特許 7653921 メッシュフィルタおよび流体取扱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-21

(45)【発行日】2025-03-31

(54)【発明の名称】メッシュフィルタおよび流体取扱装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/02 20060101AFI20250324BHJP

【ＦＩ】

G01N35/02 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021575792

(86)(22)【出願日】2021-02-02

(86)【国際出願番号】 JP2021003638

(87)【国際公開番号】W WO2021157547

(87)【国際公開日】2021-08-12

【審査請求日】2024-01-10

(31)【優先権主張番号】P 2020016397

(32)【優先日】2020-02-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000208765

【氏名又は名称】株式会社エンプラス

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上村 茂

(72)【発明者】

【氏名】野口 幸二

【審査官】北条 弥作子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／２１０５５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１６３７４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５２９６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０４２９４４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３５／００～３５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

メッシュと、
前記メッシュを取り囲むように形成され、前記メッシュが接続されたリムと、
前記メッシュの表裏いずれか一方に固着した溶液の凍結乾燥物と、
を有する、
メッシュフィルタ。

【請求項2】

前記メッシュの目開きは、５００μｍ以下である、請求項１に記載のメッシュフィルタ。

【請求項3】

前記メッシュは、樹脂製であり、
前記メッシュの目開きは、１０～５００μｍの範囲内である、
請求項１または請求項２に記載のメッシュフィルタ。

【請求項4】

前記リムの前記メッシュからの高さは、前記溶液の凍結乾燥物の厚みよりも大きい、請求項１に記載のメッシュフィルタ。

【請求項5】

前記リムの内周面に配置された複数の凸部をさらに有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のメッシュフィルタ。

【請求項6】

前記メッシュに取り囲まれた最終充填部をさらに有し、
前記最終充填部は、前記リムの表側に向けて突出した突起を有する、
請求項１～５のいずれか一項に記載のメッシュフィルタ。

【請求項7】

有底のケースと、
外周面が前記ケースの内周面に接触しつつ、回転軸を中心として回転可能に前記ケースに収容された収容部と、
前記収容部に対して着脱可能に構成された、請求項１～６のいずれかに記載のメッシュフィルタと、
を有し、
前記収容部は、
略円筒状に形成された側壁と、
前記側壁の内部に形成された複数のチャンバーと、
前記側壁の外側および前記複数のチャンバーをそれぞれ連通する複数の連通孔と、
を含む、
流体取扱装置。

【請求項8】

有底のケースと、
外周面が前記ケースの内周面に接触しつつ、回転軸を中心として回転可能に前記ケースに収容された収容部と、
前記収容部に対して着脱可能に構成された、メッシュと、前記メッシュに固着した溶液の凍結乾燥物と、を含むメッシュフィルタと、
を有し、
前記収容部は、
略円筒状に形成された側壁と、
前記側壁の内部に形成された複数のチャンバーと、
前記側壁の外側および前記複数のチャンバーをそれぞれ連通する複数の連通孔と、
を含み、
前記メッシュが配置される前記チャンバーは、前記チャンバー内の空間を上部側の空間と下部側の空間とに前記メッシュが区分けするように、前記メッシュフィルタを固定するための固定部を有する、
流体取扱装置。

【請求項9】

前記メッシュフィルタは、前記チャンバー内において、前記メッシュが前記凍結乾燥物よりも前記チャンバーの底部側に位置するように前記固定部で固定され、
前記複数の連通孔は、前記メッシュが配置される前記チャンバー内に液体を充填するための第１連通孔を含み、
前記第１連通孔は、前記チャンバー内において、前記メッシュよりも前記チャンバーの底部側に開口している、
請求項８に記載の流体取扱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、メッシュフィルタおよび当該メッシュフィルタを有する流体取扱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、血液、タンパク質、ＤＮＡなどの生体物質は、試薬との混合や、加熱、冷却、検出などの工程を行うことで解析される。近年、このような複数の工程を連続して行うためのデバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、インサート（収容部）と、インサートを回転可能に収容するカードリッジ本体（ケース）とを有する使い捨てカードリッジ（流体取扱装置）が記載されている。インサートは、内部に形成された複数のチャンバーを有している。インサートの側壁には、各チャンバーに対応して形成された複数の貫通孔がそれぞれ形成されている。カードリッジ本体の側壁には、貫通孔に対応する高さにシリンジを挿入可能な挿入口が形成されている。なお、解析に必要な試薬や検体などの経時的に安定な液体は、予めチャンバー内に充填されている。

【0004】

特許文献１に記載の使い捨てカードリッジでは、例えば、シリンジを挿入口から第１チャンバーに対応した第１貫通孔を介して、第１チャンバーに充填されている検体をシリンジ内に吸引する。次いで、第２チャンバーに対応した第２貫通孔を挿入口に合わせるようにインサートを周方向に回転させ、第２チャンバーに充填されている試薬をシリンジ内に吸引する。これにより、シリンジ内で検体および試薬が混合される。また、検体および試薬の混合液を加熱する場合には、シリンジ内の混合液を加熱用の第３チャンバーに吐出して、第３チャンバーを加熱装置などで加熱することで混合液を加熱する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２０１９－５１６４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、経時的に不安定な試薬などの溶液を用いる場合には、用時調製して当該試薬を準備する必要がある。用時調製が必要な試薬は、一般に凍結乾燥物を使用直前に液体に溶解させて、分析などに使用する。このような凍結乾燥物を特許文献１に記載の使い捨てカードリッジで使用することが考えられる。この場合、凍結乾燥物をチャンバー内に入れて、当該チャンバー内に液体を充填することで、試薬を用時調製することが考えられる。しかしながら、上記の方法では、使い捨てカードリッジ本体の静電気などにより、凍結乾燥物をチャンバーの底部に配置できない場合や、凍結乾燥物が溶解しない場合や、溶解しても溶解時の気泡により効率が低下する場合がある。この場合、チャンバー内に大量の液体を充填しなければならず、所望の濃度の試薬にならないことが考えられる。
また、試薬の凍結乾燥物は、非常に脆いため、凍結乾燥物の製作およびハンドリングが困難であるという課題もある。加えて、凍結乾燥物は、例えば液体窒素中に滴下して製作されるが、定量化が難しく、異物が混入するリスクが高いという課題もある。

【0007】

本発明の目的は、溶液（試薬）の凍結乾燥物のハンドリング性に優れるメッシュフィルタを提供することである。また、本発明の別の目的は、当該メッシュフィルタを有する流体取扱装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のメッシュフィルタは、メッシュと、前記メッシュに固着した溶液の凍結乾燥物と、を有する。

【0009】

本発明の流体取扱装置は、有底のケースと、外周面が前記ケースの内周面に接触しつつ、回転軸を中心として回転可能に前記ケースに収容された収容部と、前記収容部に対して着脱可能に構成された、本発明のメッシュフィルタと、を有し、前記収容部は、略円筒状に形成された側壁と、前記側壁の内部に形成された複数のチャンバーと、前記側壁の外側および前記複数のチャンバーをそれぞれ連通する複数の連通孔と、を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明のメッシュフィルタは、溶液の凍結乾燥物のハンドリング性に優れる。また、本発明のメッシュフィルタを有する液体取扱装置は、凍結乾燥物を溶解しやすく、効率的に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る流体取扱装置の構成を示す図である。

【図2】図２Ａ～Ｄは、ケースの構成を示す図である。

【図3】図３Ａ～Ｃは、収容部の構成を示す図である。

【図4】図４Ａ～Ｃは、メッシュフィルタの構成を示す図である。

【図5】図５Ａ～Ｃは、凍結乾燥物の溶解方法を説明するための図である。

【図6】図６Ａ～Ｃは、変形例１に係るメッシュフィルタの構成を示す図である。

【図7】図７Ａ～Ｃは、変形例２に係るメッシュフィルタの構成を示す図である。

【図8】図８Ａ～Ｃは、変形例３に係るメッシュフィルタの構成を示す図である。

【図9】図９Ａ～Ｃは、変形例４に係るメッシュフィルタの構成を示す図である。

【図10】図１０Ａ～Ｃは、変形例５に係るメッシュフィルタの構成を示す図である。

【図11】図１１Ａ～Ｃは、変形例６に係るメッシュフィルタの構成を示す図である。

【図12】図１２Ａ～Ｃは、変形例７に係るメッシュフィルタの構成を示す図である。

【図13】図１３Ａ～Ｃは、変形例８に係るメッシュフィルタの構成を示す図である。

【図14】図１４Ａ、Ｂは、変形例９に係る流体取扱装置における収容部の構成を示す図である。

【図15】図１５Ａ、Ｂは、変形例１０に係る流体取扱装置における収容部の構成を示す図である。

【図16】図１６Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る流体取扱装置の構成を示す図である。

【図17】図１７Ａ～Ｃは、実施の形態２に係る流体取扱装置における収容部の構成を示す図である。

【図18】図１８Ａ～Ｃは、実施の形態２に係る流体取扱装置におけるメッシュフィルタの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本実施の形態に係る流体取扱装置について、添付した図面を参照して説明する。

【0013】

［実施の形態１］
（流体取扱装置の構成）
図１Ａ、Ｂは、流体取扱装置１００の構成を示す図である。図１Ａは、流体取扱装置１００の平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

【0014】

図１Ａ、Ｂに示されるように、流体取扱装置１００は、有底のケース１１０と、収容部１２０と、メッシュフィルタ１３０とを有する。流体取扱装置１００は、メッシュフィルタ１３０が固定された収容部１２０をケース１１０内に収容した状態で使用される。このとき、収容部１２０の外周面の少なくとも一部は、ケース１１０の内周面の一部に接触している。流体取扱装置１００は、回転軸ＲＡを中心として、ケース１１０に対して収容部１２０を摺接させながら間欠的に回転させつつ、図外のシリンジを用いて試薬や検体などの液体（溶液）や気体を含む流体を操作して、例えば、検体中の被検出物質を解析するために使用される。なお、ここで「溶液」とは、固体が溶けている状態だけでなく、分散された状態をも意味する。

【0015】

ケース１１０、収容部１２０およびメッシュフィルタ１３０は、それぞれ別体として形成され、組み立てることで流体取扱装置１００となる。ケース１１０、収容部１２０およびメッシュフィルタ１３０の製造方法は、特に限定されない。ケース１１０、収容部１２０およびメッシュフィルタ１３０（後述の凍結乾燥物１３２以外の部分）は、製造コストの観点から、いずれも樹脂材料を用いた射出成形で製造されることが好ましい。ケース１１０、収容部１２０およびメッシュフィルタ１３０の材料は、解析に使用される耐試薬性を有し、かつ解析時の温度で変形しなければ特に限定されない。ケース１１０、収容部１２０およびメッシュフィルタ１３０の材料の例には、ポリプロピレン（ＰＰ）、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、ポリカーボネート（ＰＣ）が含まれる。

【0016】

図２Ａ～Ｄは、ケース１１０の構成を示す図である。図２Ａは、ケース１１０の平面図であり、図２Ｂは、右側面図であり、図２Ｃは、図２Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図２Ｄは、図２Ｃに示されるＢ－Ｂ線の断面図である。

【0017】

前述したように、ケース１１０は、回転軸ＲＡを中心として収容部１２０を回転可能に収容する。図２Ａ～Ｄに示されるように、ケース１１０は、台座１１１と、ケース本体１１２と、挿入部１１３と、外側連通孔１１４とを有する。

【0018】

台座１１１は、ケース本体１１２を設置するとともに、加熱冷却装置などの外部機器に対する設置部としても機能する。台座１１１の上面には、ケース本体１１２が固定されている。台座１１１の中心部分には、台座１１１の表面および裏面にそれぞれ開口した孔１１５が形成されている。

【0019】

ケース本体１１２は、回転軸ＲＡを中心として収容部１２０を回転可能に収容する。ケース本体１１２は、円筒状に形成されている。ケース本体１１２には、シリンジを挿入するための挿入部１１３が配置され、収容部１２０の第２連通孔１４２（後述）に連通する外側連通孔１１４が形成されている。

【0020】

挿入部１１３は、筒状に形成されている。挿入部１１３の内面の形状は、シリンジとの外形と略相補的な形状が好ましい。本実施の形態では、挿入部１１３は、シリンジの先端が挿入部１１３の内側開口部まで挿入できるように構成されている。挿入部１１３の外側開口部の形状は、シリンジの外形と相補的な形状である。挿入部１１３は、収容部１２０に形成された第１連通孔１４１（後述）に対応する位置に形成されている。

【0021】

外側連通孔１１４は、ケース本体１１２に形成されている。外側連通孔１１４は、収容部１２０に形成された少なくとも一部の第２連通孔１４２（後述）に対応する位置に形成されている。外側連通孔１１４の数は、特に限定されない。外側連通孔１１４の数は、単数でもよいし、複数でもよい。本実施の形態では、外側連通孔１１４は、収容部１２０に形成された複数の第２連通孔１４２に対応する高さに１つだけ形成されている。

【0022】

図３Ａ～Ｃは、収容部１２０の構成を示す図である。図３Ａは、収容部１２０の平面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図３Ｃは、図３Ｂに示されるＢ－Ｂ線の断面図である。

【0023】

収容部１２０は、ケース１１０に摺接しつつ、回転軸ＲＡを中心として回転可能に収容される。収容部１２０は、底部が閉塞された略円筒形状である。回転軸ＲＡに垂直な方向に沿う断面において、収容部１２０の外形は、円形である。

【0024】

収容部１２０は、略円筒状の側壁１２１と、側壁１２１の内部に形成された複数のチャンバー１２２と、側壁１２１の外側および複数のチャンバー１２２のいずれかを連通する複数の連通孔１２３と、チャンバー１２２内に配置され、メッシュフィルタ１３０を固定するための固定部１２４と、チャンバー１２２の開口部を封止する蓋部１２５を有する。収容部１２０は、側壁１２１によりその外形が規定されている。また、収容部１２０は、内壁１２６により複数のチャンバー１２２が区画されているとともに、内壁１２６により円柱形状の内部孔１２７が区画されている。

【0025】

チャンバー１２２は、検体や試薬などの液体（溶液）や気体などの流体を一時的に保管するとともに、流体などを反応させる反応槽としても機能する。チャンバー１２２の数は、特に限定されない。チャンバー１２２の数は、解析に必要な工程に応じて適宜設定できる。本実施の形態では、チャンバー１２２の数は、１４個である。各チャンバー１２２の大きさも特に限定されない。各チャンバー１２２は、同じ大きさでもよいし、それぞれ異なる大きさでもよい。本実施の形態では、回転軸ＲＡを挟んで対向した２つのチャンバー１２２は、同じ形状である。すなわち、本実施の形態では、複数のチャンバー１２２は、回転軸ＲＡを含む断面を境界に対称となるように形成されている。

【0026】

連通孔１２３は、側壁１２１に形成されている。連通孔１２３は、側壁１２１の外側とチャンバー１２２を繋いでいる。本実施の形態では、連通孔１２３の形状は、直線状である。連通孔１２３の数は、特に限定されない。連通孔１２３の数は、流体取扱装置１００の仕様に応じて適宜設定できる。連通孔１２３は、第１連通孔１４１と、第２連通孔１４２とを含む。

【0027】

第１連通孔１４１は、チャンバー１２２に対する流体の出し入れに使用される。本実施の形態では、複数の第１連通孔１４１は、側壁１２１の下部に形成されている。第１連通孔１４１の数は、特に限定されない。第１連通孔１４１の数は、単数でもよいし、複数でもよい。

【0028】

第２連通孔１４２は、空気孔などとして使用される。本実施の形態では、複数の第２連通孔１４２は、側壁１２１の上部に形成されている。第２連通孔１４２の数は、チャンバー１２２の数と同じである。

【0029】

固定部１２４は、メッシュフィルタ１３０を所定の位置で固定するとともに、チャンバー１２２としても機能する。具体的には、固定部１２４は、メッシュフィルタ１３０が配置されるチャンバー１２２内の空間を上部側の空間と下部側の空間とにメッシュフィルタ１３０のメッシュ１３１が区分けするように、メッシュフィルタ１３０を固定する。すなわち、チャンバー１２２内においてメッシュ１３１よりも下部に位置する流体はメッシュ１３１を通らなければメッシュ１３１よりも上部に移動できず、メッシュ１３１よりも上部に位置する流体はメッシュ１３１を通らなければメッシュ１３１よりも下部に移動できないように、メッシュフィルタ１３０はチャンバー１２２内に配置される。固定部１２４の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。固定部１２４は、筒状に形成されている。回転軸ＲＡに直交する方向に沿う断面において、固定部１２４の内周面の形状は、メッシュフィルタ１３０の外形と相補的な形状である。本実施の形態では、当該断面における固定部１２４の内周面の形状は、メッシュフィルタ１３０の外形よりも僅かに小さな円形状である。これにより、固定部１２４にメッシュフィルタ１３０を配置したときに、メッシュフィルタ１３０と固定部１２４とが液密（気密）な状態で維持される。また、本実施の形態では、固定部１２４は、底面に接触するように配置されている。固定部１２４（チャンバー１２２）の側壁は、挿入部１１３の内側開口部と通路を介して接続されている。これにより、挿入部１１３から流入した流体は、チャンバー１２２の内部に充填される。

【0030】

図４Ａ～Ｃは、メッシュフィルタ１３０の構成を示す図である。図４Ａは、メッシュフィルタ１３０の平面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図４Ｃは、底面図および一点鎖線で示される領域の部分拡大図である。なお、図４Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。また、図４Ｂでは、メッシュ１３１（第１リブ１３７および第２リブ１３８）を網掛けで示している。

【0031】

図４Ａ～Ｃに示されるように、メッシュフィルタ１３０は、メッシュ１３１と、溶液の凍結乾燥物１３２とを有し、溶液保持部として機能する。メッシュフィルタ１３０は、リム１３３、最終充填部１３４および脚部１３５を有してもよい。本実施の形態では、メッシュフィルタ１３０は、リム１３３、最終充填部１３４および脚部１３５をさらに有している。

【0032】

メッシュ１３１の材料は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）などの樹脂でもよいし、ステンレス、チタン、アルミニウムなどの金属でもよい。また、メッシュ１３１は、不織布、紙、布でもよい。本実施の形態では、メッシュ１３１は、樹脂製であり、射出成形により一体成形されている。

【0033】

メッシュ１３１には、溶液の凍結乾燥物１３２が固着している。メッシュ１３１に液体を通過させることで、凍結乾燥物１３２が液体に溶解する。メッシュ１３１は、チャンバー１２２の底部側に位置するように固定部１２４に固定されている。メッシュ１３１は、複数のリブ（第１リブ１３７および第２リブ１３８）が格子状に配置されている。メッシュ１３１の平面視形状は、特に限定されない。本実施の形態では、メッシュ１３１の平面視形状は、円形状である。メッシュ１３１には、複数の孔１３６が形成されている。メッシュ１３１における複数の孔１３６の平面視形状は、特に限定されない。孔１３６の平面視形状は、円形状でもよいし、多角形状でもよい。本実施の形態では、メッシュ１３１は、複数の第１リブ１３７および複数の第２リブ１３８を有する。複数の第１リブ１３７および複数の第２リブ１３８により、平面視形状が正方形の複数の孔１３６が形成されている。孔１３６の一辺の長さは、溶液の粘度や溶液の種類などにより適宜設定される。孔１３６の一辺の長さ（メッシュ１３１の目開き）は、０．１μｍ～５００μｍの範囲内が好ましく、０．２～３００μｍの範囲内がより好ましい。孔１３６の一辺の長さ（メッシュ１３１の目開き）が上記の範囲内であれば、容易に製造できるとともに、溶液が表面張力によりメッシュ１３１を透過することがない。すなわち、メッシュ１３１の上に溶液を保持させることができる。この状態においても、溶液に力を加えることにより、メッシュ１３１を透過させることができる。本実施の形態では、メッシュ１３１は、樹脂製であるため、メッシュ１３１の目開きは、１０～５００μｍの範囲内が好ましく、２０～３００μｍの範囲内がより好ましい。孔１３６の数は、特に限定されない。たとえば、孔１３６は、１～４００個／ｍｍ^２である。

【0034】

第１リブ１３７は、第１の方向に延在した凸条である。複数の第１リブ１３７は、第１の方向に直交する第２の方向において、互いに平行に、かつ等間隔に配置されている。本実施の形態では、複数の第１リブ１３７は、仮想平面の第１面（表側の面）上に配置されている。第１リブ１３７の延在方向に直交する断面の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、当該断面形状は、１つの頂部が円弧形状の略三角形である。

【0035】

この後説明するように、メッシュ１３１の中央部分には、最終充填部１３４が配置されている。したがって、メッシュ１３１の中央部分を通る第１リブ１３７については、一端はリム１３３の内周面に接続されており、他端は最終充填部１３４の側面に接続されている。メッシュ１３１の中央部分を通らない第１リブ１３７については、両端がリム１３３の内周面に接続されている。

【0036】

第２リブ１３８は、第２の方向に延在した凸条である。複数の第２リブ１３８は、第１の方向において、互いに平行に、かつ等間隔に配置されている。本実施の形態では、複数の第２リブ１３８は、仮想平面の第２面（裏側の面）上に配置されている。第２リブ１３８の延在方向に直交する断面の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、当該断面形状は、１つの頂部が円弧形状の略三角形である。

【0037】

第１リブ１３７と同様に、メッシュ１３１の中央部分を通る第２リブ１３８については、一端はリム１３３の内周面に接続されており、他端は最終充填部１３４の側面に接続されている。メッシュ１３１の中央部分を通らない第２リブ１３８については、両端がリム１３３の内周面に接続されている。

【0038】

複数の第１リブ１３７と、複数の第２リブ１３８とは、仮想平面を境に表裏の関係で配置されている。すなわち、複数の第１リブ１３７および複数の第２リブ１３８は、リブの高さ方向において互いに異なる位置に配置されている。メッシュ１３１を平面視したときに、第１リブ１３７の奥には、複数の第２リブ１３８が第１の方向において等間隔に配置されている。また、メッシュ１３１を底面視したときに、第２リブ１３８の奥には、複数の第１リブ１３７が第２の方向において等間隔に配置されている。

【0039】

凍結乾燥物１３２は、メッシュ１３１に固着している。凍結乾燥物１３２は、流体取扱装置１００に用いられる各種溶液などの凍結乾燥物である。凍結乾燥物１３２は、メッシュ１３１の上部側（表側）に固着していてもよいし、下部側（裏側、脚部１３５側）に固着していてもよいし、上部側および下部側に固着していてもよい。本実施の形態では、凍結乾燥物１３２は、メッシュ１３１の上部側に固着している。メッシュ１３１に固着した凍結乾燥物１３２の製造方法については、後述する。

【0040】

リム１３３は、メッシュ１３１を保持する。リム１３３は、メッシュ１３１を取り囲むように配置されている。リム１３３の平面視形状は、特に限定されない。リム１３３の平面視形状は、多角形でもよいし、楕円形でもよいし円形でもよい。本実施の形態では、リム１３３の平面視形状は、円環形状である。リム１３３の内周面には、複数の第１リブ１３７および複数の第２リブ１３８が接続されている。リム１３３のメッシュ１３１からの高さは、溶液の凍結乾燥物１３２の厚みよりも大きいことが好ましい。これにより、凍結乾燥物のハンドリング性を高めることができる。

【0041】

最終充填部１３４は、リム１３３内においてメッシュ１３１の中央部分に配置されている。最終充填部１３４は、メッシュ１３１に取り囲まれている。最終充填部１３４は、射出成形時において、最終的に溶融樹脂が充填される部分であり、溶融樹脂をキャビティー内に充填させるときのガス抜き部として機能するとともに、射出成形体を離型するときのエジェクタピンが当接する部分として機能する場合もある。最終充填部１３４の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、最終充填部１３４は、円柱形状である。最終充填部１３４の側面には、複数の第１リブ１３７のうちの一部の第１リブ１３７と、複数の第２リブ１３８のうちの一部の第２リブ１３８とが接続されている。

【0042】

脚部１３５は、リム１３３の裏面の周方向に沿って、等間隔に配置されている。脚部１３５の数は、特に限定されない。本実施の形態では、脚部１３５の数は、３つである。脚部１３５がチャンバー１２２の底部に接触するように配置することで、メッシュフィルタ１３０が固定部１２４に一定の高さで固定される。

【0043】

蓋部１２５は、各チャンバー１２２の開口部の少なくとも一部を塞ぐ。蓋部１２５の材料は、チャンバー１２２の開口部を封止し、チャンバー１２２内の溶液を適切に保存できれば特に限定されない。蓋部１２５は、溶着性、コストの観点から、フィルム形状が好ましい。蓋部１２５の材料の例には、ＰＰ、ＰＣ、ポリエチレンレテフタレート（ＰＥＴ）、アルミニウムなどが含まれる。蓋部１２５は、溶着性などの観点から、ＰＰフィルムが好ましい。

【0044】

ここで、メッシュ１３１に固着した溶液の凍結乾燥物１３２の製造方法について説明する。溶液の凍結乾燥物１３２は、メッシュ１３１上に配置された溶液を凍結した後に、減圧によって脱水することで製造できる。まず、溶液をメッシュ１３１上に供給する。このとき、溶液の表面張力により、溶液がメッシュ１３１を透過することがない。供給する溶液の量は、流体取扱装置１００を用いた分析の種類に応じて適宜設定される。次いで、溶液が供給されたメッシュ１３１をメッシュ１３１ごと凍結する。凍結する方法は特に限定されない。溶液を凍結する方法の例には、液体窒素を用いた方法でもよいし、冷凍庫を用いた方法でもよい。最後に、減圧することで溶液中の液体成分を昇華させて凍結乾燥物１３２を得ることができる。

【0045】

次に、溶液の用時調製方法（凍結乾燥物１３２の溶解方法）について説明する。図５Ａ～Ｃは、凍結乾燥物１３２の溶解方法を説明するための図である。

【0046】

流体取扱装置１００では、挿入部１１３にシリンジを挿入して、第１連通孔１４１を介して、チャンバー１２２内に貯留されていた凍結乾燥物１３２を溶解するための液体を吸引する。このとき、第２連通孔１４２は、空気孔として機能する。

【0047】

図５Ａに示されるように、ケース１１０に入っている収容部１２０を、回転軸ＲＡを中心として回転させ、メッシュフィルタ１３０が配置されたチャンバー１２２を第１連通孔１４１に位置合わせする。そして、シリンジ内の液体をチャンバー１２２内に吐出する。このように、流体取扱装置１００では、液体をチャンバー１２２に対して出し入れするときに、第２連通孔１４２が空気孔として機能する。

【0048】

図５Ｂに示されるように、シリンジ内の液体は、固定部１２４の底部から徐々に充填される。メッシュ１３１の高さまで充填された液体は、メッシュ１３１の孔１３６を透過して凍結乾燥物１３２に接触する。凍結乾燥物１３２に接触した液体は、凍結乾燥物１３２が溶け込むことで溶液となる。このとき、凍結乾燥物１３２は、メッシュ１３１に固着しているため、液体の液面に浮くことがなく、確実に溶解させられる。なお、凍結乾燥物１３２が液体に溶解しにくい場合には、シリンジにより液体をチャンバー１２２に対して出し入れすることで、液体を移動させて凍結乾燥物１３２を溶解させることが好ましい。このとき、凍結乾燥物１３２または液体に界面活性剤が含まれる場合には、気泡が発生する場合もある。

【0049】

図５Ｃに示されるように、シリンジで溶液を吸引する。このとき、気泡が発生した場合でも、メッシュ１３１により気泡を除去できるため、シリンジ内の溶液に気泡が混入することがない。このようにして、溶液を用時調製できる。

【0050】

（効果）
以上のように、本発明では、凍結乾燥物１３２がメッシュ１３１に固着しているため、適切に凍結乾燥物１３２を液体に溶解させて溶液を用事調製できる。

【0051】

（変形例１～８）
次に、変形例１～８に係る流体取扱装置について説明する。変形例１～８に係る流体取扱装置は、メッシュフィルタの構成のみが実施の形態１に係る流体取扱装置１００と異なる。そこで、メッシュフィルタの構成についてのみ説明する。また、実施の形態１のメッシュフィルタ１３０と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0052】

図６Ａ～Ｃは、変形例１に係るメッシュフィルタ２３０の構成を示す図である。図６Ａは、変形例１に係るメッシュフィルタ２３０の平面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図６Ｃは、底面図である。図６Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。また、図６Ｂでは、メッシュ１３１（第１リブ１３７および第２リブ１３８）を網掛けで示している。

【0053】

図６Ａ～Ｃに示されるように、変形例１に係るメッシュフィルタ２３０は、脚部１３５を４つ有する。脚部１３５は、リム１３３の裏面の周方向に沿って、等間隔となるように配置されている。

【0054】

図７Ａ～Ｃは、変形例２に係るメッシュフィルタ３３０の構成を示す図である。図７Ａは、変形例２に係るメッシュフィルタ３３０の平面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図７Ｃは、底面図である。図７Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。また、図７Ｂでは、メッシュ１３１（第１リブ１３７および第２リブ１３８）を網掛けで示している。

【0055】

図７Ａ～Ｃに示されるように、変形例２に係るメッシュフィルタ３３０は、最終充填部１３４に突起３３１を有する。突起３３１は、凍結乾燥物１３２のメッシュ１３１からの離脱を防止する。突起３３１の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、突起３３１は、回転軸ＲＡに沿う方向（紙面上下方向）であって、リム１３３の開口部に向かって形成されている。また、突起３３１は、最終充填部１３４からメッシュから遠ざかるにつれて断面積が大きくなるように形成されている。

【0056】

図８Ａ～Ｃは、変形例３に係るメッシュフィルタ３３０ａの構成を示す図である。図８Ａは、変形例３に係るメッシュフィルタ３３０ａの平面図であり、図８Ｂは、図８Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図８Ｃは、底面図である。図８Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。また、図８Ｂでは、メッシュ１３１（第１リブ１３７および第２リブ１３８）を網掛けで示している。

【0057】

図８Ａ～Ｃに示されるように、変形例３に係るメッシュフィルタ３３０ａは、最終充填部１３４に複数の突起３３１を有する。複数の突起３３１は、リムの表側に向けて突出しており、最終充填部１３４に配置されている。突起３３１の数は、複数であれば限定されない。本変形例における突起３３１の数は、３個である。複数の突起３３１は、周方向に配置されている。突起３３１は、回転軸ＲＡに沿う方向（紙面上下方向）であって、リム１３３の開口部に向かって形成されている。また、突起３３１は、最終充填部１３４からメッシュから遠ざかるにつれて断面積が大きくなるように形成されている。本変形例のメッシュフィルタ３３０ａは、変形例２に係るメッシュフィルタ３３０よりも効果的に凍結乾燥物１３２の離脱を防止できる。

【0058】

図９Ａ～Ｃは、変形例４に係るメッシュフィルタ３３０ｂの構成を示す図である。図９Ａは、変形例４に係るメッシュフィルタ３３０ｂの平面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図９Ｃは、底面図である。図９Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。また、図９Ｂでは、メッシュ１３１（第１リブ１３７および第２リブ１３８）を網掛けで示している。

【0059】

図９Ａ～Ｃに示されるように、変形例４に係るメッシュフィルタ３３０ｂは、複数の最終充填部１３４を有する。突起３３１は、リムの表側に向けて突出しており、最終充填部１３４に配置されている。本変形例における突起３３１の数は、最終充填部１３４あたり１個である。また、突起３３１は、最終充填部１３４からメッシュから遠ざかるにつれて断面積が大きくなるように形成されている。さらに本変形例のメッシュフィルタ３３０ｂの平面視形状は、楕円形である。本変形例のメッシュフィルタ３３０ｂは、変形例２に係るメッシュフィルタ３３０よりも効果的に凍結乾燥物１３２の離脱を防止できる。

【0060】

図１０Ａ～Ｃは、変形例５に係るメッシュフィルタ４３０の構成を示す図である。図１０Ａは、変形例５に係るメッシュフィルタ４３０の平面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図１０Ｃは、底面図である。図１０Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。また、図１０Ｂでは、メッシュ１３１（第１リブ１３７および第２リブ１３８）を網掛けで示している。

【0061】

図１０Ａ～Ｃに示されるように、変形例５に係るメッシュフィルタ４３０は、リム１３３の内周面に第１凸部４３１を有する。第１凸部４３１は、凍結乾燥物１３２のメッシュ１３１からの離脱を防止する。第１凸部４３１の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、第１凸部４３１は、リム１３３の内周面に周方向に沿って形成された突起である。回転軸ＲＡを含む断面における第１凸部４３１の形状は弓形である。

【0062】

図１１Ａ～Ｃは、変形例６に係るメッシュフィルタ４３０ａの構成を示す図である。図１１Ａは、変形例６に係るメッシュフィルタ４３０ａの平面図であり、図１１Ｂは、図１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図１１Ｃは、底面図である。図１１Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。

【0063】

図１１Ａ～Ｃに示されるように、変形例６に係るメッシュフィルタ４３０ａは、リム１３３の内周面に複数の第２凸部４３１ａを有する。第２凸部４３１ａは、リム１３３の内周面に周方向に沿って形成された突起である。本変形例では、第２凸部４３１ａを複数有するため、リム１３３の内周面は、回転軸ＲＡに沿う方向（紙面上下方向）において凹部と凸部とが交互に存在する形状となる。図１１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面における第２凸部４３１ａの形状は矩形である。言い換えると、本変形例では、リム１３３の内周面は、複数のアンダーカット部を有する。このように、リム１３３の内周面は、複数の第２凸部４３１ａ（アンダーカット部）を有するため、凍結乾燥物１３２のメッシュ１３１からの離脱を防止する。

【0064】

図１２Ａ～Ｃは、変形例７に係るメッシュフィルタ４３０ｂの構成を示す図である。図１２Ａは、変形例７に係るメッシュフィルタ４３０ｂの平面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図１２Ｃは、底面図である。図１２Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。また、図１２Ｂでは、メッシュ１３１（第１リブ１３７および第２リブ１３８）を網掛けで示している。

【0065】

図１２Ａ～Ｃに示されるように、変形例７に係るメッシュフィルタ４３０ｂは、リム１３３の内周面に複数の第２凸部４３１ａを有し、かつ最終充填部１３４に複数の突起３３１を有する。本実施の形態では、第２凸部４３１ａの数は３個であり、突起３３１の数は３個である。本変形例のメッシュフィルタ４３０ｂは、変形例３に係るメッシュフィルタ３３０ａおよび変形例６に係るメッシュフィルタ４３０ａよりも凍結乾燥物１３２のメッシュ１３１からの離脱を防止できる。

【0066】

図１３Ａ～Ｃは、変形例８に係るメッシュフィルタ５３０の構成を示す図である。図１３Ａは、変形例８に係るメッシュフィルタ５３０の平面図であり、図１３Ｂは、図１３Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図１３Ｃは、底面図である。図１３Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。また、図１３Ｂでは、メッシュ１３１（第１リブ１３７および第２リブ１３８）を網掛けで示している。

【0067】

図１３Ａ～Ｃに示されるように、変形例８に係るメッシュフィルタ５３０は、回転軸ＲＡに沿う方向（紙面上下方向）において、リム１３３の内周面５３１がメッシュ１３１から離れるにつれて、最終充填部１３４（リム１３３の中心軸）側に近づくように（抜け止め方向に）傾斜していてもよい。回転軸ＲＡを含む断面における、回転軸ＲＡに対する傾斜角度は、特に限定されない。当該傾斜角度は、０．１～３０°の範囲内である。本実施の形態では、当該傾斜角度は、２°程度である。

【0068】

（変形例９、１０）
次に、変形例９、１０に係る流体取扱装置について説明する。変形例９、１０に係る流体取扱装置は、収容部およびメッシュフィルタの構成のみが実施の形態１に係る流体取扱装置１００と異なる。そこで、収容部およびメッシュフィルタの構成についてのみ説明する。また、実施の形態１の収容部１２０およびメッシュフィルタ１３０と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0069】

図１４Ａ、Ｂは、変形例９に係る流体取扱装置における収容部６２０およびメッシュフィルタ６３０の構成を示す図である。図１４Ａは、変形例９に係る流体取扱装置における収容部６２０の平面図であり、図１４Ｂは、メッシュフィルタ６３０の平面図である。

【0070】

図１４Ａに示されるように、変形例９における収容部６２０は、側壁１２１と、複数のチャンバー１２２、６２３と、複数の連通孔１２３を有する。本変形例では、チャンバー６２３がメッシュフィルタ６３０を直接固定する。また、本変形例では、回転軸ＲＡに直交する方向に沿う断面において、チャンバー６２３の内周面の形状は、メッシュフィルタ６３０の外形と同一もしくは外形よりも僅かに小さい、略矩形である。本変形例において、メッシュフィルタ６３０は、圧入などによりチャンバー６２３に固定される。これにより、固定部がなくても、メッシュフィルタ６３０を固定できる。

【0071】

図１４Ｂに示されるように、変形例９に係るメッシュフィルタ６３０は、メッシュ１３１と、凍結乾燥物１３２と、リム６３３と、最終充填部１３４と、脚部（図示省略）と、を有する。リム６３３は、メッシュ１３１を取り囲むように配置されており、その外形は、略矩形に形成されている。リム６３３の外形は、チャンバー６２３の内形と相補的な形状であり、かつチャンバー６２３の内形よりもわずかに大きく形成されている。

【0072】

図１５Ａ、Ｂは、変形例１０に係る流体取扱装置における収容部７２０およびメッシュフィルタ７３０の構成を示す図である。図１５Ａは、変形例１０に係る流体取扱装置における収容部７２０の平面図であり、図１５Ｂは、メッシュフィルタ７３０の平面図である。

【0073】

図１５Ａに示されるように、変形例１０における収容部７２０は、側壁１２１と、複数のチャンバー１２２、７２３と、複数の連通孔１２３とを有する。本変形例では、チャンバー７２３がメッシュフィルタ７３０を直接固定する。また、本変形例では、回転軸ＲＡに直交する方向に沿う断面においてチャンバー７２３の内周面の形状は、メッシュフィルタ７３０の外形よりも僅かに小さく形成されている。また、本変形例では、当該断面におけるチャンバー７２３の内周面の形状は、釣鐘形である。本変形例において、メッシュフィルタ７３０は、圧入などによりチャンバー７２３に固定される。これにより、固定部がなくても、メッシュフィルタ７３０を固定できる。

【0074】

図１５Ｂに示されるように、変形例１０に係るメッシュフィルタ７３０は、メッシュ１３１と、凍結乾燥物１３２と、リム７３３と、最終充填部１３４と、脚部（図示省略）と、を有する。リム７３３は、メッシュ１３１を取り囲むように配置されており、その外形は、釣鐘形に形成されている。リム７３３の外形は、チャンバー７２３の内形と相補的な形状であり、かつチャンバー７２３の内形よりもわずかに大きく形成されている。

【0075】

［実施の形態２］
次に、実施の形態２に係る流体取扱装置８００について説明する。本実施の形態に係る流体取扱装置８００は、収容部８２０およびメッシュフィルタ８３０の構成が実施の形態１に係る流体取扱装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る流体取扱装置１００と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0076】

図１６Ａ、Ｂは、流体取扱装置８００の構成を示す図である。図１６Ａは、流体取扱装置８００の平面図であり、図１６Ｂは、図１６Ａに示されるＡ－Ａ線断面図である。

【0077】

図１６Ａ、Ｂに示されるように、流体取扱装置８００は、ケース１１０と、収容部８２０と、メッシュフィルタ８３０とを有する。

【0078】

図１７Ａ～Ｃは、収容部８２０の構成を示す図である。図１７Ａは、収容部８２０の平面図であり、図１７Ｂは、図１７Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図１７Ｃは、図１７Ｂに示されるＢ－Ｂ線の断面図である。

【0079】

図１７Ａ～Ｃに示されるように、収容部８２０は、側壁１２１と、複数のチャンバー８２２と、複数の連通孔１２３と、固定部１２４とを有する。チャンバー８２２（側壁１２１）に形成された第１連通孔８４１は、チャンバー８２２の底面と、側壁１２１の外周面とに開口している。また、本実施の形態では、チャンバー８２２の底面よりも下側に空気層が配置されている。

【0080】

図１８Ａ～Ｃは、メッシュフィルタ８３０の構成を示す図である。図１８Ａは、メッシュフィルタ８３０平面図であり、図１８Ｂは、図１８Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図１８Ｃは、底面図である。図１８Ａでは、凍結乾燥物１３２を省略している。また、図１８Ｂでは、メッシュ１３１（第１リブ１３７および第２リブ１３８）を網掛けで示している。

【0081】

メッシュフィルタ８３０は、メッシュ１３１と、凍結乾燥物１３２と、リム１３３と、最終充填部１３４とを有している。すなわち、本実施の形態におけるメッシュフィルタ８３０は、脚部１３５を有していない。

【0082】

（効果）
以上のように、本実施の形態に係る流体取扱装置は、実施の形態１に係る流体取扱装置と同様の効果を有する。

【0083】

本出願は、２０２０年２月３日出願の特願２０２０－０１６３９７に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明の流体取扱装置は、例えば、微量な生体試料などの解析に適用できる。

【符号の説明】

【0085】

１００、８００ 流体取扱装置
１１０ ケース
１１１ 台座
１１２ ケース本体
１１３ 挿入部
１１４ 外側連通孔
１１５ 孔
１２０、６２０、７２０、８２０ 収容部
１２１ 側壁
１２２、６２３、７２３、８２２ チャンバー
１２３ 連通孔
１２４ 固定部
１２５ 蓋部
１２６ 内壁
１２７ 内部孔
１３０、２３０、３３０、３３０ａ、３３０ｂ、４３０、４３０ａ、４３０ｂ、５３０、６３０、７３０、８３０ メッシュフィルタ
１３１ メッシュ
１３２ 凍結乾燥物
１３３、６３３、７３３ リム
１３４ 最終充填部
１３５ 脚部
１３６ 孔
１３７ 第１リブ
１３８ 第２リブ
１４１、８４１ 第１連通孔
１４２ 第２連通孔
３３１ 突起
４３１ 第１凸部
４３１ａ 第２凸部
５３１ 内周面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】