JP7384207B2 - 濃縮装置及び濃縮方法 - Google Patents
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Description
対象物を含む液体を濃縮する濃縮装置であって、
前記対象物を含む前記液体を貯留する容器と、
前記容器内に配置されるフィルタと、
前記フィルタの位置を制御する位置制御部と、
を備える。
対象物を含む液体を濃縮する濃縮方法であって、
容器内に前記対象物を含む液体を導入するステップ、
前記対象物を含む前記液体内においてフィルタを移動させるステップ、
前記フィルタより上側に位置する前記容器内の前記液体を排出するステップ、
前記容器内の前記対象物と前記液体とを回収するステップ、
を含む。
特許文献1に記載の細胞濃縮液の製造方法では、中空糸型分離膜が充填された細胞懸濁液処理器に対し、細胞懸濁液を導入口より通液し、濾過液を排出しながら細胞懸濁液を濃縮している。
対象物を含む液体を濃縮する濃縮装置であって、
前記対象物を含む前記液体を貯留する容器と、
前記容器内に配置されるフィルタと、
前記フィルタの位置を制御する位置制御部と、
を備える。
前記枠体は、第1ハウジングと、前記第1ハウジングと勘合する第2ハウジングと、を有し、
前記フィルタは、前記第1ハウジングと、前記第2ハウジングとによって挟持されてもよい。
前記第2ハウジングの外壁には、前記第1ねじ部に螺合する第2ねじ部が設けられており、
前記第1ねじ部と前記第2ねじ部とが締結することによって、前記フィルタが前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとによって挟持されてもよい。
前記シール部は、前記フィルタの外周部及び前記取り付け部材の外周部を挟持するガスケットであってもよい。
前記フィルタは、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれかを主成分とし、
前記枠体は、前記フィルタを磁力で保持する磁石を有していてもよい。
前記フィルタは、接着剤によって前記枠体に固定されていてもよい。
前記1つ又は複数の排出流路は、前記容器の内部の前記液体を前記容器の外部に排出してもよい。
前記1つ又は複数の供給流路は、前記対象物を含む前記液体を前記容器の内部に供給してもよい。
前記供給タンクに接続され、前記供給タンクに洗浄液を供給する洗浄水流路と、
を備えていてもよい。
前記回収流路は、前記容器の内部の前記対象物を含む前記液体を回収してもよい。
前記容器の底部には、前記回収流路に向かって傾斜する傾斜部が設けられていてもよい。
前記態様の濃縮装置のうち2つ以上の濃縮装置と、
前記2つ以上の濃縮装置を接続する1つ又は複数の接続流路と、
を備える。
対象物を含む液体を濃縮する濃縮方法であって、
容器内に前記対象物を含む液体を導入するステップ、
前記対象物を含む前記液体内においてフィルタを移動させるステップ、
前記フィルタより上側に位置する前記容器内の前記液体を排出するステップ、
前記容器内の前記対象物と前記液体とを回収するステップ、
を含む。
[概念]
まず、本発明を説明する前に、本発明の概念について説明する。
図2は、本発明に係る実施の形態1の濃縮装置1Aの一例の概略断面図である。図2に示すように、濃縮装置1Aは、容器10、フィルタ20、及び位置制御部30を備える。
容器10は、対象物2を含む液体3を貯留する容器である。実施の形態1では、容器10は、有底の円筒形状を有している。具体的には、容器10は、円板状の底部と、底部の外周から上方に突設する側壁と、を有する。また、容器10の上部には、開口11が設けられている。開口11は、対象物2を含む液体3が導入される導入口として機能する。また、開口11は、液体4を排出する排出口としても機能する。なお、液体4は、フィルタ20を通過し、フィルタ20よりも上側に位置する液体である。
フィルタ20は、液体3に含まれる対象物2が捕捉される第1主面PS1と、第1主面PS1に対向する第2主面PS2とを有する板状構造体である。フィルタ20は、金属製フィルタである。具体的には、フィルタ20は、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれかを主成分とする。フィルタ20は、例えば、円板形状を有する。
位置制御部30は、フィルタ20の位置を制御する。具体的には、位置制御部30は、容器10内に配置されたフィルタ20を容器10の底部に向かって移動させる。実施の形態1では、位置制御部30は、フィルタ20に接続されるシャフトである。具体的には、位置制御部30であるシャフトの一端が、フィルタ20の第2主面PS2側の中央に接続されている。シャフトの他端は、容器10の開口11から突出している。位置制御部30は、シャフトを容器10の底部に向かって移動させることによって、フィルタ20を下方向に移動させることができる。
濃縮装置1Aの動作(濃縮方法)の一例について図5を用いて説明する。図5は、本発明に係る実施の形態1の濃縮方法の一例を示すフローチャートである。
実施の形態1に係る濃縮装置1Aによれば、以下の効果を奏することができる。
本発明に係る実施の形態2の濃縮装置について説明する。
シール部40は、フィルタ20と容器10の内壁との間をシールする。具体的には、シール部40は、フィルタ20の外周部に取り付けられている。シール部40は、可塑性材料又は中空材で形成されている。シール部40は、例えば、パッキン、ガスケットなどである。
本発明に係る実施の形態3の濃縮装置について説明する。
本発明に係る実施の形態4の濃縮装置について説明する。
本発明に係る実施の形態5の濃縮装置について説明する。
撹拌器31は、位置制御部30に取り付けられている、具体的には、位置制御部30において、回転可能なシャフトに取り付けられている。撹拌器31は、複数のフィンを有する。位置制御部30のシャフトが回転することによって、撹拌器31の複数のフィンが回転する。撹拌器31の複数のフィンが回転することによって、容器10の内部の液体3、4内が撹拌される。これにより、フィルタ20の目詰まりを低減し、対象物2の回収率を向上させることができる。
本発明に係る実施の形態6の濃縮装置について説明する。
枠体50Aは、円筒形状を有し、内部にフィルタ20を保持する。枠体50Aは、第1ハウジング51Aと、第1ハウジング51Aに勘合する第2ハウジング51Bと、を備える。
本発明に係る実施の形態7の濃縮装置について説明する。
本発明に係る実施の形態8の濃縮装置について説明する。
本発明に係る実施の形態9の濃縮装置について説明する。
本発明に係る実施の形態10の濃縮装置について説明する。
本発明に係る実施の形態11の濃縮装置について説明する。
アクチュエータ34は、シャフト33の他端に接続され、シャフト33を移動させる。具体的には、アクチュエータ34は、シャフト33を上下方向に移動する。シャフト33の一端はフィルタ20に接続されているため、シャフト33が上下方向に移動することによって、フィルタ20が上下方向に移動する。アクチュエータ34は、例えば、シリンダで構成される。
カバー35は、シャフト33のうち容器から露出する部分を覆う。カバー35は、伸縮可能な部材で形成されている。シャフト33を下方へ移動させたとき、シャフト33が液体4に接する部分よりも上方にカバー35が取り付けられている。また、カバー35はシャフト33の外周部を覆う様に取り付けられている。また、カバー35は、容器10の上端に取り付けられている。これにより、カバー35は、容器10の開口11を覆うと共に、開口11よりも上方に突出するシャフト33の部分を覆っている。アクチュエータ34がシャフト33を上下方向に移動させると、カバー35は、シャフト33のうち容器10から露出する部分を覆うように伸縮する。
本発明に係る実施の形態12の濃縮装置について説明する。
排出流路70は、容器10の側壁に設けられ、容器10の内部と外部とを連通する流路である。排出流路70は、容器10の内部の液体4を容器10の外部に排出する。実施の形態12では、排出流路70の一端は、容器10の側壁に接続されており、排出流路70の他端は、排出液タンク71に接続されている。排出流路70と容器10の側壁との接続位置は、容器10内部に残したい液体3の液量に応じて決定される。
排出液タンク71は、排出流路70の他端に接続されており、排出流路70から送られてくる液体4を貯留する。
本発明に係る実施の形態13の濃縮装置について説明する。
供給流路72は、容器10の側壁に設けられ、容器10の内部と連通する流路である。供給流路72は、排出流路70より下方で、容器10の内部に連通する。実施の形態13では、供給流路72の一端は、容器10の側壁に接続されており、供給流路72の他端は、供給タンク73に接続されている。供給流路72と容器10の側壁との接続位置は、排出流路70と容器10の側壁との接続位置よりも低い。実施の形態13では、供給流路72と容器10の側壁との接続位置は、容器10の底部付近である。供給流路72が底部付近にある場合、供給流路72を通じた液体の供給によって、フィルタ20の下部を撹拌する効果が得られる。
供給タンク73は、対象物2を含む液体3を貯留するタンクである。供給タンク73は、供給流路72の他端に接続されている。
本発明に係る実施の形態14の濃縮装置について説明する。
洗浄水流路74は、洗浄水タンク75に貯留される洗浄水7を供給タンク73に供給する流路である。実施の形態14では、洗浄水流路74の一端は、供給タンク73に接続されており、洗浄水流路74の他端は、洗浄水タンク75に接続されている。
洗浄水タンク75は、洗浄水を貯留するタンクである。洗浄水タンク75は、洗浄水流路74の他端に接続されている。
本発明に係る実施の形態15の濃縮装置について説明する。
回収流路76は、容器10の下部に設けられ、且つ容器10の内部と連通する流路である。容器10の下部とは、容器10の底部と、容器10の底部側に近い側壁とを含む。実施の形態15では、回収流路76の一端は、容器10の底部に接続されており、回収流路76の他端は、回収タンク77に接続されている。
回収タンク77は、容器10に貯留される対象物2を含む液体3を回収液として貯留するタンクである。回収タンク77は、回収流路76の他端に接続されている。
本発明に係る実施の形態16の濃縮装置について説明する。
傾斜部12は、容器10Aの底部において、回収流路76に向かって傾斜する部分である。実施の形態16では、回収流路76の一端は、容器10Aの底部の中央に接続されている。このため、傾斜部12は、容器10Aの底部の中央が最も低くなるように傾斜している。即ち、傾斜部12は、容器10Aの側壁13から底部中央に向かって低くなっている。
本発明に係る実施の形態17の濃縮装置について説明する。
目盛り16は、容器10Bの側面に設けられている。目盛り16は、容器10B内部の液量を示す。実施の形態17では、容器10Bは透明な部材で形成されている。これにより、容器10B内部の液体3を目視で確認することができる。
本発明に係る実施の形態18の濃縮装置について説明する。
本発明に係る実施の形態19の濃縮システムについて説明する。
第1濃縮装置1PAは、容器10A、フィルタ20、位置制御部30、供給流路72、及び供給タンク73を備える。第1濃縮装置1PAにおいて、供給流路72の一端は、容器10Aの側壁13に接続されており、供給流路72の他端は、供給タンク73に接続されている。
第2濃縮装置1PBは、容器10A、フィルタ20、位置制御部30、回収流路76、及び回収タンク77を備える。第2濃縮装置1PBにおいて、回収流路76の一端は、容器10Aの底部中央に接続されており、回収流路76の他端は、回収タンク77に接続されている。
接続流路78は、第1濃縮装置1PAと第2濃縮装置1PBとを接続する流路である。実施の形態19では、接続流路78の一端は、第1濃縮装置1PAの容器10Aの底部に接続されており、接続流路78の他端は、第2濃縮装置1PBの容器10Aの側壁13に接続されている。
実施例1として、実施の形態1の濃縮装置1Aを用いて細胞懸濁液の濃縮を行った。実施例1に用いた細胞懸濁液の条件を表1に示す。
表4に示す条件の細胞懸濁液を濃縮装置1Rの容器10A内に流路72を通じて導入し、容器10A内においてフィルタ20を下降させた。なお、容器の底部には傾斜部12が設けられており、容器の内径の最大値は40mm、容器底部の内径の最小値は10mmである。また、フィルタ20は図32に示したシャフトに保持した。また、フィルタ20の下降速度は300mm/分、フィルタ20の貫通孔21のサイズは6μmであった。フィルタ20を排出流路70より10mm下方まで移動させた後、上方へ5mm移動させて停止させた。その後、バルブV1を開放して排出液を排出液タンク71に得た。排出流路70へ流れ込む液体4の流量が無くなったことを確認後、バルブV6を開放して回収タンク77に回収液を得た。最後に、排出液と回収液のそれぞれに対して、生存している細胞の数を測定した。生存している細胞数の測定は、Countess II(Thrmo Fisher製)を使用し、トリパンブルー染色法で生存している細胞の数を測定した。表5及び表6にそれぞれ、排出液及び回収液の測定結果を示す。
1L,1LA,1M,1N,1O,1P,1PA,1PB,1Q,1R 濃縮装置
2 対象物
3 液体
4 液体
5 気体層
6 フィルタ
7 洗浄水
10,10A,10B 容器
11 開口
12 傾斜部
13 側壁
14 接続部
15 接続部
16 目盛り
20,20A,20B フィルタ
21 貫通孔
22 フィルタ基体部
30 位置制御部
31 撹拌器
32 取り付け部材
33 シャフト
34 アクチュエータ
35 カバー
40 シール部
41,42 ガスケット
50A,50B,50C,50D,50E 枠体
51A,51C 第1ハウジング
51B,51D 第2ハウジング
52 第1突設部
53 第2突設部
60 ねじ
61 第1ねじ部
62 第2ねじ部
63 接着剤
70,70a,70b 排出流路
71 排出液タンク
72 供給流路
73 供給タンク
74,74a,74b 洗浄水流路
75 洗浄水タンク
76 回収流路
77 回収タンク
78 接続流路
100 濃縮システム
Claims (21)
- 対象物を含む液体を濃縮する濃縮装置であって、
底部、および前記底部の外周から上方へ突設する側壁を有し、前記対象物を含む前記液体を貯留する容器と、
前記底部に面する第1主面、および前記第1主面に対向する第2主面を有する板状のフィルタであって、前記第1主面と前記第2主面とが前記容器の前記側壁に対して交差するように前記容器内に配置されるフィルタと、
前記フィルタの位置を制御する位置制御部と、
前記フィルタの前記第1主面よりも下方において前記容器の前記側壁に設けられ、且つ前記容器の内部に連通する1つ又は複数の供給流路と、
前記フィルタの前記第2主面よりも上方において前記容器の前記側壁に設けられ、且つ前記容器の内部と外部とを連通する1つ又は複数の排出流路と、
を備え、
前記1つ又は複数の供給流路は、前記フィルタの前記第1主面より下方で前記対象物を含む前記液体を前記容器の内部に供給し、
前記1つ又は複数の排出流路は、前記フィルタの前記第2主面より上方で前記容器の内部の前記液体を前記容器の外部に排出する、
濃縮装置。 - さらに、
前記フィルタと前記容器の内壁との間をシールするシール部、
を備える、請求項1に記載の濃縮装置。 - さらに、
前記フィルタを保持する枠体を備え、
前記枠体は、第1ハウジングと、前記第1ハウジングと勘合する第2ハウジングと、を有し、
前記フィルタは、前記第1ハウジングと、前記第2ハウジングとによって挟持される、
請求項1又は2に記載の濃縮装置。 - 前記第1ハウジングの内壁には、第1ねじ部が設けられており、
前記第2ハウジングの外壁には、前記第1ねじ部に螺合する第2ねじ部が設けられており、
前記第1ねじ部と前記第2ねじ部とが締結することによって、前記フィルタが前記第1
ハウジングと前記第2ハウジングとによって挟持される、
請求項3に記載の濃縮装置。 - さらに、
前記位置制御部が取り付けられる取り付け部材を備え、
前記シール部は、前記フィルタの外周部及び前記取り付け部材の外周部を挟持するガスケットである、
請求項2に記載の濃縮装置。 - さらに、
前記フィルタを保持する枠体を備え、
前記フィルタは、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれかを主成分とし、
前記枠体は、前記フィルタを磁力で保持する磁石を有する、
請求項1又は2に記載の濃縮装置。 - さらに、
前記フィルタを保持する枠体を備え、
前記フィルタは、接着剤によって前記枠体に固定されている、
請求項1又は2に記載の濃縮装置。 - 前記容器に前記液体が貯留されている状態において、前記フィルタの下部に気体層を有する、
請求項1~7のいずれか一項に記載の濃縮装置。 - 前記位置制御部は、前記フィルタを上下移動させる、及び/又は前記フィルタを回転させる、
請求項1~8のいずれか一項に記載の濃縮装置。 - さらに、
前記位置制御部に取り付けられる撹拌器を備える、
請求項1~9のいずれか一項に記載の濃縮装置。 - 前記位置制御部は、アクチュエータと、前記アクチュエータと前記フィルタとを接続するシャフトと、前記シャフトのうち前記容器から露出する部分を覆うカバーと、を備える、
請求項1~10のいずれか一項に記載の濃縮装置。 - 前記供給流路に接続される供給タンクと、
前記供給タンクに接続され、前記供給タンクに洗浄液を供給する洗浄水流路と、
を備える、請求項1~11のいずれか一項に記載の濃縮装置。 - 前記洗浄水流路は、前記容器の側壁に接続される、
請求項12に記載の濃縮装置。 - 前記容器の下部に設けられ、且つ前記容器の内部と連通する回収流路を備え、
前記回収流路は、前記容器の内部の前記対象物を含む前記液体を回収する、
請求項1~13のいずれか一項に記載の濃縮装置。 - 前記回収流路は、前記容器の底部に設けられ、
前記容器の底部には、前記回収流路に向かって傾斜する傾斜部が設けられている、
請求項14に記載の濃縮装置。 - さらに、
前記容器に設けられ、且つ前記容器の内部の液量を示す目盛りを備える、
請求項1~15のいずれか一項に記載の濃縮装置。 - 請求項1~16のいずれかに記載の濃縮装置のうち2つ以上の濃縮装置と、
前記2つ以上の濃縮装置を接続する1つ又は複数の接続流路と、
を備える、濃縮システム。 - 濃縮装置によって対象物を含む液体を濃縮する濃縮方法であって、
前記濃縮装置は、底部、および前記底部の外周から上方へ突設する側壁を有し、前記対象物を含む前記液体を貯留する容器と、前記液体に含まれる前記対象物を捕捉する第1主面、および前記第1主面に対向する第2主面を有する板状のフィルタであって、前記第1主面と前記第2主面とが前記容器の前記側壁に対して交差するように前記容器内に配置されるフィルタと、前記フィルタの位置を制御する位置制御部と、前記フィルタの前記第1主面よりも下方において前記容器の前記側壁に設けられ、且つ前記容器の内部に連通する1つ又は複数の供給流路と、前記フィルタの前記第2主面よりも上方において前記容器の前記側壁に設けられ、且つ前記容器の内部と外部とを連通する1つ又は複数の排出流路と、を備え、
前記濃縮方法は、
前記フィルタの前記第1主面より下方において、前記1つ又は複数の供給流路から前記容器の内部に前記対象物を含む前記液体を供給するステップ、
前記対象物を含む前記液体内において下方に向かって前記フィルタを移動させるステップ、
前記フィルタを前記容器の上方に向かって移動させるステップ、
前記フィルタの前記第2主面より上方において、前記1つ又は複数の排出流路から前記容器の外部に前記容器内の前記液体を排出するステップ、
前記容器内の前記対象物と前記液体とを回収するステップ、
を含む、濃縮方法。 - 濃縮装置によって対象物を含む液体を濃縮する濃縮方法であって、
前記濃縮装置は、底部、および前記底部の外周から上方へ突設する側壁を有し、前記対象物を含む前記液体を貯留する容器と、前記液体に含まれる前記対象物を捕捉する第1主面、および前記第1主面に対向する第2主面を有する板状のフィルタであって、前記第1主面と前記第2主面とが前記容器の前記側壁に対して交差するように前記容器内に配置されるフィルタと、前記フィルタの位置を制御する位置制御部と、前記フィルタの前記第1主面よりも下方において前記容器の前記側壁に設けられ、且つ前記容器の内部に連通する1つ又は複数の供給流路と、前記フィルタの前記第2主面よりも上方において前記容器の前記側壁に設けられ、且つ前記容器の内部と外部とを連通する1つ又は複数の排出流路と、を備え、
前記濃縮方法は、
前記フィルタの前記第1主面より下方において、前記1つ又は複数の供給流路から前記容器の内部に前記対象物を含む前記液体を供給するステップ、
前記対象物を含む前記液体内において前記フィルタを速度1mm/分以上で移動させるステップ、
前記フィルタの前記第2主面より上方において、前記1つ又は複数の排出流路から前記容器内の前記液体を排出するステップ、
前記容器内の前記対象物と前記液体とを回収するステップ、
を含む、濃縮方法。 - 濃縮装置によって対象物を含む液体を濃縮する濃縮方法であって、
前記濃縮装置は、底部、および前記底部の外周から上方へ突設する側壁を有し、前記対象物を含む前記液体を貯留する容器と、前記液体に含まれる前記対象物を捕捉する第1主面、および前記第1主面に対向する第2主面を有する板状のフィルタであって、前記第1主面と前記第2主面とが前記容器の前記側壁に対して交差するように前記容器内に配置されるフィルタと、前記フィルタの位置を制御する位置制御部と、前記フィルタの前記第1主面よりも下方において前記容器の前記側壁に設けられ、且つ前記容器の内部に連通する1つ又は複数の供給流路と、前記フィルタの前記第2主面よりも上方において前記容器の前記側壁に設けられ、且つ前記容器の内部と外部とを連通する1つ又は複数の排出流路と、を備え、
前記濃縮方法は、
前記フィルタの前記第1主面より下方において、前記1つ又は複数の供給流路から前記容器の内部に前記対象物を含む前記液体を供給するステップ、
前記対象物を含む前記液体内において前記フィルタを速度1,000mm/分以下で移動させるステップ、
前記フィルタの前記第2主面より上方において、前記1つ又は複数の排出流路から前記容器内の前記液体を排出するステップ、
前記容器内の前記対象物と前記液体とを回収するステップ、
を含む、濃縮方法。 - さらに、
前記液体内において、前記フィルタの前記第1主面の下側に気体層を形成するステップ、
を含む、
請求項18~20のいずれか一項に記載の濃縮方法。
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