JP2004512155A

JP2004512155A - ウェルを含む濾過装置

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Publication number: JP2004512155A
Application number: JP2000615145A
Authority: JP
Inventors: トマス　ジー．ゼルマニ
Original assignee: Millipore Corp
Current assignee: EMD Millipore Corp
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 2000-05-04
Publication date: 2004-04-22
Also published as: US6764653B2; WO2000066268A3; US20010012493A1; US6309605B1; WO2000066268A2; US6514463B2; WO2000066268B1; US20020108898A1

Abstract

液体から選択された溶質を濾過するために、好まれるものとして限外濾過膜である、膜を使用した単体または複数のウェルのプレートが開示される。詳細に述べると、ウェルの上部と下部との間に一体型の封止を形成するように、ウェルの内部に膜を封止するために好まれる方法及び、その構造が開示される。好まれる方法はフィルターを装置の暗渠部分に固定する熱による封止用デバイスを使用する。

Description

【０００１】
本発明は生物学的または生化学的材料の濃縮または分析のために適した単体または複数のウェルの濾過装置に関する。さらに詳細に述べると、本発明は装置の暗渠（ｕｎｄｅｒｄｒａｉｎ）に封止された濾過媒体を持った単体または複数のウェルの濾過装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
１つまたは複数のウェルを持ったプレート、または反応小室（ｒｅａｃｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ）は一般的な実験器具である。そのような装置（または、デバイス）は多様な目的及び分析のために利用されている（米国特許Ｎｏ．４，９０２，４８１参照）。単体のウェル装置（または、ウェルデバイス）もまた周知である（米国特許Ｎｏ．３，４８３，７６８、４，６３２，７６１及び４，７２２，７９２参照）。
【０００３】
プレート型の濾過装置は一般にウェルプレートと呼ばれる、上部のプレート及び、暗渠（ｕｎｄｅｒｄｒａｉｎ）と呼ばれる下部のプレートの、２つのプレートを含む。ウェルプレートは一方の端が開いた状態で、もう一方の端に封止された濾過膜を持つ、１つまたは複数のウェルを備える。暗渠にはウェルプレートのウェルと位置合わせされている、第２のウェルの組が備えられる。暗渠の各ウェルは開いた端及び、上部のプレートの濾過膜を通る液体を受容するために設計された噴出口を持った小さな開口を含む、第２の端を持つ。開口及び噴出口の寸法は液体が通常の大気の状態の下で、表面張力によりウェルプレートの膜の上に保持され、膜に圧力差が加えられたときに、膜及び開口及び噴出口を通過するように制御される。
【０００４】
濾過媒体は多様な方法により、ウェルプレートの下の方の部分に取り付けられる。１つの方法では、濾過膜のシートがウェルプレートの底部全体に延ばされ、個々のウェルの各々に接着される。２つ目の方法では、個々の膜片が切り取られ、ウェルの内部に配置される。そこにおいて、ウェル内の膜の位置を保持するために摩擦やアンダーカットが使用される。３つ目の、一般的な方法では、個々の片がウェルプレートの個々のウェルの底部に接着される。
【０００５】
第１の方法には、膜を通過する液体がウェルの間を横方向に移動することができ、隣接するウェルを汚染するという問題がある。第２の方法は適切な配置、及びその配置を長い時間保持することに依存している。振動、荒っぽい扱い、及び他の要因により、膜が移動し、サンプル全体や、サンプルの少なくとも一部を喪失する可能性がある。さらに、それらは一体型の封止の形成に欠けるので、液体がフィルター全体を迂回し、結果として、製品の喪失や濾過の汚染を生ずる可能性がある。第３の方法はウェル間に漏洩や汚染を起こさず、漏れを防ぐための、膜のウェルプレートへの本質的な封止が存在するので、最も好まれ、一般的な方法として利用されている。
【０００６】
これらの装置において、膜は微孔質の膜またはガラスファイバーデプスフィルター、または他の粗い濾過媒体に限定されている。これは膜の性質及び、ウェルプレートのウェルの底部への封止が可能、または比較的容易であるということに基づいている。他の膜、特に限外濾過（ＵＦ（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ））膜も使用可能であるとされているが、それらはウェルプレート内に上手く封止されたことはない。これはＵＦ（限外濾過）膜の構造及び成分による。これらの膜は比較的薄く、脆い。それゆえ、これらの膜は通常、不織（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ）の多孔質シートや微孔質膜等の、支持構造物上に張られる。ＵＦ膜自体は機械的または化学的結合方法に対して非常に敏感な、比較的薄く、高密度の材料である。
【０００７】
微孔質膜以外の膜の使用を可能にし、従来技術の長所、すなわち、ウェル間の横方向の流れ及び汚染を防止すること、及び同一の装置（または、デバイス）上に複数のウェルを使用することが可能なプレートシステムが望まれる。本発明はそのような装置を提供する。
【０００８】
（発明の要約）
本発明は単体または複数のウェルの濾過装置を提供し、微孔質膜以外の膜、特にＵＦ膜、ナノ濾過（ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）膜、及び逆浸透膜の使用を可能にする濾過装置を提供する。さらに、本発明は減圧または遠心力によるものを含む圧力下での濾過によって、各ウェルから液体を除去する能力を持った装置（または、デバイス）を提供する。各ウェルからの濾過水は隣接するウェルの濾過水とは別々に（または、分離した状態で）ウェルに受容される。したがって、装置は隣接するウェル間の汚染を伴わずに、保持物及び（または）濾過物の回収及び（または）分析を可能にする。
【０００９】
本発明は開いた両端及び、小さな開口及び噴出口を除いて実質的に閉じた一方の端（下部の端）を持った暗渠を持つウェルプレートを持つ。暗渠のもう一方の端は膜を通して液体を濾過するための減圧や加圧が適用されるまで、全ての液体がウェルプレートのウェルに保持されるように、ウェル全体に封止された濾過膜を持つ。膜は熱結合、超音波結合、振動結合、摩擦結合、接着結合、溶剤結合、またはオーバーモールディング（ｏｖｅｒｍｏｌｄｉｎｇ）等の、従来の方法によって暗渠のウェルに封止される。しかしながら、膜は熱結合によって封止されることが好まれる。
【００１０】
１つまたは複数の個々のドレイン区画（室）であって、ドレイン開口及び各区画（室）の外周に隣接して配置されたドレイン区画壁を持った区画（室）を持った暗渠部分；暗渠部分の１つまたは複数のドレイン区画に配置された、１つまたは複数のフィルター要素であって、前記フィルター要素の各々がフィルター要素の周囲と暗渠部分のドレイン区画との間の一体的な封止として形成されるような様式で、暗渠部分に取り付けられるフィルター要素；及び、１つまたは複数の個々のウェルを持ったウェルプレートであって、前記複数のウェルが暗渠部分と位置が合うような数及び場所に配置されているウェルプレート、を持った濾過装置を提供することが本発明の目的である。
【００１１】
複数の個々のドレイン区画（室）であって、区画（室）の下部に形成されたドレイン開口及び区画（室）の外周に隣接して配置されたドレイン区画壁を持った区画（室）を持った暗渠部分；暗渠部分の区画の少なくとも一部に配置された複数のフィルター要素であって、前記フィルター要素の各々がフィルター要素の周囲と暗渠部分の区画との間の一体的な封止として形成されるように、暗渠部分に取り付けられるフィルター要素；及び、複数の個々のウェルを持ったウェルプレートであって、前記ウェルプレートが暗渠部分に配置されたとき、前記複数のウェルが暗渠部分と位置が合うような数及び場所に配置されるウェルプレート、を持った複数のウェル装置を提供することが本発明のもう１つの目的である。
【００１２】
複数の個々のドレイン区画を持った暗渠部分であって、前記区画がドレイン開口、前記ドレイン開口を囲むフィルター支持、及びフィルター支持の外周に隣接して配置されたドレイン区画の壁を持つ暗渠部分を形成すること；暗渠部分に備えられるドレイン区画の各々にフィルター要素を配置すること；フィルター要素の周囲と暗渠部分のドレイン区画との間に一体的な封止を形成するように、前記ドレイン区画の各々のフィルター要素を、それの周囲で、ドレイン区画に取り付けること；暗渠部分の複数のドレイン区画の数及び位置と数と位置が合った複数の個々のウェルを持ったウェルプレートを形成すること；及び、各々がウェル、ドレイン及び、その間で封止されたフィルターを持った、複数の封止された濾過装置を形成するように、ウェルプレートを暗渠部分に固定すること、によって複数のウェル濾過装置を形成する方法を提供することが本発明のさらなる目的である。
【００１３】
各々が第１の開いた端、第２の開いた端、及び外周の表面を持った、少なくとも１つの第１ウェルを持った第１プレート、第１の開いた端及び第１の閉じた端を持った、少なくとも１つの第２ウェルを持った第２プレートであって、前記閉じた端が閉じた端の厚さを貫通して拡張する穴、及び内周の表面を持ち、第１プレートの上部と第２プレートの閉じた端との間に連続的なウェルが形成されるように前記第１プレートに固定されている第２プレート、前記第１プレートの第２端と前記第２プレートの前記第１の閉じた端との間に配置されたフィルター、及び、前記穴と流体の伝達が可能な状態にある、開いた端を持った、開いた噴出口から形成される濾過装置を提供することが本発明のさらなる目的である。
【００１４】
本発明のこれら及び他の実施例及び目的は以下の説明及び請求の範囲から明らかになるだろう。
【００１５】
（発明の詳細な説明）
図１には本発明の第１の実施例が示されている。この実施例において、装置（または、デバイス）は単体のプレート１から形成されている。このプレート１は１つまたは複数のウェル２を持つ。実施例に示されているように、１つまたは複数のウェルは平面部分３から上に突き出ている。あるいは、図２に示されているように、ウェルは平面部分３から下に下がっていてもよい。１つまたは複数のウェルの内壁４はウェル自体を形成している。ウェルの底部５は閉じている。ウェルの底部５の内面と底部の外面７との間に流体の伝達を形成するために、ウェルの底部には開口６が形成されている。フィルター８は図１及び２に示されているように、ウェルの底部５に隣接して備えられる。フィルターは開口６をウェルの残りの部分から分離するように、ウェルの内面に封止される。これは開口６を通過する流体の全てが、フィルター８を最初に通過するように、ウェルの２つの部分の間に流体に対して気密性の封止を確立する。
【００１６】
図３を参照すると、本発明の第２の実施例に従った濾過装置が示されている。装置は少なくとも１つのウェル１２を持った第１プレート１１を含む。ウェル１２は内周の壁１３及び外周の壁１４を持つ。ウェルの上部及び底部１５及び１６は開いている。第２プレート１７は第１の開いた端（以後、開端と呼ぶ）１９及び第２の閉じた端（以後、閉端と呼ぶ）２０を持った、少なくとも１つのウェル１８を持つ。第２の閉端２０はウェル１８の内部からウェルの外部２２まで貫通する開口２１を持つ。第２の閉端２０の内面は図に示されているように、ウェル１８の内壁２５に隣接した、持ち上げられた周囲２４を残して、閉端２０の大部分に拡張するフィルター支持２３を備えてもよい。あるいは、フィルター支持２３が利用されず、第２の閉端の内面が実質的に平面であってもよい（図示せず）。図示されているように、１つのウェルからの流体が隣接するウェルの流体に入って、混じり合うことを防止するために、第２プレート１７は選択的に、各ウェル１８の各開口２１を囲むカラー（または、円形の突起部）２６を備えてもよい。フィルター２７はその周囲で、ウェル１８内の閉端２０の持ち上げられた周囲２４に固定される。フィルター支持や持ち上げられた周囲を使用しない実施例においては、フィルターは単に、閉端の底部に隣接して固定される。フィルター２７とウェルの開口に隣接した閉端の底部の領域との間に流体に対する封止を形成し、それにより、全ての流体が開口に入る前にフィルターを通って流れるように、フィルター２７は（周囲２４が利用された場合）周囲２４に、または（周囲２４が利用されない場合）閉端の底部に隣接して固定される。
【００１７】
図示されているように、第１プレート１１は第２プレート１７に固定される。これらのプレート１１及び１７は２つのプレートのウェルの間のスナップはめ（ｓｎａｐｆｉｔ）またはプレスはめ（ｐｒｅｓｓｆｉｔ）によって固定され、一方のウェルの内面ともう一方のウェルの外面との間の摩擦力が２つのプレートを一緒に保持することを可能にする。図示されているように、第１プレートウェルの外面は第２プレートウェルの内面に固定される。あるいは、第２プレートウェルの外面が第１プレートウェルの内面に固定されてもよい。さらに、プレート間に取外し可能な嵌めあいを形成するための、スナップはめやプレスはめを使用する代わりに、２つのプレートを永久的に一緒に固定するために、熱結合や接着結合が使用されてもよい。本発明の付加的な実質的において、第１及び第２プレートはオーバーモールディングや注入成形処理により、一緒に固定される。２つのプレートを固定するための方法は実際の作業者の選択に依る。
【００１８】
図４及び図５は図３の実施例の代替的なフィルター配置を示している。この実施例において、フィルター２７は第２プレートのウェルの底部に隣接して封止されるのではなく、第２プレートのウェルの上部２８に隣接して固定されている。実施例において、必ずしも必要ではないが、第２プレートのウェルは第１プレートより浅いことが好まれる。組み立てられたとき、ウェルは２つのプレートの間に形成され、さらに、フィルターはやはり開口の上に封止され、全ての液体が開口に入る前にフィルターに流れるようになっている。
【００１９】
この実施例はフィルター材料のシートが第２プレートの上面全体に配置され、第２プレートのウェルの内壁の周囲に隣接して封止されるので、製造がより簡単である。余ったフィルター材料がその後に取り除かれ、第２プレートの各ウェルに個々の分離されたフィルターが残され、それらは漏洩や汚染を生じない。あるいは、個々のフィルター片を使用して、それらを第２プレートのウェルの内壁に隣接した領域に固定してもよい。
【００２０】
さらなる実施例（図示せず）において、単体のウェルに２つ以上のフィルターを使用してもよい。通常、これらのフィルターは互いの上部に整列される。最も下部のフィルターだけは区画（または、区画室）と共に流体に対する構成で封止される必要がある。好まれるものとして、全てのフィルターは完全な濾過を確実にするように封止される。あるいは、いくつかのウェルはフィルター要素を全く含まなくてもよい。複数のウェルの同一の装置内に一連の（または、連続した）異なったフィルター要素を備えるために、複数の（多様な）ウェルの間に使用されるフィルターを変えてもよい。
【００２１】
限定ではないが、暗渠及びウェルプレートを形成するために使用可能な適当なポリマーはポリカーボネート、ポリエステル、ナイロン、ＰＴＦＥ樹脂及び他のフルオロポリマー、アクリル樹脂及びメタクリル樹脂及びコポリマー、ポリスルホン、ポリエチルスルホン、ポリアリルスルホン、ポリストリエン（ｐｏｌｙｓｔｒｙｅｎ）、ポリビニル塩基物、塩素化ポリビニル塩基物、ＡＢＳ及びその合金及びその混合物、ポリオレフィン、好まれるものとして、低い線密度のポリエチレン、高い密度のポリエチレン、及び超高分子量ポリエチレン等のポリエチレン及びそれらのコポリマー、ポリプロピレン及びそれらのコポリマー、及びメタロセンで生成されたポリオレフィン（ｍｅｔａｌｌｏｃｅｎｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）である。好まれるポリマーはポリオレフィン、特に、ポリエチレン及びそれらのコポリマー、ポリスチレン、及びポリカーボネートである。暗渠及びウェルプレートが組み合わせで使用された場合、それらは同じポリマーで作製されてもよいし、異なったポリマーで作製されてもよい。同様に、ポリマーは透明であってもよいし、選択的に不透明、または光に対して不浸透性であってもよい。不透明または光不浸透性のポリマーが使用された場合、保持物の多様な特性を底部の部分から検査するために光学スキャナーやリーダーを使用できるように、それらの使用は側壁に限定されることが望ましい。フィルターが暗渠に熱結合された場合、それの比較的低い融点及び、装置とフィルター間に優れた封止を形成する能力により、ポリオレフィンが使用されることが好まれる。
【００２２】
フィルターは限定ではないが、微孔質膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜、または逆浸透膜を含む、生物学的標本を濾過するときに一般的に使用される多様なフィルターのなかのどれかでよい。好まれるものとして、微孔質膜、限外濾過膜、またはナノ濾過膜が使用される。さらに好まれるものとしては、限外濾過膜が使用される。
【００２３】
代表的な適した微孔質膜はニトロセルロース、酢酸セルロース、ポリエチルスルホン及びポリアリルスルホンを含むポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、超高分子量のポリエチレン、低密度のポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン及び他のポリアミド、ＰＴＦＥ、合成樹脂（ＴＦＥ−ｃｏ−ＰＦＡＶＥ）等の熱可塑性のフッ化ポリマー、ポリカーボネート、または３Ｍ（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なＥＭＰＯＲＥ膜等の粒子で充填された膜を含む。そのような膜は従来技術で周知であり、ミリポアコーポレイション（Ｂｅｄｆｏｒｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）を含む、多様な供給源から商業上入手可能である。望まれれば、これらの膜は親水性になるように処理されてもよい。そのような技術は周知であり、限定ではないが、グラフト、架橋、親水性材料の重合または膜の表面へのコーティングを含む。
【００２４】
代表的な限外濾過またはナノ濾過膜はポリエチルスルホン及びポリアリルスルホンを含むポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、及びセルロースを含む。これらの膜は通常、一般に高多孔質構造物から形成される支持層を含む。これらの支持層の典型的な材料はスパン結合されたポリエチレンまたはポリプロピレン等の、不繊材料、または、膜自体と同一または異なったポリマーから形成されるガラスまたは微孔質材料を含む。そのような膜はこの分野で周知であり、ミリポアコーポレイション（Ｂｅｄｆｏｒｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）を含む、多様な供給源から商業上入手可能である。
【００２５】
上述したように、各プレートに１つのウェルが使用されてもよいが、複数のウェルが使用されてもよい。複数のウェルが使用された場合、第１プレートのウェルが第２プレートのウェルと位置が合っていることが重要である。通常、複数のウェルのプレートは６、９６、３８４または１５３６個以下及び以上のウェルを含む形式で作製される。使用されるウェルの数は本発明にとって重要ではない。本発明はフィルターと第２プレートのウェルの閉端の内面との間に液体に対して封止を形成するような様式で、フィルターが第２プレートに固定できれば、ウェルの数がいくつであってもよい。ウェルは通常、垂直な列に配列される。例えば、９６個のウェルのプレートは１２個のウェルを８列持つだろう。８列の各々は互いに平行で間隔が開けられている。同様に、１２個のウェルの各々は互いに間隔が開けられ、隣接する列のウェルと平行にされる。１５３６個のウェルを含むプレートは通常、１９２個のウェルを１２８列持つ。
【００２６】
本発明の装置を形成するために多様な方法を使用することができる。ウェル内の全ての流体が底部の開口を通してウェルを出る前にフィルターを通過するように、膜を（単体のプレートの設計の）プレートのウェル内及び（２つのプレートの設計の）底部のプレートのウェルに封止する方法が本発明には便利であるだろう。
【００２７】
そのような装置を形成する１つの方法は上述されたような、適当なプラスチックの単体のプレートを形成し、ウェルの壁とフィルターとの間に機械的な封止を使用することである。そのような装置は図６に示されている。この実施例において、ウェルの内壁の周囲にアンダーカット２９が利用される。フィルター２７はウェルのアンダーカット部分内にフィットするような寸法にされる。フィルターは図６に示されているように、ウェル内に配置される。選択的に、図に示されているように、封止用のガスケット３０がアンダーカット内のフィルターの上部に適用される。封止用のガスケット３０はフィルター２７に圧力を加え、全ての流体がフィルター２７を通過し、流体の漏れやフィルターの迂回を排除することを確実にする。図示されているように、ガスケット３０はＯリング等の、前もって形成されたガスケットの形式であってもよい。あるいは、フィルターを適所に封止するために、溶融物や液体材料の形式のガスケットがアンダーカットに鋳造されてもよい。この実施例に適した溶融材料の例はポリエチレンやポリプロピレンまたはエチレン、ビニル、アセテートのコポリマー等の、高温で溶融する周知の材料のどれであってもよい。液体のガスケットはエポキシ、ウレタン、または合成ゴム等の、硬化性のゴムやポリマーで形成されてもよい。
【００２８】
そのような装置を形成するもう１つの方法は全ての流体がウェルの底部の開口に入る前にフィルターを通過するように、フィルターの縁をウェル内に結合且つ封止するために接着剤を使用することである。接着剤は上述のように溶融物でもよいし、硬化性のものでもよい。
【００２９】
さらなる方法はフィルターをウェルに固定するために熱結合を使用することである。この実施例において、加熱される封止用の面を持ったフィルター封止装置が上部のフィルター面と接触させられ、それの熱エネルギーを回りのフィルター及びウェル材料に伝達する。エネルギーはフィルター材料またはウェル材料のどちらか、または両方を軟化させ、溶かし、一緒に融合し、液体に対して封止された、一体型の封止を形成する。この処理はフィルター材料またはウェル材料のどちらか、または両方が熱可塑性材料から形成されている場合に使用されてもよい。ウェル及びフィルター材料の少なくとも下流側に隣接した一部が熱可塑性材料から形成されていることが好まれる。封止用の面はフィルター面のほんの一部であり、フィルター、ウェル及びウェルの底部の開口の間に液体に対する封止を形成し、フィルターの環状または周囲の領域がウェルに封止されるように連続的な構造を有する。
【００３０】
図７はウェル７４とウェル７４の底部の開口７５との間の流体の全ての伝達がフィルター７２を通るように、フィルター７２をウェルの一部７３に封止する処理における、そのような封止装置７１を示している。図示されているように、封止用装置７１は装置の径の中心から放射方向に間隔が開けられ、且つ、装置の最も下部の突起である封止面７６を持つ。封止用装置の最も下部の面７７以外の領域はフィルター７２との接触を避けるためにへこんでいる。封止面７６はウェル７４に備えられるフィルター７２の表面に接触させられる。熱エネルギーが封止用装置からフィルターの封止面７６の下の領域に伝達される。これはフィルター及び（または）ウェルの、その面の下の部分が熱エネルギーを吸収し、軟化し、溶融することを引き起こす。フィルターは多孔質なので、フィルターの封止面の下の部分は崩壊し、非多孔質となり、それの下のウェル部分に熱的に結合される。この方法により、膜とウェルの底部の開口の周囲のウェルの部分との間に液体に対する封止が形成される。
【００３１】
図示されているように、封止用装置７１の面７７の残りの部分は円錐形のへこみになるように、内側に先細りにされている。あるいは、図８に示されているように、内部は外周以外が平らにされるか、同じような効果をもたらすために、他の形状にされてもよい。さらに、封止面７６は図７に示されているような、熱による封止用装置７１の最も外側の部分である必要はない。それは装置の外側の縁の内部に配置されてもよい。適当な封止及び十分な有効な濾過領域が確保される限り、それの位置は重要ではない。
【００３２】
図９はそのような実施例を示している。ここで、封止用装置８１は装置８１の外側の縁８３より内側に配置された外周８２を持つ。この実施例において、封止用の周囲の外側の外側の縁８３の表面及び、封止用の周囲の内側の表面８４は、封止用の周囲だけがフィルターに接触するようにへこんでいる。
【００３３】
封止用装置は好まれるものとして、限定ではないが、ステンレススチール、アルミニウム、銅、またはチタニウムを含む、高い熱伝導性の材料から形成される。好まれるものとして、シリコーン面の加熱器等の、金属／ポリマー加熱器が使用される。選択的に、金属は封止の後の装置とフィルターとの粘着を防ぐために、ＰＴＦＥ樹脂等の材料でコーティングされてもよい。
【００３４】
封止用装置を加熱するためにどのような方法が使用されてもよい。典型的な方法はそれらの熱エネルギーを封止用装置に伝達する電気抵抗の加熱器、放射性の加熱器、及び、蒸気または他の高温液体加熱器を含む。使用される加熱器は、フィルターとウェルとの間の熱結合が形成されるまで、それらが適当な熱エネルギーをフィルター及び（または）ウェルに供給するという条件を満たせば重要でない。
【００３５】
熱結合を生成するために使用される温度はフィルター及びウェルのために使用される材料に依存する。それらは液体に対する封止を形成する熱結合が達成されるように、どちらかまたは両方の部材の熱的な軟化または溶融を引き起こすのに十分な温度でなければならない。好まれるものとして、温度は封止用の面の下の領域に隣接する膜またはウェルを損傷させないように選択される。この方法により、膜及びウェルの選択された部分だけが互いに封止され、フィルターの封止の内側の部分は通常に機能し、ウェルの破壊や変形が防がれる。上述された種類のフィルター及び、本発明によって構想されるタイプのウェルの装置を作製するために使用される典型的なプラスチックが使用された場合、ウェル／フィルターの温度は約１２１℃から約３７１℃（約２５０Ｆから約７００Ｆ）の範囲であるだろう。さらに好まれるものとして、それらは約１７７℃から約３１５℃（約３５０Ｆから約６００Ｆ）の範囲であり、最も好まれるのは約２０４℃から約３１５℃（約４００Ｆから約６００Ｆ）である。
【００３６】
封止用装置は装置がウェル内にフィットし、且つ、容易に取り外せるように設計されなければならない。好まれるものとして、それの外径はウェルの壁の内径より僅かに小さい。大抵のウェルは円形に設計されており、封止用装置もまた円形に設計される。しかしながら、装置のデザインは、それがウェル内にフィットし、フィルター部分の周りに液体に対する完全な封止が形成されれば、特に制限を受けない。例えば、三角形、四角形、六角形等の多角形や他の形状が利用されてもよい。同様に、ウェルのデザインも円形である必要はない。所望されれば、それの多角形であってもよい。
【００３７】
これは本発明のウェル内にフィルターを封止するための好まれる方法である。それは特に、限外濾過膜と共に利用される場合に好まれる。上で説明されたように、限外濾過膜は比較的薄く、脆い材料であり、通常、それに強度を与え、それの一体性を保護するために、支持層に張り付けられるか、積層される。そのような膜は通常、熱及び乾燥に敏感であり、それの多孔質性の構造を崩壊させ、非多孔質になることがある。これらの膜は通常、１つまたは複数のグリコール等の、湿潤剤を含み、それらは膜が乾燥するのを防ぎ、限外濾過膜の多孔質が崩壊するのを防止する。これらの両方の制限は限外濾過膜の封止を非常に難しくしている。潤滑剤はフィルターの表面への適切な封止を妨害する傾向がある。熱、特に複数のウェルプレート等の小さな領域を持った装置での熱は膜の大部分の領域の崩壊を生ずる傾向があり、それは有効なフィルター領域の大幅な減少をもたらす。本発明の熱結合の方法はグリコール等の潤滑剤が存在する場合でも、封止部の付近の限外濾過膜の部分を崩壊せずに、膜とウェルとの間に流体に対する適切な封止を与えることが判明している。
【００３８】
（実施例）
ミリポアコーポレイションから入手可能なマルチスクリーンデバイスとして知られる、９６個のウェルプレートのポリエチレン製暗渠プレートが得られた。ウェルは７．６２ｍｍ（０．３００インチ）の内径を持つ。ミリポアコーポレイションからＹＭＦ３０膜として入手可能なセルロース製の材料から形成された一連の（または、連続的な）フィルター要素は暗渠のウェルの内径とほぼ等しいが、僅かに小さい内径（約７．３７ｍｍ（約０．２９０インチ））で作製された。
【００３９】
フィルター要素は暗渠のウェル内に配置された。内径５．９７ｍｍ（０．２３５インチ）及び外形６．７３ｍｍ（０．２６５インチ）を持ち、ＰＴＦＥ樹脂でコーティングされたアルミニウムから作成され、電気抵抗加熱器により加熱された、図７の構成と同一の熱的封止用装置が膜を僅かに圧縮するために十分な圧力で、各ウェルの中に挿入された。封止用装置は約２３８℃（約４６０Ｆ）に２秒間加熱された。そして、熱エネルギーが消失し、封止用装置がウェルから取り除かれた。ＢＳＡ試験によって保証された、フィルターとウェル表面との間に形成された流体に対する封止が形成された。フィルターの残りの部分の多孔質性も同じＢＳＡ試験によって確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１の実施例の断面図を示している。
【図２】
本発明の第２の実施例の断面図を示している。
【図３】
本発明の第３の実施例の断面図を示している。
【図４】
本発明のもう１つの実施例の断面図を示している。
【図５】
本発明のさらなる実施例の断面図を示している。
【図６】
本発明の付加的な実施例の断面図を示している。
【図７】
膜を本発明の装置に封止するための方法及び装置の断面図を示している。
【図８】
本発明の封止装置の第１の実施例の断面図を示している。
【図９】
本発明の封止装置の代替的な実施例の断面図を示している。
【符号の説明】
１　　　プレート
２　　　ウェル
３　　　平面部分
４　　　内壁
５　　　底部
６　　　開口
７　　　底部の外面
８　　　フィルター
１１　　プレート
１２　　ウェル
１３　　内周の壁
１４　　外周の壁
１５　　ウェルの上部
１６　　ウェルの底部
１７　　プレート
１８　　ウェル
２０　　閉じた端
２１　　開口
２２　　ウェルの外部
２３　　フィルター支持
２４　　持ち上げられた周囲
２７　　フィルター
２８　　第２プレートのウェルの上部
２９　　アンダーカット
３０　　ガスケット
７１　　封止用装置
７２　　フィルター
７３　　ウェルの封止部分
７４　　ウェル
７６　　封止面
７７　　下部の面
８１　　封止用装置
８２　　外周
８３　　外側の縁
８４　　内側の表面

Claims

十分な量の液体を保持するのに十分な深さの、１つまたは複数のウェルであって、各々が開いた上部及び閉じた底部を持ち、閉じた底部が閉じた底部を貫通して外気まで拡張する１つまたは複数の開口を持ち、各々のウェルにはフィルターが取り付けられ、さらに、ウェルに配置された全ての液体がフィルターが開口に達する前にフィルターを通って流れるように、フィルターが閉じた底部の上に封止されているウェルを備えたプレートを備えた濾過装置。
１つまたは複数の個々のドレイン区画であって、前記１つまたは複数の区画が開いた上部及び閉じた底部を持ち、ドレイン区画の内部とドレイン区画の外部との間で流体の伝達が可能になるように閉じた底部を貫通して拡張するドレイン開口が閉じた底部に形成され、閉じた底部の外周に隣接してドレイン区画の壁が配置されているドレイン区画を持った暗渠部分；
暗渠部分の１つまたは複数ドレイン区画に備えられた、１つまたは複数のフィルター要素であって、前記フィルター要素の各々が暗渠部分のフィルター要素及びドレイン区画の周囲の間の一体的な封止として形成されるような様式で、暗渠部分に取り付けられるフィルター要素；及び、
１つまたは複数の個々のウェルを持ったウェルプレートであって、前記複数のウェルが一緒に配置されたときに、暗渠部分のドレイン区画と位置が合うような数及び場所に配置され、暗渠部分に固定されているウェルプレート、
を備える濾過装置。
各ドレイン区画のフィルター要素がそれの周囲でドレイン区画に結合されている、請求項２に記載の濾過装置。
フィルター要素が逆浸透膜、ナノ濾過膜、限外濾過膜、及び微孔質膜から成るグループから選択される膜から形成される、請求項２に記載の濾過装置。
全てのフィルター要素が同じタイプ膜から形成される、請求項１または２に記載の濾過装置。
ドレイン区画内に２つ以上の異なったフィルター要素が備えられる、請求項１または２に記載の濾過装置。
フィルターを備えている、１つまたは複数のドレイン区画が前記区画の各々に互いの上部に配置された２つ以上のフィルター要素を備える、請求項１または２に記載の濾過装置。
暗渠部分の各ドレイン区画のフィルター要素がフィルター要素とドレイン区画との間に一体的な封止を形成するように、それの周囲でドレイン区画に結合される、請求項１または２に記載の濾過装置。
暗渠部分の各ドレイン区画のフィルター要素がフィルター要素とドレイン区画との間に一体的な封止を形成するように、それの周囲でドレイン区画に結合され、さらに、結合の方法が熱結合、超音波結合、振動結合、オーバーモールディング、及び溶剤結合から成るグループから選択される、請求項２に記載の濾過装置。
フィルター要素が熱結合によって暗渠部分に結合される、請求項１または２に記載の濾過装置。
暗渠部分の各ドレイン区画のフィルター要素が少なくとも、暗渠部分と同等な融点を持った材料から形成される、最も下位の部分を持つ、請求項１または２に記載の濾過装置。
暗渠部分の各ドレイン区画のフィルター要素がそれの底部の層として高い多孔質性の支持層を持ち、それの上部の層として超多孔質の濾過層を持った限外濾過膜から形成され、さらに、フィルター要素がフィルター要素の周囲とドレイン区画との間に一体的な封止を形成するように、膜の支持層の周囲をドレイン区画に熱結合することによって、ドレイン区画に結合される、請求項１または２に記載の濾過装置。
濾過層がポリスルホン、ポリエチルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、セルロース、及びそれらの混合物から成るグループから選択されるポリマーから形成される限外濾過膜から形成される、請求項１に記載の濾過装置。
濾過層がポリスルホン、ポリエチルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、セルロース、及びそれらの混合物から成るグループから選択されるポリマーから形成される限外濾過膜から形成される、請求項２に記載の濾過装置。
複数の個々のドレイン区画であって、１つまたは複数のドレイン開口、前記ドレイン区画を囲むフィルター支持、及びフィルター支持の外周に隣接して配置されたドレイン区画壁を持った区画を持った暗渠部分；
暗渠部分に備えられたドレイン区画の数と等しい数の複数のフィルター要素であって、前記フィルター要素の各々がフィルター要素の周囲及び暗渠部分のドレイン区画との間に一体的な封止を形成するように、暗渠部分に取り付けられるフィルター要素；及び、
複数の個々のウェルを持ったウェルプレートであって、前記複数のウェルが暗渠部分のドレイン区画の数及び場所に合うような数及び場所に配置され、さらに、前記ウェルプレートがフィルター要素に隣接して暗渠部分に固定されるウェルプレート、
を備える複数のウェル装置。
複数の個々のドレイン区画を持った暗渠部分であって、各区画が開いた上部及び閉じた底部を持ち、前記区画が底部に形成された１つまたは複数のドレイン開口、及びフィルター支持の外周に隣接して配置されたドレイン区画壁を持つ暗渠部分を形成すること；
暗渠部分に備えられるドレイン区画の各々にフィルター要素を配置すること；
フィルター要素の周囲と暗渠部分のドレイン区画との間に一体的な封止を形成するような様式で、前記ドレイン区画の各々のフィルター要素を、フィルター要素の周囲で、ドレイン区画に取り付けること、
のステップから成る、複数のウェル濾過装置を形成する方法。
暗渠部分のドレイン区画と整列し、位置が合うような数と場所に配置された複数の個々のウェルを持ったウェルプレートを形成すること；及び、
各々がウェル、ドレイン及び、その間で封止されたフィルターを持った、複数の封止された濾過装置を形成するように、ウェルプレートを暗渠部分に固定すること、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
暗渠部分がポリオレフィン、その他からなるグループから選択されるポリマーから形成される、請求項１６に記載の方法。
暗渠部分が１つまたは複数のポレオリフィン及び他のエラストマー材料から形成される、請求項１６に記載の方法。
フィルター要素の周囲がフィルター要素の周囲と暗渠部分のドレイン区画との間に一体的な封止を形成するように、それの周囲でドレイン区画に熱結合される、請求項１６記載の方法。
フィルター要素が逆浸透膜、ナノ濾過膜、限外濾過膜、及び微孔質膜から成るグループから選択される膜である、請求項１６に記載の方法。
フィルター要素が高い多孔質性の底部の支持層及び超多孔質の上部の層を持った限外濾過膜から形成され、底部の層及び上部の層が互いに一体的に取り付けられ、さらに、フィルター要素の周囲とドレイン区画との間に一体的な封止を形成するように、フィルター要素の周囲がドレイン区画に結合される、請求項１６に記載の方法。
フィルター要素とドレイン区画との間の結合が熱による結合である、請求項１６に記載の方法。
フィルター要素とドレイン区画との間の結合が限外濾過膜の底部の支持層とドレイン区画との熱結合である、請求項１６に記載の方法。
ウェルプレートの少なくとも一部が光の不透過性の材料から形成される、請求項１、２または１５に記載の装置。
ウェルプレートの壁の少なくとも一部が光の不透過性の材料から形成される、請求項１６に記載の方法。
フィルター要素の周囲がフィルター要素の周囲とドレイン区画との間に液体に対する封止を形成し、それにより全ての流体がフィルター要素を通過して濾過されるように、ドレイン区画に結合される、請求項１６に記載の方法。
フィルター要素が高い多孔質性の底部の支持層及び超多孔質の上部の層を持った限外濾過膜から形成され、さらに、フィルター要素の周囲とドレイン区画との間に一体的な封止を形成するように、約１２１℃から約３７１℃の範囲の温度での熱結合によって、フィルター要素の周囲がドレイン区画に結合される、請求項１６に記載の方法。
熱結合の温度が約１７７℃から３１５℃である、請求項２７に記載の方法。
各々が第１の開いた端、第２の開いた端、及び外周の表面を持った、少なくとも１つの第１ウェルを持った第１プレート、第１の開いた端及び第１の閉じた端を持った、少なくとも１つの第２ウェルを持った第２プレートであって、前記閉じた端が閉じた端の厚さを通して拡張する穴及び内周の表面を持ち、第１プレートの上部と第２プレートの閉じた端との間に連続的なウェルを形成するように前記第１プレートに固定されている第２プレート、前記第１プレートの第２端と前記第２プレートの前記第１の閉じた端との間に配置されたフィルター、及び開いた端を持ち、前記穴と流体の伝達が可能な状態にある、開いた噴出口を備える濾過装置。
フィルターが微孔質膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜、及び逆浸透膜から成るグループから選択され、さらに、フィルターがその周囲で第１の閉じた端に隣接した第２プレートに封止される、請求項３０に記載の装置。
第１プレート及び第２プレートが機械的な連結によって固定される、請求項１または３０に記載の装置。
第１プレート及び第２プレートが熱結合、振動溶接、超音波溶接、及びレーザー加熱から成るグループから選択される結合によって、一緒に固定される、請求項２または３０に記載の装置。
第１プレート及び第２プレートが接着剤による結合によって固定される、請求項２または３０に記載の装置。
１つまたは複数の開いたウェルを備えた第１プレートであって、前記１つまたは複数のウェルが開いた上部及び開いた底部及び内壁及び外壁を持つ第１プレート、１つまたは複数の開いたウェルを備えた第２プレートであって、前記１つまたは複数のウェルが開いた上部及び閉じた底部及び内壁及び外壁を持ち、前記閉じた底部が閉じた底部の内面と外面との間の流体の伝達を可能にすうように、閉じた底部の内面から閉じた底部の外面まで拡張する開口を持った第２プレート、装置内の全ての流体が開口に入る前にフィルターを通過するように、第２プレートの開口の上流側に封止されたフィルターを備えた濾過装置。
第２プレートが比較的に短い壁を持ち、フィルターが第２プレートのウェルの壁の上部全体に封止される、請求項３５に記載の装置。