JP5540291B1 - 磁気分離装置及び磁気分離装置を使用した生物由来物質精製システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ひとつの超伝導磁石で２種類以上の流体の磁気分離を同時にできるようにする。
【解決手段】 超伝導磁石２と、この超伝導磁石２のボア２ａ内に挿入されていて流体から磁性物質Ｐを磁力により分離する磁気分離具１と、この磁気分離具１内で磁気分離されかつ集積される磁性物質Ｐを吸引して取り出す抽出管５とを備える。前記磁気分離具１及び抽出管５を複数対有し、ボア２ａの一端から磁場中心Ｇ側へ一対の磁気分離具１Ａ及び抽出管５Ａを挿入し、ボア２ａの他端から磁場中心Ｇ側へ少なくとも一対の磁気分離具１Ｂ及び抽出管５Ｂを挿入して配置している。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体から磁性物質を磁気分離する磁気分離装置及び磁気分離装置を使用した生物由来物質精製システムに関する。

生物由来製品や特定生物由来製品の原材料として利用される生物由来物質の精製には、超伝導磁気分離装置が使用されている。
例えば、タンパク質等の磁気分離に利用可能な装置として、特許文献１に開示されたものがある。
この従来技術は、超伝導磁石のボア内に１本の管を上下に貫通配置し、このボア内管に高勾配磁気分離用磁性フィルターを内装し、所望の抗体のほか種々のタンパク質や他の物質が混入した溶液の入った溶液槽から攪拌槽内に溶液を供給し、この攪拌槽に目的物質捕捉用の磁性ビーズも供給して攪拌し、これを原液としてボア内管に流下し、この流下中に磁性フィルターによって磁気ビーズを捕捉し、捕捉されないものは回収槽側に流し、その後、原液の供給を停止し、ボア内管に洗浄・回収搬送液を流してボア内管および磁性フィルターを洗浄し、洗浄後は、超伝導磁石を消磁し、更に消磁回路を動作させて磁気ビーズと磁性フィルターを消磁し、流路を目的物回収糟側に流れるように切り替え、上方から回収搬送液を流して、目的物質回収糟に磁気ビーズを回収する。そしてさらに、磁気ビーズと目的物質との溶出は別工程で行う。

特開２０１０−２２７９０７号公報

前記従来技術は、超伝導磁石のボア内に１本の管のみ配置しており、かつこのボア内管に高勾配磁気分離用磁性フィルターを内装しなくてはならないので、ボア内管では原液、洗浄液等を１種類ずつしか流通させることができなく、磁性フィルターを消磁しなくては
目的物質を捕捉した磁気ビーズが取り出せなく、タクトタイムが長くかかっている。さらに磁気ビーズから目的物質を溶出するには、別に溶出工程が必要であり、原液分離から溶出まで全行程を連続的かつ効果的に行うのは困難になっている。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした磁気分離装置及び磁気分離装置を使用した生物由来物質精製システムを提供することを目的とする。
本発明は、超伝導磁石のボア内に両端から磁場中心側へそれぞれ磁気分離具及び抽出管の対を挿入して、ひとつの超伝導磁石で２種類以上の流体の磁気分離を同時にできるようにした磁気分離装置を提供することを目的とする。

本発明は、超伝導磁石のボア内に一端から原液磁気分離具を、他端から洗浄磁気分離具及び溶出磁気分離具をそれぞれ挿入し、目的の生物由来物質を磁性微粒子と結合した目的物質を含む原液から目的物質吸着磁性微粒子のみを抽出し、更には洗浄及び目的物質の溶出を連続的かつ同時に行なう事ができる磁気分離装置を使用した生物由来物質精製システムを提供することを目的とする。

本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
磁気分離装置は第１に、超伝導磁石２と、この超伝導磁石２のボア２ａ内に挿入されていて流体から磁性物質Ｐを磁力により分離する磁気分離具１と、この磁気分離具１内で磁気分離されかつ集積される磁性物質Ｐを吸引して取り出す抽出管５とを備えており、
前記磁気分離具１及び抽出管５を複数対有し、前記ボア２ａの一端から磁場中心Ｇ側へ一対の磁気分離具１Ａ及び抽出管５Ａを挿入し、前記ボア２ａの他端から磁場中心Ｇ側へ少なくとも一対の磁気分離具１Ｂ及び抽出管５Ｂを挿入して配置し、前記一端側の磁気分離具１Ａと他端側の磁気分離具１Ｂとを前記１つのボア２ａ内で対向配置していることを特徴とする。

磁気分離装置は第２に、前記ボア２ａの他端から挿入する磁気分離具１Ｂを、ボア２ａの一端から挿入する磁気分離具１Ａより小径に形成し、かつボア２ａ内に周方向複数対挿入して前記一端側の磁気分離具１Ａと対向配置していることを特徴とする。
磁気分離装置は第３に、超伝導磁石２と、この超伝導磁石２のボア２ａ内に挿入されていて流体から磁性物質Ｐを磁力により分離する磁気分離具１と、この磁気分離具１内で磁気分離されかつ集積される磁性物質Ｐを吸引して取り出す抽出管５とを備えており、
前記磁気分離具１及び抽出管５を複数対有し、ボア２ａの一端から磁場中心Ｇ側へ一対の磁気分離具１Ａ及び抽出管５Ａを挿入し、ボア２ａの他端から磁場中心Ｇ側へ少なくとも一対の磁気分離具１Ｂ及び抽出管５Ｂを挿入して配置しており、
前記磁気分離具１は、超伝導磁石２の外側からボア２ａ内の磁場中心Ｇ側へ挿入される筒体内に、流体Ｓをボア２ａ外から磁場中心Ｇ側に向けて流入させる流入路６と、流体Ｓから磁性物質Ｐを磁力により分離する磁気分離部Ｍと、この磁気分離部Ｍで分離した磁性物質Ｐを磁場中心Ｇ付近に集積する集積部Ｑと、前記磁気分離部Ｍから流体Ｓの流入方向及び磁性物質Ｐが磁力により引き付けられる方向と反対方向に浄化流体を流しかつボア２ａ外へ排出する流出路７とを形成していることを特徴とする。

磁気分離装置は第４に、前記磁気分離具１の筒体は内外二重筒構造であって、外筒底壁３ａ側に磁気分離部Ｍ及び集積部Ｑを形成する有底筒形状の外筒３と、この外筒３内に挿入されていて流入路６を形成する内筒４とを有し、外筒３の内周面と内筒４の外周面との間に流出路７を形成していることを特徴とする。
磁気分離装置は第５に、前記磁気分離具１の外筒３の底部は底方向に断面積が次第に小さくなる錐形であることを特徴とする。

磁気分離装置は第６に、前記ボア２ａの一端から挿入する磁気分離具１Ａは外筒３Ａの錐形底部に抽出管５Ａが接続され、この抽出管５Ａはボア２ａの他端側へ延設されていることを特徴とする。
磁気分離装置は第７に、前記ボア２ａの他端から挿入する磁気分離具１Ｂは外筒３Ｂの錐形底部に抽出管５Ｂが接続され、この抽出管５Ｂはボア２ａの一端側へ延設されていることを特徴とする。

生物由来物質精製システムは第１に、前記請求項１〜７のいずれかに記載の磁気分離装置１１を備えていて、１つのボア２ａ内に、一端から原液磁気分離具１Ａを挿入し、他端から洗浄磁気分離具１Ｂと溶出磁気分離具１Ｃとを挿入しかつこれらを前記原液磁気分離具１Ａに対向配置して分離部Ｄを構成しており、
目的の生物由来物質を培養した培養液の上清あるいは破砕液を吸着撹拌槽３１に入れ、かつ生物由来物質精製用磁性微粒子を加えて撹拌して結合し、その結合液ＳＡを原液磁気分離具１Ａに供給する結合部Ａと、
原液磁気分離具１Ａで分離収集した磁性微粒子を抽出管５Ａを介して洗浄撹拌槽４１に供給し、かつ洗浄バッファーを加えて撹拌して洗浄し、その洗浄液ＳＢを洗浄磁気分離具１Ｂに供給する洗浄部Ｂと、
前記洗浄磁気分離具１Ｂで分離収集した目的物質吸着磁性微粒子を抽出管５Ｂを介して溶出撹拌槽５１に供給し、かつ溶出バッファーを加えて撹拌して溶出し、その混合液ＳＣを溶出磁気分離具１Ｃに供給する溶出部Ｃとを備えていることを特徴とする。

生物由来物質精製システムは第２に、前記原液磁気分離具１Ａの流出路７Ａと溶出磁気分離具１Ｃの抽出管５Ｃとを吸着撹拌槽３１に接続し、洗浄磁気分離具１Ｂの流出路７Ｂを目的物質以外の物質を分離排除する洗浄廃液槽４２に接続し、溶出磁気分離具１Ｃの流出路７Ｃを精製物質槽５２に接続していることを特徴とする。

本発明によれば、１台の超伝導磁石の１つのボアの両端から挿入された磁気分離具で、それぞれに流入される流体に含まれる磁性物質を同時に磁気分離できる。
即ち、磁気分離装置は第１に、超伝導磁石２の１つのボア２ａ内にその両端から磁場中心Ｇ側へ磁気分離具１Ａ及び抽出管５Ａと磁気分離具１Ｂ及び抽出管５Ｂとを挿入して、一端側の磁気分離具１Ａと他端側の磁気分離具１Ｂとを対向配置しているので、複数の流体からそれぞれ磁性物質Ｐを同時に磁気分離できる。

磁気分離装置は第２に、ボア２ａの他端から磁気分離具１Ｂをボア２ａ内に周方向複数対挿入して前記一端側の磁気分離具１Ａと対向配置しているので、ボア２ａの他端側では複数の流体の磁性物質Ｐを同時に磁気分離でき、一端側の磁気分離具１Ａと合わせて３種類以上の流体の磁性物質Ｐを同時に磁気分離できる。
磁気分離装置は第３に、筒体内に流入路６と磁気分離部Ｍと集積部Ｑとを形成し、磁気分離部Ｍから流体Ｓの流入方向及び磁性物質Ｐが磁力により引き付けられる方向と反対方向に浄化流体を流すので、浄化流体によって磁性物質Ｐが流されるのが減少でき、磁性物質Ｐをより確実に分離でき、しかも、磁気分離した磁性物質Ｐを浄化流体の流れの影響を受けない集積部Ｑで確実に集積することができる。

磁気分離装置は第４に、筒体を内外二重筒構造にすることにより、外筒の底壁３ａ側に磁気分離部Ｍ及び集積部Ｑを、外筒３と内筒４との間に流出路７を簡単かつ容易に形成できる。
磁気分離装置は第５に、磁気分離具１の集積部Ｑとなる外筒３の底部は底方向に断面積が次第に小さくなる錐形であるので、磁性物質Ｐを集積部Ｑに確実に集積することができる。

磁気分離装置は第６に、ボア２ａの一端から挿入する磁気分離具１Ａは外筒３Ａの錐形底部に抽出管５Ａが接続され、この抽出管５Ａはボア２ａの他端側へ延設されているので、ボア２ａの他端から磁性物質Ｐを容易に取り出すことができる。
磁気分離装置は第７に、ボア２ａの他端から挿入する磁気分離具１Ｂは外筒３Ｂの錐形底部に抽出管５Ｂが接続され、この抽出管５Ｂはボア２ａの一端側へ延設されているので、ボア２ａの一端から磁性物質Ｐを容易に取り出すことができる。

生物由来物質精製システムは第１に、１つのボア２ａ内に、超伝導磁石２内に原液磁気分離具１Ａと洗浄磁気分離具１Ｂ及び溶出磁気分離具１Ｃとを対向配置した分離部Ｄと、吸着撹拌槽３１を有する結合部Ａと、洗浄撹拌槽４１を有する洗浄部Ｂと、溶出撹拌槽５１を有する溶出部Ｃとを備えているので、生物由来物質精製の３段工程の磁気分離を１台の超伝導磁石２で、同時にかつ短時間で処理することができる。

生物由来物質精製システムは第２に、原液磁気分離具１Ａの流出路７Ａと溶出磁気分離具１Ｃの抽出管５Ｃとを吸着撹拌槽３１に接続し、洗浄磁気分離具１Ｂの流出路７Ｂを目的物質以外の物質を分離排除する洗浄廃液槽４２に接続し、溶出磁気分離具１Ｃの流出路７Ｃを精製物質槽５２に接続しているので、各部の独立構成が可能になると共に、生物由来物質精製用磁性微粒子、洗浄バッファー及び溶出バッファー等の有効利用が可能になる。

本発明の生物由来物質精製システムを示す模式図である。 同生物由来物質精製システムを示す展開説明図である。 磁気分離装置を示す断面平面図である。 同磁気分離装置を示す正面図である。 図４のＸ矢視図である。 図４のＹ矢視図である。 本発明の磁気分離装置の変形例を示す断面平面図である。 図７のＺ矢視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１、２は本発明の生物由来物質精製システムを示しており、磁気分離装置１１を有する分離部Ｄと、吸着撹拌槽３１を有する結合部Ａと、洗浄撹拌槽４１を有する洗浄部Ｂと、溶出撹拌槽５１を有する溶出部Ｃとを備えている。
図２〜６において、前記分離部Ｄの磁気分離装置１１は、超伝導磁石２と、超伝導磁石２のボア２ａ内に一端から挿入された原液磁気分離具１Ａと、ボア２ａの他端から挿入された洗浄磁気分離具１Ｂと、同じくボア２ａの他端から挿入された溶出磁気分離具１Ｃとをそれぞれ挿脱自在に備えており、それぞれ流体からそれに含有されている磁性物質Ｐを超伝導磁石２の磁力を利用して分離しかつ集積させることが可能になっている。

前記超伝導磁石２は超伝導コイル内にボア２ａが形成され、このボア２ａの軸心が水平になるように横向きに配置されている。
超伝導磁石２の磁場における磁力はボア２ａ内の各部位で異なっており、ボア２ａの軸心方向中央でかつボア２ａ内周面近くの部位が最高となり、そこが磁場中心Ｇとなっており、次にその最高部位からボア２ａの軸心方向に離れていくに従って、磁力は低くなっている。

このように超伝導磁石２の磁場は、磁場中心Ｇが最大磁界で磁力が最も大きくなっており、各磁気分離具１Ａ、１Ｂ、１Ｃはボア２ａの両端外側から磁場中心Ｇを越えた位置まで挿入されている。
前記原液磁気分離具１Ａは内外二重構造の筒体であり、外端側に流体（浄化流体、廃液）Ｓ２の排出口及びドレン口を有しかつ内端側に外筒底壁３ａを有する有底筒形状の外筒３Ａと、この外筒３Ａ内に挿入されていて外端側に磁性物質Ｐを含む原流体（原液）ＳＡを取り入れる内筒４Ａとを有する。

前記外筒３Ａの外端側には排出管１６及びドレン管１７が接続され、外筒底壁３ａには抽出管５Ａが接続され、この抽出管５Ａは外筒３Ａ及び内筒４Ａと同様に、ボア２ａの軸心と略同心に配置され、原液磁気分離具１Ａの挿入側と反対のボア２ａの他端側へ延設されている。
内筒４Ａには供給管１８が接続されており、 この供給管１８は結合部Ａの吸着撹拌槽３１と連通されている。

外筒３Ａ及び内筒４Ａは、それぞれ金属、樹脂又はガラス等の非磁性体で形成されており、例えば、ステンレス鋼、ポリプロピレン（ＰＰ）、透明アクリル樹脂等で形成でき、ポリプロピレンは蛋白質の吸着防止性の観点から適用が好ましい。
外筒３Ａは外周面がボア２ａ内面と近接又は密接する大きさの有底円筒形状に形成され、ケーシングとなっており、ボア２ａ内に挿入されている内端側の底部の底壁３ａは底方向に断面積が次第に小さくなる円錐形（漏斗形状）に形成され、この円錐形底部の尖端に
抽出管５Ａが接続されている。

前記外筒３Ａは底壁３ａを有する本外筒３Ａａの外端側に延長外筒３Ａｂが同芯にかつ着脱自在に連結されており、この延長外筒３Ａｂの外端は閉鎖部材１５で閉鎖されている。この閉鎖部材１５に内筒４Ａが支持されるとともに排出管１６が接続されている。
外筒３の外筒底壁３ａは、ボア２ａ内に挿入されて磁場中心Ｇ近傍でかつ磁場中心Ｇを越えた位置に配置され、磁性物質Ｐの溜り場となる集積部Ｑとなっており、この集積部Ｑは、内筒４Ａの内端から出てくる原流体ＳＡが浄化流体として反対の方向に流れを変える部位となり、この流れ変更部位は磁性物質Ｐが磁場中心Ｇ方向に磁力で引かれることで分離をする磁気分離部Ｍとなっている。

前記内筒４Ａは両端開口の円筒形状に形成され、ボア２ａ内に挿入されている内端の開口は外筒底壁３ａと軸心方向に距離をおいて対向配置され、外端に供給管１８が接続されている。
内筒４Ａは供給管１８から導入される原流体ＳＡを外筒３Ａの磁気分離部Ｍに向けて流動させる流入路６Ａを形成しており、内筒４Ａと外筒３Ａとの間には、磁気分離部Ｍから磁性物質Ｐを分離した後の浄化流体を排出管１６から排出する断面環状の流出路７Ａを形成しており、これらによって、磁性物質Ｐを含む流体ＳＡを外部から超伝導磁石２内へ流入し、その後に超伝導磁石２内から再び外部へ通じる流路１２Ａを形成している。

即ち、原液磁気分離具１Ａを構成する筒体内には、磁性物質Ｐを含む原流体ＳＡをボア２ａ外から磁場中心Ｇ側に向けて流入させる流入路６Ａと、磁場中心Ｇ側で原流体ＳＡから磁性物質Ｐを磁気分離する磁気分離部Ｍと、この磁気分離部Ｍから原流体ＳＡの流入方向及び磁性物質Ｐが磁力により引き付けられる方向と反対方向に浄化流体を流しかつボア２ａ外へ排出する流出路７Ａと、前記磁気分離部Ｍで磁気分離した磁性物質Ｐを集積させる集積部Ｑとが一連に形成されている。

流出路７Ａの断面積は流入路６Ａより大きく設定されているが同一でもよく、どちらにしても、内筒４Ａの内端から外筒底壁３ａまでの磁気分離部Ｍの断面積は内筒４Ａの断面積より大きくなっている。
前記抽出管５Ａは非磁性の金属管又は樹脂ホースで形成され、先端吸入口は集積部Ｑ内で磁場中心Ｇから若干ずれた位置に配置され、外筒３Ａの底壁３ａからボア２ａにおける原液磁気分離具１Ａの挿入側と反対側へ延設され、集積部Ｑ内に集積される磁性物質Ｐを吸引して原液磁気分離具１Ａから取り出す。

原液磁気分離具１Ａは超伝導磁石２と別個に構成して、超伝導磁石２内に挿脱自在に挿入して装着することができ、また、本外筒３Ａａに対して、延長外筒３Ａｂ、内筒４Ａ、抽出管５Ａ等の取り替えが可能になっている。
洗浄磁気分離具１Ｂ及び溶出磁気分離具１Ｃは、前記原液磁気分離具１Ａと同様の内外二重構造の筒体であり、１つのボア２ａ内周方向を２つで占めるように、互いに対向する半円筒形であり、それぞれ有底筒形状の外筒３Ｂ、３Ｃと、内筒４Ｂ、４Ｃとを有し、さらに、それぞれの外筒底壁３ａに抽出管５Ｂ、５Ｃが連結されている。

外筒３Ｂ、３Ｃは断面半円形であり、互いに間隔をおいて対面しており、その間隙に原液磁気分離具１Ａの抽出管５Ａが挿通されている。内筒４Ｂ、４Ｃは断面円形であり、外筒３Ｂ、３Ｃ、内筒４Ｂ、４Ｃ及び抽出管５Ｂ、５Ｃはお互いとも、またボア２ａの軸心とも非同心に配置されている。これら外筒３Ｂ、３Ｃ及び内筒４Ｂ、４Ｃは、それぞれ金属、樹脂又はガラス等の非磁性体で形成され、抽出管５Ｂ、５Ｃは非磁性の金属管、樹脂ホースで形成されている。

前記外筒３Ｂ、３Ｃは外周面がボア２ａ内面と近接していて、ボア２ａ内に挿入されている内端の底部は錐形（漏斗形状）に形成され、この錐形底部の尖端にそれぞれ抽出管５Ｂ、５Ｃが接続されている。これらの抽出管５Ｂ、５Ｃは、ボア２ａと原液磁気分離具１Ａの外筒３Ａとの間を通ってボア２ａの一端側から延出されている。
前記外筒３Ｂ、３Ｃの外端側には上部に排出管２２、２３が接続され、下部にドレン管２４、２５が接続され、それぞれの外端は閉鎖部材で閉鎖され、それらの閉鎖部材に内筒４Ｂ、４Ｃが貫通支持されている。

外筒３Ｂ、３Ｃの外筒底壁３ａは、ボア２ａ内に挿入されて磁場中心Ｇ近傍でかつ磁場中心Ｇを越えた位置に配置され、外筒底壁３ａは磁性物質Ｐの溜り場となる集積部Ｑとなっており、この集積部Ｑは、内筒４Ｂ、４Ｃの内端から出てくる流体ＳＢ、ＳＣが浄化流体として反対の方向に流れを変える部位となり、この部位は磁性物質Ｐが磁場中心Ｇ方向に磁力で引かれることで分離をする磁気分離部Ｍとなっている。

内筒４Ｂは供給管２６が接続されており、この供給管２６で供給される流体ＳＢを外筒３Ｂの磁気分離部Ｍに向けて流動させる流入路６Ｂを形成しており、内筒４Ｂと外筒３Ｂとの間には、磁気分離部Ｍから磁性物質Ｐを分離した後の浄化流体を排出管２２から排出する断面環状の流出路７Ｂを形成しており、これらによって、磁性物質Ｐを含む流体ＳＢを外部から超伝導磁石２内へ流入し、その後に超伝導磁石２内から再び外部へ通じる流路１２Ｂを形成している。

内筒４Ｃは内筒４Ｂと同様に、供給管２８が接続されており、この供給管２８で供給される流体ＳＣを外筒３Ｃの磁気分離部Ｍに向けて流動させる流入路６Ｃを形成しており、内筒４Ｃと外筒３Ｃとの間には、磁気分離部Ｍから磁性物質Ｐを分離した後の浄化流体を排出管２３から排出する断面環状の流出路７Ｃを形成しており、これらによって、磁性物質Ｐを含む流体ＳＣを外部から超伝導磁石２内へ流入し、その後に超伝導磁石２内から再び外部へ通じる流路１２Ｃを形成している。

即ち、洗浄磁気分離具１Ｂ及び溶出磁気分離具１Ｃをそれぞれ構成する筒体内には、磁性物質Ｐを含む流体ＳＢ、ＳＣをボア２ａ外から磁場中心Ｇ側に向けて流入させる流入路６Ｂ、６Ｃと、磁場中心Ｇ側で流体ＳＢ、ＳＣから磁性物質Ｐを磁気分離する磁気分離部Ｍと、この磁気分離部Ｍから流体ＳＢ、ＳＣの流入方向及び磁性物質Ｐが磁力により引き付けられる方向と反対方向に浄化流体を流しかつボア２ａ外へ排出する流出路７Ｂ、７Ｃと、前記磁気分離部Ｍで磁気分離した磁性物質Ｐを集積させる集積部Ｑとが一連に形成されている。

図１〜８において、生物由来物質精製システムは、例えば、生物由来物質として酵素を精製するシステムであり、その結合部Ａは、培養槽３０内で目的酵素（目的の生物由来物質）を培養し、その培養液の上清あるいは破砕液を吸着撹拌槽３１に入れ、それに酵素精製用磁性微粒子（磁気ビーズ、磁性物質Ｐ）を加えて撹拌機Ｋで撹拌して、磁性微粒子に目的酵素を結合（吸着、捕捉）させ、結合液ＳＡをつくる。この結合液ＳＡを供給管１８を介して原液磁気分離具１Ａの内筒４Ａへ原流体ＳＡとして供給する。

結合液ＳＡ内の磁性微粒子は、目的酵素だけでなくその他のタンパク質（目的物質以外の物質）も付着しているが、それらが付着したまま、原液磁気分離具１Ａ内で原流体ＳＡから分離され、浄化後の流体は排出管１６を介して吸着撹拌槽３１に戻され、磁性微粒子は分離収集されて抽出管５Ａで取り出される。
前記洗浄部Ｂは、洗浄撹拌槽４１及び洗浄廃液槽４２を有し、洗浄撹拌槽４１に抽出管５Ａを介して原液磁気分離具１Ａから目的酵素及び他のタンパク質が付着した磁性微粒子が供給され、また、洗浄バッファー槽４３から洗浄バッファーが加えられ、撹拌機Ｋで撹拌して、磁性微粒子から他のタンパク質を洗浄し、磁性微粒子を目的酵素のみ結合した状態にして、洗浄液ＳＢをつくる。この洗浄液ＳＢを供給管２６を介して洗浄磁気分離具１Ｂに供給する。

前記洗浄磁気分離具１Ｂに供給された洗浄液ＳＢは、目的酵素のみを結合した磁性微粒子が洗浄バッファー及び他のタンパク質と磁気分離され、洗浄バッファー等は排出管７Ｂを介して洗浄廃液槽４２に戻され、目的酵素のみを結合した磁性微粒子は分離収集されて抽出管５Ｂで取り出される。
前記溶出部Ｃは、溶出撹拌槽５１に抽出管５Ｂを介して目的酵素のみを結合した磁性微粒子が供給され、また、溶出バッファー槽５３から溶出バッファーが加えられ、撹拌機Ｋで撹拌して、磁性微粒子から目的酵素を溶出し、その溶出液と磁性微粒子の混合液ＳＣを供給管２８を介して溶出磁気分離具１Ｃに供給する。

前記溶出磁気分離具１Ｃに供給された混合液ＳＣは、目的酵素を含んだ溶出バッファーと磁性微粒子とが磁気分離され、目的酵素が溶出バッファーとともに排出管２３を介して
精製物質槽５２に戻され、純粋となった磁性微粒子は分離収集されて抽出管５Ｃで取り出されて、結合部Ａの吸着撹拌槽３１に戻され、再利用される。
前記結合液ＳＡの供給から始まって目的酵素が精製物質槽５２に取り出されるまで、結合工程、 結合液分離工程、洗浄工程、洗浄液分離工程、溶出工程及び溶出液分離工程は全行程が連続的に行われ、分離部Ｄでは結合液分離工程、洗浄液分離工程及び溶出液分離工程が同時に行われ、酵素精製を短いタクトタイムで効果的に行うことができる。

図７、８は本発明の磁気分離装置６１の変形例を示しており、この磁気分離装置６１は、超伝導磁石２と、超伝導磁石２のボア２ａ内に一端から挿入された原液磁気分離具１Ａと、ボア２ａの他端から挿入された２本の洗浄磁気分離具１Ｂと、同じくボア２ａの他端から挿入された２本の溶出磁気分離具１Ｃとをそれぞれ挿脱自在に備えており、それぞれ流体から含有されている磁性物質Ｐを超伝導磁石２の磁力を利用して分離しかつ集積させることが可能になっている。

前記ボア２ａ内の一端側は前記実施形態と同様に、原液磁気分離具１Ａによって全容積が占有されているが、ボア２ａ内の他端側には４本の磁気分離具１が挿入されており、２本の洗浄磁気分離具１Ｂで同時に又は２段階に洗浄液分離作用ができ、２本の溶出磁気分離具１Ｃで同時に又は２段階に溶出液分離作用ができるようになっている。
また、２本の洗浄磁気分離具１Ｂ及び２本の溶出磁気分離具１Ｃは共に、抽出管５Ｂ、５Ｃは、外筒３Ｂ、３Ｃの外端側から内部に挿入されて底壁３ａ近傍まで至っており、外筒３Ｂ、３Ｃと直接的には接続されていないが、原液磁気分離具１Ａの抽出管５Ａと同様に、磁場中心Ｇ近傍の集積部Ｑ内からボア２ａの他端側へ磁性物質Ｐを吸引・取り出しができるようになっている。

この変形例では、ボア２ａの他端側に周方向均等に４本の磁気分離具１を配置しているが、磁気分離具１Ｂ、１Ｃは１本と３本又はそれ以外の本数でもよく、外筒３Ｂ、３Ｃは断面４分の１円形になっているが断面円形でもよく、原液磁気分離具１Ａの抽出管５Ａは、延長外筒３Ａｂの外端の閉鎖部材１５を貫通させて外筒３Ａの外筒底壁３ａの内周面側まで延設してもよい。

なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜６に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
例えば、磁気分離具１は１本の筒体をＵ字状又はコ字状に屈曲形成し、中途部に磁気分離部Ｍ及び集積部Ｑを形成し、両側に流入路６Ａと流出路７Ａとを形成して構成してもよい。

また、抽出管５は筒体の底壁又は外筒３の内部に配置せずに、径外側から集積部Ｑに接続するようにしてもよい。
磁気分離装置１１は、超伝導磁石２のボア２ａ内に原液磁気分離具１Ａと洗浄磁気分離具１Ｂとを配置し、溶出磁気分離具１Ｃを超伝導磁石２の上部に配置して、超伝導磁石２の外部磁界で溶出工程の混合液の磁気分離を行うようにしてもよい。

また、生物由来物質精製システムは、酵素精製以外にも、抗体、加工食品製造過程で生じる廃棄物から有用物質（微生物や動植物の代謝物等）を回収するなど生物由来物質の精製に広く応用可能である。

１ 磁気分離具
１Ａ 原液磁気分離具
１Ｂ 洗浄磁気分離具
１Ｃ 溶出磁気分離具
２ 超伝導磁石
２ａ ボア
３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ） 外筒
３Ａａ 本外筒
３Ａｂ 延長外筒
３ａ 外筒底壁
４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ） 内筒
５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ） 抽出管
６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ） 流入路
７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ） 流出路
１１ 磁気分離装置
１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ） 流路
１５ 閉鎖部材
１６、２２、２３ 排出管
１７、２４、２５ ドレン管
１８、２６、２８ 供給管
３０ 培養槽
３１ 吸着撹拌槽
４１ 洗浄撹拌槽
４２ 洗浄廃液槽
４３ 洗浄バッファー槽
５１ 溶出撹拌槽
５２ 精製物質槽
５３ 溶出バッファー槽
６１ 磁気分離装置
Ａ 結合部
Ｂ 洗浄部
Ｃ 溶出部
Ｄ 分離部
Ｇ 磁場中心
Ｋ 撹拌機
Ｍ 磁気分離部
Ｐ 磁性物質
Ｑ 集積部
Ｓ 流体
ＳＡ 結合液（原流体）
ＳＢ 洗浄液（流体）
ＳＣ 溶出液（流体）

Claims (9)

1. 超伝導磁石（２）と、この超伝導磁石（２）のボア（２ａ）内に挿入されていて流体から磁性物質（Ｐ）を磁力により分離する磁気分離具（１）と、この磁気分離具（１）内で磁気分離されかつ集積される磁性物質（Ｐ）を吸引して取り出す抽出管（５）とを備えており、
   前記磁気分離具（１）及び抽出管（５）を複数対有し、前記ボア（２ａ）の一端から磁場中心（Ｇ）側へ一対の磁気分離具（１Ａ）及び抽出管（５Ａ）を挿入し、前記ボア（２ａ）の他端から磁場中心（Ｇ）側へ少なくとも一対の磁気分離具（１Ｂ）及び抽出管（５Ｂ）を挿入して配置し、前記一端側の磁気分離具（１Ａ）と他端側の磁気分離具（１Ｂ）とを前記１つのボア（２ａ）内で対向配置していることを特徴とする磁気分離装置。
2. 前記ボア（２ａ）の他端から挿入する磁気分離具（１Ｂ）を、ボア（２ａ）の一端から挿入する磁気分離具（１Ａ）より小径に形成し、かつボア（２ａ）内に周方向複数対挿入して前記一端側の磁気分離具（１Ａ）と対向配置していることを特徴とする請求項１に記載の磁気分離装置。
3. 超伝導磁石（２）と、この超伝導磁石（２）のボア（２ａ）内に挿入されていて流体から磁性物質（Ｐ）を磁力により分離する磁気分離具（１）と、この磁気分離具（１）内で磁気分離されかつ集積される磁性物質（Ｐ）を吸引して取り出す抽出管（５）とを備えており、
   前記磁気分離具（１）及び抽出管（５）を複数対有し、ボア（２ａ）の一端から磁場中心（Ｇ）側へ一対の磁気分離具（１Ａ）及び抽出管（５Ａ）を挿入し、ボア（２ａ）の他端から磁場中心（Ｇ）側へ少なくとも一対の磁気分離具（１Ｂ）及び抽出管（５Ｂ）を挿入して配置しており、
   前記磁気分離具（１）は、超伝導磁石（２）の外側からボア（２ａ）内の磁場中心（Ｇ）側へ挿入される筒体内に、流体（Ｓ）をボア（２ａ）外から磁場中心（Ｇ）側に向けて流入させる流入路（６）と、流体（Ｓ）から磁性物質（Ｐ）を磁力により分離する磁気分離部（Ｍ）と、この磁気分離部（Ｍ）で分離した磁性物質（Ｐ）を磁場中心（Ｇ）付近に集積する集積部（Ｑ）と、前記磁気分離部（Ｍ）から流体（Ｓ）の流入方向及び磁性物質（Ｐ）が磁力により引き付けられる方向と反対方向に浄化流体を流しかつボア（２ａ）外へ排出する流出路（７）とを形成していることを特徴とする磁気分離装置。
4. 前記磁気分離具（１）の筒体は内外二重筒構造であって、外筒底壁（３ａ）側に磁気分離部（Ｍ）及び集積部（Ｑ）を形成する有底筒形状の外筒（３）と、この外筒（３）内に挿入されていて流入路（６）を形成する内筒（４）とを有し、外筒（３）の内周面と内筒（４）の外周面との間に流出路（７）を形成していることを特徴とする請求項３に記載の磁気分離装置。
5. 前記磁気分離具（１）の外筒（３）の底部は底方向に断面積が次第に小さくなる錐形であることを特徴とする請求項４に記載の磁気分離装置。
6. 前記ボア（２ａ）の一端から挿入する磁気分離具（１Ａ）は外筒（３Ａ）の錐形底部に抽出管（５Ａ）が接続され、この抽出管（５Ａ）はボア（２ａ）の他端側へ延設されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気分離装置。
7. 前記ボア（２ａ）の他端から挿入する磁気分離具（１Ｂ）は外筒（３Ｂ）の錐形底部に抽出管（５Ｂ）が接続され、この抽出管（５Ｂ）はボア（２ａ）の一端側へ延設されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の磁気分離装置。
8. 前記請求項１〜７のいずれかに記載の磁気分離装置（１１）を備えていて、１つのボア（２ａ）内に
   一端から原液磁気分離具（１Ａ）を挿入し、他端から洗浄磁気分離具（１Ｂ）と溶出磁気分離具（１Ｃ）とを挿入しかつこれらを前記原液磁気分離具（１Ａ）に対向配置して分離部（Ｄ）を構成しており、
   目的の生物由来物質を培養した培養液の上清あるいは破砕液を吸着撹拌槽（３１）に入れ、かつ生物由来物質精製用磁性微粒子を加えて撹拌して結合し、その結合液（ＳＡ）を原液磁気分離具（１Ａ）に供給する結合部（Ａ）と、
   原液磁気分離具（１Ａ）で分離収集した磁性微粒子を抽出管（５Ａ）を介して洗浄撹拌槽（４１）に供給し、かつ洗浄バッファーを加えて撹拌して洗浄し、その洗浄液（ＳＢ）を洗浄磁気分離具（１Ｂ）に供給する洗浄部（Ｂ）と、
   前記洗浄磁気分離具（１Ｂ）で分離収集した目的物質吸着磁性微粒子を抽出管（５Ｂ）を介して溶出撹拌槽（５１）に供給し、かつ溶出バッファーを加えて撹拌して溶出し、その混合液（ＳＣ）を溶出磁気分離具（１Ｃ）に供給する溶出部（Ｃ）とを備えていることを特徴とする磁気分離装置を使用した生物由来物質精製システム。
9. 前記原液磁気分離具（１Ａ）の流出路（７Ａ）と溶出磁気分離具（１Ｃ）の抽出管（５Ｃ）とを吸着撹拌槽（３１）に接続し、洗浄磁気分離具（１Ｂ）の流出路（７Ｂ）を目的物質以外の物質を分離排除する洗浄廃液槽（４２）に接続し、溶出磁気分離具（１Ｃ）の流出路（７Ｃ）を精製物質槽（５２）に接続していることを特徴とする請求項８に記載の磁気分離装置を使用した生物由来物質精製システム。