JP2009039630A - 遠心分離機および遠心分離機を用いた細胞処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】細胞処理装置1は、試料を収容する2つのチャンバ11A,11Bと、チャンバ11A,11Bを支持し、これらチャンバ11A,11Bの中心位置に配置された軸線回りに回転される回転軸13と、回転軸13を軸線回りに回転させるモータ15と、回転軸13の軸線に交差する方向の振動を検出する加速度センサ17と、加速度センサ17の検出方向に対する回転軸13の回転角を検出する回転角検出部19と、加速度センサ17により検出された回転軸13の振動と回転角検出部19により検出された回転角との関係に基づいて、チャンバ11A,11B間の試料量の大小を判断する試料量判断部21とを備える遠心分離機10を備える。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、遠心分離機の回転軸に所定の間隔を介して囲む円筒体を配置し、過大振動により回転軸がこの円筒体にぶつかった場合に、その衝撃を検知してモータの回転を停止させる技術が開示されている。
本発明は、試料を収容する2つの試料容器と、該試料容器を支持し、これら2つの試料容器の中心位置に配置された軸線回りに回転される回転支持部と、該回転支持部を前記軸線回りに回転させる駆動部と、前記回転支持部の前記軸線に交差する方向の振動を検出する振動検出部と、該振動検出部の検出方向に対する前記回転支持部の回転角を検出する回転角検出部と、前記振動検出部により検出された前記回転支持部の振動と前記回転角検出部により検出された回転角との関係に基づいて、前記2つの試料容器間の試料量の大小を判断する試料量判断部とを備える遠心分離機を提供する。
このように構成することで、回転支持部の1/2回転ごとに検出される回転支持部の振動の振幅に基づいて、振動の振幅のピークがいずれの検出時点に近いのかを容易に判断することができる。すなわち、回転支持部の周期的な振動は、1周期、つまり、回転支持部が1回転する間に振動の検出方向に1回の振幅のピークを有するが、そのピークそのものの検出を行うことなく、任意の1/2回転ごとの位置での検出信号の比較のみにより、簡易に2つの試料容器間の試料量の大小を判断することができる。
このように構成することで、回転支持部の回転角が駆動部からの駆動信号に基づいて検出されるので、回転支持部の回転角を精度よく検出することができる。
このように構成することで、加速度センサの作動により、回転支持部の振動の振幅に基づく加速度を検出することができる。
このように構成することで、回転支持部の振動が振動検出部に伝わり易く、振動の検出を精度よく行うことができる。
このように構成することで、試料供給部の作動により、試料量が少ない試料容器に試料を補給し、または、試料吸引部の作動により、試料量が多い試料容器から試料を吸引することで、2つの試料容器間の試料の量を速やかに均等に補正することができる。
このように構成することで、試料移動部の作動により、試料を吸引除去する場合に比べて試料の損失を少なくすることができ、細胞処理の効率を向上させることができる。
以下、本発明の第1の実施形態に係る細胞処理装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞処理装置1は、図1に示すように、生体細胞を含む生体組織を洗浄する洗浄部3と、該洗浄部3により洗浄された生体組織を消化し、生体細胞を分離する消化部5と、該消化部5により分離された生体細胞を濃縮する遠心分離機10とを備えている。
洗浄部3および消化部5としては、公知の装置を用いることができ、特に限定されるものではない。
また、チャンバ11A,11Bは、互いの中心位置に軸線を有する回転軸13に支持されて、分離槽29に収容されている。
ドグ37の取り付け方向は、回転軸13の軸線方向から見て、直線部分が腕部31a,31bの長手方向に対して直交する方向を除き、任意の方向でよい。
フォトインタラプタ39は、発光部の光を受光部により検出している間をON信号、発光部の光がドグ37に遮られて検出できない間をOFF信号として、試料量判断部21に出力するようになっている。
なお、加速度センサ17による振動の検出方向は、回転軸13の軸線に交差する方向であれば、いずれの方向に設定してもよい。
生体細胞を含む生体組織は、まず、洗浄部3において洗浄され、消化部5へと送られる。続いて、消化部5において、洗浄後の生体組織が消化されて生体細胞が分離される。分離された生体細胞は、遠心分離機10へと送られて、遠心処理されることにより濃縮される。
濃縮される生体細胞は、遠心分離機10の試料供給部23に送られ、試料供給路27a,27bを介して、試料としてチャンバ11A,11Bにそれぞれ供給される。続いて、モータ15が作動されることにより、回転軸13が軸線回りに回転させられ、チャンバ11A,11Bがその軸線回りに回転させられる。これにより、チャンバ11A,11Bに収容されている試料が、回転の半径方向外方に向かって回転数に応じた遠心力を受けて遠心分離が行われる。
また、試料供給量23から供給されるチャンバ11A,11B間の試料の量が均等に配分されていないと、チャンバ11A,11B間の重量バランスが崩れる。そのため、チャンバ11A,11B間の試料量のアンバランスの程度に応じてチャンバ11A,11Bを支持する回転軸13に周期的な振動が発生する。
第1のバッファ部41に記憶された加速度信号のうち、第2のバッファ部43に記憶されたON/OFF信号の立ち上がり時の加速度信号V1が第1のサンプルホールド部45にサンプルホールドされ、第2のバッファ部43に記憶されたON/OFF信号の立ち下がり時の加速度信号V2が、第2のサンプルホールド部47にサンプルホールドされる。
駆動制御部51においては、演算結果に基づいて、ON/OFF信号の立ち上がり時と立ち下がり時のいずれの検出時点の加速度信号V1,V2が、回転軸13の振動の振幅のピークに近いかが判断される。
そして、チャンバ11A,11B間の試料量の差が所定の規定値内になるように、ステップA1からステップA4の動作が繰り返される。
また、チャンバ11A,11B間の試料量を均等にする補正を自動化することができ、遠心分離の自動化率を向上させて、生体細胞の濃縮効率を向上させることができる。
例えば、細胞処理装置の遠心分離機が、図7に示すように、チャンバ11A,11B間の試料量の大小関係を表示する試料量表示部53を備え、試料量判断部21が、チャンバ11A,11B間の試料量が均等でないと判断した場合に、モータ15の駆動を停止することとしてもよい。
また、モータ15の駆動が停止されることによりチャンバ11A,11Bが静止状態となるので、チャンバ11A,11B間の試料の量を均等にする補正を手動により速やかに行うことができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る細胞処理装置について、図9〜図12を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞処理装置は、図9および図10に示すように、遠心分離機60の回転角検出部61の構成および試料量判断部63の構成において第1の実施形態と異なる。
以下、第1の実施形態に係る細胞処理装置1と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
ドグ65は、その中心に回転軸13を貫通させて、回転軸13に固定されている。また、ドグ65には、厚さ方向に貫通する孔(光遮断部)67が1ヶ所設けられている。
試料量判断部63においては、フォトインタラプタ67から出力されたON/OFF信号がタイマ69に入力され、加速度信号17からの加速度信号がピーク時検出部71に入力されるようになっている。
タイミング検出部73においては、ピーク時検出部71からの検出信号を受けると、その時点におけるタイマ69からのピーク時信号K1をピーク時刻として保持する。また、タイミング検出部73は、次回のON/OFF信号の立ち上がりが入力された時点の時刻の第2の立ち上がり信号K2を受け取るようになっている。
この場合、回転軸13の軸線方向から見て、ドグ65の回転方向に孔67が設けられている側に配置されたチャンバ11Aあるいはチャンバ11Bの試料量が大きいと判断される。
この場合、回転軸13の軸線方向から見て、ドグ65の回転方向と反対側に孔67が設けられている側のチャンバ11Aあるいはチャンバ11Bの試料量が大きいと判断される。
例えば、第1の実施形態および第2の実施形態においては、回転角検出部19,61として、ドグ37,65とフォトインタラプタ39により回転軸13の回転角を検出することを例示して説明したが、これに代えて、モータ15に備えられたエンコーダ等からの回転角度信号を直接利用することとしてもよい。
10 遠心分離機
11A,11B チャンバ(試料容器)
13 回転軸(回転支持部)
15 モータ(駆動部)
17 加速度センサ(振動検出部)
19 回転角検出部
21 試料量判断部
Claims (13)
- 試料を収容する2つの試料容器と、
該試料容器を支持し、これら2つの試料容器の中心位置に配置された軸線回りに回転される回転支持部と、
該回転支持部を前記軸線回りに回転させる駆動部と、
前記回転支持部の前記軸線に交差する方向の振動を検出する振動検出部と、
該振動検出部の検出方向に対する前記回転支持部の回転角を検出する回転角検出部と、
前記振動検出部により検出された前記回転支持部の振動と前記回転角検出部により検出された回転角との関係に基づいて、前記2つの試料容器間の試料量の大小を判断する試料量判断部と
を備える遠心分離機。 - 前記試料量判断部が、前記回転支持部の回転角が180°異なる位置での前記回転支持部の振動の振幅を比較する請求項1に記載の遠心分離機。
- 前記回転角検出部が、発光部と受光部とを有するフォトインタラプタと、前記回転支持部に設けられ、前記フォトインタラプタの光軸を前記回転支持部の1/2回転ごとに断続させる光遮断部とを備える請求項1または請求項2に記載の遠心分離機。
- 前記試料量判断部が、前記回転支持部の基準回転角度位置を設定する設定手段と、前記回転支持部の振動の振幅がピークとなる時点の回転角度位置を検出する検出手段とを備える請求項1に記載の遠心分離機。
- 前記回転角検出部が、発光部と受光部とを有するフォトインタラプタと、前記回転支持部に設けられ、前記フォトインタラプタの光軸を前記回転支持部の1回転ごとに断続させる光遮断部とを備える請求項1または請求項4に記載の遠心分離機。
- 前記回転角検出部が、前記駆動部の駆動信号に基づいて前記回転支持部の回転角を検出する請求項1から請求項5のいずれかに記載の遠心分離機。
- 前記振動検出部が、加速度センサである請求項1から請求項6のいずれかに記載の遠心分離機。
- 前記振動検出部が、前記駆動部の前記回転支持部近傍に配置されている請求項1から請求項7のいずれかに記載の遠心分離機。
- 生体細胞を含む生体組織を洗浄する洗浄部と、
該洗浄部により洗浄された生体組織を消化し、生体細胞を分離する消化部と、
該消化部により分離された生体細胞を濃縮する請求項1から請求項8のいずれかに記載の遠心分離機とを備える細胞処理装置。 - 2つの試料容器間の試料量の大小を表示する試料量表示部を備え、
前記試料量判断部が、前記2つの試料容器間の試料量が均等でないと判断した場合に、前記駆動部の作動を停止するとともに、前記試料量表示部に前記2つの試料容器間の試料量の大小を表示する請求項9に記載の細胞処理装置 - 前記試料量判断部により判断された前記2つの試料容器間の試料量の大小関係に基づき、前記試料容器間の試料量の調整を行う試料量調整部を備える請求項9または請求項10に記載の細胞処理装置。
- 前記試料量調整部が、前記試料容器に試料を供給する試料供給部、または、前記試料容器から試料を吸引する試料吸引部である請求項11に記載の細胞処理装置。
- 前記試料量調整部が、前記2つの試料容器間の試料を移動させる試料移動部である請求項11に記載の細胞処理装置。
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