(57)【要約】磁気粒子（１５）をそれが懸濁された液体（１４）から分離する磁気分離デバイス（１）を提供する。磁気粒子は、それに結合する標的物質を一般的に有する。磁気分離デバイスは内部に開口部を有する容器（４）を含んでなる。ノズル端部に開口部が配置されるよう、容器上にノズル（６）を設けてもよい。デバイスは、例えばピストン（２）又は真空ラインの手段により開口部を通じて液体を容器に吸入し、液体を容器から排出する。容器は液体中に懸濁された磁気粒子を液体から分離する手段（８）を含んでなり、手段は磁化可能素子を含んでなる。磁化可能素子は、例えば、磁性球体マトリクスでもよい。磁気分離装置（１８）は複数の当該磁気分離デバイスを含んでなり、電気的手段により自動操作されてもよい。液体中に懸濁された磁気粒子を液体から分離する手段（３７）を含んでなるピペットチップ（３５）も提供される。手段は磁化可能素子をふくんでなる。チップの開口部を介して液体がピペットチップ内に吸入されかつピペットチップから排出される。2008538725.tif 000003
2008538725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を通じて液体を容器内に吸入しかつ液体を容器から排出するよう配置され、
液体容器は液体に懸濁した磁気粒子を液体から分離するための磁化可能素子を含む、
内部に開口部を有する容器を含んでなる磁気分離デバイス。
【請求項２】
磁化可能素子は磁化可能粒子のマトリクスである、請求項１記載の磁気分離デバイス。
【請求項３】
マトリクスは、常磁性、超常磁性又は強磁性の球体の流体透過可能なマトリクスである、請求項２記載の磁気分離デバイス。
【請求項４】
磁化可能素子はワイヤウールを含んでなる、請求項１記載の磁気分離デバイス。
【請求項５】
磁化可能素子が容器内の開口部を通じて脱落することを防ぐように配置されたストッパをさらに含んでなる、前記請求項のいずれか一項記載の磁気分離デバイス。
【請求項６】
液体容器がノズルを有し、開口部がノズル端部に配置される、請求項１から４のいずれか一項記載の磁気分離デバイス。
【請求項７】
ノズルが下向きである、請求項６記載の磁気分離デバイス。
【請求項８】
磁化可能素子がノズルに入ることを防ぐように配置されたストッパをさらに含んでなる、請求項６又は７記載の磁気分離デバイス。
【請求項９】
磁化可能素子を磁化する磁石をさらに含んでなる、前記請求項のいずれか一項記載の磁気分離デバイス。
【請求項１０】
磁石は電磁石である、前記請求項のいずれか一項記載の磁気分離デバイス。
【請求項１１】
磁化可能素子はプラスチックコーティングによりコーティングされる、前記請求項のいずれか一項記載の磁気分離デバイス。
【請求項１２】
容器内に液体を吸入しかつ容器から液体を排出するように配置されたピストンをさらに含んでなる、前記請求項のいずれか一項記載の磁気分離デバイス。
【請求項１３】
ピストンは液体の上方の容器上部に配置される、請求項１２記載の磁気分離デバイス。
【請求項１４】
ピストンは容器から遠隔して配置され液体と接触しない、請求項１２記載の磁気分離デバイス。
【請求項１５】
容器内に液体を吸入しかつ容器から液体を排出するように真空ラインが配置される、請求項１から１１のいずれか一項記載の磁気分離デバイス。
【請求項１６】
前記請求項のいずれか一項記載の複数の磁気分離デバイスを含んでなる、磁気分離装置。
【請求項１７】
分離デバイスの容器が流体連通し、複数の分離デバイスの容器内に液体を吸入しかつ容器から液体を排出するように配置される単一のピストンをさらに含む、請求項１から１１のいずれか一項記載の磁気分離デバイスを複数含んでなる磁気分離装置。
【請求項１８】
液体中に懸濁した磁気粒子を液体から分離するための磁化可能素子を含んでなる、内部に開口部を有しこれを通じて液体を吸入排出するピペットチップ。
【請求項１９】
磁化可能素子は磁気粒子のマトリクスである、請求項１８記載のピペットチップ。
【請求項２０】
マトリクスは常磁性、超常磁性又は強磁性の球体の液体透過性マトリクスである、請求項１９記載のピペットチップ。
【請求項２１】
磁化可能素子はフィラメント状である、請求項１８記載のピペットチップ。
【請求項２２】
磁化可能素子が開口部を通じて脱落することを防ぐように配置されたストッパを含んでなる、請求項１８から２１のいずれか一項記載のピペットチップ。
【請求項２３】
磁化可能素子はプラスチックラッカーでコーティングされる、請求項１８から２２のいずれか一項記載のピペットチップ。
【請求項２４】
請求項１８から２３のいずれか一項記載の複数のピペットチップを含んでなる、磁気分離装置。
【請求項２５】
ピペットチップに対して液体を吸入排出するように配置される吸引デバイスに各ピペットチップが除去可能に接続できる、請求項２４記載の磁気分離装置。
【請求項２６】
ピペットチップは単一の容器と流体連通する、請求項２４記載の磁気分離装置。
【請求項２７】
ピペットチップ内に液体を吸入しかつピペットチップから液体を排出するように単一の吸引デバイスが配置される、請求項２６記載の磁気分離装置。
【請求項２８】
磁気分離デバイスが自動的に動作するように配置される電気的手段をさらに含んでなる、請求項１６又は１７記載の磁気分離装置。
【請求項２９】
吸引デバイスが自動的に動作するように配置される電気的手段をさらに含んでなる、請求項２５から２７のいずれか一項記載の磁気分離装置。
【請求項３０】
各液体容器の開口部に隣接してウェルが位置決めされている、内部に配置された複数のウェルを有する試料ホルダをさらに含んでなる、請求項１６、１７、又は２３から２９のいずれか一項記載の磁気分離装置。
【請求項３１】
９６のウェルが設けられた、請求項３０記載の磁気分離装置。
【請求項３２】
磁化可能素子を含んでなる容器中にノズルを通じて液体を吸入する段階、液体をノズルを通じて排出する段階を含む、懸濁されている液体から磁気粒子を分離する方法であって、磁化可能素子により容器内に磁気粒子が保持される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は懸濁させた液体中から磁気粒子を分離する磁気分離デバイスに関する。特に、本発明は、液体を容器に吸入し次いで前記液体を排出する一方、前記磁気粒子が前記容器内に保持される、一般的にはピペット、ピペットチップ又はシリンジ形状の磁気分離デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
特定物質をこれが含まれる流体中から単離することには、薬学、医学、農学、科学及び工学等の種々の分野において広範な需要がある。生物工学において、例えば、抗体／抗原等の免疫物質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ等の遺伝物質、蛋白及びホルモン物質等の生体高分子、バクテリア、ウィルス及び細胞等の組織を単離することが望まれうる。
【０００３】
当該単離を達成する多数の異なったシステムが開発され、とりわけ磁気粒子を利用する手法は成功している。一般的に、流体中に含まれる目標物は、例えば、粒子上に分配した反応性コーティングにより磁気粒子と結合する。次いで、磁気標識された目標物質を含む前記流体を磁場に供することで目標物に力を加え、前記液体から目標物を分離できる。
【０００４】
こうしたシステムは、ＷＯ９０／１４８９１（Ｄｙｎａｌ  Ａ．Ｓ．）（特許文献１）に開示がある。目標物質が懸濁した液体から磁気粒子（結合した目標物質を有する）を分離する分離デバイスが開示されている。前記液体はピペットを用いて試験管内に滴下され、前記試験管の側壁に隣接して強力な磁石が配置される。これにより磁化可能粒子が前記試験管内壁に集められ保持される一方、残った液体はピペットにより除去される。
【０００５】
Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ社は多くの同様のシステムを開発した。米国特許第５７０２９５０号（特許文献２）はピペット及び試料コンテナを含んでなる装置を開示している。前記ピペットに隣接して磁石が配置されるので、磁気粒子を含む試料がピペットに吸入されると磁力によってピペット壁に粒子が保持される。次いで残留液体がピペットから排出され、ピペット内には粒子を残すことができる。米国特許第６５０９１９３号（特許文献３）は、精度及び感度を向上するための、このようなシステムの自動化に係る。流体吸入／排出及び磁石位置を制御するための制御装置が提供される。米国特許第６７２３２３７号（特許文献４）において、液体吸入及び排出路の分離が考案された。
【０００６】
例えば、コンビナトリアル・ケミストリー、ＤＮＡ機能分析、及び免疫物質の自動計測のような応用においては、同時に多数の試料を処理することが望まれうる。米国特許第６８０５８４０号（特許文献５）は、リザーバ筐体及びベッセル中に同数の液体コンテナを含んでなる多数のピペット容器を有する装置を開示している。前記リザーバ筐体及びベッセルは、ピペットノズルが液体と接触できるよう相互に移動しうる。多数のピストンを有してスライドする筐体がリザーバ筐体の情報に設置され、ピペット容器に対して液体を吸入排出するためにリザーバ筐体に対して垂直に移動される。射出部が各ノズル外部に形成されコイルにより磁化され、これにより液体がピペット内に吸入されると、懸濁した内部磁気粒子はノズル壁面に吸い付けられる。次いで残留液体を排出する。次いで、異なる液体を運ぶ別のベッセルを儲けることにより、クリーニング等の種々の処理が実行される。
【０００７】
米国特許第６１８７２７０号（Ｒｏｃｈｅ社）（特許文献６）は前記Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ社に同様のシステムを提供している。流体を吸入及び排出するためのピペットにポンプが接続され、ピペットは磁石に近づけたり遠ざけたりするよう配置される。磁石により、流体中に懸濁した磁気微粒子は液体から分離しピペット内壁に集積する。典型的には前記微粒子は直径０．３〜５ミクロンである。
【０００８】
代替装置が米国特許第５８３７１４４号（特許文献７）に開示されている。保護スリーブに囲まれた磁気デバイスを、液体を含むベッセル内に浸漬する。磁気デバイスは、例えば、棒磁石を含んでなる。液体内に懸濁した磁気粒子は前記磁気デバイスに引き寄せられ、保護スリーブに付着する。ベッセル底部の出口を開放し液体を排出すると、磁気粒子がスリーブ上に残留する。国際特許出願第ＷＯ９６／１２９５８号（Ｌａｂｓｙｓｔｅｍｓ社）（特許文献８）は、液体コンテナ内に保護スリーブで覆われた棒状体を差し込んだ同様のデバイスを開示している。磁化された粒子は棒状体に付着し、単純に棒状体を外すことにより分離できる。典型的な粒子直径は１〜１０ミクロンである。
【０００９】
表面に固着した目標物質を有する磁気粒子を液体から分離するさらに別の方法は、米国特許第５３８５７０７号（特許文献９）に記載されている。これは、容器内に配置された磁化マトリクスを用いて磁気粒子を分離する「強傾斜磁場分離」（ＨＧＭＳ）に関する。前記マトリクスは容器外に配置した磁石を用いて磁化され、容器内の磁場傾斜を増強するため、典型的な直径が１０〜２００ナノメートルの微小かつ弱い磁気粒子を分離可能である。この方法では、液体試料は容器上部の入口に注入され、マトリクスを通過して流れる。磁気粒子はマトリクスによって容器内に保持され、残存する液体は容器底部から出る一方、磁気粒子は容器内に残る。例えば、マトリクスは磁化率を有するワイヤ、ファイバ、又は粒子で作られる。この特許は、特に、マトリクスの腐食を防ぐことで生体物質への接触によるダメージを防ぐためのマトリクスへのコーティング応用に関する。
【００１０】
米国特許第５７１１８７１号（特許文献１０）は、米国特許第５３８５７０７号（特許文献９）と類似のシステムを開示している。しかしながら、米国特許第’８７１号（特許文献１０）におけるマトリクスはワイヤ又はファイバでは作られていない。不均一経路により分離結果が一定せず目標物以外の物質もトラップしうると認識されるからである。代わりにマトリクスは均一な球体の格子で作られる。これにより、一定の分離結果を得る均一な流路がもたらされた。
【００１１】
米国特許第６４７１８６０号（特許文献１１）及び第６６０２４２２号（特許文献１２）もまた分離容器内に配置したマトリクスを用いるＨＧＭＳに関する。これらの特許は、より微小な試料を効率的に溶出する、微小溶出体積を可能にするカラム形状の改良をもたらしている。保持される磁気ビーズの平均直径は５０ナノメートルである。
【００１２】
磁気ラベルした細胞を修飾しマトリクスにより容器内に保持するシステムが米国特許第６４６８４３２号（特許文献１３）に開示されている。
【００１３】
前述の米国特許第６８０５８４０号（特許文献５）等のように、時間と資源を節約するために自動分離装置を用いて同時に多数の試料を処理することがしばしば望まれる。さらに分離する物質によっては人体に有害なものもあるため、直接に人手を介さずにこれらを実施できれば好適である。前記米国特許第６８０５８４０号（特許文献５）の自動化は、液体を吸入排出する単一の開口のみを有するピペット／シリンジの使用によって可能である。しかしながら、当該方法では、磁気粒子はこれをピペット内壁上に配置される外部磁石により分離される。これが有効であるのは相対的に強力な磁気粒子に限られ、例えば１ミクロン以上の大きな粒子である。ピペット内部の磁力は、ピペット外に配置された磁石により制約を受けるためである。しかしながら、アプリケーションによっては、より微小かつ弱く磁化された粒子（例えば１ミクロン以下）の使用が望まれる。微小な粒子ほど、粒子１グラムあたりの表面積が大きいからである。そのため、粒子１グラムあたりに結合する物質量を多くするという理由で、効率的に目標物質を回収することが提供されている。
【００１４】
【特許文献１】ＷＯ９０／１４８９１（Ｄｙｎａｌ  Ａ．Ｓ．）
【特許文献２】米国特許第５７０２９５０号
【特許文献３】米国特許第６５０９１９３号
【特許文献４】米国特許第６７２３２３７号
【特許文献５】米国特許第６８０５８４０号
【特許文献６】米国特許第６１８７２７０号（Ｒｏｃｈｅ社）
【特許文献７】米国特許第５８３７１４４号
【特許文献８】国際特許出願第ＷＯ９６／１２９５８号（Ｌａｂｓｙｓｔｅｍｓ社）
【特許文献９】米国特許第５３８５７０７号
【特許文献１０】米国特許第５７１１８７１号
【特許文献１１】米国特許第６４７１８６０号
【特許文献１２】米国特許第６６０２４２２号
【特許文献１３】米国特許第６４６８４３２号
【発明の開示】
【００１５】
上述の米国特許第５３８５７０７号及び第５７１１８７１号等、公知の高傾斜磁場分離システムにおいては、容器内に配置した磁化可能マトリクスを用いてより微小かつ弱く磁化された粒子の分離が可能になる。これは容器内の磁場傾斜を強化するものである。しかしながら、公知のシステムは当該マトリクスを「通過流路」である流体コンテナとして利用するのみであり、例えば、液体がコンテナ上部に注入されたものはマトリクスを通過して流れてコンテナ下部から出て行く。このようなシステムは機械的には複雑であり自動化が困難である。
【００１６】
従って、微小で弱く磁化されたマイクロ粒子を含む多数の試料を処理しうる自動磁気分離装置の需要がある。
【００１７】
第一の局面において、本発明は磁気分離デバイスを提供する。前記デバイスは、内部に開口部を有し、開口部を通じて前記デバイスが液体を前記容器内に吸入し前記容器から液体を排出する容器、及び、液体中に懸濁した磁気粒子を前記液体から分離するための磁化可能素子を含んでなる前記容器を含んでなる。磁気粒子を分離するための磁化可能素子は液体容器内にあるため、容器内部に強い局所磁場をもたらす。そのため、この局所磁場により粒子に働く力が十分に強いので、例えば１ミクロン以下の直径を有する微小で弱く磁化された粒子さえも保持される。前記粒子は磁化可能素子の表面に吸着されうる。さらに、液体は単一の開口から吸入排出されるため、デバイスが十分に単純になり自動操作が可能になる。
【００１８】
前記装置は液体から任意の磁気粒子の分離に用いうるが、一般的に、磁気粒子には結合する目標物質がある。例えば、目標物質はＤＮＡ、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、タンパク、バクテリア、ウィルス、細胞、酵素、殺虫剤、ホルモン、又は他の化合物でありうる。目標物質の生物学的な結合の相手で粒子をコーティングし、次いで目標物質と接触に至らしめることにより、目標物質は磁気粒子に結合しうる。例えば、コーティングは目標物質と反応する抗原又は抗体でありうる。
【００１９】
磁気粒子は、球状、顆粒又は微粒子を含む任意の形状でよい。好適には、前記粒子は球状のビーズであり、強磁性、常磁性又は超常磁性材料で作られる。前記ビーズは１ミクロン又はこれ以下の直径を有してもよい。ビーズが小さければ、粒子１グラムあたりに結合しうる物質量が多くなるので、目標物質の回収がより効率的になる。このことは、目標物質がごく少量しか存在しない場合や、小さな試料サイズしか利用できない場合に特に重要である。さらに、粒子が小さいほど溶液中の滞在時間が長い。好適な磁気ビーズは、Ａｄｅｍｔｅｃｈ、Ｃｈｅｍｉｃｅｌｌ、Ｍｉｃｒｏｍｏｄ、及びＭｉｌｔｅｎｙｉの各社で製造されている。
【００２０】
一態様においては、磁化可能素子は磁化可能膜又はフィルタである。これはまた、スチールウール等のフィラメント状の磁化可能ワイヤ又はファイバでもよい。フィラメント状マトリクスでもよい。しかしながら、ワイヤ又はファイバを用いると素子を通過する液体の通路が不均一でもありうるので分離結果が一定しない。さらに、これらには目標物以外の物質の捕捉が起こりうる。そのため、より好適には前記磁化可能素子は、磁化可能グリッド又は磁化可能粒子のマトリクスである。もっとも好適には、磁化可能素子は稠密に積み上げられた格子を形成する金属球体の均一マトリクスである。これは本質的に均一なチャネルであるため、流体の流れを均一にし、均一な分離結果をもたらす。目標物以外の物質のトラップもまた低減しうる。
【００２１】
前述の当該素子は相対的に大きな表面積（例えば固体磁化可能素子と比較して）をもたらし、液体が磁化可能素子を通過できるため、効率的な分離と粒子の捕捉が可能になる。
【００２２】
前記磁化可能素子は、例えば磁化率を有する、磁化可能な任意の材料で作られうる。一態様において、磁化可能素子は容器内に入れられる前に予め磁化される。例えば、鉄、鋼、又はコバルトニッケル等の磁性材料で作られてもよい。しかしながら、好適な態様においては、磁化可能素子は予め磁化はされず、分離デバイスに容器内にいったん置かれた磁化可能素子を磁化するための磁石を含んでなる。前記素子は、通常は、磁気粒子の分離が望まれる時に磁化される。好適には、保持された磁気粒子の溶出が可能になるために、磁化を減少又は除去しうるよう、磁化可能素子は常磁性又は超常磁性材料で作られる。前記磁石は永久磁石でもよく電磁石でもよい。永久磁石の場合には、前記素子を所望のごとく磁化するために、容器に対して近づけたり遠ざけたりするよう配置するのが好適である。磁石は任意の形状をとりうる。
【００２３】
前述のごとく、磁化可能素子は球体のマトリクスでありうる。これは、磁化されうる任意の金属、すなわち磁性を有するもので作られうる。しかしながら、好適には、常磁性又は超常磁性材料で作られる。前記球体の寸法は、より大きな粒子を保持するためにはより大きな球体を用いるので、目標磁気粒子の寸法に依存しうる。球体の寸法が大きくなるとマトリクス中の流れは速くなるが、液体中で粒子に作用する磁束密度は低下し、このためにより小さな弱く磁化された粒子の保持は低効率となる。
【００２４】
典型的には、液体容器はノズルを有し、ノズルの一端に開口部が配置される。使用時にこのノズルは液体試料コンテナへ接触する。ノズルにより液体をより容易に吸入排出できるので、液体容器筐体は液体試料コンテナから距離をおいて設置できるようになり、二次汚染が防止できる。一態様においては、ノズルは取り外し可能であり、これによってノズルが接触する異種の液体の汚染を防止することが必要な際に交換することができる。好適には、ノズルは下向きである。
【００２５】
磁化可能素子は容器内の任意の場所に設置されてもよいが、好適には開口部の情報に設置する。ノズルがある場合、磁化可能素子はノズルへの入口のすぐ上方に設置される。
【００２６】
容器内開口部への磁化可能素子と反対側に、磁化可能素子に隣接して保持層を設けてもよい。これにより、液体を吸入排出する際の容器内磁化可能素子の移動を防ぐ。好適には、保持層は液体がこれを通過できるよう多孔質材料で作られる。
【００２７】
磁化可能素子がノズルに入らないようにするため、ストッパを設けてもよい。これは、流体通過層又は容器の主筐体からノズルへの入口に設置した球状素子を含んでもよい。
【００２８】
好適には、磁化可能素子は素子の腐食を防ぐために非透過性のプラスチックコーティングでコーティングされてもよく、これにより素子及び素子と接触する液体へのダメージが防がれる。任意の適切なコーティングを用いてよいが、好適にはポリマー又はラッカーを含んでなる。前記コーティングは非選択的結合も低減する。
【００２９】
前記素子の物理的安定化のために、このようなコーティング又は追加コーティングを適用してもよい。特に、マトリクスの粒子を相互に保持するために用いてもよい。前記コーティングは、液体通過のための流路を残して収縮するように重合、固化するプラスチックコーティング又はラッカーでもよい。磁化可能素子がこのようにコーティングされると、保持層及び／又はストッパは必ずしも設けなくてもよい。同様に、磁化可能素子は容器壁面に積層しうるので、この場合には、保持層もストッパも不要であろう。
【００３０】
任意の公知の手段により容器内への液体吸入及び容器からの排出がされうる。例えば、容器は吸入及び排出のために圧縮開放されうる柔軟な材料で作られてもよい。別の態様においては、容器内へ吸入及び容器から排出のために真空ラインが配置される。好適には、容器内への液体吸入及び容器からの排出のためにピストンが配置される。ピストンはシリンジの形式で容器上部に配置してもよい。そのため、ピストンは液体上に作用するよう液体と接近し接触してもよい。ピストンは直接液体と接触してもよいが、一般的に、ピストンと液体の間に気層を設け、ピストンが直接液体に触れないようにする。このような装置は、特に１〜５０ｍｌの液量を取り扱うのに適している。
【００３１】
あるいは、前記容器は、フレキシブルチューブ又は他の導管により、容器から離れて配置されたピストンに接続されてもよい。これにより、ピストンは遠隔的に液体を容器に対して液体を吸入排出するよう配置される。チューブ内には空気が存在し、ピストンの配置と液体が接触することを避けている。これは汚染防止に役立つ。
【００３２】
好適には、ピストンは、例えば電気モータにより自動操作される。
【００３３】
好適には、前記容器はプラスチック、ステンレス鋼又はガラス等の非磁性材料で作られる。前記容器は任意の所望の寸法をとることが可能で、分離する粒子の寸法及び濃度に依存してよい。例えば、小さな試料のみを使用するのであれば、大試料使用時よりも小さな容器を用いることが望ましい。
【００３４】
前記磁気分離デバイスは、毎回利用後に廃棄してもよい。あるいは、デバイスを洗浄し再利用してもよい。特に、分離デバイスの容器を使用後に廃棄し入れ替えてもよい。
【００３５】
磁気分離装置は複数の磁気分離デバイスを含んでなりうる。一態様においては、磁気分離装置は複数の磁気分離デバイスを含んでなるが、個々には液体の吸入排出のために容器に配置するピストンが設けられない。代わりに、前記分離デバイスの容器には流体連通があり、複数の分離デバイスに対して液体を吸入排出するために配置される単一のピストンが設けられる。
【００３６】
第二の局面においては、本発明は、内部に開口部を有し、これを通じて液体が吸入排出され、液体から液体に懸濁した磁気粒子を分離するために磁化可能素子を含んでなるピペットチップが設けられる。前記磁化可能素子は磁気粒子のマトリクスでもよく、第一の局面の磁気分離デバイスと同様にファイバを含んでもよい。
【００３７】
前記磁化可能素子の開口部からの脱落を防ぐためにストッパを設けてもよい。これは、例えば、開口部上方に流体通過層又は球状素子を含んでなる。あるいは、又は追加として、前記磁化可能素子が互いを保持するようプラスチックコーティング又はラッカーをコーティングしてもよい。これは、特に、前記磁化可能素子が多数の粒子を含んでなる時に適している。磁化可能素子は、このようにコーティングされれば開口部からの脱落を十分に防ぎうるので、ストッパは不要になりうる。
【００３８】
当該ピペットチップは通常のピペットに対して任意の公知手段により取り付けられうる。通常のピペットは、ピペットチップに対して液体を吸入排出するために配置されるピストン等の吸引デバイスを含んでなる。前記ピペットチップは、好適には１μｌ〜５ｍｌの容積の液体の取り扱いが可能でありうる。
【００３９】
本発明には、また、複数のピペットチップを含んでなる磁気分離装置が設けられる。当該磁気分離装置は、前述の第一の局面に記載のように、磁化可能素子を磁化するための磁石を含んでなる。各ピペットチップは、ピペットチップに対して液体を吸入排出するために配置される吸引デバイスと着脱可能に接続される。前記吸引デバイスは、例えば、ピストン又は真空ラインを含んでなる。前記ピペットチップは、空気によって液体が吸引デバイスと分離するように、内部に空気を有する導管を介して前記吸引デバイスに接続されてもよい。
【００４０】
あるいは、ピペットチップと流体連通する容器を設けてもよい。容器上で動作する単一の吸引デバイスを設けてもよく、これによりピペットに対して液体を吸入排出する。
【００４１】
前記ピペットチップは、着脱可能なピペットチップを用いる通常の液体取扱装置に使用されうる。前記ピペットチップは、他試料の汚染を防ぐために、何らかの目標材料の分離後は交換廃棄されうる。コスト低減のため、好適には前記ピペットチップを安価な材料で作ってもよい。
【００４２】
複数の磁気分離デバイス又はピペットチップが設けられることにより、多数の試料の同時処理が可能になり、時間と資源の節約になりうる。より好適には、前記磁気分離デバイスを電気的手段により自動操作すると、さらに時間と資源を節約し、直接の人手の介在を防ぐ。さらに、前記磁気分離機器は内部に配置された複数のウェルを含んでなり、ウェルは各液体容器開口部と隣接して位置決めされる。好適な一態様においては、９６のウェルが設けられる。
【００４３】
磁気粒子は、いったん流体から分離され磁化可能素子に保持されると、一般的には分離デバイス又はピペットチップから溶出する必要がある。溶出は任意の公知の方法で実行してよい。磁気粒子（一般的に表面に目標材料を結合している）の溶出が望まれる場合、磁化可能素子の磁化を開放又は減少させることで溶出がなされうる。あるいは、目標材料と磁気粒子との結合を破壊する物質を加えることによってのみ溶出される目標材料もありうる。そのため、目標材料が磁気粒子から分離される一方、磁気粒子は磁化可能素子により補足されたままになることもある。
【００４４】
状況に応じて、分離デバイスからの溶出に先立ち、磁気粒子に何らかの処理を加えることが好適である。例えば、磁気粒子が磁化可能素子と結合している間に目標材料の染色を実施してもよい。
【００４５】
本発明の前記磁気分離デバイス及び装置は、上述のように磁気的にラベルした目標物質の単離を可能にする。この単離法は、化学蛍光、蛍光発光、電気化学発光及びイムノアッセイ等の検査分析技術の一部になりうる。粒子を分離後に別の流体中に懸濁してもよい。また、流体中の粒子濃度は、本発明のデバイスの使用では増加減少が可能である。
【００４６】
分離した粒子の洗浄が望まれる場合がしばしばある。前記デバイス中に粒子が保持されている間に洗浄液をデバイスに流すことで、粒子を洗浄しうる。あるいは、分離した粒子を洗浄液に投入し、洗浄液をかき混ぜ、粒子を再度磁気分離することにより、洗浄を実施しうる。次いで洗浄液を流出させればよい。
【００４７】
第三の局面においては、本発明は磁気粒子を懸濁液体から分離する技術を提供し、磁化可能素子を含んでなる容器の中へノズルを通じて液体を注入し前記ノズルを通じて前記液体を排出することを含んでなり、ここに前記磁気粒子は磁化可能素子により前記容器内に保持される。
【００４８】
第一の局面に関して記述した種々の特徴もまた第二及び第三の局面に適用しうる。
【００４９】
図１に、一般的なシリンジの形状の磁気分離素子1を示す。チューブ４には上部端に摺動配置されたピストン２を有し、チューブ内外にスライド可能である。前記チューブ下端は、開放端を有する円筒ノズル部６の方が狭い。
【００５０】
前記チューブ４内に複数の磁化可能球体８を設け、均一な「マトリクス」を形成する。非磁性多孔質材で作られた上層５をマトリクスの上方に設け、前記球体を互いに凝縮維持すると共にチューブ４内への上方移動を防ぐ。多孔質ストッパ層１０をノズル部６への入口に設け、球体８がチューブ４からノズル部６を通じて開口端外部へ流れるのを防ぐ。磁化可能球体８は磁石１６により所望のように磁化される。磁石１６は馬蹄形を有して前記チューブを部分的に囲い込む永久磁石であり、チューブ４の周囲の位置に近づいたり遠ざかったりすることで所望の磁場を設けうる。あるいは、チューブ４の周囲にワイヤを巻き回してコイルとし、コイルを通じて電流を流すことで磁場を発生してもよい（図示せず）。
【００５１】
試料コンテナ１２は試料流体１４を保持する。前記試料流体は、結合した目標物質を有する磁気ビーズを含んでなる。
【００５２】
使用時に、前記磁化可能球体８は磁石１６により磁化される。チューブ４のノズル６は、試料コンテナに乗せられた試料流体１４の中に設置される。ピストン２はチューブ４内を上方に移動し、ノズル６を介して流体１４をチューブ４に吸入する。流体１４がマトリクス８を通して引き上げられると、試料中に懸濁した磁気ビーズはマトリクス８に引きつけられ保持される。次いでピストンを下方に移動し、試料流体はノズル６から排出される。磁気ビーズ１５はマトリクス８に保持され、流体１４から分離される。
【００５３】
磁気ビーズがマトリクス８に保持される一方、さらなる流体、例えばノズル６を通じて洗浄液をチューブ４内に吸入し、マトリクスを通過させることで、内部に保持されたビーズを洗浄する。
【００５４】
さらに、磁気分離デバイス３を図２に示す。これは、磁化可能球体８のマトリクスに対して、磁化可能ワイヤウール９がチューブ内に配置され磁気ビーズを保持すること以外は、図１の分離デバイス１と同等である。
【００５５】
分離デバイス１、３を多数組み合わせた磁気分離システム１８を、図３に示す。この態様では、９６の分離素子を１２×８の構成に設けている。ピストン２はピストンホルダ２４に固定され、チューブ４はチューブホルダ２２に保持され、試料コンテナ１２は試料ホルダ２０内に設けられる。ピストンホルダ２４及びチューブホルダ２２は支持体２５を上下移動可能である。試料ホルダ２０はピストンホルダ２４及びチューブホルダ２２に対して水平移動可能である。ホルダを移動するための移動機構は当業に公知の任意の機構であってよく、例えば手動機構でも直流モータでもよい。ワイヤのコイルを各チューブ４の回りに配置し（図示せず）、これらのコイルを電源に接続する（図示せず）。電源から電流がコイルに供給されると、各コイルは小さな電磁石となって、磁化可能球体８又はワイヤウール９を所望のように磁化させる。図３に、チューブ４の上方にピストン２を保持している、拡張位置における前記システム示す。
【００５６】
使用時に、チューブ４内に設けた磁化可能粒子８又はワイヤウール９は、各チューブ４に巻かれたコイルにより磁化される。ピストンホルダ２４が持ち上げられてチューブ４内部のピストン２が上方に移動すると、ノズル６を介してチューブ４内に流体１４が吸入される。このように磁気ビーズはマトリクス８又はワイヤウール９により分離され、ピストンホルダ２４が下げられると、残留流体は試料コンテナ１２内に戻る。次いで、必要であれば試料ホルダ２０を水平移動してチューブホルダ２２から外し、異なる流体ホルダと置き換えてさらに処理を実施する。例えば、マトリクス８又はワイヤウール９に保持された磁気ビーズを洗浄するために、洗浄液をチューブに対して吸入排出するよう、洗浄液ホルダを設けてもよい。次いで、電流を除去して磁場を取り除くことにより、磁気ビーズを放出しうる。
【００５７】
図４に、チューブ４を有する多数の分離デバイス３が共通容器３０と流体連通する態様を示す。共通容器上部にピストン３１を配置して内部に含まれる流体に作用させる。ピストン３１が上方に移動すると、流体１４は各チューブ４を通じて共通容器３０に吸入される。ピストン３１が下方に移動すると、流体１４はチューブ４を介してノズル６を通じて共通容器３０から流体１４を排出する。前述の態様に記載のように、流体１４に懸濁した磁気ビーズ１５はマトリクス８に保持される。
【００５８】
図５に、本発明の態様によるピペットチップ３５を示す。前記ピペットチップは下方端面に開口部４０を有するチューブ３６を含んでなる。チューブ３６内に複数の磁化可能球体３７を設けて均一な「マトリクス」を形成する。前記球体３７は相互を保持し、また腐食を防ぐためにプラスチックラッカーでコーティングされる。前記磁化可能球体３７は磁石３８により所望のように磁化される。
【００５９】
ピペットチップ３５は、チューブ３６の上方端を通常のピペットデバイス（図示せず）に接続することにより、前記デバイスにおいて用いられうる。複数のピペットチップもまた、同時に多数の試料を処理するために、通常の液体取扱装置において用いられうる。使用時に、開口部４０は試料液（図示せず）と接触配置される。ピペット内吸引デバイス又は液体取扱装置は前記開口部４０を通じてピペットに対して液体を吸入排出する。液中に懸濁した磁気ビーズは磁化可能球体３７により保持される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
本発明の好適な態様は単に例示として記載し、以下の図面を参照するものである。
【図１】本発明の一態様による磁気分離デバイスを示す図である。
【図２】さらに本発明の一態様による磁気分離デバイスを示す図である。
【図３】本発明の一態様による磁気分離素子を多数含んでなる磁気分離システムを示す図である。
【図４】さらに本発明の一態様による磁気分離システムを示す図である。
【図５】本発明の一態様によるピペットチップを示す図である。
【図１】
2008538725.tif 000004
【図２】
2008538725.tif 000005
【図３】
2008538725.tif 000006
【図４】
2008538725.tif 000007
【図５】
2008538725.tif 000008
【国際調査報告】
2008538725.tif 000009
2008538725.tif 000010
2008538725.tif 000011
2008538725.tif 000012
2008538725.tif 000013