CN110160854B - 一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置、方法及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明第一方面公开了一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置，其包括旋转试剂平台(1)；其上具有磁珠悬浮液容器(3)，所述悬浮液磁珠容器(3)的外壁设置有第一致转结构；不旋转的圆柱(2)，其周向表面上设置有与所述第一致转结构配合的第二致转结构，以使得在旋转试剂平台(1)旋转时，所述悬浮液磁珠容器(3)在公转的同时被带动在孔位内自转。本发明第二方面公开了利用所述装置保持磁珠悬浮液均匀性的方法。本发明第三方面公开了所述装置用于长径比大于2的细长容器内保持磁珠悬浮液均匀性的用途。本装置保持了整个反应体系混合的均匀性，尤其适合细长管内微量液体的混合过程。

Description

一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置、方法及其用途

技术领域

本发明涉及生命科学仪器和医学检验设备领域，具体涉及一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置、方法及其用途。

背景技术

在用于生命科学的分析方法和临床医学诊断领域，粒径在亚微米到几十微米之间的磁微粒(或称磁珠)作为一个关键分析试剂组分，常常被用于富集和分离复杂被测样本(如血液、尿液或其它体液等)中的被测物。尤其是在基于各类化学发光原理的临床免疫分析仪器***上，表面功能化的磁微粒与其它试剂(如标记后的信号抗体、生物素化的捕获抗体以及功能化后的抗原等)一道成为试剂盒中的一个单独包装的试剂组分。

在一类称为夹心(三明治)法的免疫分析中，当这些试剂按设定的量(体积×浓度)和顺序与被测样本(如血液)混合，并在一定温度经一段时间反应后，样本中的被测物就被磁微粒表面的抗体捕获在磁微粒上，并进一步地与标记后的信号抗体在磁珠表面形成“捕获抗体-目标被测物-信号抗体”依次结合的所谓的夹心产物，即免疫复合体。这个过程被称为孵育过程。在孵育完成之后，利用磁珠的顺磁特性，在外加磁场的作用下，以免疫复合体形式被富集在磁珠表面的被测物能够通过磁分离和清洗过程与样品中的其它成分相分离，从而避免样本中其它物质如血液中大量存在的红血球、白血球、血小板、胆红素等的干扰，使检测灵敏度大大提高。

由于重力的作用，悬浮于试剂盒中的微米级磁珠在试剂盒中静置后会逐渐下沉到试剂容器的底部，导致移液器例如移液枪、移液针或取样针不能取到或不能准确地取到设定量的磁珠，从而导致错误的分析结果。在过去的仪器***中，解决这一问题的方案有两个：一是每次在移液器吸取磁珠前，先用机械搅拌桨伸入盛放磁珠的容器底部让磁珠重新悬浮起来形成均匀混合的磁珠悬浮液并立即吸取；二是在仪器处于测试工作状态的整个过程中，让盛放磁珠的容器连续或间隙地处于旋转或震荡状态以保证磁珠悬浮液在仪器工作状态期间一直均匀。第一种方法在罗氏诊断(Roche Diagnostics)的Elecsys和cobas系列电化学发光免疫分析仪上采用。另外一些商用***采用第二种方法，一般利用一个往复运动的齿条和在磁珠容器外壁的齿轮带动磁珠容器作往复旋转，或者也可以让盛放磁珠的容器处于连续或间隙的震荡状态来避免磁珠沉降或让已经沉降的颗粒重新上浮。

上述两种方法都有一定的缺点，机械搅拌桨的强剪切作用容易破坏磁珠表面的功能性物质，而且仪器的设计和动作变复杂后，增加了出错可能性。往复运动的齿条带动磁珠容器做往复旋转会在细长管型容器的径向形成磁珠颗粒的不均匀分布，同时齿条和齿轮往复摩擦的固定规律性噪音也令人不悦。震荡法对浅表层的悬浮液混匀有效果，而对细长管型容器内的深处沉降颗粒的混匀效果不好。

两种方案均需要至少一个电机和电机控制***，因此在小型仪器的设计中，上述两种方法中采用的附加装置所带来的结构和仪器体积的变化都是不利的。

因此，在尽量不增加检测仪器的体积和机构复杂性的前提下，如何保持放置于生物检测或医学诊断仪器中磁珠悬浮液的均匀性，一直是生物检测领域或全自动免疫分析仪器设计中一个待解决的问题。

发明内容

为解决以上问题，提出本发明。

本发明利用装载于仪器上的试剂盒本来必须的旋转来带动磁珠容器的自转，从而实现磁珠悬浮液的均匀性。

本发明第一方面提供一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置，其包括，

旋转试剂平台1，其上具有呈周向排列的至少一个试剂孔位组，所述试剂孔位组包括第一孔位，所述第一孔位内放置磁珠悬浮液容器3，所述磁珠悬浮液容器3的外壁设置有第一致转结构；

不旋转的圆柱2，其周向表面与所有所述磁珠悬浮液容器3的外壁接触，其周向表面上设置有与所述第一致转结构配合的第二致转结构，以使得在所述旋转试剂平台1旋转时，所述磁珠悬浮液容器3将在公转的同时被带动在所述第一孔位内自转。

当然所述圆柱2可以为高度小于圆形直径的圆柱，即圆盘。

优选地，所述装置还包括外壳6，所述试剂孔位组还包括第二孔位和第三孔位，所述第二孔位和第三孔位内分别放置第二试剂管4和第三试剂管5或本身就构成第二试剂管4和第三试剂管5。

优选地，所述第一致转结构和第二致转结构为齿轮；或者所述第一致转结构和第二致转结构彼此独立地为摩擦材料层，或设置在壁面上的粗糙的或有花纹的表面；或者所述第一致转结构为所述圆柱(2)的N个径向突出部，其中N为大于或等于1的正整数。

优选地，每个所述试剂孔位组包括一个第一孔位和至少一个第二孔位和至少一个第三孔位。

优选地，所述磁珠悬浮液容器3的高度至少是内径的2倍。

优选地，所述外壳6为无盖容器，所述不旋转的圆柱2固定在所述无盖容器底部。

优选地，所述外壳6为有可拆卸盖子7的杯状容器，所述不旋转的圆柱2固定在所述盖子7的内侧。

优选地，所述盖子7是透明的或部分透明的。

本发明第二方面提供一种保持磁珠悬浮液均匀性的方法，其利用第一方面所述的装置，包含以下步骤：

A、将磁珠悬浮液放入置于第一孔位内的磁珠悬浮液容器3中；

B、开启所述装置，所述磁珠悬浮液容器3在所述旋转试剂平台1的带动下公转并依靠第一致转结构和第二致转结构被带动在所述第一孔位内自转，进而使得所述磁珠悬浮液发生自旋以使得其中的磁珠不发生沉降。

优选地，步骤A中，将两个试剂分别放入置于第二孔位和第三孔位内的第二试剂管4和第三试剂管5或由第二孔位和第三孔位本身构成的第二试剂管4和第三试剂管5中。

优选地，其中所述磁珠的直径不大于10微米。

优选地，所述装置还包括用于固定所述试剂孔位组的捆绑支架8。

优选地，所述磁珠悬浮液容器3可以通过顺时针和反时针交替旋转，在所述磁珠悬浮液容器3内形成激荡将已经沉降于容器底部的磁珠重新悬浮并混匀。

本发明第三方面提供第一方面所述的装置用于长径比大于2的细长容器内保持磁珠悬浮液均匀性的用途。

本发明的有益效果：

(1)本发明的旋转试剂平台的旋转功能是为了满足在固定位置上移取试剂的要求而在仪器设计中必须设置的，并不是为磁珠混匀而添加的。因此，除了在该装置中添加圆柱部件，以及对磁珠容器的外壁稍作修改以满足其与圆柱部件的齿轮传动或摩擦传动外，本发明无需增加额外的复杂机构和自动控制单元就实现了在仪器工作期间保持磁珠均匀悬浮的目的。与过去的方案相比，减少了至少一个电机和电机控制***。

(2)本发明的装置利用旋转试剂平台的旋转带动的磁珠悬浮液容器的自转以带动其内液体的自旋，保持了整个反应体系混合的均匀性，避免了磁珠的沉降，且不破坏磁珠表面的功能性物质，避免了震荡和搅拌混合的缺点。

(3)本发明的装置尤其适合细长管内微量磁珠悬浮液的混合过程，可用于生物医学检测领域。

(4)本发明的装置适合批量孵育反应和检测操作，可用于自动化检测***中，且因为避免了与多根搅拌桨相关的旋转装置和驱动装置，可以使得检测装置小型化。

附图说明

图1为实施例1一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置具体结构的俯视图。

图2为实施例2一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置具体结构的立体图。

图3为实施例3一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置具体结构的俯视图。

附图标记列表：

1、旋转试剂平台；2、圆柱；3、磁珠悬浮液管；4、信号抗体试剂管；5、捕获抗体试剂管；6、外壳；7、盖子；8、捆绑支架。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步说明本发明的内容。

实施例1

一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置，如图1所示，包括，

无盖容器外壳6；

旋转试剂平台1，其上具有呈周向排列的四个试剂孔位组，每个所述试剂孔位组包括一个第一孔位、一个第二孔位、一个第三孔位，所述第一孔位内放置磁珠悬浮液管3，所述第二孔位、第三孔位内分别放置信号抗体试剂管4和捕获抗体试剂管5，所述磁珠悬浮液管3的外壁设置有摩擦材料层，内壁为粗糙的，所述磁珠悬浮液管的长度是内径的2倍；用于固定所述试剂孔位组的捆绑支架8；

不旋转的圆柱2，其周向表面与所有所述磁珠容器3的外壁接触，其周向表面上设置有与所述第一致转结构配合的第二致转结构，以使得在所述旋转试剂平台1旋转时，所述磁珠悬浮液容器3将在公转的同时被带动在所述内侧孔位内自转。

通过调整旋转试剂平台1大小、试剂孔位组大小、不旋转的圆柱2的直径和磁珠管3的大小，利用该装置可以实现一套或多套试剂中的磁珠均匀悬浮。

实施例2

另外一种保持磁珠悬浮液均匀性的装置，如图2所示，与图1区别在于，所述外壳6为有可拆卸的全透明盖子7的杯状容器，所述不旋转的圆柱2固定在所述盖子7的内侧。盖子7设计为透明的方便观察装置内部反应情况。

实施例3

图3示出了第三种保持磁珠悬浮液均匀性的装置，与图1区别主要在于，所述第二孔位和第三孔位依次排列在旋转试剂平台1的同一条半径上。

实施例4

一种保持磁珠悬浮液均匀性的方法，其利用实施例1所述的装置，本方法包含以下步骤：

A、将磁珠悬浮液放入置于第一孔位内的磁珠悬浮液容器3中，将信号抗体试剂和捕获抗体试剂分别放入置于第二孔位和第三孔位内的信号抗体试剂管4和捕获抗体试剂管5中；

B、开启所述装置，所述磁珠悬浮液容器3在所述旋转试剂平台1的带动下公转并依靠第一致动结构和第二致动结构被带动在所述第一孔位内自转，进而使得所述磁珠悬浮液发生自旋以使得其中的磁珠不发生沉降。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种保持磁珠悬浮液均匀性的方法，其特征在于，利用以下保持磁珠悬浮液均匀性的装置进行，所述装置包括：

旋转试剂平台（1），其上具有呈周向排列的至少一个试剂孔位组，所述试剂孔位组包括第一孔位，所述第一孔位内放置磁珠悬浮液容器（3），所述磁珠悬浮液容器（3）的外壁设置有第一致转结构；

不旋转的圆柱（2），其周向表面与所有所述磁珠悬浮液容器（3）的外壁接触，其周向表面上设置有与所述第一致转结构配合的第二致转结构，以使得在所述旋转试剂平台（1）旋转时，所述磁珠悬浮液容器（3）将在公转的同时被带动在所述第一孔位内自转；

所述装置还包括外壳（6），所述试剂孔位组还包括第二孔位和第三孔位，所述第二孔位和第三孔位内分别放置第二试剂管（4）和第三试剂管（5）或本身就构成第二试剂管（4）和第三试剂管（5）；

所述第一致转结构和第二致转结构为齿轮；或者所述第一致转结构和第二致转结构彼此独立地为摩擦材料层，或设置在壁面上的粗糙的或有花纹的表面，或者所述第一致转结构为所述圆柱（2）的N个径向突出部，其中N为大于或等于1的正整数；

每个所述试剂孔位组包括至少一个第二孔位和至少一个第三孔位；

所述第二孔位和第三孔位依次排列在旋转试剂平台（1）的同一条半径上；

所述磁珠悬浮液容器（3）的高度至少是内径的2倍；

所述外壳（6）为无盖容器，所述不旋转的圆柱（2）固定在所述无盖容器底部；或者所述外壳（6）为有可拆卸盖子（7）的杯状容器，所述不旋转的圆柱（2）固定在所述盖子（7）的内侧，所述盖子（7）是透明的或部分透明的；

所述方法包含以下步骤：

A、将磁珠悬浮液放入置于第一孔位内的磁珠悬浮液容器（3）中；

B、开启所述装置，所述磁珠悬浮液容器（3）在所述旋转试剂平台（1）的带动下公转并依靠第一致转结构和第二致转结构被带动在所述第一孔位内自转，进而使得所述磁珠悬浮液发生自旋以使得其中的磁珠不发生沉降；

步骤A中，将另外两个试剂分别放入置于第二孔位和第三孔位内的第二试剂管（4）和第三试剂管（5）或由第二孔位和第三孔位本身构成的第二试剂管（4）和第三试剂管（5）中；

其中所述磁珠的直径不大于10微米。

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