JP2007125450A - 細胞洗浄遠心装置 - Google Patents

Abstract

【課題】血球等の生体細胞を洗浄するための細胞洗浄遠心装置において、特別な殺菌剤を用いることなく、十分な洗浄力および殺菌力を有する装置洗浄手段と装置加熱手段を備えた細胞洗浄遠心装置を提供することにある。
【解決手段】細胞洗浄遠心装置２０のモータ１を回転させながら、装置洗浄手段３０によってアルカリ水を含んだ装置洗浄液を遠心装置２０内に供給し、その後、装置加熱手段５０によって高温外気を送風して装置２０内を加熱殺菌し、装置２０の洗浄処理工程を実行する。
【選択図】図1

Description

本発明は、遠心力を利用して赤血球等の生体細胞を洗浄するための細胞洗浄遠心装置に関し、特に、生体細胞を洗浄した後の細胞洗浄遠心装置自体の洗浄と殺菌を効率よく行うことができる細胞洗浄遠心装置に関する。

従来、輸血検査時の抗グロブリン試験、交差適合試験、不規則抗体スクリーニング等において、赤血球を生理食塩水等の洗浄液で洗浄し、懸濁液中の余分な抗体を除去するために用いられる細胞洗浄遠心装置（血球洗浄遠心装置）が知られている。

周知の細胞洗浄遠心装置は、駆動軸を有するモータと、該モータの駆動軸に連結され、モータで回転されるロータと、該ロータ上に円形列に回動自在に装着され、かつロータの回転による遠心力によって円形列の外側水平方向に回動し、かつ磁性体部材より成る複数の試験管ホルダと、ロータに装着され、ロータと同時に回転し、複数の試験管ホルダにそれぞれ保持された複数の試験管内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、磁気コイルへの通電に基づいて発生する磁気吸引力によって前記試験管ホルダを垂直又は垂直に近い角度に吸着する磁気素子とを備えている。例えば、下記特許文献１には、洗浄遠心機の洗浄液の分配素子が開示され、分配素子は内面が円錐形状容器の底面外周から放射状に設置されたノズルを有し、ロータと共に回転する洗浄液分配素子の中央から遠心力で注入された洗浄液を等分に分配し、ノズルより試験管ホルダによって保持された多数の試験管内に洗浄液を供給することを特徴としている。また、下記特許文献２には、ロータと共に回転する洗浄液分配素子に穿孔された穴からロータに回動自在に支持された試験管ホルダ内の試験管に洗浄液を供給することが開示されている。また、同特許文献には、磁気素子を使用して試験管ホルダをロータに保持させることも開示されている。さらに、下記特許文献３及び下記特許文献４には、試験管ホルダを、ロータにリムや回転部材を用いて、垂直方向から小さな角度に保持したまま低速で回転し、試験管から洗浄液の上澄液を排出する技術が開示されている。さらに、下記特許文献５には、ロータに試験管ホルダを磁気素子によって垂直方向より小さな角度で傾いた状態に保持し、該ロータを低速で回転しつつ、試験管ホルダに保持された試験管から洗浄液の上澄液を排出することが開示されている。

一方、細胞洗浄遠心装置において、洗浄液注入工程、遠心工程、上澄液排出工程、および揺動工程を含む洗浄プロセスを、順次、自動的に実行する自動血球洗浄遠心装置が周知で揺ある。例えば、下記非特許文献１に示されているように、本願出願人によって製品名「ｈｉｍａｃＭＣ４５０」として販売している自動血球洗浄遠心装置が周知である。従来の自動血球洗浄遠心装置では、次の４つの工程からなる洗浄プロセスが実行される。

（１）先ず、洗浄液注入工程において、血球等の生体細胞を入れた試験管をロータの試験管ホルダにセットし、ロータを駆動するモータを加速回転させ、その遠心力によって試験管ホルダ内の試験管下部を外方に回動させ、試験管を垂直方向から回転軸に対し一定の角度に傾けた状態で、ロータ（モータ）を回転させる。このとき、送液ポンプ動作をオン（ＯＮ）状態（送液ポンプに給電した状態）にすることにより、ロータの回転と共に回転する洗浄液分配素子を介して試験管へ洗浄液を注入する。血球は洗浄液注入の勢いにより攪拌され、洗浄される。

（２）次に、遠心工程において、例えばロータ（モータ）を３，０００ｒｐｍ、４５秒間、遠心する。これによって、血球は試験管の底部に沈殿し、血清等の不要物質は上澄に残る。

（３）さらに、上澄液排出工程において、ロータを停止させた後に磁気コイルへの通電をオン（ＯＮ）状態として磁気素子動作をオン（ＯＮ）とし、該磁気素子に発生する吸引力によって、試験管ホルダを小さな角度で傾けた状態または垂直状態に吸着し、固定する。この状態で再度、ロータを低速、例えば４００ｒｐｍで回転すると、試験管の上部は小さな角度で開いた状態又は垂直状態となるために、上澄液は遠心力により試験管の壁面を上昇し、外部へ排出される。直ちに回転を停止すると沈殿した血球のみが残る。

（４）次に、揺動工程において、ロータの回転と停止を交互に小刻みに繰り返すか、又は正回転と逆回転を交互に小刻みに繰り返すことにより、ロータの試験管ホルダ内の試験管に揺動を与え、試験管の底に沈殿させ、固着した血球を解す。

以上の４つの工程（１）〜（４）を洗浄サイクルの１サイクルとして、通常、このサイクルを３〜４回繰り返すことで洗浄を実行している。

このような細胞洗浄遠心装置では、例えば生体試料である赤血球を洗浄した後の装置内は生体中の細胞残渣、タンパク質、または細菌もしくはウイルス等の残留物により汚染されるので、装置内の洗浄に注意しなければならない。従来、作業者の安全性の確保および装置のメンテナンスを行うため、他の医療機器と同様に、細胞洗浄遠心装置を使用した作業の終了後には、例えば１日に１回程度、細胞洗浄遠心装置内を洗浄、殺菌する工夫がされている。これにより、通常の細胞洗浄操作における細胞洗浄液への残留物の混入による洗浄不良の発生または遠心作業の信頼性の低下を防止し、かつ残留物の腐敗に伴う悪臭の発生、カビの発生による装置の腐食、および残留物の堆積もしくは腐敗による廃液流通路の目詰まりを防止している。さらに、細菌もしくはウイルス等の感染性物質による汚染もしくは感染を防止している。

一般的な装置の洗浄作業としては、ロータや洗浄液分配素子を装置から取り外し、水道水で洗浄後、アルコールまたは適度な濃度の殺菌液を用いて殺菌する。洗浄、殺菌を行った後、真水で濯ぎ、十分に乾燥する。同様の手順に従い、装置本体も洗浄、殺菌、および乾燥を行う。一方、装置内の他の洗浄法として、細胞洗浄液とは別に、真水を注入して装置内の洗浄を実行する自動血球洗浄遠心装置が周知である。例えば、下記非特許文献２に示されているように、ＧＭＩ社より製品名「Ｓｅｒｏｃｅｎｔ２４」として販売している自動血球洗浄遠心装置が周知である。

特開昭５０−２２６９３号公報 実開平２−８１６４０号公報 特公昭４８-２７２６７ 公開昭６０−１５０８５７ 実開昭５４−１６７８６０号公報 日立工機株式会社ホームページ「日立自動血球洗浄機 ｈｉｍａｃ ＭＣ４５０」、［平成１７年２月２８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔａｃｈｉ−ｋｏｋｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｈｉｍａｃ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｍｃ４５０．ｈｔｍ＞ ＧＭＩ社ホームページ「Ｄａｄｅ ＤＡＣ ＩＩ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｃｅｌｌ Ｗａｓｈｅｒ」、［平成１７年６月２８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｍｉ−ｉｎｃ．ｃｏｍ／ＣｌｉｎｉＬａｂ／Ｄａｄｅ％２０Ｄａｃ％２０ＩＩ．ｈｔｍｌ＞

しかしながら、従来の細胞洗浄遠心装置の洗浄においては、洗浄作業に多くの手間を必要とし、また、殺菌液として、通常の医療機器と同様に、次亜塩素酸ナトリウム、グルタールアルデヒド、アルコール類等の原液を規定濃度に調整して使用することから、殺菌液を調整する手間と多くのランニング・コストを必要とすることになる。さらに、次亜塩素酸ナトリウム等の殺菌剤は、温度や日光により経時変化を起こし易く、半年間で濃度が半分以下に低下する特質等を注意しながら薬剤の維持管理を行わなければならないという煩わしさも生ずる。さらにまた、使用する洗浄液および殺菌液のコストとは別に、それらの廃水処理、溶液の回収、再利用等により多くの設備および費用を必要とすることになる。これらはすべて輸血検査等の遠心分離作業のコストを増加させる要因となる。

一方、上述したような人手による遠心装置の洗浄作業は、個人差が発生し易く、装置内の洗浄作業が不十分で、かつ殺菌液の濯ぎ洗いが不十分な場合には細胞洗浄液へ残留物が混入し、輸血検査等の検査の信頼性を低下させる要因となる。また、上述した自動血球洗浄遠心装置のように、細胞洗浄液とは別に、真水を注入して装置内の洗浄を実行する場合には、装置内に付着したタンパク質、細菌またはウイルスに対して洗浄および殺菌効果が十分でなく、逆に残った真水が細胞洗浄液へ混入し、輸血検査等の検査の信頼性を低下させるという問題点も考慮しなければならない。

さらに、細胞洗浄遠心装置内に洗浄、殺菌作業では、感染性物質に汚染された洗浄液（残留液）および人体にも有害な殺菌液を取扱うことから、それらの洗浄液または殺菌液が人体に直接付着もしくは吸引されないように安全対策を考慮しなければならない。

従って、本発明の一つの目的は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、従来の細胞洗浄遠心装置における洗浄液および殺菌液のランニング・コストを低減させるために、低コストの装置洗浄液および装置殺菌液を使用することができる装置洗浄手段および装置加熱手段を装着した細胞洗浄遠心装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、従来の人手による装置の洗浄処理作業を省略し、装置洗浄処理作業の信頼性もしくは細胞洗浄作業の信頼性、および人体への安全性を確保するために、細胞洗浄遠心装置自体を自動的に、かつ所定の装置洗浄処理工程で洗浄可能な装置洗浄手段および装置加熱手段を一体化した細胞洗浄遠心装置を提供することにある。

なお、以下の本発明の説明では、「装置洗浄液」または「装置殺菌液」を総称して単に「装置洗浄液」と言う場合がある。また「装置洗浄処理」は、「洗浄処理」以外に、「殺菌処理」も含む意味として使用される。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次のとおりである。

（１）本発明の一つの特徴によれば、駆動軸を有するモータと、前記モータの駆動軸に連結され、前記モータで回転されるロータと、前記ロータ上に円形列に回動自在に装着され、かつ前記ロータの回転による遠心力によって前記円形列の外側水平方向に回動する複数の試験管ホルダと、前記ロータに装着され前記ロータと同時に回転し、前記複数の試験管ホルダにそれぞれ保持された複数の試験管内に細胞洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、前記洗浄液分配素子に供給する細胞洗浄液を貯留する細胞洗浄液容器と、前記細胞洗浄液容器の細胞洗浄液を前記洗浄液分配素子へ送流する第１の送液ポンプと、前記試験管ホルダを垂直または垂直に近い角度に保持する保持手段と、前記モータ、前記送液ポンプ、および前記保持手段の動作を制御する制御装置とを備えた細胞洗浄遠心装置において、前記細胞洗浄遠心装置を洗浄する装置洗浄液を前記洗浄液分配素子に供給するための装置洗浄手段を備える。

（２）本発明の他の特徴によれば、前記細胞洗浄遠心装置は、前記細胞洗浄遠心装置を加熱させる加熱気体を前記洗浄液分配素子に供給するための装置加熱手段を備える。

（３）本発明のさらに他の特徴によれば、前記装置洗浄手段は、前記装置洗浄液を貯留する装置洗浄液容器と、前記装置洗浄液容器の装置洗浄液を前記洗浄液分配素子へ送流する第２の送液ポンプとから構成される。

（４）本発明のさらに他の特徴によれば、前記装置洗浄手段は、前記装置洗浄液容器に貯留された前記装置洗浄液を加熱するための加熱手段を備える。

（５）本発明のさらに他の特徴によれば、前記装置加熱手段は、気体を加熱するための気体加熱手段と、前記気体を前記洗浄液分配素子に供給するための送風機とから構成される。

（６）本発明のさらに他の特徴によれば、前記モータを一定時間回転する工程と、前記モータが回転中に前記装置洗浄手段により装置洗浄水を装置内に注入する工程と、前記装置加熱手段により前記細胞洗浄遠心装置の内部を加熱する工程とを連続して行う。

本発明の上記（１）項または上記（２）項記載の特徴に従えば、装置洗浄手段または装置加熱手段を細胞洗浄遠心装置に一体化したことにより、装置洗浄液のコストを低減することができ、また殺菌処理は装置加熱手段による熱殺菌によって達成できるので、特別な殺菌液の使用を省略することができる。このため従来の洗浄液および殺菌液のランニング・コストを低減させることができる。また、装置洗浄液または殺菌液を調整する手間を省略することができる。さらに、装置洗浄手段は、細胞洗浄遠心装置の洗浄液流通路中に一体化されるので、装置洗浄液または洗浄液残留物が作業者の皮膚、および目や喉の粘膜等に直接付着し、または作業者に吸引されるのを防止することができる。

本発明の上記（２）項記載の特徴に従えば、細胞洗浄液の流れる流路のほぼ全域に装置洗浄液を流した後に、速く殺菌および乾燥をすることができ、装置の洗浄効率を上げることができる。

本発明の上記（３）および（４）項記載の特徴に従えば、装置の洗浄毎に、装置洗浄液や殺菌液を調整、用意する必要がなく、特別な薬剤の購入費用や保管管理の手間が不要となる。

本発明の上記（５）項記載の特徴に従えば、装置加熱手段は、比較的簡単な構造となり、低コストで殺菌、乾燥が達成できる。

本発明の上記（６）項記載の特徴に従えば、細胞洗浄遠心装置本体のモータを一定時間回転させ、装置洗浄液による装置洗浄処理工程と装置加熱処理工程とを自動的に連続して実行するので、作業者の装置洗浄作業の手間を省くことができるばかりでなく、細胞洗浄遠心機装置を洗浄および殺菌する作業に生じるかも知れない、感染性物質および殺菌剤による人体の損傷を防止することができる。さらに、最初にタンパク質や油脂類を分解する効果の大きいアルカリ洗浄水で装置内を洗浄することで生体試料の残渣を洗い流し、続いて殺菌効果の有る加熱気体で装置内を加熱することにより、細菌およびウイルスを殺菌することができ、効率よく細胞洗浄遠心装置内を洗浄および殺菌することができる。

特に、本発明の上記（６）項記載の特徴に従えば、装置洗浄作業の後に、装置加熱処理を行うので、残留したアルカリ洗浄水が細胞洗浄液へ混入することを防止し、装置洗浄作業の後に再び行われる細胞検査の信頼性を低下させる要因を取り除くことができる。

本発明の上記および他の目的、ならびに上記および他の特徴は、以下の本明細書の記述および添付図面からさらに明らかにされるであろう。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る細胞洗浄遠心装置の全体構成を示す断面図、図２は、図１に示した細胞洗浄遠心装置における試験管ホルダの動作状態を示す要部断面図、図３は、図１に示した細胞洗浄遠心装置によって装置洗浄プロセスを実行するフローチャートである。

図１に示すように、本発明に係る細胞洗浄遠心機２０は、上面から見た断面形状が四角形を有する筐体（フレーム）２２及び該筐体２２の上部を開閉するドア２１を備え、この筐体２２内に組立てられた、駆動軸（回転軸）８を有するモータ１と、モータ１の駆動軸８に連結され、該モータ１で回転されるロータ２とを備える。ロータ２上には、上面から見て円形列に、かつ回動自在に装着された複数（例えば、２４個）の試験管ホルダ３が設置されている。各試験管ホルダ３内には、予め赤血球等の生体細胞が適量入った試験管４が保持される。この試験管ホルダ３は磁性体部材より構成される。

また、細胞洗浄遠心機２０は、試験管ホルダ３をロータ２に垂直または垂直に近い小さい角度に保持するための保持手段として、磁力によって吸着するための磁気素子７を備える。磁気素子７は、円盤状の上部磁性体部材７ａと下部磁性体部材７ｂとを備え、さらに、これら上部磁性体部材７ａと下部磁性体部材７ｂとによって挟み込まれるように設置された、絶縁導線のリング状コイル（磁気コイル）７ｃを備える。これら磁性体部材７ａ及び７ｂと、磁気コイル７ｃはモータ１の駆動軸８に固定され、ロータ２と共に一体に回転する。回転する磁気コイル７ｃには、一対のスリップリング７ｄを介して、制御装置１１から電流が供給される。磁気コイル７ｃに電流を通電すると磁場を生じ、磁性体材料、例えばＳＵＳ４３０材、によって作られた試験管ホルダ３は、上部磁性体部材７ａと下部磁性体部材７ｂと共に、磁気回路を形成するので、上部磁性体部材７ａ及び下部磁性体部材７ｂ（磁気素子７）に強く吸着される。すなわち、磁気コイル７ｃに電流を通電することによって、磁気素子７（磁性体部材７ａ及び７ｂ）は一個の磁石として作用し、磁性体材料から成る試験管ホルダ３を吸着する。本実施例では上部磁性体部材７ａの外径は、下部磁性体部材７ｂに比べ大きい外径を持つ。これによって、磁性体部材７ａ及び７ｂ（磁気素子７）の吸着面は、試験管４が鉛直線に対し上方に約８度開いた状態になるように試験管ホルダ３を吸着できる。

磁気素子７の動作をオンすることによって、試験管ホルダ３は、垂直又は垂直に近い小さい角度に吸着され、一方、磁気素子７の動作をオフして吸着力を解除することによって、試験管ホルダ３は回転速度に応じて作用する遠心力で水平方向に回動する。この磁気素子７の動作を小刻みにオン又はオフすることにより試験管ホルダ３を揺動させることができる。他方、後述するように、洗浄処理工程の他の工程（遠心工程）において、磁気素子７の動作をオフして吸着力を解除した状態において、ロータ２に回転数を与えて遠心力によって試験管ホルダ３を水平方向に回動させる。これによって、試験管４を保持する試験管ホルダ３は、水平方向に回動し、試験管ホルダ３の下部がボウル１０に当たるまで傾き、試験管４内の血球などの試料を遠心分離する。例えば、磁気素子７の動作をオフして吸着力を解除した状態においてモータ１の回転を３，０００ｒｐｍとして、試験管ホルダ３の下端部がボウル１０に当接したとき、試験管４と鉛直線がなす角度が約４０°となるように回動する。モータ１は、例えば誘導モータより成り、その回転数（回転速度）は制御装置１１によって制御できる。

また、細胞洗浄遠心装置２０は、複数の試験管４内に、生理食塩水等の細胞洗浄液４０ａを均一に供給するために洗浄液分配素子５を有する。洗浄液分配素子５はロータ２と一体に回転するようにロータ２上に構成される。洗浄液分配素子５に関連して、細胞洗浄液流通路９が設けられ、細胞洗浄液流通路９には、送液ポンプ（第１の送液ポンプ）６が結合される。送液ポンプ６の吸入口側（上流側）には、細胞洗浄液４０ａを貯留する細胞洗浄液容器４０が接続される。制御装置１１によって送液ポンプ６の動作電源をオン（ＯＮ）させることにより、その細胞洗浄液４０ａは、細胞洗浄液容器４０から洗浄液流通路９を介して細胞洗浄遠心装置２０の上部に位置するノズル９ａに供給される。後述する細胞洗浄液注入工程では、ノズル９ａから下方に噴出した洗浄液は、ロータ２と一体で高速回転する洗浄液分配素子５の中央部内に入り、洗浄液分配素子５内の遠心力により外周に分流され、試験管ホルダ３に保持された試験管４と同数（２４本）の各流路に分岐され、分配素子５から勢い良く各試験管４内に注入できる。試験管４から流出した廃液は排出口（外部放出口）６０から外部へ排出される。

細胞洗浄遠心装置２０は、本発明に従って、細胞洗浄遠心装置２０の本体内部を洗浄するための装置洗浄手段３０を有する。装置洗浄手段３０は、血球洗浄プロセスに従った生体試料（血球）を洗浄した後に残る細胞残渣やタンパク質、細菌等を洗浄するため、例えばアルカリ性洗浄剤や水道水といった装置洗浄液３２ａを貯留するための装置洗浄液容器３２と、細胞洗浄遠心装置２０の本体内へ装置洗浄液３２ａを供給するための送液ポンプ（第２の送液ポンプ）３１と、送液ポンプ３１に貯留された装置洗浄液３２ａを加熱するための加熱装置３３とから構成される。加熱装置３３は、ヒータ３３ａと、ヒータ３３ａの温度を調整するための温度調節器３３ｂとを具備する。温度調節器３３ｂは、図示されていないが、装置洗浄液容器３２に取付けられた温度センサーや液面検知センサーを有し、一定の温度を維持し、かつヒータ３３ａのオーバヒートを防止することができる。加熱装置３３によって装置洗浄液３２ａを常に適温に加熱することにより、外気温に左右されない一定の洗浄力を維持することが出来る。また、必要に応じて、装置洗浄液３２ａを１００°Ｃ近くに加熱することにより、加熱による殺菌効果を得ることができる。装置洗浄手段３０の装置洗浄液３２ａは、装置洗浄液流通路３４を介して、上述した洗浄液分配素子５に供給され、上記細胞洗浄液と同様な流通経路を経て、排出口６０から外部へ排出される。

さらに、細胞洗浄遠心装置２０は、本発明に従って、細胞洗浄遠心装置２０の本体内部を加熱殺菌および乾燥させるための装置加熱手段５０を有する。装置加熱手段５０は、装置洗浄手段３０により装置内を洗浄後、装置内に残留した洗浄剤を温風により十分に乾燥し、次の細胞洗浄操作にこの残留洗浄液が支障とならないようにすること、さらに、加熱空気（加熱気体）による遠心装置２０の本体内の滅菌を目的としている。装置加熱手段５０は、加熱装置５２と送風機５１とから構成される。加熱装置５２は、ヒータ５２ａと、ヒータ５２ａの温度を調整するための温度調節器５２ｂとを具備する。外気（空気）は、送風機５１によって加熱装置５２内に取込まれ、加熱装置５２内の風路中に設置されたヒータ５２ａによって１００°Ｃ〜１７０°Ｃに加熱され、気体流通路５３を介して、細胞洗浄遠心装置２０の本体内部に送り込まれる。加熱された気体を用いる加熱滅菌では、一般に１４０°Ｃの温度の気体を３時間〜５時間、本体内に流通することにより細菌およびウイルスを死滅させることができる。加熱温度を高めることにより滅菌時間を短くすることも可能であるが、装置内の使用材料、例えば樹脂、ゴム、金属材料等の耐熱性に応じて加熱温度、加熱時間を決定する必要がある。また加熱装置５２の性能によっては、装置加熱工程の初めに取込んだ外気の温度が十分に上がらず、滅菌が不十分な装置内の気体やミスト（霧状のもの）が装置外に排出される恐れがあるが、このような場合には細胞洗浄遠心装置２０を密封構造とし、唯一設けた排出口６０に、細菌、ウイルスを通過させないヘパフィルタ等のフィルタ類（図示なし）を設置することにより装置２０外への汚染を防止することができる。図では省略しているが、ヒータ５２ａの近傍や気体流通路５３の内部に温度センサーを設けることにより一定の温度を維持することや加熱装置５２のオーバヒートを防止することができる。

かかる細胞洗浄遠心装置２０によって、例えば輸血検査等を行うための血球洗浄プロセス（細胞洗浄処理プロセス）を実行する場合について、図２の細胞洗浄処理工程（１）〜（４）に示す遠心機の要部を参照して以下に説明する。

まず、図２の洗浄液注入工程（１）に示すように、予め赤血球等の生体細胞を適量入れた２４本の試験管４を保持する２４本の試験管ホルダ３は、モータ１（ロータ２）の最高回転数（回転速度）が３，０００ｒｐｍに達するように加速回転され、遠心力が与えられる。上述したように、細胞洗浄液（例えば、濃度０．９％の生理食塩水）４０ａは、洗浄液分配素子５内の遠心力により外周に分流され、試験管ホルダ３に保持された試験管４と同数（２４本）の各流路に分岐され、分配素子５の外周から勢い良く各試験管４内に注入される。注入された洗浄液４０ａは、洗浄液分配素子５の外側に位置する各試験管４の内壁に当たり、壁面を伝わり試験管４底部にある生体細胞を浮遊させ、懸濁状態を作り出す。試験管４に適量の洗浄液が入ると、制御装置１１によって、送液ポンプ６の動作は停止され、洗浄液注入工程は終了する。

引き続き、図２の遠心工程（２）に示すように、浮遊している生体細胞が試験管４の底部に沈殿し、一方血清等の不要物質は上澄に残るような高速回転の条件、例えば本実施例では３，０００ｒｐｍ、３５秒間、高速回転を継続し、遠心分離を行う。遠心分離後モータ1の回転を停止する。

次に、図２の上澄液排出工程（３）に示すように、制御装置１１よりリング状コイル７ｃに通電すると（すなわち、磁気素子７の動作をＯＮ状態にすると）、磁気素子７は磁性体材料の試験管ホルダ３を吸着し、保持する。上述したように、磁気素子７の上部磁性体部材７ａの外径は下部磁性体部材７ｂに比較して若干大きな外径となっているので、試験管ホルダ３が磁気素子７に吸着される面は、上方に約８度開いたほぼ垂直状態に近い状態で保持される。次に、磁気素子７に通電した状態で、モータ１の回転数を約４００ｒｐｍで回転させる。その結果、試験管４内の上澄液は、４００ｒｐｍの回転による遠心力によって、試験管４の内壁面を上昇し外部へ排出され、試験管４の底部にある赤血球等の生体細胞は、そのまま底部に残る。

次に続く、図２の揺動工程（４）に示すように、モータ１は１００ｒｐｍの回転数を保った状態で、磁気素子７のリング状コイル７ｃに電流を小刻みにパルス状に通電する。これによって、試験管ホルダ３は、磁気素子７の磁力による吸着力と１００ｒｐｍの回転による遠心力との交互の作用により、試験管ホルダ３の回動軸方向に揺動を与えられ、試験管４の底部に沈殿し、固着した細胞塊を解す効果を生じる。

以上説明した工程を１洗浄サイクルとして、このサイクルを３〜４回連続して繰り返すことにより、試験管４内の赤血球等の生体細胞を洗浄し、抗体などの異物をより完全に分離、取り除き、細胞洗浄処理工程を終了する。

次に、細胞洗浄後に運転される装置洗浄手段３０による遠心装置本体２０の洗浄処理と、装置加熱手段５０による遠心装置本体２０の殺菌処理および乾燥処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。

装置洗浄容器３２（図１参照）には水道水または弱アルカリ洗剤等の装置洗浄液３２ａが満たされている。工程１００においてモータ１の回転を開始する。装置洗浄動作中はモータ１の回転を継続しておくことにより装置洗浄液３２ａが細胞洗浄遠心装置２０の本体内部の隅々までむらなく行き渡り、良好な洗浄効果が得られる。

次に工程１０１において、装置洗浄液３２ａの加熱装置３３の動作を開始させ、装置洗浄液３２ａが一定温度になるまで加温する。

次に工程１０２において、装置洗浄液３２ａの送液ポンプ３１を一定時間動作させる。加温された装置洗浄液３２ａは細胞洗浄遠心装置２０の本体内部へ導かれ、ロータ２およびその他に残留したタンパク質等の汚れを洗浄する。装置洗浄液３２ａの送液ポンプ３１の動作を終了後、工程１０３で装置洗浄液加熱装置３３の動作を終了する。

次に工程１０４において、装置加熱手段５０の加熱装置５２を動作させ、ほぼ同時に工程１０５で送風機５１を一定時間動作させる。加熱された外気は細胞洗浄遠心装置２０の本体内部へ導かれ、モータ１が回転していることで細胞洗浄遠心装置２０内部の隅々までむらなく行き渡り、遠心装置２０内部の残留した装置洗浄液を十分に乾燥し、また加熱気体により細菌、ウイルス等を滅菌する。

送風機５１の動作を終了後、工程１０６で加熱装置５２の動作を終了する。さらに工程１０７でモータ１の回転を停止し、装置洗浄工程を終了する。

上述より明らかなように、本発明に従って、細胞洗浄処理工程の終了後に、引き続いて、装置洗浄手段３０および装置加熱手段５０を使用した装置洗浄処理工程を実行することができる。なお、上記装置洗浄処理工程において、装置洗浄手段３０の加熱装置３３による装置洗浄液３２ａの加熱時間を長く必要とする場合は、工程１００の実施に先立って工程１０１における加熱装置３３の動作を開始し、装置洗浄液３２ａが所定の温度に加熱された後に、工程１００におけるモータ１の回転を開始しても良い。つまり、工程１００は、工程１０１の後に実施しても良い。

本発明に従って装置洗浄処理工程を実行する場合、遠心装置２０の洗浄毎に、特別な装置洗浄液や殺菌液を調整、用意する必要がなく、特別な薬剤の購入費用や保管管理の手間が不要となる。すなわち、装置洗浄手段３０に用いられる装置洗浄液３２ａは、比較的簡単に入手可能な水道水またはアルカリ洗浄水（アリカリイオン水を含む）でタンパク質や油脂類を分解、洗浄し、また装置加熱手段５０によって加熱殺菌するので、細胞洗浄遠心装置２０の洗浄毎に、装置洗浄液や殺菌液を調整、用意する必要がなく、特別な薬剤の購入費用や保管管理の手間が不要となる。結果的にコスト的に有利な装置洗浄液を得ることができる。

また、装置洗浄手段３０および装置加熱手段５０は、遠心装置２０に一体化されるので、装置洗浄液または洗浄液残留物が作業者の皮膚、および目や喉の粘膜等に直接付着し、または作業者に吸引されるのを防止することができる。

さらに、送液ポンプ３１および送風機５１が設けられているので、細胞洗浄液４０ａの流れる流路のほぼ全域に装置洗浄液３２ａや熱風を流すことができ、遠心装置２０の洗浄効率を上げることができる。

さらに、装置洗浄手段３０は装置洗浄液３２ａの加熱装置３３を備えたことで、装置洗浄液３２ａの洗浄力や殺菌力を向上することができ、より少ない液量、少ない時間で効率よく洗浄を行うことができる。

さらに、図３に示した装置洗浄処理工程は、細胞洗浄遠心装置２０本体のモータ１を一定時間回転させ、細胞洗浄処理工程に連続して実行できるので、作業者の装置洗浄作業の手間を省くことができるばかりでなく、細胞洗浄遠心機装置を洗浄および殺菌する作業に生じるかも知れない、感染性物質および殺菌剤による人体の損傷を防止することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

本発明の実施形態に係る細胞洗浄遠心装置を示す全体断面図。 図１に示した細胞洗浄遠心装置によって実行する血球洗浄プロセスの各工程おける遠心分離装置の要部断面図。 図１に示した細胞洗浄遠心装置の装置洗浄処理工程を実行するフローチャート。

符号の説明

１：モータ ２：ロータ ３：試験管ホルダ ４：試験管
５：洗浄液分配素子 ６：送液ポンプ（第１の送液ポンプ） ７：磁気素子
７ａ：上部磁性体部材 ７ｂ：下部磁性体部材 ７ｃ：リング状コイル
７ｄ：スリップリング ８：駆動軸 ９：細胞洗浄液流通路
９ａ：洗浄液供給ノズル １０：ボウル １１：制御装置
２０：細胞洗浄遠心装置 ２１：ドア ２２：筐体（フレーム）
３０：装置洗浄手段 ３１：送液ポンプ（第２の送液ポンプ）
３２：装置洗浄液容器 ３２ａ：装置洗浄液 ３３：加熱装置
３３a：ヒータ ３３ｂ：温度調節器 ３４：装置洗浄液流通路
４０：細胞洗浄液容器 ４０ａ：細胞洗浄液 ５０：装置加熱手段
５１：送風機 ５２：加熱装置 ５２ａ：ヒータ ５２ｂ：温度調節器
５３：気体流通路 ６０：排出口

Claims (7)

1. 駆動軸を有するモータと、
   前記モータの駆動軸に連結され、前記モータで回転されるロータと、
   前記ロータ上に円形列に回動自在に装着され、かつ前記ロータの回転による遠心力によって前記円形列の外側水平方向に回動する複数の試験管ホルダと、
   前記ロータに装着され前記ロータと同時に回転し、前記複数の試験管ホルダにそれぞれ保持された複数の試験管内に細胞洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、
   前記洗浄液分配素子に供給する細胞洗浄液を貯留する細胞洗浄液容器と、
   前記細胞洗浄液容器の細胞洗浄液を前記洗浄液分配素子へ送流する第１の送液ポンプと、
   前記試験管ホルダを垂直または垂直に近い角度に保持する保持手段と、
   前記モータ、前記送液ポンプ、および前記保持手段の動作を制御する制御装置とを備えた細胞洗浄遠心装置において、
   前記細胞洗浄遠心装置を洗浄する装置洗浄液を前記洗浄液分配素子に供給するための装置洗浄手段を備えたことを特徴とする細胞洗浄遠心装置。
2. 駆動軸を有するモータと、
   前記モータの駆動軸に連結され、前記モータで回転されるロータと、
   前記ロータ上に円形列に回動自在に装着され、かつ前記ロータの回転による遠心力によって前記円形列の外側水平方向に回動する複数の試験管ホルダと、
   前記ロータに装着され前記ロータと同時に回転し、前記複数の試験管ホルダにそれぞれ保持された複数の試験管内に細胞洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、
   前記洗浄液分配素子に供給する細胞洗浄液を貯留する細胞洗浄液容器と、
   前記細胞洗浄液容器の細胞洗浄液を前記洗浄液分配素子へ送流する第１の送液ポンプと、
   前記試験管ホルダを垂直または垂直に近い角度に保持する保持手段と、
   前記モータ、前記送液ポンプ、および前記保持手段の動作を制御する制御装置とを備えた細胞洗浄遠心装置において、
   前記細胞洗浄遠心装置を加熱させる加熱気体を前記洗浄液分配素子に供給するための装置加熱手段を備えたことを特徴とする細胞洗浄遠心装置。
3. 駆動軸を有するモータと、
   前記モータの駆動軸に連結され、前記モータで回転されるロータと、
   前記ロータ上に円形列に回動自在に装着され、かつ前記ロータの回転による遠心力によって前記円形列の外側水平方向に回動する複数の試験管ホルダと、
   前記ロータに装着され前記ロータと同時に回転し、前記複数の試験管ホルダにそれぞれ保持された複数の試験管内に細胞洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、
   前記洗浄液分配素子に供給する細胞洗浄液を貯留する細胞洗浄液容器と、
   前記細胞洗浄液容器の細胞洗浄液を前記洗浄液分配素子へ送流する第１の送液ポンプと、
   前記試験管ホルダを垂直または垂直に近い角度に保持する保持手段と、
   前記モータ、前記送液ポンプ、および前記保持手段の動作を制御する制御装置とを備えた細胞洗浄遠心装置において、
   前記細胞洗浄遠心装置を洗浄する装置洗浄液を前記洗浄液分配素子に供給するための装置洗浄手段と、
   前記細胞洗浄遠心装置を加熱させる加熱気体を前記洗浄液分配素子に供給するための装置加熱手段とを備えたことを特徴とする細胞洗浄遠心装置。
4. 前記装置洗浄手段は、前記装置洗浄液を貯留する装置洗浄液容器と、前記装置洗浄液容器の装置洗浄液を前記洗浄液分配素子へ送流する第２の送液ポンプとから構成されたことを特徴とする請求項１または請求項３に記載された細胞洗浄遠心装置。
5. 前記装置洗浄手段は、前記装置洗浄液容器に貯留された前記装置洗浄液を加熱するための加熱手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載された細胞洗浄遠心装置。
6. 前記装置加熱手段は、気体を加熱するための気体加熱手段と、前記気体を前記洗浄液分配素子に供給するための送風機とから構成された請求項２または請求項３に記載された細胞洗浄遠心装置。
7. 前記モータを一定時間回転する工程と、前記モータが回転中に前記装置洗浄手段により装置洗浄水を装置内に注入する工程と、前記装置加熱手段により前記細胞洗浄遠心装置の内部を加熱する工程とを連続して行うことを特徴とする請求項３または請求項５に記載された細胞洗浄遠心装置。
   

Images