磁性混合设备制造技术

本公开涉及一种磁性混合设备，其使用搅拌棒混合被容纳在混合腔室中的样本，同时将搅拌棒和混合腔室壁之间的接触量最小化。一方面，该设备包括被容纳在混合腔室中的铁磁性搅拌棒，以及位于混合腔室相对的侧的驱动磁体和从动磁体。驱动磁体、从动磁体和铁磁性搅拌棒各自能够绕各自的轴线旋转。驱动磁体、从动磁体和铁磁性搅拌棒被磁力耦合，使得驱动磁体的旋转诱发从动磁体的旋转，并且驱动磁体和从动磁体的旋转诱发铁磁性搅拌棒的旋转。在一些实施例中，铁磁性搅拌棒在混合腔室内的旋转混合被容纳在混合腔室内的样本。容纳在混合腔室内的样本。容纳在混合腔室内的样本。

【技术实现步骤摘要】
磁性混合设备
[0001]本申请是申请日为2018年09月12日，申请号为201880087428.0，发 明名称为“磁性混合设备”的申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2017年11月28日提交的第62/591,370号美国临时申请 和2018年7月6日提交的第16/029,216号美国非临时专利申请的权益和 优先权，为了所有的目的，这些申请中的每一个通过引用以其整体并入。
[0004][0005]

[0006]本专利技术涉及磁性混合系统和细胞溶解的领域。具体而言，本公开涉及 使用搅拌棒在混合腔室内混合样本和/或溶解细胞从而使搅拌棒与混合腔 室壁的相互作用最小化的系统、装置和方法。
[0007]背景
[0008]生物方法中的许多步骤需要将不同的溶液混合在一起，例如以细胞溶 解为目的的细胞样本。在实验室中，这种混合通常是在实验室工作台上使 用涡流混合器手动执行的。然而，很难在可消耗的即时诊断装置上实现涡 流混合，因为对于少量流体、粘性溶液和不同密度的溶液来说，扩散是不 充分的。
[0009]将不同溶液混合在一起的另一种方法是使用能够旋转的磁性搅拌板 和磁性搅拌棒。然而，搅拌棒在旋转过程中与装有搅拌棒的混合容器壁的 强力接触会导致容器壁或搅拌棒的损坏，以及样本的污染。
[0010]概述
[0011]本专利技术总体上涉及一种磁性混合设备，其使用搅拌棒混合被容纳在混 合腔室中的样本，同时将搅拌棒与混合腔室壁的接触量最小化。
[0012]在一个方面，本公开提供了一种磁性混合设备，其包括驱动磁体系统、 驱动马达、从动磁体系统、分开驱动磁体系统和从动磁体系统的间隙、设 置在间隙内的静止的混合组件、以及搅拌棒。在一些实施例中，驱动磁体 系统包括一个或更多个驱动磁体。在进一步的实施例中，驱动磁体系统被 配置成围绕驱动磁体旋转轴线旋转。驱动磁体系统可以可操作地和/或机械 地联接到驱动马达，并且驱动马达能够驱动驱动磁体系统围绕驱动磁体旋 转轴线旋转。在某些实施例中，从动磁体系统包括一个或更多个从动磁体。 在进一步的实施例中，从动磁体系统被配置成围绕从动磁体旋转轴线旋转。 从动磁体系统和驱动磁体系统在间隙对面的布置实现了每个驱动磁体和 对应的从动磁体之间的磁性耦合，由此驱动磁体系统围绕驱动磁体旋转轴 线的旋转诱发从动磁体系统围绕从动磁体旋转轴线的旋转。静止的混合组 件可以包括混合腔室，该混合腔室具有被边界表面包围的混合腔室容积。 搅拌棒可以容纳在混合腔室容积内。在一些实施例中，搅拌棒可以包括搅 拌棒体积和铁磁性材料。搅拌棒在驱动磁体系统和从动磁体系统之间的部 署可以产生低磁阻磁路，并
且实现了搅拌棒、一个或更多个驱动磁体中的 至少一个和一个或更多个从动磁体中的至少一个之间的磁性耦合，由此， 驱动磁体系统围绕驱动磁体旋转轴线的旋转和从动磁体系统围绕从动磁 体旋转轴线的旋转诱发搅拌棒围绕搅拌棒旋转轴线的旋转。
[0013]在某些方面，一个或更多个驱动磁体中的至少一个具有磁性轴线，该 磁性轴线与一个或更多个从动磁体中的一个的磁性轴线对准，使得磁体彼 此吸引。在另一方面，搅拌棒被吸引到驱动磁体系统和从动磁体系统。
[0014]在一些实施例中，一个或更多个驱动磁体安装在驱动磁体保持器中， 该驱动磁体保持器被配置为绕驱动磁体旋转轴线旋转。在进一步的实施例 中，驱动磁体主轴可操作地联接到驱动磁体保持器和驱动马达。驱动磁体 主轴可以与驱动磁体旋转轴线大体上共线。在这样的实施例中，驱动马达 能够驱动驱动磁体保持器围绕驱动磁体旋转轴线旋转。在一个实施例中， 驱动磁体系统可以包括单个驱动磁体。在这样的实施例中，单个驱动磁体 的最大尺寸可以垂直于驱动磁体的旋转轴线。在一个替代实施例中，驱动 磁体系统可以包括两个驱动磁体，这两个驱动磁体分开一定距离，该距离 横切驱动磁体的旋转轴线。通常，驱动磁体保持器将两个驱动磁体相对于 彼此保持在固定的几何结构(fixed geometry)。
[0015]在另外的实施例中，一个或更多个从动磁体安装在从动磁体保持器中， 该从动磁体保持器被配置为绕从动磁体旋转轴线旋转。在这样的实施例中， 从动磁体主轴可以可操作地联接到从动磁体保持器。在进一步的实施例中， 从动磁体主轴可以与从动磁体旋转轴线大体上共线。在一个实施例中，从 动磁体系统可以包括单个从动磁体。在这样的实施例中，单个从动磁体的 最大尺寸可以垂直于从动磁体的旋转轴线。在一个替代实施例中，从动磁 体系统可以包括两个从动磁体，这两个从动磁体分开一定距离，该距离横 切从动磁体旋转轴线。通常，从动磁体保持器将两个从动磁体相对于彼此 保持固定的几何结构。
[0016]在一些实施例中，一个或更多个驱动磁体和从动磁体是钕磁体。在某 些实施方式中，驱动磁体系统的剩余通量密度在5000高斯和40000高斯 之间，从动磁体系统的剩余通量密度在5000高斯和40000高斯之间。在 进一步的实施例中，分开驱动磁体系统和从动磁体系统的间隙可以是 10
‑
30mm。
[0017]在一些实施例中，搅拌棒的铁磁性材料是铁素体不锈钢或双相不锈钢。 在进一步的实施例中，搅拌棒包括永磁体。在另外的实施例中，搅拌棒的 相对磁导率可以在500
‑
1,000,000之间。在某些实施例中，搅拌棒位于混合 腔室内，使得搅拌棒的旋转平面与驱动磁体系统和从动磁体系统大体上等 距。
[0018]在一些实施例中，混合组件可以设置在间隙内，使得驱动磁体旋转轴 线、从动磁体旋转轴线和搅拌棒旋转轴线大体上共线，并且使得搅拌棒与 混合腔室的边界表面几乎不接触。在某些实施例中，静止的混合组件可以 保持在混合组件保持器内。在一些实施例中，混合组件是一次性的。
[0019]在某些实施例中，混合腔室容积和搅拌棒体积成比例，使得搅拌棒与 混合腔室的边界表面几乎不接触。例如，在一些实施例中，混合腔室容积 可以包括0.1mL
‑
100mL。在一些实施例中，搅拌棒体积可以包括50uL
‑
10mL。
[0020]在一些实施例中，混合腔室的最大尺寸和搅拌棒的最大尺寸成比例， 使得搅拌棒与混合腔室的边界表面几乎不接触。在这样的实施例中，混合 腔室容积的最大尺寸可以包括1mm
‑
200mm。在另外的实施例中，搅拌棒 体积的最大尺寸是0.5mm
‑
180mm。
[0021]在一些实施例中，磁性混合设备还包括一个或更多个场聚焦器，该一 个或更多个场聚焦器联接到一个或更多个驱动磁体和一个或更多个从动 磁体中的至少一个，场聚焦器被定位成将由驱动磁体系统和从动磁体系统 产生的磁场沿着驱动磁性系统和从动磁性系统的最大尺寸朝向狭窄的径 向段聚焦。在一些实施例中，珠粒可以容纳在混合腔室容积内。
[0022]在某些实施例中，磁性混合设备还可以包括声学机构，该声学机构用 于检测搅拌棒从驱动磁体系统和从动磁体系统中的一个或更多个磁解耦 (本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性混合设备，包括:驱动磁体系统，其被配置为围绕驱动磁体旋转轴线旋转，所述驱动磁体系统包括一个或更多个驱动磁体；驱动马达，其中所述驱动磁体系统可操作地联接到所述驱动马达，并且所述驱动马达能够驱动所述驱动磁体系统围绕所述驱动磁体旋转轴线旋转；从动磁体系统，其被配置为围绕从动磁体旋转轴线旋转，所述从动磁体系统包括一个或更多个从动磁体；间隙，其分开所述驱动磁体系统和所述从动磁体系统，其中所述从动磁体系统和所述驱动磁体系统的布置实现了每个驱动磁体和对应的从动磁体之间的磁性耦合，由此所述驱动磁体系统围绕所述驱动磁体旋转轴线的旋转诱发所述从动磁体系统围绕所述从动磁体旋转轴线的旋转；静止的混合组件，其设置在所述间隙内，其中所述混合组件包括混合腔室，所述混合腔室具有混合腔室容积，并包括围绕所述混合腔室容积的边界表面；和搅拌棒，其容纳在所述混合腔室容积内，所述搅拌棒包括搅拌棒体积和铁磁性材料，其中所述搅拌棒在所述驱动磁体系统和所述从动磁体系统之间的部署产生了低磁阻磁路，并且实现了所述搅拌棒、所述一个或更多个驱动磁体中的至少一个和所述一个或更多个从动磁体中的至少一个之间的磁性耦合，由此，所述驱动磁体系统围绕所述驱动磁体旋转轴线的旋转和所述从动磁体系统围绕所述从动磁体旋转轴线的旋转诱发所述搅拌棒围绕搅拌棒旋转轴线的旋转。2.根据权利要求1所述的磁性混合设备，其中所述一个或更多个驱动磁体中的至少一个具有磁性轴线，所述磁性轴线与所述一个或更多个从动磁体中的一个从动磁体的磁性轴线对准，使得所述驱动磁体和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：达丽斯生物医学公司，
类型：发明
国别省市：