JP3101030U - 破砕及び均質化の並列処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ホモジナイザによる破砕及び均質化処理を、遠心分離装置による抽出処理に用いることの出きる試料管において、複数または多種の試料を同条件で効率的に同時に行うことを可能とした、破砕及び均質化処理装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 所要複数の試料管１１，１１，・・・を載置する試料管載置基部１２と、夫々に先端に加工手段１３を有す加工軸１４，１４，・・・を取付した所要複数の加工軸取付基部が、単数の駆動手段により駆動回転する駆動帯による駆動伝達により、同期した同一方向の従動回転をし、試料管載置基部１２に載置した試料管１１内の試料を加工可能とした、ホモジナイザによる破砕及び均質化処理装置１０とする。
【選択図】図１

Description

本考案は、主として動植物細胞等生体試料よりの解析対象の抽出及び解析処理の前に必要とされる、試料の破砕及び均質化処理を、複数の試料管において同条件で効率的に同時に行う、並列処理可能の破砕及び均質化処理装置に関する。

動植物細胞等の生体試料よりの遠心分離機等による解析対象の抽出をし、解析処理をするに際して、この前段階として試料より解析対象の抽出処理を容易とする為、試料となる細胞の細胞膜等の破砕及び均質化処理を必要とする。

この破砕及び均質化処理には、酸、アルカリ、界面活性剤、又は蛋白質分解酵素等の薬品等を用いる化学的手法もとられているが、該薬品等は解析対象に影響を及ぼし、正確な解析結果を得られない場合があり、殊に解析対象がＤＮＡであって、解析をポリメラーゼ連鎖反応法により行う際には、該薬品等がポリメラーゼ連鎖反応を阻害することとなり好ましくない。

このため、化学的手法による細胞の細胞膜等の破砕及び均質化処理に適しない試料、殊に、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白等を解析対象とする際には、試料となる細胞の細胞膜等の破砕及び均質化処理を、試料管に入れた試料を、回転または往復運動するホモジナイザを該試料管の試料に差込し破砕及び均質化する、所謂ホモジナイズによる物理的手法がとられており、各種の試料および解析対象に適したホモジナイザ（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照。）が種々提供され実施されている。

また、この破砕及び均質化処理は、複数または多種の解析対象の解析結果に亘り平均または比較することにより、正確な結果を得ようとする為に、複数または多種の試料を効率的に行うことが好ましく、複数の試料管を一度に載置して、これら試料管内の試料を、ホモジナイザにより自動的に逐次に破砕及び均質化処理することを可能とした、破砕及び均質化処理装置（例えば、特許文献２参照。）も種々提供され実施されている。

特開昭６３−１１２９７４号公報 特開２０００−３３３６６９号公報

しかしながら、従来の複数の試料管を一度に載置できるホモジナイザによる破砕及び均質化処理装置は、載置した複数の試料管内の試料は同時に処理できず逐次処理することとなり、破砕及び均質化処理から抽出または解析処理する迄の時間に差が生じ、特に破砕及び均質化処理後において試料中に含まれる酵素による消化を受け、分解酵素による分解を受けることにより、試料として劣化し、また、従来の破砕及び均質化処理に用いる試料管は、破砕及び均質化処理の専用としてあり、遠心分離装置による抽出処理に用いることができず、抽出処理に用いる試料管に破砕及び均質化処理した試料を移しかえする必要があり、これは煩雑であり時間を要することに加え、試料が試料管内側壁に付着や残存等し解析に用いる試料の一部が失われ、複数の解析対象の間において条件が異なってしまい、解析結果の正確性を欠くこととなる難点があった。

更に、従来の複数の試料管を一度に載置できるホモジナイザによる破砕及び均質化処理装置は、試料管内の試料は破砕及び均質化処理の準備段階および処理中においても、試料中に含まれる酵素等反応が進み、また、試料管内の試料は破砕及び均質化処理により飛散し、他の試料管の試料に混入し、また、破砕及び均質化処理の加減をすることが出来ず、該処理を必要最小限と出来ない難点があった。

本考案は上記難点を解決する為、ホモジナイザによる破砕及び均質化処理を、正確な複数または多種の解析対象の解析結果に亘り平均または比較することにより、より正確な結果を得ることを可能とする為に、遠心分離装置による抽出処理に用いることの出きる試料管において、複数または多種の試料を同条件で効率的に同時に行うことを可能とした、破砕及び均質化処理装置を提供することを課題とする。

更に、本考案は上記難点を解決する為、試料管内の試料は破砕及び均質化処理の準備段階および処理中においても、試料中に含まれる酵素等反応を抑制し、試料が飛散し、他の試料管の試料に混入することを防止し、ホモジナイザによる破砕及び均質化処理を必要最小限に加減することを可能とした、破砕及び均質化処理装置を提供することを課題とする。

本考案は、上述の課題を解決する為に、試料管を載置する試料管載置基部と、該試料管内における加工運動により、該試料管内の試料を加工可能とした加工手段を先端部に有す加工軸を、取付し駆動手段よりの駆動伝達により加工運動状態とできる加工軸取付基部とを対として所要複数組有する構成としてある。

上記した駆動手段とその伝達手段は、単数の駆動手段により駆動回転する駆動帯による駆動伝達により、所要複数の加工軸取付基部が同期した同一方向の従動回転をすることにより、該加工軸取付基部に取付した加工軸が加工運動する構成としてあることが好ましい。

また、本考案は、上述の課題を解決する為に、試料管載置基部と加工軸取付基部との間隔位置の調節により、試料管載置基部に載置した試料管に、加工軸取付基部に取付した加工軸の先端部の挿脱および調節を可能とすることが望ましい。

上記した該試料管載置基部は、一体として所要複数の試料管を載置可能とし、装置と別体とし取外し可能とし、載置した試料管内の試料の温度制御手段を備え、載置した試料管内の試料を目視可能に一部又は全部を透明の樹脂材としてあることが好ましい。

更に、本考案は、上述の課題を解決する為に、試料管載置基部に載置し、加工軸の先端部を挿入し、加工状態にある試料管の開口端部に、エア吹付による試料飛散防止手段を備え、試料管載置基部に載置し、加工軸の先端部を挿入し、加工状態にある試料管の開口端部に、延長管の継足により試料管を延長することによる試料飛散防止手段を備えた構成としてある。

本考案は、上述の構成とすることにより、ホモジナイザによる破砕及び均質化処理を、複数又は多種の試料をそれぞれ別の試料管内において、同条件で効率的に同時に行うことが可能となり、その後の試料管間の試料の移しかえによる手間を不要とし、解析に用いる試料を減ずることなく、正確な複数または多種の解析対象の解析結果に亘り平均または比較することにより、より正確な結果を得ることを可能とした、破砕及び均質化処理装置を提供できる。

更に、本考案は、上述の構成とすることにより、試料管内の試料は破砕及び均質化処理の準備段階および処理中においても、試料中に含まれる酵素等反応を抑制し、試料が飛散し、他の試料管の試料に混入することを防止し、ホモジナイザによる破砕及び均質化処理を必要最小限に加減することを可能とした、破砕及び均質化処理装置を提供できる。

以下、本考案による破砕及び均質化の並列処理装置を実施するための最良の形態について図示により説明する。

本考案による破砕及び均質化の並列処理装置１０は、図１及び図２等に示すように、試料管１１を載置する試料管載置基部１２と、該試料管内における加工運動により、該試料管内の試料を加工可能とした加工手段１３を先端部に有す加工軸１４を取付し、駆動手段１５よりの駆動伝達により、該加工運動状態とできる加工軸取付基部１６とを、図３乃至図６に示すように、対として成る破砕及び均質化処理部１７を、所要複数組有する構成としてあり、複数又は多種の試料をそれぞれ別の試料管１１、１１、・・・内で、其々を載置した破砕及び均質化処理部１７、１７、・・・において、同時に行うことを可能としてある。

駆動手段１５は駆動モータ等よりなり、出力変換等により該駆動手段１５の入力を調節し出力を調節する出力調節手段１８を有しており、出力操作部１９において出力の調節操作を可能としてあり、該出力の調節は微細な出力調節を可能とする為、無段階としてあることが望ましい。

前記した出力操作部１９は、図６等に示すように、駆動手段１５の出力を判断する為の値の表示部２０を有しており、駆動手段１５の入力値を読取し、駆動手段１５より駆動パルスを読取し、或は、駆動伝達の経路のパルスセンサ３９より読取し、その値を表示可能としてあり、好ましくは加工軸１４の回転数を表示し、また、これらの表示を切替して表示可能としてもよい。

前記した駆動手段１５より加工軸取付基部１６への駆動伝達手段は、図３又は図４等に示すように、単数の駆動手段１５に軸着した駆動車輪２１と、単数又は所要複数の加工軸取付基部１６とに亘って、環状の駆動帯２２を緊張状に掛架してあり、駆動手段１５の駆動出力により、駆動帯２２が従動し、所要複数の加工軸取付基部１６が従動し、該加工軸取付基部１６に取付した加工軸１４が加工運動することとしてある。

前記した駆動伝達手段は、図６に示すように、単数の駆動帯２２を介して行い、該駆動帯２２を緊張状に保持する為に、該駆動帯２２を押圧する押圧車輪２３を設けてあり、駆動手段１５の駆動回転により、単一方向に従動回転し、所要複数の加工軸取付基部１６が同期した同一方向の従動回転することが望ましい。

加工軸１４の加工軸取付基部１６への取付は、加工軸取付基部１６より従動回転の軸線上に突出した、該軸線上に加工軸１４を締着固定可能の所謂チャック手段等を用い固定状としてもよいが、所要複数の加工軸１４を、其々の試料管１１の底部位置の誤差等に応じ、軸線方向に調節し固定状とすることは困難であり、この軸線方向の誤差を受容する取付手段とすることが望ましい。

前記した加工軸１４の加工軸取付基部１６への取付は、図３乃至図５に示すように、加工軸取付基部１６より従動回転の軸線上に突出した、側面に溝部２４を有す筒体２５に、側面に筒体２５の溝部２４と対応した突出部２６を有す加工軸１４を一定長さ挿通可能とし、該挿通状態とすることにより軸線周りに固定し、加工軸１４は該一定長さを筒体２５の一端より挿通した状態において、筒体他端より加工軸１４端部を落脱しないよう、加工軸１４加工軸取付基部１６との間において僅かに軸線方向に一定範囲において滑動可能に、好ましくは螺子手段により滑動可能の範囲を微調整可能に、突出状態において固定し、該固定状態においてバネ手段２７により、加工軸１４の挿通方向と逆向の軸線方向に加工軸１４と加工軸取付基部１６とを抑圧状とすることにより、該滑動可能の範囲において、前記した軸線方向の誤差を受容可能とする。

試料管載置基部１２と加工軸取付基部１６とは、図１乃至図４に示すように、夫々の間隔位置を間隔位置調節操作部２８により調節を可能としてあり、試料管載置基部１２に載置した試料管１１に、加工軸取付基部１６に取付した加工軸１４の先端部の加工手段１３の挿脱および位置の調節を可能としてあり、好ましくは、加工軸取付基部１６の位置を変えず、試料管載置基部１２の位置の調節によりする。

所要複数の破砕及び均質化処理部１７の試料管載置基部１２は、図８又は図１０等に示すように、これらを一体として所要複数の試料管１１を載置可能とし、破砕及び均質化の並列処理装置１０と別体として試料管１１を載置したまま取付、取外、及び交換を可能としてあり、また、試料管１１の載置は、試料管１１を長さ方向に挿入可能とした試料管挿入孔２９に差込して保持する。

前記した試料管載置基部１２は、図７又は図８等に示すように、試料管１１の挿入方向に、試料管挿入孔２９を介して半割体３０，３０としてあり、試料管挿入孔２９に挿入した試料管１１を、該半割体３０，３０の一方を該半割体３０に当接した試料管載置基部１２に固定状とした偏芯軸３１を有す把持部のある円筒体３２を軸線周りに回転させる等し、試料管載置基部１２より起立状としてある背面とにより、他方の半割体３０と共に押圧し保持し、好ましくは、図９又は図１０等に示すように、試料管載置基部１２を破砕及び均質化の並列処理装置１０と別体とし、前記した半割体３０，３０の一方を、試料管載置基部１２の底面に固定状とし、該半割体３０に他方の半割体３０を前記した円筒体３２により押圧し保持する。

前記した半割体３０，３０は、図７又は図９等に示すように、少なくとも一方を試料管挿入孔２９に挿入した試料管１１を目視可能の、概ね透明とした例えば樹脂等としてあり、該半割体は撓みを防ぎ所要複数の試料管挿入孔２９に挿入した試料管１１を均等に押圧する為に、金属等強質の補強部材３３により補強してあることが好ましく、殊に円筒体３２を当接する半割体３０にあっては、該当接部において補強部材３３を介して当接することとし、該半割体の磨耗をも防止してあることが望ましい。

また、前記した半割体３０，３０は、少なくとも一方に、試料管挿入孔２９に挿入した試料管１１内の試料の温度制御手段３４として、ヒートシンク等放熱手段を備えたペルチェ素子を取付し、或は冷媒または恒温水を循環させる管を埋設等し取付し、試料管１１内の試料とその目的に応じ適宜に温度調節可能としてあることが好ましい。

前記した試料管挿入孔２９は挿入した試料管１１を保持するため、図７又は図９に示すように、挿入した試料管１１と接する内側面に、樹脂等よりなる滑り止め３５を取付してあり、好ましくは挿入した試料管１１と接する内側面に凹部を有しており、該凹部に滑り止め３５を一部突出状とし嵌込し取付してあり、これにより、加工状態における試料管１１内での加工軸１４の加工運動に因っても、試料管１１の回転や振動を抑止可能となる。

また、試料管載置基部１２に載置し、加工軸１４の先端部の加工手段１３を挿入し、加工状態にある試料管１１内の試料の飛散を防止する為、図４に示すように、該試料管１１の開口端部に延長管３６を冠着し試料管１１の開口端部の側壁を延長することが望ましく、更に、該試料管１１の開口端部、又は該試料管１１に一方の端部を介して冠着した延長管３６の他方の端部に向けた、空気等気体を吹付け可能に尖端状の樹脂管等よりなる空気等気体吹付口３７を設け、コンプレッサやレギュレタ−等の空気等気体送出手段３８より送出される空気等気体を、所要複数に分配して吹付可能としてあることが好ましい。

破砕及び均質化の並列処理装置の斜視図。 加工状態における、破砕及び均質化の並列処理装置の斜視図。 破砕及び均質化の並列処理装置の断面図。 加工状態における、破砕及び均質化の並列処理装置の断面図。 加工軸の取付を示す、破砕及び均質化処理部の斜視図。 駆動伝達手段等の概要図。 半割体による、試料管載置基部の断面図。 半割体による、試料管載置基部の取付の概要図。 半割体による、本装置と別体とした試料管載置基部の断面図。 半割体による、本装置と別体とした試料管載置基部の取付の概要図。

符号の説明

１０ 破砕及び均質化の並列処理装置
１１ 試料管
１２ 試料管載置基部
１３ 加工手段
１４ 加工軸
１５ 駆動手段
１６ 加工軸取付基部
１７ 破砕及び均質化処理部
１８ 出力調節手段
１９ 出力操作部
２０ 表示部
２１ 駆動車輪
２２ 駆動帯
２３ 押圧車輪
２４ 溝部
２５ 筒体
２６ 突出部
２７ バネ手段
２８ 間隔位置調節操作部
２９ 試料管挿入孔
３０ 半割体
３１ 偏芯軸
３２ 円筒体
３３ 補強部材
３４ 温度制御手段
３５ 滑り止め
３６ 延長管
３７ 空気等気体吹付口
３８ 空気等気体送出手段
３９ パルスセンサ

Claims (10)

1. 試料管を載置する試料管載置基部と、該試料管内における加工運動により、該試料管内の試料を加工可能とした加工手段を先端部に有す加工軸を、取付し駆動手段よりの駆動伝達により加工運動状態とできる加工軸取付基部とを対として所要複数組有していることを特徴とする、破砕及び均質化の並列処理装置。
2. 駆動手段により駆動回転する駆動帯により、加工軸取付基部に駆動伝達することを特徴とする、請求項１記載の破砕及び均質化の並列処理装置。
3. 単数の駆動手段よりの駆動伝達により、所要複数の加工軸取付基部に駆動伝達することを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の破砕及び均質化の並列処理装置。
4. 駆動手段よりの駆動伝達により、所要複数の加工軸取付基部が同期した同一方向の従動回転をすることにより、該加工軸取付基部に取付した加工軸が加工運動することを特徴とする、請求項１乃至請求項３記載の破砕及び均質化の並列処理装置。
5. 試料管載置基部と加工軸取付基部との間隔位置の調節により、試料管載置基部に載置した試料管に、加工軸取付基部に取付した加工軸の先端部の挿脱および調節を可能としたことを特徴とする、請求項１乃至請求項４記載の破砕及び均質化の並列処理装置。
6. 所要複数の試料管を載置する試料管載置基部を一体とし、該試料管載置基部を装置と別体とし取外し可能としたことを特徴とする、請求項１乃至請求項５記載の破砕及び均質化の並列処理装置。
7. 試料管載置基部に、載置した試料管内の試料の温度制御手段を備えたことを特徴とする、請求項１乃至請求項６記載の破砕及び均質化の並列処理装置。
8. 試料管載置基部の一部又は全部が透明の樹脂材よりなり、載置した試料管内の試料を目視可能としたことを特徴とする、請求項１乃至請求項７記載の破砕及び均質化の並列処理装置。
9. 試料管載置基部に載置し、加工軸の先端部を挿入し、加工状態にある試料管の開口端部に、エア吹付による試料飛散防止手段を備えたことを特徴とする、請求項１乃至請求項８記載の破砕及び均質化の並列処理装置。
10. 試料管載置基部に載置し、加工軸の先端部を挿入し、加工状態にある試料管の開口端部に、延長管の継足により試料管を延長することによる試料飛散防止手段を備えたことを特徴とする、請求項１乃至請求項９記載の破砕及び均質化の並列処理装置。

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