NO167551B - Fremgangsmaate og apparat for behandling av vaesker, spesielt blanding av slike. - Google Patents
Fremgangsmaate og apparat for behandling av vaesker, spesielt blanding av slike. Download PDFInfo
- Publication number
- NO167551B NO167551B NO871413A NO871413A NO167551B NO 167551 B NO167551 B NO 167551B NO 871413 A NO871413 A NO 871413A NO 871413 A NO871413 A NO 871413A NO 167551 B NO167551 B NO 167551B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- magnets
- magnetic field
- magnetic
- particles
- electromagnet
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims abstract description 44
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- IXZISFNWUWKBOM-ARQDHWQXSA-N fructosamine Chemical compound NC[C@@]1(O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O IXZISFNWUWKBOM-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 230000005426 magnetic field effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- FSVCQIDHPKZJSO-UHFFFAOYSA-L nitro blue tetrazolium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].COC1=CC(C=2C=C(OC)C(=CC=2)[N+]=2N(N=C(N=2)C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)[N+]([O-])=O)=CC=C1[N+]1=NC(C=2C=CC=CC=2)=NN1C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 FSVCQIDHPKZJSO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
- B01F33/451—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers wherein the mixture is directly exposed to an electromagnetic field without use of a stirrer, e.g. for material comprising ferromagnetic particles or for molten metal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Description
Oppfinnelsens område
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en.Fremgangsmåte for å utføre blanding og optisk analyse av et tynt væskelag som rommes i en mikrobeholder, idet en flerhet av magnetpartikler aktiviseres i en suspensjon i nevnte væskelag.
Oppfinnelsen vedrører også et apparat for å utføre blanding av et tynt væskelag som innbefatter en suspensjon av en flerhet av bevegelige partikler av magnetisk materiale, idet væskelaget rommes i en mikrobeholder for optisk analyse, idet appratet omfatter i det minste to magneter hvorav minst en elektromagnet, samtidig som magnetene er innrettet til å fremskaffe i det minste en spalte for å motta nevnte mikrobeholder mellom magnetene på en slik måte at væskelaget blir utsatt for et kombinert magnetfelt som skriver seg fra nevnte minst to magneter.
Kient teknikk
Svensk publikasjon 221.918 omhandler et apparat og en fremgangsmåte for blanding av væsker under bruk av magnetiske partikler. Mer spesielt vedrører patentpublikasjonen et apparat som fremskaffer et magnetfelt som varierer med hensyn til intensitet og retning for å holde de magnetiske partikler på en avstand fra hverandre og gi dem en dreiende og /eller fremadskridende bevegelse. Man skaffer magnetfeltet ved hjelp av en solenoid. Etter valg kan apparatet innbefatte en krage av magnetisk materiale. De magnetiske partikler som blir benyttet, utgjøres av permanentmagneter. Videre er det i nevnte publikasjon angitt (side 3, høyre spalte, fjerde siste linjer) at en separat permanentmagnet kan anordnes tett inntil blandesonen for å oppnå en sterkere blanding innenfor forhåndsbestemte deler av fluidet. En vesentlig forskjell mellom, dette tidligere kjente apparat og blandemetode og den foreliggende oppfinnelse, som også benytter seg av små magnetiske partikler for å fremskaffe blanding, vedrører blandeprosessen. I henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter blandeprosessen en komponent som kan kjennetegnes som en resiproserende bevegelse eller forflyttning av magnetiske partikler. Eventuelt kan denne komponent kombineres med en annen komponent, som består av rotasjon av hver enkelt partikkel om sitt eget gravitasjonssenter. Transportfunksjonen som kan være en resiproserende radial eller lateral bevegelse, kan brukes for å beholde partikler i forhåndsbestemte områder etter avsluttet blanding.
Dette trekk utgjør en viktig del av den foreliggende oppfinnelse, som ikke er beskrevet i nevnte svenske publikasjon. Blandeprosessen i henhold til den foreliggende oppfinnelse oppnår man ved bruk av den kombinerte magnet-feltvirkning som opprinnelig fremskaffes av minst to forskjellige magneter.
Et annet blandeapparat er omtalt i US patentskrift 3.752.443. I henhold til denne publikasjon blir de magnetiske partikler utsatt for en sentrefugalkraft som er fremskaffet ved en dreibar permanent magnet. Sentrefugal-kraften blir utbalansert ved påvirkning av en annen permanent magnet for å oppnå en hovedsaklig jevn fordeling av de magnetiske partikler. Apparatet kjent fra dette patentskrift skiller seg fra apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse, mellom annet ved at det omfatter bevegelige deler, og at det ikke kan brukes for å holde de magnetiske partikler i forhåndsselekterte områder.
US patentskrift 4.338.169, (svarende til EPO patentsøknad 0014109) omtaler et annet apparat som innbefatter magnetfelter og partikler av magnetisk materiale som er spredt i et fluidum medium. I henhold til den foreliggende oppfinnelse er imidlertid de magnetiske partikler ikke inerte, men tar del i de reaksjoner som finner sted i fluidet.
Hva angår utførelsesformen ifølge figur 8 i US patentskrift 4.338.169, skal det først og fremst noteres at denne kjente teknikk ikke arbeider med meget tynne væske- eller fluidum-sjikt. For det annet blir det ikke foreslått muligheten til å kaste om polariteten hos bare én magnet, samtidig som polariteten hos den annen magnet forblir uforandret. Dette særtrekk er kritisk for oppfinnelens formål. På figur 8 polaritetsomkastes begge magneter samtidig. De magnetiske partikler vil derfor komme til å bibeholdes i form av en elepsoide i midten av reaksjonskammeret.
Med hensyn til teknikken forøvrig som er beskrevet i US patentskrift 4.338.169, så skal det noteres at elektromag-netenes omveksling kobles inn og ut for å fremskaffe en transportvikrning. Et utpreget kjennetegn ved den foreliggende oppfinnelse er imidlertid at man, i stedet, ved å polaritetsomkaste bare én magnet, kan fremskaffe en transporteffekt med bare to mageter.
Hensikten med oppfinnelsen
En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en fremgangsmåte og et apparat for blanding av væsker under bruk av magnetiske partikler, som kan transporteres til og holdes på forhåndsbestemte områder etter fullført blanding.
En annen hensikt er å fremskaffe en fremgangsmåte og apparat for blanding av små volumer, f.eks. for analytiske formål.
En tredje hensikt er å fremskaffe et lite blandeapparat eller en blandeenhet ute noen bevegelige deler.
En fjerde hensikt er å fremskaffe en liten blandeenhet som kan bygges inn i et bærbart instrument.
En femte hensikt med oppfinnelsen går ut på å skaffe et fleksibelt system for blanding av væsker under bruk av magnetiske partikler.
Sammenfatning av oppfinnelsen
Disse hensikter oppnår man ved en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den karakteriser-ende del av patentkrav 1.
Videre oppnås hensiktene ved et apparat av den innledningsvis angitte art som er karakterisert ved at spalten er innrettet på en måte slik at mikrobeholderen 33 blir mottatt og anordnet mellom minst to motsatte poler 23, 27 av minst to forskjellige magneter 19, 20, og at de gjenværende poler av magneten 19, 20 er anordnet hovedsakelig i planet for nevnte mikrobeholder 33 og i nærheten av omkretsen av nevnte mikrobeholder 33, og at apparatet omfatter driv-organer for minst en av elektromagnetene, idet drivorganet omfatter tidtagerorganer og en strømkilde samtidig som organene for minst en av elektromagnetene er innrettet til gjentagende å endre retningen av det magnetfelt som genere-res av nevnte ene elektromagnet for å fremskaffe en alter-nerende konsentrasjon og svekkelse av nevnte kombinerte mag-netfelt som skriver seg fra de minst to magneter.
Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til de vedføyde tegningsfigurer.
Kort omtale av tegningsfigurene
Fig 1A og 1B viser prinsippet ved oppfinnelsen.
Fig. 2aAa og 2C er snitt som viser prinsippet ved oppfinnelsen anvendt ved et væskevolum som inneholder magnetpartikler. Figurene 2B og 2D er grunnriss som viser fordelingsmønsteret for en magnetpartikkel.
Figurene 3A og 3C viser en ytterligere utførelsesform for oppfinnelsen.
Figurene 3B og 3D er grunnriss som viser et annet magnetfor-delings mønster. Fig. 4 er et snitt som anskueliggjør en ytterligere an-ordning av magneter ved apparatet i henhold til oppfinnelsen. Fig. 5 er et blokkskjerna over apparatet i henhold til oppfinnelsen.
Detaljert omtale av oppfinnelsen
Prinsippet ved den foreliggende oppfinnelse er anskuelig-gjort på figurene 1A og 1B, hvor henvisningstallene 1 og 2 betegner magneter som har sine poler vendt mot hverandre. Minst en av magnetene er en elektromagnet som er forbundet med en polaritetsskiftende likestrømskilde (ikke vist). Det kombinerte magnetfelt som fremskaffes når de to magneter påvirker hverandre, er markert med stiplede linjer. Dersom man antar ved denne utførelsesform at magnetene har samme styrke, vil der fremkomme en alternerende konsentrasjon og svekning av det kombinerte magnetfelt i et område i et plan mellom og paralellt med magnetpolene og ved lik avstand fra hvert polpar, idet disse områder er sentralt plassert med hensyn til hvert polpar.
Påvirkningen av magnetene på en flerhet av magnetiske partikler 4 i et væskelag hos en støtteanordning 3, er vist på figurene 2A og 2C. Når begge magneter blir drevet med vekselstrøm, vil de magnetiske partikler hver for seg bli tillagt en dreiebevegelse rundt sitt gravitasjonssenter, og det fremskaffes en resiproserende lateral bevegelse når magnetene gjentatt og vekslende blir drevet i fase og motfase i forhold til hverandre og mot og fra det område som er sentralt plassert rundt en akse for sentrum av beholderen 3 og vinkelrett i forhold til beholderens utstrekning, i hvilket område det magnetiske felt alternerende blir konsentrert fig. 2A og svekket fig. 2C. Fig. 2B viser i grunnriss det mønster som blir dannet av flerheten av magnetetiske partikler 4 i støtteanordningen når de motsatte poler har en firkantet eller rektangulær form og er av samme art, dvs. med henholdsvis nordpoler og sydpoler. Fig. 2D viser i grunnriss det mønster som dannes når motsatte poler er av forskjellig art. I denne forbindelse skal det påpekes at også avstanden mellom magnetene påvirker formen og utseende av områdene med magnetiske partikler. Jo tettere magnetene 1,2 befinner seg, jo mer markert vil profilene av de magnetiske poler i partikkelom-rådet bli. Figurene 3A og 3C anskueliggjør et annet arrangement av magneter 6, 10 i apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Ved denne utførelsesform vender de to like magneter 6, 10 mot hverandre. Hver magnet 6, 10 omfatter en sylindrisk vegg 7, 11, en sirkulær bunnplate 8, 12 og en indre sylinder 9, 13, i det veggen, bunnen og sylinderen er tildannet i et stykke. Syllinderen strekker seg vinkelrett fra midtpartiet av bunnplaten 8, 12. En langstrakt støttean-ordning 5 er anordnet i en spalte sentralt mellom magnetene 6, 10.
De mønstre som blir dannet av de magnetiske partikler, når magnetene blir påvirket og det fremskaffes magnetfelt, arbeider alternerende for å forsterke hverandre og å viske hverandre ut slik det er vist ved henvisningstall 14, 15,
16 og 17 på henholdsvis figurene 3B og 3D.
Spolene 18 er forbundet med ikke viste strømkilder, som kan være en likestrømskilde eller en vekselsstrømskilde, se
fig. 5.
Uten at det er spesielt vist, men likevel innenfor oppfinnelsens område, skal det vises til en utførelsesform i henhold til figurene 3A og 3C, hvor det bare er anordnet en spole 18 og den gjenværende magnet 6 eller 10 er en permanent magnet.
Fig. 4 viser en ytterligere uttførelsesform for oppfinnelsen. Ved denne utførelsesform er magnetene 19, 20
anordnet som ved figur 3A, 3C og hver magnet 19, 20 omfatter en sylindrisk vegg 21, 25, en sirkulær bunnplate 22, 26 og en indre sylinder 23, 27 med en topp som har form av en konus. Videre har hver magnet 19, 20 en krave 24, 28 på den sylindriske vegg som strekker seg mot støtteanordningen eller beholderen 33 som er anordnet ved midtpartiet mellom konusene av de indre syllindrene 23, 27 og de ringformede kraver 24, 28.
Når støtteanordningen 33 blir ført inn eller tatt ut fra spalten i apparatet, blir magnetene ført fra hverandre. Alternativt kan der være anordnet et spor i kragene 24, 28.
Videre foreligger det et hull 29, 30 gjennom de indre sylinddre 23, 27 i hver magnet 19, 20.
Denne utførelsesform for oppfinnelsen er spesielt innrettet for bruk i forbindelse med optiske analyser av væsker/reak-sjonsstoffer i støtteanordingen 33, som f.eks. har form av en mikrokuvette med planparalelle vegger av gjennomskinnelig materiale. Volumet av kuvetten kan variere mellom 0,1 ul - 1 ml. Det tynne væskelag inne i støtteanordningen, f.eks. kuvetten kan variere mellom 0,01 og 2,0 mm, fortrinnsvis mellom 0,1 og 1,0 mm.
Endringen av farge, intensitet, turbulens etc. under eller før en blandeoperasjon når magnetene 19, 20 blir aktivert, slik det er tidligere angitt, bli målt ved hjelp av en detektor som er anordnet ved den ene åpningen av hullet 29, 30 og motsatt en lyssenderanordning som er anordnet på den motsatte siden av beholderen eller støtteanordningen. Analysen blir utført når blandeaktiviteten er ferdig, idet faseskiftingen av magneten eller magnetene blir avbrutt og midtpartiet av kuvetten i banen for lys blir drenert for magnetiske partikler, som blir aktivt låst i forhåndsbestemte posisjoner ved hjelp av det kombinerte magnetfelt. Det er innlysende for en fagmann på området at polene kan konstrueres og anordnes på en rekke forskjellige måter, noe som gjør det mulig; å løse en rekke blande- og transport-problemer i tynne væsker. Det er også innlysende at ved at man anordner flere enn to magneter, kan fleksibiliteten av blandesystemet økes vesentlig.
Hensiktsmessig kan det tynne væskelag som er ført inn i slissen, være anordnet mellom minst to motsatte poler av minst to forskjellige magneter, idet polene har motsatt retning i forhold til hverandre, samtidig som romvinkelen er ikke større en 160 grader, fortrinnsvis 0-80 grader, og spesielt 0-20 grader i forhold til midtpunktet for hver pol.
De gjenværende poler av magnetene kan anordnes hovedsaklig
i planet for det tynne lag og i nærheten av omkretsen for laget. Hver magnet kan ha form av en sylinder med en koaksial ringformet uttagning ved den ene ende. Denne uttagning har det formål å motta påvirkningsspolen av magneten. Uttagningen definerer kjernen hos magneten. Videre kan slissen bli anordnet på en slik måte at det tynne væskelag, når det føres inn i slissen, vil bli anordnet mellom i det minste to motsatte poler av minst to forskjellige magneter rundt en felles sentral akse eller plan gjennom polene. Kjernen for hver magnet kan ha et gjennomgående hull som strekker seg langs senteraksen. Dette gjennomgående hull gjør det mulig å forberede de optiske analyser som er omtalt ovenfor. En viktig fordel som kan oppnås ved den foreliggende oppfinnelse, vedrører muligheten for transport av de magnetiske partikler til et
eller flere forskjellige områder innenfor støtteanordningen, avhengig av arrangementet av magneter eller magnetsystemer, deres antall, deres konstruksjon av poler og deres driv-funksjon (regime). Følgelig er det mulig å transportere de magnetiske partikler fra den ene ende av en langstrakt støtteanordning til den annen, ved i rekkefølge å aktivere og deaktivere forskjellige magneter langs støtteanordningen.
På samme måte er det mulig å transportere de magnetiske partikler til forhåndsbestemte områder, såvel som det er mulig å transportere partiklene fra forhåndsbestemte områder ved tidsmessig å avbryte påvirkningen eller faseskiftningen av magneten eller magnetene. Denne iboende egenskap hos apparatet ifølge oppfinnelsen er av stor viktighet, f.eks. for optiske analyser, når det område som utsettes for lysstrålen må være fri for magnetiske partikler (jevnfør arrangementet i henhold til figur 4). Den geome-triske form av magnetene bestemmer hvor i væske laget partiklene blir låst av det eller de magnetiske felt.
De magneter som blir benyttet i henhold til den foreliggende oppfinnelse, kan være elektromagneter, eller en kombinasjon av permanentmagneter og elektromagneter. Når disse drives av vekselstrøm, er det foretrukket at de fleste av magnetene er elektromagneter. Når det benyttes likestrøm, kan fortrinnsvis halvparten av antallet av magneter være permanentmagneter. Dersom apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter en blanding av elektromagneter og permanentmagneter, kan elektromagnrtene drives ved polari-tetskiftende likespenning med en skiftfrekvens varierende mellom 0,001 og 10 Hz. Alternativt kan alle magneter i apparatet være elektromagneter som drives av polaritetsskiftende likespenning eller faseskiftende vekselspenning, idet vekselspenningsfrekvensen kan variere mellom 0,01 Hz og 100 kHz og polaritets- eller faseskiftefrekvensen kan være mellom 0,001 og 10 Hz.
Når en magnetkombinasjon som innbefatter en elektromagnet og en permanentmagnet, blir benyttet, kan elektromagneten være overlagret enten av en vekslende likespenning eller en konstant likespenning. I det førstnevnte tilfelle vil elektromagneten og den permanente magnet samvirke for å fremskaffe et magnetfelt over det tynne væskelag i støttean-ordningen, slik at feltet skaffer en hovedsaklig lineær eller sideveis anordnet bevegelse av de magnetiske partikler, og man oppnår en blandevirkning. Når elektromagneten er overlagret med en konstant likespenning, vil man oppnå en låsing av hver separat magnetpartikkel i en forhåndsbestemt posisjon i laget.
Hvis man på den annen side benytter en kombinasjon innbefat-tende to elektromagneter, kan hver av elektromagnetene være overlagret av en likespenning, og den resiproserende faseskiftning bli variert mellom 0 grader og 180 grader. Når i dette tilfelle spenningene for de to elektromagneter samvirker, vil magnetfeltet over det tynne væskelag skaffe en hovedsaklig lineær eller lateral bevegelse av magnetpartiklene. Når, på den annen side, spenningene fra de to elektromagneter virker i motfase, vil det magnetiske felt over det tynne væskelag låse hver enkel separat magnetpartikkel i en forhåndsbestemt posisjon i væskelaget.
For de fleste anvendelser vil det benyttes noen få magneter, og det er da fordelaktig å bruke magneter med en sentral og en perifer pol ( se fig. 3 og 4).
Ved anvendelser hvor det benyttes et stort antall av magneter, kan hver magnetpol være anordnet slik at en polflate på en magnet vender mot en annen magnet, og således kan en sekvens av poler anordnes på motsatt side av en støtteanordning inkl. et eller flere tynne væskelag langs sin utstrekning. Ved bruk av dette arrangement i kombinasjon med en forhåndsprogramert aktivisering/de-aktivisering av magnetene, kan magnetpartiklene transporteres fra den ene ende av støtteanordningen til den annen. Feltstyrken på magnetene blir valgt avhengig av avstanden av polene hos magnetene fra væskelaget eller lagene i støttean-ordningen, av avstanden og styrken av polene på de mot hverandre vendende magneter og av den ønskede funksjon.
Apparatet i henhold til oppfinnelsen omfatter forskjellige funksjonsenheter, slik det fremgår av fig. 5. De to hoved-deler, drivenheten og arbeidsenheten, kan plasseres fysisk fra hverandre. Drivenheten innbefatter en strømkilde som kan levere passende likespenning og/eller vekselspenning for andre deler av apparatet. Den inneholder også organer for polaritet- eller faseskiftning av strømmen til en eller noen av de elektromagneter som befinner seg i arbeidsenheten. Der kan også rommes organer for aktivering eller deaktivering av elektromagnetene. Disse styrte brytere er alltid nødvendig når apparatet inneholder få elektromagneter, men er fordelaktige sammen med et stort system. Disse organer kan også innbefatte en spenningsstyringsktrets for å fremskaffe en selektert spenning for den enkelte elktromag-net. En tidtagerkrets skaffer organer for tidsmessig styring av polaritetseller faseskiftningsenheten og aktivering/deak-tiveringsorganene. Tidtagerenheten er fortrinnsvis program-merbar, men for enkle operasjonsregimer er dette ikke påkrevet. For mer komplekse systemer kan denne enhet også skaffe styring av forskjellinge spenninger og beregnings-kraft. Det er innlysende for en fagmann på området at drivenheten kan konstrueres på en rekke forskjellige måter ved hjelp av verktøyer som går inn under moderne elektro-nikk.
I det følgende vil oppfinnelsen bli ytterligere omtalt i detalj under henvisning til figurene 3A, 3C, hvor en magnet 6 er en permanent magnet. Blandevirkningen oppnår man ved å drive spolen 18 av elektromagneten 10 med en polaritetsskiftende likespenning, med en strøm som gir en magnetstyrke av samme størrelse som feltet fra permanentmag-neten. Skifteperioden er avhengig av feltstyrken, de magnetiske partikler, konstruksjonen av støtteanordningen, viskositeten hos væsken og den ønskede blandevirkning, og kan variere fra 0,001 s til 60 s. Stoppingen av bevegelsen av de magnetiske partikler oppnår man ved rett og slett å stoppe polaritetsskiftningen i den ønskede modus.
Når det benyttes vekselspenning, kan magneten 6 ved det ovenfor omtalte eksempel bli byttet ut med en konstant vekselstrøms-dreven elektromagnet, og den annen magnet 10 blir da drevet av faseskiftende vekselspenning i stedet for en polaritetsskiftende likespenning. Frekvensen av veksel-spenningen er fortrinnsvis den samme som linjespenningen, f.eks. 50/60 Hz, men i praksis kan en hvilken som helst frekvens benyttes.
Støtteanordningen for væskevolumet kan ha en hvilken som helst form og bør bestå av et ikke-magnetisk materiale, f.eks. glass, plast, keramikk eller ikke-magnetiske metaller. I henhold til en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen har beholderen form av en kuvette, f.eks. som omtalt i US patentskrift 4.088.448.
Utrykket "magnetiske partikler" som er benyttet i den foreliggende tekst, er ment å innbefatte partikler som blir påvirket av et magnetfelt. De kan omfatte rene ferro-magnetiske materialer eller ferro magnetiske materialer som er belagt eller blandet med et annet materiale, f.eks. en polymer, et protein, en detergent, et lipid elier et ikke-korroderende materiale. Størrelsen av partiklene kan variere fra 0,001 um til 1 mm. Størrelsen såvel som sammensetningen av partiklene er avhengig av den påtenkte bruk og konstruksjonen av beholderen. Det magnetiske materiale er fortrinnsvis ikke-permanent magnetisk, men der kan også benyttes permanent-magnetiske partikler.
Fortrinnsvis er partiklene hovedsaklig inerte i forhold til omgivende væske og reaksjoner som finner sted deri, og er suspendert i væskevolumet som utsettes for blandeprosessene.
Eksempel
En Hemocue mikroskål for optisk måling blir preparert med natriumhydroksid, natriumkarbonat og nitroblå tetrasolium-klorid som ved fruktosamin-testen (Roche). Den nøyaktige mengde av reagensmidler er avhengig av volumet av mikroskålen. 0,1 mg ferrit-partikler 2 um blir også innlemmet på innsiden av mikroskålen. Mengden av magnetiske partikler er avhengig av volumet av mikroskålen, det magnetiske materi-alet og størrelsen av partiklene, og kan lett bestemmes av en fagmann på området. Mikroskålen blir fyllt med blodserum og ført inn i apparatet i henhold til fig. 4, og arbeidsenheten på fig. 5. De hovedsaklig like elektromagneter blir deretter forbundet med drivenheten i henhold til fig. 5. Den optiske enhet i et fotometer blir anordnet slik at lysbanen kan krysse de sentrale hull i to elektromagneter og mikroskålen, og de optiske endringer i reaksjonsblandingen kan registreres. Elektromagnetene blir påvirket og polari-tetsenheten blir innstilt til å skifte hvert femte sekund. De magnetiske partikler blir tvunget til å veksle fra en posisjon til den annen, slik det er skjematisk angitt på fig. 3B og 3D, hvert femte sekund. Etter to minutter blir polaritetsskiftningsenheten låst ved den polaritet som gir et mønster av magnetiske partikler som er av den form som er vist på fig. 3D, og den optiske måling finner sted i det sentrale området som nå er drenert for magnetiske partikler, idet partiklene holdes aktivt eller låst ved hjelp av magnetfeltet i omkrets-området av skålens hulrom.
Claims (9)
1. Fremgangsmåte for å utføre blanding og optisk analyse av et tynt væskelag som rommes i en mikrobeholder, idet en flerhet av magnetpartikler aktiviseres i en suspensjon i nevnte væskelag, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: a. å generere et første magnetfelt ved aktivisering av i det minste en første elektromagnet, b. å generere et eller flere magnetfelter ved hjelp av en eller flere permanentmagneter og/eller ved aktivisering av en eller flere andre elektromagneter, c. å utsette nevnte tynne væskelag for et kombinert magnetfelt som skriver seg fra det første og annet magnetfelt generert henholdsvis under trinn a. og b., d. gjentagende å endre retningen av det første magnetfelt som er generert av den første elektromagnet, e. å avbryte nevnte retningsendring av det første magnetfelt fra den første elektromagnet for å bibeholde magnetpartiklene i første forhåndsselekterte områder inne i mikrobeholderen, idet et annet forhåndsselektert område inne i mikrobeholderen derved blir tynnet ut eller tømt for partikler, og f. å utsette væsken i det annet forhåndsselekterte område som er tømt eller uttynnet for partikler for optisk analyse.
2. Apparat for å utføre blanding av et tynt væskelag som innbefatter en suspensjon av en flerhet av bevegelige partikler av magnetisk materiale, idet væskelaget rommes i en mikrobeholder (33) for optisk analyse, idet appratet omfatter i det minste to magneter (19, 20) hvorav minst en elektromagnet, samtidig som magnetene (19, 20) er innrettet til å fremskaffe i det minste en spalte for å motta nevnte mikrobeholder (33) mellom magnetene på en slik måte at væskelaget blir utsatt for et kombinert magnetfelt som skriver seg fra nevnte minst to magneter (19, 20), karakterisert ved at spalten er innrettet på en måte slik at mikrobeholderen (33) blir mottatt og anordnet mellom minst to motsatte poler (23, 27) av minst to forskjellige magneter (19, 20), og at de gjenværende poler av magneten (19, 20) er anordnet hovedsakelig i planet for nevnte mikrobeholder (33) og i nærheten av omkretsen av nevnte mikrobeholder (33), og at apparatet omfatter driv-organer for minst en av elektromagnetene, idet drivorganet omfatter tidtagerorganer og en strømkilde samtidig som organene for minst en av elektromagnetene er innrettet til gjentagende å endre retningen av det magnetfelt som genere-res av nevnte ene elektromagnet for å fremskaffe en alter-nerende konsentrasjon og svekkelse av nevnte kombinerte mag-netfelt som skriver seg fra de minst to magneter (19, 20).
3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at hver magnet (19, 20) har form av en sylinder med en koaksial ringformet uttagning ved den ene ende for å motta en aktiviseringsspole (18) for magneten, idet uttagningen definerer en kjerne for hver magnet.
4. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at kjernen for hver magnet (19, 20) har et gjennomgående hull (29, 30) som strekker seg langs en sentral akse derav.
5. Apparat som angitt i et av kravene 2-4, karakterisert ved at spalten er innrettet på en slik måte at nevnte tynne væskelag når dette mottas deri, vil være sentralt anordnet mellom minst to motsatte poler (23, 27) av minst to forskjellige magneter (19, 20) rundt en felles midtakse eller plan gjennom polene.
6. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at de nevnte minst to magneter (19, 20) omfatter en blanding av elektromagneter som drives av polaritetsskiftende likespenning med en polar-itetsskif tefrekvens varierende mellom 0,001 og 10 Hz, samt permanent magneter.
7. Apparat som angitt i et av kravene 2-5, karakterisert ved at alle magneter er elektromagneter som drives av polaritetsskiftende likespenning eller faseskiftende vekselspenning, idet vekselspenningsfrekvensen kan variere mellom 0,001 Hz og 100 Hz og polariteten er for faseskiftningsfrekvensen mellom 0,001 og 10 Hz.
8. Apparat som angitt krav 2,
karakterisert ved at drivorganene for nevnte i det minste ene elektromagnet er innrettet til å avbryte endringen av det magnetfelt som genereres av nevnte minst ene elektromagnet for å bibeholde de magnetiske partikler i første forhåndsselekterte områder innenfor mikrobeholderen, idet et annet forhåndsselektert område innenfor mikrobeholderen derved får sitt innhold av magnetpartikler redusert.
9. Apparat som angitt i krav 8, karakterisert ved at apparatet ytterligere omfatter organer for å utføre optisk analyse på det annet forhåndsbestemte område som reduseres eller tømmes for magnetpartikler.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8601528A SE8601528D0 (sv) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Mixing apparatus and method |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO871413D0 NO871413D0 (no) | 1987-04-03 |
NO871413L NO871413L (no) | 1987-10-08 |
NO167551B true NO167551B (no) | 1991-08-12 |
NO167551C NO167551C (no) | 1991-11-20 |
Family
ID=20364057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO871413A NO167551C (no) | 1986-04-07 | 1987-04-03 | Fremgangsmaate og apparat for behandling av vaesker, spesielt blanding av slike. |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4936687A (no) |
EP (1) | EP0240862B1 (no) |
JP (1) | JPS62241539A (no) |
AT (1) | ATE76780T1 (no) |
AU (1) | AU592631B2 (no) |
CA (1) | CA1294606C (no) |
DE (1) | DE3779477T2 (no) |
DK (1) | DK170873B1 (no) |
IE (1) | IE60018B1 (no) |
NO (1) | NO167551C (no) |
SE (1) | SE8601528D0 (no) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE9800070D0 (sv) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Hemocue Ab | Blandningsmetod |
SE520341C2 (sv) | 1998-01-14 | 2003-06-24 | Hemocue Ab | Metod och förfarande för blandning i ett tunt vätskeskick |
DE19836109A1 (de) * | 1998-08-10 | 2000-03-02 | Biotul Bio Instr Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur grenzflächennahen Mischung von Proben in Biosensorsystemen |
US6776174B2 (en) * | 1998-08-21 | 2004-08-17 | Paul E. Nisson | Apparatus for washing magnetic particles |
US6672458B2 (en) * | 2000-05-19 | 2004-01-06 | Becton, Dickinson And Company | System and method for manipulating magnetically responsive particles fluid samples to collect DNA or RNA from a sample |
CA2483694C (en) | 2002-05-17 | 2016-04-19 | Becton, Dickinson And Company | Automated system for isolating, amplifying and detecting a target nucleic acid sequence |
AU2003245564A1 (en) * | 2002-06-20 | 2004-01-06 | Arizona Board Of Regents | Method and arrangement of rotating magnetically inducible particles |
US20040157219A1 (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-12 | Jianrong Lou | Chemical treatment of biological samples for nucleic acid extraction and kits therefor |
US7572355B1 (en) | 2004-01-07 | 2009-08-11 | Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Electrochemistry using permanent magnets with electrodes embedded therein |
US20050239091A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-10-27 | Collis Matthew P | Extraction of nucleic acids using small diameter magnetically-responsive particles |
US8088130B2 (en) | 2006-02-03 | 2012-01-03 | Biomet Sports Medicine, Llc | Method and apparatus for coupling soft tissue to a bone |
EP1845381A4 (en) * | 2005-06-23 | 2012-03-14 | Arkray Inc | ANALYTICAL TOOL |
US8870446B2 (en) * | 2006-06-21 | 2014-10-28 | Spinomix S.A. | Device and method for manipulating and mixing magnetic particles in a liquid medium |
WO2008007270A2 (en) * | 2006-06-21 | 2008-01-17 | Spinomix S.A. | A method for manipulating magnetic particles in a liquid medium |
US8034245B1 (en) | 2006-12-19 | 2011-10-11 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of driving liquid flow at or near the free surface using magnetic microparticles |
CH700770A2 (de) | 2009-04-15 | 2010-10-15 | Philippe Saint Ger Ag | Verfahren zum Unterstützen und/oder Intensivieren einer physikalischen und/oder chemischen Reaktion und eine Reaktionseinrichtung zum Ausführen des Verfahrens. |
US9358513B2 (en) * | 2013-04-10 | 2016-06-07 | Xerox Corporation | Method and system for magnetic actuated mixing |
US11154828B2 (en) | 2018-09-14 | 2021-10-26 | Uchicago Argonne, Llc | Turbulent mixing by microscopic self-assembled spinners |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE221918C1 (no) * | 1968-08-06 | |||
US3219318A (en) * | 1961-08-22 | 1965-11-23 | Hershler Abe | Fluid treating method and apparatus |
US3439899A (en) * | 1967-02-27 | 1969-04-22 | Magneto Dynamics Inc | Method for the production and control of fluidized beds |
JPS4856894U (no) * | 1971-10-29 | 1973-07-20 | ||
BE792113A (fr) * | 1971-12-13 | 1973-05-30 | Technicon Instr | Melangeur de liquides contenant des particules magnetiques |
US3784170A (en) * | 1972-01-20 | 1974-01-08 | Beckman Instruments Inc | Sample cell and stirrer therefor |
US3987967A (en) * | 1974-12-19 | 1976-10-26 | Jury Nikolaevich Kuznetsov | Method of working materials and device for effecting same |
US4090263A (en) * | 1975-02-28 | 1978-05-16 | Beckman Instruments, Inc. | Magnetic mixing apparatus |
US3997272A (en) * | 1975-12-15 | 1976-12-14 | Varian Associates | Magnetic stirrer improvement |
US4131370A (en) * | 1977-03-17 | 1978-12-26 | Temtron Electronics Ltd. | Micro stirrer |
JPS558210A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-21 | Nippon Telegraph & Telephone | Method of waterproofing connector of communication cable |
FR2446669A1 (fr) * | 1979-01-17 | 1980-08-14 | Bienvenu Gerard | Procede et dispositif de mise en oeuvre de transferts de matiere de reactions physiques et/ou chimiques ou de transferts thermiques dans un milieu fluide |
US4227815A (en) * | 1979-07-06 | 1980-10-14 | Beckman Instruments, Inc. | Magnetic stirrer for sample container of photometric analyzer |
US4390283A (en) * | 1979-09-04 | 1983-06-28 | Beckman Instruments, Inc. | Magnetic strirrer for sample container |
JPS5949834A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-22 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 電磁式混合撹拌装置の給電方式 |
JPS5952539A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-03-27 | 株式会社富士電機総合研究所 | 電磁式粉砕混合等処理装置 |
JPS59145053A (ja) * | 1983-02-07 | 1984-08-20 | 株式会社 富士電機総合研究所 | 電磁式粉砕,混合装置 |
AU3161684A (en) * | 1983-08-03 | 1985-02-07 | Ani Corporation Limited, The | Magnetic stirrer motor and control circuit |
FR2553888B1 (fr) * | 1983-10-25 | 1986-02-07 | Centre Nat Rech Scient | Compteur de phases liquides d'un melange partiellement liquide et transparent |
-
1986
- 1986-04-07 SE SE8601528A patent/SE8601528D0/xx unknown
-
1987
- 1987-03-26 DE DE8787104511T patent/DE3779477T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-03-26 AT AT87104511T patent/ATE76780T1/de active
- 1987-03-26 EP EP87104511A patent/EP0240862B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-27 IE IE79887A patent/IE60018B1/en not_active IP Right Cessation
- 1987-03-31 DK DK163387A patent/DK170873B1/da not_active IP Right Cessation
- 1987-04-03 NO NO871413A patent/NO167551C/no unknown
- 1987-04-06 AU AU71086/87A patent/AU592631B2/en not_active Ceased
- 1987-04-06 CA CA000533902A patent/CA1294606C/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-04-07 JP JP62083946A patent/JPS62241539A/ja active Pending
-
1988
- 1988-11-23 US US07/275,677 patent/US4936687A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO871413L (no) | 1987-10-08 |
SE8601528D0 (sv) | 1986-04-07 |
IE60018B1 (en) | 1994-05-18 |
AU592631B2 (en) | 1990-01-18 |
JPS62241539A (ja) | 1987-10-22 |
AU7108687A (en) | 1987-10-08 |
ATE76780T1 (de) | 1992-06-15 |
US4936687A (en) | 1990-06-26 |
DK163387D0 (da) | 1987-03-31 |
IE870798L (en) | 1987-10-07 |
DK170873B1 (da) | 1996-02-26 |
DK163387A (da) | 1987-10-08 |
EP0240862A1 (en) | 1987-10-14 |
EP0240862B1 (en) | 1992-06-03 |
CA1294606C (en) | 1992-01-21 |
DE3779477T2 (de) | 1993-02-11 |
DE3779477D1 (de) | 1992-07-09 |
NO871413D0 (no) | 1987-04-03 |
NO167551C (no) | 1991-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO167551B (no) | Fremgangsmaate og apparat for behandling av vaesker, spesielt blanding av slike. | |
Yasuda | Non-destructive, non-contact handling method for biomaterials in micro-chamber by ultrasound | |
US4793973A (en) | Container for adding antibodies or antigens to a biological liquid | |
US7258480B2 (en) | Apparatus for mixing liquid samples using a two dimensional stirring pattern | |
US3752443A (en) | Magnetic mixer | |
EP0418235A4 (en) | Coagulation assay systems which utilize paramagnetic particles | |
US3784170A (en) | Sample cell and stirrer therefor | |
AU4318697A (en) | Liquid treating apparatus for biological sample | |
US6808304B2 (en) | Method for mixing liquid samples using a linear oscillation stroke | |
JP5041153B2 (ja) | 分離装置 | |
AU8050591A (en) | Self-contained assay assembly and apparatus | |
ES2043022T3 (es) | Aparato de ensayos para fluidos biologicos. | |
US5918979A (en) | Combination mechanical rotator-rocker | |
CN111372686A (zh) | 经由可移动电磁铁组件进行三维混合和粒子输送 | |
FI962538A0 (fi) | Menetelmä ja laite nesteiden käsittelemiseksi | |
US20080170464A1 (en) | Analyzing apparatus, supply apparatus, agitation apparatus, and agitation method | |
CN109248721A (zh) | 一种可实现磁状态转换的微流控芯片 | |
JPH0334697Y2 (no) | ||
JP2005081177A (ja) | 撹拌装置 | |
JP3119492B2 (ja) | 試薬の撹拌装置 | |
EP3218112B1 (en) | Modular fluid dispensing devices | |
CN202562839U (zh) | 一种特定蛋白快速分析搅拌装置 | |
CN114981663A (zh) | 自动分析装置 | |
JPS59196720A (ja) | 化学分析機用ミキサ装置 | |
JPS61110113A (ja) | 光ビ−ム制御装置 |