細胞破砕の方法や器具を知りたい。どのような器具で行えるの?


細胞破砕とは、生物学や分子生物学の分野の研究において、細胞を壊してタンパク質や核酸・DNAを抽出することです。細胞の各種解析を行うために必要な処置であり、そのための方法も複数あります。どの方法も一長一短がありますので、用途に合わせて使われることが多いでしょう。
今回は、細胞破砕の方法や必要な器具について解説します。

  1. 細胞破砕とは何か?
  2. 細胞破砕の方法
  3. 細胞破砕機の導入方法
  4. 細胞粉砕に対するよくある質問

この記事を読めば、細胞破砕の器具を購入するまでの流れなどもよく分かりますよ。興味がある人は、ぜひ読んでみてくださいね。

1.細胞破砕とは何か?

細胞破砕とは、細胞を破壊して細胞小器官などの細胞内の各構成要素を分離する方法です。細胞小器官(ミトコンドリア・ゴルジ体・中心体)などの働きや細胞固有のタンパク質・DNA・RNAなどの調査のために行います。生物学や分子生物学の研究では、細胞破砕はよく行われることです。また、医薬品や製薬のメーカーでも、細胞破砕を行っているところもあります。

2.細胞破砕の方法とは?

この項では、細胞破砕の方法やそれぞれのメリットなどを解説していきます。どのような種類や特徴があるのでしょうか?

2-1.物理的に破砕する方法

細胞破砕を最も手軽に行う方法は、細胞を物理的に破壊する方法です。

  • 乳鉢と乳棒で破壊する方法
  • 圧力をかけて破壊する方法

などがあります。圧力をかける場合はホモジナイザー(フレンチプレス)などを用いることが一般的です。また、液中に溶けている細胞を破砕する場合にも、ホモジナイザーは利用できます。
圧力をかけて細胞を破壊する場合は、短時間で細胞を破壊することが可能ですが、圧力をかけている最中に熱が発生することもあり、タンパク質が変性することもあるのです。

2-2.超音波で破砕する方法

ごく少量の細胞を破砕したい場合は、超音波を用いて破砕するのが一般的です。超音波破砕機を用い、氷の中で破砕を行います。超音波破砕機を使用しても熱が発生するため、氷の中で細胞を砕くことにより、タンパク質の変性を防ぐのです。

2-3.凍結融解

細胞をドライアイス・エタノール・冷凍庫などを用いて凍らせ、室温か37℃程度の温度で解凍します。すると、細胞内の凍った水分が膨張し、氷晶(ひょうしょう)を作るのです。この氷晶を利用して、細胞を砕きます。この方法は、動物の細胞をタンパク質の変性なしに砕きたいときに用いられる方法です。
植物の細胞を砕く場合は、凍結させた後で乳棒と乳鉢で砕いたり、ホモジナイザーにかけます。

2-4.細胞破砕の際に使われる機械とは?

細胞破砕の際に使われる機械には

  • 超音波破砕機
  • ホモジナイザー(フレンチプレス)
  • ビーズ式細胞破砕装置

などがあります。ホモジナイザーは物質を均一化・乳化させるためにも用いられる機械で、一度にたくさんの細胞を破壊することが可能です。ビーズ式細胞破砕装置とは、箱のような装置の中にビーズが入っており、それを回転させて細胞とぶつけることで破壊する装置になります。ビーズ式細胞破砕装置も、物質の均一化や乳化に用いることは可能です。

3.細胞破砕機の導入方法

この項では、細胞破砕機の導入方法などについて解説します。ぜひ、参考にしてください。

3-1.細胞破砕機を必要としている場所

細胞破砕機は、主に生物学や分子生物学・製薬会社・医薬品メーカーの研究室などで需要があります。ですから、あまり大型なものは必要とされません。小型で使い勝手のよいものが重宝されるでしょう。

3-2.導入方法

細胞破砕機の値段は、数十万円~100万円前後が相場です。ですから、新品を導入するほか中古品を購入したり、レンタルで済ますこともあります。しかし、長期間毎日使用する場合は、新品を購入した方が結果的にはお得です。

3-3.業者の選び方

細胞破砕機は、いろいろな業者が取り扱っています。特に、ホモジナイザーは均一化や乳化に使うことができるので、最も多くの業者で扱われているのです。細胞破砕機は、高価な品物ですから価格だけでなくアフターフォローが手厚い会社を選びましょう。三丸機械工業では、豊富なホモジナイザーのラインナップを取り揃えております。丁寧なアフターフォローも心がけておりますので、細胞破砕機としてホモジナイザーをお探しの方は、ぜひ一度ご相談ください。
また、産業展覧会や産業博覧会などでも、細胞破砕機が展示されている場合もあります。実物を見たいという人はそのようなイベントに足を運んでみてもよいでしょう。

4.細胞粉砕に対するよくある質問

Q.細胞粉砕の器具は小型のものが一般的なのでしょうか?
A.はい。細胞を一度で大量に破砕するということはほとんどありません。ですから、卓上で使うタイプが一般的です。

Q.細胞破砕機はどのような細胞でも破砕できますか?
A.植物の細胞と動物の細胞では成分が異なるため、適した破砕法が異なるのです。たとえば、凍結して壊す方法は動物の細胞だけが行えます。

Q.細胞破砕機は中古市場が活発ですか?
A.はい。一定の需要がありますので、中古品の売買も盛んです。

Q.ホモジナイザーは卓上サイズもあるのでしょうか?
A.もちろんです。卓上で使えるサイズもあります。

Q.細胞破砕機は複数揃えておいたほうがよいでしょうか?
A.それが理想ですが、乳鉢と乳棒と細胞破砕機1種類でも大丈夫です。

5.おわりに

いかがでしたか? 今回は細胞破砕の方法や細胞破砕機について解説しました。一般の方にはあまりなじみのないものですが、生物学の研究では、欠かせないものです。細胞破砕機として使われるホモジナイザーや超音波破砕機は、均一化したり乳化をしたりすることもできます。ですから、いろいろな実験に使うことも可能ですので、研究室に1台あってもよいでしょう。また、最新式のものの方が省エネであり、使いやすい機能も増えています。古い細胞破砕機を使っている場合は、10年に1度程度の割合で、買い替えを検討してみるとよいですね。早めに買い替えをすれば、古い細胞破砕機を下取りに出すこともできるので、買い替えがお得にできます。ぜひ、専門の業者に相談をしてみましょう。


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