JP6118264B2 - 濾過デバイス及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体試料を濾過する濾過デバイス及び方法に関し、詳細には、濾材を含むプランジャがバイアルなどの液体容器内に挿入される濾過デバイスに関する。

中空の管状バイアル内で滑動する中空プランジャを備える濾過デバイスは、液体試料から固形物を除去するために、研究室及び他の環境でしばしば使用される。例えば、血液、粘液又は尿などの生体試料を（例えば汚染物質又は望ましくないタンパク質を除去するために）濾過することができ、濾液はその後、医療試験又は他の試験を行うために使用される。

このようなデバイスでは、通常、中空プランジャは、一方の端に開口部を有し、開口部には濾過膜が取り付けられる。濾過すべき液体試料は、最初に管状バイアル内に保持され、管状バイアルは一方の端で開いており、他方の端で閉じている。中空プランジャは中空バイアル内に挿入され、中空プランジャの外面と管状バイアルの内面との間に密封接触が形成される。次に中空プランジャは管状バイアル内に押し下げられ、密封接触は液体試料を、濾過膜を通して中空プランジャの内部に押し進める。次に濾液は、その後の処理のために必要とされるまで、プランジャの内部に保持される。濾液が漏れ出るのを防ぐため、プランジャにキャップが取り付けられることもある。濾液が必要な場合、濾液を抽出するために、注射器又は他のデバイスを使用してキャップに穴を開けることもある。米国特許第４８０００２０号は、この種類の濾過デバイスの一例を記載している。

上述した密封接触は、通常、組立て中にプランジャ本体上に配置される剛性Ｏリング又は同様のシールを使用することによって形成される。これは、特に、通常、このようなシールは小さく、自動又は手動での組立て中に扱うのが困難であるという事実に鑑みて、濾過デバイスの組立てを複雑にし、さらに、プランジャ本体に溝又は他の構造を配置することを必要とする可能性があり、プランジャ本体の製造を複雑にする。

さらに、上述した密封接触を効果的にするために、Ｏリングと管状バイアルの内壁との間に比較的きつい嵌合が必要であり、嵌合が緩すぎる場合、密封接触は効果的でなくなり、液体試料を、濾過膜を通さずにプランジャの側面の周囲に漏れ出させる。一方では、嵌合がきつすぎる場合、プランジャを管状バイアル内に押すために必要な力は過大になる可能性があり、デバイスを操作するのを困難にし、さらに、管状バイアルが過大な力の下で破損する可能性がある。したがって、Ｏリングによって形成される外径及び管状バイアルの内径の高い程度の精度が必要とされてきた。

結果として、管状バイアルは、通常、（例えば、射出成形によって）高い程度の精度に製造するのが比較的容易であり、破損に対して比較的耐久性があるため、プラスチック材料から製造されてきた。しかしながら、プラスチック材料は、しばしば液体試料による浸出の影響を受けやすく、結果として、濾過前にプラスチック材料からの不純物で汚染された液体試料を生じる可能性があり、この不純物は濾過工程中にすべては除去されない可能性がある。したがって、ガラスなど、液体試料による浸出の影響を受けにくい、より不活性な材料で作られた管状バイアルを使用することが望ましい。しかしながら、ガラスバイアルは、通常、プラスチックバイアルよりバイアル間の内径の変動がより大きく、上述したプランジャとの使用に適していない。加えて、従来のガラスバイアルは、特に、プランジャがバイアル内に押し進められるにつれて圧縮される圧縮されたプランジャシール又は流体によって及ぼされる過大な力を受けたときに、一般的にはプラスチックバイアルほど強くない。本発明の実施形態は、従来技術の問題の少なくともいくつかを軽減する。

英国特許第２０４８０９７号

本発明の一態様によれば、液体の濾過に使用するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、開放端部及び閉鎖端部を含む液体容器と、開放端部と閉鎖端部との間に延在する軸に沿って液体容器内で少なくとも部分的に移動可能なプランジャ本体とを備え、プランジャは、流体濾過経路を介して液体容器と流体連通する濾過チャンバと、濾過経路内に配置されたフィルタとを含み、このデバイスは、プランジャ移動中に流体が流れ出るのを抑制する又は防止する滑動可能なシールをさらに含み、シールは、プランジャから一方の端で垂下する第１のスカートを含み、第１のスカートは、使用の際にバイアルに滑動可能且つ密封可能に当接する外表面を含み、少なくとも圧縮されていない状態で、スカートとプランジャ本体との間に概して環状の分離部を含み、分離部は、概して軸と平行に延在する。

このようにして、異なる液体容器のサイズに対して広い許容範囲を有し、容器内に圧縮されたときでも液体容器に著しい力を及ぼさない、効果的なシールを設けることができる。

一実施形態では、プランジャ本体は、使用の際に液体容器の閉鎖端部に最も近い本体の端部に又はこれに隣接して、本体の一部に取り付けられた又は本体の一部を形成するキャップをさらに含み、キャップは、キャップから垂下する第２のスカートを含む。

好適には、第２のスカートは、第１のスカートに向かって延び、好適には、キャップ及び／又はプランジャ本体と第２のスカートとの間に他の概して環状の分離部を設ける。

一実施形態では、第２のスカートも外側密封面を有する。

好適には、第１及び第２のスカートは重なる。より好適には、重なり部分では、第２のスカートは第１のスカートの上に位置する。

一実施形態では、第１のスカート若しくは第２のスカート、又は両方のスカートの外表面は、隆起がない実質的に環状の表面を形成する。

好適には、キャップは、プランジャ本体の残りの部分に取り付けられ、そのように取り付けられるとフィルタを定位置に締め付ける。

本発明の第２の態様によれば、液体の濾過に使用するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、開放端部及び閉鎖端部を有する液体容器と、開放端部と閉鎖端部との間に延在する軸に沿って液体容器内で少なくとも部分的に移動可能なプランジャ本体とを備え、プランジャは、流体濾過経路を介して液体容器と流体連通する濾過済み液体収容チャンバと、濾過経路内に配置されたフィルタとを含み、デバイスは、プランジャ移動中に流体が流れ出るのを抑制する又は防止する滑動可能なシールをさらに含み、液体容器は、開放端部で外向きのテーパ形状である。

液体容器は、ブローイング及び／又は研削加工を使用して形成されてもよい。好適には、液体容器は、ガラス材料で形成される。

本発明の第３の態様によれば、液体の濾過に使用するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、プランジャ本体の第１の端部に第１の外断面を画定するプランジャ本体と、濾材料と、第２の外断面を画定する密封手段とを備え、第２の断面は第１の断面の対応する寸法より大きい寸法を有し、密封手段及びプランジャ本体はそれぞれ第１の材料で形成され、プランジャ本体の少なくとも第１の端部は、第２の外断面の寸法より小さく、第１の外断面の対応する寸法より大きい寸法を有する内断面を有する液体容器内に挿入可能であり、液体容器は液体を保持するための閉鎖端部を備え、密封手段は、プランジャ本体の壁の厚さより薄い厚さを有する可撓性部分を備え、それによって、可撓性部分は、プランジャ本体の壁よりも可撓性であり、液体容器内への挿入によって曲がって第２の外断面が液体容器の内断面に対応するように変化することができ、それによって、濾過デバイスは、第１の端部が液体容器の閉鎖端部に向かって移動するように、液体容器内で滑動可能に移動可能であり、可撓性部分は、液体容器の内壁に外向きの力を及ぼし、それによって、移動中、液体容器の内壁とのシールを形成し、移動中、液体容器内に保持された液体が濾過デバイスの周囲を通過するのを防いで、移動により液体が濾材料を通過する。

本発明の実施形態による濾過デバイスは、液体容器内への挿入によって曲がることができ、且つ画定する断面を変化させる可撓性部分を有する密封手段を備えるため、変化する内寸を有する液体容器と共に使用することができる。このことは、それらを、典型的には異なる容器間の内寸の大きい変動を示すガラスなどの材料から作られた液体容器との使用に特に適したものにする。さらに、プランジャ本体及び密封手段は同じ材料で作られるため、濾過デバイスを効率的に製造することができる。

好適には、密封手段は、プランジャ本体と一体に形成される。プランジャ本体及び密封手段は、射出成形プロセスを使用して形成されてもよい。これは、密封手段がプランジャ本体と一体に形成されるため、従来技術のデバイスで必要とされていたＯリングなどの別個のシールを組み立てる必要がないため、濾過デバイスの製造を簡単にする。

いくつかの実施形態では、可撓性部分は、プランジャ本体から外向きに延びる１つ以上のリブを備え、移動中、リブは、本体部分に対して長手方向に、且つ本体部分に向かって内側にそれることができる。代わりに又は加えて、可撓性部分は、プランジャ本体の第１の端部から下方に延びるスカートを備えてもよく、スカートは内側にそれることができる。好適には、スカートは、凹部の壁を形成し、凹部は、収容された液体がスカートに外向きの力を及ぼすように、移動中に液体を収容するように構成される。これらの可撓性部分は、型材料の流れの方向にプランジャ本体の中心から離れて延びるため、成形工程中に容易に製造される。さらに、凹部が使用される場合、凹部で収容された液体は、スカートにさらに外向きの圧力を及ぼし、シールの有効性をさらに改善する。

好適には、プランジャ本体は、第１の端部に向かって細くなるようにテーパになっている。これは、液体容器内のプランジャ本体の不整列を防ぎ、シールが効果的に係合することを確実にする。

本発明の第４の態様によれば、液体を濾過する方法が提供され、この方法は、所定の内断面を有する液体容器内に液体試料を挿入するステップと、プランジャ本体の第１の端部に所定の内断面より小さい寸法を有する第１の外断面を画定するプランジャ本体、濾材料、及び所定の内断面より大きい寸法を有する第２の外断面を画定する密封手段を備える濾過デバイスを設けるステップであって、密封手段は、プランジャ本体の壁の厚さより薄い厚さを有する可撓性部分を備える、ステップと、プランジャ本体の少なくとも第１の端部及び密封手段を液体容器内に挿入するステップであって、それによって、可撓性部分が曲がって第２の外断面が液体容器の内断面に対応するように変化する、ステップと、第１の端部が液体容器の閉鎖端部に向かって移動するように濾過デバイスを滑動可能に移動させるステップであって、可撓性部分は、液体容器の内壁に外向きの力を及ぼし、それによって、移動中、液体容器の内壁とのシールを形成し、移動中、液体容器内に保持された液体が濾過デバイスの周囲を通過するのを防いで、移動により液体が濾材料を通過する、ステップとを含む。

本発明の第５の態様によれば、容器から液体を抽出し、抽出された液体を濾過するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、プランジャ本体の第１の端部に第１の外断面を有するプランジャ本体と、フィルタと、第２の外断面を有する密封手段とを備え、第２の外断面は第１の外断面より大きく、密封手段及びプランジャ本体は一体であり、第１の材料で形成され、プランジャ本体の少なくとも第１の端部は、第２の外断面より小さく、第１の外断面より大きい内断面を有する液体容器内に挿入可能であり、密封手段は、プランジャ本体の壁の厚さより薄い厚さを有する可撓性部分を備え、それによって、可撓性部分は、プランジャ本体の壁よりも可撓性であり、液体容器内への挿入によって曲がって第２の外断面が液体容器の内表面に対して封止するように変化して、シールと容器との間を液体が通過するのを防ぐことができ、フィルタは、挿入により液体がフィルタを通過するように構成される。

本発明の第６の態様によれば、液体の濾過に使用するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、プランジャ本体と、濾材料と、プランジャ本体の第１の端部から下方に延びる可撓性スカート部分を備える密封手段とを備え、プランジャ本体の少なくとも第１の端部は液体容器内に挿入可能であり、液体容器は、液体を保持するための閉鎖端部を備え、可撓性スカート部分は、液体容器の内断面に対応するように液体容器内への挿入によって曲がることができ、可撓性スカート部分は、凹部の壁を形成し、凹部は、液体容器内への挿入によって液体を収容するように構成されて、収容された液体は、スカートに外向きの力を及ぼして、それによって、可撓性スカート部分は、液体容器の内壁に外向きの力を及ぼし、それによって、液体容器内への挿入によって液体容器の内壁とのシールを形成する。

中空の管状バイアル内で滑動する中空プランジャを備える濾過デバイスは、液体試料から固形物を除去するために、研究室及び他の環境でしばしば使用される。例えば、血液、粘液又は尿などの生体試料を（例えば汚染物質又は望ましくないタンパク質を除去するために）濾過することができ、濾液はその後、医療試験又は他の試験を行うために使用される。

このようなデバイスでは、典型的には、中空プランジャは、一方の端に開口部を有し、開口部には濾過膜が取り付けられる。濾過すべき液体試料は、最初に管状バイアル内に保持され、管状バイアルは一方の端で開いており、他方の端で閉じている。中空プランジャは中空バイアル内に挿入され、中空プランジャの外面と管状バイアルの内面との間に密封接触が形成される。次に中空プランジャは管状バイアル内に押し下げられ、密封接触は液体試料を、濾過膜を通して中空プランジャの内部に押し進める。次に濾液は、その後の処理のために必要とされるまで、プランジャの内部に保持される。濾液が漏れ出るのを防ぐため、プランジャにキャップを取り付けられることもある。濾液が必要な場合、濾液を抽出するために、注射器又は他のデバイスを使用してキャップに穴が開けられることもある。米国特許第４８０００２０号は、この種類の濾過デバイスの一例を記載している。

濾過膜は、典型的には、濾過膜を定位置に保持する、開口部の内側に嵌合する保持リングを使用して定位置に保持される。保持リングは、締まり嵌め又は「スナップ」嵌めによって開口部内に嵌合してもよく、且つ／又は、開口部に超音波溶接されてもよい。しかしながら、このような保持リングは、典型的には小さく、開口部内に正確に配置するのが困難であり、製造を困難にする。さらに、特に保持リングが不正確に配置されると、そのプランジャへの取付けが不確実になる可能性があり、結果として、濾過膜が取り外され、プランジャを効果的でないものにする。

本発明の他の目的は、従来技術の問題の少なくともいくつかを軽減することであり、したがって、本発明の第７の態様によれば、プランジャ組立品を液体容器内に挿入することによって液体容器内に保持された液体試料を濾過する際に使用するためのプランジャ組立品を製造する方法が提供され、この方法は、第１の位置決め手段、内部チャンバ、及び内部チャンバに流体接続されている第１の開口部を備えるプランジャ本体を設けるステップと、第２の開口部、及び第１の位置決め手段に対応する第２の位置決め手段を備える端部ピースを設けるステップと、第１の開口部と第２の開口部との間に濾材料を配置するステップと、第１の位置決め手段を第２の位置決め手段と係合させるステップとを含み、それによって、濾材料が濾材料が第１の開口部と第２の開口部との間に保持されるようにプランジャ本体に取り付けられて、第２の開口部で収容された液体は、第１の開口部を経て内部チャンバへと濾材料を通過することができる。

したがって、プランジャ本体及び端部ピースを備えるツーピースのプランジャ組立品が提供される。濾材料が、プランジャ本体及び端部ピース上の個々の位置決め手段を係合させることによって定位置に保持されるため、内部保持リングの使用が回避され、組立ての容易さが改善される。さらに、係合手段の使用は、濾材料が定位置にしっかりと保持されることを確実にし、濾材料がずれる危険性を低減する。

いくつかの実施形態では、第１の位置決め手段は位置決め突起を備え、第２の位置決め手段は位置決め凹部を備える。

好適には、端部ピースは、超音波溶接プロセスを使用してプランジャ本体に取り付けられる。超音波溶接は、第１の位置決め手段の内側の第１の位置及び第１の位置決め手段の外側の第２の位置に形成されてもよい。プランジャ本体は、第１の位置に配置された第１のエネルギー検出器及び第２の位置に配置された第２のエネルギー検出器を備えることができる。したがって、端部ピースは少なくとも２つの位置に溶接されてもよく、プランジャ組立品への濾過膜の取付けの安全性をさらに改善する。

代わりに又は加えて、端部ピースは、締まり嵌め及び／又は接着剤を使用してプランジャ本体に取り付けられてもよい。

好適には、方法は、端部ピース上に密封手段を形成するステップを含み、密封手段は液体容器とのシールを形成するためのものである。シールなどの機構は、端部ピース上に形成されてもよく、端部ピースが複数の部分を有することを可能にする。

本発明の第８の態様によれば、液体の濾過に使用するためのプランジャ組立品が提供され、このプランジャ組立品は、第１の位置決め手段、内部チャンバ、及び内部チャンバに流体接続されている第１の開口部を備えるプランジャ本体と、第２の開口部、及び第１の位置決め手段に対応する第２の位置決め手段を備える端部ピースと、第１の開口部と第２の開口部との間に配置された濾材料とを備え、第１の位置決め手段は第２の位置決め手段と係合され、それによって、濾材料がプランジャ本体に取り付けられて、濾材料が第１の開口部と第２の開口部との間に保持され、それによって、第２の開口部で収容された液体は、第１の開口部を経て内部チャンバへと濾材料を通過することができる。

好適には、第１の位置決め手段は位置決め突起を備え、第２の位置決め手段は位置決め凹部を備える。好適には、プランジャ本体は第１の成形部を備え、端部ピースは第２の成形部を備え、第１の成形部及び第２の成形部は、別個の成形工程で形成されている。

いくつかの実施形態では、端部ピースは、液体容器内に挿入されると、液体容器とのシールを形成するための密封手段を備える。

好適には、プランジャ本体は第１の外断面を画定し、端部ピースは、第２の外断面を画定する密封手段を備え、第２の外断面は第１の外断面の対応する寸法より大きい寸法を有し、少なくとも端部ピースは、第２の外断面の寸法より小さく、第１の外断面の対応する寸法より大きい内断面を有する液体容器内に挿入可能であり、液体容器は液体を保持するための閉鎖端部を備え、密封手段は、液体容器内への挿入によって曲がって第２の断面が液体容器の内断面に対応するように変化することができる可撓性部分を備え、それによって、濾過デバイスは、濾材料が液体容器の閉鎖端部に向かって移動するように、液体容器内で滑動可能に移動可能であり、可撓性部分は、液体容器の内壁に外向きの力を及ぼし、それによって、移動中、液体容器の内壁とのシールを形成し、移動中、液体容器内に保持された液体が濾過デバイスの周囲を通過するのを防いで、移動により液体が濾材料を通過する。

密封手段は、液体容器内への挿入によって曲がることができ、画定する断面を変化させる可撓性部分を有するため、このような密封手段を有するプランジャ組立品は、変化する内寸を有する液体容器と共に使用することができる。このことは、それらを、典型的には異なる容器間の内寸の大きい変動を示すガラスなどの材料から作られた液体容器との使用に特に適したものにする。

いくつかの実施形態では、可撓性部分は、プランジャ本体から外向きに延びる１つ以上のリブを備え、移動中、リブは、本体部分に対して長手方向に、且つ本体部分に向かって内側にそれることができる。

代わりに又は加えて、可撓性部分は、プランジャ本体の第１の端部から下方に延びるスカートを備えてもよく、スカートは内側にそれることができる。スカートは、凹部の壁を形成してもよく、凹部は、収容された液体がスカートに外向きの力を及ぼすように、移動中に液体を収容するように構成される。さらに、凹部が使用される場合、凹部で収容された液体は、スカートにさらに外向きの圧力を及ぼし、シールの有効性をさらに改善する。

好適には、プランジャ本体は、第１の端部に向かって細くなるようにテーパになっている。これは、液体容器内のプランジャ本体の不整列を防ぎ、シールが効果的に係合することを確実にする。

本発明の第９の態様によれば、本発明の第８の態様によるプランジャ組立品と、液体容器とを備える、液体を濾過するための濾過装置が提供され、液体容器は、プランジャを受けるための開放端部を備え、液体容器は、開放端部に向かってテーパになっている。

液体容器は、ブローイング及び／又は研削加工を使用して形成されてもよい。好適には、液体容器は、ガラス材料で形成される。

本発明の第１０の態様によれば、液体試料の濾過のための第９の態様による濾過装置の使用が提供される。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図面を参照してなされる、単に例として与えられる本発明の好適な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

本発明の一実施形態による濾過装置を示す分解断面図である。 本発明の一実施形態による使用中の濾過装置を示す外観図である。 本発明の一実施形態による使用中の濾過装置を示す外観図である。 本発明の一実施形態による使用中の濾過装置を示す外観図である。 本発明の一実施形態による使用中の濾過装置を示す外観図である。 本発明の一実施形態で使用するためのキャップ及びセプタムシールを示す上面図である。 代わりの液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。 代わりの液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態による液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態による液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。 代わりの液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。 代わりの液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するためのテーパのプランジャ本体を示す断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するためのプランジャ本体及び液体容器を示す断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するためのテーパ部を有する液体容器を示す断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するための第１の形式の濾液容器を備える濾過装置を示す側面断面図である。 第１の形式の濾液容器を備える濾過装置を示す上面断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するための第２の形式の濾液容器を備える濾過装置を示す側面断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するための第３の形式の濾液容器を備える濾過装置を示す側面断面図である。 第３の形式の濾液容器と共に使用するための第１の形式の導管経路の断面図を示す。 第３の形式の濾液容器と共に使用するための第１のプランジャ本体を示す斜視断面図である。 第３の形式の濾液容器と共に使用するための第２の形式の導管経路を示す断面図である。 第３の形式の濾液容器と共に使用するための第２のプランジャ本体を示す斜視断面図である。 第１及び第２のプランジャ本体のいずれかと共に使用するための濾液容器を示す側面断面図である。 第３の形式の濾液容器と共に使用するための第３のプランジャ本体を示す斜視断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するための通気孔配置構成を示す断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するための通気孔配置構成を示す断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するための通気孔配置構成を示す断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するためのチャンバシールを示す断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するためのキャップシールを示す断面図である。 本発明のいくつかの実施形態で使用するための外部嵌合フィルタリングを示す断面図である。 超音波溶接プロセスを使用してプランジャ本体に取り付けられている外部から取り付けるフィルタリングを示す断面図である。 超音波溶接プロセスを使用してプランジャ本体に取り付けられている外部から取り付けるフィルタリングを示す断面図である。 超音波溶接プロセスを使用してプランジャ本体に取り付けられている外部から取り付けるフィルタリングを示す断面図である。 第３の代わりのフィルタ取付けリングを示す断面図である。 後述する実施形態で使用するための変更されたシール配置構成を示す図である。

図１は、本発明の一実施形態による濾過装置１の分解断面図を示す。濾過装置１は、プランジャ組立品２の形態の濾過デバイスと、バイアル３の形態の試料容器とを備え、試料容器内には液体試料が濾過前に配置される。

プランジャ組立品２は、一方の端部に濾過膜６が配置される開口部５を有するプランジャ本体４を備え、濾過膜６は、保持リング７によって開口部５に保持され、保持リングは、例えば締まり嵌め又はスナップ嵌めによって、濾過膜を取り付けることができる。代わりに、保持リング７を開口部５に固定し、それによって濾過膜６を定位置に保持するために、超音波溶接を使用することができる。

濾過膜６は、典型的には、液体試料２１を通過させるが、不要な粒子を除去するように選択された細孔径を有する多孔質膜であり、典型的な細孔径は０．２μｍから０．４５μｍである。濾過膜６は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ナイロン若しくはポリプロピレン、又は任意の他の適切な材料から構成されてもよい。

プランジャ本体４は、さらに、液体シール８、通気孔シール９、及びチャンバシール１０を備える（これらの部品は後により詳細に説明される）。

プランジャ本体４は、中空であり、その内部にチャンバ１２を備える。後述するように、濾過された液体試料を収容するための濾液容器１３が、チャンバ１２内に任意に配置される。プランジャ組立品２は、さらに、チャンバ１２を一方の端部で密封するキャップ１４及びセプタムシール１５を含む。キャップ１４は、典型的には、プランジャ本体４上の隆起１４ａ上に閉じられる。キャップ１４は、代わりに又は加えて、キャップ１４の密封特性を改善するために、プランジャ本体４に圧着されてもよい。

バイアル３は、底端部１６で閉じられ、上端部１７で開かれた中空の容器である。本明細書では、キャップ１４が濾過装置１の「上面」に配置されていると称され、濾過装置１の対向する端部が濾過装置１の「底部」と称される慣習を使用する。したがって、キャップ１４の近位部分は、濾過装置１の「上部」部分に配置されていると称されてもよく、キャップ１４の遠位部分は、濾過装置１の「下部」部分に配置されていると称される、等である。この用語法は、使用及び貯蔵の際の濾過装置１の典型的な配向を示しているが、濾過装置１は、任意の他の配向で使用又は貯蔵されてもよいことが理解されるであろう。

バイアル３は、典型的には円筒管であるが、非円形（例えば、楕円形又は正方形）断面の試料容器３を使用してもよい。プランジャ本体４は、プランジャ本体４がバイアル３内に挿入され、滑動可能に移動され得るように、バイアル３の内断面に対応するように構成された外断面を有する。バイアル３は、典型的には、液体試料による浸出の影響を受けにくい不活性材料で作られる。例えば、バイアル３は、ＨＰＬＣガラス（例えば、ホウケイ酸塩３３、５１若しくは５５）などのガラス材料、又はセラミック材料から作られてもよい。

プランジャ本体４は、典型的には、Ｍｏｐｌｅｎ（登録商標）ＥＰ３００Ｌなどのプラスチック材料、又は他の医療グレードポリプロピレン材料から作られてもよく、射出成形プロセスを使用して製造されてもよい。濾液容器１３は、プランジャ本体１２が作られる材料より液体試料による浸出の影響を受けにくい不活性材料から形成されてもよく、例えば、濾液容器１３は、バイアルに関連して上述した不活性材料のいずれから作られてもよい。

濾過装置１は、典型的には、容易な手動の取扱い及び操作を可能にするために、十分に小さい。例えば、開口部５は、約６乃至７ｍｍ以下の外径を有してもよく、バイアル３の内径は、約７．５乃至８．５ｍｍ以下であってもよく、プランジャ本体の長さは、約３０乃至３５ｍｍ以下であってもよい。これらの寸法は単なる例示であり、本発明の実施形態による濾過装置１は、任意の所望の寸法にしたがって構成されてもよい。

図２ａ乃至２ｄは、本発明の一実施形態による濾過処理で使用する種々の段階での濾過装置１の外観図を示す。図２ａは、使用するために準備された濾過装置１を示す。液体試料２１ａは、例えば、最初はバイアル３とは別に保持されているプランジャ組立品２により、ピペット２０を使用してバイアル３内に挿入される。

次に、図２ｂに示すように、プランジャ組立品２はバイアル３の開放端部１７内に挿入され、バイアル３内で滑動するように押し下げられ、その結果、図２ｃに示すように、開口部５はバイアル３の閉鎖端部１６に向かって移動する。プランジャ組立品２がバイアル３内を移動するにつれて、液体シール８はバイアル３の内壁と係合し、液体試料がプランジャ組立品２の端部の周囲から漏れ出るのを防止する。したがって、液体試料２１ａは、プランジャ組立品２の開口部５に配置された濾過膜６を経て、プランジャ組立品２の内部のチャンバ１２内に押し進められ、そこで濾液容器１３内に収集され、又は、濾液容器が使用されない場合、単にチャンバ１２内に保持される。通気孔２２がプランジャ本体４の側壁に配置され、液体試料２１が開口部５を経てチャンバ１２に入るにつれて、空気がプランジャ組立品２の内部のチャンバ１２から脱出できるようにする。

図２ｄは、完全に押し下げられた状態の濾過装置１を示し、この状態では、プランジャ組立品２はバイアル３内に最大限に挿入され、実質的にすべての液体試料２１ａが濾過膜６を通過しており、濾液２１ｂとして内部チャンバ１２内に保持される。この構成では、通気孔シール９はバイアル３の内壁と係合しており、気密シールを形成し、チャンバシール１０はバイアル３のくびれの周囲に係合しており、他の気密シールを形成し、これらの気密シールは、空気が濾過装置１から脱出するのを防止し、このことは液体試料２１の蒸発を防止する。

図２ａ乃至２ｄを参照して上述した液体試料２１を濾過するプロセスは、手動で行われてもよい。代わりに、プロセスの一部又はすべてが自動化されてもよい。

濾過装置１は、濾液２１ｂがさらなる処理のために必要とされるまで、図２ｄに示す構成で維持されてもよい。濾液２１ｂには、例えば注射器を使用してセプタムシール１５に穴を開けることによってアクセスすることができる。キャップ１４の上面図を示す図３に示すように、キャップ１４は開口部２３を有してもよく、開口部２３を介して、注射器によってセプタムシール１５にアクセスすることができる。

本発明の実施形態では、断面が変化するように曲がることができる可撓性部分を有する液体シール８が設けられ、これによって、バイアルの内壁に外向きの力を及ぼすために十分な剛性を維持しながら、異なるバイアル３の内径を収容し、これによって、フィルタ組立品２とバイアルとの間に効果的なシールを維持する。可撓性部分は、プランジャ本体４と同じ材料で作られ、これらを効率的に製造することを可能にする。可撓性部分は、プランジャ本体４の壁の厚さより薄い厚さを有し、その結果、プランジャ本体４は剛性でありながら、可撓性部分は曲がることができる。このような可撓性密封手段の例を、図４ａ乃至６ｂを参照して説明する。

図４ａは、プランジャ本体４の周囲に配置された１つ以上の可撓性リブ８ａの形態の可撓性部分を有する第１の液体シールを示す。可撓性リブ８ａは、プランジャ本体４のバイアル３内への挿入中、図４ｂに示すように、可撓性リブ８ａが上向きに且つプランジャ本体４に向かって曲がるように柔軟であり、しかし、可撓性リブ８ａが図４ｂに示すようにそれるとき、バイアル３の内壁に外向きの力を及ぼし、それによってそれとのシールを維持するのに十分なほど強固でもあるように構成される。リブ８ａの剛性は、可撓性リブ８ａの長さ（ｌ１）又は厚さ（ｔ１）を調節することによって調節することができる。厚さ（ｔ１）は、プランジャ本体４は剛性でありながら、可撓性リブ８ａは曲がるように、プランジャ本体４の壁の厚さ（ｔｗ）（壁厚ｔｗは典型的には実質的に均一）より薄くなるように構成される。図４ａ及び４ｂは２つの可撓性リブ８ａを備える液体シールを示しているが、本発明のいくつかの実施形態では、１つの可撓性リブ８ａのみが使用され、本発明の他の実施形態では、３つ以上の可撓性リブ８ａが使用されてもよい。

図５ａは、プランジャ本体４の前縁の凹部２４の周囲に配置された可撓性スカート８ｂの形態の可撓性部分を有する第２の液体シールを示す。プランジャ本体４がバイアル３内に挿入されると、スカート８ｂは、図５ｂに示すようにバイアル３の内径に一致するように内側に曲がることができ、スカート８ｂが曲がるにつれて、スカート８ｂはバイアル３の内壁に外向きの力を及ぼし、シールを形成する。スカート８ｂの剛性は、可撓性スカート８ｂの長さ（ｌ２）又は厚さ（ｔ２）を調節することによって調節することができる。厚さ（ｔ２）は、プランジャ本体４は剛性でありながら、スカート８ｂは内向きに曲がるように、プランジャ本体４の壁の厚さ（ｔｗ）（壁厚ｔｗは典型的には実質的に均一）より薄くなるように構成される。

可撓性スカート８ｂは、図４ａ及び４ｂを参照して上述した可撓性リブ８ａより、シール８ｂとバイアル３の壁との間により大きい接触面積を提供し、より効果的な密封接触を提供する。

加えて、プランジャ本体４がバイアル３内に押し込まれるにつれ、液体は凹部２４内に収容され、可撓性スカート８ｂに外向きの圧力を提供し、バイアル３の内壁と接触する可撓性スカート８ｂによって形成されるシールの有効性をさらに改善する。この実施形態では、液体シールの強度は、したがって、プランジャ組立品４に及ぼされる下向きの圧力が増加するにつれて増加する。

図６ａは、第２の可撓性スカート８ｃの形態の可撓性部分も有する第３の液体シールを示す。この実施形態では、プランジャ組立品２がバイアル３内に押し込まれるにつれて、第２の可撓性スカート８ｃが、図６ｂに示すようにバイアル３の内径に一致するように内向きにねじれ（すなわち、それ）、隆起がそれるにつれて、バイアル３の内壁に外向きの力を及ぼし、それによってシールを形成する。第２のスカート８ｃの剛性は、第２の可撓性スカート８ｂの長さ（ｌ３）又は厚さ（ｔ３）を調節することによって調節することができる。厚さ（ｔ３）は、プランジャ本体４は剛性でありながら、第２のスカート８ｃは内向きに曲がるように、プランジャ本体４の壁の厚さ（ｔｗ）（壁厚ｔｗは典型的には実質的に均一）より薄くなるように構成される。

第２の可撓性スカート８ｃは、図４ａ及び４ｂを参照して上述した可撓性リブ８ａより、シール８ｃとバイアル３の壁との間により大きい接触面積を提供し、より効果的な密封接触を提供する。

加えて、第２の可撓性スカート８ｃを使用する実施形態では、凹部は必要なく、プランジャ本体４の構造は単純になり、図５ａ及び５ｂを参照して上述した実施形態より製造が容易になる。

図４ａ乃至６ｂを参照して上述した例の各々では、液体シール８は（例えば、射出成形プロセス中に）プランジャ本体４と一体に形成される。さらに、上述した可撓性部分の各々は、プランジャ本体から外向きに（可撓性リブ８ａの場合）又はプランジャ本体から下向きに（可撓性スカート８ｂ、８ｃの場合）延び、したがって、射出成形のとき、射出されたプラスチックの流れの方向にプランジャ本体４から離れて延びる可撓性部分８ａ、８ｂ、８ｃに対応する型部品は、射出成形を使用して可撓性部分８ａ、８ｂ、８ｃをプランジャ本体４と一体に製造するのを容易にし、成形された部分の切断など、その後の処理に関するいかなる必要性をも軽減する。

プランジャ本体４は実質的に平行な壁を有することができるが、いくつかの実施形態では、プランジャ本体４の壁は、図７に示すように開口部５に向かって細くなるようにテーパであってもよい。これは、以下の理由のため、液体シール８及び通気孔シール９の係合を容易にする。プランジャ本体４はバイアル３内に挿入されるにつれて、バイアル３の軸から離れて横方向にずれる可能性があり、又は、バイアル軸に対してある角度で傾斜する可能性がある。これは結果として、液体シール８及び／又は通気孔シール９を、バイアル３と一方の側できつく嵌合させるが、反対側では緩く嵌合させる可能性があり、これは結果として効果のないシール接触を生じる可能性がある。プランジャ本体４をテーパにすることは、プランジャ本体４の上面でのプランジャ本体４とバイアルとの間の隙間を減らし、上述した横方向のずれ及び／又は傾斜の余地を減らし、したがって、不十分な密封接触の危険性を低減する。

図８に示すように、プランジャ本体４の外壁は、プランジャ本体４の底部にバイアル３の内径Ｄｉ未満の断面直径Ｄ１を画定し、他方では、シール８によって画定される断面直径Ｄ２は、曲がっていない状態では、バイアル３の内径Ｄｉより大きい。これは、プランジャ本体４をバイアル３内に挿入することができ、バイアル３内に位置させることができることと、液体シール８がバイアル３内への挿入により曲がり、それによってバイアル３とシールを形成することとを確実にする。本発明の実施形態による液体シール８を有するプランジャ組立品２は、このように異なるバイアル３の内径を収容することができるため、ガラスなどのバイアル間の内径の比較的高い不一致を示す材料から作られたバイアル３と共にプランジャ組立品２を使用することが可能である。

いくつかの実施形態では、プランジャ本体４の壁は、プランジャ本体４の長さ全体に沿ってバイアルの内径Ｄｉより小さい断面直径を持たず、例えば、プランジャ本体４がテーパの場合、図７を参照して上述したように、プランジャ本体４の上端部でのプランジャ本体４の壁は、バイアル３の内径より大きい断面直径を画定することができ、その結果、プランジャ本体４の上端部は、プランジャ組立品２が完全に押し下げられたとき、プランジャ本体４の上端部はバイアル３の外側に残る。プランジャ組立品２が完全に押し下げられたときにバイアル３の外側に典型的に残る隆起１４ａも、バイアル３の内径より大きい断面直径を規定する。上記の検討は、「直径」への言及を行い、したがってプランジャ本体４及びバイアル３が円筒形であることを仮定しているが、当業者は、プランジャ本体４及びバイアル３が非円形断面を有する場合、同様の考察が、必要な変更を加えて他の断面寸法（例えば、正方形断面の場合は辺の長さ、等）に適合することを理解するであろう。

上述したように、バイアル３はガラスで作られてもよく、ガラスブローイング及び／又は研削加工を使用して製造されてもよい。

バイアル３はテーパ部分２５を備えてもよく、その結果、図９に示すように、バイアル３の壁は開放端部１７で外向きになるテーパ形状になる。これは、シール８が、開放端部１７の縁２６の地点でバイアル３と係合することを確実にする。これは、シール８が縁２６で係合することになった場合よりも、シール８によって及ぼされる力を、バイアル３のより大きい有効面積にわたって分布させる。テーパ部分４６は、このようにしてバイアル３の破損を防ぐ。
濾液容器
上述したように、本発明のいくつかの実施形態では、濾液容器１３がプランジャ本体４の内部チャンバ１２内に配置され、濾過膜８を通過する濾過済み液体は濾液容器１３内に収集される。濾液２１ｂは濾液容器１３内に保持されるため、濾液容器１３は、濾液２１ｂがプランジャ本体４と接触することを防ぎ、それによって、プランジャ本体４から濾液２１ｂへの浸出を防止する。濾液容器１３は、プランジャ本体４とは異なる材料で作られ、したがって、濾液容器は不活性材料（すなわち、浸出の影響を受けにくい材料）で作られてもよいため、濾過された液体試料がプラスチックプランジャの内側と接触して保持される従来技術の装置の場合よりも長い期間、濾液２１ｂを汚染させずに保持することができる。

ここで、本発明のいくつかの実施形態で使用するための例示的な濾液容器１３を説明することに向かう。図１０ａは、第１の例示的な濾液容器１３ａを使用する濾過装置１の断面側面図を示し、濾過装置１は、濾液容器１３ａの軸に沿って延在する軸方向毛細管経路２７の形態の導管を含む。軸方向毛細管経路２７を有する濾液容器を、本明細書では「軸方向毛細管容器」１３ａと呼ぶ。軸方向毛細管経路２７は、プランジャ本体４の開口部５に対向する第１の端部２８ａで開口し、開口部５から液体試料２１を収容することを可能にする。軸方向毛細管経路２７は、第１の端部２８ａから軸方向毛細管容器１３ａの内部の軸に沿って第２の端部２８ｂまで延在し、第２の端部２８も開口し、軸方向毛細管容器１３ａの内部に配置される。軸方向毛細管経路２７は、したがって、開口部５を軸方向毛細管容器１３ａの内部に流体接続する。

軸方向毛細管容器１３ａは、例えば締まり嵌めを使用して、プランジャ本体４の内部チャンバ１２内で定位置にしっかりと保持され、軸方向毛細管容器１３ａの外壁は、プランジャ本体４の内壁とのシールを形成する。したがって、図１０ａ中に矢印によって示すように、濾過膜６を通過する濾液２１ｂは、濾過膜６が試料容器３の閉鎖端部１６に向かって移動するにつれて、軸方向毛細管容器１３ａの側面の周囲を通過するのを防止され、軸方向毛細管経路２７の第１の端部２８ａを通ってその長さに沿って押し進められる。液体２１ｂは、軸方向毛細管経路２７の第２の端部２８ｂに達すると、軸方向毛細管経路２７から出て、重力の影響の下で軸方向毛細管容器１３ａの内部に落下し、そこで図１０ｂに示す軸方向毛細管経路２７の周囲の環状領域２９と接触し、図１０ｂは、図１０ａの断面Ａ−Ａに沿った軸方向毛細管容器１３ａを有する濾過装置１の断面上面図である。濾液２１ｂは、このようにプランジャ本体４から完全に分離されて保持され、試料が格納されている間、汚染物質が濾液２１ｂ中に浸出するのを防止する。

図１１は、本発明の実施形態で使用するための第２の例示的な濾液容器１３ｂを含む濾過装置１の断面側面図を示す。第２の例示的な濾液容器１３ｂは、両方の端部３０ａ、３０ｂで開いている中空管を備える。両方の端部で開いている濾液容器を、本明細書では「中空管容器」１３ｂと呼ぶ。

中空管容器１３ｂは、プランジャ本体４の内部チャンバ１２内で定位置に保持され、軸方向経路容器１３ａに関連して上述したように、プランジャ本体４の内壁とシールを形成する。したがって、図１１中に矢印によって示すように、濾過膜６が試料容器の閉鎖端部１６に向かって移動するにつれて、濾過膜６を通過する液体２１は、開口部５と対向する中空管容器１３ｂの底部に配置された中空管容器１３ｂの開放端部３０ａを通って移動する。したがって、濾液２１ｂは、プランジャ本体４の内壁から分離されて保持され、プランジャ本体４からの汚染物質の浸出を防ぐ。さらに、中空管容器１３ｂは開放され、下端部３０ａの反対側でキャップ１４に対向する上端部３０ｂで非閉塞であるため、例えば上述したように注射器を使用して、濾液２１ｂを中空管容器１３ｂから容易に除去することができる。これは、注射器の挿入が、例えば軸方向毛細管経路２７の使用により阻害される可能性がある自動化（例えばロボットの）処理の場合、特に有用であり得る。

図１２ａは、本発明の実施形態で使用するための第３の例示的な濾液容器１３ｃを含む濾過装置の断面側面図を示す。第３の例示的な濾液容器は、開口部５に対向する濾液容器１３ｃの底部に配置された閉鎖端部３２ａ、及び、キャップ１４に対向する濾液容器１３ｃの上部に配置された反対側の開放端部３２ｂを有する管を備える。一方の端部で開かれ他方の端部で閉じられた図１２ａに示すような濾液容器を、本明細書では「閉鎖管容器」１３ｃと呼ぶ。

閉鎖管１３ｃは、開口部５に対向する端部３２で閉じられるため、図１２ａ中に矢印によって示すように、開口部５がバイアル３の閉鎖端部１６に向かって移動すると、開口部５を通過する液体試料は、閉鎖管容器１３ｃの周囲に押し進められる。液体試料２１は、閉鎖管容器１３ｃの開放端部３３のくびれに達すると、重力の影響の下で閉鎖管容器１３ｃの内部に落下し、以下により詳細に説明するように、これを偏向リング３４の使用によって促進させることができる。

閉鎖管容器１３ｃは、開口部５に対向する端部３２で閉じられるため、濾液２１ｂは、プランジャ本体４から完全に分離して保持され、したがって閉鎖管容器１３ｃは、上述した軸方向毛細管容器１３ａと同じ利点を提供する。さらに、閉鎖管容器１３ｃは、キャップ１４に対向する端部３３で開かれ閉塞されていないため、上述した中空管容器１３ｂのように、濾液２１ｂを閉鎖管容器１３ｃから容易に除去することができる。

閉鎖管容器１３ｃの周囲の濾液２１ｂの通過を容易にするために、本発明の一実施形態によるプランジャ組立品の上面断面図を示す図１２ｂ、及び、同プランジャ組立品の斜視断面図を示す図１２ｃに示すように、周辺経路３５ａの形態の１つ以上の導管がチャンバ１２の壁に形成される。周辺経路３５ａは、プランジャ本体４の成形中に形成されてもよく、又は、例えば、成形後のプランジャ本体４に刻まれてもよい。

閉鎖管容器１３ｃを、締まり嵌めによってチャンバ１２内で定位置に保持することができる。このようにして濾液２１ｂは、周辺経路３５ａを通って及び閉鎖管容器１３ｃの周囲に押し進められ、濾液２１ｂは、閉鎖管容器１３ｃの開放端部３２ｂを越えて通過すると、図１２ｃに示すように重力の影響の下で閉鎖管容器１３ｃ内に落下する。

上述したように、濾液２１ｂの閉鎖管容器１３ｃ内への方向付けを促進させるために、偏向リング３４を使用することができる。図１２ｃに示す例示的な偏向リング３４ａは、周辺経路３５ａと輪郭が対応するように構成された、本明細書では「脚」３６ａと呼ばれる隆起を有する中空リングを備える。各脚３６ａを周辺経路３５ａ内に嵌めこんで、偏向リング３４ａをプランジャ本体４のチャンバ１２内に締まり嵌めによって嵌合してもよく、代わりに又は加えて、偏向リング３４ａをプランジャ本体４に超音波溶接してもよい。

各脚３６ａは、傾斜した穴３７ａの形態の開口部を含み、周辺経路３５ａの周囲を流れる濾液２１ｂは、穴３７ａを通って偏向される。穴３７ａは、濾液２１ｂを閉鎖管容器１３ｃ内に下方に向ける。これは、濾液２１ｂを、周辺経路３５ａを通って同時に進む可能性があるいかなる空気からも分離し、特に、通気孔２２に向かい通気孔２２を通って進む空気と共に濾液２１ｂが移動するのを防止する。

図１２ｄ及び１２ｅは、それぞれ、周辺経路３５ｂ及び偏向リング３４ｂの代わりの構成の上面断面図及び斜視断面図を示し、周辺経路３５ｂ及び偏向リング開口部３７ｂは、図１２ｂ及び１２ｃの対応する特徴より大きい個々の断面積を有する。これは、周辺経路３５ｂ及び開口部３７ｂを通る液体試料２１の流れのより高い速度を可能にし、使いやすさを改善し、濾過の速度を上昇させる。偏向リング３４ｂは、締まり嵌め及び／又は超音波溶接を使用して、プランジャ本体４のチャンバ１２内に嵌合されてもよい。

液体試料の流れを偏向させることに加えて、偏向リング３４ｂは、チャンバ１２内の閉鎖管容器１３ｃの移動を制限する停止部としても作用することができる。閉鎖管容器１３ｃを定位置に保持するために締まり嵌め（若しくは他の手段）が使用されない場合、又は、（例えば、閉鎖管容器１３ｃの直径の変動のため）締まり嵌めが効果的でない場合、液体試料２１が濾過膜６を通って移動するにつれて液体試料２１から結果として生じる圧力は、キャップ１４に向かって上方に移動させるように閉鎖管容器１３ｃを押し進める可能性がある。閉鎖管容器１３ｃがチャンバ１２の上部に移動すると、閉鎖管容器１３ｃの周囲の濾液２１ｂの流れが抑制される可能性がある。したがって、いかなる上向きの移動も偏向リング１３と当接する閉鎖管容器１３ｃの開放端部３３によって制限されるように、偏向リング３４を配置することができ、これは閉鎖管容器１３ｃの開放端部３３が偏向リング１３の開口部３７の下に残ることを確実にし、閉鎖管容器１３ｃの周囲及び閉鎖管容器１３ｃ内への濾液２１ｂの流れが阻害されないことを確実にする。

導管３５ａはプランジャ本体４の側壁に形成されて示されているが、それらは、プランジャ本体４の壁内の通路が開口部３７ａ又は３７ｂに隣接する出口を有するように形成されてもよいことは明らかであろう。

図１２ｂ及び１２ｅに示すプランジャチャンバ１２は、円錐形に形作られた基部を有し、これにより、図１２ｆに示すように円錐形の閉鎖端部３８を有する閉鎖管容器１３ｃとの使用に適するようになる。この形状は、円錐形閉鎖端部３８で減少した直径が注射針４０及び濾液２１ｂを小さい開口部に集中させるため、注射針４０による閉鎖管容器２１からの濾液２１の除去に特に適している可能性がある。円錐形閉鎖端部３８を有する閉鎖管容器１３ｃを使用することの他の利点は、円錐形は、閉鎖管容器１３ｃの周囲の濾液２１ｂの通過を容易にすることである。代わりに、円形閉鎖端部も、閉鎖管容器１３ｃの周囲の濾液の通過を容易にするであろう。

しかしながら、いくつかの場合では、閉鎖管容器１３ｃの内容積を最大化し、単一の閉鎖管容器１３ｃ内に格納することができる濾液２１ｂの量を最大化するため、平底の閉鎖管容器１３ｃを使用することが有利である。図１２ｇは、平底閉鎖管容器１３ｃとの使用に適している平坦な基部を有するプランジャチャンバ１２を示す。この設計では、閉鎖管容器１３ｃは、チャンバ１２の基部で柱４１の形態の隆起上に配置される。柱４１は、閉鎖管容器１３ｃの閉鎖端部３２に隙間が維持されることを確実にし、この隙間を通って、濾液２１ｂは周辺経路３５ｂに沿って通過することができる。

上述したように、通気孔２２は出口を提供し、プランジャ組立品２がバイアル３内に押し込まれるのにつれて、空気は、この出口を通ってチャンバ１２からプランジャ組立品２の外部に脱出することができ、すなわち、通気孔は、プランジャ組立品２が押し込まれる間にチャンバ内で高まる空気圧を開放させる。空気は脱出できるが液体試料２１は脱出できないように通気孔２２を配置することが望ましい。偏向リング３４が使用される本発明の実施形態では、このことは、図１２ｃ、１２ｅ及び１２ｇに示すように、単に通気孔２２を偏向リング３４の位置の上に配置することによって達成することができる。

上述した軸方向毛細管容器１３ａ又は中空管容器１３ｂなどの底部に充填する濾液容器１３が使用される本発明の実施形態では、図１３ａに示すように、単に通気孔を濾液容器１３の上端部の上に配置することによって、濾液２１ｂが通気孔２２を通過するのを防ぐことができ、図１３ａでは、矢印は、チャンバ１２から脱出するときの空気の進む方向を示す。

しかしながら、通気孔２２は、通気孔シール９を効果的にするために、通気シール９の位置の下に配置されたチャンバ１２からの出口地点を提供しなければならず、したがって、濾液容器１３の上端部の上に通気孔２２を配置することは、濾液容器１３の大きさが通気孔シール９の位置によって制限され、すなわち、濾液容器１３は通気孔シール９の場所の上のチャンバ１２内の空間を占有することができないことを意味する。

図１３ｂは、この問題に対処するように構成された本発明の実施形態を示し、図１３ｂでは、通気孔２２の領域内で濾液容器１３の上部とチャンバ１２の壁との間に隙間が存在するように、チャンバ１２の壁はテーパになっている。これは、空気が、濾液容器１３の上端部を通り、濾液容器１３とチャンバ１２の壁との間の隙間を通り、通気孔２２を通って脱出することを可能にする。これは、濾液容器１３が、通気孔２２の位置を越えて延在することを可能にし、それによって、濾液容器１３は、チャンバ１２内の実質的にすべての空間を専有することができる。図１３ｂに示す配置構成では、濾液容器１３とチャンバ１２の壁との間の隙間は、チャンバ１２の壁のテーパのため形成されるが、いくつかの場合では、隙間は、濾液容器１３の外壁のテーパによって形成されてもよい。

図１３ｃに示す本発明の他の実施形態では、空気経路４２が、チャンバ１２の壁の内部に延在し、通気孔シール９の上の位置でチャンバ１２の内部を通気孔シール９の下に配置された通気孔２２に結合し、その結果、空気は、矢印によって示すように、チャンバ１２から装置の外部に移動することができる。これは、また、濾液容器１３が通気孔２２の位置を越えて延在することを可能にし、濾液容器１３がチャンバ１２内の実質的にすべての空間を占有することを可能にする。

上述したように、プランジャ組立品２が完全に押し込まれた後、濾液２１ｂが蒸発するのを防ぐために、通気孔シール９及びチャンバシール１０は、個別に又は一緒に、濾過装置１を密封するように作用する。バイアル３の内面に封をする通気孔シール９は、断面で薄くてもよく、したがって、プランジャ組立品２がバイアル３に押し込まれるとき、曲がることができる。通気孔シール９は、図４ａ及び４ｂに関連して上述したように、可撓性リブを備えてもよい。この可撓性は、通気孔シール９がバイアル３の開放端部１７を通って嵌合し、バイアル３の内壁に従うことを可能にし、このことは、特に、バイアル３がガラス又は他の硬質材料で形成される場合、バイアル３を破損させる可能性がある過度の力をバイアル３のくびれが受けることを防ぐ。

図１４ａは、本発明の実施形態で使用するための例示的なチャンバシール１０を示す。チャンバシール１０は、可撓性であり、プランジャ組立品２が完全に押し込まれたとき、バイアル３のくびれの周囲を封止する。プランジャ組立品２とバイアル３との間の接触のより大きい表面積が存在し、これは、通気孔シール９による場合より効率的な密封を可能にすることができる。

図１４ｂは、キャップシール４３の形態の、通気孔２２を封止するための他の代わりの手段を示す。キャップシール４３は、キャップ１４から延びる可撓性スカート領域４４を備える。これは、試料容器１３の上部に対するくさび嵌合を提供し、プランジャ組立品２がバイアル３内に完全に押し込まれると、この領域にシールを形成する。キャップ１４の一部として形成されたキャップシール４３を使用することは、シールをプランジャ本体４内に成形する必要性をなくす。さらに、シールはキャップ上に形成されるため、プランジャ本体４の成形中に形成されるシールより、変種を成形しにくく、ばり及び分割線を成形しにくい。

図１４ａ及び１４ｂでは、チャンバシール１０及びキャップシール４３は、それぞれ通気孔シール９と組み合わせて使用されるように示されているが、いくつかの実施形態では、通気孔シール９は使用されない。さらに、いくつかの実施形態では、通気孔シール９は、チャンバシール１０又はキャップシール４３を使用せずに使用されてもよい。
外部嵌合フィルタリング
上述したように、濾過膜６は、保持リング７によって開口部５内に取り付けられてもよく、保持リング７は、例えば、スナップ嵌め、締まり嵌め又は超音波溶接によって嵌合されてもよい。しかしながら、保持リング７は、開口部５内に嵌合しなければならないため、典型的には小さい寸法であり、これは、プランジャ組立品２の組立て中の取扱いを困難にする。さらに、保持リング７の内部嵌合は信頼性に欠ける可能性があり、結果として、濾過膜６が取り外され、プランジャ組立品２が効果的でなくなる。

図１５は、プランジャ本体４に外部から嵌合する外部嵌合フィルタリング５０（本明細書では、簡潔さのため単に「外部リング」５０と呼ぶ）の形態の保持リングの代案を提供する端部ピースを示し、外部リング５０は、典型的にはプランジャ本体と同じ又は類似の材料から形成される成形部品である。外部リング５０は、プランジャ本体４上の位置決め突起５２の形態の対応する第２の位置決め手段と係合する位置決め凹部５１の形態の第１の位置決め手段を有し、それによって濾過膜６を定位置に保持する。外部リング５０は、位置決め凹部５１が位置決め突起５２に嵌合すると、プランジャ本体の開口部５と整列する開口部５５を含み、その結果、使用の際に、液体試料２１ａは、外部リング開口部７ｂ、濾過膜６、及びプランジャ本体開口部５を通過し、プランジャ本体４のチャンバ１２内に流れることができる。

外部リング５０は、位置決め凹部５１と突起５２との間の締まり嵌めによって、突起５２上の定位置に保持されてもよい。代わりに又は加えて、外部リング５０は、接着剤及び／又は超音波溶接によって、プランジャ本体４に恒久的に取り付けられてもよい。外部リング５０をプランジャ本体４に超音波溶接する例示的な方法を、図１６ａ乃至１６ｃを参照して説明する。

図１６ａに示すように、濾過膜６は切断され、プランジャ本体４上に配置される。次に外部リング５０は、図１６ｂに示すようにプランジャ本体４上に配置される。環状隆起５３の形態でのエネルギー導波器は突起５２の領外に配置され、外部リング５０は、外部リング５０が環状隆起５３上に位置するように、プランジャ本体４上に配置される。最終的に、図１６ｃに示すように、超音波振動を環状隆起５３に加えるために超音波溶接ホーン５４が使用され、環状隆起５３を溶融させ、それによって濾過膜６を外部リング５０とプランジャ本体４との間に恒久的に挟む。

外部リング５０は、従来の内部嵌合保持リング７より大きいため、プランジャ組立品２の組立て中の取扱いがより容易である。さらに、位置決め凹部５１は、プランジャ本体４上の突起５２と協働して、外部リング５０を、従来の内部嵌合保持リング７よりかなり容易に位置決めする。加えて、外部リング５０がプランジャ本体４に超音波溶接される場合、超音波溶接がプランジャ本体４の内側及び外側の両方に形成されるため、濾過膜６を、内部嵌合保持リング７による場合よりも確実に定位置に保持することができる。

図１６ａ乃至１６ｃを参照して上述した実施形態では、位置決め突起５２は、プランジャ本体４上に配置され、位置決め凹部５１は、外部リング５０上に配置される。しかし、いくつかの実施形態では、プランジャ本体４は、位置決め凹部を有し、外部リングは、位置決め突起を有する。代わりに又は加えて、他の位置決め手段が使用されることがあってもよく、例えば、第１の位置決め手段及び第２の位置決め手段のうちの一方が、１つ以上の孔の組を備え、他方が１つ以上の対応する支柱の組を備えることもあり得る。

外部リング５０を使用することの他の利点は、液体シール８などの機構を外部リング５０の一部として形成することができることである。プランジャ本体４及び液体シール８が単一の金型の一部として一体に形成される場合、分割線は、典型的にはプランジャ本体４の長さに沿って延び、したがって液体シール４を横切って延び、これは結果として、液体シール８上に形成される隆起又は他の平らでない部分をもたらし、その有効性を低下させる。しかしながら、液体シール８が外部リング５０の一部として（したがってプランジャ本体４とは別に）形成される場合、分割線は外部リング５０の周囲に生じ、したがって、分割線を、液体シール８のどの部分とも交差しないように配置することができ、それによって液体シール８の信頼性を向上させる。

加えて、プランジャ組立品２から離れて上方に延びる形状を有する液体シール８は、プラスチック金型の対応する部分がプラスチックの流れから離れる方向に延びるため、単一の成形プランジャ本体の一部として形成するのが困難である。しかしながら、この問題は、外部リング５０の一部として形成される液体シール８の場合には生じない。したがって、図１７に示すものなどの液体シール８ｄ、８ｅ、８ｆは、外部リング５０の一部として容易に形成することができる。図１７に示すものなどの液体シール８は、（研削及び／又は研磨されたガラスバイアルなどの）バイアル間で一貫した直径を有するバイアイを使用する場合、有利であり得る。代わりに、図９ａから図１１ｂのいずれかを参照して上述したような液体シール８は、外部リング５０の一部として形成されてもよい。

図１８では、代わりのシール構成８０が断面で全体的に示されており、この図は構成の半分のみを示し、他の半分は中心軸Ａｘについての鏡像である。この図では、ガラスバイアル３の形態の液体容器、プランジャ４、濾過膜６、及び閉鎖管濾液チャンバ１３ｃが、概して、上述したように配置されている。プランジャ４は、その意図された行程の底近くに、且つ、ガラスバイアル３の閉鎖端部１６の近くに示される。プランジャ４の移動は、図１２ａに示したのと同様に、フィルタ６を通り、容器１３ｃの周囲を通り、チャンバ１３ｃの口（図示せず）を越える、上向きの矢印Ｌの方向の、バイアル内の任意の液体の流れを生じさせる。この構成では、プランジャによって占有される空間は、バイアルの閉鎖端部１６でのバイアルの内容積に実質的に一致するため、バイアル内の液体の大部分が上方に押し進められることになることに留意されたい。濾液チャンバ１３ｃ内に液体が集積されるのを防ぐための液体を満たすための空間は、デッドスペースとして知られる。

プランジャ液体シール８０の構成は、デッドスペースに影響を与える。この構成では、プランジャ４は、本体４８、及び、閉鎖端部１６に向かって延びる第１のスカート８２を含む。スカート８２は、この構成では、プランジャ本体４８と一体に形成された成形プラスチックである。スカート８２と本体４８との間に環状の分離部８４が存在する。この分離部は弾性変形可能なスカートを提供し、このスカートは、本質的にバイアル３の側壁を押すことになり、バイアル３の内径よりわずかに大きく製造されているため、シールを提供することになる。

加えて、プランジャ本体はプランジャキャップ９０も備え、プランジャキャップ９０は環状溶接領域４９で超音波溶接される。キャップ９０は、キャップが溶接によって定位置に固定されると、フィルタ６を定位置に締め付ける。キャップ９０は、プランジャの底部に近い領域に、第１のスカートに向かって上方に延び、キャップからぶら下がる他の（第２の）スカート９２を含む。再び、スカート９２と、キャップ９０を含むプランジャ本体４８との間に環状分離部９４が存在する。環状分離部９４は、さらなる弾力性の封止を可能にする。

スカート８２及び９２は、重なり領域１００で重なる。スカート８２及び９２は、隆起及び凹部を持たない外側封止表面を有し、スカート８２及び９２の外側封止表面は、一緒に、概して一定の環状表面を提供し、環状表面は、バイアルと点又は線接触するよりも、ある面積に広がってバイアル３の側壁に密封力を及ぼす。

上記実施形態は、本発明の例示的な例として理解されるべきである。本発明の他の実施形態が想定される。例えば、液体シール８、８０を、プランジャ本体４と一体に形成されるものとして説明したが、いくつかの場合では、これらを別々に形成し、その後、プランジャ本体４又はプランジャ組立品２の他の部分に取り付けてもよい。加えて又は代わりに、液体シールをプランジャ本体４と異なる材料（例えば、異なるプラスチック材料）で形成することができる。いわゆる「オーバモールド」を用いることも可能であり、これによって、第１の材料と異なる材料特性を有するオーバモールドされた部分を提供するために、第２のプラスチック材料が、第１のプラスチック材料から形成された成形体上に成形される。

任意のある実施形態に関連して説明した任意の特徴は、単独で、又は説明された他の特徴と組み合わせて使用されてもよく、任意の他の実施形態の１つ以上の特徴と、又は、任意の他の実施形態の任意の組合せと組み合わせて使用されてもよいことが理解されるべきである。さらに、上述されていない均等形態及び修正形態も、添付する特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく用いることができる。

１ 濾過装置
２ プランジャ組立品
３ バイアル
４ プランジャ本体
５ 開口部
６ 濾過膜
７ 保持リング
８ 液体シール
８ａ 可撓性リブ
８ｂ 可撓性スカート
８ｃ 第２の可撓性スカート
８ｄ 液体シール
８ｅ 液体シール
８ｆ 液体シール
９ 通気孔シール
１０ チャンバシール
１２ チャンバ
１３ 濾液容器
１３ａ 濾液容器
１３ｂ 濾液容器
１３ｃ 濾液容器
１４ キャップ
１４ａ 隆起
１５ セプタムシール
１６ 底端部
１７ 上端部
２０ ピペット
２１ａ 液体試料
２１ｂ 濾液
２２ 通気孔
２３ 開口部
２４ 凹部
２５ テーパ部分
２６ 縁
２７ 軸方向毛細管経路
２８ａ 第１の端部
２８ｂ 第２の端部
２９ 環状領域
３０ａ 端部
３０ｂ 端部
３２ａ 閉鎖端部
３２ｂ 開放端部
３４ 偏向リング
３４ａ 偏向リング
３４ｂ 偏向リング
３５ａ 周辺経路
３５ｂ 周辺経路
３６ａ 脚
３７ａ 穴
３７ｂ 開口部
３８ 円錐形閉鎖端部
４０ 注射針
４１ 柱
４２ 空気経路
４３ キャップシール
４４ 可撓性スカート領域
４８ プランジャ本体
４９ 環状溶接領域
５０ 外部嵌合フィルタリング
５１ 位置決め凹部
５２ 位置決め突起
５３ 環状隆起
５４ 超音波溶接ホーン
５５ 開口部
８０ プランジャ液体シール
８２ 第１のスカート
９０ プランジャキャップ
９２ 第２のスカート
９４ 環状分離部
１００ 重なり領域

Claims (12)

1. 液体の濾過に使用するための濾過デバイスであって、
   開放端部及び閉鎖端部を含む液体容器と、
   開放端部と閉鎖端部との間に延在する軸に沿って液体容器内で少なくとも部分的に移動可能なプランジャ本体とを備え、プランジャは、流体濾過経路を介して液体容器と流体連通する濾過チャンバと、濾過経路内に配置されたフィルタとを含み、デバイスは、プランジャ移動中に流体が流れ出るのを抑制する又は防止する滑動可能なシールをさらに含み、
   シールは、プランジャから一方の端で垂下する第１のスカートであって、前記軸と略平行に延在する第１のスカートを含み、第１のスカートは、使用の際にバイアルに滑動可能且つ密封可能に当接する外表面を含み、少なくとも圧縮されていない状態で、スカートとプランジャ本体との間に概して環状の分離部を含み、分離部は、概して軸と平行に延在しており、
   プランジャ本体は、使用の際に液体容器の閉鎖端部に最も近い本体の端部に又はこれに隣接して、本体に取り付けられた又は本体の一部を形成するキャップをさらに含み、前記キャップはキャップから前記軸と略平行に垂下する第２のスカートを含んでおり、
   第１及び第２のスカートは重なり、重なり部で第２のスカートは第１のスカートの上に位置する、
   濾過デバイス。
2. 第２のスカートは、第１のスカートに向かって延び、キャップ及び／又はプランジャ本体と第２のスカートとの間に、他の概して環状の分離部を任意に提供する、請求項１記載の濾過デバイス。
3. 第２のスカートは、バイアルに滑動可能且つ密封可能に当接する外表面を有する、請求項２記載の濾過デバイス。
4. 第１のスカート若しくは第２のスカート、又は両方のスカートの外表面は、隆起がない実質的に環状の表面を形成する、請求項３記載の濾過デバイス。
5. 第１及び／又は第２のスカートは、液体容器内に取り付けるために弾性変形可能である、請求項１乃至４のいずれか１項記載の濾過デバイス。
6. キャップは、プランジャ本体に取り付けられ、そのように取り付けられるとフィルタを締め付ける、請求項１乃至５のいずれか１項記載の濾過デバイス。
7. 第１及び／又は第２のスカートは、プランジャ本体と一体に形成される、請求項１乃至６のいずれか１項記載の濾過デバイス。
8. プランジャ本体及びスカートは、プラスチック射出成形プロセスを用いて形成される、請求項１乃至７のいずれか１項記載の濾過デバイス。
9. プランジャ本体は第１の端部に開口部を有し、フィルタは開口部に配置される、請求項１乃至８のいずれか１項記載の濾過デバイス。
10. 液体容器は開放端部で外向きのテーパ形状である、請求項１乃至９のいずれか１項記載の濾過デバイス。
11. 液体容器はガラス材料で形成される、請求項１０記載の濾過デバイス。
12. 液体容器はブローイング加工を使用して形成される、請求項１１記載の濾過デバイス。