JP2007098319A - ガス供給装置、ガス供給装置を備える加圧ろ過装置、及び減圧ろ過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他の試料の影響を受けることなく一度に２個以上の試料を迅速にろ過可能なろ過装置を提供する。
【解決手段】液体試料を少なくとも２個以上同時にろ過可能な加圧ろ過装置２０であって、液体試料を加圧するガスを供給する請求項１に記載のガス供給装置５０と、該ガス供給装置５０の下方に位置し、基材３１に穿設された互いに独立する該ガス供給装置５０の小孔５９と同数の貫通孔３２及び該貫通孔３２の底部を塞ぐように固着されたフィルタ３３を有する本体と、該ガス供給装置５０と該本体３０との間をシールするシール部材７０と、該本体３０の下流側に位置し、各フィルタ３３から排出されるろ液を各々貯留する凹部４２を有する受器４０と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、血液から赤血球等を分離する生化学検査等で使用される一度に多くのサンプルをろ過するろ過装置、及びろ過装置にガスを供給するガス供給装置に関する。

各種疾患の診断において行われる生化学検査においては、血液から赤血球等を分離する必要があり、従来から赤血球等の分離には種々の方法が用いられている。分離方法の一つに遠心分離法がある。この方法は、血液を凝固させた後、遠心分離を行い固相と液相とを分離するものであるが、この方法は時間がかかる問題があった。また血液から赤血球等を分離する他の方法としては、フィルタを用いたろ過法が行われている。

フィルタを用いたろ過法には、大気圧下で行われる常圧ろ過法、二次側を減圧する減圧ろ過法などがある（例えば特許文献１参照）。大気圧下で行われる常圧ろ過法は、操作が簡単で、特別な装置、機器を必要としないものの、ろ過速度が遅い。これに対して減圧ろ過法は、真空装置等を必要とするものの、ろ過速度が速い利点がある。フィルタにも種々の工夫がなされ、安価に製造可能な血漿又は血清用フィルタの製造方法も開示されている（例えば特許文献２参照）。

フィルタを用いたろ過装置は、多くの種類のものが市販されており、その中には減圧ろ過（真空ろ過）可能な装置もある（非特許文献１参照）。フィルタを用いたろ過装置の一例を図４に示す。このろ過装置１は、一度に多数のサンプル（例えば９６個）をろ過可能なろ過装置である。ろ過装置１は、フィルタ２を備える本体３とろ液を受ける受器４、及び本体３、受器４を支持し、図示を省略した真空装置を介して受器４を減圧にする減圧容器５を備える。本体２は、板状の基材６に縦に８列、横に１２列の計９６個の貫通孔７が穿設され、基材６の底部には貫通孔７を塞ぐように数ミクロンの孔径を有するガラスフィルタ２が固着され、貫通孔７とガラスフィルタ２とで、サンプル投入部８が形成されている。さらにガラスフィルタ２の底部には、ろ液を受器４に導くための円錐状のガイド９が設けられている。

一方受器４は、厚板状の基材１０に、ろ液を受けるための凹部１１が、縦に８列、横に１２列の計９６個のサンプル投入部８に対応する位置に設けられている。このろ過装置１を使用して減圧ろ過を行う場合は、本体３と受器４とを連結し、これらを減圧容器５内にセットする。減圧容器５と本体３との間には、外部からの空気が流入することを防止するためのガスケット１２が取り付けられている。サンプル投入部８にサンプルを投入し、減圧容器５に設けられた吸引ノズル１３に図示を省略した減圧装置を接続し、減圧容器５内を減圧にすると、受器４と本体３との隙間１４を通じてガスが吸引され、凹部１１、ガラスフィルタ２の二次側が減圧となる。
特表２００５−５２５１１４号公報 特開２００５−１７２６０１号公報 http://www.sanwatsusho.com/captiva_details.htm

図１に示した減圧ろ過装置１は、多くのサンプル投入部８を有するので、一度に多くのサンプルを処理することができる。しかしこの減圧ろ過装置１は、次のような課題を有する。多くのサンプル投入部８に投入したサンプルが全て同じ時間でろ過されず、各サンプルのろ過時間が異なると、早くろ過が終了したサンプル投入部８を通じて空気が吸引される。この結果、減圧容器５内の圧力が上昇し、まだろ過が終了していないサンプルのろ過速度が著しく低下する。また、受器４と本体３との隙間１４が狭い場合にあっては、受器４内の背圧が大きくなり、その結果まだろ過が終了していないサンプルのろ過速度が著しく低下する。

多くのサンプルを一度に処理する場合、サンプル、フィルタ抵抗等のばらつきを考えれば、全てのサンプルのろ過速度を同一とすることは容易ではない。上記では減圧ろ過装置１について説明したけれども、加圧ろ過装置でも同一である。サンプルのろ過速度に違いが生じても、他のサンプルの影響を受けることなく、各サンプル毎に所定の圧力差が確保されていれば、他のサンプルの影響を受けてろ過速度が著しく遅くなることはない。

本発明の目的は、他の試料の影響を受けることなく一度に２個以上の試料を迅速にろ過可能なろ過装置を提供することにある。また一度に２個以上の試料をろ過可能な既存のろ過装置に適用可能なガス供給装置を提供することを目的とする。

本発明は、加圧ガスを受入れる加圧ガス室と、
該加圧ガス室の一面に互いに独立して穿設された少なくとも２個以上の小孔と、
を含むことを特徴とするガス供給装置である。

また本発明は、液体試料を少なくとも２個以上同時にろ過可能な加圧ろ過装置であって、
液体試料を加圧するガスを供給する請求項１に記載のガス供給装置と、
該ガス供給装置の下方に位置し、基材に穿設された互いに独立する該ガス供給装置の小孔と同数の貫通孔及び該貫通孔の底部を塞ぐように固着されたフィルタを有する本体と、
該ガス供給装置と該本体との間をシールするシール部材と、
該本体の下流側に位置し、各フィルタから排出されるろ液を各々貯留する凹部を有する受器と、
を含むことを特徴とする加圧ろ過装置である。

また本発明は、液体試料を少なくとも２個以上同時にろ過可能な減圧ろ過装置であって、
基材に穿設された互いに独立する少なくとも２個以上の貫通孔及び該貫通孔の底部を塞ぐように固着されたフィルタを有する本体と、
該本体の下流側に位置し、各フィルタから排出されるろ液を各々貯留する凹部を有する受器と、
該本体と該受器との間をシールするシール部材と、
該受器を収納し、減圧装置と接続し該受器の該凹部を減圧可能ならしめる減圧容器と、を含み、
該受器の各凹部は、該受器の基材を貫通する小孔を備えることを特徴とする減圧ろ過装置である。

本発明のガス供給装置は、加圧ガスを受入れ貯留する加圧ガス室と、加圧ガス室の一面に穿設された互いに独立した少なくとも２個以上の小孔と、を含むので、他の小孔の影響を受けることなく小孔から均等にガスを供給することが可能となり、一度に２個以上の液体試料をろ過する既存の加圧ろ過装置のガス供給装置として使用することができる。

また本発明の加圧ろ過装置は、他の小孔の影響を受けることなく小孔から均等にガスを供給可能なガス供給装置と、ガス供給装置の下方には、シール部材を介して、フィルタを底部に有する互いに独立した少なくとも２個以上の貫通孔を備える本体が位置し、本体の下流には、各フィルタから排出されるろ液を各々貯留する凹部を有する受器と、を含むので、本加圧ろ過装置を用いて、一度に２個以上の液体試料をろ過することができる。特にガス供給装置が、他の小孔の影響を受けることなく小孔から均等にガスを本体の貫通孔に供給するので、貫通孔内の液体試料は、他の液体試料のろ過速度の影響を受けることがなく、各液体試料毎に所定の圧力差が確保され、多くの液体試料を迅速にろ過することができる。

また本発明の減圧ろ過装置は、互いに独立する少なくとも２個以上の貫通孔、及び貫通孔の底部を塞ぐように固着されたフィルタを有する本体と、本体の下流側に位置し、各フィルタから排出されるろ液を各々貯留する凹部を有する受器と、本体と受器との間をシールするシール部材と、受器を収納し、減圧装置と接続し受器の凹部を減圧可能ならしめる減圧容器と、を含み、受器の各凹部は、受器の基材を貫通する小孔を備えるので、本減圧ろ過装置を用いて、一度に２個以上の液体試料をろ過することができる。特に凹部を形成する壁面には外部と連通する小孔が穿設されているので、凹部内の圧力は、他の凹部の圧力の影響を受けることがなく、各液体試料毎に所定の圧力差が確保され、多くの液体試料を迅速にろ過することができる。

図１は、本発明の第一実施形態としての加圧ろ過装置２０の概略的構成を示す図である。また図２は、本発明の第一実施形態としての加圧ろ過装置２０の一部を模式的に示す加圧ろ過装置１００の断面図である。加圧ろ過装置２０は、固体を含む液体サンプルを受入れろ過する本体３０と、本体３０の下方に設置されたろ液を貯留する受器４０と、本体３０内の液体サンプルを加圧するためのガス供給装置５０とを有し、ガス供給装置５０と本体３０との間にはガスケット７０を備える。

本体３０は、矩形板状の基材３１に液体サンプルを受入れるための貫通孔３２が、縦８列×横１２列、合計９６個穿設されている。貫通孔３２は互いに独立して設けられており、基材３１の底部には貫通孔３２を塞ぐように数ミクロンの孔径を有するガラスフィルタ３３が固着され、貫通孔３２とガラスフィルタ３３とで、サンプル投入部３４が形成されている。さらにガラスフィルタ３３の底部には、ろ液を受器４０に導くための円錐状のガイド３５が設けられている。受器４０は、厚板状の基材４１に、ろ液を貯留するための凹部４２が、縦に８列、横に１２列、本体３０のサンプル投入部３４に対応する位置に設けられている。これら本体３０、及び受器４０は、市販の本体３０、及び受器４０と類似の形状、構造を有する。

ガス供給装置５０は、矩形形状の上蓋５１と矩形形状の底板５２を有し、上蓋５１と底板５２との間にガス室５３が形成されている。上蓋５１には、ガス室５３にガスを供給するためのノズル５４が設けられている。また上蓋５１の裏面５５には、ノズル５４を通じて供給されるガスを衝突させる衝突板５６が設けられている。底板５２には、縦８列×横１２列、合計９６個の貫通孔５７が穿設されおり、貫通孔５７の底部はテーパ状５８に狭められており、テーパ状部５８の先端に小孔５９が穿設されている。底板５２の周囲には、本体３０を嵌入するためのガイド６０が設けられている。

ガス供給装置５０と本体３０との間に配設されるガスケット７０は、弾力性を有し、ガス供給装置５０の小孔５９に対応する数の貫通孔７１を有し、ガス供給装置５０を通じて供給されるガスを外部に漏洩させることなく、本体３０のサンプル投入部３４にガスを導く。

上記の構成を有する加圧ろ過装置２０の使用方法を説明する。本体３０のサンプル投入部３４に液体サンプルを入れ、本体３０を受器４０の上に載せる。本体３０の上にガスケット７０を介して、ガス供給装置５０を載置し、加圧ろ過装置１をセットする。ろ過操作を行うときは、ガス供給装置５０のノズル５４を、図示を省略した加圧ガス供給源と接続し、ガス室５３に加圧ガスを供給する。供給された加圧ガスは、ガス供給装置５０の小孔５９を通じて本体３０内のサンプル投入部３４に送られ、液体サンプルを加圧する。液体サンプルは、ガラスフィルタ３３で液体サンプル中の固体が除去され、ろ液が受器４０の凹部４２に貯留される。本体３０と受器４０の間には、ガスが流通可能な隙間を有するので、ろ過操作中、受器４０の凹部４２は大気圧に保持されている。

基本的な操作は、従来から行われている加圧ろ過操作と同一であるが、本発明の加圧ろ過装置２０は、従来の加圧ろ過装置と異なり、一度に多数の液体サンプルをろ過しても、
一の液体サンプルのろ過が他の液体サンプルのろ過の影響を受けない点に特徴がある。図２を用いて本発明の加圧ろ過装置の特徴を説明する。サンプル投入部３４（３４ａ、３４ｂ）内には、小孔５９（５９ａ、５９ｂ）を介してガス室５３内の加圧ガスが供給される。サンプル投入部３４（３４ａ、３４ｂ）の底部には、ガラスフィルタ３３（３３ａ、３３ｂ）が設けられているので、液体サンプルが存在する間は、圧力損失が大きく貫通孔３２（３２ａ、３２ｂ）内は加圧状態にある。

２つの液体サンプルのろ過速度が異なり、サンプル投入部３４ａ内の液体サンプルのろ過が終了すると、加圧ガスはガラスフィルタ３３ａ、受器４０の凹部４２ａを通過し、本体３０と受器４０の隙間４３ａから大気中に出る。ガスがガラスフィルタ３３を通過するときの圧力損失は、液体の場合に比べ小さいので、貫通孔３２ａ内の圧力は、大気圧に近い圧力となる。従来の加圧ろ過装置のような構造では、液体サンプルのろ過が終了すると、多量のガスが貫通孔３２ａを流れ、ガス室５３の圧力が低下し、結果的にサンプル投入部３４ｂ内の圧力が低下した。

これに対して本発明の加圧ろ過装置２０、１００では、サンプル投入部３４に供給される加圧ガス流量が小孔５９で制限されるため、サンプル投入部３４ａの液体サンプルのろ過が終了したとしても、貫通孔３２ａを通じて多量のガスが大気放出されることはない。このためガス室５３、及びサンプル投入部３４ｂ内の圧力は、ほぼ一定に保たれる。このようにサンプル投入部３４ｂ内の圧力は、サンプル投入部３４ａのろ過の終了有無にかかわらずほぼ一定に保たれるので、サンプル投入部３４ｂのろ過速度は、サンプル投入部３４ａの影響を受けることがない。ここではサンプル投入部３４の数が２個の場合を例として説明したけれども、サンプル投入部３４が多数あっても同じである。

ガス供給装置５０の小孔５９の大きさは、液体サンプルのろ過速度に応じて決定すればよく、サンプル投入部３４の圧力を一定に保持可能な最少のガス量を供給可能な径とすることが望ましい。これにより、仮に一の液体サンプルのろ過が終了したとしても、貫通孔３２から排出されるガスの量が少なく経済的である。

図３は、本発明の第二実施形態としての減圧ろ過装置２００を模式的に示す断面図である。図１又は図２と同一の部分には同一の符号を付して重複する説明は省略する。減圧ろ過装置２００は、固体を含む液体サンプルを受入れろ過する本体３０と、本体３０の下方に設置されたろ液を貯留する受器４０と、受器４０内を減圧にするための減圧容器２１０とを有し、本体３０と受器４０、及び減圧容器２１０と本体３０の間にはガスケット２２０、２３０を備える。

本体３０は、矩形板状の基材３１に液体サンプルを受入れるための貫通孔３２（３２ａ、３２ｂ）が２個穿設されている。貫通孔３２（３２ａ、３２ｂ）は互いに独立して設けられており、基材３１の底部には貫通孔３２（３２ａ、３２ｂ）を塞ぐように数ミクロンの孔径を有するガラスフィルタ３３（３３ａ、３３ｂ）が固着され、貫通孔３２（３２ａ、３２ｂ）とガラスフィルタ３３（３３ａ、３３ｂ）とで、サンプル投入部３４（３４ａ、３４ｂ）が形成されている。さらにガラスフィルタ３３（３３ａ、３３ｂ）の底部には、ろ液を受器４０に導くための円錐状のガイド３５（３５ａ、３５ｂ）が、設けられている。受器４０は、厚板状の基材４１に、ろ液を貯留するための凹部４２（４２ａ、４２ｂ）が２個、本体３０のサンプル投入部３４（３４ａ、３４ｂ）に対応する位置に設けられている。また基材４１の上部には、凹部４２（４２ａ、４２ｂ）と外部とを連結する小孔４４（４４ａ、４４ｂ）が穿設されている。

本体３０と受器４０との間は、弾力性を有するガスケット２２０が取り付けられており、本体３０と受器４０とはガスケット２２０でシールされている。減圧容器２１０は、受器４０を収納可能な大きさを有し、ガスを排気するための吸引ノズル２１１が側面に設けられている。また減圧容器２１０と本体３０との間に配設されるガスケット２３０は、弾力性を有し、外部からの空気の侵入を防止する。

上記の構成を有する減圧ろ過装置２００の使用方法を説明する。本体３０のサンプル投入部３４に液体サンプルを入れ、本体３０と受器４０とをガスケット２２０を介して接続する。さらに本体３０と減圧容器２１０とをガスケット２３０を介して接続する。ろ過操作を行うときは、減圧容器２１０の吸引ノズル２１１に、図示を省略した減圧装置を接続し、減圧容器２１０内を減圧にする。減圧容器２１０内と受器４０の凹部４２とは、小孔４４を介して連通するので、凹部４２内も減圧となる。その結果ガラスフィルタ３３の二次側が減圧され、液体サンプルは、ガラスフィルタ３３で液体サンプル中の固体が除去され、ろ液が受器４０の凹部４２に貯留される。

本発明の減圧ろ過装置２００は、従来の減圧ろ過装置と異なり、一度に多数の液体サンプルをろ過しても、一の液体サンプルのろ過が他の液体サンプルのろ過の影響を受けない点に特徴がある。液体サンプルのろ過速度が異なり、サンプル投入部３４ａ内の液体サンプルのろ過が終了すると、ガスがガラスフィルタ３３ａ、受器４０の凹部４２ａ、小孔４４ａを通じて図示を省略した減圧装置に吸引される。ガスがガラスフィルタ３３を通過するときの圧力損失は、液体の場合に比べ小さいので、凹部４２ａ内の圧力は、大気圧に近い圧力となる。従来の減圧ろ過装置のような構造では、液体サンプルのろ過が終了すると、多量のガスが貫通孔３２ａから吸引され、減圧容器２１０の圧力が上昇し、結果的に凹部４２ｂ内の圧力が上昇した。

これに対して本発明の減圧ろ過装置２００では、凹部４２から吸引されるガス流量が小孔４４で制限されるため、サンプル投入部３４ａのろ過が終了したとしても、貫通孔３２ａを通じて多量のガスが吸引されることはない。このため減圧容器２１０、及び凹部４２ｂ内の圧力は、ほぼ一定に保たれる。このように凹部４２ｂ内の圧力は、サンプル投入部３４ａの液体サンプルのろ過の終了有無にかかわらずほぼ一定に保たれるので、サンプル投入部３４ｂのろ過速度はサンプル投入部３４ａの影響を受けることがない。ここではサンプル投入部３４の数が２個の場合を例として説明したけれども、サンプル投入部３４が多数あっても同じである。

受器４０の凹部４２に設けられた小孔４４の大きさは、液体サンプルのろ過速度に応じて決定すればよく、凹部４２の圧力を一定に保持可能な最少のガス量を吸引可能な径とすることが望ましい。これにより、仮に一の液体サンプルのろ過が終了したとしても、貫通孔３２から吸引されるガスの量が少なく、図示を省略した減圧装置の吸引能力を抑えることが可能となり経済的である。

本発明の第一実施形態としての加圧ろ過装置２０の概略的構成を示す図である。 本発明の第一実施形態としての加圧ろ過装置２０の一部を模式的に示す加圧ろ過装置１００の断面図である。 本発明の第二実施形態としての減圧ろ過装置２００を模式的に示す断面図である。 従来のフィルタを用いた減圧ろ過装置１の概略的構成を示す図である。

符号の説明

２０ 加圧ろ過装置
３０ 本体
３１ 基材
３２ 貫通孔
３３ フィルタ
４０ 受器
４２ 凹部
４４ 小孔
５０ ガス供給装置
５３ ガス室
５９ 小孔
７０ ガスケット
１００ 加圧ろ過装置
２００ 減圧ろ過装置
２１０ 減圧容器
２２０ ガスケット
２３０ ガスケット

Claims (3)

1. 加圧ガスを受入れる加圧ガス室と、
   該加圧ガス室の一面に互いに独立して穿設された少なくとも２個以上の小孔と、
   を含むことを特徴とするガス供給装置。
2. 液体試料を少なくとも２個以上同時にろ過可能な加圧ろ過装置であって、
   液体試料を加圧するガスを供給する請求項１に記載のガス供給装置と、
   該ガス供給装置の下方に位置し、基材に穿設された互いに独立する該ガス供給装置の小孔と同数の貫通孔及び該貫通孔の底部を塞ぐように固着されたフィルタを有する本体と、
   該ガス供給装置と該本体との間をシールするシール部材と、
   該本体の下流側に位置し、各フィルタから排出されるろ液を各々貯留する凹部を有する受器と、
   を含むことを特徴とする加圧ろ過装置。
3. 液体試料を少なくとも２個以上同時にろ過可能な減圧ろ過装置であって、
   基材に穿設された互いに独立する少なくとも２個以上の貫通孔及び該貫通孔の底部を塞ぐように固着されたフィルタを有する本体と、
   該本体の下流側に位置し、各フィルタから排出されるろ液を各々貯留する凹部を有する受器と、
   該本体と該受器との間をシールするシール部材と、
   該受器を収納し、減圧装置と接続し該受器の該凹部を減圧可能ならしめる減圧容器と、を含み、
   該受器の各凹部は、該受器の基材を貫通する小孔を備えることを特徴とする減圧ろ過装置。

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