【発明の詳細な説明】
微量濃縮装置
（発明の分野）
本発明は、ウィルスのようなマクロ分子あるいは粒状物を溶液あるいは懸濁液
から分離し、濃縮するための遠心ろ過装置に関し、詳しくは、ろ過後乾燥から保
護された遠心ろ過装置に関する。
（従来技術）
多くの化学的及び生物化学的技法ではマクロ分子あるいは粒状物を溶液あるい
は懸濁液から分離させる必要がある。そうした技法の多くには、タンパク質溶液
から緩衝材や塩を除去することにより、高度に濃縮された、分析あるいは利用さ
れるべきタンパク質のサンプルを生じさせることが含まれる。
溶液あるいは懸濁液のサンプルを濃縮サンプルとするには一般的には遠心限外
ろ過を使用する。溶液あるいは懸濁液のサンプルを遠心限外ろ過するに際しては
そうしたサンプルがろ過後に乾燥する恐れがあるという固有の問題がある。ろ過
後乾燥は、ろ液中に含まれるマクロ溶質（例えばタンパク質）の生物的活性を低
下させ、また、マクロ分子の全回収質量をも減少させ得る。ろ過後乾燥後に維持
されるマクロ溶質を、緩衝材を追加することにより再溶解させる試みは、低下し
た生物的活性あるいは減少した前記回収量を解決するためには常に作用であると
はいえない。最も作用なのは、所望の最終残留質容量が達成された時にろ過を停
止させることである。
こうしたろ過の停止は、米国特許第４，６３２，７６１号により教示される微
量濃縮装置における“デッドストップ”手段を使用することにより行うことがで
きる。デッドストップ手段は、膜支持台によって創出される流体静力学的バリヤ
であり、細長のスリーブの壁の縁部から内側方向にオフセットした単数あるいは
複数のろ過ダクトを有している。角度固定型の遠心ロータ内で使用し、残留質の
メニスカスが最も外側のろ過ダクトの最も外側の縁部の遠心半径方向高さに達す
ると、ろ過は、膜支持台と膜の残余の湿潤部分との間に含まれるろ液の平衡静水
圧により停止される。この構成には、所定直径の装置管に嵌入する所定寸法の平
坦な膜の利用可能面積の最大化と、その結果としてのろ過速度の最大化とをもた
らすという重要な利益がある。
既知の別のデッドストップ手段によれば、膜面積の一部分に不透性カバーある
いはコーティングが提供される。米国特許第３，８１７，３７９号には、吸着剤
駆動式の濃縮器の底部での膜の一部分に、不透性のコーティングを設けることが
記載される。このコーティングは、周囲重力下での表面張力による吸収に基づい
て部分的にのみろ過作用を妨害しそれにより、メニスカスが膜のコーティング部
分に達した後、ろ過作用をより低い速度で継続させる。現在既知の幾つかの遠心
濃縮器によれば、プラスチックで成形した棚状のデッドストップ手段が残留質チ
ャンバの一部として提供される。遠心装置には、遠心分離器の重力場の方がずっ
と大きいことで吸い込み作用が排除されると言う利益がある。しかしながら、棚
状のデッドストップ手段により覆われる膜面積はろ過のために使用することがで
きずそれが、静水圧式のデッドストップ手段を使用する装置に収納した同寸法の
膜のそれと比較してろ過速度を低下させる。
米国特許第４，６３２，７６１号での設計形状の静水圧式のデッドストップ手
段によれば、膜シールの信頼性が高まる。このデッドストップ手段は膜の下方に
位置付けられることから、容量がずっと大きい装置では、従来からのＯ−リング
を使用して、限外ろ過膜の、溶質を拒絶するためのデリケートな上方薄皮と、残
留質の細長のスリーブの外側縁部との間のシールを膜の上方に形成し、濃縮され
たマクロ溶質のある容量分が、周囲シールからろ液管中に滲出して失われないよ
うにする。柔軟なＯ−リングの弾性により多孔質の膜が一様に押しつぶされるこ
とにより、膜厚的な、あるいは残留質細長のスリーブ及び膜支持体の寸法形状的
なわずかな差が容易に補正される。
不透性のデッドストップ手段を使用する遠心式の微量濃縮装置の場合及び、静
水圧式のデッドストップを使用するずっと小型の装置の場合でさえも、Ｏ−リン
グを使用して膜の上側薄皮と残留質細長のスリーブとの間にシールを形成するの
は実用的ではない。Ｏ−リングの軸線方向の厚さ分は、膜の、不透性のデッドス
トップ手段を使用して残留質を貯蔵するために必要な膜のすぐ上の容量分を占有
するし、もっと小型の微量濃縮装置ではＯ−リングの半径方向の厚さ分が、膜面
積を覆う一部としては大きくなり過ぎて、ろ過速度は受け入れ難いほどに遅くな
る。Ｏ−リングを膜の上方のシールとして使用する上での別の問題は、マクロ溶
質が、プロセス処理補助剤としての多くのエラストマー配合成分に添加された油
により汚染される恐れがあることである。
これらの要因に鑑み、限外ろ過膜を残留質細長のスリーブと膜支持体との間で
単に絞ることでシールする設計形状の、容量のずっと小さい微量濃縮装置が製造
された。膜厚、成型細長のスリーブや膜支持体の寸法形状、そして組立工程での
変動が、一貫した、信頼性のある圧壊シールを非常に困難なものとし、柔軟性の
ない圧壊シールを使用する多くの設計形状の装置ではシール漏れが今尚、重大な
問題となっている。
現在入手することのできる、数ｍＬあるいはそれ未満の容量を濃縮するための
設計形状とされた遠心式の微量濃縮装置は全て、組み立て済みの、使い切り型の
一体ユニットとして製造されている。こうした装置は、残留質を洗い落としてサ
ンプル間でのキャリーオーバーを最小化してもせいぜい数回再使用されるに過ぎ
ない。遠心ろ過用途のために使い切り型の微量濃縮装置を使用する必要があると
、基礎的な調査及び、マクロ分子その他の懸濁個体を少量の液体から分離及び濃
縮する必要のあるその他の手順のための追加のコストが著しいものとなる。
（発明が解決しようとする課題）
解決しようとする課題は、ろ過後乾燥に関連する問題を、信頼できる固定容量
の残留質を生じさせることで回避する、遠心限外ろ過用途で使用するための微量
濃縮装置を提供することである。
他の課題は、良好なシール特性を有しそれにより、ろ過されないサンプルがろ
液キャップ中に滲出するのを防止する、撓み性の微量濃縮装置を提供することで
ある。
他の課題は、エラストマーシールからの油によるマクロ溶質残留質の汚染を防
止することである。
更に他の課題は、ユーザーが簡単且つ容易に組み立て、分解し、孔寸法の異な
る種々の新しい膜と共に再度組立てることのできる、再使用可能な微量濃縮装置
を提供することである。
更に他の課題は、入手可能な膜面積を最大化することである。
（課題を解決するための手段）
本発明によれば、遠心限外ろ過用途で使用するための微量濃縮装置が提供され
る。本発明の微量濃縮装置の利益は、中でも、微量濃縮装置が信頼できる残留質
容量を提供し、かくして、ろ過後乾燥に関連する問題が排除されることである。
更には、１実施例では微量濃縮装置は再使用が可能であり、ユーザーによる分解
及び洗浄、そして、新しい膜を使用しての再組立ても可能である。
本発明の微量濃縮装置はマクロ分子あるいは粒状物を溶液あるいは懸濁液から
分離及び濃縮させるために有用である。本発明の微量濃縮装置は閉じた遠心側端
部と、開放された求心側端部とを有するろ液収集管内に嵌入される。微量濃縮装
置はろ液収集管内に合致し得る細長のスリーブを含み、この細長のスリーブは実
質的には円筒形状を有し、その求心側端部と遠心側端部との位置にはそれぞれ開
口部を有し、更には、細長のスリーブの遠心側部分に位置付けられた環状の棚部
を含む。細長のスリーブの、環状の棚部の側部に隣り合う遠心側端部には台座要
素を取り外し自在に取り付けることができる。台座要素は求心側表面と遠心側表
面とを有し、これらの各表面を貫いて１つ以上の孔あるいは流れポートが伸延さ
れる。本発明の微量濃縮装置は、台座要素を細長のスリーブの遠心側端部にしっ
かりと取り付け、環状の棚部の遠心側側部と接触しつつ台座要素を細長のスリー
ブに連結するカップリング配列構成をも含んでいる。台座要素はろ過されないサ
ンプルが滲出しないような態様下に細長のスリーブに連結されねばならない。
１実施例では、取り外し自在の膜が、取り外し自在の台座要素の遠心側表面と
環状の棚部の遠心側表面との間に配置されるようになっている。本実施例は、台
座要素の遠心側表面上に、ガスケットを、膜の遠心側（不活性の）表面と接触す
る状態で取り付けることによりシール特性を助長することを意図している。
１実施例では、台座要素の遠心側表面は、同心の、円形の複数の隆起リッジを
有し、これらの隆起リッジ間には孔あるいは流れチャンネルが配置される。ある
いは台座要素の遠心側表面は凸形状の断面を有し、台座要素の表面内の流れチャ
ンネル内には１つ以上の段付きの肩部が形成される。
本発明の微量濃縮装置は、使い切り形態での実施例において上述の各要素が実
質的に恒久的に組み立てられる。本実施例での微量濃縮装置は通常は分解及び再
組立することができない。
（図面の簡単な説明）
図１は、ろ液収集管を含む本発明の微量濃縮装置の断面図である。
図２は、本発明の微量濃縮装置の１実施例の一部を形成する、サンプル受容の
ための細長のスリーブの底面図である。
図３Ａは、図２の細長のスリーブの、線３−３に沿って切断した断面図である
。
図３Ｂは、図３Ａの細長のスリーブの別態様における断面図である。
図４は、図３Ａの細長のスリーブを取り外し自在の台座要素に連結した状態を
示す断面図である。
図５は、図３Ｂのサンプル受容細長のスリーブを台座要素と連結し、ろ液収集
管内に配置した状態での断面図である。
図６は、図４に示す、本発明と共に使用することのできる取り外し自在の台座
要素の平面図である。
図７は、図６を線７−７に沿って切断した断面図である。
図８は、本発明の微量濃縮装置と共に使用することのできる細長のスリーブの
別の実施例での底面図である。
図９は、図８を線９−９に沿って切断した、細長のスリーブの断面図である。
図１０は、図８を線１０−１０に沿って切断した細長のスリーブの正面方向か
らの断面図である。
図１１は、本発明の微量濃縮装置と共に使用することのできる、別態様の設計
形状での取り外し自在の台座要素の平面図である。
図１２は、図１１に示す台座要素の側面図である。
図１３は、図１１の台座要素を線１３−１３に沿って切断した断面図である。
図１４は本発明の微量濃縮装置と共に使用することのできる、図１に示す設計
形状での取り外し自在の台座要素の側方断面図である。
図１５は、本発明と共に使用することのできるろ過膜の１実施例の平面図であ
る。
図１６は、本発明と共に使用することのできるろ過膜分配システムの、部分破
除した平面図である。
図１７は、例１の結果を表すグラフである。
図１８は、例２の結果を表すグラフである。
（実施例）
図１に示されるように、微量濃縮装置１０はサンプル受け取りのための細長の
スリーブ１４と、取り外し自在の台座要素１６と、Ｏ−リングあるいはガスケッ
ト４０と、半透過性のろ過膜１８と、閉じキャップ２０とを含んでいる。微量濃
縮装置１０は少なくとも部分的に、ろ液収集管１２内に嵌入するようになってい
る。１実施例では、微量濃縮装置を構成する様々な要素は好都合に分解及び再組
み立てすることができる。この特徴により、微量濃縮装置は、分解し、様々な構
成部品を洗浄し、新しい膜を使用して再組み立てすることによって再使用するこ
とができるようになる。あるいはまた、微量濃縮装置の各構成部品を実質的に恒
久的に組み立て、通常は分解することができないようにすることもできる。
本発明の微量濃縮装置は周知の限外ろ過技法において溶液や、タンパク質、ウ
ィルス、核酸の懸濁液の微量サンプルを濃縮し、分離し、精製するために使用す
ることができる。本発明の微量濃縮装置は、所望の残留質特性を有する限外ろ過
膜と共に使用することもできる。
本発明の微量濃縮装置の利益は、中でもその再使用性にある。この特徴により
本発明の微量濃縮装置は経済的に使用することができ、かくして、使用コストは
従来からの使い切り式の装置と比較して著しく削減される。本発明の微量濃縮装
置は分解及び再組み立てが可能であるにもかかわらず、マクロ溶質が細長のスリ
ーブからろ液収集管に滲出する恐れが少ない、あるいは全くない状態下に、分離
及び濃縮の各技法を確実に実施することができる。加えて、微量濃縮装置はろ過
後乾燥を防ぐ不透性のデッドストップ領域を有しそれにより、３〜３０μＬ、最
も好ましくは約３〜５μＬの範囲での残留質容量が細長のスリーブ内に残留する
ことが保証される。デッドストップ領域は残留質が、例えば漏出によって失われ
ないことを保証するような構成のものとされる。
図１に示されるように、微量濃縮装置１０は、求心側端部２２と、遠心側端部
２４とを有する細長のスリーブ１４を含んでいる。使用のために組み立てるに際
しては、この細長のスリーブをろ液収集管１２の内部に配置する。ろ液収集管１
２は実質的に切頭円錐形状を有している。細長のスリーブ１４の、求心側端部２
３を含む求心側部分は、ろ液収集管１２の開放された求心側端部２６から突出さ
れている。閉じキャップ２０は細長のスリーブ１４の求心側端部２２をシールし
それにより、ろ過手順中のあるいはろ過後の滲出及び蒸発を防止あるいは最小化
する。
図２から図５には、本発明の微量濃縮装置の詳細が示される。細長のスリーブ
１４の遠心側端部２４には、この細長のスリーブ１４の内壁３０から内側に伸延
する環状の棚部２８が含まれる。この環状の棚部２８は求心側表面３９と遠心側
表面３８とを有する。２つ以上の棚部あるいはタブ３２が細長のスリーブ１４の
遠心側端部２４の一部を形成し、環状の棚部２８の下方に伸延される。タブ３２
は、取り外し自在の台座要素１６と係合してこの台座要素１６を細長のスリーブ
１４に連結することのできる表面特徴部分３４を含む。図３Ａ及び図３Ｂに例示
する実施例では、この表面特徴部分３４は求心側を向いた肩部３５の形態を取っ
ている。台座要素１６は半透過性のろ過膜１８が、台座要素１６の求心側表面３
６と、環状の棚部２８の遠心側表面３８との間に挟持されるように細長のスリー
ブ１４と結合される。
図３Ａに例示されるような１実施例では、細長のスリーブ１４の、環状の棚部
２８に向かう部分は、事実上、その全ての長さ部分に沿って実質的に一定の直径
を有している。しかしながら、例示したように、前記直径は細長のスリーブ１４
の求心側端部２３の位置では１段以上増加される。
図２から図５に例示したように、タブ３２は環状の棚部２８の下方に伸延して
細長のスリーブの底部の最低部分を形成する。タブ３２には幾分柔軟性を持たせ
それにより、十分な力を受けた場合には外側に撓むようにするのが好ましい。タ
ブ３２に加えられる力は、細長のスリーブの、タブにより画定される部分の内径
を、台座要素１６をタブ３２の画定する空間内に挿通させ得るに十分なほどに増
大させる。タブは、求心側に面した肩部３５のような表面特徴部分を１つ以上有
し、各タブが自然の位置に復帰すると、これらの表面特徴部分が台座要素１６を
細長のスリーブ１４に係合させる。
図１、図３Ｂ、図９、そして図１０には細長のスリーブ１４の別態様での実施
例が例示される。図示されるように、細長のスリーブの、環状の棚部２８に対す
る求心側の部分は小直径部分５０と、更に求心側に配置された大直径部分５２と
を有する。少なくとも２つの柔軟な延長部５４（タブ３２と類似の）が細長のス
リーブ１４の、環状の棚部２８に対する遠心側の部分から伸延される。この延長
部分５４は、好ましくは軸線方向に細長い孔５６を含む。
環状の棚部２８は通常位置では、何らの力も受けない場合、環状の棚部２８の
内壁３０と直交させて引いた直線に対し、この環状の棚部２８の求心側表面３９
と遠心側表面３８とが約０度から８９度の間の角度をなすように配向されるべき
である。環状の棚部２８の求心側表面３９と遠心側表面３８との前記角度が約０
度から６０度の角度であるのが更に好ましい。これらの求心側表面３９と遠心側
表面３８とは、細長のスリーブの内壁３０に直交させて引いた直線に対し、約１
５度まで下方（遠心側）に角度付けしても良い。環状の棚部２８の求心側表面３
９と遠心側表面３８とを同じ角度で配置する必要はない。例えば、図１では遠心
側表面３８は約４５度の角度で配向され、一方、求心側表面３９は約８度で配向
されている。ここで参照された前記各度は、特に断りのない限り、細長のスリー
ブ１４の内壁３０に直交させて引いた直線に対してのものである。
環状の棚部２８の遠心側表面３８の傾斜角度（例えば約４５度）が、半透過性
のろ過膜１８の求心側表面にシールのための有益な圧縮力を提供するものと考え
られる。
図３Ｂに例示される１実施例では、環状の棚部２８は実質的に垂直に配向され
た環状のリップ３１を含んでいる。環状のリップ３１は環状の棚部２８の底面３
３の上方に約０．００５〜０．０２インチ（約０．０１３〜０．０５ｃｍ）伸延
され、環状の棚部２８の上方に維持された細長のスリーブ内に所望量の残留質が
維持されることを更に保証する上で有益なものである。環状の棚部の求心側表面
３９の前記角度の傾斜をきつくすれば環状のリップ３１は不要となる。
細長のスリーブが、約０．５〜１．０ｍＬの容量範囲での流体６１の容量を収
受することができるのが好ましく、約１．０ｍＬの容量を収受することができる
のが更に好ましい。本発明のための細長のスリーブは１．９ｍＬ容量の標準の微
量遠心管の内部に嵌入するようになっているが、本発明では、ずっと大きいある
いはずっと小さい管のために製造した遠心ロータ内で、もっと多いあるいはもっ
と少ない容量を取り扱うための、更に大型の及び小型の装置を含むことが意図さ
れる。
例えば、細長のスリーブの、ろ液収集（微量遠心）管１２内に嵌入する部分の
直径は約０．２８〜０．３５インチ（約０．７〜０．８９ｃｍ）の範囲内のもの
である。細長のスリーブの、ろ液収集管内に嵌入しない広い部分の直径は臨界的
なものではなく、約０．３５〜０．５０インチ（約０．８９〜１．２７ｃｍ）の
範囲のものとすることができる。代表的には、細長のスリーブの、この細長のス
リーブの最も求心側の部分から環状の棚部２８にかけて測定した場合の長さは約
０．８０〜１．１２インチ（約２．０〜２．８ｃｍ）の範囲内のものである。タ
ブ３２と延長部５４との長さは共に代表的には約０．１５〜０．３インチ（約０
．３８〜０．７６ｃｍ）である。環状の棚部２８は、１．９ｍＬ容量の微量遠心
ろ液管に嵌入するように設計された装置のためには約０．０３〜０．１０インチ
（約０．０７〜０．２５ｃｍ）細長のスリーブの中心に向けて伸延されるのが好
ましい。
先に銘記したように、ろ液収集管１２は事実上、任意の標準の微量遠心管であ
り得る。ろ液収集管は１．９ｍＬ容量の微量遠心管であるのが好ましい。ろ液収
集管１２は実質的には、閉じた遠心側端部５８と、開放された求心側端部６０と
を有する切頭円錐形状を有する。図１に例示されるように、細長のスリーブ１４
はろ液収集管１２の前記開放された求心側端部６０内でしっかりとした摩擦係合
下に位置決めされる。当業者には明らかなように、表面特徴部分は通常、細長の
スリーブの外壁上に、あるいはろ液収集管の内壁上に設けられ、ろ液収集管の通
気を可能とし、また、細長のスリーブのろ液収集管からの取り外しをも容易化す
る。表面特徴部分は、リッジ、チャンネル、突起その他の形態のものとしても良
い。
タブ３２あるいは延長部５４は細長のスリーブ１４の遠心側端部２４上に配置
され、細長のスリーブの可撓性の特徴部分、自己通気性の特徴部分としても作用
する。先に銘記したように、タブ３２及び延長部５４は幾分柔軟性を有し、従っ
て、タブ３２あるいは延長部５４を外側に撓ませることにより、タブ３２あるい
は延長部５４により画定される、台座要素１６をその内部に嵌入させるための部
分の内径を増大させることができる。台座要素が正しく位置決めされた後、タブ
３２あるいは延長部５４はその通常位置に復帰し、台座要素１６としっかりと係
合する。細長のスリーブの遠心側端部２４をろ液収集管の内部に位置決めするこ
とにより、タブ３２あるいは延長部５４は台座要素１６の側壁にも押し付けられ
る。このことが、細長のスリーブ１４が、可変の内径の開口部を有する様々なろ
液収集管の内部にしっかりと合致すること及び、台座要素が細長のスリーブ内に
しっかりと取り付けられることが保証される。
閉じキャップ２０が細長のスリーブ１４の開放された求心側端部と合致され、
遠心分離の前、最中あるいはその後における流体収納物の滲出およびあるいは蒸
発が防止される。図８、図９に例示されるように、閉じキャップ２０はヒンジ６
４を介して細長のスリーブ１４の求心側端部に装着させることができる。この設
計形状は、図３Ｂ、図９及び図１０に例示されるような、ろ液収集管１２の開放
された求心側端部の十分上方に伸延する求心側部分を有する細長のスリーブに関
して有益である。
台座要素１６は、細長のスリーブの、環状の棚部２８に隣り合って且つ遠心側
の一部分に、取り外し自在に且つ交換自在に連結されるようになっている。台座
要素１６は実質的には円盤形状の物体であって、求心側表面３６と遠心側表面３
７とを有する。１つ以上の孔７０がこれらの求心側表面３６と遠心側表面３７と
の間を貫いて伸延し、ろ液のための流れ導管を提供する。台座要素はまた、タブ
３２の表面特徴部分３４と及びあるいは延長部５４の孔５６と相互作用すること
により、台座要素を細長のスリーブに連結できるようにするための１つ以上の表
面特徴部分７２を含んでいる。
図４に例示する１実施例では、台座要素１６の表面特徴部分７２は環状の、遠
心側に面する肩部７４の形態を有している。例示されるように、台座要素の最も
遠心側の部分の外径は台座部分の残余の部分の外径よりも若干小さく、かくして
遠心側に面する肩部７４が創出される。この肩部７４は、タブ３２の表面特徴部
分３４と係合するようになっており、幅は約０．０１５インチ〜０．０３インチ
（約０．０３８〜０．０７６ｃｍ）である。
台座要素１６に形成することのできる別態様の表面特徴部分が図５及び図１１
から図１４に例示される。例示したように、台座要素１６は外側に拡開された突
出部７８を少なくとも２つ有し、これらの突出部は図１、５、９、１０に例示さ
れる形式の細長のスリーブ内に形成された柔軟な延長部５４の孔５６内に嵌入す
る。
台座要素１６の求心側表面３６は、孔７０に向けての且つ孔７０を通してのろ
液の流れを促進するための設計形状とされている。好ましくは、台座要素の求心
側表面３６は実質的に凸形状の断面を有している。図６及び図７に例示されるよ
うに、この求心側表面３６は、同心の、隆起されたリッジ８２によって分離され
た同心の複数の溝８０を有し得る。１つ以上の孔７０が各溝８０内に配置される
のが好ましい。孔７０は代表的には約０．０１〜０．０２インチ（約０．２５〜
０．０５１ｃｍ）の範囲の小さい直径を有する。
あるいは、図１１から図１３に例示されるように、台座要素１６の求心側表面
３６は、隆起された同心のリッジ８４を含み、このリッジ８４から半径方向外側
に配置された１つ以上の孔８６を有する。これらの孔８４は一般に孔７０のそれ
よりも幾分大きい直径を有し、かくして孔８６の数をずっと少なくすることが可
能である。孔８６は約０．０２５〜０．０６インチ（約０．０６６〜０．１６ｃ
ｍ）の範囲の直径を有する。
図１４には台座要素１６の別態様の、Ｏ−リング４０を収納するように特に適
合された実施例が例示される。本実施例では台座要素１６は中間表面４３に隣り
合って（且つ求心側に）形成した、テーパ付けされた環状のスプール８８を含ん
でいる。Ｏ−リング（図示せず）がこの環状のスプール８８の周囲に、Ｏ−リン
グの底面（遠心側の）が台座要素１６の中間表面４３と接触する状態下に取り付
けられる。遠心側表面の、環状スプール８８に隣り合う位置には１つ以上のろ液
流れダクト９０が形成される。ろ液流れダクト９０は、Ｏ−リングの内側表面を
通過してろ液を導通させるための溝として、スプール８８のテーパ付けされた環
状の壁を上方に伸延する。
本発明と共に使用することのできる膜は、事実上任意の半透過性の異方性（薄
皮付き）の限外ろ過膜である。好適な膜材料には、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン、セルロースエステル、再生セルロースポリマーが含まれる。商業的に
入手し得る膜の例には、ＭＩＬＩＰＯＲＥ ＢＩＯＭＡＸ、ＡＭＩＣＯＮＹＭ、
そして、ＦＩＬＴＲＯＮ ＯＭＥＧＡが含まれる。本発明のろ過装置が、様々の
所望の分子重量カットオフその他のろ過及び分離上有益な特性を有する膜を受け
入れることを意図していることは明らかである。
当業者には、本発明の微量濃縮装置と共に使用するために好適な膜直径を容易
に決定することができよう。一般に、膜は、大きい方の直径に関しては、環状の
棚部２８により画定される流路の直径に環状の棚部２８の一方の側の幅寸法を加
えた値よりも若干大きくそれにより、組み立て中における膜と装置の各軸線のず
れが最大である場合でさえも環状の棚部２８が圧壊せず、従って膜をシールする
ことができなくなる隙間が生じないことが保証される。好ましい実施例では膜の
直径は約９／３２インチ（約０．７１ｃｍ）である。膜は台座要素と環状の棚部
との間で圧壊されることにより十分なシールを創出し、また、ろ過されないサン
プルがろ液収集管に漏れ出すのを防止するに十分な厚さを有するべきである。一
般的には膜厚は０．００８〜０．０１２インチ（約０．０２〜０．０３ｃｍ）の
範囲内のものである。
先に銘記したように、本発明の微量濃縮装置は再使用可能である。再使用可能
な装置として、洗浄の容易化のために分解が容易であり次いで容易に再組み立て
可能であるべきである。本発明の微量濃縮装置は、使用のために、特に銘記され
ない限り図１を参照する以下の説明の如く組み立てることができる。
図４に例示される１実施例では、タブ３２の肩部３５は台座要素１６の肩部７
４と係合する。この係合により、台座要素１６に加わる力が、膜１８をして台座
要素１６の求心側表面３６と環状の棚部２８の遠心側表面３８との間にしっかり
と保持せしめる。前記係合により、膜及び台座要素と、環状の棚部との間にはろ
過されないサンプルの漏れを防止するための好適なシールが提供される。１実施
例では台座要素に付与される連結力もまた、環状の棚部２８をして変形せしめ、
上方に（求心側に向けて）更に３０度まで撓ませ、環状の棚部２８と壁面との間
にシールを圧壊し続けるための応力が創出される。
図５に例示されるように、Ｏ−リング４０は、それが望ましいのであれば膜１
８の下方に（遠心側に）配置し、環状の棚部２８に対して膜を圧壊させてシール
作用を助長させるようにしても良い。Ｏ−リング４０は台座要素の求心側表面上
に膜の遠心側４２と係合するように位置決めすることができる。例示しないが、
Ｏ−リングは図４に例示される実施例でのシール作用を助成するためにも使用す
ることができる。図５には、Ｏ−リング４０を格納する、テーパ付けされた環状
のスプール８８を含む台座要素１６の使用が例示される。図示されるように、膜
１８は台座要素１６の求心側表面３６の頂部で且つＯ−リング４０の求心側表面
４１に取り付けられる。
Ｏ−リングは、膜１８を環状の棚部２８の遠心側表面３８に押し付けるための
十分な外径を有する環状の物品であるのが好ましい。Ｏ−リングの内径は、装置
を分解した場合に外れることなく環状のスプール８８の周囲に嵌合するような内
径とするべきである。標準の市販のリングサイズ２−００６のＯ−リングの、弛
緩状態での外径は約０．２５インチ（約．６４ｃｍ）であり、Ｏ−リングの内径
は約０．１２５インチ（約０．３２ｃｍ）であるのが好ましい。Ｏ−リングは、
厚さが約０．０３〜０．０８インチ（約０．０７〜０．２０ｃｍ）であり、好ま
しくは約０．０７インチ（約０．１８ｃｍ）である。Ｏ−リングは事実上任意の
エラストマー材料から作製することができる。好ましい材料はエチレンプロピレ
ン（ＥＰＲあるいはＥＰＤＭ）である。
図１及び図１４に示される装置は、環状の棚部２８の遠心側表面の角度をきつ
く（４５度）したことにより、入手可能なろ過面積及びその結果としてのろ過速
度が劇的に増大するという利益を有している。この設計形状は、標準の１．９ｍ
Ｌ容量の微量遠心管に適したものである。市販のポリスルホン１．０ｋＤ膜を使
用しての１２，０００ｒｅｆでの試験によれば、０．１％の青色デキストラン１
ｍＬ（最大容量）が、目視できる漏れを生じない状態下に、３０分未満の時間で
デッドストップ残留容量６７として４μＬに濃縮されることが分かった。環状の
棚部２８の遠心側表面の角度が４５度である設計形状の微量遠心装置に取り付け
た１ｍＬ容量の１２，０００ｒｅｆでの、０．５インチ（約１．２７ｃｍ）のメ
ニスカス高さにより発生される２１４ｐｓｉ（１平方センチメートル当たり約１
５ｋｇ）の初期透過膜圧により、５分間で初期の２倍の容量低減が達成された。
遠心側表面を４５度の角度（細長のスリーブの壁面に直交させて引いた直線に対
しての）とした設計形状により、作用ろ過面積は０．０５０６平方インチ（約０
．３６平方センチメートル）となった。
これとは対照的に、環状棚部の遠心側表面の角度が１６度（細長のスリーブの
壁面と直交させて引いた直線に対しての）であり、初期容量及びデッドストップ
容量が同じである設計形状のものでは作用ろ過面積は０．０２７８平方インチ（
約０．１８平方センチメートル）であった。これは部分的には、４５度の遠心側
表面を有する環状の棚部の方が内径が大きいことによるものである。そうした大
きい内径が、環状の棚部２８の遠心側表面が下向きに角度付けられることでデッ
ドストップ容量を所定の４μＬとすることを可能とし、その結果、環状の棚部の
作用ろ過面積は、環状の棚部が１６度に角度付けされた遠心側表面を有する設計
形状のものにおける作用ろ過面積を１．２８倍上回る。膜が、スプール８８、Ｏ
−リング４０、環状の棚部２８の遠心側表面３８、によって円滑に湾曲したドー
ム形状に形成され得るという事実から、環状の棚部２８の遠心側表面３８を４５
度に角度付けすることにより、作用ろ過面積は同等直径のへん平な膜のそれを更
に１．５５倍上回るものとなる。全体的な作用ろ過面積の増加は１．９８倍とな
る。
組み立て後、本発明の微量濃縮装置１０は代表的な態様下に使用され得る。ろ
過に引き続き、棚部は確実に、約３〜３０μＬ、好ましくは約３〜５μＬの容量
でのデッドストップ残留容量６７を細長のスリーブ１４内に残留させ、かくして
ろ過後乾燥を防止する。
使用後、本発明の使い切り形式での装置は、分解し、膜を代表的には除去及び
廃棄することができる。微量濃縮装置の種々の構成部品は、洗剤溶液等を使用し
て洗浄した後に再使用される。当業者には、本発明の微量濃縮装置を種々の構成
要素が実質的に組み立てられた使い切り形式のものとしても製造し得ることを認
識されよう。
図１５及び図１６には、本発明の微量濃縮装置と共に使用することのできる、
ろ過膜及びろ過膜分配システムのための好都合な設計形状が例示される。
例示されるように、膜１８は非ろ過用の取り扱い用タブ９２を含み、この取り
扱い用タブ９２が、ブリッジ９４により膜１８のろ過用部分９３に付設されてい
る。好ましくは、ろ過用部分と、タブと、ブリッジとは一体的に形成される。タ
ブは、膜を微量濃縮装置内に位置決めするための、また、膜を微量濃縮装置から
取り外すための、膜のろ過部分の取り扱い性を向上させるという有益な機能を果
たす。この特徴により、膜を、膜の敏感な薄膜面に接触あるいはこの薄膜面を汚
染することなく容易に且つ好都合に取り扱い且つ操作することができるようにな
る。タブは様々の有益な形状、例えば実質的に円形あるいは矩形形状のものとす
ることができる。
タブは、その上部に、膜の特性、例えば分子重量カットオフに関する印９６を
固着させるための表面としても使用され得る。印は、例えば、加熱させたダイを
使用して、膜特性に関する所望の上方を表す印状の脱色部をタブに形成すること
によりタブに固着され得る。印９６は、印象をスタンプするダイを使用して単に
タブ並びにその下部構造を押圧し、この押圧した部分を透明化させることによっ
て形成するのが好ましいことが分かった。
一般に、タブ９２の寸法は非臨界的なものであり、好適な寸法形状は当業者が
決定することができる。好ましい実施例ではタブ及びブリッジは結合されて幅約
０．１２５インチ（約０．３２ｃｍ）、長さ約０．４インチ（約１ｃｍ）の矩形
形状とされる。
図１６に示す実施例では複数の膜−タブユニットを分配ストリップ９８に固着
することができる。膜のろ過用部分９３は分配ストリップ９８の非粘着部分１０
０に配置され、タブ９２及びブリッジ９４は分配ストリップの粘着部分１０２に
配置される。更に、保護用の釈放ストリップ１０４を分配ストリップの上方に、
膜と、ブリッジと、タブとをそれぞれ覆う状態で配置することができる。多くの
場合、分配ストリップ上の粘着性は釈放ストリップ１０４を然るべく維持するた
めに十分なものである。あるいは、分配ストリップ、膜、釈放ストリップ１０４
の接触表面とを全てあるいは部分的に覆う接着剤を塗布しても良い。この目的の
ために好適な接着剤には、斯界に周知の、張り替え自在のシリコーン及びアクリ
ルが含まれ、その好適な例には、Ｃｈａｒｔｐａｋ社の製造する商標名Ｄｙｂｏ
ｎｄｅｒの張り替え瞬間接着剤システムと、３Ｍ社の製造する、商標名ｐｏｓｔ
−ｉｔ６５８の修正及び貼り付けテープ及び、登録商標名Ｓｃｏｔｃｈブランド
の商標名２０７０ＳＡＦＥ ＲＥＬＥＡＳＥのマスキング用張り替え自在テープ
とが含まれる。
こうした態様で組み立てた後、分配ストリップと釈放ストリップとを孔開けし
て使用済みのテープの除去を容易化し、取り扱い及び分配を容易化するためにリ
ールあるいはスプール上に収集することができる。
以下に、本発明を更に例示するための非限定的な例を説明する。例
希釈水内の０．１ｇ／ｄＬの青色デキストラン溶液を使用して膜及び装置の流
量比較を実施した。Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａ１社から入手したこの溶質は平
均分子重量が２，０００，０００ダルトンであり、デキストラン１ｇ当たり０．
１モルの反応性の青色染料を追加することにより可視化した。０．００１ｇ／ｄ
Ｌ容量の溶液は目で明瞭に見ることが可能でありそれにより、ろ液を目視観察す
ることで９９％以上の膜残留質と、シールの一体性とを好都合に確認することが
できる。例１
図１７には、図１の、膜のシール用の棚部（環状の棚部の遠心側表面）を４５
度に傾斜した設計形状に従う微量濃縮装置での比較が示される。改質ポリスルホ
ン製の１０，０００ダルトンカットオフ限外ろ過膜（記号Ｐ１０で示す）と、再
生セルロース製の１０，０００ダルトンカットオフの限外ろ過膜（ＲＣ１０で表
す）が、型式Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ５４１２の微量遠心装置内で、出発容量を１ｍ
Ｌとして試験された。１．９ｍＬ容量のろ液管が初期に検量され、引き続く５分
間の旋回毎に検量された。ろ過速度は、Ｐ１０膜を使用した０．１％青色デキス
トランの方が速く、濃縮量は約２５分後に最大となった。ＲＣ１０再生セルロー
ス膜は孔数がずっと少ないものとして知られるが、最大濃縮量に達するまでに更
に１０分間を要した。例２
図１８は、Ｐ１０膜を使用する図１の微量濃縮装置を、市販入手することので
きる２つの使い切り型の微量濃縮装置と比較した図１と同様の図である。比較装
置１は非透過性のデッドストップ手段と、Ｐ１０膜に垂直に取り付けた大きな表
面積部分とを有している。比較装置２は、デッドストップ手段を持たず、Ｐ１０
膜を使用するろ過速度の速い微量濃縮装置である。全ての装置は０．５ｍＬの出
発容量を使用して試験され、ろ液重量はやはり連続的に測定された。例１に示さ
れるように、図１の装置での流量曲線では０．５ｍＬから約３０μＬとなるまで
に１５分を要した。この試験では全ての装置が、目視し得る漏れを生ずることな
く、１５分間で４０μＬ以下の同等の残留質容量に達した。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし
得ることを理解されたい。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a centrifugal filtration device for separating and concentrating macromolecules or particulates such as viruses from a solution or suspension, and more particularly to a microfiltration device. It relates to a centrifugal filter protected from drying after filtration. BACKGROUND OF THE INVENTION Many chemical and biochemical techniques require the separation of macromolecules or particulates from a solution or suspension. Many of these techniques involve removing buffers and salts from the protein solution to produce a highly concentrated sample of the protein to be analyzed or utilized. In general, centrifugal ultrafiltration is used to make a solution or suspension sample a concentrated sample. The inherent problem with centrifugal ultrafiltration of solution or suspension samples is that such samples may dry out after filtration. Drying after filtration may reduce the biological activity of macro solutes (eg, proteins) contained in the filtrate, and may also reduce the total recovered mass of macromolecules. Attempts to re-dissolve macro-solutes, which are retained after filtration and drying, by adding a buffer, are not always effective to resolve the reduced biological activity or the reduced recovery. Most importantly, the filtration is stopped when the desired final retentate volume has been achieved. Such cessation of filtration can be accomplished by using "dead stop" means in the microconcentrator taught by U.S. Pat. No. 4,632,761. The deadstop means is a hydrostatic barrier created by the membrane support and has one or more filtration ducts offset inwardly from the edge of the elongated sleeve wall. When used in a fixed-angle centrifugal rotor and the retentate meniscus reaches the centrifugal radial height of the outermost edge of the outermost filtration duct, filtration is performed on the membrane support and the remaining wetted portion of the membrane. Is stopped by the equilibrium hydrostatic pressure of the filtrate contained between This configuration has the significant benefit of maximizing the available area of a flat membrane of a given size that fits into a device tube of a given diameter, and consequently maximizing the filtration rate. According to another known dead-stop means, a portion of the membrane area is provided with an impermeable cover or coating. U.S. Pat. No. 3,817,379 describes the provision of an impermeable coating on a portion of the membrane at the bottom of an adsorbent-driven concentrator. This coating only partially interferes with the filtering action based on absorption by surface tension under ambient gravity, thereby allowing the filtering action to continue at a lower rate after the meniscus reaches the coated portion of the membrane. According to some currently known centrifugal concentrators, a plastic shaped shelf-like deadstop is provided as part of the retentate chamber. Centrifugal devices have the advantage that the gravitational field of the centrifuge is much larger, eliminating the suction effect. However, the membrane area covered by the shelf-shaped deadstop means cannot be used for filtration, which is a disadvantage compared to that of membranes of the same dimensions housed in an apparatus using hydrostatic deadstop means. Decrease speed. The hydrostatic dead-stop means of the design in U.S. Pat. No. 4,632,761 increases the reliability of the membrane seal. Because this deadstop means is positioned below the membrane, in much larger capacity devices, conventional O-rings are used to remove the delicate upper skin of the ultrafiltration membrane to reject solutes, A seal between the outer edge of the elongate sleeve of the retentate is formed above the membrane so that a certain volume of the concentrated macro solute does not leach out of the surrounding seal into the filtrate tube. I do. Uniform crushing of the porous membrane due to the elasticity of the flexible O-ring easily compensates for slight differences in thickness or in the dimensions of the residual elongated sleeve and membrane support. . Even in the case of centrifugal microconcentrators using impermeable deadstop means and in much smaller devices using hydrostatic deadstops, the O-ring is used to remove the upper skin of the membrane. It is not practical to form a seal between the residual elongate sleeve. The axial thickness of the O-ring occupies the volume of the membrane just above the membrane required to store the retentate using impermeable dead-stop means, and is more compact. In a microconcentrator, the radial thickness of the O-ring is too large to cover the membrane area and the filtration rate is unacceptably slow. Another problem with using O-rings as seals above the membrane is that macro-solutes can be contaminated by oils added to many elastomer components as processing aids. . In view of these factors, much smaller volume microconcentrators have been designed that are designed to seal the ultrafiltration membrane simply by squeezing it between the elongate sleeve and the membrane support. Variations in film thickness, dimensions of molded elongated sleeves and membrane supports, and assembly processes make consistent and reliable crush seals extremely difficult, and many use inflexible crush seals. Seal leakage is still a serious problem with devices of this design configuration. All currently available centrifugal microconcentrators designed for concentrating volumes of a few mL or less are manufactured as pre-assembled, single-use, integrated units. Such devices are only reused at most a few times, washing away residual material and minimizing carryover between samples. The need to use single-use microconcentrators for centrifugal filtration applications requires basic research and other procedures that require the separation and concentration of macromolecules and other suspended solids from small volumes of liquid. The additional cost of The problem to be solved is to solve the problems associated with post-filtration drying by producing a reliable fixed volume of retentate for use in centrifugal ultrafiltration applications. It is to provide a microconcentrator. Another object is to provide a flexible microconcentrator that has good sealing properties, thereby preventing unfiltered sample from seeping into the filtrate cap. Another object is to prevent the contamination of macro solute retentates by oil from elastomer seals. Yet another object is to provide a reusable microconcentrator that can be easily and easily assembled and disassembled by a user and reassembled with a variety of new membranes having different pore sizes. Yet another challenge is to maximize available membrane area. (Means for Solving the Problems) According to the present invention, there is provided a microconcentrator for use in centrifugal ultrafiltration applications. An advantage of the microconcentrator of the present invention is, inter alia, that the microconcentrator provides a reliable residual mass, thus eliminating the problems associated with post-filtration drying. Furthermore, in one embodiment, the microconcentrator can be reused, disassembled and cleaned by the user, and reassembled using a new membrane. The microconcentrator of the present invention is useful for separating and concentrating macromolecules or particulate matter from a solution or suspension. The microconcentrator of the present invention is fitted into a filtrate collection tube having a closed distal end and an open centripetal end. The microconcentrator includes an elongated sleeve that can fit within the filtrate collection tube, the elongated sleeve having a substantially cylindrical shape, with openings at its centripetal and distal ends, respectively. And an annular ledge positioned on the distal portion of the elongate sleeve. A pedestal element may be removably attached to a distal end of the elongated sleeve adjacent a side of the annular ledge. The pedestal element has a centripetal surface and a distal surface, and one or more holes or flow ports extend through each of these surfaces. The microconcentrator of the present invention comprises a coupling arrangement wherein the pedestal element is securely attached to the distal end of the elongated sleeve and connects the pedestal element to the elongated sleeve while contacting the distal side of the annular shelf. It also contains The pedestal element must be connected to the elongated sleeve in such a way that the unfiltered sample does not seep out. In one embodiment, a removable membrane is arranged between the distal surface of the removable pedestal element and the distal surface of the annular shelf. This embodiment is intended to facilitate sealing properties by mounting a gasket on the distal surface of the pedestal element in contact with the distal (inert) surface of the membrane. In one embodiment, the distal surface of the pedestal element has a plurality of concentric, circular raised ridges between which are located holes or flow channels. Alternatively, the distal surface of the pedestal element has a convex cross-section, and one or more stepped shoulders are formed in the flow channels in the surface of the pedestal element. In the microconcentrator according to the present invention, the above-mentioned components are substantially permanently assembled in a one-time embodiment. The microconcentrator in this embodiment cannot be normally disassembled and reassembled. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a microconcentrator according to the present invention including a filtrate collection tube. FIG. 2 is a bottom view of an elongate sleeve for receiving a sample, which forms part of one embodiment of the microconcentrator of the present invention. FIG. 3A is a cross-sectional view of the elongate sleeve of FIG. 2 taken along line 3-3. FIG. 3B is a cross-sectional view of another embodiment of the elongated sleeve of FIG. 3A. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the elongated sleeve of FIG. 3A connected to a detachable pedestal element. FIG. 5 is a cross-sectional view of the sample receiving elongated sleeve of FIG. 3B connected to a pedestal element and positioned within a filtrate collection tube. FIG. 6 is a plan view of the removable pedestal element shown in FIG. 4 that can be used with the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG. 6 taken along line 7-7. FIG. 8 is a bottom view of another embodiment of an elongated sleeve that can be used with the microconcentrator of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view of the elongate sleeve, taken along line 9-9 of FIG. FIG. 10 is a front cross-sectional view of the elongated sleeve of FIG. 8 taken along line 10-10. FIG. 11 is a plan view of a detachable pedestal element in an alternative design that can be used with the microconcentrator of the present invention. FIG. 12 is a side view of the pedestal element shown in FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view of the pedestal element of FIG. 11 taken along line 13-13. FIG. 14 is a side cross-sectional view of a removable pedestal element in the design shown in FIG. 1 that can be used with the microconcentrator of the present invention. FIG. 15 is a plan view of one embodiment of a filtration membrane that can be used with the present invention. FIG. 16 is a partially broken plan view of a filtration membrane distribution system that can be used with the present invention. FIG. 17 is a graph showing the results of Example 1. FIG. 18 is a graph showing the results of Example 2. EXAMPLE As shown in FIG. 1, a microconcentrator 10 comprises an elongated sleeve 14 for receiving a sample, a removable pedestal element 16, an O-ring or gasket 40, and a semi-permeable filtration membrane. 18 and a closing cap 20. The microconcentrator 10 is adapted to fit at least partially into the filtrate collection tube 12. In one embodiment, the various components that make up the microconcentrator can be conveniently disassembled and reassembled. This feature allows the microconcentrator to be reused by disassembling, cleaning various components, and reassembling with a new membrane. Alternatively, the components of the microconcentrator can be substantially permanently assembled so that they cannot normally be disassembled. The microconcentrator of the present invention can be used in known ultrafiltration techniques to concentrate, separate and purify small samples of solutions and suspensions of proteins, viruses and nucleic acids. The microconcentrator of the present invention can also be used with ultrafiltration membranes having desired retentate properties. The advantage of the microconcentrator of the invention lies, inter alia, in its reusability. This feature allows the microconcentrator of the present invention to be used economically, and thus the cost of use is significantly reduced as compared to conventional single use devices. Although the microconcentrator of the present invention can be disassembled and reassembled, it is possible to separate and concentrate the macrosolute with little or no risk of macrosolute leaching from the elongated sleeve into the filtrate collection tube. Techniques can be reliably implemented. In addition, the microconcentrator has an impervious dead-stop region that prevents drying after filtration, so that a residual volume in the range of 3-30 μL, most preferably about 3-5 μL, remains within the elongated sleeve. Is guaranteed. The deadstop region is configured to ensure that residual quality is not lost, for example, by leakage. As shown in FIG. 1, the microconcentrator 10 includes an elongated sleeve 14 having a centripetal end 22 and a distal end 24. The elongate sleeve is placed inside the filtrate collection tube 12 when assembled for use. The filtrate collection tube 12 has a substantially frusto-conical shape. The centripetal portion of the elongated sleeve 14, including the centripetal end 23, projects from the open centripetal end 26 of the filtrate collection tube 12. The closure cap 20 seals the centripetal end 22 of the elongate sleeve 14, thereby preventing or minimizing leaching and evaporation during or after the filtration procedure. 2 to 5 show details of the microconcentrator according to the present invention. The distal end 24 of the elongate sleeve 14 includes an annular shelf 28 extending inwardly from an inner wall 30 of the elongate sleeve 14. The annular shelf 28 has a centripetal surface 39 and a distal surface 38. Two or more shelves or tabs 32 form part of the distal end 24 of the elongate sleeve 14 and extend below the annular shelf 28. The tab 32 includes a surface feature 34 that can engage with the removable pedestal element 16 and connect the pedestal element 16 to the elongate sleeve 14. In the embodiment illustrated in FIGS. 3A and 3B, this surface feature 34 is in the form of a centripetal facing shoulder 35. The pedestal element 16 is coupled to the elongate sleeve 14 such that a semi-permeable filtration membrane 18 is sandwiched between the centripetal surface 36 of the pedestal element 16 and the distal surface 38 of the annular shelf 28. You. In one embodiment, as illustrated in FIG. 3A, the portion of the elongate sleeve 14 toward the annular ledge 28 has a substantially constant diameter along substantially all of its length. ing. However, as illustrated, the diameter is increased by one or more steps at the centripetal end 23 of the elongated sleeve 14. As illustrated in FIGS. 2-5, tab 32 extends below annular ledge 28 to form the lowest portion of the bottom of the elongate sleeve. Preferably, the tab 32 is somewhat flexible so that it will flex outward when subjected to sufficient force. The force applied to the tab 32 increases the inner diameter of the portion of the elongated sleeve defined by the tab enough to allow the pedestal element 16 to pass through the space defined by the tab 32. The tabs have one or more surface features, such as a centripetally facing shoulder 35, which engage the pedestal element 16 with the elongated sleeve 14 as each tab returns to its natural position. Combine. 1, 3B, 9, and 10 illustrate alternative embodiments of the elongated sleeve 14. FIG. As shown, the centripetal portion of the elongate sleeve relative to the annular ledge 28 has a small diameter portion 50 and a large diameter portion 52 further disposed centripetally. At least two flexible extensions 54 (similar to tabs 32) extend from a portion of elongate sleeve 14 distal to annular ledge 28. The extension 54 preferably includes an axially elongated hole 56. In the normal position, when the annular shelf 28 is not subjected to any force, the centered surface 39 and the distal surface of the annular shelf 28 are aligned with a straight line drawn perpendicular to the inner wall 30 of the annular shelf 28. 38 should be oriented at an angle between about 0 and 89 degrees. More preferably, the angle between the centripetal surface 39 and the distal surface 38 of the annular shelf 28 is between about 0 degrees and 60 degrees. The centripetal surface 39 and the distal surface 38 may be angled downward (distal) to about 15 degrees with respect to a straight line drawn perpendicular to the inner wall 30 of the elongated sleeve. It is not necessary that the centripetal surface 39 and the distal surface 38 of the annular shelf 28 be disposed at the same angle. For example, in FIG. 1, the distal surface 38 is oriented at an angle of about 45 degrees, while the centripetal surface 39 is oriented at about 8 degrees. The degrees referred to here are relative to a straight line drawn perpendicular to the inner wall 30 of the elongated sleeve 14 unless otherwise specified. It is believed that the angle of inclination (eg, about 45 degrees) of the distal surface 38 of the annular ledge 28 provides a beneficial compressive force for sealing the centripetal surface of the semipermeable filtration membrane 18. In one embodiment illustrated in FIG. 3B, the annular ledge 28 includes a substantially vertically oriented annular lip 31. An annular lip 31 is positioned above the bottom surface 33 of the annular shelf 28 about 0. 005-0. 02 inches (approx. 013-0. 05 cm), which is beneficial in further assuring that the desired amount of retentate is maintained in an elongated sleeve maintained above the annular ledge 28. If the inclination of the above-mentioned angle of the centripetal surface 39 of the annular shelf is made tight, the annular lip 31 becomes unnecessary. The elongated sleeve is about 0,0. 5-1. Preferably, a volume of fluid 61 in a volume range of 0 mL can be received, about 1. More preferably, a volume of 0 mL can be received. The elongated sleeve for the present invention is: Although designed to fit inside a standard 9 mL microcentrifuge tube, the present invention provides for handling more or less volume in a centrifugal rotor manufactured for much larger or much smaller tubes. Are intended to include larger and smaller devices. For example, the diameter of the part of the elongate sleeve that fits into the filtrate collection (microcentrifuge) tube 12 is about 0.3 mm. 28-0. 35 inches (approx. 7-0. 89 cm). The diameter of the elongated portion of the elongate sleeve that does not fit into the filtrate collection tube is not critical and may be about 0.1 mm. 35-0. 50 inches (approx. 89-1. 27 cm). Typically, the length of the elongate sleeve, as measured from the most centripetal portion of the elongate sleeve to the annular ledge 28, is about 0.5. 80-1. 12 inches (about 2. 0-2. 8 cm). Both tab 32 and extension 54 typically have a length of about 0. 15-0. 3 inches (approx. 38-0. 76 cm). The annular shelf 28 includes: For a device designed to fit into a 9 mL volume microcentrifuge filtrate tube, about 0. 03-0. 10 inches (approx. 07-0. 25 cm) preferably extending towards the center of the elongate sleeve. As noted above, the filtrate collection tube 12 can be virtually any standard microcentrifuge tube. The filtrate collection tube is 1. It is preferably a 9 mL microcentrifuge tube. The filtrate collection tube 12 has a substantially frusto-conical shape with a closed distal end 58 and an open centripetal end 60. As illustrated in FIG. 1, the elongate sleeve 14 is positioned under tight frictional engagement within the open centripetal end 60 of the filtrate collection tube 12. As will be apparent to those skilled in the art, the surface features are usually provided on the outer wall of the elongate sleeve or on the inner wall of the filtrate collection tube to allow ventilation of the filtrate collection tube, and It also facilitates removal from the filtrate collection tube. The surface features may be ridges, channels, protrusions, or other forms. The tab 32 or extension 54 is located on the distal end 24 of the elongate sleeve 14 and also acts as a flexible feature of the elongate sleeve, a self-breathing feature. As noted above, the tab 32 and extension 54 are somewhat flexible, and thus, by flexing the tab 32 or extension 54 outward, the pedestal defined by the tab 32 or extension 54. The inside diameter of the part for fitting the element 16 therein can be increased. After the pedestal element is properly positioned, the tab 32 or extension 54 returns to its normal position and engages the pedestal element 16 securely. By positioning the distal end 24 of the elongate sleeve inside the filtrate collection tube, the tab 32 or extension 54 is also pressed against the side wall of the pedestal element 16. This ensures that the elongate sleeve 14 fits snugly within the various filtrate collection tubes having variable inner diameter openings and that the pedestal element is securely mounted within the elongate sleeve. . A closing cap 20 is mated with the open centripetal end of the elongate sleeve 14 to prevent seepage and / or evaporation of the fluid reservoir before, during or after centrifugation. As illustrated in FIGS. 8 and 9, the closing cap 20 can be attached to the centripetal end of the elongate sleeve 14 via the hinge 64. This design is beneficial for an elongated sleeve having a centripetal portion extending well above the open centripetal end of the filtrate collection tube 12, as illustrated in FIGS. 3B, 9 and 10. is there. The pedestal element 16 is adapted to be removably and interchangeably connected to a portion of the elongated sleeve adjacent the annular ledge 28 and distally. Pedestal element 16 is a substantially disc-shaped object having a centripetal surface 36 and a distal surface 37. One or more holes 70 extend through between the centripetal surface 36 and the distal surface 37 to provide a flow conduit for the filtrate. The pedestal element may also include one or more surface features 72 for interacting with the surface features 34 of the tab 32 and / or the apertures 56 of the extension 54 to allow the pedestal element to be connected to the elongate sleeve. Contains. In one embodiment illustrated in FIG. 4, the surface feature 72 of the pedestal element 16 has the form of an annular, distal-facing shoulder 74. As illustrated, the outer diameter of the most distal portion of the pedestal element is slightly smaller than the outer diameter of the remaining portion of the pedestal portion, thus creating a distally facing shoulder 74. The shoulder 74 is adapted to engage the surface feature 34 of the tab 32 and has a width of about 0.5 mm. 015 inches to 0. 03 inches (approx. 038-0. 076 cm). Alternative surface features that can be formed on the pedestal element 16 are illustrated in FIGS. 5 and 11-14. As illustrated, the pedestal element 16 has at least two outwardly flared protrusions 78 formed in an elongated sleeve of the type illustrated in FIGS. Into the hole 56 of the flexible extension 54. The centripetal surface 36 of the pedestal element 16 is designed to promote the flow of filtrate toward and through the hole 70. Preferably, the pedestal element centripetal surface 36 has a substantially convex cross-section. As illustrated in FIGS. 6 and 7, the centripetal surface 36 may have a plurality of concentric grooves 80 separated by concentric, raised ridges 82. Preferably, one or more holes 70 are located within each groove 80. Hole 70 is typically about 0. 01-0. 02 inches (approx. 25-0. 051 cm). Alternatively, as illustrated in FIGS. 11-13, the centripetal surface 36 of the pedestal element 16 includes a raised concentric ridge 84 and one or more holes disposed radially outward from the ridge 84. 86. These holes 84 generally have a somewhat larger diameter than that of holes 70, thus allowing the number of holes 86 to be much smaller. The hole 86 is approximately 0. 025-0. 06 inches (approx. 066-0. 16 cm). FIG. 14 illustrates another embodiment of the pedestal element 16 that is particularly adapted to house an O-ring 40. In this embodiment, the pedestal element 16 includes a tapered annular spool 88 formed adjacent (and centripetally) to the intermediate surface 43. An O-ring (not shown) is mounted around this annular spool 88 with the bottom (distal side) of the O-ring in contact with the intermediate surface 43 of the pedestal element 16. One or more filtrate flow ducts 90 are formed on the distal surface adjacent the annular spool 88. The filtrate flow duct 90 extends upwardly through the tapered annular wall of the spool 88 as a groove for conducting filtrate through the inner surface of the O-ring. Membranes that can be used with the present invention are virtually any semipermeable anisotropic (skinned) ultrafiltration membranes. Suitable membrane materials include polysulfones, polyethersulfones, cellulose esters, regenerated cellulose polymers. Examples of commercially available membranes include MILIPORE BIOMAX, AMICONYM, and FILTRON OMEGA. Obviously, the filtration device of the present invention is intended to accept a membrane having a variety of desired molecular weight cutoffs and other beneficial filtration and separation properties. One skilled in the art will readily be able to determine a suitable membrane diameter for use with the microconcentrator of the present invention. Generally, the membrane will be slightly larger for the larger diameter than the diameter of the flow path defined by the annular shelf 28 plus the width dimension of one side of the annular shelf 28. It is assured that the annular ledge 28 does not collapse, even when the deviation between the axes of the membrane and the device in the interior is at a maximum, so that no gaps occur which make it impossible to seal the membrane. In a preferred embodiment, the membrane diameter is about 9/32 inch (about 0. 71 cm). The membrane should be of sufficient thickness to create a sufficient seal by being crushed between the pedestal element and the annular shelf and to prevent unfiltered sample from leaking into the filtrate collection tube It is. Generally, the film thickness is 0. 008-0. 012 inches (approx. 02-0. 03 cm). As noted above, the microconcentrator of the present invention is reusable. As a reusable device, it should be easy to disassemble for easy cleaning and then easily reassembled. The microconcentrator of the present invention can be assembled for use as described below with reference to FIG. 1 unless otherwise noted. In one embodiment illustrated in FIG. 4, shoulder 35 of tab 32 engages shoulder 74 of pedestal element 16. This engagement causes the force on the pedestal element 16 to cause the membrane 18 to be securely held between the centripetal surface 36 of the pedestal element 16 and the distal surface 38 of the annular shelf 28. Said engagement provides a suitable seal between the membrane and pedestal element and the annular ledge to prevent leakage of unfiltered sample. In one embodiment, the coupling force applied to the pedestal element also causes the annular shelf 28 to deform and bend further up (toward the centripetal side) by up to 30 degrees, and the connection between the annular shelf 28 and the wall surface. In between, stress is created to keep the seal crushing. As illustrated in FIG. 5, an O-ring 40 is placed below (distal side) the membrane 18, if desired, to crush the membrane against the annular shelf 28 to provide a sealing effect. May be promoted. An O-ring 40 may be positioned on the centripetal surface of the pedestal element to engage the distal side 42 of the membrane. Although not illustrated, O-rings can also be used to assist in the sealing action in the embodiment illustrated in FIG. FIG. 5 illustrates the use of the pedestal element 16 including an annular tapered spool 88 for storing the O-ring 40. As shown, the membrane 18 is attached to the top of the centripetal surface 36 of the pedestal element 16 and to the centripetal surface 41 of the O-ring 40. The O-ring is preferably an annular article having a sufficient outer diameter to press the membrane 18 against the distal surface 38 of the annular shelf 28. The inner diameter of the O-ring should be such that it fits around the annular spool 88 without dislodging when the device is disassembled. The outer diameter of a standard commercially available O-ring of size 2-006 in the relaxed state is about 0. 25 inches (approx. 64 cm), and the inner diameter of the O-ring is about 0. 125 inches (approx. 32 cm). The O-ring has a thickness of about 03-0. 08 inches (approx. 07-0. 20 cm), preferably about 0. 07 inches (approx. 18 cm). The O-ring can be made from virtually any elastomeric material. A preferred material is ethylene propylene (EPR or EPDM). The apparatus shown in FIGS. 1 and 14 dramatically increases the available filtration area and consequent filtration rate by sharpening (45 degrees) the distal surface of the annular shelf 28. It has the benefit of. This design shape is the standard 1. It is suitable for a microcentrifuge tube having a volume of 9 mL. Commercially available polysulfone Testing at 12,000 ref using a 0 kD membrane revealed that the It was found that 1 mL (maximum volume) of 1% blue dextran was concentrated to 4 μL as dead stop residual volume 67 in less than 30 minutes, with no visible leakage. A 1 mL volume of 12,000 ref, attached to a microcentrifuge with a designed shape in which the angle of the centrifugal side surface of the annular shelf 28 is 45 degrees. 5 inches (about 1. With an initial permeable membrane pressure of 214 psi (approximately 15 kg per square centimeter) generated by a meniscus height of 27 cm), twice the initial volume reduction was achieved in 5 minutes. Due to the design shape of the centrifugal surface at a 45 degree angle (relative to a straight line drawn perpendicular to the wall of the elongated sleeve), the working filtration area is 0. 0506 square inches (approximately 0. 36 square centimeters). In contrast, the angle of the distal surface of the annular shelf is 16 degrees (relative to a straight line drawn perpendicular to the wall of the elongated sleeve), and the initial volume and deadstop volume are the same. In the case of the design shape, the working filtration area is 0. 0278 square inches (approx. 18 square centimeters). This is due in part to the larger inner diameter of the annular ledge having a 45 degree centrifugal surface. Such a large inner diameter allows the distal stop surface of the annular shelf 28 to be angled downward so that the deadstop volume is at a predetermined 4 μL, so that the working filtration area of the annular shelf is 1. The active filtration area in the design configuration where the shelves have a 16-degree angled distal surface. 28 times higher. Due to the fact that the membrane can be formed into a smoothly curved dome shape by the spool 88, the O-ring 40, and the distal surface 38 of the annular shelf 28, the distal surface 38 of the annular shelf 28 is The working filtration area further increases that of a flat membrane of equivalent diameter by 1. 55 times more. The overall increase in working filtration area is 1. It becomes 98 times. After assembly, the microconcentrator 10 of the present invention can be used in a representative manner. Following filtration, the shelves ensure that a residual deadstop volume 67 in a volume of about 3-30 μL, preferably about 3-5 μL, remains in the elongated sleeve 14, thus preventing post-filtration drying. After use, the single-use device of the present invention can be disassembled and the membrane typically removed and discarded. Various components of the microconcentrator are reused after being cleaned using a detergent solution or the like. One skilled in the art will recognize that the microconcentrator of the present invention may also be manufactured as a single-use type with various components substantially assembled. Figures 15 and 16 illustrate a convenient design for a filtration membrane and a filtration membrane distribution system that can be used with the microconcentrator of the present invention. As illustrated, the membrane 18 includes a non-filtering handling tab 92 that is attached to the filtering portion 93 of the membrane 18 by a bridge 94. Preferably, the filtering part, the tab and the bridge are integrally formed. The tub serves the beneficial function of improving the handleability of the filtration part of the membrane for positioning the membrane in the microconcentrator and for removing the membrane from the microconcentrator. This feature allows the membrane to be easily and conveniently handled and manipulated without contacting or contaminating the sensitive thin film surface of the film. The tabs can be of any useful shape, for example, substantially circular or rectangular. The tab may also be used as a surface on top of which indicia 96 are immobilized on the properties of the membrane, for example the molecular weight cutoff. The indicia can be affixed to the tab, for example, by using a heated die to form an indentation on the tab in the form of an indicia representing the desired top with respect to the film properties. It has been found that the indicia 96 is preferably formed by simply pressing the tab and its substructure using a die to stamp the impression, and clarifying the pressed portion. In general, the dimensions of tab 92 are non-critical, and suitable dimensions can be determined by one skilled in the art. In a preferred embodiment, the tabs and bridges are joined to a width of about 0.5 mm. 125 inches (approx. 32 cm) and a length of about 0. It has a rectangular shape of 4 inches (about 1 cm). In the embodiment shown in FIG. 16, a plurality of membrane-tab units can be secured to the distribution strip 98. The filtering portion 93 of the membrane is located on the non-adhesive portion 100 of the distribution strip 98 and the tabs 92 and bridges 94 are located on the adhesive portion 102 of the distribution strip. Further, a protective release strip 104 can be placed over the distribution strip, covering the membrane, bridge, and tab, respectively. In many cases, the tack on the distribution strip is sufficient to maintain the release strip 104 in place. Alternatively, an adhesive may be applied that entirely or partially covers the dispensing strip, the membrane, and the contact surface of the release strip 104. Suitable adhesives for this purpose include reversible silicones and acrylics, well known in the art, and suitable examples include the Dybonder refillable instant adhesive system manufactured by Chartpak. Includes a post-it 658 modified and affixed tape manufactured by 3M, Inc. and a maskable repositionable tape of the 2070 SAFE RELEASE trademark of the Scotch brand. After assembling in this manner, the dispensing and release strips can be perforated to facilitate removal of used tape and collected on reels or spools for ease of handling and dispensing. The following non-limiting examples are provided to further illustrate the invention. An example A 0.1 g / dL blue dextran solution in dilution water was used to perform a membrane and device flow comparison. This solute, obtained from Sigma Chemica 1, has an average molecular weight of 2,000,000 daltons and a 0.1 g / g dextran. Visualized by adding 1 mole of reactive blue dye. The 0.001 g / d L volume solution is clearly visible by eye, so that visual observation of the filtrate conveniently confirms 99% or more of membrane retentate and seal integrity. be able to. Example 1 FIG. 17 shows a comparison of the microconcentrator of FIG. 1 following a design shape in which the shelf for sealing the membrane (the centrifugal surface of the annular shelf) is inclined at 45 degrees. A 10,000 Dalton cut-off ultrafiltration membrane made of modified polysulfone (indicated by symbol P10) and a 10,000 dalton cut-off ultrafiltration membrane made of regenerated cellulose (indicated by RC10) are microcentrifuged by Model Eppendorf 5412. Tested in the apparatus with a starting volume of 1 mL. A 1.9 mL volume filtrate tube was calibrated initially and calibrated for each subsequent 5-minute swirl. The filtration rate was faster with 0.1% blue dextran using a P10 membrane, and the concentration was maximal after about 25 minutes. The RC10 regenerated cellulose membrane is known to have a much lower number of pores, but took an additional 10 minutes to reach maximum concentration. Example 2 FIG. 18 is a view similar to FIG. 1 in which the microconcentrator of FIG. 1 using a P10 membrane is compared with two commercially available single use microconcentrators. The comparison device 1 has a non-permeable dead stop means and a large surface area mounted perpendicular to the P10 membrane. The comparison device 2 is a microconcentration device having no dead-stop means and using a P10 membrane and having a high filtration rate. All devices were tested using a starting volume of 0.5 mL, and the filtrate weight was also measured continuously. As shown in Example 1, it took 15 minutes for the flow rate curve in the apparatus of FIG. 1 to reach 0.5 mL to about 30 μL. In this test, all devices reached an equivalent residual mass of less than or equal to 40 μL in 15 minutes without visible leakage. Although the present invention has been described with reference to the embodiments, it should be understood that various modifications can be made within the present invention.