JPH06198214A - 磁気分離方法 - Google Patents
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- JPH06198214A JPH06198214A JP5238243A JP23824393A JPH06198214A JP H06198214 A JPH06198214 A JP H06198214A JP 5238243 A JP5238243 A JP 5238243A JP 23824393 A JP23824393 A JP 23824393A JP H06198214 A JPH06198214 A JP H06198214A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】磁気分離方法、同方法の実施装置及び同方法に
用いるための磁石系を提供すること。 【構成】本発明は、液体中に磁気吸引可能な粒子を懸濁
させ、後に粒子を懸濁液から沈降させ、形成されたペレ
ットを上澄み液から分離するのに用いる生物学的分析に
適した磁石系である。本発明は容器の底部近くに環状又
は部分環状ペレットを形成するように造形された、自動
化に適した磁石系である。
用いるための磁石系を提供すること。 【構成】本発明は、液体中に磁気吸引可能な粒子を懸濁
させ、後に粒子を懸濁液から沈降させ、形成されたペレ
ットを上澄み液から分離するのに用いる生物学的分析に
適した磁石系である。本発明は容器の底部近くに環状又
は部分環状ペレットを形成するように造形された、自動
化に適した磁石系である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気分離方法に関する。
【０００２】
１） 序 生物学的分子の精製又は定量化への磁気分離方法の使用
が増大している。液体から特定の分子を分離するために
磁気吸引可能な粒子を方法は生化学的、生物医学的及び
分子生物学的研究分野で充分に報告されている。
が増大している。液体から特定の分子を分離するために
磁気吸引可能な粒子を方法は生化学的、生物医学的及び
分子生物学的研究分野で充分に報告されている。
【０００３】これらの方法は、不純なもしくは希薄な形
で問題の分子を含む液体中への磁気吸引可能な粒子の懸
濁を含む。分子は特異的もしくは非特異的相互作用によ
って磁性粒子によって捕捉される。これらの粒子を含む
容器への磁界の供給によって粒子は磁界の供給源方向に
移動し、このようにして粒子は容器の壁に集中する。磁
界をなおも加えながら、残留液体（上澄み液）を注ぎ出
し又はピペッティング装置の使用によって廃棄して、粒
子のペレットを完全な状態で残すことができる。次に、
さらに液体を加え、磁界を除いて、粒子を再懸濁させる
ことができる。粒子と問題の分子との相互作用はこの段
階で破壊され、精製／濃縮された分子は磁界の再供給
と、上澄み液の除去と保持によって回収することができ
る。
で問題の分子を含む液体中への磁気吸引可能な粒子の懸
濁を含む。分子は特異的もしくは非特異的相互作用によ
って磁性粒子によって捕捉される。これらの粒子を含む
容器への磁界の供給によって粒子は磁界の供給源方向に
移動し、このようにして粒子は容器の壁に集中する。磁
界をなおも加えながら、残留液体（上澄み液）を注ぎ出
し又はピペッティング装置の使用によって廃棄して、粒
子のペレットを完全な状態で残すことができる。次に、
さらに液体を加え、磁界を除いて、粒子を再懸濁させる
ことができる。粒子と問題の分子との相互作用はこの段
階で破壊され、精製／濃縮された分子は磁界の再供給
と、上澄み液の除去と保持によって回収することができ
る。
【０００４】磁気分離、上澄み液の除去、液体の添加及
びペレット再懸濁から成る処理の順序は、磁気吸引可能
な粒子を用いる方法の大部分にとって一般的である。初
期捕捉工程と、その後の１回以上の処理又は洗浄工程、
最終の回収工程が存在するので、典型的な方法中にはこ
のプロセスが数回繰り返されることになる。
びペレット再懸濁から成る処理の順序は、磁気吸引可能
な粒子を用いる方法の大部分にとって一般的である。初
期捕捉工程と、その後の１回以上の処理又は洗浄工程、
最終の回収工程が存在するので、典型的な方法中にはこ
のプロセスが数回繰り返されることになる。
【０００５】多くの手動操作方法では磁気分離技術がル
ーチンに用いられるが、この原理は自動化系又はロボッ
ト系に用いるための大きな可能性を有する。しかし、現
在用いられている装置と処理は２）部に述べる理由から
簡単で、信頼できる自動化に適用されない。
ーチンに用いられるが、この原理は自動化系又はロボッ
ト系に用いるための大きな可能性を有する。しかし、現
在用いられている装置と処理は２）部に述べる理由から
簡単で、信頼できる自動化に適用されない。
【０００６】３）部に述べる本発明は、磁気分離技術の
効果的で、比較的簡単な自動化を可能にする装置と方法
との系を提供する。この系は手動方法に用いることもで
きる。
効果的で、比較的簡単な自動化を可能にする装置と方法
との系を提供する。この系は手動方法に用いることもで
きる。
【０００７】２）通常の系 このプロセスの実施に典型的に用いられる装置は、１個
以上の小容量容器を挿入することができるラックから成
る（典型的に小遠心管又は多孔プレート）。ダイポール
磁石の配置は磁性粒子を各管又は孔の側面又は底部へ吸
引させる。図１は最も一般的に用いられる２種類の装置
に適用される原理を説明する断面図ＡとＢを含む。
以上の小容量容器を挿入することができるラックから成
る（典型的に小遠心管又は多孔プレート）。ダイポール
磁石の配置は磁性粒子を各管又は孔の側面又は底部へ吸
引させる。図１は最も一般的に用いられる２種類の装置
に適用される原理を説明する断面図ＡとＢを含む。
【０００８】手動系における磁界の供給と除去は通常、
装置への管／プレートの挿入と除去によって達成され
る。自動化系は機械的作動永久磁石又は切り換え式電磁
石を用いることができる。
装置への管／プレートの挿入と除去によって達成され
る。自動化系は機械的作動永久磁石又は切り換え式電磁
石を用いることができる。
【０００９】図１Ａでは、単一容器１０、一般的にはＥ
ｐｐｅｎｄｏｒｆ管を磁石１２に接近させ、それによっ
て磁気吸引可能な粒子を含むペレット１４が形成され
る。図１Ｂでは、マイクロタイタープレート１６を磁石
１２に接近させ、磁気吸引可能な粒子を含むペレット１
４がプレートの各容器の底部に形成されている。
ｐｐｅｎｄｏｒｆ管を磁石１２に接近させ、それによっ
て磁気吸引可能な粒子を含むペレット１４が形成され
る。図１Ｂでは、マイクロタイタープレート１６を磁石
１２に接近させ、磁気吸引可能な粒子を含むペレット１
４がプレートの各容器の底部に形成されている。
【００１０】系１４は磁気吸引可能な粒子を容器の側面
に引き付け、底部をクリアーにする。これは上澄み液除
去中にペレットからの液体の排出を可能にし、上澄み液
は容器の完全な深さにまで挿入されたピペッティング装
置を用いて手動で又はロボットによって効果的に除去さ
れる。問題の分子の最大限に可能な濃縮を達成するため
に通常必要である、ペレットを少量の液体に再懸濁させ
なければならないときに、自動化系の一つの欠点が生ず
る。管の底部から液体を吸引して、これを容器の側面の
ペレット上に放出することを全ての物質が再懸濁される
まで繰り返すことによって、管の側面に付着したペレッ
トを洗い落とさなければ成らない。このプロセスは最懸
濁を保証するために３次元でのピペット運動の正確な制
御と目視フィードバックとを必要とするが、これは単純
なロボット系で達成することができない。
に引き付け、底部をクリアーにする。これは上澄み液除
去中にペレットからの液体の排出を可能にし、上澄み液
は容器の完全な深さにまで挿入されたピペッティング装
置を用いて手動で又はロボットによって効果的に除去さ
れる。問題の分子の最大限に可能な濃縮を達成するため
に通常必要である、ペレットを少量の液体に再懸濁させ
なければならないときに、自動化系の一つの欠点が生ず
る。管の底部から液体を吸引して、これを容器の側面の
ペレット上に放出することを全ての物質が再懸濁される
まで繰り返すことによって、管の側面に付着したペレッ
トを洗い落とさなければ成らない。このプロセスは最懸
濁を保証するために３次元でのピペット運動の正確な制
御と目視フィードバックとを必要とするが、これは単純
なロボット系で達成することができない。
【００１１】ペレット１４が再懸濁液によって浸漬され
る位置にペレット１４を形成するために、管の底端部の
より近くに磁石１２を配置することが可能に思われる。
しかし、この場合には磁界が弱すぎて、最初は懸濁液の
表面近くに存在する磁気吸引可能な粒子を迅速に引き落
とすことができないので、この配置は実際にはしばしば
不充分である。また、ペレットは管のかなり大きな垂直
区分を占めるので、その浸漬のために多量の再懸濁用液
を必要とする。
る位置にペレット１４を形成するために、管の底端部の
より近くに磁石１２を配置することが可能に思われる。
しかし、この場合には磁界が弱すぎて、最初は懸濁液の
表面近くに存在する磁気吸引可能な粒子を迅速に引き落
とすことができないので、この配置は実際にはしばしば
不充分である。また、ペレットは管のかなり大きな垂直
区分を占めるので、その浸漬のために多量の再懸濁用液
を必要とする。
【００１２】ヨーロッパ特許公開第４７９，４４８号と
ヨーロッパ特許公開第３１７，２８６号には、磁化可能
な（ｍａｇｎｅｔａｂｌｅ）ビーズの環状又は部分環状
ペレットを吸引するように設計された磁石系が記載され
ている。この配置はピペットによる上澄み液の除去を簡
単化するが、磁化可能なビーズの効果的な再懸濁は依然
として問題である。
ヨーロッパ特許公開第３１７，２８６号には、磁化可能
な（ｍａｇｎｅｔａｂｌｅ）ビーズの環状又は部分環状
ペレットを吸引するように設計された磁石系が記載され
ている。この配置はピペットによる上澄み液の除去を簡
単化するが、磁化可能なビーズの効果的な再懸濁は依然
として問題である。
【００１３】系Ｂは粒子を容器の底部に吸引する装置を
説明する。この場合には、容器の完全な深さにまで簡単
なピペッティング装置を挿入することによって、完全な
再懸濁を手動系もしくは自動化系において容易に達成す
ることができる。上澄み液除去は装置を逆さにする又は
ペレットのできるかぎり近くまでピペットを挿入するこ
とによって実施することができる。これらの方法のいず
れも自動化にあまり適さない。逆転は洗練されていず、
自動化系で実施するには複雑であり、有害な物質が含ま
れる場合には許容されない。ピペッティングはペレット
から充分に排液せず、ペレットの位置を正確に知るため
に目視フィードバックを再び必要とする。
説明する。この場合には、容器の完全な深さにまで簡単
なピペッティング装置を挿入することによって、完全な
再懸濁を手動系もしくは自動化系において容易に達成す
ることができる。上澄み液除去は装置を逆さにする又は
ペレットのできるかぎり近くまでピペットを挿入するこ
とによって実施することができる。これらの方法のいず
れも自動化にあまり適さない。逆転は洗練されていず、
自動化系で実施するには複雑であり、有害な物質が含ま
れる場合には許容されない。ピペッティングはペレット
から充分に排液せず、ペレットの位置を正確に知るため
に目視フィードバックを再び必要とする。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】 ３）本発明 本発明は容器と磁石との相対的な位置に依存して、２形
式：環状分離位置と引き下げ分離位置で作動する磁石系
を用いるという概念に基づく。本発明の方法と装置態様
に用いるための好ましい磁石系を開示し、本発明の他の
態様を例示する。
式：環状分離位置と引き下げ分離位置で作動する磁石系
を用いるという概念に基づく。本発明の方法と装置態様
に用いるための好ましい磁石系を開示し、本発明の他の
態様を例示する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】環状分離位置では、磁気
吸引可能な粒子を容器の底端部近くの環状（リング）又
は部分環状ペレットに吸引するように磁石系を配置す
る。この配置はピペットをロボット又は手動によって環
の中央を通して容器底部まで挿入して、ペレットを完全
に排液させ、上澄み液を除去することを可能にする。添
付図面の図２の上半分、図２Ａの環状分離は底端部２４
の近くに配置された環状ペレット２２を含む管２０の概
略側断面図と平面図を含む。
吸引可能な粒子を容器の底端部近くの環状（リング）又
は部分環状ペレットに吸引するように磁石系を配置す
る。この配置はピペットをロボット又は手動によって環
の中央を通して容器底部まで挿入して、ペレットを完全
に排液させ、上澄み液を除去することを可能にする。添
付図面の図２の上半分、図２Ａの環状分離は底端部２４
の近くに配置された環状ペレット２２を含む管２０の概
略側断面図と平面図を含む。
【００１６】磁界の除去後に、環２２の上縁のレベルま
で液体を加え、液体をピペット中に吸引し、それを再び
放出することを数回繰り返すことによって、ペレットを
再懸濁させることができる。この再懸濁は次の２改良法
によってより効果的にかつ確実に実施することができ
る： ａ）再懸濁用液体を加えた後に、環状ペレットを容器底
部に吸引する。
で液体を加え、液体をピペット中に吸引し、それを再び
放出することを数回繰り返すことによって、ペレットを
再懸濁させることができる。この再懸濁は次の２改良法
によってより効果的にかつ確実に実施することができ
る： ａ）再懸濁用液体を加えた後に、環状ペレットを容器底
部に吸引する。
【００１７】これは図２の下部、図２Ｂの引き下げ分離
に示す、図２Ｂは底部にペレット２６を有する同じ管の
概略側断面図と平面図を含む。
に示す、図２Ｂは底部にペレット２６を有する同じ管の
概略側断面図と平面図を含む。
【００１８】ｂ）ピペット先端を容器の底部のやや上方
に位置決めする。
に位置決めする。
【００１９】これらの２改良法はペレット物質の全てを
ピペット先端の近くの最大流速度の範囲内に含めさせ
て、再懸濁効率を改良する。
ピペット先端の近くの最大流速度の範囲内に含めさせ
て、再懸濁効率を改良する。
【００２０】この系は１次元（垂直）のピペット運動の
みを必要とし、目視フィードバックは不要であり、必要
なピペット作用の自動化は簡単で、確実である。この系
の主な利点は自動化系に見られるが、同じ系を手動で用
いることもできる。
みを必要とし、目視フィードバックは不要であり、必要
なピペット作用の自動化は簡単で、確実である。この系
の主な利点は自動化系に見られるが、同じ系を手動で用
いることもできる。
【００２１】このように、本発明は１態様においては次
の工程： （ａ）底端部を有し、磁気吸引可能な粒子の懸濁液を含
む容器を磁石系に接近させ、それによって容器の底端部
にではなく底端部の近くに、磁気吸引可能な粒子を含む
環状もしくは部分環状ペレットを形成する工程と； （ｂ）容器から上澄み液を取り出す工程と； （ｃ）容器に新しい液体を加え、磁石系を用いて磁気吸
引可能な粒子を容器の底部に吸引し、新しい液体中で磁
気吸引可能な粒子を再懸濁させる工程とを含む磁気分離
方法を提供する。
の工程： （ａ）底端部を有し、磁気吸引可能な粒子の懸濁液を含
む容器を磁石系に接近させ、それによって容器の底端部
にではなく底端部の近くに、磁気吸引可能な粒子を含む
環状もしくは部分環状ペレットを形成する工程と； （ｂ）容器から上澄み液を取り出す工程と； （ｃ）容器に新しい液体を加え、磁石系を用いて磁気吸
引可能な粒子を容器の底部に吸引し、新しい液体中で磁
気吸引可能な粒子を再懸濁させる工程とを含む磁気分離
方法を提供する。
【００２２】他の態様では、本発明はそれぞれが磁気吸
引可能な粒子の懸濁液を含む容器の列と；液体を容器列
に及び容器列から移すためのピペッティング系と；下記
２位置： （i）環状分離位置と、（ii）引き下げ分離位置のいず
れかにおいて、容器列から自由であるか、又は容器列と
係合するかのいずれかであるように容器列に関して移動
するように取り付けた磁石系とを含む磁気分離方法を実
施するために装置を提供する。
引可能な粒子の懸濁液を含む容器の列と；液体を容器列
に及び容器列から移すためのピペッティング系と；下記
２位置： （i）環状分離位置と、（ii）引き下げ分離位置のいず
れかにおいて、容器列から自由であるか、又は容器列と
係合するかのいずれかであるように容器列に関して移動
するように取り付けた磁石系とを含む磁気分離方法を実
施するために装置を提供する。
【００２３】さらに他の態様では、本発明は磁化不能な
材料製のキャリヤープレートと；キャリヤープレート上
に横たわる磁化可能な材料製のバックフロープレート
と；そのＮ−Ｓ軸がバックフロープレートに垂直である
ように、バックフロープレート上にそれぞれ配置され、
各永久磁石の極性がその隣接永久磁石の極性に反対であ
り、永久磁石がそれらの間に１つ以上の作用部位を画定
するように間隔をおいて配置された永久磁石列と；永久
磁石列上に横たわる磁化可能な材料製の磁界コンセント
レータープレートと；磁界コンセントレータープレート
上に横たわる磁化不能な材料製のカバープレートとを含
み、該作用部位に容器を配置するために、磁界コンセン
トレータープレートとその上のカバープレートとを通る
孔が形成される磁石系を提供する。
材料製のキャリヤープレートと；キャリヤープレート上
に横たわる磁化可能な材料製のバックフロープレート
と；そのＮ−Ｓ軸がバックフロープレートに垂直である
ように、バックフロープレート上にそれぞれ配置され、
各永久磁石の極性がその隣接永久磁石の極性に反対であ
り、永久磁石がそれらの間に１つ以上の作用部位を画定
するように間隔をおいて配置された永久磁石列と；永久
磁石列上に横たわる磁化可能な材料製の磁界コンセント
レータープレートと；磁界コンセントレータープレート
上に横たわる磁化不能な材料製のカバープレートとを含
み、該作用部位に容器を配置するために、磁界コンセン
トレータープレートとその上のカバープレートとを通る
孔が形成される磁石系を提供する。
【００２４】環状（又は部分環状）ペレットは粒状物質
が器壁を上昇するのではなく管の器壁の周囲に拡散する
という利点を有する。粒子の再懸濁のために加えられる
少量の液体中に浸漬するほど低いペレットの管内の位置
を可能にするのは、何にもましてこの特徴である。
が器壁を上昇するのではなく管の器壁の周囲に拡散する
という利点を有する。粒子の再懸濁のために加えられる
少量の液体中に浸漬するほど低いペレットの管内の位置
を可能にするのは、何にもましてこの特徴である。
【００２５】環状又は部分環状ペレットは容器（ここで
は円形を想定するが、実際には必ずしもそうではない）
の内部側壁上に位置を定められ、側壁周囲の全体又は一
部に伸展するペレットである。以下で述べるように、部
分環状ペレットは一般に容器の向かい合った側面上の２
部分を含む。ペレットは容器の底端部に存在するのでは
ないので、ペレットを妨げずに上澄み液を取り出すため
に、ピペットを容器の底端部にまで挿入することができ
る。ペレットは容器の底端部に近接するので、ペレット
は磁気吸引可能な粒子を再懸濁させるために用いられる
少量の新しい液体中に浸漬される。
は円形を想定するが、実際には必ずしもそうではない）
の内部側壁上に位置を定められ、側壁周囲の全体又は一
部に伸展するペレットである。以下で述べるように、部
分環状ペレットは一般に容器の向かい合った側面上の２
部分を含む。ペレットは容器の底端部に存在するのでは
ないので、ペレットを妨げずに上澄み液を取り出すため
に、ピペットを容器の底端部にまで挿入することができ
る。ペレットは容器の底端部に近接するので、ペレット
は磁気吸引可能な粒子を再懸濁させるために用いられる
少量の新しい液体中に浸漬される。
【００２６】本発明は一般に丸底又は円錐状底容器に適
用可能であり、ミクロ遠心管（例えば、Ｅｐｐｅｎｄｏ
ｒｆ管、Ｓａｒｓｔｅｄｔ管）とマイクロタイタープレ
ートがこのような容器の例である。
用可能であり、ミクロ遠心管（例えば、Ｅｐｐｅｎｄｏ
ｒｆ管、Ｓａｒｓｔｅｄｔ管）とマイクロタイタープレ
ートがこのような容器の例である。
【００２７】ＷＯ第９１／１２０７９号は、ポリマーと
特異的に結合しない磁気吸引可能なビーズの使用によっ
て、溶液から例えば核酸のようなバイオポリマーの回収
方法を述べる。ビーズを溶液中に懸濁させる。ポリマー
は溶液から沈殿し、ビーズ取り込み（ｅｎｔｒａｐｍｅ
ｎｔ）によってビーズと非特異的に結合する。ビーズが
磁気によって吸引されると、ポリマーはビーズと共に吸
引される。上澄み液を除去した後に、ポリマーの再溶解
のために管に新しい液体を加え、ビーズからポリマーを
分離することができる。
特異的に結合しない磁気吸引可能なビーズの使用によっ
て、溶液から例えば核酸のようなバイオポリマーの回収
方法を述べる。ビーズを溶液中に懸濁させる。ポリマー
は溶液から沈殿し、ビーズ取り込み（ｅｎｔｒａｐｍｅ
ｎｔ）によってビーズと非特異的に結合する。ビーズが
磁気によって吸引されると、ポリマーはビーズと共に吸
引される。上澄み液を除去した後に、ポリマーの再溶解
のために管に新しい液体を加え、ビーズからポリマーを
分離することができる。
【００２８】別の標準的な系は、回収すべきポリマーと
特異的に結合する試薬で被覆された磁気吸引可能なビー
ズを用いる。ポリマーの溶液にビーズを加える。ビーズ
をそれらに結合したポリマーと共に吸引して、ペレット
を形成するために磁石を用いる。上澄み液を除去し、新
しい液体を加える。磁化可能なビーズを再び吸引する。
次に、新しい液体を撹拌して、磁化可能なビーズを再懸
濁させ、これらのビーズと結合したポリマーを溶液中に
放出させる。最後に、ビーズを再び吸引し、取り出す。
特異的に結合する試薬で被覆された磁気吸引可能なビー
ズを用いる。ポリマーの溶液にビーズを加える。ビーズ
をそれらに結合したポリマーと共に吸引して、ペレット
を形成するために磁石を用いる。上澄み液を除去し、新
しい液体を加える。磁化可能なビーズを再び吸引する。
次に、新しい液体を撹拌して、磁化可能なビーズを再懸
濁させ、これらのビーズと結合したポリマーを溶液中に
放出させる。最後に、ビーズを再び吸引し、取り出す。
【００２９】環状分離位置と引き下げ分離位置とを含
む、本発明の磁石系は上記の両方の方法に適用可能であ
る。ポリマーと出発溶液との性質は本発明にとって本質
的ではないが、これらの幾つかの例を次に挙げることが
できる： ａ）溶液から核酸分子のアルコール沈殿： ｂ）溶液からバクテリオファージ、その他のウイルスの
沈殿； ｃ）細菌溶解物から細菌ＤＮＡ、タンパク質及び膜の除
去； ｄ）バクテリオファージ又はその他のウイルスからのＤ
ＮＡ調製； ｅ）溶液から細菌の調製。
む、本発明の磁石系は上記の両方の方法に適用可能であ
る。ポリマーと出発溶液との性質は本発明にとって本質
的ではないが、これらの幾つかの例を次に挙げることが
できる： ａ）溶液から核酸分子のアルコール沈殿： ｂ）溶液からバクテリオファージ、その他のウイルスの
沈殿； ｃ）細菌溶解物から細菌ＤＮＡ、タンパク質及び膜の除
去； ｄ）バクテリオファージ又はその他のウイルスからのＤ
ＮＡ調製； ｅ）溶液から細菌の調製。
【００３０】磁気吸引可能な粒子の性質は本発明にとっ
て本質的ではない。常磁性ビーズは商業的に入手可能で
あり、本発明に適切である。
て本質的ではない。常磁性ビーズは商業的に入手可能で
あり、本発明に適切である。
【００３１】好ましい磁石系は永久磁石、例えばＮｄ、
Ｆｅ、Ｂを含む。或いは、電磁石系を用いることができ
る。必要な磁界を形成することができる電磁石系を設計
し、製造した。これらのマルチーコイル系は種々なコイ
ル間で切り換えることによって環状分離形式と引き下げ
分離形式を実施するように設計する。
Ｆｅ、Ｂを含む。或いは、電磁石系を用いることができ
る。必要な磁界を形成することができる電磁石系を設計
し、製造した。これらのマルチーコイル系は種々なコイ
ル間で切り換えることによって環状分離形式と引き下げ
分離形式を実施するように設計する。
【００３２】磁石系 環状分離形式と引き下げ分離形式を実施するために必要
な磁界は幾つかの方法で得ることができ、これらの幾つ
かを下記で説明する。
な磁界は幾つかの方法で得ることができ、これらの幾つ
かを下記で説明する。
【００３３】１実施態様では、磁石系はＮ−Ｓ軸を有
し、垂直に又は少なくとも垂直成分を有するように配置
される。従って、この磁石系は円筒形磁束導体の開放頂
部と結合する単一磁石を含む。磁気吸引可能な粒子の懸
濁液を含む容器の底端部を円筒形磁束導体の開放頂部に
挿入して、磁気吸引可能な粒子を含む環状ペレットを形
成する。
し、垂直に又は少なくとも垂直成分を有するように配置
される。従って、この磁石系は円筒形磁束導体の開放頂
部と結合する単一磁石を含む。磁気吸引可能な粒子の懸
濁液を含む容器の底端部を円筒形磁束導体の開放頂部に
挿入して、磁気吸引可能な粒子を含む環状ペレットを形
成する。
【００３４】図３Ａはこの系の実施態様の側面図と対応
平面図とを含む。この磁石系は円筒形磁束導体３２の開
放頂部と結合した、ネオジミウム／鉄／ホウ素の永久磁
石３０を含む。使用時には、磁気吸引可能な粒子の懸濁
液を含む容器を、その底端部が円筒形磁束導体３２の開
放頂部上に／中に達するまで、矢印３４の方向に低下さ
せる。管の垂直軸に沿って零磁界のノード（ｎｏｄｅ）
が存在する。この手段によって、環状ペレットが図２Ａ
に示すように吸引される。ピペットを管の底端部２４中
に挿入し、上澄み液を除去し、磁石を取り去る。新しい
液体を導入し、環状ペレットをその中に再懸濁される。
引き下げ分離（図２Ｂ）は容器の底端部２４を磁石の平
坦な面３６に接近させることによって、簡単に達成する
ことができる。自動化系では、容器自体を動かすのでは
なく、磁石系を容器の下方から上方に動かすことがより
便利であるように思われる。
平面図とを含む。この磁石系は円筒形磁束導体３２の開
放頂部と結合した、ネオジミウム／鉄／ホウ素の永久磁
石３０を含む。使用時には、磁気吸引可能な粒子の懸濁
液を含む容器を、その底端部が円筒形磁束導体３２の開
放頂部上に／中に達するまで、矢印３４の方向に低下さ
せる。管の垂直軸に沿って零磁界のノード（ｎｏｄｅ）
が存在する。この手段によって、環状ペレットが図２Ａ
に示すように吸引される。ピペットを管の底端部２４中
に挿入し、上澄み液を除去し、磁石を取り去る。新しい
液体を導入し、環状ペレットをその中に再懸濁される。
引き下げ分離（図２Ｂ）は容器の底端部２４を磁石の平
坦な面３６に接近させることによって、簡単に達成する
ことができる。自動化系では、容器自体を動かすのでは
なく、磁石系を容器の下方から上方に動かすことがより
便利であるように思われる。
【００３５】或いは、磁石系は磁気吸引可能な粒子の懸
濁液を含む容器を磁石系に接近させる領域に垂直成分を
有する磁界勾配を発生させる。１実施態様を図３Ｂに示
す、図３Ｂは磁石系の側面図と対応平面図とを含む。こ
れは懸濁液を含む容器によって占められる位置の向かい
合った側面に１対の永久磁石４０，４２を含む。各磁石
は他方の磁石の向かい合った下部極に面する下部極を有
して傾斜する。従って、例えば、磁石４０のＮ−Ｓ軸は
側面図において時計の２時位置から８時位置まで移動
し、磁石４２のＮ−Ｓ軸は時計の１０時位置から４時位
置まで移動する。各磁石の下部側面上には下部磁束導体
４４が存在して、これと結合し、２磁石の間に磁界を伝
導するためと、２磁石を一緒に結合して、硬質構造体を
形成するための両方に役立つ。
濁液を含む容器を磁石系に接近させる領域に垂直成分を
有する磁界勾配を発生させる。１実施態様を図３Ｂに示
す、図３Ｂは磁石系の側面図と対応平面図とを含む。こ
れは懸濁液を含む容器によって占められる位置の向かい
合った側面に１対の永久磁石４０，４２を含む。各磁石
は他方の磁石の向かい合った下部極に面する下部極を有
して傾斜する。従って、例えば、磁石４０のＮ−Ｓ軸は
側面図において時計の２時位置から８時位置まで移動
し、磁石４２のＮ−Ｓ軸は時計の１０時位置から４時位
置まで移動する。各磁石の下部側面上には下部磁束導体
４４が存在して、これと結合し、２磁石の間に磁界を伝
導するためと、２磁石を一緒に結合して、硬質構造体を
形成するための両方に役立つ。
【００３６】各磁石４０，４２の上部側面は上に横たわ
る上部磁束導体４６、４８を有する。これらの２つの上
部磁束導体はそれらの間に開口５０を画定し、この開口
中に磁気吸引可能な粒子の懸濁液を含む容器の底端部
が、矢印５２が示すように、挿入されて、磁気吸引可能
な粒子を含む部分環状ペレットを形成する。
る上部磁束導体４６、４８を有する。これらの２つの上
部磁束導体はそれらの間に開口５０を画定し、この開口
中に磁気吸引可能な粒子の懸濁液を含む容器の底端部
が、矢印５２が示すように、挿入されて、磁気吸引可能
な粒子を含む部分環状ペレットを形成する。
【００３７】図３Ｂの傾斜磁磁界石系は図３Ａの開放磁
磁界石系よりも多少複雑であるが、磁石の一定質量に関
してより迅速な分離を生ずる。
磁界石系よりも多少複雑であるが、磁石の一定質量に関
してより迅速な分離を生ずる。
【００３８】好ましい磁石系を図４ａと４ｂに示す。こ
の磁石系はアルミニウム製のキャリヤープレート１と；
キャリヤープレートの上に横たわる鉄製のバックフロー
プレート２と；Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂの永久磁石列３と；永久
磁石列の上に横たわる鉄製の磁界コンセントレータープ
レート４と；磁界コンセントレータープレート上に横た
わるアルミニウム製のカバープレート５を含む。各永久
磁石はそのＮ−Ｓ軸がバックフロープレートに垂直であ
るようにバックフロープレート上に配置される。各永久
磁石の極性はその隣接永久磁石の極性と反対である。永
久磁石はそれらの間に作用部位を画定するように規則的
な間隔をおいて配置される、このような磁石の２つを図
４ａに説明する。各作用部位に容器を配置するために、
磁界コンセントレータープレートとその上に横たわるカ
バープレートとを通る孔を設ける。１作用部位に配置し
たＳａｒｓｔｅｄｔ管６と、他の作用部位に配置したＥ
ｌｋａｙ管７を示す。
の磁石系はアルミニウム製のキャリヤープレート１と；
キャリヤープレートの上に横たわる鉄製のバックフロー
プレート２と；Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂの永久磁石列３と；永久
磁石列の上に横たわる鉄製の磁界コンセントレータープ
レート４と；磁界コンセントレータープレート上に横た
わるアルミニウム製のカバープレート５を含む。各永久
磁石はそのＮ−Ｓ軸がバックフロープレートに垂直であ
るようにバックフロープレート上に配置される。各永久
磁石の極性はその隣接永久磁石の極性と反対である。永
久磁石はそれらの間に作用部位を画定するように規則的
な間隔をおいて配置される、このような磁石の２つを図
４ａに説明する。各作用部位に容器を配置するために、
磁界コンセントレータープレートとその上に横たわるカ
バープレートとを通る孔を設ける。１作用部位に配置し
たＳａｒｓｔｅｄｔ管６と、他の作用部位に配置したＥ
ｌｋａｙ管７を示す。
【００３９】磁界コンセントレータープレート４は平坦
な上面とテーパー状断面を有する。このプレートは各磁
石上にあるときには厚く、各作用部位に隣接する場合に
は薄い。このテーパー状断面はＮ磁極からＳ磁極へ漂遊
磁束を形成する。磁界コンセントレーター中への容器の
挿入深さによって、環状分離位置と引き下げ分離位置と
が定義される。漂遊磁界の強度と深い作用は主として磁
界コンセントレーターの形状と材料とによって決定され
る。磁界に影響を与える他のパラメーターは永久磁石の
形状と材料である。
な上面とテーパー状断面を有する。このプレートは各磁
石上にあるときには厚く、各作用部位に隣接する場合に
は薄い。このテーパー状断面はＮ磁極からＳ磁極へ漂遊
磁束を形成する。磁界コンセントレーター中への容器の
挿入深さによって、環状分離位置と引き下げ分離位置と
が定義される。漂遊磁界の強度と深い作用は主として磁
界コンセントレーターの形状と材料とによって決定され
る。磁界に影響を与える他のパラメーターは永久磁石の
形状と材料である。
【００４０】磁石を１列に配置する場合には、磁石の数
は作用部位の数よりも１つ多くなり、各作用部位は２磁
石によって作用されることになる。或いは、例えば４個
又は６個の磁石が各作用部位を囲むような配列に、磁石
を配置することもできる。
は作用部位の数よりも１つ多くなり、各作用部位は２磁
石によって作用されることになる。或いは、例えば４個
又は６個の磁石が各作用部位を囲むような配列に、磁石
を配置することもできる。
【００４１】
【実施例】実施例１ 出願人の研究室では、磁性粒子を用いて完全なＤＮＡ調
製方法を実施するために、２つの基本型の機器がルーチ
ンに作動している。これらの機器は図３Ａに示すような
タイプの円筒形磁束導体と共に４８個の永久磁石を用い
る。これらをＸ軸とＹ軸に移動することができる電動台
に取り付ける。このアセンブリを固定４８管ラックの下
方に配置し、このラックの上方には３軸の全てに可動で
あるロボット式ピペッティング系が存在する。このピペ
ッティング系はプラスチックチューブとＴユニオン継手
とを介してＸ／Ｙ／Ｚロボットに取り付けた針に結合し
た、２つのシリンジポンプから成る。全ての系は完全な
手順の実施を無人で可能にする単一コンピュータから制
御される。
製方法を実施するために、２つの基本型の機器がルーチ
ンに作動している。これらの機器は図３Ａに示すような
タイプの円筒形磁束導体と共に４８個の永久磁石を用い
る。これらをＸ軸とＹ軸に移動することができる電動台
に取り付ける。このアセンブリを固定４８管ラックの下
方に配置し、このラックの上方には３軸の全てに可動で
あるロボット式ピペッティング系が存在する。このピペ
ッティング系はプラスチックチューブとＴユニオン継手
とを介してＸ／Ｙ／Ｚロボットに取り付けた針に結合し
た、２つのシリンジポンプから成る。全ての系は完全な
手順の実施を無人で可能にする単一コンピュータから制
御される。
【００４２】環状分離は各管の底部が対応磁石導体中に
存在するように磁石台を動かすことによって達成され
る。管底部が磁石の上面に接触するように台を動かすと
（この場合には、磁束導体の左に）、引き下げ分離が生
ずる。管に対する磁界の影響が無視できるほど充分に離
して台を引き下げることもできる。
存在するように磁石台を動かすことによって達成され
る。管底部が磁石の上面に接触するように台を動かすと
（この場合には、磁束導体の左に）、引き下げ分離が生
ずる。管に対する磁界の影響が無視できるほど充分に離
して台を引き下げることもできる。
【００４３】また、その代わりに、この管ラックを固定
磁石列の方に移動させることもできるが、これは管への
ピペッティング針の移動プロセスを複雑にするので、自
動化系には適さない。
磁石列の方に移動させることもできるが、これは管への
ピペッティング針の移動プロセスを複雑にするので、自
動化系には適さない。
【００４４】実施例２ 図４に示す磁石系は２種類の管と共に用いられている
が、これらの管は広範囲に商業的に入手可能な、Ｓａｒ
ｓｔｅｄｔ １．５ｍプロピレン管とＥｌｋａｙ５ｍプ
ロピレン管である。容器内の溶液中のポリマー濃度は
０．１ｍｇ／ｍｌ〜５ｍｇ／ｍｌの範囲であった。溶媒
は水、エタノール、水中７０％エタノール、イソプロパ
ノール、水中２０％ポリエチレングリコール、及び中和
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）溶解物を含有した。溶液量はＳ
ａｒｓｔｅｄｔ管では２０〜１４００μｌ、Ｅｌｋａｙ
管では１００〜５０００μｌの範囲であった。下記プロ
トコールが確立されている。
が、これらの管は広範囲に商業的に入手可能な、Ｓａｒ
ｓｔｅｄｔ １．５ｍプロピレン管とＥｌｋａｙ５ｍプ
ロピレン管である。容器内の溶液中のポリマー濃度は
０．１ｍｇ／ｍｌ〜５ｍｇ／ｍｌの範囲であった。溶媒
は水、エタノール、水中７０％エタノール、イソプロパ
ノール、水中２０％ポリエチレングリコール、及び中和
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）溶解物を含有した。溶液量はＳ
ａｒｓｔｅｄｔ管では２０〜１４００μｌ、Ｅｌｋａｙ
管では１００〜５０００μｌの範囲であった。下記プロ
トコールが確立されている。
【００４５】ａ）溶液２〜５ｍｌを含むＥｌｋａｙ管に
関して。環状分離のために、管を磁界コンセントレータ
ー中に１５ｍｍ挿入する；９０秒間沈降させる；６ｍｍ
の挿入深さまで徐々に引き上げる。挿入深さは管の底部
から磁界コンセントレーターの上面までの距離である。
引き下げ分離では、プロトコールは次の通りである：初
期挿入深さ１５ｍｍ；沈降時間９０秒間；挿入深さ１ｍ
ｍまで徐々に引き上げる。
関して。環状分離のために、管を磁界コンセントレータ
ー中に１５ｍｍ挿入する；９０秒間沈降させる；６ｍｍ
の挿入深さまで徐々に引き上げる。挿入深さは管の底部
から磁界コンセントレーターの上面までの距離である。
引き下げ分離では、プロトコールは次の通りである：初
期挿入深さ１５ｍｍ；沈降時間９０秒間；挿入深さ１ｍ
ｍまで徐々に引き上げる。
【００４６】ｂ）溶液１００μｌ〜２ｍｌを含むＥｌｋ
ａｙ管。環状分離では、挿入深さ６ｍｍ。引き下げ分離
では、挿入深さ１ｍｍ。各場合に、９０秒間の沈降時間
が認められる。
ａｙ管。環状分離では、挿入深さ６ｍｍ。引き下げ分離
では、挿入深さ１ｍｍ。各場合に、９０秒間の沈降時間
が認められる。
【００４７】ｃ）Ｓａｒｓｔｅｄｔ管。環状分離では、
挿入深さ４ｍｍ。引き下げ分離では、挿入深さ１ｍｍ。
この場合にも、沈降時間は９０秒間である。
挿入深さ４ｍｍ。引き下げ分離では、挿入深さ１ｍｍ。
この場合にも、沈降時間は９０秒間である。
【図１】図１Ａは、通常の磁気分離系の側断面図であ
る。図１Ｂは、通常の磁気分離系の側断面図である。
る。図１Ｂは、通常の磁気分離系の側断面図である。
【図２】図２Ａは、本発明の環状分離工程を説明する側
面図と平面図である。図２Ｂは、本発明の引き下げ分離
工程を説明する側面図と平面図である。
面図と平面図である。図２Ｂは、本発明の引き下げ分離
工程を説明する側面図と平面図である。
【図３】図３Ａは、本発明に用いるための磁石系の側面
図と対応平面図である。図３Ｂは、本発明に用いるため
の他の磁石系の側面図と対応平面図である。
図と対応平面図である。図３Ｂは、本発明に用いるため
の他の磁石系の側面図と対応平面図である。
【図４】図４Ａは、本発明による好ましい磁石系の側面
図である。図４Ｂは、磁界ラインを示す、図４Ａの一部
の拡大図である。
図である。図４Ｂは、磁界ラインを示す、図４Ａの一部
の拡大図である。
１．キャリヤープレート ２．バックフロープレート ３．永久磁石 ４．磁界コンセントレータープレート ２４．底端部 ３０．永久磁石 ３２．磁束導体 ４０，４２．永久磁石対 ４６．磁束導体
フロントページの続き (72)発明者 ローランド・ポール・ホウ イギリス国バッキンガムシャー エムケイ 18・２エイチキュー，カルバート，ワーナ ー・テラス 16 (72)発明者 マイケル・アラン・リーヴ イギリス国オックスフォードシャー アー ル69・１ティーイー，ヘンリー−オン−テ ムズ，グレイズ・ロード 149 (72)発明者 ダニエル・ビショフ スイス国ツェーハー−8645 ヨナ，ブスキ ルフシュトラーセ 99
Claims (14)
- 【請求項１】 下記工程： （ａ）底端部を有し、磁気吸引可能な粒子の懸濁液を含
む容器を磁石系に接近させ、それによって容器の底端部
にではなく底端部の近くに、磁気吸引可能な粒子を含む
環状もしくは部分環状ペレットを形成する工程と； （ｂ）容器から上澄み液を取り出す工程と； （ｃ）容器に新しい液体を加え、磁石系を用いて磁気吸
引可能な粒子を容器の底部に吸引し、前記新しい液体中
で磁気吸引可能な粒子を再懸濁させる工程とを含む磁気
分離方法。 - 【請求項２】 ポリマーと特異的に結合しない磁気吸引
可能な粒子を用いた、底端部を有する容器内のポリマー
溶液の処理方法において、次の工程： （ａ）磁気吸引可能な粒子を溶液中に懸濁させて、磁気
吸引可能な粒子の懸濁液を形成する工程と； （ｂ）ポリマーを磁気吸引可能な粒子と非特異的に結合
させることによって、溶液からポリマーを沈降させる工
程と； （ｃ）容器を磁石系に接近させ、それによって容器の底
端部にではなく底端部の近くに配置された、磁気吸引可
能な粒子と沈降したポリマーとを含む環状もしくは部分
環状ペレットを形成する工程と； （ｄ）容器から上澄み液を取り出す工程と； （ｅ）容器に新しい液体を加え、磁石系を用いて磁気吸
引可能な粒子を容器の底部に吸引し、前記新しい液体中
で磁気吸引可能な粒子を再懸濁させる工程とを含む方
法。 - 【請求項３】 ポリマーが核酸である請求項２記載の方
法。 - 【請求項４】 垂直成分を有するＮ−Ｓ軸を有して配置
され、開放頂部円筒形磁束導体と結合した単一磁石を磁
石系が含み、磁気吸引可能な粒子の懸濁液を含む容器の
底端部を円筒形磁束導体の開放頂部中に挿入して、磁気
吸引可能な粒子を含む環状ペレットを形成する請求項１
〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】 磁石系が懸濁液を含む容器（容器が占め
るべき位置）の向かい合った側面に１対の磁石を含み、
各磁石が他方の磁石の対立下部極に面する下部極を有し
て傾斜し、磁石の下部側面が下部磁束導体によって共に
結合し、各磁石の上部側面が上部磁束導体を有し、上部
磁束導体がそれらの間に開口を画定し、この開口中に磁
気吸引可能な粒子の懸濁液を含む容器の底端部が挿入さ
れて、磁気吸引可能な粒子を含む部分環状ペレットが形
成される請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項６】 磁石系が少なくとも一つの永久磁石を含
む請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 - 【請求項７】 磁石系が磁化不能な材料製のキャリヤー
プレートと；キャリヤープレート上に横たわる磁化可能
な材料製のバックフロープレートと；そのＮ−Ｓ軸がバ
ックフロープレートに垂直であるように、バックフロー
プレート上にそれぞれ配置され、各永久磁石の極性がそ
の隣接永久磁石の極性に反対であり、永久磁石がそれら
の間に１つ以上の作用部位を画定するように間隔をおい
て配置された永久磁石列と；永久磁石列上に横たわる磁
化可能な材料製の磁界コンセントレータープレートと；
磁界コンセントレータープレート上に横たわる磁化不能
な材料製のカバープレートとを含み、該作用部位に容器
を配置するために、磁界コンセントレータープレートと
その上のカバープレートとを通る孔が形成される請求項
１〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項８】 環状又は部分環状ペレットを沈めるため
に充分な新しい液体を容器に加える請求項１〜７のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項９】 容器が丸底容器または円錐状底容器であ
る請求項１〜８のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１０】 それぞれが磁気吸引可能な粒子の懸濁
液を含む容器の列と；液体を容器列に及び容器列から移
すためのピペッティング系と；下記２位置： （i）環状分離位置と、（ii）引き下げ分離位置のいず
れかにおいて、容器列から自由であるか、又は容器列と
係合するかのいずれかであるように容器列に関して移動
するように取り付けた磁石系とを含む請求項１〜９のい
ずれかに記載の磁気分離方法を実施するための装置。 - 【請求項１１】 磁石系が、列の容器の底端部を受容す
るために適した開放頂部円筒形磁束導体とそれぞれ結合
した単一磁石の列を含む請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 磁石系が磁石対の列を含み、磁石対の
各磁石が他方の磁石の対立下部極に面した下部極を有し
て傾斜し、両磁石の下部側面が下部磁束導体によって一
緒に結合し、各磁石の上部側面が上部磁束導体を有し、
上部磁束導体対がそれらの間に、列の容器の底端部を受
容するための開口を画定する請求項１０記載の装置。 - 【請求項１３】 磁石系が磁化不能な材料製のキャリヤ
ープレートと；キャリヤープレート上に横たわる磁化可
能な材料製のバックフロープレートと；そのＮ−Ｓ軸が
バックフロープレートに垂直であるように、バックフロ
ープレート上にそれぞれ配置され、各永久磁石の極性が
その隣接永久磁石の極性に反対であり、永久磁石がそれ
らの間に１つ以上の作用部位を画定するように間隔をお
いて配置された永久磁石列と；永久磁石列上に横たわる
磁化可能な材料製の磁界コンセントレータープレート
と；磁界コンセントレータープレート上に横たわる磁化
不能な材料製のカバープレートとを含み、該作用部位に
容器を配置するために、磁界コンセントレータープレー
トとその上のカバープレートとを通る孔が形成される磁
石系。 - 【請求項１４】 磁石系が請求項１３に記載された通り
である請求項１０記載の装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB92308727:4 | 1992-09-24 | ||
| EP92308727 | 1992-09-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06198214A true JPH06198214A (ja) | 1994-07-19 |
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| JP5238243A Pending JPH06198214A (ja) | 1992-09-24 | 1993-09-24 | 磁気分離方法 |
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| JP (1) | JPH06198214A (ja) |
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