消磁和分散磁性颗粒的方法和设备与流程

1.本发明涉及一种对磁性颗粒进行消磁和分散的方法和装置，更具体地，涉及一种对磁化的磁性颗粒进行消磁和分散的方法和装置，通过这种方法和装置可以提高磁性颗粒的检测概率。


背景技术：

2.体外诊断(ivd)是一种分析从人类采集的样本，例如血液、尿液和细胞等，以诊断人类健康的技术。这种体外诊断方法包括免疫诊断、自身血糖监测和分子诊断。特别地，免疫诊断技术可用于通过基于抗原抗体反应确定特异性致病蛋白的存在或不存在来诊断和追踪多种疾病。然而，目标蛋白的浓度高于检测极限是利用免疫诊断技术的先决条件。由于这个缺点，已经开发了各种技术来放大由低浓度蛋白质产生的信号。
3.特别是，随着合成化学和生物科学的最新进展，各种目标分析物出现在各个领域，包括新药开发和诊断。据报导，有几种高灵敏度的方法可以使用磁性颗粒检测微量目标，以确保信号的产生(modern magnetic immunoassay:biophysical and biochemical aspects(2017)regul.mech.biosyst.,9(1),47-55)。
4.传统的免疫诊断技术使用二氧化硅表面修饰的纳米大小的磁性颗粒。然而，这种二氧化硅修饰的磁性颗粒不能有效地从发生免疫反应的孔中提取或释放。也就是说，小尺寸的磁性颗粒通常以悬浮形式存在于溶液中，因此难以分离。因此，小尺寸的磁性颗粒被用于定性分析而不是定量分析。此外，传统的分析方法需要很长的测试时间，并且涉及复杂的测试程序，因为它们一次只能测试一种磁性颗粒，并且不能多路复用。
5.已知永久磁铁或电磁铁用于促进磁性颗粒的运动或反应。然而，尽管去除了磁铁，但由于残余磁性，磁性颗粒仍然倾向于聚集。这种聚集使得在使用磁性颗粒进行免疫/分子诊断期间无法单独观察分散的颗粒，导致检测率降低。此外，聚集使得难以清洗磁性颗粒，并导致非特异性信号增加，使得难以获得准确的诊断结果。
6.在这些情况下，需要使用磁性颗粒的新诊断方法，其中去除磁性颗粒的磁性以增加检测到磁性颗粒的概率，并且通过该方法可以在短时间内同时执行多重分析。然而，为了有效的诊断和准确的诊断结果，需要用于消磁和分散磁化的磁性颗粒的设备。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题
8.本发明是为了解决上述问题，并旨在提供一种用于消磁和分散磁化的磁性颗粒的方法和设备，通过该方法和设备可以增加磁性颗粒的检测概率。
9.解决其技术问题采用的技术方案
10.本发明的一个方面提供了一种用于消磁和分散磁性颗粒的设备，包括：(a)布置有单个或多个孔的多孔板；(b)分配到所述多孔板中的磁性颗粒；以及(c)支撑所述多孔板的支撑装置，其中所述支撑装置包括跷跷板式振动器，并且能够上下移动的消磁器设置在支
撑装置下方。
11.在一个实施例中，设备可以包括设置在与多孔板的孔相对应的位置处的消磁棒。
12.在一个实施例中，在施加磁力之后，消磁器可以以0.1mm/s～1000mm/s的速度下降。
13.在一个实施例中，跷跷板式振动器可以绕其转动轴线以-45
°
～+45
°
范围内的角度转动。
14.在一个实施例中，磁性颗粒的形状可以是微杆状或球形。
15.本发明还提供了一种包括设备的诊断系统。
16.本发明还提供了一种磁性颗粒消磁和分散的方法，包括：(i)将磁性颗粒分配到多孔板的孔中；(ii)升高消磁器，使得消磁棒的最上端与支撑多孔板的支撑装置保持预定距离；(iii)向消磁器施加功率以产生磁力；(iv)允许消磁器下降以对多孔板中的磁性颗粒进行消磁；以及(v)操作安装在支撑装置中的跷跷板式振动器以分散磁性颗粒。
17.在一个实施例中，在步骤(ii)中，消磁棒和支撑装置之间的距离可以是0.1mm～100mm。
18.在一个实施例中，在步骤(iv)中，消磁器可以下降10mm～150mm。
19.有益效果
20.本发明的设备可以在降低磁性颗粒的磁力的同时将磁性颗粒均匀地分散在孔中，使得易于观察磁性颗粒的萤光。因此，本发明的设备可以提高使用磁性颗粒的诊断效率，以获得更准确的诊断结果。
21.此外，由于本发明的设备能够将磁性颗粒均匀地分散在孔中，因此可以通过洗涤容易地去除结合在磁性颗粒中的异物，延长了磁性颗粒的使用寿命。
附图说明
22.图1是根据本发明的一个实施例的用于消磁和分散磁性颗粒的设备的透视图。
23.图2示出了根据本发明的一个实施例的用于消磁和分散磁性颗粒的设备的(a)侧视图和(b)前视图。
24.图3是根据本发明的一个实施例的用于消磁和分散磁性颗粒的设备的跷跷板式振动器的局部放大图。
25.图4示出了根据本发明的一个实施例的用于消磁和分散磁性颗粒的设备在操作(a)和(d)期间在中性位置、在操作(b)和(e)期间在最大左角度、以及在操作(c)和(f)期间在最大右角度的跷跷板式振动器。
26.图5至图16分别示出了根据本发明的示例和比较性示例中获得的光学观察结果，(a)消磁前的第一光学检测结果、(b)消磁后的第二光学检测结果和(c)跷跷板式振动后的第三光学检测结果。
具体实施方式
27.参现在将详细描述本发明的优选实施例。在本发明的描述中，当认为相关技术的详细说明可能不必要地模糊本发明的本质时，省略相关技术的具体说明。在整个说明书中，当某个部分“包含”或“包括”某个组件时，这表明其他组件不被排除在外，可以进一步包括，
除非上下文另有特别要求。
28.由于本发明允许各种变化和许多实施例，特定的实施例将在附图中示出并在书面说明中详细描述。然而，这并不旨在将本发明限制于实施方式，并且应当理解的是，不脱离本发明的精神和技术范围的所有变化、均等物和替代物都包含在本发明中。
29.本发明不限于所示的实施例，并且可以以各种形式实施。相反地，提供所公开的实施例使得本公开将是彻底和完整的，并将本发明的范围充分传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清楚起见，元件的尺寸，例如宽度和厚度，可能被夸大。这些附图是从观察者的角度来解释的。应该理解的是，当一个元件被称为“在”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上，或者一个或多个介入元件也可以存在于其间。本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。在整个附图中，相同的附图标记表示基本上相同的元件。
30.本文使用的术语仅用于描述实施例，而不旨在限制本发明。如本文所用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也应包括复数形式。在本发明中，应当理解的是，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示说明书中公开的特征、数字、步骤、操作、动作、组件、部件或其组合的存在，而不旨在排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、动作、组件、部件或其组合可以存在或可以被添加的可能性。
31.另一方面，本文中使用的术语应理解为如下所述。虽然“第一”和“第二”等术语可用于描述各种元件，但这些元件不得仅限于上述术语。上述术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，同样地，第二元件可以被称为第一元件。
32.如本文所用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也应包括复数形式。在本发明中，应当理解的是，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示说明书中公开的特征、数字、步骤、操作、动作、组件、部件或其组合的存在，而不旨在排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、动作、组件、部件或其组合可以存在或可以被添加的可能性。这里描述的方法的各个步骤可以以与明确描述的顺序不同的顺序执行。换言之，各个步骤可以以与所述相同的顺序、基本上同时地或者以相反的顺序执行。
33.如本文中所使用的，术语“和/或”包括所公开的多个相关项目的组合和所公开的该多个相关项中的任何项目。在本说明书中，描述“a或b”是指“a”、“b”或“a和b”。
34.本发明涉及一种用于消磁和分散磁性颗粒的设备，包括：(a)布置有单个或多个孔的多孔板(100)；(b)分配到多孔板中的磁性颗粒；以及(c)支撑多孔板(100)的支撑装置(200)，其中支撑装置(200)包括跷跷板式振动器(400)，并且能够上下移动的消磁器(300)设置在支撑装置下方。
35.图1是本发明的设备的透视图，图2示出了本发明设备的(a)侧视图和(b)前视图。
36.多孔板是在化学、生物化学和/或生物测定中处理和分析许多样品的标准工具。多孔板可以采用各种形式、尺寸和形状。通常，多孔板被设计成具有标准尺寸和形状，并且具有孔的标准布置。孔的标准排列包括在96个孔板(12
×
8孔阵列)、384个孔板(24
×
16孔阵列)和1536个孔板中发现的孔(48
×
32孔阵列)，以及其他各种市售的多孔板。本发明中使用的多孔板(100)易于与各种传统的生物分析技术兼容，因为其尺寸类似于商业多孔板的尺寸。如本文所用，术语“多孔板”是指具有单个孔或多个孔的孔板。
37.磁性颗粒可以被分配到多孔板(100)中。磁性颗粒是由于具有磁性的材料的存在
而能够通过磁力混合和移动的颗粒。磁性颗粒通常用于免疫学/分子诊断。本发明的装置可以消磁并分散尺寸为0.1nm～10mm的各种磁性颗粒。
38.如本文所用，术语“消磁”是指降低磁性材料的磁性或使磁性材料的磁状态从磁状态返回到非磁状态。当磁性材料的原子的电子自旋排列在某个方向上时，磁性材料被磁化，并且通过将磁性材料原子的电子旋转排列在随机方向上来消磁，以降低磁性材料的磁性或者使磁性材料的磁状态返回到非磁状态。
39.本发明的设备可以使用任何形状可以用于诊断装置的磁性颗粒。本发明的装置可以使具有各种形状的磁性颗粒，例如球体、圆盘和微杆，特别是微杆状磁性颗粒消磁。
40.磁性颗粒可以具有芯壳结构。磁性颗粒可以由其中具有磁性的金属芯和保护金属芯并将探针连接到其上的外壳组成。芯优选地由铁磁性材料组成。铁磁性材料是指被外部磁场强磁化的材料，即使在磁场被去除后仍保持磁化状态。铁磁性材料可以包括铁、镍、钴或合金。由于铁磁性材料即使在去除磁场之后也在一定程度上保持磁化，因此优选快速去除磁场，使得磁性颗粒均匀分散。
41.芯可以由超顺磁性材料组成。即使在这种情况下，在去除磁力之后也可能保留少量的剩磁。剩磁对使用一次或两次的磁性颗粒没有显著影响，但在重复使用的磁性颗粒中积累，导致磁性颗粒聚集。因此，本发明的设备使用消磁器去除剩磁，以最小化由剩磁引起的磁性颗粒的聚集。
42.特别地，磁性颗粒的形状可以是微杆状。通常通过将芯壳结构的微导线切割成预定长度来制造微杆状磁性颗粒，结果是芯可以暴露在切割表面上。因此，当剩磁保持时，可以在暴露的芯之间产生吸引力，导致微杆排列成长链。这种布置可能降低诊断装置的准确性，因为结合到微杆的材料的类型根据微杆的长度进行分类和分析。因此，通过消磁器(300)去除剩磁可以确保更高的检测精准度，这将在下文中描述。
43.支撑装置(200)支撑多孔板(100)，并可用于在将多孔板(100)固定在预定位置的同时移动多孔板(100)。为此，支撑装置(200)可以包括固定多孔板的固定装置(210)和移动支撑装置(200)的移动装置(图未示)。
44.固定装置(210)用于将多孔板(100)固定到支撑装置(200)。任何能够将多孔板(100)固定在预定位置的装置均可用作固定装置(210)，而不受限制。作为一个简单的例子，固定装置(210)可以具有凹部，多孔板通过凹部被固定地插入到支撑装置(200)中。或者，固定装置可以使用夹子来更可靠地固定多孔板。可替换地，固定装置可以具有在其侧面形成的轨道部，多孔板(100)的翼部固定地插入到轨道部中。固定装置(210)可以临时固定多孔板以便于更换多孔板，因此，如果需要，固定装置(210)优选易于拆卸多孔板。
45.移动装置(图未示)可以向上、向下、向右和向左移动固定有多孔板(100)的支撑装置(200)，并且可以将多孔板(100)移动到执行相应步骤的期望位置。为此，移动装置可以设置成在三个轴向方向上移动支撑装置(200)，更优选地在三个正交轴向方向上(在x、y和z轴方向上)移动支撑装置(200)。马达可以安装在设置在每个轴线上的移动装置中，以在相应的轴向方向上移动支撑装置。更具体地，支撑装置可以连接到用于在x轴上移动的马达，以沿着x轴轨道往复运动。在这种情况下，x轴轨道的一端或两端连接到用于在y轴上移动的马达，使得支撑装置沿着y轴轨道往复运动。y轴轨道连接到z轴马达，使得支撑装置沿着z轴轨道往复运动。通过这些连接，支撑装置可以沿着x、y和z轴自由移动，从而可以将多孔板准确
地放置在执行相应步骤的期望位置。此外，支撑装置(200)安装成可旋转地安装在连接的轴上，并且还可以在四个轴向方向上移动。
46.支撑装置(200)可以包括跷跷板式振动器(400)。即使在使用消磁器(300)去除剩磁之后，磁性颗粒也可能不均匀地分散在孔中，这将在下文描述。将传统消磁器的消磁棒插入孔中以去除磁性颗粒的剩磁。当在消磁棒中产生磁力时，磁性颗粒被结合到消磁棒上，并且它们的剩磁被去除。当消磁棒被移除时，磁性颗粒被移动到孔中。因此，磁性颗粒可以在从消磁棒移动到孔中的同时通过重力自然地分散。然而，将磁化棒浸入孔中降低了磁化棒的寿命，并且需要大量的成本来防止未分离的磁性颗粒逃逸。为了解决这些问题，已经进行了许多试验。例如，消磁棒与孔的底部接触，然后去除磁性颗粒的剩磁。然而，由于磁性颗粒的附着和分离而导致的磁性颗粒的分散效应消失，导致检测灵敏度低。特别地，当使用电磁体或永磁体进行消磁时，磁性颗粒沿着磁场的方向排列成一排。因此，微杆状颗粒不可能根据其长度进行区分。相反地，根据本发明，消磁棒(310)和消磁器(300)位于支撑装置(200)的下方，并且跷跷板式振动器(400)安装在支撑装置(200)中，以将没有剩磁的磁性颗粒均匀地分散在孔中。
47.下面是对跷跷板式振动器(400)的更详细的讨论。跷跷板式振动器(400)可以被安装，使得固定到支撑装置(200)的多孔板(100)能够围绕振动器的轴线以预定角度转动(见图3)。由于跷跷板式振动器(400)的转动轴线与多孔板(100)的平面位于同一平面内，因此当跷跷板式振动器(400)操作时，多孔板(100)像跷跷板一样围绕转动轴线以一定角度摆动(见图4)。也就是说，传统的振动器被安装使其转动轴线垂直于多孔板，并搅拌孔的内部。然而，传统的振动器在某个方向上产生涡流，磁性颗粒沿着涡流排列，限制了它们的均匀分散。相反地，根据本发明，其转动轴线位于与多孔板(100)的平面相同的平面内的跷跷板式振动器(400)在多孔板(100)中产生湍流，导致磁性颗粒的更均匀和随机的分散。
48.跷跷板式振动器(400)可以绕其转动轴线以-45
°
～+45
°
范围内的角度转动。随着跷跷板式振动器(400)的转向角的增加，在孔中产生更大的湍流以实现振动。特别地，如果转向角在上面定义的范围之外，则存在于孔中的磁性颗粒可能从孔中逸出。特别优选的是，当磁性颗粒和液体的混合物被分配到孔中时，振动器的操作角度被调节为使得液体不会流出孔。也就是说，如果跷跷板式振动器(400)的转向角超过-45
°
至+45
°
，分配到孔中的磁性颗粒可能会流出并丢失，这就是为什么用于一次检查的成本可能会上升的原因。为了防止磁性颗粒逸出，有必要使用具有孔的多孔板，该孔的尺寸大于分配到孔中的磁性颗粒，或者减少分配到孔的磁性颗粒的数量，这降低了诊断装置的效率。同时，如果跷跷板式振动筛的转向角在-10
°
～+10
°
的范围内，则跷跷板式振动筛对磁性颗粒的分散性可能会降低。因此，优选将跷跷板式振动器绕其转动轴线以-45
°
～+45
°
范围内的角度转动。转向角更优选地在-45
°
～+45
°
的最大范围内和-10
°
～+10
°
的最小范围内，最优选地在-25
°
～+25
°
的最大区域内和-20
°
～+20
°
的最低区域内。
49.消磁器(300)被设置以去除磁性颗粒的剩磁。在本发明中，优选使用ac电磁体来去除磁性颗粒的剩磁。
50.磁性颗粒的磁力通常可以通过加热到居里温度或高于居里温度、施加大冲击或使用衰减的交变磁场来去除。
51.磁性材料的居里温度是指磁性材料的磁性在该温度或该温度以上突然变化的温
度。通常，磁性材料在加热到居里温度或高于居里温度时会失去磁性。此外，在本发明中，可以通过将磁性颗粒加热到等于或高于其居里温度的温度来去除磁性颗粒的磁性。然而，这在诊断装置中无法实际实现，因为大多数金属的居里温度超过500℃。
52.对金属的强烈冲击会改变金属的内部原子排列，导致金属磁性的变化。这可以用来去除磁性颗粒的剩磁。然而，本发明中使用的磁性颗粒由于其芯壳结构而容易受到冲击，并且难以在分配到孔中的磁性颗粒上施加均匀且强的冲击，使得难以施加冲击以去除磁性颗粒的剩磁。
53.因此，在本发明中，优选使用衰减的磁场来去除磁性颗粒的剩磁。
54.下面将描述使用衰减磁场来去除磁性颗粒的剩磁。当磁场施加到磁性材料(例如，铁磁性或超顺磁性材料)上时，磁性材料的原子沿着磁场的方向排列在某个方向上，从而使磁性材料具有磁性。通常，当磁场被去除时，排列返回到其原始状态，并且超顺磁性材料的磁性应该消失。然而，由于排列保持在磁场的方向上，一些原子可能具有剩磁。特别地，铁磁性材料的剩磁倾向于持续很长时间。因此，磁性材料的剩磁可以通过消除这种方向性并使电子自旋排列随机来消磁。这种排列通常是通过将电磁铁的磁性转换为正弦波形状，同时衰减磁性的大小来随机化的。目前，磁性颗粒的内部原子排列取决于电磁铁的磁力线波形的变化而变化。该波形在变换为正弦波形状时被衰减，并结果导致内部原子排列也可以被随机重新排列。
55.然而，由于这种衰减的磁场控制起来很复杂，因此基本上需要额外的控制器来管理电磁铁的电源。
56.因此，在本发明中，通过除上述方法之外的方法去除磁性颗粒的剩磁。使用具有正弦波形状的衰减磁场的方法不仅可以应用于使用铁磁性材料的磁性颗粒，而且可以应用于将超顺磁性材料用作芯材料的磁性颗粒。
57.由于磁场强度与距离成反比，因此可以通过简单地调整消磁器(300)和磁性颗粒之间的距离来衰减磁场。因此，本发明中使用的消磁器(300)可以表现出与传统消磁器相同的消磁性能。
58.因此，在本发明中，消磁器(300)可以设置为可上下移动。优选地，消磁器(300)在施加磁力之后以0.1～1000mm/s的速度下降。如果消磁器的速度小于0.1mm/s，则每小时磁力线的衰减宽度较小，使得难以进行消磁。同时，即使消磁器的速度超过1000mm/s，磁力线的衰减宽度也过大，结果是磁性颗粒可能偏离在执行消磁之前由消磁器(300)产生的磁力线。总之，只有当消磁器(300)以0.1～1000mm/s的速度下降时，才能顺利地进行消磁。
59.与传统的消磁器不同，消磁器(300)可以使用直流电而不是交流电，因为它能够产生恒定的磁场。如上所述，大多数现有的消磁器使用交流电源，因为它们需要产生正弦波形状的磁力线。然而，由于大多数诊断装置使用内部直流电源，因此难以提供单独的电源进行消磁。相反地，由于本发明的设备使用恒定的磁力来进行消磁，因此它可以使用与现有诊断装置的内部电源相同的电源，这最大限度地提高了电源管理的效率。为了进一步提高消磁性能，还可以周期性地切换提供给消磁器(300)的电流的方向，使得提供具有正弦波形状的磁场，如在传统的消磁器中那样。这也可以被简化，使得供应给消磁器(300)的电力被周期性地切断以产生一种伪正弦波格式的磁场。
60.消磁器(300)的消磁棒(310)可以设置在与多孔板(100)的孔相对应的位置。如果
消磁器(300)简单地使用矩形电磁体，则很难使消磁器与支撑装置(200)的底部在预定距离以下接触，并且不可能向每个孔提供均匀的磁场。由于这些原因，将消磁棒(310)安装在与孔相对应的位置使得能够向孔提供均匀的磁场。这里，优选的是，消磁棒(310)对孔中的磁性颗粒进行消磁，而对相邻孔的影响最小。因此，优选的是，消磁棒(310)是直径等于或小于孔的圆柱形。如果消磁棒(310)的直径大于孔的直径，则由消磁棒产生的磁力线影响提供给相邻孔的磁力线，结果可能发生相消干涉，使得难以平滑地分散磁性颗粒。
61.消磁棒(310)的长度可以在0.1mm～100mm的范围内。在该范围内，消磁器(300)和支撑装置(200)可以在预定距离处进行消磁。如果消磁棒的长度小于0.1mm，则消磁器(300)可以接近并与支撑装置(200)接触。消磁器(300)和支撑装置(200)之间的距离可以增加，以防止消磁器(300)接近支撑装置(200)并与支撑装置(200)接触。然而，消磁器(300)和支撑装置(200)之间的距离增加可能导致消磁效率差。同时，如果消磁棒的长度超过100mm，则用于消磁器(300)的空间增大，导致诊断装置的尺寸增大，其是低效的。
62.消磁器(300)可以固定到用于其垂直移动的垂直移动装置(320)。垂直移动装置(320)与移动支撑装置(200)的移动装置一样连接到消磁器(300)。垂直移动装置(320)可以包括上下移动消磁器(300)的马达和连接到消磁器的轨道，消磁器沿着该轨道上下移动。然而，与支撑装置不同，消磁器(300)仅垂直移动。因此，优选地，消磁器(300)沿着一个移动装置一维地移动通过。
63.本发明还涉及一种包括消磁装置的诊断系统。诊断系统包括磁性颗粒和结合到磁性颗粒上的抗体和探针。诊断系统可以通过核酸杂交或抗原抗体反应检测结合到探针上的目标分析物。为此，将第二抗体结合到目标分析物，并且将萤光材料或酶结合到第二抗体以检测目标分析物。在本发明中，具有不同长度的多个磁性颗粒(特别是微杆)用于单独或同时检测多个目标分析物。此外，由于本发明的诊断系统使用磁性颗粒进行消磁，因此它可以最小化由剩磁引起的磁性颗粒的聚集，实现比使用磁性颗粒的现有诊断系统高得多的精度。
64.根据本发明的用于使磁性颗粒消磁的方法将详细描述。
65.该方法包括(i)将磁性颗粒分配到多孔板的孔中，(ii)升高消磁器，使得消磁棒的最上端与支撑多孔板的支撑装置保持预定距离，(iii)向消磁器施加功率以产生磁力，(iv)允许消磁器下降以对多孔板中的磁性颗粒进行消磁，以及(v)操作安装在支撑装置中的跷跷板式振动器以分散磁性颗粒。
66.在步骤(i)中，制备磁性颗粒并将其分配到多孔板的孔中。多孔板可以仅被制备用于消磁。可替换地，多孔板可以是用于诊断的多孔板。在这种情况下，多孔板被移动到提供消磁器以执行消磁的位置。磁性颗粒可以是在用于诊断之前被消磁的新鲜磁性颗粒。或者，磁性颗粒可以是被分配到孔中、消磁和再生的那些。
67.在步骤(ii)中，升高消磁器，使得消磁棒的最上端与支撑多孔板的支撑装置保持预定距离。在步骤(ii)中，允许消磁棒接近用于消磁的支撑装置。于此，优选的是，切断提供给消磁器和消磁棒的电力，使得消磁器或消磁棒在不产生磁场的状态下移动。通常，当磁场接近铁磁性材料并且其密度增加时，铁磁性材料的剩磁变大。因此，在步骤(ii)中，优选的是，切断提供给消磁器的电力，以不增加磁性颗粒的剩磁。消磁棒和支撑装置之间的距离可以是0.1mm～100mm。如果该距离小于0.1mm，则在移动或消磁过程中，消磁棒与支撑装置可
能相互接触，从而导致其损坏。同时，如果距离超过100mm，则磁性颗粒可能不容易被消磁器消磁。
68.在步骤(iii)中，向消磁器施加功率以产生磁力。具体地，电力，特别是ac电力被施加到消磁器，以允许设置在消磁器中的电磁体产生磁场。这里，优选使用与提供给诊断装置的电力相同的电力。更优选的是提供24v、3a的功率。
69.在步骤(iv)中，允许消磁器下降以对多孔板中的磁性颗粒进行消磁。具体地，消磁器被移动，使得提供给磁性颗粒的磁场的极性和强度被改变以使磁性颗粒消磁。为了消磁，消磁器优选以0.1mm/s～1000mm/s、更优选10mm/s～50mm/s、最优选60mm/s的速度下降。消磁器优选下降10mm～150mm，更优选下降40mm～80mm，最优选下降60mm。如果消磁器下降小于10mm，则磁场不能减小到最小范围，结果可能无法完成消磁，而留下剩磁。同时，如果消磁器下降超过150mm，则只有诊断装置的尺寸增加，其是低效的。
70.在步骤(v)中，操作安装在支撑装置中的跷跷板式振动器以分散磁性颗粒。在步骤(v)中，消磁的磁性颗粒被额外地分散。即使当消磁器完成消磁时，孔中的磁性颗粒的位置也几乎不会改变。因此，优选使用跷跷板式振动器通过振动将磁性颗粒均匀地分散在孔中。
71.将参考附图详细描述本发明的优选实施例，使得本领域技术人员能够容易地实施本发明。在描述本发明时，当认为相关的已知功能或结构可能不必要地模糊本发明的本质时，省略了对其的详细解释。为了便于说明，附图中所示的某些特征被放大、缩小或简化，并且附图及其元件不一定成适当比例。然而，本领域技术人员将容易理解这些细节。
72.示例1
73.根据韩国专利公开第10-2018-0130436号的公开内容生产玻璃涂覆的微丝。将玻璃涂覆的微丝切割成具有适当尺寸的磁性微杆。优选地，切割玻璃涂层的微丝，使得长度为400μm，磁性金属芯的直径为50μm，并且玻璃涂层的厚度为10μm。因此，最终的磁性微杆直径为60μm，长度为400μm。
74.使用图1所示的消磁装置对微杆进行消磁。实验过程如下。
75.1)将30根尺寸为200μm、300μm、400μm和500μm的微杆分配到每个装满蒸馏水的孔中
76.2)将带帽的磁棒插入每个孔中，以磁化微杆
77.3)移除磁棒，向上和向下移动盖子两到三次进行搅拌，并移除盖子
78.4)首次光学检测
79.5)消磁器上升，使得消磁棒和孔底表面之间的距离为1mm
80.6)为消磁器供电(24v,3a)
81.7)消磁器下降60mm，持续2秒，并切断消磁器的电源
82.8)第二次光学检测
83.9)操作跷跷板式振动筛进行振动(转向角
±
23
°
，重复一次，等待时间1秒)
84.10)第三次光学检测
85.示例2
86.重复示例1的程序，不同之处在于使消磁器下降140mm达2秒。
87.示例3
88.重复示例1的程序，不同之处在于使消磁器下降20mm达2秒。
89.示例4
90.重复示例1的程序，不同之处在于将跷跷板式振动器的转向角设置为
±
40
°
。
91.示例5
92.重复示例1的程序，不同之处在于将跷跷板式振动器的转向角设置为
±
150
°
。
93.比较性示例1
94.重复示例1的程序，不同之处在于不向消磁器供应功率。
95.比较性示例2
96.重复示例1的程序，不同之处在于没有安装消磁棒。
97.比较性示例3
98.重复示例1的程序，不同之处在于不操作跷跷板式振动器。
99.比较性示例4
100.重复示例1的程序，不同之处在于使消磁器下降250mm达2秒。
101.比较性示例5
102.重复示例1的程序，不同之处在于使消磁器下降5mm达2秒。
103.比较性示例6
104.重复示例1的程序，不同之处在于将跷跷板式振动器的转向角设置为
±
60
°
。
105.比较性示例7
106.重复示例1的程序，不同之处在于将跷跷板式振动器的转向角设置为
±5°
。
107.试验示例
108.根据示例1～5和比较性示例1～7，将30个长度为200μm、300μm、400μm和500μm的杆状铁磁颗粒混合在一起，然后进行光学测量。消磁前的铁磁性颗粒用于第一次光学测量，消磁后的铁磁性颗粒用于第二次光学测量；消磁和跷跷板式振动后的铁磁颗粒用于第三次光学测量。ai用于从光学观察到的微杆的形状识别磁性颗粒的长度，并计算磁性颗粒的数量。结果如表1所示。
109.[表1]
[0110][0111]
从表1中的结果可以看出，经过消磁(第二光学测量)的杆状铁磁颗粒(微杆)和经过消磁和跷跷板式抖动(第三光学测量)后的杆状铁磁性颗粒可以比没有经过消磁的杆状铁磁体颗粒(第一光学测量)高出≥95％的精度被检测到。此外，与仅进行了消磁(第二光学测量)的杆状铁磁颗粒(见图5至图9)相比，经过消磁和跷跷板式振动(第三光学测量)后的杆状铁磁性颗粒被更好地消磁，实现了更高的识别率和精度。在没有向消磁器供电的比较性示例1(图10)中，未对微杆进行消磁，并且在每次光学测量中观察到它们的连续聚集，证实了检测到的微杆的数量少。特别是，在跷跷板式振动后的第三次测量中，观察到更严重的聚集，导致检测到的微杆数量进一步减少。这些结果在未正常进行消磁的比较性示例4(图13)和5(图14)中也是常见的。在不使用消磁棒的比较性示例2中(图11)，确认了低的消磁效率。在其中不操作跷跷板式振动器的比较性示例3(图12)和其中以低效率操作跷跷板式振动器的比较性示例7(图16)中，在消磁之后没有看到明显的改善。
[0112]
最后，比较性示例6(图15)中的理论效率应等于或高于示例1，其中增加了跷跷板式振动器的转向角。然而，分配到孔中的蒸馏水和磁性颗粒丢失了，导致可观察到的微杆数量减少。
[0113]
尽管已经详细描述了本发明的细节，但对本领域技术人员来说显而易见的是，这些细节仅仅是优选实施例，并不旨在限制本发明的范围。因此，本发明的真正范围由所附权利要求及其均等物限定。

技术特征：
1.一种用于消磁和分散磁性颗粒的设备，包括：(a)布置有单个或多个孔的多孔板；(b)分配到所述多孔板中的磁性颗粒；及(c)支撑装置，所述支撑装置支撑所述多孔板，其中，所述支撑装置包括跷跷板式振动器，以及能够上下移动的消磁器被设置在支撑装置下方。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述消磁器包括消磁棒，所述消磁棒设置在与所述多孔板的孔相对应的位置处。3.根据权利要求1所述的设备，其中，在施加磁力后，所述消磁器以1mm/s～1000mm/s的速度下降。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述跷跷板式振动器绕其转动轴线以-45
°
～+45
°
范围内的角度转动。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述磁性颗粒为微杆状或球形。6.一种诊断系统，包括根据权利要求1至5中任一项所述的设备。7.一种用于消磁和分散磁性颗粒的方法，包括：(i)将磁性颗粒分配到多孔板的孔中；(ii)升高消磁器，使得消磁棒的最上端与支撑所述多孔板的支撑装置保持预定距离；(iii)向所述消磁器施加功率以产生磁力；(iv)允许所述消磁器下降以对所述多孔板中的磁性颗粒进行消磁；及(v)操作安装在所述支撑装置中的跷跷板式振动器以分散所述磁性颗粒。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤(ii)中，所述消磁棒和所述支撑装置之间的距离为0.1mm～100mm。9.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤(iv)中，所述消磁器下降10mm～150mm。

技术总结
本发明涉及一种用于对磁化的磁性颗粒进行消磁的设备。设备对磁性颗粒进行消磁和分散，以提高检测到磁性颗粒的概率。设备包括(a)布置有单个或多个孔的多孔板，(b)分配到多孔板中的磁性颗粒，以及(c)支撑多孔板的支撑装置。能够上下移动的消磁器设置在支撑装置下方。支撑装置包括跷跷板式振动器。方。支撑装置包括跷跷板式振动器。方。支撑装置包括跷跷板式振动器。


技术研发人员：郑勇均 韩基雄 文大京 崔煕落
受保护的技术使用者：易兹代亚科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2023/9/23