JPH0217337Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は細胞の細胞膜を破砕して、細胞内の小
器官を分別する為に用いる細胞破砕装置における
容器に関する。

近時、医学臨床検査、遺伝子工学等の分野に於
いて、細胞内の各器官の化学組成や生物学的特性
を調べるために、細胞膜を破砕し細胞内の小器官
を分別する方法がさかんに行なわれている。例え
ば、臨床検査の上で赤血球、白血球の内液の生化
学的解析を進める等の為に広く行なわれている。
この為に細胞等の超音波による破砕装置が用いら
れているが、以前は第３図に例示する如き装置が
多用されていた。即ち、発振器１′と、振動子
２′と、ホーン又はチツプ３′より成り、例えば血
液より遠心分離して得た赤血球含有液を収容せる
ビーカー又は試験管４′中に、上記のホーン又は
チツプ３′を浸漬し、その状態で発振器１′の出力
により振動子２′を励振しホーン３′を介して容器
４′の赤血球に超音波振動を加え、キヤビテーシ
ヨン現象等を生ぜしめて赤血球等の細胞膜を破砕
する装置である。この従来装置は、多量の細胞等
の被破砕体を容器４′に満し、それら被破砕体に
ホーン３′より一様な超音波振動を加えるので、
一度に多量の破砕を可能にするが、他面におい
て、ホーン３′を容器４′に挿入したままとなるの
で、容器４′を開口状態に保つ必要があり非密閉
構造であるから、有毒性な被破砕体を処理する場
合、超音波処理によつて被破砕体がエアゾール化
し、外部に飛散するおそれがあり検査者・研究者
にとつて好ましいことではない。

又、上記のように非密閉構造であつて細胞等被
破砕体内に含まれている水分が漏出され易いので
PHの変化を生じ易く、所期の破砕結果が得られな
い場合が多い。例えば、臨床検査の上で赤血球、
白血球の内液の生化学的解析に於いては水分の漏
出やPHの変化をできるだけ避けなければならない
が、以前のものはその要請に十分答えていなかつ
た。又容器中に満たされている液の温度は、超音
波振動の伝播性や細胞等被破砕体自体の変化に対
し大きな関連性を有し、処理操作に於いて液温の
適切な管理が望まれる所であるが、従来型の場合
には容器の外から液を冷却して液温を制御するこ
ととなるので、その制御がむずかしく管理が大変
であつた。

従つて、例えば超音波振動の伝播性は液温が低
い程良く、又大部分の被破砕体は低温で保存され
ている為、破砕処理の段階でそれよりかなり高い
温度下にさらされると熱的変化を生じ所期の破砕
結果が得られないので、これらの場合には液温を
常に冷却することとなるが、容器の外より冷却す
るので、意図通りに冷却できなかつた。そこで本
出願人は先に破砕すべき細胞の溶液を収容せる容
器を槽の液中に垂直態様にて浸漬せしめ、槽の底
部より超音波を発振せしめて、上記容器内の細胞
を破砕するようにした装置であつて、上記容器
は、有底円筒状の金属製チユーブと、この金属製
チユーブの開口部を密封するキヤツプと、上記キ
ヤツプの中央に支持されていると共にその先端が
チユーブ６の底壁面に接つすることなく且つ細胞
を溶かした溶液中に浸漬するようにして金属製チ
ユーブ内に垂下される金属棒より成る超音波細胞
破砕装置における容器を提案した。

例えば特開昭58−55756号や、特公昭60−10711
号公報等にみられる。これによれば、細胞を破砕
するに際し、細胞を密閉状態に保持できる。それ
により作業の安全性を可能にすると共に、破砕中
における細胞の変化を極力抑制できる。又超音波
振動が伝播する槽の液温を直接的に管理できる。
それにより超音波振動の伝播性等に大きな影響を
もつ液温の管理を容易とできる。

更に多種の細胞を効率的に破砕する。

等の利点を有する。本出願もこれらの利点を可能
にすべく考案されたものであると共に、特にこれ
らの利点に加えて、容易簡便に使えながら細胞破
砕時に於ける密閉性をより確かに図れるようにす
ることを目的とした考案に関する。

次に添付図面に従い本考案の実施例を詳述す
る。

１は高周波発振器、２ａ〜２ｄは高周波発振器
１により駆動される励振コイル３が巻着されたフ
エライト磁歪振動子等の振動子、４は液Ｗを満し
た槽であり、以上はケース５の中に収容された超
音波細胞破砕装置である。本考案は、このような
超音波破砕に用いられる容器Ａに係わり、容器Ａ
は有底円筒状の金属製チユーブ６と、金属製チユ
ーブ６の開口部７を密閉するキヤツプ８と、キヤ
ツプ８の中央に支持された金属棒９より成る。即
ち上記金属製チユーブ６はステンレス製であり、
その開口部７の頂縁が外方に折曲せしめられてフ
ランジ１０を形成している。

そしてキヤツプ８は、金属製チユーブ６の開口
部７内に挿入せしめられる小径部１１と、開口部
７外のフランジ１０上に座す大径部１２より成
り、上記小径部１１にＯリング１３が巻着されて
いるものである。従つて、金属製チユーブ６の開
口部７は小径部１１の周りのＯリング１３と、フ
ランジ１０上に座す大径部１２の双方によつて密
閉が図られている。更に金属棒９は、キヤツプ８
に対し次のように取付けられている。即ち、キヤ
ツプ８の中央の穴に金属棒９が通され、金属棒９
の上部に形成された雌ネジ１４にナツト１５が螺
着せしめられ、そのナツト１５を締付固定するこ
とによつて垂下支持されているものである。

より具体的に言えば、金属棒９はキヤツプ８の
中央に支持された状態でチユーブ６に垂下されて
いるが、金属棒９の長さは次のように設定してあ
る。即ちその先端１６はチユーブ６の底壁面１７
に接つすることなく、而も細胞を溶かした溶液を
チユーブ６内に収容した時、その先端１６が溶液
中に浸漬するように設定されている。

次にこのような構成の容器Ａの用い方を説明す
る。

先ずキヤツプ８を外し、金属製チユーブ６内に
破砕すべき細胞を含んだ溶液Ｔを収容する。

次いでキヤツプ８を金属製チユーブの開口部に
挿入するようにして冠する。この時挿入方式なの
で容易簡便に挿着できる。即ち小径部１１を開口
部７に挿着し、大径部１２をフランジ１０上に座
す。これにより、Ｏリング１３が金属製チユーブ
６の内周面に密着し、且つ大径部１２の底面がフ
ランジ１０上に座していることにより、金属製チ
ユーブ６内の密閉がより確かに図られる。そし
て、このキヤツプ８の装着により、金属棒９は、
その先端１６を底壁面１７に接つすることなく垂
下支持され、且つ細胞を溶かした溶液中にその先
端１６が浸漬する。

このように準備を了えた後、これら容器Ａの複
数を槽４に冠せられた装着板１８の装着穴１９に
セツトする。それにより各容器Ａは槽４内の液Ｗ
中に垂直態様にて浸漬せしめられる。次いで発振
器１を駆動し、励振コイル３の励振を介して磁歪
振動子２を振動せしめ、超音波を放射面から放射
させる。放射された超音波振動は液Ｗ中を伝播し
て容器Ａに伝わり、細胞の細胞膜を破砕する。こ
の破砕メカニズムを示すと次の通りである。

先ず、一つの破砕作用は、液Ｗ中を伝播した超
音波振動が密閉容器Ａ中の細胞に伝わり、その音
圧によつて破砕するという点である。そして、も
う一つの破砕作用は、容器Ａが超音波振動に対し
て共振するような固有振動数を有するように長
さ、太さ、全体の形状等を定めることにより、超
音波振動を受けた時、容器Ａ全体を共振せしめ、
即ち金属製チユーブ６、キヤツプ８及び金属棒９
を共振せしめ、金属棒９の先端１６より細胞に対
し超音波振動を与え、細胞を溶かした溶液内にキ
ヤビテーシヨン現象を生起し、このキヤビテーシ
ヨン現象により、液に対し瞬間的な減圧力と圧縮
力を交互に作用させ、それにより個々の細胞の細
胞膜が破砕せしめられるものである。

そして、これらの破砕過程において、細胞は密
閉容器Ａ内に密閉した状態で破砕されるので細胞
がエアゾール化した外部に飛散するおそれが全く
ない。特にＯリング１３によつて密閉が図られて
いるので外部へ飛散するおそれがない。従つて危
険な細胞を扱つても、研究者、検査者にとつて極
めて安全であり、且つ細胞自体に関しても、水分
の漏出及びそれに伴うPHの変化が全く生じないの
で所期した通りの破砕結果が得られるものであ
る。

更に、破砕すべき細胞は容器Ａ内に密閉されて
いるので、槽４内の液Ｗを直接冷却することがで
きる。即ち液温を下げたければ、より低温の冷却
水等を直接槽に投入し、液温を直接調節すればよ
い。このように液温を容易に調節できるので、超
音波振動の伝播性を高めたり、細胞自体の熱的変
化を極力防止できる。又容器Ａ自体が小さく、複
数を槽内にセツトできるので、短時間の内に幾種
もの細胞を効率よく破砕でき、多種少量破砕に効
果を発揮するものである。

而して金属棒の先端１６がチユーブ６の底壁面
１７に接触すると、摩擦熱が発生し細胞分画上、
細胞内成分間に様々な構造変化を起したり、細胞
内諸成分を傷つけて安定な破砕ができない。又、
細胞を溶かした溶液中に金属棒の先端が浸漬して
いないと、金属棒の先端より細胞溶液に対して超
音波振動が与えられず破砕効果が低下することが
確認された。

以上詳述した如く、この考案は、破砕すべき細
胞の溶液を収容せる容器を槽の液中に垂直態様に
て浸漬せしめ、槽の底部より超音波を発振せしめ
て、上記容器内の細胞を破砕するようにした装置
であつて、上記容器は、有底円筒状の金属製チユ
ーブと、この金属製チユーブの開口部を密封する
キヤツプと、上記キヤツプの中央に支持されてい
ると共にその先端がチユーブの底壁面に接つする
ことなく且つ細胞を溶かした溶液中に浸漬するよ
うにして金属製チユーブ内に垂下される金属棒よ
り成る超音波細胞破砕装置における容器に於い
て； 上記中央に金属棒を垂設せるキヤツプは金属製
チユーブの開口部に対し着脱自在に挿着されると
共に、上記中央に金属棒を垂設せるキヤツプは大
径部と小径部より成ると共に、小径部外周にはＯ
リングが取着され、該キヤツプの小径部を金属製
チユーブの開口部内に圧入挿着した際、開口部内
周面に密着せるＯリングと、開口部上縁に一体的
に形成されたフランジ上に密着して座す大径部の
双方によつて金属製チユーブ内の密封が図られる
ようにしたことを特徴とする超音波破砕装置にお
ける容器なので、細胞を破砕するに際し、細胞の
密閉状態に保持でき、作業の安全性を可能にする
と共に、破砕中における細胞の変化を極力抑制で
きる。

又、超音波振動が伝播する槽の液温を直接的に
管理できるので、液温の管理を容易に行うことが
でき、超音波振動の伝播性をよりよいものにする
ことができる。更に少量多種の細胞を効率的に破
砕できる。又、金属製チユーブであり、且つキヤ
ツプは開口部に圧入挿着されていたり、螺着され
ており、しつかりと開口部に取りついているの
で、万が一不測に落したり等しても損傷、破壊す
るようなことがなく、耐久性に富むと共に極めて
安全である利点を有するものであるが、特に、金
属製チユーブの中に破砕すべき細胞液を入れる時
に、キヤツプ自体は挿入式なので上記細胞液収容
作業、それに続く密閉作業が容易であり、而もこ
のように容易でありながら、キヤツプを金属製チ
ユーブの開口部に冠した時、Ｏリングがチユーブ
の内周壁に密接しているので、より細胞液のエア
ゾールが外部へ飛散することを防止でき安全性が
より確かとなるものである。

【図面の簡単な説明】

添付図面第１図、第２図は本考案の実施例を示
し、第１図は槽内に垂下保持せしめた態様を示す
縦断側面図、第２図は容器の断面図、第３図は従
来例の図である。 ６，２１……金属製チユーブ、８，２４……キ
ヤツプ、９，３１……金属棒。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 破砕すべき細胞の溶液を収容せる容器を槽の
   液中に垂直態様にて浸漬せしめ、槽の底部より
   超音波を発振せしめて、上記容器内の細胞を破
   砕するようにした装置であつて、上記容器は、
   有底円筒状の金属製チユーブと、この金属製チ
   ユーブの開口部を密封するキヤツプと、上記キ
   ヤツプの中央に支持されていると共にその先端
   が金属製チユーブの底壁面に接つすることなく
   且つ細胞を溶かした溶液中に浸漬するようにし
   て金属製チユーブ内に垂下される金属棒より成
   る超音波細胞破砕装置における容器に於いて； 上記中央に金属棒を垂設せるキヤツプは金属
   製チユーブの開口部に対し着脱自在に挿着され
   ると共に、上記中央に金属棒を垂設せるキヤツ
   プは大径部と小径部より成ると共に、小径部外
   周にはＯリングが取着され、該キヤツプの小径
   部を金属製チユーブの開口部内に圧入挿着した
   際、開口部内周面に密着せるＯリングと、開口
   部上縁に一体的に形成されたフランジ上に密着
   して座す大径部の双方によつて金属製チユーブ
   内の密封が図られるようにしたことを特徴とす
   る超音波破砕装置における容器。 上記金属棒はキヤツプに形成された挿着穴に
   通され、キヤツプ上方外部に臨んだ部分に螺着
   されたナツトによつて締付固着されていると共
   に、キヤツプ上部とナツト下面との間にシール
   部材が介在せしめられていることを特徴とする
   請求項第１項記載の超音波破砕装置における容
   器。