JP4043275B2

JP4043275B2 - 試料破砕具とそれを用いた試料調製装置

Info

Publication number: JP4043275B2
Application number: JP2002117850A
Authority: JP
Inventors: 圭一郎正見
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2022-04-19
Also published as: JP2003315223A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、試料破砕具とそれを用いた試料調製装置に関し、とくに、蛋白，ＤＮＡ，ＲＮＡなどの解析を行う際の前処理として動物組織や植物組織などを破砕するための破砕具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この発明に関連する従来技術として、先端が複数に割れたペッスルを上下往復運動又は回転運動させて容器内の被破砕試料を破砕するようにしたものが知られている（例えば、特開２０００−３３３６６９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
蛋白，ＤＮＡ，ＲＮＡなどの解析を行う際には、その前処理として動物組織や植物組織などを均一に微細化し、均質化した溶液を調製する、いわゆるホモジナイズすることが必要とされる。
そこで従来から、超音波や加圧による加工や刃物やペッスル（すりこぎ）のような破砕具を用いることにより、対象組織を破砕するようにしているが、それを十分均一に微細化するには、かなりの時間と手間を要する。
また、破砕具は検体毎に洗浄してキャリーオーバや汚染を防止する必要があり、そのための処理時間がさらに必要となる。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、簡単な構成で、使い捨てが可能で、対象組織を能率的に均一に微細化することが可能な試料破砕具とそれを用いた試料調製装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、試料が収容された試料容器に挿入される耐薬品性を有する熱可塑性樹脂製の試料破砕具であって、細長い棒状部材と、中空の筒状部材とを備え、棒状部材は、筒状部材の基端部の開口から同軸に嵌入され、筒状部材は、棒状部材に対して回転可能に取り付けられ、先端部が開放され、かつ、先端周壁が軸方向に切込まれて複数の爪に分割されてなる試料破砕具を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この発明の棒状部材および筒状部材の材料としては、耐薬品性を有する熱可塑性樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリエステル樹脂，ポリエチレン樹脂などが挙げられる。
また、この発明において、棒状部材は、軸中心に回転可能に筒状部材と結合し、先端が間隔を有するように２つ割りに分割されてもよい。
筒状部材は棒状部材の軸方向に所定距離だけ摺動可能であってもよい。
棒状部材は棒状部材の基端方向に筒状部材を摺動させることにより筒状部材から露出可能であってもよい。
爪は筒状部材の軸方向に変形可能であってもよい。
筒状部材は先端へ先細るように形成されてもよい。
【０００６】
また、この発明は上記試料破砕具を駆動する駆動部と、被破砕試料を収容する容器を載置する載置部からなる試料調整装置を提供するものである。
この試料調整装置は、複数の試料破砕具を載置する破砕具載置部と、使用済み試料破砕具を廃棄する廃棄部とをさらに備えてもよい。
【０００７】
実施例
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
図１はこの発明に係る棒状部材を示す正面図である。図２はこの発明に係る筒状部材の上面図、図３は正面図、図４，図５はそれぞれ図２におけるＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ矢視断面図である。
これらの図において、棒状部材１００および筒状部材２００はポリプロピレン樹脂で形成される。
【０００８】
棒状部材１００の先端部１０１は、筒状部材２００の基端部２０１の穴２０２から同軸に嵌入されて筒状部材２００と同軸中心に回転可能に結合し、それによって図６に示す試料破砕具１が形成される。
【０００９】
筒状部材２００は図４に示すように中空で内径Ｄ６を有し、基端部２０１には直径Ｄ５の貫通する穴が形成され、先端部２０３は開放されている。筒状部材２００の周壁は図２，図４，図５に示すように、先端部２０３から軸方向に切り込まれて８つの切り込み部２０４が形成され、それによって、先端部２０３は８つの爪２０５に分割される。８つの爪２０５は筒状部材２００の軸方向に弾性的に変形可能である。
【００１０】
切り込み部２０４の１つは図３に示すように基端部２０１まで貫通し、後述のように棒状部材１００を穴２０２に嵌入する際に穴２０２の径が大きくなるようになっている。
【００１１】
また、棒状部材１００は図１に示すように直径Ｄ１を有する先端部１０１が間隔Ｇを有するように分割され、２つの分割片１０２が形成されている。そして、棒状部材１００には先端部１０２から基端部１０６に向かって、最大径Ｄ２を有するテーパー状のテーパー部１０３と、直径Ｄ３を有する円柱状の円柱部１０４と、半径方向に環状に突出して直径Ｄ４を有するリング部１０５とが順に形成されている。ここで、Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ５＜Ｄ２＜Ｄ４＜Ｄ６である。
【００１２】
そこで、棒状部材１００の先端部１０１を筒状部材２００の基端部２０１の穴２０２に挿入し、さらに押し込むと、穴２０２はテーパー部１０３によって径Ｄ５が拡げられ、テーパー部１０３が穴２０２を通過すると、穴２０２に、円柱部１０４が嵌め込まれる。そして、穴２０２の径Ｄ５はもとの大きさに戻る。ここで、穴２０２の径Ｄ５は円柱部１０４の外径Ｄ３よりも若干大きく、テーパー部１０３の外径Ｄ２およびリング部１０５の外径Ｄ４より小さい。従って、筒状部材２００は円柱部１０４において軸方向に距離Ｓ（図６）だけ摺動可能で、軸中心に回転可能に支持される。
【００１３】
このように構成された試料破砕具１を用いた試料調製装置について、次に説明する。
図７はこの発明に係る試料調製装置を示す斜視図である。同図に示すように、装置３００は、矢印Ｘ方向に往復移動するＸ方向移動部３０１と、矢印Ｙ方向に往復移動するＹ方向移動テーブル３０２と、Ｘ方向移動部３０１に搭載されて矢印Ｚ方向に往復移動するＺ方向移動部３０３と、Ｚ方向移動部３０３に搭載されて回転シャフト３０４を矢印Ｒ方向に正逆回転させる回転駆動部３０５を備える。
【００１４】
Ｙ方向移動テーブル３０２には、複数の試料破砕具１を立設して載置する破砕具載置部３０６と、被破砕試料を収容する複数の試料容器２を立設して載置する容器載置部３０７と、使用済みの試料破砕具１を廃棄する廃棄部３０８が設置されている。また、回転シャフト３０４の先端には、試料破砕具１の基端１０６（図１）を掴むチャック部３０９が設けられている。
【００１５】
このような構成において、まず、チャック部３０９が未使用の試料破砕具１の真上に位置するようにＸ方向移動部３０１とＹ方向移動テーブル３０２とが駆動する。次に、Ｚ方向移動部３０３がチャック部３０９を下降させ、チャック部３０９が試料破砕具１を掴むと、もとの位置まで上昇させる。次に、Ｘ方向移動部３０１とＹ方向移動テーブル３０２が駆動して、チャック部３０９により掴まれた試料破砕具１を所望の試料容器２の真上まで移動させる。
【００１６】
次にＺ方向移動部３０３が駆動してチャック部３０９を下降させ、試料破砕具１が試料容器２に挿入されて図８の位置に達すると下降を停止する。
なお、この実施例では、試料容器２として容積が３ｍＬのものを使用している。そして、試料容器２には、２ｍＬの緩衝溶液が収容され、その中に試料として１つのリンパ節（５０〜３００ｍｇ）が浸漬されている。また、溶液としてはグリシン塩酸緩衝溶液やホウ酸緩衝溶液などが用いられる。
【００１７】
次に、Ｚ方向移動部３０３が駆動して、試料破砕具１を図１０の位置まで下降させる。この時、試料破砕具１の爪２０５（図６）が容器２の内壁に沿うように変形して試料を容器２の最底部へ追い込む。さらに、棒状部材１００（図６）が下降してその先端部１０１が筒状部材２００の先端から下方へ露出し、最底部の試料を突き破る。次に、Ｚ方向移動部３０３が駆動して試料破砕具１を図８の位置まで上昇させる。この上昇・下降動作を複数回（例えば１０〜２０回）繰り返すことにより、試料がある程度の大きさに破砕される。
【００１８】
次に、試料破砕具１が図９の位置（図８と図１０に示す位置の中間位置）にあるときに、回転駆動部３０５が駆動して試料破砕具１を軸中心に４０００〜６０００ｒｐｍで正逆方向に１分間ずつ回転させる。
この時、棒状部材１００の先端１０１の２つの分割片１０２の間の間隔Ｇ（図１）に存在する溶液が遠心力で筒状部材２００の切り込み部２０４（図２）から放射状に噴出する。同時に筒状部材２００の内部へ溶液が流入し容器２全体に強力な対流が生じる。この対流によって試料が棒状部材１００の先端部１０１と筒状部材２００の内壁との間に入り込み、棒状部材１００の先端部１０１の回転によりさらに細かく破砕される。
【００１９】
以上の工程が終了すると、Ｚ方向移動部３０３が駆動して試料破砕具１を上昇させて容器２から抜き出す。次に、Ｘ方向移動部３０１が駆動して試料破砕具１を廃棄部３０８の真上へ移動させる。そして、チャック部３０９が試料破砕具１を開放すると、試料破砕具１は使用済みのものとして、廃棄部３０８へ廃棄される。以上で、１つの試料容器２についての破砕動作が終了し、次の新しい試料容器２について上記動作が繰り返される。
【００２０】
図１１は、図３に示す筒状部材２００の変形例としての筒状部材２００ａを示す正面図であり、図１２は筒状部材２００ａの底面図、図１３は図１２におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００２１】
筒状部材２００ａは、筒状部材２００と同じ材料で形成される。なお、筒状部材２００ａは外壁が容器１の底の形状に合わせて先細りに形成されている。周壁は先端部２０３ａから軸方向に切り込まれて、４つの切り込み部２０４ａが形成され、それによって先端部２０３ａは４つの爪２０５ａに分割される。切り込み部２０４ａの１つは図１０，図１１に示すように基端部２０１ａまで貫通し、棒状部材１００（図１）を穴２０２ａ（図１２）に嵌入する際に穴２０２ａの径が大きくなるようになっている。
【００２２】
そこで、前述と同様に棒状部材１００を筒状部材２００ａの穴２０２ａに挿入して押し込むと両者は図１４に示すように互いに結合され、試料破砕具１ａが構成される。
【００２３】
試料破砕具１ａの使用方法については、前述の試料破砕具１と同等である。図８と図１０にそれぞれ対応して図１５と図１６を示すが、試料破砕具１ａの筒状部材２００ａは容器２の底の形状に合わせて予め先細りの形状を有するので、図１５の位置においても爪２０５ａは軸方向にほとんど変形することはない。試料破砕具１ａも試料破砕具１とほぼ同等の破砕効果を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、棒状部材の先端部と、筒状部材の先端部の爪とが相乗的に作用するので、対象物を能率よく均一に微細化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の棒状部材の正面図である。
【図２】この発明の筒状部材の上面図である。
【図３】この発明の筒状部材の正面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】この発明の試料破砕具の正面図である。
【図７】この発明の試料調製装置の斜視図である。
【図８】この発明の試料破砕具の動作説明図である。
【図９】この発明の試料破砕具の動作説明図である。
【図１０】この発明の試料破砕具の動作説明図である。
【図１１】この発明の筒状部材の他の例を示す正面図である。
【図１２】図１１に示す筒状部材の下面図である。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図１４】この発明の図１１に示す筒状部材を用いた試料破砕具の正面図である。
【図１５】図１４に示す試料破砕具の動作説明図である。
【図１６】図１４に示す試料破砕具の動作説明図である。
【符号の説明】
１試料破砕具
２容器
１００棒状部材
１０１先端部
１０２分割片
１０３テーパー部
１０４円柱部
１０５リング部
２００筒状部材
２０１基端部
２０２穴
２０３先端部
２０４切り込み部
２０５爪

Claims

試料が収容された試料容器に挿入される耐薬品性を有する熱可塑性樹脂製の試料破砕具であって、
細長い棒状部材と、中空の筒状部材とを備え、
棒状部材は、筒状部材の基端部の開口から同軸に嵌入され、
筒状部材は、棒状部材に対して回転可能に取り付けられ、先端部が開放され、かつ、先端周壁が軸方向に切込まれて複数の爪に分割されてなる試料破砕具。
棒状部材は、先端部が間隔を有するように２つ割りに分割されてなる請求項１記載の試料破砕具。
筒状部材は棒状部材の軸方向に所定距離だけ摺動可能である請求項１記載の試料破砕具。
棒状部材は棒状部材の基端方向に筒状部材を摺動させることにより筒状部材から露出可能である請求項３記載の試料破砕具。
棒状部材は、最大直径Ｄ１を有するテーパー状のテーパ部と、テーパ部と接続し、直径Ｄ２を有する円柱状の円柱部と、を備え、
筒状部材の基端部の開口は、直径Ｄ３を有し、
これらＤ１，Ｄ２およびＤ３は、Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１の関係を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の試料破砕具。
筒状部材は先端へ先細るように形成されてなる請求項１記載の試料破砕具。
請求項１〜６のいずれか１つに記載の試料破砕具を駆動する駆動部と、被破砕試料を収容する容器を載置する載置部からなる試料調製装置。
複数の試料破砕具を載置する破砕具載置部と、使用済み試料破砕具を廃棄する廃棄部とをさらに備える請求項7記載の試料調製装置。