JP2014018692A

JP2014018692A - 磁気スタンド

Info

Publication number: JP2014018692A
Application number: JP2012156050A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Tanaka; 俊行田中
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-12
Also published as: JP5974230B2

Abstract

【課題】本発明は、基台を金属で形成し、磁気手段の先端部を容器のテーパ部に密着させることにより、容器の冷却及び磁性粒子の迅速な回収を行うことを目的とする。
【解決手段】本発明による磁気スタンドは、容器(11)を挿入するための複数の保持孔(6)を有すると共に金属よりなる基台(1)と、前記基台(1)に設けられ前記容器(11)の下部に対応して位置する磁気手段(3A)と、前記基台(1)に設けられ前記磁気手段(3A)の上段に位置するプランジャ用孔(25)と、前記プランジャ用孔(25)内に設けられ容器(11)の側部を付勢するためのプランジャ(12)とよりなり、前記磁気手段(3A)の磁石先端部(3Aa)が容器(11)のテーパ部(31)に密着している構成である。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気スタンドに関し、特に、基台を金属で形成し、磁気手段の先端部を容器のテーパ部に密着させることにより、容器の冷却及び磁性微粒子の迅速な回収を行うことができるようにするための新規な改良に関する。

従来、磁性微粒子を担体として用いて化学物質、核酸、抗体、タンパク質などを固定化し、それに特異的に結合するタンパク質、核酸、細胞などの生体物質を溶液中から磁気で分離する方法が用いられている。
この生体物質が結合した磁性微粒子を溶液から分離するために、マイクロチューブや試験管などの容器を配置できる永久磁石を備えたスタンドが用いられている。
特許文献１に記載の構成（図示せず）は、基台に試験管を挿入する複数の半円筒形状の開口溝を設けてこの開口溝に対して垂直に磁石を配置した磁石スタンドである。この基台の材質は清潔に保ちやすく加工性がよいテフロン（登録商標）樹脂が良いとしている。

また、図４から図９で示す特許文献２の磁気スタンドは、半円筒形もしくは半円錐形の溝を有する背板、該溝の背面に平行に埋設された永久磁石、および該背板の下部に垂直に配設された底板を備えた磁気スタンドであって、該背板の前面に該溝を挟み込むように、かつ前方に膨らむように横軸方向に配位された向き合った弾性材料よりなる弓状のアームを備えたことを特徴とする磁気スタンドである。このアームと背板は一体成形と加工性の点からナイロン樹脂が良いとしている。

すなわち、図４から図９の前述の特許文献２の磁気スタンドの場合、５個のサンプル対応型の磁気スタンドを図示するものである。図４および図５に示すように、背板１に半円筒状溝２が設けられ、その背部に平行になるように磁石埋設用溝３が形成され、底板４には試験管やマイクロチューブの容器の底を固定可能とするための容器固定用孔６を有するように構成されている。

次に、上記のような磁気スタンド１０をナイロン樹脂を材料として、同一金型で一体成形を行った。成形後に板状のネオジウム磁石３Ａを上部より埋め込み、上部を接着剤を流し込み固定した。アーム５は、溝３とアーム５により形成される楕円の短径もしくは円の直径と使用する試験管などの外径とほぼ同一もしくは若干大きめに設計した。アーム５先端の突出部７は容器の外径よりの若干内側にくるように設計され、固定する容器と点で接するように設計した。

特に、図６から図８は考えられる好ましいアーム５の形状を示したものである。アーム５の形状は、固定すべきものの形状や大きさにより適宜選択される。図６、図７のアーム５先端の突出部は、上述したように、固定する容器の外径が多少変化した場合にも押え力をほぼ一定するためのものである。さらに、強く固定するような場合は、図８のような平面の構造をしたものが適する。このような場合、アーム５の内径は容器の外径より若干小さくなるように設計している。

また、図示していない前述の特許文献３の場合、容器を上方から挿通する挿通孔が形成された上板と、前記上板の挿通孔に対応して、前記容器の底部を載置する載置用凹部が形成され、前記上板と一定間隔離間して対峙するように配置された底板と、前記上板と底板を離間させる一対の対峙して配置された側板と、前記上板と底板との間に立設状態で配置された磁石部材を備えた磁気板とを備え、前記側板の一方にスリットが形成され、このスリットを介して、磁気板が上板と底板との間に着脱自在に装着されている磁気スタンドであり、さらに、これらの上板、底板、側板、磁石板の材質は一体成形できる樹脂が好適だとして採用されている。

国際公開第９０／１４８９１号公報特許第４，２１４，２５３号公報特許第４，０８９，２１０号公報

従来の磁気スタンドは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
一般に、生体物質を生理活性が保たれたまま分離させるために、生体物質が溶解している溶液を１０℃以下に保った状態で操作する必要があり、磁気スタンドを氷上に置いて使用する必要がある。
しかし、従来の磁気スタンドは樹脂でできているために、氷上に置いても溶液は１０℃以下に冷却できず、生理活性を保ったまま操作を行うことに注意が必要であった。
また、従来の半円筒形の溝に容器を設置する磁気スタンドや磁気板が着脱自在な磁気スタンドでは、容器の形状によっては、容器と磁気スタンドが密着しないために溶液が冷却することができず、また、容器と磁石が離れているので磁性微粒子の回収に時間がかかっていた。特に、図９で示す比較例の場合、容器１１のテーパ部３１と磁気手段３Ａの端面との間に隙間Ｇが発生し、磁力が十分に発揮されていなかった。
そこで本発明は、氷上において使用した際に容器内の溶液が十分に冷却でき、かつ溶液中の磁性微粒子を迅速に分離できる磁気スタンドを提供することにある。

本発明による磁気スタンドは、容器を挿入するための保持孔を有すると共に金属よりなる基台と、前記基台に設けられ前記容器の下部に対応して位置し永久磁石又は電磁石からなる磁気手段と、前記基台の下部に設けられ前記容器の下部を位置決めするための位置決め用凹部と、よりなり、前記磁気手段の磁石先端部が前記容器のテーパ部に密着しており、前記磁気手段は長手方向に着磁している構成であり、また、前記基台に設けられ前記磁気手段の上段に位置するプランジャ用孔と、前記プランジャ用孔内に設けられ前記容器の側部を付勢するためのプランジャとを設けた構成である。

本発明による磁気スタンドは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、容器を挿入するための複数の保持孔を有すると共に金属よりなる基台と、前記基台に設けられ前記容器の下部に対応して位置し永久磁石又は電磁石からなる磁気手段と、前記基台の下部に設けられ前記容器の下部を位置決めするための位置決め用凹部と、前記基台に設けられ前記磁気手段の上段に位置するプランジャ用孔と、前記プランジャ用孔内に設けられ前記容器の側部を付勢するためのプランジャとよりなり、前記磁気手段の磁石先端部が前記容器のテーパ部に密着していることにより、金属の基台が容器に接触して密着するため、室温が高い場合でも基台を氷上に置くことで容器中の溶液を２〜８℃に冷却保持することができ、生理活性を保ったまま実験操作を行うことができる。
さらに、前記磁気手段は長手方向に着磁されていると共に、前記磁気手段の磁気先端部が前記容器のテーパ部に密着していることにより、溶液中に分散している生体物質が結合した磁性微粒子を迅速に回収することが可能となる。

本発明による磁気スタンドを示す一部断面つき平面図である。図１の一部断面つきの正面図である。図２の側面の断面図である。従来の磁気スタンドを示す平面図である。図４の要部の拡大断面図である。図４のアームの他の形態を示す平面図である。図４のアームの他の形態を示す平面図である。図４のアームの他の形態を示す平面図である。図５に容器を設置した断面図である。

本発明は、基台を金属で形成し、磁気手段を容器に密着させることにより、容器の冷却及び磁性粒子の迅速な回収を行うことができる磁気スタンドを提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による磁気スタンドの好適な実施の形態について説明する。
図１から図３において符号１で示されるものは周知の熱伝導性の高い金属、例えば、アルミニウム、銅、鉄、チタン、ニッケル、またはこれらの合金等の何れかからなる基台であり、この基台１の上板部２０には、所定間隔でかつ直線状に並設された複数の保持孔６が形成されている。

前記基台１の前記上板部２０と下板部２１との間には正面側が開放された窪み部からなる凹形部２２が形成され、この凹形部２２の背面２２ａには前記各保持孔６に対応して断面半円状をなす溝２が各々形成されている。
前記各溝２の底部には前記下板部２１が位置し、前記保持孔６と溝２は互いに連通し、かつ、前記下板部２１の上面５０が凹形部２２及び溝２の底部となる。

前記上板部２０には、その保持孔６及び凹形部２２に挿入され溶液が内蔵された容器１１が設置され、この容器１１の軸方向２３に対して直交する方向の孔方向２４に沿ってプランジャ用孔２５が形成されている。
前記プランジャ用孔２５内に挿入又は螺入されたプランジャ１２は前記軸方向２３に対しても直交する方向に配設され、このプランジャ１２の先端１２ａは前記容器１１の側部を付勢した状態で当接され、容器１１の保持孔６内における位置決めがなされるように構成されている。

前記基台１の前記凹形部２２の背面２２ａの各溝２の裏側には、前記プランジャ用孔２５の下方でかつ孔方向２４と非平行な方向に磁石手段用孔２６が形成され、この磁石手段用孔２６内には棒状をなすと共に長手方向Ａに沿って長手状の磁気手段４が挿入されて配設されている。
尚、前記磁石手段用孔２６が基台１の水平面に対して傾斜しているため、この磁石手段用孔２６に挿入された磁気手段３Ａの磁石先端部３Ａａは前記容器１１の下部のテーパ部３１に接触して密着している。
前記容器１１の下部すなわち先端１１ａは、前記下板部２１の上面５０に形成された位置決め用凹部５１に入り込む状態で位置決めされている。

前記凹形部２２の背面２２ａに形成された前記各溝２の内面２ａは前記磁気手段用孔２６と連通しており、前記溝２の内面２ａは、図３の断面図で示されるように、前記テーパ部３１と同様に互いに一致するようにテーパ状に形成されている。

従って、前述の磁気スタンド３０において、各保持孔６の中に先端部にテーパ部３１を有する容器１１を挿入すると、この容器１１の先端１１ａが前記下板部２１の位置決め用凹部５１上に当接して位置決めされ、前記プランジャ１２を前進させることによって前記容器１１の側部は保持孔６内で一側に付勢され、所定位置に鉛直状に固定される。

前述の容器１１の固定状態において、この容器１１のテーパ部３１と磁気手段３Ａの磁石先端部３Ａａが密着しているため、容器１１内の溶液中の磁性微粒子は前記磁気手段４の磁力によって磁気手段４側に引き寄せられ、磁性微粒子の分離が容易となる。

前記磁気手段４は、例えば、ネオジウム等の超強力磁石からなる永久磁石又は電磁石からなり、磁力を発生する構成であれば何れの形式も採用することができる。
尚、磁石は多極着磁された磁石でも良く、磁石は外周を鉄などの磁性金属でできたキャップで覆い、磁石の面を容器に向けて埋め込んだ構造でも良く、磁石の着磁方向の長さは、着磁面の直径または一辺の長さと同じ以上の長さが良く、２倍以上の長さがより良い。
磁気手段３Ａは磁性微粒子を早く集めるために最も強いネオジム磁石が好ましい。
磁気手段３Ａは多極着磁された磁石とすることで、容器内に大きな磁場勾配を発生させることができるので、磁性微粒子を早く集めることができる。
磁気手段３Ａは鉄などの磁性金属でできたキャップで覆うことで、容器１１内に大きな磁場勾配を発生させることができるので、磁性微粒子を早く集めることができる。
磁気手段３Ａは着磁方向に長くするにつれて発生する磁場が強くなり、着磁面の直径又は一辺の長さに対して２倍より長い場合は磁性微粒子の集まる早さの違いは殆んどなくなる。

また、前記プランジャ１２の代りに保持孔６の上部周囲にゴムの材質で形成されたリングを備えた構造でも良い。
前記保持孔６の上部周囲にゴムの材質で形成されたリングを備えることによって、保持孔６に挿入した容器１１が保持される。

また、前記容器１１の形状に合わせた溝２とすることで、容器１１と金属が密着するので、氷上に磁気スタンドを置いた際に容器１１内の溶液を良く冷却することができる。
容器内の溶液を冷やせるようにするために、基台１の材質は高い熱伝導率を有する金属が良く、金属の中で熱伝導率が高いアルミニウムや銅、又はこれらの合金が特に好ましい。

次に、本発明による磁気スタンド３０の実施例について述べる。前記基台１をアルミニウム合金とし、磁石手段３Ａを着磁面の直径に対して２．４倍の長さの単極の磁石とした場合、氷上に磁気スタンド３０を置いて容器１１内の水の温度を測定したところ、１０分で２℃まで冷却できた。
比較として市販品の樹脂製で容器と溝の間に隙間がある磁気スタンドで測定をしたところ、１時間経過しても１０℃以下にはならなかった。
また、この二つの磁気スタンド３０で磁性微粒子の回収される速度を調べたところ、本発明の図１〜図３の磁気スタンド３０の方が市販品のものよりも１．５倍早く回収できた。

前述の磁気スタンド３０についてその要旨とするところは、次の通りである。
すなわち、容器１１を挿入するための複数の保持孔６を有すると共に金属よりなる基台１と、前記基台１に設けられ前記容器１１の下部に対応して位置し永久磁石又は電磁石から成る磁気手段３Ａと、前記基台１の下部に設けられ前記容器１１の下部を位置決めするための位置決め用凹部５１と、前記基台１に設けられ前記磁気手段３Ａの上段に位置するプランジャ用孔２５と、前記プランジャ用孔２５内に設けられ前記容器１１の側部を付勢するためのプランジャ１２とよりなり、前記磁気手段３Ａの磁石先端部３Ａａが前記容器１１のテーパ部３１に密着し、前記磁気手段３Ａは長手方向に着磁されている構成である。

本発明による磁気スタンドは、磁石手段の磁石先端部が容器の下部のテーパ部に密着することができるため、容器内の溶液中の磁性粒子を従来よりも迅速にかつ効率よく集めて回収することができる。

１基台
２溝
２ａ内面
３磁石埋設用溝
３Ａ磁気手段
３Ａａ磁石先端部
６保持孔
１１容器
１１ａ先端
１２プランジャ
１２ａ先端
２０上板部
２１下板部
２２凹形部
２２ａ背面
２３軸方向
２４孔方向
２５プランジャ用孔
２６磁石手段用孔
３０磁気スタンド
３１テーパ部
５０上面
５１位置決め用凹部
Ａ長手方向

Claims

容器(11)を挿入するための保持孔(6)を有すると共に金属よりなる基台(1)と、前記基台(1)に設けられ前記容器(11)の下部に対応して位置し永久磁石又は電磁石からなる磁気手段(3A)と、前記基台(1)の下部に設けられ前記容器(11)の下部を位置決めするための位置決め用凹部(51)と、よりなり、
前記磁気手段(3A)の磁石先端部(3Aa)が前記容器(11)のテーパ部(31)に密着しており、前記磁気手段(3A)は長手方向に着磁していることを特徴とする磁気スタンド。
前記基台(1)に設けられ前記磁気手段(3A)の上段に位置するプランジャ用孔(25)と、前記プランジャ用孔(25)内に設けられ前記容器(11)の側部を付勢するためのプランジャ(12)とを設けたことを特徴とする請求項１記載の磁気スタンド。