JPH0276582A - バイオ活性懸濁液の製造方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バイオ活性懸濁液を製造する特に有効な方法
が必要とされる随所に利用される。代表的な用途はバイ
オテクノロジー製品、化粧品および薬品にあり、即ち酵
母やバクテリヤなどの種々の起源の細胞崩壊および例え
ば酵素、核酸および別の生理学的活性物質のような細胞
含有物質の獲得にある。

〔従来の技術〕

基本的にはバイオ活性懸濁液の製造に適した方法は、一
般的な機械的方法と超音波を使用する方法とに分けられ
る。

従来において工業的な価値は、機械的に破壊する一般的
な装置を有している普通の機械的方法でしか得られなか
った。これには特にボールミル、粉砕機および押出しホ
モゲナイザが属している。

ドイツ連邦共和国特許第３１３９０９３号公報、ドイツ
民主共和国特許第２１６６２８号公報およびドイツ連邦
共和国特許第３５１５２３１号公報に記載された方法は
、温度が時間的に段階づけられて管理され追加的に強力
に撹拌されるボールミルによる粉砕方式に関している。

ドイツ連邦共和国特許第３２２６０１６号公報において
、細胞が大きな圧力勾配、キャビテーションおよび乱流
効果によって狭い空隙内で壊されるような押出しホモゲ
ナイザ装置が知られている。

この方法および装置の基本的な欠点は、それが非常に時
間がかかり、満足な分解結果が得られないことにある。

また多くの場合、時間的に永続する有機化合しか行われ
ないという欠点を有している。そのほかに上述した機械
的な方法は大きなエネルギー消費を伴い、設備費および
運転費が高く、低抵抗性物質についての性能が悪いとい
う欠点を有している。

超音波が使用される分解方式について、製造工場の文献
および説明書において僅かしか知られておらず、これら
は実験室における使用に限られている。この方法は、Ｈ
Ｆ発生器、作業器具（音波極；　５ｏｎｏｔｒｏｄｃ）
付の電気機械変換装置および連続的に媒体を供給でき追
加的に冷却できる、たいていは開放形の多数の容器から
成っているそれ自体公知の超音波装置で特徴づけられて
いる。

直接に電気機械式超音波変換器に連結される特殊な音響
装置（セル）も知られている（ドイツ連邦共和国特許第
２０２７５３３号公報およびドイツ民主共和国特許第２
８３６７４１号公報参照）。

波長に関係する共振要素として必要な形態によって、音
響容積の有利な構造的な寸法づけが行えず、冷却を省略
しなければならない。

技術的な説明において音波照射に適した多くの音波極が
知られている。この方法および公知の決定的な欠点は、
超音波効果を促進する手段が採用されず、効果的な音響
容積の必要な構造的寸法が考慮されないことによって、
最大で６０％程度の不十分な分解結果しか得られないこ
とである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、安価な費用で最高の分解結果を得るよ
うにするために、動力超音波によってバイオ活性懸濁液
を製造する方法およびその装置を提供することにある。

本発明の課題は、動力超音波を作用させてバイオ材料を
完全に活性化し、流動状態においてていねいに分解する
ような方法とその装置を開発することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、これは懸濁液に超音波活性体が添加さ
れることによって達成される。超音波活性体の容積は容
器容積の大分の一以下である。超音波活性体はその幾何
学的形状において、超音波の有効振幅の２倍の大きさを
している。超音波活性体が充分な耐キャビテーション性
を有する剛性材料、例えば硬質セラミックスから成って
いる。

超音波活性体は多用な形をしている。特に懸濁液のほか
に超音波促進媒体としてプロピレングリコールが添加さ
れている。

バイオ材料において有利に冷却が行われる。好適には０
〜１０℃に冷却される。プロピレングリコールの添加お
よび低温状態における作業の二つの処置は、音波案内の
改善および細胞の動的慣性の増大によって、容器内にお
ける超音波効果の増加を達成するために行われる。

これによって単位時間当たりに、容器内に存在するバイ
オ活性物質に、分解および混合過程を高める多くの要因
が作用する。この方法は特に、流動方法として実施され
るときに効果的である。

そのために懸濁液は、その直径が音波極の放射面の３倍
以下である肉厚の球状流動室の中に入れられる。音波極
はその放射面が球状の流動室のほぼ中心に位置するよう
に配置される。好適には入口は球状の流動室の底にあり
、出口は音波極の放射面の上側にある。

球状流動室、音波極数射面および超音波活性体の構造的
な寸法は、バイオ活性懸濁液が従来の高い超音波振幅よ
りも効果的に強く曝されるように互いに決められている
。これによって固形成分が５０％までに高められている
ときも、懸濁液の短い一回の音波照射が必要とされるだ
けである。

本発明に基づく方法はこれによって従来の方法に比べて
時間および経費が著しく低減される。例えば上述した超
音波活性体のような超音波効果を促進する要因を投入す
ることにより、収穫量は約１００％に高まり、高抵抗性
の有機物質において確実且つ迅速な分解が保証される。

〔実施例〕

以下図面に示した実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明に基づく装置を概略的に示している。高
出力音波極１は球状の流動室２の中に突出しており、そ
の流動室２内には懸濁液４のほかに超音波活性体３が存
在している。懸濁液４はポンプ装置５によって流入量ロ
アを通して連続的に流動室２の中に搬送される。

その場合約５０μｍの振動振幅をした高出力音波極１の
放射面９は、球状の流動室２の中央に位置している。流
動室２は放射面９の３倍の直径をしている。流動室２の
材料および壁は、音波吸収が最小限にされるように選択
および形成されている。

この方法にとって重要なことは超音波活性体３にあり、
これは同様に流動室２内にあり、その容積の大分の−を
占めている。超音波振幅の約１００倍の直径をした円板
形の硬質セラミックスから成っている超音波活性体が実
証された。

超音波が作用した後、懸濁液４は流出開口８から流出す
る。

特に懸濁液４に１５％のプロピレングリコールを添加し
、流動室２の外側において既に人口１０を冷却装置６に
よって冷却して、懸濁液４が流動室２に入る前に約４℃
の温度であるようにすると有利である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に基づく装置の概略構成図である。 １・・・高出力音波極、２・・・球状の流動室、３・・
・超音波活性体、４・・・懸濁液、５・・・ポンプ装置
、６・・・冷却装置、７・・・流入開口、８・・・流出
開口、９・・・音波極の放射面、１０・・・入口。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、動力超音波によって、場合によっては超音波促進媒
   体を使用して、バイオ活性懸濁液を製造する方法におい
   て、懸濁液に超音波活性体が添加されることを特徴とす
   るバイオ活性懸濁液の製造方法。 ２、超音波活性体の容積が容器容積の六分の一以下であ
   ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、超音波活性体が多様な形をしており、超音波の有効
   振幅の２倍の大きさをした幾何学的寸法をしていること
   を特徴とする請求項１又は２記載の方法。 ４、超音波活性体が十分な耐キャビテーション性を有す
   る剛性材料、例えば硬質セラミックスから成っているこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方
   法。 ５、超音波促進媒体としてプロピレングリコールが添加
   されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
   かに記載の方法。 ６、好適には０〜１０℃に冷却された状態で実施される
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
   方法。 ７、入口と出口を持った容器、ＨＦ発生器、電気機械変
   換装置、高出力音波極およびポンプ装置を有しているバ
   イオ活性懸濁液を製造する装置において、 容器として厚肉の球体流動室が採用され、その直径が音
   波極の放射面の３倍以下であり、容器の中に音波極が、
   その放射面がほぼ中心に位置するように配置されている
   ことを特徴とするバイオ活性懸濁液を製造する装置。 ８、入口が球状の流動室の底にあり、出口が音波極の放
   射面の上側にあることを特徴とする請求項７記載の装置
   。