WO2018163757A1 - 細胞濾過フィルタ - Google Patents

細胞濾過フィルタ Download PDF

Info

Publication number
WO2018163757A1
WO2018163757A1 PCT/JP2018/005513 JP2018005513W WO2018163757A1 WO 2018163757 A1 WO2018163757 A1 WO 2018163757A1 JP 2018005513 W JP2018005513 W JP 2018005513W WO 2018163757 A1 WO2018163757 A1 WO 2018163757A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filtration
metal porous
film
porous membrane
main surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/005513
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
航 山本
萬壽　優
近藤　孝志
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to CN201880002664.8A priority Critical patent/CN109415674B/zh
Priority to JP2018546057A priority patent/JP6443604B1/ja
Priority to US16/106,621 priority patent/US10960331B2/en
Publication of WO2018163757A1 publication Critical patent/WO2018163757A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/10—Filter screens essentially made of metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/14—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus with filters, sieves or membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/022—Metals
    • B01D71/0223—Group 8, 9 or 10 metals
    • B01D71/02231—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/022—Metals
    • B01D71/0223—Group 8, 9 or 10 metals
    • B01D71/02232—Nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/12—Apparatus for enzymology or microbiology with sterilisation, filtration or dialysis means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/26—Inoculator or sampler
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/02—Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/04—Cell isolation or sorting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/34—Purifying; Cleaning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40—Concentrating samples
    • G01N1/4077—Concentrating samples by other techniques involving separation of suspended solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1291—Other parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/08—Fully permeating type; Dead-end filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/04—Characteristic thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/18—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08—Flat membrane modules
    • B01D63/087—Single membrane modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40—Concentrating samples
    • G01N1/4077—Concentrating samples by other techniques involving separation of suspended solids
    • G01N2001/4088—Concentrating samples by other techniques involving separation of suspended solids filtration

Definitions

  • the present invention relates to a cell filtration filter for filtering cells.
  • a filter having a metal porous membrane is known as a cell filtration filter that filters and captures cells in a fluid (see, for example, Patent Document 1).
  • Such a conventional cell filtration filter includes a metallic porous membrane having a plurality of through holes penetrating through main surfaces which are flat surfaces facing each other. By supplying a fluid containing cells as filtration objects from one main surface side of the metal porous membrane, the cells can be captured on the main surface while allowing the fluid to pass through each through-hole.
  • an object of the present invention is to provide a cell filtration filter capable of improving the handling of cells captured by a metal porous membrane, in order to solve the above-described conventional problems.
  • the cell filtration filter is a cell filtration filter for filtering cells, and includes a metal porous membrane having a plurality of through holes penetrating a first main surface and a second main surface facing each other.
  • the metal porous membrane has a filtration part in which the plurality of through-holes are arranged, and a frame part arranged so as to surround an outer periphery of the filtration part, and the filtration part in the filtration part
  • the film thickness of the metal porous film at the center of the metal film is smaller than the film thickness of the metal porous film at a position closer to the frame part than the center of the filtration part.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a filter according to an embodiment of the present invention. Partial enlarged view of a metal porous membrane in the filter of FIG. Partial enlarged view of the metal porous membrane of the filter of FIG. It is a schematic diagram which shows the structure of the metal porous membrane of the filter of FIG. 1, (A) is a schematic top view of a filter, (B) is a schematic cross section. The flowchart of the manufacturing method of the filter concerning one embodiment of the present invention. Schematic cross-sectional view illustrating each step in the method for manufacturing the filter of FIG. The top view of the resist image in the case of manufacturing a several metal porous film simultaneously in the manufacturing method of the filter concerning the modification of this invention
  • the cell filtration filter is a cell filtration filter for filtering cells, and includes a metal porous membrane having a plurality of through holes penetrating a first main surface and a second main surface facing each other.
  • the metal porous membrane has a filtration part in which the plurality of through-holes are arranged, and a frame part arranged so as to surround an outer periphery of the filtration part, and the filtration part in the filtration part
  • the film thickness of the metal porous film at the center of the metal film is smaller than the film thickness of the metal porous film at a position closer to the frame part than the center of the filtration part.
  • the central film thickness is set smaller than the film thickness at a position closer to the frame part than the center, so the first main surface in the filtration part and A concave surface can be formed on a part of at least one surface of the second main surface.
  • a fluid pool is easily formed on the concave surface due to the surface tension of the fluid, so that drying of the captured cells can be suppressed. Therefore, the handleability of the cells captured by the metal porous membrane can be improved.
  • the film thickness of the metal porous film may increase continuously or stepwise from the center of the filtering part toward the frame part.
  • a smooth concave surface can be formed on the first main surface or the second main surface of the metal porous film.
  • the second main surface of the metal porous membrane is a flat surface, and a surface corresponding to the filtration portion in the first main surface is such that the center side of the filtration portion is low and the frame portion side is high. It may be concave.
  • the cell When it is desired to use a fluid reservoir using a concave surface, the cell is captured on the first main surface side, which is a concave surface. On the other hand, when it is desired to improve fluid escape without forming a fluid reservoir, it is a flat surface. Cells can be captured on the second main surface side. Thus, the handleability of the cell filtration filter can be improved by properly using the first main surface and the second main surface according to the purpose.
  • the width of the frame portion may be larger than the distance between the adjacent through holes in the filtration portion.
  • the thickness of the filtration portion can be provided by, for example, plating using a resist image. Therefore, the cell filtration filter which can improve the handleability of the cell trapped by the metal porous membrane can be provided.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a cell filtration filter 1 (hereinafter referred to as filter 1) according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 shows a partially enlarged view of the filter 1.
  • a partially enlarged plan view of the vicinity of the periphery of the filter 1 is shown in FIG.
  • the X and Y directions in FIG. 2 are directions along the surface of the filter 1 and perpendicular to each other, and the Z direction is the thickness direction of the filter 1 and is a direction perpendicular to the X and Y directions. is there.
  • the filter 1 includes a metal porous film 10 having a plurality of through holes 11 penetrating in the thickness direction.
  • the metal porous membrane 10 has a filtration part R1 that is an area where a plurality of through holes 11 are arranged, and a frame part R2 that is an area arranged so as to surround the filtration part R1.
  • the filtration part R1 is a circular area
  • the frame part R2 is an annular area
  • the frame part R2 is an area that holds the filtration part R1 from the peripheral side.
  • the through hole 11 is not formed in the frame portion R2.
  • the filter 1 may be provided with a member that sandwiches the frame portion R2 of the metal porous film 10 so that the handling property of the filter 1 is improved.
  • the filtration part R1 and the frame part R2 are integrally formed is taken as an example.
  • the filtration part R1 and the frame part R2 are formed separately from each other, and the frame part R2 is formed. May hold the filtration part R1.
  • the shape of the filtration part R1 is not limited to a circular shape, and may be other shapes such as a square shape, a rectangular shape, and an elliptical shape.
  • the metal porous membrane 10 separates the filtration object from the fluid by allowing the fluid containing the filtration object to pass through the through hole 11.
  • the “filtering object” means an object to be filtered by the metal porous membrane 10.
  • the filtering object include biological substances and PM2.5.
  • the “biological substance” means a substance derived from a living organism such as a cell (eukaryotic organism), a bacterium (eubacteria), or a virus.
  • cells include artificial pluripotent stem cells (iPS cells), ES cells, stem cells, mesenchymal stem cells, mononuclear cells, single cells, cell masses, suspension cells, adhesive cells, nerves.
  • bacteria includes Escherichia coli and tuberculosis.
  • the metal porous membrane 10 is a circular metal mesh. Further, as shown in FIG. 2, the metal porous film 10 has a first main surface PS1 and a second main surface PS2 facing each other, and has a plurality of through holes 11 penetrating both main surfaces. is there. The plurality of through holes 11 are periodically arranged on the first main surface PS1 and the second main surface PS2 in the filtration portion R1 of the metal porous membrane 10.
  • the metal porous film 10 is formed, for example, using nickel as a main material.
  • the main material of the metal porous film 10 may be a metal, for example, gold, silver, copper, nickel, stainless steel, palladium, titanium, and alloys thereof. In particular, as a main material of the metal porous film 10, gold, nickel, stainless steel, and titanium are preferable from the viewpoint of biocompatibility with a biological substance when capturing a biological substance.
  • the metal porous film 10 is a plate-like structure (lattice-like structure) in which a plurality of through holes 11 are arranged in a matrix at regular intervals.
  • the plurality of through holes 11 have a square shape when viewed from the first main surface PS1 side of the metal porous film 10, that is, when viewed in the Z direction.
  • the plurality of through holes 11 are provided at equal intervals in two arrangement directions parallel to each side of the square, that is, in the X direction and the Y direction in FIG.
  • the through-hole 11 is not limited to a square, For example, a rectangle, a circle
  • the arrangement of the holes is not limited to the square lattice arrangement, and for example, if the arrangement is a square arrangement, a rectangular arrangement in which the intervals in the two arrangement directions are not equal may be used, and a triangular lattice arrangement or a quasi-periodic arrangement may be used.
  • the through hole 11 is, for example, a square when viewed from the first main surface PS1 side of the metal porous membrane 10, that is, when viewed from the Z direction, and is 0.1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less in length and 0 in width. Designed to be 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the interval between the through holes 11 is, for example, greater than 1 time and less than or equal to 10 times that of the through hole 11, more preferably less than or equal to 3 times that of the through hole 11.
  • the aperture ratio is preferably 10% or more.
  • the width of the frame portion R2 is larger than the distance between adjacent through holes 11 in the filtration portion R1 (the distance between the edges of the through holes 11). It is set large.
  • FIG. 4A is a schematic plan view of the filter 1
  • FIG. 4B is a schematic cross-sectional view of the filter 1.
  • the metal porous film 10 of the filter 1 does not have a uniform film thickness, but is formed so that the film thickness on the center side is smaller than that on the peripheral side. ing. Specifically, in the filtration part R1 of the metal porous membrane 10, the film thickness at the center of the filtration part R1 is greater than the film thickness of the metal porous film 10 at a position closer to the frame part R2 than the center of the filtration part R1. Is also getting smaller.
  • the entire filtration part R1 is a circular region having a radius D3 with the center being P1.
  • virtual circles C1 and C2 having a radius D1 and a radius D2 are drawn with respect to the center P1.
  • the radius D1 is a radius D3 ⁇ 1/3
  • the radius D2 is a radius D3 ⁇ 2/3.
  • a circular region surrounded by the virtual circle C1 is a central region R11
  • an annular region sandwiched between the virtual circle C1 and the virtual circle C2 is an intermediate region R12
  • the virtual circle C2 An annular region on the outer peripheral side is defined as a peripheral region R13.
  • FIG. 4B is a schematic cross-sectional view of an imaginary straight line L in the metal porous film 10 shown in FIG.
  • the film thickness in the central region R11 far from the frame part R2 is closer to the frame part R2 than the central region R11. It is formed smaller than the film thickness in the region R13.
  • the film thickness in the intermediate region R12 located between the center side region R11 and the peripheral side region R13 is larger than the film thickness of the central side region R11, and more than the film thickness of the peripheral side region R13. Is also formed small.
  • the film thickness at the center P1 is T1
  • the film thickness at the intersection P2 is T2
  • the film thickness at the intersection P3 is T3
  • the film thicknesses satisfy the relationship of T1 ⁇ T2 ⁇ T3. That is, in the filtration part R1 of the metal porous membrane 10, the film thickness is set so that the film thickness increases from the center P1 of the filtration part R1 toward the radial direction (that is, the frame part R2).
  • the film thickness may be increased continuously or stepwise.
  • the second main surface PS2 of the metal porous membrane 10 is formed as a flat surface, and the surface corresponding to the filtration part R1 in the first main surface PS1 is the center P1 of the filtration part R1. It is formed as a concave surface such that the frame R2 side is higher than the side.
  • the frame portion R2 of the metal porous film 10 is formed to have a substantially constant thickness T0, and the thickness T0 is equal to or greater than the thickness T3 of the intersection point P3 in the peripheral side region R13.
  • Such a metal porous membrane 10 of the first embodiment is formed, for example, with a diameter of 8 mm (outer shape of the frame portion R2), a width dimension of 1 mm of the frame portion R2, and an interval between adjacent through holes 11 of 1 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. Is done.
  • the filtration part R1 has a diameter of 6 mm.
  • the film thickness T3 at the intersection P3 close to the frame part R2 is 1.1 ⁇ m
  • the film thickness T1 at the center P1 is 0.8 ⁇ m.
  • the description using the regions R11, R12, and R13 shown in FIGS. 4A and 4B explains that the film thickness increases from the center P1 of the filtration portion R1 toward the frame portion R2. It is for the purpose. Therefore, the radius D1 of the virtual circle C1 is not limited to the radius D3 ⁇ 1/3, and the radius D2 of the virtual circle C2 is not limited to the radius D3 ⁇ 2/3. For example, the same explanation can be made by using virtual circles in which the respective radii have a relationship of D1 ⁇ D2 ⁇ D3.
  • FIG. 5 A flowchart of the manufacturing method of the filter 1 is shown in FIG. 5, and cross-sectional views of the respective manufacturing processes in the manufacturing method of the filter 1 are shown in FIGS. 6A to 6F.
  • a metal film is formed.
  • a metal film is formed on a substrate 31 such as silicon.
  • a metal for forming the metal film for example, copper is used, and the copper thin film 32 is formed on the substrate 31.
  • the copper thin film 32 can be formed, for example, by vapor deposition or sputtering. Compared with the case where it forms by sputtering, the surface film quality can be made favorable.
  • the copper thin film 32 is used as a power supply electrode in the later-described plating process. Further, an intermediate layer (for example, a Ti film) may be formed between the substrate 31 and the copper thin film 32 for the purpose of securing adhesiveness.
  • a resist film 33 is formed on the copper thin film 32 (step S22: formation of resist film). Specifically, a resist film 33 is formed on the copper thin film 32 by, for example, applying a resist by spin coating and performing a drying process. The resist film 33 is formed to a thickness of about 2 ⁇ m, for example.
  • the resist film 33 is exposed and developed to have grooves 34 and 35 in which portions corresponding to the metal porous film 10 are removed from the resist film 33.
  • a resist image 36 is formed (step S23: exposure / development (resist image formation)).
  • the groove part 34 is a groove part formed in the filtration part R1 of the metal porous film 10
  • the groove part 35 is a groove part formed in the frame part R2.
  • the opening width W1 of the groove portion 34 corresponds to the distance between the adjacent through holes 11 in the metal porous film 10
  • the opening width W2 of the groove portion 35 corresponds to the width of the frame portion R2. That is, the opening width W1 of the groove 34 is smaller than the opening width W2 of the groove 35.
  • the copper thin film 32 is exposed at the bottom of the groove portions 34 and 35.
  • metal is deposited as a main material in the groove 34 and the groove 35 to form the metal porous film 10 in the grooves 34 and 35 (steps).
  • S24 Plating treatment).
  • the metal porous film 10 is formed, for example, by performing an electrolytic plating method using the copper thin film 32 as a feeding electrode, and nickel is used as a metal to be deposited.
  • the opening width W1 of the groove 34 is formed smaller than the opening width W2 of the groove 35.
  • the groove portions 34 are densely provided on the center side, and the groove portions 35 are provided in an annular shape so as to surround the groove portions 34.
  • the plating solution is likely to enter the groove portion 35 having a large opening width, while the plating solution is difficult to enter the groove portion 34 having a small opening width.
  • the portion corresponding to the central region R11 of the filtration portion R1 in the state where the periphery of the groove portion 34 is surrounded by another groove portion 34 is near the frame portion R2.
  • the plating solution is less likely to enter the groove 34. It is considered that this is because the convex portions of the resist image 36 forming the groove 34 are dense, thereby preventing the plating solution from entering the groove 34. Further, as the plating rate is set higher, the difference in the ease of entering the plating solution can be made more remarkable.
  • the plating solution that has entered the grooves 34 and 35 is deposited, and a film of deposited metal having a thickness proportional to the amount of the plating solution has been formed.
  • the film thickness T0 of the metallic porous film 10 formed in the groove 35 is the largest.
  • the film thickness decreases in the order of the film thickness T1 of P1.
  • step S25 removal of the resist image.
  • a solvent for example, acetone
  • step S26 removal of the substrate / copper thin film.
  • the metal porous film 10 is peeled from the substrate 31 by removing the copper thin film 32 by etching using an etching solution.
  • the metallic porous membrane 10 having the filtration part R1 in which the plurality of through holes 11 are formed and the frame part R2 disposed around the filtration part R1 is formed. Further, in the metal porous membrane 10, the thickness T0 of the frame portion R2, the thickness T3 of the intersection P3 of the filtration portion R1, the thickness T2 of the intersection P2, and the thickness T1 of the center P1 are decreased in this order.
  • the first main surface PS1 is a concave surface.
  • the second main surface PS2 of the metal porous membrane 10 is a flat surface because it is in contact with the copper thin film 32.
  • the manufacturing method of such a filter 1 is not limited to the case where one metal porous film 10 is manufactured from one substrate 31.
  • a resist image 136 that is an aggregate of resist images 36 corresponding to a plurality of metal porous films 10 is formed on one substrate 131, so that the plurality of metal porous films 10 are formed. May be produced at the same time.
  • the film thickness T1 at the center P1 of the filtration part R1 is closer to the frame part R2 than the center P1
  • the first main surface PS1 is formed as a concave surface so as to be smaller than T3.
  • the thickness of the metal porous film 10 is increased continuously or stepwise from the center P1 of the filtration part R1 toward the frame part R1, thereby making the metal A smooth concave surface can be formed on the porous film 10.
  • the second main surface PS2 of the metal porous film is a flat surface
  • the first main surface PS1 is a concave surface.
  • the width of the frame portion R2 is formed larger than the distance between the adjacent through holes 11 in the filtration portion R1.
  • the plating solution can easily enter the grooves 34 and 35. Differences can be made. Therefore, it is possible to provide the filter 1 that can be provided with a large or small film thickness so that the filtration part R1 is concave, and can improve the handleability of the cells captured by the metal porous film 10.
  • the film thickness increases continuously or stepwise from the center P1 of the filtration part R1 toward the frame part R2 in the filtration part R1 of the metal porous membrane 10.
  • the case where a concave surface is formed on is taken as an example.
  • the present invention is not limited to such a case.
  • the filtration part R1 it may be a case where a part where the film thickness increases from the frame part R2 side toward the center P1 of the filtration part R1 is partially included. Even in such a case, if the average film thickness in the central region R11 is smaller than the average film thickness in the peripheral region R13 as the entire filtering part R1, the effect of the present invention can be achieved. .
  • the filter 1 was manufactured by performing steps S21 to S26 of FIG.
  • step S21 a copper thin film was formed on the upper surface of a silicon substrate using a sputtering apparatus.
  • a copper thin film was formed by using argon gas as a sputtering gas and a degree of vacuum of 5.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa and an applied power of DC 500 W in a sputtering apparatus.
  • Sputtering time was 27 minutes, and a copper thin film was formed.
  • Step 22 a resist film having a predetermined thickness was formed on the copper thin film using a spin coater. Specifically, after a resist agent was applied on the copper thin film, the resist film was formed by cooling after volatilizing the solvent at 130 ° C. in a nitrogen atmosphere. As a resist agent, a novolac resin and an organic solvent were used, and a resist film having a thickness of 2 ⁇ m was formed at a spin coater rotation speed of 1130 rpm.
  • step S23 the resist film was exposed and developed to form a resist image in which grooves corresponding to the metal porous film were formed in the resist film. Exposure was performed by irradiating the resist film with light having an energy density of 2500 J / m 2 including a wavelength of 365 nm for 0.25 seconds. Thereafter, the exposed portion of the resist film was brought into contact with an alkaline solution to remove the exposed portion and form a groove.
  • the opening width of the groove portion in the portion corresponding to the frame portion of the metal porous film was 0.8 mm
  • the opening width of the groove portion in the portion corresponding to the filtration portion was 0.8 ⁇ m.
  • step S24 a metal porous film made of a plating film containing a nickel material as a main material was formed in the groove portion of the resist image by electrolytic plating using the previously formed copper thin film as a feeding electrode.
  • the substrate on which the copper thin film and the resist image were formed was immersed in dilute sulfuric acid for 60 seconds to activate the surface of the copper thin film exposed at the bottom of the groove portion of the resist image.
  • an electrolytic plating process was performed by applying a voltage using a copper thin film as a power supply electrode while the substrate was rocked in a nickel sulfamate plating solution (solution temperature 55 ° C., pH 4.0). The plating rate was 0.5 ⁇ m / min.
  • step S25 the resist image was dissolved by immersing in a solvent and peeled off from the copper thin film. Using an acetone solution as a solvent and applying ultrasonic waves in the acetone solution for 15 minutes promoted dissolution and peeling of the resist image.
  • step S26 the copper thin film and the substrate were removed. Specifically, as an etching solution, it is immersed in an aqueous solution prepared by mixing 60% hydrogen peroxide water, acetic acid, and pure water at a volume ratio of 1: 1: 20 in an environment of 25 ° C. for 48 hours. Etching was performed on the copper thin film. Thereby, the copper thin film and the substrate were removed, and the filter including the metal porous film according to the example was completed.
  • the outer shape of the frame portion R2 (that is, the diameter of the metal porous membrane) was 8 mm, the diameter of the filtration portion R1 was 6 mm, and the film thickness of the center P1 of the filtration portion R1 was as follows.
  • the thickness of the boundary (intersection P3) between the peripheral region R13 and the intermediate region R12 was 0.7 ⁇ m and 1.2 ⁇ m.
  • the present invention has a concave surface formed on a part of the surface of at least one of the first main surface and the second main surface in the filter portion of the filter, and the cell is captured on the side where the concave surface is formed.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

細胞を濾過する細胞濾過フィルタが、互いに対向する第１主面と第２主面とを貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備え、金属製多孔膜は、複数の貫通孔が配置された濾過部と、濾過部の外周を囲むように配置された枠部と、を有し、濾過部内において、前記濾過部の中心における前記金属製多孔膜の膜厚は、前記濾過部の中心よりも前記枠部に近い位置における前記金属製多孔膜の膜厚よりも小さくなるように形成されている。

Description

細胞濾過フィルタ
　本発明は、細胞を濾過する細胞濾過フィルタに関する。
　近年、流体中の細胞を濾過して捕捉する細胞濾過フィルタとして、金属製多孔膜を備えるフィルタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　このような従来の細胞濾過フィルタは、互いに対向する平坦面である主面を貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備える。金属製多孔膜の一方の主面側から濾過対象物である細胞を含んだ流体を供給することで、それぞれの貫通孔を通して流体を通過させながら主面上にて細胞を捕捉することができる。
特表２０１０－５２０４４６号公報
　このような従来の細胞濾過フィルタにおいて、金属製多孔膜の一方の主面上に捕捉された細胞を分析しようとする場合、金属製多孔膜を分析装置に移動させて行う必要がある。しかしながら、金属製多孔膜の主面上には培養液等の流体がほとんど残っておらず、捕捉された細胞が乾燥してダメージを受けるおそれがあり、細胞分析を行うことができない場合がある。
　従って、本発明の目的は、上記従来の課題を解決することにあって、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる細胞濾過フィルタを提供することにある。
　本発明の一の態様の細胞濾過フィルタは、細胞を濾過する細胞濾過フィルタであって、互いに対向する第１主面と第２主面とを貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備え、前記金属製多孔膜は、前記複数の貫通孔が配置された濾過部と、前記濾過部の外周を囲むように配置された枠部と、を有し、前記濾過部内において、前記濾過部の中心における前記金属製多孔膜の膜厚は、前記濾過部の中心よりも前記枠部に近い位置における前記金属製多孔膜の膜厚よりも小さい、ものである。
　本発明によれば、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる細胞濾過フィルタを提供することができる。
本発明の一の実施の形態にかかるフィルタの概略構成図 図１のフィルタにおける金属製多孔膜の部分拡大図 図１のフィルタの金属製多孔膜の部分拡大図 図１のフィルタの金属製多孔膜の構造を示す模式図であり、（Ａ）はフィルタの模式平面図、（Ｂ）は模式断面図 本発明の一の実施の形態にかかるフィルタの製造方法のフローチャート 図５のフィルタの製造方法における各工程を説明する模式断面図 本発明の変形例にかかるフィルタの製造方法において、複数の金属製多孔膜を同時に製造する場合のレジスト像の平面図
　本発明の一の態様の細胞濾過フィルタは、細胞を濾過する細胞濾過フィルタであって、互いに対向する第１主面と第２主面とを貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備え、前記金属製多孔膜は、前記複数の貫通孔が配置された濾過部と、前記濾過部の外周を囲むように配置された枠部と、を有し、前記濾過部内において、前記濾過部の中心における前記金属製多孔膜の膜厚は、前記濾過部の中心よりも前記枠部に近い位置における前記金属製多孔膜の膜厚よりも小さい、ものである。
　このような構成によれば、金属製多孔膜の濾過部において、中心の膜厚が中心よりも枠部に近い位置における膜厚よりも小さく設定されているため、濾過部における第１主面および第２主面の少なくともいずれかの表面の一部に凹面を形成することができる。凹面が形成された側で細胞を捕捉するような場合には、流体の表面張力により凹面に流体溜まりが形成されやすくなることから、捕捉された細胞の乾燥を抑制することができる。よって、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる。
　また、前記濾過部内において、前記濾過部の中心から前記枠部に向かって、前記金属製多孔膜の膜厚が連続的または段階的に増加している、ようにしてもよい。
　このような構成によれば、金属製多孔膜の第１主面または第２主面に滑らかな凹面を形成することができる。滑らかな凹面を形成した状態で、凹面上の流体に表面張力を作用させることで、凹面に流体溜まりを形成しやすくでき、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる。なお、表面張力は、流体の粘性に応じて、金属製多孔膜の表面状態、貫通孔の形状、開口面積を変更することによって、制御することができる。
　また、前記金属製多孔膜の前記第２主面が平坦面であり、前記第１主面における前記濾過部に相当する面が、前記濾過部の中心側が低くかつ前記枠部側が高くなるような凹面である、ようにしてもよい。
　凹面を利用した流体溜まりを利用したい場合には、凹面である第１主面側にて細胞を捕捉し、一方、流体溜まりを形成せずに流体抜けを良くしたい場合には、平坦面である第２主面側にて細胞を捕捉することができる。このように目的に応じて第１主面と第２主面とを使い分けることにより、細胞濾過フィルタの取り扱い性を向上できる。
　また、前記金属製多孔膜の第２主面沿いの方向において、前記枠部の幅は、前記濾過部における隣接する前記貫通孔間の距離よりも大きい、ようにしてもよい。
　このように枠部の幅と、隣接する貫通孔間の距離との大小関係を設けることにより、例えば、レジスト像を用いためっき処理により、濾過部における膜厚の大小を設けることができる。よって、金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる細胞濾過フィルタを提供することができる。
　以下、本発明に係る実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。
　（実施の形態１）
　（フィルタの全体構成）
　図１は、本発明に係る実施の形態１の細胞濾過フィルタ１（以降、フィルタ１とする。）の概略図を示す。図２は、フィルタ１の部分拡大図を示す。また、フィルタ１の周縁付近の部分拡大平面図を図３に示す。図２中のＸ、Ｙ方向は、それぞれフィルタ１の表面沿いの方向であって互いに直交する方向であり、Ｚ方向は、フィルタ１の厚み方向であり、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向である。
　図１および図３に示すように、フィルタ１は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔１１を有する金属製多孔膜１０を備える。金属製多孔膜１０は、複数の貫通孔１１が配置されている領域である濾過部Ｒ１と、濾過部Ｒ１を囲むように配置された領域である枠部Ｒ２とを有する。本実施の形態１では、濾過部Ｒ１は円形状の領域であり、枠部Ｒ２は円環状の領域であり、枠部Ｒ２は濾過部Ｒ１を周縁側から保持するような領域である。また、枠部Ｒ２には貫通孔１１が形成されていない。また、フィルタ１において、金属製多孔膜１０の枠部Ｒ２を挟持するような部材が備えられ、フィルタ１のハンドリング性を高めるようにしてもよい。なお、本実施の形態１では、濾過部Ｒ１と枠部Ｒ２とが一体に形成されている場合を例とするが、濾過部Ｒ１と枠部Ｒ２とが互いに別体として形成され、枠部Ｒ２が濾過部Ｒ１を保持するような場合であってもよい。また、濾過部Ｒ１の形状は円形状に限られず、正方形状、長方形状、楕円形状など、他の形状であってもよい。
　金属製多孔膜１０は、濾過対象物を含む流体を貫通孔１１にて通過させることにより、流体中から濾過対象物を分離するものである。本明細書において、「濾過対象物」とは、金属製多孔膜１０によって濾過する対象物を意味する。濾過対象物の例としては、生物由来物質やＰＭ２．５等が含まれる。「生物由来物質」とは、細胞（真核生物）、細菌（真性細菌）、ウィルス等の生物に由来する物質を意味する。細胞（真核生物）としては、例えば、人工多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）、ＥＳ細胞、幹細胞、間葉系幹細胞、単核球細胞、単細胞、細胞塊、浮遊性細胞、接着性細胞、神経細胞、白血球、再生医療用細胞、自己細胞、がん細胞、血中循環がん細胞（ＣＴＣ）、ＨＬ－６０、ＨＥＬＡ、菌類を含む。細菌（真性細菌）としては、例えば、大腸菌、結核菌を含む。
　図１に示すように、金属製多孔膜１０は、円形の金属メッシュである。また、金属製多孔膜１０は、図２に示すように、互いに対向する第１主面ＰＳ１と第２主面ＰＳ２を有し、両主面を貫通する複数の貫通孔１１を有する構造体である。複数の貫通孔１１は、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１において、第１主面ＰＳ１および第２主面ＰＳ２上に周期的に配置されている。金属製多孔膜１０は、例えば、ニッケルを主材料として形成されている。金属製多孔膜１０の主材料は金属であればよく、例えば、金、銀、銅、ニッケル、ステンレス鋼、パラジウム、チタン、およびこれらの合金であってもよい。特に、金属製多孔膜１０の主材料としては、生物由来物質を捕捉する場合、生物由来物質との生体親和性の観点から、金、ニッケル、ステンレス、チタンが好ましい。
　図２および図３に示すように、金属製多孔膜１０は、マトリックス状に一定の間隔で複数の貫通孔１１が配置された板状構造体（格子状構造体）である。複数の貫通孔１１は、金属製多孔膜１０の第１主面ＰＳ１側から見て、即ちＺ方向に見て正方形の形状を有する。複数の貫通孔１１は、正方形の各辺と平行な２つの配列方向、即ち図２中のＸ方向とＹ方向に等しい間隔で設けられている。なお、貫通孔１１は、正方形に限定されず、例えば長方形や円や楕円などでもよい。また、孔の配列も正方格子配列に限定されず、例えば方形配列であれば、２つの配列方向の間隔は等しくない長方形配列でもよく、三角格子配列や準周期配列などでもよい。
　貫通孔１１の形状や寸法は、濾過する濾過対象物の大きさ、形状に応じて適宜設計される。本実施の形態１において、貫通孔１１は、例えば、金属製多孔膜１０の第１主面ＰＳ１側から見て、即ちＺ方向から見て正方形であり、縦０．１μｍ以上５０μｍ以下、横０．１μｍ以上５０μｍ以下に設計される。貫通孔１１間の間隔は、例えば、貫通孔１１の１倍より大きく１０倍以下であり、より好ましくは貫通孔１１の３倍以下である。あるいは、開口率にして１０％以上が好ましい。また、金属製多孔膜１０の第２主面ＰＳ２沿いの方向において、枠部Ｒ２の幅は、濾過部Ｒ１における隣接する貫通孔１１間の距離（貫通孔１１の端縁間の距離）よりも大きく設定されている。
　ここで、本実施の形態１のフィルタ１の構造を示す模式図を図４に示す。図４において、（Ａ）はフィルタ１の模式平面図であり、（Ｂ）はフィルタ１の模式断面図である。
　図４（Ｂ）に示すように、フィルタ１の金属製多孔膜１０は、均一な膜厚を有しているのではなく、中央側の膜厚が周縁側に比し小さくなるように形成されている。具体的には、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１内において、濾過部Ｒ１の中心における膜厚が、濾過部Ｒ１の中心よりも枠部Ｒ２に近い位置における金属製多孔膜１０の膜厚よりも小さくなっている。
　図４（Ａ）に示すように、濾過部Ｒ１の全体は、中心をＰ１とする半径Ｄ３の円形状の領域となる。濾過部Ｒ１において、中心Ｐ１に対して、半径Ｄ１、半径Ｄ２の仮想円Ｃ１、Ｃ２を描画する。ここで半径Ｄ１は半径Ｄ３×１／３であり、半径Ｄ２は半径Ｄ３×２／３である。濾過部Ｒ１において、仮想円Ｃ１にて囲まれた円形状の領域を中央側領域Ｒ１１とし、仮想円Ｃ１と仮想円Ｃ２とで挟まれた円環状の領域を中間領域Ｒ１２とし、仮想円Ｃ２の外周側の円環状の領域を周縁側領域Ｒ１３とする。さらに、濾過部Ｒ１の平面視において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１を通る仮想直線Ｌを描画したとき、仮想直線Ｌと仮想円Ｃ１との交点（第１の位置）をＰ２、仮想直線Ｌと仮想円Ｃ２との交点（第２の位置）をＰ３とする。
　図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す金属製多孔膜１０における仮想直線Ｌの模式断面図である。図４（Ｂ）に示すように、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１内において、枠部Ｒ２から離れた中央側領域Ｒ１１における膜厚が、中央側領域Ｒ１１よりも枠部Ｒ２に近い周縁側領域Ｒ１３における膜厚よりも小さく形成されている。さらに、濾過部Ｒ１内において、中央側領域Ｒ１１と周縁側領域Ｒ１３との間に位置する中間領域Ｒ１２における膜厚は、中央側領域Ｒ１１の膜厚よりも大きく、周縁側領域Ｒ１３の膜厚よりも小さく形成されている。具体的には、中心Ｐ１における膜厚をＴ１、交点Ｐ２における膜厚をＴ２、交点Ｐ３における膜厚をＴ３とした場合、それぞれ膜厚は、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係を満たしている。すなわち、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１内において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１から放射方向（すなわち、枠部Ｒ２）に向かって、膜厚が増加するように、膜厚が設定されている。また、膜厚は、連続的または段階的に増加するようにしてもよい。
　また、図４に示すように、金属製多孔膜１０の第２主面ＰＳ２は平坦面として形成されており、第１主面ＰＳ１における濾過部Ｒ１に相当する面が、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１側よりも枠部Ｒ２側が高くなるような凹面として形成されている。金属製多孔膜１０の枠部Ｒ２は膜厚Ｔ０が概ね一定の厚さに形成され、膜厚Ｔ０は周縁側領域Ｒ１３における交点Ｐ３の膜厚Ｔ３以上となっている。
　このような本実施の形態１の金属製多孔膜１０は、例えば、直径８ｍｍ（枠部Ｒ２の外形）、枠部Ｒ２の幅寸法１ｍｍ、隣接する貫通孔１１の間隔が１μｍ以上５００μｍ以下に形成される。また、濾過部Ｒ１は直径６ｍｍであり、濾過部Ｒ１において、枠部Ｒ２に近い交点Ｐ３おける膜厚Ｔ３が１．１μｍ、中央Ｐ１における膜厚Ｔ１が０．８μｍに形成される。
　なお、図４（Ａ）および（Ｂ）に示す領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３を用いた説明は、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１から枠部Ｒ２に向かって、膜厚が増加していることを説明することを目的とするものである。そのため、仮想円Ｃ１の半径Ｄ１が半径Ｄ３×１／３、仮想円Ｃ２の半径Ｄ２が半径Ｄ３×２／３である場合に限られない。例えば、それぞれの半径がＤ１＜Ｄ２＜Ｄ３の関係を有した仮想円を用いても同様の説明を行うことができる。
　（フィルタの製造方法）
　次に、本実施の形態１のフィルタ１の製造方法の一例について説明する。フィルタ１の製造方法のフローチャートを図５に示し、フィルタ１の製造方法におけるそれぞれの製造過程の断面図を図６（Ａ）～図６（Ｆ）に示す。
　まず、図５のステップＳ２１（銅薄膜の形成）において、金属膜の形成を行う。図６（Ａ）に示すように、シリコンなどの基板３１上に金属膜を形成する。金属膜を形成する金属としては、例えば、銅が用いられて、銅薄膜３２が基板３１上に形成される。銅薄膜３２は、例えば蒸着またはスパッタリングにより形成することができる。スパッタリングにて形成した方が、蒸着にて形成される場合と比べて、表面膜質を良好なものとすることができる。この銅薄膜３２が、後述するめっき処理の際に給電電極として用いられる。また、基板３１と銅薄膜３２との間に接着性確保を目的として中間層（例えば、Ｔｉ膜）を形成してもよい。
　次に、図６（Ｂ）に示すように、銅薄膜３２上にレジスト膜３３を形成する（ステップＳ２２：レジスト膜の形成）。具体的には、銅薄膜３２上に、例えばスピンコートによりレジストの塗布を行い、乾燥処理を行うことにより、レジスト膜３３を形成する。レジスト膜３３は、例えば２μｍ程度の厚さに形成される。
　次に、図６（Ｃ）に示すように、レジスト膜３３に対して、露光および現像処理を行い、レジスト膜３３から金属製多孔膜１０に相当する部分が除去された溝部３４、３５を有するレジスト像３６を形成する（ステップＳ２３：露光・現像（レジスト像形成））。溝部３４は、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１に形成された溝部分であり、溝部３５は、枠部Ｒ２に形成された溝部分である。溝部３４の開口幅Ｗ１が金属製多孔膜１０における隣接する貫通孔１１間の距離に相当し、溝部３５の開口幅Ｗ２が枠部Ｒ２の幅に相当する。すなわち、溝部３４の開口幅Ｗ１は、溝部３５の開口幅Ｗ２に比して小さくなっている。また、溝部３４、３５の底では、銅薄膜３２が露出された状態となっている。
　次に、図６（Ｄ）に示すように、レジスト像３６において、溝部３４および溝部３５内に金属を主材料として析出させて、溝部３４、３５内に金属製多孔膜１０を形成する（ステップＳ２４：めっき処理）。金属製多孔膜１０は、例えば、銅薄膜３２を給電電極として電解めっき法を行うことにより形成され、析出させる金属としてはニッケルが用いられる。
　上述したように、レジスト像３６において、溝部３４の開口幅Ｗ１は、溝部３５の開口幅Ｗ２に比して小さく形成されている。また、レジスト像３６において、中央側に溝部３４が密集して設けられ、これらの溝部３４を囲むように溝部３５が円環状に設けられている。このようなレジスト像３６に対してめっき処理が行われると、開口幅の大きな溝部３５にはめっき液が入り込みやすく、一方、開口幅の小さな溝部３４にはめっき液が入り込み難くなる。また、溝部３４が配置されている領域であっても、溝部３４の周囲が別の溝部３４で囲まれた状態にある濾過部Ｒ１の中央側領域Ｒ１１に相当する部分では、枠部Ｒ２の近くに位置する周縁側領域Ｒ１３に相当する部分と比べて、溝部３４内にめっき液が入り込み難くなる。これは、溝部３４を形成するレジスト像３６の凸状部分が、密集していることによって、溝部３４内へのめっき液の入り込みを阻害しているものと考えられる。また、めっき速度を大きく設定する程、このようなめっき液の入り込み易さの違いを顕著なものとすることができる。
　このようにめっき処理が行われると、溝部３４、３５内に入り込んだめっき液が析出し、めっき液の入り込んだ量に比例した膜厚の析出金属による膜が形成される。図６（Ｄ）に示すように、溝部３５に形成される金属製多孔膜１０の膜厚Ｔ０が最も大きくなる。溝部３４についても周縁側領域Ｒ１３と中間領域Ｒ１２との境界（交点Ｐ３）の膜厚Ｔ３、中間領域Ｒ１２と中央側領域Ｒ１１との境界（交点Ｐ２）の膜厚Ｔ２、中央側領域Ｒ１１における中心Ｐ１の膜厚Ｔ１の順で、膜厚が小さくなる。
　次に、図６（Ｅ）に示すように、溶剤（例えば、アセトン等）への浸漬を行って、レジスト像３６を溶解して、銅薄膜３２から剥離させる（ステップＳ２５：レジスト像の除去）。
　その後、図６（Ｆ）に示すように、銅薄膜３２および基板３１の除去を行う（ステップＳ２６：基板・銅薄膜の除去）。具体的には、エッチング液を用いて、銅薄膜３２をエッチングにより除去することにより、金属製多孔膜１０を基板３１から剥離する。
　このような手順により、複数の貫通孔１１が形成された濾過部Ｒ１と、濾過部Ｒ１の周囲に配置された枠部Ｒ２とを有する金属性多孔膜１０が形成される。また、金属製多孔膜１０における枠部Ｒ２の膜厚Ｔ０、濾過部Ｒ１の交点Ｐ３の膜厚Ｔ３、交点Ｐ２の膜厚Ｔ２、中心Ｐ１の膜厚Ｔ１の順で、膜厚が小さくなるように、第１主面ＰＳ１が凹面となる。一方、金属製多孔膜１０の第２主面ＰＳ２は、銅薄膜３２に接していた面であるため、平坦面となる。以上の製造方法により、一方の主面を凹面、他方の主面を平坦面とする金属製多孔膜１０を備えるフィルタ１が製造される。
　このようなフィルタ１の製造方法は、１枚の基板３１から１枚の金属製多孔膜１０が製造される場合に限られない。例えば、図７に示すように、１枚の基板１３１上に複数枚の金属製多孔膜１０に対応するレジスト像３６の集合体であるレジスト像１３６を形成して、複数の金属製多孔膜１０を同時に製造するような場合であってもよい。
　本実施の形態１のフィルタ１によれば、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１の膜厚Ｔ１が、中心Ｐ１よりも枠部Ｒ２に近い位置における膜厚Ｔ２、Ｔ３よりも小さくなるように、第１主面ＰＳ１が凹面として形成されている。これにより、凹面が形成された第１主面ＰＳ１で細胞を捕捉するような場合には、流体の表面張力により凹面に流体溜まりが形成されやすくなる。例えば、培養液を液溜まりとして凹面に溜めた状態にて捕捉された細胞を取り扱うことにより、細胞の乾燥を抑制しながら、分析等の処理を行うことができる。よって、金属製多孔膜１０にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができる。
　また、濾過部Ｒ１内において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１から枠部Ｒ１に向かって、金属製多孔膜１０の膜厚が連続的にまたは段階的に増加しているようにすることで、金属製多孔膜１０に滑らかな凹面を形成することができる。これにより、表面張力の作用により凹面に流体溜まりを形成しやすくでき、金属製多孔膜１０にて捕捉された細胞の取り扱い性をさらに向上させることができる。
　また、金属製多孔膜の第２主面ＰＳ２が平坦面であり、第１主面ＰＳ１が凹面としている。これにより、例えば、凹面を利用した流体溜まりを利用したい場合には、凹面である第１主面ＰＳ１側にて細胞を捕捉することができる。一方、流体溜まりを形成せずに流体抜けを良くしたい場合には、平坦面である第２主面ＰＳ２側にて細胞を捕捉することができる。このように目的に応じて第１主面ＰＳ１と第２主面ＰＳ２とを使い分けることにより、細胞濾過フィルタの取り扱い性を向上できる。
　また、金属製多孔膜１０において、枠部Ｒ２の幅が、濾過部Ｒ１における隣接する貫通孔間１１の距離よりも大きく形成されている。このように枠部Ｒ２の幅と、隣接する貫通孔１１間の距離との大小関係を設けることにより、例えば、レジスト像３６を用いためっき処理において、溝部３４、３５へのめっき液の入り込み易さに差異を設けることができる。よって、濾過部Ｒ１が凹面となるように膜厚の大小を設けることができ、金属製多孔膜１０にて捕捉された細胞の取り扱い性を向上させることができるフィルタ１を提供することができる。
　なお、上述の実施の形態の説明では、金属製多孔膜１０の濾過部Ｒ１内において、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１から枠部Ｒ２に向かって、膜厚が連続的にまたは段階的に増加するように凹面を形成する場合を例としている。しかしながら、本発明はこのような場合についてのみに限られない。例えば、濾過部Ｒ１内において、枠部Ｒ２側から濾過部Ｒ１の中心Ｐ１に向かって膜厚が増加している箇所が一部に含まれているような場合であっても構わない。そのような場合であっても、濾過部Ｒ１全体として、中央側領域Ｒ１１における平均膜厚が、周縁側領域Ｒ１３における平均膜厚よりも小さくなっていれば、本発明の効果を奏することができる。
　以下、本発明のフィルタの製造方法の実施例について説明する。
　（実施例）
　本実施例では、図５のステップＳ２１からＳ２６のステップを実施することによりフィルタ１を作製した。
　まず、ステップＳ２１において、シリコン製の基板の上面に銅薄膜を、スパッタリング装置を用いて形成した。スパッタリングガスとしてアルゴンガスを用い、スパッタリング装置における真空度５．０×１０－４Ｐａ、印加電力ＤＣ５００Ｗにて、銅薄膜を形成した。スパッタリング時間は２７分とし、銅薄膜を形成した。
　次に、ステップ２２において、スピンコータを用いて、銅薄膜上に所定の膜厚のレジスト膜を形成した。具体的には、レジスト剤を銅薄膜上に塗布した後、窒素雰囲気下において１３０℃にて溶剤を揮発させた後に冷却することで、レジスト膜を形成した。レジスト剤としては、ノボラック系樹脂と有機溶剤とを用い、スピンコータの回転数１１３０ｒｐｍにて、２μｍの膜厚のレジスト膜を形成した。
　次に、ステップＳ２３において、レジスト膜に対して露光および現像処理を行い、金属製多孔膜に対応する溝部がレジスト膜に形成されたレジスト像を形成した。波長３６５ｎｍを含んだエネルギ密度２５００Ｊ／ｍ２の光線を、レジスト膜に対して０．２５秒間照射することにより露光を行った。その後、レジスト膜における露光部分をアルカリ性溶液に接触させることにより、露光部分を除去して溝部を形成した。レジスト像において、金属製多孔膜の枠部に相当する部分における溝部の開口幅を０．８ｍｍとし、濾過部に相当する部分における溝部の開口幅を０．８μｍとした。
　次に、ステップＳ２４において、先に形成した銅薄膜を給電電極として、電解めっき法を用いて、ニッケル材料を主材料とするめっき膜からなる金属製多孔膜を、レジスト像の溝部内に形成した。まず、前処理として、銅薄膜およびレジスト像が形成された基板を、希硫酸に６０秒浸漬させて、レジスト像の溝部の底において露出している銅薄膜の表面の活性化を行った。その後、スルファミン酸ニッケルめっき液（液温５５℃、ｐＨ４．０）中にて基板を揺動させながら、銅薄膜を給電電極として電圧を印加して電解めっき処理を行った。めっき速度は０．５μｍ／ｍｉｎであった。
　次に、ステップＳ２５において、溶剤への浸漬を行って、レジスト像を溶解して、銅薄膜から剥離させた。溶剤としてアセトン溶液を用い、アセトン溶液中で１５分間超音波をかけることにより、レジスト像の溶解・剥離を促進させた。
　次に、ステップＳ２６において、銅薄膜および基板の除去を行った。具体的には、エッチング液として、６０％過酸化水素水と酢酸と純水とを１：１：２０の体積比で混合作製した水溶液に、２５℃の環境下にて４８時間浸漬することで銅薄膜に対するエッチングを行った。これにより、銅薄膜および基板が除去されて、実施例にかかる金属製多孔膜を備えるフィルタが完成した。
　本実施例にかかる金属製多孔膜を測定したところ、枠部Ｒ２の外形（すなわち、金属製多孔膜の直径）が８ｍｍ、濾過部Ｒ１の直径が６ｍｍ、濾過部Ｒ１の中心Ｐ１の膜厚が０．７μｍ、周縁側領域Ｒ１３と中間領域Ｒ１２との境界（交点Ｐ３）の膜厚が１．２μｍであった。
　なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
　本発明は、フィルタの濾過部における第１主面および第２主面の少なくともいずれかの表面の一部に凹面を形成しており、凹面が形成された側で細胞を捕捉するような場合には、流体の表面張力により凹面に流体溜まりが形成されやすくすることができる。これにより、捕捉された細胞の乾燥を抑制することができ金属製多孔膜にて捕捉された細胞の取り扱い性、および金属製多孔膜の取り扱い性を向上させることができる。よって、このようなフィルタが利用される種々の技術分野、例えば、化学分析、創薬・製薬、臨床検査、公衆衛生管理、環境計測等の分野への適用が有用である。
　１　フィルタ
１０　金属製多孔膜
１１　貫通孔
３１　基板
３２　銅薄膜
３３　レジスト膜
３４、３５　溝部
３６　レジスト像
ＰＳ１　第１主面
ＰＳ２　第２主面
Ｒ１　濾過部
Ｒ２　枠部
Ｒ１１　中央側領域
Ｒ１２　中間領域
Ｒ１３　周縁側領域
Ｃ１、Ｃ２　仮想円
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３　半径
　Ｌ　仮想直線
Ｐ１　中心
Ｐ２、Ｐ３　交点
Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３　膜厚
Ｗ１、Ｗ２　開口幅

Claims (4)

  1. 　細胞を濾過する細胞濾過フィルタであって、
    　互いに対向する第１主面と第２主面とを貫通する複数の貫通孔を有する金属性多孔膜を備え、
    　前記金属製多孔膜は、前記複数の貫通孔が配置された濾過部と、前記濾過部の外周を囲むように配置された枠部と、を有し、
    　前記濾過部内において、前記濾過部の中心における前記金属製多孔膜の膜厚は、前記濾過部の中心よりも前記枠部に近い位置における前記金属製多孔膜の膜厚よりも小さい、細胞濾過フィルタ。
  2. 　前記濾過部内において、前記濾過部の中心から前記枠部に向かって、前記金属製多孔膜の膜厚が連続的または段階的に増加している、請求項１に記載の細胞濾過フィルタ。
  3. 　前記金属製多孔膜の前記第２主面が平坦面であり、前記第１主面における前記濾過部に相当する面が、前記濾過部の中心側が低くかつ前記枠部側が高くなるような凹面である、請求項１または２に記載の細胞濾過フィルタ。
  4. 　前記金属製多孔膜の第２主面沿いの方向において、前記枠部の幅は、前記濾過部における隣接する前記貫通孔間の距離よりも大きい、請求項１から３のいずれか１つに記載の細胞濾過フィルタ。
PCT/JP2018/005513 2017-03-10 2018-02-16 細胞濾過フィルタ WO2018163757A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880002664.8A CN109415674B (zh) 2017-03-10 2018-02-16 细胞过滤滤除器
JP2018546057A JP6443604B1 (ja) 2017-03-10 2018-02-16 細胞濾過フィルタ
US16/106,621 US10960331B2 (en) 2017-03-10 2018-08-21 Cell-capturing filter

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017046432 2017-03-10
JP2017-046432 2017-03-10

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/106,621 Continuation US10960331B2 (en) 2017-03-10 2018-08-21 Cell-capturing filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018163757A1 true WO2018163757A1 (ja) 2018-09-13

Family

ID=63447491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/005513 WO2018163757A1 (ja) 2017-03-10 2018-02-16 細胞濾過フィルタ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10960331B2 (ja)
JP (1) JP6443604B1 (ja)
CN (1) CN109415674B (ja)
WO (1) WO2018163757A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020066578A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社村田製作所 濾過フィルタ及び濾過方法
WO2021039005A1 (ja) * 2019-08-30 2021-03-04 株式会社村田製作所 濾過フィルタ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3845288A4 (en) * 2019-01-07 2022-06-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. PERCOLATION FILTER

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005148048A (ja) * 2003-04-25 2005-06-09 Jsr Corp バイオチップおよびバイオチップキットならびにその製造方法および使用方法
JP2013541958A (ja) * 2010-10-25 2013-11-21 サイトゲン カンパニー リミテッド 細胞採集装置
WO2015012315A1 (ja) * 2013-07-24 2015-01-29 愛知県 末梢循環腫瘍細胞又は希少細胞分離用デバイス、及び末梢循環腫瘍細胞又は希少細胞分離方法
WO2016208362A1 (ja) * 2015-06-22 2016-12-29 株式会社村田製作所 濾過フィルター
WO2017022810A1 (ja) * 2015-08-06 2017-02-09 株式会社オプトニクス精密 細胞分離フィルタ及び細胞培養容器
JP6249124B1 (ja) * 2017-04-26 2017-12-20 株式会社村田製作所 有核細胞の濾過用フィルターおよびそれを用いた濾過方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2662215B2 (ja) * 1986-11-19 1997-10-08 株式会社日立製作所 細胞保持装置
FI121329B (fi) * 2002-09-12 2010-10-15 Larox Oyj Suodatinlaatta
KR20060004958A (ko) * 2003-04-25 2006-01-16 제이에스알 가부시끼가이샤 바이오칩 및 바이오칩 키트 및 그의 제조 방법 및 사용방법
JP4069171B2 (ja) * 2003-09-25 2008-04-02 富山県 マイクロウェルアレイチップ及びその製造方法
US7846743B2 (en) * 2005-04-21 2010-12-07 California Institute Of Technology Uses of parylene membrane filters
US7678271B2 (en) * 2007-03-22 2010-03-16 Progressive International Corporation Collapsible colander and bowl
CN101678250B (zh) 2007-03-02 2013-04-24 史密夫及内修公开有限公司 用于在生物样品过滤中通过超声、回洗和过滤器运动进行过滤器清洁的装置和方法
JP2009184195A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Brother Ind Ltd フィルタの製造方法及び液体移送装置の製造方法
WO2011070817A1 (ja) * 2009-12-09 2011-06-16 株式会社村田製作所 空隙配置構造体が保持された分光測定用デバイス、それに用いられる枠部材、および、分光器
US9733235B2 (en) * 2010-05-28 2017-08-15 California Instute Of Technology Methods and design of membrane filters
CN102527118A (zh) * 2011-12-29 2012-07-04 广东电网公司东莞供电局 展开式液体过滤皿
JP6299750B2 (ja) * 2013-04-04 2018-03-28 日立化成株式会社 生体物質捕獲用のフィルター
US10247647B2 (en) 2013-08-09 2019-04-02 Hitachi Chemical Company, Ltd. Cell trapping device, cell trapping system, and production method for cell trapping device
US20170137769A1 (en) * 2014-03-28 2017-05-18 Hitachi Chemical Company, Ltd. Cell capturing apparatus, cell capturing device provided with pre-processing part, and pre-processing part
CN203750328U (zh) * 2014-04-10 2014-08-06 宁波先锋电器制造有限公司 空气净化器
WO2017026348A1 (ja) * 2015-08-07 2017-02-16 株式会社村田製作所 金属製多孔膜、滅菌判別方法及び洗浄判別方法
CN205445740U (zh) * 2016-03-30 2016-08-10 武汉华威专用汽车检测有限责任公司 一种变孔径过滤体的柴油机微粒捕集器
WO2018030061A1 (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 株式会社村田製作所 濾過フィルタデバイス
CN109563460B (zh) * 2016-12-20 2022-02-22 株式会社村田制作所 细胞过滤滤除器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005148048A (ja) * 2003-04-25 2005-06-09 Jsr Corp バイオチップおよびバイオチップキットならびにその製造方法および使用方法
JP2013541958A (ja) * 2010-10-25 2013-11-21 サイトゲン カンパニー リミテッド 細胞採集装置
WO2015012315A1 (ja) * 2013-07-24 2015-01-29 愛知県 末梢循環腫瘍細胞又は希少細胞分離用デバイス、及び末梢循環腫瘍細胞又は希少細胞分離方法
WO2016208362A1 (ja) * 2015-06-22 2016-12-29 株式会社村田製作所 濾過フィルター
WO2017022810A1 (ja) * 2015-08-06 2017-02-09 株式会社オプトニクス精密 細胞分離フィルタ及び細胞培養容器
JP6249124B1 (ja) * 2017-04-26 2017-12-20 株式会社村田製作所 有核細胞の濾過用フィルターおよびそれを用いた濾過方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUSA, A. ET AL.: "Development of a New Rapid Isolation Device for Circulating Tumor Cells (CTCs) Using 3D Palladium Filter and Its Application for Genetic Analysis", PLOS ONE, vol. 9, no. 2, 2014, pages 1 - 11, XP055273918, DOI: doi:10.1371/journal.pone.0088821 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020066578A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社村田製作所 濾過フィルタ及び濾過方法
CN112399880A (zh) * 2018-09-28 2021-02-23 株式会社村田制作所 过滤滤除器及过滤方法
JPWO2020066578A1 (ja) * 2018-09-28 2021-08-30 株式会社村田製作所 濾過フィルタ及び濾過方法
CN112399880B (zh) * 2018-09-28 2021-12-31 株式会社村田制作所 过滤滤除器及过滤方法
JP7021708B2 (ja) 2018-09-28 2022-02-17 株式会社村田製作所 濾過フィルタ及び濾過方法
US11833472B2 (en) 2018-09-28 2023-12-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Filtration filter and filtration method
WO2021039005A1 (ja) * 2019-08-30 2021-03-04 株式会社村田製作所 濾過フィルタ
JPWO2021039005A1 (ja) * 2019-08-30 2021-03-04
GB2601264A (en) * 2019-08-30 2022-05-25 Murata Manufacturing Co Filtration filter
JP7207554B2 (ja) 2019-08-30 2023-01-18 株式会社村田製作所 濾過フィルタ
GB2601264B (en) * 2019-08-30 2024-02-28 Murata Manufacturing Co Filtration filter

Also Published As

Publication number Publication date
CN109415674B (zh) 2021-10-26
CN109415674A (zh) 2019-03-01
JPWO2018163757A1 (ja) 2019-03-14
JP6443604B1 (ja) 2018-12-26
US20180353881A1 (en) 2018-12-13
US10960331B2 (en) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6443604B1 (ja) 細胞濾過フィルタ
CN108795723B (zh) 用于过滤有核细胞的过滤器和使用了其的过滤方法
WO2017141609A1 (ja) 濾過フィルタ及び濾過フィルタデバイス
US11951422B2 (en) Filtration filter
CN109563460B (zh) 细胞过滤滤除器
JP7021708B2 (ja) 濾過フィルタ及び濾過方法
JP6597932B2 (ja) 細胞捕捉用フィルタ、細胞捕捉用フィルタの製造方法、および細胞捕捉用フィルタの劣化判定方法
Wu et al. Room‐Temperature Annealing‐Free Gold Printing via Anion‐Assisted Photochemical Deposition
JP6406480B1 (ja) 濾過フィルタ
Lee et al. Polyelectrolyte multilayer-assisted fabrication of non-periodic silicon nanocolumn substrates for cellular interface applications
KR101275305B1 (ko) 콜로이달 나노 입자를 이용한 바이오 필름 형성 방지용 기판의 제조방법, 이로부터 제조된 기판 및 상기 기판을 포함하는 수질 검사 센서
JP6927413B2 (ja) 濾過フィルタ及び濾過装置
JP7111184B2 (ja) 濾過フィルタ
US11053605B2 (en) Metallic structure and a method for surface treatment of a metallic structure
CN114269451A (zh) 过滤滤除器
US20230053689A1 (en) Filter
WO2024180932A1 (ja) フィルタ及びフィルタデバイス
JP2020156360A (ja) 細胞接着ならびに細胞成長抑制効果のあるナノポア、その構造を有する基板、及びその製造方法
CN109767861A (zh) 一种平面电极的制备方法及平面电极

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018546057

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18764761

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18764761

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1