JP2002018322A - 遠心分離機の運転条件決定システム及びその方法並びに遠心分離機の運転条件決定プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、遠心分離機を用いて試料を分離す
る際の遠心分離機の運転条件を、使用者の労力と投資を
最小限に決定することを可能とし、迅速に運転条件を決
定することである。 【解決手段】 遠心分離機１に接続可能な情報取得装置
２と情報を分析するための情報分析装置３から構成され
る運転条件決定システムを用い、遠心分離機１の仕様と
ロータ２６の形式と分離の対象となる試料溶液に関する
情報を取得し、その情報をインターネット４等を介して
情報分析装置３に送信し、情報分析装置３が情報を分析
し必要な運転条件を決定し、その運転条件に応じてユー
ザに運転条件を示しおよび/または遠心分離機１にその
運転条件を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心分離機の運転
条件を試料に応じ決定し遠心分離機に設定するための、
遠心分離機の運転条件決定システム及びその方法並びに
運転条件決定プログラムを記録した記録媒体に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】遠心分離を用いて生物試料を中心とする
各種の試料を分離する際の遠心分離機の運転条件の決定
には、同等の試料を分離している文献に記載の条件をそ
のまま用いる方法がもっとも精度の良い分離結果が得ら
れる。そのためにはしばしば膨大な数の文献を取得しか
つ調査する必要が生じる。また、文献と同一の装置を持
っていない場合や未知の新しい試料を分離する場合に
は、予備実験として何度か目的とする物質の分離を種々
の条件で試みることにより、試行錯誤によって最適な条
件を見つけださざるを得ず、このような試行錯誤的な予
備実験には非常に多くの時間を要するばかりではなく、
高価な試薬を度々使用しなくてはならないための金銭的
な負担や貴重な生物試料の浪費を伴うケースが多かっ
た。

【０００３】このような試行錯誤的な予備実験を行わず
に遠心分離機の運転条件を決定すべく、近年、使用する
遠心分離機の情報と分離する試料および試料の懸濁され
ている溶液の性状から、ある運転条件下で試料を分離し
た場合の分離状態を推定しグラフィックによって表示す
るような、遠心分離シミュレーションについての試みが
なされてきている。例えば、アイルランドとロングが編
集した「マイクロコンピューターズ・イン・バイオロ
ジ」や、リックウッドの編集した「プレパラティブ・セ
ントリフューゲーション」（以上ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ）
等には、密度勾配沈降速度法といわれる分離方法のシミ
ュレーションのプログラムが紹介されている。また、沈
降平衡法といわれるシミュレーション方法については、
同じ出願人によりシミュレーション方法が出願されてい
る。しかしこれらのシミュレーション方法は、分離する
試料および溶液の種々の性状を計算パラメータとして使
用するものであり、このうち溶液の物理的性状について
は溶液が決定されればほぼ一義的に決まるが、試料の性
状はその懸濁されている溶液や試料自身の濃度等、おか
れている環境によって変化し、その個々の場合の全ての
計算パラメータを予め用意することは不可能である。従
って、正確なパラメータを用いてシミュレーションを行
えるのは幾つかの代表的な場合に限られ、それ以外では
計算パラメータとして比較的近いと予想される代表値を
採用せざるを得ないため、近似的なシミュレーションし
か行えなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した問題に対して
同出願人により目的とする試料の分離の際の実測データ
を分析用アタッチメントを用いて取得し、シミュレーシ
ョン制度を向上させる方法について出願しているが、分
析用アタッチメントが必要になるため機材に対する高価
な投資が必要であった。また、既記述の文献の調査およ
びシミュレーション装置の設置は使用者毎または遠心分
離機毎または遠心分離機を保持する機関毎に行う必要が
あった。

【０００５】本発明の目的は、上記問題を解消し、遠心
分離機を用いて試料を分離する際の遠心分離機の運転条
件を、使用者の労力と投資を最小限に決定することを可
能とし、迅速に運転条件を決定することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、遠心分離機
に接続可能な情報取得装置と情報を分析するための情報
分析装置から構成される運転条件決定システムを用い、
使用する遠心分離機の仕様と使用可能なロータと分離の
対象となる試料溶液に関する情報を取得または入力し、
その情報を情報分析装置に送信し、情報分析装置が情報
を分析し分離に必要な運転条件決定し、その運転条件の
表示および/または運転条件の遠心分離機への設定を行
わせることにより達成される。

【０００７】また、情報分析装置が複数の情報取得装置
からの情報を分析することにより達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に遠心分離機と遠心分離機に
接続された運転条件決定システムを含む全体構成を、図
２に本実施例におけるブロック図を示した。１は遠心分
離機の本体であり、２は運転条件決定システムの情報取
得装置である。３は運転条件決定システムの情報分析装
置であり、４はローカルエリアネットワーク（以下LAN
と称す）またはインターネット等のコンピュータネット
ワークを模式的に示したものである。情報取得装置２
は、遠心分離機１内に装備されているか、または通信用
ケーブル５で遠心分離機１に接続された外部の装置とし
て存在する。また情報取得装置２および情報分析装置３
は、それぞれ、ネットワーク通信用ケーブル６を介して
LANおよび/またはインターネット４に接続される。以降
は情報取得装置２が遠心分離機の外部に接続された装置
であり、４がインターネットの場合についてのみ説明す
るが、情報取得装置２の全部または一部が遠心分離機１
内に装備されている場合、４がLANまたはLANとインター
ネットの両者が接続されている場合についても、同様の
方法で実現できる。また４がLAN、インターネット以外
のコンピュータネットワークシステムの場合においても
同様の方法で実現できる。

【０００９】遠心分離機１は、情報取得装置２との情報
通信を行うための入出力端子２０を有し、遠心分離機１
の運転条件を設定および必要に応じ現在の遠心分離機１
の現在の設定情報を取得するための運転条件管理システ
ム７を必要に応じ有する。遠心分離機１内には一般に回
転体であるロータ２６が設置され、ロータ２６は遠心分
離機１の駆動装置である駆動部２５によって回転させら
れる。分離の対象である試料は、ロータ２６内に保持さ
れ、回転によって生じた遠心力を用いて分離される。

【００１０】情報取得装置２は、運転条件決定プログラ
ムを格納するためのプログラム格納領域９、インターネ
ット４との通信を制御するためのネットワーク制御部１
１、保守プログラムを処理するための処理装置１２、ユ
ーザに対するメッセージを表示するための表示部１３、
遠心分離機１との情報通信を行うための入出力端子２
１、インターネットとの情報通信を行うための情報通信
端子２２を有する。また、遠心分離機１または情報取得
装置２は必要に応じ使用する遠心分離機の仕様と使用可
能なロータと分離の対象となる試料溶液に関する情報を
入力する入力部２７を有する。以降は情報取得装置２が
入力部２７を有する場合においてのみ説明するが、遠心
分離機１が入力部２７を有する場合についても同様の方
法で実現できる。

【００１１】情報分析装置３は、運転条件決定プログラ
ムを格納するためのプログラム格納領域１４、各種の文
献および/または文献より抽出した各種試料を遠心分離
機で分離する際の運転条件が格納されているデータベー
ス１６、インターネット４との通信を制御するためのネ
ットワーク制御部１７、運転条件決定プログラムを処理
するための処理装置１８、必要に応じてプログラムの管
理者にメッセージを表示するための表示部１９、インタ
ーネットとの情報通信を行うための情報通信端子２３を
有する。

【００１２】インターネット４を介して情報を送受信す
る方法には、一般にTCP/IP(Transmission Control Prot
ocol/Internet Protocol)という手続きが用いられてお
り、これを用いることによって、固有のIPアドレスを持
つ機器同士における情報の通信が可能となる。本実施例
においても、TCP/IPを用いた情報通信が実用的であると
考える。そのためには、情報取得装置２および情報分析
装置３が固有のIPアドレスを持っている必要がある。ま
た、情報取得装置２および情報分析装置３はそれぞれ他
方のIPアドレスを知っている必要がある。情報分析装置
３のIPアドレスは、情報取得装置２側の運転条件決定プ
ログラム内に記録されるか、またはプログラム可能領域
に記録された運転条件決定プログラムの一部である設定
ファイルに記録されることによって、情報取得装置２に
知らしめることができる。また、遠心分離機１の情報を
インターネット４を介して情報取得装置２から情報分析
装置３に送信する際に、情報取得装置２のIPアドレスを
同時に送信することによって、情報取得装置２のIPアド
レスを情報分析装置３に知らしめることができる。

【００１３】遠心分離機１の使用者が試料を分離する際
の遠心分離機１の運転条件を要求すると、プログラム格
納領域９に保持された遠心条件決定プログラムは、遠心
分離機１の仕様とロータ２６の形式と分離の対象となる
試料溶液に関する情報の取得を試みる。要求される情報
としては、遠心分離機１の仕様に関しては運転可能な最
高回転数、運転可能な温度範囲、設定可能な加速および
減速にかける時間等がある。試料溶液に関しては分離す
る試料の種類、分離する試料の物理的性状、試料の懸濁
されている溶媒の種類、既溶媒の濃度、既溶媒の物理的
性等が考えられるが、多くの場合試料の種類が決定され
ればその物理的性状が決定され、また試料の懸濁されて
いる溶媒の種類および溶媒の濃度の入力が決定されれば
その物理的性状が決定される。

【００１４】これらの必要な情報は、遠心分離機１の使
用者によって入力部２７により入力されるか、予め入力
され運転条件決定プログラムの一部として保存されてい
る情報から選択される。または、遠心分離機１の仕様と
ロータ２６の形式は運転条件管理システム７により取得
される。

【００１５】情報取得装置２は運転条件の決定に必要な
情報を取得すると、取得された情報をネットワーク制御
部１１を介してインターネット４に接続されている情報
分析装置３に送信する。

【００１６】情報分析装置３は、情報取得装置２から運
転条件決定に必要な情報を受信すると、その試料の種類
と溶媒の種類を元に、その試料に対する運転条件をデー
タベース１６中より検索する。例えば、バーティカルロ
ータと呼ばれるロータを用いてプラスミドＤＮＡと呼ば
れる核酸を塩化セシウム溶液中で分離する場合には、そ
の分離に必要な運転時間と運転温度および加速と減速に
かける時間といった運転条件がデータベース１６中より
検索される。情報取得装置２から送られてきた条件に合
致するデータが検索されなかった場合、目的とする試料
の分離が他の条件よりも優先されることが一般的である
ため、分離の対象となる試料を優先的な条件として再検
索を行うことが実用的であると考えられる。

【００１７】運転条件がデータベース１６から検索され
ると、情報分析装置３はネットワーク制御部１７を介し
てインターネット４に接続されている情報分析装置２に
検索された運転条件を送信する。また、情報取得装置２
から送られてきた条件に合致するデータが検索されず、
分離の対象となる試料を優先的な条件として再検索を行
ったことにより、情報取得装置２の取得した情報の一部
を変更することが必要な場合、情報分析装置３はネット
ワーク制御部１７を介してインターネット４に接続され
ている情報分析装置２に分離の対象となる試料を優先的
な条件とした再検索により検索された運転条件と条件の
一部が先に送信された情報と異なることを送信する。

【００１８】情報分析装置３から遠心分離機１の運転情
報を受信すると、情報取得装置２は受信した運転条件を
表示部１３に表示し、必要に応じて受信した運転条件の
設定を促す信号を通信ケーブル５を介して遠心分離機１
に送信する。運転条件管理システム７は情報取得装置２
から受信した運転条件の設定を促す信号に応じて、遠心
分離機１に運転条件を設定する。また、運転条件管理シ
ステム７による制御の対象となっていない条件、即ちロ
ータの型式等の変更が必要な場合には表示部１３にメッ
セージを表示し、その手法を表示部１３に表示し、ユー
ザによる対処を促す。

【００１９】以上によって、遠心分離機１を用いて試料
を分離する際の運転条件を決定することができる。上記
実施例１のフローチャートを図４に示す。

【００２０】次に本発明のもう一つの実施例を以下に示
す。

【００２１】情報分析装置３は、情報取得装置２から運
転条件決定に必要な情報を受信すると、運転条件決定プ
ログラムの一部であるシミュレーション機能によってそ
の分離シミュレーションを行う。分離シミュレーション
は既出の「プレパラティブ・セントリフューゲーショ
ン」等に紹介されている方法や、目的とする試料の分離
の際の実測データを分析用アタッチメントを用いて取得
しシミュレーション制度を向上させる方法を用いること
ができる。

【００２２】分離シミュレーションによって運転条件が
決定されると、情報分析装置３はネットワーク制御部１
７を介してインターネット４に接続されている情報分析
装置２に決定された運転条件を送信する。

【００２３】情報分析装置３から遠心分離機１の運転情
報を受信すると、情報取得装置２は受信した運転条件を
表示部１３に表示し、必要に応じて受信した運転条件の
設定を促す信号を通信ケーブル５を介して遠心分離機１
に送信する。運転条件管理システム７は情報取得装置２
から受信した運転条件の設定を促す信号に応じて、遠心
分離機１に運転条件を設定する。また、運転条件管理シ
ステム７による制御の対象となっていない条件、即ちロ
ータの型式等の変更が必要な場合には表示部１３にメッ
セージを表示し、その手法を表示部１３に表示し、ユー
ザによる対処を促す。

【００２４】以上によって、遠心分離機１を用いて試料
を分離する際の運転条件を決定することができる。上記
実施例２のフローチャートを図４に示した。

【００２５】本実施例においては、情報取得装置２と情
報分析装置３の間の情報通信は、遠心分離機１において
運転条件の決定が必要な時のみ行われるため、情報取得
装置２と情報分析装置３は常時接続および稼動している
必要は無く、必要に応じて情報取得装置２から情報が送
信されてくる場合のみ、情報分析装置３が稼動すれば良
い。従って、情報分析装置３に複数台の情報取得装置２
を接続可能とすることにより、1台の情報分析装置３で
複数代の情報取得装置２からの情報を処理することがで
きる。図３には、1台の情報分析装置３によって複数台
の情報取得装置２から送信される情報を分析し処理する
例を図示した。情報分析装置３を遠心分離機製造者のサ
ポートセンタ等の使用者支援事業所に設置し、情報取得
装置２をユーザの使用している遠心分離機に接続するこ
とにより、遠心分離機の運転条件決定を集中的かつ効率
的に行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、遠心分離機を用いて試
料を分離する際の遠心分離機の運転条件を、使用者の労
力と投資を最小限に決定することができ、迅速に運転条
件を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる遠心分離機と遠心分離機に接続
された運転条件決定システムを示す構成図である。

【図２】 図１の構成図を詳細に模式化したブロック図
である。

【図３】 本発明になる１台の情報分析装置によって複
数台の遠心分離機の運転条件決定を行う場合における構
成図である。

【図４】 本発明になる第１実施例を示すフローチャー
トである。

【図５】 本発明になる第２実施例を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１は遠心分離機の本体、２は情報取得装置、３は情報分
析装置、４はインターネット等のコンピュータネットワ
ーク、５は遠心分離機と情報取得装置間の通信ケーブ
ル、６はネットワーク通信用ケーブル、７は遠心分離機
１の運転条件管理システム、９は情報取得装置２のプロ
グラム格納領域、１１は情報取得装置２のネットワーク
制御部、１２は情報取得装置２の処理装置、１３は情報
取得装置２の表示部、１４は情報分析装置３のプログラ
ム格納領域、１６は情報分析装置３のデータベース、１
７は情報分析装置３のネットワーク制御部、１８は情報
分析装置３の処理装置、１９は情報分析装置３の表示
部、２０は遠心分離機１の入出力端子、２１は情報取得
装置２の入出力端子、２２は情報取得装置２の情報通信
端子、２３は情報分析装置３の情報通信端子、２５は遠
心分離機１の駆動部、２６は遠心分離機１内に設置され
たロータ、２７は情報取得装置の入力部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳永 一美 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D057 AA03 AB03 AC01 AD01 AE11 CA00 CA09 CB00 CB04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠心分離機に接続可能な情報取得装置と
   情報を分析するための情報分析装置から構成される運転
   条件決定システムであり、使用する遠心分離機の仕様と
   使用可能なロータと分離の対象となる試料溶液に関する
   情報を取得または入力する手段と、情報取得装置と情報
   分析装置の間の情報の通信を行う手段と、情報を分析し
   分離に必要な運転条件を決定する手段と、運転条件の表
   示および/または運転条件の遠心分離機への設定を行う
   手段とを有することを特徴とした遠心分離機の運転条件
   決定システム。
2. 【請求項２】 前記情報取得装置は取得した使用する遠
   心分離機の仕様と使用可能なロータと分離の対象となる
   試料溶液に関する情報をローカルエリアネットワークお
   よび/またはインターネットを通じて情報分析装置に送
   信する手段を有し、情報分析装置は受信した情報に応じ
   て分離に必要な運転条件を決定する手段を有し、情報分
   析装置は決定した運転条件をローカルエリアネットワー
   クおよび/またはインターネットを通じて情報取得装置
   に送信する手段を有し、情報取得装置は受信した運転条
   件を表示および/または遠心分離機に設定する手段を有
   することを特徴とした請求項１記載の遠心分離機の運転
   条件決定システム。
3. 【請求項３】 遠心分離機に接続可能な情報取得装置と
   情報を分析するための情報分析装置から構成される運転
   条件決定システムを用いて遠心分離機の運転条件決定を
   行う運転条件決定方法であり、使用する遠心分離機の仕
   様と使用可能なロータと分離の対象となる試料溶液に関
   する情報を取得または入力する工程と、情報取得装置と
   情報分析装置の間の情報の通信を行う工程と、情報を分
   析し分離に必要な運転条件を決定する工程と、運転条件
   の表示および/または運転条件の遠心分離機への設定を
   行う工程とを含むことを特徴とした遠心分離機の運転条
   件決定方法。
4. 【請求項４】 前記情報取得装置は取得した使用する遠
   心分離機の仕様と使用可能なロータと分離の対象となる
   試料溶液に関する情報をローカルエリアネットワークお
   よび/またはインターネットを通じて情報分析装置に送
   信する工程を有し、情報分析装置は受信した情報に応じ
   て分離に必要な運転条件を決定する工程を有し、情報分
   析装置は決定した運転条件をローカルエリアネットワー
   クおよび/またはインターネットを通じて情報取得装置
   に送信する工程を有し、情報取得装置は受信した運転条
   件を表示および/または遠心分離機に設定する工程を有
   することを特徴とした請求項３記載の遠心分離機の運転
   条件決定方法。
5. 【請求項５】 遠心分離機に接続可能な情報取得装置と
   情報を分析するための情報分析装置から構成される運転
   条件決定システムを用いて遠心分離機の運転条件決定を
   行う運転条件決定プログラムを記録した記録媒体であ
   り、該運転条件決定プログラムは使用する遠心分離機の
   仕様と使用可能なロータと分離の対象となる試料溶液に
   関する情報を取得または入力させ、情報取得装置と情報
   分析装置の間の情報の通信を行わせ、情報を分析し分離
   に必要な運転条件を決定させ、運転条件の表示および/
   または運転条件の遠心分離機への設定を行わせることを
   特徴とした遠心分離機の運転条件決定プログラムを記録
   した記録媒体。
6. 【請求項６】 運転条件決定プログラムは情報取得装置
   に取得した使用する遠心分離機の仕様と使用可能なロー
   タと分離の対象となる試料溶液に関する情報をローカル
   エリアネットワークおよび/またはインターネットを通
   じて情報分析装置に送信させ、情報分析装置に受信した
   情報に応じて必要な運転条件を決定させ、情報分析装置
   に決定した運転条件をローカルエリアネットワークおよ
   び/またはインターネットを通じて情報取得装置に送信
   させ、情報取得装置に受信した運転条件を表示および/
   または遠心分離機に設定させることを特徴とした請求項
   ５記載の遠心分離機の運転条件決定プログラムを記録し
   た記録媒体。