JPH04183381A - プラスミド分離装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、プラスミド分離装置に関する。

【従来の技術】

遺伝子操作技術の一つとして、遺伝子組み替え操作によ
り目的とする遺伝子をプラスミドにつなぎ合わせ、それ
を大腸菌などの微生物に入れ、この大腸菌を培養するこ
とで目的とする遺伝子を大量に生産する手法はよく知ら
れている。このようにして大量生産された大腸菌からは
、プラスミドだけか取り出されることになる。このプラ
スミド分離処理の大体の過程を以下に説明する。 試料容器に入れた大＠ｍ培地液を遠心分離装置により上
澄液と沈澱物とに分離する。上澄液をテカンテーンヨン
により廃棄し、容器内に閑のみを残す。続いて溶菌およ
び除タンパク処理のための試薬を容器内に注入し、撹拌
し、この過程を各試薬を注入する毎に繰り返す。十分に
撹拌した後、再び遠心分離を行い、テカンテーンヨンに
よす上澄液を採取する。目的のプラスミドはこの上澄液
に含まれている。この上澄液にさらに試薬を注入し、撹
拌および遠心分離を行ってプラスミドを沈澱させる。十
分にプラスミドが沈澱したらその上澄液をテカンテーン
ヨンにより廃棄する。続いて、プラスミドの洗浄を行う
ための試薬を注入し、十分に撹拌および遠心分離を行い
、デカンテーションにより上澄液を廃棄する。そのまま
１時間程度放置した後、プラスミドを溶出させる試薬を
注入して撹拌を行う。 以上のような一連の過程を経てプラスミドの単離が行わ
れる。この操作を自動化するために、種々の装置を糺み
合わせることになるか、特に各種の操作を行うために試
料容器を各操作セラフ３２間で移動させるための装置か
必要である。また、当然のことながら各種操作のための
各種装置も必要である。その結果、とうしても装置か大
型化する傾向かあり、小型のプラスミド分離装置の実現
か望まれている。

【発明が解決しようとする課題】

本発明は上述のごとき従来技術の課題に鑑み、これを有
効に解決すべく創案されたものである。 したかって本発明の目的は、主としてプラスミドの単離
精製プロセスを自動的に行う装置であって、各種処理を
行う装置の共有化を最大限に進め、且つこれらを極めて
有効に配置することによって、十分に小型化が達成され
たプラスミド分離装置を提供することにある。 尚この装置は、上記分離処理の過程を若干変更すること
によって、プラスミドの分離に限らず、ニスミドＤＮＡ
等の分離処理にも適用できる。

【課題を解決するための手段】

本発明に係るプラスミド分離装置は、上述のごとき従来
の技術的課題を解決し、その目的を達成するために以下
のような構成を備えている。 即ち、吊支軸を有する試料容器を吊支状態で垂直平面内
でのみ搬送可能な搬送手段と、上記搬送手段の可動域内
に一直線上に配設された第１および第２の試料容器設置
台と、上記搬送手段により水平移送される上記試料容器
の下端部に当接し、該搬送手段との協働により該試料容
器を傾斜させてその口を下方に向けさせるデカンテーシ
ョン手段と、上記デカンテーション手段に近接して設け
られ、該デカンチーシコン手段により口を下方に向けら
れた試料容器から流出する液を受け取る別の採取用試料
容器を設置する採取用試料容器設置部と、上記搬送手段
により水平移送される上記試料容器の下端部に当接し、
該搬送手段との協働により該試料容器を傾斜させてその
口を下方に向けさせると共に該試料容器から流出する液
を受け取る廃液トレイと、上記各試料容器設置台間の下
方に配設されて上記搬送手段により上記試料容器の出し
入れが行え、所望の周期で間欠回転運転可能な遠心骨＠
機と、上記遠心分離機にセットされた上記試料容器に試
薬を供給するノズルと、試薬容器から試薬を抽出し、該
試薬を上記ノズルに送出する／リンジとを備えている。

【作用及び発明の効果】

本発明に係るプラスミド分離装置では、試料容器を搬送
する搬送手段の可動範囲は垂直平面内であり、２次元化
されている。即ち、試料容器の搬送空間は３次元空間で
はなく２次元空間に抑えられており、装置が容器の搬送
空間を確保するために大型化するのを抑制している。ま
た、デカンテーションを行うための構成は、試料容器を
吊支状態で搬送することと、容器の下端部の移動を規制
するだけ÷容器の傾斜動作を実現しているので、構成自
体か極めてノンプルであり、他の構成と共ニー直線上に
配置するのを容易にして省スペース化を有効に達成して
いる。さらに、遠心分離機に関しては、試料容器の出し
入れ口だけを他の構成と共に一直線上に配置することで
、試料容器の搬送空間の２次元化を可能にしている。そ
して、遠心分離機にセットされたままで上記試料容器の
出し入れ口とは別の位置で試薬を注入できるように構成
するこて、試薬注入のためのポジションを容器の搬送空
間から除外することに成功しており、総ての処理のため
のポジションを無理に一直線上に配置することからくる
装置の長尺化を防止している。遠心分離機に撹拌作用を
持たせることによって、撹拌機の設置も省略している。 このように、本発明のプラスミド分離装置では、試料容
器の搬送空間を平面とすることによって装置の小型化を
達成しており、また、デカンチーシコン機構が搬送手段
の機構の簡略化を達成し、延いてはその平面化を可能に
している。さらに遠心分離機と撹拌機との併用も装置の
小型化に寄与している。

【実施例】

以下に本発明の好適な一実施例について、第１図ないし
第７図を参照して説明する。 本発明の一実施例に係るプラスミド分離装置は、第１図
の斜視図に示すように構成されている。また、本装置に
用いられる試料容器は、第２図の斜視図に示すような５
本のチューブ状容器ｌか一体的に連結された多連遠心管
（以下、単に遠心管と称す）２である。この遠心管２の
両端には、後述のロボットハンド３によって支持される
場合に支承部となるビン部４が突出形成されている。こ
の遠心管２は試料の数に応じて多数用いられ、試料のま
だ入っていない試料容器と、被処理液である大腸菌培地
の入った試料容器および既に分離処理の済んだ試料容器
とを別々にして配列しておくためのスペースとして、第
１遠心管台５と第２遠心管台６とが、本装置の上面の奥
側約半分のスペースを占めて装置の長手方向に沿って設
けられている。第１図においては、右半分に示された第
１遠心管台５が、試料のまだ入っていない遠心管２をス
ト、りするのに用いられている。従って第２遠心管台６
は、被処理液の入った遠心管２と処理済み遠心管２とを
ストックするのに用いられている。 第１遠心管台５と第２遠心管台６との間には、各構成に
関する詳細は後述するとして種々の構成が設けられてお
り、第１遠心管台５側からデカンテーションステージ７
、デカンチー／ジン用バー８、遠心分離機（後述）に対
して遠心管２を出し入れするための開口９、廃液トレイ
１０が順に配置されている。 これら遠心管台５．６及び上述の各構成のさらに後方に
は、個々の遠心管２の移動やデカンテーションに供され
るロボットハンド３をもった搬送装置１１が取り付けら
れている。この搬送装置１１は、第１遠心管台５の一方
の端から第２遠心管台６の反対側の端までロボットハン
ド３が水平移動できるように、その間に架は渡されたレ
ール１２と送り駆動モータ（図示せず）を有している。 ロボットハンド３はレール１２上の任意の位置で停止し
て昇降移動できる。ロボットハンド３の下端部は、真っ
すく下方へ大略平行に延びた２本の開閉グリップフィン
ガ部１３が設けられており、遠心管２の両端のビン部４
を回動自在に支承する穴１４か形成されている。 本装置の上面の手前側約半分のスペースには、図の左側
に配置された操作用制御部１５と、遠心分離機にセット
されている遠心管に対して各種試薬を注入するためのノ
ズル部１６と、廃液ピット１７等か設けられており、上
記第１遠心管台５と第２遠心管台６との間の開口９が前
方にまで延長されて、その間口９からノズル部１６によ
る遠心管への試薬注入がてきるように構成されている。 また、遠心管台５，６と遠心分離機の上端との間には、
遠心分離機が遠心分離作用中および撹拌作用中には開口
９を閉塞させる開閉扉４０（第５図）が設けられ′Ｃい
る。制御部１５の前面部には表示部１８、操作キー１９
が配置されている。また、本装置の前面部には、６本の
試薬容器２０が保持状態にセットできる試薬容器セクシ
ョン２１が設けられており、その隣には、試薬容器２０
から試、薬を所定量抽出してノズル部１６へ送出する計
量シリンジセクション２２が設けられている。 計量／リン／セク／ヨン２２は、第３図に示すように、
計量／リン／２３、三方電磁弁２４、ステッピングモー
タ２５、駆動螺子２６、駆動アーム２７から構成されて
いる。三方電磁弁２４は、試薬容器２０とシリンジ２３
とノズル部１６とを結ぶ配管２８の分岐部に設けられて
いる。ソリノン２３はそのピストン部２９か駆動アーム
２７の一端に連結されており、駆動アーム２７の上下動
により駆動される。駆動アーム２７の他端は駆動螺子２
６に螺合しており、駆動螺子２６はステ。 ピングモータ２５の出力軸に連結されている。従って、
ステッピングモータ２５か所定の回数たけ回転すると駆
動螺子２６も同様に回転し、その回転量に応じたストロ
ークで駆動アーム２７およびノリンジ２３のピストン部
２９か上下動を行う。三方電磁弁２４はピストン部２９
が下降するとき試薬容器２０とンリンン２３との間を開
き、ピストン部２９か上昇するとき／リシン２３とノズ
ル部１６との間を開くように制御される。 ノズル占：１６には、先端に各種試薬のノズルを有して
水平面内で旋回可能な／ズルノ＜−３０と、このノズル
部・−３０の旋回運動を駆動する旋回駆動部３１と、ノ
ズル部＼−３０の昇降運動を駆動する昇降駆動部３２と
からなっている。第１図中３３は、試薬の配管用に設け
られた穴である。ノズルバー３０（ネ、第４図に示すよ
うに、その旋回運動によって、多連遠心管２の各チュー
ブ１内に所望のノズル３４から試薬を供給できるように
、十分な長さの旋回半径をもっている。多連遠心管２は
直線上に各チューブ１か配列されているので、ノズルバ
ー３０の旋回半径か小さ過きると、例えば中央のチュー
ブには試薬を供給できるか、両端のチューブ１には供給
できないといった不具合が生しる。 装置本体の内部大略中央には、第５図に示すように、遠
心分離機３５が設置されている。この遠心分離機３５は
、第６図に示すように、回転体として円盤状のロータ３
６を備えており、中心角９０゜毎の位置の周縁部か放射
状に切り込まれている。 その切り込まれた部分には、遠心管２を収容する苗挟の
バケット３７か揺動自在に軸支されている。 上述の間口９は、中心角か１８０°となる一直線上に配
ＩＮされた１ス・ｊのバケット３７の上に形成され、一
方のバケットの停止位置の真上には口中。 トハント３か位置できる。また、他方のハケ、トの真上
には、ノズルバー３０先端の各ノズル３４が位置できる
。バケット３７は、ロータ３６か回転するとその下端部
か遠心力によって径方向外方へ自由に振り出される。ロ
ータ３６を急停止さゼると、バケット３７は径方向内方
にまで振り戻されて振り子運動が行える。この遠心分離
機３５は、遠心分難作用か行えることは当然のことなか
ら、ロータ３６の回転を間欠的に行わせることによりバ
ケット３７と共に遠心管２を振り子運動させ、その振り
子運動の周期とロータ３６の間欠運転の周期とを同期さ
せることにより、ロータ３６の回転方向に作用する慣性
力と、その作用方向に大略直角な方向の振り子運動とを
組み合わせ、遠心管２内の試料にプラスミドを損壊しな
いような滑らかな旋回流を生じさせて撹拌作用を行わせ
ることもてきる。尚、撹拌作用に際して、試料に損壊の
恐れか低（、少々強く撹拌しても差し支えない場合には
、ロータ３６の回転を小刻みに反転させても良い。また
、池の振動手段をロータ３６に肖接させてロータ３６に
振動を与えることも可能である。このように、試料に必
要な試薬か注入された遠心管２に２４して、撹拌作用に
よって十分に試薬と試料とを混合させ、その後、遠心分
離作用によって沈澱物と上澄み液とに分離するといった
一連の操作をこの遠心分離機１台で行える。その間に遠
心管２の移動を行う必要はなくなる。 デカンチー／ジンは、遠心分離後の遠心管内の上澄み液
を廃液トレイ１０に捨てる場合と、新たに空の遠心管２
に採取する場合とに行われ、いずれの場合も沈澱物が上
澄み液に混じらないように微速度かつ渭らかな連続動作
で遠心管２を傾けなければならない。上澄み液を捨てる
場合には廃液トレイ１０が用いられ、採取する場合には
デカンチー／ヨンハ−８とデカンチー７ヨンステー／７
とか用いられる。第７図に、上澄み液を捨てる場合を例
にしてデカンテーションの際の遠心管２の傾斜動作を示
す。遠心分離機３５から取り出された遠心管２は、その
下端部か廃液トレイｌＯの上端部よりも低く、且つその
ピン部４が廃液トレイ１０の上端部よりも高くなる高さ
位置で、その真横位置にロボットハンド３によって保持
される。 その状態からロボットハンド３は廃液トレイＩＱの方向
へ水平移動する。そのとき、遠心管２の下端部が廃液ト
レイｌＯの側面に当接し、更にロボ。 トハンド３が移動すると遠心管２はその口を上にしたま
ま傾斜し始める。遠心管２の口が廃液トレイ１０の開口
の大略中央真上に達したあたりでロボＺ）ハンド３は水
平移動を停止し、今度は下降し始める。遠心管２は、そ
の下端部と廃液トレイ１０の側面上端部との接触点を中
心に回動はじめ、その口が下向きに傾く。ロボットハン
ド３はそこまで下降する。遠心管２内の上澄み液が流出
するとロボットハンド３がそれまでの動作の逆動作を行
ってデカンテーションを終える。尚、図示していないか
、上澄み液を採取する場合にはデカンチー／ｇンステー
ジ７に空の新しい遠心管２かセ。 トされ、上澄み液の入った遠心管はデカンチー／コンバ
ー８との接触により傾斜時の回動中心を得ることになる
。 以上のように構成された本実施例のプラスミド分離装置
によれば、被処理液の入った試料容器の遠心管２は、第
２ａ心管台６からロボットハンド３による平面内移動で
遠心分離機３５へ移送され、そのままのセット状態で遠
心分離機３５のロータ３６を９０°ずつ回転させて試薬
注入位置に来る。 その位置で所定量の試薬か遠心管２に注入された後、遠
心分離機３５は撹拌作用の運転モードで運転される。十
分に試料と試薬とが混合した後に運転モードが遠心分離
運転に切り替えられる。このようにして撹拌作用と遠心
分離作用との二つの作用による処理を一つのユニット内
で済ませる。遠心分離後の遠心管２内の試料は上澄み液
と沈澱物とに分離されている。この上澄み液を廃液トレ
イＩＯに捨てたり、新しい遠心管２に採取したりする作
用は上述のデカンテーションにより行われる。 このデカンテーションも遠心管２の平面内移動により行
われる。注入される試薬の種類数に応じて試薬注入、撹
拌、遠心分離および千゛カンテーンヨンの一連の操作・
処理か繰り返された後にプラスミドは単離精製され、最
終的に第２遠心管台６に回収される。これらの操作は終
始一貫して自動制御の下に行われる。このように、遠心
管２の搬送及びデカンテーションの総ての必要な動作は
、ロボットハンド３の水平移動と昇降運動との組み合わ
せによる２次元の平面運動で賄え、動作部、固定部共に
極めて効率よくスペースを利用するように構成されてい
るので、装置の小型化が達成されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例のプラスミド分離装置の
概略構成を示す斜視図、第２図は第１図の装置に用いら
れる試料容器の〜例を示す斜視図、第３図は第１図の装
置の試薬供給機構の概略構成を示す略図、第４図は第１
図の装置のノズル部の詳細を示す拡大平面図、第５図は
第１図の装置の内部構造を示す図、第６図は第１図の装
置の遠心分離機のロータを示す斜視図、第７図は第１図
の装置によるデカンテーションの状態を説明する図であ
る。 ２・試料容器としての遠心管、３・・搬送手段の一部と
してのロボットハンド、４　吊支軸としてのビン部、５
・・・第１試料容器設置台としての第１遠心管台、６・
第２試料容器設置台としての第２遠心管台、７・・・試
料容器設置部としてのテカンテーンヨンステーン、８　
デカンテーション手段としてのデカンテーションバー、
ＩＯ・・・［ｌｔ−レイ、１１　搬送手段としての搬送
装置、２ｏ・・試薬容Ｌ２３・・シリンジ、３４・　ノ
ズル、３５・・・遠心分離機 特許出願人　　　　倉敷紡績株式会社 代理人　弁理士　　　　青白　葆　（外１名）第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、吊支軸（４）を有する試料容器（２）を吊支状
   態で垂直平面内でのみ搬送可能な搬送手段（１１）と、
   上記搬送手段（１１）の可動域内に一直線上に配設され
   た第１および第２の試料容器設置台（５、６）と、上記
   搬送手段（１１）により水平移送される上記試料容器（
   ２）の下端部に当接し、該搬送手段（１１）との協働に
   より該試料容器（２）を傾斜させてその口を下方に向け
   させるデカンテーション手段（８）と、上記デカンテー
   ション手段（８）に近接して設けられ、該デカンテーシ
   ョン手段（８）により口を下方に向けられた試料容器（
   ２）から流出する液を受け取る別の採取用試料容器（２
   ）を設置する採取用試料容器設置部（７）と、 上記搬送手段（１１）により水平移送される上記試料容
   器（２）の下端部に当接し、該搬送手段（１１）との協
   働により該試料容器（２）を傾斜させてその口を下方に
   向けさせると共に該試料容器（２）から流出する液を受
   け取る廃液トレイ（１０）と、上記各試料容器設置台（
   ５、６）間の下方に配設されて上記搬送手段（１１）に
   より上記試料容器（２）の出し入れが行え、所望の周期
   で間欠回転運転可能な遠心分離機（３５）と、 上記遠心分離機（３５）にセットされた上記試料容器（
   ２）に試薬を供給するノズル（３４）と、試薬容器（２
   ０）から試薬を抽出し、該試薬を上記ノズル（３４）に
   送出するシリンジ（２３）とを備えたことを特徴とする
   プラスミド分離装置。