磁力托盘及其应用的制作方法

1.本发明涉及生物化学技术领域，具体地，涉及一种用于磁珠分离的磁力托盘及其应用。


背景技术：

2.磁珠已被广泛地应用于生物医药、诊断、检测和分离纯化领域，发挥着越来越重要的作用。以生物磁珠法为代表的磁分离技术，在细胞分离、蛋白质纯化、免疫学，以及微生物学检测等领域得以推广应用。在生物化学实验中，只要通过简单的磁铁，就可轻松、便捷地操控生物磁珠。试管、烧杯、培养皿等是生物化学实验中广泛使用的的反应容器。然而，在试管、烧杯、培养皿等内部使用生物磁珠时，实验操作面临多个问题。一方面，由于大部分磁铁的外形尺寸较小，使用时，操作人员不便于抓取和握持，另一方面，由于磁铁的脆性大，磁铁与磁铁之间的磁性作用力强，容易猛然吸附到一起，产生较大的撞击作用力，导致磁铁破裂损坏。此外，由于试管、烧杯、培养皿等不同的反应容器的尺寸差异大，且同种反应容器也有多种不同规格，尤其对于烧杯等底面积较大的容器，小磁铁没有足够大的承载面积来搁置，容易发生容器倾倒现象。因此，亟需开发一种既便于实验操作、不易损坏，又能承载各种规格容器的磁力托盘。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种可用于聚集、分离反应液中磁珠的磁力托盘，提高了实验操作的便利性，降低实验操作中的吸铁石损坏率。
4.本发明是采用以下技术方案实现的：本发明第一方面提供了一种磁力托盘，包括磁性件和外壳，所述外壳以包被方式包裹所述磁性件，所述磁性件的高度小于等于所述外壳的高度。
5.作为优选，所述磁性件为圆台状或圆柱状或棱柱状或棱台状。
6.进一步地，所述磁性件为吸铁石。
7.进一步地，所述吸铁石选自：铁氧化物、铁化合物、铁合金、钴化合物、钴合金、镍化合物、镍合金、锰氧化物、锰合金、锌的氧化物、钆的氧化物、铬的氧化物之一或者组合。
8.进一步地，所述吸铁石选自：fe3o4、γ-fe2o3、氮化铁、mn3o4、alni(co)、fecr(co)、fecrmo、fealc、alni(co)、fecrco、reco、refe、ptco、mnalc、cunife、almnag、mnbi、feni(mo)、fesi、feal、feni(mo)、fesial、mo
•
6fe2o3、gdo之一或其组合；所述re为稀土元素，所述m为ba、sr或pb。
9.进一步地，所述磁性件为n个，n≧1。
10.进一步地，所述外壳为非金属材料，优选为塑料，或橡胶，或硅橡胶。
11.进一步地，所述外壳的外侧面设置有防滑纹。
12.作为优选，所述包被方式为部分包被，所述磁性件顶部或底部裸露。
13.作为另一优选，所述包被方式为完全包被，所述磁性件嵌入所述外壳。
14.进一步地，所述磁力托盘为圆台状或圆柱状或棱柱状或棱台状。
15.本发明第二方面提供了第一方面所提供的磁力托盘的应用，用于分离生化反应溶液中的磁性颗粒；优选地，所述磁性颗粒为镍磁珠；优选之一，所述镍磁珠与连接有聚合物的nta连接；进一步优选地，所述聚合物为聚丙烯酸类聚合物；优选地，所述磁性颗粒为生物素磁珠；优选之一，所述生物素磁珠与连接有聚合物的亲和素连接；进一步优选地，所述聚合物为聚丙烯酸类聚合物。
16.本发明所取得的有益效果为：本发明提供了一种磁力托盘及其应用，包括磁性件和包被磁性件的外壳，通过外壳的结构设计，首先，解决了磁性件的外形尺寸较小，使用时，操作人员不便于抓取和握持的问题。其次，解决了因磁铁与磁铁之间的磁性作用力强，容易猛然吸附到一起而产生较大的直接撞击作用力，导致磁铁破裂损坏的问题。第三，托盘结构设计，可以适应反应容器不同尺寸的差异，保证对于不同大小的反应容器都能提供足够大的承载面积来搁置，使得容器不会倾倒。
17.附图说明
18.图1为本发明实施例1结构示意图。
19.图2为本发明实施例1的主视图。
20.图3为本发明实施例1的俯视图。
21.图4为本发明实施例2结构示意图。
22.图5为本发明实施例2主视图。
23.图6为本发明实施例3结构示意图。
24.图7为本发明实施例3主视图。
25.图8为本发明实施例4结构示意图。
26.图9为本发明实施例4主视图。
27.图中：1-磁性件，2-磁性件顶部，3-磁性件底部，4-通孔，5-外壳，6-防滑纹，7-外壳顶部，8-外壳底部。
28.具体实施方式
29.为了更好地阐述本发明，下面结合具体实施方式和实施例对本发明做进一步详细说明。
30.一种磁力托盘，包括磁性件和外壳，所述外壳以包被方式包裹所述磁性件，所述磁性件的高度小于等于所述外壳的高度。
31.作为优选实施方式之一，所述磁性件为圆台状。
32.作为优选实施方式之一，所述磁性件为圆柱状。
33.作为优选实施方式之一，所述磁性件为棱柱状。
34.作为优选实施方式之一，所述磁性件为棱台状。
35.作为优选实施方式，所述磁性件为吸铁石。
36.作为优选实施方式，所述吸铁石选自：铁氧化物、铁化合物、铁合金、钴化合物、钴合金、镍化合物、镍合金、锰氧化物、锰合金、锌的氧化物、钆的氧化物、铬的氧化物之一或者组合。
37.作为优选实施方式，所述吸铁石选自：fe3o4、γ-fe2o3、氮化铁、mn3o4、alni(co)、fecr(co)、fecrmo、fealc、alni(co)、fecrco、reco、refe、ptco、mnalc、cunife、almnag、mnbi、feni(mo)、fesi、feal、feni(mo)、fesial、mo
•
6fe2o3、gdo之一或其组合；所述re为稀土元素，所述m为ba、sr或pb。
38.作为优选实施方式，所述磁性件为n个，n≧1。进一步优选地，n为1-20个；优选地，为1-5个；特别地，为1个，2个，3个，为4个，为5个，为10个，为20个。
39.作为优选实施方式，所述外壳为非金属材料。
40.进一步地，优选为塑料，或橡胶，或硅橡胶。
41.特别优选地，所述塑料为透明软塑料；另一优选地，为着色透明塑料；又一优选地，为pdms硅橡胶。
42.作为优选实施方式，所述外壳的外侧面设置有防滑纹。
43.进一步优选地，所述防滑纹沿柱体或台体的中心轴线方向。
44.作为优选实施方式，所述包被方式为部分包被，所述磁性件顶部裸露。所述磁性件底部和侧面被外壳完全包被，磁性件顶部与外壳顶部在同一平面，未包被。
45.作为另一优选实施方式，所述包被方式为部分包被，所述磁性件底部裸露。所述磁性件顶部和侧面被外壳完全包被，磁性件底部与外壳底部在同一平面，未包被。
46.作为又一优选实施方式，所述包被方式为完全包被，所述磁性件嵌入所述外壳。
47.作为优选实施方式，所述磁力托盘为圆台状或圆柱状或棱柱状或棱台状。进一步优选地，磁力托盘的外观结构与磁性件的外观结构一致，即：磁力托盘、磁性件同为圆柱状，或同为圆台状，或同为棱柱状，或同为棱台状。
48.更进一步地，所述圆台的倾角为45-90
°
。
49.更进一步地，所述棱台的倾角为45-90
°
。
50.作为优选实施方式，所述磁力托盘的外壳通过灌模成型。作为另一优选实施方式，所述磁力托盘的外壳通过3d打印成型。也可通过其他常规的制作方式成型。
51.本发明第二方面提供了第一方面所提供的磁力托盘的应用，用于分离生化反应溶液中的磁性颗粒；作为优选实施方式，所述磁性颗粒为镍磁珠；优选之一，所述镍磁珠与连接有聚合物的nta连接；进一步优选地，所述聚合物为聚丙烯酸类聚合物。
52.作为优选实施方式，所述磁性颗粒为生物素磁珠；优选之一，所述生物素磁珠与连接有聚合物的亲和素连接；进一步优选地，所述聚合物为聚丙烯酸类聚合物。
53.以下实施例1-4仅用以示例性说明本发明的磁力托盘，并不代表本发明仅限于下
面几种，请一并参考附图1-9。此外，实施例5-7为本发明磁力托盘的应用实例。
54.实施例1本实施例提供一种圆台状磁力托盘，包括磁性件1和外壳5，外壳5以包被方式包裹磁性件1，磁性件1的高度小于所述外壳5的高度。磁性件1为圆柱状，并且柱心有通孔4，为1个吸铁石，吸铁石为fe3o4铁氧化物。磁力托盘的外壳5为着色透明塑料。外壳5的外侧面设置有防滑纹6，防滑纹6沿圆台体磁力托盘的中心轴线方向。外壳5部分包被磁性件1，磁性件顶部2裸露。磁性件底部3和侧面被外壳5完全包被，磁性件顶部2与外壳顶部7在同一平面，未包被。磁力托盘为圆台状，圆台的倾角为75
°
。磁力托盘通过灌模成型。
55.实施例2本实施例提供一种圆柱状磁力托盘，包括磁性件1和外壳5，外壳5以包被方式包裹磁性件1，磁性件1的高度小于所述外壳5的高度。磁性件1为3个独立的棱柱状的吸铁石，吸铁石为氮化铁。磁力托盘的外壳5为透明软塑料。外壳5完全包被磁性件1。磁力托盘通过分次注塑灌模成型，以塑料先进行外壳下半部的注塑，待固化后，将磁性件放入，然后再进行外壳的上半部至顶部的注塑，固化完成。
56.实施例3本实施例提供一种棱柱状磁力托盘，包括磁性件1和外壳5，外壳5以包被方式包裹磁性件1，磁性件1的高度小于所述外壳5的高度。磁性件1为六棱柱状，为1个铁氧化物的吸铁石。磁力托盘的外壳5为着色透明塑料。外壳5部分包被磁性件1，磁性件顶部2裸露。磁性件底部3和侧面被外壳5完全包被，磁性件顶部2与外壳顶部7在同一平面，未包被。磁力托盘为六棱柱状。磁力托盘通过灌模成型。
57.实施例4本实施例提供一种棱台状磁力托盘，包括磁性件1和外壳5，外壳5以包被方式包裹磁性件1，磁性件1的高度小于所述外壳5的高度。磁性件1为六棱柱状，为1个铁合金的吸铁石。磁力托盘的外壳5为塑料。外壳5完全包被磁性件1。磁力托盘为六棱台状，棱台的倾角为70
°
。磁力托盘通过浇注成型。
58.使用上述实施例1-4中的磁力托盘进行大量的容器内物质的分离作业时，由于磁力托盘的外壳的分割，可以较为轻松地将吸附在一起的磁力托盘分开，然后分别将磁力托盘平放于试验台上，再将盛放有磁珠或生物磁珠的溶液的烧杯或培养皿或其他容器一对一地置于磁力托盘上，塑料外壳底部8相对宽大，保证了置于其上的容器不会发生倾倒。在磁力托盘磁性件的磁吸力作用下，溶液中带有磁性的磁珠会迅速聚集，然后小心将溶液倒出，未连接磁珠的其他颗粒物质同时随溶液倒出，从而轻松实现连接磁珠的目标物质从溶液中分离出来。使用完成后，将各磁力托盘叠放一起，不会发生猛烈的磁性件的撞击，避免了磁性件的破碎和损坏。
59.实施例5 在丙烯酸类聚合物修饰的磁性微球制备中的应用首先，量取50 ml二氧化硅包裹的四氧化三铁磁性微球（磁性微球的粒径约为1
ꢀµ
m）的水溶液，其固含量20%(v/v)，将反应容器置于磁力托盘上，沉降磁性微球，去除液相，每次用60 ml无水乙醇清洗磁性微球，总共清洗5次。将100 ml过量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷（aptes，cas：919-30-2）的乙醇溶液（25%，v/v）加入到上述清洗后的磁性微球中，在50
ꢀ°
c水浴下机械搅拌48小时，之后在70
ꢀ°
c水浴下机械搅拌2小时，用磁力托盘沉降磁性微球，去除
液相，每次用60 ml无水乙醇清洗磁性微球，总共清洗2次，然后每次用60 ml蒸馏水清洗磁性微球，重复清洗3次，得到磁性微球a。
60.其次，移取0.01 mol丙烯酸加入到100 ml溶液x中（溶液x：终浓度分别为0.1 mol/l 2-吗啉乙磺酸（cas：4432-31-9）、0.5 mol/l nacl的水溶液），加入0.04 mol 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（cas：25952-53-8）和0.04 mol n-羟基琥珀酰亚胺（cas：6066-82-6），室温下搅拌混匀，搅拌反应15 min，用nahco3固体粉末将溶液的ph调至7.2，将调好ph的上述溶液加入到加有10 ml磁性微球a的100 ml pbs缓冲溶液中，在30
ꢀ°
c水浴下机械搅拌20小时，用磁力托盘沉降磁性微球，去除液相，每次用60 ml蒸馏水清洗磁性微球，重复清洗6次，得到磁性微球b。
61.第三，取1 ml磁性微球b，加入12 ml 15%(w/v)丙烯酸钠溶液，加入450
ꢀµ
l 10%过硫酸铵溶液和45
ꢀµ
l四甲基乙二胺，室温下反应30分钟，用磁力托盘沉降磁性微球，去除液相，每次用10 ml蒸馏水清洗磁性微球，总共清洗6次，得到磁性微球c（丙烯酸类聚合物修饰的磁性微球c）。
62.实施例6 在制备生物素修饰的生物磁性微球中应用将上述实施例5所合成的磁性微球c转移至10 ml溶液x中，加入0.004 mol 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.004 mol n-羟基琥珀酰亚胺，室温下搅拌混匀，搅拌反应15 min，用磁力托盘沉降磁性微球，去除液相，每次用10 ml蒸馏水清洗3次；移取4.0
×
10-4 mol 1,3-丙二胺，溶于10 ml pbs缓冲溶液中，加入至清洗后的磁性微球中，在30
ꢀ°
c水浴下机械搅拌20小时，用磁力托盘沉降磁性微球，去除液相，每次用10 ml蒸馏水清洗6次，加入10 ml pbs缓冲溶液；称取2.5
×
10-4 mol生物素，加入10 ml溶液x，再加入1.0
×
10-3 mol 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.001 mol n-羟基琥珀酰亚胺，室温下搅拌混匀，搅拌反应15 min，用nahco3固体粉末将溶液调至ph7.2，加入至上述清洗后的含有10 ml pbs缓冲溶液的磁性微球中，在30
ꢀ°
c水浴下机械搅拌20小时，用磁力托盘沉降磁性微球，去除液相，每次用10 ml蒸馏水清洗10次，得到生物素修饰的生物磁性微球d。
63.实施例7 在以镍离子为纯化介质的磁性微球n（镍磁珠）中的应用将上述实施例5所合成的磁性微球c转移至10 ml溶液x中，加入0.004 mol 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.004 mol n-羟基琥珀酰亚胺，室温下搅拌混匀30 min。将容器置于磁力托盘上，沉降磁性微球，去除液相，每次用10 ml蒸馏水清洗3次。称取0.002 mol n,n-双(羧甲基)-l-赖氨酸（cas：113231-05-3）溶于10 ml的溶液y（ph7.2~7.5 pbs缓冲溶液）中，用碳酸氢钠固体粉末将溶液ph调至7，加入至清洗后的磁性微球中，在30 ℃水浴下机械搅拌20小时。向反应体系中加入0.02 mol硫酸镍固体颗粒，继续搅拌2小时。采用本发明的磁力托盘沉降磁性微球，去除液相，每次用6 ml蒸馏水清洗磁性微球，总共清洗10次，得到以镍离子为纯化介质的磁性微球n（也称为镍磁珠）。
64.在本发明提及的所有文献都在本技术中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改同样落入本技术所限定的范围内。