(57)【要約】  上部材と下部材とこれらの間におけるフィルタ部材とを備えるフィルタ装置は、フィルタ部材の上表面に所定サイズ超の粒子を捕捉すると共に、溶出流体でこれらの粒子を接線的に洗浄することで、後続の分析のために比較的低容量で粒子の濃縮液を提供する。中間段階で、フィルタにより捕捉された粒子は、水等の洗浄流体により洗浄され、所定サイズ以下の粒子がフィルタを更に通過することで、より精製されたサンプルが提供される。効率を向上させるために、逆止弁が単一方向のフローを伴った通路に使用され得、さらに、三方活栓の構成も適用され得る。さらに、一つの下部材が二つの対向する上部材により挟持されたサンドイッチ式装置は可能になる。
2016511687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体／粒子を含む混合物から粒子を分離させるために、流体／粒子を含む混合物と、所定サイズ超の粒子を捕捉すると共に所定サイズ以下の粒子を通過させるフィルタ部材とを使用する方法であって、
（ａ）所定サイズ超の粒子が、前記フィルタ部材の上表面に堆積するように、前記流体／粒子を含む混合物を、前記フィルタ部材を通過させて濾過する段階と、
（ｂ）捕捉された前記粒子を移動させるように、溶出流体を用いて前記フィルタ部材の前記上表面を接線方向に洗浄する段階と、
（ｃ）移動された前記粒子と前記溶出流体とを収集する段階とを
含む、方法。
【請求項２】
前記流体／粒子を含む混合物を濾過する段階の後、粒子を水でさらに洗浄して前記フィルタ部材を通過させる段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流体／粒子を含む混合物をフィルタ部材で濾過する段階は、前記フィルタ部材の上部から下部への吸引により行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記溶出流体が発泡性を有するものである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第二段階の濾過を行うために、前記段階（ａ）から前記段階（ｃ）を繰り返す段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記粒子がバクテリアである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フィルタ部材がポリカーボネート製の表面式フィルタである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記フィルタ部材が、約０．４μｍの幅で開口した複数の孔を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記溶出流体が発泡性を有するものである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶出流体がＰＢＳにより作られる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶出流体が発泡剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記発泡剤がＴＷＥＥＮである、請求項に記載の方法。
【請求項１３】
流体／粒子を含む混合物から粒子を分離するフィルタ装置であって、
（ａ）上部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが前記上部材にわたって延伸し、前記上部材の入口を第１収集部に接続させると共に前記上部材の下側において開放している、上部材と、
（ｂ）下部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが前記下部材にわたって延伸し、吸引力を提供するために前記下部材の出口に接続されると共に前記下部材の上側において開放している、下部材と、
（ｃ）前記上部材の下側が前記下部材の上側に固定されると共に複数の前記チャネルと前記チャネルとが整合されるように前記上部材が前記下部材に固定される構造と、
（ｄ）フィルタ部材であって、全体的に平らであり、前記上部材と前記下部材との間に位置すると共に、前記上部材のチャネルと前記下部材のチャネルとにオーバラップしている、フィルタ部材と
を備える、フィルタ装置。
【請求項１４】
前記上部材の前記入口が、流体／粒子の供給源と溶出流体の供給源とに接続され、前記下部材の前記出口が、吸引力の供給源に接続され、前記装置が、
（ｅ）弁装置であって、少なくとも、
（１）前記下部材の前記出口に吸引力が供給される状態で、前記流体／粒子を含む混合物が、前記上チャネル内及び前記フィルタ部材上に導入されることで、透過可能な粒子が前記フィルタ部材に通過すると共に残余の粒子が前記フィルタ部材に堆積する構造と、
（２）さらに、前記下部材への吸引力が停止される状態で、前記溶出流体が前記上チャネル内及び前記フィルタ部材上に導入されることで、前記フィルタ部材に堆積された前記残余の粒子が接線的に洗浄されると共に第１収集部に収集される構造と
の二つのフロー構造を有する弁装置を更に備える、請求項１３に記載のフィルタ装置。
【請求項１５】
前記上部材の出口において、前記上部材の開放した前記チャネルの経路内に第２収集部が配置されることで、前記第１収集部の一方側に第１段階チャネルが規定されると共に、前記第１収集部の他方側に第２段階チャネルが規定され、前記第１段階チャネルのための、構造（１）及び（２）に規定された前記弁装置が、前記第２段階チャネルにおいても同じく設けられることで、残余物が初期に前記第１収集部に堆積された後、最終的に前記第２収集部内に堆積されるように構成された二段階のフィルタ装置が提供される、請求項１４に記載のフィルタ装置。
【請求項１６】
前記上部材の入口は、洗浄溶液の供給源に更に接続され、前記（ｅ）弁装置は、追加的な構造を有し、当該追加的な構造は、
（３）前記溶出流体を導入する前、且つ前記流体／粒子を含む混合物を導入した後に、前記下部材の出口に吸引力が供給されている状態で、前記洗浄溶液が前記上チャネルに導入され、前記フィルタ部材を通過する構造を含む、請求項１４に記載のフィルタ装置。
【請求項１７】
前記上部材の出口において、前記上部材の開放した前記チャネルの経路内に第２収集部が配置されることで、前記第１収集部の一方側に第１段階チャネルが規定されると共に前記第１収集部の他方側に第２段階チャネルが規定され、前記第１段階チャネルのための、構造（１）、（２）及び（３）に規定された前記弁装置が、前記第２段階チャネルにおいても同じく設けられることで、残余物が初期に前記第１収集部に堆積された後、最終的に前記第２収集部内に堆積されるように構成された二段階のフィルタ装置が設けられる、請求項１６に記載のフィルタ装置。
【請求項１８】
前記残余物がバクテリアである、請求項１３に記載のフィルタ装置。
【請求項１９】
前記フィルタ部材がポリカーボネート製のフィルタ部材である、請求項１３に記載のフィルタ装置。
【請求項２０】
前記フィルタ部材は、０．４μｍまでの粒径を有する粒子を濾過可能である、請求項１９に記載のフィルタ装置。
【請求項２１】
前記溶出流体が発泡性を有する、請求項１３に記載のフィルタ装置。
【請求項２２】
前記溶出流体がＰＢＳである、請求項１３に記載のフィルタ装置。
【請求項２３】
前記溶出流体が発泡剤である、請求項１３に記載のフィルタ装置。
【請求項２４】
前記発泡剤がＴＷＥＥＮである、請求項２３に記載のフィルタ装置。
【請求項２５】
サンドイッチ状に配置される複数の部材を備える、流体／粒子を含む混合物から粒子を分離するフィルタ装置であって、
（ａ）中間サンドイッチ部材であって、所定の厚みを有し、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記所定の厚みにわたって延伸すると共に前記中間サンドイッチ部材の入口を第１収集部に接続させる、中間サンドイッチ部材と、
（ｂ）上サンドイッチ部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記上サンドイッチ部材にわたって延伸し、吸引力を提供するために上サンドイッチ部材の出口に接続されると共に前記上サンドイッチ部材の下側において開放している、上サンドイッチ部材と、
（ｃ）下サンドイッチ部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記下サンドイッチ部材にわたって延伸し、吸引力を提供するために前記下サンドイッチ部材の出口に接続されると共に前記サンドイッチ部材の下側において開放している、下サンドイッチ部材と、
（ｄ）前記上サンドイッチ部材の前記下側が前記下部材の前記上側に対して固定されると共に複数の前記チャネルが互いに整合しているように、前記上サンドイッチ部材が前記中間サンドイッチ部材に固定される構造と、
（ｅ）前記下サンドイッチ部材の前記上側が、前記下サンドイッチ部材の前記上側に対して固定されると共に複数の前記チャネルが互いに整合しているように、前記下サンドイッチ部材が、前記中間サンドイッチ部材に固定される構造と、
（ｆ）上フィルタ部材であって、全体的に平らであり、前記上サンドイッチ部材と、前記中間サンドイッチ部材との間に配置されると共に複数の前記チャネルとオーバラップしている、上フィルタ部材と、
（ｇ）下フィルタ部材であって、全体的に平らであり、前記上部材と前記中間サンドイッチ部材との間に配置されると共に複数の前記チャネルとオーバラップしていることで、共通の中間サンドイッチ部材を用いて二つの別々の濾過操作を同時に可能にする構造を提供する、下フィルタ部材と
を備える、フィルタ装置。
【請求項２６】
流体／粒子を含む混合物から粒子を分離するフィルタ装置であって、
（ａ）上部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記上部材にわたって延伸し、上チャネルの入／出口及び収集部に流体的に接続されると共に前記上部材の下側において開放している、上部材と、
（ｂ）下部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記下部材にわたって延伸し、吸引力を提供するために前記下部材の出口に接続されると共に前記下部材の上側において開放している、下部材と、
（ｃ）前記上部材の前記下側が前記下部材の前記上側に対して固定されると共に複数の前記チャネルが互いに整合しているように、前記上部材が前記下部材に固定される構造と、
（ｄ）フィルタ部材であって、全体的に平らであり、前記上部材と前記下部材との間に位置すると共に複数の前記チャネルとオーバラップしている、フィルタ部材と
を備えるフィルタ装置。
【請求項２７】
前記上チャネルの入／出口が流体／粒子の供給源と溶出流体の供給源とに接続され、前記下部材の出口が吸引力の供給源に接続され、
前記フィルタ装置は、
（ｅ）弁装置であって、少なくとも、
（１）前記下部材の出口に吸引力が供給される状態で、前記流体／粒子を含む混合物を、前記上チャネルの入／出口を介して前記上チャネル内及び前記フィルタ部材上に導入することで、透過可能な粒子が前記フィルタを通過すると共に残余の粒子が前記フィルタ部材に堆積する構造と、
（２）さらに、前記下部材の出口が閉じて吸引力の供給が停止される状態で、前記溶出流体を前記上チャネル内及び前記フィルタ部材上に導入することで、前記フィルタ部材において堆積した前記残余の粒子が接線的に洗浄され、前記上チャネルの入／出口を介して収集部に収集される構造と
の２つのフロー構造を有する弁装置を更に備える、請求項２６に記載のフィルタ装置。
【請求項２８】
前記上部材は、第２段階チャネルを有し、前記第２段階チャネルが前記上部材にわたって延伸し、前記上部材の開放した前記チャネルの経路内において前記上チャネルの入／出口に流体的に接続されることで、前記上部材の一方側に第１段階チャネルが規定されると共に前記上部材の他方側に他の上チャネルの入／出口により第２段階チャネルが規定され、前記第１段階チャネルのための、構造（１）及び（２）に規定された前記弁装置が、前記第２段階チャネルにおいても同じく設けられることで、残余物が初期に前記第１収集部に堆積された後、再度処理され、最終的に前記収集部内に再堆積されるように構成された二段階のフィルタ装置が提供される、請求項２７に記載のフィルタ装置。
【請求項２９】
前記上部材の入口は、洗浄溶液の供給源に更に流体的に接続され、前記（ｅ）弁装置は、追加的な構造を有し、当該追加的な構造は、
（３）前記溶出流体を導入する前、且つ前記流体／粒子を含む混合物を導入した後に、前記下部材の出口に吸引力が供給される状態で、前記洗浄溶液が前記上チャネルの入／出口により前記上チャネルに導入され、前記フィルタ部材を通過する構造を含む、請求項２７に記載のフィルタ装置。
【請求項３０】
前記収集部が、前記上部材の開放した前記チャネルの経路内において前記上チャネルの入／出口に流体的に接続されることで、前記上部材の一方側に第１段階チャネルが規定されると共に前記上部材の他方側に別の上チャネル入／出口と接続される第２段階チャネルが規定され、前記第１段階チャネルのための、前記構造（１）、（２）及び（３）に規定された前記弁装置は、前記第２段階チャネルにおいても同じく設けられることで、残余物が初期に前記収集部に堆積された後、最終的に前記収集部内に再堆積されるように構成された二段階のフィルタ装置が提供される、請求項２９に記載のフィルタ装置。
【請求項３１】
前記残余物がバクテリアである、請求項２６に記載のフィルタ装置。
【請求項３２】
前記フィルタ部材がポリカーボネート製のフィルタ部材である、請求項２６に記載のフィルタ装置。
【請求項３３】
前記フィルタ部材が０．４μｍまでの粒径を有する粒子を濾過可能である、請求項３２に記載のフィルタ装置。
【請求項３４】
前記溶出流体が発泡性を有する、請求項２６に記載のフィルタ装置。
【請求項３５】
前記溶出流体がＰＢＳである、請求項２６に記載のフィルタ装置。
【請求項３６】
前記溶出流体が発泡剤である、請求項２６に記載のフィルタ装置。
【請求項３７】
前記発泡剤がＴＷＥＥＮである、請求項３６に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１３年２月５日に出願された米国仮出願第６１／７６０，９５４号と、２０１３年３月１５日に出願された米国仮出願第６１／７８９，０２７号による優先権及び利益を主張するものであり、各出願の開示の全体は、この参照により本願明細書に組み込まれるものとする。流体／粒子を含む混合物から粒子を抽出して分析するために、機械式粒子フィルタが使用されている。
【背景技術】
【０００２】
ところで、フィルタを用いると、粒子がフィルタにより保持されることになる。分析のためにフィルタから粒子を取り出すための最も一般的な技術は、追加的な流体を導入することであり、その一例としては、逆洗処理を行うことである。しかしながら、理想的には、分析を容易に行うために高い保持率を維持するように、できる限り少量の流体において粒子が保持されることが望ましい。これは、当該粒子がバクテリアである場合に、特にあてはまる。従って、フィルタの逆洗処理は、フィルタから粒子を除去することができるものの、当該処理は、効率が低く、所要の流体量が、過剰な流体を含む第２の流体／粒子混合物を作り出し得る。
【０００３】
さらに、小孔径の疎水性膜を用いる場合、フィルタの下流側に吸引力を供給して流体と所定サイズ以下の粒子とを吸引するとき、当該膜はしばしば、湿った後に、空気を通さなくなってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
対象の粒子が、濾過されて小容量の流体に含有される設計及び方法、さらに、流体を通過させた後でも、フィルタの膜が、バキュームにより更なる吸引を許容するようにフィルタを構成する設計及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためには、本願に係る方法は、
流体／粒子を含む混合物から粒子を分離させるために、流体／粒子を含む混合物と、所定サイズ超の粒子を捕捉すると共に所定サイズ以下の粒子を通過させるフィルタ部材とを使用する方法であって、
（ａ）所定サイズ超の粒子が、前記フィルタ部材の上表面に堆積するように、前記流体／粒子を含む混合物を、前記フィルタ部材を通過させて濾過する段階と、
（ｂ）捕捉された前記粒子を移動させるように、溶出流体を用いて前記フィルタ部材の前記上表面を接線方向に洗浄する段階と、
（ｃ）移動された前記粒子と前記溶出流体とを収集する段階とを
含む。
【０００６】
また、本発明に係る流体／粒子を含む混合物から粒子を分離するフィルタ装置は、
（ａ）上部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが前記上部材にわたって延伸し、前記上部材の入口を第１収集部に接続させると共に前記上部材の下側において開放している、上部材と、
（ｂ）下部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが前記下部材にわたって延伸し、吸引力を提供するために前記下部材の出口に接続されると共に前記下部材の上側において開放している、下部材と、
（ｃ）前記上部材の下側が前記下部材の上側に固定されると共に複数の前記チャネルと前記チャネルとが整合されるように前記上部材が前記下部材に固定され、る前記上部材のチャネルと前記下部材のチャネルとが整合される構造と、
（ｄ）フィルタ部材であって、全体的に平らであり、前記上部材と前記下部材との間に位置すると共に、前記上部材のチャネルと前記下部材のチャネルとにオーバラップしている、フィルタ部材と
を備える。
【０００７】
さらに、本発明に係る流体／粒子を含む混合物から粒子を分離するフィルタ装置は、
サンドイッチ状に配置される複数の部材を備え、
（ａ）中間サンドイッチ部材であって、所定の厚みを有し、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記所定の厚みにわたって延伸すると共に前記中間サンドイッチ部材の入口を第１収集部に接続させる、中間サンドイッチ部材と、
（ｂ）上サンドイッチ部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記上サンドイッチ部材にわたって延伸し、吸引力を提供するために上サンドイッチ部材の出口に接続されると共に前記上サンドイッチ部材の下側において開放している、上サンドイッチ部材と、
（ｃ）下サンドイッチ部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記下サンドイッチ部材にわたって延伸し、吸引力を提供するために前記下サンドイッチ部材の出口に接続されると共に前記サンドイッチ部材の下側において開放している、下サンドイッチ部材と、
（ｄ）前記上サンドイッチ部材の前記下側が前記下部材の前記上側に対して固定されると共に複数の前記チャネルが互いに整合しているように、前記上サンドイッチ部材が前記中間サンドイッチ部材に固定される構造と、
（ｅ）前記下サンドイッチ部材の前記上側が、前記下サンドイッチ部材の前記上側に対して固定されると共に複数の前記チャネルが互いに整合しているように、前記下サンドイッチ部材が、前記中間サンドイッチ部材に固定される構造と、
（ｆ）上フィルタ部材であって、全体的に平らであり、前記上サンドイッチ部材と、前記中間サンドイッチ部材との間に配置されると共に複数の前記チャネルとオーバラップしている、上フィルタ部材と、
（ｇ）下フィルタ部材であって、全体的に平らであり、前記上部材と前記中間サンドイッチ部材との間に配置されると共に複数の前記チャネルとオーバラップしていることで、共通の中間サンドイッチ部材を用いて二つの別々の濾過操作を同時に可能にする構造を提供する、下フィルタ部材と
を備える。
【０００８】
さらに、本発明に係る流体／粒子を含む混合物から粒子を分離するフィルタ装置は、
（ａ）上部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記上部材にわたって延伸し、上チャネルの入／出口及び収集部に流体的に接続されると共に前記上部材の下側において開放している、上部材と、
（ｂ）下部材であって、開放した少なくとも１つのチャネルを有し、当該少なくとも１つのチャネルが、前記下部材にわたって延伸し、吸引力を提供するために前記下部材の出口に接続されると共に前記下部材の上側において開放している、下部材と、
（ｃ）前記上部材の前記下側が前記下部材の前記上側に対して固定されると共に複数の前記チャネルが互いに整合しているように、前記上部材が前記下部材に固定される構造と、
（ｄ）フィルタ部材であって、全体的に平らであり、前記上部材と前記下部材との間に位置すると共に複数の前記チャネルとオーバラップしている、フィルタ部材と
を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】フィルタ装置を分解した状態を示す模式図である。
【図２】図１に示すフィルタ装置を組み立てた状態を示す模式図である。
【図３Ａ】濾過過程における異なる配置を例示するフィルタ装置の上半分と下半分を示す模式図である。
【図３Ｂ】濾過過程における異なる配置を示す組立状態のフィルタ装置の模式図である。
【図４Ａ】濾過過程における異なる配置を例示するフィルタ装置の上半分と下半分を示す模式図である。
【図４Ｂ】濾過過程における異なる配置を示す組立状態のフィルタ装置の模式図である。
【図５Ａ】濾過過程における異なる配置を例示するフィルタ装置の上半分と下半分を示す模式図である。
【図５Ｂ】濾過過程における異なる配置を示す組立状態のフィルタ装置の模式図である。
【図６Ａ】濾過過程における異なる配置を例示するフィルタ装置の上半分と下半分を示す模式図である。
【図６Ｂ】濾過過程における異なる配置を示す組立状態のフィルタ装置の模式図である。
【図７Ａ】濾過過程における異なる配置を例示するフィルタ装置の上半分と下半分を示す模式図である。
【図７Ｂ】濾過過程における異なる配置を示す組立状態のフィルタ装置の模式図である。
【図８Ａ】濾過過程における異なる配置を例示するフィルタ装置の上半分と下半分を示す模式図である。
【図８Ｂ】濾過過程における異なる配置を示す組立状態のフィルタ装置の模式図である。
【図９】フィルタ部材を備えない、分解されたフィルタ装置の一実施形態を示す透視図である。
【図１０】図９に示すフィルタ装置にフィルタ部材を配置した一実施形態を示す図である。
【図１１Ａ】別の実施形態における、溶出流体と水とのための二つの入口及びバキュームのための二つの出口を提供するために逆止弁と変更されたチャネルを用いたフィルタ装置の上半分と下半分を示す模式図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａにおけるフィルタ装置を組み立てた状態の模式図である。
【図１２Ａ】濾過過程における異なる配置を例示する更に別の実施形態におけるフィルタ装置の上半分と下半分とを示す模式図であって、更に、異なる流路を作り出すために活栓が用いられている。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示す、濾過過程における異なる配置を例示する実施形態におけるフィルタ装置を組み立てた状態を示す模式図である。
【図１３Ａ】濾過過程における異なる配置を例示する更に別の実施形態におけるフィルタ装置の上半分と下半分とを示す模式図であって、さらに、異なる流路を作り出すために活栓が用いられている。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示す、濾過過程における異なる配置を例示する実施形態におけるフィルタ装置を組み立てた状態を示す模式図である。
【図１４Ａ】濾過過程における異なる配置を例示する更に別の実施形態におけるフィルタ装置の上半分と下半分とを示す模式図であって、さらに、異なる流路を作り出すために活栓が用いられている。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示す、濾過過程における異なる配置を例示する実施形態におけるフィルタ装置を組み立てた状態を示す模式図である。
【図１５Ａ】濾過過程における異なる配置を例示する更に別の実施形態におけるフィルタ装置の上半分と下半分とを示す模式図であって、さらに、異なる流路を作り出すために活栓が用いられている。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示す、濾過過程における異なる配置を例示する実施形態におけるフィルタ装置を組み立てた状態を示す模式図である。
【図１６Ａ】濾過過程における異なる配置を例示する更に別の実施形態におけるフィルタ装置の上半分と下半分とを示す模式図であって、さらに、異なる流路を作り出すために活栓が用いられている。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示す、濾過過程における異なる配置を例示する実施形態におけるフィルタ装置を組み立てた状態を示す模式図である。
【図１７Ａ】濾過過程における異なる配置を例示する更に別の実施形態におけるフィルタ装置の上半分と下半分とを示す模式図であって、さらに、異なる流路を作り出すために活栓が用いられている。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示す、濾過過程における異なる配置を例示する実施形態におけるフィルタ装置を組み立てた状態を示す模式図である。
【図１８Ａ】挟み装置を用いたフィルタ装置の模式図であり、上述した「上部分」が「下部分」により挟まれていることにより、濾過容量を提供する。
【図１８Ｂ】図１８Ａに示すフィルタ装置を組み立てた状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を説明するために、「端部（ｅｎｄ）」、「上、上部（ｕｐｐｅｒ）」、「下、下部（ｌｏｗｅｒ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「横、平面、水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「上、上部、頭部（ｔｏｐ）」、「下、下部、底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「横（ｌａｔｅｒａｌ）」、「縦（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）」及びこれらに関連する用語は、図面における方向を示すものとする。ただし、本願発明については、特にそれと反対の明白な記述がある場合を除いて、様々な別の変形形態や一連の工程を想定していることは理解されるべきである。添付の図面に例示し、以下明細ｓｙにおいて説明する特定の装置及び方法は、本発明の単なる例示的実施形態に過ぎないことも理解されるべきである。従って、実施形態において開示された特定の寸法やその他の物理的な特性は、本願発明を限定するための要素ではないと認識すべきである。
【００１１】
図１には、上部材１５と、下部材２０と、これらの間に位置するフィルタ部材２５とを備えるフィルタ装置１０が示されている。図１は分解模式図であり、図２は、図１に示す各部分を組立てた状態を示す模式図であり、上部材１５と下部材２０とが引き寄せられることによりフィルタ部材２５が押し付けられている。全体図として、図２を参照する。流体／粒子を含む混合物は、入／出口３０を介して、上部材１５に伸長するチャネル（未図示）に導入される。入口３５は閉鎖されており、吸引出口４０が、フィルタ部材２５を通して当該流体／粒子を含む混合物を引き寄せるバキュームを供給する。これにより、所定サイズ超の粒子が、フィルタ部材２５の上表面４５に残される。さらに、入口３５が開放され、吸引出口４０が閉鎖される。その後、溶出流体が入口３５に導入され、フィルタ部材２５の上表面４５を接線的に洗浄する。これにより、入／出口３０から排出される、容量の減少した流体／粒子を含む混合物が得られる。一つの中間段階としては、初期の濾過段階後に、吸引出口４０が開放された状態において、入口３５を閉鎖させると共に水／洗浄液を入／出口３０に導入することで、粒子を洗浄する。これにより、フィルタで洗浄されずに残留した粒子を更に濾過することができる。当該水／洗浄液と所定値サイズ以下の粒子との溶液は、吸引出口４０を通過して排出される。その結果、フィルタ部材２５の上表面４５に堆積された所定サイズ超の粒子は、少量の溶出流体で分離して収集される。
【００１２】
溶出流体は発泡性であり、ＴＷＥＥＮのような発泡剤を含んでもよい。本発明に係るフィルタ装置は、粒子がバクテリアである場合に最も効果的である。フィルタ部材は、好ましくはポリカーボネート製の表面式フィルタであり、約０．４μｍの幅で開口する孔を有していてもよい。
【００１３】
図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ及び図８Ａに関する説明においては、下記のことが認識されるべきである。すなわち、上部材１５と下部材２０との表面は、透明であってもよく、上部材１５と下部材２０との夫々におけるチャネルは互いに概ね整合するように、上部材１５は、下部材２０の上方に配置される。従って説明上、上部材１５は透明であり、当該チャネルは、上部材１５の下側４７に位置し、下部材２０における下チャネル５０は、下部材２０における上表面５２に位置する。フィルタ部材２５は、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ及び図７Ａに示されていないが、図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ及び図８Ｂに示すように上部材１５と下部材２０との間に配置されている。
【００１４】
弁Ａ〜弁Ｈは、上部材１５に例示されている。フィルタ装置１０の構造に応じて、これらの弁の一つ以上は開放し、その他の弁は閉鎖する。弁の記が黒くなった箇所では、閉鎖していることを意味する。
【００１５】
初期の構造については、図３Ａ及び図３Ｂを参照する。流体／粒子を含む混合物は、入口３０を介して導入され、矢印６２に示すように第１段階チャネル６０を通過する。弁Ａは開放しており、弁Ｂ、Ｃ及びＤは閉鎖している。当該構造においては、下チャネル５０の全体にわたって吸引出口４０による吸引を行うようにバキュームが作動する。その結果、流体／粒子を含む混合物は、フィルタ部材２５の上表面４５上に押し付けられ（図３Ｂ）、所定サイズ超の粒子６５が、フィルタ部材２５の上表面４５に保持される。所定サイズ以下の粒子は、流体と共にフィルタ部材２５を通って吸引され、矢印６７に示すように、下チャネル５０に沿って吸引出口４０から排出される。この時、所定サイズ超の粒子６５とその他の不純物粒子とは、フィルタ部材２５の上表面４５に堆積される。ここで、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、実際に使用されたのは、フィルタ部材２５の半分も満たしていない。
【００１６】
濾過過程をより完全にするために、発明者らは、単に流体洗浄、例えば、水洗浄を粒子６５に対して行うことで、所定サイズ以下の粒子がフィルタ部材２５から洗い流されることに気付いた。
【００１７】
図４Ａ及び図４Ｂを参照する。弁Ａ、Ｂ、Ｄ及びＦが閉鎖しており、矢印７４に示すように、水が水入口７０を介して水チャネル７２に沿って導入される。初期の流体／粒子を含む混合物の場合と全く同様に、吸引入口４０は、下チャネル５０にバキュームを提供することで、当該水は、フィルタ部材２５を通過して下チャネル５０内に吸引されると共に、矢印７６に従い、吸引出口４０から排出される。当該水洗浄により、初期の濾過段階で残留された所定サイズ以下の粒子を更に除去することができる。
【００１８】
図５Ａ及び図５Ｂを参照する。弁Ａ、Ｃ、Ｅ及びＧは閉鎖しており、溶出流体（以下、「フォーム（ｆｏａｍ）」と称することもある）は、減圧下でフォーム入口８０から導入され、矢印８４で示される方向に沿ってフォームチャネル８２を通って、収集部８５に導入される。当該収集部８５は、その時点で、低量の流体／粒子混合物を含み、ここで、当該流体は溶出流体である。バキュームはオフであるため、下チャネル５０は作動しておらず、溶出流体の液流は、フィルタ２５の上表面４５を流れることで、収集部８５内に流体／粒子を含む混合物を回収する。フィルタ部材２５の上表面４５に流体を流すこの過程は、上表面５２の接線的洗浄として知られており、上表面４５における粒子を移動させることにより、上表面４５を機械的に擦り取ると共に粒子６５を収集部８５に移動させることである。これにより、初期の流体／粒子を含む混合物に関連する比較的大きな流体容量は、顕著に低減されることになる。
【００１９】
ここまで、単段階の濾過過程について説明してきた。当該単段階の濾過過程により、濾過された粒子に関連する流体の容量を顕著に低減して、後続する粒子の検出容易性が向上する。使用されたのは、フィルタ部材２５における、下部材２０の幅にわたって延伸する一部分だけである。
【００２０】
発明者らは、流体／粒子を含む混合体中の流体の容量を更に低減し、不要な小粒子を更に除去することが可能な二段階フィルタを比較的容易に提供できることを認識した。
【００２１】
図６Ａ及び図６Ｂを参照し、精製した粒子サンプルが収集部８５に収容されており、弁Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ及びＨが閉鎖していると共に下チャネル５０に吸引力が導入されることで、収集部８５からの流体は、矢印９２に沿って、第２段階チャネル９０に吸引され、所定サイズ以下の粒子及び流体は、フィルタ部材２５を通過して下チャネル５０に吸引され、さらに、矢印９２に沿って、吸引出口４０を介して排出される。さらに、弁Ａ及び弁Ｄが開放されることにより、空気が進入し、流体を、貯留部８５から引き出す。ここでもまた、粒子６５は、フィルタ部材２５の上表面４５に堆積することになり、溶出流体及び所定サイズ以下の粒子は、フィルタ部材２５を通過して下チャネル５０に入り、吸引出口４０から排出される。
【００２２】
図７Ａ及び図７Ｂを参照する。弁Ｃ、弁Ｅ、弁Ｇ及び弁Ｈが閉鎖し、水が水入口７０を介して水チャネル７２に導入され、更に矢印９４に沿って第２段階チャネル９０に進入する。下チャネル５０において供給された吸引力により、所定サイズ以下のあらゆる粒子と残留している溶出流体は、再びフィルタ２５を通過して下チャネル５０に吸引されると共に、矢印９６に沿って流れて、吸引出口４０を介して排出される。
【００２３】
最後に、図８Ａ及び図８Ｂを参照する。弁Ｂ、弁Ｇ及び弁Ｆは閉鎖し、溶出流体は、フォーム入口８０により、矢印９８に示すように、フォームチャネル８２に沿って提供される。上述したのと同様に、溶出流体は、フィルタ部材２５の上表面４５にわたって横方向に流れると共に、フィルタ部材２５の上表面４５からの粒子６５をかき集める。その後、これらが、出口３５を介して第２収集部に運ばれることにより、流体／粒子を含む混合物が提供される。当該流体は、粒子含有量に対して極めて低い流体容量を有することになる。これにより、粒子の分析の容易性が更に向上する。
【００２４】
全体として、図３〜図８は、流体／粒子を含む混合体から粒子６５を分離させるフィルタ装置１０を例示する。フィルタ装置は、上部材１５から作製され、上部材１５は、開放した少なくとも１つのチャネル６０を有し、チャネル６０は、上部材１５にわたって延伸しており、上部材の入口３０を第１収集部８５に接続させると共に上部材１５の下側４７において開放している。下部材２０は、開放した少なくとも１つのチャネル５０を有し、チャネル５０は、下部材２０にわたって延伸しており、下部材の出口又は吸引出口４０に接続する。チャネル５０は、下部材２０の上側５２において開放している。上部材１５の下側４７は、下部材２０の上側５２に対して固定されるように、部材１５は、下部材２０に固定される。チャネル６０、５０は互いに整合している。フィルタ部材２５は、全体的に平らであり、上部材１５と下部材２０との間に位置し、チャネル６０、５０とオーバラップしている。
【００２５】
フィルタ装置１０の上部材の入口３０は、流体／粒子の供給源に接続され、上部材の入口８０Ａ及び８０Ｂは、溶出流体の供給源に接続される。下部材の出口４０は、吸引力の供給源に接続される。上述したとおり、フィルタ装置は、少なくとも２つのフロー構造を備えた弁装置を有する。
【００２６】
下部材の出口４０に吸引力が提供される状態で、流体／粒子を含む混合物は、上チャネル６０内及びフィルタ部材２５上に導入され、透過可能な粒子がフィルタ部材２５を通過すると共に、残余の粒子６５がフィルタ部材２５上に堆積する。さらに、下部材の出口４０への吸引力を中断した状態で、溶出流体は、上チャネル６０内及びフィルタ部材２５上に導入され、フィルタ部材２５に堆積した残余の粒子は、接線方向に洗浄されると共に上部材の出口３５を介して第１収集部８５に収集される。
【００２７】
第２収集部は、上部材１５の開放したチャネル６０の経路内に配置されてもよく、これにより、第１収集部８５の一方側に第１段階チャネル６０が規定されると共に、第１収集部８５の他方側に第２段階チャネルが規定される。第１段階チャネルのための第１収集部８５に対する弁装置と同等なものを、第２段階チャネルのためにも設ける。これにより、残余物が最初に第１収集部内で堆積した後、最終的に第２収集部で堆積するという二段階のフィルタ装置が得られる。
【００２８】
溶出流体を導入する前、且つ流体／粒子を含む混合物を導入した後、下部材の出口４０へ吸引力を供給した状態で、洗浄溶液を、上チャネル６０に導入し、フィルタ部材２５を通過させる。
【００２９】
図９及び図１０は、フィルタ装置１００の一実施形態を示し、当該フィルタ装置１００は、上部材１２０と下部材１１５とそれらの間におけるフィルタ部材１２５（図１０）とを有する。これらの図の夫々は、フィルタ装置１１０を分解した状態を示す。フィルタ部材１２５を間に挟んで、４つのボルト１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃ、１２６Ｄを、穴１２７Ａ、１２７Ｂ、１２７Ｃ、１２７Ｄにそれぞれ固定することで、フィルタ装置１００は組立てられることが理解される。図９及び図１０に示すフィルタ装置１００は、単段階のフィルタであり、吸引出口１３５は、下チャネル１６０に吸引力を供給する。上部材１２０は、入／出口１４０と、その反対側における入口１３８と、入／出口１４０と入口１３８との間におけるチャネル１５０とを有している。フィルタ部材１２５は、上部材１２０と下部材１１５との間に配置される。操作時、吸引出口１３５において吸引力が供給されることで、下チャネル１６０においてバキュームが発生する。流体／粒子を含む混合物は、上部材１２０の入／出口１４０を介して導入され、上部材１２０において、フィルタ部材１２５の上を流れ、所定サイズ超の粒子がフィルタ部材１２５の上表面１４５上に保持される。流体と、所定サイズ以下の粒子とは、フィルタ部材１２５を通って下チャネル１６０に流れ、吸引出口１３５を通って除去される。所定サイズ超の粒子は、フィルタ部材１２５の上表面１４５に保持される。その後、吸引が停止され、溶出流体が、圧力下で、入口１３８を介してチャネル１５０に導入され、チャネル１５０において、溶出流体が上表面１４５を通過して所定サイズ超の粒子が出口１４０に洗い流され、さらに、出口１４０において収集部（図示せず）により保持され、その後の分析に供される。図９及び図１０に示す装置は、フィルタ部材１２５上に保持される粒子を水で洗浄する中間段階を含んでいない。
【００３０】
ここまで、オン／オフ弁Ａ〜Ｈを用いて異なる構成を備えさせた本願発明に係るフィルタ装置を説明した。他の実施形態では、一部の弁においては、フローが単一方向のみに流れるので、図３Ａ〜図７Ａに示す弁Ａ〜Ｈの一部を、逆止弁により代替してもよい。これらのオン／オフ弁を逆止弁により代替することで、制御部材の数量を減らすことができ、フィルタ装置の制御をより簡単にするだけではなく、逆止弁は、オン／オフ弁より安価であるため、使い捨て式のフィルタ装置を製造するコストが低減されることになる。
【００３１】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す部材についての参照符号は、図３Ａ及び図３Ｂに示す参照符号と同様である。ただし、例外的に、例えば各弁の識別符号に、同一の大文字を用いると共に語尾に「１」を付けており、一方、その他の部材の場合には、語尾に「Ａ」を付けたり、既述の部材が二つの部分からなる場合には、語尾に「Ｂ」をも用いたりしている。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂには、単一の下チャネル５０が示されていることに対して、図１１Ａ及び図１１Ｂには、第１下チャネル５０Ａと第２下チャネル５０Ｂとが示されている。さらに、各下チャネル５０Ａ、５０Ｂは、それぞれ、矢印６７Ａ、６７Ｂにより示される方向に従って流体を流させるために、吸引出口４０Ａ、４０Ｂを備えている。さらに、図５Ａには、単一のフォーム入口８０が示されていることに対して、図１１Ａには第１フォーム入口８０Ａと第２フォーム入口８０Ｂが示されている。図４Ａには、水入口７０が示されていることに対して、図１１Ａには、二つの別々の水入口７０Ａ、７０Ｂが示されている。二つの水入口７０Ａ、７０Ｂの各々において、及び二つのフォーム入口８０Ａ、８０Ｂの各々において、異なる溶出／洗浄流体を導入することにより、異なる溶出及び洗浄流体を第１サイクル及び別の第２サイクルに流すことが可能になる。これにより、当該第１サイクルと当該第２サイクルとの間においてバッファを交換することが可能になる。さらに、別々の吸引出口４０Ａと４０Ｂとを使用することで、第２吸引出口４０Ｂによって、溶出流体を第２チャンバ内に吸引することができる。
【００３３】
図１１Ａを参照する。上部材１５Ａにおいて弁Ａ１〜Ｈ１が示されているが、弁Ａ１〜Ｃ１及び弁Ｅ１〜Ｇ１が逆止弁であり、弁Ｄ１と弁Ｈ１がオン／オフ弁である。これらのラインにおいては、フロー（流れ）が単一の方向にのみ発生するため、発明者らは、一つのオン／オフ弁の代わりに一つの逆止弁を使用してもよく、これにより操作時に操作者による弁調整の負担を軽減することが可能であることを認識した。
【００３４】
図３Ａ〜図７Ａに関して説明したとおり、フィルタ装置１０は、６つの別々の段階を行うように構成されてもよい。これらの段階は、後述するとおり、（１）サンプルの吸引、（２）第１回の洗浄、（３）第１回の抽出、（４）第２回の吸引、（５）第２回の洗浄、及び（６）最終の抽出である。
【００３５】
サンプルの吸引を可能にする１つ目の構造においては、流体／粒子を含む混合物は、入口３０Ａを介して導入されると共に、第１段階チャネル６０Ａを移動する。弁Ｄ１が閉鎖しており、バキュームが作動することにより、吸引出口４０Ａは、下チャネル５０Ａを通したバキュームを引き起こし、粒子６５を堆積させる。フィルタ２５Ａの上表面４５Ａに粒子６５Ａが堆積した状態で、第１洗浄段階を開始する。水が水入口７０Ａで逆止弁Ｃ１を介して導入され、第１段階チャネル６０Ａに進入すると共に、吸引出口４０Ａにより供給される吸引力は、フィルタ２５Ａを通って水／粒子の混合物を吸引する。フィルタ２５Ａは、初期段階で濾過できていない粒子を更に濾過する。吸引出口４０Ａからのバキュームを停止し、オン／オフ弁Ｄ１を開放する。この時点で溶出流体をフォーム入口８０Ａで圧力下に導入されると共に、当該液体は、逆止弁Ｂ１を通過して第１段階チャネル６０Ａ内に入り、フィルタ部材２５Ａの上表面４５Ａから粒子６５を一掃し、収集部８５Ａに集める。
【００３６】
また、溶出フォームが泡を消して液体に変わることにより生じたいかなる正の圧力は、逆止弁Ｇ１を通って発散することができる。
【００３７】
この時点で、弁Ｈ１を閉鎖状態にして吸引出口４０Ｂでバキューム提供することにより、第２吸引段階が開始する。粒子／液体を含む溶液は、収集部８５Ａから引き出されて弁Ｇ１を通過し第２段階チャネル９０Ａに入り、第２段階チャネル９０Ａにおいて、フィルタ部材２５Ａを通過して下チャネル５０Ｂに入る。下チャネル５０Ｂには、溶出流体と所定サイズ以下の粒子が除去されると共に、所定サイズ超の粒子６５Ａが、フィルタ部材２５Ａの上表面４５Ａに保持される。
【００３８】
第２洗浄段階においては、吸引出口４０Ｂが相変わらず作動するが、水が、水入口７０Ｂを介して第２段階チャネル９０Ａに導入される。当該水は、フィルタ２５Ａを通って吸引され、フィルタ部材２５Ａの上表面４５Ａから粒子を更に洗い流し、吸引出口４０Ｂを通過して堆積する。
【００３９】
最終段階は最終の抽出であり、下チャネル５０Ｂを介して吸引力が供給されておらず、溶出流体は、フォーム入口８０Ｂを介して導入され、第２段階チャネル９０Ａに進入する。弁Ｈ１が開放されることで、溶出流体は、フィルタ部材２５Ａの上表面４５Ａから粒子６５Ａを、開放した弁Ｈ１に通過させて最終的な容器（図示せず）に移動させる。これにより、粒子は、比較的低容量の溶出流体で提供することができ、後続し得る分析操作がより一層容易になる。
【００４０】
本実施形態においては、幾つかのオン／オフ弁を逆止弁で置換することで、フィルタ装置における複数段階の制御を容易にすると共にコストを低減することができる。
【００４１】
図１２Ａ、図１３Ａ、図１４Ａ、図１５Ａ、図１６Ａ及び１７Ａ及び図１２Ｂ、図１３Ｂ、図１４Ｂ、図１５Ｂ、図１６Ｂ及び図１７Ｂには、更に別の実施形態が示されている。一連の三方活栓Ｍ、Ｎ、Ｏ及びＰは、異なる段階において当該フィルタ装置の構造に使用されている。ここでもまた、既述した６つの段階、すなわち（１）サンプルの吸引、（２）第１回の洗浄、（３）第１回の抽出、（４）第２回の吸引、（５）第２回の洗浄、（６）最終の抽出について説明する。
【００４２】
図１２Ａ及び図１２Ｂには、サンプルの吸引を行う段階を示している。ここでは、バクテリアサンプルを、入口３０Ｃから導入され、フロー（流れ）が、通路２１０、２３０、２５０、２９０を通過して第１段階チャネル６０Ｃに到達するように弁Ｍ、Ｎ、Ｏが方向付けられている。下チャネル５０Ｃにバキュームが適用されることで、粒子６５Ｃが、フィルタ部材２５Ｃの上表面４５Ｃに保持される。フィルタ部材２５Ｃを通過した液体と粒子は、処分される。
【００４３】
図１３Ａ及び図１３Ｂを参照する。フィルタ部材２５Ｃの上表面４５Ｃ上に保持された粒子６５Ｃを保持した状態で、水が水入口７０Ｃに入り、通路２２０、２３０、２５０及び２９０を通過して、第１段階チャネル６０Ｃに進入するように、弁Ｍ、Ｎ、Ｏを方向づけることによって水を導入する。下チャネル５０Ｃに供給されたバキュームにより、水と所定サイズ以下の粒子が、フィルタ部材２５Ｃを通過して処分される。これにより、所定サイズ未満の粒子の更なる濾過を実現可能である。
【００４４】
フィルタ部材２５Ｃの上表面４５Ｃにおいて粒子６５Ｃが堆積されており、これらの粒子はこの段階で抽出可能である。図１４Ａ及び図１４Ｂを参照する。溶出流体を、第１段階チャネル６０Ｃから導入し、フロー（流れ）が通路２９０、２５０及び２４０を通過して収集部８５Ｃに入るように、弁Ｏ、Ｎが方向づけられている。溶出流体により、粒子６５Ｃが移動され、フィルタ部材２５Ｃの上表面４５Ｃをわたり、通路２９０に進入する。このように、粒子６５Ｃを混合した比較的低容量の溶出流体は、収集部８５Ｃ内に堆積される。
【００４５】
また、溶出フォームが泡を消して液体に変わることにより生じたいかなる正の圧力は、開放した収集部の上部を通って発散することができる。
【００４６】
この段階で収集部８５Ｃに滞留している溶出流体／粒子を含む混合物を、第２段階の吸引を含む第２回の濾過工程により処理することができる。図１５Ａ及び図１５Ｂを参照する。収集部８５Ｃにおける溶出流体／粒子を含む混合物が、下チャネル５０Ｄに供給されたバキュームにより、通路２４０、２５０、２７０及び２８０を通過して、第２段階チャネル６０Ｄに入るように、弁Ｎ、Ｏ、Ｐが方向付けられている。ここでもまた、粒子６５Ｃは、フィルタ部材２５Ｃの上表面４５Ｃにおいて堆積される。
【００４７】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示す第２の洗浄段階を開始する。特に、弁Ｍ、Ｎ、Ｏ及びＰを図に示すように方向づけることにより、水が、水入口７０Ｃで導入され、通路２２０、２３０、２５０、２７０及び２８０を通過して、第２段階チャネル６０Ｄに導入される。そこでは水及び小径粒子がフィルタ部材２５Ｃを通過して処理されることで、粒子６５Ｃのより優れたサンプルを提供することができる。
【００４８】
ここで、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、最終的な抽出によって第２段階を終えることができる。特に、フィルタ部材２５Ｃの上表面４５Ｃに粒子６５Ｃを堆積した状態で、溶出流体を、圧力下で、第２段階チャネル６０Ｄに導入し、これにより、上表面４５Ｃから粒子６５Ｃを移動させる。図示のとおり、弁Ｐを方向づけることにより、粒子と溶出流体とが第２段階チャネル６０Ｄにおいて洗い流され、弁Ｐを介して通路２８０に進入し、さらに、通路２６０を通過して、最終的な収集部（未図示）に進入する。これにより、比較的低容量の液体で混合された高品質の粒子６５Ｃのサンプルが提供される。
【００４９】
図１２Ａ、図１３Ａ、図１４Ａ、図１５Ａ、図１６Ａ及び１７Ａ及び図１２Ｂ、図１３Ｂ、図１４Ｂ、図１５Ｂ、図１６Ｂ及び図１７Ｂには、２つの別々のチャネル６０Ｃ、６０Ｄを有するフィルタ装置が示されている。これらのチャネル６０Ｃ、６０Ｄの夫々は、溶出流体を独立して受けることができる。さらに、一連の弁Ｍ、Ｎ、Ｏ及びＰにより、元の粒子液体サンプルを第１段階チャネル６０Ｃ及び第２段階チャネル６０Ｄのいずれかに向けることができる。さらに、当該構造により、入口７０Ｃを通った水を、第１段階チャネル６０Ｃ及び第２段階チャネル６０Ｄのいずれかに導入することができる。
【００５０】
全体として、図１２Ａ〜１７Ａ及び図１２Ｂ〜１７Ｂは、流体／粒子を含む混合物から、粒子６５を分離させる代替的なフィルタ装置を例示している。当該フィルタ装置は、上部材により作製され、当該上部材は、開放した少なくとも１つのチャネル６０Ｃを有し、チャネル６０Ｃは、上部材にわたって延伸し、上チャネルの入／出口６２Ｃ及び、第１収集部８５Ｃに流体的に接続されると共にており、チャネル６０Ｃは上部材１５の下側４７Ａにおいて開放している。下部材２０Ａは、開放した少なくとも１つのチャネル５０Ｃを有し、チャネル５０Ｃは、下部材２０Ａにわたって延伸しながら、下部材出口又は吸引出口４０Ａに接続される。チャネル５０Ｃは、下部材２０Ａの上側５２Ａにおいて開放している。上部材１５Ａの上側４７Ａが、下部材２０Ａの上側５２Ａに対して固定されていると共に、チャネル６０Ｃ、５０Ｃが互いに整合するように、上部材１５Ａは、下部材２０Ａに固定されている。フィルタ部材２５Ａは、全体的に平らであり、上部材１５Ａと下部材２０Ａとの間に配置され、チャネル６０Ｃ、５０Ｃとオーバラップしている。
【００５１】
フィルタ装置におけるチャネル６０Ｃにおける、上チャネルの入／出口６２Ｃは、流体／粒子の供給源と、溶出流体の供給源とに接続され、下部材の出口４０Ａは、吸引力の供給源に接続される。上述したとおり、フィルタ装置は、少なくとも２つのフロー構造を有する弁装置を提供する。
【００５２】
下部材の出口４０Ａに吸引力が供給される状態で、流体／粒子を含む混合物は、上チャネルの入／出口６２Ｃを介して上チャネル６０Ｃ内及びフィルタ部材２５Ｃ上に導入され、透過可能な粒子がフィルタ部材２５Ｃを通過すると共に、残余の粒子６５Ｃがフィルタ部材２５Ｃに堆積する。その後、下部材の出口４０Ａにおいて吸引力が停止される状態で、溶出流体は、上チャネル６０Ｃ内及びフィルタ部材２５Ｃ上に導入されることで、フィルタ部材２５Ｃに堆積した残余の粒子が接線的に洗浄され、チャネル入／出口６２Ｃを通過して、収集部８５Ｃに収集される。
【００５３】
上部材１５Ｃは、第２段階チャネル６０Ｄを有してもよく、第２段階チャネル６０Ｄが上部材１５Ｃにわたって延伸し、上チャネルの別の入／出口６２Ｄに流体的に接続され、上部材１５Ｃの一方側に第１段階チャネル６０Ｃが規定されると共に、上部材１５Ｃの他方側に第２段階チャネル６０Ｄが規定される。さらに、第１段階チャネル６０Ｃのための、構造（１）及び（２）で規定した弁装置が、第２段階チャネル６０Ｄにも同様に設けられる。また、収集部８５Ｃにおいて最初に堆積した残余物が更に処理され、最終的に収集部８５Ｃに再堆積される。
【００５４】
上部材入口７０Ｃが洗浄液の供給源に接続されてもよく、これらの状況においては、弁装置が、追加的な構造を備えてもよい。
【００５５】
特に、溶出流体を導入する前、且つ流体／粒子を含む混合物を導入した後、下部材の出口３５に吸引力が提供される状態で、洗浄溶液が、上チャネルの入／出口６２Ｄにおいて上チャネル６０Ｄに導入され、フィルタ部材２５Ｃを通過する。
【００５６】
第１段階チャネル６０Ｃに関する上述したのと同様であるように、第２段階チャネル６０Ｄは、同様な弁構造を有し、これにより、第１段階チャネル６０Ｃから収集部８５Ｃ内に保持された流体の処理は、第２段階チャネル６０Ｄに導入されて、更なる処理及び再精製に供することができる。その後、精製された粒子が、収集部８５Ｃ内に再堆積される。
【００５７】
当該フィルタ装置を用いた所定の段階について述べてきたが、必要に応じて、使用された単一の段階又は複数の段階のいずれを用いてもよく、各段階や一連の段階が異なってもよいことは理解されるべきである。
【００５８】
更なる実施形態では、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、二重のフィルタ装置が使用されうる。とりわけ、図１８Ａに示すように、上サンドイッチ部材３００は、図１１Ａに示す下部材２０Ａに相当し、中間サンドイッチ部材３０５は、図１１Ｂに示す上部材１５Ａに相当する。ただし、中間サンドイッチ部材３０５のチャネル６０Ａ、９０Ａは、中間サンドイッチ部材３０５の厚みを完全に貫通して延伸している。チャネル６０Ａ、９０Ａは、収集部８５Ｃに流体的に接続されている。さらに、下サンドイッチ部材３１０は、上サンドイッチ部材３００と同等な構造を有する。ただし、チャネル３５０Ａ、３６０Ａは、上サンドイッチ部材３００の下側３４７において設けられ、チャネル３５０Ｂ、３６０Ｂは、下サンドイッチ部材３１０の上側に設けられている。
【００５９】
上述した通り、上サンドイッチ部材３００の平面図は透視図であり、実際には、チャネルが上サンドイッチ部材３００の下側に設けられている。さらに、下サンドイッチ部材３１０におけるチャネルは、下サンドイッチ部材３１０の上側に設けられている。これにより、図１９に示すように、上サンドイッチ部材３００、中間サンドイッチ部材３０５、及び下サンドイッチ部材３１０が一体に組み立てられると、これらのチャネルが互いに整合することになる。上サンドイッチ部材３００と中間サンドイッチ部材３０５との間に、上フィルタ部材３１５が設けられており、中間サンドイッチ部材３０５と下サンドイッチ部材３１０との間に、下フィルタ部材３２０が設けられている。当該構造により、上フィルタ部材３１５と下フィルタ部材３２０とは、同じチャネル容量下で、２倍の膜表面を提供することができる。
【００６０】
また、溶出フォームが泡を消して液体に変わることにより生じたいかなる正の圧力は、収集部８５Ｃの直ぐ下流における逆止弁を通って発散することができる。
【００６１】
さらに、閉じ込められた空気をバキューム側に通過可能であるように、フィルタ部材が、疎水性膜により製造されてもよい。
【００６２】
最後に、全てのサンプルが吸引されていることを検知するフローセンサが、バキューム側に追加されてもよく、これにより、使い捨て式のフィルタの「汚されていない側」にセンサを設ける必要が低減される。
【００６３】
ここに開示した方法は、湿ったフォームの使用方法に関し、当該方法により、膜表面から微生物を除去して、これらを、好適な実施形態としての流体に再懸濁ことができる。また、試料源にかかわらず、濃度を保持しながら、低濃度試料において高収率を達成可能である。
【００６４】
フィルタ部材は、０．４μｍ直径で透過可能な濾過構造を有し、タンパク質、可溶性物質及び細胞破片を除去することができる。さらに、湿ったフォームによりフィルタの表面から微生物を抽出させることが可能でありながら、洗浄液でフィルタ部材を洗浄することにより、元の基質（ｍａｔｒｉｘ）から表面に引っかかった小径の粒子や液滴を除去することもできる。
【００６５】
フォームを使用することにあたって、当該フォームが８０％〜９０％の空気を有することがあることから、フォーム抽出においては、空いた空間が満たされることで最終サンプルの容量に含まれない。さらに、フォームについては、高い粘性を有するため、フィルタの表面において局部流れが防止されると共により均等な流れが作られている。フォームは、マイクロバブルを作り出しており、当該マイクロバブルは、可変形固体として挙動し、フィルタ部材の表面から、粒子を有効にこそげる（ｓｑｕｅｅｇｅｅｉｎｇ）。上述したことから、基質に入り込む湿ったフォームによる抽出と協働した、フィルタを用いた粒子の分離により、優れたフィルタシステムが提供される。
【００６６】
本願発明の特定の実施形態について、詳細に述べられたが、これらの実施形態に対する種々の改変や代替は、本願発明の技術的思想から逸脱しない範囲内においては、本願発明の範囲内に含まれると理解すべきである。ここで、言及された好適な実施形態は、例示的なものにすぎず、本願発明の請求の範囲を狭めるものではない。本願発明の保護範囲は、特許請求の範囲に記載された通りであり、さらに、種々の均等的な変更を全て含むものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【国際調査報告】
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