TWI407101B - 磁分離單元、磁性分離裝置以及分離生化試樣內磁性物質之方法 - Google Patents

Description

磁分離單元、磁性分離裝置以及分離生化試樣內磁性物質之方法

本發明係關於生化分離裝置，且特別是關於適用於分離生化試樣內之磁性物質之磁分離單元、磁性分離裝置與分離生化試樣內磁性物質之方法。

於生化領域中，目前已採用了許多技術以有效地分離複合細胞懸浮液中之一種或一類細胞。而自臨床血液試樣中分離代表特定疾病型態的某些特定細胞的能力對於疾病之診斷特別有用。

目前技術已可成功地採用磁性裝置以排斥或吸引經標記細胞，藉以檢選或分離混合物中之經微米尺寸(>1微米)磁性或磁化粒子標記之細胞。對於分離可提供寶貴資訊之細胞而言，可將欲檢測之的細胞經過磁化後而自複合液體混合物中檢選出(稱為陽性選擇，或稱正選)。或者，亦可將會造成特定程序改變之非檢測細胞經過磁化後而藉由磁性裝置以將之分離出來(稱為陰性選擇，或稱負選)。

利用磁性標記的細胞分離技術主要分為兩種類型，其中一類型為柱型(column-based)分離技術，主要使用較小或磁性較微弱之磁性顆粒作為標記，因此於分離時必須於一柱狀物中充填磁性物質，此磁性充填物在磁場作用下會在表面產生高磁場梯度以確保足夠的磁力。而另一類型為管型(tube-based)分離技術，通常使用離心管作為分選容器，於管外加一外加磁場即可將磁性標記之細胞吸附在管壁上，通常需要搭配較大顆或較強磁性的標記，其優點為不需使用充填磁性物之柱狀物。

然而，磁性細胞的分離效率取決於磁性標記在分離磁場中所受的磁力，因此欲提高分離率必須提高磁場及磁場梯度。然而不論是永久磁石或是電磁鐵，通常磁場與磁場梯度在離開磁性材料即隨距離下降很快，因此使用一般管路時，高磁場與高磁場梯度很難作用在管路內的磁性顆粒上。

有鑑於此，本發明提供了一種磁分離單元，包括了導磁材料所製成之一部，因而可延伸外部磁場之高磁場梯度至磁分離單元內，並藉以提高磁性分離效率。另外，本發明亦提供了應用上述磁分離單元之一種磁性分離裝置及分離生化試樣內磁性物質之方法。

依據一實施例，本發明提出一種磁分離單元，包括：一第一部件，具有非磁性材料，包括延伸於該第一部件中之一溝槽；以及一第二部件，具有導磁材料，包括突出於該第二部件之一表面上之一突出部，其中該第二部件連結於該第一部件，使得該溝槽於該第一部件與該第二部件之間構成一流體通道之用，而該第二部件之該突出部為該第一部件之該溝槽所容納。

依據又一實施例，本發明提供了一種磁性分離裝置，包括：一第一磁場單元，以及一第一磁分離單元，設置於該第一磁場單元之一側，其中該第一磁場單元包括一第一導磁片，具有相對之一第一表面與一第二表面；以及複數個第一磁石，分別設置於該第一導磁片之該第一表面與該第二表面上，其中該些第一磁石之相同磁極係面向該第一導磁片而設置；以及前述之一磁分離單元，設置於該第一磁場單元之一側，其中該磁分離單元之該第二部件較佳地係鄰近於該第一磁場單元。

依據另一實施例，本發明提供了一種分離生化試樣內磁性物質之方法，包括：提供如前述之磁性分離裝置；提供一生化試樣溶液，該生化溶液內包括磁性生化物質或經磁性物質標記之生化物質；使該生化試樣溶液流經該磁性分離裝置內之該流體通道，以將該磁性生化物質或該經磁性物質標記之生化物質吸引或排斥至鄰近且平行於該第一導磁片之該磁分離單元的管壁上；使該第一磁場單元與該第一磁分離單元分離；以及提供一緩衝液，並使該緩衝液流經該第一磁分離單元之連續管路，以洗提位於鄰近於該第一導磁片之該磁分離單元的管壁上之該磁性生化物質或該經磁性物質標記之生化物質。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和特點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明之磁性分離裝置將藉由第10-15圖等圖式及下文進一步解說，其係由至少一磁場單元與至少一磁分離單元所組成。第1-2圖則顯示了適用於如第10-15圖所示之磁性分離裝置之磁場單元的不同實施情形，而第3-9圖則顯示了適用於如第10-15圖所示之磁性分離裝置之多個磁分離單元之實施情形。

請參照第1-2圖，分別顯示了依據本發明之多個實施例之磁場單元。請參照第1圖，顯示了依據本發明一實施例之磁場單元100的立體示意情形，其包括了數個磁石102以及分別夾置於此些磁石之間的一導磁片104。於本實施例中，磁石102係為一長方形柱(rectangular pillar)，而導磁片104係為一長方形平板。如第1圖所示，磁場單元100內之每兩磁石102係分別設置於一導磁片104之兩對應表面之上，且此些磁石102之相同磁極方向係面向導磁片104。在此，磁石102內之箭號150係顯示了由各磁石102之S極指向N極之內部磁場方向。

於第1圖所示之磁場單元100中，磁石102與導磁片104具有大致相同形狀與表面積，因此磁場單元100係繪示為具有數個平整側面之一長方柱，磁石102(與導磁片接觸面)之表面積為A_m ，而各導磁片104未接觸磁石102之側面120之截面積為A_y ，由於磁力線之連續性，導磁片104未接觸磁石102之側面120處之磁通密度B可表示如以下公式：

B=2B_d A_m /A_y 　(1)

其中B_d 為磁石102之工作磁通密度，其值最高為磁石本身之殘留磁束密度(Br)，通常因為形狀因素及反向磁場之影響，實際之B_d 值小於Br。適當選取A_m 與A_y 可使導磁片104未接觸磁石102之一側面120處成為一強磁場區，其可具有高於磁石102本身之殘留磁束密度(Br)之一磁場強度，以用於分離生化試樣內之磁性物質之程序的實施。在此，基於數個導磁片104之設置，於磁場單元100中之此些導磁片104之每一側面120處將可分別產生了一強磁場區，因此磁場單元100中將可形成可用於分離生化試樣內之磁性物質之程序的數個強磁場區。

請參照第2圖，顯示了依據本發明另一實施例之磁場單元100’之立體示意情形，其相似於如第1圖所示之磁場單元100。在此，相同標號係代表相同之構件，於下文僅針對此些實施例之間的相異處進行解說。

如第2圖所示，雖然磁場單元100’亦由數個磁石102與夾置於此些磁石間之導磁片104所構成，但是於磁場單元100’中之磁石102之內部磁場方向(繪示為箭號150)係與第1圖所示之磁場單元100內之同樣位置的磁石102的內部磁場方向相反。參照第2圖之設置情形，磁場單元100’內之此些導磁片104之一側面120處將可分別產生了一強磁場區，而磁場單元100中將可具有複數個強磁場區，其可具有高於磁石102本身之殘留磁束密度(Br)之一磁場強度。

於如第1-2圖所示之磁場單元100與100’內之磁石102的材質例如為釹鐵硼(NdFeB)、釤鈷(SmCo)、釤鐵氮(SnFeN)、鋁鎳鈷(AlNiCo)、鐵氧體(ferrite)或其組合，磁石102的之形狀亦可為長方柱以外之形狀，例如為圓柱、三角柱或其他形狀之多邊形柱。另外，磁場單元100與100’內所使用之導磁片104材質例如為純鐵、磁性不銹鋼或具導磁率的金屬軟磁等導磁材料(magnetic materials)，而具導磁率的金屬軟磁例如為鐵、矽鋼、鎳鐵、鈷鐵、不銹鋼、軟磁鐵氧體或其組合。於一實施例中，磁場單元100與100’內之磁石102基本上並無限制，但較容易實施地為具有大於1mm以上之厚度，而導磁片104則可具有介於0.5~10mm之厚度。另外，基於固定構件之目的，於上述磁場單元100與100’之外側可包覆一非磁性外框(未顯示)，其材質例如為不銹鋼、鋁合金等非磁性材料，而於包覆如第1-2圖所示之磁場單元100與100’之非磁性外框中鄰近各導磁片104之位置處可形成有開口或開槽(未顯示)以使得導磁片104之側面120外露。

請參照第3-9圖，顯示了適用於本發明之磁性分離裝置之磁分離單元(magnetic separation unit)的多個實施例。

請參照第3圖，顯示了依據本發明一實施例之磁分離單元200之立體示意情形，其包括由非磁性材料構成之第一部件(first member)202以及由導磁材料構成之一第二部件(second member)204。於第一部件202的表面設置有一溝槽206，而第二部件204則包括了一平坦部204b及數個突出部204a。此溝槽206由上往下地延伸並穿過了第一部件202、且容納了第二部件204之數個突出部204a，並且於結合第一部件202與第二部件204後此溝槽206便構成了位於磁分離單元200內之一流體通道(fluid channel)。因此，於一磁性分離程序中，一生化試樣溶液(未顯示)便可從上至下流經位於磁分離單元200內之此流體通道。

如第3圖所示，磁分離單元200內之第一部件202具一厚度W1，而磁分離單元200內之第二部件204具有一厚度W2，而第一部件202內之溝槽206則具有一深度D。在此，第一部件202與第二部件204繪示為一平板狀外形，而其寬度則可視相對應之磁場單元之寬度而適度的調整。此外，如第3圖內所示之第一部件202與第二部件204之設置情形可左右互換，惟此時設置於第一部件202表面之溝槽206需鄰近第二部件204且為之所覆蓋。再者，第一部件202與第二部件204的外形與其相關尺寸而並非以第3圖實施情形為限，其可視磁場單元100或100’之實施形態而對應地改變。在一實施例中，磁分離單元200內之第二部件204具有介於約0.02mm~1mm之一厚度W2。

請參照第4a圖，顯示了於一實施例中沿磁分離單元200內A-A’線段之第一部件202之剖面情形。在此，第一部件202內之溝槽206包括了依序設置之數個第一段部206a以及數個第二段部206b，進而構成了從上至下穿透第一部件202之流體通道。而溝槽206中之此些第一段部206a與第二段部206b係大致相互垂直。在此，第一段部206a在此繪示為垂直於第一部件202短邊之溝槽，而第二段部206b在此繪示為平行於第一部件202之短邊之溝槽，而位於最上方之第一段部206a可作為生化試樣溶液之輸入段部，而位於最下方之第一段部206a則可作為生化試樣溶液之輸出段部。

請參照第5a圖，顯示了於另一實施例中沿磁分離單元200內A-A’線段之第一部件202之剖面情形。在此，第一部件202內之溝槽206包括了相分隔之一第三段部206c與一第四段部206d，以及設置於第三段部206c與第四段部206d之間且同時連結於第三段部206c與第四段部206d之數個第二段部206b，進而構成了從上至下穿透第一部件202之流體通道。而溝槽206中之第三段部206c與第四段部206d係大致垂直於此些第二段部206b，且第三段部206c與第四段部206d同時連結於數個第二段部206b。在此，第三段部206c與第四段部206d在此繪示為垂直於第一部件202之短邊之溝槽，其中第三段部206c係設置於第一部件202之上方以作為生化試樣溶液之輸入段部，而第四段部206d係設置於第一部件202之下方以作為生化試樣溶液之輸出段部，而此些第二段部206b在此則繪示為平行於第一部件202短邊之溝槽。

請參照第6a圖，顯示了於又一實施例中沿磁分離單元200內A-A’線段之第一部件202之剖面情形。在此，第一部件202內之溝槽206包括了相分隔之一第五段部206e與一第六段部206f，以及設置於第五段部206e與第六段部206f間且分別與第五段部206e與第六段部206f連結之一第七段部206g，進而構成了從上至下穿透第一部件202之流體通道。在此，第五段部206e與第六段部206f在此繪示為垂直於第一部件202短邊之溝槽，而第五段部206e係設置於第一部件202之上方以作為生化試樣溶液之輸入段部，而第六段部206f係設置於第一部件202之下方以作為生化試樣溶液之輸出段部，而第七段部206g則繪示為設置於第一部件202內之一內腔(inner chamber)。

於如第4a、5a、6a等圖所示之實施例中，於各第一部件202內所包括之第一段部206a、第三段部206c、第四段部206d、第五段部206e與第六段部206f係繪示為垂直於第一部件202短邊之一溝槽，而其中位於第一部件202內最上方之第一段部206a、第三段部206c與第五段部206e之一部可作為輸入段部之用，而位於第一部件202內最下方之第一段部206a、第四段部206d與第六段部206f之一部可作為輸出段部之用，但不限於上述實施情形。於其他實施例中，位於第一部件202內之第一段部206a、第三段部206c、第四段部206d、第五段部206e與第六段部206f之一部亦可設置於第一部件202之長邊之一部。如第4b圖所示，位於最上方之第一段部206a之一部可轉彎朝向第一部件202之長邊，而如第5b圖與第6b圖所示，最上方之第三段部206c之一部、以及第五段部206e之一部可分別轉彎朝向第一部件202之長邊。或者，分別如第4c圖、第5c圖與第6c圖所示，位於最下方之第一段部206a之一部、第四段部206d之一部、以及第六段部206f之一部可分別轉彎朝向第一部件202之長邊。亦即，作為輸入段部與輸出段部之部分可朝向第一部件202之長邊或短邊。

請參照第7圖，顯示了依據第3圖實施例之磁分離單元200之一***圖。在此，第二部件204主要包括了一平坦部204b及數個突出部204a，此些突出部204a係突出於平坦部204b的表面且大致設置於對應於第一部件202內之第二段部206b(請參照第4-5圖)與第七段部206g(請參照第6圖)處，因此可為第一部件202內之第二段部206b與第七段部206g所容納。此些突出部204a的數量與設置位置則可視如第4-6圖所示之磁分離單元內第一部件202的設置情形而適度修正，並不以第7圖所示情形為限。

請參照第8圖，顯示了第3圖內一區域900之剖面情形。如第8圖所示，第一部件202與第二部件204經結合後，位於第一部件202之溝槽206則定義出了一流體通道，而第二部件204之突出部204a則為此流體通道(繪示為溝槽206)之一部所容納但突出部204a並不會完全填滿了流體通道。藉由第二部件204與其上突出部204a的設置，可將外部磁場更導引至磁分離單元內之流體通道處，以加強外部磁場施加於流體通道內之磁場強度並提升磁性分離效果。

請參照第9圖，顯示了相似於如第8圖所示情形之另一實施例。如第9圖所示，第二部件204在對應於突出部204a設置處之另一表面可對應地設置一凹陷部204c，如此可更將外部磁場更導引至磁分離單元內之流體通道處，以加強外部磁場施加於流體通道內之磁場強度並提升磁性分離效果。

於如第8-9圖所示情形中，第二部件204之突出部204a與凹陷部204c包括了為三角形之數個連續鋸齒狀突出物，但並不以此三角形的輪廓為限，其亦可為如方形、梯形、圓弧形等其他形狀之連續突出物。

於第3-9圖所示之磁分離單元之中，第一部件202則可為由如塑膠、電木、非磁性金屬或陶瓷等非磁性材料，但並不以其為限，可藉由適當加工方式而於其內形成溝槽206及其相關之組成段部。而第二部件204則包括了純鐵、磁性不銹鋼、具導磁率的金屬軟磁或氧化物軟磁等導磁材料(magnetic materials)，而具導磁率的金屬軟磁例如為鐵、矽鋼、鎳鐵、鈷鐵、不銹鋼、軟磁鐵氧體或其組合。

請參照第10-15圖，顯示了依據本發明多個實施例之磁性分離裝置，其係分別由上述實施例之磁場單元與磁分離單元所組合形成。

請參照第10圖，顯示了依據本發明一實施例之磁性分離裝置300，其係由前述之一個磁場單元100(見於第1圖)與一個磁分離單元200(見於第3圖)所構成。在此，磁分離單元200係採用扣合或黏合等方式而設置於磁場單元100之一側，而磁分離單元200內第二部件204較佳地係鄰近於磁場單元100，而構成流體通道之溝槽206的第二段部206b(見於第4-5圖)或第七段部206g(見於第6圖)之部份則分別平行於磁場單元100內之各導磁片104之一側，藉由磁場單元100內之設置情形可將鄰近於各導磁片104之兩磁石的磁力線(未顯示)集中於夾置於其間之導磁片104處並透過磁分離單元200內第二部件204之突出部204a(見於第7-9圖)而導引至鄰近且平行於導磁片104的磁分離單元200內的溝槽206之第二段部206b(見於第4-5圖)或第七段部206g(見於第6圖)處，因而使得磁分離單元200內之溝槽206之第二段部206b(見於第4-5圖)或第七段部206g(見於第6圖)等處可作為磁分離單元300內分離生化試樣溶液中磁性物質之主要分離段部。在一實施例中，此些主要分離段部具有介於約0.1mm~2mm之深度D。

請參照第11圖，顯示了依據本發明另一實施例之磁性分離裝置300’，其相似於如第10圖所示之磁性分離裝置300。在此，相同標號係代表相同之構件，於下文僅針對此些實施例之間的相異處進行解說。

如第11圖所示，磁性分離裝置300’係由一個前述之磁場單元100(見於第1圖)與兩個磁分離單元200(見於第3圖)所構成，而此些磁分離單元200則分別設置於磁場單元100之一相對側，且每一磁分離單元200內之第二部件204較佳地係鄰近於磁場單元100。藉由如此設置，磁性分離裝置300’可同時進行一組以上之生化試樣溶液之磁性分離程序，因而有助於提升磁性分離程序的產能與效率。

於其他實施例中，磁性分離裝置內磁分離單元200的設置情形並不以如第10-11圖所示情形而限定本發明，於磁性分離裝置之每一側邊可皆設置有一磁分離單元，或可將此些磁分離單元設置於磁場單元的相鄰側，如此之設置情形皆有助於提升磁性分離程序的產能與效率。

請參照第12圖，顯示了依據本發明另一實施例之磁性分離裝置400，其係由兩磁場單元100(見於第1圖)與一磁分離單元200(見於第3圖)所構成。在此，磁分離單元200係夾置於此些磁場單元100之間，且磁分離單元200係採用扣合或黏合等方式設置於各磁場單元100之一側，而磁分離單元200內之第二部件204則可鄰近於此些磁場單元100其中之一，而構成流體通道之溝槽206的第二段部206b(見於第4-5圖)或第七段部206g(見於第6圖)之部份則分別平行於磁場單元100內之各導磁片104之一側，藉由磁場單元100內之設置情形可將鄰近於各導磁片104之兩磁石的磁力線(未顯示)集中於夾置於其間之導磁片104處並透過磁分離單元200內第二部件204之突出部204a(見於第7-9圖)而導引至鄰近且平行於導磁片104的磁分離單元200內的溝槽206之第二段部206b(見於第4-5圖)或第七段部206g(見於第6圖)處，因而使得磁分離單元200內之溝槽206之第二段部206b(見於第4-5圖)或第七段部206g(見於第6圖)等處可作為磁分離單元400內分離生化試樣溶液中磁性物質之主要分離段部。再者，於本實施例中，由於磁性分離裝置400中設置有一組以上之磁場單元，因此磁分離單元200內所感受到之磁場強度可更為增加，以更提升磁性分離之功效。

於其他實施例中，磁性分離裝置的內磁分離單元200與磁場單元100的設置情形與設置數量並不以如第12圖所示情形而限定本發明。如第13圖所示，可於n個(n為大於2之整數，而於本實施例中n=3)磁性單元100之間分別夾置一磁分離單元200，藉以組成一包括n個磁性單元與n-1個磁分離單元之磁性分離裝置400’，或是如第14圖所示之磁性分離裝置500般將所應用之磁場單元100之一替換為前述之磁場單元100’(見於第2圖)，或是如第15圖所示之磁性分離裝置500’般將此n個磁性單元100中至少一個替換為前述之磁場單元100’(見於第2圖)，上述設置情形皆有助於提升磁性分離程序的效能。而於如第14-15圖所示之實施例中，各磁分離單元200的第二部件204較佳地鄰近於磁場單元100與100’，而位於磁場單元100與100’間之磁分離單元200的第二部件204則可鄰近磁場單元100或磁場單元100’。

第16圖為一流程圖，顯示了依據本發明一實施例之分離生化試樣內磁性物質之方法。

首先，於步驟S801中，提供一磁性分離裝置，例如為第10-15圖所示之磁性分離裝置。接著，於步驟S803中，提供包括磁性物質之一生化試樣溶液，上述磁性物質例如為磁性生化物質或經磁性物質標記之生化物質。接著，於步驟S805中，使生化試樣溶液流經磁性分離裝置內之流體通道，以吸引或排斥其內磁性物質並使之附著於流體通道的管壁上，例如為鄰近於其內導磁片之第二段部或第七段部的管壁以及其鄰近之部份管壁之上。接著，於步驟807中，使磁性分離裝置內磁分離單元與磁場單元分開，此步驟中可藉由移開磁分離單元或是移開磁場單元而施行，在一實施例中，例如是移開磁性分離裝置內之磁分離單元。最後，於步驟S809中，提供一緩衝液，並使緩衝液流經磁性分離裝置之磁分離單元之流體通道，以洗提殘留於連續管路內第二段部或第七段部及其鄰近之其他段部的管壁上之磁性物質。

於一實施例中，可通入於磁性分離裝置之生化試樣例如為血液樣品、血液濃縮樣品、組織樣品、組織液樣品、細胞樣品、細胞培養液樣品、微生物樣品、蛋白質樣品、胺基酸樣品、核苷酸樣品等，而其內包括之磁性物質例如為細胞、微生物、蛋白質、胺基酸、核苷酸等磁性生化物質或經磁性物質標記之生化物質。而可能應用之磁性物質例如為含有鐵、鈷、鎳等金屬或其氧化物之顆粒，以及可能使用之緩衝液例如為三羥甲基氨基甲烷(Tris-buffer saline，TBS)緩衝液、磷酸鹽緩衝液(phosphate buffer saline，PBS)、生理食鹽水(normal saline)、與組織液等張之溶液、以及其他可維持蛋白質/胺基酸/核苷酸等分子活性之溶液。

實施例：

實施例(1)

採用如第10圖所示之磁性分離裝置，其內之磁石102為長、寬、高為40mmx40mmx40mm之釹鐵硼磁石，導磁片長、寬為40mmx40mm，厚度為2.4mm之鐵片，而磁分離單元200內之第一部件202係為針對壓克力材料所加工出25mm x 145mm x 200um之一溝槽206，且經過鑽孔而形成了樣品流出與流入之出入口，而磁分離單元200內之第二部件204則為厚度為0.1mm之鎳鐵合金(permalloy)的薄片且其上具有突出幅度為0.1mm之突出部204a，其中第二部件204之突出部204a係配合磁分離單元的強磁場區的位置而設置。接著使一生化試樣流經磁分離單元之流體通道，其中生化試樣為含有Fe₃ O₄ 之水溶液，其Fe₃ O₄ 顆粒尺寸為30nm-1000nm。流經分離磁場前後之生化樣品分別量測其所含Fe量，量測結果如表一所示，分離率為94.9%。

實施例(2)

採用如實施例1之磁性分離裝置與磁分離單元，接著使一生化試樣流經磁分離單元之流體通道，其中生化試樣為商品化之BD IMag magnetic particle，其顆粒尺寸為100nm~450nm。生化試樣流經分離磁場時收集沖洗液(wash)，然後移開磁分離單元，以緩衝液洗提流體通道，收集洗提液(elution)。分別量測沖洗液與洗提液其所含Fe量，量測結果如表二所示，分離率為98.4%。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、100’．．．磁場單元

102．．．磁石

104．．．導磁片

120．．．側面

150．．．內部磁力線方向

200．．．磁分離單元

202．．．第一部件

204．．．第二部件

204a．．．突出部

204b．．．平坦部

204c．．．凹陷部

206．．．溝槽

206a．．．第一段部

206b．．．第二段部

206c．．．第三段部

206d．．．第四段部

206e．．．第五段部

206f．．．第六段部

206g．．．第七段部

300、300’、400、400’、500、500’．．．磁性分離裝置

900．．．區域

D．．．溝槽之深度

W1．．．第一部件之厚度

W2．．．第二部件之厚度

S801、S803、S805、S807、S809．．．步驟

第1圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之磁場單元；

第2圖為一示意圖，顯示了依據本發明另一實施例之磁場單元；

第3圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之磁分離單元；

第4a、4b、4c、5a、5b、5c、6a、6b、6c圖為一系列示意圖，顯示了依據本發明之多個實施例內沿第3圖內線段A-A’之磁分離單元之第一部件的剖面情形；

第7圖為一***圖，顯示了依據本發明之一實施例之磁分離單元內之部件的示意圖；

第8-9圖為一系列示意圖，顯示了依據本發明之多個實施例之第3圖內區域900之剖面情形；

第10-15圖為一系列示意圖，顯示了依據本發明之多個實施例之磁性分離裝置；

第16圖為一流程圖，顯示了依據本發明一實施例之分離生化試樣內磁性物質之方法。

200．．．磁分離單元

202．．．第一部件

204．．．第二部件

204a．．．突出部

204b．．．平坦部

206．．．溝槽

900．．．區域

D．．．溝槽之深度

W1．．．第一部件之厚度

W2．．．第二部件之厚度

Claims (23)

1. 一種磁分離單元，包括：一第一部件，具有非磁性材料，包括：一溝槽，延伸於該第一部件中；以及一第二部件，具有導磁材料，包括；一突出部，突出於該第二部件之一表面上，其中該第二部件連結於該第一部件，使得該溝槽於該第一部件與該第二部件之間構成一流體通道，而該第二部件之該突出部為該第一部件之該溝槽所容納。
2. 如申請專利範圍第1項所述之磁分離單元，其中該第一部件包括塑膠、電木、非磁性金屬或陶瓷等非磁性材料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之磁分離單元，其中該第二部件包括純鐵、磁性不銹鋼、具導磁率的金屬軟磁或氧化物軟磁。
4. 如申請專利範圍第1項所述之磁分離單元，其中該溝槽包括複數個第一段部與複數個第二段部，其中該些第二段部大致與該些第一段部相垂直，且該些第一段部分別連結於該第二段部之一以形成該流體通道。
5. 如申請專利範圍第1項所述之磁分離單元，其中該溝槽包括相分隔之一第一段部與一第二段部，以及複數個第三段部，而該些第三段部係設置於該第一段部與該第二段部之間且同時連結該第一段部與該第二段部，以形成該流體通道，其中該第一段部與該第二段部係互相平行。
6. 如申請專利範圍第5項所述之磁分離單元，其中該第一段部與該第二段部大致與該複數第三段部相垂直。
7. 如申請專利範圍第1項所述之磁分離單元，其中該溝槽包括相分隔之一第一段部與一第二段部，以及設置於該第一段部與該第二段部間且同時連結於該第一段部與第二段部之一第三段部，以形成該流體通道，而該第三段部為設置於該第一部件內之一內腔。
8. 如申請專利範圍第7項所述之磁分離單元，其中該第一段部與該第二段部係互相平行或垂直。
9. 如申請專利範圍第1項所述之磁分離單元，其中更包括至少一凹陷部，設置於相對於該第二部件之該突出部之該表面之另一表面內。
10. 如申請專利範圍第9項所述之磁分離單元，其中該第二部件之該突出部與該凹陷部包括連續突出物。
11. 一種磁性分離裝置，包括：一第一磁場單元，包括：一第一導磁片，具有相對之一第一表面與一第二表面；以及複數個第一磁石，分別設置於該第一導磁片之該第一表面與該第二表面上，其中該些第一磁石之相同磁極係面向該第一導磁片而設置；以及如申請專利範圍第1項所述之一磁分離單元，設置於該第一磁場單元之一側，其中該磁分離單元之該第二部件係鄰近於該第一磁場單元。
12. 如申請專利範圍第11項所述之磁性分離裝置，其中該第一導磁片包括純鐵、磁性不銹鋼、具導磁率的金屬軟磁或軟磁鐵氧體。
13. 如申請專利範圍第11項所述之磁性分離裝置，其中該些第一磁石包括釹鐵硼、釤鈷、釤鐵氮、鋁鎳鈷或鐵氧體。
14. 如申請專利範圍第11項所述之磁性分離裝置，更包括複數個該磁分離單元，分別設置於該第一磁場單元之不同側，其中該些磁分離單元內之該第二部件分別鄰近該第一磁場單元。
15. 如申請專利範圍第14項所述之磁性分離裝置，其中該些磁分離單元係設置於該第一磁場單元之一相鄰側或一相對側。
16. 如申請專利範圍第11項所述之磁性分離裝置，更包括一第二磁場單元，包括：一第二導磁片，具有相對之一第一表面與一第二表面；以及複數個第二磁石，分別設置於該第二導磁片之該第一表面與該第二表面上，其中該些第二磁石之相同磁極係面向該第二導磁片而設置；其中該磁分離單元亦設置於該第二磁場單元之一側，而該磁分離單元之該第一部件係鄰近該第二磁場單元。
17. 如申請專利範圍第16項所述之磁性分離裝置，其中該第二磁場單元與該第一磁場單元係設置於該磁分離單元之相對側，而該些第二磁石之磁化方向與鄰近之該些第一磁石之磁化方向相反或相同。
18. 如申請專利範圍第16項所述之磁性分離裝置，其中該第二導磁片包括純鐵、磁性不銹鋼、具導磁率的金屬軟磁或軟磁鐵氧體。
19. 如申請專利範圍第16項所述之磁性分離裝置，其中該些第二磁石包括釹鐵硼、釤鈷、釤鐵氮、鋁鎳鈷或鐵氧體。
20. 一種分離生化試樣內磁性物質之方法，包括：提供如申請專利範圍第11項所述之磁性分離裝置；提供一生化試樣溶液，該生化溶液內包括磁性生化物質或經磁性物質標記之生化物質；使該生化試樣溶液流經該磁性分離裝置內之該流體通道，以將該磁性生化物質或該經磁性物質標記之生化物質吸引或排斥至鄰近且平行於該第一導磁片之該磁分離單元的管壁上；使該第一磁場單元與該第一磁分離單元分離；以及提供一緩衝液，並使該緩衝液流經該第一磁分離單元之連續管路，以洗提位於鄰近於該第一導磁片之該磁分離單元的管壁上之該磁性生化物質或該經磁性物質標記之生化物質。
21. 如申請專利範圍第20項所述之分離生化試樣內磁性物質之方法，其中該生化試樣中之該磁性生化物質或該經磁性物質標記之生化物質為細胞、微生物、蛋白質、胺基酸或核苷酸。
22. 如申請專利範圍第20項所述之分離生化試樣內磁性物質之方法，其中該磁性物質為含有鐵、鈷、鎳等金屬或其氧化物之顆粒。
23. 如申請專利範圍第20項所述之分離生化試樣內磁性物質之方法，其中該緩衝液包括磷酸鹽緩衝液、三羥甲基氨基甲烷緩衝液、生理食鹽水、與組織液等張之溶液、可維持蛋白質/胺基酸/核苷酸等分子活性之溶液。