JP2016159274A - ピペットカートリッジ及びそれを備えた止水フィルタ付きピペット - Google Patents

Abstract

【課題】止水能力の高いピペットカートリッジ及びそれを備えた止水フィルタ付きピペットを提供する。
【解決手段】本開示のピペットカートリッジ１は、多孔質樹脂焼結フィルタ１５と、多孔質樹脂焼結フィルタ１５を内包する収容部１３と、一方の端部に配置されたピペット接続部１１と、他方の端部に配置されたピペッター接続部１２とを含むハウジング１４とを含む。多孔質樹脂焼結フィルタ１５は、吸水性ポリマー粒子と熱可塑性樹脂粒子とを含む焼結体である。多孔質樹脂焼結フィルタ１５を構成する樹脂中の吸水性ポリマーの含有量は、好ましくは２質量％以上１５質量％以下である。前記熱可塑性樹脂粒子が、好ましくは超高分子量ポリエチレン粒子を含む。
【選択図】図３

Description

本開示は、ピペットの後端に装着して使用されるピペットカートリッジ、及び当該ピペットカートリッジを含む止水フィルタ付きピペットに関する。

種々の実験に使用される液体を吸引、排出する際に用いるピペット、特に生化学に使用される滅菌されたディスポーザブルピペット(以下「ピペット」と略称する。)は、ピペッターと呼ばれる吸引、排出装置に装着して使用される。一般的に、ピペット内に吸引した液体がピペッター内に流入する事を防止する為に、ピペットの基端部（ピペットの長手方向両端部のうちのピペッターに近い端部）に綿栓が装着されている。また、クリーンベンチ等の滅菌条件下でピペットを使用する場合、綿栓はピペッターからの異物や菌がピペット内部の液体に落下する事を防ぐ目的においても重要な役割を有する。その一方で、綿栓は使用時または輸送時においても異物発生の原因となり、特に近年再生医療や免疫治療といった臨床を目的とした生化学分野での使用においては大きな問題となっている。

綿栓由来異物の発生防止を目的として、綿栓に代えて不織布または高分子多孔質焼結成形品等のフィルタを用いたピペットカートリッジが開示されている（特許文献１）。

特開２００７−６１７５１号公報

しかし、上記フィルタによる液体を塞き止める能力（以下「止水能力」と呼ぶ。）は十分ではなく、ピペッターの汚染をより確実に防止できるピペットカートリッジへの要請がある。

本開示は、一又は複数の実施形態において、止水能力の高いピペットカートリッジ、及び当該ピペットカートリッジを含む止水フィルタ付きピペットを提供する。

本開示のピペットカートリッジは、多孔質樹脂焼結フィルタと、前記多孔質樹脂焼結フィルタを内包する収容部と、一方の端部に配置されたピペット接続部と、他方の端部に配置されたピペッター接続部とを含むハウジングとを含み、前記多孔質樹脂焼結フィルタは、吸水性ポリマー粒子と熱可塑性樹脂粒子とを含む焼結体である。

本開示の止水フィルタ付きピペットは、本発明のピペットカートリッジと、ピペットとを含み、前記ピペットカートリッジが前記ピペットの基端部に装着されている。

本開示のピペットカートリッジ及び本開示のピペットカートリッジがピペットの基端部に装着された本開示の止水フィルタ付きピペットは、止水フィルタとして、吸水性ポリマー粒子と熱可塑性樹脂粒子とを含む焼結体を用いているので止水能力の高い。

図１は、本開示のピペットカートリッジの一例及び本開示の止水フィルタ付きピペットの一例の使用状態を説明する、概念平面図である。 図２は、図１の部分拡大図である。 図３は、図２の断面図である。

次に、図面を用いて本開示のピペットカートリッジの一例を説明する。図１は、本開示のピペットカートリッジ及び本開示の止水フィルタ付きピペットの一例の使用状態を説明する、概念平面図であり、図２は、図１の部分拡大図であり、図３は、図２の断面図である。

図１に示されるように、ピペットカートリッジ１は、ピペッター３とピペット２とを連結する止水フィルタカートリッジであり、ピペット２とピペッター３の間に配置されて使用される。図２及び図３に示されるように、ピペットカートリッジ１は、ハウジング１４と、ハウジング１４内に配置された止水フィルタとして多孔質樹脂焼結フィルタ１５とを含む。

ピペッター３により排出される空気は多孔質樹脂焼結フィルタ１５を通ってピペット２に送られるので、多孔質樹脂焼結フィルタ１５によって、ピペッター３からピペット２内部への落下菌等の異物混入が防止できる。また、ピペッター３により吸引される空気は多孔質樹脂焼結フィルタ１５を通ってピペッター３に送られるので、ピペット２で過剰吸引した液体がピペッター３を汚染する事やピペッターの破損を抑制できる。

［ハウジング］
ハウジング１４は、例えば、中空略円筒状であり、ピペット２と接続可能なピペット接続部１１と、ピペッター３と接続可能なピペッター接続部１２と、ピペット接続部１１とピペッター接続部１２との間に配置され多孔質樹脂焼結フィルタ１５を収容するための収容部１３とを含む。収容部１３の内径は、多孔質樹脂焼結フィルタ１５の外径よりも若干小さく形成され、多孔質樹脂焼結フィルタ１５は、収容部１３内に圧入され、ハウジング１４から脱落することのないようになっている。

図１〜図３に示したピペットカートリッジ１では、ピペット接続部１１が、ピペット２の内腔内に沿挿入される挿入部１１ａと、ピペット２の内腔よりも外径が大きくピペット２の基端側端面と当接する径大部１１ｂとを含む。ピペットカートリッジ１では、挿入部１１ａの外径が、ピペット２の基端部における内径とほぼ等しく、ピペット接続部１１がピペット２の基端部と嵌合により接続されるが、本開示のピペットカートリッジ１におけるピペット接続部１１の形態はこれに限定されない。例えば、ピペット２の基端部がピペット接続部１１の内腔に挿入されることにより両者が嵌合する形態であってもよい。ピペッター接続部１２とピペッター３との接続方式は、ピペット２とピペッター３との従来から公知の接続方式と同じでよい。

図１〜図３に示したピペットカートリッジ１では、ハウジング１４のうちの、収納部１３とピペッター接続部１２とからなる部分（カートリッジ１のピペット接続部１１を除いた部分）が、内径及び外径が長手方向（気体の流通方向）に沿って一定な円筒体からなるが、本開示のピペットカートリッジはこの形態に限定されず、例えば、多孔質樹脂焼結フィルタ１５が収納部１３内の所定の位置に安定して保持されるように、円筒体の内面に多孔質樹脂焼結フィルタ１５の端面が当接する段差が設けられたものであってもよい。

ハウジング１４は、成形性、ディスポーザブル化、低コストの点を考慮してプラスチック樹脂により構成されていることが好ましいが、ハウジング１４の外周面からの多孔質樹脂焼結フィルタ１５の視認性が高いと好ましく、少なくとも収容部１３は透明な材料から形成されていると、液体が過剰に吸い上げられた場合に、当該液体が多孔質樹脂焼結フィルタ１５内で塞き止められた状態で吸引操作を停止することが出来る。ハウジング１４の材料について特に制限はないが、透明性が高く、成形性が良好で、更には放射線滅菌耐性の高い、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリカーボネート、及びポリアクリロニトリルのうち少なくとも一つを含む熱可塑性樹脂が好ましい。

［多孔質樹脂焼結フィルタ］
多孔質樹脂焼結フィルタ１５は、連続空孔を有し、通気性を有する焼結体であり、吸水性ポリマー粒子と、その他の熱可塑性樹脂粒子との混合物を鋳型に入れ、加熱及び加圧することにより得た焼結体である。止水フィルタとして、多孔質樹脂焼結フィルタ１５を用いると、吸水性ポリマーにより液体が吸収されて液体によるピペッター３の汚染が効果的に抑制され、且つ、吸水性ポリマーの液体の吸収に伴う吸水性ポリマーの膨潤が熱可塑性樹脂によって抑制されるので、吸水性ポリマーによる液体の吸収に伴う圧力損失の増大が抑制される。

多孔質樹脂焼結フィルタ１５に含まれる吸水性ポリマーは、水に溶けることなく、自重の１〜数１００倍もの水を吸収し、且つ保持する能力を有するポリマーである。吸水性ポリマーの純水に対する吸水能は、好ましくは５０〜１，０００ｍｌ／ｇ、より好ましくは１００〜１，０００ｍｌ／ｇである。吸水性ポリマーには、例えば、一般的におむつ材料として使用されている吸水性ポリマー等を使用でき、例えば、架橋ポリアクリルアミドの部分加水分解物、架橋されたアクリル酸−アクリルアミド共重合体、架橋されたポリアクリル酸塩、架橋されたアクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、架橋されたイソブチレン−無水マレイン酸共重合体、および架橋されたカルボン酸変性ポリビニルアルコールからなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。

熱可塑性樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリスチレン（ＰＳ），スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ）、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられるが、多孔質樹脂焼結フィルタ１５には、ハウジング１４の収納部１３に挿入される際、欠けたり、割れることないよう、適度な柔軟性が求められるため、これらの中でも、超高分子量ポリエチレン、又はＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）が好ましいが、吸水率が低く、寸法安定性に優れた、超高分子量ポリエチレンが好ましく、粘度法による平均分子量が１００万以上７００万以下の超高分子量ポリエチレンがより好ましく、粘度法による平均分子量が３００万以上６００万以下の超高分子量ポリエチレンがさらに好ましい。

多孔質樹脂焼結フィルタ１５を構成する樹脂中の吸水性ポリマーの含有量は、高い止水能力が得られるという理由から、２質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、大気からの吸湿によって保存性が悪くなることを防止するという理由から、１５質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましい。

多孔質樹脂焼結フィルタ１５が、熱可塑性樹脂粒子として超高分子量ポリエチレン粒子を含む場合、多孔質樹脂焼結フィルタ１５を構成する樹脂における、吸水性ポリマーと超高分子量ポリエチレンの質量比（吸水性ポリマー／超高分子量ポリエチレン）は、高い止水能力が得られるという理由から、２／９８以上が好ましく、５／９５以上がより好ましく、大気からの吸湿によって保存性が悪くなることを防止するという理由から、１５／８５以下が好ましく、１０／９０以下がより好ましい。

多孔質樹脂焼結フィルタ１５の連続空孔のサイズ（平均気孔径）は、ピペット２の吸引−排出動作が大きく妨げられることなく好適に行え、ピペッター３からピペット２への落下菌の混入を効果的に防止でき、且つ、ピペット２からピペッター３への液体の侵入が効果的に抑制されるという理由から、１μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、２μｍ以上１５μｍ以下が更に好ましい。

多孔質樹脂焼結フィルタ１５の気孔率（空隙率）は、ピペット２の吸引−排出動作が大きく妨げられることなく好適に行え、ピペッター３からピペット２への落下菌の混入を効果的に防止でき、且つ、ピペット２からピペッター３への液体の侵入が効果的に抑制されるという理由から、２０％以上５０％以下が好ましく、３５％以上４０％以下がより好ましい。

多孔質樹脂焼結フィルタ１５の長手方向（気体の流通方向）の長さは、ピペッター３からピペット２への落下菌の混入を効果的に防止でき、且つ、ピペット２からピペッター３への液体の侵入が効果的に抑制されるという理由から、５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上がより好ましく、ピペット２の吸引−排出動作が大きく妨げられることなく好適に行えるという理由から５０ｍｍ以下が好ましく、３０ｍｍ以下がより好ましい。

多孔質樹脂焼結フィルタ１５の形成に使用する吸水性ポリマー粒子と熱可塑性樹脂粒子は、真球状でも不定形でもよく、一次粒子からなるものでも、一次粒子が複数個凝集した二次粒子であってもよいが、均質な止水フィルタを得る観点から、粒径分布は可能な限り狭いと好ましい。

多孔質樹脂焼結フィルタ１５の形成に適した吸水性ポリマー粒子の平均粒子径及び熱可塑性樹脂粒子の平均粒子径は、ピペット２の吸引−排出動作が大きく妨げられることなく好適に行えるという理由から、１μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がより好ましく、ピペッター３からピペット２への落下菌の混入を効果的に防止でき、且つ、ピペット２からピペッター３への液体の侵入が効果的に抑制されるという理由から、２５μｍ以下が好ましく、１５μｍ以下がより好ましい。尚、吸水性ポリマー粒子の平均粒子径及び熱可塑性樹脂粒子の平均粒子径は、粒子の透過型電子顕微鏡写真から粒子１００個以上について個々に短径と長径とを測定し、それらを平均することにより得られる。また、吸水性ポリマー粒子の平均粒子径及び熱可塑性樹脂粒子の平均粒子径は、焼結前と後とで、ほとんどかわらない。

ピペットカートリッジ１は、例えば、押し出し成形又は射出成形等の成形方法により形成されたハウジング１４の収容部１３内に、ピペッター接続部１２側から多孔質樹脂焼結フィルタ１５を圧入することにより形成できる。ピペットカートリッジ１は、包材により包装し、滅菌した態で市場に提供してもいし、例えば、プラスチック製ピペットの基端部にピペットカートリッジ１を装着して得られる止水フィルタ付きピペットを包材により包装し、これを滅菌してから市場に提供してもよい。ピペットカートリッジ１が装着されるピペットは、従来公知のピペットであってよい。

以下、本開示を以下の実施例及び比較例に基づいて説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。

（実施例１）
図２又は図３に示した形状であって、収納部における内径が５．０ｍｍのポリスチレン製ハウジングを作成した。ハウジングのピペット接続部は１０ｍｌピペットの基端部と接続可能な形状とした。収納部の内腔内に多孔質樹脂焼結フィルタを圧入して、実施例１のピペットカートリッジを得た。多孔質樹脂焼結フィルタの直径は５．２ｍｍ、長手方向の長さは１５ｍｍ、気孔率は３５％である。多孔質樹脂焼結フィルタは、平均粒子径が５μｍの吸水性ポリマー（物質名 架橋ポリアクリルアミドの部分加水分解物）粒子と、平均粒子径が５μｍの超高分子量ポリエチレン（粘度法による重量平均分子量 約５００万）粒子とを、質量比（吸水性ポリマー/超高分子量ポリエチレン）が２/９８となるように混合し、これらを鋳型に充填した後、加温加圧下で押し固めることにより得た。鋳型内への吸水性ポリマー粒子と超高分子量ポリエチレン粒子の充填量、及びこれらの押し固めの際の温度及び圧力は、得られる焼結体が、止水フィルタとして使用されたときに、ピペット及びピペッターによる液体の吸引及び排出が従来どおり行える程度の気体の透過性を有するように設定した。

（実施例２）
質量比（吸水性ポリマー/超高分子量ポリエチレン）を５/９５としたこと以外は実施例１と同様の方法で、実施例２のピペットカートリッジを作製した。

（実施例３）
質量比（吸水性ポリマー/超高分子量ポリエチレン）を１０/９０としたこと以外は実施例１と同様の方法で、実施例３のピペットカートリッジを作製した。

（実施例４）
吸水性ポリマー粒子と超高分子量ポリエチレン粒子の平均粒子径を１０μｍとしたこと以外は実施例１と同様の方法で、実施例４のピペットカートリッジを作製した。

（実施例５）
吸水性ポリマー粒子と超高分子量ポリエチレン粒子の平均粒子径を１０μｍとしたこと以外は実施例２と同様の方法で、実施例５のピペットカートリッジを作製した。

（実施例６）
吸水性ポリマー粒子と超高分子量ポリエチレン粒子の平均粒子径を１０μｍとしたこと以外は実施例３と同様の方法で、実施例６のピペットカートリッジを作製した。

（比較例１）
質量比（吸水性ポリマー/超高分子量ポリエチレン）を０/１００としたこと以外は実施例４と同様の方法で、比較例１のピペットカートリッジを作製した。

[止水性能評価試験]
実施例１〜６、比較例１のピペットカートリッジを各々１０ｍｌピペットの基端部に装着して得た止水フィルタ付きピペットを用いて着色水を吸引し、着色水を多孔質樹脂焼結フィルタに到達させた。着色水が多孔質樹脂焼結フィルタに到達してから更に１０秒間ピペッターによる吸引を行った後の多孔質樹脂焼結フィルタを目視にて観察した。

比較例１のピペットカートリッジの多孔質樹脂焼結フィルタは、その全体が着色水により着色されていたのに対し、実施例１〜６のピペットカートリッジの多孔質樹脂焼結フィルタはいずれも一部のみが着色水により着色されており、ピペット側の半分を越えて着色されているものはなかった。実施例１〜３のピペットカートリッジを用いる場合よりも、実施例４〜６のピペットカートリッジを用いた場合の方が、着色水の吸引速度が速かった。また、多孔質樹脂焼結フィルタにおける吸収性ポリマーの含有量が多いものほど、止水性能が高い傾向がみられた。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、上記以外の形態としても実施が可能である。本出願に開示された実施形態は一例であって、これらに限定はされない。本開示の範囲は、上述の明細書の記載よりも、添付されている請求の範囲の記載を優先して解釈され、請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更は、請求の範囲に含まれるものである。

本開示のピペットカートリッジは、一般的な理化学分野に用いられるピペットに利用でき、特に細菌のコンタミネーションを防止することが必要な細胞培養用途、さらには細胞培養を用いた医薬品の製造及び再生医療等の分野で有用である。

１ ピペットカートリッジ
１１ ピペット接続部
１１ａ 挿入部
１１ｂ 径大部
１２ ピペッター接続部
１３ 収納部
１４ ハウジング
１５ 多孔質樹脂焼結フィルタ
２ ピペット
３ ピペッター

Claims (7)

1. 多孔質樹脂焼結フィルタと、
   前記多孔質樹脂焼結フィルタを内包する収容部と、一方の端部に配置されたピペット接続部と、他方の端部に配置されたピペッター接続部とを含むハウジングとを含み、
   前記多孔質樹脂焼結フィルタは、吸水性ポリマー粒子と熱可塑性樹脂粒子とを含む焼結体である、ピペットカートリッジ。
2. 前記多孔質樹脂焼結フィルタを構成する樹脂中の吸水性ポリマーの含有量が２質量％以上１５質量％以下である、請求項１に記載のピペットカートリッジ。
3. 前記熱可塑性樹脂粒子が、超高分子量ポリエチレン粒子を含む、請求項１又は２に記載のピペットカートリッジ。
4. 前記多孔質樹脂焼結フィルタを構成する樹脂における、吸水性ポリマーと超高分子量ポリエチレンの質量比（吸水性ポリマー／超高分子量ポリエチレン）が、２／９８以上１５／８５以下である、請求項３に記載のピペットカートリッジ。
5. 前記多孔質樹脂焼結フィルタの気体の流通方向の長さが、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のピペットカートリッジ。
6. 前記吸水性ポリマー粒子及び前記熱可塑性樹脂粒子の平均粒子径がともに、２μｍ以上１５μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のピペットカートリッジ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のピペットカートリッジと、ピペットとを含み、前記ピペットカートリッジが前記ピペットの基端部に装着されている止水フィルタ付きピペット。

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