JP2007033457A - 分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組成物から磁気粒子を分離するための手段に関する。
【解決手段】当該手段は、上端から下端に向って延びている内部空間（２）を有する長くされた保護カバー（１）を備えており、当該凹所は可動磁気ロッドを備えており、このロッドの長さと太さとの比は少なくとも約２：１である。異なる適用とくに生命工学、生化学および生体臨床医学の分野に用いられうる。当該手段を用いることによって粒子を収集することは容易かつ迅速である。
【選択図】図１

Description

本発明は組成物から磁性粒子を分離する方法に関する。本発明は異なった適用、とくに生命工学、生化学、および生体臨床医学の分野に用いることができる。

磁性微粒子は生体材料を結合するための各種の用途における固相として用いられる。微粒子の１つの利点は、固相の面積が大きく拡散長が短いことである。微粒子のサイズは一般に０．０５〜１０μｍであって、それらは異なった材料において使うことができ、また多くの適用用途に対してすでに作動されている。磁性粒子は磁石を用いることによって作動することができる。

現在用いられている磁性粒子の分離法には、容器の底のいわゆるペレットに粒子が集積するように反応容器を磁場内に固定することを含むものがある。そののち、粒子のなくなった液は吸引によって他の容器に注がれるかまたは除去される。しかしながら、容器からの液の除去は同時に粒子を除去しないようにきわめて慎重に行わなければならない。

国際公開第86/06493号公報は、磁性粒子およびそれらに付着した注目すべき複合物(marked complex)は、磁性粒子を有する棒を用いることによって液から分離され、そののち取り出して計測される、イムノアッセイ(immunoassay)に用いる方法を提案している。ロッドの先端は、固定磁石と、その外表面に粒子が付着する取り外し可能な保護カバーとからなる。分離後、計測前に、保護カバーを別のカバーで覆うことが好ましい。測定後、保護カバーは粒子と一緒に取り外して捨てて、新しいカバーを新規の分離用につける。この公報によれば、磁石はまた電磁石であってもよく、それによって所望の場合に磁場を除去することもできる。

国際公開第87/05536号公報は、内部に、垂直方向の内部空間の中を移動しうるロッドと、その下端に設けられた磁石とからなる、磁性粒子を分離する装置を提案している。この装置は、磁石を下の位置につけて、粒子を含んだ液体の中に入れて、それによって粒子がロッドの端に収集するようにしている。磁石が上方の位置に入れられると、粒子はロッドから離れることができる。このようにして、粒子は集められて１つの液体から別の液体へ移され得る。

しかしながら、開示された磁性粒子の分離装置および方法は、粒子がかなり大きい体積のものから集められて本質的に小さい目のものに移されるような用途にはあまりうまく適用できない。

さて、請求項１の分離方法が発明された。

本発明の装置は、カバーの長さ方向の１つの棒磁石からなる可動ロッドを含む長くなった保護カバーから構成される。ロッド磁石の長さとその太さとの比は少なくとも約２：１、好ましくは少なくとも約３：１、もっとも好ましくは少なくとも約１２：１である。このようにして形成された磁場の強さと勾配(gradient)はともに、ロッドの端部でもっとも強く、磁石が下方の位置になると、組成物からの粒子はカバーの先端に直接収集するようになる。粒子はカバーの先端から最初の組成物よりも何倍も小さい体積の中へ放出されうる。

棒磁石は、永久磁石と、その延長(extension)である強磁性のアームからなるのが好ましい。

棒磁石は、その双極子の上端が常に組成物の表面より上にあるように、充分長いことが好ましい。もし粒子が双極子よりも高い組成物から収集することになるならば、粒子の最初にカラムの上の部分から先端に収集されるので、双極子の上端は常に粒子よりも上にあるようになる。

磁石の上端は組成物よりも上にくることができるので、組成物の体積に関して一層効果的な磁石を用いることができ、収集を促進し、かつ容易にする。

本発明の装置は、保護カバーの先端に、カバーの方向にある強力な磁場からなる。粒子が最初に他の何らかの方法で生成された先端に残存する粒子の集中から収集されたとき、これは、とくに有利である。さらなる利点としては、保護カバーが液から引き上げられたとき液の付着が、とくに粒子を切り離す傾向にある先端に直接高い保持力をかけることができる点である。

保護カバーの先端には好ましくは鋭い下向きの突起が設けられる。これによって先端に残っている液の量を最小にすることができる。典型的には、先端は円錐体のように形成される。きわめて小さい容器に粒子を移すばあいは、好ましくは凹面とした円錐体の形状に先端を形成する。

強磁性のアームを磁石に用いた場合は、磁石と磁化されたアームとは一緒に１つの長い棒磁石として機能する。アームは磁場の上部極の傾斜を解消し、それによって、上部の極は粒子の収集を行なわない。このようにして、長い棒磁石を低コストで提供することができる。しかし、強磁性のアームを用いた場合でも、比較的長い磁石（長さが太さの約１．５ないし１０倍）を用いることが有利である。磁石の長さは、最大の内部の永久磁場の強さが問題の磁石に対して設けられるように選定するのが好ましい。

磁石とそのアームとの接合部は、アームと磁石とが短い長さに対して互いに内側にくるようにするのが好ましい。このようにして、粒子を収集しうる接合部での強い傾斜の形成が避けられる。

棒磁石の断面は、たとえば円形または長方形であってよい。製造上からでも使用上からも円形が最良である。実際、磁石がその軸を中心として回転することは、たとえば、この場合、効果がない。原則として、ロッドを曲げて運動機構をより簡単にすることが可能である。

ロッドの保護カバーの形は用途に応じて変えることができる。通常、製造上および使用上の双方の点で円形がもっとも有利である。強度を上げるためには、カバーは円錐形にすればよく、それによってまた射出成形によるカバーの製造が容易になる。カバーは、好ましくは、ポリプロピレンで作られる。

図１による分離ロッドは細長い保護カバー１と、その中にある内部空間２とから成る。カバーの下端および内部空間は僅かに先細りになっている。本体の上端には把持を容易にするフランジ３が設けてある。

内部空間２は緩い磁気ロッド４からなる。これはその下端にある縦の棒磁石５と、磁石の延長としてのその上の強磁性のアーム６とからなる。アームの端にはグリップつまみ７が設けてある。

カバーの下端には凹面になった先細りの、先が尖った先端８が設けてある。先端の長さはほぼカバーの下端の幅に相当する。

図２は、粒子が懸濁液９に分散されている試験管からの粒子の収集を表す。分離ロッドは試験管内を上下にかき集めて動かされる。このようにして、粒子は尖端で集められて環状の塊を形成する。内部空間２の下端に磁石５を置くと、粒子は先端に付いたままになる。粒子を解放する場合は、磁石を上に上げる。

先端８は、粒子をいわゆるＨＬＡプレート１１（図３）のウェルのような大変小さい容器へ移すのにとくによく適応している。先端はウェルの高さよりも僅かに長い。先端がウェルの中へ押し込まれると、液の表面は表面張力のために先端の面に沿って上がる。液の動く面の端は粒子を先端からかき集めて液の中へ入れる。分離はロッドを攪拌することによって向上させることができる。これと対応して、先端がウェルから引き上げられると、液の表面は一体になったフィルムとして先端の尖った端の方へ動く。このようにして、液とそれに付いた粒子は完全に先端から離れる。

粒子は先ず容器内の１カ所に集中させられて、そこからロッドを用いることによって収集されるようにして液から分離されるのが好ましい。集中は、粒子を重力によって沈殿させたり、遠心分離したり、または磁場を用いることによって粒子を容器の壁に引きつけることによって、行うことができる。

図４は、磁石を用いて、粒子が最初に引き寄せられて縦のストリップ９を形成した試験管の壁からの粒子の収集を示す。ロッドの先端によってストリップに沿ってかき集めることにより、粒子はロッドの保護カバー１の先端に付着して塊１０を形成することができるようになる。ここで、保護カバー１の先端は比較的鈍い円錐形状に形成される。これは粒子を容器内に移すためによく適応されるものであり、容器内では先端を正しく液内へ押し入れることができるのである。

磁石５の長さの直径に対する比は約１０：１、アームの長さの磁石の長さに対する比は５：１である。アームは磁石よりも僅かに幅が広く、磁石の上の端はアームの下端の内部にその直径のほぼ２倍の長さだけ埋め込みになっている。

図５および図６は磁性ロッド４′を含む分離装置を示し、これは適当な保護層を被覆してあるが強磁性のアームを持たない永久磁石５′のみからなる磁気ロッド４′を含む分離装置を示す。保護カバー１′の上端には、たとえば、自動分離の装置または分析装置が容易に制御しうるようにした、握り部分３′が設けられている。磁石の長さ部分の直径に対する比は約７：１である。カバーの先端は比較的鈍い円錐型に形成される（円錐の高さは幅の約１／３である）。

図５は、分離ロッドと比較すると比較的幅の狭い容器から（容器の内部直径はロッドの直径の約７０％である）、また比較的少量の液から粒子を分離することを示す。下線１１は液の自由表面を示す。また上の線１２は分離手段が液の中へ押し込まれたときの液の表面を示す。磁性粒子は保護カバーの先端に収集されて塊１０を形成し、これは再び解放されて比較的少量の液に入ることができる（図６）。

図５および図６の手段は約７ｍｍの直径を有する微滴定プレートのウェルに用いるのにうまく適応される。

本発明のいくつかの好ましい適用法を例示として以下に述べる。
本発明による分離手段を示す図である。 懸濁液から粒子を収集するための第１図の手段の使用を示す図である。 収集した粒子をきわめて小さい容器に解放する図１の手段の使用を示す図である。 試験管の壁から粒子を収集するための本発明による別の手段の使用を示す図である。 少量の液から粒子を収集するための本発明による第３の手段の使用を示す図である。 収集した粒子を少量の液中に解放する図５の手段の使用を示す図である。

Claims (3)

1. 磁性微粒子を含む組成物から当該磁性微粒子を分離する手段の用途であって、当該磁性微粒子は０．０５〜１０μｍのサイズでありかつ生体材料を結合するために用いられるものであって、前記手段が、上端および尖端をもつ下端を有しており、前記上端から下端へ延びる内部空間２を含む細長い保護カバー１，１′からなり、前記内部空間は、当該カバーの当該尖端に磁性微粒子を収集するために、当該内部空間の長手方向に延びる移動自在の磁性ロッド４，４′を有しており、前記ロッドの太さに対する長さの割合が少なくとも２：１であり、前記磁性ロッドの上端が組成物の上方に留まるように前記分離手段を組成物中に入れることを特徴とする手段の用途。
2. 前記磁性ロッド４の太さに対する長さの割合が、少なくとも３：１である請求項１記載の用途。
3. 前記磁性ロッド４の太さに対する長さの割合が、少なくとも１２：１である請求項２記載の用途。

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