JP7061243B1 - 携帯型ろ過収集装置 - Google Patents

Abstract

圧力機器等や動力源等の機器を要することなく、検体を採取する地において容易に検体が含まれる液体から検体を濃縮することができ、その場で検体を含む試料を分析装置に供試可能な携帯型ろ過収集装置を提供する。収納容器とろ過収集アタッチメントとが連結され、収納容器の流出入口部及びろ過収集アタッチメントの各流路は前記フィルタを介して連続する液密の流路を構成し、ろ過収集アタッチメントは、収納容器の流出入口部のねじ溝と相補的なねじ溝がその内周側に設けられ、その内部に流路を有する連結部と、流路を通過する液体中の検体をろ過収集するフィルタ部と、を備える本体部と、本体部に液密に嵌合され、その内部に流路を有し、流路中の液体を外部に排出しかつ外部から内部にろ物処理液を注入可能な排出口部を有する蓋部と、を備える（図１４参照。）。

Description

本発明は、パウチ等の収納容器に収容した液体中の検体をフィルタでろ過収集するろ過収集装置であって、特に、柔軟性又は可撓性を有する、検体を含む液体の収納容器とろ過収集アタッチメントとを連結する携帯型ろ過収集装置に関する。

従来、パウチ等の収容容器に検体等の固体を含む液体を収集し、液体中の固体を分離する手段として種々のものが知られている。

例えば、特許文献１には、固形物、凝集物、凝固物等を含んだ溶液を、簡単にろ過することが出来るろ過フィルタ、特に流動食、経腸栄養剤等に用いられるプラスチックバッグや瓶製品の注出口もしくは容器本体の注出口に接続する注出部材に装着して、簡単にろ過することができる簡易ろ過フィルタおよびそれを用いた容器が開示されている。

特許文献１に開示された技術は、固形物、凝集物、凝固物等を突起とふるい部とにより三次元的に捕捉することができ、しかも、レトルト殺菌後に発生する凝集物は膜状のものが多いため、突起先端に捕捉された凝集物等はふるい部から離れているので、ふるい部自体には目詰まりが生じにくい、というものである。

これは、パウチに液体物を封入し、凝集物等の固形成分を効率よくトラップし、経口摂取時に固形成分を摂取させないために用いられる手段である。

また、特許文献２には、患者の取付部位に固定するパウチ貼付部と、流れ出した液状体や固形物を収集する収集空間を有した収集部と、前記収集部の下端頂点にあり外部連通孔開口部となるドレーンと、前記取付部位に固定したときに前記収集部の収集開口部を備えた医療用パウチであって、前記収集部は、不繊布または円状有孔シートからなるフィルタにより上側空間と下側空間とに分割され、前記収集開口部は、その縁辺がホースにより自然に開口される構造であり、かつ前記医療用パウチの各部は、ポリエチレン、ポリプロピレンから選ばれるオレフィン系素材で作られた医療用パウチが開示されている。

特許文献２に開示された技術は、焼却しても有害物質を発生しない素材からなり、また、収集した血液などの流状体と固形物とを確実に分離でき、さらに収集した血液などの残留をなくして完全に外部へ取り出すことが出来る、というものである。

これは、病原性微生物の検出するための迅速な手段として、医療用途で、術中、血液と肉片などの固体とを分離収集し、出血量の把握を目的とする医療用パウチであり、また廃棄が容易に行ために用いられる手段である。

その他に、環境水や培養液等をろ過し、その中の微生物、生物組織、細胞、たんぱく質などを収集（濃縮）するために、電動ポンプ等を採用した吸引ろ過方式、加圧ろ過方式等を用いた製品も知られている。

また、汚染水、非飲料水をろ過し、飲料水として使用するために、逆浸透膜を用いた精製装置や、被災時用などの簡易な構成の手動ろ過装置などの製品も知られている。

しかし、生物、化学分析用で、携帯型、野外使用を目的とした製品は知られておらず、分析目的で採水等を行う場合には、採取した液体等を収容袋や容器に収集保管し、その状態のままで、ろ過、濃縮、分析のための装置等を設置した研究所等の拠点まで運搬し、そこで初めてろ過収集（濃縮）を行い、分析を行うという手段を講じていた。

このような収集分析手段は、採取した液体等の試料を運搬するための移動に時間を要することから、移動中に試料の成分が分解、変性、吸着、結合などしてしまう可能性があり、試料を収集した地点での、検体の状態を正確に反映した試料として分析を進めることが困難となる場合があり、また、費用や人手を要するものであった。

また、吸引ろ過方式、加圧ろ過方式などが使用される場合には、前記したように電動ポンプ等の圧力機器が必要となり、かつ、その動力源としてエンジンやモータが用いることになるが、試料の収集場所が狭隘な地である場合など機器を持ち込むことが困難な場合もあり、また、送電網から遠い場所では電力線を引きこむことも難しく、さらには、エンジンの排気を放出することが環境面から許容されない場合もある。

特開２００３－３２１０３０号公報 特許第３７３８２８３号公報

本発明の目的は、かかる問題点を解決するもので、圧力機器等や動力源等の機器を要することなく、検体を採取する地において容易に検体が含まれる液体から検体を濃縮することができ、その場で検体を含む試料を分析装置に供試可能な携帯型ろ過収集装置を提供することにある。

前述の目的を達成するための本発明の形態は以下のとおりである。

液密かつ容積可変であって、外部から供給される検体が含まれる液体を内部に収容し、前記液体が内部に供給されることで容積が増加し、かつ外力により容積を減少させることで前記液体が外部に放出される液体収容部と、
前記液体の供給及び放出のための流出入口部と、を有する収納容器と、
前記収納容器から放出される前記液体を通過させて排出口部から外部に液体を排出する流路と前記流路を通過する液体中の検体をろ過収集するフィルタ部とを有するろ過収集アタッチメントと、を備え、
前記収納容器と前記ろ過収集アタッチメントとが連結され、前記収納容器の前記流出入口部及び前記ろ過収集アタッチメントの前記各流路は前記フィルタ部を介して連続する液密の流路を構成する、携帯型ろ過濃縮装置であって、
前記収納容器の前記流出入口部は、
前記ろ過収集アタッチメントを螺合により液密に接続し、また、前記収納容器の栓蓋を螺合により液密に接続可能な雌雄いずれかのねじ溝が外周側に設けられ、その内部に前記流路を有し、
前記ろ過収集アタッチメントは、
前記収納容器の前記流出入口部の前記ねじ溝と相補的なねじ溝がその内周側に設けられ、その内部に前記流路を有する連結部と、該流路を通過する液体中の検体をろ過収集する前記フィルタ部と、を備える本体部と、
前記本体部に液密に嵌合され、その内部に前記流路を有し、該流路中の液体を外部に排出しかつ外部から内部にろ物処理液を注入可能な前記排出口部を有する蓋部と、
を備える、
携帯型ろ過収集装置、である。

前記フィルタ部は、重畳して配置される少なくとも２つ以上のフィルタを有する、ものであっても良い。

前記少なくとも２つ以上のフィルタは、相互にメッシュの粗さが異なる、ものであっても良い。

前記ろ過収集アタッチメントの前記蓋部の前記流路及び排出口部は、その外周側にさらに別の前記ろ過収集アタッチメントを螺合により液密に接続するための相補的なねじ溝が設けられ、少なくとも２つ以上の前記ろ過収集アタッチメントを連装している、ものであっても良い。

前記蓋部は、ヒンジにより前記本体部に連結され、前記蓋部と前記本体部とには、それぞれ相互に脱着係合可能な係止部又は被係止部のいずれかが設けられている、ものであっても良い。

前記フィルタ部の前記流路は、前記フィルタの液体透過面積を増加させるように半径方向に拡大した拡径部を有する、ものであっても良い。

前記拡径部は、前記液体を拡径方向に通過させる複数の孔からなる、ものであっても良い。

前記本体部の前記フィルタの上流側の前記流路に、前記フィルタの前記液体の透過面積が増加するように前記流路に沿って流れる前記液体の流れを拡散させ、かつフィルタ面上に乱流を生じさせる攪拌部材が設けられている、ものであっても良い。

前記攪拌部材は、前記液体を通過させる複数の孔を有する、ものであっても良い。

前記拡径部は、前記攪拌部材に設けられた前記液体を拡径方向に通過させる複数の孔からなる、ものであっても良い。

前記攪拌部材は、前記流路中の液体の流れを旋回させる羽根を有する、ものであっても良い。

前記本体部は、前記拡径部において、前記流路の外周側に設けられた支持面を備え、
前記攪拌部材は、その外周側に形成された被支持面が前記本体部の前記支持面上に脱着可能に載置されている、ものであっても良い。

前記攪拌部材は、中央に回収ろ液溜まりを有し、かつその外周部に前記本体部の前記支持面上に脱着可能に載置される被支持面が形成されたろ物回収部材と置換可能である、ものであっても良い。

本発明は前記の形態により、検体を採取する地において、圧力機器等や動力源等の機器を要することなく、人力により収納容器を収縮又は変形させて検体を含む液体を放出し、放出した液体からフィルタ部を備えるろ過収集アタッチメントにより検体を濃縮することができ、かかるフィルタから検体を回収できるようにし、もって、その場で検体を含む試料を分析装置に供試可能な、携帯型ろ過収集装置を得ることができる。

携帯型ろ過収集装置の一利用形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置の一利用形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置の一利用形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置の一利用形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置の一利用形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置の一利用形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置の一利用形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置の一利用形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置の収納容器の別の形態をそれぞれ示す斜視図（ａ）及び（ｂ） 携帯型ろ過収集装置に用いられるろ過収集アタッチメントの一形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置に用いられるろ過収集アタッチメントの一形態の一部を示す斜視図 携帯型ろ過収集装置に用いられるろ過収集アタッチメントの一形態の展開断面図 携帯型ろ過収集装置に用いられるろ過収集アタッチメントに用いられる攪拌プレートの一形態について、図１２における上流側からみた底面図（ａ）及び攪拌プレート単体の底面図（ｂ） 携帯型ろ過収集装置に用いられるろ過収集アタッチメントの一形態の断面図 携帯型ろ過収集装置に用いられるろ過収集アタッチメントと収納容器の一形態を示す断面図 携帯型ろ過収集装置に用いられるろ過収集アタッチメントの検体抽出・回収時の一形態を示す展開断面図 携帯型ろ過収集装置に用いられるろ過収集アタッチメントの検体抽出時の一形態を示す断面図 携帯型ろ過収集装置に用いられるろ過収集アタッチメントの検体回収時の一形態を示す断面図

図１～８は、携帯型ろ過収集装置の一部である液体の収納容器であるパウチ１とろ過収集アタッチメントとの利用の形態の概要を示す斜視図である。

図１に示すとおり、最初に液体の収納容器であるパウチ１の流出入口部２を施蓋する栓蓋３を捩じって外し、別の容器４に採取した検体を含む液体５を、パウチ１の流出入口部２から内部に注ぎ込む。別の容器４には、予め、分析の対象となる検体を含む液体５を採取しておく。

次いで、図２に示すとおり、内部にフィルタに相当するメンブレンフィルタ３３（後述）を収容したろ過収集アタッチメント１０を、パウチ１の流出入口部２に取り付ける。このろ過収集アタッチメント１０には、メンブレンフィルタ３３に加えて、メンブレンフィルタ３３全体を検体を含む液体５が通過し、十分に検体を収集・ろ過できるよう、検体を含む液体５が流れる際に流れを拡径方向に通過させて拡散させるとともに、メンブレンフィルタ３３上に旋回流や乱流を生じさせる攪拌部材である攪拌プレート６０（後述）が配置されている。

そして、図３に示すとおり、パウチ１を人力により圧縮して、その圧縮力により内部に収納した検体を含む液体５をろ過収集アタッチメント１０を通過させて外部に放出する。この際、ろ過収集アタッチメント１０の内部に収容されたメンブレンフィルタ３３には、ろ過収集の対象となる液体５中の検体がろ過により濃縮・蓄積される。

パウチ１中の検体を含む液体５のすべてを外部に放出した後、図４に示すとおり、ろ過収集アタッチメント１０は、パウチ１から取り外され、次工程のろ物回収作業を行うこととなる。

ろ過収集アタッチメント１０は、図５に示すとおり、上流側の本体部２０と下流側の蓋部５０とからなり、上流側の本体部２０はさらに、フィルタ部３０と連結部４０とを備えている。ここでは、本体部２０と蓋部５０とが可撓性のヒンジ２１により施蓋及び開放が可能なように連結されて、施蓋された状態を示している。

ろ物回収作業は、図６に示すとおり、先ず、本体部２０と蓋部５０とを開放し、次いで、メンブレンフィルタ３３をろ過収集アタッチメント１０の内部に保持したまま、ろ過収集アタッチメント１０の内部の攪拌プレート６０（後述）をろ物回収部材であるろ物回収プレート７０に置換する。

次に、図７に示すとおり、ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０を再び蓋部５０で施蓋した状態で、ろ過収集アタッチメント１０の液体５の外部への放出口５９から、ろ物分離又は抽出用の試薬等Ｅをスポイト８０等（ピペットと呼称されるものであっても良く、少量の液体を供給又は回収できる同種の器具であれば如何なるものであっても良い。）で注入し、メンブレンフィルタ３３に濃縮・蓄積された検体を試薬等Ｅに溶解させて分析用のろ液６としてろ物回収プレート７０の内部に貯留させる。なお、ここで、施蓋した状態では、ろ過収集アタッチメント１０の内圧が一定になり、分離用液の染み出しは生じない。

最後に、図８に示すとおり、ろ過収集アタッチメント１０の蓋部５０を開いて、ろ物回収プレート７０に貯留している分析用のろ液６をスポイト８０等で回収し、回収されたろ液６を、図示しない携帯用ＰＣＲ装置等の分析装置による分析に供する。

このようにして、本形態の携帯型ろ過収集装置は、検体を含む液体５から分析用のろ液６を回収して、分析に供することができる。以下、本形態の携帯型ろ過収集装置の詳細について、さらに説明する。

図１～４に示されるとおり、液体５の収納容器であるパウチ１は、樹脂等の液密性の柔軟材料又は可撓材料により形成され、収縮時又は折り畳み時に四つの辺を持つ略長方形体となる液体収容部である袋体から構成されている。

パウチ１の一側の短辺には、外部から供給される検体が含まれる液体５をパウチ１に受け入れ、また、人力によって与えられた外力によりパウチ１を収縮又は変形させることにより、パウチ１から外部に放出される液体５の供給及び放出のための流出入口部２が設けられている。

流出入口部２は、装置の使用時に取り外し可能な栓蓋３が螺合されて封止されており、図１の態様では栓蓋３を取り外した状態が示されている。この栓蓋３は、液体収容部の内部が使用前に汚染されることを防止するため、製造時に滅菌や殺菌、その他の清浄措置が施された後に密封された螺合状態で取り付けられ、使用時の開栓は人力による捩じりにより栓蓋３の一部を破壊させながら螺合状態を解くことにより行われる。

開栓時には、栓蓋３の一部が破壊する際に破壊音がすることや、開栓後の破壊部の亀裂を目視することで、一度開栓して汚染された可能性があるか否かを容易に判別することができるように構成されている。なお、栓蓋３の構成及その螺合状態については、飲料用のボトル等で用いられている周知の技術であるので、詳細な説明は割愛する。

パウチ１の一側の短辺に設けられた流出入口部２は概略円筒形をなしており、その内側は、パウチ１の内部に液体５を収容し又はパウチ１から放出するための液密の流路Ｆを構成するものである。

流出入口部２の外周側はパウチ１の一側の短辺と液密に連結されており、輪郭面及びその余の辺の部分が封止されており、また、パウチ１の他側の短辺及び２つの長辺も封止されている。これにより、全体として液体収容部としての袋体が構成される。

パウチ１は、２枚の樹脂材を重ね合わせて縁部を熱接着することなどにより、その周囲を密封的に接合し、同時にその一部に流出入口部２の基端を挟み巻くように密封的に接合させることで形成される。他端側の隅部は、強度を高めるために熱接着面積を大きくしている。

パウチ１の他端側は、底部を構成するように折り畳んだ一枚の樹脂材を２枚の前記樹脂材の間に重ね合わせて、縁部を熱接着することにより、スパウト付きバッグの形態とすることも可能である。

パウチ１を構成する樹脂材は、その内部に収容する液体５中に気体、液体その他モノマーなどの不純物が溶け出して、液体５中の検体の状態に影響を与えたり、回収、分析時に用いる試薬等にも悪影響を与えたりしないような材料から構成される。また、日射等を透過する樹脂材では、検体の状態に影響が与えるおそれがあるので、遮光性を持った材料が好ましい。

具体的には、樹脂材には、液体５を収容した際に袋状であり、また、液体５を放出する際に収縮又は変形するような、軟質の樹脂材が用いられており、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィンエラストマなどの樹脂からなる単体フィルム包装、多層フィルム包装などが用いられる。樹脂材の加工は、シーラント加工がされていても良いし、また、一体成型されたものであっても、ブロー成形されたものであっても良い。

さらに、遮光性を有する樹脂材として、金属箔等を積層した多層フィルムから形成されていてもよく、例えば、外層から順にポリエチレンテレフタレート／アルミニウム箔／ポリエチレンといった構造も採用することができる。

樹脂材は、前記に例示した材料や製法に限定されるものではなく、液体５を密封して膨張又は変形によって収容可能であり、かつ、収縮又は変形することによって液体５を放出することが可能な柔軟性又は可撓性を有するものであれば足りる。

パウチ１から液体５を放出するために、袋体からなる液体収容部を人力による外力によって収縮又は変形させて内容積を減少させて放出するだけでなく、パウチ１の他側の短辺側から一側の短辺に向けて、袋体を巻き上げることによって放出することも可能である。

以上の例では、収納容器が、液体収容部が袋体からなるパウチ１である場合について説明したが、液体収容部は、袋体に限定されるものではなく、人力によって与えられる外力によりその容積が増加又は減少し、容易に収納容器内に液体５を供給し又はそこから放出することができるものであれば良く、柔軟性の材料だけでなく可撓性の材料から構成されていても、また内容積を可変可能な器具等であっても良い。

図９（ａ）、（ｂ）には、収納容器の他の形態を示している。

図９（ａ）は、収納容器としてシリンジ（注射器様のピストン－シリンダ構造体）を用いた例を示す。この例においては、検体の含まれる液体５を収納容器に供給する際に、シリンジ９０のピストン９１を人力により引っ張ることにより液体５を容易に吸引することができる。また、液体５を放出する際には、ピストン９１を押し込むことにより、液体５を容易に放出することができる。なお、ろ過収集アタッチメント１０の内部の流路の上流側は、シリンジ９０の流出入口部の径に合わせて連結されている。

図９（ｂ）は、収納容器として可撓材料からなる樹脂製ボトル９２を用いた例を示す。この例においては、検体の含まれる液体５を収納容器に供給する際に、樹脂製ボトル９２に液体５を流出入口に供給して収容し、人力により樹脂製ボトルを圧迫して変形させることにより液体５を容易に放出することができる。また、液体５を供給する際には、予め人力により樹脂製ボトル９２を圧迫して変形させておき、樹脂製ボトル９２の形状の復元力によって生じる樹脂製ボトル９２の内圧の低下を利用して液体５を吸引することも可能である。

図９（ｂ）の例においては、ろ過収集アタッチメント１０の取付部のねじ溝４１（後述）を、市場で容易に入手可能なＰＥＴボトル等の注ぎ口を施蓋するための栓蓋の規格等に基づくねじ溝と相補的なものとすることにより、ＰＥＴボトルを簡易な収納容器とすることができ、検体を含む液体５の収集をより簡便に行うこともできる。

なお、本明細書において、ねじ溝とは、一般的にねじを構成する山又は溝若しくは谷を含み、ねじとして機能する構造を、ねじ溝と定義する。

図１０、図１１は、ろ過収集アタッチメント１０の詳細な形態を示した斜視図である。図１０は、攪拌プレート６０を載置する際の状態を示し、図１１は、さらにメンブレンフィルタ３３をセッティングする際の状態を示す斜視図である。

図１０、図１１に示すろ過収集アタッチメント１０は、全体及びその内部の構造のすべてが円形又は円環状に構成されていて、その本体部２０に、フィルタ部３０と連結部４０が形成され、さらに、本体部２０に施蓋される蓋部５０を備えている。

上流側から順に連結部４０、フィルタ部３０、蓋部５０の順に連なるように配置され、これらを貫通して液密の流路Ｆ（後述）が構成されており、ろ過収集アタッチメント１０の連結部４０を介して接続された収納容器の流出入口部２から放出された液体５が、前述の順序で連結部４０、フィルタ部３０、蓋部５０を通過して外部に放出される。

フィルタ部３０には、上流側に攪拌プレート６０が配置され、その上にメンブレンフィルタ３３が配置されている。

図１２は、ろ過収集アタッチメント１０の断面図であって、蓋部５０と本体部２０とを分離開放し、水平に位置するように配置した状態、すなわち展開した状態を示している。図１３（ａ）は、図１２において上流側からみた底面図であり、同図（ｂ）は、同様に、攪拌プレート６０単体の底面図である。図１４は、各部品を組み付けて蓋部５０を本体部２０に施蓋した時の状態を示す断面図である。図１５は、ろ過収集アタッチメント１０と液体収納容器の流出入口部２の断面図であって、ろ過収集アタッチメント１０と液体収納容器であるパウチ１とを連結する前の状態を示している。

以下、図１０～１５を参照して、ろ過収集アタッチメント１０の態様を詳しく説明すると、ろ過収集アタッチメント１０は、前述したとおり、蓋部５０と本体部２０とからなり、両者はヒンジ２１によって連結されている。ヒンジ２１は本体部２０のフィルタ部３０の外周壁３４と蓋部５０の大径円筒部５２の外周面との間に接続されており、樹脂製の帯状体からなる。

帯状のヒンジ２１は、柔軟性又は可撓性の材料、例えば樹脂等から形成されており、初期形状とばね弾性を有しており、本体部２０と蓋部５０とを離間させる時に、ばね弾性により容易に離間させることができ、離間された後は、その初期形状を維持し、本体部２０と蓋部５０とを接続する時に両者の嵌合のための位置決めを容易にするよう、両者の位置関係を保持するよう紐付けられている。

なお、この帯状のヒンジ２１の代わりに別の接続具を用いることや、本体部２０と蓋部５０とを外した時に特に接続具を用いない形態を採用することも可能である。しかし、完全に分離されて別体となると、接続時の取り扱いが煩雑となったり、いずれか一方を紛失したりすることもあり得るので、何らかの接続具、例えば金属製のヒンジ２１やチェーンなどを設けることが好ましく、前述の形態の樹脂製の帯状のヒンジ２１を用いることがさらに好ましい。

ろ過収集アタッチメント１０には、収納容器の流出入口部２から放出された液体５を受け入れ、フィルタ部３０を通過して、蓋部５０から外部に放出することが可能なように、液体５が通過する流路Ｆが形成されている。

ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０の連結部４０は、液体５が通過する流路Ｆを形成する貫通孔４２を有し、その内周に収納容器の流出入口部２の外周に設けられたねじ溝７と相補的なねじ溝４１が設けられ、そのねじ溝４１を収納容器の流出入口部２のねじ溝７と液密に螺合させることにより、ろ過収集アタッチメント１０と収納容器とが、液体５が通過する流路Ｆも含めて一体的に連結されるものである。なお、このとき、図１５の破線で示すとおり、連結部４０の先端と流出入口部２の先端とは相互に当接する如く、連結部４０に窪み４３を設けるとともに、流出入口部２には鍔８が設けられている。

ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０のフィルタ部３０は、連結部４０及び後述の蓋部５０の両者の貫通孔４２、５４の径よりも大径で、流れ方向に一定の長さを有する略短筒形のろ過室Ｃを有している。このろ過室Ｃには、攪拌プレート６０とメンブレンフィルタ３３が収容されている。

ろ過収集アタッチメント１０の蓋部５０は、ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０のフィルタ部３０を覆う大径円筒部５２と、液体５が通過する流路Ｆを形成する筒状部５３とを有し、筒状部５３の内側には外部に通じる貫通孔５４が形成されており、筒状部５３の上流側に位置する底部５５には、液体５がフィルタ部３０から流出する際に通過する多数の小穴からなる流入孔５６が形成されている。なお、この流入孔５６は、例えば、丸穴の集合体であっても良いし、格子穴、六角穴、スリット孔等の様々な形状や穴の集合体からなる流入孔５６であっても良い。さらに、それらの多種の態様の穴やとスリット孔との組み合わせも任意に設計して差し支えない。例えば、流入孔５６の大部分は穴からなるが、周辺領域は半径方向を向くスリットにするとか、半径方向を向く断続するスリット孔を円周方向に並べても良いし、円周方向を向く断続するスリットを半径方向において多重に配置することなども可能である。要は、すべて同じ形状、径、長さ等のものであっても良いし、異なる形状、径、長さ等のものを適宜組み合わせたものを用いても良い。液体５が適切に通過し、検査目的に応じて、メンブレンフィルタ３３のほぼ全体又は一部に液体が行きわたり、必要な検体等を適切に捕獲・回収できれば足りるものであり、様々な流入孔５６の態様が想定される。

ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０のフィルタ部３０は、その外周に形成された円環状のリング溝にシールリング３１（例、Ｏリング等）が嵌め込まれており、ろ過収集アタッチメント１０の蓋部５０の大径円筒部５２が、ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０のフィルタ部３０を覆った時に、両者により圧縮されてその弾性力により両者の間に円環状に生じる隙間を封止している。

蓋部５０の筒状部５３の外周には、次段のろ過収集アタッチメント１０を連装して多段型のろ過収集アタッチメント１０を構成することが可能となるように、次段のろ過収集アタッチメント１０の連結部４０の内周のねじ溝４１と液密に螺合させることができる、それと相補的なねじ溝５１が設けられている。両ねじ溝４１、５１を液密に螺合させることにより、例えば２段のろ過収集アタッチメント１０を一体的に連結することができる。なお、連装する段数は任意に設定可能である。

ここで、ろ過収集アタッチメント１０も、収納容器と同様に、収納容器内に含まれる物質が不純物により汚染されることを防ぐために、製造時にすべて滅菌や殺菌、その他清浄したものが使用される。

蓋部５０を本体部２０に施蓋した状態では、ヒンジ２１が湾曲して両者を接続した状態になる。ヒンジ２１の弾性力は、蓋部５０と本体部２０とを引き離す方向に作用するが、ろ過収集アタッチメント１０の蓋部５０の大径円筒部５２と、ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０のフィルタ部３０との間に、圧縮されたシールリング３１が介在することで生じる摩擦力と、後述する蓋部５０を本体部２０に固定する蓋部５０の爪部５７と本体部２０のフィルタ部３０の突起３２との係合により、両部が固定的に配置されることとなる。

なお、蓋部５０は図示の形態のみならず、例えば、図９に示すような、補強用のリブ９３を設けたものなど、前述した説明と相反するものでない限り、外形の形状も任意のもので差し支えない。

ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０には、その上流側に、外周側が板状の環状の台座部２２が形成され、内周側に流路Ｆを構成する開口を有する上流側に延びる短ボス部２３が形成されている。短ボス部２３は、連結部４０の流路Ｆを構成する貫通孔４２内に僅かに進入する形態に構成されている。

さらに、台座部２２の外周側には、メンブレンフィルタ３３を後述する攪拌プレート６０のリブ６３とともに支持し、メンブレンフィルタ３３を蓋部５０に設けられた環状の幅広の突出部２４’との間で挟持する幅狭の環状の突出部２４を備えている。

突出部２４のさらに外周側には、本体部２０のフィルタ部３０の環状の外周壁３４が形成されており、その外周壁３４の外周側と蓋部５０の大径円筒部５２の内周壁との間に、前述したシールリング３１が圧縮されて配置されている。

攪拌プレート６０は、その上流側に位置する部分において、短筒部６２を有しており、短筒部６２は、ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０の短ボス部２３と同様に、流路Ｆの上流側に延びて連結部４０の流路Ｆを構成する貫通孔４２内に進入している。このとき、短筒部６２は短ボス部２３に遊嵌している状態となる。

攪拌プレート６０の短筒部６２の外周側には被支持面６１が形成されており、被支持面６１を本体部２０の支持面である台座部２２に脱着可能に当接させることにより本体部２０に載置されている。

攪拌プレート６０の短筒部６２は、さらに、その内周側に短筒部６２の上流端部に連続し、その中央部において下流側に最も突出する略ロート形状の流入部６４を備えている。この流入部６４は、略ロート形状の壁面に上流から下流に向けて通過する液体５の流れを半径方向外方すなわち拡径方向に導くように配向付けられた多数の小穴６５から構成されている。
小穴６５の径は、すべて同じであっても良いが、液体の流れ方に応じて異なる径のものを設けても良い。メンブレンフィルタ３３の全面でまんべんなくろ過できるように適宜の穴径を採用することができる。

さらに、略ロート形状の流入部６４の上流側面には、特に図１３に詳しく示されたとおり、さらに上流側に向けて突設された羽根部６６（図１２、１４、１５ではハッチング部分にて示す。）が円周上で等間隔となるように４枚形成されており、上流側から攪拌プレート６０に流入する液体５の流れを一方向の旋回流を発生させるように構成されている。この羽根部６６は任意の枚数や形状のものを採用することができ、旋回流を発生させる構造のものであれば如何なるものであっても良く、旋回方向が限定されるものでもない。また、典型的な羽根の形状でなくとも、旋回流を発生させるように液体の流れを導く構造であれば、如何なるものであっても本明細書における羽根と定義される。
なお、小穴６５は、羽根部６６の部分に設けられても良いことは勿論のことである。

他方、攪拌プレート６０の下流側に位置する部分においては、全面が下流に向って徐々に拡径する略円錐台形の環状の側壁６７が形成されており、その側壁６７上に、流路Ｆの中心軸廻りに見て等間隔に配置された放射状に延びる短寸のリブ６３が形成されている。

このリブ６３は、下流側の縁部が同一平面上に位置するように形成され、ろ過収集アタッチメント１０の蓋部５０との間でメンブレンフィルタ３３を挟持するものである。このリブ６３により、メンブレンフィルタ３３の上流側面が概ね全面において、流路Ｆの方向に対してほぼ直交する平面上に保持されることになる。なお、メンブレンフィルタ３３は、必要に応じて僅かな遊びを有するように挟持しても良い。

この攪拌プレート６０により、収納容器であるパウチ１の流出入口部２から放出され、ろ過収集アタッチメント１０の連結部４０の流路Ｆを流れる検体を含む液体５が、乱流や旋回流を伴いながら、大径のメンブレンフィルタ３３上の液体透過面全体に広がり、メンブレンフィルタ３３の全面を用いて効率良くまた一様に検体を捕獲して、下流に通過する液体５の流れをスムーズにすることができる。

蓋部５０の内側に設けられた流体が通過する流路Ｆを形成する筒状部５３は、その上流側に位置する底部５５の反対面に、概ねメンブレンフィルタ３３の上流側の面の全面を覆う支持面５８を備えている。その支持面５８には、メンブレンフィルタ３３を通過した液体５が円滑に排出口部に導入されるよう、その外周側には半径方向内方に液体５を導く溝が形成され、また、その内側には多数の液体通過用の小穴からなる流入孔５６が形成されている。

蓋部５０の内側の筒状部５３の外周側には、メンブレンフィルタ３３を本体部２０のフィルタ部３０に設けられた前述の幅広の環状の突出部２４’が形成されている。

使用時には流路Ｆ内を液体５が上流側から下流側に流れるので、その流れによりメンブレンフィルタ３３が下流側に押し付けられることとなり、蓋部５０の筒状部５３の底部５５の支持面５８に密着されるように構成されている。本体部２０のフィルタ部３０と蓋部５０の大径円筒部５２との接続を解いて本体部２０と蓋部５０とを脱離させると、支持面５８に密着されたメンブレンフィルタ３３を外部から取り出すことができるようになる。

本体部２０のフィルタ部３０と蓋部５０の大径円筒部５２とをシールリング３１を介して嵌着し、施蓋した状態とした時には、図１１などに示されるとおり、両者が確実に固定されるよう、本体部２０のフィルタ部３０の外周壁３４の外周面に被係止部である突起３２が円周上に一定間隔で設けられ、蓋部５０の大径円筒部５２には径止部である弾性を有する爪部５７が、本体部２０のフィルタ部３０の突起３２と対応する位置に設けられている。このことにより、本体部２０と蓋部５０とは脱着係合可能に固定される。なお、突起３２は爪部５７が係合するものであれば良いので、一定間隔で設けても良く、また、フィルタ部３０の外周壁３４の外周面に延接される環状の突起３２であっても良い。また、係止部と被係止部との関係を逆にしても良い。いずれにせよ、両者が固定しまた容易に分離できれば良いので、そのような機能を持つものであれば、突起３２と爪部５７の組み合わせ以外の如何なる固着具を用いても差し支えない。

メンブレンフィルタ３３は、目的とする収集物を捕獲できるものであれば如何なるものでも良く、また、複数の収集物を対象とする場合や、捕獲効率を高める場合など種々の目的に応じて、複数枚のメンブレンフィルタ３３を重畳させて配置することも可能である。

また、メンブレンフィルタ３３の典型例として、ろ紙を用いることができる。ろ紙は、セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素系樹脂などのメンブレン、紙、ガラス繊維等、収集対象に適した素材を任意に選択することが可能である。

メンブレンは、適宜のメッシュの粗さのものを用いることができ、複数枚のメンブレンフィルタ３３を用いた時に、粗さが同じものであっても、異なるものであっても良い。

また、ろ紙のポアサイズや、繊維密度は、収集対象に適した素材の選択が可能で、例えば細胞、核酸収集であればポアサイズを１０μｍ未満などにすることが好ましい。

ろ過収集アタッチメント１０を多段に連装する場合には、各段のろ過収集アタッチメント１０は、各段毎に異なる収集物を捕獲するものであっても良いし、また、同じ収集物を捕獲するものであっても良く、その組み合わせは任意である。例えば、上流側のろ過収集アタッチメント１０で大きさが大である収集する必要のないゴミや夾雑物をフィルタリングし、下流のろ過収集アタッチメント１０で、ろ過収集の対象とする検体を捕獲することができる。また、多段階に目の粗さを下流に向かって順に細かく設定することなどにより、収集物の大きさによってろ過収集対象物を同時に選択して収集することも可能である。

例えば、上流側から１段目を粗ろ過を目的とした１０μｍのポアサイズのメンブレンフィルタ３３とし、２段目（最終）を、細胞、核酸、ウィルス等より小さな収集物を目的とした精密ろ過が可能な１０μｍ未満のポアサイズのメンブレンフィルタ３３を装着することもできる。

この例では、多段化したことにより、収集を意図しない大きいサイズのごみ物質を段階的にトラップすることにより、最終段のメンブレンフィルタ３３の目詰まりを抑制し、より弱い液体５の流れでも目的とした微小物質の収集が可能となる。このことは、パウチ１その他の収納容器を手動で収縮又は変形させる際に、大きな力を必要としないというメリットが生じる。

図１６は、ろ過収集アタッチメント１０とろ物回収プレート７０の断面図であって、組み付け前の状態を示している。

図の状態は、ろ過収集アタッチメント１０の蓋部５０を本体部２０から分離した状態とろ物回収プレート７０を示す。図に示す通り、メンブレンフィルタ３３は、検体のろ過収集時に流路Ｆ内を液体５が上流側から下流側に流れるので、その流れによりメンブレンフィルタ３３が下流側に押し付けられて、蓋部５０の筒状部５３の底部５５の反対面の支持面５８に密着されたままとなっている。

この段階で、ろ過収集アタッチメント１０は、前述したとおり、その攪拌プレート６０を外して、代わりにろ物回収プレート７０に置換される。

ろ物回収プレート７０は、攪拌プレート６０の被支持面６１と共通の構成部分を有しており、攪拌プレート６０と同様に、その下流側に位置する部分においては、全面が下流に向って徐々に拡径する略円錐形の環状の側壁７１が形成されており、その側壁７１上に、流路Ｆの中心軸廻りに見て等間隔に配置された放射状に延びる短寸のリブ７２が形成される。

他方、略円錐形の環状の側壁７１の内周側は、その頂部が流路Ｆの上流側に延びて連結部４０の流路Ｆを構成する貫通孔４２内に進入している円錐形の回収ろ液溜まり７３を備えている。このとき、回収ろ液溜まり７３は、ろ過収集アタッチメント１０の本体部２０の短ボス部２３の内周側に位置することとなる。攪拌プレート６０とは異なり、回収ろ液溜まり７３は抽出液６（図１８参照）を回収するために液密とされている。

ろ過収集アタッチメント１０は、攪拌プレート６０を外して、ろ物回収プレート７０と置換された後、再び、メンブレンフィルタ３３を付けたまま蓋部５０が本体部２０に施蓋される。

図１７に、攪拌プレート６０をろ物回収プレート７０に置換した後のろ過収集アタッチメント１０の断面図を示す。

ろ物の分離又は抽出は、蓋部５０の貫通孔５４の外部への出口を鉛直方向上方に位置させ、貫通孔５４内にろ物分離又は抽出用の試薬をスポイト８０等で注入し、メンブレンフィルタ３３に収集された検体を試薬を溶媒等として流し落とし、ろ物回収プレート７０の回収ろ液溜まり７３に抽出液６として貯留させる。

図１８に、ろ物を分離又は抽出した後に、ろ過収集アタッチメント１０の蓋部５０と本体部２０とを再度分離した状態の断面図を示している。

十分な時間を経過してメンブレンフィルタ３３に収集された検体が試薬とともに回収ろ液溜まり７３に抽出液６として溜まりきったら、再度、蓋部５０材を本体部２０からゆっくり外し、回収ろ液溜まり７３に溜まっている抽出液６をスポイト８０等で吸入して回収する。

これにより、目的とする収集物が濃縮されたろ液としての液体を取得することができる。このろ液は、スポイト８０に吸入したまま、又は別の容器に移され、携帯用ＰＣＲ装置や移動可能な車両に搭載したＰＣＲ装置その他の解析・分析装置により、その場、又は、近隣で迅速に解析・分析することに供される。

ろ過収集アタッチメント１０は、一体成型樹脂で形成されることが望ましい。耐薬品性等を考慮すると、ポリプロピレン樹脂製のものが、弾性を必要とするヒンジ２１も含めて全体を一体で形成できるので、コスト面でも好適である。もちろん、その他の材料を用いることも可能であり、例えば、ポリカーボネート、硬質ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂や金属その他の材料であっても差し支えない。

以上の説明においては、攪拌プレート６０及びろ物回収プレート７０を用いた例を説明したが、本発明は、そのような構成のみならず、両プレート６０、７０のいずれか一方又は両方を用いないことも可能である。
例えば、攪拌プレート６０を配置する部分にシリコンゴム製のガスケット等環状のシール材を代替配置してメンブレンフィルタ３３を固定することも可能である。この場合、環状のシール材の中央穴の内径を絞ることによって流路を制限し、かつろ液６や試薬液等Ｅ等の漏洩も防ぐことが可能である。

さらに、例えば、ろ物回収プレート７０を用いずに、メンブレンフィルタ３３でろ過した後、蓋部５０を開放させることなく、放出口５９に栓蓋を螺合させるなどして放出口５９を塞ぎ、連結部４０の貫通孔４２側からスポイト８０で試薬等Ｅをメンブレンフィルタ３３が浸らない程度にまで注ぎ、あるいは、メンブレンフィルタ３３が浸る程度にまで注ぎ、メンブレンフィルタ３３上又はメンブレンフィルタ３３中に残存する抽出液をスポイト８０で吸い込んで回収することも可能である。さらに、試薬液等Ｅの量を調整して、大凡メンブレンフィルタ３３のみが十分に試薬液等Ｅに浸るようにさせ、メンブレンフィルタ３３上から抽出液を回収することも可能である。

本発明のろ物の分離又は抽出は、スワブ法（拭き取り、溶液に抽出して分離する方法）により行っても良い。この方法は、メンブレンフィルタ３３に捕獲された収集物をスワブ（綿棒等）で直接拭き取り、容器（ＰＣＲチューブ等）に予め入れておいた溶媒等にスワブ（綿棒等）を浸して、攪拌し、スワブに付着した収集物を溶媒に溶かして、阻害物や夾雑物を沈殿により分離し、上清を抽出液として反応に供する方法である。本発明の携帯型ろ過収集装置とスワブ法を組合せることにより、極めて簡単に、人力のみで、現場において反応の前処理を行うことができる。いずれにせよ、メンブレンフィルタ３３に捕獲された収集物を具体的に採取する手法は、上述のものに限らず任意のものを用いることができる。

本例を実際に使用した一例を以下に示す。

パウチ１（容量８００ｍＬ、幅１５０ｍｍ＊高さ２４０ｍｍ）を作製し、パウチ１の流出入口部２の栓蓋３を取り、パウチ１の流出入口部２からビーカーで検体入りの水（風呂の残り湯）を注ぎ込んだ。

ついでパウチ１の流出入口部２にメンブレンフィルタ３３（ろ紙）付きのろ過収集アタッチメント１０をねじ込んで装着した。

ここで使用したメンブレンフィルタ３３（ろ紙）は、Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ製のポアサイズ０．４５μｍのものである。また、ろ過収集アタッチメント１０は１段のものである。

実際に、パウチ１中の水を、パウチ１を端部から人力で丸めるようにして絞り、収集対象であるレジオネラ属菌を捕獲するメンブレンフィルタ３３（ろ紙）を経由させて排水させた。

メンブレンフィルタ３３（ろ紙）付きろ過収集アタッチメント１０の蓋部５０を外し、メンブレンフィルタ３３（ろ紙）を取り出して、別容器に保存した。そのまま保存する場合は、パウチ１の流出入口部２からメンブレンフィルタ３３（ろ紙）のないろ過収集アタッチメント１０を外し、パウチ１に空気を注入し、再び手動で絞って余剰の水分を絞り出しておいてもよい。

メンブレンフィルタ３３（ろ紙）から回収されたろ液をバッファーに分液し、分析装置（リアルタイムＰＣＲ）で測定し、レジオネラ属菌の存在の有無を確認した。

このようにして、極めて簡単に、人力のみで、現場においてレジオネラ属菌を対象としたろ過収集を行うことができ、分析・解析を行うことができた。

以上、本発明の携帯型ろ過収集装置について詳細に説明したが、本発明の範囲は、前記した具体的な形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の範囲に属するものである限り、如何なる形態であっても本発明に含まれるものである。

Ｆ 流路
１ パウチ（収納容器）
２ 流出入口部
３ 栓蓋
４ 容器
５ 液体
６ ろ液
７ ねじ溝
８ 鍔
１０ ろ過収集アタッチメント
２０ 本体部
２１ ヒンジ
２２（２２’） 台座部（背面側）
２３ 短ボス部
２４、２４’ 突出部
３０ フィルタ部
３１ シールリング
３２ 突起
３３ メンブレンフィルタ
３４ 外周壁
Ｃ ろ過室
４０ 連結部
４１ ねじ溝
４２ 貫通孔
４３ 窪み
５０ 蓋部
５１ ねじ溝
５２ 大径円筒部
５３ 筒状部
５４ 貫通孔
５５ 底部
５６ 流入孔
５７ 爪部
５８ 支持面
５９ 放出口
６０ 攪拌プレート
６１ 支持面
６２ 短筒部
６３ リブ
６４ 流入部
６５ 小穴
６６ 羽根部
６７（６７’） 側壁（背面側）
Ｅ 試薬等
７０ ろ物回収プレート
７１ 側壁
７２ リブ
７３ 回収ろ液溜まり
８０ スポイト
９０ シリンジ
９１ ピストン
９２ 樹脂製ボトル
９３ リブ

Claims (13)

1. 液密かつ容積可変であって、外部から供給される検体が含まれる液体を内部に収容し、前記液体が内部に供給されることで容積が増加し、かつ外力により容積を減少させることで前記液体が外部に放出される液体収容部と、
   前記液体の供給及び放出のための流出入口部と、を有する収納容器と、
   前記収納容器から放出される前記液体を通過させて排出口部から外部に液体を排出する流路と前記流路を通過する液体中の検体をろ過収集するフィルタ部とを有するろ過収集アタッチメントと、を備え、
   前記収納容器と前記ろ過収集アタッチメントとが連結され、前記収納容器の前記流出入口部及び前記ろ過収集アタッチメントの前記各流路は前記フィルタ部を介して連続する液密の流路を構成する、携帯型ろ過濃縮装置であって、
   前記収納容器の前記流出入口部は、
   前記ろ過収集アタッチメントを螺合により液密に接続し、また、前記収納容器の栓蓋を螺合により液密に接続可能な雌雄いずれかのねじ溝が外周側に設けられ、その内部に前記流路を有し、
   前記ろ過収集アタッチメントは、
   前記収納容器の前記流出入口部の前記ねじ溝と相補的なねじ溝がその内周側に設けられ、その内部に前記流路を有する連結部と、該流路を通過する液体中の検体をろ過収集する前記フィルタ部と、を備える本体部と、
   前記本体部に液密に嵌合され、その内部に前記流路を有し、該流路中の液体を外部に排出しかつ外部から内部にろ物処理液を注入可能な前記排出口部を有する蓋部と、
   を備える、
   携帯型ろ過収集装置。
2. 前記フィルタ部は、重畳して配置される少なくとも２つ以上のフィルタを有する、請求項１に記載の携帯型ろ過収集装置。
3. 前記少なくとも２つ以上のフィルタは、相互にメッシュの粗さが異なるものである、請求項２に記載の携帯型ろ過収集装置
4. 前記ろ過収集アタッチメントの前記蓋部の前記流路及び排出口部は、その外周側にさらに別の前記ろ過収集アタッチメントを螺合により液密に接続するための相補的なねじ溝が設けられ、少なくとも２つ以上の前記ろ過収集アタッチメントを連装している、請求項１～３のいずれか１項に記載の携帯型ろ過収集装置。
5. 前記蓋部は、ヒンジにより前記本体部に連結され、前記蓋部と前記本体部とには、それぞれ相互に脱着係合可能な係止部又は被係止部のいずれかが設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の携帯型ろ過収集装置。
6. 前記フィルタ部の前記流路は、前記フィルタの液体透過面積を増加させるように半径方向に拡大した拡径部を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の携帯型ろ過収集装置。
7. 前記拡径部は、前記液体を拡径方向に通過させる複数の孔からなる、請求項６に記載の携帯型ろ過収集装置。
8. 前記本体部の前記フィルタの上流側の前記流路に、前記フィルタの前記液体の透過面積が増加するように前記流路に沿って流れる前記液体の流れを拡散させ、かつフィルタ面上に乱流を生じさせる攪拌部材が設けられている、請求項６又は７に記載の携帯型ろ過収集装置。
9. 前記攪拌部材は、前記液体を通過させる複数の孔を有する、請求項８に記載の携帯型ろ過収集装置。
10. 前記拡径部は、前記攪拌部材に設けられた前記液体を拡径方向に通過させる複数の孔からなる、請求項８に記載の携帯型ろ過収集装置。
11. 前記攪拌部材は、前記流路中の液体の流れを旋回させる羽根を有する、請求項８～１０のいずれか１項に記載の携帯型ろ過収集装置。
12. 前記本体部は、前記拡径部において、前記流路の外周側に設けられた支持面を備え、
    前記攪拌部材は、その外周側に形成された被支持面が前記本体部の前記支持面上に脱着可能に載置されている、請求項８～１１のいずれか１項に記載の携帯型ろ過収集装置。
13. 前記攪拌部材は、中央に回収ろ液溜まりを有し、かつその外周部に前記本体部の前記支持面上に脱着可能に載置される被支持面が形成されたろ物回収部材と置換可能である、請求項１２に記載の携帯型ろ過収集装置。

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