JP3863465B2 - 遠心分離機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料管が装填されたロータを回転駆動することにより、試料管内の試料を遠心処理する遠心分離機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の遠心分離機においては、遠心処理する試料が入った試料管を遠心機に取り付けたロータに装填し、試料を分離するのに必要な回転数（遠心力）でロータを必要な時間回転させることによって遠心処理を行っている。この遠心処理をする試料を入れる試料管（遠沈管、遠心管等）は、高い遠心力下に置かれるので試料管内に入れた液体試料による内圧が発生する。この内圧によって試料管が破裂しないようにするために、試料管は高遠心力に耐え得る材質によって形成されている。一般に１００００×ｇ以上の遠心力が加わる場合の遠心処理には、「遠心チューブ」と呼ばれる高遠心力に耐え得るチューブが使用されており、このように高遠心力に耐え得る遠心チューブは高価になるという欠点を有していた。
【０００３】
そこで、近年、安価な試料管として、例えばプラスチック製の組織培養遠沈管（以下、単に遠沈管と略称する）が使用されるようになってきている。これは、この遠沈管が、本来は組織培養操作用に開発された容器であるが、生物学的操作に必要な滅菌処理が施されていることにより、遠心処理用の試料管として使用する場合には、滅菌処理を省略することができるので、簡便に使用することができるからである。
【０００４】
この遠沈管によって遠心処理をする場合には、遠心力によって発生する遠沈管内の液体試料の内圧によって、遠沈管が破裂しないようにするためには、遠沈管とロータの収納穴との間にほとんど隙間のないような高い寸法精度が要求される。例えば、実公平５−１５９５５号公報には、遠沈管用の遠心分離機用バケットが開示されている。ここに開示されたものは、主として低速遠心処理用のバケットである。
【０００５】
高速処理用の遠心分離機としては、図４に示すようなものがある。これを同図によって説明すると、全体を符号１Ａで示す遠心分離機は、高速回転するロータ２Ａを備えており、このロータ２Ａの上面にはすり鉢状に形成した凹部２ａが設けられ、上面側外周部には、複数（４個）の不貫通の収納穴３が周方向に略等間隔をおいて、かつロータ２Ａの軸線に対して図中上部が内側に所要角度傾斜するように設けられている。この収納穴３には、図５に示す試料管（遠沈管）４が差し込まれるようになっている。この試料管４は、全体が略有底円筒状で底部が円錐状に形成されたプラスチック製のチューブ５と、このチューブ５の上端開口を閉塞する蓋としてのスクリューキャップ（以下、単にキャップと略称する）６とによって構成されており、チューブ５内に液体試料７が注入される。
【０００６】
チューブ５は上端部の直径Ｄ１が下端部の直径Ｄ２よりも僅かに大きく形成され、上端から下端に向かって直径が漸次僅かに小さくなるように形成されている。キャップ６の直径Ｄ３は、チューブ５の上端部の直径Ｄ１よりも大きく形成されている。上述したロータ２Ａの収納穴３の内壁と、この収納穴３内に収納された試料管４との間には、ほとんど隙間がないような高い寸法精度で形成されている。また、収納穴３の深さＬ２は、試料管４のチューブ５の全長Ｌ１よりも小さく形成されており、収納穴３内に収納された試料管４の上端部とキャップ６とが収納穴３から突出するように形成されている。
【０００７】
９は図示を省略したモータによって回転する駆動軸であって、この駆動軸９の上端部にハブ１０が嵌合されている。ロータ２Ａの中心には中心孔１１が貫通形成されており、ハブ１０をこの中心孔１１に係入し、ハブ１０に形成したねじ孔に止めねじ１２をねじ込むことにより、ロータ２Ａがハブ１０に固定される。ハブ１０には駆動軸９の回転をロータ２Ａに伝達する複数のドライブピン１３が設けられている。
【０００８】
このような構成において、ロータ２Ａの収納穴３内に、液体試料７が注入された試料管４を差し入れ、図示を省略したモータを駆動すると、駆動軸９が回転し、その回転がハブ１０を介してロータ２Ａに伝達される。したがって、ロータ２Ａは高速回転して試料管４内の液体試料７に遠心力を与え、密度が高い試料をロータ２Ａの半径方向外側に、密度の低い試料を半径方向内側に移動させて分離する。
【０００９】
このような構成の高速処理用の遠心分離機１Ａを用いて、ロータ２Ａを１１０００ｒｐｍ（約１００００×ｇ）〜１２０００ｒｐｍ（約１４０００×ｇ）で回転させても、試料管４が破裂しないことが確認されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
近年、遺伝子解析等の進歩によりロータ２Ａをさらに高速化して１５０００ｒｐｍ（約２２０００×ｇ）で回転させる要望が出てきている。このように、より大きな高遠心力下において、試料管４のチューブ５については、液体試料７に加わる遠心力によって発生する内圧により拡がろうとするチューブ５の側壁全体を、ロータ２Ａの収納穴３の内壁によって支えることにより、破裂することを防止することはできる。また、仮に、チューブ５と収納穴３との間に遊びが形成されていたとしても、チューブ５と収納穴３との間に水を注入することにより、この注入された水に遠心力がかかり水圧が発生する。この水圧が、チューブ５内の液体試料７による内圧に対向する圧力となるので、チューブ５の破裂を防止することはできる。しかしながら、キャップ６は、試料管４を収納穴３から着脱する際に、キャップ６を指で把持する必要があるために、収納穴３から突出させた構造になっている。したがって、キャップ６に加わる遠心力によって、キャップ６は、図４に二点鎖線で示すように変形し、破裂し飛散するおそれがあった。
【００１１】
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、高遠心力下においても試料管の変形および破裂を防止し、特に安価な試料管を使用可能とした遠心分離機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、上面中央に凹部を有し、その外側に試料管を収容する収納穴が設けられたロータを回転駆動する遠心分離機において、前記試料管は、チューブと、このチューブの上端部の外径より大ききな外径を有して前記チューブの上端開口を閉塞するキャップとで構成され、前記ロータの外周で前記収納穴の開口端側に、前記キャップの外周面が僅かな隙間をおいて対向するキャップ収納部を有するキャップ受け部を設けるとともに、前記キャップ収納部のロータの回転中心側にチューブとキャップの一部をロータの中心側に露呈させる切欠きを設けたものである。
したがって、ロータが高速回転しても試料管のキャップがキャップ収納部の内壁に接触するのでキャップの変形が規制される。試料管を収納穴から抜き出すには、キャップ受け部の切欠きに差し入れた指をキャップに掛けて行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明に係る遠心分離機の要部の平面図、図２は図１におけるII-II 線断面図、図３は同じく試料管をロータに装填した状態を示す断面図である。これらの図において、上述した図４および図５に示す従来技術において説明した同一または同等の部材については、同一の符号を付し詳細な説明は適宜省略する。
【００１４】
本発明の遠心分離機１Ｂのロータ２Ｂにおいては、４個の収納穴３の開口端３１、すなわち収納穴３の上端を上方に突設して略リング状に形成したキャップ受け部３２を設けた点に特徴を有する。このキャップ受け部３２に囲まれて略円筒状に形成されたキャップ収納部３４の径は、試料管４のキャップ６の径Ｄ３よりも僅かに大きく形成され、かつキャップ収納部３４の高さはキャップ６の高さよりも僅かに大きく形成されている。したがって、後述するように、収納穴３に試料管４が収納されると、試料管４のキャップ６の全体がキャップ収納部３４に収納されるようにして、キャップ６の外周面がキャップ受け部３２の内壁、つまりキャップ収納部３４の内壁に僅かな間隔をおいて対向する。
【００１５】
また、キャップ受け部３２の一部には、ロータ２Ｂの軸線方向に延在する切欠き３３が設けられている。この切欠き３３は、ロータ２の回転中心方向、すなわち中心孔１１側に位置付けられ、ロータ２Ｂの上部中央に設けた円筒状に形成した凹部２ｂに開口している。したがって、キャップ収納部３４は、図１に示すように、平面視においてロータ２Ｂの回転中心と反対側に設けられ、円周方向において角度θ（θ＞１８０°）の範囲に延在するように扇形状に形成されている。この切欠き３３をキャップ収納部３４に設けたことにより、後述するように、収納穴３に試料管４が収納されると、キャップ６の外周面の一部がこの切欠き３３から露呈する。また、図２および図３から明らかなように、前記収納穴３の上端開口部の内側部分３ａも切欠き３３によって切り欠かれて前記凹部２ｂに開口している。
【００１６】
このように構成することにより、図３に示すように、試料管４をロータ２Ｂの収納穴３内に収納すると、試料管４のキャップ６の外周面の外側部分がキャップ収納部３４の内壁に僅かな間隔をおいて対向するようにして、キャップ収納部３４に収納される。この状態で、ロータ２Ｂを高速回転させて試料管４内の試料の遠心処理を行うと、キャップ６に図中矢印Ａ、Ｂ方向、すなわちロータ２の回転中心と反対方向の遠心力が加わる。このため、キャップ６は遠心力によって外側に僅かに移動してキャップ収納部３４の内壁に接触し、これによって変形が規制されるので、キャップ６が矢印Ａ、Ｂ方向、すなわちキャップ受け部３２方向へ変形するようなことがない。
【００１７】
このように、試料管４は、高遠心力に耐え得る材質によって形成しなくても、高遠心力下においても変形を規制することができるから、安価な試料管４を用いて高速の遠心処理が可能になる。
【００１８】
遠心処理が終了したら、図３に示すように、ロータ２Ｂの凹部２ｂからキャップ受け部３２の切欠き３３に指を差し入れて、キャップ６に指を掛けるようにし、試料管４を収納穴３から取り出す。このようにキャップ受け部３２にキャップ６の一部が露呈し凹部２ｂ内に突出させる切欠き３３を設けたことにより、ロータ２の収納穴３から試料管４を取り出すことが容易になる。
【００１９】
【実施例】
θ≒２４０°とした。
【００２０】
なお、本実施の形態においては、チューブ５の上端部の径Ｄ１を下端部の径Ｄ２よりも僅かに大きくしたが、径Ｄ１を径Ｄ２と同一に形成してもよく、要は、試料管４をロータ２の収納穴３内に収納した際に、チューブ５と収納穴３の内壁との間にほとんど隙間が形成されないようにすればよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、安価な試料管を用いて高速の遠心処理が可能になるだけではなく、収納穴から試料管を取り出すことが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る遠心分離機の要部の平面図である。
【図２】 図１におけるII-II 線断面図である。
【図３】 本発明に係る遠心分離機において試料管をロータに装填した状態を示す断面図である。
【図４】 従来の遠心分離機の要部を示す断面図である。
【図５】 一般的な試料管の外観を示す正面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ…遠心分離機、２Ａ，２Ｂ…ロータ、３…収納穴、４…試料管、５…チューブ、６…スクリューキャップ、７…液体試料、３１…開口端、３２…キャップ受け部、３３…切欠き、３４…キャップ収納部。

Claims (1)

1. 上面中央に凹部（２ｂ）を有し、その外側に試料管（４）を収容する収納穴（３）が設けられたロータ（２Ｂ）を回転駆動する遠心分離機（１Ｂ）において、
   前記試料管（４）は、チューブ（５）と、このチューブ（５）の上端部の外径より大ききな外径を有して前記チューブ（５）の上端開口を閉塞するキャップ（６）とで構成され、
   前記ロータ（２Ｂ）の外周で前記収納穴（３）の開口端側に、前記キャップ（６）の外周面が僅かな隙間をおいて対向するキャップ収納部（３４）を有するキャップ受け部（３２）を設けるとともに、前記キャップ収納部（３４）のロータ（２Ｂ）の回転中心側にチューブ（５）とキャップ（６）の一部をロータ（２Ｂ）の中心側に露呈させる切欠き（３３）を設けたことを特徴とする遠心分離機。

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