RU2198919C1 - Device for collecting immunomagnetic particles bound via specific antibodies to bacterial or viral agents, from infected biological fluid - Google Patents

Device for collecting immunomagnetic particles bound via specific antibodies to bacterial or viral agents, from infected biological fluid Download PDF

Info

Publication number
RU2198919C1
RU2198919C1 RU2001131311/13A RU2001131311A RU2198919C1 RU 2198919 C1 RU2198919 C1 RU 2198919C1 RU 2001131311/13 A RU2001131311/13 A RU 2001131311/13A RU 2001131311 A RU2001131311 A RU 2001131311A RU 2198919 C1 RU2198919 C1 RU 2198919C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
permanent magnet
biological fluid
external
immunomagnetic particles
reservoir
Prior art date
Application number
RU2001131311/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
П.П. Сельцовский
П.А. Курбатов
М.А. Владимирский
В.И. Филиппов
Л.В. Слогоцка
Л.В. Слогоцкая
Original Assignee
Московский городской научно-практический центр борьбы с туберкулезом Комитета здравоохранения Москвы
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский городской научно-практический центр борьбы с туберкулезом Комитета здравоохранения Москвы filed Critical Московский городской научно-практический центр борьбы с туберкулезом Комитета здравоохранения Москвы
Priority to RU2001131311/13A priority Critical patent/RU2198919C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2198919C1 publication Critical patent/RU2198919C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has cylindrical reservoir containing infected biological fluid and permanent magnet mounted on rod and enclosed in non-magnetic casing. External permanent magnet or electromagnet for creating magnetic field increasing force of immunomagnetic particles magnetic attraction to the permanent magnet inside of the reservoir. This magnet and external magnet have to create magnetic field oriented along the reservoir axis. The permanent magnet inside of the reservoir is shaped as truncated cone and fixed on rod manufactured from soft magnetic material. The reservoir is mounted with 2-3 mm large space relative to external magnet. The latter optionally has plates manufactured from soft magnetic material on the end faces and windows for observing biological fluid. EFFECT: enhanced effectiveness in collecting immunomagnetic particles. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике инфекционных заболеваний. The invention relates to medicine, namely to the diagnosis of infectious diseases.

Известно устройство для сбора иммуномагнитных частиц из инфицированной биологической жидкости, содержащее емкость для биологической жидкости и наружный постоянный магнит, расположенный у стенок емкости - "Dynal magnetic particle concentrator" (каталог продукции фирмы "Dynal" Норвегия, 2000). Однако это устройство предназначено лишь для работы с микрообъемами биологической жидкости, тогда как при работе с инфицированной биологической жидкостью объемом 20 - 40 мл сила магнитного притяжения микрочастиц к постоянному магниту недостаточна для их сбора и сепарации из всего объема емкости. Кроме того, при сепарации магнитных частиц указанное устройство не обеспечивает необходимой технологической безопасности для работы с инфицированными материалами. A device for collecting immunomagnetic particles from an infected biological fluid is known, comprising a biological fluid container and an external permanent magnet located at the walls of the container - "Dynal magnetic particle concentrator" (Dynal product catalog Norway, 2000). However, this device is intended only for working with microvolumes of a biological fluid, whereas when working with an infected biological fluid with a volume of 20 - 40 ml, the force of magnetic attraction of microparticles to a permanent magnet is insufficient for their collection and separation from the entire volume of the tank. In addition, when separating magnetic particles, this device does not provide the necessary technological safety for working with infected materials.

Ближайшим техническим решением к предложенному является устройство для сбора иммуномагнитных частиц, связанных при помощи специфических антител с бактериальными или вирусными инфекционными агентами, из инфицированной биологической жидкости, содержащее емкость для последней и размещенный в ней магнит, укрепленный на стержне и расположенный внутри корпуса из немагнитного материала (RU 2098828 С1, 10.12.1997). Иммуномагнитные частицы изначально примагничиваются к постоянному магниту, а биологическая жидкость, содержащая инфекционные агенты, омывает эти частицы, которые затем отделяют от жидкости. The closest technical solution to the proposed one is a device for collecting immunomagnetic particles bound using specific antibodies with bacterial or viral infectious agents from an infected biological fluid, containing a container for the latter and a magnet placed in it, mounted on a rod and located inside a case made of non-magnetic material ( RU 2098828 C1, 12/10/1997). Immunomagnetic particles are initially magnetized to a permanent magnet, and biological fluid containing infectious agents washes these particles, which are then separated from the liquid.

Недостатком этого устройства является малая поверхность взаимодействия иммуномагнитных частиц, находящихся в агрегированном состоянии на поверхности постоянного магнита, и бактериальных клеток или вирусных частиц, подлежащих выделению из исследуемого биологического материала. Использование же постоянного магнита, помещаемого внутри емкости для биологической жидкости, в которой иммуномагнитные частицы могут быть диспергированы для взаимодействия с искомыми инфекционными (бактериальными или вирусными) агентами, не позволяет создать достаточную величину напряженности магнитного поля, обеспечивающего присоединение магнитных частиц из всего объема емкости к биологической жидкости, существенно ослабленного в условиях вязкого состояния биологической материала. The disadvantage of this device is the small surface of the interaction of immunomagnetic particles that are in an aggregated state on the surface of a permanent magnet, and bacterial cells or viral particles to be isolated from the studied biological material. The use of a permanent magnet placed inside a container for biological fluid in which immunomagnetic particles can be dispersed to interact with the desired infectious (bacterial or viral) agents does not allow creating a sufficient magnetic field strength, which ensures the attachment of magnetic particles from the entire volume of the tank to the biological liquid significantly weakened in the viscous state of biological material.

Технический результат изобретения заключается в повышении величины сил магнитного притяжения, обеспечивающих присоединение иммуномагнитных частиц, связанных с бактериальными клетками или вирусными частицами к постоянному магниту, и, таким образом, в повышении эффективности сбора иммуномагнитных частиц из всего объема исследуемой биологической жидкости, клинические образцы которой часто обладают значительной вязкостью. В результате повышается эффективность сепарации бактериальных клеток или вирусов из инфицированных материалов. The technical result of the invention is to increase the magnitude of the forces of magnetic attraction, ensuring the attachment of immunomagnetic particles associated with bacterial cells or viral particles to a permanent magnet, and, thus, to increase the efficiency of collecting immunomagnetic particles from the entire volume of the studied biological fluid, clinical samples of which often have significant viscosity. As a result, the efficiency of the separation of bacterial cells or viruses from infected materials is increased.

Это достигается тем, что в предложенном устройстве для сбора иммуномагнитных частиц, содержащем емкость для биологической жидкости и размещенный в ней постоянный магнит, укрепленный на стержне и расположенный внутри корпуса из немагнитного материала, снаружи емкости коаксиально установлен внешний постоянный магнит или электромагнит для создания магнитного поля, увеличивающего силу магнитного притяжения иммуномагнитных частиц к постоянному магниту, расположенному внутри емкости. This is achieved by the fact that in the proposed device for collecting immunomagnetic particles containing a container for biological fluid and placed in it a permanent magnet mounted on a rod and located inside the body of non-magnetic material, an external permanent magnet or electromagnet is coaxially mounted outside the container to create a magnetic field, increasing the force of magnetic attraction of immunomagnetic particles to a permanent magnet located inside the tank.

Емкость для биологической жидкости должна быть установлена с зазором 2-3 мм относительно внешнего магнита. Постоянный магнит, расположенный в емкости, может иметь форму усеченного конуса. Стержень, на котором укреплен постоянный магнит в емкости, следует выполнить из магнитомягкого материала. The capacity for the biological fluid should be installed with a gap of 2-3 mm relative to the external magnet. A permanent magnet located in the container may have the shape of a truncated cone. The rod on which the permanent magnet is mounted in the container should be made of soft magnetic material.

Внешний постоянный магнит может быть снабжен на торцах пластинами из магнитомягкого материала и иметь окна для визуального наблюдения за биологической жидкостью. An external permanent magnet can be provided at the ends with plates of magnetically soft material and have windows for visual observation of the biological fluid.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 изображено устройство в аксонометрии, на фиг.2 - то же устройство с электромагнитом. The invention is illustrated by the drawing, in which in FIG. 1 shows a device in a perspective view, in Fig.2 - the same device with an electromagnet.

Устройство для сбора иммуномагнитных частиц, связанных при помощи специфических антител с бактериальными и вирусными инфекционными агентами, из инфицированной биологической жидкости содержит емкость 1 для последней и размещенный в ней постоянный магнит 2, укрепленный на стержне 3 и расположенный внутри корпуса 4 из немагнитного материала. A device for collecting immunomagnetic particles bound by specific antibodies to bacterial and viral infectious agents from an infected biological fluid contains a container 1 for the latter and a permanent magnet 2 located therein, mounted on the shaft 3 and located inside the housing 4 of non-magnetic material.

Для создания магнитного поля, увеличивающего силу магнитного притяжения иммуномагнитных частиц к постоянному магниту, расположенному внутри емкости, снаружи емкости 1 коаксиально установлен постоянный магнит 5 (см. фиг.1) или электромагнит 6. To create a magnetic field that increases the force of magnetic attraction of immunomagnetic particles to a permanent magnet located inside the tank, a permanent magnet 5 (see Fig. 1) or an electromagnet 6 is coaxially mounted outside the tank 1.

Этот постоянный магнит может иметь форму цилиндра или форму усеченного конуса; при этом его большее основание с диаметром 6-7 мм, меньшее основание с диаметром 4-5 мм, а высота постоянного магнита равна 10-12 мм. This permanent magnet may take the form of a cylinder or the shape of a truncated cone; while its larger base with a diameter of 6-7 mm, a smaller base with a diameter of 4-5 mm, and the height of the permanent magnet is 10-12 mm.

В качестве корпуса 4, в который помещается постоянный магнит, может быть использован сменный пластиковый наконечник для пипеточного дозатора объемом до 5 мл, нижнее отверстие которого закупорено парафином для предотвращения попадания в него жидкости. As the housing 4, in which the permanent magnet is placed, a replaceable plastic tip for a pipette dispenser with a volume of up to 5 ml can be used, the lower opening of which is clogged with paraffin to prevent liquid from entering it.

Стержень 3, на котором укреплен постоянный магнит 2, выполнен из магнитомягкого материала, например стали 10. Длина стержня должна быть больше высоты емкости 1 для удобства работы. Диаметр стержня меньше диаметра цилиндрической части пластикового наконечника для свободного перемещения в нем и равен диаметру верхнего основания постоянного магнита 2. Последний имеет конусность, соответствующую конусности пластикового наконечника. Высота магнита равна 1,5-2 диаметрам его большего основания. The rod 3, on which the permanent magnet 2 is mounted, is made of soft magnetic material, such as steel 10. The length of the rod should be greater than the height of the tank 1 for ease of operation. The diameter of the rod is less than the diameter of the cylindrical part of the plastic tip for free movement in it and is equal to the diameter of the upper base of the permanent magnet 2. The latter has a taper corresponding to the taper of the plastic tip. The height of the magnet is equal to 1.5-2 diameters of its larger base.

Емкость 1 для биологической жидкости установлена с зазором 2-3 мм относительно внешнего постоянного магнита 5 для ее свободного перемещения. Для усиления вектора магнитной индукции к постоянному магниту 2 внешний постоянный магнит 5 снабжен на торцах пластинами 7 из магнитомягкого материала, представляющими собой магнитопроводы. Электромагнитная катушка 6 также снабжена аналогичными пластинами 8. The capacity 1 for the biological fluid is installed with a gap of 2-3 mm relative to the external permanent magnet 5 for its free movement. To amplify the vector of magnetic induction to the permanent magnet 2, the external permanent magnet 5 is provided at the ends with plates 7 of soft magnetic material, which are magnetic cores. The electromagnetic coil 6 is also provided with similar plates 8.

Внешний постоянный магнит 5 может представлять собой сплошное кольцо или состоять из секторов, охваченных пластинами из магнитомягкого материала. Постоянные магниты 2 и 5 изготавливаются из сплава редкоземельных металлов (самарий-кобальт или неодим-железо-бор). Постоянный магнит 5 может иметь окна (не изображены) для визуального наблюдения за биологической жидкостью. Использование сменного пластикового наконечника 4 в качестве немагнитного корпуса, в который помещается постоянный магнит 2, позволяет его многократно использовать, что необходимо при исследовании инфицированных жидкостей, и переносить иммуномагнитные частицы в микропробирки для проведения анализа. The external permanent magnet 5 may be a continuous ring or consist of sectors covered by plates of magnetically soft material. Permanent magnets 2 and 5 are made of an alloy of rare-earth metals (samarium-cobalt or neodymium-iron-boron). Permanent magnet 5 may have windows (not shown) for visual observation of biological fluid. The use of a replaceable plastic tip 4 as a non-magnetic housing in which the permanent magnet 2 is placed allows it to be reused, which is necessary in the study of infected liquids, and to transfer immunomagnetic particles into microtubes for analysis.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Исследуется 5 мл мокроты, собранной в емкости 1 - пробирке объемом 50 мл, для выявления микобактерий туберкулеза. Для лизиса мокроты добавляют равный объем 4% раствора гидроксида натрия и 100 мг N-ацетил-L-цистеина (NALC), встряхивают 30 сек и инкубируют 1 час при 40oС (при плохом разжижении повторно добавляют 50-70 мг NALC). Затем лизированную мокроту нейтрализуют примерно равным объемом 1 М раствором трис-основания и соляной кислоты (100 мл 37% НС1 в 1 литре раствора трис-основания), содержащим индикатор феноловый красный (40 мг/л) до перехода окраски от малинового цвета при щелочной реакции до красно-желтоватой при нейтральной реакции. К исследуемому материалу добавляется 0,1 мл суспензии иммуномагнитных микрочастиц, связанных с антителами к микобактериям (препарат "Микосорб"), и осторожно перемешивают в течение 45-60 мин. В пробирке размещается заключенный в корпусе 4 постоянный магнит 2, имеющий намагниченность по оси пробирки. Магнит 2 укреплен на стержне 3. Затем для создания магнитного поля, увеличивающего силу магнитного притяжения иммуномагнитных частиц к постоянному магниту, расположенному внутри пробирки, вокруг нее с зазором 2-3 мм устанавливается наружный постоянный магнит 5 или электромагнит 6, который обеспечивает высокий градиент модуля вектора магнитной индукции в биологическом материале, направленном к постоянному магниту 2.5 ml of sputum is collected in a container 1, a 50 ml tube, to detect mycobacterium tuberculosis. For lysis of sputum, an equal volume of 4% sodium hydroxide solution and 100 mg of N-acetyl-L-cysteine (NALC) are added, shaken for 30 seconds and incubated for 1 hour at 40 ° C (with poor dilution, 50-70 mg of NALC is re-added). Then, lysed sputum is neutralized with an approximately equal volume of 1 M Tris-base and hydrochloric acid solution (100 ml of 37% HCl in 1 liter of Tris-base solution) containing the phenol red indicator (40 mg / l) until the color turns from raspberry color during alkaline reaction to red-yellowish with a neutral reaction. 0.1 ml of a suspension of immunomagnetic microparticles bound to antibodies to mycobacteria (Mikosorb preparation) is added to the test material and mixed gently for 45-60 minutes. The permanent magnet 2 enclosed in the housing 4 is placed in the test tube, and has magnetization along the axis of the test tube. Magnet 2 is mounted on the rod 3. Then, to create a magnetic field that increases the force of magnetic attraction of the immunomagnetic particles to the permanent magnet located inside the tube, an external permanent magnet 5 or electromagnet 6 is installed around it with a gap of 2-3 mm, which provides a high gradient of the vector module magnetic induction in biological material directed to a permanent magnet 2.

Таким образом, иммуномагнитные частицы, содержащие связанные с ними бактериальные клетки или вирусные частицы, собираются на поверхности корпуса 4, прилегающей к полюсам постоянного магнита 2, извлекаются из биологической жидкости и переносятся в микропробирку объемом 1,5 мл, содержащую буферный раствор, с последующим их освобождением с поверхности корпуса 4 после извлечения стержня 3 с постоянным магнитом 2. Извлеченные вместе с иммуномагнитными частицами инфекционные агенты далее могут быть осаждены, лизированы и исследованы с помощью различных методов, в том числе полимеразной цепной реакции. Thus, immunomagnetic particles containing associated bacterial cells or viral particles are collected on the surface of the housing 4 adjacent to the poles of the permanent magnet 2, are removed from the biological fluid and transferred to a 1.5 ml microtube containing a buffer solution, followed by release from the surface of the housing 4 after removing the rod 3 with a permanent magnet 2. The infectious agents extracted together with the immunomagnetic particles can then be precipitated, lysed and examined using azlichnyh methods, including the polymerase chain reaction.

Использование предложенного устройства обеспечивает взаимодействие антигенов бактериальных клеток или вирусных частиц с антителами иммуномагнитных частиц в течение периода инкубации при перемешивании, отделение иммуномагнитых частиц из всего объема исследуемой жидкости и соответственно технологическую простоту и высокую эффективность обнаружения инфекционного агента, в частности микобактерий туберкулеза. Using the proposed device provides the interaction of antigens of bacterial cells or viral particles with antibodies of immunomagnetic particles during the incubation period with stirring, separation of immunomagnetic particles from the entire volume of the test fluid and, accordingly, technological simplicity and high detection efficiency of an infectious agent, in particular mycobacterium tuberculosis.

Claims (7)

1. Устройство для сбора иммуномагнитных частиц, связанных при помощи специфических антител с бактериальными или вирусными инфекционными агентами, из инфицированной биологической жидкости, содержащее емкость для последней и размещенный в ней постоянный магнит, укрепленный на стержне и расположенный внутри корпуса из немагнитного материала, отличающееся тем, что снаружи емкости коаксиально установлен внешний постоянный магнит или электромагнит для создания магнитного поля, увеличивающего силу магнитного притяжения иммуномагнитных частиц к постоянному магниту, расположенному внутри емкости. 1. A device for collecting immunomagnetic particles bound by specific antibodies to bacterial or viral infectious agents from an infected biological fluid, comprising a container for the latter and a permanent magnet placed therein, mounted on a rod and located inside a case of non-magnetic material, characterized in that an external permanent magnet or electromagnet is coaxially mounted outside the container to create a magnetic field that increases the force of magnetic attraction of the immunomagnetic ticles to a permanent magnet located inside the tank. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что постоянный магнит, расположенный внутри емкости для биологической жидкости, и внешний магнит или электромагнит имеют магнитное поле, расположенное по оси емкости. 2. The device according to claim 1, characterized in that the permanent magnet located inside the tank for biological fluid, and an external magnet or electromagnet have a magnetic field located along the axis of the tank. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что постоянный магнит, расположенный внутри емкости, имеет форму усеченного конуса. 3. The device according to claim 1, characterized in that the permanent magnet located inside the container has the shape of a truncated cone. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что постоянный магнит, расположенный внутри емкости, закреплен на стержне, выполненном из магнитомягкого материала. 4. The device according to claim 1, characterized in that the permanent magnet located inside the tank is mounted on a rod made of soft magnetic material. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость для биологической жидкости установлена с зазором 2-3 мм относительно внешнего магнита. 5. The device according to claim 1, characterized in that the capacity for the biological fluid is installed with a gap of 2-3 mm relative to the external magnet. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешний постоянный магнит снабжен на торцах пластинами из магнитомягкого материала. 6. The device according to claim 1, characterized in that the external permanent magnet is provided at the ends with plates of soft magnetic material. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешний постоянный магнит выполнен с окнами для визуального наблюдения биологической жидкости. 7. The device according to claim 1, characterized in that the external permanent magnet is made with windows for visual observation of biological fluid.
RU2001131311/13A 2001-11-21 2001-11-21 Device for collecting immunomagnetic particles bound via specific antibodies to bacterial or viral agents, from infected biological fluid RU2198919C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131311/13A RU2198919C1 (en) 2001-11-21 2001-11-21 Device for collecting immunomagnetic particles bound via specific antibodies to bacterial or viral agents, from infected biological fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131311/13A RU2198919C1 (en) 2001-11-21 2001-11-21 Device for collecting immunomagnetic particles bound via specific antibodies to bacterial or viral agents, from infected biological fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2198919C1 true RU2198919C1 (en) 2003-02-20

Family

ID=20254382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001131311/13A RU2198919C1 (en) 2001-11-21 2001-11-21 Device for collecting immunomagnetic particles bound via specific antibodies to bacterial or viral agents, from infected biological fluid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2198919C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FEMS microbialogical Letters, 1999, 176(2), р.285-289. Каталог продукции фирмы "DYNAL", Норвегия, 2000. Приготовление и применение магнитных сорбентов для изучения антигенов микроорганизмов. Методические рекомендации. - Волгоград, 1984, с.9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6361749B1 (en) Apparatus and methods for magnetic separation
CA2292631C (en) Magnetic cell separation device
JP5846609B2 (en) Magnetic separation of rare cells
US10293344B2 (en) Sample holder with magnetic base and magnetisable body
JP3842784B2 (en) System for separating magnetically attractive particles
US6413420B1 (en) Magnetic separation device
JP5027925B2 (en) Method for suspending or resuspending particles in solution and apparatus adapted therefor
JP2008167722A (en) Nucleic acid isolation method by heating on magnetic support
JP2005534306A (en) Methods and reagents for improved selection of biomaterials
US10900872B2 (en) Magnetic needle separation and optical monitoring
US8361326B2 (en) Apparatus and method for the treatment of liquids with magnetic particles
RU2198919C1 (en) Device for collecting immunomagnetic particles bound via specific antibodies to bacterial or viral agents, from infected biological fluid
WO2004011146A1 (en) A device and method for manipulating magnetic particles
WO2017197278A1 (en) Magnetic separation system and deivices
US20240094099A1 (en) Magnetic Particle Air Transfer
JP2010081915A (en) Cell recovery magnetic stand and cell recovery kit
US20190270093A1 (en) Magnetic tool and method of collecting magnetic particles using same
EP1954396B1 (en) Magnetic separator and method
CN115138473A (en) Purification device and purification method
JP2023034045A (en) Magnetic bead separation method, magnetic bead separation device and sample tube
JP2005205367A (en) Magnetic separator
Banik MAGNETICALLY ACTUATED PHYSICAL IMPINGEMENT FOR ELUTION OF ARTIFICIAL MUCOUS FROM A SWAB
WO2021086313A1 (en) Concentrating biological components

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031122