JPH03209146A - 多数濃縮用の廃棄可能な液体濃縮用装置 - Google Patents

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】 発明の背景 本発明は、溶質を含有する溶液、例えば溶媒を含有する
巨大分子サンプル溶液を、半透膜を通しての濾過によっ
て濃縮するための装置に関し、更に詳細には、使用する
前に異なる位置に該考案物を置くことによって、利用者
が種々の所望する保持物濃度を得ることができる装置に
関する。本発明の装置は、濾過乾燥を生じることなしで
の液状の分析用標本の迅速な濃縮を提供する。

本発明を要約すると、半透膜を通しての濾過によって、
溶質を含有する溶液、例えば巨大分子のサンプル溶液、
を濃縮するための装置が提供される。この装置は、使用
する前にこの装置を異なる位置に置くことによって、利
用者が種々の異なる保持物濃度を得ることを可能にする
。本装置は好適には、サンプル溶液に対して不浸透性の
少なくとも１つの壁、および、上記溶媒に対して浸透性
でありそして保持すべき巨大分子または他の溶質に対し
て不浸透性の半透膜からできている、上記サンプル溶液
に対して不浸透性の壁に対して向かい合って間隔を有す
る関係にある、少なくとも１つの壁（上記膜が異なる面
積を有する少なくとも２つの領域を有し、この領域が上
記溶媒に不浸透性であり、上記領域の各々が膜を通して
の溶媒の濾過乾燥を阻止するための完全停止を与え、そ
して異なる最終的保持物濃度を与える）、を各々が有す
る１つ以上のチャンバ；そして上記膜を通して上記溶媒
を抜き出すための手段、を各々が有する１つ以上の濃縮
ユニットを有する。

液状の標本、特に生物学的標本、例えば血漿、全血液、
脳脊髄液、または尿、を迅速に分析するための近代的分
析技術を有効に利用するためには、一般に、天然に存在
する液状の標本のそれよりも本質的に高い濃度の巨大分
子を有する少量のサンプル溶液が必要とされる。従来、
米国特許番号３，４８８，　７６８および３，　５６５
，　２５６に記載されているような透析または限界濾過
が、上記サンプル溶液を得るために用いられてきた。し
かしながら、このような考案物は、膜を通して流れを生
じさせるための高価な補助装置を必要とし、そして各使
用後にサンプルチャンバの洗浄を余儀なくされる。

このような障害は、ここでは参考に入れられる発明、米
国特許番号３，　８１７，　３７９に記載されているミ
クロ濃縮装置によって克服された。このミクロ濃縮装置
は安価であり、従って使い捨てでき、そして短期間での
サンプルの迅速濃縮を行うことが可能である。このミク
ロ濃縮装置には、所望の最終的保持物容量と接触する膜
の部分上に、不浸透性のシールのコーティングが取り付
けられている。このコーティングが濾過乾燥を大きく妨
げているのは明らかであるが、しかしコーティングした
部分の上に保持物のメニスカスが引っ込んだ後、連続濾
過を可能にする表面張力によるウィッキングのため、そ
れをまとめて阻止することができないことは明らかであ
る。濾過、例えば限界濾過、を用いて溶液中の少量の巨
大分子を濃縮する場合、濾過乾燥の問題が存在する。濾
過乾燥後保持されている巨大分子を再溶解するため、ミ
クロ容積量の濃縮考案物に一定容量の緩衝液を加えるこ
とも可能であるが、濾過を所望される最終的保持物容量
で停止した場合に比べると、巨大分子の総量の回収率は
著しく劣っておりそして生物学的活性の回収もしばしば
劣っていることが一般に見いだされている。その上、所
望される各々の異なる保持物濃度のために別のミクロ濃
縮装置を使用するなどして、オペレーターに濃度を監視
させ、濾過停止部に達する前に濃縮したサンプルを取り
出させるなどのような方法を用いない限り、このミクロ
濃縮装置を用いて種々の異なる保持物濃度を得ることは
できない。このような操作は、オペレーターによる誤差
の可能性を増大させる傾向があり、そして不経済である
。

本発明の装置と類似しているものとして、ここでは参考
に入れられる発明、米国特許番号４，　６３２，７６１
に記載されているミクロ濃縮装置は、濾過乾燥を阻止す
るための手段（”完全停止”）を有している。このミク
ロ濃縮装置考案物において、膜支持体の濾液ダクトまた
はダクト類が、膜の端から内側に濾過を停止させるのに
充分なほど分かれ出ており、そしてこの装置を遠心分離
器の回転体中に入れ、この保持物のメニスカスが最も外
側の濾液ダクトの最も外側の端の遠心分離器の回転半径
のレベルに達した時、濃縮された巨大分子の最終的保持
物容量が得られる。このミクロ濃縮装置は、本発明のミ
クロ濃縮装置と異なり、遠心分離器の使用を必要として
いる。異なる角度の遠心分離回転体の選択によるか、或
は、濾液ダクト類が非対称であると仮定して、固定した
角度の回転体中で該装置の軸心を変化させることによっ
て、同じミクロ濃縮装置を用いて最終的保持物容量を変
化させ得る。しかしながら後者の場合、固定した角度の
回転体中でこの装置の軸心合わせを行っため、膜支持体
の端に配置したタブの如き手段が必要である。

従って、本発明の第一の目的は、多様な、正確にコント
ロールされた保持物濃度を、利用者が得ることを可能に
する簡潔なミクロ濃縮装置を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、濾過乾燥させることなしに
、溶液から巨大分子または他の溶質を濃縮することを可
能にする上記ミクロ濃縮装置を提供することにある。

本発明の更にもう一つの目的は、使い捨て可能な上記ミ
クロ濃縮装置を提供することにある。

本発明の更にもう一つの目的は、製造上経済的な上記ミ
クロ濃縮装置を提供することにある。

発明の要約 本発明は、半透膜を通しての濾過、例えば限界濾過、に
よって、巨大分子または他の溶質を含有する液状の溶液
を濃縮するための装置に関し、更に詳細には、使用する
前に異なる位置に装置を置くことによって、異なる所望
の保持物濃度を利用者が得ることができる装置に関する
。

本発明は、所望の最終的保持物濃度を得るため、溶質を
含有する溶液、例えば溶媒を含有する巨大分子のサンプ
ル溶液から溶媒を除去するための装置を提供する。ここ
で用いる言葉、溶質を含有する溶液（”溶液”）には、
一般に限界濾過によって濃縮される巨大分子溶液、並び
に、限界濾過などによって一般に濃縮される他の溶質、
例えばバクテリア、細胞片およびウィルス、を含有する
溶液が含まれる。本発明の装置は、サンプル溶液に対し
て不浸透性の少なくとも１つのチャンバの壁、および、
上記溶媒に対して浸透性でありそして保持すべき溶質に
対して不浸透性の、半透膜からできている、上記チャン
バの壁に対して向かい合って間隔を有する関係にある、
少なくとも１つの壁（上記膜が異なる面積を有する少な
くとも２つの領域を有し、この領域が上記溶媒に不浸透
性であり、上記領域の各々が膜を通しての溶媒の濾過乾
燥を阻止するための手段（”完全停止”）を与え、そし
て異なる最終的保持物濃度を与える）、を各々が有する
１つ以上のチャンバ；そして上記膜を通して上記溶媒を
抜き出すための手段、を各々が有する少なくとも１つの
濃縮ユニットを有する。

好適には該チャンバは更に、該チャンバの壁に対して向
かい合って間隔を有する関係にあるこの膜を支持する横
壁を有している。この考案物は好適には更に、該チャン
バにサンプル溶液を導入し、そして該チャンバから濃縮
した液状の保持物を除去するための手段を有している。

本発明の好適な具体例において、該膜を通して溶媒を抜
き出すための手段は、該チャンバから最も離れた所にあ
る膜の側面に近く隣接して配列されている少なくとも１
つの吸収剤層を有しており、そして好適には更に、上記
膜とそれに隣接する吸収剤層との間に並置を与えるため
の手段を有する。

この並置を与えるための手段は好適には、吸収剤層に隣
接して配列された弾性を示す材料の層から成っており、
そして好適には更に、吸収剤層に隣接する弾性を示す層
を保持するための手段を有しており、ここでは、該吸収
剤眉が膜に対して押し付けられるように該弾性を示す層
を圧縮する働きを、上記保持手段が有している。この具
体例において、好適には、吸収剤層および弾性を示す層
のための保持用仕切りを形或している溶媒に対して不浸
透性の壁が、該膜に隣接する吸収剤層の面を除く各々の
上記弾性を示す層および隣接する吸収剤層の各々の面上
を取り巻いている。代わりの具体例において、単に圧縮
性の吸収剤層を用い上記吸収剤を圧縮することによって
、弾性を示す層なしに並置を与えてもよい。

もう一つの具体例において、本装置は、弾性を示す層お
よび吸収剤層の代わりに、単に、膜支持体および、膜を
通して溶媒を抜き出すための、真空手段を有していても
よい。

本発明の装置は好適には、サンプル溶液に対して不浸透
性の少なくとも一つの濃縮ユニットのための囲いを有し
ている。本考案物は好適には更に、向かい合って間隔を
置いた関係にある膜を有し、そして濃縮ユニットを分離
しているサンプル溶液に対して不浸透性の少なくとも一
つの壁を有する、二つの濃縮ユニットを有している。

更に本発明の具体例において、異なる面積を有する、溶
媒に対して不浸透性の膜領域は、本質的に長方形であり
、そして本具体例において好適には正方形または長方形
である膜の周囲に沿って、縦に伸びている。

本発明の代わりの具体例において、該膜は再び正方形ま
たは長方形であり、そしてこの膜の各々のコーナーの１
つづつに異なる面積を有する４つのおおよそ三角形の、
溶媒に対して不浸透性の膜領域が存在しているか、或は
この膜の３つのコーナーに３つのおおよそ三角形の、溶
媒に対して不浸透性の膜領域が存在し、そしてこの膜の
周囲の膜の１つの側面に沿って伸びている１つのおおよ
そ長方形の、溶媒に対して不浸透性の膜領域が存在して
いる。好適には、弾性を示す層および吸収剤層は、おお
よそ同じ長さと幅を有しており、そして溶媒に対して浸
透性の膜の部分に相当する形を有している。

この方法の観点において、本発明は、１）濃縮すべき溶
液、例えば巨大分子サンプル溶液、を本装置のチャンバ
に導入し：そして２）該チャンバ中の液体の水準が該溶
媒に対して不浸透性の膜の領域の１つの上部のへりおよ
び濾過停止部に来るまで膜を通して溶媒を抜き出すこと
によって、予め決定した量の、溶質が濃縮された液状の
保持物、例えば濃縮した巨大分子の液状保持物を得るこ
と、から成る段階を有する、所望の濃度を有する最終的
な保持物を得るための方法を意図したものである。濃縮
後直ちに濃縮した保持物を取り出す必要はない、何故な
らば、本装置は乾燥に至るまでは濾過しないからである
。

従って提供した本装置は、単に、本装置の位置を変化す
ることによって、利用者が異なる保持物濃度を得ること
を、可能にするものである。

発明の詳細な記述 第１図を参照して、サンプル溶液に対して不浸透性の外
側の囲い１およびカバー２からなる本発明の１つの具体
例に従う濃縮用考案物４０が示されている。カバー２中
の管接続口３Ａおよび３Ｂは、サンプル溶液を導入させ
そして液状の保持物を除去させる。カバー２に対して向
かい合う平行の関係にある囲い１の下の表面上に、また
２つの管接続口を有する、カバー２と同じ第２カバー（
示されていない）がある。例えば、エポキシドのような
接着剤を使用した接着、超音波溶接、ヒートシールなど
によって、カバー２と囲い１との間に液体気密シールが
与えられている。任意に、第１および第２図に示したよ
うに、サンプル溶液に対して不浸透性（”不浸透性”）
のカバー２は、該カバーと該囲いの間に液体気密シール
を与えるのを助けるために、詳細部Ａ（第２図）に示し
たように、囲い１の肩部５と合わさっているその下部の
周囲上に配置されたでっぱり４を有している。

第４図に示されるように、各々がチャンバ９、吸収剤層
７、および弾力性のある層８を有する１対の濃縮ユニッ
トが、囲い１の中に配置してある。

各々のチャンバ９の１つの壁（好適には堅い）は、カバ
ー２の下側の表面によって形成されており、一方、チャ
ンバ９の向かい合う壁は、濃縮すべきサンプル溶液中の
溶媒に対して浸透性であるが（”浸透性”）保留される
べき巨大分子または他の溶質に対して不浸透性の半透膜
によって形成されている。第１および２図に示した具体
例において、詳細部Ａに示したように、チャンバ９の横
壁はでっぱり４によって形威されている。半透膜６は、
サンプル溶液に対して不浸透性の膜中の領域（ＩＯＡ．
ＩＯＢ．ＩＯＣおよび１０Ｄ）を形成するフレーム１０
（このようなフレーム１０の一つを第３図に示す）の表
面に対して密着している。

膜中のこの不浸透性領域が、該膜をフレームに対して密
着させることによって形成されているのが好ましいが、
本発明の目的のために必要とは限らない。むしろ、この
膜の領域は、塗布、テープなどのような手段によって不
浸透性にさせてもよい。

囲い１の中に多数の濃縮ユニット、例えば第４図には２
つのユニット、が配置されている場合は、各々の濃縮ユ
ニットがフレーム１０を有する。このフレームは、好適
にはサンプルチャンバから最も離れた所にある膜の側面
上にあり、その結果サンプルチャンバの容積は、それが
存在していることによって、減少することはない。しか
しながら、特にそのフレームが非常に薄い場合、膜から
成るチャンバの側面上にフレームを有することも可能で
ある。第３図に示した具体例において、異なる面積を有
する４つのおおよそ長方形の、溶媒に対して不浸透性の
膜領域（ＩＯＡ．ＩＯＢ，ＩＯＣおよびＩＯＤ）を、フ
レーム１０が形成している。

フレーム１０は囲い１と一体であるか、或は、その端で
該囲いと結合している別々のシートであってもよい。

第１図に示した具体例において、吸収剤層７は、溶媒を
半透膜を通して取り出しそしてそれを保留するように働
く。弾力性のある層８は、吸収剤層７とそれに隣接する
膜６との間に並置するように、吸収剤層７に隣接して、
濃縮ユニット中に配置され、それによって、膜を通過す
る溶媒の流れを改良する。

第４図に見られるように、サンプル溶液の溶媒に対して
不浸透性でありそして好適には堅く、フレーム１０と同
様に、囲い１と一体を成すか、或はそれと結合していて
もよい壁１１によって、対になった濃縮ユニットが分離
されている。壁１１は、いかなる相互汚染もなしに各々
の濃縮ユニット中１つづつ、２つのサンプル溶液を同時
に濃縮することを可能にする。好適には、２つのサンプ
ルが同じ濃度を有するように囲いの両側上で、２つのフ
レーム１０が同じ方向を向いているが、しかしながら、
異なる濃度を有するサンプルが２つのユニットから得ら
れるように、望まれるならば、これらのフレーム１０は
異なる方向であってもよい。第１図に示し上述したよう
に、対のサンプルを用いて分析試験を行うのが標準的な
実施であるため、２つの濃縮ユニットを有するのが一般
に好適である。しかしながら、この濃縮用考案物は単一
ユニットでも同様にうまく作用する。

第１〜７図に示した好適な具体例において、弾性を示す
層および吸収剤屓はおおよそ同じ大きさ（長さおよび幅
）を有しており、そしてフレームの内部にはめこまれて
いる、即ち溶媒に対して不浸透性の膜の部分はおおよそ
弾性を示す屓および吸収剤層と同じ大きさである。一般
に、吸収剤層全体が膜の表面に対して平均的に圧縮され
るように、弾性を示す層が少なくとも吸収剤層の長さお
よび幅を有することが好ましい。適当な容積の溶媒が膜
を通して取り出されるように、吸収剤眉が少なくとも膜
の溶媒に対して浸透性の部分の長さおよび幅を有するこ
とがまた、好ましい。しかしながら、望まれるならば、
吸収剤層および弾性を示す層は、このような要求よりも
大きくてもよい。

フレーム１０および壁１１は、囲い１の横壁の間にそし
てそれらに対して本質的に垂直に配置されている。ただ
１つの濃縮ユニットが望まれるでいる場合、濃縮ユニッ
ト全体を包むように、囲い１の底部の壁が明らかに第２
カバーの代わりをし得る。囲い１は中空または固体状で
もよい、例えば、弾性を示す層、吸収剤層および溶媒に
対して不浸透性の膜の部分が、おおよそ同じ大きさを有
している場合、囲いの横壁は、膜の周囲から吸収剤層お
よび弾性を示す層の周囲に広がっていてもよく（即ち、
フレーム１０の外部からフレームｌＯの内部へ）、従っ
て固体状であるか、或は、囲いの横壁は、膜の周囲から
下方に広がっており、吸収剤層および弾性を示す層の周
囲と囲いの横壁との間に間隔を置き、従って中空であっ
てもよい。

囲い１が固体状の場合、囲いそのものが壁１１およびフ
レーム１０の両方を形成している。少ない材料が望まれ
る場合、中空の囲いが一般に好適であり、そしてより経
済的である。囲い１が中空の場合、溶媒が濃縮ユニット
内に保持されるように、膜に隣接する吸収剤層の表面を
除く各々の弾性を示す層および隣接する吸収剤層の各々
の表面上が、溶媒に対して不浸透性の壁によって取り巻
かれているのが好ましい。囲い１、壁１１およびフレー
ム１０は、一般にプラスチック製であり、好適にはポリ
スチレンおよびそのコボリマー類、例えばスチレンアク
リ口ニトリルなどであるが、サンプル溶液に対して不浸
透性のいかなる適切な材料であってもよい。少なくとも
囲い１およびカバー２、好適にはまたフレーム１０およ
び壁１１は、考案物の機能およびチャンバ内のサンプル
のレベルを利用者が観察できるように、透明であること
が好ましい。囲い、壁およびフレームを形成する好適な
方法は、単一の全体を構成する部分としてそれらを成型
する方法である。

少なくともカバー２中に配置した１つの管接続口のよう
な、チャンバ９中にサンプル溶液を導入しそしてそこか
ら濃縮した液状の保持物を除去するための手段を、与え
る必要がある。第１および３図に示されているように、
管接続口３Ａおよび３Ｂは上記手段を与える。管接続口
３Ａおよび３Ｂは、シリンジまたはビベットによって考
案物中にサンプル溶液を導入しそして該考案物から濃縮
液状保持物を除去することを可能にし、そして好適には
、適切な取り外し可能なキャップの備わっているルアー
ロックタイプのものである。小容量の高度に濃縮された
保持物である場合、保持物をピペットで取り出すのが一
般に好適である、何故ならば、より完全なサンプルの回
収を、シリンジよりもピペットのほうが一般に得やすい
からである。シリンジを用いる場合、サンプル溶液を導
入する時に膜に穴が開かないようにそして液状の保持物
の回収が容易に行われるように、端が丸くしてある針を
用いるのが好ましい。チャンバ９が空気または他のガス
用のガス抜き手段を有しているのが好ましい。サンプル
溶液を導入しそして濃縮した保持物を除去するためのカ
バー中に配置した少なくとも２つの管接続口がある場合
、上記の接続口の１つを上記ガス抜き手段として用いる
ことができる。

膜６はいかなる通常の構造でもよく、濃縮すべき液状サ
ンプル溶液中の溶媒または溶媒類に対して浸透性である
が同時に保持すべき巨大分子類または他の溶質に対して
不浸透性であるように選択されたセルロース系、ポリス
ルホン、または他の高分子材料から製造されていてもよ
い。保持されるべき溶質の大きさは、膜の選択における
要因である。この膜はいかなる種類のもの、例えば限界
濾過膜、ミクロ濾過膜などであり得るが、異方性の限界
濾過膜であるのが特に好ましい。いずれかの適切な手段
、例えばセメント、接着剤、溶媒結合、ヒートシールま
たは超音波シールによって、膜６はフレーム１０の表面
に密着させてもよい。

好適な方法は使用する特定の膜次第である。

膜６とカバー２の下方の表面の間の間隔を、望ましくは
、膜表面とチャンバの容積との比率を最小限にするのと
同時に膜からの溶媒の通過を抑制する傾向のあるキャピ
ラリー力を最小限にするため、３０〜２５０ミルの位に
小さく保つ。

吸収剤層７は、濃縮すべきサンプル溶液の溶媒を容易に
吸収しそしてこの溶媒によって容易に湿る材料から製造
される。溶媒が水（最も通常に遭遇する溶媒）の場合、
吸収剤の材料は好適には親水性である。吸収剤層は、小
さい分離した粒子または吸収剤材料の粉末、例えばシリ
カゲルまたはＳｅｐｈａｄｅｘ＠の商標で販売されてい
る架橋デキストランから成るか、或は水のような溶媒を
吸収するのみでなくそれに溶解する粒子、例えばポリエ
チレングリコール、であってもよい。しかしながら、輸
送中の安定性および使用時の結果の均一性の観点からの
最良の結果を得るため、吸収剤眉は、輸送または使用時
に受け得る装置に対する機械的衝撃にもかかわらずそれ
らの形および大きさを保持する繊維状の材料から成る凝
集性で自己支持型のシートの形状であるのが、一般に好
ましい。吸取紙またはその同様物から成るシートを用い
た時に満足し得る結果が得られる。サンプル溶液が溶媒
として水を含有している場合、所望容量の溶媒を吸収す
ることができるほどの充分な厚さを有する精製したセル
ロース繊維から成るシートを用いた時、最良に調整され
た流れが得られる。サンプルチャンバの厚さが約２■で
ある装置の場合、厚さが約１０〜２０ｍｍの繊維状の吸
収剤シートを用いて優れた結果が得られる。

膜を通して溶媒を除去する時の最大速度を得るためには
、各々の膜と相当する吸収剤層との間隔をできるだけ小
さくすることが重要である。結果として、吸収剤層の表
面が好適に非常に滑らかになる。吸収剤層および膜の間
に、補助的繊維状の水吸収剤層として、滑らかな薄い組
織の紙から成る１つ以上の層を用いることによって、吸
収剤層の表面の小なでこぼこおよびざらざらを滑らかに
することができる。

弾性を示す層は一般に、ポリウレタンスポンジで形成さ
れているが、しかし天然または合成ゴム類などのような
いかなる適切な弾性を示す材料であってもよい。この弾
性を示す層は、吸収剤層と相当する膜との間に並置を与
えるものである。組み立てられた考案物中で圧縮された
時この弾性を示す材料は、膜に対して吸収剤層を押し付
け、それによって層の表面中のいかなる不規則性も調整
しそして膜を通過する流れを増加させるように働く。こ
の弾性を示す層は一般に、単に溶媒を吸収するかまたは
保持するために作用しない、何故ならば吸収剤層の容量
は通常全ての溶媒を保持するのに充分であるからである
。この弾性を示す層の厚さは、それが吸収剤層および相
当する膜との間に適切な並置を提供する限り重要ではな
い。要求されてはいないが、第４図に示した具体例にお
いては、弾性を示す層は吸収剤層よりも薄い。実際、上
述したように、この弾性を示す層は任意である、何故な
らば圧縮可能な吸収剤層を単に圧縮することによって、
この並置は与えられ得るからである。

サンプル溶液、例えば巨大分子を含有す溶液、を濃縮す
るため、カバー２が本質的に垂直でありそして装置が、
第３図で見られるように、囲いの側面の１つの上に載る
ように濃縮用考案物４０を置く。使用時に装置が載る側
面が濃縮の水準を決定する。二者択一的に、考案物を端
に直接隣接する側面上に載せて用いた時得られる２つの
濃度の中間の濃度を得るため、第８図に示したように、
囲い１の端の１つの上にこの考案物を置いてもよい。サ
ンプルを管接続口３Ａまたは３Ｂの１つ（上方または下
方のものを使用してもよい）を通して該考案物中に導入
する一方、チャンバ９から空気を逃すことを可能にする
ため、他方を若干開けたままにしておく。サンプル溶液
でチャンバ９が満たされるにつれて、吸収剤層７によっ
て、膜６の密封されていない部分（溶媒に対して浸透性
）を通して溶媒が取り出される。得られる濾液は吸収剤
層に保持される。膜６の、溶媒に対して浸透性の部分を
通して溶媒を取り出す時の助けとして、そして膜を通し
ての濾過の速度を増大させるため、減圧を濃縮ユニット
に与えてもよい。実際、濃縮ユニットの吸収剤層および
弾性を示す層を削除し、そして膜支持体並びに膜の溶媒
に対して浸透性の部分を通して溶媒を取り出すための手
段、例えば真空、で単にそれらを置き換えることも可能
でさえある。この具体例において、減圧の力によってサ
ンプル溶液中の巨大分子または他の溶質が膜構造中に捕
捉されることのないように、減圧は比較的弱い、例えば
−５０〜−１　０　０　ｍｍＨｇであることが重要であ
る。膜６の、溶媒に対して浸透性の部分を通しての溶媒
の濾過を、チャンバ９中の液体の水準が考案物を載せた
囲いの側面に隣接する密封した領域（溶媒に対して不浸
透性）の上部の端に来るまで続け、そしてこの工程は一
般に、３０分〜２時間を必要とする。従って、濃縮され
た液状の保持物は、保持用のくぼみ（この保持用くぼみ
の容積は側面の上記溶媒に対して不浸透性の部分、カバ
ー２、およびチャンバ９の横壁によって限定されている
）中に保持される。サンプル溶液の水準が該密封領域（
溶媒に対して不浸透性）の上部のへりに降下した時、自
動的に濾過が停止し、オペレーターに対して取り出しを
便利にするため、予め正確に決定された量の濃縮した巨
大分子の液状保持物が、保持用の《ぼみ中に残存する。

明らかに、膜６の、溶媒に対して不浸透性の領域の存在
と同数の保持用のくぼみが存在する。チャンバ９の保持
用くぼみ中に保持される濃縮された液状の保持物の容積
は、溶媒に対して不浸透性領域の面積に直接比例してお
り、そして巨大分子または他の溶質の濃度は、濃縮した
保持物の最終的容積に反比例している；即ち、より大き
な密封された領域（溶媒に対して不浸透性）はより大き
な容積を作り出し、結果としてより希釈された保持物を
与える。例えば、考案物４０が第３図のように位置づけ
られている場合、保持用のくぼみ中に保持される保持物
は、示した考案物に関して可能な最大の濃度の溶質を有
する、何故ならば、囲いの底部表面に隣接する膜６の、
溶媒に対して不浸透性の領域（不浸透性領域１０Ｃ）が
４つの不浸透性の膜領域１０Ａ、ＩＯＢ，　１０Ｃおよ
び１０Ｄの中で最も小さい面積を有しているからである
。

濃縮後、保持物を下方の管接続口（例えば第３図中の管
接続口３Ａ）を通して取り出してもよい。

これは、ルアーロックキャップを取り外し保持物を排出
させるか、或はシリンジによって管接続口から保持物を
取り出すことによって行なわれ得る。

第５〜７図に本発明の代わりの具体例を示す。

この具体例は、フレームの内部周辺の形において主に、
上述しそして第１〜４図に示した具体例とは異なってお
り、従って、膜の溶媒に対して不浸透性の領域の配置が
異なっている。第１〜４図の具体例および第５〜７図の
具体例の両方とも正確で充分な濃度の溶質、例えば巨大
分子、を与えるが、第５〜７図に示した配置が一般に好
適である。

例えば、保持物が高濃度の場合、例えば保持物の容積が
小さい場合、長方形の保持用くぼみ（例えば第３図中の
ＩＯＡ〜】ＯＤ）からよりも三角形の保持用くぼみ（例
えば第５図中の１６Ａ，ＣおよびＤ）から保持物を回収
するほうが容易である。

また、第３図の１０Ｃのように長方形の保持用くぼみが
非常に狭い場合、濾過乾燥が生じ得る。高濃度の保持物
が望まれている場合、三角形の保持用くぼみを用いるこ
とによって、この起こり得る濾過乾燥の問題を減少させ
ることができる。

フレーム１６の内部周囲の形は第１〜４図のフレーム１
０のそれとは異なっている。第１〜４および第５〜７に
示した具体例の両方の膜はおおよそ正方形てあるか長方
形であるが（これが好適であるが、しかし要求されてい
ない）、各々の長方形の不浸透性領域が膜の周囲にある
膜の４つの側面の１つに沿って縦に伸びるように配置さ
れている異なる面積を有する４つのおおよそ長方形の、
溶媒に対して不浸透性の膜領域を、フレーム１０が与え
ており、一方、膜（１６Ａ，ＣおよびＤ）の３つのコー
ナー、並びに膜の周囲にある膜の１つの側面に沿って縦
方向に伸びている第４番目のおおよそ長方形の、溶媒に
対して不浸透性の膜領域（１６Ｂ）の各々のために、お
およそ三角形の、溶媒に対して不浸透性の膜領域を、フ
レーム１６が与えている。この具体例の変化において、
該フレームが、４つのコーナーの各々に１つづつ４つの
おおよそ三角形の、溶媒に対して不浸透性の領域（密封
された）を与えるか、或は長方形および三角形の密封さ
れた領域のいかなる他の組み合わせを与えてもよい。し
かしながら、該考案物が、最も良く用いられる４つの濃
度、即ち５ｘ，　　１０ｘ，２５ｘおよび５０ｘを与え
る必要がある時、３つの三角形の不浸透性領域と１つの
長方形の不浸透性領域を有する第５〜７図の四角形の配
列が便利であることが見いだされた、何故ならば、ある
場合には、吸収剤層を、４つの三角形の密封された部分
内に固定した配列中にあるように製造するのは不経済で
あり得るからである。

この具体例における弾性を示す層１９、吸収剤層１８、
膜１７およびチャンバ２１は一般に、第１〜４図を参照
して記述したところの相当する要素と同じである。囲い
１５と一体であるかまたは結合していてもよい分離壁２
３によって分離されている２つの濃縮ユニット、および
囲い１５に合わさっている２つのカバー１３が再び存在
している。この具体例において、カバー１３は、それら
の内部表面上において囲い上のへり１４と合わさってい
る壁を有している。各々のカバーは、４つの管接続口、
即ち、サンプル溶液を導入し、そしてサンプルの回収を
最大限にするため好適にはピペットを用いて濃縮した液
状の保持物を取り出すこと、を可能にする２２Ａ−Ｄを
有する。この具体例において、この管接続口のいずれか
を通して、サンプルが導入されそして濃縮した液状の保
持物が取り出されてもよい。この考案物が第８図に示し
た位置で用いられる場合、この考案物を装置から取り外
す必要のないように、濃縮した保持物が保持されている
チャンバ２１の保持用くぼみ上に直接存在している管接
続口を通して好適には保持物が取り出される（即ち、不
浸透性膜領域１６Ｂによって限定されている保持用くぼ
み中に存在する保持物は、管接続口２２Ｂ．２２Ｃを通
しての１６Ｃ１などを通して取り出される）。保持物は
また、もし望まれるならば、例えば保持物が高度に濃縮
されている場合、それが保持されている保持用くぼみの
下の管接続口から取り出してもよい。各々の濃縮ユニッ
トに減圧を与えるための２つの減圧管接続口２０もまた
、与えられている。

フレーム、従って溶媒に対して不浸透性の膜領域は、上
述した配置のいずれかを有することはかならずしも必要
ではない。ただ必要なのは、この考案物が２つ以上の位
置に置かれた時、異なる所望の保持物濃度が得られるよ
うに、２つ以上の溶媒に不浸透性の領域が膜中に形成さ
れていることである。

第８図は、本発明の考案物と一緒に用いてもよい装置２
４（この装置２４は、ベース４１および、この考案物を
このベース上に載せそして所望の位置に保持させるよう
に該考案物を該ベース上に取り出し可能なように取り付
けるための手段を有する保持手段２６を有する）の図式
的な図である。

考案物をベース４１に取り外し可能なように取り付ける
ための手段は、ベースから伸びている少なくとも２つの
アーム用部材、例えば該考案物がアーム部材の間に配置
されるように位置した本質的に垂直の部材４２および４
３を好適に有する。第８図において、本発明に従う考案
物２５が、囲いの端の１つの上に載せてあるのを示して
いることを特記する。これは、第５〜７図に示した考案
物と一緒に用いた一般的な向きである。第１〜４に示し
た濃縮用考案物を、一般的には、囲い１の一つの側面上
に載せるが、しかし二者択一的に、先に示したように囲
いのいずれかの端の上に載せて用いてもよい。装置２４
は、該考案物をどちらかの方向に保持するため特に適合
させ、そして、好適には少なくとも若干柔軟性のあるア
ーム部材の一つを置き換えることによって、利用者が容
易にこの考案物を所望する方向につかむことを可能にす
る。

プランジャー３０の付いたシリンジ２９をまた、本質的
に垂直の部材４２と４４の間に配置した保持用手段２６
中に取り付ける。シリンジ２９の先端を、シリンジと減
圧管接続口との間に配置した締め付け手段２８の付いた
配管２７を考案物の単一の減圧管接続口２０に接続する
。第５図に示したような２つの減圧管接続口２０を用い
るよりもむしろ、示した単一の減圧管接続口２０を、各
々が２つの濃縮ユニットの一つにつながっている２つの
通路に、分割する。ブランジャー３０を引っ張ることに
よって、弱い減圧を減圧管接続口を通して該考案物にか
け、それによってシリンジの本体を排気する。

好適な具体例を以上説明してきたが、本発明の範囲およ
び精神から逸脱しない限り多くの変更および修正が本技
術を習得する人によって行なわれ得るものと理解する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の１つの具体例の部分的に分解
、即ち部分的に壊し取り外した透視図である。 第２図は、第１図中の詳細部Ａの拡大図である。 第３図は、部分的に壊し取り外した第１図の装置の正面
図である。 第４図は、第３図の線Ａ−Ａを横切る垂直断面図である
。 第５図は、本発明の装置の好適な具体例を部分的に壊し
取り外した透視図である。 第６図は、第５図の装置に関する部分的に壊し取り外し
た正面図である。 第７図は、第６図の線Ａ−Ａを横切る垂直断面図である
。 第８図は、本発明の装置を用いた使用のための好適な装
置の概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）サンプル溶液に対して不浸透性の少なくとも
   １つのチャンバの壁；および上記不浸透性チャンバの壁
   に対して向かい合って間隔を有する関係にあり、溶媒に
   対して浸透性でありそして保持すべき溶質に対して不浸
   透性の、半透膜からできている少なくとも１つの壁、こ
   こで上記膜が異なる面積を有する少なくとも２つの領域
   を有し、この領域が上記溶媒に不浸透性であり、上記領
   域の各々が膜を通しての溶媒の濾過乾燥を阻止するため
   の完全停止を提供しそして異なる最終的保持物濃度を提
   供する；を各々が有する１つ以上のチャンバ；そして （ｂ）上記膜を通して上記溶媒を抜き出すための手段、 を各々が有する少なくとも１つの濃縮ユニットを有する
   、所望の最終的保持物濃度を得るために溶質含有サンプ
   ル溶液から溶媒を除去するための濾過装置。 ２、該溶質が巨大分子から成る特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ３、膜を通して溶媒を抜き出すための手段が、該チャン
   バから最も離れた所にある膜の側面に近く隣接するよう
   に配置された少なくとも１つの吸収剤層から成る特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ４、更に、該膜のための支持体を有し、そして膜を通し
   て溶媒を抜き出すための手段が減圧手段から成る特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ５、更に、各々の上記吸収剤層とそれに隣接する膜との
   間に並置を与えるための手段を有する特許請求の範囲第
   ３項記載の装置。 ６、上記並置を与えるための手段が、各々の上記吸収剤
   層に隣接するように配置された弾力性を示す材料の層か
   ら成る特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７、各々の弾力性を示す層を各々の吸収剤層に隣接させ
   て保持させるための手段を有し、そして上記保持用手段
   が、吸収剤層を膜に対して押し付けるように弾力性を示
   す層を圧縮するために働く特許請求の範囲第６項記載の
   装置。 ８、該不浸透性のチャンバの壁が透明である特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ９、更に、少なくとも１つの濃縮ユニットのための囲い
   を有し、上記囲いがサンプル溶液に対して不浸透性であ
   る特許請求の範囲第１項記載の装置。 １０、該囲いが透明である特許請求の範囲第９項記載の
   装置。 １１、２つの濃縮ユニットを有する特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 １２、該２つの濃縮ユニットが向かい合って間隔を有す
   る関係にあるそれらの膜状の壁を有し、そして該濃縮ユ
   ニットが、サンプル溶液に対して不浸透性の少なくとも
   １つの分離用壁によって分離されている特許請求の範囲
   第１１項記載の装置。 １３、該膜の溶媒に対して不浸透性の領域が、上記膜領
   域をフレームの表面に対して密封することによって、溶
   媒に対して不浸透性にされていることから成る特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 １４、更に、少なくとも１つの濃縮ユニットのための囲
   いを有し、上記囲いがサンプル溶液に対して不浸透性で
   ある特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５、上記フレームが該囲いと一体である特許請求の範
   囲第１４項記載の装置。 １６、該フレームがプラスチックである特許請求の範囲
   第１３項記載の装置。 １７、該膜が異方性の限界濾過膜から成る特許請求の範
   囲第２項記載の装置。 １８、弾力性を示す層、吸収剤層、および溶媒に対して
   浸透性の膜の一部がおおよそ同じ大きさを有する特許請
   求の範囲第６項記載の装置。 １９、溶媒に不浸透性の膜領域がおおよそ長方形の形を
   有する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ２０、上記膜がおおよそ正方形であるか長方形でありそ
   して、各々の長方形の、溶媒に対して不浸透性の膜領域
   が該膜の周囲にあるこの膜の４つの側面の１つに沿って
   縦に伸びるように位置している、異なる面積を有する４
   つのおおよそ長方形の、溶媒に対して不浸透性の膜領域
   が存在している特許請求の範囲第１項記載の装置。 ２１、上記膜がおおよそ正方形であるか長方形でありそ
   して、各々の長方形の、溶媒に対して不浸透性の膜領域
   が該膜の周囲にあるこの膜の４つの側面の１つに沿って
   縦に伸びるように位置している、異なる面積を有する４
   つのおおよそ長方形の、溶媒に対して不浸透性の膜領域
   が存在している特許請求の範囲第１８項記載の装置。 ２２、該膜がおおよそ正方形かまたは長方形であり、そ
   して該膜の４つのコーナーの３つの各々にあるおおよそ
   三角形の、溶媒に対して不浸透性の膜領域および、おお
   よそ長方形でありそして該膜の周囲に存在するこの膜の
   １つの側面に沿って縦に伸びている４番目の、溶媒に対
   して不浸透性の膜領域が存在している特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 ２３、該膜がおおよそ正方形かまたは長方形であり、そ
   して該膜の４つのコーナーの３つの各々にあるおおよそ
   三角形の、溶媒に対して不浸透性の膜領域および、おお
   よそ長方形でありそして該膜の周囲に存在するこの膜の
   １つの側面に沿って縦に伸びている４番目の、溶媒に対
   して不浸透性の膜領域が存在している特許請求の範囲第
   １８項記載の装置。 ２４、該膜がおおよそ正方形または長方形でありそして
   、該膜の４つのコーナーの各々におおよそ三角形の、溶
   媒に対して不浸透性の膜領域が存在している特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ２５、該チャンバが更にガス抜き手段を有する特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ２６、該ガス抜き手段が該チャンバの壁中に開口を有す
   る特許請求の範囲第２５項記載の装置。 ２７、更に、該チャンバ中にサンプル溶液を導入しそし
   て該チャンバから濃縮した液状の保持物を除去するため
   の手段を有する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ２８、更に、該チャンバ中にサンプル溶液を導入しそし
   て該チャンバから濃縮した液状の保持物を除去するため
   の手段を有する特許請求の範囲第２５項記載の装置。 ２９、該チャンバの壁中に配列された１つ以上の開口を
   有する特許請求の範囲第２７項記載の装置。 ３０、該チャンバの壁中に配列された２つ以上の開口を
   有する特許請求の範囲第２８項記載の装置。 ３１、該膜を通して溶媒を取り出すための手段が更に真
   空手段から成る特許請求の範囲第５項記載の装置。 ３２、上記吸収剤層が繊維状の材料のシートから成る特
   許請求の範囲第３項記載の装置。３３、上記繊維状材料
   がセルロース繊維のシートから成る特許請求の範囲第３
   ２項記載の装置。 ３４、該膜に隣接する吸収剤層の面を除く、各々の上記
   弾性を示す層および隣接する吸収剤層の各々の面上を、
   溶媒に対して不浸透性の壁が取り巻いている特許請求の
   範囲第６項記載の装置。 ３５、該チャンバが更に、該チャンバの壁に対して向か
   い合う関係にある各々の膜を支持している横壁を有する
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３６、（ａ）ｉ）サンプル溶液に対して不浸透性の少な
   くとも１つのチャンバの壁； ｉｉ）上記不浸透性チャンバの壁に対して向かい合って
   間隔を有する関係にあり、そして溶媒に対して浸透性で
   ありそして保持すべき溶質に対して不浸透性の、半透膜
   からできている少なくとも１つの壁、ここで上記膜が異
   なる面積を有する少なくとも２つの領域を有し、この領
   域が上記溶媒に不浸透性であり、上記領域の各々が膜を
   通しての溶媒の濾過乾燥を阻止するための完全停止を提
   供し、そして異なる最終的保持物濃度を提供する； ｉｉｉ）該チャンバの壁に対して向かい合って間隔を有
   する関係に各々の膜を支持している横壁； を各々が有する１つ以上のチャンバ： （ｂ）該チャンバから最も離れた所にある該膜の側面の
   近くに隣接するように配置されている少なくとも１つの
   吸収剤層； （ｃ）上記吸収剤層に隣接して配列されておりそして上
   記吸収剤層とそれに隣接する膜との間に並置を与える弾
   性材料から成る少なくとも１つの層； （ｄ）該チャンバにサンプル溶液を導入するための手段
   ； （ｅ）該チャンバから濃縮した液状の保持物を取り出す
   ための手段；そして （ｆ）サンプル溶液に対して不浸透性の該少なくとも１
   つの濃縮ユニットのための囲い；を各々が有する少なく
   とも１つの濃縮ユニットを有する、所望の最終的保持物
   濃度を得るために溶質含有サンプル溶液から溶媒を除去
   するための濾過装置。 ３７、該溶質が巨大分子から成りそして該半透膜が限界
   濾過膜から成る特許請求の範囲第３６項記載の装置。 ３８、特許請求の範囲第１項記載の装置をベース上に置
   きそして所望の位置に保持するように、取り外し可能に
   該ベースに取り付けるための手段およびベースを有する
   特許請求の範囲第１項記載の装置を保持するための装置
   。 ３９、該ベースに該装置を取り外し可能に取り付けるた
   めの手段が、該ベースから伸長し、そして該装置をアー
   ム部材の間に位置させるように置いた、少なくとも２つ
   のアーム部材を有する特許請求の範囲第３８項記載の装
   置。 ４０、更に、上記装置に取り付けそして上記装置に連結
   させた真空手段を有する特許請求の範囲第３８項記載の
   装置。 ４１、（ａ）濃縮すべき溶質含有サンプル溶液を特許請
   求の範囲第１項記載の装置のチャンバに導入し；そして （ｂ）該チャンバ中の液体の水準が、溶媒に対して不浸
   透性の膜領域の１つの上部のへりおよび濾過停止部にく
   るまで該膜を通して溶媒を抜き出すことによって、予め
   決められた量の、溶質が濃縮した液状の保持物を得るこ
   と； から成る段階を有する、所望の濃度を有する最終保持物
   を得るための方法。 ４２、更に、（ｃ）該チャンバから濃縮した最終的保持
   物を取り出すこと； から成る段階を有する特許請求の範囲第４１項記載の方
   法。 ４３、該溶質が巨大分子から成りそして該半透膜が限界
   濾過膜から成る特許請求の範囲第４１項記載の方法。