JPH02152525A - ミクロろ過装置 - Google Patents

ミクロろ過装置

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JPH02152525A
JPH02152525A JP1263777A JP26377789A JPH02152525A JP H02152525 A JPH02152525 A JP H02152525A JP 1263777 A JP1263777 A JP 1263777A JP 26377789 A JP26377789 A JP 26377789A JP H02152525 A JPH02152525 A JP H02152525A
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JP
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filter
pores
microfiltration device
liquid
membrane
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JP1263777A
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Richard William Philpott
リチャード・ウィリアム・フィルポット
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はミクロろ過装置に関する。「ミクロろ過」とは
使用フィルターの気孔が次微(sub−micron)
寸法である場合に使用される用語である。有機重合体に
基くミクロろ過器及び無機物質に基くミクロろ過器の両
方が市販されている。無機質系ミクロろ過装置は、有機
質系ミクロろ過器と比較して、種々の化学薬品に対して
良好な抵抗性を有すること、良好な耐熱性を有すること
(これは例えば滅菌のためには重要である)、そして多
くの場合気孔寸法をより正確に制御しうろこと、所与の
気孔寸法についてより高いフラックス(単位面積流量:
flux)が得られること等で有利である。本発明は無
機質系ミクロろ過器に関し、有機質系ミクロろ過器に関
しない。
ろ過器の設計に際しては、一般に下記の二つの重要な特
性の間での妥協がなされる。
(a)  気孔寸法: これはろ過器によって保留(捕
捉)されうる懸濁粒状物質の最小寸法を左右決定するも
のである。
(b)  フラックス: これは特定条件下でのフィル
ターの単位面積当りの流量(単位時間当り)である。当
然に、フラックスは気孔寸法と反比例して変る。しかし
、フラックスは気孔の長さとも反比例して変り、従って
一般的には可及的に短い狭い気孔を作ることが望まれる
。すなわちフィルターの狭孔部分をできるだけ薄くする
ことが望まれる。
非常に薄い膜は壊れ易いので、薄い微細多孔質膜が、よ
り厚い丈夫な多孔質膜上に支持されているような複合膜
を設計することが多く試みられている。その厚い多孔質
膜の気孔が余りにも太き(なければ、それに乗せられる
微細多孔質膜は通常の使用中に亀裂することなく、それ
らの大きな気孔のところで橋架は状態となりうる。かく
して非対称の膜がもたらされる。非対称の無機質系膜の
多の例が、例えばEP^040282、EPA 136
937、EPA144097、 EPA  17883
1、 EPA  188950、 EPA  2422
08.11SP456201、tlsP 461191
50明細書等の文献に記載されている。これらの非対称
膜は、一方の面から内向きに延在している大きな気孔か
らなる系と、他方の面から内向きに延在して上記大きな
気孔と連通している小さな気孔の系とを有する。小気孔
領域が大気孔領域によって支持されているという考えに
基き、これらの非対称膜は、フィルターとして、その小
気孔領域が必ず上流側になるようにして、使用される。
USP 4629563明細書には、表皮側と支持体側
とを有する有機重合体微細多孔質非対称膜が記載されて
おり、その支持体側を上流に向けてフィルターとして使
用することが述べられている。
アノテ・ンク(Anotec)−セバレーションズ社か
ら商標r ANOTOI) Jで市販されている、非対
称無機質フィルター膜(陽極酸化膜フィルター)を含む
連の使い捨て注射ろ過器もある。これらは−最に成功し
てきているが、フラックス(単位面積流量)及びろ過動
率、ならびにフィルター目詰まりまでにろ過されうる液
体量の両方において改善の余地がある。
本発明は、その−態様において、入口孔及び出口孔を有
し、液体のための通路を規定しており、そしてその液体
通路を横切って二つのフィルターを直列に延在させてい
るハウジングよりなるミクロろ過装置であって: 第1のフィルターが前フィルターであり、第2のフィル
ターが、多数の気孔で連結された二つの表面を有する無
a質膜であり、第1の表面に隣接する気孔直径が第2の
表面に隣接する気孔直径よりも大きく、そしてその第1
の表面が無機質膜の上流側に配置されていることを特徴
とする上記ミクロろ過装置を提供する。
本発明は、さらに別の一態様において、上記のミクロろ
過装置にM濁物質を含む液体を通すことからなる液体の
処理方法も提供する。
本発明は組合せた二つの特徴が種々の予期されない改善
されたフィルター性能を与えるという発明に基いている
。その第1の特徴は、前フィルターの使用である。前フ
ィルターの機能は、そうしなければ主フィルターを目詰
まりさせうる粗い粒子物質を除去することである。前フ
ィルターの気孔寸法は、従って、主フィルターの気孔寸
法より多少大きくされる。前フィルターの性質は重要事
項ではなく、0.2〜5IIIIl、好ましくは0.4
〜2閣の厚さと0.2〜5μ転好ましくは0.4〜17
711の気孔寸法を有するフィルターを用いるのが好都
合であることが見出されている。前フィルターは有機質
系または無機質系あるいは金属性であってもよい。
ガラス繊維フィルターのような蛇行ないし複雑路フィル
ターが前フィルターとして適当である。
第2の特徴は、小さい方の気孔の領域を上流側ではなく
下流側に向けて無Ja質系の非対称膜を使用することで
ある。その非対称膜は、前述のEPA178831明細
書に記載される方法で製造しうるような、陽極酸化アル
ミニウム膜であるのが好ましい。
該EPA明細書による陽極酸化膜は、一方の面から内向
きに延在する大きな気孔からなる系と、他方の面から内
向きに延在し、上記大きな気孔と連通している小さな気
孔からなる系を有する。かかる膜は、アルミニウム金属
基板を陽極酸化し;次いで酸化膜が部分的または完全に
回復されうるような速度(割合)で印加電圧を連続的に
または小さな段階で少しずつ、(好°ましくは15V以
下の水準まで)低減させ;そして酸化膜を基板から分離
させる;ことにより製造される。この種の非対称膜とし
て、商標rANODIsc Jで市販されているものが
ある。小気孔系中の気孔は、典型的には、少なくとも2
nm (ナノメートル)、ただし大気孔系の最小直径の
半分以下、例えば5〜150nmの範囲内の最小直径を
有する。本発明で使用するためには、最小気孔寸法は3
0〜120no+であるのが好ましい。
あるいは、第2のフィルターは、貫通気孔がテーパー付
きであることにより非対称である陽極酸化アルミニウム
膜・であってもよく、その第1の表面に近い直径が第2
の表面に近い直径よりも大きい。
あるいは、第2のフィルターは、多孔質無機質膜(例え
ば陽極酸化またはテープ・キャスト膜)と、その上に重
なった微細多孔質11り(例えばゾルゲル法で製造)と
からなる複合膜であってもよい、そのような複合膜は前
記の諸特許文献、特にEPA 242208明細書に記
載されている。
第1及び第2の両フィルターは無機質系で非金属性であ
るのが好ましい。それらのフィルターの一方または両方
は、それらの周縁で、あるいは全面にわたって、従来方
式で支持されていてもよい。
例えば、最近の[^N0TOTJ  (商標)ろ過装置
におけるように、プラスチック材料のデインプル(くぼ
み)付き支持体を用いることができ、その際にはフィル
ターをデインプルの上に接合する。二つのフィルターは
、ハウジング内において、両者間に液体のための間隙が
存在するように相互に分離されてい′ζよ(、あるいは
、第1のフィルターが第2のフィルターの上流側の表面
上に、スペーサーを介し、またはスペーサーなしで乗る
ようにしてもよい。ハウジングは手持注射ろ過装置を構
成するのが好ましく、このものは使い捨てできるように
しうる。この目的のために、ハウジングの入口孔は、例
えばルエル(Luer)弐ロックにより、手操作注射器
からの流体を受け入れるようにでき、そして出口孔は皮
下注射針を取付けるようにできる。ハウジングはポリプ
ロピレンのようなプラスチック材料から製造することも
できる。別の構成においては、それぞれが第1及び第2
のフィルターからなる複数のフィルターエレメントを(
従来の積重ね式ディスク・カートリッジ・フィルターの
ように)、並列に配置することもできる。
本発明ろ過装置は、懸濁物質を含む液体、殊に、血清、
プラスマ、尿、乳のような生物学的流体を処理するのに
有用であり、それらは稀釈されてぃても、あるいは濃厚
状態であってもよい。本発明により解決される二つの特
定の問題は、血清からのミコプラスマの除去である。ミ
コプラスマは硬い細胞壁を欠き、従って圧力下で変形し
、従来の高分子系の0.2 ミクロン細菌ろ膜内を通過
しうるので、その除去は極め゛ζ困難である。
組織培養液のミコプラスマ感染は非常に重大な問題であ
り、また経費が嵩も。さらには、組織培養液は、その粘
度及び膜の目詰まりを生しさせる粒状含有物の故に、ろ
過するのが困難である。
本発明の使用によりこれらの問題は克服できる。
添付図は本発明によるろ過装置の軸での断面図である。
この装置は、入口孔11及び出口孔12を有するハウジ
ング10からなり、これら全体で流体のための通路を規
定している。この通路を横切って、二つのフィルターが
直列に延在している。一つは前フィルター13であり、
もう一つは、第1の表面から内向きに延在する大きな気
孔の系14及び第2の表面から内向きに延在し、上記大
気孔と連通している小さな気孔の系15を有する無機質
系膜である。その第1の表面はこの膜の上流側に配置さ
れる。ハウジングは円形の横断面であってよく、あるい
は六角形またはへ角形のような円近似形の横断面であっ
てもよい。二つのフィルターはそれらの周縁において、
公知手段により、ハウジングに密封支持される。人口孔
11は注射器を取付けるためのルエル式ロック16を有
するように図示されている。
下記の実施例は本発明を例示するものである。
これらの実施例において、第2のフィルターは、UPA
 l78B31明細書に記載の方法で製造した陽極酸化
アルミニウム膜であった。大気孔系中の気孔は0.2 
ミクロンの直径を有し、小気孔系中の気孔は0.1  
ミクロンの直径を有した。
実羞1L」− 市販の混ぜ物のないガンマ線照射胎児ウシ血清を添付図
に示したろ過装置(ただし前フィルタ13を除いた)に
通した。膜フィルターは3〜4滴後に目詰まりした(1
0−注射器に最大の手圧力を掛けた)。
上記装置に無接合ガラス繊維前フィルター(「ワ7 ト
マンGF/F:商標)を加えたものを用いて上記操作を
繰り返した。8.5ra1の上記血清を同し条件下で通
過できた。
10%血清(このものは細胞培養培地で一般的に用いら
れる)を用いた場合、前フィルターを有する装置では1
20咄を通過させることができたが、これと比較してn
1フイルターなしの装置ではlodを通過することがで
きたにすぎない。
剣袢B 前フィルターを含まず、非対称陽極酸化膜を含む使い捨
て式注射ろ過装置の膜の配置方向に関して、6.4 X
IO’/ml!の濃度でミコプラスマ細菌を含む組織培
養ブロスを用いて試験した。0.6MPaの下で装置を
この培養液が5m1通過する時間を測定した。ろ液中の
ミコプラスマの数も測定した。
逆正位置    非ゼズEl装置 時間(5m1通過)  5秒      165秒・除
去効率(%)   too        100粒子
含有液体については、膜を逆さにし、前フィルターを用
いることにより、流mが改善され、より高濃度(例えば
10’/gffi)において効率が向上する。
丈施■」 大気孔側の表面を上流側にした非対16陽極酸化膜を含
む使い捨て代注射ろ過装置(前フィルターを有するもの
または有しないもの)を、ミコプラス7=オラレ(or
ale)をt、3 X10’mNの濃度で含む組織培養
ブロスを用いて比較試験した。各実験において、10m
1の流体をろ過装置に通した。前フィルター無しの装置
を用いたときに、ミコプラスマ保留(捕捉)効率は99
.96%であった。前フィルター付きの装置を用いたと
きにその保留効率は99.99%であった。前フィルタ
ーを用いることにより、装置を通過する微生物の数が1
/4に低減した。
【図面の簡単な説明】
添付図は、本発明によるろ過装置の一例の軸における断
面図である。 ハウジング: 10.  入口孔;ll出口孔:12.
     前フィルター:13大気孔系:14.   
小気孔系;15ル工ル式ロック=16゜ (外4名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入口孔及び出口孔を有し、液体のための通路を規定
    しており、そしてその液体通路を横切って二つのフィル
    ターを直列に延在させているハウジングよりなるミクロ
    ろ過装置であって: 第1のフィルターが前フィルターであり、 第2のフィルターが、多数の気孔で連結された二つの表
    面を有する無機質膜であり、第1の表面に隣接する気孔
    直径が第2の表面に隣接する気孔直径よりも大きく、そ
    してその第1の表面が無機質膜の上流側に配置されてい
    ることを特徴とする上記ミクロろ過装置。 2、第2のフィルターは、第1の表面から内向きに延在
    する大気孔の系と、第2の表面から内向きに延在して上
    記大気孔と連通している小気孔の系と、を有する無機質
    膜であり、そして第1の表面が膜の上流側に配置されて
    いる請求項1記載のミクロろ過装置。 3、無機質膜が非対称の陽極酸化アルミニウム膜である
    請求項1記載のミクロろ過装置。 4、陽極酸化アルミニウム膜の小気孔の系中の気孔が5
    〜150nmの範囲内の最小直径を有する請求項1記載
    のミクロろ過装置。 5、最小直径が30〜120nmの範囲内である請求項
    4記載のミクロろ過装置。 6、入口孔が、手作動注入器からの流体を受け入れるよ
    うになっている請求項1記載のミクロろ過装置。 7、前フィルターがガラス繊維よりなる請求項1記載の
    ミクロろ過装置。 8、入口孔及び出口孔を有し、液体のための通路を規定
    しており、そしてその液体通路を横切って二つのフィル
    ターを直列に延在させているハウジングよりなるミクロ
    ろ過装置であって、第1のフィルターが前フィルターで
    あり、第2のフィルターが多数の気孔で連結された二つ
    の表面を有する無機質膜であり、その第1の表面に隣接
    する気孔直径が第2の表面に隣接する気孔直径よりも大
    きく、そしてその第1の表面が無機質膜の上流側に配置
    されていることを特徴とするミクロろ過装置に、懸濁物
    質を含む液体を通すことからなる懸濁物質含有液体の処
    理方法。 9、液体が生物学的流体である請求項8記載の方法。 10、生物学的流体が血清である請求項9記載の方法。 11、懸濁物質がミコプラスマである請求項9記載の方
    法。
JP1263777A 1988-10-10 1989-10-09 ミクロろ過装置 Pending JPH02152525A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB888823706A GB8823706D0 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Microfilter device
GB8823706.0 1988-10-10

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JPH02152525A true JPH02152525A (ja) 1990-06-12

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ID=10644953

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1263777A Pending JPH02152525A (ja) 1988-10-10 1989-10-09 ミクロろ過装置

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0364173A1 (ja)
JP (1) JPH02152525A (ja)
KR (1) KR900006013A (ja)
CN (1) CN1041706A (ja)
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CA (1) CA2000055A1 (ja)
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