KR20220105668A - 재료 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

자기 반응성 입자들(P1) 및 자기 전달 탐침(100)을 사용하여 조성물(MX1)로부터 표적 물질(M1)을 수집한다. 조성물(MX1)은 예를 들어 자기 반응성 입자들(P1)을 샘플(MX0)에 도입함으로써 제조될 수 있다. 입자들(P1)은 조성물(MX1)의 표적 물질(M1)과 선택적으로 결합한다. 탐침 자석(MAG1)을 포함하는 자기 전달 탐침(100)을 사용하여 샘플(MX0)로부터 표적 물질(M1)과 입자들(P1)을 수집한다. 탐침 자석(MAG1)은 영구 자석이며, 원통부(SRF0) 및 원통부(SRF0)에 접하는 볼록 바닥부(CNX1)를 포함한다. 자기 전달 탐침(100)의 입자 수집 영역(CR1)은 낮은 위치에 있어 소량의 제조된 조성물(MX1)로부터 입자들(P1)을 수집할 수 있도록 한다.

Description

재료 처리 방법 및 장치
일부 변형은 자기 반응성 입자들(magnetically responsive particles)을 사용하여, 그리고 자기 전달 탐침(magnetic transfer probe)을 사용하여 조성물을 처리하는 것과 관련된다.
조성물은 표적 물질(target substance) 및 액체 매질(liquid medium)을 포함할 수 있다. 표적 물질은 자기 반응성 입자들을 사용하여 액체 매질로부터 분리될 수 있다. 입자들은 표적 물질과 선택적으로 결합하도록 배열될 수 있다. 자기 전달 탐침을 사용하여 입자들을 수집하고 용기로부터 들어올릴 수 있다. 입자들에 결합된 표적 물질은 입자들과 함께 액체 매질로부터 분리 및 수집될 수 있다.
본 발명은 조성물 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 표적 물질 수집 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 표적 물질 전달 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 표적 물질 농축 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 표적 물질 정제 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 조성물 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 표적 물질 수집 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 표적 물질 전달 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 표적 물질 농축 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 표적 물질 정제 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에 따르면, 청구항 1의 방법이 제공된다.
추가적인 측면들은 다른 청구항들에서 정의된다.
일 측면에 따르면, 자기 전달 탐침(100)을 이용한 조성물(MX1) 처리 방법에 있어서, 전달 탐침(100)은, 보호부재(120) 및 보호부재(120) 내부에서 이동 가능한 탐침 자석(MAG1)을 포함하고, 상기 방법은,
- 용기(VES1) 내에 제1 조성물(MX1)을 제공하는 단계 - 조성물(MX1)은 제1 액체(LIQ1) 및 복수의 자기 반응성 입자들(P1)을 포함하고, 입자들(P1)은 표적 물질(M1)과 선택적으로 상호 작용하도록 배열됨 -,
- 제1 조성물(MX1)로부터 입자들(P1)을 수집하기 위해 전달 탐침(100)을 용기(VES1) 내에 배치하는 단계,
- 전달 탐침(100)과 용기(VES1) 사이의 상대적인 수직 이동을 야기하여 수집된 입자들(P1)을 전달 탐침(100)과 함께 용기(VES1)로부터 제거하는 단계, 및
- 탐침 자석(MAG1)과 보호부재(120) 사이의 상대적인 수직 이동을 야기하여 보호부재(120)로부터 방출 위치(LOC2)로 수집된 입자들(P1)을 방출하는 단계를 포함하고,
탐침 자석(MAG1)은 영구 자석이고, 원통부(SRF0) 및 원통부(SRF0)에 접하는 볼록 바닥부(CNX1)를 포함하며, 자석은 대칭축(AX1)을 가지고, 대칭축(AX1)은 교차점(Q1)에서 바닥부(CNX1)와 교차하고, 교차점(Q1) 및 원통부(SRF0)의 원형 하부 경계(CIR2)는 기준 원뿔(REF0)을 정의하고, 바닥부(CNX1)는 기준 원뿔(REF0)에 대하여 돌출되는, 방법이 제공된다.
상기 방법은 조성물의 자기 반응성 입자들을 수집 및/또는 처리하기 위해 전달 탐침을 사용하는 단계를 포함한다. 전달 탐침은 영구 탐침 자석을 포함한다. 탐침 자석은 원통부와 볼록 바닥부를 포함한다. 볼록 바닥부를 가지는 탐침 자석은 조성물의 매우 작은 부피에서의 작동을 가능하게 할 수 있다. 자석의 볼록 바닥부는 예를 들어 반구 또는 절두 반구일 수 있다.
조성물은 액체 성분 및 자기 반응성 입자들을 포함할 수 있다. 조성물은 용기 내에 함유될 수 있다. 전달 탐침은 용기 내에 함유된 조성물로부터 자기 입자들을 수집하기 위해 및/또는 자기 반응성 입자들을 방출 위치로 방출하기 위해 사용될 수 있다. 조성물은 표적 물질을 더 포함할 수 있다. 자기 반응성 입자들은 표적 물질과 선택적으로 결합하여, 표적 물질을 선택적으로 수집 및/또는 처리할 수 있다. 상기 방법은 예를 들면, 표적 물질을 수집, 농축, 정제 및/또는 전달하기 위해 사용될 수 있다.
수집된 입자들은 임의로, 예를 들어 분석 기구에 의해 분석될 수 있다. 상기 방법은 예를 들면, 샘플이 표적 물질을 함유하는지 여부를 분석하기 위해 사용될 수 있다. 상기 방법은 자기 반응성 입자들 및 전달 탐침을 사용하여 표적 물질이 수집된 후, 표적 물질의 양 및/또는 농도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
조성물은 예를 들어, 자기 반응성 입자들을 샘플에 도입함으로써 제조될 수 있다. 자기 반응성 입자들은 조성물의 표적 물질과 선택적으로 결합할 수 있다. 표적 물질 및 자기 반응성 입자들은 동시에 샘플로부터 수집될 수 있다.
전달 탐침은 자기 반응성 입자들을 수집 영역으로 수집할 수 있다. 자석의 볼록 바닥부 덕분에, 수집 영역과 탐침의 최저점 사이의 최대 거리는 작을 수 있다. 자석의 볼록 바닥부 덕분에, 수집 영역과 탐침의 최저점 사이의 거리는 작을 수 있다.
자석의 볼록 바닥부는 전달 탐침의 수집 영역에서 높은 자기장 경사도를 제공하는 이중으로 만곡된 표면부를 가질 수 있다. 이중으로 만곡된 표면부는 예를 들어, 실질적으로 구형인 표면부일 수 있다. 자기 반응성 입자들은 주로, 탐침의 자기장의 경사도가 최대인 수집 영역으로 끌어당겨질 수 있다.
자기 반응성 입자들은 영구 자석에 의해 발생된 자기장에 의해 끌어당겨질 수 있다. 자기장은 전달 탐침의 수집 영역으로 입자들을 수집할 수 있다. 탐침 자석에 의해 발생되는 자기장의 크기는 탐침 자석의 직경이 증가할수록 증가할 수 있다. 큰 직경을 갖는 탐침 자석을 사용하면 더욱 효과적으로 입자들을 수집할 수 있다. 그러나, 직경이 큰 탐침 자석을 사용하는 것은, 수집된 입자들을 작은 부피의 액체로 방출하는 것을 더욱 어렵게 할 수 있다. 볼록 바닥부 덕분에, 탐침의 수집 영역은 작은 부피에서의 작동에 적합할 수 있고, 탐침 자석의 직경은 충분한 자기장을 발생하기에 충분히 클 수 있다.
수집 영역의 수직 위치는 자석의 원통부보다 상당히 아래에 있을 수 있다. 볼록 바닥부를 갖는 탐침 자석을 사용하는 것은 작은 부피의 액체로부터 입자들을 수집하는 것을 용이하게 할 수 있고, 및/또는 작은 부피의 액체로 입자들을 방출하는 것을 용이하게 할 수 있다.
바닥부의 볼록한 형상은 최대 경사도가 탐침 자석의 원통부보다 상당히 아래에 위치하는 자기장을 제공할 수 있다. 전달 탐침을 향해 자기 반응성 입자들을 당기는 수집력은 자기장의 경사도의 크기에 실질적으로 비례할 수 있다. 전달 탐침은 주로 탐침 자석의 원통부 아래의 전달 탐침의 바닥부에 위치한 수집 영역으로 자기 반응성 입자들을 수집할 수 있다. 바닥부의 볼록한 형상은 입자 수집 영역의 낮은 수직 위치 덕분에 감소된 부피의 액체에서 전달 탐침을 사용하도록 할 수 있다.
전달 탐침은 작은 부피의 액체에서 사용하기에 적합할 수 있다. 자기 반응성 입자들은 작은 부피의 액체로부터 수집될 수 있고, 및/또는 자기 반응성 입자들은 작은 부피의 액체로 방출될 수 있다.
입자들은 제1 조성물(MX1)로부터 수집될 수 있고, 제1 조성물(MX1)의 부피의 하한은 예를 들어 5 μl 내지 50 μl의 범위일 수 있다.
액체의 감소된 부피는 감소된 양의 샘플을 사용한 분석을 가능하게 할 수 있다. 액체의 감소된 부피는 다량의 샘플을 몇몇 샘플 웰(well)들에 분배하는 것을 가능하게 할 수 있다. 액체의 감소된 부피는 자기 반응성 입자들의 소비를 감소시킬 수 있다. 액체의 감소된 부피는 시약 및/또는 반응물의 소비를 감소시킬 수 있다. 감소된 부피는 처리 속도를 증가시키도록 할 수 있다. 감소된 부피는 분석 속도를 증가시키도록 할 수 있다. 액체의 감소된 부피는 폐기물의 양을 감소시키도록 할 수 있다.
방출 위치에서의 액체 부피의 하한은 또한 작을 수 있다. 방출 위치에서의 액체 부피의 하한은 예를 들어 5 μl 내지 50 μl의 범위일 수 있다. 방출 위치에서의 액체 부피의 하한은, 예를 들어 수집된 입자들(P1)의 증가된 농도를 제공하기 위해 및/또는 표적 물질(M1)의 증가된 농도를 제공하기 위해, 예를 들어 5 μl 내지 15 μl의 범위일 수 있다.
제1 조성물(MX1)의 부피는 임의로, 예를 들어 증가된 농축비를 제공하기 위해 방출 위치에서의 액체의 부피보다 실질적으로 클 수 있다.
전달 탐침은 예를 들어 제품을 제조하기 위해 자기 반응성 입자들을 전달하도록 배열될 수 있다. 전달 탐침은 예를 들어 물질을 정제하기 위해 자기 반응성 입자들을 전달하도록 배열될 수 있다. 전달 탐침은 예를 들어 샘플을 분석하기 위해 자기 반응성 입자들을 전달하도록 배열될 수 있다. 표적 물질은 예를 들어 약제를 제조하기 위해, 또는 검정을 위한 화학 물질을 제조하기 위해 수집될 수 있다.
다음 예에서 첨부된 도면을 참조하여 몇 가지 변형에 대해 보다 자세히 설명한다.
도 1a는, 제1 액체 및 표적 물질을 포함하는 조성물을 예로서 도시하고,
도 1b는, 제1 액체, 표적 물질 및 자기 반응성 입자들을 포함하는 조성물을 예로서 도시하고,
도 1c는, 자기장을 사용하여 자기 반응성 입자들을 모으는 것을 예로서 도시하고,
도 2는, 탐침 자석, 보호부재, 및 용기의 단면도를 예로서 도시하고,
도 3a는, 전달 탐침 및 조성물의 양의 단면도를 예로서 도시하고,
도 3b는, 전달 탐침에 입자들을 수집하는 것의 단면도를 예로서 도시하고,
도 3c는, 제1 액체로부터 입자들을 분리하는 것의 단면도를 예로서 도시하고,
도 3d는, 탐침에 부착된 입자들의 단면도를 예로서 도시하고,
도 4a는, 탐침 및 제2 액체의 단면도를 예로서 도시하고,
도 4b는, 입자들이 있는 탐침을 제2 액체에 담그는 것의 단면도를 예로서 도시하고,
도 4c는, 보호부재에 대해 자석을 들어올려 입자들을 방출하는 것의 단면도를 예로서 도시하고,
도 4d는, 제2 액체로부터 탐침을 들어올리는 것의 단면도를 예로서 도시하고,
도 5a는, 탐침 자석에 의해 제공되는 수집 영역의 위치 및 비교 자석에 의해 제공되는 수집 영역의 위치의 단면도를 예로서 도시하고,
도 5b는, 탐침 자석에 의해 제공되는 수집 영역의 위치 및 비교 자석에 의해 제공되는 수집 영역의 위치의 단면도를 예로서 도시하고,
도 6a는, 탐침 자석에 의해 발생된 자기장의 단면도를 예로서 도시하고,
도 6b는, 탐침과 용기 사이의 간격 치수의 단면도를 예로서 도시하고,
도 7a는, 볼록 바닥부를 갖는 탐침 자석의 3차원 도면을 예로서 도시하고,
도 7b는, 볼록 바닥부를 갖는 탐침 자석의 단면도를 예로서 도시하고,
도 8a는, 탐침에 의해 발생된 자기장의 공간 분포의 단면도를 예로서 도시하고,
도 8b는, 탐침에 의해 발생된 자기장의 공간 분포의 단면도를 예로서 도시하고,
도 8c는, 평평한 단부를 가지는 기준 자석에 의해 발생된 자기장의 공간 분포의 단면도를 예로서 도시하고,
도 9a는, 반 회전타원체인 볼록 바닥부의 단면도를 예로서 도시하고,
도 9b는, 절두 반구인 볼록 바닥부의 단면도를 예로서 도시하고,
도 9c는, 원뿔형 표면의 조합을 가지는 볼록 바닥부의 단면도를 예로서 도시하고,
도 10은, 전달 탐침을 포함하는 장치의 단면도를 예로서 도시하고,
도 11a 내지 11d는, 전달된 입자들을 실질적으로 평면인 표면으로 방출하는 것을 도시하고,
도 12a 및 12b는, 실질적으로 구형인 바닥을 가지는 전달 탐침의 단면도를 예로서 도시하고,
도 12c는, 도 12a 및 12b의 용기의 바닥 형상의 단면도를 예로서 도시하고,
도 12d는, 팁을 가지는 전달 탐침과 함께 도 12a의 용기를 사용하는 것의 단면도를 예로서 도시하고,
도 12e는, 전달 탐침의 단면도를 예로서 도시하고,
도 12f는, 용기 내에 배치된 도 12f의 전달 탐침의 단면도를 예로서 도시하고,
도 12g는, 전달 탐침들의 어레이 및 웰들의 어레이의 단면도를 예로서 도시하고, 및
도 12h는, 전달 탐침들의 어레이 및 웰들의 어레이의 단면도를 예로서 도시한다.
도 1a를 참조하면, 1차 조성물(MX0)은 하나 이상의 물질들(M1, M2, M3) 및 액체 매질(LIQ1)을 포함할 수 있다. 조성물(MX0)은 예를 들어 하나 이상의 물질들(M1, M2, M3) 및 액체(LIQ1)을 포함하는 샘플일 수 있다. 조성물(MX0)은 하나 이상의 물질들(M1, M2, M3) 및 액체(LIQ1)을 포함하는 혼합물일 수 있다. 조성물(MX0)은 표적 물질(M1)을 포함할 수 있다.
조성물(MX0)은 예를 들어 생물학적 샘플일 수 있다. 표적 물질(M1)은 예를 들어 세포(예를 들어, 박테리아 또는 암 세포), 단백질(예를 들어, 항원 또는 항체), 효소, 또는 핵산으로 구성될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 조성물(MX1)은 복수의 자기 반응성 입자들(P1), 하나 이상의 물질들(M1, M2, M3) 및 액체 매질(LIQ1)을 포함할 수 있다. 조성물(MX1)은 예를 들어 자기 반응성 입자들(P1)을 일차 조성물(MX0)에 도입함으로써 얻어질 수 있다. 조성물(MX1)은 자기 반응성 입자들(P1), 하나 이상의 물질들(M1, M2, M3) 및 액체 매질(LIQ1)을 포함하는 혼합물일 수 있다. 자기 반응성 입자들(P1)은 액체(LIQ1) 내에 현탁된 입자들(P1)을 포함하는 현탁액(MX1)을 형성하기 위해 샘플(MX0)에 첨가될 수 있다.
입자들(P1)은 표적 물질(M1)과 선택적으로 상호 작용할 수 있다. 입자들(P1)은 샘플(MX0)의 표적 물질(M1)에 선택적으로 결합하지만 샘플(MX0)의 제2 물질(M2)에는 결합하지 않도록 배열될 수 있다. 자기 반응성 입자들(P1)은 표적 물질(M1)에 선택적으로 결합하기 위한 결합 부위(A1)를 포함할 수 있다. 입자들(P1)은 표적 물질(M1)에 선택적으로 결합되지만 물질(M2, M3)에는 결합되지 않을 수 있다. 자기 반응성 입자들(P1)은 예를 들어 자기 비즈(beads)로서 또한 지칭될 수 있다.
자기 반응성 입자들(P1)은 액체 매질(LIQ1)로부터 특정 표적 물질(M1)을 분리하기 위해 사용될 수 있다. 입자들(P1)은 예를 들어 표적 물질(M1)과 선택적으로 상호 작용할 수 있는 특정 시약(A1)으로 코팅될 수 있다. 입자들(P1)은 예를 들어 표적 물질(M1)에 대한 친화성 시약으로 코팅될 수 있다. 입자들(P1)의 재료는 또한 표적 물질(M1)과 본질적으로 상호 작용하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 실리카 표면은 추가적인 코팅 없이도 핵산과 상호 작용할 수 있다.
자기 반응성 입자들(P1)의 크기는 예를 들어, 50 nm 내지 10 μm의 범위일 수 있다. 자기 반응성 입자들의 크기는 예를 들어 0.5 μm 내지 5 μm의 범위일 수 있다. 자기 반응성 입자들의 크기는 예를 들어 1 μm 또는 2.8 μm와 실질적으로 동일할 수 있다. 자기 반응성 입자들의 크기는 예를 들어 실질적으로 3 μm와 동일할 수 있다. 자기 반응성 입자들(P1)의 재료는 입자들(P1)이 자석(MAG1)에 끌어당겨질 수 있도록 선택될 수 있다. 자기 반응성 입자들(P1)은 예를 들어, 강자성 입자, 페리 자성 입자 또는 초상자성 입자일 수 있다. 자기 반응성 입자들(P1)의 재료는 입자들(P1)이 영구 자석이 아니도록 선택될 수 있고, 자기 반응성 입자들(P1)은 자기화할 수 있다. 매우 다양한 이러한 입자들(P1)이 상업적으로 이용 가능하다.
도 1c를 참조하면, 자석(MAG1)에 의해 발생되는 자기장(MF1)을 사용하여 조성물(MX1)로부터 자기 반응성 입자들(P1) 및 입자들(P1)에 결합된 표적 물질(M1)을 수집할 수 있다. 영구 자석(MAG1)에 의해 발생되는 자기장(MF1)을 사용하여 조성물로부터 입자들(P1)을 수집할 수 있다. 자기장(MF1)은 입자들(P1)을 표면(SRF1)의 수집 영역(CR1) 쪽으로 이동시킬 수 있다. 입자들(P1)의 대부분이 자석(MAG1) 부근의 수집 영역(CR1)으로 수집될 수 있다. 실질적으로 모든 입자들(P1)은 최종적으로 수집 영역(CR1)으로 수집될 수 있다.
입자들(P1)을 수집하는 것은 조성물(MX1)이 농축 구역(ZONE1) 및 고갈 구역(ZONE2)을 갖도록 조성물(MX1)을 수정할 수 있다. 농축 구역(ZONE1) 내의 입자들(P1)의 농도는 고갈 구역(ZONE2) 내의 입자들(P1)의 농도보다 실질적으로 높을 수 있다. 고갈 구역(ZONE2) 내의 입자들(P1)의 농도는 예를 들어 실질적으로 0과 동일할 수 있다. 입자들(P1)은 농축 구역(ZONE1) 내의 표적 물질(M1)의 농도가 고갈 구역(ZONE2) 내의 표적 물질(M1)의 농도보다 실질적으로 높을 수 있도록 표적 물질(M1)에 선택적으로 결합할 수 있다.
자기 반응성 입자(P1)는 자기장(MF1)의 경사도에 실질적으로 비례하는 힘(F1)에 의해 이동될 수 있다. 자기 반응성 입자들(P1)은 주로 자기장(MF1)의 경사도가 최대값에 이르는 표면의 영역(CR1)으로 끌어당겨질 수 있다. 최대 경사도의 영역은 입자들(P1)에 대한 수집 영역으로 작용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 장치(500)는 전달 탐침(100) 및 용기(VES1 및/또는 VES2)를 포함할 수 있다. 전달 탐침(100)은 보호부재(120) 및 보호부재(120) 내에서 이동가능한 영구 자석(MAG1)을 포함할 수 있다. 자석(MAG1)은 보호부재(120)에 대해 상하로 이동될 수 있는 가늘고 긴(elongated) 막대일 수 있다. 탐침 자석(MAG1)은 중공 보호부재(120) 내에서 상하로 이동될 수 있다. 보호부재(120)는 중공일 수 있고, 보호부재는 폐쇄된 바닥부(125)를 가질 수 있다. 바닥부(125)는 예를 들어 테이퍼(tapered) 부분일 수 있다. 바닥부(125)는 예를 들어 팁(TIP1)을 갖는 테이버진 부분일 수 있다.
보호부재(120)의 바닥부는 외측 표면(SRF11)을 가질 수 있다. 외측 표면(SRF11)은 예를 들어 테이퍼 바닥부(125)(도 2, 도 12d, 도 12e)를 포함할 수 있다. 보호부재(120)의 외측 표면(SRF11)과 용기(VES1, VES2)의 내측 바닥 표면(SRF3)은 실질적으로 축 대칭일 수 있다.
바닥부(125)는 또한 예를 들어 실질적으로 구형인 부분(도 12a)일 수 있다. 외측 표면(SRF11)은 예를 들어 실질적으로 구형인 형태(도 12a)를 가질 수 있다.
자석(MAG1)은 원통부(SRF0) 및 원통부(SRF0)에 인접한 볼록 바닥부(CNX1)를 포함할 수 있다. 볼록 바닥부(CNX1)는 원통부(SRF0)과 동일한 영구 자성 재료로 구성될 수 있다. 볼록 바닥부(CNX1)와 원통부(SRF0)에 인접한 부분은 함께 예를 들어 하나의 몸체를 형성할 수 있다.
탐침 자석(MAG1)은 직경(DMAG1) 및 길이(LMAG1)를 가질 수 있다. 탐침 자석(MAG1)은 실질적으로 원통형인 표면부(SRF0) 및 원통부(SRF0)에 인접한 볼록 바닥부(CNX1)을 가질 수 있다. 바닥부(CNX1)은 높이(h1)를 가질 수 있다. 원통부(SRF0)는 원형 하부 경계(CIR2)를 가질 수 있다. 심볼(SRF1)은 바닥부(CNX1)의 표면을 의미한다. 탐침 자석(MAG1)은 수직 대칭축(AX1)을 기준으로 축 대칭일 수 있다.
탐침 자석(MAG1)의 직경(DMAG1)은 예를 들어 1 mm 내지 8 mm의 범위일 수 있고, 유리하게는 3 내지 5 mm의 범위일 수 있다. 탐침 자석(MAG1)의 직경(DMAG1)은 예를 들어 1.6 mm, 3 mm, 4 mm 또는 7.6 mm와 실질적으로 동일할 수 있다. 탐침 자석(MAG1)은 예를 들어 반구형 바닥부(CNX1)를 가질 수 있다. 바닥부(CNX1)의 높이(h1)는 예를 들어 직경(DMAG1)의 40% 내지 60%의 범위일 수 있다.
자석(MAG1)은 자석(MAG1)의 상부 극이 액체(LIQ1)의 표면 위에 유지될 정도로 길 수 있다. 길이(LMAG1) 대 직경(DMAG1)의 비는 예를 들어 2.0 이상일 수 있고, 유리하게는 4.0 이상일 수 있다. 보호부재(120)의 벽의 두께(s120)는 예를 들어 직경(DMAG1)의 1% 내지 20%의 범위일 수 있다. 보호부재(120)의 벽의 두께(s120)는 예를 들어 0.3 mm 내지 0.5 mm의 범위일 수 있다. 보호부재(120)는 외경(D120)을 가질 수 있다.
보호부재(120)의 재료는 보호부재(120)가 자석(MAG1)의 자기장을 수정하지 않도록 선택될 수 있다. 보호부재(120)의 재료의 상대 자기 투자율(relative magnetic permeability)은 실질적으로 1과 동일할 수 있다. 보호부재(120)의 재료는 예를 들어 폴리머 또는 유리일 수 있다. 보호부재(120)의 재료는 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리카보네이트일 수 있다.
보호부재(120)의 바닥부(125)는 임의로 예를 들어 팁(TIP1)을 갖는 테이퍼 표면(SRF11)을 가질 수 있다. 표면(SRF11)의 테이버진 부분(125)은 꼭지각(β1) 및 테이퍼각(γ1)을 가질 수 있다.
보호부재(120)의 테이버진 부분(125)의 꼭지각(β1)은 예를 들어 80°내지 100°의 범위일 수 있고, 유리하게는 85°내지 95°의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 실질적으로 90°와 동일할 수 있다.
수집 영역(CR1)에서의 테이퍼각(γ1)은, 예를 들어 작은 부피의 액체에서의 작동을 용이하게 하기 위해, 반구형 바닥부(CNX1)과 함께 사용되는 경우, 예를 들어 40°내지 50°의 범위일 수 있다. 수집 영역(CR1)에서 표면(SRF11)의 테이퍼각(γ1)은 예를 들어, 실질적으로 반구형인 바닥부(CNX1)과 함께 사용되는 경우, 예를 들어 40°내지 50°의 범위일 수 있다. 테이퍼 바닥부(125)은 예를 들어 환형 수집 영역(CR1)을 제공할 수 있다. 입자들(P1)은 예를 들어, 환형 수집 영역(CR1) 상에 집중 링(concentrated ring)으로서 부착될 수 있다.
방법은 제1 용기(VES1)로부터 입자들(P1)을 수집하는 단계 및/또는 입자들(P1)을 제2 용기(VES2)로 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 용기(VES1) 및/또는 용기(VES2)는 내측 (바닥) 표면(SRF3)을 가질 수 있다.
용기(VES1 및/또는 VES2)의 내측 표면(SRF3)의 형상은 예를 들어 보호부재(120)의 외측 표면(SRF11)의 형상에 실질적으로 대응할 수 있다.
용기의 내측 표면(SRF3)은 예를 들어 테이버진 부분을 가질 수 있다. 테이버진 부분는 테이퍼각(γ3)을 가질 수 있으며, 용기의 테이퍼각(γ3)은 실질적으로 보호부재의 테이퍼각(γ1)에 대응하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 테이퍼각(γ3)은 예를 들어 γ1 내지 γ1 + 5°의 범위에 있을 수 있다.
용기(VES1)의 재료는 자석(MAG1)의 자기장을 수정하지 않도록 선택될 수 있다. 용기(VES1, VES2)의 재료의 상대 투자율은 실질적으로 1과 동일할 수 있다. 용기(VES1 및/또는 VES2)의 재료는 예를 들어 폴리머, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 폴리카보네이트일 수 있다.
용기(VES1, VES2)는 용기의 테이버진 부분에 인접할 수 있는 중앙부(VB3)를 임의로 가질 수 있다. 용기(VES1, VES2)는 용기의 테이버진 부분에 인접할 수 있는 중앙 리세스부(REC1)을 임의로 가질 수 있다(도 12c).
용기(VES1, VES2)는 예를 들어, 샘플 웰(well)일 수 있다. 용기(VES1,VES2)는 예를 들어 마이크로웰 플레이트의 웰일 수 있다. 마이크로웰 플레이트는 또한 예를 들어 마이크로-적정(micro-titration) 플레이트 또는 샘플 플레이트 또는 웰 플레이트로서 지칭될 수 있다. 마이크로웰 플레이트는 또한 예를 들어 마이크로-적정 플레이트로서 지칭될 수 있다. 용기(VES1,VES2)는 예를 들어 마이크로웰 플레이트의 웰일 수 있다. 웰 플레이트는 웰들의 어레이를 포함할 수 있다. 웰 플레이트는 예를 들어 24, 96, 또는 384 웰들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전달 탐침들(100)의 어레이를 사용하여 마이크로웰 플레이트의 몇몇 웰들로부터 입자들이 동시에 들어올려질 수 있다.
자석(MAG1)은 예를 들어 반구형 바닥부(CNX1)를 갖는다. 용기(VES1 또는 VES2) 내의 액체의 최소 부피는 예를 들어 5 μl 내지 20 μl의 범위일 수 있다. (1 μl = 0.000001 리터 = 10-12 m3).
자석(MAG1)은 단일 조각이거나 또는 여러 영구 자석들의 조합일 수 있다. 심볼 S와 N은 자석(MAG1)의 극을 가리킨다. 자석(MAG1)의 N극(N)은 S극(S)보다 위에 있거나 아래에 있을 수 있다.
도 3a를 참조하면, 용기(VES1)는 많은 조성물(MX1)을 함유할 수 있다. 조성물(MX1)은 예를 들어 자기 반응성 입자들(P1)을 샘플(MX0)에 도입함으로써 얻어질 수 있다. 자석(MAG1)은 보호부재(120)에 대해 최저 위치로 이동될 수 있다. 영구 자석(MAG1)을 보호부재(120)에 대해 더 낮은 위치로 이동시키는 것은 수집 영역(CR1)의 자기장을 효과적으로 가능하게 할 수 있다. 영구 자석(MAG1)을 보호부재(120)에 대해 더 낮은 위치로 이동시키는 것은 자석(MAG1)의 자기장의 기울기의 최대값을 입자들(P1)이 수집 영역(CR1)에 대해 효과적으로 끌어당겨지는 위치로 이동시킬 수 있다.
수집 영역(CR1)은 예를 들어 보호부재(120)의 테이버진 부분에 위치될 수 있다. 수집 영역(CR1)은 예를 들어 보호부재(120)의 구형 부분에 위치될 수 있다(도 12a).
도 3b를 참조하면, 전달 탐침(100)의 하단부는 용기(VES1) 내로 삽입될 수 있다. 탐침(100)의 하단부는 입자들(P1)을 수집하기 위해 조성물(MX1) 내에 침지될 수 있다. 탐침의 자기장은 주로 조성물(MX1)의 입자들(P1)을 탐침(100)의 수집 영역(CR1)으로 끌어당길 수 있다. 수집된 입자들(P1)은 재료의 환형 퇴적물로서 수집 영역(CR1)을 둘러쌀 수 있다. 입자들(P1)은 수집 영역(CR1)에 집중 링으로 부착될 수 있다. 탐침(100)의 보호부재(120)의 바닥 단부를 둘러싸는 환형 입자 수집 영역(CR1)이 형성될 수 있다. 자석(MAG1)의 볼록 바닥부(CNX1)는 자석(MAG1)의 원통부(SRF0) 아래에 위치하는 환형 입자 수집 영역(CR1)을 형성할 수 있다.
탐침(100)의 자기장은 조성물(MX1)을 농축 구역 및 고갈 구역을 갖는 수정된 조성물로 변환할 수 있다. 변환은 빠르게 이루어질 수 있다. 실질적으로 모든 입자들(P1)은 최종적으로 수집 영역(CR1)으로 수집될 수 있다.
도 3c 및 3d를 참조하면, 탐침(100)을 들어올림으로써 자기 반응성 입자들(P1)이 조성물(MX1)의 액체(LIQ1)로부터 들어올려질 수 있다. 입자들(P1)이 탐침(100)에 수집된 후, 탐침(100)는 자석(MAG1)이 여전히 그 바닥부 위치에 있는 상태로 용기(VES1)로부터 들어올려질 수 있고, 이에 의해 입자들(P1)이 탐침(100)에 확실하게 부착되어 있을 수 있다. 탐침 자석(MAG1)은 입자들(P1)이 수집 영역(CR1)에 단단히 부착되어 있도록 들어올리는 동안 바닥부 위치에 있을 수 있다. 입자들(P1)은 탐침(100)과 함께 들어올려질 수 있다. 입자들(P1)은 탐침(M1)를 들어올림으로써 액체(M1)로부터 분리될 수 있다. 조성물 MX1이 표적 물질 M1을 함유하는 상황에서, 탐침(100)을 들어올림으로써 입자들(P1)에 결합된 표적 물질 M1이 액체 LIQ1로부터 실질적으로 분리될 수 있다. 입자들(P1)에 결합된 표적 물질 M1은 용기(VES1)로부터 들어올려질 수 있다. 탐침(100)을 위로 이동시킴으로써 및/또는 용기(VES1)를 아래로 이동시킴으로써 탐침(100)을 들어올릴 수 있다. 방법은 용기로부터 탐침(100)과 함께 수집된 입자들(P1)을 제거하기 위해 탐침(100) 사이에 상대적인 수직 이동을 야기하는 단계를 포함할 수 있다. 수직 이동을 야기하는 것은 탐침을 상향으로 이동시키는 것 및/또는 용기를 하향으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
용기(VES1)로부터 제거된 후, 입자들(P1)은 예를 들어 탐침(100)을 세척액에 일시적으로 침지시킴으로써 임의로 세척될 수 있다. 세척은, 예를 들어 탐침(100)의 단부가 세척액에 배치되고 자석(MAG1)이 들어올려질 수 있도록 수행될 수 있고, 이에 의해 입자들(P1)이 세척액 내로 방출될 수 있다. 세척 후, 다시 탐침(100) 또는 다른 탐침(100)에 의해 입자들(P1)이 수집될 수 있다.
탐침(100)이 용기(VES1)로부터 들어올려진 후에도 소량의 액체(LIQ1)가 입자들(P1) 및/또는 탐침(100)에 부착된 채로 유지될 수 있다. 입자들(P1)에 부착된 액체(LIQ1)의 부피는 1 μl보다 작을 수 있다. 부착된 액체(LIQ1)는 필요에 따라 임의로 증발될 수 있다.
입자들(P1)이 수집될 때, 자석(MAG1)은 더 낮은 위치에 유지될 수 있고, 이에 의해 입자들(P1)은 보호부재(120)의 바닥부 단부에 부착될 수 있다. 입자들(P1)이 방출될 때, 자석(MAG1)은 그 상부 위치로 상승될 수 있고, 자석(MAG1)은 더 이상 보호부재(120)에 부착된 입자들(P1)을 고정하지 않는다.
도 4a 내지 4d를 참조하면, 탐침(100)에 일시적으로 부착된 자기 반응성 입자들(P1)은 방출 위치(LOC2)로 전달 및 방출될 수 있다. 탐침(100)의 바닥 단부는 방출 위치(LOC2)에 배치될 수 있다. 탐침(100)는 방출 위치(LOC2)에서 방출 표면 및/또는 용기와 이동 및 접촉될 수 있다. 탐침(100)의 수집 영역(CR1)에서 자기장의 크기를 일시적으로 감소시키기 위해 탐침(100)의 자석(MAG1)은 탐침(100)의 보호부재(120)에 대해 후속적으로 상향으로 이동될 수 있다. 보호부재(120)에 대해 상향으로 자석(MAG1)을 들어올리는 것은 수집 영역(CR1)의 자기장을 효과적으로 가능하지 않게 할 수 있다. 방법은 수집된 입자들(P1)을 보호부재(120)로부터 방출하기 위해 자석(MAG1)과 보호부재(120) 사이에 상대적인 수직 이동을 야기하는 단계를 포함할 수 있다. 수직 이동을 야기하는 것은 자석을 상향으로 이동시키는 것 및/또는 보호부재를 하향으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
제2 용기(VES2) 또는 샘플 플레이트(PLA2)(도 11a)는 방출 위치(LOC2)로서 동작하도록 배열될 수 있다. (제2) 용기(VES2)는 많은 (제2) 액체(LIQ2)를 함유할 수 있다. 방법은 탐침(100)로부터 용기(VES2)의 액체(LIQ2)로 입자들(P1)을 방출하는 단계를 포함할 수 있다.
액체(LIQ2)는 탐침(100)로부터의 입자들(P1)의 방출을 용이하게 할 수 있고 및/또는 액체(LIQ2)는 입자들(P1)에 의해 운반되는 표적 물질(M1)에 적합한 화학적 환경을 제공할 수 있다. 액체(LIQ2)의 표면 장력은 입자들이 액체(LIQ2)와 접촉하게 될 때 탐침(100)로부터의 입자들(P1)의 방출을 용이하게 할 수 있다.
입자들(P1)의 방출은 예를 들어 방출 위치(LOC2) 아래에 위치될 수 있는 보조 방출 자석(MAG2)을 사용하여 임의로 용이하게 될 수 있다(도 11a 내지 11d). 그러나, 수집 영역(CR1)의 낮은 수직 위치는 보조 방출 자석(MAG2)을 사용하지 않고 액체(LIQ2)로 입자들(P1)을 방출하도록 할 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 기준 자석(MAG0)과 비교할 때 볼록 바닥부(CNX1)가 수집 영역(CR1)의 수직 위치에 미치는 영향을 도시한다.
도 5a를 참조하면, 자석(MAG1)의 볼록 바닥부(CNX1)는 평면 단부를 갖는 비교 원통형 자석(MAG0)의 수집 영역의 수직 위치(H0)와 비교하여 수집 영역(CR1)의 더 낮은 수직 위치(H1)를 제공할 수 있다. 낮은 위치는 용기(VES2) 내에 함유된 액체(LIQ2)의 부피를 감소시키도록 할 수 있다.
H1은 용기(VES2)의 바닥에 대한 볼록 바닥부(CNX1)에 의해 제공되는 수집 영역(CR1)의 수직 위치를 의미할 수 있다. H0은 용기의 바닥에 대한 기준 자석(MAG0)에 의해 제공되는 수집 영역의 수직 위치를 의미할 수 있다. ΔH01은 차이 H0 - H1를 의미할 수 있다. 상대적 차이 ΔH01/H0는 볼록 바닥부(CNX1)의 형상에 의존할 수 있다. 상대적 차이 ΔH01/H0는 예를 들어 10% 내지 60%의 범위일 수 있다. 볼록 바닥부(CNX1)의 형상은 상대적인 차이ΔH01/H0가 예를 들어 30% 내지 60%의 범위가 되도록 선택될 수 있다.
표 1은, 예를 들어, 반구형 볼록부(CNX1)를 갖는 탐침 자석(MAG1)을 사용할 때 제2 용기(VES2) 내의 액체(LIQ2)의 최소 부피(V2,MIN)를 보여준다. 최소 부피 (V2,MIN)는 자석 직경 1.6 mm, 3 mm, 4 mm 및 7.6 mm에 대해 보여진다.
자석 직경 1.6mm, 3mm, 4mm 및 7.6mm에 대한 최소 및 최대 부피에 대한 예.
자석 직경 반구형 단부(CNX1)를 갖는 자석(MAG1)을 사용하는 경우 제2 용기(VES2) 내의 액체(LIQ2)의 최소 부피(V2,MIN)
 평평한 바닥 단부를 갖는 기준 자석(MAG0)을 사용하는 경우 제2 용기(VES2) 내의 액체(LIQ2)의 최소 부피(V2,MIN)
(비교예)
 반구형 단부(CNX1)를 갖는 자석(MAG1)을 사용하는 경우 제2 용기(VES2) 내의 액체(LIQ2)의 최대 부피(V2,MAX) 반구형 단부(CNX1)을 갖는 자석(MAG1)을 사용하는 경우 제1 용기(VES1) 내의 조성물(MX1)의 최대 부피(V1,MAX)
1.6 mm 10 μl 20 μl 50 μl 250 μl
3.0 mm 15 μl 30 μl 100 μl 1000 μl
4.0 mm 20 μl 50 μl 150 μl 1000 μl
7.8 mm 50 μl 100 μl 250 μl 5000 μl
표 1은 또한, 비교의 방식으로, 평평한 바닥을 갖는 기준 탐침 자석(MAG0)의 상이한 직경에 대한 제2 용기(VES2) 내의 액체(LIQ2)의 최소 부피를 보여준다. 표 1에 기초하여, 반구형의 바닥부를 갖는 자석은 동일한 직경의 기준 자석과 비교할 때, 실질적으로 더 작은 부피의 액체(LIQ2)로 입자들(P1)을 방출하는 것을 허용할 수 있음을 알 수 있다. 표 1은 또한, 예를 들어, 제1 용기(VES1) 내의 조성물(MX1)의 최대 부피를 보여준다. 제2 용기(VES2) 내의 액체(LIQ2)의 부피는, 예를 들어, 조성물(MX1)로부터 물질(M1)을 농축시키기 위해, 제1 용기(VES1) 내의 조성물(MX1)의 부피보다 실질적으로 작을 수 있다. 제1 용기(VES1) 내의 조성물(MX1)의 최소 부피는, 예를 들어, 조성물(MX1)로부터 물질(M1)을 농축시키기 위해, 제2 용기(VES2) 내의 액체(LIQ2)의 최소 부피보다 크거나 같을 수 있다. 표 1은 또한, 예를 들어, 제2 용기(VES2) 내의 액체(LIQ2)의 최대 부피를 보여준다.
도 5b를 참조하면, 자석(MAG1)의 볼록 바닥부(CNX1)는 날카로운 팁을 갖는 원형 바닥 단부를 갖는 비교 자석(MAG0)의 수집 영역의 수직 위치(H0)와 비교하여 수집 영역(CR1)의 낮아진 위치(H1)를 제공할 수 있다.
도 5a 또는 도 5b의 비교 자석(MAG0)을 사용할 때, 자기 반응성 입자들(P1)은 전형적으로 비교 자석(MAG0)의 원통부의 바닥 단부에 위치한 환형 수집 영역으로 끌어당겨진다. 자기 반응성 입자들(P1)은 전형적으로 도 5b의 비교 영구 자석(MAG0)의 원뿔 부분의 날카로운 팁에 부착되지 않는다.
도 5a 또는 도 5b의 비교 자석(MAG0)은 또한 2개의 별개의 수집 영역을 형성할 수 있다. 비교 자석(MAG0)은 또한 2개의 수집 영역으로 입자들을 수집할 수 있다. 상부 환형 수집 영역은 자석(MAG0)의 원통부의 바닥 약간 위에 위치될 수 있고, 하부 환형 수집 영역은 자석(MAG0)의 원통부의 바닥 약간 아래에 위치될 수 있으다. 위치(H0L)는 용기의 바닥에 대한 비교 자석(MAG0)의 바닥부 환형 수집 영역의 수직 위치를 의미할 수 있다. 상대적 차이(ΔH01/H0L)는 볼록 바닥부(CNX1)의 형상에 따라 달라질 수 있다. 볼록 바닥부(CNX1)의 형상은 상대적 차이(ΔH01/H0L)가 예를 들어 10% 내지 60%의 범위가 되도록 선택될 수 있다. 볼록 바닥부(CNX1)의 형상은 상대적인 차이(ΔH01/H0L)가 예를 들어 30% 내지 60%가 되도록 선택될 수 있다.
도 6a는, 예를 들어, 볼록 바닥부(CNX)를 갖는 탐침 자석(MAG1)에 의해 발생된 자기장(MF1)을 도시한다.
도 6b를 참조하면, 용기(VES1 및/또는 VES2)의 형상은 탐침(100)의 외측 표면의 형상에 대응하도록 임의로 선택될 수 있다. 용기의 내부 형상은 탐침(100)의 보호부재(120)의 외부 형상에 실질적으로 대응할 수 있다.
보호부재(120)의 팁(TIP1)은 임의로 용기(VES1 또는 VES2)의 바닥과 접촉하여, 폭(g3)을 갖는 갭(GAP3)이 보호부재(120)와 용기 사이에 남아 있게 된다. 갭(GAP3)은 또한 예를 들어, 인터스티스(interstice)로서 지칭될 수 있다. 보호부재(120)와 용기(VES1 및/또는 VES2) 사이의 습윤 갭(GAP3)의 폭(g3)은 예를 들어 0.05 mm 내지 0.2 mm의 범위일 수 있다. 갭(GAP3)의 폭(g3)은 보호부재(120)의 외측 표면에 수직인 방향으로 측정될 수 있다. 작은 갭 폭을 사용하면 액체(LIQ1 또는 LIQ2)의 최소 부피를 감소시킬 수 있다. 갭(GAP3)의 0이 아닌(non-zero) 폭(g3)은 또한 수집 영역(CR1)과 용기(VES1) 사이에서 입자들(P1)을 압축하는 위험을 감소시킬 수 있다. 따라서 갭은 수집 영역(CR1)에 부착된 입자들(P1)의 손상 위험을 감소시킬 수 있다.
용기(VES1)의 형상은, 보호부재(120)의 바닥부만이 작동 동안 습윤되는 것을 보장하기 위해, 갭이 액체의 명목상의(nominal) 상부 레벨(SRF4) 위의 수직 위치에서 크도록 선택될 수 있다. 갭의 폭(g0)은 예를 들어 액체(LIQ1)의 명목상의 상부 레벨(SRF4) 위로 1.0 mm 초과일 수 있다.
볼록 바닥부(CNX)의 기하학적 구조는 이제 도 7a 및 7b를 참조하여 논의된다. 자석(MAG1)의 원통부(SRF0)는 원형 하부 경계(CIR2)를 가질 수 있다. 자석(MAG1)의 대칭축(AX1)은 Q1 지점에서 바닥부(CNX1)와 교차할 수 있다. 경계(CIR2) 및 교차점(Q1)은 원뿔 기준 표면(REF0)을 정의할 수 있다. 자석(MAG1)의 볼록 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 원뿔 기준 표면(REF0)을 기준으로 거리(e3)만큼 돌출될 수 있다.
심볼 a1은 원통부(SRF0)의 반경을 의미할 수 있다. 자석(MAG1)의 직경(DMAG1)은 반경(a1)의 2배와 동일할 수 있다. 심볼 a1은 자석(MAG1)의 바닥부(CNX1)의 높이를 의미할 수 있다. L0는 원뿔 기준 표면(REF0)의 경사 길이를 의미할 수 있다. L0는 교차점(Q1)과 원형 경계(CIR2) 사이의 거리를 의미할 수 있다.
볼록 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 원뿔 기준 표면(REF0)에 대하여 최대 돌출 거리(e3)를 갖는 원형 돌출 영역(CIR3)을 가질 수 있다. 거리(e3)는 원통부의 반경(a1)의 10% 이상일 수 있다. 원형 영역(CIR3)은 반경(r3)을 가질 수 있다. 반경(r3)은 원통부(SRF0)의 반경(a1)의 10% 내지 90%의 범위일 수 있다.
수직 기준 평면(PLANE1)은 자석(MAG1)의 대칭축(AX1)을 함유할 수 있다. 심볼(CRV1)은 수직 기준 평면(PLANE1)과 자석(MAG1) 표면(SRF1)의 교차 곡선을 의미할 수 있다. 수직 기준 평면(PLANE1)은 Q2 및 Q2' 지점에서 경계(CIR2)와 교차할 수 있다. 수직 기준 평면(PLANE1)은 Q3 및 Q3' 지점에서 원형 영역(CIR3)과 교차할 수 있다. 돌출 거리(e3)는 점(Q1, Q2)에 의해 정의되는 선으로부터 점(Q3)의 거리와 동일할 수 있다.
교차 곡선(CRV1)은 반경(r1)을 가질 수 있다. 바닥부(CNX1)는 예를 들어 반구형 부분일 수 있다. 그 경우, 반경(r1)은 z < h1일 때 반경(a1)과 동일할 수 있다.
교차 곡선(CRV1)은 수직 위치(z)에 의존할 수 있는 반경(r1(z))을 가질 수 있다. 예를 들어, 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 반타원형 표면일 수 있다.
SX, SY 및 SZ는 직교 방향을 의미한다. 방향(SZ)은 자석(MAG1)의 대칭축(AX1)과 실질적으로 평행할 수 있다. 방향(SZ)은 실질적으로 수직 방향일 수 있다. 방향(SZ)은 중력 방향과 실질적으로 반평행(즉, 반대)할 수 있다. 상향 이동은 방향(SZ)으로의 이동을 의미할 수 있고, 하향 이동은 반대 방향(-SZ)으로의 이동을 의미할 수 있다.
도 8a는, 예를 들어, 반구형 바닥부(CNX1)를 갖는 영구 자석(MAG1)에 의해 발생된 자기장(MF1)의 크기의 공간 분포를 도시한다. BMAX는 탐침(100)의 보호부재(120)의 표면(SRF00)에서 발생된 자기장의 최대값을 의미한다. SRF1은 자석(MAG1)의 볼록 바닥부의 표면을 의미한다. SRF11은 보호부재(120)의 바닥 표면부를 의미한다. SRF0은 자석(MAG1)의 원통형 표면부를 나타내고, SRF00은 보호부재(120)의 원통형 표면부를 나타낸다.
자기장의 최대 경사도는 Q2 지점 아래, 즉 원통부(SRF0)의 경계(CIR2) 아래에 위치함을 알 수 있다.
볼록부(CNX1)의 이중으로 만곡된 형상은 자기장이 최대 경사도를 갖는 수집 영역(CR1)을 제공할 수 있다. 축방향 대칭형 볼록부(CNX1)의 형상을 정의하는 곡선(CRV1)은 수집 영역(CR1) 부근에서 유한 곡률 반경을 가질 수 있다. 다시 말해 곡선(CRV1)은 수집 영역(CR1) 부근에서 만곡될 수 있다. 이중으로 만곡된 볼록부(CNX1)는 수집 영역(CR1)에서 자기장의 크기가 큰 경사도를 가질 수 있도록 자기장을 유도하여 생성할 수 있다.
입자들(P1)의 대부분은 보호부재(120)의 외측 표면에서 자기장의 최대 경사도와 실질적으로 일치하는 수집 영역(CR1)에 부착될 수 있다.
자기장과의 상호 작용은 입자(P1)을 탐침(100)의 보호부재(120)를 향해 당길 수 있는 당김 힘(F1)을 발생할 수 있다.
이동 입자(P1)는 때때로 경계(Q2, CIR2) 위의 보호부재의 원통부(SRF00) 상에도 충돌할 수 있다. 이어서, 자기력(F1)의 횡방향 성분은 입자(P1)를 원통부(SRF00)로부터 하면부(SRF11)에 위치하는 수집 영역(CR1)으로 하향 이동시킬 수 있다.
자석(MAG1)의 원통부(SRF0)는 원통부(SRF00)로부터 바닥 표면부(SRF11)로의 입자(P1)의 이동을 용이하게 하기 위해 자석(MAG1)의 바닥부(SRF1)을 매끄럽게 결합할 수 있다. 원통부(SRF0)는 부분들(SRF0, SRF1) 사이의 숄더 없이 바닥부(SRF1)를 매끄럽게 결합할 수 있다. 원통부(SRF0)는 부분들(SRF0, SRF1) 사이의 가장자리 없이 바닥부(SRF1)을 매끄럽게 결합할 수 있다. 교차 곡선(CRV1)의 곡률 반경은 예를 들어 50% h1 내지 150% h1 범위 내에서 곡선(CRV1)의 모든 수직 위치(z)에서 자석(MAG1)의 반경(a1)의 10% 초과일 수 있다. Q1 지점은 수직 위치 z = 0에 위치한다.
일 실시예에서, 보호부재(120)의 원통부(SRF00)는 임의로, 원통부(SRF00)로부터 바닥 표면부(SRF11)로의 입자(P1)의 이동을 용이하게 하기 위해, 가장자리 없이 보호부재(120)의 바닥부(SRF11)에 매끄럽게 결합할 수 있다. 보호부재(120)의 표면(SRF11, SRF00)의 최소 곡률 반경(r2(z))은, 예를 들어 볼록 바닥부(CNX1)의 높이(h1)의 50% 내지 150%의 범위 내에 있는 수직 위치(z)에서 탐침 자석(MAG1)의 반경(a1)의 10% 초과일 수 있다. 곡률 반경(r2(z))은 수직 평면(PLANE1)에서 보호부재(120)의 외측 표면의 곡률 반경(r2(z))을 의미할 수 있다. 반구형 바닥부(CNX1)의 경우에, 최소 반경(r2(z))은 예를 들어 보호부재(120)의 외경(D120)의 50%와 실질적으로 동일할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 원통부(SRF0) 및 바닥부(SRF1)의 경계(CIR2)에서의 가장자리는 자기력(F1)의 방향에 영향을 미칠 수 있다. 자기력(F1)은 가장자리 부근의 표면(SRF00)에 거의 수직할 수 있다. 도 6b에 도시된 가장자리 근처의 자기력(F1)의 횡방향 수직 성분은 바닥부(SRF1)가 원통부(SRF0)과 매끄럽게 결합하는 도 6a의 상황에서보다 약할 수 있다. 또한, 보호부재(120)의 표면부들(SRF00, SRF11) 사이의 보호부재(120)의 가장자리는 부분(SRF00)으로부터 부분(SRF11)으로의 입자(P1)의 이동을 방지할 수 있다.
도 8c는 평평한 바닥 단부를 갖는 기준 (영구) 자석(MAG0)에 의해 발생된 자기장(MF1)의 크기의 공간 분포를 도시하는 비교예이다. 기준 자석(MAG0)의 최대 경사도는 예를 들어 도 8a 및 8b에 도시된 탐침들과 비교할 때 더 높은 위치에 위치될 수 있다. 기준 자석(MAG0)을 사용하여 제공되는 수집 영역(CR0)은 예를 들어 도 8a 및 8b에 도시된 탐침들의 수집 영역들(CR1)과 비교할 때 더 높은 위치에 있을 수 있다.
도 9a를 참조하면, 자석(MAG1)의 볼록 바닥부(CNX1) 표면의 곡률 반경(r1(z))은 수직 위치(z)의 함수로 의존할 수 있다. 원통부(SRF0)의 경계(CIR2)는 수직 위치(POS(z = h1))에 있다. 경계(CIR2)는 Q2 지점에서 곡선(CRV1)와 교차한다.
바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 예를 들어 반타원형 표면일 수 있다.
바닥부(CNX1)의 높이(h1)는 원통부(SRF0)의 반경(a1)보다 작을 수 있다. 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 예를 들어 편평한(oblate) 회전타원체 표면의 일부일 수 있다.
바닥부(CNX1)의 높이(h1)는 원통부(SRF0)의 반경(a1)보다 클 수 있다. 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 예를 들어 장구형(prolate) 회전타원체 표면의 일부일 수 있다.
도 9b를 참조하면, 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 절두 반구형 표면일 수 있다. α1은 바닥부(CNX1)의 구형 부분의 각도 치수(각도 높이)를 의미할 수 있다. 절두 반구형 표면의 경우, 높이(h1)는 예를 들어 반경(a1)의 30% 이상(그리고 반경(a1)의 100% 미만)일 수 있다.
도 9c를 참조하면, 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 원뿔형 표면들(SRF1a, SRF1b)의 조합일 수 있다. αk는 제1 원뿔 표면(SRF1a)의 원뿔각을 의미할 수 있다. αk+1은 제2 원뿔 표면(SRF1b)의 원뿔각을 의미할 수 있다. 원뿔각(αk+1,αk)은 수직 좌표(z)가 증가함에 따라 감소하여 볼록한 형상을 제공할 수 있다.
바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 또한 구형 표면과 원뿔형 표면의 조합일 수 있다. 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 또한 예를 들어 절두 원뿔형(truncated conical) 표면일 수 있다.
바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 예를 들어, 반구형 표면, 절두 반구형 표면, 절두 원뿔형 표면, 원뿔형 표면부들의 조합, 반타원체 표면, 장구형 반타원체 표면, 편평한 반타원체 표면, 절두된 반타원체 표면, 포물면 표면, 절두된 포물면 표면일 수 있다.
도 10을 참조하면, 장치(500)는 다음을 포함할 수 있다:
- 표적 물질(M1), 제1 액체(LIQ1) 및 자기 반응성 입자들(P1)을 포함하는 조성물(MX1)을 함유하는 용기(VES1)를 고정하는 지지체(SUP1),
- 보호부재(120) 및 보호부재(120) 내부에서 이동 가능한 탐침 자석(MAG1)을 포함하는 전달 탐침(100),
- 보호부재(120)에 대한 탐침 자석(MAG1)의 상대적인 이동을 야기하는 제1 작동기(ACU1),
- 용기(VES1)에 대한 보호부재(120)의 상대적인 이동을 야기하는 제2 작동기(ACU2),
장치(500)는 다음을 위하여 배열된다:
- 전달 탐침(100)의 바닥 단부를 용기(VES1)에 도입하여 자기 반응성 입자들(P1)을 전달 탐침(100)에 수집하기 위해,
- 전달 탐침(100)의 이동 및/또는 용기(VES1)의 이동에 의해 용기(VES1)로부터 전달 탐침(100)과 함께 자기 반응성 입자들(P1)을 들어올리기 위해,
- 전달 탐침(100)을 방출 위치(LOC2,VES2)에 배치하기 위해,
및
- 탐침 자석(MAG1)을 보호부재(120)에 대해 이동시켜 탐침(100)으로부터 방출 위치(LOC2, VES2)로 자기 반응성 입자들(P1)을 방출하기 위해,
용기(VES1 또는 VES2)는 내측 표면(SRF3)을 가질 수 있다. 액체(LIQ1) 또는 샘플(MX0, MX1, MX2)은 상면(SRF4)을 가질 수 있다.
수집된 입자들은 임의로 분석될 수 있다. 수집된 입자들은 예를 들어 분석 기구를 사용하여 후속적으로 분석될 수 있다. 방법은 예를 들어 자기 탐침(100)을 사용하여 전달되는 표적 물질(M1)을 검출 및/또는 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 예를 들어 자기 탐침(100)을 사용하여 전달되는 표적 물질(M1)의 양 또는 농도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 예를 들어 자기 탐침(100)을 사용하여 전달되는 자성 입자들(P1)을 검출 및/또는 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 예를 들어 자기 탐침(100)을 사용하여 전달되는 표적 물질(M1)과 관련된 파라미터를 검출 및/또는 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 예를 들어 샘플(MX0)이 표적 물질(M1)을 포함하는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
장치(500)는 제품을 생산하기 위해 혼합물(MX1)로부터 표적 물질(M1)을 수집하도록 배열될 수 있다. 장치(500)는 제품을 생산하기 위해 표적 물질(M1)의 농도를 증가시키도록 배열될 수 있다. 장치(500)는 제품을 생산하기 위해 표적 물질(M1)을 처리하도록 배열될 수 있다. 제품은 예를 들면, 약제일 수 있다.
액체(LIQ2)의 부피는 원래 샘플(MX0)의 액체 LIQ1의 부피보다 실질적으로 작을 수 있다. 방법은 샘플(MX0)로부터 입자들(P1)을 수집하고 수집된 입자들(P1)을 방출 위치(LOC2)로 전달함으로써 표적 물질 M1의 농도를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법의 농축비는 방출 위치(LOC2)의 제2 액체(LIQ2)에서의 표적 물질(M1)의 농도 대 제1 용기(VES1)의 조성물(MX1)의 제1 액체(LIQ1)에서의 표적 물질(M1)의 농도의 비를 의미할 수 있다. 농축비는 예를 들어 2 초과, 10 초과, 또는 심지어 100 초과일 수 있다.
장치(500)는 셀들(cells)을 분리하도록 배열될 수 있다. 장치(500)는 생체 분자를 분리하도록 배열될 수 있다. 장치(500)는 생체분자를 농축하도록 배열될 수 있다.
제 2 작동기(ACU2)는 탐침(100)과 용기(VES1 및/또는 VES2) 사이의 상대적인 이동을 야기하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 작동기(ACU2)는 용기에 대해 탐침(100)을 이동시킬 수 있고, 및/또는 작동기(ACU2)는 탐침(100)에 대해 용기를 이동시킬 수 있다.
작동기(ACU2)는 보호부재(120)와 용기(VES1 및/또는 VES2) 사이의 상대적인 이동을 야기하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 작동기(ACU2)는 용기에 대해 보호부재(120)를 이동시킬 수 있고, 및/또는 작동기(ACU2)는 보호부재(120)에 대해 용기를 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 작동기(ACU2)는 용기(VES1 및/또는 VES2)의 바닥이 보호부재(120)의 바닥부와 접촉하도록 배열될 수 있다.
예를 들어, 제2 작동기(ACU2)는 용기(VES1 및/또는 VES2)의 바닥이 보호부재(120)에 근접하도록 배열될 수 있다.
장치(500)는 입자들의 파쇄를 최소화하거나 방지하기 위해, 보호부재(120)과 용기 사이의 갭 폭(g3)이 미리 결정된 한계 값보다 더 크게 유지되도록 탐침과 용기 사이의 상대적인 이동을 야기하도록 임의로 배열될 수 있다.
장치(500)는 장치의 하나 이상의 부분들을 손상시키지 않고 용기(VES1 및/또는 VES2)와 접촉하여 보호부재(120)를 밀 수 있게 하기 위해 예를 들어 탄성 요소를 임의로 포함할 수 있다. 장치(500)는 장치의 하나 이상의 부품을 손상시키지 않고 용기와 접촉하여 보호부재(120)를 밀 수 있게 하기 위해 제2 작동기(ACU2)의 작동력을 미리 결정된 한계 미만으로 유지하도록 배열될 수 있는 예를 들어 힘 센서 및 제어 시스템을 임의로 포함할 수 있다.
입자들(P1)의 방출은 예를 들어 탐침(100)을 진동시킴으로써 임의로 용이하게 될 수 있다. 입자들(P1)은 예를 들어 보호부재의 진동에 의해 탐침(100)로부터 방출 위치(LOC2)로 방출될 수 있다. 장치는 예를 들어 보호부재의 일시적 진동을 야기하는 진동 변환기를 포함할 수 있다.
장치(500)는 탐침(100)을 제1 용기(VES1)로부터 제2 용기(VES2)로 이동시키기 위한 작동기(ACU2, ACU3)를 임의로 포함할 수 있다. 장치(500)는 제1 용기(VES1)에 대해 탐침(100)의 상대적인 이동을 유발하고 제2 용기(VES2)에 대해 탐침(100)의 상대적인 이동을 유발하는 작동기(ACU2, ACU3)를 임의로 포함할 수 있다. 예를 들어, 작동기(ACU2, ACU3)는 용기(VES1, VES2)에 대해 횡방향으로 탐침(100)을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 작동기(ACU2, ACU3)는 탐침(100)에 대해 용기(VES1 및/또는 VES2)를 횡방향으로 이동시킬 수 있다. 작동기(ACU2, ACU3)는 예를 들어 탐침(100)에 대한 용기(VES1, VES2)의 상대적인 횡방향 이동을 야기하는 회전 지지체를 포함할 수 있다.
장치(500)는 하나 이상의 용기(VES1, VES2)를 고정하기 위한 지지체(SUP1)를 포함할 수 있다. 지지체(SUP1)는 예를 들어 웰들의 어레이를 포함하는 웰 플레이트를 고정하도록 배열될 수 있다. 지지체(SUP1)는 예를 들어 웰 플레이트를 고정하기 위한 트레이일 수 있다. 작동기(예를 들어, ACU2 및/또는 ACU3)는 탐침(100)과 지지체(100) 사이에 상대적인 이동을 야기함으로써 탐침(100)과 용기(VES1, VES2) 사이의 상대적인 이동을 야기하도록 배열될 수 있다. 지지체(SUP1)는 정지되어 있을 수 있거나, 또는 작동기(예를 들어, ACU2 및/또는 ACU3)는 지지체(SUP1)를 예를 들어 수직 방향으로 이동하도록 배열될 수 있다. 장치(500)는 하나 이상의 용기(VES1, VES2)를 더 포함할 수 있다. 용기(VES1, VES2)는 소모성 및/또는 교체 가능한 부품일 수 있다. 용기(VES1, VES2)는 예를 들어 내측 표면의 깨끗함을 보장하기 위해 교체될 수 있다.
도 11a 내지 도 11d를 참조하면, 장치는 탐침(100)로부터 방출 위치(LOC2)로 입자들(P1)을 방출하는 것을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 보조 자석(MAG2)을 임의로 포함할 수 있다. 탐침(100)의 자기장이 일시적으로 감소하는 상황에서 보조 자석(MAG2)에 의해 야기된 자기력에 의해 탐침(100)로부터 방출 위치(LOC2)로 입자들(P1)이 당겨질 수 있다.
입자들(P1)은 방출 위치(LOC2) 아래에 배치된 하나 이상의 보조 방출 자석들(MAG2)에 의해 보호부재(120)로부터 방출 위치(LOC2)를 향해 끌어당겨질 수 있다. 보조 자석(MAG2)은 영구 자석 또는 전자석일 수 있다.
탐침(100)는 방출 위치(LOC2)에서 방출 표면 및/또는 용기와 이동 및 접촉될 수 있다. 탐침 자석(MAG1)은 위로 이동될 수 있고, 이에 의해 방출 자석(MAG2)에 의해 입자들(P1)을 끌어당겨 방출 위치(LOC2) 상에 집중 스팟(spot)을 형성할 수 있다.
자석(MAG1)의 볼록 바닥부(CNX)는 입자들(P1)을 액체 막(LIQ2)의 얇은 층으로 방출하는 것을 용이하게 할 수 있다.
방출 위치(LOC2)는 또한 예를 들어 플레이트(PLA2)를 사용하여 구현될 수 있다. 수집된 입자들(P1)은 방출 표면(SRF2)으로 방출될 수 있다. 수집된 입자들(P1)은 예를 들어 플레이트(PLA2)의 방출 표면(SRF2)으로 방출될 수 있다. 플레이트(PLA2)는 예를 들어 현미경 슬라이드 또는 성장 기판일 수 있다. 플레이트(PLA2)는 예를 들어 유리판일 수 있다. 성장 기판의 일부는 방출 위치(LOC2)로서 사용될 수 있다. 성장 기판은 예를 들어 페트리 접시(petri dish)일 수 있다. 성장 기판은 예를 들어 한천 기판일 수 있다. 방법은 예를 들어 곰팡이 또는 박테리아의 성장을 연구하기 위해 사용될 수 있다.
장치(500)는 방법을 자동으로 수행하도록 배열될 수 있다. 방법은 또한 수동 방법으로서, 또는 반자동 방법으로서 적용될 수 있다.
탐침 자석(MAG1)은 예를 들어 희토류 자석 재료를 포함할 수 있다. 탐침 자석(MAG1)은 예를 들어 네오디뮴(neodymium) 자석 합금 또는 사마륨 코발트(samarium-cobalt) 자석 합금을 포함할 수 있다.
전자석과 비교할 때 영구 자석을 사용하여 수집 자기장을 발생하는 것은 다음의 기술적 효과 중 하나 이상을 제공할 수 있다.
- 전자기 코일이 필요하지 않으므로, 더 작은 크기,
- 높고 안정적인 자기장,
- 에너지 소비 감소,
- 전자석 코일의 전류로 인한 가열이 없음,
- 코일로부터의 전자기 방사선의 방출을 피할 수 있음.
외피(120)는 실질적으로 일정한 두께를 임의로 가질 수 있다. 전달 탐침(100)의 보호부재(120)의 바닥은, 예를 들어 보호부재(120)를 제조하는 것을 용이하게 하기 위해, 및/또는 보호부재(120)를 제조하는 데 필요한 재료의 양을 감소시키기 위해, 예를 들어 실질적으로 일정한 두께를 가질 수 있다.
도 12a 및 12b를 참조하면, 전달 탐침(100)의 보호부재(120)는 예를 들어 구형 외측 표면(SRF11)을 가질 수 있다. 구형 바닥부 표면(SRF11)에 의해 제공되는 수집 영역(CR1)은 또한 표면(SRF11)의 중앙부를 포함할 수 있다. 일부 입자들(P1)은 또한 자석(MAG1)의 축(AX1)에 가까운 표면(SRF11)의 위치들로 끌어당겨질 수 있다. 그러나, 구형 외측 표면(SRF11)을 갖는 전달 탐침(100)은 또한 작은 부피로부터 입자들(P1)을 수집하는 것을 허용할 수 있고, 및/또는 작은 부피로 입자들(P1)을 방출하는 것을 허용할 수 있다.
용기(VES1 및/또는 VES2)의 바닥 표면(SRF3)은 예를 들어, 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 용기(VES1및/또는 VES2)의 바닥 표면(SRF3)은 예를 들어 탐침(100)로 입자들(P1)을 수집 및/또는 방출하기 위해 필요한 액체(LIQ1, LIQ2)의 양을 감소시키기 위해 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 용기(VES1 및/또는 VES2)의 바닥 표면(SRF3)은 예를 들어 액체(LIQ1, LIQ2)를 용기(VES1 및/또는 VES2)의 중앙부로 깔때기 이동(funnel)시키기 위해 테이퍼 형상을 가질 수 있다.
도 12c는, 예를 들어, 도 12a, 12b, 12f에 도시된 용기의 바닥의 형상을 도시한다. 도 12d의 테이퍼 바닥 표면(SRF3)은 액체(LIQ1, LIQ2)를 용기의 중앙 리세스부(REC1)에 깔때기 이동시킬 수 있다. 바닥 표면(SRF3)은 리세스(REC1)를 포함할 수 있다. 용기의 바닥 표면(SRF3)의 테이퍼각은 리세스부(REC1)를 제공하기 위해 방사상 위치에 의존할 수 있다. 도 12d의 테이퍼 바닥 표면(SRF3)은 소량의 액체(LIQ1, LIQ2)를 사용하여 작동하도록 할 수 있다. 용기의 테이퍼 바닥 표면(SRF3)은 제1 방사상 위치(r31)에서 제1 테이퍼각(γ31)을 가질 수 있고, 제2 방사상 위치(r32)에서 제2 상이한 테이퍼각(γ32)을 가질 수 있다. 제1 테이퍼각(γ31)은 예를 들어 40° 내지 60°의 범위일 수 있고, 제2 테이퍼각(γ32)은 예를 들어, (γ11 + 1°) 내지 (γ11 + 20°)의 범위일 수 있다. 제1 테이퍼각(γ31)은 예를 들어 50°내지 55°의 범위일 수 있고, 제2 테이퍼각(γ32)은 예를 들어 (γ31 + 5°) 내지 (γ31 + 10°)의 범위일 수 있다. 제1 방사상 위치(r31)는 예를 들어 자석(MAG1)의 반경(a1)의 25%에 있을 수 있다. 제2 방사상 위치(r32)는 예를 들어 자석(MAG1)의 반경(a1)의 50%에 있을 수 있다. 용기의 바닥은 대칭축(AX0)을 가질 수 있다. 방사상 위치(r31, r32)는 축(AX0)을 기준으로 정의될 수 있다.
도 12d를 참조하면, 팁(TIP1)을 갖는 전달 탐침(100)이 또한 도 12a의 용기와 함께 사용될 수 있다. 보호부재(120)의 팁(TIP1)은 예를 들어 조성물(MX1)로부터 입자들(P1)을 수집하는 것을 용이하게 할 수 있다. 보호부재(120)의 팁(TIP1)은 예를 들어 수집된 입자들(P1)을 액체(LIQ2)로 방출하는 것을 용이하게 할 수 있다. 팁은 예를 들어 조성물(MX1)이 높은 점도를 가질 때 수집을 용이하게 할 수 있다. 팁은 예를 들어 액체(LIQ2)가 높은 점도를 가질 때 방출을 용이하게 할 수 있다. 팁(TIP1)은 예를 들어 조성물(MX1) 및/또는 액체(LIQ2) 내에서 교반 효과를 야기할 수 있다. 팁(TIP1)은 또한 입자들(P1)의 손상 위험을 감소시킬 수 있다. 팁(TIP1)은 갭(GAP3)이 수집 영역(CR1)과 용기의 바닥 표면(SRF3) 사이에 남아 있을 수 있도록 임의로 보장할 수 있다.
도 12e 및 12f를 참조하면, 보호부재(120)의 외경(D120)은 예를 들어 자석(MAG1)의 직경(DMAG1)의 105% 내지 200%의 범위일 수 있다. 자석(MAG1)의 직경(DMAG1)은 예를 들어 입자들(P1)이 보호부재(120)의 바닥부(125)로 끌어당겨지는 것을 보장하기 위해, 및/또는 입자들(P1)을 탐침(100)과 함께 전달하는데 필요한 최소량의 액체(LIQ1, LIQ2)를 더 감소시키기 위해, 보호부재(120)의 외경(D120)보다 실질적으로 작을 수 있다. 보호부재(120)의 외경(D120)은 예를 들어 자석(MAG1)의 직경(DMAG1)의 120% 내지 200%의 범위일 수 있다.
보호부재(120)는 바닥부(125)를 포함할 수 있다. 보호부재(120)는 테이퍼 바닥부(125)를 포함할 수 있다. 보호부재(120)는 팁(TIP1)을 갖는 테이퍼 바닥부(125)를 포함할 수 있다. 보호부재(120)는 자석(MAG1)에 대해 보호부재(120)의 횡방향 위치를 정의하기 위해 센터링부(128)를 임의로 포함할 수 있다. 센터링부(128)의 외경(D128)은 보호부재(120)의 외경(D120) 이하일 수 있다. 센터링부(128)의 외경(D128)은 실질적으로 보호부재(120)의 외경(D120) 미만일 수 있다. 보호부재(120)는 예를 들어 바닥부(125)와 센터링부(128) 사이에 환형 돌출부(127)를 임의로 포함할 수 있다.
도 12g를 참조하면, 장치(500)는 전달 탐침들(100a, 100b, 100c, 100d)의 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 탐침은 자석들(MAG1a, MAG1b, MAG1c, MAG1d) 및 보호부들(120a, 120b, 120c, 120d)을 포함할 수 있다. 자석들은 공통 지지체(150)에 연결될 수 있다. 보호부들은 예를 들어 결합부(122)에 의해 서로 연결될 수 있다. 보호부들(120a, 120b, 120c, 120d) 및 결합부들(122)은 함께 보호부들의 어레이를 형성할 수 있다. 보호 어레이는 또한 예를 들어 콤(comb)으로서 지칭될 수 있다. 장치(500)는 용기부들(VES1a, VES1b, VES1c, VES1d)의 어레이를 포함할 수 있다. 용기부는 웰(wells)으로서 지칭될 수 있다. 웰들(VES1a, VES1b, VES1c, VES1d)은 함께 예를 들어 웰 플레이트를 구성할 수 있다. 각각의 용기부는 상이한 조성물(MX1)을 함유할 수 있다. 각각의 용기부는 상이한 조성물(MX1)을 함유할 수 있다. 장치는 웰들에 대해 전달 탐침들(100a, 100b, 100c, 100d)을 동시에 이동시키도록 배열될 수 있고, 및/또는 장치는 전달 탐침들에 대해 웰들(VES1a, VES1b, VES1c, VES1d)을 동시에 이동시키도록 배열될 수 있다. 장치는 웰들(VES1a, VES1b, VES1c, VES1d)에 함유된 복수의 조성물들(MX1)을 동시에 처리하도록 배열될 수 있다. 자석, 보호부 및/또는 웰의 형상은 예를 들어 도 2 내지 12f를 참조하여 앞서 개시된 바와 같이 선택될 수 있다.
도 12h를 참조하면, 장치(500)는 전달 탐침들(100a, 100b, 100c, 100d)의 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 탐침은 자석들(MAG1a, MAG1b, MAG1c, MAG1d) 및 외피부(120a, 120b, 120c, 120d)를 포함할 수 있다. 각 자석들(MAG1a, MAG1b, MAG1c, MAG1d)은 볼록 바닥부(CNX1)를 가질 수 있다. 자석들은 공통 지지체(150)에 연결될 수 있으며, 자석들은 N 및 S 극들이 반전되도록 배향될 수 있다. 예를 들어, 제2 탐침 자석(MAG1b)이 제1 탐침 자석(MAG1a)에 인접한 상황에서, 제2 탐침 자석(MAG1b)의 극(N,S)의 배향은 제1 탐침 자석(MAG1a)의 극(S,N)의 배향에 대해 반전될 수 있다. 예를 들어, 어레이의 제1 탐침 자석(예를 들어, MAG1a)의 자기 쌍극자 모멘트는 제1 방향(예를 들어, 하향)을 가질 수 있고, 어레이의 적어도 제2 탐침 자석(예를 들어, MAG1b)의 자기 쌍극자 모멘트는 제2 반대 방향(예를 들어, 상향)을 가질 수 있다. 자석은 적어도 하나의 자석의 배향이 반전되도록 배향될 수 있다. 이는 자석들의 어레이를 둘러싸는 결합된 자기 원거리 장(magnetic far field)을 감소시킬 수 있고, 및/또는 인접한 자석들(MAG1a, MAG1b)의 바닥 단부들 사이에 결합된 자기 근거리 장(magnetic near field)을 균등화(equalize) 및 증가시킬 수 있다. 이는 인접한 탐침(100)의 입자 수집 효율을 균일화 및/또는 증가시킬 수 있다. 따라서, 입자들의 방출에 보다 적은 (평균) 양의 액체를 사용할 수 있다. 그 외에는, 도 12h의 장치(500)는 도 12g의 장치(500)에 대응할 수 있고, 어레이의 적어도 하나의 자석은 어레이의 적어도 하나의 제2 자석에 대해 반전된 자기 배향을 가질 수 있다.
당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명에 따른 장치 및 방법의 수정 및 변형이 인지 가능함은 명백할 것이다. 도면들은 개략적이다. 첨부 도면을 참조하여 전술된 특정 실시예들은 단지 예시적이며, 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.

Claims (15)

  1. 자기 전달 탐침(100)을 이용한 조성물(MX1) 처리 방법에 있어서, 상기 전달 탐침(100)은, 보호부재(120) 및 상기 보호부재(120) 내부에서 이동 가능한 탐침 자석(MAG1)을 포함하고,
    상기 방법은,
    - 용기(VES1) 내에 제1 조성물(MX1)을 제공하는 단계 - 상기 조성물(MX1)은 제1 액체(LIQ1) 및 복수의 자기 반응성 입자들(P1)을 포함하고, 상기 입자들(P1)은 표적 물질(M1)과 선택적으로 상호 작용하도록 배열됨 -,
    - 상기 제1 조성물(MX1)로부터 상기 입자들(P1)을 수집하기 위해 상기 전달 탐침(100)을 상기 용기(VES1) 내에 배치하는 단계,
    - 상기 전달 탐침(100)과 상기 용기(VES1) 사이의 상대적인 수직 이동을 야기하여 상기 수집된 입자들(P1)을 상기 전달 탐침(100)과 함께 상기 용기(VES1)로부터 제거하는 단계, 및
    - 상기 탐침 자석(MAG1)과 상기 보호부재(120) 사이의 상대적인 수직 이동을 야기하여 상기 보호부재(120)로부터 방출 위치(LOC2)로 상기 수집된 입자들(P1)을 방출하는 단계를 포함하고,
    상기 탐침 자석(MAG1)은 영구 자석이고, 원통부(SRF0) 및 상기 원통부(SRF0)에 접하는 볼록 바닥부(CNX1)를 포함하며, 상기 자석은 대칭축(AX1)을 가지고, 상기 대칭축(AX1)은 교차점(Q1)에서 상기 바닥부(CNX1)와 교차하고, 상기 교차점(Q1) 및 상기 원통부(SRF0)의 원형 하부 경계(CIR2)는 기준 원뿔(REF0)을 정의하고, 상기 바닥부(CNX1)는 상기 기준 원뿔(REF0)에 대하여 돌출되는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 볼록 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 원형 영역(CIR3)에서 상기 기준 원뿔(REF0)로부터 최대 거리(e3)를 가지며, 상기 최대 거리(e3)는 상기 원통부(SRF0)의 반경(a1)의 10% 이상인, 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 볼록 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 원형 영역(CIR3)에서 상기 기준 원뿔(REF0)로부터 최대 거리(e3)를 가지며, 상기 원형 영역(CIR3)의 반경(r3)은 상기 원통부(SRF0)의 반경(a1)의 10% 내지 90%의 범위인, 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록 바닥부(CNX1)의 표면(SRF1)은 원형 영역(CIR3)에서 상기 기준 원뿔(REF0)로부터 최대 거리(e3)를 가지며, 상기 원형 영역(CIR3)의 수직 위치는 상기 볼록 바닥부(CNX1)의 높이(h1)의 10% 내지 90%의 범위인, 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록 바닥부(CNX1)의 높이(h1) 대 상기 원통부(SRF0)의 반경(a1)의 비는 0.5 내지 2.0의 범위이고, 유리하게는 0.7 내지 1.5의 범위인, 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록 바닥부(CNX1)는 반구 또는 절두 반구인, 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록 바닥부(CNX1)는 반 회전타원체, 절두 반 회전타원체, 절두 원뿔, 또는 서로 다른 테이퍼 각(αk, αk+1)을 갖는 2 이상의 원뿔부의 조합인, 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탐침 자석(MAG1)의 직경(DMAG1)은 1mm 내지 8mm의 범위인, 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 제2 용기(VES2) 내에서 상기 보호부재(120)로부터 액체(LIQ2)로 상기 수집된 입자들(P1)을 방출하는 단계를 포함하고, 상기 제2 용기(VES2) 내의 상기 액체(LIQ2)의 부피는 5 μl 내지 50 μl 의 범위이고, 유리하게는 5 μl 내지 15 μl의 범위인, 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수집된 입자들(P1)을 상기 보호부재(120)로부터 표면(SRF2)으로 방출하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자들은 강자성 입자, 페리 자성 입자 또는 초상자성 입자이고, 상기 입자들의 크기는 50 nm 내지 10 μm의 범위인, 방법.
  12. 장치(500)에 있어서,
    - 제1 액체(LIQ1) 및 자기 반응성 입자들(P1)을 포함하는 조성물(MX1)을 함유하는 용기(VES1)를 고정하는 지지체(SUP1),
    - 보호부재(120) 및 상기 보호부재(120) 내부에서 이동 가능한 탐침 자석(MAG1)을 포함하는 전달 탐침(100),
    - 상기 탐침 자석(MAG1)과 상기 보호부재(120) 사이에 상대적인 수직 이동을 야기하는 제1 작동기(ACU1),
    - 상기 전달 탐침(100)과 상기 용기(VES1) 사이에 상대적인 수직 이동을 야기하는 제2 작동기(ACU2)를 포함하고,
    상기 장치(500)는,
    - 제1 조성물(MX1)로부터 상기 입자들(P1)을 수집하기 위해 상기 전달 탐침(100)을 상기 용기(VES1) 내에 배치하기 위해,
    - 상기 전달 탐침(100)의 상향 이동 및/또는 상기 용기(VES1)의 하향 이동에 의해 상기 수집된 입자들(P1)을 상기 전달 탐침(100)과 함께 상기 용기(VES1)로부터 제거하기 위해, 및
    - 상기 보호부재(120)에 대한 상기 탐침 자석(MAG1)의 상향 이동 및/또는 상기 탐침 자석(MAG1)에 대한 상기 보호부재(120)의 하향 이동에 의해 상기 보호부재(120)로부터 방출 위치(LOC2)로 상기 수집된 입자들(P1)을 방출하기 위해 배열되고,
    상기 탐침 자석(MAG1)은 영구 자석이고, 원통부(SRF0) 및 상기 원통부(SRF0)에 접하는 볼록 바닥부(CNX1)를 포함하며, 상기 자석은 대칭축(AX1)을 가지고, 상기 대칭축(AX1)은 교차점(Q1)에서 상기 바닥부(CNX1)와 교차하고, 상기 교차점(Q1) 및 상기 원통부(SRF0)의 원형 하부 경계(CIR2)는 기준 원뿔(REF0)을 정의하고, 상기 바닥부(CNX1)는 상기 기준 원뿔(REF0)에 대하여 돌출되는, 장치(500).
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 볼록 바닥부(CNX1)는 반구 또는 절두 반구인, 장치(500).
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 상기 탐침 자석(MAG1)의 직경(DMAG1)은 1mm 내지 8mm의 범위인, 장치(500).
  15. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 탐침 자석들(MAG1a, MAG1b)의 어레이를 포함하고, 상기 어레이의 적어도 하나의 자석(MAG1a)은 상기 어레이의 적어도 하나의 제2 자석(MAG1b)에 대해 반전된 자기 배향을 가지는, 장치(500).
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