(57)【要約】【課題】原液を濾材で濾過することによって、濾滓および濾液の少なくとも一方を試料として濾別する試料濾別装置において、濾材を自動的に交換できると共に、濾過完了後に濾滓を自動的かつ迅速に低温条件下で保存することができる試料濾別装置を提供する。【解決手段】原液が投入される原液投入口および濾液を放出する濾液放出口を備え、原液投入口から投入された原液が濾材で濾過されるように、濾材を装着するための濾材容器３と、濾材容器３を保持している濾材容器保持位置から、原液の投入が可能な位置である原液投入可能位置に、濾材容器３を配置する濾材容器配置手段４と、原液投入可能位置にある濾材容器３を、濾材容器３の保存のために取り外す濾材容器取り外し手段６と、設定した低温条件下で濾材容器３を保存する濾材容器保存手段７と、原液投入可能位置から取り外された濾材容器３を、濾材容器保存手段７に運搬する濾材容器運搬手段８とを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原液を濾材で濾過することによって、濾滓および濾液の少なくとも一方を試料として濾別する試料濾別装置であって、
原液が投入される原液投入口および濾液を放出する濾液放出口を備え、原液投入口から投入された原液が濾材で濾過されるように、濾材を装着するための濾材容器と、
濾材容器を保持している濾材容器保持位置から、原液の投入が可能な位置である原液投入可能位置に、濾材容器を配置する濾材容器配置手段と、
原液投入可能位置にある濾材容器を、濾材容器の保存のために取り外す濾材容器取り外し手段と、
濾材容器を保存する濾材容器保存手段と、
原液投入可能位置から取り外された濾材容器を、濾材容器保存手段に運搬する濾材容器運搬手段とを有しており、
上記濾材容器保存手段は、設定した低温条件下で濾材容器を保存することを特徴とする試料濾別装置。
【請求項２】
原液を濾材容器に送った後に、上記濾材における濾滓が残る側に圧力を加え、濾材を挟んだ２点間に圧力差を発生させる圧力差発生手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の試料濾別装置。
【請求項３】
一定量の原液を取得する原液取得手段と、
原液投入可能位置に配置されている濾材容器の原液投入口に、取得した原液を投入する原液投入手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の試料濾別装置。
【請求項４】
原液取得手段、濾材容器配置手段、原液投入手段、濾材容器取り外し手段、および濾材容器運搬手段を制御する制御手段を有しており、
上記制御手段は、下記（ａ）から（ｅ）の制御
（ａ）原液投入可能位置に濾材容器を配置するように、濾材容器配置手段を制御する
（ｂ）一定量の原液を取得するように、原液取得手段を制御する
（ｃ）原液投入可能位置に配置された濾材容器に、原液取得手段が取得した原液を投入するように、原液投入手段を制御する
（ｄ）原液投入手段による原液の投入が完了後、原液投入可能位置にある濾材容器を取り外すように、濾材容器取り外し手段を制御する
（ｅ）濾材容器取り外し手段により取り外された濾材容器を、濾材容器保存手段に運搬するように、濾材容器運搬手段を制御する
を行うことを特徴とする、請求項３に記載の試料濾別装置。
【請求項５】
上記濾材容器運搬手段は、
濾材容器をその上面で保持しうると共に、上面の角度を変えることによって上面から濾材容器を滑り落とすことが可能なスライダーと、
該スライダーから滑り落ちた濾材容器を濾材容器保存手段に誘導するための誘導管とを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の試料濾別装置。
【請求項６】
上記濾材容器保存手段は、冷凍庫であり、
上記冷凍庫には、濾材容器が置かれたときに開く開閉式の蓋が設けられていることを特徴とする請求項５記載の試料濾別装置。
【請求項７】
複数の濾材容器を保持する濾材容器保持手段をさらに備え、
上記濾材容器配置手段および濾材容器取り外し手段は、設定された時間間隔で繰り返し、濾材容器の配置および取外しを行うようになっており、
上記原液取得手段および原液投入手段は、設定された時間間隔で繰り返し、原液の取得および投入を行うようになっていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の試料濾別装置。
【請求項８】
上記濾材容器は、濾材の着脱が可能に構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の試料濾別装置。
【請求項９】
上記原液として、培養している生物を含んでいる液状物を濾過することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の試料濾別装置。
【請求項１０】
培養している生物を、濾滓として濾別することを特徴とする請求項９に記載の試料濾別装置。
【請求項１１】
上記濾材容器は、−１００℃において５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有する素材で構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の試料濾別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、懸濁液などの原液を濾過することによって、濾滓（ケーク）および濾液の少なくとも一方を試料として濾別する試料濾別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生物（例えば微生物）を培養して一定時間毎に採取するという作業は、バイオの研究者にとっては避けることができない作業の１つである。また、研究内容または研究対象によっては、採取した微生物が変化しないように、例えば−８０℃といった低温条件下で保存するという作業が必要となる。このような作業は、上記のように採取工程と保存工程とが必要であるため、研究者の手作業を強いる。
【０００３】
従来、上記のような微生物の採取および保存の方法としては、次のような方法が考えられる。まず、培養が行われている培養槽から、一定量の液体培地を取り出す。次に、取り出した液体培地を遠心分離機にかけて、微生物を沈殿させる。次に、上清を除去して、残った沈殿（微生物）を低温で保存するという方法である。
【０００４】
ところで、濾紙などの濾材を用いて、液中に懸濁する粒子を分離する操作として、濾過という操作が知られている。そして、サンプル液の濾過操作を自動で行う装置が、下記の特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１２３５０８号公報（公開日１９９３年５月２１日）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような採取および保存の作業が、１回〜２回で済むのであれば、研究者にとってそれほど大きな負担にはならないであろう。しかし、例えば１時間毎に１０回以上その採取および保存の作業をしなければならないとなれば、研究者は、その作業をするために培養槽から離れることができなくなる。よって、長時間にわたって研究者を拘束する結果となり、研究者にとって、上記作業の遂行は大きな負担となるという問題点がある。
【０００７】
また、上記採取および保存を行う場合において、例えば、従来のように、液体培地から遠心分離によって微生物を取り出す場合、その遠心分離に時間がかかってしまうという問題点がある。つまり、遠心分離をしている間に変化してしまうような微生物を扱う場合、バイオ分野の研究者は、この遠心分離による方法を採用することができないという問題点がある。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載の装置では、濾過完了後のフィルターユニットを、単に上方流路接続具から離脱して廃棄しているだけであるので、濾過完了後の濾滓を低温条件下で保存することができないという問題点がある。そのため、上記特許文献１に記載の装置では、例えば、濾滓を試料として採取したいときに、その濾滓が熱によって状態が変化する可能性がある。また、濾滓を廃棄する場合でも、廃棄前の濾滓が熱によって状態が変化することが問題となる可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、濾材を自動的に交換できると共に、濾過完了後に濾滓（ケーク）を自動的かつ迅速に低温条件下で保存することができる試料濾別装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の試料濾別装置は、原液を濾材で濾過することによって、濾滓および濾液の少なくとも一方を試料として濾別する試料濾別装置であって、原液が投入される原液投入口および濾液を放出する濾液放出口を備え、原液投入口から投入された原液が濾材で濾過されるように、濾材を装着するための濾材容器と、濾材容器を保持している濾材容器保持位置から、原液の投入が可能な位置である原液投入可能位置に、濾材容器を配置する濾材容器配置手段と、原液投入可能位置にある濾材容器を、濾材容器の保存のために取り外す濾材容器取り外し手段と、濾材容器を保存する濾材容器保存手段と、原液投入可能位置から取り外された濾材容器を、濾材容器保存手段に運搬する濾材容器運搬手段とを有しており、上記濾材容器保存手段は、設定した低温条件下で濾材容器を保存することを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、濾材容器配置手段によって、濾材を装着する濾材容器が、濾材容器を保持している濾材容器保持位置から、原液の投入が可能な位置である原液投入可能位置に、自動的に配置される。また、濾材容器取り外し手段によって、濾材容器が自動的に取り外される。これらにより、濾材を自動的に交換することが可能となる。
【００１２】
さらに、上記構成によれば、濾材容器運搬手段によって、濾材を装着する濾材容器が、設定した低温条件下にある濾材容器保存手段に自動的に運搬される。よって、濾材が装着された、濾過完了後の濾材容器を、自動的に、濾滓とともに濾材容器保存手段に運搬し、低温条件下で保存することが可能となる。また、濾過完了後の濾材容器が自動的に取り外されて低温条件下で保存されることで、濾過完了後の濾材容器を人手で冷凍庫に移す場合等と比較して、濾過完了後、迅速に低温条件下で保存できる。よって、熱によって状態が変化する濾滓の濾別をした後、その濾滓を迅速に低温条件下で保存することができる。例えば、濾滓を濾材容器ごと−８０℃で直ちに凍結保存でき、原液取得後３分以内に濾滓を凍結保存できる。
【００１３】
したがって、濾材を自動的に交換できると共に、濾過完了後に濾滓（ケーク）を自動的かつ迅速に低温条件下で保存することができる試料濾別装置を提供することができる。
【００１４】
これにより、人手による濾材の交換作業や濾滓の保存作業を行うことなく、熱による濾滓の変質（例えば、濾滓が生物である場合における細胞内の生体物質の分解や変性）を回避することが可能となる。したがって、濾滓を試料として取得する場合、良い状態の試料を取得できる。また、濾液のみを試料として取得し、濾滓を廃棄する場合、濾滓を変質させることなく廃棄でき、濾滓の変質による弊害を避けることができる。
【００１５】
なお、ここで言う「原液」とは、濾過される前の液状物のことである。また、上記「低温条件」とは、室温よりも低い温度条件を指す。もちろん、「低温条件」は、−８０℃といった極低温の条件も含んでいる。
【００１６】
本発明の試料濾別装置は、原液を濾材容器に送った後に、上記濾材における濾滓が残る側に圧力を加え、濾材を挟んだ２点間に圧力差を発生させる圧力差発生手段をさらに備えていることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、濾材を挟んだ２点間に圧力差がない状態で濾過を行う構成と比べて、濾液および濾滓を迅速に取得することができる。また、濾材における濾滓が残らない側の圧力の減圧のみを行って濾材を挟んだ２点間に圧力差を発生させる構成と比べて、濾材を挟んだ２点間に大きな圧力差を設けることができる。その結果、原液を濾過することにより、濾滓および濾液の少なくとも一方を試料として迅速に濾別することができる試料濾別装置を提供することができる。また、原液を濾過した際、濾材上の余分な液体を除くことができるので、より純度の高い濾滓や濾液を取得することができる。
【００１８】
なお、上記「濾材を挟んだ２点間に圧力差を設ける」濾過を行う具体例としては、原液取得手段または原液投入手段に設けられている流体輸送手段（例えばポンプ）を用いて、原液に圧力を加える方法が挙げられる。
【００１９】
このように原液に圧力を加える方法では、例えば、原液を濾材容器に送った後に、さらに加圧された気体（例えば空気）を濾材容器に送ることによって、濾過を完了することも可能となる。このように気体を濾材容器に送れば、濾滓から液体を除去できるとともに、濾滓が濾材にしっかりと付着するという効果がある。濾滓が濾材にしっかりと付着すれば、濾材容器の運搬とともに行われる濾滓の運搬が容易となる。
【００２０】
また、加圧された気体を濾材容器に送る場合、気体として、無菌化（滅菌）された気体（例えば空気）を用いることが好ましい。
【００２１】
本発明の試料濾別装置は、（原液を収容した容器、例えば、培養液を収容した培養槽等から）一定量の原液を取得する原液取得手段と、原液投入可能位置に配置されている濾材容器の原液投入口に、取得した原液を投入する原液投入手段とをさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、自動的に、一定量の原液を取得し、原液投入可能位置に配置されている濾材容器の原液投入口に投入し、濾材で原液を濾過することができる。したがって、原液の供給に関わる操作を自動化できる。また、原液取得手段が一定量の原液を取得できるようになっていることで、試料の正確な分析が可能となる。例えば、原液が、培養液等のような経時的に変化するものである場合、原液の取得および投入を繰り返し行えば、各原液取得時点での一定量の原液に対応する複数の試料を得ることができる。したがって、これらの試料の比較を定量的な分析手法により行うことで、原液の経時的な変化を正確に分析できる。
【００２３】
なお、本発明に係る試料濾別装置において、原液投入可能位置に配置されている濾材容器の原液投入口に原液を投入する方法は、上記原液取得手段および原液投入手段を用いた方法に限定されるものではない。例えば、試料濾別装置とは別に原液を送出する装置を設け、この装置と濾材容器の原液投入口とをチューブで接続してもよい。上記の原液を送出する装置は、一定量の原液を取得するようになっていることが好ましい。また、場合によっては、シリンジ等を用いて手動で原液を濾材容器の原液投入口に投入してもよい。
【００２４】
また、本発明の試料濾別装置においては、原液取得手段および原液投入手段に、それぞれ流体輸送手段を備えるという構成としてもよい。しかし、１つの試料濾別装置に１つの流体輸送手段を備えるという構成としてもよい。つまり、１つの流体輸送手段を、原液取得手段と原液投入手段との両方に用いる構成としてもよい。
【００２５】
また、本発明の試料濾別装置は、上記構成に加えて、原液取得手段、濾材容器配置手段、原液投入手段、濾材容器取り外し手段、および濾材容器運搬手段を制御する制御手段を有しており、上記制御手段は、下記（ａ）から（ｅ）の制御
（ａ）原液投入可能位置に濾材容器を配置するように、濾材容器配置手段を制御する
（ｂ）一定量の原液を取得するように、原液取得手段を制御する
（ｃ）原液投入可能位置に配置された濾材容器に、原液取得手段が取得した原液を投入するように、原液投入手段を制御する
（ｄ）原液投入手段による原液の投入が完了後、原液投入可能位置にある濾材容器を取り外すように、濾材容器取り外し手段を制御する
（ｅ）濾材容器取り外し手段により取り外された濾材容器を、濾材容器保存手段に運搬するように、濾材容器運搬手段を制御する
を行うことを特徴としている。
【００２６】
上記構成によれば、制御手段は、原液取得手段、濾材容器配置手段、原液投入手段、濾材容器取り外し手段、および濾材容器運搬手段を制御する。
【００２７】
その結果、上記効果に加えて、濾材容器の保存とともに行う濾滓の取得を、きわめて容易に行うことができる。
【００２８】
なお、例えば、上記濾滓として、微生物などの生物を取得する場合には、原液取得手段および原液投入手段に設けられている配管・流体輸送手段等を洗浄する洗浄手段を、さらに試料濾別装置に備えてもよい。そして、その洗浄手段を、上記制御手段が制御するという構成としてもよい。さらに、原液取得手段、原液投入手段および洗浄手段の流体輸送手段を、１つの流体輸送手段とする構成としてもよい。
【００２９】
また、本発明の試料濾別装置は、上記構成に加えて、上記濾材容器運搬手段が、濾材容器をその上面で保持しうると共に、上面の角度を変えることによって上面から濾材容器を滑り落とすことが可能なスライダーと、該スライダーから滑り落ちた濾材容器を濾材容器保存手段に誘導するための誘導管とを含むことを特徴としている。
【００３０】
上記構成によれば、スライダーの上面で保持された濾材容器は、スライダーの上面の角度が変えられることによって、転倒することなく上面から滑り落ちる。そして、スライダーから滑り落ちた濾材容器は、誘導管によって誘導されることで、濾材容器は、回転や転倒等することなく濾材容器保存手段に搬送される。
【００３１】
その結果、濾材容器の原液投入口から濾材容器外に濾滓が飛び出すことが大幅に減少するため、正確な量の濾滓の取得が可能となると共に、濾滓による装置や周囲環境の汚染が防止される。
【００３２】
なお、上記濾材容器保存手段が、冷凍庫である場合、特に−８０℃といった極低温の条件での保存を行う冷凍庫である場合、上記冷凍庫には、濾材容器が置かれたときに開く開閉式の蓋が設けられていることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、蓋は、濾材容器が置かれたときに開き、他の時には閉じるので、蓋が開いている時間を短く抑えることができる。その結果、蓋の開閉による低温冷凍庫内の温度上昇を抑え、温度上昇による濾滓の変質等の弊害を防止できる。
【００３４】
また、本発明の試料濾別装置は、複数の濾材容器を保持する濾材容器保持手段をさらに備え、上記濾材容器配置手段および濾材容器取り外し手段は、設定された時間間隔で繰り返し、濾材容器の配置および取外しを行うようになっており、上記原液取得手段および原液投入手段は、設定された時間間隔で繰り返し、原液の取得および投入を行うようになっていることが好ましい。
【００３５】
上記構成によれば、自動的に、設定された時間間隔で繰り返し、濾過を行い試料を濾別することができる。それゆえ、長時間（例えば２４時間や数日間）にわたって決まった時間間隔で（例えば２〜４時間ごとに）繰り返し試料を取得する操作が容易に行える。したがって、長時間（例えば２４時間や数日間）にわたって、培養液等の原液の経時的な変化を分析することが容易に行える。
【００３６】
また、本発明の試料濾別装置は、上記構成に加えて、上記濾材容器は、濾材の着脱が可能に構成されていることを特徴としている。
【００３７】
上記構成によれば、上記濾材容器は、濾材の着脱が可能に構成されている。
【００３８】
この構成としては、例えば、原液投入口および濾液放出口以外の部分は密閉されており、内部に濾紙、濾布といった濾材を備える部分を有するような濾材容器が挙げられる。また、その濾材容器から濾材を取り出すときは、濾材容器を２つに分解して、中の濾材を取り出すことができる容器などが、例として挙げられる。
【００３９】
その結果、上記効果に加えて、濾別した濾滓の取り扱いを容易にすることができる。
【００４０】
また、本発明の試料濾別装置は、上記構成に加えて、上記原液として、培養している生物を含んでいる液状物を濾過することを特徴としている。
【００４１】
上記構成によれば、原液は、培養している生物を含んでいる液状物、例えば液体培地などである。
【００４２】
その結果、濾材の選択により、試料（濾滓または濾液）として、上記液状物（原液）に含まれる生物、生物が生産する物などを濾別することができる。特に、液体培地で微生物を培養したときは、微生物の濾別と生物が生産する物の濾別とに、試料濾別装置を応用することができる。
【００４３】
なお、ここで言う「生物」とは、動物であっても、植物であってもよい。もちろん、ここで言う「生物」とは、原核生物であっても真核生物であってもよい。さらに、ここで言う「生物」とは、もちろん微生物であってもよい。さらに、ここで言う「生物」とは、培養細胞を含むものとする。ここで言う培養細胞とは、培養可能な細胞を広く指すものとする。そして、ここで言う培養可能な細胞は、原核細胞であっても、真核細胞であってもよい。もちろん、培養可能な細胞は、動物細胞であっても、植物細胞であってもよい。さらに、培養可能な細胞は、組織細胞であっても、遊離細胞（遊走子、配偶子（胞子・精子・卵子）、血球など）であってもよい。
【００４４】
また、本発明の試料濾別装置は、上記構成に加えて、培養している生物を、濾滓として濾別することを特徴としている。
【００４５】
上記構成によれば、例えば生物（微生物など）を液体培地中で培養して、その生物を濾滓として濾別する。
【００４６】
その結果、濾材の選択により、さまざまな大きさの生物を濾滓として濾別することができる。特に、メンブランフィルターなどの濾材は、さまざまな径の細孔を有するものがある。そのため、メンブランフィルターなどの濾材を用いれば、さまざまな大きさの生物（微生物など）を、濾滓として濾別することができる。
【００４７】
なお、ここで言う微生物とは、微小であって、肉眼では観察できないような生物を広く含むものとする。もちろん、上記生物に該当する微生物とは、単細胞生物であっても、多細胞性の生物であってもよい。具体的に言えば、上記生物に該当する微生物は、すべての原核生物（細菌、藍色細菌、古細菌など）と、真核生物（糸状菌、酵母、変形菌、担子菌、単細胞性の藻類および原生動物など）と、多細胞性の大形藻類と、ウイルスとを含んでいるものとする。
【００４８】
経時的に生物の概日リズムの振動発生機構を分子生化学的な解析手法（ＤＮＡ、ｍＲＮＡ、蛋白質を解析する手法）で解析するには、２〜４時間毎に、かつ数日間にわたる培養した生物の試料の正確な分取・解析が求められる。また、この解析では、最も解析の容易であることから生物としてシアノバクテリアを用いるのが好適である。濾材によるシアノバクテリア等の微生物の濾過回収を用いてシアノバクテリア等の微生物を自動的にサンプリング（集菌）できる本発明の試料濾別装置は、このような解析において培養しているシアノバクテリア等の微生物を、濾滓として濾別するのに特に有用である。
【００４９】
また、本発明の試料濾別装置は、上記構成に加えて、上記濾材容器は、−１００℃において５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有する素材で構成されていることを特徴としている。
【００５０】
上記構成によれば、上記濾材容器は、−１００℃において５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有する素材で構成されている。−１００℃において５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有する素材としては、例えば、ステンレス（通常、−１００℃での熱伝導率が約１２〜１３（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１））、アルミニウム（−１００℃での熱伝導率が２４１（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１））、銅（−１００℃での熱伝導率が４２０（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１））、チタン（−１００℃での熱伝導率が約１３（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１））などの金属が挙げられる。また、上記の濾材容器を構成する素材は、−１００℃において１０（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することがより好ましく、−１００℃において５０（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することがさらに好ましく、−１００℃において２００（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することが最も好ましい。
【００５１】
上記のような素材で濾材容器を構成すれば、濾材容器を濾材容器保存手段に保存したときに、濾材容器の温度と濾材容器内にある濾滓の温度とを、より一層迅速に濾材容器保存手段の低温条件に調整することができる。したがって、熱による濾滓の状態の変化をより確実に防止できる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００５３】
（試料濾別装置の構成）
まず、図１を用いて、本実施の形態の試料濾別装置について説明する。試料濾別装置１は、原液を濾材で濾過することによって、濾滓および濾液の少なくとも一方を試料として濾別する装置である。なお、本実施の形態の「原液」とは、本実施の形態における試料濾別装置１で濾過される前の液状物のことである。
【００５４】
試料濾別装置１は、図１に示すように、原液取得手段２と、濾材容器３と、濾材容器配置手段４と、原液投入手段５と、濾材容器取り外し手段６と、濾材容器保存手段７と、濾材容器運搬手段とを有している。また、原液取得手段２と濾材容器配置手段４と原液投入手段５と濾材容器取り外し手段６と濾材容器運搬手段８とを制御する制御手段９を、試料濾別装置１は有している。さらに、試料濾別装置１は、原液を貯蔵する原液槽１０と、濾過前の濾材容器を保持する濾材容器保持手段１１と、濾液を取得する濾液取得手段１２とを備えている。
【００５５】
次に、試料濾別装置１の各構成について説明する。
原液取得手段２は、原液槽１０から、一定量の原液を取得する。そして、本実施の形態の試料濾別装置１は、一定量の原液を取得するように、原液取得手段２を制御手段９が制御するように構成されている。
【００５６】
ところで、原液取得手段２が取得する原液の量は、濾別する試料または要求されている試料の量に合わせて、試料濾別装置１のユーザが決定できるようにすることが好ましい。例えば、ポンプといった流体輸送手段を原液取得手段２に備えれば、制御手段９による上記原液の量の制御も可能となる。さらに、シリンジポンプなどを原液取得手段２に備えれば、制御手段９による原液取得手段２の制御と、制御手段９による原液の量の正確な制御とが容易となる。もちろん、このような構成とすれば、試料濾別装置１のユーザは、原液取得手段２が取得する原液の量を制御手段９に入力して、制御手段９は、入力された原液の量を取得するように原液取得手段２を制御する、ということも容易となる。
【００５７】
次に、濾材容器３について説明する。濾材容器３は、原液が投入される原液投入口と、濾液を放出する濾液放出口とを備えている。そして、濾材容器３は、容器内に濾材を装着することができる。濾材を装着している濾材容器３の原液投入口に原液が投入されると、濾材容器３は、装着している濾材で原液を濾過する。濾過において生成する濾液は、濾液放出口から放出される。濾過において生成する濾滓は、濾材容器３内に残る。言い換えれば、濾滓は、濾材容器３内の濾材上に残る。
【００５８】
ところで、濾材容器３は、−１００℃において５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有する素材で構成されていることが好ましい。−１００℃において５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有する素材としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅、チタンなどの金属が挙げられる。また、上記の濾材容器を構成する素材は、−１００℃において１０（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することがより好ましく、−１００℃において５０（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することがさらに好ましく、−１００℃において２００（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することが最も好ましい。
【００５９】
上記のような素材で濾材容器３を構成すれば、濾材容器３を低温で保存するとともに、濾材容器３内にある濾滓もすばやく低温にすることができる。例えば、一定以上の温度では変化するような物を、試料濾別装置１で濾滓として濾別する場合、このような構成とすれば、濾滓をすばやく低温にすることによって、温度による変化を最小限にすることができる。
【００６０】
次に、濾材容器配置手段４について説明する。濾材容器配置手段４は、濾材容器３を保持している濾材容器保持位置から、原液の投入が可能な位置である原液投入可能位置に、濾材容器３を配置する。図１において、濾材容器３は、３−１から３−４に示している。濾材容器３−１は、濾材容器保持位置にある濾材容器を示している。濾材容器３−２は、原液投入可能位置にある濾材容器を示している。濾材容器３−３は、原液投入可能位置から取り外された濾材容器を示している。濾材容器３−４は、濾材容器保存手段７に運搬された濾材容器を示している。図１に示すように、濾材が装着されている濾材容器３を原液投入可能位置に濾材容器配置手段４が配置すると、原液投入手段５は、原液を濾材容器３に投入可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態の試料濾別装置１は、濾材容器配置手段４を制御手段９が制御するように構成されている。原液投入可能位置に濾材容器がなければ、原液の濾過ができない。そのため、制御手段９は、濾過前に、原液投入可能位置に濾材容器３を配置するよう、濾材容器配置手段４を制御する。
【００６２】
次に、原液投入手段５について説明する。原液投入手段５は、原液投入可能位置に配置されている濾材容器３−２の原液投入口に、原液取得手段２が取得した原液を投入する。このように、原液投入手段５が濾材容器３の原液投入口に原液を投入して、投入された原液は、濾液と濾滓とに濾別される。
【００６３】
なお、本実施の形態の試料濾別装置１は、制御手段９が原液投入手段５を制御するように構成されている。具体的に言えば、制御手段９は、原液投入可能位置に配置された濾材容器３−２に、原液取得手段が取得した原液を投入するように、原液投入手段を制御する。
【００６４】
次に、濾材容器取り外し手段６について説明する。濾材容器取り外し手段６は、原液投入可能位置にある濾材容器３−２を、濾材容器の保存のために取り外す。図１の濾材容器３−３は、濾材容器取り外し手段６によって、原液投入可能位置にある濾材容器３−２が取り外された濾材容器を示している。なお、図１に示すように、本実施の形態の試料濾別装置１は、濾材容器取り外し手段６を制御手段９が制御するように構成されている。具体的に言えば、制御手段９は、原液投入手段による原液の投入が完了した後、原液投入可能位置にある濾材容器３−２を取り外すように、濾材容器取り外し手段６を制御する。
【００６５】
次に、濾材容器保存手段７について説明する。濾材容器保存手段７は、設定した低温条件下で濾材容器を保存する。なお、ここで言う低温条件下としては、例えば、−８０℃といった極めて低い温度条件が挙げられる。このような極めて低い温度条件で濾材容器を保存するための構造（例えば濾材容器運搬手段８および濾材容器保存手段７の構造）については、下記の実施例で詳しく説明する。なお、図１には示していないけれども、濾材容器保存手段７の温度条件を、制御手段９が制御できる構成としてもよい。もちろん、濾材容器保存手段７の温度条件は、濾材容器保存手段７が有する温度設定手段で調節できる構成としてもよい。
【００６６】
次に、濾材容器運搬手段８について説明する。濾材容器運搬手段８は、原液投入可能位置から取り外された濾材容器３−３を、濾材容器保存手段７に運搬する。図１の濾材容器３−４は、濾材容器保存手段７に運搬された濾材容器を示している。このような構成によって、例えば濾過後の濾材容器３−３を、濾滓とともに濾材容器保存手段７で保存することができる。そして、本実施の形態の試料濾別装置１は、濾材容器運搬手段８を制御手段９が制御するように構成されている。具体的に言えば、濾材容器取り外し手段６により取り外された濾材容器３−３を濾材容器保存手段７に運搬するように、濾材容器運搬手段８を制御する。
【００６７】
次に、制御手段９について説明する。制御手段９は、上記にも記載したように、原液取得手段２、濾材容器配置手段４、原液投入手段５、濾材容器取り外し手段６、および濾材容器運搬手段８を制御する。そして、制御手段９は、下記の（ａ）から（ｅ）の制御を行う。
【００６８】
（ａ）原液投入可能位置に濾材容器３を配置するように、濾材容器配置手段４を制御する。
【００６９】
（ｂ）一定量の原液を取得するように、原液取得手段２を制御する。
【００７０】
（ｃ）原液投入可能位置に配置された濾材容器３（３−２）に、原液取得手段２が取得した原液を投入するように、原液投入手段５を制御する。
【００７１】
（ｄ）原液投入手段５による原液の投入が完了後、原液投入可能位置にある濾材容器３−２を取り外すように、濾材容器取り外し手段６を制御する。
【００７２】
（ｅ）濾材容器取り外し手段により取り外された濾材容器３（３−３）を、濾材容器保存手段７に運搬するように、濾材容器運搬手段８を制御する。
【００７３】
もちろん、上記（ａ）〜（ｅ）の制御に加えて、さらなる制御をするように、制御手段９を構成してもよい。そして、制御手段９は、ユーザが求めている試料の濾別にふさわしい順番および時間間隔で、上記（ａ）〜（ｅ）などの制御を行う。これら制御の順番の例については、下記に詳しく説明する。
【００７４】
次に、原液槽１０について説明する。原液槽１０は、濾過前の液状物（原液）を貯蔵する槽である。この原液槽１０は、例えば、培養している生物を含んでいる液状物を、原液として貯蔵するものであってもよい。つまり、原液槽１０は、培養したい生物（微生物など）を液体培地で培養する培養槽であってもよい。
【００７５】
次に、濾材容器保持手段１１について説明する。濾材容器保持手段１１は、濾材容器３を保持する。つまり、濾材容器保持手段１１は、濾材を備えた濾材容器３を保持することができる。
【００７６】
なお、図１には記載していないけれども、濾材容器保持手段１１が行う濾材容器３の保持を、制御手段９が制御するという構成としてもよい。例えば、濾材容器３の保持および解放といった制御を、濾材容器配置手段４の制御とともに、制御手段９が行うという構成としてもよい。
【００７７】
ここで言う濾材容器３の保持としては、例えば、地面に対して鉛直方向に立つレールなどを用いて、レールの方向にのみ濾材容器３が可動する状態で保持し、その状態で複数の濾材容器３を鉛直方向に並べて、地面に近い位置の濾材のみをさらに保持することなどが挙げられる。
【００７８】
また、ここで言う濾材容器３の解放とは、１つの濾材容器を解放して、濾材容器配置手段４に渡すことである。具体例で言えば、まず、地面に近い位置の濾材の保持を止めたときに、複数の濾材容器が濾材容器１つ分だけ鉛直下向きに移動するような位置に、濾材容器配置手段４を移動させる。その移動の完了後に、地面に近い位置の濾材の保持を止めるようにすれば、濾材容器３の解放を行うことができる。
【００７９】
なお、上記のような濾材容器の落下を用いた方法においては、濾材容器を、地面に対してなるだけ厳密に鉛直方向に並べることが好ましい。しかし、ここで言う地面に対する鉛直方向とは、厳密な垂直方向だけを指すわけではなく、例えばレールなどを用いた場合に、滑らかにレールに沿って濾材容器が落下する程度のものであればよいことは、言うまでもない。
【００８０】
次に、濾液取得手段１２について説明する。濾液取得手段１２は、濾過により濾別される濾液を取得する。濾液取得手段１２は、濾材容器３の濾液放出口に接続されている管と、その管を通して自然に落下する濾液を受ける器とを有するといった取得手段でもよい。さらに、濾液取得手段１２は、濾液放出口の圧力を下げることができる減圧手段を備えていてもよい。
【００８１】
（試料濾別装置による試料の濾別方法）
次に、試料濾別装置１による試料の濾別方法について説明する。本実施の形態における試料濾別装置１は、濾材における濾滓が残る側に圧力を加えて、濾材を挟んだ２点間に圧力差を設けることによって、濾過を行う。このように、濾材における濾滓が残る側に圧力を加える濾過方法は、濾材における濾滓が残らない側の圧力の減圧のみを行う濾過方法と比べて、濾材を挟んだ２点間に大きな圧力差を設けることができる。
【００８２】
上記のような大きな圧力差を利用すれば、濾過に要する時間の短縮が可能となる。例えば細孔が極めて小さい物（メンブランフィルターなど）を濾材として用いた濾過（濾別）の場合、濾液の抜けが遅くなることが多く、どうしても濾過に多くの時間を要してしまう。よって、メンブランフィルターなどのような細孔が極めて小さい物を濾材として用いる場合、濾過時間の短縮は極めて重要である。さらに、濾別する物（濾滓および濾液の少なくとも一方）が、温度等の影響を受けて濾過中に変化する可能性がある場合にも、濾過時間の短縮は重要である。つまり、濾過時間を短縮することによって、濾別する物が濾過中に変化するのを、最小限に抑えることができる。
【００８３】
また、上記のような大きな圧力差を利用すれば、原液を濾過した際、濾材上の余分な液体を除くことができるので、より純度の高い濾滓や濾液を取得することができる。
【００８４】
なお、濾過時間の短縮や、試料の純度の高さがそれほど要求されない用途においては、濾材を挟んだ２点間に圧力差を設けることなく濾過を行っても構わない。
【００８５】
次に、本実施の形態の試料濾別装置１による、試料の濾別の手順を説明する。試料濾別の手順は、例えば、下記に示す手順１〜手順５の順に行う。
【００８６】
（手順１）原液投入可能位置に濾材容器３を配置する。この手順は、濾材容器配置手段４を制御することによって行うことができる。もちろん、配置される濾材容器３には、濾材が装着されている。
【００８７】
（手順２）一定量の原液を取得する。この手順は、原液取得手段２を制御することによって行うことができる。
【００８８】
（手順３）原液投入可能位置に配置された濾材容器３に、具体的には濾材容器３の原液投入口に、取得した原液を投入する。この投入により、濾液および濾滓の取得が可能となる。この手順は、原液投入手段５を制御することによって行うことができる。
【００８９】
（手順４）原液の投入が完了後、原液投入可能位置にある濾材容器３を取り外す。この手順は、濾材容器取り外し手段６を制御することによって行うことができる。
【００９０】
（手順５）取り外された濾材容器３を、濾材容器保存手段に運搬する。この手順は、濾材容器運搬手段８を制御することによって行うことができる。
【００９１】
なお、上記手順１における濾材容器３の原液投入可能位置への配置は、手順３での原液投入までに行われておれば良い。つまり、手順２、手順１、手順３の順番で行われてもよい。
【００９２】
ところで、上記手順１〜５を基礎にして、例えば、下記手順Ａ〜手順Ｈを順に実行すれば、原液中の生物（微生物など）を濾滓として濾別するのに好適な方法とすることもできる。
【００９３】
（手順Ａ）洗浄液を用いて、配管および流体輸送手段などを洗浄する。なお、ここで言う洗浄液としては、殺菌能力のある液体、無菌化された水などが挙げられる。
【００９４】
（手順Ｂ）原液槽１０から原液の取得と、取得した原液の排出とを行う。この原液の取得および排出は、配管および流体輸送手段などを、原液によって洗浄するためのものである。この手順を実行することにより、洗浄液などを完全に除去して、純粋な原液を濾材容器３の原液投入口に投入することができるので、正確な濾滓の濾別が可能となる。
【００９５】
（手順Ｃ）原液投入可能位置に濾材容器３を配置する。
【００９６】
（手順Ｄ）一定量の原液を取得する。この原液は、濾滓取得用の原液である。
【００９７】
（手順Ｅ）原液投入可能位置に配置された濾材容器３に、具体的には濾材容器３の原液投入口に、濾滓取得用の原液を投入する。
【００９８】
（手順Ｆ）無菌化された気体（例えば無菌化された空気）を、濾材容器３の原液投入口に投入する。この手順により、濾材容器３に残留する濾液を除去することができる。
【００９９】
（手順Ｇ）原液の投入が完了後、原液投入可能位置にある濾材容器３を取り外す。
【０１００】
（手順Ｈ）取り外された濾材容器３を、濾材容器保存手段に運搬する。
【０１０１】
なお、上記手順ＡおよびＢを行う場合、試料濾別装置１は、制御手段９が制御可能な弁などを備えて、洗浄液の取得と原液の取得との切換が可能に構成されることが好ましい。また、手順Ｆにおける無菌化された気体を取得する場合も同様に、試料濾別装置１は、制御手段９が制御可能な弁などを備えて、無菌化された気体の取得と原液の取得との切換が可能に構成されることが好ましい。
【０１０２】
【実施例】
次に、前述した実施の形態の試料濾別装置１の一例について、図２ないし図２７を参照して詳細に説明する。
【０１０３】
（試料濾別装置の構成の概略）
本実施例では、原液としてバクテリア等の生物を培養した培養液を濾過し、濾液を廃棄し、濾材上に残留した生物（濾滓）を捕獲する試料濾別装置について説明する。まず、本実施例の試料濾別装置１０１の構成の概略について図２、図２６、図２７に基づいて説明する。
【０１０４】
試料濾別装置１０１は、図２、図２７に示すように、同様の濾過を同時に行うことができ、かつ、単独に設定・動作できる４つの系統（チャンネル）を持つ。このように４つの系統を持つことで、培養液を同時に１〜４本ずつ回収することができる。しかしながら、系統数は、特に限定されるものではなく、１系統であってもよい。なお、以下の説明では、基本的には１系統に関してのみ説明する。
【０１０５】
本実施例の試料濾別装置１０１は、図２に示すように、原液槽１０としての培養槽１００と、３方電磁弁２１と、エアー吸引用フィルター２２と、濾材容器３としてのフィルターケース３０、原液取得手段２および原液投入手段５としての、サンプリングポンプユニット（シリンジユニット）５０、４方切換バルブ２３、および配管２４・２５・２６・２７と、濾材容器配置手段４、原液投入手段５、濾材容器取り外し手段６、濾材容器運搬手段８、および濾材容器保持手段１１としての、フィルター自動交換ユニット６０と、濾材容器保存手段７としての低温冷凍庫７０と、純水等の洗浄液を収容した、所定容量（例えば５Ｌ）の洗浄液タンク８０と、制御手段９としてのシステムコントローラ９０と、濾液取得手段１２としての、フィルターケース３０から排出された濾液を回収するための所定容量（例えば１０Ｌ）の廃液回収タンク１２０とを備えている。また、図２には示していないが、本実施例の試料濾別装置１０１は、図２６に示すように、濾材容器保持手段１１としてのフィルターラック１１０を備えている。図２６に示すように、本実施例の試料濾別装置１０１は、各種設定情報を入力したり、各種設定条件を確認するための液晶タッチパネル１３０、各種設定情報等を印刷したりするためのプリンター１４０を備えている。また、図２には示していないが、フィルター自動交換ユニット６０は、図２６および図２７に示すように、サンプリングポンプユニット５０やフィルター自動交換ユニット６０等を支持するための架台１５０を備えている。また、図２には示していないが、フィルター自動交換ユニット６０は、図２６および図２７に示すように、溶液注入部５６を備えている。また、溶液注入部５６、およびフィルター自動交換ユニット６０の他の部分に対して、カバー５６ａ・６０ａが取り付けられている。
【０１０６】
培養槽１００内には、培養液が、所定の恒温条件、例えば３０℃の恒温条件で培養されており、水程度の粘度となっている。配管２４は、培養槽１００から培養液を送り出すためのものである。３方電磁弁２１は、サンプリング用の配管２４の途中に設置された流路切り換え弁であり、培養槽１００から培養液を吸引する側（４方切換バルブ２３と培養槽１００とをつなぐ側）と、エアー吸引用フィルター２２を介して外部の空気を吸引する側（４方切換バルブ２３とエアー吸引用フィルター２２とをつなぐ側）とで切り換え可能となっている。
【０１０７】
サンプリングポンプユニット５０は、培養液や洗浄液を吸引・排出するための、所定容量（例えば容量５ｍＬ）を持つ４本のシリンジポンプ５１を備えている。配管２５は、サンプリングポンプユニット５０による液（培養液または洗浄液）の吸引・排出のためのものであり、配管２６は、培養液をフィルターケース３０に注入するためのものである。配管２７は、フィルターケース３０から排出された濾液を廃液回収タンク１２０に回収するためのものである。
【０１０８】
フィルターケース３０から排出された濾液等の廃液は、廃液回収タンク１２０に回収されるようになっている。培養液が、外部に漏れると危険性がある生物、例えば形質転換バクテリア等を含む場合、廃液回収タンク１２０に集められた廃液は、タンクごと加熱滅菌（オートクレーブ滅菌等）できなければならない。このため、廃液回収タンク１２０は、耐熱性ポリプロピレン製等のような耐熱性素材で形成されていることが好ましい。
【０１０９】
（試料濾別装置の動作の概略）
次に、試料濾別装置１０１の動作の概略について説明する。
【０１１０】
１．初期状態
初期状態（リセット直後、および待機時）の４方切換バルブ２３等の状態を図３に示す。初期状態では、４方切換バルブ２３は、シリンジポンプ５１と配管２６とをつないでいる。また、初期状態では、３方電磁弁２１は、培養槽１００と４方切換バルブ２３とをつないでいる。
【０１１１】
２．予洗浄（省略可）
まず、図４に示すように、４方切換バルブ２３を、シリンジポンプ５１と洗浄液タンク８０とをつなぐ状態に切り換え、サンプリングポンプユニット５０のシリンジポンプ５１で、洗浄液タンク８０から洗浄液を吸引する。
【０１１２】
次に、４方切換バルブ２３を、シリンジポンプと５１と、廃液回収タンク１２０とをつなぐ状態に切り換え、シリンジポンプ５１で、洗浄液を配管２６・２７を通して廃液回収タンク１２０に排出する。
【０１１３】
これらの動作により、シリンジポンプ５１内、および配管２５〜２７が洗浄液で洗浄される。これらの洗浄動作は、例えば１〜１０回行う。１回あたりの洗浄液量は、例えば５ｍｌとする。
【０１１４】
このサンプリング前の洗浄動作は、シリンジポンプ５１内および配管２５〜２７が清浄な状態であれば省略することも可能であるが、シリンジポンプ５１内および配管２５〜２７が清浄な状態であっても、雑菌を避けるために洗浄動作を行うことが好ましい。また、サンプリングに用いた後の配管２５〜２７は、使用した試料によるコンタミネーションを避けるために洗浄することが好ましい。
【０１１５】
３．共洗い（省略可）
次に、図５に示すように、４方切換バルブ２３を、シリンジポンプ５１と培養槽１００とをつなぐ状態に切り換え、サンプリングポンプユニット５０のシリンジポンプ５１で、培養槽１００内で所定の濃度に保たれた培養液から、所定量の培養液（例えば約３０ｍｌ）を配管２４を通して吸引する。
【０１１６】
次に、４方切換バルブ２３を、シリンジポンプ５１と廃液回収タンク１２０とをつなぐ状態に切り換え、シリンジポンプ５１で、培養液を配管２６・２７を通して廃液回収タンクに排出する。
【０１１７】
これらの操作により、培養槽１００と４方切換バルブ２３とをつなぐ配管２４内、シリンジポンプ５１内、シリンジポンプ５１と４方切換バルブ２３とをつなぐ配管２５内、および４方切換バルブ２３と廃液回収タンク１２０とをつなぐ配管２６・２７内を、培養液で共洗いする。
【０１１８】
これらの共洗い動作は、例えば１〜４回行う。また、この共洗い動作も、洗浄動作と同様に、シリンジポンプ５１内および配管２５〜２７が清浄な状態であれば省略することも可能であるが、シリンジポンプ５１内および配管２５〜２７が清浄な状態であっても、雑菌を避けるために共洗い動作を行うことが好ましい。サンプリングに用いた後の配管２５〜２７は、使用した試料によるコンタミネーションを避けるために共洗い動作を行うことが好ましい。は省略することも可能である。１回あたりの共洗いに使用する培養液量は、例えば５ｍｌとする。また、１回あたりの共洗いに使用する培養液量は、例えば１ｍｌ単位で可変とするとよい。
【０１１９】
４．フィルターセット
次に、図６に示すように、予めフィルターラック１１０にセットされたフィルターケース３０を、自動で、フィルターラック１１０から分離し、原液投入可能位置に配置し、配管２６・２７の途中に接続する。
【０１２０】
なお、フィルターケース３０には、予めシート状のフィルター１０３が人手により装填されて使用される。
【０１２１】
５．サンプリング
次に、図７に示すように、再び、４方切換バルブ２３を、シリンジポンプ５１と培養槽１００とをつなぐ状態に切り換え、サンプリングポンプユニット５０のシリンジポンプ５１で培養槽１００から配管２４を通して一定量（例えば３０ｍｌ）の培養液を吸引し、一定量の培養液をサンプリング（取得）する。サンプリングの液量は、場合に応じてサンプリングの液量を柔軟に変えられるように、例えば１ｍｌ単位で０〜５０ｍｌまで可変になっていることが好ましい。
【０１２２】
４方切換バルブ２３を、シリンジポンプ５１と配管２６とをつなぐ状態に切り換え、シリンジポンプ５１に吸引した培養液を、シリンジポンプ５１から配管２６を通してフィルターケース３０内に投入し、フィルター１０３による濾過に供する。フィルターケース３０から排出された濾液は廃液として配管２７から廃液回収タンク１２０に貯留される。以上のようなシリンジポンプ５１による送液および濾過操作は、４チャンネル同時に行うことが可能である。
【０１２３】
６．エアーパージ（省略可）
次に、シリンジポンプ５１を使用してエアーパージ（加圧）を行う。
【０１２４】
すなわち、図８に示すように、４方切換バルブ２３を、シリンジポンプ５１と３方電磁弁２１とをつなぐ状態に切り換えると共に、３方電磁弁２１を、空気を吸引する側に切り換え、サンプリングポンプユニット５０のシリンジポンプ５１でエアー吸引用フィルター２２を介して空気を吸引する。空気は、エアー吸引用フィルター２２を介して吸引されることにより無菌化されてシリンジポンプ５１に送られる。
【０１２５】
次に、４方切換バルブ２３を、シリンジポンプ５１と配管２６とをつなぐ状態に切り換える。エアー吸引用フィルター２２を介して吸引した空気をシリンジポンプ５１で加圧して配管２６へ送る。これにより、配管２６内の培養液がフィルターケース３０へ送られると共に、フィルターケース３０内に空気が送られ、フィルター１０３より上の空間が加圧される。すなわち、シリンジポンプ５１によって、フィルター１０３における濾滓が残る側に圧力が加えられ、フィルター１０３を挟んだ２点間に圧力差が発生される。フィルターケース３０内のフィルター１０３より上にある培養液がフィルターケース３０の濾液放出口３０ｆへ向けて押し出され、フィルター１０３を通過して濾過される。また、このとき、フィルター１０３がエアーロックするまで加圧（エアーパージ）を行うことが好ましい。このエアーパージによってフィルターケース３０から排出された濾液は、廃液として配管２７から廃液回収タンク１２０に貯留される。
【０１２６】
エアーパージ（加圧）は、フィルターケース３０内の液を十分に押し出す（パージを十分に行う）ために、フィルター１０３上に０．０５ＭＰａ以上の圧力が加わるように行うことが好ましい。これにより、培養液が濾紙等のフィルター１０３を抵抗なく透過して濾過される場合に、フィルターケース３０内の液を十分に押し出すことができる。また、配管容積を事前に計算しておけば、効率良くフィルターケース３０内の液を押し出すことができる。また、培養液が濾紙等のフィルター１０３を透過する際にかなり抵抗がある場合に、フィルターケース３０内の液を十分に押し出すために、フィルター１０３上に０．３ＭＰａ以上の圧力が加わるようにエアーパージ（加圧）を行うことが好ましい。したがって、フィルター１０３上に０．３ＭＰａ以上の圧力が加わるようにエアーパージ（加圧）を行うことがより好ましい。ただし、あまり加圧しすぎると、フィルター１０３が破れる等の問題が生じる恐れがあるので、フィルター１０３上に加わる圧力が０．５ＭＰａ以下となるようにエアーパージ（加圧）を行うことが好ましい。
【０１２７】
エアーパージの回数は例えば１〜５回とする。また、このエアーパージは、省略することも可能である。１回あたりのエアーパージに使用するエアーの量は、例えば５ｍｌとする。
【０１２８】
以上のように、濾過後、配管２６内及びフィルターケース３０内の培養液が無菌化された空気で濾液放出口３０ｆ側に押し出され、フィルター１０３上に培養液ができる限り残らないようになっている。これにより、フィルター１０３上の余分な培養液を除くことができ、より純度の高い試料を回収することができる。なお、この動作（エアーパージ）は、取得した試料の純度が高いことが要求されない用途においては省略することも可能である。
【０１２９】
７．フィルター回収
次に、濾過を行った後、図９に示すように、速やかにフィルター１０３をフィルターケース３０ごと低温冷凍庫７０に回収する。その後、「２．予洗浄」、「３．共洗い」、あるいは「４．フィルターセット」に戻り、上述した「７．フィルター回収」までの動作を繰り返す。この「２．予洗浄」、「３．共洗い」、あるいは「４．フィルターセット」から「７．フィルター回収」までの動作、すなわち１回の濾過にかかる時間は、生物の細胞の状態を極力変えないようにするため、できるだけ短くすることが好ましく、３分以内であることが好ましい。
このようにして、試料濾別装置１０１は、フィルターケース３０の配置および取外しを繰り返し行い、培養液の取得および投入を繰り返し行うことで、濾過を繰り返し行うようになっている。また、これらの動作は全てシステムコントローラ９０によって制御されており、各動作を繰り返す時間間隔は、システムコントローラ９０によって設定された時間間隔となるように制御される。試料濾別装置１０１は、１２時間まで連続動作可能であることが好ましい。これにより、夜間の半日間、自動的に試料の取得が可能となる。
【０１３０】
（サンプリングポンプユニット５０の動作説明）
サンプリングポンプユニット５０は、前述したように、培養液や洗浄液を吸引・排出するためのシリンジポンプ５１を備えている。このシリンジポンプ５１は、筒内をピストンが移動することにより筒の先端の開口から液体を吸引・排出できるようになっている。
【０１３１】
サンプリングポンプユニット５０は、図示しないが、シリンジポンプ５１のピストンを掴持してガイドレールに係合しそれに案内されて上下方向に往復移動可能なピストン保持部、ピストン保持部と一体をなす移動ナット、この移動ナットに螺合して回転し、その回転動作によりピストン保持部及びピストンを昇降させるピストン駆動軸、並びに、ピストン駆動軸の上端部に固着された動力伝達ローラ、サンプリングポンプユニット５０本体に取り付けられた駆動モータ、この駆動モータの回転軸に固着された駆動プーリ、及び駆動プーリと動力伝達ローラとに掛け回されたベルトからなるピストン昇降駆動装置を備えている。そして、駆動モータを正転及び逆転駆動させることにより、駆動プーリ、ベルト及び動力伝達ローラを介してピストン駆動軸を右回り及び左回りに回転させ、そのピストン駆動軸の回転動作により、ピストン保持部及びピストンをガイドレールに沿って上昇及び下降させることができるようになっている。また、図示しないが、シリンジポンプ５１の筒の先端の開口は、配管２５を介して４方切換バルブ２３につながれている。このピストンの上下移動は、ピストンの上下位置を検出するセンサ（図示しない）の出力に基づいてシステムコントローラ９０によって制御される。
【０１３２】
サンプリングポンプユニット５０は、図２５に示すような４方切換バルブ２３を制御するためのバルブ駆動部５５を備えている。５５ａ  カップリング
バルブ駆動部５５は、駆動伝達用タイミングベルト５５ｂ、原点センサー５５ｃ、ギヤヘッド５５ｄ、ステッピングモーター５５ｅ、カウントセンサー５５ｆ、出力軸５５ｇ、プーリ５５ｈ、プーリ５５ｉ、及びコック回転軸５５ｊを備える。図２５（ｂ）は、４方切換バルブ２３を図２５（ａ）における矢印の方向（上から下の方向）から見た矢視断面図である。
【０１３３】
４方切換バルブ２３は、洗浄液タンク８０につながれた第１の接続口２３ａと、３方電磁弁２１を介して配管２４で培養槽１００につながれた第２の接続口２３ｂと、フィルター自動交換ユニット６０の原液注入ノズル５４（後述）に配管２６で接続された第３の接続口２３ｃと、シリンジポンプ５１の先端の開口に対して配管２５で接続され、シリンジポンプ５１の先端の開口から液が流入する入口（ＩＮ）２３ｄとを備えている。入口２３ｄは、４方切換バルブ２３の下面に設けられており、第１の接続口２３ａ、第２の接続口２３ｂ、および第３の接続口２３ｃは、４つの側壁面のうちの３つの側壁面（図２５（ａ）において、手前の面、左の面、および奥の面）に設けられている。４方切換バルブ２３は、第１の接続口２３ａ、第２の接続口２３ｂ、および第３の接続口２３ｃの何れかと、シリンジポンプ５１の先端の開口から液が流入する入口（ＩＮ）２３ｄとが、１：１で繋がるようになっている。入口２３ｄとの接続は、４方切換バルブ２３のコック２３ｅが９０°ずつ回転することにより、第１の接続口２３ａ、第２の接続口２３ｂ、第３の接続口２３ｃの何れかと接続するようになっている。
【０１３４】
ステッピングモーター５５ｅは、システムコントローラ９０によって制御される。ステッピングモーター５５ｅには、１／４のギヤヘッド５５ｄが付けられており、１／４のギヤヘッド５５ｄに付けられた出力軸５５ｇは、ステッピングモーター５５ｅの１回転あたり９０°回転する。出力軸５５ｇにはプーリ５５ｈが固着されている。また、コック２３ｅにはカップリング５５ａを介してコック回転軸５５ｊが連結されており、コック回転軸５５ｊにも、プーリ５５ｉが固着されている。出力軸５５ｇに固着されたプーリ５５ｈと、コック回転軸に固着されたプーリ５５ｉとには、駆動伝達用タイミングベルト５５ｂ掛け回されている。以上の駆動伝達用タイミングベルト５５ｂ、カップリング５５ａ等により、出力軸５５ｇの回転は、４方切換バルブ２３のコック２３ｅへ、１：１で伝達されている。これにより、ステッピングモーター５５ｅが１回転することで、４方切換バルブ２３のコック２３ｅは９０°回転する。
【０１３５】
４方切換バルブ２３のコック２３ｅの回転軸には原点センサー５５ｃが設けられており、ある特定の位置を原点としている。ステッピングモーター５５ｅの軸にはカウントセンサー５５ｆが設けられており、ステッピングモーター５５ｅの１回転を検出している。カウントセンサー５５ｆによりステッピングモーター５５ｅが何回転したかを１回転ごとカウントすることで、コック２３ｅが原点の位置から回転したときに、どの接続口に入口２３ｄが接続しているかがシステムコントローラ９０によって確認できるようになっている。このコック２３ｅの回転は、システムコントローラ９０によって制御される。
【０１３６】
（フィルターケース）
本実施例の試料濾別装置１０１は、濾材容器３として、フィルター１０３が入れ替え可能なフィルターケース３０を用いている。フィルターケース３０は、図１０（ａ）に示すように、外形が略円柱形である。フィルターケース３０の側面には、後述する上下スライド部６１のフィルターケース保持部６１ａの爪６１ｂと噛み合う溝３０ｄが、中央部付近を巻く帯状に形成されている。フィルターケース３０全体の厚みｔは、例えば２１ｍｍに設定される。なお、図１０（ａ）では、濾材としてのフィルター１０３が装着された状態のフィルターケース３０を示している。
【０１３７】
フィルターケース３０は、図１０（ｂ）に示すように、上部材３０ａ、下部材３０ｂ、Ｏリング３０ｃ、および支持板３０ｇを備えている。
【０１３８】
上部材３０ａは、基部３０ａａと、基部３０ａａから突出するように設けられた凸部３０ａｂとからなっている。基部３０ａａは、外形が円柱形であり、かつ、凸部３０ａｂより大きい外径を有している。また、凸部３０ａｂは、外形が円柱形であり、かつ、後述する下部材３０ｂの凹部３０ｂａに嵌合するように、下部材３０ｂの凹部３０ｂの径と略等しい外径を有している。また、基部３０ａａおよび凸部３０ａｂは、それらの中心軸（図に一点鎖線で示す）が一致しており、それらの中心軸付近には、フィルター１０３上に原液を注入するための原液投入口３０ｅが形成されている。原液投入口３０ｅは、図１０（ａ）に２点鎖線で仮想的に示す原液注入ノズル５４（後述する）が先端から途中まで挿入でき、かつ、挿入した状態で原液注入ノズル５４が嵌合しうるような径を有する円筒形の孔である。原液注入ノズル５４における挿入される部分の長さｄは、例えば５．５５ｍｍに設定される。
【０１３９】
下部材３０ｂは、Ｏリング３０ｃ、フィルター１０３、および支持板３０ｇを支持する凹部３０ｂを有している。この凹部３０ｂａは、前述した通り、上部材３０ａの凸部３０ａｂが嵌合しうるようになっている。下部材３０ｂの中心軸付近には、フィルター１０３を透過した濾液（廃液）を排出するための濾液放出口３０ｆが形成されている。また、凹部３０ｂａの底面は、フィルター１０３を透過した濾液が濾液放出口３０ｆに向かって集まるように、濾液放出口３０ｆに近づくほど径が小さくなるような円錐形状となっている。
【０１４０】
上部材３０ａと下部材３０ｂを形成する材料は、低温での熱伝導率が高いものが好ましい。具体的には、上部材３０ａと下部材３０ｂを形成する材料は、−１００℃において５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することが好ましく、−１００℃において１０（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することがより好ましく、−１００℃において５０（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することがさらに好ましく、−１００℃において２００（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）以上の熱伝導率を有することが最も好ましい。このような低温での熱伝導率が高い材料としては、ステンレス、アルミニウム、銅、チタンなどの金属が挙げられる。このように上部材３０ａや下部材３０ｂに低温での熱伝導率が高い材料を使用することで、フィルターケース３０を濾過終了直後にフィルター自動交換ユニット６０に連結した低温冷凍庫７０に移したときに、フィルターケース３０内部のフィルター１０３上の濾滓まで急冷することができる。
【０１４１】
上部材３０ａと下部材３０ｂを形成する材料は、−８０℃で破損せず、液体（原液または濾液）の凍結による膨張によって破損しない強度を持つ材料であることが好ましい。このような材料としては、アルミニウム、銅、ステンレス、チタン等の金属が挙げられる。
【０１４２】
また、上部材３０ａと下部材３０ｂを形成する材料は、約１００℃程度の温度サイクルによっても破損しない材料であることが好ましい。このような材料としては、アルミニウム、銅、ステンレス、チタン等の金属が挙げられる。
【０１４３】
Ｏリング３０ｃは、上部材３０ａと下部材３０ｂとの隙間を生じないようにして、フィルター１０３上の空間を外部から遮蔽するためのものであり、ゴム等の弾性部材で形成されている。Ｏリング３０ｃとしては、例えば、市販品であるバイトン［登録商標］（フッ素ゴム）製Ｏリング「Ｐ２１」を使用できる。
【０１４４】
支持板３０ｇは、フィルター１０３をサポートして、フィルター１０３に圧力がかかっても破れないようにするためのものである。また、支持板３０ｇは、濾過の有効面積をなるべく減少させないように、原液を透過しうる網状の構造となっている。支持板３０ｇを形成する材料としては、フィルター１０３を十分にサポートする強度を持つ材料であることが好ましい。このような材料としては、アルミニウム、銅、ステンレス、チタン等の金属が挙げられる。フィルター１０３としては、例えば、３０メッシュで素線径が０．２３ｍｍのものが好適に使用できる。
【０１４５】
フィルターケース３０に装着されるフィルター（濾材）１０３としては、特に限定されるものではないが、メンブランフィルターなどの細孔径の小さい濾材を用いれば、微生物などの微細な固体試料を、濾滓として濾別することができる。
【０１４６】
図１０（ｂ）に示すフィルター１０３装着済みのフィルターケース３０は、上述した上部材３０ａ、下部材３０ｂ、Ｏリング３０ｃ、フィルター１０３、および支持板３０ｇを、図１０（ｂ）に示すように、上からこの順で並べて、重ね合わせたものである。すなわち、フィルター１０３装着済みのフィルターケース３０は、例えば、下部材３０ｂを凹部３０ｂａが上を向く方向に配置し、下部材３０ｂの凹部３０ｂａに支持板３０ｇ、フィルター１０３、およびＯリング３０ｃをこの順で載置し、次に、これらの上から下部材３０ｂの凹部３０ｂａに対して上部材３０ａｂの凸部３０ａｂを嵌合させることによって組み立てられる。
【０１４７】
（フィルター自動交換ユニットの構成）
フィルター自動交換ユニット６０の構成を、図１２に示す。
フィルター自動交換ユニット６０は、フィルターの自動交換を行うためのものであり、図１２に示すように、原液注入ノズル５４を含む溶液注入部（原液投入手段）５６、上下スライド部６１、ストッパー６２、スライダー６３、排液パイプ（廃液パイプ）６４、排液メインチューブ６５、傾斜板６７、フィルターケース搬送ユニット６８、スライダー駆動アーム６９、フィルターラック１１０等を備えている。
【０１４８】
上下スライド部６１は、フィルターケース３０を保持して上下方向に搬送するものである。上下スライド部６１は、フィルターケース３０の溝３ｄと噛み合う爪６１ｂによってフィルターケース３０を保持するためのフィルターケース保持部６１ａを含んでいる。
【０１４９】
ストッパー６２は、エアシリンダ６２ａによってフィルターラック１１０の下方位置へストッパー片６２ｂを押し出し、そのストッパー片６２ｂによってフィルターケース３０を支承しておくことにより、フィルターラック１１０下端の取出し口からフィルターケース３０が落下しないようにするためのものである。エアシリンダ６２ａは、その動きを検出するセンサ（図示しない）の出力に基づき、システムコントローラ９０から２種類の目標設定信号（ＳＶ）が入力されることによって制御される。
【０１５０】
スライダー６３は、フィルターケース３０をその上面で保持しうると共に、上面の角度を変えることによって上面からフィルターケース３０を滑り落とすことが可能なものである。また、スライダー６３における濾過時にフィルターケース３０が配置される位置には、排液パイプ６４を下から挿入しうる開口６３ａが設けられている。
【０１５１】
スライダー駆動アーム６９は、エアシリンダ６９ａの伸縮によってスライダー６３を回動させ、スライダー６３の角度が変化させるものである。エアシリンダ６９ａは、その動きを検出するセンサ（図示しない）の出力に基づき、システムコントローラ９０から２種類の目標設定信号（ＳＶ）が入力されることによって制御される。
【０１５２】
傾斜板６７は、スライダー６３から滑り落ちたフィルターケース３０を低温冷凍庫７０の誘導管７０ｂへ誘導するためのものであり、上面がフィルターケース３０が自重によって傾斜板６７上から滑り落ちる程度にまで水平面に対して傾斜した板である。
【０１５３】
フィルターケース搬送ユニット６８は、上下スライド部６１を水平方向に搬送することによって上下スライド部６１のフィルターケース保持部６１ａに保持されたフィルターケース３０を水平方向に搬送するものである。フィルターケース搬送ユニット６８は、水平移動保持板３７に連接固着された上下スライドガイド３１を備えており、上下スライド部６１は、上下スライドガイド３１に係合しそれに案内されて上下方向に往復移動可能となっている。フィルターケース搬送ユニット６８は、上下スライド部６１に加えて、上下スライド部６１の移動ナット（図示しない）に螺合して回転し、その回転動作により上下スライド部６１を昇降させる駆動軸３２、並びに、駆動軸３２の下端部に固着された動力伝達ローラ３３、水平移動保持板３７に取着された駆動モータ３６、この駆動モータ３６の回転軸に固着された駆動プーリ３５、駆動プーリ３５と動力伝達ローラ３３とに掛け回されたベルト３４、及び、水平移動保持板３７を水平移動させるための、支持フレーム２９に固着されたエアシリンダ３８を備えている。そして、駆動モータ３６を正転及び逆転駆動させることにより、駆動プーリ３５、ベルト３４及び動力伝達ローラ３３を介して駆動軸３２を右回り及び左回りに回転させ、その駆動軸３２の回転動作により、上下スライド部６１を上下スライドガイド３１に沿って上昇及び下降させることができるようになっている。また、上下スライド部６１の上下移動は、上下スライド部６１の上下位置を検出するセンサ（図示しない）の出力に基づいてシステムコントローラ９０によって制御される。また、エアシリンダ３８により、フィルターケース搬送ユニット６８におけるエアシリンダ３８以外の部分全体が水平移動するようになっている。エアシリンダ３８は、その動きを検出するセンサ（図示しない）の出力に基づき、システムコントローラ９０から２種類の目標設定信号（ＳＶ）が入力されることによって制御される。
【０１５４】
フィルターラック１１０は、フィルターケース３０を複数（例えば１系統あたり１２個、合計４８個）積み重ねて装着（セット）できるものである。このように複数のフィルターケース３０をセットできるフィルターラック１１０を設けたことで、連続的に濾過操作を行うことができる。また、フィルターラック１１０を複数系統（この場合、４系統）設けることで、同時に複数の試料を回収することができる。
【０１５５】
溶液注入部５６は、図１２には示していないが前述した配管２６につながれている原液注入ノズル５４、この原液注入ノズル５４を掴持して原液注入ノズル５４を鉛直姿勢に固定保持し、上下スライドガイド５２に係合しそれに案内されて上下方向に往復移動可能なノズル保持部５３、このノズル保持部５３の移動ナット（図示しない）に螺合して回転し、その回転動作によりノズル保持部５３及び原液注入ノズル５４を昇降させるノズル駆動軸４８、ノズル駆動軸４８の下端部に固着された動力伝達ローラ４７、支持フレーム２９に取着された駆動モータ４６、この駆動モータ４６の回転軸に固着された駆動プーリ４５、及び、駆動プーリ４５と動力伝達ローラ４７とに掛け回されたベルト４９を備えている。そして、駆動モータ４６を正転及び逆転駆動させることにより、駆動プーリ４５、ベルト４９及び動力伝達ローラ４７を介してノズル駆動軸４８を右回り及び左回りに回転させ、そのノズル駆動軸４８の回転動作により、ノズル保持部５３及び原液注入ノズル５４を上下スライドガイド５２に沿って上昇及び下降させることができるようになっている。ノズル保持部５３及び原液注入ノズル５４の上下移動は、ノズル保持部５３の上下位置を検出するセンサ（図示しない）の出力に基づいてシステムコントローラ９０によって制御される。
【０１５６】
（フィルター自動交換ユニットの動作説明）
まず、フィルターケース３０装填前は、フィルター自動交換ユニット６０は、図１３に示す状態となっている。
【０１５７】
次に、フィルターラック１１０に複数のフィルターケース３０が装填されると、図１４に示す状態となる。この作業は、自動運転開始前に手作業で行われる。このとき、フィルターケース３０は、上下スライド部６１のフィルターケース保持部６１ａ上に保持される。このとき、フィルターケース３０の溝３ｄが、フィルターケース保持部６１ａに設けられた爪６１ｂと噛み合い、フィルターケース３０は、フィルターケース保持部６１ａに対して、強い力がかからない限り動かない程度に固定される。
【０１５８】
次に、自動運転が開始されると、まず、図１５に示すように、初めの１つのフィルターケース３０（一番下のフィルターケース３０）をフィルターラック１１０から切り離すために、上下スライド部６１が所定の距離（例えば２１ｍｍ）だけ下方に移動される。これにより、フィルターラック１１０内の複数のフィルターケース３０が下方へ搬送される。
【０１５９】
次に、図１６に示すように、次のフィルターケース３０（下から２番目のフィルターケース３０）がストッパー６２によってロックされる。ストッパー６２によるロックは、フィルターケース３０の溝３０ｄにストッパー６２のストッパー片６２ａ（突出部）が挿入されることによって行われる。さらに、一番下のフィルターケース３０を他のフィルターケース３０から切り離すために、上下スライド部６１が所定の距離（例えば３ｍｍ）だけ下方に移動される。これにより、一番下のフィルターケース３０だけが下方へ搬送され、他のフィルターケース３０から切り離される。
【０１６０】
次に、図１７に示すように、フィルターケース搬送ユニット６８が水平方向に沿って培養液注入位置（溶液注入位置；接続位置）へ移動し、これによって１番目のフィルターケース３０が水平方向に沿って培養液注入位置（溶液注入位置；接続位置）へ搬送される。
【０１６１】
次に、図１８に示すように、原液注入ノズル５４が下方に移動され、原液注入ノズル５４がフィルターケース３０の原液投入口３０ｅに嵌合するまで原液投入口３０ｅに挿入され、フィルターケース３０が原液注入ノズル５４に接続される。また、濾液（廃液）を受けるための排液パイプ６４が上方に移動され、フィルターケース３０の濾液放出口３０ｆに接続される。この状態で、フィルターケース３０の原液投入口３０ｅに対して原液注入ノズル５４から培養液が注入され、濾過が行われる。
【０１６２】
濾過が完了すると、図１９に示すように、フィルターケース搬送ユニット６８が水平方向に沿って元の位置へ移動する。このとき、フィルターケース３０は、その原液投入口３０ｅに原液注入ノズル５４が接続されたままであるので、培養液注入位置に残り、上下スライド部６１から切り離される。
【０１６３】
次に、図２０に示すように、原液注入ノズル５４が上に移動する。これにより、フィルターケース３０から原液注入ノズル５４が切り離され、フィルターケース３０がフリーの状態でスライダー６３上に置かれることになる。このとき、スライダー６３の上面はほぼ水平となっている。
【０１６４】
次に、図２１に示すように、スライダー６３が、スライダー駆動アーム６９によって、開口６３ａ付近を中心として傾斜板６７に近い側の端が下がる方向に、その端が傾斜板６７に当接するまで回動する。これにより、スライダー６３の上面と、傾斜板６７の上面とがほぼ連続する。このとき、スライダー６３の上面は、フィルターケース３０が自重によってスライダー６３上から滑り落ちる程度にまで水平面に対して傾斜する。その結果、フィルターケース３０は、スライダー６３の上面および傾斜板６７の上面を滑りながら移動し、傾斜板６７の先端６７ａから傾斜板６７の先端６７ａの下方に位置する誘導管７０ｂ内に落下し、低温冷凍庫７０内へと排出される。このようにしてスライダー６３を用いて誘導管７０ｂ内にフィルターケース３０を投入する方法を用いることで、低温冷凍庫７０へのフィルターケース３０搬送時に、フィルターケース３０に大きな衝撃等がかからないようにし、フィルターケース３０が転倒することで、原液投入口から試料が外部にこぼれないようにしている。
【０１６５】
次に、図２２に示すように、上下スライド部６１が、上方に移動して初期の位置（原点位置）に戻り、次のフィルターケース３０を装填する。また、スライダー６３も元の位置に戻る。
【０１６６】
なお、スライダー６３および傾斜板６７の表面は、動摩擦係数が小さい材料、例えば、ステンレス等の金属材料で形成されていることが好ましい。
【０１６７】
（フィルター自動交換ユニットの廃液排出部の動作説明）
フィルターケース搬送ユニット６８および上下スライド部６１によってフィルターケース３０が注入位置に搬送された初期状態（原点位置）では、図２３に示すように、排液パイプ６４の上端は、フィルターケース３０の下端より下にあり、排液パイプ６４は濾液放出口３０ｆに接続されていない。排液パイプ６４は、排液メインチューブ６５を介して図示しない廃液回収タンク１２０に通じている。前述した配管２７は、排液パイプ６４と排液メインチューブ６５とで構成されている。
【０１６８】
次に、図２４に示すように、原液注入ノズル５４がフィルターケース３０の原液投入口３０ｅに挿入され、排液パイプ６４を駆動するエアシリンダ６５によって排液パイプ６４が排液位置へ上がり、スライダー６３の開口６３ｂを通して濾液放出口３０ｆに接続される。その後、濾過が行われることになる。なお、排液パイプ６４を駆動するエアシリンダ６５は、その動きを検出するセンサ（図示しない）の出力に基づき、システムコントローラ９０から２種類の目標設定信号（ＳＶ）が入力されることによって制御される。
【０１６９】
（低温冷凍庫内での搬送）
次に、低温冷凍庫７０について詳細に説明する。
【０１７０】
本実施例の試料濾別装置１０１は、濾材容器保存手段７として、図１１に示す低温冷凍庫７０を用いている。低温冷凍庫７０は、試料を低温冷凍するものであり、例えば、内部空間を−８０℃の温度条件に保つことができるものである。
【０１７１】
低温冷凍庫７０は、スライダー６３および傾斜板６７から滑り落ちたフィルターケース３０を低温冷凍庫７０内部へ誘導するための誘導管７０ｂ、誘導管７０ｂを支持するための誘導管支持材７０ｃを備えている。誘導管７０ｂは、その開口７０ａにスライダー６３および傾斜板６７から滑り落ちたフィルターケース３０が投入されるように配設されている。また、誘導管７０ｂ内でフィルターケース３０が転倒することを避けるために、フィルターケース３０の径は、高さよりも長くなっており、誘導管７０ｂの内径は、フィルターケース３０の外径とほぼ等しいか僅かに小さいサイズ、具体的には０．９倍〜１倍に設定されている。
【０１７２】
また、低温冷凍庫７０は、外壁７０ｄと内壁７０ｇとによる２重構造の壁を有している。外壁７０ｄおよび内壁７０ｇにはそれぞれ、フィルターケース３０搬送用の開口７０ｄｂおよび開口７０ｇｂが形成されており、開口７０ｄｂおよび開口７０ｇｂにはそれぞれ外蓋７０ｅ内蓋７０ｈが設けられている。
【０１７３】
外壁７０ｄは、開口７０ｄｂ周辺に、断熱材で形成された外蓋支持部７０ｄａを含んでいる。外蓋７０ｅは、ステンレス製の中空の板に対して、中空部に断熱材が充填された構造を有しており、後述するように、フィルターケース３０が置かれたときにフィルターケース３０の重みで開閉しうるようになっている、開閉式の蓋である。
【０１７４】
内壁７０ｇは、開口７０ｇｂに傾斜面７０ｇｃを有しており、開口７０ｇｂ周辺に断熱材で形成された外蓋支持部７０ｇａを含んでいる。内蓋７０ｈは、ステンレス製の中空の板に対して、中空部に断熱材が充填された構造を有しており、後述するように、フィルターケース３０が置かれたときにフィルターケース３０の重みで開閉しうるようになっている、開閉式の蓋である。
【０１７５】
低温冷凍庫７０内には、２ヶ所につる巻きばねの反発を利用した蓋開閉機構７０ｆ・７０ｉがある。
【０１７６】
１つ目の蓋開閉機構７０ｆは、低温冷凍庫７０の外壁７０ｄの開口７０ｄｂを閉じる外蓋７０ｅの内側に取り付けられている。蓋開閉機構７０ｆは、外蓋７０ｅを回動可能な状態で外壁７０ｄに対して連結する、つる巻きばねを備えている。蓋開閉機構７０ｆは、スライダー６３および傾斜板６７から滑り落ちたフィルターケース３０（フィルター１０３含む）が、誘導管７０ｂの開口７０ａから誘導管７０ｂ内に誘導されて、外蓋７０ｅ上に落下してくると、フィルターケース３０の重みによって、蓋開閉機構７０ｆのつる巻きばねが撓んで、フィルターケース３０が内蓋７０ｈの上に落下する仕組みになっている。すなわち、蓋開閉機構７０ｆのつる巻きばねが撓むと、外蓋７０ｅが、つる巻きばねの中心軸を中心として下方に回動し、内壁７０ｇに当接するまで開くようになっている。外蓋７０ｅは、この開いた状態のときには、外蓋７０ｅ上のフィルターケース３０が滑り落ちる程度にまで傾斜し、かつ、外壁７０ｄと外蓋７０ｅとの間にフィルターケース３０が通り抜け可能な隙間が生じるようになっている。
【０１７７】
２つ目の蓋開閉機構７０ｉは、低温冷凍庫７０の内壁７０ｇの開口７０ｇｂを閉じる内蓋７０ｈの内側に取り付けられている。開口７０ｇｂは、開いた状態の外蓋７０ｅ表面とほぼ連続するような傾斜面を有している。蓋開閉機構７０ｉは、内蓋７０ｈを回動可能な状態で内壁７０ｇに対して連結する、つる巻きばねを備えている。蓋開閉機構７０ｉは、フィルターケース３０が内壁７０ｇから滑り落ち、さらに開口７０ｇｂの傾斜面７０ｇｃを滑り落ちて内蓋７０ｈ上に落下してくると、フィルターケース３０の重みによって、蓋開閉機構７０ｉのつる巻きばねが撓んで、フィルターケース３０が傾斜面７０ｊ伝いに誘導されて、低温冷凍庫７０内の収納空間７０ｋに収納される仕組みになっている。すなわち、蓋開閉機構７０ｉのつる巻きばねが撓むと、内蓋７０ｈが、つる巻きばねの中心軸を中心として下方に回動し、傾斜面７０ｊに当接するまで開くようになっている。内蓋７０ｈは、この開いた状態のときには、内蓋７０ｈ上のフィルターケース３０が滑り落ちる程度にまで傾斜し、かつ、内壁７０ｇと内蓋７０ｈとの間にフィルターケース３０が通り抜け可能な隙間が生じるようになっている。なお、収納空間７０ｋ内では、フィルターケース３０が混乱しないよう、順次整列されて収納されるようになっている。
【０１７８】
外蓋７０ｅおよび内蓋７０ｈの表面は、フィルターケース３０が滑り易い材料、例えばＳＵＳ３０４で形成されている。
【０１７９】
以上のように、蓋開閉機構７０ｆ・７０ｉは、外蓋７０ｅ・内蓋７０ｈを、フィルターケース３０が置かれたときのみ開き、他の時には閉じるようにしているので、外蓋７０ｅ・内蓋７０ｈが開いている時間を短く抑えることができる。その結果、外蓋７０ｅ・内蓋７０ｈの開閉による低温冷凍庫７０内の収納空間７０ｋの温度上昇を抑え、温度上昇による濾滓の変質等の弊害を防止できる。
【０１８０】
また、以上のように、低温冷凍庫７０は、二重構造の壁（外壁７０ｄおよび内壁７０ｇ）および蓋（外蓋７０ｅ・内蓋７０ｈ）を備えているので、外蓋７０ｅ・内蓋７０ｈの開閉による低温冷凍庫７０内の収納空間７０ｋの温度上昇を抑え、温度上昇による濾滓の変質等の弊害を防止できる。
【０１８１】
また、以上のように、低温冷凍庫７０は、低温冷凍庫７０外から搬送されたフィルターケース３０を、特別な動力源なしにシンプルな機構（蓋開閉機構７０ｆ・７０ｉ）で内部に搬送することができるようになっている。したがって、例えば−８０℃というような低温の環境下においても、問題なくフィルターケース３０を内部に搬送できる。
【０１８２】
なお、以上の実施の形態および実施例では、濾滓のみを試料として取得する試料濾別装置について説明したが、本発明は、濾滓と濾液の両方を取得する試料濾別装置にも適用可能である。その場合、例えば、前記実施例の試料濾別装置において、フィルターケース（濾材容器）３０の濾液放出口３０ｆ（加圧されるもう一方の口）から押し出される濾液を採取する配管および採取ノズルを有し、その採取ノズルを採取容器に対して正確に移動し、かつ、上下できる機構を備える採取装置を、廃液排出部の代わりに組み込めばよい。その採取装置は、採取後のノズルを洗浄する機構を備えていることが好ましい。
【０１８３】
また、本実施形態では、原液取得手段としてサンプリングポンプユニット５０を用いた場合について説明したが、原液取得手段は、原液槽１０から原液を取得することができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、原液槽１０の底部に設けた弁を開閉させて原液を排出させる装置等であっても構わない。ただし、試料の正確な分析のためには、一定量の原液を正確に取得できるサンプリングポンプユニット５０等を用いることが好ましい。
【０１８４】
【発明の効果】
本発明によれば、濾材容器運搬手段によって、濾材を装着する濾材容器が、設定した低温条件下にある濾材容器保存手段に自動的に運搬される。よって、濾材が装着された、濾過完了後の濾材容器を、自動的に、濾滓とともに濾材容器保存手段に運搬し、低温条件下で保存することが可能となる。また、濾過完了後の濾材容器が自動的に取り外されて低温条件下で保存されることで、濾過完了後の濾材容器を人手で冷凍庫に移す場合等と比較して、濾過完了後、迅速に低温条件下で保存できる。よって、熱によって状態が変化する濾滓の濾別をした後、その濾滓を迅速に低温条件下で保存することができる。例えば、濾滓を濾材容器ごと−８０℃で直ちに凍結保存でき、原液取得後３分以内に濾滓を凍結保存できる。
【０１８５】
したがって、濾材を自動的に交換できると共に、濾過完了後に濾滓（ケーク）を自動的かつ迅速に低温条件下で保存することができる試料濾別装置を提供することができる。
【０１８６】
それゆえ、上記構成は、濾材を自動的に交換できると共に、濾過完了後に濾滓を自動的かつ迅速に低温条件下で保存することができる試料濾別装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る試料濾別装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一例に係る試料濾別装置の構成を示す模式図である。
【図３】上記試料濾別装置の動作を説明するための模式図であり、初期状態を示している。
【図４】上記試料濾別装置の動作を説明するための模式図であり、予洗浄の動作を示している。
【図５】上記試料濾別装置の動作を説明するための模式図であり、共洗いの動作を示している。
【図６】上記試料濾別装置の動作を説明するための模式図であり、フィルターセットの動作を示している。
【図７】上記試料濾別装置の動作を説明するための模式図であり、サンプリング動作を示している。
【図８】上記試料濾別装置の動作を説明するための模式図であり、エアーパージの動作を示している。
【図９】上記試料濾別装置の動作を説明するための模式図であり、フィルター回収の動作を示している。
【図１０】上記試料濾別装置に使用されるフィルターケースの構造を示す縦断面図であり、（ａ）はフィルターを装着して組み立てた状態、（ｂ）は分解した状態を示す。
【図１１】上記試料濾別装置が備える低温冷凍庫の構造を示す縦断面図である。
【図１２】上記試料濾別装置が備えるフィルター自動交換ユニットの構造を示す縦断面図である。
【図１３】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、フィルターケース３０装填前の状態を示す。
【図１４】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、フィルターケース３０を装填した状態を示す。
【図１５】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、１番下のフィルターケースがフィルターラックから切り離された状態を示す。
【図１６】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、下から２番目のフィルターケースがストッパーでロックされた状態を示す。
【図１７】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、フィルターケースが水平方向に沿って培養液注入位置へ搬送された状態を示す。
【図１８】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、原液注入ノズルがフィルターケースの原液投入口に挿入された状態を示す。
【図１９】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、フィルターケース搬送ユニットが元の位置へ移動した状態を示す。
【図２０】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、フィルターケースから原液注入ノズルが切り離された状態を示す。
【図２１】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、スライダーが下がった状態を示す。
【図２２】上記フィルター自動交換ユニットの動作を説明するための縦断面図であり、上下スライド部およびスライダーが元の位置に戻った状態を示す。
【図２３】上記フィルター自動交換ユニットの廃液排出部の動作を説明するための縦断面図であり、初期状態（フィルターケースが注入位置に搬送された状態）を示す。
【図２４】上記フィルター自動交換ユニットの廃液排出部の動作を説明するための縦断面図であり、排液パイプが排液位置へ上がった状態を示す。
【図２５】上記試料濾別装置が備えるサンプリングポンプユニットのバルブ駆動部および４方切換バルブの構造を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図２６】上記試料濾別装置の主要部を示す縦断面図である。
【図２７】上記試料濾別装置の全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  試料濾別装置
２  原液取得手段
３  濾材容器
４  濾材容器配置手段
５  原液投入手段
６  濾材容器取り外し手段
７  濾材容器保存手段
８  濾材容器運搬手段
９  制御手段
１０  原液槽
１１  濾材容器保持手段
１２  濾液取得手段
２１  ３方電磁弁
２２  エアー吸引用フィルター
２３  ４方切り換えバルブ
３０  フィルターケース
３０ｅ  原液投入口
３０ｆ  濾液放出口
３１  上下スライドガイド
５０  サンプリングポンプユニット
５１  シリンジポンプ
５４  原液注入ノズル
５６  溶液注入部
６０  フィルター自動交換ユニット
６２  ストッパー
６３  スライダー
６４  排液パイプ
６５  排液メインチューブ
６７  傾斜板
６８  フィルターケース搬送ユニット
６９  スライダー駆動アーム
７０  低温冷凍庫
７０ｂ  誘導管
７０ｅ  外蓋
７０ｆ  蓋開閉機構
７０ｈ  内蓋
７０ｉ  蓋開閉機構
７０ｋ  収納空間
８０  洗浄液タンク
９０  システムコントローラ
１００  培養槽
１０１  試料濾別装置
１０３  フィルター
１１０  フィルターラック
１２０  廃液回収タンク
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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