细胞磁珠流式分选装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物工程领域，具体涉及细胞磁珠流式分选装置。
【背景技术】
[0002] 磁珠富集或分离是一项上世纪末新兴的分子及细胞生物学技术，详见美国专利 US5411863和US5385707。该技术现已广泛应用于分子生物学的核酸提取，固相cDNA文库 构建，蛋白质或者细胞分选或富集。其构建原理为通过生化技术手段在微珠表面接合特异 性配体或抗体。其工作原理为将表面接有配（抗）体的磁珠悬浮液与待选目标分子或者 细胞溶液（悬液）混合，通过配体-受体结合反应或者抗原-抗体反应，磁珠与目的分子或 细胞紧密结合，然后通过磁力捕获磁珠-目标复合体，达到富集或者纯化目标分子、细胞的 目的。磁珠富集或者分选相对于其他的分离手段如离心，层析等具有很多优势，如分离速度 快，量化程度高，低成本，样品无需有害或有毒化学试剂处理等。实际应用中，磁珠微粒的大 小差别很大，或为微米级或为纳米级。磁珠的材料也多种多样，或为永磁材料或为顺磁材 料。
[0003] 磁珠分离的效率和实际应用效果实际上受制于产生捕捉磁力的分离磁场。大部分 的常规分离磁场往往设计随意，没有进行精确的磁力计算和磁场设计，磁珠在这样的磁场 中，往往不同的位置受到的磁作用力难以进行精确估计和控制。例如在靠近磁铁的部位， 磁珠长时间暴露在高强度磁场中，磁珠发生不可逆性聚集，或丧失磁性，失去重悬浮能力等 等，而远离磁铁的磁珠受到的磁场作用力微弱，沉降缓慢。传统磁力分选磁场不均匀的磁场 力会造成磁珠分选整体效率和质量的下降。尤其是在处理大量样品时，这个问题尤为突出。 由于近磁铁磁力过强和远磁铁磁力过弱本身的矛盾，单纯的提高或者降低磁铁的磁力强度 参数并不会有任何帮助。磁珠在磁场中沿吸附力移动的速度受磁珠表面积，溶液的阻滞系 数及磁场磁场强度梯度差影响，在磁珠表面积和溶液阻滞系数固定的情况下，增加磁场强 度梯度差，而不是增加磁场强度，可以提高作用于磁珠的吸附力。遗憾的是，目前普遍使用 的磁力分选装置或者分选器等往往并未针对磁珠分选的特性进行设计，其分选效果重复率 不高，分选效果亦不理想。磁珠分选按照操作形式可以分为静态分选和流式分选两种。
[0004] 静态分选（如CN201220420020. 0)因受分选液容器的容量、形状等限制，对分选磁 场产生装置的体积、形状有特定要求。且在分选样品量大，且分选效率要求高的情况下，往 往难以满足需要。相对于静态分选，流式分选因样品流经位于分选磁场中的管路实现动态 分选，更适合于高通量分选。但目前市场上的流式磁珠细胞分选（富集）仪器非常少。
[0005] EP0842704A1描述一种流过式细胞分选装置，其中包含了 一种细胞磁珠分选的磁 场产生装置，该装置由一对二极永磁体组成，中间包含一个分选柱，分选柱中填充硅胶质形 成微孔，细胞分选液流经分选柱进行细胞分选，分选柱通过手动移出磁场的方式脱离磁场 进行重悬浮。该装置由于本身微孔的设计的特点，液体流过的速度受到极大限制，细胞分选 后洗涤纯化效率、分选效果不理想，且不适用于高通量分选。
[0006] US20120077267A1描述了一种流过式细胞分选装置，该装置所用磁场由多个串联 式单个磁铁构成，附着有目的细胞的磁珠会吸附在靠近磁铁的一侧管壁。该磁场并没有对 前述此类磁场的缺点有任何优化改进。
[0007] US20120034624A1描述一种震荡式免疫分析仪，涉及一种磁珠捕获磁场，该磁场有 平行排列的多个条形磁铁构成，每个磁铁的磁极方向相同。该磁场仅仅用于捕获磁珠结合 的样品，不能对捕获效率做任何保证。以上所述用于细胞磁珠分选的磁场及其发生装置由 于磁场本身设计局限，无法对细胞分选的速度和效率作有效保证。本发明专为高通量流式 细胞分选优化设计了一种新型高效的磁场并详述其发生装置。可广泛应用与临床及科学研 究领域。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种针对于细胞流式磁珠分选的分选磁场，实现高效，可靠，高通量的 细胞分选富集的目的。
[0009] 本发明提供一种磁场发生装置，该磁场发生装置包括：
[0010] 磁力发生单元；
[0011] 用于固定所述磁力组件的固定装置；和
[0012] 放置于固定装置两端的磁力噪音消除组件；
[0013] 其中，所述磁力发生单元由沿着同一轴心排列的四块磁力组件构成，并由固定装 置固定为两两相对，所述四块磁力组件合围，形成允许管道穿过的通道；且磁力发生单元 中，其中相对的两块磁力组件的相对面的磁极都为N极，而另两块相对的磁力组件的相对 面都为S极。
[0014] 在一个【具体实施方式】中，所述磁力组件为表面磁场强度为0. 3 - 1T的磁铁。
[0015] 在一个【具体实施方式】中，所述固定装置由四个组件组成，两两组合，分别在所述磁 场发生装置的两端固定住四块磁力组件。
[0016] 在一个【具体实施方式】中，固定装置中的所述组件设置为顶部投影为"凸"形，正面 投影为"凹"形，位于磁场发生装置一端的两个组件组装后，凸出部与凹进部能相互嵌合；所 述单元的凸出部设置有穿透孔和半圆形凹陷，所述穿透孔设置用于容纳并固定磁力组件， 所述半圆形凹陷设置用于在两个组件组装后形成允许管道穿过的圆形通道。
[0017] 在一个【具体实施方式】中，所述磁力噪音消除组件设置成覆盖所述磁力组件及允许 管道穿过。
[0018] 本发明还提供一种磁场发生装置，包括：
[0019] 固定组件 505、506、507 和 508 ;
[0020] 磁力组件 509、510、511 和 512 ;和
[0021] 磁力噪音消除组件503和504 ;
[0022] 其中，固定组件505和506通过其穿透孔固定磁力组件509和510,形成部件501， 固定组件507和508通过其穿透孔固定磁力组件511和512,形成部件502 ;
[0023] 部件501和502组装嵌合后，形成通道514 ;
[0024] 磁力噪音消除组件503和504分别位于固定组件505与508以及506与507嵌合 后形成的部件的外侧，覆盖所有磁力组件，并具有允许管道通过的中空部分。
[0025] 在一个【具体实施方式】中，所述磁场发生装置设置成部件501和502组装嵌合后，四 个磁力组件面向通道514的磁极依次是N、S、N和S。
[0026] 本发明还提供一种分选细胞或分离靶分子的方法，所述方法包括使用本发明所述 的磁场发生装置进行磁分离的步骤。
[0027] 在一个【具体实施方式】中，所述方法还包括使细胞或靶分子与磁性材料孵育的步 骤。
[0028] 在一个【具体实施方式】中，所述细胞选自外周血细胞、造血细胞、神经干细胞和肿瘤 细胞，所述靶分子选自蛋白质和核酸。
【附图说明】
[0029] 图1显示磁场工作原理示意。
[0030] 图2显示固定装置单体结构投影。
[0031] 图3显示固定装置二联结构投影。
[0032] 图4显示磁场边缘磁力噪音消除组件。
[0033] 图5显示磁场发生装置分开状态。
[0034] 图6显示磁场发生装置结合状态。
[0035] 图7显示相邻磁极（对角线磁极相反）的磁力线方向和磁场强度。
[0036] 图8显示相对磁极（对角线磁极相同）的磁力线方向和磁场强度。
[0037] 图9显示相对磁极（对角线磁极相同）过磁场中心点水平方向磁场强度。
[0038] 图10显示相邻磁极（对角线磁极相反）过磁场中心点水平方向磁场强度。
[0039] 图11显示相对磁极（对角线磁极相同）过磁场中心点垂直方向磁场强度。
[0040] 图12显示相邻磁极（对角线磁极相反）过磁场中心点垂直方向磁场强度。
[0041] 图13显示相对磁极（对角线磁极相同）过磁场中线点对角线方向磁场强度。
[0042] 图14显示相邻磁极（