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目的

複数の流体反応薬剤)の正確な量を所定の順序処理容器へ送給するための流体送給装置に用いる積層プレート構造体を提供すること。

構成

この積層プレート構造体は、該プレート構造体付設された複数の流体溜めから該プレート構造体に付設された1つ又は複数の処理容器へ流体を送給するためのチャンネル導管)を有する。各流体は、流体溜めと、該流体溜めに流体連通した入口弁と、該入口弁に流体連通した容積型ポンプと、該ポンプに流体連通した出口弁から成る系を通して送給される。このプレート構造体には、その製造中発生する蒸気を逃がすための通気穴を設けておくことができる。

概要

背景

化学反応のための正確な量の流体反応薬剤を送給することができ、かつ、流体間の混交を最少限にする流体送給装置は、従来から提案されている。そのような装置は、一般に、ペプチドの合成、デオキシリボ核酸(DNA)の合成、又は蛋白質順序反応等の、所定の順序で行われる多数の化学反応を伴う化学工程に用いられる。

米国特許第4,008,736号は、毛管を有する弁ブロックを開示している。毛管は、弁ブロックの接触表面から約30°の角度で斜めに穿孔することによって形成された複数の毛管セグメント(毛管分区)から成っており、各毛管セグメント間の接続は、弁ブロックの接触表面においても、該ブロック内においてもなされている。弁ブロックの接触表面における毛管セグメント間の接続部は、弁機能部を構成し、それらの弁機能部に、該毛管との流体連通を設定する有孔スライドブロック係合されている。これらの有孔スライドブロックは、所望の流体流を供給するのに有効ではあるが、摩耗し易いので漏れを起こす結果となる。

米国特許第4,168,724号は、上記特許のものと同様な装置を開示しているが、上記のスライド式弁に代えてダイアフラム逆止弁を用いるという点で異なる。流体は、高圧流体貯留源からダイアフラム逆止弁を通して送給される。この装置では、ダイアフラム逆止弁を開放する手段として真空作用による助けを必要とする。この装置は、それに使用されるダイアフラム弁粒子侵入により作動を妨害されるという欠点を有している。更に、ダイアフラム逆止弁を通しての圧力降下を制御するのが困難であり、そのために反応薬剤(流体)の送給量が不正確になる。

米国特許第4,558,845号は、各弁機能箇所に個別の弁ブロックを設けて成る弁ブロック組立体を用いた流体送給装置を開示している。反応部署へ通じる共通の導管即ちチャンネルが、1つの弁ブロック内の個別チャンネルに選択的に接続されるようになされており、各隣接する2つの弁ブロックはチューブで接続されている。この構成では、漏れを起こし易い多数の管継手を必要とする。

米国特許第4,773,446号は、ダイアフラム弁を用いた弁ブロック組立体を開示している。それらのダイアフラム弁は、複数の加圧流体溜めから所定の順序で共通の出口貯留器へ送る流体の流れを制御する働きをする。この装置は、各流体溜めからの各導管即ちチャンネルをそれぞれの弁ブロックに接続するために管継手を使用しなければならず、それらの管継手が漏れを起こし易い。

従来技術の流体送給装置は、処理又は反応容器(又は処理又は反応カラム)へ送給される流体の量を正確に制御するために流体を送るのに正圧を用いることと、流体溜めへの背圧を制御することに依存している。従って、流体送給手段を背圧の大きさに応じて頻繁に調節しなければならない。上述した従来の装置は、いずれも、反応薬剤流体の送給容積を制御するために流体溜めの圧力の正確な制御と、チューブ、チャンネル及び弁を通しての流量制限に依存している。これらの装置は、流体の送給容積及び流量に関して複数の反応カラム又は反応容器の間での選択的な切換又は交換に非常に敏感である。又、これらの装置は、最大限僅か約703g/cm2 (10psig)程度の背圧に抗して流体を送給する。

1991年2月14日付けで出願された本出願人の米国特許願第07/655,012号は、流体送給装置のための導管構成中実プレート構造体を開示している。この流体送給装置のための積層プレート構造体導管構成中実プレート構造体(以下、「中実プレート構造体」又は「プレート構造体」又は単に「プレート」とも称する)は、該プレートに外側の流体処理部品を接続するための複数の切欠き開口を有し、4層又は5層の積層されたプレート層と、該プレート上の異なる点と点の間で流体を通流させるための単一の流体導管構成層とから成る。このプレートは、セラミック材で形成するのが好ましいとされている。複数の流体が複数のポンプにより所定の順序で所望の点(部署)へ送給される。各ポンプは、ダイアフラム部材と、インゼクター受動出口逆止弁)と、入口逆止弁とから成っている。中実プレートの寸法公差は、該プレート内の導管(「通路」又は「チャンネル」とも称する)の寸法公差と同程度ないしはそれより大きく、従って、プレート自体がそれに合致する外側部品の位置をキー止めする働きをするものでない限り、プレートとそれに合致する外側部品とを正確に整合又は心合させることができない。この発明において中実プレートに形成された切欠き開口は、それに合致する外側部品の位置をキー止めする働きをすることによって、プレートの製造に必然的に随伴する寸法公差に基因するこの整合又は心合の問題を解決することを企図したものである。しかしながら、部品を中実プレートに直接取り付けると、プレートに張力が及ぼされ、プレートが破断することがある。又、プレートに単一の流体導管構成層を付設したことにより、プレート内の各通路が互いに交差しない独特流体通路網が構成されているが、そのために、流体経路改変することが一層困難にされている。この種の導管構成中実プレートを用いた流体送給装置は、米国特許第5,095,932号、5,095,938号、5,111,845号 及び5,123,443号に開示されている。

概要

複数の流体(反応薬剤)の正確な量を所定の順序で処理容器へ送給するための流体送給装置に用いる積層プレート構造体を提供すること。

この積層プレート構造体は、該プレート構造体に付設された複数の流体溜めから該プレート構造体に付設された1つ又は複数の処理容器へ流体を送給するためのチャンネル(導管)を有する。各流体は、流体溜めと、該流体溜めに流体連通した入口弁と、該入口弁に流体連通した容積型ポンプと、該ポンプに流体連通した出口弁から成る系を通して送給される。このプレート構造体には、その製造中発生する蒸気を逃がすための通気穴を設けておくことができる。

目的

従って、流体送給手段の調節を必要としないような流体送給装置を提供することが望ましい。又、背圧に感応せず、正確な容積の流体を送給する流体送給手段を用いた流体送給装置を提供することが望ましい。調節を必要とせず、背圧の影響を受けない流体送給手段を用いることにより、正確な量の薬剤を送給することができ、その結果、流体送給装置の性能を高め、薬剤の消費量を節減することができるからである。更に、従来の装置に比べて、装置の体積(全体の大きさ)をできるだけ小型化し、かつ、チューブ及び管継手の使用を最少限にする流体送給装置を提供することが望ましい。本発明は、上記のような望ましい流体送給装置を構成することを可能にするために、容易に製造することができ、かつ、不良品発生率が低く、破損し易い部分がなく、従来の導管構成中実プレート構造体に比べて小型化することができる導管構成中実プレート構造体を提供することを企図する。以下の説明において、「流体送給装置」は、単に「装置」又は「系」とも称する。「導管構成中実プレート構造体」は、「中実プレート構造体」又は「プレート構造体」又は単に「プレート」とも称する。「チャンネル」は、「導管」又は「通路」とも称し、「流体反応薬剤」は、「流体薬剤」、「反応薬剤」、「流体」又は「薬剤」とも称する。

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

複数の流体を所定の順序処理容器へ送給するための流体送給装置に用いる積層プレート構造体であって、複数の積層されたプレート層と、該積層プレート構造体によって囲われた第1組の内部導管と、該積層プレート構造体によって囲われた第2組の内部導管と、該第1組の内部導管と第2組の内部導管とを分離するように配置された内部プレート層と、該第1組の内部導管と第2組の内部導管との間に流体連通を設定するために該積層プレート構造体を貫通して穿設された複数の穴と、該第1組の内部導管及び第2組の内部導管及び穴を通して流体を搬送するための流体搬送手段を該積層プレート構造体に取り付けるために該積層プレート構造体に設けられた取り付け手段と、から成る積層プレート構造体。

請求項2

複数の積層されたプレート層から成る積層プレート構造体であって、該積層プレート構造体によって囲われた複数の内部導管と、それらの内部導管の間に流体連通を設定するために第1組の穴と、該内部導管及び第1組の穴と流体連通しておらず、該積層プレート構造体を通して蒸気を搬送するために該積層プレート構造体をその厚み方向に貫通して穿設された第2組の穴を有することを特徴とする積層プレート構造体。

請求項3

5層のプレート層から成ることを特徴とする請求項1に記載の積層プレート構造体。

請求項4

4層のプレート層から成ることを特徴とする請求項1に記載の積層プレート構造体。

請求項5

3層のプレート層から成ることを特徴とする請求項1に記載の積層プレート構造体。

請求項6

前記第1組の内部導管は、前記第2組の内部導管が延長している方向に対して垂直方向に延長していることを特徴とする請求項1に記載の積層プレート構造体。

請求項7

前記第1組の内部導管は、前記第2組の内部導管が延長している方向に対して垂直方向に延長していることを特徴とする請求項3に記載の積層プレート構造体。

請求項8

前記第1組の内部導管は、前記第2組の内部導管が延長している方向に対して垂直方向に延長していることを特徴とする請求項4に記載の積層プレート構造体。

請求項9

前記第1組の内部導管は、前記第2組の内部導管が延長している方向に対して垂直方向に延長していることを特徴とする請求項5に記載の積層プレート構造体。

請求項10

複数の積層されたプレート層から成る積層プレート構造体であって、該積層プレート構造体によって囲われた複数の内部導管と、それらの内部導管の間に流体連通を設定するために第1組の穴と、該内部導管及び第1組の穴と流体連通しておらず、該積層プレート構造体を通して蒸気を搬送するために該積層プレート構造体を、1つのプレート層を除いて厚み方向に貫通して穿設された第2組の穴を有することを特徴とする積層プレート構造体。

請求項11

5層のプレート層から成ることを特徴とする請求項10に記載の積層プレート構造体。

請求項12

4層のプレート層から成ることを特徴とする請求項10に記載の積層プレート構造体。

請求項13

3層のプレート層から成ることを特徴とする請求項10に記載の積層プレート構造体。

請求項14

前記第1組の内部導管は、前記第2組の内部導管が延長している方向に対して垂直方向に延長していることを特徴とする請求項10に記載の積層プレート構造体。

請求項15

前記第1組の内部導管は、前記第2組の内部導管が延長している方向に対して垂直方向に延長していることを特徴とする請求項11に記載の積層プレート構造体。

請求項16

前記第1組の内部導管は、前記第2組の内部導管が延長している方向に対して垂直方向に延長していることを特徴とする請求項12に記載の積層プレート構造体。

請求項17

前記第1組の内部導管は、前記第2組の内部導管が延長している方向に対して垂直方向に延長していることを特徴とする請求項13に記載の積層プレート構造体。

技術分野

0001

本発明は、複数の流体反応薬剤)を所定の順序反応容器又は処理容器反応カラム又は処理カラム又は単にカラムとも称する)へ送給する流体送給装置に使用するための積層プレート構造体即ち導管構成中実プレート構造体に関する。

背景技術

0002

化学反応のための正確な量の流体反応薬剤を送給することができ、かつ、流体間の混交を最少限にする流体送給装置は、従来から提案されている。そのような装置は、一般に、ペプチドの合成、デオキシリボ核酸(DNA)の合成、又は蛋白質の順序反応等の、所定の順序で行われる多数の化学反応を伴う化学工程に用いられる。

0003

米国特許第4,008,736号は、毛管を有する弁ブロックを開示している。毛管は、弁ブロックの接触表面から約30°の角度で斜めに穿孔することによって形成された複数の毛管セグメント(毛管分区)から成っており、各毛管セグメント間の接続は、弁ブロックの接触表面においても、該ブロック内においてもなされている。弁ブロックの接触表面における毛管セグメント間の接続部は、弁機能部を構成し、それらの弁機能部に、該毛管との流体連通を設定する有孔スライドブロック係合されている。これらの有孔スライドブロックは、所望の流体流を供給するのに有効ではあるが、摩耗し易いので漏れを起こす結果となる。

0004

米国特許第4,168,724号は、上記特許のものと同様な装置を開示しているが、上記のスライド式弁に代えてダイアフラム逆止弁を用いるという点で異なる。流体は、高圧流体貯留源からダイアフラム逆止弁を通して送給される。この装置では、ダイアフラム逆止弁を開放する手段として真空作用による助けを必要とする。この装置は、それに使用されるダイアフラム弁粒子侵入により作動を妨害されるという欠点を有している。更に、ダイアフラム逆止弁を通しての圧力降下を制御するのが困難であり、そのために反応薬剤(流体)の送給量が不正確になる。

0005

米国特許第4,558,845号は、各弁機能箇所に個別の弁ブロックを設けて成る弁ブロック組立体を用いた流体送給装置を開示している。反応部署へ通じる共通の導管即ちチャンネルが、1つの弁ブロック内の個別チャンネルに選択的に接続されるようになされており、各隣接する2つの弁ブロックはチューブで接続されている。この構成では、漏れを起こし易い多数の管継手を必要とする。

0006

米国特許第4,773,446号は、ダイアフラム弁を用いた弁ブロック組立体を開示している。それらのダイアフラム弁は、複数の加圧流体溜めから所定の順序で共通の出口貯留器へ送る流体の流れを制御する働きをする。この装置は、各流体溜めからの各導管即ちチャンネルをそれぞれの弁ブロックに接続するために管継手を使用しなければならず、それらの管継手が漏れを起こし易い。

0007

従来技術の流体送給装置は、処理又は反応容器(又は処理又は反応カラム)へ送給される流体の量を正確に制御するために流体を送るのに正圧を用いることと、流体溜めへの背圧を制御することに依存している。従って、流体送給手段を背圧の大きさに応じて頻繁に調節しなければならない。上述した従来の装置は、いずれも、反応薬剤流体の送給容積を制御するために流体溜めの圧力の正確な制御と、チューブ、チャンネル及び弁を通しての流量制限に依存している。これらの装置は、流体の送給容積及び流量に関して複数の反応カラム又は反応容器の間での選択的な切換又は交換に非常に敏感である。又、これらの装置は、最大限僅か約703g/cm2 (10psig)程度の背圧に抗して流体を送給する。

0008

1991年2月14日付けで出願された本出願人の米国特許願第07/655,012号は、流体送給装置のための導管構成中実プレート構造体を開示している。この流体送給装置のための積層プレート構造体導管構成中実プレート構造体(以下、「中実プレート構造体」又は「プレート構造体」又は単に「プレート」とも称する)は、該プレートに外側の流体処理部品を接続するための複数の切欠き開口を有し、4層又は5層の積層されたプレート層と、該プレート上の異なる点と点の間で流体を通流させるための単一の流体導管構成層とから成る。このプレートは、セラミック材で形成するのが好ましいとされている。複数の流体が複数のポンプにより所定の順序で所望の点(部署)へ送給される。各ポンプは、ダイアフラム部材と、インゼクター受動出口逆止弁)と、入口逆止弁とから成っている。中実プレートの寸法公差は、該プレート内の導管(「通路」又は「チャンネル」とも称する)の寸法公差と同程度ないしはそれより大きく、従って、プレート自体がそれに合致する外側部品の位置をキー止めする働きをするものでない限り、プレートとそれに合致する外側部品とを正確に整合又は心合させることができない。この発明において中実プレートに形成された切欠き開口は、それに合致する外側部品の位置をキー止めする働きをすることによって、プレートの製造に必然的に随伴する寸法公差に基因するこの整合又は心合の問題を解決することを企図したものである。しかしながら、部品を中実プレートに直接取り付けると、プレートに張力が及ぼされ、プレートが破断することがある。又、プレートに単一の流体導管構成層を付設したことにより、プレート内の各通路が互いに交差しない独特流体通路網が構成されているが、そのために、流体経路改変することが一層困難にされている。この種の導管構成中実プレートを用いた流体送給装置は、米国特許第5,095,932号、5,095,938号、5,111,845号 及び5,123,443号に開示されている。

発明が解決しようとする課題

0009

従って、流体送給手段の調節を必要としないような流体送給装置を提供することが望ましい。又、背圧に感応せず、正確な容積の流体を送給する流体送給手段を用いた流体送給装置を提供することが望ましい。調節を必要とせず、背圧の影響を受けない流体送給手段を用いることにより、正確な量の薬剤を送給することができ、その結果、流体送給装置の性能を高め、薬剤の消費量を節減することができるからである。更に、従来の装置に比べて、装置の体積(全体の大きさ)をできるだけ小型化し、かつ、チューブ及び管継手の使用を最少限にする流体送給装置を提供することが望ましい。本発明は、上記のような望ましい流体送給装置を構成することを可能にするために、容易に製造することができ、かつ、不良品発生率が低く、破損し易い部分がなく、従来の導管構成中実プレート構造体に比べて小型化することができる導管構成中実プレート構造体を提供することを企図する。以下の説明において、「流体送給装置」は、単に「装置」又は「系」とも称する。「導管構成中実プレート構造体」は、「中実プレート構造体」又は「プレート構造体」又は単に「プレート」とも称する。「チャンネル」は、「導管」又は「通路」とも称し、「流体反応薬剤」は、「流体薬剤」、「反応薬剤」、「流体」又は「薬剤」とも称する。

課題を解決するための手段

0010

上記課題を解決するために、本発明は、化学的反応又は物理的処理を行うための処理容器へ複数の流体(反応薬剤)を所定の順序で送給するための積層プレート構造体即ち導管構成中実プレート構造体を提供する。ここでは、説明の便宜上、5層のプレート層から成る積層プレート構造体について説明する。その場合、積層プレート構造体の2つの外側プレート層に、流体送給装置を接続するための穴を設ける。導管として機能する複数の穴と平行なスロットを備えた2つの導管構成プレート層をそれぞれ対応する外側プレート層のうち側に重ねる。第1導管構成プレート層のスロットの延長方向は、第2管構成プレート層のスロットの延長方向とは異なる方向とする。第1導管構成プレート層と第2導管構成プレート層の間に内部プレート層を積層して両導管構成プレート層を分離する。この積層プレート構造体には、第1導管構成プレート層の特定のスロットと、と第2導管構成プレート層の特定のスロットを相互に連結するための連絡穴を設ける。

0011

各導管構成プレート層には、片持ち梁が形成されないような態様に、かつ、スロット(導管又はチャンネル)間に干渉が生じないような態様に、平行なスロット(導管又はチャンネル)を形成することが好ましい。第1導管構成プレート層のスロット即ち導管は、と第2導管構成プレート層のスロット即ち導管の延長方向に対して垂直な方向に延長させることが好ましい。各導管構成プレート層の間で互いに干渉する導管を形成しないようにする限り、各プレート層のいろいろな部位を結ぶ任意の導管網を形成することができる。

0012

本発明の一実施例として、上記内部プレート層と2つの外側層を一体部片として構成した3層だけから成る積層プレート構造体とすることができる。3層から成る実施例において、内部プレート層を省除し、2つの導管構成プレート層を単一層として形成してもよい。2つの導管構成プレート層の導管(チャンネル)が互いに交差しない構成であるならば、内部(第3)プレート層を省除することができ、2つの導管構成プレート層の互いに異なる向きに(例えば、直交するように)配置された導管が互いに連絡しないように該2つの導管構成プレート層を形成する。

0013

本発明の積層プレート構造体を製造する際蒸気の逃出を可能にし、しかも、積層プレート構造体の使用中流体の流れの中断を回避するように配置された一連通気穴を各プレート層に形成することができる。一実施例として、1つのプレート層に通気穴を形成せず、それによって、積層プレート構造体に流体漏れが生じた場合に積層プレート構造体の一方の外側表面と他方の外側表面の間に流体連通が生じるチャンスを少なくするように構成することができる。

0014

本発明の積層プレート構造体においては、外側部品(例えば、弁のダイアフラム、ポンプダイアフラム電気制御式又は空気圧制御式ゲートポート接続管等)を積層プレート構造体の両面に結合することができ、それによって、外側部品をプレート構造体の一方の面だけに結合させた場合に比べて、部品組み付け密度を高め、プレート構造体のサイズを半分にすることができ、プレート構造体内の相互連結通路の長さを短縮することができる。各外側部品は、最終組立体における部品の配置及び整合を簡略化するように正方形又は矩形格子状に配列することが好ましい。又、変型実施例として、すべての外側部品を積層プレート構造体の片面だけに結合してもよい。

0015

以下に、本発明の積層プレート構造体即ち導管構成中実プレート構造体を組み入れた流体送給装置を、高分子核酸(NA)特にデオキシリボ核酸(DNA)を製造する工程に適用した場合について説明する。図1を参照すると、核酸(NA)特にデオキシリボ核酸(DNA)を合成する工程に適用された流体送給装置が概略的に示されている。図示の工程は、2組の流体反応薬剤を使用する。第1組の各流体反応薬剤は、共通のチャンネル10に流体連通し、第1系列Bを構成する。第2組の各流体反応薬剤は、共通のチャンネル12に流体連通し、第2系列Aを構成する。先に述べたように、「流体送給装置」は、単に「装置」又は「系」とも称する。「積層プレート構造体」又は「導管構成中実プレート構造体」は、「中実プレート構造体」又は「プレート構造体」又は単に「プレート」とも称する。「チャンネル」は、「導管」又は「通路」とも称し、「流体反応薬剤」は、「流体薬剤」、「反応薬剤」、「流体」又は「薬剤」とも称する。説明の便宜上、「第1組」は、第1組の薬剤を使用するチャンネル系統という意味で「第1系列B」又は「B系列」とも称する。同様に、「第2組」は、第2組の薬剤を使用するチャンネル系統という意味で「第2系列A」又は「A系列」とも称する。又、ここでは、第1組の流体反応薬剤のための共通チャンネルを示す参照符号「10」は、「第1系列10」又は「B系列10」のように「第1系列」又は「B系列」を表す符号としても使用される。同様に、第2組の流体反応薬剤のための共通チャンネルを示す参照符号「12」は、「第2系列12」又は「A系列12」のように「第2系列」又は「A系列」を表す符号としても使用される。

0016

第1系列Bは、チャンネル13に接続され、パージガスB(GAS−B)で系をパージ洗浄)するための、チャンネル13に接続されたガス吹き通し手段と、アセトニトリル(ACN−B)を送給するためのチャンネル14と、テトラゾール(TET)を送給するためのチャンネル15と、補助(AUX)溜めに接続されたチャンネル16と、補助(AUX)溜めに接続されたチャンネル17と、補助(AUX)溜めに接続されたチャンネル18と、グアノシン(G)を送給するためのチャンネル19と、補助(AUX)溜めに接続されたチャンネル20と、チミジン(T)を送給するためのチャンネル62と、シチジン(C)を送給するためのチャンネル63と、グアノシン(G)を送給するためのチャンネルと、アデノシン(A)を送給するためのチャンネル65と、それらのチャンネルに接続した共通のチャンネル10を含む。

0017

第2系列Aは、パージガスA(GAS−A)で系をパージするための、チャンネル12に接続されたガス吹き通し手段と、アセトニトリル(ACN−A)を送給するためのチャンネル27と、無水酢酸のようなキャッピング剤溶液A(CAP−A)を送給するためのチャンネル26と、N−メチルイミダゾールのようなキャッピング剤溶液B(CAP−B)を送給するためのチャンネル25と、補助酸化剤(OX 2)を送給するためのチャンネル24と、酸化剤(OX 1)を送給するためのチャンネル23と、ジクロル酢酸(DCA)を送給するためのチャンネル22と、それらのチャンネルに接続した共通のチャンネル12を含む。

0018

アデノシン(A)、シチジン(C)、グアノシン(G)及びチミジン(T)は、周知のように、デオキシリボ核酸(DNA)を合成するのに用いられる薬剤である。パージガスGAS−A及びGAS−Bは、系をパージ(洗浄)し、系内から少量の残留液体検出器へ排出する機能を果たす。アセトニトリル(ACN−A)は、系をリンスする(すすぐ)機能を果たす。果たす。GAS−Bは、GAS−Aと同じ機能を果たす。無水酢酸(CAP−A)及びN−メチルイミダゾール(CAP−B)は、途中で失敗した順序反応のそれ以上の延長を防止するために未反応部位のそれ以上の反応を停止させる働きをする。酸化剤(OX 1 又は OX 2)(例えば水/ピリジン沃素を溶解させたもの)は、ヌクレオチドフォスフェート結合を安定化させるために伸長した高分子連鎖を酸化させる機能を果たす。ジクロル酢酸(DCA)は、更なる縮合反応を可能にするために結合残基の保護を外す機能を果たす。テトラゾール(TET)は、次の結合のために反応性モノマー活性化させる働きをする。

0019

ゲート即ち仕切弁(「切換弁」とも称する)28は、各共通のチャンネル10又は12からの流体を処理容器29又は30のどちらかへチャンネル31又は32を通して選択的に差し向けるための切換手段として機能する。処理容器又は反応容器29は、制御された気孔を有する多孔質ガラス(CPG)又は膜等の中実支持体を備えた処理カラム又は反応カラムを構成する容器であり、処理容器30も、処理容器29と同様のものである。チャンネル33,34は、処理容器29,30からの処理済み流体未反応流体)を廃棄部署又は検出器へ排出するためのものである。

0020

図7は、流体送給装置の一部を構成する本発明の積層プレート構造体即ち導管構成中実プレート構造体(導管を構成する複数の積層されたプレート層から成る構造体)11の流体処理のためのプレート穴(プレートに形成された穴)及び各導管の配列を示す。これらの導管は、上述したA系列12及びB系列10を含む。導管構成中実プレート構造体(以下、「導管構成プレート構造体」又は単に「プレート構造体」とも称する)11は、協同して導管を構成する複数の積層されたプレート層74,78,79,69,75(図2〜6参照)から成る構造体である。導管27は、チューブ(図示せず)及び穴36(図7)を介して補助溜めに接続された導管である。導管26は、チューブ(図示せず)及び穴38を介してジクロル酢酸(DCA)のための容器に接続された導管である。導管25は、容器からチューブ(図示せず)及び穴40を介して酸化剤を導入するための導管である。導管24は、容器からチューブ(図示せず)及び穴41を介してN−メチルイミダゾールを導入するための導管である。導管23は、容器からチューブ(図示せず)及び穴42を介して無水酢酸を導入するための導管である。導管22は、容器からチューブ(図示せず)及び穴43を介してアセトニトリルを導入するための導管である。導管21は、容器からチューブ(図示せず)及び穴44を介してパージガスAを導入するための導管である。

0021

導管13は、容器からチューブ(図示せず)及び穴45を介してパージガスB(GAS−B)を導入するための導管である。導管14は、容器からチューブ(図示せず)及び穴46を介してアセトニトリル(ACN−B)を導入するための導管である。導管15は、容器からチューブ(図示せず)及び穴47を介してテトラゾール(TET)を導入するための導管である。導管16は、補助溜めからチューブ(図示せず)及び穴48を介して薬剤を導入するための導管である。導管17は、容器からチューブ(図示せず)及び穴49を介してアデノシン(A)を導入するための導管である。導管18は、容器からチューブ(図示せず)及び穴50を介してシチジン(C)を導入するための導管である。導管19は、穴51の上に配置された容器からグアノシン(G)を導入するための導管である。導管20は、容器からチューブ(図示せず)及び穴52を介してチミジン(T)を導入するための導管である。導管62は、容器からチューブ(図示せず)及び穴53を介してチミジン(T)を導入するための導管である。導管63は、容器からチューブ(図示せず)及び穴54を介してシチジン(C)を導入するための導管である。導管64は、容器からチューブ(図示せず)及び穴55を介してグアノシン(G)を導入するための導管である。導管65は、容器からチューブ(図示せず)及び穴56を介してアデノシン(A)を導入するための導管である。

0022

仕切弁即ち切換弁28は、A系列12又はB系列10からの薬剤を穴70,71,72又は73の上に位置する反応コラム29又は30のどちらかへチャンネル31又は32を通して選択的に差し向けるための切換手段として機能する。仕切弁28は、図8に示されるように、多数のゲート(入口弁80及び出口弁81)で構成されている。流体送給装置は、基本的に、図8に示されるように、本発明の積層プレート構造体即ち導管構成プレート構造体11とそれに組み合わされた仕切弁28とで構成される。

0023

図2に示されたプレート層74は、積層プレート構造体11(図7)の積層プレート層の1つ(即ち、プレート構造体11の頂部プレート層)であり、例えば穴36aと36bで例示されるように複数組の隣接した穴を有しており、各組の隣接穴は、図8に示される電気作動式又は空気圧作動式弁80又は81と連携して使用される。ここでは、電気作動式弁例えばソレノイド弁80,81を使用した場合に関連して本発明の流体送給装置を説明する。他の組の隣接穴には、図示を簡略にするために参照符号が付されていない。

0024

図6に示されたプレート層75は、積層プレート構造体11(図7)の底部プレート層であり、複数の互いに離隔した単独穴(組又は対として組み合わされていない穴)を有し、ダイアフラムポンプ84及び搬送すべき流体(反応薬剤)供給部85(図8参照)と連携して使用される。

0025

図8は、図2〜7に示された積層プレート構造体11の両面に外側部品を結合することによって構成された流体送給装置の一部分を示す。図8に示されるソレノイド弁81は出口弁を構成し、ソレノイド弁80は入口弁を構成する。ソレノイド弁80,81は、各々、ダイアフラム86と、スラストワッシャ87と、ばね88と、電機子即ちプランジャ89と、コイル90と、ばね91と、調節自在のストッパー92から成る。ダイアフラムポンプ84は、容積型ポンプであり、ばね93と、頂部インサート挿入体)94と、底部インサート(挿入体)95と、ポンプダイアフラムダイアフラム96から成る。頂部インサート94と底部インサート95とは、インサート94の周縁を折り曲げることによってかしめられ、それらの間にダイアフラム96を挟着し固定している。インサート94は、高圧空気源のような圧力流体源に接続されたキャビティ97を備えており、キャビティ97を開閉することによってダイアフラム96の頂面(図8でみて下側の面)に対して圧力流体源からの流体圧力を選択的に作用させることができるようになされている。

0026

入口ソレノイド弁(以下、単に「入口弁」とも称する)80が開放されると、搬送すべき流体(反応薬剤)がポート98を通ってチャンネル99(即ち入口弁80の弁入口)に流入する。ダイアフラムポンプ84のダイアフラム96が大気圧通気され(即ち、ダイアフラム96の頂面に及ぼされる流体圧が除去され)、入口弁80のダイアフラム86が開放されると、流体は、弁入口99から入口弁80を経てチャンネル100(即ち、入口弁80の弁出口)を通りポンプ84のポンプ室即ちプレナム101に流入する。

0027

入口弁80のダイアフラム86が閉鎖され、ポンプ84のポンプダイアフラム96に空気圧が加えれ、かつ、出口ソレノイド弁(以下、単に「出口弁」とも称する)81のダイアフラム86が開放されると、流体はポンプ84のプレナム101からチャンネル102(即ち、出口弁81の弁入口)を経てチャンネル120(即ち、出口弁81の弁出口)に流入する。チャンネル120は、図1に示されるA系列の共通チャンネル12又はB系列の共通チャンネル10に対応する。ポンプ84のポンプダイアフラム96が閉鎖され、出口弁81のダイアフラム86が閉鎖されると、流体は、A系列の場合は共通チャンネル12に、B系列の共通チャンネル10に流入する。

0028

弁80,81、ダイアフラムポンプ84及び流体供給部85は、外側金属板116,117の穴及び積層プレート構造体11のボルト穴76,77(図2〜6)を通して挿通されたボルト112,113とナット114,115によってプレート構造体11に固定される。

0029

図3に示されたプレート層78は、積層プレート構造体11の頂部プレート層74の下に重ねられた第1導管構成プレート層であり、A系列及びB系列のための水平導管12,10a,10b並びに仕切弁28に通じる水平導管104を有している。図3に示された各ボルト穴76,77は、図2、4、5及び6に示された他のプレート層74,79,69,75の同じ参照符号の穴と整合している。

0030

図4に示されたプレート層79は、図3に示された第1導管構成プレート層78と図5に示された第2導管構成プレート層69との間にあり、穴36a,36bのような穴対及びその他の多数の単独穴を通して図3のプレート層78の各導管と図5のプレート層69の各導管との間に選択的に流体連通を設定する連絡プレート層である。図4のプレート層79のボルト穴76,77は、他の図に示された他のプレート層の同じ参照符号のボルト穴と整合している。

0031

図5に示された第2導管構成プレート層69は、流体薬剤を送給するための垂直導管13〜27及び62〜65及び12a、及び仕切弁28と協同する垂直導管66,67を有している。

0032

図6に示されたプレート層75は、プレート構造体11の底部プレート層であり、プレート構造体11に設けられた仕切弁28から反応カラム29又は30(図1参照)へ流体を送給する出口ポート106,107を有している。

0033

図9を参照すると、12の処理容器に流体を送給することができるようになされた本発明の変型実施例による導管構成プレート構造体が示されている。この実施例の積層プレー構造体即ち導管構成プレート構造体においては、第1反応系列(共通導管)8及び第2反応系列(共通導管)9は、第1仕切系列7及び第2仕切系列6に流体連通している。第1仕切系列7又は第2仕切系列6は、図1に関連して説明したのと同様の態様で、図8に示された弁装置により、各々対応する処理容器に接続された導管112,113,114,115,116又は117と穴118,119,120,121又は123へ選択的に連通される。

0034

この実施例の積層プレー構造体は、内側プレート層を省除して3層又は4層のプレート層で構成することができる。例えば、このプレート構造体は、直交関係に配置された導管が互いに連通しないようになされているので、導管を形成した1層のプレート層と、導管をもたない2層のプレート層の合計3層のプレート層で構成することもでき、あるいは合計4層のプレート層で構成することもできる。

0035

図9を参照すると、6つの処理容器に流体を送給することができるようになされた本発明の変型実施例による積層プレー構造体が示されている。この実施例の積層プレー構造体においては、第1反応系列(共通導管)8及び第2反応系列(共通導管)9は、第1仕切系列7及び第2仕切系列6に流体連通している。第1仕切系列7又は第2仕切系列6は、図1に関連して説明したのと同様の態様で、図8に示された弁装置により、各々対応する処理容器に接続された導管112,113,114,115,116又は117と穴118,119,120,121又は123へ選択的に連通される。

0036

以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。

図面の簡単な説明

0037

図1図1は、本発明のプレート構造体を用いてDNAを製造するための流体送給装置の概略図である。
図2図2は、本発明のプレート構造体の一番上のプレート層の平面図である。
図3図3は、本発明のプレート構造体の第1導管構成プレート層の平面図である。
図4図4は、本発明のプレート構造体の連絡プレート層の平面図である。
図5図5は、本発明のプレート構造体の第1導管構成プレート層の平面図である。
図6図6は、本発明のプレート構造体の底部プレート層の平面図である。
図7図7は、図2〜6に示された5つのプレート層を積層して構成された本発明の導管構成中実プレート構造体の上からみた平面図である。
図8図8は、本発明の積層プレー構造体と連携して使用するのに適した流体送給ポンプ装置の断面図である。
図9図9は、本発明の変型実施例による積層プレー構造体の平面図である。

--

0038

10:共通チャンネル(導管又は通路)又は第1系列又はB系列
11:積層プレー構造体
12:共通チャンネル(導管又は通路)又は第2系列又はA系列
28:切換弁又は仕切弁(切換手段)
29,30:処理容器又は反応容器(処理カラム又は反応カラム)
69:第2導管構成プレート層
74:頂部プレート層
75:底部プレート層
78:第1導管構成プレート層
79:連絡プレート層
80:入口弁
81:出口弁
84:ダイアフラムポンプ
85:流体送給源
86:ダイアフラム
96:ポンプダイアフラム
99:弁入口
100:弁出口
101:プレナム
101:弁入口
120:弁出口

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