CN113423487A - 细胞分离过滤器、过滤装置及细胞分离过滤器的制造方法 - Google Patents

细胞分离过滤器、过滤装置及细胞分离过滤器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够不损伤细胞而分离并且能够抑制吸附的细胞分离过滤器、过滤装置及细胞分离过滤器的制造方法。细胞分离过滤器由无纺布构成，所述无纺布由包含不溶于水的高分子及亲水化剂的纤维形成，并且在膜厚方向上存在纤维密度差。无纺布的平均贯穿孔径为2.0μm以上且小于10.0μm，孔隙率为75％以上且98％以下，膜厚为100μm以上，临界湿润表面张力为72mN/m以上。

Description

细胞分离过滤器、过滤装置及细胞分离过滤器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于细胞分离的细胞分离过滤器、过滤装置及细胞分离过滤器的制造方法，尤其涉及一种由无纺布构成的细胞分离过滤器、过滤装置及细胞分离过滤器的制造方法，所述无纺布由包含不溶于水的高分子及亲水化剂的纤维形成，并且在膜厚方向上存在纤维密度差。
背景技术
目前，由纤维直径为1μm以下的所谓的纳米纤维构成的无纺布，期望能够用于各种用途。由纳米纤维构成的无纺布例如用于过滤液体的过滤器，例如在专利文献1～3中有所提出。
专利文献1中记载有包含耐水性纤维素片的过滤材料，所述耐水性纤维素片包括由数均纤维直径为500nm以下的微细纤维素纤维构成的无纺布。耐水性纤维素片满足如下所有条件：微细纤维素纤维的重量比：1质量％以上且99质量％以下、空孔率：50％以上、相当于重量10g/m2的抗拉强度：6N/15mm以上、抗拉强度的干湿强度比：50％以上。
并且，专利文献2中，作为选择性地去除白细胞等血液成分的滤材记载有选择性地吸附血液成分的滤材，其含有纤维素酰化物，玻璃化转变温度为126℃以上，平均贯穿孔径为0.1～50μm，并且比表面积为1.0～100m2/g。选择性地吸附血液成分的滤材的形态为无纺布。
并且，专利文献3中记载有血浆分离过滤器，其填充于具有入口及出口的容器中，以使由无纺布构成的极细纤维的集合体的平均水力半径成为0.5μm～3.0μm、以使血液成分的流路直径(D)与血液的流路长度(L)之比(L/D)成为0.15～6。专利文献3的极细纤维为聚酯、聚丙烯、聚酰胺或聚乙烯。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-46843号公报
专利文献2：国际公开第2018/101156号
专利文献3：日本特开平9-143081号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
由纳米纤维构成的无纺布具有由纳米纤维形成的网眼结构。将无纺布用作液体的滤材时，液体等过滤对象物会通过由网眼结构形成的空隙而被过滤。
然而，将上述专利文献1～3的过滤器用于细胞分离时，可能无法在不损伤细胞的情况下分离细胞。在这种情况下，从血液分离血浆时，可能会发生溶血。并且，将其用于细胞分离时，若欲通过的物质被吸附，则分离精度变差，因此要求滤材不被吸附。关于这一点，在专利文献1～3中未予以考虑。
本发明的目的在于提供一种能够不损伤细胞而分离且能够抑制吸附的细胞分离过滤器、过滤装置及细胞分离过滤器的制造方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明提供一种细胞分离过滤器，其由无纺布构成，所述无纺布由包含不溶于水的高分子及亲水化剂的纤维形成，并且在膜厚方向上存在纤维密度差，无纺布的平均贯穿孔径为2.0μm以上且小于10.0μm，孔隙率为75％以上且98％以下，膜厚为100μm以上，临界湿润表面张力为72mN/m以上。
亲水化剂优选为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纤维素及羟丙基纤维素中的至少一种。
无纺布的膜厚优选为200μm以上且2000μm以下。
临界湿润表面张力优选为85mN/m以上。
不溶于水的高分子优选为聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚苯乙烯、纤维素衍生物、乙烯-乙烯醇聚合物、聚氯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯及丙烯酸树脂中的任一种或它们的混合物。
不溶于水的高分子优选由纤维素衍生物组成。
相对于无纺布的纤维总质量的亲水化剂的含量优选为1～50质量％。
优选无纺布的纤维密度在膜厚方向上连续变化。
本发明提供一种过滤装置，其具有上述本发明的细胞分离过滤器，以过滤对象物在膜厚方向上从纤维密度低侧向高密度侧通过的方式配置有细胞分离过滤器。
本发明提供一种过滤装置，其具有上述本发明的细胞分离过滤器及平均贯穿孔径为0.2μm以上且1.5μm以下，并且孔隙率为60％以上且95％以下的多孔体，细胞分离过滤器及多孔体配置成过滤对象物依次通过细胞分离过滤器与多孔体。
优选以过滤对象物在膜厚方向上从纤维密度低侧向高密度侧通过的方式配置有细胞分离过滤器。
本发明提供一种上述本发明的细胞分离过滤器的制造方法，其中，使用静电纺丝法来制造细胞分离过滤器。
发明效果
根据本发明，能够得到一种能够不损伤细胞而分离并且能够抑制吸附的细胞分离过滤器及过滤装置。
并且，能够制造一种能够不损伤细胞而分离并且能够抑制吸附的细胞分离过滤器。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的细胞分离过滤器的一例的示意图。
图2是表示本发明的实施方式的细胞分离过滤器的一例的示意性剖视图。
图3是表示本发明的实施方式的细胞分离过滤器的测量结果的一例的图表。
图4是表示本发明的实施方式的细胞分离过滤器的各向异性的图表。
图5是表示本发明的实施方式的细胞分离过滤器的另一例的示意图。
图6是表示以往的无纺布的一例的示意性剖视图。
图7是表示以往的无纺布的测量结果的一例的图表。
图8是表示本发明的实施方式的过滤装置的第1例的示意图。
图9是表示本发明的实施方式的过滤装置的第2例的示意图。
图10是表示本发明的实施方式的过滤装置的第3例的示意图。
图11是表示本发明的实施方式的过滤装置的第4例的示意图。
图12是表示具有本发明的实施方式的过滤装置的过滤系统的一例的示意图。
具体实施方式
以下，根据示于附图的优选的实施方式，对本发明的细胞分离过滤器、过滤装置及细胞分离过滤器的制造方法进行详细说明。
另外，以下所说明的图用于说明本发明的例示，本发明并不限定于以下所示的图。
另外，在下面表示数值范围的“～”包括记载于其两侧的数值。例如，ε为数值α～数值β是指ε的范围为包括数值α及数值β的范围，若由数学符号表示，则为α≤ε≤β。
“由具体的数值表示的角度”及“由具体的数值表示的温度”只要没有特别记载，则包括在该技术领域中通常可接受的误差范围。
(细胞分离过滤器)
图1是表示本发明的实施方式的细胞分离过滤器的一例的示意图，图2是表示本发明的实施方式的细胞分离过滤器的一例的示意性剖视图。图3是表示本发明的实施方式的细胞分离过滤器的测量结果的一例的图表。
图1所示的细胞分离过滤器10由无纺布构成，所述无纺布由包含不溶于水的高分子及亲水化剂的纤维形成，并且在膜厚方向上存在纤维密度差。
如图2所示，细胞分离过滤器10的纤维密度在膜厚方向Dt上不同。在图2中，无纺布12的背面12b侧的纤维密度较小，表面12a侧的纤维密度较大。
构成细胞分离过滤器10的无纺布12的平均贯穿孔径为2.0μm以上且小于10.0μm，孔隙率为75％以上且98％以下，膜厚h(参考图1)为100μm以上，临界湿润表面张力为72mN/m以上。
通过以上结构，细胞分离过滤器10能够不损伤细胞而分离并且能够抑制吸附。细胞分离过滤器10的分离，除了过滤以外还包括筛选。只要细胞分离过滤器10的分离对象物中包含细胞，则并无特别限定，分离对象物为血液等。
例如，分离对象物为血液的情况下，细胞分离过滤器10能够抑制血浆分离时的溶血。
细胞分离过滤器10通过过滤血液，能够去除白细胞、红细胞及血小板等血细胞成分，能够在残留于血浆中的状态下得到检查所需的血浆蛋白、糖类、脂质及电解质等。如此，能够抑制检查所需的血浆蛋白、糖类、脂质及电解质等的吸附。由此，能够提高检查精度。
另外，细胞分离过滤器10中，将分离对象及能够过滤的大小等统称为分离特性。
本发明中，过滤对象物并不限定于血液，除了血液以外，淋巴液、唾液、尿及眼泪等体液也是过滤对象物。并且，在本发明中，能够筛选人体细胞等源自动物的细胞、源自植物的细胞及源自微生物的细胞等。作为上述细胞，例如为造血干细胞、骨髄系干细胞、神经干细胞及皮肤干细胞等体干细胞、胚胎干细胞、诱导多能干细胞以及癌细胞等。
并且，除了嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞(T细胞、NK(natural killer，自然杀伤)细胞、B细胞等)等白细胞、血小板、红细胞、血管内皮细胞、淋巴系干细胞、成红细胞、成髓细胞、成单核细胞、成巨核细胞及巨核细胞等血液细胞、内皮细胞、上皮细胞、肝实质细胞以及胰岛细胞等以外，以研究用建立的各种细胞系也是本发明的分离对象物。
另外，在细胞分离过滤器10中，代替过滤对象物，也能够供给筛选对象物来进行筛选。
以下，更具体地对细胞分离过滤器进行说明。
＜无纺布＞
如上所述，细胞分离过滤器由无纺布构成，所述无纺布由包含不溶于水的高分子及亲水化剂的纤维形成。
作为无纺布，优选由平均纤维直径为1nm以上且5μm以下并且平均纤维长为1mm以上且1m以下的纤维组成，更优选为由平均纤维直径为100nm以上且小于1000nm并且平均纤维长为1.5mm以上且1m以下的纳米纤维组成的无纺布，进一步优选为由平均纤维直径为100nm以上且800nm以下并且平均纤维长为2.0mm以上且1m以下的纳米纤维组成的无纺布。
另外，平均纤维直径及平均纤维长度例如能够通过调节制作无纺布时的溶液的浓度来进行调整。
在此，平均纤维直径是指如下测量的值。
得到由纤维组成的无纺布的表面的透射型电子显微镜图像或扫描型电子显微镜图像。
根据所构成的纤维的大小，以从1000～5000倍选择的倍率得到了电子显微镜图像。但是，对试样、观察条件及倍率进行调整以满足下述条件。
(1)在电子显微镜图像内的任意部位画一条直线X，20条以上的纤维与该直线X相交。
(2)在相同的电子显微镜图像内画与直线X垂直相交的直线Y，20条以上的纤维与直线Y相交。
对于如上所述的电子显微镜图像，关于各个与直线X相交的纤维、与直线Y相交的纤维读取至少20条(即，合计为至少40条)的宽度(纤维的短直径)。如此观察至少3组以上如上所述的电子显微镜图像，读取至少40条×3组(即，至少120条)的纤维直径。
对如此读取的纤维直径进行平均来求出平均纤维直径。
并且，平均纤维长是指如下测量的值。
即，纤维的纤维长度能够通过分析对上述的平均纤维直径进行测量时所使用的电子显微镜图像来求出。
具体而言，对于如上所述的电子显微镜图像，关于各个与直线X相交的纤维、与直线Y相交的纤维读取至少20条(即，合计为至少40条)的纤维长度。
如此观察至少3组以上如上所述的电子显微镜图像，读取至少40条×3组(即，至少120条)的纤维长度。
对如此读取的纤维长度进行平均来求出平均纤维长度。
＜纤维密度差＞
关于构成细胞分离过滤器的无纺布的膜厚方向的纤维密度差，若纤维密度差小，则会发生滤饼过滤，处理压力上升。另一方面，若纤维密度差大，则能够进行逐步过滤，从而能够降低处理压力。处理压力较大的情况下，过滤血液时，容易引起红细胞破坏，导致溶血度的上升。
处理压力是指过滤时的压力损失。处理压力较小是指过滤时的细胞分离过滤器的阻力小。若处理压力较小，则能够减小过滤所需的压力。
压力损失为隔着细胞分离过滤器在膜厚方向的表面侧的静压与背面侧的静压之差。因此，测量表面侧的静压与背面侧的静压而求出两个静压之差，由此能够得到压力损失。压力损失能够使用差压计来进行测量。
在此，纤维密度与X射线CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)图像的亮度相关，纤维密度能够通过亮度来确定。例如，可得到图3所示的结果。若提高X射线CT图像的亮度，则纤维密度较大。在图3中，若距离的值变大，则显示出亮度变低的倾向，纤维密度变小。
进行膜厚方向的截面X射线CT图像分析来求出在膜厚方向上的纤维密度差。首先，获取截面X射线CT图像，在截面X射线CT图像中在膜厚方向上将总膜厚分成10等分，对各区间的亮度进行了累计。将经累计的亮度从亮度低者设为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10。
在膜厚方向上存在纤维密度差是指亮度的最小值与亮度的最大值之比为L1/L10＜0.95。在这种情况下，优选其中一个表面及另一个表面中的任一个表面的纤维密度最大并且剩余的表面的纤维密度最小。即，优选无纺布12的表面12a及背面12b中的任一个表面的纤维密度最大而剩余的表面的纤维密度最小。
在膜厚方向上存在纤维密度差的情况下，如图4所示，从纤维密度较大的一方进行过滤的情况(参考压力曲线50)及从纤维密度较小的衣服进行过滤的情况(参考压力曲线52)下，过滤所需的压力在膜厚方向上不同。即，细胞分离过滤器10在膜厚方向上具有各向异性。通过使过滤对象物在膜厚方向上从纤维密度低侧向高密度侧通过，能够减小过滤所需的压力。
另外，图4表示使用相同的液体仅改变细胞分离过滤器10的朝向而实施过滤的结果。图4的压力及时间均无量纲。
在细胞分离过滤器中，通过膜厚方向的纤维密度差能够减小过滤所需的压力，因此能够不损伤细胞而分离，例如能够抑制溶血而过滤血液。
另外，细胞分离过滤器10并不限定于1个无纺布、即由单层构成的无纺布，如图5所示的细胞分离过滤器10，也可以是层叠多个无纺布12的结构。在这种情况下，细胞分离过滤器10在膜厚方向Dt上具有界面，作为细胞分离过滤器10，后述纤维密度的变化不连续。
在此，图6是表示以往的无纺布的一例的示意性剖视图，图7是表示以往的无纺布的测量结果的一例的图表。
如图6所示，以往的无纺布100中纤维并非偏在分布。并且，从图7所示的X射线CT图像的亮度也未观察到纤维密度偏差。以往的无纺布在膜厚方向上不存在纤维密度差，纤维密度在特定的方向上没有差异而是各向同性。因此，即使改变过滤对象物的供给方向，过滤所需的压力也没有显著差异。
纤维密度在膜厚方向上连续变化是指上述亮度L1～L10为0.9＜Ln/Ln+1＜1.05。其中，为n＝1～9。
纤维密度在膜厚方向上连续变化的情况是指纤维密度在膜厚方向上具有梯度。
纤维密度在膜厚方向上连续变化的情况下，优选没有纤维密度的急剧变化。然而，在上述膜厚方向上10等分的10个区间中，纤维密度的大小允许在一部分的区间中前后颠倒。即，若纤维密度满足L1/L10＜0.95，则在上述膜厚方向上10等分的10区间中，由亮度表示的纤维密度并不限定于在一方向上逐渐增加或逐渐减少，纤维密度可以在相同区间相邻。
上述L1/L10更优选为0.3≤L1/L10＜0.95，进一步优选为0.4≤L1/L10＜0.9，最优选为0.5≤L1/L10＜0.9。
＜平均贯穿孔径＞
平均贯穿孔径优选为2.0μm以上且小于10.0μm，更优选为2.0μm以上且小于8.0μm，进一步优选为3.0μm以上且小于7.0μm，最优选为3.0μm以上且小于5.0μm。
若平均贯穿孔径小于过滤对象物的尺寸，则处理压力变大，若大于过滤对象物的尺寸，则处理压力变小。
溶血度为红细胞破坏的程度。因此，平均贯穿孔径小于红细胞尺寸的情况下，在细胞分离过滤器上被破坏而溶血度变高，作为过滤器的性能变差。
在平均贯穿孔径较大的情况下，红细胞通过，具有二次过滤器的情况下，在二次过滤器中被破坏而溶血度变高。平均贯穿孔径较大并且没有二次过滤器的情况下，混入红细胞，过滤之后的成分一致率下降。在这种情况下，作为过滤器的性能变差。
如上所述，溶血度为红细胞破坏的程度。溶血度能够通过(血浆(滤液)中的血红蛋白量)/(全血中的血红蛋白量)来计算。通常，血中的红细胞通过渗透压或物理压缩的压力、静电相互作用等化学作用或补体的激活等生物学作用而被破坏，并且释放血红蛋白而呈红色。能够通过分光测量来测量血浆中的血红蛋白，由此求出溶血度。
平均贯穿孔径能够通过使用泡点法(JIS(日本工业标准)K3832、ASTM F316-86)/半干法(ASTM E1294-89)的手掌孔隙率计(palm porometer)来进行测量。以下，对平均贯穿孔径进行详细说明。
关于“平均贯穿孔径”，与日本特开2012-046843号公报的＜0093＞段中所记载的方法相同地，在使用手掌孔隙率计(SEIKA CORPORATION制CFE-1200AEX)的细孔径分布测量试验中，对完全浸湿于GALWICK(Porous Materials，Inc制)中的样品，以2cc/分钟增加空气压来进行评价。具体而言，对完全浸湿于GALWICK(1,1,2,3,3,3-六氟丙烯；PorousMaterials，Inc制)中的膜状样品，在膜的一侧以2cc/分钟供给一定量的空气，一边测量其压力，一边测量透过膜的相反侧的空气的流量。用该方法，首先，得到关于浸湿于GALWICK中的膜状样品的压力和透过空气流量的数据(以下，还称为“湿曲线”。)。接着，对于未润湿的干燥状态的膜状样品也测量同样的数据(以下，还称为“干曲线”。)，求出相当于干曲线的流量的一半的曲线(半干曲线)与湿曲线的交点的压力。之后，能够将GALWICK的表面张力(γ)、与滤材的接触角(θ)及空气压(P)导入到下述式(I)而计算平均贯穿孔径。
平均贯穿孔径＝4γcosθ/P……(I)
作为平均贯穿孔径的调整方法，例如可举出以下所示的方法。
((纤维直径的控制))
在作为平均贯穿孔径的调整方法之一的控制纤维直径的方法中，能够通过变更静电纺丝中的纺丝时所使用的溶剂、原材料的浓度或电压等来控制纤维直径。由于纤维直径与平均贯穿孔径之间存在比例关系，因此能够通过控制纤维直径来调整平均贯穿孔径。
((加热熔接))
在使用作为平均贯穿孔径的调整方法之一的加热熔接的方法中，能够使纤维彼此熔接来减小平均贯穿孔径。另外，在加热熔接中，与控制纤维直径不同，仅能够减小平均贯穿孔径。
((压光处理))
在作为平均贯穿孔径的调整方法之一的使用压光处理的方法中，用辊等进行加压而破坏，以使纤维密合，由此能够减小平均贯穿孔径。另外，在压光处理中，与控制纤维直径不同，仅能够减小平均贯穿孔径。
＜孔隙率＞
孔隙率优选为75％以上且98％以下，更优选为85％以上且98％以下，进一步优选为90％以上且98％以下。
孔隙率越高，滤饼过滤越不易，处理压力越不易上升。因此，过滤时，能够提升过滤对象物的供给速度。另一方面，若孔隙率较低，则容易转移到滤饼过滤，从而处理压力趋于上升。
另外，孔隙率如下进行计算。
首先，将孔隙率设为Pr(％)，将无纺布10cm见方的膜厚设为Hd(μm)，将无纺布10cm见方的质量设为Wd(g)时，使用Pr＝(Hd-Wd×67.14)×100/Hd来进行计算。
＜膜厚＞
细胞分离过滤器的无纺布的膜厚h(参考图1)为100μm以上，膜厚优选为200μm以上且2000μm以下，更优选为200μm以上且1000μm以下。
另外，无纺布的膜厚h(参考图1)为细胞分离过滤器的膜厚。
若膜厚达不到一定厚度以上，则不会产生纤维密度差。若膜厚过薄，则不能完全去除应去除的成分，因此会导致成分一致率的下降。
并且，若膜厚过厚，则为了使所有的过滤对象物等分离对象物透过而需要较大的压力，处理压力变大，从而溶血度趋于变高。并且，若膜厚过厚，则生物成分接触的体积增加，导致成分一致率的下降。
关于膜厚，使用扫描型电子显微镜实施无纺布的截面观察来得到截面图像。使用截面图像，对无纺布的膜厚的10个部位进行测量，将其平均值作为膜厚。
＜临界湿润表面张力＞
临界湿润表面张力(CWST)为表示润湿性的参数。
临界湿润表面张力(CWST)为72mN/m(毫牛顿每米)以上，临界湿润表面张力(CWST)优选为85mN/m以上。
若临界湿润表面张力(CWST)高，则血液等过滤对象物容易在无纺布上润湿而扩散，有效面积变大，血液处理压力趋于下降。
若临界湿润表面张力(CWST)低，则有效面积变小，血液处理压力趋于上升。并且，若临界湿润表面张力(CWST)高，则容易吸附生物材料，因此导致成分一致率的下降。临界湿润表面张力(CWST)能够通过亲水化剂量或碱处理来控制。
临界湿润表面张力(CWST)的定义如下。
一边按2mN/m～4mN/m改变适用于进行测量的表面的液体的表面张力，一边观察在表面上吸收或不吸收各液体的情况，由此能够求出临界湿润表面张力。
CWST的单位为mN/m，定义为吸收的液体的表面张力与相邻的未吸收的液体的表面张力的平均值。例如，所吸收的液体的表面张力为27.5mN/m，未吸收的液体的表面张力为52mN/m。若表面张力的间隔为奇数(例如3)时，则能够判断无纺布是靠近较低的值还是靠近较高的值，基于此，27或28分配于无纺布中。
在测量CWST的基础上，制作表面张力依次变化约2～约4mN/m的一系列的试验用标准液体。将至少两个连续表面张力的标准液体的各个3～5mm直径的液体载置于无纺布并放置10分钟，10～11分钟后进行观察。若为“湿润”，则定义为在10分钟之内无纺布吸收10个液滴中的至少9个，即，被湿润。
非湿润定义为在10分钟之内两个以上的液滴未被湿润，即，未被吸收。使用连续的高或低的表面张力的液体，继续进行试验直至确认到一对表面张力最窄的间隔中的1个被湿润而另一个未被湿润。
接着，能够使用CWST在该范围内且为了方便起见将两个表面张力的平均用作确定CWST的1个数。两个试验液体相差3mN/m时，判断试验片接近哪一种而分配整数。能够用各种方法制作表面张力不同的溶液。将具体例示于以下。
氢氧化钠水溶液94～115(mN/m)
氯化钙水溶液90～94(mN/m)
硝酸钠水溶液75～87(mN/m)
纯水72.4(mN/m)
乙酸水溶液38～69(mN/m)
乙醇水溶液22～35(mN/m)
＜不溶于水的高分子＞
不溶于水的高分子是指纯水中的溶解度小于0.1质量％的高分子。
不溶于水的高分子具体而言优选为聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚苯乙烯、纤维素衍生物、乙烯-乙烯醇聚合物、聚氯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯及丙烯酸树脂中的任一种或它们的混合物。纤维素衍生物对生物材料的吸附小于其他原材料，因此成分一致率良好。因此，不溶于水的高分子更优选为纤维素衍生物。
另外，纤维素衍生物是指对作为天然高分子的纤维素所具有的羟基的一部分实施化学修饰的改性纤维素。作为羟基的化学修饰，并无特别限制，但是可举出羟基的烷基醚化、羟基烷基醚化及酯化。纤维素衍生物在1分子中具有至少1个羟基。纤维素衍生物可以仅使用一种，也可以并用两种以上。
作为纤维素衍生物，可举出甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、丁基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、乙酸纤维素(乙酰纤维素、二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等)、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素及硝基纤维素。
并且，构成无纺布的纤维中，不溶于水的高分子的含量相对于无纺布的纤维总质量优选50～99质量％，更优选70～93质量％，进一步优选85～93质量％。
若不溶于水的高分子的含量小于50质量％，则形成无纺布的纤维的强度会下降，容易通过过滤产生形状变化，从而导致处理压力的上升。另一方面，若不溶于水的高分子的含量大于99质量％，则亲水化剂的量减少，形成无纺布的纤维的亲水化效果变小。因此，不溶于水的高分子的含量优选为50～99质量％。
＜亲水化剂＞
亲水化剂是指纯水中的溶解度为1质量％以上的材料。
亲水化剂具体而言优选为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纤维素及羟丙基纤维素中的至少一种，作为亲水化剂，最优选聚乙烯吡咯烷酮。
并且，构成无纺布的纤维中，亲水化剂的含量相对于无纺布的纤维总质量优选1～50质量％，更优选5～30质量％，进一步优选7～15质量％。
若亲水化剂的含量超过50质量％，则形成无纺布的纤维的强度会下降，容易通过过滤产生形状变化，从而导致处理压力的上升。另一方面，亲水化剂的含量小于1质量％时，亲水化剂的量减少，形成无纺布的纤维亲水化效果变小。因此，亲水化剂的含量优选为1～50质量％。
(细胞分离过滤器的制造方法)
如上所述，细胞分离过滤器由无纺布构成，所述无纺布由包含不溶于水的高分子及亲水化剂的纤维形成，并且在膜厚方向上存在纤维密度差。
可以使用还称为静电纺丝法的电场纺糸法制造细胞分离过滤器。由此，能够制造能够不损伤细胞而分离并且能够抑制吸附的细胞分离过滤器。
以下对使用静电纺丝法的制造方法进行说明。首先，例如，将上述不溶于水的高分子及亲水化剂溶解于溶剂的溶液，以5℃以上且40℃以下的范围内的恒定温度从喷嘴的前端喷出，在溶液与集电极之间施加电压，将纤维从溶液喷出到设置于集电极上的支撑体上而收集纳米纤维，由此能够得到纳米纤维层即无纺布。在这种情况下，喷出纤维时，调整施加于溶液与集电极之间的电压，以改变纤维密度。并且，也能够通过调整溶液的浓度来改变纤维密度。
作为制造装置，例如能够利用日本专利第6132820号公报中所示的纳米纤维制造装置等。溶液包含溶解有不溶于水的高分子及亲水化剂的物质，并非将不溶于水的高分子及亲水化剂分别从喷嘴喷出而进行纺丝。
另外，如上所述，细胞分离过滤器并不限定于单层，因此也可以如上所述用静电纺丝法制作纤维密度不同的无纺布之后，将这些从纤维密度较小的无纺布依次层叠来制造。
(过滤装置)
能够使用上述细胞分离过滤器来构成过滤装置。过滤装置与细胞分离过滤器同样地能够不损伤细胞而分离并且能够抑制吸附。
过滤装置具有细胞分离过滤器，细胞分离过滤器以过滤对象物在膜厚方向上从纤维低密度侧向高密度侧通过的方式配置。将细胞分离过滤器配置成过滤对象物在膜厚方向上从纤维密度低侧向高密度侧通过，由此能够减小处理压力。由此，能够减小过滤所需的压力。
并且，作为过滤装置，除了细胞分离过滤器以外，还可以构成为具有平均贯穿孔径为0.2μm以上且1.5μm以下并且孔隙率为60％以上且95％以下的多孔体的结构。在这种情况下，细胞分离过滤器及多孔体配置成过滤对象物依次通过细胞分离过滤器和多孔体。
以下，对过滤装置进行具体说明。
图8是表示本发明的实施方式的过滤装置的第1例的示意图，图9是表示本发明的实施方式的过滤装置的第2例的示意图。图10是表示本发明的实施方式的过滤装置的第3例的示意图，图11是表示本发明的实施方式的过滤装置的第4例的示意图。
另外，图8～图11的过滤装置中，对与图1所示的细胞分离过滤器10相同的构成物标注相同的符号，并省略其详细说明。
图8所示的过滤装置20例如在圆筒状外壳22的内部22a设置有圆盘状细胞分离过滤器10。在外壳22的其中一个底部22b，在底部22b的中心设置有连接管24。连接管24连接于回收部26。
外壳22的与底部22b的相反侧的一端被开口。将开口的部分称为开口部22c。从开口部22c供给过滤对象物，通过细胞分离过滤器进行过滤，从外壳22的底部22b经过连接管24，过滤后的过滤对象物被贮存于回收部26。
另外，在过滤装置20中，代替过滤对象物，也能够供给并筛选筛选对象物。在这种情况下，从开口部22c供给筛选对象物，通过细胞分离过滤器进行筛选，从外壳22的底部22b经过连接管24，筛选后的筛选对象物被贮存于回收部26。
并且，如图9所示，过滤装置20也可以构成为具有加压部28的结构。加压部28设置于外壳22的开口部22c。加压部28具有：垫片28a，设置于开口部22c并且与外壳22的内部22a无间隙地配置；及柱塞28b，用于使垫片28a从开口部22c朝向底部22b的方向或其相反方向移动。通过使柱塞28b朝向底部22b移动，能够使外壳22的内部22a的过滤对象物透过细胞分离过滤器10。
另外，具有加压部28的情况下，也可以在外壳22的外表面22d设置与外壳22的内部22a连通的供给管27。供给管27设置于比细胞分离过滤器10更靠开口部22c侧的位置。
并且，在具有加压部28的过滤装置20中，代替过滤对象物，也能够供给并筛选筛选对象物。
并且，图10所示，过滤装置20除了细胞分离过滤器10以外，还可以构成为包含具有过滤器功能的装置的结构。作为具有过滤器功能的装置，优选与细胞分离过滤器10的分离特性不同的装置。由此，也能够过滤在细胞分离过滤器10中未完全被过滤的物质，从而能够提高分离精度。
另外，与图8所示的过滤装置20相比，图10所示的过滤装置20的不同之处在于，在细胞分离过滤器10的外壳22的底部22b侧设置有多孔体14，除此以外的结构与图8所示的过滤装置20的结构相同。
例如，与构成细胞分离过滤器10的无纺布12的背面12b接触而设置有多孔体14。过滤对象物从细胞分离过滤器10侧被供给。图10所示的过滤装置20中，将细胞分离过滤器10称为一次过滤器，将多孔体14称为二次过滤器。
多孔体14的平均贯穿孔径为0.2μm以上且1.5μm以下并且孔隙率为60％以上且95％以下。分离特性不同于细胞分离过滤器10的分离特性。
多孔体14例如能够由与无纺布12相同的物质构成，并且能够由构成无纺布12且包含不溶于水的高分子及亲水化剂的纤维构成。多孔体14的平均贯穿孔径及孔隙率的规定与细胞分离过滤器10相同，因此省略其详细的说明。
在图10所示的过滤装置20中，设置细胞分离过滤器10及多孔体14，由此也能够过滤在细胞分离过滤器10中未完全过滤的物质，从而能够提高分离精度。
在图10所示的过滤装置20中，例如过滤血液时，用细胞分离过滤器10去除红细胞、白细胞，用多孔体14去除血小板。由此，得到检查所需的血浆蛋白、糖类、脂质及电解质等，从而能够更进一步抑制溶血。
图10所示的过滤装置20中，也能够设为与图9所示的过滤装置20同样地设置加压部28的结构。加压部28的结构与图9所示的过滤装置20的结构相同，因此省略其详细的说明。并且，与图9所示的过滤装置20同样地也可以设置供给管27。
并且，多孔体14并不限定于上述结构，能够适当利用与细胞分离过滤器10的分离特性、过滤对象物或筛选对象物相应的多孔体，但是优选如上所述分离特性与细胞分离过滤器10不同。
并且，除了细胞分离过滤器10以外，设置了1个多孔体14，但是并不限定于此，也可以设置多个如多孔体14具有过滤器功能的多孔体。
另外，细胞分离过滤器10与多孔体14并不限定于相邻设置，细胞分离过滤器10与多孔体14也可以在细胞分离过滤器10的膜厚方向上分开而配置。
另外，在上述任一个过滤装置20中，也设为设置1个细胞分离过滤器10的结构，但是并不限定于此，也可以设置多个。
并且，在上述任一个过滤装置20中，只要细胞分离过滤器10位于外壳22的内部22a，则并无特别限定，可以从外壳22的底部22b分开，也可以与外壳22的底部22b接触。对于外壳22，可以通过将无纺布以平膜状设置于壳体(未图示)上而将细胞分离过滤器10设置于外壳22内。
并且，在上述任一个过滤装置20中，也可以没有回收部26，并且，也可以构成为没有连接管24及回收部26而底部22b封闭的结构。封闭底部22b的情况下，也可以在底部22b积存经过滤的物质。
并且，封闭底部22b的情况下，为了将经过滤的物质取出到外部，也可以在底部22b设置与外壳22的内部22a连通的开口。
(过滤系统)
另外，上述任一个过滤装置20也并不限定于单独使用。在此，图12是表示具有本发明的实施方式的过滤装置的过滤系统的一例的示意图。
如图12所示的过滤系统30，也可以构成为设置多个过滤装置20且各过滤装置20自动过滤过滤对象物的结构。
图12中，对与图8所示的过滤装置20相同的构成物标注相同的符号，并省略其详细的说明。
图12所示的过滤系统30具有：供给部32；多个过滤装置20，经由配管34连接于供给部32；及控制部36，控制供给部32。
供给部32向各过滤装置20供给过滤对象物，具有贮存过滤对象物的贮存部(未图示)及用于从贮存部向过滤装置20供给过滤对象物的泵(未图示)。泵例如可使用注射泵。注射泵等泵由控制部36控制，过滤对象物通过泵从贮存部供给到过滤装置20，被过滤后由回收部26回收。
在过滤系统30中，如9所示，过滤装置20也可以构成为具有加压部的结构。在这种情况下，设置使加压部28的柱塞28b移动的驱动部(未图示)。由控制部36控制驱动部及泵，由此如上所述能够自动执行过滤。
由于能够减小细胞分离过滤器10的处理压力，在过滤系统30中，能够减小过滤所需的压力并且能够缩短过滤所需的时间。因此，在过滤系统30中，能够减少耗电量。
另外，在过滤系统30中，代替过滤对象物，也能够供给并筛选筛选对象物。
本发明基本上如上构成。以上，对本发明的细胞分离过滤器、过滤装置及细胞分离过滤器的制造方法进行了详细说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内当然可以进行各种改良或变更。
实施例
以下举出实施例，对本发明的特征进行进一步具体的说明。以下实施例中所示的材料、试剂、物质量与其比例及操作等只要不脱离本发明的宗旨，则能够适当变更。因此，本发明的范围并不限定于以下实施例。
在本实施例中，制作了实施例1～20及比较例1～7的细胞分离过滤器。使用各细胞分离过滤器实施以下所示的血液过滤试验，并且对溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率进行了评价。
〔评价〕
血液过滤试验为如下试验：用缓冲液稀释全血，通过过滤去除血细胞成分(白细胞·红细胞·血小板)，无损失地得到检查所需的血浆蛋白、糖类、脂质及电解质等，即以将这些残留于血浆中为目的。以下，对血液过滤试验进行说明。
首先，以直径25mm对细胞分离过滤器进行冲孔，并且与O型环一同设置于过滤器支架(SWINNEX，Millipore公司制)上。将新鲜的人体全血5mL(抗凝固剂EDTA-2K)与缓冲液25mL混合，以将细胞分离过滤器的低密度侧作为一次侧、即供给液体的一侧的方式，使其流向与细胞分离过滤器垂直的方向而进行了过滤。
(溶血度)
关于溶血度，使用RADIOMETER COMPANY制的HemoCue(注册商标)测量了过滤后的血浆的溶血度。
将溶血度小于1％的评价为A，将溶血度为1％以上且小于4％的评价为B，将溶血度为4％以上且小于10％的评价为C，将溶血度为10％以上的评价为D。
(处理压力)
测量过滤时的压力损失，将压力损失设为处理压力。将压力损失小于20kPa的评价为A，将压力损失为20kPa以上且小于40kPa的评价为B，将压力损失为40kPa以上且小于80kPa的评价为C，将压力损失为80kPa以上的评价为D。另外，使用差压计测量了压力损失。作为差压计使用了NAGANO KEIKI CO.,LTD.制、小形数字压力计GC31(产品名)。
(成分一致率)
关于成分一致率，对过滤前的全血进行离心分离而得到的血浆及过滤后的血浆分别测量了包含于血浆中的白蛋白量。与各血浆的白蛋白进行比较而计算了成分一致率。另外，使用Funakoshi Co.,Ltd.制白蛋白测量试剂盒(产品编号DIAG-250)测量了白蛋白。
将成分一致率为98％以上的评价为A，将成分一致率小于98％且95％以上的评价为B，将成分一致率小于95％且90％以上的评价为C，将成分一致率小于90％的评价为D。
〔细胞分离过滤器的性状〕
(平均贯穿孔径)
通过使用泡点法(JIS(日本工业标准)K3832、ASTM F316-86)/半干法(ASTME1294-89)的手掌孔隙率计测量了平均贯穿孔径。
(孔隙率)
如上所述，将孔隙率设为Pr(％)，将无纺布10cm见方的膜厚设为Hd(μm)，将无纺布10cm见方的质量设为Wd(g)时，使用Pr＝(Hd-Wd×67.14)×100/Hd计算了孔隙率。
(膜厚)
关于膜厚，使用扫描型电子显微镜实施无纺布的截面观察来得到截面图像。使用截面图像，对无纺布的膜厚的10个部位进行测量，将其平均值作为膜厚。
(临界湿润表面张力(CWST))
表示润湿性的临界湿润表面张力(CWST)通过亲水化剂量或碱处理来控制。以下示出临界湿润表面张力(CWST)的测量方法。
制备具有不同表面张力的溶液。在水平置放的细胞分离过滤器上小心地载置10滴溶液10μL，并且放置10分钟。当10滴中9滴以上被湿润，则判断为细胞分离过滤器被其表面张力的溶液湿润。当被湿润时，使用具有表面张力高于经湿润的溶液同样地进行滴加，重复进行直至10滴中2滴以上不湿润。10滴中2滴以上未被湿润时，判定为细胞分离过滤器未被其表面张力的溶液湿润，将被湿润的溶液与未被湿润的溶液的表面张力的平均值作为细胞分离过滤器的临界湿润表面张力(CWST)。
另外，将被湿润的溶液与未被湿润的溶液的表面张力之差设在2mN/m以内，在温度23℃、相对湿度50％的标准试验室环境(JIS(日本工业标准)K7100)下进行测量。在与其不同的温度或湿度下的测量中，具有换算表时，使用表来计算湿润张力。并且，判定经滴加的溶液被湿润的基准中，将细胞分离过滤器与溶液的接触角设为90°以下。
另外，将乙酸水溶液(54～70mN/m)、氢氧化钠水溶液(72～100mN/m)用于临界湿润表面张力(CWST)的测量，在与测量临界湿润表面张力(CWST)的环境相同的条件下用自动表面张力计(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制、Wilhelmy平板法)测量了经制备的溶液的表面张力。
(纤维密度差)
关于纤维密度差，获取细胞分离过滤器的膜厚方向的X射线CT(ComputedTomography，计算机断层扫描)图像，在截面X射线CT图像中将总膜厚在膜厚方向上分成10等分。对分成10等分的各区间的亮度进行了累计。将经累计的亮度从亮度低的一侧设为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10，求出L1/L10的值，将该值设为纤维密度差。
并且，针对上述亮度L1～L10，确认了是否满足0.9＜Ln/Ln+1＜1.05。满足0.9＜Ln/Ln+1＜1.05时，在纤维密度梯度的栏中记载为“连续”，不满足时，在纤维密度梯度的栏中记载为“不连续”。
另外，下述表1至表4中，由英文字母标记表示的材质分别为以下所示的材质。
CAP：乙酸丙酸纤维素
TAC：三乙酰纤维素
DAC：二乙酰纤维素
PP：聚丙烯
PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯
PSU：聚砜
CMC：羧甲基纤维素
PVP：聚乙烯吡咯烷酮
HPC：羟丙基纤维素
将实施例1～20及比较例1～7的平均贯穿孔径、孔隙率、膜厚、临界湿润表面张力(CWST)、纤维密度差、纤维密度梯度、材质及制造方法示于下述表1～表4中。
以下，对实施例1～20及比较例1～7进行说明。
〔实施例1〕
实施例1中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG Japan Ltd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制。
关于使用静电纺丝法的无纺布，使用日本专利第6132820号公报中所记载的纳米纤维制造装置，将从喷嘴喷出的纺丝溶液的温度设为20℃，将从喷嘴喷出的纺丝溶液的流量设为20mL/小时，并且将施加到溶液与集电极之间的电压调整在10～40kV的范围内，在配置于集电极上的由厚度25μm的铝片组成的支撑体上收集纳米纤维来得到了无纺布。
将上述不溶于水的高分子及亲水化剂溶解于二氯甲烷80质量％及甲醇20质量％的混合溶剂中，以使成为总固体成分浓度10质量％，并将其用作纺丝溶液。另外，实施例1以及以下所示的实施例2～20及比较例1～7中所记载的不溶于水的高分子及亲水化剂的比例如上述固体成分的明细。这与不溶于水的高分子和亲水化剂相对于无纺布的纤维总质量的比例相同。
在表1的“原材料”的栏中，将乙酸丙酸纤维素(CAP)在混合溶剂中占总固体成分中的90质量％的表示为“CAP/90％”。在表1的“亲水化剂”的栏中，将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在混合溶剂中占总固体成分中的10质量％的表示为“PVP/10％”。
在以下说明中，仅在实施例1中，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。以下，对除此以外的物质也与实施例1相同地表示。
实施例1中，平均贯穿孔径为3.1μm，孔隙率为97％，临界湿润表面张力为85mN/m，膜厚为800μm，纤维密度差为0.85，纤维密度梯度为连续。
〔实施例2〕
实施例2中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
实施例2中，如后述的表1所示，变更了平均贯穿孔径及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例2中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为5.0μm，纤维密度差为0.88。
〔实施例3〕
实施例3中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
实施例3中，如后述的表1所示，变更了平均贯穿孔径及纤维密度差，并且将纤维密度梯度设为不连续，除此以外，以与实施例1相同的方式，通过静电纺丝法形成膜厚为400μm的无纺布之后，暂时停止并且用除电器(MILTY公司制静电去除枪Zerostat 3(产品名))对无纺布的表面进行了除电。接着，在相同的条件下对经除电的无纺布的表面再次进行利用静电纺丝法的纺丝，使总膜厚成为800μm。如此制作纤维密度不连续的无纺布，并将其用作细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例3中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为5.0μm，纤维密度差为0.88。
〔实施例4〕
实施例4中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
实施例4中，如后述的表1所示，变更了平均贯穿孔径、膜厚及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造3个无纺布，层叠3个无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例4中，1个无纺布的纤维密度梯度为连续，但是作为细胞分离过滤器，纤维密度梯度不连续。实施例4中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为5.0μm，膜厚为250μm，纤维密度差为0.93。
〔实施例5〕
实施例5中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
实施例5中，如后述的表1所示，变更了平均贯穿孔径及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例5中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为2.1μm，纤维密度差为0.88。
〔实施例6〕
实施例6中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
实施例6中，如后述的表1所示，变更了平均贯穿孔径及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。并且，膜厚为800μm。实施例6中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为9.7μm，纤维密度差为0.87。
〔实施例7〕
实施例7中，与实施例6相比，在细胞分离过滤器的下方配置有由聚砜(PSU)构成的多孔体，除此以外，与实施例6相同。通过日本特开昭62-27006号公报的实施例2中所记载的方法制作了多孔体。多孔体的平均贯穿孔径为0.8μm，孔隙率为85％，厚度为150μm。实施例7中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为9.7μm，纤维密度差为0.87。
另外，通过日本特开昭62-27006号公报的实施例2中所记载的方法制作了多孔体。并且，作为聚砜(PSU)使用了Solvay S.A.制Udel(注册商标)P-3500 LCD MB。
〔实施例8〕
实施例8中，作为不溶于水的高分子使用了三乙酰纤维素(TAC)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为三乙酰纤维素(TAC)使用了Eastman MFG JapanLtd.制M-300(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制。
实施例8中，如后述的表2所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率、膜厚及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，三乙酰纤维素(TAC)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例8中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为4.4μm，孔隙率为96％，膜厚为500μm，纤维密度差为0.90。
〔实施例9〕
实施例9中，作为不溶于水的高分子使用了二乙酰纤维素(DAC)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为二乙酰纤维素(DAC)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CA-320S(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制。
实施例9中，如后述的表2所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率、膜厚及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，二乙酰纤维素(DAC)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例9中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为4.1μm，孔隙率为96％，膜厚为500μm，纤维密度差为0.84。
〔实施例10〕
实施例10中，作为不溶于水的高分子使用了三乙酰纤维素(TAC)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为三乙酰纤维素(TAC)使用了Eastman MFG JapanLtd.制M-300(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制。
实施例10中，如后述的表2所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率、膜厚及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，三乙酰纤维素(TAC)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例10中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为3.8μm，孔隙率为98％，膜厚为150μm，纤维密度差为0.94。
〔实施例11〕
实施例11中，作为不溶于水的高分子使用了三乙酰纤维素(TAC)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为三乙酰纤维素(TAC)使用了Eastman MFG JapanLtd.制M-300(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制。
实施例11中，如后述的表2所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率、膜厚及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，三乙酰纤维素(TAC)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。并且，实施例11中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为7.2μm，孔隙率为95％，膜厚为200μm，纤维密度差为0.94。
〔实施例12〕
实施例12中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
实施例12中，如后述的表2所示，变更了平均贯穿孔径、临界湿润表面张力及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为92.5质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为7.5质量％。实施例12中，与实施例1相比，减少聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的量而减小了临界湿润表面张力，临界湿润表面张力为72mN/m，平均贯穿孔径为3.3μm，纤维密度差为0.90。
〔实施例13〕
实施例13中，作为不溶于水的高分子使用了三乙酰纤维素(TAC)，作为亲水化剂使用了羟丙基纤维素(HPC)。另外，作为三乙酰纤维素(TAC)使用了Eastman MFG Japan Ltd.制M-300(产品名)，作为羟丙基纤维素(HPC)使用了FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制产品编号088-03865(粘度0.15～0.4Pa·s(150～400cP))。
实施例13中，如后述的表2所示，变更了平均贯穿孔径、临界湿润表面张力及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，三乙酰纤维素(TAC)为90质量％，羟丙基纤维素(HPC)为10质量％。实施例13与实施例1的不同之处在于，不溶于水的高分子与亲水化剂的组合。在实施例13中，通过不溶于水的高分子与亲水化剂的组合而减小了临界湿润表面张力，临界湿润表面张力为72mN/m。并且，与实施例1相比，平均贯穿孔径为5.0μm，纤维密度差为0.90。
〔实施例14〕
实施例14中，作为不溶于水的高分子使用了三乙酰纤维素(TAC)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为三乙酰纤维素(TAC)使用了Eastman MFG JapanLtd.制M-300(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制。
实施例14中，如后述的表2所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率及膜厚，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，三乙酰纤维素(TAC)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。并且，膜厚为550μm。实施例14中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为5.5μm，孔隙率为87％，膜厚为500μm。
〔实施例15〕
实施例15中，作为不溶于水的高分子使用了三乙酰纤维素(TAC)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为三乙酰纤维素(TAC)使用了Eastman MFG JapanLtd.制M-300(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制。
实施例15中，如后述的表3所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率、膜厚及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，三乙酰纤维素(TAC)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。并且，实施例15中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为5.5μm，孔隙率为80％，膜厚为400μm，纤维密度差为0.89。
〔实施例16〕
实施例16中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
实施例16中，如后述的表3所示，变更了平均贯穿孔径、膜厚及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例16中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为5.3μm，膜厚为2500μm，纤维密度差为0.76。
〔实施例17〕
实施例17中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
实施例17中，如后述的表3所示，变更了平均贯穿孔径、膜厚及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例17中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为4.9μm，膜厚为4000μm，纤维密度差为0.70。
〔实施例18〕
实施例18中，作为不溶于水的高分子使用了聚砜(PSU)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为聚砜(PSU)使用了Solvay S.A.制Udel(注册商标)P-3500 LCDMB，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制。
实施例18中，如后述的表3所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率、临界湿润表面张力及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，聚砜(PSU)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。实施例18中，不溶于水的高分子与实施例1不同。在实施例18中，通过不溶于水的高分子与亲水化剂的组合而减小了临界湿润表面张力，临界湿润表面张力为72mN/m。并且，实施例18中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为3.5μm，孔隙率为90％，纤维密度差为0.85。
〔实施例19〕
实施例19中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了羧甲基纤维素(CMC)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为羧甲基纤维素(CMC)使用了FUJIFILM Wako PureChemical Corporation制产品编号035-01337。
实施例19中，如后述的表3所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，羧甲基纤维素(CMC)为10质量％。实施例19中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为3.3μm，孔隙率为94％，纤维密度差为0.92。
〔实施例20〕
实施例20中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
实施例20中，如后述的表3所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为45质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为55质量％。实施例20中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为3.6μm，孔隙率为95％，纤维密度差为0.94。
〔比较例1〕
比较例1中，使用聚丙烯(PP)并通过纺粘法制造了膜厚为500μm的无纺布。比较例1中，平均贯穿孔径为2.9μm，孔隙率为80％，临界湿润表面张力为30mN/m，膜厚为500μm，纤维密度差为0.99，并且没有纤维密度梯度。即，比较例1中，纤维密度并非为各向异性而是各向同性。
另外，作为聚丙烯(PP)使用了Japan Polypropylene Corporation制WINTEC(注册商标)WSX02。
〔比较例2〕
比较例2中，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)并通过熔喷法制造了膜厚为350μm的无纺布。比较例2中，平均贯穿孔径为4.5μm，孔隙率为82％，临界湿润表面张力为65mN/m，膜厚为350μm，纤维密度差为0.99，并且没有纤维密度梯度。即，比较例2中，纤维密度并非为各向异性而是各向同性。
另外，作为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)使用了UNITIKALTD.制SA-1206。
〔比较例3〕
比较例3中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
比较例3中，如后述的表4所示，变更了平均贯穿孔径、膜厚及纤维密度差并且设为没有纤维密度梯度的状态，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。比较例3中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为4.8μm，膜厚为30μm，纤维密度差为0.99并且没有纤维密度梯度。即，比较例3中，纤维密度并非为各向异性而是各向同性。
〔比较例4〕
比较例4中，未使用亲水化剂，仅使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)。作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG Japan Ltd.制CAP-482-20(产品名)。
比较例4中，如后述的表4所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率、临界湿润表面张力、膜厚及纤维密度差，并且设为没有纤维密度梯度的状态，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，比较例4中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为4.8μm，孔隙率为90％，临界湿润表面张力为40mN/m，膜厚为200μm，纤维密度差为0.99，并且没有纤维密度梯度。即，比较例4中，纤维密度并非为各向异性而是各向同性。
〔比较例5〕
比较例5中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
比较例5中，如后述的表4所示，变更了平均贯穿孔径及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。比较例5中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为12.5μm，纤维密度差为0.90。
〔比较例6〕
比较例6中，作为不溶于水的高分子使用了乙酸丙酸纤维素(CAP)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为乙酸丙酸纤维素(CAP)使用了Eastman MFG JapanLtd.制CAP-482-20(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAICO.,LTD.制。
比较例6中，如后述的表4所示，变更了平均贯穿孔径及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，乙酸丙酸纤维素(CAP)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。比较例6中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为0.9μm，纤维密度差为0.90。
〔比较例7〕
比较例7中，作为不溶于水的高分子使用了三乙酰纤维素(TAC)，作为亲水化剂使用了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。另外，作为三乙酰纤维素(TAC)使用了Eastman MFG JapanLtd.制M-300(产品名)，作为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使用了K-90 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制。
比较例7中，如后述的表4所示，变更了平均贯穿孔径、孔隙率、膜厚及纤维密度差，除此以外，以与实施例1相同的方式通过静电纺丝法制造无纺布，从而制得了细胞分离过滤器。另外，三乙酰纤维素(TAC)为90质量％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为10质量％。比较例7中，与实施例1相比，平均贯穿孔径为6.8μm，孔隙率为65％，膜厚为200μm，纤维密度差为0.92。
Figure BDA0003207812010000331
Figure BDA0003207812010000341
Figure BDA0003207812010000351
Figure BDA0003207812010000361
如表1～表4所示，与比较例1～7相比，实施例1～20的溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率的评价均优异。
比较例1中，细胞分离过滤器的结构及制造方法不同，没有亲水化剂且临界湿润表面张力(CWST)较小，纤维密度差较小。比较例1中，溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率的评价均差。
比较例2中，细胞分离过滤器的结构及制造方法不同，没有亲水化剂且临界湿润表面张力(CWST)较小，纤维密度差较小。比较例2中，溶血度及过滤后的成分一致率的评价均差，但是处理压力稍微比比较例1良好。
比较例3中，膜厚较薄，纤维密度差较小。比较例3中，溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率的评价均差，但是处理压力及过滤后的成分一致率稍微比比较例1良好。
比较例4中，没有亲水化剂且临界湿润表面张力(CWST)较小，纤维密度差较小。比较例4中，溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率的评价均差，但是处理压力及过滤后的成分一致率稍微比比较例1良好。
比较例5中，平均贯穿孔径较大，溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率的评价均差，但是处理压力稍微比比较例1良好。
比较例6中，平均贯穿孔径较小，溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率的评价均差，但是处理压力稍微比比较例1良好。
比较例7中，孔隙率较小，溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率的评价均差，但是溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率稍微比比较例1良好。
从实施例1、实施例5及实施例6可知，存在溶血度优异的平均贯穿孔径的大小。并且，从实施例6及实施例7可知，设置作为二次过滤器的多孔体时溶血度优异。
从实施例2、实施例3及实施例4可知，纤维密度梯度连续时溶血度及处理压力优异。
从实施例1及实施例10可知，膜厚较厚时溶血度优异。
从实施例1、实施例12及实施例13可知，临界湿润表面张力较大时溶血度优异。
从实施例2、实施例14及实施例15可知，孔隙率为97％的实施例2中，与孔隙率为87％的实施例14相比，溶血度优异，进而与孔隙率为80％的实施例15相比，溶血度及处理压力优异。
从实施例2、实施例16及实施例17可知，膜厚为800μm的实施例2中，与膜厚为2500μm的实施例16相比，溶血度优异，进而与膜厚为4000μm的实施例17相比，溶血度、处理压力及成分一致率优异。
从实施例1及实施例19可知，亲水化剂优选聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。并且，从实施例1及实施例20可知，亲水化剂的含量优选为50质量％以下。
另外，亲水化剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时，与其他原材料相比，与不溶于水的高分子的相溶性较高，亲水性也高，其结果，无纺布的临界湿润表面张力(CWST)变高，从溶血度、处理压力及过滤后的成分一致率的评价的观点考虑为优选。
若亲水化剂的含量超过50质量％，则形成无纺布的纤维的强度下降，容易通过过滤产生形状变化，从而导致处理压力的上升。因此，优选为50质量％以下。
符号说明
10 细胞分离过滤器
12 无纺布
12a 表面
12b 背面
14 多孔体
20 过滤装置
22 外壳
22a 内部
22b 底部
22c 开口部
22d 外表面
24 连接管
26 回收部
27 供给管
28 加压部
28a 垫片
28b 柱塞
30 过滤系统
32 供给部
34 配管
36 控制部
50 压力曲线
52 压力曲线
100 以往的无纺布
Dt 膜厚方向
H 膜厚

Claims (12)

1.一种细胞分离过滤器，其由无纺布构成，所述无纺布由包含不溶于水的高分子及亲水化剂的纤维形成，并且在膜厚方向上存在纤维密度差，
所述无纺布的平均贯穿孔径为2.0μm以上且小于10.0μm，孔隙率为75％以上且98％以下，膜厚为100μm以上，临界湿润表面张力为72mN/m以上。
2.根据权利要求1所述的细胞分离过滤器，其中，所述亲水化剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纤维素及羟丙基纤维素中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的细胞分离过滤器，其中，所述无纺布的膜厚为200μm以上且2000μm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的细胞分离过滤器，其中，
所述临界湿润表面张力为85mN/m以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的细胞分离过滤器，其中，
不溶于所述水的所述高分子为聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚苯乙烯、纤维素衍生物、乙烯-乙烯醇聚合物、聚氯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯及丙烯酸树脂中的任一种或它们的混合物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的细胞分离过滤器，其中，
不溶于所述水的所述高分子由纤维素衍生物组成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的细胞分离过滤器，其中，
相对于所述无纺布的纤维总质量的所述亲水化剂的含量为1～50质量％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的细胞分离过滤器，其中，
所述无纺布的纤维密度在所述膜厚方向上连续变化。
9.一种过滤装置，其具有权利要求1至8中任一项所述的细胞分离过滤器，
所述细胞分离过滤器配置成过滤对象物在膜厚方向上从纤维密度的低密度侧向高密度侧通过。
10.一种过滤装置，其具有：
权利要求1至8中任一项所述的细胞分离过滤器；及
平均贯穿孔径为0.2μm以上且1.5μm以下，并且孔隙率为60％以上且95％以下的多孔体，
所述细胞分离过滤器及所述多孔体配置成过滤对象物依次通过所述细胞分离过滤器及所述多孔体。
11.根据权利要求10所述的过滤装置，其中，
所述细胞分离过滤器配置成过滤对象物在膜厚方向上从纤维密度的低密度侧向高密度侧通过。
12.一种细胞分离过滤器的制造方法，其为权利要求1至8中任一项所述的细胞分离过滤器的制造方法，其中，使用静电纺丝法来制造所述细胞分离过滤器。
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