(57)【要約】【課題】複数の遠心容器に収容される懸濁液量のアンバランスを補正して、迅速に遠心分離を行う。【解決手段】懸濁液Ａを収容する複数の遠心容器２ａ，２ｂと、該遠心容器２ａ，２ｂを間隔をあけて支持するアーム４と、遠心容器２ａ，２ｂの中間に配される軸線５回りにアーム４を回転させる回転駆動部６と、各遠心容器２ａ，２ｂ内に、回転駆動部６によるアーム４の回転中に、懸濁液Ａを供給可能な液供給部７と、遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａの圧力を検出する圧力検出部１４ａ，１４ｂと、該圧力検出部１４ａ，１４ｂにより検出された懸濁液Ａの圧力に基づいて収容量の少ない方の遠心容器２ａ，２ｂ内へ懸濁液Ａを補充供給するように液供給部７を制御する制御部１５とを備える遠心分離装置１を提供する。【選択図】図１
2012055853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸濁液を収容する複数の遠心容器と、
該遠心容器を間隔をあけて支持するアームと、
前記遠心容器の中間に配される軸線回りに前記アームを回転させる回転駆動部と、
前記各遠心容器内に、前記回転駆動部によるアームの回転中に、懸濁液を供給可能な液供給部と、
前記遠心容器内の懸濁液の圧力を検出する圧力検出部と、
該圧力検出部により検出された懸濁液の圧力に基づいて収容量の少ない方の遠心容器内へ懸濁液を補充供給するように前記液供給部を制御する制御部とを備える遠心分離装置。
【請求項２】
前記制御部が、前記圧力検出部により検出された各遠心容器内の懸濁液の圧力に基づいて、各遠心容器内の懸濁液量を算出し、算出された懸濁液量の差に応じた量の懸濁液を前記遠心容器内へ補充供給する請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項３】
前記圧力検出部が、前記遠心容器内に収容されている懸濁液内に一端を配置した配管と、該配管の他端に接続された密閉空間と、該密閉空間内に配置された圧力センサとを備える請求項１または請求項２に記載の遠心分離装置。
【請求項４】
懸濁液を収容した複数の遠心容器を、該遠心容器の中間に配置される軸線回りに回転させる回転ステップと、
該回転ステップにおける遠心容器の回転中に、各遠心容器内の懸濁液にかかる圧力を検出する検出ステップと、
該検出ステップにより検出された各遠心容器内の懸濁液にかかる圧力の差に基づいて、各遠心容器内の懸濁液量の差分を算出する差分算出ステップと、
該差分算出ステップにより算出された差分の懸濁液量を、前記遠心容器の回転中に、収容量が少ない方の前記遠心容器に補充供給する供給ステップとを含む遠心分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離装置および遠心分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞懸濁液等の懸濁液から細胞等を遠心力により分離する遠心分離装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この遠心分離装置は、アームの両端に配置した遠心容器内にそれぞれ懸濁液を収容してアームを回転させることにより、遠心容器内の懸濁液にそれぞれ遠心力を作用させるようになっている。この場合に、複数の遠心容器内の懸濁液の量を均等に収容しないと、各遠心容器に作用する遠心力にアンバランスが生じ、回転中に振動が発生するという不都合がある。
【０００３】
特許文献１の遠心分離装置は、振動検知器を備え、該振動検知器が振動を検知した場合にはモータの回転を停止することにより、不安定な運転状態で運転されてしまう不都合の発生を防止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４４９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている遠心分離装置は、振動が検知された場合には運転を停止するしかなく、運転を続行するためには、作業者が手動で複数の遠心容器内に収容されている懸濁液の重量のアンバランスを解消する作業を行う必要があった。このため、振動が発生した場合には運転が中断され、遠心分離作業に要する時間が増大するという不都合があった。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、複数の遠心容器に収容される懸濁液量のアンバランスを補正して、迅速に遠心分離を行うことができる遠心分離装置および遠心分離方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、懸濁液を収容する複数の遠心容器と、該遠心容器を間隔をあけて支持するアームと、前記遠心容器の中間に配される軸線回りに前記アームを回転させる回転駆動部と、前記各遠心容器内に、前記回転駆動部によるアームの回転中に、懸濁液を供給可能な液供給部と、前記遠心容器内の懸濁液の圧力を検出する圧力検出部と、該圧力検出部により検出された懸濁液の圧力に基づいて収容量の少ない方の遠心容器内へ懸濁液を補充供給するように前記液供給部を制御する制御部とを備える遠心分離装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、アームに支持された複数の遠心容器内に懸濁液を収容し、回転駆動部を作動させることにより、アームを回転させると、遠心容器がその中間に配されている軸線回りに回転され、遠心容器内に収容されている懸濁液にそれぞれ遠心力が作用する。懸濁液内に含まれている種々の物質はその比重差によって分離される。
【０００９】
この場合に、複数の遠心容器内に収容されている懸濁液量が相違すると、そのアンバランスによって振動が発生するが、懸濁液量に応じて懸濁液にかかる圧力が変化するので、各遠心容器内の懸濁液の圧力を圧力検出部により検出し、検出された圧力に基づいて制御部が量の少ない方の遠心容器内へ懸濁液を補充することにより、アンバランスを補正し、振動を低減してスムーズに、かつ、迅速に遠心分離を行うことができる。
【００１０】
上記発明においては、前記制御部が、前記圧力検出部により検出された各遠心容器内の懸濁液の圧力に基づいて、各遠心容器内の懸濁液量を算出し、算出された懸濁液量の差に応じた量の懸濁液を前記遠心容器内へ補充供給してもよい。
このようにすることで、各遠心容器内の懸濁液の圧力から懸濁液量が算出され、遠心容器間の懸濁液量の差に応じた量の懸濁液を収容量の少ない方の遠心容器内へ供給することにより、アンバランスを簡易に補正することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記圧力検出部が、前記遠心容器内に収容されている懸濁液内に一端を配置した配管と、該配管の他端に接続された密閉空間と、該密閉空間内に配置された圧力センサとを備えていてもよい。
このようにすることで、遠心分離中に変位する遠心容器内の懸濁液の圧力を、変位しない密閉空間内に配置した圧力センサによって安定的に検出することができる。
【００１２】
また、本発明は、懸濁液を収容した複数の遠心容器を、該遠心容器の中間に配置される軸線回りに回転させる回転ステップと、該回転ステップにおいける遠心容器の回転中に、各遠心容器内の懸濁液にかかる圧力を検出する検出ステップと、該検出ステップにより検出された各遠心容器内の懸濁液にかかる圧力の差に基づいて、各遠心容器内の懸濁液量の差分を算出する差分算出ステップと、該差分算出ステップにより算出された差分の懸濁液量を、前記遠心容器の回転中に、収容量が少ない方の前記遠心容器に補充供給する供給ステップとを含む遠心分離方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の遠心容器に収容される懸濁液量のアンバランスを補正して、迅速に遠心分離を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る遠心分離装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の遠心分離装置の制御部を示すブロック図である。
【図３】図１の遠心分離装置を用いた遠心分離方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る遠心分離装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離装置１は、図１に示されるように、細胞懸濁液等の懸濁液Ａを収容する２つの遠心容器２ａ，２ｂと、該遠心容器２ａ，２ｂを両端に配される水平な軸線３ａ，３ｂ回りに揺動可能に支持するアーム４と、該アーム４を、その中央に配置される鉛直軸線５回りに回転駆動するモータ６と、各遠心容器２ａ，２ｂ内に懸濁液Ａを供給する液体供給部７とを備えている。
【００１６】
モータ６を回転駆動させると、アーム４がその中央の鉛直軸線５回りに回転させられ、アーム４の両端に配置されている２つの遠心容器２ａ，２ｂに、それぞれ、回転の半径方向外方に向かう遠心力が作用する。これにより、各遠心容器２ａ，２ｂが、図１に破線で示されるように、その底面を半径方向外方に向かわせるように、軸線３ａ，３ｂ回りに揺動させられるようになっている。
【００１７】
その結果、遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａは、遠心容器２ａ，２ｂの底面に向かって加圧され、収容されている体積に応じた圧力Ｐ１，Ｐ２が作用するので、懸濁液Ａ内の各成分が、比重の差によって分離し、比重の最も大きな成分が底面近傍に堆積させられるようになっている。
【００１８】
液体供給部７は、懸濁液Ａを収容する懸濁液容器８と、該懸濁液容器８に接続された固定側チューブ９ａ，９ｂと、該固定側チューブ９ａ，９ｂの途中位置に配置され、固定側チューブ９ａ，９ｂ内の懸濁液Ａに送りをかけるペリスタルティックポンプのようなポンプ１０ａ，１０ｂと、各固定側チューブ９ａ，９ｂを開閉するバルブ１１ａ，１１ｂとを備えている。
【００１９】
また、液体供給部７は、各遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａ内に一端が配置された可動側チューブ１２ａ，１２ｂと、アーム４に固定され、アーム４の回転中においても可動側チューブ１２ａ，１２ｂと固定側チューブ９ａ，９ｂとを流体的に接続するロータリジョイント１３とを備えている。
【００２０】
さらに、液体供給部７は、各遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａの圧力Ｐ１，Ｐ２を検出する圧力センサ１４ａ，１４ｂと、該圧力センサ１４ａ，１４ｂにより検出された懸濁液Ａの圧力Ｐ１，Ｐ２と、モータ６の回転数とに基づいてポンプ１０ａ，１０ｂおよびバルブ１１ａ，１１ｂを制御する制御部１５とを備えている。
【００２１】
制御部１５は、各圧力センサ１４ａ，１４ｂにより検出された圧力Ｐ１，Ｐ２と、モータ６の回転数から導いた遠心力による加速度値αと、懸濁液Ａの密度ρとに基づいて、以下の計算式（１）により、各遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａの量の差ΔＷを算出するようになっている。
ΔＷ＝ρ（Ｖ（ｈ１）−Ｖ（ｈ２））          （１）
ｈ１＝Ｐ１／ρα
ｈ２＝Ｐ２／ρα
ここで、ｈ１，ｈ２は、２つの遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａの液位、Ｖ（ｈ）は、液位ｈによって定まる懸濁液Ａの体積であり、演算により求めてもよいし、ルックアップテーブルから求めることにしてもよい。
【００２２】
さらに具体的には、制御部１５は、図２に示されるように、圧力センサ１４ａ，１４ｂにより検出された圧力Ｐ１，Ｐ２とモータ６の回転数とから、遠心容器２ａ，２ｂ内の液位ｈ１，ｈ２を算出する容器内液位算出部１６と、算出された液位ｈ１，ｈ２から遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａの体積Ｖ（ｈ１），Ｖ（ｈ２）を算出する体積算出部１７と、算出された体積Ｖ（ｈ１），Ｖ（ｈ２）から懸濁液Ａの量の差ΔＷを算出する補正量算出部１８とを備えている。制御部１５は、補正量算出部１８により算出された懸濁液Ａの量の差ΔＷを補正量として、懸濁液Ａの収容量の少ない方の遠心容器２ａ，２ｂに対して、補正量ΔＷだけ懸濁液Ａを補充供給するように、ポンプ１０ａ，１０ｂおよびバルブ１１ａ，１１ｂを制御するようになっている。
【００２３】
このように構成された本実施形態に係る遠心分離装置１を用いた遠心分離方法について、以下に説明する。
図３に示されるように、まず、懸濁液Ａを２つの遠心容器２ａ，２ｂ内に供給し、モータ６を駆動して、アーム４を鉛直軸線５回りに回転させる（回転ステップＳ１）。
【００２４】
この状態で、各遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａにかかる圧力Ｐ１，Ｐ２を圧力センサ１４ａ，１４ｂによって検出する（検出ステップＳ２）。
制御部１５は、モータ６から出力される回転数および圧力センサ１４ａ，１４ｂにより検出された圧力Ｐ１，Ｐ２を用いて、計算式（１）により２つの遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａ量の差ΔＷを算出する（算出ステップＳ３）。
【００２５】
制御部１５は、算出された差ΔＷと同量の懸濁液Ａが収容量の少ない方の遠心容器２ａ，２ｂに供給されるように、バルブ１１ａ，１１ｂおよびポンプ１０ａ，１０ｂを制御する。
例えば、一方の遠心容器２ａに収容されている懸濁液Ａが、他方の遠心容器２ｂに収容されている懸濁液ＡよりもΔＷだけ少ないことがわかった場合に、バルブ１１ｂを閉じてバルブ１１ａを開き、ポンプ１０ｂを停止して、遠心容器２ａに懸濁液Ａを補正量ΔＷだけ送るようにポンプ１０ａを駆動する（供給ステップＳ４）。
【００２６】
懸濁液容器８から固定側チューブ９ａを介して送られた懸濁液Ａは、ロータリジョイント１３および可動側チューブ１２ａを介して収容量が少なかった遠心容器２ａ内に供給される。これにより、２つの遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａ量はバランスするので、アンバランスによる振動が解消され、アーム４がスムーズに回転させられて、各遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａが遠心分離される。
【００２７】
このように、本実施形態に係る遠心分離装置１および遠心分離方法によれば、アーム４の回転中に、各遠心容器２ａ，２ｂ内に収容されている懸濁液Ａの圧力Ｐ１，Ｐ２を検出し、該圧力Ｐ１，Ｐ２に基づいて２つの遠心容器２ａ，２ｂ内の懸濁液Ａ量の差ΔＷを算出するとともに、回転中に液体供給部７を作動させて少ない方の遠心容器２ａ，２ｂに補充供給するので、従来のように、遠心分離動作を中断して懸濁液Ａを追加供給する作業を行わずに済み、遠心分離作業をスムーズかつ迅速に行うことができるという利点がある。
【００２８】
なお、本実施形態に係る遠心分離装置１においては、可動側チューブ１２ａ，１２ｂに圧力センサ１４ａ，１４ｂを設けたが、これに代えて、各可動チューブ１２ａ，１２ｂの一端が接続されたロータリジョイント１３内の密閉空間（図示略）に圧力センサ１４ａ，１４ｂを配置してもよい。このようにすることで、遠心容器２ａ，２ｂが揺動しても変位しない密閉空間に圧力センサ１４ａ，１４ｂを設置でき、圧力Ｐ１，Ｐ２を容易に、かつ精度よく測定することができるという利点がある。
【００２９】
また、本実施形態においては、アーム４の両端に２つの遠心容器２ａ，２ｂを配置した場合について説明したが、これに代えて、３つ以上の遠心容器２ａ，２ｂをアーム４に取り付けた場合に適用することにしてもよい。
また、２本の固定側チューブ９ａ，９ｂに別々にポンプ１０ａ，１０ｂを設けることにしたが、これに代えて、２つのチューブ９ａ，９ｂ内の懸濁液Ａを共通のポンプによって供給することにしてもよい。この場合には、供給しない側のチューブ９ａ（９ｂ）のバルブ１１ａ（１１ｂ）を閉じればよい。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ  懸濁液
Ｐ１，Ｐ２  圧力
Ｓ１  回転ステップ
Ｓ２  検出ステップ
Ｓ３  算出ステップ（差分算出ステップ）
Ｓ４  供給ステップ
１  遠心分離装置
２ａ，２ｂ  遠心容器
４  アーム
５  鉛直軸線（軸線）
６  モータ（回転駆動部）
７  液体供給部（液供給部）
１２ａ，１２ｂ  可動側チューブ（配管）
１４ａ，１４ｂ  圧力センサ（圧力検出部）
１５  制御部
【図１】
2012055853.tif 000003
【図２】
2012055853.tif 000004
【図３】
2012055853.tif 000005