JPH023799Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は超音波による細胞の破砕装置に係わ
り、更に詳しくは細胞を収容した小さな密閉容器
自体を超音波作用により共振せしめ、金属棒を要
することなく内容物の細胞を破砕可能とするよう
に回転ホルダーに保持せしめた細胞の超音波破砕
装置に関する。

［従来技術］ 近時、医学や農芸化学等の面では、バイオテク
ノロジー、臨床検査時の尿、血清検査、その他
に、細胞内の生化学的解析等が要になつており、
その為に、細胞の細胞膜の機械的破砕が要望され
ている。

この為に細胞等の超音波により破砕装置が用い
られているが以前に於いては、ビーカー又は試験
管等の密閉性ではない容器内に、被破砕物を収容
して、その容器内にホーン又はチツプを浸漬し、
その状態で高周波発振器の出力により振動子を励
振し、ホーンを介して容器中の細胞に超音波振動
を加え、キヤビテーシヨン現象等を生ぜしめて細
胞等の細胞膜を破砕する装置が用いられている。

上記装置に於いては、破砕すべき細胞等の含有
液の同一のものを大量に破砕できる特徴を有して
いる反面、次の不具合点を有している。即ち、
細胞を数種類同時に破砕できない。容器が開口
しているので、エアゾールが容器より飛散するお
それがあり、ウイルス、細胞等を扱う検査者、研
究者にとつては極めて危険であり、又、外部より
の細菌類によつて細胞が汚染される可能性もあ
り、更には水分の漏出やPHの変化が生じる場合
があつた。

そこで本出願人は、第６図、第７図に示すよう
に振動子を駆動する為の発振器と超音波を発生す
る振動子と液を満した槽より成る超音波発生装置
であつて、複数の密閉容器内には金属棒１′が挿
着され、それら密閉容器の複数を所定間隔を置い
て円状に位置させ、これら複数の密閉容器をモー
ターのトルクを用いて回転させつつ、超音波作用
により上記金属棒１′を共振させて各密閉容器の
細胞を小器官に分別して破砕するようにした細胞
の超音波破砕装置を先に開発した。

これによると、比較的微量の細胞を一度に数種
類破砕でき、且つモーターにより回転させている
ので均一に破砕させることができる。更に、容器
が密閉されているのでエアゾールが飛散すること
がなく、且つ水分が漏れることがないと共に、
PH変化を生じることがなく、更には温度や時間
によつて起きる変化を少くすることができる。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記従来技術によれば、密閉式容器を用いるこ
とによりエアゾールが飛散することなく同時に数
種類の被破砕物を破砕できる等の上述した良い面
を有するも、次の点に於て幾つかの解決すべき点
を有している。

即ちより微量の被破砕物例えば50μl〜250μl
の範囲等の極微量処理に於いては、容器内に共振
子である金属棒が挿着されているので、金属棒が
入る分だけ容器のスペースが大きくなり細胞が極
微量であると金属棒の振動に触れることが少くな
るので極微量の破砕処理に不向である。又容器
内に金属棒が挿着されているので以の工程の遠心
分離機により操作がしずらい面がある。

本考案は上述の点に鑑み成されたものであり、
その目的とする所は、密閉容器内に共振子であ
る金属棒を挿入することなく、密閉容器内の細胞
が破砕されるように、その密閉容器自体の複数を
超音波作用により共振可能とする細胞の超音波破
砕装置を提供するにある。

以後の工程に於いて遠心分離操作をする場
合、その操作がし易い細胞の超音波破砕装置を提
供するにある。

特に極微量の被破砕物を効果的に破砕するこ
とができ、且つ複数の密閉容器内の細胞を均一に
破砕することができる細胞の超音波破砕装置を提
供するにある。

［問題点を解決する為の手段］ 上記目的を達成する為に本考案は次の技術的手
段を有する。即ち実施例に用いた添付図面の符号
を用いて説明すると、本考案は振動子を駆動する
為の発振器１と、超音波を発生する振動子２と、
液Ｗを満した槽４より成る超音波発生装置であつ
て、上記槽４の中に、各々破砕すべき細胞液が収
容された複数の密閉容器１２を所定間隔を置いて
円状に位置させ、これら複数の密閉容器１２をモ
ーター１３のトルクにより回転させつつ、超音波
作用により各密閉容器１２内の細胞を小器官に分
別して破砕するようにした細胞の超音波板砕装置
に於いて； 上記各密閉容器１２は、その下方部分が先端に
行くに従い細くなるテーパ状に形成されたの密閉
容器本体１２ｃとそれの蓋１２ａのみより成ると
共に、ポリメチルペンテン樹脂等の硬度が高く軽
比重の樹脂より成り、他方上記密閉容器１２各々
を円形状に配列して挿着できる挿着孔１１ｂが形
成されたセツト円板１１と、このセツト円板１１
に冠着できる蓋１０より成る密閉容器の回転ホル
ダー９を有し、上記セツト円板１１に上記密閉容
器１２を挿着後、蓋１０を冠着した時に、上記
各々の密閉容器１２が挿着孔１１ｂに保持される
も、上記蓋１０の裏面１０ａと密閉容器１２の蓋
１２ａの天面１２ｂとの間には、密閉容器１２内
の細胞が破砕されるように該密閉容器を超音波作
用により共振可能とするクリアランスＳを有して
いることを特徴とする細胞の超音波破砕装置であ
る。

［作用］ このような構成なので、本考案を用いるには、
先ず各密閉容器本体１２ｃ内に、目的とする細胞
液を極微量投入する。次いで、蓋１２ａをして密
閉する。この後、これらの複数の密閉容器１２を
回転ホルダー９を構成するセツト円板１１の挿着
孔１１ｂにセツトする。而る後に、上記セツト円
板１１に蓋１０を冠着し、セツト円板と蓋を固定
する。これにより、小密閉容器の複数を円形配列
的に位置決めができる。

しかし、各密閉容器の蓋１２ａの天面１２ｂ
と、回転ホルダー９の蓋１０の間には予かじめ定
めたクリアランスＳが存する。

この時、上記各密閉容器１２は、槽４の液Ｗ中
に浸漬する。即ち液Ｗのレベルは、各密閉容器本
体内の極微量の細胞液のレベルより、上方とな
る。

ここで、振動子２の振動により超音波を液中に
伝播させると、従来のように金属棒を要すること
なく、大要次の２つの作用により細胞が破砕され
ると考えられる。

その１つは、超音波作用を各密閉容器１２に与
えると、各密閉容器が各密閉容器１２のもつてい
る固有振動数で共振する。この共振は、これら密
閉容器１２が回転ホルダー９に保持されている
も、固着的に保持されず、共振できるクリアラン
スＳを存して保持されていることにより可能とさ
れる。それ故に、この各密閉容器１２の共振によ
り、細胞液中に二次的な振動が伝播され、細胞液
中にキヤビテーシヨンが生じ、このキヤビテーシ
ヨン作用によつて中の細胞が破砕、即ち小器官に
分別されるものと考えられる。

その２は、上記各密閉容器１２の共振により、
各密閉容器１２内の細胞が激しく容器の内壁に衝
突せしめられる。この繰り返しの衝撃力によつて
細胞が小器官に分別されるものと考えられる。

上記に於いて、これら各密閉容器１２を共振可
能に保持する回転ホルダー９は所定の速度で回転
している。即ち各密閉容器が回転している。故
に、槽中の振動子２からの超音波作用が不均一で
あつても、複数の密閉容器１２の各々に与えられ
る超音波作用は一定時間の間に平均化され、細胞
の破砕も均一化する。

更に上記に於いて、上記各密閉容器１２の形状
は、その下方が先端に行くに従つて細くなるテー
パ状に形成され、この細い部分に共振時の振動エ
ネルギーが集中され、而もこの集中する部分に破
砕すべき細胞液が投入されているので、上記の破
砕作用が確実に実施されるものと思われる。且
つ、本出願人の実験によれば、この密閉容器をポ
リメチルペンテン樹脂のような高硬度であつて、
且つ比重が極めて小さい樹脂によつて製すること
が、上記の破砕を実現させる条件であることが判
つた。

このように金属棒を要することなく破砕でき、
それ故に密閉容器自体は小であつて、先端がテー
パ状になつているので極微量の細胞液の破砕に好
適であり、且つ金属棒がないので、より次工程に
於ける破砕された小器官の遠心分離がし易い。

［実施例］ 次に添付図面に従い本考案の実施例を詳述す
る。

図中１は高周波発振器、２は上記高周波発振器
１により駆動される励振コイル３が挿着されたフ
エライト磁歪振動子等の振動子、４は液Ｗを満し
た槽であり、以上はケース５の中に収容された従
来周知の超音波発生装置である。本考案は次のよ
うなものに於いて、次の点に特徴を有するもので
ある。

即ち６は上記槽４の上部に形成された蓋であ
り、この蓋６の中央に孔が形成されている。

上記槽６上にはモーター１３が配設され、中間
にギア１４を介してギア板７が回動自在に配設さ
れている。そしてこのギア板７の中央にはホルダ
ー棒８が垂設されている。即ち長さ調節用のネジ
部８ａでギア板７に対して螺着している。

このホルダー棒８の下方には、回転ホルダー９
が取着されている。即ちこの回転ホルダー９は、
蓋１０と、上記ギア板７よりやや小径のセツト円
板１１より成つている。この内セツト円板１１は
本体１１ａと円形的配列で形成された複数の密閉
容器１２を挿着する為の挿着孔１１ｂより成つて
いる。又１０は上記ホルダー棒８の下方に形成さ
れた雄ネジ８ｂの上部側に取着固定され、この下
方の雄ネジ８ｂは上記蓋１０より下方へ突設して
いる。そして、この雄ネジ８ｂがセツト円板１１
の雌ネジ１５に螺着されるものである。螺着され
た時、セツト円板１１上に蓋１０が密接せしめら
れるも、この時上記セツト円板１１の挿着孔１１
ｂに各々挿着された複数の密閉容器１２内に収容
されている細胞液が破砕できる程度に上記複数の
密閉容器１２を超音波振動により共振できるよう
に上記複数の密閉容器１２の蓋１２ａの天面１２
ｂと上記回転ホルダー９の蓋１０の裏面１０ａの
間に望ましいクリアランスＳが予かじめ設けられ
ている。続いて上記複数の密閉容器１２を更に詳
しく説明すると、この密閉容器１２は本体１２ｃ
と蓋１２ａのみより成り、この本体は、その下方
が先端に行くに従い細くなるテーパー状に形成さ
れている。符号θはテーパーの角度を示してい
る。

より具体的に１つの例を上げると、全長は略40
mmであり、広い部分の直径は略11mmであり、テー
パー部の長さは下から略19mmであり、且つ硬度が
高く軽比重のポリメチルペンテン樹脂によつて加
工されている。このように従来に比べかなり小さ
くなつている。

次に上記複数の密閉容器１２を上記回転ホルダ
ー９のセツト円板１１の挿着孔１１ｂに挿着して
この回転ホルダー９を槽４にセツトした時に、こ
の槽４の液Ｗのレベルは上記各密閉容器１２内の
細胞液のレベルの上方となるものである。

而して上記に於けるポリメチルペンテン
（TPX樹脂）の物理的、機械的特性の内、本考案
に関連する値を示すと、比重は0.83であり、ロツ
クウエル硬度R67〜74の範囲である。

次に本実施例の使用例について説明すると、先
ず複数の密閉容器１２の各々の蓋１２ａを着脱
し、各密閉容器内に細胞液を投入して上記各々の
密閉容器１２を密閉する。

次に回転ホルダー９の中のセツト円板１１の蓋
１０を着脱し、上記セツト円板１１に形成された
複数の円形状に配置された挿着孔１１ｂに上記複
数の密閉容器１２各々を挿着する。

次に上記セツト円板１１と蓋１０を合わせ、上
記ホルダー棒８の下部の雄ネジ８ｂと上記セツト
円板１１の中央に形成された雌ネジ１５を螺着し
て固定する。この時、上記複数の密閉容器１２の
蓋１２ａの天面１２ｂと上記セツト円板１１に冠
着している蓋１０の裏面１０ａには予かじめ定め
られたクリアランスＳが設けられているので共振
可能間隙を存して挿着される。

次いで上記複数の密閉容器１２がセツトされた
回転ホルダー９を超音波発生装置の槽４の液Ｗ中
に浸漬する。この時上記槽４の液Ｗのレベルは各
密閉容器１２本体内の極微量の細胞液のレベルよ
り上方に成るようにセツトされる。

そして振動子２の振動により超音波を液Ｗ中に
伝播させると従来のように金属棒を要することな
く各密閉容器１２自体が共振することにより各密
閉容器１２内の細胞を破砕することができる。更
に詳しく言えば、その１つは上記複数の密閉容器
１２自体が、その固有の振動数により共振する。
それ故に各密閉容器１２内の細胞が内壁にはげし
く衝突することにより、上記細胞が小器官に分別
されて破砕されるものと考えられる。

更に大きな理由は、この時上記したように各密
閉容器１２の蓋１２ａの天面１２ｂと、セツト円
板１１の蓋１０の裏面１０ａの間に形成されたク
リアランスＳが予かじめ設けられているので、各
密閉容器１２自体が共振することは上述した通り
であるが、この共振により細胞液中にキヤビテー
シヨンが生じ破砕されると考えられる。この場
合、密閉容器がテーパ状であつて、このキヤビテ
ーシヨンをより発輝し易く、又高硬度、軽比重な
ので、この破砕が効果的に実施される。

そして上記回転ホルダー９をモーターＢにより
ある一定の速度で回転せしめているので上記振動
子２の振動による超音波が不均一であつても回転
せしめることにより均一に上記各密閉容器１２内
の細胞を破砕させることができる。

又、次工程である遠心分離操作をする場合に、
上記密閉容器１２内に金属棒が挿着されていない
ので上記操作がし易い。

［考案の効果］ 以上詳述した如く本考案を用いると、 密閉容器１２内に共振子である金属棒を挿入
することなく、密閉容器１２内の細胞が破砕さ
れるように、その密閉容器の複数を超音波作用
により共振可能とした細胞の超音波破砕装置を
提供できる。

極微量の細胞に対しても好適に破砕すること
ができ、且つ複数の密閉容器内の細胞を均一に
破砕することができる細胞の超音波破砕装置を
提供することができる。

以後の工程に於いて遠心分離操作をする場
合、その操作がし易くできる細胞の超音波破砕
装置を提供できる等の種々の利点を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案の実施例を示し、第１図は全
体の縦断側面図、第２図は上面図、第３図は密閉
容器をセツトした所の部分拡大図、第４図はホル
ダー棒をセツト円板にセツトする時の斜視図、第
５図は密閉容器自体の縦断側面図、第６図は従来
技術に於ける密閉容器を示す縦断側面図、第７図
は従来技術に於ける密閉容器をセツトした所の縦
断側面図をそれぞれ示している。 尚、図中１……発振器、２……振動子、４……
槽、６……蓋、７……ギア板、９……回転ホルダ
ー、１０……蓋、１０ａ……蓋の裏面、１１……
セツト円板、１１ｂ……挿着孔、１２……密閉容
器、１２ｂ……密閉容器の蓋の天面、Ｓ……クリ
アランスをそれぞれ示している。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 振動子を駆動する為の発振器１と、超音波を発
   生する振動子２と、液Ｗを満した槽４より成る超
   音波発生装置であつて、上記槽４の中に、各々破
   砕すべき細胞液が収容された複数の密閉容器１２
   を所定間隔を置いて円状に位置させ、これら複数
   の密閉容器１２をモーター１３のトルクにより回
   転させつつ、超音波作用により各密閉容器１２内
   の細胞を小器官に分別して破砕するようにした細
   胞の超音波破砕装置に於いて； 上記各密閉容器１２は、その下部部分が先端に
   行くに従い細くなるテーパ上に形成された密閉容
   器本体１２ｃとそれの蓋１２ａのみより成ると共
   に、ポリメチルペンテン樹脂等の硬度が高く軽比
   重の樹脂より成り、他方上記密閉容器１２各々を
   円形状に配列して挿着できる挿着孔１１ｂが形成
   されたセツト円板１１と、このセツト円板１１に
   冠着できる蓋１０より成る密閉容器の回転ホルダ
   ー９を有し、上記セツト円板１１に上記密閉容器
   １２を挿着後、蓋１０を冠着した時に、上記各々
   の密閉容器１２が挿着孔１１ｂに保持されるも、
   上記蓋１０の裏面１０ａと密閉容器１２の蓋１２
   ａの天面１２ｂとの間には、密閉容器１２内の細
   胞が破砕されるように該密閉容器を超音波作用に
   より共振可能とするクリアランスＳを有している
   ことを特徴とする細胞の超音波破砕装置。