(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈降平衡法を用いた分析が可能な分析用遠心機において、遠心操作中の適切な時間に分析のためのデータの取得を開始する装置であって、分析用遠心機とのデータ及び指示信号の通信手段と、遠心操作中の試料分子の濃度分布を一定時間毎に測定する手段と、前回の測定結果と比較する手段を有し、この比較結果より前記試料分子が沈降平衡状態に到達していることを判断する手段と、分析のためのデータの取得開始時期を決定する手段とを備えたデータ取得制御装置を有することを特徴とする分析用遠心機
【請求項２】
沈降平衡法を用いた分析が可能な分析用遠心機において、遠心操作中の適切な時間に分析のためのデータの取得を開始する方法であって、遠心操作中の試料分子の濃度分布を一定時間毎に測定する工程、前回の測定結果と比較する工程を有し、この比較結果より前記試料分子が沈降平衡状態に到達していることを判断する工程、分析のためのデータの取得開始時期を決定する工程を含むことを特徴とする分析用遠心機のデータ取得制御方法。
【請求項３】
沈降平衡法を用いた分析が可能な分析用遠心機において、遠心操作中の適切な時間に分析のためのデータの取得を開始するためのデータ取得プログラムを記録した記録媒体であって、該データ取得プログラムはコンピュータ等の計算装置に遠心操作中の試料分子の濃度分布を一定時間毎に測定させ、前回の測定結果と比較させ、この比較結果より前記試料分子が沈降平衡状態に到達していることを判断させ、分析のためのデータの取得開始時期を決定させることを特徴とする分析用遠心機のデータ取得制御プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈降平衡法を用いた分子の解析を行うためのデータを取得するデータ取得制御装置を有する分析用遠心機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
沈降平衡法を用いた試料分子の分析は一般に以下の通り行われる。まず目的とする試料粒子を試料室であるセル内に封入し、回転体であるロータにセルを設置し、遠心分離機を用いて回転させる。試料分子はロータの回転によって生ずる遠心力により沈降するが、これと同時に分子の拡散力によって懸濁液中に拡散しようとする。その結果、ロータの回転数が適当な場合には、試料分子は完全には沈降せず、セル中に徐々に密度の勾配が生じる。回転数が一定である、即ち遠心中にロータの回転数を変化させない場合、一般に遠心時間が増加するに従い密度の勾配は大きくなるが、ある一定時間を経過するとそれ以上の時間ロータを回転しても密度の勾配が変化しなくなる。これは、主に遠心力による試料分子の沈降と拡散力による試料分子の拡散とが平衡状態になったためであり、この状態をここでは沈降平衡に到達したと称す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記沈降平衡法を用いて試料分子の分析を行う場合には、試料分子の懸濁液が沈降平衡に到達した状態でデータを取得することが必要である。しかし沈降平衡に到達する時間は、その試料分子の大きさや拡散係数、試料分子が懸濁されている溶媒の組成、また運転時間や試料分子懸濁液の温度によって変化するため、測定者がその時間を正確に見極めることは非常に困難である。
【０００４】
従来は、測定者の経験によって十分な遠心時間を設定し、設定時間に到達した後データを取得し、更に十分な時間の遠心操作を継続した後に再度データを取得し、その両者に違いがない場合にのみ取得データの一方を解析作業用データとするといった方法が行われていた。この方法を用いた場合、測定者はデータの取得を複数回行わなくてはならない上に、測定した二度のデータに明らかなる差異が認められると、更に遠心時間を延長し、再び上記データの取得を行わなくてはならなかった。または、二回を超えるデータの取得作業を避けるためには、沈降平衡に到達すると予想される運転時間より十分過剰な遠心時間を設定する必要があった。これらの運転時間の決定は、測定者の経験により決定される要因が強く、且つ試料懸濁液や運転条件の違いによって大きく左右されるものであるため、新規の分子を試料として用いる場合や、測定者の経験が浅い場合には平衡に到達する時間の予測が付きにくく、運転時間を決定するための予備実験を複数回行う必要が生じる場合もしばしばあった。
【０００５】
本発明の目的は、新規の分子を試料として用いる場合や測定者の経験が浅い場合であっても、運転時間の決定作業を行うことなく、適切な運転時間経過後にデータを取得することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、沈降平衡法を用いた分析が可能な分析用遠心機において、遠心操作中の試料分子の濃度分布の変化を一定時間毎に測定し、前回の測定結果と比較することにより試料分子が沈降平衡状態に到達しているかどうかを判断し、沈降平衡状態に到達したと判断した場合には分析のためのデータの取得を開始させる命令を送信することにより達成される。
【０００７】
また、沈降平衡法を用いた分析が可能な分析用遠心機において、遠心操作中の適切な時間に分析のためのデータの取得を開始する方法であって、遠心操作中の試料分子の濃度分布を一定時間毎に測定する工程、前回の測定結果と比較する工程を有し、この比較結果より前記試料分子が沈降平衡状態に到達していることを判断する工程、分析のためのデータの取得開始時期を決定する工程を含むことにより達成される。
【０００８】
更に、沈降平衡法を用いた分析が可能な分析用超遠心機において、遠心操作中の適切な時間に分析のためのデータの取得を開始するためのデータ取得プログラムを記録した記録媒体であって、該データ取得プログラムはコンピュータ等の計算装置に遠心操作中の試料分子の濃度分布を一定時間毎に測定させ、前回の測定結果と比較させ、この比較結果より前記試料分子が沈降平衡状態に到達していることを判断させ、分析のためのデータの取得開始時期を決定させることにより達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１はデータ取得制御装置を含む分析用超遠心機を示す構成図、図２はそのシステムによるブロック図を示す。１は分析用超遠心機の本体であり、４はそのデータ取得装置である。データ取得装置４は、分析用超遠心機１内に装備される場合もある。５はデータ取得を制御するための本発明の本体であるデータ取得制御装置である。データ取得制御装置５は、分析用超遠心機１内またはデータ取得装置４内に装備されているか、または通信用ケーブル６で分析用超遠心機１またはデータ取得装置４に接続された外部の装置として存在する。以降は外部の装置の場合についてのみ説明するが、分析用超遠心機１またはデータ取得装置４内に装備されている場合についても、同様の方法で実現できる。
【００１０】
データ取得制御装置５は、データ取得制御プログラムを処理するための処理装置１３とデータ取得制御プログラムを格納するためのプログラム格納領域１４、データ取得の時期を計測するためのタイマー１５、測定したデータを格納するためのデータ格納領域１６及びデータ取得装置４とのデータ通信を行うための入出力端子１７を有する。データ取得装置４は、データ取得制御装置５とのデータ通信を行うための入出力端子１９及びデータ分析の対象となる試料のデータを取得するためのデータ取得部２４を有する。データ取得制御装置側入出力端子１７とデータ取得装置側入出力端子１９は通信ケーブル６によって接続される。
【００１１】
分析の対象である試料分子は、適当な緩衝液に懸濁された後、セル２内の試料室に封入後回転体であるロータ３に設置される。ロータは分析用超遠心機１内に設置された後、試料の分解されない適切な温度および試料が沈降せずに密度勾配を形成する適切な回転数によって回転される。回転中、試料分子は、回転によって生じる遠心力とその試料分子の持つ拡散係数によって密度の勾配を形成する。一般にこの密度分布の変化は、試料分子の濃度の分布として、データ取得装置４により光学的にモニターされたデータとして取得される。また本実施例の場合、データ取得装置４は、データ取得制御装置５の測定指示信号を受信することによってデータの取得を開始する。セル内の密度分布変化の様子を図４に、また図４中の試料混濁液の存在する部分、即ち図４中の区間Ａの部分の拡大図を図５に示す。分析用超遠心機１の運転が開始されると、同時にデータ取得装置４及びデータ取得制御装置５の運転も開始される。データ取得制御装置５は、データ取得装置４に、通信ケーブル６を介しセル２内の試料の密度分布の測定を促す測定指示信号を発信する機能を有する。データ取得制御装置５から測定指示信号を受け取ったデータ取得装置４は、セル２内の密度分布を取得し、取得したデータを通信ケーブル６を介してデータ測定制御装置５に送信する。この測定指示信号は、タイマー１５によって計測された一定時間毎に、データ測定制御装置５からデータ測定装置４に発信される。測定データを受信したデータ測定制御装置５は、その受信したデータをデータ格納領域１６に一時的に格納する。２回目以降の測定指示信号発信後、データ取得制御装置５は、新たに受け取ったセル２内の密度分布の測定データと、データ格納領域より読み出した前回測定のセル２内の密度分布の測定データを比較する。
【００１２】
図４及び図５では、試料懸濁液の濃度分布の測定は、１００分毎に行った。図５で明らかなように、沈降平衡法では試料混濁液中のある特定点を中心とし、それより回転半径即ち回転中心からの距離が小さい位置では濃度が小さくなる方向に、それより回転半径が大きい位置では濃度が大きくなる方向に、試料混濁液の濃度の変化が生じる。この点をここでは、濃度変化中心点と称する。この濃度変化中心点は、試料混濁液の液面における回転半径と試料混濁液の遠心力方向の底面における回転半径によって決定され、今回の例ではその位置は回転中心よりほぼ７０．８０ｍｍの位置であった。
【００１３】
図６は、図５の例を元に、特定の回転中心からの距離における、濃度の変化を経時的に示したものである。図６からも明らかなように、濃度変化中心点から離れるに従い、濃度の変化は大きくなっていく。平衡到達時間を決定するためには試料懸濁液の試料懸濁液の濃度変化が顕著に現れる位置での測定が適当である。即ち、密度分布の測定データを比較する作業を簡素化するために、もっとも変化が顕著である液面付近及び液の底面付近の濃度変化を比較する方法を取ってもよい。
【００１４】
図５において、測定時間３００分、４００分及び５００分の試料懸濁液の濃度分布はほとんど同じであるとみなせる。従って、測定時間３００分の時点で、試料懸濁液はほぼ平衡に到達していると考えられる。測定時間３００分と測定時間４００分とで試料懸濁液の濃度分布を以下の式（数１）を用いて比較した。
【００１５】
【数１】
0003608368.tif 000002
【００１６】
測定時間３００分と測定時間４００分の変化率を計算すると試料液面に近い６９．８０ｍｍの位置での変化率は２．９９％、また液底面に近い７１．４０ｍｍの位置での変化率は１．６６％となる。これは測定時間２００分と測定時間３００分のそれぞれの変化率、５．６７％および９．８５％に比較して十分小さい。
【００１７】
以上より実験的には、変化率３％以下になった場合には、平衡に到達したと考えられる。
【００１８】
試料分子が沈降平衡状態に到達したと判断した場合、最終取得データを分析用データとして使用する。またはデータ取得制御装置５は分析用のデータ取得をデータ取得装置４に促す測定指示信号を発信する。この事により、データ取得装置４は沈降平衡状態に到達した試料分子のデータを取得することができる。
【００１９】
以上のデータ取得の制御は、データ取得制御装置５のプログラム格納領域１４に格納されたプログラムを処理装置１３が処理することによって行われ、図３にそのプログラムによるフローチャートを示す。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、新規の分子を試料として用いる場合や測定者の経験が浅い場合であっても運転時間の決定作業を行うことなく、試料分子が沈降平衡に到達後、最適な時間で必要なデータを取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるデータ取得制御装置と分析用超遠心機とそのデータ取得装置とを含む分析用超遠心機を示す全体構成図である。
【図２】本発明になるデータ取得制御装置を中心としたシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明になるデータ取得制御方法のプログラムを示すフローチャートである。
【図４】本発明になる沈降平衡法による密度勾配の形成の様子を示すグラフである。
【図５】本発明になる図４の沈降平衡法によって形成された密度勾配部分を拡大したグラフである。
【図６】本発明になる特定の回転中心からの距離における濃度の変化を経時的に示すグラフである。
【符号の説明】
１は分析用超遠心機の本体、２はセル、３はロータ、４は外部に設置されたデータ取得装置、５は外部に接続されたデータ取得制御装置、６は通信ケーブル、１３はデータ取得制御装置５の処理装置、１４はデータ取得制御装置５のプログラム格納領域、１５はデータ取得制御装置５のタイマー、１６はデータ取得制御装置５のデータ格納領域、１７はデータ取得制御装置５の入出力端子、１９はデータ取得装置４の入出力端子、２４はデータ取得装置４のデータ取得部、２５は測定データ、Ａはセル内の試料懸濁液が存在する区間である。
【図１】
0003608368.tif 000003
【図２】
0003608368.tif 000004
【図３】
0003608368.tif 000005
【図４】
0003608368.tif 000006
【図５】
0003608368.tif 000007
【図６】
0003608368.tif 000008