JPWO2019131173A1 - 分離回収システム及び分離回収方法 - Google Patents
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Abstract
Description
流体中の分離対象物を分離して回収するシステムであって、
第1主面及び前記第1主面に対向する第2主面を有すると共に、複数の貫通孔を有する金属製多孔膜と、
前記金属製多孔膜の前記第1主面から前記第2主面に向かって前記分離対象物を含む流体を供給する供給装置と、
前記金属製多孔膜の前記第2主面から前記第1主面に向かって、前記金属製多孔膜の貫通孔の寸法より大きい複数の粒子を含む流体を供給する逆洗装置と、
を備える。
流体中の分離対象物を分離して回収する方法であって、
複数の貫通孔を有する金属製多孔膜の第1主面から前記第1主面に対向する第2主面に向かって前記分離対象物を含む流体を供給することによって、前記金属製多孔膜の第1主面に前記分離対象物を捕捉するステップ、
前記分離対象物を捕捉した前記金属製多孔膜に対して、前記金属製多孔膜の前記第2主面から前記第1主面に向かって、前記金属製多孔膜の貫通孔の寸法より大きい複数の粒子を含む流体を供給するステップ、
前記金属製多孔膜の前記第2主面に前記複数の粒子を捕捉するステップ、
を含む。
流体中の分離対象物の分離回収方法として、メンブレンフィルターを用いた分離回収方法が知られている。メンブレンフィルターを用いた分離回収方法では、流体中の分離対象物をメンブレンフィルターで捕捉し、逆洗することによって分離対象物を回収している。
流体中の分離対象物を分離して回収するシステムであって、
第1主面及び前記第1主面に対向する第2主面を有すると共に、複数の貫通孔を有する金属製多孔膜と、
前記金属製多孔膜の前記第1主面から前記第2主面に向かって前記分離対象物を含む流体を供給する供給装置と、
前記金属製多孔膜の前記第2主面から前記第1主面に向かって、前記金属製多孔膜の貫通孔の寸法より大きい複数の粒子を含む流体を供給する逆洗装置と、
を備える。
流体中の分離対象物を分離して回収する方法であって、
複数の貫通孔を有する金属製多孔膜の第1主面から前記第1主面に対向する第2主面に向かって前記分離対象物を含む流体を供給することによって、前記金属製多孔膜の第1主面に前記分離対象物を捕捉するステップ、
前記分離対象物を捕捉した前記金属製多孔膜に対して、前記金属製多孔膜の前記第2主面から前記第1主面に向かって、前記金属製多孔膜の貫通孔の寸法より大きい複数の粒子を含む流体を供給するステップ、
前記金属製多孔膜の前記第2主面に前記複数の粒子を捕捉するステップ、
を含む。
[分離回収システム]
図1は、本発明に係る実施の形態1の分離回収システム1の一例の概略ブロック図である。図1に示すように、分離回収システム1は、金属製多孔膜10、保持具20、供給装置30、及び逆洗装置40を備える。実施の形態1では、金属製多孔膜10は、保持具20に保持されている。また、供給装置30及び逆洗装置40は、保持具20に着脱可能に接続される。
図2は、本発明に係る実施の形態1の分離回収システム1における金属製多孔膜10の一例の概略構成図である。図2中のX、Y、Z方向は、それぞれ金属製多孔膜10の縦方向、横方向、厚み方向を示している。図2に示すように、金属製多孔膜10は、膜部11と、膜部11の外周に設けられた枠部12と、を備える。
保持具20は、金属製多孔膜10を保持する共に、供給装置30及び逆洗装置40と着脱可能に取り付けられる部材である。
供給装置30は、分離対象物50を含む流体51を金属製多孔膜10に供給する装置である。供給装置30は、例えば、シリンジなどである。具体的には、供給装置30は、流体51を収容する外筒と、外筒の内部を移動可能なプランジャーと、を備える。図5Aに示すように、供給装置30は、保持具20の第1保持部材21の第1流路口24aに取り付けられる。
逆洗装置40は、複数の粒子70を含む流体71を金属製多孔膜10に供給して、分離対象物50を捕捉した金属製多孔膜10を逆洗する装置である。逆洗装置40は、例えば、シリンジなどである。具体的には、逆洗装置40は、流体71を収容する外筒と、外筒の内部を移動可能なプランジャーと、を備える。図5Bに示すように、逆洗装置40は、保持具20の第2保持部材22の第2流路口26aに取り付けられる。
本発明に係る実施の形態1の分離対象物の分離回収方法について、図6を用いて説明する。図6は、本発明に係る実施の形態1の分離回収方法のフローチャートの一例である。
実施の形態1に係る分離回収システム1及び分離回収方法によれば、以下の効果を奏することができる。
実施例1では、実施の形態1の分離回収システム1を用いて、分離対象物50の分離回収実験を行った。
CO2インキュベーターにて、HL−60細胞の継代培養を播種後7日間行った。培養後、HL−60細胞を含有する培地を約100Gの遠心力で遠心分離し、HL−60細胞を沈降させた後、上澄みの培地を廃棄し、溶媒をPBSに置換した。セルカウンターにて、PBS置換後のHL−60細胞溶液中の細胞数を計測し、PBSで溶液中の細胞数濃度を調整することにより、細胞数濃度3×106[個/mL]の標準液を得た。
実施例1では、コアフロント(株)社製の粒径3μmのシリカ球状粒子水溶液を用いて、遠心分離にて溶媒をPBSに置換した後、PBSで粒子数濃度が8×104[個/mL]になるように調整した。テルモ(株)製ディスポーザルシリンジに、濃度調整後のシリカ粒子溶液を10mL入れ(溶液中のシリカ粒子数は8×105個)、流速0.006[m/sec](流量10[mL/min])にて、シリカ粒子溶液を金属製多孔膜10に通過させた。これにより、金属製多孔膜10の第1主面PS1上に捕捉されたHL−60細胞の逆洗を行った。
比較例1では、逆洗用の流体として、10mLのPBSをテルモ(株)製ディスポーザルシリンジに入れ、(株)ワイエムシィ社製のシリンジポンプ「YSP−201」を用いて、流速0.006[m/sec](流量10[mL/min])にて、PBSを金属製多孔膜10に通過させた。これにより、金属製多孔膜10の第1主面PS1上に捕捉されたHL−60細胞の逆洗を行った。
逆洗前の金属製多孔膜10に捕捉されていたHL−60細胞の数が1.36×105個であったのを基準とすると、実施例1では1.282×105個、比較例1では1.04×105個のHL−60細胞が回収されていることがわかる。回収率を算出すると、実施例1では94.3%、比較例1では76.4%となる。このように、実施例1では、比較例1と比べて、回収率が向上していることが確認できた。
実施例2−4においては、粒子70の濃度をパラメータとして、実施例1と同様の実験を行った。
実施例5−7においては、逆洗時における流体71の流速をパラメータとして、実施例1と同様の実験を行った。具体的には、実施例8−10は、それぞれ、シリカ粒子溶液の流速0.003[m/sec]、0.012[m/sec]、0.018[m/sec]にて実験を行った。実施例5−7の実験結果を表3に示す。なお、表3には、参考として、実施例1の流体71の流速0.006[m/sec]の実験結果についても示されている。
10、10a 金属製多孔膜
11、11a 膜部
12 枠部
13、13a 貫通孔
14、14a フィルター基体部
PS1 第1主面
PS2 第2主面
20 保持具
21 第1保持部材
22 第2保持部材
23 第1凹部
24 第1流路
24a 第1流路口
25 第2凹部
26 第2流路
26a 第2流路口
30 供給装置
40 逆洗装置
50、50a、50b、50c、50d 分離対象物
51 流体
60 方向
61 方向
70 粒子
71 流体
80 圧力
実施例5−7においては、逆洗時における流体71の流速をパラメータとして、実施例1と同様の実験を行った。具体的には、実施例5−7は、それぞれ、シリカ粒子溶液の流速0.003[m/sec]、0.012[m/sec]、0.018[m/sec]にて実験を行った。実施例5−7の実験結果を表3に示す。なお、表3には、参考として、実施例1の流体71の流速0.006[m/sec]の実験結果についても示されている。
Claims (14)
- 流体中の分離対象物を分離して回収するシステムであって、
第1主面及び前記第1主面に対向する第2主面を有すると共に、複数の貫通孔を有する金属製多孔膜と、
前記金属製多孔膜の前記第1主面から前記第2主面に向かって前記分離対象物を含む流体を供給する供給装置と、
前記金属製多孔膜の前記第2主面から前記第1主面に向かって、前記金属製多孔膜の貫通孔の寸法より大きい複数の粒子を含む流体を供給する逆洗装置と、
を備える、分離回収システム。 - 前記逆洗装置は、前記金属製多孔膜の前記第2主面側の圧力を前記第1主面側の圧力よりも大きくすることによって、前記金属製多孔膜の前記第2主面から前記第1主面に向かう方向に前記複数の粒子を含む流体を供給する、請求項1に記載の分離回収システム。
- 前記複数の粒子は、前記金属製多孔膜の前記複数の貫通孔の孔ピッチより小さい、請求項1又は2に記載の分離回収システム。
- 前記複数の粒子の数は、前記金属製多孔膜の前記複数の貫通孔の数よりも多い、請求項1〜3のいずれか一項に記載の分離回収システム。
- 前記複数の粒子のそれぞれの形状は、球状である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の分離回収システム。
- 前記金属製多孔膜の前記複数の貫通孔のそれぞれの形状は、前記金属製多孔膜の厚み方向から見て円形である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離回収システム。
- 前記複数の粒子のそれぞれの断面形状は、前記金属製多孔膜の貫通孔の形状と異なる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離回収システム。
- 流体中の分離対象物を分離して回収する方法であって、
複数の貫通孔を有する金属製多孔膜の第1主面から前記第1主面に対向する第2主面に向かって前記分離対象物を含む流体を供給することによって、前記金属製多孔膜の第1主面に前記分離対象物を捕捉するステップ、
前記分離対象物を捕捉した前記金属製多孔膜に対して、前記金属製多孔膜の前記第2主面から前記第1主面に向かって、前記金属製多孔膜の貫通孔の寸法より大きい複数の粒子を含む流体を供給するステップ、
前記金属製多孔膜の前記第2主面に前記複数の粒子を捕捉するステップ、
を含む、分離回収方法。 - 前記複数の粒子を含む流体を供給するステップは、前記金属製多孔膜の前記第2主面側の圧力を前記第1主面側の圧力よりも大きくすることによって、前記金属製多孔膜の前記第2主面から前記第1主面に向かう方向に前記複数の粒子を含む流体を供給すること、を含む、請求項8に記載の分離回収方法。
- 前記複数の粒子は、前記金属製多孔膜の前記複数の貫通孔の孔ピッチより小さい、請求項8又は9に記載の分離回収方法。
- 前記複数の粒子の数は、前記金属製多孔膜の前記複数の貫通孔の数よりも多い、請求項8〜10のいずれか一項に記載の分離回収方法。
- 前記複数の粒子のそれぞれの形状は、球状である、請求項8〜11のいずれか一項に記載の分離回収方法。
- 前記金属製多孔膜の前記複数の貫通孔のそれぞれの形状は、前記金属製多孔膜の厚み方向から見て円形である、請求項8〜12のいずれか一項に記載の分離回収方法。
- 前記複数の粒子のそれぞれの断面形状は、前記金属製多孔膜の貫通孔の形状と異なる、請求項8〜12のいずれか一項に記載の分離回収方法。
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