JP2019162624A - Filtration device and filtration method - Google Patents
Filtration device and filtration method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019162624A JP2019162624A JP2019077042A JP2019077042A JP2019162624A JP 2019162624 A JP2019162624 A JP 2019162624A JP 2019077042 A JP2019077042 A JP 2019077042A JP 2019077042 A JP2019077042 A JP 2019077042A JP 2019162624 A JP2019162624 A JP 2019162624A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- container
- filtration
- membrane
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 263
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 453
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 120
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 106
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 148
- 239000012620 biological material Substances 0.000 claims description 79
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 17
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 8
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000661807 Homo sapiens Suppressor of tumorigenicity 14 protein Proteins 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000001490 Dengue Diseases 0.000 description 1
- 206010012310 Dengue fever Diseases 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 241000206602 Eukaryota Species 0.000 description 1
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 206010061192 Haemorrhagic fever Diseases 0.000 description 1
- 206010061598 Immunodeficiency Diseases 0.000 description 1
- 208000029462 Immunodeficiency disease Diseases 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 241000702670 Rotavirus Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000710772 Yellow fever virus Species 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 208000025729 dengue disease Diseases 0.000 description 1
- 241001493065 dsRNA viruses Species 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 206010014599 encephalitis Diseases 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000007813 immunodeficiency Effects 0.000 description 1
- 210000004263 induced pluripotent stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 108090000237 interleukin-24 Proteins 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 1
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001778 pluripotent stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 description 1
- 201000008827 tuberculosis Diseases 0.000 description 1
- 241000712461 unidentified influenza virus Species 0.000 description 1
- 229940051021 yellow-fever virus Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/08—Flat membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
Abstract
Description
本発明は、液体中の生物由来物質を濾過する濾過装置及び濾過方法に関する。 The present invention relates to a filtration apparatus and a filtration method for filtering a biological material in a liquid.
近年、液体中の生物由来物質を濾過する細胞捕捉システムが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に開示された細胞捕捉システムは、生物由来物質として細胞を含む液体をフィルターの鉛直方向上側から下側に向かって通過させることによって細胞を捕捉している。
In recent years, a cell trapping system that filters biological substances in a liquid has been disclosed (for example, see Patent Document 1). The cell capture system disclosed in
特許文献1の細胞捕捉システムにおいては、フィルター上に生物由来物質が堆積することによって目詰まりが生じ、液体から生物由来物質を分離することができなくなるという課題を有する。
The cell capture system of
本発明は、上記の課題を解決するものであり、生物由来物質による目詰まりを抑制し、液体から生物由来物質を分離することができる濾過装置及び濾過方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a filtration device and a filtration method capable of suppressing clogging caused by a biological substance and separating the biological substance from a liquid.
本発明の一態様の濾過装置は、
生物由来物質を含む液体を導入する導入口と前記液体を排出する排出口とを有する容器部と、
前記容器部の前記導入口と前記排出口との間に設けられ、複数の貫通孔を有する膜部と、
を備え、
前記膜部は、第1主面と、前記第1主面よりも上側に位置する第2主面とを有し、
前記膜部の前記第1主面から前記第2主面へ前記液体を通過させることによって、前記生物由来物質を前記液体から分離する。
The filtration device according to one embodiment of the present invention includes:
A container having an inlet for introducing a liquid containing a biological substance and an outlet for discharging the liquid;
A membrane part provided between the inlet and the outlet of the container part and having a plurality of through holes;
With
The film portion has a first main surface and a second main surface located above the first main surface,
The biological substance is separated from the liquid by allowing the liquid to pass from the first main surface to the second main surface of the membrane portion.
本発明の一態様の濾過方法は、
液体から生物由来物質を濾過する方法であって、
生物由来物質を含む液体を導入する導入口と前記液体を排出する排出口とを備える容器部と、前記容器部の前記導入口と前記排出口との間に設けられ、複数の貫通孔を有する膜部と、を備えた濾過装置を準備する工程、
前記膜部の第1主面から前記第1主面よりも上側に位置する第2主面へ前記液体を通過させることによって前記生物由来物質を前記液体から分離する工程、
を含む。
The filtration method of one embodiment of the present invention includes:
A method of filtering biological material from a liquid,
A container part having an inlet for introducing a liquid containing a biological substance and an outlet for discharging the liquid, and provided between the inlet and the outlet of the container part, and having a plurality of through holes A step of preparing a filtration device comprising a membrane part,
Separating the biological material from the liquid by allowing the liquid to pass from the first main surface of the membrane portion to a second main surface located above the first main surface;
including.
本発明によれば、生物由来物質による目詰まりを抑制し、液体から生物由来物質を分離することができる濾過装置及び濾過方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the filtration apparatus and filtration method which can suppress clogging by a biological material and can isolate | separate a biological material from a liquid can be provided.
本発明の一態様の濾過装置は、
生物由来物質を含む液体を導入する導入口と前記液体を排出する排出口とを有する容器部と、
前記容器部の前記導入口と前記排出口との間に設けられ、複数の貫通孔を有する膜部と、
を備え、
前記膜部は、第1主面と、前記第1主面よりも上側に位置する第2主面とを有し、
前記膜部の前記第1主面から前記第2主面へ前記液体を通過させることによって、前記生物由来物質を前記液体から分離してもよい。
The filtration device according to one embodiment of the present invention includes:
A container having an inlet for introducing a liquid containing a biological substance and an outlet for discharging the liquid;
A membrane part provided between the inlet and the outlet of the container part and having a plurality of through holes;
With
The film portion has a first main surface and a second main surface located above the first main surface,
The biological material may be separated from the liquid by allowing the liquid to pass from the first main surface to the second main surface of the membrane portion.
このような構成により、生物由来物質の堆積による膜部の目詰まりを抑制し、液体から生物由来物質を分離することができる。 With such a configuration, the clogging of the film portion due to the deposition of the biological material can be suppressed, and the biological material can be separated from the liquid.
前記濾過装置においては、前記膜部は、金属製薄膜であってもよい。 In the filtration device, the film part may be a metal thin film.
このような構成により、膜部に力が加えられても、膜部が変形するのを抑制することができる。 With such a configuration, even when a force is applied to the film part, the film part can be prevented from being deformed.
前記濾過装置においては、前記膜部の少なくとも一部は、鉛直方向に対して斜めに設けられてもよい。 In the filtration device, at least a part of the membrane part may be provided obliquely with respect to the vertical direction.
このような構成により、生物由来物質による膜部の目詰まりを更に抑制することができる。 With such a configuration, the clogging of the film part due to the biological substance can be further suppressed.
前記濾過装置においては、前記容器部の前記導入口から前記排出口へ前記液体を吸引する吸引部を備えてもよい。 In the said filtration apparatus, you may provide the suction part which attracts | sucks the said liquid from the said inlet of the said container part to the said discharge port.
このような構成により、液体を吸引することで、液体から生物由来物質を分離することができる。また、短時間で液体から生物由来物質を分離することができる。 With such a configuration, the biological substance can be separated from the liquid by sucking the liquid. Moreover, a biological substance can be separated from the liquid in a short time.
前記濾過装置においては、前記液体を保持する液体容器を備え、
前記容器部の前記導入口は、前記液体容器内に保持された前記液体内に配置され、
前記液体容器には、前記液体にかかる圧力を逃がす通気口が設けられてもよい。
The filtration device includes a liquid container that holds the liquid,
The inlet of the container portion is disposed in the liquid held in the liquid container,
The liquid container may be provided with a vent for releasing pressure applied to the liquid.
このような構成により、液体容器に保持された液体にかかる圧力を通気口から逃がすことによって、液体容器内の液体中の生物由来物質にかかる圧力を低減することができて、生物由来物質の損傷を低減できる。その結果、膜部において生物由来物質の変形による目詰まりを抑制することができる。 With such a configuration, by releasing the pressure applied to the liquid held in the liquid container from the vent, the pressure applied to the biological substance in the liquid in the liquid container can be reduced, and the biological substance is damaged. Can be reduced. As a result, clogging due to the deformation of the biological substance can be suppressed in the film part.
前記濾過装置においては、前記膜部を下方に移動させる移動部を備えてもよい。 In the said filtration apparatus, you may provide the moving part which moves the said film | membrane part below.
このような構成により、液体の減少に伴い膜部を下方に移動させることで、膜部を液面付近に配置した状態を維持することができる。そのため、膜部における生物由来物質による目詰まりを更に抑制することができる。 With such a configuration, it is possible to maintain the state in which the film part is arranged near the liquid surface by moving the film part downward as the liquid decreases. Therefore, clogging due to a biological substance in the film part can be further suppressed.
本発明の一態様の濾過方法は、
液体から生物由来物質を濾過する方法であって、
生物由来物質を含む液体を導入する導入口と前記液体を排出する排出口とを備える容器部と、前記容器部の前記導入口と前記排出口との間に設けられ、複数の貫通孔を有する膜部と、を備えた濾過装置を準備する工程、
前記膜部の第1主面から前記第1主面よりも上側に位置する第2主面へ前記液体を通過させることによって前記生物由来物質を前記液体から分離する工程、
を含んでもよい。
The filtration method of one embodiment of the present invention includes:
A method of filtering biological material from a liquid,
A container part having an inlet for introducing a liquid containing a biological substance and an outlet for discharging the liquid, and provided between the inlet and the outlet of the container part, and having a plurality of through holes A step of preparing a filtration device comprising a membrane part,
Separating the biological material from the liquid by allowing the liquid to pass from the first main surface of the membrane portion to a second main surface located above the first main surface;
May be included.
このような構成により、生物由来物質の堆積による膜部の目詰まりを抑制し、液体から生物由来物質を分離することができる。 With such a configuration, the clogging of the film portion due to the deposition of the biological material can be suppressed, and the biological material can be separated from the liquid.
前記濾過方法において、前記分離する工程は、鉛直方向に対して少なくとも一部が斜めに設けられた前記膜部に前記液体を通過させてもよい。 In the filtration method, in the separation step, the liquid may be passed through the film part provided at least partially obliquely with respect to the vertical direction.
このような構成により、生物由来物質による膜部の目詰まりを更に抑制することができる。 With such a configuration, the clogging of the film part due to the biological substance can be further suppressed.
前記濾過方法において、前記分離する工程は、前記容器部の前記導入口から前記排出口へ前記液体を吸引する工程を含んでもよい。 In the filtration method, the separating step may include a step of sucking the liquid from the introduction port of the container part to the discharge port.
このような構成により、液体を吸引することによって、液体から生物由来物質を分離することができる。また、短時間で液体から生物由来物質を分離することができる。 With such a configuration, the biological substance can be separated from the liquid by sucking the liquid. Moreover, a biological substance can be separated from the liquid in a short time.
前記濾過方法において、前記分離する工程は、前記液体にかかる圧力を逃がす工程を含んでもよい。 In the filtration method, the separating step may include a step of releasing pressure applied to the liquid.
このような構成により、液体にかかる圧力を逃がすことができる。そのため、膜部において生物由来物質の変形による目詰まりを抑制することができる。また、生物由来物質の損傷を低減できる。 With such a configuration, the pressure applied to the liquid can be released. Therefore, the clogging due to the deformation of the biological substance can be suppressed in the film part. In addition, damage to biological materials can be reduced.
前記濾過方法において、前記分離する工程は、前記膜部を下方に移動させる工程を含んでもよい。 In the filtration method, the separating step may include a step of moving the membrane portion downward.
このような構成により、液体の減少に伴い膜部を下方に移動させることによって、膜部を液面付近に配置した状態を維持することができる。そのため、膜部における生物由来物質による目詰まりを更に抑制することができる。 With such a configuration, it is possible to maintain the state in which the film portion is disposed near the liquid surface by moving the film portion downward as the liquid decreases. Therefore, clogging due to a biological substance in the film part can be further suppressed.
以下、本発明に係る実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each drawing, each element is exaggerated for easy explanation.
(実施の形態1)
[全体構成]
図1は、本発明に係る実施の形態1の濾過装置100Aの概略図を示す。図1に示すように、濾過装置100Aは、生物由来物質61を含む液体60を導入する容器部10と、液体60から生物由来物質61を分離する膜部20と、液体60を保持する液体容器30と、液体60を吸引する吸引部40と、膜部20を移動させる移動部50とを備える。
(Embodiment 1)
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic diagram of a
なお、本明細書において、「生物由来物質」とは、細胞(真核生物)、細菌(真性細菌)、ウィルス等の生物に由来する物質を意味する。細胞(真核生物)としては、例えば、卵、精子、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、ES細胞、幹細胞、間葉系幹細胞、単核球細胞、単細胞、細胞塊、浮遊性細胞、接着性細胞、神経細胞、白血球、リンパ球、再生医療用細胞、自己細胞、がん細胞、血中循環がん細胞(CTC)、HL−60、HELA、菌類を含む。細菌(真性細菌)としては、例えば、グラム陽性菌、グラム陰性菌、大腸菌、結核菌を含む。ウィルスとしては、例えば、DNAウィルス、RNAウィルス、ロタウィルス、(鳥)インフルエンザウィルス、黄熱病ウィルス、デング熱病ウィルス、脳炎ウィルス、出血熱ウィルス、免疫不全ウィルスを含む。実施の形態1においては、濾過装置100Aは、特に、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、ES細胞、幹細胞、血中循環がん細胞(CTC)、を液体中から分離するのに優れる。また、生物由来物質としては、細胞が集まった組織や、凝集した細胞であってもよい。
In the present specification, the “biological substance” means a substance derived from a living organism such as a cell (eukaryotic organism), a bacterium (eubacteria), or a virus. Examples of cells (eukaryotes) include eggs, sperm, induced pluripotent stem cells (iPS cells), ES cells, stem cells, mesenchymal stem cells, mononuclear cells, single cells, cell masses, suspension cells, and adhesions. Includes sex cells, nerve cells, leukocytes, lymphocytes, cells for regenerative medicine, autologous cells, cancer cells, circulating cancer cells (CTC), HL-60, HELA, and fungi. Examples of bacteria (true bacteria) include gram positive bacteria, gram negative bacteria, Escherichia coli, and tuberculosis bacteria. Examples of the virus include DNA virus, RNA virus, rotavirus, (bird) influenza virus, yellow fever virus, dengue fever virus, encephalitis virus, hemorrhagic fever virus, and immunodeficiency virus. In
<容器部>
容器部10は、筒状体の形状を有しており、一端に液体60を導入する導入口11と他端に液体60を排出する排出口12を備える。図1に示すように、実施の形態1において、容器部10は、容器部10の軸方向が鉛直方向と同じ方向となるように配置されている。容器部10の導入口11は、排出口12よりも鉛直下側に位置する。容器部10の導入口11には、膜部20が設けられている。また、容器部10の導入口11は、液体容器30に保持された液体60内に配置されている。容器部10の排出口12は、チューブ41を介して吸引部40に接続されている。容器部10の外壁には、移動部50が取り付けられている。
<Container part>
The
容器部10は、アクリル、エポキシ、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの樹脂や、酸化ケイ素を主成分とするガラス等で形成されている。容器部10は、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂で形成されてもよい。容器部10の材料は、ガンマ線照射、オートクレーブ、エチレンオキサイドガス、など各種滅菌が可能な材料であることが好ましい。容器部10は、例えば、外径1mm以上60mm以下、内径は外形より小さい範囲で0.5mm以上50mm以下、高さ5mm以上300mm以下である。
The
<膜部>
膜部20は、液体60から生物由来物質61を分離する多孔膜である。具体的には、膜部20は、複数の貫通孔21を有する金属製薄膜である。実施の形態1において、膜部20は、円形の金属メッシュであり、互いに対向する一対の主面を有し、両主面を貫通する複数の貫通孔21を有する構造体である。
<Membrane part>
The
実施の形態1においては、図1に示すように、鉛直方向下側の主面を第1主面VS1とし、第1主面VS1よりも鉛直方向上側に位置する主面を第2主面VS2と定義する。なお、本明細書では、鉛直方向上向きを上側とし、鉛直方向下向きを下側と定義する。また、膜部20において、膜部20の厚み方向から見て第2主面VS2側を上側とし、第1主面VS1側を下側と定義する。膜部20は、容器部10の導入口11に設けられている。実施の形態1において、膜部20は、容器部10の内壁に対して第1主面VS1及び第2主面VS2が垂直となるように配置されている。即ち、膜部20の第1主面VS1及び第2主面VS2は、容器部10の導入口11から排出口12へ液体60が流れる方向(図1に示す矢印80)に対して垂直となるように配置されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the main surface on the lower side in the vertical direction is the first main surface VS1, and the main surface located on the upper side in the vertical direction from the first main surface VS1 is the second main surface VS2. It is defined as In the present specification, the upward direction in the vertical direction is defined as the upper side, and the downward direction in the vertical direction is defined as the lower side. In the
複数の貫通孔21は、膜部20の第1主面VS1及び第2主面VS2上の全体にわたって周期的に配置されている。膜部20は、例えば、ニッケルで形成されている。膜部20の寸法は、例えば、直径6mm、厚さ1.2μmである。膜部20の材料は、金、銀、銅、白金、鉄、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、パラジウム、チタン、コバルト、およびこれらの酸化物又は合金であってもよい。特に、膜部20の材料としては、生物由来物質61を捕捉する場合、金、ニッケル、ステンレス、チタンが好ましい。膜部20の材料をニッケルとした場合、ニッケルの表面に金めっきしてもよい。また、膜部20の材料は、ガンマ線照射、オートクレーブ、エチレンオキサイドガスなどの各種滅菌が可能な材料であることが好ましい。
The plurality of through
図2は、2次元周期構造体である膜部20の一部の概略構成図を示す。図2中のX、Y、Z方向は、それぞれ構造体の縦方向、横方向、厚み方向を示している。図3は、図2の膜部20の一部をZ方向から見た図を示す。図2及び図3に示すように、膜部20は、マトリックス状に一定の間隔で複数の貫通孔21が配置された板状構造体(格子状構造体)であってもよい。膜部20は、その主面側であるZ方向から見て正方形の貫通孔21が複数設けられた板状構造体である。複数の貫通孔21は、正方形の各辺と平行な2つの配列方向、即ち図2中のX方向とY方向に等しい間隔で設けられている。なお、貫通孔21は、正方形に限定されず、例えば長方形や円や楕円などでもよい。また、孔の配列も正方格子配列に限定されず、例えば方形配列であれば、2つの配列方向の間隔は等しくない長方形配列でもよく、三角格子配列や準周期配列などでもよい。なお、貫通孔21には、テーパが設けられていてもよい。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a part of the
膜部20の貫通孔21の形状や寸法は、濾過する生物由来物質61の大きさ、形状に応じて適宜設計されるものである。
The shape and size of the through-
<液体容器>
液体容器30は、生物由来物質61を含む液体60を保持する容器である。液体容器30は、容器部10の直径よりも大きい開口を有する容器である。図1に示すように、液体容器30に保持された液体60内に容器部10の導入口11が配置される。実施の形態1においては、容器部10の外壁と液体容器30の内壁との間に隙間が形成されている。この隙間は、液体容器30内に保持された液体60にかかる圧力を逃がす通気口31として機能する。実施の形態1においては、吸引部40によって液体60を吸引しているため、負圧により生物由来物質61に圧力がかかる。濾過装置100Aにおいては、通気口31によって液体60を外部に開放した状態とすることができるため、液体60中の生物由来物質61にかかる圧力を外部に逃がすことができる。
<Liquid container>
The
<吸引部>
吸引部40は、液体容器30内に保持された液体60を、容器部10の導入口11から排出口12へ吸引するものである。吸引部40は、チューブ41を介して容器部10の排出口12に接続される。実施の形態1において、吸引部40は、シリンジである。図1に示すように、吸引部40は、シリンジのプランジャーを引っ張る(図1に示す矢印81)ことによって、液体容器30内に保持された液体60を吸引している。これにより、液体容器30内の液体60が、吸引部40によって、容器部10の導入口11から排出口12へ吸い上げられる(図1に示す矢印80)。即ち、液体60は、膜部20の第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2へ通過する。
<Suction part>
The
<移動部>
移動部50は、膜部20を下方に移動させるものである。具体的には、移動部50は、液体容器30内に保持された液体60に向かって膜部20を移動させる。図1に示すように、実施の形態1において、移動部50は、容器部10の外壁に取り付けられている。移動部50は、吸引部40による液体容器30内の液体60の減少に伴って、容器部10を鉛直下方向に移動させている(図1に示す矢印82)。これにより、移動部50は、容器部10を方向82へ向かって移動させることによって、容器部10の導入口11を液体60内に配置した状態を維持することができる。実施の形態1においては、膜部20を液体容器30に保持された液体60の液面付近に配置する。液面付近とは、液体容器30内において、生物由来物質61の濃度が低い部分であり、実施の形態1においては、導入口11に設けられた膜部20の第1主面VS1が少なくとも液体60に接する位置である。
<Moving part>
The moving
[濾過方法]
実施の形態1に係る濾過方法について、図4を用いて説明する。
図4は、実施の形態1に係る濾過方法のフローチャートである。
[Filtration method]
The filtration method according to
FIG. 4 is a flowchart of the filtration method according to the first embodiment.
図4に示すように、ステップST11において、濾過装置100Aを準備する。
As shown in FIG. 4, in step ST11, a
ステップST12において、液体容器30内に生物由来物質61を含む液体60を導入する。
In step ST12, the liquid 60 containing the
ステップST13において、容器部10の導入口11を液体60内に配置する。具体的には、容器部10の導入口11を液体容器30内に保持された液体60内に配置する。容器部10の配置は、移動部50によって行われてもよい。容器部10の導入口11は、液体60の液面付近に配置される。
In step ST <b> 13, the
ステップST14において、膜部20に液体60を通過させることによって液体60から生物由来物質61を分離する。ステップST14は、吸引部40によって液体容器30内の液体60を吸引するステップST15を含む。ステップST15において、吸引部40のプランジャーを引っ張ることで(図1に示す矢印81)、液体容器30内に保持された液体60を、容器部10の導入口11から排出口12へ吸引する(図1に示す矢印80)。吸引部40によって液体60を吸引することによって、液体60が膜部20の第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2を通過する。液体60が膜部20を通過する際、生物由来物質61は、貫通孔21を通過することができずに液体容器30内に残る。
In step ST <b> 14, the
ステップST14において、液体容器30内に保持された液体60にかかる圧力を逃がすステップST16を含む。吸引部40によって液体容器30内の液体60に吸引圧力がかかると、生物由来物質61が変形する可能性がある。そのため、液体容器30の通気口31から液体60にかかる圧力を逃がすことによって、液体60中の生物由来物質61にかかる圧力を低減することができる。
Step ST14 includes step ST16 of releasing the pressure applied to the liquid 60 held in the
ステップST14において、膜部20を下方に移動させるステップST17を含んでもよい。吸引部40によって液体60を吸引することによって、液体容器30内に保持された液体60が減少していく。移動部50によって容器部10を液体容器30内の液体60に向かって下方に移動させることにより、容器部10の導入口11を液体60の液面付近に配置した状態を保つことができる。
In step ST14, step ST17 for moving the
以上のように、実施の形態1に係る濾過方法では、ステップST11〜ST16によって、液体60から生物由来物質61を分離している。また、実施の形態1に係る濾過方法では、膜部20を通過した液体60を回収することもできる。
As described above, in the filtration method according to the first embodiment, the
[濾過装置の動作]
濾過装置100Aの動作について、図5A〜図5Dを用いて詳細に説明する。
図5A〜図5Dは、濾過装置100Aの動作を示す。なお、図5A〜図5Dは、説明を簡略化するために吸引部40及び移動部50を省略している。
[Operation of filtration device]
Operation | movement of 100 A of filtration apparatuses is demonstrated in detail using FIG. 5A-FIG. 5D.
5A to 5D show the operation of the
図5Aに示すように、濾過を開始する前において、容器部10の導入口11を液体容器30内に保持された液体60内に配置する。このとき、膜部20は、液体60の液面付近に配置される。
As shown in FIG. 5A, the
図5Bに示すように、吸引部40によって、容器部10の導入口11から排出口12に向かって液体60を吸引する(図5Bに示す矢印80)。液体容器30内の液体60は、膜部20の第1主面VS1から第2主面VS2へ通過する。液体60が膜部20を通過する際、生物由来物質61が貫通孔21を通過できずに、膜部20に捕捉される。そのため、膜部20の第1主面VS1に、生物由来物質61が集合し始める。
As shown in FIG. 5B, the liquid 60 is sucked from the
図5Cに示すように、液体60を方向80へ吸引し続けると、膜部20の第1主面VS1に、生物由来物質61が更に集合することによってケーク層A1が形成される。濾過時間の増加に伴って生物由来物質61が更に膜部20に集合していくため、ケーク層A1は、更に厚くなっていく。
As illustrated in FIG. 5C, when the liquid 60 is continuously sucked in the
図5Dに示すように、ケーク層A1の厚さが大きくなると、ケーク層A1の下層A2において、生物由来物質61が集合と離脱を繰り返す。この生物由来物質61の集合と離脱によって、ケーク層A1の厚みの増大が停止して目詰まりが抑制されるため、濾過が停止しない。即ち、濾過装置100Aでは、濾過を停止するほどケーク層A1が厚くならないため、生物由来物質61の分離を継続することができる。
As shown in FIG. 5D, when the thickness of the cake layer A1 increases, the
生物由来物質61の集合と離脱について詳細に説明する。
ケーク層A1が膜部20の第1主面VS1に形成されると、ケーク層A1によって膜部20の貫通孔21が塞がれるため、圧力抵抗が生じる。実施の形態1においては、吸引部40によって液体60を吸引しているため、ケーク層A1の下層A2において、圧力抵抗の増大が生じると、吸引部40による吸引力が小さくなる。また、液体60中の生物由来物質61には、自重による重力方向への力がかかっている。ケーク層A1の下層A2において、吸引部40による吸引力が重力方向への力よりも大きい場合、生物由来物質61は、ケーク層A1に集合する。一方、吸引部40による吸引力が重力方向への力よりも小さい場合、生物由来物質61は、ケーク層A1から離脱する。このように、濾過装置100Aでは、吸引部40の吸引力と、重力方向への力とのバランスによって、生物由来物質61の集合と離脱を繰り返している。また、生物由来物質61のケーク層A1からの離脱は、濾過装置100Aの振動によっても行うことができる。例えば、濾過装置100Aを上下及び/又は左右に振ることにより生じる振動によって、生物由来物質61をケーク層A1から離脱させてもよい。
The assembly and withdrawal of the
When the cake layer A1 is formed on the first main surface VS1 of the
次に、比較のために、参考例の濾過装置について、図6A〜図6Dを用いて説明する。 Next, for comparison, a filtering device of a reference example will be described with reference to FIGS. 6A to 6D.
参考例の濾過装置は、液体60を導入する導入口111と液体60を排出する排出口112を有する容器部110と、複数の貫通孔を有する膜部120とを備える。参考例の濾過装置において、導入口111は、排出口112より鉛直方向において上方に位置しており、膜部120は、容器部110の排出口112に設けられている。参考例の濾過装置においては、膜部120の第2主面VS12から第2主面VS12よりも鉛直下側に位置する第1主面VS11に液体60を通過させている。即ち、実施の形態1の濾過装置100Aは、鉛直方向下側から上側に向かって液体60を膜部20に通過させるのに対し、参考例の濾過装置は、鉛直方向上側から下側に向かって液体60を膜部120に通過させている。なお、参考例の濾過装置は、下方に設置された吸引ポンプによって液体60を吸引することにより、膜部120に液体60を通過させている。
The filtration device of the reference example includes a
図6Aに示すように、参考例の濾過装置において、生物由来物質61を含む液体60が下方に向かって流れる。即ち、参考例の濾過装置において、液体60は、容器部110の導入口111から排出口112に向かって流れる(図6Aに示す矢印80r)。このため、容器部110内を流れる液体60は、膜部120の第2主面VS12から第2主面VS12より鉛直方向下側に位置する第1主面VS11へ通過する。液体60が膜部120を通過する際に、生物由来物質61が膜部120によって捕捉される。このため、膜部120の第2主面VS12上には、生物由来物質61が堆積していく。
As shown to FIG. 6A, in the filtration apparatus of a reference example, the liquid 60 containing the
図6Bに示すように、方向80rに向かって液体60を流し続けると、膜部120の第2主面VS12上に生物由来物質61の堆積によるケーク層A3が形成される。
As shown in FIG. 6B, when the liquid 60 continues to flow in the
図6Cに示すように、膜部120による生物由来物質61の捕捉が増えていくと、ケーク層A3の厚さが徐々に大きくなっていく。このとき、濾過は、膜部120の第2主面VS12からケーク層A3の上層A4に徐々に移行する。即ち、生物由来物質61の分離は、膜部120で行われるのではなくケーク層A3の上層A4で行われるようになる。
As shown in FIG. 6C, the thickness of the cake layer A3 gradually increases as the capture of the
図6Dに示すように、生物由来物質61が膜部120の第2主面VS12上に更に堆積すると、ケーク層A3の厚さが更に大きくなる。また、ケーク層A3の上層A4では、生物由来物質61の堆積による目詰まりが進行する。ケーク層A3の上層A4において、目詰まりが増加していくと、やがて液体60がケーク層A3の上層A4を通過できなくなる。
As shown in FIG. 6D, when the
このように、参考例の濾過装置では、膜部120によって捕捉された生物由来物質61が膜部120の第2主面VS12上に堆積する。このため、膜部120の生物由来物質61の捕捉量の増大に伴い、ケーク層A3が徐々に大きくなっていくため、ケーク層A3の上層A4で目詰まりが生じる。その結果、参考例の濾過装置では、膜部120で捕捉した生物由来物質61の堆積による目詰まりによって濾過が停止し、液体60から生物由来物質61を分離することができなくなる。
Thus, in the filtration device of the reference example, the
これに対し、実施の形態1の濾過装置100Aでは、膜部20の第1主面VS1に形成されたケーク層A1の下層A2で、生物由来物質61の集合と離脱が繰り返し行われている。このため、濾過装置100Aでは、生物由来物質61による目詰まりが原因で濾過が停止することがない。そのため、濾過装置100Aは、参考例の濾過装置に比べて、目詰まりを抑制することによって、液体60から生物由来物質61を分離し続けることができる。
On the other hand, in the
[効果]
<高濃度の液体の濾過>
濾過装置100Aにおける液体60の濾過と、参考例の濾過装置における液体60の濾過について、図7及び図8を用いて説明する。
図7は、濾過装置100Aによって液体60を濾過した場合の生物由来物質61の濃度の測定結果を示す。図7において、縦軸は濾過に要した時間(min)を示し、横軸は生物由来物質61の濃度(cell/ml)を示す。図8は、参考例の濾過装置によって液体60を濾過した場合の生物由来物質61の濃度の測定結果を示す。図8において、縦軸は濾過に要した時間(min)を示し、横軸は生物由来物質61の濃度(cell/ml)を示す。生物由来物質61の濃度とは、1ml当たりの生物由来物質61の数を意味する。尚、生物由来物質として有核細胞であるHL−60、溶液として生理食塩水を使用した。
[effect]
<High concentration liquid filtration>
The filtration of the liquid 60 in the
FIG. 7 shows the measurement result of the concentration of the
図7及び図8における濾過の測定条件について説明する。
濾過装置100A及び参考例の濾過装置において、液体60を濾過して80%の液量を抽出して廃棄した後、膜部で捕捉された生物由来物質61を含む液体60の濃度をそれぞれ測定した。また、液体60の濾過に要した時間についても測定した。
The measurement conditions for filtration in FIGS. 7 and 8 will be described.
In the
詳細な条件については、以下に示す。
膜部の直径:φ6mm
貫通孔の孔径:2.5μm
貫通孔の孔間隔:3.6μm
吸引開始時におけるシリンジの吸引速度:0.2ml/min
液量:1.0ml
液体抽出量:0.8ml
Detailed conditions are shown below.
Diameter of membrane part: φ6mm
Diameter of through hole: 2.5 μm
Hole spacing between through holes: 3.6 μm
Syringe suction speed at the start of suction: 0.2 ml / min
Liquid volume: 1.0ml
Liquid extraction volume: 0.8ml
図7に示すように、濾過装置100Aにおいては、液体60を濾過して80%の液量を抽出して廃棄した場合、液体60中の生物由来物質61の上限濃度は、約1.0×107cell/mlであった。また、液体60を濾過して80%の液量を抽出するまでの時間は、約13minであった。
As shown in FIG. 7, in the
図8に示すように、参考例の濾過装置において、液体60を濾過して80%の液量を抽出して廃棄した場合、液体60中の生物由来物質61の上限濃度は、約2.0×106cell/mlであった。また、液体60を濾過して80%の液量を抽出するまでの時間は、約20minであった。なお、参考例の濾過装置においては、生物由来物質61の濃度が約1.0×107cell/mlの液体60の濾過を試みたが、1時間経過しても濾過が進まなかった。
As shown in FIG. 8, in the filtration device of the reference example, when the liquid 60 is filtered to extract an amount of 80% and discarded, the upper limit concentration of the
このように、濾過装置100Aは、参考例の濾過装置に比べて、より短時間で、高い濃度の液体60を濾過することができる。即ち、濾過装置100Aは、参考例の濾過装置と比べて、生物由来物質61の濾過の限界濃度が高く、より短い時間で液体60の濾過を行うことができる。
Thus, the
<生物由来物質の漏れ率>
濾過装置100Aにおける生物由来物質61の漏れ率と、参考例の濾過装置における生物由来物質61の漏れ率について、図9及び図10を用いて説明する。
図9は、濾過装置100Aによって液体60を濾過した場合の生物由来物質61の漏れ率の測定結果を示す。図9において、縦軸は生物由来物質61の漏れ率(%)を示し、横軸は生物由来物質61の濃度(cell/ml)を示す。図10は、参考例の濾過装置によって液体60を濾過した場合の生物由来物質61の漏れ率の測定結果を示す。図9及び図10における生物由来物質の漏れ率の測定条件は、上述した図7及び図8における濾過の測定条件と同じである。漏れ率とは、膜部を通過した生物由来物質の割合を意味する。漏れ率は、(膜部を通過した生物由来物質の数)/(濾過前の液体中に含まれる生物由来物質の数)×100で計算される。
<Leakage rate of biological materials>
The leak rate of the
FIG. 9 shows the measurement result of the leakage rate of the
図9に示すように、濾過装置100Aにおいて、液体60を濾過して80%の液量を抽出して廃棄した場合、生物由来物質61の漏れ率の上限は、約7%であった。即ち、濾過装置100Aにおける生物由来物質61の回収率は、約93%であった。
As shown in FIG. 9, in the
図10に示すように、参考例の濾過装置においては、液体60を濾過して80%の液量を抽出して廃棄した場合、生物由来物質61の漏れ率の上限は、約15%であった。即ち、濾過装置100Aにおける生物由来物質61の回収率は、約85%であった。
As shown in FIG. 10, in the filtration device of the reference example, when the liquid 60 is filtered to extract an amount of 80% and discarded, the upper limit of the leakage rate of the
このように、濾過装置100Aは、参考例の濾過装置に比べて、より高い回収率を実現することができる。より詳しく説明すると、参考例の濾過装置では、膜部120の近傍の圧力が上昇し、元来変形能が高い生物由来物質が変形し、膜部120の貫通孔を通過してしまうことがある。一方、濾過装置100Aの場合には、膜部20近傍の圧力は比較的低く、生物由来物質の変形を少なく保ったまま濾過作業ができるため、膜部20の貫通孔を通過してしまうことは少ない。したがって、濾過装置100Aは、参考例の濾過装置に比べて、高い回収率で生物由来物質61を回収することができる。
Thus, the
実施の形態1に係る濾過装置100Aによれば、以下の効果を奏することができる。
According to the
濾過装置100Aにおいて、膜部20は、第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2へ生物由来物質61を含む液体60を通過させている。即ち、濾過装置100においては、鉛直方向下側から上側に向かって膜部20に液体60を通過させて、濾過を行っている。このような構成により、生物由来物質61の堆積による膜部20の目詰まりを抑制しながら、液体60から生物由来物質61を分離することができる。その結果、濾過装置100Aでは、鉛直方向上側から下側に向かって膜部120に液体60を通過させる参考例の濾過装置と比べて、より短い時間で、より高い濃度の液体60を濾過することができる。また、濾過装置100Aでは、参考例の濾過装置と比べて、生物由来物質61の回収率を高くすることができる。なお、実施の形態1において、濾過装置100Aは、生物由来物質61と液体60とを分離しているが、これに限定されない。例えば、濾過装置100Aは、液体60中の溶液と生物由来物質61とを通過させることにより、液体60に含まれる生物由来物質61よりもサイズの大きな異物を濾過してもよい。あるいは、濾過装置100Aは、溶液に含まれた大きさの異なる無機物又は有機物を濾過して分級してもよい。
In the
濾過装置100Aにおいて、膜部20は、多孔膜として金属製薄膜を用いている。このような構成により、膜部20に力がかかることによって膜部20が破損することを抑制することができる。また、液体60が膜部20を通過する際においても、膜部20の貫通孔21が変形しにくいため、貫通孔21の変形により生物由来物質61が膜部20を通過してしまうのを抑制することができる。さらには、液体60による膜部20の損傷も抑制することができる。
In the
濾過装置100Aにおいて、容器部10の外壁と液体容器30の内壁との間に隙間を形成することによって、液体60にかかる圧力を逃がす通気口31を設けている。このような構成によって、液体容器30内の液体60を外部に開放した状態にすることができる。そのため、吸引により液体60にかかる圧力を通気口31から逃がし、液体60中の生物由来物質61にかかる圧力を低減することができる。その結果、生物由来物質61が変形することを抑制し、膜部20における目詰まりを低減することができる。なお、通気口31を通過するガスは滅菌されていることが好ましい。液体60に本来含まれている生物由来物質61以外の生物由来物質が混合することを防ぐためである。また、通気口31を介して、適度に二酸化炭素が含まれた生物由来物質が好むガスバッグと接続していてもよい。さらには、このガスバッグの容量が大きい場合には、吸引により液体60にかかる圧力を逃がしやすくすることができる。
In the filtration device 100 </ b> A, a
濾過装置100Aにおいて、吸引部40が液体容器30内に保持された液体60を吸引することによって、膜部20の第1主面VS1から第2主面VS2へ液体60を通過させている。このような構成によって、液体容器30内の液体60を膜部20に通過させ、生物由来物質61を液体60から分離することができる。また、吸引部40によって、液体60を吸引することによって、より短い時間で濾過を行うことができる。
In the
濾過装置100Aにおいて、移動部50は、液体容器30内の液体60の減少に伴い、容器部10を液体60に向かって移動させている。このような構成によって、膜部20を生物由来物質61の濃度が低い液面付近に配置した状態を維持しながら、濾過を行うことができる。また、容器部10の導入口11を液体60の液面付近に配置した状態を維持する事によって、容器部10の外壁に生物由来物質61が付着することを抑制することができる。
In the filtration device 100 </ b> A, the moving
なお、実施の形態1において、容器部10は、容器部10の軸方向が鉛直方向と同じになるように配置する構成について説明したが、これに限定されない。例えば、容器部10は、容器部10の軸方向が鉛直方向に対して斜めになるように配置されてもよい。このように、濾過装置100Aは、斜め方向に配置して濾過を行ってもよい。
In addition, in
実施の形態1において、容器部10は、筒状体である構成について説明したが、これに限定されない。容器部10は、内部に液体60を導入し、膜部20を通過して液体60を排出可能な構成であればよく、例えば、四角柱等の多角柱の形状であってもよい。
In
実施の形態1において、膜部20は、金属製薄膜を用いているが、これに限定されない。膜部20は、多孔膜であればよく、例えば、メンブレン、ろ紙、不織布等であってもよい。
In the first embodiment, the
実施の形態1において、膜部20は、容器部10の導入口11に設けられているが、これに限定されない。膜部20は、第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2へ液体60が通過すればよく、膜部20の位置は限定されない。例えば、膜部20は、容器部10の導入口11と排出口12との間に設けられていればよい。膜部20は、排出口12に設けられていてもよい。また、実施の形態1において、1つの膜部20が、容器部10の導入口11に設けられている例について説明したが、これに限定されない。複数の膜部20が、容器部10の導入口11と排出口12との間に設けられていてもよい。例えば、容器部10の導入口11に第1膜部20を設け、且つ第1膜部20の鉛直方向上側に第2膜部20を設けてもよい。このように、複数の膜部20を用いて多段の濾過装置100Aを構成することによって、回収率を向上させることができる。また、第1膜部20の貫通孔の大きさと第2膜部20の貫通孔の大きさとを異なるように設計することにより、2つの異なる大きさの細胞を濾過することができる。これにより、細胞を分級することができる。
In
実施の形態1において、膜部20は、鉛直方向に対して第1主面VS1及び第2主面VS2が垂直となるように配置されているが、これに限定されない。図11は、実施の形態1の変形例の濾過装置100Bを示す。図11に示す濾過装置100Bのように、膜部20を鉛直方向に対して所定の角度θを有して斜め方向に配置してもよい。言い換えると、膜部20は、水平方向に対して傾斜して配置されてもよい。また、膜部20の一部が、鉛直方向に対して斜め方向に配置されてもよい。このような構成により、膜部20で形成されるケーク層の許容量が増大するため、生物由来物質61による膜部20の目詰まりを更に抑制することができる。即ち、膜部20を斜めに配置することで、膜部20が液体60と接する面積をより大きくすることが可能となり、濾過効率が向上する。
In the first embodiment, the
実施の形態1において、液体容器30は、容器部10の外壁と液体容器30の内壁との間に隙間を設けることによって、通気口31を形成しているが、これに限定されない。例えば、液体容器30の側壁に孔を設けることによって、通気口31を形成してもよい。また、通気口31の代わりに通気フィルターを設けてもよい。
In the first embodiment, the
実施の形態1において、液体容器30は、液体にかかる圧力を逃がす通気口31を備える構成について説明したが、これに限定されない。例えば、液体容器30は、通気口31を設けず、液体60を外部に開放しない状態としてもよい。
In
実施の形態1において、吸引部40が液体容器30内の液体60を吸引することによって、液体60を膜部20に通過させる構成について説明したが、これに限定されない。例えば、液体容器30内の液体60を通気口31に相当する位置から加圧することによって、膜部20の第1主面VS1から第2主面VS2へ液体60を通過させてもよい。また、遠心分離機を用いて液体容器30内の液体60に遠心力を加えることによって、膜部20の第1主面VS1から第2主面VS2へ液体60を通過させてもよい。
In the first embodiment, the configuration in which the
実施の形態1において、吸引部40は、シリンジである構成について説明したが、これに限定されない。例えば、吸引部40は、ポンプ等であってもよく、液体60を吸引できる装置であればよい。
In
実施の形態1において、液体容器30、吸引部40、及び移動部50は、必須の構成ではなく、これらの要素は、省略してもよいし、他の要素に置き換えてもよい。
In the first embodiment, the
実施の形態1において、濾過装置100Aは、生物由来物質61の濾過に用いる例について説明したが、これに限定されない。例えば、細胞を培養している培養容器の中の培地を交換するために、濾過装置100Aが用いられてもよい。濾過装置100Aを用いて細胞培養中に培地を交換する場合においても、細胞による膜部20の目詰まりを抑制することができる。例えば、接着性細胞の培地交換する際に、接着性細胞自体が培養容器の内壁に引っ付くため、膜部20へ接触しにくくなる。このため、濾過装置100Aによれば、参考例の濾過装置と比べて、接着性細胞の培地交換の効率化を図ることができる。
In
(実施の形態2)
[全体構成]
本発明に係る実施の形態2の濾過装置100Cについて図12を用いて説明する。
図12は、実施の形態2の濾過装置100Cの概略構成を示す。実施の形態2では、主に実施の形態1と異なる点について説明する。実施の形態2においては、実施の形態1と同一又は同等の構成については同じ符号又は類似の符号を付して説明する。また、実施の形態2では、実施の形態1と重複する記載は省略する。
(Embodiment 2)
[overall structure]
A
FIG. 12 shows a schematic configuration of a
図12に示すように、実施の形態2の濾過装置100Cは、実施の形態1の濾過装置100Aと比べて、液体60を導入する第1導入口11aが液体60を排出する排出口12aよりも鉛直方向上側に位置するように湾曲した形状を有する容器部10aを備える点が異なる。また、濾過装置100Cは、液体容器30、吸引部40、及び移動部50を備えていない。
As shown in FIG. 12, in the
濾過装置100Cは、生物由来物質61を含む液体60を導入する容器部10aと、液体60から生物由来物質61を分離する膜部20aを備える。
The filtration device 100 </ b> C includes a
容器部10aは、液体60を導入する第1導入口11aと、液体60を排出する排出口12aを有し、第1導入口11aが排出口12aよりも鉛直方向上側に位置するように湾曲した形状を有している。実施の形態2において、容器部10aは、U字管形状を有している。具体的には、2つの管の底部を、U字に湾曲した管で連結して一体形成された形状を有する。
The
実施の形態2において、容器部10aは、一端側に液体60を導入する第1導入口11aと洗浄水を導入する第2導入口13を有し、他端側に液体60を排出する排出口12aとピペット70を挿入する挿入口14を有する。具体的には、第1導入口11aは、容器部10aの一端に設けられている。第2導入口13は、容器部10aの一端側の側壁に設けられた上方向に向かって延びる管に設けられている。排出口12aは、容器部10aの他端側の側壁に設けられた水平方向に延びる管に設けられている。挿入口14は、容器部10aの他端に設けられている。容器部10aの一端側の第1導入口11a及び第2導入口13は、他端側の排出口12aよりも鉛直方向上側の位置に設けられている。
In the second embodiment, the
実施の形態2において、膜部20aは、複数の貫通孔21を有する金属性薄膜であり、第1導入口11aと排出口12aとの間に配置されている。具体的には、膜部20aは、容器部10aの他端側の管の底部であって、他端側の管とU字に湾曲した管との連結部分に配置されている。膜部20aの第1主面VS1は、第2主面VS2より鉛直方向下側に位置する。
In the second embodiment, the
[濾過装置の動作]
濾過装置100Cの動作について、図13A〜図13Dを用いて説明する。
図13A〜図13Cは、濾過装置100Cにおける濾過の動作を示す。図13Dは、濾過装置100Cにおける生物由来物質61の洗浄の動作を示す。
[Operation of filtration device]
Operation | movement of 100 C of filtration apparatuses is demonstrated using FIG. 13A-FIG. 13D.
13A to 13C show the filtration operation in the
図13Aに示すように、第1導入口11aから容器部10a内へ生物由来物質61を含む液体60を導入する(図13Aに示す矢印83)。容器部10a内に導入された液体60は、液体60の自重により排出口12aに向かって流れる(図13Aに示す矢印85)。具体的には、容器部10aの一端側に位置する液体60の液面が、他端側に位置する液体60の液面より所定の距離hだけ高くなっているため、一端側の第1導入口11aから導入された液体60が自重によって重力方向に流れる。重力方向に流れた液体60は、勢いを維持したまま、容器部10a内の湾曲した部分を流れ、排出口12aから排出される。このとき、液体60が膜部20aの第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2へ流れる(図13Aに示す矢印84)。このため、膜部20aの第1主面VS1において、生物由来物質61を捕捉することができる。
As shown to FIG. 13A, the liquid 60 containing the
図13Bに示すように、膜部20aの第1主面VS1において生物由来物質61の捕捉量が増大していくと、捕捉した生物由来物質61によってケーク層が形成される。
As shown in FIG. 13B, when the trapping amount of the
図13Cに示すように、膜部20aにおいてケーク層が形成された場合、挿入口14からピペット70を挿入する。挿入口14に挿入されたピペット70から液体60を膜部20aに向かって注入する(図13Cに示す矢印86)。ピペット70からの液体60は、膜部20の第2主面VS2から第1主面VS1に向かって流れる。このため、膜部20aを通過した液体60を、膜部20aの第2主面VS2から第1主面VS1に向かって押し下げる(図13Cに示す矢印87)。膜部20aの第1主面VS1に捕捉されている生物由来物質61が、第1主面VS1から離れることによってケーク層を取り除くことができる。ケーク層が取り除かれた後、濾過装置100Cは、ピペット70を挿入口14から取り出し、第1導入口11aから生物由来物質61を含む液体60を導入することによって、濾過を継続することができる。
As shown in FIG. 13C, when a cake layer is formed in the
このように、濾過装置100Cは、図13A〜図13Cに示す動作を行うことによって、生物由来物質61を含む液体60を濾過している。また、濾過装置100Cは、図13A〜図13Cに示す動作を繰り返し行うことによって、液体60を濃縮することもできる。
In this way, the
液体60の濾過又は濃縮後において、濾過装置100Cは、図13Dに示すように、第2導入口13から洗浄水を導入することによって、濾過した生物由来物質61を洗浄することができる。濾過した生物由来物質61を洗浄する場合、第1導入口11aからの液体60の導入を停止し、第2導入口13から洗浄水を導入する(図13Dに示す矢印88)。第2導入口13から導入された洗浄水は、容器部10の内部を通って、排出口12aから排出される(図13Dに示す矢印85)。また、膜部20aにおいて生物由来物質61による目詰まりが発生した場合、挿入口14にピペット70を挿入し、ピペット70から洗浄水を膜部20aに向かって注入する(図13Dに示す矢印89)。目詰まりが解消した後、挿入口14からピペット70を取り出して、第2導入口13から洗浄水を導入する。
After filtration or concentration of the liquid 60, the
このように、濾過装置100Cは、図13Dに示す動作を行うことによって、濾過した生物由来物質61を洗浄することができる。
Thus, the
[効果]
実施の形態2に係る濾過装置100Cによれば、以下の効果を奏することができる。
[effect]
According to the
濾過装置100Cにおいて、容器部10aは、2つの管の底部をU字状に湾曲した管で連結したU字管形状を有している。容器部10aにおいて、一端側に設けられた液体60を導入する第1導入口11aが、他端側に設けられた液体60を排出する排出口12aよりも鉛直方向上側に位置する。また、膜部20aは、容器部10aの第1導入口11aと排出口12との間に配置されており、第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2に液体60を通過させている。このような構成により、第1導入口11aに導入された液体60の自重によって、液体60を膜部20aの第1主面VS1から第2主面にVS2へ通過させ、液体60から生物由来物質61を分離することができる。
In the
濾過装置100Cにおいて、容器部10aの他端側にピペット70を挿入する挿入口14が設けられている。このような構成により、膜部20aにおいて目詰まりが生じた場合に、ピペット70を挿入口14に挿入し、ピペット70から膜部20aの第2主面VS2から第1主面VS1に向かって液体60を注入することができる。ピペット70から注入された液体60は、膜部20aの貫通孔21を塞いでいる生物由来物質61を第1導入口11a側に押し戻すことによって、膜部20aの第1主面VS1に形成されたケーク層を取り除くことができる。
In the
また、ピペット70からの液体60の注入による圧力は、生物由来物質61の変形を生じさせるほど大きくならない。したがって、濾過装置100Cにおいては、ピペット70を用いて、生物由来物質61を傷つけることなく、膜部20aの目詰まりを解消することができる。また、ピペット70による液体60の注入(ピペッティング)を繰り返し行うことによって、膜部20aにおいて目詰まりが生じない状態を維持することができる。
Further, the pressure due to the injection of the liquid 60 from the
濾過装置100Cにおいて、容器部10aの一端側に洗浄水を導入する第2導入口13が設けられている。このような構成により、液体60の濾過又は濃縮後に、第2導入口13から洗浄水を導入することによって、膜部20aで捕捉された生物由来物質61を容易に洗浄することができる。
In the
なお、実施の形態2において、一端側に洗浄水を導入する第2導入口13と、他端側にピペット70を挿入する挿入口14を設けた構成について説明したが、これに限定されない。例えば、第2導入口13を設けずに、第1導入口11aから洗浄水を導入する構成であってもよい。また、挿入口14を設けずに、排出口12aにピペット70を挿入する構成であってもよい。このような構成により、簡易な構成で液体60の濾過を行うことができる。
In addition, in
実施の形態2において、第2導入口13から洗浄水を導入する構成について説明したが、これに限定されない。例えば、第2導入口13から液体60とは別の液体(置換液)を導入し、容器部10内の液体60を別の液体に置換してもよい。
In
実施の形態2において、挿入口14に挿入されたピペット70は、膜部20aの第1主面VS1に形成されたケーク層を取り除くために、膜部20aに向かって液体60を注入する構成について説明したが、これに限定されない。例えば、ピペット70は、容器部10a内の液体60を攪拌するために使用されてもよい。また、ピペット70は、膜部20aに向かって置換液を導入し、容器部10内の液体60を別の液体に置換してもよい。ピペット70は、挿入口14を塞ぐように挿入することによって、ピペット70からの液体60の注入圧力を容器部10a外に逃がさない閉鎖系でピペッティングを行ってもよい。
In the second embodiment, the
実施の形態2において、容器部10aは、U字形状の管について説明したが、これに限定されない。例えば、容器部10aの湾曲したU字の部分は、フレキシブル性と左右の管の高低差を持たせるためにゴム管を使用し、回収用の三方分岐を設けてもよい。このような構成により、生物由来物質61を容易に回収することができる。
In
実施の形態2において、第1導入口11aから導入した液体60の自重によって濾過を行う構成について説明したが、これに限定されない。例えば、第1導入口11aから液体60を加圧することによって濾過を行ってもよい。このような構成により、短時間で濾過を行うことができる。
In
実施の形態2において、ピペット70を用いた例を説明したが、ピペット70は、必須の構成ではない。例えば、ピペット70は、省略してもよいし、気体の加圧など他の要素に置換してもよい。
Although the example using the
(実施の形態3)
[全体構成]
本発明に係る実施の形態3の濾過装置100Dについて図14を用いて説明する。
図14は、実施の形態3の濾過装置100Dの概略構成を示す。実施の形態3では、主に実施の形態1と異なる点について説明する。実施の形態3においては、実施の形態1と同一又は同等の構成については同じ符号又は類似の符号を付して説明する。また、実施の形態3では、実施の形態1と重複する記載は省略する。
(Embodiment 3)
[overall structure]
A
FIG. 14 shows a schematic configuration of the
図14に示すように、実施の形態3の濾過装置100Dは、実施の形態1の濾過装置100Aと比べて、容器部10bが液体容器30bの内壁を移動可能な構成を有している点が異なる。また、濾過装置100Dは、濾過装置100Aと比べて、膜部20bが容器部10bの第1側壁10baに対して斜めに設けられている点が異なる。濾過装置100Dは、吸引部40を備えていない。
As shown in FIG. 14, the
濾過装置100Dは、生物由来物質61を含む液体60を導入する導入口11bと液体60を排出する排出口12bとを有する容器部10bと、導入口11bと排出口12bとの間に配置され、複数の貫通孔21を有する膜部20bと、液体60を保持する液体容器30bを備える。容器部10bは、液体容器30bの内部に取り付けられており、液体容器30bの内部を移動可能である。濾過装置100Dは、容器部10bを下方に移動させることによって、液体容器30b内の液体60を膜部20bの第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2に通過させている。
The
実施の形態3において、容器部10bは、液体容器30内に配置される第1側壁10baと、液体容器30外に配置される第2側壁10bbと、第1側壁10baと第2側壁10bbとを接続する第3側壁10bcを備える。
In the third embodiment, the
第1側壁10baは、液体容器30内に配置され、液体容器30bに保持された液体60に向かって移動可能な内筒である。第1側壁10baの一端には、液体容器30b内の液体60が導入される導入口11bが設けられ、他端には、液体60を排出する排出口12bが設けられている。導入口11bは、排出口12bよりも鉛直方向下側に位置する。導入口11bには、複数の貫通孔21を有する膜部20bが配置されている。
The first side wall 10ba is an inner cylinder that is disposed in the
第1側壁10baにおいて、膜部20bの外周部分は、液体容器30bの内壁を摺動可能な材質、及び寸法で設計されている。即ち、膜部20bの外周部分は、生物由来物質61が膜部20bの外周部分と液体容器30bの間を通過しないように設計されると共に、膜部20bが液体容器30b内の液体60に向かって移動できるように設計されている。
In the first side wall 10ba, the outer peripheral portion of the
第2側壁10bbは、液体容器30外に配置され、液体容器30の外壁に対して摺動可能な外筒である。第2側壁10bbは、内壁に第1移動部50aを備える。第1移動部50aは、液体容器30の外壁に設けられた第2移動部50bと係合し、容器部10bを液体60に向かって移動させるものである。例えば、第1移動部50aは、雌ねじで形成され、雄ねじで形成された第2移動部50bと螺合する。
The
第3側壁10bcは、第1側壁10baと第2側壁10bbとの間に液体容器30の側壁が入る空間を形成するように第1側壁10baと第2側壁10bbとを接続するリング状の部材である。具体的には、第3側壁10bcは、第1側壁10baの排出口12b側の端部と第2側壁10bbの上端とを接続している。第1側壁10baと第2側壁10bbと第3側壁10bcは、一体で形成されていてもよい。
The third side wall 10bc is a ring-shaped member that connects the first side wall 10ba and the second side wall 10bb so as to form a space in which the side wall of the
膜部20bは、第1側壁10baの導入口11bに配置されており、第1側壁10baの内壁に対して所定の角度θを有して斜め方向に配置されている。即ち、膜部20bは、水平方向に対して傾斜して配置されている。膜部20bの貫通孔21の孔径は、濾過する生物由来物質61を通さず、液体60が通過可能なサイズに設計されている。
The
液体容器30bは、生物由来物質61を含む液体60を保持する円筒状の容器である。液体容器30bの内壁において、容器部10bの第1側壁10baが摺動可能に配置されている。第1側壁10baは、液体容器30b内に保持された液体60に向かって下方に移動可能である。液体容器30bの外壁は、第2移動部50bを備える。第2移動部50bは、容器部10bの第2側壁10bbに設けられた第1移動部50aと係合する。例えば、第2移動部50bは、上述したように雄ねじで形成され、容器部10bの第2側壁10bbに設けられた雌ねじで形成された第1移動部50aと螺合する。
The
[濾過装置の動作]
濾過装置100Dの動作について、図15A及び図15Bを用いて説明する。
図15A及び図15Bは、濾過装置100Dにおける濾過の動作を示す。
[Operation of filtration device]
The operation of the
15A and 15B show the filtering operation in the
図15Aに示すように、容器部10bを液体容器30bから取り外し、液体容器30内に生物由来物質61を含む液体60を導入する。
As shown in FIG. 15A, the
図15Bに示すように、液体容器30bに容器部10bを取り付ける。具体的には、容器部10bの第1側壁10baを液体容器30bの内部に配置し、容器部10bの第2側壁10bbの第1移動部50aと液体容器30bの第2移動部50bとを係合させる。そして、容器部10bを円周方向90に回すことによって、容器部10bが液体容器30b内に保持された液体60に向かって鉛直下方向に移動する(図15Bに示す矢印91)。即ち、容器部10bの導入口11bに配置された膜部20bが、液体60に向かって鉛直下方向に移動する。このため、膜部20bにおいては、液体容器30b内の液体60が膜部20bの第1主面VS1から第2主面VS2へ通過する(図15Bに示す矢印92)。
As shown in FIG. 15B, the
実施の形態3においては、容器部10bの第1側壁10baの内壁に対して斜めに設けられた膜部20bが、容器部10bの軸を中心に回転しながら液体60に向かって移動する。このため、膜部20bの第1主面VS1に付着している生物由来物質61を、回転による振動で剥がすことができる。
In the third embodiment, the
濾過装置100Dにおいて、濾過が終了した後、例えば、濾過装置100Dを逆さまにすることによって液体60を容器部10bの排出口12bから排出する。その後、新たな液体若しくは置換液を導入してもよい。あるいは、吸引などの方法によって液体60を排出口12bから排出してもよい。
In the
[効果]
実施の形態3に係る濾過装置100Dによれば、以下の効果を奏することができる。
[effect]
According to the
濾過装置100Dにおいては、容器部10bを下方に移動させることによって、膜部20bを液体容器30b内に保持された液体60に向かって移動させている。そのため、液体容器30b内の液体60は、膜部20bの第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2を通過する。このような構成により、膜部20bを液体60に向かって徐々に移動させることによって、液体60から生物由来物質61を容易に分離することができる。
In the
濾過装置100Dにおいては、濾過終了後に、濾過装置100Dを逆さまにすることによって容器部10b内部に抽出された液体60を排出口12bから排出することができる。また、液体60を排出した後、新たな液体又は置換液を導入することによって、容易に洗浄又は液体交換等を行うことができる。このように、濾過装置100Dにおいては、ピペットによるピペッティングなどが不要となり、ユーザの使い勝手が向上する。
In the
濾過装置100Dにおいて、膜部20bは、容器部10bの第1側壁10baの内壁に対して斜めに配置されている。そのため、膜部20bを液体容器30b内の液体60に向かって移動させた場合、膜部20bの第1主面VS1に生物由来物質61が付着するのを抑制することができる。これにより、膜部20bにおける生物由来物質61の付着による目詰まりを抑制することができる。
In the
濾過装置100Dにおいて、膜部20bは、回転しながら下方に移動している。このため、膜部20bの回転により生じた振動によって膜部20bの第1主面VS1に付着した生物由来物質61を剥がすことができる。これにより、膜部20bにおける生物由来物質61の付着による目詰まりを抑制することができる。
In the
なお、実施の形態3において、膜部20bは、容器部10bの第1側壁10baの内壁に対して斜めに設けられた構成について説明したが、これに限定されない。例えば、膜部20bの一部が第1側壁10baの内壁に対して斜めに設けられていてもよい。膜部20bは、第1側壁10baの内壁に対して垂直に設けられていてもよい。
In addition, in
実施の形態3において、容器部10bの第2側壁10bbの内壁に設けられた第1移動部50aと、液体容器30の外壁に設けられた第2移動部50bとを備える構成について説明したが、これに限定されない。例えば、濾過装置100Dは、第1移動部50a及び第2移動部50bを設けずに、膜部20b及び容器部10bの自重によって、膜部20bを液体容器30内に保持された液体60に向かって移動させてもよい。または、濾過装置100Dは、第3側壁10bcを下方へ押すことによって、膜部20bを液体60に向かって移動させてもよい。
In
実施の形態3においては、容器部10bを液体容器30b内に取り付けた状態で、液体60が膜部20bの貫通孔21を通過し易くなるように第2液体を容器部10bの内側に導入した状態で、濾過を開始してもよい。即ち、濾過装置100Dは、膜部20bの第2主面VS2上に第2液体が保持された状態で濾過を開始してもよい。
In the third embodiment, the second liquid is introduced inside the
実施の形態3においては、液体容器30bの内部に液体60を攪拌する攪拌羽根を備えてもよい。攪拌羽根によって、液体60内の生物由来物質61が膜部20bに付着するのを抑制することができる。
In
(実施の形態4)
[全体構成]
本発明に係る実施の形態4の濾過装置100Eについて図16を用いて説明する。
図16は、実施の形態4の濾過装置100Eの概略構成を示す。実施の形態4では、主に実施の形態1と異なる点について説明する。実施の形態4においては、実施の形態1と同一又は同等の構成については同じ符号又は類似の符号を付して説明する。また、実施の形態4では、実施の形態1と重複する記載は省略する。
(Embodiment 4)
[overall structure]
A
FIG. 16 shows a schematic configuration of a
図16に示すように、実施の形態4の濾過装置100Eは、実施の形態1の濾過装置100Aと比べて、容器部10cの排出口12cから導入口11cへ遠心力を負荷することにより液体60から生物由来物質61を分離可能な構成を有している点が異なる。また、濾過装置100Eは、吸引部40、移動部50を備えていない。
As shown in FIG. 16, the
濾過装置100Eは、生物由来物質61を含む液体60を導入する導入口11cと液体60を排出する排出口12cとを有する容器部10cと、導入口11cと排出口12cとの間に配置され、複数の貫通孔21を有する膜部20cと、液体60を保持する液体容器30cを備える。容器部10cは、液体容器30cの内部に取り付けられている。濾過装置100Eは、容器部10cの排出口12cから導入口11cの方向に遠心力を加えることによって、液体容器30c内の液体60を膜部20cの第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2へ通過させている。即ち、遠心力が負荷されたとき、膜部20cにおいて、液体60は遠心力の負荷される方向と反対方向に流れる。また、容器部10cには、脱気用の孔が設けられている。
The
実施の形態4において、容器部10cは、液体容器30c内に配置される。容器部10cが液体容器30c内に配置された状態で、液体容器30cの開口部分を覆う蓋32が取り付けられる。
In
[濾過装置の動作]
濾過装置100Eの動作について、図17A〜図17Fを用いて説明する。
図17A〜図17Fは、濾過装置100Eにおける濾過の動作を示す。
[Operation of filtration device]
Operation | movement of the
17A to 17F show the filtration operation in the
図17Aに示すように、液体容器30cから容器部10cを取り外し、液体容器30c内に生物由来物質61を含む液体60を導入する。
As shown in FIG. 17A, the
図17Bに示すように、容器部10cが液体60を保持した液体容器30c内に取り付けられる。実施の形態4において、容器部10cを液体容器30cの内部に保持した状態で蓋32が取り付けられる。即ち、容器部10cの導入口11cは、液体容器30c内の液体60内に配置される。蓋32の取り付けは、例えば、蓋32の内側に設けられた雌ねじと、液体容器30cの外壁に設けられた雄ねじを螺合することによって行われる。
As illustrated in FIG. 17B, the
液体容器30cの内部に容器部10cを取り付けることによって、液体容器30c内に保持された液体60は、容器部10cの外壁と液体容器30cの内壁との間に押し上げられる。この状態で、濾過装置100Eを遠心分離機にセットする。
By attaching the
図17Cに示すように、遠心分離機(図示せず)によって容器部10cの排出口12cから導入口11cの方向に遠心力(図17Cに示す矢印93)がかかると、容器部10cの外壁と液体容器30cの内壁との間に押し上げられた液体60が液体容器30cの底部に向かって流れる(図17Cに示す矢印94)。このとき、生物由来物質61は、液体容器30cの底部に集合する。一方、液体60は、膜部20cの第1主面VS1から第1主面VS1より鉛直方向上側に位置する第2主面VS2を通過して、容器部10cの導入口11cから排出口12cに向かって流れる(図17Cに示す矢印95)。そして、容器部10cの外壁と液体容器30cの内壁との間の液体60の液面の高さと、膜部20cを通過した液体60の液面の高さが同じになる。なお、容器部10cの外壁と液体容器30cの内壁との間の液体60の液面の高さと、膜部20cを通過した液体60の液面の高さとは、それぞれの場所での液体容器30cの底面からの液体60の高さを意味する。
As shown in FIG. 17C, when centrifugal force (
図17Dに示すように、遠心分離機を停止し、蓋32を液体容器30cから取り外す。蓋32を取り外した後、膜部20cを通過した液体60を排出する。液体60の排出は、容器部10cを液体容器30cに取り付けた状態で、液体容器30cを逆さまにすることによって行う。このとき、液体容器30cの底部に溜まっていた生物由来物質61は、膜部20cの貫通孔21を通過することができない。そのため、排出口12cからは、生物由来物質61を含まない液体60が排出される。
As shown in FIG. 17D, the centrifuge is stopped and the
図17Eに示すように、液体容器30cに蓋32を取り付け、遠心分離機によって濾過装置100Eに排出口12cから導入口11cへの遠心力を加える(図17Eに示す矢印93)。濾過装置100Eに遠心力が加わると、図17Cに示す動作と同様に、容器部10cの外壁と液体容器30cの内壁との間の液体60が液体容器30cの底部に向かって流れる(図17Eに示す矢印94)。そして、生物由来物質61を含まない液体60が液体容器30cの底部から容器部10cの導入口11cに流れて、膜部20cを通過する(図17Eに示す矢印95)。そして、容器部10cの外壁と液体容器30cの内壁との間の液体60の液面の高さと、膜部20cを通過した液体60の液面の高さが同じになる。
As shown in FIG. 17E, a
図17Fに示すように、遠心分離機を停止し、蓋32を液体容器30cから取り外す。その後、図17Dに示す動作と同様に、膜部20cを通過し、容器部10cの内側に溜まった液体60を排出口12cから排出する。
As shown in FIG. 17F, the centrifuge is stopped and the
このように、濾過装置100Eは、図17A〜図17Fに示す動作を行うことによって、遠心力を用いて、液体60から生物由来物質61を分離している。さらに、濾過装置100Eは、図17A〜図17Fに示す動作を繰り返すことによって、生物由来物質61を濃縮することができる。また、濾過装置100Eは、濃縮後、洗浄水を導入して生物由来物質61を洗浄することもできる。また、濾過装置100Eにおいては、生物由来物質61を分離した後、置換液を導入することによって液体60を別の液体に置換することもできる。
As described above, the
[効果]
実施の形態4に係る濾過装置100Eによれば、以下の効果を奏することができる。
[effect]
According to the
濾過装置100Eにおいては、遠心力を負荷したときに、膜部20cにおいて、遠心力がかかる方向と逆方向に液体60を通過させている。具体的には、濾過装置100Cは、遠心力を負荷したとき、容器部10cの外壁と液体容器30cの内壁との間の液体60の液面の高さと、膜部20cを通過する液体60の液面の高さとの高低差を利用して液体60を膜部20cに鉛直上向きに通過させている。このような構成により、膜部20cが生物由来物質61で目詰まりすることなく、液体60から生物由来物質61を分離することができる。また、濾過装置100Eにおいては、遠心分離による濾過を繰り返して行うことによって、生物由来物質61の濃縮を容易に行うことができる。
In the
濾過装置100Eにおいては、膜部20cを通過した液体60を取り出す際に、例えば、濾過装置100Eを逆さまにすることで容易に液体60を排出することができる。このように、濾過装置100Eにおいては、作業者によるピペッティングが不要となり、作業者に特別な技能を要求することなく、液体60の排出が可能となる。その結果、濾過装置100Eにおいては、ピペッティングによる生物由来物質61の回収率の低下が生じない。
In the
濾過装置100Eにおいては、生物由来物質61を分離した後、洗浄水を導入して遠心分離を行うことによって、生物由来物質61の洗浄を行うことができる。また、濾過装置100Eにおいては、生物由来物質61を分離した後、置換液を導入することによって液体の置換を容易に行うことができる。
In the
なお、実施の形態4において、蓋32を備える構成について説明したが、これに限定されない。蓋32は、必須の構成ではなく、省略してもよいし、他の要素に置換してもよい。
In addition, in
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。 Although the present invention has been fully described in connection with preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, various variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications are to be understood as included within the scope of the present invention as long as they do not depart from the scope of the present invention.
本発明は、濾過装置及び濾過方法に関する発明であり、高濃度の液体を濾過する点及び短時間で濾過する点で優れている。例えば、化学分析、装薬・製薬、臨床検査、公衆衛生管理、環境計測等の分野に有用である。 The present invention relates to a filtration device and a filtration method, and is excellent in that a high-concentration liquid is filtered and in a short time. For example, it is useful in fields such as chemical analysis, charge / pharmaceuticals, clinical examination, public health management, and environmental measurement.
10 容器部
11 導入口
12 排出口
20 膜部
21 貫通孔
30 液体容器
31 通気口
32 蓋
40 吸引部
41 チューブ
50 移動部
60 液体
61 生物由来物質
70 ピペット
100 濾過装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記容器部の前記導入口と前記排出口との間に設けられ、複数の貫通孔を有する膜部と、
を備え、
前記容器部は、
鉛直方向に延び、且つ前記導入口が設けられる第1管部と、
前記鉛直方向に延び、且つ前記排出口が設けられる第2管部と、
前記第1管部及び前記第2管部の延びる方向と異なる方向に延び、且つ前記第1管部の底部と前記第2管部の底部とを連結する第3管部と、
を有し、
前記膜部は、前記第2管部に設けられ、
前記容器部の前記導入口は、前記容器部の前記排出口よりも鉛直方向上側に位置する、濾過装置。 A tubular container having an inlet for introducing a liquid containing a biological substance and an outlet for discharging the liquid;
A membrane part provided between the inlet and the outlet of the container part and having a plurality of through holes;
With
The container part is
A first pipe portion extending in a vertical direction and provided with the introduction port;
A second pipe portion extending in the vertical direction and provided with the discharge port;
A third pipe part extending in a direction different from the extending direction of the first pipe part and the second pipe part and connecting the bottom part of the first pipe part and the bottom part of the second pipe part;
Have
The film part is provided in the second pipe part,
The said inlet of the said container part is a filtration apparatus located in the perpendicular direction upper side rather than the said discharge outlet of the said container part.
請求項1に記載の濾過装置。 The third pipe part has a shape curved toward the lower side in the vertical direction.
The filtration device according to claim 1.
前記膜部の前記一対の主面は、前記鉛直方向に対して直交する、
請求項1又は2に記載の濾過装置。 The film part has a pair of main surfaces facing each other,
The pair of main surfaces of the film part is orthogonal to the vertical direction,
The filtration device according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の濾過装置。 The second tube portion further has an insertion port for injecting a liquid toward the membrane portion.
The filtration apparatus as described in any one of Claims 1-3.
前記膜部は、前記挿入口と対向して配置される、
請求項4に記載の濾過装置。 The discharge port is provided on a side wall of the second pipe part,
The film portion is disposed to face the insertion port.
The filtration device according to claim 4.
生物由来物質を含む液体を導入する導入口と前記液体を排出する排出口とを有する管状の容器部と、前記容器部の前記導入口と前記排出口との間に設けられ、複数の貫通孔を有する膜部と、を備え、前記容器部は、鉛直方向に延び、且つ前記導入口が設けられる第1管部と、前記鉛直方向に延び、且つ前記排出口が設けられる第2管部と、前記第1管部及び前記第2管部の延びる方向と異なる方向に延び、且つ前記第1管部の底部と前記第2管部の底部とを連結する第3管部と、を有し、前記膜部は、前記第2管部に設けられ、前記容器部の前記導入口は、前記容器部の前記排出口よりも鉛直方向上側に位置する、濾過装置を準備する工程、
前記導入口から前記生物由来物質を含む前記液体を導入する工程、
前記液体を前記膜部に通過させることによって前記生物由来物質を前記膜部に捕捉する工程、
前記膜部を通過した液体を前記排出口から排出する工程、
を含む、濾過方法。 A method of filtering biological material from a liquid,
A tubular container part having an inlet for introducing a liquid containing a biological substance and an outlet for discharging the liquid, and a plurality of through holes provided between the inlet and the outlet of the container part A first pipe part extending in the vertical direction and provided with the introduction port; and a second pipe part extending in the vertical direction and provided with the discharge port. A third pipe part extending in a direction different from the extending direction of the first pipe part and the second pipe part and connecting the bottom part of the first pipe part and the bottom part of the second pipe part. The membrane part is provided in the second pipe part, and the inlet of the container part is positioned vertically above the outlet of the container part, the step of preparing a filtration device;
Introducing the liquid containing the biological material from the introduction port;
Capturing the biological substance in the membrane by passing the liquid through the membrane,
Discharging the liquid that has passed through the membrane from the outlet;
A filtration method comprising:
前記濾過方法は、更に、
前記挿入口から前記膜部に向かって液体を注入する工程、
を含む、請求項8に記載の濾過方法。 In the filtration device, the second tube portion further has an insertion port for injecting a liquid toward the membrane portion,
The filtration method further comprises:
Injecting liquid from the insertion port toward the membrane part,
The filtration method of Claim 8 containing this.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015129114 | 2015-06-26 | ||
JP2015129114 | 2015-06-26 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017525463A Division JP6516006B2 (en) | 2015-06-26 | 2016-06-24 | Filtration device and filtration method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019162624A true JP2019162624A (en) | 2019-09-26 |
JP6645605B2 JP6645605B2 (en) | 2020-02-14 |
Family
ID=57585196
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017525463A Active JP6516006B2 (en) | 2015-06-26 | 2016-06-24 | Filtration device and filtration method |
JP2019077042A Active JP6645605B2 (en) | 2015-06-26 | 2019-04-15 | Filtration device and filtration method |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017525463A Active JP6516006B2 (en) | 2015-06-26 | 2016-06-24 | Filtration device and filtration method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP6516006B2 (en) |
WO (1) | WO2016208752A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113213664A (en) * | 2021-05-26 | 2021-08-06 | 南宁兴科净医疗科技有限公司 | Efficient precipitator for wastewater treatment |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MY195849A (en) * | 2018-09-05 | 2023-02-23 | Kin Mun Chin | Device for Filtering |
JP7384207B2 (en) * | 2019-09-09 | 2023-11-21 | 株式会社村田製作所 | Concentration device and concentration method |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS521189U (en) * | 1975-06-23 | 1977-01-06 | ||
US5269918A (en) * | 1990-07-09 | 1993-12-14 | Cytyc Corporation | Clinical cartridge apparatus |
JPH0862210A (en) * | 1994-08-22 | 1996-03-08 | Muto Kagaku Yakuhin Kk | Liquid specimen cell-smearing apparatus and its using method |
JP2001264234A (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pollen detection device |
US7507578B2 (en) * | 2004-10-21 | 2009-03-24 | Cytyc Corporation | Reduced aperture biological specimen collection and transfer device |
KR101672063B1 (en) * | 2008-07-25 | 2016-11-16 | 스미쓰 앤드 네퓨 피엘씨 | Apparatus and method for separating solid fraction from a fluid sample |
JP2010172251A (en) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Sysmex Corp | Cell dispersion apparatus and sample pretreatment apparatus |
JP5502655B2 (en) * | 2009-09-30 | 2014-05-28 | シスメックス株式会社 | Sample preparation apparatus, cell analysis apparatus, and analyte concentration method |
EP2634244A4 (en) * | 2010-10-25 | 2017-03-22 | Cytogen Co. Ltd. | Cell collection apparatus |
US9687842B2 (en) * | 2012-01-20 | 2017-06-27 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Subject selection device and subject selection method |
-
2016
- 2016-06-24 JP JP2017525463A patent/JP6516006B2/en active Active
- 2016-06-24 WO PCT/JP2016/068916 patent/WO2016208752A1/en active Application Filing
-
2019
- 2019-04-15 JP JP2019077042A patent/JP6645605B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113213664A (en) * | 2021-05-26 | 2021-08-06 | 南宁兴科净医疗科技有限公司 | Efficient precipitator for wastewater treatment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6516006B2 (en) | 2019-05-22 |
JP6645605B2 (en) | 2020-02-14 |
JPWO2016208752A1 (en) | 2018-03-08 |
WO2016208752A1 (en) | 2016-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6645605B2 (en) | Filtration device and filtration method | |
CN108025238B (en) | Filter filter, filter device, and filtering method using filter | |
US8801682B2 (en) | Apparatus for separating tissue cells from a fluid | |
JP5819349B2 (en) | Adult stem cell separator | |
JP6256669B1 (en) | METAL POROUS MEMBRANE, CLASSIFICATION METHOD USING SAME, AND CLASSIFICATION DEVICE | |
KR101275744B1 (en) | metal screen filter | |
JP6707031B2 (en) | Cell separation material and cell separation method | |
CN108025227B (en) | High-flow low-resistance filter | |
JP6669230B2 (en) | Filtration device and filtration method | |
US20150343351A1 (en) | Multifunctional System for Particle Separation | |
JP7192867B2 (en) | Filtration device and filtration method | |
CN114126773A (en) | Filtering and recycling device | |
KR101254677B1 (en) | Cells collection apparatus | |
JP2012139112A (en) | Differential leukocyte count recovery unit | |
JP6515675B2 (en) | Filtration container, filtration device, and filtration method | |
JP6439902B2 (en) | Sampling filter, sampling device and sampling method using the same | |
CN111526932B (en) | Separation and recovery system and separation and recovery method | |
KR101766450B1 (en) | Method for recovering target cell | |
WO2015037120A1 (en) | Cell suspension filtration instrument and method for preparing drip infusion solution containing cell suspension | |
WO2024103070A1 (en) | Systems and devices for suspension therapy preparation and/or infusion and methods for use | |
JP2020112374A (en) | Antigen capturing apparatus | |
KR20160143151A (en) | Method for recovering target cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190416 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191210 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191223 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6645605 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |