KR20240068421A

KR20240068421A - 나노 입자 여과 카트리지

Info

Publication number: KR20240068421A
Application number: KR1020220149848A
Authority: KR
Inventors: 이용진
Original assignee: 주식회사라이브셀인스트루먼트
Priority date: 2022-11-10
Filing date: 2022-11-10
Publication date: 2024-05-17

Abstract

개시된 나노 입자 여과 카트리지는 입자가 분산된 유체로부터 상기 입자를 여과시켜 분리하는 필터 조립체를 포함한다. 상기 필터 조립체는, 상방으로 개구된 유입구, 측방으로 개구된 배출구, 및 상기 유입구 및 상기 배출구와 연통되는 내부 공간을 갖는 본체, 상기 배출구를 덮도록 장착된 필터, 및 외측으로부터 상기 필터를 덮으며 상기 배출구에 장착되고, 상기 배출구보다 더 작은 면적으로 관통되어 상기 필터의 중심에 대하여 상부에 위치한 배수구를 포함하는 배출구 커버를 포함한다.

Description

나노 입자 여과 카트리지{NANOPARTICLE FILTRATION CARTRIDGE}

본 개시는 나노 입자 여과 카트리지에 관한 것이다.

바이오 의약 제조 프로세서에서 사용되는 여과 방식으로 일반 유동 여과 (Normal Flow Filtration, NFF) 방식과 접선방향 유동 여과(Tangential Flow Filtration, TFF) 방식이 있다.

일반 유동 여과는 "Dead-ended" 방식의 여과로서, 유체는 여과막에 직각으로 흘러 모두 여과막을 통과하고 입자는 여과막의 표면과 내부에서 걸러지는 방식이다. 접선 유동 여과는 "Cross-flow" 방식의 여과로서, 유체는 여과막의 표면과 평행하게 흐르면서 일부만이 여과막을 통과하고 입자는 여과막의 표면을 따라서 계속 순환하는 방식이다. 접선 유동 여과는 여과막 표면에 시료의 막힘현상(fouling)을 방지하는데 유리하다.

하지만, 기존에 알려진 접선 유동 여과 방식의 필터들은 유체 내에 고농도의 시료가 포함된 경우 여전히 여과막 표면에서 시료의 막힘현상이 발생하고 이에 따라 여과막의 수명도 단축되는 문제점이 있었다.

또한 유체이동 펌프 등이 필터 기구물과 튜빙으로 연결되어 있어 사용하기 불편하고, 유동펌프 등의 추가적인 장치와 연결되어 있어 오염을 방지하기 위해 일회용으로 사용해야 하는 바이오 시료에는 적합하지 않은 방식이다. 아울러, 유체에 가해지는 압력이 높지 않아 필터 단위면적당 필터링 속도가 매우 낮은 문제점을 가지고 있다.

실시예의 일 측면은 많은 양의 입자 여과시에도 여과막의 막힘이 없이 입자 분리가 가능한 나노 입자 여과 카트리지를 제공하고자 한다.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.

일 실시예에 따른 나노 입자 여과 카트리지는 입자가 분산된 유체로부터 상기 입자를 여과시켜 분리하는 필터 조립체를 포함한다. 상기 필터 조립체는, 상방으로 개구된 유입구, 측방으로 개구된 배출구, 및 상기 유입구 및 상기 배출구와 연통되는 내부 공간을 갖는 본체, 상기 배출구를 덮도록 장착된 필터, 및 외측으로부터 상기 필터를 덮으며 상기 배출구에 장착되고, 상기 배출구보다 더 작은 면적으로 관통되어 상기 필터의 중심에 대하여 상부에 위치한 배수구를 포함하는 배출구 커버를 포함한다.

상기 배출구는 상기 유입구에 대하여 수직한 방향으로 개구될 수 있다.

상기 유입구는 상기 본체의 상단부에 배치되고, 상기 배출구는 상기 본체의 하단부에 배치될 수 있다.

상기 배출구는 상기 본체의 하단부에 서로 다른 방향을 향해 개구된 복수의 배출구를 포함할 수 있다.

상기 복수의 배출구 각각에 상기 필터가 장착되고 외측으로부터 상기 필터를 덮으며 장착되는 배출구 커버를 더 포함할 수 있다.

상기 필터는 상기 배출구의 가장자리 외측에 개스킷을 개재하여 고정될 수 있다.

상기 필터와 상기 배출구 커버 사이에는 다공성 지지판이 개재될 수 있다.

상기 배출구 커버는 내측면에 복수의 돌기가 격자 형상으로 배열되어 상기 다공성 지지판을 지지하는 지지 영역을 포함할 수 있다.

상기 배출구 커버는 상기 복수의 돌기들 사이에 배치되며 유체 이동 가능하도록 서로 연통되어 있는 복수의 오목 홈을 가질 수 있다.

상기 배수구는 상기 배출구 커버의 중심으로부터 상단으로 치우쳐 배치될 수 있다.

상기 본체의 바닥으로부터 상방으로 융기되어 상기 배출구와 대향하는 측면을 갖도록 구성된 돌출 블록을 더 포함할 수 있다.

상기 돌출 블록은 상기 본체의 내측벽으로부터 기 설정된 간격의 둘레 홈을 두고 이격될 수 있다.

상기 돌출 블록은 상기 본체의 내측 모서리와 대향하며 오목하게 형성된 적어도 하나의 함몰부를 포함하여 피펫팅 공간을 형성하고, 상기 둘레 홈은 상기 피펫팅 공간과 연결될 수 있다.

복수의 측벽이 서로 연결되어 튜브 형상으로 이루어지고, 상기 둘레 홈 내에 삽입되도록 구성된 스페이서를 더 포함할 수 있다.

상기 스페이서의 상단에 아치형으로 연결된 손잡이를 더 포함할 수 있다.

상기 필터 조립체를 내부에 수용하도록 구성된 버킷(bucket)을 더 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따른 나노 입자 여과 카트리지는, 내부 공간을 가지며, 상방으로 개구된 유입구 및 측방으로 개구된 배출구를 포함하는 본체, 상기 본체의 바닥으로부터 상방으로 융기되어 상기 배출구와 대향하는 측면을 가지며, 상기 측면은 상기 본체의 내측벽으로부터 기 설정된 간격의 둘레 홈을 두고 이격된 돌출 블록, 상기 배출구를 덮도록 장착된 필터, 및 외측으로부터 상기 필터를 덮으며 상기 배출구에 장착되고, 상기 배출구보다 더 작은 면적으로 관통되어 상기 필터의 중심에 대하여 상부에 위치한 배수구를 포함하는 배출구 커버를 포함한다.

실시예에 따른 나노 입자 여과 카트리지는 많은 양의 입자 여과시에도 여과막의 막힘(fouling)이 없이 입자 분리 과정이 원활하게 수행될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 나노 입자 여과 카트리지를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 필터 조립체를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 필터 조립체의 본체를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 배출구 커버를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 필터 조립체의 본체를 상부에서 본 평면도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 필터 조립체의 본체에 용량 조절 스페이서가 삽입된 상태는 도시한 평면도이다.
도 7은 도 1의 VII-VII 선을 따라 취한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 또한, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

명세서 전체에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.

또한, 명세서 전체에서, "연결된다"라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 것만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 것, 물리적으로 연결되는 것뿐만 아니라 전기적으로 연결되는 것, 또는 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 일체인 것을 의미할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 나노 입자 여과 카트리지를 도시한 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 나노 입자 여과 카트리지(100)는 버킷(bucket)(103)과 이 버킷(103) 내부에 수용되는 필터 조립체(120)를 포함한다. 필터 조립체(120)는 상방으로 개구된 유입구(121a)와 측방으로 개구된 배출구(121b; 도 2 참조)를 포함할 수 있다. 나노 입자가 분산된 유체는 필터 조립체(120)의 유입구(121a)를 통해 유입되고, 나노 입자가 여과되고 난 후의 유체는 필터 조립체(120)의 배출구(121b)를 통해 배출될 수 있다. 버킷(103)은 필터 조립체(120)의 배출구(121b)를 통해 배출된 유체를 모아 수용할 수 있다.

버킷(103)의 상단에는 버킷 커버(106)가 체결되어 버킷(103) 내부의 내용물을 보호할 수 있다. 버킷 커버(106)는 중앙부가 개구되고, 필터 조립체(120)는 버킷 커버(106)의 중앙부를 관통하여 상부로 돌출될 수 있다. 필터 조립체(120)의 상단에는 조립체 커버(123)가 체결되어 유입구(121a)를 폐쇄할 수 있다.

나노 입자 여과 카트리지(100)는 버킷(103)과 버킷 커버(106)를 제외하고 구성되어 원심 분리기에 장착될 수도 있다.

도 2는 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 필터 조립체를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 필터 조립체의 본체를 도시한 부분 절개 사시도이며, 도 4는 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 배출구 커버를 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 나노 입자 여과 카트리지(100)의 필터 조립체(120)는 내부 공간(121c)을 갖는 본체(121)를 포함한다. 필터 조립체(120)의 본체(121)는 사각형의 횡단면을 가지며 하방으로 길쭉하게 연장된 사각통 구조로 이루어질 수 있다.

본체(121)의 내부 공간(121c)은 유입구(121a) 및 배출구(121b)와 연통되도록 구성될 수 있으며, 유입구(121a)는 본체(121)의 상단부에 배치되고 배출구(121b)는 본체(121)의 하단부에 배치될 수 있다. 이때 배출구(121b)는 유입구(121a)에 대하여 수직한 방향으로 개구될 수 있다. 즉, 사각통 구조의 본체(121)에 있어서 유입구(121a)는 상방으로 개구되고 배출구(121b)는 이에 수직한 측방으로 개구될 수 있다.

필터 조립체(120)의 본체(121)의 내부 공간(121c)에는 돌출 블록(125)이 배출구(121b)와 대향하는 측면을 갖도록 구성되어 배치될 수 있다. 돌출 블록(125)은 본체(121)의 바닥으로부터 상방으로 융기될 수 있으며, 배출구(121b) 전체 영역을 가릴 수 있을 만큼의 높이로 융기될 수 있다(도 3 참조). 또한 돌출 블록(125)의 측면은 본체(121)의 내측벽으로부터 기 설정된 간격의 둘레 홈(121d)을 두고 이격될 수 있다. 돌출 블록(125)은 횡단면이 사각형인 사각 기둥으로 이루어질 수 있다.

필터 조립체(120)는 본체(121)의 배출구(121b)를 덮도록 장착된 필터(133)를 포함한다. 필터(133)는 다수의 구멍(pore)을 가지며, 이들 구멍은 각각 나노 스케일의 직경을 갖도록 구성될 수 있다. 필터(133)는 배출구(121b)의 가장자리 외측에 개스킷(131)을 개재하여 고정될 수 있다. 개스킷(131)은 배출구(121b)의 개구된 영역보다 더 큰 직경을 갖는 대략 사각형의 고리 형상으로 이루어지며, 필터(133)와 배출구(121b)의 가장자리 사이에서 유체가 누출되지 않도록 밀봉하는 기능을 수행할 수 있다. 또한 필터(133)는 적어도 개스킷(131)의 두께만큼 배출구(121b)로부터 띄어져 배치될 수 있다.

필터(133)의 외측으로는 다공성 지지판(135)이 배치되고, 다공성 지지판(135)의 외측으로는 배출구 커버(137)가 배치될 수 있다. 배출구 커버(137)는 외측으로부터 필터(133)를 덮으며 배출구(121b)에 장착되고, 다공성 지지판(135)은 필터(133)와 배출구 커버(137) 사이에 개재될 수 있다. 다공성 지지판(135)은 다공성의 플라스틱으로 이루어질 수 있으며, 일례로 프리츠(frits)로 이루어질 수 있다. 이때 배출구 커버(137)는 본체(121)에 플라즈마 융착으로 접합될 수 있다.

배출구 커버(137)는 유체가 배출될 수 있도록 관통된 배수구(137a)를 포함한다. 배수구(137a)는 배출구(121b)보다 더 작은 면적으로 배출구 커버(137)를 관통하여 형성되며, 배출구 커버(137)의 중심으로부터 일측으로 치우쳐 배치될 수 있다. 이때 배수구(137a)는 본체(121)의 배출구(121b) 중심으로부터 상단으로 치우쳐 배치될 수 있으며, 필터(133)의 중심에 대하여 상부에 위치할 수 있다. 이로써 필터(133)를 통과한 유체는 즉시 배출되지 않고 배출구(121b)와 배출구 커버(137) 사이에서 기 설정된 높이까지 유지될 수 있다. 즉, 유체는 적어도 배수구(137a)의 높이까지 차오른 후에 배출될 수 있다.

도 4를 참조하면, 배출구 커버(137)는 내측면에 다공성 지지판(135)을 지지하는 지지 영역(136)을 포함할 수 있다. 지지 영역(136)은 적어도 필터(133)의 평면적만큼의 영역을 가지며 필터(133)와 대응되는 부분에서 배출구 커버(137)의 내측면으로부터 돌출될 수 있다.

지지 영역(136)에는 복수의 돌기(138)가 격자 형상으로 배열될 수 있다. 복수의 돌기(138)는 다공성 지지판(135)을 향해 돌출되어 접촉하며 다공성 지지판(135)을 지지할 수 있다. 복수의 돌기(138)들 사이에는 복수의 오목 홈(138a)들이 형성되고 이들 오목 홈(138a)들은 서로 연통되어 유체의 흐름을 가능하게 할 수 있으며, 또한 배수구(137a)와 연통되어 차오른 유체를 배출시킬 수 있다.

즉, 배출구 커버(137)는 지지 영역(136) 내에 복수의 오목 홈(138a)과 이를 연결하는 채널(138b)을 포함하여 유체가 차오를 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 원심력에 의해 필터(133)를 거쳐 나온 유체는 배출구 커버(137)에 차오르게 되며, 이는 유체의 흐름이 수평방향(원심력의 직각방향)으로 필터면을 통과하도록 유도한다. 또한 배출구 커버(137)에 차오른 유체가 배수구(137a)를 통해 필터 조립체(120) 외측으로 빠져나가는 힘에 의해 본체(121) 내부의 유체를 끌어당김으로써 필터링 속도를 가속화할 수 있다.

본 실시예에 따른 나노 입자 여과 카트리지(100)는 본체(121)의 하단부에 서로 다른 방향을 향해 개구된 복수의 배출구(121b)를 포함할 수 있다. 본체(121)는 사각통 구조로 이루어지므로 네 개의 배출구(121b)가 서로 다른 네 방향을 향하도록 개구될 수 있다. 복수의 배출구(121b) 각각에는 필터(133)가 장착되고 외측으로부터 필터(133)를 덮으며 배출구 커버(137)가 장착될 수 있다. 이들 필터(133)는 각각 개스킷(131)을 개재하여 배출구(121b)의 가장자리에 고정되고, 이들 필터(133)와 배출구 커버(137) 사이에는 다공성 지지판(135)이 개재될 수 있다.

도 2에서는 한 쪽 방향의 배출구(121b)에 결합된 개스킷(131), 필터(133), 다공성 지지판(135), 및 배출구 커버(137) 만을 도시하고, 나머지 세 방향의 배출구(121b)에 결합된 마찬가지의 구성들은 도시를 생략하였다.

본 실시예에 따른 나노 입자 여과 카트리지(100)는 돌출 블록(125)과 본체(121)의 내측벽 사이에 형성된 둘레 홈(121d) 내에 삽입되도록 구성된 스페이서(141)를 포함할 수 있다. 스페이서(141)는 복수의 측벽이 서로 연결되어 튜브(tube) 형상으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 본체(121)는 사각통 구조로 이루어지고, 돌출 블록(125)은 사각 기둥 형상을 가지므로, 스페이서(141)는 사각 튜브 형상으로 이루어질 수 있다.

스페이서(141)는 여과 프로세스 진행 시 둘레 홈(121d)에 삽입되어 본체(121)의 내부 공간(121c) 내 데드 볼륨(dead volume)을 감소시키는 기능을 수행할 수 있다. 따라서 스페이서(141)를 구성하는 측벽의 두께를 다르게 설정함으로써 데드 볼륨의 감소 정도를 선택할 수 있다. 스페이서(141)의 측벽 두께가 둘레 홈(121d)의 폭과 거의 일치되도록 형성되면 데드 볼륨은 거의 0에 가깝게 될 수 있고, 스페이서(141)의 측벽 두께가 이보다 얇게 형성되면 데드 볼륨은 더 커질 수 있다.

스페이서(141)의 상단에는 아치형으로 연결된 손잡이(143)가 배치될 수 있다. 손잡이(143)는 스페이서(141)의 서로 대향하는 한 쌍의 모서리에 구비된 손잡이 연결구멍(143a; 도 6 참조)에 각각 연결되어 고정될 수 있다.

도 5는 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 필터 조립체의 본체를 상부에서 본 평면도이고, 도 6은 도 1에 나타낸 나노 입자 여과 카트리지의 필터 조립체의 본체에 용량 조절 스페이서가 삽입된 상태는 도시한 평면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 돌출 블록(125)과 본체(121)의 내측벽은 기 설정된 간격으로 서로 이격되어 둘레 홈(121d)을 형성하고 있다. 이 둘레 홈(121d) 내에 스페이서(141)가 삽입될 수 있다.

돌출 블록(125)은 본체(121)의 내측 모서리와 대향하며 오목하게 형성된 적어도 하나의 함몰부(125b)를 포함할 수 있다. 돌출 블록(125)의 함몰부(125b)는 본체(121)의 내측 모서리와의 사이에 피펫팅 공간(121e)을 형성할 수 있다. 이 피펫팅 공간(121e)은 둘레 홈(121d)과 연결될 수 있다.

스페이서(141)는 돌출 블록(125)의 함몰부(125b)가 형성된 부분에서 함몰부(125b)와 형합되는 볼록부(141a)를 포함할 수 있다. 이때 스페이서(141)에 고정된 손잡이(143)는 볼록부(141a)에서 고정될 수 있다.

여과 프로세스를 수행한 후 손잡이(143)를 이용하여 스페이서(141)를 빼낼 수 있다. 그리고나서 본체(121)의 내부 공간(121c)에 응축된 입자들을 피펫팅 공간(121e)으로 모은 다음, 피펫팅 공간(121e)에 피펫(pipette)을 삽입하여 추출할 수 있다.

도 7은 도 1의 VII-VII 선을 따라 취한 단면도이다.

도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 나노 입자 여과 카트리지(100)의 여과 프로세스를 설명하면 다음과 같다.

나노 입자 여과 카트리지(100)는 원심분리기에 장착되어 회전되면서 여과 프로세스가 수행될 수 있다. 본체(121) 내에 입자가 분산된 유체가 주입된 필터 조립체(120)를 원심분리기에 장착하여 회전시키면 필터 조립체(120)의 상부로부터 하방으로 원심력이 작용한다. 원심력에 의해 유체는 본체(121)의 내부 공간(121c)에서 바닥까지 밀렸다가 둘레 홈(121d) 내에 위치하게 된다.

필터 조립체(120)의 측방으로는 중력이 작용하기 때문에 둘레 홈(121d) 내에 위치한 유체는 하단부에 측방으로 위치한 배출구(121b)를 통해 배출될 수 있다. 이때 배출구(121b)는 필터(133)로 막혀 있기 때문에 입자들은 걸러지고 유체만 필터(133)를 통과하여 배출될 수 있다.

필터(133)를 통과한 유체는 다공성 지지판(135)을 통과하여 배출구 커버(137)의 내측면에 위치한 복수의 오목 홈(138a)에 채워질 수 있다. 오목 홈(138a)을 채운 유체가 배수구(137a) 높이까지 차오르면 이 배수구(137a)를 통해 배출구 커버(137) 외부로 배출될 수 있다.

필터(133)에 의해 걸러진 입자들은 필터(133)와 스페이서(141) 사이의 공간에 유영하며 모여 있을 수 있다. 즉, 배출구 커버(137) 내측면과 필터(133) 사이에 유체가 일정 부분 차 있기 때문에 이와 유체적으로 연결된 필터(133)와 스페이서(141) 사이의 공간에도 유체가 유지되며 여과된 입자들이 필터(133)에 축적되지 않도록 할 수 있다.

원심분리 시 큰 입자(필터 기공보다 큰 입자)는 원심력에 의해 원심력 방향으로 나아가려는 힘을 받게 되고, 유체는 원심력에 의해 필터(133)를 통과하여 원심력 방향에 수직한 방향으로 이동하게 된다. 이때 필터 기공보다 작은 입자는 유체를 따라 필터(133) 외측으로 빠져나가게 되며, 필터(133)를 통과한 유체는 배출구 커버(137) 내측으로 차 올라 위쪽 배수구(137a)를 통해 빠져나간다. 이때 배출구 커버(137) 내측에 차오른 유체에 의해 필터(133)를 통과하는 유체의 방향은 원심력 방향으로 흐르지 않고 지속해서 원심력 방향에 수직한 방향으로 흐르게 된다. 원심력에 의해 필터(133)를 거쳐 배출구 커버(137) 내측에 남아있는 유체는, 원심분리가 끝나면 필터(133) 내측으로 들어올 수 없으므로, 필터(133) 내측의 시료를 오염시키지 않는다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

100: 나노 입자 여과 카트리지
103: 버킷
120: 필터 조립체
121: 본체
123: 조립체 커버
125: 돌출 블록
131: 개스킷
133: 필터
135: 다공성 지지판
137: 배출구 커버
141: 스페이서
143: 손잡이

Claims

입자가 분산된 유체로부터 상기 입자를 여과시켜 분리하는 필터 조립체를 포함하고,
상기 필터 조립체는,
상방으로 개구된 유입구, 측방으로 개구된 배출구, 및 상기 유입구 및 상기 배출구와 연통되는 내부 공간을 갖는 본체;
상기 배출구를 덮도록 장착된 필터; 및
외측으로부터 상기 필터를 덮으며 상기 배출구에 장착되고, 상기 배출구보다 더 작은 면적으로 관통되어 상기 필터의 중심에 대하여 상부에 위치한 배수구를 포함하는 배출구 커버
를 포함하는 나노 입자 여과 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 배출구는 상기 유입구에 대하여 수직한 방향으로 개구된, 나노 입자 여과 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 유입구는 상기 본체의 상단부에 배치되고, 상기 배출구는 상기 본체의 하단부에 배치되는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 3 항에 있어서,
상기 배출구는 상기 본체의 하단부에 서로 다른 방향을 향해 개구된 복수의 배출구를 포함하는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 배출구 각각에 상기 필터가 장착되고 외측으로부터 상기 필터를 덮으며 장착되는 배출구 커버를 더 포함하는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 필터는 상기 배출구의 가장자리 외측에 개스킷을 개재하여 고정되는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 필터와 상기 배출구 커버 사이에는 다공성 지지판이 개재되는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 7 항에 있어서,
상기 배출구 커버는 내측면에 복수의 돌기가 격자 형상으로 배열되어 상기 다공성 지지판을 지지하는 지지 영역을 포함하는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 8 항에 있어서,
상기 배출구 커버는 상기 복수의 돌기들 사이에 배치되며 유체 이동 가능하도록 서로 연통되어 있는 복수의 오목 홈을 갖는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 배수구는 상기 배출구 커버의 중심으로부터 상단으로 치우쳐 배치된, 나노 입자 여과 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 본체의 바닥으로부터 상방으로 융기되어 상기 배출구와 대향하는 측면을 갖도록 구성된 돌출 블록을 더 포함하는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 11 항에 있어서,
상기 돌출 블록은 상기 본체의 내측벽으로부터 기 설정된 간격의 둘레 홈을 두고 이격된, 나노 입자 여과 카트리지.
제 12 항에 있어서,
상기 돌출 블록은 상기 본체의 내측 모서리와 대향하며 오목하게 형성된 적어도 하나의 함몰부를 포함하여 피펫팅 공간을 형성하고,
상기 둘레 홈은 상기 피펫팅 공간과 연결되는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 12 항에 있어서,
복수의 측벽이 서로 연결되어 튜브 형상으로 이루어지고, 상기 둘레 홈 내에 삽입되도록 구성된 스페이서를 더 포함하는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 14 항에 있어서,
상기 스페이서의 상단에 아치형으로 연결된 손잡이를 더 포함하는 나노 입자 여과 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 필터 조립체를 내부에 수용하도록 구성된 버킷(bucket)을 더 포함하는 나노 입자 여과 카트리지.
내부 공간을 가지며, 상방으로 개구된 유입구 및 측방으로 개구된 배출구를 포함하는 본체;
상기 본체의 바닥으로부터 상방으로 융기되어 상기 배출구와 대향하는 측면을 가지며, 상기 측면은 상기 본체의 내측벽으로부터 기 설정된 간격의 둘레 홈을 두고 이격된 돌출 블록;
상기 배출구를 덮도록 장착된 필터; 및
외측으로부터 상기 필터를 덮으며 상기 배출구에 장착되고, 상기 배출구보다 더 작은 면적으로 관통되어 상기 필터의 중심에 대하여 상부에 위치한 배수구를 포함하는 배출구 커버
를 포함하는 나노 입자 여과 카트리지.
제 17 항에 있어서,
상기 돌출 블록은 상기 본체의 내측 모서리와 대향하며 오목하게 형성된 적어도 하나의 함몰부를 포함하여 피펫팅 공간을 형성하고,
상기 둘레 홈은 상기 피펫팅 공간과 연결되는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 17 항에 있어서,
복수의 측벽이 서로 연결되어 튜브 형상으로 이루어지고, 상기 둘레 홈 내에 삽입되도록 구성된 스페이서를 더 포함하는, 나노 입자 여과 카트리지.
제 19 항에 있어서,
상기 스페이서의 상단에 아치형으로 연결된 손잡이를 더 포함하는, 나노 입자 여과 카트리지.