JP2006159198A - Centrifuge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は遠心分離機に関するものである。 The present invention relates to a centrifuge.
まずマイクロプレートについて図12を用いて説明する。マイクロプレート4の使用形態は、例えば、血液等の体液に反応試薬を滴下した上で遠心分離機に掛けられたり、中間工程として遠心分離工程を含む組織培養分野や遺伝子工学分野における様々な実験に使用されたりしている。このようなマイクロプレート4は、一般にポリスチレンやポリプロピレン等のプラスチック材料からなり、モールド成形により形成されている。寸法は縦約130mm、横約90mm、高さ約10〜50mm程度の箱形の容器であり、その上面部には試料を注入するための多数の小さな凹状の試料注入穴部5が縦横整然と設けられている。マイクロプレート4には上下に重ねた場合のことを考慮して、マイクロプレート4の箱形外形壁7の下部に切欠部8を設けている。この切欠部8の寸法はマイクロプレート4の上面部の寸法とほぼ一致しており、これにより上下に重ねられたマイクロプレート4相互間の位置ずれを防止している。この切欠部8はマイクロプレート4のプレート底面9よりも低い位置に設けなければ、マイクロプレート4を上下に重ねた場合の相互間の位置ずれを防止することができないため、結果として、マイクロプレート4の箱形外形壁7はプレート底面9よりも低い位置まで延在する構成となっている。
First, the microplate will be described with reference to FIG. The microplate 4 can be used, for example, for various experiments in the tissue culture field and the genetic engineering field, in which a reaction reagent is dropped on a body fluid such as blood and then applied to a centrifuge or an intermediate process including a centrifugation process. It is being used. Such a microplate 4 is generally made of a plastic material such as polystyrene or polypropylene, and is formed by molding. It is a box-shaped container with dimensions of about 130 mm in length, about 90 mm in width, and about 10-50 mm in height, and a number of small concave sample injection holes 5 for injecting samples are provided in the top and bottom in an orderly manner. It has been. In consideration of the case where the microplate 4 is vertically stacked, a notch 8 is provided in the lower portion of the box-shaped
次に上記したマイクロプレート4内の試料を遠心分離するための遠心分離機用ロータについて説明する。このようなマイクロプレート遠心分離用ロータは、例えば実公昭57−934号公報にも示されているが、本説明においては図10及び11を用いて説明する。図10はスイング式のロータの外観斜視図、図11は図10に示すスイングロータに装着されている金属製アダプタの外観斜視図である。図10において、ロータは、基本的にはロータボディ1、バケット2から構成されており、図示していない遠心分離機によりロータボディ1に回転力が付与され、この回転力起因する遠心力によりバケット2が外方向にスイングして、バケット2に保持された試料に遠心加速度を付加する構成である。
Next, a centrifuge rotor for centrifuging the sample in the microplate 4 will be described. Such a microplate centrifuge rotor is also disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 57-934, and will be described with reference to FIGS. 10 is an external perspective view of a swing-type rotor, and FIG. 11 is an external perspective view of a metal adapter attached to the swing rotor shown in FIG. In FIG. 10, the rotor is basically composed of a
このようなスイングロータをマイクロプレート4に内蔵された試料の分離に使用するために、バケット2に金属製のアダプタ3を装着することが一般的である。アダプタ3はバケット2に対してガタが無いように保持される外形寸法となっており、更にアダプタ3には、マイクロプレート4を保持したときにマイクロプレート4とのガタを無くすために、マイクロプレート4の外周を保持する折り曲げ部12、13が設けられている。アダプタ3はステンレス鋼板やアルミ板等の金属製板を加工されることで製作されており、その底部11は平坦である。
In order to use such a swing rotor for separation of a sample built in the microplate 4, it is common to attach a
このようなアダプタ3に上記したマイクロプレート4を装填すると、図12に示す構成となる。上記したように、マイクロプレート4の箱形外形壁7はプレート底面9よりも低い位置まで延在する構成となっており、更にアダプタ3の底部11は平坦に構成されているため、マイクロプレート4とアダプタ3の間には隙間部10が存在していた。このような状態で通常、回転数は約2,000rpm、最大遠心加速度は700×g程度で使用されているのが普通である。
When the above-described microplate 4 is loaded in such an
近年、マイクロプレートを利用して、人体の健康に関する諸症状の検査や組織培養分野における様々な実験が盛んに行われるようになり、検査や実験の中間工程で必要となる遠心分離工程の効率向上が求められている。遠心分離工程の効率向上は、ローを回転させる回転数を上昇させることによって遠心加速度を大きくすることで達成できる。 In recent years, microplates have been used to test various symptoms related to human health and various experiments in the field of tissue culture, improving the efficiency of the centrifugation process required in the intermediate process of tests and experiments. Is required. Increasing the efficiency of the centrifugation step can be achieved by increasing the centrifugal acceleration by increasing the number of rotations that rotate the row.
しかし、上記のように構成されたロータを効率向上のために回転数を上昇させると、マイクロプレート4の試料注入穴部5の郡部とは箱形外形壁7との境界部6から試料注入穴部5の郡部が陥没する形で破損してしまい、遠心分離目的を達成できない。この原因は、マイクロプレート4に遠心加速度による遠心荷重が加わった際、マイクロプレート4のプレート底面9とアダプタ3の底部11の間に隙間部10が存在するため、試料注入穴部5が遠心荷重により隙間部10側に撓み、結果的に試料注入穴部5の郡部と箱形外形壁7の境界部6に大きな曲げモーメントが加わり、境界部6が破損に至るものである。出願人の試験によれば、市販されている通常のマイクロプレート4を試験したところ、約1,000×g(重力加速度の1,000倍)で、境界部6の破損が発生した。マイクロプレート4の材質は、一般にポリスチレンが多く用いられており、ポリスチレンの特性である強度的に脆いということも前記破損の一因である。
However, when the number of revolutions of the rotor configured as described above is increased to improve the efficiency, the sample injection hole portion 5 of the microplate 4 is separated from the boundary portion 6 between the box-shaped
遠心分離機用ロータは、高い遠心加速度を発生させるので、バケット2に保持されるアダプタ3を含む被分離物は軽量であるほど、遠心荷重を小さくでき、ロータボデイ、バケットの負担が軽くなり設計上有利になる。また、バケットは回転軸に対して対称に設置されており、対向するバケットの質量バランス及びその重心位置バランスに配慮する必要がある。もし、マイクロプレートの位置がずれて保持されて回転された場合は、ロータが大きく振動して回転し、遠心機を破損させることが有り遠心分離目的を達成できなくなる。
Since the rotor for the centrifuge generates high centrifugal acceleration, the lighter the object to be separated including the
本発明の目的は、上記した欠点を無くし、マイクロプレートを装着したときに、遠心分離機用ロータをより高遠心加速度下で使用できるようにして、遠心分離工程の効率向上を可能にした遠心分離機を提供することである。 The object of the present invention is to provide a centrifugal separator that eliminates the above-mentioned drawbacks and enables the centrifugal rotor to be used under higher centrifugal acceleration when the microplate is mounted, thereby improving the efficiency of the centrifugal separation process. Is to provide a machine.
上記の目的を達成するために本発明は、複数のバケット収納部を有し、駆動軸の周りに回転するロータボディと、該ロータボディに対して揺動可能なように上記バケット収納部に設けられたバケットとを有するスイングロータを備え、多数の試料注入穴部を有する箱形容器のマイクロプレートを上記バケットに装着し、且つ上記スイングロータを回転したときに、該回転によって生じる遠心力によって上記試料注入部に注入された試料を遠心分離する遠心分離機において、前記マイクロプレートを前記バケットに装着したときに、前記多数の試料注入穴部のある容器の裏底面を、マイクロプレートが載置される面と接触するようにすると共に、前記箱形容器の外形壁と対向する面を上記接触する載置面より低い面とすることにより、前記ロータを回転したときに生ずる遠心力を前記接触面で受け、前記外形壁に加わる曲げモーメントを低減するようにしたことに特徴を有する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a rotor body that has a plurality of bucket housing portions and rotates around a drive shaft, and is provided in the bucket housing portion so as to be swingable with respect to the rotor body. A box-shaped container microplate having a large number of sample injection holes is mounted on the bucket, and when the swing rotor is rotated, the centrifugal force generated by the rotation causes the above In the centrifuge for centrifuging the sample injected into the sample injection section, when the microplate is mounted on the bucket, the microplate is placed on the back bottom surface of the container having the multiple sample injection holes. The surface facing the outer wall of the box-shaped container is a surface lower than the contacting mounting surface. It receives a centrifugal force generated when rotated in the contact surface, characterized in that so as to reduce the bending moment applied to the outer wall.
本発明によればマイクロプレートを装着して回転したときに、その試料注入穴部の裏底面が載置面に接触して遠心力を受けるので、試料を内蔵するマイコロプレートを従来よりも高い遠心加速度下に置くことを可能にする遠心分離機を提供することができる。 According to the present invention, when the microplate is mounted and rotated, the back bottom surface of the sample injection hole is in contact with the mounting surface and receives a centrifugal force. A centrifuge can be provided that allows it to be placed under centrifugal acceleration.
本発明遠心分離機に用いられるマイクロプレート用アダプタの一実施例を図1及び図2により説明する。図1はアダプタ3の外観図、図2はアダプタ3とマイクロプレート4を組み合わせた縦断側面図である。
An embodiment of a microplate adapter used in the centrifuge of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external view of the
図1及び2において、アダプタ3には、その内形寸法にほぼ等しい外形寸法を有するパッド14が装着されている。パッド14は、ゴム等の弾性体やプラスチックで形成され、その底面部においてアダプタ3に接着されている。パッド14の構成は、その中央部にマイクロプレート4のプレート底面9と接触する高さを有する上面部16を有し、外周部にはマイクロプレート4の箱形外形壁7の下面と接触する高さを有する段差部15を有する。
1 and 2, the
このように構成されたパッド14を装着したアダプタ3にマイクロプレート4を載置し、ロータボディ1のバケット2に装填して遠心分離作業を行うと、遠心力によりアダプタ3を含んだバケット2が揺動し、結果として図2において下方向の遠心力が発生する。この遠心力がマイクロプレート4に作用するが、マイクロプレート4のプレート底面9はパッド14の上面部16により遠心方向に受けられており、更にマイクロプレート4の箱形外形壁7はパッド14の段差部15で受けられているため、試料注入穴部5の郡部と箱形外形壁7の境界部6及びその他の部分に大きな曲げモーメントが加わることがなく、結果として従来に比較して高遠心力に耐えうる構成となる。このように構成されたアダプタ3を使用して、市販のマイクロプレート4の回転試験をしたところ、2,000×gまで問題なく遠心加速度を付加することができ、従来のアダプタに比較して2倍の遠心加速度に耐えられることを確認できた。
When the microplate 4 is placed on the
なお、本実施例においては、パッド14をアダプタ3に接着する構成としたが、これを単に載置するのみの構成とし、マイクロプレート4を遠心分離機に装着する場合と、他のものを遠心分離機に装着する場合とでパッド14を取り外して使用する構成としても、同様の効果が得られることは明らかである。また、本実施例においては、パッド14とアダプタ3を別部品としたが、アダプタ3の底部11の形状を上記したパッド14のような構成としても同等の効果を得られる。
In the present embodiment, the
次に、本発明遠心分離機に用いられるマイクロプレート用アダプタの第2の実施例を図3を用いて説明する。アダプタ3は上述したようにロータボディ1のバケット2に装着して使用されるものであるため、アダプタ3の重量はより小さいほうがロータボディ1に掛かる遠心力を小さくすることができ、設計上有利になる。従って、第1の実施例として図1及び図2に示したパッド14をより軽くすることが望ましい。このことに鑑みて、図3に示す第2の実施例では、減肉部17を有するパッド14をアダプタ3に接着した構成としている。減肉部17は、アダプタ3の質量を軽減するためのものであるので、減肉方法は、マイクロプレート4の曲げモーメントによる破損を起こさないように配慮しながら、有る程度自由である。この減肉部17により、マイクロプレート4のプレート底面9を受けている部分と受けていない部分ができ、それら部分間において曲げモーメントが加わるが、従来に比較すると、プレート底面9を受けていない部分は小さくなることから、従来よりも高遠心力に耐えうる構成となる。また、図3の構成においては、マイクロプレート4の箱形外形壁7をパッド14により受けていないが、箱形外形壁7の部分の重量は、試料を注入された試料注入穴部5近傍に比較して小さいものであるから、箱形外形壁7の部分の遠心加速度は試料注入穴部5近傍よりも小さくなり、これにより従来構成で発生していた境界部6の破壊は起こりにくくなっている。
Next, a second embodiment of the microplate adapter used in the centrifuge of the present invention will be described with reference to FIG. Since the
次に、本発明遠心分離機に用いられるマイクロプレート用アダプタの第3の実施例を図4及び図5を用いて説明する。第3の実施例は上述した第2の実施例と比較して、パッド14の外周部に段差部15を設けた点で異なっている。段差部15の外周面となるパッド側面19はアダプタ3の内径寸法と同じか若しくは若干大きく構成されている。これにより、第2の実施例ではパッド14をアダプタ15に接着しているのに対し、第3の実施例ではパッド側面19により、パッド14とアダプタ3の位置決め固定ができるので、必ずしも接着する必要のない構成となっている。また、第3の実施例においても、マイクロプレート4の箱形外形壁7をパッド14により受けていないが、これは第2の実施例と同じ理由による。
Next, a third embodiment of the adapter for microplate used in the centrifuge of the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment is different from the second embodiment described above in that a
次に本発明遠心分離機に用いられるマイクロプレート用アダプタの第4の実施例を図6を用いて説明する。第4の実施例は、第1の実施例と比較して、パッド14にプレート押え部20を設けた点で大きく異なっている。パッド14に設けられたプレート押え部20はパッド14とマイクロプレート4の相対移動を規制するものであり、これにより、マイクロプレート4をパッド14に対してより確実に所定の場所に載置することができる。また、この図6には、プレート押え部20がマイクロプレート4の外周を押えている構成を開示したが、プレート押え部20はマイクロプレート4の箱形外形壁7の内側を押える構成としても良い。
Next, a fourth embodiment of the adapter for microplate used in the centrifuge of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is greatly different from the first embodiment in that the
次に本発明遠心分離機に用いられるマイクロプレート用アダプタの第5の実施例を図7を用いて説明する。アダプタ3とパッド14を別部品として構成すると、マイクロプレート4を重ねた状態で遠心分離機に掛けることが可能となる。図7に示すように、まずアダプタ3の底部に上述したようなパッド14を載置し、その上にマイクロプレート14を載置する。更にその上にパッド14を載置することで、2枚目のマイクロプレート14を載置することが可能となる。
Next, a fifth embodiment of the adapter for microplate used in the centrifuge of the present invention will be described with reference to FIG. If the
次に本発明遠心分離機に用いられるマイクロプレート用アダプタの第6の実施例を図8を用いて説明する。図8は図7に示したパッド14の構成を変形させたものである。図8に示すパッド14はその下面にマイクロプレート4の上面の大きさとほぼ同等の大きさのパッド凹部21を設けている。このように構成されたパッド14を使用して、第5の実施例と同様にマイクロプレート4を重ねると、図8の示すようになる。図8の構成を見ると分かるように、マイクロプレート4の上に載置されるパッド14は、そのパッド凹部21によりマイクロプレート4の上面を保持し、パッド14とマイクロプレート4の相対移動を規制している。このようなパッド凹部21を有するパッド14をアダプタ3に載置すると、アダプタ3の底部11が平坦であることから、パッド14とアダプタ3との間に隙間部22が生じる。この隙間部22を有する状態で遠心分離機にかけると、その遠心加速度によりパッド凹部21に曲げモーメントが発生するが、パッド14をゴム等の弾性体で構成すればパッド14自身の弾性力により曲げモーメントは吸収することができる。また、隙間部22をなくするために、最下位置に載置されるパッド14は底部の平坦なもの(例えば図1〜図7に示されるもの)とし、マイクロプレート4の上に載置されるパッド14はパッド凹部21を有する構成とすることもできる。
Next, a sixth embodiment of the microplate adapter used in the centrifuge of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a modification of the configuration of the
次に本発明遠心分離機に用いられるマイクロプレート用アダプタの第7の実施例を図9を用いて説明する。図9は、アダプタ3の底面の形状を上記したパッド14の上面形状と同様にして、マイクロプレート4のプレート底面9をアダプタ3により直接受ける構成とし、更にマイクロプレート4を重ねた状態で遠心分離機に掛けることを可能とするために、アダプタ3の折り曲げ部12,13と同等の幅の係合溝23を、折り曲げ部12,13の下方に設けている。なお、本実施例においてはアダプタ3を上述したように構成したが、アダプタ3ではなくパッド14を同様に構成し、アダプタ3に装着する構成としても良い。
Next, a seventh embodiment of the adapter for microplate used in the centrifuge of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a configuration in which the shape of the bottom surface of the
1:ロータボディ
2:バケット
3:アダプタ
4:マイクロプレート
5:試料注入穴
6:境界部
7:箱形外形壁
9:プレート底面
12:折り曲げ部
13:折り曲げ部
14:パッド
15:段差部
16:上面部
17:減肉部
19:パッド側面
20:プレート押え部
21:パッド凹部
22:間隙部
23:係合溝
1: Rotor body 2: Bucket 3: Adapter 4: Microplate 5: Sample injection hole 6: Boundary part 7: Box-shaped outer wall 9: Plate bottom 12: Bending part 13: Bending part 14: Pad 15: Step part 16: Upper surface portion 17: Thinning portion 19: Pad side surface 20: Plate presser portion 21: Pad recess portion 22: Gap portion 23: Engaging groove
Claims (1)
多数の試料注入穴部を有する箱形容器のマイクロプレートを上記バケットに装着し、且つ上記スイングロータを回転したときに、該回転によって生じる遠心力によって上記試料注入部に注入された試料を遠心分離する遠心分離機において、
前記マイクロプレートを前記バケットに装着したときに、前記多数の試料注入穴部のある容器の裏底面を、マイクロプレートが載置される面と接触するようにすると共に、前記箱形容器の外形壁と対向する面を上記接触する載置面より低い面とすることにより、前記ロータを回転したときに生ずる遠心力を前記接触面で受け、前記外形壁に加わる曲げモーメントを低減するようにしたことを特徴とする遠心分離機。
A swing rotor having a plurality of bucket storage portions and having a rotor body that rotates around a drive shaft and a bucket provided in the bucket storage portion so as to be swingable with respect to the rotor body;
When the microplate of a box-shaped container having a large number of sample injection holes is mounted on the bucket and the swing rotor is rotated, the sample injected into the sample injection unit is centrifuged by the centrifugal force generated by the rotation. Centrifuge
When the microplate is mounted on the bucket, the back bottom surface of the container having the multiple sample injection holes is in contact with the surface on which the microplate is placed, and the outer wall of the box-shaped container By making the surface facing the surface lower than the contacting mounting surface, the centrifugal force generated when the rotor is rotated is received by the contact surface, and the bending moment applied to the outer wall is reduced. Centrifuge characterized by.
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