KR100792594B1 - Apparatus for applying magnetic field - Google Patents

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KR100792594B1 KR1020060119581A KR20060119581A KR100792594B1 KR 100792594 B1 KR100792594 B1 KR 100792594B1 KR 1020060119581 A KR1020060119581 A KR 1020060119581A KR 20060119581 A KR20060119581 A KR 20060119581A KR 100792594 B1 KR100792594 B1 KR 100792594B1
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Abstract

An apparatus for applying magnetic field is provided to form a uniform magnetic field to a large area and freely adjust the strength of the magnetic field, thereby performing a chemical, a biological or a bio-chemical test well. An apparatus for applying magnetic field comprises a trunk(100) for receiving a reaction container such as a well-plate(150); a coil winding around the trunk to form the magnetic field in an area including the reaction container; and a power supplying device for supplying power to the coil and is characterized in that a core(140) consisting of a non-magnetic magnet to fix the reaction container and enforce the strength of the magnetic field is installed at the center area of the trunk. The apparatus further comprises a moving unit(190) which moves the core up and down to change the strength of the magnetic field applied to the well plate and includes an elevating shaft(192) and an elevating guiding portion(194), and a cooling unit which emits heat generated from the coil and includes a pipe, a heat-transferring fluid and a fluid circulating device.

Description

자기장 인가장치{APPARATUS FOR APPLYING MAGNETIC FIELD}Magnetic field applying device {APPARATUS FOR APPLYING MAGNETIC FIELD}

도 1은 종래의 영구자석 타입의 자기장 인가장치로 자기장을 웰플레이트에 인가하였을 때 월플레이트 내의 마그네틱 파티클이 이동한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a result of a magnetic particle moving in a wall plate when a magnetic field is applied to a well plate by a conventional permanent magnet type magnetic field applying device.

도 2a는 종래의 영구자석 타입의 자기장 인가장치를 나타내는 도면으로서, 영구자석이 인가장치의 모든 구멍에 삽입되어 있는 것을 도시하고 있다.FIG. 2A is a diagram showing a conventional permanent magnet type magnetic field applying device, in which permanent magnets are inserted into all holes of the applying device.

도 2b는 종래의 영구자석 타입의 자기장 인가장치를 나타내는 도면으로서, 영구자석이 인가장치의 구멍들 중 일부에 삽입되어 있는 것을 도시하고 있다.FIG. 2B is a view illustrating a conventional permanent magnet type magnetic field applying device, in which a permanent magnet is inserted into some of the holes of the applying device.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자기장 인가장치의 분해사시도이다.3 is an exploded perspective view of a magnetic field applying apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시한 자기장 인가장치의 구성요소들을 조립한 후 조립된 인가장치를 도 3의 A-A'선을 따라 절개하여 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating the assembled application device taken along line AA ′ of FIG. 3 after assembling the components of the magnetic field application device shown in FIG. 3.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 자기장 인가장치의 코일 주변에 장착된 냉각장치를 보여주는 도면이다.5 is a view showing a cooling device mounted around the coil of the magnetic field applying apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 자기장 인가장치의 코일을 도시한 사시도이다.6 is a perspective view showing a coil of a magnetic field applying apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 자기장 인가장치에 대해 순철 코어를 삽입하기 전에 인가되는 전류와, 이로부터 본 발명의 자기장 인가장치로부터 발생하는 자기장의 세기 와의 관계를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the current applied before inserting the pure iron core to the magnetic field applying device of the present invention and the strength of the magnetic field generated from the magnetic field applying device therefrom.

도 8은 본 발명의 일실시예의 자기장 인가장치에 순철 코어를 삽입하기 전의 측정위치별 자기장 세기를 나타내는 그래프이다. 상기 그래프에서 가로축은 측정위치를 나타내고 세로축은 자기장의 세기를 나타내고 있다. 가로축에서, 코일의 전체 높이에 대해 1/2이 되는 위치를 0cm (중심 위치)로 정하고, 중심 위치로부터의 상측은 양의 위치값 (2cm, 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm, 16cm)으로 하며, 중심 위치로부터의 하측은 음의 위치값 (-2cm, -4cm, -6cm, -8cm, -10cm, -12cm, -14cm, -16cm)으로 하고 있다. 8 is a graph showing the magnetic field strength for each measurement position before inserting a pure iron core into the magnetic field applying apparatus of an embodiment of the present invention. In the graph, the horizontal axis represents the measurement position and the vertical axis represents the intensity of the magnetic field. On the horizontal axis, the position that is 1/2 of the total height of the coil is set to 0 cm (center position), and the upper side from the center position is a positive position value (2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm, 10 cm, 12 cm, 14 cm, 16 cm). The lower side from the center position is the negative position value (-2cm, -4cm, -6cm, -8cm, -10cm, -12cm, -14cm, -16cm).

도 9는 본 발명의 일실시예의 자기장 인가장치에 순철 코어를 삽입한 후의 측정위치별 자기장 세기를 나타내는 그래프이다. 상기 그래프에서 가로축은 측정위치를 나타내고 세로축은 자기장의 세기를 나타내고 있다. 가로축에서, 코일의 전체 높이에 대해 1/2이 되는 위치를 0cm (중심 위치)로 정하고, 자기장의 측정이 가능한 중심 위치로부터의 상측은 양의 위치값으로 하고 있다. 도 8과 비교할 때, 동일한 전류값이 인가되었을 때, 순철 코어를 삽입한 경우에 자기장의 세기가 증가됨을 알 수 있다.9 is a graph showing the magnetic field strength for each measurement position after the pure iron core is inserted into the magnetic field applying apparatus of the embodiment of the present invention. In the graph, the horizontal axis represents the measurement position and the vertical axis represents the intensity of the magnetic field. On the horizontal axis, the position which becomes 1/2 with respect to the whole height of a coil is set to 0 cm (center position), and the upper side from the center position which can measure a magnetic field is made into the positive position value. Compared with FIG. 8, it can be seen that when the same current value is applied, the strength of the magnetic field increases when a pure iron core is inserted.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100: 통체 102: 중심공100: cylinder 102: center hole

120: 코일 130: 전원공급장치120: coil 130: power supply

140: 코어 142: 삽입홀140: core 142: insertion hole

150: 웰플레이트150: well plate

152: 웰 170: 유체152: well 170: fluid

172: 허브 174: 파이프172 hub 174 pipe

180: 유체순환장치 190: 이동수단180: fluid circulation device 190: moving means

192: 승강 축 194: 승강 안내부192: lifting shaft 194: lifting guide

본 발명은 자기장 인가장치에 관한 것으로, 특히 화학적, 생물학적, 생화학적 실험에 적합하도록 넓은 면적에 균일한 자기장을 형성하고, 자기장의 세기를 임의로 조정하는 것을 가능하게 하기 위한 것이다. 특히, 본 발명은 마그네틱 파티클을 이용한 화학적, 생물학적, 생화학적 실험에 있어서 마그네틱 파티클의 이동을 일정하게 그리고 균일하게 하는 자기장 인가장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic field applying device, and in particular, to make it possible to form a uniform magnetic field in a large area so as to be suitable for chemical, biological and biochemical experiments, and to arbitrarily adjust the intensity of the magnetic field. In particular, the present invention relates to a magnetic field applying device which makes the movement of magnetic particles constant and uniform in chemical, biological and biochemical experiments using magnetic particles.

최근에 마그네틱 파티클이 화학, 생물학, 생화학 분야 등에서 많은 주목을 받고 있다. 마그네틱 파티클은 다양한 리간드를 도입할 수 있어 다양한 분야에서 응용이 가능하다. 예를 들어, 마그네틱 파티클은 단백질, 효소, 약제 및 생리활성분자를 결합시키기 위한 담체로서 사용될 수 있고, 마그네틱 파티클에 결합된 물질들은 실험 과정에서 직접 사용되거나 표적 단백질을 포획하거나 변형시키기 위해 친화 리간드(ligand)로서 사용될 수 있다. In recent years, magnetic particles have attracted much attention in the fields of chemistry, biology, and biochemistry. Magnetic particles can be introduced in a variety of fields because they can introduce a variety of ligands. For example, magnetic particles may be used as carriers for binding proteins, enzymes, drugs, and bioactive molecules, and materials bound to the magnetic particles may be used directly in the course of the experiment or to capture or modify the target protein. ligand).

그런데, 마그네틱 파티클을 이용한 화학적, 생물학적, 생화학적 실험에서는 마그네틱 파티클을 원하는 위치로 이동시키거나, 마그네틱 파티클에 결합된 생리활 성물질이 다른 생리활성물질과 반응하여 복합체를 형성한 경우에는 이러한 복합체를 이동시키는 기술이 필요하다.However, in chemical, biological, and biochemical experiments using magnetic particles, such complexes may be formed when the magnetic particles are moved to a desired position, or when the bioactive substance bound to the magnetic particles reacts with other bioactive substances to form a complex. Moving skills are needed.

이를 위해 종래에는 마그네틱 파티클을 포함하는 시료가 놓여지는 웰플레이트(well plate)에 영구자석을 설치하여 자기장을 인가하는 방식을 사용하고 있었다. 이러한 예가 도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. To this end, conventionally, a permanent magnet is installed on a well plate on which a sample including magnetic particles is placed to apply a magnetic field. An example of this is shown in FIGS. 1, 2A and 2B.

도 1에 도시된 바와 같이, 마그네틱 파티클을 이용한 화학적, 생물학적, 생화학적 실험을 수행하기 위해 다수의 웰(12)이 형성된 웰플레이트(10)가 사용된다. 도 1에 도시된 웰플레이트의 웰(12)의 수는 6개이나, 이외에도 12개, 24개, 96개, 384개, 1564개의 웰이 형성된 웰플레이트가 사용되고 있다. 따라서, 본 발명이 속한 기술분야에서는 직경 160mm 이상의 면적에 균일한 자기장을 인가하는 장치가 필요하다. 그런데, 도 1의 종래기술에서는 웰플레이트의 6개의 웰 각각에 대응하는 위치에 영구자석이 형성된 자기장 인가장치가 웰플레이트의 하단에 배치되어 자기장을 인가하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자기장 인가장치에 의해 자기장이 인가되면 웰 내의 마그네틱 파티클(14)이 웰 바닥면으로 균일하게 이동하지 않고 웰의 가장가리 부분으로 치우쳐 이동함을 알 수 있다.As shown in FIG. 1, a well plate 10 having a plurality of wells 12 is used to perform chemical, biological, and biochemical experiments using magnetic particles. Although the number of the wells 12 of the well plate shown in FIG. 1 is six, well plates in which 12, 24, 96, 384, and 1564 wells are formed are used. Therefore, in the technical field to which the present invention belongs, a device for applying a uniform magnetic field to an area of 160 mm or more in diameter is required. However, in the related art of FIG. 1, a magnetic field applying device having a permanent magnet formed at a position corresponding to each of six wells of a well plate is disposed at a lower end of the well plate to apply a magnetic field. As shown in FIG. 1, it can be seen that when a magnetic field is applied by a conventional magnetic field applying device, the magnetic particles 14 in the well move to the edge of the well without being uniformly moved to the bottom of the well.

또한, 종래의 자기장 인가장치로서 도 2a 및 도 2b에 도시된 형태의 장치가 이용되고 있다. 이 장치(40)는, 다수의 영구자석(20)을 베이스 플레이트에 일정한 간격으로 배열하여 고정함으로써 영구자석(20)으로부터 발생하는 자기장을 좀더 균일하게 확산시키고자 하고 있다. 이러한 자기 확산 플레이트(40)에는 다수의 영구자석(20)의 배열고정을 용이하게 하기 위하여 영구자석이 삽입설치되는 다수의 관 통공(42)이 형성되어 있다. In addition, a device of the type shown in Figs. 2A and 2B is used as a conventional magnetic field applying device. The apparatus 40 tries to spread the magnetic field generated from the permanent magnet 20 more uniformly by arranging and fixing the plurality of permanent magnets 20 at regular intervals on the base plate. The self-diffusion plate 40 is formed with a plurality of through-holes 42 in which the permanent magnet is inserted in order to facilitate the arrangement of the plurality of permanent magnets 20.

생물학적 실험 등을 수행하기 위해, 웰플레이트를 도 2a 및 도 2b의 자기 확산 플레이트(40) 위에 적재하여 웰플레이트를 영구자석(20)으로부터 발생된 자기장의 영역 내에 노출시키면, 웰플레이트의 웰 내에 담긴 시료에 혼합된 마그네틱 파티클이 웰의 바닥면으로 이동하게 된다.In order to perform a biological experiment or the like, the well plate may be loaded on the magnetic diffusion plate 40 of FIGS. 2A and 2B to expose the well plate in the region of the magnetic field generated from the permanent magnet 20. The magnetic particles mixed in the sample move to the bottom of the well.

그러나, 도 1, 도 2a 및 도 2b와 같이 영구자석을 사용한 자기장 인가장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the magnetic field applying device using the permanent magnet as shown in Figs. 1, 2a and 2b has the following problems.

첫째, 영구자석(20)은 N극으로부터 S극으로 이동하는 자력선으로 이루어진 자기장의 영역이 좁은 범위에 걸쳐 형성되므로, 웰플레이트의 전체 면적에 걸쳐 균일하게 자기장을 형성하는 것이 불가능하다.First, since the permanent magnet 20 is formed over a narrow range of magnetic fields formed of magnetic force lines moving from the north pole to the south pole, it is impossible to form a magnetic field uniformly over the entire area of the well plate.

둘째, 영구자석(20)으로부터 발생되는 자기장의 세기는 영구자석(20)으로부터 거리가 멀어 질수록 급격히 감소하고, 자력선이 발산하거나 수렴되는 가장자리 부근이 중심부보다 강한 자기장을 형성하는 특징이 있어서, 웰플레이트의 전체 영역에서 균일한 세기의 자기장을 형성하는 것이 불가능하다.Secondly, the strength of the magnetic field generated from the permanent magnet 20 decreases rapidly as the distance from the permanent magnet 20 increases, and the magnetic field is formed near the edge where the magnetic field lines diverge or converge. It is impossible to form a magnetic field of uniform intensity in the entire area of the plate.

셋째, 영구자석(20)으로부터 발생되는 자기장의 세기는 항상 일정하므로, 필요에 따라 자기장의 세기를 조절하는 것이 불가능하다.Third, since the strength of the magnetic field generated from the permanent magnet 20 is always constant, it is impossible to adjust the strength of the magnetic field as needed.

이러한 단점을 안고 있는 영구자석(20)을 사용하는 자기장 인가장치로 시료에 자기장을 가하여 마그네틱 파티클 및/또는 마그네틱 파티클 복합체(마그네틱 파티클과 생리활성물질의 복합체)를 이동시킨 결과는 도 1에 도시한 바와 같이, 마그네틱 파티클 등이 웰(12)의 내부에서 불균일하게 한곳으로 쏠리는 현상이 발생한 다. 따라서, 양호한 화학적, 생물학적, 생화학적 실험을 수행할 수 없었다.The result of moving the magnetic particles and / or the magnetic particle complexes (composite of magnetic particles and bioactive materials) by applying a magnetic field to the sample with a magnetic field applying device using the permanent magnet 20 having such disadvantages is shown in FIG. 1. As described above, a phenomenon in which the magnetic particles and the like are displaced unevenly inside the well 12 occurs. Thus, good chemical, biological and biochemical experiments could not be performed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 화학적, 생물학적, 생화학적 실험에 적합하도록 넓은 면적에 균일한 자기장을 형성하고, 자기장의 세기를 임의로 조정하는 것을 가능하게 하기 위한 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to form a uniform magnetic field in a large area to be suitable for chemical, biological, biochemical experiments, it is possible to arbitrarily adjust the strength of the magnetic field It is to.

구체적으로, 본 발명은 마그네틱 파티클을 이용한 실험에 있어서 마그네틱 파티클의 이동을 일정하게 그리고 균일하게 하는 자기장 인가장치, 특히 HTS(high throughput screening)를 위한 자기장 인가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Specifically, an object of the present invention is to provide a magnetic field applying device, in particular a magnetic field applying device for high throughput screening (HTS) in the experiment using the magnetic particles to constantly and uniform movement of the magnetic particles.

또한, 본 발명은 자기장을 계속적으로 인가한 상태를 유지하면서 화학적, 생물학적, 생화학적 실험이 가능한 자기장 인가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a magnetic field applying apparatus capable of chemical, biological, and biochemical experiments while maintaining a continuously applied magnetic field.

추가적으로, 본 발명은 여러 개의 웰플레이트를 적재하여 이들 웰플레이트에 동시에 자기장을 인가할 수 있는 자기장 인가장치를 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a magnetic field applying apparatus that can load a plurality of well plates to apply a magnetic field to these well plates at the same time.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기장 인가장치는, Magnetic field applying apparatus of the present invention for achieving the above object,

반응용기를 수용하기 위한 통체;Cylinder for accommodating the reaction vessel;

상기 통체의 주위로 권선되어 전원의 공급시 상기 반응용기를 포함하는 영역에 자기장을 형성하기 위한 코일; 및A coil wound around the cylinder to form a magnetic field in a region including the reaction vessel when power is supplied; And

상기 코일에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 포함하고,A power supply for supplying power to the coil,

상기 코일의 전체 높이에 대해 1/2이 되는 위치를 중심 위치로 정할 때, 상기 통체 내에 수용되는 반응용기의 위치는 상기 중심 위치로부터 상측인 것을 특징 으로 한다.When setting the position which becomes 1/2 with respect to the whole height of the coil as a center position, the position of the reaction vessel accommodated in the cylinder is characterized in that the upper side from the center position.

본 발명의 일실시예에서 상기 반응용기는 웰플레이트인 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아님을 당업자라면 알 수 있다. 즉, 슬라이드글래스, 바이알(vial), 또는 디쉬(dish) 등도 반응용기로서 사용될 수 있고, 화학적, 생물학적, 생화학적 반응이 수행되는 용기라면 어떠한 형태라도 가능하다. In one embodiment of the present invention, the reaction vessel is preferably a well plate, it will be appreciated by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. That is, slide glass, vials, or dishes may be used as the reaction vessel, and may be in any form as long as the vessel is subjected to chemical, biological, or biochemical reactions.

본 발명의 일실시예에서 통체의 주위로 감겨지는 코일의 재료로는 일반적으로 구리가 사용되지만, 이외에도 알루미늄이 사용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서의 코일은 구리 또는 알루미늄과 같은 전도성(傳導性)이 좋은 선재를 통형 또는 나사선형으로 감은 것이다. 상기 코일의 감은 수(권선 수)는 수회에서 수십만회 사이로 사용목적 그리고 인가하고자 하는 자기장의 세기에 따라 선택이 가능하다.In one embodiment of the present invention, copper is generally used as the material of the coil wound around the cylinder, but aluminum may also be used. In one embodiment of the present invention, the coil is wound in a tubular or threaded shape with a good conductive wire such as copper or aluminum. The number of turns of the coil (the number of turns) can be selected from several times to several hundred thousand times according to the purpose of use and the strength of the magnetic field to be applied.

또한, 상기 통체의 중심영역에는 비자화성 자성체로 이루어지며, 상기 웰플레이트를 고정하기 위한 코어가 별도로 설치될 수 있다. 상기 코어가 설치됨으로써, 본 발명의 자기장 인가장치는 상기 웰플레이트에 인가되는 자기장을 집중시키고, 자기장의 세기를 증가시킬 수 있다. 상기 코어는 순철, 저탄소강이나 니켈 등의 금속으로 구성할 수 있다.In addition, the central region of the cylinder is made of a nonmagnetic magnetic material, a core for fixing the well plate may be installed separately. By installing the core, the magnetic field applying device of the present invention can concentrate the magnetic field applied to the well plate and increase the strength of the magnetic field. The core may be made of metal such as pure iron, low carbon steel or nickel.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 코어를 상하방향으로 이동시켜 상기 웰플레이트에 인가되는 자기장의 세기를 변화시키는 이동수단을 더 구비할 수 있다. 상기 이동수단은 승강 안내부에 의해 승강 축이 안내되어 상하로 이동되는 방식으로 구성될 수 있다. 선택적으로, 숫나사 형태의 승강 축과 암나사 형태의 승강 안내부가 서로 맞물려 결합될 수 있다. 상기 이동수단에는 상기 승강 축을 상하로 이동시키는 구동수단인 유압펌프, 또는 솔레노이드, 또는 모터가 제공될 수 있다. 상기 모터에는 회전운동을 상하운동으로 전환하는 수단이 추가로 제공될 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention may further include a moving means for changing the intensity of the magnetic field applied to the well plate by moving the core in the vertical direction. The moving means may be configured in such a way that the lifting shaft is guided by the lifting guide to move up and down. Optionally, the male lifting shaft and the female lifting guide may be engaged with each other. The moving means may be provided with a hydraulic pump, a solenoid or a motor which is a driving means for moving the lifting shaft up and down. The motor may further be provided with means for converting rotational movements into vertical movements.

또한, 본 발명의 일실시예에서, 상기 전원공급장치에는 전압을 전류로 변환하여 상기 코일에 인가하는 트랜스포머가 더 구비될 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, the power supply device may be further provided with a transformer for applying a voltage to the coil to convert the current.

또한, 본 발명의 일실시예에서, 상기 코일로부터 발생되는 열을 방출시키기 위한 냉각수단이 더 구비될 수 있다. 상기 냉각수단은 상기 코일에 근접한 위치에 배치되는 파이프, 상기 파이프에 내장되는 열전달용 유체, 및 상기 유체를 외부로 순환시키기 위한 유체순환장치로 구성할 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, cooling means for releasing heat generated from the coil may be further provided. The cooling means may include a pipe disposed in a position close to the coil, a heat transfer fluid embedded in the pipe, and a fluid circulation device for circulating the fluid to the outside.

본 발명에서, 상기 코일의 중심위치는 상기 코일에 의해 형성되는 자기장의 세기가 가장 강한 영역이지만, 상기 중심위치에 대해 상하방향으로 자기장에 의해 마그네틱 파티클에 인가되는 힘이 서로 상쇄되므로, 마그네틱 파티클은 상기 중심위치에 위치할 때에는 이동되지 않게 된다. 따라서, 본 발명에서는 마그네틱 파티클의 웰플레이트의 웰 바닥면으로의 이동이라는 실험 목적을 달성하기 위해 웰플레이트가 적재되는 코어의 바닥면은 상기 중심위치로부터 상방으로 이격되어 위치되어야 한다(도 8 참조).In the present invention, the center position of the coil is a region where the strength of the magnetic field formed by the coil is the strongest, but the forces applied to the magnetic particles by the magnetic field in the vertical direction with respect to the center position cancel each other, the magnetic particles are When it is located at the center position is not moved. Therefore, in the present invention, the bottom surface of the core on which the well plate is loaded should be positioned to be spaced upwardly from the center position in order to achieve the experimental purpose of moving the well plate of the magnetic particle to the well bottom surface (see FIG. 8). .

또한, 상기 중심위치로부터 상방으로 점점 멀어질 수록 상기 웰플레이트에 인가되는 자기장의 세기는 점차 감소한다(도 9 참조). 따라서, 본 발명에서 상기 이동수단을 이용하여 상기 코어를 상하방향으로 이동시키면 상기 코어에 고정되는 웰플레이트에 인가되는 자기장의 세기를 조정할 수 있게 된다.In addition, as the distance from the center position further upward, the intensity of the magnetic field applied to the well plate gradually decreases (see FIG. 9). Therefore, in the present invention, by moving the core in the vertical direction using the moving means it is possible to adjust the strength of the magnetic field applied to the well plate fixed to the core.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자기장 인가장치의 분해사시도이고, 도 4는 도 3에 도시한 자기장 인가장치의 구성요소들을 조립한 후 조립된 인가장치를 도 3의 A-A'선을 따라 절개하여 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 자기장 인가장치의 코일 주변에 장착된 냉각장치를 보여주는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 자기장 인가장치의 코일을 도시한 사시도이다.3 is an exploded perspective view of a magnetic field applying apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a assembled application device after assembling the components of the magnetic field applying apparatus shown in FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the cooling apparatus mounted around the coil of the magnetic field applying apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention. 6 is a perspective view showing a coil of a magnetic field applying apparatus according to an embodiment of the present invention.

상기 도면들에 도시된 자기장 인가장치는, 다수의 웰(152)이 형성된 웰 플레이트(150)를 수용하기 위한 통체(100)와, 통체(100)의 주위로 수회 내지 수십만회 권선되어 전원의 공급시 웰 플레이트(150)를 포함하는 영역에 자기장을 형성하기 위한 코일(120)과, 코일(120)에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치(130)로 이루어진다.The magnetic field applying device shown in the drawings, the cylinder 100 for accommodating the well plate 150 formed with a plurality of wells 152, and wound several to hundreds of thousands of times around the cylinder 100 to supply power A coil 120 for forming a magnetic field in a region including the sea well plate 150, and a power supply 130 for supplying power to the coil 120.

코일(120)은 선재의 구리를 통형으로 수회 내지 수십만회 감은 것이다. 코일(120)의 권선 수는 인가하고자 하는 자기장의 세기에 따라 선택적으로 가변시킬 수 있다.The coil 120 is wound several times to hundreds of thousands of times the copper of the wire rod in a tubular shape. The number of windings of the coil 120 may be selectively varied according to the strength of the magnetic field to be applied.

통체(100)의 중심영역에는 비자화성 자성체로 이루어지며, 웰 플레이트(150)를 고정하기 위한 코어(140)를 설치한다. 코어(140)는 순철, 저탄소강이나 니켈 등의 금속으로 구성한다. 코어(140)가 자화되면, 웰플레이트(150)가 코어(140)에 끌리게 되어 원하는 생물학적 실험에 장애가 될 수 있으므로, 코어(140)는 전류가 흐르는 동안만 자화될 수 있는 비자화성 자성체로 구성함이 바람직하다. 이러한 코어(140)의 설치에 의해 자기장이 코어(140) 측으로 집중되는 현상이 발생하여 코어(140) 근방의 자기장의 세기를 높이게 된다.The central region of the cylinder 100 is made of a nonmagnetic magnetic material, and installs a core 140 for fixing the well plate 150. The core 140 is made of metal such as pure iron, low carbon steel or nickel. When the core 140 is magnetized, the well plate 150 is attracted to the core 140 and thus may interfere with a desired biological experiment. Therefore, the core 140 is formed of a nonmagnetic magnetic material that can be magnetized only while a current flows. This is preferred. By installing the core 140, a phenomenon in which the magnetic field is concentrated toward the core 140 occurs, thereby increasing the strength of the magnetic field near the core 140.

본 발명의 바람직한 일실시예에서 코어(140)는 상단부가 개방되어 있는 원통형으로 형성되나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니며 코어는 다양한 형태로 구성이 가능하다. 또한, 도시되지는 않았으나, 코어(140)의 상부 가장자리에는 통체(100)의 중심공(102)의 상부 가장자리에 걸리는 플랜지부가 형성될 수 있다. 코어(140)의 중심부에는 웰플레이트(150)가 삽입되는 삽입홀(142)이 형성된다. 따라서, 코어(140) 내부의 상단부는 개방되어 있어 웰플레이트(150)를 실험목적에 맞게 수시로 넣었다 꺼냈다 할 수 있으므로, 본 실시예에서는 자기장을 계속적으로 인가한 상태를 유지하면서 화학적, 생물학적, 생화학적 실험이 가능하다. 또한, 코어 내부의 삽입홀(142)을 소정 깊이로 형성하면 삽입홀(142)에 삽입되는 웰플레이트를 여러 개 동시에 적재할 수 있다. 따라서, 코어의 삽입홀(142) 내에 여러 개의 웰플레이트를 적재할 때, 다수의 웰플레이트에 동시에 자기장을 인가할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the core 140 is formed in a cylindrical shape having an upper end open, but the present invention is not limited thereto, and the core may be configured in various forms. In addition, although not shown, a flange portion may be formed at an upper edge of the core 140 at the upper edge of the center hole 102 of the cylinder 100. An insertion hole 142 into which the well plate 150 is inserted is formed at the center of the core 140. Therefore, since the upper end of the core 140 is open and the well plate 150 can be put in and taken out from time to time for the purpose of experimentation, in the present embodiment, the magnetic, chemical, biological and biochemical chemicals are continuously maintained. Experiment is possible. In addition, when the insertion hole 142 in the core is formed to a predetermined depth, a plurality of well plates inserted into the insertion hole 142 may be simultaneously loaded. Therefore, when loading a plurality of well plates in the insertion hole 142 of the core, it is possible to apply a magnetic field to the plurality of well plates at the same time.

웰 플레이트(150)는 코일(120)에 의해 형성되는 자기장의 세기가 가장 강한 영역, 즉 코일의 중심위치로부터 상방으로 소정간격 이격시켜 고정한다. 이에 따라 웰 플레이트(150)의 웰(152) 내에 있는 마그네틱 파티클이 웰 바닥면으로 이동하게 된다.The well plate 150 is fixed at a predetermined interval upward from a region where the strength of the magnetic field formed by the coil 120 is the strongest, that is, the central position of the coil. Accordingly, the magnetic particles in the well 152 of the well plate 150 move to the bottom surface of the well.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 코어(140)를 상하방향으로 이동시켜 웰플레이트(150)에 인가되는 자기장의 세기를 변화시키는 이동수단(190)이 제공된다. 이동수단(190)은 승강 축(192)과, 이러한 승강 축(192)을 상하로 안내하는 승강 안내 부(194)를 포함한다. 상기 승강 축(192)은 코어(140)의 저면에 직접 연결되거나, 또는 코어의 저면과 맞닿아 상하방향의 이동을 코어에 전달하도록 되어 있다. 숫나 사로 형성된 승강 축(192)은 암나사로 형성된 승강 안내부(194)와 서로 맞물려 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하면 승강안내부에 대해 상하방향으로 이동하게 된다. 상기 승강 축(192)은 유압펌프, 솔레노이드, 또는 모터 등의 구동수단에 의해 구동된다. 예를 들어, 상기 구동수단의 회전력이 상기 숫나사로 형성된 승강 축에 전달되면 승강 축은 암나사로 형성된 승강 안내부에 대해 회전하면서 상하방향으로 이동하여 승강 축의 일단에 연결되어 있는 코어(140)를 적정한 위치로 이동시키게 된다. 따라서, 상기 이동수단(190)은 코어(140)에 고정되는 웰 플레이트(150)를 자기장이 가장 강한 영역으로부터 상방에 위치시키는 역할을 할 수 있다.On the other hand, in one embodiment of the present invention is provided with a moving means 190 for changing the strength of the magnetic field applied to the well plate 150 by moving the core 140 in the vertical direction. The moving means 190 includes a lifting shaft 192 and a lifting guide 194 for guiding the lifting shaft 192 up and down. The lifting shaft 192 is directly connected to the bottom surface of the core 140 or is in contact with the bottom surface of the core to transfer the movement in the vertical direction to the core. The lifting shaft 192 formed of a male screw meshes with the lifting guide 194 formed of a female screw and rotates clockwise or counterclockwise to move up and down with respect to the lifting guide. The lifting shaft 192 is driven by driving means such as a hydraulic pump, a solenoid, or a motor. For example, when the rotational force of the driving means is transmitted to the lifting shaft formed by the male screw, the lifting shaft moves upward and downward while rotating with respect to the lifting guide formed by the female screw, thereby appropriately positioning the core 140 connected to one end of the lifting shaft. Will be moved to. Therefore, the moving means 190 may serve to position the well plate 150 fixed to the core 140 above the region having the strongest magnetic field.

또한, 본 발명의 일실시에에서, 전원공급장치(130)에는 전압을 전류로 변환하여 코일(120)에 인가하는 트랜스포머(미도시)가 구비된다. 이 트랜스포머에 의해 코일(120)에 인가되는 전류값을 조정할 수 있다. 예를 들어, 상기 트랜스포머는 380V의 전압을 0A 내지 100A의 전류로 변환할 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, the power supply device 130 is provided with a transformer (not shown) for converting a voltage into a current and applying it to the coil 120. The current value applied to the coil 120 can be adjusted by this transformer. For example, the transformer may convert a voltage of 380V into a current of 0A to 100A.

전술한 바와 같이 마그네틱 파티클을 이동시키기 위한 화학적, 생물학적, 생화학적 실험에 적합한 자기장의 세기는 1,000 ~ 20,000 G(가우스)가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3,500 ~ 10,000 G(가우스) 정도가 적당하다. 따라서, 본 발명에서는 코일의 권선 수의 조정, 코어의 설치 여부, 코어의 위치조정(높이조정) 및 코어에 인가되는 전류값의 조정으로 웰플레이트 내의 마그네틱 파티클에 인가되는 자기장의 세기를 3,500 ~ 10,000 G(가우스) 정도로 조정할 수 있게 된다.As described above, the strength of the magnetic field suitable for chemical, biological, and biochemical experiments for moving the magnetic particles is preferably 1,000 to 20,000 G (Gauss), and more preferably about 3,500 to 10,000 G (Gauss). Therefore, in the present invention, the intensity of the magnetic field applied to the magnetic particles in the well plate is adjusted to 3,500 to 10,000 by adjusting the number of turns of the coil, installing the core, adjusting the position of the core (height), and adjusting the current value applied to the core. G (Gaussian) can be adjusted.

한편, 자기장의 발생을 위해 코일에 전류가 인가되는 동안, 코일(120)로부터 열이 발생되는데, 지나친 열의 발생은 각종부품의 수명을 단축시키고, 웰(152)내의 시료에 악영향을 줄 수 있다.On the other hand, while the current is applied to the coil to generate a magnetic field, heat is generated from the coil 120, the excessive heat generation may shorten the life of various components, may adversely affect the sample in the well 152.

따라서, 본 발명의 일실시예에서는 코일(120)로부터 발생되는 열을 방출시키기 위한 냉각수단이 구비된다.Therefore, in one embodiment of the present invention, cooling means for dissipating heat generated from the coil 120 is provided.

이러한 냉각수단은, 코일(120)에 근접한 위치에 배치되는 파이프(174)와, 파이프(174)에 내장되는 열전달용 유체(170)와, 유체(170)를 외부로 순환시키기 위한 유체순환장치(180)로 이루어진다. 유체(170)로는 물이나 열전달율이 좋은 오일이 적용될 수 있다. 유체순환장치(180)는 공급관(171) 및 허브(172)를 통하여 다수의 파이프(174)의 내부로 유체(170)를 순환시킨다.The cooling means includes a pipe 174 disposed at a position close to the coil 120, a heat transfer fluid 170 embedded in the pipe 174, and a fluid circulation device for circulating the fluid 170 to the outside ( 180). As the fluid 170, water or oil having a good heat transfer rate may be applied. The fluid circulation device circulates the fluid 170 into the plurality of pipes 174 through the supply pipe 171 and the hub 172.

이하에서는 상기와 같은 구성으로 된 자기장 인가장치의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the magnetic field applying device having the above configuration will be described.

마그네틱 파티클을 포함하는 웰플레이트(150)를, 통체(100)의 중심공(102)에 장착되어 있는 코어(140)의 삽입홀(142)을 통해, 코어(140) 바닥면에 위치시킨다.The well plate 150 including the magnetic particles is placed on the bottom surface of the core 140 through the insertion hole 142 of the core 140 mounted in the center hole 102 of the cylinder 100.

전원공급장치(130)로부터 코일(120)에 전원이 인가되면, 코일(120)의 내부영역인 통체(100)의 중심공(102) 영역에 자기장이 형성된다. 이러한 자기장의 영역은 넓은 면적에 걸쳐 균일하게 형성된다. 자기장은 코일의 중심위치(0cm)가 가장 강하므로 자기장의 영역에 노출된 자성체는 모두 코일의 중심위치로 끌리게 된다(도 8 및 도 9 참조).When power is applied to the coil 120 from the power supply device 130, a magnetic field is formed in the region of the central hole 102 of the cylinder 100, which is an inner region of the coil 120. These magnetic field regions are formed uniformly over a large area. Since the magnetic field has the strongest center position (0 cm) of the coil, all magnetic materials exposed to the magnetic field region are attracted to the center position of the coil (see FIGS. 8 and 9).

이에 따라 웰 플레이트(150)의 웰(152) 내에 있는 마그네틱 파티클은 자기장이 가장 강한 영역으로 이동하게 된다. 따라서, 마그네틱 파티클은 웰 바닥면에 위치하게 되고 마그네틱 파티클 또는 마그네틱 파티클 복합체를 시료로부터 분리시킬 수 있다.Accordingly, the magnetic particles in the well 152 of the well plate 150 move to the region where the magnetic field is the strongest. Thus, the magnetic particles are located at the bottom of the well and the magnetic particles or magnetic particle complexes can be separated from the sample.

한편, 웰 플레이트(150)가 자기장의 세기가 가장 강한 영역으로부터 상방에 위치하지 않거나, 지나치게 상방에 위치하여 자기장이 미치지 않는 영역에 위치하면, 이동수단(190)을 작동시켜 코어(140)를 적정한 위치로 이동시킨다.On the other hand, if the well plate 150 is not located upward from the region where the strength of the magnetic field is the strongest, or is located in an area where the magnetic field is not too far upward, the moving means 190 may be operated to properly adjust the core 140. Move to position

또한, 이와 같이 자기장의 인가를 위해 코일에 전류를 인가하는 동안에, 코일(120)로부터 열이 발생된다. 유체순환장치(180)는 공급관(171) 및 허브(172)를 통하여 다수의 파이프(174)의 내부로 유체(170)를 순환시킨다. 따라서, 유체(170)의 순환에 의해 코일(120) 주위의 열이 방출되어 냉각된다.In addition, heat is generated from the coil 120 while applying current to the coil for application of the magnetic field. The fluid circulation device circulates the fluid 170 into the plurality of pipes 174 through the supply pipe 171 and the hub 172. Therefore, heat around the coil 120 is released and cooled by the circulation of the fluid 170.

한편, 코일(120)에 의해 형성되는 자기장의 세기가 지나치게 강하거나 약하면, 트랜스포머를 통하여 자기장의 세기를 조절한다. 이와 관련하여 도 7은 본 발명의 자기장 인가장치에 대해 인가되는 전류와, 이로부터 본 발명의 자기장 인가장치로부터 발생하는 자기장의 세기와의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 실험에 의하면, 전류가 증가함에 비례하여 자기장의 세기가 증가하는 것을 알 수 있다.On the other hand, if the strength of the magnetic field formed by the coil 120 is too strong or too weak, the strength of the magnetic field is adjusted through the transformer. In this regard, Fig. 7 is a graph showing the relationship between the current applied to the magnetic field applying apparatus of the present invention and the intensity of the magnetic field generated from the magnetic field applying apparatus. According to this experiment, it can be seen that the strength of the magnetic field increases in proportion to the increase of the current.

그리고, 도 8은 본 실시예의 코어를 삽입하기 전의 실험결과를 나타내는 그래프이며, 도 9는 본 실시예의 코어를 삽입한 후의 실험결과를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the experimental result before the core of the present embodiment is inserted, and FIG. 9 is a graph showing the experimental result after the core of the present embodiment is inserted.

이 실험에 의하면, 코어(140)를 설치함에 따라 자기장이 코어(140) 측으로 집중되는 것을 알 수 있다. 이와 같이 코일의 중심영역에서 자기장의 세기가 급격하게 강해지면, 웰플레이트(150)를 코일의 중심위치로부터 상방으로 이격시켰을 때 웰플레이트 내의 마그네틱 파티클은 코일의 중심으로 이동하는 힘을 강하게 받게 된다.According to this experiment, it can be seen that as the core 140 is installed, the magnetic field is concentrated on the core 140 side. As such, when the strength of the magnetic field sharply increases in the central region of the coil, when the well plate 150 is spaced upward from the center position of the coil, the magnetic particles in the well plate are strongly received by the force moving to the center of the coil.

따라서 본 실시예의 자기장 인가장치는 화학적, 생물학적, 생화학적 실험을 양호하게 할 수 있게 된다.Therefore, the magnetic field applying device of the present embodiment can make good chemical, biological and biochemical experiments.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 자기장 인가장치는, 넓은 면적에 균일한 자기장을 형성하고 자기장의 세기를 임의로 조정할 수 있어서, 화학적, 생물학적, 생화학적 실험을 양호하게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the magnetic field applying device of the present invention can form a uniform magnetic field in a large area and arbitrarily adjust the intensity of the magnetic field, thereby improving chemical, biological, and biochemical experiments.

특히, 본 발명은 마그네틱 파티클을 이용한 실험에 있어서 마그네틱 파티클의 이동을 일정하게 그리고 균일하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 HTS를 위한 자기장 인가장치는 웰플레이트에 있어서 여러 개의 웰(well)에 자기장을 동시에 적용할 수 있다. In particular, the present invention can make the movement of magnetic particles constant and uniform in experiments using magnetic particles. In addition, the magnetic field applying apparatus for the HTS of the present invention can apply a magnetic field to a plurality of wells in a well plate at the same time.

또한, 본 발명은 자기장을 계속적으로 인가한 상태를 유지하면서 화학적, 생물학적, 생화학적 실험이 가능하고, 여러 개의 웰플레이트를 동시에 적재하여 이들 웰플레이트에 동시에 자기장을 인가할 수 있다.In addition, the present invention enables chemical, biological and biochemical experiments while maintaining the state of continuously applying the magnetic field, and can simultaneously apply a magnetic field to these well plates by loading several well plates at the same time.

이상에서는 본 발명을 특정한 실시예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.The present invention has been described above by way of specific embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Anyone can make a variety of variations.

Claims (9)

반응용기를 수용하기 위한 통체;Cylinder for accommodating the reaction vessel; 상기 통체의 주위로 권선되어 전원의 공급시 상기 반응용기를 포함하는 영역에 자기장을 형성하기 위한 코일; 및A coil wound around the cylinder to form a magnetic field in a region including the reaction vessel when power is supplied; And 상기 코일에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 포함하고,A power supply for supplying power to the coil, 상기 통체의 중심영역에는 비자화성 자성체로 이루어지며, 상기 반응용기를 고정하며 자기장의 세기를 강화하기 위한 코어가 설치되는 것을 특징으로 하는 자기장 인가장치.The magnetic field applying device, characterized in that the central region of the cylinder is made of a non-magnetic magnetic material, a core for fixing the reaction vessel and strengthening the strength of the magnetic field. 청구항 1에 있어서, 상기 반응용기는 웰플레이트인 것을 특징으로 하는 자기장 인가장치.The apparatus of claim 1, wherein the reaction vessel is a well plate. 삭제delete 청구항 2에 있어서, 상기 웰 플레이트는 상기 코일에 의해 형성되는 자기장의 세기가 가장 강한 영역으로부터 상방으로 이격되어 고정되는 것을 특징으로 하는 자기장 인가장치.The magnetic field applying apparatus of claim 2, wherein the well plate is fixed to be spaced upward from a region having the strongest strength of the magnetic field formed by the coil. 청구항 4에 있어서, 상기 코어를 상하방향으로 이동시켜 상기 웰플레이트에 인가되는 자기장의 세기를 변화시키는 이동수단을 더 포함하는 자기장 인가장치.The magnetic field applying apparatus of claim 4, further comprising moving means for changing the intensity of the magnetic field applied to the well plate by moving the core in the vertical direction. 청구항 5에 있어서, 상기 이동수단은 승강 축과 이러한 승강 축을 상하로 안내하는 승강 안내부를 포함하고, 상기 승강 축을 상하로 이동시키는 유압펌프, 또는 솔레노이드, 또는 모터와 같은 구동장치를 더 포함하는 자기장 인가장치.The method according to claim 5, wherein the moving means includes a lifting shaft and a lifting guide for guiding the lifting shaft up and down, and further comprising a hydraulic pump, or a solenoid or a driving device such as a motor for moving the lifting shaft up and down. Device. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 전원공급장치에는, 전압을 전류로 변환하여 상기 코일에 인가하는 트랜스포머가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자기장 인가장치.The power supply device, the magnetic field applying device characterized in that the transformer is further provided to convert the voltage into a current to apply to the coil. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 코일로부터 발생되는 열을 방출시키기 위한 냉각수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 자기장 인가장치.The magnetic field applying device according to claim 1 or 2, further comprising cooling means for dissipating heat generated from the coil. 청구항 8에 있어서, 상기 냉각수단은,The method of claim 8, wherein the cooling means, 상기 코일에 근접한 위치에 배치되는 파이프;A pipe disposed at a position proximate the coil; 상기 파이프에 내장되는 열전달용 유체; 및A heat transfer fluid embedded in the pipe; And 상기 유체를 외부로 순환시키기 위한 유체순환장치를 포함하여 이루어지는 자기장 인가장치.And a fluid circulation device for circulating the fluid to the outside.
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