JP5378957B2 - 濾過装置 - Google Patents
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Description
より詳しく説明すると、近年、少量(例えば、1〜数十個程度)の細胞を用いた生体分子の解析が行われている。このような解析を行う理由は、例えば、1個体の1臓器について何か病気を伴う症状が出た場合、1臓器を形成する数億個以上の細胞のすべてが同じ機能とは言えず、健康な細胞、問題のある細胞などによって機能が異なるはずであるから、このような機能の違いをダイナミックに見るためには機能を平均化せず、1個ずつ等の少量の細胞を対象に、機能を比較することが重要になるからである。
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1には、本発明の第1実施形態としての濾過装置10が示されている。この濾過装置10は、装置本体12と濾過チップ14とを含んで構成されている。
第一流通管22は、全体として略円筒形状を有している。また、第一流通管22の材料には、ホウ珪酸ガラスや石英ガラス、ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂等が採用されるが、特に、後述する濾過対象液が第一流通管22の内部を流動していることが外部から視認可能な光透過性を有し、且つ強度を有することを考慮すると、石英ガラスが好適に採用される。また、第一流通管22は、5MPa以下の圧力に耐える耐圧性能を有する。
中空糸膜24は、中空の糸状を有する多孔質の膜体からなり、膜の平均径は0.01μm〜10μmとされている。中空糸膜24の材料は、溶液の極性により使い分けを行い、親水性の場合はポリスルフォン樹脂やセルロース樹脂が適し、ほかにポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂やポリアクリロニトリル(PAN)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂なども用いられる。疎水性の場合はシリコン樹脂やフッ素樹脂などが用いられる。
なお、第一流通管22や第二流通管30には、必要に応じて目盛を振り、目視にて濾過対象液の分量を量るようにしても良い。
[第1実施形態を用いて濾過対象液を濾過する使用例の説明]
「A:濾過対象液から細胞や高分子等の濾過物を回収する場合」
(1)第二流通管30が装置本体12に接続され、且つ第一流通管22と接続されていない状態で、第二流通管30の内空に、装置本体12のポンプ部材の吸引力を用いて濾過対象液を吸引する。
(2)第二流通管30の先端部を第一流通管22のテーパ筒状部26に差し込んで押し付けることにより、第一及び第二流通管22,30の各開口部分をシールする。
(3)装置本体12のポンプ部材の吐出力を用いて第二流通管30内の濾過対象液を第一流通管22を介して中空糸膜24側に送る。濾過対象液と中空糸膜24の間に存在した空気は、中空糸膜24の細孔を通じて抜け、その後、液中に存在する中空糸膜24の孔径より小さい物質が膜の外側に排出され、孔径より大きな物質(細胞なども含む)は中空糸膜24の内側に残る。
(4)濾過対象液を吐出したのち、装置本体12のポンプ部材を吸引に切り替えると、中空糸膜24の中に残った微量の液体とともに、細胞や高分子等も第二流通管30まで戻す。
(5)第一流通管22を第二流通管30から取り外す。この取り外しにおいては、図3に示されるような取り外し器具32が好適に採用される。
(6)装置本体12のポンプ部材を吐出に切り替え、第二流通管30内にある微量の液体や細胞、分子等の濾過物を分析用容器等の目的の位置に吐き出す。
「B:濾過対象液から細胞内の物質を回収する場合」
(1)Aの(1)〜(3)と同様な作業をする。
(2)濾過対象液を吐出したのち、中空糸膜24の部分を細胞溶解液に浸し、装置本体12のポンプ部材を吸引に切り替えると、中空糸膜24の中に残った細胞を溶解することが出来る。その後、細胞溶解液から中空糸膜24を引き上げ、ポンプ部材を吐出に切り替え、中空糸膜24内で細胞を溶解してなる濾過物を、分析用容器等に吐き出す。
「C:微量血液から血漿成分のみを回収する場合」
(1)Aの(2)と同様な作業をする。
(2)中空糸膜24を血液に浸し、微量ピペットまたはポンプを吸引にすることにより血液中の血球細胞は吸い込まず、血漿成分のみを吸い込む。
(3)中空糸膜24を血液から引き上げて、第二流通管30の内空まで血漿成分の吸引を行ったことを視認した後、Aの(5)と同様に、取り外し器具32を用いて第一流通管22を取り外し、装置本体12のポンプ部材を吐き出しに切り替え、第二流通管30内にある濾過物としての血漿成分を、分析用容器等に吐き出す。
「D:濾過対象液を濃縮する場合」
(1)濾過対象液中の分析したい物質が吸着する吸着剤(微小ビーズ)を数個から1000個程度濾過対象液に添加し、濾過対象液が吸着する溶液環境を作る。吸着剤には、ODS(オクタデシルシリカ)ビーズを主とした逆相クロマトグラフィー樹脂ビーズ、イオン交換クロマトグラフィー樹脂ビーズ、アフィニティークロマトグラフィー樹脂ビーズ等が採用される。
(2)分析対象物質が吸着した吸着剤を濾過対象液ごと第二流通管30の内空に、装置本体12のポンプ部材の吸引力を用いて吸引する。
(3)第二流通管30の先端部を第一流通管22のテーパ筒状部26に差込んで押し付けることにより、第一及び第二流通管22,30の各開口部分をシールする。
(4)ポンプ部材の吐出力を用いて先ほど吸い込んだ濾過対象液を中空糸膜24側に送る。その後、濾過対象液中に存在する物質において中空糸膜24の孔径より小さい物質が中空糸膜24の外側に排出され、孔径より大きな物質、この場合主に吸着剤(微小ビーズ)が中空糸膜24の内側に残る。排出された小さい物質が、分析対象の場合は分析用容器等に吐き出す。分析対象でなければ吐き出さなくて良い。
(5)濾過対象液を吐出したのち、中空糸膜24の部分を吸着剤から分析対象物質が離れる溶出液に浸し、装置本体12のポンプ部材を吸引に切り替え、極少量(1〜10μl)の溶出液を吸引すると、中空糸膜24の中に存在する吸着剤から分析対象物質を溶出し、濾過対象液を濃縮することが出来る。その後、溶出液から中空糸膜24を引き上げ、ポンプ部材を吐出に切り替え、濃縮した濾過対象液を分析用容器等に吐き出す。
[第2実施形態の構成説明]
図4には、本発明の第2実施形態としての濾過装置50が示されている。この濾過装置50は、装置本体52と複数の濾過チップ54が設けられている。なお、以下の説明において、第1実施形態と実質的に同一の構成とされた部材及び部位については、第1の実施形態と同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。
[第2実施形態を用いて濾過対象液を濾過する使用例の説明]
「A:濾過対象液から細胞や高分子等の濾過物を回収する場合」
(1)装置本体12のハウジング本体56の各管路に濾過対象液を入れて、ポンプ部材の吐出力により濾過対象液を各流通管体58を通じて各中空糸膜24に入れて濾過する。試料中に存在する膜の孔径より小さい物質が中空糸膜24の外側に排出され、孔径より大きな物質は中空糸膜24の内側に残る。
(2)濾過対象液を中空糸膜24に吐出したのち、中空糸膜24に針先を用いて穴を開け、中空糸膜24の内側の濾過物を分析用容器等の目的位置に吐き出す。あるいは、ポンプ部材で吸引して、中空糸膜24内の濾過物を流通管体58に収容した後に、中空糸膜24をはさみなどでカットして、そこから濾過物を分析用容器等に吐き出すことも可能である。
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これら実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様で実施可能である。また、そのような実施態様が本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
また、第1実施形態において、第二流通管30が濾過チップ14を構成する一部材とされていたが、例えば第二流通管を装置本体の先端部分に設けられる円筒状部として構成し、この装置本体の円筒状部の先端部分を、装置本体の先端開口部分としても良い。即ち、濾過チップ10において、第二流通管30は必須の構成要件でない。
Claims (4)
- 先端開口部分を介して濾過対象液を内部から外部に吐出する装置本体と、該装置本体の先端開口部分に取り付けられて、該濾過対象液を濾過する濾過チップとを備えた濾過装置であって、
前記濾過チップは、
内径寸法が0.01〜6mm、外径寸法が0.1〜10mmの管状を呈し、一方の開口部分が前記装置本体の先端開口部分に接続され、他方の開口部分が、該装置本体から外部に突出した流通管体と、
平均径が0.01〜10μmの細孔を有する多孔質の中空糸膜の両端にある開口端部のうち、一方の開口端部を前記流通管体の前記他方の開口部分に接続すると共に、他方の開口端部を塞ぐことによって形成された袋状の部材であり、その内部空間が前記流通管体の前記他方の開口部分を介して該流通管体の内孔に連通し、前記装置本体から吐出される前記濾過対象液が前記流通管体を介して前記内部空間内へと導入される濾過膜と、
を備えたことを特徴とする濾過装置。 - 前記流通管体は、光透過性を有することを特徴とする請求項1に記載の濾過装置。
- 前記流通管体は、室温にて5MPa以下の圧力に耐える耐圧性能を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の濾過装置。
- 前記装置本体は、内部から外部に向かって突出する円筒状部を備え、該円筒状部の内孔の先端部分によって前記装置本体の先端開口部分が構成され、
前記流通管体は、前記濾過膜が取り付けられる他方の開口部分側から前記装置本体の先端開口部分に接続される一方の開口部分側に向かって次第に拡径するテーパ筒状部を備えており、
前記円筒状部の外径寸法は、該テーパ筒状部の最小外径寸法より大きくされ、且つ該テーパ筒状部の最大外径寸法よりも小さくされることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の濾過装置。
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