JP3879676B2 - Compound dissolution equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、創薬スクリーニング、バイオテクノロジー、医学分野等で行われる試験において、容器に溶媒とともに収容された化合物を溶媒に溶解させる化合物溶解装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
新たな薬剤を開発する創薬スクリーニングにおいては、薬剤の候補となる物質であるリード化合物を検体として種々の生化学的反応などの試験が系統的に行われる。リード化合物は溶媒中に溶解された溶液状態でマイクロタイタープレートなどの容器に収容されて分類保管されており、試験時にはマイクロタイタープレートごと冷蔵保存されたリード化合物の溶液を取り出して、試験用のマイクロタイタープレートに分注する。
【0003】
このようなリード化合物の溶液を取り出して使用する際には、マイクロタイタープレートに分注された状態において、リード化合物が溶媒中で完全に溶解せずに部分的に析出状態のまま存在している場合がある。このような状態の溶液を対象として各種の試験を実施すると、溶液中の検体濃度が一定しないため試験結果の信頼性が低下する。このため、従来は液体撹拌用の装置を利用してリード化合物を溶媒に溶解させていた(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平1−58335号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液体撹拌用装置は、容器内の液体を揺動させることによって単に液体を撹拌する効果しかなかった。このため、溶媒中への溶解度が低い難溶性のリード化合物を検体とする場合には、十分な溶解効果を得ることが困難であった。
【0006】
そこで本発明は、難溶性の化合物を溶媒に溶解させることができる化合物溶解装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の化合物溶解装置は、溶媒とともに容器に収容された化合物を前記溶媒に溶解させる化合物溶解装置であって、振動可能な状態で支持され前記容器が載置される載置テーブルと、この載置テーブルに前記容器を保持させる保持手段と、前記載置テーブルを振動させる振動手段と、この振動手段の振動周波数を制御する制御手段と、前記載置テーブルを下方から支持する支持部と、この支持部が結合されたベース部とを備え、前記制御手段は、前記容器が前記振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと容器 内の溶媒が前記振動と共振する液体共振モードの少なくともいずれか一方の状態で前記溶解を行うものであり、また前記振動手段は、前記ベース部に装着された振動アクチュエータを含み、振動アクチュエータの出力端が前記載置テーブルに連結されている。
【0010】
請求項2記載の化合物溶解装置は、請求項1記載の化合物溶解装置であって、前記出力端は、共振周波数を調整するための弾性部材を介して前記載置テーブルに連結されている。
【0011】
請求項3記載の化合物溶解装置は、請求項2記載の化合物溶解装置であって、前記弾性部材は、一方側の端部が前記載置テーブル側に結合され、他方側の端部が前記ベース部側に結合された板状の弾性体であり、前記出力端は前記弾性部材の中間に連結されている。
【0012】
請求項4記載の化合物溶解装置は、請求項2または3記載の化合物溶解装置であって、前記弾性部材は、板ばねである。
【0019】
本発明によれば、振動可能な状態で支持された載置テーブルに化合物が溶媒とともに収容された容器を保持させ、容器が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと容器内の溶媒が振動と共振する液体共振モードの少なくともいずれか一方の状態で溶解を行うように振動手段を制御することにより、対象とする化合物に応じて適切な共振モードで溶液を振動させることができ、難溶性の化合物を溶媒に溶解させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の斜視図、図2は本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の側面図、図3は本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の動作時における液体の挙動説明図、図4は本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の振動周波数と振幅との関係を示すグラフ、図5は本発明の一実施の形態の化合物溶解処理のフロー図、図6は従来の液体撹拌装置による液体挙動の説明図である。
【0021】
まず図1、図2を参照して化合物溶解装置の構造を説明する。図1において、板状の台座1の上面には振動吸収用のインシュレータ2を介して板状のベース部3が保持されている。ベース部3の上面には、4本の支柱4が立設されており、支柱4の上端部には、インシュレータ5を介して載置テーブル6が振動可能に支持されている。インシュレータ5は、後述する振動源である振動アクチュエータから伝達される振動に載置テーブル6が共振するのを妨げないようなダンパ特性を有するものが用いられる。支柱4およびインシュレータ5は、載置テーブル6を下方から支持する支持部となっており、この支持部はベース部3に結合されている。
【0022】
載置テーブル6の上面は、液体試料を収容する容器であるマイクロタイタープレート7が載置されており、マイクロタイタープレート7は周囲に配置された位置規制部材8によって載置テーブル6上での位置が規制されている。マイクロタイタープレート7には液体を収容する複数のウェル7aが形成されており、ウェル7a内には液体9が収容されている。
【0023】
液体9は、創薬スクリーニングにおいて検体として試験の対象となるリード化合物を、DMSO(ジメチルスルオキシド)などの溶媒に溶解させたものである。ここで液体9は、冷蔵保管されたリード化合物を取り出してマイクロタイタープレート7に分注した状態であり、この状態ではリード化合物は溶媒中に完全に溶解しておらず、部分的に析出した状態にある。本化合物溶解装置は、このような析出したリード化合物を溶媒に完全に溶解させるために用いられるものである。
【0024】
載置テーブル6の両端部には、押さえ部材11によってマイクロタイタープレート7を載置テーブル6に固定するためのクランプ機構10が配設されている。クランプ機構10の構造を説明する。図2、図3に示すように、載置テーブル6の端面には細長形状の2本の支持ブラケット15が固着されており、支持ブラケット15の上部には、押さえ部材11が水平なピン14によってピン支持されている。押さえ部材11の内側の端部には、マイクロタイタープレート7の上面に当接して下方に押し付ける押さえ爪11aが設けられており、押さえ部材11の他方の端部には、シリンダ12のロッド12aの先端部が結合ブロック13によって結合されている。
【0025】
シリンダ12を駆動してロッド12aを上方に突出させることにより、押さえ部材11はピン14廻りに回転し、押さえ爪11aによってマイクロタイタープレート7の端部を載置テーブル6に対して押し付ける。これにより、マイクロタイタープレート7は載置テーブル6に対してクランプされる。シリンダ12のロッド12aを没入させることにより、クランプが解除される。
【0026】
シリンダ12はシリンダ駆動部29によって駆動され、シリンダ駆動部29を制御部27によって制御することにより、任意のタイミングでマイクロタイタープレート7のクランプ・クランプ解除が行えるようになっている。位置規制部材8およびクランプ機構10は、マイクロタイタープレート7を載置テーブル6に保持させる保持手段となっている。
【0027】
図2に示すように、載置テーブル6の下面側には、振動発生部20が配設されている。図3に示すようにベース部3の上面には、磁歪素子を用いた振動数可変型の振動アクチュエータ22がL型ブラケット21を介して装着されており、振動アクチュエータ22の出力端22aは弾性部材である板ばね部材23に結合されている。振動アクチュエータ22は、振動アクチュエータ駆動部26によって駆動される。板ばね部材23の上端部および下端部は、それぞれ結合ブロック24,25を介して載置テーブル6、ベース部3に結合されており、振動アクチュエータ22の出力端22aを載置テーブル6に連結した構成となっている。
【0028】
振動アクチュエータ22を駆動することにより、出力端22aを介して板ばね部材23には振動が伝達される。そしてこの振動が板ばね部材23を介して載置テーブル6に伝達されることにより、載置テーブル6に載置されたマイクロタイタープレート7には振動が伝達される。振動アクチュエータ22および板ばね部材23は、載置テーブル6を振動させる振動手段となっている。
【0029】
この振動アクチュエータ22の駆動において、操作・入力部28から制御部27を介して振動アクチュエータ駆動部26に振動指令値を入力することにより、振動アクチュエータ22の振動周波数が変更できるようになっている。この周波数の変更により、後述するように異なる特性の共振モードを選択して用いることができる。
【0030】
上述の振動手段の構成において、板ばね部材23は一方側の端部が載置テーブル6側に結合され、他方側の端部がベース部3側に結合された板状の弾性体であり、出力端22aは板ばね部材23の中間に連結されている。ここで、出力端22aは板ばね部材23の全長をL1:L2に内分する位置で板ばね23に結合されており、このレバー比を適切に設定することにより、載置テーブル6に伝達される振動の振幅を拡大することができる。
【0031】
さらに上記構成においては、振動アクチュエータ22の出力端22aは、共振周波数を調整するための弾性部材である板ばね部材23を介して載置テーブル6に連結されている。そして板ばね部材23の材質や厚み・幅を適宜選定して振動方向の剛性を所望値に設定することにより、載置テーブル6の共振周波数を調整することができるようになっている。これにより、後述する機械共振における共振周波数を所望の周波数帯域に設定できる。
【0032】
ここで、図3、図4を参照して、化合物溶解装置において実現される共振状態について説明する。ウェル7a内に液体9を収容したマイクロタイタープレート7を載置テーブル6にクランプした状態で、振動アクチュエータ22を駆動すると、ウェル7a内の液体9には振動が伝達される。このとき、振動アクチュエータ22が発生する振動の周波数を低い周波数から高い周波数へ順次変更する周波数スイープを行うと、載置テーブル6にクランプされた保持されたマイクロタイタープレート7やウェル7a内の液体9の振動状態が変化する。
【0033】
図4のグラフは、この周波数スイープにおける振動アクチュエータ22の振動周波数と、マイクロタイタープレート7やウェル7aの液体9の振幅が極大となる共振周波数との関係を示している。振動周波数を徐々に上げていくと、比較的低い周波数帯域において、マイクロタイタープレート7が、振動アクチュエータ22から板ばね部材23を介して伝達される振動と共振することにより実現される機械共振が発生する。本実施の形態においては、この機械共振の共振周波数f1を、100Hz付近に設定している。
【0034】
図3(a)は、この機械共振状態を示しており、マイクロタイタープレート7が大きな振幅で振動することにより、ウェル7a内に収容された液体9はウェル7aごと振動する。この液体9の振動により液面9aが局部的に細かく上下動し、液面9aの全範囲に三角波30が生じる。そしてこの液体9の振動により、溶媒中に析出したリード化合物の溶解が促進される。
【0035】
振動周波数をさらに上げていくと、比較的高い周波数帯域において、ウェル7a内の液体9の振動の振幅が極大となる液体共振が発生する。図3(b)は、この液体共振状態を示しており、ウェル7a内の液体9自体が、振動アクチュエータ22から板ばね部材23を介して伝達される振動と共振する。本実施の形態においては、この液体共振の共振周波数f2を400Hz付近に設定している。
【0036】
この液体共振においては、ウェル7a内に収容された液体9の液面9aには同心円状の細かい波紋31が生じる。そしてこの液体9の振動により、機械共振時と同様に溶媒中に析出したリード化合物の溶解が促進されるが、この液体共振においては振動のエネルギーが大きいため、析出したリード化合物を振動によって細かく破砕する作用を有しており、さらに良好な溶解が得られる。
【0037】
図6は上記と同様のマイクロタイタープレート7に収容された液体9を、従来の液体撹拌装置によって撹拌している状態を示している。この撹拌動作においては、マイクロタイタープレート7に対して水平面内の移動変位を含む揺動が付与される。これにより、ウェル7a内の液体9には液面9aを交互に傾斜させるような回転流動が発生し、この回転流動を所定時間継続して行うことにより、ウェル7a内の液体9を撹拌するようにしていた。
【0038】
このような液体撹拌は、異種の液体を混合するような場合には十分な効果を示すものの、難溶性の化合物を溶媒に溶解させるような場合には十分な効果が得られない。これに対し、本実施の形態に示す化合物溶解装置を用いた場合には、図3に示す2つの共振モードのいずれにおいても、ウェル7a内の液体9には溶媒中のリード化合物自体に溶媒を介して振動が伝達される。これにより、リード化合物の溶媒への溶解が促進され、難溶性の化合物を対象とする場合にあっても、良好な溶解度を得ることができる。
【0039】
次に図5を参照して、本実施の形態の化合物溶解装置を用いた化合物溶解処理について説明する。まず、処理対象の液体9が分注されたマイクロタイタープレート7を載置テーブル6にセットし(ST1)、次いでマイクロタイタープレート7を載置テーブル6にクランプする(ST2)。
【0040】
そして、振動アクチュエータ22を駆動して振動周波数を徐々に変化させることにより、機械共振周波数f1を含む範囲に設定された機械共振周波数範囲R1をスイープする(ST3)。この後振動周波数を上げて、液体共振周波数f2を含む範囲に設定された機械共振周波数範囲R2をスイープする(ST4)。この後、(ST3)、(ST4)を予め設定された所定回数だけ反復して、化合物溶解処理を終了する。
【0041】
振動アクチュエータ駆動部26および制御部27は、振動手段の振動周波数を制御してマイクロタイタープレート7が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと、マイクロタイタープレート7のウェル7a内の溶媒のみが振動と共振する液体共振モードの少なくともいずれか一方の状態でリード化合物の溶媒への溶解を行う制御手段となっている。
【0042】
なお上述の化合物溶解処理においては、機械共振モードと液体共振モードの双方を用いて溶解処理を行う例を示しているが、対象とする液体中のリード化合物と溶媒の組み合わせが限定されており、溶解特性が予め判っている場合には、この溶解特性に合致した方のいずれかの共振モードを選択し、(ST3)、(ST4)のいずれかのみを実行するように、制御部27によって制御するようにしてもよい。
【0043】
この場合には、振動アクチュエータ駆動部26、制御部27および操作・入力部28は、振動手段の振動周波数を制御してマイクロタイタープレート7が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと、マイクロタイタープレート7のウェル7a内の溶媒のみが振動と共振する液体共振モードのいずれかを選択可能な状態で前記溶解を行う制御手段となっている。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、振動可能な状態で支持された載置テーブルに化合物が溶媒とともに収容された容器を保持させ、載置テーブルが容器ごと振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと容器内の溶媒のみが振動と共振する液体共振モードの少なくともいずれか一方の状態で溶解を行うように振動手段を制御するようにしたので、対象とする化合物に応じて適切な共振モードで溶液を振動させることができ、難溶性の化合物を溶媒に溶解させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の斜視図
【図2】本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の側面図
【図3】本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の動作時における液体の挙動説明図
【図4】本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の振動周波数と振幅との関係を示すグラフ
【図5】本発明の一実施の形態の化合物溶解処理のフロー図
【図6】従来の液体撹拌装置による液体挙動の説明図
【符号の説明】
3 ベース部
6 載置テーブル
7 マイクロタイタープレート
7a ウェル
9 液体
10 クランプ機構
11 押さえ部材
12 シリンダ
20 振動発生部
22 振動アクチュエータ
23 板ばね部材
26 振動アクチュエータ駆動部
27 制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compound dissolving apparatus that dissolves a compound contained in a container together with a solvent in a test in drug discovery screening, biotechnology, medical field, and the like.
[0002]
[Prior art]
In drug discovery screening for developing new drugs, tests such as various biochemical reactions are systematically performed using lead compounds as drug candidates as specimens. The lead compound is stored in a container such as a microtiter plate in a solution state dissolved in a solvent and classified and stored. During the test, the lead compound solution that has been refrigerated together with the microtiter plate is taken out, and the micro compound for testing is removed. Dispense into titer plates.
[0003]
When such a lead compound solution is taken out and used, the lead compound does not completely dissolve in the solvent in a state of being dispensed to the microtiter plate, but is partially precipitated. There is a case. When various tests are performed on a solution in such a state, the concentration of the sample in the solution is not constant, so that the reliability of the test result is lowered. For this reason, conventionally, the lead compound has been dissolved in a solvent using a liquid stirring device (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-1-58335
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional liquid stirring apparatus has only an effect of stirring the liquid by swinging the liquid in the container. For this reason, when a poorly soluble lead compound having low solubility in a solvent is used as a specimen, it is difficult to obtain a sufficient dissolution effect.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a compound dissolving apparatus capable of dissolving a hardly soluble compound in a solvent.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The compound dissolving apparatus according to
[0010]
Compounds dissolution apparatus according to
[0011]
Compounds dissolved apparatus according to the third aspect, a compound dissolution apparatus according to
[0012]
The compound dissolving device according to claim 4 is the compound dissolving device according to
[0019]
According to the present invention, the container in which the compound is stored together with the solvent is held on the mounting table supported in a vibratable state, and the container resonates with the vibration transmitted from the vibration means, and the solvent in the container. By controlling the vibration means so that the solution is dissolved in at least one of the liquid resonance modes in which the liquid resonates with vibration, the solution can be vibrated in an appropriate resonance mode according to the target compound. Soluble compounds can be dissolved in a solvent.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a compound dissolving apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of a compound dissolving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a compound dissolving apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the vibration frequency and the amplitude of the compound dissolving apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a compound dissolving process according to one embodiment of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of liquid behavior by a conventional liquid agitator.
[0021]
First, the structure of the compound dissolving apparatus will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a plate-
[0022]
On the upper surface of the mounting table 6, a
[0023]
Liquid 9 is obtained by dissolving a lead compound to be tested as a specimen in drug discovery screening in a solvent such as DMSO (dimethyl sulfoxide). Here, the
[0024]
[0025]
By driving the
[0026]
The
[0027]
As shown in FIG. 2, a
[0028]
By driving the
[0029]
In driving the
[0030]
In the configuration of the vibration means described above, the
[0031]
Further, in the above configuration, the
[0032]
Here, with reference to FIG. 3, FIG. 4, the resonance state implement | achieved in a compound melt | dissolution apparatus is demonstrated. When the
[0033]
The graph of FIG. 4 shows the relationship between the vibration frequency of the
[0034]
FIG. 3A shows this mechanical resonance state. When the
[0035]
When the vibration frequency is further increased, liquid resonance in which the amplitude of vibration of the liquid 9 in the
[0036]
In this liquid resonance, concentric fine ripples 31 are generated on the
[0037]
FIG. 6 shows a state where the
[0038]
Such liquid agitation exhibits a sufficient effect when different types of liquids are mixed, but a sufficient effect cannot be obtained when a poorly soluble compound is dissolved in a solvent. On the other hand, when the compound dissolving apparatus shown in the present embodiment is used, in any of the two resonance modes shown in FIG. 3, the
[0039]
Next, with reference to FIG. 5, the compound dissolution process using the compound dissolution apparatus of the present embodiment will be described. First, the
[0040]
Then, by driving the
[0041]
The vibration
[0042]
In the above-described compound dissolution treatment, an example of performing the dissolution treatment using both the mechanical resonance mode and the liquid resonance mode is shown, but the combination of the lead compound and the solvent in the target liquid is limited, When the melting characteristic is known in advance, one of the resonance modes that matches the melting characteristic is selected and controlled by the
[0043]
In this case, the vibration
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, a mechanical resonance mode in which a container in which a compound is stored together with a solvent is held on a mounting table supported in a vibrating state, and the mounting table resonates with vibration transmitted from the vibration means together with the container. Since the vibration means is controlled so that only the solvent in the container is dissolved in at least one of the liquid resonance modes in which resonance with vibration occurs, the solution can be applied in an appropriate resonance mode according to the target compound. It can be vibrated and a poorly soluble compound can be dissolved in a solvent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a compound dissolving apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of a compound dissolving apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between the vibration frequency and the amplitude of the compound dissolving apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph illustrating the compound dissolution according to the embodiment of the present invention. Flow diagram of processing [FIG. 6] Explanatory diagram of liquid behavior by conventional liquid agitator [Explanation of symbols]
3
Claims (4)
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