SE465355B - DISPOSABLE AND PROCEDURE FOR FILTERING OF A PARTICULATED WATER VOLUME - Google Patents
DISPOSABLE AND PROCEDURE FOR FILTERING OF A PARTICULATED WATER VOLUMEInfo
- Publication number
- SE465355B SE465355B SE8904133A SE8904133A SE465355B SE 465355 B SE465355 B SE 465355B SE 8904133 A SE8904133 A SE 8904133A SE 8904133 A SE8904133 A SE 8904133A SE 465355 B SE465355 B SE 465355B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- fibers
- hollow fibers
- filter according
- disposable filter
- liquid
- Prior art date
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 55
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 28
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 23
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims description 18
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 17
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 14
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 14
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 10
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 3
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 125000002061 L-isoleucyl group Chemical group [H]N([H])[C@]([H])(C(=O)[*])[C@](C([H])([H])[H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 206010018910 Haemolysis Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000008588 hemolysis Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 description 1
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/021—Manufacturing thereof
- B01D63/0233—Manufacturing thereof forming the bundle
-
- 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
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/024—Hollow fibre modules with a single potted end
- B01D63/0241—Hollow fibre modules with a single potted end being U-shaped
-
- 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
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/04—Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
- G01N33/49—Blood
- G01N33/491—Blood by separating the blood components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/16—Specific vents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
465 355 2 lägsna i en vätska förekommande små partiklar för att den separerade, rena vätskan skall bli användbar för sitt ändamål. En av flera kända tekniker för sådan sepa- ration är filtrering och denna fungerar väl för avlägs- 5 nande av relativt stora, oelastiska partiklar, men hit- tills kända tekniker för separation av mindre, elastiska partiklar genom filtrering uppfyller ej de krav som ställs när det gäller engångsanvändning och begränsade vätskevolymer. Speciellt saknas sådana filter av en- 10 gångstyp som är lämpade för mycket små volymer, t ex av storleksordningen 0,1-10 ml, t ex för separation av blodceller från helblod. 465 355 2 remove small particles present in a liquid in order for the separated, pure liquid to be useful for its purpose. One of several known techniques for such separation is filtration and this works well for removing relatively large, inelastic particles, but hitherto known techniques for separating smaller, elastic particles by filtration do not meet the requirements set when it applies to single use and limited fluid volumes. In particular, there are no such disposable filters which are suitable for very small volumes, for example of the order of 0.1-10 ml, for example for the separation of blood cells from whole blood.
Föreliggande uppfinning syftar till att åstadkomma ett separationsförfarande samt en anordning för genom- 15 förande av förfarandet, vilka utnyttjar ett filter av hålfibertyp och uppfyller följande krav.The present invention aims to provide a separation method and an apparatus for carrying out the method, which use a hollow fiber type filter and meet the following requirements.
Filtret skall vara kompakt, så att det kan hanteras manuellt. Det skall också vara av engångstyp och därför enkelt och billigt. Filtreringstiden skall vara mycket 20 kort, t ex av storleksordningen något tiotal sekunder.The filter must be compact so that it can be handled manually. It should also be disposable and therefore simple and inexpensive. The filtration time should be very short, for example of the order of a few tens of seconds.
Vidare skall filtret ge ett högt utbyte, dvs en så stor permeatvolym som möjligt, detta speciellt vid små vätske- volymer. Slutligen får de partiklar, särskilt celler, som skall avlägsnas ej sönderdelas vid filtreringen, 25 så att delar av partiklarna passerar filtret.Furthermore, the filter must give a high yield, ie as large a volume of permeate as possible, especially at small volumes of liquid. Finally, the particles, especially cells to be removed, must not disintegrate during filtration, so that parts of the particles pass the filter.
Ett separationsförfarande av det inledningsvis angivna slaget kännetecknas enligt uppfinningen därav, att före användning hålfibrernas fukthalt sänkes till åtminstone 5%, företrädesvis åtminstone 0,05%, samt 30 att filtret därefter tillslutes.A separation process of the type indicated at the outset is characterized according to the invention in that before use the moisture content of the hollow fibers is lowered to at least 5%, preferably at least 0.05%, and that the filter is subsequently closed.
När koncentrationsmätningar skall göras på permeatets innehåll är det således av väsentlig betydelse med hänsyn ,*till de små vätskevolymer som är aktuella, att permeatet - ej utspädes till följd av förekomst av fukt inuti filtret, 35' _dvs främst i hålfibrerna.When concentration measurements are to be made on the content of the permeate, it is thus of significant importance with regard to the small volumes of liquid in question, that the permeate - is not diluted due to the presence of moisture inside the filter, ie mainly in the hollow fibers.
När vätskan, som skall filtreras, innehåller mycket större partiklar än de minsta partiklar som skall bort- *fff-ç*ftfrf-wjPfvjçyçy-çfi-çqgg fly-gçgqf, _ ,_ .,, Upp-f., ,,_ 5,; _ (rf, f.- . _ ,... . .., f - v, f. , .. .. u. , . _, , .H -.f. 'ii PSI/i.)- :ï .. .f~ .-'.- _ ~¶ QU 10 15 20 25 30 35' 465 555 3 filtreras, är det lämpligt att vätskan förfiltreras för avlägsnande av dessa större partiklar, som t ex är större än fem gånger storleken av de minsta partiklar som skall bortfiltreras i filtret enligt uppfinningen.When the liquid to be filtered contains much larger particles than the smallest particles to be removed- * fff-ç * ftfrf-wjPfvjçyçy-ç fi- çqgg fl y-gçgqf, _, _. ,, Upp-f., ,, _ 5 ,; _ (rf, f.-. _, .... .., f - v, f., .. .. u.,. _,, .H -.f. 'ii PSI / i.) -: If the filter is filtered, it is convenient for the liquid to be pre-filtered to remove these larger particles, which are, for example, larger than five times the size of the filter. the smallest particles to be filtered out in the filter according to the invention.
Ett engångsfilter av det inledningsvis angivna slaget kännetecknas enligt uppfinningen därav, att filtret före användning är tillsluter samt att hålfibrernas fukthalt är lägre än ungefär 5%, företrädesvis lägret än ungefär 0,05%.A disposable filter of the type indicated in the introduction is characterized according to the invention in that the filter is closed before use and that the moisture content of the hollow fibers is lower than approximately 5%, preferably the bearing than approximately 0.05%.
Retentatkammaren är lämpligen en separat kammare, vilken är ansluten till hålfibrernas med inloppet förbundna sida längst bort från inloppet utmed hålfibrernas längd- utsträckning. Denna kammare är företrädesvis sluten och avluftad medelst åtminstone en hàlfiber, som ej utnyttjas för filtreringen. Därmed får retentatet fritt tillflöde till retentatkammaren.The retentate chamber is suitably a separate chamber, which is connected to the side of the hollow fibers connected to the inlet furthest from the inlet along the longitudinal extent of the hollow fibers. This chamber is preferably closed and vented by means of at least one semi-fiber, which is not used for the filtration. This gives the retentate free access to the retentate chamber.
Alternativt kan retentatkammaren vara bildad av den del av filtrets volym mellan inloppet och hâlfibrernas mot detta vända sida som befinner sig längst bort från inloppet. Denna utföringsform kräver emellertid en väsent- ligt större mängd hålfibrer än utföringsformen med en separat retentatkammare.Alternatively, the retentate chamber may be formed by the portion of the volume of the filter between the inlet and the half-facing side of the half-fibers which is furthest from the inlet. However, this embodiment requires a substantially larger amount of hollow fibers than the embodiment with a separate retentate chamber.
Vid utnyttjande av engångsfiltret enligt uppfin- ningen för filtrering av vattenhaltiga vätskor kan i vissa fall filtreringstiden reduceras, om hålfibrerna består av ett hydrofilt material.When using the disposable filter according to the invention for filtering aqueous liquids, the filtration time can in some cases be reduced if the hollow fibers consist of a hydrophilic material.
För förhindrande av sönderdelning av de partiklar, särskilt celler, som skall avlägsnas kan vidare enligt uppfinningen den sida av hålfibrerna som står i för- bindelse med inloppet vara ytbehandlad för reducering av friktionen mot vätskans partiklar och/eller för höjning av biokompatibiliteten.Furthermore, in order to prevent disintegration of the particles, in particular cells, to be removed, according to the invention the side of the hollow fibers which are in communication with the inlet can be surface-treated to reduce the friction against the particles of the liquid and / or to increase the biocompatibility.
För förhindrande av snabb igensättning av hålfib- rernas porer bör enligt uppfinningen dessa ha sin minsta ,poröppningsarea närmast den yta som står i förbindelse [med inloppet. För samma ändamål bör hålfibrernas största poröppningsstorlek vid den yta som står i förbindelse n-n-»,.-f- -_-,-_- 10 15 20 25 30 35 465 355 4 med inloppet vara mindre än ungefär 1/5, företrädesvis 1/10, av storleken av de minsta partiklar som skall avlägsnas från vätskan.In order to prevent rapid clogging of the pores of the hollow fibers, according to the invention these should have their smallest, pore opening area closest to the surface which is in communication with the inlet. For the same purpose, the largest pore opening size of the hollow fibers at the surface in communication nn - », .- f- -_-, -_- 10 15 20 25 30 35 465 355 4 with the inlet should be less than about 1/5, preferably 1 / 10, of the size of the smallest particles to be removed from the liquid.
För minskning av filtreringstiden kan engångsfiltret enligt uppfinningen i en särskild utföringsform ha utrym- met mellan och runt hålfibrerna inuti kapseln fyllt med ett hydrofobt material, som medger vätskegenomströmning.To reduce the filtration time, the disposable filter according to the invention in a special embodiment may have the space between and around the hollow fibers inside the capsule filled with a hydrophobic material, which allows liquid flow.
Det skall framhållas, att förfarandet och engångs- filtret enligt uppfinningen är särskilt lämpade för separation av blodplasma från helblod. Blodplasma, dvs samtliga komponenter i helblod med undantag för de röda och vita blodkropparna, utgör idag en viktig provkälla för fastställande av människors och djurs hälsotillstånd.It should be noted that the method and the disposable filter according to the invention are particularly suitable for separating blood plasma from whole blood. Blood plasma, ie all components of whole blood with the exception of the red and white blood cells, is today an important test source for determining the health of humans and animals.
Plasmaseparationen finns idag i storskalig form inom biokemisk teknik och har stor betydelse inom sjukvården.Plasma separation is today in large-scale form in biochemical technology and is of great importance in healthcare.
Inom analystekniken önskar man generellt små provvolymer plasma (0,00l-5,0 ml) på grund av mindre belastning på patienten och mindre förbrukning av analysreagens.In the assay art, small sample volumes of plasma (0.00l-5.0 ml) are generally desired due to less strain on the patient and less consumption of assay reagents.
Idag sker separationen av plasma från helblod genom centrifugering, vilket är en arbetsam och tidskrävande process. Genom att enligt uppfinningen manuellt kunna separera plasmat från helblod i ett slutet engångssystem erhålles ett tillförlitligt och lättillgängligt arbetssätt samtidigt som personalen undviker att komma i kontakt med blodet.Today, the separation of plasma from whole blood takes place by centrifugation, which is a laborious and time-consuming process. By being able to manually separate the plasma from whole blood in a closed disposable system according to the invention, a reliable and easily accessible working method is obtained while the staff avoids coming into contact with the blood.
Fastän uppfinningen således är speciellt användbar för separation av blodplasma från helblod, varvid er- forderlig tryckskillnad ligger i intervallet 0,1-0,7 g bar, företrädesvis 0,2-0,5 bar, är den ej begränsad till denna tillämpning utan användbar i en mängd andra applikationer, särskilt inom medicin, kemi, mikrobiologi, mikrologi och biokemi.Thus, although the invention is particularly useful for separating blood plasma from whole blood, the required pressure difference being in the range of 0.1-0.7 g bar, preferably 0.2-0.5 bar, it is not limited to this application but is useful. in a variety of other applications, especially in medicine, chemistry, microbiology, micrology and biochemistry.
I Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritningar. Fig l är 'f¿en sidovy och visar delvis uppskuren en första utförings- form av ett engångsfilter enligt uppfinningen. Fig 2A och 2B är en längdsnittsvy respektive en tvärsnittsvy "-'-"Z-ï-'ïf'f'f'“'='5'~'f*?f"ßj-fflC-'=ZW"fifl-“flmß-'Iæzzvxug-ffH-ffz-.n-'rxffçv-v-'zfuz-nf wfA-wv.---.-._,, _. _, , _,,. , _ my _, , _; _ _, ,. rä i. 10 15 20 25 30 35' 465 555 5 av en andra utföringsform av ett engångsfilter enligt uppfinningen. Fig 3 visar schematiskt och i kraftig förstoring ett längdsnitt genom en hålfiber av det slag som utnyttjas i engångsfiltret enligt uppfinningen.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 is a side view showing partially cut-away a first embodiment of a disposable filter according to the invention. Figs. 2A and 2B are a longitudinal sectional view and a cross-sectional view, respectively, "-'-" Z-ï-'ïf'f'f '"' = '5' ~ 'f *? F" ßj-f fl C -' = ZW "fi fl-“ fl mß-'Iæzzvxug-ffH-ffz-.n-'rxffçv-v-'zfuz-nf wfA-wv. ---.-._ ,, _. _,, _ ,,. , _ my _,, _; _ _,,. r i. 10 15 20 25 30 35 '465 555 5 of a second embodiment of a disposable filter according to the invention. Fig. 3 shows schematically and in large magnification a longitudinal section through a hollow fiber of the type used in the disposable filter according to the invention.
Den i fig 1 visade utföringsformen av ett engångs- filter enligt uppfinningen innefattar en kapsel 1, vilken består av en cylindrisk hylsa 2, vars övre ände är till- sluten med en inloppskåpa 3 med ett inloppsrör 4 och vars undre ände är tillsluten medelst en retentatkâpa 5. Omedelbart över retentatkåpan 5 är vidare ett utlopps- rör 6 anordnat på hylsan 2. Ett knippe av hålfibrer 7 sträcker sig axiellt genom hylsan 2. De är vid hylsans övre ände infästa i en tätningspropp 8 på sådant sätt, att inloppsröret står i förbindelseímed insidan av fib- rerna vid dessas övre ände. En andra tätningspropp 9 är anordnad vid hylsans 2 nedre ände, och i denna tät- ningspropp 9 är hålfibrernas 7 nedre ändar infästa på sådant sätt, att en mellan tätningsproppen 9 och reten- tatkåpans 5 botten bildad retentatkammare 10 står i förbindelse med insidan av hålfibrerna vid dessas nedre ände. Utloppsröret 6 står i förbindelse med utrymmet kring hålfibrerna 7 inuti hylsan 2. Åtminstone en hålfiber 7' är tillsluten vid sin övre ände, och denna hålfibers 7' inre står därmed ej i förbindelse med inloppsröret 4 men väl i förbindelse med retentatkammaren 10.The embodiment of a disposable filter according to the invention shown in Fig. 1 comprises a capsule 1, which consists of a cylindrical sleeve 2, the upper end of which is closed by an inlet housing 3 with an inlet pipe 4 and the lower end of which is closed by means of a retentate housing. 5. Immediately above the retentate cover 5, an outlet pipe 6 is further arranged on the sleeve 2. A bundle of hollow fibers 7 extends axially through the sleeve 2. They are attached at the upper end of the sleeve to a sealing plug 8 in such a way that the inlet pipe is connected to it. the inside of the fibers at their upper end. A second sealing plug 9 is arranged at the lower end of the sleeve 2, and in this sealing plug 9 the lower ends of the hollow fibers 7 are fastened in such a way that a retentate chamber 10 formed between the sealing plug 9 and the bottom of the retentate cover 5 communicates with the inside of the hollow fibers. at their lower end. The outlet pipe 6 communicates with the space around the hollow fibers 7 inside the sleeve 2. At least one hollow fiber 7 'is closed at its upper end, and the interior of this hollow fiber 7' is thus not connected to the inlet pipe 4 but well connected to the retentate chamber 10.
Vid tillförsel av en partikelbemängd vätskevolym via inloppsröret 4 till engångsfiltret enligt fig l genereras enligt uppfinningen en tryckskillnad mellan inloppet 4 och utloppet 6. Detta kan ske på olika sätt, exempelvis genom att ett övertryck manuellt pålägges inloppet, genom att ett undertryck pålägges utloppet, t eš medelst en s k vacutainer, och/eller genom att ett undertryck skapas inuti kapseln 1 före tillförandet av vätskevolymen. Den tillförda vätskan kommer därmed att strömma axiellt genom det inre av hålfibrerna 7 från inloppsröret 4 i riktning mot retentatkammaren 465 355 6 10. Under denna strömning kommer de partiklar som ej kan passera genom hàlfiberväggarna att förflyttas i riktning mot retentatkammaren 10, medan själva vätskan passerar genom hålfibrernas 7 väggar och strömmar mot 5 utloppsröret 6. Detta är härvid anslutet till en ej visad behållare för uppsamling av permeatet. Retentat- kammaren 10 bör naturligtvis dimensioneras med hänsyn till förväntad volym av retentatet eller den del av detta som skall rymmas i retentatkammaren. 10 Den i fig 2A och 2B visade utföringsformen skiljer sig främst från den i fig l visade genom att knippet av hålfibrer 7 är dubbelvikt, så att samtliga fiberändar är infästa i en och samma tätningspropp ll. Kapseln 1' är i detta fall bildad av en cylindrisk hylsa 2', 15 vars ena ände är sluten med undantag för ett utloppsrör 6'. Hylsans 2"andra ände är tillsluten med en inlopps- kåpa 3'. Mellan denna kåpa 3' och tätningsproppen ll är en skiljevägg 12 anordnad pà sådant sätt, att hål- fibrernas 7 ena ände befinner sig på en sida om skilje- 20 väggen 12 och hålfibrernas 7 andra ände befinner sig på den andra sidan av skiljeväggen 12. Inloppskåpan 3' uppvisar vidarefett inloppsrör 4'. Liksom i utföringsf formen enligt fig l är i utföringsformen enligt fig 2 åtminstone en hàlfiber 7' tillsluten vid den ände 25 därav som är vänd mot inloppsröret 4'. En retentatkammare 10' är bildad mellan inloppskåpan 3' och tätningsproppen 11 på den sida av skiljeväggen 12 där inloppsröret 4' ej är_an ordnat.When supplying a particle-loaded volume of liquid via the inlet pipe 4 to the disposable filter according to Fig. 1, a pressure difference is generated according to the invention between the inlet 4 and the outlet 6. This can be done in different ways, for example by manually applying an overpressure by applying a negative pressure to the outlet. eš by means of a so-called vacutainer, and / or by creating a negative pressure inside the capsule 1 before the addition of the liquid volume. The supplied liquid will thus flow axially through the interior of the hollow fibers 7 from the inlet pipe 4 in the direction of the retentate chamber 465 355 6 10. During this flow the particles which cannot pass through the half-fiber walls will move in the direction of the retentate chamber 10, while the liquid itself passes through the walls of the hollow fibers 7 and flows towards the outlet pipe 6. This is in this case connected to a container (not shown) for collecting the permeate. The retentate chamber 10 should, of course, be dimensioned with respect to the expected volume of the retentate or the portion thereof to be contained in the retentate chamber. The embodiment shown in Figs. 2A and 2B differs mainly from that shown in Fig. 1 in that the bundle of hollow fibers 7 is double-folded, so that all the fiber ends are fastened in one and the same sealing plug 11. The capsule 1 'is in this case formed by a cylindrical sleeve 2', one end of which is closed with the exception of an outlet pipe 6 '. The other end of the sleeve 2 "is closed with an inlet cover 3 '. Between this cover 3' and the sealing plug 11 a partition wall 12 is arranged in such a way that one end of the hollow fibers 7 is located on one side of the partition wall 12. and the other end of the hollow fibers 7 is located on the other side of the partition 12. The inlet cover 3 'has a further inlet pipe 4'. As in the embodiment according to Fig. 1, in the embodiment according to Fig. 2 at least one half fiber 7 'is closed at the end thereof which is facing the inlet pipe 4 'A retentate chamber 10' is formed between the inlet housing 3 'and the sealing plug 11 on the side of the partition wall 12 where the inlet pipe 4' is not arranged.
Såväl i utföringsformen enligt fig l som i den 30 enligt fig 2A och 2B är lämpligen ett avluftningsrör 13 resp 13' anslutet till den övre delen av hylsan 2 resp 2'. Detta rör 13, 13' kan med fördel vara försett medien backventil, som enbart medger utströmning av luft från kapseln l resp l'. 35 ö_- Det i fig 3 visade längdsnittet av en hålfiber X7 åskådliggör filtreringsförloppet vid ett engångsfilter enligt uppfinningen. Vid utnyttjande av engàngsfiltret - - _--~,-._ _. ...-f.-,---.,...y--. - .ysuw-.uuly-.--._......-.~.....- . . . ._ -_ ~ - v- > .w - - -a-w: :anv/J »wzvu-(v nu.- -ff -f « ~ va. -w-fr f» - :pr-vn .a-.f-u-ngvyy s _-,,,¿,;f,,w,, p. 10 15 20 25 30 35' 465 355 7 enligt uppfinningen för separation av blodplasma från helblod bör hålfibrernas 7 totala filterarea vara 25-500 Cmz/ml helblod, företrädesvis 75-125 cm2/ml. Hålfibrerna bör vidare ha en innerdiameter av 0,10-0,40 mm, före- trädesvis 0,15-0,30 mm, och en väggtjocklek av 0,001-0,150 mm, företrädesvis 0,050-0,100 mm. Hàlfibrernas 7 por- storlek bör vidare vara 0,01-1,0 um, företrädesvis 0,1-1,0 um, vid den yta som står i förbindelse med inloppet, och deras porositet vara 60-95%. Dessa värden är fast- ställda med hänsynstagande till att de röda och vita blodkropparna utgör ung 45 volym-% av helblod. Generellt gäller att uppfinningen är särskilt lämplig för vätskor, i vilka de partiklar som skall avlägsnas utgör åtminstone ungefär 10 volym-% av vätskans totala volym. Härvid krävs en filterarea på 5-100 cm2/ml vätska, företrädesvis 15-25 cmz/ml vätska.Both in the embodiment according to Fig. 1 and in the one according to Figs. 2A and 2B, a vent pipe 13 and 13 ', respectively, is suitably connected to the upper part of the sleeve 2 and 2', respectively. This pipe 13, 13 'can advantageously be provided with the medium non-return valve, which only allows outflow of air from the capsule 1 and 1', respectively. The longitudinal section of a hollow fiber X7 shown in Fig. 3 illustrates the filtration process of a disposable filter according to the invention. When using the disposable filter - - _-- ~, -._ _. ...- f .-, ---., ... y--. - .ysuw-.uuly -. - ._......-. ~ .....-. . . ._ -_ ~ - v-> .w - - -aw:: anv / J »wzvu- (v nu.- -ff -f« ~ va. -w-fr f »-: pr-vn .a- According to the invention for separating blood plasma from whole blood, the total filter area of the hollow fibers 7 should be 25-500 Cmz /. The whole fibers should furthermore have an inner diameter of 0.10-0.40 mm, preferably 0.15-0.30 mm, and a wall thickness of 0.001-0.150 mm, preferably 0.050. The pore size of the semi-fibers 7 should furthermore be 0.01-1.0 μm, preferably 0.1-1.0 μm, at the surface communicating with the inlet, and their porosity should be 60-95%. These values are determined taking into account that the red and white blood cells constitute about 45% by volume of whole blood.In general, the invention is particularly suitable for fluids in which the particles to be removed constitute at least about 10% by volume of the fluid. A filter area of 5-100 cm 2 / ml liquid, preferably 15-25 cm 2 / ml liquid is required. a.
Såsom antytt i fig 3 skall porerna 14 i hålfiberns 7 väggar ha sin minsta poröppningsarea närmast den yta som står i förbindelse med inloppet, dvs närmast hål- fiberns 7 insida.As indicated in Fig. 3, the pores 14 in the walls of the hollow fiber 7 must have their smallest pore opening area closest to the surface which is in communication with the inlet, ie closest to the inside of the hollow fiber 7.
Vätskans strömning genom hålfibern 7 och permeatets passage genom hålfiberns 7 väggar är antydda med pilar 15 i fig 3. Vid vätskans strömning genom hålfibern 7 blir utbytet, dvs den relativa andel av vätskan som befriad från partiklar passerar genom hålfiberns 7 vägg, störst i början av förloppet. Med tiden avtar utbytet till följd av att koncentrationen av partiklar närmast insidan-av hålfiberns 7 väggar ökar och en del av porerna 14 blir tilltäppta. Samtidigt ökar risken för att par- tiklar genom ingrepp med eller friktion mot insidan av hålfiberns 7 vägg skall sönderdelas, vilket kan resul- tera i en ökad tilltäppning av porerna 14 men också i att delar av partiklarna uppträder i permeatet, vilket ej är önskvärt.The flow of liquid through the hollow fiber 7 and the passage of the permeate through the walls of the hollow fiber 7 are indicated by arrows 15 in Fig. 3. With the flow of liquid through the hollow fiber 7, the yield, i.e. the relative proportion of liquid passing through the hollow fiber 7, is greatest at the beginning of the process. Over time, the yield decreases due to the concentration of particles closest to the inside of the walls of the hollow fiber 7 increasing and some of the pores 14 becoming clogged. At the same time, the risk increases that particles by disintegration or friction against the inside of the wall of the hollow fiber 7 will disintegrate, which may result in an increased clogging of the pores 14 but also in parts of the particles appearing in the permeate, which is not desirable.
I fallet med helblod innebär ingreppet med eller friktionen mot hålfiberns 7 insida risk för hemolys.In the case of whole blood, the intervention with or the friction against the inside of the hollow fiber 7 entails a risk of hemolysis.
Denna risk kan enligt uppfinningen reduceras väsentligt 465 555 10 15 20 25 30 35' - = _- - ,~r -.- f-.fl-.fi-.w-vrvg-ff; ---y_-,p .-_r .-,.-,-,-r.~f.-..f.-rr,f,- v 8 genom att fiberns 7 insida göres biokompatibel, t ex genom heparinisering eller sulfatering. Motsvarande gäller givetvis för fiberns 7 utsida i det fall att engångsfiltrets inlopp står i förbindelse med fiberns 7 utsida.This risk can be significantly reduced according to the invention 465 555 10 15 20 25 30 35 '- = _- -, ~ r -.- f-. Fl-.fi-. W-vrvg-ff; --- y _-, p.-_ r .-, .-, -, - r. ~ f .- .. f.-rr, f, - v 8 by making the inside of the fiber 7 biocompatible, eg by heparinization or sulfation. The same, of course, applies to the outside of the fiber 7 in the event that the inlet of the disposable filter communicates with the outside of the fiber 7.
Ovan beskrivna heparinisering respektive sulfa- f!! tering bidrar således till ett ökat flöde genom fiberns 7 vägg och därmed ett förhöjt utbyte och/eller en redu- cering av erforderlig filtreringstid.Above described heparinization and sulfa- f !! thus contributes to an increased flow through the wall of the fiber 7 and thus an increased yield and / or a reduction of the required filtration time.
Exempel på fibermaterial är polypropylen, polyvinyl- alkohol, cellulosaacetat, polyamid, polysulfon, poly- akrylnitril och fluorerade polymerer.Examples of fibrous materials are polypropylene, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, polyamide, polysulfone, polyacrylonitrile and fluorinated polymers.
För förkortning av filtreringstiden är det vidare väsentligt att dödvolymen i kapseln" dvs skillnaden mellan kapselns totala innervolym och de i kapseln in- gående hålfibrernas volym, är så liten som möjligt.In order to shorten the filtration time, it is further essential that the dead volume in the canister ", ie the difference between the total inner volume of the canister and the volume of the hollow fibers contained in the canister, is as small as possible.
Dödvolymen kan enligt uppfinningen reduceras genom att utrymmet mellan och runt hålfibrerna inuti kapseln är fyllt med ett hydrofobt material, som medger vätske- genomströmning. Ett sådant material kan lämpligen bestå av glasmikrosfärer, exempelvis med en diameter av stor- leksordningen 200-500 um. Genom utfyllning av nämnda utrymme med sådana mikrosfärer kan dödvolymen reduceras till exempelvis 10-30% av kapselns totala innervolym.According to the invention, the dead volume can be reduced by filling the space between and around the hollow fibers inside the capsule with a hydrophobic material which allows liquid flow. Such a material may suitably consist of glass microspheres, for example with a diameter of the order of 200-500 μm. By filling said space with such microspheres, the dead volume can be reduced to, for example, 10-30% of the total inner volume of the capsule.
Annorlunda uttryckt kommer i ett engàngsfilter enligt uppfinningen hålfibrernas andel av kapselns invändiga tvärsnittsarea att uppgå till åtminstone 65% och inklusive mikrosfärer till ung 90%. Fig l och 2A är således mycket schematiska genom att där endast ett fåtal fibrer är visade, medan i verkligheten fibrerna är väsentligen tätt packade i kapseln. É Ett flertal modifieringar av ovan beskrivna ut- L föringsformer är möjliga inom uppfinningens ram, såsom g angiven av efterföljande patentkrav.In other words, in a disposable filter according to the invention, the proportion of the hollow fibers in the internal cross-sectional area of the capsule will amount to at least 65% and including microspheres to a young 90%. Figures 1 and 2A are thus very schematic in that only a few fibers are shown, while in reality the fibers are substantially tightly packed in the capsule. Numerous modifications of the above-described embodiments are possible within the scope of the invention, as set forth in the appended claims.
Exempelvis kan utloppet vara anslutet till en med filtret förenad uppsamlingskammare för permeatet. I utföringsformen enligt fig 2 kan utloppet 6' t o m vara imylfpvr; v r; ff 1:; n; - yaf, v f-.va-.r-'fi//v/ -frrlff-'ft jr/fjß. v .gnflzß-Ifß-'Lfav .'14 f n-'zvrIIAu-rfr/ 'JZI._I!¿Z¿@IQKQ_ í 10 15 20 465 555 9 helt uteslutet och hylsan 2' även bilda en permeatupp- samlingskammare. Hylsan 2' kan eventuellt vara förlängd nedåt förbi hálfibrernas 7, 7' nedersta delar för bildande av en permeatuppsamlingskammare, som är helt eller delvis skild från det utrymme som upptas av hålfibrerna.For example, the outlet may be connected to a collection chamber for the permeate connected to the filter. In the embodiment according to Fig. 2, the outlet 6 'may even be imylfpvr; v r; ff 1 :; n; - yaf, v f-.va-.r- 'fi // v / -frrlff-'ft jr / fjß. v .gnflzß-Ifß-'Lfav .'14 f n-'zvrIIAu-rfr /'JZI._I!¿Z¿@IQKQ_ í 10 15 20 465 555 9 completely excluded and the sleeve 2 'also form a permeate collection chamber. The sleeve 2 'may optionally be extended downwards past the lower parts of the half fibers 7, 7' to form a permeate collection chamber, which is completely or partially separated from the space occupied by the hollow fibers.
Vid utnyttjande av en med filtret förenad eller integrerad permeatuppsamlingskammare kan i vissa till- lämpningar efterföljande analys av permeatet utföras utan att permeatkammaren avlägsnas från filtret. Permeat- kammaren kan dock lämpligen vara möjlig att skilja från övriga delar av filtret. Speciellt kan permeatkammaren utformas som en känd spektrofotometrisk kuvett. Inuti den kan också i förväg anbringas kemiska substanser, t ex färgreagenser och/eller enzymer,reagensstrips eller dylikt som kan möjliggöra analys av filtratet direkt utan ytterligare hantering av detta.When using a permeate collection chamber connected to or integrated with the filter, subsequent analysis of the permeate can be performed in certain applications without the permeate chamber being removed from the filter. However, the permeate chamber may suitably be possible to distinguish from other parts of the filter. In particular, the permeate chamber can be designed as a known spectrophotometric cuvette. Inside it, chemical substances can also be applied in advance, for example dye reagents and / or enzymes, reagent strips or the like, which can enable analysis of the filtrate directly without further handling thereof.
Som en ytterligare variant kan inloppet integreras med in injektionsnål eller koppling för anslutning till en sådan nål. De olika in- och utloppen till filtret kan också initialt vara tillslutna av exempelvis någon form av membran, som är penetrerbart medelst exempelvis en injektionsnål eller dylikt.As a further variant, the inlet can be integrated with an injection needle or coupling for connection to such a needle. The various inlets and outlets of the filter can also initially be closed by, for example, some form of membrane, which can be penetrated by means of, for example, an injection needle or the like.
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8904133A SE465355B (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | DISPOSABLE AND PROCEDURE FOR FILTERING OF A PARTICULATED WATER VOLUME |
| AU69553/91A AU6955391A (en) | 1989-12-07 | 1990-12-07 | Disposable filter and separation method using this filter |
| PCT/SE1990/000811 WO1991008782A1 (en) | 1989-12-07 | 1990-12-07 | Disposable filter and separation method using this filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8904133A SE465355B (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | DISPOSABLE AND PROCEDURE FOR FILTERING OF A PARTICULATED WATER VOLUME |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8904133D0 SE8904133D0 (en) | 1989-12-07 |
| SE465355B true SE465355B (en) | 1991-09-02 |
Family
ID=20377713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8904133A SE465355B (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | DISPOSABLE AND PROCEDURE FOR FILTERING OF A PARTICULATED WATER VOLUME |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU6955391A (en) |
| SE (1) | SE465355B (en) |
| WO (1) | WO1991008782A1 (en) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2713091B1 (en) * | 1993-12-06 | 1996-02-09 | Hemodia Sa | Method and device for measuring the concentration of at least one substance contained in a complex medium. |
| GB9426251D0 (en) * | 1994-12-24 | 1995-02-22 | Fsm Technologies Ltd | Device |
| CA2211190A1 (en) * | 1995-01-25 | 1996-08-01 | Therakos, Inc. | Disposable hemolysis detector |
| US6936473B2 (en) | 2000-01-05 | 2005-08-30 | Leisure, Inc. | Method of preparing a biological sample for quantification |
| US6406672B1 (en) * | 2000-01-28 | 2002-06-18 | Roche Diagnostics | Plasma retention structure providing internal flow |
| AUPR064800A0 (en) * | 2000-10-09 | 2000-11-02 | Usf Filtration And Separations Group Inc. | Improved membrane filtration system |
| ATE316243T1 (en) * | 2001-01-05 | 2006-02-15 | Leisure Inc | DEVICE AND METHOD FOR BLOOD SEPARATION AND PREPARATION METHOD, QUANTIFICATION METHOD AND PRESERVATION CONTAINER FOR A BIOLOGICAL SAMPLE |
| AU2006284524B2 (en) * | 2005-08-22 | 2011-04-21 | Evoqua Water Technologies Llc | An assembly for water filtration using a tube manifold to minimise backwash |
| JP2009504399A (en) * | 2005-08-22 | 2009-02-05 | シーメンス・ウォーター・テクノロジーズ・コーポレーション | Assembly for water filtration using a tubular manifold to minimize backwash |
| EP2735326B1 (en) | 2012-11-26 | 2017-03-08 | Gambro Lundia AB | Liver support system |
| EP2735359B1 (en) | 2012-11-26 | 2017-02-08 | Gambro Lundia AB | Integrated device for liver support systems |
| PL2735360T3 (en) * | 2012-11-26 | 2017-09-29 | Gambro Lundia Ab | Adsorber device combining beads and hollow fiber membranes |
| DE102014114544B4 (en) * | 2014-10-07 | 2016-06-02 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | filtration device |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5949018B2 (en) * | 1976-10-15 | 1984-11-30 | 旭化成株式会社 | drug syringe |
| US4707268A (en) * | 1982-10-18 | 1987-11-17 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Hollow fiber potted microfilter |
| US4639316A (en) * | 1984-12-14 | 1987-01-27 | Becton, Dickinson And Company | Automatic liquid component separator |
| JPS62181056A (en) * | 1985-10-07 | 1987-08-08 | アメリカン・ホスピタル・サプライ・コ−ポレイシヨン | Blood filter apparatus having filter element coated with heparin |
| DE3600527A1 (en) * | 1986-01-10 | 1987-07-16 | Fresenius Ag | FILTER FOR OBTAINING PLASMA OR PLASMA WATER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| DE3636583A1 (en) * | 1986-10-28 | 1988-05-05 | Draegerwerk Ag | METHOD FOR PRODUCING A HOLLOW FIBER FABRIC EXCHANGE MODULE AND MODULE PRODUCED BY THIS METHOD |
| US4995967A (en) * | 1987-11-06 | 1991-02-26 | Akzo N.V. | Separator for cell-containing liquids |
-
1989
- 1989-12-07 SE SE8904133A patent/SE465355B/en not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-12-07 WO PCT/SE1990/000811 patent/WO1991008782A1/en not_active Ceased
- 1990-12-07 AU AU69553/91A patent/AU6955391A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8904133D0 (en) | 1989-12-07 |
| AU6955391A (en) | 1991-07-18 |
| WO1991008782A1 (en) | 1991-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1144609C (en) | Filtration and extraction apparatus and method of using same | |
| US3481477A (en) | Apparatus for filtering out clear liquid from suspended solids | |
| SE465355B (en) | DISPOSABLE AND PROCEDURE FOR FILTERING OF A PARTICULATED WATER VOLUME | |
| EP0651675B1 (en) | Centrifugal method for concentrating macromolecules from a solution and device for carrying out said method | |
| US4600507A (en) | Filter device for liquids | |
| EP2264453B1 (en) | Method for filtering blood | |
| US9283313B2 (en) | Device and filter cartridge for separating plasma from whole blood | |
| EP2533044B1 (en) | Plasma separation with a microporous membrane | |
| US5549816A (en) | Re-usable piston filter system | |
| US6074183A (en) | Peristaltic system and method for plasma separation and blood dispensation | |
| JPS63224703A (en) | Membrane separator for component of liquid sample | |
| US4995967A (en) | Separator for cell-containing liquids | |
| JP2002536161A (en) | Filter for vacuum filtration | |
| CN115060571A (en) | Liquid-to-liquid bio-particle concentrator with disposable fluid path | |
| JP2017512130A (en) | Particulate separation device and related method and system | |
| EP0681614A1 (en) | Isolation of fetal erythrocytes | |
| JPH01318959A (en) | Piston type filter and dispenser vial | |
| JP3527153B2 (en) | Universal outlet for filter unit | |
| US6375856B1 (en) | Method of recovering blood filtration residues | |
| US20200384394A1 (en) | Filter capsule and method of use | |
| JP5630722B2 (en) | Disposable polymer structure filtration kit | |
| WO1996024425A1 (en) | Peristaltic system and method for plasma separation | |
| CN114427988A (en) | Devices, systems, and methods for sample capture and extraction | |
| CN218475122U (en) | Blood filtering device | |
| WO1996017673A1 (en) | Micro-filtration device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8904133-9 Effective date: 19940710 Format of ref document f/p: F |