JP4261188B2 - 実験室用試験容器内の材料を撹拌部材により混合し均質化するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、実験室用試験容器内の材料、特に感染性または化学的に攻撃的な材料を混合し均質化するための装置に関する。

磁気撹拌装置および機械的撹拌装置は、実験室において、その運用が一般的に知られており、また、よく使用されている。密閉されずに閉じた容器内で感染性または化学的に攻撃的な材料を破砕する際には、実験室用試験容器の開口を通って外に向かって飛び出る可能性のある制御されないハネにより，実験室用試験容器の意図的ではない転倒により，そして多用途混合装置の使用により，大きな感染及び／又は汚染のおそれがある。これは、特に試験管や試験管を使用した公知の混合装置の場合に当てはまる。

この従来技術から出発して、本発明の課題は、実験室用試験容器の気密性の確保と混合可能な材料および流体の完全な混合を可能にする、冒頭に述べた種類の装置を提供することにある。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を備えた装置により解決される。

それにより、実験室用試験容器の気密性が確保されるとともに、実験室用試験容器内にある材料が加工され、特に混合され均質化するためのカバーが備えられていることにより、加工を実施する使用者の作業安全性が基本的に高められる。したがって、感染性組織片も安全に取扱い可能である。実験室用試験容器の気密性の確保によって、安全に、組織片の完全な均質化を達成することができる。

有利な点として、カバーは、使い捨てカバーとして構成されるので、それは使用の直後に廃棄処理される。したがって、実験室におけるさらなる作業による汚染が確実に回避される。

本発明は、以下に、添付された図面を参照して種々の実施形態についてより詳細に説明される。

第一実施形態

図１は、本発明の第一実施形態の概略一部破断側面図を示している。本装置は、実験室用試験容器２０を備えている。本実施形態では、実験室用試験容器２０として、円錐状に突出する先端２１を備えた円筒状の管１８が用いられている。実験室用試験容器２０の内部１７は、混合すべき材料３７が充填される。さらに、実験室用試験容器２０は、使い捨てねじ密閉式カバー１０を用いて密閉され、その後逆さまにされる。

実験室用試験容器２０の気密性を確保する使い捨てねじ密閉式カバー（または、使い捨てスナップキャップ）１０の内部には、埋込み式で断面がほぼ四角形の半径方向及び軸方向の切削エッジ２９を有するプラスチック又は金属製の角棒１１が設けられており、この角棒１１は切断リブ１２の切削エッジ２８と接触しないように回転する。角棒１１は、軸１３により実験室用試験容器２０の外側から、内側六角形高速継ぎ手リング１４により駆動される。

混合および均質化すべき材料が充填された実験室用試験容器２０は、図１に示すように逆さまにされた容器位置で、継ぎ手リング１４を介して力学的に外部の駆動装置にセットされる。伝達される回転運動により、容器２０の内部空間１７内にある材料及び流体は、角棒１１により、実験室用試験容器２０の長手軸２２方向と一致する軸方向に持ち上げられるとともに、半径方向に投げ飛ばされる。この際、材料及び流体は、切断作用を受けながら、スリットを通って周囲の切断リブ１２上に放出される。これにより、混合物は、圧壊され，混合され，均質化され、続いてそれぞれ切断リブ１２の間に延びる混合機壁部１５によって上に向かって移動する。軸１３の周りに装着された密閉リング１６は、流体の流出を阻止する。回転エネルギーは、外部から継ぎ手リング１４に伝達され、そして軸１３から角棒１１に機械的に伝達される。回転数は、最適な均質化のために材料固有に決定される。密閉リング１６は、密閉リップにより実現される。

図２は、図１による第一実施形態の使い捨てカバー１０の概略平面図を示している。同じ特徴は、すべての図において同じ参照符号を付している。切断リブ１２は、円周上に波状に配置された部材により構成されており、それはこの場合、新たなリップを含んでいる。角棒１１は、例えばＵ字形に下方に向かって開放して形成されるので、角棒１１の両側に、二つの垂直な切削エッジ２９を有する。これらのそれぞれ二つの切削エッジ２９は、僅かな間隔で、切断リブ１２のここでは１８（９の二倍）個の切削エッジ２８に対向している。

図３は、図１による使い捨てカバー１０の分解した図を示しており、回転運動の伝達のために重要なすべての部材が、本体３内に装着されている。図４は、図１による使い捨てカバー１０内に装着された駆動装置の展開図を示しており、それは一体に連結された軸１３を備えた角棒１１，密閉リング１６及び継ぎ手リング１４とから構成されていて、すべて本装置の長手軸２２の周りに配設されている。

第二実施形態

図５は、本発明の第二実施形態の概略一部破断側面図を示している。使い捨てカバー１０は、その中に実験室用試験容器２０が挿入可能又は螺合可能である円周溝２４を有する本体３を備えている。円周溝２４の内側には、密閉部材１が挿入されており、密閉部材１は、実験室用試験容器２０の内部空間９を外部空間に対して気密性を確保した状態で封止する。密閉部材１は、長手軸２２に対して横向きに配置され、孔の穿設された円板を備えており、円筒状のかごを形成するとともに、本体３に対して中空部３０を形成する。この中空部３０の内部には、回転十字部材２が設けられている。回転十字部材２は、半径方向の切削エッジ３８及び周方向の切削エッジ３９を有しており、これは、入口孔２５の対応する切削エッジ３１に対して接触しないように移動する。混合すべき材料の入った実験室用試験容器２０は、使い捨てカバー１０により封止され、逆さまにされて、駆動軸４及び接続部６を介して外部の駆動装置に力学的にセットされる。密閉リップ５が、流体の流出を阻止する。回転エネルギーは、外部から内側六角形接続部６及び軸４に機械的に伝達される。回転数は、この場合も最適な均質化のために材料固有に決定される。

図６は、図５による第二実施形態の使い捨てカバーの概略平面図を示している。密閉部材１は、円板領域にてこの場合四つの貫通部２５を有しており、それは軸２２から半径方向に間隔をあけて位置し、９０度の角度間隔で互いに配設されている。この場合、撹拌部材は、四つのアーム３２を備えた回転十字部材２である。四つの入口孔２５及び四つのアーム３２を備えた回転十字部材２の代わりに、三つ又は例えば五つの貫通孔／アームを備えた適宜の部材も可能である。回転十字部材２は、四角形のプラスチック十字部材とすることもできる。

図７は、図５による使い捨てカバーの図を示している。図８は、図５による使い捨てカバー１０内に装着された駆動装置の展開図を示しており、それは四つの部材から構成されている。ここでは参照符号により、実験室用試験容器２０が、その外面に対応するねじ３３が形成されている円周溝内にねじ込まれることが示されている。

特に、駆動軸４は、熱伝導性とすることができ、この駆動軸４を介して、熱エネルギーを実験室用試験容器２０の内部に供給可能であり、あるいは、これから外部に向かって放出可能である。実験室用試験容器２０の内部に電気エネルギーが駆動軸４を介して供給され，及び／又は，電気化学的センサを取り付けられるようにしてもよい。

第三実施形態

図９は、本発明の第三実施形態の概略一部破断側面図を示している。カバー１０内には、回転翼又はロータ１３が円筒状のかご４２に一体化されている。円筒状のかご４２は、カバー１０の本体３の内部に装着され、四つの半径方向に向いた楕円形の貫通孔２６を備えており、ここを通って均質化すべき材料がかご４２の中空部３０内に供給され、そこでロータ１３により剪断される。

棒磁石４３から構成され、またはこれをコアとして含む非自動のロータ１３は、半径方向の切削エッジ３８と周方向の切削エッジ３９を有しており、これらは、円筒状のかご４２の貫通孔２６の縁部と呼ばれる切削エッジ３１に対して接触しないように移動される。組織材料２７が入れられた実験室用試験容器２０は、カバー上で駆動装置にセットされるので、充填高さ３７が生じ、材料がかご４２及びロータ１３と接触している。図面には示されていない公知の駆動装置は、さらなる磁気ロータを備えており、これにより回転エネルギーが磁気的に又は電磁気的に伝達される。磁場の強さは、均質化のために最適な回転モーメントが伝達されるように、選定されている。

図１０は、図９による第三実施形態の使い捨てカバー１０の概略平面図を示しており、図１１は、図９による使い捨てカバーの図を示している。カバー１０の円形溝２４には、実験室用試験容器２０の筒状の座部が嵌入される。棒磁石１３は、非対称に形成されているので、流体力学的に最適化された構成によって、一つの回転方向によって、上方から下方への中心に沿った流体の流れを生じ、もう一つの回転方向によって、実験室用試験容器２０の壁部に沿って下方から上方への側面の流体の流れが生ずる。したがって、回転方向を変えることにより、吸い込み作用と放出作用を変更することができる。

第四実施形態

図１２は、本発明の第四実施形態による使い捨てカバーの概略的な破断側面図を示しており、図１３は、図１２による使い捨てカバーの図を示している。ここでは、付加的に接続部が示されている。図１による実施形態との差異は、特に以下の通りである。高速継ぎ手リング１４は、その下面にて、駆動軸５４の歯５３に係合する歯を備えている。本体３の下縁５５は、特に下方に向かって長く引き伸ばされているので、カバー１０は、高速継ぎ手リング１４の歯が突出せずに、平坦に製造される。

参照符号５９により、軸のためのボールベアリングが示されている。しかしながら、このようなボールベアリングは、使い捨てカバー１０としての装置のコスト的に有利な製造のために、必要ではない。それは、特に図面に示していない駆動軸のスライド軸受により代替され、その際、気密性は挿入されるＯリングによって確保される。したがって、このようにすると、使い捨てカバー１０において、軸受に一度だけかつ短時間の間だけ負荷がかかり、この負荷が維持されるので、特に有利である。

この場合、かご５２は、同時に切削エッジを構成し、それは第二の実施形態におけるような貫通孔からも、第一の実施形態におけるような純粋に側方の要素からも構成されていない。かご５２は、下に向かって引き伸ばされた角棒１１を包囲する突起５６を備えている。これは、二つのアームを備えているが、多数のアームを備えた回転十字部材２が備えられていてもよい。切削エッジ５７は、特に図１３の平面図において認識されることができ、ここで、中空部５８内の材料が、連続的に回転する角棒１１により圧壊するために、隣接する突起５６に材料が供給される。

図面には、以下の特徴は示されておらず、それは、図示されたすべての実施形態において、取り入れることができる。角棒の側方に、例えば図１２において、領域６０及び６１に、外に向いた面上で電気的接続を備えたセンサーラインを、本体３を通して貫通させることができる。したがって、処理すべき材料の底部付近における混合の状態を調べるセンサーを、簡単な方法で配置することができる。センサーラインの代わりに、光ケーブルや、内部空間６０内で加熱体又はペルチェ素子を利用するリード線を用いることができる。

本発明の第一実施形態の概略一部破断側面図である。 図１における第一実施形態の使い捨てカバーの概略平面図である。 図１における使い捨てカバーの図である。 図１における使い捨てカバー内に装着された駆動部の展開図である。 本発明の第二実施形態の概略一部破断側面図である。 図５における第二実施形態の使い捨てカバーの概略平面図である。 図５における使い捨てカバーの図である。 図５における使い捨てカバー内に装着された駆動部の展開図である。 本発明の第三実施形態の概略一部破断側面図である。 図９における第三実施形態の使い捨てカバーの概略平面図である。 図９における使い捨てカバーの図である。 本発明の第四実施形態による使い捨てカバーの概略破断側面図である。 図１２における使い捨てカバーの平面図である。

符号の説明

１ 密閉部材
２ 回転十字部材
３ 本体
４ 軸（駆動軸）
５ 密閉リップ
６ 接続部
９ 内部空間
１０ 使い捨てカバー
１１ 角棒
１２ 切断リブ
１３ 軸，ロータ
１４ 継ぎ手リング
１５ 混合機壁部
１６ 密閉リング
１７ 内部
１８ 管
２０ 容器（実験室用試験容器）
２１ 先端
２２ 長手軸
２４ 円周溝
２５ 入口孔（貫通部）
２６ 貫通孔
２７ 組織材料（材料）
２８ 切削エッジ
２９ 切削エッジ
３０ 中空部
３１ 切削エッジ
３２ アーム
３３ ねじ
３７ 材料，
３８，３９ 切削エッジ
４２ かご
４３ 棒磁石
５２３ かご
５３ 歯
５４ 駆動軸
５５ 下縁
５６ 突起
５７ 切削エッジ
５８ 中空部
５９ ボールベアリング
６０ 領域
６１ 領域

Claims (13)

1. 実験室用試験容器内の材料、特に感染性または化学的に攻撃的な材料を撹拌部材により混合し均質化するための装置であって、
   実験室用試験容器の開口を密閉して気密性を確保するためのカバーが備えられており、
   カバー内には、実験室用試験容器内に導入可能な材料の加工のために、上記撹拌部材が備えられていて、
   撹拌部材が第一の切削エッジを備え、第一の切削エッジが、第二の切削エッジの直近に配置され、実験室用試験容器の長手軸の周りに回転し、
   前記第二の切削エッジは、前記カバーの本体に一体に、又は、別の部品として連結して設けられることを特徴とする装置。
2. 上記カバーが使い捨てカバーであることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 上記カバーが、実験室用試験容器の対応する要素に対して補完的であるねじ式ロック若しくはスナップ式ロックを有していることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 上記カバーが使い捨てカバーであり、及びそれが、実験室用試験容器の対応する要素に対して補完的であるねじ式ロック若しくはスナップ式ロックを有していることを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 上記実験室用試験容器が円筒状若しくは直方体状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
6. 上記実験室用試験容器がプラスチック若しくはガラスから構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
7. 上記実験室用試験容器が円筒状若しくは直方体状であり、及び、上記実験室用試験容器がプラスチック若しくはガラスから構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
8. 上記材料の加工が、材料を圧壊、混合及び均質化することを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
9. 上記第一の切削エッジが、前記攪拌部材の半径方向の切削エッジ及び／又は前記攪拌部材の周方向の切削エッジを備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
10. 上記カバーが、実験室用試験容器の内部と外部との間の気密性を確保するための密閉リングを備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
11. 前記第一の切削エッジに供給される回転エネルギーが、外部から機械的内側六角形高速継ぎ手リング又はプラグ機械的接続部を介して供給されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記第一の切削エッジに供給される回転エネルギーが、外部から無接触式磁気継ぎ手を介して供給され、上記第一の切削エッジが、外部から長手軸の周りに回転する電磁場により回転可能である棒磁石を備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
13. 熱伝導性の駆動軸を介して、熱エネルギーが実験室用試験容器内に導入可能であり、又は、これから外部に放出可能であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。

Images