JP2001178444A

JP2001178444A - 破砕方法及び装置

Info

Publication number: JP2001178444A
Application number: JP2000104343A
Authority: JP
Inventors: Takao Nishimura; 隆雄西村; Shuji Yasui; 修二安井; Hideki Kitano; 英己北野; Kazumi Hattori; 一三服部; Makoto Matsuoka; 信松岡; Makoto Yokota; 信横田; Osamu Tamai; 修玉井; Konosuke Watabe; 浩之輔渡部
Original assignee: YASUI KIKAI KK
Current assignee: YASUI KIKAI KK
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2001-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】破砕容器内に破砕媒体と被破砕物を収容し、
破砕容器を高速で往復振動させることで被破砕物を破砕
する方法及び装置において、大型の植物組織や動物組織
や鉱物材料なども効率的に破砕する。【解決手段】細長い破砕容器３０内にその軸芯にほぼ
沿った姿勢を保持してほぼ軸芯方向に相対移動する形状
及び大きさの単一の破砕媒体３２を収容し、破砕容器３
０を、回転軸８の回転に伴って傾斜軸体１１に相対回転
自在に嵌合されるとともに回転を阻止された環状保持体
２０に破砕容器３０を保持させることにより、破砕容器
３０の軸芯方向の比較的長い行程の主往復移動とそれに
直交する方向の比較的短い行程の副往復移動を組み合わ
せた８の字状に往復振動させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は破砕方法及び装置に
関し、特に植物の組織や種子類、動物の組織、プラスチ
ック材料、鉱物材料などを化学的に分析・分画分離する
ために破砕するのに適用される破砕方法及び装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】上記各種材料を化学的に分析・分画分離
するためには、まず材料を均一に粉砕しなければならな
い。従来の効率の良い粉砕機としては、破砕容器に公転
運動と自転運動を同時に行わせることにより、破砕容器
内に入れた被破砕物と微小ビーズから成る破砕媒体を立
体的に運動させ、被破砕物に対する破砕媒体の衝突によ
る圧縮と回転による磨砕で破砕する「遊星型ミル」が知
られている。

【０００３】また、本出願人は先に特公平６−３６７３
２号公報で、酵母菌、バクテリア等の物質生産菌や生産
細胞等のスクリーニング用の細胞破砕装置として、ガラ
スやセラミックス製の微小ビーズを被破砕物とともに破
砕容器に収容してこの破砕容器を８の字状の振動形態で
高速回転させ、微小ビーズと細胞との効率的な衝突を繰
り返して短時間で破砕する方式を提案している。

【０００４】また、破砕容器内に、被破砕物とともに１
又は複数の大形の破砕媒体を収容し、破砕容器をその軸
芯方向に往復振動させることによって破砕する方式もし
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記「遊星
型ミル」方式や特公平６−３６７３２号公報に開示され
た方式では、被破砕物が大型の植物細胞や動物細胞や鉱
物材料などになると、被破砕物が運動し難く、かつ破砕
媒体の質量が小さいために破砕されないという問題があ
った。

【０００６】また、破砕容器に大形の破砕媒体を収容し
てその軸芯方向に往復運動させる方式でも、破砕媒体に
て衝突圧縮するだけであるため、効率的に破砕できず、
また十分に破砕できないという問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、大型
の植物組織や動物組織や鉱物材料なども効率的に破砕す
ることができる破砕方法及び装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の破砕方法は、破
砕容器内に破砕媒体と被破砕物を収容し、破砕容器を高
速で往復振動させることで被破砕物を破砕する破砕方法
であって、細長い破砕容器内にその軸芯にほぼ沿った姿
勢を保持してほぼ軸芯方向に相対移動する形状及び大き
さの単一の破砕媒体を収容し、破砕容器をその軸芯方向
の比較的長い行程の主往復移動とそれに直交する方向の
比較的短い行程の副往復移動を組み合わせた８の字状に
往復振動させるものであり、破砕容器の８の字状の往復
振動に伴って内部に収容された破砕媒体が相対回転しな
がら破砕容器の底部に衝突することにより、破砕容器が
乳鉢、破砕媒体が乳棒のように作用し、被破砕物が大型
の植物組織や動物組織やプラスチック材料や鉱物材料な
どであっても効率的に破砕することができる。

【０００９】また、破砕容器を２０〜６０Ｈｚの振動数
で往復振動させると、破砕容器の容量が２〜５０ｃｃ程
度の汎用される範囲で破砕媒体が効果的に作用し、被破
砕物を効率的に破砕することができる。

【００１０】また、被破砕物を液体窒素浴で凍結し、凍
結真空乾燥すると、被破砕物がしなやかで切断され難い
繊維質を含んで破砕し難い動植物組織の場合にも、被破
砕物が容易に破砕されるため効率的に破砕することがで
きる。

【００１１】また、表面の一部に溝を設けた破砕媒体を
用いると、被破砕物がしなやかで切断され難い繊維質を
含んで破砕し難い動植物組織の場合にも、溝部で繊維質
を効率的に切断できて効率的に破砕することができる。

【００１２】また、表面を研磨したチタン製破砕媒体を
用いると、被破砕物が骨などの硬い動物組織の場合に
も、破砕媒体表面に例えばＤＮＡやＲＮＡなどの組織物
が残留して次の破砕式にクロスコンタミネーションが発
生する恐れを無くすことができる。

【００１３】また、本発明の破砕装置は、破砕容器内に
破砕媒体と被破砕物を収容し、破砕容器を高速で往復振
動させて被破砕物を破砕する破砕装置であって、回転軸
にその軸芯に対して軸芯の傾斜した傾斜軸部を設け、傾
斜軸部に相対回転自在に環状保持体を外嵌するとともに
この環状保持体の回転を弾性的に拘束する手段を設け、
環状保持体の外周部に破砕媒体と被破砕物を収容した細
長い破砕容器を環状保持体の軸芯と平行な姿勢で保持さ
せるとともに、破砕媒体は破砕容器の内径より大きい長
さの単一部材にて構成したものであり、上記破砕方法を
実施してその作用を奏し、被破砕物が大型の場合にも効
率的に破砕することができる。

【００１４】また、破砕容器の少なくとも一端部の内面
を略半球状ないし円錐状に突出した形状とし、破砕媒体
の対向する端部外面をほぼ同様の形状とすると、上記乳
鉢−乳棒作用がより効果的に得られ、さらに効率的に破
砕することができる。

【００１５】また、破砕容器の内径と破砕媒体の外径の
差を２〜１ｍｍ以下とすると、被破砕物がしなやかな場
合でも、破砕媒体を確実に作用させることができて効率
的に破砕することができる。

【００１６】また、破砕媒体の少なくとも一端部表面に
１又は複数の溝を形成すると、被破砕物がしなやかで切
断され難い繊維質を含んで破砕し難い動植物組織の場合
にも、溝部で繊維質が効果的に切断できて効率的に破砕
することができる。

【００１７】また、環状保持体に、収容した破砕容器を
冷却する冷却手段を備えた冷却容器ケースが取り付けて
構成することにより、破砕容器が冷却されるので、破砕
により温度上昇して被破砕物が温度により変質すること
が防止できる。

【００１８】また、環状保持体に、容量が異なる破砕容
器をそれぞれ収容する複数の容器ケースを設けることに
より、１度に容量の異なる複数の破砕容器を用いて違う
種類の被破砕物に対する破砕を行うことができる。

【００１９】また、容器ケースに、この容器ケースに対
応する破砕容器より容量の小さい破砕容器を保持するス
ペーサを配設することにより、同一の環状保持体であっ
ても複数容量の破砕容器を用いて破砕を行うことができ
る。

【００２０】また、破砕媒体は、杵と、この杵の先端形
状に対応する凹部を形成した臼とによって形成すること
により、振動ｇ加えられることにより破砕容器の中で臼
と杵が高速移動して、臼と杵の間にある被破砕物は効率
的に破砕され、破砕時間が短縮される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の破砕方法及び装置
の一実施形態について、図１〜図１４を参照して説明す
る。

【００２２】図１、図２において、破砕装置１は箱型の
フレーム２の内部の上部にベース板３が配設され、この
ベース板３が防振装置４を介してフレーム２に支持され
ている。ベース板３の下部には、モータ５ａと減速機５
ｂから成る駆動手段５が垂下状態で支持されており、そ
の出力軸が軸継手６を介してベース板３上に配設された
軸受部７にて鉛直な軸芯回りに回転自在に支持された回
転軸８に連結されている。９は、回転検出用のエンコー
ダである。

【００２３】回転軸８は、軸受部７の一対の軸受１０に
て回転自在に支持されるとともにその上部が軸受部７の
上方に延出されている。回転軸８の上部には、その軸芯
に対して軸芯が傾斜状態で交叉する傾斜軸体１１がキー
１１ａを介して回転不可に嵌合され、傾斜リング１２を
介して回転軸８の上端部に螺合したナット１３にて押圧
固定されている。

【００２４】傾斜軸体１１の外周には一対の軸受１４を
介して相対回転自在に環状体１５が装着されている。こ
の環状体１５の外周下部の適所には磁石１６が取付けら
れている。また、軸受部７の上部に取付けられた取付ブ
ラケット１７にて支持された対極磁石１８がこの磁石１
６に対向するように固定配置されている。これら磁石１
６と対極磁石１８の吸着力によって、回転軸８及び傾斜
軸体１１が回転した場合に環状体１５の回転を阻止し、
かつ傾斜軸体１１の回転に伴って環状体１５が振れ運動
を行うように構成されている。

【００２５】回転軸８及び傾斜軸体１１の回転に伴う環
状体１５の振れ運動は、図３（ａ）、（ｂ）に示すよう
に８の字状となる。即ち、図３（ａ）に示すように、環
状体１５が右側に傾斜した状態を基準位置として、その
ときの環状体１５の外周上におけるａ点位置の挙動を見
てみると、実線状態から回転軸８が矢印方向に９０°回
転すると、環状体１５は仮想線で示すように紙面の表裏
方向に傾斜した状態に移行し、その間にａ点に対応して
いた位置は経路ｂを経てｃ点に移動する。次に、回転軸
８がさらに９０°回転すると、環状体１５は図３（ｂ）
に実線で示すように左側に傾斜した状態に移行し、ａ点
に対応していた位置はｃ点から経路ｄを経て元のａ点に
戻る。さらに回転軸８が９０°回転すると、環状体１５
は仮想線で示すように紙面の表裏方向に逆向きに傾斜し
た状態に移行し、ａ点に対応していた位置は経路ｅを経
てｆ点に移動し、さらに回転軸８が元の回転位置まで９
０°回転すると、ａ点に対応していた位置はｆ点から経
路ｇを経て元のａ点に戻る。従って、回転軸８の回転に
より、環状体１５の外周部の任意の位置が８の字状の振
れ運動を繰り返すことになる。

【００２６】この環状体１５の上部には取付段部１９が
設けられ、その上に環状保持体２０が載置されて固定ボ
ルト２１にて締結固定されている。環状保持体２０の外
周部には、多数の細長い容器ケース２２が環状体１５の
軸芯と平行姿勢で配設され、この容器ケース２２内に後
述の破砕容器３０を収容して支持するように構成されて
いる。また、破砕容器３０の蓋体３１は容器ケース２２
の上端に係合し、この蓋体３１の上面を押圧して破砕容
器３０を固定するための押圧板２３を、環状保持体２０
上に複数設けられた取付ボス２４上に設置し、固定ねじ
２５にて締結固定するように構成されている。この取付
ボス２４の高さは、蓋体３１の上面高さ位置とほぼ同一
高さとなるように設定されている。２９は、環状保持体
２０の配置空間を、フレーム２内の他の空間と区画する
ようにベース板３上に設置された内部ケースである。

【００２７】なお、図２の例では、容器ケース２２に対
して破砕容器３０の入れ替えを行う場合には、固定ねじ
２５を外し、押圧板２３を取り外した後、個々の容器ケ
ース２２に対して破砕容器３０を入れ替え、または固定
ボルト２１を外して環状保持体２０の全体を一括して入
れ替えることになるが、図４〜図６に示すように、固定
ねじ２５のねじ軸が貫通するように押圧板２３に形成さ
れる貫通穴２６を、ねじ軸が丁度貫通する小径部２６ａ
と取付ボス２４に外嵌可能な大径部とを連接した鍵穴状
に形成し、図５及び図４に実線で示すように、押圧板２
３が取付ボス２４上に位置して固定ねじ２５のねじ軸が
小径部２６ａに位置し、固定ねじ２５にて押圧板２３が
締結固定され、その外周に多数突設された押圧舌片２３
ａにて容器ケース２２に収容された破砕容器３０の蓋体
３１を押圧している状態と、固定ねじ２５を少し緩めて
押圧板２３を周方向に僅かに回転させて、図６及び図４
に仮想線で示すように、大径部２６ｂが取付ボス２４に
合致して外嵌することにより、押圧板２３が環状保持体
２０上に重なるとともにその押圧舌片２３ａが容器ケー
ス２２の間に位置して破砕容器３０の蓋体３１間に位置
している状態とに切替え可能に構成してもよい。

【００２８】この図４〜図６の構成によれば、図５に示
すように、押圧板２３にて各破砕容器３０を固定した状
態から固定ねじ２５を少し緩めて押圧板２３を少し回転
させるだけで、押圧板２３を取り外さなくても任意の位
置の破砕容器３０を入れ替えることができ、作業性が良
くなる。また、押圧板２３には、図６の状態で環状保持
体２０に形成した固定ボルト２１のボルト穴２７に合致
するように、固定ボルト２１の頭部に外嵌する大径の貫
通穴２８が形成されており、図６の状態で固定ボルト２
１を外して環状保持体２０の全体を一括して入れ替える
ことも可能である。

【００２９】上記破砕容器３０は、図７に示すように、
細長い円筒容器から成り、その開口部外周にねじ３０ａ
が形成され、底部に載頭円錐部３３が形成されており、
その開口部に蓋体３１を螺合して密閉できるように構成
されている。蓋体３１の内周部には、破砕容器３０の開
口部の内周に嵌合する環状シール部３１ａが形成されて
いる。破砕容器３０は、被破砕物の材質や量に応じて２
ｍｌ〜５０ｍｌの容積のものが用いられ、環状保持体２
０もこの破砕容器３０の大きさに応じた容器ケース２２
を設けたものが用いられる。

【００３０】破砕容器３０の材質としては、ポリカーボ
ネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、テフロンなどの合成樹脂や、ステンレス鋼などの金
属やその内面にテフロンコーティングを施したものを用
いることができる。

【００３１】破砕容器３０内に被破砕物とともに収容さ
れる破砕媒体３２は、図８（ａ）に示すように、破砕容
器３０の内径Ｄより大きい長さＬの単一部材にて構成さ
れており、その一端部に破砕容器３０の底部形状に対応
して同様の載頭円錐状の突出端部３２ａが形成されてい
る。また、他端部は、蓋体３２の内周の環状シール部３
１ａと干渉したり、嵌まり込むことがないように小径部
３２ｂに形成されている。また、破砕媒体３２の外径ｄ
は、破砕容器３０の内径Ｄに対して２ｍｍ以下、内径ｄ
が小さい場合には１ｍｍ以下程度小さく設定されてい
る。例えば、破砕容器３０の容量が２ｍｌの場合で、そ
の内径Ｄは８ｍｍ、破砕媒体３２の外径ｄは７ｍｍに設
定されている。

【００３２】また、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、
破砕媒体３２の突出端部３２ａには必要に応じて放射状
又は螺旋状に１又は複数の溝３４が形成される。

【００３３】この破砕媒体３２の材質としては、ＳＵＳ
４３０などの磁性ステンレス、ＳＵＳ３０４硬質ステン
レスなどのステンレス鋼、炭素鋼、チタン、タングステ
ン、ジルコニア、タングステンカーバイト、セラミッ
ク、ガラス、テフロン（登録商標）の単体又は複合して
構成したものを適宜用いることができる。

【００３４】また、破砕容器３０や破砕媒体３２を、図
９及び図１０（ａ）〜（ｃ）に示すような形状に構成す
ることもできる。図９において、破砕容器３０の底部に
半球状ないし半楕円球状の半球部３５が形成されてお
り、それに伴って破砕媒体３２の一端部に図１０（ａ）
に示すように半球状の突出端部３２ａが形成されてい
る。また、その突出端部３２ａに図１０（ｂ）、（ｃ）
に示すように、溝３４を形成することもできる。

【００３５】また、図１１、図１２（ａ）〜（ｅ）に示
すように、破砕容器３０の底部と蓋体３１の両方に載頭
円錐部３３を形成し、破砕媒体３２の両端に同様の載頭
円錐状の突出端部３２ａを形成し、必要に応じて突出端
部３２ａや破砕媒体３２の全長にわたって１又は複数の
放射状や螺旋状の溝３４を形成することもできる。

【００３６】また、図１３、図１４（ａ）〜（ｅ）に示
すように、破砕容器３０の底部と蓋体３１の両方に半球
部３５を形成し、破砕媒体３２の両端に同様の半球状の
突出端部３２ａを形成し、必要に応じて突出端部３２ａ
や破砕媒体３２の全長にわたって１又は複数の放射状や
螺旋状の溝３４を形成することもできる。

【００３７】以上の構成において、被破砕物の破砕を行
う場合には、細長い破砕容器３０内にその内径より大き
い長さの単一の破砕媒体３２と被破砕物を収容し、この
破砕容器３０を環状保持体２０の容器ケース２２に収容
して押圧板２３で固定し、駆動手段５にて回転軸８を回
転駆動すると、破砕容器３０がその軸芯方向の比較的長
い行程の主往復移動とそれに直交する方向の比較的短い
行程の副往復移動を組み合わせた８の字状に往復振動
し、それに伴って破砕媒体３２が破砕容器３０の軸芯に
ほぼ沿った姿勢を保持したまま相対回転しながら破砕容
器３０の底部に衝突を繰り返し、破砕容器３０が乳鉢、
破砕媒体３２が乳棒のように作用し、被破砕物が大型の
植物細胞や動物組織やプラスチック材料や鉱物材料など
であっても効率的に破砕される。

【００３８】また、特に回転軸８を１０００〜４０００
ｒｐｍ、好適には３０００ｒｐｍ程度で回転させ、破砕
容器３０を２０〜６０Ｈｚの振動数で往復振動させる
と、破砕容器３０の容量が２〜５０ｃｃ程度の汎用され
る範囲で破砕媒体３２が効果的に作用し、被破砕物を効
率的に破砕することができる。

【００３９】また、破砕容器３０の底部又は両端部を載
頭円錐部３３や半球部３５や楕円球部等とし、その内面
を載頭円錐状ないし略半球状に突出した形状にし、破砕
媒体３２の対向する端部外面をほぼ同様の形状とする
と、上記乳鉢−乳棒作用がより効果的に得られ、さらに
効率的に破砕することができる。

【００４０】また、破砕容器３０の内径と破砕媒体３２
の外径の差を２〜１ｍｍ以下とすると、被破砕物がしな
やかな場合でも、破砕媒体３２を確実に作用させること
ができて効率的に破砕することができる。

【００４１】また、被破砕物がしなやかで切断され難い
繊維質を含んで破砕し難い動植物組織の場合には、破砕
容器３０内に被破砕物を収容した状態で液体窒素浴に入
れて被破砕物を凍結し、凍結真空乾燥すると、被破砕物
が容易に破砕される状態になるので、効率的に破砕する
ことができる。なお、本発明ではドライアイスで冷却す
るたけでも、同様の効果を得ることができる。さらに破
砕媒体３２を液体窒素等で被破砕物と共に冷却すること
により破砕の際の発熱を防ぐことができ、また破砕媒体
３２を被破砕物よりもより一層低温に冷却しておけば前
記発熱防止効果は顕著なものとなる。

【００４２】また、被破砕物が同じような動植物組織の
場合に、図８、図１０の（ｂ）、（ｃ）や、図１２、図
１４の（ｂ）〜（ｅ）のように溝３４を設けた破砕媒体
３２を用いると、上記のように被破砕物を凍結真空乾燥
しなくても溝部３４で切断され難い繊維質が効果的に切
断されるために、効率的に破砕することができる。ま
た、この場合に上記のようにドライアイスで冷却するこ
とにより大きな効果を発揮する。

【００４３】また、破砕媒体３２として、その表面を研
磨したチタン製のものを用いると、被破砕物が骨などの
硬い動物組織の場合にも、破砕媒体３２の表面に例えば
ＤＮＡやＲＮＡなどの組成物が残留して次の破砕時にク
ロスコンタミネーションが発生する恐れを無くすことが
できる。

【００４４】また、破砕媒体３２として、炭素鋼などの
金属材料の表面にテフロンでコーティングを施したもの
を用いることにより、破砕容器３０に腐食性の緩衝液や
抽出液を収容する場合に耐蝕性を示し、かつ作用に必要
な重量を確保することができる。

【００４５】また、破砕媒体３２として磁性ステンレス
などの磁性を持つものを用いることにより、破砕後に破
砕容器３０から破砕媒体３２を取り出すときに磁石で吸
着して容易に取り出すことができ、作業性が向上する。

【００４６】以下、具体実施例を説明する。

【００４７】（実施例１）移植後３ヶ月齢のイネ生葉
（２００〜３００ｍｇ）を２ｍｌの図４に示した形状の
破砕容器に入れ、液体窒素浴で凍結し、凍結真空乾燥さ
せ、図５（ａ）に示した形状の破砕媒体を入れ、上記破
砕装置のホルダにセットし、３０００ｒｐｍで１分粉砕
した。その粉末に、緩衝液（Ｔｒｉｓ−ＨＣ１，ＰＨ
８．０）を１ｍｌ加え、１０００Ｇで５分遠心分離し
た。遠心分離後、上清と沈殿に分け、上清はメチルアル
コール最終濃度９０％にし、沈殿は９０％メチルアルコ
ール１．５ｍｌを加え、７０℃で１分加熱し、１０，０
００Ｇで５分遠心分離した。その上清を分光光度計で６
６６，６５３ｎｍの吸光度を測定した。

【００４８】比較のために、同一試料に石英砂を加え、
乳鉢中で乳棒で２０分磨砕し、同一条件で分画したもの
と比較した。

【００４９】破砕率は、乳鉢−乳棒方式を１００％とし
て、破砕容器の内径が８ｍｍの場合に、外径が７ｍｍ、
長さが１０ｍｍの破砕媒体を用いると９５％であり、長
さが７ｍｍのものを用いた場合には６５％であった。

【００５０】（実施例２）移植後３ヶ月齢のイネ生葉
（２００〜３００ｍｇ）を２ｍｌの図４に示した形状の
破砕容器に入れ、液体窒素浴で凍結し、凍結真空乾燥さ
せ、図５（ａ）に示した形状の破砕媒体を入れ、上記破
砕装置のホルダにセットし、３０００ｒｐｍで１分破砕
した。その粉末に、緩衝液（Ｔｒｉｓ−ＨＣ１，ＰＨ
８．０）を１ｍｌ加え、直径０．５ｍｍのガラスビーズ
１ｍｌを加え、上記破砕装置にて３０００ｒｐｍで３分
粉砕し、破砕物に蒸留水を懸濁した。その試料を光学顕
微鏡で測定したところ、１μｍ以下の粒子が８５％であ
った。

【００５１】（実施例３）移植後３ヶ月齢のイネ生葉
（２００〜３００ｍｇ）を２ｍｌの図４に示した形状の
破砕容器に入れ、緩衝液（Ｔｒｉｓ−ＨＣ１，ＰＨ８．
０）を１ｍｌ加え、図５（ｂ）に示した形状の破砕媒体
を入れ、上記破砕装置のホルダにセットし、３０００ｒ
ｐｍで１分粉砕した。その破砕物を、１０００Ｇで５分
遠心分離した。遠心分離後、上清と沈殿に分け、上清は
メチルアルコール最終濃度９０％にし、沈殿は９０％メ
チルアルコール１．５ｍｌを加え、７０℃で１分加熱
し、１０，０００Ｇで５分遠心分離した。その上清を分
光光度計で６６６，６５３ｎｍの吸光度を測定した。

【００５２】比較のために、同一試料に石英砂を加え、
乳鉢中で乳棒で２０分摩砕し、同一条件で分画したもの
と比較した。

【００５３】破砕率は、乳鉢−乳棒方式を１００％とし
て、破砕容器の内径が８ｍｍの場合に、外径が７ｍｍ、
長さが１０ｍｍで、溝付きの破砕媒体を用いると８５％
であり、図５（ａ）に示した溝無しの同破砕媒体では５
５％であった。

【００５４】（実施例４）移植後３ヶ月齢のイネ生葉
（２００〜３００ｍｇ）を２ｍｌの図４に示した形状の
破砕容器に入れ、液体窒素浴で凍結し凍結真空乾燥さ
せ、図５（ａ）に示した形状の破砕媒体を入れ、上記破
砕装置のホルダにセットし、３０００ｒｐｍで１５秒粉
砕した。その粉末に、組織溶解液（ベンジルクロライ
ド）３００μｌ，ＤＮＡ抽出液（１００ｍＭＴｒｉｓ
−ＨＣ１，ＰＨ８．５０ｍＭＥＤＴＡ，ＳＤＳ１
％）６００μｌを加え、５５℃、１５分加湿する。３Ｍ
酢酸ナトリウム（ＰＨ５）を３００μｌ加え、氷水上に
１５分静置し、１０，０００Ｇで２０分遠心分離した。
遠心分離後、上清を新しい容器に取り、２−プロパノー
ルを上清と等量加え、２０分室温で静置した。それを１
０，０００Ｇで５分遠心分離し、上清を棄てた。沈殿を
７０％エタノールで洗浄した。沈殿を真空遠心乾燥機で
７分乾燥し、乾燥物を１００μｌのＴＥ緩衝液に再溶解
し、ＤＡＰＩ蛍光分光法にてＤＮＡを定量したところ、
生葉１００ｍｇ当たり３００μｇの収量を得た。アガロ
ース電気泳動で長さを調べたところ３０Ｋｂｐであっ
た。

【００５５】（実施例５）移植後３ヶ月のイネ生葉（２
００〜３００ｍｇ）を２ｍｌの図４に示した形状の破砕
容器に入れ、液体窒素浴で凍結し凍結真空乾燥させ、図
５（ａ）に示した形状の破砕媒体を入れ、抽出・変性緩
衝液（４Ｍグアニジンチオシアネート、２５ｍＭク
エン酸ナトリウムＰＨ５、０．５％ｎラウロイルザ
ルコシン酸ナトリウム、０．１Ｍ２−メルカプトエタ
ノール）を１，０００μｌ加え、上記破砕装置のホルダ
にセットし、３０００ｒｐｍで３分粉砕した。その破砕
液に、酢酸ナトリウム緩衝液（２ＭＰＨ４）を１００
μｌ加えて混合し、フェノール（蒸留水飽和）を０．５
ｍｌ加えて混合し、更にクロロフォルム−イソアルミア
ルコール（４９：１混合）を０．２ｍｌ加えて混合し、
１０，０００Ｇ、４℃、２０分遠心分離した。遠心分離
後上層の水層を容器に取り、等容量の２−プロパノール
を加え、室温で３０分静置し、１０，０００Ｇ、４℃、
２０分遠心分離した。遠心分離後、７０％エチルアルコ
ール１ｍｌで洗浄した。沈殿を真空遠心乾燥機で７分乾
燥した。乾燥物を１００μｌのＴＥ（ＰＨ７．４）緩衝
液に再溶解し、ＤＮａｓｅＩ（ＲＮａｓｅｆｒｅ
ｅＤＮａｓｅＩ，１０ｕｎｉｔ／μｌ）を４μｌ、
１００ｍＭＭｇＣｌを２２０μｌ加えて３７℃、３０
分反応させた。フェノール・／クロロフォルム（１：
１）混合液を０．１ｍｌ加えて混合し、１０，０００
Ｇ、４℃、２０分遠心分離した。遠心分離後、７０％エ
チルアルコール１ｍｌで洗浄した。沈殿を真空遠心乾燥
機で７分乾燥した。乾燥物を１００μｌのＴＥ緩衝液に
再溶解し、蛍光分光法（２６０ｎｍ）でＲＮＡで定量し
たところ、生葉１００ｍｇ当たり３００μｇの収量を得
た。変性アガロース電気泳動で長さを調べたところ４．
７Ｋｂｐ（２８ｓ）、１．９Ｋｂｐ（１８ｓ）のリポゾ
ームＲＮＡのきれいなバンド像が得られた。

【００５６】以上説明した破砕装置１において、環状保
持体２０は、破砕容器３０の容量毎に用意され、必要と
する容量の破砕容器３０に対応する環状保持体に交換す
ることになるが、図１５に示すように、容量が異なる複
数種類の破砕容器３０を装着できる環状保持体５０を用
いることができる。

【００５７】図１５に示す環状保持体５０は、容量５０
ｃｃの破砕容器３０ａを収容するための容器ケース５４
が３ヶ所、容量２ｃｃの破砕容器３０ｂを収容するため
の容器ケース５５が６ヶ所に取り付けることができるよ
うに構成されている。図示する大きい穴５６には容器ケ
ース５４が、小さい穴５７には容器ケース５５が取り付
けられる。また、容器ケース５４は、図１６に示すよう
に、スペーサ５８を装着して容量１５ｃｃの破砕容器３
０ｃを装着することができる。従って、この環状保持体
５０は容量が異なる３種類の破砕容器３０ａ，３０ｂ，
３０ｃを用いて同時に破砕を行うことができる。

【００５８】前記容器ケース５４、５５は、それぞれの
本体部５４ａ、５５ａが環状保持体５０に取り付けられ
ており、破砕容器３０ａ、３０ｂの場合には本体部５４
ａ、５５ａにそれぞれ破砕容器３０ａ、３０ｂを投入
し、蓋部５４ｂ、５５ｂで閉じると、破砕容器３０ａ、
３０ｂは装着ホルダ５４，５５内に保持される。また、
容器ケース５４を用いて容量１５ｃｃの破砕容器３０ｃ
で破砕を行うときには、本体部５４ａにスペーサ５８を
挿入した後、破砕容器３０ｃを投入する。

【００５９】また、図１７に示すように、破砕容器３０
の冷却手段を設けた環状保持体６０を用いることができ
る。破砕の進行に伴って被破砕物の温度が上昇したと
き、被端物が温度上昇により変質するような場合に、こ
の環状保持体６０を用いると、破砕に伴う温度上昇を生
じさせることがない。

【００６０】この環状保持体６０では、図１７に示すよ
うに、冷却水が循環する３個の冷却容器ケース６１が取
り付けられており、これに図１８に示すように破砕容器
３０を投入して蓋部６２で開口部を閉じると、冷却容器
ケース６１内に破砕容器３０が密封される。冷却容器ケ
ース６１は内筒６５と外筒６６の二重構造に形成されて
おり、図１９に示すように、給水口６３から供給された
冷却水は内筒６５内に入り、内筒６５内に挿入された破
砕容器３０を冷却し、外筒６６内から排水口６４に流れ
る。各冷却容器ケース６１それぞれの給水口６３及び排
水口６４は並列に接続され、図示しない冷却水供給手段
に接続される。

【００６１】また、破砕媒体として、図２０、図２１に
示すように、破砕容器３０内に杵７１と臼７２とによる
破砕媒体７０を用いることができる。臼７２は、破砕容
器３０が図７に示したような載頭円錐形のものであると
き、その底部外面は載頭円錐状に形成され、内面側は杵
７１の先端形状と同じ半球状に形成されている。この臼
７２を破砕容器３０内に挿入し、この中に被破砕物７４
を投入し、臼７２内に先端部を挿入して杵７１を配し、
破砕装置１で振動を加えると、杵７１と臼７２とが破砕
容器３０内で移動し、良好な破砕効果が得られる。

【００６２】

【発明の効果】本発明の破砕方法によれば、以上のよう
に細長い破砕容器内にその軸芯にほぼ沿った姿勢を保持
してほぼ軸芯方向に相対移動する形状及び大きさの単一
の破砕媒体を収容し、破砕容器を８の字状に往復振動さ
せるので、その往復振動に伴って内部に収容された破砕
媒体が相対回転しながら破砕容器の底部に衝突し、破砕
容器が乳鉢、破砕媒体が乳棒のように作用し、被破砕物
が大型の植物組織や動物組織やプラスチック材料や鉱物
材料などであっても効率的に破砕することができる。

【００６３】また、破砕容器を２０〜６０Ｈｚの振動数
で往復振動させると、破砕容器の容量が２〜５０ｃｃ程
度の汎用される範囲で破砕媒体が効果的に作用し、被破
砕物を効率的に破砕することができる。

【００６４】また、被破砕物を液体窒素浴で凍結し、凍
結真空乾燥すると、被破砕物がしなやかで切断され難い
繊維質を含んで破砕し難い動植物組織の場合にも、被破
砕物が容易に粉砕されるため効率的に破砕することがで
きる。

【００６５】また、表面の一部に溝を設けた破砕媒体を
用いると、被破砕物がしなやかで切断され難い繊維質を
含んで破砕し難い動植物組織の場合にも、溝部で繊維質
が効果的に切断できて効率的に破砕することができる。

【００６６】また、表面を研磨したチタン製破砕媒体を
用いると、被破砕物が骨などの硬い動物組織の場合に
も、破砕媒体表面に例えばＤＮＡやＲＮＡなどの組成物
が残留して次の破砕時にクロスコンタミネーションが発
生する恐れを無くすことができる。

【００６７】また、本発明の破砕装置によれば、回転軸
にその軸芯に対して軸芯の傾斜した傾斜軸部を設け、傾
斜軸部に相対回転自在に環状保持体を外嵌するとともに
この環状保持体の回転を弾性的に拘束する手段を設け、
環状保持体の外周部に破砕媒体と被破砕物を収容した細
長い破砕容器を環状保持体の軸芯と平行な姿勢で保持さ
せるとともに、破砕媒体は破砕容器の内径より大きい長
さの単一部材にて構成したので、上記破砕方法を実施し
てその作用を奏し、被破砕物が大型の場合にも効率機的
に破砕することができる。

【００６８】また、破砕容器の少なくとも一端部の内面
を略半球状ないし円錐状に突出した形状とし、破砕媒体
の対向する端部外面をほぼ同様の形状とすると、上記乳
鉢−乳棒作用がより効果的に得られ、さらに効率的に破
砕することができる。

【００６９】また、破砕容器の内径と破砕媒体の外径の
差を２〜１ｍｍ以下とすると、被破砕物がしなやかな場
合でも、破砕媒体を確実に作用させることができて効率
的に破砕することができる。

【００７０】また、破砕媒体の少なくとも一端部表面に
１又は複数の溝を形成すると、被破砕物がしなやかで切
断され難い繊維質を含んで破砕し難い動植物組織の場合
にも、溝部で繊維質が効果的に切断できて効率的に破砕
することができる。

【００７１】また、環状保持体を複数種類の破砕容器が
装着できるように構成することにより、複数種類の被破
砕物に対する破砕を同時に行うことができる。

【００７２】また、容器ケース内にスペーサを装着して
異なるサイズの破砕容器の取り付けを可能とすることに
より、１つの環状保持体で２種類の被破砕物の破砕を同
時に行うことができる。

【００７３】また、冷却水の流路を形成した容器ケース
を用いることにより、破砕により温度上昇して被破砕物
が変質することが、冷却により防止することができる。

【００７４】また、破砕媒体を臼と杵とにより構成し、
これを破砕容器内に配して振動を加えると、臼と杵とが
破砕容器内で移動するので破砕効果が向上し、破砕に要
する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の破砕装置の一実施形態の全体側面図で
ある。

【図２】同実施形態の要部の縦断面図である。

【図３】同実施形態における環状体の振動形態の説明図
である。

【図４】同実施形態における環状保持体と押圧板の変形
例の縦断面図である。

【図５】同環状保持体と押圧板による保持状態の平面図
である。

【図６】同環状保持体と押圧板による保持解除状態の平
面図である。

【図７】同実施形態における破砕容器の第１例の縦断面
図である。

【図８】図７の破砕容器に組み合わせて用いる破砕媒体
の各種例の正面図である。

【図９】同実施形態における破砕容器の第２例の縦断面
図である。

【図１０】図９の破砕容器に組み合わせて用いる破砕媒
体の各種例の正面図である。

【図１１】同実施形態における破砕容器の第３例の縦断
面図である。

【図１２】図１１の破砕容器に組み合わせて用いる破砕
媒体の各種例の正面図である。

【図１３】同実施形態における破砕容器の第４例の縦断
面図である。

【図１４】図１３の破砕容器に組み合わせて用いる破砕
媒体の各種例の正面図である。

【図１５】環状保持体の変形例を示す平面図である。

【図１６】同上構成に用いた容器ケースの構成を示す断
面図である。

【図１７】冷却構造を備えた環状保持体の構成を示す平
面図である。

【図１８】同上構成に用いた冷却容器ケースの構成を示
す断面図である。

【図１９】冷却容器ケースに取り付けられた給水口、排
水口を示す側面図である。

【図２０】臼と杵とによる破砕媒体の構成を示す断面図
である。

【図２１】臼と杵の構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１破砕装置８回転軸１１傾斜軸体１５環状体１６磁石１８対極磁石２０、５０，６０環状保持体３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ破砕容器３２、７０破砕媒体３３載頭円錐部３４溝３５半球部５４，５５容器ケース５８スペーサ６１冷却容器ケース７１杵７２臼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｌ (72)発明者松岡信名古屋市緑区篠の風３−20 滝ノ水住宅９−203 (72)発明者横田信大阪府和泉市伯太町５−26−７ (72)発明者玉井修大阪市都島区都島南通２−８−14 (72)発明者渡部浩之輔アメリカ合衆国イリノイ州62707 スプリングフィールドミッショナリーリッジ 516 Ｆターム(参考） 2G045 BA13 BB16 BB47 BB49 CB01 CB20 FA03 HA02 JA07 4B029 AA15 BB01 4D063 FF03 FF06 FF08 FF24 GA03 GA07 GA10 GC23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】破砕容器内に破砕媒体と被破砕物を収容
し、破砕容器を高速で往復振動させることで被破砕物を
破砕する破砕方法であって、細長い破砕容器内にその軸
芯にほぼ沿った姿勢を保持してほぼ軸芯方向に相対移動
する形状及び大きさの単一の破砕媒体を収容し、破砕容
器をその軸芯方向の比較的長い行程の主往復移動とそれ
に直交する方向の比較的短い行程の副往復移動を組み合
わせた８の字状に往復振動させることを特徴とする破砕
方法。
【請求項２】破砕容器を２０〜６０Ｈｚの振動数で往
復振動させることを特徴とする請求項１記載の破砕方
法。
【請求項３】被破砕物を液体窒素浴で凍結し、凍結真
空乾燥することを特徴とする請求項１記載の破砕方法。
【請求項４】表面の一部に溝を設けた破砕媒体を用い
ることを特徴とする請求項１記載の破砕方法。
【請求項５】表面を研磨したチタン製破砕媒体を用い
ることを特徴とする請求項１記載の破砕方法。
【請求項６】破砕容器内に破砕媒体と被破砕物を収容
し、破砕容器を高速で往復振動させて被破砕物を破砕す
る破砕装置であって、回転軸にその軸芯に対して軸芯の
傾斜した傾斜軸部を設け、傾斜軸部に相対回転自在に環
状保持体を外嵌するとともにこの環状保持体の回転を弾
性的に拘束する手段を設け、環状保持体の外周部に破砕
媒体と被破砕物を収容した細長い破砕容器を環状保持体
の軸芯と平行な姿勢で保持させるとともに、破砕媒体は
破砕容器の内径より大きい長さの単一部材にて構成した
ことを特徴とする破砕装置。
【請求項７】破砕容器の少なくとも一端部の内面を略
半球状ないし円錐状に突出した形状とし、破砕媒体の対
向する端部外面をほぼ同様の形状としたことを特徴とす
る請求項６記載の破砕装置。
【請求項８】破砕容器の内径と破砕媒体の外径の差が
２〜１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の
破砕装置。
【請求項９】破砕媒体の少なくとも一端部表面に１又
は複数の溝を形成したことを特徴とする請求項６〜８何
れかに記載の破砕装置。
【請求項１０】環状保持体に、収容した破砕容器を冷
却する冷却手段を備えた冷却容器ケースが取り付けられ
てなる請求項６〜９何れかに記載の破砕容器。
【請求項１１】環状保持体に、容量が異なる破砕容器
をそれぞれ収容する複数の容器ケースが設けられてなる
請求項６〜１０何れかに記載の破砕容器。
【請求項１２】容器ケースに、この容器ケースに対応
する破砕容器より容量の小さい破砕容器を保持するスペ
ーサが配設された請求項６〜１１何れかに記載の破砕装
置。
【請求項１３】破砕媒体が、杵と、この杵の先端形状
に対応する凹部を形成した臼とによって形成されてなる
請求項６〜１２何れかに記載の破砕装置。