應用免疫磁性分離法分離生物粒子的微觀流體系統的製作方法

2023-09-21 06:38:00 2

專利名稱：應用免疫磁性分離法分離生物粒子的微觀流體系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及分離生物粒子的裝置和方法。應該在粒子或分子的基礎上理解生物粒子(隨後也被變通性的稱為生物物質)、粒子或物質的意思。在此其包括細胞，比如例如病毒或細菌，可是也尤其包括分離的人和動物細胞，比如白細胞或腫瘤細胞，還包括低分子和高分子化合物，比如蛋白質和分子，尤其是免疫活性化合物，比如抗原、抗體和核酸，或同樣包括抗原特異性四聚物，比如例如MHC四聚物或同樣包括streptamers。本發明尤其涉及用於人或動物細胞的免疫磁性分離技術(IMS)、自動樣品製備技術以及(電)磁或磁性分離技術(EMS)和微觀流體技術。使用免疫磁性粒子來實施免疫磁性分離技術。它們被理解為免疫磁性粒子、能磁化的或有磁性的(例如鐵磁性或超順磁性的)粒子或也可以是軟磁性物質，比如例如鐵素體(ferrites)，其特徵是(例如通過與抗體或抗原特異性四聚物偶聯)能特異性結合特異性生物物質或特異性生物粒子。能夠結合的免疫磁性粒子優選基本上是球形(並且因此以後可以替換的被稱為免疫磁性球或抗體偶聯的磁性球)，優選其粒度小於100μm。
因為生物粒子不同的免疫特性，特異性粒子(例如抗原或抗原特異性四聚物或streptamers)可以用特異性抗體鑑定或結合特異性抗體(免疫反應或抗原-抗體反應)。
包含4個MHC分子和抗原的結構物在免疫學中被稱為四聚物。T細胞與這些結構物的結合超過其與單個複合物結合的1000倍。由此所述四聚物結合相應的T細胞受體。這相當於以肽的形式通過對經MHC複合物結合到抗原呈遞細胞的細胞結合抗原的識別所進行的T細胞介導的二次免疫應答。
同時，可以產生重組的、可溶性MHC分子，其可以被結合到已知的抗原上，並且可以通過鏈黴親和素使其四聚化。由此產生的肽特異性四聚物MHC分子可以用螢光著色劑標記並且在流式細胞器中用於測量。依靠四聚物技術，可以確定抗原特異性T細胞的頻率，從而能夠獲得有關疾病症狀種涉及的抗原的證據。依靠MHC分子，有可能分揀並分析例如識別腫瘤抗原的T細胞。因此肽-MHC四聚物在追蹤人自身免疫性疾病例如關節炎中的抗原特異性T細胞方面具有極大的治療潛力。
四聚物與粒子的結合將確保抗原特異性T細胞更好的結合粒子，其繼而可以由於粒子而與剩餘的未結合細胞分開。
可逆的MHC-肽多聚物，即所謂的streptamers，是一種製備和分離細胞毒性T淋巴細胞的新技術。與迄今為止所應用的四聚物相比，它們能夠再次與T細胞分離開，因此不影響細胞的功能。
如果這些粒子與磁性球結合，那麼由於免疫特異性反應，偶聯到這些粒子上的生物粒子作為結合的生物粒子將具有同樣的磁性、優選超順磁性或鐵磁性特性。因此，通過應用磁體，例如電磁體或永久磁體，可以分開並分離結合到與磁性粒子偶聯的抗體上的生物粒子。
本發明的目的是提供一種以通流方法操作的分離裝置或相應的分離方法，藉助所述裝置或方法，有可能以簡單的方式實現自動的和持續的生物粒子分離。
為了實現這個目標，根據本發明的裝置使用簡單的微觀流體通道，其具有兩個進口或進口通道和兩個出口或兩個出口通道，並且也具有一個或多個磁體，例如電磁體或永久磁體。在下文中，應該理解通道(這適用於通流通道，以及向所述通流通道開口進入的進口通道和導出所述通流通道的流出通道)是指進行流體流動的容積，其包括圍繞這個容積的壁。
包含不同的生物物質和/或也包含非生物物質(包括待經特異性免疫反應確定的生物粒子)的液體經第一進口通道被引入微觀流體通流通道。包含被設計成與待確定的生物物質特異性結合的免疫磁性粒子的液體經另一進口通道被引入。由於待依靠免疫反應分離的生物物質是抗原，並且由於免疫磁性粒子是與相應抗體或抗原特異性四聚物或streptamers結合(抗原-抗體/四聚物/streptamer反應)的鐵磁性或超順磁性球，所以能夠實現所述的特異性結合。
兩種液體的流變學特性和幾何比率(尤其是兩個進口通道的橫截面積和通流通道的橫截面積)現在被配置成經兩個進口通道供給的液體流在通流通道中不發生混合(擴散過程除外)。這也可以通過在通流通道的進口通道區和出口通道區之間提供分隔壁、使得各自供給或排出的液體流僅在進口通道區中和出口通道區中相接觸而實現。因此，在各流之間不期望的擴散影響被最小化，使待分開的生物粒子以甚至更純的方式被分開變成可能。
在第一磁體(或磁場或其場梯度)的幫助下，由於它們的鐵磁性或超順磁性特徵，此時免疫磁性粒子在進口通道區中獲得一個垂直於流方向的速度分量。因此免疫磁性粒子能夠克服兩個層流的束縛或從一種液體流被吸引到另一種液體流中。在後者中，存在待被分離的特異性生物粒子，其與免疫磁性粒子結合。依靠合適布置的第一磁體或布置於下遊的第二磁體，在出口通道區中，至少部分與待分離的生物粒子結合的免疫磁性粒子隨後通過施加相反方向的磁場或場梯度被再次吸引回原始液體流中。包含與待分離的生物物質結合的免疫磁性粒子的液體流隨後經一個出口通道被排放出，而另一液體流(其包含剩下的生物和/或非生物物質和未結合的待分離生物物質粒子)在另一出口通道的幫助下被排放出。
至關重要的是，由於其中佔優勢的條件(液體的流變學特性，並且尤其是通道的橫截面積)的結果，在微觀流體通流通道中存在層流條件。出於此原因，兩個液體流不混合或僅是非實質性混合。因此，基本上只有免疫磁性粒子在第一磁場的幫助下克服兩個液體流之間的界限，並且結合的和剩餘未結合的免疫磁性粒子在相反方向上在第二電磁體磁場的幫助下再次克服兩個液體流的界限。因此免疫磁性粒子被分開引入到包含待分離的生物粒子的液體中，接著在特定的時間期間從它們的生物物質液體流改變到鄰接的液體流中，在那與待分離的生物粒子結合，隨後在第二磁場的幫助下，與生物粒子結合的磁性粒子被再次吸引回它們的原始流中。包含未結合生物粒子以及其它生物物質的液體隨後經一個出口或排放通道被排放出，同時，結合的、由此分離的生物粒子能夠從另一個出口被排放出。
在一個優選的變通實施方案中，根據本發明的裝置可提供有反應室(reaction chamber)。其被安置於通流通道上包含生物物質的液體流或第一磁體的一側上，用來延長這個液體流流經整個通流通道所需要的時間。該反應室被置於流方向上兩個磁體之間，從而使被引入流中的免疫磁性粒子獲得增加的駐留長度、並且由此使免疫磁性粒子有更大概率結合特異生物物質。
上述免疫磁性分離裝置具有一系列的優點該裝置能夠以簡單方式進行分離，而沒有需要手動實施、因此耗時並且還需要額外液體的額外混合、孵育和清洗的步驟。利用該裝置，有可能進行自動和持續粒子的分離或分開，其中只需要少量或根本不需要緩衝劑、轉移和/或稀釋液體。因此樣品稀釋溶液和額外的緩衝溶液在本裝置中並不是必需的。
結合的生物粒子因此能夠不用額外的洗出步驟即可從包含各種生物物質的起始混合液體中分離和分開。經分開的排放通道獲得被分離的生物粒子。
抗體偶聯磁性粒子或免疫磁性粒子能夠直接向它們的相關進口通道供給，而不需要另外的預混合步驟或孵育步驟。
該裝置可以配備有用於控制磁場強度或磁場梯度的自動控制裝置。此外，該裝置也可以裝備有調節通流通道中對通流速率或每單位時間流經的液體量進行控制的調節裝置。也可以通過位於進口通道和/或出口通道部位的合適的調節裝置來實現對通流速率或每單位時間流經的液體量的控制。因此有可能以簡單並受控的方式實現對生物粒子的標記或結合以及它們的分離。
根據本發明的裝置可被用作人和動物體內或體外醫療診斷系統。以同樣簡單的方式，根據本發明的裝置也可用於治療目的，例如用來從患者等的血或組織分離特定類型的細胞。因此，尤其該裝置可以是可植入的，並且能夠確保進行持續分離或測量過程。特別對於可植入裝置，後者和它的電控制單元可以以集成的方式來製造，因此具有適合植入和以經濟的方式製造的尺度。如果根據本發明的裝置被用在人或動物體外，那麼它就可以被配置成為一種實驗室用具。然後該實驗室用具可用於細胞分離，例如對血液樣品、混合的細胞群(例如來自患者組織)或具有特定特性的細胞(例如特定的表面標記物或生理狀態)進行分離。
可以按照以下兩個實施例之一中所述建造或使用根據本發明的裝置。


圖1顯示根據本發明的第一免疫磁性分離裝置；圖2顯示根據本發明的具有反應室的第二免疫磁性分離裝置；圖3顯示根據本發明的第三免疫反應磁性分離裝置；圖4顯示根據本發明的另外的第四免疫磁性分離裝置。
在隨後所述的對應於實施例的附圖中，對於裝置中的相似或相同的組件使用相同的標號。
圖1顯示免疫磁性分離裝置。圖1顯示通過本發明的免疫磁性分離裝置在貫穿裝置重心的中心平面的截面。該裝置有微觀流體通流通道5，其有流入區E和置於其下遊的排放區A。在流入區E中，第一進口通道1和第二進口通道2向通流通道5開口。由此第二進口通道沿流經通流通道5的流方向開口。第一進口通道1以相對於經過通流通道5的通流方向呈α＝30°的角度開口。在流出區A中，兩個排放通道3和4引流出通流通道5。由此排放通道3沿流經通流通道5的流嚮導離開，排放通道4相對於這個方向以α＝30°的角度導離。垂直於各自通流方向的進口通道1、2和排放通道3、4的直徑約為垂直於其通流方向的通流通道5的直徑的一半。
在流入區E的下遊，第一電磁體6被置於通流通道5的外側並緊臨通流通道5的旁側。在這個第一電磁體6的下遊和排放區A緊鄰的上遊，第二電磁體7同樣地被置於通流通道5的外側並緊臨通流通道5的旁側。兩個電磁體6和7被置於不同的側面上，在本情況中是在通流通道5的相對側。
然而，在此也可以變通地將兩個電磁體6和7至少部分的整合於通流通道5的壁5a中。在此情況中，兩個電磁體6和7隨後被整合在通流通道5的壁5a中位置基本相對的側面上。然而，也可以將兩個電磁體6和7完全置於通流通道5內或在由壁5a圍起的通流通道5的容積中通流通道5的壁5a內。這兩個電磁體6和7同樣地被置於通流通道5內該通流通道中位置基本相對的側面上(這優選發生在該通流通道的壁區域或甚至使電磁體6和7置於通道的內壁上或被嵌入在那裡)。然而也可能的是使用與針對電磁體6和電磁體7所述的不同的變體這樣電磁體6可以完全被置於通道的壁5a的外側，而電磁體7被整合在通流通道5的壁中的位置相對側或被置於通道內壁5a的內表面上位置相對側上。
進口通道1、2、排放通道3、4、通流通道5和兩個電磁體6和7(或相應的中央軸或重心)在本情況中被置於一個平面中。
至關重要的是，因為進口通道、出口通道和通流通道足夠小的直徑以及因為足夠低的流速，故所形成的流通道中的條件可以形成這樣的兩種液體流或液體層，其中一種在另一種上面分開滑動而沒有湍流(層流)。如果因此包含各種生物粒子11、12的混合液體9經由第一進口通道1被導入，包含免疫磁性粒子8的液體10經由第二進口通道被導入，那麼這兩種被導入的液體流不發生混合(除了擴散過程)，而是在排放區域A的方向上作為互相平行的分開的液體層滑動。隨後混合液體9的第一液體流以不與免疫磁性粒子8的第二液體流10發生混合的方式經第一排放通道3被排放出，第二液體流10相應的經第二排放通道4被排放出。
所以至關重要的是，在微觀流體通流通道5中，通流液體具有如此小的雷諾數(Reynold’s number)以致於在通流通道5中的流情況可被看作層性的。因此，引起湍流和二次流或渦流的慣性的影響是可以忽略的，並且混合可能只是由於擴散過程的結果。為了確保這樣，在所例舉的情況中，微通流通道5具有0.1-0.3mm的寬度和0.1-0.2mm的高度(矩形通流通道，寬度和高度垂直於縱向或垂直於通流方向)。對於微通流通道5，總的通流速率(由調節裝置調節，沒有顯示)是1-200μl/分鐘。這些微觀流體流的特性滿足在微通流通道5中層流情況的必要先決條件。為此原因，經第一進口通道1引入的混合液體9和經第二進口通道2引入的並包含免疫磁性粒子8的液體10在通流通道5中不發生混合，而是形成兩個分開的流層。因此，當電磁體6、7被關閉時，每個液體流中的不同粒子(生物粒子11、12和免疫磁性粒子8)不發生混合，而是在它們各自的液體流中持續的流動直至它們各自的排放通道3或4。
除了待分離的生物粒子11，在本情況中混合的液體9還含有生物(或甚至不同的)粒子12，欲從中分離待分開的粒子11。然而並不需要存在有這種另外的粒子12，從而也可以應用本發明來改變液體流9中待分離粒子11的濃度。如果現激活第一電磁體，那麼免疫磁性粒子8被置於電磁場或場梯度中，所述的場施加垂直於流經通流通道5的通流方向並朝向第一電磁體6方向的力。結果免疫磁性粒子8被吸引出它們的第二液體流10並越過液體流邊界進入混合液體的第一液體流9。因此免疫磁性粒子8與位於混合液體流9中的粒子11、12混合併且因此能夠通過特異性抗原-抗體反應而與待分離的粒子11結合(由此產生組合或結合的粒子13，其分別具有至少一個免疫磁性粒子8和一個生物粒子11)。能夠控制或調整電磁體6的場強度或梯度強度，從而所產生的力恰好足夠從第二液體流10吸引免疫磁性粒子8進入第一液體流9。由此能夠以脈衝或正弦波的形式調節電磁體6的磁場(這同樣適用於電磁體7)。隨後免疫磁性粒子以通流方向的流速和由與其垂直的磁場所引發的速度之間的平衡狀態自由流動。
如已經所描述的，在免疫磁性粒子8已經由於免疫特異性反應而被引入混合液體9的第一液體流之後，，它們與待分開的生物粒子11結合從而形成結合粒子13。微通流通道5的狹小或小的橫截面積(足夠小的直徑)和流經通流通道5的足夠低的通流量增加了個體的免疫磁性粒子8與相關生物粒子11結合的概率(可供免疫反應的時間增加)。
在相對於第一電磁體6的下遊側上，第二電磁體7被直接置於排放區A之前通流通道5的與該磁體相對的一側。在這個第二電磁體7的幫助下，結合粒子13以及在流路徑上在電磁體6和電磁體7之間沒有與生物粒子11結合的免疫磁性粒子8被再次向回吸引越過液體流邊界進入第二液體流10。這是經由電磁體7的電磁場或場梯度發生的，其指向與第一磁體6的磁場或梯度相對。免疫磁性結合的或特性化的生物粒子13以及未結合的免疫磁性粒子8或第二液體流10隨後經第二排放通道4被排放出。第一液體流9或餘下的未結合生物粒子11以及其它生物物質12經第一排放通道3被排放出。由此將(結合的)生物粒子11或13與其它的生物物質12分開。
圖2顯示一種免疫磁性分離裝置，其基本的構造相當於顯示在圖1中的分離裝置。在流方向上在第一電磁體6之後和第二電磁體7之前，通流通道5卻具有一個突出部(反應室)14，其被置於第一電磁體6側。在本情況中，通流通道5與反應室14被構造成一個部件。然而，也能夠將反應室14作為在通流通道5中相應開口位置的單獨組件形式生產。在所例舉部分的截面中(進口通道1、2的、出口通道3、4的、和兩個電磁體6、7的排列平面)，反應室14具有Ω形的橫截面。在反應室14的頂部，T形的流斷路器15被置於通流通道5中舉例說明的截面內。流斷路器15被置於流方向上室14的頂部，使得它僅參與在混合液體9的第一液體流中，並且使這個液體流轉向反應室14。藉助包含流斷路器15和反應室14的反應裝置，第一液體流9流經流通道15的路徑被延長。由於這個反應裝置，使第一液體流9在通流通道5中的駐留長度與反應室14的容積成比例的增加。因此，提供了增加的接觸效率或免疫磁性粒子8與特定生物粒子11結合可供利用時間的延長。發生免疫反應或免疫磁性粒子8相結合的概率由此提高。因此，通過提高裝置的免疫反應效率，提高了分離效率。所提供的反應室14引起高流速梯度和第一液體流9良好的微觀混合。因此免疫磁性粒子8的結合概率也有增加。在此至關重要的是在流方向上在兩個電磁體6和7之間配置可用的反應裝置14、15，從而在已經具有引入的免疫磁性粒子8的情況下，第一液體流被導入這個延長結合時間周期的反應室14。
圖3顯示根據本發明的另外的分離裝置，其配置主要如圖1所示。然而與圖1相反，現在在流入區E和置於其下遊的排放區A之間的位置設置有分隔壁17，其使由進口通道1或進口通道2向分離裝置供應的兩個液體流彼此分開。因此，只有在兩個進口1和2的區E中由可能在磁體6所施加的磁力作用下，磁性粒子從一個液體流轉換到另一個液體流中，並且在區A中以相反方向發生同樣的交換。在這兩個區E和A之間，液體流不能發生進一步的混合，從而在這個區域中僅僅實現免疫磁性粒子和抗原附著粒子之間的聚集。
圖4顯示根據本發明的另一個分離裝置。在此經進口通道2實現免疫磁性粒子11的供給，經進口通道1實施樣品的供給，所述粒子在標為E的區域內彼此聯繫，從而免疫磁性粒子11能夠由於所施加的磁場Fmag而進入樣品中。所產生的磁場Fmag由箭頭表示。具有免疫磁性粒子11的樣品隨後被導入具有長路徑的螺旋18，從而免疫磁性粒子11在那裡可以與抗原8偶聯。螺旋18隨後被導回，並且在區A中遇到同時已經轉向並原始包含免疫磁性粒子的液體。在這個區A中，負載有免疫粒子8的粒子11通過磁場Fmag繼而被再次引回到原始液體流中，並且隨後經出口4被排放出。因此被再次充分地不含免疫磁性粒子11的樣品被導入螺旋18周圍的大弧19並最終經出口3被排放出。這種安排的益處是在磁性粒子11和抗體8之間的混合區具有很長的路徑。它另外的好處是，僅需要一個磁體來產生區E中的磁場和區A中的磁場，由此實現所有混合和分離過程。
權利要求
1.一種分離裝置，其包含具有壁(5a)的通流通道(5)、流入區(E)和置於其下遊的排放區(A)和至少一個磁體(7)，其用於產生穿過通流通道(5)的至少一部分橫截面的第一磁場，兩個進口通道(1、2)，其用於供給流體，開口進入流入區(E)中通流通道(5)，和兩個排放通道(3、4)，其用於轉運走流體，導出排放區(A)，磁體(6、7)之一，其在流入區(E)的下遊產生第一磁場，磁體(6、7)之一，其在第一磁場的下遊和排放區(A)的上遊產生第二磁場，該第一和第二磁場在其方向或極性上基本相對放置。
2.根據前述權利要求的分離裝置，其特徵在於第一磁體(6)和第二磁體(7)用於產生跨通流通道(5)的至少一部分橫截面的磁場，兩個進口通道(1、2)用於在流入區(E)供給通向通流通道(5)的流體，兩個排放通道(3、4)用於轉運出通向排放區(A)的流體，第一磁體(6)被置於通流通道(5)外側流入區(E)的下遊或至少部分的整合於通流通道(5)的壁(5a)中或通流通道的壁(5a)內，第二磁體(7)被置於第一磁體(6)的下遊和通流通道(5)外側排放區(A)的上遊或至少部分的整合於通流通道(5)的壁(5a)中或通流通道的壁(5a)內，和第一和第二磁體被置於通流通道(5)外或內基本位於通流通道相對側的位置或被整合於其壁(5a)中。
3.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於兩個進口通道(1、2)和兩個排放通道(3、4)以及優選地第一和第二磁體被置於通流通道(5)的流向上基本一個平面中。
4.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於進口通道(1、2)中至少其一和/或出口通道(3、4)中至少其一基本上通向或導離通流通道(5)的流向或與其有傾斜角度α，其中0＜α＜180°，尤其是0＜α＜90°，特別是0＜α＜45°。
5.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於當垂直於通流通道的流向進行觀察時，進口通道之一和出口通道之一各自被置於通流通道的相同側上。
6.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於第一和/或第二磁體(6、7)是永久磁體或電磁體。
7.根據前述權利要求的分離裝置，其特徵在於電磁體的場強度和/或場梯度可以隨時間和/或局部變化或能夠維持恆定。
8.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於通流通道和/或進口通道和/或出口通道如此設置和/或以空間構造，尤其是針對它們的垂直於通流方向的橫截面而言，從而使得在通流通道中在可用於免疫磁性分離的流體通流期間，能夠產生層流或具有小於臨界雷諾數Rcrit的雷諾數R的流。
9.根據前述權利要求的分離裝置，其特徵在於設置和/或配置通流通道和/或進口通道和/或出口通道，使得能夠在通流通道中在第一磁體(6)側形成第一液體流，並且能夠在通流通道中在第二磁體(7)側形成除擴散過程外與第一液體流分開的第二液體流。
10.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於通流通道是微觀流體通道，尤其是所具有的垂直於通流方向的橫截面積為0.002mm2以上和/或1mm2以下，優選0.01mm2以上和/或0.06mm2以下。
11.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於通流通道是管，其橫截面基本上是圓的、橢圓的、矩形的或正方形的。
12.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於反應裝置(14、15)，其被置於流方向上第一磁體之後和第二磁體之前並延長了流的路徑。
13.根據前述權利要求的分離裝置，其特徵在於延長流路徑的反應裝置具有反應室(14)，其優選基本上被設置於第一磁體(6)的一側，以及被置於通流通道(5)的內部的流斷路器(15)。
14.根據前述權利要求和根據權利要求8的分離裝置，其特徵在於用流斷路器(15)可以將第一液體流導向反應室(14)。
15.根據前述權利要求的免疫磁性分離裝置，其特徵在於在位於平行於通流通道流向的平面中的反應室(14)具有基本上Ω形、半圓形或梯形的橫截面和/或在這個平面中的流斷路器(15)具有基本上三角形或T形的橫截面。
16.根據前述三個權利要求之一的分離裝置，其特徵在於將反應室(14)配置為通流通道(5)的壁(5a)中的凸出部或與後者作為一部分或者反應室(14)被配置為分開的組件，其被置於通流通道(5)的壁(5a)的開口處。
17.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於控制裝置，尤其是用於控制第一和/或第二磁體(6、7)的電子控制單元，和/或用於調節通流通道(5)中和/或進口通道(1、2)和/或排放通道(3、4)中通流量的調節裝置。
18.根據前述權利要求之一的分離裝置，其特徵在於該分離裝置可植入人或動物體中，或該分離裝置可以在人或動物體外應用，尤其是作為實驗室設備。
19.根據前述權利要求之一的分開裝置，其特徵在於在通流通道(5)中，在流體的流方向上，分隔壁至少被設置在進口通道(1、2)區和排放通道(3、4)區之間的區域內，所述分隔壁防止分別引入的鄰接流體流相互之間的混合。
20.一種分離裝置，其具有免疫磁性分離裝置和流體，尤其是液體，其具有大量的免疫磁性、尤其是抗體偶聯的粒子或與抗原特異性四聚物偶聯的粒子，其特徵在於所述免疫磁性分離裝置按照前述權利要求之一所構造。
21.根據前述權利要求的分離裝置，其特徵在於粒子(8)具有鐵磁性和/或超順磁性性質和/或基本上球形的形狀。
22.根據前述兩個權利要求之一的分離裝置，其特徵在於所述分離裝置的通流通道(5)和/或進口通道(1、2)和/或出口通道(3、4)被配置成使得，和/或所述流體或液體在通流通道(5)中的粘性、密度、溫度和平均流量使得，在通流通道中存在層流或或具有小於臨界雷諾數Rcrit的雷諾數R的流。
23.根據前述三個權利要求之一的分離裝置，其特徵在於具有粒子(8)的流體或具有流經通流通道的粒子的液體的通流量是在0.1μl/分鐘以上和/或2000μl/分鐘以下，尤其是在1μl/分鐘以上和/或200μl/分鐘以下。
24.根據前述四個權利要求之一的分開裝置，其特徵在於含有粒子(8)的流體或含有通流通道中粒子的液體的平均通流流速是在0.03mm/秒以上和/或3000mm/秒以下，尤其是在0.3mm/秒以上和/或300mm/秒以下。
25.從除了含有特定生物物質(11)外可能還含有進一步的生物和/或其它物質(12)的第一流體(9)、特別是液體中，在含有大量特別是與對所述這種抗原具有特異性的抗體、四聚物和/或streptamers偶聯的免疫磁性粒子(8)的第二流體(10)、尤其是液體的幫助下，分離特定生物物質(11)、尤其是抗原的分離方法，如此將第一流體(9)和第二流體(10)同時引入通流通道(5)中，使得在通流通道(5)中，在所述兩個被引入的流體流之間形成層流條件，並且第一流體(9)在第一液體流中流過通流通道，第二流體(10)在鄰近的第二液體流中流過通流通道，在第一磁場的幫助下免疫磁性粒子(8)至少部分的從第二液體流被吸引到第一液體流中，隨後被留在那裡，使得在有可能已經至少部分的與該特定生物物質結合的免疫磁性粒子(8、13)在第二磁場的幫助下至少被部分的從第一液體流吸引到第二液體流中之前，免疫磁性粒子(8)在一個結合時間期間與所述特定的生物物質(11)結合，該結合期間相當於通流通道通流所需時間期間的一部分，和該兩個液體流各自分開從通流通道(5)中被排放出。
26.根據前述權利要求的分離方法，其特徵在於使用根據權利要求1-22之一的免疫磁性分離裝置或免疫磁性分離設備。
27.根據前述兩個權利要求之一的分離方法，其特徵在於選擇第一和/或第二磁場的場強度和/或梯度強度，使得它恰好足夠用於將免疫磁性粒子(8)從第二液體流中轉移到第一液體流中，或用於將至少部分與所述特定生物物質結合的免疫磁性粒子(13)從第一液體流中轉移到第二液體流中。
28.根據前述三個權利要求之一的分離方法，其特徵在於以脈衝的方式產生第一和第二磁場或其以正弦波的形式調節該第一和第二磁場。
29.根據前述四個權利要求之一的免疫磁性分離方法，其特徵在於由於延長了第一液體流經過通流通道的流路徑，從而增加了結合時間期間。
30.根據前述五個權利要求之一的分離方法，其特徵在於在人或動物體外或體內實施該分離方法。
31.根據前述權利要求之一的免疫磁性分離裝置和/或免疫磁性分離設備和/或免疫磁性分離方法用於人或動物體外或體內醫學診斷或治療中的用途。
全文摘要
本發明涉及分離生物粒子的裝置和方法。所述裝置包括直通通道(5)、第一和第二磁場、兩個進口通道(1、2)和兩個出口通道(3、4)。第一磁場被設置在進口通道入口區的下遊並位於直通通道(5)的一側，第二磁場(7)在第一磁場(6)的下遊並位於直通通道(5)的相對側。這兩個磁場均可以依靠合適的布置通過單一磁體來產生。
文檔編號G01N35/00GK101019026SQ200580028087
公開日2007年8月15日 申請日期2005年8月22日 優先權日2004年8月23日
發明者金正泰, 烏特·施泰因費爾德, 喬格·舒馬赫爾 申請人:基斯特-歐洲研究協會