JPH09509361A - メンブレン支持及びシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 互いに合致する頂部セクションとベースセクションから成り、合致した両セクション内にメンブレン支持表面を画定するメンブレン支持装置が提供される。この装置は、頂部セクションとベースセクションのうちの一方のセクションの突部と、それと嵌合する他方のセクションの溝によって形成される第１周囲シールと、該突部と溝の一方に形成された平滑な表面と、突部と溝の他方に形成されたビードとによって形成される第２周囲シールを有する。随意選択として、メンブレンの周縁の周りに第３周囲シールを設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 メンブレン支持及びシール装置技術分野 本発明は、多孔質メンブレンとその支持構造体をを含むメンブレン支持装置に 関し、特に、１枚又は複数枚のメンブレンをベース（底部）セクションと頂部セ クションの間に所定位置にシールするようにしたメンブレン支持装置に関する。技術背景 周縁をベースセクションと頂部セクションの間に挟着されシールされた微孔質 メンブレンのような多孔質メンブレンから成る、瀘過装置を含むメンブレン支持 装置は、本発明以前に既に提案されている。液体サンプル（以下、単に「液体」 とも称する）を導入するための入口は、ベースセクションと頂部セクションの間 の空間に設けられ、出口はベースセクションに設けられいる。液体は、メンブレ ンを透過し、瀘液即ち液体中の溶質（溶解成分）がメンブレン上に捕捉される。 残りの液体は、出口を通して装置から排出される。メンブレンは、液体がメンブ レンをバイパスして（迂回して）通り抜けるのを防止するような態様にベースセ クションと頂部セクションの間にシールされている。即ち、このシールは、導入 された液体の全部が、出口を通る前にメンブレンを透過するように設定されてい る。 この目的のために、メンブレンは、ベースセクション の周縁の内側表面に封着してもよく、あるいは、ベースセクションと頂部セクシ ョンの間に挟持し両方のセクションに封着してもよい。メンブレンは、例えば米 国特許第４，５０１，６６３号に開示されているようにヒートシール又は溶媒接 合によってベースセクションに封着することができ、あるいは、例えば米国特許 第４，６４０，７７７号に開示されているように超音波溶接によってベースセク ションと頂部セクションの間に封着することができる。 しかしながら、従来技術によれば、このような溶接又はシールは、２５ｍｍ径 の代表的なメンブレン支持装置の場合、ポリエチレン製のメンブレン支持装置で は約３．５２〜５．２７Ｋｇ／ｃｍ²（５０〜７５ｐｓｉ）、ポリカーボネート −ポリエステル溶融アロイから製造されたメンブレン支持装置では約５．２７〜 ７．０３Ｋｇ／ｃｍ²（７５〜１００ｐｓｉ）程度の中庸圧力にしか耐えること ができない。しかも、このようなシール方法は、高価な作業装置を必要とするば かりでなく、高価な作業装置を使用するにも拘らず、シールにむらが生じたり、 気密シールの予知し得ない損壊が生じる。更に、のようなシール方法は、例えば メンブレン上でＤＮＡ合成を行う応用例におけるように使用後メンブレン支持装 置内のメンブレンを回収する必要がある応用例には適さない。発明の概要 従って、メンブレンの周縁に常に安定した信頼性の高いシールを設定すること ができるメンブレン支持装置を提供することが望ましい。 更に、メンブレンを装置内に容易に装着し、装置から容易に取り外すことがで きる開閉の容易な上記タイプのメンブレン支持装置を提供することが望ましい。 又、使用中高い内圧に耐えることができる上記タイプのメンブレン支持装置を 提供することが望ましい。 本発明によれば、１枚又は複数枚のメンブレンを挟着する頂部セクションとベ ースセクションから成るメンブレン支持装置において、頂部セクションとベース セクションを摩擦嵌めによって結合することができる。頂部セクションとベース セクションの摩擦嵌めの部分は、相互掛止構造とすることもできる。このように 頂部セクションとベースセクションを結合すると、２つの周囲シールが形成され る。一方の周囲シールは、メンブレンに近接した部位で頂部セクション又はベー スセクションのどちらかに形成され、隣接する頂部セクション又はベースセクシ ョンの比較的平坦な表面に圧接し封止する１つ又は複数の周囲シールビード（密 封用環状突条又はリブ）によって構成する。他方の周囲シールは、頂部セクショ ンとベースセクションの一方に形成された舌片のような突部と、それと嵌合する ように頂部セクションとベースセクションの他方に形成された溝とによって構成 する。この突起と溝とは、相互掛止させてもよく、あるいは摩擦 力によって嵌着させてもよい。１枚又は複数枚のメンブレンを頂部セクションと ベースセクションの間に挟み、メンブレンの周縁を頂部セクションとベースセク ションによってシールする。メンブレンを透過して流体を通流させることができ るように入口と出口を設ける。 メンブレンの周縁を頂部セクションとベースセクションの間に押圧シールする ために、随意選択として、第３周囲シールを設けることもできる。 本発明のメンブレン支持装置は、約３５．１５Ｋｇ／ｃｍ²（５００ｐｓｉ） 又はそれ以上の内圧に耐えることができる。本発明の一実施形態では、メンブレ ンを損傷することなく取り出すために頂部セクションとベースセクションを分離 することができる。図面の簡単な説明 図１は、本発明の装置の分解断面図である。 図２は、図１と同様の図であるが、頂部セクションとベースセクションを結合 したところを示す。 図３は、本発明に用いることができる流体出口手段の上からみた平面図である 。 図４は、本発明の別の実施形態による装置の分解断面図である。 図５は、図４と同様の図であるが、頂部セクションとベースセクションを結合 したところを示す。 図６は、３つの周囲シールを有する本発明の装置の分解断面図である。 図７は、本発明の更に別の実施形態による装置の分解断面図である。 図８は、ベースセクションに入口と出口を有する本発明の別の実施形態による 装置の断面図である。好ましい実施形態の説明 本発明のメンブレン支持装置は、１枚又は複数枚のメンブレンを挟着し、相互 掛止等によって互いに摩擦嵌めによって結合された頂部セクションとベースセク ションとで構成される。１つ又は複数の周囲シールビードのような密封突条又は リブを頂部セクション又はベースセクションの周囲表面に形成し、その密封突条 を相手のベースセクション又は頂部セクションの平滑な表面に密封状態に圧接さ せる。このビードによる周囲シールは、頂部セクションとベースセクションの間 に挟持されたメンブレンに近接した部位に設定される。 第２周囲シールが、ベースセクション又は頂部セクションに形成された舌片と 、それと嵌合するように相手の頂部セクション又はベースセクションに形成され た溝とによって構成される。この舌片と溝とは、相互掛止手段を伴って、又は伴 わずに、摩擦力によって互いに密封状態に嵌着される。 随意選択として、メンブレンの周縁をベースセクションに接合することによっ て得られる第３周囲シール、あるいは、メンブレンの周縁を頂部セクションによ ってベースセクションに圧接することによって得られる第３周 囲シールを設定された設定してもよい。例えば、メンブレン上でＤＮＡを合成す る場合は、ＤＮＡの１成分を構成する試薬の少量がメンブレンをバイパスしても さほど差し支えはないから、第３周囲シールを設定する必要はない。しかし、こ の装置を瀘過に利用するときは、第３周囲シールが必要とされる。いずれにして も、本発明において用いられる上述した第１及び第２シールは、慣用のシール構 造に比較して頂部セクションとベースセクションの間にはるかに強いシールを設 定することができる。しかも、必要に応じて、頂部セクションとベースセクショ ンを手操作で合着させ、分離させることができる。 図１を参照して説明すると、本発明のメンブレン支持装置１０は、頂部セクシ ョン１２とベースセクション又は底部セクション１４を有する。図１に示される ように、頂部セクション１２は、ベースセクション１４に形成された舌片（突部 ）１８と嵌合する溝１６を有する。舌片１８と溝１６の位置は、図１に示される 位置とは逆にしてもよい。即ち、舌片１８を頂部セクション１２に形成し、溝１ ６をベースセクション１４に形成してもよい。舌片１８と溝１６とは、互いに嵌 合させると、周囲シールを設定する。 更に、舌片１８と溝１６は、頂部セクション１２の表面、詳述すれば、溝１６ の周囲表面２０をベースセクション１４の舌片１８の内周囲表面に形成された周 囲シー ルビード２２に圧接させて第２周囲シールを設定するように寸法づけされている 。密封作用を高めるために、舌片１８の内周囲表面に２つ以上のビード２２を形 成してもよい。 頂部セクション１２に流体入口２４を、ベースセクション１４に流体出口２６ を設ける。 図２に示されるように、頂部セクション１２とベースセクション１４をスナッ プ嵌めさせると、舌片１８が溝１６内に嵌合し、装置１０の周囲に延在する相互 掛止シールを形成する。舌片１８は、溝１６の周囲表面２０が舌片１８の内周囲 表面のシールビード２２に圧接されて第２周囲シールを形成するように寸法づけ されている。 第３周囲シールは、舌片１８と溝１６を嵌合させて第１周囲シールを形成する ことにより互いに圧接された頂部セクション１２の内側表面３２とベースセクシ ョン１４の内側表面３４によって２枚のメンブレン２８，３０の周縁の周りに設 定することができる。別法として、１枚のメンブレンを使用し、その周縁を加熱 シール、溶媒シール又は超音波シール等によってベースセクションに封着しても よい。あるいは、所望ならば、２枚以上のメンブレンを頂部セクション１２とベ ースセクション１４の間に介してもよい。 装置１０を使用後に手操作又は器具によって開放するのを容易にするために頂 部セクション１２の外固縁がベ ースセクション１４の外周縁から間隙４０だけ離隔するように形成しておくこと ができる。 図３に示されるように、出口２６への流体の流れを均一にするためにベースセ クション１４の内側表面４２に、半径方向でみて互い違いに配列された円弧状突 起４４によってジグザグ又は蛇行流路が形成されている。円弧状突起４４は、メ ンブレンを支持するための手段をも構成する。メンブレンを支持するための手段 としては、円弧状突起４４以外のいろいろな適当な手段を用いることができるこ とは、当業者には明らかであろう。 図４及び５は、本発明の別の実施形態によるメンブレン支持装置を示す。この 実施形態では、入口２４を有する頂部セクション１２に舌片５２と周囲ビード５ ４が形成されており、舌片５２が、ベースセクション５８に形成された溝５６に 嵌合して相互掛止シールを形成するようになされている。ベースセクション５８ は、メンブレン支持表面６０を有している。頂部セクション５０をベースセクシ ョン５８に結合すると、ビード５４がベースセクション５８の表面６２に密封状 態に圧接する。間隙６４は、図１及び２の実施形態の場合と同様に、手操作又は 器具によって頂部セクション５０とベースセクション５８を分離するのを容易に するためのものである。 図６は、３つの周囲シールを有する変型例を示す。図４に示されたものと同様 の部分は、同じ参照番号で示されている。この例では、ベースセクション５８に 第２の 周囲ビード７０が形成されている。ビード７０は、頂部セクション５０の平滑な 表面７２と協同してメンブレン支持表面６０上に載せられたメンブレンの周縁の 周りに押圧シールによる第３周囲シールを形成する。舌片５２と溝５６とによっ て形成される相互掛止シールが、第２のビード７０を表面７２に向けて押圧する 働きをする。 図７を参照すると、本発明の更に別の実施形態による装置が示されている。こ の実施形態では、周囲溝８１を有する頂部セクション８０を摩擦力によりベース セクション８２の舌片８３とプレス嵌めさせる。第２シールは、図１及び２の実 施形態に関連して上述したのと同様の態様で周囲ビード８５によって形成される 。 頂部セクション８０に入口８６が、ベースセクション８２に出口８７が形成さ れている。１枚又は複数枚のメンブレンが頂部セクションとベースセクションの 間の間隙８８内に挟持される。 図８を参照すると、ベースセクション９６に流体入口９２と流体出口９４の両 方を形成した本発明の別の実施形態による装置９０が示されている。頂部セクシ ョン９８は、図４及び５の実施形態に関連して述べたのと同様の態様で、ベース セクション９６の溝に相互掛止する周囲舌片１００を有している。流体は、入口 ９１を通って頂部セクション９８とベースセクション９６の間の空間１００に流 入し、メンブレン１０４を透過して出口９４ から流出する。 本発明の装置の作動を図２を参照して説明すると、処理すべき流体は、入口２ ４を通して導入され、出口２６から排出される。流体のバイパスは、舌片１８と 溝１６との間に形成されるシールと、ビード２２と表面２２との間に形成される シールと、表面３２と３４との間に形成されるシールによって防止される。流体 の処理が終了したならば、間隙４０に手又は器具を挿入して頂部セクション１２ をベースセクション１４から分離し、瀘液、又はＤＮＡ、蛋白質等の生成物を保 持しているメンブレン２８，３０を回収することができる。間隙４０は、頂部セ クション１２をベースセクション１４から分離する必要がない用途においては、 必ずしも間隙４０を設ける必要はない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．頂部セクションとベースセクションから成り、流体入口と流体出口を有 するメンブレン支持装置において、 前記頂部セクションとベースセクションのうちの一方のセクションは、他方の セクションに形成された周囲溝に摩擦嵌合する周囲突部を有し、 該突部を有する一方のセクションは、第１周囲表面を有し、 前記ベースセクションは、少くとも１枚のメンブレンを支持するためのメンブ レン支持表面を有し、 前記他方のセクションは、前記周囲溝内に第２周囲表面を有し、 前記第１周囲表面と第２周囲表面のうちの一方の周囲表面に、他方の周囲表面 上の平滑な表面と接触して第２周囲シールを形成するように該平滑な表面と合致 する周囲シール突条が形成されていることを特徴とするメンブレン支持装置。 ２．前記少くとも１枚のメンブレンの周縁の周りに設定される第３周囲シー ルを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のメンブレン支持装置。 ３．前記突部と溝とは、相互掛止シールを形成する構造であることを特徴と する請求の範囲第１項に記載のメンブレン支持装置。 ４．前記突部と溝とは、非相互掛止の摩擦シールを 形成する構造であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のメンブレン支持 装置。 ５．前記突部と溝とは、相互掛止シールを形成する構造であることを特徴と する請求の範囲第２項に記載のメンブレン支持装置。 ６．前記突部と溝とは、非相互掛止の摩擦シールを形成する構造であること を特徴とする請求の範囲第２項に記載のメンブレン支持装置。 ７．前記周囲突部は、前記頂部セクションに形成されていることを特徴とす る請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載のメンブレン支持装置。 ８．前記周囲突部は、前記ベースセクションに形成されていることを特徴と する請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載のメンブレン支持装置。 ９．前記メンブレン支持表面上に支持されるメンブレンは１枚であることを 特徴とする請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載のメンブレン支持装置。 １０．前記メンブレン支持表面上に支持されるメンブレンは複数枚であること を特徴とする請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載のメンブレン支持装置。 １１．前記シール突条は、前記第１周囲表面に形成されていることを特徴とす る請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載のメンブレン支持装置。 １２．前記シール突条は、前記第２周囲表面に形成されていることを特徴とす る請求の範囲第１〜６項のいず れかに記載のメンブレン支持装置。 １３．複数の前記シール突条が形成されていることを特徴とする請求の範囲第 １〜６項のいずれかに記載のメンブレン支持装置。