【手続補正書】
【提出日】平成18年1月18日(2006.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)電流源(12)と、
(b)前記電流源(12)に接続された巻線(14)を備える電磁石(13)であって、該電磁石の全体的寸法よりも遙かに小さいエアギャップ(23)により分離された少なくとも２個の磁極(21、22)を有する電磁石と、
(c)当該流通セルのセグメント内に保持されるべき所定量の磁性粒子を受容し得ると共に当該流通セルを通る液体の流れを許容する流通セル(18)と、を備え、
前記エアギャップは前記少なくとも２個の磁極の各端部の外側面(24、25)間に位置し、後者の外側面の各々は、少なくとも２個のキャビティ(31、33および34、36)の外側面と、前記少なくとも２個のキャビティ(31、33および34、36)を相互から離間する傾斜磁極端部分(32および35)の外側面と、を備え、
前記各磁極(21)の内の一方の磁極のキャビティ(31、33)および傾斜端部分(32)は、実質的に、前記少なくとも２個の磁極の内の他方の磁極(22)の対応キャビティ(34、36)および傾斜端部分(35)に対して対向し且つそれらに関して対称的に配置され、これにより、前記エアギャップ(23)の深度は少なくとも第1方向(Ｘ方向)に沿い変化し、前記深度は前記第1方向に直交する第2方向(Ｙ方向)に沿い測定されており、且つ、前記ギャップは前記第1方向(Ｘ方向)に沿い延在する第1対称軸を少なくとも有し、
前記液体は前記磁性粒子により捕捉されるべき分子又は粒子を担持しており、
前記流通セルは、前記電磁石(13)により生成された磁界に関して磁気遮蔽効果を有しない材料で作成され、且つ、当該流通セル(18)の一部分は、前記傾斜磁極端部分(32および35)の各々の外側面の少なくとも一方の領域が当該流通セルの壁部(19)の外側面と接触し又はそれに対して少なくとも非常に接近すると共に、前記流通セル部分の長さ軸は前記第1方向(Ｘ方向)に沿い延在するように、前記エアギャップ(23)内に挿入される、
流通セルを流体が流れる間に該流通セルのセグメント内に磁性粒子を保持する装置。
【請求項２】
前記少なくとも２個の磁極は振幅および極性の所定の時間的変動により特徴付けられる磁界を生成すべく用いられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも２個の磁極は所定基準に関して所定位相により特徴付けられた磁界を生成すべく使用される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
当該装置は２個以上の磁極を備え、且つ、該磁極は、該複数の磁極の各対により生成される磁界の振幅および極性における位相および時間的変動を重畳する結果として振幅および極性の時間的変動を有する合成磁界を生成すべく使用される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記合成磁界は、流通状態下で且つ流通セルの断面の全体に亙る実質的に均一な磁性粒子分布を以て磁性粒子を保持し得る、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記キャビティ(31、33および34、36)および前記傾斜磁極端部分(32および35)は波形表面を形成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
(a)(a.1)当該エアギャップに臨む外側面を各々が有する磁極端であって流通セルの内部に磁界勾配を生成し得る形状を有する各磁極端を有する少なくとも２個の電磁石のエアギャップ内に流通セルを挿入し、
(a.2)前記流通セルのセグメント内に保持されるべき所定量の磁性粒子を該流通セル内に導入し、
(a.3)前記流通セルのセグメント内に磁性粒子を保持するために、前記少なくとも２個の電磁石磁極により、時間的に変動する振幅及び極性を有する磁界を上記流通セル内の空間に印加することにより、
流通セルの断面の全体にわたり分布される磁性粒子の構造を形成する段階と、
(b)標的分子もしくは標的粒子を担持する前記流体を、前記流通セルの前記セグメント内に保持された前記磁性粒子の構造を通して流す段階と、
を有する、液体により担持された標的分子又は標的粒子を捕捉する方法。
【請求項８】
(a)所定深度を有すると共に流通セルとして使用される直線状マイクロチャネル(102)であり液体の流れを許容し得ると共に当該マイクロチャネルのセグメント内に保持されるべき所定量の磁性粒子を受容し得る直線状マイクロチャネル(102)を備える、非磁性材料製の第1層(101)であって、前記第1層は前記マイクロチャネル(102)の各側に配置された第1開口(105)および第2開口(106)を有し、これらの開口は各々、該開口(105、106)の夫々の形状に整合する形状を有する強磁性材料シート(107および108)を受容し得る、第1層(101)と、
(b)前記第1層(101)の前記開口(105、106)の夫々に対して各々が緊密に嵌合すると共に電磁回路の終端部分として使用され得る第1強磁性材料シート(107)および第2強磁性材料シート(108)と、
(c)前記第1層(101)と、非磁性材料製の該第1層の前記開口(105、106)内に留められた前記第1および第2の強磁性材料シート(107、108)と、を覆う非磁性材料製の第2層(114)と、を備え、
前記シート(107、108)は前記マイクロチャネルに臨む外側面を各々有し、前記外側面は少なくとも２個のキャビティ(111、112)の外側面と該少なくとも２個のキャビティを相互から離間する傾斜終端部分(113)の外側面とを備え、
強磁性材料製の前記第1シート(107)の前記キャビティおよび傾斜部分は実質的に、強磁性材料製の前記第2シート(108)の対応キャビティおよび傾斜終端部分に対向し且つそれらに関して対称的に配置される、
流通セルを流体が流れる間に該流通セルのセグメント内に磁性粒子を保持する装置。
【請求項９】
(a)電磁石により生成された磁界を集め得る各強磁性材料シート間に流通セルとして用いられるマイクロチャネルを位置決めする段階であって、前記シートの各々は前記マイクロチャネルに臨む外側面を有し、前記外側面は、前記強磁性材料シートにより前記マイクロチャネルに対して磁界が印加されたときに前記マイクロチャネルの内部に磁界勾配を生成し得る形状を有する、段階と、
(b)前記マイクロチャネル内に、該マイクロチャネルのセグメント内に保持されるべき所定量の磁性粒子を導入する段階と、
(c)前記マイクロチャネルのセグメント内に前記磁性粒子を保持すべく、前記強磁性材料シートにより、時間的に変化する振幅および極性を有する磁界を前記マイクロチャネル内の空間に対して印加する段階と、
(d)前記磁性粒子により捕捉されるべき分子又は粒子を担持する流体を、前記マイクロチャネルを通して流す段階と、
を有する、流通セルとして用いられるマイクロチャネルを流体が流れる間に該マイクロチャネルのセグメント内に磁性粒子を保持する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第1の形態によれば、上記目的は独立請求項１に係る装置により達成される。
本発明の第2の形態によれば、上記目的は独立請求項７に係る方法により達成される。
本発明の第3の形態によれば、上記目的は独立請求項８に係る装置により達成される。
本発明の第4の形態によれば、上記目的は独立請求項９に係る方法により達成される。
各好適実施例は、従属請求項により定義される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
第1装置実例
本発明に係る装置の第1実例は、以下において図１乃至図１０を参照して記述される。図１は、本発明に係る装置および関連軸ＹおよびＺの概略的前面図である。図２は、図１の図１の矢印２０の方向の拡大側面図及び関連軸ＸおよびＹを示す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図１に示されるように、本発明に係る装置11は、(a)電流源12と、(b)電流源12に接続された巻線14を備える電磁石13と、(c)当該流通セルのセグメント内に保持されるべき所定量の磁性粒子を受容すると共に当該流通セルを通る液体の流れを許容すべく構成かつ寸法設定された流通セル18と、を備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図２から理解され得るように、好適実施例において傾斜磁極端部分32、35の各々は鋭角的縁部を有する。図３に示された別実施例において、磁極端部21a、22aの外側面の断面24a、25aは、波状もしくは鋸歯形状を有する。
傾斜磁極端部分32、35の各々は概略的に３次元形状を有し、且つ、キャビティ31、33および34、36ならびに傾斜磁極端部分32および35は波形表面を形成する。好適実施例においてこの波形表面は、0.1〜10ミリメートルの範囲の厚みを有する。
たとえば磁極部分21、22などの上記傾斜磁極端部分の各々は、強磁性材料、好適にはフェライトで作成される。キャビティ31、33および34、36は、たとえば微粉体吹付けなどの適切なプロセスで作成される。
図４に概略的に示されるように、磁極端21および22は、エアギャップ23の断面全体に亙る高磁界勾配を生成する。図４において点線は、磁界線26を表す。
図５は、図１における磁極端21、22により生成される磁界強度の代表的な空間的変動を、エアギャップ23の中央において長さ軸(Ｘ軸)に沿い且つ２Ａ／平方ミリメートルの電流密度に対して示すグラフである。このグラフにおいて磁界の強度はアンペア／メートル単位で表現され、且つ、Ｘ軸に沿う位置はミリメートル単位で表現された長さにより表される。図５から理解され得るように上記磁界および磁界勾配は、電磁石13の電気的および幾何学的な特性により、特に各磁極端の形状により制御される単純で明確な周期的形態を有する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図１７は、図１６により示された三重極構成の斜視図である。
図１６および図１７に示された三重極実施例の作用は、巻線94、95および96の少なくともひとつに印加される時間的可変電流の適切な選択により、その結果生成され、流通セル98の内部に印加される可変磁界は任意の時点でゼロ値を有さないが故に、上記流通セル内に保持される磁性粒子の更に良好な分布が実現されることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
シート107および108は各々、マイクロチャネル102に臨む外側面を有する。マイクロチャネル102は、取入口103及び吐出口104を有する。図１９により示されるように後者の外側面は、少なくとも２個のキャビティ111および112の外側面と、該キャビティ111および112を相互から離間する傾斜終端部分113の外側面とから成る。強磁性材料製の第1シート107の上記各キャビティおよび傾斜終端部分は実質的に、対応する強磁性材料製の第2シート108の各キャビティおよび傾斜終端部分に対向し且つそれらに関して対称的に配置される。図１８および図１９に示されるように、シート107および108の各々は好適には、複数のキャビティ111、112および複数の傾斜終端部分113を有する。
図１８に示された上記装置は更に非磁性材料製の第2層114を備え、該層は、第1層101と、非磁性材料製の該第1層101の開口105、106内に留められた第1および第2の強磁性材料シート107および108とをカバーする。
好適実施例において第1および第2の強磁性材料シート107および108は各々、マイクロチャネル102の深度に略々等しい厚みを有する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
【図１】図１は、本発明に係る装置および関連軸ＹおよびＺの概略的前面図である。
【図２】図２は、図１の矢印２０の方向の拡大側面図及び関連軸ＸおよびＹを示す図である。
【図３】図３は、図２と同様であると共に流通セルのセグメント内に保持された磁性粒子の空間的分布を示す拡大側面図である。
【図４】図４は、図２と同様であると共に磁極端21および22がエアギャップ23の全断面に亙り高磁界勾配を生成することを概略的に示す拡大側面図である。
【図５】図５は、図１においてエアギャップ23の中央における長さ軸(Ｘ軸)に沿い磁極端21、22により生成される磁界強度の空間的変動を示すグラフである。
【図６】図６は、図１における電磁石13の斜視図である。
【図７】図７は、図６に示された電磁石の構成要素の分解図である。
【図８】図８は、流通セル18内の磁性粒子が重力のみに晒されており即ち磁界が印加されていない場合、または、静磁界が印加され且つ磁性粒子の密度が一定の限界値より低い場合における流通セル18内の磁性粒子の分布の断面図である。
【図９】図９は、比較的に低密度の磁性粒子が用いられたときでも本発明に係る交流磁場が印加されたときに流通セル18内に保持される磁性粒子の分布の断面図である。
【図１０】図１０は、２サイクル／秒の交流磁場と1.5ミリメートルの内径を有する流通セル18とにより作動する装置の保持能力を示すグラフ(“ミリリットル／分単位の流れ”対“テスラ単位の磁界”)である。
【図１１】図１１は、３次元分布を有する磁気勾配を生成し得る磁極表面の２次元波形パターンの斜視図である。
【図１２】図１２は、電磁石の各磁極は図１１に示された形状の外側面を有し且つこれらの外側面間のエアギャップ内には複数の流通セルが挿入されるという装置使用法の概略図である。
【図１３】図１３は、電磁石の各磁極は図１１に示された形状の外側面を有し且つこれらの外側面間のエアギャップ内には直列に流体接続された複数の流通セルが挿入されるという装置使用法の概略図である。
【図１４】図１４は、磁性粒子の更に均一な分布を可能とする対称的分布を有する磁気勾配を生成し得る波形表面を有する四重極形態の磁極の斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４に示された四重極形態の磁極の正面図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る装置の第４実例の概略図である。
【図１７】図１７は、図１６に示された装置の斜視図である。
【図１８】図１８は、本発明に係る第５実例の構成要素の分解斜視図である。
【図１９】図１９は、図１８の層101と、該層101のキャビティ105および106内に挿入された強磁性材料シート107および108の平面図である。
【図２０】図２０は、図１８および図１９に示されると共に電磁石121を更に含む上記装置の断面図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
１１    本発明に係る装置の第１実施例
１２    AC電源／AC電流源
１３    電磁石
１４、１２２    巻線
１５、１６、１７    ヨーク部分
１８、６１、６２、６３、６４、６５    流通セル
１９    流通セルの壁部
２０    矢印
２１、２１ａ、２２、２２ａ、５１、５２    磁極端部分
２３、５３    エアギャップ
２４、２４ａ、２５、２５ａ    磁極端部の外側面
２６    磁界線
３１、３３、３４、３６、１１１、１１２    キャビティ
３２、３５、１１３    傾斜磁極部分
４１    保持された磁性粒子を収容する流通セルのセグメント
４２    磁性粒子
４３    重力の向きを示す矢印
５４、５５    波形表面
７１、７２、７３、７４    磁極端
８１、８２、８３、８４、９１、９２、９３    磁極
９４、９５、９６    巻線
９７    電磁石の磁気コア
９８    流通セル
１０１、１１４    非磁性材料の層
１０２    マイクロチャネル
１０３    取入口
１０４    吐出口
１０５、１０６、１１５、１１６    開口
１０７、１０８    強磁性材料シート
１２１    電磁石コア
１２３    磁極端部
１２４    磁極端部
１２５    アセンブリ
Ｈ    幅
ｈ    深度
ｌ    距離
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005515455.tif 000001
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005515455.tif 000002
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2005515455.tif 000003
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005515455.tif 000004
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2005515455.tif 000005
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2005515455.tif 000006
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2005515455.tif 000007
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2005515455.tif 000008
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2005515455.tif 000009
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2005515455.tif 000010
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2005515455.tif 000011
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2005515455.tif 000012
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2005515455.tif 000013
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2005515455.tif 000014
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2005515455.tif 000015
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2005515455.tif 000016
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2005515455.tif 000017
【手続補正２７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2005515455.tif 000018
【手続補正２８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2005515455.tif 000019
【手続補正２９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２０】
2005515455.tif 000020