JPS6228681B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は物質移動操作技術に係り、特に、ほと
んど混合しない２相の液に対し１またはそれ以上
の成分を一方の液相から他方の液相に移す技術お
よび装置に関する。 （従来の技術） 物質移動現象は自然界いたる分野に見い出さ
れ、科学および技術の全分野において非常に重要
である。「物質移動」という言葉は、何らかの態
様の位置エネルギーないし「推進力」等による分
子または流体素子の移動ということを指し、対流
および単純な混合による分子拡散および移動をも
含んでいる。物質移動は、産業上利用される反応
器、生物学的システムまたは研究実験室等におい
て化学反応が行なわれる場合にはよく観察され
る。反応が進行すれば、反応物質もいつしよに出
てくるし、反応生成物が除去されない限り多くの
場合、反応は遅くなるか停止する。反応を起すた
めに、第一相から別の相に反応物が移動せねばな
らない時には、物質移動速度が化学転化を特定す
ることになる。可逆反応が可能な場合には、所望
の生成物が物質移動により反応の行なわれていな
い第二相に連続的に除去されるならば、この化学
転化はより進むだろう。さらにまた、数種の反応
物および生成物の物質移動速度は、競合反応が起
る時の選択に非常に影響を与える。 原理上、物質移動操作および分離は、例えば、
イオン交換工程において静止固相（例えばイオン
交換樹脂）と可動液相間または液−液抽出工程に
おける２相間で生ずるものである。前述の相間で
の分離は、多くの研究室での、または産業上の方
法において最も重要かつ臨界的な工程の一つをな
すものであることは知られている。 物質移動が行なわれる液−液相間の動作は一般
には、一相と他相の最初の混合または接触後、二
相は分離され、夫々除去されるという原則に基づ
き容器内で行なわれる。この目的のために用いら
れる公知の実験容器は分離漏斗であるが、このよ
うな分離漏斗の欠点の一つは、二相分離にめんど
うな人手による動作が要求されることである。商
業上販売されているものの内、主な二つの型のも
のは１ミキサ・セトラと２カラムであるが、両型
のものとも分布成分が二相の接触域に直接比例す
るために二相間に大きな接触域を設けることが必
要である。したがつて、種々の型の装置の違いは
液相を接触させるために利用される方法に基づく
ものである。一相を再分割および分散して二相を
混合することにより、広範囲の接触域にわたつて
溶質が急速に移動され、新たな面を形成する。混
合が容易に行なわれるかどうかは、二相間の相互
面張力、二相の相対強度、および各相の粘度によ
つて決まる。二相が接触した後の二相の分離は、
重力または遠心力により行なわれる。この分離が
容易に行なわれるかどうかは、最初は二相の濃度
差によつて決まり、乳濁を安定させる不織物の存
在により影響を受ける。このことはミキサ・セト
ラを用いた場合についてである。 大きな接触域を得るために利用できる他の方法
は、二相を混合することなく、一相を他相の上に
通過させることである。二相を接触させるための
装置は分離器として用いられ、二相を混合するこ
とは望ましくない。この方法により大きな接触域
を得ることは、その流路の長さによつて決まつて
くるものであつて、前述の装置を用いて二相を混
合する場合に比べて一般にエネルギ消費量の少な
いことが要求される。二相間にこのようにより広
い接触域を得るためには、水平な管またはダクト
内をより濃度の低い方が上区分を流れるようにし
て二液相を逆方向または同方向に流すか、または
垂直な管またはダクトを用いてその内部をより濃
度の高い液相を管壁下方に流し、より濃度の低い
液相を管の中央部より上方に流すことによつて達
成される。水平または垂直いずれの管を用いた場
合にも、管長は十分に長いものの方が広い接触域
が得られる。このことはカラムを用いた場合につ
いていえることである。 （発明が解決しようとする問題点） 上述の両型の液−液抽出装置についてはそれぞ
れ次のような欠点を有している。ミキサ・セトラ
を用いた場合、撹拌中、一方の液が他方の液中に
分散し、強度の撹拌または乱流により、セトラ内
での液相の分離が、小さくて非常に安定した分散
相の液滴のために、困難になる。したがつて、分
離を行うには非常にゆつくりと行い、しかも大き
な容器が必要とされる。一方、カラムを用いた場
合、二相の接触、および分離が同じ装置内で行な
わねばならないので、二相の混合を避けるために
は両相の流率を十分に低くする必要があることか
ら装置の利用能力は限定される。物質移動操作の
原理から得られる結論は、一またはそれ以上の要
素を一相から他相へ効率よく移動するためには十
分に混合することが重要である。 本出願人の知るかぎりでは、本発明による物質
移動方法に関しての従来例は見合たらない。 米国特許第2524326号明細書には、内部で移動
可能でアンプルの内壁と摺動係合する中空ピスト
ンを有するシリンダ部材を含むアンプル注射装置
が記載されている。この装置では、ピストンが、
シリンダ部材中に押し込まれる時、流体はピスト
ン中の軸方向中空通路中に流れ込み、アンプルの
先端に設けられた針から注射される。 同様の原理によるものは、米国特許第3512948
号明細書にも記載されているが、この特許のもの
においては、試験管濾過装置が記載されている
が、この装置では前述のピストンの変わりにフイ
ルタとして作用をする多孔底部を有する中空プラ
ンジヤが用いられている。上述のような原理を利
用した特別の装置又は応用例としては後述する米
国およびドイツ特許明細書に記載されているが、
血液成分の分離に利用されているものがある。こ
られの典型的な例はドイツ特許第2415618号およ
び第2454918号明細書（対応出願としての米国特
許第4021352号明細書および米国特許第1508844号
明細書）に記載されており、これらの特許におい
て、沈澱または遠心分離法により赤血球の高濃度
分布および低濃度血漿中に分離された凝固血液が
円筒状容器内におかれている。その底部に焼結ガ
ラスのような円板を有する中空ピストンが、２分
片間の境界面上方ではあるが、その面に接するこ
とのない位置まで円筒容器中を下方に押し下げら
れる。ピストンの上部開口部を通つて流れる低濃
度の血液分布（血漿）を収集するために、円筒容
器の上方に受器が設けられている。ピストンの下
降動中、２相が混合するのを避けるように、すな
わち、血漿のみ除去するように本装置の取扱いに
は十分に注意を払わねばならない。 したがつて、本発明の目的は、同一装置で２相
間の物質移動操作とその物理的分離とを行うこと
のできる新規な方法を提供することである。本発
明の他の目的は、二液相間の物質移動およびその
物理的分離を実施する簡便な装置であつて、実験
室または工業界においてマイクロリツトルの小規
模のものから数百あるいは数千リツトルの大規模
のものまで取り扱い得るような非常に変化に富
み、かつ広範囲のものに利用できる装置を提供す
ることである。本発明のさらに他の目的は、定量
的方法により同一装置内で２液相間の物質移動お
よび２液相間分離を行う方法を提供することであ
る。このように、本発明により提供される装置に
より、１またはそれ以上の要素が二相の物理的分
離も含めて一相より他相に物質移動されることに
なり、これらの操作が一つの装置で行われること
になるものである。 （発明の概要） 本発明によるこの装置は、混合溜器Ａとそれと
適切に嵌合し、少なくとも一つの軸方向に進退移
動可能なチヤネルＣを備えた混合分離器Ｂとを有
し、分離器Ｂの上端部は収集容器Ｅとしての作用
をするような形状とされていて、分離器Ｂが混合
溜器Ａ中に押し込まれた時、混合溜器から上液相
がチヤネルＣにより吸い上げられて収集容器Ｅ中
に移動収集されるようになつている。この混合溜
器Ａは他の形状のものであつてもさしつかえな
く、その形状に応じて混合分離器の形状も対応し
た形状のものが利用し得る。 本発明による装置は、物質移動操作を含む種々
の工程において多方面にわたる実用性を有するも
のである。以下の記載において、この実用性のう
ち、溶媒抽出、および特にイムノアツセイ（免疫
学的調査）技術について述べるが、これに限定さ
れるものでないことは容易に理解されるであろ
う。本出願人が先に出願した米国特許出願第
124691号明細書には、特別の結合検定のための液
−液抽出技術が開示されており、この開示による
と、適当な溶媒を利用し、特定の条件下において
は、結合蛋白質または結合蛋白質−は配粒子平衡
の結合能力のいずれかに悪影響を与えることな
く、イムノアツセイにおける結合および遊離配位
子を分離するための一般方法が発明されている。
この方法は物理的分離が行なわれてはいけないよ
うな場合の放射免疫検定法に特に適した方法であ
り、結合および遊離相の両方におけるガンマ線放
射同位元素の計数が行なわれている。しかしなが
ら、どのような非均質のイムノアツセイにおいて
も、特別の抗体に結合される抗原から標識化され
た遊離抗原を分離する必要がある。従つて、理想
的な方法とはこれら要素を明確に分離するだけで
なく、生物学的流体および反応混合物中の他の特
定されない物質により影響を受けない方法であ
る。上述の如き公知の従来例より、結合および遊
離分片の分離方法は以下のように分離されるだろ
う。 (1) 電気泳動およびクロマト電気泳動方法 (2) ゲル濾過 (3) ホルモン−蛋白質複合体の非特定沈澱 (4) 可溶ホルモン−プロテン複合体の免疫沈澱 (5) ホルモンの固相吸収 (6) 抗体の固相吸収 上記全ての方法は欠点を有しており、したがつ
て、クロマト電気泳動は空間と時間を必要とす
る。常に有効であるとは限らないが、冷室または
広い冷蔵庫内で行なわれた時に明確に分離され、
よい結果が得られた。この方法に必要とされるス
トリツプ計数管は機械的に故障し勝ちであるうえ
にそのほとんどがアイオジン１２５に対しては性
能が良くない。ほとんどの記録が制限された範囲
しかないので、一般に200μ以下では正確に計
数するために標識化されたホルモンの高特定活性
が必要とされる。 ゲル濾過法に関しては、個々のカラムの調整が
時間を費す上に空間も必要となるために実用的な
方法ではない上に、カラムからの流出液の収集に
技術的注意が要求される。 ホルモン−蛋白質複合体の非特定沈澱に関して
は、沈澱中に相当量の遊離抗原が吸収され、しか
も条件がわずかに変化しただけで分離度が変化し
てしまう。また、この方法に少しの変化を加えよ
うとすると技術的には他の方法の時に比べて多く
の技術的時間が必要とされ、それにより得られた
結果もこの方法を十分に採用し得るに適している
とは思われない。 抗原−抗体複合物の免疫沈澱もまた以下のよう
な欠点を有するものである。 (i) 上澄液のアスピレーシヨン（吸引）またはデ
カンテーシヨン（静かに注ぐこと）には相当の
技術と注意が要求され、時としては、沈澱は、
二相間の接触面に生じるメニスカスにおける薄
い層内に捕獲され、不注意に捨てられてしまう
虞れがある。 (ii) ヒトの血清は、多くの方法において第二抗体
反応の妨げとなる。ある第二抗体は、第一抗体
の沈澱に悪害があるように人間のガンマグロブ
リンと十分に交差反応してしまい、血清と血漿
との間の免疫沈澱度に重大な変化が起る。 遊離抗原の固相吸収に基づく方法、すなわち、
活性炭、樹脂、シリカ、フロリジル（florisil）
〔フロリジン（Floridin）社から市販されている
ケイ酸から調製されたケイ酸マグネシウム〕等の
使用は、結合抗原−抗体複合物も固体吸収剤上で
結合されるだろうという事実により悪影響を受け
る。抗体の固相吸収における近年の方法は抗体を
プラスチツクチユーブに吸収させることである。
したがつて、予め多くの被覆チユーブを用意する
必要がある。これらのチユーブの準備、保管はこ
られのチユーブが血清蛋白接触に対し非常に鋭敏
であるということに加えて重大な欠点である。こ
れに反し本発明は精度のよい結果を得るにも非常
に簡単であり、しかも、非常に安いので一度きり
の使用に適したものといえる。 本発明の方法は非常に簡単に実施することがで
きる。例えば、水と混合しないある有機溶媒に可
溶な溶質を含む水溶液について考察すると、この
水溶液は混合溜器Ａのほぼ1/4の容積を占めるよ
うな分量だけ混合溜器Ａに移される。次いで、水
と混合しない適当な有機溶媒が加えられるが、こ
の有機溶媒の添加量は混合溜器Ａの容積にしたが
い必要に応じた量だけ加えることができる。ま
た、有機溶媒の比重は水溶液の比重より大きくて
も小さくても良い。次いで混合分離器Ｂを混合溜
器Ａ中に押し込んだり引き出したりすることによ
り二相を十分に混合する。この時、もし必要であ
れば短時間に混合するためにバイブレータミキサ
や磁気撹拌器等の混合装置を用いてもよい。混合
工程の後、適当に放置することにより混合しない
上相と下相に分離される。その後、混合分離器Ｂ
を押し込むことにより上相液はチヤネルＣを通つ
て収集容器Ｅ中へ移動される。この時、分離器Ｂ
は二相の境界面まで押し込まれ、先に水相中に存
在した溶質を含む上相は完全に収集容器Ｅに移さ
れる。このようにして上相中に移行した下相から
の溶質量を決定するために適当な測定装置に分離
された上相は移される。同様の測定が混合溜器Ａ
中に残つた下相に対しても実施される。最初に水
相中に存在する溶質がガンマ線を放射する放射性
同位元素である時には、上述の方法で行なわれる
が、この場合、装置全体がガンマ計数管のウエル
中に置いて、混合溜器Ａ内に残つた相から放射さ
れる放射線のみを計数するようにしている。全体
の計数値は予めわかつているので、混合溜器Ａ内
下相の放射線を計数することにより二相間のガン
マ線放射同位体溶質の分布度がわかる。この分析
方法は微生物分野における化学物質の微少濃度を
検出するイムノアツセイに応用した場合、特に有
用な方法である。化学物質の公知の学術用語名の
うち、以下のようなグループが、分析対象として
予想される。 アルカロイド、 例えばモルヒネ、コデイン、ジヒドロコデイ
ン、ヘロイン、オキシモルヒネ、メトポン、フ
オルコデイン等、 パルビツール酸塩、 例えばベロナール、ルミナル、セコナル、フエ
ノバルビタール、バルビタール等、 ステロイド、エステロゲン、 例えばβ−エストロデイオール、エストロン、
エストリオール、17α−エチニル・エストロデ
イオール等、アンドロゲン、プロゲストゲン、
アドレノコーテイカルホルモン等、 カンナビノイドおよびそのメタボライテ、ビタミ
ン、 例えばカロチン、リボフラビン、チアミン、ナ
イアシン、アスコルビン酸、トコフエロール、
フイチル−1.4−ナフトキイノン等、 アミノ酸およびポリペプチド、サツカリドおよび
ポリサツカリドを含む糖、トランキライザ、 例えばメプロバメート、バリウム、オキザゼパ
ン、ホノテイアジン等。 上述のハプテンに加えて、他の多くの複合体、
例えばコカイン、プロスタグランジン、ペニシリ
ン、クロロマイセイセチン、アンテイノマイセチ
ン等の抗生物質、核酸、核酸塩、殺虫剤、殺真菌
剤、殺菌剤、マラチオン、カルバメート等の殺線
虫剤等が本発明に基づいて検定される。一般に、
抗原、ハプテンおよびそれらの抗体、およびホル
モン、ビタミン、薬剤、代謝産物およびそれらの
受容体および結合物質は本発明方法により測定さ
れ得る。 以下において、測定すべき特別な成分の内のい
くつかを記載する。 補償性サイロキシン（compensated T₄） トリヨードサイロニンの利用比率（T₃
uptake） コルテイゾル インシユリン ジゴキシン トリヨードチロニン フオレイト チロキシン （トータルT₄） ヒト成長ホルモン 甲状線刺激ホルモン （ｈ GH：human （TSH：Thyroid） Growth Hormone） Stimulating Hormone） 本発明の方法は、標識剤が蛍光標識物である場
合、特に適しており、この場合は適当な分光計を
用いて測定を行つている。検定中の標識剤がガン
マ線放射ラジオアイソトープ、例えばヨウ素１２
５（１２５Ｉ）であり、上相が有機溶媒である場
合には、分離器Ｂによる分離後混合溜器Ａ内に存
在する水相は抗体−抗原複合体を含み装置全体は
下相のみが計数されるようにガンマ計数管のウエ
ル中に置かれる。下相が有機溶媒である場合も同
様のことがいえるが、この場合にはウエル中に装
置全体を置き有機溶媒に移行した遊離非結合配位
子を計数する。この方法は、ラジオイムノアツセ
イ、フリーラジカルアツセイ、蛍光イムノアツセ
イ、酵素イムノアツセイ、メタロイムノアツセイ
（米国特許第4205952号明細書に記載）等のイムノ
アツセイ技術に適応させることができる。本発明
の装置は、これら技術市場で利用されている種々
のキツトに利用することが最も有用である。 本発明装置を利用した他の利用法としては、プ
ロテン、セルおよび混合しない相互不相容性では
あるが、水溶性の二つのポリマーを用いた時の高
分子重量化合物における結合抗原−抗体複合物か
ら遊離抗原を分離する方法がある。この分離によ
りその間に種々の種が分布する２水相ができる。
このような現象は文献に記載されている［P.A.
アルバートソン（Albertson）他、ネイチヤ
（Nature）184 1465 1959：Ｇジヨンソン
（Johnson）他、Hur.J.Biochem.，33，379，
1973］。ポリマーの不相容性対に関する文献は数
多くある（例えば、A.ドブリ（Dobry）他、J.
Polym.Sci.，２，90，1947）。本発明装置は混合
しない２水相の分離に適用することができるのは
上述してきた通りである。 本発明の方法および装置は、塚跡金属の分析の
ための原子吸収光分野に利用することに特に適し
ている。有機溶媒が、水溶液媒体から金属イオン
を抽出するためキレート化剤を含んでいるような
抽出処理を利用することがしばしば必要である。
本発明の装置を用いることにより、簡単で効率の
よい抽出処理方法を提供することができ、装置の
収集容器Ｅ中の有機相を分離に続いて、この有機
相を直接原子吸収測定に用いることが可能であ
る。また、本発明装置は原子吸収分光器中のサン
プル投入自動システムにも容易に組み込むことが
できる。 本発明の装置および方法は、技術的に簡単且つ
迅速でしかも安価であるので一般に、特にイムノ
アツセイにおける液−液抽出に関する理想的な方
法といえるだろう。上述した装置および技術の当
分野における必要性を強調するためには、以下の
公知の専門家による教科書を引用するのは価値あ
ることであろう［inciples of competitive
protein−binding assay］（W.D Odell.及びW.H.
Daughaday共編）、J.P.Lippinc ott Co.，フイラ
デルフイアおよびトロント（Philadelphia and
Toronto）、1971年第11章、303章。非常に多くの
異つた分離技術が提案されているということは現
存の方法に満足ではないという事実を示すもので
ある。したがつて、本発明の装置および技術は従
来よりの現存のものよりも最も理想方法に近いも
のといえるだろう。 （実施例） 以下、添付図面の実施例と照らして本発明をさ
らに詳しく説明する。 第１図は本発明の一実施例を示すものであり、
図示の装置は、混合溜器Ａ、混合分離器Ｂ、収集
容器ＥおよびストツパＳの４部分で構成され、ス
トツパＳは閉鎖、開放の両位置を取り得る。 図示するように、混合溜器Ａは、二液体相Ｕ、
Ｌを内部に収容するためのものであり、有底筒形
状をしている。この混合溜器Ａの上部には、当該
混合溜器Ａの長手方向に進退移動自在（この場合
は、上下動自在）に混合分離器Ｂが挿入装着して
ある。 この混合分離器Ｂの内部には、その長手方向に
沿つて伸延するチヤネルＣが形成してある。この
チヤネルＣの下側一端は混合溜器Ａの内部に連通
している。 混合分離器Ｂの頂部には収集容器Ｅが接合して
ある。収集容器は、その内部に容器内空所を有し
ている。容器内空所は混合分離器Ｂ内部に形成さ
れたチヤネルＣの上側他端と連通している。 収集容器Ｅの上部には、ストツパＳが形成して
ある。ストツパＳは、収集容器Ｅ内に形成された
容器内空所と装置外部とを開閉自在に連通するも
のである。 第１ａ図は物質移動操作以前に存在する上相Ｕ
および下相Ｌの２相の液体相を有する装置を示し
ており、第１ｂ図は混合溜器Ａ中に完全に押込ま
れた分離器Ｂの状態を示し、この状態において２
相は親密に混合している。この混合分離器Ｂの押
し込み、取り出し動作（進退移動、この場合は上
下動）中、ストツパＳは閉鎖状態にあるので、混
合溜器Ａ内に真空状態を創成すると共に、収集容
器Ｅ内に形成された容器内空所に圧力上昇を引起
す。このことにより、混合度がより高められると
共に、より効果的に物質移動動作を起させること
になる。混合動作の終了時には、混合分離器Ｂは
第１ａ図に示されるように上昇した位置を占り、
ストツパＳは空気圧を開放するために開放位置に
移動し、混合液相はしばらく静置すること等によ
り自動的に上下２相に分離する。第１ｃ図は液相
が上相Ｕと下相Ｌとの２相に分離した後、混合分
離器Ｂが混合溜器Ａ内に押し込まれた状態にある
装置を示しており、分離器Ｂは上相がチヤネルＣ
内にわずかに残るか又は完全に残らないように所
望のレベルまで押し込まれる。ストツパＳが開放
位置にあるので、そこから上液相Ｕを所望の他の
容器中に注ぎ出すこともできる。上液相Ｕの除去
中は、混合溜器Ａ内に創成される真空状態故に、
チヤネルＣ中に残留するどの液相も注出されるこ
とはない。 第２図は第１図に示される装置の変形例を示す
もので、この実施例装置におけるチヤネルＣは混
合分離器Ｂの全長に渡つて横切つていない。第２
ａ，２ｂ，２ｃ図は第１図に関して述べたと同様
の動作を行うものであるが、ストツパＳは異つた
型のものが用いられている。第３図は本発明装置
のさらに他の実施例を示しており、この実施例に
おける混合分離器Ｂの下部Bbのみが混合溜器Ａ
に嵌合している。さらに混合溜器Ａには容積測定
のためにスケールＧが描かれているが、このよう
なスケールＧはもちろん他の実施例装置にも設け
ることができる。分離器Ｂの下部嵌合部Bbは螺
合又は他の手段により取外し自在に設けることが
できる。第３ａ乃至第３ｃ図に示された装置の動
作は夫々対応する第１図乃至第２図の装置の動作
と同様である。第４図は本発明装置のさらに他の
実施例を示しており、本実施例装置は、分離器Ｂ
がより滑らかに混合溜器Ａ内に挿入されるような
追加要素を有しており、特に、本実施例の装置
は、装置が、滑らかに挿入し難いような材料で作
られている場合に適しており、第４ｂ図に示され
るように、混合溜器Acは、その壁部に少なくと
も２本の長手方向案内溝が設けてある。第４ｃ図
は混合溜器Acの断面図を示すもので、４本の長
手方向案内溝が設けられていることがわかる。第
４ａ図に示される混合分離器Bcには第４ｄ図に
示されるような断面を有する多数の突出部を設け
ることが必要であり、この突出部は混合溜器Ac
の長手方向案内溝と対応するものである。このよ
うにして、第４図に示される装置の混合分離器
Bcが混合溜器Ac中に押し込まれる時にも、第１
図の実施例の場合と同様の効果を得るものであ
る。 第５図は本発明装置のさらに他の実施例を示す
もので、本装置もまた、混合溜器Ａ、混合分離器
Ｂ、収集容器ＥおよびストツパＳから構成されて
いるが、混合分離器Ｂは二つの変形部を有してい
る。第一の変形部は、収集容器Ｅが分離器Ｂの一
部として構成されており、第２の変形部はこの収
集容器Ｅが分離器Ｂより取り外し可能とされてい
る点である。分離器ＢまたはB′はその基部に密閉
部材を有し、混合溜器Ａの内壁に沿つて摺動する
ようにされている。この密閉部材にはその厚さ方
向に貫通する少なくとも一つのオリフイス孔が設
けられており、この孔はチヤネルＣと連通してい
る。この密閉部材に関しては本発明の精神を越え
ない限り位置および材料について種々の変形例が
可能であるが、ある一例では、密閉部材はオリフ
イス孔を有するゴム製のＯ−リングで構成し、混
合溜器Ａの内壁に沿つて摺動可能としている。混
合分離器Ｂを混合溜器Ａ中に押し込むことによ
り、上相液はオリフイス孔およびチヤネルＣを介
して収集容器Ｅ中に吸出される。さらに他の実施
例においては、ゴム製Ｏ−リングは分離器Ｂのわ
ずか上方に配設されており、ゴムは混合溜器Ａか
ら下相液と接触しないようになつている。この場
合ゴムの種類、型にはいかなる限定もない。収集
容器ＥまたはE′を閉鎖するために嵌合されるス
トツパＳは内側に穿孔されたカバーを設けて液滴
が穿孔を通つて収集容器Ｅ中に戻り得るようにし
ている。装置の動作を妨げない限り、この孔の寸
法および形状は問題にならない。また、第５図の
装置の動作も第１図に示される装置と同様の動作
をなすものである。 本明細書中ですでに述べたように、本発明によ
る装置は、その規模の大小に拘らず、液−液抽出
の全分野に非常に便利な装置として利用できるも
のである。小規模のものにおいては、溶剤スクリ
ーニングの基礎研究又は与えられた溶剤の分離係
数の限界状態の決定に利用することができ、また
大規模のものにおいては、その物質移動効率に基
づき、スタンダードなミキサーセトラ又は公知の
カラムと十分好適に競い合えるものである。 本発明装置の主なる利点の中で、水力伝達が完
全にないことおよび吸出し機能から混合動作を分
離している点は特筆すべきことであり、いすれも
所望に応じて独立して行なうことができ、したが
つて再混合の危険性もない。換言すれば、本発明
の装置によればミキサが利用される場合、通常得
られると同等の高効率の物質移動が行なえると同
時にその時に出合い勝ちな欠点を排除することが
できる。さらに、装置に利用される要素の形状は
その用途に応じて変更することができ、また、特
定の分離工程における２相の液量により混合溜器
Ａおよび収集容器Ｅの容積も所望に応じて変える
ことができる。所定量の液の定量収集が望まれる
場合、混合分離器Ｂの上端部から或る適当な高さ
の位置において、混合溜器Ａの外径よりも大であ
ると仮定した場合には、要素Ｅはいかなる所望の
幾何学的形状および寸法を有する収集容器とする
ことができる。 一実施例において、混合溜器Ａの上端部と収集
容器Ｅとの間にはリングが間挿されている。この
リングは混合分離器Ｂ上を摺動可能であるので、
分離器Ｂの混合溜器Ａに対する押し込み位置を決
定することになる。したがつて、このようなリン
グにより、混合分離器Ｂは混合溜器Ａ内の二液相
間の界面に位置するまで押込まれ、混合溜器Ａよ
り上液相を確実に分離除去する。同様の原理に基
づき、二またはそれ以上のリングを、界面位置を
異ならせるために、間挿させることができる。こ
のようなリングは第１図、第２図および第４図に
おいては符号Ｄで示されている。 新規な装置を用いた本発明の方法による他の利
点は、複雑な補助設備を用いずに一連の装置を非
常に簡単に作動させ得ることである。 本発明の装置はガラス、ポリエチレンまたは他
の適当なプラスチツク材料で製造することもで
き、また、その特定用途に応じては金属材料製の
ものも考えられ得る。 本発明による二液相の分離方法は以下において
免疫分析技術からの数多くの例を参照して行う
が、その際には、この分野に限られず非常に明確
に分離することが絶対的に要求されている。 以下の例において、便宜上、本発明による新規
な液抽出分離装置は「リデツクス（Lidex）［登
録商標］」分離器として記載し、この「リデツク
ス」分離器における「管Ａ」は前述の記載及び図
面における全ての混合溜器Ａを、また「ミキサ
Ｂ」は前述の記載及び図面における全ての混合分
離器Ｂに対応する要素を示すものとする。 実施例 １ ラジオアイソトープ・トレーサを利用したリデ
ツクス分離器を用いた抽出効率研究 水溶液から混合物を抽出するための複数の溶媒
中のある溶媒又は混合物の適合性を決定するため
には、次の処理を行うことにより非常に迅速且つ
正確な結果が得られた。リデツクス分離器の12本
の「管Ａ」に対して１〜12の番号が記されてい
る。各「管Ａ」内には、500plのEDTAリン酸塩
緩衝液が、放射性同位元素アイオジン−１２５
（Iodin−１２５）で標識化されたデイゴキシン誘
導体を含む200plの溶液の次に加えられた。（この
溶液は、商業上入手できるデイゴキシン−−１
２５誘導体（Ames）を、真水100ml中に1.2ｇの
リン酸ニナトリウムと0.6ｇのEDTAニナトリウ
ムを含む12mlのEDTAリン酸塩緩衝液で再構成
することにより準備されたものである。）「管Ａ」
の１〜12本中の放射能はガンマ計数管で測定した
が、各管に対し２度ずつ30秒間行つた。その後、
各管に対し以下の如く1.4mlの溶媒が加えられ
た。 (a) 管１，管２−第三級アミルアルコール、 (b) 管３，管４−容積比９：１の第三級アミルア
ルコールとメチルイソブチル
ケトン（MIBK）の混合物、 (c) 管５，管６−容積比３：１の第三級アミルア
ルコールとMIBKの混合物、 (d) 管７，管８−容積比１：１の第三級アミルア
ルコールとMIBKの混合物、 (e) 管９，管１０−MIBK、 (f) 管１１，管１２−第三級ブチルエーテル。 （上述の全ての溶媒および溶媒混合物は同じ
EDTAリン酸塩緩衝液で予め平衡化されてい
る）。 溶媒の添加に引き続いてリデツクス分離器のミ
キサＢがストツパに類似させ「管Ａ」の１〜12本
の各頂部に挿入された。このようにして組立てら
れたリデツクス分離器の各々は30秒間振り回され
た。（適当なトレーを用いることにより全てのリ
デツクス分離器を同時に旋回することができ
る。）旋回混合の後、リデツクス分離器を十分間
静置することにより上下両液相が分離形成され
た。次いで、各リデツクス分離器（１〜12）の混
合分離器Ｂは「管Ａ」中に静かに押し込まれた。 （これら実験に使用されたリデツクス分離器
は、ミキサＢが最大限押し込まれた時に「管Ａ」
中には0.5mlの下相液が残り、0.2mlがチヤネルＣ
内にそして全上相液（1.4ml）が収集容器Ｅ内に
収容されるように構成されている）。リデツクス
分離器の各々はガンマ計数管のウエル内に載置さ
れ、管Ａ中に残つた下相液中の放射能を各管につ
いて２度ずつ30秒間計数した。 実験の結果は以下の表１に示されるが、この表
１によれば、測定精度は大いに満足のいくもので
あつた。実験は測定精度を測定しつつ実施された
が、その実験結果は、ガンマ計数管のホルダの管
状幾何学的形状における器具の変更によつて、抽
出効率を決定するための精度が最大限１％まで変
動することはあり得ることを示している。

【表】 実施例 ２ 蛍光トレーサを使用したリデツクス分離器を用
いての抽出効率研究 実施例１に関して記載されたのと類似の実験に
より、リデツクス分離器の収集容器中に分離され
た上相液を測定のために用いることができること
が実証された。データは、溶媒の抽出効率を決定
するために蛍光トレーサの使用を記しているが、
例えば、蛍光標識を用いた非同位体イムノアツセ
イまたは、自由で結合しない分片がモニタされる
ならば放射性同位体標識と同じく他の非同位体標
識剤を用いた同位体イムノアツセイのような決定
事項にも適応するものである。 ５×10^-4（モル）ＭローダミンＢの二つの標準
貯蔵液が準備されたが、一方は２倍の蒸留水中に
他方は第三級アミルアルコール中に貯蔵された。
これらの溶媒は５×10^-5M，4.5×10^-5M，4.0×
10^-5M，2.5×10^-5M，2.25×10^-5M，2.0×
10^-5M，1.0×10^-5M，0.5×10^-5Mの所望の濃度の
作動液を得るための希釈用に利用され、パーキン
エルマーモデル（Perkin Elmer model）MPF−
44B（パーキンエルマー蛍光分光光度計のモデル
番号）を用いているこれらの溶液で校正曲線が得
られた。430mmの励磁波長と615mmの放射波長を有
する蛍光分光光度計が用いられた。 リデツクス分離器の16個の「管Ａ」に対し１〜
16の番号が記された。管１、管２中には0.7m
の水が対照液として入れられ、管３乃至管１６中
には前述の水中に置かれたローダミンＢの作動液
が各モルの液につき２本づつ入れられた。次いで
各管１〜１６に対し（予め水で飽和された）
1.4mlの第３アミルアルコールが加えられた。 リデツクス分離器のミキサＢがストツパに類似
のものとして各管の頂部に挿入され、次いで16個
の全ての分離器組立体は20秒間旋回された。その
後10分間静置した後、各組立体のミキサＢは実施
例１においても述べたように各管中に静かに押し
込まれた。各リデツクス分離器の収集容器に移動
した上相部は分光光度計セル中に注がれ蛍光信号
が測定された。各管中のローダミンＢの濃度は上
述の如くして得られた蛍光信号を補間し、前述の
実験に用いられた希釈率（２：１）を考慮して校
正曲線から決定された。この結果、ローダミンＢ
の第三級アミルアルコール溶媒中への抽出は90〜
93％の抽出効率であつた。 もし望むならば、上述の例２の実験においてミ
キサＢの収集容器Ｅが分離可能な別構成として、
例えば水晶、耐熱ガラスまたは他の蛍光測定に適
した材料で作られ、相分離工程以前にミキサＢに
取り付けられるように、リデツクス分離器を構成
することができる。相分離して上相を収集容器中
へ移動させた後、リデツクス組立体全体は蛍光分
光光度計の調整セル・ホルダ中に置いておくこと
ができる。こうすることによつて、上相をセル中
に注ぎ込む工程が省くことができ、全工程の自動
化が容易になる。例２に関しての最初の記載中に
述べたように、トレーサとしてトリチウムで標識
化された材料を用いても同様の処理を行い得る。
相分離に次いで、収集容器Ｅ内の上相中にトリチ
ウムで標識化されたトレーサが抽出され、上相は
シンチレーシヨン液中に注ぎ込まれてシンチレー
シヨン計数管でその放射能測定が行なわれる。 実施例 ３ リデツクス分離器を用いて実施されたシゴキシ
ンラジオイムノアツセイ イムノアツセイに際しリデツクス分離器を用い
たことによる精度信頼性、単純性、および容易に
操作し得る等の利点を強調し明確にするために次
の二つの実験が並行して実施された。 (i) 遊離区分と結合区分を分離するための分離シ
ステムとしてクロマトグラフ・チユーブを用い
たジゴキシン・ラジオイムノアツセイリアライ
ズ（RIALYZE）（Ｒ）（Ames）の商業上入手
できるキツト、 (ii) 同じキツトを用いているが、検定処方はリデ
ツクス分離器の使用を基礎としたもの。 全てのキツト構成要素はキツト使用法に従つて
再構成された。２通りのキツトアツセイチユーブ
が全計数および標準Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのために
標識化され、また各DADE（「アメリカ合衆国の
法人名」：以下同様）調整血清のために２通りの
アツセイチユーブが標識化，，された
（TRI−YAC（Ｒ）、第３レベル、ラジオイムノ
アツセイコントロール、レベル、レベル、レ
ベル）。 並列して行なわれたリデツクス分離器システム
に関してはリデツクス分離器の２通りの管が全計
数ゼロ標準（スタンダード）、および標準Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとして標識化された。また、リデ
ツクス分離器の３通りの管が各「DADE」調整血
清，，として標識化された。全てのアツセ
イ管に再調整された100μの−125ジゴキシン
が加えられた。全計数およびゼロ標準アツセイ管
には50μの緩衝液が加えられた。また、適当に
標識化されたスタンダード管には各50μのスタ
ンダードが、また標識化された，，管には
各50μの調整血清が加えられた。 100μのアツセイ緩衝液が加えられた全計数
管を除く全ての管に100μの再調整された抗血
清が加えられた。その後、全ての管は室温下で20
分間温置され、温置後、各々につき以下の如き異
つた処理を行つた。 (i) リアライズ（登録商標）キツトの各試験用管
については、クロマトグラフ管が挿入され10分
間放置してから各管に0.8mlの緩衝液を加えさ
らに10分間放置した。ガンマ計数管を用いて各
管の放射能を計数した。 (ii) リデツクス分離器のキツトの各「管Ａ」につ
いては、予めアツセイ緩衝液で飽和された
1.4mlの抽出溶媒混合物（第三級アミルアルコ
ール／MIBK、容積費３：１）を加え、（容積
調整用に）350μの緩衝液が加えられた。各
管Ａの頂部ストツパの如くリデツクス分離器の
ミキサＢが挿入され全てのリデツクス分離器組
立体は30秒間旋回された。 （液相を分離するために）組立体を10分間放
置してから各リデツクス分離器組立体のミキサ
Ｂを管Ａ中に静かに押し込んだ。組立体をガン
マ計数管のウエル中に置き「管Ａ」の底に残つ
ている水相中の放射能を測定した。放射能測定
の結果、商業上入手し得るリアライズ（登録商
標）キツトの抗体に対する結合量の総和または
リデツクス分離器の基準値に対する相関的な結
合量として計算された。 両実験の結果はキツトグラフ用紙上対数（ジゴ
キシン濃度）に対するロジツト（logit）ステー
ル（直接的に相関関係を示すグラフ）で描いた結
果第６図のようになつた。このグラフの曲線から
調整血清のジゴキシン値（ng／ml）が決定され
た。全ての結果の平均値および他の商業上取引さ
れているキツトに対する調整血清値の組成は次の
表２、および表３にまとめられている。第６図の
グラフおよび調整血清用に決定された濃度値から
わかるようにジゴキシン・アツセイにとつてこの
リデツクス分離器システムは十分に受入れられる
結果を示した。

【表】

【表】 なお、「DATA−トープ」及び「クオンテイト
ープ」はリデツクス分離器に対比される装置の名
称である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明装置の実施例を示す
断面図、そして第６図は本発明装置を用いて行な
われた１実施例におけるジゴキシン濃度特性グラ
フである。 Ａ……混合溜器、Ｂ……混合分離器、Ｃ……チ
ヤネル、Ｄ……リング、Ｅ……収集容器、Ｓ……
ストツパ、Ｕ……上相、Ｌ……下相。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分離して接触するいずれか一方の液体相に含
   まれている一又はそれ以上の成分の物質をいずれ
   か他方の液体相に、当該二液体相を混合させるこ
   とにより、移動させると共に、その後に当該混合
   した二液体相の物理的な分離をも行う物質移動装
   置において、 当初には分離して接触する前記二液体相を内部
   に収容する混合溜器Ａと、 当該混合溜器Ａの長手方向に進退移動自在に装
   着され、当該混合溜器Ａの長手方向に沿つて伸延
   して当該混合溜器Ａの内部に下側一端が連通する
   チヤネルＣが内部に形成された混合分離器Ｂと、 当該混合分離器Ｂの頂部に接合され、前記チヤ
   ネルＣの上側他端が連通する容器内空所が内部に
   形成された収集容器Ｅとから成る、物質移動操作
   装置。 ２ 前記混合分離器Ｂの底部には密閉部材が設け
   られており、前記密閉部材は前記チヤネルＣと連
   通する少なくとも一つの貫通オリフイス孔を有し
   ている特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記密閉部材が前記混合溜器Ａの内壁と良好
   な接触状態を保つたまま摺動し得るようにされた
   特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４ 前記密閉部材が前記チヤネルＣと連通するオ
   リフイス孔を有するゴム製Ｏ−リングで構成さ
   れ、前記Ｏ−リングは前記混合溜器Ａの内壁に沿
   つて摺動し得るようにされた特許請求の範囲第２
   項に記載の装置。 ５ 前記混合分離器Ｂの下部のみが前記混合溜器
   Ａに嵌合されるように構成された特許請求の範囲
   第１項に記載の装置。 ６ 前記チヤネルＣが前記混合分離器Ｂの垂直軸
   下方のみを横切るようにされた特許請求の範囲第
   １項に記載の装置。 ７ 前記混合溜器Ａが、その壁部に設けられ、前
   記混合分離器Ｂに設けられた同数の突出部と係合
   する、少なくとも２つの長手方向溝を有し、前記
   混合分離器Ｂの前記混合溜器中への嵌合を容易に
   した特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ８ 前記混合溜器Ａが筒状部材である特許請求の
   範囲第１項乃至第７項のいずれか一つに記載の装
   置。 ９ 前記混合溜器Ａに容積測定用目盛が施されて
   いる特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか
   一つに記載の装置。 １０ 前記混合溜器Ａの上端部と前記収集容器Ｅ
   との間にリングＤが間挿され、前記リングＤは前
   記混合分離器Ｂ上を摺動自在とされ、前記混合分
   離器Ｂの前記混合溜器Ａ内への押し込み位置を決
   定するようにした特許請求の範囲第１項乃至第７
   項のいずれか一つに記載の装置。 １１ 前記収集容器の外径が、前記混合分離器Ｂ
   の上端部からの或る高さ位置において、前記混合
   溜器Ａの外径よりも大きくされている特許請求の
   範囲第１項乃至第７項のいずれか一つに記載の装
   置。 １２ 不活性材料で作られていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか一
   つに記載の装置。 １３ 前記不活性材料がガラス、ポリエチレンま
   たは他のプラスチツク材料または金属から成るグ
   ループより選ばることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項に記載の装置。 １４ 混合溜器Ａ内に二種類の液体を入れ、内部
   で接触する境界面を有する二液体相を形成する工
   程と、 前記混合溜器Ａに進退移動自在に装着された混
   合分離器Ｂを進退移動させて、混合溜器Ａ内に収
   容されていた二液体相を、当該混合溜器Ａ内部及
   び当該混合溜器Ａ内に下側一端が連通するように
   前記混合分離器Ｂ内に形成されたチヤネルＣ及び
   当該チヤネルＣの上側他端が連通する収集容器Ｅ
   内部で混合させ、前記二液体相のすちいずれか一
   方に含まれていた物質を他方の液体相に移動させ
   る混合工程と、 当該混合された二液体相を、前記混合溜器Ａ内
   部で接触する境界面を有するように再び分離する
   分離工程と、 前記混合分離器Ｂを前記混合溜器Ａの所定位置
   まで押し込み、前記分離工程で分離された二液体
   相のうちの上液相を前記チヤネルＣを介して前記
   収集容器Ｅ内に押し上げる工程とを有することを
   特徴とする、 二液体相のうちの一相に含まれている一又はそ
   れ以上の成分を多相へ移動させ、当該二液体相を
   再び分離させるための物質移動方法。 １５ イムノアツセイに適用された特許請求の範
   囲第１４項に記載の方法。 １６ 前記イムノアツセイがラジオイムノアツセ
   イ、フリーラジカルアツセイ、螢光イムノアツセ
   イ、酵素イムノアツセイまたはメタロイムノアツ
   セイの一つである特許請求の範囲第１５項に記載
   の方法。 １７ イムノアツセイキツトに適用された特許請
   求の範囲第１４項乃至第１６項のいずれか一つに
   記載の方法。 １８ 自動的に行なわれることを特徴とする特許
   請求の範囲第１４項乃至第１６項のいずれか一つ
   に記載の方法。 １９ ジゴキシンに適用される特許請求の範囲第
   １４項乃至第１８項のいずれか一つに記載の方
   法。 ２０ エストラジアル、プロゲストゲンまたはテ
   ストステロンに適用される特許請求の範囲第１４
   項乃至第１８項のいずれか一つに記載の方法。 ２１ サイロキシンT₄に適用される特許請求の
   範囲第１４項乃至第１８項のいずれか一つに記載
   の方法。 ２２ トリヨードサイロニンT₃に適用される特
   許請求の範囲第１４項乃至第１８項のいずれか一
   つに記載の方法。 ２３ バルビツール酸塩に適用される特許請求の
   範囲第１４項乃至第１８項のいずれか一つに記載
   の方法。 ２４ カナビノイドに適用される特許請求の範囲
   第１４項乃至第１８項のいずれか一つに記載の方
   法。 ２５ モルヒネに適用される特許請求の範囲第１
   ４項乃至第１８項のいずれか一つに記載の方法。