(57)【要約】  キャリア流体からビーズを分離するための装置が提供され、該装置は、キャリア流体中に分散されたビーズを受け入れるためのビーズ受容手段と、減圧の適用によって第１の流体除去ゾーン内で前記ビーズ受容手段から流体を除去するよう作動可能な流体除去手段と、減圧の適用によってビーズ収集ゾーン内で前記ビーズ受容手段からビーズを除去するように作動可能なビーズ収集手段と、を備え、前記ビーズ受容手段は、前記第１の流体除去ゾーンから前記ビーズ収集ゾーンへビーズを移動させられるように可動である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア流体からビーズを分離するための装置であって、
キャリア流体中に分散されたビーズを受け入れるためのビーズ受容手段と、
減圧の適用によって第１の流体除去ゾーン内で前記ビーズ受容手段から流体を除去するよう作動可能な流体除去手段と、
減圧の適用によってビーズ収集ゾーン内で前記ビーズ受容手段からビーズを除去するように作動可能なビーズ収集手段と、を備え、
前記ビーズ受容手段は、前記第１の流体除去ゾーンから前記ビーズ収集ゾーンへビーズが移動させられるように可動である、前記装置。
【請求項２】
ビーズ及び流体が、ビーズ受容ゾーン内で前記ビーズ受容手段の一部の上に供給される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ビーズ及び流体が、前記ビーズ受容ゾーンから前記第１の流体除去ゾーンへ移動可能なように、前記ビーズ受容手段が可動である請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ビーズ受容ゾーンが前記第１の流体除去ゾーンと重なる請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記ビーズ受容手段が往復運動可能である請求項１〜４の何れかに記載の装置。
【請求項６】
前記ビーズ受容手段が一方向にのみ可動である請求項１〜４の何れかに記載の装置。
【請求項７】
前記ビーズ受容手段が回転可能である請求項１〜６の何れかに記載の装置。
【請求項８】
前記ビーズ受容手段が連続的に回転可能である請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ビーズ受容手段を移動させるターンテーブルを備える請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ビーズ受容手段が環状又はディスク状である請求項１〜９の何れかに記載の装置。
【請求項１１】
前記ビーズ受容手段が帯状である請求項１〜９の何れかに記載の装置。
【請求項１２】
前記ビーズ受容手段がシートを備える請求項１〜１１の何れかに記載の装置。
【請求項１３】
前記ビーズ受容手段がメッシュを備える請求項１〜１２の何れかに記載の装置。
【請求項１４】
前記ビーズ受容手段が液透過性である請求項１〜１３の何れかに記載の装置。
【請求項１５】
前記液体除去手段が液透過性の前記ビーズ除去手段を通じて液体を除去するように作動する請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ビーズ収集手段が１つ以上のサイクロンジェネレーターを備える請求項１〜１５の何れかに記載の装置。
【請求項１７】
前記ビーズ収集手段がサイクロンジェネレーターを１つだけ備える請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ビーズ収集手段が１つ以上のサイクロン抑制器を備える請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
サイクロンジェネレーター又はサイクロン抑制器がサンプリング孔を備え、サンプリングガイドが前記サンプリング孔にビーズを向けるために設けられる請求項１６〜１８の何れかに記載の装置。
【請求項２０】
前記サンプリングガイドが前記サンプリング孔にビーズを向けるための１つ以上の突出部を備える請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
サンプリング導管がサンプリング容器にビーズを供給するために設けられている請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２２】
第２の流体除去ゾーンを備え、該ゾーン内で流体除去手段が前記ビーズ受容手段から流体を除去するように作動可能である、請求項１〜２１の何れかに記載の装置。
【請求項２３】
前記第２の流体除去ゾーンと関連する前記流体除去手段が、前記第１の流体除去ゾーンから流体を除去するように作動する流体除去手段と同じ流体除去手段である請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記第２の流体除去ゾーンが前記第１の流体除去ゾーンと前記ビーズ収集ゾーンとの間の経路内に配置されている請求項２２又は２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記ビーズ受容手段をカバーするためのカバーを備え、該カバーが上部と該上部に依拠するスカートとを備える請求項１〜２４の何れかに記載の装置。
【請求項２６】
ビーズをキャリア流体から分離するための装置であって、
キャリア流体中に分散されたビーズを受け入れるための、実質的に平坦なビーズ受容手段と、
前記ビーズ受容手段から第１の流体除去ゾーン内で流体を除去するように作動可能な流体除去手段と、
前記ビーズ受容手段からビーズ収集ゾーン内でビーズを除去するように作動可能なビーズ収集手段と、を備え、
前記ビーズ受容手段が、前記第１の流体除去ゾーンからビーズ収集ゾーンにビーズが移動可能であるように回転可能である、前記装置。
【請求項２７】
前記第１の流体除去手段が減圧の適用により流体を除去するように作動可能な請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記ビーズ収集手段が減圧の適用によりビーズを除去するように作動可能な請求項２６又は２７に記載の装置。
【請求項２９】
ビーズをキャリア流体から分離するための装置であって、
キャリア流体内に分散されたビーズを受け入れるためのビーズレシーバーと、
減圧の適用によって第１の流体除去ゾーン内で前記ビーズ受容手段から流体を除去するように作動可能な流体リムーバーと、
減圧の適用によってビーズ収集ゾーン内で前記ビーズレシーバーからビーズを除去するように作動可能なビーズコレクターと、を備え、
前記ビーズレシーバーは、ビーズが前記第１の流体除去ゾーンから前記ビーズ収集ゾーンへ移動可能なように可動である、前記装置。
【請求項３０】
ビーズをキャリア流体から分離するための装置であって、
キャリア流体中に分散されたビーズを受け入れるための実質的に平坦なビーズレシーバーと、
前記ビーズレシーバーから第１の流体除去ゾーン内で流体を除去するように作動可能な流体リムーバーと、
前記ビーズレシーバーから前記ビーズ収集ゾーン内でビーズを除去するように作動可能なビーズコレクターと、を備え、
前記ビーズレシーバーは、前記第１の流体除去ゾーンから前記ビーズ収集ゾーンにビーズが移動可能であるように回転可能である、前記装置。
【請求項３１】
ビーズの生成及び収集のための機器であって、
(a) キャリア流体中に分散されるビーズを生成するためのビーズ生成装置と、
(b) 前記ビーズ生成装置からキャリア流体中に分散されたビーズを受け入れるように構成された請求項１〜３０の何れかに記載の分離装置と、を備える前記機器。
【請求項３２】
キャリア流体からビーズを分離するための方法であって、
(i) キャリア流体中に分散されたビーズをビーズ受容手段上に供給すること、
(ii) 減圧を用いて前記キャリア流体の少なくとも一部を除去すること、
(iii) 前記ビーズ受容手段を作動させること、及び、
(iv) 減圧を用いて前記ビーズ受容手段から前記ビーズを収集すること、を含む前記方法。
【請求項３３】
キャリア流体からビーズを分離する方法であって、
(i) キャリア流体中に分散されたビーズを、実質的に平坦なビーズ受容手段上に供給すること、
(ii) 前記キャリア流体の少なくとも一部を除去すること、
(iii) 前記ビーズ受容手段を回転させること、及び、
(iv) 前記ビーズ受容手段から前記ビーズを収集すること、を含む方法。
【請求項３４】
キャリア流体からビーズを分離する方法であって、
(i) キャリア流体中に分散されたビーズをビーズレシーバー上に供給すること、
(ii) 減圧を用いて前記キャリア流体の少なくとも一部を除去すること、
(iii) 前記ビーズレシーバーを作動させること、及び、
(iv) 減圧を用いて前記ビーズレシーバーから前記ビーズを収集すること、を含む前記方法。
【請求項３５】
キャリア流体からビーズを分離するための方法であって、
(i) キャリア流体中に分散されたビーズを実質的に平坦なビーズレシーバー上に供給すること、
(ii) 前記キャリア流体の少なくとも一部を除去すること、
(iii) 前記ビーズレシーバーを回転させること、及び、
(iv) 前記ビーズを前記ビーズレシーバーから収集すること、を含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーズ、特に（排他的でないが）、マイクロ流体技術を用いて生成され得る、１μｍ〜５０００μｍの最大寸法を持つビーズを収集するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流体技術を用いて小さなビーズを製造することは周知である。そのようなビーズは様々な形をとり得るが、典型的には球状である。そのようなビーズの平均最大寸法は、ビーズの予定された用途によって変わり得るが、一般には１μｍ〜５０００μｍである。ビーズは、一般には固体（例えば、ゲル状）であり、通常は液体のキャリア流体（例えば、水溶液のような溶液）内で分散されて生成される。キャリア流体からのビーズの分離は、一般的には、濾過により為される。
【０００３】
濾過は、バッチ方式で行われるため、あまり効率的ではなく、容易に自動化できない。ビーズは、濾過によってキャリア流体から分離された後、一般には、オーブン又は乾燥ガスが循環する中で乾燥される。前記濾過及びオーブン乾燥の工程は、容易に自動化できず、大量のビーズを生産するのに適さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の装置及び方法は、上述の問題の１つ以上に対処、又は少なくとも改善しようとする為のものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の側面によれば、キャリア流体からビーズを分離するための装置が提供され、該装置は、
キャリア流体中に分散されたビーズを受け入れるためのビーズ受容手段と、
減圧の適用によって第１の流体除去ゾーン内で前記ビーズ受容手段から流体を除去するように作動可能な流体除去手段と、
減圧の適用によってビーズ収集ゾーン内で前記ビーズ受容手段からビーズを除去するように作動可能なビーズ収集手段と、を備え、
前記ビーズ受容手段は、前記第１の流体除去ゾーンから前記ビーズ収集ゾーンにビーズが移動できるように可動である。
【０００６】
本発明の前記装置は、バッチ処理とは対照的に、半連続処理を容易にする。これはビーズ受容手段を備えることによって可能となり、該ビーズ受容手段は、ビーズから流体が除去される第１の流体除去ゾーンから、前記ビーズ受容手段からビーズが除去されるビーズ収集手段へビーズを移動させる。ビーズ及び流体は、前記ビーズ受容ゾーン内で前記ビーズ受容手段の一部に供給される。前記ビーズ受容ゾーンは、前記第１の流体除去ゾーンの上流に配置することができ、この場合、前記ビーズ受容手段は、ビーズ及び流体を前記ビーズ受容ゾーンから前記第１の流体除去ゾーンへ移動させられるように可動とすることができる。或いは、前記ビーズ受容ゾーンは、前記第１の流体除去ゾーンと重ねて配置され得る。
【０００７】
前記ビーズ受容手段は、特にもし、キャリア流体中に分散されたビーズが前記第１の流体除去ゾーン内で前記ビーズ受容手段上に置かれていれば、例えば、ビーズ受容手段の一部を前記第１の流体除去ゾーンと前記ビーズ収集ゾーンとの間を前後に移動させられるように、選択的に、往復運動可能とすることができる。
【０００８】
前記ビーズ受容手段は、選択的に、（往復運動可能であるとのは対照的に）一方向に可動とすることができる。
【０００９】
前記ビーズ受容手段は、選択的に、回転可能とすることができ、例えば、連続的に回転可能とすることができる。これにより、例えば、前記ビーズ受容手段を動かすためにターンテーブルを使用することができ、シンプルでコンパクトな装置の製造が容易になる。前記ビーズ受容手段は、選択的に、例えば一方向に連続回転可能とすることができる。前記ビーズ受容手段が回転可能であると、前記ビーズは一般に前記第１の流体除去ゾーンから前記ビーズ収集ゾーンへ弧状に移動する。前記ビーズ受容手段は、一般には環状又はディスク状とすることができる。前記ビーズ受容手段は、選択的に、実質的に平坦とすることができる。
【００１０】
前記装置は、選択的に、ビーズ受容手段用のホルダーを備えることができる。該ホルダーは、選択的に、回転可能とすることができ、該ホルダーの回転により前記ビーズ受容手段を回転させることができる。前記ビーズ受容手段用の前記ホルダーは、選択的に、壁を備えることができる。該壁は、一般には、前記ビーズ受容手段を囲むことができる。前記壁は選択的に上方へ延びる。
【００１１】
前記ビーズ受容手段は、選択的に、帯状とすることができ、例えば、ベルト状の閉じた帯とすることができる。ローラは、一般的に、ベルトを動かすために用いられ得る。
【００１２】
前記装置は、選択的に、流体を収集するためのチャンバを備えることができる。該チャンバは、選択的に、収集した流体を放出するためのチャンバ出口を備えることができる。
【００１３】
前記ビーズ受容手段は、選択的に、流体透過性、典型的には液透過性とすることができる。例えば、前記ビーズ受容手段は、選択的に、シートを備えることができる。前記ビーズ受容手段は、選択的に、メッシュ状とすることができる。あるいは、前記ビーズ受容手段は、選択的に、スポンジを備えることができる。
【００１４】
前記流体除去手段は、選択的に、前記流体透過性のビーズ受容手段を通じて流体を除去するように作動し得る。このようにして、流体が選択的に流体透過性の前記ビーズ受容手段（例えばメッシュとすることができる）を通して除去され、前記ビーズ受容手段の表面（一般には上面）上にビーズを存置し得る。これは、例えば、ビーズ及び流体を受けるための第１の面（一般には上面）と、前記ビーズ受容面と反対側の第２の面とを有するビーズ受容手段を備えることによって可能となり得る。この場合、前記第１の流体除去手段は、選択的に、前記流体透過性のビーズ受容手段を通し、前記第２の面から流体を除去するように作動する。これは、前記流体透過性のビーズ受容手段の近くに作動可能な流体除去入口を備える前記第１の流体除去手段を設けることによって達成され得る。
【００１５】
前記装置は、選択的に、第２の流体除去ゾーンを備え、そこでは、流体除去手段が前記ビーズ受容手段から流体を除去するように作動する。前記ビーズ受容手段が素早く動く場合は、第２の流体除去ゾーンの存在は特に有利である。前記第２の流体除去ゾーンと関係する前記流体除去手段は、選択的に、前記第１の流体除去ゾーンから流体を除去するように作動する流体除去手段と同じものとすることができる。あるいは、第２の流体除去ゾーンで流体を除去するために選択的に、更なる流体除去手段を備え得る。前記流体除去手段は、選択的に、減圧の適用によって、前記第２の流体除去ゾーン内の前記ビーズ受容手段から流体を除去するように作動することができる。
【００１６】
例えば、前記流体除去手段は、選択的に、（もし有れば）前記第２の流体除去ゾーンにおいて前記流体透過性のビーズ受容手段を通して流体を除去するように作動し得る。このようにして、前記ビーズ受容手段の表面（一般には上面）上にビーズを存置するために、流体は、前記流体透過性のビーズ受容手段（例えば、メッシュとすることができる）を通して除去され得る。これは、例えば、ビーズ及び流体の受容のための第１の表面（一般には上面）と、そのビーズ受容面と反対側の第２の面とを有するビーズ受容手段を備えることによって可能となり得る。この場合、前記流体除去手段は、前記流体透過性のビーズ受容手段を通し、前記第２の流体除去ゾーン内の前記第２の表面から、流体を除去するように作動し得る。これは、選択的に、前記流体透過性のビーズ受容手段に操作可能に近接した流体除去入口を備えた第２の流体除去手段を備えることによって達成され得る。
【００１７】
前記第２の流体除去ゾーンは、選択的に、前記第１の流体除去ゾーンと前記ビーズ収集手段との間の経路上に配設され得る。
【００１８】
前記ビーズ収集手段は、選択的に、１つ以上のサイクロンジェネレーター（及び、好ましくは、１つだけのサイクロンジェネレーター）を備えることができる。サイクロンジェネレーターは、前記ビーズ受容手段からビーズを除去する際に極めて効果的である。サイクロンジェネレーターの更なる潜在的な利点には、ビーズが前記流体除去手段にかけられた後にいくらかの流体が残っていた場合の、ビーズとともに残っている流体の除去がある。サイクロンジェネレーターはまた、望ましくない小さなビーズや微粒子のコンタミネーションを除去し得る。
【００１９】
前記ビーズ収集手段が１つ以上のサイクロンジェネレーターを備えている場合、該ビーズ収集手段は、選択的に、１つ以上のサイクロン抑制器を備え得る。そのような抑制器は、サイクロンからビーズを離脱させるのに役立ち、ビーズの収集を促進する。１つ以上のサイクロン抑制器が、選択的に、１つ以上のサイクロンジェネレーターの下流に配置され得る。１つ以上のサイクロン抑制器は、一般には、１つ以上のサイクロンジェネレーターの下部に配置される。前記サイクロン抑制器は、選択的に、拡張部分を備える。
【００２０】
前記サイクロンジェネレーター又はサイクロン抑制器は、サンプリング孔を備えることができる。該サンプリング孔は、一般には、サイクロンジェネレーター又はサイクロン抑制器の壁に設けられる。該サンプリング孔は、ビーズ収集工程を止めることなく、前記サイクロンに取り込まれて収集されたビーズの一部を分析のために回収することを可能にする。前記サンプリング孔は、一般にビーズの大部分が通過するサイクロンビーズ出口の他に、サイクロンジェネレーター又はサイクロン抑制器の側壁に設けられる。サンプリングガイドが、ビーズを前記サンプリング孔に向けるために設けられ得る。該サンプリングガイドは、ビーズを前記サンプリング孔に向けるための１つ以上の突出部を備えることができる。サンプリング導管が、サンプリング容器にビーズを供給するために設けられ得る。前記サンプリング導管は、前記サンプリング孔を貫いて、又はサンプリング孔から延び得る。前記サンプリング導管は、ビーズを該サンプリング導管の下方へ向けるサンプリングガイドを備え得る。
【００２１】
前記第１の流体除去手段、（もし有れば）第２の流体除去手段、及び前記ビーズ収集手段は、選択的に、真空ポンプ、吸引ポンプ、又はサイドチャネルブロワーを備えることができる。１つ以上の前記第１の流体除去手段、（もし有れば）前記第２の流体除去手段、及び前記ビーズ収集手段は、選択的に、操作の減圧を変更するように作動し得る。前記第１の流体除去手段によって作用させられる減圧は低すぎないことが望ましいが、その理由は、圧力が非常に低いと、前記ビーズ受容手段にビーズが付着してしまうことがあるともに、或いは、ビーズを変形させることもあるからである。
【００２２】
前記装置は、選択的に、前記ビーズ受容手段を覆うカバーを備えることができる。該カバーは、選択的に、１つ以上の窓を備えることができる。前記カバーは、選択的に、上部と、該上部に従属するスカートとを備えることができる。本発明の前記装置は、無菌環境内の層流キャビネット内で使用され得るとともに、カバーが前記ビーズ受容手段の表面上にあるビーズの乱れを抑制する。
【００２３】
前記装置は、選択的に、キャリア流体中に分散されたビーズが通る通路入口を備えることができる。前記装置がカバーを備えている場合、該カバーは、選択的に、前記入口として機能する孔を備えることができる。前記孔は、選択的に、ビーズ生成装置からの導管を受け入れ、該ビーズ生成装置は、キャリア流体中に分散するビーズを生成するように作動する。前記カバーが上部及び該上部に依拠するスカートを備えている場合、前記孔は、一般には、前記カバーの上部に設けられる。
【００２４】
前記装置は、選択的に、ビーズを排出するための出口を備えることができる。前記装置がサイクロン抑制器を備えていれば、該サイクロン抑制器は、選択的に、該装置の出口を備え得る。
【００２５】
前記装置は、選択的に、前記ビーズ受容手段の下方に床部を備え得る。該床部は、前記ビーズ受容手段の下方から該ビーズ受容手段への気流の通路を妨げる。そのような気流は、一般には、層流キャビネット内で発生し得る。
【００２６】
本発明の前記装置は、典型的には、ビーズをキャリア流体から分離するために使用され得る。該キャリア流体は、典型的には不揮発性液体のような液体、一般には水である。該ビーズは、典型的には、固体ビーズであり、中性に帯電されるか、負に帯電されるか、或いは、正に帯電され得る。該ビーズは、いかなる形状もとり得るが、典型的には実質的に球状である。該ビーズは、典型的には、１マイクロメートル（micron）〜２０００マイクロメートル（microns）の平均最大寸法を有しているが、多くは、典型的には、５マイクロメートル〜５００マイクロメートルの最大寸法であり、選択的に、２０マイクロメートル〜３００マイクロメートルの最大寸法を有する。
【００２７】
本発明の第２の側面によれば、ビーズをキャリア流体から分離するための装置が提供され、該装置は、
キャリア流体中に分散されたビーズを受け入れるための、実質的に平坦なビーズ受容手段と、
第１の流体除去ゾーン内で前記ビーズ受容手段から流体を除去するように作動可能な流体除去手段と、
ビーズ収集ゾーン内で前記ビーズ受容手段からビーズを除去するように作動可能なビーズ収集手段と、を備え、
前記ビーズ受容手段は、前記第１の流体除去ゾーンから前記ビーズ収集ゾーンにビーズが移動可能であるように回転可能である。
【００２８】
前記第１の流体除去ゾーンから前記ビーズ収集ゾーンへの移動時、ビーズは、典型的には、弧状に移動する。このため、例えば当該ビーズ受容手段を支持し、移動するターンテーブルを使用することで、コンパクトな装置を提供できる可能性がある。
【００２９】
前記第１の流体除去手段は、選択的に、減圧の適用によって流体を除去するように作動し得る。
【００３０】
前記ビーズ収集手段は、選択的に、減圧の適用によってビーズを除去するように作動し得る。
【００３１】
本発明の前記第２の側面の装置は、本発明の第１の側面の装置に関連して上で説明した特徴を備え得る。たとえば、前記ビーズ収集手段は、選択的に、サイクロンジェネレーターを備えることができる。
【００３２】
本発明の前記第１及び第２の側面の装置は、典型的には、無菌状態での使用に適している。本発明の前記第１及び第２の側面の装置は、従って、典型的には、製薬グレードのステンレス鋼のような、無菌環境での使用に適した材料で形成される。従って、本発明の前記第１及び第２の側面の装置は、典型的には、層流条件、典型的には、垂直層流条件での使用に適している。本発明の前記第１及び第２の側面の装置は、典型的には、高圧蒸気殺菌（autoclaving）に適している。即ち、本装置は、高圧蒸気殺菌に耐えることができる。高圧蒸気殺菌は、殺菌器具に使用され、一般には、約１２１℃で、一般には１５〜２０分、飽和蒸気にさらされる。
【００３３】
本発明の第３の側面によれば、ビーズの生成及び収集のための機器が提供され、該機器は、
(a) キャリア流体中に分散されるビーズを生成するためのビーズ生成装置と、
(b) 前記ビーズ生成装置からキャリア流体中に分散されたビーズを受け入れるように構成された、本発明の上記第１又は第２の側面による分離装置と、を備える。
【００３４】
前記ビーズ生成装置は、選択的に、ＷＯ２００４／０４３５９８又はＷＯ２０１０／００４２５３に記載されているようなマイクロ流体装置を包含することができる。前記ビーズ生成装置は、選択的に、圧電式小滴発生器を備えることができる。圧電式小滴発生器は、選択的に、液滴の蒸気を生成するために使用され、該液滴は固体ビーズを形成するために硬化させられ得る。
【００３５】
本発明の第４の側面によれば、キャリア流体からビーズを分離するための方法が提供され、該方法は、
(i) キャリア流体中に分散されたビーズをビーズ受容手段上に供給すること、
(ii) 減圧を用いて前記キャリア流体の少なくとも一部を除去すること、
(iii) 前記ビーズ受容手段を作動させること、及び、
(iv) 減圧を用いて前記ビーズ受容手段から前記ビーズを収集すること、を含む。
【００３６】
前記方法は、典型的には、選択的に減圧を利用して、前記キャリア流体の一部を除去する第２のステップを含み得る。前記キャリア流体の一部を除去する第２のステップは、好ましくは前記ビーズ受容手段から前記ビーズを収集する前に行われる。
【００３７】
当業者は、本発明の前記第４の側面の方法が、本発明の前記第１の側面の装置に関連して上述された装置の１つ以上の特徴を利用することができることに気付くであろう。例えば、前記ビーズ受容手段は液透過性を有することができるし、前記ビーズ受容手段は、選択的に０．１〜１０ｒｐｍ、選択的に０．２〜５ｒｐｍ、選択的に０．２〜１ｒｐｍの速度で、回転可能とすることができる。
【００３８】
従って、前記方法は、選択的に、流体透過性であるビーズ受容手段を備えることができ、ステップ(ii)は、前記流体透過性のビーズ受容手段を通してのキャリア流体の除去を含むことができる。
【００３９】
本発明の前記第４の側面の方法は、本発明の前記第１の側面の装置又は本発明の前記第３の側面の機器を用いて行われ得る。
【００４０】
本発明の第５の側面によれば、キャリア流体からビーズを分離する方法が提供され、該方法は、
(i) キャリア流体中に分散されたビーズを、実質的に平坦なビーズ受容手段上に供給すること、
(ii) 前記キャリア流体の少なくとも一部を除去すること、
(iii) 前記ビーズ受容手段を回転させること、及び、
(iv) 前記ビーズ受容手段から前記ビーズを収集すること、を含む。
【００４１】
この方法は、典型的には、選択的に減圧を用いて、前記キャリア流体の一部を除去する第２のステップを含み得る。前記キャリア流体の一部を除去する前記第２のステップは、好ましくは前記ビーズ受容手段から前記ビーズを収集する前に行われる。
【００４２】
ステップ(ii)は、選択的に、減圧の使用に影響され得る。同様に、ステップ(iv)は、選択的に、減圧を用いて達成される。
【００４３】
当業者は、本発明の前記第５の側面の方法が、本発明の前記第１及び／又は第２の側面の装置に関連して上述した装置の１つ以上の特徴を利用し得ることに気付くであろう。例えば、ビーズ受容手段は、液透過性とすることができる。
【００４４】
従って、前記方法は、選択的に、流体透過性であるビーズ受容手段を備えることを含むことができ、ステップ(ii)は、選択的に、前記流体透過性のビーズ受容手段を通してキャリア流体を除去することを含むことができる。
【００４５】
本発明の前記第５の側面の方法は、本発明の前記第２の側面の装置又は本発明の前記第３の側面の機器を用いて行われ得る。
【００４６】
本発明の前記第５の側面の方法は、本発明の前記第４の側面の方法に関連して上述された特徴を包含することができる。
【００４７】
本発明の前記第４及び第５の側面の方法は、無菌環境内で行われ得る。
【００４８】
当業者は、本発明の装置及び方法が流体流からビーズ以外の固体を分離するために用いられ得ることに気付くであろう。
【００４９】
次に本発明について、以下の図面を参照して、ほんの一部の例によって説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による装置の一実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の装置の斜視図であるが、該装置のある部分を更に明確に示すためにカバーを除去した状態を示している。
【図３】図１及び図２の装置に用いられるサイクロンジェネレーターの側面図である。
【図４】ビーズサンプリング装置を備える、サイクロンジェネレーター及びサイクロン抑制器の代替例の様式化された斜視図である。
【図５】図４のサイクロン抑制器の様式化された切り欠き斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明の第一態様に係る装置の一例が図１に示されており、参照番号１によって全体的に示されている。装置１は、ビーズ生成装置（図示せず）からビーズと液体を受容するための入口２を備える。該入口は、ビーズ生成装置の出口に接続可能なビーズ供給ノズル３に設けられている。ノズル３は、回転可能な篩４の上面にキャリア流体中のビーズを堆積させるために配置されている。（図２に最も良く示される）第一の液体除去用ノズル５は、ビーズ供給ノズル３に対向して配置されている。液体除去ノズル３は、液体が篩４を通して第１の液体除去ノズル５に引き込まれるように、真空ポンプ（図示せず）に取り付けられている。装置１は、前記篩を通して液体を除去するための第２の液体除去ノズル６を備えている。第２の液体除去ノズル６は、第１の液体除去ノズル５が取り付けられた真空ポンプと同じ真空ポンプに取り付けられている。装置１は、篩４の上面からビーズを収集するためのサイクロンジェネレーター７を備えている。サイクロンジェネレーター７は、サイクロンジェネレーター７にサイクロンを発生させるために真空ポンプ（図示せず）に取り付けられている。サイクロンジェネレーター７は、サイクロンジェネレーター５によって生成される空気のサイクロン運動を抑制するのに役立つサイクロン抑制器２８に取り付けられている。下記に装置１およびその動作をより詳細に説明する。
【００５２】
キャリア流体（典型的にはキャリア液）中のビーズは、ビーズ生成装置（図示せず）から入口２に供給される。ビーズは、典型的には固体であり、約１マイクロメートル（micron）から約５００マイクロメートル、より典型的には約１０マイクロメートルから約２００マイクロメートルの平均最大寸法を有し得る。導管（図示せず）は、ビーズ生成装置をビーズ供給ノズル３に接続する。図２に見られるように、ビーズ供給ノズル３は、一般的に円錐台形（frusto-conical shape）であり；ビーズ供給ノズル３はＳＬＡ（ステレオリソグラフィー）樹脂から作られる。ビーズ供給ノズル３の先端は篩４の上面の数ｍｍ上方に配置されている。篩４は、ステンレス鋼試験篩（ＶＷＲインターナショナルリミテッド）であり、直径２００ｍｍで３２マイクロメートルの孔径を有するステンレス鋼メッシュ８を備える。メッシュ８は、実質的に円筒形の支持体９に支持されている。
【００５３】
第１の液体除去ノズル５は、（図２に最もよく示されているように）ビーズ供給ノズル３に対向して篩４の反対側に配設され、第１の液体除去ゾーンＡを形成する。第１の液体除去ノズル５は、ＳＬＡ樹脂から作られ、篩４に近い方の端部で最小の直径を持つ略トランペット状を有している。篩４に近い方の端部の第１の液体除去ノズル５の内径は約１０ｍｍであるが、篩から離れた端部での第１の液体除去ノズルの内径は約３２ｍｍである。第１の液体除去ノズル５は、ベース１１上に載る環状フランジ１０を備えている。ベース１１は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で形成され、第１の液体除去ノズル５を受け入れるための孔（図示せず）を備えている。ベース１１は、第１の液体除去ノズル５を篩４と離れた状態に保つのを補助する。ベース１１はまた、篩４の表面上にあるビーズを乱す上向きの気流に対するバリアを提供する。第１の液体除去ノズル５の端部とメッシュ８との間隙は約２〜４ｍｍである。第１の液体除去ノズル５は、低圧を発生させるために用いられる１７５０ワットのサイドチャネルブロワー（図示せず。エアーテック  エアーシステム  リミテッド、イギリス国、ランクス、モスリー）に取り付けられる。或いは、１５００ワットのドメスティック真空クリーナーポンプがサイドチャネルブロワーの代わりに用いられる。前記サイドチャネルブロワーは、第１の液体除去ノズル５の端部近くに減圧領域を生成する。ビーズを伴う液体は篩４を介して第１の液体除去ノズル５内に引かれ、ビーズは篩４の上面に残される。
【００５４】
示されているように、篩４は回転可能であり、篩４の回転と関係するこれらの特徴が次に記述される。溝１２が支持体９に設けられ、そこに駆動ベルト１３が配置されている。駆動ベルト１３は、モータ（図示せず）によって駆動されるプーリー１４と係合されている。該モータは、ＤＣ１２Ｖのブラシレスモータ（クレイマー株式会社製Ｄｉｇｉ−ｋｅｙモータ）であり、３０ｒｐｍで回転する。このモータは３０ｒｐｍで作動し、約５ｒｐｍで前記篩を回転させるように構成されている。このモータは、篩を０．５ｒｐｍのような更に遅い速度で回転させられるように、別の歯車装置を備えることもできる。次に篩４の回転と、篩４と篩４からのビーズの除去との間の関係と、を記述する。
【００５５】
前記第１の液体除去ゾーンにあった篩４の部分は、篩４の回転によって、第２の液体除去ノズル６によって提供される第２の液体除去ゾーンＢに移動させられる。第２の液体除去ノズル６は、本質的に第１の液体除去ノズル５と同じ形状及び寸法であり、第１の液体除去ノズル５のように、第２の液体除去ノズル６のより小さい端部はメッシュ８の下面から、およそ２〜４ｍｍ離れている。第２の液体除去ノズル６は、第２の１７５０ワットのサイドチャネルブロワーに取り付けられ、本質的に第１の液体除去ノズル５と同様に作動する。第１の液体除去ノズル５及び第２の液体除去ノズル６に入る液体は、後に再使用及び廃棄するために容器（図示せず）内に集められる。
【００５６】
第２の液体除去ゾーンにあった篩４の部分は、前記篩の回転によって、ビーズ収集ゾーンＣに移動させられる。ビーズ収集ゾーンＣは、ビーズ収集ノズル１５によって提供され、その端部は、メッシュ８の上面からおよそ０．５〜１ｍｍ離されている。ノズル１５は、より狭い断面がメッシュ８に近いテーパー形状を有している。ビーズ収集ノズル１５に設けられた孔（図示せず）は実質的に矩形状であり、約２６ｍｍの長さと約１０ｍｍの幅を有している。ビーズ収集ノズル１５は、ＳＬＡ樹脂で形成されている。ビーズ収集ノズル１５は、導管１７を介してサイクロンジェネレーター７に取り付けられている。サイクロンジェネレーター７は、ＳＬＡ樹脂から作られ、１７５０ワットのサイドチャネルブロワー（図示せず）に取り付けられる。或いは、１５００ワットのドメスティックバキュームクリーナーポンプが、サイドチャネルブロワーの代わりに用いられる。篩４の表面上にあるビーズは、サイクロンジェネレーター７によりもたらされる低圧によって除去され、サイクロンジェネレーター７内でサイクロン運動を受ける。サイクロンジェネレーター７は、導管１７への取付けのためのサイクロンジェネレーター入口１８を備え、サイクロンジェネレーター入口１８は、円筒状部１９の上端部に向けて配設されている。サイクロンジェネレーター入口１８は、およそ３．７５ｃｍの高さである。円筒状部１９は、直径７．５ｃｍ、及び、１１．２５ｃｍの長さ／高さを有する。真空ポンプ（図示せず）をサイクロンジェネレーター７に接続するためのコネクタ２０は、円筒状部１９の上部に設けられている。コネクタ２０は、実質的に円筒状で、３．７５ｃｍの内径を有している。コネクタ２０はまた、図３に破線で示されているように、円筒状部１９によって画成される空間内におよそ３．７５ｃｍ延びている。円錐台形のテーパー状部２１は円筒状部１９の下方に設けられている。円錐台形のテーパー状部２１は、１８．７５ｃｍの高さ／長さを有し、底では２．８ｃｍの径を有している。サイクロン抑制器２８は、テーパー状部２１の下部に設けられている。サイクロン抑制器２８は、上部円筒状部２８ａと、ビーズを収集するための容器（図示せず）にビーズを供給するための出口（図示せず）を備える下部２８ｂと、を有している。上部円筒状部２８ａは、サイクロンジェネレーター７の円錐台形のテーパー状部２１の底より大きい断面積を有している。理論によって縛られることを望まないが、非常に小さいビーズはコネクタ２０を介して除去され、残液は蒸発するか揮発されると考えられる。
【００５７】
体積充填ブロック（図示せず）がノズル１５に対向してメッシュ８の下方に設けられ得る。これは、前記ノズルに対向する前記メッシュの下方の自由空間の体積を減少させることによってビーズの除去効率を改善する。装置１は、篩４の表面のコンタミネーションを防ぐカバー２３を備えている。カバー２３は、２つの窓２４，２５を備え、該窓を介して篩４が観察され得る。カバー２３は、方形の上部３０と下方に突き出したスカート部３１とを有する。カバー２３は、（垂直方向の気流層流キャビネット中に存在し得る）下向きの気流が、篩４の表面上にある何れかのビーズをかき乱すのを防ぐ。下方に突き出したスカート部３１は、上方へ突き出す壁３２と重なり、該壁は、篩４のための支持体９の部分を形成する。壁３２及びスカート部３１は、横向きの気流が篩４の表面上にある何れかのビーズをかき乱すのを防止する。
【００５８】
アタッチメント手段２６は、導管１７及びビーズ接続ノズル１５を取り付けるためにカバー２３内に設けられている。同様に、アタッチメント手段２７が、ビーズ供給ノズル３及びビーズ生成装置（図示せず）の導管（図示せず）を取り付けるために、カバー２３内に設けられている。
【００５９】
本発明の装置は、目に見える凝固の兆候無しで流れるビーズを作り出す。ビーズの凝固は、許容できない水分量の存在の指標となり得る。
【００６０】
ＰＬＧＡ（ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸））のビーズは以下に記述の通り製造された。ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中のＰＬＧＡポリマーの液滴が、圧電ヘッドを用いて、水８５重量％と第３級ブタノール１５重量％を含むキャリア流体中に排出された。キャリア流体は、非溶媒として作用し、ＤＭＳＯは、固形ビーズを形成するように、液滴から引き出される。固形ビーズを運ぶキャリア流体は、ビーズ供給ノズル３を介して篩４上に、ビーズ製造装置（図示せず）から導入された。篩４の表面上へのキャリア流体の流速は、約７０リットル／hourであった。キャリア流体中のビーズの濃度は、２０リットルのキャリア流体中に約１グラムのビーズであった。篩４は、毎分約５回転で回転していた。キャリア流体は、第１の液体除去ノズル５を介して除去され、再利用のために容器（図示せず）内に集められた。ビーズは、ビーズ収集ノズル１５を介して、篩４の表面からサイクロンジェネレーター７内に除去された。ビーズはサイクロン抑制器２８の直ぐ下に集められた。
【００６１】
図１〜３の装置の１つ又はそれ以上の部品は、殺菌、無菌環境下の使用のために接続され得る。例えば、サイクロンジェネレーター７及びサイクロン抑制器２８は、無菌のジョイントや接続具の分野において当業者に周知であるような、フェルールタイプの接続具を用いて接続され得るし、クランプを用いて一緒に把持され得る。
【００６２】
本発明による装置及び機器に用いられるサイクロンジェネレーター及びサイクロン抑制器の別の例が図４及び５に示されている。サイクロン抑制器１２８は、図１〜３に関連して上記したサイクロン抑制器２８と同様である。しかしながら、サイクロン抑制器１２８は、ビーズサンプリング装置１３０を備え、該ビーズサンプリング装置は、ビーズサンプリング孔１３２を通じて延びるビーズサンプリング導管１３１を備えている。図５を参照すれば、ビーズサンプリング導管１３１の端部は、ビーズサンプリング導管１３１の下方にビーズを向けるためのサンプリングガイド１３３を形成する形状とされている。作動時、渦／サイクロン内に捕捉されたビーズの一部は、サンプリングガイド１３３の開口面上に衝突し、サンプリング導管１３１をサンプリング容器１３４へ落下する。サンプリング装置１３０は、前記ビーズ製造装置を停止させることなく分析のためにビーズを収集可能にする。ビーズサンプリング装置１３０によって集められるビーズの割合は、ビーズサンプリング導管１３１の断面寸法、及び、ビーズサンプリングガイド１３３の形状及び寸法に依存する。
【００６３】
こうして製造されたビーズは、実質的に球状で、自由流動性であり、凝固を示さない（ビーズが十分に乾燥していることを示している）。ビーズ寸法は、低い標準偏差を有する。
【００６４】
上記方法は、２５〜６０マイクロメートルの平均粒径を有するビーズを集めるために用いられた。
【００６５】
当業者は、多くの他の方法がビーズを作るために用いられ得ることに気付くであろう。例えば、ＷＯ２０１０／００４２５３に記載されたビーズ生成方法及び装置が、本発明の分離装置との使用に適している。
【００６６】
当業者はまた、本発明の装置が、上述したビーズ及びＷＯ２０１０／００４２５３において製造されたビーズとは異なるビーズを分離するために使用できることに気づくだろう。例えば、本発明の装置は、当業者に知られている多くのビーズ生成装置及び方法のうちの１つを用いて作られたビーズを分離するために用いられ得る。そのようなビーズ生成装置及び方法の例は、ＷＯ２００８／０４０９５９、ＷＯ２００７／０７２００２、ＷＯ２００６／０８２３５１及びＷＯ２００５／１２３２４１に開示されている。
【００６７】
上記サイクロンジェネレーターは、約２０〜１００マイクロメートルの直径を有するビーズを集めるために設計されている。当業者は、当該サイクロンコレクターの特性が異なる径を有するビーズの収集を最適化するために選択できることに気付くであろう。
【００６８】
上記の例は、回転可能なビーズ受容手段の使用を開示している。当業者は、ビーズ受容手段が使用され得る他の装置に気づくであろう。例えば、前記ビーズ受容手段は、例えばローラによって移動可能なベルトとして構成され得る。そのような構成では、前記第１及び第２の流体除去手段及び前記ビーズ収集手段は、環状経路上に配設されているのではなく、図１及び図２にある様に直線状に配列され得る。
【００６９】
上記の双方の例は、前記ビーズ受容手段からビーズを除去するためのサイクロンの使用を開示している。当業者は、例えば、ガス透過性バッグ内でのビーズの収集による他の減圧装置が可能であることに気付くであろう。
【００７０】
上記の双方の例は、一方向にのみ移動するビーズ受容手段を開示する。当業者は、ビーズ受容手段が２方向に移動するように構成され得ることに気付くであろう。この場合、キャリア流体中に分散されたビーズが前記流体除去ゾーンを通じて前記ビーズ収集ゾーンへ向けて第１の方向に動き、次いで、前記ビーズ受容手段のビーズを除去された部分がキャリア流体中に分散されたビーズを更に受け入れる準備が整う様に前記第１の方向と反対の第２の方向に動くように、前記ビーズ除去手段が往復運動するように構成される。
【００７１】
上記の双方の例は、第２の流体除去手段の存在を示す。これは、本発明装置の作動にとって必須ではなく、単に好ましい実施例である。
【００７２】
上記の双方の例は、前記ビーズ受容手段を通じて流体を除去するように構成された第１の流体除去手段を記述している。当業者は、これが本発明装置の作動に必須ではなく、単に１つの可能な装置であることに気付くであろう。
【００７３】
上記した多くの部品がＳＬＡ樹脂から作られるように記述されている。ＳＬＡ樹脂は、ステレオリソグラフィーを用いた製造品目に用いられており、機能部品をＳＬＡ樹脂から素早くしかも安く作ることができるため、一般的に用いられる。ＳＬＡ樹脂に代えて、製薬グレードのステンレス鋼のような代替材料も使用され得る。
【００７４】
本発明装置は、一般に、無菌環境内で用いられ得る。
【００７５】
前述の記載において、公知の、自明な、或いは予見可能な均等物を有する完全体又は要素が言及されているところでは、そのような均等物は、あたかも個別に記述するようにここに組み込まれる。本発明の真の範囲を決定するために請求の範囲に参照がなされるべきであり、いかなるそのような均等物も包含するように解釈されるべきである。また、好ましい、有利な、便利な等と記述されている発明の全体または特徴は、任意的であり、独立請求項の範囲を限定するものではないということが、読み手に理解されるであろう。
【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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【国際調査報告】
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