JP4574754B2 - 自己設置・自己封鎖の遠心分離容器用アダプタ - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離用ロータの穴寸法を減じる封鎖可能のアダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
アダプタは、特に試料（標本）を封入した封鎖型研究器具の場合に、ロータの穴寸法を見かけ上減じるための手段として遠心分離機にしばしば使用されている。有毒な、腐食性の、周囲環境に反応しやすい、又は正確に測定された試料は、試料の完全性を維持するために、密閉型のキューベット、フラスコ等にしばしば封入される。そのような試料の遠心分離をする必要があるとき、研究者は試料を同じ容器内に維持することを好む。しかし、利用可能の遠心分離ロータがそのような封鎖型容器のためには大きすぎる穴を有することがしばしばある。
【０００３】
穴寸法を小さくするためのアダプタは公知であるが、研究器具からの流体の漏洩が遠心分離機の配置位置の環境を低下させる有毒な試料又は腐食性試料にとっては研究器具の故障が重要な問題となる。研究器具の故障及び研究器具のシール不足は、使用速度、シール圧力等の増大のために遠心分離機において予想することができる。試料は、その後、求心力により、シールをさらに攻撃し、特に遠心分離チャンバー圧が周囲より低い場合、すなわち大気圧の４分の１以下の場合に、遠心分離機から漏洩するおそれがある。研究室の環境の偶然の汚染を防止するために２重及び３重のシールを必要とする研究室もある。
【０００４】
キャップ又はプラグを容器に対して付勢するように遠心分離力を使用する遠心分離ロータのシールは公知である。例えば、本発明の出願人に譲渡された、米国特許第5,127,895号、同5,395,001号、同5,361,922号、同4,304,356号、同4,290,550号、同4,080,175号、同4,076,170号を参照。これらいくつかの米国特許においては、シール機構の一部として変形可能のＯリングを使用している。テーパ面、環状リッジ及び環状溝は、試料を封鎖するために米国特許第5,395,000号のように、全て備えている。また、米国特許第3,998,383号がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ロータへの挿入及び取り出しが容易であり、良好なシールを組み入れたロータ・アダプタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、間隔をおいた上下の環状カラーを有する筒状本体を形成する研究器具アダプタであって遠心分離穴内に入れ子状に挿入することができるアダプタにより達成され、そのようなアダプタは流出流体貯留部を上下の環状カラー間に備える。本体の両環状カラーの間には、穴壁から離れる凹所が研究器具から漏洩する多くの流体のための流出流体貯留部を提供するように形成されている。このため、筒状本体はその端でロータ穴にぴったりと適合しており、両端間の安全ゾーンは抑制壁の１つとして穴壁を使用するように質量がゼロの貯留部を提供している。上下のカラーは、流体がカラーを迂回して流れることを許す溝又はへこみを有する。例えば、ロータ穴の空気を含む流体は、使用に先だって筒状本体が穴に挿入されるように、筒状本体を越えて迂回して、穴から排出される。このため、アダプタは自己設置型であるということができる。
【０００７】
筒状本体の外周先端の環状うね部は、上部環状カラーの上方にあり、またＯリング又はシール複合体を受ける一対のシール受け部をわずかに間隔をおいて有する。筒状キャップは、筒状本体より大きくかつ上部カラーの最大半径範囲を越えない大きさの半径域と、上部カラーに押圧されるリムとを有しており、環状リッジに重ねられ、カラーから支持を受ける。筒状本体の環状リッジにおける筒状本体とキャップとの間に形成された閉鎖は、エラストマ製のＯリングが遠心力の増大にともなってますます押圧されるように、キャップと本体との間のシール手段として作用する。キャップは、研究器具が本体に装填された後に筒状本体に押圧されるにすぎず、その後本体を受けるロータが回転される。シールのための特殊な工具又はねじを必要としない。このため、アダプタは自己シール型であるということができる。
【０００８】
本発明においては、以下の定義を使用する。
【０００９】
アダプタ：大容量セル穴を小容量セル穴に減じて、より小さい研究器具を取り巻いて支持する、単一の又は多くの構成要素からなる各種の装置である。この装置は、自由であり、閉鎖容器であってもよい。
【００１０】
筒状本体：アダプタ・システムの下部構成要素であり、研究器具のための開放端及び閉鎖端を備える主支持構造物を構成する要素である。
【００１１】
キャップ：筒状本体の開放頂部を閉鎖するための、アダプタ・システムの上部構成要素である。
【００１２】
シールは、シール受け構造の遠心力装填又は自己装填によりシール受け部に適合することができる、Ｏリング（オーリング）、同種のエラストマ又はポリマー製の材料若しくは装置である。
【００１３】
受け部：シールを支持して拘束するチャンネル又は溝である。
【００１４】
研究器具：遠心分離すべき試料又は材料を収容して支持するために使用される各種の、ボトル、チューブ又は試料保持装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】遠心分離ロータに受けられた本発明の実験器具アダプタの断面図である。
【図２】図１に示す実験器具アダプタの斜視図である。
【図３】図２に示す実験器具アダプタのキャップの斜視図である。
【図４】図３に示すキャップの断面図である。
【図５】図１に示す実験器具アダプタの断面図である。
【図６】図２に示す実験器具アダプタの筒状本体のうね部と上部カラーをの詳細を示す断面図である。
【図７】図２に示す実験器具アダプタの筒状本体のうね部と上部カラーとを頂部閉鎖用キャップのリムと共に示す詳細な断面図である。
【図８】図１に示す実験器具アダプタの筒状本体をキャップを取り除いた状態で示す斜視図である。
【図９】図８に示す筒状本体の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照するに、遠心分離機用ロータすなわち遠心分離ロータ１０は、穴１２と回転軸線１４とを有しており、また研究器具用アダプタ１１のような適宜なアダプタを穴１２に受ける（設置又は着座させる）。アダプタ内には、図示しないが遠心分離のための実験器具が配置される。実験器具は、典型的には、バイアル、キューベット、閉鎖されたディッシュ（皿）、他の閉鎖された試料ホルダ等である。図示のように、所定角度傾斜した複数の穴又は垂直付近の複数の穴が形成されている。以下に説明するように、各穴は、遠心分離力がアダプタ・キャップをアダプタ本体上に装填するように、少なくともわずかな角度で傾斜していることが好ましい。アダプタは、たとえ必要でなくても、遠心分離の間、実験器具を最良の結果となる穴の軸線付近に受けることができるように、実験器具用の穴寸法を減じるために役立つ。
【００１７】
図２において、アダプタ１１は、筒状本体１３とキャップ１９とを有する。本体１３は、上部環状カラー１５と、下部環状カラー１７とを有している。両カラーは、構造物支持体として作用すると共に、案内部材として作用し、アダプタをロータ穴に入れ子関係に案内する。上部のカラー１５は、キャップを支持しており、また構造的安全性の損失無しに、カラーの重量を減じるように円周方向に間隔をおいた複数の凹所（へこみ）２１を有する。凹所２１は、作業者の指をフィットさせる形状を有しており、アダプタを便利に扱うことを許すと共に、以下に説明する流体流路を提供する。下部環状カラー１７の流体通路（ベント・チャンネル）２３は、空気を含む流体が無制限にカラーを通過することを許す。これは、特にアダプタをその閉鎖した底の側から穴に挿入するとき有益であり、アダプタをその挿入位置に低抵抗で入れ子状に移動させることを許す。流体通路２３は、アダプタを穴から取り出すときにも同様に有益であり、真空がアダプタ本体と穴との間に形成されることを防止する。流体通路２３は、アダプタに応力を生じさせる動的負荷状態を生じて、ロータ又はアダプタを早期に故障させるような大きさの断面積ではない。
【００１８】
図３及び図４において、キャップ１９は、人の指によりつかむためのノブ２５を有する。くぼみすなわち円形の凹所２７は、１以上の指先を入れることを許し、ロータ穴からのアダプタの除去又は筒状本体からのキャップの除去を容易にする。ノブ２５の高さは、アダプタの重心を逆に高めないような値以下に維持され、それでもノブを容易につかむことができる。
【００１９】
図４において、キャップ１９は円形の中心軸線２０を有しており、キャップの重心はその軸線上にあってキャップ内面２４のすぐ下の位置２２にある。低い重心位置は、キャップが局所遠心力を受けたとき、キャップを回転から維持し、キャップを捩る傾向を示す。いくつかの回転は、キャップのシール性能を下げ、アダプタから流体の漏洩を生じる可能性がある。凹所（くぼみ）２７は、キャップの軽量化及び重心位置の低下の両者のために設けられている。
【００２０】
図５において、筒状本体１３は、ロータ１０の穴壁に流体貯留部３１を形成している。貯留部３１は、上下の側を上下のカラー１５，１７により規制されている。貯留部の横方向は、ロータ内壁面３２及びアダプタ外面領域３４により規制されている。貯留部は、環状受け部３７，３９内のＯリング・シールのようなキャップ付近のシール及び研究器具に設けられるシールを通る多くの流体を含む。キャップ１９の環状足部（リム）２６は、上部カラー１５の肩部３３上に受けられて、上部カラー１５の上方の筒状本体１３の部分であるうね部３５に重なる。環状受け部３７，３９はうね部３５に形成されている。キャップの足部２６は、Ｏリング・シールを環状受け部に押し付けている。研究器具に設けられるシールは第１のシールであり、実験器具から漏洩する流体はシステム用の第２及び第３の抑制シールを形成するそれら封じ込みシールを通過しなければならない。流体は、それらのシールを通り抜けて漏洩した後、上部カラー１５の凹所２１を通って流動することにより貯留部３１への流路に達する。貯留部３１の容量は、より悪い場合の流出流体を収容できるように設計されており、またロータの角度、研究器具の最大満杯容量等に依存する。研究器具の最大流体満杯容量の１０％〜２０％の範囲の容量を備えることが好ましい。貯留部３１により提供される凹所は、封じ込めの特徴を提供すると共に、アダプタの重量を減じるように作用する。
【００２１】
図６において、うね部３５は垂直に対し角度（テーパ）を有している。角度θで示すそのような角度は、数度だけであり、またＯリング４１，４３を押圧するようにキャップを肩部３３に案内する。
【００２２】
図７は、Ｏリング４１，４３をキャップ１９で押圧している状態を示す。キャップ１９の足部２６は、下部シール受け部３９付近に半径域（弧状断面域）２９を有する。キャップ１９の半径域２９は、垂直壁面と水平壁面との間における足部２６の外表面に沿って円滑に湾曲されている。キャップ１９は、両Ｏリング４１，４３が押圧される遠心分離装填位置として示されている。
【００２３】
図８及び図９において、アダプタの筒状本体１３は、上部カラー１５と下部カラー１７とを有する。うね部３５は、キャップを保持するねじを有していないが、シール受け部３７，３９を形成する環状溝を有しており、キャップがシール受け部に押圧状態に適合することを許している。本発明は、キャップが環状溝に重なることを強調しているが、差し込み装着部のような施錠部を有していてもよい。好ましい実施例においては、キャップは、捻ることなく、筒状本体に押圧される。流体通路２３は、一部が下部カラー１７の湾曲下部位置に重なる垂直範囲を有する。下部カラー１７の湾曲下部（半径域）は、そこで入れ子状関係のためにロータ穴の内側半径域と一致する。
【００２４】
使用においては、研究器具がアダプタの筒状本体に配置され、キャップが上部環状カラーの肩部上の受け位置に押圧される。アダプタがロータ穴に落とし込まれ、遠心分離が開始され、キャップがアダプタ本体上に付勢されて最高のシール作用が生じる。まれに、研究器具及びＯリング・シールのシール性が不足し、研究器具からのある程度の流体が筒状本体の上部カラーのへこみ２１を越えて、上下のカラー間の環状貯留部に流出する。

Claims (17)

1. 遠心分離ロータ（１０）に形成された材料受入穴（１２）を有する遠心分離機用研究器具アダプタ（１１）であって、
   頂部で開放しかつ底部で閉鎖する筒状本体であって当該筒状本体をロータ穴内に差し込むことを許す円形次元を有する上部及び下部の環状カラー（１５、１７）を間隔をおいて有する筒状本体（１３）と、前記筒状本体の頂部を閉鎖するキャップ（１９）とを含み、
   前記環状カラーは該カラーを通る流体のための周囲のへこみ（２１）を有し、前記筒状本体は、上部環状カラーより小さい円周次元を持つ環状うね部（３５）を上部環状カラー上に有すると共に、その中にシール受け部（３７、３９）を形成しており、
   前記キャップは前記筒状本体の前記うね部の周りに適合されてシール受け部付近に閉鎖するリムを有する、アダプタ。
2. 前記筒状本体（１３）の下部カラー（１７）は前記穴に面する半径域を有する、請求項１に記載のアダプタ。
3. 前記キャップ（１９）のリムは前記上部カラー（１５）に面する半径域を有する、請求項１に記載のアダプタ。
4. 前記シール受け部（３７、３９）にエラストマー部材が配置されている、請求項１に記載のアダプタ。
5. 前記環状カラー（１５、１７）は、前記ロータ穴の壁と共同して流体貯留部として作用する環状凹所を形成している、請求項１に記載のアダプタ。
6. 前記両カラー（１５、１７）は、前記流体貯留部の容積が器具の流体最大収容量の１０〜２０％以上となるように、前記筒状本体に関して半径方向への広がりを有すると共に間隔をおいている、請求項５に記載のアダプタ。
7. 前記キャップ（１９）は該キャップの上部外周にノブ（２５）を有する、請求項１に記載のアダプタ。
8. 前記キャップ（１９）のノブ（２５）は指入れに適合した大きさのくぼみ（２７）を有する、請求項７に記載のアダプタ。
9. 前記上部カラー（１５）はその外周の周りに間隔をおいた複数の前記へこみ（２１）を含む、請求項１に記載のアダプタ。
10. 前記環状うね部（３５）は上方へ内向きに伸びるテーパを外周面に有する、請求項１に記載のアダプタ。
11. さらに、前記環状シール受け部（３７、３９）に受けられた複数のエラストマーＯリング（４１、４３）を含む、請求項１に記載のアダプタ。
12. 前記環状キャップはキャップリムの内周に斜めの半径域を有し、前記シール受け部と少なくとも１つのＯリングは前記半径域が１つのエラストマーＯリングと接触するように互いに配置されている、請求項１１に記載のアダプタ。
13. 全てのＯリング（４１、４３）は前記筒状キャップ（１９）のリムと接触している、請求項１１に記載のアダプタ。
14. さらに、前記筒状本体（１３）の前記環状下部カラー（１７）の外周に形成された少なくとも１つの流体通路（２３）を含み、該流体通路（２３）は流体が前記下端付近の領域と前記中央本体との間に達することを許し、それによりロータ穴の気体がロータ穴への前記筒状本体の挿入にともなって前記筒状本体の前記両カラーを通過する、請求項１に記載のアダプタ。
15. 前記環状キャップ（１９）はキャップリムの内周に斜めの半径域を有する、請求項１に記載のアダプタ。
16. 前記筒状キャップ（１９）は前記キャップの端部にあって前記リムと反対の前記筒状キャップの中心軸線に配置されたノブを有する、請求項１に記載のアダプタ。
17. 前記ノブは質量を減じるくぼみ（２７）を有する、請求項１６に記載のアダプタ。

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