WO2019181106A1 - 濾過装置 - Google Patents

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WO2019181106A1
WO2019181106A1 PCT/JP2018/045898 JP2018045898W WO2019181106A1 WO 2019181106 A1 WO2019181106 A1 WO 2019181106A1 JP 2018045898 W JP2018045898 W JP 2018045898W WO 2019181106 A1 WO2019181106 A1 WO 2019181106A1
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WO
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filtration
main surface
filter
housing
liquid
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PCT/JP2018/045898
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English (en)
French (fr)
Inventor
敏和 川口
近藤　孝志
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B01D36/001—Filters in combination with devices for the removal of gas, air purge systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3627—Degassing devices; Buffer reservoirs; Drip chambers; Blood filters
    • A61M1/3633—Blood component filters, e.g. leukocyte filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
    • B01D29/05—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements supported
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/30—Filter housing constructions
    • B01D35/34—Filter housing constructions open-topped
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M2205/7545—General characteristics of the apparatus with filters for solid matter, e.g. microaggregates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D2201/18—Filters characterised by the openings or pores
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2201/30—Filter housing constructions
    • B01D2201/301—Details of removable closures, lids, caps, filter heads
    • B01D2201/302—Details of removable closures, lids, caps, filter heads having inlet or outlet ports

Definitions

  • the present invention relates to a filtration device that filters a filtration object contained in a liquid.
  • Patent Document 1 describes a filtration device including a filtration filter that filters blood, which is a liquid containing an object to be filtered such as a thrombus.
  • the filtration device is disposed so as to cover the upper opening of the bottomed cylindrical container such as a centrifuge tube, and used so that the liquid that has passed through the filtration filter is accommodated in the container.
  • the filtration efficiency of the filtration object is reduced.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems, and provide a filtration device that can suppress a reduction in filtration efficiency of an object to be filtered.
  • a filtration device includes: A filtration filter having a first main surface for capturing an object to be filtered contained in the liquid, and a second main surface opposite to the first main surface; A housing configured to contain the filtration filter and having a liquid inflow path provided to face the first main surface and a liquid discharge path provided to face the second main surface; , A filtration device comprising: The housing is It extends in a direction away from the second main surface and constitutes at least a part of the liquid discharge path, and is inserted with a gap inward with respect to the opening end portion constituting the upper opening portion of the bottomed cylindrical container.
  • a cylindrical portion A flange portion configured to extend outward from the outer peripheral surface of the tubular portion, and mounted on the opening end portion;
  • the flange portion is provided with at least one vent hole communicating the gap and the external space in a state of being placed on the opening end portion. It is configured as follows.
  • the present invention it is possible to provide a filtration device that can suppress a reduction in the filtration efficiency of a filtration object.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. 1. It is a longitudinal cross-sectional view of FIG. It is a bottom view of the filtration apparatus shown in FIG. It is the partially expanded perspective view which looked at the filtration apparatus shown in FIG. 1 from diagonally downward. It is a bottom view which shows the 1st modification of the filtration apparatus shown in FIG. FIG. 7 is a partially enlarged perspective view of FIG. 6. It is a bottom view which shows the 2nd modification of the filtration apparatus shown in FIG. In the filtration apparatus shown in FIG. 1, it is a figure which shows the result of having experimented by changing the opening area of a ventilation hole, and the opening area of each through-hole of a filtration filter.
  • the plurality of through holes of the filtration filter are required to be extremely small holes of several tens ⁇ m level or less.
  • the filtration device is disposed so as to cover the upper opening of the container and the liquid that has passed through the filtration filter is accommodated in the container, the plurality of through holes are blocked with the liquid.
  • the pressure in the container increases and the liquid hardly flows into the container. In this case, since the flow of the liquid is hindered, the filtration efficiency of the filtration object is lowered.
  • the present inventors have found that as the pressure in the container increases, the gas (air) in the container can enter the liquid as bubbles and reach the main surface of the filtration filter.
  • the gas (air) in the container can enter the liquid as bubbles and reach the main surface of the filtration filter.
  • the filtration object is a cell
  • the cell activity may be reduced.
  • the present inventors have found a configuration in which a cylindrical portion constituting a liquid discharge path is provided in a housing containing a filtration filter, and a gap is formed between the cylindrical portion and the container.
  • the present inventors have found a configuration in which a flange portion placed on the opening end of the container is provided on the outer peripheral surface of the housing, and a communication hole is provided in the flange portion for communicating the gap and the external space.
  • the gas in the container can be exhausted to the external space through the communication hole, and an increase in the pressure in the container can be suppressed.
  • the cylindrical part can partition the flow path through which the liquid flows and the flow path through which the gas flows to prevent the gas from being mixed into the liquid. As a result, it is possible to suppress a decrease in the filtration efficiency of the filtration object.
  • the filtration device is A filtration filter having a first main surface for capturing an object to be filtered contained in the liquid, and a second main surface opposite to the first main surface;
  • a housing configured to contain the filtration filter and having a liquid inflow path provided to face the first main surface and a liquid discharge path provided to face the second main surface;
  • a filtration device comprising: The housing is It extends in a direction away from the second main surface and constitutes at least a part of the liquid discharge path, and is inserted with a gap inward with respect to the opening end portion constituting the upper opening portion of the bottomed cylindrical container.
  • a cylindrical portion A flange portion configured to extend outward from the outer peripheral surface of the tubular portion, and mounted on the opening end portion;
  • the flange portion is provided with at least one vent hole communicating the gap and the external space in a state of being placed on the opening end portion. It is configured as follows.
  • the gas in the container can be exhausted to the external space through the vent hole provided in the flange portion, and an increase in the pressure in the container can be suppressed.
  • the cylindrical part can partition the flow path through which the liquid flows and the flow path through which the gas flows to prevent the gas from being mixed into the liquid. As a result, it is possible to suppress a decrease in the filtration efficiency of the filtration object.
  • the vent hole may be configured by a groove provided so as to extend outward along the lower surface of the flange portion. According to this configuration, the gas flow flowing through the gap can be bent along the lower surface of the flange portion. That is, the flow of gas exhausted from the container 2 to the external space can be inhibited (decelerated) by the flange portion. Thereby, for example, it is possible to prevent the liquid discharged into the container from being discharged into the external space together with the gas by exhausting the gas in the container to the external space at once.
  • the flange portion may be provided with a plurality of the vent holes at intervals, and a communication hole that allows the plurality of vent holes to communicate with each other.
  • the gas is allowed to flow to the other vent hole through the communication hole, and the gas is exhausted from the other vent hole to the external space. can do.
  • it is possible to more reliably suppress a decrease in the filtration efficiency of the filtration object.
  • a plurality of the vent holes may be provided in the flange portion with an equal or substantially equal interval.
  • the cylindrical portion is disposed so as to be uneven with respect to the opening end of the container so that the gap is not uniform, and the gap connected to any one of the vent holes is blocked.
  • the gas can be exhausted to the external space through another vent hole. As a result, it is possible to more reliably suppress a decrease in the filtration efficiency of the filtration object.
  • the filtration filter has a plurality of through holes penetrating from the first main surface to the second main surface, and an opening area of each of the plurality of through holes is 4 ⁇ m 2 or more and 400 ⁇ m 2 or less,
  • the opening area of the ventilation hole is 0.0049 mm 2 or more, and the ratio (S1 / S2) of the opening area (S1) of the ventilation hole to the opening area (S2) of the filtration filter is 0.00173% or more. May be.
  • the “opening area of the vent hole” means the minimum opening area of the vent hole when there is one vent hole, and the minimum opening area of each vent hole is added when there are a plurality of vent holes. The total opening area.
  • the ratio (S1 / S2) of the opening area (S1) of the vent hole to the opening area (S2) of the filtration filter may be 9.0% or less. According to this configuration, it is possible to prevent the air vent from becoming excessively large and to prevent dust and the like from entering through the air vent. Moreover, it is possible to prevent the liquid discharged into the container from being discharged into the external space together with the gas by exhausting the gas in the container to the external space all at once.
  • the housing may be made of resin. According to this structure, compared with the case where a housing is comprised with metals, such as lead, it can reduce in weight. Thereby, the range of use can be expanded. Even if the housing is made of resin and reduced in weight, according to the above configuration, the gas in the container can be exhausted through the vent hole. It can be prevented from coming off.
  • the housing includes a first housing part that constitutes the liquid inflow path, and a second housing part that has the cylindrical part, and the first housing part and the second housing part include the filtration filter. It may be configured to be fitted with the outer peripheral portion interposed therebetween. According to this structure, manufacture of a filtration apparatus can be made easy.
  • the filtration filter may be provided to be positioned above the vent hole. Good. According to this configuration, it is possible to prevent the liquid that has passed through the filtration filter from overflowing from the container and flowing back through the filtration filter.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a filtration device according to an embodiment of the present invention is arranged so as to cover an upper opening of a bottomed cylindrical container.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of FIG.
  • FIG. 4 is a bottom view of the filtration device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a partially enlarged perspective view of the filtration device shown in FIG. 1 as viewed obliquely from below.
  • the filtration device 1 is arranged and used so as to cover the upper opening 2A of a bottomed cylindrical container 2 such as a centrifuge tube. .
  • a bottomed cylindrical container 2 such as a centrifuge tube.
  • the liquid containing the filtration target is flowed so as to be accommodated in the container 2 through the filtering device 1.
  • the filtration object is filtered from the liquid by the filtration device 1.
  • the “bottom” of the “bottom-bottomed cylindrical shape” is not limited to a flat surface, and includes, for example, an inclined surface as shown in FIG.
  • the “cylinder” of “bottomed cylindrical shape” is not limited to a cylinder, and includes, for example, an oval or rectangular cross section.
  • the “filtering object” means an object to be filtered among the objects contained in the liquid.
  • the filtering object may be a biological substance contained in a liquid.
  • the “biological substance” means a substance derived from a living organism such as a cell (eukaryotic organism), a bacterium (eubacteria), or a virus. Examples of cells (eukaryotes) 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 filtration device 1 includes a filtration filter 3 and a housing 4 configured to contain the filtration filter 3.
  • the filtration filter 3 includes a filter part 31 and a frame part 32 arranged so as to surround the outer peripheral part of the filter part 31.
  • the filtration filter 3 is a metal filter.
  • the filter part 31 is a thin plate-like or film-like structure having a first main surface 31a that captures an object to be filtered contained in a liquid and a second main surface 31b that faces the first main surface 31a.
  • the filter part 31 is a metal porous film.
  • the filter portion 31 is provided with a plurality of through holes 31c penetrating from the first main surface 31a to the second main surface 31b.
  • the shape of the filter unit 31 is, for example, a circle, a rectangle, or an ellipse when viewed from the thickness direction of the filtration filter 3.
  • the shape of the filter portion 31 is substantially circular.
  • substantially circular means that the ratio of the length of the major axis to the length of the minor axis is 1.0 or more and 1.2 or less.
  • the plurality of through holes 31 c are periodically arranged on the first main surface 31 a and the second main surface 31 b of the filter portion 31.
  • the plurality of through holes 31c are provided in the filter portion 31 at a regular interval in a matrix.
  • the shape of the through hole 31c is a square when viewed from the first main surface 31a side of the filter portion 31.
  • the shape of the through hole 31c is not limited to a square, and may be another shape such as a rectangle, a circle, or an ellipse.
  • the shape (cross-sectional shape) of the through hole 31c in the cross section cut in the thickness direction of the filter portion 31 is a rectangle.
  • the cross-sectional shape of the through-hole 31 c is a rectangle in which the length of one side in the radial direction of the filtration filter 3 is longer than the length of one side in the thickness direction of the filtration filter 3.
  • the cross-sectional shape of the through hole 31c is not limited to a rectangle, and may be a tapered shape such as a parallelogram or a trapezoid, a symmetric shape, or an asymmetric shape. May be.
  • the plurality of through holes 31c are provided at equal intervals in two arrangement directions parallel to each side of the square when viewed from the first main surface 31a side of the filter portion 31. That is, the plurality of through holes 31c are provided in a square lattice arrangement. According to this configuration, the aperture ratio of the filtration filter 3 can be increased, and the liquid passage resistance with respect to the filtration filter 3 can be reduced. Moreover, the time for filtration can be shortened and the stress on the filtration object can be reduced.
  • the arrangement of the plurality of through holes 31c is not limited to a square lattice arrangement, and may be a quasi-periodic arrangement or a periodic arrangement, for example.
  • the periodic array as long as it is a square array, a rectangular array in which the intervals in the two array directions are not equal may be used, or a triangular lattice array or a regular triangular lattice array may be used.
  • the through-hole 31c should just be provided with two or more by the filter part 31, and arrangement
  • the intervals between the plurality of through holes 31c are appropriately designed according to the type (size, form, property, elasticity) or amount of the filtration object.
  • interval of the through-hole 31c means the distance of the center of the arbitrary through-holes 31c and the center of the adjacent through-hole 31c seeing the through-holes 31c from the 1st main surface 31a side of the filter part 31.
  • the interval between the through holes 31c is, for example, greater than 1 side of one side of the through hole 31c and 10 times or less, and preferably 3 times or less of one side of the through hole 31c.
  • the aperture ratio of the filter unit 31 is 10% or more, preferably 25% or more.
  • the liquid passage resistance with respect to the filter unit 11 can be reduced.
  • the processing time can be shortened, and the stress on the filtration object can be reduced.
  • the aperture ratio is calculated by (area occupied by the through hole 31c) / (projected area of the first main surface 31a when it is assumed that the through hole 31c is not vacant).
  • the thickness of the filter part 31 is preferably greater than 0.1 times the size of the through hole 31c and 100 times or less. More preferably, the thickness of the filter part 31 is greater than 0.5 times the size of the through hole 31c and less than 10 times. According to this configuration, the resistance of the filtration filter 3 with respect to the liquid can be reduced, and the filtration time can be shortened. As a result, the stress on the filtering object can be reduced.
  • the 1st main surface 31a with which the liquid containing the filtration target object contacts has a small surface roughness.
  • the surface roughness means an average value of the difference between the maximum value and the minimum value measured by a stylus profilometer at any five locations on the first main surface 31a.
  • the surface roughness is preferably smaller than the size of the object to be filtered, and more preferably less than half the size of the object to be filtered. According to this structure, adhesion of the filtration target object to the 1st main surface 31a of the filter part 31 is reduced, and resistance of a liquid can be reduced.
  • the material constituting the filter unit 31 is mainly composed of metal and / or metal oxide.
  • the filter unit 31 may be, for example, gold, silver, copper, platinum, nickel, palladium, an alloy thereof, or an oxide thereof.
  • the frame part 32 is a member arranged so as to surround the outer peripheral part of the filter part 31.
  • the frame portion 32 is formed in a ring shape when viewed from the first main surface 31 a side of the filter portion 31. Further, when the filtration filter 3 is viewed from the first main surface 31 a side, the center of the frame portion 32 coincides with the center of the filter portion 31. That is, the frame part 32 is formed concentrically with the filter part 31.
  • the thickness of the frame portion 32 is formed to be thicker than the film thickness of the filter portion 31. According to this configuration, the mechanical strength of the filtration filter 3 can be increased.
  • the frame portion 32 has a rectangular cross section.
  • the frame portion 32 functions as a connection portion that connects the filtration filter 3 and the housing 4.
  • the material constituting the frame portion 32 is the same as the material constituting the filter portion 31.
  • the diameter of the filtration filter 3 is 33 mm
  • the diameter of the filter part 31 is 28 mm
  • the width of the frame part 32 is 2.5 mm
  • the thickness of the filter part 31 is about 10 micrometers
  • the thickness of the frame part 32 is 15 micrometers.
  • Various dimensions of the filtration filter 3 are not limited to these, and may be other dimensions.
  • the housing 4 includes a first housing part 41 and a second housing part 42.
  • the 1st housing part 41 and the 2nd housing part 42 are comprised so that the frame part 32 which is the outer peripheral part of the filtration filter 3 may be pinched
  • the 1st housing part 41 and the 2nd housing part 42 are fitted so that the frame part 32 of the filtration filter 3 may be pinched
  • the first housing part 41 is a cylindrical member made of resin.
  • a liquid inflow passage 41 a is provided inside the first housing portion 41 so as to face the first main surface 31 a of the filter portion 31.
  • the liquid inflow path 41a is a flow path into which a liquid containing an object to be filtered flows during filtration.
  • the liquid inflow channel 41a is a cylindrical channel, and is formed such that the diameter gradually decreases as the filter unit 31 approaches.
  • the second housing part 42 is a cylindrical member made of resin.
  • a liquid discharge passage 42 a is provided inside the second housing portion 42 so as to face the second main surface 31 b of the filter portion 31.
  • the liquid discharge path 42 a is a flow path for discharging the liquid that has passed through the filtration filter 3.
  • the liquid discharge path 42a is a cylindrical flow path.
  • the liquid containing the filtration object is supplied to the filtration filter 3 through the liquid inflow path 41a as shown by a one-dot chain line arrow in FIG. 3, and the filtration object is filtered by the filtration filter 3 and filtered through the liquid discharge path 42a. 1 is discharged to the outside.
  • the liquid discharged through the liquid discharge path 42 a is accommodated in the container 2.
  • the second housing part 42 includes a cylindrical part 43 and a flange part 44.
  • the cylindrical portion 43 is a portion that extends in a direction away from the second main surface 31b of the filter portion 31 and constitutes at least a part of the liquid discharge path 42a.
  • the cylindrical portion 43 is formed in a cylindrical shape.
  • the cylindrical portion 43 is formed with respect to the opening end 2B constituting the upper opening 2A of the container 2, as shown in FIG. Inserted with a gap CL inside. That is, the outer diameter of the cylindrical portion 43 is set to be smaller than the inner diameter of the open end 2 ⁇ / b> B of the container 2.
  • the flange portion 44 is configured to extend outward from the outer peripheral surface of the tubular portion 43.
  • the flange portion 44 is configured to extend outward from the upper end portion of the outer peripheral surface of the tubular portion 43.
  • the angle formed by the cylindrical portion 43 and the flange portion 44 is, for example, a right angle or a substantially right angle.
  • the outer shape of the flange portion 44 is circular.
  • the flange portion 44 is provided with at least one vent hole 44a that allows the gap CL to communicate with the external space while being placed on the open end 2B of the container 2.
  • vent holes 44a are provided at equal intervals.
  • the four vent holes 44a are not limited to being provided with strictly equal intervals, and may be provided with substantially equal intervals.
  • the vent hole 44a is constituted by a groove provided so as to extend outward along the lower surface of the flange portion 44, as shown in FIGS.
  • the gas in the container 2 can be exhausted to the external space through the vent hole 44 a provided in the flange portion 44, so that the liquid that has passed through the filtration device 1 It is possible to suppress an increase in pressure.
  • the cylindrical part 43 functions so that the liquid discharge path 42a which is a flow path through which the liquid flows, and the clearance CL which is a flow path through which the gas flows may be partitioned. Therefore, it can suppress that gas mixes in the liquid. As a result, it is possible to suppress a decrease in the filtration efficiency of the filtration object.
  • the gas flowing through the gap CL enters the fluid discharge path 42a through the opening and is mixed into the liquid flowing through the fluid discharge path 42a. Can happen. In this case, the effect which suppresses the fall of the filtration efficiency of a filtration target object will reduce. For this reason, it is preferable not to provide an opening part in the outer peripheral surface of the cylindrical part 43 like the filtration apparatus 1 which concerns on this Embodiment.
  • the vent hole 44a is configured by a groove provided so as to extend outward along the lower surface of the flange portion 44, the flow of gas flowing through the gap CL Can be bent along the lower surface of the flange portion 44. That is, the flow of gas exhausted from the container 2 to the external space can be inhibited (decelerated) by the flange portion 44. Thereby, for example, it is possible to prevent the liquid discharged into the container 2 from being discharged into the external space together with the gas by exhausting the gas in the container 2 into the external space all at once.
  • the plurality of vent holes 44a are provided at equal intervals.
  • the cylindrical portion 43 is disposed so as to be non-uniform so that the gap CL is not uniform with respect to the opening end 2B of the container 2, and the gap CL connected to any one of the vent holes 44a is blocked. Even in the case of peeling, the gas can be exhausted to the external space through the other vent hole 44a. As a result, it is possible to more reliably suppress a decrease in the filtration efficiency of the filtration object.
  • the 1st housing part 41 and the 2nd housing part 42 are comprised with resin, they are lightweight compared with the case where they are comprised with metals, such as lead. Can be Thereby, the range of use can be expanded. Even if the first housing part 41 and the second housing part 42 are made of resin to reduce the weight, according to the filtration device 1 according to the present embodiment, the gas in the container 2 is exhausted through the vent hole 44a. Therefore, for example, it is possible to prevent the filtration device 1 from being detached from the container 2 due to an increase in the pressure in the container 2.
  • the filtration filter 3 is a metal filter, but the present invention is not limited to this.
  • the filtration filter 3 should just be what can filter the filtration target object contained in the liquid.
  • the filter 3 may be another filter such as a membrane.
  • the vent hole 44a is constituted by the groove provided to extend outward along the lower surface of the flange portion 44.
  • the vent hole 44a may be provided so as to communicate the gap CL and the external space.
  • the vent hole 44 a may be provided so as to pass through the inside of the flange portion 44.
  • the cross-sectional shape of the groove is not limited to a rectangle, and may be, for example, a V shape, a U shape, a trapezoidal shape, or the like.
  • the flange portion 44 is provided with a plurality of air holes 44a independently of each other.
  • the present invention is not limited to this.
  • the flange portion 44 may be provided with a communication hole 44 b that allows a plurality of ventilation holes 44 a to communicate with each other.
  • the gas is caused to flow to the other vent holes 44a through the communication holes 44b, and the external vent space 44a is connected to the external space.
  • the gas can be exhausted. As a result, it is possible to more reliably suppress a decrease in the filtration efficiency of the filtration object.
  • the outer shape of the flange portion 44 is circular, but the present invention is not limited to this.
  • the flange portion 44 may include a handle portion 44 c that extends further outward than the other portions.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a result of an experiment in which the opening area of the vent hole 44 a and the opening area of each through hole 31 c of the filtration filter 3 are changed in the filtering device 1.
  • a beaker with a capacity of 750 ml was used as a bottomed cylindrical container.
  • 500 ml of PBS (phosphate buffered saline) containing 1 ⁇ 10 7 cells HL-60 was used as the liquid containing the filtration target.
  • the filtration filter 3 eleven metal filters having different opening areas of the vent holes 44a and opening areas of the through holes 31c of the filtration filter 3 are prepared, and eleven pieces each having any one metal filter are prepared.
  • a filtration device was prepared. Hereinafter, these filtration devices are referred to as Sample 1 to Sample 11.
  • the PBS is dropped onto the upper surface of the metal filter at once, and the PBS passes through the metal filter and is passed through until it is accommodated in the beaker. The liquid situation was observed. This operation was repeated by changing the sample arranged to cover the upper opening of the beaker.
  • the opening area S1 of the ventilation holes means the minimum opening area of the ventilation holes when there is one ventilation hole, and the minimum opening area of each ventilation hole when there are a plurality of ventilation holes. Is the total opening area.
  • the opening area S2 of the filtration filter refers to the total opening area of a plurality of through holes provided in the filtration filter.
  • the opening area S2 of the filtration filter can be calculated by integrating the opening area M of the through holes and the number N of the through holes.
  • the width d of the through hole refers to the length of one side of the through hole.
  • the opening area M of the through hole is the square of the width d.
  • the fluid passage may not be completed and the fluid passage may be temporarily stopped. It was. Moreover, when the upper surface of the metal filter was visually observed, bubbles were generated.
  • the opening area S1 of the air holes is preferably 0.0049 mm 2 or more.
  • the opening area M of the through hole is preferably 4 ⁇ m 2 or more.
  • the sample 11 in which the ratio S1 / S2 of the opening area S1 of the vent hole to the opening area S2 of the metal filter is 10% higher than the sample 4 is used.
  • the ratio S1 / S2 of the opening area S1 of the vent hole to the opening area S2 of the metal filter is preferably 9% or less.
  • the opening area M of the through hole 31c is 4 ⁇ m 2 or more and 400 ⁇ m 2 or less
  • the opening area S1 of the ventilation hole is 0.0049 mm 2 or more
  • the ratio of the opening area S of the ventilation hole to the opening area S2 of the filtration filter) S1 / S2 is preferably 0.00173% or more.
  • the ratio S1 / S2 of the opening area S1 of the ventilation hole to the opening area S2 of the filtration filter is preferably 9.0% or less. According to this configuration, it is possible to prevent the air vent from becoming excessively large and to prevent dust and the like from entering through the air vent. Moreover, it is possible to prevent the liquid discharged into the container from being discharged into the external space together with the gas by exhausting the gas in the container to the external space all at once.
  • the present invention can improve the filtration efficiency of the filtration object, it is useful for a filtration device that filters a filtration object contained in a liquid such as a biological substance.

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Abstract

濾過対象物の濾過効率の低下を抑えることができる濾過装置を提供する。本発明に係る濾過装置は、液体に含まれる濾過対象物を捕捉する第１主面と、第１主面に対向する第２主面とを有する濾過フィルタと、濾過フィルタを内包するように構成され、第１主面に対向するように設けられた液体流入路と、第２主面に対向するように設けられた液体排出路とを有するハウジングとを備え、ハウジングは、第２主面から離れる方向に延びて液体排出路を構成し、有底筒状の容器の上方開口部を構成する開口端部に対して内側に隙間を空けて挿入される筒状部と、筒状部の外周面から外側に延びるように構成され、開口端部に載置されるフランジ部とを備え、フランジ部には、開口端部に載置された状態で隙間と外部空間とを連通する通気孔が設けられている。

Description

濾過装置
　本発明は、液体に含まれる濾過対象物を濾過する濾過装置に関する。
　従来、この種の濾過装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、血栓等の濾過対象物を含む液体である血液を濾過する濾過フィルタを備える濾過装置が記載されている。
実用新案登録第３１３０７１１号公報
　しかしながら、従来の濾過装置においては、遠沈管などの有底筒状の容器の上方開口部を覆うように濾過装置を配置して、濾過フィルタを通過した液体を容器内に収容するように使用するとき、濾過対象物の濾過効率が低下するという課題がある。
　本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、濾過対象物の濾過効率の低下を抑えることができる濾過装置を提供する。
　前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る濾過装置は、
　液体に含まれる濾過対象物を捕捉する第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを有する濾過フィルタと、
　前記濾過フィルタを内包するように構成され、前記第１主面に対向するように設けられた液体流入路と、前記第２主面に対向するように設けられた液体排出路とを有するハウジングと、
　を備える濾過装置であって、
　前記ハウジングは、
　前記第２主面から離れる方向に延びて前記液体排出路の少なくとも一部を構成し、有底筒状の容器の上方開口部を構成する開口端部に対して内側に隙間を空けて挿入される筒状部と、
　前記筒状部の外周面から外側に延びるように構成され、前記開口端部に載置されるフランジ部と、を備え、
　前記フランジ部には、前記開口端部に載置された状態で前記隙間と外部空間とを連通する少なくとも１つの通気孔が設けられる、
　ように構成されている。
　本発明によれば、濾過対象物の濾過効率の低下を抑えることができる濾過装置を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る濾過装置を有底筒状の容器の上方開口部を覆うように配置した状態を示す斜視図である。 図１の分解斜視図である。 図１の縦断面図である。 図１に示す濾過装置の底面図である。 図１に示す濾過装置を斜め下方から見た一部拡大斜視図である。 図１に示す濾過装置の第１変形例を示す底面図である。 図６の一部拡大斜視図である。 図１に示す濾過装置の第２変形例を示す底面図である。 図１に示す濾過装置において、通気孔の開口面積及び濾過フィルタの各貫通孔の開口面積を変えて実験した結果を示す図である。
　（本発明の基礎となった知見）
　本発明者らは、濾過対象物の濾過効率の低下を抑えるために鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
　血液中から血栓等の濾過対象物を濾過する場合、濾過フィルタが有する複数の貫通孔は、数１０μｍレベル以下の極めて小さい孔であることが求められる。本発明者らは、この濾過装置を容器の上方開口部を覆うように配置して、濾過フィルタを通過した液体を容器内に収容するようにした場合、複数の貫通孔が液体で塞がれて容器内の圧力が高くなり、液体が容器内へ流れにくくなることを知見した。この場合、液体の流れが阻害されるので、濾過対象物の濾過効率が低下することになる。
　また、本発明者らは、容器内の圧力の上昇に伴い、容器内の気体（空気）が気泡として液体中に混入し、濾過フィルタの主面まで達し得ることを知見した。例えば、濾過対象物が細胞である場合、当該細胞が気泡中の気体に晒されると、細胞活性が低下するおそれがある。
　そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、濾過フィルタを内包するハウジングに液体排出路を構成する筒状部を設け、当該筒状部と容器との間に隙間を空ける構成を見出した。また、本発明者らは、ハウジングの外周面に容器の開口端部に載置されるフランジ部を設け、当該フランジ部に前記隙間と外部空間とを連通する連通孔を設ける構成を見出した。この構成によれば、連通孔を通じて容器内の気体を外部空間に排気して、容器内の圧力が上昇することを抑えることができる。また、筒状部によって、液体が流れる流路と気体が流れる流路とを区画し、液体中に気体が混入することを抑えることができる。その結果、濾過対象物の濾過効率の低下を抑えることができる。
　これらの点を踏まえて、本発明者らは、以下の発明に至った。
　本発明の一態様に係る濾過装置は、
　液体に含まれる濾過対象物を捕捉する第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを有する濾過フィルタと、
　前記濾過フィルタを内包するように構成され、前記第１主面に対向するように設けられた液体流入路と、前記第２主面に対向するように設けられた液体排出路とを有するハウジングと、
　を備える濾過装置であって、
　前記ハウジングは、
　前記第２主面から離れる方向に延びて前記液体排出路の少なくとも一部を構成し、有底筒状の容器の上方開口部を構成する開口端部に対して内側に隙間を空けて挿入される筒状部と、
　前記筒状部の外周面から外側に延びるように構成され、前記開口端部に載置されるフランジ部と、を備え、
　前記フランジ部には、前記開口端部に載置された状態で前記隙間と外部空間とを連通する少なくとも１つの通気孔が設けられる、
　ように構成されている。
　この構成によれば、フランジ部に設けた通気孔を通じて容器内の気体を外部空間に排気して、容器内の圧力が上昇することを抑えることができる。また、筒状部によって、液体が流れる流路と気体が流れる流路とを区画し、液体中に気体が混入することを抑えることができる。その結果、濾過対象物の濾過効率の低下を抑えることができる。
　なお、前記通気孔は、前記フランジ部の下面に沿って外側に延びるように設けられた溝により構成されてもよい。この構成によれば、前記隙間を流れる気体の流れをフランジ部の下面に沿うように曲げることができる。すなわち、容器２内から外部空間に排気される気体の流れをフランジ部によって阻害（減速）させることができる。これにより、例えば、容器内の気体が一気に外部空間に排気されることにより、容器内に排出された液体が気体と共に外部空間に排出されるようなことを抑えることができる。
　また、前記フランジ部には、複数の前記通気孔が間隔を空けて設けられ、当該複数の通気孔を互いに連通させる連通孔が設けられもよい。この構成によれば、例えば、複数の通気孔のうちいずれか１つが異物で詰まった場合でも、連通孔を通じて他の通気孔に気体を流して、当該他の通気孔から外部空間に気体を排気することができる。その結果、濾過対象物の濾過効率の低下をより確実に抑えることができる。
　また、前記フランジ部には、複数の前記通気孔が均等又は略均等な間隔を空けて設けられてもよい。この構成によれば、例えば、筒状部が容器の開口端部に対して隙間が不均一になるように偏って配置され、いずれか１つの通気孔に繋がる隙間が塞がれた場合であっても、他の通気孔を通じて外部空間に気体を排気することができる。その結果、濾過対象物の濾過効率の低下をより確実に抑えることができる。
　また、前記濾過フィルタは、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔のそれぞれの開口面積は、４μｍ２以上４００μｍ２以下であり、前記通気孔の開口面積は、０．００４９ｍｍ２以上であり、前記濾過フィルタの開口面積（Ｓ２）に対する前記通気孔の開口面積（Ｓ１）の比率（Ｓ１／Ｓ２）が０．００１７３％以上であってもよい。この構成によれば、通気孔が過剰に小さくなることを抑えて、通気孔を通じて容器内の気体をより確実に外部空間に排気することができる。その結果、濾過対象物の濾過効率の低下をより確実に抑えることができる。なお、「通気孔の開口面積」とは、通気孔が１つである場合には通気孔の最小開口面積をいい、通気孔が複数である場合には各通気孔の最小開口面積を加算した合計開口面積をいう。
　また、前記濾過フィルタの開口面積（Ｓ２）に対する前記通気孔の開口面積（Ｓ１）の比率（Ｓ１／Ｓ２）が９．０％以下であってもよい。この構成によれば、通気孔が過剰に大きくなることを抑えて、当該通気孔を通じて埃等が侵入することを抑えることができる。また、容器内の気体が一気に外部空間に排気されることにより、容器内に排出された液体が気体と共に外部空間に排出されるようなことを抑えることができる。
　また、前記ハウジングは、樹脂で構成されてもよい。この構成によれば、ハウジングを鉛などの金属で構成する場合に比べて、軽量化することができる。これにより、使用用途の幅を広げることができる。なお、ハウジングを樹脂で構成して軽量化しても、前記構成によれば、前記通気孔を通じて容器内の気体を排気することができるので、例えば、容器内の圧力の上昇によって濾過装置が容器から外れることを抑えることができる。
　また、前記ハウジングは、前記液体流入路を構成する第１ハウジング部と、前記筒状部を有する第２ハウジング部とを備え、前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部とは、前記濾過フィルタの外周部を間に挟んで嵌合するように構成されてもよい。この構成によれば、濾過装置の製造を容易にすることができる。
　また、前記ハウジングの筒状部が前記容器の開口端部に対して内側に隙間を空けて挿入された状態において、前記濾過フィルタは、前記通気孔よりも上方に位置するように設けられてもよい。この構成によれば、濾過フィルタを通過した液体が、容器内から溢れて、濾過フィルタを逆流することを抑えることができる。
　以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、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。
　また、以下では、説明の便宜上、通常使用時の状態を想定して「上」、「下」、「斜め」等の方向を示す用語を用いている。しかしながら、これらの用語は、本発明に係る濾過装置の使用状態等を限定することを意味するものではない。
　（実施の形態）
　本実施の形態に係る濾過装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る濾過装置を有底筒状の容器の上方開口部を覆うように配置した状態を示す斜視図である。図２は、図１の分解斜視図である。図３は、図１の縦断面図である。図４は、図１に示す濾過装置の底面図である。図５は、図１に示す濾過装置を斜め下方から見た一部拡大斜視図である。
　図１～図３に示すように、本実施の形態に係る濾過装置１は、遠沈管などの有底筒状の容器２の上方開口部２Ａを覆うように配置されて使用されるものである。図３に示すように、濾過装置１が容器２の上方開口部２Ａを覆うように配置された状態で、濾過対象物を含む液体が濾過装置１を通じて容器２内に収容されるように流されることで、濾過装置１によって液体中から濾過対象物が濾過される。なお、「有底筒状」の「底」とは、平らな面に限られるものではなく、例えば、図２のような傾斜している面も含む。また、「有底筒状」の「筒」とは、円筒に限られるものではなく、例えば、断面が楕円や矩形のものも含む。
　本実施の形態において、「濾過対象物」とは、液体に含まれる対象物のうち濾過されるべき対象物を意味している。例えば、濾過対象物は、液体に含まれる生物由来物質であってもよい。「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。
　濾過装置１は、濾過フィルタ３と、濾過フィルタ３を内包するように構成されたハウジング４とを備えている。
　図２及び図３に示すように、濾過フィルタ３は、フィルタ部３１と、フィルタ部３１の外周部を囲むように配置された枠部３２とを備えている。本実施の形態において、濾過フィルタ３は、金属製フィルタである。
　フィルタ部３１は、液体に含まれる濾過対象物を捕捉する第１主面３１ａと、第１主面３１ａに対向する第２主面３１ｂとを有する薄板状又は膜状の構造体である。本実施の形態において、フィルタ部３１は、金属製多孔膜である。フィルタ部３１には、第１主面３１ａから第２主面３１ｂまで貫通する複数の貫通孔３１ｃが設けられている。
　フィルタ部３１の形状は、濾過フィルタ３の厚み方向から見て、例えば、円形、長方形、楕円形である。本実施の形態において、フィルタ部３１の形状は、略円形である。なお、本明細書において、「略円形」とは、短径の長さに対する長径の長さの比が１．０以上１．２以下であることをいう。
　複数の貫通孔３１ｃは、フィルタ部３１の第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂ上に周期的に配置されている。本実施の形態において、複数の貫通孔３１ｃは、フィルタ部３１においてマトリクス状に等間隔で設けられている。
　本実施の形態において、貫通孔３１ｃの形状は、フィルタ部３１の第１主面３１ａ側から見て正方形である。なお、貫通孔３１ｃの形状は、正方形に限定されるものではなく、例えば、長方形、円形、又は楕円などの他の形状であってもよい。
　また、本実施の形態において、フィルタ部３１の厚み方向に切った断面における貫通孔３１ｃの形状（断面形状）は、長方形である。具体的には、貫通孔３１ｃの断面形状は、濾過フィルタ３の半径方向の一辺の長さが濾過フィルタ３の厚み方向の一辺の長さより長い長方形である。なお、貫通孔３１ｃの断面形状は、長方形に限定されるものではなく、例えば、平行四辺形又は台形等のテーパー形状であってもよいし、対称形状であってもよいし、非対称形状であってもよい。
　また、本実施の形態において、複数の貫通孔３１ｃは、フィルタ部３１の第１主面３１ａ側から見て正方形の各辺と平行な２つの配列方向に等間隔で設けられている。即ち、複数の貫通孔３１ｃは、正方格子配列に設けられている。この構成によれば、濾過フィルタ３の開口率を高めることが可能となり、濾過フィルタ３に対する液体の通過抵抗を低減することができる。また、濾過の時間を短くし、濾過対象物へのストレスを低減することができる。
　なお、複数の貫通孔３１ｃの配列は、正方格子配列に限定されるものではなく、例えば、準周期配列、又は周期配列であってもよい。周期配列の例としては、方形配列であれば、２つの配列方向の間隔が等しくない長方形配列でもよく、三角格子配列又は正三角格子配列などであってもよい。なお、貫通孔３１ｃは、フィルタ部３１に複数設けられていればよく、配列は限定されない。
　複数の貫通孔３１ｃの間隔は、濾過対象物の種類（大きさ、形態、性質、弾性）又は量に応じて適宜設計されるものである。ここで、貫通孔３１ｃの間隔とは、貫通孔３１ｃをフィルタ部３１の第１主面３１ａ側から見て、任意の貫通孔３１ｃの中心と隣接する貫通孔３１ｃの中心との距離を意味する。周期配列の構造体の場合、貫通孔３１ｃの間隔は、例えば、貫通孔３１ｃの一辺の１倍より大きく１０倍以下であり、好ましくは貫通孔３１ｃの一辺の３倍以下である。また、例えば、フィルタ部３１の開口率は、１０％以上であり、好ましくは２５％以上である。この構成によれば、フィルタ部１１に対する液体の通過抵抗を低減することができる。その結果、処理時間を短くすることができ、濾過対象物へのストレスを低減することができる。なお、開口率とは、（貫通孔３１ｃが占める面積）／（貫通孔３１ｃが空いていないと仮定したときの第１主面３１ａの投影面積）で計算される。
　フィルタ部３１の厚みは、貫通孔３１ｃの大きさの０．１倍より大きく１００倍以下であることが好ましい。より好ましくは、フィルタ部３１の厚みは、貫通孔３１ｃの大きさの０．５倍より大きく１０倍以下である。この構成によれば、液体に対する濾過フィルタ３の抵抗を低減することができ、濾過の時間を短くすることができる。その結果、濾過対象物へのストレスを低減することができる。
　フィルタ部３１において、濾過対象物を含む液体が接触する第１主面３１ａは、表面粗さが小さいことが好ましい。ここで、表面粗さとは、第１主面３１ａの任意の５箇所において触針式段差計で測定された最大値と最小値の差の平均値を意味する。本実施の形態において、表面粗さは、濾過対象物の大きさより小さいことが好ましく、濾過対象物の大きさの半分より小さいことがより好ましい。この構成によれば、フィルタ部３１の第１主面３１ａへの濾過対象物の付着が低減され、液体の抵抗を低減することができる。
　フィルタ部３１を構成する材料は、金属及び／又は金属酸化物を主成分としている。フィルタ部３１は、例えば、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウム、これらの合金及びこれらの酸化物であってもよい。
　枠部３２は、フィルタ部３１の外周部を囲むように配置される部材である。枠部３２は、フィルタ部３１の第１主面３１ａ側から見て、リング状に形成されている。また、濾過フィルタ３を第１主面３１ａ側から見て、枠部３２の中心は、フィルタ部３１の中心と一致する。即ち、枠部３２は、フィルタ部３１と同心円上に形成されている。
　本実施の形態において、枠部３２の厚みは、フィルタ部３１の膜厚よりも厚く形成されている。この構成によれば、濾過フィルタ３の機械強度を高めることができる。枠部３２は、断面が矩形に形成されている。枠部３２は、濾過フィルタ３とハウジング４とを接続する接続部として機能する。本実施の形態において、枠部３２を構成する材料は、フィルタ部３１を構成する材料と同じである。
　本実施の形態において、濾過フィルタ３の直径は３３ｍｍであり、フィルタ部３１の直径は２８ｍｍであり、枠部３２の幅は２．５ｍｍである。また、フィルタ部３１の厚みは約１０μｍであり、枠部３２の厚みは１５μｍである。濾過フィルタ３の各種寸法は、これらに限定されることなく、他の寸法であってもよい。
　ハウジング４は、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２とを備えている。第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２とは、濾過フィルタ３の外周部である枠部３２を間に挟んで嵌合するように構成されている。本実施の形態において、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２とは、濾過フィルタ３の枠部３２を凸段差部４１ｂと凹段差部と４２ｂとで挟むように嵌合する。これにより、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２とによって保持される枠部３２の部分が屈曲していない。
　第１ハウジング部４１は、樹脂で構成される筒状の部材である。第１ハウジング部４１の内部には、フィルタ部３１の第１主面３１ａに対向するように液体流入路４１ａが設けられている。液体流入路４１ａは、濾過をする際に、濾過対象物を含む液体が流入する流路である。本実施の形態において、液体流入路４１ａは、円筒形の流路であり、フィルタ部３１の近づくに従い、直径が段階的に小さくなるように形成されている。
　第２ハウジング部４２は、樹脂で構成される筒状の部材である。第２ハウジング部４２の内部には、フィルタ部３１の第２主面３１ｂに対向するように液体排出路４２ａが設けられている。液体排出路４２ａは、濾過フィルタ３を通過した液体を排出する流路である。本実施の形態において、液体排出路４２ａは、円筒形の流路である。濾過対象物を含む液体は、図３では一点鎖線矢印で示すように、液体流入路４１ａを通じて濾過フィルタ３に供給され、濾過フィルタ３により濾過対象物を濾過されて、液体排出路４２ａを通じて濾過装置１の外部に排出される。液体排出路４２ａを通じて排出される液体は、容器２内に収容される。
　第２ハウジング部４２は、筒状部４３と、フランジ部４４とを備えている。
　筒状部４３は、フィルタ部３１の第２主面３１ｂから離れる方向に延びて液体排出路４２ａの少なくとも一部を構成する部分である。本実施形態において、筒状部４３は、円筒形に形成されている。濾過装置１が容器２の上方開口部２Ａを覆うように配置されるとき、筒状部４３は、図３に示すように、容器２の上方開口部２Ａを構成する開口端部２Ｂに対して内側に隙間ＣＬを空けて挿入される。即ち、筒状部４３の外径は、容器２の開口端部２Ｂの内径よりも小さく設定されている。
　フランジ部４４は、筒状部４３の外周面から外側に延びるように構成されている。本実施の形態において、フランジ部４４は、筒状部４３の外周面の上端部から外側に延びるように構成されている。筒状部４３とフランジ部４４とが成す角度は、例えば、直角又は略直角である。フランジ部４４の外形は、円形である。濾過装置１が容器２の上方開口部２Ａを覆うように配置されるとき、フランジ部４４は、容器２の開口端部２Ｂに載置される。即ち、フランジ部４４の外径は、容器２の開口端部２Ｂの内径よりも大きく設定されている。
　フランジ部４４には、容器２の開口端部２Ｂに載置された状態で隙間ＣＬと外部空間とを連通する少なくとも１つの通気孔４４ａが設けられている。本実施の形態においては、図４に示すように、４つの通気孔４４ａが互いに均等な間隔を空けて設けられている。なお、４つの通気孔４４ａは、厳密に均等な間隔を空けて設けられることに限定されるものではなく、略均等な間隔を空けて設けられてもよい。
　本実施の形態において、通気孔４４ａは、図４及び図５に示すように、フランジ部４４の下面に沿って外側に延びるように設けられた溝により構成されている。濾過装置１を通過した液体が容器２内に収容されるとき、容器２内の気体（例えば、空気）は、図３では点線矢印で示すように、隙間ＣＬ及び通気孔４４ａを通じて外部空間に排気される。
　本実施の形態に係る濾過装置１によれば、フランジ部４４に設けた通気孔４４ａを通じて容器２内の気体を外部空間に排気することができるので、濾過装置１を通過した液体によって容器２内の圧力が上昇することを抑えることができる。
　また、本実施の形態に係る濾過装置１によれば、筒状部４３が、液体が流れる流路である液体排出路４２ａと、気体が流れる流路である隙間ＣＬとを区画するように機能するので、液体中に気体が混入することを抑えることができる。その結果、濾過対象物の濾過効率の低下を抑えることができる。なお、筒状部４３の外周面に開口部を設けた場合、隙間ＣＬを流れる気体が、当該開口部を通じて流体排出路４２ａ内に侵入し、流体排出路４２ａ内を流れる液体中に混入することが起こり得る。この場合、濾過対象物の濾過効率の低下を抑える効果が低減することになる。このため、本実施の形態に係る濾過装置１のように、筒状部４３の外周面には開口部を設けないことが好ましい。
　また、本実施の形態に係る濾過装置１によれば、通気孔４４ａがフランジ部４４の下面に沿って外側に延びるように設けられた溝により構成されているので、隙間ＣＬを流れる気体の流れをフランジ部４４の下面に沿うように曲げることができる。すなわち、容器２内から外部空間に排気される気体の流れをフランジ部４４によって阻害（減速）させることができる。これにより、例えば、容器２内の気体が一気に外部空間に排気されることにより、容器２内に排出された液体が気体と共に外部空間に排出されるようなことを抑えることができる。
　また、本実施の形態に係る濾過装置１によれば、複数の通気孔４４ａが均等な間隔を空けて設けられている。この構成によれば、例えば、筒状部４３が容器２の開口端部２Ｂに対して隙間ＣＬが不均一になるように偏って配置され、いずれか１つの通気孔４４ａに繋がる隙間ＣＬが塞がれた場合であっても、他の通気孔４４ａを通じて外部空間に気体を排気することができる。その結果、濾過対象物の濾過効率の低下をより確実に抑えることができる。
　また、本実施の形態に係る濾過装置１によれば、第１ハウジング部４１及び第２ハウジング部４２が樹脂で構成されているので、それらを鉛などの金属で構成する場合に比べて、軽量化することができる。これにより、使用用途の幅を広げることができる。なお、第１ハウジング部４１及び第２ハウジング部４２を樹脂で構成して軽量化しても、本実施の形態に係る濾過装置１によれば、通気孔４４ａを通じて容器２内の気体を排気することができるので、例えば、容器２内の圧力の上昇によって濾過装置１が容器２から外れることを抑えることができる。
　なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、前記では、濾過フィルタ３が金属製フィルタであるものとしたが、本発明はこれに限定されない。濾過フィルタ３は、液体に含まれる濾過対象物を濾過することができるものであればよい。例えば、濾過フィルタ３は、メンブレン等の他のフィルタであってもよい。
　また、前記では、通気孔４４ａがフランジ部４４の下面に沿って外側に延びるように設けられた溝により構成されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。通気孔４４ａは、隙間ＣＬと外部空間とを連通するように設けられればよい。例えば、通気孔４４ａは、フランジ部４４の内部を通るように設けられてもよい。また、溝の断面形状は、矩形に限定されるものではなく、例えば、Ｖ字状、Ｕ字状、台形状などであってもよい。
　また、前記では、フランジ部４４には、複数の通気孔４４ａが互いに独立に設けられるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６及び図７に示すように、フランジ部４４には、複数の通気孔４４ａを互いに連通させる連通孔４４ｂを設けてもよい。この構成によれば、例えば、複数の通気孔４４ａのうちいずれか１つが異物で詰まった場合でも、連通孔４４ｂを通じて他の通気孔４４ａに気体を流して、当該他の通気孔４４ａから外部空間に気体を排気することができる。その結果、濾過対象物の濾過効率の低下をより確実に抑えることができる。
　また、前記では、フランジ部４４の外形が円形であるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８に示すように、フランジ部４４は、他の部分よりも更に外側に延びる把手部４４ｃを備えてもよい。
　なお、容器２の容量よりも多量の濾過対象物を含む液体を誤って濾過フィルタ３に流してしまうことが起こり得る。この場合、濾過フィルタ３を通過した液体が、容器２内から溢れて、濾過フィルタ３を逆流することが起こり得る。例えば、細胞を含む培地を濾過装置１で濾過する場合、濾過フィルタ３によって分離された細胞が、当該細胞が分離されて古くなった培地に再び取り込まれて汚染されてしまうことが起こり得る。このため、ハウジング４の筒状部４３が容器２の開口端部２Ｂに対して内側に隙間を空けて挿入された状態において、濾過フィルタ３は、図３に示すように、通気孔４４ａよりも上方に位置するように設けられることが好ましい。これにより、濾過フィルタ３を通過した液体が、容器２内から溢れて濾過フィルタ３を逆流することを抑えて、古くなった培地で細胞が汚染されることを抑えることができる。
　次に、通気孔４４ａの好ましい開口面積を確認するために行った実験結果について説明する。図８は、濾過装置１において、通気孔４４ａの開口面積及び濾過フィルタ３の各貫通孔３１ｃの開口面積を変えて実験した結果を示す図である。
　ここでは、有底筒状の容器として、容量が７５０ｍｌのビーカーを用いた。また、濾過対象物を含む液体として、細胞ＨＬ－６０を１×１０７個含む５００ｍｌのＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）を用いた。また、濾過フィルタ３として、通気孔４４ａの開口面積及び濾過フィルタ３の各貫通孔３１ｃの開口面積を変えた１１枚の金属製フィルタを用意し、いずれか１枚の金属製フィルタを備える１１個の濾過装置を作製した。以下、これらの濾過装置をサンプル１～サンプル１１という。
　その後、サンプル１をビーカーの上方開口部を覆うように配置した後、前記ＰＢＳを金属製フィルタの上面に一気に落下させ、当該ＰＢＳが金属製フィルタを通過してビーカー内に収容されるまでの通液状況を観察した。この動作を、ビーカーの上方開口部を覆うように配置するサンプルを変えて繰り返し行った。
　なお、図９において、通気孔の開口面積Ｓ１とは、通気孔が１つである場合には通気孔の最小開口面積をいい、通気孔が複数である場合には各通気孔の最小開口面積を加算した合計開口面積をいう。また、濾過フィルタの開口面積Ｓ２とは、当該濾過フィルタに設けられた複数の貫通孔の合計開口面積をいう。濾過フィルタの開口面積Ｓ２は、貫通孔の開口面積Ｍと貫通孔の個数Ｎとを積算することにより算出することができる。ここでは、説明を容易にするため、１つのサンプルにおける各貫通孔の開口面積Ｍは同じであるものとし、平面視において貫通孔の形状は正方形としている。従って、貫通孔の幅ｄとは、貫通孔の一辺の長さをいう。貫通孔の開口面積Ｍは、幅ｄの２乗である。
　図９に示すように、サンプル１～サンプル６を用いて濾過を行った場合、通液が完了し、良好な結果が得られた。
　これに対して、通気孔を設けていないこと以外についてはサンプル６と同じ構成としたサンプル７を用いて濾過を行ったところ、通液が完了せず通液が一時的に停止することがあった。また、金属製フィルタの上面を目視したところ、気泡が発生していた。
　一方、貫通孔の開口面積Ｍを１，６００μｍ２とした以外については、サンプル７と同じ構成としたサンプル８を用いて濾過を行ったところ、通液が完了し、良好な結果が得られた。これは、貫通孔の開口面積Ｍが大きいため、通気孔を設けなくても、ビーカー内の気体が貫通孔を通じて外部空間に排気され、ビーカー内の圧力の上昇が抑えられたと推測される。すなわち、通気孔を設けることにより前述した効果を得られるのは、貫通孔の開口面積Ｍが１，６００μｍ２未満である場合であると考えられる。また、サンプル４を用いて濾過を行った結果を鑑みると、少なくとも貫通孔の開口面積Ｍが４００μｍ２以下である場合に、前述した効果を得られると考えられる。
　また、通気孔の開口面積Ｓ１を０．００４９ｍｍ２未満とした以外についてはサンプル６と同じ構成としたサンプル９を用いて濾過を行ったところ、通液が停止し、濾過が完了しなかった。これは、通気孔の開口面積Ｓ１が小さすぎたため、容器２内の気体を外部空間に十分に排気できなかったと推測される。これにより、通気孔の開口面積Ｓ１は、０．００４９ｍｍ２以上であることが好ましいと考えられる。
　また、貫通孔の開口面積Ｍ以外についてはサンプル２と同じ構成（開口面積Ｓ１及びＳ２が同じ）としたサンプル９を用いて濾過を行ったところ、通液が停止し、濾過が完了しなかった。これは、貫通孔の開口面積Ｍが小さすぎたため、ＰＣＢが金属製フィルタを通過できなかったと推測される。これにより、貫通孔の開口面積Ｍは、４μｍ２以上であることが好ましいと考えられる。
　また、貫通孔の開口面積Ｍをサンプル４と同じにする一方、金属製フィルタの開口面積Ｓ２に対する通気孔の開口面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２をサンプル４よりも高い１０％にしたサンプル１１を用いて濾過を行ったところ、通液が完了した。しかしながら、この場合、通気孔を通じてビーカー内の液体が外部空間に飛散した。また、通気孔を通じてビーカー内の液体中に埃が混入した。これにより、金属製フィルタの開口面積Ｓ２に対する通気孔の開口面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２は、９％以下であることが好ましいと考えられる。
　すなわち、貫通孔３１ｃの開口面積Ｍは４μｍ２以上４００μｍ２以下であり、通気孔の開口面積Ｓ１は０．００４９ｍｍ２以上であり、濾過フィルタの開口面積Ｓ２に対する通気孔の開口面積Ｓ）の比率Ｓ１／Ｓ２は０．００１７３％以上であることが好ましい。この構成によれば、通気孔が過剰に小さくなることを抑えて、通気孔を通じて容器内の気体をより確実に外部空間に排気することができる。その結果、濾過対象物の濾過効率の低下をより確実に抑えることができる。
　また、濾過フィルタの開口面積Ｓ２に対する通気孔の開口面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２は９．０％以下であることが好ましい。この構成によれば、通気孔が過剰に大きくなることを抑えて、当該通気孔を通じて埃等が侵入することを抑えることができる。また、容器内の気体が一気に外部空間に排気されることにより、容器内に排出された液体が気体と共に外部空間に排出されるようなことを抑えることができる。
　本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　本発明は、濾過対象物の濾過効率を向上させることができるので、生物由来物質などの液体に含まれる濾過対象物を濾過する濾過置に有用である。
　　１　　　濾過装置
　　２　　　容器
　　２Ａ　　上方開口部
　　２Ｂ　　開口端部
　　３　　　濾過フィルタ
　　４　　　ハウジング
　３１　　　フィルタ部
　３１ａ　　第１主面
　３１ｂ　　第２主面
　３１ｃ　　貫通孔
　３２　　　枠部
　４１　　　第１ハウジング部
　４１ａ　　液体流入路
　４１ｂ　　凸段差部
　４２　　　第２ハウジング部
　４２ａ　　液体排出路
　４２ｂ　　凹段差部
　４３　　　筒状部
　４４　　　フランジ部
　４４ａ　　通気孔
　４４ｂ　　連通孔
　４４ｃ　　把手部

Claims (9)

  1. 　液体に含まれる濾過対象物を捕捉する第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを有する濾過フィルタと、
    　前記濾過フィルタを内包するように構成され、前記第１主面に対向するように設けられた液体流入路と、前記第２主面に対向するように設けられた液体排出路とを有するハウジングと、
    　を備える濾過装置であって、
    　前記ハウジングは、
    　前記第２主面から離れる方向に延びて前記液体排出路の少なくとも一部を構成し、有底筒状の容器の上方開口部を構成する開口端部に対して内側に隙間を空けて挿入される筒状部と、
    　前記筒状部の外周面から外側に延びるように構成され、前記開口端部に載置されるフランジ部と、を備え、
    　前記フランジ部には、前記開口端部に載置された状態で前記隙間と外部空間とを連通する少なくとも１つの通気孔が設けられている、濾過装置。
  2. 　前記通気孔は、前記フランジ部の下面に沿って外側に延びるように設けられた溝により構成されている、請求項１に記載の濾過装置。
  3. 　前記フランジ部には、複数の前記通気孔が間隔を空けて設けられ、当該複数の通気孔を互いに連通させる連通孔が設けられている、請求項１又は２に記載の濾過装置。
  4. 　前記フランジ部には、複数の前記通気孔が均等又は略均等な間隔を空けて設けられている、請求項１～３のいずれか１つに記載の濾過装置。
  5. 　前記濾過フィルタは、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する複数の貫通孔を有し、
    　前記複数の貫通孔のそれぞれの開口面積は、４μｍ２以上４００μｍ２以下であり、
    　前記通気孔の開口面積は、０．００４９ｍｍ２以上であり、
    　前記濾過フィルタの開口面積（Ｓ２）に対する前記通気孔の開口面積（Ｓ１）の比率（Ｓ１／Ｓ２）が０．００１７３％以上である、請求項１～４のいずれか１つに記載の濾過装置。
  6. 　前記濾過フィルタの開口面積（Ｓ２）に対する前記通気孔の開口面積（Ｓ１）の比率（Ｓ１／Ｓ２）が９．０％以下である、請求項５に記載の濾過装置。
  7. 　前記ハウジングは、樹脂で構成されている、請求項１～６のいずれか１つに記載の濾過装置。
  8. 　前記ハウジングは、前記液体流入路を構成する第１ハウジング部と、前記筒状部を有する第２ハウジング部とを備え、
    　前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部とは、前記濾過フィルタの外周部を間に挟んで嵌合するように構成されている、請求項１～７のいずれか１つに記載の濾過装置。
  9. 　前記ハウジングの筒状部が前記容器の開口端部に対して内側に隙間を空けて挿入された状態において、前記濾過フィルタは、前記通気孔よりも上方に位置するように設けられている、請求項１～８のいずれか１つに記載の濾過装置。
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