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JP7351065B2 - Biological particle concentration device, concentration system and concentration method, and biological particle detection method - Google Patents
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Biological particle concentration device, concentration system and concentration method, and biological particle detection method Download PDF

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Description

本発明は、生物学的粒子を濃縮するために用いる濃縮デバイス、濃縮システム及び濃縮方法並びに生物学的粒子の検出方法に関する。 The present invention relates to a concentration device, a concentration system, and a concentration method used for concentrating biological particles, and a method for detecting biological particles.

特許文献1には、エチレン・ビニルアルコール共重合体を表面に被覆したポリエチレン多孔質中空糸膜の束を微生物の捕捉に用いることが開示されている。 Patent Document 1 discloses that a bundle of polyethylene porous hollow fiber membranes whose surfaces are coated with an ethylene-vinyl alcohol copolymer is used to capture microorganisms.

特許文献2には、1.0μmを超えないバブルポイント孔径を備えたフィルタ膜を微生物の捕捉に用いることが開示されている。 Patent Document 2 discloses the use of a filter membrane with a bubble point pore size not exceeding 1.0 μm to trap microorganisms.

特許文献3には、疎水性樹脂からなる高分子微多孔膜の表面に親水性モノマーを放射線グラフト反応させる、親水化された高分子微多孔膜の製造方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses a method for producing a hydrophilized microporous polymer membrane, in which a hydrophilic monomer is subjected to a radiation graft reaction on the surface of a microporous polymer membrane made of a hydrophobic resin.

特許文献4には、高分子微多孔膜に、1個のビニル基を有する親水性モノマーと2個以上のビニル基を有する架橋剤とをグラフト重合法によって共重合させて得られる親水性微多孔膜が開示されている。 Patent Document 4 describes a hydrophilic microporous membrane obtained by copolymerizing a hydrophilic monomer having one vinyl group and a crosslinking agent having two or more vinyl groups in a microporous polymer membrane by a graft polymerization method. A membrane is disclosed.

特許文献5には、ポリオレフィンの多孔性中空糸基体がグリセリン脂肪酸エステルで被覆された多孔性中空糸膜を菌体の濃縮分離用膜として使用することが開示されている。 Patent Document 5 discloses the use of a porous hollow fiber membrane in which a polyolefin porous hollow fiber substrate is coated with glycerin fatty acid ester as a membrane for concentrating and separating bacterial cells.

特許文献6には、粘度平均分子量が100万を超えるポリエチレン樹脂からなり、融解ピーク温度が145℃以上である結晶成分を少なくとも1種含み、気孔率が20~95%であり、平均孔径が0.01~10μmである微多孔膜が開示されている。 Patent Document 6 describes a polyethylene resin having a viscosity average molecular weight exceeding 1 million, containing at least one crystal component having a melting peak temperature of 145°C or higher, having a porosity of 20 to 95%, and an average pore diameter of 0. Microporous membranes are disclosed that are between .01 and 10 μm.

特許文献7には、ポリエチレン樹脂からなり、膜厚が25μmを超え1mm以下、平均孔径が0.01~10μm、構造ファクターFが1.5×10-2・m-1・Pa-2以上である高透過性微多孔膜を含む医用分離フィルタが開示されている。 Patent Document 7 states that it is made of polyethylene resin, has a film thickness of more than 25 μm and 1 mm or less, has an average pore diameter of 0.01 to 10 μm, and has a structure factor F of 1.5×10 7 sec -2・m −1・Pa -2 A medical separation filter including the highly permeable microporous membrane described above is disclosed.

特許文献8には、界面活性剤で事前処理した膜フィルタに生物学的生成物を含む流体を通して、該流体中に存在する凝集物を除去する方法が開示されている。 US Pat. No. 5,001,302 discloses a method for removing aggregates present in a fluid containing biological products by passing it through a membrane filter that has been pretreated with a surfactant.

特許文献9には、被検液中の口腔内微生物を濾過膜上に捕捉し回収する方法が開示されている。 Patent Document 9 discloses a method for capturing and recovering oral microorganisms in a test liquid on a filter membrane.

特許文献10には、ポリオレフィンからなる多孔質構造マトリックスと、該マトリックスの細孔表面を被覆するエチレン・ビニルアルコール系共重合体被覆層とからなる親水性複合多孔質膜が開示されている。 Patent Document 10 discloses a hydrophilic composite porous membrane comprising a porous structural matrix made of polyolefin and an ethylene/vinyl alcohol copolymer coating layer covering the pore surfaces of the matrix.

特開平11-090184号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-090184 特表2013-531236号公報Special Publication No. 2013-531236 特開2009-183804号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-183804 特開2003-268152号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-268152 特公平06-057143号公報Special Publication No. 06-057143 特開2004-016930号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-016930 特開2002-265658号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-265658 特表2016-534748号公報Special table 2016-534748 publication 特開2006-71478号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-71478 特開昭61-271003号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-271003

例えば感染症の診断を目的に、生物から採取した検体からウイルス又は細菌の分離を行うことがある。ウイルス又は細菌の分離方法の一つに遠心法があるが、遠心法は、遠心力を変えて遠心操作を繰り返したり、密度勾配を有する緩衝液に試料をのせて遠心したり、超遠心を行ったりと、設備、手間及び時間のかかる方法である。ほかにウイルス又は細菌の分離方法の一つに多孔質膜を用いて分離する方法があるが、従来の手法は濾液からウイルス等を完全に除去することだけを目的としていたり、ウイルス等を膜に吸着させて逆洗処理によりウイルス等を取り出すといった複雑な手法となっていたりして、検体中のウイルス等を効率よく濃縮して回収するという観点は欠落していた。 For example, viruses or bacteria may be isolated from specimens collected from living organisms for the purpose of diagnosing infectious diseases. One of the methods for separating viruses or bacteria is the centrifugation method, which involves repeating centrifugation by changing the centrifugal force, centrifuging the sample by placing it on a buffer solution with a density gradient, or performing ultracentrifugation. This is a method that requires equipment, effort, and time. Another method for separating viruses or bacteria is to use a porous membrane to separate them, but conventional methods only aim to completely remove viruses, etc. from the filtrate; The method is complicated, requiring adsorption and backwashing to remove viruses, etc., and lacks the perspective of efficiently concentrating and recovering viruses, etc. in the specimen.

本開示の実施形態は上記状況のもとになされた。即ち、本開示の実施形態は、生物学的粒子(biological particle)を簡易に迅速に効率よく濃縮する濃縮デバイス、濃縮システム及び濃縮方法並びに生物学的粒子の検出方法を提供することを目的とし、これを解決することを課題とする。 The embodiments of the present disclosure were made under the above circumstances. That is, the embodiments of the present disclosure aim to provide a concentration device, a concentration system, and a concentration method that easily, quickly, and efficiently concentrate biological particles, and a method for detecting biological particles. The task is to solve this problem.

前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
[1]入口及び出口を有するとともに、前記入口と前記出口との差圧により生物学的粒子及び水を含む被処理液が、前記入口から注入されて前記出口から排出されるようになっているハウジングと、前記ハウジング内において前記入口と前記出口とを隔てるように設けられ、前記生物学的粒子が吸着しない親水性の多孔膜であり、前記入口側の面から前記出口側の面に、前記被処理液から前記生物学的粒子の濃度を減じた液体である排出液を透過させる濃縮膜と、前記ハウジング内における前記濃縮膜の上流側の空間であって、前記濃縮膜により前記被処理液から前記生物学的粒子の濃度を増した液体である濃縮液を収容する濃縮空間部と、を備えた、生物学的粒子の濃縮デバイス。
Specific means for solving the above problem include the following aspects.
[1] It has an inlet and an outlet, and a liquid to be treated containing biological particles and water is injected from the inlet and discharged from the outlet due to a pressure difference between the inlet and the outlet. a housing; a hydrophilic porous membrane provided within the housing to separate the inlet and the outlet to which the biological particles are not adsorbed; a concentrating membrane that transmits a discharged liquid that is a liquid with a reduced concentration of biological particles from the liquid to be treated; and a space upstream of the concentrating membrane in the housing, wherein a concentration space for accommodating a concentrate, which is a liquid with an increased concentration of the biological particles.

[2]前記ハウジングにおいて、前記濃縮空間部の体積が0.05~5cmである、[1]に記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [2] The biological particle concentration device according to [1], wherein in the housing, the volume of the concentration space is 0.05 to 5 cm 3 .

[3]前記ハウジングにおいて、前記濃縮膜の濾過面積が1~20cmである、[1]又は[2]に記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [3] The device for concentrating biological particles according to [1] or [2], wherein in the housing, the filtration area of the concentrating membrane is 1 to 20 cm 2 .

[4]前記ハウジングにおいて、前記濃縮空間部に面している内壁部に、前記入口から連続した誘導溝が形成されている、[1]~[3]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [4] The biological particles according to any one of [1] to [3], wherein in the housing, a guide groove continuous from the inlet is formed in the inner wall portion facing the concentration space. concentration device.

[5]前記ハウジングにおいて、前記濃縮空間部に面している内壁部が、前記入口から前記濃縮膜に向かって径が漸増する形状である、[1]~[4]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [5] The housing according to any one of [1] to [4], wherein the inner wall facing the concentration space has a shape that gradually increases in diameter from the inlet toward the concentration membrane. Biological particle concentration device.

[6]前記濃縮膜は、多孔質基材と、前記多孔質基材の少なくとも一方の主面及び空孔内表面を被覆する親水性樹脂と、を備えた親水性複合多孔質膜を含む、[1]~[5]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [6] The concentration membrane includes a hydrophilic composite porous membrane comprising a porous base material and a hydrophilic resin that coats at least one main surface and the inner surface of the pores of the porous base material. The biological particle concentration device according to any one of [1] to [5].

[7]前記多孔質基材が、ポリオレフィン微多孔膜である、[6]に記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [7] The biological particle concentration device according to [6], wherein the porous substrate is a microporous polyolefin membrane.

[8]前記親水性樹脂は、ポリマーの主鎖が炭素原子のみからなり、側鎖にヒドロキシ基、カルボキシ基及びスルホ基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、[6]又は[7]に記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [8] The hydrophilic resin has a main chain of the polymer consisting only of carbon atoms, and has one or more functional groups selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxy group, and a sulfo group in the side chain, [6] or The biological particle concentration device according to [7].

[9]前記親水性樹脂が、ポリビニルアルコール、オレフィン・ビニルアルコール系樹脂、アクリル・ビニルアルコール系樹脂、メタクリル・ビニルアルコール系樹脂、ビニルピロリドン・ビニルアルコール系樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、パーフルオロスルホン酸系樹脂及びポリスチレンスルホン酸からなる群より選ばれる1種以上を含む、[6]~[8]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [9] The hydrophilic resin may be polyvinyl alcohol, olefin/vinyl alcohol resin, acrylic/vinyl alcohol resin, methacrylic/vinyl alcohol resin, vinylpyrrolidone/vinyl alcohol resin, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, or The biological particle concentration device according to any one of [6] to [8], which contains one or more selected from the group consisting of fluorosulfonic acid resin and polystyrene sulfonic acid.

[10]前記親水性樹脂が、オレフィン・ビニルアルコール系樹脂である、[6]~[9]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [10] The biological particle concentration device according to any one of [6] to [9], wherein the hydrophilic resin is an olefin/vinyl alcohol resin.

[11]前記濃縮膜は、膜厚t(μm)と、パームポロメータで測定した平均孔径x(μm)との比t/xが50~630である、[1]~[10]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [11] The concentration membrane is any one of [1] to [10], wherein the ratio t/x of the membrane thickness t (μm) to the average pore diameter x (μm) measured with a palm porometer is 50 to 630. A device for concentrating biological particles according to claim 1.

[12]前記濃縮膜は、膜厚tが10~150μmである、[1]~[11]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [12] The device for concentrating biological particles according to any one of [1] to [11], wherein the concentration membrane has a thickness t of 10 to 150 μm.

[13]前記濃縮膜は、パームポロメータで測定した平均孔径xが0.1~0.5μmである、[1]~[12]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [13] The biological particle concentration device according to any one of [1] to [12], wherein the concentration membrane has an average pore diameter x of 0.1 to 0.5 μm as measured by a palm porometer.

[14]前記濃縮膜は、パームポロメータで測定したバブルポイント細孔径yが0.8μm超3μm以下である、[1]~[13]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [14] The biological particle concentration device according to any one of [1] to [13], wherein the concentration membrane has a bubble point pore diameter y of more than 0.8 μm and 3 μm or less as measured by a palm porometer.

[15]前記濃縮膜は、水流量f(mL/(min・cm・MPa))とパームポロメータで測定したバブルポイント細孔径y(μm)との比f/yが100~480である、[1]~[14]のいずれか1項に記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [15] The concentration membrane has a ratio f/y of water flow rate f (mL/(min cm 2 MPa)) to bubble point pore diameter y (μm) measured with a palm porometer of 100 to 480. , the biological particle concentration device according to any one of [1] to [14].

[16]前記濃縮膜は、表面粗さRaが0.3~0.7μmである、[1]~[15]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 [16] The biological particle concentration device according to any one of [1] to [15], wherein the concentration membrane has a surface roughness Ra of 0.3 to 0.7 μm.

[17][1]~[16]のいずれかに記載の生物学的粒子の濃縮デバイスと、前記入口と前記出口との間に差圧を付与する手段と、を備えた、生物学的粒子の濃縮システム。 [17] Biological particles, comprising the biological particle concentration device according to any one of [1] to [16], and means for applying a differential pressure between the inlet and the outlet. concentration system.

[18][1]~[16]のいずれかに記載の濃縮デバイスに、前記被処理液を供給する工程と、前記濃縮デバイスの前記入口と前記出口との間に差圧を付与することにより、前記濃縮空間部内に前記濃縮液を得る工程と、当該濃縮液を前記濃縮空間部から回収する工程と、を含む、生物学的粒子の濃縮方法。 [18] Supplying the liquid to be treated to the concentration device according to any one of [1] to [16], and applying a pressure difference between the inlet and the outlet of the concentration device. A method for concentrating biological particles, comprising the steps of: obtaining the concentrate in the concentration space; and recovering the concentrate from the concentration space.

[19][1]~[16]のいずれかに記載の濃縮デバイスに、前記被処理液を供給する工程と、前記濃縮デバイスの前記入口と前記出口との間に差圧を付与することにより、前記濃縮空間部内に前記濃縮液を得る工程と、当該濃縮液を前記濃縮空間部から回収する工程と、回収された当該濃縮液に含まれる前記生物学的粒子を検出する工程と、を含む、生物学的粒子の検出方法。 [19] Supplying the liquid to be treated to the concentration device according to any one of [1] to [16], and applying a pressure difference between the inlet and the outlet of the concentration device. , comprising the steps of obtaining the concentrate in the concentration space, collecting the concentrate from the concentration space, and detecting the biological particles contained in the collected concentrate. , a method for detecting biological particles.

本開示の実施形態によれば、生物学的粒子を簡易に迅速に効率よく濃縮する濃縮デバイス、濃縮システム及び濃縮方法並びに生物学的粒子の検出方法が提供される。 According to embodiments of the present disclosure, a concentration device, a concentration system, a concentration method, and a method for detecting biological particles that easily, quickly, and efficiently concentrate biological particles are provided.

本開示に係る生物学的粒子の濃縮デバイスの一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a biological particle concentration device according to the present disclosure. 図1の濃縮デバイスの断面を模式的に示す。2 schematically shows a cross section of the concentration device of FIG. 1; 図2の濃縮デバイスにおいて、入口から被処理液が供給される状態を模式的に示す。In the concentration device of FIG. 2, a state in which the liquid to be treated is supplied from the inlet is schematically shown. 図3の状態から、入口と出口との間に差圧が付与されている状態を模式的に示す。A state in which a differential pressure is applied between the inlet and the outlet from the state in FIG. 3 is schematically shown. 図4の状態から、濃縮液が得られる状態を模式的に示す。A state in which a concentrated liquid is obtained from the state in FIG. 4 is schematically shown. 図5の状態から、濃縮液が回収される状態を模式的に示す。A state in which the concentrated liquid is recovered from the state in FIG. 5 is schematically shown. ハウジングの全体形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the overall shape of the housing. ハウジングの全体形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the overall shape of the housing. ハウジングの全体形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the overall shape of the housing. ハウジングの全体形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the overall shape of the housing. 入口の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the entrance. 入口の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the entrance. 入口の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the entrance. 入口の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the entrance. 出口の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the outlet. 出口の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the outlet. 出口の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the outlet. 出口の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the outlet. 入口と出口との位置関係の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the positional relationship between an inlet and an outlet. 入口と出口との位置関係の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the positional relationship between an inlet and an outlet. 入口と出口との位置関係の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the positional relationship between an inlet and an outlet. ハウジングの内部空間の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the internal space of the housing. 図22の断面を模式的に示す。22 schematically shows the cross section of FIG. ハウジングの内部空間の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the internal space of the housing. 図24の断面を模式的に示す。The cross section of FIG. 24 is schematically shown. ハウジングの内部空間の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the internal space of the housing. ハウジングの内部空間の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the internal space of the housing. 図27の断面を模式的に示す。The cross section of FIG. 27 is schematically shown. ハウジングの内部空間の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the internal space of the housing. 図29の断面を模式的に示す。The cross section of FIG. 29 is schematically shown. 濃縮液の回収方法の一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of a method for collecting a concentrated liquid. 濃縮液の回収方法の他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing another example of a method for collecting a concentrated liquid. 図32の状態から、濃縮液を回収した状態を模式的に示す斜視図である。FIG. 33 is a perspective view schematically showing a state in which the concentrated liquid has been collected from the state in FIG. 32. 濃縮膜30の形状の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of the shape of the concentration membrane 30. FIG. 濃縮膜30の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。3 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the concentration membrane 30. FIG. 濃縮膜30の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。3 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the concentration membrane 30. FIG. 濃縮膜30の形状の他の例を模式的に示す斜視図である。3 is a perspective view schematically showing another example of the shape of the concentration membrane 30. FIG. 濃縮システムの一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a concentration system. 濃縮システムの他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing another example of the concentration system. 濃縮システムの他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing another example of the concentration system. 濃縮システムの他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing another example of the concentration system. 濃縮システムの他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing another example of the concentration system. 濃縮システムの他の例を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing another example of the concentration system.

以下に、発明の実施形態を説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。本開示において述べる作用機序は推定を含んでおり、その正否は発明の範囲を制限するものではない。 Embodiments of the invention will be described below. These descriptions and examples are illustrative of embodiments and are not intended to limit the scope of the invention. The mechanism of action described in this disclosure includes speculation, and its validity does not limit the scope of the invention.

本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。 In the present disclosure, when embodiments are described with reference to drawings, the configuration of the embodiments is not limited to the configuration shown in the drawings. Furthermore, the sizes of the members in each figure are conceptual, and the relative size relationships between the members are not limited thereto.

本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ下限値及び上限値として含む範囲を示す。 In the present disclosure, a numerical range indicated using "~" indicates a range that includes the numerical values written before and after "~" as the lower limit and upper limit, respectively.

本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。 In the numerical ranges described step by step in this disclosure, the upper limit or lower limit described in one numerical range may be replaced with the upper limit or lower limit of another numerical range described step by step. . Furthermore, in the numerical ranges described in this disclosure, the upper limit or lower limit of the numerical range may be replaced with the values shown in the Examples.

本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。 In the present disclosure, the term "step" is included not only in an independent step but also in the case where the intended purpose of the step is achieved even if the step cannot be clearly distinguished from other steps.

本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。 In the present disclosure, each component may contain multiple types of corresponding substances. When referring to the amount of each component in the composition in this disclosure, if there are multiple types of substances corresponding to each component in the composition, unless otherwise specified, the amount of each component in the composition is means the total amount of substance.

本開示において「(メタ)アクリル」はアクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートの少なくとも一方を意味する。 In the present disclosure, "(meth)acrylic" means at least one of acrylic and methacrylic, and "(meth)acrylate" means at least one of acrylate and methacrylate.

本開示において「モノマー単位」とは、重合体の構成要素であって、単量体が重合してなる構成要素を意味する。 In the present disclosure, the term "monomer unit" refers to a component of a polymer, which is formed by polymerizing monomers.

本開示において、「機械方向」とは、長尺状に製造される膜、フィルム又はシートにおいて長尺方向を意味し、「幅方向」とは、「機械方向」に直交する方向を意味する。本開示において、「機械方向」を「MD方向」ともいい、「幅方向」を「TD方向」ともいう。 In the present disclosure, "machine direction" means the longitudinal direction of a membrane, film, or sheet manufactured in a long shape, and "width direction" means a direction perpendicular to the "machine direction." In the present disclosure, the "machine direction" is also referred to as the "MD direction", and the "width direction" is also referred to as the "TD direction".

本開示において、膜、フィルム又はシートの「主面」とは、膜、フィルム又はシートが備える外面のうち、厚さ方向に伸びる外面以外の広い外面を意味する。膜、フィルム又はシートは主面を2面備える。本開示において、膜、フィルム又はシートの「側面」とは、膜、フィルム又はシートが備える外面のうち、厚さ方向に伸びる外面をいう。 In the present disclosure, the "principal surface" of a membrane, film, or sheet means a wide outer surface of the membrane, film, or sheet other than the outer surface extending in the thickness direction. The membrane, film or sheet has two major surfaces. In the present disclosure, the "side surface" of a membrane, film, or sheet refers to an outer surface of the membrane, film, or sheet that extends in the thickness direction.

本開示において、濃縮膜に対して、被処理液が流入する側を「上流」といい、被処理液が流出する側を「下流」という。 In the present disclosure, the side of the concentration membrane into which the liquid to be treated flows in is referred to as "upstream," and the side from which the liquid to be treated flows out is referred to as "downstream."

<濃縮デバイス>
本開示は、生物学的粒子を濃縮するために用いる濃縮デバイスを提供する。本開示の濃縮デバイスは、生物学的粒子を含む可能性のある、水を含む液体である「被処理液」を処理対象とし、生物学的粒子の濃度が高められた「濃縮液」に濃縮する。
<Concentration device>
The present disclosure provides a concentration device for use in concentrating biological particles. The concentration device of the present disclosure processes a "liquid to be treated" which is a water-containing liquid that may contain biological particles, and concentrates it into a "concentrated liquid" with an increased concentration of biological particles. do.

ここで、被処理液について、「水を含む」とは、水を溶媒ないし成分としていることを意味し、その含有率については特に限定されない。また、被処理液について、「生物学的粒子を含む」とは、生物学的粒子が、被処理液中で溶解されずに、浮遊、懸濁又は沈殿している状態をいう。 Here, regarding the liquid to be treated, "containing water" means that water is used as a solvent or a component, and the content thereof is not particularly limited. Regarding the liquid to be treated, "containing biological particles" refers to a state in which the biological particles are not dissolved in the liquid to be treated but are floating, suspended, or precipitated.

本開示でいう生物学的粒子(biological particle)には、生物が有する粒子、生物が放出する粒子、生物に寄生する粒子、微小な生物、脂質を膜とする小胞、これらの断片が概念として含まれる。具体的には、ウイルス、ウイルスの一部(例えば、エンベロープを有するウイルスからエンベロープを除去した粒子)、バクテリオファージ、細菌、芽胞、胞子、菌類、カビ、酵母、シスト、原生動物、単細胞性藻類、植物細胞、動物細胞、培養細胞、ハイブリドーマ、腫瘍細胞、血液細胞、血小板、細胞小器官(例えば、細胞核、ミトコンドリア、小胞)、エクソソーム、アポトーシス小体、脂質二重層の粒子、脂質一重層の粒子、リポソーム、タンパク質の凝集体、これらの断片が含まれる。また、本開示でいう生物学的粒子には、天然物のみならず、人工物も含まれる。 Biological particles as used in the present disclosure conceptually include particles possessed by living things, particles released by living things, particles parasitic on living things, microscopic living things, vesicles with lipid membranes, and fragments thereof. included. Specifically, viruses, parts of viruses (for example, particles obtained by removing the envelope from an enveloped virus), bacteriophages, bacteria, spores, fungi, molds, yeasts, cysts, protozoa, unicellular algae, Plant cells, animal cells, cultured cells, hybridomas, tumor cells, blood cells, platelets, organelles (e.g. cell nuclei, mitochondria, vesicles), exosomes, apoptotic bodies, particles of lipid bilayers, particles of lipid monolayers , liposomes, protein aggregates, and fragments thereof. Furthermore, the biological particles referred to in the present disclosure include not only natural products but also artificial products.

本開示に係る生物学的粒子50の濃縮デバイス10は、図1の模式斜視図に示すように、内部空間を有するハウジング20に開口する入口21及び出口22を備えた外観を呈する。本図では、ハウジング20の形状として、高さに比べて直径が長い円柱形状の例を示している。より具体的には、図2の模式断面図に示すように、ハウジング20の内部空間において、上流側に上方へ突出した円筒状の入口21が開口し、下流側に下方へ突出した円筒状の出口22が開口している。ハウジング20の内部空間においては、濃縮膜30によって入口21と出口22とが隔てられている。ハウジング20内における、濃縮膜30の上流側の空間が、濃縮空間部24である。 As shown in the schematic perspective view of FIG. 1, the device 10 for concentrating biological particles 50 according to the present disclosure has an appearance including an inlet 21 and an outlet 22 opening into a housing 20 having an internal space. In this figure, an example of the shape of the housing 20 is shown as a cylinder having a longer diameter than its height. More specifically, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 2, in the internal space of the housing 20, a cylindrical inlet 21 that protrudes upward on the upstream side opens, and a cylindrical inlet 21 that protrudes downward on the downstream side opens. The outlet 22 is open. In the internal space of the housing 20, an inlet 21 and an outlet 22 are separated by a concentrating membrane 30. A space in the housing 20 on the upstream side of the concentration membrane 30 is a concentration space 24 .

換言すると、ハウジング20は、入口21及び出口22を有する。また、入口21と出口22との差圧により生物学的粒子50及び水を含む被処理液40が、入口21から注入されて出口22から排出されるようになっている。 In other words, the housing 20 has an inlet 21 and an outlet 22. Further, due to the pressure difference between the inlet 21 and the outlet 22, the liquid to be treated 40 containing biological particles 50 and water is injected from the inlet 21 and discharged from the outlet 22.

更に、濃縮膜30は、ハウジング20内において入口21と出口22とを隔てるように設けられている。濃縮膜30は、生物学的粒子50が吸着しない親水性の多孔膜であり、入口21側の面から出口22側の面に、被処理液40から生物学的粒子50の濃度を減じた液体である排出液42を透過させる。 Further, the concentration membrane 30 is provided within the housing 20 so as to separate the inlet 21 and the outlet 22. The concentration membrane 30 is a hydrophilic porous membrane to which biological particles 50 are not adsorbed, and a liquid obtained by reducing the concentration of biological particles 50 from the liquid to be treated 40 is spread from the surface on the inlet 21 side to the surface on the outlet 22 side. The discharge liquid 42 is allowed to pass through.

そして、濃縮空間部24は、ハウジング20内における濃縮膜30の上流側の空間(換言すると、ハウジング20の内壁部23と濃縮膜30の上流側の主面で区画される領域)である。濃縮空間部24は、濃縮膜30により被処理液40から生物学的粒子50の濃度を増した液体である濃縮液41を収容する。 The concentration space 24 is a space within the housing 20 on the upstream side of the concentration membrane 30 (in other words, a region defined by the inner wall 23 of the housing 20 and the main surface of the concentration membrane 30 on the upstream side). The concentration space 24 accommodates a concentrated liquid 41 that is a liquid obtained by increasing the concentration of biological particles 50 from the liquid to be treated 40 using the concentration membrane 30 .

本開示の濃縮デバイス10に注入される被処理液40としては、動物(特にヒト)の体液(例えば、血液、血清、血漿、髄液、涙液、汗、尿、膿、鼻水、喀痰);動物(特にヒト)の体液の希釈物;動物(特にヒト)の排泄物(例えば、糞便)を水に懸濁した液体組成物;動物(特にヒト)のうがい液;動物(特にヒト)の臓器、組織、粘膜、皮膚、搾過検体、スワブ等からの抽出物を含む緩衝液;魚貝類の組織抽出液;魚介類の養殖池から採取される水;植物の表面拭い液又は組織抽出液;土壌の抽出液;植物からの抽出液;食品からの抽出液;医薬品の原料液:などが挙げられる。 The liquid to be processed 40 injected into the concentration device 10 of the present disclosure includes animal (especially human) body fluids (e.g., blood, serum, plasma, cerebrospinal fluid, lacrimal fluid, sweat, urine, pus, nasal discharge, sputum); dilutions of animal (especially human) body fluids; liquid compositions of animal (especially human) excrement (e.g. feces) suspended in water; animal (especially human) gargle fluids; animal (especially human) organs , buffer solutions containing extracts from tissues, mucous membranes, skin, squeezed specimens, swabs, etc.; tissue extracts of fish and shellfish; water collected from fish and shellfish culture ponds; surface swabbing liquids or tissue extracts of plants; Examples include soil extracts; plant extracts; food extracts; pharmaceutical raw material liquids.

[生物学的粒子50の濃縮方法及び検出方法]
本開示の濃縮デバイス10による生物学的粒子50の濃縮方法は以下のとおりである。
[Concentration method and detection method of biological particles 50]
A method for concentrating biological particles 50 using the concentration device 10 of the present disclosure is as follows.

この濃縮デバイス10に、図3に示すように、生物学的粒子50及び水を含む被処理液40が、入口21から供給される工程が実施される。 As shown in FIG. 3, this concentration device 10 undergoes a step in which a liquid to be treated 40 containing biological particles 50 and water is supplied from an inlet 21.

次に、入口21と出口22との間に差圧が付与されることにより、濃縮空間部24内に濃縮液を得る工程が実施される。 Next, by applying a pressure difference between the inlet 21 and the outlet 22, a step of obtaining a concentrate in the concentration space 24 is carried out.

即ち、注入された被処理液40に対し、入口21と出口22との間に差圧が付与されることにより、図4に示すように、濃縮膜30を透過した排出液42が排出される。このときの差圧は、入口21から加圧すること、若しくは、出口22から減圧すること、又はその両方によって生じさせることができる。排出液42は、前述のように、被処理液40に対して生物学的粒子50の濃度が減じている。 That is, by applying a pressure difference between the inlet 21 and the outlet 22 to the injected liquid to be treated 40, the drained liquid 42 that has passed through the concentration membrane 30 is discharged, as shown in FIG. . The differential pressure at this time can be generated by increasing the pressure from the inlet 21, reducing the pressure from the outlet 22, or both. As described above, the concentration of biological particles 50 in the discharged liquid 42 is reduced compared to the liquid to be treated 40.

そして、図5に示すように、濃縮空間部24内に、濃縮液41が得られる。濃縮液41は、前述のように、被処理液40に対して生物学的粒子50の濃度が増している。 Then, as shown in FIG. 5, a concentrated liquid 41 is obtained within the concentration space 24. As described above, the concentrated liquid 41 has a higher concentration of biological particles 50 than the liquid to be treated 40 .

次いで、濃縮液41を濃縮空間部24から回収する工程が実施される。即ち、図6に示すように、マイクロピペット等の適宜の道具又は装置を用いて、濃縮液41が濃縮空間部24から回収される。 Next, a step of recovering the concentrated liquid 41 from the concentration space 24 is performed. That is, as shown in FIG. 6, the concentrated liquid 41 is collected from the concentrated space 24 using an appropriate tool or device such as a micropipette.

最後に、回収された濃縮液41に含まれる生物学的粒子50を検出する工程が実施される。回収された濃縮液41からは、これに含まれる生物学的粒子50が、その種類や性状に応じた適宜の手段により検出される。例えば、生物学的粒子50の検出対象が核酸(DNA又はRNA)である場合には、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、サザンブロッティング、ノーザンブロッティングなどが実施される。生物学的粒子50の検出対象がタンパク質である場合には、質量分析、ウエスタンブロッティング、イムノクロマトグラフィーなどが実施される。生物学的粒子50の検出対象が糖、脂質である場合には、質量分析などが実施される。 Finally, a step of detecting biological particles 50 contained in the collected concentrate 41 is performed. Biological particles 50 contained in the collected concentrated liquid 41 are detected by appropriate means depending on the type and properties thereof. For example, when the target to be detected by the biological particles 50 is a nucleic acid (DNA or RNA), polymerase chain reaction (PCR), Southern blotting, Northern blotting, etc. are performed. When the detection target of the biological particles 50 is a protein, mass spectrometry, Western blotting, immunochromatography, etc. are performed. When the detection target of biological particles 50 is sugar or lipid, mass spectrometry or the like is performed.

ハウジング20において、濃縮空間部24の体積は、被処理液40の性状や量に応じて適宜に定めることができるが、使用の便宜を考慮すれば、0.05~5cmであることが望ましい。 In the housing 20, the volume of the concentration space 24 can be determined as appropriate depending on the properties and amount of the liquid to be treated 40, but in consideration of convenience of use, it is preferably 0.05 to 5 cm 3 .

ハウジング20において、濃縮膜30が実際に被処理液40と接触する部分である、濾過面積は、被処理液40の性状や量に応じて適宜に定めることができるが、使用の便宜を考慮すれば、1~20cmであることが望ましい。 In the housing 20, the filtration area, which is the part where the concentration membrane 30 actually comes into contact with the liquid to be treated 40, can be determined as appropriate depending on the properties and amount of the liquid to be treated 40, but it should be determined in consideration of the convenience of use. For example, it is preferably 1 to 20 cm 2 .

<ハウジング20の全体形状>
ハウジング20の全体形状は、図1に示すような円柱形状に限られず、様々な形状とすることができる。
<Overall shape of housing 20>
The overall shape of the housing 20 is not limited to the cylindrical shape as shown in FIG. 1, but can have various shapes.

例えば、三角柱形状(図7)、四角柱形状(図8)及びその他の多角柱形状、例えば六角柱形状(図9)とすることができる。いずれの場合も、角柱形状の両底面の一方(例えば上底面)に入口21が設けられ、他方(例えば下底面)に出口22が設けられる。
また、ハウジング20の全体形状を、図10に示すような球形状とすることもできる。この場合も、球形状の一方の極(例えば上端の極)に入口21が設けられ、他方の極(例えば下端の極)に出口22が設けられる。
For example, the shape may be a triangular prism (FIG. 7), a quadrangular prism (FIG. 8), or another polygonal prism, such as a hexagonal prism (FIG. 9). In either case, an inlet 21 is provided on one of the prismatic bottoms (for example, the upper base), and an outlet 22 is provided on the other (for example, the lower base).
Further, the overall shape of the housing 20 can also be made into a spherical shape as shown in FIG. In this case as well, an inlet 21 is provided at one pole of the spherical shape (for example, the upper pole), and an outlet 22 is provided at the other pole (for example, the lower pole).

ハウジング20の材質は特に限定されないが、合成樹脂、特にポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂が望ましい。ハウジング20の成形方法についても特に限定はないが、入口21を含む上流側の部材と、出口22を含む下流側の部材とをそれぞれ射出成形にて形成し、これらの部材の間に濃縮膜30を挟んだ状態で、接着、溶着、螺着等、適宜の方法で両方の部材を結合することにより、ハウジング20を形成することができる。 The material of the housing 20 is not particularly limited, but synthetic resins, particularly polypropylene resins, polyethylene resins, vinyl chloride resins, fluorine resins, ABS resins, MBS resins, polycarbonate resins, acrylic resins, and polystyrene resins are desirable. Although there is no particular limitation on the method of molding the housing 20, an upstream member including the inlet 21 and a downstream member including the outlet 22 are formed by injection molding, and the concentration membrane 30 is inserted between these members. The housing 20 can be formed by combining both members with the two members sandwiched therebetween by an appropriate method such as adhesion, welding, or screwing.

<入口21の形状>
入口21の形状は、図1に示すような上方へ突出した円筒形状に限らず、様々な形状とすることができる。
<Shape of entrance 21>
The shape of the inlet 21 is not limited to the upwardly projecting cylindrical shape shown in FIG. 1, but can be made into various shapes.

例えば、図11に示すように、上方へ突出した構造を取らずに、単純な孔として入口21を形成することができる。この場合、入口21には被処理液40の輸送管を挿入することができる。 For example, as shown in FIG. 11, the inlet 21 can be formed as a simple hole without an upwardly protruding structure. In this case, a transport pipe for the liquid to be treated 40 can be inserted into the inlet 21 .

また、図12に示すように、上方へ突出した円筒形状の入口21の外周面にネジ溝(雄ネジ)を設けることもできる。この場合、被処理液40の輸送路の末端にこのネジ溝と螺合する雌ネジを設けておくことで、輸送路と入口21との外れ止めとすることができる。 Furthermore, as shown in FIG. 12, a threaded groove (male thread) may be provided on the outer peripheral surface of the cylindrical inlet 21 that projects upward. In this case, by providing a female screw threadedly engaged with this thread groove at the end of the transport path for the liquid to be treated 40, the transport path and the inlet 21 can be prevented from coming off.

更に、図13に示すように、上方へ突出した円筒形状の入口21の先端外周面にルアーロックのオス側を設けることもできる。この場合、被処理液40の輸送路の末端にこのルアーロックのオス側と嵌合するメス側を設けておくことで、輸送路と入口21との外れ止めとすることができる。 Furthermore, as shown in FIG. 13, the male side of the Luer lock can be provided on the outer peripheral surface of the tip of the cylindrical inlet 21 that projects upward. In this case, by providing a female side that fits with the male side of the Luer lock at the end of the transport path for the liquid to be treated 40, the transport path and the inlet 21 can be prevented from coming off.

また、図14に示すように、上面が開放したハウジング20を上方から閉塞する蓋状の形状に入口21を形成することもできる。 Further, as shown in FIG. 14, the inlet 21 can be formed in a lid-like shape that closes the housing 20 whose top surface is open from above.

<出口22の形状>
出口22の形状は、図1に示すような下方へ突出した円筒形状に限らず、様々な形状とすることができる。
<Shape of outlet 22>
The shape of the outlet 22 is not limited to the downwardly protruding cylindrical shape as shown in FIG. 1, but can be made into various shapes.

例えば、図15に示すように、入口21とは異なる管径とすることができる。 For example, as shown in FIG. 15, the tube diameter can be different from that of the inlet 21.

また、図16に示すように、下方へ突出した円筒形状の出口22の外周面にネジ溝(雄ネジ)を設けることもできる。この場合、排出液42の回収路の先端にこのネジ溝と螺合する雌ネジを設けておくことで、回収路と出口22との外れ止めとすることができる。 Furthermore, as shown in FIG. 16, a threaded groove (male thread) may be provided on the outer peripheral surface of the cylindrical outlet 22 that projects downward. In this case, by providing a female screw threadedly engaged with this thread groove at the tip of the recovery path for the drained liquid 42, the recovery path and the outlet 22 can be prevented from coming off.

更に、図17に示すように、下方へ突出した円筒形状の出口22の先端外周面にルアーロックのオス側を設けることもできる。この場合、排出液42の回収路の先端にこのルアーロックのオス側と嵌合するメス側を設けておくことで、回収路と出口22との外れ止めとすることができる。 Furthermore, as shown in FIG. 17, the male side of the Luer lock can be provided on the outer peripheral surface of the tip end of the cylindrical outlet 22 that projects downward. In this case, by providing a female side that fits with the male side of this Luer lock at the tip of the recovery path for the drained liquid 42, the recovery path and the outlet 22 can be prevented from coming off.

また、図18に示すように、下面が開放したハウジング20を下面から閉塞する円柱状の形状に出口22を形成することもできる。このとき、例えば、ハウジング20の内周面に雌ネジを形成し、出口22の外周面に雄ネジを形成し、これらを螺合させることで、ハウジング20と出口22との結合を強固にすることができる。 Further, as shown in FIG. 18, the outlet 22 can be formed in a cylindrical shape that closes off the housing 20 whose bottom surface is open from the bottom surface. At this time, for example, a female thread is formed on the inner peripheral surface of the housing 20, a male thread is formed on the outer peripheral surface of the outlet 22, and these are screwed together to strengthen the connection between the housing 20 and the outlet 22. be able to.

<入口21と出口22との位置関係>
なお、図19に示すように、入口21と出口22とを、円柱形状の側面に設けることもできる。この場合、入口21と出口22とは、互いに濃縮膜30で隔てられている必要があるため、円柱形状の高さ方向に異なる位置に設けられている必要がある。このような位置に設けられていれば、入口21と出口22とは、図19に示すように反対向きに設けられていてもよいし、図20に示すように同じ向きに設けられていてもよいし、更には図21に示すように互いに任意の平面角を隔てるように設けられていてもよい。
<Positional relationship between inlet 21 and outlet 22>
Note that, as shown in FIG. 19, the inlet 21 and the outlet 22 can also be provided on the side surface of the cylindrical shape. In this case, since the inlet 21 and the outlet 22 need to be separated from each other by the concentration membrane 30, they need to be provided at different positions in the height direction of the columnar shape. As long as they are provided in such positions, the inlet 21 and the outlet 22 may be provided in opposite directions as shown in FIG. 19, or may be provided in the same direction as shown in FIG. Furthermore, as shown in FIG. 21, they may be provided so as to be separated from each other by an arbitrary plane angle.

<ハウジング20の内部形状>
ハウジング20の内部も、図1及び図2に示すような形状に限らず、様々な形状とすることができる。
<Internal shape of housing 20>
The inside of the housing 20 is also not limited to the shape shown in FIGS. 1 and 2, but can have various shapes.

例えば、ハウジング20において、濃縮空間部24に面している内壁部23(図2参照)に、入口21から連続した誘導溝25が形成されているものとすることができる。例えば、図22の斜視図及び図23の断面図に示すように、濃縮空間部24に面している内壁部23(換言すると、内壁部23における上側の面)に、入口21から連続する放射状の溝としての誘導溝25を設けることができる。また、図24の斜視図及び図25の断面図に示すように、濃縮空間部24に面している内壁部23に、入口21から連続する螺旋状の溝としての誘導溝25を設けることができる。更に、図26の斜視図に示すように、図22に示すような放射状の溝と、この放射状の溝と交わる、入口21を中心とする同心円状の溝とを併せた誘導溝25を設けることもできる。このような誘導溝25を設けることで、入口21から注入された被処理液40が、誘導溝25の毛細管力によって濃縮空間部24へ誘導されやすくなる。 For example, in the housing 20, a guide groove 25 continuous from the inlet 21 may be formed in the inner wall portion 23 (see FIG. 2) facing the concentration space 24. For example, as shown in the perspective view of FIG. 22 and the cross-sectional view of FIG. A guide groove 25 can be provided as a groove. Furthermore, as shown in the perspective view of FIG. 24 and the cross-sectional view of FIG. can. Furthermore, as shown in the perspective view of FIG. 26, a guide groove 25 is provided, which is a combination of a radial groove as shown in FIG. 22 and a concentric groove centered on the inlet 21 that intersects with the radial groove. You can also do it. By providing such a guide groove 25, the liquid to be treated 40 injected from the inlet 21 is easily guided to the concentration space 24 by the capillary force of the guide groove 25.

一方、ハウジング20を、図27の斜視図に示すように入口21に向かって先細となるテーパー形状に形成することで、図28の断面図に示すように、ハウジング20において、濃縮空間部24に面している内壁部23が、入口21から濃縮膜30に向かって径が漸増する形状とすることができる。また、ハウジング20を、図29の斜視図に示すように入口21に向かって凸な半球状に形成することによっても、図30の断面図に示すように、ハウジング20において、濃縮空間部24に面している内壁部23が、入口21から濃縮膜30に向かって径が漸増する形状とすることができる。ハウジング20をこのような形状とすることで、入口から注入された被処理液40を、内壁部23の傾斜を伝わせて濃縮膜30へと誘導することができる。このとき、前記図22~図26に示したような誘導溝25を内壁部23に設けると更に効果的に被処理液40を誘導することができる。 On the other hand, by forming the housing 20 into a tapered shape that tapers toward the inlet 21 as shown in the perspective view of FIG. The facing inner wall portion 23 may have a shape in which the diameter gradually increases from the inlet 21 toward the concentration membrane 30. Furthermore, by forming the housing 20 into a hemispherical shape that is convex toward the inlet 21 as shown in the perspective view of FIG. The facing inner wall portion 23 may have a shape in which the diameter gradually increases from the inlet 21 toward the concentration membrane 30. By forming the housing 20 in such a shape, the liquid to be treated 40 injected from the inlet can be guided to the concentrating membrane 30 through the slope of the inner wall portion 23 . At this time, if guide grooves 25 as shown in FIGS. 22 to 26 are provided in the inner wall portion 23, the liquid to be treated 40 can be guided more effectively.

<濃縮液41の回収方法>
濃縮液41は、前記した図6に示すように、例えば、マイクロピペットのような適宜の道具の先端を入口21から挿入して、濃縮空間部24から回収することができる。
<Recovery method of concentrated liquid 41>
The concentrated liquid 41 can be collected from the concentrated space 24 by inserting the tip of a suitable tool such as a micropipette through the inlet 21, as shown in FIG. 6 described above.

また、図31に示すように、ハウジング20の上流側に折除片14を形成することができる。この折除片14を折り取ると、ハウジング20の上流側に小孔が出現する。そして、濃縮デバイス10による被処理液40の濃縮が終了した後で、この小孔に、例えば、マイクロピペットのような適宜の道具の先端を挿入して、濃縮空間部24から濃縮液41を回収することができる。 Further, as shown in FIG. 31, a breakable piece 14 can be formed on the upstream side of the housing 20. When this breaking piece 14 is broken off, a small hole appears on the upstream side of the housing 20. After the concentration of the liquid to be processed 40 by the concentration device 10 is completed, the tip of an appropriate tool such as a micropipette is inserted into this small hole to collect the concentrated liquid 41 from the concentration space 24. can do.

更に、濃縮デバイス10による被処理液40の濃縮が終了した後で、図32に示すように、入口21にシリンジ60を装着し、プランジャー61を吸引することで、図33に示すように、シリンジ60内に濃縮液41を回収することができる。 Furthermore, after the concentration of the liquid to be treated 40 by the concentration device 10 is completed, as shown in FIG. 32, by attaching the syringe 60 to the inlet 21 and sucking the plunger 61, as shown in FIG. Concentrate 41 can be collected in syringe 60 .

<濃縮膜>
濃縮膜30は、被処理液40に含まれる生物学的粒子50の種類及び性状により適宜の材質及び形状のものが使用される。生物学的粒子50が、例えば、脂質二重層で形成される粒子(例えば、ウイルス、細菌又はエクソソーム)である場合、濃縮膜30は、多孔質基材と、前記多孔質基材の少なくとも一方の主面及び空孔内表面を被覆する親水性樹脂と、を備えた親水性複合多孔質膜を含むことが望ましい。なお、本開示の濃縮膜30において、「生物学的粒子が吸着しない親水性の多孔膜」とは、生物学的粒子50が吸着せず、かつ、親水性を有する多孔膜を意味する。「生物学的粒子が吸着しない親水性」という性状は、対象となる生物学的粒子50の性状との兼ね合いもあるため、特に限定されるものではないが、濃縮処理を実施した場合に濃縮率が100%を超える場合は濃縮が行われていることから、そのような多孔膜は生物学的粒子50が吸着しない親水性を有していると言える。例えば濃縮膜30が後述する親水性樹脂を含有している場合や、濃縮膜30の水の接触角が90度以下である場合は、「親水性」を有していると言えるが、本開示における濃縮膜30はこれに限定されるものではない。
<Concentration membrane>
The concentration membrane 30 is made of an appropriate material and shape depending on the type and properties of the biological particles 50 contained in the liquid to be treated 40 . When the biological particles 50 are, for example, particles formed of a lipid bilayer (e.g., viruses, bacteria, or exosomes), the concentration membrane 30 comprises a porous base material and at least one of the porous base materials. It is desirable to include a hydrophilic composite porous membrane comprising a hydrophilic resin that covers the main surface and the inner surfaces of the pores. In addition, in the concentration membrane 30 of the present disclosure, "a hydrophilic porous membrane that does not adsorb biological particles" means a porous membrane that does not adsorb biological particles 50 and has hydrophilic properties. The property of "hydrophilicity that does not allow biological particles to be adsorbed" is not particularly limited as it also has a balance with the properties of the target biological particles 50, but the concentration rate when performing concentration processing is If it exceeds 100%, it means that concentration has been carried out, and it can be said that such a porous membrane has hydrophilicity to which the biological particles 50 are not adsorbed. For example, if the concentration membrane 30 contains a hydrophilic resin, which will be described later, or if the contact angle of water on the concentration membrane 30 is 90 degrees or less, it can be said to have "hydrophilicity," but the present disclosure The concentration membrane 30 in is not limited to this.

本開示の濃縮膜30が濃縮対象とする生物学的粒子50の大きさに制限はない。生物学的粒子50の直径又は長軸長は、例えば、1nm以上であり、5nm以上であり、10nm以上であり、又は20nm以上であり、かつ、例えば、100μm以下であり、50μm以下であり、1000nm以下であり、又は800nm以下である。 There is no limit to the size of the biological particles 50 to be concentrated by the concentration membrane 30 of the present disclosure. The diameter or major axis length of the biological particle 50 is, for example, 1 nm or more, 5 nm or more, 10 nm or more, or 20 nm or more, and, for example, 100 μm or less and 50 μm or less, It is 1000 nm or less, or 800 nm or less.

本開示の濃縮膜30は、親水性複合多孔質膜以外のほかの部材を含んでいてもよい。親水性複合多孔質膜以外のほかの部材としては、親水性複合多孔質膜の主面又は側面の一部又は全部に接して配置されたシート状の補強部材;濃縮膜30を濃縮デバイス10に搭載するためのガイド部材;などが挙げられる。 The concentration membrane 30 of the present disclosure may include members other than the hydrophilic composite porous membrane. Members other than the hydrophilic composite porous membrane include a sheet-like reinforcing member disposed in contact with a part or all of the main surface or side surface of the hydrophilic composite porous membrane; Examples include a guide member for mounting.

本開示の濃縮膜30が備える親水性複合多孔質膜は、少なくとも濃縮処理の際に上流側となる主面が親水性樹脂により被覆されていればよく、両方の主面が親水性樹脂により被覆されていることが好ましい。あるいは、濃縮膜30としては、親水性樹脂を含む単層構造の多孔質膜であっても良い。 The hydrophilic composite porous membrane included in the concentration membrane 30 of the present disclosure only needs to be coated with a hydrophilic resin at least on the main surface on the upstream side during concentration treatment, and both main surfaces are coated with the hydrophilic resin. It is preferable that the Alternatively, the concentration membrane 30 may be a single-layer porous membrane containing a hydrophilic resin.

親水性複合多孔質膜における親水性樹脂による多孔質基材の主面の被覆形態としては、例えば、多孔質基材の主面の一部若しくは全部を親水性樹脂が被覆している形態、多孔質基材の開口の一部若しくは全部を親水性樹脂が充填している形態、又は多孔質基材の主面の一部を親水性樹脂が被覆し開口の一部を親水性樹脂が充填している形態が挙げられる。多孔質基材の開口を親水性樹脂が充填している場合、当該親水性樹脂は、多孔質構造を形成していることが好ましい。ここで多孔質構造とは、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結されており、一方の側から他方の側へと気体あるいは液体が通過可能となっている構造を意味する。 In the hydrophilic composite porous membrane, the main surface of the porous base material is coated with the hydrophilic resin, for example, a form in which the hydrophilic resin covers part or all of the main surface of the porous base material, a porous A form in which a part or all of the openings of a porous base material is filled with a hydrophilic resin, or a part of the main surface of a porous base material is covered with a hydrophilic resin and a part of the openings are filled with the hydrophilic resin. Examples include the form of When the hydrophilic resin fills the openings of the porous base material, it is preferable that the hydrophilic resin forms a porous structure. Here, porous structure means a structure that has many micropores inside and these micropores are connected so that gas or liquid can pass from one side to the other. .

親水性複合多孔質膜における親水性樹脂による多孔質基材の空孔内表面の被覆形態としては、例えば、多孔質基材の空孔の壁面の一部若しくは全部を親水性樹脂が被覆している形態、多孔質基材の空孔の一部若しくは全部を親水性樹脂が充填している形態、又は多孔質基材の空孔の壁面の一部を親水性樹脂が被覆し空孔の一部を親水性樹脂が充填している形態が挙げられる。多孔質基材の空孔を親水性樹脂が充填している場合、当該親水性樹脂は、多孔質構造を形成していることが好ましい。ここで多孔質構造とは、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結されており、一方の側から他方の側へと気体あるいは液体が通過可能となっている構造を意味する。 In the hydrophilic composite porous membrane, the inner surface of the pores of the porous base material is coated with the hydrophilic resin, for example, by coating part or all of the wall surface of the pores of the porous base material with the hydrophilic resin. The hydrophilic resin fills some or all of the pores of the porous base material, or the hydrophilic resin covers part of the wall of the pores of the porous base material and fills some of the pores. An example is a form in which the portion is filled with a hydrophilic resin. When a hydrophilic resin fills the pores of a porous base material, it is preferable that the hydrophilic resin forms a porous structure. Here, porous structure means a structure that has many micropores inside and these micropores are connected so that gas or liquid can pass from one side to the other. .

本開示の濃縮膜30を用いた生物学的粒子50の濃縮は、親水性複合多孔質膜の一方の主面から他方の主面へと被処理液40を通過させた際に、被処理液40に含まれる生物学的粒子50の一部又は全部が親水性複合多孔質膜を通過せず、親水性複合多孔質膜の上流、上流側の主面、及び空孔内の少なくともいずれかの部位における被処理液40に残留することによって行われる。濃縮処理前の被処理液40と、濃縮処理後に親水性複合多孔質膜の上流、上流側の主面、及び空孔内の少なくともいずれかの部位から回収される被処理液40とを比較して、後者に含まれる生物学的粒子50の濃度が高ければ、生物学的粒子50の濃縮が行われたといえる。本開示の濃縮膜30によって実現される生物学的粒子50の濃縮率(下記式1参照)は、100%超であり、200%以上が好ましく、300%以上がより好ましい。 Concentration of the biological particles 50 using the concentration membrane 30 of the present disclosure is performed when the liquid to be treated 40 is passed from one main surface to the other main surface of the hydrophilic composite porous membrane. A part or all of the biological particles 50 contained in the hydrophilic porous composite membrane do not pass through the hydrophilic composite porous membrane, and at least one of the upstream, upstream main surface, and pores of the hydrophilic composite porous membrane This is done by remaining in the liquid to be treated 40 at the site. Compare the liquid to be treated 40 before the concentration treatment and the liquid to be treated 40 recovered from at least one of the upstream, upstream main surface, and inside the pores of the hydrophilic composite porous membrane after the concentration treatment. Therefore, if the concentration of the biological particles 50 contained in the latter is high, it can be said that the biological particles 50 have been concentrated. The concentration ratio of biological particles 50 (see formula 1 below) achieved by the concentration membrane 30 of the present disclosure is more than 100%, preferably 200% or more, and more preferably 300% or more.

濃縮率=(濃縮処理後に親水性複合多孔質膜の上流、上流側の主面、及び空孔内の少なくともいずれかの部位から回収される被処理液の生物学的粒子濃度)÷(濃縮処理前の被処理液の生物学的粒子濃度)×100・・・(式1) Concentration rate = (Biological particle concentration of the liquid to be treated recovered from at least one of the upstream, upstream main surface, and pores of the hydrophilic composite porous membrane after concentration treatment) ÷ (concentration treatment Biological particle concentration of previous treated liquid) x 100... (Formula 1)

詳細な機序は必ずしも明らかではないが、本開示の濃縮膜30が備える親水性複合多孔質膜が、上流側の主面と空孔内表面とに親水性樹脂を有することによって、親水性複合多孔質膜の上流側の主面、及び空孔内の少なくともいずれかに残留した生物学的粒子50が回収しやすくなり、生物学的粒子50の濃縮率が向上すると推測される。 Although the detailed mechanism is not necessarily clear, the hydrophilic composite porous membrane included in the concentration membrane 30 of the present disclosure has a hydrophilic composite porous membrane by having a hydrophilic resin on the upstream main surface and the inner surface of the pores. It is presumed that the biological particles 50 remaining on at least one of the upstream main surface of the porous membrane and inside the pores are easier to collect, and the concentration rate of the biological particles 50 is improved.

[多孔質基材]
本開示において多孔質基材とは、内部に空孔ないし空隙を有する基材を意味する。多孔質基材としては、微多孔膜;繊維状物からなる、不織布、紙等の多孔性シート;などが挙げられる。多孔質基材としては、本開示の濃縮膜30の薄膜化及び強度の観点から、微多孔膜が好ましい。微多孔膜とは、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となった膜を意味する。
[Porous base material]
In the present disclosure, a porous base material means a base material having pores or voids inside. Examples of the porous base material include microporous membranes; porous sheets made of fibrous materials such as nonwoven fabric and paper; and the like. As the porous base material, a microporous membrane is preferable from the viewpoint of thinning and strength of the concentration membrane 30 of the present disclosure. A microporous membrane is a membrane that has many micropores inside and has a structure in which these micropores are connected, allowing gas or liquid to pass from one surface to the other. do.

多孔質基材の材料は、有機材料又は無機材料のいずれでもよい。 The material of the porous base material may be either an organic material or an inorganic material.

多孔質基材は、親水性又は疎水性のいずれでもよい。本開示の濃縮膜30は、多孔質基材が疎水性であっても、親水性樹脂が多孔質基材を被覆していることによって親水性を示す。 The porous substrate may be either hydrophilic or hydrophobic. The concentration membrane 30 of the present disclosure exhibits hydrophilicity even if the porous base material is hydrophobic because the hydrophilic resin covers the porous base material.

多孔質基材の一つの実施形態として、樹脂からなる微多孔膜が挙げられる。微多孔膜を構成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド等の耐熱樹脂;などが挙げられる。 One embodiment of the porous base material is a microporous membrane made of resin. The resins constituting the microporous membrane include polyesters such as polyethylene terephthalate; polyolefins such as polyethylene and polypropylene; heat-resistant resins such as fully aromatic polyamides, polyamideimides, polyimides, polyethersulfones, polysulfones, polyetherketones, and polyetherimides. ; etc.

多孔質基材の一つの実施形態として、繊維状物からなる多孔性シートが挙げられ、例えば、不織布、紙が挙げられる。多孔性シートを構成する繊維状物としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルの繊維状物;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンの繊維状物;全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド等の耐熱樹脂の繊維状物;セルロース;などが挙げられる。 One embodiment of the porous base material is a porous sheet made of a fibrous material, such as nonwoven fabric and paper. Fibrous materials constituting the porous sheet include polyester fibrous materials such as polyethylene terephthalate; polyolefin fibrous materials such as polyethylene and polypropylene; wholly aromatic polyamides, polyamideimides, polyimides, polyethersulfones, polysulfones, and polyesters. Examples include fibrous materials of heat-resistant resins such as etherketone and polyetherimide; cellulose; and the like.

多孔質基材の表面には、多孔質基材を親水性樹脂で被覆するために用いる塗工液の濡れ性を向上させる目的で、各種の表面処理を施してもよい。多孔質基材の表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、紫外線照射処理等が挙げられる。 The surface of the porous base material may be subjected to various surface treatments for the purpose of improving the wettability of a coating liquid used to coat the porous base material with a hydrophilic resin. Examples of surface treatments for the porous base material include corona treatment, plasma treatment, flame treatment, and ultraviolet irradiation treatment.

[多孔質基材の物性]
多孔質基材の厚さは、多孔質基材の強度を高める観点、及び、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、10μm以上が好ましく、15μm以上がより好ましく、20μm以上が更に好ましい。多孔質基材の厚さは、被処理液40の処理時間を短くする観点から、150μm以下が好ましく、120μm以下がより好ましく、100μm以下が更に好ましい。多孔質基材の厚さの測定方法は、親水性複合多孔質膜の厚さtの測定方法と同じである。
[Physical properties of porous base material]
The thickness of the porous base material is preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, and even more preferably 20 μm or more, from the perspective of increasing the strength of the porous base material and increasing the residual rate of biological particles 50. . The thickness of the porous base material is preferably 150 μm or less, more preferably 120 μm or less, and even more preferably 100 μm or less, from the viewpoint of shortening the processing time of the liquid to be treated 40. The method for measuring the thickness of the porous base material is the same as the method for measuring the thickness t of the hydrophilic composite porous membrane.

多孔質基材のパームポロメータで測定した平均孔径は、被処理液40の処理時間を短くする観点、及び、親水性複合多孔質膜の空孔内に残留した生物学的粒子50を回収しやすい観点から、0.1μm以上が好ましく、0.15μm以上がより好ましく、0.2μm以上が更に好ましい。多孔質基材のパームポロメータで測定した平均孔径は、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、0.8μm以下が好ましく、0.7μm以下がより好ましく、0.6μm以下が更に好ましい。多孔質基材のパームポロメータで測定した平均孔径は、パームポロメータを用いてASTM E1294-89に規定するハーフドライ法にて求める値であり、測定方法の詳細は、親水性複合多孔質膜の平均孔径xに係る測定方法と同じである。 The average pore diameter measured with a palm porometer of the porous base material is determined from the viewpoint of shortening the treatment time of the liquid to be treated 40 and recovering the biological particles 50 remaining in the pores of the hydrophilic composite porous membrane. From the viewpoint of ease of use, the thickness is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.15 μm or more, and even more preferably 0.2 μm or more. The average pore diameter of the porous base material measured with a palm porometer is preferably 0.8 μm or less, more preferably 0.7 μm or less, and even more preferably 0.6 μm or less, from the viewpoint of increasing the residual rate of biological particles 50. . The average pore diameter of the porous base material measured with a Palm porometer is a value obtained by the half-dry method specified in ASTM E1294-89 using a Palm porometer. The measurement method is the same as that for the average pore diameter x.

多孔質基材のパームポロメータで測定したバブルポイント細孔径は、被処理液40の処理時間を短くする観点、及び、親水性複合多孔質膜の空孔内に残留した生物学的粒子50を回収しやすい観点から、0.8μm超が好ましく、0.9μm以上がより好ましく、1.0μm以上が更に好ましい。多孔質基材のパームポロメータで測定したバブルポイント細孔径は、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、3μm以下が好ましく、2.8μm以下がより好ましく、2.5μm以下が更に好ましい。多孔質基材のパームポロメータで測定したバブルポイント細孔径は、パームポロメータを用いてASTM F316-86、JIS K3832に規定するバブルポイント法にて求める値であり、測定方法の詳細は、親水性複合多孔質膜のバブルポイント細孔径yに係る測定方法と同じである。 The bubble point pore diameter measured with a palm porometer of the porous base material is used from the viewpoint of shortening the processing time of the liquid to be treated 40 and from the viewpoint of reducing the biological particles 50 remaining in the pores of the hydrophilic composite porous membrane. From the viewpoint of easy recovery, the particle size is preferably more than 0.8 μm, more preferably 0.9 μm or more, and even more preferably 1.0 μm or more. From the viewpoint of increasing the residual rate of biological particles 50, the bubble point pore diameter of the porous substrate measured with a palm porometer is preferably 3 μm or less, more preferably 2.8 μm or less, and even more preferably 2.5 μm or less. . The bubble point pore diameter measured with a palm porometer of a porous substrate is a value obtained by the bubble point method specified in ASTM F316-86 and JIS K3832 using a palm porometer. The measurement method is the same as that for the bubble point pore diameter y of the composite porous membrane.

多孔質基材の水流量(mL/(min・cm・MPa))は、被処理液40の処理時間を短くする観点から、20以上が好ましく、50以上がより好ましく、100以上が更に好ましい。多孔質基材の水流量(mL/(min・cm・MPa))は、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、1000以下が好ましく、800以下がより好ましく、700以下が更に好ましい。多孔質基材の水流量の測定方法は、親水性複合多孔質膜の水流量fの測定方法と同じである。ただし、多孔質基材が疎水性の場合は、エタノールに浸漬したのち室温下で乾燥させた多孔質基材を試料とし、透液セル上にセットした試料を少量(0.5mL)のエタノールで湿潤させた後に測定を行う。 The water flow rate (mL/(min cm 2 MPa)) of the porous base material is preferably 20 or more, more preferably 50 or more, and even more preferably 100 or more, from the viewpoint of shortening the processing time of the liquid to be treated 40. . The water flow rate (mL/(min cm 2 MPa)) of the porous base material is preferably 1000 or less, more preferably 800 or less, and even more preferably 700 or less, from the viewpoint of increasing the residual rate of biological particles 50. . The method for measuring the water flow rate of the porous substrate is the same as the method for measuring the water flow rate f of the hydrophilic composite porous membrane. However, if the porous base material is hydrophobic, use the porous base material that has been immersed in ethanol and dried at room temperature as a sample. Measurements are taken after wetting.

多孔質基材は、片面又は両面において、表面粗さRaが0.3μm以上であることが好ましく、0.4μm以上であることがより好ましい。また、多孔質基材は、片面又は両面において、表面粗さRaが0.7μm以下であることが好ましく、0.6μm以下であることがより好ましい。多孔質基材の表面粗さRaは、粗さ曲線の算術平均高さであり、測定方法の詳細は、親水性複合多孔質膜の表面粗さRaに係る測定方法と同じである。 The porous base material preferably has a surface roughness Ra of 0.3 μm or more, more preferably 0.4 μm or more, on one or both surfaces. Further, the porous base material preferably has a surface roughness Ra of 0.7 μm or less, more preferably 0.6 μm or less, on one or both surfaces. The surface roughness Ra of the porous base material is the arithmetic mean height of the roughness curve, and the details of the measurement method are the same as the measurement method related to the surface roughness Ra of the hydrophilic composite porous membrane.

多孔質基材の単位厚さ当たりのガーレ値(秒/100mL・μm)は、例えば、0.001~5であり、望ましくは0.01~3であり、より望ましくは0.05~1である。多孔質基材のガーレ値は、JIS P8117:2009に従って測定した値である。 The Gurley value (sec/100 mL μm) per unit thickness of the porous base material is, for example, 0.001 to 5, preferably 0.01 to 3, and more preferably 0.05 to 1. be. The Gurley value of the porous base material is a value measured according to JIS P8117:2009.

多孔質基材の空孔率は、例えば、70%~90%であり、望ましくは72%~89%であり、より望ましくは74%~87%である。多孔質基材の空孔率は、下記の算出方法に従って求める。即ち、多孔質基材の構成材料1、構成材料2、構成材料3、…、構成材料nについて、各構成材料の質量がW、W2、、…、W(g/cm)であり、各構成材料の真密度がd、d、d、…、d(g/cm)であり、膜厚をt(cm)としたとき、空孔率ε(%)は下記の数式により求められる。 The porosity of the porous base material is, for example, 70% to 90%, preferably 72% to 89%, and more preferably 74% to 87%. The porosity of the porous base material is determined according to the calculation method below. That is, regarding constituent material 1, constituent material 2, constituent material 3, ..., constituent material n of the porous base material, the mass of each constituent material is W 1 , W 2 , W 3 , ..., W n (g/cm 2 ), the true density of each constituent material is d 1 , d 2 , d 3 , ..., d n (g/cm 3 ), and the film thickness is t (cm), then the porosity ε (% ) is determined by the following formula.

多孔質基材のBET比表面積は、例えば、1m/g~40m/gであり、望ましくは2m/g~30m/gであり、より望ましくは3m/g~20m/gである。多孔質基材のBET比表面積は、マイクロトラック・ベル株式会社の比表面積測定装置(型式:BELSORP-mini)を用い、液体窒素温度下における窒素ガス吸着法にて、設定相対圧:1.0×10-3~0.35の吸着等温線を測定し、BET法で解析して求めた値である。 The BET specific surface area of the porous base material is, for example, 1 m 2 /g to 40 m 2 /g, preferably 2 m 2 /g to 30 m 2 /g, more preferably 3 m 2 /g to 20 m 2 /g. It is. The BET specific surface area of the porous substrate was measured using a specific surface area measurement device (Model: BELSORP-mini) manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd., using a nitrogen gas adsorption method at liquid nitrogen temperature, with a set relative pressure of 1.0. This value was obtained by measuring an adsorption isotherm of ×10 −3 to 0.35 and analyzing it using the BET method.

[ポリオレフィン微多孔膜]
多孔質基材の一つの実施形態としては、ポリオレフィンを含む微多孔膜(本開示においてポリオレフィン微多孔膜という。)が望ましい。ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレンとポリエチレンとの共重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンが好ましく、高密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンと超高分子量ポリエチレンの混合物等が好適である。ポリオレフィン微多孔膜の一つの実施形態として、含まれるポリオレフィンがポリエチレンのみであるポリエチレン微多孔膜が挙げられる。
[Polyolefin microporous membrane]
As one embodiment of the porous base material, a microporous membrane containing polyolefin (referred to as a polyolefin microporous membrane in the present disclosure) is desirable. The polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, a copolymer of polypropylene and polyethylene, and the like. Among these, polyethylene is preferred, and high-density polyethylene, a mixture of high-density polyethylene and ultra-high molecular weight polyethylene, etc. are preferred. One embodiment of the microporous polyolefin membrane includes a microporous polyethylene membrane in which the polyolefin contained is only polyethylene.

ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンの重量平均分子量(Mw)は、例えば、10万~500万である。ポリオレフィンのMwが10万以上であると、微多孔膜に十分な力学特性を付与できる。ポリオレフィンのMwが500万以下であると、微多孔膜の成形がしやすい。 The weight average molecular weight (Mw) of the polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane is, for example, 100,000 to 5,000,000. When the Mw of the polyolefin is 100,000 or more, sufficient mechanical properties can be imparted to the microporous membrane. When the Mw of the polyolefin is 5 million or less, it is easy to form a microporous membrane.

ポリオレフィン微多孔膜の一つの実施形態として、ポリオレフィン組成物(本開示において、2種以上のポリオレフィンを含むポリオレフィンの混合物を意味し、含まれるポリオレフィンがポリエチレンのみである場合はポリエチレン組成物という。)を含む微多孔膜が挙げられる。ポリオレフィン組成物は、延伸時のフィブリル化に伴ってネットワーク構造を形成し、ポリオレフィン微多孔膜の空孔率を増加させる効用がある。 As one embodiment of the polyolefin microporous membrane, a polyolefin composition (in the present disclosure, means a mixture of polyolefins containing two or more types of polyolefins, and when the polyolefin contained is only polyethylene, it is referred to as a polyethylene composition). Examples include microporous membranes containing The polyolefin composition forms a network structure as it fibrillates during stretching, and has the effect of increasing the porosity of the microporous polyolefin membrane.

ポリオレフィン組成物としては、重量平均分子量が9×10以上である超高分子量ポリエチレンを、ポリオレフィンの総量に対して、5質量%~40質量%含むポリオレフィン組成物が好ましく、10質量%~35質量%含むポリオレフィン組成物がより好ましく、15質量%~30質量%含むポリオレフィン組成物が更に好ましい。 The polyolefin composition is preferably a polyolefin composition containing 5% by mass to 40% by mass of ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 9×10 5 or more based on the total amount of polyolefin, and preferably 10% by mass to 35% by mass. %, more preferably a polyolefin composition containing 15% by mass to 30% by mass.

ポリオレフィン組成物は、重量平均分子量が9×10以上である超高分子量ポリエチレンと、重量平均分子量が2×10~8×10で密度が920kg/m~960kg/mである高密度ポリエチレンとが、質量比5:95~40:60(より好ましくは10:90~35:65、更に好ましくは15:85~30:70)で混合したポリオレフィン組成物であることが好ましい。 The polyolefin composition consists of ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 9×10 5 or more and high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 2×10 5 to 8×10 5 and a density of 920 kg/m 3 to 960 kg/m 3 . It is preferable to use a polyolefin composition in which density polyethylene is mixed at a mass ratio of 5:95 to 40:60 (more preferably 10:90 to 35:65, still more preferably 15:85 to 30:70).

ポリオレフィン組成物は、ポリオレフィン全体の重量平均分子量が2×10~2×10であることが好ましい。 The polyolefin composition preferably has a weight average molecular weight of 2×10 5 to 2×10 6 as a whole.

ポリオレフィン微多孔膜を構成するポリオレフィンの重量平均分子量は、ポリオレフィン微多孔膜をo-ジクロロベンゼン中に加熱溶解し、ゲル浸透クロマトグラフィー(システム:Waters社製 Alliance GPC 2000型、カラム:GMH6-HT及びGMH6-HTL)により、カラム温度135℃、流速1.0mL/分の条件にて測定を行うことで得られる。分子量の校正には分子量単分散ポリスチレン(東ソー社製)を用いる。 The weight average molecular weight of the polyolefin constituting the microporous polyolefin membrane can be determined by heating and dissolving the microporous polyolefin membrane in o-dichlorobenzene, and performing gel permeation chromatography (system: Alliance GPC 2000 model manufactured by Waters, column: GMH6-HT and GMH6-HTL) under conditions of a column temperature of 135°C and a flow rate of 1.0 mL/min. Molecular weight monodisperse polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation) is used for molecular weight calibration.

ポリオレフィン微多孔膜の一つの実施形態として、高温に曝されたときに容易に破膜しない耐熱性を備える観点から、ポリプロピレンを含む微多孔膜が挙げられる。 One embodiment of the microporous polyolefin membrane includes a microporous membrane containing polypropylene from the viewpoint of having heat resistance that does not easily rupture when exposed to high temperatures.

ポリオレフィン微多孔膜の一つの実施形態として、少なくともポリエチレンとポリプロピレンとが混合して含まれているポリオレフィン微多孔膜が挙げられる。 One embodiment of the microporous polyolefin membrane includes a microporous polyolefin membrane containing a mixture of at least polyethylene and polypropylene.

ポリオレフィン微多孔膜の一つの実施形態として、2層以上の積層構造を備え、少なくとも1層はポリエチレンを含有し、少なくとも1層はポリプロピレンを含有するポリオレフィン微多孔膜が挙げられる。 One embodiment of the microporous polyolefin membrane includes a microporous polyolefin membrane having a laminated structure of two or more layers, at least one layer containing polyethylene and at least one layer containing polypropylene.

本開示の濃縮膜30が備える親水性複合多孔質膜の多孔質基材がポリオレフィン微多孔膜(詳細は後述する。)である場合、当該濃縮膜30が濃縮対象とする生物学的粒子50はナノオーダーの大きさであることが適切である。この場合、生物学的粒子50の直径又は長軸長は、例えば、10nm以上であり、20nm以上であり、例えば、1000nm以下であり、800nm以下であり、500nm以下である。 When the porous base material of the hydrophilic composite porous membrane included in the concentration membrane 30 of the present disclosure is a polyolefin microporous membrane (details will be described later), the biological particles 50 to be concentrated by the concentration membrane 30 are It is appropriate that the size is on the order of nanometers. In this case, the diameter or major axis length of the biological particle 50 is, for example, 10 nm or more, 20 nm or more, and, for example, 1000 nm or less, 800 nm or less, and 500 nm or less.

本開示の濃縮膜30が備える親水性複合多孔質膜の多孔質基材がポリオレフィン微多孔膜である場合、当該濃縮膜30は、ウイルス、細菌又はエクソソームの濃縮に好適である。 When the porous base material of the hydrophilic composite porous membrane included in the concentration membrane 30 of the present disclosure is a polyolefin microporous membrane, the concentration membrane 30 is suitable for concentrating viruses, bacteria, or exosomes.

[ポリオレフィン微多孔膜の製造方法]
ポリオレフィン微多孔膜は、例えば、下記の工程(I)~(IV)を含む製造方法で製造することができる。
[Method for manufacturing microporous polyolefin membrane]
A microporous polyolefin membrane can be produced, for example, by a production method including the following steps (I) to (IV).

工程(I):ポリオレフィン組成物と大気圧における沸点が210℃未満の揮発性の溶剤とを含む溶液を調製する工程。
工程(II):前記溶液を溶融混練し、得られた溶融混練物をダイより押し出し、冷却固化して第一のゲル状成形物を得る工程。
工程(III):前記第一のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(一次延伸)し、かつ溶剤の乾燥を行い第二のゲル状成形物を得る工程。
工程(IV):前記第二のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(二次延伸)する工程。
Step (I): A step of preparing a solution containing a polyolefin composition and a volatile solvent having a boiling point of less than 210° C. at atmospheric pressure.
Step (II): A step of melt-kneading the solution, extruding the obtained melt-kneaded product from a die, cooling and solidifying it to obtain a first gel-like molded product.
Step (III): A step of stretching the first gel-like molded product in at least one direction (primary stretching) and drying the solvent to obtain a second gel-like molded product.
Step (IV): A step of stretching the second gel-like molded product in at least one direction (secondary stretching).

工程(I)は、ポリオレフィン組成物と大気圧における沸点が210℃未満の揮発性の溶剤とを含む溶液を調製する工程である。前記溶液は、好ましくは熱可逆的ゾルゲル溶液であり、ポリオレフィン組成物を溶剤に加熱溶解させることによりゾル化させ、熱可逆的ゾルゲル溶液を調製する。大気圧における沸点が210℃未満の揮発性の溶剤としてはポリオレフィンを十分に溶解できる溶剤であれば特に限定されない。前記揮発性の溶剤としては、例えば、テトラリン(206℃~208℃)、エチレングリコール(197.3℃)、デカリン(デカヒドロナフタレン、187℃~196℃)、トルエン(110.6℃)、キシレン(138℃~144℃)、ジエチルトリアミン(107℃)、エチレンジアミン(116℃)、ジメチルスルホキシド(189℃)、ヘキサン(69℃)等が挙げられ、デカリン又はキシレンが好ましい(括弧内の温度は、大気圧における沸点である。)。前記揮発性の溶剤は、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Step (I) is a step of preparing a solution containing a polyolefin composition and a volatile solvent having a boiling point of less than 210° C. at atmospheric pressure. The solution is preferably a thermoreversible sol-gel solution, and the polyolefin composition is heated and dissolved in a solvent to form a sol, thereby preparing a thermoreversible sol-gel solution. The volatile solvent having a boiling point of less than 210° C. at atmospheric pressure is not particularly limited as long as it can sufficiently dissolve the polyolefin. Examples of the volatile solvent include tetralin (206°C to 208°C), ethylene glycol (197.3°C), decalin (decahydronaphthalene, 187°C to 196°C), toluene (110.6°C), and xylene. (138°C to 144°C), diethyltriamine (107°C), ethylenediamine (116°C), dimethyl sulfoxide (189°C), hexane (69°C), etc., with decalin or xylene being preferred (temperatures in parentheses are: (It is the boiling point at atmospheric pressure.) The volatile solvents may be used alone or in combination of two or more.

工程(I)に使用するポリオレフィン組成物(本開示において、2種以上のポリオレフィンを含むポリオレフィンの混合物を意味し、含まれるポリオレフィンがポリエチレンのみである場合はポリエチレン組成物という。)は、ポリエチレンを含むことが好ましく、ポリエチレン組成物であることがより好ましい。 The polyolefin composition (in this disclosure, it means a mixture of polyolefins containing two or more types of polyolefins, and when the polyolefin contained is only polyethylene, it is referred to as a polyethylene composition) used in step (I) contains polyethylene. A polyethylene composition is preferred, and a polyethylene composition is more preferred.

工程(I)において調製する溶液は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、ポリオレフィン組成物の濃度が10質量%~40質量%であることが好ましく、15質量%~35質量%であることがより好ましい。ポリオレフィン組成物の濃度が10質量%以上であると、ポリオレフィン微多孔膜の製膜工程において切断の発生を抑制することができ、また、ポリオレフィン微多孔膜の力学強度が高まりハンドリング性が向上する。ポリオレフィン組成物の濃度が40質量%以下であると、ポリオレフィン微多孔膜の空孔が形成されやすい。 From the viewpoint of controlling the porous structure of the microporous polyolefin membrane, the solution prepared in step (I) preferably has a polyolefin composition concentration of 10% by mass to 40% by mass, and preferably 15% by mass to 35% by mass. It is more preferable that When the concentration of the polyolefin composition is 10% by mass or more, it is possible to suppress the occurrence of cutting in the film forming process of the microporous polyolefin membrane, and the mechanical strength of the microporous polyolefin membrane is increased and the handling properties are improved. When the concentration of the polyolefin composition is 40% by mass or less, pores in the polyolefin microporous membrane are likely to be formed.

工程(II)は、工程(I)で調製した溶液を溶融混練し、得られた溶融混練物をダイより押し出し、冷却固化して第一のゲル状成形物を得る工程である。工程(II)は、例えば、ポリオレフィン組成物の融点乃至融点+65℃の温度範囲においてダイより押し出して押出物を得、次いで前記押出物を冷却して第一のゲル状成形物を得る。第一のゲル状成形物はシート状に賦形することが好ましい。冷却は、水又は有機溶媒への浸漬によって行ってもよいし、冷却された金属ロールへの接触によって行ってもよく、一般的には工程(I)に使用した揮発性の溶剤への浸漬によって行われる。 Step (II) is a step of melt-kneading the solution prepared in step (I), extruding the obtained melt-kneaded product through a die, and solidifying it by cooling to obtain a first gel-like molded product. In step (II), for example, the polyolefin composition is extruded through a die at a temperature range of from the melting point to the melting point +65° C. to obtain an extrudate, and then the extrudate is cooled to obtain a first gel-like molded product. The first gel-like molded product is preferably shaped into a sheet. Cooling may be effected by immersion in water or an organic solvent, or by contact with a cooled metal roll, generally by immersion in the volatile solvent used in step (I). It will be done.

工程(III)は、第一のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(一次延伸)し、かつ溶剤の乾燥を行い第二のゲル状成形物を得る工程である。工程(III)の延伸工程は、二軸延伸が好ましく、縦延伸と横延伸とを別々に実施する逐次二軸延伸でもよく、縦延伸と横延伸とを同時に実施する同時二軸延伸でもよい。一次延伸の延伸倍率(縦延伸倍率と横延伸倍率の積)は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、1.1倍~3倍が好ましく、1.1倍~2倍がより好ましい。一次延伸の延伸時の温度は75℃以下が好ましい。工程(III)の乾燥工程は第二のゲル状成形物が変形しない温度であれば特に制限なく実施されるが、60℃以下で行われることが好ましい。 Step (III) is a step of stretching the first gel-like molded product in at least one direction (primary stretching) and drying the solvent to obtain a second gel-like molded product. The stretching step of step (III) is preferably biaxial stretching, and may be sequential biaxial stretching in which longitudinal stretching and lateral stretching are carried out separately, or simultaneous biaxial stretching in which longitudinal stretching and lateral stretching are carried out simultaneously. From the viewpoint of controlling the porous structure of the microporous polyolefin membrane, the stretching ratio of the primary stretching (the product of the longitudinal stretching ratio and the lateral stretching ratio) is preferably 1.1 times to 3 times, and 1.1 times to 2 times. More preferred. The temperature during the primary stretching is preferably 75°C or lower. The drying step of step (III) can be carried out without particular limitation as long as the temperature does not deform the second gel-like molded product, but it is preferably carried out at a temperature of 60° C. or lower.

工程(III)の延伸工程と乾燥工程とは、同時に行ってもよく、段階的に行ってもよい。例えば、予備乾燥しながら一次延伸し、次いで本乾燥を行ってもよいし、予備乾燥と本乾燥との間に一次延伸を行ってもよい。一次延伸は、乾燥を制御し、溶剤を好適な状態に残存させた状態でも行うことができる。 The stretching step and drying step of step (III) may be performed simultaneously or in stages. For example, primary stretching may be performed while preliminary drying and then main drying, or primary stretching may be performed between preliminary drying and main drying. The primary stretching can also be carried out in a state where drying is controlled and the solvent remains in a suitable state.

工程(IV)は、第二のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(二次延伸)する工程である。工程(IV)の延伸工程は、二軸延伸が好ましい。工程(IV)の延伸工程は、縦延伸と横延伸とを別々に実施する逐次二軸延伸;縦延伸と横延伸とを同時に実施する同時二軸延伸;縦方向に複数回延伸した後に横方向に延伸する工程;縦方向に延伸し横方向に複数回延伸する工程;逐次二軸延伸した後に更に縦方向及び/又は横方向に1回又は複数回延伸する工程;のいずれでもよい。 Step (IV) is a step of stretching the second gel-like molded product in at least one direction (secondary stretching). The stretching step of step (IV) is preferably biaxial stretching. The stretching step of step (IV) includes sequential biaxial stretching in which longitudinal stretching and transverse stretching are carried out separately; simultaneous biaxial stretching in which longitudinal stretching and transverse stretching are carried out simultaneously; and transverse stretching after longitudinal stretching multiple times. A step of stretching in the longitudinal direction and a plurality of times in the transverse direction; A step of sequentially biaxially stretching and then further stretching one or more times in the longitudinal and/or transverse directions.

二次延伸の延伸倍率(縦延伸倍率と横延伸倍率の積)は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、好ましくは5倍~90倍であり、より好ましくは10倍~60倍である。二次延伸の延伸温度は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、90℃~135℃が好ましく、90℃~130℃がより好ましい。 From the viewpoint of controlling the porous structure of the polyolefin microporous membrane, the stretching ratio (product of longitudinal stretching ratio and lateral stretching ratio) of the secondary stretching is preferably 5 times to 90 times, more preferably 10 times to 60 times. It's double. The stretching temperature of the secondary stretching is preferably 90°C to 135°C, more preferably 90°C to 130°C, from the viewpoint of controlling the porous structure of the microporous polyolefin membrane.

工程(IV)に次いで熱固定処理を行ってもよい。熱固定温度は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、110℃~160℃が好ましく、120℃~150℃がより好ましい。 A heat setting treatment may be performed subsequent to step (IV). The heat setting temperature is preferably 110°C to 160°C, more preferably 120°C to 150°C, from the viewpoint of controlling the porous structure of the microporous polyolefin membrane.

熱固定処理の後に更に、ポリオレフィン微多孔膜に残存している溶媒の抽出処理とアニール処理とを行ってもよい。残存溶媒の抽出処理は、例えば、熱固定処理後のシートを塩化メチレン浴に浸漬させて、塩化メチレンに残存溶媒を溶出させることにより行う。塩化メチレン浴に浸漬したポリオレフィン微多孔膜は、塩化メチレン浴から引き揚げた後、塩化メチレンを乾燥によって除去することが好ましい。アニール処理は、残存溶媒の抽出処理の後に、ポリオレフィン微多孔膜を例えば100℃~140℃に加熱したローラー上を搬送することで行う。 After the heat-setting treatment, a treatment for extracting the solvent remaining in the polyolefin microporous membrane and an annealing treatment may be further performed. The residual solvent extraction process is performed, for example, by immersing the heat-set sheet in a methylene chloride bath and eluting the residual solvent into the methylene chloride. After the polyolefin microporous membrane immersed in a methylene chloride bath is withdrawn from the methylene chloride bath, the methylene chloride is preferably removed by drying. The annealing treatment is performed by conveying the polyolefin microporous membrane over a roller heated to, for example, 100° C. to 140° C. after the residual solvent extraction treatment.

工程(I)~(IV)の各条件を制御することにより、膜厚t(μm)と平均孔径x(μm)との比t/xが50~630であるポリオレフィン微多孔膜を製造することが可能になる。例えば、縦延伸倍率を小さくすることにより、比t/xを50以上に制御することができる。例えば、縦延伸倍率を大きくすることにより、比t/xを630以下に制御することができる。 By controlling each condition of steps (I) to (IV), a polyolefin microporous membrane having a ratio t/x of membrane thickness t (μm) to average pore diameter x (μm) of 50 to 630 is produced. becomes possible. For example, the ratio t/x can be controlled to 50 or more by reducing the longitudinal stretching ratio. For example, the ratio t/x can be controlled to 630 or less by increasing the longitudinal stretching ratio.

[親水性樹脂]
親水性樹脂は、特に制限されるものではないが、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基等の親水性基を有する樹脂が挙げられる。
[Hydrophilic resin]
Although the hydrophilic resin is not particularly limited, examples thereof include resins having hydrophilic groups such as hydroxy group, carboxy group, and sulfo group.

親水性樹脂は、多孔質基材から脱落しにくい観点と生物学的粒子50の濃縮率の観点とから、ポリマーの主鎖が炭素原子のみからなり、かつ側鎖にヒドロキシ基、カルボキシ基及びスルホ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する樹脂であることが好ましい。 From the viewpoint of not easily falling off from the porous base material and the concentration rate of the biological particles 50, the hydrophilic resin has a polymer main chain consisting only of carbon atoms, and side chains containing hydroxy groups, carboxy groups, and sulfonate groups. It is preferable that the resin has at least one functional group selected from the group consisting of groups.

親水性樹脂としては、ポリマーの主鎖に炭素原子のみならず酸素原子が含まれる樹脂(例えば、ポリエチレングルコール、セルロース等)も挙げられるが、ポリマーの主鎖に酸素原子が含まれる親水性樹脂は多孔質基材から比較的脱落しやすい。多孔質基材から脱落しにくい観点から、ポリマーの主鎖が炭素原子のみからなる樹脂が好ましく、ポリマーの主鎖が炭素原子のみからなり、かつ側鎖にヒドロキシ基、カルボキシ基及びスルホ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する樹脂がより好ましい。 Examples of hydrophilic resins include resins in which the main chain of the polymer contains not only carbon atoms but also oxygen atoms (e.g., polyethylene glycol, cellulose, etc.); is relatively easy to fall off from the porous substrate. From the viewpoint that it is difficult to fall off from the porous base material, a resin in which the main chain of the polymer consists only of carbon atoms is preferable, and the main chain of the polymer consists only of carbon atoms, and the side chain consists of hydroxy groups, carboxy groups, and sulfo groups. A resin having at least one functional group selected from the group is more preferred.

親水性樹脂は、ポリビニルアルコール、オレフィン・ビニルアルコール系樹脂、アクリル・ビニルアルコール系樹脂、メタクリル・ビニルアルコール系樹脂、ビニルピロリドン・ビニルアルコール系樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、パーフルオロスルホン酸系樹脂及びポリスチレンスルホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性樹脂を含むことが好ましい。中でも、オレフィン・ビニルアルコール系樹脂を含むことがより好ましい。 Hydrophilic resins include polyvinyl alcohol, olefin/vinyl alcohol resin, acrylic/vinyl alcohol resin, methacrylic/vinyl alcohol resin, vinylpyrrolidone/vinyl alcohol resin, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and perfluorosulfonic acid resin. It is preferable that at least one hydrophilic resin selected from the group consisting of resin and polystyrene sulfonic acid is included. Among these, it is more preferable to include an olefin/vinyl alcohol resin.

親水性樹脂としては、多孔質基材の表面に親水性モノマーをグラフト重合してなる親水性樹脂も挙げられる。この場合、親水性樹脂は多孔質基材の表面と直接的に化学結合した形態となる。多孔質基材の表面にグラフト重合する親水性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルアルコール、N-ビニル-2-ピロリドン、ビニルスルホン酸等が挙げられる。親水性複合多孔質膜の製造性の観点からは、グラフト重合のように親水性樹脂が多孔質基材の表面と直接的に化学結合した形態よりも、塗工法等により親水性樹脂を多孔質基材の表面に付着させた形態(親水性樹脂が多孔質基材の表面と化学結合していない形態)の方が好ましい。 Examples of the hydrophilic resin include hydrophilic resins obtained by graft polymerizing a hydrophilic monomer onto the surface of a porous base material. In this case, the hydrophilic resin is in a form that is directly chemically bonded to the surface of the porous base material. Examples of the hydrophilic monomer graft-polymerized on the surface of the porous substrate include acrylic acid, methacrylic acid, vinyl alcohol, N-vinyl-2-pyrrolidone, and vinylsulfonic acid. From the viewpoint of manufacturability of hydrophilic composite porous membranes, it is preferable to form hydrophilic resins into porous forms by coating methods, etc., rather than in a form in which hydrophilic resins are chemically bonded directly to the surface of a porous substrate, such as in graft polymerization. A form in which the hydrophilic resin is attached to the surface of the base material (a form in which the hydrophilic resin is not chemically bonded to the surface of the porous base material) is preferable.

親水性樹脂は、1種でもよく、2種以上でもよい。 The number of hydrophilic resins may be one or two or more.

親水性樹脂としては、生物学的粒子50に対する刺激が少ない観点、及び、親水性複合多孔質膜の上流側の主面及び空孔内に残留した生物学的粒子50を回収しやすい観点から、オレフィン・ビニルアルコール系樹脂が好ましい。 As the hydrophilic resin, from the viewpoint of less irritation to the biological particles 50 and from the viewpoint of easy recovery of the biological particles 50 remaining on the upstream main surface and pores of the hydrophilic composite porous membrane, Olefin/vinyl alcohol resins are preferred.

オレフィン・ビニルアルコール系樹脂を構成するオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン等が挙げられる。オレフィンとしては、炭素数2~6のオレフィンが好ましく、炭素数2~6のα-オレフィンがより好ましく、炭素数2~4のα-オレフィンが更に好ましく、エチレンが特に好ましい。オレフィン・ビニルアルコール系樹脂に含まれるオレフィン単位は、1種でもよく、2種以上でもよい。 Examples of the olefin constituting the olefin/vinyl alcohol resin include ethylene, propylene, butene, pentene, hexene, heptene, octene, nonene, and decene. The olefin is preferably an olefin having 2 to 6 carbon atoms, more preferably an α-olefin having 2 to 6 carbon atoms, even more preferably an α-olefin having 2 to 4 carbon atoms, and particularly preferably ethylene. The number of olefin units contained in the olefin/vinyl alcohol resin may be one, or two or more.

オレフィン・ビニルアルコール系樹脂は、オレフィン及びビニルアルコール以外のモノマーを構成単位に含んでいてもよい。オレフィン及びビニルアルコール以外のモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸塩、(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアクリル系モノマー;スチレン、メタクロロスチレン、パラクロロスチレン、パラフルオロスチレン、パラメトキシスチレン、メタ-tert-ブトキシスチレン、パラ-tert-ブトキシスチレン、パラビニル安息香酸、パラメチル-α-メチルスチレン等のスチレン系モノマー;などが挙げられる。これらのモノマー単位は、オレフィン・ビニルアルコール系樹脂に1種含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。 The olefin/vinyl alcohol resin may contain monomers other than olefin and vinyl alcohol as constituent units. Examples of monomers other than olefins and vinyl alcohol include at least one acrylic monomer selected from the group consisting of (meth)acrylic acid, (meth)acrylate, and (meth)acrylic ester; styrene, methachlorostyrene; , parachlorostyrene, parafluorostyrene, paramethoxystyrene, meta-tert-butoxystyrene, para-tert-butoxystyrene, paravinylbenzoic acid, paramethyl-α-methylstyrene, and other styrenic monomers. The olefin/vinyl alcohol resin may contain one type or two or more types of these monomer units.

オレフィン・ビニルアルコール系樹脂は、オレフィン及びビニルアルコール以外のモノマーを構成単位に含んでいてもよいが、生物学的粒子50に対する刺激が少ない観点、及び、親水性複合多孔質膜の空孔内に残留した生物学的粒子50を回収しやすい観点から、オレフィン単位とビニルアルコール単位とを合わせた割合が、85モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましく、95モル%以上であることが更に好ましく、100モル%であることが特に好ましい。オレフィン・ビニルアルコール系樹脂としては、オレフィンとビニルアルコールとの二元共重合体が好ましく(ここで、オレフィンの好ましい態様は先述のとおりである。)、エチレンとビニルアルコールとの二元共重合体がより好ましい。 The olefin/vinyl alcohol resin may contain a monomer other than olefin and vinyl alcohol as a constituent unit, but from the viewpoint of causing less irritation to the biological particles 50, and from the viewpoint of causing less irritation to the biological particles 50, and from the viewpoint of being less irritating to the biological particles 50, From the viewpoint of easy recovery of the remaining biological particles 50, the combined ratio of olefin units and vinyl alcohol units is preferably 85 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and 95 mol%. % or more, and particularly preferably 100 mol%. As the olefin/vinyl alcohol resin, a binary copolymer of olefin and vinyl alcohol is preferable (here, the preferable embodiment of the olefin is as described above), and a binary copolymer of ethylene and vinyl alcohol is preferable. is more preferable.

オレフィン・ビニルアルコール系樹脂におけるオレフィン単位の割合は、20モル%~55モル%であることが好ましい。オレフィン単位の割合が20モル%以上であると、オレフィン・ビニルアルコール系樹脂が水に溶解しにくい。この観点からは、オレフィン単位の割合は、23モル%以上がより好ましく、25モル%以上が更に好ましい。一方、オレフィン単位の割合が55モル%以下であると、オレフィン・ビニルアルコール系樹脂の親水性がより高い。この観点からは、オレフィン単位の割合は、52モル%以下がより好ましく、50モル%以下が更に好ましい。 The proportion of olefin units in the olefin/vinyl alcohol resin is preferably 20 mol% to 55 mol%. When the proportion of olefin units is 20 mol% or more, the olefin/vinyl alcohol resin is difficult to dissolve in water. From this viewpoint, the proportion of olefin units is more preferably 23 mol% or more, and even more preferably 25 mol% or more. On the other hand, when the proportion of olefin units is 55 mol% or less, the olefin/vinyl alcohol resin has higher hydrophilicity. From this viewpoint, the proportion of olefin units is more preferably 52 mol% or less, and even more preferably 50 mol% or less.

オレフィン・ビニルアルコール系樹脂の市販品としては、日本合成化学工業社製「ソアノール」、株式会社クラレ製「エバール」などが挙げられる。 Examples of commercially available olefin/vinyl alcohol resins include "Soarnol" manufactured by Nippon Gosei Kagaku Kogyo Co., Ltd. and "Eval" manufactured by Kuraray Co., Ltd.

多孔質基材に対する親水性樹脂の付着量は、例えば、0.01g/m~5g/mであり、0.02g/m~2g/mであり、0.03g/m~1g/mである。多孔質基材に対する親水性樹脂の付着量は、親水性複合多孔質膜の目付けWa(g/m)から多孔質基材の目付けWb(g/m)を減算した値(Wa-Wb)である。 The amount of hydrophilic resin attached to the porous base material is, for example, 0.01 g/m 2 to 5 g/m 2 , 0.02 g/m 2 to 2 g/m 2 , and 0.03 g/m 2 to It is 1g/ m2 . The amount of the hydrophilic resin attached to the porous substrate is determined by subtracting the basis weight Wb (g/m 2 ) of the porous substrate from the basis weight Wa (g/m 2 ) of the hydrophilic composite porous membrane (Wa - Wb ).

[親水性複合多孔質膜の製造方法]
親水性複合多孔質膜の製造方法は、特に制限されない。一般的な製造方法としては、親水性樹脂を含む塗工液を多孔質基材に付与し、塗工液を乾燥させて多孔質基材を親水性樹脂で被覆する方法;多孔質基材に親水性モノマーをグラフト重合させて、多孔質基材を親水性樹脂で被覆する方法;が挙げられる。
[Production method of hydrophilic composite porous membrane]
The method for producing the hydrophilic composite porous membrane is not particularly limited. A common manufacturing method is to apply a coating solution containing a hydrophilic resin to a porous substrate, dry the coating solution, and then coat the porous substrate with the hydrophilic resin; Examples include a method in which a porous substrate is coated with a hydrophilic resin by graft polymerizing a hydrophilic monomer.

親水性樹脂を含む塗工液は、親水性樹脂の融点以上の温度に昇温した溶媒に親水性樹脂を混合し攪拌することで、親水性樹脂を溶媒に溶解又は分散させて調製することができる。溶媒としては、親水性樹脂に対して良溶媒である溶媒であれば特に限定されないが、具体的には例えば、1-プロパノール水溶液、2-プロパノール水溶液、N,N-ジメチルホルムアミド水溶液、ジメチルスルホキシド水溶液、エタノール水溶液などが挙げられる。これら水溶液における有機溶剤の割合は30質量%~70質量%が好ましい。 A coating solution containing a hydrophilic resin can be prepared by dissolving or dispersing the hydrophilic resin in the solvent by mixing the hydrophilic resin in a solvent heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the hydrophilic resin and stirring the mixture. can. The solvent is not particularly limited as long as it is a good solvent for the hydrophilic resin, but specific examples include 1-propanol aqueous solution, 2-propanol aqueous solution, N,N-dimethylformamide aqueous solution, dimethyl sulfoxide aqueous solution. , ethanol aqueous solution, etc. The proportion of the organic solvent in these aqueous solutions is preferably 30% by mass to 70% by mass.

親水性樹脂を含む塗工液を多孔質基材に付与する際の、塗工液における親水性樹脂の濃度は、0.01質量~5質量%であることが好ましい。塗工液における親水性樹脂の濃度が0.01質量%以上であると、多孔質基材に親水性を効率よく付与することができる。この観点からは、塗工液における親水性樹脂の濃度は、0.05質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上が更に好ましい。塗工液における親水性樹脂の濃度が5質量%以下であると、製造された親水性複合多孔質膜における水流量が大きい。この観点からは、塗工液における親水性樹脂の濃度は3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。 When applying a coating solution containing a hydrophilic resin to a porous substrate, the concentration of the hydrophilic resin in the coating solution is preferably 0.01% by mass to 5% by mass. When the concentration of the hydrophilic resin in the coating liquid is 0.01% by mass or more, hydrophilicity can be efficiently imparted to the porous substrate. From this viewpoint, the concentration of the hydrophilic resin in the coating liquid is more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass or more. When the concentration of the hydrophilic resin in the coating liquid is 5% by mass or less, the water flow rate in the produced hydrophilic composite porous membrane is large. From this viewpoint, the concentration of the hydrophilic resin in the coating liquid is more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or less.

塗工液を多孔質基材に付与することは、公知の塗工方法によって行うことができる。塗工方法としては、例えば、浸漬法、ナイフコーター法、グラビアコーター法、スクリーン印刷法、マイヤーバー法、ダイコーター法、リバースロールコーター法、インクジェット法、スプレー法、ロールコーター法などが挙げられる。塗工時の塗工液の温度を調整することで親水性樹脂の層を安定に形成することができる。塗工液の温度は特に限定されるものではないが、5℃~40℃の範囲が好ましい。 Applying the coating liquid to the porous substrate can be performed by a known coating method. Examples of the coating method include a dipping method, a knife coater method, a gravure coater method, a screen printing method, a Meyer bar method, a die coater method, a reverse roll coater method, an inkjet method, a spray method, and a roll coater method. A hydrophilic resin layer can be stably formed by adjusting the temperature of the coating liquid during coating. The temperature of the coating liquid is not particularly limited, but is preferably in the range of 5°C to 40°C.

塗工液を乾燥させる際の温度は、25℃~100℃が好ましい。乾燥温度が25℃以上であると、乾燥に必要な時間を短縮することができる。この観点からは、乾燥濃度は、40℃以上がより好ましく、50℃以上が更に好ましい。乾燥温度が100℃以下であると、多孔質基材の収縮が抑制される。この観点からは、乾燥温度は90℃以下がより好ましく、80℃以下が更に好ましい。 The temperature at which the coating solution is dried is preferably 25°C to 100°C. When the drying temperature is 25° C. or higher, the time required for drying can be shortened. From this point of view, the dry concentration is more preferably 40°C or higher, and even more preferably 50°C or higher. When the drying temperature is 100° C. or lower, shrinkage of the porous base material is suppressed. From this point of view, the drying temperature is more preferably 90°C or lower, and even more preferably 80°C or lower.

親水性複合多孔質膜は、界面活性剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤、着色剤などを含んでいてもよい。 The hydrophilic composite porous membrane may contain a surfactant, a wetting agent, an antifoaming agent, a pH adjuster, a coloring agent, and the like.

[濃縮膜30の物性]
濃縮膜30は、片面又は両面において、下記の測定条件によって測定する水の接触角が、90度以下であることが好ましく、前記水の接触角が小さいほど好ましい。濃縮膜30は、片面又は両面において、下記の測定条件によって水の接触角を測定しようとしたとき、水滴が膜内部に浸透して測定できない状態となるほどの親水性であることがより好ましい。
[Physical properties of concentration membrane 30]
It is preferable that the concentration membrane 30 has a water contact angle of 90 degrees or less measured under the following measurement conditions on one side or both sides, and the smaller the water contact angle, the more preferable it is. It is more preferable that the concentration membrane 30 is so hydrophilic that when attempting to measure the contact angle of water on one or both sides under the following measurement conditions, water droplets permeate into the inside of the membrane, making measurement impossible.

ここで水の接触角は、次の測定方法によって測定される値である。濃縮膜30を温度25℃かつ相対湿度60%の環境に24時間以上放置して調湿した後、同じ温度かつ湿度の環境下にて、濃縮膜30の表面に注射器で1μLのイオン交換水の水滴を落とし、全自動接触角計(協和界面科学社、型番Drop Master DM500)を用いてθ/2法により30秒後の接触角を測定する。 Here, the contact angle of water is a value measured by the following measurement method. After conditioning the concentration membrane 30 by leaving it in an environment with a temperature of 25°C and a relative humidity of 60% for 24 hours or more, inject 1 μL of ion-exchanged water onto the surface of the concentration membrane 30 with a syringe under the same temperature and humidity environment. A water drop is dropped, and the contact angle after 30 seconds is measured by the θ/2 method using a fully automatic contact angle meter (Kyowa Kaimen Kagakusha, model number Drop Master DM500).

本開示の濃縮デバイス10で用いられる濃縮膜30は、多孔質基材と当該多孔質基材の少なくとも一方の主面及び空孔内表面を被覆する親水性樹脂とを備えた親水性複合多孔質膜を含み、膜厚t(μm)とパームポロメータで測定した平均孔径x(μm)との比t/xが50~630である。 The concentration membrane 30 used in the concentration device 10 of the present disclosure is a hydrophilic composite porous material that includes a porous base material and a hydrophilic resin that coats at least one main surface and the inner surface of the pores of the porous base material. It includes a membrane, and the ratio t/x of the membrane thickness t (μm) to the average pore diameter x (μm) measured with a palm porometer is 50 to 630.

濃縮膜30のt/xが50未満であると、平均孔径xの大きさの割に膜厚tが薄すぎる故、又は、膜厚tの厚さの割に平均孔径xが大きすぎる故、生物学的粒子50が濃縮膜30を通過しやすく、濃縮膜30の上流、上流側の主面及び空孔内の少なくともいずれかに残留する生物学的粒子50の残留率(以下、単に「生物学的粒子50の残留率」という。)が劣り、その結果、生物学的粒子50の濃縮率が劣る。この観点から、t/xは、50以上であり、好ましくは80以上であり、より好ましくは100以上である。 If t/x of the concentration membrane 30 is less than 50, the membrane thickness t is too thin compared to the average pore diameter x, or the average pore diameter x is too large compared to the membrane thickness t. The biological particles 50 easily pass through the concentration membrane 30 and remain on at least one of the upstream, upstream main surface, and pores of the concentration membrane 30 (hereinafter simply referred to as "biological particles 50"). (referred to as "residual rate of biological particles 50") is inferior, and as a result, the concentration rate of biological particles 50 is inferior. From this point of view, t/x is 50 or more, preferably 80 or more, and more preferably 100 or more.

濃縮膜30のt/xが630超であると、平均孔径xの大きさの割に膜厚tが厚すぎる故、又は、膜厚tの厚さの割に平均孔径xが小さすぎる故、被処理液40が濃縮膜30を通過しにくく、被処理液40が濃縮膜30を通過するのに時間がかかる(つまり、被処理液40の濃縮処理に時間がかかる。)。この観点から、t/xは、600以下であり、好ましくは500以下であり、より好ましくは400以下である。 If t/x of the concentration membrane 30 is more than 630, the membrane thickness t is too thick compared to the average pore diameter x, or the average pore diameter x is too small compared to the membrane thickness t. It is difficult for the liquid to be treated 40 to pass through the concentration membrane 30, and it takes time for the liquid to be treated 40 to pass through the concentration membrane 30 (that is, it takes time to concentrate the liquid to be treated 40). From this viewpoint, t/x is 600 or less, preferably 500 or less, and more preferably 400 or less.

濃縮膜30の厚さtは、濃縮膜30の強度を高める観点、及び、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、10μm以上が好ましく、15μm以上がより好ましく、20μm以上が更に好ましく、30μm以上が更に好ましい。濃縮膜30の厚さtは、被処理液40が濃縮膜30を通過するのに要する時間(以下、被処理液40の処理時間という。)を短くする観点から、150μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましく、80μm以下が更に好ましく、70μm以下が更に好ましい。 The thickness t of the concentration membrane 30 is preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, even more preferably 20 μm or more, from the viewpoint of increasing the strength of the concentration membrane 30 and increasing the residual rate of biological particles 50. More preferably, the thickness is 30 μm or more. The thickness t of the concentration membrane 30 is preferably 150 μm or less, and 100 μm or less, from the viewpoint of shortening the time required for the liquid to be treated 40 to pass through the concentration membrane 30 (hereinafter referred to as the processing time of the liquid to be treated 40). is more preferable, 80 μm or less is even more preferable, and even more preferably 70 μm or less.

濃縮膜30の厚さtは、接触式の膜厚計にて20点を測定し、これを平均することで求める。 The thickness t of the concentration membrane 30 is determined by measuring at 20 points using a contact type thickness meter and averaging the measurements.

濃縮膜30のパームポロメータで測定した平均孔径xは、被処理液40の処理時間を短くする観点、及び、濃縮膜30の空孔内に残留した生物学的粒子50を回収しやすい観点から、0.1μm以上が好ましく、0.15μm以上がより好ましく、0.2μm以上が更に好ましい。濃縮膜30のパームポロメータで測定した平均孔径xは、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、0.5μm以下が好ましく、0.45μm以下がより好ましく、0.4μm以下が更に好ましい。 The average pore diameter x of the concentration membrane 30 measured with a palm porometer is determined from the viewpoint of shortening the processing time of the liquid to be treated 40 and from the viewpoint of making it easier to collect the biological particles 50 remaining in the pores of the concentration membrane 30. , preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.15 μm or more, and even more preferably 0.2 μm or more. The average pore diameter x of the concentration membrane 30 measured with a palm porometer is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.45 μm or less, and even more preferably 0.4 μm or less, from the viewpoint of increasing the residual rate of biological particles 50. .

濃縮膜30のパームポロメータで測定した平均孔径xは、例えば、パームポロメータ(PMI社、型式:CFP-1200-AEXL)を用いて、浸液にPMI社製のガルウィック(表面張力15.9dyn/cm)を用いて、ASTM E1294-89に規定するハーフドライ法によって求める。濃縮膜30の一方の主面のみが親水性樹脂で被覆されている場合は、親水性樹脂で被覆されている主面をパームポロメータの加圧部に向けて設置し、測定を行う。 The average pore diameter x of the concentration membrane 30 measured with a Perm porometer is determined by, for example, using a Perm porometer (PMI, Model: CFP-1200-AEXL) and using a PMI Gullwick (surface tension: 15. 9 dyn/cm) by the half-dry method specified in ASTM E1294-89. When only one main surface of the concentration membrane 30 is coated with a hydrophilic resin, the main surface coated with the hydrophilic resin is placed facing the pressurizing part of the palm porometer and the measurement is performed.

濃縮膜30のパームポロメータで測定したバブルポイント細孔径yは、被処理液40の処理時間を短くする観点、及び、濃縮膜30の空孔内に残留した生物学的粒子50を回収しやすい観点から、0.8μm超が好ましく、0.9μm以上がより好ましく、1.0μm以上が更に好ましい。濃縮膜30のパームポロメータで測定したバブルポイント細孔径yは、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、3μm以下が好ましく、2.5μm以下がより好ましく、2.2μm以下が更に好ましい。 The bubble point pore diameter y measured with a palm porometer of the concentration membrane 30 is used from the viewpoint of shortening the processing time of the liquid to be treated 40 and making it easier to collect the biological particles 50 remaining in the pores of the concentration membrane 30. From the viewpoint, the thickness is preferably more than 0.8 μm, more preferably 0.9 μm or more, and even more preferably 1.0 μm or more. From the viewpoint of increasing the residual rate of biological particles 50, the bubble point pore diameter y of the concentration membrane 30 measured with a palm porometer is preferably 3 μm or less, more preferably 2.5 μm or less, and even more preferably 2.2 μm or less. .

濃縮膜30のパームポロメータで測定したバブルポイント細孔径yとは、例えば、パームポロメータ(PMI社、型式:CFP-1200-AEXL)を用いて、バブルポイント法(ASTM F316-86、JIS K3832)によって求める。ただし、試験時の浸液をPMI社製のガルウィック(表面張力15.9dyn/cm)に変更して求める値である。濃縮膜30の一方の主面のみが親水性樹脂で被覆されている場合は、親水性樹脂で被覆されている主面をパームポロメータの加圧部に向けて設置し、測定を行う。 The bubble point pore diameter y measured with a Palm porometer of the concentration membrane 30 is, for example, the bubble point pore diameter y measured by the bubble point method (ASTM F316-86, JIS K3832) using a Palm porometer (PMI, model: CFP-1200-AEXL). ). However, this value was obtained by changing the immersion liquid during the test to PMI's Gullwick (surface tension: 15.9 dyn/cm). When only one main surface of the concentration membrane 30 is coated with a hydrophilic resin, the main surface coated with the hydrophilic resin is placed facing the pressurizing part of the palm porometer and the measurement is performed.

濃縮膜30のバブルポイント圧は、例えば、0.01MPa以上0.20MPa以下であり、望ましくは0.02MPa~0.15MPaである。 The bubble point pressure of the concentration membrane 30 is, for example, 0.01 MPa or more and 0.20 MPa or less, and preferably 0.02 MPa to 0.15 MPa.

本開示において濃縮膜30のバブルポイント圧は、ポリオレフィン微多孔膜をエタノールに浸漬し、JIS K3832:1990のバブルポイント試験方法に従って、ただし、試験時の液温を24±2℃に変更し、印加圧力を昇圧速度2kPa/秒で昇圧しながらバブルポイント試験を行って求める値である。濃縮膜30の一方の主面のみが親水性樹脂で被覆されている場合は、親水性樹脂で被覆されている主面を測定装置の加圧部に向けて設置し、測定を行う。 In the present disclosure, the bubble point pressure of the concentrated membrane 30 is determined by immersing a polyolefin microporous membrane in ethanol, applying it according to the bubble point test method of JIS K3832:1990, but changing the liquid temperature during the test to 24 ± 2 ° C. This value is obtained by performing a bubble point test while increasing the pressure at a pressure increase rate of 2 kPa/sec. When only one main surface of the concentration membrane 30 is coated with a hydrophilic resin, the main surface coated with the hydrophilic resin is placed facing the pressurizing part of the measuring device and the measurement is performed.

濃縮膜30の水流量f(mL/(min・cm・MPa))は、被処理液40の処理時間を短くする観点から、20以上が好ましく、50以上がより好ましく、100以上が更に好ましい。濃縮膜30の水流量f(mL/(min・cm・MPa))は、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、1000以下が好ましく、800以下がより好ましく、700以下が更に好ましい。 The water flow rate f (mL/(min cm 2 MPa)) of the concentration membrane 30 is preferably 20 or more, more preferably 50 or more, and even more preferably 100 or more, from the viewpoint of shortening the processing time of the liquid to be treated 40. . From the viewpoint of increasing the residual rate of biological particles 50, the water flow rate f (mL/(min cm 2 MPa)) of the concentration membrane 30 is preferably 1000 or less, more preferably 800 or less, and even more preferably 700 or less. .

濃縮膜30の水流量fは、例えば、一定の透液面積(cm)を有する透液セルにセットした試料に、一定の差圧(20kPa)で水100mLを透過させて、水100mLが透過するのに要する時間(sec)を測定し、単位換算して求める。濃縮膜30の一方の主面のみが親水性樹脂で被覆されている場合は、親水性樹脂で被覆されている主面から親水性樹脂で被覆されていない主面へ水を透過させて測定を行う。 The water flow rate f of the concentrating membrane 30 is, for example, when 100 mL of water permeates through a sample set in a liquid permeable cell having a constant liquid permeable area (cm 2 ) at a constant differential pressure (20 kPa), and 100 mL of water permeates. The time (sec) required to do this is measured and converted into units. When only one main surface of the concentration membrane 30 is coated with a hydrophilic resin, measurement is performed by allowing water to permeate from the main surface coated with the hydrophilic resin to the main surface not covered with the hydrophilic resin. conduct.

濃縮膜30は、水流量f(mL/(min・cm・MPa))とバブルポイント細孔径y(μm)との比f/yが、被処理液40の処理時間を短くする観点から、100以上であることが好ましく、150以上であることがより好ましく、200以上であることが更に好ましい。濃縮膜30は、上記の比f/yが、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、480以下であることが好ましく、400以下であることがより好ましく、350以下であることが更に好ましい。 The concentration membrane 30 has a ratio f/y between the water flow rate f (mL/(min cm 2 MPa)) and the bubble point pore diameter y (μm) from the viewpoint of shortening the processing time of the liquid to be processed 40. It is preferably 100 or more, more preferably 150 or more, and even more preferably 200 or more. The ratio f/y of the concentration membrane 30 is preferably 480 or less, more preferably 400 or less, and still more preferably 350 or less, from the viewpoint of increasing the residual rate of biological particles 50. preferable.

濃縮膜30は、生物学的粒子50の回収率を高める観点から、少なくとも濃縮処理の際に上流側となる主面において、表面粗さRaが0.3μm以上であることが好ましく、0.4μm以上であることがより好ましい。濃縮膜30は、生物学的粒子50の残留率を高める観点から、少なくとも濃縮処理の際に上流側となる主面において、表面粗さRaが0.7μm以下であることが好ましく、0.6μm以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of increasing the recovery rate of the biological particles 50, the concentration membrane 30 preferably has a surface roughness Ra of 0.3 μm or more, at least on the main surface on the upstream side during concentration treatment, and preferably has a surface roughness Ra of 0.4 μm. It is more preferable that it is above. From the viewpoint of increasing the residual rate of biological particles 50, the concentration membrane 30 preferably has a surface roughness Ra of 0.7 μm or less, at least on the main surface on the upstream side during concentration treatment, and preferably has a surface roughness Ra of 0.6 μm. It is more preferable that it is below.

濃縮膜30の表面粗さRaは、光波干渉式表面粗さ計(Zygo社、NewView5032)を用いて、非接触式で試料の表面を無作為に3箇所測定し、粗さ評価のための解析ソフトを用いて求める。 The surface roughness Ra of the concentrated film 30 was determined by measuring the surface of the sample at three random locations in a non-contact manner using a light wave interference surface roughness meter (Zygo, NewView 5032), and performing an analysis for roughness evaluation. Find it using software.

濃縮膜30の単位厚さ当たりのガーレ値(秒/100mL・μm)は、例えば、0.001~5であり、望ましくは0.01~3であり、より望ましくは0.05~1である。濃縮膜30のガーレ値は、JIS P8117:2009に従って測定した値である。 The Gurley value (sec/100 mL μm) per unit thickness of the concentration membrane 30 is, for example, 0.001 to 5, preferably 0.01 to 3, and more preferably 0.05 to 1. . The Gurley value of the concentration membrane 30 is a value measured according to JIS P8117:2009.

濃縮膜30の空孔率は、例えば、70%~90%であり、望ましくは72%~89%であり、より望ましくは74%~87%である。濃縮膜30の空孔率は、下記の算出方法に従って求める。即ち、濃縮膜30の構成材料1、構成材料2、構成材料3、…、構成材料nについて、各構成材料の質量がW、W2、、…、W(g/cm)であり、各構成材料の真密度がd、d、d、…、d(g/cm)であり、膜厚をt(cm)としたとき、空孔率ε(%)は下記の数式により求められる。 The porosity of the concentration membrane 30 is, for example, 70% to 90%, preferably 72% to 89%, and more preferably 74% to 87%. The porosity of the concentration membrane 30 is determined according to the following calculation method. That is, regarding constituent material 1, constituent material 2, constituent material 3, ..., constituent material n of the concentration membrane 30, the mass of each constituent material is W1 , W2 , W3 ,..., Wn (g/ cm2 ). , the true density of each constituent material is d 1 , d 2 , d 3 , ..., d n (g/cm 3 ), and the porosity is ε (%) when the film thickness is t (cm). is determined by the following formula.

濃縮膜30は、ハンドリング性の観点から、カールしにくいことが好ましい。濃縮膜30のカールを抑制する観点から、濃縮膜30は両方の主面が親水性樹脂で被覆されていることが好ましい。 From the viewpoint of handling properties, it is preferable that the concentration membrane 30 is hard to curl. From the viewpoint of suppressing curling of the concentration membrane 30, it is preferable that both main surfaces of the concentration membrane 30 are coated with a hydrophilic resin.

本開示の濃縮デバイス10は、上記のような濃縮膜30を用いているので、遠心法に比べて、生物学的粒子50を簡易に、かつ迅速に濃縮することができる。本開示の濃縮膜30を用いることで、従来の多孔質膜に比べて、生物学的粒子50を迅速に、かつ効率よく濃縮することができる。 Since the concentration device 10 of the present disclosure uses the concentration membrane 30 as described above, the biological particles 50 can be concentrated easily and quickly compared to the centrifugation method. By using the concentration membrane 30 of the present disclosure, biological particles 50 can be concentrated more quickly and efficiently than conventional porous membranes.

[濃縮膜30の形状]
ハウジング20内における濃縮膜30の形状は、図34に示すように、平坦なものとすることができる。また、図35に示すように、一方向に折り畳んだ形状としてもよく、更には図36に示すように、周方向に折り畳んだ形状としてもよい。
また、図37に示すように、円形の濃縮膜30の辺縁に環状の枠部材33を装着し、上下に二分割されたハウジング20内に着脱可能に装着されることとしてもよい。
[Shape of concentration membrane 30]
The shape of the concentration membrane 30 within the housing 20 can be flat, as shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 35, it may be folded in one direction, or as shown in FIG. 36, it may be folded in the circumferential direction.
Further, as shown in FIG. 37, an annular frame member 33 may be attached to the edge of the circular concentration membrane 30, and may be detachably attached to the housing 20 which is divided into two parts.

<生物学的粒子50の濃縮システム70>
上記したいずれかの生物学的粒子50の濃縮デバイス10に、入口21と出口22との間に差圧を付与する手段を組み合わせることで、生物学的粒子50の濃縮システム70が構成される。
<Concentration system 70 for biological particles 50>
A biological particle 50 concentration system 70 is configured by combining any of the biological particle 50 concentration devices 10 described above with means for applying a differential pressure between the inlet 21 and the outlet 22.

例えば、図38に示す例では、濃縮デバイス10の入口21に、加圧手段71としてのシリンジ60が装着される。入口21とシリンジ60とは、例えばルアーロック(図13参照)によって確実に接続することが望ましい。シリンジ60内には、被処理液40が収容されている。一方、濃縮デバイス10の出口22の下方には、廃液タンク80が設置されている。濃縮デバイス10はシリンジとともに、図示しないスタンド等の適宜の装置にて支持される。この状態から、加圧手段71においてプランジャー61が手動又は適宜の装置により押圧されると、被処理液40は加圧され、ハウジング20内の濃縮膜30を通過して、出口22から排出液42として、下方に設置されている廃液タンク80へ落下する。 For example, in the example shown in FIG. 38, a syringe 60 as a pressurizing means 71 is attached to the inlet 21 of the concentration device 10. It is desirable that the inlet 21 and the syringe 60 be reliably connected, for example, by a Luer lock (see FIG. 13). The liquid to be treated 40 is contained within the syringe 60 . On the other hand, a waste liquid tank 80 is installed below the outlet 22 of the concentration device 10. The concentration device 10 and the syringe are supported by a suitable device such as a stand (not shown). In this state, when the plunger 61 is pressed manually or by an appropriate device in the pressurizing means 71, the liquid to be treated 40 is pressurized, passes through the concentration membrane 30 in the housing 20, and is discharged from the outlet 22. 42, it falls into a waste liquid tank 80 installed below.

また、図39に示す例では、濃縮デバイス10の入口21に、加圧手段71としてのシリンジ60が装着される。入口21とシリンジ60とは、例えばルアーロック(図13参照)によって確実に接続することが望ましい。シリンジ60内には、被処理液40が収容されている。一方、濃縮デバイス10の出口22には、廃液タンク80が接続されている。出口22と廃液タンク80との間も、例えばルアーロック(図17参照)によって確実に接続することが望ましい。本例では、濃縮デバイス10はシリンジ60とともに、廃液タンク80によって自立している。この状態から、加圧手段71においてプランジャー61が手動又は適宜の装置により押圧されると、被処理液40は加圧され、ハウジング20内の濃縮膜30を通過して、出口22から排出液42として、下方に設置されている廃液タンク80へ流出する。ここで、出口22から廃液タンク80までは外界に対して密閉されているので、廃液タンク80に落下した排出液42の周囲への飛散が防止される。 Further, in the example shown in FIG. 39, a syringe 60 as a pressurizing means 71 is attached to the inlet 21 of the concentration device 10. It is desirable that the inlet 21 and the syringe 60 be reliably connected, for example, by a Luer lock (see FIG. 13). The liquid to be treated 40 is contained within the syringe 60 . On the other hand, a waste liquid tank 80 is connected to the outlet 22 of the concentration device 10. It is also desirable that the outlet 22 and the waste liquid tank 80 be reliably connected by, for example, a Luer lock (see FIG. 17). In this example, the concentration device 10 is self-supporting along with the syringe 60 by a waste liquid tank 80. In this state, when the plunger 61 is pressed manually or by an appropriate device in the pressurizing means 71, the liquid to be treated 40 is pressurized, passes through the concentration membrane 30 in the housing 20, and is discharged from the outlet 22. 42, the liquid flows out to a waste liquid tank 80 installed below. Here, since the area from the outlet 22 to the waste liquid tank 80 is sealed from the outside world, the waste liquid 42 that has fallen into the waste liquid tank 80 is prevented from scattering around.

更に、図40に示す例では、濃縮デバイス10の入口21に、加圧手段71としてのシリンジ60が装着される。入口21とシリンジ60とは、例えばルアーロック(図13参照)によって確実に接続することが望ましい。シリンジ60内には、被処理液40が収容されている。一方、濃縮デバイス10の出口22には、廃液タンク80が接続されている。出口22と廃液タンク80との間も、例えばルアーロック(図17参照)によって確実に接続することが望ましい。更に、濃縮デバイス10の全体は、被処理液40の飛散防止のため円筒状のガードユニット90で被覆されている。シリンジ60の先端部分から、濃縮デバイス10を含んで廃液タンク80の廃液タンク80には、内部の空気抜きのための排気口81が開口している。なお、排気口81の途中には、図示しない感染防止フィルタが装着されている。この状態から、加圧手段71においてプランジャー61が手動又は適宜の装置により押圧されると、被処理液40は加圧され、ハウジング20内の濃縮膜30を通過して、出口22から排出液42として、下方に設置されている廃液タンク80へ流出する。ここで、出口22から廃液タンク80までは外界に対して密閉されているので、廃液タンク80に落下した排出液42の飛散で周囲を汚染することが防止される。また、排気口81には感染防止フィルタが装着されているので、濃縮膜30を通過して排出液42とともに廃液タンク80に落下した生物学的粒子50の周囲への飛散が防止される。なお、この排気口81に、後述する減圧手段72を連結して、加圧手段71による押圧と減圧手段72による吸引とを同時に行ってもよい。 Furthermore, in the example shown in FIG. 40, a syringe 60 as a pressurizing means 71 is attached to the inlet 21 of the concentration device 10. It is desirable that the inlet 21 and the syringe 60 be reliably connected, for example, by a Luer lock (see FIG. 13). The liquid to be treated 40 is contained within the syringe 60 . On the other hand, a waste liquid tank 80 is connected to the outlet 22 of the concentration device 10. It is also desirable that the outlet 22 and the waste liquid tank 80 be reliably connected by, for example, a Luer lock (see FIG. 17). Further, the entire concentration device 10 is covered with a cylindrical guard unit 90 to prevent the liquid to be treated 40 from scattering. An exhaust port 81 is opened from the tip of the syringe 60 to the waste liquid tank 80 including the concentration device 10 for venting internal air. Note that an infection prevention filter (not shown) is installed in the middle of the exhaust port 81. In this state, when the plunger 61 is pressed manually or by an appropriate device in the pressurizing means 71, the liquid to be treated 40 is pressurized, passes through the concentration membrane 30 in the housing 20, and is discharged from the outlet 22. 42, the liquid flows out to a waste liquid tank 80 installed below. Here, since the area from the outlet 22 to the waste liquid tank 80 is sealed from the outside world, the waste liquid 42 that has fallen into the waste liquid tank 80 is prevented from scattering and contaminating the surrounding area. Further, since an infection prevention filter is attached to the exhaust port 81, the biological particles 50 that have passed through the concentration membrane 30 and fallen into the waste liquid tank 80 together with the discharged liquid 42 are prevented from scattering around. Note that this exhaust port 81 may be connected to a depressurizing means 72, which will be described later, so that pressing by the pressurizing means 71 and suction by the decompressing means 72 may be performed simultaneously.

また、図41に示す例では、濃縮デバイス10の入口21に、被処理液40を収容するシリンジ60が装着される。入口21とシリンジ60とは、例えばルアーロック(図13参照)によって確実に接続することが望ましい。一方、濃縮デバイス10の出口22には、廃液タンク80が接続されている。出口22と廃液タンク80との間も、例えばルアーロック(図17参照)によって確実に接続することが望ましい。廃液タンク80には、内部の空気抜きのための排気口81が開口している。なお、排気口81の途中には、図示しない感染防止フィルタが装着されている。また、排気口81には減圧手段72が連結されている。この状態から、減圧手段72を作動させて廃液タンク80内の空気を吸引すると、ハウジング20内が減圧される。そして、シリンジ60内の被処理液40は、ハウジング20内へ吸引され、濃縮膜30を通過して、出口22から排出液42として、下方に設置されている廃液タンク80へ流出する。ここで、出口22から廃液タンク80までは外界に対して密閉されているので、廃液タンク80に落下した排出液42の飛散で周囲を汚染することが防止される。また、排気口81には感染防止フィルタが装着されているので、濃縮膜30を通過して排出液42とともに廃液タンク80に落下した生物学的粒子50による、減圧手段72の汚染が防止される。 Furthermore, in the example shown in FIG. 41, a syringe 60 that accommodates the liquid to be treated 40 is attached to the inlet 21 of the concentration device 10. It is desirable that the inlet 21 and the syringe 60 be reliably connected, for example, by a Luer lock (see FIG. 13). On the other hand, a waste liquid tank 80 is connected to the outlet 22 of the concentration device 10. It is also desirable that the outlet 22 and the waste liquid tank 80 be reliably connected by, for example, a Luer lock (see FIG. 17). The waste liquid tank 80 has an exhaust port 81 for venting air inside. Note that an infection prevention filter (not shown) is installed in the middle of the exhaust port 81. Further, a pressure reducing means 72 is connected to the exhaust port 81 . From this state, when the pressure reducing means 72 is operated to suck the air inside the waste liquid tank 80, the pressure inside the housing 20 is reduced. The liquid to be treated 40 in the syringe 60 is sucked into the housing 20, passes through the concentration membrane 30, and flows out from the outlet 22 as a discharged liquid 42 into a waste liquid tank 80 installed below. Here, since the area from the outlet 22 to the waste liquid tank 80 is sealed from the outside world, the waste liquid 42 that has fallen into the waste liquid tank 80 is prevented from scattering and contaminating the surrounding area. Furthermore, since an infection prevention filter is attached to the exhaust port 81, contamination of the depressurizing means 72 by biological particles 50 that have passed through the concentration membrane 30 and fallen into the waste liquid tank 80 together with the discharged liquid 42 is prevented. .

なお、図42に示す例のように、1つの廃液タンク80に、図41に示すような、シリンジ60が装着された濃縮デバイス10の複数組を設置して、1基の減圧手段72によって複数検体の被処理液40を処理することも可能である。なお、排気口81及び減圧手段72についても図41に示す例と同様である。 Note that, as in the example shown in FIG. 42, a plurality of sets of concentration devices 10 each having a syringe 60 as shown in FIG. It is also possible to process the liquid to be treated 40 of the specimen. Note that the exhaust port 81 and the pressure reducing means 72 are also similar to the example shown in FIG. 41.

更に、図43に示す例では、濃縮デバイス10の入口21に、被処理液40を収容するシリンジ60が装着される。入口21とシリンジ60とは、例えばルアーロック(図13参照)によって確実に接続することが望ましい。一方、濃縮デバイス10の出口22には、廃液タンク80が接続されている。出口22と廃液タンク80との間も、例えばルアーロック(図17参照)によって確実に接続することが望ましい。更に、本例では、出口22からは吸引口82が分岐し、その先は水道の蛇口による減圧手段72が接続されている。なお、吸引口82の途中には、図示しない感染防止フィルタが装着されている。この状態から、減圧手段72としての蛇口を開放すると、水流によりハウジング20内の空気が吸引口82の方へ吸引されることで、ハウジング20内が減圧される。そして、シリンジ60内の被処理液40は、ハウジング20内へ吸引され、濃縮膜30を通過して、出口22から排出液42として、下方に設置されている廃液タンク80へ流出する。ここで、出口22から廃液タンク80までは外界に対して密閉されているので、廃液タンク80に落下した排出液42の飛散で周囲を汚染することが防止される。また、吸引口82には感染防止フィルタが装着されているので、濃縮膜30を通過して排出液42とともに廃液タンク80に落下した生物学的粒子50による水流の汚染が防止される。 Furthermore, in the example shown in FIG. 43, a syringe 60 containing the liquid to be treated 40 is attached to the inlet 21 of the concentration device 10. It is desirable that the inlet 21 and the syringe 60 be reliably connected, for example, by a Luer lock (see FIG. 13). On the other hand, a waste liquid tank 80 is connected to the outlet 22 of the concentration device 10. It is also desirable that the outlet 22 and the waste liquid tank 80 be reliably connected by, for example, a Luer lock (see FIG. 17). Further, in this example, a suction port 82 branches off from the outlet 22, and a pressure reducing means 72 using a water faucet is connected to the end thereof. Note that an infection prevention filter (not shown) is installed in the middle of the suction port 82. When the faucet serving as the pressure reducing means 72 is opened from this state, the air inside the housing 20 is sucked toward the suction port 82 by the water flow, thereby reducing the pressure inside the housing 20. The liquid to be treated 40 in the syringe 60 is sucked into the housing 20, passes through the concentration membrane 30, and flows out from the outlet 22 as a discharged liquid 42 into a waste liquid tank 80 installed below. Here, since the area from the outlet 22 to the waste liquid tank 80 is sealed from the outside world, the waste liquid 42 that has fallen into the waste liquid tank 80 is prevented from scattering and contaminating the surrounding area. Further, since the suction port 82 is equipped with an infection prevention filter, the water stream is prevented from being contaminated by the biological particles 50 that have passed through the concentration membrane 30 and fallen into the waste liquid tank 80 together with the discharge liquid 42.

以下、実際に作製した濃縮膜のサンプルを用いた本開示の濃縮デバイスを更に具体的に説明する。以下のサンプルに示す材料、使用量、割合、処理手順等は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本開示の濃縮デバイスで用いられる濃縮膜の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきではない。 Hereinafter, the concentration device of the present disclosure will be described in more detail using samples of concentration membranes that were actually produced. The materials, amounts used, proportions, processing procedures, etc. shown in the samples below can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure. Therefore, the range of concentration membranes used in the concentration device of the present disclosure should not be construed as being limited by the specific examples shown below.

濃縮膜のサンプル1~10の組成及び製造工程の概要を下記表1に掲げる。なお、サンプル11及び12ではポリエチレン微多孔膜を使用していないため、下記表1には掲げていない。 The composition and manufacturing process of samples 1 to 10 of the concentration membranes are listed in Table 1 below. Note that Samples 11 and 12 do not use a polyethylene microporous membrane, so they are not listed in Table 1 below.

以下、各サンプルについて必要に応じ詳述する。 Each sample will be described in detail below as necessary.

<親水性複合多孔質膜の作製>
[サンプル1]
-ポリエチレン微多孔膜の作製-
重量平均分子量460万の超高分子量ポリエチレン(以下「UHMWPE」という。)3.75質量部と、重量平均分子量56万かつ密度950kg/mの高密度ポリエチレン(以下「HDPE」という。)21.25質量部とを混合したポリエチレン組成物を用意した。ポリマー濃度が25質量%となるようにポリエチレン組成物とデカリンとを混合しポリエチレン溶液を調製した。
<Preparation of hydrophilic composite porous membrane>
[Sample 1]
-Preparation of microporous polyethylene membrane-
3.75 parts by mass of ultra-high molecular weight polyethylene (hereinafter referred to as "UHMWPE") with a weight average molecular weight of 4.6 million, and high density polyethylene ( hereinafter referred to as "HDPE") with a weight average molecular weight of 560,000 and a density of 950 kg/m 21. A polyethylene composition was prepared by mixing 25 parts by mass. A polyethylene solution was prepared by mixing a polyethylene composition and decalin so that the polymer concentration was 25% by mass.

上記のポリエチレン溶液を温度147℃でダイからシート状に押出し、次いで押出物を水温20℃の水浴中で冷却し、第一のゲル状シートを得た。 The above polyethylene solution was extruded into a sheet from a die at a temperature of 147°C, and then the extrudate was cooled in a water bath at a water temperature of 20°C to obtain a first gel-like sheet.

第一のゲル状シートを70℃の温度雰囲気下にて10分間予備乾燥し、次いで、MD方向に1.8倍で一次延伸をし、次いで、本乾燥を57℃の温度雰囲気下にて5分間行って、第二のゲル状シート(ベーステープ)を得た(第二のゲル状シート中の溶剤の残留量は1%未満とした。)。次いで二次延伸として、第二のゲル状シート(ベーステープ)をMD方向に温度90℃にて倍率4倍で延伸し、続いてTD方向に温度125℃にて倍率9倍で延伸し、その後直ちに144℃で熱処理(熱固定)を行った。 The first gel-like sheet was pre-dried for 10 minutes in a temperature atmosphere of 70°C, then primary stretched at 1.8 times in the MD direction, and then main drying was carried out for 5 minutes in a temperature atmosphere of 57°C. A second gel-like sheet (base tape) was obtained (the residual amount of solvent in the second gel-like sheet was less than 1%). Next, as secondary stretching, the second gel-like sheet (base tape) was stretched in the MD direction at a temperature of 90°C and a magnification of 4 times, then in the TD direction at a temperature of 125°C and a magnification of 9 times, and then Immediately heat treatment (heat fixation) was performed at 144°C.

熱固定後のシートを、2槽に分かれた塩化メチレン浴にそれぞれ30秒間ずつ連続して浸漬させながら、シート中のデカリンを抽出した。シートを塩化メチレン浴から搬出した後、40℃の温度雰囲気下で塩化メチレンを乾燥除去した。こうして、ポリエチレン微多孔膜を得た。 Decalin in the sheet was extracted while continuously immersing the heat-set sheet in two separate methylene chloride baths for 30 seconds each. After the sheet was taken out of the methylene chloride bath, methylene chloride was removed by drying in an atmosphere at a temperature of 40°C. In this way, a microporous polyethylene membrane was obtained.

-ポリエチレン微多孔膜の親水化処理-
親水性樹脂として、エチレン・ビニルアルコール二元共重合体(日本合成化学工業製、ソアノールDC3203R、エチレン単位32モル%)(以下、EVOHという。)を用意した。EVOHの濃度が0.2質量%となるように、1-プロパノールと水の混合溶媒(1-プロパノール:水=3:2[体積比])にEVOHを溶解させ、塗工液を得た。
-Hydrophilic treatment of polyethylene microporous membrane-
As a hydrophilic resin, an ethylene/vinyl alcohol binary copolymer (manufactured by Nippon Gosei Kagaku Kogyo, Soarnol DC3203R, ethylene unit: 32 mol %) (hereinafter referred to as EVOH) was prepared. EVOH was dissolved in a mixed solvent of 1-propanol and water (1-propanol:water = 3:2 [volume ratio]) so that the EVOH concentration was 0.2% by mass to obtain a coating liquid.

金属枠に固定したポリエチレン微多孔膜を塗工液に浸漬してポリエチレン微多孔膜の空孔内に塗工液を含浸させたのち引き上げた。次いで、ポリエチレン微多孔膜の両方の主面に付着している余分な塗工液を除去し、常温で2時間乾燥させた。次いで、ポリエチレン微多孔膜から金属枠を取り外した。こうして、ポリエチレン微多孔膜の両方の主面及び空孔内表面が親水性樹脂で被覆された親水性複合多孔質膜を得た。 A microporous polyethylene membrane fixed to a metal frame was immersed in a coating solution to impregnate the pores of the microporous polyethylene membrane with the coating solution, and then pulled out. Next, excess coating liquid adhering to both main surfaces of the polyethylene microporous membrane was removed, and the membrane was dried at room temperature for 2 hours. Next, the metal frame was removed from the polyethylene microporous membrane. In this way, a hydrophilic composite porous membrane was obtained in which both main surfaces and the inner surfaces of the pores of the microporous polyethylene membrane were coated with a hydrophilic resin.

[サンプル2~7]
-ポリエチレン微多孔膜の作製-
ポリエチレン溶液の組成又はポリエチレン微多孔膜の製造工程を表1に記載のとおりに変更した以外はサンプル1と同様にして、ポリエチレン微多孔膜を作製した。サンプル3~6においては、シートを塩化メチレン浴から搬出した後、40℃の温度雰囲気下で塩化メチレンを乾燥除去し、120℃に加熱したローラー上を搬送させながらアニール処理をした。
[Samples 2 to 7]
-Preparation of microporous polyethylene membrane-
A microporous polyethylene membrane was produced in the same manner as Sample 1 except that the composition of the polyethylene solution or the manufacturing process of the microporous polyethylene membrane was changed as shown in Table 1. In samples 3 to 6, after the sheets were taken out of the methylene chloride bath, the methylene chloride was removed by drying in an atmosphere at a temperature of 40°C, and annealing was performed while conveying the sheets on rollers heated to 120°C.

-ポリエチレン微多孔膜の親水化処理-
サンプル1と同様にしてポリエチレン微多孔膜にEVOHを付与し、親水性複合多孔質膜を作製した。ただし、サンプル5~6においては、塗工液のEVOH濃度を1質量%とした。
-Hydrophilic treatment of polyethylene microporous membrane-
EVOH was applied to a polyethylene microporous membrane in the same manner as Sample 1 to produce a hydrophilic composite porous membrane. However, in Samples 5 and 6, the EVOH concentration of the coating liquid was 1% by mass.

[サンプル8]
-ポリエチレン微多孔膜の作製-
ポリエチレン溶液の組成及びポリエチレン微多孔膜の製造工程を表1に記載のとおりに変更した以外はサンプル1と同様にして、ポリエチレン微多孔膜を作製した。サンプル8においては、シートを塩化メチレン浴から搬出した後、40℃の温度雰囲気下で塩化メチレンを乾燥除去し、120℃に加熱したローラー上を搬送させながらアニール処理をした。
[Sample 8]
-Preparation of microporous polyethylene membrane-
A microporous polyethylene membrane was produced in the same manner as Sample 1, except that the composition of the polyethylene solution and the manufacturing process of the microporous polyethylene membrane were changed as shown in Table 1. In sample 8, after the sheet was taken out of the methylene chloride bath, the methylene chloride was removed by drying in an atmosphere at a temperature of 40°C, and annealing treatment was performed while conveying the sheet on a roller heated to 120°C.

-ポリエチレン微多孔膜の親水化処理-
ポリエチレン微多孔膜の片面に、プラズマ処理(Nordson MARCH社製AP-300:出力150W、処理圧力400mTorr、ガス流量160sccm、処理時間45秒)を施し、親水性複合多孔質膜を得た。
-Hydrophilic treatment of polyethylene microporous membrane-
One side of the microporous polyethylene membrane was subjected to plasma treatment (AP-300 manufactured by Nordson MARCH: output 150 W, treatment pressure 400 mTorr, gas flow rate 160 sccm, treatment time 45 seconds) to obtain a hydrophilic composite porous membrane.

[サンプル9]
-ポリエチレン微多孔膜の作製-
ポリエチレン微多孔膜の製造工程を表1に記載のとおりに変更した以外はサンプル1と同様にして、ポリエチレン微多孔膜を作製した。
[Sample 9]
-Preparation of microporous polyethylene membrane-
A microporous polyethylene membrane was produced in the same manner as Sample 1 except that the manufacturing process of the microporous polyethylene membrane was changed as shown in Table 1.

-ポリエチレン微多孔膜の親水化処理-
ポリエチレン微多孔膜の片面に、プラズマ処理(Nordson MARCH社製AP-300:出力150W、処理圧力400mTorr、ガス流量160sccm、処理時間45秒)を施し、親水性複合多孔質膜を得た。
-Hydrophilic treatment of polyethylene microporous membrane-
One side of the microporous polyethylene membrane was subjected to plasma treatment (AP-300 manufactured by Nordson MARCH: output 150 W, treatment pressure 400 mTorr, gas flow rate 160 sccm, treatment time 45 seconds) to obtain a hydrophilic composite porous membrane.

[サンプル10]
-ポリエチレン微多孔膜の作製-
ポリエチレン溶液の組成及びポリエチレン微多孔膜の製造工程を表1に記載のとおりに変更した以外はサンプル1と同様にして、ポリエチレン微多孔膜を作製した。
[Sample 10]
-Preparation of microporous polyethylene membrane-
A microporous polyethylene membrane was produced in the same manner as Sample 1, except that the composition of the polyethylene solution and the manufacturing process of the microporous polyethylene membrane were changed as shown in Table 1.

-ポリエチレン微多孔膜の親水化処理-
サンプル1と同様にしてポリエチレン微多孔膜にEVOHを付与し、親水性複合多孔質膜を作製した。
-Hydrophilic treatment of polyethylene microporous membrane-
EVOH was applied to a polyethylene microporous membrane in the same manner as Sample 1 to produce a hydrophilic composite porous membrane.

[サンプル11]
サンプル11として、シリンジフィルターであるmdi社製のSYNN0601MNXX104を用意した。このシリンジフィルターが備える多孔質膜は、ナイロン製である。
[Sample 11]
As Sample 11, a syringe filter SYNN0601MNXX104 manufactured by MDI was prepared. The porous membrane included in this syringe filter is made of nylon.

[サンプル12]
サンプル12として、シリンジフィルターであるMembrane Solutions社製のCA025022を用意した。このシリンジフィルターが備える多孔質膜は、酢酸セルロース製である。
[Sample 12]
As sample 12, a syringe filter CA025022 manufactured by Membrane Solutions was prepared. The porous membrane included in this syringe filter is made of cellulose acetate.

<親水性複合多孔質膜の物性測定>
サンプル1~12の各親水性複合多孔質膜を試料にして下記の物性測定を行った。なお、サンプル8及び9の各親水性複合多孔質膜については、プラズマ処理を施した主面の物性を測定した。また、サンプル11及び12のシリンジフィルターが備える各多孔質膜については、シリンジフィルターから多孔質膜を取り出し、シリンジフィルターの入口側の主面の物性を測定した。後述の表2にその各物性を示す。
<Measurement of physical properties of hydrophilic composite porous membrane>
The following physical properties were measured using each of the hydrophilic composite porous membranes of Samples 1 to 12 as samples. Note that for each of the hydrophilic composite porous membranes of Samples 8 and 9, the physical properties of the main surfaces subjected to plasma treatment were measured. In addition, for each porous membrane included in the syringe filters of Samples 11 and 12, the porous membrane was taken out from the syringe filter, and the physical properties of the main surface on the inlet side of the syringe filter were measured. Table 2 below shows its physical properties.

[膜厚]
親水性複合多孔質膜又は多孔質膜の膜厚は、接触式の膜厚計(ミツトヨ社製)にて20点測定し、これを平均することで求めた。接触端子は底面が直径0.5cmの円柱状の端子を用いた。測定圧は0.1Nとした。
[Film thickness]
The thickness of the hydrophilic composite porous membrane or porous membrane was determined by measuring at 20 points using a contact type thickness meter (manufactured by Mitutoyo) and averaging the measurements. The contact terminal used was a cylindrical terminal whose bottom surface had a diameter of 0.5 cm. The measurement pressure was 0.1N.

[平均孔径x]
親水性複合多孔質膜又は多孔質膜の平均孔径x(μm)は、PMI社のパームポロメータ(型式:CFP-1200-AEXL)を用い、浸液にPMI社製のガルウィック(表面張力15.9dyn/cm)を用いて、ASTM E1294-89に規定するハーフドライ法により求めた。測定温度は25℃であり、測定圧力は0~600kPaの範囲で変化させた。
[Average pore diameter x]
The average pore diameter x (μm) of the hydrophilic composite porous membrane or porous membrane was determined using a PMI palm porometer (model: CFP-1200-AEXL) and a PMI Galwick (surface tension 15 .9dyn/cm) by the half-dry method specified in ASTM E1294-89. The measurement temperature was 25° C., and the measurement pressure was varied in the range of 0 to 600 kPa.

[バブルポイント細孔径y]
親水性複合多孔質膜又は多孔質膜のバブルポイント細孔径y(μm)は、PMI社のパームポロメータ(型式:CFP-1200-AEXL)を用い、バブルポイント法(ASTM F316-86、JIS K3832)により求めた。ただし、試験時の浸液をPMI社製のガルウィック(表面張力15.9dyn/cm)に変更して求める値である。測定温度は25℃であり、測定圧力は0~600kPaの範囲で変化させた。
[Bubble point pore diameter y]
The bubble point pore diameter y (μm) of the hydrophilic composite porous membrane or porous membrane is determined by the bubble point method (ASTM F316-86, JIS K3832) using a PMI palm porometer (model: CFP-1200-AEXL). ). However, this value was obtained by changing the immersion liquid during the test to PMI's Gullwick (surface tension: 15.9 dyn/cm). The measurement temperature was 25° C., and the measurement pressure was varied in the range of 0 to 600 kPa.

[バブルポイント圧]
親水性複合多孔質膜又は多孔質膜をエタノールに浸漬し、JIS K3832:1990のバブルポイント試験方法に従って、ただし、試験時の液温を24±2℃に変更し、印加圧力を昇圧速度2kPa/秒で昇圧しながらバブルポイント試験を行って求めた。
[Bubble point pressure]
The hydrophilic composite porous membrane or porous membrane was immersed in ethanol, and the test was conducted according to the bubble point test method of JIS K3832:1990, except that the liquid temperature during the test was changed to 24 ± 2°C, and the applied pressure was increased at a pressure increase rate of 2 kPa/ It was determined by performing a bubble point test while increasing the pressure in seconds.

[水流量f]
親水性複合多孔質膜をMD方向10cm×TD方向10cmに切り出し、透液面積が17.34cmであるステンレス製の円形透液セルにセットした。20kPaの差圧で水100mLを透過させて、水100mLが透過するのに要する時間(sec)を計測した。測定は室温24℃の温度雰囲気で行った。測定条件及び測定値を単位換算して水流量f(mL/(min・cm・MPa))を求めた。
[Water flow rate f]
The hydrophilic composite porous membrane was cut into a size of 10 cm in the MD direction x 10 cm in the TD direction, and set in a circular liquid permeable cell made of stainless steel with a liquid permeable area of 17.34 cm 2 . 100 mL of water was permeated at a differential pressure of 20 kPa, and the time (sec) required for 100 mL of water to permeate was measured. The measurement was performed in a temperature atmosphere of room temperature 24°C. The measurement conditions and measured values were converted into units to determine the water flow rate f (mL/(min·cm 2 ·MPa)).

[表面粗さRa]
光波干渉式表面粗さ計(Zygo社、NewView5032)を用いて下記の条件での算術平均高さを測定し、表面粗さRaを求めた。
・対物レンズ:20倍ミラウ
・イメージズーム:1.0×
・FDA Res:Normal又はLow
・解析条件:Zygo社の標準アプリケーションであるStich.appを用いて非接触式で各サンプル3箇所のデータを取得した後、粗さ評価のためのオプションアプリケーションであるAdvance Texture.appを用いて表面粗さを解析した。
[Surface roughness Ra]
The arithmetic mean height was measured under the following conditions using a light wave interference type surface roughness meter (Zygo, NewView 5032) to determine the surface roughness Ra.
・Objective lens: 20x Mirau ・Image zoom: 1.0x
・FDA Res: Normal or Low
-Analysis conditions: Zygo's standard application Stitch. After acquiring data at three locations on each sample in a non-contact manner using the Advanced Texture.app, which is an optional application for roughness evaluation. The surface roughness was analyzed using an app.

<濃縮膜の性能評価>
サンプル1~12の各親水性複合多孔質膜又は多孔質膜を濃縮膜として用いて濃縮テストを行った。なお、サンプル8及び9の各親水性複合多孔質膜を濃縮膜として用いる際は、プラズマ処理を施した主面を上流側にした。サンプル11及び12のシリンジフィルターが備える各多孔質膜を濃縮膜として用いる際は、シリンジフィルターから多孔質膜を取り出し、シリンジフィルターの入口側の主面を上流側にした。表2にその結果を示す。濃縮テストの詳細は次のとおりである。
<Performance evaluation of concentration membrane>
A concentration test was conducted using each of the hydrophilic composite porous membranes or porous membranes of Samples 1 to 12 as concentration membranes. Note that when each of the hydrophilic composite porous membranes of Samples 8 and 9 was used as a concentration membrane, the main surface subjected to plasma treatment was placed on the upstream side. When each porous membrane included in the syringe filters of samples 11 and 12 was used as a concentration membrane, the porous membrane was taken out from the syringe filter, and the main surface on the inlet side of the syringe filter was placed on the upstream side. Table 2 shows the results. Details of the concentration test are as follows.

緩衝液にデング熱ウイルスを懸濁したウイルス懸濁液を用意した。ウイルス単位は、1×10FFU/mLとした。デング熱ウイルスは、エンベロープを有する直径40nm~60nm程度の球状ウイルスである。 A virus suspension was prepared by suspending dengue virus in a buffer solution. The virus unit was 1×10 4 FFU/mL. Dengue virus is an enveloped spherical virus with a diameter of approximately 40 nm to 60 nm.

親水性複合多孔質膜又は多孔質膜を直径13mmの円形にポンチで打ち抜き、フィルターホルダー(メルクミリポア製、スウィネクス35)のハウジング内に設置し、濃縮デバイスとした。このハウジングには、入口及び出口が設けられるとともに、ハウジング内には濃縮膜として用いた親水性複合多孔質膜又は多孔質膜の上流側に濃縮空間部が設けられている(図2参照)。10mL容量のシリンジ(テルモ製)にウイルス懸濁液10mLを採取した。そして、図38に示す例のように、シリンジの先端を濃縮デバイスに接続し、濃縮デバイスにウイルス懸濁液を通液した。プランジャーに印加する圧力は約30Nとした。当該圧力でプランジャーが移動しない場合は、印加圧力を徐々に上げて、プランジャーが移動する最低限の圧力を印加した。 A hydrophilic composite porous membrane or a porous membrane was punched into a circular shape with a diameter of 13 mm, and the punch was placed in the housing of a filter holder (Swinex 35, manufactured by Merck Millipore) to obtain a concentration device. This housing is provided with an inlet and an outlet, and a concentration space is provided within the housing upstream of the hydrophilic composite porous membrane or porous membrane used as the concentration membrane (see FIG. 2). 10 mL of the virus suspension was collected into a 10 mL syringe (manufactured by Terumo). Then, as in the example shown in FIG. 38, the tip of the syringe was connected to the concentration device, and the virus suspension was passed through the concentration device. The pressure applied to the plunger was approximately 30N. If the plunger did not move at this pressure, the applied pressure was gradually increased to apply the minimum pressure that would cause the plunger to move.

[処理時間]
プランジャーを押し始めた時点からプランジャーを押し切った時点までの時間(秒)を計測した。
[processing time]
The time (seconds) from the time when the plunger was started to the time when the plunger was fully pressed was measured.

[濃縮率]
プランジャーを押し切った後、濃縮デバイスを上にしシリンジを下にした状態で、プランジャーを数回往復させ、濃縮膜の上流に残留したウイルス懸濁液を回収した。回収したウイルス懸濁液を試料にして、Viral RNA Mini Kit(QIAGEN)を用いてトータルRNAを抽出した。ReverTra Ace(登録商標)(東洋紡)を用いて、抽出したトータルRNAを逆転写してcDNAを作製した。デング熱ウイルスRNAに特異的に結合するプライマー及びSYBR Green I(タカラバイオ)(SYBRは登録商標)を用いてqRT-PCRを行い、試料中のウイルスRNAを定量した。通液前のウイルス懸濁液のウイルスRNA濃度Caと、回収したウイルス懸濁液のウイルスRNA濃度Cbとから、濃縮率(%)=Cb÷Ca×100を算出した。
[Concentration rate]
After pushing the plunger all the way down, the plunger was moved back and forth several times with the concentration device facing up and the syringe facing down, and the virus suspension remaining upstream of the concentration membrane was collected. Using the collected virus suspension as a sample, total RNA was extracted using Viral RNA Mini Kit (QIAGEN). The extracted total RNA was reverse transcribed using ReverTra Ace (registered trademark) (Toyobo) to produce cDNA. qRT-PCR was performed using primers that specifically bind to dengue virus RNA and SYBR Green I (Takara Bio) (SYBR is a registered trademark) to quantify viral RNA in the sample. Concentration rate (%)=Cb÷Ca×100 was calculated from the virus RNA concentration Ca of the virus suspension before liquid passage and the virus RNA concentration Cb of the recovered virus suspension.

濃縮テストの結果を、下記表2に示す。 The results of the concentration test are shown in Table 2 below.

まず、サンプル1~7におけるウイルス濃縮率については、以下のとおりであった。サンプル1では900%を上回った。サンプル2では600%を上回った。サンプル3では300%を上回った。サンプル4では400%を上回った。サンプル5では156%であった。サンプル6では700%を上回った。サンプル7では200%を上回った。以上より、サンプル1~7の濃縮膜を用いた濃縮デバイスでは少なくとも150%を超えるウイルス濃縮率が認められたため、生物学的粒子の濃縮効果は顕著であった。 First, the virus concentration rates for samples 1 to 7 were as follows. In sample 1, it exceeded 900%. In sample 2, it exceeded 600%. In sample 3, it exceeded 300%. In sample 4, it exceeded 400%. In sample 5, it was 156%. In sample 6, it exceeded 700%. In sample 7, it exceeded 200%. From the above, virus concentration rates exceeding at least 150% were observed in the concentration devices using the concentration membranes of Samples 1 to 7, so the effect of concentrating biological particles was significant.

これに対し、サンプル8~12におけるウイルス濃縮率については、以下のとおりであった。サンプル8では89%であった。サンプル9では66%であった。サンプル10では489%であった。サンプル11では98%であった。サンプル12では96%であった。以上より、サンプル8、9、11及び12の濃縮膜を用いた濃縮デバイスにおけるウイルス濃縮率はいずれも100%に満たず、生物学的粒子の濃縮効果は全く認められなかった。 On the other hand, the virus concentration rates for samples 8 to 12 were as follows. In sample 8, it was 89%. In sample 9, it was 66%. In sample 10, it was 489%. In sample 11, it was 98%. In sample 12, it was 96%. From the above, the virus concentration rates in the concentration devices using the concentration membranes of Samples 8, 9, 11, and 12 were all less than 100%, and no biological particle concentration effect was observed at all.

サンプル1~7における処理時間については、以下のとおりであった。サンプル1では40秒であった。サンプル2では34秒であった。サンプル3では72秒であった。サンプル4では26秒であった。サンプル5では60秒であった。サンプル6では71秒であった。サンプル7では96秒であった。以上より、サンプル1~7の濃縮膜を用いた濃縮デバイスにおける処理時間は100秒以下であり、迅速に濃縮することができた。 The processing times for samples 1 to 7 were as follows. In sample 1, it was 40 seconds. In sample 2, it was 34 seconds. In sample 3, it was 72 seconds. In sample 4, it was 26 seconds. In sample 5, it was 60 seconds. In sample 6, it was 71 seconds. In sample 7, it was 96 seconds. From the above, the processing time for Samples 1 to 7 in the concentration device using the concentration membrane was 100 seconds or less, and the samples could be concentrated quickly.

サンプル8~12における処理時間については、以下のとおりであった。サンプル8では47秒であった。サンプル9では30秒であった。サンプル10では162秒であった。サンプル11では132秒であった。サンプル12では126秒であった。以上より、サンプル10~12の濃縮膜を用いた濃縮デバイスにおける処理時間は100秒を上回っており、迅速に濃縮することができなかった。 The processing times for samples 8 to 12 were as follows. In sample 8, it was 47 seconds. In sample 9, it was 30 seconds. In sample 10, it was 162 seconds. In sample 11, it was 132 seconds. In sample 12, it was 126 seconds. From the above, the processing time of Samples 10 to 12 in the concentration device using the concentration membrane exceeded 100 seconds, and rapid concentration could not be achieved.

以上の結果から、サンプル1~7の濃縮膜を用いた濃縮デバイスはいずれも、ウイルス濃縮率が150%を上回るとともに、処理時間は100秒以下と、生物学的粒子の高濃縮率と、迅速な処理時間とを兼ね備えており、実用上有用であると思われた。 From the above results, all of the concentration devices using the concentration membranes of samples 1 to 7 have a virus concentration rate of over 150%, a processing time of less than 100 seconds, a high concentration rate of biological particles, and a rapid This method was considered to be useful for practical purposes because of its long processing time.

一方、サンプル8~12の濃縮膜を用いた濃縮デバイスでは、ウイルス濃縮率が150%を下回るか、若しくは処理時間が100秒を上回るか、又はその両方であり、生物学的粒子の高濃縮率と、迅速な処理時間とのいずれか、又は両方を欠いており、実用には適さないと思われた。 On the other hand, in the concentration devices using the concentration membranes of Samples 8 to 12, the virus concentration rate was less than 150%, the processing time exceeded 100 seconds, or both, and the biological particle concentration rate was high. However, it lacks either or both of the following: (1) rapid processing time, and was considered unsuitable for practical use.

10 濃縮デバイス 14 折除片
20 ハウジング 21 入口 22 出口
23 内壁部 24 濃縮空間部 25 誘導溝
30 濃縮膜 33 枠部材
40 被処理液 41 濃縮液 42 排出液
50 生物学的粒子
60 シリンジ 61 プランジャー
70 濃縮システム 71 加圧手段 72 減圧手段
80 廃液タンク 81 排気口 82 吸引口
90 ガードユニット
10 Concentration device 14 Breaking piece 20 Housing 21 Inlet 22 Outlet 23 Inner wall 24 Concentration space 25 Guide groove 30 Concentration membrane 33 Frame member 40 Liquid to be treated 41 Concentrate 42 Effluent 50 Biological particles 60 Syringe 61 Plunger 70 Concentration system 71 Pressurizing means 72 Depressurizing means 80 Waste liquid tank 81 Exhaust port 82 Suction port 90 Guard unit

Claims (9)

入口及び出口を有するとともに、前記入口と前記出口との差圧により大きさが10nm~1000nmである生物学的粒子及び水を含む被処理液が、前記入口から注入されて前記出口から排出されるようになっているハウジングと、
前記ハウジング内において前記入口と前記出口とを隔てるように設けられ、前記生物学的粒子が吸着しない親水性の平膜状の多孔膜であり、前記入口側の面から前記出口側の面に、前記被処理液から前記生物学的粒子の濃度を減じた液体である排出液を透過させる濃縮膜と、
前記ハウジング内における前記濃縮膜の上流側の空間であって、前記濃縮膜により前記被処理液から前記生物学的粒子の濃度を増した液体である濃縮液を収容する濃縮空間部と、
を備え、
前記濃縮膜は、重量平均分子量が9×10 以上である超高分子量ポリエチレン及び重量平均分子量が2×10 ~8×10 で密度が920kg/m ~960kg/m である高密度ポリエチレンを質量比5:95~40:60で含有するポリエチレン微多孔膜である多孔質基材と、前記多孔質基材の少なくとも一方の主面及び空孔内表面を被覆するエチレン単位の割合が25モル%~50モル%であるエチレン・ビニルアルコール二元共重合体と、を備えた親水性複合多孔質膜を含み、
前記濃縮膜は、膜厚tが10μm~70μmであり、パームポロメータで測定した平均孔径xが0.1μm~0.5μmであり、前記膜厚t(μm)と前記平均孔径x(μm)との比t/xが100~500であり、パームポロメータで測定したバブルポイント細孔径yが0.8μm超3μm以下であるとともに、水流量f(mL/(min・cm・MPa))とパームポロメータで測定したバブルポイント細孔径y(μm)との比f/yが100~480である、生物学的粒子の濃縮デバイス。
It has an inlet and an outlet, and a liquid to be treated containing biological particles having a size of 10 nm to 1000 nm and water is injected from the inlet and discharged from the outlet due to the pressure difference between the inlet and the outlet. A housing that looks like this,
A hydrophilic flat porous membrane provided in the housing to separate the inlet and the outlet to which the biological particles are not adsorbed, from the inlet side surface to the outlet side surface; a concentration membrane that transmits a discharged liquid that is a liquid obtained by reducing the concentration of biological particles from the liquid to be treated;
a concentration space that is a space on the upstream side of the concentration membrane in the housing and stores a concentrated liquid that is a liquid obtained by increasing the concentration of the biological particles from the liquid to be treated by the concentration membrane;
Equipped with
The concentration membrane is made of ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 9×10 5 or more and high density polyethylene having a weight average molecular weight of 2×10 5 to 8×10 5 and a density of 920 kg/m 3 to 960 kg/m 3 . A porous base material which is a polyethylene microporous membrane containing polyethylene at a mass ratio of 5:95 to 40:60, and a ratio of ethylene units covering at least one main surface and the inner surface of the pores of the porous base material is A hydrophilic composite porous membrane comprising 25 mol% to 50 mol% of an ethylene/ vinyl alcohol binary copolymer ,
The concentration membrane has a membrane thickness t of 10 μm to 70 μm, an average pore diameter x measured with a palm porometer of 0.1 μm to 0.5 μm, and the membrane thickness t (μm) and the average pore diameter x (μm) The ratio t/x of and bubble point pore diameter y (μm) measured with a palm porometer, the ratio f/y is 100 to 480.
前記ハウジングにおいて、前記濃縮空間部の体積が0.05~5cmである、請求項1記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 The device for concentrating biological particles according to claim 1 , wherein in the housing, the volume of the concentrating space is 0.05 to 5 cm 3 . 前記ハウジングにおいて、前記濃縮膜の濾過面積が1~20cmである、請求項1又は2に記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 The device for concentrating biological particles according to claim 1 or 2 , wherein in the housing, the filtration area of the concentrating membrane is 1 to 20 cm 2 . 前記ハウジングにおいて、前記濃縮空間部に面している内壁部に、前記入口から連続した誘導溝が形成されている、請求項1~のいずれか1項に記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 The biological particle concentration device according to any one of claims 1 to 3 , wherein in the housing, a guide groove continuous from the inlet is formed in an inner wall portion facing the concentration space. . 前記ハウジングにおいて、前記濃縮空間部に面している内壁部が、前記入口から前記濃縮膜に向かって径が漸増する形状である、請求項1~のいずれか1項に記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 The biological fluid according to any one of claims 1 to 4 , wherein, in the housing, an inner wall portion facing the concentration space has a shape that gradually increases in diameter from the inlet toward the concentration membrane. Particle concentration device. 前記濃縮膜は、表面粗さRaが0.3~0.7μmである、請求項1~のいずれか1項に記載の生物学的粒子の濃縮デバイス。 The biological particle concentration device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the concentration membrane has a surface roughness Ra of 0.3 to 0.7 μm. 請求項1~のいずれか1項に記載の生物学的粒子の濃縮デバイスと、
前記入口と前記出口との間に差圧を付与する手段と、
を備えた、生物学的粒子の濃縮システム。
A biological particle concentration device according to any one of claims 1 to 6 ,
means for applying a pressure differential between the inlet and the outlet;
Biological particle concentration system with.
請求項1~のいずれか1項に記載の濃縮デバイスに、前記被処理液を供給する工程と、
前記濃縮デバイスの前記入口と前記出口との間に差圧を付与することにより、前記濃縮空間部内に前記濃縮液を得る工程と、
当該濃縮液を前記濃縮空間部から回収する工程と、
を含む、生物学的粒子の濃縮方法。
supplying the liquid to be treated to the concentration device according to any one of claims 1 to 6 ;
obtaining the concentrate within the concentration space by applying a pressure differential between the inlet and the outlet of the concentration device;
Recovering the concentrated liquid from the concentration space;
A method for concentrating biological particles, including:
請求項1~のいずれか1項に記載の濃縮デバイスに、前記被処理液を供給する工程と、
前記濃縮デバイスの前記入口と前記出口との間に差圧を付与することにより、前記濃縮空間部内に前記濃縮液を得る工程と、
当該濃縮液を前記濃縮空間部から回収する工程と、
回収された当該濃縮液に含まれる前記生物学的粒子を検出する工程と、
を含む、生物学的粒子の検出方法。
supplying the liquid to be treated to the concentration device according to any one of claims 1 to 6 ;
obtaining the concentrate within the concentration space by applying a pressure differential between the inlet and the outlet of the concentration device;
Recovering the concentrated liquid from the concentration space;
Detecting the biological particles contained in the collected concentrate;
A method for detecting biological particles, including:
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