(57)【要約】【課題】本発明は、効率よく透析及び浸透を行うことを可能とする、新たな方法及び装置を開発することを目的とする。【解決手段】本発明は、膜（４）を介して第１の液体（３）と第２の液体（９）を接触させることにより、前記第１の液体（３）及び前記第２の液体（９）中の溶質及び／又は溶媒を、前記膜（４）を通過させて移動させる、透析・浸透方法において、  前記第１の液体（３）を振動可能に保持し、前記第１の液体（３）に変動電界を印加して電界撹拌を行うことを特徴とする透析・浸透方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜を介して第１の液体と第２の液体を接触させることにより、前記第１の液体及び前記第２の液体中の溶質及び／又は溶媒を、前記膜を通過させて移動させる、透析・浸透方法において、
前記第１の液体を振動可能に保持し、前記第１の液体に変動電界を印加して電界撹拌を行うことを特徴とする透析・浸透方法。
【請求項２】
前記第１の液体に接触しない位置に電極を設置し、前記電極に変動電圧を供給することにより変動電界を発生させて電界撹拌を行う、請求項１に記載の透析・浸透方法。
【請求項３】
前記変動電圧の高さが０．３〜２０ｋＶである、請求項２に記載の透析・浸透方法。
【請求項４】
前記膜が半透膜又は逆浸透膜である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の透析・浸透方法。
【請求項５】
前記第１の液体を電界撹拌しながら移動させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の透析・浸透方法。
【請求項６】
前記第１の液体が、精製の目的となる第１の分子と、不純物となる第２の分子を含み、
前記第２の液体が、前記第１の液体よりも低い濃度で前記第２の分子を含み、
前記膜が、前記第１の分子を通過させず、前記第２の分子を通過させる半透膜である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の透析・浸透方法。
【請求項７】
膜を介して第１の液体と第２の液体を接触させることにより、前記第１の液体及び前記第２の液体中の溶質及び／又は溶媒を、前記膜を通過させて移動させるために用いる、透析・浸透装置において、
前記膜と、
前記膜を保持する保持部と、
前記膜の一方の面の側に設けられた、第１の液体を前記膜に接触させつつ振動可能な状態で収容できる第１の空間と、
前記膜のもう一方の面の側に設けられた、第２の液体を前記膜に接触した状態で収容できる第２の空間と、
前記第１の液体に変動電界を印加するために用いる電極と、
前記電極に変動電圧を供給する電圧装置と
を有する、透析・浸透装置。
【請求項８】
前記電圧装置が、０．３〜２０ｋＶの高さの変動電圧を前記電極に供給する電圧装置である、請求項７に記載の透析・浸透装置。
【請求項９】
前記膜が、半透膜又は逆浸透膜である、請求項７又は８に記載の透析・浸透装置。
【請求項１０】
前記第１の液体が移動する基板をさらに有しており、
前記基板には、前記第１の液体が移動するための移動エリアと、前記膜が保持されている透析・浸透エリアとが設けられている、請求項７〜９のいずれか１項に記載の透析・浸透装置。
【請求項１１】
前記電極が、次のいずれかの形状を有している、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の透析・浸透装置：
Ａ）前記第１の液体に向けて突出した２つ以上の凸部又はエッジを有する形状、
Ｂ）前記第１の液体の分離した２箇所以上を覆うように形成されている形状、
Ｃ）前記Ａ）及びＢ）の形状を組み合わせた形状。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜を介して接触する２つの液体の間で溶質や溶媒の移動を行う、透析・浸透方法に関する。本発明の透析・浸透方法は、少なくとも一方の液体を振動可能に保持し、これに変動電界を印加することで液体を撹拌する「電界撹拌」を利用することに特徴がある。
本発明は、また、液体に変動電界を印加して電界撹拌を行いつつ透析・浸透を行うための構成を備えた、透析・浸透装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透析及び浸透とは、膜を介して２つの液体を接触させると、拡散の原理に従って、溶質や溶媒が膜を通過して２つの液体の間で移動する現象である。例えば、塩濃度の高い溶液と、塩濃度の低い溶液を、溶媒を通過させる膜を介して接触させると、塩濃度の低い溶液から塩濃度の高い溶液へ、溶媒分子が移動する。ここで、塩濃度の高い溶液に圧力をかけて、その圧力を増大させていくと、溶媒分子の移動が停止するが、停止した時の圧力を浸透圧という。
一般に、溶質が膜を通過することを「透析」といい、溶媒が膜を通過することを「浸透」というが、通常、透析と浸透は同時に進行する。
【０００３】
透析と浸透は、工業的にも広く利用されており、例えば、医薬の分野では、高分子を通過させず低分子のみを通過させる半透膜を介して、高分子のタンパク質と低分子の不純物を含む原液を、濃度の低い透析液と接触させることにより、原液から低分子の不純物を除去してタンパク質を精製する「透析」が行われる。
半透膜を用いて不純物を除去する透析は、腎臓病患者等の血液を浄化する人工透析等にも応用されている。
透析は、医薬の分野の他に、化学や食品の分野でも工業的に使用されており、例えば、廃水中の酸やアルカリを回収する目的や、食品中の塩、酸、アルコール等の濃度を調整する目的等に使用されている。
【０００４】
透析の方法の一つとして、イオン交換膜と電気を利用する電気透析法がある。イオン交換膜とは、陽イオン又は陰イオンの一方のみを通過させる膜である。電気透析法では、陽イオンを通過させる陽イオン交換膜と、陰イオンを通過させる陰イオン交換膜を交互に配置し、イオン交換膜の間を溶液が流れるようにした上で、溶液に電界を印加することで、陽イオンと陰イオンが濃縮した溶液を得ることができる。電気透析法は、代表的には海水から食塩を製造する方法として用いられている。
【０００５】
「浸透」を行うことにより、海水を淡水化する方法も開発されている。その方法は、二酸化炭素とアンモニアが溶解した高濃度の溶液（ドロー溶液）を用い、半透膜を介して海水からドロー溶液に水を浸透させ、水を吸収したドロー溶液を加熱して二酸化炭素とアンモニアを気化させることにより、純水を得る方法である。ここで、気化した二酸化炭素とアンモニアは水に溶解させてドロー溶液を再生することができる。
【０００６】
電界撹拌とは、本件の発明者らが開発した方法であり、液体に変動電界を印加することで、液体を振動させて撹拌を行う方法である。
本件の発明者らは以前に、電界撹拌を用いることによって、抗原抗体反応、ハイブリダイゼーション、発色反応等を促進する方法を開発した（特許文献１）。
さらに、本件の発明者らは、電界撹拌を用いて免疫染色（免疫組織化学：ＩＨＣ）を短時間で行う迅速免疫染色法を開発した。この迅速免疫染色法は、検出目的となるタンパク質を発現している組織に、抗体を含む試薬溶液を滴下して液滴を形成し、変動電界を印加することより液滴を振動させて電界撹拌を行い、抗原抗体反応を促進して短時間で免疫染色を行うことを可能とする方法である（特許文献２、非特許文献１）。
さらに、本件の発明者らは、電界撹拌を用いて洗浄を行う方法（特許文献３）、電界撹拌を用いた免疫染色を自動で行う装置（特許文献４）、電界撹拌用電極（特許文献５）、電界撹拌に用いる液滴形成用シャーレ（特許文献６）、電界撹拌に用いる微小液滴を形成する反応デバイス（特許文献７）、電界撹拌を用いたゼータ電位制御方法（特許文献８）、電界撹拌を用いた生体分子の迅速検出法（特許文献９）、電界撹拌を用いた迅速なハイブリダイゼーション方法（特許文献１０）、電界撹拌を用いた液滴の移動装置（特許文献１１）を開発している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１９３８８号公報
【特許文献２】特開２０１２−０１３５９８号公報
【特許文献３】特開２０１４−１６００６１号公報
【特許文献４】特開２０１５−１５５８１１号公報
【特許文献５】特開２０１６−１４４４０８号公報
【特許文献６】特開２０１６−１４４４２２号公報
【特許文献７】特開２０１６−１４４７８０号公報
【特許文献８】特開２０１６−１４７３４８号公報
【特許文献９】特開２０１７−１３８２６３号公報
【特許文献１０】特開２０１８−１３９５０４号公報
【特許文献１１】特許第６３５４１１４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】戸田洋、外９名、アクタ・ヒストケミカ・エト・サイトケミカ（Acta Histochemica et Cytochemica、略号Acta Cytochem. Cytochem.）、日本組織細胞化学会、２０１１年６月３日発行、４４巻、３号、ｐ．１３３−１３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、効率よく透析及び浸透を行うことを可能とする、新たな方法及び装置を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究した結果、電界撹拌を利用することにより効率よく透析及び浸透を行うことができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、透析・浸透方法に関する下記の第１の発明と、透析・浸透装置に関する下記の第２の発明を提供する。
（１）  第１の発明は、膜を介して第１の液体と第２の液体を接触させることにより、前記第１の液体及び前記第２の液体中の溶質及び／又は溶媒を、前記膜を通過させて移動させる、透析・浸透方法に関するものであり、
前記第１の液体を振動可能に保持し、前記第１の液体に変動電界を印加して電界撹拌を行うことを特徴とする。
（２）  第１の発明の透析・浸透方法においては、前記第１の液体に接触しない位置に電極を設置し、前記電極に変動電圧を供給することにより変動電界を発生させて電界撹拌を行うことが好ましい。
（３）  前記変動電圧の高さは、０．３〜２０ｋＶとすることが好ましい。
（４）  前記いずれかの透析・浸透方法においては、前記膜として、半透膜又は逆浸透膜を用いることが好ましい。
（５）  前記いずれかの透析・浸透方法においては、前記第１の液体を電界撹拌しながら移動させることができる。
（６）  前記いずれかの透析・浸透方法においては、前記第１の液体が、精製の目的となる第１の分子と、不純物となる第２の分子を含み、
前記第２の液体が、前記第１の液体よりも低い濃度で前記第２の分子を含み、
前記膜として、前記第１の分子を通過させず、前記第２の分子を通過させる半透膜を用いることにより、透析を行うことができる。
（７）  第２の発明は、膜を介して第１の液体と第２の液体を接触させることにより、前記第１の液体及び前記第２の液体中の溶質及び／又は溶媒を、前記膜を通過させて移動させるために用いる、透析・浸透装置に関するものであり、
前記膜と、
前記膜を保持する保持部と、
前記膜の一方の面の側に設けられた、第１の液体を前記膜に接触させつつ振動可能な状態で収容できる第１の空間と、
前記膜のもう一方の面の側に設けられた、第２の液体を前記膜に接触した状態で収容できる第２の空間と、
前記第１の液体に変動電界を印加するために用いる電極と、
前記電極に変動電圧を供給する電圧装置と
を有することを特徴とする。
（８）  第２の発明の透析・浸透装置においては、前記電圧装置が、０．３〜２０ｋＶの高さの変動電圧を前記電極に供給する電圧装置であることが好ましい。
（９）  前記いずれかの透析・浸透装置においては、前記膜が、半透膜又は逆浸透膜であることが好ましい。
（１０）  前記いずれかの透析・浸透装置においては、
前記第１の液体が移動する基板をさらに有することができ、
前記基板には、前記第１の液体が移動するための移動エリアと、前記膜が保持されている透析・浸透エリアとを設けることができる。
（１１）  前記いずれかの透析・浸透装置においては、次のいずれかの形状を有する電極を用いることができる。
Ａ）前記第１の液体に向けて突出した２つ以上の凸部又はエッジを有する形状、
Ｂ）前記第１の液体の分離した２箇所以上を覆うように形成されている形状、
Ｃ）前記Ａ）及びＢ）の形状を組み合わせた形状。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電界撹拌を行うことにより、液体中の溶質及び／又は溶媒が効率良く膜を通過するため、透析及び／又は浸透を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一例である第１の実施形態を模式的に示す図面である。図１（Ａ）は、全体の断面図を示し、図１（Ｂ）は、容器上に形成された液滴を上部から見た状態を示す。
【図２】第１の実施形態において、電界撹拌により第１の液体が振動する様子を模式的に示す図面である。図２（Ａ）は、第１の電極に供給される正の電圧が最も大きくなった状態を示し、図２（Ｂ）は、第１の電極に供給される正の電圧が最も小さくなった状態を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態を模式的に示す図面である。図３（Ａ）は、電界撹拌を行いながら浸透を開始した状態を示し、図３（Ｂ）は、浸透開始後、時間が経過した状態を示す。
【図４】膜の下方に第１の液体を懸垂する、本発明の第３の実施形態を模式的に示す図面である。図４（Ａ）は、電界撹拌を開始した状態を示し、図４（Ｂ）は、電界撹拌開始後、時間が経過した状態を示す。
【図５】第１の液体と第２の液体の両方について電界撹拌を行う、本発明の第４の実施形態を模式的に示す図面である。図５（Ａ）は、第１の電極に正の電圧を供給した状態を示し、図５（Ｂ）は、第１の電極に負の電圧を供給した状態を示す。
【図６】透析・浸透とあわせて液体の移動を行う、本発明の第５の実施形態を模式的に示す図面である。図６（Ａ）は、液体を移動させている状態を示し、図６（Ｂ）は、液体の透析・浸透を行っている状態を示す。
【図７】第６の実施形態で用いる電極と撥水リングの形状を示す図面である。図７（Ａ）は、電極の形状を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、容器の上面に設置された撥水リングを上方から見た図である。
【図８】２つの凸部を有する電極を用いて電界撹拌を行った場合における、液体の振動の様子を模式的に示す図面である。図８（Ａ）は、第１の電極に供給される正の電圧が最大である時を示し、図８（Ｂ）は、第１の電極に供給される正の電圧が中間値である時を示し、図８（Ｃ）は、第１の電極に供給される正の電圧が最小である時を示す。
【図９】実施例の結果を示すグラフである。図９（Ａ）は、実施例１の結果を示すグラフであり、図９（Ｂ）は、実施例２の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．  透析・浸透方法
１―１．  本発明の透析・浸透方法の概要
本発明の透析・浸透方法は、膜を介して第１の液体と第２の液体を接触させることにより、第１の液体及び第２の液体中の溶質及び／又は溶媒を、膜を通過させて移動させる方法に関するものであり、第１の液体を振動可能に保持し、第１の液体に変動電界を印加して電界撹拌を行うことを特徴とする。
本発明の透析・浸透方法によれば、第１の液体が変動電界により撹拌されるため、液体中の溶質及び／又は溶媒が、効率よく膜を通過する。
【００１５】
以下、本発明について理解を促すため、本発明の透析・浸透方法の例を、図面を参照しつつ説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一例である第１の実施形態を模式的に示す図面である。
図１（Ａ）は、全体の断面図を示し、図１（Ｂ）は、容器上に形成された液滴を上部から見た状態を示す。
【００１６】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるとおり、円筒形の容器１の上面には、円形の撥水リング２が設けられている。容器１の上面の撥水リング２内に第１の液体３を注入することにより、表面張力により中央が盛り上がったドーム状の形状（液滴形状）として、第１の液体３を保持することができる。このような形状の液体は、振動させることが可能である。
図１（Ａ）に示されるとおり、容器１の上面の中央部には貫通孔が設けられており、その貫通孔には、半透膜４を嵌め込み保持できるようになっている。
容器１の上方は、第１の液体３を収容するための第１の空間５となっている。第１の液体３は、第１の空間５内において、自由に振動させることが可能である。第１の液体３は、半透膜４の一方の面に接触している。
第１の液体３には、タンパク質６（□）と、タンパク質を染色するために添加した色素７（▲）が含まれているが、タンパク質に吸着しなかった余分な色素７は溶媒である水に溶解している。
【００１７】
図１（Ａ）に示されるとおり、容器１の内部にある第２の空間８には、第２の液体９が満たされている。第２の液体９については、閉じた空間内にあることから、自由に振動させることはできない。第２の液体９は、純水であり、半透膜４の一方の面と接触している。
半透膜４は、溶媒である水分子を通過させることができ、さらに、溶質である色素７を通過させることができる。しかしながら、半透膜４は、タンパク質６を通過させることができず、タンパク質６に吸着した色素７も通過させることができない。
第１の液体３と第２の液体９は半透膜４を介して接触しているため、拡散の原理により、第１の液体３中の色素７は、半透膜４を通過して、第２の液体９へ移動する。これにより、第１の液体３中の色素７の濃度は低下し、第２の液体９中の色素７の濃度は高くなり、両者の濃度が同一になると平衡に達する。第１の液体３と第２の液体９には濃度差があるため、浸透圧が発生するが、第２の液体９は容積が不変の容器１内にあるため、第１の液体３及び第２の液体９の容積は変化しない。
このように、第１の液体３と第２の液体９が半透膜４を介して接触しているため、透析を行うことができ、第１の液体３中の余分な色素７を除去して減少させることができる。
【００１８】
前記の透析の効率を高めるため、本発明の透析・浸透方法では、第１の液体に変動電界を印可して電界撹拌を行う。
図１（Ａ）に示されるとおり、第１の液体３の上方には、第１の液体３と接触しないように、第１の電極１０が設置されている。そして、容器１の下部には、第２の電極１１が設置されている。第１の電極１０が第１の液体３と接触しないことにより、第１の液体３が自由に振動することができ、また、第１の液体３への通電を防ぐことができる。
容器１は絶縁性の材料で形成されているため、容器１が第２の電極１１に接触しても、第１の液体３や第２の液体９に通電しない。
第１の電極１０には高電圧アンプ１２から電圧が供給される。ここで、高電圧アンプ１２には、ファンクションジェネレータ１３からプラス側に偏って周期的に変化する波形の信号が供給されることにより、高電圧アンプ１２から第１の電極１０に対して、電圧の大きさが周期的に変化する正の電圧が供給される。
【００１９】
図２は、第１の実施形態において、電界撹拌により第１の液体が振動する様子を模式的に示す図面である。
図２（Ａ）は、第１の電極に供給される正の電圧が最も大きくなった状態を示し、図２（Ｂ）は、第１の電極に供給される正の電圧が最も小さくなった状態を示す。
図２（Ａ）に示されるとおり、第１の電極１０に供給される正の電圧が最も大きくなった時には、第１の電極１０に蓄積するプラス電荷１４の量は最大となる。一方、第１の液体３は、偏極するため、表面にマイナスの電荷１５を帯びている。そして、第１の電極１０に蓄積したプラス電荷１４により電界が発生し、第１の液体３の表面のマイナス電荷１５が上方へ引きつけられて、第１の液体３は中央がさらに盛り上がった形状となる。
【００２０】
図２（Ｂ）は、第１の電極１０に供給される正の電圧が最も小さくなった状態を示しており、第１の電極１０に蓄積したプラス電荷１４の量は、この時点で最小となる。第１の電極１０に蓄積したプラス電荷１４が少ないため、第１の液体３を引きつける上向きの力が極めて弱くなり、第１の液体３は下方向に働く重力により平たい形状となる。
【００２１】
第１の電極１０に供給する電圧の大きさが周期的に変化し、図２（Ａ）の状態と図２（Ｂ）の状態の間を周期的に往復することとなるため、第１の液体３はこの周期に従って振動することになる。図２（Ｂ）の状態のように下方向につぶされた第１の液体３は、容器１の反作用によりバウンドして、電界の変化にあわせてスムーズに図２（Ａ）の状態に戻ることができる。
この周期的な振動により、第１の液体３の内部は撹拌される。振動の速度（周波数）が大きいため、第１の液体３を効率よく撹拌することができる。
【００２２】
電界撹拌を行うことにより、第１の液体に溶解している溶質が、効率よく半透膜を通過し、透析を短時間で行うことが可能となる。透析の効率が向上するメカニズムは明らかではないが、電界撹拌を行うことにより、第１の液体中の溶質の分子運動が高まり、溶質分子が半透膜に衝突して通過する頻度が高まるためと考えられる。
【００２３】
第１の実施形態のように、第１の液体が、精製の目的となる第１の分子（タンパク質）と、不純物となる第２の分子（色素）を含み、
第２の液体が、第１の液体よりも低い濃度で第２の分子（色素）を含み、
膜が、第１の分子（タンパク質）を通過させず、第２の分子（色素）を通過させる半透膜とすることにより、不純物を取り除き、目的物質の精製を行うことが可能となる。
【００２４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図３は、第２の実施形態を模式的に示す図面である。
図３（Ａ）は、電界撹拌を行いながら浸透を開始した状態を示し、図３（Ｂ）は、浸透開始後、時間が経過した状態を示す。
図３（Ａ）に示されるとおり、第２の実施形態においては、容器１に流入口１６と流出口１７が設けられており、容器１の内部の第２の液体９を一定の圧力に維持しつつ容器１の外部と循環できるようになっている。そして、第２の実施形態においては、第１の液体３として、タンパク質６の溶液を使用し、第２の液体９として、高濃度の生理食塩水を使用し、膜４として、水分子のみを通過させる逆浸透膜を使用している。他の構成については、第１の実施の形態と同様である。
【００２５】
第２の実施形態においては、第１の液体３と第２の液体９が逆浸透膜４を介して接触しており、第１の液体３よりも第２の液体９の方が高い塩濃度を有している。これにより、浸透圧が発生し、第１の液体３中の水分子が第２の液体９へ浸透する。そのため、図３（Ｂ）に示すとおり、浸透を開始してから時間が経過すると、第１の液体３の容積が小さくなって行き、第１の液体３のタンパク質溶液を濃縮することができる。
ここで、高圧アンプ１２から第１の電極１０に変動電圧を印加して、変動電界を発生させることにより、第１の液体３の電界撹拌を行って、浸透の効率を向上させることができる。浸透の効率が向上することにより、短時間で液体の濃縮を完了させることができる。浸透の効率が向上するメカニズムは明らかではないが、電界撹拌を行うことにより、第１の液体中の溶媒の分子運動が高まり、溶媒分子が半透膜に衝突して通過する頻度が高まるためと考えられる。
【００２６】
本発明の透析・浸透方法では、第１の実施形態のように、溶質分子が膜を通過して移動する「透析」を行うこともでき、また、第２の実施形態のように、溶媒分子が膜を通過して移動する「浸透」を行うことができる。しかしながら、本発明の透析・浸透方法では、透析と浸透を同時に行うものであってよい。溶媒と溶質を通過させる膜を介して、第１の液体と第２の液体を接触させた場合には、通常、溶質の移動と溶媒の移動が同時に進行する。
【００２７】
１−２．  第３の実施形態及び第４の実施形態
第１の実施形態及び第２の実施形態では、膜の上方に第１の液体を形成したが、本発明の透析・浸透方法においては、膜の下方に第１の液体を形成してもよい。ここで、上方とは、重力の向きとは反対の向きをいい、下方とは、重力の向きをいう。
また、本発明の透析・浸透方法においては、第１の液体のみならず、第２の液体の電界撹拌を行ってもよい。
【００２８】
＜第３の実施形態＞
図４は、膜の下方に第１の液体を懸垂する、本発明の第３の実施形態を模式的に示す図面である。
図４（Ａ）は、電界撹拌を開始した状態を示し、図４（Ｂ）は、電界撹拌開始後、時間が経過した状態を示す。
【００２９】
図４（Ａ）に示されるとおり、容器１の下面の中央部には貫通孔が設けられており、その貫通孔には、半透膜４を嵌め込み保持できるようになっている。
容器１の下方は、第１の液体３を懸垂した状態で保持するための第１の空間５となっている。容器１の下面に設けられた注入管１８の先端から、第１の液体３が吐出されることにより、容器１の下面に第１の液体３が吸着して懸垂する。第１の空間５内において、容器１の下面に懸垂した第１の液体３は、自由に振動させることが可能である。第１の液体３は、半透膜４の一方の面に接触している。
第１の液体３には、タンパク質６（□）と、タンパク質を染色するために添加した色素７（▲）が含まれているが、タンパク質に吸着しなかった余分な色素７は溶媒である水に溶解している。
【００３０】
図４（Ａ）に示されるとおり、容器１の内部にある第２の空間８には、第２の液体９が満たされている。第２の液体９については、閉じた空間内にあることから、自由に振動させることはできない。第２の液体９は、純水であり、半透膜４の一方の面と接触している。容器１には、流入口１６と流出口１７が設けられており、容器１の内部の第２の液体９を一定の圧力に維持しつつ容器１の外部と循環できるようになっている。
【００３１】
半透膜４は、溶媒である水分子を通過させることができ、さらに、溶質である色素７を通過させることができる。しかしながら、半透膜４は、タンパク質６を通過させることができず、タンパク質６に吸着した色素７も通過させることができない。
第１の液体３と第２の液体９は半透膜４を介して接触しているため、拡散の原理により、第１の液体３中の色素７は、半透膜４を通過して、第２の液体９へ移動する。これにより、第１の液体３中の色素７の濃度は低下する。容器１には流入口１６から純水が流入し、色素７は流出口１７から排出されるため、第２の液体９に移動した色素７は薄められて濃度が低いままである。このため、第１の液体３中の余分な色素７の濃度が十分に低くなるまで、透析が行われる。
透析の結果、第１の液体３には、タンパク質６と、タンパク質に吸着した色素７が主に残ることとなる。
【００３２】
前記の透析の効率を高めるため、本発明の透析・浸透方法では、第１の液体に変動電界を印加して電界撹拌を行う。
図４（Ａ）に示されるとおり、容器１の上面には、第１の電極１０が設置されている。そして、容器１の下方には、第１の液体３と接触しないように、第２の電極１１が設置されている。第２の電極１１が第１の液体３と接触しないことにより、第１の液体３が自由に振動することができ、また、第１の液体３への通電を防ぐことができる。
第１の電極１０には高電圧アンプ１２から電圧が供給される。ここで、高電圧アンプ１２には、ファンクションジェネレータ１３からプラス側に偏って周期的に変化する波形の信号が供給されることにより、高電圧アンプ１２から第１の電極１０に対して、電圧の大きさが周期的に変化する正の電圧が供給される。
【００３３】
周期的に変化する正の電圧が第１の電極１０に供給されることにより、変動電界が発生し、第１の液体３は、その表面の電荷に働く力により、容器１の下面に懸垂したまま周期的に振動して、電界撹拌が行われる。
電界撹拌を行うことにより、第１の液体３中の余分な色素７が、効率よく半透膜４を通過し、透析を短時間で行うことが可能となる。
【００３４】
容器１と第２の電極１１との間には、第１の液体３を受け取るためのセル１９が設けられている。
半透膜４は、溶媒である水分子を通過させることができ、第２の液体９より第１の液体３の方が高い濃度を有するため、水分子が第２の液体９から第１の液体３へ浸透して、第１の液体３の容積は増大していく。
上記の透析と浸透が十分に進行すると、第１の液体３の容積は大きくなって、その自重により落下し、図４（Ｂ）に示されるとおり、セル１９内に収容される。
第１の液体３を落下させるためには、第２の電極１１に高い正の電圧を印加することにより、電界の作用により第１の液体３を下方に吸引して落下させてもよい。
【００３５】
セル１９内に収容された第１の液体３は、余分な色素が十分に除去されており、タンパク質９と、それに吸着した色素７を含む溶液となっている。このため、図示しない吸光光度計により、セル１９内に収容された第１の液体３の色素７の吸光度を測定することにより、第１の液体３中のタンパク質の濃度を測定することができる。
【００３６】
＜第４の実施形態＞
次に、図５は、第１の液体と第２の液体の両方について電界撹拌を行う、本発明の第４の実施形態を模式的に示す図面である。
図５（Ａ）は、第１の電極に正の電圧を供給した状態を示し、図５（Ｂ）は、第１の電極に負の電圧を供給した状態を示す。
【００３７】
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるとおり、底のない円筒形の容器１の上面の表面側には、円形の撥水リング２が設けられており、裏面側にも円形の撥水リング２′が設けられている。
容器１の上面の中央部には貫通孔が設けられており、その貫通孔には、半透膜４を嵌め込み保持できるようになっている。
【００３８】
容器１の上方は、第１の液体３を収容するための第１の空間５となっており、容器１の内部は、第２の液体９を収容するための第２の空間８となっている。
容器１の上面の表面側の撥水リング２内に第１の液体３を注入することにより、中央が盛り上がった形状として、第１の液体３を保持することができる。また、容器１の上面の裏面側の撥水リング２′内に、容器１と接触させつつ第２の液体９を注入することにより、中央が盛り上がった形状として、第２の液体９を保持することができる。第１の液体３と第２の液体９は、自由に振動させることが可能である。
第１の液体３と第２の液体９は、半透膜４を介して接触している。
【００３９】
第１の液体３には、タンパク質と、タンパク質を染色するための添加した色素が含まれている。また、第２の液体９は、純水である。
半透膜４は、溶媒である水分子を通過させることができ、さらに、溶質である色素を通過させることができる。しかしながら、半透膜４は、タンパク質を通過させることができない。
第１の液体３と第２の液体９は半透膜を介して接触しているため、拡散の原理により、第１の液体３中の色素は、半透膜４を通過して、第２の液体９へ移動する。これにより、第１の液体３中の色素の濃度は低下し、第２の液体９中の色素の濃度は高くなり、両者の濃度が同一になると平衡に達する。第１の液体３と第２の液体９には濃度があるため、浸透圧が発生し、第２の液体９中の水分子が半透膜４を通過して、第１の液体３へ移動する。
【００４０】
溶質及び溶媒が半透膜を通過する効率を高めるため、第１の液体３及び第２の液体９に変動電界を印加して電界撹拌を行う。
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるとおり、第１の液体３の上方には、第１の液体３と接触しないように、第１の電極１０が設置されている。そして、第２の液体９の下方には、第２の液体９と接触しないように、第２の電極１１が設置されている。第１の電極１０及び第２の電極１１が、それぞれ、第１の液体３及び第２の液体９と接触しないことにより、第１の液体３及び第２の液体９が自由に振動することができ、また、第１の液体３及び第２の液体９への通電を防止することができる。
第１の電極１０には高電圧アンプ１２から電圧が供給される。ここで、高電圧アンプ１２には、ファンクションジェネレータ１３からプラスとマイナスに周期的に変化する波形の信号が供給されることにより、高電圧アンプ１２から第１の電極１０に対して、周期的に正と負に変化する電圧が供給される。
【００４１】
図５（Ａ）に示されるとおり、第１の電極１０に正の電圧が供給される時には、第１の電極１０にプラス電荷１４が蓄積する。この時には、第２の電極１１には負の電圧が供給され、第２の電極１１にマイナス電荷２０が蓄積する。第１の電極１０に蓄積したプラス電荷１４と第２の電極１１に蓄積したマイナス電荷２０により電界が発生する。これにより、第１の液体３の表面のマイナス電荷１５及び第２の液体９の表面のマイナス電荷１５′が、第１の電極１０に蓄積したプラス電荷１４に引きつけられ、第２の電極１１に蓄積したマイナス電荷２０と反発して、上方へのクーロン力が働くこととなる。
次に、図５（Ｂ）に示されるとおり、第１の電極１０に負の電圧が供給される時には、第１の電極１０にマイナス電荷２０が蓄積する。この時には、第２の電極１１には正の電圧が供給され、第２の電極１１にプラス電荷１４が蓄積する。これらの電荷により電界が発生し、第１の液体３の表面のマイナス電荷１５及び第２の液体９の表面のマイナス電荷１５′には、下方へのクーロン力が働くこととなる。第１の液体３及び第２の液体９には、さらに重力も働くため、第１の液体３は平たい形状となり、第２の液体９は下方向に延びて懸垂した形状となる。
【００４２】
第１の電極１０と第２の電極１１に供給する電圧は周期的に変化し、図５（Ａ）の状態と図５（Ｂ）の状態の間を周期的に往復することとなるため、第１の液体３及び第２の液体９は、この周期に従って振動することとなる。
この周期的な振動により、第１の液体３と第２の液体９の内部が撹拌され、電界撹拌が行われる。電界撹拌を行うことにより、溶質と溶媒が効率よく半透膜を通過して、透析と浸透を短時間で行うことが可能となる。
【００４３】
１−３．  液体の移動を伴う透析・浸透方法
本発明の透析・浸透方法においては、液体の透析・浸透を行いながら、あるいは、透析・浸透の前後において、液体を電界撹拌しながら移動させることができる。
【００４４】
＜第５の実施形態＞
図６は、透析・浸透とあわせて液体の移動を行う、本発明の第５の実施形態を模式的に示す図面である。
図６（Ａ）は、液体を移動させている状態を示し、図６（Ｂ）は、液体の透析・浸透を行っている状態を示す。
【００４５】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるとおり、第１の液体３を移動させるための基板２１は、移動エリア２２と、透析・浸透エリア２３とに分かれている。移動エリア２２では、第１の電極１０が傾斜して設けられていることにより、第１の電極１０と第２の電極１１との間隔が右方向に向かって徐々に狭くなっている。このため、高圧アンプ１２により第１の電極１０と第２の電極１１との間に電圧を供給すると、強度に勾配のある電界を印加することができる。
このため、図６（Ａ）に示されるとおり、移動エリア２２上に第１の液体３の液滴を形成し、変動電界を印加すると、第１の液体３は上下に振動しながら、右方向へ移動する。ここで用いる第１の液体３には、タンパク質が含まれている。
移動エリア２２において第１の液体３が移動する経路には、乾燥試薬２４が塗布されている。乾燥試薬２４には、タンパク質を染色するための色素が含まれている。第１の液体３は、乾燥試薬２４が塗布されている箇所を通過する時に、乾燥試薬２４を溶解するが、第１の液体３は電界撹拌されているため、乾燥試薬２４が塗布されている箇所を通過する短い時間で、乾燥試薬２４を完全に溶解することができる。
【００４６】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるとおり、透析・浸透エリア２３では、基板２１の内部に第２の空間８が設けられている。第２の空間８には、第２の液体９が満たされている。基板２１には、第２の空間８に通ずる貫通孔が設けられており、その貫通孔には半透膜４を嵌め込み保持できるようになっている。第２の液体９は、純水であり、半透膜４の一方の面と接触する。
半透膜４の上方は、第１の液体３を収容するための第１の空間５となっている。透析・浸透エリア２３では、第１の電極１０と第２の電極１１とが平行となっているため、第１の空間５に印加される電界には勾配が生じない。そのため、図６（Ｂ）に示されるとおり、移動エリア２２中を移動してきた第１の液体３が透析・浸透エリア２３に達すると、その移動が停止する。第１の液体３は、自由に振動できる状態で、第１の空間５に収容されることとなる。
【００４７】
透析・浸透エリア２３で停止した第１の液体３は、半透膜４を介して第２の液体９と接触することとなる。このため、第１の液体３中のタンパク質に吸着しなかった余分な色素が、半透膜４を通過して、第２の液体９に移動する。
ここで、第１の空間５には、第１の電極１０により変動電界が印加されるため、第１の液体３は、透析・浸透エリア２３に留まったまま、上下に振動して電界撹拌が行われる。電界撹拌を行うことにより、効率よく透析が行われ、第１の液体３中の余分な色素を短時間で除去することができる。
【００４８】
１−４．  本発明の透析・浸透方法の詳細な条件
本発明の透析・浸透方法で使用する「膜」としては、溶質分子及／又は溶媒分子を通過させることできる「膜」であれば、いかなるものでも用いることができる。
例えば、これらに限定されるわけではないが、溶媒分子を通過させるとともに、サイズ等に応じて選択的に溶質分子を通過させる「半透膜」を用いることができる。また、陽イオン又は陰イオンの一方のみを通過させることができる「イオン交換膜」や、溶媒のみを通過させて溶質は通過させない「逆浸透膜」や、一定以上のサイズの不純物を取り除く「濾過膜」等を用いることもできる。
「膜」としては、半透膜、又は逆浸透膜を用いることが好ましい。
「膜」の形状は、シート状のものに限らず、筒状等の立体的な形状のものを用いることができる。また、膜は、多層にして使用してもよい。
【００４９】
本発明で使用する「第１の液体」及び「第２の液体」としては、純粋な溶媒を用いることができ、また、溶媒に溶質が混合、分散若しくは溶解した液体を用いることができる。ここで、「溶媒」としては、これらに限定されるわけではないが、水、有機溶媒、水と有機溶媒の混合溶媒等を用いることができる。また、「溶質」としては、固体、液体、気体のいずれでもよく、これらに限定されるわけではないが、例えば、合成化合物、天然化合物、金属粒子などの化学物質や、タンパク質、核酸、脂質等の生体分子や、細胞、微生物、ウイルス等の生物試料や、炭酸ガス、窒素ガス等の気体を用いることができる。
【００５０】
第１の液体は、振動可能な状態に保持するため、０．１μｌ〜１０００ｍｌとすることが好ましい。より好ましくは、１μｌ〜１００ｍｌとするのがよい。
振動可能な状態とは、液体内部の撹拌が生じるように振動することができる状態である。振動可能な状態とするためには、好ましくは、液体の表面の４０％以上が、容器等の振動を妨げる物体と接触していない状態とするのがよい。
振動可能な状態とするためには、表面張力により中央が盛り上がった形状とすることが好ましく、特に、ドーム状に盛り上がった液滴形状とすることが好ましい。撥水リングや撥水フレームを用いることで、液滴を形成することが容易になるとともに、液滴の形状を維持し、液滴底面の径寸法のばらつきを抑制することができる。また、特許文献６（特開２０１６−１４４４２２号公報）に記載されている液滴形成用シャーレを用いれば、大容量の液滴を形成することができる。
【００５１】
本発明において「電界撹拌」とは、電極に周期的に変動する電圧を印加することで、液体の表面電荷や液体内部の分子の電荷が、電極に引きつけられ、あるいは電極と反発する力により、液体を電極に向けた方向に振動させて液体内部を撹拌する方法である。
【００５２】
本発明の透析・浸透方法において、電極に印加する変動電圧は、電界撹拌を行うのに十分な高さの電圧であれば、どのような電圧、周波数、波形のものであってもよい。変動電圧の高さは、０．３〜２０ｋＶ（３００〜２００００Ｖ）とすることが好ましく、０．５〜１０ｋＶ（５００〜１００００Ｖ）とすることがより好ましい。ここで、０．３〜２０ｋＶとは、変動する電圧のピーク又は電圧の実効値が、０．３〜２０ｋＶの間にあることを意味する。また、液体に印加する変動電界の強度は、液体の容積によって異なるが、十分に撹拌するためには、３５０〜３５００Ｖ／ｍｍとするのが好ましく、より好ましくは、１０００〜２５００Ｖ／ｍｍとするのがよい。このような電界強度となるように、対となる電極の間の距離に応じて計算した電圧を、電極間に印加する。変動電界を発生させるための周波数は、０．１〜２００Ｈｚとするのが好ましい。変動電界を発生させるための波形は、方形波、正弦波、三角波、ノコギリ波などを使用することができるが、撹拌効果を高めるためには、瞬間的な変化の大きい方形波を用いるのが好ましい。また、液体に波を生じさせるような動きにより撹拌を行う場合には、正弦波を用いることが好ましい。変動電界を発生させるためには、プラス側に偏って周期的に変化する波形を用いることもでき、また、プラスとマイナスの間を反転する波形とすることもできる。
【００５３】
電界撹拌を行う際には、液体の蒸発を防ぐために、液体を覆うためのキャップカバーを用いることができる。キャップカバーとしては、中空の蓋様の形状を有するキャップカバーを用いることが好ましく、特に、中空のドーム形状のキャップカバーを用いることが好ましい。キャップカバーは、静電遮蔽を防ぐために、非導電性の材料で形成することが好ましい。さらに、キャップカバーは、透明な材料で形成することが好ましく、これにより、液体に接触しないようにキャップカバーを設置することが容易になるとともに、液体が電界撹拌により振動している様子を視認することもできる。
また、電界撹拌を行う際には、液体の蒸発を防ぐために、液体をミネラルオイル等の不揮発性の液体でカバーすることもできる。
【００５４】
２．  透析・浸透装置
２−１．  本発明の透析・浸透装置の概要
本発明の透析・浸透装置は、膜を介して第１の液体と第２の液体を接触させることにより、第１の液体及び第２の液体中の溶質及び／又は溶媒を、膜を通過させて移動させるために用いる装置である。
本発明の透析・浸透装置は、１）膜と、２）膜を保持する保持部と、３）膜の一方の面の側に設けられた、第１の液体を膜に接触させつつ振動可能な状態で収容できる第１の空間と、４）膜のもう一方の面の側に設けられた、第２の液体を膜に接触した状態で収容できる第２の空間と、５）第１の液体に変動電界を印加するために用いる電極と、６）電極に変動電圧を供給する電圧装置とを有することを特徴とする。
【００５５】
本発明の透析・浸透装置は、前記１．で説明した装置を用いることができる。
「膜」としては、前記１．で説明したとおり、溶質分子及／又は溶媒分子を通過させることできる「膜」であれば、いかなるものでも用いることができる。例えば、これらに限定されるわけではないが、半透膜、イオン交換膜、逆浸透膜、濾過膜等を用いることもできる。「膜」としては、半透膜又は逆浸透膜を用いることが好ましい。
「膜を保持する保持部」としては、第１の液体と第２の液体の間に存在する膜を保持できるものであれば、いかなるものでも用いることができる。例えば、これらに限定されるわけではないが、第１の液体を形成する土台となる基板の一部を「膜を保持する保持部」としてもよく、また、第２液体を収容するための容器の一部を「膜を保持する保持部」としてもよい。
【００５６】
「第１の空間」と「第２の空間」については、容器のような空間を区画する部材が存在してもよく、また、そのような部材が存在していなくともよく、膜の両面側に、第１の液体と第２の液体を収容できる空間が存在していればよい。
また、「振動可能な状態」とは、前記１．で説明した状態である。
【００５７】
本発明の透析・浸透装置で用いる「電圧装置」としては、前記１．で説明した電圧、周波数、波形の電圧を発生させる装置を用いることができる。
電圧装置としては、０．３〜２０ｋＶの高さの変動電圧を電極に供給する電圧装置を用いることが好ましい。
【００５８】
２−２．  本発明の透析・浸透装置で使用する電極
本発明の透析・浸透装置で用いる「電極」としては、第１の液体に変動電界を印加することができる電極であれば、いかなるものでも用いることができる。例えば、これらに限定されるわけではないが、平板電極や点電極を用いることができる。
【００５９】
第１の液体として、大面積・大容量の液体を用いて透析・浸透を行いたい場合には、効率的に電界撹拌を行うため、次のいずれかの形状を有する電極を用いることが好ましい。
Ａ）  第１の液体に向けて突出した２つ以上の凸部又はエッジを有する形状
Ｂ）  第１の液体の分離した２箇所以上を覆うように形成されている形状
Ｃ）  Ａ）及びＢ）の形状を組み合わせた形状
【００６０】
前記Ａ）において、「凸部」とは、他の部位から液体に向けて突出している部位をいい、「エッジを有する」とは、板状又は棒状の部分が液体に向けてその端部（エッジ）を有している状態を意味する。
また、前記Ｂ）において、「第１の液体の分離した２箇所以上を覆う」とは、平板電極のように液体の全面を覆うのではなく、第１の液体の上部に電極を設置した場合に、第１の液体が電極に覆われる部分と覆われない部分とが生じ、その覆われる部分が分離した２箇所以上であることを意味する。
【００６１】
前記Ａ）〜Ｃ）の形状を有する電極を用いることにより、印加される電界は偏在して、変動電界により生じる液面のピークを２箇所以上に発生させることができ、液滴の振動を分散させて、振動の振幅の大きさを押さえることが可能であり、大面積・大容量の液体に対して電界撹拌を行うことが可能となる。
前記Ａ）〜Ｃ）の形状を有する電極としては、特許文献５（特開２０１６−１４４４０８号公報）に記載された電極を用いることができる。
【００６２】
＜第６の実施形態＞
図７及び８は、大面積・大容量の液体の電界撹拌を行う、本発明の第６の実施形態を模式的に示す図面である。
図７は、第６の実施形態で用いる電極と撥水リングの形状を示す図面である。図７（Ａ）は、電極の形状を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、容器の上面に設置された撥水リングを上方から見た図である。
【００６３】
図７（Ａ）に示されるとおり、本発明の第６の実施形態で用いる第１の電極１０は、縦長の平板電極に下方に向けて２つのライン状の凸部２５が突出した形状となっている。液体に変動電界を印加する際には、この２つの凸部が液体と対向するように電極を設置する。
図７（Ｂ）に示されるとおり、長方形の容器１の上面には、長方形の撥水リング２が設けられている。この撥水リング内に第１の液体を注入することにより、表面張力により盛り上がった大面積・大容量の液体を形成することができる。この大面積・大容量の液体は、振動させることが可能である。また、容器１の上面の中央には、半透膜４が嵌め込まれており、第１の液体と接触することとなる。
【００６４】
図８は、２つの凸部を有する電極を用いて電界撹拌を行った場合における、液体の振動の様子を模式的に示す図面である。
図８（Ａ）は、第１の電極に供給される正の電圧が最大である時を示し、図８（Ｂ）は、第１の電極に供給される正の電圧が中間値である時を示し、図８（Ｃ）は、第１の電極に供給される正の電圧が最小である時を示す。
【００６５】
図８（Ａ）に示されるとおり、高電圧アンプ１２から第１の電極１０に正の電圧を供給すると、エッジ効果によって、第１の電極１０の２つの凸部２５にプラス電荷１４が集中する。このため、２つの凸部２５の周辺に強い電界が印加されることとなる。図８（Ａ）の状態では、第１の電極１０に供給される正の電圧が最大となっているため、第１の液体３は、２つの凸部２５に向かって強く引きつけられており、２つのピークを生じることとなる。
図８（Ｂ）に示されるとおり、第１の電極１０に供給される正の電圧が最大値から弱まって中間値となると、第１の電極１０の２つの凸部に蓄積するプラス電荷１４は減少する。このため、２つの凸部２５に第１の液体３が引きつけられる力は弱まり、第１の液体３は通常の状態に戻ろうとして、２つのピーク同士が衝突する方向に動く。
図８（Ｃ）に示されるとおり、第１の電極１０に供給される正の電圧が最小となると、第１の電極１０の２つの凸部２５に蓄積するプラス電荷１４も最小となる。このため、２つの凸部２５に第１の液体３が引きつけられる力は最小となり、第１の液体３の２つのピークは衝突して消滅する。この２つのピークの衝突により、第１の液体３の内部は効率よく撹拌されることとなる。
変動電界を印加することにより、図８（Ａ）→図８（Ｂ）→図８（Ｃ）→図８（Ｂ）→図８（Ａ）の順で、第１の液体３の状態が周期的に変化するため、第１の液体を振動させて、電界撹拌を行うことができる。
【００６６】
このように、２つの凸部を有する電極を用いることにより、変動電界により生じる液面のピークを２箇所で発生させることができ、液体の振動を分散させて、振動の振幅の大きさを押さえつつ、２つのピークを衝突させて効率良く撹拌を行うことができるため、大面積・大容量の液体に対して電界撹拌を行うことが可能となる。
【００６７】
図８（Ａ）〜（Ｃ）に示されるとおり、第１の液体３は、半透膜４を介して、第２の液体９と接触しており、溶質及び／又は溶媒を移動させる透析・浸透を行うことができる。そして、前記のとおり電界撹拌を行うことにより、大面積・大容量の液体に対して効率よく透析・浸透を行うことが可能となる。
【００６８】
２−３．  液体の移動を行う透析・浸透装置
本発明の透析・浸透装置には、第１の液体が移動する基板を設けることができる。ここで、基板には、第１の液体が移動するための移動エリアと、膜が保持されている透析・浸透エリアとが設けられている。
基板としては、例えば、第５の実施形態及び図６に示すものを用いることができる。
【００６９】
第１の液体が移動する基板としては、平板状のものに限らず、液体の流路を設ける等して凹凸のある形状とした基板を用いることができ、屈曲又は湾曲した形状の基板を用いることもできる。
基板の材料としては、絶縁性のものを用いることが好ましく、これらに限定されるわけではないが、例えば、ガラスや、エポキシ樹脂等のプラスチックを用いることができる。
基板の表面は、液滴を形成し易く、また、液体が移動し易いように、撥水性とすることが好ましい。ここで、基板の表面を撥水性とするためには、基板の表面に撥水性の表面処理層を設けることができ、基板自体を撥水性の材料で形成することもでき、又は、基板の表面にマイクロ突起を設けることができる。
【００７０】
第１の液体が移動する基板は、電極と一体化することもできる。例えば、電極の表面に絶縁性の表面処理層を形成することにより、電極と基板が一体化したものとすることができる。
【００７１】
第１の液体が移動する基板を設けることで、基板上で透析・浸透を行うのみならず、試薬の添加、液体の混合、化学反応、抗原抗体反応、ハイブリダイゼーション、洗浄等の複数の操作を行うことができ、例えば、臨床検査を一つの基板上で行うことが可能となる。
本発明の透析・浸透方法を臨床検査に応用する場合には、例えば、不純物の分離、目的物質の精製、溶液の濃縮、バッファーの交換等の目的で、透析・浸透を行うことができる。
【００７２】
基板上で液体を移動させるためには様々な方式を用いることができ、例えば、これらに限定されるわけではないが、ｉ）電界強度に勾配を持たせることにより液体を移動させる方式、ii）分割された電極を用い、それぞれの分割電極をON/OFFすることで液体を移動させる方式、iii）電極を駆動することにより液体を移動させる方式、iv）重力を用いて液体を移動させる方式等がある。
これらの方式により液体を移動させる装置については、例えば、特許文献１１（特許第６３５４１１４号公報）に記載された装置を用いることができる。
【００７３】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００７４】
（電界撹拌を利用した透析方法）
図１に示される透析・浸透装置と同様の装置を作成して、透析実験を行った。第１の液体として、100mM水酸化リチウムと2%BSAを含む水溶液を用い、第２の液体として、超純水を用いた。第１の液体は、30μlの微小な液滴とし、第２の液体は、5.5mlの量を用いた。膜として、直径5mmの半透膜を用いた。
電界撹拌は、4.5kV、45Hzの変動電圧を、8.0mm離れた対となる電極の間に供給することにより行った。電界撹拌を行って、30分の透析を行った後、第２の液体である超純水中に移動したリチウムの濃度を測定した。対照として、電界撹拌を行わずに静置して透析を行った。その結果を図９（Ａ）に示す。
図９（Ａ）に示されるとおり、電界撹拌を行った場合には、静置した場合と比較して、溶質であるリチウムイオンの移動が増大していた。
この結果から、電界撹拌により、透析の効率が向上することが明らかとなった。
【実施例２】
【００７５】
（電界撹拌を利用した浸透方法）
図３に示される透析・浸透装置と同様の装置を作成して、浸透実験を行った。第１の液体として超純水を用い、第２の液体として20mMの水酸化リチウム溶液を用いた。第１の液体は、50μlの微小な液滴とし、第２の液体は、6〜7mlの量を用いた。膜として、6〜7mm角の半透膜を用いた。
電界撹拌は、4.5kV、45Hzの変動電圧を、9.7mm離れた対となる電極の間に供給することにより行った。電界撹拌を行って、5分間の浸透を行った後、第１の液体の量の変化を測定した。対照として、電界撹拌を行わずに静置して浸透を行った。その結果を図９（Ｂ）に示す。
図９（Ｂ）に示されるとおり、電界撹拌を行った場合には、静置した場合と比較して、透過量（第１の液体の減少量）の平均値が54%増大していた。
この結果から、電界撹拌により、浸透の効率が向上することが明らかとなった。
【符号の説明】
【００７６】
１            容器
２，２′      撥水リング
３            第１の液体
４            膜、半透膜、逆浸透膜
５            第１の空間
６            タンパク質
７            色素
８            第２の空間
９            第２の液体
１０          第１の電極
１１          第２の電極
１２          高電圧アンプ
１３          ファンクションジェネレータ
１４          プラス電荷
１５，１５′  マイナス電荷
１６          流入口
１７          流出口
１８          注入管
１９          セル
２０          マイナス電荷
２１          基板
２２          移動エリア
２３          透析・浸透エリア
２４          乾燥試薬
２５          凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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