JP6719318B2 - セルストレーナー - Google Patents

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Description

この発明は、凝集している細胞を単一細胞にふるい分けたり、均一な単細胞浮遊液を得るために使用されるセルストレーナーに関する。
図10に示すように、従来から一般に知られているセルストレーナー100は、有底筒状体であり、上部開口端のフランジ部101と、このフランジ部101から外方に延びる握り部102と、フランジ部102から下方に延びる円筒面の一部を構成するフィルター部103と、を有している。そして、このセルストレーナー100は、フィルター部103がチューブ104の内部に挿入され、フランジ部102がチューブ104の上部開口縁105に乗せられた状態で使用されるようになっている。なお、フィルター部103は、40〜200μm(マイクロメートル)のナイロン製メッシュフィルターが使用されている。また、チューブ104は、50ml(ミリリットル)のものが使用されている(特許文献1参照)。
図10に示すセルストレーナー100を使用した作業は、例えば、各種臓器、培養細胞の懸濁液を試験管等の内部で作成し、その懸濁液をピペット(図示せず)及びピペット用チップ106で掬い取り、懸濁液をチューブ104の上部開口縁105に乗せられたセルストレーナー100内にチップ106の先端から注入し、懸濁液中の骨片や細胞支持組織等の不純物をフィルター部103で取り除くことにより、チューブ104内に単一細胞浮遊液を得ている。
実公平7−2007号公報
しかしながら、従来のセルストレーナー100は、チューブ104の上部開口縁105に乗せられた状態で使用され、チップ106の先端とセルストレーナー100の上部開口部107との隙間が大きいため、チップ106から放出された懸濁液がチップ106と上部開口部107の隙間から外部に飛散し、コンタミネーションを生じるか、又は周囲の作業環境を汚染する虞があった。
そこで、本発明は、コンタミネーションや外部環境の汚染を防止できるセルストレーナーを提供する。
本発明は、チューブ3に係合された状態でピペットが操作されることにより、流体をフィルタ4を介して前記チューブ3内に流出させるか、又は前記チューブ3内の流体を前記フィルタ4を介して流入させるセルストレーナー1に関するものである。本発明に係るセルストレーナー1は、前記チューブ3に係合された際に、前記フィルタ4の全体が前記チューブ3内に位置する形状に形成されている。また、本発明に係るセルストレーナー1は、前記ピペットに装着されたチップ2の先端に圧入されるチップ係合穴28が形成されると共に、前記チップ係合穴28に連通する流路36が内部に形成されている。そして、本発明に係るセルストレーナー1の前記フィルタ4は、複数の同様の形状の開口部18を有し、前記流路36内と前記チューブ3の内部空間とを連通して、前記流体中の物質のうちで前記開口部18よりも大きな物質を濾し取るようになっている。
本発明に係るセルストレーナーは、作業時において、フィルタの全体がチューブ内に位置する形状に形成されている。しかも、本発明に係るセルストレーナーは、チップがチップ係合穴に圧入された状態であるため、チップから流路内に排出された流体がチューブの外方へ飛散するか、又はチューブの外方へ漏出することがなく、また、チューブ内からフィルタを介して流路に流れ込む流体がチューブの外方へ飛散するか、又はチューブの外方へ漏出することがない。その結果、本実施例に係るセルストレーナーは、凝集している細胞を単一細胞にふるい分けたり、均一な単細胞浮遊液を得る作業において、コンタミネーションを生じる虞がなく、周囲の作業環境を汚染する虞がない。
本発明の第1実施例に係るセルストレーナーの使用状態を示す図である。 本発明の第1実施例に係るセルストレーナーを示す図であり、図2(a)はセルストレーナーの平面図、図2(b)はセルストレーナーの側面図、図2(c)は図2(a)のA1−A1線に沿って切断して示すセルストレーナーの断面図、図2(d)は図2(a)のA2−A2線に沿って切断して示すセルストレーナーの断面図、図2(e)は図2(c)のA3−A3線に沿って切断して示すセルストレーナーの断面図、図2(f)は図2(b)の矢印B1の方向から見たセルストレーナーの底面図である。 第1実施例に係るセルストレーナーの外部枠体を示す図であり、図3(a)は外部枠体の平面図、図3(b)は外部枠体の側面図、図3(c)は図3(b)の矢印B2の方向から見た外部枠体の底面図、図3(d)は図3(a)のA4−A4線に沿って切断して示す外部枠体の断面図、図3(e)は矢印C1部の拡大図、図3(f)は矢印C2部の拡大図、図3(g)は矢印C3部の拡大図、図3(h)は矢印C4部の拡大図である。 第1実施例に係るセルストレーナーの上部構造体を示す図であり、図4(a)は上部構造体の平面図、図4(b)は上部構造体の側面図、図4(c)は図4(a)のA5−A5線に沿って切断して示す上部構造体の断面図、図4(d)は上部構造体の底面図である。 第1実施例に係るセルストレーナーの中間構造体を示す図であり、図5(a)は中間構造体の平面図、図5(b)は図5(a)のA6−A6線に沿って切断して示す中間構造体の断面図、図5(c)は中間構造体の側面図である。 第1実施例に係るセルストレーナーの下部構造体を示す図であり、図6(a)は下部構造体の平面図、図6(b)は図6(a)の矢印B3の方向から見た下部構造体の側面図、図6(c)は矢印B4の方向から見た下部構造体の側面図である。 本発明の第2実施例に係るセルストレーナーの使用状態を示す図である。 本発明の第2実施例に係るセルストレーナーを示す図であり、図8(a)はセルストレーナーの平面図、図8(b)はセルストレーナーの側面図、図8(c)は図8(a)のA7−A7線に沿って切断して示すセルストレーナーの断面図、図8(d)は図8(a)のA8−A8線に沿って切断して示すセルストレーナーの断面図である。 第2実施例に係るセルストレーナーの上部構造体を示す図であり、図9(a)は上部構造体の平面図、図9(b)は上部構造体の側面図、図9(c)は図9(a)のA9−A9線に沿って切断して示す上部構造体の断面図、図9(d)は図9(a)のA10−A10線に沿って切断して示す上部構造体の断面図、図9(e)は上部構造体の底面図である。 従来のセルストレーナーの使用状態を説明する図である。
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述する。
[第1実施例]
図1は、本実施例に係るセルストレーナー1の使用状態を示す図である。この図1に示すように、本実施例に係るセルストレーナー1は、ピペット(図示せず)に装着されたチップ2の先端に圧入された状態でチューブ3に係合され、全体がチューブ3の内部に収容された状態で使用される。
図2は、本実施例に係るセルストレーナー1を示す図である。なお、図2(a)はセルストレーナー1の平面図、図2(b)はセルストレーナー1の側面図、図2(c)は図2(a)のA1−A1線に沿って切断して示すセルストレーナー1の断面図、図2(d)は図2(a)のA2−A2線に沿って切断して示すセルストレーナー1の断面図、図2(e)は図2(A3−A3線に沿って切断して示すセルストレーナー1の断面図、図2(f)は図2(b)の矢印B1の方向から見たセルストレーナー1の底面図である。
図2に示すように、セルストレーナー1は、フィルタ4が一体に形成された有底筒形状の外部枠体5と、この外部枠体5内に収容された内部構造体6と、を備えている。そして、このセルストレーナー1は、全体がチューブ3の内部空間7内に収容される形状に形成されている(図1参照)。
図2及び図3に示すように、外部枠体5は、円筒状の上部枠体部8と、この上部枠体部8の下面側に一体に形成され且つ上部枠体部8と同心に形成された円筒状のフィルタ4と、このフィルタ4の下端側に一体に形成された円板状の底板10と、を有している。このような外部枠体5は、合成樹脂材料(例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)等)で一体に形成されている(射出成形されている)。
図1乃至図3に示すように、外部枠体5の底板10は、外周面に位置決め突起11が等間隔で3箇所形成されており、位置決め突起11がチューブ3の先端側のテーパー状内面12に当接し、チューブ3内のセルストレーナー1の位置決めを行うようになっている。また、この底板10は、位置決め突起11をチューブ3のテーパー状内面12に当接させることにより、フィルタ4とチューブ3の内面との間に一定の隙間を確保するようになっている。
また、図1乃至図3に示すように、外部枠体5のフィルタ4は、上部枠体部8の底穴13の周縁に沿って等間隔で複数形成された縦リブ14と、上部枠体部8の下面15と底板10の上面16との間に等間隔で複数形成された円環状の横リブ17とで、正四角形の開口部18が等間隔で複数形成されている。このフィルタ4は、径方向内方側に位置する縦リブ14が中心軸20に沿って形成されており、径方向外方側に位置する横リブ17が縦リブ14と直交するように円環状に形成されており、縦リブ14と横リブ17が交差部で一体化されている。なお、開口部18の一辺の長さは、例えば、0.04mm、0.07mm、又は0.1mmに形成されるが、濾し取る必要のある物質(例えば、細胞)の大きさに応じた最適の数値に決定される。
また、図2及び図3に示すように、外部枠体5の上部枠体部8は、フィルタ4の上端部から径方向外方へ張り出す底面部分21と、この底面部分21の径方向外方端から上方へ向かって延びる円筒壁部分22と、を有している。そして、この上部枠体部8の底面部分21には、フィルタ4の縦リブ14が形成される底穴13が形成されている。また、上部枠体部8の円筒壁部分22には、後述する内部構造体6の上部構造体27に形成された一対の係止爪23,23と係合する係止穴24,24が対向するように一対形成されている。
図2に示すように、内部構造体6は、フィルタ4の内部空間で且つ底板10上に収容される下部構造体25と、フィルタ4の内部空間で下部構造体25の上面に重ねられる中間構造体26と、上部枠体部8の内部空間内に収容され且つ中間構造体26の上面に重ねられる上部構造体27と、を有している。このような内部構造体6は、外部枠体5の内部空間に、下部構造体25、中間構造体26、上部構造体27の順に収容される。
図2及び図4に示すように、上部構造体27は、チップ2のテーパー状の先端側を圧入するテーパー状のチップ係合穴28が中心軸20に沿って形成されている。このチップ係合穴28は、少なくとも上端縁又は下端縁がチップ2の先細になっている先端側に密接するようになっており、上部構造体27の上面から下面まで貫通している。また、上部構造体27は、上部枠体部8の円筒壁部分22に係合する大径部30と、フィルタ4の縦リブ14の径方向内方側に係合する小径部31とを有している。また、上部構造体27は、外周面の上部に一対の係止爪23,23が形成されている。この係止爪23は、上部構造体27を上部枠体部8に係合させる際に、上部枠体部8の係止穴24の周辺を弾性変形させながら、係止穴24に円滑に係合させることができるように、上部構造体27の外周面から斜め上方に向かって延びる傾斜面32が形成されている。そして、上部枠体部8の係止穴24の周辺部分は、上部構造体27の係止爪23が係止穴24に係合されると、元の形状に弾性復元し、係止穴24内に係止爪23を係合させ、上部構造体27の抜け止めが行われる。なお、この上部構造体27は、組立工具等で上方から掴み易くするため、一対の平行な面33,33を有する二面幅部分34が形成されている。
図2及び図5に示すように、中間構造体26は、円柱形状に形作られ、外周面に等間隔で3箇所の突起35が形成されている。この中間構造体26の突起35は、中間構造体26の外周面とフィルタ4との間に略円筒状の隙間39を確保すると共に、上部構造体27の中心軸20と中間構造体26の中心軸20を芯合わせする機能を有している。また、中間構造体26は、上部構造体27のチップ係合穴28に連通する第1流路部37(流路36)が中心軸20に沿って形成されている。この第1流路部37は、中間構造体26を中心軸20に沿って貫通しており、中間構造体26の上面と下面とに開口する丸穴であり、チップ係合穴28の下端縁の穴径(テーパー状のチップ係合穴28の最も小径部分である穴径)よりも僅かに大きい穴径になっている。このような第1流路部37は、外部枠体5、上部構造体27、及び中間構造体26の製造誤差等が累積されたとしても、チップ係合穴28に挿入されたチップ2の先端が中間構造体26の上面に衝突することなく内部に進入するのを可能にする。その結果、チップ2は、上部構造体27のチップ係合穴28に確実に圧入され、チップ係合穴28を密封することができ、チップ2の先端から排出された流体がチップ係合穴28を介して上部構造体27の上面側に漏出することがない。
図2及び図6に示すように、下部構造体25は、中間構造体26と同一外径寸法の円柱形状に形作られ、外周面に等間隔で3箇所の突起38が形成されている。この下部構造体25の突起38は、中間構造体26の突起35と同様に、下部構造体25の外周面とフィルタ4との間に略円筒状の隙間39を確保すると共に、中間構造体26の中心軸20と下部構造体25の中心軸20を芯合わせする機能を有している。また、下部構造体25は、中間構造体26の第1流路部37に連通し、第1流路部37と共に流路36を構成する第2流路部40が中間構造体26と対向する上面に形成されている。第2流路部40は、下部構造体25の中心側から径方向外方へ向けて放射状に等間隔で6箇所形成された径方向溝であり、これら6箇所の径方向溝の合流部分に中間構造体26の第1流路部37が開口するようになっている。また、この第2流路部40は、下部構造体25の上面に開口する第1径方向溝部分41と、この第1径方向溝部分41の底面に開口する第2径方向溝部分42と、を有している。そして、第2径方向溝部分42は、第1径方向溝部分41よりも溝幅が狭く形成されている。このように、第2流路部40を構成する6箇所の径方向溝は、第1径方向溝部分41と第2径方向溝部分42の2段溝構造にすることにより、流体中の物質よる目詰まりが生じにくくなるという効果を得ることができる。また、第2流路部40は、隣り合う径方向溝(41,42)の合流側が円弧状に丸められ、また、径方向溝(41,42)の径方向外方端側が円弧状に滑らかに流路幅を拡げるように形成されることにより、流体の圧力損失を少なくすることができる。
以上のように構成された本実施例に係るセルストレーナー1は、図1に示すように、ピペット(図示せず)に装着されたチップ2の先端に圧入され、位置決め突起11がチューブ3のテーパ状内面12に当接するまで、チップ2と共にチューブ3内に挿入される。そして、セルストレーナー1は、位置決め突起11がチューブ3のテーパ状内面12に当接して位置決めされた後、ピペットが操作されて、チップ2から流体が流路36(第1流路部37)内に排出されると、流体を第1流路部37及び第2流路部40を介してフィルタ4へ向けて流出させる。この際、セルストレーナー1は、チップ2から排出された流体の圧力を大気開放することなく、流体を内部(中間構造体26と下部構造体25)に形成された流路36(第1流路部37及び第2流路部40)によってフィルタ4に対向する位置まで案内し、流体を流路36(第2流路部40)の径方向外方端からフィルタ4へ向けて流出する。また、セルストレーナー1は、流路36(第2流路部40)の径方向外方端からフィルタ4に向けて流出した流体が、フィルタ4を通過してチューブ3内に流出するか、又は中間構造体26の外周面及び下部構造体25の外周面とフィルタ4との隙間39を流動した後にフィルタ4を通過してチューブ3内に流出するようになっている。そして、このセルストレーナー1は、流体がフィルタ4を通過する際に、フィルタ4の開口部18よりも大きな物質を濾し取るようになっている。その結果、本実施例のセルストレーナー1によれば、凝集している細胞を単一細胞にふるい分けることができ、又、均一な単細胞浮遊液をチューブ3内に得ることができる(溜めることができる)。
以上のように本実施例に係るセルストレーナー1は、図1に示すように、作業時において、ピペット(図示せず)に装着されたチップ2の先端に圧入され、位置決め突起11がチューブ3のテーパ状内面12に当接するまで、チップ2と共にチューブ3内に挿入される。このように、本実施例に係るセルストレーナー1は、作業時において、チューブ3内に収容することができる形状に形成されている。しかも、本実施例に係るセルストレーナー1は、チップ2がチップ係合穴28に圧入された状態であるため、チップ2から中間構造体26の第1流路部37内(流路36内)に排出された流体がチューブ3の外方へ飛散するか、又はチューブ3の外方へ漏出することがない。その結果、本実施例に係るセルストレーナー1は、凝集している細胞を単一細胞にふるい分けたり、均一な単細胞浮遊液を得る作業において、コンタミネーションを生じる虞がなく、周囲の作業環境を汚染する虞がない。
また、本実施例に係るセルストレーナー1は、チップ2から内部構造体6の流路36に排出された流体の圧力をフィルタ4に対向する位置まで大気開放することがなく、且つ、流路36(第2流路部40)の径方向外方端とフィルタ4との間隔を一定に保つようになっているため、流路36の径方向外方端からフィルタ4に向かう流体にピペットによって圧力を加えやすい。その結果、本実施例に係るセルストレーナー1は、従来例と比較して、凝集している細胞を単一細胞にふるい分ける作業や、均一な単細胞浮遊液を得る作業が容易になる。このような本実施例に係るセルストレーナー1に対し、図10に示した従来のセルストレーナー100は、ピペットに装着されたチップ106との間の隙間が大きく、チップ106から排出された流体(懸濁液)の圧力の低下が大きいため、細胞の凝集を除いて単一細胞にふるい分ける作業にテクニックが必要とされていた。
また、本実施例に係るセルストレーナー1は、円筒状のフィルタ4に対して放射状に位置する6箇所の第2流路部40(流路36)から均等に流体を流出することができるため、フィルタ4の広い面積を流体が通過することになり、目詰まりが生じ難く、且つ、作業効率を向上させることができる。
また、本実施例に係るセルストレーナー1は、フィルタ4の開口部18が射出成形によって高精度に形作られているため、開口部の大きさ及び形状のばらつきが大きな焼結性のセルストレーナー(図示せず)と比較して、目詰まりを生じ難く、濾し取る流体中の物質の大きさのばらつきが小さい(高精度の濾過機能を発揮する)。
また、本実施例に係るセルストレーナー1は、フィルタ4が射出成形によって高精度に形作られ、且つ、変形し難いため、ナイロン繊維を織り込んで作成したフィルタ(図示せず)と比較し、濾し取る流体中の物質の大きさのばらつきが小さい(高精度の濾過機能を発揮する)。
また、本実施例に係るセルストレーナー1は、チップ2の先端に圧入して使用されるため、使用するピペットに見合った大きさにすることができ、チューブ3を小型化することも可能になる。
なお、本実施例に係るセルストレーナー1は、射出成形により個別に成形された下部構造体25、中間構造体26、及び上部構造体27を超音波溶着等で一体化してもよい。これら下部構造体25、中間構造体26、及び上部構造体27は、例えば、合成樹脂材料(例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)等)で形成される。
[第2実施例]
図7は、本実施例に係るセルストレーナー1の使用状態を示す図である。この図7に示すように、本実施例に係るセルストレーナー1は、ピペットに装着されたチップ2の先端に圧入されて使用され、上端のフランジ部50がチューブ3の開口端3aに乗せられ、フランジ部50を除く他部(フィルタ4等)がチューブ3の内部に位置するようにして使用される。
図8は、本実施例に係るセルストレーナー1を示す図である。なお、図8(a)はセルストレーナー1の平面図、図8(b)はセルストレーナー1の側面図、図8(c)は図8(a)のA7−A7線に沿って切断して示すセルストレーナー1の断面図、図8(d)は図8(a)のA8−A8線に沿って切断して示すセルストレーナー1の断面図である。
図8に示す本実施例に係るセルストレーナー1は、チューブ3の開口端3aに乗せられるフランジ部50が上部構造体27の上部に形成された点を除き、第1実施例に係るセルストレーナー1と同様である。したがって、本実施例に係るセルストレーナー1は、第1実施例に係るセルストレーナー1と共通する部分に同一符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例に係るセルストレーナー1は、上部構造体27の上端部に形成されたフランジ部50が外部枠体5の上部枠体部8の上端面を覆うように位置している。
上部構造体27は、図9に詳細を示すように、第1実施例に係るセルストレーナー1の上部構造体27の上端部にフランジ部50を一体に形成した形状になっている(図4参照)。そして、この上部構造体27は、フランジ部50の中央にチップ係合穴28が形成され、このチップ係合穴28を挟むように対向する一対の第1金型逃がし穴51,51が形成されている。この第1金型逃がし穴51,51は、一対の平行な面33,33を有する二面幅部分34を形作る金型の逃がし穴であり、フランジ部50に対してアンダーカットになる二面幅部分34の成形を可能にしている。また、上部構造体27は、第1金型逃がし穴51,51と90°ずれた位置に一対の第2金型逃がし穴52,52が形成されている。この第2金型逃がし穴52,52は、係止爪23,23を形作る金型の逃がし穴であり、フランジ部50に対してアンダーカットになる係止爪23,23の成形を可能にしている。
このような本実施例に係るセルストレーナー1は、上部構造体27のチップ係合穴28にチップ2が圧入され、フランジ部50がチューブ3の開口端3aに乗せられた状態で使用されると、フランジ部50以外の他部分(フィルタ4等)がチューブ3内に収容されるような形状になっている(図7参照)。したがって、本実施例に係るセルストレーナー1は、全体がチューブ3内に収容される第1実施例に係るセルストレーナー1と同様の効果を得ることができる。
[その他の実施例]
本発明に係るセルストレーナー1は、上記各実施例に限定されるものではなく、チューブ3内の流体を、フィルタ4及び流路36を介してチップ2内にピペットで吸引するように使用してもよい。このようにすれば、本発明のセルストレーナー1は、フィルタ4の開口部18の大きさ以上の物質を濾し取り、開口部18の大きさ未満の物質を含んだ流体をチップ2内に得る(吸い取る)ことができる。
本発明に係るセルストレーナー1は、上記各実施例に限定されるものではなく、フィルタ4の開口部18の形状を正四角形以外の円形、六角形(多角形状)等にしてもよい。
また、本発明に係るセルストレーナー1の外部枠体5は、その全体を射出成形する場合に限定されず、予めナイロン繊維を格子状に編み込んだフィルタを使用してインサート成形するようにしてもよい。このように、予めナイロン繊維を格子状に編み込んだフィルタを使用してインサート成形された外部枠体5は、フィルタの繊維がずれて、開口部の形状が射出成形されたフィルタ4の開口部18の形状と同様の形状(正四角形でない四角形状)になる場合がある。したがって、セルストレーナー1は、高精度の濾過機能が求められる場合、フィルタ4の全ての開口部18が正四角形の同一形状に高精度に射出成形された外部枠体5を使用することが好ましい。
また、本発明に係るセルストレーナー1は、フィルタ4を円筒状に形成する実施例を示したが、これに限定されず、使用状態に応じて、テーパー形状やその他の形状に変形させてもよい。
1……セルストレーナー、2……チップ、3……チューブ、4……フィルタ、18……開口部、28……チップ係合穴、36……流路

Claims (5)

  1. チューブに係合された状態でピペットが操作されることにより、流体をフィルタを介して前記チューブ内に流出させるか、又は前記チューブ内の流体を前記フィルタを介して流入させるセルストレーナーにおいて、
    前記チューブに係合された際に、前記フィルタの全体が前記チューブ内に位置する形状に形成され、
    前記ピペットに装着されたチップの先端に圧入されるチップ係合穴が形成されると共に、前記チップ係合穴に連通する流路が内部に形成され、
    前記フィルタは、複数の同様の形状の開口部を有し、前記流路内と前記チューブの内部空間とを連通して、前記流体中の物質のうちで前記開口部よりも大きな物質を濾し取るようになっている、
    ことを特徴とするセルストレーナー。
  2. 前記フィルタを一体に備えた有底筒形状の外部枠体と、前記外部枠体内に収容される内部構造体と、を備え、
    前記ピペット係合穴は、前記内部構造体の軸心に沿って形成され、
    前記流路は、前記内部構造体の軸心に沿って形成される第1流路部と、前記第1流路部から分岐して前記フィルタに向かう複数の第2流路部と、を有し、
    前記ピペットチップから前記流路内に加圧された状態で注入された流体は、大気開放されることなく、前記フィルタに対向する前記第2流路部の端部まで案内される、
    ことを特徴とする請求項1に記載のセルストレーナー。
  3. 前記フィルタは、前記セルストレーナーが前記チューブに取り付けられた状態において、前記チューブの内周面と対向するように前記外部枠体に形成され、且つ前記チューブの内周面に対して離れて位置するように形成された、
    ことを特徴とする請求項2に記載のセルストレーナー。
  4. 前記外部枠体は、射出成形により一体成形された、
    ことを特徴とする請求項2又は3に記載のセルストレーナー。
  5. 前記開口部は、平面視した形状が矩形形状であり、隣り合う他の開口部と同じ大きさに形成された、
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のセルストレーナー。
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