CN107110748A - 检测体的破碎装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供检测体的破碎装置及其方法。在使贮存有检测体、多个小径珠子以及一个大径珠子检测体的容器进行圆周运动来破碎检测体的装置及其方法中，能够短时间且有效地破碎检测体。将包含检测体的溶液(S)、多个小径珠子(SB)以及一个大径珠子(BB)贮存于容器(2)。驱动部(40)使所贮存的容器(2)的下部进行圆周运动。控制部(70)对驱动部(40)进行控制，以使容器(2)的下部进行在两个以上的互不相同的转速间连续地变化的圆周运动。

Description

检测体的破碎装置及其方法
技术领域
本发明涉及检测体的破碎装置及其方法。更详细来说，涉及将包含菌体或者病毒等的检测体的溶液以及珠子贮存于容器并使所贮存的容器进行圆周运动。由此对检测体赋予由珠子引起的物理冲击而破碎该检测体的破碎装置及其方法。
背景技术
近年来，随着生命科学的发展，遗传基因诊断备受瞩目。在遗传基因诊断中，破碎菌体或者病毒等的检测体，从该检测体的内部提取DNA(Deoxyribonucleic Acid)及RNA(Ribonucleic Acid)等核酸。并且，在将所提取的核酸进行提炼后通过PCR(PolymeraseChain Reaction)法等放大，并通过电泳沉积法等进行分析。
这样，在遗传基因诊断中，作为前处理需要将检测体破碎到不破坏核酸的程度。并且，关于该检测体的破碎处理，已知有各种方法。已知有将包含检测体的溶液与蛋白水解酶贮存于容器并使所贮存的容器的下部进行偏心旋转、由此对溶液以及蛋白水解酶进行搅拌而使之破碎的技术(专利文献1)。
此外，也已知有在容器的中心轴与旋转轴平行的状态下使容器进行偏心旋转的技术(专利文献2)。此外，也存在在检测体中混合界面活性剂而将检测体破碎的方法。
但是，在基于上述那样的化学处理的破碎中，存在无法充分破碎细胞的硬质细胞壁的顾虑。因此，提出了如下技术：通过将包含检测体的溶液、多个小径珠子以及一个大径珠子贮存于容器并进行搅拌，将由珠子引起的物理冲击赋予检测体而使之破碎的技术(专利文献3)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-255号公报
专利文献2：日本特许第5542379号
专利文献3：日本特开2006-141292号公报
发明内容
但是，在遗传基因诊断中，也要求在短时间内将从动物(主要是人)及植物采集的多个检测体破碎，提高诊断效率。专利文献3所提出的技术只不过公开了为了破碎检测体而使用多个小径珠子与一个大径珠子，对于如何使用这些珠子来提高诊断效率未给出任何建议。
本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种检测体破碎装置及其方法，使贮存有检测体、多个小径珠子以及一个大径珠子检测体的容器进行圆周运动而将检测体破碎，能够短时间且有效地破碎检测体。
用于解决课题的手段
为了实现上述课题，本发明的检测体的破碎装置的特征在于，具备：驱动部，其使贮存有包含检测体的溶液、多个小径珠子以及一个大径珠子的容器的下部进行圆周运动；以及控制部，其对该驱动部进行控制，该控制部以如下方式对驱动部进行控制，即、使容器的下部进行在两个以上的互不相同的转速间连续地变化的圆周运动。
本发明的检测体的破碎方法的特征在于，在容器贮存包含检测体的溶液、多个小径珠子以及一个大径珠子，使该容器的下部进行在两个以上的互不相同的转速间连续地变化的圆周运动，利用珠子破碎检测体。
此处，上述“多个小径珠子”意味着具有0.1～1mm左右的粒径的珠子存在10～50000个，优选为1000～10000个，更优选为5000～10000个左右。上述“大径珠子”意味着具有比小径珠子的粒径大10～100倍左右的粒径的珠子，其粒径为1～10mm，优选为3～8mm。
此外，在本发明的检测体破碎装置及其方法中，优选两个以上的互不相同的转速中的最低转速为1000～4000rpm的范围，最高转速为5000～9000rpm的范围。上述“rpm”意味着每一分钟的转速(revolution per minute)。
此外，在本发明的检测体破碎装置中，优选容器在上方的内周面具备使小径珠子从内周面跳起的肋。此外，优选容器的下方的内周面为平坦，以便在圆周运动中使大径珠子在下方的内周面上滚动。
此外，本发明的检测体破碎方法优选使大径珠子在容器的下方的内周面上滚动，使小径珠子与圆周运动的转速的变化相应地在容器内沿着上下方向移动。
此外，在本发明的检测体破碎装置中，优选驱动部具备：支承部件，其在容器不能绕该容器的中心轴旋转的状态下支承容器的上部；旋转部件，其绕规定的旋转轴旋转；以及连结机构，其在中心轴与旋转轴交叉的状态下将容器的下部直接或间接地连结于旋转部件。此外，在本发明的检测体破碎方法中，优选在容器的中心轴与圆周运动的旋转轴交叉的状态下进行圆周运动。
此外，在本发明的检测体破碎装置及其方法中，优选中心轴与旋转轴交叉的角度为2～5度的范围。
此外，在本发明的检测体破碎装置中，支承部件也可以由挠性部件构成，该挠性部件具有供容器的上部穿过的孔。
此外，在本发明的检测体破碎装置中，挠性部件也可以在孔的周围具备相比容器的材质为硬质的环状部。
此外，在本发明的检测体破碎装置中，优选连结机构包括设置于旋转部件的远离旋转轴的位置的凹部或凸部、以及直接或间接地设置于容器的下端且与凹部或凸部嵌合的凸部或凹部。
此外，在本发明的检测体破碎装置中，优选支承部件还具备有底筒状的容器收纳部，该容器收纳部具有与挠性部件的孔连通的开口，在容器收纳部的底部形成有凸部，在容器收纳器的内周面上形成有与形成在容器的外周面上的肋卡合而防止容器绕中心轴旋转的突起。
此外，本发明的检测体破碎装置以及方法中，也可以使多个容器同时进行圆周运动。此外，在本发明的检测体破碎装置以及方法中，也可以在使多个容器中的一部分的容器进行圆周运动的期间，使剩余的容器以与一部分的容器不同的转速进行圆周运动。
发明效果
本发明的检测体破碎装置及其方法将包含检测体的溶液、多个小径珠子以及一个大径珠子贮存于容器，使该容器的下部进行在两个以上的互不相同的转速间连续地变化的圆周运动，由此能够在短时间内有效地破碎检测体。
此外，本发明的检测体破碎装置在容器的上方的内周面具备使小径珠子从内周面跳起的肋，由此使位于容器的上方的小径珠子从内周面跳起并朝溶液内分散，因此能够在更短时间内有效地破碎检测体。
此外，本发明的检测体破碎装置将容器的下方的内周面形成为平坦以便大径珠子滚动，由此滚动的大径珠子搅拌溶液，从而能够在更短时间内有效地破碎检测体。
此外，本发明的检测体破碎方法使大径珠子在容器下方的内周面滚动，使小径珠子与转速的变化相应地在容器内沿着上下方向移动，由此小径珠子朝溶液内分散，且滚动的大径珠子搅拌溶液，因此，能够在更短时间内有效地破碎检测体。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的检测体破碎装置的整体结构的立体图。
图2是装配于本发明的实施方式的检测体破碎装置的容器的立体图。
图3是装配于本发明的实施方式的检测体破碎装置的容器的剖视图。
图4是本发明的实施方式的检测体破碎装置的驱动部的立体图。
图5是本发明的检测体破碎装置的收纳单元的整体图以及分解图。
图6是本发明的检测体破碎装置的挠性部件的内侧的构造图。
图7是本发明的检测体破碎装置的控制系统的框图。
图8是示出基于本发明的检测体破碎装置的容器的转速变化的图。
图9是示出基于本发明的检测体破碎装置的破碎方法的流程图。
图10是示出本发明的检测体破碎装置中的大径珠子的作用的图。
图11是基于本发明的检测体破碎装置的搅拌的方式图。
图12是示出基于本发明的检测体破碎装置的检测体的破碎结果的数据图(其一)。
图13是示出基于本发明的检测体破碎装置的检测体的破碎结果的数据图(其二)。
图14是示出基于本发明的检测体破碎装置的检测体的破碎结果的数据图(其三)。
图15是示出基于本发明的检测体破碎装置的检测体的破碎结果的数据图(其四)。
具体实施方式
使用附图对本发明的一实施方式进行详细说明。图1示出本发明的一实施方式的检测体破碎装置1的整体结构。图2示出在检测体破碎装置1作为贮存盒装配的容器2的立体图。图3示出容器2的剖视图。
首先，对容器2进行说明。在容器2贮存包含检测体K的溶液S、多个小径珠子SB以及一个大径珠子BB。也可以在容器2贮存多个大径珠子BB。此外，也可以在容器2贮存粒径与大径珠子BB以及小径珠子SB的任一种珠子不同的珠子。
容器2包括筒状主体21与盖主体31。筒状主体21包括大致半球状的底部211、从底部211连续的圆柱状的下方部212、从下方部212连续且在上端具有圆形的开口的大致倒圆锥台状的上方部213。需要说明的是，上方部213也可以为圆柱状。
对筒状主体21进行说明。在筒状主体21中，相对于筒状主体21的中心轴AC方向的高度，底部211占15％左右的高度，下方部212占25％左右的高度，上方部213占60％左右的高度。需要说明的是，在筒状主体21中，各部所占的比例并无特别限定。
并且，筒状主体21具有大致均匀的周壁214。对于周壁214的内周面215而言，底部211的附近形成为具有大致均匀的曲率半径的凹半球面状，下方部212的附近形成为与中心轴AC正交的截面为具有大致均匀的直径的圆的面状，上方部213的附近形成为与中心轴AC正交的截面为具有随着趋向上方而扩大的直径的圆的面状。
在底部211的附近，在内周面215形成有多个朝上方突出的下肋216。下肋216搅拌溶液S。下肋216优选相对于中心轴AC隔开相等的角度间隔形成，下肋216的与中心轴AC正交的截面为矩形状。在本实施方式中，具有3mm左右的高度的三个下肋216彼此隔开120度的角度间隔形成。需要说明的是，下肋216的高度尺寸以及角度间隔能够根据检测体K的种类及贮存量适当调整，并无特别限定，但优选为搅拌溶液S且当容器2进行圆周运动时与在容器2内滚动中的小径珠子SB或者大径珠子BB发生碰撞而使珠子轨道变得不规则的部件。
在下方部212的附近，内周面215形成为不具有槽、突起等的面状。此外，在上方部213的附近，在内周面215形成有多个朝中心轴AC方向突出的上肋217。上肋217也搅拌溶液S。上肋217相对于中心轴AC隔开相等的角度间隔形成。
在本实施方式中，三个上肋217彼此隔开120度的角度间隔形成。此外，上肋217从与下方部212的边界附近朝上方延伸。此外，上肋217的与中心轴AC正交的截面为矩形状。此外，在与下方部212的边界附近，上肋217的顶面与内周面215大致共面。并且，上肋217随着朝上方延伸而其顶面连续地变高。需要说明的是，上肋的个数、高度尺寸、角度间隔以及截面形状也能够根据溶液的种类、粘度、贮存量等适当变更，并无特别限定，但优选为搅拌溶液S且当容器2进行圆周运动时与在容器2内滚动中的小径珠子SB发生碰撞而使珠子轨道变得不规则的部件。
在上方部213中，在外周面220形成有与盖主体螺号的螺纹牙221，在螺纹牙221的下方形成有环状的凸缘222。盖主体31与筒状主体21螺号至盖主体31的下端接近凸缘222的位置。
在相比凸缘222靠下方的位置，在外周面220形成有多个朝外方突出的外肋223。外肋223用于使容器2卡合于检测体破碎装置1。外肋223从凸缘222的附近朝下方延伸至底部211的下端。此外，外肋223相对于中心轴AC彼此隔开相等的角度间隔形成。
在本实施方式中，六个外肋223彼此隔开60度的角度间隔形成。外肋223的与中心轴AC正交的截面为矩形状。此外，外肋223的下端为平坦的面状，以便当将容器2载置于平坦面时，容器2维持立起姿势。由此，用户的作业性提高。
在外肋223的上端，外肋223的顶面与外周面220大致共面。并且，外肋223随着趋向下方而其顶面连续地变高。由此，中心轴AC与外肋223的顶面的距离大致恒定。需要说明的是，外肋223的个数、高度尺寸、角度间隔以及截面形状能够根据检测体破碎装置1的卡合构造适当变更，并无特别限定。
盖主体31包括大致圆筒状的下盖部311与大致长方体状的上盖部312。在下盖部311的下端形成有大致圆形的凹部313。并且，在凹部313的侧周面形成有与筒状主体21的螺纹牙221螺号的螺纹槽314。此外，在凹部313形成有与上盖部312连通的圆形的开口315。
在上盖部312的上端形成有大致正方形的凹部316。并且，在凹部316形成有与开口315连通的圆形的开口317。开口317由金属膜318封闭。金属膜318具有在破碎处理后能够通过提取针等穿孔的程度的厚度。需要说明的是，金属膜的材质为铝、不锈钢等，但并无特别限定。此外，上述金属膜也可以为树脂膜。该树脂膜的材质为聚丙烯、聚乙烯等，但并无特别限定。
由此，不需要为了回收破碎处理的溶液S而解除筒状主体21与盖主体31的螺号，作业性提高。此外，也能够减少因螺号解除而引起的污染的产生。
对检测体破碎装置1进行说明。在检测体破碎装置1作为贮存盒而装配容器2。并且，检测体破碎装置1是破碎溶液S内的检测体的装置。检测体破碎装置1具备：分别支承多个容器2的上部的支承框架11；使多个容器2的下部分别进行圆周运动的多个驱动部40；分别固定多个驱动部40的固定框架13；以及将支承框架11与固定框架13连结的连结框架14。
支承框架11隔开规定间隔支承在图1中的X轴方向上排列的四个容器2。并且，容器2以在图1中的Z轴方向上大致立起的姿势装配。需要说明的是，所装配的容器2的个数、排列方向、间隔并无特别限定。固定框架13以四个驱动部40位于容器2的下方的方式分别固定四个驱动部40。
图4是驱动部40的立体图。驱动部40具备：收纳容器2的收纳单元50；以及与收纳单元50连结，使收纳单元50进行偏心旋转运动的偏心旋转单元60。
收纳单元50包括：在使盖主体31露出的状态下收纳容器2并使之旋转的收纳旋转部件51；以及在与支承框架11之间夹持收纳旋转部件51的金属环52。在收纳旋转部件51的下端连结偏心旋转单元60。此外，在金属环52形成有未图示的螺钉的安装孔。
偏心旋转单元60具备：与收纳旋转部件51连结的旋转板61；朝旋转板61传递旋转运动的旋转轴62；将旋转轴62的前端部保持为旋转自如且将偏心旋转单元60固定于固定框架13的上托架63；使旋转轴62旋转的马达64；将旋转轴62的基端部保持为旋转自如且固定马达64的下托架65；以及将上托架63与下托架65连结的支柱66。
偏心旋转单元60具备安装于马达64的驱动轴的未图示的驱动带轮、安装于旋转轴62的基端部的未图示的从动带轮，以及卷挂于这些带轮间的带67，由此将马达64的旋转运动传递至旋转轴62。
并且，在旋转板61形成有圆形的孔611。孔611用于与收纳旋转部件51的连结。孔611在从旋转轴AR偏置规定的距离的位置开口。需要说明的是，旋转板61的中心位于旋转轴AR的轴上。
对收纳旋转部件51进行说明。图5是示出收纳旋转部件51的整体结构以及分解状态的图。收纳旋转部件51包括具有挠性的容器支承部54与连结管55。并且，容器支承部54由连结管55被覆。容器支承部54以及连结管55相互固定。容器支承部54由聚氨脂一体成型，连结管55由聚丙烯一体成型。容器支承部54的材质只要具有挠性，便并无特别限定。此外，连结管55的材质也无特别限定。
容器支承部54为在上端具有圆形的开口541且在下端具有圆形的开口542的无底的圆筒形状，在上端形成有凸缘543。并且，在凸缘543形成有与金属环52的安装孔对应的四个安装孔543A。收纳单元50与偏心旋转单元60以开口541的中心541A位于旋转轴AR上的方式连结。
连结管55为在上端具有开口551以及在下端具有底554的有底的圆筒形状。容器支承部54从开口551穿过。在底554形成有朝下方突出的突起552。突起552嵌插于旋转板61的孔611，用于将连结管55与旋转板61连结。也可以将突起552直接嵌插于孔611，但例如也可以经由树脂制管553间接地嵌插。需要说明的是，也可以在底554形成容器2不会落下的程度的孔，在旋转板61形成朝上方突出的突起，由此将连结管55与旋转板61连结。
图6是示出容器支承部54的内侧构造的图。在容器支承部54的内周面544形成有多个朝向容器支承部54的中心轴方向突出的卡合肋545。对于卡合肋545，通过使筒状主体21的外肋223穿过卡合肋545间的槽，将容器2卡合于容器支承部54。由此，能够防止容器2相对于容器支承部54旋转。
在本实施方式中，具有3mm左右的高度的12个卡合肋545彼此隔开30度的角度间隔形成。需要说明的是，卡合肋545的个数、高度以及角度间隔能够根据外肋223的构造适当变更。
在容器支承部54的上端附近，在内周面544嵌入加强环546。加强环546防止在运转中容器2与容器支承部54直接接触而导致接触部分磨损。加强环546的材质只要相比容器支承部54为硬质便无特别限定，但优选为铝、不锈钢等金属材料。
容器2从开口541一边使外肋223与卡合肋545卡合一边插入，抵接于底554而被收纳。此外，通过外肋223与卡合肋545的卡合，防止容器2相对于收纳单元50旋转。此外，容器2在中心541A位于容器2的大致中心轴AC上的状态下被收纳。
这样，容器支承部54的中心541A位于大致旋转轴AR上，且突起552与从旋转轴AR偏置的孔611连结。因而，收纳的容器2在中心轴AC与旋转轴AR交叉的状态下进行圆周运动。在圆周运动中，容器2的上部的微小的圆周运动借助容器支承部54的挠性而被吸收。
在本实施方式中，从中心541A到底554的距离相对于容器2的中心轴AC方向的长度占70％左右。此外，容器2的中心轴AC与旋转板61的旋转轴AR所成的角度θ优选为2～5度的范围。
接着，对检测体破碎装置1的控制系统进行说明。图7示出检测体破碎装置1的控制系统的框图。在检测体破碎装置1中，四个驱动部40由一个控制部70独立地控制。并且，控制部70将驱动部40控制为，四个驱动部40使容器2的下部同时进行圆周运动。
此外，控制部70将驱动部40控制为，使容器2的下部的转速在低转速与高转速之间反复。具体而言，控制部70以PWM(Pulse WidthModulation)方式对马达64进行控制，以使得旋转板61的转速在低转速与高转速之间连续地变化。在该情况下，优选控制为不存在在低转速与高转速之间不旋转的时间。在本实施方式中，马达64是直流马达，但其种类并无特别限定。
低转速优选为1000rpm～5000rpm的范围，更优选为1000rpm～4000rpm的范围。此外，高转速优选为6000rpm～10000rpm的范围，更优选为6000rpm～9000rpm的范围，进一步优选为7000rpm～9000rpm的范围，特别优选为7000rpm～8000rpm的范围。此外，高转速与低转速优选处于上述范围且转速差为1000rpm～9000rpm，更优选为2000rpm～8000rpm，进一步优选为3000rpm～7000rpm，特别优选为4000rpm～7000rpm。
此外，控制部70也可以控制为除了低转速以及高转速以外，例如在中转速等的3个种类以上的转速间反复。
图8是示出转速相对于时间轴的变化的图。如图8的实线所示，控制部70将驱动部40控制为，使转速在低转速与高转速之间在大致一定的周期T内变化规定的反复次数。在本实施方式中，控制部70将驱动部40控制为，使表示转速的变化的波形为大致矩形波。表示转速的变化的波形并无特别限定。例如可以是正弦波或三角波等，低转速下的波形与高转速下的波形也可以不同。需要说明的是，不需要是严格意义上的矩形，也可以是包含因驱动部40的机械齿隙等的影响而引起的相对于来自控制部70的控制命令的延迟在内的接近矩形的波形。此外，在图8中，作为一例，在任一个周期T中都将低转速设定为3000rpm且将高转速设定为8000rpm，但也可以将低速转速在1000rpm～5000rpm的范围内设定为不同的值，以及/或者将高速转速在6000rpm～10000rpm的范围内设定为不同的值。并且，也可以设定为每个周期都不同，也可以设定为至少一个周期不同。
此外，周期T及反复次数能够根据检测体的种类及溶液的贮存量等适当调整，但期望周期T为3～10秒的范围，反复次数为4～30次，优选为10～20次的范围。此外，控制部70也可以将四个驱动部40分成两个组进行控制，以使得在属于一组的驱动部40使容器的下部以高转速进行圆周运动的期间，属于另一组的驱动部40使容器的下部以低转速进行圆周运动。
在本实施方式中，控制部70控制为，在两个驱动部40使两个容器2沿着图8的实线所示的波形进行圆周运动的期间，另两个驱动部40使两个容器2沿着与实线波形错开半个周期T/2的相位的虚线波形进行圆周运动。由此，能够降低由于全部的驱动部40以相同的转速旋转而引起的共振。
接着，使用图9的流程图对基于检测体破碎装置1的检测体的破碎方法进行说明。首先，在筒状主体21贮存溶液S、一个大径珠子BB、多个小径珠子SB(ST1)。将盖主体31与筒状主体21螺号来装配容器2(ST2)。
接受用户的指示或者来自确认容器2的装配的传感器的信号(ST3)，使容器2以低转速偏心旋转半个周期T/2(ST4)。接着，以高转速偏心旋转半个周期T/2(ST5)。需要说明的是，也可以将(ST4)设为高转速的偏心旋转，将(ST5)设为低转速的偏心旋转。
确认周期T的反复次数是否达到从用户接受或者预先设定的规定次数(ST6)而结束，在未结束的情况下再次返回到(ST4)，在结束的情况下结束检测体破碎装置1的运转(ST7)。将容器2从检测体破碎装置1卸下(ST8)，提取溶液S并结束处理。
接着，对检测体K进行说明。检测体K只要存在包含菌体、病毒的可能性，并无特别限定。具体而言，能够使用动物(尤其是人)的体液(血液、血清、血浆、脊髓液、泪液、汗、尿、脓、鼻涕或者咳痰等)、排泄物(粪便等)、内脏器官、组织、粘膜、皮肤、认为包含它们的刮取检测体(棉签)、漱口液、培养液等。
作为上述菌体、病毒、例如可举出结核杆菌、肺炎链球菌、白喉杆菌、脑膜炎球菌、淋球菌、葡萄球菌、链球菌、肠原杆菌、大肠杆菌、幽门螺旋杆菌等杆菌、风疹病毒、疱疹病毒、肝炎病毒、ATL病毒、AIDS病毒、流感病毒、腺病毒、肠道病毒、脊髓灰质炎病毒、EB病毒、HAV、HBV、HCV、HIV、HTLV等病毒、例如念珠菌、隐球菌等真菌等。
检测体K也可以在保持原状的状态下使用，不过在本实施方式中，作为用适当的稀释液稀释后的溶液S加以使用。需要说明的是，稀释液根据需要可以具有杀菌性，也可以含有消化酶及改性剂。
作为上述稀释液，可举出通常在本领域中使用的水、缓冲液等，作为该缓冲液，可举出三羟甲基氨基甲烷缓冲液、磷酸缓冲液、硼酸缓冲液、Good′s缓冲液等，该缓冲剂的浓度通常为5mM～500mM，优选为20mM～200mM。
接着，对各珠子进行说明。大径珠子BB以及小径珠子SB只要具有对检测体赋予物理冲击的硬度，其材质便无特别限定，但优选为由玻璃、石榴石以及/或者氧化锆构成的珠子，更优选氧化锆珠子。
小径珠子SB的形状只要容易在溶液S内分散，便无特别限定，大径珠子BB的形状只要容易在容器2的内周面215上滚动，便无特别限定，但优选两珠子的形状均为球状。
小径珠子SB的粒径优选为0.1mm～1mm左右。大径珠子BB的粒径优选为小径珠子SB的直径尺寸的数十倍左右，具体而言，期望为1～10mm，优选为3mm～8mm左右。
接着，对大径珠子BB、小径珠子SB、下肋216以及上肋217的作用进行说明。图10是对圆周运动中的大径珠子BB的作用进行说明的图。需要说明的是，在图10中，为了容易理解而省略小径珠子SB的图示。
如图10所示，对圆周运动中的大径珠子BB作用图中箭头所示的离心力F。并且，在离心力F的作用下，大径珠子BB朝最远离旋转轴AR的下方位置移动。
在图10中，接触点TP表示大径珠子BB与内周面215接触的点，中心KP表示大径珠子BB的中心。此外，投影点PP表示将中心KP投影到旋转轴AR上的点。连结中心KP与投影点PP的线段为大径珠子BB的旋转半径R。
旋转半径R优选为8～12mm左右。此外，例如在旋转半径R为8mm、由氧化锆构成的大径珠子BB的密度为5.68g/cm3、粒径为5mm、低转速为3000rpm、高转速为8000rpm的条件下，当离心低转速时离心力F为0.29N左右，当高转速时离心力F为2.09N左右。
如上所述，接触点TP附近的内周面215为不具有肋、槽等的平坦面。因而，大径珠子BB在偏心旋转中以描绘大致一定的旋转半径R的轨迹的方式在内周面215上滚动。需要说明的是，接触点TP的位置能够根据内周面215的形状适当调整。
溶液S在偏心旋转中由下肋216搅拌，并由滚动的大径珠子BB也搅拌。此外，到达上肋217的溶液S由上肋217搅拌。
图11示出低速旋转时的溶液S的搅拌形态。在图11中，左图示出低速旋转时的搅拌形态，右图示出高速旋转时的搅拌形态。通过大径珠子BB、下肋216以及上肋217的搅拌，在溶液S的液面产生漩涡。
当低速旋转时，在离心力F的作用下多个小径珠子SB集中到容器2的下方位置，通过滚动的大径珠子BB与小径珠子SB的碰撞，以及这些珠子与内周面215的碰撞，对检测体K赋予物理冲击。
并且，当从低速旋转朝高速旋转变化时，溶液S的漩涡变大，液面也沿着内周面215朝上方移动。并且，轻的小径珠子SB也连同溶液S一起开始朝上方移动。开始朝上方移动的小径珠子SB与大径珠子BB发生碰撞，对检测体K赋予的物理冲击增加。当小径珠子SB进一步朝上方移动时，小径珠子SB借助上肋217而从内周面215跳起，朝溶液S内分散。
当再次从高速旋转朝低速旋转变化时，分散到溶液S内的小径珠子SB再次开始朝下方移动。开始朝下方移动的小径珠子SB与大径珠子BB发生碰撞，对检测体K赋予的物理冲击增加。这样，通过反复进行低速旋转与高速旋转，使小径珠子SB在容器2内上下移动，由此小径珠子SB与大径珠子BB的碰撞频率增加，能够对检测体K有效地赋予物理冲击。
在使用了本发明的破碎装置的检测体的破碎方法中，在本发明所涉及的容器2内放入包含检测体的溶液、多个小径珠子SB以及一个大径珠子BB，使该容器2在两个以上的互不相同的转速间连续地变化而进行圆周运动。具体而言，例如将100～1000uL的包含检测体的溶液、5000～10000个0.1～1mm的小径珠子SB，1个1～10mm的大径珠子BB放入到容器内，将1000～5000rpm的低旋转3～10秒与6000～10000rpm的高旋转3～10秒的组合作为1个周期而反复进行10～20次的圆周运动。
如以上说明的那样，根据本实施方式，将包含检测体K的溶液S、多个小径珠子SB以及一个大径珠子BB贮存于容器2，使该容器2的下部进行在互不相同的转速间连续地变化的圆周运动，由此能够增加多个小径珠子SB与大径珠子BB的碰撞频率，从而在短时间内有效地破碎检测体K。
此外，根据本实施方式，上肋217使小径珠子SB从内周面215跳起，使小径珠子SB朝溶液S分散，能够增加与滚动的大径珠子BB的碰撞频率。
此外，根据本实施方式，容器2的下方的内周面215为平坦，因此，大径珠子BB能够以旋转半径R描绘一定的轨迹地滚动，能够增加与小径珠子SB的碰撞频率。
此外，根据本实施方式，通过使转速在低速旋转与高速旋转之间变化，使小径珠子SB在容器2中上下移动，因此，能够增加与大径珠子BB的碰撞频率。
此外，根据本实施方式，四个驱动部40使四个容器2的下部同时进行圆周运动，因此，能够一次有效地破碎多个检测体K。此外，在四个驱动部40中的两个驱动部40使容器2的下部低速旋转的期间，另两个驱动部40使容器2的下部高速旋转，因此，也能够减少在检测体破碎装置1产生的振动。
【实施例1】
在以下所示的实施例中，作为检测体K，使用形成“孢子(SPORE)”的“枯草芽胞杆菌(Bacillus subtillis)”等“芽孢杆菌(Bacillus)属细菌”。在溶液S(包含杀菌液)600uL中添加Bacillus.spore(5×103ctu)。此外，在容器2贮存1个作为大径珠子BB的粒径5mm的氧化锆珠子，0.4g(8000个左右)作为小径珠子SB的粒径0.2mm的氧化锆珠子。
在破碎评价中，利用检测体破碎装置1破碎Bacillus.spore(5×103ctu)，在提炼后回收了核酸。接着，使用细菌计数板(SLGC社制)在显微镜下以400倍计测了spore数。稀释到计数板每一格的细胞数为5.8，1.0，0.4，0.1并计算出spore数。
校准线用于使用蒸馏水将B.subtilis spore染色体组阶段性地稀释(0～1×106/reaction)。qPCR的反応试剂组成为Syber Premix ExTaqII(10μL)，100nM of Bs-spo-F4-1/R4-1(amplicon＝235-bp)，温度循环从95℃(30sec)的初始状态开始，将95℃(6sec)、62℃(20sec)、72℃(20sec)作为1个循环反复45次。
图12以及图13是示出相对于所添加的spore数的qPCR定量值(％)的值的数据图。图12是将低速转速设定为3000rpm，使高速转速的设定从6000rpm每次1000rpm地变化至10000rpm的情况下的数据。此外，图13是将高速转速设定为8000rpm，使低速转速的设定从1000rpm每次1000rpm地变化至5000rpm的数据。
此外，在图12中也示出将低速旋转的设定设为0rpm且将高速旋转的设定设为3000rpm的比较数据，在图13也示出将低速旋转的设定设为0rpm且将高速旋转的设定设为8000rpm的比较数据。此外，在图12以及图13中示出高速旋转以及低速旋转的旋转时间分别为2.5秒且将1个周期设为5秒反复进行6次(30秒)、12次(60秒)、18次(90秒)、24次(120秒)而得到的数据。
图12的比较数据是将3000rpm的低速旋转2.5秒、旋转停止2.5秒设为1个周期，分别反复进行6次(30秒)、12次(60秒)、18次(90秒)、24次(120秒)而得到的数据，通过120秒的动作时间，qPCR定量值(％)最大为13％。
与此相对，在本发明的实施例中，在30秒、60秒、90秒以及120秒的全部中，与反复进行上述3000rpm的低速旋转和0rpm的情况下的相同秒数比较，体现出高的qPCR定量值(％)。此外，在30秒以上的动作时间内，在反复进行3000rpm的低速旋转与6000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为41％以上，在反复进行3000rpm的低速旋转与7000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为32％以上，在反复进行3000rpm的低速旋转与8000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为64％以上，在反复进行3000rpm的低速旋转与9000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为50％以上，在反复进行3000rpm的低速旋转与10000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为35％以上，与反复进行3000rpm的低速旋转与0rpm的最大qPCR定量值(13％)相比，都能够在短时间内实现高的qPCR定量值(％)。
图13的比较数据是将8000rpm的高速旋转2.5秒、旋转停止2.5秒设为1个周期，分别反复进行6次(30秒)、12次(60秒)、18次(90秒)、24次(120秒)而得到的数据，通过120秒的动作时间，qPCR定量值(％)最大为54％。
与此相对，在本发明的实施例中，在30秒、60秒、90秒以及120秒的全部中，与反复进行上述8000rpm的高速旋转和0rpm的情况下的相同秒数比较，体现出高的qPCR定量值(％)。此外，在60秒以上的动作时间内，在反复进行1000rpm的低速旋转与8000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为56％以上，在30秒以上的动作时间内，在反复进行2000rpm的低速旋转与8000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为67％以上，在30秒以上的动作时间内，在反复进行3000rpm的低速旋转与8000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为64％以上，在30秒以上的动作时间内，在反复进行4000rpm的低速旋转与8000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为62％以上，与反复进行8000rpm的高速旋转与0rpm的情况下的最大qPCR定量值(54％)相比，都能够在短时间内实现高的qPCR定量值(％)。
此外，在反复进行5000rpm的低速旋转与8000rpm的高速旋转中，在90秒以上的动作时间内，qPCR定量值(％)也为62％以上，与反复进行8000rpm的高速旋转与0rpm的情况下的最大qPCR定量值(54％)相比，能够在短时间内实现高的qPCR定量值(％)。
图14是将低速旋转设为1000rpm且使高速转速的设定从6000rpm每次1000rpm地变化至10000rpm的情况下的数据。此外，在图14中也示出将低速旋转的设定设为1000rpm且将高速旋转的设定设为5000rpm的比较数据。示出高速旋转以及低速旋转的旋转时间分别为2.5秒、且以5秒间的周期反复进行6次(30秒)、12次(60秒)、18次(90秒)、24次(120秒)而得到的数据。
图14的比较数据是将5000rpm的高速旋转2.5秒、旋转停止2.5秒设为1个周期，反复进行6次(30秒)、12次(60秒)、18次(90秒)、24次(120秒)而得到的数据，通过120秒的动作时间，qPCR定量值(％)最大为52％。根据图14的结果，在30秒、60秒、90秒以及120秒的全部中，与反复进行上述1000rpm的低速旋转与5000rpm的高速旋转的情况下的相同秒数比较，体现出高的qPCR定量值(％)。并且，在30秒以上的动作时间内，在反复进行1000rpm的低速旋转与6000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为57％以上，在60秒以上的动作时间内，在反复进行1000rpm的低速旋转与7000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为87％以上，在60秒以上的动作时间内，在反复进行1000rpm的低速旋转与8000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为56％以上，在90秒以上的动作时间内，在反复进行1000rpm的低速旋转与9000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为55％以上，在60秒以上的动作时间内，在反复进行1000rpm的低速旋转与10000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为59％以上，与反复进行1000rpm的低速旋转与5000rpm的高速旋转的最大qPCR定量值(52％)相比，都能够在短时间内实现高的qPCR定量值(％)。
图15是将低速旋转设为5000rpm且使高速转速的设定从6000rpm每次1000rpm地变化至10000rpm的情况下的数据。此外，在图15中也示出将低速旋转的设定设为4000rpm且将高速旋转的设定设为5000rpm的比较数据。示出高速旋转以及低速旋转的旋转时间分别为2.5秒、且以5秒间的周期反复进行6次(30秒)、12次(60秒)、18次(90秒)、24次(120秒)而得到的数据。
图15的比较数据是将4000rpm的低速旋转2.5秒、旋转停止2.5秒设为1个周期，分别反复进行6次(30秒)、12次(60秒)、18次(90秒)、24次(120秒)而得到的数据，通过120秒的动作时间，qPCR定量值(％)最大为59％。根据图15的结果，与反复进行120秒的上述4000rpm的低速旋转与5000rpm的高速旋转的情况比较，在90秒以上的动作时间内，在反复进行5000rpm的低速旋转与6000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为66％以上，在120秒以上的动作时间内，在反复进行5000rpm的低速旋转与7000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为74％以上，在90秒以上的动作时间内，在反复进行5000rpm的低速旋转与8000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为62％以上，在120秒以上的动作时间内，在反复进行5000rpm的低速旋转与9000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为79％以上，在120秒以上的动作时间内，在反复进行5000rpm的低速旋转与10000rpm的高速旋转中qPCR定量值(％)为68％以上，与反复进行4000rpm的低速旋转与5000rpm的最大qPCR定量值(59％)以上相比，都能够在短时间内实现高的qPCR定量值(％)。

Claims (20)

1.一种检测体的破碎装置，其特征在于，
所述检测体的破碎装置具备：
驱动部，其使容器的下部进行圆周运动，该容器贮存有包含检测体的溶液、多个小径珠子以及一个大径珠子；以及
控制部，其对该驱动部进行控制，
该控制部以如下方式对所述驱动部进行控制，即、使所述容器的下部进行在两个以上的互不相同的转速间连续地变化的所述圆周运动。
2.根据权利要求1所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述控制部以如下方式对所述驱动部进行控制，即、使所述容器的下部进行所述两个以上的互不相同的转速中的最低转速为1000～5000rpm的范围、且最高转速为6000～10000rpm的范围的所述圆周运动。
3.根据权利要求1或2所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述容器在该容器的上方的内周面具备使所述小径珠子从所述内周面跳起的肋。
4.根据权利要求3所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述容器的下方的内周面为平坦，以便在所述圆周运动中使所述大径珠子在所述下方的内周面上滚动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述驱动部具备：
支承部件，其在所述容器不能绕该容器的中心轴旋转的状态下支承所述容器的上部；
旋转部件，其绕规定的旋转轴旋转；以及
连结机构，其在所述中心轴与所述旋转轴交叉的状态下将所述容器的下部直接或间接地连结于所述旋转部件。
6.根据权利要求5所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述中心轴与所述旋转轴交叉的角度为2～5度的范围。
7.根据权利要求5或6所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述支承部件由挠性部件构成，该挠性部件具有供所述容器的上部穿过的孔。
8.根据权利要求7所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述挠性部件在所述孔的周围具备相比所述容器的材质为硬质的环状部。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述连结机构包括设置于所述旋转部件的远离所述旋转轴的位置的凹部或凸部、以及直接或间接地设置于所述容器的下端且与所述凹部或凸部嵌合的凸部或凹部。
10.根据权利要求7或8所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述支承部件还具备有底筒状的容器收纳部，该容器收纳部具有与所述挠性部件的所述孔连通的开口，在该容器收纳部的底部形成有凸部，在所述容器收纳器的内周面上形成有突起，该突起与形成在所述容器的外周面上的肋卡合而防止所述容器绕所述中心轴旋转。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述检测体的破碎装置具备多个所述驱动部，该多个驱动部使多个所述容器同时进行所述圆周运动。
12.根据权利要求11所述的检测体的破碎装置，其特征在于，
所述控制部以如下方式对所述驱动部进行控制，即、在使多个所述容器中的一部分的所述容器进行所述圆周运动的期间，使剩余的所述容器以与所述一部分的容器不同的转速进行所述圆周运动。
13.一种检测体的破碎方法，其特征在于，
在容器贮存包含检测体的溶液、多个小径珠子以及一个大径珠子，
使该容器的下部进行在两个以上的互不相同的转速间连续地变化的圆周运动，利用所述珠子破碎所述检测体。
14.根据权利要求13所述的检测体的破碎方法，其特征在于，
所述两个以上的互不相同的转速中的最低转速为1000～5000rpm的范围，最高转速为6000～10000rpm的范围。
15.根据权利要求13或14所述的检测体的破碎方法，其特征在于，
通过所述圆周运动使所述大径珠子在所述容器的下方的内周面上滚动，使所述小径珠子与所述圆周运动的转速的变化相应地在所述容器内沿着上下方向移动。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的检测体的破碎方法，其特征在于，
在所述容器的中心轴与所述圆周运动的旋转轴交叉的状态下进行所述圆周运动。
17.根据权利要求16所述的检测体的破碎方法，其特征在于，
在支承所述容器的上部的状态下进行所述圆周运动。
18.根据权利要求16或17所述的检测体的破碎方法，其特征在于，
所述中心轴相对于所述旋转轴以2～5度的范围的角度交叉。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的检测体的破碎方法，其特征在于，
准备多个所述容器，在各该容器贮存所述溶液、所述多个小径珠子以及所述一个大径珠子，使多个所述容器同时进行所述圆周运动。
20.根据权利要求19所述的检测体的破碎方法，其特征在于，
将多个所述容器分成两个组，在使属于一组的所述容器的下部进行所述圆周运动的期间，使属于另一组的所述容器的下部以与所述一组不同的转速进行所述圆周运动。
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