(57)【要約】【課題】  自動的に反応が行え、構成が簡易で操作が容易であり正確な検出結果が得られる超音波自動反応装置を提供する。【解決手段】 上部に超音波の発振を制御するタイマー１１，１２，１３とカウンター１４を備えた操作部１０を構成し、下部に処理タンク２１と超音波発振装置２６を備えた反応部２０を構成した超音波自動反応装置１であり、上記操作部１０のタイマー１１，１２，１３とカウンター１４によって、超音波発振装置２６より発振される超音波を一定時間発振した後一定時間発振を停止する作業を反復して所定回数行った後一定時間発振を休止し、その後この一連の反復作業を一定時間連続して繰り返して行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を収容した密閉チューブを内部に配置した処理タンクと超音波発振装置を備えた反応部を下部に構成し、上部には上記超音波発振装置による超音波の発振時間を制御するタイマーとカウンターを備えた操作部を構成した超音波自動反応装置であり、
上記操作部のタイマーとカウンターによって、超音波発振装置より発振される超音波を、一定時間発振した後一定時間発振を停止する作業を所定回数繰り返して行った後一定時間発振を停止し、その後この一連の反復作業を一定時間自動的に連続して行う超音波自動反応装置。
【請求項２】
上記操作部のタイマーとカウンターによって、超音波発振装置より発振される超音波を０．１秒〜９９９秒発振して０．１秒〜９９９秒停止する作業を１回〜９９９回連続して繰り返しその後１分間〜９９時間停止し、この一連の反復作業を２４時間以上連続して行うことを特徴とする請求項１記載の超音波自動反応装置。
【請求項３】
上記操作部のタイマーとカウンターによって、超音波発振装置より発振される超音波を１０秒〜６０秒発振して１秒〜１０秒停止する作業を５回〜１０回連続して繰り返しその後１時間〜２時間停止し、この一連の反復作業を２４時間〜４８時間以上連続して行うことを特徴とする請求項１記載の超音波自動反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波によって異常蛋白質等を増幅して検出する反応装置であり、特に反応検出作業を自動的に行う反応装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
試験管内で異常プリオン蛋白質等を検出する際に、蛋白質を増幅することによって検出感度を高める技術としてＰＭＣＡ法が考案された。このＰＭＣＡ法では、超音波処理による異常蛋白質の凝集塊の破砕と培養による相互間の変換の行程を繰り返すことにより検出感度を高めるものである。
これに用いられる従来の超音波反応装置としては、特許文献１に記載されているものがあった。これは交差超音波破砕器であり、この破砕器は処理タンク内に配置した密閉チューブ内の試料を処理タンク外側に設けた超音波振動子より発振した超音波によって破砕するものである。
【特許文献１】実用新案登録第３０９２３９６号
【０００３】
しかし、これらの作業においては、試料に対して超音波を長時間連続して照射すると試料が破壊されるため、一定時間照射したらその後一定時間照射を中止しなくてはならない。そのため、上記のような従来装置では研究者が時間を計りながら、超音波発生装置を操作して、スイッチのオンとオフを手動で行わなければならなかった。
通常、一回の反応作業では２４時間以上が必要とされるため、２、３名の研究者が交代して徹夜で作業を行うという悪条件のもとで研究を行なっていた。そのため、研究者の精神的、肉体的な負担が大きいばかりでなく、作業中に単純なミスをすることもあり、データーが不正確になるという問題点もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、反応装置による反応行程を自動化し、異常蛋白質等の安定した増幅、検出が行え正確なデーターを得られる構成簡易で効率の良い超音波反応装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の要旨とするところは、試料を収容した密閉チューブを内部に配置した処理タンクと超音波発振装置を備えた反応部を下部に構成し、上部には上記超音波発振装置による超音波の発振時間を制御するタイマーとカウンターを備えた操作部を構成した超音波自動反応装置であり、
上記操作部のタイマーとカウンターによって、超音波発振装置より発振される超音波を、一定時間発振した後一定時間発振を停止する作業を所定回数繰り返して行った後一定時間発振を停止し、その後この一連の反復作業を一定時間自動的に連続して行うものである。
【０００６】
また本発明の要旨とするところは、上記操作部のタイマーとカウンターによって、超音波発振装置より発振される超音波を０．１秒〜９９９秒発振して０．１秒〜９９９秒停止する作業を１回〜９９９回連続して繰り返しその後１分間〜９９時間停止し、この一連の反復作業を２４時間以上連続して行うことを特徴とする。
【０００７】
また本発明の要旨とするところは、上記操作部のタイマーとカウンターによって、超音波発振装置より発振される超音波を１０秒〜６０秒発振して１秒〜１０秒停止する作業を５回〜１０回連続して繰り返しその後１時間〜２時間停止し、この一連の反復作業を２４時間〜４８時間連続して行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は上記の如き構成であるため、装置の構成が簡易で操作が容易であり、作動に際して反応装置の反応行程が自動化されているため、研究者の負担を軽減し、かつ異常蛋白質等の試料の安定した増幅、検出が効率良く行え正確な検出データーが得られる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態は、試料を収容した密閉チューブを内部に配置した処理タンクと超音波発振装置を備えた反応部を下部に構成し、上部には上記超音波発振装置による超音波の発振時間を制御するタイマーとカウンターを備えた操作部を構成した超音波自動反応装置であり、
上記操作部のタイマーとカウンターによって、超音波発振装置より発振される超音波を１０秒〜６０秒発振して１秒〜１０秒停止する作業を５回〜１０回連続して繰り返しその後１時間〜２時間停止し、この一連の反復作業を２４時間〜４８時間連続して行う超音波自動発振装置である。
【実施例】
【００１０】
図１は本発明の超音波自動反応装置の一形態を示す正面模式図、図２は本発明の超音波自動反応装置の反応部の一形態を示す一部を省略した平面図、図３は本発明の超音波自動反応装置の反応部の一形態を示す側面模式図、図４は本発明の超音波自動反応装置の実施例のフローチャート及び図５は異常蛋白質を検出して増幅されたデーターである。
【００１１】
本実施例の超音波自動反応装置１の構成を図に基づいて説明する。
図１乃至図３において、符号１は超音波自動反応装置である。１０は本装置の操作部であり、２０は操作部１０の下部に設けた反応部である。この反応部２０内部には処理タンク２１、超音波振動子２６などが収容されている。
【００１２】
上記操作部１０には、内部に超音波発振制御回路が内蔵されており、表面に構成した、タイマー１１，１２，１３及びカウンター１４によって超音波発信機２６の発振時間をシーケンス制御できるようになっている。
このうち、タイマー１１は超音波の発振時間を制御するタイマーであり、０．１〜９９９秒の間の任意の時間を設定できるが本実施例では、１０秒に設定した。
タイマー１２は超音波の発振の停止時間を制御するタイマーであり、任意の時間を設定できるが本実施例では、１秒に設定した。
タイマー１３も超音波の発振の停止時間を制御するタイマーであり、任意の時間を設定できるが本実施例では、１時間に設定した。
カウンター１４は上記タイマー１１，１２，１３の作動回数をカウントするものである。
なお、符号１８はメインの切替スイッチであり、間欠・パルス・連続発信の切替スイッチ、符号１９は超音波の強弱の切替スイッチである。
【００１３】
次に上記反応部２０の構成を説明する。
処理タンク２１は、略直方体の水槽であり、上部に後述の密閉チューブ３１の容器３０を載置できる構造になっている。そして、両側の垂直な側板２２，２２の略中央部を内側に４５度曲折して傾斜板２３，２３を形成し、さらにこの傾斜板２３，２３の下端は水平な底板２４に連接している。
【００１４】
上記２個の傾斜板２３の外側表面には、それぞれ超音波振動子２６が傾斜板２３に直角に取付けられているいわゆる交差式であり、さらに傾斜板２３の内側には振動板２５が設けられている。そのため、超音波同士が直角に交差してエネルギーがより強力になり、柔軟材質のプラスチック容器からなる密閉チューブ３１を用いても効果的な破砕作業が可能となる。
本実施例では、傾斜板２３を左右の側板の２ケ所に形成したが、前後の側板にも取付けることができ、この場合は傾斜板２３が４ケ所となり、従って超音波振動子２６も４個となる。又、より強力な破砕を必要とする場合に底板２４に超音波振動子２６を付け加えることにより超音波振動子２６も５個となる。
【００１５】
容器３０は密閉チューブ３１を処理タンク２１に固定するラックであり、内部にはホルダー３２が取付けられている。このホルダー３２は密閉チューブ３１を、先端を水２９の中に浸漬した状態で固定するものである。このホルダー３２は処理タンク２１の中央部分の最も超音波を受けやすい位置に配置されている。
【００１６】
上記のように構成した本実施例の作用を図４のフローチャートを参照にしながら説明する。
まず、容器３０のホルダー３２に密閉チューブ３１，３１・・を固定して、その後この容器３０を処理タンク２１内に取付ける。密閉チューブ３１は内部に水溶液と破砕対象物である異常蛋白質を含有する試料４０を入れて、その先端は水２９に浸漬した状態とする。これは水２９を媒介として超音波を伝播させるためである。なお、この水２９は、図示しない循環装置によって常に３７℃に保たれている。
【００１７】
その後、操作部１０のメインスイッチ１８をオンにしてスイッチ４１をオンにすると、超音波振動子２６，２６が作動を開始して超音波を１０秒間発振する（Ｓ１０）。超音波は振動板２５，２５を通過して強力になって、密閉チューブ３１，３１・・方向へ進んでいく。
このとき、超音波はそれぞれの傾斜板２３に対して直交する方向へ進んでいくから、超音波同士は直角に交叉することになる。そして、この交叉地点をあらかじめ処理タンク２１の中央の水面付近に設定しておき、その近傍に密閉チューブ３１，３１・・を配置しておく。超音波は処理タンク２１内の水２９を通過して密閉チューブ３１に到達し、さらに密閉チューブ３１の水溶液を通過して試料４０に至り粉砕するのである。
【００１８】
超音波の発振開始後１０秒後にＳ１２に進み、タイマー１１がオフとなって超音波振動子２６が作動を停止し、これと同時にタイマー１２がオンになって、この超音波振動子２６の作動停止状態を１秒間保つ。
ここでＳ１４に進みカウンタ１４の値Ｃ（初期値はゼロ）を１つインクリメントしＳ１６に進み、カウンタ１４の値Ｃが５かどうかを判断する。否定されれば最初のＳ１０に進み、上記の処理を繰り返す。
このように、超音波の発振は１０秒間発振して１秒間停止するという作動を連続して５回繰り返してカウンタの値Ｃが５になり、すなわちＳ１６で肯定されるとＳ１８に進み超音波の発振を１時間停止させる。その後、Ｓ２０に進みカウンタの値ＣをゼロにリセットしてＳ１０に戻り、以上の処理を繰り返す。
このようにして、試料内の異常蛋白質の破砕と培養による相互間の変更を繰り返して検出感度を高めていくのである。この作業を４８時間連続して行うことで反応作業が終了する。
【００１９】
上記反応作業において、タイマー１１による超音波の発振時間は任意に決定できるが、３０秒以上では蛋白質が破壊されるため、１秒から３０秒の間が適当であり、１０秒がもっとも望ましい。
各タイマーの作動回数はカウンター１４によってカウントされ、所定の回数カウントした後、カウンター１４が各々のタイマーに指令を出して制御するのである。なお、この回数は本実施例では５回としたが、任意に決定でき試料の種類等によっては変更可能である。
また、超音波の発振が１時間停止されている間は、モーター３９の回転によるバイブレーションで密閉チューブ３１内部の試料４０の沈殿化を防止している。すなわちモーター３９の回転により、容器３０とホルダー３２がわずかに振動し、それによって密閉チューブ３１に振動を与えて試料の沈殿化を防止するのである。
【００２０】
以上のように、本実施例によれば簡易な構成かつ容易な操作でありながら、自動的に試料を増幅、検出する反応作業を効率よく行うことができるため、研究者の負担を軽減するばかりでなく操作ミスも回避され、正確なデーターが迅速に得られるのである。
【００２１】
本実施例の実験例を以下に示す。
本実施例の超音波自動反応装置１を用いて、ハムスタープリオン株Ｓｃ２３７感染脳乳剤を正常ハムスター脳乳剤で１／５００に希釈したサンプルを用いて反応作業を行った。Ｐｒｏｔｅｉｎａｓｅ  Ｋ（ＰＫ）処理後、ウエスタンブロッティング法で異常プリオン蛋白質を検出した（図５参照）。
本反応装置１の、超音波出力を強に設定し、１時間ごとに１０秒発振、１秒休止のパルス発振を５回繰り返し、３７℃で４８時間インキュベートしたところ、ＰＫ抵抗性バンドの明らかなシグナル増強が観察され、増幅率は３０倍以上であった。
その結果、本発明の超音波自動反応装置１は、異常プリオン蛋白質の高感度検出、異常蛋白質の変換機構の解明、感染予防薬のスクリーニングなどの省力化・効率化に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の超音波自動反応装置の一形態を示す正面模式図
【図２】本発明の超音波自動反応装置の反応部の一形態を示す一部を省略した平面図
【図３】本発明の超音波自動反応装置の反応部の一形態を示す側面模式図
【図４】本発明の超音波自動反応装置の実施例のフローチャート
【図５】異常蛋白質を検出して増幅されたデーター
【符号の説明】
【００２３】
１   超音波自動反応装置
１０  操作部
１１  タイマー
１２  タイマー
１３  タイマー
１４  カウンター
２０  反応部
２１  処理タンク
２５  振動板
２６  超音波振動子
３０  容器
３１  密閉チューブ
３２  ホルダー
【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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