(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部保持板；該頂部保持板から離間した底部保持板；前記頂部保持板と底部保持板との間に配置されたフィルタ材とを有する濾過装置において：前記頂部保持板と前記フィルタ材との間には、流体入口と、流体出口と、複数の流体入口開口と、前記頂部保持板に面している片側に設けたリブのパターンとを有する使い捨て可能な第１の裏打ちライナーが配置され；前記底部保持板と前記フィルタ材との間には、流体入口と、流体出口と、複数の流体出口開口と、前記底部保持板に面している片側に設けたリブのパターンとを有する使い捨て可能な第２の裏打ちライナーが配置され；前記頂部保持板と底部保持板には流体通路がなく、前記頂部保持板と底部保持板の各々は、前記第１及び第２ライナーの前記複数のリブに結合する平らな表面を有し、前記第１及び第２のライナーの前記リブのパターンが格子パターンを画定し、対応する前記頂部保持板または底部保持板と組み合わされ、圧力を加えられたときに、前記格子パターンが前記ライナーを平らな状態に保持する、濾過装置。
【請求項２】
前記格子パターンを画定する前記リブのパターンは、前記第１及び第２のライナーに形成された、それぞれ縦方向及び横方向に互いに平行に延びる複数のリブで構成されている、請求項１に記載の濾過装置。
【請求項３】
対応するライナーの前記複数のリブが相互結合している、請求項１に記載の濾過装置。
【請求項４】
前記頂部保持板及び底部保持板がステンレス鋼から構成されている、請求項１に記載の濾過装置。
【請求項５】
前記ライナーの各々がポリスルホンから構成されている、請求項１に記載の濾過装置。
【請求項６】
保持板と濾過要素の間を封止するために構成された濾過装置のためのライナーであって、前記濾過要素に接するために構成された平らな面、及び前記保持板に接するために構成された複数の相互結合するリブを有する反対側の面を備え、前記ライナーが圧力の下で前記濾過装置内で効果的に封止されるように前記相互結合するリブが前記ライナーに十分な強度を与え、前記ライナーには、それぞれ縦方向及び横方向に互いに平行に延びる複数のリブによって格子が形成されているライナー。
【請求項７】
前記縦方向に互いに平行に延びる複数のリブが等間隔に配置されている、請求項６に記載のライナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は濾過装置に関し、特に接線流れ濾過に使用するための濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
接線流れ濾過（ＴＦＦ）は膜を使用して分子寸法や分子重量の差に基づいて溶液又は分散液中の成分を分離する分離方法である。その用途にはタンパク質、核酸、抗原、モノクローナル抗体、その他の生分子の濃縮、清澄化、脱塩；バッファ交換；プロセス開発；膜選択の研究；コロイド粒子の除去のための前清澄化；デキストローゼや抗生物質のような小分子の脱熱；細胞培養物、溶解物、コロイド懸濁物、ウイルス培養物等の集菌、洗浄、又は清澄化；或いは試料調製等がある。
【０００３】
接線流れ濾過（ＴＦＦ）では、濾過すべき溶液又は分散液を膜表面に沿って交差流方向に通過させる。濾過に対する駆動力は膜の両側の圧力差であり、通常はポンプにより圧力差を発生する。濾液が膜表面に沿って通過する速度はまた濾過速度を規制し、膜の目詰まりを防止する助けとなる。接線流れ濾過は膜表面に沿って濾過残液を循環させるので、膜汚染は抑制され、高い濾過率が維持され、精製物回収量が向上する。
【０００４】
従来の接線流れ濾過装置は、ポンプ、供給溶液貯槽、濾過モジュール、及びこれらの部材を接続する回路を含む複数の部材から構成されている。使用において、供給溶液は供給溶液貯槽から濾過モジュールに供給され、濾過残液は、所定の他濾過残液体積が得られるまで濾過モジュールから供給液貯槽へ再循環される。膜は頂部マニホールド又はホルダと底部マニホールド又はホルダの間にサンドイッチされている。これらのマニホールドは装置の内部液圧に対する正確な機械的拘束を行うとともに、濾過流を装置内の多数の流路に分配する作用を行う。これらのマニホールド又はホルダは典型的にはステンレス鋼から製作され、特に特定の生物薬品その他の衛生的な用途においては、各使用に先だって清浄化及びその確認を行わなければならない。この方法には費用と時間がかかる。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８８１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
濾過媒体を交換する際に上記の清浄化及びその確認工程を必要としない濾過装置を提供することが望まれる。本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従って、濾過要素と頂部保持板及び底部保持板との間にライナーを設けた接線流れ濾過装置が提供される。従来マニホールドに存在していた流れチャンネルと、入口と、出口の代わりに、ライナーが流れチャンネルと入口と出口を有する。ライナーは安価な素材から形成されており、そのため一回の使用後に処分でき、従来のマニホールドを清浄化するよりもライナーを廃棄する方がより費用効率が高くなる。加えて、ライナーは予め滅菌することが可能である。動作条件の下での十分な強度及び剛性を与えるために、ライナーは、ライナーが締め付け力の下で回転力を受ける（または、回転する）ことを防止するために保持板に隣接する格子パターン状のリブを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１には本発明の実施例による濾過装置１０の分解斜視図が示されている。濾過装置１０は頂部保持板１２とそれから離間した底部保持板１３を含む。保持板１２、１３は好ましくはステンレス鋼から製作され、例えば５０〜６０ｐｓｉ（０．３５〜０．４１ＭＰａ）の内圧に対して装置を構成する組立体の正確且つ効果的な機械的拘束を行うに充分な剛性と耐久性を提供する。保持板１２、１３にはそれぞれ開口２８が設けられ、また組立体を構成する各層にも開口２８が設けられ、それらには結合ロッドまたはねじ付きピン又はボルト１４が挿通されて各層が互いに一体に締着される。あるいは他の締着手段が使用されてもよい。スペーサ１５が設けられ、またスペーサにはばねを装着してもよい。保持板１２、１３には濾過流通路は存在しない。
【０００９】
組立状態の保持板１２の下側には使い捨てできる第１のライナー１６が配置される。ライナー１６は好ましくは薬物分析に使用可能で（好ましくは政府が承認した）、用途に適した安価な材料から製作される。ライナーに適した構成材料には、ポリスチレン、より好ましくはポリプロピレンやポリエチレンのようなポリオレフィン、それらの共重合体、及びそれらの混合物のようなプラスチック材料が含まれる。それの強度及び剛性の観点から見て特に好ましい材料はポリスルホンである。ライナー１６は好ましくは通路と開口が成形で形成されている。別法としては、ライナー１６は切削、孔開け、その他の方法により形成しても良いが余り好ましくない。
【００１０】
図２に最も良く示されているように、ライナー１６は第１のポート１７Ａ、５つの副孔１７Ｃ、第２のポート１７Ｂ、及び４つの副孔１７Ｄを有する。ポート１７Ａは組立体内部でのライナーの向きに依存して供給物の導入または残渣液の排出を行い、一方ポート１７Ｂは残渣液または供給物との混合を防止した状態で濾液の排出を行う。ポート１７Ａはマニホールド配置の５つの副孔１７Ｃに接続されている。同様にポート１７Ｂは４つの副孔１７Ｄに接続されている。ポート１７Ａ、１７Ｂは他の部材との干渉を避けて適当な間隔を与えるため、図示のようにライナーの両側に配置されてもよい。しかし、特に間隔が充分取れるか又は干渉が起きない、示されている用途では同じ側に配置されても良い。各ポート１７Ａ、１７Ｂは、供給物、残渣液、又は濾液の流れを許容するための各種開口部に連通する通路に接続され、それにより装置内に濾過流のための複数の流路を画定する。
【００１１】
通路は好ましくはそれぞれのポートから遠ざかるにつれて先細となり各副孔１７Ｃ、１７Ｄにおける圧力を等化または正規化する。
【００１２】
図１を再び参照するに、ライナー１６の下側には濾過要素２０が配置されている。濾過要素２０は単一の膜であってもよいが、好ましくは積層された限界濾過膜又は精密濾過膜のような、積層された複数の膜であるか、最も好ましくはカセット形態のものである。複数膜を収容した単一カセットが例示されているが、複数のカセットを使用しても良い。適当なカセットの例にはMillipore Corporationから販売されているＰＥＬＬＩＣＯＮ（商品名）がある。
【００１３】
濾過要素２０の下側には第２のライナー２２が配置されている。第２のライナー２２は好ましくは第１のライナー１６と同一の構造であるが、装置が組み立てられた状態では、図示のように第１のライナー１６の姿勢に対して上下反転している。このようにすると、ポート１７Ａは正規の姿勢（向き）で装置の供給ポートと連絡し、反転の姿勢（向き）で残渣液ポートと連絡する。ライナーのポート１７Ｂは両方の姿勢で濾液ポートに連通する。
【００１４】
図３に示したように、好ましくはライナー１６、２２の片面に複数の相互結合するリブを設ける。リブはライナーに剛性を与える。ライナーは成形法により形成されてもよい。リブは保持板１２、１３に接触する側に配置されている。リブはポートによって中断されている場所を除いて、ライナーの一方の側から他方の側まで拡張する。示されているリブの構成においては、９個の横方向のリブ２５Ａ−２５Ｉ及び９個の縦方向のリブ２６Ａ−２６Ｉを含む、縦方向及び横方向の複数のリブによって格子が形成されている。縦方向リブは好ましくは互いに平行であり、横方向リブも好ましくは互いに平行であり、縦方向リブに対して垂直である。横方向２５Ｂ−２５Ｈが好ましくは等間隔に配置されるのに対し、横方向リブ２５Ａと２５Ｂの間、及び２５Ａとライナーの側壁２２５の間の間隔、並びに横方向リブ２５Ｈと２５Ｉの間、及び２５Ｉとライナーの反対側の側壁２２６の間の間隔は小さめになっている。
【００１５】
リブを側壁部分及びその周辺でより密集した状態に配置することにより、ライナーに付加的な強度を与えることができる。縦方向リブ２６Ａ−２６Ｉは全て等間隔に配置され、その間隔は好ましくは、横方向リブ２５Ｂ−２５Ｈの間隔と同一または実質的に同一にされる。それによりリブ２５Ｂ−２５Ｈ及びリブ２６Ａ−２６Ｉの間に画定される格子は複数の正方形を有し、リブ２５Ｈ、側壁２２６、及びリブ２６Ａ−２６Ｉの間に形成される格子は複数の長方形を有し、そして、リブ２５Ｂ、側壁２２５、及びリブ２６Ａ−２６Ｉの間に形成される格子も複数の長方形を有する。濾液ポート１７Ｂの周囲にはＵ型のリブ２７Ａが形成され、残渣液ポート１７Ａの周囲にはＵ型のリブ２７Ｂが形成される。
【００１６】
示されている複雑なリブ構成はライナーに強度及び剛性を与える。組み立てられたとき、濾過要素２０及びライナーには大きな締め付け力が加えられ、ライナーの平滑側と濾過要素２０の間には封止が形成される。リブ構成が存在しない場合、ライナーは平坦でなくなる可能性があり、それによって濾過要素２０への適当な封止が得られなくなる。これらのリブは、リブに結合する保持板の対応する溝を必要とせずに、圧力の適用によってライナーが本発明の濾過装置に封止状態の結合で効果的に組み立てられることを可能にする。したがって、ライナーの格子に接する保持板の対応する表面は好ましくは平坦であってもよく、ライナーに結合するための特殊なデザインを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の濾過装置の分解図である。
【図２】本発明によるライナーの上面図である。
【図３】本発明によるライナーの底面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  濾過装置
１２  頂部保持板
１３  底部保持板
１４  ピン（または、ボルト）
１５  スペーサ
１６  第１ライナー
１７Ａ  第１ポート
１７Ｂ  第２ポート
１７Ｃ、１７Ｄ  副孔
２０  濾過要素
２２  第２ライナー
２５Ａ−２５Ｉ  横方向リブ
２６Ａ−２６Ｉ  縦方向リブ
【図１】
0004598014.tif 000002
【図２】
0004598014.tif 000003
【図３】
0004598014.tif 000004