(57)【要約】【課題】キャピラリ配列体を構成するキャピラリの中空部に充填された水を排出する際、キャピラリの先端付近に付着した水分を、中空部内に逆流させることなく、且つキャピラリを外気に晒すことなく除去することができるキャピラリ配列体の排水装置等を提供すること。【解決手段】本発明のキャピラリ配列体の排水装置１０は、複数のキャピラリ２を束ねて構成されたキャピラリ配列体１から水を排出させる装置であって、減圧装置に連結された密閉容器１２と、密閉容器内でキャピラリ配列体をキャピラリの先端が下方に向く状態で支持する支持装置１４と、支持装置によって下方に配置されたキャピラリ配列体の各キャピラリの先端に接触可能な寸法を有する吸水部材２０と、支持装置に支持されたキャピラリ配列体と吸水部材とを相対移動させ、下方に向けて支持されたキャピラリの先端を吸水部材に接触させる移動機構１８とを備えていることを特徴とする。【選択図】図３
2009210475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャピラリを束ねて構成されたキャピラリ配列体から水を排出させるキャピラリ配列体の排水装置であって、
減圧装置に連結された密閉容器と、
前記密閉容器内で、前記キャピラリ配列体を、前記キャピラリの先端が下方に向く状態で支持する支持装置と、
前記支持装置によって下方に配置された前記キャピラリ配列体の各キャピラリの先端に接触可能な寸法を有する吸水部材と、
前記支持装置に支持されたキャピラリ配列体と前記吸水部材とを相対移動させ、下方に向けて支持された前記キャピラリの先端を前記吸水部材に接触させる移動機構と、を備えている、
ことを特徴とするキャピラリ配列体の排水装置。
【請求項２】
前記吸水部材が上下動可能な台上に載置され、前記移動機構が前記台によって構成されている、
請求項１に記載のキャピラリ配列体の排水装置。
【請求項３】
前記支持装置が上下動可能に構成され、前記移動機構が前記支持装置によって構成されている、
請求項１に記載のキャピラリ配列体の排水装置。
【請求項４】
前記吸水部材が、不織布によって構成されている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の排水装置。
【請求項５】
前記吸水部材が、ウレタンスポンジによって構成されている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の排水装置。
【請求項６】
複数のキャピラリを束ねて構成されたキャピラリ配列体から水を排出させるキャピラリ配列体の排水方法であって、
密閉容器内で、前記キャピラリの中空部に水が充填された前記キャピラリ配列体を前記キャピラリの先端が下方に向く状態で支持した状態で、該密閉容器内を減圧して前記中空部から水を排出するステップと、
前記各キャピラリの先端部に吸水部材を接触させ、前記先端部に付着した水滴を前記吸水部材に吸収させるステップと、を備えている、
ことを特徴とするキャピラリ配列体の排水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャピラリ配列体の排水装置および方法に関し、詳細には、多数のキャピラリ等を束ねることによって構成されたキャピラリ配列体のキャピラリから水を排出させる排水装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空繊維等のキャピラリ（毛細管）を束ねて固定し、各キャピラリの中空部に、生体関連物質（キャプチャープローブ）を含むゲル状物質を充填し、キャピラリの延びる方向と直交する方向に切断したバイオチップが知られている。
【０００３】
このようなバイオチップの製造にあたっては、束ねられたキャピラリ（キャピラリ配列体）を構成する各キャピラリの中空部に、ゲル状物質を空洞や隙間を生じさせずに充填すべく、充填前のキャピラリの中空部にいったん水を充填してキャピラリの中空部の内周壁面に水分を含浸させて、次いで、この水を排出した後、ゲル状物質の充填を行うことが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６３２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような排水工程では、束ねられたキャピラリ（キャピラリ配列体）が配置されている空間を減圧し、キャピラリの中空部内の水をキャピラリ先端の中空部の開口端から減圧した空間に吸引し（流出させ）ている。
開口端から流出した水の全部あるいは大部分はキャピラリ先端から落下するが、流出完了後も、その一部がキャピラリ先端の外周面、あるいはキャピラリ先端の開口部の周囲に水滴として付着している場合がある。
このため、吸水性の高い紙を使ってこれら水滴を吸い取る作業を行っている。
【０００６】
しかしながら、このような吸い取り作業は、空気中で手作業によって行われるため、キャピラリが酸素被爆し、後に行われるゲル物質充填等に悪影響がでる可能性があるという問題がある。
【０００７】
又、上記吸い取り作業は、常圧下で行われるため、排出完了後、キャピラリ配列体が配置されている空間を常圧に戻すと、キャピラリ先端の外周面あるいはキャピラリ先端の開口部の周囲に付着していた水が、吸い取り作業の前に、減圧状態にあるキャピラリの中空部内に逆流して戻ってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、キャピラリ配列体を構成するキャピラリの中空部に充填された水を排出する際、キャピラリの先端付近に付着した水分を、中空部内に逆流させることなく、且つキャピラリを外気に晒すことなく除去することができるキャピラリ配列体の排水装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために本発明は、
複数のキャピラリを束ねて構成されたキャピラリ配列体から水を排出させるキャピラリ配列体の排水装置であって、
減圧装置に連結された密閉容器と、
前記密閉容器内で、前記キャピラリ配列体を、前記キャピラリの先端が下方に向く状態で支持する支持装置と、
前記支持装置によって下方に配置された前記キャピラリ配列体の各キャピラリの先端に接触可能な寸法を有する吸水部材と、
前記支持装置に支持されたキャピラリ配列体と前記吸水部材とを相対移動させ、下方に向けて支持された前記キャピラリの先端を前記吸水部材に接触させる移動機構と、を備えている、
ことを特徴とするキャピラリ配列体の排水装置を提供する。
【００１０】
このような構成によれば、移動機構によって吸水部材を下方位置から上方位置に移動させることによって、下方に向けて支持されたキャピラリの先端に吸水部材を接触させることができるので、外気から遮断された減圧状態で、キャピラリの先端に付着した水分を吸水部材に吸収させてキャピラリの先端から除去することができる。
【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記吸水部材が上下動可能な台に載置され、前記移動機構が前記台によって構成されている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記支持装置が上下動可能に構成され、前記移動機構が前記支持装置によって構成されている。
【００１２】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記吸水部材が不織布によって構成されている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記吸水部材がウレタンスポンジによって構成されている。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、
複数のキャピラリを束ねて構成されたキャピラリ配列体から水を排出させるキャピラリ配列体の排水方法であって、
密閉容器内で、前記キャピラリの中空部に水が充填された前記キャピラリ配列体を前記キャピラリの先端が下方に向く状態で支持した状態で、該密閉容器内を減圧して前記中空部から水を排出するステップと、
前記各キャピラリの先端部に吸水部材を接触させ、前記先端部に付着した水滴を前記吸水部材に吸収させるステップと、を備えている、
ことを特徴とするキャピラリ配列体の排水方法、が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
このような構成を有する本発明によれば、キャピラリ配列体を構成するキャピラリの中空部に充填された水を排出する際、キャピラリの先端付近に付着した水分を、中空部内に逆流させることなく、且つキャピラリを外気に晒すことなく除去することができるキャピラリ配列体の排水装置および方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態のキャピラリ配列体の排水装置および方法を詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の好ましい実施形態のキャピラリ配列体の排水装置によってキャピラリの中空部から水が排出させられるキャピラリ配列体１の構成を模式的に示す斜視図である。
【００１７】
図１に示されているように、キャピラリ配列体１は、所定パターン（本実施形態では、１２×１９）で平行状態で２次元的に配列された多数本（本実施形態では、２２８本）のキャピラリ２と、この多数本のキャピラリ２を固定する樹脂固定部４とを備えている。
【００１８】
樹脂固定部４は、細長い直方体形状を有し、各キャピラリ２は、樹脂固定部４を長手方向に貫通して延びている。各キャピラリ２は、中空形状を有し、一端２ａが封止されている。
【００１９】
本実施形態では、キャピラリ２として、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、芳香族ポリアミド等のポリアミド系中空繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカーボネート等のポリエステル系中空繊維、ポリアクリロニトリル等のアクリル系中空繊維、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系中空繊維、ポリメタクリル酸メチル等のポリメタクリレート系中空繊維、ポリビニルアルコール系中空繊維、ポリ塩化ビニリデン系中空繊維、ポリ塩化ビニル系中空繊維、ポリウレタン系中空繊維、フェノール系中空繊維、ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等からなるフッ素系中空繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系中空繊維等が使用される。
【００２０】
キャピラリ２の、長さ、内径は任意に設定できるが、長さは、１００〜１０００ｍｍ程度が好ましく、３００〜６００ｍｍ程度が更に好ましい。また、内径は、10〜2000μｍ程度が好ましく、５０〜３００μｍ程度がさらに好ましい。また、材料にカーボンブラック等の黒色顔料を適量含有させたキャピラリを用いてもよい。
【００２１】
このような構成を有するキャピラリ配列体１は、各キャピラリ２の中空部内にキャプチャープローブを含むゲル前駆体溶液が充填され、図２に示されているように、樹脂固定部４で囲まれた部分を、キャピラリ２の長手方向に直交する方向に、ミクロトームを用いてスライスすることによりバイオチップ６とされる。
【００２２】
ここで、「キャプチャープローブ」とは、核酸、アミノ酸、ペプチド、糖、脂質、抗体、さらには化学結合、物理結合などの相互作用により生体関連物質を検出しうる有機化合物、無機化合物等を指し、生細胞からの抽出、化学合成等により調製されたものである。
【００２３】
「ゲル前駆体溶液」とは、架橋構造を形成してゲル化をもたらす化学物質を含む溶液をいう。例えば、単量体、多官能性単量体、重合開始剤、及び水等を含む溶液である。また、アガロース、アルギン酸ナトリウムなどの多糖類、ゼラチン等のタンパク質等である。
【００２４】
単量体としては、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルアミノエトキシエタノール、Ｎ−アクリロイルアミノプロパノール、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、ヒドロキシエチルメタクリレート、（メタ）アクリル酸及びアリルデキストリン等が挙げられる。多官能性単量体としては、メチレンビス（メタ）アクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２５】
ゲル前駆体溶液を各キャピラリ２の中空部に充填するのに先立って、キャピラリ２の中空部にいったん水を充填してキャピラリの中空部の内周壁面に水分を含浸させ、次いで、この水を排出する作業が行われる。
本実施形態のキャピラリ配列体の排水装置は、このような排水作業で使用される装置である。
【００２６】
次に、本実施形態のキャピラリ配列体の排水装置１０の構成を説明する。図３は、本実施形態のキャピラリ配列体の排水装置１０の構成を模式的に示す図面である。
上述したように、排水装置１０は、複数のキャピラリ２を束ねて構成されたキャピラリ配列体１から水を排出させるキャピラリ配列体の排水装置であって、図示しない減圧装置に連結され、内部を減圧可能な密閉容器（真空容器）１２と、密閉容器１２内で、キャピラリ配列体１の樹脂固定部４を、キャピラリ２の先端（他端）２ｂが下方に向く状態で、着脱自在に支持する支持装置１４とを備えている。密閉容器１２は開閉可能なドアによって内部へのアクセスが可能とされている。密閉容器および減圧装置として、真空乾燥機を利用してもよい。
【００２７】
支持装置１４は、支持装置１４に支持されている樹脂固定部４から下方に向かって延びる各キャピラリ２の他端部分２ｂが挿通されこれらが所定間隔で位置決めされる位置決めプレート１６を備えている。
【００２８】
排水装置１０は、さらに、支持装置１４によって支持されたキャピラリ配列体１の下方位置に設けられた上下動可能な載置台１８と、載置台１８上に配置された吸水部材２０とを備えている。
【００２９】
載置台１８は、図示しない駆動機構によって、載置された吸水部材２０が、支持装置１４に支持された樹脂固定部４から下方に向かって延びるキャピラリ２の他端部２ｂに接触する上方位置と、他端部２ｂから離間する下方位置との間で、矢印Ａで示すように上下動可能とされている。
【００３０】
吸水部材２０は、不織布、ウレタンスポンジ等の吸水性に優れた素材から形成され、載置台１８が上方位置に配置されたとき、位置決めプレート１６によって所定間隔で位置決めされたすべてのキャピラリ２の他端部２ｂに接触可能な寸法・形状を備えている。
【００３１】
次に、本実施形態のキャピラリ配列体の排水装置１０で行われる排水作業について説明する。図４は、排水装置１０で行われる排水作業を説明するための図面である。
各キャピラリ２の中空部に水が充填されているキャピラリ配列体１を、キャピラリ２の他端部分２ｂが下方に向かって延びるように密閉容器１２内の支持装置１４で支持した状態で、減圧装置を作動させ、密閉容器内１２内を減圧していく。尚、このとき、載置台１８は、下方位置に配置されている。
【００３２】
６ＫＰａ程度まで減圧すると、キャピラリ２の中空部から充填されていた水が、流出し始め、キャピラリ２の先端から液滴として落下する。この段階で、図４に矢印Ｂで示すように、載置台１８を上方位置に上昇させ、載置台１８上に配置された吸水部材２０を、キャピラリ２の他端部分２ｂに接触させる。この接触により、キャピラリ２の他端部分２の先端、その外周部分に付着していた水滴は、速やかに吸水部材２０に吸収される。
【００３３】
載置台１８を上方に配置したまま、減圧を継続する。次いで、密閉容器１２内の気圧が０．１ＫＰａ程度になった段階で、減圧を停止し、載置台１８を下方位置に降下させ、外気あるいは窒素ガス等を導入して、密閉容器１２内を常圧に戻し、排水作業を完了する。
【００３４】
本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
上記実施形態では、載置台１８を上下動させることにより、吸水部材をキャピラリの他端部と離間・接触させる構成であったが、支持装置１４を上下動可能に構成することにより、吸水部材をキャピラリの他端部分と離間・接触させる構成をとってもよい。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例）
三菱レイヨンエンジニアリング（株）製のポリカーボネートを溶融紡糸して得た長さ６０ｃｍの非多孔質中空繊維（内径１８０μｍ、外径２８０μｍ）２２８本を、１２×１９に配列させてウレタン樹脂で固めた中空繊維配列体（キャピラリ配列体）を作製し、２２８本の各中空繊維の一端を密閉し、他端は開放状態に維持した。
さらに、中空繊維配列体の各中空繊維を、長さ３５ｃｍとなるように切りそろえ、図１に示すような形状の中空繊維配列体とした。
【００３６】
次に、中空繊維配列体を、真空ポンプに接続された真空乾燥機（真空容器）内で、中空繊維の他端（開放端）側が下方に向かって延びるように支持装置で支持する一方、支持装置の下方に配置された載置台を配置した。
各中空繊維の他端側部分は、各中空繊維の他端側先端が３８４ウエルプレートの各ウエルに一対一で差し込まれるように配置されている。
【００３７】
次に、下方位置に配置されている載置台上に、４０μｌの水が分注されている３８４ウエルプレートを載置した状態で、真空ポンプを作動させて、真空容器内を４ＫＰａに減圧した。次いで、載置台を上昇させ、各中空繊維の開口した他端側先端を３８４ウエルプレートの各ウエルに分注された水に浸漬させ、この状態で、真空ポンプを停止させ、更に、真空容器内を常圧に戻すことによって、中空繊維の中空部にウエル内の水を吸引により充填させた。
【００３８】
次に、載置台を降下させ、３８４ウエルプレートを吸着材（吸水部材）と交換し、真空ポンプを作動させて、真空容器内を６ＫＰａに減圧した。中空繊維の他端側先端に液滴が付着していることを確認し、載置台を上昇させ、吸着材を各中空繊維の開口した他端側先端に接触させ、吸着材に中空繊維の先端に付着している液滴を吸収させた。
【００３９】
この状態を約１０秒間保持した後、更に、２ＫＰaまで減圧し、さらに、１０秒間保持した後、載置台を降下させ、中空繊維の他端側の先端を、吸着材から離間させた。
【００４０】
その後、真空容器内が約０．１Ｋｐａになるまで減圧を継続し、各中空繊維の開口した他端側先端に液体が付着していないことを確認し、真空ポンプを停止し、さらに、真空容器内を常圧に戻し、次の工程に移った。
【００４１】
（比較例）
排水作業において、吸着材を各中空繊維の開口した他端側先端に接触させることなく、真空容器内を０．４Ｋｐａまで減圧した。（尚、この他は、上記実施例と同一条件とした。）このとき、中空繊維の他端側先端に液滴が付着していることを確認したので、さらに、０．１Ｋｐａまで減圧したが液滴は中空繊維の他端側先端から落下せず、他端側先端に付着したままであった。
【００４２】
このため、中空繊維配列体を支持装置に取り付けた状態で真空容器から取り出して、横に寝かせた。そして、中空繊維配列体の一列（中空繊維１９本）について、中空繊維の他端側先端に付着している液滴を吸水紙を用いて手作業で除去した。この作業を１２回（１２列分）繰り返した後、中空繊維配列体を支持装置に取り付けた状態で真空容器に戻し、次の工程に移った。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の好ましい実施形態のキャピラリ配列体の排水装置で水が排出させられるキャピラリ配列体の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】キャピラリ配列体からバイオチップを切り出す作業を説明する図面である。
【図３】本実施形態のキャピラリ配列体の排水装置の構成を模式的に示す図面である。
【図４】排水装置で行われる排水作業を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００４４】
１：キャピラリ配列体
２：キャピラリ
４：樹脂固定部
１０：排水装置
１２：密閉容器（真空容器）
１４：支持装置
１６：位置決めプレート
１８：載置台
２０：吸水部材
【図１】
2009210475.tif 000003
【図２】
2009210475.tif 000004
【図３】
2009210475.tif 000005
【図４】
2009210475.tif 000006