JP2003000226A - 細胞破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＤＮＡ解析においは白血球、細菌、ウイルス等
の細胞膜を効果的に破砕する必要がある。しかし従来の
方法では細胞膜の破砕効率が充分でないばかりか、試薬
や酵素がＰＣＲ阻害物質として働き、このままでは連続
した作業としてのＰＣＲ法を行うことができなかった。 【解決手段】本発明においては細胞膜を破壊する手段と
して、微細な磁気ビーズや金属球等を使用する。被検査
サンプルに混合された磁気ビーズや金属球等に、動的に
変化する磁界を与えることにより、磁気ビーズや金属球
を振動させたり、移動させたり発熱させたりすることに
より細胞を破壊することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバイオ技術分野にお
ける発明であり、ＤＮＡ解析におけるＰＣＲ法等の前処
理行程として必要とされる生体細胞の破砕に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】細胞からのＤＮＡの抽出には、まず対象
となる細胞、つまり白血球、細菌、ウイルス等の細胞膜
を破砕する必要がある。この目的のために界面活性剤、
酸、アルカリなどの試薬や蛋白分解酵素による破砕、熱
や超音波あるいはガラスビーズを混入したサンプルを円
心分離するなどの物理的刺激が用いられてきた。

【０００３】しかし破砕するサンプルの種類等の条件に
よっては、いずれも細胞膜の破砕効率が充分に得られな
い場合が多く、試薬や酵素を用いた場合は当該試薬や酵
素がＰＣＲ阻害物質として働き、このままでは連続した
作業としてのＰＣＲ法（ｐｏｌｙｍｅｌａｓｅ ｃｈａ
ｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を行うことはできないという
問題があった。そこでＰＣＲ工程を阻害せず、しかも効
率的に細胞膜を破砕する方法が求められていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、白
血球、細菌、ウイルス等の細胞膜を効果的に破砕するこ
とが可能であると共に、次工程のＰＣＲプロセスを阻害
しない、安価な細胞膜破砕法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明においては細胞膜
を破壊する手段として、微細な磁気球や金属球等を使用
する。被検査サンプルに混合された磁気球や金属球等
に、動的に変化する磁界を与えることにより、磁気球や
金属球を振動させたり、移動させたり発熱させたりする
ことにより細胞を破壊する。なお好熱性細菌以外は、発
熱を避けるため金属球は用いないこともある。

【０００６】本発明は、試験用の容器に入れられた当該
白血球、細菌、ウイルス等の試験サンプルに微細な磁気
球や金属球を入れて混合することを特徴とする細胞破砕
方法もしくは装置であり、当該試験用の容器を収容し固
定する部分と、当該試験用容器に多方向から磁界を与え
るための複数の電磁石群と、当該電磁石群をランダムに
駆動するための制御部から成る。

【０００７】試験用の容器に入れられた白血球、細菌、
ウイルス等のＤＮＡ解析サンプルは、微細な磁気球や金
属球と充分に混合された後に装置にかけられる。当該磁
気球や金属球は試験サンプルの細胞の大きさに従って、
最適なサイズが選らばれる必要がある。

【０００８】当該電磁石群はラングムなタイミングで通
電されると同時に、必要に応じて通電電流の方向を切り
替えて磁極を反転させることができる。これによって、
当該磁気球は不規則に移動したり回転が生じたりする。
また金属球は発熱し、磁界の加え方によっては移動や回
転等が生じる場合もある。この磁気球の移動や回転によ
り、もしくは金属球の熱や移動、回転により、試験サン
プルの細胞は容易に破砕される。

【０００９】この細胞の破砕が完了した後の磁気球や金
属球の回収方法は、棒状の永久磁石をサンプル容器に挿
入する等により、容易に可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
づき図面を参照して説明する。図１は本発明の概念図で
あり、１と２は電磁石、３はサンプル容器、４はＤＮＡ
サンプルと磁気球や金属球がサンプル容器に収容された
様子である。電磁石を通電すると磁界が発生し、当該磁
気球や金属球に力が加わり、移動や回転、発熱等が発生
する。

【００１１】図２は本発明の１実施例である。本発明に
おいては電磁石の数は任意であるが、図は４局の電磁石
によって構成した例である。図において５はＤＮＡサン
プル容器、６，７、８、９は電磁石であり、１０、１
１，１２，１３は当該６から９の電磁石に接続され、電
磁石を駆動する発信器である。１４は制御部であり、当
該１０から１３の発信器の出力タイミングを制御する働
きをする。

【００１２】図３は図２における当該１０から１３の発
信器の波形図である。図から明らかなように、電磁石６
から９に加えられる駆動用電気信号は、任意のタイミン
グを取ることができ、当該タイミングはサンプル容器内
に混合された磁気球や金属球を最も効果的に駆動するよ
うに選ばれる。

【００１３】図４も図３と同様に図２における当該１０
から１３の発信器の波形図である。図３においては、各
電磁石に流れる電流方向は固定であるが、図４における
制御波形は電流のオン、オフのみで無く極性反転も行え
る仕組みとなっており、より効果的な制御が可能となっ
ている。

【００１４】

【発明の効果】ＤＮＡ解析の前処理として必要とされる
生体細胞の破砕に関して、これまでは細胞膜の破砕効率
が充分でなかったり、破砕効果はあっても次工程のＰＣ
Ｒプロセスを阻害する等の問題があったが、本発明を用
いることによって、白血球、細菌、ウイルス等の細胞膜
を効果的に破砕することができ、且つ次工程のＰＣＲプ
ロセスを阻害しない、細胞膜破砕の実現が可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】細胞破砕装置の概念図

【図２】細胞破砕装置の一実施例

【図３】電磁石を駆動する、発信器波形の実施例

【図４】電磁石を駆動する、発信器波形の他の実施例

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】白血球、細菌、ウイルス等のＤＮＡ解析サ
   ンプルに、微細な磁気球や必要に応じて微細な金属球等
   を混合し、当該ＤＮＡ解析サンプルに多方向から、規則
   的もしくは不規則に磁界を加える事により、当該磁気球
   や金属球等に振動や回転、移動等の動きや、必要に応じ
   て電磁誘導による熱を与え、当該白血球、細菌、ウイル
   ス等の細胞を破砕することを特徴とする細胞破砕方式。
2. 【請求項２】請求項１を実現するために、当該ＤＮＡ解
   析サンプルの入った容器を収納する部分を備え、当該Ｄ
   ＮＡ解析サンプルの入った容器に対して磁界を加えるた
   めに配置した複数の電磁石群を有し、当該ＤＮＡ解析サ
   ンプルの細胞を効果的に破砕するために当該電磁石群を
   任意のタイミング及び任意の極性で駆動することが可能
   な制御部を有することを特徴とするＤＮＡ解析用細胞破
   砕装置。