专利名称：磁性转换分离装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种磁性转换分离装置，尤其是指一种由机构旋转改 变磁铁与样品槽相对位置，以此可将微量目标物质从复杂的混合物中分 离，得到高纯度物质，以利纯化后处理进行的磁性微粒分离装置。
背景技术：
磁性分离器是应用于磁性微粒的分离纯化，可有效率的将微量目标物 质从复杂的混合物中分离，得到纯度高的物质。但在一般的磁性分离程序 中，当分离出磁性微粒以及去除剩余不要的溶液时，必须反复进行清洗、 冲提的步骤，而此反复步骤往往需要将试管从分离器取出来进行，此举不 仅增加反应溶液溢散及互相污染的机会，当管数多的时候往往增加时间耗 费及不方便性。
目前公知磁性分离器构造主要分为两类，其中一类是以棒状(rod)、笔 型或是结合微量吸量管(pipette)的形式，例如美国发明专利US6468810
「Magnetic particle transfer device and method」、US5647994 「 Method and apparatus for separating magnetic particles from a solution」及US6455325
「 Liquid processing method making use of pipette device and apparatus for same」等公知专利均属于该类构造；其主要是将具有磁性的探头部位侵入 欲分离的试液内，直接在溶液内吸取已辨认标靶生物分子的磁性介质；惟 此方式的缺点在于，必须在磁性部位套上可抛弃的保护套来防止溶液间的 污染，使用上比较麻烦。另外，由于需直接接触分离试液，因此容易有非 专一性的杂质沾附而影响纯化的效率，也容易破坏所要收集的标靶生物分 子。
其次，另一类是以磁力外加的方式进行分离纯化步骤，其优点在于可 减少直接接触分离试液所造成的污染问题；例如美国发明专利US5571481 rMagnetic capture rack with slidable magnetic member J ，该案揭露——禾中磁性
装置，其是由一具有复数直线数组样品槽的治具，以及一可滑动及抽离的 磁铁组件所构成，由往复驱动该磁铁组件平行该复数样品槽的数组方向滑 动，可产生或移除该磁铁组件对设置于该样品槽内的试管的磁性，用以将 微量目标物质由试管内的混合物中分离；据此可知，该磁性装置必须具备 足够的设置空间，方能容纳该样品槽治具，以及该往复驱动的磁铁组件。
其次，如美国发明专利US5705062 「Analytical device for separating magnetic microparticles from suspensions」，所揭露的磁性微量分离装置， 其是将极性相反的磁铁组环状数组于一圆形底座上，该底座设有一环形通 道，该通道通过该极性相反的磁铁组织间，再者，于该圆形底座上方设有 一转盘，该转盘相对应该磁铁组的位置分别设有可插设试管的复数样品 槽，当驱动该转盘旋转时，可驱动插设于样品槽的试管于该通道内移动， 且反复通过该极性相反的磁铁组，以此将微量目标物质由试管内的混合物 中分离；惟，该磁性微量分离装置必须由外加的驱动装置驱动转盘，方能 使试管准确定位于磁铁组中，且其磁铁组具有一定的设置角度，再者，其 底座必须具备有足够的设置空间，方能容纳该磁铁组以及设置容许转盘的 试管通过的通道。
发明内容
有鉴于公知技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种磁性转换分离装 置，依磁性分离步骤过程中的需求，可随时转换磁性的强度，不需反复取 出试管，不仅可大幅减少处理时间的耗费，更可减低溢散及互相污染的机
为实现上述目的，本发明提供的磁性转换分离装置，其包含 一本体，其包含一上座体以及一下座体，该上座体及该下座体的约中 心处以一枢接轴穿设，使该上座体及该下座体可以枢接轴为中心相对旋
转；
至少一沟槽组，其由曲率相反的两弧形沟槽构成，该两弧形沟槽分别
设置于该上座体及该下座体相朝向的面上；
至少一磁性组件，其嵌设于该沟槽组的两弧形沟槽内； 至少一试管插槽，用以设置试管，该试管插槽设置于该上座体或该下
座体的外周缘；
以此，当该上座体及该下座体相对旋转时，可驱动该磁性组件于该沟 槽组内移动，使该磁性组件可靠近或远离该试管插槽。
所述的磁性转换分离装置，其中，该沟槽组的两弧形沟槽包含
一上弧形沟槽，其设置于该上座体的底面，且由该枢接轴径向离心朝 向该上座体外周缘弧形延伸；
一下弧形沟槽，其设置于该下座体的顶面，且由该枢接轴径向离心朝 向该下座体外周缘弧形延伸；
当该上座体及该下座体相对旋转时，可驱动该上弧形沟槽与该下弧形 沟槽相互交错。
所述的磁性转换分离装置，其中，该上弧形沟槽与该下弧形沟槽是平 行于X-Y 二维平面延伸；使得磁性组件具有X-Y 二维移动自由度。
所述的磁性转换分离装置，其中，该X-Y平面是指水平面。
所述的磁性转换分离装置，其中，该上弧形沟槽与该下弧形沟槽作 X-Y-Z三维延伸；使得磁性组件具有X-Y-Z三维移动自由度。
所述的磁性转换分离装置，其中，该上弧形沟槽与该下弧形沟槽具有 一由枢接轴朝向本体外缘呈现下降趋势的曲面。
所述的磁性转换分离装置，其中，该上弧形沟槽与该下弧形沟槽具有 一由枢接轴朝向本体外缘呈现上升趋势的曲面。
所述的磁性转换分离装置，其中，该上座体与该下座体均呈圆盘状， 且该枢接轴穿设于该上座体及该下座体的中心。
所述的磁性转换分离装置，其中
该上座体的中心设有一轴向贯通的圆孔；
该枢接轴设置于该下座体中心且轴向延伸一定长度，该枢接轴穿设于 该上座体中心的圆孔，使该下座体与该上座体构成枢接关系。
所述的磁性转换分离装置，其中，该上座体中心的圆孔顶部设有一轴 承，该轴承枢接于该枢接轴顶部。
所述的磁性转换分离装置，其中，该试管插槽为一贯穿所设置的该座 体顶部及底部的圆形通孔，该圆形通孔的轴向与该枢接轴的轴向平行。
所述的磁性转换分离装置，其中，该圆形通孔径向贯通所设置的该座
体的外周缘，使得该座体外周缘构成一透空槽，于该透空槽两侧与该座体 之间各设有至少一夹片，用以提供该透空槽具有弹性开合能力，且可夹持 该试管。
所述的磁性转换分离装置，其中，该本体的外侧壁设有复数的凸起条
状结构，用以提供使用者抓持或转动该本体时具有一定摩擦力。
所述的磁性转换分离装置，其中，该本体的底部设有防滑垫，用以提 供该本体与其设置的平面间具有一定摩擦力。
所述的磁性转换分离装置，其中，该磁性组件可为磁铁、电磁铁其中 之一或其组合。
综上所述，本发明所提供的磁性转换分离装置，由可相对转动的两座 体，以及曲率相反的两弧形沟槽构成的沟槽组设计，不仅可以使得试管远 离磁铁的磁力作用范围，达成简易的磁性屏蔽效应，更有助于整体装置的 微小化；本发明依磁性分离步骤过程中的需求，可随时转换磁性的强度， 不需反复取出试管即可进行磁性分离程序中清洗的步骤，不仅可大幅减少 处理时间的耗费，更可减低溢散及互相污染的机会；同时，其转动的过程 是可逆的，可随需求重新给予磁力作用，进行目标物沖提(elute)的后磁性 微粒的去除。
图1是本发明实施例的分解结构立体图。
图2是本发明实施例的组合结构立体图。
图3是本发明实施例的组合结构的俯视图。
图4至图6是本发明的作动过程示意图。
图7是本发明另一实施例的轴向剖面结构示意图。 附图中主要标记说明
10、 100-本体
11、 110-上座体
111- 圆孔
112- 轴承
113- 铆钉 —..—114-凸起条状结构
12、 120-下座体 121、 1210-枢接轴 122-防滑垫
21、 210-上弧形沟槽
22、 220-下弧形沟槽 30、 300-磁性组件
40- 试管插槽
41- 透空槽
42- 夹片
50- 试管
51- 磁性微粒
52- 溶液
具体实施例方式
本发明提供的磁性转换分离装置，其包含
一本体，其包含一上座体以及一下座体，该上座体及该下座体的约中 心处系以一枢接轴穿设，使该上座体及该下座体可以枢接轴为中心相对旋 转；
至少一沟槽组，其由曲率相反的两弧形沟槽构成，该两弧形沟槽分别
设置于该上座体及下座体相朝向的面上；
至少一磁性组件，其嵌设于该沟槽组的两弧形沟槽内； 至少一试管插槽，用以设置试管，该试管插槽设置于其中的一座体的
外周缘；
以此，当该上座体及该下座体相对旋转时，可驱动该磁性组件于该沟 槽组内移动，使该磁性组件可靠近或远离该试管插槽。 其中该沟槽组的两弧形沟槽包含
一上弧形沟槽，其设置于该上座体的底面，且由该枢接轴径向离心朝 向该上座体外周缘弧形延伸；一下弧形沟槽，其设置于该下座体的顶面，且由该枢接轴径向离心朝 向该下座体外周缘弧形延伸；
当该上座体及下座体相对旋转时，可驱动该上弧形沟槽与该下弧形沟 槽相互交错。
其中该上弧形沟槽与该下弧形沟槽是平行于X-Y 二维平面延伸；使得 磁性组件具有X-Y 二维移动自由度。
其中该X-Y平面是指水平面。
其中该上弧形沟槽与该下弧形沟槽系作X-Y-Z三维延伸；使得磁性组
件具有X-Y-Z三维移动自由度。
其中该上弧形沟槽与该下弧形沟槽具有一由枢接轴朝向本体外缘呈 现下降趋势的曲面。
其中该上弧形沟槽与该下弧形沟槽具有一由枢接轴朝向本体外缘呈 现上升趋势的曲面。
其中该上座体与该下座体均呈圆盘状，且该枢接轴穿设于该上座体及 下座体的中心。
其中
该上座体的中心设有一轴向贯通的圆孔；
该枢接轴设置于该下座体中心且轴向延伸一定长度，该枢接轴穿设于 该上座体中心的圆孔，使该下座体与该上座体构成枢接关系。
其中该上座体中心的圆孔顶部设有一轴承，该轴承枢接于该枢接轴顶部。
其中该试管插槽为一贯穿所设置的座体的顶部及底部的圆形通孔，该 圆形通孔的轴向与该枢接轴的轴向平行。
其中该圆形通孔是径向贯通所设置的座体的外周缘，使得该座体外周 缘构成一透空槽，于该透空槽两侧与该座体之间各设有至少一夹片，用以 提供该透空槽具有弹性开合能力，且可夹持试管。
其中该本体的外侧壁设有复数的凸起条状结构，用以提供使用者抓持
或转动该本体时具有一定摩擦力。
其中该本体的底部设有防滑垫，用以提供该本体与其设置的平面间具
.-有一定摩擦力。 -
其中该磁性组件可为磁铁、电磁铁其中之一或其组合。 为能对本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，配合附图 详细说明如后。
以下将参照附图来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效， 而以下附图所列举的实施例仅为辅助说明，但本发明的技术手段并不限于 所列举的附图。
请参阅图1至图3所示，本发明提供的磁性转换分离装置，其包含一 本体10、复数的沟槽组20、复数的磁性组件30(图中仅示出一磁性组件)
以及复数的试管插槽40。
该本体10包含一上座体11以及一下座体12，该上座体11与该下座 体12均呈圆盘状，于该上座体11的中心设有一轴向贯通的圆孔111，于 该下座体12中心轴向延伸一定长度设有一枢接轴121，该枢接轴121穿设 于该上座体11中心的圆孔111，于该上座体11中心的圆孔111顶部设有 一轴承112，由一铆钉113穿设于该轴承112后连接于该枢接轴121顶部， 如此，可使该上座体11与该下座体12构成枢接关系，使该上座体11及 该下座体12可以该枢接轴121为中心相对旋转。
该沟槽组20是由一上弧形沟槽21、 一下弧形沟槽22所构成，于本实 施例中设置有六组沟槽组20;该上弧形沟槽21及下弧形沟槽22设置于该 上座体11及下座体12相朝向的面上，如图1所示，该上弧形沟槽21设 置于该上座体11的底面，且由该枢接轴121径向离心朝向该上座体11外 周缘弧形延伸；该下弧形沟槽22设置于该下座体12的顶面，且由该枢接 轴121径向离心朝向该下座体12外周缘弧形延伸；必须强调的是，该上 弧形沟槽21及下弧形沟槽22的曲率相反。
于该上座体11及该下座体12之间设有磁性组件30，该磁性组件30 为一呈现圆柱状的永久磁铁，其两端分别穿设于上下对应的上弧形沟槽21 及下弧形沟槽22内；必须说明的是，该磁性组件30的数量对应于该沟槽 组20的设置数量，以附图显示六组沟槽组20而言，应搭配六支磁性组件 30，图中仅代表性示出一支；此外，该磁性组件30亦可采用电磁铁等其 它具有磁性的组件。
其次，该试管插槽40设置于该上座体11的外周缘，该试管插槽40
的轴向与该枢接轴121的轴向平行；同样地，该试管插槽40的数量对应 于该沟槽组20的设置数量，以图中显示六组沟槽组20而言，应搭配六试
管插槽40;该试管插槽40为一贯穿该上座体11的顶部及底部的圆形通孔，
且该圆形通孔径向贯通该上座体11的外周缘，使得该上座体11外周缘构
成一透空槽41，于该透空槽41两侧与该上座体11之间各设有至少一夹片 42，由该夹片42可提供该透空槽41具有弹性开合能力，且可夹持试管 50(显示于图2)。
再者，于该上座体11的外侧壁设有复数的凸起条状结构114，用以提 供使用者抓持该本体10或转动该上座体11时具有一定摩擦力；以及，于 该下座体12的底部设有防滑垫122，用以提供该本体10与其设置的平面 间具有一定摩擦力。
请参阅图4至图6，以一组沟槽组20、磁性组件30及试管50为例， 说明本发明的作动过程；如4四所示，该磁性组件30位于沟槽组20的上 弧形沟槽21、下弧形沟槽22的外侧端，此时，该磁性组件30最接近该试 管50，可对该试管50内的混合物产生磁力；请参阅图5所示，当逆时针 旋转该上座体ll(亦可反向同时旋转该下座体12)，于该上弧形沟槽21、 下弧形沟槽22交错的过程中，可驱动该磁性组件30由该上弧形沟槽21、 下弧形沟槽22的外侧端朝向该上弧形沟槽21、下弧形沟槽22的内侧端移 动，同时，该试管50也随着该上座体11的转动而同步转动；请参阅图6 所示，当继续逆时针旋转该上座体11，使该磁性组件30行进至该上弧形 沟槽21、下弧形沟槽22的内侧端，此时，该磁性组件30远离该试管50， 对该试管50内的混合物所产生的磁力完全消除;若反向由图6操作至图4， 则可驱动该磁性组件30再度靠近该试管50。
就上述实施例而言，请参阅图1及图3所示，该上弧形沟槽21与该 下弧形沟槽22是平行于X-Y 二维平面(亦即水平面)延伸，且于延伸过程 中，该上弧形沟槽21与该下弧形沟槽22均维持一定深度，使得该磁性组 件30具有X-Y 二维移动自由度，亦即，该磁性组件30的移动路径无高度 变化。
除上述实施例之外，请参阅图7所示本发明另一实施例，图7实施例 显示一本体100，该本体100包含一上座体110以及一下座体120，该上
座体110及下座体120由枢接轴1210、轴承112及铆钉113相互枢接，使 该上座体110及该下座体120可以该枢接轴1210为中心相对旋转；于该 上座体110的底面设有上弧形沟槽210，于该下座体120的顶面设有下弧 形沟槽220，该上弧形沟槽210及下弧形沟槽220于X-Y平面的延伸状态， 与图3所示实施例的该上弧形沟槽21及下弧形沟槽22相同，在此不予赘 述，而图7实施例的特点在于，该上弧形沟槽210及下弧形沟槽220具有 一由枢接轴1210朝向本体100外缘呈现下降趋势的曲面，亦即该上弧形 沟槽210及下弧形沟槽220的深度具有Z轴高度落差，换言之，该上弧形 沟槽210与该下弧形沟槽220是作X-Y-Z三维延伸。
当该上座体110及该下座体120相对旋转时，可驱动磁性组件300具 有X-Y-Z三维移动自由度，如图7所示，该磁性组件300被驱动靠近试管 50时，可将试管50内的磁性微粒51吸引至试管50的一侧，此时，即可 抽取试管50内的溶液52;而当反向驱动该上座体IIO及该下座体120相 对旋转时，上升至该上弧形沟槽210及下弧形沟槽220的顶点而远离该试 管50，如此反复驱动该磁性组件300作X-Y-Z三维移动，可使该磁性组 件300靠近或远离该试管50，重复行磁性分离程序中的清洗步骤。
视实际状况而定，该上弧形沟槽210及下弧形沟槽220可设置为由枢 接轴1210朝向本体100外缘呈现上升趋势的曲面，亦即，该磁性组件300 是由该枢接轴1210爬升一定高度后靠近该试管50，其作动原理与图7所 示实施例相同，在此不予赘述；此外，该磁性组件300的尺寸亦可视该磁 性组件300的磁性强弱，以及该本体100的实际尺寸而设定，并无限制。
另必须强调说明的是，无论图l或图7所示实施例，该呈现圆盘状的 上座体ll、 110及下座体12、 120，均是作为本发明的说明实施例而已， 除此之外，举凡可依枢接轴相对转动的任意造型的两座体，无论方形、多 边形或随意几何造型，只要于其相对面具有弧形沟槽设计，即可驱动磁性 组件移动，因此座体的形状并不影响本发明所能达成的效能。
以上所述，仅为本发明的实施例而已，当不能以之限定本发明所实施 的范围。即大凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本 发明申请的权利要求涵盖的范围内。
权利要求
1、一种磁性转换分离装置，其包含一本体，其包含一上座体以及一下座体，该上座体及该下座体的约中心处以一枢接轴穿设，使该上座体及该下座体可以枢接轴为中心相对旋转；至少一沟槽组，其由曲率相反的两弧形沟槽构成，该两弧形沟槽分别设置于该上座体及该下座体相朝向的面上；至少一磁性组件，其嵌设于该沟槽组的两弧形沟槽内；至少一试管插槽，用以设置试管，该试管插槽设置于该上座体或该下座体的外周缘；以此，当该上座体及该下座体相对旋转时，驱动该磁性组件于该沟槽组内移动，使该磁性组件可靠近或远离该试管插槽。
2、 如权利要求1所述的磁性转换分离装置，其中，该沟槽组的两弧 形沟槽包含一上弧形沟槽，其设置于该上座体的底面，且由该枢接轴径向离心朝向该上座体外周缘弧形延伸；一下弧形沟槽，其设置于该下座体的顶面，且由该枢接轴径向离心朝 向该下座体外周缘弧形延伸；当该上座体及该下座体相对旋转时，驱动该上弧形沟槽与该下弧形沟 槽相互交错。
3、 如权利要求2所述的磁性转换分离装置，其中，该上弧形沟槽与 该下弧形沟槽是平行于X-Y 二维平面延伸；使得磁性组件具有X-Y 二维 移动自由度。
4、 如权利要求3所述的磁性转换分离装置，其中，该X-Y平面是指 水平面。
5、 如权利要求2所述的磁性转换分离装置，其中，该上弧形沟槽与 该下弧形沟槽作X-Y-Z三维延伸；使得磁性组件具有X-Y-Z三维移动自由
6、 如权利要求5所述的磁性转换分离装置，其中，该上弧形沟槽与 该下弧形沟槽具有一由枢接轴朝向本体外缘呈现下降趋势的曲面。
7、 如权利要求5所述的磁性转换分离装置，其中，该上弧形沟槽与 该下弧形沟槽具有一由枢接轴朝向本体外缘呈现上升趋势的曲面。
8、 如权利要求1所述的磁性转换分离装置，其中，该上座体与该下 座体均呈圆盘状，且该枢接轴穿设于该上座体及该下座体的中心。
9、 如权利要求8所述的磁性转换分离装置，其中 该上座体的中心设有一轴向贯通的圆孔；该枢接轴设置于该下座体中心且轴向延伸一定长度，该枢接轴穿设于 该上座体中心的圆孔，使该下座体与该上座体构成枢接关系。
10、 如权利要求9所述的磁性转换分离装置，其中，该上座体中心的圆孔顶部设有一轴承，该轴承枢接于该枢接轴顶部。
11、 如权利要求1所述的磁性转换分离装置，其中，该试管插槽为一 贯穿所设置的该座体顶部及底部的圆形通孔，该圆形通孔的轴向与该枢接 轴的轴向平行。
12、 如权利要求11所述的磁性转换分离装置，其中，该圆形通孔径 向贯通所设置的该座体的外周缘，使得该座体外周缘构成一透空槽，于该 透空槽两侧与该座体之间各设有至少一夹片，用以提供该透空槽具有弹性 开合能力，且可夹持该试管。
13、 如权利要求1所述的磁性转换分离装置，其中，该本体的外侧壁 设有复数的凸起条状结构。
14、 如权利要求l所述的磁性转换分离装置，其中，该本体的底部设 有防滑垫。
15、 如权利要求l所述的磁性转换分离装置，其中，该磁性组件为磁 铁、电磁铁其中之一或其组合。
全文摘要
一种磁性转换分离装置，其包含一本体、至少一沟槽组、至少一磁性组件以及至少一试管插槽；该本体包含一上座体以及一下座体，该上座体及该下座体的约中心处以一枢接轴穿设，使该上座体及该下座体可以枢接轴为中心相对旋转；该至少一沟槽组由曲率相反的两弧形沟槽构成，该两弧形沟槽分别设置于该上座体及下座体相朝向的面上；该至少一磁性组件嵌设于该沟槽组的两弧形沟槽内；该至少一试管插槽设置于该本体其中的一座体的外周缘；以此，当该上座体及下座体相对旋转时，可驱动该磁性组件于该沟槽组内移动，使该磁性组件可靠近或远离该试管插槽。
文档编号B03C1/02GK101377456SQ20071014794
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月27日 优先权日2007年8月27日
发明者林玉娟, 苏志贤, 高肇鸿 申请人:财团法人工业技术研究院