CN1108181C - 血液过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明的血液过滤器包括一种由玻璃纤维滤纸与微孔膜组成的血液过滤材料和一个具有一血液入口与一滤液出口的容器，该容器容纳血液过滤材料，从而使微孔膜位于滤液出口的那一面，该容器在血液过滤材料与滤液出口之间具有一个空间，并且还具有一个用于防止血液过滤材料附着到滤液出口那一面上的装置。利用这个血液过滤器，可可靠地分离出分析所需量的血浆或血清，而与血液的血细胞比容值无关。

Description

血液过滤器
本发明涉及一种用于由全血制备血浆或血清样品的血液过滤器。
通常利用通过离心全血得到的血浆或血清样品来测定血液成份(例如代谢物、蛋白质、脂质、电解质、酶类、抗原和抗体)的种类和浓度。然而，离心费力又耗时。特别是，由于离心需要离心机和电力，因此不适于迅速测定少量样品的紧急情况和现场检验。因此，业已研究出通过过滤从全血中分离血清。
利用玻璃纤维滤纸的几种过滤方法已是公知的，在这些方法中从柱子的一边将全血加到柱子中的玻璃纤维中，并且加压或抽吸全血，来从柱子的另一边得到血浆或血清(日本专利KOKOKU Nos.44-14673、5-52463以及日本专利KOKAI Nos.2-208565、4-208856)。
然而，能够从全血中得到用于自动分析仪测定所必要量的血浆或血清的实用过滤方法(除了一部分项目外(例如血糖))还没有研究出来。
此外，血细胞比容值的离散度较大，并且根据血液的种类，由于血细胞堵塞过滤材料或漏出而不能得到所需要量的血浆。
本发明的一个目的是提供一种能从甚至非常少量的血液中有效分离出血浆或血清的血液过滤器，而无漏出和溶血作用。
本发明的另一个目的是提供一种能够稳定地从血液中分离出血浆或血清、而与血细胞比容值无关的血液过滤器。
为了解决前述问题，本发明人进行了刻苦的研究，从而发现将玻璃纤维滤纸和微孔膜一起作为血液过滤材料是有效的，并且提供了一种可防止血液过滤材料附着到滤液出口那一面的装置。
他们还发现加入调节滤液流出量的流出区域调节部件也是有效的。
这样，本发明提供了一种血液过滤器，其包括一个由玻璃纤维滤纸和微孔膜组成的血液过滤材料以及一个具有一血液入口和一滤液出口的容器，该容器容纳血液过滤材料从而使微孔膜位于滤液出口的那一面，在该容器中血液过滤材料与滤液出口之间有一空间，并且还配有一个防止血液过滤材料附着到滤液出口那一面上的装置。
本发明还提供了一种如上所述的血液过滤器，其中所述防止附着的装置是一种被设置的固体材料，从而使液体通路通畅。
图1是实施本发明血液过滤器的纵剖面图，图2是其平面图，图3是其底视图。
图4是表示凸出部分形状的放大部分剖面图。
图5是沿着血浆通路看从与图1成直角的方向剖开的容器主体上部纵剖面图。
图6是表示护帽的凸缘部分的放大部分剖面图。
图7是另一个也实施本发明血液过滤器的纵剖面图，图8是其平面图，图9是其底视图。
图10是实施本发明另一个血液过滤器的纵剖面图。
图11是实施本发明另一个血液过滤器的纵剖面图，其中血浆接收器是分开的，图12是其平面图，图13是其底视图。
图14是实施本发明另一个血液过滤器的纵剖面图，其中血浆接收器也是分开的，图15是其平面图，图16是其底视图。
图17是安装到血液入口上吸嘴的侧视图，图18是其平面图。
图19是吸嘴安装到其上的血液过滤器的纵剖面图。
图20是吸嘴周围部分的纵剖面图，其中凝聚物检查部件安装到吸嘴上，图21是凝聚物检查部件的底视图。
图22是另一个凝聚物检查部件的侧视图，图23是再一个凝聚物检查部件的侧视图。
10、40、60、90、120……容器主体
11、41、61、91……过滤室
12、52、110、140……血浆接收器
13、53、93……凸缘
14、54、104、134……血浆通路
15、55、105……凸出部分(防止附着的装置)
16、56、114……单坡顶
17……侧壁
18、58、78、116……吸口
20、50、70、100、130……护帽
21、42、92……环形板部分
22……短圆柱形部分
23、43、103、133……凸缘
24、44、64、94……血液入口
25、45、95……空间
26、46、96……隔离物
27……肋
30……血液过滤材料
31……玻璃纤维滤纸
32……纤维素滤纸
33……双面粘合带
34……聚砜微孔膜
35……流出区域调节部件
47、97……襟翼
51、101、131……台阶
57、115……间壁
80……注射器
102……装配壁
111……台阶部分
112……底部
123……护鞘
132……啮合槽
135……血浆出口
136……颌部
141……纵向通道
142……衔接凹处
150……吸嘴
151……台阶部分
152……大直径部分
153……肋
154……吸口
160……凝聚物检查部件
161……格栅
162……环形板
163……圆盘
164……网
165……截头圆锥圆台
166……网
其表面已作成亲水性的微孔膜具有血细胞分离能力，在没有溶血到基本上会影响分析值的程度下，可具体地将全血分离成血细胞和血浆。微孔膜的适宜孔径要比玻璃纤维滤纸的保留粒径小，是0.2μm或更大，并且优选约为0.3-5μm，更优选约为0.5-4.5μm，尤其优选约为1-3μm。微孔膜的空隙度优选较高，适宜的空隙度约为40-95％，优选约为50-95％，更优选约为70-95％。微孔膜的例子有聚砜膜、含氟的聚合物膜、乙酸纤维素膜、硝化纤维素膜等。可用亲水性聚合物或者活化剂使膜的表面水解或具有亲水性。
用于本发明的血液过滤材料包括玻璃纤维滤纸和微孔膜。
优选玻璃纤维滤纸的密度大约为0.02-0.3g/cm3，可优选约为0.05-0.2g/cm3，更优选约为0.07-0.15g/cm3，可保留的粒径大约为0.8-9μm，优选在1-5μm之间。通过用亲水性聚合物(在日本专利KOKAI Nos.2-208565、4-208856中所公开的)处理玻璃纤维的表面，过滤会进行得更快和顺利。可将植物凝集素或其它反应剂或改性剂加到玻璃纤维中，或者用这些物质处理玻璃纤维。两张或多张玻璃纤维滤纸可叠置起来。
对于含氟的聚合物膜，有由WO87/02267中所公开的聚四氟乙烯纤丝(碎屑)、Gore-Tex(W.L.Gore and Associates)、Zitex(Norton)、Poreflon(Sum-itomo Denki)等组成的微孔基质膜(微孔层)。其它可用作微孔层的含氟聚合物层包括U.S.P.3,368,872(实施例3和4)、U.S.P.3,260,413(实施例3和4)、U.S.P.4,201,548等文献中所公开的聚四氟乙烯微孔膜、U.S.P.3,649,505中公开的聚偏氟乙烯微孔膜等。可用一种含氟聚合物或将两种或多种含氟聚合物共混，再或者将一种或多种不含氟聚合物共混或将它们与纤维一起共混来制备含氟聚合物的微孔膜。对于结构，有拉伸型、单轴拉伸型、双轴拉伸型、非层压的单层型、层压的双层型(例如一个膜层压到另一个膜上的结构，如纤维膜)。在具有原纤结构或已被单轴或双轴拉伸的非层压型微孔膜的情况中，可通过拉伸来制备具有大空隙度和短过滤通路的微孔膜。在具有短过滤通路的微孔膜中，极少出现由血液中的固体成份(主要是红血球)造成的堵塞，并且血细胞和血浆的分离时间短。结果，提高了定量分析的准确度。通过U.S.P.4,783,315中公开的在含氟聚合物微孔膜的至少一面上实施物理活化(优选是辉光放电或电晕放电)加强了部分粘合到相邻微孔膜上的粘合剂的粘合强度，以便提供亲水性。
众所周知，含氟的聚合物微孔膜如含氟聚合物一样具有较低的表面张力。因此，当把该膜用作血细胞过滤层时，含水的液体样品被排拆并且在表面上既不能扩散也不能渗透，更不能进入里面。在本发明中，通过加入足够量的使含氟聚合物微孔膜的外表面和内部空间表面基本上呈亲水性的表面活性剂来解决上述的排斥问题。为了提供足以使含水的液体样品在含氟聚合物微孔膜的表面上扩散、渗透或移动或渗入微孔膜内部而不排斥在该膜上的亲水性质，一般膜的空间表面必须用表面活性涂覆，表面活性剂的量大约为膜空隙体积的0.01-10％，优选约为0.1-5％，更优选约为0.1-1％。例如，在厚度为50μm的含氟聚合物微孔膜中，待浸渍的表面活性剂的优选量通常在0.05-2.5g/m2范围内。至于将表面活性剂浸渍到含氟聚合物微孔膜中的方法，一般方法包括：将含氟聚合物膜浸渍到溶于低沸点(沸点优选在大约50℃-约120℃的范围内)有机溶剂(例如醇类、醚类、酮类)的表面活性剂溶液中，以便实质上充分地渗透到膜的内部空间，其次将膜慢慢地从溶液中取出，然后通过吹空气(最好是热空气)来进行干燥。
至于使含氟聚合物微孔膜具有亲水性的表面活性剂，这些表面活性剂可以是非离子的、阴离子的、阳离子的或两性离子的。然而，由于非离子表面活性剂在上述表面活性剂中具有相对低的溶血活性，因此它用于分析全血样品的多层分析装置是有其优越性的。适宜的非离子表面活性剂包括烷基苯氧基聚乙氧基乙醇、烷基聚乙醚乙醇、聚乙二醇单酯、聚乙二醇双酯、高级醇-乙烯氧化加成物(缩合物)、多元脂-乙烯氧化加成物(缩合物)、高级脂肪酸链烷醇胺等。非离子表面活性剂的例子如下：对于烷基苯氧基聚乙氧基乙醇，有异辛基苯氧基聚乙氧基乙醇(Triton X-100：平均含有9-10个羟亚乙基单元，Triton X-45：平均含有5个羟亚乙基单元)和壬基苯氧基聚乙氧基乙醇(IGEPAL CO-630：平均含有9个羟亚乙基单元，IGEPAL CO-710：平均含有10-11个羟亚乙基单元，LENEX 698：平均含有9个羟亚乙基单元)。对于烷基聚乙醚乙醇，有高级乙醇聚氧乙烯乙醚(Triton X-67：CARegistry No.59030-158)等。
通过在含氟聚合物微孔膜的多孔空间中加入一种或多种水溶解性降低了的水溶性聚合物可使其具有亲水性。水溶性聚合物包括含氧的碳氢化合物(例如聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯胺(polyvinylamine)和聚乙烯胺(polyethyleneamine))、含负电荷的碳氢化合物(例如聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙二醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素)、含氮的碳氢化合物，例如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和聚苯乙烯磺酸以及类似物质。通过热处理、乙缩醛透导处理、酯化、与重铬酸钾进行化学反应、用电离幅射进行交联等方法使水溶解性降低。日本专利KOKOKU Nos.56-2094和56-16187中公开了详细内容。
可如下制备聚砜微孔膜：将聚砜溶解在二噁烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮以及这些物质的混合溶剂中，以得到制造薄膜的原料溶液，其次通过使原料液直接流到凝固液中流延成薄膜，然后洗涤薄膜，再进行干燥。日本专利KOKAI No.62-27006中公开了详细内容。此外，日本专利KOKAI Nos.56-12640、56-86941、56-154051等文献中也公开了聚砜微孔膜，这些微孔膜可用于本发明。与含氟聚合物相似，通过加入表面活性剂或提供水溶性降低了的水溶性聚合物可使聚砜微孔膜具有亲水性。
对于其它非纤维微孔膜，优选美国专利3 992 158或1 421 341中公开的由纤维素酯(例如乙酸纤维素、乙酸/丁酸纤维素或硝酸纤维素)构成的发白聚合物膜。还可使用聚酰胺(例如6-尼龙或6，6-尼龙)或聚乙烯、聚丙烯等的微孔膜。其它可用的非纤维微孔膜包括连续的含有微小空间的多孔膜，其中聚合物颗粒、玻璃颗粒、硅藻土等与亲水性或不吸水的聚合物混合在一起，例如美国专利3 992 158和4 258 001中所公开的。
非纤维微孔膜的适宜有效孔径是0.2-10μm，优选在0.3-5μm之间，在0.5-5μm之间则更为优选。本发明非纤维多孔膜的有效孔径是按照ASTM F316-70的始沸点方法测定出来的孔径。在膜滤纸(由相分离法制备的发白聚合物构成)中的非纤维多孔膜的情况中，厚度方向上的液体通路在膜制备过程中通常在自由平面(光面)上最窄，并且每个规定成环形的液体通路的截面中孔径在自由平面附近最小。每单位面积在厚度方向上通路的最小孔径分布在膜滤纸的正面方向上，并且其最大值可测定过滤性能。通常，利用限制始沸点方法可进行其测定。
如上所述，在由相分离法制备的发白聚合物构成的膜滤纸中，厚度方向上的液体通路在膜制备过程中在自由平面(光面)上面最窄。在用这种膜作为本发明过滤材料的非纤维多孔膜时，优选使膜滤纸的光面朝着排出血浆的那一面。
可将第三种过滤材料加到血液过滤材料中。第三种过滤材料可以是滤纸、无纺织物、机织织物(例如平纹机织织物)、针织物(例如经编织物)等。其中，机织织物和针织物是优选的。可利用日本专利KOKAI No.57-66359中公开的辉光放电来处理该机织织物或类似物质。该第三种过滤材料优选位于玻璃纤维滤纸和微孔膜之间。
优选的微孔膜是聚砜膜、乙酸纤维素膜以及类似材料，并且特别优选聚砜膜。在本发明的血液过滤材料中，玻璃纤维滤纸位于血液入口的那一面，而微孔膜位于滤液出口的那一面。最优选的血液过滤材料是从血液入口那一面起依次按玻璃纤维滤纸、纤维素滤纸和聚砜膜层压的层状结构。
在用于本发明的过滤材料是层状结构的情况中，各个层可按照日本专利KOKAI Nos.62-138756-8、2-105043、3-16651等文献中的公开内容，通过用局部放置(例如，点粘)的粘合剂，彼此连接合成一体。
在本发明的过滤材料中，认为过滤材料只靠表面不能捕获血细胞，而是通过首先将大的血细胞成份缠绕在空间结构中，然后再将较小的血细胞成份缠绕在空间结构中，并且在总过滤材料的厚度方向上渗透来进行捕获以便逐渐除去血细胞，这就是所谓的容积过滤。
用此系统进行过滤的全血量极大程度地受玻璃纤维滤纸中存在的空隙容积和全血中血细胞容积的影响。当玻璃纤维滤纸的密度较高(保留粒子的孔径小)时，红细胞在玻璃纤维滤纸的表面附近被捕获，玻璃纤维滤纸的空隙在离表面非常薄的区域中被堵塞，因此，其后不能进行过滤。结果，通过过滤回收的血浆体积较小。另一方面，当过滤材料被强的吸力抽吸以增大回收的血浆体积时，血细胞被破坏(例如发生溶血)。即，其与表面过滤相似，并且该滤纸的空隙体积利用率较低。
水的渗透速率适合于作为表示空隙容积或血浆滤液体积的指标。可如下测定水的渗透速率：将规定面积的玻璃纤维滤纸放入密封的过滤器中，该过滤器的入口和出口与一个管子相连，然后加入规定体积的水并在稳定的压力下进行加压或抽吸。水的渗透速率即是每单位面积和时间的滤液体积，并表示成ml/秒。
例如，将直径为φ20mm的玻璃纤维滤纸放入过滤器中，并将装有60ml水的100ml注射器连接到过滤器的顶部。水自然地向下流，测定开始后10至40秒的时间内水通过玻璃滤纸的体积，作为水的渗透体积，由它可计算出每单位面积水的渗透速率。
特别适于血浆分离的玻璃纤维滤纸具有大约1.0-1.3ml/秒水的渗透速率，这些玻璃纤维滤纸的例子是Whatman GF/D、Toyo Roshi GA-100、GA-200以及类似材料。另外，可如下制备这种玻璃纤维滤纸：通过将商业玻璃纤维滤纸的玻璃纤维悬挂在热水中，然后将玻璃纤维制成位于尼龙网上的低密度纸张(密度：大约0.03g/cm3)。如此制备的玻璃纤维滤纸具有良好的血浆分离能力。
玻璃纤维滤纸的合适厚度根据待回收的血浆体积和玻璃纤维滤纸的密度(空隙容积)及面积而有所改变。用于分析装置分析多个项目所需的血浆量是100-500μl。实际上，具有大约0.05-0.2g/cm3密度和1-5cm2面积的玻璃纤维滤纸是适宜的。其中，玻璃纤维滤纸的合适厚度大约是1-10mm，优选大约为2-8mm，更优选大约为2-6mm。通过将1-10张、优选是2-6张玻璃纤维滤纸叠置起来可得到上述厚度。
微孔膜的合适厚度大约是0.05-0.3mm，优选大约为0.1-0.2mm，并且通常用一张微孔膜。然而，如果需要的话，也可以用两张或多张微孔膜。
该容器容纳血液过滤材料，并且配有血液入口和滤液出口。该容器一般由容纳血液过滤材料的主体和护帽组成，并且每个都配有至少一个孔。一个用作血液入口，还任选作为加压口，而另一个用作滤液出口，还任选作为抽吸口。抽吸口或加压口可分开配置。当容器是长方形并在容器的一边配有护帽时，血液入口和滤液出口都可以配置在容器主体上。
容纳血液过滤材料的过滤室容积必须比血液过滤材料在干态和在由于吸收样品(全血)而膨胀的状态时的总体积都要大。当过滤室的容积比血液过滤材料的总体积小时，过滤不能有效地进行并且出现溶血。过滤室与血液过滤材料在干态时的总体积的适宜比例一般是101-300％，优选是110-200％，更优选是120-150％，虽然这个比例根据过滤材料的膨胀程度而有所不同。
此外，血液过滤材料的四周必需紧密地配合在过滤室壁上，以便不会形成全血不通过过滤材料的分流。
本发明血液过滤器的一个方面是，配置了一个用于防止血液过滤材料附着到滤液出口那一面上的装置。该装置用于将血液过滤材料与容器的滤液出口那一面分开，以便在大面积上进行过滤，优选在血液过滤材料的整个面上进行过滤。这种装置包括使容器的滤液出口那一面呈凹形(例如锥形或局部球形)来设置一种固体材料，以使液体通路通畅，例如每1cm2容器的滤液出口的那一面有多个凸出部分(大约1-20个、优选30-10个凸出部分)，还有隔离物(例如网、颗粒或若干个环)以及类似物质。在形成凹穴时，滤液出口最好设置在最深的位置上。
下面制备四个容器。①、血液过滤材料与滤液出口的那一面接触，并且滤液出口配置在滤液出口那一面的中心位置上，或②、滤液出口配置在滤液出口那一面的四周附近。③、配置形成台阶的凹穴(1mm深)如图7所示，并且滤液出口配置在中心位置，或④、滤液出口配置在四周附近。利用上述容器，测定血浆的回收体积，并且发现①50μl，②40μl，③243μl，④330μl。
凸出部分的形状可以是柱形、方柱形、锥形和其截头锥形、棱锥形和其截头角锥形、伞形、不规则形状、或任何其它形状，但是凸出部分的顶部优选是平的或圆的。
为了使液体通路通畅，设置的固体材料的合适总接触面积，例如在过滤时，凸出部分与血液过滤材料的合适总接触面积大约是具有有效过滤面积(例如除去容纳血液过滤材料的四周)的血液过滤材料表面积的1-50％，优选是大约1-10％。由于用本发明的血液过滤器所过滤的血液量较小，因此过滤血液时，由防止附着的装置所留下的合适空间大约为1-500μl，优选大约是1-100μl。该容器的滤液出口那一面是漏斗形的，以便易于排出过滤的血浆。
接收血浆的血浆接收器可配置在容器的滤液出口那一面。从设计用于分析由本发明血液过滤器得到的血浆的分析仪角度考虑，优选由位于容器中心的分析仪吸入血浆，结果，形成了血浆到血浆接收器的通路(除了中心)。当该通路在血浆接收器的四周形成时，则易于模塑。另外，避免了血浆进入吸管的困难(它易于出现在低粘度血浆中)。由于在较小的血细胞比容值的血液中通过抽吸可使血浆从血浆通路中喷出，因此隔板(例如单坡顶)优选配置在通路的出口。血浆接收器的底部优选是倾斜的(例如是倒锥形的)，以便易于用分析仪的吸嘴吸取。另外，由于血浆的回收体积根据血细胞比容值的不同会有很大的不同，因此优选配置一个溢流结构。
血浆接收器的容积大约是10μl-1ml。
为了检验在容器血液入口那一面上形成空间的作用，可进行以下实验。
容器的入口那一面的形状和血浆的回收。
(1)、检查以下三个结构，其中从下面供应血液：
①底部是平的，并且抽吸的血液立即与玻璃纤维滤纸接触。
②底部是漏斗形的，并且抽吸的血液在某种程度上扩散到一个区域上，然后与玻璃纤维滤纸接触。
③隔离物(1mm厚)位于底部和玻璃纤维滤纸之间，并且抽吸的血液曾聚集在底部。通过进一步抽吸，可提高血液的浓度，并且血液几乎同时与玻璃纤维滤纸的整个区域接触。
(2)抽血
用含有肝素(Terumo)的10ml真空抽血管从健康妇女的静脉抽取血液，并向每个塑料样品管中用移液管移入2ml。Hct值(血细胞比容值)为41％。
(3)安装过滤器
将压成直径为φ19.7mm圆盘的六张玻璃纤维滤纸(GF/D，Whatman)放入图1所示的过滤容器中(主体的上部结构除外)，并将聚砜膜(Fuji Photo FilmCo.Ltd)叠置在其上。再将用于吸空气的接头安装在其上并连接到小型蠕动泵上。
(4)血液的过滤
将长为4cm的硅胶管连接到上述(3)中所安装的过滤器的血液入口上，并将该管的末端插入到装有上述(2)中所制备的血液样品的样品管中，然后固定在几乎垂直的方向上。
将蠕动泵的抽吸速率设置为2.8ml/秒并且每十秒钟进行两次抽吸。第一次抽吸和第二次抽吸的间隔为1秒钟。血浆被分离并聚集到血浆接收器中。
(5)结果
作为一个结果，在①中，得到的血浆体积非常小，并且溶血程度很大，而另一方面，在③中，回收了很大体积质量好的血浆。在②中，所得到的血浆介于①和③之间，并且血浆的回收体积不够。
如上所述，优选在血液入口那一面提供一个空间，以使过滤在血液过滤材料的整个面上进行。借此，首先，在血液过滤材料的整个面上抽吸空气，结果，血液被抽吸并过滤，而且扩散到整个面上。由于血液入口那一面的血液过滤材料在过滤时沿着离开容器的血液入口那一面方向起作用，因此由隔离物(例如环肋或几个凸出部分)形成空间，用于将血液过滤材料容纳在容器内壁的四周上。也可以使护帽的四周凸向血液过滤材料那一面，并且凸出部分作为一个隔离物。血液过滤材料与容器血液入口那一面之间的空间的适宜容积在过滤时大约是100-500μl，优选大约为100-200μl。
本发明的过滤器通过将一个护帽安装到容器主体上可制成密封结构(血液入口和滤液出口除外)。
对于容器的材料，优选热塑型或热固型塑料。这些塑料的例子有高耐冲击性聚苯乙烯、甲基丙烯酸树酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙、聚碳酸酯、各种共聚物等。这些材料可以是透明的或不透明的。
可以用任何方式(例如用粘合剂粘合或熔焊)将护帽安装到容器主体上。在这种情况下，无论是容器主体还是护帽的四周都可以位于内部，或者两个周壁对接。可用螺钉等工具使装配是可拆卸式的。
血液过滤材料的形状不受限制，但从生产的角度考虑圆片形和多边形是优选的。使血液过滤材料的尺寸稍大于容器主体(即过滤室)的内截面，可避免血液从过滤材料的四周漏出。由于方形没有切割损失，因此是优选的。
本发明的血液过滤器的另一方面是，流出区域调节部件配置在滤液出口那一面的血液过滤材料上，它一般是微孔膜。流出区域调节部件是由不透水材料制成的，并且具有一个面积比由此调节的血液过滤材料小的开口，以使滤液通过该开口流出。该开口的合适面积大约是滤液出口那一面的血液过滤材料的20-90％，优选大约为50-90％。
可用各种市售的粘合带、塑料膜、薄塑料纸或类似材料制成流出区域调节部件，并且粘合剂可用于血液过滤材料的粘合面上。
本发明的血液过滤器的又一方面是，将抗凝剂加到血液通路中。
抗凝剂抑制由血液中纤维蛋白的沉积而产生的血液凝聚物，抗凝剂的例子有肝素、铵、钠、锂、钾、血纤维蛋白溶酶、EDTA、草酸钠等。肝素由于具有高的抑制纤维蛋白沉积的能力，因此是特别优选的。抗凝剂的用量必需能够抑制所回收血浆的沉积，因此，它取决于所回收血浆的体积。通常，抗凝剂的合适用量大约是0.01-1个单位，优选0.05-0.5个单位。
血液通路是从血液过滤器血液入口到滤液出口，当配置了血浆接收器时，血浆接收器也包括在内。抗凝剂可放入血液通路任何部分中。然而，为了减小对液流的影响，优选将抗凝剂掺入到血液过滤材料或血浆接收器中。抗凝剂优选是干态的，以便在贮藏中不会变质。抗凝剂处于在过滤时能够与血液或血浆接触并溶解到其中的状态。例如，在血液过滤材料中，抗凝剂浸渍到一层或多层中，然后进行干燥。在放入血浆接收器中时，将一滴抗凝剂(例如肝素)的水溶液滴入到血浆接收器，然后进行干燥。为了防止干态的抗凝剂飘散，可以用水溶性聚合物(例如PVA(聚乙烯醇)或PVP(聚乙烯吡咯烷酮))膜包裹抗凝剂，或者浸渍到纤维或类似材料中，然后进行干燥。将该包裹或浸渍的物质放入或固定到血浆接收器中。
将凝取物检查部件固定到血液过滤器的血液入口处。凝聚物检查部件具有一个由一部件构成的加样口，该部件有多个使液体通过的孔，例如网或格栅。孔的适宜直径大约是100μm-5mm。将加样口配置在凝聚物检查部件的底部并遍布下边部分是有效的。凝聚物检查部件的例子如图20-23所示。
图20的凝聚物检查部件160是圆柱形的，如图21所示，一个十字形格栅配置在作为吸口的未端开口上。
图22的凝聚物检查部件160由上层环形板162、底盘163和环形网164构成。吸嘴150插入到环形板162的开口中，并通过熔融与之结合到一起。
图23的凝聚物检查部件160由截头锥形园台165和连接到底部上的网166构成。吸嘴150插入到截头锥形筒165的上部开口中，并通过熔融与之结合。
凝聚物检查部件的材料可选自作为容器主体所列出的那些材料。
本发明的血液过滤器的又一方面是，血浆接收器与容器主体和护帽是分开的，并且设置成从其上可拆下来。优选用一个动作就可拆下血浆接收器与容器之间的连接结构，因此，优选利用啮合或配合连接。拆卸的方向可是垂直的、水平的或稍微向上转动。血浆接收器可用作分析仪的样品容器。可将一个盖子装在接收器上，以防止水分蒸发。
当使用本发明的血液过滤器时，将血液放入血液入口中，回收从滤液出口排出的血浆或血清滤液。所加入血液的合适体积大约是血液过滤材料体积的1.2-5倍，优选大约为2-4倍。优选通过从血液入口那一面进行加压或从滤液出口那一面进行抽吸来加速过滤。可用蠕动泵或注射器作为抽吸装置。注射器活塞的适当移动距离大约是过滤材料的2-5倍。适当的移动速度大约是每1cm2 1-500ml/分，优选20-100ml/分。用完后通常将血液过滤器扔掉。
把用血液过滤器得到的血浆或血清进行常规的分析。
通过使用本发明的血液过滤器，可得到分析必需量的血浆或血清，而与血细胞比容值无关。该血液过滤器用于从高血细胞比容值的血液(例如血细胞比容值为50或更高)中分离血浆或血清是特别有较的，并且对于用干分析装置分析多个项目也是有较的。
实施例1
制备图1-6所示的血液过滤器。过滤器由容器主体10和护帽20组成，如图1所示，图1示出了安装好的过滤器。
容器主体10是由一个小直径部分和一个与之连接的大直径部分构成的圆柱体。上部由血浆接收器12和一个连接到抽吸侧的连接部分组成，而下部是用于容纳血液过滤材料30的过滤室11。过滤室11的尺寸是：内径为19.5mm、深度为10mm。由于护帽20的上部要进入其中的高度高达3mm，因此过滤室的高度为7mm。在容器主体10的下端外部向外形成用于连接护帽20的凸缘13。血浆通路14的入口配置在图1中左端附近的过滤室11的顶蓬上，并且顶蓬是细漏斗状，入口配置在其顶部。四周与入口之间的高度为1mm。如图3所示，十二个凸出部分15几乎以相同的间隔配置在顶蓬上。每个凸出部分15是个短条，并且下端被切掉，以便定位在相同的水平面上。每个凸出部分15的末端周围被切掉。
单坡顶16配置在血浆通路14的出口处，并且单坡顶16的下边是弧形的，以阻止排出的血浆向上喷。通过用两个侧壁17来间隔圆柱形容器主体1形成了血浆接收器12，两个侧壁平行地置于血浆通路的出口，以便甚至在少量的血浆中也能得到足够的深度。容器主体的上端是开口的，当连接到分析仪(未示出)上时它是吸口18。容器主体的上端(吸口18)是圆的，以便确保连以后的液密性。
护帽20由位于中心的细漏斗状的环形板部分21、围绕环形板部分21四周形成的短圆柱部分22、在短圆柱形部分22的下端外部向外形成的凸缘23以及从环形板部分21的中心向下延伸的喷管形血液入口24组成。环形板部分的直径是17mm，漏斗部分的深度是1mm，短圆柱形部分22的高度是4.5mm，凸缘23的外径是28mm。环形板部分21到短圆柱形部分22的连接部分低于短圆柱形部分22的上缘1mm，借此，这个上端用作隔离物26，隔离物26用于将血液过滤材料30的下边与漏斗形状的环形板部分21的顶面分开，从而形成一个空间25。在面向容器主体10的凸缘13的凸缘23的顶面，形成一个环形肋27。
肋27在用超声波熔融粘合凸缘13、23时收集超声能量，以确保粘合部位的液密性。
将被压成直径为19.7mm圆盘的六张玻璃纤维滤纸(Whatman GF/D)放入过滤室11中并用大约80g的压力挤压，再将一张聚砜微孔膜(Fuji Photo FilmCo.，Ltd.)叠置在其上。各个滤纸层轻轻地彼此接触。然后，将护帽20安装上，并通过超声焊接连接起来。
这样，制成了血液过滤器。
实施例2
制备如图7-9所示的血液过滤器。该过滤器由容器主体40和护帽20组成，如图7所示，图7示出了安装好的过滤器。
容器主体40由用于容纳一(些)种血液过滤材料30的过滤室41和在过滤室41的上端向外形成的凸缘43组成。过滤室41的底部由在四周附近具有台阶部分的细漏斗状环形板部分42构成，并且喷管形血液入口44从环形板部分42的中心向下延伸。上述的台阶部分用作隔离物46，隔离物46用于将血液过滤材料30的下边与漏斗状环形板部分42分开，从而形成空间45。如图7和9所示，四个凸缘47以几乎相同的间隔在血液入口44的底部形成。凸缘47通过将样品管(未示出)安装在其上来固定它。
护帽50底部的下边深凹进去，形成一个上部空间，在此空间中形成了同心圆形的四个台阶51。五个凸出部分55向下凸出，以一个模头五个点的形状作为用于防止在中心部分附着的装置。具有平行削屑的烟囱形血浆通路54从中心和四周之间的中点附近向上延伸，并且阻止排出的血浆向上喷的单坡顶56以水平方向配置在血浆通路54的顶部。如图8所示，单坡顶56呈两个半环形状的组合形。外周边的半环与血浆通路54的外壁相符，而中心侧的半环与血浆通路54的内壁的延伸部分相符。
间壁57垂直地插入血浆通路中，以便确保即使在少量的血浆中也会有足够的深度。血浆接收器52的上端是开口的，并作为吸口58。凸缘53在护帽50的下端附近向外形成，并且凸缘53通过超声焊接与容器主体的凸缘43相连。在面向容器主体凸缘43的凸缘53的表面上形成一个肋(未示出)，以确保连接部分的液密性。
实施例3
制备如图10所示的血液过滤器。该过滤器是外径为φ25mm、内径为φ20mm的短圆柱体，并且由容器主体60和护帽70组成。
容器主体60的下边是开口的，并在其内形成了过滤室61。用于将护帽70固定在其上的螺槽切在外周壁的下部。顶面是闭合的，血液入口64从中心凸出。螺槽也切在护帽70内壁的上部。护帽70的中心部分被吹胀成漏斗形的，吸口78从护帽70的中心向下凸出。用于抽吸血液的注射器80安装在吸口78内。
转动上述过滤容器60，将两张叠置的被压成直径为φ20.1mm圆盘的玻璃纤维滤纸31(Whatman GF/D)放到过滤室61中。玻璃纤维滤纸10的单位面积重量为122.4g/cm2，厚度为1.3mm，密度为0.094g/cm3。用直径为20.1mm、具有一个直径为13mm的孔的双面胶带33将纤维素滤纸32(“Gytosep”由Cytosep生产)固定到其上，该纤维滤纸的厚度为1mm、直径φ为20.1mm。将具有2μm孔径、厚度为0.15mm、直径为φ20.1mm的聚砜微孔膜34(“PS”，Fuji Photo Film Co.Ltd.)叠置在其上，再将直径为φ20.1mm并在中心具有一个直径为φ8mm孔的粘合乙烯带35叠置在其上，并挤压粘合上。
②抽血
从健康男人身上抽取5ml加有肝素的全血。测定血液的血细胞比容值，发现是44％。
③制备HL试剂
称取一水硫酸锂(Li2SO4·H2O)，并溶解在蒸留水中，从而得到2mol/l的硫酸锂水溶液。
④制备加入HL试剂的全血
将30μl在③中制备的HL试剂溶液用移液管移到2ml样品管中，并加入1.5ml加有肝素的全血，测定血细胞比容值，发现是30％。
⑤过滤血液
将在④中制备的全血加入到在①中安装的过滤器中，并以600μl/分的抽吸速率抽吸20秒钟。结果，血浆被分离，并收集到护帽吹胀部分中的聚砜膜上。
⑥回收所分离的血浆
用微量移液管取出所分离的血浆，并测定血浆的体积。该体积大约为395μl。没有出现溶血。
由于玻璃纤维滤纸的体积是628mm3，其一半是314mm3(即314μl)。通过这个例子可证实，能够容易并安全地回收为玻璃纤维滤纸体积的1/2或更多量的血浆。
实施例4
从健康妇女身上抽取血液，从而得到20ml加有肝素的全血。测定血液的血细胞比容值，发现是41％。将一部分血液离心，从而通过分离血浆得到高血细胞比容值的全血样品。将该血浆加入到初始的全血中，制备低血细胞比容值的全血。这样，制备了五种(序号为1-5)血细胞比容值不同的全血样品。
向序号为1-5的每个样品中加入每1ml全血50μl量的2摩尔/lLi2SO4。用与实施例3相同的过滤器利用抽吸过滤样品，并从上边加入样品，将5ml注射器安装到位于下边的吸口中。以30秒钟800μl的排量进行抽吸。玻璃纤维滤纸的体积是185mm3(即185μl)。每个样品的回收体积汇于表2中。
                           表2
     血细胞比容值(％)   20     41     48     59     68
回收的血浆体积(μl) 本发明的实施例2   540    410    325    215    180
对照例3   200    130    80     35     10
实施例5
制备如图11-13所示的血液过滤器。此过滤器是血浆接收器可分离型的，并由容器主体90、护帽100和血浆接收器110组成，如图11所示，图11示出了安装好的过滤器。
容器主体90与实施例2的血液过滤器相同。
护帽100和血浆接收器110与实施例2中的护帽50类似，只是本实施例中的血浆接收器是分离式的。即，在护帽100的上部，血浆通路104呈烟囱形并且没有削屑，装配壁102呈与护帽100同轴的短圆柱形。
血浆接收器110具有几乎与装配壁102相同的外径。台阶部分111配置在下部，而安装到装配壁102上的底部112位于其下。底部112的外径比装配壁102的内径稍小，从而可安装在其内。安装在血液通路104中的护鞘123在对应于血液通路104的底部112位置上形成。护鞘123具有平行削屑的烟囱形，而单坡顶114与实施例2的类似。
实施例6
制备如图14-16所示的血液过滤器。此过滤器是血浆接收器可分离型，并且由容器主体120、护帽130和血浆接收器140组成，如图14所示，图14示出了安装好的过滤器。
容器主体120与实施例2的血液过滤器相同。护帽130和血浆接收器140与实施例2的护帽50类似，只是本实施例的血浆接收器是分离型的。即，在护帽130的上部，血浆通路134从由台阶131形成的空间的四周延伸，并且截面的外形如图15所示，是面向护帽130中心的那一侧上小半个环与补充圆柱形血浆接收器140欠缺部分的弧的组合。血浆通路134的上端向内弯曲，而血浆排出口135位于上端的下侧。护帽130的顶面是平的，用于安装血浆接收器140的啮合凸出部分132位于相对于血浆通路134的那一侧。
血浆接收器140是圆柱形的，具有半环形截面的纵向管路141用于接收血浆通路134。血浆接收器140的高度几乎与血浆通路134的颌部136相同。啮合槽142位于对应于啮合凸出部分132的位置上血浆接收器140外周的下端。
当血浆接器140安装到护帽130上时，通过啮合凸出部分132将血浆接收器140压在血浆通路134上，并且通过血浆通路134的颌部136限制向上移动。这样，血浆接收器140被固定到护帽130上。当拆开血浆接收器140时，接收器140以颌部136作为轴在啮合部分向上轻轻转动。
实施例7
使用如图1-6所示的血液过滤器，并将吸嘴150安装到血液入口24上。
吸嘴150如图17-18所示，是长截头锥筒圆台形并具有台阶部分151，以便使直径变窄。六个纵向肋153在大直径部分152上形成。吸嘴150的窄端上的开口是吸口154。安装了吸嘴的血液过滤器如图19所示。
将5μl(0.1单位)肝素放入到血浆接收器12中。
从健康男人的静脉抽取血，将大约3ml血液移到不含抗凝剂的样品管中。从抽血15分钟以后，用上述安装了吸嘴的过滤器过滤血液。
结果，从血细胞比容值为42％的2ml血液中分离出大约320μl的血清。将血清放置在室温中过夜。血清仍保持流动性，并且没有发现纤维蛋白沉积。
实施例8
在实施例7中，用0.1个单位的血纤维蛋白酶代替肝素，进行相似的实验。将得到的血清放置一天。没有发现纤维蛋白的凝聚和沉积。
对照例1
使用与实施例7相同的血液过滤器，只是不加肝素，在与实施例7相同的条件下，用抽吸过滤血液。结果，分离出大约310μl的血浆，并且血浆聚集到血浆接收器中。将血浆放置在室温下30分钟后，观察血浆。结果，血浆中发生了凝结，并且丧失了流动性。将血浆再放置1小时。然后，观察到纤维蛋白沉积，并且进一步发生凝聚。
实施例9
使用与实施例7相同的血液过滤器。不是将肝素放在血浆接收器中，而是将5μl(0.1个单位)的肝素浸渍到位于离血液入口最远位置上的玻璃纤维滤纸中，然后进行干燥。
用这个血液过滤器，在与实施例7相同的条件下过滤血液，并且得到大约350μl质量好的血浆。将血浆放置一天，纤维蛋白没有沉积。
实施例10
使用与实施例7相同的血液过滤器，将7.5μl肝素加到血浆接收器中并进行干燥。进行与实施例7相似的实验，得到相似的结果。
实施例11
使用与实施例7相同的血液过滤器。不是将肝素放到血浆接收器中，而是将10μl/cm2的肝素浸渍到聚砜膜中，然后进行干燥。
使用这个血液过滤器，在与实施例7相同的条件下过滤血液，与实施例7相似，得到没有出现纤维蛋白凝聚和沉积的血浆。
实施例12
用内径为φ10mm、不含有抗凝剂、凝聚加速剂和分离加速剂的真空抽血管(Terumo)，从健康男人的静脉抽取10ml血液，并将每2.5ml的血液移到内径为7mm的一些光滑样品管中。放置5个小时后，用与实施例9相同的血液过滤器过滤血液，过滤器上安装了如图20-21所示的吸嘴和凝聚物检查部件。凝聚物检查部件由塑料制成并具有8mm的外径和6mm的内径。格栅是十字形的并且厚度为1mm。结果，血液凝聚物被凝聚物检查部件所截留，并可以顺利进行过滤。
对照例2
以与实施例12相同的方式，用抽吸过滤血液，只是没有安装凝聚物检查部件。结果，从开始过滤1-2秒钟之后，吸嘴被血液凝聚物堵塞，并且不能再进行过滤。
实施例13
使用如图23所示的凝聚物检查部件。将筛孔为0.5mm×0.5mm的聚乙烯网压成直径为9.5mm的圆盘，并安装到截头锥圆圆台的底部。得到了与实施例12相似的良好过滤。
实施例14
使用如图22所示的凝聚物检查部件。将筛孔为1mm×1mm的网安装在环形板和圆盘之间。得到与实施例13相似的良好过滤。

Claims (10)

1、一种血液过滤器，其包括一种由玻璃纤维滤纸和微孔膜组成的血滤过滤材料、一个具有一血液入口和一滤液出口的容器、血浆接收器和血液过滤通道，其特征在于该容器容纳血液过滤材料，从而使微孔膜位于滤液出口的那一面，该容器在血液过滤材料与滤液出口之间有一空间，并且还具有一个用于防止血液过滤材料附着到滤液出口那一面上的装置。
2、权利要求1所述的血液过滤器，其特征在于所述的用于防止附着的装置是设置一种固体材料，以便使液体通路通畅。
3、权利要求2所述的血液过滤器，其特征在于该血液过滤材料的接触面积是过滤时有效过滤面积的1-10％。
4、权利要求2所述的血液过滤器，其特征在于所述材料是由凸出部分和一个隔离场组成的。
5、权利要求1所述的血液过滤器，其特征在于还包括一个位于血液过滤材料和血液入口之间的能够在血液过滤材料的整个表面上接触血液的空间。
6、权利要求1所述的血液过滤器，其特征在于血浆接收器与过滤器分离。
7、权利要求1的血液过滤器，其特征在于含有血液抗凝剂。
8、权利要求7所述的血液过滤器，特征在于配置了一个截留来自血液入口的血液凝聚物的凝聚物检查部件。
9、一种血液过滤器，其包括一个由玻璃纤维与微孔膜组成的血液过滤材料、一个具有一血液入口和一滤液出口的容器和一个由液体不能透过材料制成的流出区域调节部件，其特征在于所述容器纳血液过滤材料，从而使微孔膜位于滤液出口的那一面，该容器在血液过滤材料和滤液出口之间具有一个空间，所述流出区域调节部件配置在滤液出口那一面的血液过滤材料上，并具有一个面积比血液过滤材料小的开口，该开口的面积是血液过滤材料底部面积的20-90％，由此调节滤液的流出量。
10、权利要求9所述的血液过滤器，其特征在于该开口的面积是血液过滤材料底部面积的50-90％。
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