JP2007296456A - 遠心機 - Google Patents

Abstract

【課題】遺伝子学的検査の前処理用のスピンダウンを効率よく行うことができ、コンパクトで使い勝手のよい小型の遠心分離機であって、大量のチューブのスピンダウンを一度に行える小型遠心分離機を提供する。
【解決手段】本体基体１０と、マイクロチューブを装着してスピンダウンのための回転を行う挿入体１２とを有し、該挿入体は円筒形状の挿入体基体１１と該挿入体基体から遠心方向に突出した複数の連結壁部１２０と連結壁部の他端辺部に連接した外周壁部１２１とにより挿入体基体から遠心方向に突出形成した複数の横断面略Ｔ字状に構成し、一の断面略Ｔ字状の連結壁部と外周壁部は両隣のそれぞれの断面略Ｔ字状の連結壁部と外周壁部との間においてマイクロチューブを挿入可能な挿入部Ａを構成し、該挿入部にマイクロチューブの連結帯部を挿入して挿入体を回転することにより、マイクロチューブ内の試料のスピンダウンを行う遠心分離機を提供するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、遺伝子学的検査等において、チューブに秤量した微量の溶液を遠心力によってチューブの底に落とすために用いる、特に小型でかつ多数本に対して効率的に遠心力をかけるための遠心機に関する。

従来より、医療機関等で臨床検査に供される生態成分の分析に用いる検査材料である溶液等は、チューブの先端が細いことから途中でとどまってしまい、チューブの底にたまらないことから、遺伝子学的検査法において前処理用としてスピンダウン操作が必要であった。
この遺伝子学的検査においては、通常８連チューブが用いられるが、今までのスピンダウンに対してはこの８連のチューブを２本セットでき、１００ボルト電源を用いた小型遠心機が用いられてきた。
スピンダウンではないが、例えばＤＮＡ、ＲＮＡの精製のための遠心処理のための遠心分離機を示すものとして特開平１０−１５４３６号（特許文献1）が存在し、これは８連の連接チューブを用いた遠心分離機を示している。

この場合、チューブを配設する平面部は平面状に構成され、この平面部分の端辺部にチューブを挿入して配設するものである。
従って、平面状の平面部が長方形であれば両長辺に二列のチューブをセットして平面部を回転させて遠心を行うものであり、或いは三角形状或いは四角形状の平面部のそれぞれの端辺部にチューブを並べて、該平面部の平板の中心部分である軸心部分にて遠心回転させるものである。
又、スピンダウンではなく血液に関しては、遠心分離によって血液を分離させ、析出物である血清や血漿等を分離させて、検査を行っているものである。
例えば医療機関等に設置している血液の遠心分離機に関しては、１００Ｖ電源を用いた大型の機器からなるものであると共に一度に多数の試料検体を遠心分離可能とするものが多用されている。

例えば、特開平１１‐１５６２４３号（特許文献２）や特開２００１‐８８６号（特許文献３）などが存在する。
これらは大型の機器からなり、特に高遠心加速時のバランスの維持をより適確に得る各種の方策が明示されている。
即ち、大型機器および多数の検体容器に対して１００Ｖ電源を用いて一度に回転させることから、回転バランスを適切にとることは効率の上のみならず機器稼動上どうしても要求されるものであった。
これに対して、小規模の医療機関や出先等においては、この様な大型の機器は用いることはできず、例えば実登３０７３２９４号（特許文献４）の図３に示す簡易型血液遠心分離機や特開２００１−２２９２９４号（特許文献５）の図４に示す血液遠心分離機が明示されている。

更には、特開２００４‐３３３２１９号（特許文献６）に示す遠心分離機が存在する。
これらは、乾電池などを用いることによって稼動すると共に小型であり、小規模の医療機関や出先等においても簡単に使用することができるものである。
特開平１０‐１５４３６ 特開平１１‐１５６２４３ 特開２００１‐８８６ 実登３０７３２９４号 特開２００１−２２９２９４ 特開２００４‐３３３２１９

以上の様に、スピンダウンに関して前記８連チューブを２本セットでき、１００ボルト電源を用いた小型遠心機が用いられてきたが、最近では病原微生物が猛威を揮い、遺伝子学的検査の需要は増加の一途をたどり、人や動物或いは植物等に関するバイオ関係分野での研究や医療機関での資料の前処理において大量処理を必要とすることとなり、このことより従来以上の本数を一度に簡単にスピンダウンすることが必要であった。
更に持ち運びに便利である点や出先での活用ができる点、或いは場所をとらず使い勝手が良い点などを考慮するとできる限り小型であることが望まれるものであり、これらに適合する何らかの遠心機が必要である。

又、特開平１０−１５４３６号（特許文献1）に関しては、８連のチューブを用いることができる点で極めて有用であるが、このチューブを設置する平面部は平板状のものであり、この平板の端辺部に一連でチューブを設置するものであることから、少なくとも一辺が８連のチューブを連接した長さ以上の長さとなるものであり、例えば正方形状の各辺にそれぞれ８連チューブを設置し、計４つの８連チューブを有する平面部を用いたものの他、長方形の平面部に８連のチューブを二つ設置したものであっても、三角形状の８連のチューブを３つ設置したものであっても、これらの平面部の面積は大きいものであり、機器自体がどうしても巨大となってしまうものである。
従って、特に明示してはいないが、もとより１００ボルト電源での可動が前提といわざるを得ず、更には電源の点と共にその大きさの点から持ち運びが不便であり、又その使用においても更なる小型の使い勝手のよい機器が望まれるものである。

更には、本構成においては、遠心の際の回転効率の点から８連のチューブは垂線方向ではなく回転の際の遠心方向である外側方向に傾斜した状態で設置するものであり、傾斜設置の際のチューブの長さ方向の長さも更に必要となり、機器自体が小型化するには別途何らかの方法が必要であった。
次に、仮に血液等の検査用の遠心分離機を用いた場合にあっても、前記のごとく各種の遠心分離機が存在するが、まず特開平１１‐１５６２４３号（特許文献２）に関しては、前述の通り、多数の検体容器を一度に装着して回転するものであって、ボールバランサを装着することによって円滑なる回転を確保するものである。

従って、もとより機器自体は大型であり、研究機関等に予め配置するものであって、きわめて多量の検体容器を一度に遠心分離するものであることから、バランスの配置をきっちりと行うことが必然的に必要となるばかりでなく、多数料の検体容器を遠心分離可能とはするが、持ち運びなどはほとんどできず又高額となることが考えられる。
更に、特開２００１‐８８６号（特許文献３）に関しては、マイクロプレートを用いるものであり、一般的に８本１２列の計９６本の検体容器を挿入した該マイクロプレートを計４箇所に挿入可能としたものである。

従って、本構成においても大型の機器となり、持ち運びなどを行う機器としては使いにくいものである。
又、実登３０７３２９４号（特許文献４）に示す簡易型血液遠心分離機に関しては、小型であり、きわめて使い勝手が良いが、一度に遠心分離できる検体容器は４個までであり、かつ一つずつ円盤内に設置することが必要となるものであり、簡易型としてはきわめて有意義であるが、検査すべき検体容器が複数以上になった場合にはきわめて使い勝手が良くはないものである。
更に、特開２００１−２２９２９４号（特許文献５）も、簡易型の血液遠心分離機であり、一の検体容器のみ設置可能とするものであり、個々人に配布して自己の採取した血液を一の容器に入れて遠心分離をするには足りるが、多数本の検体容器を用いて一度に遠心分離をする際には使うことのできない機器である。

又、特開２００４‐３３３２１９号（特許文献６）には、複数本の検体容器を一度に効率よくかつ試料を有効に入手可能な持ち運びのできる簡易型血液遠心分離機が開示されている。
本構成はきわめて使い勝手が良いが、一度に遠心分離できる本数は複数本までであり、多数本を一度に遠心分離することの必要な場合には、向いていないものである。
以上のように、多数本のチューブを一度に設置して遠心できる反面極めて小型であり、持ち運びや取り扱いなどが簡単にできる初期の目的を発揮するスピンダウン専用の遠心機の提供が望まれている。
更には、仮に、血液などの遠心分離機を用いてスピンダウンを行うと仮定した場合であっても、低廉でかつ小規模の診療所や出先において８連のマイクロチューブを有効に活用しうる多数本を一度に遠心分離可能な血液の遠心分離機であって、極めてコンパクトな、又、更には乾電池等でも可動可能な、何らかの小型の遠心分離機の提供が望まれていた。

本発明は、前記各課題を見事に解決するものであり、係るために請求項１に係る発明は、少なくとも本体基体と、マイクロチューブを装着してスピンダウンのための回転を行う挿入体とを有する遠心分離機であって、該挿入体は、円筒形状の挿入体基体と、該挿入体基体から遠心方向に突出した複数の連結壁部と連結壁部の他端辺部に連接した外周壁部とにより挿入体基体から遠心方向に突出形成した複数の横断面略Ｔ字状に構成し、一の断面略Ｔ字状の連結壁部と外周壁部は、両隣のそれぞれの断面略Ｔ字状の連結壁部と外周壁部との間において、マイクロチューブを挿入可能な挿入部を構成し、該挿入部にマイクロチューブの連結帯部を挿入して、挿入体を回転することにより、マイクロチューブ内の試料のスピンダウンを行う遠心分離機よりなり、係る発明によって前記課題を解決できるものである。

或いは、請求項２に係る発明の様に、該複数の連結壁部は、少なくとも８ケ所突出形成するものであり、該連結壁部間に形成したマイクロチューブを挿入する挿入部を８ケ所有する遠心分離機を用いても多数本の設置を可能とする。
更に、請求項３に係る発明の様にマイクロチューブが連結帯部により連結した８連のマイクロチューブであり、該挿入部に８連のマイクロチューブの連結帯部を挿入することによってマイクロチューブを立てて装着することにより小型化を実現できた遠心分離機を用いることにより、小型の機器ながら６４本のマイクロチューブを一度にバランスよくスピンダウンできることとなる。

これらの場合、請求項４に係る発明の様に、連結帯部に代えてマイクロチューブの鍔部又は係止部を挿入部に挿入して装着する遠心分離機を用いてもよい。
更に、請求項５に係る発明の様に、回転と停止とを電源スイッチによって制御し、電源として持ち運び可能な乾電池又は小型のバッテリーを用いた遠心分離機を使用することによって持ち運びの便宜を高めることができる。

まず、請求項１に係る発明により極めて多数本のマイクロチューブを円筒形状の挿入基体の半径とマイクロチューブの長さ程度を半径とする極めて幅の狭い範囲内での遠心回転を可能とするものであり、小型の遠心機によって一度に大量のマイクロチューブのスピンダウンを可能とする。
特に遺伝子学的検査の前処理用のスピンダウンを効率よく行うことができるものである。
更に、遠心操作によって上澄み採取や沈殿物採取或いは試料成分の比重差を利用した成分毎の分離などのためにも用いることもできる。

更に、マイクロチューブを装着する該挿入体は、円筒形状の挿入体基体と該挿入体基体から遠心方向に突出した複数の連結壁部と連結壁部の他端辺部に連接した外周壁部とにより挿入体基体から遠心方向に突出形成した複数の横断面略Ｔ字状に構成し、一の断面略Ｔ字状の連結壁部と外周壁部は両隣のそれぞれの断面略Ｔ字状の連結壁部と外周壁部との間においてマイクロチューブを挿入可能な挿入部を構成するものであり、両隣の略Ｔ字状の連結壁部と外周壁部との間に囲まれた挿入部にマイクロチューブの連結帯部が挿入してマイクロチューブの底部は遠心方向に位置することとなる。

従って、８連のチューブといえども配設時には縦方向への配設となり、横方向に不要な幅を取る必要がなくなる。
従って、８連のチューブといえども極めて小型の遠心分離機で足りるものである。
更に、円筒形状の挿入体基体の外周方向に８つの８連チューブを配設可能とするものであって、これらは全て回転半径内に位置するものとなり、極めて多数のマイクロチューブを最もコンパクトにかつ効率よく回転させることのできる極めて小型の遠心分離機を提供できるものである。

又、請求項２に係る発明によればマイクロチューブを８列配設できるものであり、更に、請求項３に係る発明によれば、８連のマイクロチューブを用いることができ、これらによって遺伝子学的検査における前処理としてのスピンダウンに際して、一度に大量のチューブをスピンダウンすることができることとなる。
請求項４に係る発明によれば、マイクロチューブの連結帯部だけではなく、鍔部や係止部により挿入部への装着を行うものでもよく、さまざまな形態のチューブに対応することができることとなる。
請求項５に係る発明によれば、小型で持ち運びやすく極めて使い勝手の良い遠心分離機を提供できることとなり、近くに電源のない場所等でも十分に使用できることとなり不要な配線などをなくすことができる。

図１は、本発明に係る遠心分離機の一例を示す図であり、略円柱形の本体基部１０には蓋体２を被せることができるようになっており、８連のマイクロチューブ３を嵌入して定位置で設置可能な挿入体１２を有している。
即ち、遠心分離機本体１の上部に円筒形状の挿入体基体１１を有しており、この基体が円筒形状の中心軸心を軸心としてモータ等で遠心回転するものである。
この挿入体基体１１には更にマイクロチューブ３を配設可能な挿入部Ａを有する挿入体１２を有している。

該挿入体１２は、円筒形状の基体１１から遠心方向である外部方向に突出した連結壁部１２０を８箇所該基体１１の外周面に均一な間隔をおいて突出形成しており、該連結壁部１２０の他端辺部には外周壁部１２１を有しており、他端辺部の両側方向に突出して形成した外周壁部１２１がそれぞれの連結壁部１２０に連接している。
従って、略円筒形の基体１１から該側面方向に均一の間隔をおいて横断面略Ｔ字状の計８箇所の連結壁部１２０と外周壁部１２１とからなる挿入体１２を有している。

この一の断面略Ｔ字状の連結壁部１２０と外周壁部１２１は、両隣のそれぞれの断面略Ｔ字状の連結壁部１２０と外周壁部１２１との間において、８連チューブ３の連結帯部３１を挿入可能な挿入部Ａを構成することとなる。
従って、計８箇所の断面略Ｔ字状の連結壁部１２０と外周壁部１２１から構成されたそれぞれの間である８箇所の挿入経路を形成することによって挿入部Ａを構成し、該箇所にそれぞれ８連のマイクロチューブ３を立てて挿入することによって定位置で装着することとなる。

８連のマイクロチューブ３はその連接されている連結帯部３１を、該円筒形状の基体１１と挿入部Ａの両側のそれぞれの断面略Ｔ字状の連結壁部１２０と外周壁部１２１との間に上下方向に挿入することによって、配設できるものである。
従って、円筒形状の基体１１からは遠心方向にチューブの長さ分だけ外側に突出することとなる。
この場合円筒形状の基体１１の外周面から円周方向にそれぞれマイクロチューブ３が配設されることから、該基体１１から遠心方向にチューブ３の長さ分だけの広さ確保することによって該基体１１の軸心による遠心回転を可能とするものである。

図２は、図１に示す遠心分離機の挿入体１２の挿入部Ａのそれぞれに８つの８連のマイクロチューブ３を挿入している状態を示す図である。
本図に示すように、８連のマイクロチューブ３は挿入位置において連結帯部３１が挿入して定位置で装着されることとなり、更に該挿入体１２が略円筒形状の軸心部分１１を軸として回転することにより、装着されたマイクロチューブ３も回転することとなり、マイクロチューブの底方向に対して遠心力が働いて試料等をチューブ底部３０へ定置させることができ、所謂スピンダウンを可能とするものである。

本図に示す本体基部１０の側面に構成されているものがスイッチ１３であり、基部１０内には乾電池及び小型のモータ類を有しており、スイッチ１３により乾電池の電源を用いて小型モータが可動し挿入体を軸回転されるものであり、該回転によって挿入体に装着したマイクロチューブ３を遠心回転させることができる。
尚、モータや乾電池及び挿入体１２の回転に関しては、一般的な回路を用いて駆動させればよく、本図には明示しない。
少なくとも、回転と停止とをスイッチ１３によって制御し、電源として持ち運び可能な乾電池や小型のバッテリー類を用いるものであればよい。

更に、本図などにおいては、計８箇所の断面略Ｔ字状の連結壁部１２０と外周壁部１２１から構成されたそれぞれの間である８箇所の挿入経路を形成することによる８箇所の挿入部Ａを構成しているものであり、この８箇所に８連のチューブ３をそれぞれ装着可能であるが、必ずしも毎回８連チューブを８個装着しなくとも、必要に応じて任意の個数装着するものであってもよい。
即ち８連のマイクロチューブ３を例えば４つのみ装着するものであっても、或いは１乃至８の中の任意の個数装着するものであってもよい。
任意の個数の場合には、遠心回転に際してのバランスをとるようにバランスよく配置することが回転効率を上げられることからより望ましいものである。

又、本説明においては、８連のマイクロチューブ３を装着することが前提で明示しているが、８連のものに限らず、他の数のマイクロチューブを連接した連接マイクロチューブであってもよく、更には単に一のマイクロチューブのみを用いるものであってももちろんよい。
但し、挿入部Ａに装着可能な連結帯部３１、又はこれに類する連結帯部状の鍔部等があれば、挿入部Ａへの装着がより確実に行えることから、連結帯部３１あるいはこれに類する連結帯部状のものがあればよい。
或いは、何らかの係止部があるものを用いてもよい。

図３は、図２に示す８連のマイクロチューブ３の一例を示す図であり、該マイクロチューブ３を連結帯部３１で連結する多用されているマイクロチューブの一例を示す。
この様なマイクロチューブ３は連結帯部３１が一定の幅を有しているものであり、該幅部分が挿入部Ａに挿入することとなり、連結壁部１２０と外周壁部１２１によってそれぞれ回転方向及び遠心方向への移動が抑えられて定位置で固定されることとなり、遠心分離を可能とするものである。
尚、本発明に用いるマイクロチューブ３は例えば容量が０．２ｍｌ用の８連マイクロチューブが最適である。
或いは、例えば径が６ミリ程度以下で全長が２４ミリ程度以下のものがコンパクトにまとまり最適であるが、この大きさに限定されるものではない。

又、もし８連チューブを単位に切り離した場合であっても連結帯部３１が残余することから、挿入部Ａに挿入してスピンダウンを行うことができる。
図４は、挿入部Ａに８連のマイクロチューブ３が装着した状態の一部拡大断面図である。
本図に示すように挿入部Ａの８箇所の挿入経路にそれぞれマイクロチューブ３の連結帯部３１が挿入し、連結壁部１２０と外周壁部１２１内に連結帯部３１が位置し、軸回転によっても、連結帯部３１が連結壁部１２０と外周壁部１２１によって引っかかり回転方向や遠心方向にはずれることなく、適切に遠心分離を行うことができる。

本発明に係る遠心分離機の一例を示す図 図１に示す遠心分離機の挿入部にマイクロチューブを装着した状態を示す図 ８連のマイクロチューブの一例を示す図 挿入部に８連のマイクロチューブを装着した一例の一部拡大断面図

符号の説明

１、遠心分離機
１０、本体基部
１１、挿入体基体
１２、挿入体
１２０、連結壁部
１２１、外周壁部
１３、スイッチ
２、蓋体
３、マイクロチューブ
３０、底部
３１、連結帯部
３２、蓋部
Ａ、挿入部

Claims (5)

1. 少なくとも本体基体１０と、マイクロチューブを装着してスピンダウンのための回転を行う挿入体１２とを有する遠心分離機であって、
   該挿入体１２は、円筒形状の挿入体基体１１と、該挿入体基体１１から遠心方向に突出した複数の連結壁部１２０と連結壁部１２０の他端辺部に連接した外周壁部１２１とにより挿入体基体１１から遠心方向に突出形成した複数の横断面略Ｔ字状に構成し、
   一の断面略Ｔ字状の連結壁部１２０と外周壁部１２１は、両隣のそれぞれの断面略Ｔ字状の連結壁部１２０と外周壁部１２１との間において、マイクロチューブを挿入可能な挿入部Ａを構成し、
   該挿入部Ａにマイクロチューブの連結帯部３１を挿入して、挿入体１２を回転することにより、マイクロチューブ内の試料のスピンダウンを行うことを特徴とする遠心分離機。
2. 該複数の連結壁部１２０は、少なくとも８ケ所突出形成するものであり、該連結壁部１２０間に形成したマイクロチューブを挿入する挿入部Ａを８ケ所有することを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
3. マイクロチューブが連結帯部３１により連結した８連のマイクロチューブ３であり、該挿入部Ａに８連のマイクロチューブ３の連結帯部３１を挿入することによってマイクロチューブ３を装着することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の遠心分離機。
4. 連結帯部３１に代えてマイクロチューブの鍔部又は係止部を挿入部Ａに挿入して、装着するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の遠心分離機。
5. 回転と停止とを電源スイッチ１３によって制御し、電源として持ち運び可能な乾電池又は小型のバッテリーを用いたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の遠心分離機。

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