(57)【要約】【課題】難溶性の化合物を溶媒に溶解させることができる化合物溶解装置を提供することを目的とする。【解決手段】マイクロタイタープレート７に溶媒とともに混合状態で収容されたリード化合物を溶媒に溶解させる化合物溶解装置において、マイクロタイタープレート７が載置される載置テーブル６の下面とベース部３との間に板ばね部材２３を結合し、板ばね部材２３の中間に振動アクチュエータ２２の出力軸２３ａを連結して振動発生部２０を構成する。振動付与時には、制御部２７によって振動アクチュエータ２２の振動周波数を制御し、マイクロタイタープレート７が振動発生部２０から伝達される振動と共振する機械共振モードと、マイクロタイタープレート７内の溶媒のみが振動と共振する液体共振モードのいずれか一方の状態もしくは双方を併用してリード化合物の溶解を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒とともに容器に収容された化合物を前記溶媒に溶解させる化合物溶解装置であって、振動可能な状態で支持され前記容器が載置される載置テーブルと、この載置テーブルに前記容器を保持させる保持手段と、前記載置テーブルを振動させる振動手段と、この振動手段の振動周波数を制御して前記容器が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと容器内の溶媒が前記振動と共振する液体共振モードの少なくともいずれか一方の状態で前記溶解を行う制御手段とを備えたことを特徴とする化合物溶解装置。
【請求項２】
前記載置テーブルを下方から支持する支持部と、この支持部が結合されたベース部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の化合物溶解装置。
【請求項３】
前記振動手段は、前記ベース部に装着された振動アクチュエータを含み、振動アクチュエータの出力端が前記載置テーブルに連結されていることを特徴とする請求項２記載の化合物溶解装置。
【請求項４】
前記出力端は、共振周波数を調整するための弾性部材を介して前記載置テーブルに連結されていることを特徴とする請求項３記載の化合物溶解装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、一方側の端部が前記載置テーブル側に結合され、他方側の端部が前記ベース部側に結合された板状の弾性体であり、前記出力端は前記弾性部材の中間に連結されていることを特徴とする請求項４記載の化合物溶解装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、板ばねであることを特徴とする請求項４または５記載の化合物溶解装置。
【請求項７】
溶媒とともに容器に収容された化合物を前記溶媒に溶解させる化合物溶解装置であって、振動可能な状態で支持され前記容器が載置される載置テーブルと、この載置テーブルに前記容器を保持させる保持手段と、前記載置テーブルを振動させる振動手段と、この振動手段の振動周波数を制御して前記容器が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと容器内の溶媒が前記振動と共振する液体共振モードのいずれかを選択可能な状態で前記溶解を行う制御手段とを備えたことを特徴とする化合物溶解装置。
【請求項８】
前記載置テーブルを下方から支持する支持部と、この支持部が結合されたベース部とを備えたことを特徴とする請求項７記載の化合物溶解装置。
【請求項９】
前記振動手段は、前記ベース部に装着された振動アクチュエータを含み、振動アクチュエータの出力端が前記載置テーブルに連結されていることを特徴とする請求項７記載の化合物溶解装置。
【請求項１０】
前記出力端は、共振周波数を調整するための弾性部材を介して前記載置テーブルに連結されていることを特徴とする請求項７記載の化合物溶解装置。
【請求項１１】
前記弾性部材は、一方側の端部が前記載置テーブル側に結合され、他方側の端部が前記ベース部側に結合された板状の弾性体であり、前記出力端は前記弾性部材の中間に連結されていることを特徴とする請求項７記載の化合物溶解装置。
【請求項１２】
前記弾性部材は、板ばねであることを特徴とする請求項１０または１１記載の化合物溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、創薬スクリーニング、バイオテクノロジー、医学分野等で行われる試験において、容器に溶媒とともに収容された化合物を溶媒に溶解させる化合物溶解装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
新たな薬剤を開発する創薬スクリーニングにおいては、薬剤の候補となる物質であるリード化合物を検体として種々の生化学的反応などの試験が系統的に行われる。リード化合物は溶媒中に溶解された溶液状態でマイクロタイタープレートなどの容器に収容されて分類保管されており、試験時にはマイクロタイタープレートごと冷蔵保存されたリード化合物の溶液を取り出して、試験用のマイクロタイタープレートに分注する。
【０００３】
このようなリード化合物の溶液を取り出して使用する際には、マイクロタイタープレートに分注された状態において、リード化合物が溶媒中で完全に溶解せずに部分的に析出状態のまま存在している場合がある。このような状態の溶液を対象として各種の試験を実施すると、溶液中の検体濃度が一定しないため試験結果の信頼性が低下する。このため、従来は液体撹拌用の装置を利用してリード化合物を溶媒に溶解させていた（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−５８３３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液体撹拌用装置は、容器内の液体を揺動させることによって単に液体を撹拌する効果しかなかった。このため、溶媒中への溶解度が低い難溶性のリード化合物を検体とする場合には、十分な溶解効果を得ることが困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、難溶性の化合物を溶媒に溶解させることができる化合物溶解装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の化合物溶解装置は、溶媒とともに容器に収容された化合物を前記溶媒に溶解させる化合物溶解装置であって、振動可能な状態で支持され前記容器が載置される載置テーブルと、この載置テーブルに前記容器を保持させる保持手段と、前記載置テーブルを振動させる振動手段と、この振動手段の振動周波数を制御して前記容器が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと容器内の溶媒が前記振動と共振する液体共振モードの少なくともいずれか一方の状態で前記溶解を行う制御手段とを備えた。
【０００８】
請求項２記載の化合物溶解装置は、請求項１記載の化合物溶解装置であって、前記載置テーブルを下方から支持する支持部と、この支持部が結合されたベース部とを備えた。
【０００９】
請求項３記載の化合物溶解装置は、請求項２記載の化合物溶解装置であって、前記振動手段は、前記ベース部に装着された振動アクチュエータを含み、振動アクチュエータの出力端が前記載置テーブルに連結されている。
【００１０】
請求項４記載の化合物溶解装置は、請求項３記載の化合物溶解装置であって、前記出力端は、共振周波数を調整するための弾性部材を介して前記載置テーブルに連結されている。
【００１１】
請求項５記載の化合物溶解装置は、請求項４記載の化合物溶解装置であって、前記弾性部材は、一方側の端部が前記載置テーブル側に結合され、他方側の端部が前記ベース部側に結合された板状の弾性体であり、前記出力端は前記弾性部材の中間に連結されている。
【００１２】
請求項６記載の化合物溶解装置は、請求項４または５記載の化合物溶解装置であって、前記弾性部材は、板ばねである。
【００１３】
請求項７記載の化合物溶解装置は、溶媒とともに容器に収容された化合物を前記溶媒に溶解させる化合物溶解装置であって、振動可能な状態で支持され前記容器が載置される載置テーブルと、この載置テーブルに前記容器を保持させる保持手段と、前記載置テーブルを振動させる振動手段と、この振動手段の振動周波数を制御して前記容器が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと容器内の溶媒が前記振動と共振する液体共振モードのいずれかを選択可能な状態で前記溶解を行う制御手段とを備えた。
【００１４】
請求項８記載の化合物溶解装置は、請求項７記載の化合物溶解装置であって、前記載置テーブルを下方から支持する支持部と、この支持部が結合されたベース部とを備えた。
【００１５】
請求項９記載の化合物溶解装置は、請求項８記載の化合物溶解装置であって、前記振動手段は、前記ベース部に装着された振動アクチュエータを含み、振動アクチュエータの出力端が前記載置テーブルに連結されている。
【００１６】
請求項１０記載の化合物溶解装置は、請求項９記載の化合物溶解装置であって、前記出力端は、共振周波数を調整するための弾性部材を介して前記載置テーブルに連結されている。
【００１７】
請求項１１記載の化合物溶解装置は、請求項１０記載の化合物溶解装置であって、前記弾性部材は、一方側の端部が前記載置テーブル側に結合され、他方側の端部が前記ベース部側に結合された板状の弾性体であり、前記出力端は前記弾性部材の中間に連結されている。
【００１８】
請求項１２記載の化合物溶解装置は、請求項１０または１１記載の化合物溶解装置であって、前記弾性部材は、板ばねである。
【００１９】
本発明によれば、振動可能な状態で支持された載置テーブルに化合物が溶媒とともに収容された容器を保持させ、容器が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと容器内の溶媒が振動と共振する液体共振モードの少なくともいずれか一方の状態で溶解を行うように振動手段を制御することにより、対象とする化合物に応じて適切な共振モードで溶液を振動させることができ、難溶性の化合物を溶媒に溶解させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の動作時における液体の挙動説明図、図４は本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の振動周波数と振幅との関係を示すグラフ、図５は本発明の一実施の形態の化合物溶解処理のフロー図、図６は従来の液体撹拌装置による液体挙動の説明図である。
【００２１】
まず図１、図２を参照して化合物溶解装置の構造を説明する。図１において、板状の台座１の上面には振動吸収用のインシュレータ２を介して板状のベース部３が保持されている。ベース部３の上面には、４本の支柱４が立設されており、支柱４の上端部には、インシュレータ５を介して載置テーブル６が振動可能に支持されている。インシュレータ５は、後述する振動源である振動アクチュエータから伝達される振動に載置テーブル６が共振するのを妨げないようなダンパ特性を有するものが用いられる。支柱４およびインシュレータ５は、載置テーブル６を下方から支持する支持部となっており、この支持部はベース部３に結合されている。
【００２２】
載置テーブル６の上面は、液体試料を収容する容器であるマイクロタイタープレート７が載置されており、マイクロタイタープレート７は周囲に配置された位置規制部材８によって載置テーブル６上での位置が規制されている。マイクロタイタープレート７には液体を収容する複数のウェル７ａが形成されており、ウェル７ａ内には液体９が収容されている。
【００２３】
液体９は、創薬スクリーニングにおいて検体として試験の対象となるリード化合物を、ＤＭＳＯ（ジメチルスルオキシド）などの溶媒に溶解させたものである。ここで液体９は、冷蔵保管されたリード化合物を取り出してマイクロタイタープレート７に分注した状態であり、この状態ではリード化合物は溶媒中に完全に溶解しておらず、部分的に析出した状態にある。本化合物溶解装置は、このような析出したリード化合物を溶媒に完全に溶解させるために用いられるものである。
【００２４】
載置テーブル６の両端部には、押さえ部材１１によってマイクロタイタープレート７を載置テーブル６に固定するためのクランプ機構１０が配設されている。クランプ機構１０の構造を説明する。図２、図３に示すように、載置テーブル６の端面には細長形状の２本の支持ブラケット１５が固着されており、支持ブラケット１５の上部には、押さえ部材１１が水平なピン１４によってピン支持されている。押さえ部材１１の内側の端部には、マイクロタイタープレート７の上面に当接して下方に押し付ける押さえ爪１１ａが設けられており、押さえ部材１１の他方の端部には、シリンダ１２のロッド１２ａの先端部が結合ブロック１３によって結合されている。
【００２５】
シリンダ１２を駆動してロッド１２ａを上方に突出させることにより、押さえ部材１１はピン１４廻りに回転し、押さえ爪１１ａによってマイクロタイタープレート７の端部を載置テーブル６に対して押し付ける。これにより、マイクロタイタープレート７は載置テーブル６に対してクランプされる。シリンダ１２のロッド１２ａを没入させることにより、クランプが解除される。
【００２６】
シリンダ１２はシリンダ駆動部２９によって駆動され、シリンダ駆動部２９を制御部２７によって制御することにより、任意のタイミングでマイクロタイタープレート７のクランプ・クランプ解除が行えるようになっている。位置規制部材８およびクランプ機構１０は、マイクロタイタープレート７を載置テーブル６に保持させる保持手段となっている。
【００２７】
図２に示すように、載置テーブル６の下面側には、振動発生部２０が配設されている。図３に示すようにベース部３の上面には、磁歪素子を用いた振動数可変型の振動アクチュエータ２２がＬ型ブラケット２１を介して装着されており、振動アクチュエータ２２の出力端２２ａは弾性部材である板ばね部材２３に結合されている。振動アクチュエータ２２は、振動アクチュエータ駆動部２６によって駆動される。板ばね部材２３の上端部および下端部は、それぞれ結合ブロック２４，２５を介して載置テーブル６、ベース部３に結合されており、振動アクチュエータ２２の出力端２２ａを載置テーブル６に連結した構成となっている。
【００２８】
振動アクチュエータ２２を駆動することにより、出力端２２ａを介して板ばね部材２３には振動が伝達される。そしてこの振動が板ばね部材２３を介して載置テーブル６に伝達されることにより、載置テーブル６に載置されたマイクロタイタープレート７には振動が伝達される。振動アクチュエータ２２および板ばね部材２３は、載置テーブル６を振動させる振動手段となっている。
【００２９】
この振動アクチュエータ２２の駆動において、操作・入力部２８から制御部２７を介して振動アクチュエータ駆動部２６に振動指令値を入力することにより、振動アクチュエータ２２の振動周波数が変更できるようになっている。この周波数の変更により、後述するように異なる特性の共振モードを選択して用いることができる。
【００３０】
上述の振動手段の構成において、板ばね部材２３は一方側の端部が載置テーブル６側に結合され、他方側の端部がベース部３側に結合された板状の弾性体であり、出力端２２ａは板ばね部材２３の中間に連結されている。ここで、出力端２２ａは板ばね部材２３の全長をＬ１：Ｌ２に内分する位置で板ばね２３に結合されており、このレバー比を適切に設定することにより、載置テーブル６に伝達される振動の振幅を拡大することができる。
【００３１】
さらに上記構成においては、振動アクチュエータ２２の出力端２２ａは、共振周波数を調整するための弾性部材である板ばね部材２３を介して載置テーブル６に連結されている。そして板ばね部材２３の材質や厚み・幅を適宜選定して振動方向の剛性を所望値に設定することにより、載置テーブル６の共振周波数を調整することができるようになっている。これにより、後述する機械共振における共振周波数を所望の周波数帯域に設定できる。
【００３２】
ここで、図３、図４を参照して、化合物溶解装置において実現される共振状態について説明する。ウェル７ａ内に液体９を収容したマイクロタイタープレート７を載置テーブル６にクランプした状態で、振動アクチュエータ２２を駆動すると、ウェル７ａ内の液体９には振動が伝達される。このとき、振動アクチュエータ２２が発生する振動の周波数を低い周波数から高い周波数へ順次変更する周波数スイープを行うと、載置テーブル６にクランプされた保持されたマイクロタイタープレート７やウェル７ａ内の液体９の振動状態が変化する。
【００３３】
図４のグラフは、この周波数スイープにおける振動アクチュエータ２２の振動周波数と、マイクロタイタープレート７やウェル７ａの液体９の振幅が極大となる共振周波数との関係を示している。振動周波数を徐々に上げていくと、比較的低い周波数帯域において、マイクロタイタープレート７が、振動アクチュエータ２２から板ばね部材２３を介して伝達される振動と共振することにより実現される機械共振が発生する。本実施の形態においては、この機械共振の共振周波数ｆ１を、１００Ｈｚ付近に設定している。
【００３４】
図３（ａ）は、この機械共振状態を示しており、マイクロタイタープレート７が大きな振幅で振動することにより、ウェル７ａ内に収容された液体９はウェル７ａごと振動する。この液体９の振動により液面９ａが局部的に細かく上下動し、液面９ａの全範囲に三角波３０が生じる。そしてこの液体９の振動により、溶媒中に析出したリード化合物の溶解が促進される。
【００３５】
振動周波数をさらに上げていくと、比較的高い周波数帯域において、ウェル７ａ内の液体９の振動の振幅が極大となる液体共振が発生する。図３（ｂ）は、この液体共振状態を示しており、ウェル７ａ内の液体９自体が、振動アクチュエータ２２から板ばね部材２３を介して伝達される振動と共振する。本実施の形態においては、この液体共振の共振周波数ｆ２を４００Ｈｚ付近に設定している。
【００３６】
この液体共振においては、ウェル７ａ内に収容された液体９の液面９ａには同心円状の細かい波紋３１が生じる。そしてこの液体９の振動により、機械共振時と同様に溶媒中に析出したリード化合物の溶解が促進されるが、この液体共振においては振動のエネルギーが大きいため、析出したリード化合物を振動によって細かく破砕する作用を有しており、さらに良好な溶解が得られる。
【００３７】
図６は上記と同様のマイクロタイタープレート７に収容された液体９を、従来の液体撹拌装置によって撹拌している状態を示している。この撹拌動作においては、マイクロタイタープレート７に対して水平面内の移動変位を含む揺動が付与される。これにより、ウェル７ａ内の液体９には液面９ａを交互に傾斜させるような回転流動が発生し、この回転流動を所定時間継続して行うことにより、ウェル７ａ内の液体９を撹拌するようにしていた。
【００３８】
このような液体撹拌は、異種の液体を混合するような場合には十分な効果を示すものの、難溶性の化合物を溶媒に溶解させるような場合には十分な効果が得られない。これに対し、本実施の形態に示す化合物溶解装置を用いた場合には、図３に示す２つの共振モードのいずれにおいても、ウェル７ａ内の液体９には溶媒中のリード化合物自体に溶媒を介して振動が伝達される。これにより、リード化合物の溶媒への溶解が促進され、難溶性の化合物を対象とする場合にあっても、良好な溶解度を得ることができる。
【００３９】
次に図５を参照して、本実施の形態の化合物溶解装置を用いた化合物溶解処理について説明する。まず、処理対象の液体９が分注されたマイクロタイタープレート７を載置テーブル６にセットし（ＳＴ１）、次いでマイクロタイタープレート７を載置テーブル６にクランプする（ＳＴ２）。
【００４０】
そして、振動アクチュエータ２２を駆動して振動周波数を徐々に変化させることにより、機械共振周波数ｆ１を含む範囲に設定された機械共振周波数範囲Ｒ１をスイープする（ＳＴ３）。この後振動周波数を上げて、液体共振周波数ｆ２を含む範囲に設定された機械共振周波数範囲Ｒ２をスイープする（ＳＴ４）。この後、（ＳＴ３）、（ＳＴ４）を予め設定された所定回数だけ反復して、化合物溶解処理を終了する。
【００４１】
振動アクチュエータ駆動部２６および制御部２７は、振動手段の振動周波数を制御してマイクロタイタープレート７が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと、マイクロタイタープレート７のウェル７ａ内の溶媒のみが振動と共振する液体共振モードの少なくともいずれか一方の状態でリード化合物の溶媒への溶解を行う制御手段となっている。
【００４２】
なお上述の化合物溶解処理においては、機械共振モードと液体共振モードの双方を用いて溶解処理を行う例を示しているが、対象とする液体中のリード化合物と溶媒の組み合わせが限定されており、溶解特性が予め判っている場合には、この溶解特性に合致した方のいずれかの共振モードを選択し、（ＳＴ３）、（ＳＴ４）のいずれかのみを実行するように、制御部２７によって制御するようにしてもよい。
【００４３】
この場合には、振動アクチュエータ駆動部２６、制御部２７および操作・入力部２８は、振動手段の振動周波数を制御してマイクロタイタープレート７が振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと、マイクロタイタープレート７のウェル７ａ内の溶媒のみが振動と共振する液体共振モードのいずれかを選択可能な状態で前記溶解を行う制御手段となっている。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、振動可能な状態で支持された載置テーブルに化合物が溶媒とともに収容された容器を保持させ、載置テーブルが容器ごと振動手段から伝達される振動と共振する機械共振モードと容器内の溶媒のみが振動と共振する液体共振モードの少なくともいずれか一方の状態で溶解を行うように振動手段を制御するようにしたので、対象とする化合物に応じて適切な共振モードで溶液を振動させることができ、難溶性の化合物を溶媒に溶解させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の動作時における液体の挙動説明図
【図４】本発明の一実施の形態の化合物溶解装置の振動周波数と振幅との関係を示すグラフ
【図５】本発明の一実施の形態の化合物溶解処理のフロー図
【図６】従来の液体撹拌装置による液体挙動の説明図
【符号の説明】
３  ベース部
６  載置テーブル
７  マイクロタイタープレート
７ａ  ウェル
９  液体
１０  クランプ機構
１１  押さえ部材
１２  シリンダ
２０  振動発生部
２２  振動アクチュエータ
２３  板ばね部材
２６  振動アクチュエータ駆動部
２７  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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