JP4254924B2 - 磁性粒子を処理するデバイスおよび方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、磁化可能な粒子または磁気的に引き付け可能な粒子（磁性粒子）を処理するためのデバイスおよび方法に関する。さらに特定的には、本発明は、ある種の物質に対して特定の結合特性を有し、複合混合物からこれらの物質を分離するのに用いる磁性粒子に関する。

磁性粒子を利用して物質を分離する方法には種々の用途があるが、これは、かかる磁性粒子が、非常に異なる結合特性を備え得るからである。それらは例えば、核酸の配列特異的単離または抗原抗体結合に基づく免疫学的検定などに用いることができる。
特異的に結合した、磁気的に引き付け可能な粒子を用いる磁気分離に基づく方法は、診断用または解析試験用の試料製造の分野において、ますます重要になっている。これは特に自動化された方法において重要であり、なぜならば多数の試料を短時間で試験することが可能になるからである。その結果、高い試料スループットを有する効率的なスクリーニングの条件が形成され、これは例えば、分子遺伝学研究または遺伝診断学分野の用途において非常に重要であるが、それは、非常に多数の試料を手動のみによって操作することが実際的に不可能であるためである。

複合混合物から物質を磁気分離する基本原理は、予想の通り単純である。磁性粒子（磁化可能または磁気的に引き付け可能な粒子）は、意図された目的のために特定の方式で官能基化されて、すなわち、化学的処理により分離すべき標的物質（target substance）用に特定の結合特性を有して提供される。ある種の頻繁に発生する用途用には、かかる官能基化された磁性粒子が商業的にも入手可能である。かかる磁性粒子の大きさは、通常約０．０５〜５００μｍの範囲である。

既知の分離方法の最初の段階（結合段階）においては、前述の官能基化された磁性粒子が反応槽内の（出発）混合物へ添加され、ここで該混合物は精製の対象であって、標的物質を、該標的物質分子の磁性粒子への結合を促進する液体（結合バッファまたは結合液体）の中に含んでいる。これにより、混合物内に存在する標的物質の磁性粒子への選択的結合（＝結合段階）が引き起こされる。結合反応は時間に依存するため、結合段階は一定の時間をかけて行い、存在する標的物質分子の磁性粒子への結合を達成しなければならない。これに関連する問題は、磁性粒子が重力によって沈殿する傾向があるという事実である。このため標的分子群の磁性粒子への結合の効率が損なわれ、特に分散が限定されるために損なわれる。

その結果これらの磁性粒子は、反応槽の内壁の部位において、磁力または磁場例えば永久磁石によって不動化され（可逆的に）、そこで一般に「ペレット」を形成する。

その後、上澄み液を、例えば吸引またはデカント法により分離して廃棄する。磁性粒子は上記のように不動化されているため、これらの粒子が上澄みと共に分離されることはほぼ回避される。

この結合段階に続いて通常は１回（または数回）の洗浄段階があり、そこでは磁性粒子のペレットを好適な洗浄液中に再懸濁し混合する。洗浄液および洗浄条件は、標的物質の磁性粒子への特異結合が損なわれないように選択される。こうして洗浄することによって、非特定的に結合した物質が分離され、分離すべき標的物質の純度が究極的に高められる。結合段階に関連して前に記述したように、洗浄段階の後でも、磁性粒子を不動化して上澄み（すなわち洗浄液）を分離し、廃棄する。

洗浄段階に続く溶離段階において、ペレット状に不動化した磁性粒子を再度懸濁する。最後に、標的物質と磁性粒子の間の結合を壊すのに好適な溶離液または溶離バッファを用いて、標的物質の分子を磁性粒子から切り離し、溶離液と共に分離する。溶離液の分離の間、磁性粒子は上記のように不動化されている。

これらの分離法に用いる結合液、洗浄液、および溶離液の組成は当業者に知られており、または個別のケースに対しては予備試験により明確にすることができる。

不動化した磁性粒子（磁性粒子ペレット）の再懸濁のプロセスは、分離すべき標的物質（分離産物）の純度および収率に決定的な影響を有する。
洗浄の間の磁性粒子の再懸濁が不十分であった場合は、凝集粒子が残り、その結果洗浄が不十分となり、非特異的に結合した不純物の意図したような分離が不十分な程度に生じるか、あるいは全く生じない。この場合、分離された標的物質すなわち分離産物の純度は、低い品質のものとなる。

溶離段階において、磁性粒子が完全には再懸濁されないか、または不十分にのみ再懸濁された場合には、溶離は不十分にのみ行われ、磁性粒子に結合した標的物質の一部分のみが該粒子から離され、他の部分は結合されたままであり溶離液中に移らない。そのため収率は幾分か減少し、試験する出発混合物内の分離すべき標的物質の濃度が非常に低い場合には特に不利である。
洗浄および溶離における不十分な再懸濁の結果、分離すべき製品の純度と収率の両方が減少するのは、特に好ましくないことである。

再懸濁のプロセスは、高い試料スループットを実現するために上記分離法の順序が自動化装置により実施される場合には、特に問題となる。

再懸濁は、試料体積および用いられる反応槽が非常に小さい（小型化）という事実のために、さらに困難となる。また再懸濁は、試料の高いスループットを実現するために可能な限り短時間で行わなければならない。

再懸濁は例えば、磁性粒子ペレットの上部に存在する液体をピペットで繰り返し出し入れし、ペレットが分解して粒子が液体中に分散されるまでこれを繰り返すことで引き起こせる。しかしこのプロセスには、付加的に単回使用のピペットティート（pipette teat）が用いられ、これは試料数の大きさの観点から、かなりの余分なコストをもたらすことになる。

他の既知の可能性は、動いている（例えば回転している）攪拌器、例えば永久磁石棒を反応槽に入れることからなり、この方法によりペレットの分解および混合と再懸濁を引き起こす。例えば高いスループットのスクリーニング法で用いられるような非常に小さい試料体積に対しては、攪拌器の導入は余分なスペースを必要とするため、この再懸濁法は部分的にのみ好適である。さらに、攪拌器を浸し、続いて取り出すことは、好適な対応策を取らない限り試料材料の損失または汚染を生じ得る。

さらに再懸濁は、知られた方式により振動すること、または振動装置を用いることによっても実施できる。これはしかし、そのために余分な機器（コスト要因）を必要とするため、そしてこの方法が余分な操作段階および時間、例えば試料を振動装置に入れ、その後取り出すなどを必要とするために不利である。さらにこの方法は、特に非常に小さな反応体積が関係する場合、例えば磁性粒子のペレットを再懸濁するためには、ほとんど適さない。

従って本発明の課題は、記載された種類の磁気分離法において、特に洗浄および溶離段階において、ペレット化または不動化された磁性粒子のより効率的で素早い再懸濁を可能とし、より効率的な結合段階を可能とし、それによって既知の方法における上記の欠点および他の欠点を回避する、磁性粒子の処理デバイスおよび方法を提供することである。

この課題の解決方法は、請求項１に記載のデバイス、および請求項１３および１４に記載の方法、ならびに、従属した請求項に記載の該デバイスおよび方法の好ましい態様により可能となる。

本発明は、図１および２に示す図による説明を参照して以下に説明される。これらの図は機能的な原理を説明しているのであって、本発明を示された態様に限定するものと理解されるべきではない。

図１および２はそれぞれ、本発明にかかるデバイスの（縦方向の）断面を示す。

本発明により、液体中に存在する磁化可能なまたは磁気的に引き付け可能な粒子（３）を処理するためのデバイスは、粒子（３）を含む液体を入れた１個または２個以上の反応槽（２）用のホルダー（１）、可動に配置された少なくとも２個の永久磁石（１０、２０）、および永久磁石（１０、２０）を動かす駆動ユニット（４）を含む。

永久磁石（１０、２０）は、互いに向かい合って対で配置され、垂直方向（矢印ａ、ｂ）に上下に可動である。
対になった２個の永久磁石（１０、２０）の間の距離は、反応槽（２）がその間に位置するように選択されるか、調節可能である。この「向かい合った配置」はまた、磁石が正確には１本の線上（１８０°）で向かい合っておらず、この角度が１８０°より小さいか（約１８０°から約１２０°）、または２個の永久磁石が、それらの間に位置する反応槽に対して横に互いにずれて配置されるような配置も包含する。

デバイスは、永久磁石（１０、２０）の記載の動きが、対で配置された各永久磁石が、反応槽から一定の距離を有し本質的に粒子（３）に影響を与えない第一位置すなわち開始位置（Ａ）（図１および２の磁石（１０））から、反応槽（２）の横に隣接して位置し粒子（３）に磁力を作用する第二位置すなわちもう一方の位置（作動位置）（Ｂ、Ｃ）（図１および２の磁石（２０））へと移動できるような方式で生じるよう、配置されるか制御可能である。２つの位置（Ａ、Ｂ；図１および２の点線）の間の距離ｘは、下に位置する磁石（位置Ａ）の磁力が、その特定の距離があるため反応槽に存在する粒子に影響を及ぼさないような長さに調節する。

作動位置（Ｂ）の垂直位置は、例えば用いる反応槽（２）の長さまたは反応槽内の液体の体積により変更できるか、または予め規定できる。

作動位置における永久磁石と処理すべき反応槽との間の水平距離は、可能な限り小さくし、好ましくは５ｍｍ未満の間隙、特に好ましくは２ｍｍ未満の間隙のみとなるようにする。

さらにデバイスは、対で配置された２個の永久磁石（１０、２０）が、互いに交互に、該磁石の間に位置している反応槽（２）に対して上記の第一位置（Ａ）または上記の作動位置（Ｂ）もしくは（Ｃ）を取り、この２つの位置を予め規定可能な速度および予め規定可能な持続時間で交替するよう、調節するかプログラムする。

本発明によって可能となったように、反応槽の両側の磁石の位置を素早く交替させることによって、当初はペレットとして存在した磁性粒子（図１には示されず）は、素早く効率的にばらばらにされ、磁石をほんの数回交替させれば再懸濁される。この効果は、もし１個の磁石のみを反応槽の片側から逆側へと移動させる（例えば、磁石を引いて反応槽の下側を通すことにより）場合には全く生じないか、またはかなりの長時間の後にようやく生じるものであるが、これは経験が示すように、ペレット全体（すわなち分解されていない）が反応槽の底を横切って引っ張られるためである。これによって収率の損失が生じ、加工時間が長くなり、分離製品の純度が低下する。

本発明によるデバイスは、試料体積が大きい場合に最適となるか（例えば、ｍｌの範囲）、または試料体積が小さい場合に最適となるよう（例えば、μｌの範囲）、要求に従って適合させることができる。

ホルダー（１）は、随意的に、個々の反応槽例えばキュベットまたはエッペンドルフ型容器を受けるのに好適であるように、または複数のウェルを有するマイクロタイター（microtitre）を受けるのに好適であるように構成してもよい。さらに、ホルダー（１）は水平平面において少なくとも１方向に移動可能なように、好ましくは自動化またはプログラム制御可能なように取り付けてもよく、それによって例えば、反応槽（２）を永久磁石（１０、２０）の間の位置へ移動する、またはそれをさらに移動してさらなる処理ステップを実行するなどができる。

本発明によるデバイスの上記の個々の部品はまた、複数の部品が１つのデバイス中に存在するような形で実現されてもよい。さらに、さらなる態様においては、図１に示された可動永久磁石の幾つかの配置は列状の配置であり、並べて配置された複数反応槽の列の同時処理が可能である。磁気分離のためのデバイスはまた、かかる列を複数含んでもよく、各列は可動永久磁石の複数の配置を含む。
この場合、個々の配置はそれぞれ個別の駆動ユニットを介して駆動されるか、または可動永久磁石の複数の配置が１個の共通の駆動ユニットを介して駆動されてもよい。

永久磁石（１０、２０）の動きは、１個または２個以上の駆動ユニット（４）により、おそらく動力伝達の付加的な手段（５）を用いて引き起こされる。駆動それ自体は、電気モーター、電磁石または空気圧式もしくは液圧式手段、またはこれらの手段の組合せにより達成することができる。駆動は、例えば、クランクシャフト、偏心ディスク、ガイドレール、プッシュプルロッドアセンブリ（push and pull rod assembly）、または当業者に知られた他の部品を含んでもよく、それによって磁石の動きが影響を受ける。

永久磁石としては、専門店で入手可能な好適な形の磁石を用いてよく、これらはＮｄＦｅＢ材料であるのが好ましい。個別のケースにおいては、特定の場合に用いる反応槽の形に特定的に適合した永久磁石を用いるのが有利な場合もある。永久磁石は複数個の磁石を含んでもよく、さらに、対になった配置も、場合によっては２個より多い永久磁石を含んでもよい。

好ましくは、対で配置された２個の永久磁石（１０、２０）は、１個の磁石が反応槽に対して上記の第一位置（Ａ）に位置し、その時もう１個の磁石が上記の第二位置すなわちもう一方の位置（Ｂ）に位置するように、あるいはその逆であるように、互いに機械的に連結されていてもよい。さらに、対配置の２個の永久磁石（１０、２０）が、その動き（ａ、ｂ）の垂直方向が互いに逆向きであるように互いに機械的に連結されるのが好ましい。上記の機械的連結の代わりに、同じ効果を有する対応する回路または制御を用いることもできる。

さらなる好ましい態様によれば、可動永久磁石の駆動はプログラム制御による。これは好ましくは、マイクロプロセッサ集積制御ユニットによるか、またはインターフェイスを介して連結されたコンピュータによって達成することができる。さらに、前記プログラム制御により、本発明によるデバイスのさらなる機能も制御することができ、例えば、ホルダー（１）の水平および／または垂直方向の動きや、存在の可能性のあるピペットユニットの動きである。

前記プログラム制御は、１または２以上の以下の機能またはパラメータ（単一で、または組み合わせて）を予め規定するか、または制御するように構成するのが好ましい：
−磁石の動きの速度、および／または
−頻度、および／または
−サイクル数、および／または
−動きの間の一時停止間隔の長さ（ドウェル時間（滞留時間））、および／または
−垂直方向における第一位置またはもう一方の作動位置、および／または
−永久磁石が上記の異なる位置を占める順序。

１つの配置が、複数の対の磁石の配置、例えば列の状態を含む場合は、これら複数ユニットの動きの順序は、プログラム制御により調整するのが好ましい。

種々のパラメータ、例えば永久磁石の動きの速度、持続時間またはドウェル時間、サイクル数などは、特定のケースにおける処理する試料のタイプや処理段階の種類に特に依存する。これらのパラメータは、当業者は簡単な予備試験によって明らかにでき最適化できる。

特に好ましいさらなる態様によれば、少なくとも１個の可動永久磁石（１０、２０）は、反応槽（２）のそばでその底端部の位置に移動でき、そこで粒子に対して磁力を作用する（図２の位置Ｃ、磁石（２０））。この予め規定された、または予め規定可能な位置は、「溶離位置」と呼ばれるが、これは、磁石が反応槽の底端部の位置にあるため、溶離液の体積が比較的少量でも溶離液中への粒子の再懸濁に十分であるからである。溶離液の体積が少なくてよいことは、溶離すべき標的物質を可能な限り高濃度で得るために望ましい。逆に、洗浄段階においては比較的大量の洗浄液を用いるが、永久磁石の上方の位置が反応槽に対してより高いのが好ましいのは（図１の位置Ｂ参照）、このためである。

溶離位置に到達することは、反応槽のホルダー（１）が垂直方向（矢印ｃ）に可動であるように配置されることにより、そして前記ホルダーが溶離段階の間、開始位置より高い、所定のまたは予め規定可能な位置に保たれることにより可能となる。これは、ホルダーを動かすと、ホルダー（１）と永久磁石配置（１０、２０）の間の垂直方向の距離（図１および２の距離ｙ）を長くできることを意味する。永久磁石の開始位置Ａと、作動位置Ｂとの間の距離ｘ（図１）、または溶離位置Ｃとの間の距離ｘ（図２）は、プロセスの間は変化しないことが好ましい。

代替的に、永久磁石は、距離ｘを短くして作動位置へと動かすことにより、溶離位置へ移動させてもよく―ホルダー（１）のレベルは一定に保たれることが好ましい―、この作動位置は、上記の洗浄段階中に用いられ図１にＢ（磁石（２０））として示される作動位置よりも低くなる（そして、反応槽の底により近くなる）。この場合も、溶離位置での永久磁石は反応槽（２）のそばであって、しかしその底端部に位置する。

磁石を上記の溶離位置へ移動することのできる他の方法は、駆動ユニット（４）（永久磁石がこれに連結されている）の位置を動かすか、または変えることである。その結果駆動ユニットは、所定の方式で下向きに移動でき（位置を低くする）、溶離段階の間その位置に留まるように配置される。駆動ユニットをこの方法で位置させることにより、磁石が、上記の上部または作動位置に位置する場合に、反応槽の底端部近くに存在することになる。この場合も、距離ｙおよび駆動ユニットと反応槽の底端部との間の垂直距離は長くなる。
デバイスの上記後者の態様であって、駆動ユニットの相対的位置が可変である態様は、ホルダー（１）の垂直方向の動きが空間的理由により達成できない場合に、特に有利である。
好ましい態様によれば、駆動ユニットおよびホルダーの、動きの方向および／または距離および／または速度、および／または、間の一時停止間隔は、予め規定可能またはプログラム可能である。

ホルダーおよび駆動ユニットの垂直方向および／または水平方向の動きは、永久磁石の動きに関して記載されたものと同様の手段によって達成することができる（モーター、空気圧式、等）。この場合も、動きの方向および／または距離および／または速度、および／または間の一時停止間隔を予め規定できる、または制御できるプログラム制御を設けるのが好ましい。駆動ユニットおよびホルダーの動きと永久磁石の動きとの連係も、この方法により達成できる。

本発明によるデバイスはさらに、さらなる作動位置を提供するように構成されてもよく、ここで前記のさらなる作動位置は例えば上記の溶離位置にほぼ対応し、少なくとも１個の永久磁石が磁性粒子に磁力を作用することができ、該磁性粒子を反応槽の内壁で不動化しそこでペレットを形成させる。この場合デバイスは、分離プロセスのペレット化段階の実施にも利用できる（例えば、洗浄液上澄みの吸引、標的物質を含む溶離物の吸引）。特定の応用例によっては、ペレット化の段階のために、磁石の他の好適な作動位置を選択することも可能であり、例えば、図１における上記の作動位置Ｂである。
上記位置での磁石のドウェル時間（ペレット化／不動化のため）は、予め規定可能またはプログラム可能である。ドウェル時間の間、磁石の駆動は一時的にオフにされるか、中断される。
ペレット化／不動化の段階は通常、洗浄液または溶離物の吸引の段階と、回路またはプログラム制御によって連係または同期される。

本発明によるデバイスはさらに、本明細書の初めに記載した、磁気分離法において用いる結合段階の実施に有利となるよう利用してもよい。このために、デバイスにおいては、磁石の動き（処理すべき反応槽に対して）を調整またはプログラム化して、この磁石の動きのために重力により（gravimetrically）に引き起こされる磁性粒子の沈殿が回避されるようにすることも可能である。これは例えば、磁石の動きを遅くすることにより達成してもよい。
結合段階における磁性粒子の重力による沈殿を防ぐことにより、標的物質分子の磁性粒子への結合効率が高められ、その結果収率が改善される。

好ましい態様によれば、本発明によるデバイスは、磁気分離法のさらなる操作段階を実施するのに必要な手段と共に提供してもよい。これらには、特に、反応槽から液体を吸引するデバイス、および／または、反応槽へまたは反応槽から規定体積の液体を測定または吸引するためのピペットデバイスなどがある。これらの付加的な手段も、プログラム制御可能であるのが好ましい。

本発明によるデバイスは、しかし、市販の液体操作機器にモジュールとして搭載し、そこで組合せてもよい。ここでの液体操作機器は、反応槽に液体（例えば、結合液、洗浄液または溶離液）を充填する、反応槽から液体を吸引または引き出すなどの手順を担う。
かかる組合せ機器においては、本発明によるデバイスは、以下のプロセスの１または２以上を担う：
−結合ステップの実施
−磁性粒子の再懸濁（例えば、洗浄液または溶離液中）
−液体の吸引／引き出しの間の、磁性粒子のペレット化または不動化。

本発明によるデバイスおよび同じ基礎をなす磁性粒子処理用の方法は、磁気分離法の実施において、優れた再懸濁特性、結合段階における高い効率、分離された製品の高い純度および収率、時間の短縮、および消費材料の消費の低減例えばピペットティート等で卓越している。

磁石の垂直距離（距離ｘ）および／または磁石と反応槽もしくはホルダー（１）との間の距離、および／または駆動ユニットの垂直位置および／または磁石間の水平距離を変更することが可能性であるため、デバイスは種々の方法によって、大きな反応体積または反応槽の異なるサイズもしくは形に対して調節可能である。システムの単純さが、それぞれの応用に適応した個々の機能のすぐれた制御を可能としている。

本発明により、例えばペレットの形で反応槽に存在する、１種の磁性粒子または複数種の磁性粒子を、液体、例えば洗浄液、溶離液または結合液中に再懸濁するために処理する方法が利用可能となる。この方法は、永久磁石を交互に反応槽（２）の相対する側に位置させ、各回において磁石が該反応槽に隣接して位置し、前記粒子（３）に磁力を作用することにより達成される。２つの相対する側を磁石がいったりきたりして交替することにより、ペレットをばらばらにし、磁性粒子を液体中に再懸濁させる。

本発明は、さらに、例えばペレットの形で反応槽内に存在する磁化可能なまたは磁気的に引き付け可能な粒子を、液体、例えば洗浄液、溶離液または結合液と共に処理するための方法に関する。
これらの方法は、
ａ）所定量の液体を磁性粒子を含むペレットに加えること；
ｂ）ペレット化した粒子を再懸濁し、液体と混合すること
という段階を含む。

本発明により、段階ｂ）は以下の態様：
−反応槽（２）が、垂直方向に可動で互いに向い合って対で配置されている２個の永久磁石（１０、２０）の間に位置すること、そして
−上記の永久磁石の動きが、対で配置された各永久磁石が、反応槽から一定の距離を有し本質的に前記の粒子（３）に影響を与えない第一位置すなわち開始位置（Ａ）から、反応槽（２）の横に隣接して位置し、粒子に磁力を及ぼす第二位置すなわちもう一方の位置（Ｂ、Ｃ）（作動位置）へと移動するような態様で行われること、
により実施される。磁石はこの後者の位置に、開始位置に戻る前に各ケースにおいて所定の時間（ドウェル時間）留まるのが好ましい。

対で配置された２個の永久磁石は、互いに交互に、それら磁石の間に位置する反応槽に対して上記の第一位置（Ａ）または上記の作動位置（Ｂ、Ｃ）を取り、予め規定可能な速度で予め規定可能な時間、上記２つの位置を交代する。

反応槽の相対する側で永久磁石の位置を素早く連続して交代することにより、ペレットの早く効率的な溶解と、磁性粒子の再懸濁が達成される。

上記記載の方法はまた、磁気分離法における上記の結合段階を実施するのにも利用してよい。ここで磁性粒子は、分離すべき標的物質を液体中（結合液または結合バッファ）に含んでいる反応槽に導入される。永久磁石の記載の動きにより、磁性粒子の重力による沈殿を防止でき、すなわち、粒子は結合段階の間液体中に浮遊または懸濁状態に維持される。その結果、結合段階の効率が増し、収率が改善される。

溶離段階（段階ｂ）をできる限り少ない溶離体積で実施可能にするには、―溶離液が粒子に結合した物質の溶離に用いられる場合には―、この方法の１つの変法が好ましく、この変法においては、永久磁石が作動位置、すなわち、再懸濁の間、当該反応槽の横に隣接してその底端部（溶離位置Ｃ）に位置する。

これは、反応槽または反応槽を支えるホルダーを垂直方向に、永久磁石の作動位置に対して下方または開始の位置から予め規定可能な上方の位置へと、図２に示すように動かすこと（距離ｙ）により達成できる。

代替的に、同じ目的は―既に記載のように―、磁石の駆動ユニットの位置を実質的に垂直な方向において変えることにより、または、永久磁石の動きを、洗浄段階の再懸濁プロセスの間に到達する作動位置と比較して、各ケースにおいて到達する上の作動位置がより低く、反応槽の底端部近くになるよう制御することにより、達成してもよい。

洗浄段階または溶離段階における再懸濁プロセスをより効率的に行うために、磁石を作動位置に位置させた後にドウェル時間が始まり、磁性粒子ペレットが槽の壁から分離され始めるまでドウェル時間が続く場合は有利である。次の配置段階、すなわち、対の永久磁石の開始位置と作動位置が交互に変わる段階は、このドウェル時間の後に初めて開始される。ドウェル時間の長さおよび磁石を配置するプロセスの反復サイクルは、コンピュータプログラムにより制御されるのが好ましい。

記載の方法は、上記の本発明によるデバイスを利用して行うのが好ましい。
本発明によるデバイスおよび方法は、―上記の利点を利用しつつ―、磁気的に引き付け可能な微細粒子に基づく種々の分離方法において用いることができる。より効率的で素早い再懸濁が可能なため、本発明によって、―特に高スループットの方法において―、性能を高めコストを削減することが可能である。

本発明によるデバイスの構造の断面を図示し、該デバイスは反応槽（２）のホルダー（１）を含み、ホルダーは矢印ｃの上下方向に可動である。ホルダーは、永久磁石の動きの方向に対して実質的に水平な面に位置する。ホルダーは、水平面内において１または２以上の方向に可動であるように配置することができる。 反応槽（２）は、通常は液体中に懸濁している、磁気的に引き付け可能または磁化可能な粒子（磁性粒子）（３）を含む。 反応槽の下には、対で配置された永久磁石（１０、２０）があり、永久磁石の間に反応槽（２）が配置されている。磁石は、駆動ユニット（４）およびそれに連結された駆動部品（５）によって矢印ａおよびｂの垂直方向に交互に動き、各磁石が交替で開始位置（Ａ）と（Ｂ）を取る。再懸濁の場合、磁石（１０）は開始位置（Ａ）に位置し、磁石（２０）は作動位置（Ｂ）に位置する。作動位置では、それぞれの磁石は反応槽に隣接して位置し、槽内に懸濁する粒子へ磁力を作用することが可能となる。 矢印ｘは、２個の永久磁石の開始位置と作動位置の間の距離を示す。矢印ｙは、永久磁石の開始位置（Ａ）と反応槽のホルダー（１）の間の距離を示す。

ホルダー（１）が垂直方向上方へと移動しており距離ｙが長くなっていることを除き、図１に対応している。 その結果、永久磁石（２０）は、作動位置Ｃに位置されている場合、反応槽の底端部近くになっている。この位置は（反応槽に対して）溶離位置と呼ばれる。開始位置Ａおよび距離ｘは図１と同じである。

Claims (27)

1. 液体中にある磁化可能な粒子または磁気的に引き付け可能な粒子（３）を不動化及び再懸濁するためのデバイスであって、
   −前記粒子を含む液体を入れた１個または２個以上の反応槽（２）を支持するホルダー（１）、
   −少なくとも２個の、可動に配置された永久磁石（１０、２０）、
   −永久磁石（１０、２０）を動かす駆動ユニット（４）、
   を含み、
   −永久磁石（１０、２０）が、互いに向い合って対で配置され、垂直方向（ａ、ｂ）に直線的に可動であり、
   −対になった２個の永久磁石（１０、２０）の間の距離が、反応槽（２）がその間に位置する大きさであるかまたはその大きさに調節可能であり、
   −前記の永久磁石の動きが、対で配置された各永久磁石が交互に、反応槽（２）から一定の距離を有し本質的に粒子（３）に影響を与えない第一位置すなわち開始位置（Ａ）から、少なくとも１つの永久磁石が前記反応槽の横に隣接して位置し粒子（３）に磁力を作用するもう一方の位置すなわち作動位置（Ｂ）または溶離位置（Ｃ）へと移動することが可能な手段で生じており、
   そして、対で配置された２個の永久磁石が交互に、それら永久磁石の間に位置している反応槽に対して上記の第一位置（Ａ）または上記のもう一方の位置（Ｂ、Ｃ）を取り、所定の速度および／または所定の時間、前記の２つの位置を交替する、
   前記デバイス。
2. 可動永久磁石（１０、２０）の駆動が、プログラム制御であることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
3. 可動永久磁石（１０、２０）の駆動が、マイクロプロセッサ集積制御ユニットによる、またはインターフェイスを介して連結されたコンピュータによるプログラム制御であることを特徴とする、請求項２に記載のデバイス。
4. −永久磁石の動きの速度、および／または
   −永久磁石の動きのサイクル数、および／または
   −前記サイクルの頻度、および／または
   −動きの間の一時停止間隔の長さ、および／または
   −垂直方向における第一位置またはもう一方の位置（Ｂ、Ｃ）、および／または
   −永久磁石が上記の位置を占める順序、
   が、予め規定可能かまたは制御可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のデバイス。
5. −永久磁石の動きの速度、および／または
   −永久磁石の動きのサイクル数、および／または
   −前記サイクルの頻度、および／または
   −動きの間の一時停止間隔の長さ、および／または
   −垂直方向における第一位置またはもう一方の位置（Ｂ、Ｃ）、および／または
   −永久磁石が上記の位置を占める順序、
   が、プログラムによって予め規定可能かまたは制御可能であることを特徴とする、請求項４に記載のデバイス。
6. 対で配置された２個の永久磁石（１０、２０）が、反応槽に対して、１個の永久磁石が第一位置（Ａ）に位置している場合に、もう一方の永久磁石がもう一方の位置（Ｂ、Ｃ）に位置しているか、その逆であるように、互いに機械的に連結されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
7. 対で配置された２個の永久磁石（１０、２０）が、該対配置の永久磁石の動きの垂直方向の向きが互いに逆であるように、互いに連結されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のデバイス。
8. 永久磁石の駆動が、電気モーターにより、空気圧式、液圧式、もしくは電磁式動力伝達手段により、またはこれらの手段の少なくとも２種の組み合わせにより、達成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のデバイス。
9. 対配置の永久磁石（１０、２０）を複数含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のデバイス。
10. 対配置の永久磁石（１０、２０）を複数、一列配置で、含むことを特徴とする、請求項９に記載のデバイス。
11. 溶離位置（Ｃ）が、永久磁石が反応槽のそばの底端部に位置し、粒子（３）に磁力を作用する位置であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のデバイス。
12. ホルダー（１）が垂直方向（ｃ）に可動であるように配置され、下方または開始の位置から予め規定可能な上方の位置へと駆動手段により移動することができ、これにより、永久磁石（１０、２０）が反応槽の作動位置（Ｂ）に配置されている場合において、前記ホルダー（１）が移動することにより、該永久磁石が、該反応槽の底端部に位置付けられて溶離位置（Ｃ）に配置されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載のデバイス。
13. 駆動ユニット（４）が可動であるように配置され、上方または開始の位置から予め規定可能な下方の位置へと駆動手段により移動することができ、これにより、永久磁石（１０、２０）が反応槽（２）の作動位置（Ｂ）に配置されている場合において、前記駆動ユニット（４）が移動することにより、該永久磁石が、該反応槽（２）の底端部に位置付けられることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載のデバイス。
14. 駆動ユニット（４）の動きの方向および／または距離および／または速度、および／または、動きの間の一時停止間隔が、予め規定可能またはプログラム可能であることを特徴とする、請求項１３に記載のデバイス。
15. ホルダー（１）が、水平方向および／または垂直方向に可動であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載のデバイス。
16. ホルダー（１）の動きの方向および／または距離および／または速度、および／または、動きの間の一時停止間隔が、予め規定可能またはプログラム可能であることを特徴とする、請求項１５に記載のデバイス。
17. 反応槽（２）から液体を吸い出すためのデバイス、および／または、規定の体積の液体を反応槽へ導入するためのピペットデバイスを含むことを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載のデバイス。
18. 反応槽（２）から液体を吸い出す段階、および／または、規定の体積の液体を反応槽へ導入する段階がプログラム制御可能であることを特徴とする、請求項１７に記載のデバイス。
19. 反応槽（２）内に存在する磁化可能な粒子または磁気的に引き付け可能な粒子（３）を、そこに加える液体中に再度懸濁させるための処理方法であって、垂直方向に直線的に可動であり互いに向い合って対で配置された永久磁石（１０、２０）を、交互に反応槽（２）の相対する側に位置させ、それにより各場合において永久磁石が前記反応槽のそばにあって粒子（３）に磁力を作用することを特徴とする、前記方法。
20. 反応槽内に存在する磁化可能な粒子または磁気的に引き付け可能な粒子（３）を液体と共に不動化及び再懸濁する方法であって、
    ａ）磁性粒子（３）を含むペレットに所定の量の液体を加えること；
    ｂ）ペレット状の粒子を再懸濁して前記液体と混合すること、
    を含み、段階ｂ）が、以下の態様
    −前記反応槽が、互いに向い合って対で配置され垂直方向に直線的に可動な２個の永久磁石（１０、２０）の間に位置すること、そして
    −永久磁石（１０、２０）の動きが、対で配置された各永久磁石が交互に、反応槽（２）から一定の距離を有し本質的に粒子（３）に影響を与えない第一位置すなわち開始位置（Ａ）から、少なくとも１つの永久磁石が前記反応槽の横に隣接して位置し粒子（３）に磁力を作用するもう一方の位置すなわち作動位置（Ｂ）または溶離位置（Ｃ）へと移動することが可能な態様で実施され、対で配置された２個の永久磁石が交互に、永久磁石の間に位置している反応槽に対して上記の第一位置（Ａ）または上記のもう一方の位置（Ｂ、Ｃ）を取り、予め規定可能な速度および／または予め規定可能な時間、前記の２つの位置を交替すること、
    により実施されることを特徴とする、前記方法。
21. 液体が、結合液、洗浄液または溶離液であり、これが磁気分離法における結合、洗浄、または溶離段階の実施のための液体として用いられることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
22. 段階ｂ）が、
    −反応槽（２）が、互いに向い合って対で配置され垂直方向に可動な２個の永久磁石（１０、２０）の間に位置すること、および
    −前記の対で配置された各永久磁石を交互に、前記反応槽の横に隣接しまた底端部に位置する溶離位置（Ｃ）へと移動させ、そこで粒子に磁力を作用させること、
    により実施されることを特徴とする、請求項２０または２１に記載の方法。
23. 永久磁石が、
    −反応槽または該反応槽を支持するホルダー（１）を、垂直方向（ｃ）に、永久磁石の作動位置（Ｂ）に対して、下方または開始の位置から予め規定可能な上方の位置へと移動すること、
    −永久磁石の開始位置（Ａ）を、予め規定可能な下方の位置へと移動すること、
    により溶離位置（Ｃ）に移動され、それによって、永久磁石が反応槽の作動位置（Ｂ）に配置されている場合において、該永久磁石が、溶離位置（Ｃ）に対応する該反応槽の底端部に位置付けられることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. 永久磁石（１０、２０）の動き、または対応する反応槽ホルダー（１）の動きが、自動的に、および／またはプログラム制御により実施されることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
25. 再懸濁の段階が、永久磁石の位置変更の各回の後に所定の長さのドウェル時間が存在する態様で実施されることを特徴とする、請求項１９〜２４のいずれかに記載の方法。
26. 請求項１〜１８のいずれかに記載のデバイスを用いて実施することを特徴とする、請求項１９〜２５のいずれかに記載の方法。
27. 磁化可能な粒子または磁気的に引き付け可能な粒子による物質の分離における、請求項１〜１８のいずれかに記載のデバイスの使用であって、
    （ａ）結合段階の実施のため、および／または
    （ｂ）再懸濁のため、および／または
    （ｃ）洗浄段階における、および／または
    （ｄ）前記粒子をペレット状にするため／不動化のため、および／または
    （ｅ）溶離段階における、
    前記使用。

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