JP3513541B2 - 粒子のための分離方法 - Google Patents
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Description
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。
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
対してすでに動作されている。磁性粒子は磁石を用いる
ことによって動作することができる。
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。そのうち、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。
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。
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。
うるロッドと、その下端に設けられた磁石からなる、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集結される。磁石
が上方の位置に入られると、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。
離装置と比べて粒子がかなり大きい体積のものから集め
られなければならない用途には、あまりうまく適用でき
ない。
ている。請求範囲の他の項には、本発明のいくつかの好
ましい実施例が記載されいる。
れ、そこから磁気分離手段を用いることによって収集さ
れる。このように粒子は有効に収集されうる。
とによってもたらされうる。たいていのばあい、磁石を
用いるのが好ましい。
延びた分離手段を用いることによってなされるのが好ま
しい。粒子は、ロッドの端部において集結されるように
集められ、小容量部の内部で分離されうる。かかる分離
手段を用いて集結されるように粒子を収集することは容
易である。
端部に位置づけられるのが好ましい。棒磁石の長さと太
さとの比は、少なくとも約2:1であり、好ましくは少な
くとも約3:1であり、もっとも好ましくは少なくとも約1
2:1である。磁石は、粒子が収集されるとき双極子の上
端が組成物の上になるように充分長いことが好ましい。
久磁石から形成されるのが好ましい。このようにすれ
ば、磁石と磁化されたアームとは共に長い棒磁石として
機能する。アームは磁場の上部の極の勾配(gradient)
を解除し、これによってこの上部の極は粒子の収集を行
わない。強磁性体のアームを用いることによって、長い
棒磁石が比較的低コストで提供されうる。しかしなが
ら、強磁性体のアームによってさえ、比較的長い(たと
えば、直径の約2〜10倍)磁石を用いることは有利であ
る。内部の最大の永久磁場の強さが提供されるように選
択されるのが好ましい。磁石とアームとのあいだの接合
部は、アームおよび磁石が一方の内部に僅かな長さだけ
入るように製造されるのが好ましい。このようにすれ
ば、粒子を収集しうる接合部における強い勾配の形成が
回避される。
る。製造及び使用に関しては、円形形状が最良である。
実際磁石の軸上の回転は、このばあい効果がない。大体
において、ロッドは運動機能を簡単にするために曲げら
れうる。
せよ)によって、他の磁石を用いることによって分離手
段から除去されうる。しかしながら、粒子は分離手段内
の磁場の効果を解消することによって取り除かれるのが
好ましい。分離手段は、保護カバーと、該カバーに対し
て移動自在の磁石を備えたロッドとからなるのが好まし
い。
起が設けられるのが好ましい。これにより、先端に残留
する液体の量を最小にする。先端は、典型的には円錐状
の形状である。粒子がひじょうに小さい容器に移動する
とき、先端は窪んだ円錐状の形状であることが好まし
い。
る。製造及び使用に関しては、通常、円形形状が最良で
ある。強度を増加させるために、カバーは射出成形によ
るカバーの製造を促進する円錐状に製造されることがで
きる。
に適用されうる。
に説明される。説明図において、 図1は本発明に有用な磁気分離手段を示しており、 図2は試験管の壁への粒子の集結を示しており、 図3は試験管の壁からの粒子の収集を示しており、 図4は試験管の底部からの粒子の収集を示しており、 図5は本発明の他の方法による壁からの収集を示してお
り、 図6は本発明に有用な分離および移送るデバイスの粒子
の集結の段階を示しており、図7は図6の装置の粒子の
集結の段階を示しており、 図8は長く延びたトラフの底部への粒子の分離を示して
おり、 図9は図8のトラフからの粒子の集結を示しており、 図10は、粒子を分離するためのいくつかの溝を底部に備
えた分離容器を示している。
と、保護カバーに設けられた孔2から構成されている。
保護カバーおよび孔の下端は僅かに尖っている。本体の
上端には把持ノブ3が設けられている。
気ロッドは下端部において垂直方向の棒磁石5と、その
上における磁石の延長部として強磁性体アーム6とを備
えている。アームの端部には把持ノブ7が設けられてい
る。カバーの下端部には、窪んだ表面を有する先が鋭く
尖った先端部8が設けられている。先端部の長さは、カ
バーの下部の幅にほぼ対応している。
長さと磁石の長さとの比は、約5:1である。アームは磁
石より僅かに厚く、磁石の上端はアーム下端の内部に直
径の約2倍の長さだけ埋め込まれている。
じょうに小さい容器内に粒子を移送するのに好適であ
る。このばあい先端部は、ウェルの高さより僅かに長
く、先端部の上部の直径はウェルの幅より僅かに小さ
い。先端部がウェル内に押し込まれると、液体の表面は
表面張力により先端部の表面に沿って上昇する。液体の
移動面のエッジが先端部から粒子を払拭すると、液体内
に入る。除去はロッドを攪拌することによって促進され
うる。これに対して、先端部がウェルから持ち上げられ
ると、液体の面は尖った先端部に向かって一体的な膜の
ように移動する。このようにして、液体と粒子は先端部
から完全に取り除かれる。
かにしてまず試験管の壁に引かれ、垂直方向のストリッ
プ9を形成し、粒子が分離ロッドによって払拭すること
により、収集されロッドの先端部においてスポット状の
塊10を形成するのかを示している。棒磁石11の幅は試験
管内の液体のカラムの高さと同じであり、磁石は短い側
の方向に磁化されている。このとき保護カバー1の先端
は、比較的鈍い円錐状に形成されている。これは容器内
に粒子を移送するのに好適であり、先端部は液体中に適
切に押し込まれうる。他の点においては、分離ロッドは
図1のものに似ている。
ブ(vacutainer thbe)(7ml)から粒子をマイクロタイ
トレーション(microtitration)プレートのウェル(50
μl)内に移送する際に試験された。集結は長さが7×
5×70nmのNdFeBの磁気を用いることによってなされ
る。分離ロッドはNdFebの磁石(d3mm,12mm)からなる。
予備テストにもとづくと、サーチに費やされた時間は約
1分であった。
V字状の溝)を有する試験管が用いられる。粒子は溝の
中で沈殿し、可能な限り狭いストリップを形成する。し
たがって、粒子を収集するために分離手段を溝の底部に
沿って移動させることは容易である。
粒子はまず集結されて沈殿物9′を形成する。沈殿物
は、重力または延伸分離を用いることによってもたらさ
れるのが好ましい。分離ロッドは図3のものと類似であ
る。
管の壁からの粒子の収集を示している。これもまた保護
カバー1′の孔2における可動磁気ロッドを備えてい
る。その先端には小さい磁石5′が設けられており、ア
ーム6′は非磁性体である。磁石はロッドの長さに対し
て横方向に置かれている。こうして粒子は、先端部にお
いて塊10′を形成する側から垂直方向に蓄積される。
ャネル自動デバイスを示している。このデバイスは図5
の分離ロッドを採用している。粒子は、装置本体の粒子
の側に設けられた棒磁石11を用いて試験管の壁上で収集
される。粒子が収集される試験管は、キャリッジ12のエ
ッジに設けられる。キャリッジは、試験管が磁石に隣接
して置かれるように本体に対して移動されうる。これに
よって、粒子は試験管の壁の上で召集される。そのう
ち、キャリッジは磁石から離れて駆動され、粒子はキャ
リッジに対して移動自在の分離ロッドを用いて壁から収
集される。キャリッジは、粒子が移送されるマイクロタ
イトレーションをさらに備えている。分離ロッドの先端
は付着した粒子とともに所望のウェルに置かれ、磁気ロ
ッドが持ち上げられると、粒子がウェル内に除去され
る。
(trough)からの粒子の分離を示している。トラフの断
面は底部に向かって尖っている。粒子はトラフの底部上
に引かれ、磁石11.1を用いることによって水平線9.1を
形成する。そののち、磁石は更に移動され、分離手段を
用いることによって粒子が収集される。このようにして
粒子は、液体の比較的低い層の上で自然な沈殿方向に分
離される。分離は迅速であり、線はその場所に充分とど
まり、収集は容易である。トラフの底部にはV字状の溝
が設けられるのが好ましい。これによって、粒子はでき
るだけ狭い線内に蓄積され収集を容易にする。
はV字状の底部を有する多数の溝が平行に設けられ、こ
れに対応して、多数の磁石11.1が容器の下に設けられて
いる。粒子は溝の底部で狭い線のように蓄積される。液
面は溝の上にあり、これによって容器は1つの動作で充
填されうる。また、溝は横方向のチャネルによって組み
合わされることもでき、このばあい液面は各溝のレベル
と同一である。
Claims (10)
- 【請求項1】容器内の組成物から磁性粒子を分離する方
法であって、 最初に前記磁性粒子が容器の壁に集結され、磁性粒子が
付着する磁気分離手段を用いてこの領域から磁性粒子を
集め、 容器の側壁に粒子が集結されて垂直ストリップを形成
し、または容器の底に水平ストリップを形成し、前記粒
子は、分離手段の磁場の効果を除去することにより分離
手段から分離される ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】磁場、重力または遠心力を用いて前記磁性
粒子が集結されることを特徴とする請求の範囲第1項記
載の方法。 - 【請求項3】磁場を用いて前記磁性粒子が集結されるこ
とを特徴とする請求の範囲第2項記載の方法。 - 【請求項4】前記磁性粒子が集結されて溝の底にストリ
ップを形成することを特徴とする請求の範囲第1項記載
の方法。 - 【請求項5】組成物から磁性粒子を分離するデバイスで
あって、磁性粒子を含む組成物のための容器で、前記磁
性粒子を容器の壁上に集結させる手段と、この領域から
磁性粒子を集める磁気分離手段とからなり、容器の側壁
に粒子が集結されて垂直ストリップ(9)を形成するた
めの磁石(11)、または容器の底に粒子が集結されて、
水平なストリップ(9.1;9.2)を形成するための磁石(1
1.1)を備え、 前記分離手段が、当該分離手段の磁場の効果を除去する
ための手段を備えてなることを特徴とするデバイス。 - 【請求項6】前記磁気分離手段が、上端および下端を備
えた保護カバー1,1′と、該細長体の下端の磁石5,5′と
からなることを特徴とする請求の範囲第5項記載のデバ
イス。 - 【請求項7】前記磁気分離手段が、前記保護カバーの長
手方向に沿う磁気ロッドを有しており、該磁気ロッド全
体の太さに対する長さの割合が少なくとも2:1であり、
好ましくは少なくとも3:1であり、最も好ましくは少な
くとも12:1であることを特徴とする請求の範囲第5項ま
たは第6項記載のデバイス。 - 【請求項8】前記磁気ロッド4が、当該磁性ロッド下端
の磁石5と、該磁石の上端に取りつけられた強磁性アー
ム6とからなることを特徴とする請求の範囲第7項記載
のデバイス。 - 【請求項9】前記磁気分離手段が保護カバー1,1′を有
してなることを特徴とする請求の範囲第5項または第6
項記載のデバイス。 - 【請求項10】前記磁気分離手段が前記カバーに対して
移動自在の磁石を有するロッド4を備えてなることを特
徴とする請求の範囲第9項記載のデバイス。
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