[發明專利]環形多孔納米磁珠分離器及其安裝方法

有效

• 申請號: 201310089111.X
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103185680A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 劉洪山;羅錫文;莫嘉嗣;林杰斯
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G01N1/34
• 分類號: G01N1/34;G01N1/40
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松;付茵茵

技術領域

本發明涉及納米磁珠分離裝置，具體的說，涉及一種環形多孔納米磁珠分離器及其安裝方法。

背景技術

納米磁珠分離技術已廣泛應用于涉及微生物和化學目標物檢測的多個領域，其主要功用在于：在復雜背景環境下捕獲感興趣的微生物和化學目標物，從而實現對微生物和化學目標物的提純、稀釋等，是對微生物和化學目標進行檢測分析的一種前處理手段。其原理為：表面修飾了目標微生物抗體的磁珠由于抗體抗原的特異性反應形成磁珠微生物結合體，從而對外磁場敏感；磁珠微生物結合體被吸附，游離的雜質被去除，從而實現對目標物提純和富集。

對少量微生物或化學目標物從復雜背景中被捕獲并分離出來從而達到微生物或化學目標物提純、稀釋和分析等目的，關鍵在于設計局部的磁場環境，通過控制納米磁珠達到控制微生物或化學目標物的目的，而實現這種磁場環境的裝置就是磁分離裝置。

現有的磁珠分離器采用立方永磁體實現磁場環境，對150nm磁珠的分離效率約為85%，對30nm磁珠的分離效率約為75%。其結構如圖1所示，外殼為立方體形，內部設有四個立方體形的容腔，每個容腔置入一組立方體形的磁體組，相鄰磁體組之間設置試管孔，位于最外側的磁體組的外側也設置試管孔。磁體組包括兩塊立方永磁體，兩塊立方永磁體之間放置用于導磁的金屬片，金屬片的兩側與試管孔的側面正對。

這種結構的磁珠分離器具有如下缺點：

1.當需要多點（多試樣）處理時，因為裝置不能形成閉合，兩端磁體磁場外泄，當用于樣品處理時，效果明顯減弱，因此，采用立方永磁體的磁珠分離器對磁體的利用率較低。尤其位于最外側的兩個試管孔，只有單邊勵磁，而單邊勵磁的分離效果差，因此在分離試驗中基本不使用這兩個試管孔。

2.分離效率較低，采用30nm磁珠的分離效率僅為75%。

3.圖2所示，試管孔內放置的試管的下半部分具有錐度，而金屬片為矩形，側邊與試管的上半部分對齊，因此試管外圍與金屬片之間存在間隙，在間隙處通過空氣導磁，將減弱帶錐度的試管內的磁感應強度。

4.金屬片的材料為鐵，導磁率較低，用于傳遞磁場時，效果不理想。

5.由于采用立方永磁體，磁珠分離器實現旋轉、振動等環節帶來不便，不利于磁珠分離器與其他前處理環節的組合，不利于形成磁分離混合自動化。

6.裝配時，同組磁體組中的兩塊立方永磁體是直壁的，且磁極互斥，假如不夾緊，將會從立方體形的容腔中翻滾彈出，因此需要使用非磁性材料做的夾具，先固定一塊后再裝另一塊。如圖1所示，四組磁體組都是靠外殼的下側邊夾住，需要同時固定四組中位于上方的立方永磁體，再每組逐塊添加位于下方的立方永磁體，再分別固定后，才能合上外殼。因此，這種特殊的夾具需要訂做，且裝夾困難，磁珠分離器的裝配難度大。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種有效提高磁體利用率和試管孔數量，且易于裝配的環形多孔納米磁珠分離器及其安裝方法。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

環形多孔納米磁珠分離器，包括外殼和磁體組；磁體組呈瓦形，磁體組的數量為雙數；磁體組沿著環形置于外殼內設置的與磁體組形狀相應的容腔中；相鄰磁體組之間的外殼上設有放置試管的試管孔；相鄰磁體組之間的磁極極性相反。

磁體組包括瓦形的大磁瓦和瓦形的小磁瓦；小磁瓦的外圓周頂住大磁瓦的內圓周，兩者之間設有導磁用的金屬片；小磁瓦的外圓周與大磁瓦的內圓周的磁極極性相同。

試管孔正對金屬片。

試管的左右兩側帶有錐度，金屬片的左右兩側具有與試管相同的錐度；試管放入試管孔時，金屬片的側邊緊貼試管的外壁。

金屬片的材質為坡莫合金。

外殼包括圓形部分、環形部分和與磁體組數量相同的隔板部分；圓形部分位于環形部分的中心，隔板部分沿著徑向設置在圓形部分和環形部分之間；圓形部分、環形部分和兩側的隔板部分圍成瓦形的容腔。

外殼的上、下兩端面均設置有機玻璃板；位于上端面的有機玻璃板設有通孔，通孔與試管孔正對。

磁體組有六組。

磁體組為釹鐵硼永磁體。

環形多孔納米磁珠分離器的安裝方法，包括如下步驟：將大磁瓦卡入外殼的容腔中，在大磁瓦的內圓周側放入金屬片，在金屬片的內側放入小磁瓦，使得大磁瓦、金屬片和小磁瓦依次壓緊并卡在和固定在容腔中，將大磁瓦與外殼固定，將小磁瓦與外殼固定，完成一組磁體組的安裝；完成各組磁體組的安裝。