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遠心機

遠心機は、サンプルを高速回転させ、遠心力によって細胞、粒子、沈殿物、上清などを分離する装置です。細胞培養では、細胞の回収、洗浄、培地交換、凍結保存前処理、融解後のDMSO除去、サンプル調製などに使われます。シードトレインでは、WCB融解後の細胞洗浄、培地交換、細胞回収、継代前後の処理に関係します。

細胞回収培地交換冷却遠心閉鎖系細胞処理

用途・特徴

遠心機は、密度や大きさの違いを利用して、サンプル中の成分を分離するために使われます。細胞培養では、細胞を沈降させて上清を除去したり、培地を交換したり、凍結保存前に細胞を濃縮したりします。

タンパク質・核酸・ウイルス・微粒子の前処理では、沈殿物や不溶物の除去、サンプル清澄化、抽出液の分離にも使われます。

Point
  • 細胞、沈殿物、上清を遠心力で分離する装置
  • WCB融解後の洗浄、培地交換、細胞回収に使われる
  • シードトレイン、細胞株開発、セルバンク、細胞治療で広く使われる
  • 遠心力、時間、温度、ブレーキ条件が細胞状態に影響する
  • スイングローター、固定角ローター、プレートローターなどがある
  • 冷却遠心機は温度感受性サンプルや細胞処理で重要
  • 細胞治療では閉鎖系・自動化遠心システムも使われる

使用方法

基本的には、サンプルを遠心チューブ、ボトル、プレート、バッグなどに入れ、バランスを取ってローターにセットし、条件を設定して遠心します。

1サンプルを容器に入れる
2対向する容器の重量バランスを取る
3ローターにセットする
4遠心力、時間、温度、加減速条件を設定する
5遠心を開始する
6細胞ペレットや上清を確認する
7上清を除去する
8必要に応じて再懸濁、洗浄、培地交換を行う
9次工程へ進める
実際の条件は、細胞種、細胞濃度、容器、ローター、目的、温度感受性、GMP対応、閉鎖系運用の有無によって変わります。

固定角ローターとスイングローターの違い

遠心機では、目的に応じてローターを選びます。

容器の向き

斜め固定

遠心中に水平になる

ペレット形状

チューブ側面寄りに形成されやすい

チューブ底に均一に形成されやすい

遠心速度

高速に対応しやすい

中速・多検体処理に向く

主な用途

微量サンプル、核酸、タンパク質、沈殿回収

細胞回収、プレート、ボトル、臨床サンプル

細胞処理

上清除去時にペレット位置に注意

ペレットを扱いやすい

注意点

ペレットを吸い込みやすい場合がある

ローター・バケットのバランス管理が重要

遠心力と回転数の違い

項目内容
rpm1分間あたりの回転数
×g / RCF重力加速度の何倍の遠心力がかかるか
関係同じrpmでもローター半径が大きいほど遠心力は大きくなる
実務上の注意条件指定はrpmより×gで管理する方が再現性が高い

冷却遠心機と非冷却遠心機の違い

項目非冷却遠心機冷却遠心機
温度制御室温依存設定温度で制御できる
主な用途一般的な短時間遠心細胞、タンパク質、核酸、温度感受性サンプル
設置性比較的コンパクトやや大型・重量がある
コスト低め高め
注意点遠心中に温度上昇する場合がある予冷、結露、温度復帰を管理する
向く工程簡易処理、研究用品質試験、細胞処理、温度管理が必要な前処理

主なタイプ

タイプ内容向く用途
小型遠心機1.5 mL/2 mLチューブを少数処理するPCR、核酸、少量サンプル
卓上遠心機チューブ、ボトル、プレートなどを処理する汎用型細胞洗浄、培地交換、サンプル処理
冷却遠心機温度制御しながら遠心できる細胞、タンパク質、核酸、温度感受性サンプル
大容量遠心機多量の培養液やボトルを処理する大量細胞回収、プロセス開発
プレート遠心機96/384ウェルプレートを遠心する分析前処理、PCR、ELISA、細胞プレート
マイクロプレートスピナープレート底に液を落とす軽遠心PCR、qPCR、分注後処理
超遠心機非常に高い遠心力で分離するウイルス、EV、リポソーム、細胞内小器官
連続遠心機連続的に液を処理する大量培養液、バイオプロセス
カウンターフロー遠心機細胞を閉鎖系・低せん断で洗浄・濃縮する細胞治療、細胞加工、GMP製造

選定ポイント

処理対象細胞、培養液、血液、タンパク質、核酸、ウイルス、EVのどれか
容器1.5 mLチューブ、15/50 mLチューブ、ボトル、プレート、バッグに対応するか
処理量1回あたりのサンプル数、容量、スループット
最大遠心力必要な×gを満たせるか
ローター種類スイング、固定角、プレート、ボトル、密閉ローターに対応するか
温度制御冷却機能、温度範囲、予冷時間が必要か
細胞への影響遠心力、時間、ブレーキ条件が細胞生存率に影響しないか
バイオセーフティエアロゾル対策、密閉バケット、BioCertifiedローターの有無
操作性ローター交換、バランス確認、ドア開閉、低いアクセス高さ
記録性遠心条件ログ、ユーザー管理、アラーム、通信機能
GMP対応IQ/OQ、校正、点検、SOP、清掃記録に対応できるか
設置性フットプリント、重量、電源、排熱、騒音
保守国内保守、ローター寿命管理、部品供給、点検対応

使用される工程

細胞株開発・クローン選抜

細胞回収、培地交換、トランスフェクション前後の処理に使われる。

主な用途
  • 細胞回収

遺伝子導入・安定発現株作製

遺伝子導入後の洗浄、細胞回収、培地交換で使われる。

主な用途
  • 導入後処理

セルバンク

凍結前の細胞回収、洗浄、濃縮、評価用サンプル処理に使われる。

主な用途
  • 凍結前処理

融解・回復培養

WCB融解後のDMSO除去や培地交換に使われる場合がある。

主な用途
  • DMSO除去

シードトレイン

初期培養、継代、細胞回収、培地交換に使われる。

主な用途
  • 培地交換

段階的な拡大培養

フラスコや小型培養容器からの細胞回収に関係する。

主な用途
  • 細胞回収

本培養

小スケール開発やサンプル前処理で使われる。

主な用途
  • 前処理

ハーベスト・清澄化

培養液から細胞・デブリを除く前処理として使われる場合がある。

主な用途
  • 清澄化

品質評価・分析

ELISA、PCR、NGS、HCP、残存DNAなどの前処理で使われる。

主な用途
  • 分析前処理

細胞治療製造

細胞洗浄、濃縮、培地交換、製剤化前処理に使われる。

主な用途
  • 細胞加工

研究開発

一般的な細胞回収、沈殿分離、サンプル処理に広く使われる。

主な用途
  • サンプル処理

使用されるモダリティー

抗体医薬
関連度
CHO細胞シードトレインセルバンク・サンプル処理
細胞回収、洗浄、培地交換、分析前処理に使われる。
ADC
関連度
抗体原薬用CHO細胞分析前処理
抗体医薬と同様に細胞処理や分析前処理で使われる。
二重特異性抗体
関連度
CHO細胞細胞株開発品質評価
細胞回収や分析サンプル処理で使われる。
Fc融合タンパク質・組換えタンパク質
関連度
CHOHEK293培養液処理
産生細胞や培養液サンプルの処理に使われる。
AAV
関連度
HEK293・Sf9Producer Cellウイルス回収
細胞回収、培養上清処理、核酸・ウイルス前処理で使われる。
レンチウイルス
関連度
Producer Cellウイルス上清細胞処理
ウイルスベクター製造や分析前処理で使われる。
プラスミドDNA
関連度
大腸菌回収プラスミド抽出前処理
菌体回収や抽出前処理で使われる。
mRNA-LNP
関連度中〜高
プラスミド原料酵素反応分析前処理
原料DNA/RNA関連の前処理で関係する。
細胞治療
関連度
T細胞・NK細胞MSC細胞洗浄・濃縮
細胞加工、洗浄、培地交換、製剤化前処理で使われる。
iPS細胞・幹細胞由来製品
関連度
iPS細胞MSC分化細胞
細胞回収、洗浄、継代、品質確認で使われる。
遺伝子編集
関連度
CRISPR編集細胞導入後処理
編集後細胞の洗浄、回収、培地交換で使われる。
ワクチン
関連度
細胞基材ウイルス微生物
細胞・ウイルス・サンプル処理で使われる。
微生物発酵
関連度
大腸菌・酵母発酵液
菌体回収、上清分離、プラスミド製造前処理で使われる。
低分子医薬品
関連度
分析前処理細胞アッセイ溶解性試験
製造工程よりも研究・分析前処理で使われる。

メーカー製品

卓上遠心機・汎用遠心機12
EppendorfCentrifuge 5810 / 5810 R中〜高スループット用途向けの卓上多目的遠心機。冷却モデル5810 Rもあり、細胞培養、チューブ、ボトル、プレート処理に使われる。公式URL EppendorfCentrifuge 5804 / 5804 R研究室向けの卓上多目的遠心機。15/50 mLチューブ、プレート、ボトルなどの処理に使われる。公式URL EppendorfCentrifuge 5920 R大容量・高スループット用途に対応する冷却卓上遠心機。細胞培養、バイオプロセス開発、サンプル処理に使われる。公式URL Thermo Fisher ScientificThermo Scientific Sorvall ST 16 / ST 16R日常的なサンプル処理、細胞培養、臨床プロトコル、マイクロプレート処理に使われる汎用卓上遠心機。冷却モデルは温度感受性サンプル処理に対応する。公式URL Thermo Fisher ScientificThermo Scientific Sorvall Legend X1 / X1R汎用卓上遠心機。チューブ、ボトル、プレートなどの多用途処理に使われる。公式URL Thermo Fisher ScientificThermo Scientific Megafuge 8 / 16 Seriesラボ向け汎用遠心機シリーズ。細胞培養、サンプル前処理、臨床サンプル処理に使われる。公式URL Beckman Coulter Life SciencesAllegra X-30R冷却機能付き卓上遠心機。最大容量1.6 L、最高回転数18,000 rpm、最大遠心力29,756×gに対応し、細胞・核酸・タンパク質前処理に使われる。公式URL Beckman Coulter Life SciencesAllegra V-15R汎用冷却卓上遠心機。細胞培養、プレート処理、チューブ処理などに使われる。公式URL KUBOTA卓上遠心機 / 冷却遠心機シリーズ国内で広く使われる遠心機メーカー。細胞培養、研究、臨床検査、品質試験で使われる。公式URL TOMY Digital Biology冷却遠心機 / 小型遠心機シリーズ研究室向け遠心機を展開。チューブ処理、細胞処理、サンプル前処理で使われる。公式URL Sigma Laborzentrifugen3-18KS / 4-16KSなどラボ向け卓上・冷却遠心機を展開。研究、細胞培養、サンプル処理に使われる。公式URL HettichROTINA / ROTOFIX / UNIVERSALシリーズ汎用卓上遠心機、冷却遠心機、臨床・研究向け遠心機を展開。公式URL

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