JP2011247874A - フィールドフロー分画装置および移動相に注入された液中の試料アリコートの大きさおよび組成がさまざまな粒子を分離および処理する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 必要に応じて、上記分画装置は、そのような粒子の特定の予め規定されたクラスをその後の除去のために捕捉するために用いられてもよい。クロスフロー分画装置か非対称流フィールドフロー分画装置かに基づいて、開示される分画装置は、その分離チャンネルの長さに沿った複数の場所で、加えられた横方向流を変化させる手段を含む。複数の分離された区画は各々、別個の対応する膜支持透過性フリットセグメントの下方に横たわり、その上方の膜部分を通る局所化されたフローを制御する個々の手段を設けられている。対応する同心状区画実現例は、中空繊維分画装置と統合されると、同じタイプの区画化されたクロスフローを実現する。
【選択図】図4
Description
以下の特許および出願は、分離された分子および小粒子の類似したキャラクタリゼーションに関する:
P.J.ワイアット(Wyatt)およびM.ウェイダ(Weida)、米国特許第6,774,994号(2004年8月10日)「懸濁液中の粒子の絶対数密度を求めるための方法および装置(Method and apparatus for determining absolute number densities of particles in suspension)」、
P.J.ワイアット、M.H.チェン(Chen)およびD.N.ビジャルパンド(Villalpando)、2008年6月9日出願、米国特許出願連続番号第12/157,367号「非対称流フィールドフローフラクショネーションを用いて小粒子の分離を最適化するための方法および装置(Method and apparatus for optimizing the separation of small particles using Asymmetric Flow Field Flow Fractionation)」。
この明細書全体を通して、用語「粒子」は、タイプおよび大きさがさまざまな分子、ナノ粒子、ウイルス様粒子、リポソーム、エマルション、バクテリア、コロイドなどであってもよい液体試料アリコートの構成成分を指す。それらの大きさの範囲は、1nm〜数千マイクロメートルに亘ってもよい。
非対称流FFFチャンネルの要素の概説から始める。図1に示されるA4Fチャンネルは、以下の要素とそれらを結びつける手段とからなる:
1) 封止Oリング3によって取囲まれた液体透過性フリット2を保持する底部アセンブリ構造1、
2) フリット2上に横たわる透過性膜4、
3) キャビティ6が切られている厚み約75μmから800μmのスペーサ5、および
4) レキサン(Lexan)(登録商標)またはガラスなどの材料からなる透明なプレート8を一般的には保持するトップアセンブリ構造7。このプレートは、実現例によっては透明である必要はない。
結果として得られるサンドイッチ構造は、ボルト13または他の手段で結び付けられている。スペーサ5にある概ね棺形状のまたは先細りになったキャビティ6は、分離が中で起こるチャンネルとして働く。トップアセンブリ構造7は通常、ポートと呼ばれる3つの孔を含み、これらの孔は、トッププレート8を貫通し、チャンネルの上方に中心決めされていて、取付具をこれらの孔に取付けることを可能にしている。これらのポートは:
1)チャンネルの始まり付近に位置し、キャリア液体いわゆる移動相がそこを通して送り込まれる移動相入口ポート9、
2)入口ポートの下流に位置し、分離される試料のアリコートがその中へチャンネルまで導入されその下で集束される試料ポート10、および
3)分画されたアリコートがそこを通ってキャビティの端部近くでチャンネルを出る出口ポート11である。
Claims (12)
- フィールドフロー分画装置であって、チャンネル閉じ込め手段を備え、前記閉じ込められたチャンネルは、すべての側部を面によって囲まれており、
A.前記チャネルを通る移動相を提供し、調整する手段と、
B.試料アリコートを前記移動相に導入する手段と、
C.前記チャンネルに沿った複数の別個の領域の各々で単位チャンネル面積当りの別個の横方向流を前記移動相に提供し、制御する手段とを有する、フィールドフロー分画装置。 - 前記チャンネル閉じ込め手段は、
A.ベースプレート要素を含み、前記ベースプレート要素は、上が開口しており前記ベース内に横たわるように作製された1組の分離された区画を含み、前記開口はすべて、前記ベースプレートの底面に平行な同一平面に横たわっており、
B.前記ベースプレートの前記区画開口上に横たわる透過性がありセグメント化されたフリット要素をさらに含み、各前記フリットセグメントは、その下の対応する区画を覆っており、
C.前記セグメント化されたフリット構造を覆う透過性膜と、
D.前記透過性膜上のスペーサ手段とをさらに含み、前記スペーサ手段から一部分が切り抜かれることによって、全側部を前記スペーサの残りの領域によって囲まれたチャンネル切り抜き領域が設けられており、前記切り抜き領域は、前記透過性膜の下方に横たわる前記セグメント化されたフリットに亘っており、
E.前記スペーサ手段上に横たわり、前記スペーサ手段から切り抜かれた前記チャンネル領域を封止し、前記チャンネル切り抜きの上方に適切に位置決めされた3つのポートを提供するトッププレート要素をさらに含み、前記3つのポートは順に、
i.移動相の流通と、
ii.前記試料アリコートの注入と、
iii.前記移動相流によって前記チャンネル切り抜きを通して運ばれた前記試料の流出とを可能にし、
F.前記チャンネル切り抜きに導入された流体を前記チャンネル切り抜きを通してまたは前記チャンネル切り抜きに対して横方向に前記透過性膜および前記支持フリット要素を通してその下の区画の中まで流れるように制限する封止手段をさらに含む、請求項1に記載のフィールドフロー分画装置。 - 前記チャンネルに沿った複数の別個の領域の各々で単位チャンネル面積当りの別個の横方向流を前記移動相に提供する前記手段は、
A.各区画の底面にある出口ポートを含み、前記出口ポートは、そこに入った流体が前記透過性膜およびその上方に横たわる対応するフリットセグメントを通してそこから流出することを可能にし、
B.そのような各出口ポートから独立流体流制御手段までの流体接続手段をさらに含み、前記独立流体流制御手段によって、各対応する区画からの前記流出は制御されてもよいことによって、前記試料アリコートが前記対応する区画手段に亘って移動するときに前記試料アリコートに対する対応する横方向流の独立した制御を可能にしており、このようにして、前記チャンネルの各セグメント化された領域でクロスフローフィールドを独立して提供する、請求項2に記載のフィールドフロー分画装置。 - 前記トッププレート要素は、透過性フリットを含み、前記透過性フリットを通して、前記チャンネルフローに垂直な移動相からなる2次流が送り込まれ、前記2次流は、前記セグメント化された領域の全クロスフロー必要量の供給源を提供する、請求項2に記載のフィールドフロー分画装置の対称流実現例。
- 前記トッププレート要素は、前記トッププレート要素を通るフローに対して不透過性であり、すべての制御されるセグメント化された領域に必要な全クロスフロー供給源は、チャンネル流入とチャンネル流出との差がセグメント化された全領域の総クロスフローと等しいようにチャンネル流出を制限することによって提供される、請求項2に記載のフィールドフロー分画装置の非対称流実現例。
- 前記すべての側面を囲まれたチャンネル閉込め手段は、中空透過性繊維を含む、請求項1に記載のフィールドフロー分画装置の中空繊維流実現例。
- 前記透過性膜は、透過性が互いに異なる領域にセグメント化されている、請求項2に記載のフィールドフロー分画装置。
- 前記中空繊維は、透過性が異なる別個のセグメントを含む、請求項6に記載のフィールドフロー分画装置。
- 移動相に注入された液中の試料アリコートの大きさおよび組成がさまざまな粒子を分離および処理する方法であって、
A.チャンネルを設けるステップを備え、前記チャンネルは、
1)前記移動相の流入を可能にするポートと、前記試料アリコートの注入を可能にするポートと、前記移動相中の試料アリコートがそこに加わる横方向力を受けた後に前記移動相中の試料アリコートの流出を可能にするポートとを含み、
2)前記チャネルを通る前記移動相の長手方向流に対して横方向の複数の領域を含み、各前記領域は、前記試料を含む移動相に対して横方向の制御されたフローフィールドを加える独立した手段を設けられており、
B.前記試料アリコートを前記移動相への前記試料注入ポートに注入するステップと、
C.前記チャンネルの各前記領域の前記流入する移動相およびそれに対して横方向の前記フィールドを前記粒子の最適な分離および処理を提供するようにプログラミングするステップとをさらに備える、方法。 - 前記チャンネルは、
A.ベースプレート要素を含み、前記ベースプレート要素は、上が開口しており前記ベース内に横たわるように作製された1組の分離された区画を含み、前記開口はすべて、前記ベースプレートの底面に平行な同一平面に横たわっており、
B.前記ベースプレートの前記区画開口上に横たわる透過性がありセグメント化されたフリット要素をさらに含み、各前記フリットセグメントは、その下の対応する区画を覆っており、
C.前記セグメント化されたフリット構造を覆う透過性膜と、
D.前記透過性膜上のスペーサ手段をさらに含み、前記スペーサ手段から一部分が切り抜かれることによって、全側部を前記スペーサの残りの領域によって囲まれたチャンネル切り抜き領域が設けられており、前記切り抜き領域は、前記透過性膜の下方に横たわる前記セグメント化されたフリットに亘っており、
E.前記スペーサ手段上に横たわり、前記スペーサ手段から切り抜かれた前記チャンネル領域を封止し、前記チャンネル切り抜きの上方に適切に位置決めされた3つのポートを提供するトッププレート要素をさらに含み、前記3つのポートは順に、
i.移動相の流通と、
ii.前記試料アリコートの注入と、
iii.前記移動相流によって前記チャンネル切り抜きを通して運ばれた前記試料の流出とを可能にし、
F.前記チャンネル切り抜きに導入された流体を前記チャンネル切り抜きを通してまたは前記チャンネル切り抜きに対して横方向に前記透過性膜および前記支持フリット要素を通してその下の区画の中まで流れるように制限する封止手段をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記チャンネルは、中空透過性繊維を含み、前記中空透過性繊維は、
A.一方の端部にあり、そこを通して移動相がそこを通して送り込まれてもよい手段と、
B.試料アリコートを前記移動相に注入してもよい手段と、
C.前記繊維に沿った複数の別個の領域の各々で単位繊維長当りの別個の横方向流を前記移動相に提供する手段とを有する、請求項9に記載の方法。 - 前記試料アリコートは、適切なセグメント化された横方向フローフィールドを制御することによって前記試料アリコートから特定の大きさの粒子を分離するように処理される、請求項9に記載の方法。
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