混合物成分的连续磁性分离制造技术

本发明专利技术提供一种具有多维梯度的磁性系统和设备，用于连续在线分离化学个体混合物的成分，该系统和设备包括至少一个具有许多通道和许多磁体的分离室，本发明专利技术还提供一种采用多维梯度，连续磁性分离和处理化学个体混合物成分的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有多维梯度的磁性系统和设备，用于连续在线分离化学个体混合物的成分。特别是可以采用本专利技术的系统和设备分离全血试样的血液成分。本专利技术还涉及采用多维梯度的连续磁性分离化学个体混合物成分的方法，以及制造连续磁性分离设备的方法。
技术介绍
分离和离析全血试样的血液成分，是治疗、临床和实验室化验这些血液成分的一个重要方面。分离血液成分有许多方法和设备。可采用低速离心将全血分离成称作血清(或有抗凝血剂存在时)的无细胞流体和包含细胞和血小板的小球。全血中约92％是水，全血中包含电解质、脂蛋白、蛋白质、激素、其它营养素和维生素。脂蛋白是脂肪-蛋白质的复合物。脂蛋白是脂类的主要传输分子，它也传输维生素E和β-胡萝卜素(前维生素A)。脂蛋白还可进一步分成密度非常低的脂蛋白、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白。高水平的低密度脂蛋白与动脉粥样硬化和心血管疾病有关。相反地，却认为高水平的高密度脂蛋白能防止动脉粥样硬化。在血浆中发现的主要蛋白质是白蛋白、球蛋白和纤维蛋白原。白蛋白是血浆中最多的蛋白质(约60％)，是非脂化脂肪酸的载体分子。白蛋白也起维持血液渗透压的作用。球蛋白还可分成α-、β-和γ-球蛋白。γ-球蛋白部分包含体液免疫系统中起抗体作用的分子。纤维蛋白原在血液凝块生成过程中起作用。红血球(或红细胞)是在血液中发现的主要细胞。这种独特的细胞具有细胞膜，但没有其它的膜状细胞器官，而且没有细胞核。红血球的主要功能是向组织输送氧和除去二氧化碳。在红血球中载带氧的分子是血色素。红血球的形状是两面凹的，红血球极易变形，它能通过非常小的毛细管移动。在贫血的情况下，在给定体积的血液中红血球的数目较少，导致降低向组织供氧的能力。营养和/或遗传因素可能对贫血有影响。血液还包含白血球和血小板。白血球(或白细胞)包括单核细胞、淋巴细胞、嗜中性粒细胞、嗜曙红细胞和嗜碱细胞。嗜中性粒细胞、嗜曙红细胞和嗜碱细胞(所有这三种细胞也被称作粒细胞)以及单核细胞是噬菌细胞。噬菌细胞和淋巴细胞在免疫系统中起关键性作用。血小板在血液凝块生成过程中起作用。由于血液成分具有能磁化的性质，所以已经作了许多努力，利用磁性来分离和离析这些血液成分。现有技术最普遍的问题是，它们不能以连续方式进行分离，而且它们也不采用多维梯度。另外，现有技术不提供去偶过程，某些现有技术是以静态，而不是以恒流态进行分离。Soreson等人的美国专利4,910,148，涉及一种使磁化的颗粒与生物流体特别是白血球分离的方法和装置，它采用单克隆抗体使细胞与磁珠结合。与本专利技术相反，Soreson的分离方法是静态的(即不流动)，是在塑料血袋中进行的。通过搅拌过程使磁珠与癌症白细胞结合，然后施加磁场，使白血球与磁珠一起保留在一次性的塑料袋中。Soreson的装置还需要在磁体之间有距离，这不能使磁性梯度(磁力)最佳化。Soreson的装置的后板是软磁化材料，磁体是钐-钴磁体。由于采用血袋(150ml)，Soreson的装置有体积限制，在磁珠和白血球之间没有去偶作用。事实上，在分离后细胞仍留在一次性血袋中。Lansdorp等人的美国专利5,514,340，涉及一种采用外加的磁场分离试样中具有磁性标记的细胞的装置。Lansdorp采用磁化的滤网吸引磁性颗粒，将生物流体扑集在滤网的磁性金属丝上。由于在磁体和血球之间有接触，所以Lansdorp装置所用的磁体必须总是要进行清洗。Ekenberg等人的美国专利5，567，326，涉及一种使对磁性响应颗粒与无磁性的化验介质分离的设备和方法，在化验介质中，对磁性响应颗粒是悬浮的。在Ekenberg的方法和设备中，将少量的生物流体放入试管中，然后将磁针插入流体中进行分离。王等人的美国专利5，541，072，涉及一种使磁性颗粒和/或磁性伴生物质与无磁性的伴生物质和介质分离的方法和装置。与本专利技术不同，王的方法不能利用可达到的最佳磁场梯度(磁力)，因为王将采用的磁体放在相对的二侧。李等人的美国专利4,988,618，涉及一种用于免疫测定或杂种培育化验方法中的磁性分离装置。李的装置包括具有许多孔眼的底部，用于接受装有包含含铁颗粒的试样和化验成分的非铁容器。这些孔眼被许多磁体所包围，在孔眼的四周每隔一定距离配置一个磁体。Ullman等人的美国专利4,935,147，涉及一种使物质与液体介质分离的方法，特别适合从悬浮水溶液中分离细胞和微生物，也适合测定被分析物。虽然Ullman讨论了一种具有可逆的并非特殊的偶合作用的方法，但这种方法是不连续的，也不能利用多维梯度。目前申请专利保护的本专利技术，通过提供采用多维梯度从化学个体混合物中连续分离成分的系统、设备和方法，克服了上述的问题。专利技术概述因此，本专利技术的目的，是提供一种具有多维梯度的磁性系统和设备，用于连续在线分离化学个体混合物的成分。本专利技术的另一个目的，是提供一种连续在线磁性分离全血试样血液成分的设备和系统。本专利技术的另一个目的，是提供一种利用多维梯度，连续磁性分离化学个体混合物中血液成分的方法。本专利技术的另一个目的，是提供一种制造连续磁性血液分离设备的方法。本专利技术的另一个目的，是提供一种连续磁性分离全血试样中血液成分的系统和方法，该系统和方法采用连续的血流，并具有去偶过程。本专利技术涉及一种具有多维梯度的磁性系统，用于连续在线分离化学个体混合物的成分。该系统包括(a)至少一个混合室，用于搅拌混合物和磁性颗粒，在搅拌时，这些颗粒附着到混合物的成分上，和(b)至少一个分离室。该分离室包括许多磁体以及具有入口和出口的许多通道。磁体配置在靠通道的一侧，并互相接触产生磁场。将包含附着有颗粒的成分的混合物引入分离室通道的入口，磁体的磁场扑获通道内附着有颗粒的成分，剩下的混合物从分离室通道的出口排出。在本专利技术的另一个实施方案中，该磁性系统还包括溶液储槽，在磁场去激时，用于通过入口和通道加入溶液，通过分离室通道的出口，冲洗出附着有颗粒的成分。该磁性系统还包括去偶剂储槽和另外的混合室，前者用于将去偶剂引到附着有颗粒的成分中，后者用于搅拌去偶剂和附着有颗粒的成分，使颗粒与成分分离。在一个实施方案中，去偶剂附着到成分上和颗粒上进行脱吸。将附着有去偶剂的成分和颗粒的混合物重新引入分离室中，重新激励磁体产生磁场，磁场捕获磁性颗粒，剩下的去偶剂/成分，从分离室通道的出口排出。成分与磁性颗粒的分离，可以采用许多方式进行。可以采用物理的方法，调节温度和压力分离成分和颗粒。也可以采用去偶剂，例如糖，盐或pH的变化，利用化学方法分离成分和颗粒。该磁性系统还可包括处理装置以处理剩下的混合物；收集室以将成分重新引入到被处理的混合物中；和许多换向阀门以控制混合物、成分、溶液和去偶剂的流动。在一个实施方案中，该磁性系统的分离室，还可包含支承磁体的床。该床的优选材料是软磁性的铁金属。磁体可以是任何高能稀土磁体如NdFeB或SmCo磁体。每个磁体都有对着南极和北极的轴，其中的一个极放在床上，另一个极对着许多通道。每个磁体都与其它磁体并排排列。每个磁体的轴都与床垂直。在另一个实施方案中，每个磁体的轴都与其它磁体的轴平行，并与通道垂直。化学个体的混合物可以是全血试样，所述的成分可以是任何微小的生物分子，例如红血球、白血球、血小板和其它血浆所含的成分。在一个实施方案中，可磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个具有多维梯度的磁性系统，用于连续在线分离化学个体混合物的成分，所述的系统包括： （ａ）至少一个混合室，用于搅拌化学个体混合物和磁性颗粒，在搅拌时，这些颗粒附着到混合物的成分上，和 （ｂ）至少一个分离室，所述的分离室包含许多磁体以及具有入口和出口的许多通道，所述的磁体配置在靠所述通道的一侧，并互相接触产生磁场，将包含附着有磁性颗粒的成分的混合物，引入所述分离室通道的入口，所述磁体的磁场，捕获所述通道内附着有磁性颗粒的成分，剩下的混合物，从所述分离室通道的出口排出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CJ陈，Y海克，VM派，
申请(专利权)人：佛罗里达卅立大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]