[发明专利]用于移动磁性粒子的设备

说明书

本发明涉及在液体媒介中移动磁性粒子的设备。本发明还涉及用于在液体媒介中移动磁性粒子的系统，该系统包括设备和腔室。本发明还涉及用于移动磁性粒子的方法以及用于移动和用于固定磁性粒子的方法。

在生物采样分析领域中，尤其是分子诊断以及核酸分析，以及特别是通过从生物学或者临床样本中分离核酸来进行的分析中，需要增加自动化的程度，因为例如从生物学样品中分离核酸可能是耗费时间并且冗长的。样品制备可以包括细胞分离、细胞裂解和冲洗。对于关于遗传疾病、病症或者特征的基因分析，必须具有可利用的可靠的、易于再现的核酸分离方法，特别是符合自动化的方法。该需求对于在患者体液中检测低浓度的特异性细菌DNA特别有用。

在本文中，通常需要处理具有特定结合分子的磁性粒子，例如磁珠，该结合分子执行例如与在样品流体中出现的化合物之间的结合反应。出于该原因，需要实现对可控制的流体—珠子(fluid-bead)的交互作用，从而

—能够将例如该珠子结合到某些的目标分子；

—能够从剩余流体中冲洗或者分离或者洗提定位在磁珠或粒子处的目标或化合物。

通过在包含磁性粒子和媒介，例如液体，的容器或者腔室上施加磁场来移动磁性粒子的设备已经为公众所知。例如，国际专利申请WO04/000446A2中公开了一种旋转磁性可诱导粒子的方法和布置。该文献公开了通过旋转经过悬浮粒子的多方向磁场来旋转流体中悬浮的磁性可诱导粒子的装置和方法，由此移动这些粒子和该流体。应当认识到，在现有技术的用于移动磁性粒子的设备中，与将剪切力施加于媒介或媒介中的化合物相关的移动效率是不够的。

因此本发明的目的是提供一种用于在腔室内的液体媒介中移动磁性粒子的设备，其具有更高程度的移动效率以及对媒介中的化合物施加的剪切力的最优值。

上述目的通过根据本发明的设备、系统、用于移动的方法以及用于移动和用于固定的方法来实现。用于移动在腔室内的液体媒介中的磁性粒子的设备包括产生第一磁场的第一磁性器件，该设备还包括产生第二磁场的第二磁性器件，所述第一磁场具有第一主轴，第二磁场具有第二主轴，其中该第一和第二主轴相对于彼此倾斜一锐角倾斜角。

根据本发明的设备的优点在于，通过以这种方式施加两个磁性器件的磁场，能够在媒介中更有效地移动磁性粒子。对于包括诸如核酸、低聚核酸(oligo nucleic acid)、蛋白质、抗体等的生物分子的生化反应，如果磁性粒子或珠子以在预定的时间间隔内经历(see)尽可能多的媒介或者尽可能多的流体表面的方式通过流体，那么可以实现相应分子的更好结合或者通常更好的生化反应。通过施加这两个磁性器件的磁场且该磁性器件的主轴倾斜，也使得在生化反应发生以后的冲洗步骤期间的移动更加有效。假设移动效率与磁珠或者磁性粒子的可视扰动(visual turbulence)相关。观察到的扰动越多，结合和/或冲洗过程越好。

在本发明的优选实施方式中，提供的第一磁性器件可以围绕第一旋转轴以第一旋转速度旋转，并且其中提供的第二磁性器件可以围绕第二旋转轴以第二旋转速度旋转。尤其优选地是提供的该第一和第二旋转速度在移动操作期间可以变化。其优点在于，第一磁性器件和第二磁性器件可以单独地并且以可变化的速度移动，从而增强了磁性粒子的移动效率。由此增强了腔室内磁性粒子“经历”的磁场。还可以通过改变第一和/或第二旋转速度和通过改变旋转方向和/或第一和/或第二磁体相对于腔室的高度(或距离)来操作不同体积和不同类型的流体。

在本发明的又一个优选实施方式中，第一和第二旋转轴相一致。该特征的优点在于，可以更容易和更廉价的构建本发明的设备。

在本发明的优选实施方式中，第一磁性器件与腔室之间具有第一距离，并且其中第二磁性器件与腔室之间具有第二距离。尤其优选的是，在设备的操作过程中，该第一和第二距离可以单独地改变。根据本发明的设备的优点在于能够精确控制作用在磁性粒子上的磁力。通过改变第一和/或第二距离还能够操作不同体积和类型的流体。同样通过改变该(第一和/或第二)旋转速度和(第一和/或第二)距离，也能够操作甚至更大范围的不同尺寸的流体样品和/或不同类型的流体。旋转速度和/或距离优选地定义为要由本发明的设备处理的液体媒介的粘度和液体媒介的体积的函数。

在本发明的又一个优选实施方式中，提供的倾斜角在移动操作过程中可以变化。尤其优选地是倾斜角在范围20°到70°之间，并且最优选地是在范围35°到55°之间。