TWI429744B - 細胞裂解均質裝置 - Google Patents

Description

細胞裂解均質裝置

本發明係與細胞裂解均質技術有關，更詳而言之，乃特指一種可以高低不同變化震盪頻率對樣品進行快速細胞裂解均質動作，且可防止樣品核酸或蛋白質變性之細胞裂解均質裝置。

如第一A圖所示，習知之細胞裂解均質動作係先將待測樣品1與複數磁珠2一同置放於一試管3內，利用一機器對試管以敲擊之方式帶動試管3內之磁珠2產生震盪研磨。而如第一B圖所示，由待測樣品1與磁珠2接觸面開始產生細胞裂解均質動作，將待測樣品1逐漸研磨、裂解成細小狀。直到整個待測樣品1被磁珠2研磨、裂解成均勻細小狀，才完成待測樣品1之細胞裂解均質動作。

而由於一般此類應用之機器係利用一馬達以一固定轉速帶動一棒材對試管3外部進行敲擊，馬達轉速、棒材敲擊頻率與磁珠2震盪頻率係成正比。當馬達轉速快時，磁珠2震盪頻率與震盪幅度大，可快速完成待測樣品1之細胞裂解均質動作，但磁珠2震盪頻率、幅度越大時，待測樣品1接受到的能量越多，導致整體溫度上升、造成待測樣品1因溫度高而產生核酸或蛋白質變性，而無法進行後續分析。反之，當馬達轉速慢時，磁珠2震盪頻率、幅度小，不易造成核酸或蛋白質變性問題，但也因此待測樣品要達到均質之時間過久。

雖然另一種習知的細胞裂解均質機器可手動對馬達作高低轉速調整，但調整前、後仍為固定轉速，且需使用者個人經驗判斷轉速切換之時間點，仍容易因使用者操作導致樣品產生核酸或蛋白質變性缺陷。

綜合上開先前技術的缺點，大致上包括習知細胞裂解均質動作係以固定轉速、頻率進行處理，易有頻率控制不當時，造成核酸或蛋白質變性或裂解均質時間過久等問題。而鑑於解決上述缺點，本案提出一種細胞裂解均質裝置的方案，該方案具有自動以非固定轉速、頻率進行細胞裂解均質動作，確保不產生核酸或蛋白質變性及處理所需時間短之優點。

本發明提供一種細胞裂解均質裝置，其包含有：至少一試管架組，其係用以置放至少一可供待測樣品及至少一研磨單元容置之試管；至少一敲擊棒；至少一轉動馬達，其係可帶動該試管架組與敲擊棒間產生相對轉動，以使敲擊棒對該等試管產生敲擊震盪；以及至少一變頻轉速控制模組，其係可控制該轉動馬達以一非固定轉速轉動，以使敲擊棒對試管產生非固定之敲擊頻率，並驅動研磨單元產生高低頻率震盪，對待測樣品進行細胞裂解均質動作。

本發明之主要目的在於：藉由變頻轉速控制模組使敲擊棒對試管產生非固定之敲擊頻率，利用研磨單元產生高低頻率震盪及震盪幅度大小變化，使研磨單元具有高研磨量可快速使待測樣品完成細胞裂解均質動作之同時，控制待測樣品所接受之能量，確保樣品溫度控制於安全值內，免除核酸或蛋白質變性之問題。

本發明之次要目的在於：該變頻轉速控制模組可依預定輸入之轉速控制程式，帶動轉動馬達產生轉速變化。方便使用者依照不同樣品特性選擇適用之轉速控制程式，確保操作結果一致，不會因操作人員之熟練度而有不同。

為便於說明本案於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於例舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

如第二圖~第三圖圖面所示，本發明係提供一種細胞裂解均質裝置，其包含有：

一殼體10，該殼體10內係為一中空之容置腔11，該容置腔11上方設有一開口12，該開口12處係以一蓋體13活動閉合。

至少一試管架組20，其於近該開口12處設有一固定架21，該固定架21內設有複數可供試管90穿入固定之穿孔211。其中，該試管架組20更包含有一可與固定架21蓋合之緩衝座22，例如，該緩衝座22與固 定架21間係以至少一螺鎖元件23活動鎖設固定者。且該緩衝座22對應該等穿孔211處設有複數彈性元件24。例如，該緩衝座22對應該等穿孔211處凹設有複數彈性槽221，該彈性槽221係可供該彈性元件24容置；且該緩衝座22於相對於固定架21之一側更設有一蓋板25，該蓋板25相對於各彈性槽221設有一開孔251，該開孔251內可軸向滑動地設有一頂抵件241，該頂抵件241係可受該彈性元件24帶動，以常態往固定架21之一側彈性推抵。

至少一敲擊棒30，其係設置於該容置腔11內。

至少一轉動馬達40，其係可帶動該試管架組20與敲擊棒30間產生相對轉動，以使敲擊棒30對該等試管90產生敲擊震盪。例如，該轉動馬達40包含一設有水平轉盤42之旋轉軸41，該敲擊棒30係固定於水平轉盤42上。以及至少一變頻轉速控制模組50，其係可控制該轉動馬達40以一非固定轉速轉動，以使敲擊棒30對試管90產生非固定之敲擊頻率。其中，該變頻轉速控制模組50可依預定輸入之轉速控制程式，帶動轉動馬達40產生轉速變化。

明瞭上述本案詳細結構後，以下係針對本案之動作原理逐一詳細說明：

如第四圖圖面所示，試管90內預先放入待測樣品91及複數研磨單元92，將試管90蓋子緊閉後分別置入於 固定架21之穿孔211內，再將緩衝座22蓋合於固定架21上方，並使各頂抵件241與試管90頂端對準，以螺鎖元件23將固定架21與緩衝座22活動鎖固成一體。俾使頂抵件241壓合於試管90上端，再由該變頻轉速控制模組50驅動轉動馬達40產生非固定轉速變化。

其中，該研磨單元92係可為複數磁珠、鐵珠、矽珠、研磨珠及一研磨劑至少其中之一。且該等複數磁珠、鐵珠、矽珠、研磨珠係可為不同直徑之組合，例如可為1mm與2mm直徑之組合。

而由於置放於固定架21處之試管90底部高度係低於敲擊棒30之頂端高度，當轉動馬達40之水平轉盤42轉動時，其上之敲擊棒30即會對試管90產生非固定頻率敲擊動作，進而驅動試管90內之研磨單元92產生高低頻率震盪。

如第五A圖所示，由於研磨單元92係連續以不同地高低頻率震盪，造成研磨單元92間跳動、震盪幅度有大有小，進而使研磨單元92迅速分布於大塊固體狀之待測樣品91間，增加研磨單元92與待測樣品91之接觸空間。而如第五B圖~第五C圖所示，如此即可使研磨單元92迅速將待測樣品91細胞裂解成均質狀態，以達到縮短處理所需時間之目的。

而該等試管90受敲擊棒30撞擊時，該頂抵件241藉由彈性元件24之作用，於開孔251內產生軸向往復 滑動，藉以使試管90得以往復振盪。並可協產生彈性緩衝效果，以達到減少殼體10振動以及振動噪音等目的。

再者，由於研磨單元92係以連續高低不同頻率變化進行震盪，待測樣品91較習知技術以高轉速進行細胞裂解均質動作時接受更少之能量傳遞，可避免溫度過高、核酸或蛋白質變性之問題。又可保留高轉速之快速達成細胞裂解均質之優點。

且本發明之變頻轉速控制模組50可依預定輸入之轉速控制程式，帶動轉動馬達40產生轉速變化。方便使用者依照不同樣品特性選擇適用之轉速控制程式，確保操作結果一致，不會因操作人員之熟練度而有不同。

如第六圖所示，其係本發明另一實施例之剖面示意圖。其中，該轉動馬達40之旋轉軸41係與該試管架組20’固定連結，而該等敲擊棒30係為固定地設置於該容置腔11內，且試管90底部高度係低於敲擊棒30之頂端高度。俾使得該轉動馬達40帶動試管架組20’旋轉時，使各試管90與敲擊棒30發生撞擊。以達到驅動試管90內之研磨單元92產生高低頻率震盪之目的。

雖然本案是以一個最佳實施例做說明，但精於此技藝者能在不脫離本案精神與範疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本案而已，非用以限制本案之範圍。舉凡不違本案精神所從事的種種修改或變化，俱屬本案申請專利範圍。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧容置腔

12‧‧‧開口

13‧‧‧蓋體

20、20’‧‧‧試管架組

21‧‧‧固定架

241‧‧‧頂抵件

25‧‧‧蓋板

251‧‧‧開孔

30‧‧‧敲擊棒

40‧‧‧轉動馬達

41‧‧‧旋轉軸

211‧‧‧穿孔

22‧‧‧緩衝座

221‧‧‧彈性槽

23‧‧‧螺鎖元件

24‧‧‧彈性元件

42‧‧‧水平轉盤

50‧‧‧變頻轉速控制模組

90‧‧‧試管

91‧‧‧待測樣品

92‧‧‧研磨單元

第一A圖係習知細胞裂解均質之動作示意圖(一)。

第一B圖係習知細胞裂解均質之動作示意圖(二)。

第一C圖係習知細胞裂解均質之動作示意圖(三)。

第二圖係本發明之立體組合示意圖。

第三圖係本發明之立體分解示意圖。

第四圖係第二圖4-4剖面線暨箭頭方向之剖面示意圖。

第五A圖係本發明進行細胞裂解均質之動作示意圖(一)。

第五B圖係本發明進行細胞裂解均質之動作示意圖(二)。

第五C圖係本發明進行細胞裂解均質之動作示意圖(三)。

第六圖係本發明另一實施例之剖面示意圖。

10‧‧‧殼體

13‧‧‧蓋體

50‧‧‧變頻轉速控制模組

Claims (10)

1. 一種細胞裂解均質裝置，其包含有：至少一試管架組，其係用以置放至少一可供待測樣品及至少一研磨單元容置之試管；至少一敲擊棒；至少一轉動馬達，其係可帶動該試管架組與敲擊棒間產生相對轉動，以使敲擊棒對該等試管產生敲擊震盪；以及至少一變頻轉速控制模組，其係可控制該轉動馬達以一非固定轉速轉動，以使敲擊棒對試管產生非固定之敲擊頻率，並驅動研磨單元產生高低頻率震盪，對待測樣品進行細胞裂解均質動作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之細胞裂解均質裝置，其中，更包含有一殼體，該殼體內係為一可供試管架組、敲擊棒與轉動馬達設置之容置腔，該容置腔上方設有一開口，且該試管架組於近開口處設有一固定架，該固定架內設有複數可供試管固定之穿孔。
3. 如申請專利範圍第2項所述之細胞裂解均質裝置，其中，該試管架組更包含有一可與固定架蓋合之緩衝座，且該緩衝座對應該等穿孔處設有複數彈性元件。
4. 如申請專利範圍第3項所述之細胞裂解均質裝置，其中，該緩衝座對應該等穿孔處凹設有複數彈性槽，該彈 性槽係可供該彈性元件容置；且該緩衝座於相對於固定架之一側更設有一蓋板，該蓋板相對於各彈性槽設有一開孔，該開孔內可軸向滑動地設有一頂抵件，該頂抵件係可受該彈性元件帶動，以常態往固定架之一側彈性推抵。
5. 如申請專利範圍第4項所述之細胞裂解均質裝置，其中，該緩衝座與固定架間係以至少一螺鎖元件活動鎖設固定者。
6. 如申請專利範圍第1項所述之細胞裂解均質裝置，其中，該轉動馬達包含一設有水平轉盤之旋轉軸，該敲擊棒係固定於水平轉盤上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之細胞裂解均質裝置，其中，該轉動馬達包含一旋轉軸，該旋轉軸係與該試管架組固定連結，俾使得該轉動馬達可帶動試管架組旋轉。
8. 如申請專利範圍第1項所述之細胞裂解均質裝置，其中，該變頻轉速控制模組可依預定輸入之轉速控制程式，帶動轉動馬達產生轉速變化。
9. 如申請專利範圍第1項所述之細胞裂解均質裝置，其中，該研磨單元係可為複數磁珠、鐵珠、矽珠、研磨珠及一研磨劑至少其中之一。
10. 如申請專利範圍第9項所述之細胞裂解均質裝置，其中，複數磁珠、鐵珠、矽珠、研磨珠係為不同直徑之組 合。