(57)【要約】  懸濁液から磁性粒子（６６）を分離するための磁気分離装置（１０）は、一時的に懸濁液に浸漬するために構成された浸漬部（３０）と、案内路（Ｆ）に沿って延在する案内装置（１６）と、磁石アセンブリ（１８）であって、案内装置（１６）によって、浸漬部（３０）のより近くに位置する動作位置と、案内路（Ｆ）に沿って浸漬部（３０）からさらに離れて位置する停止位置との間で変位可能であるように案内されているので、磁石アセンブリ（１８）を動作位置と停止位置との間で変位させることによって、磁場が浸漬部（３０）の領域内で変更可能である磁石アセンブリ（１８）と、磁石アセンブリ（１８）を、動作位置と停止位置との間で、少なくとも１つの方向に移動するように駆動することができる駆動装置（２２、５０）と、を有しており、駆動装置（２２、５０）は、非物理的に、力場及び／又は流体を通じて駆動力を伝達するように、磁石アセンブリ（１８）に連結されている。
2019530573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸濁液から磁性粒子（６６）を分離するための磁気分離装置（１０；１１０）であって、
−一時的に懸濁液に浸漬するために構成された浸漬部（３０；１３０）と、
−案内路（Ｆ）に沿って延在する案内装置（１６；１１６）と、
−磁石アセンブリ（１８；１１８）であって、前記案内装置（１６；１１６）によって、前記浸漬部（３０；１３０）のより近くに位置する動作位置と、前記案内路（Ｆ）に沿って前記浸漬部（３０；１３０）からさらに離れて位置する停止位置との間で変位可能であるように案内されているので、前記磁石アセンブリ（１８；１１８）を前記動作位置と前記停止位置との間で変位させることによって、磁場が前記浸漬部（３０；１３０）の領域内で変更可能である磁石アセンブリ（１８；１１８）と、
−前記磁石アセンブリ（１８；１１８）を、前記動作位置と前記停止位置との間で、少なくとも１つの方向に移動するように駆動することができる駆動装置（２２、５０）と、
を有する磁気分離装置（１０；１１０）において、
前記駆動装置（２２、５０）が、非物理的に、力場及び／又は流体を通じて駆動力を伝達するように、前記磁石アセンブリ（１８；１１８）に連結されていることを特徴とする磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項２】
少なくとも前記動作位置において、前記案内路（Ｆ）に直交して径方向外側に向かって、かつ、前記停止位置に背向する側において前記案内路（Ｆ）に沿って、前記磁石アセンブリ（１８；１１８）を包囲するカバー（２８；１２８）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項３】
前記磁石アセンブリ（１８；１１８）の前記動作位置のより近くに位置する、前記カバー（２８；１２８）の長手方向端部が、浸漬長手方向端部として、前記分離装置（１０；１１０）の前記浸漬部（３０；１３０）を形成していることを特徴とする、請求項２に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項４】
カップリングアセンブリ（１２；１１２）を有しており、前記カップリングアセンブリが、案内側連結位置（１４；１１４）である第１の連結位置において、前記案内装置（１６；１１６）と連結されており、前記第１の連結位置とは異なる、装置側連結位置（１５；１１５）である第２の連結位置において、ピペット装置（２２；１２２）のピペット管（２０；１２０）に解除可能に連結するように構成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項５】
前記停止位置のより近くに位置する前記カバー（２８；１２８）の長手方向端部が、前記案内装置（１６；１１６）及び／又は前記カップリングアセンブリ（１２；１１２）に固定されており、好ましくは、解除可能に固定されていることを特徴とする、請求項４又は請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項６】
前記案内装置（１６；１１６）が、案内管（１６；１１６）を有しており、前記案内管は、前記磁石アセンブリ（１８；１１８）を、前記動作位置と前記停止位置との間で変位するように案内することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項７】
前記案内管（１６；１１６）が、前記磁石アセンブリ（１８；１１８）を、前記案内路（Ｆ）と重なる管軸（Ｒ）に関して径方向外側において包囲することを特徴とする、請求項６に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項８】
前記磁石アセンブリ（１８；１１８）が、シールアセンブリ（３４；３４’；１３４）を有しており、前記シールアセンブリは、前記案内管（１６；１１６）の内壁に対して密閉し、前記案内管（１６；１１６）によって包囲される体積（３６、３８；１３６、１３８）を、前記停止位置により近い作動体積（３８；１３８）と、前記動作位置により近い排出体積（３６；１３６）とに分割することを特徴とする、請求項７に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項９】
共に移動するために、前記磁石アセンブリ（１８；１１８）に接続されたピストン（３２；３２’；１３２’）を有しており、前記ピストンは前記シールアセンブリ（３４；３４’；１３４）を支持しており、好ましくは前記磁石アセンブリ（１８；１１８）が、前記排出体積（３６；１３６）の方向を指し示す側において、又は、前記排出体積（３６；１３６）内に位置する前記ピストン（３２；３２’；１３２’）の領域において、前記排出体積と接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項１０】
前記ピストン（１３２’）と前記磁石アセンブリ（１１８）との間に、前記ピストン（１３２’）と前記磁石アセンブリ（１１８）とを共に移動させるために接続しているピストンロッド（１７０）が配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の磁気分離装置（１１０）。
【請求項１１】
前記案内装置（１１６）が、前記ピストン（１３２’）と、前記ピストンロッド（１７０）とを、直接的に、前記案内路（Ｆ）に沿って移動するように案内することを特徴とする、請求項１０に記載の磁気分離装置（１１０）。
【請求項１２】
前記案内装置（１１６）が、案内管（１１６）を有しており、前記磁石アセンブリ（１１８）は、いずれかの操作位置において、前記案内管（１１６）の管軸に関して、前記案内管の軸方向外側に位置していることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の磁気分離装置（１１０）。
【請求項１３】
前記カバー（２８；１２８）が、前記案内管（１６；１１６）を径方向外側において包囲しており、前記案内管（１６；１１６）と前記カバー（２８；１２８）との間、及び、場合によっては前記カップリングアセンブリ（１２；１１２）と前記カバー（２８；１２８）との間には、径方向において、ガス導管（５８；１５８）が形成されており、前記ガス導管は、前記案内管（１６；１１６）の前記排出体積（３６；１３６）に合流していることを特徴とする、請求項５を引用する、請求項７から１２のいずれか一項に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項１４】
前記案内管（１６；１１６）が、前記動作位置のより近くに位置する前記案内管の端部領域において、特に前記動作位置のより近くに位置する前記案内管の長手方向端部（１４；１１４）において、前記案内管（１６；１１６）を貫通する開口部（６２；１６２）を有することを特徴とする、請求項１３に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項１５】
前記カップリングアセンブリ（１２；１１２）が、接続管（２６；１２６）を有しており、前記接続管は、前記装置側連結位置（１５；１１５）を、前記案内管（１６；１１６）によって包囲される体積（３６、３８；１３６、１３８）、特に前記作動体積（３８；１３８）と、流体及び圧力を伝達するように接続していることを特徴とする、請求項４を引用する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項１６】
前記停止位置の領域において、特に前記案内装置（１６；１１６）及び／又は前記カップリングアセンブリ（１２）には、保持装置（１７２）、特に保持磁石又は軟磁性保持部材（１７２）が設けられており、前記保持装置は、前記磁石アセンブリ（１８；１１８）を、前記停止位置に保持することを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項１７】
制御磁石アセンブリ（５０）を有しており、前記制御磁石アセンブリの磁場は、前記案内路（Ｆ）の領域において変更可能であることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の磁気分離装置（１０）。
【請求項１８】
前記制御磁石アセンブリ（５０）が、切り替え可能な電磁石（５０）を含んでいることを特徴とする、請求項１７に記載の磁気分離装置（１０）。
【請求項１９】
本体（１２；１１２）を有しており、前記本体は、前記案内装置（１６；１１６）に連結されており、前記本体（１２；１１２）は、好ましくは請求項４に記載のカップリングアセンブリ（１２；１１２）であることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の磁気分離装置（１０）。
【請求項２０】
前記制御磁石アセンブリが、前記本体に設けられていることを特徴とする、請求項１９に記載の磁気分離装置（１０）。
【請求項２１】
懸濁液を受容するように構成された容器（４０；１４０）及び／又は前記容器（４０；１４０）を受容するように構成された容器支持部（４２）を有しており、前記制御磁石アセンブリ（５０）は、前記容器（４０；１４０）及び／又は前記容器支持部（４２）に設けられていることを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の磁気分離装置（１０；１１０）。
【請求項２２】
前記容器支持部（４２）を有しており、前記容器支持部は、容器の一部を受容するための受容リセス（４６）を有しており、前記制御磁石アセンブリ（５０）は、前記受容リセス（４６）を囲むように、及び／又は、前記容器支持部（４２）に受容された前記容器（４０）が決められた通りに前記容器支持部（４２）上に載置されている載置面の下側において、前記容器支持部（４２）上に設けられていることを特徴とする、請求項２１に記載の磁気分離装置（１０）。
【請求項２３】
前記駆動装置（２２、５０）が、ピペット装置（２２）を含んでいることを特徴とする、請求項１から２２のいずれか一項に記載の磁気分離装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸濁液から磁性粒子を分離するための磁気分離装置に関するものであり、当該分離装置は、
−一時的に懸濁液に浸漬するように構成された浸漬部と、
−案内路に沿って延在する案内装置と、
−磁石アセンブリであって、案内装置によって、浸漬部のより近くに位置する動作位置と、案内路に沿って浸漬部からさらに離れて位置する停止位置との間で変位可能であるように案内されているので、磁石アセンブリを動作位置と停止位置との間で変位させることによって、磁場が浸漬部の領域内で変更可能である磁石アセンブリと、
−磁石アセンブリを、動作位置と停止位置との間の少なくとも１つの方向に移動するように駆動することができる駆動装置と、
を有している。
【背景技術】
【０００２】
同属の磁気分離装置は、特許文献１から知られている。請求項１のおいて書きの全ての特徴を備えた別の磁気分離装置は、特許文献２から知られている。
【０００３】
このような分離装置は、例えば化学、生化学、及び／又は、製薬実験室において、懸濁液に含まれた磁性粒子を懸濁液から除去するために用いられる。
【０００４】
このような磁性粒子を含んだ懸濁液は、例えばＤＮＡの精製に用いられ得る。その際、当該磁性粒子は、単に輸送剤として用いられ、一般的に、コーティングされており、それによって、懸濁液の特定の成分のみが、粒子から離れた方向を指し示すコーティングの外表面に付着可能であり、付着するものであり、当該成分は、当該粒子と共に、懸濁液から除去され得る。従って、磁性粒子は、一般的に、懸濁液から化学物質又は生体物質を計画的に除去するためにのみ、磁性を有している。
【０００５】
「磁性を有する」とは、磁化可能であるか、磁化されている材料を表している。ここで議論されている磁気分離装置の大部分の使用事例においては、磁性粒子は、強磁性材料を含んでいるか、又は、強磁性材料から構成されている。
【０００６】
さらなる磁気分離装置が、特許文献３から知られている。特許文献３は、軟磁性頂部を有する磁気分離装置を開示しており、当該軟磁性頂部は、その浸漬部から離れて位置する長手方向端部において、案内装置の案内管に固定して連結されている。案内管内では、磁石アセンブリとして永久磁石が、管軸に沿って、軟磁性頂部に接触するまで近づくことが可能であり、当該軟磁性頂部から離れることが可能である。
【０００７】
この可動性の永久磁石は、案内路に沿って極性を与えられているので、その磁極の一方を、軟磁性頂部と接触させることができる。接触の間に、軟磁性頂部は磁化されている一方で、永久磁石が軟磁性頂部から距離を置いて配置されている場合には、軟磁性頂部は概ね磁化されていない。従って、この既知の磁気分離装置は、その軟磁性頂部の領域において、電流を供給された部材を有さずに、特に、しばしば磁気分離装置内での望ましくない熱源となる電磁石を有さずに機能することが可能である。
【０００８】
案内管の軸と重なる案内路は、重心軸の同一線上にあり、それによって、重心軸に関して径方向において可能な限り細い磁気分離装置が供給される。
【０００９】
特許文献４からは、環状の永久磁石アセンブリが、ピペット先端を径方向外側において包囲すると共に、ピペット先端の長手方向において、機械的なロッドを通じて、手動で変位可能であり、それによって、ピペット先端の様々な領域に、その磁場が加えられる磁気分離装置が知られている。
【００１０】
上述の全ての先行技術文献の磁石アセンブリは、永久磁石を有している。これらの磁石アセンブリは、案内管内に受容され、案内管と同軸に延在するロッドを通じて、又は、特許文献３の場合には代替的に、案内管内に受容され、案内管と同軸に延在するロープを通じて、それぞれの駆動装置と連結されており、それによって、案内管内部で移動するように駆動され得る。従って、当該分離装置は、少なくとも案内路に沿った設置空間において必要とされる。当該分離装置の磁石アセンブリは、各移動駆動部とのカップリングが存在する場合には当該カップリングと共に、さらに、比較的大きい移動質量を有しており、それによって、磁石アセンブリが慣性で動くことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２０５８３５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０１１８４９４号明細書
【特許文献３】米国特許第７７９９２８１号明細書
【特許文献４】米国特許第５６４７９９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の課題は、同属の磁気分離装置を、過度の設置空間を必要とせずに、動作位置と停止位置との間における磁石アセンブリの高速での変位を可能にするように改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によると、本課題は、その駆動装置が、非物理的に、力場及び／又は流体を通じて駆動力を伝達するように、磁石アセンブリに連結されている同属の磁気分離装置によって解決される。
【００１４】
力場及び／又は流体を通じた、磁石アセンブリの駆動装置との非物理的なカップリングを通じて、本発明に係る磁気分離装置は、大きな設置空間を要さずに、又は、少なくとも先行技術よりも少ない設置空間を要して、コンパクトに実現され得る。ロッド又はロープ等の、上述の先行技術から知られた、駆動力を伝達する機械的手段を省略することができるので、これらの機械的手段のために設置空間を用意する必要はない。従って、移動質量は、磁石アセンブリの磁場が変化しない場合、より小さくなる。
【００１５】
磁石アセンブリ自体は、少なくとも１つの磁石を含んでおり、磁石アセンブリから磁場が発せられているので、駆動力を伝達する力場として、磁場は有利である。代替的又は付加的に駆動力を伝達する流体は、基本的に、気体又は液体であり得る。液体は、非圧縮性の利点を有しているので、液体と共に、間隙を有さずに、任意の、特に任意に成形された流体導管を通じて、駆動力が、駆動装置から磁石アセンブリに伝達され得る。
【００１６】
しかしながら、流体としては、気体が好ましい。なぜなら、ピペット装置を、磁気分離装置の駆動装置として用いることができるからである。一般的な実験室の備品として構成されているようなピペット装置は、本来は調量液体の吸引及び分配に用いられるように定められている作動流体の圧力を変化させるための圧力変更装置を有しているだけではなく、さらに、ピペット管が沿って延在しているピペット管軸に沿って、及び、２つの、互いに直交し、かつ、それぞれピペット管軸にも直交する移動軸に沿って、ピペット管を移動させるための移動駆動部も有している。従って、当該ピペット装置は、磁気分離装置の流体的に連結された駆動装置としてだけではなく、一般的に、磁気分離装置の支持装置及び移動装置としても用いられ得る。それゆえ、当該ピペット装置は、分離装置を、ピペット装置の移動空間において動かすために、及び、上述の懸濁液への浸漬と、懸濁液からの引き上げと、実験室のテーブル表面に対して平行な移動とを実現するため、例えば磁気によって懸濁液から除去され、浸漬部に付着した粒子を、別の場所において再び放出するために利用可能である。そのためには、ピペット管軸が実験室のテーブル表面に対して直交するように方向づけられていることが好ましい。この実験室のテーブルとその表面とは、ピペット装置の一体的な構成要素であってよい。
【００１７】
ピペット装置の支持機能及び移動機能は、駆動装置が力場を通じてのみ、磁石アセンブリに連結されており、従って流体的な駆動力カップリングが存在しない場合にも利用可能である。
【００１８】
駆動装置の磁石アセンブリとの非物理的なカップリングによって、さらに、駆動装置は、空間的に自由に、すなわち、先行技術から知られた駆動装置の磁石アセンブリとの機械的カップリングの場合よりも少ない境界条件を考慮して配置され得る。
【００１９】
その際、「駆動装置」は、分離装置における、磁石アセンブリの動作位置と停止位置との間での変位に必要なエネルギーを、変位に用いられる形で供給する装置を表している。これは、力場カップリングの場合、力場として磁場を形成する電磁石、又は、力場を形成し、変位可能な永久磁石であり得る。これは、流体的カップリングの場合、任意の圧力変更装置であり得る。すなわち例えば、ポンプ、又は、磁石アセンブリに作用するために、弁を介してオンオフの切り替えが可能である蓄圧器であり、当該ポンプは、連続的に動作するポンプか、又は、ピストン−シリンダアセンブリであり得る。連続的に動作するポンプの場合、そのポンプ作用は、やはり切り替え可能な弁を介在させて、オンオフが切り替えられるか、又は、ポンプの作用は、ポンプのスイッチを単純にオンオフすることによって、オンオフが切り替えられ得る。
【００２０】
上述のように、ピペット装置が、流体的カップリングの場合に、磁気分離装置の駆動装置であり得る場合、これは、大まかな抽象化レベルにおいては正しい。ピペット装置を詳細に観察すると、その圧力変更装置は、磁気分離装置の駆動装置である。なぜなら、当該圧力変更装置は、磁石アセンブリの変位に必要な流体圧力の変化をもたらすからである。
【００２１】
実験室における作業を、高い衛生水準で行うことを可能にするために、磁気分離装置が、少なくとも動作位置において、案内路に直交して径方向外側に向かって、かつ、停止位置に背向する側において案内路に沿って、磁石アセンブリを包囲するカバーを有することが規定され得る。従って、磁石アセンブリが、分離装置の浸漬部が浸漬している懸濁液で湿らされることが防止され得る。しかしながら、これは、このように湿らされることが防止されなければならない、ということを意味すべきではない。同様に、例えば、磁石アセンブリが懸濁液によって湿らされることが許容されており、場合によっては、磁石アセンブリに付着した懸濁液、又は、懸濁液から磁気によって取り出された粒子が、磁石アセンブリが動作位置から停止位置に向けて変位する際に、磁石アセンブリからこすり落されることが考えられ得る。そのために、例えば案内装置は、ワイパーリップを有することが可能であり、当該ワイパーリップは、磁石アセンブリが、動作位置から停止位置に変位する際、ワイパーリップに沿って触れるように設けられている。
【００２２】
しかしながら、分離装置を決められた通り使用する際に、保護カバーとして、従って、いわば磁石アセンブリのための湿潤防止シールドとしてカバーを用いることは、上述したようなこすり取る方法よりも、衛生レベルが上昇するので、好ましい。この場合、磁石アセンブリの動作位置のより近くに位置するカバーの長手方向端部が、カバーの浸漬長手方向端部として、分離装置の浸漬部を形成し得る。しかしながら、分離装置の浸漬部が、軟磁性頂部によって形成されており、当該軟磁性頂部には、磁石アセンブリは、動作位置において、停止位置におけるよりも著しく近づいており、好ましくは接触するまで近づいていることが排除されるべきではない。
【００２３】
当該カバーは、持続的に分離装置上に設けられていてよい。この場合、当該カバーは、浸漬プロセスの後で、洗浄ステーションに運ばれ、例えば洗浄液に浸漬され、場合によって存在する、懸濁液に受容された固体粒子も含まれた懸濁液の残滓が、洗い落とされる。
【００２４】
それに対して、当該カバーは、決められた通り取り外すことができるように、分離装置上に設けられていると、より衛生的で好ましい。この場合、当該カバーは、浸漬プロセスのための、ディスポーザブル又は１回のみ使用可能なカバーとして、分離装置上に取り付けられており、浸漬プロセスを含む作業プロセスが終了した後、分離装置から取り外され、後続の作業プロセスのために、新しい清浄な未使用のカバーと交換される。
【００２５】
実験室において容易に、しかしながら正確に磁気分離装置を取り扱うために、当該分離装置は、カップリングアセンブリを有することが可能であり、当該カップリングアセンブリは、案内側連結位置である第１の連結位置において、案内装置と連結されており、第１の連結位置とは異なる、装置側連結位置である第２の連結位置において、ピペット装置のピペット管に解除可能に連結するように構成されている。
【００２６】
上述したように、ピペット装置は、少なくとも磁気分離装置を、ピペット管に連結された状態で、三次元において、ピペット装置の移動空間内で移動させるために用いられ得る。当該分離装置を使用している実験室が、すでにピペット装置を所有している場合、分離装置のための個別の操作装置は不要である。
【００２７】
ピペット装置の移動空間内で分離装置を目標に向かって移動させることは、駆動装置と磁石装置との間における、力場カップリングにとっても、流体カップリングにとっても、利点がある。さらに、駆動装置と磁石アセンブリとの間での流体的カップリングにおいて、カップリングアセンブリが適切に構成されている場合、ピペット装置又はそのピペット管を、分離装置の駆動装置としても用いることができる。これについては、以下において詳細に記載する。
【００２８】
カバー、特に停止位置のより近くに位置するカバーの長手方向端部は、分離装置と接続するために、案内装置及び／又はカップリングアセンブリに固定可能であり、好ましくは、上述した理由により、解除可能に固定され得る。
【００２９】
好ましくは、当該カバーはカップリングアセンブリに固定されているので、カバーは、動作位置における磁石アセンブリだけではなく、案内装置全体を包囲し、従って、懸濁液との接触から保護することができる。それゆえ、好ましくは、分離装置上にカバーが設けられている場合、案内装置は、案内路に沿って、完全にカバーの領域内にあり、当該カバーによって、案内路に関して少なくとも径方向外側に向かって、かつ、浸漬方向において軸方向に包囲されている。
【００３０】
案内装置は、案内ホース又は案内管又は案内ロッドを有することが可能であり、これらはそれぞれ、磁石アセンブリを、動作位置と停止位置との間で変位させる。案内ホースの利点は、当該ホースが有することが可能な略任意の三次元形状にあるが、これは、磁石アセンブリの構造設計における制限を意味する。なぜなら、磁石アセンブリは、湾曲したホースを通る場合においても、確実に移動可能でなければならないからである。
【００３１】
案内管は、直線状の案内管であると好ましい。なぜなら、案内管は、案内の確実性が可能な限り高い場合に、最小限の重量又は質量を有しており、当該案内管内を、比較的大きい、例えば案内路の方向において長い磁石アセンブリが案内され得るからである。案内ロッド又は案内管は、磁石アセンブリを中央で貫通するので、磁石アセンブリは、通過開口部を有するように構成され得る。しかしながら、この、案内装置によって貫通される磁石アセンブリの構成は、あまり好ましくない。なぜなら、磁石アセンブリの通過開口部ゆえに、磁石アセンブリの磁場が、同じ外側寸法を有する中実の磁石アセンブリと比較して、著しく弱まるからである。
【００３２】
当該磁石アセンブリは、好ましくは永久磁石を有しているので、磁石アセンブリの磁場は、外部からのエネルギー供給を行わずとも、持続的に利用できる。好ましくは、磁石アセンブリから発せられる磁場は、専ら少なくとも１つの永久磁石によってもたらされるので、電磁石を用いた場合に起こり得るような、磁石アセンブリが熱源として作用することは、排除されている。
【００３３】
従って、可能な限り小さい磁石アセンブリで、可能な限り強い磁場を供給するためには、案内管が、磁石アセンブリを、案内路と重なる管軸に関して径方向外側において包囲することが好ましい。さらに、案内管を、上述のカバーに加えて、磁石アセンブリの保護に用いることも可能である。
【００３４】
特に、駆動装置と磁石アセンブリとの間における、効果的な流体的カップリングのためには、磁石アセンブリがシールアセンブリを有していることが好ましく、当該シールアセンブリは、案内管の内壁に対して密閉し、案内管によって包囲される体積を、停止位置により近い作動体積と、動作位置により近い排出体積とに分割する。その結果、作動体積内に設けられている流体と、排出体積内に設けられている流体との間における圧力差が、持続的に維持され、磁石アセンブリに持続的に力を伝達するように作用することができる。
【００３５】
流体的に連結された駆動装置と直接連通する体積である作動体積と、磁石アセンブリによって、特にシールアセンブリによって作動体積から分離されている体積である排出体積とは、可変であり、両方の体積の合計は一定である。
【００３６】
しかしながら、シールアセンブリを用いる代わりに、より小さい径方向環状間隙幅を有する磁石アセンブリを案内管内で受容することも考えられ得る。結果として、磁石アセンブリと案内管との間に生じる物理的接触による摩擦が小さくなり得る。さらに、当該実施形態において好ましくは自身がピストンとして作用する磁石アセンブリと、案内管との間の環状間隙は、小さく設定され得るので、排出体積内の流体圧力に対する、作動体積内の流体圧力の変化は、基本的には、磁石アセンブリの傍らを通り過ぎる、環状間隙を通るオーバーフローによって補償され得るが、この、環状間隙の寸法が小さく、それによってもたらされる流れ抵抗が大きいことによるオーバーフローは、長く継続するので、磁石アセンブリは、駆動装置によって形成される作動体積内の流体と排出体積内の流体との間の圧力差が、減少しすぎる、又は、補償される前に、磁石アセンブリの目標位置である停止位置又は動作位置に到達する。
【００３７】
基本的に、案内管内で案内される磁石アセンブリは、案内管を２つの部分又は２つの側に分割する。つまり、一方での、案内管及び磁石アセンブリ及び場合によってはカップリングアセンブリによって境界を定められた作動体積を有する作動側と、他方での、案内管及び磁石アセンブリ及び場合によってはカバーによって境界を定められた排出体積を有する排出側とである。その際、作動側とは、駆動装置が接続されている側であり、従って、駆動装置によってもたらされる流体圧力の変化は、作動体積内の流体に直接の影響を与える。流体圧力が磁石アセンブリに与える力の作用によって、磁石アセンブリは、案内管内で変位し、この変位によって、間接的に、排出体積内に受容された流体の圧力が変化し、本発明の有利なさらなる発展形態によると、排出体積が減少する場合、流体が排出体積から押し出され、それに伴って排出され、排出体積が増大する場合、流体は排出体積に、好ましくは再び流入し、それによって、磁石アセンブリの移動を通じて、排出体積内の圧力が著しく変化し、それに伴って、排出体積内の流体と作動体積内の流体との間の圧力差が著しく減少し、磁石アセンブリの移動が、望ましくないことに、予定よりも早く停止してしまうことが防止される。流体が排出体積から押し出される可能性、又は、流体が排出体積に再び流入する可能性によって、大きな変位経路も、駆動装置と磁石アセンブリとの間の非物理的なカップリングを通じて、確実にもたらされ得る。
【００３８】
流体を排出体積から押し出す、又は、排出体積に再び流入させるというような可能性は、設計的には、カバーが案内管を径方向外側において包囲することによって、特段の設置空間を要さずに実現可能であり、案内管、及び、場合によってはカップリングアセンブリと、カバーとの間には径方向において、ガス導管が形成されており、当該ガス導管は、案内管の排出体積に合流している。当該ガス導管は、例えば、案内管の、カバーの方向を指し示した径方向外側の面における１つ又は複数の溝によって、及び／又は、カバーの、案内管の方向を指し示した径方向内側の面における１つ又は複数の溝によって、形成されていてよい。
【００３９】
ガス導管の可能な限り大きな横断面面積は、案内管の、カバーの方向を指し示した径方向外側の面、及び／又は、カバーの、案内管の方向を指し示した径方向内側の面において、径方向に突出したリブによって形成され得る。当該リブは、好ましくは、案内管とカバーとの間の径方向の間隔を決定している。その際、当該リブは、案内路に沿って軸方向において、カバーと案内管とが共に沿って延在している長さの全体にわたって延在する必要はない。軸方向に、すなわち案内路に沿って、互いに離間したリブが、一方の及び／又は他方の部材上に構成されており、それによって、案内路に直交する傾斜軸の周りで、カバーと案内管とが互いに対して傾斜することが排除されていれば十分である。
【００４０】
明確にするために、溝が存在するのは、溝を形成するリセスが、周方向において、当該リセスの境界を周方向において形成している部材部分よりも小さい寸法を有している場合であり、リブが存在するのは、リブを形成する部材部分が、周方向において、当該部材部分の境界を周方向において形成しているリセスよりも小さい寸法を有している場合であることを記載しておく。
【００４１】
従って、場合によっては複数のリブによって、周方向において中断される環状間隙は、径方向において、案内管とカバーとの間に、ガス導管を形成し得る。当該ガス導管は、その一方の端部領域において、排出体積に接続されており、その反対側の端部領域において、略一定の圧力の、好ましくは周囲雰囲気を有する流体容器に接続されており、それによって、排出体積内の一定の圧力レベルが供給され得る。
【００４２】
上述したように、作動体積及び排出体積の両方の体積を互いから分離するための、最も有効な可能性は、シールアセンブリの使用にある。基本的に、当該シールアセンブリは、例えば受容環状間隙等の、磁石アセンブリ上に形成された形状接続構造に貼付すること、又は、配置することによって、磁石アセンブリ上に直接設けられ得る。しかしながら、その重量又は体積に関して、強い磁場を有する、まさに好ましい永久磁石は、しばしば希土類から製造されているので、極めて加工が困難である。従って、好ましくは、当該シールアセンブリは、磁石アセンブリとは別個に構成された、共に移動するために磁石アセンブリに接続されているピストンによって、支持され得る。当該ピストンは、案内路に沿って、任意に短く、例えば磁石アセンブリよりも短く構成されていてもよいので、その唯一の課題は、シールアセンブリを支持し、磁石アセンブリとの持続的な接続を供給することにある。その際、ピストンは、シールアセンブリの材料よりも容易に磁石アセンブリに接着し得る、又は、形状接続によって接続し得る材料から形成され得る。
【００４３】
上述した一定の圧力の、特に周囲雰囲気の流体容器に接続された、少なくとも最小限の排出体積を持続的に供給するために、磁石アセンブリは、好ましくは排出体積の方向を指し示す側に、又は、排出体積内に位置するピストンの領域において、排出体積と接続されている。つまり、この場合、ピストンが端位置に到着する場合でさえ、シールアセンブリと案内装置の長手方向端部との間に、磁石アセンブリの寸法に依存する間隔が存在していることが確実化されている。当該間隔ゆえに、一定圧力の流体容器と連通する最小限の残りの排出体積が、つねに供給されている。
【００４４】
磁石アセンブリと案内装置との間における摩擦を回避するために、磁石アセンブリの永久磁石は、カバーによって包囲され得る。当該カバーは、２つの可能性のみを挙げるとするならば、ＰＴＦＥ又はポリエチレン等のプラスチックカバーであり得る。しかしながら、永久磁石が、コーティングされず、カバーで覆われずに、磁石アセンブリを形成することも可能である。
【００４５】
懸濁液容器の空間的条件、又は、別の空間的な境界条件が求める場合、ピストンと磁石アセンブリとの間に、ピストンと磁石アセンブリとを共に移動させるために接続しているピストンロッドを配置することができる。従って、ピストン及び磁石アセンブリの変位経路が短い場合でも、動作位置における磁石アセンブリは、当該変位経路よりも大きく、カップリングアセンブリから離れて設けられていてよい。
【００４６】
案内装置は、磁石アセンブリと直接係合する必要はない。案内装置は、むしろ、磁石アセンブリを間接的に、案内路に沿って移動するように案内することができる。そのために、案内装置は、ピストンと、場合によってはピストンロッドとを、直接的に、案内路に沿って移動するように案内することができる。それによって、案内装置は、当該案内装置がピストン及び磁石アセンブリと係合している場合よりも、著しく短く構成され得る。それによって、磁石アセンブリは、停止位置、動作位置、及び、それらの間に位置する中間位置のいずれかの操作位置において、案内管の管軸に関して、案内管の軸方向外側に位置し得る。それによって、動作位置における磁石アセンブリと懸濁液との間の距離は、短縮され得る。
【００４７】
上述のカバーを用いることによって、磁石アセンブリは、外部からの影響に対して保護され得る。
【００４８】
案内装置の案内管は、その動作位置により近い長手側端部において、当該案内管を閉鎖又は狭窄し、ピストンロッドによって貫通された案内部材を有することが可能であり、当該案内部材はピストンロッドを案内する一方で、ピストンは案内管内で自身が案内されている。
【００４９】
案内管とカバーとの間に形成されたガス導管が、排出体積と連通するように接続されていることを保証するために、案内管が、その動作位置のより近くに位置する端部領域において、特にその動作位置のより近くに位置する長手方向端部において、当該案内管を径方向において貫通する開口部を有することが規定され得る。それとは代替的に、案内管が、その磁石アセンブリの動作位置のより近くに位置する長手側端部において、当該案内管を包囲するカバーの底部又はカラー構造に到達できないので、当該領域には、案内管とカバーとの間に、完全に一周する環状間隙が存在し得る。
【００５０】
磁石アセンブリを貫通する案内管の、上記において示唆された場合では、ガス導管は、案内管内に形成され得るので、排出体積は、案内管を通じて、一定の圧力の流体容器、特に周囲雰囲気を有する流体容器と、連通するように接続されている。この場合、磁石アセンブリは、所定の作動体積及び排出体積を供給するために、さらなる管によって、径方向外側において包囲されているか、又は、これらの体積は、磁石アセンブリを径方向外側において包囲するカバーによって決定される。後者の場合、カバーに対して密閉するシールアセンブリを設けることが好ましい。依然として、カバーと磁石アセンブリとの間にシールアセンブリを設けずに、環状間隙にわたる作動体積と排出体積との間での圧力補償が、磁石アセンブリの変位運動よりも多くの時間を有するように小さく設定された環状間隙が存在する可能性も考えられる。しかしながら、このように小さな磁石アセンブリとカバーとの間の環状間隙は、カバーを使用した後での、未使用の清浄なカバーとの交換を困難にする。
【００５１】
ピペット管に連結可能であるカップリングアセンブリが、ピペット管によってもたらされるピペット管の作動流体の圧力変化も、装置側連結位置のより近くに位置する作動体積に伝達することができるように、当該カップリングアセンブリは、接続管を有しており、当該接続管は、装置側連結位置を、案内管によって包囲された体積に接続する。その際、接続された体積は、上述の理由から、好ましくは作動体積である。この接続によって、流体及び流体圧力が、作動流体が充填されたピペット管と、案内管によって包囲された体積、特に作動体積と、作動体積に含まれる流体との間で伝達されることが許容される。
【００５２】
駆動力を伝達するために駆動装置に流体的に連結可能である磁石装置を有する当該分離装置を、駆動装置であるピペット装置から取り外して扱うことが可能であるので、本出願は、基本的に、懸濁液から磁性粒子を分離するための磁気分離装置にも関しており、当該分離装置は、
−一時的に懸濁液に浸漬するように構成された浸漬部と、
−案内路に沿って延在する案内装置と、
−磁石アセンブリであって、案内装置によって、浸漬部のより近くに位置する動作位置と、案内路に沿って浸漬部からさらに離れて位置する停止位置との間で変位可能であるように案内されているので、磁石アセンブリを動作位置と停止位置との間で変位させることによって、磁場が浸漬部の領域内で変更可能である磁石アセンブリと、
−案内側連結位置である第１の連結位置において、案内装置と連結されており、第１の連結位置とは異なる、装置側連結位置である第２の連結位置において、ピペット装置のピペット管に解除可能に連結するように構成されているカップリングアセンブリであって、装置側連結位置を、案内管によって包囲される体積と、流体及び圧力を伝達するように接続する接続管を有しているカップリングアセンブリと、
を有しており、磁石アセンブリは、動作位置と停止位置との間における変位をもたらす駆動力を、流体を通じて伝達するように構成されている。この磁気分離装置もまた、上述の課題を解決する。磁石アセンブリを、流体を基にして駆動力を伝達するように構成することは、好ましくは、上述したように磁石アセンブリ自体がピストンとして構成されること、又は、別個に構成されたピストンと共に移動するために連結されることによって行われる。本出願において記載された浸漬部、案内装置、磁石アセンブリ及び／又はカップリングアセンブリの有利なさらなる発展形態は、上述した駆動装置を有さない磁気分離装置についても当てはまる。
【００５３】
有利には、停止位置の領域には、保持装置が設けられ得る。当該保持装置は、磁石装置を停止位置に保持するので、磁石アセンブリを停止位置に保持するための、駆動装置による保持力又は駆動力の持続的な行使及び伝達を省略することができる。当該保持装置は、磁石アセンブリの磁場を単純にではあるが効果的に利用して、保持磁石を含むことが可能であり、不必要なエネルギー供給を回避するために、好ましくは保持永久磁石を含むことが可能である。同様に、磁石アセンブリの停止位置に対向するカップリングアセンブリの少なくとも１つの端部領域を、軟磁性材料で設けるか、又は、例えば持続的には磁化されていないが、磁化可能である強磁性又はフェリ磁性材料で構成すれば十分であり得る。
【００５４】
上述した、ピストンロッドを案内する案内部材は、持続的に磁性を有する部材、又は、軟磁性部材として、保持装置の主要部材であり得る。
【００５５】
一般的に、動作位置は、測地学的に見て、停止位置の下側に位置しているので、磁石アセンブリは、動作位置において、案内装置及び／又はカバーの底部によって、容易に保持され得る。このためにも、駆動装置による力の作用は必要ない。
【００５６】
その他の点では、非常に単純な実施形態において本発明の利点を実現するためには、磁石アセンブリが、駆動装置によって、動作位置から停止位置にのみ変位可能であり、磁石アセンブリが、逆方向において、重力によって、停止位置から動作位置に変位可能であれば十分である。しかしながら、好ましくは、駆動装置は、磁石アセンブリを、相反する両方の変位方向に駆動するために構成されている。
【００５７】
駆動装置と磁石アセンブリとの間における、力場を用いた、駆動力を伝達するカップリングのために、分離装置は、制御磁石アセンブリを有することが可能であり、その磁場は、力場として、案内路の領域内で可変である。制御磁石アセンブリは、あまり好ましくない場合では、空間的に変位可能な永久磁石アセンブリであり得るが、しかしながら、好ましくは、そのコイルを通る電流フローに依存して磁場を形成する、切り替え可能な電磁石を含んでいる。当該電磁石は、有利には場所を変えずに、分離装置上に設けられ得る。
【００５８】
全く基本的に、分離装置は、案内装置に連結され、従って、案内装置を支持する本体を有し得る。当該本体は、上述のカップリングアセンブリであり得るので、分離装置は、ピペット装置と連結され得る。しかしながら、本体は、異なる容器の間で分離装置を手動で動かすために、手でつかめるように構成されていてもよい。
【００５９】
本発明のさらなる発展形態によると、制御磁石アセンブリは、本体上に設けられ得る。これは、任意の容器及び容器支持部を有する分離装置が使用可能であるという利点を有している。
【００６０】
代替的又は付加的に、分離装置は、懸濁液を受容するように構成された容器、及び／又は、容器を受容するように構成された容器支持部を有することが可能であり、制御磁石アセンブリは、当該容器及び／又は容器支持部に設けられている。本体は、必ずしも制御磁石アセンブリを支持する必要はないので、小さくてよく、つまり、必要とされる設置空間が少なくなるように構成され得る。分離装置は、複数のピペット管を有するピペットヘッドにおいて、複数のピペット管か、又は、全てのピペット管までもが、同時に、本発明に係る磁気分離装置に連結されているように、案内路に関して細くなるように設計され得る。これは、同様に、駆動装置としてのピペット装置と流体的にのみ連結された磁気分離装置に当てはまる。
【００６１】
この場合、好ましくは、制御磁石アセンブリが容器支持部上に設けられている。なぜなら、有利には電磁石を有する制御磁石アセンブリに電流を供給するために、容器支持部には、容器よりも容易に、必要なエネルギー供給を設けることができるからである。というのも、容器支持部は、実験室において一般的に、容器支持部によって受容された容器よりも動かされる頻度が低いからである。
【００６２】
容器支持部は、好ましくは受容リセス、例えば容器の一部を受容するために構成された窪みを有している。好ましくは、受容リセスは、容器支持部に受容されるべき容器の一部に対して補完的に構成されている。
【００６３】
制御磁石アセンブリは、受容リセスを囲むように、及び／又は、容器支持部に受容された容器が決められた通りに容器支持部上に載置されている載置面の下側において、容器支持部上に設けられ得る。
【００６４】
制御磁石アセンブリによって好ましくは含まれている電磁石は、その容器支持部内の配置地点を始点として、磁石アセンブリが停止位置から動作位置に、及び、その逆方向に変位するために十分な強さを有する磁場が形成されるように構成され得る。
【００６５】
代替的な電気を用いずに機能する実施形態によると、容器支持部又は容器では、制御磁石アセンブリは、１つの永久磁石のみを含み得るが、当該永久磁石は、好ましくは設けられた保持装置の作用に反して、案内装置及び案内装置内で案内されている磁石アセンブリが、制御磁石アセンブリに十分に接近した場合に、保持装置の保持力を克服するため、並びに、磁石アセンブリを、浸漬部の近くに、それに伴って、決められた通り容器支持部に接近した場合に、制御磁石アセンブリのより近くに位置する動作位置に変位させるために十分な強さを有している。
【００６６】
従って、磁石アセンブリは、処理されるべき懸濁液に接近する際、又は、懸濁液に浸漬する間、そのために別個の切り替えプロセス又はエネルギー供給を必要とせずとも、動作位置に変位する。
【００６７】
懸濁液から分離装置を引き上げた後、磁石アセンブリは、重力によって、動作位置に留まり、その浸漬部に付着した、懸濁液から取り出された磁性粒子と共に、排出容器に運ばれ、当該排出容器は、容器又は容器支持部の極性とは反対の極性を備えた、さらなる制御磁石アセンブリを有している。このさらなる制御磁石アセンブリに接近する際、磁石アセンブリは、このさらなる制御磁石アセンブリの磁場によって、やはり別個の切り替えプロセス又はエネルギー供給を有さずに、停止位置に変位し、浸漬部の外側に付着した粒子は、浸漬部から落とされ、又は、放出され得る。
【００６８】
保持装置は、磁石アセンブリを、懸濁液を受容した容器又は当該容器を支持する容器支持部の制御磁石アセンブリに新たに接近するまで、停止位置に保持する。
【００６９】
当該実施形態は、技術的に可能ではあるが、好ましくはない。なぜなら、当該実施形態においては、磁場が持続的に懸濁液及び排出容器に作用するからである。
【００７０】
それに対して、電磁石の使用は、磁場が、動作位置と停止位置との間における磁石アセンブリの変位にとって実際に必要である限りにおいて、当該磁場を、磁石アセンブリの変位のために形成し、維持することを許容する。変位運動が完了した後で、制御磁石アセンブリの磁場は遮断され得る。なぜなら、当該磁石アセンブリは、好ましくは保持装置によって、又は、重力によって、停止位置及び動作位置の一方又は他方の位置に保持されているからである。
【００７１】
以下に、本発明を、任意の図面を用いて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る磁気分離装置の第１の実施形態を、停止位置における磁石アセンブリ、及び、準備された懸濁液にまだ浸漬されていない分離装置の浸漬部と共に、縦断面で示した図である。
【図２】図１に係る第１の実施形態を、動作位置に変位した磁石アセンブリと共に示した図である。
【図３】図２に係る第１の実施形態を、懸濁液に浸漬した浸漬部と共に示した図である。
【図４】ピペット装置を伴わずに、図３に係る分離装置を拡大した図である。
【図５】図３に係る第１の実施形態を、浸漬部に付着した、懸濁液の磁性固体粒子と共に示した図である。
【図６】懸濁液及び懸濁液を受容する容器から取り出された、図５に係る第１の実施形態を示した図である。
【図７】磁石アセンブリが停止位置にあり、懸濁液から磁気的に除去された固体粒子を排出するために排出容器に沈められている、図６に係る第１の実施形態を示した図である。
【図８】駆動装置としてピペット装置を有さない、図４の描写に対応する、本発明の第２の実施形態を縦断面で示した図である。
【図９】ピペット装置及び容器を有さない、磁石アセンブリが停止位置にある、図８に係る分離装置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
図１から図７においては、本発明に係る磁気分離装置の第１の実施形態が、全体として参照符号１０で示されている。磁気分離装置１０は、カップリングアセンブリ１２を含んでおり、カップリングアセンブリ１２においては、一方の端部に、案内側連結位置１４が、他方の端部に、装置側連結位置１５が構成されている。案内側連結位置１４には、案内管１６が固定されており、案内管１６内では、磁石アセンブリ１８が、図１に示された停止位置と、図２に示された動作位置との間で、図２に示された案内路Ｆに沿って変位可能に案内されている。案内管１６は、案内路Ｆと同一線上にある管軸Ｒに沿って延在している。
【００７４】
装置側連結位置１５は、カップリング構造を有しており、当該カップリング構造は、ピペット装置２２のピペット管２０と解除可能に連結するように構成されている。装置側連結位置１５のカップリング構造は、ピペット管２０に解除可能に連結可能であるピペット先端のカップリング構造に対応している。
【００７５】
ピペット管軸Ｐに沿って延在するピペット管２０内には、知られている方法で、ピペットピストン２４が移動できるように受容されており、それによって、ピペット管２０内の作動流体の圧力を、ピペットピストン２４の移動によって変化させることが可能であり、それによって、例えばピペット先端をピペット管２０に連結する際に、吸引プロセス及び／又は分配プロセスを実施することができる。
【００７６】
当該実施例においては、ピペット装置２２が、磁気分離装置１０の駆動装置を形成している。従って、磁石アセンブリ１８は、少なくとも流体的にも、駆動装置であるピペット装置２２に連結されている。そのために、カップリングアセンブリ１２は、カップリングアセンブリ１２を中央において貫通する接続管２６を有しており、接続管２６は、当該カップリングアセンブリを、装置側連結位置１５から案内側連結位置１４まで、完全に貫通するので、ピペット管２０内の作動流体の圧力は、磁石アセンブリ１８に直接作用し得る。
【００７７】
接続管２６は、好ましくはシリンダ形に構成されている。そのシリンダ軸は、ピペット管軸Ｐと同一線上にあり、同様に、案内路Ｆと同一線上にある（図２を参照）。分離装置１０は、さらに、概ねタンブラー様のカバー２８を有しており、カバー２８は、解除可能に、すなわち案内路Ｆに沿って取り外すことができるように、カップリングアセンブリ１２及び案内管１６上に配置されている。カバー２８は、高い衛生度を得るために、分離装置１０の浸漬プロセスを含む作業プロセスそれぞれが終わった後で交換される。従って、カバー２８は、１回のみ使用可能な、又は、ディスポーザブルなカバー２８である。
【００７８】
カバー２８は、案内管１６を、その管軸に対して軸方向の延在部分全体に沿って、径方向外側において包囲し、そのカップリングアセンブリ１２から離れた長手側端部において、浸漬部３０を形成している。当該カップリング部３０は、懸濁液に浸漬され、懸濁液から、磁石アセンブリ１８から発せられる磁場の作用に基づいて、磁性粒子を除去するように構成されている。
【００７９】
カバー１８の浸漬部３０と、それに伴って分離装置１０とは、カバー２８の残りの部分よりも小さい直径を有するように構成されている。カバー２８の浸漬部３０の直径は、シリンダ形の磁石アセンブリ１８を内部に受容するために十分な大きさである。
【００８０】
磁石アセンブリ１８は、中実のシリンダ形永久磁石として構成されており、そのシリンダ軸は案内路Ｆと同一線上にあり（図２を参照）、当該永久磁石は、好ましくはシリンダ軸に沿って分極しており、すなわち、その一方の端部には、Ｎ極又はＳ極を、その他方の端部には、それぞれ他方の極であるＳ極又はＮ極を有している。
【００８１】
磁石アセンブリ１８は、そのカップリングアセンブリ１２に対向する長手側端部において、ピストン３２に、共に移動するために、例えば貼付によって接続されている。案内路Ｆの方向において、磁石アセンブリ１８よりはるかに短く構成されているピストン３２は、例えば磁石アセンブリ１８の長さの３分の１よりも小さい長さを有し、シールアセンブリ３４を支持しており、シールアセンブリ３４は、ピストン３２と共に案内路Ｆに沿って移動可能であり、案内管１６の内表面に対して密閉している。
【００８２】
シールアセンブリ３４は、案内管１６によって包囲された体積を、案内路Ｆに沿って、シールアセンブリ３４の、カップリングアセンブリ１２に背向する側に位置する排出体積３６と、シールアセンブリ３４の、カップリングアセンブリ１２に対向する側に位置する作動体積３８と、に分割する。
【００８３】
図１に示された磁石アセンブリ１８の停止位置では、作動体積３８が最小であり、排出体積３６が最大である。
【００８４】
それに対して、図２に示された磁石アセンブリ１８の動作位置では、作動体積３８が最大であり、排出体積３６が最小であるが、ゼロではない。
【００８５】
作動体積３８及び排出体積３６は、磁石アセンブリ１８、及び、磁石アセンブリ１８と共に移動するために接続されたシールアセンブリ３４の相対位置に依存して可変であり、作動体積３８と排出体積３６との合計は、案内管１６の形状が不変であるので、概ね一定である。
【００８６】
案内管１６およびカバー２８は、非磁性及び磁化不可能な材料から製造されている。
【００８７】
カップリングアセンブリ１２には、少なくともその案内側長手方向端部１４において、強磁性材料が設けられているので、磁石アセンブリ１８は、その停止位置における磁場に基づいて、カップリングアセンブリ１２を用いた力の作用によって、図１に示された停止位置に保持されている。従って、カップリングアセンブリ１２は、磁石アセンブリ１８が動作位置に到着せずとも、ピペット管２０から分離し得るであろう。
【００８８】
図１にはさらに、容器４０が示されている。容器４０内には、詳細には図示されていない、液体と、液体に受容された磁性粒子とから成る懸濁液が受容されている。径方向外側の、略シリンダ形の容器４０は、容器支持部４２に受容されており、容器支持部４２は、同様に、分離装置１０の一部であり得る。容器支持部４２は、図示された実施例ではシリンダ形のカラー４４を有しており、カラー４４に含まれるリセス４６には、容器４０の底部が受容されている。
【００８９】
受容リセス４６を有するカラー４４は、径方向外側において、電磁石５０のコイル４８によって包囲されている。電磁石５０は、本発明に係る制御磁石アセンブリを形成している。
【００９０】
代替的、又は、付加的に、カップリングアセンブリ１２には、例えば接続管２６を包囲して、電磁制御磁石アセンブリのコイルが受容されていてもよい。電磁石５０は、見やすさのために図１にのみ図示されている制御装置５２に接続されており、制御装置５２は、電磁石５０の動作を制御する。制御装置５２は、ピペット装置２２の動作も制御するピペット装置２２の制御装置であり得る。従って、制御装置５２は、信号及び／又はエネルギーを伝達する導線５４を通じて、電磁石５０に接続されており、選択肢として破線で示した導線５６を通じて、信号及び／又はエネルギーを伝達するように、ピペット装置５２に接続されていてもよい。
【００９１】
図２には、図１に係る装置が、動作位置に変位した磁石アセンブリ１８と共に示されている。
【００９２】
磁石アセンブリ１８を動作位置に変位させるために、ピペットピストン２４は、図２に示された下側の位置に動かされ、それによって、ピペット管２０内の作動流体の圧力が著しく増大した結果、磁石アセンブリ１８は、強磁性材料を用いることで少なくとも案内側連結位置１４において保持装置としても構成されている、磁石アセンブリ１８のカップリングアセンブリ１２から分離し、案内路Ｆに沿って作用する重力と共に、増大した作動流体圧力の作用を受けて、図２に示された動作位置に変位している。
【００９３】
図３には、図２に係る装置が、図示されていない懸濁液に浸漬された浸漬部３０と共に示されている。磁石アセンブリ１８から発せられる永久磁場は、懸濁液に作用する。
【００９４】
変位可能な永久磁石による磁石アセンブリ１８を通じて、分離装置１０の浸漬部３０の領域において作用する磁場は、一時的に可変である。
【００９５】
図４には、カップリングアセンブリ１２から浸漬部３０までの領域が、懸濁液容器４０と共に、拡大して示されており、それによって、装置のさらなる詳細を、拡大図において説明することができる。
【００９６】
図４において認識されるように、一方で、カップリングアセンブリ１２と案内管１６との間に、他方で、カップリングアセンブリ１２と、カバー２８の案内管１６を径方向外側で包囲する部分との間には、環状間隙５８が存在しており、環状間隙５８は、装置側連結位置１５に向かって、カバー２８の導入斜面６０を通じて、外部環境Ｕと、従って、雰囲気と接続されている。外部環境Ｕは、一般的な、本出願では考慮せずともよい気象学的な圧力変動を除いて、略一定の圧力レベルを有している。
【００９７】
案内管１６は、カップリングアセンブリ１２から離れて位置するその長手方向端部において、径方向に貫通する通過開口部６２を有しており、通過開口部６２を通って、環状間隙５８は、つねに存在し、シールアセンブリ３４の下側に位置する排出体積３６と連通している。
【００９８】
動作位置のより近くに位置し、カップリングアセンブリ１２のより遠くに位置する、案内管１６の長手方向端部は、例えば冠状に構成され得るので、その頂点は、カバー２８の、径方向に延在するカラー６４のための終端を形成することが可能であり、これらの頂点の間の空間は、通過開口部６２として、排出体積３６の外部環境Ｕとの連通を保証する。
【００９９】
それによって、磁石アセンブリ１８が停止位置から動作位置に変位する間に、流体、特にガス、特に好ましくは空気を、排出体積３６から外部環境Ｕに押し出すこと、及び、磁石アセンブリ１８が反対方向に、すなわち停止位置に向かって変位する際に、空気を、外部環境Ｕから、拡張している排出体積３６に吸引することが可能であり、それによって、磁石アセンブリ１８の、長い距離にわたる流体的及び／又は磁気的に行われる変位が、作動体積３８内の流体圧力と排出体積３６内の流体圧力との間における、磁石アセンブリ１８の移動に起因する圧力差の解消を懸念せずに、保証され得る。
【０１００】
浸漬部３０の領域内では、カバー３８は、磁石アセンブリ１８に近づけられており、それによって、不必要な空気間隙が回避され、磁石アセンブリ１８から発せられる磁場の、当該部分３０を包囲する懸濁液に対する、可能な限り効果的な作用が得られる。浸漬部３０は、カバー２８の案内管１６及びカップリングアセンブリ１２を包囲する部分と、すでに挙げたカラー６４を通じて接続されている。
【０１０１】
カップリングアセンブリ１２、カバー２８及び／又は案内管１６には、特に動作位置のより近くに位置する案内管１６の長手側端部の領域において、リブが形成され得る。当該リブは、一方ではカップリングアセンブリ１２及び案内管１６を、他方ではカバー２８を、径方向において互いに対して、環状間隙５８が確実に存在するように位置決めする。当該リブは、カップリングアセンブリ１２及び案内管１６に形成されている場合には、カップリングアセンブリ１２及び案内管１６から径方向外側に向かって突出し、カバー２８に形成されている場合は、カバー２８から径方向内側に向かって突出している。
【０１０２】
図４には、図１から図３及び図５から図７のピストン３２とは異なる、ピストン３２の代替的な実施形態が示されていることを指摘しておく。図４に係るピストン３２’の実施形態において、当該ピストンは、二重のＴ字形に構成されており、一周する溝を有しており、当該溝には、突出したシールリップを有するシールアセンブリ３４’が配置されている。ピストン３２’は、その固定長手側端部において、固定長手側端部に対向する、シリンダ形磁石アセンブリ１８の長手側端部を、一周するように含んでおり、それによって、磁石アセンブリ１８をピストン３２’に固定することが容易になっている。この、ピストンの包囲する構成は、ピストン３２においても実現可能である。
【０１０３】
磁石アセンブリ１８を、停止位置と動作位置との間で変位させるために、流体的に作動させることの利点は、磁石アセンブリ１８が、制御磁石アセンブリ５０への接近とは無関係に、変位可能であることにある。従って、浸漬部３０が、浸漬すべき懸濁液の近くに到着する前に、磁石アセンブリ１８を動作位置に変位させることが可能である。
【０１０４】
とはいえ、カップリングアセンブリ１２内に制御磁石アセンブリを設けることによっても、比較可能なものが得られるかもしれない。
【０１０５】
カップリングアセンブリを、射出成形方法において、熱可塑性プラスチックから製造することが可能であり、制御磁石アセンブリのコイルを、接続管２６を包囲するように、カップリングアセンブリ１２の材料に流し込むことが可能である。磁石アセンブリ１８が、専ら磁気によって変位すべきである限りにおいて、接続管２６を省略してもよい。
【０１０６】
射出成形技術によって製造されたカップリングアセンブリ１２には、その案内側連結位置１４の領域において、強磁性のシリンダを流し込むことが可能であり、当該シリンダは、軟磁性部材として、磁石アセンブリ１８を停止位置に保持するための保持装置を形成する。
【０１０７】
図５には、図３に係る装置が、変わらない構造で示されており、ただ、磁石アセンブリ１８の磁場の作用に基づいて、浸漬部３０の周りで、球体６６が、懸濁液からの軟磁性粒子を付着させる。
【０１０８】
図６は、図２の構造を有する分離装置１０を示しているが、浸漬部３０に配置された粒子球体６６を伴っている。
【０１０９】
図７は、排出容器６８に浸漬した分離装置１０を、停止位置に変位した磁石アセンブリ１８と共に示している。その際、当該変位は、ピペットピストン２４との流体的なカップリングによっても、制御磁石アセンブリ５０の作用によっても行われている。一方での、ピペット管２０内でのピペットピストン２４を用いた流体陰圧の組み合わされた作用によって、及び、制御磁石アセンブリ５０による反発する磁場の作用によって、磁石アセンブリ１８は、極めて高速に、動作位置から停止位置に変位可能であり、それによって、浸漬部３０にさしあたり付着している軟磁性粒子が、排出容器６８内に放出される。
【０１１０】
排出容器６８は、懸濁液容器４０と構造的に同じである。
【０１１１】
図８及び図９には、本発明に係る磁気分離装置の第２の実施形態が示されているが、駆動装置としてのピペット装置を欠いている。
【０１１２】
第２の実施形態において、第１の実施形態と同じ、及び、機能的に同じ部材及び部材の部分には、１００を足した上で、同じ参照符号が用いられる。以下においては、第２の実施形態を、第１の実施形態とは異なる限りにおいて記載する。他にも、第２の実施形態を説明するために、その記載が明らかに参照される。
【０１１３】
第２の実施形態において、ピストン１３２’は、ピストンロッド１７０を用いて、磁石アセンブリ１１８に接続されている。ピストンロッド１７０は、少なくともその長手方向延在部分の大部分にわたってシリンダ形であり、そのシリンダ軸は、案内管１１６の管軸Ｒと同一線上に方向づけられている。
【０１１４】
案内管１１６内では、専らピストン１３２’が、案内路Ｆに沿って移動するように案内されている。図８に示された磁石アセンブリ１１８の動作位置のより近くに位置する、案内管１１６の長手側端部には、案内部材１７２が配置されており、案内部材１７２は、ピストンロッド１７０によって、小さい環状間隙を有して貫通されているので、案内部材１７２は、ピストンロッド１７０を案内する。ピストン１３２’及びピストンロッド１７０を、案内管１１６又は案内部材１７２を通るように直接案内することによって、磁石アセンブリ１１８は、案内路Ｆに沿って移動するように、間接的に案内される。磁石アセンブリ１１８は、完全に案内管１１６の外側に位置している。
【０１１５】
カバー１２８は、第１の実施例のように、その動作位置（図８を参照）から離れた長手側端部で、カップリングアセンブリ１１２に固定されている。図８及び図９には、カップリングアセンブリ１１２に形成された溝１７４が示されており、溝１７４は、周方向において、案内路Ｆの周りに等距離に分配されて配置されており、その主要延在方向において、案内路Ｆに沿って延在している。溝１７４を通って、ガス導管１５８は、カバー１２８と案内管１１６との間で、外部環境Ｕと接続されている。
【０１１６】
案内部材１７２と、従って動作位置とにより近い、案内管１１６の長手方向端部の領域には、やはり径方向において、案内管を貫通する通過開口部１６２が構成されており、通過開口部１６２を通って、図８において最小である排出体積１３６は、ガス導管１５８及び溝１７４を通じて連通するように、外部環境Ｕに接続されている。通過開口部１６２は、第２の実施形態では、動作位置により近い案内管の長手側端部から距離を置いて設けられており、それによって、当該長手側端部自体を、案内部材１７２を取り付けるために用いることができる。
【０１１７】
図９には、図８に係るアセンブリが示されており、ただ、磁石アセンブリ１１８は、停止位置に変位している。磁石アセンブリを、停止位置に確実に保持し得るように、案内部材１７２は、保持部材として作用することが可能であり、そのために、永久磁石又は軟磁性を有するように構成され得るので、停止位置では、案内部材１７２と磁石アセンブリ１１８との間において、磁気による保持力が作用し得る。
【０１１８】
図８及び図９において認識されるように、カバー１２８は、軸方向において、案内管１１６よりも著しく長く構成されている。カバー１２８は、案内管１１６の大部分を、少なくともその、動作位置のより近くに位置する長手方向端部を始点とする延在部分の大部分を包囲しており、磁石アセンブリ１１８の変位経路を完全に包囲している。
【０１１９】
案内部材１７２は、案内管１１６から、径方向外側に向かって突出しており、それによって、カバー１２８が径方向において支持される。
【符号の説明】
【０１２０】
１０、１１０  磁気分離装置
１２、１１２  カップリングアセンブリ、本体
１４、１１４  案内側連結位置、長手方向端部
１５、１１５  装置側連結位置
１６、１１６  案内管、案内装置
１８、１１８  磁石アセンブリ
２０、１２０  ピペット管
２２、１２２  ピペット装置、駆動装置
２４  ピペットピストン
２６、１２６  接続管
２８、１２８  カバー
３０、１３０  浸漬部
３２、３２’、１３２’  ピストン
３４、３４’、１３４  シールアセンブリ
３６、１３６  排出体積
３８、１３８  作動体積
４０、１４０  容器
４２  容器支持部
４４  カラー
４６  受容リセス
４８  コイル
５０  電磁石、制御磁石アセンブリ、駆動装置
５２  制御装置
５４、５６  導線
５８、１５８  環状間隙、ガス導管
６０  導入斜面
６２、１６２  通過開口部
６４  カラー
６６  球体、磁性粒子
６８  排出容器
１７０  ピストンロッド
１７２  案内部材、保持装置
１７４  溝
Ｆ  案内路
Ｐ  ピペット管軸
Ｒ  管軸
Ｕ  外部環境
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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