(57)【要約】【課題】実験動物等の肝臓、心臓、平滑筋を含む組織片等を凍結、破砕する細胞破砕装置において破砕効率、有用物質の回収率が高く、簡単、迅速、安全に破砕する装置に関するものである。【解決手段】供給口を有する収納筒内にモータにより駆動されるスクリュー軸を回転可能に支持し、この収納筒の排出側にはスクリュー軸により送られた生体組織片を破砕する固定刃及び回転刃が取付けられている細胞破砕装置において、凍結した生体組織片または凍結した生体組織片と氷を混在させた状態で供給口より投入する。供給口近傍に生体組織片を凍結する冷却槽を設けた。【選択図】  図１
2005130730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給口を有する収納筒内にモータにより駆動されるスクリュー軸を回転可能に支持し、この収納筒の排出側にはスクリュー軸により送られた生体組織片を破砕する固定刃及び回転刃が取付けられている細胞破砕装置において、
前記供給口近傍に生体組織片を凍結保存できる1個または複数の冷却槽を設けた事を特徴とする細胞破砕装置。
【請求項２】
前記冷却槽は冷却液を収納する1個または複数の着脱自在な冷却容器である事を特徴とする請求項２記載の細胞破砕装置。
【請求項３】
供給口を有する収納筒内にモータにより駆動されるスクリュー軸を回転可能に支持し、この収納筒の排出側にはスクリュー軸により送られた生体組織片を破砕する固定刃及び回転刃が取付けられている細胞破砕装置において、
前記供給口及び収納筒に冷却手段を設けた事を特徴とする細胞破砕装置。
【請求項４】
前記供給口及び前記収納筒に設けた冷却手段は、冷却液を循環させるための配管であることを特徴とする請求項３記載の細胞破砕装置。
【請求項５】
前記供給口及び前記収納筒に設けた冷却手段は、冷却液を収納する1個または複数の冷却槽である事を特徴とする請求項３記載の細胞破砕装置。
【請求項６】
前記供給口及び前記収納筒に設けた冷却液を収納する前記冷却層は、１個または複数の着脱自在な冷却容器である事を特徴とする請求項５記載の細胞破砕装置。
【請求項７】
前記着脱自在な冷却容器のうち、少なくとも１つは破砕前の生体組織片を冷却収納できるような開口部を持つ事を特徴とする請求項６記載の細胞破砕装置。
【請求項８】
組織片を供給するための供給口を有する収納筒と、
該収納筒内に回転可能に支持されたスクリュー軸と、
該スクリュー軸を駆動するためのモータと、
前記収納筒の排出側にはスクリュー軸により送られた生体組織片を破砕する固定刃及び回転刃とを有した細胞破砕装置による細胞破砕方法において、
凍結した組織片または凍結した組織片と氷を混在させた状態で供給することを特徴とする細胞破砕方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体組織を破砕することにより細胞または組織内の有用物質である酵素、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、抗がん性物質、細胞内微小組織等を取り出すことを目的とする細胞破砕装置に関し、取扱いが簡単で、大量の生態組織を迅速且つ安全に処理できるとともに、破砕効率、有用物質の回収率が高い細胞破砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の細胞破砕装置は、例えば公表平２−５０４３６０号公報に示すもの、あるいは図６に示すものがある。これはホモジナイザーとも呼び、高速回転するスクリュウ形状の刃で破砕する方法または回転する内刃と固定された外刃との間で破砕を行う方法である。
【０００３】
このような細胞破砕装置においては、小さく裁断された柔らかい少量の生体組織片の破砕には適しているが、動物の心臓等の平滑筋を含む組織あるいは骨等の硬い組織に対しては、回転刃のみでは破砕効率が悪く、組織片から蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ等を採集できるまでの大きさに破砕にするのに時間かり、また回転内刃と固定外刃との間に裁断され難い平滑筋や硬い組織が挟まり、破砕能力が著しく低下し、処理能力は満足できるものではない。さらに、上記細胞破砕装置に置いては破砕するための回転刃が高速（例えば、毎分２７,０００回転以上）で回転する為、細胞を破砕するときに、回転刃が組織片に高速で何回も当り、回転刃と組織との摩擦により摩擦熱が発生し、細胞から取り出すことを目的とするタンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ等の熱に弱い物質は変質し、また、回転刃により回収する物質である、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ等を傷め易いので、著しく回収率が低下する。
さらに、上記組織は冷凍保存されることがあり、冷凍されたままの組織を粉砕したいという要望もある。
【０００４】
【特許文献１】公表平２−５０４３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点を改善し、取扱いが簡単で、大量の生態組織を迅速且つ安全に処理できると共に、破砕効率、有用物質の回収率が高い細胞破砕装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
供給口を有する収納筒内にモータにより駆動されるスクリュー軸を回転可能に支持し、この収納筒の排出側にはスクリュー軸により送られた生体組織片を破砕する固定刃及び回転刃が取付けられている細胞破砕装置において、前記供給口近傍に生体組織片を凍結保存できる1個または複数の冷却槽を設けることによって達成される。
【０００７】
前記冷却槽は冷却液を収納する1個または複数の着脱自在な冷却容器であることで、達成される。
【０００８】
供給口を有する収納筒内にモータにより駆動されるスクリュー軸を回転可能に支持し、この収納筒の排出側にはスクリュー軸により送られた生体組織片を破砕する固定刃及び回転刃が取付けられている細胞破砕装置において、前記供給口及び収納筒に冷却手段を設けることで達成される。
【０００９】
前記供給口及び前記収納筒に設けた冷却手段は、冷却液を循環させるための配管であることで達成される。
【００１０】
前記供給口及び前記収納筒に設けた冷却手段は、冷却液を収納する１個または複数の冷却槽であることで、達成される。
【００１１】
前記供給口及び前記収納筒に設けた冷却液を収納する前記冷却層は、１個または複数の着脱自在な冷却容器であることで、達成される。
【００１２】
前記着脱自在な冷却容器のうち、少なくとも１つは破砕前の生体組織片を冷却収納できるような開口部を持つでことで、達成される。
【００１３】
組織片を供給するための供給口を有する収納筒と、該収納筒内に回転可能に支持されたスクリュー軸と、該スクリュー軸を駆動するためのモータと、前記収納筒の排出側にはスクリュー軸により送られた生体組織片を破砕する固定刃及び回転刃とを有した細胞破砕装置による細胞破砕方法において、凍結した組織片または凍結した組織片と氷を混在させた状態で供給することで達成される。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように本発明においては、凍結した生体組織片および骨等を有した生態組織片または、凍結した生体組織片および骨等を有した生態組織片と氷を混在させた状態で細胞破砕装置のモータにより駆動されるスクリュー軸と回転刃により破砕することで、短時間に大量の試料を破砕する事が可能で、且つスクリュー軸の回転が低速（約毎分１０〜１００回転なので、破砕時の刃物と生体組織片との摩擦による発熱は最小限に抑えられる。その結果、取扱いが簡単で、迅速且つ安全に処理できるとともに、破砕効率、有用物質である酵素、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、抗がん性物質、細胞内微小組織の回収率が高い細胞破砕装置を提供することすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施例を図１〜図５を用いて説明する。図１は細胞破砕装置の一実施例を示す構造及び部品構成を説明する側面図である。図２は細胞破砕装置の一実施例を示す斜視図である。図３、図４、図５は他の一実施例を示す側面図である。
【００１６】
図１において、細胞破砕装置１内には駆動用のモータ２が内蔵されている。破砕部３は細胞破砕装置１に着脱自在に装着され、破砕部３を構成する収納筒７内部にはモータ２の回転軸に着脱自在に嵌合するスクリュー軸４、回転刃５、を回転可能に支持し、さらに、収納筒７の一端には多孔穴６ａを有する固定刃６が固定刃ホルダ２０と図示されていない回転防止部材によって回転できないよう保持されている。さらに、収納筒７には、破砕部３に凍結した生体組織片等を供給するための供給口８が設けられている。
【００１７】
上記構成において、細胞破砕装置１の図示しないスイッチをＯＮすることによりモータ２が駆動して、スクリュー軸４および回転刃５が回転する。
液体窒素等で凍結した生体組織片および骨等を有した生態組織片または、凍結した生体組織片および骨等を有した生態組織片と氷を混在させた状態で供給口８より投入すると、スクリュー軸４に設けられた羽根部４ａによって回転刃５の方向へ押出される。
【００１８】
スクリュー軸４と収納筒７との隙間は排出口２１側に向うほど徐々に小さくなり、液体窒素等で凍結した生体組織片と氷は圧縮力を受け、細かく砕かれながら回転刃５の方向へ押出され、回転刃５と固定刃６の多孔穴６ａでさらに細かく破砕され、生体組織は凍結したまま、或は、シャーベット状の状態で、排出口２１から破砕部３外に排出される。
【００１９】
このような構成とすることで、凍結した生体組織片は従来の細胞破砕装置と比較して、ごく短時間に粉砕されるので破砕時の熱による影響は最小限に抑えられ、かつ回転式ホモジナイザーと比較して生体組織片が高速で回転する回転刃によって傷つけられることもなく、また、摩擦熱によるタンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ等の熱に弱い物質の変質による回収率の低下や分子量の大きいタンパク等の抽出のような場合おいても、タンパク質等の回収物を傷つけることが少なくなり、生体組織抽出率の飛躍的な上昇につながった。例えば人肝臓からのミクロゾーム抽出に用いた場合、このミクロゾームが薬物を代謝する能力は、従来法で抽出したものに比べ数％向上する結果を得られた。
【００２０】
さらに従来の細胞破砕装置では、連続的に生体組織片投入し、破砕することはできなかったが、本発明では連続的に生体組織片等の試料を供給口８より投入することも可能で、従来の細胞破砕機と比較し大幅な処理量の増加が達成でき、製薬企業等の工業的利用が可能となった。
【００２１】
また、凍結した生体組織片と氷を混在させた状態で供給口８から投入した場合は、氷が破砕助剤となり生体組織片単体で破砕するよりも破砕効率が向上し、さらに破砕すべき生体組織がなくなった後、氷のみを供給口８から投入することにより、破砕部３に残留していた生体組織も氷に押し出され、無駄のない高い回収率で破砕することができる。なおかつ、生体組織内の生体成分を温度の変化や酸化から守るために緩衝液の凍結氷を用いることで、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ等が水に触れることによる変性を防止する効果の向上を図ることができた。
【００２２】
さらに図１において処理前の生体組織片等の試料を液体窒素等の冷却液で瞬時凍結する為の凍結槽９を供給口８近傍に設置した。破砕する試料は凍結槽内の液体窒素など瞬時凍結し、凍結槽９から直ちに供給口８に挿入、破砕する事ができるため、解凍することなく瞬時に破砕する事が可能となりタンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ等の変性を防止する大きな効果が得られる。
【００２３】
また図２に示す実施例では凍結槽は本体から着脱自在な冷却容器１０とする事で、装置から離れた場所に試料ごと保管することも可能となり、かつ破砕後の凍結槽の洗浄も冷却容器１０を取り外すことで容易にすることができる。
【００２４】
さらに図３では細胞破砕装置１の供給口８及び収納筒７に冷却機構１１を設け、破砕時の熱を安定的に抑える事を工夫した。これにより大量の試料を処理する場合でも熱による回収率低下が無くなり、生体組織抽出率の安定的な維持が可能となった。
本実施例では冷却機構１１として冷却液を流す冷却パイプを供給口８及び収納筒７に巻きつけた構造とし、冷却機構１１の入り口側冷却パイプ１１ａからフロン等の冷媒を流し、出口側冷却パイプ１１ｂより回収する。冷却機構１１外周には発泡ウレタン等の断熱材１１ｃを設置する事で冷却効果は向上する。またモータ２からの熱の流入を防ぐため、熱伝導度の低いプラスチック製のカップリング２５を介してモータ２の軸とスクリュー軸４を結合する事でさらに冷却効果を向上することができる。
【００２５】
図４に示す細胞破砕装置１では冷却機構１１を冷却液１３を収納する1個または複数の冷却槽１２とした。冷却槽１２の中に直接液体窒素等の冷却液を満たしておく事で冷凍機等の大掛かりな装置を必要とせずに、破砕時の熱を安定的に抑えることが可能となった。
【００２６】
図５に示す実施例では冷却機構１１を冷却液１３を入れる1個または複数の着脱自在な冷却容器１４とした。これにより液体窒素等の冷却液を補給するときには冷却容器のみを持ち運び、補給すればよく、破砕作業がより簡単、迅速、安全となった。
冷却容器１４と破砕部３との接触部には凹凸を付け表面積を広げて冷却効率を良くした。また接触部には熱伝導グリース等を塗布することにより、冷却効率の向上を図ることができる。
【００２７】
さらに冷却容器１４の一つは大きな開口部を持つ冷却容器１５とする事で、前記した生体組織片等の試料を液体窒素等の冷却液で瞬時凍結する為の凍結槽としても兼ねることができ、より効率の良い破砕作業が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例を示す細胞破砕装置の構造及び部品構成を説明する側面図である。
【図２】本発明の一実施例を示す細胞破砕装置の斜視図である。
【図３】本発明の一実施例による細胞破砕装置の側面図である。
【図４】本発明の一実施例による細胞破砕装置の側面図である。
【図５】本発明の一実施例による細胞破砕装置の側面図である。
【図６】本従来の細胞破砕装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  細胞破砕装置本体１、２  モータ、３  破砕部、４  スクリュー軸、５  回転刃、６  固定刃、６ａ  多孔穴、７  収納筒、８  供給口、９  冷却槽、１０冷却容器、１１  冷却機構、１１ａ入り口側冷却パイプ、１１ｂ  出口側冷却パイプ、１２  冷却槽、１３  冷却液、１４  冷却容器、１５  開口部を持つ冷却容器
【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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