JP2003519008A - 磁性粒子を利用した混合／分離装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 テスト媒液から標的物質を親和分離させる装置と方法であって、テスト媒液内で表面固定リガンドまたはレセプターを有した磁性粒子を混合し、リガンドと標的物質との親和結合反応を促進させる。テスト媒液は適用な容器に収容され、テスト媒液内に磁界グラジエントを発生させる装置に着脱式に搭載される。磁性粒子の混合は静止容器に対して磁石を移動させることで、あるいはその反対の相対移動で行われる。磁性粒子は磁石との角ポジションを変化させる。磁石の相対的移動で磁界グラジエントは媒液内を移動する。充分な親和結合後に磁石の相対移動は停止され、磁性粒子は容器壁内側で凝集される。その後に媒液は取り除かれる、磁性粒子に望む処理が施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、対象物質を非磁性液体試験媒体（試験媒液）から単離(isolate)さ
せる目的に利用する、磁性粒子(magnetic particle)を混合(mixing)及び分離(se
paration)させる装置と方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】

磁性粒子及び親生体または親和生体反応(biospecific affinity reaction)を
利用する生体分子(biomolecule)及び生体細胞の磁気分離(magnetic separation)
は、その選択性、単純性並びに迅速性の観点から優れた技術である。その分離技
術は分析/製造生物工学(analytical and preparative biotechnology)において
非常に有用であり、細胞、プロテイン、核酸シークエンス(sequence)等の標的物
質(target substance)の生体分析(bioassay)や単離の目的での利用が増大してい
る。

【０００３】 本明細書にて使用される用語“レセプター(receptor)”とは、与えられたリガ
ンド(ligand)に対して親和生体結合性(biospecific binding affinity)を有した
いかなる物質または物質群のことであり、他の物質を実質的に排除している。こ
のような親和生体結合反応をするレセプターには、抗体（単分枝系(monoclonal)
と多分枝系(polyclonal)の両方）、抗体断片(antibody fragment)、酵素、核酸
、レクチン等がある。用語“リガンド”とは抗原(antigen)、ハプテン(hapten)
並びに少なくとも１つの特徴的な決定子(determinant)あるいはエピトープ(epio
tope)を有した細胞関与構造体(cell associated structure)のことであり、それ
ら物質はレセプターによって生体的に認知され、結合できるものである。用語“
標的物質”とは親和生体結合ペア、すなわち、対となった物質、または親和相互
反応性を有した１物質と１構造体のいずれか一方であって、生体細胞あるいは細
胞成分、生体特異リガンド(biospecific ligand)及びレセプターのごときを含ん
だものである。

【０００４】 ここで使用する親和分離性とは媒液内で他の物質と混合された標的物質が親和
生体結合反応によって固体相(solid phase)で表面に結合されるような公知技術
のことである。標的物質に特異な分子あるいは構造を有しない物質は固体相には
結合せず、結合した物質を分離させたり、その逆ステップを実施することが可能
である。小型粒子、特に固体相としてのポリマー球体粒子(polymeric spherical
particle)は非常に有用であることが証明されている。なぜなら、それらは生体
分子で被覆(coating)することができ、非常に広い表面積を提供し、優れた反応
運動(reaction kinetics)を提供するからである。結合標的物質（結合材料）を
含む粒子の媒液（遊離材料(free material)）からの分離は濾過または重力効果
を利用して、すなわち、沈殿または遠心力を利用して達成が可能である。

【０００５】 結合/遊離画分(bound/free fraction)の分離は、磁界を利用して粒子結合物質
(particle bound substance)を分離させる磁性化可能粒子(magnetizable partic
le)を利用することで非常に単純化される。小型の磁性化可能粒子は当分野では
周知であり、免疫学及び他の親和生体反応が関与する生体分離での利用も周知で
ある。小型磁性化可能粒子は一般的に２つに分類される。一方は永久的に磁化さ
れた粒子であり、他方は磁界内でのみ磁化される粒子である。後者は強磁性ある
いは超強磁性粒子と呼称され、一般的には永久磁化粒子よりも好まれる。

【０００６】 多様な適用のために、強磁性粒子の表面は、抗体、レクチン、オリゴ核酸塩、
あるいは他の生体反応分子(bioreactive molecule)のごとき適当なリガンドまた
はリセプターにて被覆処理されることがあり、他の物質との混合体内で標的物質
と選択的に結合する。小型磁性化可能粒子あるいはビーズ(bead)の例は、米国特
許第４，２３０，６８５号、米国特許第４，５５４，０８８号及び米国特許第４
，６２８，０３２号にて開示されている。強磁性粒子の利用は、バイオ/テクノ
ロジー誌１１：６０-６３（１９９３年）のＢ.ハウカネスとＣ.クバムの“生体
分析における磁性ビーズの利用”、１９８４年１月１４日発行のランセット誌の
ページ７０から７３にかけてのＪ.Ｇ.トレリーベン他の“磁性極小球に接合され
た単分枝系抗体での骨髄からの神経芽腫細胞の単離”、トランスプランテーショ
ン誌４３：３６６-７１（１９８７年）のＦ.バートダル他の“ヒトの骨髄からの
Ｔ型リンパ球の除去”、免疫学のスカンジナビアンジャーナル誌２２：２０７-
１６（１９８５年）のＴ.リー他の“ヒトの単分枝系細胞の迅速特異分別のため
の磁性単一サイズポリマー粒子”、並びに、マサチューセッツ州ナチックのイー
トン出版社編集によるＭ.ウーレン他の“生体磁気分離の進歩”において掲載さ
れている。

【０００７】 磁気分離手法は典型的には、サンプルを媒液内で強磁性粒子と混合させ、親和
反応性によって標的物質を結合させ、次に磁界を適用することでそのサンプル媒
体から結合粒子/標的複合体を分離させるステップが関与する。コロイド状であ
る粒子以外の全ての磁性粒子はやがて沈殿する。従って、その媒液は、親和生体
結合反応が生じるだけの充分に長時間、浮遊状態(suspending)にしておくために
ある程度の攪拌が必要である。周知な攪拌方法には、部分的に満たされた容器の
振混(shaking)、渦混(swirling)、揺混(rocking)、回混(rotation)等がある。場
合によっては、標的物質と強磁性粒子との親和結合性は比較的に弱く、媒液内で
の過激な攪拌によって反応が妨害されることがある。あるいは、細胞、細胞断片
、酵素複合体等の生体標的物質は非常に脆く、過激な攪拌で反応妨害が発生した
り、変性することがある。

【０００８】 過激な攪拌は、生体磁気分離の従来技術で利用される装置及び方法に付随する
いくつかの弱点や欠陥の１つに過ぎない。粒子結合標的複合体を媒液から分離す
るのに利用される磁気分離装置の構造は磁性粒子の性質とサイズとによって異な
る。０.１から３００μｍのサイズ範囲の強磁性粒子は商業的に入手が可能な磁
気分離装置によって容易に単離することができる。このような磁気分離装置の例
は、ニューヨーク州のレークサクセスのダイナルインク社が製造するダイナルＭ
ＰＣシリーズの分離機、マサチューセッツ州ケンブリッジのパーセプティブダイ
アグノスティック社が製造するバイオマグ分離機シリーズの装置、及び米国特許
第４，８９５，６５０号に紹介されている磁気分離ラックである。これらの装置
はテスト（試験）媒液を入れる容器の外部に配置された永久磁石を利用しており
、分離のみを提供する。親和結合反応のためのテスト媒液内での強磁性粒子の混
合は別のステップで実施されなければならない。例えば、ダイナルＭＰＣシリー
ズの分離機はテスト媒液の攪拌には別体の混合装置であるダイナルサンプルミキ
サーを必要とする。このプロセスは混合、洗浄(washing)及び分離の各段階でモ
ニターしなければならず、オペレータからの妨害が多くなる。従って、これら装
置の効率はオペレータの技術と能率とによって影響を受ける。

【０００９】 米国特許第４，９１０，１４８号は健全細胞から癌細胞を分離する装置と方法
とを解説している。免疫反応性強磁性粒子と骨髄細胞とが揺混プラットフォーム
上で媒液を攪拌することで混合される。それら粒子が癌細胞と結合した後は、そ
のプラットフォームの外部に設置された磁石によって粒子は媒液から分離される
。このような混合は液動を最低限に抑えるが、粒子と標的物質との充分な接触は
提供しない。さらに、この装置の利用は比較的に多量のサンプルからの細胞分離
に限定される。

【００１０】 米国特許第５，２３８，８１２号は、親和生体結合反応を促進させるためのミ
キサーとしてＵ形管構造体を採用して急速混合させる複雑な装置を説明している
。このＵ形管内の液体は５秒から１５秒間、急速に揺混あるいは回混され、テス
ト媒体内で磁性粒子を混合する。次に磁石はＵ形管の底部に近づけられ、これら
磁性粒子が分離される。前記の特許第５，２３８、８１２号に記述されているよ
うに、この装置の利用は極小容器のテスト媒体（１０００μリットル以下）の処
理に限定される。

【００１１】 米国特許第５，３３６，７６０号は、１個あるいは複数個の磁石を容器に近接
させて配置した状態でプラットフォームに装着されたチャンバーを有しており、
そのプラットフォームをギヤとモータとを有した複雑な装置で回転させる混合/
磁気分離装置を解説している。免疫反応強磁性粒子はテスト媒液内にて、まずス
テンレススチール製の“キーパ”をチャンバーと磁石との間に配置してそれを磁
界から遮断するように設置し、次にプラットフォームを垂直ポジションと水平ポ
ジションとの間で回転させることで混合される。テスト媒液内の粒子はチャンバ
ーの上下回転運動(end-over-end movement)で混合され、標的物質の結合が促進
される。この混合の後に、“キーパ”は取り出され、磁性粒子は適用されている
磁界によって捕捉される。複雑な機構を必要とするばかりではなく、上下回転運
動による媒液の攪拌は比較的に高浮力を有した粒子を効率よく混合せず、液体動
乱は標的物質をせん断(shear off)または損傷させるであろう。

【００１２】 米国特許第５，１１０，６２４号は磁性化可能孔質粒子の製法に関するもので
あり、細胞溶解質(cell lysate)からプロティンを単離するための流通磁力安定
液化ベッド（ＭＳＦＢ：flow-through magnetically stabilized fluidized bed
）カラム(column)を解説している。このＭＳＦＢカラムは磁性化可能粒子のベッ
ドで緩やかにパックされており、このカラムを通過する液流と平行に走る固定磁
界の創出手段を備えている。これら粒子は溶液の流量と磁力とを調整することで
ＭＳＦＢ内に維持される。これは複雑な技術を要求し、流速と磁力の正確な調整
が必要であり、液体流速と磁気力の組み合わせ効果は正確に粒子の重力に対抗す
る。さらに、ＭＳＦＢのデザインは小容積に対する使用では最良状態とはなって
おらず、生体分析や細胞分離に対しては最良にすることができない。

【００１３】 １９９１年６月２７日発行の国際特許願ＷＯ９１/０９３０８は分離と再浮遊(
resuspension)方法及び装置を開示している。この出願は、常磁性粒子を収容し
た容器周囲で磁石を回転させることで粒子は密圧塊体状態となり、互いに回転す
ると教示する。また、この方法は粒子の再浮遊を成功させないと教示している。
さらに、再浮遊させるには磁性粒子は対面して配置された連続的な磁界を必要と
すると教示する。この出願は、２個の磁石で交互に磁性粒子を結合させるように
エネルギー供与及び脱エネルギーされる２個の電磁石間に配置されたチャンバー
を含んで成る装置を開示している。さらに、これら２個の電磁石を充分に急速に
交互にエネルギー供与及び脱エネルギーすると粒子はチャンバーの中心で浮遊す
ると教示する。この方法は粒子の移動を比較的に短距離に制限し、粒子と標的物
質との間の衝突頻度を大きく減少させる。このことは媒液内で常磁性粒子を混合
させる主たる理由である親和結合に必要である。さらに、粒子間の大きな摩擦に
よってチャンバーの底部に重力沈降することで磁界から脱却させるであろう。

【００１４】 日本特許第５８１９３６８７号「微小物質の攪拌と分離」は磁力を帯びた極細
磁性ワイヤを磁性粒子を含有した微生物と混合させることで微生物を分離させる
技術を開示している。この混合は回転磁界で達成される。回転磁界は混合ステッ
プ後に微生物を分離するようにも作用する。この特許は極小磁性粒子を内蔵した
微生物の分離に関する。このような微生物は当業界では周知であり、粒子例はマ
グネトスピリリウムであり、極小磁性粒子を合成するバクテリアとして知られて
いる。このような微生物は、本願発明が提供するような標的物質の混合及び分離
のための磁性粒子としては使用できない。線状に連結された極小磁性粒子に必要
なこの日本特許の要件はワイヤであり、磁鉄鉱含有バクテリアをこれらワイヤの
表面で収集するために高傾度（グラジエント）磁界（ＨＧＭＦ）を創出させるの
に使用されるであろう。このような技術は本発明が想定するところの、テスト媒
体から標的物質を親和分離させる方法には適用できない。なぜなら、それは反応
を発生させるために微生物の磁性粒子（標的物質自体）に依存するからである。

【００１５】 適用可能な知られた手法は欠点を有している。例えば、物理的に複雑な混合機
構を必要としたり、様々な制限や、非能率性が関与する。本発明は、比較的に簡
単な構造であり、操作が容易で、大量、少量に拘わらずテスト媒液を処理するこ
とができ、複数のテストサンプルを同時的に処理できる装置と方法とを提供する
。

【００１６】 加えて、本発明は混合と分離を実行でき、不都合な液体乱流を引き起こさずに
媒液内の常磁性粒子の混合効率を最大とする装置と方法とを提供する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本発明によれば、標的物質のテスト媒液からの親和分離は、表面固定リガンド
(surface immobilized ligand)あるいはレセプターを有した磁性粒子を混合し、
その磁性粒子と標的粒子とを含んだテスト媒液を収容する容器を本発明装置内に
取り外し可能に搭載する。１好適実施例においては１つの磁界グラジエントがそ
のテスト媒液内に創出される。この磁界グラジエントは磁性粒子を磁源に最も近
い容器壁の内側方向に移動させる。磁源と凝集する磁性粒子との相対移動はテス
ト媒液内での磁性粒子の混合を促し、親和反応で標的物質の最良結合に充分な時
間だけ継続される。加えて、相対運動と同時的に、磁源は容器の１端から他端に
移動することができ、磁界グラジエントによって容器に沿って効果的にスキャニ
ングさせる。磁石と磁性粒子との間の相対移動が停止すると、磁性粒子は磁源に
近い容器壁内側に密集して固定される。テスト媒液は吸出され、磁性粒子は容器
壁に残されて適当な後処理が施される。

【００１８】

【発明の実施の形態】

以下の説明は当業者に本発明の利用を可能にさせることも目的とし、本発明の
実施のために本発明者により最良であると考えられる態様を詳細に記述している
。しかしながら、それらの多様な改良は当業者にとって容易であろう。本発明の
原理は、磁石手段によって磁性粒子に移動力を付与することで磁性粒子を含むサ
ンプル液を混合させ、媒液乱流を引き起こすことなく磁性粒子を混合させ、混合
効率を最大とする装置と方法とを提供するように定義されているからである。

【００１９】 本発明は、テスト媒液からの標的物質の迅速で効率的な分離を可能にし、例え
ば、生体分析反応混合物、細胞媒体、体液等々から対象の有機、生物化学または
細胞成分を親和磁力分離させるのに特に有効である。本発明は新規な混合システ
ムを含んでおり、磁性粒子は、テスト媒液を収容する容器の外部に設置された磁
石手段で相対的に不動であるテスト媒液内で混合される。本発明は装置と方法も
含んでいる。磁性粒子は磁界領域で混合されるとき低濃度の磁性粒子で親和分離
される。本発明は１体の装置に提供された共通磁石手段で混合処理及び分離処理
の両方を実行する装置を提供する。よって、単純構造であり、実用的である。

【００２０】 本発明の装置は、少なくとも１体のテスト媒液収容容器と、テスト媒液内で磁
界グラジエントを発生させる外部磁石手段と、テスト媒液内で磁性粒子の移動を
促す手段とを含んで構成されている。本発明の装置は線状移動機構をも含むこと
ができ、大量のテスト媒液のスキャニングのために磁力手段を移動させる。この
混合及び分離を実行するための容器は好適には円筒状であり、ガラスやプラスチ
ック等の非磁性材料で製造されている。好適には、容器は少なくとも１つの開口
部を有しており、磁性粒子を含んだテスト媒液を受領及び排出する。

【００２１】 磁力手段はテスト媒液内で磁界グラジエントを発生させるために容器の外部に
提供された永久磁石または電磁石を含むことができる。１好適実施例においては
、磁石はネオジミウム-鉄-ボロンまたはサマリウム-コバルトで成る異方性燒結
物体のごとき稀土合金の永久磁石である。磁石は容器の外側に設置され、テスト
媒液の望む断面で磁界グラジエントキャビティを提供する。この“キャビティ”
なる用語は、磁界グラジエントが、その“キャビティ”内に収納されているかの
ように磁性粒子を密集させる理由により採用された。磁石と容器との間の距離は
調整でき、テスト媒液の磁界キャビティ内で望む磁界強度を発生させる。

【００２２】 この磁界キャビティの磁力は磁石に接近した容器の内面部分（磁力のローカス
(locus)）のほうがキャビティの他の箇所よりも強力であり、キャビティの外側
では無視できる程度の強度となる。その結果、このローカス近辺の磁性粒子は離
れた磁性粒子よりも強力に磁力の影響を受ける。好適実施例によっては、２体の
磁石が容器の反対側に好適には同性磁極が対面した状態で配置され、磁力線を歪
め、１キャビティを形成する２部分の磁界グラジエントと２部分のローカスの磁
力を発生させる。このようなアレンジは磁性粒子の攪拌に特に有効である。特に
有用なアレンジでは、磁石の垂直構造体を含む構造体が容器の外部に配置され、
テスト媒液内の望む断面に多層の磁界グラジエントキャビティを提供する。

【００２３】 本発明はテスト媒液内での磁性粒子の攪拌と混合を提供し、テスト媒液を容器
に対して相対的に不動（静止）状態に保つ。静止磁界グラジエントキャビティを
定義する静止磁石に対して容器を回転させることでテスト媒液を通じて磁性粒子
を移動させる。この移動は容器内の凝集粒子と磁石との間の角ポジションの変化
によって引き起こされる実質的に不動であるテスト媒液に対する磁性粒子内の角
移動を誘導する。磁性粒子もまた容器に沿って磁界グラジエントキャビティを定
義する磁石を移動させることでテスト媒液内で移動される。

【００２４】 磁性粒子に対して不動である磁界グラジエントキャビティはテスト媒液内の磁
性粒子を磁石手段に接近している容器の横壁の内面上で比較的コンパクトな塊体
に凝集させる。磁性粒子は全て磁石手段の近辺に凝集するので、圧縮と表面張力
の非磁力作用で互いに結合する。凝集程度は磁力により決定され、通常の親和分
離で使用される数ミクロン径の粒子の場合には特に磁力の影響を受ける。そのよ
うなコンパクト化された磁性粒子は磁力を取り除いた後にも凝集状態を保ち、再
浮遊させるにはテスト媒液の激しい揺動を必要とする。テスト媒液内の注意深く
調整された磁力は磁性粒子を浮遊状態から凝集状態にするが、凝集状態が固化す
ることがない程度に保たれる。

【００２５】 このことは本発明の混合ステップにおいては特に重要である。容器と磁石の相
対的な角ポジションは相当に急速に変動するので、磁性粒子の凝集体は容器の壁
と共にさらに弱い磁界ポジションに移動する。このポジションで、磁石手段近辺
のさらに強力な磁界により凝集体から磁性粒子を分離し始め、磁性粒子の移動軌
跡は凝集体と磁石の角ポジションに応じて引き離される。磁性粒子は引き付けら
れると、適用された磁界によって磁性粒子上に誘導された磁気双極子により移動
して磁性粒子鎖を形成する。磁性粒子鎖が磁石方向に加速すると、流体のドラッ
グ力により粒子は分離し、媒液内で磁性粒子の雲が創出される。連続回転時に磁
石と凝集磁性粒子を含んだ容器の内面との間の相対的角ポジションは連続的に縮
小し、磁性粒子軌道を変更して磁性粒子を再浮遊させ、混合する。

【００２６】 連続的な粒子軌道の変更は、磁石と常磁性粒子との間の連続的角変動で作用す
る磁力作用に基いている。このことにより、液体を流動させずに磁性粒子の混合
が提供される。さらに、この混合ステップは磁性粒子と標的物質との衝突頻度を
高め、親和結合反応の効率をアップさせる。

【００２７】 磁性粒子鎖の破断は磁石の極性を急激に変化させる追加的な手段を提供するこ
とで助長される。例えば、磁石のＮ極が容器に面していれば、Ｓ極に変化される
であろう。このような磁極の急激な逆転により発生する反発力は磁性粒子鎖の破
断の助けとなる。このような磁極の逆転は回転装置によって可能である。逆転頻
度は変化させることができる。一般的に、再浮遊と混合を確実に提供するための
容器と磁石の角ポジションの特定変動速度、すなわち回転速度の変動は磁性粒子
のサイズ、密度及び磁性粒子に対する磁気影響力、容器の直径、テスト媒液の密
度と粘度、並びに磁界の強度に影響を受ける。磁性粒子に関しては、媒液内で磁
性粒子を引き付ける磁力は磁気飽和及び磁界グラジエントと磁性粒子移動を妨げ
る粘度とが関与し、ストークスの法則に従っている。適当な回転速度は重力、浮
力、液体摩擦力及び磁力を考慮して計算できる。しかし、所定のパラメータでの
磁界強度と適当な回転速度は実験的に調整されるべきものである。回転速度が速
過ぎると磁性粒子は凝集体から分離しなくなり、磁性粒子は容器の内壁に広がる
。同様に、回転速度が遅過ぎると磁性粒子凝集体はそのまま回転する。両方の場
合に、磁性粒子の再浮遊と混合は妨害される。テスト媒液の磁界キャビティの磁
界強度もバランスされて、凝集磁性粒子が容器の壁と共に移動するようにしなけ
ればならない。固定磁石ポジションは望む磁性粒子サイズが相当に変動する場合
には不便である。そのような場合には、磁石と容器の距離を調整し、テスト媒液
の磁界キャビティに最良磁界強度を提供することが望ましい。

【００２８】 連続回転は磁性粒子の充分な混合を提供するが、状況によっては角ポジション
の調整によって所定の距離を段階的に変化させるのが望ましい。例えば、相対的
な角ポジションは９０°から１８０°まで１度に変更できる。このような変更を
反復することもできる。望めば、変更の間隔を遅らせることができる。

【００２９】 本発明に従ったテスト媒液からの磁性粒子の分離は磁石の容器に対する回転を
停止させ、磁性粒子の攪拌を終了させることで提供される。磁石と凝集磁性粒子
との間の静止ポジションにて、テスト媒液の磁界グラジエント内の磁性粒子は磁
石に近い容器内壁に引き付けられて固定される。

【００３０】 液体乱流を引き起こさずに凝集磁性粒子を再浮遊及び混合させる確実で容易な
自動処理方法に対する需要は充分には充足されていない。出願人の発明は初めて
混合と分離のプロセスを単純化して１つの装置に集約させた。

【００３１】 本発明は親和磁力分離において従来技術に対する多くの利点を提供する。本発
明の混合は磁性粒子の親和表面と標的物質との間の高い接触性を提供し、液体の
乱流を引き起こさずに親和結合を増強する。その結果、水力せん断力は低いまま
であり、磁性粒子と標的物質複合体との間の親和結合に影響を及ぼしたり、標的
物質に対する変性を妨害しない。あるいは標的物質に損傷を及ぼさない。本発明
のプロセスは１００μリットル程度の容積のサンプルに利用でき、１００ｍリッ
トル以上のサンプルの処理にまで応用できる。本発明は多彩な細胞治療に必要な
人間の稀細胞の分離に特に有効である。なぜなら、今まで不可能であった効率レ
ベルが可能になるからである。

【００３２】 特定の親和磁力分離により得られた標的物質の純度と産量は、標的物質と磁性
粒子の表面との間の親和結合反応を促進させるのに利用される混合プロセスによ
って決定される。結合反応は親和表面と標的物質との間の緊密な接触を必要とす
る。反応速度は２種の物体間の衝突頻度と磁性粒子の表面更新速度によって決定
される。表面更新は親和表面の媒液の薄層を取り除き、新鮮な媒液と交換するプ
ロセスである。親和表面での水力せん断力は注意深くバランスされなければなら
ず、親和結合を妨害せずに媒液の薄層を取り除く必要がある。このことは媒液を
攪拌する従来の混合方法では達成が困難であった。本発明は、本質的には静止状
態である媒液内で磁性粒子の機械的に制御された移動を提供することで高衝突頻
度と実質的にバランスされた水力せん断力を提供する。

【００３３】 親和磁力分離において、粒子密度は典型的には標的物質よりずっと高く、標的
物質の産量を増強する。これは、粒子と細胞の比２０：１が望む隔離効率には必
要である哺乳類のヘモポイエチン細胞(mammalian hemopoietic cell)のごとき稀
細胞種の分離に特に重要である。そのような利用においては、均等サイズの磁石
ビーズが必要である。これらビーズは高価格である。非常に純粋な幹細胞(stem
cell)を隔離する能力はリンパ腫や白血病その他の治療に有効であろう。しかし
、人間の幹細胞の隔離においては、大量サンプルの処理が必要である。このよう
なプロセスは多量の磁石ビーズを消費する。よって、必要な高純度と産量を犠牲
とせずに磁石ビーズの密度を減少させる必要がある。本発明の１実施例では、回
転する容器の軸に沿って垂直に移動する磁石を組み合わせることで常磁性粒子を
比較的に低濃度として大量のサンプルが処理される。

【００３４】 本発明の混合と分離プロセスは分離のために生体特異親和結合反応が関与する
様々な研究および臨床プロセスで特別な利用性がある。そのようなプロセスでは
、テスト媒液内で対象物質と特に親和結合させることができる特異親和結合性磁
性粒子が使用される。すなわち、リガンドやレセプターが利用される。

【００３５】 そのような生体特異親和結合反応は生体サンプルの幅広い標的物質の決定また
は単離に利用できる。標的物質の例には、細胞、細胞成分、細胞サブ集団（成熟
核細胞及び原子核細胞）、バクテリア、ウィルス、パラサイト、アンチゲン、特
定抗体、核酸、等々がある。本発明の装置と方法は、骨髄からの腫瘍細胞、末梢
血液または骨髄からのＴ型リンパ球、末梢血液、単核細胞からのＣＤ２、ＣＤ４
、ＣＤ８及びＣＤ３４等のリンパ球サブセット、顆粒球並びに他の細胞種その他
の細胞の分析または単離を行う免疫特異細胞分離の実施に利用される。種々な細
胞タイプの除去も同様に実施される。本発明は食料品、媒質、体液等々からのバ
クテリアや寄生物の分離または分析にも利用できる。同様に、本発明の装置及び
方法は、免疫分析及び核酸プローブ分析等の生体分析、原始細胞溶解質からの直
接的なＤＮＡ及びmＲＮＡの単離及び検出、並びにプロテインの単離や検出にも
利用される。

【００３６】 本発明に好適な磁性粒子は非コロイド常磁性または超常磁性粒子である。この
ような磁性粒子は典型的には、鉄ベースの酸化物、例えば、磁鉄鉱、変移金属、
または稀土元素等の少量の鉄系磁性物質を含有したポリマー材料であり、磁界に
よって拘束されるものである。本発明の実施に有効な常磁性粒子は、リガンドま
たはレセプターである特異親和結合ペアの一方の吸着または共有結合ができる適
当な結合表面を提供する。好適な粒子径は典型的には０.１から３００μｍであ
る。適当な常磁性粒子はニューヨーク州のレークサクセスに所在するダイナル・
インク社、マサチューセッツのケンブリッジに所在するパーセプティブダイアグ
ノスチックス・インク社及びカルフォルニア州のサンレアンドロに所在するコル
テックスバイオケム・インク社のものである。好適な磁性粒子は約１から５μｍ
径の均一なものであり、磁性化物質を均等に含有したものである。そのような磁
性粒子はダイナル・インク社の商品番号Ｍ-２８０とＭ-４５０として入手できる
。これらビーズは薄いポリスチレン殻でコーテイングされており、種々なリガン
ドやレセプターの固定のための表面を提供する。このような固定は多くの従来手
法で可能であり、物理的吸着または共有結合化学を利用した技術が好適である。

【００３７】 磁界グラジエントは永久磁石または電磁石によって発生させることができる。
実験研究レベルと、臨床診断に使用される自動装置では永久磁石が一般的には好
まれる。しかし、大型装置または製薬会社用や産業利用される自動装置では電磁
石の利用が有利である。なぜなら、磁界グラジエントは様々な処理ステップの自
動制御のものとで容易に変動させることができるからである。

【００３８】 本発明を実施する永久磁石はほとんどの磁性粒子を引き付けるのに充分な強度
の表面磁界を有することが好ましい。数百ガウスから数キロガウスの範囲の表面
磁界強度を有した稀土類合金の永久磁石が好ましい。ネオジミウム-鉄-サマリウ
ム-コバルト磁石の高エネルギーで、２５から４５ＭＧＯe（メガガウスエールス
テッド）ＢＨmax（最大エネルギー量）の永久磁石が特に好適である。そのよう
な磁石はインディアナ州のバルパライソに所在するインターナショナルマグナプ
ロダクツ・インク社その他が提供する。好適には、永久磁石は方形断面を有して
おり、機械的に非磁性保持体に固定され、永久磁石構造体を提供する。構造体は
鉄磁石ハーネスを含むことができ、磁石を収容して磁界を高密化して焦点させる
ことができる。磁石は好適には容器の垂直軸に垂直な力の磁力線方向に提供され
る。別な断面形状、方位性及び容器に対する磁極方位性も可能である。

【００３９】 一般的に永久磁石構造体は、磁石が容器の底部にまで延びることなく容器に近
接して配置される。図３に示す各磁石と容器との間の距離は約１ｍｍから２０ｍ
ｍに調整され、テスト媒液の磁界キャビティ内で望む磁界強度を創出する。図示
されている装置は磁石と容器との距離を調整する手段を含んでいる。粒子のサイ
ズと磁性化度、磁石の磁界強度及び容器の断面径に応じて適当な距離が実験的に
決定されよう。磁界キャビティに創出された磁界強度は注意深くバランスされ、
磁性粒子を浮遊状態から容器内壁に凝集状態とし、凝集粒子を容器の壁と共に動
かす。しかし、磁石を容器にさらに近づけることができ、テスト媒液から磁性粒
子を分離させるように磁界強度を増加させることができる。複数の容器の処理が
関与する状況においては、永久磁石構造体を容器間または容器の列間に配置し、
１つの永久自磁石構造体によって近くの２つの容器に磁界キャビティを発生させ
ることができる。

【００４０】 図３は複数のテスト媒液を同時的に処理する本発明の好適実施例を示す。これ
はポジショニング機構に搭載された線状駆動機構と回転機構を含んでいる。これ
ら３機構は磁石構造体を垂直線状移動させ、磁石構造体と容 との間の距離の調
整や容器の回転を調整する。同時的な容器の回転と磁石の線状移動は比較的に少
量の磁性粒子で比較的に託量のテスト媒液の処理を可能にする。 * 図３に示す装置は２体の主要部材である線状駆動構造体１１１とベース構造
卓１１２を有している。両方の構造体は非磁性材料で製造されており、アルミニ
ザムが好適である。線状駆動構造体１１１は剛体フレーム１１３と、２本の固定
ゼイド棒１１４と１１５並びに中央ネジシャフト１１６を含んでいる。ネジシャ
フト１１Ｖの端部は滑らかでネジ溝が提供されておらず、２体の端フランジ（図
示せず）に搭載されているヽネジシャフト１１６は自由に回転し、ロールナット
（図示せず）を含んでいる。ロールナットはネジシャフト１１６の回転ぷ垂直平
面上を線状に移動する。滑車１１７はフレーム１１３の上面１３８から突き出て
いるネジシャフト１１６の滑らか部分に固定されており、タイミングベルト１１
８で、フレーム１１３のブラケット１２１に搭載された可変速電動モータのシャ
フトに固定された別の滑車１１９に接続されている。タイミングベルト１１８は
ネオプレンまたはウレタンで提供されており、内側には正確に溝が形成されてい
る。ベルト幅と溝は滑車１１７と１１９の歯の寸法にマッチする。適したタイミ
ングベルトとギヤ滑車はニューヨーク州ニューハイドパーク所在のストックドラ
イブプロダクト社等から入手できる。

【００４１】 キャリー体１２２はネジシャフト１１６のロールナット（図示せず）に固定さ
れている。その垂直移動は正確に整合されたガイドロッド１１５と１１４で確実
に提供される。線状駆動構造体１１１はフレーム１１３の底部プレート１３９を
ボルト固定することでベース構造体１１２に取り付けられている。ベース構造体
１１２の中央孔に挿入されたノブ１２８を有した棒が線状スライド機構１２３に
取り付けられている。線状スライド機構１２３はノブ１２８を容器１２４から望
む距離に押したり引いたりすることで前後移動する。

【００４２】 磁石１２６を有した磁石構造体１２５は３個のネジ１２７によって線状駆動キ
ャリー体１２２に取り外し式に搭載される。このことは有利である。なぜなら、
多様なサイズと形状の磁石の変更が容易だからである。容器からの距離はノブ１
２８を引いたり、押したりすることで調整される。

【００４３】 モータ１２０はネジシャフト１１６を回転させる。ロールナット（図示せず）
はこの回転モーションを線状モーションに変換し、磁石構造体１２５を垂直に移
動させる。磁石構造体１２５の線状移動方向はモータコントローラによるモータ
の時計回り、あるいは反時計回りで制御される。磁石構造体１２５の上下移動は
自由に制御でき、望むサイクル数で反復できる。

【００４４】 キャリー体１２２の線状上下運動のポジションとストローク長は２個のポジシ
ョンセンサー（図示せず）でコントロールされ、キャリー体１２５の最低と最高
間の移動を制御する。これらセンサーからの電子信号はモータ回転の逆転に使用
され、対応する磁石１２６によって容器の望む長さを反復的にスキャニングさせ
る。

【００４５】 電子モータコントローラとポジションセンサーは周知であり、市販されている
。永久磁石が採用されるなら、好適には稀土材料製であり、適当な寸法と形状を
有しており、望む磁界強度の磁界キャビティを定義し、望む断面を各容器のテス
ト媒液内に提供する。

【００４６】 ベース構造体１１２はシャフトに固定されたギヤ滑車１３０を有した可変速電
動モータ１２９を有した回転機構を含んでいる。滑車ロータ１３１は複数のホル
ダー１３４のそれぞれに取り付けられる。タイミングベルト１３２は滑車１３０
のギヤとロータ１３１のそれぞれの周囲に巻き付けられる。１つのロータ１３１
のみが容器１２４のホルダー１３４の隣に示されているが、それぞれの容器ホル
ダー１３４はベルト１３２で駆動されるものと関連するロータ１３１を有してい
る。モータ１２９とロータ滑車１３０、１３１はベース構造体１１２に固定され
た上部金属プレート１３３によって正確なポジションに固定される。ギヤ滑車ロ
ータ１３１は自由回転し、それぞれのシャフトはプレート１３３の対応する穴か
ら突き出る。ベルト幅とタイミングベルト１３２の内側の溝ピッチは寸法的にモ
ータギヤ滑車１３０のギヤ歯及びロータ１３１とマッチし、正で非スリップ状の
パワー伝達を提供する。望むなら、アイドリングローラが滑車間に設置でき、さ
らに確実なパワー伝達を提供するようにギヤ歯周囲に巻き付けられる。モータ１
２９はタイミングベルト１３２を回転させ、全ての滑車ロータ１３１を同時的に
回転させる。

【００４７】 ホルダー１３４はプレート１３３の対応する穴から突き出るロータシャフト１
３５のテーパされた端部に取り外し式に搭載され、容器１２４を保持する手段を
垂直に提供する。取り外し式ホルダーデザインは好都合である。なぜなら、対応
する容器形状に合わせてホルダーを変えるだけで多彩な容器サイズに対応するこ
とができるからである。

【００４８】 磁石構造体１２５のポジションは容器１２４の列から必要な距離に調整できる
。モータ１２９は容器１２４を縦軸周囲で回転させる。容器が回転すると、各容
器内の凝集磁性粒子の対応する磁石１２６との相対的角ポジションは連続的に変
化し、磁性粒子を磁界グラジエントのキャビティ内で混合させる。容器１２４が
回転しているときモータ１２０にはスイッチが入れられ、磁石１２６を垂直平面
で上下運動させ、磁界キャビティを容器の垂直軸と整合するように移動させる。
容器の望む長さに到達すると、磁石構造体１２５の移動方向は逆になる。このプ
ロセスは粒子混合の間中、反復される。

【００４９】 磁性粒子は磁界キャビティ内に閉じ込められている。磁性粒子と標的物質との
比は磁界キャビティ内で比較的に高いレベルに調整でき、親和結合を促進させる
反応条件が提供される。線状移動する磁界キャビティを磁界キャビティ内に閉じ
込められている磁性粒子の角移動と組み合わせることで、粒子濃度を増加させず
に大量のテスト媒液を処理する単純で効率的な手段が得られる。このようなこと
は従来では不可能であった。

【００５０】 モータ１２９は相対的角ポジションでの所定の距離の段階的な変化を提供する
電動ステップモータでよい。同様に、モータ１２０は垂直面で所定の距離を段階
的に変化させる電動ステップモータでよい。回転及び線状移動の連続式及び段階
的移動の様々な組み合わせも利用できる。回転と線状移動の最良の速度は実験的
に求められる。

【００５１】 分離処理のためには線状駆動モータ１２０のスイッチが切られる。磁石構造体
１２５はホームポジションに戻される。回転駆動モータ１２９はスイッチが切ら
れる。容器１２４内の磁性粒子は磁石１２６に近い内壁に引き付けられて固定さ
れる。容器１２４の垂直側部の凝集磁性粒子は吸引等でテスト媒液が除去される
。望むならば、磁石構造体１２５は移動ノブ１２８によって容器１２４の近くに
移動される。これで磁性粒子は容器１２４の内壁にさらに固く凝集され、テスト
媒液の除去に貢献する。

【００５２】 図１Ａから図１Ｆは、生体分析あるいは生体液のサンプル溶液または懸濁液か
らの細胞または分子の単離のための約２.８μｍの親和反応磁性粒子を使用した
好適実施例の方法の好適ステップを図示している。

【００５３】 図１Ａはサンプル溶液内の磁性粒子５８の懸濁液がピペット５９で約１０ｍｍ
径の試験管２３内に注入される様子を図示している。約４００ガウスの表面磁界
を有した磁石２１が試験管２３から約５ｍｍの距離に移動される。この好適距離
は実験で決定された。モータにスイッチが入れられ、磁性粒子５８は試験管２３
周囲で磁石２１を回転させることで混合される。図５Ｂは混合が終了した状態で
ある。磁性粒子５８は固定磁石２１に近い試験管２３の内壁で固定される。

【００５４】 図１Ｃは洗浄ステップ中の装置を示す。このステップでは外側管５９Ａは上澄
みテスト媒液を吸引し、内側管５９Ｂは適当な洗浄液を試験管２３内に加える。
続いて磁性粒子５８は洗浄液内で混合される。古い洗浄液は吸引され、新しい洗
浄液が加えられる。この洗浄ステップは必要に応じて反復される。

【００５５】 図１Ｄは、標的物質を磁石または磁性粒子５８から溶離させる目的で生体分析
や化学置換反応のための望む分析反応を行わせるためにピペット５９による試薬
液の追加のために停止された状態の装置を示す。

【００５６】 図１Ｅは望む反応を実施するために磁性粒子５８を分散または混合させるため
にスイッチが入れられた状態の装置を示す。

【００５７】 図１Ｆは反応媒液から磁性粒子５８を分離させるために停止された状態の装置
を示す。生体分析の場合、上澄み液は試験管２３内で直接的、あるいはどこかに
移し変えて測定したり、その他のどのような測定方法で測定してもよい。細胞や
分子の単離を目的として上澄み液は適当な容器に移される。mＲＮＡとプロテイ
ンの実際の吸引の例はシグリスリサーチ・インク社の“ミックスセップ”技術雑
誌に記載されている。

【００５８】 永久磁石と電磁石は相互交換可能である。しかし、磁石の移動を必要とする形
態では永久磁石のほうが簡単である。電磁石は電気を移動磁石に送る整流器等の
アレンジを要する。電磁石が好都合な場合もある。図２Ａは支持フレーム１０４
に搭載され、テスト媒液と磁性粒子１０３を収容した容器１０２の外部で１８０
°離れた２個の電磁石コイル１０１Ａと１０１Ｂを示す。図２Ｂはテスト媒液と
磁性粒子１０３を収容し、支持フレーム１０４に搭載された個別の電磁石コイル
１０１Ａと１０１Ｒの環体で囲まれた１体の容器１０２の断面を示す。

【００５９】 ここでは、容器１０２も電磁石１０１も実際には動かない。角移動は電磁石を
作動させることで容器１０２内部のテスト媒液１０３内の磁性粒子に提供される
。この連続的作動は“バイナリー”（オンとオフ）または“アナログ”であり、
第１電磁石は徐々にエネルギーが高められ、続いて徐々にエネルギーが弱められ
る。次の電磁石も同様である。磁性粒子１０３の運動速度は連続的電磁石間の変
化速度とオーバーラップ程度によって調整できる。

【００６０】 連続式電磁石の正確な数は容器１０２と他の要因によって決定される。１磁石
から別磁石への角移動は最も簡単な形態では１８０°であり、テスト媒液１０３
内の磁性粒子は容器１０２内を比較的に直線状に前後運動する。極性を調整した
り、電流のパワーレベルを調整することで磁性粒子の軌跡に変化をつけ、磁界を
変動させて磁極の方向を変えたりすることが望ましい。

【００６１】 容器の周囲に等間隔に配置された４個の電磁石の場合には、電磁石の順番の作
動及び極性逆転で磁性粒子の非常に優れた攪拌が提供されることが判明している
。

【００６２】 混合及び分離チャンバーを提供する容器は、テスト媒液を加えたり取り出すた
めの少なくとも１つの開口部を含んでいる。容器は好適には円筒状であり、プラ
スチックやガラス等の磁力透過性物質で提供されている。さらに、１好適実施例
ではチャンバーの内面は生体共立性であり、テスト媒液の無菌処理のために殺菌
されている。容器の容積はチャンバーを収容し、テスト媒液の望む断面を提供す
るような適当な磁界が提供される限り大きな問題ではない。

【００６３】 テスト媒液を収容する容器は試験管でも円錐底部を有したエッペンドルフ管で
もよい。試験管の容積は好適には通常の２５０μリットルから１８ｍリットルで
ある。装置は容易にスケールアップでき、臨床用の大容量テスト媒液を処理する
こともできる。磁石のサイズと形状は調整でき、特定サイズの容器内のテスト媒
液の磁界キャビティ内に適当な磁界強度を発生させる。

【００６４】 特に研究用に好適な本発明の実施例は試験管等の容易な交換が可能な容器を利
用するが、本発明の技術を応用する診断用及び他の装置は混合及び分離用の永久
設置チャンバーを利用する。

【００６５】 当業者であれば理解しようが、テスト媒液を静止状態に保ちながらテスト媒液
内の磁性粒子の角移動を行わせることで親和反応磁性粒子が容器内でテスト媒液
と混合されるこれら好適実施例の変形や改良は本発明のスコープ及び精神内で容
易に可能である。相対的角移動は磁界を静止容器周囲で回転させたり、静止磁界
に対して容器を回転させることで磁性粒子に付与される。磁界を提供する磁石は
容器の外側に設置され、テスト媒液内に磁界グラジエントのキャビティを提供す
る。どのような容器形状でも利用できる。例えば、ドーナツ型でもよい。そのよ
うな容器の場合には、ドーナツの穴内に設置された磁界源は容器の外側であり、
同時に容器の内側に存在すると考えられる。よって、「特許請求の範囲」のスコ
ープにおいて、本発明は実施例以外の形態でも実施が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】図１Ａは本発明による磁性粒子を利用した標的物質の混合と分離の
方法のステップを概略的に図示している。

【図１Ｂ】図１Ｂは本発明による磁性粒子を利用した標的物質の混合と分離の
方法のステップを概略的に図示している。

【図１Ｃ】図１Ｃは本発明による磁性粒子を利用した標的物質の混合と分離の
方法のステップを概略的に図示している。

【図１Ｄ】図１Ｄは本発明による磁性粒子を利用した標的物質の混合と分離の
方法のステップを概略的に図示している。

【図１Ｅ】図１Ｅは本発明による磁性粒子を利用した標的物質の混合と分離の
方法のステップを概略的に図示している。

【図１Ｆ】図１Ｆは本発明による磁性粒子を利用した標的物質の混合と分離の
方法のステップを概略的に図示している。

【図２Ａ】図２Ａは容器の両側に設置された２個の電磁石の使用状態を示す断
面図である。

【図２Ｂ】図２Ｂは容器を包囲する電磁石環体の設置状態を示す断面図である
。

【図３】図３は本発明の好適実施例の斜視図であり、線状駆動機構によって
移動する垂直移動構造体に搭載された磁石列が図示されており、共通機構によっ
て回転する対応回転容器から望む距離にて配置される。

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性粒子を混合し、媒液から分離する装置であって、 媒液を収容する透磁性容器（１２４）と、 該容器内の媒液に投入された磁性粒子（５８）と、 該媒液内に磁界グラジエントを発生させるように該容器外に設置された磁石
   （１２６）と、 前記磁性粒子と該磁石との間の相対的角ポジションの連続的変動を提供し、
   前記媒液内の磁界キャビティにて該磁性粒子を運動させる角ポジションの変動手
   段（１２９）と、 該角ポジションの変動手段と同時的に前記媒液の端から端まで前記磁石を前
   記容器の外側で移動させて磁界キャビティを該媒液の端から端まで移動させ、同
   時に前記磁性粒子を該磁界キャビティ内で運動させる磁石の移動手段（１２１、
   １１６）と、 を含んで構成されていることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】磁性粒子の粒径は０.１μｍから３００μｍであることを特徴
   とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】磁石は２００ガウスから５０００ガウスの強度であることを特
   徴とする請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】磁石と容器との距離を変動させる手段をさらに含んでいること
   を特徴とする請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】相対的角ポジションの変動手段は静止磁石に対して容器を１０
   から２００回転/分の回転速度で回転させることを特徴とする請求項１記載の装
   置。
6. 【請求項６】磁石の移動手段は磁石を連続的に移動させることを特徴とする
   請求項１記載の装置。
7. 【請求項７】容器は中央軸で段階的に回転されることを特徴とする請求項１
   記載の装置。
8. 【請求項８】容器の段階的回転は所定の間隔を有して段階的に増大すること
   を特徴とする請求項１記載の装置。
9. 【請求項９】磁石の移動手段は磁石の移動を段階的に増大させることを特徴
   とする請求項１記載の装置。
10. 【請求項１０】磁石の段階的な増大は所定の間隔を有して段階的に増大するこ
    とを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 【請求項１１】複数の収容器を含んで成る容器と、それぞれの収容器に収容さ
    れた磁性粒子と、該それぞれの収容器の外側に設置された磁石とを含んで構成さ
    れており、それぞれの収容器は相対的角ポジションの変動手段とを有しており、
    それぞれの磁石は媒液の端から端まで磁石を移動させる移動手段を有しているこ
    とを特徴とする請求項１記載の装置。
12. 【請求項１２】親和反応磁性粒子とテスト媒液とを容器内で混合し、該テスト
    媒液内の標的物質と該磁性粒子との間で親和結合反応を発生させる方法であって
    、前記媒液を前記容器に対して液体流動を引き起こさずに該磁性粒子の親和表面
    と前記標的物質との接触を最大とする方法であり、 前記テスト媒液と前記磁性粒子を透磁性容器に投入するステップと、 該容器の外側に磁石を配置して該容器内の該テスト媒液に磁界を発生させ、
    磁界キャビティを創出するステップと、 該磁石と該容器との距離を調整することで該磁界キャビティの磁界強度を調
    整するステップと、 該磁界キャビティにて該容器の壁内側に凝集する前記磁性粒子と前記磁石と
    の相対的角ポジションを変化させるステップと、 を含んで成ることを特徴とする方法。
13. 【請求項１３】角ポジション変化ステップにおいて磁石を容器の垂直方向に移
    動させて望む高さ範囲の媒液をスキャニングすることを特徴とする請求項１２記
    載の方法。
14. 【請求項１４】磁石の垂直方向の移動は望む回数で反復されることを特徴とす
    る請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】磁石の垂直移動は移動距離を変化させることを特徴とする請求
    項１３記載の方法。
16. 【請求項１６】望む箇所で磁石の動きを停止させるステップと、 該磁石と磁性粒子との相対的角ポジションを一定に保ち、容器の壁内側で磁
    性粒子を凝集させるステップと、 該磁石を該容器に接近させて該凝集を安定させるステップと、 をさらに含んでいることを特徴とする請求項１２記載の方法。
17. 【請求項１７】凝集した磁性粒子を破壊せずに容器から媒液を抜き取るステッ
    プをさらに含んでいることを特徴とする請求項１２記載の方法。
18. 【請求項１８】相対的角ポジション変化ステップは容器を静止状態の磁石に対
    して１０から２００回転/分の回転速度で回転させることで提供されることを特
    徴とする請求項１２記載の方法。
19. 【請求項１９】回転は所定の間隔をおいて所定の角距離を段階的に増大させて
    容器を回転させることを特徴とする請求項１６記載の方法。
20. 【請求項２０】磁界グラジエントの発生ステップは、容器の外側にて該容器の
    周囲で互いに離れて設置された複数の電磁石の利用を含んでおり、磁性粒子と磁
    石との間の相対的角ポジションの変化ステップは該電磁石に順番にエネルギーを
    供給することで提供されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
21. 【請求項２１】少なくとも２つの磁界キャビティを提供するために媒液の別部
    分に少なくとも１つの追加的磁界グラジエントを発生させるステップをさらに含
    んでいることを特徴とする請求項１２記載の方法。
22. 【請求項２２】磁石は垂直方向に連続的に移動されることを特徴とする請求項
    １２記載の方法。
23. 【請求項２３】磁石は垂直方向に所定の間隔で段階的に増大されて移動される
    ことを特徴とする請求項１２記載の方法。