JPH01117777A - 細胞を機械式に摩砕する方法 - Google Patents
細胞を機械式に摩砕する方法Info
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- JPH01117777A JPH01117777A JP18044488A JP18044488A JPH01117777A JP H01117777 A JPH01117777 A JP H01117777A JP 18044488 A JP18044488 A JP 18044488A JP 18044488 A JP18044488 A JP 18044488A JP H01117777 A JPH01117777 A JP H01117777A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、細胞および細胞群を摩砕する方法に関するも
のである。
のである。
この方法は、たとえば、極めて種々の形態の微生物、た
とえば０．２ミクロンから１ミクロンという極めて小さ
な直径をもつバクテリヤ、もしくは３ミクロンから５ミ
クロンの直径のイースト菌の細胞を処理することができ
る。従来、細胞の機械的な摩砕は、通常、いわゆるホモ
ジエナイザーを用いて行なう。細胞は、その場合、まず
加ｊモされ、次いで圧力除去される。種々の型のミルま
たは破砕機、たとえばボールミルないし摩砕体ミルを用
いて粉砕することも公知である。
とえば０．２ミクロンから１ミクロンという極めて小さ
な直径をもつバクテリヤ、もしくは３ミクロンから５ミ
クロンの直径のイースト菌の細胞を処理することができ
る。従来、細胞の機械的な摩砕は、通常、いわゆるホモ
ジエナイザーを用いて行なう。細胞は、その場合、まず
加ｊモされ、次いで圧力除去される。種々の型のミルま
たは破砕機、たとえばボールミルないし摩砕体ミルを用
いて粉砕することも公知である。
これらの方法は、いずれも完全に満足のゆくものではな
い。ダイジェスタ内での細胞の滞留時間配分が極めて不
均一であったり、エネルギー分散密度が作業室内で不均
一に分布していたりすることが稀ではない。機械式の方
法の場合、ずべての細胞が粉砕されるように思いきって
パラメータが選ばれている。このため生成物が、たとえ
ば熱の作用によって損傷を受けたり、細胞の破片が小さ
くなりすぎて、生成物から濾過や遠心分離によって破片
を分離することが、しばしば極めて厄介になる。そうか
といって、力をあまり小さく選びすぎると、処理時間が
相応に長くなるので、言いかえると、摩砕過程を反復し
なければならないので、処理Ｍが低ドする。
い。ダイジェスタ内での細胞の滞留時間配分が極めて不
均一であったり、エネルギー分散密度が作業室内で不均
一に分布していたりすることが稀ではない。機械式の方
法の場合、ずべての細胞が粉砕されるように思いきって
パラメータが選ばれている。このため生成物が、たとえ
ば熱の作用によって損傷を受けたり、細胞の破片が小さ
くなりすぎて、生成物から濾過や遠心分離によって破片
を分離することが、しばしば極めて厄介になる。そうか
といって、力をあまり小さく選びすぎると、処理時間が
相応に長くなるので、言いかえると、摩砕過程を反復し
なければならないので、処理Ｍが低ドする。
本発明の課題は、個々の細胞が、均一のエネルギー分散
密度をもつ作業室を最適の短い滞留時間で、かつまた限
られた滞留時間配分で通過し、できるだけ−様に摩砕さ
れる機械式細胞摩砕法を見出すことにある。
密度をもつ作業室を最適の短い滞留時間で、かつまた限
られた滞留時間配分で通過し、できるだけ−様に摩砕さ
れる機械式細胞摩砕法を見出すことにある。
この課題は、本発明によれば、特許請求の範囲第１項後
段に記載の措置により解決された。
段に記載の措置により解決された。
特に均質な処理、すなわち、特に−様な細胞摩砕は、作
業室内の流れ状態が出来るだけ押込み流の挙動に近くな
るようにすることで達せられる。
業室内の流れ状態が出来るだけ押込み流の挙動に近くな
るようにすることで達せられる。
すなわち、環状ギャップの幾何形状と作業パラメータと
によって、環状ギャップ式ボールミルの環状室内に特許
請求の範囲第１項に記載の通りティラー渦流が形成され
、浮遊細胞ないし細胞群が相応に均等の滞留時間配分を
受けるようにするのである。
によって、環状ギャップ式ボールミルの環状室内に特許
請求の範囲第１項に記載の通りティラー渦流が形成され
、浮遊細胞ないし細胞群が相応に均等の滞留時間配分を
受けるようにするのである。
次に本発明を添付図面につき、更に詳しく説明する。
処理を受ける細胞浮遊液は、矢印で示したように、供給
路１を経て作業室、すなわち環状ギャップ６内へ送り込
まれ、このなかを通過する間に処理を受け、あふれ管２
から放出される。細胞のけ砕は、環状ギャップ６内で固
定子４に対して回転子３が回転するさいに行なわれる。
路１を経て作業室、すなわち環状ギャップ６内へ送り込
まれ、このなかを通過する間に処理を受け、あふれ管２
から放出される。細胞のけ砕は、環状ギャップ６内で固
定子４に対して回転子３が回転するさいに行なわれる。
固定子４と回転子３は、また、環状ギャップ６を形成し
ている。
ている。
あふれ管２の前方には分離部材（図示せず）、たとえば
シーブが備えられていて、分解された細胞を含有する浮
遊液を濾過し、摩砕体を浮遊液から分離する。
シーブが備えられていて、分解された細胞を含有する浮
遊液を濾過し、摩砕体を浮遊液から分離する。
図には示していないが、この分離部材の前方には、分離
された摩砕体を環状ギャップ６へ戻す通路が設けられて
いる。更に、摩砕体、すなわちボールは、戻される途中
で洗浄され、冷却され、チエツクされ、場合によっては
、もはや再使用に適さないボールは選別され、除去され
る。このように処理された摩砕体は、この場合は、参照
符号１（ａ）のところから浮遊液に供給されるが、その
場合、いずれにしても浮遊液が環状ギャップ６に流入す
る前に供給されねばならない。
された摩砕体を環状ギャップ６へ戻す通路が設けられて
いる。更に、摩砕体、すなわちボールは、戻される途中
で洗浄され、冷却され、チエツクされ、場合によっては
、もはや再使用に適さないボールは選別され、除去され
る。このように処理された摩砕体は、この場合は、参照
符号１（ａ）のところから浮遊液に供給されるが、その
場合、いずれにしても浮遊液が環状ギャップ６に流入す
る前に供給されねばならない。
浮遊液を環状ギャップ６内に通すには、ポンプ（図示せ
ず）が用いられている。
ず）が用いられている。
図から分かるように、固定子４は冷却外とう５に取り囲
まれている。この外とう５は、サーモスタットとして用
いられている。すなわち、このスペースに例えば冷媒を
ポンプで送入し、環状ギャップ６内の浮遊液を所望温度
ないし所要温度に維持したり、相応の生成物に許される
温度限界内に温度を保つことができる。大ていの場合、
冷却が必要となるが、これは細胞処理のさい摩擦熱が生
じるためである。
まれている。この外とう５は、サーモスタットとして用
いられている。すなわち、このスペースに例えば冷媒を
ポンプで送入し、環状ギャップ６内の浮遊液を所望温度
ないし所要温度に維持したり、相応の生成物に許される
温度限界内に温度を保つことができる。大ていの場合、
冷却が必要となるが、これは細胞処理のさい摩擦熱が生
じるためである。
細胞の摩砕は滅菌条件下で行なうことが望ましく、また
、しばしば不「■欠でもある。したがって、処理は滅菌
された作業室で行なう必要があり、このため環状ギャッ
プ式ボールミル内の、被処理浮遊液と接触するあらゆる
表面が蒸気で滅菌できるようになっている。また、それ
が可能なように、このボールミルには、相応のシール、
蒸気接続部、弁、エアフィルタが備えられている。これ
らを備えておくことは、この種の滅菌技術では当り前の
ことなので、図には記載していない。
、しばしば不「■欠でもある。したがって、処理は滅菌
された作業室で行なう必要があり、このため環状ギャッ
プ式ボールミル内の、被処理浮遊液と接触するあらゆる
表面が蒸気で滅菌できるようになっている。また、それ
が可能なように、このボールミルには、相応のシール、
蒸気接続部、弁、エアフィルタが備えられている。これ
らを備えておくことは、この種の滅菌技術では当り前の
ことなので、図には記載していない。
滅菌条件を確実に維持し、かつまた高い安全性要求を満
足させるため、ボールミルの作業室は周囲に対して密閉
できるようになっている。図示のミルの場合には、回転
子３の回転が回転磁界により行なわれる。この措置も自
体公知であるから、簡単化のため、図示されていない。
足させるため、ボールミルの作業室は周囲に対して密閉
できるようになっている。図示のミルの場合には、回転
子３の回転が回転磁界により行なわれる。この措置も自
体公知であるから、簡単化のため、図示されていない。
作業の実例を次に説明する。
環状ギャップ式ボールミルＲ８に１０−２５内でパン酵
母を摩砕した。これは、１回の通過で定量的なｌｌＩ胞
摩砕を行なうためである。
母を摩砕した。これは、１回の通過で定量的なｌｌＩ胞
摩砕を行なうためである。
回転子は、直径１０ｃＩＲ，長さ２５αで、種々の回転
速度で作動させた。回転子と固定子はステンレス・スチ
ール製を用いた。環状ギャップの隙間は０．６０である
。
速度で作動させた。回転子と固定子はステンレス・スチ
ール製を用いた。環状ギャップの隙間は０．６０である
。
摩砕用のボールはガラス製で、０．５１ｍから０．７５
αｍの直径のものである。その密度は２．５ｇ、／α３
で、充填度は作業室全容積の７０％とした。
αｍの直径のものである。その密度は２．５ｇ、／α３
で、充填度は作業室全容積の７０％とした。
浮遊液は４０％Ｖ／Ｖパン酵母を含有し、５℃の温度で
、螺動ポンプによってミルに連続的に送入される。細胞
摩砕の効果は、溶けた細胞蛋白を測定してチエツクし、
単一のバッチ・ロットの完全細胞摩砕度と比較する。
、螺動ポンプによってミルに連続的に送入される。細胞
摩砕の効果は、溶けた細胞蛋白を測定してチエツクし、
単一のバッチ・ロットの完全細胞摩砕度と比較する。
約１８．５ｍ／Ｓの周速度に相当する３５００ｒｐｍの
回転数で、〉９５％の摩砕度が達せられる。
回転数で、〉９５％の摩砕度が達せられる。
この場合の処理量は２０１／ｈで、これは有効容積（−
仝容積−ボール体積）に対し１．５分の理論滞留時間に
相当する。浮遊液内の温度上昇は、−１０℃の冷却塩水
を用いることにより、〈５℃に維持できた。
仝容積−ボール体積）に対し１．５分の理論滞留時間に
相当する。浮遊液内の温度上昇は、−１０℃の冷却塩水
を用いることにより、〈５℃に維持できた。
極めて短い滞留時間で高い摩砕度が達せられ、効率的な
熱除去が可能なのは、環状ギャップ内の特殊な流れ状態
（ティラー渦流）に起因する。
熱除去が可能なのは、環状ギャップ内の特殊な流れ状態
（ティラー渦流）に起因する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を実施するのに適当な環状ギャップ式
ボールミルを、部分的に断面して示した略示図である。 １・・・・・・細胞浮遊液供給路、２・・・・・・あふ
れ管、３・・・・・・回転子、４・・・・・・固定子、
５・・・・・・外とう、６・・・・・・環状ギャップ、 １ａ・・・・・・摩砕ボール戻し口。
ボールミルを、部分的に断面して示した略示図である。 １・・・・・・細胞浮遊液供給路、２・・・・・・あふ
れ管、３・・・・・・回転子、４・・・・・・固定子、
５・・・・・・外とう、６・・・・・・環状ギャップ、 １ａ・・・・・・摩砕ボール戻し口。
Claims (8)
- （１）細胞または細胞群を機械式に摩砕する方法におい
て、ローラ状の固定子（４）と同心的に環状ギャップを
形成するローラ状の回転子（３）を備えた環状ギャップ
式ボールミルの、摩砕体を充填した作業室（６）内へ被
処理浮遊液が案内されるようにし、更に、環状ギャップ
（６）内で処理されて、摩砕済みの細胞や細胞群を含有
する浮遊液は、処理が終つたのち、摩砕体から分離され
、吐出されるようにしたことを特徴とする細胞を機械式
に摩砕する方法。 - （２）特許請求の範囲第１項に記載の細胞を機械式に摩
砕する方法において、吐出される生成物流の通路内に設
けられた分離部材によつて、生成物流から摩砕体を分離
するようにしたことを特徴とする方法。 - （３）特許請求の範囲第１項記載の細胞を機械式に摩砕
する方法において、分離された摩砕体が、閉回路内を通
つて環状ギャップ（６）へ戻され、しかも、その途中で
処理を受けるようにしたことを特徴とする方法。 - （４）特許請求の範囲１項記載の細胞を機械式に摩砕す
る方法において、浮遊液を処理するさい、環状ギャップ
（６）内にテイラーの渦流が維持され、そのために、環
状ギャップ（６）の幾何形状、摩砕体の種類、回転子（
３）の回転速度などの作業パラメータが相応に選定され
るようにしたことを特徴とする方法。 - （５）特許請求の範囲第１項記載の細胞を機械式に摩砕
する方法において、処理される浮遊液ないし処理される
細胞の温度が、その時々の生成物の許容温度範囲内に維
持されるようにしたことを特徴とする方法。 - （６）特許請求の範囲１項記載の細胞を機械式に摩砕す
る方法において、細胞の摩砕が滅菌装置内で行なわれ、
この滅菌装置内の作業室の、生成物に触れるあらゆる部
品が蒸気で滅菌でき、そのために必要な、相応のシール
、接続部、フィルタが装置に備えられるようにしたこと
を特徴とする方法。 - （７）特許請求の範囲第１項記載の細胞を機械式に摩砕
する方法において、細胞の摩砕が、周囲に対して完全に
閉鎖された作業室内で行なわれ、そのさい回転子（３）
が回転磁界または動力伝達用の類似の装置により回転せ
しめられるようにしたことを特徴とする方法。 - （８）特許請求の範囲第１項記載の細胞を機械式に摩砕
する方法において、実質的にドイツ公開第２８４８４７
９号明細書により公知の環状ギャップ式ボールミルを用
いるようにしたことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH03220/87-6 | 1987-08-21 | ||
| CH3220/87A CH671236A5 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01117777A true JPH01117777A (ja) | 1989-05-10 |
Family
ID=4251240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18044488A Pending JPH01117777A (ja) | 1987-08-21 | 1988-07-21 | 細胞を機械式に摩砕する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0303791A1 (ja) |
| JP (1) | JPH01117777A (ja) |
| CH (1) | CH671236A5 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012511318A (ja) * | 2008-12-10 | 2012-05-24 | ビオメリュー | 分析を目的とするサンプル内に存在する微生物の溶解、ならびにこの微生物の核酸の抽出および精製のための自動システム |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3143636B2 (ja) * | 1991-09-11 | 2001-03-07 | 株式会社サン・クロレラ | 細胞破裂によるクロレラ細胞壁の破砕方法 |
| FR2917095B1 (fr) | 2007-06-07 | 2009-07-17 | Biomerieux Sa | Dispositif de lyse de microorganismes presents dans un echantillon environnemental ou clinique et d'extraction des acides nucleiques desdits microorganismes aux fins d'analyse. |
| WO2019138123A1 (de) * | 2018-01-15 | 2019-07-18 | Dressler Group GmbH & Co. KG | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von pulverförmigen stoffen durch zerkleinern von kunststoffkörnern |
| CN108102882A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-06-01 | 江苏阿拉丁环保科技有限公司 | 微生物细胞破壁机 |
| BR102018004973B1 (pt) * | 2018-03-13 | 2021-10-13 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Dispositivo e método para rompimento de células de microorganismos por extrusão |
| AU2019279085A1 (en) * | 2018-06-01 | 2021-01-07 | S2 Genomics, Inc. | Method and apparatus for processing tissue samples |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3190568A (en) * | 1962-10-08 | 1965-06-22 | Freedman David | Cell disintegrating apparatus |
| NL6811627A (ja) * | 1967-08-18 | 1969-02-20 | ||
| DE2102481A1 (en) * | 1971-01-20 | 1972-08-03 | Friedrich G | Combined continuous homogenizer/fractionator - for analysis of mammalian cell tissues |
| CH611533A5 (en) * | 1975-05-28 | 1979-06-15 | Inst Biokhim I Fiziol Mikroorg | Mill |
| US4225092A (en) * | 1977-11-22 | 1980-09-30 | Microprocess Ltd. | Annular grinding mill |
-
1987
- 1987-08-21 CH CH3220/87A patent/CH671236A5/de not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-06-16 EP EP88109597A patent/EP0303791A1/de not_active Withdrawn
- 1988-07-21 JP JP18044488A patent/JPH01117777A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012511318A (ja) * | 2008-12-10 | 2012-05-24 | ビオメリュー | 分析を目的とするサンプル内に存在する微生物の溶解、ならびにこの微生物の核酸の抽出および精製のための自動システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0303791A1 (de) | 1989-02-22 |
| CH671236A5 (ja) | 1989-08-15 |
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