(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粒子を含む組成物から磁性粒子を分離するための２段方法であって、
分離面を有する分離部材を組成物中に導入し、
該分離面に付着させるために磁場を用いて粒子を組成物から引きつけ、
磁場の効果を消去し、
磁性粒子が付着する収集部材を用いて前記分離面から粒子を収集する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
粒子が分離面に引きつけられ細長いストリップを形成することを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項３】
粒子が引きつけられ垂直方向のストリップを形成することを特徴とする請求の範囲第２項記載の方法。
【請求項４】
前記分離部材の対向するサイド上に２つのストリップを形成するために粒子が引きつけられることを特徴とする請求の範囲第２項または第３項記載の方法。
【請求項５】
前記ストリップの方向だけでなく、前記収集部材の表面にも直角に向けられた場を有する磁石を用いて粒子が引きつけられることを特徴とする請求の範囲第２項、第３項または第４項記載の方法。
【請求項６】
前記ストリップの長手方向の溝に引きつけられることを特徴とする請求の範囲第２項、第３項、第４項または第５項記載の方法。
【請求項７】
分離部材９を備え、磁性粒子を含む組成物から磁気粒子を分離するための装置であって、該分離部材が、磁場を用いて該分離部材の面に粒子を引きつけるために導入され、該装置が、磁石の効果が消去されたのち、該分離部材の面から粒子を収集するための収集部材を備えてなることを特徴とする装置。
【請求項８】
前記収集部材が保護カバー１を有してなることを特徴とする請求の範囲第７項記載の装置。
【請求項９】
前記収集部材がカバーに対して移動自在である磁石を有するロッド４を備えてなることを特徴とする請求の範囲第８項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は磁性粒子を含む組成物からの磁性粒子の分離に関する。本発明は異なった適用、とくに生命工学、生化学、および生体臨床医学の分野に用いることができる。
技術的背景
磁性微粒子は生体材料を結合するための各種の用途における固相として用いられる。微粒子の１つの利点は、固相の面積が大きく拡散長が短いことである。微粒子のサイズは一般に０．０５〜１０μｍであって、それらは異なった材料において使うことができ、また多くの適用用途に対してすでに動作されている。磁性粒子は磁石を用いることによって動作することができる。
現在用いられている磁性粒子の分離法には、容器の底のいわゆるペレットに粒子が集積するように反応容器を磁場内に固定することを含むものがある。そののち、粒子のなくなった液は吸引によって他の容器に注がれるかまたは除去される。しかしながら、容器からの液の除去は同時に粒子を除去しないようにきわめて慎重に行わなければならない。
ヨーロッパ特許出願公開第１４０７８７号公報（米国特許第４，６４９，１１６号明細書に対応）は、磁性を有するロッドを用いることによって液体から磁性粒子が分離される方法を提案しており、このロッドは液体中に押されて入れられている。粒子は強力な磁石を用いることによってロッドから除去される。
国際公開第８６／０６４９３号公報は、磁性粒子およびそれらに付着した注目すべき複合物（marked complex）は、磁性粒子を有する棒を用いることによって液から分離され、そののち取り出して計測される、イムノアッセイ（immunoassay）に用いる方法を提案している。ロッドの尖端は、固定磁石と、その外表面に粒子が付着する取り外し可能な保護カバーとからなる。分離後、計測前に、保護カバーを別のカバーで覆うことが好ましい。測定後、保護カバーは粒子と一緒に取り外して捨てて、新しいカバーを新規の分離用につける。この公報によれば、磁石はまた電磁石であってもよく、それによって所望の場合に磁場を除去することもできる。
国際公開第８７／０５５３６号公報は、垂直方向の孔の中を移動しうるロッドと、その下端に設けられた磁石とからなる、磁性粒子を分離する装置を提案している。この装置は、磁石を下の位置につけて、粒子を含んだ液体の中に入れて、それによって粒子がロッドの端に集結される。磁石が上方の位置に入れられると、粒子はロッドから離れることができる。このようにして、粒子は集められて１つの液体から別の液体へ移され得る。
しかしながら、開示された磁性粒子の分離装置は、分離装置と比べて粒子がかなり大きい体積のものから集められなければならない用途には、あまりうまく適用できない。
発明の説明
一般的な説明
こうして請求の範囲第１項の分離方法の発明がなされている。請求の範囲の他の項には、本発明のいくつかの好ましい実施例が記載されている。
本発明によれば、粒子は組成物から分離され、その結果粒子は磁場を用いて特定の分離体の面にまず集結される。第２の段階で、磁場の効果が解消され、粒子は分離体の面から収集される。このようにして、粒子は大容量のものからでさえ有効に収集されうる。粒子を小容量のものに移送することも容易である。
着脱可能な磁石が分離体に接続されているのが好ましい。粒子を組成物から分離すると、磁石部材は、磁場が分離体の面に粒子を引きつける位置に存在する。分離体の面から粒子を収集すると、磁石部材は粒子にもはや影響を及ぼさない位置に移動される。
１または２以上の溝が本体の面上に設けられることができ、この溝に粒子が蓄積される。
分離体は長くされた形状を有するのが好ましい。その結果、内部の磁場は分離体を横断し、分離体の長手方向に拡がっていることが好ましい。磁石の端部に向って分離体の面にもたらされた磁場の幅方向に、粒子が蓄積される溝が存在するのが好ましい。
機械的に上昇させるなどの如何なる適切な方法によっても分離体の面から粒子は収集されることができる。
粒子の収集は、長手方向の磁場、強さおよび勾配を有し、端部において最大となる長く延びた収集部材を用いることによってなされるのが好ましい。粒子は、収集部材の端部において集結されるように集められ、小容量部の内部でさえも分離されうる。かかる分離部材を用いて集結されるように粒子を収集することは容易である。所望の場合、収集は液体中で達成される。
磁場は、長い棒磁石を用いることによって分離部材の端部に位置づけられるのが好ましい。棒磁石の長さと太さとの比は、少なくとも約２：１であり、好ましくは少なくとも約３：１であり、もっとも好ましくは少なくとも約１２：１である。
棒磁石はその延長としての強磁性体のアームと共に永久磁石から形成されるのが好ましい。このようにすれば、磁石と磁化されたアームとは共に長い棒磁石として機能する。アームは磁場の上部の極の勾配（gradient）を解除し、これによってこの上部の極は粒子の収集を行わない。強磁性体のアームを用いることによって、長い棒磁石が比較的低コストで提供され得る。しかしながら、強磁性体のアームによってさえ、比較的長い（たとえば、直径の約２〜１０倍）磁石を用いることは有利である。内部の最大の永久磁場の強さが提供されるように選択されるのが好ましい。磁石とアームとのあいだの接合部は、アームおよび磁石が一方の内部に僅かな長さだけ入るように作られるのが好ましい。このようにすれば、粒子を収集しうる接合部における強い勾配の形成が回避される。
棒磁石の断面は、たとえば円形または矩形状にされうる。製造および使用に関しては、円形が最良である。実際、磁石の軸上の回転は、このばあい効果がない。大体において、ロッドは運動機構を簡単にするために曲げられうる。
粒子は必要なときに、適当な如何なる方法（機械的にせよ）によって、他の磁石を用いることによって磁気収集部材から除去されうる。しかしながら、粒子は分離部材内の磁場の効果を解消することによって取り除かれるのが好ましい。収集部材は、保護カバーと、該カバーに対して移動自在の磁石を備えたロッドとからなるのが好ましい。
保護カバーの先端には、鋭く、下向きに傾斜した突起が設けられるのが好ましい。これにより、先端に残留する液体の量を最小にする。先端は、典型的には円錐状の形状である。粒子が非常に小さい容器に移動するとき、先端は窪んだ円錐状の形状であることが好ましい。
収集手段の保護カバーの形状は、使用によって変化しうる。製造および使用に関しては、通常、円形が最良である。強度を増加させるために、カバーは射出成形によるカバーの製造を促進する円錐状に製造されることができる。
方法は単純なマニュアルツールと自動マルチチャネル装置とに適用できる。
本発明は約１〜１０μｍの粒子に最良に用いられる。
図  面
本発明のいくつかの好ましい適用は実施例として以下に説明される。説明図において、
図１は本発明に有用な収集部材を示しており、
図２は側方向から示された分離容器内の粒子の分離部材を示しており、
図３は上方から図２の装置を示しており、
図４は組成物からの粒子の分離を示しており、
図５は分離部材からの粒子の収集を示している。
実施例
図１の分離ロッドは、細長く延びた保護カバー１と、保護カバーに設けられた孔２から構成されている。保護カバーおよび孔の下端部は僅かに尖っている。本体の上端には把持ノブ３が設けられている。
孔２にはルーズに磁気ロッド４を備えている。これは下端部において垂直方向の棒磁石５と、その上における磁石の延長部としての強磁性体アーム６とを備えている。アームの端部には把持ノブ７が設けられている。カバーの下端部には、窪んだ表面を有する先が鋭く尖った先端部８が設けられている。先端部の長さは、カバーの下部の幅にほぼ対応している。
磁石の長さと直径との比は、約１０：１であり、アームの長さと磁石の長さとの比は、約５：１である。アームは磁石より僅かに厚く、磁石の上端はアーム下端の内部に直径の約２倍の長さだけ埋め込まれている。
先端部８は、いわゆるＨＬＡプレートのウェルなどの非常に小さい容器内に粒子を移送するのに好適である。このばあい、先端部は、ウェルの高さより僅かに長く、先端部の上部の直径はウェルの幅より僅かに小さい。先端部がウェル内に押し込まれると、液体の表面は表面張力により先端部の表面に沿って上昇する。液体の移動面のエッジが、先端部から粒子を払拭し、液体内に入れる。除去は、ロッドを撹拌することによって促進されうる。これに対応して、先端部がウェルから持ち上げられると、液体の面は尖った先端部に向かって一体的な膜のように移動する。このようにして、液体と粒子は先端部から完全に取り除かれる。
図２および３は、懸濁液として磁性粒子を含む、かなり高い容器１０内における本発明による分離部材９を示している。当該分離部材は、前記容器の高さより僅かに高い本体１１と、凹所とを備えており、該凹所は、本体の上端から下端近傍まで延びる矩形断面をもっている。該凹所は、磁気ロッド１３を拘束されずに備えており、該磁気ロッドは、その下端に磁石１４を備えている。磁場は、凹所を横断する（図２においては、磁場は紙面に対して直角である）。
本体１１の断面の基本的な形状は、かなり平坦な楕円であり、楕円のそれぞれのサイドは、本体が磁石の端部に向かって２つの長手方向の収集溝１５を備えるように、中央において内側に曲がっている。本体の下端の先端は尖っている。
ロッド１３が凹所１２内にあるとき、磁性粒子は細長いストリップ１６（図４）を形成しながら容器１０の化合物から溝１５内に蓄積される。粒子が分離されるとき、ロッドは取り除かれ、分離ロッド１を用いて溝から粒子が収集される（図５）。分離手段が容器から除かれるとき、液体の量、したがって粒子にともなう不純物は非常に少ない。しかしながら、粒子は非常に濡れているので、分離手段の表面から収集するのは容易である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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