(57)【要約】【課題】磁性粒子の回収を高効率で行うことが可能であって、かつ耐久性も高い磁性粒子回収装置、及び磁性粒子回収方法を提供する。【解決手段】本発明に係る磁性粒子回収装置１は、磁性粒子３１を捕獲して回収する磁性粒子回収装置１であって、複数枚の磁性金網１５を積層して焼結した焼結金網フィルター１１と、焼結金網フィルター１１に対して磁気照射のＯＮ−ＯＦＦが可能な磁気照射手段２０とを備える。焼結金網フィルター１１は、空隙部が多数形成されている。【選択図】図９
2012217880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粒子を捕獲して回収する磁性粒子回収装置であって、
複数枚の磁性金網を積層して焼結した焼結金網フィルターと、
前記焼結金網フィルターに対して磁気照射のＯＮ−ＯＦＦが可能な磁気照射手段と、
を備え、
前記焼結金網フィルターは、空隙部が多数形成されている磁性粒子回収装置。
【請求項２】
さらに、前記焼結金網フィルターの吸着物剥離のためのＯＮ−ＯＦＦ制御が可能なフィルター吸着物剥離手段を備え、
前記磁気照射手段は、磁石を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁性粒子回収装置。
【請求項３】
さらに、前記焼結金網フィルターの吸着物剥離のためのＯＮ−ＯＦＦ制御が可能なフィルター吸着物剥離手段を備え、
前記フィルター吸着物剥離手段は、加熱手段、超音波印加手段、超音波よりも周波数の小さな機械的振動印加手段、衝撃波印加手段、圧力調整手段、活性光線照射手段の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性粒子回収装置。
【請求項４】
前記焼結金網フィルターの前段に、粗大粒子を除去するフィルターを配設していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁性粒子回収装置。
【請求項５】
磁性粒子を捕獲して回収する磁性粒子回収方法であって、
前記磁性粒子を含む流体を、磁性金網を積層して焼結した焼結金網フィルターによって濾過する工程と、
前記磁性粒子を回収する工程と、を備え、
前記濾過する工程は、前記焼結金網フィルターに対して磁気照射しながら行い、
前記磁性粒子を回収する工程は、前記磁気照射をオフしながら行うステップを含む磁性粒子回収方法。
【請求項６】
前記磁性粒子を回収する工程は、さらに、前記焼結金網フィルター吸着物剥離のための物理的エネルギーを加えながら行うステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の磁性粒子回収方法。
【請求項７】
前記濾過する工程は、
前記焼結金網フィルターに対して磁気照射を行うステップと、
前記磁気照射と物理的エネルギーを加えながら行うステップとを具備することを特徴とする請求項５又は６に記載の磁性粒子回収方法。
【請求項８】
前記物理的エネルギーは、加熱手段、超音波印加手段、超音波よりも周波数の小さな機械的振動印加手段、衝撃波印加手段、圧力調整手段、活性光線照射手段の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の磁性粒子回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性粒子を回収する磁性粒子回収装置、及び磁性粒子回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性粒子は、機能性粒子として脚光を浴びており、種々の分野において応用展開が図られている。医用分野においては、病巣部を磁場環境下とし、製剤に含有する磁性粒子の集積特性を利用して薬物を送達する薬物送達システム（ドラックデリバリーシステム）が近年注目を集め、種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１）。また、抗原、又は抗体に磁性粒子を標識した磁性標識体を用いて、検体の検査等を行う技術も提案されている（例えば、特許文献２〜４）。
【０００３】
磁性粒子を機能性分子として利用するに際しては、磁性粒子を回収する技術も重要となる。また、磁性粒子と結合している物質と磁性粒子とを分離する技術も必要となる。
【０００４】
非特許文献２には、磁性粒子を回収する方法として、チューブの外壁に磁石を当てて、チューブ内壁に磁性粒子を集積させる方法が提案されている。図８Ａ〜図８Ｆに、非特許文献２に開示された磁性粒子の集積方法の説明図を示す。図８Ａに示す初期サンプル１００に対し、抗体１０１を添加してインキュベートし（図８Ｂ参照）、次いで、平衡化した磁性粒子（ビーズ）１０２を添加してインキュベートする（図８Ｃ参照）。その後、標的タンパク質と磁性粒子１０２を磁石１０３によって集め（図８Ｄ参照）、標的タンパク質１０４を溶出する（図８Ｅ参照）。これらの工程を経て、磁性粒子が回収される。
【０００５】
図９に、非特許文献３に記載された磁性粒子回収方法の説明図を示す。非特許文献３においては、磁性ファイバー２０２を詰めたカラム２０１の外壁に磁石２０４を当て、磁気勾配を利用して磁性粒子２０３を集積させる方法が開示されている。
【０００６】
非特許文献４においては、磁性粒子を回収する技術ではないが、以下のようなフィルターが提案されている。図１０に、非特許文献４に開示された焼結フィルターの模式的説明図を示す。この焼結フィルター３０１は、指定した孔径より大きい物質３０２をフィルター３０１によりトラップし、孔径より小さい物質３０３だけを通すものであり、粒度を揃えた金属粉をカーボン、又はステンレス鋼の型に充填し、型ごと還元雰囲気中で高温焼結することにより製造されたものである。
【０００７】
特許文献５においては、フィルターなどに適した窒化鉄系多孔質焼結体が提案されている。具体的には、鉄粉末、若しくは鉄合金粉末、又はこれらの圧粉末を適宜の方法で窒化し、必要に応じて焼結処理することにより製造するフィルターが提案されている。また、特許文献６においては、軟磁性粉末がお互いに磁気ギャップを形成するように焼結されたフィルター材が提案されている。より詳細には、磁界を印加することによって磁化可能な軟磁性金属粉末をお互いに磁気ギャップを形成するように焼結してフィルターを形成する。このフィルターによれば、通常のフィルターの開口径に依存する粒子のトラップに加えて、磁気的に磁性粉末をトラップすることが可能となり、液体やガスに含まれるフィルターの細孔径以下の磁性粉末も捕捉できる旨が記載されている。
【０００８】
また、特許文献７においては、アモルファス合金細線からなる軟磁性材料の金網でフィルターを構成し、この金網を磁化することによって磁性体である金属粉末をトラップする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２１５５７２号公報
【特許文献２】特開昭６３−３０２３６７号公報
【特許文献３】特開２００５−３１５６７７号公報
【特許文献４】特開２００７−１３９５３８号公報
【特許文献５】特開平５−５１６８６号公報
【特許文献６】特開平９−４７６１５号公報
【特許文献７】特開昭５６−３８１１６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Namiki, Y. et al.  Nature Nanotechnology, 2009, 4, 598 - 606
【非特許文献２】"磁気ビーズ"、［online］、日本ミリポア株式会社、［平成23年3月22日検索］、インターネット（http://www.millipore.com/catalogue/module/C77625）
【非特許文献３】"焼結フィルター"、［online］、技研パーツ株式会社、［平成23年3月22日検索］、インターネット（http://giken-parts.com/fil.htm）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
磁性粒子を機能性粒子として利用するに際しては、前述したように、磁性標識体をはじめとする磁性粒子を高効率で回収する技術が重要となる。また、抗原や細胞等と磁性粒子とから形成された複合体粒子から、磁性粒子を分離する技術も重要となる。磁性粒子の集積率、及び回収率の両者の高効率化を実現する磁性粒子回収装置を提供できれば、磁性粒子の機能性粒子としての応用展開をさらに促進することが期待できる。また、信頼性の高い磁性粒子回収装置を提供するためには耐久性を高めることも重要となる。
【００１２】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、磁性粒子の回収を高効率で行うことが可能であって、かつ耐久性も高い磁性粒子回収装置、及び磁性粒子回収方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る磁性粒子回収装置は、磁性粒子を捕獲して回収する磁性粒子回収装置であって、複数枚の磁性金網を積層して焼結した焼結金網フィルターと、前記焼結金網フィルターに対して磁気照射のＯＮ−ＯＦＦが可能な磁気照射手段とを備える。前記焼結金網フィルターは、空隙部が多数形成されている。
【００１４】
本発明に係る磁性粒子回収装置によれば、濾過法と磁気照射手段を併用して、磁性粒子を捕獲して回収するので、操作性がよい。しかも、磁気照射手段のＯＮ−ＯＦＦにより、焼結金網フィルターの空隙部で磁性粒子を捕獲−放出制御できるので、効率よく磁性粒子を回収することができる。また、磁性金網を積層することにより、磁気吸着効率を高めることができる。また、磁性金網を積層しているので、また、これを焼結しているので、積層した磁性金網が外力でずれたり、形状変形したりするのを防止し、耐久性の高い磁性粒子回収装置を提供することができる。
【００１５】
本発明に係る磁性粒子回収方法は、磁性粒子を捕獲して回収する磁性粒子回収方法であって、前記磁性粒子を含む流体を、磁性金網を積層して焼結した焼結金網フィルターによって濾過する工程と、前記磁性粒子を回収する工程とを備える。前記濾過する工程は、前記焼結金網フィルターに対して磁気照射しながら行い、前記磁性粒子を回収する工程は、前記磁気照射をオフしながら行うステップを含むものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、磁性粒子の回収を高効率で行うことが可能であって、かつ耐久性も高い磁性粒子回収装置、及び磁性粒子回収方法を提供することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】第１実施形態に係る磁性粒子回収装置の模式的上面図。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＢ−ＩＢ切断部断面図。
【図２Ａ】第１実施形態に係る磁性金網の模式的上面図。
【図２Ｂ】第１実施形態に係る焼結金網フィルターの模式的側面図。
【図３Ａ】第１実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図３Ｂ】第１実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図３Ｃ】第１実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図４Ａ】第２実施形態に係る磁性粒子回収装置の模式的上面図。
【図４Ｂ】図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ切断部断面図。
【図５Ａ】第２実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図５Ｂ】第２実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図６Ａ】第３実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図６Ｂ】第３実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図６Ｃ】第３実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図６Ｄ】第３実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図７Ａ】第４実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図７Ｂ】第４実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図７Ｃ】第４実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図７Ｄ】第４実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図８Ａ】非特許文献２に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図８Ｂ】非特許文献２に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図８Ｃ】非特許文献２に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図８Ｄ】非特許文献２に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図８Ｅ】非特許文献２に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図９】非特許文献３に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【図１０】非特許文献４に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に含まれることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは必ずしも一致しない。また、以降の実施形態及び実施例において、同一の要素部材には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１Ａは、第１実施形態に係る磁性粒子回収装置の一例を説明するための模式的上面図、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ切断部断面図である。磁性粒子回収装置１は、同図に示すように焼結金網フィルター１１、筺体１２、支持部１３、プレフィルター１７、磁気照射手段２０等を備える。筺体１２は、底面が開口した円筒体により構成されている。支持部１３は、焼結金網フィルター１１を保持する機能を担っており、筺体１２の内壁に円周状に形成されている。焼結金網フィルター１１は、着脱自在に筺体１２内の支持部１３上に設置されている。なお、筺体１２及び支持部１３の形状は、任意に変更可能である。焼結金網フィルター１１の形状も任意に変更可能である。
【００２０】
焼結金網フィルター１１は、少なくとも複数枚の磁性金網を積層して焼結したものからなり、空隙部が多数形成されている。磁性金網を積層して焼結した焼結金網フィルター１１を用いることにより、剛性、耐久性を高めることができる。また、磁性粒子の捕獲効率を高めることができる。なお、焼結金網フィルター１１の洗浄性や焼結金網フィルター１１の交換容易性の観点から、焼結金網フィルター１１を筺体１２に対して着脱自在とする構成が好ましい。また、支持部１３を設けずに、筺体１２の内壁に焼結金網フィルター１１を嵌合させる溝部などを設けてもよい。
【００２１】
プレフィルター１７は、焼結金網フィルター１１の前段、すなわち、焼結金網フィルター１１の上方に設置されており、濾過対象流体より粗大粒子を除去する役割を担う。従って、焼結金網フィルター１１の空隙部よりも目の粗いフィルターからなる。目詰まりの心配がない場合には、プレフィルター１７は省略し、焼結金網フィルター１１の表面で粗大粒子をカットしてもよい。プレフィルター１７と焼結金網フィルター１１とは、図１Ｂのように離間して配置してもよいし、積層して配置してもよい。
【００２２】
図２Ａは、１枚の磁性金網１５の一例を示す模式的上面図であり、図２Ｂは、焼結金網フィルター１１の模式的側面図である。図２Ａの例においては、２次元の網目構造を有する磁性金網１５の例を説明しているが、１枚の磁性金網１５の形状としては、公知のものを制限なく利用することができる。磁性金網１５は、３次元の網目構造であってもよい。空隙部１６の径は、例えば、ミリメートルからナノメートルのスケールのオーダーである。また、空隙部１６の密度も、用途に応じて任意に設計可能である。磁性金網１５の空隙部１６の径は、深さ方向に一定の場合の他、深さ方向に径が大きくなる等、任意に設計可能である。
【００２３】
焼結金網フィルター１１は、少なくとも磁性金網１５が複数枚積層されたものからなる。図２Ｂの例においては、磁性金網１５が１４枚積層された例を示しているが、積層枚数は、２枚以上であればよく、用途や目的に応じて決定すればよい。焼結金網フィルター１１の磁性金網１５の積層枚数は、磁気吸着効率の向上の観点からは、１０〜５０枚の範囲が好ましい。磁性金網１５の１枚の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。
【００２４】
焼結金網フィルター１１は、適宜、機械的強度を補強するための磁性を有さない層を補強層として磁性金網１５の間に挿入してもよい。磁性を有さない金網を積層して強度等を補強することも可能である。また、焼結金網フィルター１１とは別体の多孔質のガラスフィルター等の支持体を焼結金網フィルター１１の底部に配設し、強度を補強することも可能である。
【００２５】
磁性金網１５の材料としては、磁気照射手段２０により磁気特性を発揮する材料であれば特に限定されない。例えば、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、マグヘマイト（Ｆｅ２Ｏ３）、一酸化鉄（ＦｅＯ）、窒化鉄、鉄（Ｆｅ）、ニッケル、コバルト、コバルト白金クロム合金、バリウムフェライト合金、マンガンアルミ合金、鉄白金合金、鉄パラジウム合金、コバルト白金合金、鉄ネオジムボロン合金、及びサマリウムコバルト合金等が挙げられる。高い磁気誘導特性を有する磁気異方性の高い材料が好ましい。好ましい材料としては、耐食性の高い、フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレスなど磁性をもつステンレス、ＦｅＰｔなどを挙げることができる。磁性金網１５の材料としては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、磁性特性を有さない材料が含まれていてもよい。
【００２６】
磁性粒子回収装置１は、焼結金網フィルター１１の空隙部により磁気照射手段２０の磁力を利用して磁性粒子を捕獲する。従って、捕獲する磁性粒子に応じて、適切な空隙部のサイズを選定する。磁性金網１５の積層方法は、空隙部１６が互いに一致するように積層してもよいし、空隙部１６の位置をずらして３次元の網目構造を形成するようにしてもよい。空隙部１６のサイズを任意に変更した磁性金網１５を積層してもよい。具体例としては、上部ほど空隙部１６のサイズが大きくなるように磁性金網１５を積層する焼結金網フィルターや、空隙部１６のサイズの大きい磁性金網１５と小さい磁性金網１５を交互に積層する焼結金網フィルターなどが挙げられる。なお、焼結金網フィルター１１の空隙部は、磁性金網１５を積層して焼結することによって得られるので、通常、磁性金網１５の空隙部１６より若干開口径が小さくなる。
【００２７】
磁性金網を２枚以上積層して焼結した焼結金網フィルター１１のセットを複数用意して、これを重ねて筺体１２に設置することも可能である。焼結金網フィルター１１のセットを複数重ねることによって、目詰まりしてしまった場合に、容易に分解して洗浄することが可能となる。
【００２８】
磁性金網１５の製造方法は、公知のものを制限なく利用することができる。例えば、磁性細線を編み込んで磁性金網を製造したり、コイル状の細線同士を熱融着することにより製造することができる。コイル状の細線同士を熱融着することにより磁性金網を製造する場合には、接触面積を大きくすることができるので、磁性粒子の吸着面を大きくすることができるという優れた効果がある。
【００２９】
磁性金網１５の精度（寸法安定性）、形状安定性を考慮すると、金型により製造することが好ましい。金型成型の場合、空隙部、空隙部の密度、磁性金網の厚み等を自在に設計可能であるというメリットがある。金型を用いる場合、例えば、磁性粒子、若しくは溶融した磁性粒子を金型に入れて成型加工し、固化した後に金型から取り出すことにより製造することができる。固化処理は、溶融や焼結後に冷却することによって得られる。なお、磁性金網１５を製造後に、熱融着工程、圧入工程、焼結工程等を追加してもよい。
【００３０】
焼結金網フィルター１１は、前述している通り、焼結することにより得ることができる。例えば、複数枚の磁性金網１５を積層し、真空中で高温焼結することにより得られる。これにより、磁性金網が完全に溶けず、空隙部１６の少なくとも一部を保ちつつ、一部を熱融着させることができる。焼結することにより、積層した磁性金網１５の外力によるずれや、形状変形を防止できる。すなわち、焼結工程を施すことによって、焼結金網フィルター１１の剛性を高めることができる。
【００３１】
磁気照射手段２０は、筺体１２の外部側壁において焼結金網フィルター１１と対向する領域に形成されている。第１実施形態においては、枠体状に磁気照射手段２０を設ける構成としているが、焼結金網フィルター１１に対して磁気を照射可能であれば、その形状や設置位置は問わない。磁気照射手段２０は、磁石、シールド手段を有する。シールド手段は、磁力遮蔽部材により構成する。これにより、磁石の磁力線に指向性を付与させることが可能となる。なお、磁気照射手段２０としては、磁石を有していればよく、シールド手段を具備していなくてもよい。
【００３２】
磁石は、その種類や形状は特に限定されない。例えば、電磁石、超電導磁石、永久磁石を用いることができる。電磁石を用いて電圧、若しくは電流を可変させることにより磁場を変化させてもよい。さらに、磁気勾配を付与する工夫を施してもよい。磁気照射手段２０の小型化を実現する観点からは、永久磁石を用いることが好ましい。永久磁石の種類は、特に限定されるものではないが、一例として、フェライト、Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ合金、サマリウム−コバルト合金を挙げることができる。また、抗原抗体反応検出プレート自体の少なくとも一部をゴム磁石などの磁石で構成してもよい。強力な磁力を要する場合には、Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ合金が好ましい。
【００３３】
シールド手段は、前述したように、磁石の磁界発生方向に指向性を付与するためのシールド機能を有する。シールド手段は、例えば、ヨーク（継鉄）により構成する。無論、シールド機能を有する材料であればこれに限定されるものではない。シールド手段を設けることにより、磁石の焼結金網フィルター１１に対する磁力を増強し、他の部分の磁力の大幅な減衰を実現することができる。焼結金網フィルター１１に磁力が付与されるように、シールド手段を配設することによって、焼結金網フィルター１１に対して効率的に磁力を付与することができる。
【００３４】
また、筺体１２と磁石の間に、着脱自在なシールド板を取り付け可能なように設置してもよい。これにより、焼結金網フィルター１１への磁気照射のオン、オフを制御することが可能となる。また、電磁石からなる磁石を筺体１２に固設させ、電気のオン、オフにより、磁力線の発生をオン、オフ可能なように構成してもよい。
【００３５】
次に、第１実施形態に係る磁性粒子回収方法について説明する。まず、回収したい磁性粒子が含有された濾過対象流体を用意する。濾過対象流体は、磁性粒子を含む液体、ガス等の流体とする。磁性粒子は、その名称の如く、磁性を有する粒子を含有する粒子であれば特に限定されない。磁性粒子と磁性を有さない粒子が結合した複合体粒子であってもよい。捕獲する磁性粒子の粒径に応じて、最適な空隙部１６を有する焼結金網フィルター１１を適宜選定する。
【００３６】
図３Ａ〜図３Ｃは、第１実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図である。まず、濾過工程を行う。磁気照射手段２０により焼結金網フィルター１１に対して磁気照射しつつ、濾過対象流体３０を筺体１２内に供給する（図３Ａ参照）。分散液が焼結金網フィルター１１を浸透しやすくするために、例えば０．０１〜１．０ＭＰａ程度に加圧してもよい。濾過対象流体３０は、磁性金網フィルター１１に浸透し、空隙部サイズよりも小さい非磁性粒子３３及び溶媒が濾液３４として得られる（図３Ｂ参照）。一方、空隙部サイズよりも小さい磁性粒子３１は、焼結金網フィルター１１の空隙部にトラップされる。また、空隙部よりも大きな粒子３２は、プレフィルター１７によりカットオフされる。
【００３７】
次いで、磁性粒子の回収を行う。まず、濾液３４の入った容器４１を、別の容器４２に取り換える。そして、磁気照射手段２０の磁気照射をオフすることにより、焼結金網フィルター１１の空隙部にトラップされた磁性粒子３１を回収する（図３Ｃ参照）。この際、必要に応じて、溶媒を流したり、圧力をかけたりして磁性粒子３１の回収を促してもよい。また、後述する第２実施形態のように、フィルター吸着物剥離手段を印加してもよい。なお、回収する磁性粒子３１は、単独の磁性粒子の他、脂質、高分子、非磁性金属粒子等と磁性粒子との複合体粒子であってもよい。
【００３８】
上記非特許文献３のような磁性ファイバーをフィルターとして用いる場合、強度、耐圧性、磁性体密度の均一性が劣るという問題があった。また、磁性ファイバーをフィルターとして用いる場合には、隙間にばらつきがあって、精度の観点から不安定となるという問題もあった。また、磁性粉体を焼結させた焼結金属フィルターを用いる場合、温度変化による熱膨張、熱収縮、超音波処理などにより破砕しやすいという問題がある。一方、第１実施形態に係る焼結金網フィルター１１によれば、磁性金網を積層して焼結しているので、温度変化による熱膨張、熱収縮や超音波処理などにより破砕しにくいというメリットがある。
【００３９】
第１実施形態によれば、濾過法と磁気照射手段２０を併用して、磁性粒子３１を捕獲して回収するので、操作性がよい。しかも、磁気照射手段２０のＯＮ−ＯＦＦにより、焼結金網フィルター１１の空隙部で磁性粒子３１を捕獲−放出制御できるので、効率よく磁性粒子３１を回収することができる。また、磁性金網１５を積層することにより、磁気吸着効率を高めることができる。また、磁性金網１５を積層しているので、また、これを焼結しているので、積層した磁性金網１５が外力でずれたり、形状変形したりするのを防止し、耐久性の高い磁性粒子回収装置１を提供することができる。
【００４０】
［第２実施形態］
次に、上記実施形態とは異なる磁性粒子回収装置の一例について説明する。以降の図において、上記第１実施形態と同一の要素部材には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００４１】
第２実施形態に係る磁性粒子回収装置は、以下の点を除く基本的な構成は上記第１実施形態と同様である。すなわち、第２実施形態に係る磁性粒子回収装置は、フィルター吸着物剥離手段を具備している点において、これを有しない第１実施形態とは相違する。また、第２実施形態においては、プレフィルター１７を設置しない点において上記第１実施形態とは相違する。
【００４２】
図４Ａは、第２実施形態に係る磁性粒子回収装置２の一例を説明するための模式的上面図、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ切断部断面図である。磁性粒子回収装置２は、同図に示すように焼結金網フィルター１１、筺体１２、支持部１３、磁気照射手段２０、フィルター吸着物剥離手段である超音波印加手段５０等を備える。
【００４３】
超音波印加手段５０は、磁気照射手段２０を取り囲むように、筺体１２の外周部に設けられている。換言すると、焼結金網フィルター１１のサイドに超音波印加手段５０が設置されている。超音波印加手段５０の位置や設置形状は、限定されるものではない。
【００４４】
フィルター吸着物剥離手段は、超音波印加手段５０に限定されるものではなく、焼結金網フィルター１１に物理的エネルギーを印加するものであり、本発明の目的が達成できるものであれば特に限定されない。超音波印加手段以外の例としては、加熱手段、超音波よりも周波数の小さな機械的振動印加手段、衝撃波印加手段が挙げられる。また、圧力調整手段の利用も挙げられる。さらに、貴金属微粒子のナノプラズモンを適用した光から熱への光熱効果を利用した活性光線照射手段、酸化チタンなどの光触媒を利用した可視光等の活性光線照射手段、酸化反応を利用した紫外線・電離放射線等による活性光線照射手段が挙げられる。フィルター吸着物剥離手段は、単独で用いても組み合わせて用いてもよい。これらのうち、簡便性の観点から、加熱手段あるいは超音波照射手段、圧力調整手段の利用が特に好ましい。
【００４５】
図５Ａ及び図５Ｂは、第２実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図である。磁性粒子回収装置２の磁気照射手段２０により磁気照射しつつ、濾過対象流体３０を筺体１２内に供給する（図５Ａ参照）。濾過対象流体３０は、磁性金網フィルター１１に浸透し、空隙部サイズよりも小さい非磁性粒子３３及び溶媒が濾液３４として得られる（図５Ｂ参照）。一方、空隙部サイズよりも小さい磁性粒子３１は、焼結金網フィルター１１の空隙部にトラップされる。また、磁性粒子以外の空隙部よりも大きな粒子３２は、磁性金網フィルター１１の表面でカットオフされる。なお、粗大粒子の量が多い場合には、濾過対象流体３０から粗大粒子を除去するために予め別のフィルターにより除去することが好ましい。
【００４６】
次いで、磁気照射手段２０をオフし、かつ超音波印加手段５０を用いて超音波を照射する。これにより、焼結金網フィルター１１の空隙部にトラップされた磁性粒子３１を回収する。この際、必要に応じて、溶媒を流したり、圧力をかけたりして磁性粒子の回収を促してもよい。
【００４７】
第２実施形態に係る磁性粒子回収装置２によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加え、第２実施形態においては、磁性粒子３１の回収の際に超音波印加手段５０を加えているので、より効率的に磁性粒子を回収することができる。
【００４８】
なお、フィルター吸着物剥離手段は、筺体と一体的なものに限定されず、別体のものであってもよい。例えば、加熱手段を用いる場合には、加熱装置を取り付けてもよいし、筺体１２とは別体の加温機を用いてもよい。
【００４９】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る磁性粒子回収装置は、以下の点を除く基本的な構成は上記第２実施形態と同様である。すなわち、第３実施形態に係る磁性粒子回収装置は、フィルター吸着物剥離手段の稼働タイミングが第２実施形態と相違する。
【００５０】
図６Ａ〜図６Ｄは、第３実施形態に係る磁性粒子回収方法を説明するための模式的説明図である。第３実施形態においては、濾過対象流体３０ｂ中に、磁性粒子３１と標的タンパク質３６からなる複合体粒子３５が含有されている。磁性粒子回収装置３の磁気照射手段２０により磁気照射しつつ、濾過対象流体３０ｂを筺体１２内に供給する。濾過対象流体３０ｂは、磁性金網フィルター１１に浸透し、空隙部サイズよりも小さい非磁性粒子３３及び溶媒が濾液３４として得られる（図６Ａ参照）。一方、空隙部サイズよりも小さい磁性粒子３１を含む複合体粒子３５は、焼結金網フィルター１１の空隙部にトラップされる。また、磁性粒子以外の空隙部よりも大きな粒子３２は、磁性金網フィルター１１の表面でカットオフされる。これにより、磁性粒子３１と複合体粒子３５を形成している標的タンパク質３６と、非標的タンパク質とを分離することができる（図６Ｂ参照）。
【００５１】
次いで、磁気照射手段２０によって焼結金網フィルターに磁気を照射しながら、超音波印加手段５０を用いて超音波を照射する。これにより、焼結金網フィルター１１の空隙部にトラップされた複合体粒子３５が振動により磁性粒子３１と標的タンパク質３６に分離される。そして、標的タンパク質３６が焼結金網フィルター１１から除去されて容器４２に回収される（図６Ｃ参照）。この際、必要に応じて、溶媒を流したり、圧力をかけたりして標的タンパク質３６の回収を促進させてもよい。
【００５２】
その後、容器４２から容器４３に変えて、磁気照射手段をオフし、かつ超音波印加手段５０を用いて超音波を照射する。これにより、焼結金網フィルター１１の空隙部にトラップされた磁性粒子３１を回収する（図６Ｄ参照）。この際、必要に応じて、溶媒を流したり、圧力をかけたりして磁性粒子の回収を促してもよい。上記工程を経ることにより、標的タンパク質３６と磁性粒子３１を分離して回収することができる。
【００５３】
第３実施形態に係る磁性粒子回収装置３によれば、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加え、第３実施形態においては、標的タンパク質３６と磁性粒子３１を簡便に分離することができる。なお、上記においては、超音波印加手段を用いる例を説明したが、他のフィルター吸着物剥離手段を用いてもよい。例えば、加熱手段等によって、粒子の分子運動を活性化させ、標的タンパク質３６と磁性粒子３１を分離してもよい。また、上記例においては、標的タンパク質と磁性粒子が複合体粒子を形成している例を挙げたが、磁性粒子と複合体粒子を形成する対象はタンパク質に限定されるものではなく、任意である。
【００５４】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る磁性粒子回収装置は、以下の点を除く基本的な構成は上記第３実施形態と同様である。すなわち、第４実施形態に係る磁性粒子回収装置は、焼結金網フィルターに酸化チタンが含有されている点において第３実施形態と相違する。また、フィルター吸着物剥離手段として超音波印加手段に加えて、活性光線照射手段を備えている点において上記第３実施形態と相違する。
【００５５】
第４実施形態に係る焼結金網フィルター１１ｃには、酸化チタンが含有されている。酸化チタンに代えて、他の光触媒であってもよい。焼結金網フィルター１１ｃに酸化チタン等の光触媒を含有させる方法は、特に限定されず、公知の方法を制限なく利用することができる。例えば、酸化チタン粉末と磁性粉末を混合して磁性金網を製造し、それを積層して焼結する方法がある。また、焼結金網フィルター１１ｃを形成後に、酸化チタンで表面をコーティングする方法等が挙げられる。
【００５６】
第４実施形態に係る磁性粒子回収装置４においては、フィルター吸着物剥離手段として超音波印加手段５０の他に活性光線照射手段５１を有する。活性光線照射手段５１は、光触媒に対する活性光線であり、例えば、可視光、紫外光である。
【００５７】
第４実施形態においては、濾過対象流体３０ｃ中に、磁性粒子３１が脂質やポリマー等の有機層３９によって被覆されている複合体粒子３８が含有されている。磁気照射手段２０により焼結金網フィルター１１に対して磁気照射しつつ、濾過対象流体３０ｃを筺体１２内に供給して（図７Ａ参照）、濾過を行う（図７Ｂ参照）。そして、磁気照射手段をオンしながら、フィルター吸着物剥離手段である活性光線照射手段５１により活性光線を照射する（図７Ｃ参照）。活性光線は、例えば、可視光である。これにより、焼結金網フィルター１１の空隙部にトラップされた複合体粒子３８中の磁性粒子３１を被覆している有機層３９が磁性粒子３１から剥離、若しくは分解される。
【００５８】
剥離や分解した有機層３９は、磁気照射手段２０をオンにした状態で、圧力を加えたり溶媒を注いだりすることによって、簡便に除去することができる。これにより、複合体粒子から磁性粒子３１を容易に回収することが可能となる。なお、磁性粒子と複合体粒子を形成している有機物として脂質とポリマーの例を挙げたが、一例であって、任意の有機物に適用することができる。また、任意の無機物に対しても剥離作用を利用できる。
【００５９】
その後、磁気照射手段２０をオフし、かつフィルター吸着物剥離手段である超音波印加手段５０をオンとする。これにより、焼結金網フィルター１１ｃの空隙部にトラップされた磁性粒子３１を回収する。この際、必要に応じて、溶媒を流したり、圧力をかけたりして磁性粒子の回収を促してもよい。
【００６０】
第４実施形態に係る磁性粒子回収装置４によれば、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加え、第４実施形態においては、複合体粒子３８から磁性粒子３１を簡便かつ高効率で回収することができる。
【００６１】
なお、第４実施形態においては、フィルター吸着物剥離手段として、光触媒を利用した活性光線照射手段５１を用いる例を挙げたが、これに代えて、若しくは併用して有機物の酸化を利用した紫外線・電離放射線等の活性光線照射手段を用いてもよい。これらの活性光線照射により、フィルターに吸着した磁性ナノ粒子表面を構成する脂質・ポリマーなどの高分子を酸化分解できる。焼結金網フィルターの厚みが大きく、活性光線として透過性の低い光線を利用する場合には、必要に応じて、焼結金網フィルターとして、積層枚数の比較的少ない焼結金網フィルターのセットを複数積層させたものを用い、セットを分解して、酸化反応等を内部まで促進させることも可能である。透過性の観点からは、透過性の高いガンマ線等の利用も有効である。
【００６２】
また、フィルター吸着物剥離手段として、ナノプラズモンによる光熱効果を利用した活性光線照射手段を用いてもよい。磁性粒子の構成成分に温度感受性高分子、及び貴金属微粒子が含まれる場合、貴金属微粒子に特定波長を照射することにより、ナノプラズモンによる光から熱への反応を利用できる。これにより、温度感受性高分子を分解することができる。そのため、磁性粒子を効率よく回収することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態は、一例であって本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記実施形態１〜４を組み合わせた実施形態も好適な例として挙げられる。また、上述した複合体粒子の例は、一例であって、種々の態様の複合体粒子に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１、２、３、４    磁性粒子回収装置
１１      焼結金網フィルター
１２      筺体
１５      磁性金網
１６      空隙部
１７      プレフィルター
２０      磁気照射手段
３０      濾過対象流体
３１      磁性粒子
３２      粗大粒子
３３      非磁性粒子
３４      濾液
３５、３８  複合体粒子
３６      標的タンパク質
３８      複合体粒子
３９      有機層
４１、４２、４３  容器
５０      超音波照射手段
５１      活性光線照射手段
【図１Ａ】
2012217880.tif 000003
【図１Ｂ】
2012217880.tif 000004
【図２Ａ】
2012217880.tif 000005
【図２Ｂ】
2012217880.tif 000006
【図３Ａ】
2012217880.tif 000007
【図３Ｂ】
2012217880.tif 000008
【図３Ｃ】
2012217880.tif 000009
【図４Ａ】
2012217880.tif 000010
【図４Ｂ】
2012217880.tif 000011
【図５Ａ】
2012217880.tif 000012
【図５Ｂ】
2012217880.tif 000013
【図６Ａ】
2012217880.tif 000014
【図６Ｂ】
2012217880.tif 000015
【図６Ｃ】
2012217880.tif 000016
【図６Ｄ】
2012217880.tif 000017
【図７Ａ】
2012217880.tif 000018
【図７Ｂ】
2012217880.tif 000019
【図７Ｃ】
2012217880.tif 000020
【図７Ｄ】
2012217880.tif 000021
【図８Ａ】
2012217880.tif 000022
【図８Ｂ】
2012217880.tif 000023
【図８Ｃ】
2012217880.tif 000024
【図８Ｄ】
2012217880.tif 000025
【図８Ｅ】
2012217880.tif 000026
【図９】
2012217880.tif 000027
【図１０】
2012217880.tif 000028