理化学用プラスチック製品とは？-種類・材質・カスタム製造のポイントを解説-

2026.07.08

理化学用プラスチック製品とは？

【定義】 理化学用プラスチック製品とは、化学・生物・医学の研究・分析・検査現場で使用される、プラスチック素材でできた器材・消耗品の総称です。ピペットチップ・チューブ・容器・プレート・マイクロ流路チップなどがこれにあたります。

かつて実験室の器具はガラスや金属が中心でした。なぜ今、プラスチックが主役になったのか。答えはシンプルです。使い捨てができ、軽く、成形の自由度が高いからです。一度使ったガラス器具を洗浄・滅菌する工程には、コンタミネーションのリスクと作業工数が伴います。プラスチック製ディスポーザブル品なら、使い切って廃棄できる。それだけで、汚染の原因を一段階減らせます。

だからこそ、PCR検査・遺伝子解析・細胞培養・タンパク質解析・創薬スクリーニングといった分野で、理化学用プラスチック製品の需要は拡大し続けています。ただし、プラスチックであれば何でもよいわけではありません。材質の選び方ひとつで、実験精度や細胞の生存率が変わることがあります。

医療用途との違い

理化学用プラスチック製品と医療用プラスチック製品は、しばしば混同されます。最も大きな違いは規制の枠組みです。医療機器として販売・流通させる製品には、薬機法に基づく製造業登録・製造販売業許可が必要です。一方、研究用・検査用として使用する理化学用途の製品は、この許可の対象外となるケースが多くあります。

ただし、「規制が緩い＝品質が低くてよい」とはなりません。遺伝子解析・再生医療・体外診断の現場では、DNAフリー・エンドトキシンフリーといった品質証明が調達要件に含まれるケースが増えています。この点で、医療機器製造業許可とISO13485を持つ親和工業のような成形メーカーへの相談が、理化学用途でも増えています。

>> 医療用プラスチックの種類と特徴一覧！選定のポイント（#）

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研究・検査・診断での主な使われ方

理化学用プラスチック製品が使われる場面は、大きく以下の4つに分類できます。

試料の分取・移送（ピペットチップ・チューブ）：溶液・試薬・細胞懸濁液を正確に量り取り、容器間で移す。コンタミを防ぐため、1回ごとに廃棄するのが原則です。
試料の保存・凍結（凍結保存チューブ・容器）：細胞・DNA・血清などを低温または超低温で保存するための容器。材質の低温耐性と密封性が重要です。
反応・培養（プレート・フラスコ・ディッシュ）：細胞の培養、PCR反応、抗原抗体反応などを行うための容器。ウェル形状・底面透明度・表面処理が製品品質に直結します。
分析・検査（マイクロ流路チップ・カートリッジ）：少量の試料を流路に通し、診断・解析する。寸法精度と流路表面の清浄度が分析精度を左右します。

理化学用プラスチック製品の主な種類

理化学用プラスチック製品は用途によって大きく5つのカテゴリに分類できます。自社の用途がどのカテゴリに当てはまるかを把握することが、材質・成形方法・調達先の選定の出発点になります。

ピペットチップ

マイクロピペットの先端に取り付け、溶液を吸引・分注するための消耗品です。容量は0.1μLから10mLまで幅広く、材質はほぼポリプロピレン（PP）が標準です。研究室で最も消費量が多い消耗品のひとつであり、弊社への相談でも最も多いカテゴリです。

市販品では対応しきれない相談として多いのが、「自社の自動化装置（リキッドハンドリングロボット）にフィットする形状がない」というケースです。装置メーカーごとにコーン径・テーパー角・先端径が微妙に異なるため、汎用チップでは液漏れや装着不良が起きることがあります。こうした場合、専用金型からのカスタム成形が実質的に唯一の解決策になります。

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チューブ・容器類

遠心チューブ・クライオチューブ・サンプル保存チューブなど、試料の保存・遠心分離・凍結保存に使用する円筒形の容器類です。容量は0.5mLから50mL程度まであり、材質はPP（ポリプロピレン）・PC（ポリカーボネート）・PS（ポリスチレン）が多く使われます。

クライオチューブについては、マイナス196℃の液体窒素環境下でも割れない靭性が求められます。材質選定を誤ると、凍結保存中に容器が破損し、貴重な細胞やDNAサンプルが失われる事故につながります。ただし、すべての用途でPPが最適とは限りません。使用温度域・滅菌方法・観察の有無によって、最適な材質は変わります。

>> クライオチューブ（凍結保存管）とは？材質と超低温保存の注意点（#）

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プレート・マイクロ流路チップ

マルチウェルプレート（96穴・384穴等）は、ハイスループットスクリーニングやELISA、細胞培養に使われます。観察用途ではPS（ポリスチレン）の底面透明度が重要で、蛍光観察には光学特性への配慮も必要です。

マイクロ流路チップは、数十〜数百μmオーダーの流路を持つ薄型チップで、POC（ポイントオブケア）診断・血液分析・DNAシーケンシングに使われます。流路の寸法精度は分析結果に直接影響するため、±数μm以内の成形精度が求められることがあります。この領域は流動解析を用いた金型設計と、クリーンルーム内でのクリーン成形が前提になります。

ラック・組立品

ピペットチップやチューブを保持するラック、試薬カートリッジ、キット組立品なども理化学用プラスチック製品に含まれます。単体のパーツ成形にとどまらず、フィルター挿入・充填・組立・袋詰めまでワンストップで対応できるかどうかが、委託先選定の重要なポイントになります。

>> 医療用プラスチック製品アセンブリ工程の重要ポイントと選び先の見極め方（#）

理化学用プラスチックの材質と選定ポイント

【ポイント】 材質の選定は「どの形状を成形するか」より先に決めなければなりません。用途・細胞種・保存温度・滅菌方法の4軸を整理することが選定の出発点です。

材質を誤ると何が起きるか。最も深刻なのは細胞毒性のリスクです。プラスチックに含まれる可塑剤や添加剤が培地中に溶出し、細胞の増殖を阻害することがあります。また、滅菌方法との相性を無視すると、成形品が脆化・変形し、使用中に破損するケースもあります。弊社に寄せられる相談の中に、「別メーカーのPP製チューブを使っていたが、ガンマ線滅菌後に割れが発生した」という事例がありました。PPはガンマ線照射により脆化しやすく、この用途にはエチレンオキサイド（EOG）滅菌が推奨されます。

主要4樹脂の特性比較

理化学用途でよく使われる主要4樹脂を整理します。用途・保存条件ごとに最適な材質は異なるため、下表を選定の基準にしてください。

樹脂	透明性	耐薬品性	低温耐性
PP（ポリプロピレン）	△	◎	◎ / 主な用途：凍結チューブ・ピペットチップ・スクリュー管
PS（ポリスチレン）	◎	△	× / 主な用途：培養ディッシュ・フラスコ・マルチウェルプレート
PC（ポリカーボネート）	○	○	△ / 主な用途：遠心管・観察用容器
HDPE（高密度ポリエチレン）	×	◎	○ / 主な用途：保存ボトル・培地容器

PP（ポリプロピレン）：耐薬品性・低温保存に強い

理化学用プラスチック製品の中で最も使用頻度が高い材質です。耐薬品性に優れ、酸・アルカリ・有機溶剤に対して安定しています。マイナス196℃の液体窒素下でも靭性を保つため、クライオチューブの主材として広く採用されています。ピペットチップの材質もほぼPP一択といえます。

ただし、PPはガンマ線照射で脆化しやすい性質があります。滅菌方法をガンマ線に指定している場合はEOG滅菌への変更、または滅菌グレードのPPへの切り替えを検討する必要があります。

PS（ポリスチレン）：透明性と観察用途

透明性が高く、倒立顕微鏡による細胞観察に適しています。ガンマ線滅菌との相性が良く、ディスポーザブルの培養容器として広く使われています。一方、耐薬品性はPPに劣り、アルコール系溶剤には注意が必要です。また、マイナス80℃以下の低温環境での使用には適しません。

PC（ポリカーボネート）：耐衝撃・耐熱用途

透明度と耐衝撃性のバランスが優れており、オートクレーブ滅菌（高圧蒸気）に対応できる数少ない樹脂の一つです。遠心管・観察用容器・計測機器の窓材として使われます。ただし、耐薬品性は低く、強アルカリや塩素系溶剤には侵されやすいため、接触する試薬の確認が必要です。

滅菌方法と材質の組み合わせ

材質を先に選んでから滅菌方法を考えると、後工程で問題が出ることがあります。「滅菌方法を先に確定し、それに適合する材質を選ぶ」という順番が正しいです。下表に主な組み合わせを整理します。

滅菌方法	適合しやすい材質・注意点
ガンマ線照射	PS・PC は対応可。PP はグレードによっては脆化リスクあり。事前確認を推奨
エチレンオキサイド（EOG）	PP・PE・PC など広範に対応。残留ガスの管理が必要
オートクレーブ（高圧蒸気）	PC・PPの耐熱グレードが対応可。PS は変形リスクが高い

>> 医療用プラスチックの種類と特徴一覧！選定のポイント（#）

>> シングルユース医療機器に使われる樹脂の種類と選定ポイント（#）

市販品では対応できない、3つの場面

コーニング・アズワン・ターソンズといった既製品メーカーは、品揃えとコスト面で優れています。では、なぜカスタム品の受託製造を必要とする企業・研究機関が後を絶たないのか。親和工業に寄せられる相談を整理すると、3つの場面に集約されます。

場面1：自社の装置・工程に合う形状がない

既製品のピペットチップ・チューブ・プレートは、汎用的な標準形状で設計されています。ところが、自社の液体ハンドリングロボットや自動検査装置に組み込む際、チップのコーン径・テーパー角・先端径が装置仕様と微妙に合わない。その結果、液漏れ・装着不良・分注エラーが頻発します。

こうしたケースでは、「既製品を削る・加工する」という対処は品質リスクを生むだけです。必要なのは、自社装置の仕様に合わせた専用金型からの射出成形です。金型を作れば以降は同形状のものを繰り返し量産できます。初期の金型投資は発生しますが、量産単価を抑えながら寸法精度を安定させることができます。

場面2：DNAフリー・品質証明書が入手できない

遺伝子解析・細胞培養・生殖医療の領域では、プラスチック製品へのDNA・RNA汚染が実験精度や臨床結果に直接影響します。「DNAフリーです」という申告だけでなく、検査データによる証明が調達要件に含まれるケースが増えています。

市販品では、製造ロットごとの個別証明書を入手できないケースが多くあります。受託製造であれば、製造ロットに紐づいたDNAフリー・RNaseフリー・エンドトキシンフリーの品質証明書の発行が可能です。これが、既製品から受託製造へ切り替える最も現実的な理由のひとつです。

親和工業では、ThermoFisher製リアルタイムPCRシステム「QuantStudio® 5」を自社導入しており、DNAフリー・RNaseフリーの品質検査を社内で実施しています。外部委託ではなく自社設備で完結できる射出成形メーカーは、ほとんど存在しません。

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>> エンドトキシンフリーとヌクレアーゼフリーの違いとは？（#）

場面3：既製品の調達リスクを解消したい

海外製の理化学用プラスチック製品は価格面では優位なケースがあります。ただし、ここ数年、地政学的リスク・為替変動・輸送遅延によって安定調達が難しくなっている現実があります。「長年使っていた海外製チューブの入荷が遅れ、実験スケジュールが止まった」という相談も増えています。

こうした場合、国内メーカーへの切り替えと同時に、自社仕様への最適化を行うことで、品質と供給安定性を両立できます。親和工業では海外製医療用・理化学用プラスチック製品の国産化サポートにも対応しており、既存製品の形状解析から金型新規製作、品質証明体制の構築まで一貫して支援しています。

>> 医療機器・プラスチック部品を国産化（国内回帰）するメリット（#）

理化学用プラスチック製品のカスタム製造で確認すべきポイント

【ポイント】 カスタム製造の委託先を選ぶ際は、品質証明の発行能力・製造環境・設計支援力・ロット対応力の4点を軸に確認することが重要です。

材質・グレードの選定と品質証明の種類

「PP製で」という指示だけでは不十分です。PPにはグレードがあり、食品グレード・医療グレード（USP Class VI適合品）・アニマルフリー品で添加剤の内容が異なります。また、DNAフリー・エンドトキシンフリー・RNaseフリーのうち、どの証明が必要かによって、使用する原料グレードと検査工程が変わります。これらを最初のヒアリング段階で確定しておかないと、試作後に仕様変更が発生し、コストと時間を無駄にします。

成形方法と形状の実現可能性

射出成形で対応できる形状には、肉厚の均一性・アンダーカット・抜きテーパーなどの設計制約があります。「こういう機能が必要」という構想段階から相談できる成形メーカーを選ぶことで、設計の手戻りを減らせます。親和工業では流動解析（3D TIMON）を活用した金型設計を行っており、他社で断られた難形状の試作・量産化を実現した実績があります。図面がない段階でも、機能要件だけお伝えいただければ設計からご支援します。

製造ロット規模と金型投資のバランス

射出成形は金型を作れば大量生産に向く工法ですが、金型製作には初期投資が発生します。月産数百個程度の小ロットでは、金型投資の回収に時間がかかる場合があります。弊社では1ロット1,000個からの量産に対応していますが、ロット規模によってはコスト面で射出成形が最適解ではないケースもあります。切削加工・3Dプリンターとの工法比較も含めて、最初にご相談いただくことをお勧めします。

ISO13485・クリーンルームなど製造環境の確認

理化学用途であっても、最終製品が体外診断・再生医療・遺伝子治療に使われる場合は、製造環境の品質証明が求められることがあります。ISO13485認証・クリーンルーム成形環境・環境モニタリングの記録を持つメーカーであれば、調達先としての社内承認プロセスがスムーズになるケースが多くあります。

>> なぜクリーンルーム射出成形は難しいのか？（#）

>> DNAフリープラスチック製品開発・設計・製造サービス（#）

親和工業の理化学用プラスチック製品カスタム製造における3つの特徴

なぜ国内外の医療機器メーカーや製薬企業、バイオベンチャーが親和工業に相談するのか。答えは「一社で揃う」という一点に尽きます。ただし、すべての用途・ロット規模に対して親和工業が最適解とは限りません。まずはご相談いただき、弊社が最適かどうかを一緒に判断することが大切だと考えています。

【カスタム設計力】図面がなくても、構想段階から設計支援

「こういう機能を持つチップを作りたいが、図面がない」という相談から受け付けています。特級プラスチック成形技能士2名が設計段階からVA/VE提案を行い、流動解析を用いた金型設計で成形品質を最適化します。コスト削減のために形状の一部を標準化しながら必要な機能を確保するなど、設計段階での工夫が量産コストを大きく変えます。

弊社にご相談いただいた事例では、当初は汎用チップの微修正で対応しようとしていたものの、ヒアリングを通じて専用金型を新規製作した方が長期的なコストを抑えられると判断し、金型製作から始めるケースもありました。

【品質保証】ISO13485・クリーンルーム成形・DNAフリー検査の三位一体

ISO13485認証・医療機器製造業許可（製造業登録＋製造販売業許可）・クラス10,000クリーンルーム成形・リアルタイムPCRによるDNAフリー品質検査——これらをすべて自社内で完結できる射出成形メーカーは、国内でも極めて限られます。

特に、DNAフリー品質検査を外部委託ではなく自社設備（QuantStudio® 5）で実施できる点は、製造ロットごとの迅速な証明書発行と、検査工程の一貫した品質管理につながります。

比較軸	親和工業株式会社の対応状況
ISO13485取得	取得済み
医療機器製造業許可	製造業登録・製造販売業許可両方取得
クリーンルーム成形	クラス10,000（ISO Class 7相当）完備
DNAフリー品質保証	リアルタイムPCR（QuantStudio® 5）で自社検査・証明書発行
設計段階からの支援	特級プラスチック成形技能士によるVA/VE提案・流動解析
量産対応ロット	1,000個〜100万個
ワンストップ対応	設計→成形→組立→滅菌手配・梱包まで一括

【実績】特級技能士2名が製品開発を主導

プラスチック成形技能士の国家資格には1級・2級・特級があり、特級は最上位です。親和工業には特級プラスチック成形技能士が2名在籍しています。成形現場のすべての工程を経験した技術者が製品開発を主導するため、「この形状は成形できるか？」という問いに、設計段階で現実的な答えを出すことができます。

また、医療機器としての業許可・申請サポートも行っています。開発した理化学用プラスチック製品を将来的に医療機器として展開したい場合も、ワンストップでサポートします。

>> DNAフリー医療用製品開発・設計・製造サービス（#）

>> 医療用機器開発・設計サポート（#）

理化学用プラスチック製品のカスタム製造なら、親和工業にお任せください

ここまでこのコラムをお読みいただいた方の多くは、「市販品では限界がある」「品質証明書が取れない」「自社装置に合う形状がない」といった課題を抱えながら、委託先を探しておられるのではないでしょうか。弊社はその悩みを、現場で何度も聞いてきました。

理化学用プラスチック製品のカスタム開発は、材質選定・成形技術・品質管理・規制対応が複雑に絡み合います。「どこに相談すればいいかわからない」という状況は、その複雑さが原因です。

親和工業では、構想段階の相談から受け付けています。図面がなくても、「こういう機能が必要」「この装置に合う形状にしたい」というレベルから、一緒に整理することができます。カスタム製造が適切かどうかも含めて、まずはお気軽にお問い合わせください。

カスタム製造を始める前に整理しておきたい5点 ① 用途と対象物質（細胞・DNA・試薬・血液等） ② 必要な品質証明の種類（DNAフリー・エンドトキシンフリー・RNaseフリー等） ③ 滅菌方法（ガンマ線・EOG・オートクレーブ等） ④ ロット規模と頻度（月産数百個〜数万個等） ⑤ 適合すべき規格・許可の要否（ISO13485・医療機器届出等）

よくある質問

Q. 図面がない段階でも相談できますか？ A. はい。製品の機能要件・使用環境・対象物質をお聞かせいただければ、設計段階からご支援します。試作から量産移行まで一貫して対応しています。

Q. 理化学用途でも医療機器製造許可は必要ですか？ A. 最終製品の用途・クラス分類によって異なります。研究用・検査用として使用する場合は許可が不要なケースが多いですが、体外診断・医療機器として販売・流通させる場合は許可が必要です。詳細はご相談ください。

Q. ロット数が少なくても相談できますか？ A. 1ロット1,000個からの量産に対応しています。ただし、射出成形は金型投資が発生するため、ロット規模によっては切削や3Dプリンターが適切なケースもあります。まずはご相談ください。

Q. DNAフリー証明書はロットごとに発行してもらえますか？ A. はい。ThermoFisher製QuantStudio® 5を用いた社内検査により、製造ロットごとのDNAフリー・RNaseフリー品質証明書を発行しています。

理化学用プラスチック製品のカスタム製造についてご相談ください ▶ お問い合わせはこちら　https://medical-use-plastic-molding.com/contact/

この記事を書いた人

親和工業株式会社技術スタッフ

親和工業の医療用プラスチック成形を支える、社歴20年の現場技術担当です。

私の強みは、流動解析を用いた3D金型設計から、現場での成形オペレーション、高精度な検査、そして梱包出荷に至るまで、射出成形のすべての工程を自ら泥臭く経験してきたことです。

各工程のメリット・デメリットを骨の髄まで理解しているからこそ、開発・設計段階での確実なVA/VE提案や、手戻りのないスムーズな試作・量産化が可能です。

特級技能士の技術力と、クラス10,000のクリーンルーム、最新のPCR品質保証体制を掛け合わせ、世界の医療を支える高品質なプラスチック製品をお届けします。

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