JP3755768B2

JP3755768B2 - 遠心分離機用スイングロータ

Info

Publication number: JP3755768B2
Application number: JP2003069269A
Authority: JP
Inventors: 正春相沢; 広小野; 厳山崎
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2015-12-05
Also published as: JP2003275620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は試料を内蔵するマイクロプレートを遠心分離機用スイングロータに装着するためのマイクロプレート用アダプタ及びそれを備えたスイングロータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
実公昭５７−９３４号
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を上下に重ねて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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の目的は、上記した欠点を無くし、現状のマイクロプレートを装着した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達成することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、遠心分離機の回転軸によって回転されるロータ本体と、該ロータ本体の回転に伴って発生する遠心力により外方向にスイングするバケットと、該バケットに保持されるマイクロプレートを有する遠心分離用ロータにおいて、上記マイクロプレートは箱形容器の上面に設けられた多数の試料注入用凹部と、上面から下方に延在し、上記箱形容器の外周を形成する箱形外形壁とを有し、上記マイクロプレートを、上記多数の試料注入用凹部の底面と接触する第１の面と、上記外形壁と対向し、第１の面とは高さが異なる第２の面を有する部材に載置したことに一つの特徴がある。
【００１１】
本発明の他の特徴は、上記箱形外形壁の底部を、上記多数の試料注入用凹部の底部の高さと異なるように構成したことにあり、更には、上記箱形外形壁の底部を、上記第２の面と接触するように構成したことにある。
【００１２】
本発明の他の特徴は、第１及び第２の面を有する部材を、弾性体又はプラスチックより構成したことにある。
【００１３】
本発明の他の特徴は、上記マイクロプレートを、中央部が高く、周辺部が低い凸状をしたパッドの上面に載置したことにあり、更にはパッドを弾性体又はプラスチックより構成したことにある。本発明の他の特徴は以下の説明により更に明確になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例になるマイクロプレート用アダプタを図１及び図２により説明する。図１は本発明の一実施例を示すアダプタ３の外観斜視図、図２は図１に示すアダプタ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。
【００１５】
図において、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
次に、本発明にな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。
【００１９】
次に、本発明にな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。
【００２０】
次に本発明にな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の相対異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。
【００２１】
次に本発明にな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。
【００２２】
次に本発明にな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。
【００２３】
次に本発明にな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、本実施発明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。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、マイクロプレートが載置される面を段差のある面で構成し、中央の凸部でマイクロプレートの試料注入穴部の裏底面を受ける構成としたので、試料を内蔵するマイク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できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる第１の実施例を示すアダプタを示す外観斜視図。
【図２】図１のアダプタとマイクロプレートを組み合わせた状態を示す縦断側面図。
【図３】本発明の第２の実施例を示すアダプタとマイクロプレートを組み合わせた状態を示す縦断側面図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す縦断側面図。
【図５】第４のアダプタの外観斜視図。
【図６】本発明の第４の実施例を示す縦断側面図。
【図７】本発明の第５の実施例を示す縦断側面図。
【図８】本発明の第６の実施例を示す縦断側面図。
【図９】本発明の第７の実施例を示す縦断側面図。
【図１０】従来のロータを示す外観斜視図。
【図１１】従来のアダプタを示す外観斜視図。
【図１２】従来のアダプタに保持されたマイクロプレートを示す縦断側面図。
【符号の説明】
１はロータボディ、２はバケット、３はアダプタ、４マイクロプレート、５は試料注入穴、１４はパッドである。

Claims

遠心分離機の回転軸によって回転されるロータ本体と、該ロータ本体の回転に伴って発生する遠心力により外方向にスイングするバケットと、該バケットに保持されるマイクロプレートを有する遠心分離用ロータにおいて、上記マイクロプレートは箱形容器の上面に設けられた多数の試料注入用凹部と、上面から下方に延在し、上記箱形容器の外周を形成する箱形外形壁とを有し、上記マイクロプレートは、上記多数の試料注入用凹部の底面と接触する第１の面と、上記外形壁と対向し、第１の面とは高さが異なる第２の面を有する部材に載置されることを特徴とする遠心分離機用ロータ。
請求項１において上記箱形外形壁の底部は、上記多数の試料注入用凹部の底部の高さと異なることを特徴とする遠心分離機用ロータ。
請求項２において、上記箱形外形壁の底部は、上記第２の面と接触していることを特徴とする遠心分離機用ロータ。
請求項１において第１及び第２の面を有する部材は、弾性体又はプラスチックよりなることを特徴とする遠心分離用機ロータ。
請求項１において上記マイクロプレートは、中央部が高く、周辺部が低い凸状をしたパッドの上面に載置されることを特徴とする遠心分離機用ロータ。
請求項５においてパッドは弾性体又はプラスチックよりなることを特徴とする遠心分離機用ロータ。