磁珠分离装置、控制方法及系统与流程

本发明涉及医药生物的样品前处理，具体而言，涉及一种磁珠分离装置、控制方法及系统。

背景技术：

1、在生命科学研究、药物研发和临床检测等领域对分析样品进行检测前，通常需要利用磁珠对样品中包含的目标检测对象进行富集、分离和纯化，从而实现对目标检测对象定向提取。例如，在蛋白质组学中利用磁珠提取蛋白质或肽段，在基因组学中利用磁珠提取核酸。目前，由于蛋白质组暂无高效的扩增方法，导致用于蛋白质组检测的临床样本变得十分珍贵。样品前处理过程中一旦发生样本损耗会严重影响后端检测结果的质量。因此，在样品前处理过程中，应该尽可能减少由于操作带来样品的损耗。

2、目前，传统磁珠分离技术是采用可升降的永磁铁方案。然而，这种方式只能够使磁珠聚集在磁铁附件，无法实现对磁珠位置和运动状态的精确控制。因此，在样品前处理过程中通常需要借助额外的仪器或模块来实现对样品的混合和震荡等操作，让前处理过程变得复杂，增大了样品被污染的风险。特别是，通过接触式的方式来完成样品混合，会造成样本损耗，带来数据可靠性问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种磁珠分离装置、控制方法及系统，主要在于能够减少样品流失，降低实验成本。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供一种磁珠分离装置，包括：磁芯(102)及缠绕在所述磁芯(102)内相互分离的多个磁柱上的绕组(101)；

3、所述多个磁柱的内侧形成容纳空间，所述容纳空间用于放置容器(106)，所述容器(106)内具有磁珠及待检测的样品；

4、所述绕组(101)与半导体器件(208)连接，通过控制所述半导体器件(208)的开/关，生成磁芯(102)内的区域磁场，并根据所述区域磁场控制所述容器(106)内磁珠的位置，以实现磁珠与所述待检测的样品分离；

5、其中，所述磁珠可吸附所述待检测的样品内的设定物质。

6、根据本发明实施例的第二方面，提供一种磁珠分离控制方法，包括：

7、获取磁珠分离装置对应的目标操作模式；

8、根据所述目标操作模式，确定所述磁珠分离装置的每相绕组对应的调制波和载波；

9、根据所述每相绕组对应的调制波和载波，确定所述每相绕组对应的占空比；

10、根据所述每相绕组的占空比，确定所述磁珠分离装置的磁芯内的区域磁场；

11、根据所述磁芯内的区域磁场，控制磁珠的位置，以实现磁珠与待检测的样品分离。

12、根据本发明实施例的第三方面，提供一种磁珠分离控制系统，包括：主控制单元、半导体器件和磁珠分离装置，

13、所述主控制单元，用于获取磁珠分离装置对应的目标操作模式；根据所述目标操作模式，确定所述磁珠分离装置的每相绕组对应的调制波和载波；根据所述每相绕组对应的调制波和载波，确定所述每相绕组对应的占空比；基于所述每相绕组对应的占空比，控制所述半导体器件的开/关；

14、所述磁珠分离装置，用于根据所述半导体器件的开/关，生成磁芯内的区域磁场，并根据所述磁芯内的区域磁场，控制磁珠的位置，以实现磁珠与待检测的样品分离。

15、根据本发明实施例的第四方面，提供另一种磁珠分离控制系统，包括：计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

16、获取磁珠分离装置对应的目标操作模式；

17、根据所述目标操作模式，确定所述磁珠分离装置的每相绕组对应的调制波和载波；

18、根据所述每相绕组对应的调制波和载波，确定所述每相绕组对应的占空比；

19、根据所述每相绕组的占空比，确定所述磁珠分离装置的磁芯内的区域磁场；

20、根据所述磁芯内的区域磁场，控制磁珠的位置，以实现磁珠与待检测的样品分离。

21、根据本发明实施例的第五方面，提供又一种磁珠分离控制系统，包括：电子设备；所述电子设备，进一步包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

22、获取磁珠分离装置对应的目标操作模式；

23、根据所述目标操作模式，确定所述磁珠分离装置的每相绕组对应的调制波和载波；

24、根据所述每相绕组对应的调制波和载波，确定所述每相绕组对应的占空比；

25、根据所述每相绕组的占空比，确定所述磁珠分离装置的磁芯内的区域磁场；

26、根据所述磁芯内的区域磁场，控制磁珠的位置，以实现磁珠与待检测的样品分离。

27、本发明实施例的创新点包括：

28、1、磁珠分离装置采用电磁控制设计，通过灵活控制磁珠的位置，可以实现搅拌、震荡、破碎等功能，无需借助额外仪器是本发明实施例的创新点之一。

29、2、磁珠分离装置采用紧凑型设计，能够保证较大的通量是本发明实施例的创新点之一。

30、3、采用渐变方式定义载波，减小电源压力，使得系统执行更加可靠是本发明实施例的创新点之一。

31、本发明提供的一种磁珠分离装置、控制方法及系统，与现有技术采用永磁铁进行磁珠分离的方式相比，本发明包括：磁芯(102)及缠绕在所述磁芯(102)内相互分离的多个磁柱上的绕组(101)；所述多个磁柱的内侧形成容纳空间，所述容纳空间用于放置容器(106)，所述容器(106)内具有磁珠及待检测的样品；所述绕组(101)与半导体器件(208)连接，通过控制所述半导体器件(208)的开/关，生成磁芯(102)内的区域磁场，并根据所述区域磁场控制所述容器(106)内磁珠的位置，以实现磁珠与所述待检测的样品分离；其中，所述磁珠可吸附所述待检测的样品内的设定物质。由此可知，本发明通过控制半导体器件的开/关，能够生成磁芯内的区域磁场，从而能够灵活控制磁珠的位置，以实现搅拌、震荡、破碎等功能，由于本发明在实现上述功能的过程中，没有使用额外的仪器，因此能够减少样品的流失，降低实验成本。

32、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种磁珠分离装置，其特征在于，包括：磁芯(102)及缠绕在所述磁芯(102)内相互分离的多个磁柱上的绕组(101)；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：位于所述磁芯(102)与所述绕组(101)之间的绝缘机构(103)；以及/或，

3.一种磁珠分离控制方法，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述每相绕组对应的调制波和载波，确定所述每相绕组对应的占空比，包括：

5.根据权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于，在获取磁珠分离装置对应的目标操作模之前，所述方法还包括：

6.一种磁珠分离控制系统，其特征在于，包括：主控制单元、半导体器件、驱动芯片和磁珠分离装置，

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，

8.根据权利要求6或7所述的控制系统，其特征在于，还包括：上位机；

9.一种磁珠分离控制系统，其特征在于，包括：计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求3至5中任一项所述的控制方法的步骤。

10.一种磁珠分离控制系统，其特征在于，包括：电子设备；所述电子设备，进一步包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求3至5中任一项所述的控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种磁珠分离装置、控制方法及系统，本发明涉及医药生物的样品前处理技术领域，包括：磁芯(102)及缠绕在所述磁芯(102)内相互分离的多个磁柱上的绕组(101)；所述多个磁柱的内侧形成容纳空间，所述容纳空间用于放置容器(106)，所述容器(106)内具有磁珠及待检测的样品；所述绕组(101)与半导体器件(208)连接，通过控制所述半导体器件(208)的开/关，生成磁芯(102)内的区域磁场，并根据所述区域磁场控制所述容器(106)内磁珠的位置，以实现磁珠与所述待检测的样品分离；其中，所述磁珠可吸附所述待检测的样品内的设定物质。通过应用本申请的技术方案，能够减少样品流失，降低实验成本。

技术研发人员：许治平,刘寒玉,罗明睿
受保护的技术使用者：北京黑森智动科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12