JP7230338B2 - シリカ粉体収納パッケージ - Google Patents
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Description
しかしながら、液状試料中の吸着成分が吸着したシリカ粉体は、粘土状或いはスラリー状の性状となることが多い。また、この種の用途に用いられているマイクロチューブ等の容器は、底部側の先端が細くなっているものが多い。そのため、液状試料中の吸着成分が吸着したシリカ粉体は、容器の底部側に固着され易く、容器を逆さまにしても、液状試料を取り出すのが困難な場合がある。
上記[1]に記載のシリカ粉体収納パッケージは、内部にシリカ粉体を収納しうるとともに一端側が開口し他端側が閉塞した有底容器を少なくとも備え、前記有底容器は、中空円筒状の筒状部と、前記筒状部に連設され前記筒状部の前記他端側を塞ぐ底部とを有し、前記筒状部の円筒中心線に沿って切断した前記有底容器の縦断面において、前記他端側になるにつれて前記有底容器の内法の幅寸法が狭くなり始める絞り開始点と、前記円筒中心線と前記底部の内壁面との交点である底点と、を結ぶ仮想の直線を、傾斜基準線としたとき、前記縦断面において、前記底部の内壁面が前記他端側に向かって凸となる湾曲形状を有すると共に、前記筒状部の内壁面に対する前記傾斜基準線の傾斜角度が、90°より大きく、180°未満である、シリカ粉体収納パッケージとすることもできる。
上記[2]に記載のシリカ粉体収納パッケージは、内部にシリカ粉体を収納しうるとともに一端側が開口し他端側が閉塞した有底容器を少なくとも備え、前記有底容器は、中空円筒状の筒状部と、前記筒状部の前記他端側に連設され前記他端側になるにつれて内壁面が縮径するテーパ部と、前記テーパ部の前記他端側に連設され前記テーパ部を塞ぐ底部とを有し、前記筒状部の円筒中心線に沿って切断した有底容器の縦断面において、前記他端側になるにつれて前記有底容器の内法の幅寸法が狭くなり始める絞り開始点と、前記円筒中心線と前記底部の内壁面との交点である底点と、を結ぶ仮想の直線を、傾斜基準線としたとき、前記縦断面において、前記筒状部の内壁面に対する前記傾斜基準線の傾斜角度が、90°より大きく、170°以下である、シリカ粉体収納パッケージとすることもできる。
[4]前記シリカ粉体は、細孔径2~50nmのメソ孔を有するメソポーラスシリカからなることを特徴とする、[1]~[3]のいずれか一項に記載のシリカ粉体収納パッケージ。
[5]前記有底容器は、キャップレス有底容器であり、前記開口部には、前記キャップレス有底容器の内部空間を密閉或いは密封するシール材が設けられていることを特徴とする、[1]~[4]のいずれか一項に記載のシリカ粉体収納パッケージ。
<シリカ粉体収納パッケージ>
図1は、本実施形態のシリカ粉体収納パッケージ100を模式的に示す縦断面図である。ここで、縦断面とは、後述の有底容器21の筒状部22の円筒中心線CL(以下、単に「中心線」ともいう)に沿って有底容器21等を半分に切断した場合の断面である。なお、図1では、図が煩雑にならないように断面を示すハッチは省略している。
シリカ粉体収納パッケージ100は、キャップレスタイプの有底容器21と、この有底容器21内に収納されたシリカ粉体PSとを少なくとも備える。以下、各構成要素について詳述する。
ここで用いるシリカ粉体としては、天然石英やゼオライト等の結晶性シリカ、シリカゲルやメソポーラスシリカ等の非結晶性シリカ等が挙げられるが、その種類は特に限定されない。例えば生体物質や化学物質の吸脱着等の観点からは、ゼオライト、シリカゲル、メソポーラスシリカ等の、細孔を有する多孔質シリカが好ましく、メソポーラスシリカがより好ましい。なお、本明細書において、メソポーラスシリカとは、細孔径が通常2~50nm、好ましくは3~20nmの細孔(メソ孔)を有する多孔質シリカを意味する。ここで、細孔を有する多孔質シリカの細孔径のサイズは、要求性能に応じて適宜設定することができる。
図1を参照して本実施形態の有底容器21の形状について詳しく説明する。
本実施形態で用いる有底容器21は、一端側(図1中で上方)が開口し他端側(図1中で下方)が閉塞した容器からなる。そして、この有底容器21の開口部21aには、シール材31が設けられている。
底部23は、縦断面において、下方に凸となる湾曲形状をしている。この湾曲形状は、図1に示す例では真円の円弧形状をしているが、この形状に限定されるものではなく、例えば、楕円の円弧形状、又は、真円或いは楕円の略円弧形状でもよい。
絞り開始点Aは、有底容器21の内径が底部側(他端側)になるにつれ小径化し始める点であり、縦断面において、底部側(他端側)になるにつれて有底容器21の内法の幅寸法W(中心線CLと直交する寸法)が狭くなり始める点である。他の言い方をすると、縦断面において、筒状部内壁面22inを底部側に延長した仮想の直線が底部内壁面23inと交差する点である。
底点Bは、縦断面において、中心線CLと、底部内壁面23inとが交差する点である。
しかしながら、本発明者らは、上述した傾斜角度θを90°より大きく、180°未満とすることにより、有底容器21を逆さまにしてこの有底容器21スラリーを排出したときに、シリカ粉体PSが底部23に残留しにくくなることを見出した。
図2は、有底容器21の底部23側の模式的な縦断面図であって、異なる傾斜角度θの底部内壁面23inをあわせて示す図である。図2では、便宜的に、シリカ粉体PSを省略し、有底容器21の内壁面だけを示す。
そこで、傾斜角度θが90°よりも大きく、180°未満である形状の有底容器21を用いれば、シリカ粉体PSの詰まり等が生じ難にくく、シリカ粉体PSの全量を容易に取り出すことができる。
また、有底容器21を構成する材料としては、好ましく透明乃至半透明の樹脂が用いられ、より具体的にはポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、PET等のポリエステル系樹脂が好ましく用いられる。
本実施形態において、有底容器21の容量V(mL)に対するシリカ粉体PSの充填量を調整することにより、上述した固液分離の際の取扱性が高められている。ここでは、シリカ粉体の充填量W(g)が、有底容器21の容量V(mL)に対して、W(g)/V(mL)≦0.6(g/mL)とすることが好ましい。そのため、生体液や薬液等の液状試料を有底容器21内に注入し液状試料中の成分の少なくとも一部を選択的にシリカ粉体に吸着させ、液状物及びシリカ粉体が固液分離したスラリーを調製して、液状物及びシリカ粉体を分離回収するにあたり、シリカ粉体の充填量Wが上記範囲内であると、適切な固液分離状態が得られ易い傾向にある。一方、上記範囲外であると、比較的に少量の液状試料を注入する場合には、シリカ粉体がパウダー状のまま、或いはほとんど固形状(粘土状)のスラリーが得られる程度で、液状物及びシリカ粉体の分離回収を行うことが困難な場合がある。これを回避するには過剰量の液状試料を注入すればよいが、その場合には、より多くの液状試料が必要とされ、また容量Vが比較的に大きな有底容器21を用いる必要があり、不経済になる。上記のなかでも、シリカ粉体の充填量W(g)は、W(g)/V(mL)≦0.4(g/mL)が好ましく、W(g)/V(mL)≦0.3(g/mL)がより好ましい。なお、有底容器21の容量Vに対するシリカ粉体の充填量Wの下限は、特に限定されないが、定量的な検査項目がある場合には充填量Wが多い方が好ましく、かかる観点から、0.01(g/mL)≦W(g)/V(mL)であり、より好ましくは0.05(g/mL)≦W(g)/V(mL)である。
<シリカ粉体収納パッケージ>
図3は、本実施形態のシリカ粉体収納パッケージ200を模式的に示す縦断面図である。ここで、縦断面とは、後述の有底容器121の筒状部22の中心線CLに沿って有底容器121等を半分に切断した場合の断面である。なお、図3では、図が煩雑にならないように断面を示すハッチは省略している。また、上述した第1実施形態と同様の構成については、図3において同一の符号を付してその説明を省略する。
シリカ粉体収納パッケージ200は、前述したシリカ粉体収納パッケージ100(図1参照)に対して、有底容器121の構成が有底容器21と異なるだけであるので、有底容器121の構成について説明し、その他の点については説明を省略する。
有底容器121は、一端側(図1中で上方)が開口し他端側(図1中で下方)が閉塞した合成樹脂製のキャップレスタイプのマイクロチューブからなる。そして、この有底容器121の開口部121aにはシール材31が設けられている。
絞り開始点Aは、図1に示す有底容器21の絞り開始点Aと同じく、縦断面において、底部側(他端側)になるにつれて有底容器21の内法の幅寸法Wが狭くなり始める点であるが、本実施形態では、筒状部内壁面22inとテーパ内壁面123inとの境界点でもある。
底部内壁面124inは、中心線CLの延在方向に向く円形の平坦面であり、縦断面においては幅方向に直線的に延在する。底部内壁面124inは、この形状に限定されるものではなく、例えば、縦断面において、楕円の円弧形状、又は、真円或いは楕円の略円弧形状でもよい。
一方、第1実施形態と同様の理由により、傾斜角度θは90°以上であるが、傾斜角度θが90°に近くなると、有底容器のテーパ部、特に絞り開始点付近におけるシリカ粉体PSの詰まりが発生しやすくなる傾向があるために、傾斜角度θは100°以上であることが好ましく、110°以上であることがさらに好ましい。
図1に示すような丸底形状のポリプロピレン製の有底容器21(傾斜角度θは139°)に、10mgのシリカ粉体を充填し、表1に示すようにエタノール濃度を変えたエタノール水溶液を、それぞれ液状試料として、各有底容器に1mL注入した。なお、各エタノール水溶液の表面張力は表1に示した通りであり、該表面張力は文献値を参照したものである。そして、有底容器をボルテックスミキサにより1500rpmで30秒間攪拌することで、有底容器内でスラリーをそれぞれ調製した。その後、有底容器をゆっくりとひっくり返して内部のスラリーを搖動する操作を3回繰り返した。
このときのシリカ粉体の回収性の評価(シリカ回収評価)を、以下の基準で判断した。
○ シリカ粉体が底部に残留しない。
× シリカ粉体が底部に残留する。
有底容器を図3に示すようなテーパ付きのポリプロピレン製有底容器(傾斜角度θが167°)に変更した以外は実施例1と同様の方法によりシリカ粉体の回収評価を行った。得られた結果を表2に示す。また、有底容器の詳細は表6に示す。
有底容器を図3に示すようなテーパ付きのポリプロピレン製の有底容器(傾斜角度θが120°)に変更した以外は実施例1と同様の方法によりシリカ粉体の回収評価を行った。得られた結果を表3に示す。また、有底容器の詳細は表6に示す。
有底容器を、底部が平底形状(図3に示す容器において傾斜角度θが90°)であるガラス製の容器に変更した以外は、実施例1と同様の方法によりシリカ粉体の回収評価を行った。得られた結果を表4に示す。また、容器の詳細は表6に示す。
有底容器を、底部が平底形状(図3に示す容器において傾斜角度θが90°)であるポリプロピレン製の容器に変更した以外は、実施例1と同様の方法によりシリカ粉体の回収評価を行った。得られた結果を表4に示す。また、有底容器の詳細は表6に示す。
このように、本発明に係るシリカ粉体パッケージは、液状試料を添加後、有底容器を逆さまにするだけで、シリカ粉体を効率良く回収できたことが分かる。
21,121・・・ 有底容器
21a ・・・ 開口部
22 ・・・ 筒状部
22in ・・・ 筒状部内壁面
23,124・・・ 底部
23in,124in・・・ 底部内壁面
24 ・・・ フランジ
31 ・・・ シール材
123 ・・・ テーパ部
123in ・・・ テーパ内壁面
A ・・・ 絞り開始点
B ・・・ 底点
CL ・・・ 中心線
L ・・・ 傾斜基準線
PS ・・・ シリカ粉体
W ・・・ 有底容器の内法の幅寸法
θ・・・ 傾斜角度
Claims (11)
- 一端側が開口し他端側が閉塞した有底容器、及び前記有底容器内に収納されたシリカ粉体を少なくとも備え、
前記有底容器は、中空円筒状の筒状部と、前記筒状部に連設され前記筒状部の前記他端側を塞ぐ底部とを有し、
前記筒状部の円筒中心線に沿って切断した前記有底容器の縦断面において、前記他端側になるにつれて前記有底容器の内法の幅寸法が狭くなり始める絞り開始点と、前記円筒中心線と前記底部の内壁面との交点である底点と、を結ぶ仮想の直線を、傾斜基準線としたとき、前記縦断面において、前記底部の内壁面が前記他端側に向かって凸となる湾曲形状を有すると共に、前記筒状部の内壁面に対する前記傾斜基準線の傾斜角度が、90°より大きく、180°未満であり、20℃における表面張力が20mN/m以上かつ200mN/m以下である液状試料の検査キットとして使用される、シリカ粉体収納パッケージ。 - 一端側が開口し他端側が閉塞した有底容器、及び前記有底容器内に収納されたシリカ粉体を少なくとも備え、
前記有底容器は、中空円筒状の筒状部と、前記筒状部の前記他端側に連設され前記他端側になるにつれて内壁面が縮径するテーパ部と、前記テーパ部の前記他端側に連設され前記テーパ部を塞ぐ底部とを有し、
前記筒状部の円筒中心線に沿って切断した有底容器の縦断面において、前記他端側になるにつれて前記有底容器の内法の幅寸法が狭くなり始める絞り開始点と、前記円筒中心線と前記底部の内壁面との交点である底点と、を結ぶ仮想の直線を、傾斜基準線としたとき、前記縦断面において、前記筒状部の内壁面に対する前記傾斜基準線の傾斜角度が、90°より大きく、170°以下であり、20℃における表面張力が20mN/m以上かつ80mN/m以下である液状試料の検査キットとして使用される、シリカ粉体収納パッケージ。 - 一端側が開口し他端側が閉塞した有底容器と、前記有底容器内に収納されたシリカ粉体と、前記有底容器内に注入される液体試料と、を少なくとも備え、前記液体試料の検査キットとして使用されるシリカ粉体収納パッケージにおいて、
前記有底容器は、中空円筒状の筒状部と、前記筒状部に連設され前記筒状部の前記他端側を塞ぐ底部とを有し、
前記筒状部の円筒中心線に沿って切断した前記有底容器の縦断面において、前記他端側になるにつれて前記有底容器の内法の幅寸法が狭くなり始める絞り開始点と、前記円筒中心線と前記底部の内壁面との交点である底点と、を結ぶ仮想の直線を、傾斜基準線としたとき、前記縦断面において、前記底部の内壁面が前記他端側に向かって凸となる湾曲形状を有すると共に、前記筒状部の内壁面に対する前記傾斜基準線の傾斜角度が、90°より大きく、180°未満であり、
前記液体試料の20℃における表面張力が20mN/m以上かつ200mN/m以下である、シリカ粉体収納パッケージ。 - 一端側が開口し他端側が閉塞した有底容器と、前記有底容器内に収納されたシリカ粉体と、前記有底容器内に注入される液体試料と、を少なくとも備え、前記液体試料の検査キットとして使用されるシリカ粉体収納パッケージにおいて、
前記有底容器は、中空円筒状の筒状部と、前記筒状部の前記他端側に連設され前記他端側になるにつれて内壁面が縮径するテーパ部と、前記テーパ部の前記他端側に連設され前記テーパ部を塞ぐ底部とを有し、
前記筒状部の円筒中心線に沿って切断した有底容器の縦断面において、前記他端側になるにつれて前記有底容器の内法の幅寸法が狭くなり始める絞り開始点と、前記円筒中心線と前記底部の内壁面との交点である底点と、を結ぶ仮想の直線を、傾斜基準線としたとき、前記縦断面において、前記筒状部の内壁面に対する前記傾斜基準線の傾斜角度が、90°より大きく、170°以下であり、
前記液体試料の20℃における表面張力が20mN/m以上かつ80mN/m以下である、シリカ粉体収納パッケージ。 - 前記シリカ粉体は、非結晶性シリカからなることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載のシリカ粉体収納パッケージ。
- 前記シリカ粉体は、細孔径2~50nmのメソ孔を有するメソポーラスシリカからなることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載のシリカ粉体収納パッケージ。
- 前記有底容器は、キャップレス有底容器であり、前記開口部には、前記キャップレス有底容器の内部空間を密閉或いは密封するシール材が設けられていることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載のシリカ粉体収納パッケージ。
- シリカ粉体の充填量W[g]が、有底容器の容量V[mL]に対して、W/V≦0.6[g/mL]の関係を満たすことを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のシリカ粉体収納パッケージ。
- シリカ粉体の充填量W[g]が、有底容器の容量V[mL]に対して、0.01[g/mL]≦W/Vの関係を満たすことを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載のシリカ粉体収納パッケージ。
- 一端側が開口し他端側が閉塞した有底容器、及び前記有底容器内に収納されたシリカ粉体を備えたシリカ粉体収納パッケージを用いた検査試料の調製方法であって、
前記シリカ粉体収納パッケージは、前記有底容器が、中空円筒状の筒状部と、前記筒状部に連設され前記筒状部の前記他端側を塞ぐ底部とを有し、前記筒状部の円筒中心線に沿って切断した前記有底容器の縦断面において、前記他端側になるにつれて前記有底容器の内法の幅寸法が狭くなり始める絞り開始点と、前記円筒中心線と前記底部の内壁面との交点である底点と、を結ぶ仮想の直線を、傾斜基準線としたとき、前記縦断面において、前記底部の内壁面が前記他端側に向かって凸となる湾曲形状を有すると共に、前記筒状部の内壁面に対する前記傾斜基準線の傾斜角度が、90°より大きく、180°未満であり、
前記調製方法は、まず、
20℃における表面張力が20mN/m以上かつ200mN/m以下である液状試料を前記パッケージに注入し、
前記液状試料中の成分の少なくとも一部を前記シリカ粉体に吸着させた後、
前記有底容器を逆さまにすることにより、前記液状試料中の成分を吸着した前記シリカ粉体及び前記液状試料のうち前記シリカ粉体に吸着されなかった成分を含むスラリーを取り出し、
前記スラリーをフィルタで固液分離することにより、前記液体試料から前記検査試料を調製する、シリカ粉体収納パッケージを用いた検査試料の調製方法。 - 一端側が開口し他端側が閉塞した有底容器、及び前記有底容器内に収納されたシリカ粉体を備えたシリカ粉体収納パッケージを用いた検査試料の調製方法であって、
前記シリカ粉体収納パッケージは、前記有底容器が、中空円筒状の筒状部と、前記筒状部の前記他端側に連設され前記他端側になるにつれて内壁面が縮径するテーパ部と、前記テーパ部の前記他端側に連設され前記テーパ部を塞ぐ底部とを有し、前記筒状部の円筒中心線に沿って切断した有底容器の縦断面において、前記他端側になるにつれて前記有底容器の内法の幅寸法が狭くなり始める絞り開始点と、前記円筒中心線と前記底部の内壁面との交点である底点と、を結ぶ仮想の直線を、傾斜基準線としたとき、前記縦断面において、前記筒状部の内壁面に対する前記傾斜基準線の傾斜角度が、90°より大きく、170°以下であり、
前記調製方法は、まず、
20℃における表面張力が20mN/m以上かつ80mN/m以下である液状試料を前記パッケージに注入し、
前記液状試料中の成分の少なくとも一部を前記シリカ粉体に吸着させた後、
前記有底容器を逆さまにすることにより、前記液状試料中の成分を吸着した前記シリカ粉体及び前記液状試料のうち前記シリカ粉体に吸着されなかった成分を含むスラリーを取り出し、
前記スラリーをフィルタで固液分離することにより、前記液体試料から前記検査試料を調製する、シリカ粉体収納パッケージを用いた検査試料の調製方法。
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