JP3413430B2 - 移送装置 - Google Patents

移送装置

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JP3413430B2
JP3413430B2 JP51366496A JP51366496A JP3413430B2 JP 3413430 B2 JP3413430 B2 JP 3413430B2 JP 51366496 A JP51366496 A JP 51366496A JP 51366496 A JP51366496 A JP 51366496A JP 3413430 B2 JP3413430 B2 JP 3413430B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/28—Magnetic plugs and dipsticks
    • B03C1/284—Magnetic plugs and dipsticks with associated cleaning means, e.g. retractable non-magnetic sleeve
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326—Magnetic particles

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 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。
ヨーロッパ特許出願公開第140787号公報（米国特許第
4,649,116号明細書に対応）は、磁性を有するロッドを
用いることによって液体から磁性粒子が分離される方法
を提案しており、このロッドは液体中に押されて入れら
れている。粒子は強力な磁石を用いることによってロッ
ドから除去される。
国際公開第87/05536号公報は、内部に、垂直方向の孔
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。この装置の先端はアームよりも薄い円筒状に形
成されている。
国際公開第94/18565号公報は、垂直方向の孔の中を移
動しうるロッドであって、その下端に磁石が設けられた
ロッドを含む、磁性粒子を分離する装置を提案してい
る。図２の適用において、ロッドは、くぼみを有し先細
りの先端部からなり、図2bに示されるように粒子がこの
先端部を超えて収集される。
しかしながら、粒子がひじょうに小さい容器に移動さ
れなければならないという適用には、それほどうまく適
合されない。知られた装置は、いずれも、分離手段に関
する大容量のものから粒子が収集される適用に対しては
それほどうまく適合されない。提案された磁性粒子の分
離装置および方法は、 発明の説明 一般的な説明 さて、請求の範囲第１項の移動装置が発明された。本
発明のいくつかの好ましい実施態様は請求の範囲の他の
項において述べられている。
本発明の装置は、先端に収集されるときに磁界を本体
の先端方向に整列し、粒子が先端から除去されるべきと
きに、この磁界の効果を取り除くために用いられうる手
段からなる、細長い本体を備えている。かかる磁界は、
たとえば、試験管の壁に堆積した粒子の濃度から、他の
いくつかの方法でまず粒子が収集される場合にとくに有
利である。本体の先端部は先細りにされており、くぼん
だ面を備えている。この先端部の高さは、粒子が取り除
かれる容器の高さより僅かに高い。この先端部の幅は、
上部において容器の直径より僅かに小さい。先端が容器
内に押し込まれると、表面張力の影響下で先端の面に沿
って液面が上昇する。動いている液面のエッジは、先端
から粒子を払拭して、液体内に落とす。分離は、ロッド
を動かすことにより改善されうる。これに対応して、先
端がウェルから上昇されると、液体の表面は、一体的な
膜のように先端の端に向って移動する。このようにし
て、液体と粒子は共同して先端から完全に分離される。
先端部の断面は円形が好ましいが、原理的には他の如
何なる形状も考慮されうる。たとえば、矩形のトレイ状
の容器には、くさび状の形状であってよい。
先端は尖っているのが好ましい。液体はもっとも完全
な方法で尖った先端から分離されうる。そのうえさら
に、この尖った先端は、先端が容器の底部にあるとき、
容器内への先端の載置を促進する。
本体は、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
粒子は直接集中するようにカバーの先端に集められる。
棒磁石は永久磁石と、延長部を有する強磁性体アーム
とからなるのが好ましい。
棒磁石は、粒子を収集するとき、その双極子の上端が
組成物の面を超えて留まるように、充分長いことが好ま
しい。双極子より高いコラムから粒子が収集されるな
ら、双極子の上端が全時間粒子の上にあるように、粒子
がコラムの上部からまず先端に収集されることが見られ
る。ひじょうに小さい容器（volumes）から粒子を収集
するとき、その面を完全に超えていることが好ましい。
磁場だけは組成物にまで達し、先端が容器の底に置かれ
るとき、先端の下部フランジは完全にぬれる。
磁石に強磁性体のアームが設けられるとき、磁石およ
び磁気を帯びたアームは、ともに長い棒磁石として機能
する。このアームは場の上部の極の勾配をフェードアウ
トすると、この上部の極は粒子の収集を行わない。この
ようにすると長い棒磁石は低コストで製造されうる。し
かしながら、強磁性体のアームによるときでさえ、比較
的長い磁石（たとえば、直径の約２〜10倍の長さを有す
るもの）を用いるのが好ましい。磁石の長さは、永久的
な場の強さが磁石のために最大の強さが与えられるよう
に、選択されるのが好ましい。
棒磁石の断面は、たとえば円形でも矩形でもよい。製
造および使用のばあいは、円形の形状が好ましい。たと
えばこのばあい、磁石の軸回りの捩じりの影響がない。
大体において、運動機構を単純化するためにロッドは曲
がった形状が与えられる。
ロッドの頂部の保護カバーは、使用に応じて種々の形
状を有することができる。製造および使用については、
通常、円形の形状がもっとも有利である。強度を増加さ
せるために、保護カバーは射出成形による製造を促進す
る円錐状に製造されうる。カバーは、たとえば、ポリプ
ロピレンから製造されるのが好ましい。
磁石とアームとの接合部（junction）は、短い長さに
ついて一体的に製造されるのが好ましい。このようにす
れば、粒子を収集する接合部における激しい勾配の形成
が回避できる。
液体から粒子を分離する最良の方法は、ロッドを用い
て収集される容器内の１点にまず集中させることであ
る。重力の影響下で粒子を沈殿したり、遠心分離を用い
たり、磁場を用いて容器の壁に粒子を引きつけたりする
ことによってもたらされる。たいていのばあい、磁石の
使用が最良の方法である。
本発明は、約１〜10μｍの粒子に最良に適用される。
図 面 本発明のいくつかの有利な適用が以下の例によって記
載される。この記載についての図面は、 本発明の１つの分離手段を示す図１、 懸濁液から粒子を集めるために図１の手段の使用を示
している図２、 集められた粒子を解放するために図１の手段の使用を
示している図３、および 容器内に粒子を解放する際の図１の分離部の先端部の
拡大された詳細を示している図４からなる。
実 施 例 図１の分離ロッドは、ボア２が設けられた、細長く延
びた保護カバー１を備えている。保護カバーの下端部お
よびボアは僅かに先細りされている。本体の上端は把持
フランジ３を備えている。
ボア２内にはルーズな磁気ロッド４が存在している。
ロッドの下端には垂直方向の棒磁石が設けられており、
そのうえには、磁石の延長として強磁性体アーム６が設
けられている。アームの端部には把持突起７が設けられ
ている。
カバーの下端には先細りし、かつ尖った先端８であっ
て、窪んだ面を有する先端が設けられている。先端の長
さは、カバーの下端の幅にほぼ対応している。
図２は試験管の壁からの粒子の収集を示しており、垂
直ストリップ９を形成するために磁石を用いて粒子がま
ず引きつけられる。ロッドの先端と共にストリップに沿
ってなでることによって、粒子はロッドの保護カバー１
の先端上に付着され、円形の塊（circular mass）10を
形成する。磁石５がボア２の下部にとどまっていると
き、粒子は先端に付着されたままである。粒子が解放さ
れると、磁気ロッドが持ち上げられる。
先端８は、いわゆるHLAプレート（図３）のウェル11
などの小さい容器内に粒子を移すためにとくにうまく適
合されている。
図４はウェル11内の先端８の拡大された図面である。
先端は、ウェルの高さより僅かに長い。先端がウェル内
に押し込まれると、ウェル内の液体の表面は表面張力の
影響下で先端の面に沿って上方に上昇する。液体の移動
表面のエッジは粒子を先端から除去して、液体中に入れ
る。これに対応して、先端が壁から持ち上げられると、
液体の表面は先端の尖った端部の方に一体的な膜のよう
に移動する。このようにして、液体と粒子は先端から完
全に分離される。
図４の円錐状のウェルが用いられるとき、液体と先端
との間の間隙の最小値は、下部表面のエッジとウェルの
上部エッジとのあいだにある。液体は表面張力の影響下
でその面積を最小にしようとし、これによって液体は先
端のまわりに一様に沈殿し、下部フランジの全体を覆
う。間隙の最小寸法のためのサーチはびじょうに迅速に
なされ、液体の流れは粒子を先端の表面から除去する。
先端が液体からゆっくり離れると、液体は刻々最小面積
を求め、表面は一体のままであろうとする。最終的に先
端が液体から離れると、ほとんど乾いた状態で液体から
取り除かれる。粒子を解放すると、保護カバーは容器の
底部で指示されうる。
磁石５の長さと太さとの比は、約10:1であり、アーム
の長さと磁石の長さとの比は、5:1である。アームは磁
石より僅かに厚く、磁石の上端は太さの約２倍の長さだ
けアームの下端の内側に埋め込まれている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 33/553 B03C 1/00 B03C 1/28 G01N 33/543

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁性粒子を含む組成物から前記磁性粒子を
    分離しかつ当該磁性粒子を容器内の液体中に移送する手
    段であって、 上端および下端を有する細長体1,1′と、 該細長体の下端にまで延びる、連続的に先細りになって
    いる、凹状の先端部８、および 前記細長体が、磁場をそろえて該細長体に粒子を集める
    とともに、磁場の影響を除去して、当該細長体から磁性
    粒子を解放するのに用い得る磁性ロッド４ を備えており、 前記磁性ロッド４が、前記先端部８に長手方向の磁場を
    そろえて当該先端部に磁性粒子を集めるとともに、前記
    先端部から磁場の影響を除去して当該先端部から磁性粒
    子を解放するのに用いられることを特徴とする手段。
  2. 【請求項２】前記先端部８の断面が円形であることを特
    徴とする請求の範囲第１項記載の手段。
  3. 【請求項３】前記先端部の端が尖っていることを特徴と
    する請求の範囲第１項または第２項記載の手段。
  4. 【請求項４】前記細長体1,1′の下端に、当該細長体の
    長手方向に沿う、垂直ロッド磁石５が設けられてなるこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項、第２項または第３項
    記載の手段。
  5. 【請求項５】前記細長体が、当該細長体の長手方向に沿
    う磁性ロッド４を有しており、該磁性ロッドの太さに対
    する長さの割合が少なくとも約2:1であり、好ましくは
    約3:1であることを特徴とする請求の範囲第４項記載の
    手段。
  6. 【請求項６】前記磁性ロッド４が当該磁性ロッドの下端
    の垂直ロッド磁石５からなり、強磁性アーム６が前記磁
    性ロッドの上端に取りつけられてなることを特徴とする
    請求の範囲第５項記載の手段。
  7. 【請求項７】前記磁性ロッド４の太さに対する長さの割
    合が少なくとも約12:1であることを特徴とする請求の範
    囲第６項記載の手段。
  8. 【請求項８】前記垂直ロッド磁石５の上端と前記強磁性
    アーム６の下端が互いに内側であることを特徴とする請
    求の範囲第６項または第７項記載の手段。
  9. 【請求項９】前記先端部８の高さが、前記粒子が解放さ
    れる容器11の高さより高いことを特徴とする請求の範囲
    第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第
    ７項または第８項記載の手段。
  10. 【請求項１０】前記先端部８の上端における幅が、前記
    粒子が解放される容器11の直径より僅かに小さいことを
    特徴とする請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４
    項、第５項、第６項、第７項、第８項または第９項記載
    の手段。
  11. 【請求項１１】磁性粒子を含む組成物から前記磁性粒子
    を分離しかつ当該磁性粒子を容器内の液体中に移送する
    方法であって、 上端および下端を有する細長体1,1′と、 該細長体の下端にまで延びる、連続的に先細りになって
    いる、凹状の先端部８、および 前記細長体が、前記細長体に磁場をそろえて該細長体に
    粒子を集めるとともに、磁場の影響を除去して当該細長
    体から磁性粒子を解放するのに用いうる磁性ロッド４を
    備えており、 前記磁性ロッド４が、前記先端部８に長手方向の磁場を
    そろえて当該先端部に磁性粒子を集めるとともに、前記
    先端部から磁場の影響を除去して当該先端部から磁性粒
    子を解放するのに用いられることを特徴とする手段を備
    えてなる、移送に用いられる方法。
  12. 【請求項１２】前記移送手段が、磁性粒子を集めるとき
    に前記組成物表面の完全な上方にある磁石からなること
    を特徴とする請求の範囲第11項記載の方法。
JP51366496A 1994-10-20 1995-10-20 移送装置 Expired - Lifetime JP3413430B2 (ja)

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