过滤滤除器的制作方法

文档序号:24302073发布日期:2021-03-17 00:53阅读:63来源:国知局
过滤滤除器的制作方法

本发明涉及过滤滤除器。



背景技术:

作为滤除器,例如,已知具有圆筒形状的滤除器(例如,参照专利文献1。)。

专利文献1的滤除器包含:内侧的筒状金属丝网,对纵向的重合部进行了焊接;滤除器主体,将金属纤维的毡片以给定的厚度缠绕于内侧的筒状金属丝网,且浸渍耐热性树脂并使其干燥;以及外侧的筒状金属丝网,对纵向的重合部进行了焊接。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平9-276636号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

近年来,在具有筒形状的过滤滤除器中,要求能够通过施加外部的力而容易地切断的过滤滤除器。

本发明的目的在于,提供一种能够通过施加外部的力而容易地切断的过滤滤除器。

用于解决课题的技术方案

本发明的一个方式的过滤滤除器是设置有第1开口和与所述第1开口对置的第2开口的筒形状的过滤滤除器,其中,

具备:滤除器基体部,划定以正方格子排列而配置的多个贯通孔,

所述滤除器基体部具有:

连续部,在从所述过滤滤除器的所述第1开口朝向所述第2开口的方向和周向上连续地形成,所述周向是如下的方向,即,在与从所述过滤滤除器的所述第1开口朝向所述第2开口的方向正交的方向上将所述过滤滤除器切断时的剖面中沿着所述过滤滤除器的外周;以及

非连续部,使所述连续部的一部分在与所述过滤滤除器的所述周向正交的方向上错开而形成。

发明效果

根据本发明,能够提供一种能通过施加外部的力而容易地切断的过滤滤除器。

附图说明

图1是本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器的一个例子的概略立体图。

图2是将图1的滤除器部的非连续部的一部分放大的概略立体图。

图3是将图1的滤除器部的非连续部的一部分放大的概略俯视图。

图4是示出本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器的切断方法的一个例子的图。

图5a是示出本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器的制造方法的工序的一个例子的概略图。

图5b是示出本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器的制造方法的工序的一个例子的概略图。

图5c是示出本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器的制造方法的工序的一个例子的概略图。

图5d是示出本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器的制造方法的工序的一个例子的概略图。

图5e是示出本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器的制造方法的工序的一个例子的概略图。

图6a是示出形成非连续部的方法的一个例子的概略图。

图6b是示出形成非连续部的方法的一个例子的概略图。

图7是示出在应力分析仿真中使用的分析模型的一个例子的概略放大图。

图8a是示出比较例1的分析模型的应力分析仿真结果的一个例子的图。

图8b是将图8a的比较例1的z1部分放大的图。

图9a是示出实施例1的分析模型的应力分析仿真结果的一个例子的图。

图9b是将图9a的实施例1的z2部分放大的图。

图10是示出在分析模型的滤除器的非连续部中进行了应力分析的部位的图。

图11是示出进行了应力分析的详细的位置的图。

图12a是示出比较例2的分析模型的概略结构的图。

图12b是示出实施例9的分析模型的概略结构的图。

图13是示出比较例2以及实施例2~9的应力分析结果的一个例子的图。

图14是示出以比较例2为基准的实施例2~9的最大主应力的关系的图。

图15a是示出使用本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器进行过滤的样子的一个例子的图。

图15b是示出使用本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器进行过滤的样子的另一个例子的图。

图16是本发明涉及的实施方式2的过滤滤除器的一部分的一个例子的概略立体图。

图17是示出比较例3以及实施例10~14的应力分析结果的一个例子的图。

图18是示出比较例4以及实施例15~17的应力分析结果的一个例子的图。

具体实施方式

(完成本发明的经过)

近年来,在使用筒形状的过滤滤除器通过交叉流(cross-f1ow)过滤方式对包含过滤对象物的流体进行过滤之后,想要观察被过滤滤除器捕捉的过滤对象物的要求日益提高。例如,在使用过滤滤除器进行了过滤之后,存在想将捕捉了过滤对象物的过滤滤除器设置于光学显微镜而对过滤对象物进行观察的要求。

然而,在筒形状的过滤滤除器中,在过滤滤除器的内部捕捉过滤对象物,因此难以对被过滤滤除器捕捉的过滤对象物进行观察。因此,在使用过滤滤除器进行了过滤之后,对过滤滤除器施加外部的力而切断,对在过滤滤除器内部捕捉的过滤对象物进行观察。

在这样的背景下,在筒形状的过滤滤除器中,要求不被进行过滤时的流体的力破坏且能够在过滤结束之后通过从外部施加力而容易地切断。

因此,本发明的发明人们为了提供一种在维持能够经受过滤的强度的同时能够通过从外部施加力而容易地切断的筒形状的滤除器,完成了以下的发明。

本发明的一个方式的过滤滤除器是设置有第1开口和与所述第1开口对置的第2开口的筒形状的过滤滤除器,其中,

具备:滤除器基体部,划定以正方格子排列而配置的多个贯通孔,

所述滤除器基体部具有:

连续部,在从所述过滤滤除器的所述第1开口朝向所述第2开口的方向和周向上连续地形成,所述周向是如下的方向,即,在与从所述过滤滤除器的所述第1开口朝向所述第2开口的方向正交的方向上将所述过滤滤除器切断时的剖面中沿着所述过滤滤除器的外周;以及

非连续部,使所述连续部的一部分在与所述过滤滤除器的所述周向正交的方向上错开而形成。

通过这样的结构,在筒形状的过滤滤除器中,能够通过从外部施加力而容易地切断。

也可以是,所述滤除器基体部具有:第1滤除器基体部,在所述非连续部中在从所述过滤滤除器的所述第1开口朝向所述第2开口的方向上延伸;多个第2滤除器基体部,在所述过滤滤除器的所述周向上与所述第1滤除器基体部的一侧连接;以及多个第3滤除器基体部,在所述过滤滤除器的所述周向上与所述第1滤除器基体部的另一侧连接,

连接所述多个第2滤除器基体部和所述第1滤除器基体部的多个第1连接部和连接所述多个第3滤除器基体部和所述第1滤除器基体部的多个第2连接部在从所述过滤滤除器的所述第1开口朝向所述第2开口的方向上错开。

通过这样的结构,在形成非连续部的第1滤除器基体部中,在多个第2滤除器基体部以及多个第3滤除器基体部各自形成有连接点,多个第2滤除器基体部以及多个第3滤除器基体部在过滤滤除器的周向上延伸。由此,容易在非连续部产生应力,能够更容易地切断过滤滤除器。

也可以是,所述多个第1连接部各自分别配置在相邻的所述多个第2连接部之间。

通过这样的结构,在筒形状的过滤滤除器中,能够通过从外部施加力而更容易地切断。

也可以是,所述第1滤除器基体部的宽度与形成所述连续部的滤除器基体部的宽度相等。

通过这样的结构,在筒形状的过滤滤除器中,能够通过从外部施加力而更加容易地切断。

也可以是,所述过滤滤除器是具有一端和另一端的膜状的滤除器,通过将所述一端和所述另一端接合而形成为筒形状,

所述非连续部形成在将所述一端和所述另一端接合的接合部。

通过这样的结构,能够容易地形成非连续部,并且在筒形状的过滤滤除器中,能够通过从外部施加力而更加容易地切断。

也可以是,所述滤除器基体部以金属以及金属氧化物中的至少任一者为主成分。

通过这样的结构,在筒形状的过滤滤除器中,在使机械强度提高的同时能够通过从外部施加力而容易地切断。

以下,参照附图对本发明涉及的实施方式1进行说明。此外,在各图中,为了使说明变得容易,夸张地示出了各要素。

(实施方式1)

[整体结构]

图1是本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器1a的一个例子的概略立体图。图2是将图1的滤除器部10的非连续部14的一部分放大的概略立体图。图3是将图1的滤除器部10的非连续部14的一部分放大的概略俯视图。图1中的d1、d2方向分别示出过滤滤除器1a的周向、与过滤滤除器1a的周向正交的方向。图2以及3中的x、y、z方向分别示出过滤滤除器1a的横向、纵向、厚度方向。

如图1所示,过滤滤除器1a形成为设置有第1开口2和与第1开口2对置的第2开口3的圆筒形状。第1开口2和第2开口3在过滤滤除器1a的纵向(y方向)上对置。在本说明书中,所谓周向d1,意味着与从过滤滤除器1a的第1开口2朝向第2开口3的方向d2正交且沿着过滤滤除器1a的外周部的形状环绕的方向。具体地,所谓周向d1,意味着如下的方向,即,在与从过滤滤除器1a的第1开口2朝向第2开口3的方向d2正交的方向上将过滤滤除器1a切断时的剖面中沿着过滤滤除器1a的外周。在实施方式1中,周向d1意味着过滤滤除器1a的圆周方向。

在实施方式1中,过滤滤除器1a具备滤除器部10和框部20。滤除器部10形成为中空圆筒形状。框部20配置在滤除器部10的两端,并形成为环状。

在实施方式1中,对过滤滤除器1a具备框部20的例子进行说明,但是框部20不是必需的结构。此外,在实施方式1中,作为一个例子,对圆筒形状的过滤滤除器1a进行说明,但是过滤滤除器1a的形状并不限定于圆筒形状。过滤滤除器1a只要具有筒形状即可。

在实施方式1中,过滤滤除器1a通过将具有第1主面ps1和与第1主面ps1对置的第2主面ps2的、具有矩形的膜状的滤除器卷起来,从而形成为圆筒形状。第1主面ps1位于圆筒形状的过滤滤除器1a的外表面,第2主面ps2位于圆筒形状的过滤滤除器1a的内表面。

过滤滤除器1a是用于交叉流过滤的滤除器。在过滤滤除器1a中,在圆筒形状的内侧流过包含过滤对象物的流体。由此,过滤对象物被过滤滤除器1a的第2主面ps2捕捉,并且流体的一部分从过滤滤除器1a的第2主面ps2朝向第1主面ps1流动。

在本说明书中,所谓“过滤对象物”,意味着流体包含的对象物之中应被过滤的对象物。例如,过滤对象物可以是粉体或微粒子。此外,过滤对象物也可以是流体包含的来源于生物的物质。所谓“来源于生物的物质”,意味着细胞(真核生物)、细菌(真细菌)、病毒等来源于生物的物质。作为细胞(真核生物),例如,包括人工多能干细胞(ips细胞)、es细胞、干细胞、间充质干细胞、单核细胞、单细胞、细胞团块、浮游细胞、黏附细胞、神经细胞、白血球、再生医疗用细胞、自体细胞、癌细胞、血中循环癌细胞(ctc)、hl-60、hela、菌类。作为细菌(真细菌),例如,包括大肠杆菌、结核菌。

如图1~3所示,滤除器部10由对周期性地排列的多个贯通孔11进行划定的滤除器基体部12形成。在实施方式1中,多个贯通孔11以正方格子排列进行配置。形成滤除器部10的滤除器基体部12以金属以及金属氧化物中的至少任一者为主成分。滤除器基体部12例如可以是金、银、铜、铂、镍、钯、钛、它们的合金以及它们的氧化物。

滤除器基体部12具有连续部13和非连续部14,连续部13呈格子状连续地形成,非连续部14使连续部13在与过滤滤除器1a的周向d1正交的方向d2上错开而形成。

如图2以及图3所示,连续部13呈格子状连续地形成。所谓“呈格子状连续地形成”,意味着滤除器基体部12之中在过滤滤除器1a的周向d1(x方向)上延伸的部分形成为不具有拐点,且滤除器基体部12之中在过滤滤除器1a的纵向(y方向)上延伸的部分形成为不具有拐点。在实施方式1中,滤除器基体部12一体地形成。

换言之,所谓“呈格子状连续地形成”,意味着在从过滤滤除器1a的第1开口2朝向第2开口3的方向d2上连续地形成,且在周向d1上连续地形成,周向d1为如下的方向,即,在与从过滤滤除器1a的第1开口2朝向第2开口3的方向d2正交的方向上将过滤滤除器1a切断时的剖面中沿着过滤滤除器1a的外周。

在连续部13中,周期性地排列有多个贯通孔11,使得哈密顿函数(hamiltonian)具有平移对象性。例如,所谓连续部13,意味着滤除器基体部12之中向过滤滤除器1a的周向d1延伸的部分、或在与周向d1正交的方向d2上延伸的部分局部性地具有周期性。在实施方式1中,所谓与周向d1正交的方向d2,意味着从第1开口2朝向第2开口3的方向。

像这样,在滤除器基体部12中,连续部13呈格子状连续地形成。因此,由滤除器基体部12划定的多个贯通孔11在滤除器部10的第1主面ps1以及第2主面ps2上周期性地配置。具体地,多个贯通孔11在滤除器部10中以等间隔呈矩阵状设置。

在实施方式1中,从滤除器部10的第1主面ps1侧观察,即,从z方向观察,贯通孔11具有正方形的形状。多个贯通孔11在从滤除器部10的第1主面ps1侧(z方向)观察与正方形的各边平行的两个排列方向,即,图2以及图3中的x方向和y方向上以相等的间隔设置。像这样,通过将多个贯通孔11以正方格子排列进行设置,从而能够提高开口率,能够降低流体相对于过滤滤除器1a的通过阻力。

多个贯通孔11的间隔可根据过滤对象物的种类(大小、形态、性质、弹性)或量适当地进行设计。在此,所谓贯通孔11的间隔,如图3所示,意味着从滤除器部10的第1主面ps1侧对贯通孔11进行观察时任意的贯通孔11的中心和相邻的贯通孔11的中心的间隔b。在周期排列的构造体的情况下,贯通孔11的间隔b例如大于贯通孔11的一边d的1倍且为10倍以下,优选为贯通孔11的一边d的3倍以下。或者,例如,滤除器部10的开口率为10%以上,优选地,开口率为25%以上。通过这样的结构,能够降低流体相对于滤除器部10的通过阻力。另外,所谓开口率,可通过(贯通孔11所占的面积)/(假定贯通孔11未开孔时的第1主面ps1的投影面积)进行计算。

滤除器部10的厚度优选为贯通孔11的大小(一边d)的0.1倍以上且10倍以下。更优选地,滤除器部10的厚度大于贯通孔11的大小(一边d)的0.5倍且为10倍以下。通过这样的结构,能够降低过滤滤除器1a对流体的阻力。其结果是,能够降低对过滤对象物的压力。

在滤除器部10中,包含过滤对象物的流体所接触的第2主面ps2优选表面粗糙度小。在此,所谓表面粗糙度,意味着在第2主面ps2的任意的五个部位用触针式高低差计测定的最大值与最小值之差的平均值。在实施方式1中,表面粗糙度优选小于过滤对象物的大小,更优选小于过滤对象物的大小的一半。换言之,滤除器部10的第2主面ps2上的多个贯通孔11的开口形成在同一平面(xy平面)上。此外,作为滤除器部10之中未形成贯通孔11的部分的滤除器基体部12相连而形成为一体。通过这样的结构,可降低过滤对象物向滤除器部10的第2主面ps2的附着,能够降低流体的阻力。

在贯通孔11中,第1主面ps1侧的开口和第2主面ps2侧的开口通过连续的壁面而连通。具体地,贯通孔11设置为第1主面ps1侧的开口能够投影到第2主面ps2侧的开口。即,在从第1主面ps1侧观察滤除器部10的情况下,贯通孔11设置为第1主面ps1侧的开口与第2主面ps2侧的开口重叠。

投影到相对于滤除器部10的第1主面ps1垂直的面的贯通孔11的形状(剖面形状)为长方形。具体地,贯通孔11的剖面形状是过滤滤除器1a的周向d1的一边的长度比过滤滤除器1a的厚度方向的一边的长度长的长方形。另外,贯通孔11的剖面形状并不限定于长方形,例如,可以是平行四边形或梯形等锥形状,可以是对称形状,也可以是非对称形状。

非连续部14使连续部13的一部分在与过滤滤除器1a的周向d1正交的方向d2上错开而形成。具体地,使连续部13之中在过滤滤除器1a的横向(x方向)上延伸的部分在过滤滤除器1a的纵向(y方向)上错开而形成。

所谓非连续部14,意味着如下的部分,即,滤除器基体部12之中在过滤滤除器1a的周向d1上延伸的部分或在与周向d1正交的方向d2上延伸的部分具有拐点,在拐点处形成有三个岔路的部分。

如图2以及图3所示,滤除器基体部12在非连续部14中具有在与过滤滤除器1a的周向d1(x方向)正交的方向d2(y方向)上延伸的第1滤除器基体部12a。此外,滤除器基体部12具有多个第2滤除器基体部12b和多个第3滤除器基体部12c,多个第2滤除器基体部12b在过滤滤除器1a的周向d1(x方向)上与第1滤除器基体部12a的一侧连接,多个第3滤除器基体部12c在过滤滤除器1a的周向d1(x方向)上与第1滤除器基体部12a的另一侧连接。多个第2滤除器基体部12b和多个第3滤除器基体部12c一体地形成。

在非连续部14中,形成有连接多个第2滤除器基体部12b和第1滤除器基体部12a的多个第1连接部15以及连接多个第3滤除器基体部12c和第1滤除器基体部12a的多个第2连接部16。

多个第1连接部15和多个第2连接部16在第1滤除器基体部12a中相互分离。具体地,第1连接部15配置在相邻的两个第2连接部16之间。换言之,多个第1连接部15各自分别配置在相邻的多个第2连接部16之间。

因此,在非连续部14中,多个第1贯通孔11a和与多个第1贯通孔11a相邻的多个第2贯通孔11b的贯通孔的排列在与过滤滤除器1a的周向d1正交的方向d2(y方向)上错开。另外,多个第1贯通孔11a以及多个第2贯通孔11b分别在非连续部14中配置在过滤滤除器1a的高度方向(y方向)上,即,配置在与过滤滤除器1a的周向d1正交的方向d2上。

像这样,过滤滤除器1a通过使连续部13的一部分在与过滤滤除器1a的周向d1(x方向)正交的方向d2(y方向)上错开,从而形成非连续部14。在非连续部14中,与连续部13相比,能够增加连接滤除器基体部12的连接部的数目。另外,所谓连续部13中的连接部,意味着在过滤滤除器1a的横向(x方向)上延伸的滤除器基体部12的部分和在过滤滤除器1a的纵向(y方向)上延伸的滤除器基体部12的部分交叉地连接的部分。非连续部14中的连接部意味着第1连接部15和第2连接部16。

在非连续部14中,连接部形成得比连续部13多,因此与连续部13相比应力容易集中。因此,非连续部14与连续部13相比,在从外部施加力时容易破坏或变形。即,在非连续部14中,与连续部13相比,能够容易地切断。此外,非连续部14具有在过滤时不会被流体流过的力破坏的强度。像这样,过滤滤除器1a能够在维持能够经受过滤的强度的同时通过从外部施加力而容易地切断。其结果是,在过滤滤除器1a中,在过滤结束之后,能够从外部对非连续部14施加力而切断,并容易地对被过滤滤除器1a捕捉的过滤对象物进行观察。

在实施方式1中,形成非连续部14的第1滤除器基体部12a的宽度与形成连续部13的滤除器基体部12的宽度相等。具体地,在非连续部14中,在与圆筒形状的过滤滤除器1a的周向d1(x方向)正交的方向d2(y方向)上延伸的第1滤除器基体部12a的宽度与形成连续部13的滤除器基体部12的宽度相等。在此,所谓“相等”,包含10%的范围内的误差。

框部20是分别配置在圆筒形状的滤除器部10的两端的构件。从圆筒形状的滤除器部10的一端侧或另一端侧观察,框部20形成为环状。

也可以在框部20显示滤除器的信息(例如,贯通孔11的尺寸等)。由此,不用重新进行测长等就能够掌握贯通孔11的孔尺寸。

在实施方式1中,构成框部20的材料与构成滤除器部10(滤除器基体部12)的材料相同。

在实施方式1中,圆筒形状的过滤滤除器1a的直径为12mm,高度为22mm,膜厚为2μm。正方形的贯通孔11的一边为6μm。滤除器基体部12的宽度为2.5μm。另外,过滤滤除器1a并不限定于这些尺寸,也可以以其它尺寸来制作。

[动作]

使用图4对过滤滤除器1a的切断方法进行说明。图4示出本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器1a的切断方法的一个例子。

如图4所示,通过将非连续部14沿着在过滤滤除器1a的高度方向(y方向)上延伸的切断线cl1切断,从而能够容易地切断圆筒形状的过滤滤除器1a。

关于切断,例如,使用镊子和手术刀来进行。

[制造方法]

接着,使用图5a~5e对过滤滤除器1a的制造方法的一个例子进行说明。图5a~5e是示出本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器1a的制造方法的工序的一个例子的概略图。另外,图5a~5e示出将过滤滤除器1a加工成圆筒形状之前的工序。

如图5a所示,在硅等的基板31上形成厚度为1.5μm的铜薄膜32。铜薄膜32能够通过蒸镀或溅射来形成。此时,为了使基板31和铜薄膜32的粘接性提高而形成厚度为0.5μm的ti的中间层33。

接着,在铜薄膜32上通过旋涂来涂敷抗蚀剂并使其干燥,由此形成厚度为2μm的抗蚀剂膜。

如图5b所示,对抗蚀剂膜34进行曝光以及显影处理,除去了相当于滤除器基体部12的部位的抗蚀剂膜34。另外,孔形状设为正方形。

如图5c所示,在除去了抗蚀剂膜34的部分使用电铸形成包含ni镀敷膜35的滤除器基体部12。接下来,使用有机溶剂除去抗蚀剂膜34,由此制作加工成圆筒形状之前的过滤滤除器1a。

在加工成圆筒形时,如果是过滤滤除器1a单体,则存在发生由流体造成的变形的担忧,因此需要使过滤滤除器的机械强度提高。因此,在过滤滤除器1a的外周部以及中央线部形成增强层36。增强层36的厚度为20μm,在配置于滤除器基体部12的部分,以10μm间隔呈正方格子状排列有一边为290μm的正方形的贯通孔11。

关于增强层36,通过与图5a~5c同样的方法形成厚度为30μm的抗蚀剂膜34,并通过曝光以及显影处理除去过滤滤除器1a的外周部以及中央线部的抗蚀剂膜34。如图5d所示,在除去了抗蚀剂膜34的部位使用电铸形成包含ni镀敷膜的增强层36。使用有机溶剂除去抗蚀剂膜34,由此如图5e所示,制作贯通孔11的一边为6μm且开口率为50%的过滤滤除器1a。在该阶段,过滤滤除器1a为具有矩形形状的膜状的滤除器。过滤滤除器1a的框部20以及支承部21由增强层36形成。

另外,虽然在实施方式1的过滤滤除器1a的制造方法中对形成增强层36的例子进行了说明,但是增强层36不是必需的结构。

接着,使用图6a以及图6b对将过滤滤除器1a加工成圆筒形状的方法的例子进行说明。图6a以及图6b是形成非连续部14的方法的一个例子的概略图。

如图6a所示,在由聚缩醛树脂形成的圆筒状的容器40的外周缠绕过滤滤除器1a。容器40是有底的容器。被缠绕过滤滤除器1a的容器40的侧壁敞开。容器40是用于过滤的容器的一个例子。容器40并不限定于此。

具体地,在具有一端e1和另一端e2的膜状的过滤滤除器1a的外周部粘附胶带之后,通过将过滤滤除器1a缠绕到容器40,从而卷成圆筒形状并固定。更具体地,在过滤滤除器1a的外周部,与外周部的x以及y方向上的宽度匹配地粘附厚度为50μm的双面胶带(lintec(株式会社):tacklinertl-450s-16),该双面胶带以聚酯膜为基材并薄薄地涂覆了丙烯酸粘着材料。另外,外周部的另一端e2侧在长边方向(x方向)上形成未粘附双面胶带的3mm的间隙。通过将粘附了双面胶带的过滤滤除器1a缠绕到容器40,从而卷成圆筒形状并固定。

如图6b所示,使用光学显微镜以及显微操纵器(micromanipulator)通过环氧类树脂将过滤滤除器1a的一端e1和另一端e2接合。具体地,通过在一端e1和另一端e2的接合面、以及过滤滤除器1a的外周部和容器40的间隙涂敷环氧树脂而进行接合。此时,将一端e1和另一端e2错开进行接合,使得多个贯通孔11的排列变得不连续。由此,在将一端e1和另一端e2接合的接合部形成非连续部14。更具体地,将光学显微镜的倍率设为1000倍,一边用显微镜进行观察,一边使用显微操纵器使未粘附双面胶带的外周部的另一端e2侧移动,进行接合部处的格子的位置对齐。在进行了位置对齐之后,用胶带临时固定,在一端e1和另一端e2的接合面、以及过滤滤除器1a的外周部和容器40的间隙涂敷环氧树脂,从而进行接合。

[过滤对象物的观察方法]

在使用了圆筒形状的过滤滤除器1a的过滤对象物的过滤结束之后,使用镊子以及手术刀切断过滤滤除器1a的非连续部14。具体地,将对过滤滤除器1a的一端e1和另一端e2进行接合的环氧树脂切割剥离,从外周使用镊子将非连续部14慢慢地从容器40剥离。由此,在非连续部14处切断圆筒形状的过滤滤除器1a,能够用显微镜对被过滤滤除器1a的第2主面ps2捕捉的过滤对象物直接进行观察。特别是,在过滤对象物为细胞的情况下,能够在不对细胞造成损害的情况下对过滤对象物进行观察。

[应力分析仿真]

关于在滤除器部10的非连续部14产生的应力,对使用株式会社村田制作所制作的femtet进行了应力分析仿真的结果进行说明。

图7是示出在应力分析仿真中使用的分析模型的一个例子的概略放大图。如图7所示,在分析模型中使用的过滤滤除器以正方格子排列而配置有正方形的多个贯通孔11。分析模型的滤除器的贯通孔11的一边l1为12μm,深度l2为5μm。滤除器基体部12的宽度l3为5μm。此外,分析模型的滤除器的构成材料为ni。

在应力分析仿真中,使在非连续部14处形成的第1贯通孔11a和第2贯通孔11b的排列的偏移s1、s2变化。偏移s1意味着,从将非连续部14处的第2贯通孔11b的下边l11在滤除器的横向(x方向)上延长的延长线l12和第1贯通孔11a的侧边l21交叉的点cp1到第1贯通孔11a的下边l22的距离。偏移s2意味着从延长线l12和第1贯通孔11a的侧边l21交叉的点cp1到第1贯通孔11a的上边l23的距离。另外,偏移s2能够通过“s2=(12-s1)”算出。

在应力分析仿真中,对偏移s1、s2进行调整,在没有偏移的比较例1和有偏移的实施例1中进行了应力分析。另外,在比较例1中,s1=0μm,s2=12μm,在实施例1中,s1=8.5μm,s2=3.5μm。

在比较例1以及实施例1的应力分析仿真中,在过滤滤除器的周向d1上,即,在+x方向以及-x方向这两个方向上拉伸分析模型的滤除器,对非连续部14的主面(第1主面ps1)施加了0.05n/m2的表面载荷(surfaceload)。

图8a示出比较例1的分析模型的应力分析仿真结果的一个例子。图8b是将图8a的比较例1的z1部分放大的图。图9a示出实施例1的分析模型的应力分析仿真结果的一个例子。图9b是将图9a的实施例1的z2部分放大的图。如图8a、8b以及图9a、9b所示,在实施例1的非连续部14中,与比较例1相比,在更宽的范围产生了应力。这起因于,在实施例1的非连续部14中,与比较例1相比,滤除器基体部12的连接部的数目更多。可认为,在滤除器基体部12的连接部处容易产生应力,因此在实施例1中,与比较例1相比,产生应力的部位变多了。

接着,使用分析模型的滤除器进行了在非连续部14处在滤除器的纵向(y方向)上施加的应力的分析。

图10示出在分析模型的滤除器的非连续部14处进行了应力分析的部位。图11示出进行了应力分析的详细的位置。如图10以及图11所示,在非连续部14处,沿着通过第1贯通孔11a之中与第2贯通孔11b对置侧的一边的分析线cl2进行了应力分析。分析模型的滤除器周期性地形成有多个贯通孔11,因此可认为应力分布具有周期性。因此,将在滤除器的纵向(y方向)上相邻的两个贯通孔11aa、11ab之间视为一个周期。在应力分析仿真中,如图11所示,在分析线cl2上,在两个贯通孔11aa、11ab之间设置五个分析位置p1~p5,并对各个分析位置处的应力进行了分析。另外,贯通孔11aa配置在贯通孔11ab的下方。

如图11所示,分析位置p1位于通过分析线cl2的贯通孔11aa的一边的中央。分析位置p2位于分析位置p1的上方,且位于贯通孔11aa的角部。分析位置p3处于贯通孔11aa和与贯通孔11aa相邻的贯通孔11ab之间的滤除器基体部12a上,位于与贯通孔11aa的角部和贯通孔11ab的角部相距彼此相等的距离的位置。分析位置p4位于分析位置p3的信息,并位于配置在贯通孔11aa侧的贯通孔11ab的角部。分析位置p5位于通过分析线cl2的贯通孔11ab的一边的中央。

在应力分析仿真中,将第1贯通孔11a和第2贯通孔11b的排列的偏移作为参数,并使用了比较例2以及实施例2~9。在比较例2中,偏移为0%,不具有非连续部14。在实施例2~9中,偏移分别为1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%以及100%。

图12a示出比较例2的分析模型的概略结构。图12b示出实施例9的分析模型的概略结构。如图12a所示,在比较例2中,偏移为0%,不具有非连续部14。所谓偏移为0%,意味着全部的贯通孔11以正方格子排列进行配置。换言之,比较例2具有在图7中s1=0μm、s2=12μm的结构。如图12b所示,在实施例9中,偏移为100%,在非连续部14中,第1贯通孔11a和第2贯通孔11b偏移得最大。所谓偏移为100%,意味着具有在图7中s1=8.5μm、s2=3.5μm的结构。在实施例2~8中,通过依次增大s1并且减小s2,从而变更了偏移的比例。

图13示出比较例2以及实施例2~9的应力分析结果的一个例子。如图13所示,在实施例3~9中,与比较例2相比,分析位置p2、p4附近的最大主应力变高。在实施例3~9中,与比较例2相比,非连续部14处的滤除器基体部12的连接部的数目多,因此变得在连接部容易集中应力,变得容易破坏。此外,在分析位置p3附近,偏移的比例越大,最大主应力的值变得越小。据此,可认为在分析位置p3附近不易产生龟裂、缺损。

像这样,在第1贯通孔11a与第2贯通孔11b之间的偏移为5%以上的情况下,与偏移为0%的情况相比,非连续部14中的滤除器基体部12的连接部处的应力变大,变得容易破坏。

此外,可认为,由于施加载荷,从而在分析对象的左右相邻的滤除器基体部12的连接部也产生同样的应力。因此可认为,若增大载荷,则龟裂与左右相邻的滤除器基体部12的连接部相连,变得更容易破坏。

在实施例2的情况下,也在滤除器的纵向的端面中,在非连续部14中的滤除器基体部12的连接部产生偏移。因此,在过滤后使用手术刀和镊子进行切断时,因为存在把持部、间隙,所以与比较例2相比较,能够进行切断成功的概率或抑制了对表面的损伤的切断。

图14是示出以比较例2为基准的实施例2~9的最大主应力的关系的图。在图14中,使用了分析位置p4处的比较例2以及实施例2~9的最大主应力。如图14所示,若以比较例2的最大主应力为基准,则实施例3~9的最大主应力的值按照实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、实施例9、实施例8的顺序变大。此外,尽管实施例8的偏移比实施例9小,但是与实施例9相比,最大主应力仍变大。

像这样,在分析位置p4处,在以偏移为0%的结构的最大主应力为基准的情况下,偏移为5%~100%的结构的最大主应力与偏移为0%的结构相比变大,且在偏移为80%的结构中最大主应力变得最大。

[过滤]

图15a示出使用本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器1a进行过滤的样子的一个例子。如图15a所示,过滤滤除器1a装配在圆筒状的容器41的侧壁。将装配了过滤滤除器1a的容器41沿着相对于重力方向d3正交的方向d4配置。换言之,将容器41配置为使包含过滤对象物的流体的流入口42朝向相对于重力方向d3正交的方向d4。由此,流体在过滤滤除器1a的内部朝向方向d4流动,并且沿着过滤滤除器1a的第2主面ps2平行地流动。此时,关于施加于非连续部14的应力,可认为主要由重力造成的载荷和由流体的摩擦造成的剪切应力成为支配性的。在图15a所示的例子中,由重力造成的影响大。因此,非连续部14优选在重力方向d3上配置在过滤滤除器1a的上侧。由此,能够避免朝向重力方向d3的载荷施加于非连续部14,并能够抑制在过滤中非连续部14被破坏。

图15b是示出使用本发明涉及的实施方式1的过滤滤除器1a进行过滤的样子的另一个例子的图。如图15b所示,也可以将装配了过滤滤除器1a的圆筒状的容器41沿着重力方向d3进行配置。换言之,使包含过滤对象物的流体的流入口42朝上地配置容器41。由此,流体朝向与重力方向d3相同的方向d5流动,并且沿着过滤滤除器1a的第2主面ps2平行地流动。像这样,因为向重力方向d3的载荷不易施加于非连续部14,所以能够抑制在过滤中非连续部14被破坏。

此外,在图15a以及图15b的双方中,非连续部14中的滤除器基体部12的连接部的壁面沿着流体流过的方向配置。因此,关于施加于非连续部14的剪切力,由流动的粘性造成的影响成为支配性的。根据牛顿的粘性定律,施加于极靠近壁面处的剪切应力由粘度和速度梯度决定。速度梯度仅在壁面附近可视为与层流相同的直线,因此由流速和过滤滤除器1a的圆直径决定。一般来说,作为流体而使用的水等液体的粘度小至几mpa/s以下。若计算施加于半径为6mm的圆筒状的过滤滤除器1a的壁面的剪切应力,则在使20℃的水以5×10-1m/s流动时,成为大约42mpa。因为环氧树脂的强度以几百mpa的单位表示,所以即使涂敷得薄,只要充分固化,就可认为在过滤时非连续部14被破坏的可能性极低。

另外,过滤滤除器1a也可以以相对于重力方向d3倾斜的状态使用。

进行观察时,如图4所示,为了沿着切断线cl1切断非连续部14,通过从外部向切割剥离的方向施加力,从而能够切断过滤滤除器1a。

[效果]

根据实施方式1涉及的过滤滤除器1a,能够达到以下的效果。

过滤滤除器1a是筒形状的滤除器,具备划定以正方格子排列进行配置的多个贯通孔11的滤除器基体部12。滤除器基体部12具有连续部13和非连续部14,连续部13在从过滤滤除器1a的第1开口2朝向第2开口3的方向d2和周向d1上连续地形成,周向d1是如下的方向,即,在与从过滤滤除器1a的第1开口2朝向第2开口3的方向d2正交的方向上将过滤滤除器1a切断时的剖面中沿着过滤滤除器1a的外周,非连续部14使连续部13的一部分在从过滤滤除器1a的第1开口2朝向第2开口3的方向d2上错开而形成。通过这样的结构,在过滤滤除器1a中,在进行交叉流过滤时不会被流体的力所破坏,在过滤结束之后,能够通过从外部施加力而容易地切断。其结果是,能够容易地对在过滤滤除器1a的内部捕捉的过滤对象物进行观察。

像这样,过滤滤除器1a能够在筒形状的滤除器中在维持能够经受过滤的强度的同时通过从外部施加力而容易地切断。

滤除器基体部12具有在非连续部14中在与过滤滤除器1a的周向d1正交的方向d2上延伸的第1滤除器基体部12a。此外,滤除器基体部12具有在过滤滤除器1a的周向d1上与第1滤除器基体部12a的一侧连接的多个第2滤除器基体部12b和在过滤滤除器1a的周向d1上与第1滤除器基体部12a的另一侧连接的多个第3滤除器基体部12c。连接多个第2滤除器基体部12b和第1滤除器基体部12a的多个第1连接部15以及连接多个第3滤除器基体部12c和第1滤除器基体部12a的多个第2连接部16在与过滤滤除器1a的周向d1正交的方向d2上错开。

通过这样的结构,在形成非连续部14的第1滤除器基体部12a中,形成有相互分离的多个第1连接部15以及多个第2连接部16,由此,在非连续部14中,与连续部13相比,能够使连接部的数目变多,变得容易产生应力。其结果是,过滤滤除器1a能够在圆筒形状的滤除器中在维持能够经受过滤的强度的同时通过从外部施加力而更容易地切断。

多个第1连接部15各自分别配置在相邻的多个第2连接部16之间。通过这样的结构,在从外部对过滤滤除器1a施加了力时,能够更容易地切断。

形成非连续部14的第1滤除器基体部12a的宽度与形成连续部13的滤除器基体部12的宽度相等。通过这样的结构,在对非连续部14施加了外力时,变得容易产生应力,能够更容易地切断圆筒形状的过滤滤除器1a。

过滤滤除器1a是具有一端e1和另一端e2的膜状的滤除器,通过将一端e1和另一端e2接合,从而形成为圆筒形状。非连续部14形成在将一端e1和另一端e2接合的接合部。通过这样的结构,能够容易地形成非连续部14,并且通过施加外部的力,从而能够更容易地切断过滤滤除器1a。

滤除器基体部12以金属以及金属氧化物中的至少任一者为主成分。通过这样的结构,非连续部14变得不易被由流体的过滤造成的力破坏,且在施加了外力时容易被切断。即,过滤滤除器1a能够在使机械强度提高的同时通过从外部施加力而容易地切断。

能够使在非连续部14和连续部13的边界面(产生偏移的面)处位于跨越边界面的位置的贯通孔11a与相邻的贯通孔11b之间的距离比在边界面以外的位置相邻的两个贯通孔11间的距离长。为了提高开口率,贯通孔11以及滤除器气体部12规则地进行配置,但是在边界面能够通过偏移使相邻的贯通孔11a、11b间的距离变长,因此可以使边界面的滤除器基体部12a变细,使边界面和除此以外的区域中的相邻的贯通孔11间的距离相等。通过这样的结构,开口率提高,能够提高过滤效率。

在实施方式1中,在过滤对象物为细胞且流体为细胞悬浮液的情况下是有益的。

另外,在实施方式1中,关于过滤滤除器1a,对通过将一端e1和另一端e2进行接合而形成为圆筒形状的例子进行了说明,但是并不限定于此。例如,过滤滤除器1a也可以一体形成。换言之,连续部13和非连续部14也可以一体地形成。例如,在图5b所示的工序中,通过将使连续部13和非连续部14连结的图案收在同一掩模内,并进行曝光显影处理,从而能够将连续部13和非连续部14成为一体的过滤滤除器1a的模子一体形成。

在实施方式1中,对在过滤滤除器1a中用环氧树脂将一端e1和另一端e2接合的例子进行了说明,但是并不限定于此。例如,一端e1和另一端e2也可以通过焊接进行接合。

在实施方式1中,关于非连续部14,对形成在与过滤滤除器1a的周向d1(x方向)正交的方向d2(y方向)上的例子进行了说明,但是并不限定于此。非连续部14只要在朝向过滤滤除器1a的周向d1交叉的方向上形成即可。例如,非连续部14也可以朝向过滤滤除器1a的周向d1倾斜地形成。此外,非连续部14也可以形成一个以上。例如,在由于为了放入显微镜的一个视野而进行分析、为了放入到六孔培养板(six-wellplate)进行再培养等理由而想要分离过滤滤除器1a的情况下,通过在多个部位形成非连续部14,从而能够在处理后切断为任意的大小的过滤滤除器。像这样,非连续部14也可以形成一个以上。如上所述,也可以在多个部位形成非连续部14。

在实施方式1中,对将圆筒形状的过滤滤除器1a切断并将切断的过滤滤除器置于光学显微镜而对过滤对象物进行观察的例子进行了说明,但是并不限定于此。例如,也可以将圆筒形状的过滤滤除器1a切断并回收过滤对象物。

在实施方式1中,对过滤滤除器1a具有圆筒形状的例子进行了说明,但是并不限定于此。例如,过滤滤除器1a在与d2方向正交的方向上切断的剖面也可以具有圆形、椭圆形、多边形的筒形状。

(实施方式2)

对本发明涉及的实施方式2的过滤滤除器进行说明。

在实施方式2中,主要对与实施方式1的不同点进行说明。在实施方式2中,对于与实施方式1相同或等同的结构标注相同的附图标记而进行说明。此外,在实施方式2中,省略与实施方式1重复的记载。

在实施方式2中,与实施方式1的不同点在于,非连续部具有平板部。

图16是本发明涉及的实施方式2的过滤滤除器1b的一部分的一个例子的概略构成图。如图16所示,在过滤滤除器1b中,非连续部14a具有在与过滤滤除器1b的周向d1正交的方向d2上延伸的平板部17。

具体地,平板部17是将实施方式1的第1滤除器基体部12a的宽度增大而成的。即,平板部17是滤除器基体部12的一部分。平板部17形成于在非连续部14a中形成的多个第1贯通孔11a与多个第2贯通孔11b之间。此外,所谓平板部17的宽度,意味着过滤滤除器1b的横向(x方向)上的长度。平板部17的厚度与滤除器基体部12的厚度相等。平板部17由与滤除器基体部12相同的材料形成。

在实施方式2中,平板部17的宽度为25μm。

在过滤滤除器1b中,中间夹着平板部17,第1贯通孔11a和第2贯通孔11b的排列错开地进行配置。即,在过滤滤除器1b的周向d1上,在平板部17的一侧,连接有多个第2滤除器基体部12b。在过滤滤除器1b的周向d1上,在平板部17的另一侧,连接有多个第3滤除器基体部12c。

[应力分析仿真]

关于在非连续部14a产生的应力,对使用株式会社村田制作所制作的femtet进行了分析仿真的结果进行说明。

在应力分析仿真中,使用具有与过滤滤除器1b同样的结构的分析模型进行了应力分析。应力分析的条件与实施方式1相同。具体地,对非连续部14a处的第1贯通孔11a与第2贯通孔11b之间的偏移s1、s2进行调整,用没有偏移的比较例3和有偏移的实施例10~14进行了应力分析。另外,比较例3虽然具有平板部17,但是第1贯通孔11a与第2贯通孔11b之间的偏移为0%,全部的贯通孔11以正方格子排列进行配置。关于实施例10~14,在过滤滤除器1b中,分别将第1贯通孔11a与第2贯通孔11b之间的偏移设为了20%、40%、60%、80%以及100%。

图17示出比较例3以及实施例10~14的应力分析结果的一个例子。如图17所示,若着眼于分析位置p2以及p4,则实施例12~14的最大主应力变得大于比较例3的最大主应力。换言之,在非连续部14a的第1贯通孔11a和第2贯通孔11b的偏移为60%以上且100%以下的范围内,与偏移为0%的情况相比,最大主应力变大。另外,若对比较例3和实施例14进行比较,则分析位置p2以及p4处的最大主应力之差变小。

接着,为了对具有平板部17的情况和不具有平板部17的情况进行比较,使用比较例4~5和实施例15~16进行了应力分析仿真。比较例4是不具有平板部17且第1贯通孔11a与第2贯通孔11b之间的偏移为0%的滤除器。比较例5是虽然具有平板部17但是偏移为0%的滤除器。实施例15是不具有平板部17且偏移为100%的过滤滤除器1a。实施例16是具有平板部17且偏移为100%的过滤滤除器1b。

图18示出比较例4~5以及实施例15~16的应力分析结果的一个例子。若着眼于分析位置p2以及p4处的最大主应力,则最大主应力按照比较例6、比较例5、实施例16、实施例15的顺序变大。

[效果]

根据实施方式2涉及的过滤滤除器1b,能够达到以下的效果。

在过滤滤除器1b中,非连续部14a具有在与圆筒形状的过滤滤除器1b的周向d1正交的方向d2上延伸的平板部17。平板部17的宽度大于滤除器基体部12的宽度。通过这样的结构,与实施方式1的非连续部14相比,能够增大非连续部14a的强度。由此,针对过滤时的流体的力的强度变大。另一方面,通过从外部对非连续部14a施加力,从而能够容易地切断。其结果是,在过滤滤除器1b中,能够在使非连续部14a的机械强度提高的同时从外部施加力而容易地切断。即,在过滤滤除器1b中,也能够在维持能够经受过滤的强度的同时通过从外部施加力而容易地切断。

因为平板部17的宽度大于滤除器基体部12的宽度,所以在非连续部14a中多个贯通孔11的规则性的排列,即,正方格子排列被破坏。因此,变得容易在滤除器基体部12b、12c和平板部17的接合部位产生应力集中,滤除器基体部12b、12c在过滤滤除器1b的周向d1上延伸。由此,在过滤滤除器1b的非连续部14a处施加了外部的力时,能够容易地切断。

此外,因为在平板部17和容器40的间隙插入手术刀等薄的刀,所以能够容易地剥离平板部17和容器40的粘接面。由此,能够减弱非连续部14a的接合,因此在过滤滤除器1b的非连续部14a处施加了外部的力时,能够容易地切断。

参照附图并与优选的实施方式相关联地充分记载了本发明,但是对熟练该技术的人们而言,各种变形、修正是显然的。这样的变形、修正只要不脱离基于随附的权利要求书的本发明的范围,就应理解为被包含在其中。

产业上的可利用性

本发明的过滤滤除器能够容易地对捕集物进行观察,因此,例如在使用细胞的药效调查、再生医疗药的制造等领域是有用的。

附图标记说明

1a、1b:过滤滤除器;

2:第1开口;

3:第2开口;

10:滤除器部;

11:贯通孔;

12:滤除器基体部;

12a:第1滤除器基体部;

12b:第2滤除器基体部;

12c:第3滤除器基体部;

13:连续部;

14:非连续部;

15:第1连接部;

16:第2连接部;

17:平板部;

20:框部;

21:支承部;

31:基板;

32:铜薄膜;

33:中间层;

34:抗蚀剂膜;

35:镀敷膜;

36:增强层;

40:容器;

41:容器;

42:流入口。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1