JP2008058142A - 細胞・微生物のnmr測定方法及びnmr用プローブ並びにnmr制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】核磁気共鳴装置用プローブ50内に形成されるものであって、培養液の中に生きた細胞又は微生物を入れた試料管51と、該試料管51の周囲に該試料管51と固着されるロータであって、その底面に風切溝が形成されたロータ33と、該ロータ33の下部に設けられたステータであって、その内部に斜め方向のノズルが形成されたステータ32と、該ステータ32のノズルにエアーを注入するエアー注入部と、を有して構成される。このような構成にすると、エアーのオン/オフ制御により試料管を良好に撹拌することができ、生きた細胞又は微生物の正確なNMR測定が可能となる。
【選択図】図2
Description
1)図7に示す装置では、測定する試料はNMRプローブ内の試料管及び離れた位置にある培養槽の間の長い距離を細いパイプ(例えば内径2mmφ以下)を通して循環させることになり、それにより生きた細胞、微生物等の試料に大きなストレスを与えるおそれがある。また、試料の生命活動に最適な環境を維持、継続させることが困難である。更に、設備が大がかりとなり、操作が煩雑でトラブルを起こしやすいという問題があった。
2)図8に示す装置では、細胞の環境を変化させ可能性がある。また、培養液にエアーの微小バブルの混入を招きNMR観測時磁場の均一性を損ない、高分解能、高感度スペクトルの測定を困難にするという問題があった。
(1)請求項1記載の発明は、培養液の中に細胞又は微生物を入れた試料管をエアーの力で回転させて細胞・微生物をNMR測定する細胞・微生物のNMR測定方法であって、所定の周期でエアーのオン/オフ制御を行ない、エアーオンの時には前記試料管を回転させ、エアーオフの時には前記試料管の回転を停止した状態で細胞又は微生物のNMR測定を行なうことを特徴とする。
(2)請求項2記載の発明は、前記エアーのオン/オフ制御を交互に繰り返して試料管を撹拌することにより、細胞又は微生物試料が沈殿しないように培養液中に浮遊させることを特徴とする。
(3)請求項3記載の発明は、前記回転機構は、前記試料管の周囲に配置され該試料管と固着されるロータであって、その底面に風切溝が形成されたロータと、該ロータの下部に設けられたステータであって、その内部に斜め方向のノズルが形成されたステータと、該ステータのノズルにエアーを注入するエアー注入部とで構成されたことを特徴とする。
(4)請求項4記載の発明は、培養液の中に細胞又は微生物を入れた試料管をエアーの力で回転させる回転機構を備え、該回転機構にエアーを注入するエアー注入部からエアーのオン/オフを行なって前記回転機構を作動させ、エアーのオンの時には前記エアー注入部からのエアーの力により試料管を回転させ、エアーのオフの時には前記試料管内部の細胞又は微生物のNMR測定を行なうように構成されたことを特徴とする。
(5)請求項5記載の発明は、培養液の中に細胞又は微生物を入れた試料管をエアーの力で回転させて細胞・微生物をNMR測定するためのNMR制御装置であって、所定の周期でエアーをオン/オフし、エアーオンの時には前記試料管を回転させ、エアーオフの時には前記試料管の回転を停止させるように制御することを特徴とする。
(2)請求項2記載の発明によれば、試料管中の生きた細胞又は微生物が培養液中に浮遊した状態でNMR測定を行なうので、生きた細胞又は微生物のNMR測定を正確に行なうことができる。
(3)請求項3記載の発明によれば、底面に風切溝が形成されたロータとステータとを組み合わせ、これらロータの回転をエアーの力で行なうことにより、試料管の任意の周波数での回転を良好に行なうことができる。
(4)請求項4記載の発明によれば、エアーのオン/オフ制御を行なって試料管を撹拌することにより、試料管中の生きた細胞又は微生物を良好な状態に保つことができる。従って、生きた細胞又は微生物を正確にNMR測定することができる。
(5)請求項5記載の発明によれば、エアーがオンの時には試料管を回転させ、エアーがオフの時には前記試料管の回転を停止させるような制御を行なうことで、試料管内の細胞又は微生物を良好に撹拌することができる。
図1は本発明装置の一実施の形態例を示す構成図である。図6と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、1は直流磁場を発生する超伝導磁石で、該磁石1内にはNMRプローブ50が配置されている。該NMRプローブ50の上部には、コンプレッサ2からの加圧空気を吹き付けて試料管51を回転させる試料管回転機構52が取り付けられている。
次に、エアーオン/オフスイッチ55をオフにした場合について説明する。エアーオン/オフ信号をオフにすると、エアーオン/オフスイッチ55からはエアーが出なくなる。この結果、ステータ32のエアーノズル32aから噴射されていたエアーが噴射されなくなるので、ロータ33は回転を停止する。そして、その底面がステータ32と接触することになる。即ち、ロータ33がステータ32の上に載置されることになる。
1)エアーを一定周期でオン/オフする制御を行なうことにより、試料管内の試料液を良好に撹拌することができ、正確なNMR測定を行なうことが可能となる。
2)試料管の回転を適当なタイミングでオン/オフすることを繰り返すことにより、生きた細胞、微生物等の試料が沈殿しないように撹拌する効果がより大きくなる。
3)20mmφ以上の試料管を任意の適した回転数で回転することにより、生きた細胞、微生物等の試料が沈殿しないように撹拌することが可能となった。
4)20mmφ以上の大口径試料管を使用することにより、測定試料の量を大幅に増加させることができるため、感度を大幅に改善させることができる。この場合、測定する試料の種類にもよるが、現在標準の5mmφ型NMRプローブに比較して15倍以上の検出感度の向上が図れる。また、試料管が大口径であるため、内部に直接細胞、微生物等の試料に必要な栄養分、酸素等のガスの供給機能、細胞、微生物等の試料の活性化を促すための任意波長の光を照射する機能を容易に組み込めるようになった。
5)測定試料量が大量であることにより、細胞、微生物等の生命活動の維持が容易となる。
6)回転用ロータに底面に風切溝を彫ることにより、20mmφ以上の試料管の回転を2,3Hz〜10数Hzまでの範囲で安定して回転させることが可能となった。
21 試料液
32 ステータ
33 ロータ
34 エアー供給ライン
37 支持部
38 エアーノズル
50 NMRプローブ
51 NMR用試料管
55 エアーオン/オフスイッチ
Claims (5)
- 培養液の中に細胞又は微生物を入れた試料管をエアーの力で回転させて細胞・微生物をNMR測定する細胞・微生物のNMR測定方法であって、
所定の周期でエアーのオン/オフ制御を行ない、
エアーオンの時には前記試料管を回転させ、エアーオフの時には前記試料管の回転を停止した状態で細胞又は微生物のNMR測定を行なう、
ことを特徴とする細胞・微生物のNMR測定方法。 - 前記エアーのオン/オフ制御を交互に繰り返して試料管を撹拌することにより、細胞又は微生物試料が沈殿しないように培養液中に浮遊させることを特徴とする請求項1記載の細胞・微生物のNMR測定方法。
- 前記回転機構は、前記試料管の周囲に配置され該試料管と固着されるロータであって、その底面に風切溝が形成されたロータと、該ロータの下部に設けられたステータであって、その内部に斜め方向のノズルが形成されたステータと、該ステータのノズルにエアーを注入するエアー注入部とで構成されたことを特徴とする請求項1又は2記載の細胞・微生物のNMR測定方法。
- 培養液の中に細胞又は微生物を入れた試料管をエアーの力で回転させる回転機構を備え、
該回転機構にエアーを注入するエアー注入部からエアーのオン/オフを行なって前記回転機構を作動させ、エアーのオンの時には前記エアー注入部からのエアーの力により試料管を回転させ、エアーのオフの時には前記試料管内部の細胞又は微生物のNMR測定を行なうように構成されたことを特徴とするNMR用プローブ。 - 培養液の中に細胞又は微生物を入れた試料管をエアーの力で回転させて細胞・微生物をNMR測定するためのNMR制御装置であって、
所定の周期でエアーをオン/オフし、
エアーオンの時には前記試料管を回転させ、エアーオフの時には前記試料管の回転を停止させるように制御することを特徴とするNMR制御装置。
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