JPS6233865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、細胞膜を破砕して細胞内の小器官を
分離するために用いるホモジナイザに関し、構成
簡単で安価に製作できると共に破砕効率高く、し
かも、取扱いに便利な連続流動式ホモジナイザに
関する。

［従来技術の説明］ 生物、医学、その他の研究分野において、細胞
内のゴルジ体、ミトコンドリア等の小器官、その
他酵素等を分離することが必要である。このため
には何らかの手段をもつて細胞を破砕しなければ
ならないのであるが、従来の細胞膜破砕装置とし
て、超音波を利用するもの、高圧窒素ガス等によ
り圧力をかけこの圧力を急激に除去して細胞膜を
破砕するもの、又、油圧機械により細胞液に圧力
をかけ細孔を通過させて細胞膜を破砕する方式な
どを始めとし、ポツタ型と呼ばれ、管状容器内の
乳棒をスターラで回転させながら往復運動を与え
て細胞を分断する方式、又既設の回転機を用いて
管状容器内の乳棒を回転させること等も行なわれ
ている。

［従来技術の問題点］ これら従来より細胞膜破砕装置は、慨して破砕
効率が悪く、又、取扱いに不便であつた。例え
ば、広く普及しているポツタ型においては管状体
容器を手動で上下動させねばならず非能率的であ
る。又例えば、その他の超音波や高圧窒素を用い
たものでは装置が大型となり高価な装置となつて
いる。

［問題点解決のための手段］ 本発明は上記従来技術の問題点を解決するもの
で装置の構成が簡単であり安価に製作できると共
に破砕効率高く、しかも、取扱いに便利な細胞膜
破砕用のホモジナイザを提供するもので、そのホ
モジナイザの特徴とするところは、上端に未乳化
組織導入口を有すると共に下端に乳化組織排出口
を有する管状体容器を上下位置着脱自在に支柱に
支持して設け、該管状体容器の内部に、回転軸を
備えた乳棒を適宜の細隙をおいて回転自在に配設
する一方、前記支柱上端に備えた回転駆動部から
回転駆動力を受けて前記管状体容器の上端に向つ
て垂架される回転駆動軸を設け、該回転駆動軸と
前記乳棒に備えた回転軸との両軸間に軸振れを吸
収する弾性継手を有したカツプリングを介して着
脱自在に接合して、該管状体容器内の乳棒の上下
には第１室と第２室を形成したことにある。

［作用］ 上記構成の細胞膜破砕用のホモジナイザを使用
するに際しては、先ず、例えば動物質供試材料を
ミンチ状とし、緩衝液を加えて細胞液を得、該細
胞液を、支柱に支持されたその内部に回転可能の
乳棒を配設された管状体容器の上端の未乳化組織
導入口から第１室内に注ぎ、しかる後前記乳棒を
回転駆動軸を介して回転させる。

すると、前記細胞液は管状体容器と乳棒との間
の細隙部で乳化され細胞膜が破砕されて下側の第
２室に溜り、更に前記管状体容器の底部排出口か
ら順次排出されることになる。支柱に支持した管
状体容器の取付け、又は取外し作業は、乳棒に備
えた回転軸と、該回転軸に接続される回転駆動軸
とをカツプリングを介して着脱自在に接続してい
るので、このカツプリングを外すことにより、管
状体容器から乳棒を完全に抜きとること無く管状
体容器を着脱することが容易に可能である。又、
この管状体容器の支柱に対する取付位置を適宜変
更、調節すれば、該管状体容器内の第１室と第２
室との深さを変えることができ、このとき乳棒の
回転軸の取付位置は変更しなくてもよい。

又、前記管状体容器の上端には未乳化組織導入
口を設けているので、この導入口から連続して未
乳化組織液を導入し連続した乳化操作を行うこと
ができるので、乳化作業を極めて効率良く行うこ
とができる。

［実施例の説明］ 以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

第１図は連続流動式ホモジナイザの装置全体を
示す斜視図、第２図は乳棒を備えた管状体容器の
断面図、第３図はカツプリングの詳細図である。

第１図は、基台１に立設した支柱３に、上端に
未乳化組織導入口５を有すると共に下端に乳化組
織排出口７を有する透明の管状体容器９を着脱自
在に支持して設け、該管状体容器９の内部に、回
転軸１１を備えた乳棒１３を前記管状体容器９の
内壁との間に適宜の細隙をおいて回転自在に配設
する一方、前記支柱３上端に備えた回転駆動軸１
５から回転駆動力を受けて前記管状体容器９の上
端に向つて垂架される回転駆動軸１７を設け、該
回転駆動軸１７と前記乳棒１３に備えた回転軸１
１との両軸間に軸振れを吸収する弾性継手を有し
たカツプリング１９を介して着脱自在に接合した
連続流動式ホモジナイザを示している。

基台１と支柱３とは、例えば実験用スタンドと
して市販されているものをそのまま使用すること
もできるが、ここでは、支柱３の上方に回転駆動
部１５を設けている。２１はコンセント、２３は
電圧交換部を示す。

又、該支柱３に管状体容器９を把持する取付金
具２５，２７を設けている。

取付金具２５，２７は、管状体容器９に向つて
開いた半円弧状の固定部材２５ａ，２７ａと、蝶
ねじ２５ｂ，２７ｂを回動可能に備えた前記固定
部材と対称の半円弧状の開閉部材２５ｃ，２７ｃ
から成り、前記固定部材２５ａ，２７ａの一端に
は前記蝶ねじ２５ｂ，２７ｂのねじ部を螺入させ
るタツプ穴を設け、他端には開閉部材２５ｂ，２
７ｂを固定部材２５ａ，２７ａに対して回動させ
る蝶番（図示せず）を設けている。蝶ねじ２５
ｂ，２７ｂはいわゆるパツチン錠としても良い。
固定部材２５ａ，２７ａと開閉部材２５ｃ，２７
ｃの円弧状部内側には、それぞれゴム質等のクツ
シヨン（図示せず）を設け、管状体容器を柔軟
に、かつ、確実に固定できるようにしている。

なお、このクツシヨンを白色、若しくはねずみ
色にしておけば、透明の管状体容器を透かして乳
化状態が観察できるので便利である。

回転駆動軸１５の前面には電源オンオフ用のス
イツチ２９、スタートスイツチ３１、ストツプス
イツチ３２、回転速度設定用のデジタルスイツチ
３３、実際の回転速度を表示するLED（発光ダ
イボード）式の速度表示装置３４等を設けてい
る。回転駆動軸１７は図示しない伝導機構を介し
て前記デジタルスイツチ３３で定められる速度で
一方向に回転される。

第２図に示すように、管状体容器９の上端部に
多量の組織溶液を受けられるように逆円錐状に開
口した未乳化組織（細胞液）導入口５を形成して
いる。管状体容器９の底部には乳化組織排出口７
を設けている。

管状体容器９はガラスで製作されたものの例を
示すが、これに限定されるものではない。

第２図は乳棒１３を管状体容器９の略中間位置
に位置させた状態を示し、この状態で、管状体容
器９の上方には未乳化組織（細胞液）を収納する
第１室３５を、下方には乳化液の液を排出口７に
案内する第２室３７を形成している。乳棒１３と
管状体容器９との間の細隙は細胞核および他の細
胞器官を分離するために必要な間隔ｄ（0.05〜
0.2mm程度）とし、細胞種に応じて定められるも
のである。

第２図において、乳棒１３に備えた回転軸１１
は矢印３９の方向に回転する。乳棒１３は例えば
テフロンで製作され、その上方外周面には回転に
伴つて前記第１室３５の未乳化組織を乳棒中央部
１３ａに管状体容器９の内周面との間隔を次第に
小さくしながら送給することの可能な案内溝４
１，４１を多数設けている。案内溝４１，４１の
深さは、上方では３mm程度で、乳棒の中央部に行
くに従つて、ゼロとなるまで次第に浅くしてい
る。

乳棒１３に上記のような案内溝４１，４１を設
けているので、乳棒１３の方向３９への回転に伴
つて、第１室３５の未乳化組織が乳棒１３の下方
部と組織破砕部１３ａに向つて送給される。組織
破砕部１３ｄの表面と管状体容器９の内部表面と
の間に捕えられた細胞は、わずかなすきまのなか
で穏やかなせん断動作を引き起こし、破断され
る。

第３図にカツプリング１９の詳細図を示した。
ａ図は組立て状態を示す斜視図、ｂ図はその分解
斜視図である。

カツプリング１９は上部継手４３と、弾性継手
４５と、下部継手４７とから成り、上部継手４３
は回転駆動軸１７と、下部継手４７は回転軸１１
とそれぞれ止ビス４９，４９を用いて固着してい
る。

上部継手４３にはその両側面に小孔を設け、下
方に傾倒して下部継手の下端面を抱え込む抱え込
み部５１を備えたクリツプ５３の端部を前記小孔
に嵌合して回動自在に支承している。又、上部継
手４３の下方、及び下部継手の上方にはそれぞれ
回り止めギヤ５５，５５を備えた高さｌ（例えば
５mm）の接合部５７，５７を設けている。

弾性継手４５はゴム（ゴム硬度70〜80Hs）、或
いはプラスチツク等の弾性材料で製作され、その
内部には上部継手４３、下部継手４７にそれぞれ
設けた接合部５７のそれぞれの回り止めギヤ５５
と嵌合する凹溝５９，５９を上下両端に有する。
弾性継手４５は上部継手４３、又は下部継手４７
の内一方に固着しておいても良い。

上部継手４３に駆動軸１７を挿入しビス４９で
固定する一方、下部継手４７に回転軸１１を挿入
してビス４９で固定している。そこで、弾性継手
４５の上下両端方向から前記上部継手４３及び下
部継手４７をそれぞれ突合せ、クリツプ５３を下
方に降せば、ａ図に示した状態となる。この状態
において、回転軸１１は駆動軸１７に対して、所
定の角度（３度位）だけそのずれが許容されるこ
とになる。

今、第１図に示したように組立てられた状態か
ら、乳化作業が終了して管状体容器９を取り外す
ものとする。この場合、第３図に示したクリツプ
５３を回動させて抱え込み部５１を下部継手４７
から外し、回転軸１１と一体的の乳棒１３を第３
図ｂ図に示した寸法ｌだけ下方に下げる。しかる
後、取付部材２５，２７の蝶ねじ２５ｂ，２７ｂ
を緩めて固定部材２５ａ，２５ｃから開閉部材を
外し、管状体容器９を取り去れば良い。

乳化作業の開始に際し、管状体容器９を取り付
ける場合はこの逆の操作をすれば良く、先ず、管
状体容器９を取付金具２５に緩く装着する。しか
る後、管状体容器９の未乳化組織導入口３５（第
２図参照）の逆円錐の細径部（首の部分）が上方
の取付金具の上端部に接触するまで管状体容器を
押し下げ位置決めする。その後蝶ばね２５ｂ，２
７ｂを確実に締付け、乳棒に取付けられた回転軸
１１と回転駆動軸１７との両軸間１１，１７に軸
振れを吸収する弾性継手４５を有したカツプリン
グ１９を介して接合しクリツプ５３で固定すれば
良い。

本例では管状体容器９の着脱に際しては、乳棒
１３を前記した寸法ｌだけ下方に下げて又は上げ
て行うことができるのであるが、着脱自在のカツ
プリング１９を設けていない場合には管状体容器
９を固定位置の乳棒１３から抜きとらねばならず
不便である。しかるに本例においてはカツプリン
グ１９を上記の如く設けているので基台底面と回
転駆動部１５との間を所望の高さＬとして管状体
容器９の抜取りのための不要の高さを排除してい
るのである。

なお、管状体容器の抜取り高さを不要とする他
の手段として、本例の他、いわゆるチヤツクと呼
ばれるものを利用すれば良いことが考えられる。
しかし、チヤツク自身には回転軸と駆動軸との振
れに対する対応手段が無く、このチヤツクをもつ
てカツプリングに代えることはできないが、これ
らのチヤツクをカツプリングに併せて使用するこ
とは勿論可能である。

［発明の効果］ 本発明は上端に未乳化組織導入口を有すると共
に下端に乳化組織排出口を有する管状体容器を上
下位置着脱自在に支柱に支持して設け、該管状体
容器の内部に、回転軸を備えた乳棒を適宜の細隙
をおいて回転自在に配設する一方、前記支柱上端
に備えた回転駆動部から回転駆動力を受けて前記
管状体容器の上端に向つて垂架される回転駆動軸
を設け、該回転駆動軸と前記乳棒に備えた回転軸
との両軸間に軸振れを吸収する弾性手を有したカ
ツプリングを介して着脱自在に接合して、該管状
体容器内の乳棒の上下には第１室と第２室とを形
成したことを特徴とする連続流動式ホモジナイザ
である。

従つて、本装置は構成簡単であり安価に製作で
きると共に乳化すべき細胞液を、上端の未乳化組
織導入口から第１室に供給すれば、回転する乳棒
と管状体容器内面との細隙部を処理されながら下
側の第２室に溜められて下端の乳化組織排出口か
ら排出されるため、細胞液を順次供給することに
よつて、乳化作業を連続的に行い効率良く、細胞
液は、第１室から第２室へ至る間に、回転する乳
棒の周面と管状体容器内面との細隙で処理され、
この下側の第２室に溜つて乳化組織排出口へ案内
されるために、高品質の乳化液を得ることができ
る。又、このような第１室又は第２室の深さを変
更、乃至調節して、例えば、第１室への細胞液の
供給容量を調節したり、第２室における滞留量を
調節する必要がある場合は、この管状体容器を支
柱に対して上下に取付位置を調節し、又、これら
の調節を要しない場合、該管状体容器の取付位置
は多少上下に設定しても、第１室、第２室は容易
に確保されて取付けることでき、乳棒の回転軸を
カツプリングを介して回転駆動軸に対して一定位
置に接合するだけでよいから、取付が簡単、容易
である。作業が終つて次の作業に移るなど、装置
を取り外して容器や乳棒の清掃や交換修理を行う
場合、容器の取付金具を外すとともにカツプリン
グのクリツプの係合を外すことにより、容易に容
器と乳棒を取り出すことができるなどの利点有す
るものである。

しかも、カツプリングを本願発明のホモジナイ
ザに適用することによつて、ホモジナイズ作業中
に特に迅速な対応を必要とする組織がホモジナイ
ズ部に閉塞あるいは停滞する現象のジヤミング時
或いはホモジナイズ作業中断時に、迅速かつ容易
に乳棒、容器を取り外せることができるもであ
る。また、乳棒、容器の装着時に、乳棒に備えた
回転軸と回転駆動軸とに多少の軸振れがあつても
弾性継手の弾性力によつて軸振れを吸収できるも
である。

なお、本発明は前述の実施例に限定されるもの
ではなく、適宜の設計的変更を行うことにより前
述の実施例以外の態様によつて本発明の実施を行
うことも勿論可能である。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも実施例を示し、第１図は連続流
動式ホモジナイザの装置全体斜視図。第２図は乳
棒を装着した状態を示す管状体容器の断面説明
図。第３図はカツプリングの説明図を示し、ａ図
は組立て状態を示す斜視図、ｂ図はそれを分解し
て示す斜視図である。 １……基台、３……支柱、５……未乳化組織導
入口、７……乳化組織排出口、９……管状体容
器、１１……回転軸、１３……乳棒、１５……回
転駆動部、１７……回転駆動軸、１９……カツプ
リング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上端に未乳化組織導入口を有すると共に下端
   に乳化組織排出口を有する管状体容器を上下位置
   着脱自在に支柱に支持して設け、該管状体容器の
   内部に、回転軸を備えた乳棒を適宜の細隙をおい
   て回転自在に配設する一方、前記支柱上端に備え
   た回転駆動部から回転駆動力を受けて前記管状体
   容器の上端に向つて垂架される回転駆動軸を設
   け、該回転駆動軸と前記乳棒に備えた回転軸との
   両軸間に軸振れを吸収する弾性継手を有したカツ
   プリングを介して着脱自在に接合して、該管状体
   容器内の乳棒の上下には第１室と第２室とを形成
   したことを特徴とする連続流動式ホモジナイザ。