JP2000206110A - 血液濾過器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少量の血液から濾過液である血漿や血清
を高い回収率で取得できる血液濾過器を提供する。 【解決手段】 上記課題は、血液濾過材料と、これを収
容し血液入口と濾過液出口を有するホルダーよりなる血
液濾過器において、該血液濾過材料を濾過方向に押圧す
る圧搾具が設けられていることを特徴とする血液濾過器
によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は全血から血漿または
血清試料を調製する際に使用される血液濾過器に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】血液中の構成成分例えば代謝産物、蛋白
質、脂質、電解質、酵素、抗原、抗体などの種類や濃度
の測定は通常全血を遠心分離して得られる血漿または血
清を検体として行われている。ところが、遠心分離は手
間と時間がかかる。特に少数の検体を急いで処理したい
ときや、現場検査などには、電気を動力とし、遠心分離
機を必要とする遠心法は不向きである。そこで、濾過に
より全血から血漿や血清を分離する方法が検討されてき
た。

【０００３】この濾過方法には、ガラス繊維濾紙をカラ
ムに充填し、カラムの一方から全血を注入し、空気によ
る加圧や減圧を行なって他方から血漿や血清を得るいく
つかの方法が公知化されている（特公昭４４−１４６７
３号公報、特開平２−２０８５６５号公報、特開平４−
２０８８５６号公報、特公平５−５２４６３号公報
等）。

【０００４】しかし、全血から濾過により自動分析等に
よる測定に必要な量の血漿または血清を得る方法に関し
ては血糖など一部の項目を除いては、いまだ試行の段階
にあり、広く実用化されるに至っていない。

【０００５】そこで、本発明者らは先に、少量の血液で
あっても血漿や血清を効率よく分離しうる血液濾過器と
して、濾材にガラス繊維濾紙と微多孔性膜を組み合わせ
るとともに濾材の血漿出口側にシール部材を設けて濾過
材料の開口面積を狭めた血液濾過器を完成した（特開平
９−１９６９１１号公報）。

【０００６】また、その吸引側に血漿受槽を設けたもの
も既に開発した（特開平９−２７６６３１号公報）。

【０００７】本発明者らは血液濾過器の開発をさらに進
め、その形状等の改良を種々行ってきた（特願平８−３
３３３６１号、特願平８−３４４０１８号、特願平８−
３４４０１９号等）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の血液濾過器はもともと少量の血液から血漿や血清試料
を調製するものであるので、なるべく血漿や血清の回収
率を高めることが好ましい。

【０００９】本発明の目的は、少量の血液から濾過液で
ある血漿や血清を高い回収率で取得できる血液濾過器を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するべく鋭意検討の結果、血液濾過材料は血液濾
過の際に血球で目詰まりしやすく、その結果、血液濾過
材料内の下流側には相当量の血漿や血清が滞留している
ことがわかった。そして、この滞留している血漿や血清
は血液濾過材料をうまく押圧してやれば溶血もなくその
相当をピストン流状に押し出して回収できることを見出
した。

【００１１】すなわち、本発明は、血液濾過材料と、こ
れを収容し血液入口と濾過液出口を有するホルダーより
なる血液濾過器において、該血液濾過材料を濾過方向に
押圧する圧搾具が設けられていることを特徴とする血液
濾過器に関するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】血液濾過材料の種類は問わない
が、本発明の濾過材料では、その表面のみで血球をトラ
ップするいわゆる表面濾過材料ではなく、ガラス繊維濾
紙等の厚さ方向に浸透するに従って、初めは大きな血球
成分、後には小さな血球成分と徐々に空隙構造にから
め、厚さ方向に全長にわたって血球を留め除去してい
く、いわゆる体積濾過材料によるものが使用される。好
ましいものはガラス繊維濾紙等であり、ガラス繊維濾紙
に微多孔性膜を組み合わせたものが特に好ましい。

【００１３】ガラス繊維濾紙は密度が０．０２〜０．５
程度、好ましくは０．０３〜０．２程度、特に好ましく
は０.０５〜０.１３程度で、保留粒子径が０．６〜９μ
ｍ程度、特に１〜５μｍ程度のものが好ましい。ガラス
繊維の表面を、特開平２−２０８５６５号公報、同４−
２０８８５６号公報に記載された様な方法で、親水性高
分子で処理することによって濾過をより速やかに円滑に
行なうことができる。また、ガラス繊維の表面をレクチ
ンで処理することもできる。

【００１４】表面を親水化されており血球分離能を有す
る微多孔性膜は、実質的に分析値に影響を与える程には
溶血することなく、全血から血球と血漿を特異的に分離
するものである。この微多孔性膜は孔径がガラス繊維濾
紙の保留粒子径より小さくかつ０．２μｍ以上、好まし
くは０．３〜５μｍ程度、より好ましくは０．５〜３μ
ｍ程度のものが適当である。また、空隙率は高いものが
好ましく、具体的には、空隙率が約４０％から約９５
％、好ましくは約５０％から約９５％、さらに好ましく
は約７０％から約９５％の範囲のものが適当である。微
多孔性膜の例としてはポリスルホン膜、弗素含有ポリマ
ー膜等がある。

【００１５】好ましい微多孔性膜はポリスルホン膜、酢
酸セルローズ膜等であり、特に好ましいのはポリスルホ
ン膜である。本発明の血液濾過材料においてはガラス繊
維濾紙が血液供給側に配置され、微多孔性膜が吸引側に
配置される。最も好ましい材料は血液供給側からガラス
繊維濾紙、ポリスルホン膜をこの順に積層した積層体で
ある。

【００１６】本発明で用いられる濾過材料は特開昭６２
−１３８７５６〜８号公報、特開平２−１０５０４３号
公報、特開平３−１６６５１号公報等に開示された方法
に従って各層を部分的に配置された接着剤で接着して一
体化することができる。

【００１７】ガラス繊維濾紙層の厚さは、回収すべき血
漿や血清の量とガラス繊維濾紙の密度(空隙率)及び面積
から定められる。分析を乾式分析素子を用いて複数項目
行なう場合の血漿や血清の必要量は１００〜５００μｌ
であり、ガラス繊維濾紙の密度が０.０２〜０．２程
度、面積が１〜５ｃｍ²程度が実用的である。この場合
ガラス繊維濾紙層の厚さは１〜１０ｍｍ程度、好ましく
は２〜８ｍｍ程度である。このガラス繊維濾紙は複数
枚、例えば２〜１０枚程度、好ましくは３〜８枚程度を
積層して上記厚さとすることができる。

【００１８】微多孔性膜の厚さは０．０５〜０．５ｍｍ
程度、特に０．１〜０．３ｍｍ程度でよく、通常は１枚
の微多孔性膜を用いればよい。しかしながら、必要によ
り複数枚を用いることもできる。

【００１９】血液濾過材料はホルダーに入れられる。こ
のホルダーは一般に血液濾過材料を収容する本体と、蓋
体に分けた態様で作製される。通常は、いずれにも少な
くとも１個の開口が設けられていて、一方は血液入口と
して、他方は濾過液出口として、場合により更に吸引口
として使用される。吸引口を別に設けることもできる。
ホルダーが四角形で蓋体を側面に設けた場合には血液入
口と濾過液出口の両方を本体に設けることができる。

【００２０】血液濾過材料収納部すなわち血液濾過室の
容積は、収納すべき濾過材料の乾燥状態および検体（全
血）を吸収し膨潤した時の総体積より大きい必要があ
る。濾過材料の総体積に対して収納部の容積が小さい
と、濾過が効率良く進行しなかったり、溶血を起こした
りする。収納部の容積の濾過材料の乾燥時の総体積に対
する比率は濾過材料の膨潤の程度にもよるが、通常１０
１％〜４００％、好ましくは１１０％〜１５０％、更に
好ましくは１２０％〜１４０％である。具体的には血漿
や血清の必要量との関係で定まるが０．５〜２．５ｍｌ
程度、通常０．６〜２．２ｍｌ程度である。

【００２１】また、体積濾過材料と収納部の壁面との間
は、全血を吸引した時に体積濾過材料を経由しない流路
が出来ないように構成されていることが好ましい。但
し、微多孔性膜で止めうる程度の血球が漏れてきても支
障はない。

【００２２】濾過器は、上記本体に蓋体が取付けられる
と、これらの血液入口と吸引口としても使用される濾過
液出口を除いて全体が密閉構造になる。

【００２３】ホルダーの材料はプラスチックが好まし
い。例えば、ポリメタアクリル酸エステル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリカ
ーボネート、ポリスチレン等の透明あるいは不透明の樹
脂が用いられる。

【００２４】上記本体と蓋体の取付方法は、接着剤を用
いた接合、融着等如何なる手段によってもよい。この
際、上記本体と蓋体のいずれの周縁が内側に位置しても
よく、あるいは突き合わせ状態であってもよい。また、
上記本体と蓋体をネジ等の手段で組立分解ができる構造
とすることもできる。

【００２５】血液濾過材料の形状に特に制限はないが、
製造が容易なように、円形とすることが望ましい。この
際、円の直径をホルダー本体の内径よりやや大きめと
し、濾過材料の側面から血漿が漏れることを防ぐことが
できる。一方、四角形にすれば作製した血液濾過材料の
切断ロスがなくなるので好ましい。

【００２６】圧搾具は、血液濾過材料の血液入口側面を
押圧する押圧部と、この押圧部を外部から操作する操作
部からなる。

【００２７】押圧部は無穴の平板状とすると血球濾過材
料の表面や内部にある血球を押し込んで溶血や血球の漏
出が起こりやすくなるので血球逃し穴を設けることが好
ましい。溶血を少なくするためには、押し込む際の押圧
部の血液濾過材料への接触面積を大きくして単位面積当
りの圧力を小さくしたほうがよいが、血液濾過の際の濾
過を円滑に行わせ、かつ押圧する際の血球の逃げを容易
にするためには接触面積を小さくしたほうがよい。その
結果、押圧部の血液濾過材料への接触面積は血液濾過材
料の血液入口側面の１０〜８０％程度、好ましくは１５
〜７０％程度とするのがよい。押圧部の形状は板状、格
子状、ネット状でよく、血球逃げ穴は円穴その他各種形
状の穴、スリット等でよい。血球逃げ穴の配置は散点
状、放射状等特に限定されないが、いずれにしても全面
に均一に分布させることが好ましい。

【００２８】操作部は紐等も利用できるが杆体を用いる
ことが簡便かつ確実である。杆体の本数は１本でよい
が、途中から傘状に分岐させて複数本、例えば２〜８本
程度とすることもできる。この操作部は押圧部と一体と
するが、別体であってもよい。操作部は血液吸引終了後
に押圧部を一定距離押込むものである。この押込む距離
は溶血が起こらない範囲で定められ、例えば血液濾過材
料の層厚の３〜１６％程度、好ましくは５〜１０％程度
である。この一定距離を押込む手段としては、例えば操
作部として使用される杆の先端を血液入口の開口端より
この一定距離だけ突出させ、血液濾過の一旦終了後に杆
の先端を採血管等の底部に当接して押込めばよい。

【００２９】圧搾具の材料はプラスチックやガラス、金
属等が好ましく、プラスチックは例えば前述のホルダー
の材料として挙げたもののなかから選択することができ
る。金属はステンレスが特に好ましい。

【００３０】ホルダーには濾過液を受ける濾過液受槽を
設けることができる。濾過液受槽は濾過液出口から吐出
される濾過液である血漿や血清を受けるものであり、し
かも濾過液出口が濾過液受槽の液面より上に配置されて
いるものである。濾過液出口はこの受槽の側壁の上部に
設けられていてもよく、あるいは受槽内に起立する管等
であってもよい。濾過液受槽の形状は他の要因、例えば
そこからの分析試料の吸引位置との関係、血液濾過室と
の関係、任意に設けられる他部品との関係、等を考慮し
て種々の形状とされるが、特段の事情がなければ円筒
形、方形等でよい。底面は平底、擂鉢状、丸底等でよ
い。受槽の容積は、乾式分析用試料の調製の場合には、
１００〜９００μｌ程度、通常２００〜６００μｌ程
度、深さは３〜１２ｍｍ程度、横幅は（直径または辺）
５〜１１ｍｍ程度のものである。受槽における濾過液出
口の位置は該出口の下縁が受槽の設計液面より０．５〜
５ｍｍ程度、通常１〜２ｍｍ程度上方に位置している。
濾過液量は血液のヘマトクリット値によって変わるがこ
の設計液面はヘマトクリット値が２０〜６０％の血液を
濾過したときの液面である。この濾過液受槽はホルダー
と一体であってもよく、あるいは別体であってもよい。

【００３１】本発明の血液濾過器で血液濾過を行う場
合、圧搾具で血液濾過材料を圧搾して濾過を終了しても
よいが、圧搾後再度吸引することによって血漿や血清の
回収率をさらに高めることができる。

【００３２】

【実施例】実施例１ 本発明の一実施例である血液濾過器を図１〜４に示す。
図１は血液濾過器を組み立てた状態の縦断面図、図２は
その平面図、図３は血液濾過器を構成する蓋体の底面
図、そして図４は圧搾具の平面図である。

【００３３】この血液濾過器は、図１に示すように、ホ
ルダー１を有し、このホルダー１は、ホルダー本体１０
と、その上部に密着固定された蓋体２０とからなってい
る。

【００３４】このホルダー本体１０はハイインパクトポ
リスチレン樹脂で形成されたもので、血液濾過材料を構
成するガラス繊維濾紙３１を収容するガラス繊維濾紙収
納室１１が形成されるとともに、このガラス繊維濾紙収
納室１１の上部において、血液濾過材料を構成する微多
孔性膜としてのポリスルホン多孔性膜３２を収容する微
多孔性膜収納室１２が形成されている。この微多孔性膜
収納室１２は、下端においてガラス繊維濾紙収納室１１
より大きい径の段部１９が形成されており、この段部１
９にポリスルホン多孔性膜３２が載置された状態で収容
される。また、この段部１９の外周縁から、上方に斜め
に立ち上がった傾斜部１３が形成されており、傾斜部１
３の上縁から外方にフランジ１４が形成されている。

【００３５】一方、ホルダー本体１０の底部には、周縁
よりやや内側にガラス繊維濾紙載置部１５を設けてそこ
から浅いロート状円板部１６が連接され、このロート状
円板部１６の中心には血液入口１７としての円穴が設け
られている。上記ガラス繊維濾紙載置部１５は、ガラス
繊維濾紙３１の下面をホルダー本体１０のロート状円板
部１６から隔離させて空間１８を形成するスぺーサとし
ても機能している。

【００３６】この空間１８には血液濾過が一旦終了した
後、ガラス繊維濾紙３１の下面に当接して押し上げる圧
搾具５０が遊動可能に挿入されている。この圧搾具５０
はガラス繊維濾紙３１を押圧するディスク状の押圧部５
１とその中央から垂下する杆状の操作部５２からなって
いる。押圧部５１には図４に示すように１２個の血球逃
げ穴５３が穿設されている。また、操作部５２の下端
は、図１に示すように、血液入口１７の下端より突出し
ている。

【００３７】蓋体２０は、外側から、同心円の円筒状を
した外壁２１、内壁２２及び濾過液を貯溜するための濾
過液受槽４０が形成されている。前記外壁２１は、上方
へ行くに従って外側へ広がるテーパー状に形成されてお
り、この外壁２１の傾斜角は前記傾斜部１３の傾斜角と
同一であり、また、外径が傾斜部１３の内径と同一とな
っている。すなわち、外壁２１が傾斜部１３に密着状態
で嵌合するようになっている。また、外壁２１の周縁部
には外方に突出するフランジ２４が形成され、このフラ
ンジ２４がホルダー本体１０のフランジ１４と超音波で
接着されている。このフランジ２４の底面（フランジ１
４と接着する面）には、図３に示すように、接着以前の
段階において、接着の際超音波エネルギーをそこに集め
て液密性を充分に確保した状態で接着できるように、リ
ブ２５が形成されている（なお、接着後は溶融消滅して
いる）。

【００３８】また、蓋体２０の底面には、図３に示すよ
うに、１２個の突起２６が略均等な間隔で形成されてお
り、この突起２６により、ポリスルホン多孔性膜３２が
密着するのを防止している。

【００３９】蓋体２０の内壁２２と濾過液受槽４０との
間には、煙突状の濾過液通路２７が蓋体２０を貫通して
上方に突設されており、この濾過液通路２７の上方に
は、血漿の噴出を阻止する庇２８が水平方向に形成され
ている。この庇２８は大小２つの半円を組み合わせた形
状をしており、内側の半円は濾過液通路２７の外壁と一
致している。また、濾過液通路２７の上端内側部分は、
濾過液受槽４０方向へ斜めになった濾過液出口２９が形
成され、濾過液が濾過液受槽４０内に容易に流れ込むよ
うにようになっている。この濾過液出口２９は側面形状
は略細長楕円を半割にした形状をしている。

【００４０】なお、以上のような血液濾過ユニットにお
いて、ガラス繊維濾紙収納室１１の直径は２０．１ｍ
ｍ、同深さ５．９ｍｍ、微多孔性膜収納室１２の下端に
おける直径２３．０ｍｍ、同上端における直径２２．５
ｍｍ、同深さ２．１０ｍｍ、外壁２１の外周面下端の直
径２０．９８ｍｍ、同下面からフランジ２４までの高さ
２ｍｍ、内壁２２の内径１５．０ｍｍ、濾過液受槽４０
の内径７．５ｍｍ、ガラス繊維濾紙３１の直径２０．０
ｍｍ、同厚さ０．９１ｍｍのものを６枚、ポリスルホン
多孔性膜３２の直径２０．９ｍｍ、同厚さ１５０μｍで
ある。また、圧搾具５０の押圧部直径１６ｍｍ、血液逃
げ穴５３の開口面積は合計で８０ｍｍ²、操作部の血液
入口１７下端からの突出長さ０．５ｍｍである。

【００４１】このような血液濾過器の血液入口１７に吸
引ノズル（図示されていない。）を装着して採血管に挿
入し、血液濾過を行った。血液吸引濾過が終了して濾過
液出口２９から空気が出るようになってから、吸引ノズ
ルを取外し、操作部５２の下端をペトリ皿に当接して押
込んだ。次いで、内壁２２に吸引機を接続して再度吸引
を行った。

【００４２】上記の血液濾過器を用いてヘマトクリット
値４５％の加ヘパリン全血３ｍｌを濾過した場合、血液
濾過材料を濾過方向に押圧しなかったときに得られた血
漿は３４５ｍｌであったが、押圧を行うことにより４１
０ｍｌの血漿が得られた。

【００４３】

【発明の効果】本発明の血液濾過器を用いることによっ
て、少量の血液から効果よく必要量の血漿や血清試料を
調製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の血液濾過ユニットの一例の縦断面図
である。

【図２】 上記血液濾過ユニットの平面図である。

【図３】 上記血液濾過ユニットの蓋体の底面図であ
る。

【図４】 圧搾具の平面図である。

【符号の説明】

１０…ホルダー本体 １１…ガラス繊維濾紙収納室（血液濾過室） １２…微多孔性膜収納室（血液濾過室） １３…傾斜部 １４…フランジ １５…ガラス繊維濾紙載置部 １６…ロート状円板部 １７…血液入口 １８…空間 １９…段部 ２０…蓋体 ２１…外壁 ２２…内壁 ２４…フランジ ２５…リブ ２６…突起 ２７…濾過液通路 ２８…庇 ２９…濾過液出口 ３０…血液濾過材料 ３１…ガラス繊維濾紙 ３２…ポリスルホン多孔性膜（微多孔性膜） ４０…濾過液受槽 ５０…圧搾具 ５１…押圧部 ５２…操作部 ５３…血球逃げ穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 貴喜 埼玉県朝霞市泉水三丁目11番46号 富士写 真フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 2G045 AA01 BA08 BA10 BB05 CA25 CA26 FA01 HB01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 血液濾過材料と、これを収容し血液入口
   と濾過液出口を有するホルダーよりなる血液濾過器にお
   いて、該血液濾過材料を濾過方向に押圧する圧搾具が設
   けられていることを特徴とする血液濾過器