技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于處理含磁性粒子的流體的微流體系統(tǒng)。而且，本發(fā)明涉及用于在該微流體系統(tǒng)中分別實(shí)現(xiàn)磁性粒子系綜（ensemble）的彌散和積聚的方法。

背景技術(shù)：

WO 2010/070461 A1公開了一種微流體裝置，該微流體裝置包括用于液體的磁性毛細(xì)管閥，該液體具有包括磁性粒子的可觀的表面張力。該裝置包括各自具有功能化表面的至少兩個(gè)平面固體基底，其中至少第一固體基底具有包括由至少一個(gè)疏水區(qū)域彼此分離的至少兩個(gè)親水區(qū)域的圖案化表面（同時(shí)參閱Remco C. den Dulk、Kristiane A. Schmidt、Gwenola Sabatte、Susana Liebana、Menno W. J. Prins的：“用于核酸和蛋白質(zhì)的集成凈化和濃縮的磁性毛細(xì)管閥（Magneto-capillary valve for integrated purification and enrichment of nucleic acids and proteins）”，Lab Chip, 2013, 13, 106）。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于該背景，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供在包括磁性毛細(xì)管閥的系統(tǒng)中允許多樣化處理磁性粒子的裝置，同時(shí)能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行緊湊設(shè)計(jì)。

通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體系統(tǒng)、根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法和根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法實(shí)現(xiàn)該目的。在從屬權(quán)利要求中公開了優(yōu)選實(shí)施例。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種用于處理含磁性粒子的流體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括以下組件：

a）設(shè)置為包括第一流體的至少兩個(gè)室；

b）與所述兩個(gè)室連通并且設(shè)置為包括第二流體的至少一個(gè)通道，其中，在第一流體與第二流體之間的兩個(gè)流體界面處產(chǎn)生非零表面張力；

c）具有以下特征的磁性源：

磁性源設(shè)置為提供至少兩個(gè)分離的磁性梯度區(qū)，以將所述各室中的（至少）一個(gè)室的流體中存在的磁性粒子吸引至這些區(qū)中；

這些梯度區(qū)中的一個(gè)梯度區(qū)的至少一部分可將磁吸力施加至所述磁性粒子的至少一部分上，所述磁吸力足夠高以允許將所述磁性粒子推動(dòng)和/或拉動(dòng)通過所述兩個(gè)流體界面。

術(shù)語“磁性粒子”應(yīng)該包括永磁性粒子以及可磁化粒子二者，例如超順磁珠。磁性粒子的大小通常在3 nm與50 μm之間的范圍內(nèi)。而且，磁性粒子可包括令人感興趣的結(jié)合目標(biāo)組分。

所述至少兩個(gè)室和關(guān)聯(lián)的通道通常實(shí)現(xiàn)在一體的微流體裝置（或容納盒）中，其中，磁性源是與所述裝置分離的組件。室和通道通?？删哂腥我庑螤?。通常，室將具有允許容納大量流體的緊湊形狀，例如立方體形狀。室的容積通常在約1微升與約1000微升之間的范圍內(nèi)。通道將通常具有細(xì)長(zhǎng)形狀，具有比關(guān)聯(lián)的室的容積?。ǖ枚啵┑娜莘e。通道通常沿著直線連接所述兩個(gè)室。

室和通道各自可具有功能化表面，從而室中的親水區(qū)域通過通道的疏水區(qū)域彼此分離（或者反之亦然）?？稍赪O 2010/070461 Al中找到關(guān)于這種實(shí)施例的更多細(xì)節(jié)。

所述兩個(gè)室中的第一流體和通道中的第二流體可為相同類型的，或者它們中的一些或全部可為不同類型。第一流體中的每一個(gè)產(chǎn)生朝著容納于通道中的第二流體的各流體界面（彎月面）之一。因此，所述界面通常位于室連接至通道的區(qū)中。例如，當(dāng)?shù)谝涣黧w與第二流體不相溶時(shí)，可實(shí)現(xiàn)第一流體與第二流體之間的非零表面張力的產(chǎn)生。可在WO 2011/042828 Al中找到關(guān)于這種實(shí)施例的更多細(xì)節(jié)。

通過磁性源的磁特性確定“磁性梯度區(qū)”，即，磁性梯度區(qū)的定位通常相對(duì)于所述源是固定的。當(dāng)源布置為鄰近于室或者通道時(shí)，所述磁性梯度區(qū)的至少一部分將到達(dá)所述室或通道中，從而導(dǎo)致對(duì)位于所述室或通道中的磁性粒子的磁吸力的產(chǎn)生。

通常，每個(gè)磁體在周圍空間中產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)于該周圍空間關(guān)聯(lián)的磁性梯度在一些位置呈現(xiàn)最大值。“梯度區(qū)”在此語境中可定義為空間中的那些區(qū)，在那些區(qū)中磁性梯度的值在所述最大值的約70%以上的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在約80%以上的范圍內(nèi)。在微流體系統(tǒng)的許多實(shí)際應(yīng)用中，“梯度區(qū)”可定義為空間中的那些區(qū)，在那些區(qū)中磁性梯度的值大于約800 T/m、或者約500 T/m、或者約300 T/m、或者約200 T/m或者最優(yōu)選地約100 T/m。

通常由于所述第一流體與第二流體之間的流體界面處的非零表面張力（即由于毛細(xì)管力），防止包括在第一流體之一的磁性粒子進(jìn)入第二流體。因此，當(dāng)磁性粒子應(yīng)該從第一流體通過進(jìn)入第二流體（或反之亦然）時(shí)，通常需要克服在相關(guān)流體界面處的一些阻力。在描述的微流體系統(tǒng)中，梯度區(qū)之一的至少一部分設(shè)置為允許產(chǎn)生足夠高以克服所述阻力的磁吸力。將磁性粒子拉動(dòng)通過流體界面通常要求對(duì)應(yīng)的梯度區(qū)位于前方，即位于界面的另一側(cè)，并且需要朝著該區(qū)將磁性粒子吸引通過界面。

上述微流體系統(tǒng)由于該微流體系統(tǒng)僅使用單個(gè)磁性源從而具有允許緊湊設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于通過將所述磁性粒子吸引至不同的梯度區(qū)，所述磁性粒子可與室中的第一流體混合，并且由于磁性粒子可（利用相同磁性源）運(yùn)動(dòng)通過由所述至少兩個(gè)室之間的通道構(gòu)成的磁性毛細(xì)管閥，磁性粒子的多樣化處理變?yōu)榭赡堋?/p>

在下文中，將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。

根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例，磁性源可為永磁體。永磁體具有允許組件小型化的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)上述永磁體的優(yōu)選實(shí)施例，該永磁體可具有六面體形狀，特別地具有立方體形狀或者平行六面體形狀?？扇菀椎禺a(chǎn)生這些形狀并且為多個(gè)分離的梯度區(qū)提供這些形狀。

在另一實(shí)施例中，磁性源可為電磁體。電磁體通過該電磁鐵的電源的各種控制來允許電磁鐵的磁性行為的多樣化和柔性控制。

根據(jù)另一實(shí)施例，磁性源可設(shè)置為使得梯度區(qū)相對(duì)于含磁性粒子的室的相對(duì)位置是可改變的。這允許磁性粒子在所述室中的運(yùn)動(dòng)或者通過所述室的運(yùn)動(dòng)。例如，可開發(fā)這種運(yùn)動(dòng)用于清洗目的，即，用于將雜質(zhì)從磁性粒子轉(zhuǎn)移至周圍流體中。而且，運(yùn)動(dòng)可用于根據(jù)一些處理試驗(yàn)的需求來操縱磁性粒子。

在磁性源是電磁體的情況下，可通過改變通過磁體中的不同線圈或線的電流來實(shí)現(xiàn)梯度區(qū)相對(duì)于室的位置的上述改變。可替換地地并且特別地在磁性源是永磁體的情況下，磁性源可設(shè)置為相對(duì)于室和/或通道是可運(yùn)動(dòng)的。通過使整個(gè)磁性源運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)梯度區(qū)的位置的上述改變。優(yōu)選地，磁性源在鄰近于包括室和通道的平面的二維平面中是可運(yùn)動(dòng)的。

室和通道所填充的流體種類取決于應(yīng)當(dāng)利用微流體系統(tǒng)執(zhí)行的特定處理。例如，第一流體之一可為源自諸如體液的樣本的水性液體，應(yīng)該在磁性粒子的幫助下從所述體液提取目標(biāo)物質(zhì)。此外，第一流體中的至少一個(gè)可為這樣的溶劑或緩沖液，應(yīng)當(dāng)將磁性粒子（包括結(jié)合目標(biāo)物質(zhì)）轉(zhuǎn)移至該溶劑或緩沖液中從而將雜質(zhì)留在樣本流體中。通常，第一流體可優(yōu)選地為親水的而相關(guān)的第二流體為疏水的。在另一實(shí)施例中，也可存在相反的情況，第一流體為疏水的而第二流體為親水的。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于實(shí)現(xiàn)在上述類型的微流體系統(tǒng)的室中的磁性粒子系綜的彌散的方法，所述方法包括：將磁性源布置成鄰近于所述室，以使得系綜的不同部分將受到通過至少兩個(gè)梯度區(qū)產(chǎn)生的磁吸力，從而實(shí)行系綜的分裂。

當(dāng)溶液中的磁性粒子未受到外部磁力而是可遵循磁性粒子的互相磁性吸引時(shí)，通常自然地形成磁性粒子的所述“系綜”（或者云、簇）。

多個(gè)磁性梯度區(qū)的存在可隨后被開發(fā)用于磁性粒子系綜的彌散，即，用于將所述磁性粒子與周圍流體混合?？赏ㄟ^適當(dāng)?shù)夭贾么判栽磥砗?jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)磁性粒子系綜的彌散，即，使得系綜在至少兩個(gè)不同的梯度區(qū)的影響下被撕裂?？蛇x地，磁性粒子系綜可受到多于兩個(gè)梯度區(qū)的影響，從而允許相關(guān)的系綜進(jìn)一步分裂為多個(gè)部分。

根據(jù)以上方法的優(yōu)選實(shí)施例，磁性粒子系綜可位于兩個(gè)梯度區(qū)之間的至少一條連線上。隨后在相對(duì)的方向上撕裂系綜的磁性粒子，其中各個(gè)粒子將最終運(yùn)動(dòng)至通過最大的力對(duì)該粒子吸引的梯度區(qū)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，在彌散過程期間，磁性源可運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)可有助于分裂系綜的過程。此外，粒子可運(yùn)動(dòng)通過周圍流體，因而實(shí)現(xiàn)清洗處理。優(yōu)選地，可按照來回方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。而且，磁性源的運(yùn)動(dòng)優(yōu)選地可能具有不同的、可選擇的速度，這是因?yàn)閷?duì)磁性粒子的影響取決于磁性源與粒子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌線（trajectory）和速率二者。需要針對(duì)給定容納盒幾何形狀和材料的選擇來適當(dāng)?shù)剡x擇相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌線和速率二者。例如，在非常高的速度下，系綜與系綜的基底的摩擦可占主導(dǎo)，從而粒子完全不動(dòng)，并且不能實(shí)現(xiàn)彌散/聚集。例如，這種效果可用于特意留下粒子系綜。

可通過對(duì)涉及的組分的適當(dāng)計(jì)量來實(shí)現(xiàn)相對(duì)快并且允許系綜分裂為相似大小的多個(gè)部分的彌散處理。具體地說，在系綜中產(chǎn)生磁吸力的至少兩個(gè)梯度區(qū)之間的距離可對(duì)應(yīng)于系綜的直徑的約一倍至約五倍。所述兩個(gè)梯度區(qū)將通常彼此交界或者在系綜內(nèi)部分地重疊。

根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)在上述類型的微流體系統(tǒng)的室中的磁性粒子系綜進(jìn)行積聚的方法，所述方法包括：將磁性源布置成鄰近于所述室，以使得系綜的磁性粒子（優(yōu)選地，全部磁性粒子）受到僅通過一個(gè)梯度區(qū)產(chǎn)生的磁吸力。

例如在所述磁性粒子應(yīng)該被轉(zhuǎn)移至另一位置的情況下，所述方法允許室所包括的作為單個(gè)系綜的所有磁性粒子的操作。通過僅將磁性粒子暴露于單個(gè)磁性梯度區(qū)的影響來實(shí)現(xiàn)單個(gè)系綜中的磁性粒子的這種積聚。例如，磁性源可布置為鄰近于室，以使得基本上僅一個(gè)梯度區(qū)與所述室重疊，而另一個(gè)梯度區(qū)位于所述室以外。

在方法的優(yōu)選實(shí)施例中，可移動(dòng)磁性源，從而允許磁性粒子系綜的相關(guān)輸送通過室。由于上面已解釋的原因，磁性源的運(yùn)動(dòng)可優(yōu)選地可能具有不同的、可選擇的速率。

附圖說明

本發(fā)明的這些和其它方面將通過下文中描述的實(shí)施例中變得清楚，并且將參照下文中描述的實(shí)施例進(jìn)行解釋。

在圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微流體系統(tǒng)在磁性粒子系綜的彌散和輸送階段期間的側(cè)視圖；

圖2是圖1的系統(tǒng)的磁性源的三維圖；

圖3示出了在磁性粒子系綜通過四個(gè)梯度區(qū)開始彌散時(shí)磁性源的俯視圖；

圖4示出了在磁性粒子系綜的輸送通過流體界面期間磁性源的俯視圖。

圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同或相似的組件。

具體實(shí)施方式

已經(jīng)在WO 2010/070461 A1中公開了一種具有用于液體的磁性毛細(xì)管閥（MCV）的微流體裝置。在利用這種MCV技術(shù)的樣本制備期間，磁性粒子與外部磁場(chǎng)互相作用，并且因此通過幾個(gè)靜態(tài)且分離的體積的不同緩沖溶液移動(dòng)。在該處理中，隨著原始樣本基質(zhì)被洗滌緩沖液逐漸稀釋，粒子被洗滌。

MCV需要磁性粒子（從緩沖液至緩沖液）的輸送以及（在新緩沖液中）混合，并且兩種功能需要不同的磁性構(gòu)造。這可以通過包括兩個(gè)磁體（輸送磁體和洗滌磁體）的MCV儀器來實(shí)現(xiàn)，這兩個(gè)磁體必須分離幾厘米距離以避免串?dāng)_。然而，這種提供兩個(gè)磁體的需求限制了使MCV儀器小型化的可能性。

為了解決以上需要，本文提出了設(shè)計(jì)一種可進(jìn)行輸送和洗滌二者的單個(gè)磁體。具體地說，用于處理流體的微流體系統(tǒng)的實(shí)施例可包括：

微流體裝置，該微流體裝置包括設(shè)置為包括（第一）流體的至少兩個(gè)室和與所述兩個(gè)室連通并且設(shè)置為包括另一（第二）流體的至少一個(gè)通道，該微流體裝置還設(shè)置為使得在所述流體之間的兩個(gè)流體界面（即彎月面）處產(chǎn)生非零的表面張力。由于表面張力條件，前述通道是所述兩個(gè)室之間的MCV。

磁性源，該磁性源設(shè)置為提供至少兩個(gè)分離的磁性梯度區(qū)，以將一個(gè)室的流體中存在的一些磁性粒子吸引至這些區(qū)中，其中，這些區(qū)中的一個(gè)區(qū)的至少一部分對(duì)所述粒子的至少一部分施加的磁吸力足夠大，以克服室與通道之間的流體界面的阻力，以防止粒子被磁性地推進(jìn)或拉出該界面。上述推或拉的效果是來驅(qū)動(dòng)粒子通過MCV。優(yōu)選地，粒子系綜可位于兩個(gè)梯度區(qū)之間，以使得至少兩個(gè)粒子被拉至不同的吸引地帶。可選地，磁性源還可設(shè)置為使得梯度區(qū)相對(duì)于室的相對(duì)位置是可改變的，從而允許磁性粒子的混合。

圖1示意性地示出了根據(jù)以上原理的實(shí)施例的微流體系統(tǒng)100在該微流體系統(tǒng)100的使用的四個(gè)不同階段。

在圖la中，示出了微流體系統(tǒng)100的微流體裝置。第一室110包括具有磁性粒子MP的第一流體（例如，生物樣本），第二室120包括另一（第一）流體（例如，緩沖液），并且將第一室110連接至第二室120的通道130填充有分別與第一室和第二室中的第一流體不相溶的第二流體。例如，第二流體可為空氣或者一些其它氣體。在第一流體與第二流體之間形成兩個(gè)流體界面131和132，在流體界面131和132處有非零表面張力。而且，室110、120和通道130的壁的至少一部分可具有不同的功能化表面，具體地說，作為微流體構(gòu)造的可選的細(xì)致化，親水表面在室中而疏水表面在通道中。

第一室110中的第一流體包括磁性粒子MP。磁性粒子MP往往由于互相的磁吸力而形成系綜（或者云、簇）。

在圖lb中，通過使磁性粒子MP受到磁力的磁性源150來完成微流體系統(tǒng)100。

在圖2中示出了磁性源150的可能的實(shí)施例。該源150是立方體形狀的永磁體，在該永磁體的頂側(cè)表現(xiàn)為磁北極N并且在該永磁體的底側(cè)表現(xiàn)為磁南極S。由于立方體形狀，在磁性源150的磁性梯度特別高的四個(gè)角形成四個(gè)梯度區(qū)GR。在圖中通過虛線示意性地表示了一個(gè)這種梯度區(qū)GR。梯度區(qū)GR從磁性源150的表面在一定程度上延伸至相鄰空間中。這些區(qū)中的磁性梯度基本上位于相關(guān)坐標(biāo)系的xy平面中。因此在梯度區(qū)GR中并通過梯度區(qū)GR施加在磁性粒子上的力也將位于該平面中，并且基本上指向磁性源150的角。

返回圖lb，可以看出，磁性粒子MP的系綜同時(shí)受到幾個(gè)梯度區(qū)GR（圖中可看到兩個(gè)）的影響。磁性粒子MP的系綜因此分裂為幾個(gè)部分，這幾個(gè)部分在對(duì)應(yīng)的梯度區(qū)中聚集。如箭頭所指示的，磁性源150還可另外地相對(duì)于第一室110移動(dòng)以促進(jìn)分裂的效果，并且通過使磁性粒子運(yùn)動(dòng)通過周圍流體來實(shí)現(xiàn)洗滌效果。

因此，微流體系統(tǒng)100提供了一種方法通過以下方式來實(shí)現(xiàn)積聚的磁性粒子系綜的彌散，即，以一些給定速率將磁性源布置為鄰近于微流體裝置，從而當(dāng)突出至微流體裝置的平面中時(shí)，粒子系綜位于至少兩個(gè)磁性梯度區(qū)之間的至少一條連線上，以使得施加在粒子系綜的不同部分上的磁力的場(chǎng)呈現(xiàn)至少兩個(gè)吸引地帶，從而實(shí)行粒子系綜的分裂。

在圖1c和圖1d中，示出了磁性粒子MP的系綜通過由通道130形成的磁性毛細(xì)管閥的轉(zhuǎn)移。在該過程中，第一室110中的樣本的全部磁性粒子MP被吸引至磁性源150的一個(gè)梯度區(qū)。當(dāng)源150向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁性粒子MP的系綜首先被拉動(dòng)通過第一界面131，然后在通道130中運(yùn)動(dòng)，最后被拉動(dòng)通過第二界面132，以釋放至第二室120的流體中。

因此，微流體系統(tǒng)100提供了一種方法通過以下方式來積聚磁性粒子系綜，即，以一些給定速率將磁性源布置為鄰近于微流體裝置，從而當(dāng)突出至微流體裝置的平面中時(shí)，粒子系綜被定位為使得施加在粒子系綜的不同部分上的磁力的場(chǎng)僅呈現(xiàn)一個(gè)吸引地帶，即在各磁性梯度區(qū)中的一個(gè)磁性梯度區(qū)的附近。

因此，磁性源150可用于粒子輸送和混合二者，這允許了系統(tǒng)100中的磁性致動(dòng)器的尺寸減小和速度需求。

磁性源150可附著于這樣的致動(dòng)器，該致動(dòng)器允許磁體在兩個(gè)維度（圖中的x和y）上的位移同時(shí)保持到MCV微流體裝置的底側(cè)恒定距離。通過為在容納盒內(nèi)輸送粒子和混合粒子兩者僅使用一個(gè)磁體，致動(dòng)器的行進(jìn)范圍不必大于容納盒的相關(guān)流體結(jié)構(gòu)的最大范圍。

通常，磁性源150可為電磁體和/或永磁體。在具體實(shí)施例中，磁性源150可實(shí)現(xiàn)為具有六面體形狀的單個(gè)永磁體。該形狀可特別地為立方體（如圖2所示）或平行六面體。這種磁體的磁場(chǎng)在包括磁體的磁極的面的四個(gè)角（末梢）呈現(xiàn)最強(qiáng)梯度（即，在該具體實(shí)施例中有四個(gè)磁性梯度區(qū)）。當(dāng)移動(dòng)磁體時(shí)，粒子系綜將朝著所述末梢之一被拉動(dòng)。

如圖3所示，在磁性源150的俯視圖中，磁體150可布置為使得粒子系綜由磁體的末梢包圍。所得磁力將朝著不同的點(diǎn)拉動(dòng)粒子，因此導(dǎo)致磁性粒子系綜的分裂。因此當(dāng)磁性粒子MP的系綜位于磁體的頂面中心上方時(shí)可實(shí)現(xiàn)混合。如果粒子系綜的突出面積沒有顯著大于磁體的頂面，則磁性粒子云將受到源于磁體150的四個(gè)角的大約相等的力F。假設(shè)例如通過與長(zhǎng)高分子糾纏，粒子之間的內(nèi)聚力不會(huì)大于施加的磁力，粒子團(tuán)體將彌散。重要的是，粒子的彌散不需要磁體快速運(yùn)動(dòng)。

如圖4所示，在磁性源150的另一俯視圖中，通過在磁體150的四個(gè)上部的角中的任一個(gè)上方使粒子MP集中來實(shí)現(xiàn)磁性粒子輸送。當(dāng)輸送磁性粒子系綜通過流體彎月面（例如131或132）時(shí)，通過流體彎月面和磁體施加所得的力將朝著磁體的尾部末梢拉動(dòng)粒子MP。例如，如果磁體的上面的對(duì)角線與MCV容納盒的主輸送方向（即，容納盒的長(zhǎng)軸線對(duì)應(yīng)于圖中的x軸）對(duì)齊，則在室之間輸送期間，磁性粒子MP將被朝著磁體的最后面的角（圖中的左邊的角）拉動(dòng)?？赏ㄟ^流體彎月面131處的毛細(xì)管力與磁性梯度力之間的平衡來解釋這個(gè)效果。

示例

為了證明單個(gè)立方體磁體150在實(shí)現(xiàn)相同的或更好的輸送和混合性能方面的有效性，發(fā)明人確定放射性標(biāo)記的RNA的提取率，即，輸入RNA可通過微流體通道130輸送并且使其可用于下游處理的百分比。為了建立該證據(jù)，發(fā)明人將根據(jù)本發(fā)明的單個(gè)立方體磁性源150與在WO 2010/070461的圖5中公開的包括圓柱形磁體的磁性系統(tǒng)進(jìn)行比較：立方體磁性源150的邊為5 mm而圓柱形磁體的直徑為4 mm，長(zhǎng)度為10 mm，二者施加于相同的磁性粒子（即，具有相同特性和相同數(shù)量）以將它們從室110經(jīng)通道130輸送至室120，室110和120各自為220微米高并且容積為約20微升，并且通道130為約5 mm寬。此外，對(duì)于圓柱形磁體，為了找到利用單個(gè)立方體磁性源150找到的提取率的等效提取率，發(fā)明人在所述磁性系統(tǒng)中還增加了磁體陣列，該磁性陣列具有連續(xù)地彼此相對(duì)的極性，設(shè)置為通過在室上方移動(dòng)該磁性陣列來在室110和/或室120中混合磁性粒子。

利用相同長(zhǎng)度和相同樣本基質(zhì)的致動(dòng)協(xié)議，發(fā)明人因此表明了緊湊的方形磁體系統(tǒng)150可與所述雙磁體組件表現(xiàn)得一樣好。具體地說，通過單個(gè)立方體磁性源150運(yùn)用圓柱形磁體的輸送功能和磁性陣列的混合功能二者，并且具有相同的效率，雖然本發(fā)明的磁性源150是單個(gè)磁性元件，但是清楚的是，它比雙磁體組件更簡(jiǎn)單并且沒那么笨重。

此外，所述雙磁體組件的一體化將導(dǎo)致所述圓柱形磁體從所述磁性陣列分離足夠大的間隙以防止兩種磁體之間串?dāng)_。通常，這將導(dǎo)致圓柱形磁體從磁性陣列分離約30 mm，從而顯著增大了該磁性組件的大小。

如已說明的，使用單個(gè)磁體（例如立方體、永磁體）操作MCV導(dǎo)致周圍儀器或者儀器的子組件的進(jìn)一步小型化，這對(duì)于與檢測(cè)技術(shù)集成以及對(duì)于在緊湊儀器中操作是必要的。此外，對(duì)于磁體致動(dòng)器的速率要求可降低，這樣可使用低成本致動(dòng)器，例如，諸如在標(biāo)準(zhǔn)CD驅(qū)動(dòng)器中找到的致動(dòng)器。

總之，公開了一種方法，其中針對(duì)離體診斷，在基于粒子的樣本制備中將磁體的形狀用作致動(dòng)器。通過選擇具有多個(gè)末梢和相當(dāng)于待致動(dòng)的粒子系綜的尺寸的磁體，在粒子輸送和混合二者中可使用一個(gè)磁體，這降低了磁性致動(dòng)器的尺寸和速度要求。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微流體系統(tǒng)包括磁性源，該磁性源具有：

（i）至少一個(gè)末梢（即，在三維上吸引磁性粒子的增大的磁場(chǎng)梯度的區(qū)），該末梢具有足以實(shí)行磁性粒子系綜的輸送的大尺寸和末梢銳度，以及

（ii）不止一個(gè)末梢優(yōu)選地間隔開粒子系綜的直徑的一倍與五倍之間，諸如以產(chǎn)生在粒子云內(nèi)朝著不同末梢拉動(dòng)粒子的磁力。

例如，本發(fā)明的實(shí)施例可用作MCV樣本制備系統(tǒng)的磁體致動(dòng)器組件的一部分。

雖然在附圖和以上描述中詳細(xì)示出和描述了本發(fā)明，但是這些示圖和描述應(yīng)該被看作是示出性或示例性的而非限制性的；本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)施要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)可從對(duì)附圖、公開和所附權(quán)利要求的學(xué)習(xí)中理解并產(chǎn)生對(duì)公開的實(shí)施例的其它變型形式。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其它單元可完成在權(quán)利要求中所述的幾個(gè)項(xiàng)的功能。事實(shí)上，在彼此不同的從屬權(quán)利要求陳述的特定措施不表示這些措施的組合不可用于獲益。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)志不應(yīng)被看作限制了范圍。