JP2017170320A - 磁性微粒子捕集器具及びそれを用いた捕集方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁性微粒子懸濁液の分散溶媒を除去する際に、磁性微粒子と溶媒を分離させ、洗浄もしくは液置換の回数低減や、廃液への磁性微粒子の同伴を抑制が可能となる、捕集器具及びそれを用いた捕集方法を提供する。【解決手段】 磁性微粒子の捕集器具であって、容器を収納するスペースを有し、そのスペースの周囲に、複数の磁石が互いに離れて固定された部分と磁石が存在しない部分とを有し、更に磁石が存在しない部分が下側となるよう傾斜させることができる容器固定台を有する前記捕集器具を用いて、当該容器を収納するスペースに、磁性微粒子懸濁液の入った容器を設置し、容器中の磁性微粒子を捕集器具の磁石に補修させ、かつ容器固定台を傾斜させて磁石が存在しない部分を下側とし、捕集器具の磁石が存在しない部分から分散溶媒を除去する。【選択図】 図１

Description

本発明は、磁性微粒子捕集器具及びそれを用いた捕集方法に関し、特に磁石の配置により、懸濁液に分散された磁性微粒子の捕集箇所を限定し、磁性微粒子捕集後の分散溶媒除去の際に磁性微粒子の同伴を抑制し、さらに短時間で分散溶媒除去することを特徴とする、磁性微粒子の捕集器具及びそれを用いた捕集方法に関する。

従来、磁性微粒子懸濁液の洗浄もしくは液置換等の作業にて分散溶媒除去の際には、容器の外側に設置した磁石によって磁性微粒子を捕集した後に、デカンテーションやアスピレーターを用いた液吸引にて行う方法が一般的に用いられている。しかし、これらの分散溶媒除去方法では、磁性微粒子と溶媒が完全に分離しないことが頻繁に発生し、その結果、分散溶媒を完全に除去できず、洗浄もしくは液置換を複数回繰り返す必要があったり、分散溶媒を完全に除去しようとして、磁性微粒子も廃液に同伴してしまうといったことが起こり、労力とコストと時間がかかるという問題があった。

本発明は、磁性微粒子懸濁液の分散溶媒除去を行う際に、磁性微粒子と溶媒をできるだけ分離させ、洗浄もしくは液置換の回数低減や、廃液への磁性微粒子の同伴を抑制することが可能となる、捕集器具及びそれを用いた捕集方法を提供するものである。

本発明者は、鋭意検討の結果、以下の方法をとることで、上記問題点を解決しうることを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は以下のとおりである。
（１）磁性微粒子の捕集器具であって、
容器を収納するスペースを有し、
そのスペースの周囲に、
複数の磁石が互いに離れて固定された部分と、磁石が存在しない部分とを有する
ことを特徴とする、前記捕集器具。
（２）前記（１）に記載の捕集器具において、磁石が存在しない部分が下側となるよう傾斜させることができる容器固定台を有する、前記捕集器具。
（３）前記（１）または（２）に記載の捕集器具の容器を収納するスペースに、磁性微粒子懸濁液の入った容器を設置し、容器中の磁性微粒子を容器を収納するスペース周囲の磁石に捕集させ、捕集器具の磁石が存在しない部分から分散溶媒を除去することを特徴とする磁性微粒子の捕集方法。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明の磁性微粒子捕集器具は、容器を収納するスペースを有する。その大きさ、形状に特に限定はなく、目的に応じて適宜設定すればよい。容器収納スペースの周囲には複数の磁石が互いに離れて固定されている。

容器収納スペースの周囲とは、そのスペースの側面でも底面でもよい。当該周囲に複数の磁石が互いに離れて固定されているが、磁石が存在しない部分をも有する。側面に磁石を固定する場合は、スリット形状（図１および図２）もしく下部が切り取られた開口部を有する形状（図３）の磁石が存在しない部分を設定することが好ましく、容器を傾斜した際に最下部となる箇所に磁石を配置しないことがより好ましい。底面に磁石を設置する場合には側面と底面が接する辺部分もしくは辺近傍に磁石を配置しない部分を設定することが好ましく、容器を傾斜した際に最下部となる箇所に磁石を配置しないことがより好ましい。

磁石は硬質素材に固定され、複数個の磁石を互いに離して固定する。硬質素材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのプラスチック素材やアルミニウム、銅、真鍮、ステンレスなどの金属素材や木材を使用することができる。

本発明の捕集器具の形状としては特に限定はないが、例えば図１に示すように板状部材に磁石を固定し、それを複数枚立てて上面をリング状部材に固定した形状や、図２，３に示すように円筒状の一部を欠いた形状をあげることができる。本発明の捕集器具は、図４に示すように、磁石が存在しない部分が下側となるよう傾斜することができる容器固定台（１２）を有することが好ましい。このとき容器固定台（１２）は、蝶番（１５）で土台（１１）に留められていることが好ましい。傾斜角度は０度以上１８０度以下から選択でき、さらに選択した角度にて容器を固定できる構造とすることが好ましい。具体的には図４に示す穴あき板（１３）、留め具（１４）を用いることができる。傾斜については、磁性微粒子を捕集する前にあらかじめ傾斜させておいてもよく、磁性微粒子を捕集した後に、又は捕集中に傾斜させてもよい。

本発明の磁性微粒子捕集器具を用いた磁性微粒子の捕集方法は、磁性微粒子の懸濁液の入った容器を上記器具に設置し、磁性微粒子を容器収納スペースの周囲の磁石に捕集させる。捕集の前、後、又は途中で磁石が存在しない部分が下側となるよう傾斜することが好ましい。その後、デカンテーションもしくはアスピレーター等にて分散溶媒を除去する。このとき本発明の捕集器具の磁石が存在しない部分から分散溶媒を除去することにより、分散溶媒をほとんど残すことなくかつ捕集した磁性微粒子をほとんど伴うことなく、分散溶媒を除去することができる。特に本発明の捕集器具が、前述のように磁石が存在しない部分が下側となるように傾斜させることができる場合は、その効果をより一層高めることができる。

本発明で用いられる磁性微粒子とは、ガラス、金属、セラミックス等の無機物であってもよく、また高分子ポリマー等の有機物であってもよい。それらの微粒子表面、微粒子内部もしくは微粒子表面と内部の両方に磁性体を含むものであるが、材質が金属製の微粒子の場合、それ自体が磁性体であってもよい。磁性微粒子に抗体や牛血清アルブミンなどの蛋白質が結合していてもよく、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなどの有機化合物が結合していてもよい。微粒子の粒子径は０．１から１００μｍが好ましく、さらには１から１０μｍが好ましい。

本発明に用いられる磁性微粒子に用いられる磁性体は、その組成に特に限定はなく、例えば、フェライト、マグネタイト、マグヘマイト等があげられる。

本発明で用いられる磁石は特に限定はなく、アルニコ磁石、ＫＳ鋼、ＭＫ鋼、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石でもよく、電磁石でもよい。

本発明の磁性微粒子分散に用いる溶媒としては、水、エタノールやメタノールなどのアルコール類、アセトンやメチルエチルケトンなどのケトン類、ジメチルスルホキシドやＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、ベンゼンやトルエンなどの芳香族炭化水素、ヘキサンやヘプタンなどの脂肪族炭化水素を用いることができる。これら溶媒に牛血清アルブミンやコラーゲンペプチドなどの蛋白質、Ｔｒｉｓ−ＨＣｌやＭＥＳなどの緩衝剤、アジ化ナトリウムやプロクリン３００などの防腐剤、スクロースやトレハロースなどの糖、Ｔｗｅｅｎ２０やＴｒｉｔｏｎＸ−１００などの界面活性剤等から一つもしくは二つ以上の成分が含まれていても構わない。

磁石にて磁性微粒子を捕集する際に物理的作用を加えてもよい。物理的作用としては、撹拌翼、超音波装置、シェーカーなどを用いた撹拌、振動もしくは振盪から一つもしくは二つ以上の方法の組み合わせから選択できる。

本発明により、磁性微粒子懸濁液の分散溶媒除去の際を行う際に、磁性微粒子と溶媒を分離させ、洗浄もしくは液置換の回数低減や、廃液への磁性微粒子の同伴を抑制することが可能となった。

本発明の磁性微粒子補修器具の一例を示す図である。 本発明の磁性微粒子補修器具の一例を示す図である。 本発明の磁性微粒子補修器具の一例を示す図である。 本発明の磁性微粒子補修器具の一例を示す図である。 本発明の磁性微粒子補修器具の一例を示す図である。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。しかし本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
１０００ｍＬポリボトルに磁性微粒子１０．０ｇ（粒子径２．５μｍ）を投入し、さらに７０％エタノール１０ｇ添加した後に、純水９９０ｇを添加して撹拌分散し１％懸濁液とした。このポリボトルをネオジム磁石（φ１５×１０ｍｍ）を配置した磁性微粒子捕集器具（図１，４）に設置した。この補修器具は、アクリル製の磁石固定板（１６ｃｍ×３ｃｍ×１．３ｃｍ）に前述の磁石を４個一列に固定し、その固定板を６枚立てて配置し、その上面を金属製平板リング（内径１２ｃｍ、外径１５ｃｍ、厚さ０．２ｃｍ）で固定したものである。このとき平板リングを周方向に７等分し、そのうち６ヶ所に前述の６枚の磁石固定板をそれぞれ配置し、平板リングの残りの１ヶ所には磁石固定板は配置せずに、スリット状の空隙とした。また６枚の磁石固定板の下面は、アクリル製の容器固定台（１２）（２０ｃｍ×２０ｃｍ×１ｃｍ）の中央に固定した。その容器固定台（１２）下側の一辺は、アクリル製の土台（１１）（２０ｃｍ×２０ｃｍ×１ｃｍ）の上側の一辺に蝶番（１５）で固定され、図４に示すように傾斜させることができ、その傾斜角度を維持することができる穴あき板（１３）と留め具（１４）を、蝶番を有する辺と９０°をなす辺に有している。なお、前述のスリット状空隙は、容器固定台（１２）を蝶番（１５）を介して傾斜させたときに下側に来るよう、向きを調整して固定されている。ここでは傾斜角度を４５度として静置した。５分後に全ての磁性微粒子が捕集され、分散溶媒が透明になったので、アスピレーターに接続したガラス管の先端を、容器最下部のスリット状空隙に面した部分に投入し、分散溶媒を除去した（図４）。除去された分散溶媒は透明で、磁性微粒子を同伴することなく、分散溶媒を除去できた。

（実施例２）
実施例１と同様の方法にて磁性微粒子捕集操作を実施した。５分後に全ての磁性微粒子が捕集され、分散溶媒が透明になったので、デカンテーションにて分散溶媒を除去した（図５）。除去された分散溶媒は透明で、磁性微粒子を同伴することなく、分散溶媒を除去できた。

（比較例１）
１０００ｍＬポリボトルに実施例１と同様にして１％懸濁液を得た。このポリボトルの側面の液面１／２の高さの位置にネオジム磁石（φ１５×１０ｍｍ）を１個配置した。さらに同一の磁石を近接して配置しようとしたところ、磁石同士が引き合ったために並べて配置することができず、２つの磁石が重なり合ったまま配置した。１０分後にポリボトル内を確認したところ、一部の磁性微粒子が捕集されておらず、分散溶媒は透明化していなかった。アスピレーターに接続したガラス管の先端を容器最下部の磁石から最も離れた部分に投入し、分散溶媒を除去したところ、除去された分散溶媒は濁っており、磁性微粒子が確認された。

（１）磁石
（２）磁石固定板
（３）リング
（４）磁石
（５）磁石固定板
（６）磁石
（７）磁石固定板
（８）磁石
（９）磁石固定板
（１０）リング
（１１）土台
（１２）容器固定台
（１３）穴あき板
（１４）留め具
（１５）蝶番
（１６）ボトル
（１７）溶媒吸引管

Claims (3)

1. 磁性微粒子の捕集器具であって、
   容器を収納するスペースを有し、
   そのスペースの周囲に、
   複数の磁石が互いに離れて固定された部分と、磁石が存在しない部分とを有する
   ことを特徴とする、前記捕集器具。
2. 請求項１に記載の捕集器具において、磁石が存在しない部分が下側となるよう傾斜させることができる容器固定台を有する、前記捕集器具。
3. 請求項１または２に記載の捕集器具の容器を収納するスペースに、磁性微粒子懸濁液の入った容器を設置し、容器中の磁性微粒子を容器を収納するスペース周囲の磁石に捕集させ、捕集器具の磁石が存在しない部分から分散溶媒を除去することを特徴とする磁性微粒子の捕集方法。

Images