JPS6071016A - 磁場を用いた磁性体の分離方法 - Google Patents
磁場を用いた磁性体の分離方法Info
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- JPS6071016A JPS6071016A JP58181534A JP18153483A JPS6071016A JP S6071016 A JPS6071016 A JP S6071016A JP 58181534 A JP58181534 A JP 58181534A JP 18153483 A JP18153483 A JP 18153483A JP S6071016 A JPS6071016 A JP S6071016A
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- magnetic field
- magnetic
- separating
- substances
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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
- B03C1/23—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp
-
- 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
- B03C1/23—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp
- B03C1/24—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp with material carried by travelling fields
- B03C1/253—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp with material carried by travelling fields obtained by a linear motor
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は磁場勾配を用いて所定の常磁性物質、又は常磁
性物質でラベルした物質成るいは反磁性物質を分離でき
る新規な方法に関する。
性物質でラベルした物質成るいは反磁性物質を分離でき
る新規な方法に関する。
[従来技術]
従来から液体の分離には液体クロマトグラフが広く使用
されている。該装置は、例えばイオン交換樹脂等を充填
したカラムの上端に試料を注入し、該試料を任意な展開
液により展開し、前記樹脂との反応の程度により試料分
離を行なうようになしたものであり、現在液体試料の分
析に不可欠の手段となっている。しかしながら、従来の
カラム液体クロマ]−グラフは比較的分子量の低い試料
に対しては有効に分離できるが、104以上の分子量を
持つ物質に関しては分離能が著しく低下すると言う欠点
がある。
されている。該装置は、例えばイオン交換樹脂等を充填
したカラムの上端に試料を注入し、該試料を任意な展開
液により展開し、前記樹脂との反応の程度により試料分
離を行なうようになしたものであり、現在液体試料の分
析に不可欠の手段となっている。しかしながら、従来の
カラム液体クロマ]−グラフは比較的分子量の低い試料
に対しては有効に分離できるが、104以上の分子量を
持つ物質に関しては分離能が著しく低下すると言う欠点
がある。
これに対し、Qiddingsによって提唱されたF、
F、F、(Field−Flow Fraction
atioo)は生体高分子を含む分子量が104以上の
物質を高分解能で分離分析できると言う利点があり、近
時注目され始めている。このF、F、F、の原理を第1
図に基づき筒中に説明する。
F、F、(Field−Flow Fraction
atioo)は生体高分子を含む分子量が104以上の
物質を高分解能で分離分析できると言う利点があり、近
時注目され始めている。このF、F、F、の原理を第1
図に基づき筒中に説明する。
第1図(a)、(b)は分離器を示し、非常に薄い短冊
状の通路1が形成され、該通路に一端から試料溶液を流
入し、細端から流出するように構成する。そして、この
試!31液の流れに対して直角方向に該試料液に特異的
に働く場(フィールド)、例えば遠心力場を加えると、
その場の力にJ、って壁面に押し付けられた試料分子は
流れの速度より遅く移動するようになる。このとき、遠
心力は質量が大ぎいもの程大きな力を受けるため、分子
量が大きい溶質程近く溶出することになり、分子量に応
じた分離が可能となる。第1図(lはぞの分離の過程を
示しており、分子量の小さな×に比べ分子量の大きな0
や・が次第に壁面2に押圧されて遅れて行き、最終的に
第1図(d)に示づよ3− うに最も質量の小さな溶質×が最初に溶出し、次いで分
子量の比較的小さい0が溶出し、最後に最も分子量の大
きな粒子・が流出し、夫々リテンションタイムの異なっ
たスペクトルとなる。
状の通路1が形成され、該通路に一端から試料溶液を流
入し、細端から流出するように構成する。そして、この
試!31液の流れに対して直角方向に該試料液に特異的
に働く場(フィールド)、例えば遠心力場を加えると、
その場の力にJ、って壁面に押し付けられた試料分子は
流れの速度より遅く移動するようになる。このとき、遠
心力は質量が大ぎいもの程大きな力を受けるため、分子
量が大きい溶質程近く溶出することになり、分子量に応
じた分離が可能となる。第1図(lはぞの分離の過程を
示しており、分子量の小さな×に比べ分子量の大きな0
や・が次第に壁面2に押圧されて遅れて行き、最終的に
第1図(d)に示づよ3− うに最も質量の小さな溶質×が最初に溶出し、次いで分
子量の比較的小さい0が溶出し、最後に最も分子量の大
きな粒子・が流出し、夫々リテンションタイムの異なっ
たスペクトルとなる。
このF、F、F、の作用用としては様々な場が理論的に
は可能であるが、これまでに具体的に発表された事例と
しては熱勾配、遠心力場、電場及びCross F l
owに限られている。しかし、熱勾配場の場合には、高
い分解能を得るためには前記第1図の通路中、場の方向
に100℃以上の温度勾配を必要とし、取り扱える溶媒
にも溶質にも大きな制限がある。又、遠心力を使用する
場合は1200r、p0m0以上の高速回転の内部に外
部より液体を連続的に流し込み、又そこから取り出さね
ばならないので、構造的に複雑であり、且つ技術的に困
難な耐久性の高い回転ジヨイントが必須となり高価なも
のになってしまう。又、電場やCross Flowを
用いるものは、これまで初期的な実験研究の範囲で未だ
充分評価される結果は発表されていない。
は可能であるが、これまでに具体的に発表された事例と
しては熱勾配、遠心力場、電場及びCross F l
owに限られている。しかし、熱勾配場の場合には、高
い分解能を得るためには前記第1図の通路中、場の方向
に100℃以上の温度勾配を必要とし、取り扱える溶媒
にも溶質にも大きな制限がある。又、遠心力を使用する
場合は1200r、p0m0以上の高速回転の内部に外
部より液体を連続的に流し込み、又そこから取り出さね
ばならないので、構造的に複雑であり、且つ技術的に困
難な耐久性の高い回転ジヨイントが必須となり高価なも
のになってしまう。又、電場やCross Flowを
用いるものは、これまで初期的な実験研究の範囲で未だ
充分評価される結果は発表されていない。
4−
[先行技術]
そこで、本発明者は近時従来公知のF、F、F。
における作用用としての熱勾配や遠心力の場に代えて磁
場を用いて、液体クロマトグラフのように連続的に多く
の試料を無人運転で分離でき、必要に応じて流出分を分
取でき口つ使用渇mに基本的制限がなく、又高速回転ジ
ョイン]・等の技術的に困難な構成の要求なしに任意な
試料溶液の分離が可能な新規な方法乃至は装置を提案し
た。これは常磁性体等の磁性体に磁場を加えた場合、該
磁性体に働く力Fが FさΔχ・Ho ・G−V Δχ・・・・・・溶質と溶媒の体積磁化率の差Ho・・
・・・・加えられた磁場の強度G・・・・・・加えられ
た磁場の勾配 ■・・・・・・溶質の体積 で与えられることに着目し、HoとGを人為的に大きな
値となして、溶質固有の値であるΔχとVに応じて試料
流体を分離するものである。
場を用いて、液体クロマトグラフのように連続的に多く
の試料を無人運転で分離でき、必要に応じて流出分を分
取でき口つ使用渇mに基本的制限がなく、又高速回転ジ
ョイン]・等の技術的に困難な構成の要求なしに任意な
試料溶液の分離が可能な新規な方法乃至は装置を提案し
た。これは常磁性体等の磁性体に磁場を加えた場合、該
磁性体に働く力Fが FさΔχ・Ho ・G−V Δχ・・・・・・溶質と溶媒の体積磁化率の差Ho・・
・・・・加えられた磁場の強度G・・・・・・加えられ
た磁場の勾配 ■・・・・・・溶質の体積 で与えられることに着目し、HoとGを人為的に大きな
値となして、溶質固有の値であるΔχとVに応じて試料
流体を分離するものである。
第2図及び第3図は該本発明者による先行技術を示す図
であり、3は分離器を示しである。該分離器の母材はス
テンレス鋼などの常磁性材料、成るいはガラスやセラミ
ック等の反磁性材料で形成され、その中に厚さtが10
0μm程度、幅20mrr+、長さ200mm程度の短
冊状の通路4が形成される。該通路4にはパイプ5及び
6が接続され、5を通して試料溶液が通路内に流入され
、6を通して分離された溶液が流出される。前記通路は
分離溝を形成するもので、該通路の広い面の一方には第
3図の断面図から容易に理解されるように多数の強磁性
体7a、7b、7C・・・・・・7nが一定の間隔で且
つ相互に磁気的に分離して配列されている。該強磁性体
は幅Wが数乃至百μm程度であり、試料溶液の流れに対
して直交する方向に相互に平行に配列され、又相互の間
隔Tは数十乃至数百μmのオーダーで正確に保たれてい
る。外部磁界Noは溶液の流れに対して直角で且つ短冊
状通路4を直交して貫通する方向に印加される。強Ii
性体7a、7b、7c・・・・・・7nが配列された通
路の面は凹凸がないように高精度に鏡面仕上されている
。このような構成で強磁場Hoを印加すると第4図に一
部図示するように各強磁性体7a。
であり、3は分離器を示しである。該分離器の母材はス
テンレス鋼などの常磁性材料、成るいはガラスやセラミ
ック等の反磁性材料で形成され、その中に厚さtが10
0μm程度、幅20mrr+、長さ200mm程度の短
冊状の通路4が形成される。該通路4にはパイプ5及び
6が接続され、5を通して試料溶液が通路内に流入され
、6を通して分離された溶液が流出される。前記通路は
分離溝を形成するもので、該通路の広い面の一方には第
3図の断面図から容易に理解されるように多数の強磁性
体7a、7b、7C・・・・・・7nが一定の間隔で且
つ相互に磁気的に分離して配列されている。該強磁性体
は幅Wが数乃至百μm程度であり、試料溶液の流れに対
して直交する方向に相互に平行に配列され、又相互の間
隔Tは数十乃至数百μmのオーダーで正確に保たれてい
る。外部磁界Noは溶液の流れに対して直角で且つ短冊
状通路4を直交して貫通する方向に印加される。強Ii
性体7a、7b、7c・・・・・・7nが配列された通
路の面は凹凸がないように高精度に鏡面仕上されている
。このような構成で強磁場Hoを印加すると第4図に一
部図示するように各強磁性体7a。
7b、7c・・・・・・7nの先端部に磁束が集中して
流れ、通路中の該強磁性体の周辺に極めて大きな磁場勾
配Gが生ずる。この大きなGと直流1揚1」0とにより
磁性粒子は大きな力を受け、通路4の壁面に押圧されな
がら溶質が層状をなして通路内を移動する。この押圧力
は前記式の△χとVにより異なるため溶質粒子に応じて
通路4内の速度が変化し、第4図に示すように分離が行
なわれ、その溶出液を任意な検出器により検出すれば、
試料溶液にスペクトル(クロマトグラム)が観測できる
。
流れ、通路中の該強磁性体の周辺に極めて大きな磁場勾
配Gが生ずる。この大きなGと直流1揚1」0とにより
磁性粒子は大きな力を受け、通路4の壁面に押圧されな
がら溶質が層状をなして通路内を移動する。この押圧力
は前記式の△χとVにより異なるため溶質粒子に応じて
通路4内の速度が変化し、第4図に示すように分離が行
なわれ、その溶出液を任意な検出器により検出すれば、
試料溶液にスペクトル(クロマトグラム)が観測できる
。
同図中、×は殆ど磁性を有しない粒子、0は磁性の弱い
及び又は体積Vの比較的小さな粒子、イして・は最も大
きな磁性及び又は体積Vを持つ粒子である。
及び又は体積Vの比較的小さな粒子、イして・は最も大
きな磁性及び又は体積Vを持つ粒子である。
[発明の目的]
本発明は上記先行技術を更に発展改良するもので、特定
の試料成分のみを選択的に抽出可能な新規な磁性体の分
離方法を提案することを目的とJ7− るものである。
の試料成分のみを選択的に抽出可能な新規な磁性体の分
離方法を提案することを目的とJ7− るものである。
[発明の構成]
本発明の構成上の特徴は幅及び長さに比べて厚みの充分
に小さい通路の少なくとも一つを形成する面に、該通路
の幅方向に延び微小な幅を持ち且つ該通路の長さ方向に
一定間隔で相互に磁気的に分離した強磁性体を多数配列
せしめ、前記強磁性体の配列された分離溝の而に直交す
る方向に強い磁場を与えた状態で、この分離溝の長さ方
向に流体を流して該流体の分離を行なう方法において、
前記分離すべき流体の流速に合わせて前記印加された強
磁場の強磨を周期的に変化させる磁場を用いた磁性体の
分離方法に存する。
に小さい通路の少なくとも一つを形成する面に、該通路
の幅方向に延び微小な幅を持ち且つ該通路の長さ方向に
一定間隔で相互に磁気的に分離した強磁性体を多数配列
せしめ、前記強磁性体の配列された分離溝の而に直交す
る方向に強い磁場を与えた状態で、この分離溝の長さ方
向に流体を流して該流体の分離を行なう方法において、
前記分離すべき流体の流速に合わせて前記印加された強
磁場の強磨を周期的に変化させる磁場を用いた磁性体の
分離方法に存する。
[実施例]
以下本発明を図面に基づき説明する。第5図は本発明を
実施するために使用する装置の例示であり、8a、8b
は電磁石の磁極で、その周囲には励磁コイル9a 、9
bが巻回され、電源10から励磁電流が供給されている
。前記磁極の間には第2図及び第3図に示したような多
数の強磁性体を8− 一定間隔で配置した分離器3が設置されており、該分離
器内の試料溶液の流れに対して直角な方向に強い磁場が
印加されている。通路3に繋るパイプ5はサンプリング
バルブ11及び送液ポンプ12を介して展開液槽13に
接続1ノでいる。前記サンプリングバルブ10は試料吸
入管14とサンプリングポンプ15に繋る系を有し、前
記送液ポンプ12に繋る系との切換えが可能である。前
記吸入管14はターンテーブル16上に配置された多数
の試料管17中の任意な管から試料を吸い上げサンプリ
ングバルブ11に供給する。この吸い上げられた試料溶
液はポンプ12によって送られる展開液により分離器3
内に送り込まれる。分離の終了した溶液はバイブロを介
して検出器18に送り込まれ、その成分の検出がなされ
る。該検出器からの信号は記録計や表示装置、又は警報
器19に供給され所定分離成分の記録や監視のために使
用される。分離された試料溶液はコレクター20に送ら
れ、所定の管21に貯溜される。22はターンテーブル
コントローラ、23はフラツジ」ンコレクターコントロ
ーラを示し、それらのコントローラ、サンプリングバル
ブ11、各ポンプ12゜15及び電磁石型mioはマイ
クロコンビコータ等のプログラマブルコントローラ24
により制御される。
実施するために使用する装置の例示であり、8a、8b
は電磁石の磁極で、その周囲には励磁コイル9a 、9
bが巻回され、電源10から励磁電流が供給されている
。前記磁極の間には第2図及び第3図に示したような多
数の強磁性体を8− 一定間隔で配置した分離器3が設置されており、該分離
器内の試料溶液の流れに対して直角な方向に強い磁場が
印加されている。通路3に繋るパイプ5はサンプリング
バルブ11及び送液ポンプ12を介して展開液槽13に
接続1ノでいる。前記サンプリングバルブ10は試料吸
入管14とサンプリングポンプ15に繋る系を有し、前
記送液ポンプ12に繋る系との切換えが可能である。前
記吸入管14はターンテーブル16上に配置された多数
の試料管17中の任意な管から試料を吸い上げサンプリ
ングバルブ11に供給する。この吸い上げられた試料溶
液はポンプ12によって送られる展開液により分離器3
内に送り込まれる。分離の終了した溶液はバイブロを介
して検出器18に送り込まれ、その成分の検出がなされ
る。該検出器からの信号は記録計や表示装置、又は警報
器19に供給され所定分離成分の記録や監視のために使
用される。分離された試料溶液はコレクター20に送ら
れ、所定の管21に貯溜される。22はターンテーブル
コントローラ、23はフラツジ」ンコレクターコントロ
ーラを示し、それらのコントローラ、サンプリングバル
ブ11、各ポンプ12゜15及び電磁石型mioはマイ
クロコンビコータ等のプログラマブルコントローラ24
により制御される。
本発明の特徴は磁場の与え方にあり、周期的に強度の変
化する磁場が通路3に印加される。従って、電源10は
コントローラ24からの指令によりそのような周期的な
磁場の発生を可能にする構成になっている。
化する磁場が通路3に印加される。従って、電源10は
コントローラ24からの指令によりそのような周期的な
磁場の発生を可能にする構成になっている。
第6図は磁場印加の一例と試料溶液の分離の仕方を説明
するもので、磁場弾痕はHlとOとの間で矩形波状に変
化を受けている。即ち、磁場H1をΔtのオフタイムを
設けて印加した場合、強磁性体の間隔をし、被検体溶質
の平均の線速度をNとすると Δt=I/V を満足する条件で磁場H1を加えたとき最大のリテンシ
ョンタイムを持つことになる。即ち、第6図で磁場H1
が加えられたとき充分強い力で強磁性体7a、7b、7
c・・・・・・7nの端面に被検体溶質である常磁性体
はトラップされ、該磁場Ll +がオフになった時強磁
性体端面にトラップされていた被検体溶質である常磁性
体は前述した分1iilI溝内に作られている展開液の
流線分布く第1図(C))の最も遅い速度で動き出し、
熱拡散にJ、り漸次流線速度の大きい溝中央部へ向は移
動するに従い移動速度も早くなる。そして、丁度この溶
質が次の強磁性体の位置に到来したとき磁場H1が印加
されると溶質はその(QFIに再びトラップされること
になる。以下、同様にして溶質が強磁性体に次々にトラ
ップされて行くと第6図にΔで示す線に沿って移動する
ことになり、最大のリテンションタイムを得ることにな
る。
するもので、磁場弾痕はHlとOとの間で矩形波状に変
化を受けている。即ち、磁場H1をΔtのオフタイムを
設けて印加した場合、強磁性体の間隔をし、被検体溶質
の平均の線速度をNとすると Δt=I/V を満足する条件で磁場H1を加えたとき最大のリテンシ
ョンタイムを持つことになる。即ち、第6図で磁場H1
が加えられたとき充分強い力で強磁性体7a、7b、7
c・・・・・・7nの端面に被検体溶質である常磁性体
はトラップされ、該磁場Ll +がオフになった時強磁
性体端面にトラップされていた被検体溶質である常磁性
体は前述した分1iilI溝内に作られている展開液の
流線分布く第1図(C))の最も遅い速度で動き出し、
熱拡散にJ、り漸次流線速度の大きい溝中央部へ向は移
動するに従い移動速度も早くなる。そして、丁度この溶
質が次の強磁性体の位置に到来したとき磁場H1が印加
されると溶質はその(QFIに再びトラップされること
になる。以下、同様にして溶質が強磁性体に次々にトラ
ップされて行くと第6図にΔで示す線に沿って移動する
ことになり、最大のリテンションタイムを得ることにな
る。
一方、磁性を持たない粒子は磁場によって全くトラップ
されないので、第6図にBで示1線〈流体の線速度Vo
)に沿って移動する。又、常磁性体であっても特定の
ΔχやV以外の粒子(例えばΔχやVの小さな粒子)は
各強磁性体によるトラップ効果が少なく、前記一定周期
の磁場に同期号−11− ることがないか、若しくはその同期が著しく少ない。そ
のため、第6図にCで示すように流体の速度に近接した
速度で流出することになる。その結果、完全トラップさ
れた粒子ll11のみが大きいリテンションタイムを持
って分離され、磁性を持たない粒子mo及び同期のとれ
ない粒子m2はlIl+に比べ早く流出してしまう。第
7図は得られたスペクトルの例であり、特定のΔχとV
を持つ粒子l111のみがIIIQやm2から大きくず
れて検出される。
されないので、第6図にBで示1線〈流体の線速度Vo
)に沿って移動する。又、常磁性体であっても特定の
ΔχやV以外の粒子(例えばΔχやVの小さな粒子)は
各強磁性体によるトラップ効果が少なく、前記一定周期
の磁場に同期号−11− ることがないか、若しくはその同期が著しく少ない。そ
のため、第6図にCで示すように流体の速度に近接した
速度で流出することになる。その結果、完全トラップさ
れた粒子ll11のみが大きいリテンションタイムを持
って分離され、磁性を持たない粒子mo及び同期のとれ
ない粒子m2はlIl+に比べ早く流出してしまう。第
7図は得られたスペクトルの例であり、特定のΔχとV
を持つ粒子l111のみがIIIQやm2から大きくず
れて検出される。
第8図は第2図乃至第4図で説明したような本発明の先
行技術により得られるスペクトルであり、lO′が第7
図のIIIQに対応し、l112′が第7図のmlに対
応し、l1lI’ 、13’ 、1l14/ がまとま
って第7図のm2に対応する。即ち、本発明では第8図
に示されるようなスペクトル中、任意なピーク例えばm
2′を選択し、その他のピークは1I12で示すように
殆んど一体にして流出するようになしたものである。そ
して、第6図における印加磁場の周期を任意に可変する
と同期のとれる試12− 料粒子が変化し、第8図中l、lやm 3/等を任意に
選定して抽出できる。
行技術により得られるスペクトルであり、lO′が第7
図のIIIQに対応し、l112′が第7図のmlに対
応し、l1lI’ 、13’ 、1l14/ がまとま
って第7図のm2に対応する。即ち、本発明では第8図
に示されるようなスペクトル中、任意なピーク例えばm
2′を選択し、その他のピークは1I12で示すように
殆んど一体にして流出するようになしたものである。そ
して、第6図における印加磁場の周期を任意に可変する
と同期のとれる試12− 料粒子が変化し、第8図中l、lやm 3/等を任意に
選定して抽出できる。
ここで上記第8図スペクトルのm3′やl114′が何
故m 、 I と同様早く溶出するかについて少し説明
する。前記l113′やll14′ はこれらのΔχ・
Vがm2′のΔχ・Vより大きい溶質であり、これらは
強磁性体により強くトラップされる筈である。もし、仮
に外部から加えられる磁場1−11が完全に矩形で且つ
強磁性体の磁化応答も完全にこれと同期し、残留磁場も
全くなく、m3′やll14′等の溶質が充分小さく溶
質内の挙動がΔχ・Vのみで決るとすれば、m3′やm
41 はm2′ と同様に同期し、最も大きいリテン
ションを示す筈である。しかし、実際の系では強磁性体
の磁化の遅れや残留磁場の影響、その他(重力や拡散速
度の相違等)の影響でHlをオフにした時のm3′やl
l14′ の挙動は1l12′ と若干異なり、平均流
速■はそれより遅いものとなる。このためm2′が次の
強磁性場発生湯所に到達した時には未だ+113’やI
ll 4/ は到達していない。このため、再びi−1
1がオフにされた時、m3′やll14′に対するトラ
ップ力は弱いものになる。この様なことが繰返さねると
l113′や14′は同期からずれて磁場勾配による壁
面への押圧が減じて行き、より流体の速度に近い速度で
流出することになる。
故m 、 I と同様早く溶出するかについて少し説明
する。前記l113′やll14′ はこれらのΔχ・
Vがm2′のΔχ・Vより大きい溶質であり、これらは
強磁性体により強くトラップされる筈である。もし、仮
に外部から加えられる磁場1−11が完全に矩形で且つ
強磁性体の磁化応答も完全にこれと同期し、残留磁場も
全くなく、m3′やll14′等の溶質が充分小さく溶
質内の挙動がΔχ・Vのみで決るとすれば、m3′やm
41 はm2′ と同様に同期し、最も大きいリテン
ションを示す筈である。しかし、実際の系では強磁性体
の磁化の遅れや残留磁場の影響、その他(重力や拡散速
度の相違等)の影響でHlをオフにした時のm3′やl
l14′ の挙動は1l12′ と若干異なり、平均流
速■はそれより遅いものとなる。このためm2′が次の
強磁性場発生湯所に到達した時には未だ+113’やI
ll 4/ は到達していない。このため、再びi−1
1がオフにされた時、m3′やll14′に対するトラ
ップ力は弱いものになる。この様なことが繰返さねると
l113′や14′は同期からずれて磁場勾配による壁
面への押圧が減じて行き、より流体の速度に近い速度で
流出することになる。
このΔχ・Vの相違による同期分別効果を更に改善した
のが第9図以下に述べる方法である。
のが第9図以下に述べる方法である。
第9図は本発明の他の実施例を示すもので、磁場の印加
を三角波を使用して行なった場合である。
を三角波を使用して行なった場合である。
即ち、磁場を1」1 とOの間で変化する三角波により
変調したものである。この場合磁場強度ト1a以上のと
きのみ有効な1−ラップ効果が作用し、Aの曲線で示す
ように1−1a以上の磁場強度のとき各強磁性体に試料
粒子はトラップされている。その他の粒子1110.1
112については第7図と同様である。
変調したものである。この場合磁場強度ト1a以上のと
きのみ有効な1−ラップ効果が作用し、Aの曲線で示す
ように1−1a以上の磁場強度のとき各強磁性体に試料
粒子はトラップされている。その他の粒子1110.1
112については第7図と同様である。
該磁場印加の波形としては上記の矩形や三角波に限定さ
れるものではなく、正弦波や台形彼等一定の周期で変化
するものであればどのようなものであっても良い。特に
正弦波は商用電源をそのまま使用できるので便利である
。
れるものではなく、正弦波や台形彼等一定の周期で変化
するものであればどのようなものであっても良い。特に
正弦波は商用電源をそのまま使用できるので便利である
。
又、第9図に示した有効磁場強度Haは試料粒子により
異なるので、その分離したい溶質に従ってその印加磁場
強度H1を変化できるようにすると良い。
異なるので、その分離したい溶質に従ってその印加磁場
強度H1を変化できるようにすると良い。
第10図は更に他の実施例であり、磁場を正弦波により
零を中心にプラスll+からマ゛イナス1」1の間で変
化させた場合である。この場合も+1−11及び−H+
の零との差が特定の粒子に対してトラップ磁界として作
用することになる。
零を中心にプラスll+からマ゛イナス1」1の間で変
化させた場合である。この場合も+1−11及び−H+
の零との差が特定の粒子に対してトラップ磁界として作
用することになる。
第11図も磁界の印加に関する実施例で、ここでは直流
磁場Hoと交流磁場(図では矩形波を示す)との重畳場
を使用する場合である。この実施例において111 と
H2の差が特定の粒子に対してトラップ効果を発揮する
ことになる。
磁場Hoと交流磁場(図では矩形波を示す)との重畳場
を使用する場合である。この実施例において111 と
H2の差が特定の粒子に対してトラップ効果を発揮する
ことになる。
第12図は変化波形として三角波やj[弦波を使用した
場合に有効な実施例である。図の様に磁場が]」1と0
の間で変化する場合、例えば限界値1−1a以上の粒子
が混ってトラップされ、第7図のmlに流出されること
になる。そこで、これらの限界値の違う粒子を区別して
取出すため、先ず磁場=15− を実線f1で示すような周期で印加する。これにより限
界値がHaの粒子は曲線りで示すようにトラップされて
行き、又限界値Hbの粒子は曲線Eに示すようにトラッ
プされ、従ってDとEに囲まれた領域に入るΔχ・Vを
持つ粒子が通路内に保持されていく。この溶出過程にお
いて、同図中点線f2で示すように磁場の周期(周波数
)を変化した場合、flにおいては磁場増加時の限界値
1−1 bとの交差点でトラップしていたものが、今度
は(f2では)磁場の下降時にHbと交差するようにな
る。そのため、flの周期においてトラップされていた
H bとHaの間の限界値を持つ粒子の内、Δχ・Vの
大きいもの、つまりHaの限界値に近いものはf2の周
期では作用同期から外れてトラップされなくなり、同図
直線EとFで囲まれる領域に入る目的物b(限界値Hb
の粒子)近傍のΔχ・■の粒子のみが同期的に分離され
ることになる。上記周期の変化は分離の過程中、連続的
又は断続的に僅かずつ行なうことが好ましく、その様な
磁場の制御はコントローラ24により簡16− 単に達成できる。
場合に有効な実施例である。図の様に磁場が]」1と0
の間で変化する場合、例えば限界値1−1a以上の粒子
が混ってトラップされ、第7図のmlに流出されること
になる。そこで、これらの限界値の違う粒子を区別して
取出すため、先ず磁場=15− を実線f1で示すような周期で印加する。これにより限
界値がHaの粒子は曲線りで示すようにトラップされて
行き、又限界値Hbの粒子は曲線Eに示すようにトラッ
プされ、従ってDとEに囲まれた領域に入るΔχ・Vを
持つ粒子が通路内に保持されていく。この溶出過程にお
いて、同図中点線f2で示すように磁場の周期(周波数
)を変化した場合、flにおいては磁場増加時の限界値
1−1 bとの交差点でトラップしていたものが、今度
は(f2では)磁場の下降時にHbと交差するようにな
る。そのため、flの周期においてトラップされていた
H bとHaの間の限界値を持つ粒子の内、Δχ・Vの
大きいもの、つまりHaの限界値に近いものはf2の周
期では作用同期から外れてトラップされなくなり、同図
直線EとFで囲まれる領域に入る目的物b(限界値Hb
の粒子)近傍のΔχ・■の粒子のみが同期的に分離され
ることになる。上記周期の変化は分離の過程中、連続的
又は断続的に僅かずつ行なうことが好ましく、その様な
磁場の制御はコントローラ24により簡16− 単に達成できる。
勿論、磁場の限界値の相違による分離粒子の選択を磁場
の変化値を調整したり、直流磁場を重畳させた場合は該
直流磁場強度を調整することにより実行できる。
の変化値を調整したり、直流磁場を重畳させた場合は該
直流磁場強度を調整することにより実行できる。
[効果]
以上詳細に説明したように、本発明では印加磁場の強度
を周期的に繰返し変化させることにより、溶液中に含ま
れる任意な溶質を仙の溶質と大きく区別して分離・抽出
でき、特定の物質の選別や監視等に使用して極めて有効
である。
を周期的に繰返し変化させることにより、溶液中に含ま
れる任意な溶質を仙の溶質と大きく区別して分離・抽出
でき、特定の物質の選別や監視等に使用して極めて有効
である。
第1図は従来のF、F、F、の概略を説明Jる図、第2
図乃至第4図は本発明に先行して提案された新規な技術
を説明する図、第5図は本発明の方法を実施する装置の
一例を示す図、第6図は本発明の一実施例を示す図、第
7図乃至第12図は夫々本発明の他の実施例を示す図で
ある。 3:分離器 4:通路 5.6:パイプ 7a、7b・・・・・・7n :強磁性体8a 、 8
b :磁極 9a 、 9b :励磁コイル 10:励磁電源 11:サンプリングバルブ 12.15:送液ポンプ 13:展開液槽 14:試料吸入管 16:ターンテーブル 18:検出器 19:記録計又は監視装置 20:フラクションコレクター 24:プログラマブルコントローラ 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫 19− m− 綜 瀝 ↓ 区 寸 城 妙 第10図 手続補正臼(自発) 昭和59年9月6 日 1、事件の表示 昭和58年特許願第18153/1号 2、発明の名称 磁場を用いた磁性体の分離方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都昭島市中神町1418番地(T F L
0425 (43) 1165)4、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 5、補正の内容 (1〉明細書第18頁の1行目と2行目の間に以下の文
章を挿入する。 [尚、上述した実施例では、Δχが正の場合について述
べたが、Δχが負の場合、すなわち、溶質が溶媒より反
磁性が強い、あるいは、溶媒が溶質より常磁性が強い場
合にも本発明を適用することが可能である。この場合、
溶質は強磁性体より離れる向きの力を受け、高勾配磁場
発生部と反対側の壁面に押しつれられることになる。1
以上
図乃至第4図は本発明に先行して提案された新規な技術
を説明する図、第5図は本発明の方法を実施する装置の
一例を示す図、第6図は本発明の一実施例を示す図、第
7図乃至第12図は夫々本発明の他の実施例を示す図で
ある。 3:分離器 4:通路 5.6:パイプ 7a、7b・・・・・・7n :強磁性体8a 、 8
b :磁極 9a 、 9b :励磁コイル 10:励磁電源 11:サンプリングバルブ 12.15:送液ポンプ 13:展開液槽 14:試料吸入管 16:ターンテーブル 18:検出器 19:記録計又は監視装置 20:フラクションコレクター 24:プログラマブルコントローラ 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫 19− m− 綜 瀝 ↓ 区 寸 城 妙 第10図 手続補正臼(自発) 昭和59年9月6 日 1、事件の表示 昭和58年特許願第18153/1号 2、発明の名称 磁場を用いた磁性体の分離方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都昭島市中神町1418番地(T F L
0425 (43) 1165)4、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 5、補正の内容 (1〉明細書第18頁の1行目と2行目の間に以下の文
章を挿入する。 [尚、上述した実施例では、Δχが正の場合について述
べたが、Δχが負の場合、すなわち、溶質が溶媒より反
磁性が強い、あるいは、溶媒が溶質より常磁性が強い場
合にも本発明を適用することが可能である。この場合、
溶質は強磁性体より離れる向きの力を受け、高勾配磁場
発生部と反対側の壁面に押しつれられることになる。1
以上
Claims (10)
- (1)幅及び長さに比べて厚みの充分に小さい通路の少
なくとも一つを形成する面に、該通路の幅方向に延び微
小な幅を持ち且つ該通路の長さ方向に一定間隔で相互に
磁気的に分離した強磁性体を多数配列せしめ、前記強磁
性体の配列された分離溝の面に直交する方向に強い磁場
を与えた状態で、この分離溝の長さ方向に流体を流して
該流体の分離を行なう方法において、前記分離すべき流
体の流速に合わせて前記印加された強磁場の強度を周期
的に変化させることを特徴とする磁場を用いた磁性体の
分離方法。 - (2)前記強磁場の変化は矩形波状に行なう特許請求の
範囲第1項記載の磁場を用いた磁性体の分離方法。 - (3)前記強磁場の変化は三゛角波状に行なう特許請求
の範囲第1項記載の磁場を用いた磁性体の分離方法。 - (4)前記強磁場の変化は正弦波状に行なう特許請求の
範囲第1項記載の磁場を用いた磁性体の分離方法。 - (5)前記強磁場の変化は直流磁場に交流磁場を重畳し
たものである特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれ
かに記載の磁場を用いた磁性体の分離方法。 - (6)前記直流磁場の強度が可変される特許請求の範囲
第5項記載の磁場を用いた磁性体の分離方法。 - (7)前記強磁場の変化は零を中心に正負反転される特
許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の磁場
を用いた磁性体の分離方法。 - (8)前記強磁場の変化幅は可変である特許請求の範囲
第1項乃至第7項のいずれかに記載の磁場を用いた磁性
体の分離方法。 - (9)前記強磁場の変化の周期は可変である特許請求の
範囲第1項乃至第8項のいずれかに記載の磁場を用いた
磁性体の分離方法。 - (10)前記周期の可変は分離中、連続的又は断続的に
行なわれる特許請求の範囲第9項記載の磁場を用いた磁
性体の分離方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58181534A JPS6071016A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 磁場を用いた磁性体の分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58181534A JPS6071016A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 磁場を用いた磁性体の分離方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6071016A true JPS6071016A (ja) | 1985-04-22 |
Family
ID=16102453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58181534A Pending JPS6071016A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 磁場を用いた磁性体の分離方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6071016A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5106491A (en) * | 1989-07-04 | 1992-04-21 | Elfriede Schulze | Device for eliminating boiler scale using arrangement of magnetic coils and baffle plates |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP58181534A patent/JPS6071016A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5106491A (en) * | 1989-07-04 | 1992-04-21 | Elfriede Schulze | Device for eliminating boiler scale using arrangement of magnetic coils and baffle plates |
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