JP2007232524A - Method and device for filtrating solution of protein or like - Google Patents

Method and device for filtrating solution of protein or like Download PDF

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Masaki Fumoto
雅貴 麓
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修一 小林
Toshihiro Ishizuka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for filtrating solution of protein or the like capable of easily, inexpensively and certainly performing treatment of separation or the like of polymeric protein. <P>SOLUTION: The filtrating method comprises an introduction process of introducing solution containing a predetermined material through an opening for mounting into a filter sealing vessel. The filter sealing vessel has a mountable vessel having the opening for mounting directly or indirectly mountable to one or more series of nozzles allowing passing of gas sucked and delivered by a sucking/delivering section capable of sucking or delivering gas specified from two kinds of gases, and filters that are sealed into the mountable vessel, are partitioned so that liquid can be stored in a state where they are mounted to the nozzles on the side of the opening for mounting, and can separate the predetermined material by passing of the liquid. The filtrating method also comprises a mounting process of mounting the filter sealing vessel having the solution to the nozzles, and a pressure filtration process of delivering the gas from the nozzles to the mounted filter sealing vessel to separate the predetermined material. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、タンパク質等溶液ろ過処理方法およびその装置（質量分析用血漿または血清サンプルの前処理自動化装置およびその方法）に係り、特に、ヒト等の生体由来の血漿または血清試料等の高分子タンパク質を質量分析計にかけるために、その前処理として、質量分析を妨害する可能性のある所定のタンパク質を除去または分離する前処理を自動化するタンパク質等溶液ろ過処理方法およびその装置に関するものである。   The present invention relates to a solution filtration treatment method for proteins and the like and a device thereof (a device for automating pretreatment of plasma or serum samples for mass spectrometry and the method thereof), and in particular, a high molecular protein such as plasma or serum samples derived from living organisms such as humans. The present invention relates to a solution filtration treatment method for proteins and the like that automates the pretreatment for removing or separating a predetermined protein that may interfere with mass spectrometry.

ポストゲノムの時代において、生体内で機能するタンパク質の総体（プロテオ−ム）の構造や機能の研究(プロテオミクス)が世界的規模で盛んになってきている。特に、ヒトの血漿（プラズマ）プロテオームは、疾病の診断や治療の監視に有用な臨床マーカーを発見する研究手法として重要であると考えられてきている。血漿は主要な診断試料であり、ヒト臨床プロテオーム解析の対象として、質量分析計を用いた精力的な臨床マーカーの探索が行われている。血漿には、様々な「血漿タンパク質」が含まれるが、その濃度は血漿タンパク質の種類による幅広い分布を示す。血液中に最も多量に含まれるのは、1mLの血液中に30〜50mg含まれる血清アルブミンである。また、血液中には、多数の異なる免疫グロブリン（ＩｇＭ，ＩｇＧ，ＩｇＡ，ＩｇＥ，ＩｇＤ）が含まれている。血漿中の微量タンパク質を解析する場合、アルブミンのように多量に含まれるタンパク質は、微量タンパク質の検出・定量を妨害することになるので、解析を行う場合には、これらのメジャータンパク質を何らかの方法で除去する必要がある。このようなヒト血漿を試料として、新規臨床マーカーを探索する質量分析計を用いた解析手法への期待が高まっている(非特許文献１，２，３)。   In the post-genome era, research on the structure and function (proteomics) of the aggregate (proteome) of proteins that function in vivo has become active worldwide. In particular, the human plasma (plasma) proteome has been considered important as a research technique for discovering clinical markers useful for disease diagnosis and treatment monitoring. Plasma is a major diagnostic sample, and as a subject of human clinical proteome analysis, vigorous clinical markers are being searched for using a mass spectrometer. Plasma contains various “plasma proteins”, but the concentration shows a wide distribution depending on the type of plasma protein. Serum albumin contained in the blood in the largest amount is 30-50 mg in 1 mL of blood. Moreover, many different immunoglobulins (IgM, IgG, IgA, IgE, IgD) are contained in blood. When analyzing trace proteins in plasma, a large amount of protein such as albumin interferes with detection and quantification of trace proteins. Need to be removed. There is an increasing expectation for an analysis method using a mass spectrometer that searches for a new clinical marker using such human plasma as a sample (Non-Patent Documents 1, 2, and 3).

現在このようなヒト血漿解析に有効な方法として、質量分析計による解析が主としてなされており、質量分析を妨害する血漿中のアルブミン・ＩｇＧ（免疫グロブリン）などのメジャータンパク質を市販の抗体カラム等を用いて除去した後、通過画分を質量分析計で解析する手法が用いられている（特許文献５）。   Currently, as an effective method for such human plasma analysis, analysis by a mass spectrometer is mainly carried out, and a major protein such as albumin / IgG (immunoglobulin) in plasma that interferes with mass analysis is applied to a commercially available antibody column or the like. After removing using, the method of analyzing a passage fraction with a mass spectrometer is used (patent document 5).

ところで、抗体カラム等のカラム法ではキャリーオーバーによるコンタミネーションのおそれや、分析量および分析数（スループット）の拡大が困難であるという問題点があった。さらに、ヒト血漿を扱う臨床領域では、キャリーオーバーの問題や、バイオハザード対応などは深刻な問題となり、カラム法が必ずしも適当な方法ではないという問題点を有していた。   By the way, the column method such as an antibody column has a problem that there is a risk of contamination due to carry-over and it is difficult to expand the amount of analysis and the number of analyzes (throughput). Furthermore, in the clinical field where human plasma is handled, the problem of carry-over and biohazard response have become serious problems, and the column method is not necessarily an appropriate method.

一方、この改善策として、前記アルブミンおよびＩｇＧを除去するために、前記ヒト血漿試料を収容した容器を回転（遠心分離）させ、または振盪させることで処理を行うものがあった。この場合には、装置構造または装置構造が複雑化し、自動化装置の製作が困難であることや設備費用または運用費用がかかるおそれがあるという問題点を有していた。   On the other hand, as an improvement measure, in order to remove the albumin and IgG, there has been a method in which the container containing the human plasma sample is rotated (centrifuged) or shaken to carry out the treatment. In this case, there is a problem that the device structure or the device structure is complicated, it is difficult to manufacture an automated device, and there is a possibility that equipment costs or operation costs may be incurred.

また、本願発明者の一人は、既に、フィルタを封入したチップをノズルに装着した分注チップに嵌合させて装着させたものを用いて、または、フィルタを封入したチップを分注チップを介さずにノズルに装着して分離を行う技術について、出願し、または特許を受けている（特許文献１，２，３，４）。しかしながら、これらの方法は、分注チップに嵌合させて、大気を吸引吐出することで、分注しかつろ過するものであるため、生体等の分離には適しているが、タンパク質分子のような微細な物質の分離については適当でない場合がある。これは、タンパク質分子のような微細な物質については、ポア径の小さいフィルタを用いる必要があるため、液が該フィルタを通過可能とするためには大きな圧力を必要とし、そのためには、大きな体積をもつシリンダ内の気体を小さい体積にまで圧縮可能とする必要がある。しかし、シリンダの容量を大きくすると、微小量の液体の吸引吐出を正確な定量性をもたせて行うことが困難になるおそれがあるという問題点を有していた。また、種々の気体中でまたは同種の気体についての種々の条件の下で処理を行う必要性があった。   In addition, one of the inventors of the present application has already used a chip in which a chip enclosing a filter is fitted to a dispensing chip mounted on a nozzle, or a chip enclosing a filter is inserted through a dispensing chip. For example, a patent application has been filed or patented for a technique of attaching to a nozzle and performing separation (Patent Documents 1, 2, 3, and 4). However, these methods are suitable for separation of living organisms and the like because they are dispensed and filtered by being fitted to a dispensing tip and sucked and discharged from the atmosphere. It may not be appropriate for the separation of fine substances. This is because for fine substances such as protein molecules, it is necessary to use a filter with a small pore diameter, so that a large pressure is required to allow the liquid to pass through the filter, and a large volume is required for this purpose. It is necessary to be able to compress the gas in the cylinder having a small volume. However, if the capacity of the cylinder is increased, there is a problem that it may be difficult to perform suction and discharge of a minute amount of liquid with accurate quantitativeness. Moreover, there existed a need to process in various gas or under various conditions about the same kind of gas.

そこで、本発明は、以上の問題点を解決する為になされたものであり、本発明の第１の目的は、簡単な装置で、安価にかつ確実に、アルブミン、免疫グロブリン等の高分子量のタンパク質等を分離または除去等の処理を含む種々の処理を行うことができる多様性または汎用性があるタンパク質等溶液ろ過処理方法およびその装置を提供することである。また、第２の目的は、アルブミン、免疫グロブリン等の高分子量のタンパク質等の分離または除去等の処理を一貫して自動化することができる手間のかからない、また信頼性・再現性の高いタンパク質等溶液ろ過処理方法およびその装置を提供するである。さらに、第３の目的は、アルブミン、免疫グロプリン等の高分子料のタンパク質等の分離または除去等の処理を、正確かつ効率的に行うことができるタンパク質等溶液ろ過処理方法およびその装置を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide a simple apparatus, inexpensively and reliably, having a high molecular weight such as albumin or immunoglobulin. It is an object to provide a versatile or versatile solution filtration method for proteins and the like and a device capable of performing various treatments including separation or removal of proteins. In addition, the second purpose is to provide a highly reliable and reproducible solution such as protein that can consistently automate the processing of separation or removal of high molecular weight proteins such as albumin and immunoglobulin. A filtration processing method and an apparatus thereof are provided. Furthermore, a third object is to provide a solution filtration treatment method for proteins and the like and an apparatus for the same that can accurately and efficiently carry out treatments such as separation or removal of proteins and the like of high molecular weight materials such as albumin and immune globulin. That is.

特許第３６３０４９３号Japanese Patent No. 3630493 ＷＯ９６／２９６０２WO96 / 29602 特願２００５−１４４７２８Japanese Patent Application No. 2005-144728 特願２００５−３２５１Japanese Patent Application No. 2005-3251 米国特許第６６６０１４９号US Pat. No. 6,660,149 ベックマン・コウルタ社(Beckman Coulter, Inc.)のカタログ(PROTEOMELAB IGY, PROTEOME PARTITIONING SOLUTIONS, (BR-9976A))、米国、発行2005年Beckman Coulter, Inc. catalog (PROTEOMELAB IGY, PROTEOME PARTITIONING SOLUTIONS, (BR-9976A)), US, published 2005 生命科学のための最新マススペクトロメトリー 講談社 原田健一等著、発行2002年Latest Mass Spectrometry for Life Sciences Kodansha Kenichi Harada, published 2002 ポストゲノム・マススペクトロメトリー 化学同人 丹羽利充著 発行2002年Post-genome mass spectrometry Chemistry coterie Toshimitsu Niwa Published 2002

第１の発明は、２種類以上の気体の中から指定した気体の吸引または吐出が可能な吸引吐出部によって吸引または吐出された気体が通過可能な１または複数連のノズルに直接的または間接的に装着可能な装着用開口部を有する装着可能容器内に封入され、前記装着用開口部側において前記ノズルに装着された状態で液体が貯留可能なように前記容器内を仕切り、該液体の通過によって所定物質を分離可能なフィルタとを有するフィルタ封入容器に、前記装着用開口部を通して、前記所定物質を含有する溶液を導入する導入工程と、該溶液が導入された前記フィルタ封入容器を前記ノズルに直接的または間接的に装着する装着工程と、装着された該フィルタ封入容器に対して、前記ノズルから前記気体を吐出して前記所定物質を分離する加圧ろ過工程とを有するタンパク質等溶液ろ過処理方法である。   The first invention is directly or indirectly to one or a plurality of nozzles through which a gas sucked or discharged by a suction discharge unit capable of sucking or discharging a specified gas from two or more kinds of gases can be passed. The inside of the container is sealed so that the liquid can be stored in a state where it is attached to the nozzle on the side of the opening for mounting, and the liquid passes therethrough. An introduction step of introducing a solution containing the predetermined substance into the filter enclosure having a filter capable of separating the predetermined substance by the mounting opening, and the filter enclosure into which the solution has been introduced is the nozzle. A mounting step for directly or indirectly mounting on the filter, and a pressure filter for separating the predetermined substance by discharging the gas from the nozzle to the mounted filter enclosure. A protein such as a solution filtration treatment method having a step.

ここで、「２種類以上の気体」には、例えば、大気、窒素、二酸化炭素、酸素、アルゴン、またはこれらの中から選択した２以上の気体を種々の割合で混合した気体がある。また、これらの気体について成分が同一種類でもその圧力、温度等が異なれば異なる種類の気体に属するものである。例えば、同一気体についての圧縮ガスと希薄ガスのような場合である。   Here, “two or more kinds of gases” include, for example, air, nitrogen, carbon dioxide, oxygen, argon, or a gas obtained by mixing two or more gases selected from these at various ratios. Moreover, even if the components of these gases are the same type, they belong to different types of gases if their pressure, temperature, etc. are different. For example, this is the case for compressed gas and lean gas for the same gas.

「フィルタ」は所定のサイズ（ポア径または平均的な空隙の径または長さ）を持つ多数の貫通性の孔または空隙によって液体を通過させて、液体中の所定の物質を分離して、捕獲または除去するための貫通性多孔質の固体である。その形状は、例えば、ブロック状、薄膜状、薄板状、膜状、板状である。フィルタの材料としては、ゴム、シリコーン、セルロース（再生セルロースを含む）、ナイロン、ポリエーテルスルホン等の繊維物質や樹脂、金属、セラミックス等で形成された、ゲル、多孔質体、貫通性多孔質、含水性のものがある。薄膜状担体としては、例えば、タンパク質の限外ろ過を行う限外ろ過膜等がある。ここで、「ブロック状」には、円柱状、角柱状、球状等を含む。   A “filter” allows a liquid to pass through a number of penetrating holes or voids of a given size (pore diameter or average void diameter or length) to separate and capture a given substance in the liquid. Or a penetrating porous solid for removal. The shape is, for example, a block shape, a thin film shape, a thin plate shape, a film shape, or a plate shape. Filter materials include rubber, silicone, cellulose (including regenerated cellulose), nylon, polyethersulfone and other fiber materials, resins, metals, ceramics, gels, porous bodies, penetrating porous materials, Some are hydrous. Examples of the thin film carrier include an ultrafiltration membrane that performs ultrafiltration of proteins. Here, the “block shape” includes a cylindrical shape, a prismatic shape, a spherical shape, and the like.

ここで、「所定物質」とは、前記フィルタの前記孔または空隙の所定のサイズによって分離され得るサイズの分子量（例えば、該フィルタの孔または空隙のサイズの約２倍前後が適当である）をもつ物質であって、例えば、核酸等の遺伝物質、タンパク質、糖、糖鎖、ペプチド、色素等の生体高分子または低分子を含む生体物質、または、生体物質として、細胞、ウィルス、プラスミド等を含む。タンパク質の場合には、例えば、1000個のアミノ酸分子からなる場合には、前記フィルタの孔または空隙のサイズは、例えば、数nmから数10nmである。   Here, the “predetermined substance” is a molecular weight of a size that can be separated by a predetermined size of the pores or voids of the filter (for example, about twice the size of the pores or voids of the filter is appropriate). For example, genetic materials such as nucleic acids, biological materials containing biological macromolecules or low molecules such as proteins, sugars, sugar chains, peptides, pigments, or biological materials such as cells, viruses, plasmids, etc. Including. In the case of protein, for example, when it consists of 1000 amino acid molecules, the size of the pores or voids of the filter is, for example, several nm to several tens nm.

または、所定物質は前記物質を吸着可能な所定粒子であっても良い。ここで、「所定粒子」とは、マイクロサイズの大きさ、例えば、1μmから数100μmをもち、ナノサイズ、例えば、1nmから数10nmのサイズの所定物質を吸着することで保持可能な担体であり、これによって、例えば、0.1μmから数100μm程度のポア径をもつフィルタを用いて、前記所定粒子が懸濁する溶液としての懸濁液を通過させることで、前記所定粒子を分離して、懸濁液をろ過することができる。   Alternatively, the predetermined substance may be a predetermined particle capable of adsorbing the substance. Here, the “predetermined particle” is a carrier having a micro size, for example, 1 μm to several hundreds μm, and capable of being held by adsorbing a predetermined substance having a nano size, for example, 1 nm to several tens of nm. Thus, for example, by using a filter having a pore diameter of about 0.1 μm to several hundreds of μm, the predetermined particles are separated by passing the suspension as a solution in which the predetermined particles are suspended. The turbid liquid can be filtered.

「ノズルに直接的または間接的に装着可能」とは、前記装着用開口部とノズルとを嵌合、または螺合等によって直接接続して装着させ、または、通気性をもちノズルに装着されるノズル装着部材、例えばチップまたはアダプタ等、を介して装着用開口部にノズルを間接的に装着する場合がある。「チップ」とは、太径管及び該太径管と連通し前記太径管よりも細く形成された細径管を有し、太径管には、ノズルに装着され又は装着可能な装着用開口部を有し、細径管には、気体の吸引吐出によって液体の流入および流出が可能な口部を有するもので、例えば、分注チップを含む。なお、ノズルへの装着は、例えば、前記ノズルを上部から前記装着用開口部内へ挿入してノズルを前記装着用開口部へ嵌合させることによって行う。   “Directly or indirectly attachable to the nozzle” means that the attachment opening and the nozzle are fitted or directly connected by screwing or the like, or attached to the nozzle with air permeability. In some cases, the nozzle is indirectly attached to the attachment opening via a nozzle attachment member such as a chip or an adapter. The “tip” has a large-diameter tube and a small-diameter tube that communicates with the large-diameter tube and is thinner than the large-diameter tube, and the large-diameter tube is attached to or attachable to a nozzle. It has an opening, and the small-diameter tube has a mouth part through which liquid can flow in and out by suction and discharge of gas, and includes, for example, a dispensing tip. Note that the mounting to the nozzle is performed, for example, by inserting the nozzle into the mounting opening from above and fitting the nozzle into the mounting opening.

「装着可能容器」とは、少なくとも、前記吸引吐出に用いられる部材に装着され又は装着可能な装着用開口部を有し、内部に液体を貯留可能である容器をいう。装着可能容器にはチップ状容器を含む。「チップ状容器」とは、装着可能容器であって、前記装着用開口部の他に前記気体の吸引または吐出によって液体の入出が可能な口部を有する容器である。「フィルタ封入容器」は、前記装着可能容器内にフィルタが封入された容器であって、前記フィルタは、前記装着用開口部側において前記ノズルに装着された状態で液体が貯留可能なように前記容器内を仕切るように設けられている。   The “mountable container” refers to a container that has at least a mounting opening that can be mounted on or can be mounted on the member used for suction and discharge, and can store a liquid therein. The mountable container includes a chip-shaped container. The “chip-shaped container” is a mountable container, and has a mouth portion in which liquid can be taken in and out by suction or discharge of the gas in addition to the mounting opening portion. The “filter enclosure” is a container in which a filter is enclosed in the mountable container, and the filter can store liquid in a state where the filter is mounted on the nozzle on the mounting opening side. It is provided so as to partition the inside of the container.

前記装着可能容器がチップ状容器の場合には、前記フィルタ封入容器はフィルタ封入チップと呼ぶ。前記フィルタは、前記装着用開口部と前記口部との間を、前記装着用開口部側において前記ノズルに装着された状態で液体が貯留可能なように仕切り、液体の通過によって所定物質を分離可能である。前記チップ状容器は、太径管および細径管のような典型的なチップ形状をもつ場合に限られない。さらに、前記フィルタは、例えば、チップ状容器が太管および細管を有する場合には、例えば、前記太管に相当する部分または太管と細管との間の移行部に相当する部分に収容される。前記チップ状容器の容積は、例えば、数μlから数100μl程度以上の液体を扱うことが可能であるのが好ましい。また、装着可能容器は、一体的に形成する場合と、２つまたは３つに分割可能に形成するようにしても良い。なお、前記口部は、必ずしも１の場合に限られず、複数の口部があっても良い。また、細管が複数あっても良い。細管は、容器と嵌合できるように外径は太管と同じ径をもたせ、内径のみ、太管よりも細く形成するようにしても良い。この場合、細管を複数穿設するようにしても良い。   When the mountable container is a chip-like container, the filter enclosure is called a filter enclosure chip. The filter partitions the mounting opening and the mouth so that liquid can be stored in the mounting opening on the mounting opening side and separates a predetermined substance by passing the liquid. Is possible. The tip-shaped container is not limited to a typical tip shape such as a large diameter tube and a small diameter tube. Further, the filter is accommodated in, for example, a portion corresponding to the thick tube or a portion corresponding to a transition portion between the large tube and the thin tube when the chip-like container has a thick tube and a thin tube. . The volume of the chip-like container is preferably capable of handling a liquid of about several μl to several hundred μl, for example. Moreover, you may make it form so that a mounting | wearable container can be divided | segmented into the case where it forms integrally, and two or three. Note that the number of mouths is not necessarily limited to 1, and a plurality of mouths may be provided. There may be a plurality of thin tubes. The outer diameter of the thin tube may be the same as that of the thick tube so that the thin tube can be fitted to the container, and only the inner diameter may be formed thinner than the thick tube. In this case, a plurality of thin tubes may be perforated.

装着可能容器の材料は、光学的観測を可能にするために透光性の素材が好ましい。装着可能容器の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル等の樹脂、ガラス、金属、金属化合物等がある。サイズは、例えば、細管において数マイクロリットルから数ミリリットルの液体を収容可能な大きさである。なお、加圧工程の際に、前記口部は、外部に設けた容器の上方に位置しまたは容器内に挿入した状態で行うのが好ましい。   The material of the mountable container is preferably a translucent material in order to enable optical observation. Examples of the material of the mountable container include resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, and acrylic, glass, metal, and metal compounds. The size is, for example, a size that can accommodate several microliters to several milliliters of liquid in a thin tube. In the pressurizing step, it is preferable that the mouth is positioned above a container provided outside or inserted into the container.

「導入」には、例えば、吸引吐出が可能なノズルに分注チップを装着して、容器から液体を吸引し、前記フィルタ封入容器の収容位置にまで液体を移送し、前記装着用開口部内に前記液体を吐出させることによって行う。   In “introduction”, for example, a dispensing tip is attached to a nozzle capable of suction and discharge, the liquid is sucked from the container, the liquid is transferred to the storage position of the filter-sealed container, and the inside of the mounting opening This is performed by discharging the liquid.

なお、前記フィルタが封入された装着可能容器の内、液体を収容可能な空間の容積は、例えば、数マイクロリットルから数ミリリットル程度である。この例の場合には、前記フィルタ封入容器外に設けた前記液収容部は、前記数マイクロリットルから数ミリリットルの液体を、前記細管の口部を通して前記細管内に吸引可能となるように収容可能でなければならない。   Note that the volume of the space in which the liquid can be stored in the mountable container in which the filter is sealed is, for example, about several microliters to several milliliters. In the case of this example, the liquid storage part provided outside the filter container can store the liquid of several microliters to several milliliters so that the liquid can be sucked into the narrow pipe through the mouth of the thin pipe. Must.

また、前記導入工程で導入される溶液は、例えば、血漿を有し、該溶液に懸濁する所定粒子としては、例えば、表面において、アルブミン、免疫グロブリン、α２−マクログロブリン、α１−リポプロテインまたはα１酸性糖タンパク等の血漿・血清中に含まれるメジャータンパク質を吸着して保持可能である。   The solution introduced in the introduction step has, for example, plasma, and the predetermined particles suspended in the solution include, for example, albumin, immunoglobulin, α2-macroglobulin, α1-lipoprotein or Major proteins contained in plasma and serum such as α1 acidic glycoprotein can be adsorbed and retained.

ここで、血漿とは、血液中から固体成分、すなわち細胞である血球を除いた液状部分をいう。この血漿中には、分子量が大きいものから小さいものまで多種類のタンパク質が含有されている。タンパク質血漿中に含まれるタンパク質には、免疫グロブリン、アルブミン（分子量66,000Da）、α１−ＭＧ（分子量33,000Da）、β２−ＭＧ（分子量11,800Da）がある。さらに、前記免疫グロブリンには、ＩｇＭ（分子量90万Da）、ＩｇＧ（分子量16万Da）、ＩｇＡ（分子量15万Da）等がある。ここで、「Ｄａ」は、原子質量単位のダルトンを表し、約1.660×10-27kgである。 Here, the plasma refers to a liquid portion obtained by removing solid components, ie, blood cells that are cells, from blood. The plasma contains many types of proteins from large to small molecular weights. Proteins contained in protein plasma include immunoglobulins, albumin (molecular weight 66,000 Da), α1-MG (molecular weight 33,000 Da), β2-MG (molecular weight 11,800 Da). Furthermore, the immunoglobulin includes IgM (molecular weight 900,000 Da), IgG (molecular weight 160,000 Da), IgA (molecular weight 150,000 Da), and the like. Here, “Da” represents dalton of atomic mass unit, and is about 1.660 × 10 −27 kg.

第２の発明は、前記加圧ろ過工程の後、前記ノズルから前記フィルタ封入容器を脱着する脱着工程と、前記フィルタ封入容器に封入されたフィルタと異なる種類のフィルタを有する他のフィルタ封入容器に、その装着用開口部を通して、前記加圧ろ過工程においてろ過された溶液を導入する再導入工程と、前記溶液が導入された該フィルタ封入容器を前記ノズルに直接的または間接的に装着する装着工程と、装着された該フィルタ封入容器に対して、前記ノズルから前記気体を吐出する加圧ろ過工程とを有するタンパク質等溶液ろ過処理方法である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a desorption process for desorbing the filter enclosure from the nozzle after the pressure filtration process, and another filter enclosure having a different type of filter from the filter enclosed in the filter enclosure. A re-introduction step of introducing the solution filtered in the pressure filtration step through the mounting opening, and a mounting step of directly or indirectly mounting the filter-enclosed container into which the solution has been introduced to the nozzle And a pressure filtration process for discharging the gas from the nozzle to the attached filter enclosure.

第３の発明は、前記導入工程または前記再導入工程において、前記溶液中の前記所定物質は、前記溶液中の前記所定物質は、タンパク質または該タンパク質を吸着しまたは吸着可能な所定粒子であって、前記フィルタは、該所定物質のサイズよりも小さいポア径を持つ孔または空隙を有するタンパク質等溶液ろ過処理方法である。   According to a third aspect of the present invention, in the introduction step or the reintroduction step, the predetermined substance in the solution is a predetermined particle in the solution that adsorbs or adsorbs a protein or the protein. The filter is a solution filtration method for proteins and the like having pores or voids having pore sizes smaller than the size of the predetermined substance.

前記再導入工程における前記フィルタは、例えば、タンパク質を分離可能な限外ろ過膜または前記所定粒子を分離可能な精密ろ過膜であるタンパク質等溶液ろ過処理方法である。   The filter in the reintroduction step is, for example, a protein solution solution filtration method which is an ultrafiltration membrane capable of separating proteins or a microfiltration membrane capable of separating the predetermined particles.

ここで、「限外ろ過膜」とは、ポア径が、1nmから100nmの範囲の多孔質膜をいう。「精密ろ過膜」は、0.01μmから数μm程度の溶質または粒子をろ過するために用いる膜である。「所定粒子」については、第１の発明で説明した通りである。   Here, “ultrafiltration membrane” refers to a porous membrane having a pore diameter in the range of 1 nm to 100 nm. The “microfiltration membrane” is a membrane used for filtering solutes or particles of about 0.01 μm to several μm. The “predetermined particles” are as described in the first invention.

第４の発明は、前記導入工程、再導入工程または加圧ろ過工程には、前記フィルタ封入容器に導入した液量を検知する検知工程を有するタンパク質等溶液ろ過処理方法である。   4th invention is a solution filtration processing method of protein etc. which has a detection process which detects the amount of liquids introduced into the filter enclosure in the introduction process, reintroduction process, or pressure filtration process.

第５の発明は、前記２種類以上の気体の内１の種類は、大気であり、前記導入工程は、大気の吸引および吐出を前記ノズルに装着した分注チップを用いて行うことで、前記フィルタ封入容器内に液体を導入し、前記装着工程は、前記ノズルから該分注チップを脱着した後に、前記フィルタ封入容器を装着し、前記加圧ろ過工程は、前記大気以外の気体を、大気と切り換えて前記ノズルを介して前記フィルタ封入部に吐出することによって行うタンパク質等溶液ろ過処理方法である。   According to a fifth aspect of the present invention, one of the two or more types of gases is air, and the introducing step is performed by using a dispensing tip attached to the nozzle for suction and discharge of air. A liquid is introduced into the filter enclosure, and the mounting step attaches the filter enclosure after removing the dispensing tip from the nozzle, and the pressure filtration step removes gas other than the atmosphere into the atmosphere. And the solution filtration treatment method for proteins, etc., which is performed by discharging to the filter enclosure through the nozzle.

ここで、「分注チップ」とは、チップ状容器であって前記所定物質を分離可能なフィルタが封入されていないものであって、液体を分注チップ内に吸引し吐出可能なものであって液体の分注、移送に用いられるものである。   Here, the “dispensing tip” is a tip-like container that is not sealed with a filter capable of separating the predetermined substance, and can suck and discharge liquid into the dispensing tip. It is used for dispensing and transferring liquids.

第６の発明は、前記大気以外の気体は、圧縮窒素ガスであるタンパク質等溶液ろ過処理方法である。   6th invention is a solution filtration processing method of protein etc. whose gas other than the said atmosphere is compressed nitrogen gas.

ここで、前記窒素ガス圧縮貯蔵器内の窒素ガスの圧力は、例えば、10kgf/cm2であり、減圧して前記ノズルを通して前記フィルタに加える圧力は、例えば、0.1kgf/cm2〜数kgf/cm2である。ここで、「ｋｇｆ」は、重量キログラムを表す。 Here, the pressure of the nitrogen gas in the nitrogen gas compression reservoir is, for example, 10 kgf / cm 2 , and the pressure applied to the filter through the nozzle after being decompressed is, for example, 0.1 kgf / cm 2 to several kgf / cm 2 . Here, “kgf” represents weight kilogram.

また、この圧力値は、圧力調節器を設けることによって、変動可能にするのが好ましい。また、減圧弁を設けるのが好ましい。このようにすれば、所定物質として、所定粒子を分離する場合と、直接タンパク質を分離する場合等の処理目的またはフィルタ封入容器の構造等に基づいて、圧力値を変更することができるので、最適な処理を行うことができる。   The pressure value is preferably variable by providing a pressure regulator. Moreover, it is preferable to provide a pressure reducing valve. In this way, the pressure value can be changed based on the processing purpose such as the case of separating the predetermined particles as the predetermined substance and the case of directly separating the protein or the structure of the filter enclosure, etc. Can be processed.

第７の発明は、前記加圧ろ過工程、導入工程または再導入工程において、前記ノズル内に残留する気体を他の気体と置換する置換工程を有するタンパク質等溶液ろ過処理方法である。ここで、置換を行うには、例えば、残留気体を有するノズルに対して、新たな気体をノズルに供給し、または吸引吐出を繰り返すことによって行う。   7th invention is a solution filtration processing method of protein etc. which has the substitution process which replaces the gas which remains in the nozzle in the pressure filtration process, the introduction process, or the reintroduction process with other gas. Here, the replacement is performed, for example, by supplying a new gas to the nozzle having a residual gas or repeating suction and discharge.

第８の発明は、２種類以上の気体の中から指定した気体についての吸引または吐出が可能な吸引吐出部と、該吸引吐出部によって吸引または吐出された気体が通過可能な１または複数連のノズルと、該ノズルに直接的または間接的に装着可能な装着用開口部を有する装着可能容器、および該装着可能容器内に封入され、前記装着用開口部側において前記ノズルに装着された状態で液体が貯留可能なように前記容器内を仕切り、該液体の通過によって所定物質を分離可能なフィルタを有するフィルタ封入容器と、前記ノズルに装着可能な部材、溶液、検体、または試薬を収容可能な複数の容器を有する容器群と、前記ノズルヘッドを前記容器群に対して相対的に移動可能とする移動部とを有するタンパク質等溶液ろ過処理装置である。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a suction / discharge portion capable of sucking or discharging a gas designated from two or more kinds of gases, and one or a plurality of continuous gas passages through which the gas sucked or discharged by the suction / discharge portion can pass A nozzle, a mountable container having a mounting opening that can be mounted directly or indirectly on the nozzle, and a state in which the nozzle is sealed in the mountable container and is mounted on the nozzle on the mounting opening side The container is partitioned so that liquid can be stored, and a filter-sealed container having a filter capable of separating a predetermined substance by passage of the liquid and a member, solution, specimen, or reagent that can be attached to the nozzle can be stored. It is a solution filtration processing apparatus for proteins, etc., having a container group having a plurality of containers and a moving unit that allows the nozzle head to move relative to the container group.

ここで、「２種類以上の気体の中から指定した気体についての吸引または吐出」は、前記ノズルへの気体の供給を弁による切換部によって切り換えることによって行う。「ノズルに装着可能な部材」とは、例えば、前記装着用開口部をもつ装着可能容器、フィルタ封入容器（フィルタ封入チップを含む）、分注チップ、アダプタ等である。   Here, “suction or discharge of a gas designated from two or more kinds of gases” is performed by switching the supply of the gas to the nozzle by a switching unit using a valve. The “member that can be attached to the nozzle” includes, for example, a mountable container having the mounting opening, a filter sealed container (including a filter sealed chip), a dispensing chip, an adapter, and the like.

第９の発明は、前記ノズルからの吸引もしくは吐出について、その気体の種類、量もしくは圧力、回数、時間または位置を、前記ノズルもしくはノズルに装着可能な部材の構造、処理すべき溶液もしくはそこに含まれる物質の種類、その濃度、その量または該溶液の収容位置を含む座標位置からなる物質条件、および、該溶液に対する処理内容に基づいて制御する制御部を有するタンパク質等溶液ろ過処理装置である。   According to a ninth aspect of the present invention, regarding the suction or discharge from the nozzle, the type, amount or pressure, number of times, time, or position of the gas is set in the structure of the nozzle or a member that can be attached to the nozzle, the solution to be processed, or there. It is a solution filtration processing apparatus for proteins, etc., having a control unit that controls based on the type of substance contained, its concentration, its quantity, or a substance condition consisting of coordinate positions including the storage position of the solution, and the content of treatment for the solution. .

ここで、物質の種類には、その物質の性質、サイズをも含む。また、前記液体の量とは、前記フィルタ封入容器もしくは前記分注チップ内の液量、または容器内の液量であって、例えば、後述する液量検知手段によって検知される。この制御部によって、例えば、前記フィルタ封入容器内に貯留されているろ過前の溶液、混合液または懸濁液の量を検知すれば、その量に応じて、溶液、混合液または懸濁液の希望する濃縮化が可能である。   Here, the type of substance includes the nature and size of the substance. Further, the amount of the liquid is the amount of liquid in the filter-sealed container or the dispensing tip, or the amount of liquid in the container, and is detected by, for example, a liquid amount detecting means described later. For example, if the control unit detects the amount of the pre-filter solution, mixture, or suspension stored in the filter enclosure, the solution, mixture, or suspension is detected according to the amount. The desired enrichment is possible.

第１０の発明は、前記吸引吐出部は、前記ノズルを介しての大気の吸引および吐出が可能な大気吸引吐出部と、大気以外の種類の気体を供給する気体供給部と、前記気体供給部と前記大気吸引吐出部とを切り換えて前記ノズルと接続させる切換部とを有するタンパク質等溶液ろ過処理装置である。なお、前記大気吸引吐出部は、一方向系の機構によって駆動されるのが好ましい。ここで、「一方向系の機構」とは、正方向の動作は小さな力で容易に行うことができるが、逆方向の動作は大きな力を必要として、その実行が困難となる機構をいう。例えば、ボール螺子またはすべり螺子を用いて回転駆動を、ボール螺子またはすべり螺子に螺合するナット部の直線運動に変更する機構がある。   According to a tenth aspect of the present invention, the suction / discharge section includes an atmospheric suction / discharge section capable of sucking and discharging the atmosphere through the nozzle, a gas supply section for supplying a gas of a type other than the atmosphere, and the gas supply section. And a solution filtration processing apparatus for proteins, etc., having a switching unit that switches between the air suction and discharge unit and connects to the nozzle. The atmospheric suction / discharge unit is preferably driven by a one-way mechanism. Here, the “one-way system mechanism” refers to a mechanism in which a forward operation can be easily performed with a small force, but a reverse operation requires a large force and is difficult to execute. For example, there is a mechanism that uses a ball screw or a sliding screw to change the rotational drive to a linear motion of a nut portion that is screwed into the ball screw or the sliding screw.

さらに具体的には、前記大気吸引吐出部として、例えば、シリンダと、該シリンダ内に該シリンダの軸方向に沿って摺動可能に内蔵されたプランジャとを有し、該プランジャは、前記シリンダと平行な軸方向をもつボール螺子またはすべり螺子に螺合するナット部に連結して、前記ボール螺子またはすべり螺子の正逆両方向の回転駆動によって、シリンダ内を軸方向に沿って往復運動をする。この場合、前記プランジャに前記圧縮窒素ガスによる圧力がかかったとしても、前記ナット部と連結されているプランジャは、前記圧力によって軸方向に沿ってほとんど動かないので前記圧縮窒素ガスの導入による影響を防止することができる。   More specifically, the atmospheric suction / discharge unit includes, for example, a cylinder and a plunger built in the cylinder so as to be slidable along the axial direction of the cylinder. The cylinder is reciprocated along the axial direction by rotating the ball screw or the sliding screw in both forward and reverse directions by connecting to a nut portion screwed into a ball screw or a sliding screw having a parallel axial direction. In this case, even if the pressure due to the compressed nitrogen gas is applied to the plunger, the plunger connected to the nut portion hardly moves along the axial direction due to the pressure. Can be prevented.

また、前記ノズルは、その下端に気体が流入流出する入出口を有し、その上端で前記大気吸引吐出部と連通し、その側面において前記気体供給部と連通する少なくとも１の気体流入口を有するように形成する。これによって、装置全体の構造を簡単化でき、さらに、前記流入口からの気体の流入によっても、前記プランジャは、その気体の圧力によって軸方向に沿ってほとんど動かず、高い圧力を維持したまま導入することができる。   The nozzle has an inlet / outlet through which gas flows in and out at its lower end, communicates with the atmospheric suction / discharge unit at its upper end, and has at least one gas inflow port that communicates with the gas supply unit at its side surface. To form. As a result, the overall structure of the apparatus can be simplified. Further, even when gas flows in from the inlet, the plunger is hardly moved along the axial direction by the pressure of the gas, and is introduced while maintaining a high pressure. can do.

第１１の発明は、前記大気以外の種類の気体は圧縮窒素ガスであり、前記気体供給部は、窒素ガス圧縮貯蔵器であるタンパク質等溶液ろ過処理装置である。   In an eleventh aspect of the invention, the gas other than the atmosphere is compressed nitrogen gas, and the gas supply unit is a solution filtration treatment apparatus for proteins, etc., which is a nitrogen gas compression reservoir.

第１２の発明は、前記所定物質は、前記溶液中の前記所定物質は、タンパク質または該タンパク質を吸着しまたは吸着可能な所定粒子であって、前記フィルタは、該所定物質のサイズよりも小さいポア径を持つ孔または空隙を有するタンパク質等溶液ろ過処理装置である。ここで、「タンパク質」は、前述したように、例えば、血漿中のアルブミン、免疫グロブリン、α１−ＭＧまたはβ２−ＭＧ等である。   In a twelfth aspect of the invention, the predetermined substance in the solution is a protein or a predetermined particle capable of adsorbing or adsorbing the protein, and the filter has a pore smaller than the size of the predetermined substance. This is a solution filtration apparatus for proteins and the like having pores or voids with diameters. Here, the “protein” is, for example, albumin, immunoglobulin, α1-MG, β2-MG or the like in plasma as described above.

第１３の発明は、前記ノズルヘッドの前記ノズルに装着した部材を該ノズルから除去する脱着部を設けたタンパク質等溶液ろ過処理装置である。   A thirteenth aspect of the present invention is a solution filtration apparatus for proteins and the like provided with a desorption portion for removing a member attached to the nozzle of the nozzle head from the nozzle.

ここで、前記ノズルに装着した部材とは、ノズルに装着した「ノズルに装着可能な部材」をいい、例えば、ノズルに装着された前記装着可能容器、フィルタ封入容器または分注チップ、アダプタ等をいう。   Here, the member attached to the nozzle means a “member that can be attached to the nozzle” attached to the nozzle. For example, the attachable container attached to the nozzle, the filter-enclosed container or the dispensing tip, the adapter, etc. Say.

第１４の発明は、前記フィルタ封入容器内または容器内の液量を検知する液量検知手段を設けたタンパク質等溶液ろ過処理装置である。   A fourteenth aspect of the present invention is a solution filtration apparatus for proteins and the like provided with a liquid amount detection means for detecting the amount of liquid in the filter enclosure or in the container.

第１５の発明は、前記制御部による、前記ノズルからの吸引もしくは吐出について、その気体の種類、量もしくは圧力、回数、時間または位置の制御は、所定タンパク質の分離もしくは除去、または、タンパク質溶液の濃縮もしくはバッファ置換のいずれかの前記処理内容に基づいて行われるタンパク質等溶液ろ過処理装置である。   In the fifteenth aspect of the invention, the control of the type, amount or pressure, number of times, time or position of the gas for suction or discharge from the nozzle by the control unit can be performed by separating or removing a predetermined protein, It is a solution filtration processing apparatus for proteins and the like, which is performed based on the processing content of either concentration or buffer replacement.

第１の発明または第８の発明によれば、２種類以上の気体の中から指定した気体の吸引または吐出が可能な吸引吐出部を設け、所定物質を含有した液体を、前記吸引吐出部によって大気を吸引吐出することによってノズルを介して前記フィルタ封入部に導入し、該フィルタ封入部を前記ノズルに装着して、再度前記吸引吐出部によって気体を吐出して加圧し、前記フィルタを用いてろ過することで前記所定物質を分離することができる。   According to 1st invention or 8th invention, the suction discharge part which can attract | suck or discharge the gas designated from two or more types of gas is provided, and the liquid containing a predetermined substance is made into the said suction discharge part. Air is sucked and discharged into the filter enclosure through a nozzle, the filter enclosure is attached to the nozzle, and gas is again discharged and pressurized by the suction and discharge using the filter. The predetermined substance can be separated by filtration.

したがって、前記ノズル、吸引吐出部を用いることで、微小量の液体の処理と、高い圧力を必要とする処理とを同じ装置を用いて実行可能とすることで、溶液中の所定物質のフィルタを用いた処理を一貫して自動化することができる。したがって、この処理を人手を介さずに行うことができるので信頼性の高い処理を行うことができる。さらに、所定物質の種類に応じた適切な気体、フィルタおよび条件を選択することができるので、所定物質に応じた最適な条件で処理を行うことができる。   Therefore, by using the nozzle and the suction / discharge unit, it is possible to perform processing of a minute amount of liquid and processing that requires high pressure using the same apparatus, so that a filter of a predetermined substance in the solution can be obtained. The process used can be consistently automated. Therefore, since this process can be performed without human intervention, a highly reliable process can be performed. Furthermore, since it is possible to select an appropriate gas, filter, and conditions according to the type of the predetermined substance, it is possible to perform processing under the optimum conditions according to the predetermined substance.

第２の発明または第１３の発明によれば、目的の所定物質を分離した後、そこで用いたフィルタ封入容器を除去し、新たなフィルタ封入容器に、前記ろ過液を再導入し、装着して加圧ろ過を行うものである。したがって、例えば、血漿中の希少な有用タンパク質の分離処理を行う場合には、一旦、所定物質として、アルブミン等の高分子量のタンパク質を分離した後に、該物質とは異なる種類の目的の前記希少なタンパク質を分離することができる。また、例えば、一旦、所定粒子に吸着させた目的物質を含む物質を、所定粒子ごと分離した後、該所定粒子から前記物質を解離した後に、さらに目的物質を分離するような、複雑で、多様な処理を自動的に行うことができる。   According to the second invention or the thirteenth invention, after separating the predetermined substance of interest, the filter enclosure used therein is removed, and the filtrate is reintroduced into a new filter enclosure and attached. Pressure filtration is performed. Therefore, for example, when performing separation treatment of rare useful proteins in plasma, once the high-molecular-weight protein such as albumin is separated as a predetermined substance, the rare substance having a purpose different from the substance is used. Proteins can be separated. In addition, for example, a substance containing a target substance once adsorbed on a predetermined particle is separated from the predetermined particle, then the substance is dissociated from the predetermined particle, and then the target substance is further separated. Processing can be performed automatically.

第３の発明または第１２の発明によると、所定物質として、タンパク質を吸着可能な所定粒子およびタンパク質とし、これらを分離可能なフィルタを用いている。したがって、一旦、例えば、マイクロサイズの所定粒子に吸着させた上で、液体は通すが該所定粒子を通過させないフィルタを用いて分離するようにすれば、比較的低い圧力で加圧して目的のタンパク質を分離することができる。これによって、簡単に、安価にかつ確実にタンパク質を分離することができる。また、複雑な処理を一貫して自動化することができる。   According to the third invention or the twelfth invention, as the predetermined substance, predetermined particles and proteins capable of adsorbing proteins are used, and a filter capable of separating them is used. Therefore, once it is adsorbed on, for example, micro-sized predetermined particles and separated using a filter that allows liquid to pass through but does not allow the predetermined particles to pass through, the target protein can be pressurized with a relatively low pressure. Can be separated. Thereby, proteins can be separated easily, inexpensively and reliably. In addition, complex processing can be consistently automated.

第４の発明または第１４の発明によれば、フィルタ封入容器内に導入した液量を検知することによって、例えば、フィルタ封入容器内に導入する液量、ろ過後のフィルタ封入容器内の液量を検知することによりその液量の濃度を知ることができ、処理の信頼性を高めることができる。   According to the fourth invention or the fourteenth invention, by detecting the amount of liquid introduced into the filter enclosure, for example, the amount of liquid introduced into the filter enclosure, the amount of liquid in the filter enclosure after filtration By detecting this, the concentration of the liquid amount can be known, and the reliability of processing can be improved.

第５の発明または第１０の発明によれば、大気と大気以外の気体とを切り換えて吸引吐または吐出を行うことで、ノズルに装着した分注チップに対する液体の吸引、移送、吐出に利用することができるのみならず、ノズルに装着したフィルタ封入容器への、より高圧の気体を用いた加圧ろ過をも行うことができる。したがって、目的物質が含有する液体の前記フィルタ封入容器への導入から加圧ろ過までのフィルタ処理を一貫して人が触れることなく処理することが可能であり、信頼性が高い。   According to the fifth invention or the tenth invention, the suction and discharge or discharge is performed by switching between the atmosphere and a gas other than the atmosphere, so that the liquid is sucked, transferred and discharged to the dispensing tip attached to the nozzle. In addition, it is possible to perform pressure filtration using a higher-pressure gas into a filter enclosure fitted to the nozzle. Therefore, it is possible to consistently perform the filter processing from the introduction of the liquid containing the target substance into the filter enclosure to the pressure filtration without human touch, and the reliability is high.

第６の発明または第１１の発明によると、前記気体として、大気と、圧縮窒素ガスを用いている。したがって、容器内への溶液の導入に適切な気体と、加圧ろ過に適した気体とを使い分けることで、簡単な構造で処理を効率的かつ安価に行うことができる。また、窒素ガスは化学的に安定しており、かつ、安価で容易に入手することができる。   According to the sixth invention or the eleventh invention, air and compressed nitrogen gas are used as the gas. Therefore, by using properly a gas suitable for introducing the solution into the container and a gas suitable for pressure filtration, the processing can be performed efficiently and inexpensively with a simple structure. Nitrogen gas is chemically stable and can be easily obtained at low cost.

第９の発明または第１５の発明によれば、前記ノズルからの吸引もしくは吐出について、その気体の種類、量、もしくは圧力、回数、時間または位置を、前記ノズルの構造等の物質条件および処理内容に基づいて制御するようにしている。したがって、ノズル等の構造、および処理内容にあった適切な条件で加圧ろ過を行うことができる。また、所定タンパク質の分離もしくは除去、または、タンパク質溶液の濃縮もしくはバッファ置換の処理内容に応じたノズルの吸引もしくは吐出に関する制御を行うことで、タンパク質溶液についての適切な処理を行うことができる。   According to the ninth aspect or the fifteenth aspect, regarding the suction or discharge from the nozzle, the kind, amount, or pressure, number of times, time or position of the gas, the material conditions such as the structure of the nozzle, and the processing content Based on the control. Therefore, pressure filtration can be performed under conditions suitable for the structure of the nozzle and the processing content. In addition, by performing control related to the suction or discharge of the nozzle in accordance with the processing content of the separation or removal of the predetermined protein, the concentration of the protein solution, or the buffer replacement, the protein solution can be appropriately processed.

第７の発明によれば、比重の異なる気体を順次ノズルに通過または導入する場合に、ノズル内に残留する気体があると、新たな気体をノズル内に導入しにくくする場合がある。そこで、新たな気体で処理を開始する前に、残留気体の除去を行うことによって処理を円滑に進めることができる。   According to the seventh aspect, when gases having different specific gravity are sequentially passed or introduced into the nozzle, if there is a gas remaining in the nozzle, it may be difficult to introduce new gas into the nozzle. Therefore, the process can be smoothly advanced by removing the residual gas before the process is started with a new gas.

続いて、図面に基づいて、本発明の実施の形態に係るタンパク質溶液ろ過処理装置について説明する。
図１（ａ）には、本実施の形態に係るタンパク質溶液ろ過処理装置１０の全体外観斜視図を示す。該装置１０は、本体部１１と、窒素ガスを圧縮して貯蔵する窒素ガス圧縮貯蔵器１２と、前記本体部１１に設けた後述するノズルと前記窒素ガス圧縮貯蔵器１２とを接続する管路１３とを有する。該本体部１１は、略直方体状の筐体１４を有し、該筐体１４の２側面は、一部切り取られるとともに、そこに透明板で形成された蓋体１４ａが嵌められて外部より内部のろ過処理部１５が透視可能となっている。該蓋体１４ａには、取手１４ｂが取り付けられている。 Next, a protein solution filtration apparatus according to an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 1A shows an overall perspective view of the protein solution filtration apparatus 10 according to the present embodiment. The apparatus 10 includes a main body 11, a nitrogen gas compression storage 12 that compresses and stores nitrogen gas, and a nozzle line that connects a nozzle (described later) provided in the main body 11 and the nitrogen gas compression storage 12. 13. The main body 11 has a substantially rectangular parallelepiped housing 14, and two side surfaces of the housing 14 are partly cut off, and a lid 14 a formed of a transparent plate is fitted into the housing 14 from the outside. The filtration processing unit 15 can be seen through. A handle 14b is attached to the lid 14a.

また、筐体１４の側面には、使用者が、指示を与え、各種データを入力し、また必要な表示がされる操作用のキーボード１４ｃが設けられている。ただし、該本体部１１はこの形態に限られるものではなく、例えば、前記本体部１１の筐体１４を設けずに、冷蔵施設内で設置した状態で用いても良い。   On the side surface of the housing 14, an operation keyboard 14 c is provided on which a user gives instructions, inputs various data, and displays necessary data. However, the main body 11 is not limited to this form. For example, the main body 11 may be used in a state of being installed in a refrigeration facility without providing the housing 14 of the main body 11.

図１（ｂ）は、前記本体部１１の前記筐体１４から前記蓋体１４ａを外した状態を示すものである。   FIG. 1B shows a state in which the lid 14 a is removed from the housing 14 of the main body 11.

図２、図３、および図４は各々前記ろ過処理部１５を模式的に示す斜視図、平面図および側面図である。
該ろ過処理部１５は、要するに、内部を摺動可能なプランジャ１７を内蔵し、大気の吸引または吐出を行ない、図上Ｘ方向に配列された複数連（この例では８連）のシリンダ１８と、該シリンダ１８の下側には、該シリンダ１８と各々連通する８本のノズル１９とを有するノズルヘッド１６と、該ノズル１９に装着可能な部材（後述するフィルタ封入チップを含む）、各種溶液、検体、または試薬を収容可能な複数の容器を有する容器群２２と、前記ノズルヘッド１６を前記容器群２２に対し図上Ｙ方向およびＺ方向に移動可能とする移動部（図６、図７に示す）とを有している。この移動部によって、前記ノズルヘッド１６は、前記容器群２２の全域を覆うように該容器群２２の各容器に前記ノズル１９が移動可能である。 2, 3, and 4 are a perspective view, a plan view, and a side view schematically showing the filtration processing unit 15, respectively.
In short, the filtration processing unit 15 includes a plunger 17 slidable inside, and performs suction or discharge of the atmosphere, and a plurality of (in this example, eight) cylinders 18 arranged in the X direction on the drawing, Below the cylinder 18, a nozzle head 16 having eight nozzles 19 each communicating with the cylinder 18, members (including filter enclosing tips described later) that can be attached to the nozzles 19, various solutions , A container group 22 having a plurality of containers that can store a specimen or a reagent, and a moving unit that allows the nozzle head 16 to move in the Y direction and the Z direction in the figure relative to the container group 22 (FIGS. 6 and 7). As shown in FIG. By this moving portion, the nozzle head 16 can move the nozzle 19 to each container of the container group 22 so as to cover the entire area of the container group 22.

前記各ノズル１９の上端の開口部は、前記シリンダ１８と連通し、ノズル１９の下端は、気体の流入流出が可能な入出口を有し、ノズル１９の側面のやや上側には、前記管路１３および弁３４を介して前記窒素ガス圧縮貯蔵器１２と連通する８本の分岐管路３５が各々接続する気体流入口を有している。該分岐管路３５または管路１３を、可撓性のあるゴム管等で形成することで、前記ノズルヘッド１６の移動に伴って変形することで前記ノズルヘッド１６の移動に伴う影響を吸収する。   The opening at the upper end of each nozzle 19 communicates with the cylinder 18, and the lower end of the nozzle 19 has an inlet / outlet through which gas can flow in and out, and the pipe line is located slightly above the side surface of the nozzle 19. 13 and a gas inflow port to which eight branch pipes 35 communicating with the nitrogen gas compression reservoir 12 are connected via the valve 34 and the valve 34, respectively. By forming the branch pipe 35 or the pipe 13 with a flexible rubber pipe or the like, the influence of the movement of the nozzle head 16 is absorbed by being deformed along with the movement of the nozzle head 16. .

前記弁３４は、前記切換部に相当し、例えば、電磁弁、止め弁、仕切り弁、逆止弁またはコックである。これによって、前記大気を吸引吐出する場合には、その影響を前記管路１３に与えないようにする。弁３４として電磁弁を用いた場合には、図示しない制御部によって、接続遮断の指示を与え、また、圧力センサ２１の検知結果に基づいて、接続または遮断の指示を行うようにしても良い。   The valve 34 corresponds to the switching unit, and is, for example, an electromagnetic valve, a stop valve, a gate valve, a check valve, or a cock. Thus, when the atmosphere is sucked and discharged, the influence is not exerted on the conduit 13. In the case where an electromagnetic valve is used as the valve 34, a connection cutoff instruction may be given by a control unit (not shown), and a connection or cutoff instruction may be given based on the detection result of the pressure sensor 21.

該ノズルヘッド１６に設けられた８本のノズル１９は、前記チップ状容器が装着可能に形成されている。前記各ノズル１９は前記シリンダ１８および前述した窒素ガス圧縮貯蔵器１２と、前記管路１３および弁３４および分岐管路３５を介して流体力学的に接続している。前記弁３４は、前記切換部に相当するものであって、前記窒素ガス圧縮貯蔵器１２との間の接続を切り換えるものである。なお、前記弁３４、管路１３、および前記窒素ガス圧縮貯蔵器１２は、前記ノズルヘッド１６と別個に設け、該ノズルヘッド１６と一体に移動可能ではない。   The eight nozzles 19 provided in the nozzle head 16 are formed so that the chip-shaped container can be mounted thereon. Each nozzle 19 is hydrodynamically connected to the cylinder 18 and the nitrogen gas compression reservoir 12 described above via the pipe line 13, the valve 34 and the branch pipe line 35. The valve 34 corresponds to the switching unit, and switches the connection with the nitrogen gas compression reservoir 12. The valve 34, the pipe line 13, and the nitrogen gas compression reservoir 12 are provided separately from the nozzle head 16, and are not movable integrally with the nozzle head 16.

前記ノズル１９の前記分岐管路３５との接続部分の下側には、前記ノズル１９が貫通する複数個（この例では、８個）の貫通孔が設けられた細長いプレート状の脱着部２０が前記ノズルヘッド１６に対して上下動可能に該ノズルヘッド１６とともに移動可能に設けられている。前記貫通孔の内径は、貫通する前記ノズル１９よりも少し大きいが該ノズル１９が嵌合する前記チップ状容器の上端開口部の外径よりも小さな内径をもつように形成されている。   An elongated plate-shaped attachment / detachment portion 20 provided with a plurality of (eight in this example) through-holes through which the nozzle 19 passes is provided below the connection portion of the nozzle 19 with the branch pipe 35. The nozzle head 16 is provided so as to be movable together with the nozzle head 16 so as to be movable up and down. The inner diameter of the through hole is slightly larger than the penetrating nozzle 19 but has an inner diameter smaller than the outer diameter of the upper end opening of the chip-like container to which the nozzle 19 is fitted.

前記ノズルヘッド１６の１側面には、各ノズル１９の内部の圧力を検知するための圧力センサ２１が８個、各ノズル１９に対応する位置に、隣接するノズル１９間の間隔と同一の間隔で設けられている。また、該ノズルヘッド１６は、後述するように、該ノズルヘッド１６の他方の側面において図示しない前記移動部の前記各アームと結合することによって、本体部１１に支持されている。   On one side of the nozzle head 16, there are eight pressure sensors 21 for detecting the pressure inside each nozzle 19, at positions corresponding to the nozzles 19 at the same interval as the interval between adjacent nozzles 19. Is provided. Further, as will be described later, the nozzle head 16 is supported on the main body 11 by being coupled to the arms of the moving unit (not shown) on the other side surface of the nozzle head 16.

前記容器群２２は、８本の前記フィルタ封入チップとして、限外ろ過フィルターユニット（Sartorius社製 Vivspin2）２３と、該フィルターユニット２３の下方に設けられフィルターユニット２３からの液体を受け入れるドレイン槽２４と、種々の試薬、例えば重炭酸アンモニウムバッファおよび予備の分注用の２列に配列された分注チップ２５と、例えば、50mM重炭酸アンモニウムバッファ液を収容する容器２６と、別種類の前記フィルタ封入チップとしての限外ろ過フィルターユニット（Sartorius 社製 Vivaspin6）２７と、該フィルターユニット２７に対する加圧用のアダプタキャップ２８と、前記所定粒子として、アルブミンおよびＩｇＧ吸着用のレジン、および、ＰＢＳバッファ液の懸濁液を収容する容器２９と、例えば、70μl以上の血漿液を収容するサンプル用容器３０と、２列に配列された攪拌用または非吸着分移送用分注チップ３１と、血漿分注用および予備の２列に配列された分注チップ３２とを、図４に示す処理ステージ３３上に、前記ノズルヘッド１６の各ノズル１９に対応して各々８行ずつ、計１２列×８行のマトリクス状に配列したものである。   The container group 22 includes an ultrafiltration filter unit (Vivspin2 manufactured by Sartorius) 23 as eight filter enclosing chips, and a drain tank 24 provided below the filter unit 23 for receiving liquid from the filter unit 23. Dispensing tips 25 arranged in two rows for various reagents, such as ammonium bicarbonate buffer and spare dispensing, for example, a container 26 containing 50 mM ammonium bicarbonate buffer, and another type of filter enclosure An ultrafiltration filter unit (Vivaspin 6 manufactured by Sartorius) 27 as a chip, an adapter cap 28 for pressurizing the filter unit 27, a resin for adsorbing albumin and IgG, and a PBS buffer solution as the predetermined particles. A container 29 for storing the turbid liquid and, for example, 70 μl or more of plasma liquid are collected. FIG. 4 shows a sample container 30 to be accommodated, a dispensing tip 31 for stirring or non-adsorbing fraction transfer arranged in two rows, and a dispensing tip 32 arranged in two rows for plasma dispensing and backup. Are arranged in a matrix of 12 columns × 8 rows, 8 rows each corresponding to each nozzle 19 of the nozzle head 16.

また、該容器群２２には、図２のＸ軸方向に沿って移動可能で前記限外ろ過フィルターユニット２３、限外ろ過フィルターユニット２７内の液面を検知する前記液量検知手段としてのＣＣＤ撮像素子を備えた液面センシング部３６を有している。   Further, the container group 22 includes a CCD as the liquid amount detecting means that is movable along the X-axis direction of FIG. 2 and detects the liquid level in the ultrafiltration filter unit 23 and the ultrafiltration filter unit 27. It has the liquid level sensing part 36 provided with the image pick-up element.

図４に示すように、前記限外ろ過フィルターユニット２３は、装着可能容器としてのチップ状容器３８およびチップ状容器３８の内部に封入されたフィルタ３９とを有するものである。該チップ状容器３８は、太管４２と、該太管４２の下側に設けられ該太管４２の内径よりも細い内径をもつ細管４１が１または複数本形成されている。該太管４２と細管４１との間の移行部に段差を有し、前記フィルタ３９は段差の上側に設けられている。前記太管４２の上端は、前記ノズル１９に加圧用アダプタ４０を介して間接的に装着可能な装着用開口部４２ａを有し、前記細管４１の先端には、前記窒素ガスの吐出によって液体の流出が可能な口部４１ａを有している。前記フィルタ３９は、前記装着用開口部４２ａと前記口部４１ａとの間を、前記装着用開口部４２ａ側において前記ノズル１９に装着された状態で液体が貯留可能なように仕切られている。なお、符号４３は、前記細管４１が穿設され、前記太管４２と略同一の外径をもつ円柱状部材である。   As shown in FIG. 4, the ultrafiltration filter unit 23 has a chip-like container 38 as a mountable container and a filter 39 enclosed in the chip-like container 38. The chip-like container 38 is formed with a thick tube 42 and one or more thin tubes 41 provided below the thick tube 42 and having an inner diameter smaller than the inner diameter of the thick tube 42. There is a step at the transition between the thick tube 42 and the thin tube 41, and the filter 39 is provided above the step. The upper end of the thick tube 42 has a mounting opening 42a that can be mounted indirectly on the nozzle 19 via the pressurizing adapter 40, and the tip of the narrow tube 41 is filled with liquid by discharging the nitrogen gas. It has a mouth portion 41a capable of flowing out. The filter 39 is partitioned between the mounting opening 42a and the mouth portion 41a so that liquid can be stored in a state where the filter 39 is mounted on the mounting opening 42a side. Reference numeral 43 is a cylindrical member having the same outer diameter as that of the thick tube 42 in which the thin tube 41 is formed.

図４に示すように、限外ろ過フィルターユニット２７は、チップ状容器４５およびチップ状容器４５の内部に封入されたフィルタ４６とを有するものである。該チップ状容器４５は、太管４７と、該太管４７の下側に設けられ該太管４７の内径よりも細く形成された１または２以上の細管４８と、該太管４７と細管４８との間の移行部に段差を有し、前記フィルタ４６は段差の上側に設けられている。前記太管４７の上端は、前記ノズル１９に加圧用アダプタキャップ２８を介して間接的に装着可能な装着用開口部４７ａを有し、前記細管４８の先端には、前記窒素ガスの吐出によって液体の流出が可能な口部４８ａを有している。前記フィルタ４６は、前記装着用開口部４７ａと前記口部４８ａとの間を、前記装着用開口部４７ａ側において前記ノズル１９に装着された状態で液体が貯留可能なように仕切られている。   As shown in FIG. 4, the ultrafiltration filter unit 27 has a chip-like container 45 and a filter 46 sealed inside the chip-like container 45. The chip-like container 45 includes a thick tube 47, one or more thin tubes 48 provided below the thick tube 47 and formed to be narrower than the inner diameter of the thick tube 47, and the thick tube 47 and the thin tube 48. The filter 46 is provided on the upper side of the step. The upper end of the thick tube 47 has a mounting opening 47a that can be mounted indirectly on the nozzle 19 through the pressurizing adapter cap 28, and the tip of the thin tube 48 is liquidized by discharging the nitrogen gas. It has a mouth part 48a that can flow out. The filter 46 is partitioned between the mounting opening 47a and the mouth 48a so that the liquid can be stored in a state where it is mounted on the nozzle 19 on the mounting opening 47a side.

なお、符号５０は、前記細管４８が穿設されている円柱状部材であり、前記太管４７の外径と略同一の大きさをもつ。また、符号４９は、その上端部が前記円柱状部材５０に嵌合可能な容器であって、前記細管４８から吐出される液体を受け止めるものである。   Reference numeral 50 denotes a columnar member in which the thin tube 48 is bored, and has a size substantially the same as the outer diameter of the thick tube 47. Reference numeral 49 denotes a container whose upper end can be fitted to the columnar member 50 and receives liquid discharged from the narrow tube 48.

また、図４中、符号５１，５２，５３，５４，５５，５６は、前記処理ステージ３３に設けられた各分注チップを収容する容器である。   Further, in FIG. 4, reference numerals 51, 52, 53, 54, 55, and 56 are containers that accommodate the dispensing tips provided on the processing stage 33.

図５は、そのノズル１９に限外ろ過フィルターユニット２７、限外ろ過フィルターユニット２３が装着された前記ノズル１９と前記窒素ガス圧縮貯蔵器１２の給気口５７との間を接続する空圧経路概念図を示すものである。該管路１３は、途中、ガス量を調節することで、最大圧力2.7kgf/cm2となるように圧力を調節する圧力レギュレータ５８と、減圧弁５９、圧力計６０とを有している。前記管路１３は、弁３４を介して分岐管路３５と接続し、分岐管路３５は、分注機能をもつ空気の吸引吐出機構であるシリンダ１８および前記フィルターユニット２７と接続する。 FIG. 5 shows an air pressure path connecting the nozzle 19 with the ultrafiltration filter unit 27 and the ultrafiltration filter unit 23 attached to the nozzle 19 and the air supply port 57 of the nitrogen gas compression reservoir 12. A conceptual diagram is shown. The pipe 13 includes a pressure regulator 58 that adjusts the gas amount to adjust the pressure so that the maximum pressure becomes 2.7 kgf / cm 2 , a pressure reducing valve 59, and a pressure gauge 60. The pipe line 13 is connected to a branch pipe line 35 through a valve 34, and the branch pipe line 35 is connected to the cylinder 18 and the filter unit 27, which are an air suction / discharge mechanism having a dispensing function.

なお、本実施の形態に係るタンパク質溶液ろ過処理装置１０には、図示しないＣＰＵ、各種メモリ、キーボード、各種スイッチ、マウス等の入力手段、表示手段等を有する情報処理部を有しまたは情報処理部と接続可能に設ける。該情報処理部には、前記ノズルの吐出の量、圧力、回数、時間または位置を、前記ノズル、ノズルに装着される部材もしくはフィルタ封入チップの構造、処理すべき溶液もしくは該溶液中に含まれる物質の種類、濃度もしくは量、またはその収容位置を含む座標位置からなる物質条件、および、該液体に対する処理内容に基づいて制御する制御部が設けられている。   Note that the protein solution filtration apparatus 10 according to the present embodiment includes an information processing unit having a CPU, various memories, a keyboard, various switches, an input unit such as a mouse, a display unit, and the like (not shown). Provided so that it can be connected. The information processing unit includes the discharge amount, pressure, number of times, time, or position of the nozzle in the nozzle, the structure of the member attached to the nozzle or the filter-enclosed chip, the solution to be processed, or the solution. A control unit is provided for controlling based on the substance condition including the kind, concentration or amount of the substance, or the coordinate position including the storage position, and the processing content for the liquid.

続いて、図６および図７において、前記本体部１１の機構を詳細に説明する。
該本体部１１は、前述したように、ノズルヘッド１６と、下方に設けた容器群２２とを有する。 6 and 7, the mechanism of the main body 11 will be described in detail.
As described above, the main body 11 includes the nozzle head 16 and the container group 22 provided below.

該ノズルヘッド１６には、８本の前記ノズル１９および該ノズル１９に各々連通する８連のシリンダ１８を有し（図６および図７には示されていない）、前記シリンダ１８には、その内部を摺動可能なプランジャ１７が設けられている。８本の前記プランジャ１７はその上端部でプランジャ駆動板６９に取付けられている。該プランジャ駆動板６９は、ボール螺子６５に螺合するナット部６４と連結し、前記ボール螺子６５の回転に伴って上下動するナット部６４と連動して、８本の前記プランジャ１７を一斉に上下動させる。   The nozzle head 16 has eight nozzles 19 and eight cylinders 18 respectively communicating with the nozzles 19 (not shown in FIGS. 6 and 7). A plunger 17 slidable inside is provided. The eight plungers 17 are attached to the plunger drive plate 69 at the upper ends thereof. The plunger driving plate 69 is connected to a nut portion 64 that is screwed into the ball screw 65, and in conjunction with the nut portion 64 that moves up and down as the ball screw 65 rotates, the eight plungers 17 are simultaneously moved. Move up and down.

該ボール螺子６５は、前記ノズルヘッド１６が取り付けられたヘッド取付板７０に取り付けられた逆Ｌ字状のボール螺子支持部材６８により軸支されている。該ボール螺子支持部材６８の水平板上には、位置センサ９６が設けられ、前記プランジャ駆動板６９に上方に突出するように設けられたロッド９５が前記位置センサ９６の発光素子および受光素子間を遮ることによって、前記プランジャ１７の位置を検知している。   The ball screw 65 is pivotally supported by an inverted L-shaped ball screw support member 68 attached to a head attachment plate 70 to which the nozzle head 16 is attached. A position sensor 96 is provided on the horizontal plate of the ball screw support member 68, and a rod 95 provided so as to protrude upward on the plunger drive plate 69 is provided between the light emitting element and the light receiving element of the position sensor 96. The position of the plunger 17 is detected by blocking.

該ボール螺子６５は、前記ヘッド取付板７０にやはり取り付けられたモータ６２のモータ軸６３と前記ボール螺子６５の上端部６６に掛け渡されたタイミングベルト（図示せず）によって回転駆動される。   The ball screw 65 is rotationally driven by a timing belt (not shown) spanned between a motor shaft 63 of a motor 62 also mounted on the head mounting plate 70 and an upper end portion 66 of the ball screw 65.

前記脱着部２０の上側の前記ノズル１９には、図７（ａ）に示すように、孔２１ａが穿設され、ゴムチューブ２１ｂを介して前記圧力センサ２１と連通させて、ノズル１９内の圧力を測定可能としている。また、前記孔２１ａが設けられた側と反対側のノズル１９の部分には、前記圧縮窒素ガスを導入するための前記分岐管路３５と接続する連結部３５ａが設けられている。   As shown in FIG. 7A, a hole 21a is formed in the nozzle 19 on the upper side of the detachable portion 20, and the pressure in the nozzle 19 is communicated with the pressure sensor 21 through a rubber tube 21b. Can be measured. In addition, a connecting portion 35a connected to the branch pipe 35 for introducing the compressed nitrogen gas is provided at a portion of the nozzle 19 opposite to the side where the hole 21a is provided.

前記ノズルヘッド１６を取り付けているヘッド取付板７０は、図７（ｂ）の側面図に示すように、その両縁部近傍には２個のガイド部材７１ａ，７２ａが設けられ、各々２本の上下方向に伸びるガイド柱７３，７４と係合して上下方向に摺動可能に設けられている。また、該ヘッド取付板７０は、ばね７５，７６を介してヘッド上下駆動板７７と連結している。前記ノズル１９の下端が容器の底等と接触すると、前記ヘッド取付板７０とヘッド上下駆動板７７との間隔が狭まり、センサ（図示せず）によって検知可能であり、かつ、接触の際の反力を吸収可能である。前記ヘッド上下駆動板７７は、その両縁部近傍に２個のガイド部材７１ｂ、７２ｂが設けられ、各々２本の上下方向に伸びるガイド柱７３，７４と係合して上下方向に摺動可能に支持されている。また、前記ヘッド上下駆動板７７は、その中央部において、上下方向に伸びるボール螺子７８と螺合するナット部７９に取付けられている。該ボール螺子７８は、モータ８０によって、連結器８１を介して回転駆動される。該モータ８０は、ラック８２上に設けられ、該ラック８２は、枠体８３上に設けられている。前記ガイド柱７３，７４および前記ボール螺子７８、したがって、前記ノズルヘッド１６は、全体として図６の図面上、前記容器群２２または前記筐体１４に対して、左右方向（Ｙ方向）に移動可能な枠体８３に設けられている。   As shown in the side view of FIG. 7B, the head mounting plate 70 to which the nozzle head 16 is mounted is provided with two guide members 71a and 72a in the vicinity of both edge portions, and each has two guide members 71a and 72a. It is provided so as to be slidable in the vertical direction by engaging with guide pillars 73 and 74 extending in the vertical direction. The head mounting plate 70 is connected to a head vertical drive plate 77 through springs 75 and 76. When the lower end of the nozzle 19 comes into contact with the bottom of the container or the like, the distance between the head mounting plate 70 and the head vertical drive plate 77 is narrowed and can be detected by a sensor (not shown), and the reaction at the time of contact. Can absorb power. The head vertical drive plate 77 is provided with two guide members 71b and 72b in the vicinity of both edges thereof, and can be slid in the vertical direction by engaging with the two guide pillars 73 and 74 extending in the vertical direction. It is supported by. In addition, the head vertical drive plate 77 is attached to a nut portion 79 that engages with a ball screw 78 extending in the vertical direction at the center thereof. The ball screw 78 is rotationally driven by a motor 80 via a coupler 81. The motor 80 is provided on a rack 82, and the rack 82 is provided on a frame 83. The guide pillars 73 and 74 and the ball screw 78, and thus the nozzle head 16 as a whole can move in the left-right direction (Y direction) with respect to the container group 22 or the housing 14 in the drawing of FIG. The frame 83 is provided.

また、前記Ｙ方向に沿いかつ前記枠体８３と離間して、軌道支持用の大垂直板８６および小垂直板８９が前記枠体８３を挟むようにして前記筐体１４に固定して設けられている。図６、図７に示すように、該大垂直板８６には、前記Ｙ軸方向に沿って、レール８７，８８が設けられ、前記枠体８３の前記大垂直板８６に向かい合う壁部８３ｂの外側の対応する位置に駒８４，８５が設けられて前記レール８７，８８と摺動可能に係合している。また、前記小垂直板８９には、前記Ｙ軸方向に沿って、レール９０が設けられ、前記枠体８３の前記小垂直板８９に向い合う壁部８３ａの内側の対応する位置に駒９１が設けられて前記レール９０と摺動可能に係合している。   A large vertical plate 86 and a small vertical plate 89 for supporting the track are fixed to the casing 14 so as to sandwich the frame 83 along the Y direction and apart from the frame 83. . As shown in FIGS. 6 and 7, the large vertical plate 86 is provided with rails 87 and 88 along the Y-axis direction, and the wall 83b of the frame 83 facing the large vertical plate 86 is provided. Pieces 84 and 85 are provided at corresponding positions on the outer side and slidably engaged with the rails 87 and 88. The small vertical plate 89 is provided with a rail 90 along the Y-axis direction, and a piece 91 is provided at a corresponding position inside the wall portion 83a facing the small vertical plate 89 of the frame 83. It is provided and slidably engages with the rail 90.

また、前記大垂直板８６には、Ｙ軸方向へ伸びるボール螺子９３が設けられ、該ボール螺子９３には、ナット部９４が螺合し、前記枠体８３は、前記ナット部９４と連結している。また、図７（ａ）に示すように、該ボール螺子９３は、モータ９２によって回転駆動される。   The large vertical plate 86 is provided with a ball screw 93 extending in the Y-axis direction, and a nut portion 94 is screwed into the ball screw 93, and the frame 83 is connected to the nut portion 94. ing. Further, as shown in FIG. 7A, the ball screw 93 is rotationally driven by a motor 92.

続いて、図８に基づいて、前記タンパク質溶液ろ過処理装置１０の動作について説明する。
ステップＳ１で、該処理を行うに際して、予め、血漿を−80℃（タンパク質濃度60−80mg/ml）、500μlで保存していたものを室温融解する。 Then, based on FIG. 8, operation | movement of the said protein solution filtration processing apparatus 10 is demonstrated.
In step S1, when the treatment is performed, the plasma stored in advance at −80 ° C. (protein concentration 60-80 mg / ml) and 500 μl is thawed at room temperature.

次に、ステップＳ２で、該血漿を、例えば、前記ノズルに装着した分注チップを用い、ポア径が0.22μmのフィルタ(例えば、Millipore Millex GV0.22μmシリンジフィルタ)をチップに封入した、フィルタ封入チップ（図示せず）を前記ノズル１９に装着して前記シリンダ１８を用いて吸引吐出すること等によって加圧ろ過し、そのろ過液100-400μlを前記容器群２２のサンプル用容器３０内に収容しておく。また、容器２９には、アルブミンおよびＩｇＧ吸着用レジン（Amersham Biosciences社製）およびＰＢＳバッファ液を収容し、50mM重炭酸アンモニウムバッファ液を約9〜10mlを各レーンの容器２６に収容しておく。   Next, in step S2, the plasma is filled with a filter having a pore diameter of 0.22 μm (for example, a Millipore Millex GV 0.22 μm syringe filter), for example, using a dispensing tip attached to the nozzle. A tip (not shown) is attached to the nozzle 19 and subjected to pressure filtration by suction and discharge using the cylinder 18 and the like, and 100 to 400 μl of the filtrate is stored in the sample container 30 of the container group 22. Keep it. In addition, the container 29 accommodates an albumin and IgG adsorption resin (Amersham Biosciences) and a PBS buffer solution, and approximately 9 to 10 ml of a 50 mM ammonium bicarbonate buffer solution is accommodated in the container 26 of each lane.

ステップＳ３において、前記ノズルヘッド１６の各ノズル１９を1ml用の前記分注チップ３２の位置にまで、Ｙ軸方向に移動させた後、Ｚ軸方向に移動させて、該分注チップ３２の上端開口部に該ノズル１９を挿入させ、押し付けるようにして装着させる。次に、該分注チップ３２を装着したノズルヘッド１６を、前記容器３０の位置にまで移動させて、前記弁３４を用いて前記分岐管路３５と前記ノズル１９とを接続させた状態で、前記シリンダ１８を用いて該容器３０から70μlの血漿液を吸引する。該血漿液を吸引した状態で、該ノズルヘッド１６を前記アルブミンおよびＩｇＧ吸着用レジンおよびＰＢＳ液が収容されている容器２９にまでＹ軸方向に沿って移動し、Ｚ軸方向に移動させて、前記シリンダ１８を用いて該血漿を該容器２９に吐出させて混合する。ここで、該容器２９内には、予め前記アルブミン・ＩｇＧ吸着レジン1.2mlがＰＢＳ液2.8mlで懸濁されている。   In step S3, each nozzle 19 of the nozzle head 16 is moved to the position of the dispensing tip 32 for 1 ml in the Y-axis direction, and then moved in the Z-axis direction to move the upper end of the dispensing tip 32. The nozzle 19 is inserted into the opening and attached so as to be pressed. Next, the nozzle head 16 equipped with the dispensing tip 32 is moved to the position of the container 30, and the branch pipe 35 and the nozzle 19 are connected using the valve 34, The cylinder 18 is used to aspirate 70 μl of plasma from the container 30. With the plasma fluid sucked, the nozzle head 16 is moved along the Y-axis direction to the container 29 containing the albumin and IgG adsorption resin and PBS solution, and moved in the Z-axis direction. Using the cylinder 18, the plasma is discharged into the container 29 and mixed. Here, 1.2 ml of the albumin / IgG adsorption resin is suspended in 2.8 ml of PBS in advance in the container 29.

なお、前記容器２９に収容されている前記アルブミン・ＩｇＧ吸着用レジンは、1.2mlのアルブミン・ＩｇＧ吸着レジン（Amersham製、スラリー量は4ml）に、予め別の前記フィルターユニット２７内で、2.8mlＰＢＳ液を添加して、例えば、遠心ろ過（1000g）を５回行い、または、前記フィルターユニット２７を前記ノズル１９に装着させて、前記窒素ガス圧縮貯蔵器１２を用いて、加圧ろ過を行うことによってレジンの洗浄とＰＢＳに対する平衡化を予め行っておいたものである。   The albumin / IgG adsorbing resin contained in the container 29 is 1.2 ml of albumin / IgG adsorbing resin (manufactured by Amersham, amount of slurry: 4 ml) in advance in another filter unit 27 in 2.8 ml PBS. Add the liquid and perform, for example, centrifugal filtration (1000 g) five times, or attach the filter unit 27 to the nozzle 19 and perform pressure filtration using the nitrogen gas compression reservoir 12. The resin was washed and equilibrated with PBS in advance.

ステップＳ４で、前記容器２９内に収容した血漿、アルブミン・ＩｇＧ吸着レジンおよびＰＢＳ液が収容され、前記分注チップ３２が各ノズル１９に装着された前記ノズルヘッド１６は、前記分注チップ３２の元の収容位置である容器５１の位置にまでY軸方向に移動し、その収容位置において、前記分注チップ３２は前記脱着部２０を下方向に動かすことによって脱着される。該分注チップ３２が脱着した前記ノズルヘッド１６は、４mlの容量をもつ分注チップ３１の位置にまでＹ軸方向に移動し、Ｚ軸方向に前記ノズル１９を該分注チップ３１の上端部に挿入しさらに押し下げることで該分注チップ３１を装着する。   In step S4, the nozzle head 16 in which the plasma, the albumin / IgG adsorption resin, and the PBS liquid stored in the container 29 are stored and the dispensing tip 32 is attached to each nozzle 19 is It moves in the Y-axis direction to the position of the container 51 that is the original storage position, and at the storage position, the dispensing tip 32 is detached by moving the detaching part 20 downward. The nozzle head 16 from which the dispensing tip 32 has been detached moves in the Y-axis direction to the position of the dispensing tip 31 having a capacity of 4 ml, and moves the nozzle 19 in the Z-axis direction to the upper end of the dispensing tip 31. The dispensing tip 31 is mounted by inserting it into and pushing it down further.

次に、ノズルヘッド１６は、前記容器２９にまで移動し、さらに、該分注チップ３１を前記容器２９内にＺ方向に移動して挿入させる。この状態で、室温（20〜25℃）で、前記分注チップ３１によって、前記弁３４によって分岐管路３５を介して前記シリンダ１８を前記ノズル１９と接続させて、吸引吐出を繰り返すことによって攪拌する。これによって、前記レジンに、血漿中のアルブミンおよびＩｇＧを吸着させる。   Next, the nozzle head 16 moves to the container 29, and further, the dispensing tip 31 is moved and inserted in the container 29 in the Z direction. In this state, at the room temperature (20 to 25 ° C.), the dispensing tip 31 connects the cylinder 18 to the nozzle 19 through the branch pipe 35 by the valve 34 and repeats the suction and discharge, thereby stirring. To do. Thereby, albumin and IgG in plasma are adsorbed on the resin.

ステップＳ５において、前記容器２９に収容され、血漿中のアルブミンおよびＩｇＧを吸着したレジンが懸濁する懸濁液を4ml分、前記分注チップ３１によって前記シリンダ１８を用いて吸引し、Ｙ軸方向に移送して、前記限外ろ過フィルターユニット２７に位置させ、該限外ろ過フィルターユニット２７内に吐出させる。次に、ノズルヘッド１６を前記分注チップ３１を収容する容器５４，５３の位置にまでY軸に沿って移動させ、そこで前記脱着部２０によって分注チップ３１を脱着する。   In step S5, 4 ml of the suspension in which the resin adsorbed with albumin and IgG in plasma is suspended is aspirated by the dispensing tip 31 using the cylinder 18 and stored in the container 29. And placed in the ultrafiltration filter unit 27 and discharged into the ultrafiltration filter unit 27. Next, the nozzle head 16 is moved along the Y axis to the position of the containers 54 and 53 that accommodate the dispensing tips 31, and the dispensing tips 31 are detached by the detaching portion 20 there.

次に、ノズルヘッド１６を前記限外ろ過フィルターユニット２７の加圧用アダプタキャップ２８の位置にまで移動させて、Ｚ軸方向に該ノズルヘッド１６を下降させて、該アダプタキャップ２８をノズル１９に装着させる。次に、該ノズルヘッド１６を前記限外ろ過フィルターユニット２７の位置にまで移動させ、Ｚ軸に沿って該ノズルヘッド１６を下降させて、該ノズル１９を前記アダプタキャップ２８を介して、前記懸濁液が収容された前記限外ろ過フィルターユニット２７の上端部で装着させる。   Next, the nozzle head 16 is moved to the position of the pressurizing adapter cap 28 of the ultrafiltration filter unit 27, the nozzle head 16 is lowered in the Z-axis direction, and the adapter cap 28 is attached to the nozzle 19. Let Next, the nozzle head 16 is moved to the position of the ultrafiltration filter unit 27, the nozzle head 16 is lowered along the Z axis, and the nozzle 19 is moved through the adapter cap 28 to the suspension. It is attached at the upper end of the ultrafiltration filter unit 27 containing the turbid liquid.

次に、前記弁３４を切り換えて、前記ノズル１９と前記気体吸引吐出部である前記シリンダ１８との接続を解除して、前記窒素ガス圧縮貯蔵器１２と管路１３を介して接続する。ここで、前記圧力レギュレータ５８を調節し、かつ減圧弁５９を用いることによって、前記限外ろ過フィルターユニット２７内の懸濁液を加圧ろ過（０.１kgf/cm2）を3分間行い、前記アルブミン、およびＩｇＧの吸着したレジンとＰＢＳをフィルタ４６で分離する。これらの時間または吐出量は前記制御部によって指示される。ここで、分離したレジンからＩｇＧ溶出画分の2.8mlを保存する。なお、ノズルヘッド１６のノズル１９に、アダプタキャップ２８および限外ろ過フィルターユニット２７を装着する前に、前記弁３４を切り換えて、前記窒素ガス圧縮貯蔵器１２と管路１３とを接続して、窒素ガスをノズル１９内に供給してノズル内の大気を窒素ガスと置換させるようにするのが好ましい。 Next, the valve 34 is switched to release the connection between the nozzle 19 and the cylinder 18 serving as the gas suction / discharge unit, and connect the nitrogen gas compression reservoir 12 via the pipe line 13. Here, by adjusting the pressure regulator 58 and using the pressure reducing valve 59, the suspension in the ultrafiltration filter unit 27 is subjected to pressure filtration (0.1 kgf / cm 2 ) for 3 minutes. The resin adsorbed with albumin and IgG and PBS are separated by a filter 46. These times or discharge amounts are instructed by the control unit. Here, 2.8 ml of the IgG elution fraction is stored from the separated resin. Before attaching the adapter cap 28 and the ultrafiltration filter unit 27 to the nozzle 19 of the nozzle head 16, the valve 34 is switched to connect the nitrogen gas compression reservoir 12 and the pipe line 13, Nitrogen gas is preferably supplied into the nozzle 19 to replace the atmosphere in the nozzle with nitrogen gas.

ステップＳ６において、前記レジン分離後、前記ノズルヘッド１６から、前記脱着部２０を用いて、前記限外ろ過フィルターユニット２７を脱着した後、新たな分注チップ３１の位置にまで該ノズルヘッド１６を移動させ、Ｚ軸方向に移動することによってノズルの先端部を該分注チップ３１に押し込むようにして分注チップ３１を装着させる。また、前記弁３４を切り換えて、大気吸引吐出部である前記シリンダ１８と前記ノズル１９とを接続させる。該ノズルヘッド１６を前記限外ろ過フィルターユニット２７の下側に設けた容器４９にまで移送し、ろ過液を2.8ml吸引して、前記限外ろ過フィルターユニット２３位置にまで移送して、該限外ろ過フィルターユニット２３内に収容する。該限外ろ過フィルターユニット２３には、３ｋＤａの限外ろ過膜からなるフィルタ３９が封入されている。次に、前記弁３４を再び切り換えて、前記ノズル１９と前記窒素ガス圧縮貯蔵器１２とを前記管路１３を介して接続する。   In step S6, after the resin separation, the ultrafiltration filter unit 27 is detached from the nozzle head 16 using the desorption part 20, and then the nozzle head 16 is moved to the position of a new dispensing tip 31. The dispensing tip 31 is mounted so that the tip of the nozzle is pushed into the dispensing tip 31 by moving and moving in the Z-axis direction. Further, the valve 34 is switched to connect the cylinder 18 and the nozzle 19 which are atmospheric suction / discharge sections. The nozzle head 16 is transferred to a container 49 provided on the lower side of the ultrafiltration filter unit 27, and 2.8 ml of the filtrate is sucked and transferred to the position of the ultrafiltration filter unit 23. It is accommodated in the outer filtration filter unit 23. The ultrafiltration filter unit 23 is filled with a filter 39 made of a 3 kDa ultrafiltration membrane. Next, the valve 34 is switched again, and the nozzle 19 and the nitrogen gas compression reservoir 12 are connected via the pipe line 13.

次に、ステップＳ７で、該限外ろ過フィルターユニット２３を4℃の温度条件で、加圧（2.7kgf/cm2）により0.2mlまで濃縮する。その際、該限外ろ過フィルターユニット２３に貯留されている前記液の液面を検知することで、その液量を前記液量検知手段によって検知し、その液量に応じて加圧し、前記濃縮を達成する。その後、前記容器２６から50mM重炭酸アンモニウム溶液を2.6ml添加し、再び加圧ろ過を行う。この重炭酸アンモニウム溶液への濃縮バッファ交換作業の３回を含み、計４回の加圧を行う。これによって、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）を用いた質量分析計（ＭＳ）による解析（ＬＣ−ＭＳ）に悪影響を与える溶媒中の不揮発性溶質が除去され揮発性の成分のみになる。また、トリプシン消化のためにｐＨを９程度にすることによって、次工程の酵素消化処理に必要なｐＨに調整されることになる。 Next, in step S7, the ultrafiltration filter unit 23 is concentrated to 0.2 ml under pressure (2.7 kgf / cm 2 ) under a temperature condition of 4 ° C. At that time, by detecting the liquid level of the liquid stored in the ultrafiltration filter unit 23, the liquid volume is detected by the liquid volume detecting means, and the pressure is increased according to the liquid volume, and the concentration To achieve. Thereafter, 2.6 ml of 50 mM ammonium bicarbonate solution is added from the container 26, and pressure filtration is performed again. A total of four times of pressurization are performed, including three times of exchanging the concentrated buffer to the ammonium bicarbonate solution. This removes non-volatile solutes in the solvent that adversely affect analysis (LC-MS) by mass spectrometer (MS) using liquid chromatography (LC), leaving only volatile components. Moreover, by setting the pH to about 9 for trypsin digestion, the pH is adjusted to the pH required for the enzyme digestion process in the next step.

続いて、本発明の実施の形態に係るタンパク質溶液ろ過処理装置によって処理したヒト血漿中のタンパク質測定結果と、同様の処理を、前記フィルタ封入チップの遠心装置への設置等のための手作業が必ず伴う遠心装置を用いたろ過、すなわち遠心ろ過によって行った場合の測定結果とを対比することによって、遠心ろ過および手作業を行わなくても、安定性および繰返し再現性が高い処理を本処理装置によって行うことができることを以下に示す。   Subsequently, the protein measurement result in the human plasma processed by the protein solution filtration processing apparatus according to the embodiment of the present invention and the same processing are performed manually for the installation of the filter-enclosed chip in the centrifuge device, etc. By comparing the filtration using a centrifugal device, that is, the measurement results obtained by centrifugal filtration, this treatment device can perform processing with high stability and repeatability without performing centrifugal filtration and manual work. What can be done by:

図８のステップＳ５の工程、すなわち、ヒト血漿よりアルブミン、ＩｇＧを除去する工程を、遠心装置を用いた手作業と本発明の実施の形態に係る加圧ろ過工程によるものとで比較した。処理後の血漿はタンパク質分解酵素によりペプチド断片化し高速液体クロマトグラフィー（ＬＣ）質量分析計（ＭＳ）で測定した。   The process of step S5 in FIG. 8, that is, the process of removing albumin and IgG from human plasma, was compared between a manual operation using a centrifuge and a process using a pressure filtration process according to an embodiment of the present invention. The plasma after the treatment was fragmented into peptides with a proteolytic enzyme and measured with a high performance liquid chromatography (LC) mass spectrometer (MS).

本発明の実施の形態に係るタンパク質溶液ろ過処理装置を用いた血漿のろ過処理と、遠心ろ過およびそれに伴う手作業で行った際の処理結果の比較は、測定結果データの繰返し再現性（repeatability）を評価することで行った。すなわち、本発明の実施の形態に係るタンパク質溶液ろ過処理装置で処理された血漿中のタンパク質を、前述のＬＳ−ＭＳ装置にて測定した３回の結果を、後述するアライメント法によって重ね合わせ、ピーク検出処理を行って得られた各シグナルピークに対して、３回の測定でどれだけ測定値が変動したかを相対標準偏差で示したものを指標とし、その結果を、同様の計算を遠心ろ過および手作業による処理で得られた６回の測定結果と比較検討した。   Comparison of plasma filtration using the protein solution filtration processing apparatus according to the embodiment of the present invention and centrifugal filtration and the results of manual processing associated therewith is the repeatability of measurement result data. It was done by evaluating. That is, three times the results of measuring the protein in plasma processed by the protein solution filtration apparatus according to the embodiment of the present invention using the above-described LS-MS apparatus are overlapped by the alignment method described later, and the peak For each signal peak obtained by performing the detection process, the relative standard deviation indicates how much the measured value fluctuated in three measurements. And it compared with the measurement result of 6 times obtained by the process by manual labor.

３回の測定結果を重ね合わせる際には、測定の都度変動するＬＣの溶出時間を揃えるため、Ｉ−ＯＰＡＬ法（国際出願PCT/JP2004/004621）を用いて時間軸を揃えた上で、Ｉ−ＯＰＡＬ解析ツールのピーク検出プログラムによってシグナルピークを検出した（Ｉ−ＯＰＡＬアライメントプログラムで時間軸を揃える際のマーカーとして使用する標準物質は、あらかじめサンプル測定前に添加されたトリ卵白リゾチームと、ヒト血漿中に存在するα-1-antitrypsin由来のペプチド分子イオンシグナル３つを使用した。）。   When superimposing the results of three measurements, in order to align the elution time of LC that changes with each measurement, the time axis is aligned using the I-OPAL method (international application PCT / JP2004 / 004621). -A signal peak was detected by the peak detection program of the OPAL analysis tool. (The standard substance used as a marker when aligning the time axis with the I-OPAL alignment program is chicken egg white lysozyme added before sample measurement and human plasma. Three peptide molecular ion signals derived from α-1-antitrypsin present in the inside were used.)

Ｉ−ＯＰＡＬ法による３つないし６つの測定結果を重ね合わせた際の一致度の指標となる相関係数（cosine correlation）は、本発明の実施の形態に係る装置を用いた３階の測定では、それぞれ0.9233、0.9251、0.9445であったのに対し、遠心ろ過および手作業による前処理を経た6回の測定結果では、0.8816から0.9489の間であり、平均は、0.9269であった。このことは、本発明の実施の形態に係る装置での測定結果は、測定データの重ね合わせ処理を行うのに十分な再現性があることを示している。   The correlation coefficient (cosine correlation), which is an index of coincidence when 3 to 6 measurement results obtained by the I-OPAL method are overlaid, is measured in the third floor measurement using the apparatus according to the embodiment of the present invention. 0.9233, 0.9251, and 0.9445, respectively, and the six measurement results after centrifugal filtration and manual pretreatment were between 0.8816 and 0.9489, and the average was 0.9269. This indicates that the measurement result obtained by the apparatus according to the embodiment of the present invention is sufficiently reproducible to perform the overlay processing of the measurement data.

また、重ね合わせ後、ピーク検出処理を行った結果、得られたシグナルピークの個数は、本発明の実施の形態に係る装置を用いた３回の測定からは25229個、手作業による前処理を経たものの６回の測定からは27475個であった。得られたシグナルピーク毎に、アライメントによって重ね合わせる前の測定ごとのピーク強度がどの程度変動しているかを相対標準偏差（ＲＳＤ）で表すと、本発明の実施の形態に係るタンパク質溶液ろ過処理装置を用いた場合が15.8％、遠心ろ過および手作業によった場合が13.7％であった。また、ＲＳＤが20％を超過したシグナルピークの個数は、本発明の実施の形態に係る装置を用いた場合には、6292個、遠心ろ過および手作業によった場合には、5548個であり、何れも4分の１以下であった。   Moreover, as a result of performing peak detection processing after superposition, the number of signal peaks obtained was 25229 from three measurements using the apparatus according to the embodiment of the present invention, and manual preprocessing was performed. Although it passed, it was 27475 from six measurements. For each obtained signal peak, the relative standard deviation (RSD) indicates how much the peak intensity for each measurement before overlapping by alignment is represented by the protein solution filtration apparatus according to the embodiment of the present invention. Was 15.8%, and centrifugal filtration and manual work were 13.7%. In addition, the number of signal peaks with RSD exceeding 20% is 6292 when using the apparatus according to the embodiment of the present invention, and 5548 when using centrifugal filtration and manual work. , Both were less than a quarter.

以上の結果から、本発明の実施の形態に係る装置を用いてサンプルを処理した結果は、遠心ろ過および手作業によって処理されたものと略同程度の再現性を有するものと判断される。図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施の形態に係る装置を用いて処理した場合と、遠心ろ過および手作業で前処理を行った場合について、３回ないし６回の測定結果を重ね合わせて、シグナル強度の変動を相対標準偏差（ＲＳＤ）で表した際に、ＲＳＤ値の頻度分布を示したものである。横軸は、10％刻みで区切ったＲＳＤ値で、一番左が0から10％までの領域、また、一番右が50％を越える領域に相当する。縦軸はＲＳＤ値が該当範囲にあるシグナルピークの個数を表す。本発明の実施の形態に係る装置と遠心ろ過および手作業を用いたものとほぼ同数の分布形状が得られることがわかり、本発明の実施の形態に係る装置を用いれば、遠心ろ過および手作業を行うことなく処理可能であり、簡単な装置構造および規模で、ユーザの手間を除去または緩和できることが示された。   From the above results, it is determined that the result of processing the sample using the apparatus according to the embodiment of the present invention has substantially the same reproducibility as that processed by centrifugal filtration and manual work. FIGS. 9 (a) and 9 (b) show three to six times for the case where the treatment is performed using the apparatus according to the embodiment of the present invention and the case where the pretreatment is performed by centrifugal filtration and manual work, respectively. The frequency distribution of RSD values is shown when the measurement results of the measurements are overlapped and the fluctuation of the signal intensity is expressed by relative standard deviation (RSD). The horizontal axis represents RSD values divided in 10% increments, with the leftmost area corresponding to 0 to 10% and the rightmost area corresponding to more than 50%. The vertical axis represents the number of signal peaks whose RSD values are in the corresponding range. It can be seen that approximately the same number of distribution shapes can be obtained as those using the device according to the embodiment of the present invention and centrifugal filtration and manual operation. If the device according to the embodiment of the present invention is used, centrifugal filtration and manual operation are obtained. It has been shown that the processing can be performed without performing the operation, and the user's effort can be eliminated or alleviated with a simple device structure and scale.

以上の例は、タンパク質として、アルブミン、およびＩｇＧの場合についてのみ説明したが、この例に限られるものではない。例えば、その他の免疫グロブリンであっても良い。また、フィルタ封入チップについても、図示した形状に限られず、前述した種々の形状のものがありうる。   Although the above example demonstrated only the case of albumin and IgG as protein, it is not restricted to this example. For example, other immunoglobulins may be used. Also, the filter-enclosed chip is not limited to the illustrated shape, and may have various shapes as described above.

例えば、図２に示したように、各ノズル１９に対応して、前記圧縮窒素ガス貯蔵器との接続および遮断を行う弁をのみ設けたが、前記分岐管路３５の各支路毎に電磁弁を設けて、前記各シリンダに対応する各圧力センサの検知結果に基づいて、接続および遮断を制御するようにしても良い。これで、ノズル内の圧力に異常が検知された場合には、該当する支路の弁を遮断して、該ノズルへの圧縮ガスの供給を中止して、事故の未然防止または無駄な処理の中止を行うことができる。また、前記窒素ガス圧縮貯蔵器をノズルの本数用意して、各ノズルごとに接続して設けるようにしても良い。   For example, as shown in FIG. 2, only a valve for connecting to and shutting off the compressed nitrogen gas reservoir is provided corresponding to each nozzle 19, but an electromagnetic is provided for each branch of the branch pipe 35. A valve may be provided to control connection and disconnection based on the detection result of each pressure sensor corresponding to each cylinder. When an abnormality is detected in the pressure in the nozzle, the valve of the corresponding branch is shut off, the supply of compressed gas to the nozzle is stopped, and accident prevention is prevented or wasteful processing is performed. You can cancel. Moreover, the said nitrogen gas compression store may prepare the number of nozzles, and you may make it connect and provide for every nozzle.

本発明は、タンパク質等溶液ろ過処理方法およびその装置に関する。本発明は、免疫系、血漿・血清中等の生体内タンパク質タンパク質の取扱いが要求される分野、例えば、工業分野、食品、農産、水産加工等の農業分野、製剤分野、衛生、保健、免疫、疾病、遺伝等の医療分野、化学もしくは生物学等の理学の分野等、あらゆる分野に関係するものである。本発明は、特に、多数の試薬や物質を用いた一連の処理を所定の順序に連続的に実行する場合に有効な方法である。   The present invention relates to a protein filtration method and apparatus for protein. The present invention relates to fields that require handling of in vivo proteins such as the immune system, plasma and serum, such as industrial fields, agricultural fields such as food, agriculture, and fish processing, pharmaceutical fields, hygiene, health, immunity, and diseases. It is related to all fields such as medical fields such as genetics, science fields such as chemistry or biology. The present invention is an effective method particularly when a series of processes using a large number of reagents and substances are continuously executed in a predetermined order.

本発明の実施の形態に係るタンパク質等溶液ろ過処理装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the solution filtration processing apparatus, such as protein which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るタンパク質等溶液ろ過処理装置のろ過処理部を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the filtration process part of the solution filtration processing apparatuses, such as protein which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るタンパク質等溶液ろ過処理装置のろ過処理部を示す平面図である。It is a top view which shows the filtration process part of the solution filtration processing apparatuses, such as protein which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るタンパク質等溶液ろ過処理装置のろ過処理部を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the filtration process part of the solution filtration processing apparatuses, such as protein which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るタンパク質等溶液ろ過処理装置の空圧経路概念図である。It is a pneumatic path | route conceptual diagram of the solution filtration processing apparatuses, such as protein which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るタンパク質等溶液ろ過処理装置の本体部の機構を示す正面図である。It is a front view which shows the mechanism of the main-body part of the solution filtration processing apparatuses, such as a protein which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るタンパク質等溶液ろ過処理装置の本体部の機構を示す側面図である。It is a side view which shows the mechanism of the main-body part of the solution filtration processing apparatus, such as protein which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る処理の流れ図である。It is a flowchart of the process which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るタンパク質等溶液ろ過処理装置を用いた処理と遠心ろ過および手作業による処理結果を示す相対標準偏差の頻度分布図である。It is a frequency distribution figure of the relative standard deviation which shows the process using the solution filtration processing apparatus, such as a protein which concerns on embodiment of this invention, and the processing result by centrifugal filtration and manual work.

符号の説明Explanation of symbols

１０ タンパク質等溶液ろ過処理装置
１２ 窒素ガス圧縮貯蔵器（窒素ガス供給部、吸引吐出部）
１３，３５ 管路
１５ フィルタ処理部
１６ ノズルヘッド
１８ シリンダ（大気吸引吐出部）
１９ ノズル
２２ 容器群
２３，２７ 限外ろ過フィルターユニット（フィルタ封入容器）
３４ 弁（切換部） 10 Protein Filtration Processing Device 12 Nitrogen Gas Compression Storage (Nitrogen Gas Supply Unit, Suction Discharge Unit)
13, 35 Pipe line 15 Filter processing part 16 Nozzle head 18 Cylinder (atmospheric suction / discharge part)
19 Nozzle 22 Container group 23, 27 Ultrafiltration filter unit (filter enclosure)
34 Valve (switching part)

Claims (15)

２種類以上の気体の中から指定した気体の吸引または吐出が可能な吸引吐出部によって吸引または吐出された気体が通過可能な１または複数連のノズルに直接的または間接的に装着可能な装着用開口部を有する装着可能容器と、該装着可能容器内に封入され、前記装着用開口部側において前記ノズルに装着された状態で液体が貯留可能なように前記容器内を仕切り、該液体の通過によって所定物質を分離可能なフィルタとを有するフィルタ封入容器に、前記装着用開口部を通して、前記所定物質を含有する溶液を導入する導入工程と、
該溶液が導入された前記フィルタ封入容器を前記ノズルに直接的または間接的に装着する装着工程と、
装着された該フィルタ封入容器に対して、前記ノズルから前記気体を吐出して前記所定物質を分離する加圧ろ過工程とを有するタンパク質等溶液ろ過処理方法。 For mounting that can be mounted directly or indirectly on one or a plurality of nozzles through which the gas sucked or discharged can be passed by a suction / discharge section capable of sucking or discharging specified gas from two or more types of gases A mountable container having an opening, and the container is partitioned in the mountable container so that the liquid can be stored in a state of being mounted on the nozzle on the mounting opening, and the liquid passes therethrough. An introduction step of introducing a solution containing the predetermined substance into the filter enclosure having a filter capable of separating the predetermined substance by the mounting opening;
A mounting step of mounting the filter-enclosed container introduced with the solution directly or indirectly to the nozzle;
A method for filtering a solution of protein or the like, comprising: a pressure filtration step of discharging the gas from the nozzle to separate the predetermined substance with respect to the attached filter enclosure. 前記加圧ろ過工程の後、前記ノズルから前記フィルタ封入容器を脱着する脱着工程と、前記フィルタ封入容器に封入されたフィルタと異なる種類のフィルタを有する他のフィルタ封入容器に、その装着用開口部を通して、前記加圧ろ過工程においてろ過された溶液を導入する再導入工程と、前記溶液が導入された該フィルタ封入容器を前記ノズルに直接的または間接的に装着する装着工程と、装着された該フィルタ封入容器に対して、前記ノズルから前記気体を吐出する加圧ろ過工程とを有する請求項１に記載のタンパク質等溶液ろ過処理方法。   After the pressure filtration step, a desorption step of detaching the filter enclosure from the nozzle, and another filter enclosure having a filter of a different type from the filter enclosed in the filter enclosure, its mounting opening Through the re-introduction step of introducing the solution filtered in the pressure filtration step, the mounting step of directly or indirectly mounting the filter enclosure into which the solution is introduced, and the mounted The protein filtration solution processing method according to claim 1, further comprising a pressure filtration step of discharging the gas from the nozzle to the filter enclosure. 前記導入工程または前記再導入工程において、前記溶液中の前記所定物質は、タンパク質および該タンパク質を吸着しまたは吸着可能な所定粒子であって、前記フィルタは、該所定物質のサイズよりも小さいポア径を持つ孔または空隙を有する請求項１又は請求項２のいずれかに記載のタンパク質等溶液ろ過処理方法。   In the introduction step or the reintroduction step, the predetermined substance in the solution is a protein and predetermined particles capable of adsorbing or adsorbing the protein, and the filter has a pore diameter smaller than the size of the predetermined substance. The protein filtration solution treatment method according to claim 1, wherein the protein filtration solution treatment method has pores or voids having the following. 前記導入工程、再導入工程または加圧ろ過工程には、前記フィルタ封入容器に導入した液量を検知する検知工程を有する請求項１または請求項３のいずれかに記載のタンパク質等溶液ろ過処理方法。   4. The protein solution filtration method according to claim 1, wherein the introduction step, the reintroduction step, or the pressure filtration step includes a detection step of detecting the amount of liquid introduced into the filter enclosure. 5. . 前記２種類以上の気体の内１の種類は大気であり、前記導入工程は、大気の吸引および吐出を前記ノズルに装着した分注チップを用いて行うことで、前記フィルタ封入容器内に液体を導入し、前記装着工程は、前記ノズルから該分注チップを脱着した後に、前記フィルタ封入容器を装着し、前記加圧ろ過工程は、前記大気以外の気体を、大気と切り換えて前記ノズルを介して前記フィルタ封入部に吐出することによって行う請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のタンパク質等溶液ろ過処理方法。   One type of the two or more types of gases is the atmosphere, and the introduction step performs the suction and discharge of the atmosphere using a dispensing tip attached to the nozzle, so that the liquid is put into the filter enclosure. Introducing the mounting step, after detaching the dispensing tip from the nozzle, mounting the filter enclosure, and the pressure filtration step switching the gas other than the atmosphere to the atmosphere through the nozzle. The method for filtering a solution of protein or the like according to any one of claims 1 to 4, wherein the method is performed by discharging the filter into the filter enclosure. 前記大気以外の気体は、圧縮窒素ガスである請求項５に記載のタンパク質等溶液ろ過処理方法。   The solution filtration treatment method for proteins according to claim 5, wherein the gas other than the atmosphere is compressed nitrogen gas. 前記加圧ろ過工程、導入工程または再導入工程において、前記ノズル内に残留する気体を他の気体と置換する置換工程を有する請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のタンパク質等溶液ろ過処理方法。   The protein filtration solution treatment according to any one of claims 1 to 6, further comprising a replacement step of replacing the gas remaining in the nozzle with another gas in the pressure filtration step, the introduction step, or the reintroduction step. Method. ２種類以上の気体の中から指定した気体についての吸引または吐出が可能な吸引吐出部と、
該吸引吐出部によって吸引または吐出された気体が通過可能な１または複数連のノズルと、
該ノズルに直接的または間接的に装着可能な装着用開口部を有する装着可能容器、および該装着可能容器内に封入され、前記装着用開口部側において前記ノズルに装着された状態で液体が貯留可能なように前記容器内を仕切り、該液体の通過によって所定物質を分離可能なフィルタを有するフィルタ封入容器と、
前記ノズルに装着可能な部材、溶液、検体、または試薬を収容可能な複数の容器を有する容器群と、
前記ノズルヘッドを前記容器群に対して相対的に移動可能とする移動部とを有するタンパク質等溶液ろ過処理装置。 A suction / discharge unit capable of sucking or discharging a specified gas from two or more kinds of gases;
One or a plurality of nozzles through which the gas sucked or discharged by the suction and discharge section can pass;
A mountable container having a mounting opening that can be mounted directly or indirectly on the nozzle, and a liquid that is sealed in the mountable container and is mounted on the nozzle on the mounting opening side A filter enclosure having a filter that partitions the inside of the container as possible and can separate a predetermined substance by passing the liquid;
A container group having a plurality of containers capable of containing a member, solution, specimen, or reagent that can be attached to the nozzle;
A solution filtration processing apparatus for proteins, etc., having a moving part that allows the nozzle head to move relative to the container group. 前記ノズルからの吸引もしくは吐出について、その気体の種類、量もしくは圧力、回数、時間または位置を、前記ノズル、ノズルに装着可能な部材の構造、処理すべき溶液もしくはそこに含まれる物質の種類、その濃度、その量または該溶液の収容位置を含む座標位置からなる物質条件、および、該溶液に対する処理内容に基づいて制御する制御部を有する請求項８に記載のタンパク質等溶液ろ過処理装置。   For suction or discharge from the nozzle, the type, amount or pressure, number of times, time or position of the gas, the nozzle, the structure of a member that can be attached to the nozzle, the type of solution to be processed or the substance contained therein, The protein solution solution filtration processing apparatus according to claim 8, further comprising: a control unit configured to control the concentration, the amount thereof, or the substance condition including the coordinate position including the storage position of the solution, and the processing content of the solution. 前記吸引吐出部は、前記ノズルを介しての大気の吸引および吐出が可能な大気吸引吐出部と、大気以外の種類の気体を供給する気体供給部と、前記気体供給部と前記大気吸引吐出部とを切り換えて前記ノズルと接続させる切換部とを有する請求項８または請求項９のいずれかに記載のタンパク質等溶液ろ過処理装置。   The suction and discharge unit includes an atmospheric suction and discharge unit capable of sucking and discharging air through the nozzle, a gas supply unit that supplies a gas of a type other than the atmosphere, the gas supply unit, and the atmospheric suction and discharge unit The protein filtration solution processing apparatus according to claim 8, further comprising: a switching unit that switches between the nozzle and the nozzle. 前記大気以外の種類の気体は圧縮窒素ガスであり、前記気体供給部は、窒素ガス圧縮貯蔵器である請求項１０に記載のタンパク質等溶液ろ過処理装置。   The protein filtration solution processing apparatus according to claim 10, wherein the gas other than the atmosphere is compressed nitrogen gas, and the gas supply unit is a nitrogen gas compression store. 前記所定物質は、前記溶液中の前記所定物質は、タンパク質および該タンパク質を吸着しまたは吸着可能な所定粒子であって、前記フィルタは、該所定物質のサイズよりも小さいポア径を持つ孔または空隙を有する請求項８に記載のタンパク質等溶液ろ過処理装置。   The predetermined substance is a predetermined particle in the solution that is a protein and a predetermined particle that can adsorb or adsorb the protein, and the filter has pores or voids having a pore diameter smaller than the size of the predetermined substance. The protein filtration solution processing apparatus of Claim 8 which has these. 前記ノズルヘッドの前記ノズルに装着した部材を該ノズルから除去する脱着部を設けた請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載のタンパク質等溶液ろ過処理装置。   The protein filtration solution processing apparatus according to any one of claims 8 to 12, further comprising a desorption part that removes a member attached to the nozzle of the nozzle head from the nozzle. 前記フィルタ封入容器内または容器内の液量を検知する液量検知手段を設けた請求項８ないし請求項１３のいずれかに記載のタンパク質等溶液ろ過処理装置。   The protein solution solution processing apparatus according to any one of claims 8 to 13, further comprising a liquid amount detecting means for detecting a liquid amount in the filter enclosure or in the container. 前記制御部による、前記ノズルからの吸引もしくは吐出について、その気体の種類、量もしくは圧力、回数、時間または位置の制御は、所定タンパク質の分離もしくは除去、または、タンパク質溶液の濃縮もしくはバッファ置換のいずれかの前記処理内容に基づいて行われる請求項８に記載のタンパク質等溶液ろ過処理装置。   Regarding the suction or discharge from the nozzle by the control unit, the control of the type, amount or pressure, number of times, time or position of the gas is either separation or removal of a predetermined protein, concentration of a protein solution, or buffer replacement. The protein solution solution filtering apparatus according to claim 8, which is performed based on the processing content.
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