[发明专利]用于磁分离装置的磁化部分

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于磁分离装置的磁化部分。该磁化部分提供 可以从其中含有磁性标记的颗粒的非磁性介质吸引和分离所述颗粒的 高梯度磁场。本发明也涉及一种用于隔离磁性标记的颗粒的磁分离装 置，所述装置包括所述磁化部分。

背景技术

使用高梯度磁场从其中悬浮有磁性标记的颗粒的流体吸引和分离 所述颗粒是众所周知的。此外，磁分离装置用在包括制药、医学、农 业、科学和工程技术领域的各种工业中。例如，在生物技术中，高梯 度磁场可以用于从血样分离出磁性标记的骨髓细胞。

传统地通过将磁体构造成提供具有高磁场强度区域和低磁场强度 区域的磁场而产生高梯度磁场。磁场的梯度是在高磁场强度区域和低 磁场强度区域之间场强所发生的变化。

欧洲专利申请No 03819654描述了磁性材料可以如何用于收集微 米级尺寸的磁性颗粒(优选地在0.1至2μm的范围内)。磁性材料包 括多个磁体。各磁体都具有北极和南极。磁体以如下方式一个堆叠在 另一个上方，即：相邻的磁体相互接触并且相邻的磁体的北极(N) 和南极(S)交替地布置(即，各磁体的北极(N)布置成与相邻的磁 体的南极(S)相邻)。为了收集磁性标记的颗粒，磁性材料最接近 样本容器放置，以便使包含磁性标记的颗粒的样本受到“边缘”磁场 (即，围绕磁性材料的周边边缘在相反的两极之间延伸的磁场)的作 用。已经发现，边缘磁场的强度和梯度由于磁体相互接触放置而折衷。 因为返回的磁通量直接通过相接触的相邻的磁体传播而到达相反的两 极，而不是朝向相邻的磁体的相反的两极向外围绕磁体的周边传播， 所以限制了边缘磁场的强度。由于边缘磁场的强度受到了限制，所以 边缘磁场的高磁场强度区域与低磁场强度区域之间的磁场强度的变化 也受到了限制。直接的结果是，边缘磁场的梯度最小化。磁性材料的 性能由于磁体的相互接触放置而折衷。例如，磁性材料将不能隔离最 小的微米级尺寸的颗粒，并且将不适于隔离纳米级尺寸的颗粒。分离 处理的效率和准确度也将受到限制。

美国专利申请No 10/484,110描述了一种用于分离悬浮在液体中 的可磁性吸引的微米级尺寸的颗粒(优选地在1.5至4μm的范围内) 的系统。该系统包括磁体布置，所述磁体布置包括至少两个环形的磁 体。在该系统的第一实施例中，磁轴(Y-Y′)与环形平面垂直地定向， 并且磁体沿着同一方向一个布置在另一个上方，以便使南北极磁轴 (Y-Y′)面对同一方向。环形磁体的内部部分形成用于接收样本容器 的空间。图1a绘制出包括三个沿同一方向布置的环形磁体(10、10′、 10″)的磁性布置(15)。在相邻的环形磁体之间布置有非磁性的间隔 物(11、11′)。在磁体布置的接收空间(12)中布置有样本容器(20)。 图1b绘制出通过图1a中所示的磁体布置产生的磁场。作用在接收空 间内的磁场是边缘磁场(25)。从图1b中所示的磁通线可以清楚地得 知，作用在接收空间内的磁场是具有较低梯度的弱边缘磁场。由于环 形磁体的构造，该磁场较弱并且具有低梯度。环形磁体构造成使得磁 通量直接通过磁体朝向相反的磁极传播，而不是在接收空间内围绕磁 体的周边边缘向外传播。而且，大量的磁通量通过顶部极面和底部极 面延伸，而不是在接收空间内延伸。设置在环形磁体之间的非磁性的 间隔物意在于帮助在环形空间内产生低磁场强度区域。然而，因为边 缘磁场已经是非常弱的，所以间隔物对边缘磁场的梯度具有非常小的 影响。由于边缘磁场较差，所以分离处理的效率和准确度被折衷。可 以被磁体布置分离的颗粒的尺寸也受到了限制。更具体地，磁体布置 将不适于隔离更小(纳米级尺寸)的磁性标记的颗粒。