一种可精准调节角度的磁珠分离装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物测试设备领域，尤其涉及一种可精准调节角度的磁珠分离装置。


背景技术：

2.磁珠分离设备以表面偶联有抗原或抗体的纳米或微米级磁珠为分离介质，通过抗原抗体之间的特异性反应将目标物质捕获，再通过外加磁场的作用使目标物质从混合物中分离出来；因此，这种磁珠分离设备已广泛应用于医学诊断、生物分离、药物筛选、环境检测等诸多领域。
3.但是，目前市场上的磁珠分离装置，市价高、耗材专一、操作繁琐且分离效果差，这样就大大增加了科研成本，且操作效率低。


技术实现要素：

4.基于上述问题，本实用新型所要解决的问题在于提供一种制作成本低、可实现一定范围内角度精准调节的磁珠分离装置。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.一种精准调节角度的磁珠分离装置，包括底座、角度调节架以及角度盘；所述底座与角度调节架通过一枢轴形成相对转动或锁固两种状态；所述角度盘设置在所述底座上，该角度盘的0刻度线与所述底座的上表面水平重合，所述角度盘的圆心与所述枢轴的圆心重合，所述角度盘上的角度刻度设置方向与所述角度调节架绕所述枢轴转动方向相一致；所述角度调节架绕所述枢轴转动时，该角度调节架的底表面则与所述角度盘上的某一刻度数值相对应，以便精准读出调解后的旋转角度；
7.在所述角度调节架的底表面固定安装有用于磁吸分离待选物质的磁体块，该磁体块的另一端固定安装盛有液体的容器且液体中含待分离物质，在所述容器中纳置有若干粒用于吸附待选物质的磁珠。
8.较好地，所述磁珠分离装置中，还包括一垂直固定在所述底座上的固定杆，在所述固定杆上设置有两个可相对固定杆上下滑动或固定的固定滑块；安装时，所述固定杆穿过所述角度调节架上开设的调节滑孔，两个所述固定滑块则分别安设在所述角度调节架的上下两侧，用于将所述角度调节架锁固在所述固定杆上。
9.较好地，所述磁珠分离装置中，所述底座和角度调节架均为方形块状结构。
10.较好地，所述磁珠分离装置中，在所述角度盘的末端设有限位块，用于限定所述角度调节架相对所述枢轴的旋转角度，且所述限位块在所述角度盘上对应的圆弧角度为锐角。
11.较好地，所述磁珠分离装置中，所述限位块对应的圆弧角度为锐角为30
°
～70
°
；优选所述限位块对应的圆弧角度为锐角为60
°
。
12.较好地，所述磁珠分离装置中，所述磁体块的n极对应面为平滑面，所述磁体块的s
极对应面上内凹形成一圆弧槽；所述磁体块的平滑面固定安装在所述角度调节架的底表面，所述容器适配固定安装在所述圆弧槽内。
13.较好地，所述磁珠分离装置中，所述圆弧槽为对应圆直径的四分之一圆弧槽，且所述圆弧槽的直径为0.8～1.5厘米。
14.较好地，所述磁珠分离装置中，所述磁体块为钕铁硼强磁铁；所述容器为 2ml或15ml规格的离心管。
15.另一实施例中，所述磁珠分离装置中，还包括旋转底座，该旋转底座包括配重底座以及固定设置在所述配重底座上的电机，所述电机与所述底座固定连接；所述电机在控制系统的控制下，可以驱动所述底座相对配重底座形成顺时针或逆时针旋转，从而带动所述磁珠分离装置形成顺时针或逆时针旋转。
16.本实用新型提供的磁珠分离装置，底座与角度调节架枢轴可形成相对转动或锁固两种状态，并通过角度盘，可以实现精准调节角度调节架的角度，从而可以根据需要，适配不同磁体块的磁力线回归时汇聚密度，以消除磁力线盲点，有效磁通量提高了，增强了磁珠的磁力线覆盖率，从而提升了磁珠的分离效果；同时，本磁珠分离装置结构设计简单、制作成本低且操作简单。
附图说明
17.图1为实施例1中的磁珠分离装置结构示意图；
18.图2为图1中磁珠分离装置使用状态结构示意图；
19.图3为磁珠分离装置中的磁体块结构示意图；
20.图4为图3中磁体块的磁力线回归结构示意图；
21.图5为磁珠分离装置中的容器结构示意图；
22.图6为实施例2中磁珠分离装置使用状态结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图，对本实用新型的较佳实施例作进一步详细说明。
24.实施例1
25.如图1、2和3所示，一种可精准调节角度的磁珠分离装置20，包括底座 22、角度调节架21以及角度盘23。其中，底座22与角度调节架21均为长方形结构；底座22起到对整个磁珠分离装置及安装在其上的磁体块、容器等的支撑、稳固作用；此时的底座22务必要稳固。因此，底座22和角度调节架21可以选用方块状构造，且底座22可以选用铸铁块，以增加配重，以增加角度调节架21 的稳固性。另外，在其他实施例中，底座22和固定架21也可以是条状材质构成的框架结构。
26.角度调节架21则用于固定安装磁体块、容器等，并根据需要，调整磁体块、容器等相对水平面的角度。底座22与角度调节架21通过枢轴23形成的相对转动或紧固两种状态；如果需要调整底座22与角度调节架21之间夹角的角度θ大小时，拧松枢轴23的紧固螺丝(图中未示出)，将角度调节架21实现，如iii 式的顺时针或逆时针转动；当角度调整到位后，拧紧枢轴23上的紧固螺丝，将底座22与角度调节架21锁固，实现角度调节架21相对底座22稳定，以进行相应分离操作。
27.角度调节架21，由于需要固定磁体块10，这种固定结构可以是磁吸固定、卡接固定等。为了设计方便以及节省材料，本实施例中选用磁吸固定连接方式，此时，角度调节架21的材质则选用磁性材质，如，铁、钴、镍及其合金，马氏型不锈钢(如，410、420、430、431、440a)、奥氏体不锈钢(如，304、321、 316、310)等。本实施例中，选用性价比较高的304奥氏体不锈钢材质制作角度调节架21，这样，磁体块10可以通过磁吸作用牢牢地固定连接在固定架21 上。
28.较好地，为了增加磁体块10的磁吸力，磁体块10选用钕铁硼强磁铁。
29.角度盘24则设置在底座22上，该角度盘24的0刻度线与底座22的上表面221水平重合，角度盘24的圆心与枢轴23的圆心重合，角度盘24上的角度刻度241设置方向与角度调节架21绕枢轴23转动方向相一致，如iii旋转方向。角度盘24安装时，其刻度对应的表面应与角度调节架21的相邻相邻侧边相贴近并相互平行，以降低读数时带来的误差。
30.角度调节架21绕枢轴23转动时，该角度调节架21的底表面211与角度盘 24上的某一刻度数值相对应，就可以精准的读出旋转角度，如，角度调节架21 的底表面211与角度盘24上的60刻度数值相对应，则表明角度调节架21的底表面211与底座22的上表面221之间的夹角为60
°
，也就是度调节架21的相对旋转角度为60
°
。采用这种可精准调节旋转角度的磁珠分离装置20，可以适配不同规格大小的磁体块10。
31.装配磁珠分离装置20时，将用于磁吸分离待选物质(如，偶联有抗原或抗体等物质)的磁体块10的平滑面端11固定安装在角度调节架21的底表面211，用于盛装含待分离物质的液体(如，血液、培养液等)的容器30(如，2ml或 15ml规格的离心管)则适配固定在磁体块10的圆弧槽端12，平滑面端11及圆弧槽端12分别为磁体块的北极(n极)11和南极(s极)；若干粒用于吸附待选物质的磁珠40则放置在容器30内，随后进行磁吸分离。
32.较好地，如图1和2所示，磁珠分离装置20还包括一垂直固定在底座22 上的固定杆25，在固定杆25上设置有两个可相对固定杆24上下滑动或固定的固定滑块251；安装时，固定杆穿过角度调节架21上开设的调节滑孔210，该调节滑孔210为通孔长条转构造，开孔方向为由枢轴23连接端向另一自由端延伸开设。两个固定滑251块则分别安设在角度调节架21的上下两侧，用于将角度调节架21与固定杆25形成锁固连接，避免角度调节架21在重力作用下绕枢轴23向下转动，影响磁吸实验操作。
33.进一步地，如图2所示，在角度盘24的末端(即相对于0刻度线端而言) 设有限位块242，用于限定角度调节架21相对枢轴23的旋转角度，且限位块 242在角度盘24上对应的圆弧角度形成的夹角θ为锐角。
34.夹角θ的取角范围，需要根据磁体块10的规格尺寸来定，但是，优选夹角θ取值范围30
°
～70
°
，可以是30
°
、45
°
、55
°
、60
°
、65
°
、70
°
等。本实施例中，夹角θ为60
°
，这一60
°
夹角，可以确保磁珠40从容器30中最大可能地、最有效地吸附出所需的细胞或其他待筛选的物质；同时，待容器30中液体去除后，可以确保磁珠40吸附的细胞或其他待筛选的物质能够根据其自身重量直接落入容器中。如果夹角过小，磁珠40在吸附容器30中的细胞行程过短，细胞不易如被磁珠吸附；如果夹角过大，磁珠40上吸附的细胞在脱落时，容易落入位于容器下端的磁珠表面，使得磁珠上的细胞没有尽快可能的落入容器中，损失部分细胞。
35.如图3和4所示，磁体块10的s极，即圆弧槽端12设置圆弧槽13，这是根据磁力线a回归原理来设计的。磁体块10的n极，即平滑面端11是磁力线发射极，s极是磁力线接收极，s极
处设置为一圆弧槽13，其表面为圆弧面，这就使得回归s极的磁力线通过汇聚的形式穿过圆弧面，并在该圆弧面附近区域形成一个较大磁通量穿过区域，大大消除了磁力线穿过盲点，提高了有效磁通量，增强了磁珠的磁力线覆盖率，从而提升了磁珠的分离效果。
36.由于生物、医药等领域的实验，常用的容器基本上是试管、离心管、表面皿等。本实施例中，上述容器30选用离心管，如，2ml或15ml规格的离心管。因此，为了更好的适配圆柱状的离心管30，确保离心管30不至于脱落，此时，磁体块10的圆弧槽13设置为对应圆直径的四分之一圆弧槽，且圆弧槽13的直径为0.8～1.5厘米；本实施例中，圆弧槽13的直径为1cm，这是根据现阶段市售离心管直径规格相一致。圆弧槽13的直径大小，主要还是需要根据离心管或试管的外径来进行设置。圆弧槽13的直径大小以适配固定不同规格的离心管或试管为准。
37.离心管30通过外接束带31将离心管30绑定在磁体块10的圆弧槽13内。
38.通过吸管50将血液32滴入离心管30内；随后将离心管30通过束带31绑定在磁体块10的圆弧槽13内；绑带31的连段分别固定在基座20的固定架22 上，可以通过锁扣、魔术粘贴等方式固定离心管；静置1～2小时后，离心管30 内的磁珠40则被磁体块10所吸附，分布在离心管30的靠近磁体块10的一侧，此时的磁珠40从血液32中捕获有抗原抗体之间的特异性反应目标物质；从通过外加磁场的作用使目标物质从血液中分离出来。
39.实施例2
40.与实施例1相比，只是增加了一可以旋转的旋转底座60；该旋转底座60包括配重底座61以及设置在配重底座61上的电机62，该电机62固定设置在配重底座61的上表面，电机61的旋转轴与底座22之间通过紧固螺丝620紧固并使电机62与底座22固定连接；这样，电机62在控制系统(图中未示出)的控制下，可以驱动底座22相对配重底座61绕竖直方向的z轴线形成顺时针(如，i 方向)或逆时针(如,ii方向)旋转，从而带动所述磁珠分离装置形成顺时针或逆时针旋转。电机的旋转速度，需要根据磁珠分离物质来、磁体块大小等设定；增加旋转功能，实现离心与磁吸共同作用，从而有利于加快或提升待分离物质的分离效果，并更有利于去除磁吸杂质。
41.实施例2相对与实施例1中增加旋转离心功能，可以去除无需磁吸的杂质并保留磁珠上吸附的待分离物质，起到进一步纯化的作用。
42.下面以实施例1为例，进一步说明磁珠分离的使用与效果
43.一、以分离pbmc中的t细胞为例进行使用说明。
44.首先，按照实施例1操作，安装好磁珠分离装置、磁体块等，调整底座22 与角度调节架21为60
°
；
45.其次，将磁珠表面携带抗原cd3 ；与pbmc悬液充分混合后，磁珠上的cd3 抗原与t细胞结合；
46.接着，将离心管固定在磁体块的圆弧槽上，此时磁珠被吸附到离心管与磁铁接触一侧壁上；
47.最后，通过吸管吸弃悬液，而磁珠和磁珠连接的t细胞留于离心管中；从而达到t细胞的分离。
48.二、以去除t细胞培养后的磁珠为例进行使用说明。
49.首先，t细胞培养液通过离心收集细胞，再用10ml生理盐水重悬后转入15ml 离心
管中，细胞密度最大可以达到1.0
×
108cells/ml；
50.其次，将离心管固定在磁体块的圆弧槽上，此时磁珠被吸附到离心管与磁铁接触一侧壁上；
51.最后，通过吸管吸出细胞悬液，而磁珠留于离心管中；从而达到去除磁珠。通过检测，残留量磁珠含量保持在每1.0
×
106细胞20颗以下。
52.应当理解的是，上述针对本实用新型较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本实用新型的专利保护范围应以所附权利要求为准。