JPH10508093A - メンブレンカッター兼回収器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 注射器と、注射器のルアー開口に中空コネクタを介して固定された中空の円形ダイから成るメンブレンカッター兼回収器具。この注射器／カッター組立体を、底部に固定されたメンブレンを有するフィルタホルダーユニット内に挿入し、ダイをメンブレンの周縁に接触させて回転させ、メンブレンを切断してホルダーユニットから切り離す。次いで、注射器のプランジャを引き上げて真空を創生し、切断されたメンブレンを中空ダイ内へ吸引してダイ内に保持する。その後、プランジャを再度押下げて圧力を創生し、メンブレンを押出して爾後の分析のために望ましい部署へ吐出する。

Description

【発明の詳細な説明】 メンブレンカッター兼回収器具技術分野 本発明は、メンブレンフィルタホルダーユニット（以下、「フィルタホルダー ユニット」又は「フィルタユニット」又は単に「ホルダー」又は「ユニット」と も称する）に固定された多孔質メンブレンを切断して回収するための器具、即ち 、メンブレンカッター兼回収器具又は装置に関する。技術背景 剛性のホルダーに固定されて収容された多孔質メンブレンは、サンプル溶液を メンブレンの表面に接触させる多くの用途に広く使用されている。サンプル中の 対象溶質は、メンブレンの表面に捕捉される。表面に捕捉された溶質を更に分析 するためにメンブレンをそのホルダーから取り外して他の部署又は装置へ搬送す ることが必要とされることが多い。 蛋白質やペプチド等の生体分子の分析技術においては、研究者は、少量の高価 な（特に、生成及び、又は精製するための時間と労力の点で）サンプルを検査す ることが多い。従って、サンプルの爾後の分析及び処理の結果を歪めたり、ひど いときは、検査中の生体分子サンプルを破壊することさえある汚染を回避するた めには、サン プルを保持しているメンブレンの破断を最少限に抑制しなければならない。 このような分析技術に随伴する困難は、サンプルを遠心機内でメンブレンによ って濾過するような用例の場合、特に大きくなる。その場合、サンプルは、底部 に固定されたメンブレンを有する細長いプラスチック容器へ導入される。通常、 メンブレンは、その下流側の面を追加の剛性プラスチックスクリーンによって支 持されている（支持体付きである）。従って、従来はメンブレンをこのタイプの 装置から取り出すには、メンブレンを保持しているプラスチック容器即ちハウジ ングを剃刀又は挟みで切開しなければならず、面倒であり、剃刀の場合は危険を も伴った。しかも、メンブレンは、切断して取り出された後、それを爾後の分析 又は処理のために搬送するには、鉗子又はその他の機械的手段によって取扱わな ければならない。更に、メンブレンの濾過作用部分だけが分析のために呈示され るようにメンブレンをトリミングするためにメンブレンの二次カットを行う必要 がある場合がある。 多孔質メンブレンをそのホルダー装置から切り離すために用いられるカッター 又はパンチのいろいろな例が従来技術によって提案されている。例えば、米国特 許第５，１４６，７９４号は、多数の液溜めを有するプレートに使用するのに特 に適するフィルタパンチを開示している。このフィルタパンチは当該技術に相当 な進歩をもた らしたが、多数の液溜めを有するプレートの底部に配置されたメンブレンは、支 持されておらず（支持体無しであり）、容易にアクセスされる。その上、このフ ィルタパンチは、メンブレンの中心に突き刺す鋭利な尖端を有する突起部材を備 えており、メンブレンの有効濾過区域に衝撃を与えるので、ペプチドのような微 量の生体分子サンプルを取扱うには難点となる。 遠心フィルタユニットの一例として、アプライド・バイオシステムズ・インコ ーポレイテッドから販売されているプロスピン（登録商標）サンプル調製カート リッジがある。このフィルタユニットでは、メンブレンを細長い容器（「インサ ート」と称する）の底部内に固定するが、メンブレンの下流側には剛性の支持体 を設けない。瀘過工程の終了後、インサートを上下逆さにしてメンブレンを完全 に露呈させる。次いで、メンブレンの下流側の面にパンチを載せ、パンチを押し 下げることによってメンブレンを切断してインサートの周壁から切離す。この技 法は、メンブレンを汚染物に露呈させるおそれがあるばかりでなく、切り離され たメンブレンを容器から取り出すのに鉗子のような第２の工具を必要とする。 従って、メンブレン上の分析すべきサンプルを汚染、ないし何らかの態様で汚 すおそれなしに、メンブレンの切断と切断されたメンブレンの回収を１回の操作 で行うことができる器具を求める要望がある。又、そのような器具は、支持体付 きメンブレンホルダーに対しても、支 持体無しメンブレンホルダーに対しても機能することができることが望ましい。発明の概要 本発明は、ホルダーに固定された多孔質メンブレンフィルタ（「メンブレンフ ィルタ」、「多孔質メンブレン」又は単に「メンブレン」とも称する）の切断及 び回収を大幅に容易にする器具を提供することによって従来技術の上述した制約 及び欠点を克服する。 本発明の好ましい実施形態によれば、切断すべきメンブレンの面積に対応する ように寸法ぎめされたカッターを、円形の切断刃と軸方向に全長に亙って貫通し た通路を有する切断ダイによって構成する。この切断ダイ（カッター手段）を中 空の金属製コネクタを介して慣用の注射器のルアー（Ｌｕｅｒ）開口に固定する 。この注射器／カッター組立体を、そのダイを多孔質メンブレンに接触させるよ うにしてメンブレンフィルタホルダーユニット内に挿入する。メンブレンは、そ の下流側の面を剛性のプラスチックスクリーンによって支持されている。この状 態で注射器のプランジャを押下げ（前進させ）ながら、注射器を回すことによっ てカッターを回転し、メンブレンを切断してホルダーから切り離す。次いで、プ ランジャを引き上げて（後退させて）真空を創生し、それによって切断されたメ ンブレンをダイの通路内へ吸引して通路内に保持する。その後、プランジャを再 度押下げて圧力を創生し、メンブレンを押出して爾後の分析のた めに望ましい部署（例えば、ペトリ皿、試験管等）へ載せる、又は挿入する。 あるいは別法として、本発明の器具は、支持体無しのメンブレンフィルタホル ダーに固定されたメンブレンを切断し回収するのにも用いることができる。この 場合は、メンブレンを下に向けてフィルタホルダーを平滑な、清潔な充実表面上 に載置し、次いで、カッターを上述したようにフィルタホルダー内に挿入し、注 射器の上端を軽く叩いてメンブレンを切断しホルダーから切り離す。その後、上 述したのと同じ手順で真空を創生し、メンブレンを回収して所望の部署へ搬送す る。 かくして、本発明は、危険な剃刀の使用と、切断されたメンブレンを取扱うた めの第２工具の使用を回避し、それによって、分析すべきサンプルが汚染される 可能性を最少限にする。各サンプル間の汚染を回避するためにメンブレンの切断 操作を行うたびにカッターを簡単に清掃することができる。更に、本発明の器具 は、単にそのカッター及びコネクタに寸法変更を加えるだけで他のいろいろなサ イズ及び設計のメンブレンに容易に適用することができる。図面の簡単な説明 本発明の上記及びその他の目的並びに特徴、及びそれらを達成する態様は、以 下に添付図を参照して述べる本発明の実施形態の説明から一層明かになろう。 図１は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され たメンブレンカッター兼回収器具（組立体）の概略断面図である。 図２は、図１の実施形態の器具の分解図である。 図３は、図１のメンブレンカッター兼回収器具に使用することができるメンブ レンフィルタホルダーの断面図である。好ましい実施形態の説明 図１及び２を参照すると、メンブレンカッター兼回収器具又は装置１０が示さ れる。器具１０は、注射器１１と、筒状の中空切断ダイ即ちカッター手段１２と 、両者を連結する中空コネクタ１３とから成る。注射器１１は、慣用のものであ り、外側管１５と、その内部に同心関係に装着されており、周知の態様で「上下 」に（図でみて左右に）摺動し、上方（後退）ストロークでは真空を、下方（前 進）ストロークでは圧力を交互に創生するプランジャ１４とから成る。注射器１ １は、他の部材、最も一般的には注射針であるが、本発明においてはコネクタ１ ３と結合するための標準滑り嵌めルアー端１６を備えている。 ダイ１２は、焼入鋼で形成されており、その全長を軸方向に貫通し、一端にお いて円形の切断刃１２Ａに終端した内部通路１７を有している。コネクタ１３は 、ダイ１２を注射器１１に結合する役割を果たすものであり、以下に説明するよ うにメンブレンを切断する際、ダイと注射器とが互いに独立して回転するのを防 止するために 両者の間に確実な結合を設定するように注射器のルアー端１６と嵌合するテーパ された（図２参照）一端１３Ａを有する金属製スリーブであることが好ましい。 空気漏れを防止して器具１０の真空創生能力を高くするために各結合部（即ち、 コネクタ１３の各端と、注射器及びダイとの間の結合部）にＯリングガスケット １８Ａ，１８Ｂを介設する。止めねじ１９Ａ，１９Ｂを螺入してコネクタ１３を 注射器及びダイに固定的に結合することによって組み立てが完成する。かくして 、図１に点線で示されるように、注射器１１のルアー端１６から中空コネクタ１ ３及び中空ダイ１２を貫通してダイの円形切断刃１２Ａに至る空気通路が設定さ れる。 メンブレンカッター兼回収器具１０の作動を図３に示されるメンブレンフィル タホルダーユニット２０に使用した場合に関連して説明する。このタイプのフィ ルタユニットは、ペプチド等の生体分子の遠心瀘過のために設計されており、多 くの販売会社から販売されている。その一例は、ミリポア・コーポレーションか ら販売されているウルトラフリー（登録商標）ＭＣフィルタユニットである。ユ ニット２０は、サンプルを受容して保持するための頂部拡径リップ２１Ａを備え た細長い円筒形キャビティ２１を有する。 キャビティ２１の底部に、表面に対象サンプルを保持するのに適した多孔質メ ンブレン２２（例えば、ミリポア・コーポレーションから販売されているイモビ ロン（ 商標名）ＳＱＣメンブレン）が固定されている。メンブレン２２の下流側の面は 、キャビティ２１の底部に形成された剛性のプラスチックスクリーン２３によっ て支持されている。 このメンブレンフィルタホルダーユニット２０を例えば遠心機に装填して遠心 作用の助力によりサンプルがメンブレン２２を通して瀘過された後、フィルタホ ルダーユニット２０を遠心機から取り出す。そのユニット２０からメンブレン２ ２を取り外すには、メンブレンカッター兼回収器具１０のダイ１２をユニット２ ０内に挿入し、注射器１１のプランジャ１４を押し下げてダイ１２をメンブレン ２２に接触させる。ダイ１２は、その切断刃１２Ａの直径がフィルタホルダーユ ニットの円筒形キャビティ２１の内径より僅かに小さくなるように寸法づけされ ている。このダイを回転させてメンブレン２２を切断し、フィルタホルダーユニ ットから切り離す。次いで、プランジャを引き上げることによってメンブレン２ ２に真空を作用させ、メンブレン２２をダイ１２の内部通路１７内に機械的に保 持させる。 メンブレン２２をダイ１２の内部通路１７内に保持したメンブレンカッター兼 回収器具１０をサンプル分析のための所望の部署（例えば、試験管やペトリ皿） へ搬送した後、メンブレンを内部通路１７から吐出させるには、プランジャを押 し下げて圧力を創生し、メンブレンを吐出させればよい。 本発明のメンブレンカッター兼回収器具１０は、先の述べたプロスピンサンプ ル調製カートリッジのようにメンブレンの下流側の面を支持しないフィルタユニ ットにも等しく適用することができる。この場合は、フィルタユニットによる濾 過が完了した後、フィルタユニットをメンブレン側を下にして平滑な表面の上に 載せる。そのような表面は、サンプルの汚染を防止するために適当な薬剤で洗浄 しておくことが好ましい。次いで、メンブレンカッター兼回収器具１０のダイ１ ２をフィルタユニットに挿入してメンブレン２２に接触させ、プランジャ１４が 完全に押し下げられた注射器１１の頂部をマレット（木槌）又はその他の適当な 先の丸い又は平らな物体で軽く叩いてメンブレンの、フィルタユニット２０の内 壁に隣接した周縁を切断し、メンブレンをフィルタユニットから切り離す。次い で、先に述べたように、真空を創生してメンブレンをダイ１２内に保持し、所望 の部位へ搬送し、そこでプランジャを押し下げてメンブレンを吐出させる。 本発明の範囲から逸脱することなく、いろいろ改変が可能であることは、当業 者には明らかであろう。例えば、注射器の代わりに、例えばゴムバルブ（球）の ような他の部材を用いることができる。又、ここに開示された本発明のメンブレ ン回収原理は、上述した個々の手持ち器具にではなく、多数のサンプルを自動処 理する装置にも適用することができる。そのような自動操作において は、複数の切断ダイをロボットシステムによって制御される１つの作業ステーシ ョン内に組み込み、各ダイを適当な配管によってマニホールドに接続し、マニホ ールドを真空ポンプ等の真空源に連通させることができる。各ダイをロボット制 御によって回転させてメンブレンをホルダーから切り離し、真空を作用させてメ ンブレンを回収しダイの内部通路内に保持し、メンブレンを保持したダイを所望 の部署へ搬送し、圧力パルスを創生してメンブレンをダイから吐出させる。 以上の説明は、本発明を例示する目的で記述されたものであり、本発明は、こ の説明によって限定されるべきではなく、請求の範囲の記載に従って限定される べきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．メンブレンホルダーに固定された多孔質メンブレンを切断し回収するた めの装置であって、 メンブレンを切断して前記ホルダーから切り離すための切断刃と、該切断刃の 平面から実質的に垂直に延長した内部通路を有するカッター手段と、 前記内部通路に真空を創生するために該内部通路に接続された真空手段と、 前記切断されたメンブレンを前記内部通路内に保持するために該内部通路に真 空作用を及ぼすための手段と、 から成るメンブレン切断及び回収装置。 ２．前記内部通路に圧力手段が接続されていることを特徴とする請求項１に 記載のメンブレン切断及び回収装置。 ３．前記カッター手段は筒状のダイであり、前記切断刃は円形であることを 特徴とする請求項１に記載のメンブレン切断及び回収装置。 ４．前記切断刃の直径は、前記メンブレンの有効濾過区域の直径とほぼ同じ であることを特徴とする請求項３に記載のメンブレン切断及び回収装置。 ５．前記真空手段は、プランジャ式注射器であり、前記カッター手段は、該 注射器に固定的に連結された筒状のダイであることを特徴とする請求項１に記載 のメンブレン切断及び回収装置。 ６．前記カッター手段は筒状のダイであり、前記切断刃は円形であることを 特徴とする請求項２に記載のメンブレン切断及び回収装置。 ７．前記切断刃の直径は、前記メンブレンの有効濾過区域の直径とほぼ同じ であることを特徴とする請求項６に記載のメンブレン切断及び回収装置。 ８．前記真空手段は、プランジャ式注射器であり、前記カッター手段は、該 注射器に固定的に連結された筒状のダイであることを特徴とする請求項２に記載 のメンブレン切断及び回収装置。