CN110873660A - 一种磁分离装置、磁分离方法及样本分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁分离装置、磁分离方法及样本分析装置，该装置包括：磁分离单元，其包括：磁分离盘，其上设置有至少一放杯位，以容纳放置反应容器，其中，反应容器中容置有进行免疫分析测试的磁珠以及溶液；至少一磁铁，分别对应放置在所述至少一放杯位中，其中，每个所述放杯位中放置对应的环形磁铁，以在所述反应容器放置在所述放杯位时，利用所述放杯位中的所述环形磁铁的磁力作用将所述磁珠吸附在所述反应容器的内壁，避免在排出所述反应容器中的废液时排出所述磁珠。通过上述方式，本发明能够避免所述磁珠被排出造成的浪费，同时避免管路被所述磁珠堵塞。

Description

一种磁分离装置、磁分离方法及样本分析装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种磁分离装置、磁分离方法及样本分析装置。

背景技术

免疫磁珠分离技术是将免疫学的高度特异性与磁珠特有的磁响应性相结合的一种新的分离技术，是一种特异性强、灵敏度高的免疫学检测方法和抗原纯化手段，该项技术在细胞分离、蛋白检测、免疫学检测及微生物学检测等方面得到广泛应用。

为使游离状态的非目标物与磁珠结合的目标物分离，需要在磁场中对反应物进行磁分离和清洗，清洗过程是在磁场中通过抽取反应杯中上清废液，然后重新注入清洗液，如此反复循环完成，而清洗过程中目标磁珠的损失率与磁分离的效果密切相关。而相对于吸取上清液泵的压力，在额定磁场强度的情况下，吸取上清液泵负压过大，会导致附着在反应杯内壁上的磁珠被吸走，这就使得排液针排出的液体中存在大量的免疫磁珠，不仅造成了免疫磁珠的浪费，还会堵塞相应管路导致设备故障。

本申请的发明人在长期的研发过程中，发现现有的磁分离装置中，磁珠的损失率大，且容易出现管路堵塞的故障。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种次分离装置、磁分离方法及样本分析装置，能够在磁分离过程中避免所述磁珠被排出造成的浪费，同时避免管路被所述磁珠堵塞。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种磁分离装置。

其中，所述装置包括：

磁分离单元，其包括：

磁分离盘，其上设置有至少一放杯位，以容纳放置反应容器，其中，反应容器中容置有进行免疫分析测试的磁珠以及溶液；

至少一环形磁铁，分别对应放置在所述至少一放杯位中，其中，每个所述放杯位中放置对应的环形磁铁，以在所述反应容器放置在所述放杯位时，利用所述放杯位中的所述环形磁铁的磁力作用将所述磁珠吸附在所述反应容器的内壁，避免在排出所述反应容器中的废液时排出所述磁珠。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种磁分离方法。

其中，所述方法包括：

将含有进行免疫分析测试的磁珠以及溶液的反应容器放置在磁分离盘中的放杯位中，并转动所述磁分离盘以将所述反应容置转至排液针的下方，其中，所述磁分离盘中的所述放杯位中设置有对应的环形磁铁，以使所述反应容器中游离态的磁珠在所述环形磁铁的作用下吸附至所述反应容器的内壁；

下移所述排液针至所述反应容器中合适位置，并利用所述排液针排出所述反应容器中的溶液。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种样本分析装置。

其中，所述样本分析装置包括任一所述的磁分离装置及样本检测装置。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过在放杯位设置环形磁铁，使得所述反应容器放置在所述放杯位时，在所述环形磁铁的磁力作用下将所述磁珠吸附在所述反应容器的内壁，实现所述磁珠的磁分离。而所述环形磁铁能够向所述反应容器施加更加稳定且磁场强度更大的磁场，能够将更多的磁珠吸附在所述反应容器的内壁，提高所述磁珠的分离效率，进而避免所述磁珠被排出造成的浪费，也避免管路被所述磁珠堵塞。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明一种磁分离装置一实施方式的结构示意图；

图2是图1中所述磁分离装置的剖面图；

图3是本发明排液单元一实施方式的结构示意图；

图4是本发明清洗单元一实施方式的结构示意图；

图5是本发明一种磁分离方法一实施方式的流程示意图；

图6是本发明一种磁分离方法一实施方式的流程示意图；

图7是本发明一种样本分析装置一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1和图2，图1是本发明一种磁分离装置一实施方式的结构示意图，图2是图1中磁分离装置的剖面图，该装置包括：

磁分离单元，其包括：磁分离盘10，其上设置有至少一放杯位20，以容纳放置反应容器30，其中，所述反应容器中容置有进行免疫分析测试的磁珠以及溶液；至少一环形磁铁40，分别对应放置在所述至少一放杯位20中，其中，每个所述放杯位20中放置对应的环形磁铁40，以在所述反应容器30放置在所述放杯位20时，利用所述放杯位20中的所述环形磁铁40的磁力作用将所述磁珠吸附在所述反应容器30的内壁，避免在排出所述反应容器30中的废液时排出所述磁珠。

在本实施方式中，通过在放杯位设置环形磁铁，使得所述反应容器30放置在所述放杯位20时，在所述环形磁铁40的磁力作用下将所述磁珠吸附在所述反应容器30的内壁，实现所述磁珠的磁分离。而所述环形磁铁40能够向所述反应容器30施加更加稳定且磁场强度更大的磁场，能够将更多的磁珠吸附在所述反应容器30的内壁，提高所述磁珠的分离效率，进而避免所述磁珠被排出造成的浪费，也避免管路被所述磁珠堵塞。

在本实施方式中，所述环形磁铁40包绕在所述放杯位20周围，所述环形磁铁40可以是永磁体，也可以是电磁铁。在一个实施方式中，为进一步降低成本，所述环形磁铁40为永磁体时，所述环形磁铁40沿所述放杯位的延伸方向具有不同的厚度，以配合所述反应容器30不同区域中磁珠的数量分布梯度。更进一步的，为了对磁场强度进行准确控制，所述环形磁铁40为电磁铁，所述电磁铁与控制电路连接。更进一步的，所述电磁铁为多个沿所述放杯位的延伸方向分布的环形磁铁单元，且每个所述环形磁铁单元与单独的控制电路连接，以使得所述环形磁铁产生的磁场的场强分布与所述反应容器30中不同区域磁珠的数量分布梯度对应，实现对所述磁珠的高效分离，同时避免泵负压过大导致附着在反应杯内壁上的磁珠被吸走造成浪费和也避免磁珠进入管路将管路堵塞。

在另一个实施方式中，请参考图3，图3是本发明排液单元一实施方式的结构示意图，排液装置100用于排出反应容器30中的废液，例如，免疫磁珠分离技术中用于对反应物进行磁分离和清洗过程中所使用的反应杯中的上清液。排液装置100包括排液针110、抽取泵120和隔离室130，其中，所述排液针110用于抽取所述反应容器中的废液；所述抽取泵120，通过排液管路而与所述排液针110相连，从而为所述排液针110提供抽取动力；所述隔离室130设置在所述排液针110与所述抽取泵120之间的排液管路上，以与所述抽取泵120配合而缓冲调节提供给所述排液针的抽取动力。

在本实施方式中，在所述排液针110与所述抽取泵120之间的排液管路上设置的所述隔离室130能够与所述抽取泵120配合而调节提供给所述排液针110的抽取动力，该缓冲调节抽取动力的方法简单，能够进一步降低磁珠损失率，且便于维护液路装置。也即采用设有环形磁铁的磁分离单元与设有隔离室的排液单元相互配合，在减少遗留在所述反应容器的废液中的磁珠的数目的同时，合理调节抽取动力，能够获得更低的磁珠损失率，将管路堵塞的风险进一步降低，便于相应装置的维护，获得更好的使用体验。

在本实施方式中，排液装置100可以是一个独立的液路装置，也可以是某一个设备中的液路单元，例如可以是免疫分析仪中的清洗装置的一个液路单元，其可以和清洗装置中的其它液路单元，例如用于注入清洗液的清洗单元配合使用，以完成整个的清洗过程。

具体地，排液装置100中的排液针110是用来插入至反应容器中以抽取反应容器中的废液，例如反应杯中的上清液。抽取泵120通过排液管路140而与排液针110相连，从而为排液针110提供抽取动力，例如负压的抽取动力。而隔离室130设置在排液针110与抽取泵120之间的排液管路140上，以与抽取泵120配合从而缓冲调节提供给排液针110的抽取动力。

在本实施例中，抽取泵120可以采用隔膜泵，其相对于蠕动泵，不需要频繁地更换相关的管路，寿命更长同时有助于更好去维护。排液管路140的具体结构设计可以根据实际应用而确定，在此不做限定。隔离室130和隔膜泵120均设置在排液管路140上，且隔离室130和隔膜泵120连接，这样当隔膜泵120调节负压的抽取动力时，隔离室130可以起到缓冲负压抽取动力的作用。隔膜泵120又可称控制泵，其可以在控制过程中接受调节器或计算机的控制信号，改变流体的流量，使调整参数(例如，占空比参数)维持在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动化。

此外，排液装置100可以进一步包括第一电磁阀150，例如两位三通电磁阀，其内设置有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的通路，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，因此，其可以通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的通孔。也就是说，两位三通电磁阀为双线圈控制，一个线圈瞬间通电后关闭电源，阀打开，相应的通路彼此相通；另一个线圈瞬间通电后关闭电源，阀关闭，对应的通路彼此相通。两位三通电磁阀可以长时间保持关闭或打开状态，能使线圈寿命更长，在高温管道中使用最佳。

在本实施例中，如图3所示，隔离室130设置有第一开口131、第二开口132和第三开口133，其中，第一开口131设置在隔离室130的侧壁上端，第二开口132设置在隔离室130的侧壁下端，而第三开口133设置在隔离室130的顶端。第一电磁阀150的常开端150A通过排液管路140而连接至隔离室130的第一开口131，第一电磁阀150的常闭端150B通过排液管路140而连接至隔离室130的第二开口132，第一电磁阀150的工作端150C通过排液管路140而连接至抽取泵120；而隔离室130的第三开口133通过排液管路140而连接至排液针110。

在本实施方式中，隔膜泵120可与第一电磁阀150配合，从而调节输入至排液装置100内的负压抽力，当第一电磁阀150切换在常开端150A且开启时，隔膜泵120与隔离室130的第一开口131相连从而提供给排液针110正常工作的抽取力，以抽取反应杯中的上清液；而当第一电磁阀150切换在常闭端150B且开启时，隔膜泵120与隔离室130的第二开口132相连，则可以抽取隔离室130中累积的废液。在整个排液过程中，隔离室130可以对输入至排液装置100内的负压抽取动力起到缓冲调节的作用，从而使排液针110内的抽取力不至于太强，避免排液针110在抽取反应杯中的上清液的同时，一并抽取了反应杯中的目标磁珠。

此外，如图3所示，排液装置100还进一步包括废液桶160，废液桶160设置在排液管路140的末端，通过排液管路140而与隔膜泵120连接。因此，排液装置100所抽取排出的废液可通过相关的通路而注入至废液桶160内。

在另一个实施方式中，所述磁分离装置还包括用于为放置在所述放杯位20上的所述反应容器40注入清洗液的清洗单元200，请参考图4，图4是本发明清洗单元一实施方式的结构示意图，所述清洗单元200用于为所述反应容器30提供新的清洗液。也就是说，当利用上述图3中所述的排液单元100排出了反应容器30中的废液(上清液)后，可进一步利用清洗单元200为反应容器30中注入新的清洗液，以再次地对反应容器中的目标物(如，目标磁珠)进行清洗，清洗后再次利用排液单元210排出相关的废液，从而达到对目标物进行多次清洗的目的。

具体地，清洗单元200包括清洗液供应器221、注液针222、柱塞泵223。其中，清洗液供应器221用于容纳并供应清洗液；注液针222通过注液管路225而与清洗液供应器221连接，以从清洗液供应器221中获得清洗液，并提供清洗液至反应容器中；柱塞泵223设置在注液管路225上并与清洗液供应器221和注液针222相连，以提供动力源将清洗液供应器221中的清洗液输送至注液针222中。

进一步的，所述清洗单元220可进一步包括第二电磁阀224，例如，二位三通电磁阀。其中，第二电磁阀224的工作端与柱塞泵223相连，第二电磁阀224的常开端与注液管路225相连，而第二电磁阀224的常闭端与清洗液供应器221相连。因此，第二电磁阀224与柱塞泵223配合，以根据需求而利用柱塞泵223将清洗液供应器221中的清洗液输送至注液针222中。

此外，如图3和图4所示，在本实施方式中，排液单元100中的排液针110可以包括并排设置的长针1111和短针1112，其中，长针1111通过排液管路216而连接至隔离室130和抽取泵120以抽取废液，即实现排液的功能。而短针1112贴近长针1111设置，且与清洗单元200中注液管路225相连，以从清洗单元220中获取清洗液从而对长针2111进行外壁清洗。

具体地，本实施方式中，清洗单元200可进一步包括第三电磁阀226，其设置在第二电磁阀224和注液针222之间的注液管路225中。第三电磁阀226可以采用两位三通电磁阀，第三电磁阀226的工作端与注液管路225相连，第三电磁阀226的常开端与注液针222相连，而第三电磁阀226的常闭端与短针2112相连。也就是说，可以通过第三电磁阀226而控制清洗液是注入至注液针222，以对反应杯添加清洗液，还是控制清洗液注入短针1112，从而对长针1111进行外壁清洗。

在另一个实施方式中，请一并参考图1和图3，所述磁分离单元进一步包括驱动装置50，所述驱动机构50与所述磁分离盘10连接以驱动所述磁分离盘10转动从而使放置在所述放杯位20上的所述反应容器30转动至所述排液针110下方或者转动至所述注液针222下方。在本实施方式中，通过驱动机构50能使所述放杯位20上的所述反应容器30转动至所述排液针110下方或者所述注液针222下方，也即不需要反复对所述反应容器30进行直接移动就能完成排液和清洗的过程而洗去磁珠表面的杂质，该磁分离装置结构紧凑，相应的动作连贯，有利于提高操作效率。

将进一步的，所述磁分离单元进一步包括机械手(图未示)，所述机械手用于将完成磁珠清洗和分离的所述反应容器30从所述磁分离盘10中夹取至待检测区域，以进行后续的检测。在本实施方式中，所述后续的检测可以是免疫分析检测。即通过所述机械手将完成磁珠清洗和分离的所述反应容器30转移至样本针下方，进而进行吸吐混匀操作和进行免疫检测操作。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种磁分离方法。

请参考图5，图5是本发明一种磁分离方法一实施方式的流程示意图，其中，所述方法包括步骤：

S100、将含有进行免疫分析测试的磁珠以及溶液的反应容器放置在磁分离盘中的放杯位中，并转动所述磁分离盘以将所述反应容置转至排液针的下方。

在所述步骤S100中，所述磁分离盘中的所述放杯位中设置有对应的环形磁铁，以使所述反应容器中游离态的磁珠在所述环形磁铁的作用下吸附至所述反应容器的内壁。

具体的，通过所述机械手将待磁分离的反应容器抓至所述磁分离盘上的放杯位，所述放杯位上的反应容器转置排液针的下部(即，转动至双针位)，而反应装置静置在磁场中。

S200、下移所述排液针至所述反应容器中合适位置，并利用所述排液针排出所述反应容器中的溶液。

在所述步骤S200中，所述排液针在直线电机的驱动下向靠近所述反应容器的方向移动，进入所述反应容器并移动至合适的位置。之后，隔膜泵打开，同时调节合适的隔膜泵的占空比参数，上清废液在负压的抽取动力的作用下，通过排液针的长针排出至废液桶，以排出所述反应容器中的溶液。进一步的，切换第一电磁阀至常闭端，满载运行隔离泵以将隔离室中的残余液体抽空。

进一步的，请参考图6，图6是本发明一种磁分离方法另一实施方式的流程示意图，其中，所述方法还包括步骤：

S300、移开所述排液针，并转动所述磁分离盘以使所述反应容器转动至所述注液针下方，以通过所述注液针向所述反应容器中注入清洗液。

在所述步骤S300中，移开排液针，磁分离盘转动，反应装置转动至注液针下方(即转动至单针位)，柱塞泵打开，通过注液针向反应杯中注入清洗液。进一步的，搅拌机构插入所述反应装置的适当位置进行搅拌，有利于将磁珠表面的杂质快速清洗干净，减少清洗次数。

S400、再次转动所述磁分离盘以使所述反应容器转动至所述排液针下方，重复上述步骤以完成预定次数的磁分离清洗操作。

在所述步骤S400中，再次转动所述磁分离盘以使所述反应容器转动至所述排液针下方，重复上述步骤以完成预定次数的磁分离清洗操作。所述磁分离清洗操作的次数可以根据反应装置中的磁珠的数量和每次注入的清洗液的量进行确定，此处不做具体限定。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种样本分析装置。请参考图7，图7是本发明一种样本分析装置一实施方式的结构示意图，其中，所述样本分析装置1包括任一所述的磁分离装置10及样本检测装置20。所述检测装置20可以是免疫荧光检测装置。

综上所述，本发明公开了一种磁分离装置及方法，该装置包括：磁分离单元，其包括：磁分离盘，其上设置有至少一放杯位，以容纳放置反应容器，其中，反应容器中容置有进行免疫分析测试的磁珠以及溶液；至少一磁铁，分别对应放置在所述至少一放杯位中，其中，每个所述放杯位中放置对应的环形磁铁，以在所述反应容器放置在所述放杯位时，利用所述放杯位中的所述环形磁铁的磁力作用将所述磁珠吸附在所述反应容器的内壁，避免在排出所述反应容器中的废液时排出所述磁珠。通过上述方式，本发明能够避免所述磁珠被排出造成的浪费，同时避免管路被所述磁珠堵塞。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种磁分离装置，其特征在于，包括：磁分离单元，其包括：

磁分离盘，其上设置有至少一放杯位，以容纳放置反应容器，其中，反应容器中容置有进行免疫分析测试的磁珠以及溶液；

至少一环形磁铁，分别对应放置在所述至少一放杯位中，其中，每个所述放杯位中放置对应的环形磁铁，以在所述反应容器放置在所述放杯位时，利用所述放杯位中的所述环形磁铁的磁力作用将所述磁珠吸附在所述反应容器的内壁，避免在排出所述反应容器中的废液时排出所述磁珠。

2.根据权利要求1所述的磁分离装置，其特征在于，所述环形磁铁为永磁体，所述永磁体在所述放杯位的延伸方向具有厚度梯度。

3.根据权利要求1所述的磁分离装置，其特征在于，所述环形磁铁为电磁铁，所述磁分离装置还包括与所述电磁铁电连接的控制电路，所述电磁铁包括多个沿所述放杯位的延伸方向分布的环形磁铁单元，且每个所述环形磁铁单元与单独的控制电路单元连接。

4.根据权利要求1所述的磁分离装置，其特征在于，进一步包括：排液单元，其包括：

排液针，用于抽取所述反应容器中的废液；

抽取泵，通过排液管路而与所述排液针相连，从而为所述排液针提供抽取动力；

隔离室，设置在所述排液针与所述抽取泵之间的排液管路上，以与所述抽取泵配合而缓冲调节提供给所述排液针的抽取动力。

5.根据权利要求4所述的磁分离装置，其特征在于，进一步包括：

清洗单元，用于为放置在所述放杯位上的所述反应容器注入清洗液，其包括：

清洗液供应器，用于容纳并供应清洗液；

注液针，通过注液管路与所述清洗液供应器连接，以从所述清洗液供应器中获得清洗液，并提供清洗液至所述反应容器中；

柱塞泵，设置在所述注液管路上并与所述清洗液供应器和所述注液针相连，以提供动力源将所述清洗液供应器中的清洗液输送至所述注液针中。

6.根据权利要求5所述的磁分离装置，其特征在于，所述磁分离单元进一步包括：

驱动装置，与所述磁分离盘连接以驱动所述磁分离盘转动从而使放置在所述放杯位上的所述反应容器转动至所述排液针下方或者转动至所述注液针下方。

7.根据权利要求1所述的磁分离装置，其特征在于，所述磁分离单元进一步包括：

机械手，用于将完成磁珠清洗和分离的所述反应容器从所述磁分离盘中夹取至待检测区域，以进行后续的检测。

8.根据权利要求5所述的磁分离装置，其特征在于，所述排液针包括并排设置的长针和短针，其中，所述长针通过排液管路而连接至所述隔离室和所述抽取泵以抽取废液；而所述短针与所述注液管路相连以获取清洗液对所述长针进行清洗。

9.根据权利要求4所述的磁分离装置，其特征在于，所述排液单元进一步包括：

第一电磁阀，设置在所述隔离室和所述隔膜泵之间的排液管路上，其中，所述第一电磁阀为二位三通电磁阀，且所述隔离室设置有第一开口、第二开口和第三开口，其中，所述第一开口设置在所述隔离室的侧壁上端，所述第二开口设置在所述隔离室的侧壁下端，而所述第三开口设置在所述隔离室的顶端，所述第一电磁阀的常开端通过排液管路而连接至所述隔离室的第一开口，所述第一电磁阀的常闭端通过排液管路而连接至所述隔离室的第二开口，所述第一电磁阀的工作端通过排液管路而连接至所述抽取泵；而所述隔离室的第三开口通过排液管路而连接至所述排液针。

10.根据权利要求5所述的磁分离装置，其特征在于，所述清洗单元进一步包括：

第二电磁阀，其中，所述第二电磁阀的工作端与所述柱塞泵相连，所述第二电磁阀的常开端与所述注液管路相连，而所述第二电磁阀的常闭端与所述清洗液供应器相连。

11.根据权利要求5所述的磁分离装置，其特征在于，所述清洗单元进一步包括：

第三电磁阀，其中，所述第三电磁阀的工作端与所述注液管路相连，所述第三电磁阀的常开端与所述注液针相连，而所述第三电磁阀的常闭端与所述短针相连。

12.一种磁分离方法，其特征在于，包括：

将含有进行免疫分析测试的磁珠以及溶液的反应容器放置在磁分离盘中的放杯位中，并转动所述磁分离盘以将所述反应容置转至排液针的下方，其中，所述磁分离盘中的所述放杯位中设置有对应的环形磁铁，以使所述反应容器中游离态的磁珠在所述环形磁铁的作用下吸附至所述反应容器的内壁；

下移所述排液针至所述反应容器中合适位置，并利用所述排液针排出所述反应容器中的溶液。

13.根据权利要求12所述的磁分离方法，其特征在于，所述方法还包括：

移开所述排液针，并转动所述磁分离盘以使所述反应容器转动至所述注液针下方，以通过所述注液针向所述反应容器中注入清洗液；

再次转动所述磁分离盘以使所述反应容器转动至所述排液针下方，重复上述步骤以完成预定次数的磁分离清洗操作。

14.一种样本分析装置，其特征在于，所述样本分析装置包括权利要求1-11任一项所述的磁分离装置及样本检测装置。

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