the same time return to its original shape, i.e. with the magnet 13 upwards. Microparticles 22 move with and across * ·. the microparticle mass may be concentrated in a small area at the tip portion of the protective film 21.
! Kuviossa 8C on esitetty on esitetty kuvion 8B magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa 25 magneetti 13 on vedetty kokonaan ferromagneettisen putken 12-sisälle.-Tällöin ;' mikropartikkelit 22 vapautuvat magneettikentästä liuokseen 23.! Fig. 8C is a view showing the magnetic unit 10 of Fig. 8B in a position where the magnet 13 is completely retracted inside the ferromagnetic tube 12. the microparticles 22 are released from the magnetic field into the solution 23.
Kuviossa 8D on esitetty kuvion 8A magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa i ferromagneettista putkea 12 on liikutettu alaspäin magneetin 13 päälle. Mikropartikkelit 22 • : 30 voidaan tässä, kuten kuvioissa 8B ja 8C kerätä suuresta näytetilavuudesta ja konsentroida •, pienelle alueelle suojakalvon kärkiosaan.Fig. 8D shows the magnetic unit 10 of Fig. 8A in a position in which the ferromagnetic tube 12 is moved downwardly over the magnet 13. Here, as in Figures 8B and 8C, the microparticles 22 •: 30 can be collected from a large sample volume and concentrated • in a small area at the tip of the protective film.
Kuviossa 8E on esitetty on esitetty kuvion 8D magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa \ ·' ferromagneettinen putki 12 on siirretty kokonaan magneetin 13 päälle. Tällöin ,1 : 35 magneettikenttä poistuu ja mikropartikkelit 22 vapautuvat magneettikentästä liuokseen 23.Fig. 8E is a view showing the magnetic unit 10 of Fig. 8D in a position where the ferromagnetic tube 12 is moved over the magnet 13 completely. In this case, the 1: 35 magnetic field is removed and the microparticles 22 are released from the magnetic field into solution 23.
115294 31115294 31
Kuvioissa 9A-9G on esitetty vaiheittain magneettiyksikön 10 käyttömenetelmä suuren mikropartikkelimassan keräämiseksi suuresta nestetilavuudesta ja mikropartikkeiien konsentroiminen pieneen tilavuuteen.Figures 9A-9G illustrate a stepwise application of a magnetic unit 10 for collecting a large microparticle mass from a high volume of liquid and concentrating the microparticles into a small volume.
5 Kuviossa 9A on esitetty astia 26a, jossa mikropartikkelit 22 ovat nesteessä 23 suuressa tilavuudessa.Figure 9A shows a container 26a in which the microparticles 22 are contained in the liquid 23 in a large volume.
Kuviossa 9B on esitetty keksinnön mukainen magneettiyksikkö 10, joka on sijoitettu kuvion 9A astiaan 26. Magneettiyksikön 10 avulla mikropartikkelit 22 siirretään liuoksesta 23a 10 magneettiyksikön 10 suojakalvon 21 pinnalle. Kuvion 9B magneettiyksikössä 10 on venymättömällä suojakalvolla 21 suojattu magneetti 13, joka on magnetoitu poikittain. Tällaisella magneettiyksiköllä 10 mikropartikkelit 22 saadaan kerätyksi suurelle alueelle suojakalvon 21 pinnalle.Fig. 9B shows a magnetic unit 10 according to the invention, which is disposed in the container 26 of Fig. 9A. The magnetic unit 10 of Fig. 9B has a magnet 13 protected by an unstretchable protective film 21 which is magnetized transversely. With such a magnetic unit 10, the microparticles 22 are collected in a large area on the surface of the protective film 21.
15 Kuviossa 9C on esitetty toinen astia 26b, jossa on pieni tilavuus nestettä 23b. Tähän astiaan 26b siirretään kuvion 9A astiasta 26a magneettiyksiköllä 10 kerätyt mikropartikkelit 22. Kuviossa 9C esitetty astia 26b on mitoiltaan ja nestetilavuudeltaan sopivasti valittu käytettäväksi esitetyn magneettiyksikön 10 kanssa.Figure 9C shows another container 26b having a small volume of liquid 23b. To this vessel 26b, microparticles 22 collected from the vessel 26a of FIG. 9A by the magnetic unit 10 are transferred to the vessel 26b of FIG. 9C, suitably selected for use with the magnetic unit 10 shown.
20 Kuvioissa 9D-9F on esitetty vaiheittain suuresta tilavuudesta kerättyjen mikropartikkeiien 22 vapauttamisprosessi pieneen tilavuuteen.Figures 9D-9F illustrate a step-by-step process of releasing microparticles 22 from a large volume to a small volume.
> · ·, Kuviossa 9D on esitetty astiaan 26b upotettu magneettiyksikkö 10. Tällöin on saavutettu ! se tavoite, jonka mukaan upotettaessa magneettiyksikkö 10 nesteeseen 23b pienen . , 25 nestetilavuuden nestepintaa saadaan sopivasti nostetuksi yli sen rajan, johon ylimmillään ; ’ mikropartikkeleja 22 on kerätty kuvion 9B esittämästä suuresta astiasta 26a.9 · Fig. 9D shows the magnetic unit 10 embedded in the vessel 26b. the object of immersing the magnetic unit 10 in liquid 23b. , The liquid surface of the liquid volume is suitably raised beyond its upper limit; 'Microparticles 22 are collected from the large vessel 26a shown in Fig. 9B.
' · · ·' Menetelmässä käytetään hyväksi sitä, että nesteeseen upotettuna kappale syrjäyttää tilavuutensa verran nestettä. Kun käytetään sopivan mailista ja muotoista astiaa-sekä siihen kooltaan ja muodoltaan sopivaa magneettiyksikköä, niin nesteen pinta astiassa : 30 nousee juuri halutulle korkeudelle. Olennaista tällöin on se, että partikkelit jäävät nestepinnan alapuolelle.'· · ·' The method utilizes the fact that, when immersed in a liquid, the object displaces one volume of liquid. When a suitable mile and shape receptacle is used, as well as a magnetic unit suitable for its size and shape, the liquid surface in the receptacle: 30 rises to the desired height. What is important here is that the particles remain below the surface of the liquid.
Kuviossa 9E on esitetty kuvion 9D magneettiyksikkö 10 tilanteessa, jossa : ferromagneettista putkea 12 liikutetaan alaspäin. Tällöin mikropartikkelit 22 vapautuvat ,' · 35 suojakalvon 21 pinnalta ylhäältä lähtien alaspäin.Fig. 9E shows the magnetic unit 10 of Fig. 9D in a situation where: the ferromagnetic tube 12 is moved downwards. The microparticles 22 are then released, '35 downwards from the surface of the protective film 21.
115294 32115294 32
Kuviossa 9F on esitetty kuvion 9E magneettiyksikkö 10 seuraavassa tilanteessa, jossa ferromagneettinen putki 12 on siirretty kokonaan magneetin 13 päälle ja putken 12 ulkopuolella ei enää ole magneettikenttää pitämään mikropartikkeleita 22 kiinni suojakalvon 21 pinnalla . Mikropartikkelit 22 on nyt kokonaan vapautettu ympäröivään 5 nesteeseen 23b.Fig. 9F shows the magnetic unit 10 of Fig. 9E in the following situation, in which the ferromagnetic tube 12 is moved completely over the magnet 13 and there is no longer a magnetic field outside the tube 12 to hold the microparticles 22 on the surface of the protective film 21. The microparticles 22 are now completely released into surrounding fluid 5b.
Kuviossa 9G on esitetty tilanne, jossa magneettiyksikkö 10 on siirretty pois astiasta 26b, jolloin nestepinta on laskenut takaisin lähtötilanteeseen. Toimenpiteen lopputuloksena suuri mikropartikkelimassa on voitu siirtää tehokkaasti ja yksinkertaisesti pieneen 10 tilavuuteen, kuten on esitetty kuviossa 9G. Tästä voidaan jatkaa konsentrointia edellä esitettyyn tapaan tai edellisissä kuvioissa esitettyjä menetelmiä käyttäen. Mikropartikkelien 22 siirtoja ja konsentrointivaiheita voidaan tehdä sopivasti eri tavoin tarpeen mukaan.Fig. 9G shows a situation in which the magnetic unit 10 has been moved out of the vessel 26b, whereby the liquid surface has lowered back to the initial state. As a result, the high microparticulate mass has been efficiently and simply transferred to a small volume of 10, as shown in Figure 9G. From this, concentration can be continued as described above or using the methods shown in the previous figures. The transfer and concentration steps of the microparticles 22 may be suitably carried out in various ways as required.
Kuviossa 10 on esitetty esimerkki käsin käytettävästä, keksinnön mukaisesta 15 mikropartikkelien siirtolaitteesta 30. Siirtolaitteeseen 30 kuuluu runkoputki 31, sen jatkeena oleva soviteholkki 32 ja keksinnön mukainen magneettiyksikkö 10 siirtolaitteen päässä. Magneettiyksikössä 10 on magneetti 13, tanko tai siirtotappi 11, ferromagneettinen putki 12 ja venyvä tai jäykkä suojakalvo 21 painettuna soviteholkin 32 päälle.Fig. 10 shows an example of a manually operated microparticle transfer device 30 according to the invention. The transfer device 30 comprises a body tube 31, an extending adapter sleeve 32 and a magnetic unit 10 according to the invention at the end of the transfer device. The magnetic unit 10 has a magnet 13, a rod or transfer pin 11, a ferromagnetic tube 12 and a stretchable or rigid protective film 21 printed on the adapter sleeve 32.
20 Magneettiyksikön 10 magneettia 13 liikuttava ei-ferromagneettinen tanko 11 ulottuu siirtolaitteen 30 yläosaan asti, jossa se on liitetty magneetin siirtoluistiin 37. Tätä siirtoluistia 37 liikutetaan käsin magneetinsiirtotapin 38 avulla, joka työntyy runkoputken 31 seinästä ulos pitkänomaisen aukon 39 kautta. Magneetinsiirtotappia 38 voidaan työntää ,,., j ylöspäin ja alaspäin aukossa 39, jolloin siirtoluisti 37 ja sen mukana myös tanko 11 ja . . 25 magneetti 13 liikkuvat ylöspäin ja alaspäin.The non-ferromagnetic rod 11 which moves the magnet 13 of the magnet unit 10 extends up to the top of the transfer device 30 where it is connected to the magnet transfer bar 37. This transfer bar 37 is manually moved by a magnet transfer pin 38 which protrudes out of the wall 31 of the body tube 31. The magnet transfer pin 38 can be pushed up, down and down in the opening 39, whereby the transfer slide 37 and the rod 11 and. . The magnet 13 moves up and down.
• · ‘ Edelleen mikropartikkelien siirtolaitteessa 30 on myös mekanismi ferromagneettisen putken 12 liikuttamiseksi aksiaalisuunnassa .Mekanismiin kuuluu putken siirtoyksikkö 34 ja .: putkensiirtotappi 35, joka myös työntyy runkoputken 31 läpi toisesta pitkänomaisesta * · ,,: 30 aukosta 36. Myös putkensiirtotappia 35 voidaan työntää ylöspäin ja alaspäin aukossa 36, * ·. jolloin putken siirtoyksikkö 34 ja samalla myös ferromagneettinen putki 12 liikkuvat ylöspäin ja alaspäin.Further, the microparticle transfer device 30 also has a mechanism for moving the ferromagnetic tube 12 in the axial direction. The mechanism includes a tube transfer unit 34 and., A tube transfer pin 35, which also protrudes through the body tube 31 from another elongated * ·,: and down in opening 36, * ·. wherein the tube transfer unit 34 and also the ferromagnetic tube 12 move up and down.
Mikropartikkelien siirtolaitetta 30 pidetään kädessä siten, että sormella voidaan helposti : 35 liikuttaa sekä magneetinsiirtotappia 38 että putkensiirtotappia 35.The microparticle transfer device 30 is held in a hand so that the finger can easily: 35 move both the magnet transfer pin 38 and the tube transfer pin 35.
115294 33115294 33
Kuviossa 11 on esitetty eräs esimerkki käsin käytettävästä mikropartikkelien monikanavasiirtolaitteesta 40, jonka magneettiyksikköryhmään 41 kuuluu kahdeksan keksinnön mukaista magneettiyksikköä 10. Magneettiyksikköryhmän 41 magneettiyksiköt 10 sijaitsevat rivissä. Jokaisessa magneettiyksikössä 10 on magneetti 13, siirtotappi 11, 5 ferromagneettinen putki 12 ja suojakalvo 21. Kuvion 11 esittämässä esimerkissä ei ole esitetty mekanismia magneettiyksiköiden 10 ferromagneettisten putkien 12 liikuttamiseksi ylöspäin ja alaspäin, kuten edellisessä esimerkissä. Kuviossa on esitetty esimerkin vuoksi ainoastaan yksinkertainen mekanismi magneettiyksiköiden 10 kaikkien kahdeksan magneetin 13 liikuttamiseksi samanaikaisesti.Fig. 11 illustrates an example of a hand-operated microparticle multi-channel transfer device 40 having a magnetic unit group 41 comprising eight magnetic units 10 according to the invention. Magnetic units 10 of a magnetic unit group 41 are in a row. Each magnet unit 10 has a magnet 13, a transfer pin 11, 5, a ferromagnetic tube 12 and a protective film 21. In the example shown in Fig. 11, no mechanism is shown for moving the ferromagnetic tubes 12 of the magnetic units 10 up and down as in the previous example. By way of example, the figure shows only a simple mechanism for simultaneously moving all eight magnets 13 of the magnetic units 10.
1010
Kuviossa 11 magneettiyksiköiden 10 magneettien 13 mekanismiin kuuluu yhdystanko 43, johon kaikkien magneettien 13 tangot 11 . on liitetty. Monikanavasiirtolaitteen 40 magneetteja 13 liikutetaan alaspäin ja ulos ferromagneettisista putkista 12 painamalla sormella osittain siirtolaitteen ulkopuolella olevasta "liipasimesta" 46, joka on välitangon 45 15 välityksellä liitetty magneettien 13 yhdystankoon 43. Magneetit 13 palautuvat takaisin yläasentoonsa yhdystankoon 43 liitettyjen palautusjousien 44 avulla.In Fig. 11, the mechanism of the magnets 13 of the magnet units 10 includes a connecting rod 43 into which the rods 11 of all the magnets 13. is attached. The magnets 13 of the multichannel transfer device 40 are moved downwardly and out of the ferromagnetic tubes 12 by pressing with a finger a "trigger" 46 outside the transfer device which is connected to the connecting rod 43 of the magnets 13 via the intermediate rod 45 15.
Erään mikropartikkelien monikanavasiirtolaitteen 40 sovellutusmuodon mukaan kaikki magneetit samanaikaisesti, vaan että tarvittaessa voidaan lukita osa magneeteista 13 20 haluttuun asentoon. Lisäksi eri magneettiyksiköissä 10 voi olla mekanismi, jonka avulla myös ferromagneettisia putkia voidaan liikuttaa ylöspäin ja alaspäin.According to one embodiment of the microparticle multi-channel transfer device 40, all the magnets are simultaneously, but that, if necessary, some of the magnets 13 can be locked in the desired position. In addition, the various magnetic units 10 may have a mechanism by which the ferromagnetic tubes can also be moved up and down.
• •. Kuviossa 12 on esitetty mikropartikkelien siirtolaiteautomaatti 50, jossa on keksinnön j mukaisia magneettiyksiköitä rivissä tai kuviossa 12 esitetyn mukaisessa n x m matriisissa 25 51. Magneettiyksiköt 10 ovat kiinni kontrolliyksikössä 52, jossa on tarvittava mekaniikka f magneettien että ferromagneettisten putkien siirtämiseen pystysuunnassa. Kontrolliyksikkö 52 voi sekin liikkua ylöspäin ja alaspäin nuolen 54 suunnassa ja/tai nuolen 53 mukaisesti sivusuunnassa. Magneettiyksiköiden alle tason 57 päälle sijoitetaan näytelevy 55 joko manuaalisesti tai laboratoriorobotin avulla. Näytelevyssä 55 on näytekaivoja joko yhdessä : 30 rivissä tai matriisissa 56 kuten kuviosta 12 nähdään.. Automaattiin 50 kuuluu vielä toinen kontrolliyksikkö 58, joka hoitaa siirtologiikan ja sisältää kaiken tarvittavan elektroniikan automaatin toimilaitteiden ohjaamiseksi ja vuorovaikutuksen hoitamiseksi muiden laboratoriolaitteiden kanssa.• •. Fig. 12 shows a microparticle transfer device 50 having magnetic units according to the invention in a row or n x m matrix 25 51 shown in Fig. 12. Magnetic units 10 are attached to a control unit 52 having the necessary mechanics f for moving magnets and ferromagnetic tubes vertically. The control unit 52 may also move upwards and downwards in the direction of the arrow 54 and / or the direction of arrow 53 according to the lateral direction. Below the magnetic units, a sample plate 55 is placed over the plane 57 either manually or by means of a laboratory robot. The sample plate 55 has sample wells either in one row: 30 in a row or in a matrix 56 as shown in Figure 12. The automaton 50 further comprises a second control unit 58 which manages the transfer logic and contains all the necessary electronics to control the actuators and interact with other laboratory equipment.
| 35 Kuviossa 13 on esitetty eräs keksinnön mukainen magneettiyksikkö 10, jossa on poikittain magnetoitu magneetti 13 ja ferrometalliputki tai holkki 12, joka on aksiaalisuunnassa siirrettävissä magneetin 13 päälle. Magneettia 13 suojaa suojakalvo 21, joka voi olla 115294 34 venyvää tai kovaa materiaalia, edullisimmin muovia tai silikonikumia. Lisäksi magneettiyksikköön 10 kuuluu kilnnityslaippa 33 ja pyöritysakseli 28, jonka avulla magneettiyksikön 10 sisällä olevaa magneettia 13 ja suojakalvoa 21 voidaan pyörittää pituusakseliensa ympäri.| Fig. 13 shows a magnetic unit 10 according to the invention having a transversely magnetized magnet 13 and a ferro-metal tube or sleeve 12 which is axially displaceable on the magnet 13. The magnet 13 is protected by a protective film 21, which may be 115294 34 of a stretchable or hard material, most preferably plastic or silicone rubber. In addition, the magnet unit 10 includes a latching flange 33 and a rotation axis 28, by means of which the magnet 13 and the protective film 21 inside the magnet unit 10 can be rotated about their longitudinal axes.
55
Kuviossa 14 on esitetty keksinnön mukainen reaktoriastia 61, jossa on venttiileillä 63 varustettuja kanavia 62. Reaktoriastiassa 61 on prosessissa tarvittavaa nestettä 23. Reaktoriastia 61 ja kuviossa 13 esitetty magneettiyksikkö 10 muodostavat yhdessä reaktoriyksikön 60, kuten kuviossa 15 on esitetty.Figure 14 illustrates a reactor vessel 61 according to the invention having passageways 62 provided with valves 63. Reactor vessel 61 has a fluid 23 in the process. Reactor vessel 61 and magnetic unit 10 shown in Figure 13 together form reactor unit 60 as shown in Figure 15.
1010
Kuviossa 15 on keksinnön mukainen reaktoriyksikkö 60, jossa olevaan reaktoriastiaan 61 on sijoitettu prosessissa tarvittava liuos 23, jossa on esimerkiksi kasvatusmediumi, näyte, puskuriliuos ja magneettipartikkeleita 22, kuten mikropartikkeleita. Sen jälkeen reaktoriastia 61 on liitetty magneettiyksikön 10 kiinnityslaippaan 33. Reaktoriin 60 voidaan 15 tarpeen mukaan lisätä vielä aineita, kuten sopivia liuoksia ja magneettipartikkeleita tai poistaa nesteitä reaktoriastiaan liitettyjen kanavien 62 kautta, joissa on venttiilit 63.Figure 15 shows a reactor unit 60 according to the invention, in which a reactor vessel 61 is provided with the required solution 23 in the process, such as culture medium, sample, buffer solution and magnetic particles 22 such as microparticles. Thereafter, the reactor vessel 61 is connected to the mounting flange 33 of the magnetic unit 10. Further substances, such as suitable solutions and magnetic particles, may be added to the reactor 60 as required, or liquids removed through channels 62 with valves 63 connected to the reactor vessel.
Kanavat 62 tai vastaavat sisääntulot voivat sijaita reaktioastian sivuilla tai päissä ja niitä voi olla useampia ja eri puolilla reaktoriyksikköä. Kanavien 62 avulla voidaan kontrolloida esimerkiksi reaktioyksikön 60 sisällä olevia kaasuja, pH-arvoa ja suolapitoisuutta.The passages 62 or the corresponding inlets may be located at the sides or ends of the reaction vessel and may be provided in multiple locations throughout the reactor unit. Channels 62 can be used to control, for example, gases, pH and salinity within the reaction unit 60.
20 Sisääntulokanavien 62 kautta voidaan reaktioyksikköön 60 tuoda myös lisää näytettä ja/tai : viedä reaktioyksikön 60 sisällä ollutta näytettä pois. Näissä sisääntuloissa voi olla sopia suodattimia, joilla sisään tuotava kaasu tai liuos voidaan myös pitää steriilinä. Kuviossa 15 \ magneettipartikkeleita 22 on kerääntynyt suojakalvon 21 pinnalle.Through the inlet channels 62, additional sample can also be introduced into the reaction unit 60 and / or: the sample inside the reaction unit 60 can be removed. These inlets may have suitable filters, whereby the gas or solution to be introduced can also be kept sterile. In Fig. 15, magnetic particles 22 have accumulated on the surface of the protective film 21.
25 Kuviossa 16 on esitetty kuvion 15 reaktoriyksikkö 60 vaaka-asennossa. Jos reaktoriyksikköä 60 pidetään kyljellään tässä asennossa ja magneettiyksikön 10 magneettia 13 ja suojakalvoa 21 pyöritetään suhteessa magneettiyksikön 10 suojakuoreen, niin reaktoriyksikön 60 sisällä olevalle nesteelle 23 aikaansaadaan tehokas • ’ sekoitus. Tällöin myös magneettipartikkelit sekoittuvat nesteeseen. Reaktoriyksikön 60 30 sisällä olevan nestepinnan 25 korkeutta voidaan säätää ja optimoida käytettävän sovelluksen mukaan.Fig. 16 is a horizontal view of the reactor unit 60 of Fig. 15. If the reactor unit 60 is kept on its side in this position and the magnet 13 of the magnet unit 10 and the shielding film 21 are rotated relative to the sheath of the magnetic unit 10, an effective mixing of the fluid 23 inside the reactor unit 60 is achieved. The magnetic particles are also mixed with the liquid. The height of the liquid surface 25 inside the reactor unit 60 30 can be adjusted and optimized according to the application used.
Reaktoriyksikössä 60 olevan nesteen 23 sekoituksen tehostamiseksi magneetin 13 suojakalvo 21 voidaan varustaa sopivilla siivekkeillä. Suojakalvon 21 ja siivekkeiden : 35 pyöriessä reaktoriastiassa 61 oleva neste 23 saadaan liikkumaan ja sekoittumaan tehokkaasti. Siivekkeiden asemesta suojakalvon 21 pintaan voidaan myös muotoilla eri 1 15294 35 tavoin. Suojakalvossa 21 voi olla myös sopiva muotoilu sen kärkiosassa 64, joka tällöin kannattaa magneettiyksikköä sen ollessa vaakasuunnassa kyljellään.In order to enhance the mixing of the liquid 23 in the reactor unit 60, the protective film 21 of the magnet 13 may be provided with suitable flaps. As the shielding film 21 and the blades 35 rotate, the liquid 23 in the reactor vessel 61 is effectively agitated and agitated. Instead of the flaps, the surface of the protective film 21 may also be shaped in various ways. The shielding film 21 may also have a suitable design at its tip portion 64, which then supports the magnetic unit when positioned horizontally on its side.
Käytettävässä prosessissa magneettipartikkelit voivat olla valmiiksi kiinni magneetin 13 5 suojakalvossa 21 tai ne voidaan sopivasti prosessin aikana kiinnittää siihen.In the process used, the magnetic particles may be pre-bonded to the protective film 21 of the magnet 13 5 or may be conveniently attached thereto during the process.
Magneettipartikkelien keräys ja irrotus suojakalvolta 21 toteutetaan keksinnön mukaan ferromagneettisen hoikin 12 avulla, jota siirretään pituussuunnassa magneetin 13 päälle tai pois päältä. Esitetyssä sovellutusmuodossa käytettävä magneetti 13 on poikittaissuuntaisesti magnetoitu magneetti. Tällöin olennaista on se, että 10 magneettipartikkelit voidaan kerätä reaktioyksikössä 60 suurelle pinnalle suojakalvon 21 ympärille.The collection and removal of the magnetic particles from the protective film 21 is carried out according to the invention by means of a ferromagnetic sleeve 12 which is longitudinally moved on or off the magnet 13. The magnet 13 used in the embodiment shown is a transverse magnetized magnet. Here, it is essential that the magnetic particles 10 can be collected in the reaction unit 60 on a large surface around the protective film 21.
Magneettipartikkelien ollessa kiinni suojakalvossa 21 on välineessä erittäin paljon aktiivista pintaa esimerkiksi proteiinien, solujen, DNA:n tai bakteerien keräämiseksi reaktioastiassa 15 61 olevasta liuoksesta 23. Sekoittamalla liuosta saadaan käsiteltävä liuos kulkemaan suojakalvossa 21 kiinni olevien magneettiartikkelien lomitse siten, että halutut komponentit tarttuvat magneettipartikkeleihin. Reaktioyksikössä 60 on myös mahdollista välillä vapauttaa magneettipartikkelit liuokseen keksinnössä kuvatulla tavalla ja poimia magneettipartikkelit jälleen liuoksesta suojakalvon 21 pinnalle.When magnetic particles are adhered to protective film 21, the device has a very active surface for collecting proteins, cells, DNA or bacteria from solution 23 in reaction vessel 15 61. By stirring the solution, the solution to be treated passes through magnetic articles adhered to protective film 21. It is also possible for the reaction unit 60 to occasionally release the magnetic particles into the solution as described in the invention and pick up the magnetic particles again from the solution on the surface of the protective film 21.
2020
Kuvio 17 esittää keksinnön mukaista olosuhdekaappia 70, johon voidaan sijoittaa useita • · ; : reaktioyksiköitä 60 samanaikaisesti. Olosuhdekaappiin 70 liitetyn moottorin 71 ja \i käyttölaitteen 72 avulla voidaan samanaikaisesti pyörittää useiden reaktioyksiköiden 60 ; :': sisällä olevia magneetteja 13 ja suojakalvoja 21. Olosuhdekaapissa 70 voidaan säädellä ; 1 · · 25 muun muassa sen lämpötilaa, magneettien ja niiden suojakalvojen pyöritysnopeutta, : . kaasujen vaihtoa reaktoriyksiköiden sisällä, näytteenottoa reaktoriyksiköistä sekä näytteen , · · ·. tai liuosten lisäyksiä reaktoriyksikköihin.Fig. 17 shows a condition cabinet 70 according to the invention in which a plurality of · ·; : 60 reaction units simultaneously. By means of the motor 71 and the actuator 72 connected to the condition cabinet 70, several reaction units 60 can be simultaneously operated; : ': the magnets 13 and the protective films 21 inside the condition cabinet 70 are adjustable; 1 · · 25, including its temperature, rotation speed of magnets and their protective films,. exchange of gases inside the reactor units, sampling of the reactor units and sampling,. or addition of solutions to reactor units.
» · * · i , Tällainen ratkaisu on erityisen hyödyllinen mikrobiologisessa laaduntarkkailussa, jolloin t > » ;; 30 reaktioyksiköissä 60 voidaan kasvattaa esimerkiksi patogeenisiä bakteereja. Sopivan ajan ;1 ‘ kuluttua reaktoriyksiköt 60 otetaan pois olosuhdekaapista 70. Tällöin magneettipartikkelit : ovat magneettiyksikössä 10 kerättynä suojakalvon 21 pinnalle. Reaktorin 60 • magneettiyksikkö 10 irrotetaan reaktioastiasta 61, jonka jälkeen magneettipartikkelit voidaan esimerkiksi pestä ja konsentroida erillisissä astioissa. Irrotettuun reaktioastiaan 61 35 jää kaikki muu paitsi magneettipartikkelit. Laitteistolla voidaan käsitellä erittäin suuria : nestetilavuuksia.»· * · I, Such a solution is particularly useful in microbiological quality control, where t>» ;; For example, pathogenic bacteria can be grown in reaction units 60. After a suitable time; 1 ', the reactor units 60 are removed from the ambient cabinet 70. Then, the magnetic particles: are contained in the magnetic unit 10, collected on the surface of the protective film 21. The magnetic unit 10 of the reactor 60 is removed from the reaction vessel 61, after which the magnetic particles can, for example, be washed and concentrated in separate vessels. In the detached reaction vessel 61 35 all but the magnetic particles remain. The equipment can handle very large volumes of liquid.
115294 36115294 36
Kuviossa 18 on esitetty koeputki 26 (engl. tube), jossa on sopivaa nestettä 23, kuten pesunestettä. Reaktorista 60 irrotettu magneettiyksikkö 10 viedään koeputkeen 26 kuvion 19 esittämällä tavalla. Magneettipartikkelit 22 ovat tällöin vielä kerääntyneinä suojakalvon 21 pinnalle. Tässä tilanteessa liuoksen 23 nestepinnan 25 on oltava suojakalvon 21 5 pinnalla olevien magneettipartikkelien 22 sitoutumisalueen yläpuolella niin, että magneettipartikkelit 22 ovat nestepinnan 25 alapuolella.Figure 18 shows a tube 26 with a suitable liquid 23, such as a washing liquid. The magnetic unit 10 removed from the reactor 60 is introduced into the test tube 26 as shown in Figure 19. The magnetic particles 22 are then still deposited on the surface of the protective film 21. In this situation, the liquid surface 25 of solution 23 must be above the binding region of the magnetic particles 22 on the surface of the protective film 215 so that the magnetic particles 22 are below the liquid surface 25.
Kuviossa 20 on esitetty tilanne, jossa magneettiyksikön 10 ferromagneettista hoikkia 12 liikutetaan kuviossa alaspäin. Kuviosta 20 nähdään, että ferromagneettinen holkki 12 on jo 10 osittain magneetin 13 päällä. Ferromagneettisen hoikin 12 siirtyminen magneetin 13 päälle aikaansaa magneettikentän poistumisen siltä kohdalta, jolloin osa magneettipartikkeleista 22a vapautuu suojakalvon 21 pinnalta ylhäältä lähtien. Siinä kohdassa, jossa ferromagneettinen holkki 12 ei vielä ole magneetin 13 päällä magneettikenttä pitää toista osaa magneettipartikkeleita 22b edelleen kiinni suojakalvon 21 pinnalla.Fig. 20 shows a situation in which the ferromagnetic sleeve 12 of the magnetic unit 10 is moved downwards in the figure. Figure 20 shows that the ferromagnetic sleeve 12 is already partially over the magnet 13. Moving the ferromagnetic sleeve 12 over the magnet 13 causes the magnetic field to be removed at the point whereby some of the magnetic particles 22a are released from the surface of the protective film 21 from above. At the point where the ferromagnetic sleeve 12 is not yet on the magnet 13, a second portion of the magnetic particles 22b is still held by the magnetic field on the surface of the protective film 21.
1515
Kuviossa 21 ferromagneettinen holkki 12 on siirtynyt jo kokonaan magneetin 13 päälle. Tällöin ferromagneettinen holkki 12 on aikaansaanut magneettikentän poistumisen kokonaan, jolloin kaikki magneettipartikkelit 22 ovat vapautuneet suojakalvon 21 pinnalta liuokseen 23.In Fig. 21, the ferromagnetic sleeve 12 has already moved completely over the magnet 13. In this case, the ferromagnetic sleeve 12 has caused the magnetic field to disappear completely, whereby all the magnetic particles 22 have been released from the surface of the protective film 21 into the solution 23.
20 : Kuviossa 22 magneettiyksikkö 10 on poistettu koeputkesta 26, jolloin magneettipartikkelit 22 ja niihin sitoutuneet komponentit, kuten esimerkiksi bakteerit on saatu konsentroitua reaktioyksikön 60 ulkopuoliseen koeputkeen 26. Samaa magneettiyksikköä 10 käyttäen voidaan nyt jatkaa näytteen prosessointia pienemmissä tilavuuksissa siten, että 25 ferromagneettisella hoikilla 12 rajoitetaan magneettipartikkelien 22 sitomisalue aivan suojakalvon 21 kärkiosaan. Koeputkesta 26 voidaan kerätä magneettipartikkelit 22 ’ seuraaviin koeputkiin ja esimerkiksi pestä niitä tarvittava määrä. 1 ‘ On myös mahdollista eristää reaktioyksiköstä 60 kerättyjen bakteerien DNA, RNA, proteiini 30 tai pinta-antigeeni niille erikseen tarkoitetuilla reagensseilla. Bakteerit on yleensä : hajotettava erilaisilla laitteilla ja/tai reagensseilla ennen jatkoanalyysejä. Hajotuksen : jälkeen voidaan lisätä seuraavat, sitomisominaisuuksiltaan erilaiset, magneettipartikkelit edellä aikaansaatuun bakteerilysaattiin. Uuden ominaisuuden sisältävien magneettipartikkelien avulla kerätään esimerkiksi haluttu bakteerin proteiini, antigeeni, 35 DNA , rRNA, RNA tai mRNA bakteerilysaatista. Reaktoriyksikössä 60 bakteerien keräykseen tarkoitetut magneettipartikkelit 22 on voitu poistaa ennen kuin uusia ominaisuuksia sisältäviä magneettipartikkeleita on otettu käyttöön prosessissa.20: In Figure 22, magnetic unit 10 has been removed from test tube 26, whereby magnetic particles 22 and associated components such as bacteria have been concentrated in test tube 26 outside reaction unit 60. Using the same magnetic unit 10, processing of the sample in smaller volumes a bonding region of the magnetic particles 22 directly to the tip portion of the protective film 21. From test tube 26, magnetic particles 22 'can be collected in subsequent test tubes and, for example, washed as required. It is also possible to isolate the DNA, RNA, protein 30 or surface antigen of the bacteria collected from the reaction unit 60 with the reagents specifically intended for them. Bacteria must generally be: disintegrated by various devices and / or reagents prior to further analysis. After digestion, the following magnetic particles of different binding properties can be added to the bacterial lysate obtained above. For example, magnetic particles containing the novel property are used to collect the desired bacterial protein, antigen, DNA, rRNA, RNA or mRNA from bacterial lysate. In the reactor unit 60, the magnetic particles 22 for collecting bacteria may have been removed before the magnetic particles having novel properties have been introduced into the process.
115294 37115294 37
Keksinnössä kuvattua menetelmää käyttäen voidaan edellä mainittuja komponentteja eristää, pestä ja vapauttaa varsinaista analyysia varten. Analyysimetodeina voi olla esimerkiksi PCR-amplifikaatio tai ELISA-määritys. Kuvatun kaltaisessa reaktoriastiassa 61 5 voidaan kasvattaa sekä aerobisia että anaerobisia mikro-organismeja.Using the method described in the invention, the above components may be isolated, washed and released for actual analysis. The assay methods may be, for example, PCR amplification or ELISA assay. In a reactor vessel as described, both aerobic and anaerobic microorganisms can be grown.
Kuviossa 23 on esitetty magneettiyksikkö 10, johon kuuluu poikkisuuntaisesti magnetoitu magneetti 13, ferromagneettinen holkki 12 ja jonka suojakalvo 21, jonka ulkopinnassa on harjanteita 29. Harjanteiden 29 väliin jää syvennyksiä, joihin mikropartikkelit 22 10 kerääntyvät, ja joiden avulla saadaan varmistettua sekä suuren mikropartikkelimäärän luotettava kerääminen isolle pinnalle että niiden siirtäminen astiasta toiseen.Fig. 23 shows a magnetic unit 10 comprising a transverse magnetized magnet 13, a ferromagnetic sleeve 12 and a protective film 21 having ridges 29 on the outer surface thereof, depressions between which the microparticles 22 10 accumulate and ensure reliable collection of a large number of microparticles on a large surface to move them from one container to another.
Kuviossa 24 on esitetty kuvion 23 magneettiyksikkö 10 asennossa, jossa magneetti 13 on työnnetty kokonaan ulos ferromagneettisesta hoikista 12. Tällöin poikittain magnetoitu 15 magneetti 13 kerää mikropartikkeleita 22 suojakalvolle 21 koko magneetin pituudelta. Magneettia 13 ulos työnnettäessä suojakalvo 21 venyy samalla niin, että harjanteiden 29 väliin muodostuu suuret syvennykset tai taskut. Mikropartikkelit 22 jäävät näihin taskuihin niin, että ne on helppo pitää paikoillaan magneettiyksikköä 10 nostettaessa. Magneettiyksikön 10 liikkeen aiheuttamat nestevirtaukset ja pinnan läpäisyn aiheuttama 20 nestejännityksen häiritsevä vaikutus eivät irrota mikropartikkeleita 22 taskuista.Fig. 24 shows the magnetic unit 10 of Fig. 23 in a position where the magnet 13 is completely pushed out of the ferromagnetic sleeve 12. In this case, the transversely magnetized magnet 13 collects microparticles 22 on the protective film 21 over the entire length of the magnet. As the magnet 13 is ejected, the protective film 21 is at the same time stretched so that large recesses or pockets are formed between the ridges 29. The microparticles 22 remain in these pockets so that they can be easily held in place when the magnetic unit 10 is lifted. The fluid flows caused by the motion of the magnetic unit 10 and the disruptive effect of the fluid tension 20 caused by the permeation of the surface do not release the microparticles from the pockets 22.
,· ’ Kuviossa 25 on esitetty tilanne, jossa magneetti 13 on työntyneenä kokonaan ulos ‘t ferromagneettisesta hoikista 12 ja samalla myös ferromagneettinen holkki 12 työnnetään > · ' ; kokonaan ulos. Tällöin magneetin 13 päälle työnnetty ferromagneettinen holkki 12 kumoaa 25 magneetin 13 magneettivoiman ja mikropartikkelit 22 irtoavat suojakalvosta ja siirtyvät I · takaisin nesteeseen.Fig. 25 illustrates a situation in which the magnet 13 is completely protruded from the ferromagnetic sleeve 12 and the ferromagnetic sleeve 12 is also pushed>; completely out. In this case, the ferromagnetic sleeve 12 inserted on the magnet 13 cancels the magnetic force of the magnet 13 and the microparticles 22 release from the protective film and transfer back to the liquid.
Kuviossa 26 on taas esitetty tilanne, jossa vain ferromagneettinen holkki 12 on työntyneenä kokonaan ulos. Tällöinkään ei magneetilla 13 ole magneettivoimaa, joten ': 30 mikropartikkelit 22 eivät keräänny suojakalvon 21 pinnalle. Tätä kuvion 26 esittämää • · a vaihetta voidaan sen sijaan käyttää vuorotellen kuvion 23 vaiheen kanssa, jolloin nesteeseen aikaansaadaan tehokkaasti sekoittava pumppausvaikutus. Luonnollisesti myös kuvioiden 24 ja 25 vaiheita voidaan käyttää vuorotellen eli magneetin 13 ollessa , i työntyneenä kokonaan ulos liikutetaan vain ferromagneettista hoikkia 12 edestakaisin.Fig. 26 again shows a situation in which only the ferromagnetic sleeve 12 is fully extended. Again, the magnet 13 has no magnetic force, so that microparticles 22: 30 do not accumulate on the surface of the protective film 21. Instead, this step of Fig. 26 can be used alternately with that of Fig. 23 to provide an effective mixing pumping effect in the liquid. Of course, the phases of Figures 24 and 25 can also be used alternately, i.e., with the magnet 13 fully extended, only the ferromagnetic sleeve 12 is moved back and forth.
.: 35 Myös näin saadaan sekoittava pumppausvaikutus nesteeseen..: 35 This also gives the mixing pumping effect in the liquid.
38 11529438 115294
Kuviossa 27 on esitetty magneettiyksikkö 10, jossa on pitkittäin magnetoitu magneetti 13, ferromagneettinen holkki 12 ja suojakalvo 21, jonka päässä on tasku 42 mikropartikkeleita 22 varten. Tällaisella rakenteella saadaan myös kerättyä suuri määrä mikropartikkeleita 22, jotka eivät helposti irtoa suojakalvon 21 pinnasta siirron aikana.Fig. 27 shows a magnetic unit 10 having a longitudinally magnetized magnet 13, a ferromagnetic sleeve 12 and a protective film 21 with a pocket 42 at its end for microparticles 22. Such a structure also allows a large number of microparticles to be collected, which do not readily detach from the surface of the protective film 21 during transfer.
55
Kuviossa 28 on esitetty useita rinnakkaisia magneettiyksiköitä 10, joilla on yhteinen levymäinen suojakalvo 21. Suojakalvo 21 on venyvää materiaalia, jolloin samaa kalvoa voidaan käyttää yhteisenä viereisten magneettiyksiköitä 10 varten. Kalvo otetaan edullisimmin rullata, jolloin se on myös helposti vaihdettavissa.Figure 28 illustrates a plurality of parallel magnetic units 10 having a common sheet-shaped protective film 21. The protective film 21 is a stretchable material, whereby the same film may be used jointly for adjacent magnetic units 10. The film is preferably rolled, so that it is also easily replaceable.
1010
Kuviossa 29 on esitetty kaksi rinnakkaista magneettiyksikköä 10a ja 10b, joilla on yhteinen suojakalvo 21. Kuvion 29 esimerkkilaitteessa magneettiyksiköiden 10a ja 10b toiminta on eri vaiheissa. Molempien magneettiyksiköiden 10a ja 10b ferrometalliholkit 12a ja 12b ovat painuneina suojakalvoa 21 vasten siten, että suojakalvo 21 painuu mikrolevyn kaivojen 15 reunoja vasten sulkien ja tiivistäen kaivot kalvolla. Magneettiyksikön 10b magneetti on lisäksi työnnetty alaspäin kohti mikrolevyn kaivoa niin, että suojakalvo 21 ja sen sisällä oleva magneetin 13b pää ovat nesteessä 23. Tällöin nesteessä 23 olevat mikropartikkelit 22 kerääntyvät poikittain magnetoidun magneetin 13b päähän suojakalvon 21 pinnalle.Figure 29 shows two parallel magnetic units 10a and 10b having a common protective film 21. In the exemplary apparatus of Figure 29, the operation of the magnetic units 10a and 10b is in different stages. The ferro-metal sleeves 12a and 12b of both magnetic units 10a and 10b are pressed against the protective film 21 such that the protective film 21 is pressed against the edges of the wells 15 of the microplate, sealing and sealing the wells with the film. Further, the magnet of the magnetic unit 10b is pushed down toward the microplate membrane so that the shielding film 21 and the end of the magnet 13b contained therein are contained in the liquid 23. Thus, the microparticles 22 in the liquid 23 accumulate transversely at the end of the
20 Kuviossa 30 on esitetty sovellutusmuoto, jossa magneettiyksiköillä 10a ja 10b ei ole erillisiä ferrometalliholkkeja. Ne on korvattu ferrometallilevyllä 12, joka on muotoiltu siten, että mikrolevyn kaivojen kohdalla siinä on alaspäin suunnatut ulokkeet. Magneetit 13a ja *, 13b on sijoitettu ferrometallilevyn 12 ulokkeiden kohdalla oleviin aukkoihin. Kuviossa 30 ! magneettiyksiköiden 10a ja 10b magneetit 13a ja 13b ovat samalla tavoin eri vaiheissa . , 25 kuin kuviossa 29.Figure 30 shows an embodiment in which the magnetic units 10a and 10b do not have separate ferro-metal bushings. They are replaced by a ferro-metal plate 12 which is shaped so that the wells of the micro-plate have downwardly directed projections. The magnets 13a and *, 13b are located in the openings at the projections of the ferro-metal plate 12. In Figure 30! the magnets 13a and 13b of the magnetic units 10a and 10b are similarly in different phases. , 25 as in Figure 29.
» * ' · · · * Kuviossa 31 on esitetty sovellutusmuoto, jossa magneettiyksiköillä 10a ja 10b on myös yhteinen holkit korvaava ferrometallilevy 12, joka tässä tapauksessa on suora levy.Fig. 31 shows an embodiment in which the magnetic units 10a and 10b also have a common ferro-metal plate 12 replacing the sleeves, which in this case is a straight plate.
• ' Magneetit 13a ja 13b on sijoitettu ferrometallilevyn 12 aukkoihin. Tässäkin kuviossa : 30 magneettiyksiköiden 10a ja 10b magneetit 13a ja 13b ovat eri vaiheissa. Kuvion 29 , ratkaisusta poiketen suojakalvo 21 on painettu mikrolevyn kaivojen reunoja vasten * ‘. magneettien 13a ja 13b avulla eikä ferrometalliholkkien avulla.The magnets 13a and 13b are disposed in the openings in the ferrous metal plate 12. Also in this figure: The magnets 13a and 13b of the magnetic units 10a and 10b are in different phases. 29, unlike the solution, the protective film 21 is printed against the edges * 'of the wells of the microplate. by means of magnets 13a and 13b and not by ferro-metal bushings.
< ·<·
Magneettiyksikön 10a magneetti 13a on tiivistysasennossa kun taas toisen . · magneettiyksikön 10b magneetti 13b on mikropartikkelien 22 keräysasennossa.The magnet 13a of the magnetic unit 10a is in the sealing position while the other 13 is in the sealing position. The magnet 13b of the magnetic unit 10b is in the collecting position of the microparticles 22.
Kuviossa 32 on esitetty monikanavasiirtolaite 40, jossa magneettiyksiköt 10 on sijoitettu ympyrän muotoon. Tällainen laite on edullinen silloin kun mikropartikkeleita on kerättävä . : 35 115294 39 suuresta tilavuudesta. Magneettiyksiköillä 10 voi olla jokaisella erillinen suojakalvo, mutta toisen sovellutusmuodon mukaan kaikkien magneettiyksiköiden 10 kohdalla on yksi yhteinen suojakalvo.Figure 32 shows a multi-channel transfer device 40 in which the magnetic units 10 are arranged in a circular shape. Such a device is advantageous when microparticles have to be collected. : 35 115294 for 39 large volumes. The magnetic units 10 may each have a separate protective film, but according to another embodiment, each magnetic unit 10 has one common protective film.
5 Yllä mainitut keksinnön suoritusmuodot ovat vain esimerkkejä keksinnön mukaisen idean toteuttamisesta. Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset suoritusmuodot voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.The above embodiments of the invention are only examples of the implementation of an idea according to the invention. It will be apparent to one skilled in the art that various embodiments of the invention may vary within the scope of the following claims.
* * ♦ :· » · * · f · » » I * » 5 · ' * » » #* * ♦: · »· * · f ·» »I *» 5 · '* »» #
» I»I
» : t 115294 40»: T 115294 40
VIITENUMEROLUETTELOLIST OF REFERENCE NUMBERS
10 magneettiyksikkö 11 tanko 5 12 ferromagneettinen putki tai holkki 13 magneetti 14 liitoskohta 15 suuaukko 16 liitosputki 10 17 magneettikenttää kuvaavat viivat 18 magneettikentän keräysalue 19 magneettikenttä 20 keräyspinta 21 suojakalvo 15 22 mikropartikkelit 23 liuos 24 magneetin napa 25 nestepinta 26 astia 20 27 käämi 28 pyöritysakseli 29 suojakalvon harjanne # >. 30 mikropartikkelien siirtolaite ! 31 runkoputki 25 32 soviteholkki ; ‘ 33 kiinnityslaippa ' · · ‘ 34 putkensiirtoyksikkö 35 putkensiirtotappi : .·’ 36 pitkänomainen aukko 30 37 magneetin siirtoluisti : ·, 38 magneetin siirtotappi '; 39 pitkänomainen aukko 40 mikropartikkelien monikanavasiirtolaite ;* 41 magneettiyksikköryhmä , j 35 42 tasku 43 yhdystanko 44 palautusjousi 41 115294 45 välitanko 46 "liipasin" 50 automaatti 51 matriisi 5 52 kontrolliyksikkö 53 nuoli 54 nuoli 55 näytelevy 56 matriisi (toisen kerran) 10 57 taso 58 (toinen) kontrolliyksikkö 60 reaktoriyksikkö 61 reaktioastia 62 kanava 15 63 venttiili 64 kärkiosa 70 olosuhdekaappi 71 moottori 72 käyttölaite 20 > t : t10 magnetic unit 11 rod 5 12 ferromagnetic tube or sleeve 13 magnet 14 junction 15 mouth 16 junction tube 10 17 magnetic field lines 18 magnetic field collection area 19 magnetic field 20 collection surface 21 protective film 15 22 microparticles 23 solution 24 magnetic pole 25 fluid pole 25 fluid pole 25 protective film ridge #>. 30 microparticle transfer device! 31 body tube 25 32 fitting sleeve; '33 mounting flange' · · '34 tube transfer unit 35 tube transfer pin:.' '36 elongated opening 30 37 magnet transfer plate: ·, 38 magnet transfer pin'; 39 elongated aperture 40 microparticle multichannel transfer device; * 41 magnetic unit array j 35 42 pocket 43 connecting rod 44 return spring 41 115294 45 intermediate rod 46 "triggered" 50 automatic 51 matrix 5 52 control unit 53 arrow 54 arrow 55 sample plate 56 matrix 58 (second) control unit 60 reactor unit 61 reaction vessel 62 channel 15 63 valve 64 tip section 70 cabinet 71 motor 72 actuator 20> t
Claims (12)
Priority Applications (20)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20031535A FI115294B (en) | 2003-10-20 | 2003-10-20 | Handling macroparticles useful as solid phase to bind e.g. biomolecules involves performing at least two treatment steps in same vessel without moving the particles to another vessel |
FI20040159A FI20040159A0 (en) | 2003-10-20 | 2004-02-02 | Magnetic transfer method, microparticle transfer device, and reaction unit |
EP04769684.4A EP1680231B1 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Method and a device for treating microparticles |
HUE04769684A HUE038209T2 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Method and a device for treating microparticles |
PL04769684T PL1680231T3 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Method and a device for treating microparticles |
PCT/IB2004/003433 WO2005037439A2 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Method and a device for treating microparticles |
ES12155122.0T ES2675946T3 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | System comprising a reactor unit for microparticles and a magnetic unit |
PCT/IB2004/003432 WO2005037440A1 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Magnetic enrichment method, a reactor unit for micro particles and a magnet unit |
EP04769683.6A EP1680229B1 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Magnetic enrichment method |
PL12155122T PL2465612T3 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | System comprising a reactor unit for micro particles and a magnet unit |
ES04769684.4T ES2674264T3 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Method and device for microparticle treatment |
HUE12155122A HUE038069T2 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | System comprising a reactor unit for micro particles and a magnet unit |
US10/576,297 US8084271B2 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Method and a device for treating microparticles |
EP12155122.0A EP2465612B1 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | System comprising a reactor unit for micro particles and a magnet unit |
HUE04769683A HUE038345T2 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Magnetic enrichment method |
US10/576,298 US8247204B2 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Magnetic enrichment method, a reactor unit for micro particles and a magnet unit |
ES04769683.6T ES2682451T3 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Magnetic enrichment method |
PL04769683T PL1680229T3 (en) | 2003-10-20 | 2004-10-20 | Magnetic enrichment method |
US13/300,347 US8430247B2 (en) | 2003-10-20 | 2011-11-18 | Method and a device for treating microparticles |
US13/873,072 US9274032B2 (en) | 2003-10-20 | 2013-04-29 | Method and a device for treating microparticles |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20031535 | 2003-10-20 | ||
FI20031535A FI115294B (en) | 2003-10-20 | 2003-10-20 | Handling macroparticles useful as solid phase to bind e.g. biomolecules involves performing at least two treatment steps in same vessel without moving the particles to another vessel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20031535A0 FI20031535A0 (en) | 2003-10-20 |
FI115294B true FI115294B (en) | 2005-04-15 |
Family
ID=29225975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20031535A FI115294B (en) | 2003-10-20 | 2003-10-20 | Handling macroparticles useful as solid phase to bind e.g. biomolecules involves performing at least two treatment steps in same vessel without moving the particles to another vessel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI115294B (en) |
-
2003
- 2003-10-20 FI FI20031535A patent/FI115294B/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20031535A0 (en) | 2003-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI120863B (en) | Magnetic transfer method and microparticle transfer device | |
EP1680229B1 (en) | Magnetic enrichment method | |
FI121600B (en) | Biological Component Enrichment Unit and Enrichment Method | |
EP1548441B1 (en) | Method for transfer of a substance | |
US8703434B2 (en) | Device and method for isolating biological or chemical targets | |
US20110127222A1 (en) | Trapping magnetic cell sorting system | |
US20090053799A1 (en) | Trapping magnetic sorting system for target species | |
JP2007101318A (en) | Analyzer | |
WO2012095369A1 (en) | Methods of capturing bindable targets from liquids | |
FI115294B (en) | Handling macroparticles useful as solid phase to bind e.g. biomolecules involves performing at least two treatment steps in same vessel without moving the particles to another vessel | |
US20110028703A1 (en) | Method and apparatus for suspending magnetic microparticles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 115294 Country of ref document: FI |
|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: BIOCONTROL SYSTEMS, INC. Free format text: BIOCONTROL SYSTEMS, INC. |