JP2009153389A - Cell-washing centrifuge - Google Patents
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Abstract
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機に関するものである。 The present invention relates to a cell washing centrifuge for washing biological cells such as red blood cells using centrifugal force.
従来、細胞洗浄遠心機は、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血液中の赤血球を生理食塩水等の洗浄液で洗浄して懸濁液中の余分な抗体等を除去するために用いられている。 Conventionally, cell washing centrifuges have been used to wash erythrocytes in blood with a washing solution such as physiological saline in antiglobulin tests, cross-match tests, irregular antibody screenings, etc. at the time of blood transfusion testing. Is used to remove.
この種の細胞洗浄遠心機は、駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータと、該ロータ上に回動可能に装着された複数の試験管ホルダと、ロータに装着された洗浄液分配素子と、磁気コイルへの通電により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保持する磁気素子を備えている。 This type of cell washing centrifuge includes a motor that is a drive source, a rotor that is rotationally driven by the motor, a plurality of test tube holders that are rotatably mounted on the rotor, and a cleaning solution that is mounted on the rotor. A distribution element and a magnetic element for attracting and holding the test tube holder at a vertical angle or a near vertical angle by a magnetic attraction generated by energizing the magnetic coil are provided.
ここで、上記試験管ホルダは、試験管を保持する磁性部材であって、前記ロータと共に回転して遠心力によって外側方向に回動し、前記試験管ホルダ底部をロータと共に回転するボウルに当接させて、試験管を所定角度に保持した状態で回転するものである。又、前記洗浄液分配素子は、ロータと共に回転して試験管ホルダに保持された試験管の内部に洗浄液を供給するものである。 Here, the test tube holder is a magnetic member that holds the test tube, rotates together with the rotor and rotates outwardly by centrifugal force, and abuts the bottom of the test tube holder with a bowl rotating with the rotor. Thus, the test tube is rotated while being held at a predetermined angle. The cleaning liquid distribution element rotates with the rotor and supplies the cleaning liquid to the inside of the test tube held by the test tube holder.
ところで、特許文献1には、洗浄遠心機の洗浄液分配素子が開示されており、この洗浄液分配素子は、内面が円錐形状の容器の底面外周から放射状に設置されたノズルを有しており、これがロータと共に回転することによって、その中央から注入された洗浄液を等分に分配し、試験管ホルダに保持された複数の試験管の内部にノズルから洗浄液を供給することを特徴としている。
By the way,
又、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孔を穿設し、この孔から試験管ホルダの保持された各試験管内に洗浄液を供給する構成が開示されている。又、この特許文献2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構成も開示されている。
更に、特許文献3及び4には、ロータに試験管ホルダをリムや回転部材を用いて垂直方向に対して小さな角度傾けて保持したまま低速で回転駆動し、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。
Further, in
又、特許文献5には、磁気素子によってロータに試験管ホルダを垂直方向よりも小さな角度で傾けた状態で保持し、ロータを低速で回転させつつ、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技術が開示されている。
Further, in
他方、細胞洗浄遠心機として、洗浄液注入工程、遠心工程、上澄液排出工程及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機が知られている。例えば、非特許文献1に示されているように、本出願人によって製品名「himacMC450」として販売されている自動血球洗浄遠心機が周知である。
On the other hand, as a cell washing centrifuge, an automatic blood cell washing centrifuge that automatically executes a washing process including a washing liquid injection process, a centrifugation process, a supernatant discharge process, and a rocking process in order is known. For example, as shown in Non-Patent
斯かる自動血球洗浄遠心機において、輸血検査等を行う洗浄プロセスを実行するためのロータ駆動用モータの回転速度と洗浄液分配素子のポンプの運転(動作)及び試験管ホルダを固定する磁気素子のコイルへの通電を示すタイムチャートを図3に示すが、この図3に従って従来の自動血球洗浄遠心機を用いた洗浄プロセスを以下に説明する。
(1)洗浄液注入工程:
先ず、図3に示す時間(1)において実行される洗浄液注入工程において、自動血球洗浄遠心機のドアを開け、血球等の生体細胞が収容された試験管をロータの試験管ホルダにセットした後にドアを閉める。そして、ロータを駆動するモータを加速回転させ、該ロータと共に回転する試験管ホルダを遠心力によってその下部が外方に移動するよう回動させ、該試験管ホルダに保持された試験管を垂直方向からロータの中心軸に対して所定角度に傾けた状態でロータと共に回転させる。このとき、図3に示すように、時間(1)においてポンプ動作をオン(ON)状態(ポンプに給電した状態)にすることによって、ロータと共に回転する洗浄液分配素子を介して試験管に洗浄液を注入する。すると、血球は、洗浄液注入の勢いによって撹拌されて洗浄される。
(2)遠心工程:
次に、図3に示す時間(2)において実行される遠心工程において、例えばロータ(モータ)を3000rpmの回転速度で45秒間遠心処理する。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状態で試験管内に残る。
(3)上澄液排出工程:
更に、図3に示す時間(3)において実行される上澄液排出工程において、図3に示すよう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)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ほぼ垂直状態又は上方に小さな角度に開いた状態に吸着して固定する。この状態で再びロータを例えば400rpmの低速で回転駆動すると、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、上澄液は遠心力によって試験管の壁面を上昇して外部へ排出される。そして、直ちロータの回転を停止すると、沈殿した血球のみが試験管内に残る。
(4)揺動工程:
次に、図8に示す時間(4)において実行される揺動工程において、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ってロータに装着された試験管ホルダ内の試験管に揺動を与え、試験管の底に沈殿して固着した血球を解す。
In such an automatic blood cell washing centrifuge, the rotation speed of the rotor driving motor for performing a washing process for performing a blood transfusion test and the like, the operation of the pump of the washing liquid distribution element, and the coil of the magnetic element for fixing the test tube holder FIG. 3 is a time chart showing the energization of the battery. A washing process using a conventional automatic blood cell washing centrifuge will be described below with reference to FIG.
(1) Cleaning liquid injection process:
First, in the washing liquid injection step executed at time (1) shown in FIG. 3, after opening the door of the automatic blood cell washing centrifuge and setting the test tube containing biological cells such as blood cells in the test tube holder of the rotor close the door. Then, the motor that drives the rotor is accelerated and rotated, and the test tube holder that rotates together with the rotor is rotated so that the lower portion thereof is moved outward by centrifugal force, and the test tube held by the test tube holder is moved vertically. To be rotated together with the rotor while being inclined at a predetermined angle with respect to the central axis of the rotor. At this time, as shown in FIG. 3, by turning the pump operation on (time when power is supplied to the pump) at time (1), the cleaning liquid is supplied to the test tube via the cleaning liquid distributor rotating with the rotor. inject. Then, the blood cells are agitated and washed by the momentum of the washing liquid injection.
(2) Centrifugal process:
Next, in the centrifugation step executed at time (2) shown in FIG. 3, for example, the rotor (motor) is centrifuged at a rotational speed of 3000 rpm for 45 seconds. As a result, blood cells settle to the bottom of the test tube, and unnecessary substances such as serum remain in the test tube in a supernatant state.
(3) Supernatant discharge process:
Further, in the supernatant discharge process executed at time (3) shown in FIG. 3, the magnetic element operation is turned on by turning on the magnetic coil as shown in FIG. The test tube holder is adsorbed and fixed in a substantially vertical state or opened upward at a small angle by the attractive force generated in the magnetic element. In this state, when the rotor is rotated again at a low speed of, for example, 400 rpm, the upper part of the test tube is opened at a small angle or in a vertical state. Discharged. When the rotation of the rotor is stopped immediately, only the precipitated blood cells remain in the test tube.
(4) Oscillation process:
Next, in the swinging step executed at time (4) shown in FIG. 8, the rotor is mounted on the rotor by alternately repeating rotation and stop of the rotor in small increments or alternately repeating normal rotation and reverse rotation in small increments. The test tube in the test tube holder is shaken, and the blood cells settled and fixed on the bottom of the test tube are released.
以上の4つの工程を洗浄プロセスの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行っている。
しかしながら、上記従来の細胞洗浄ロータを装着した細胞洗浄遠心機では、上澄液排出工程によって各試験管内に残る上澄液の量にばらつきが発生するという問題があった。このことを図10〜図12に基づいて以下に説明する。 However, in the cell washing centrifuge equipped with the conventional cell washing rotor, there is a problem that the amount of the supernatant remaining in each test tube varies due to the supernatant discharging process. This will be described below with reference to FIGS.
図10は試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図、図11は同ロータの平面図、図12(a)〜(c)は試験管ホルダの回動軸と磁気素子との関係を示す正面図である。 10 is a perspective view of the rotor showing the structure of the test tube holder and the magnetic element, FIG. 11 is a plan view of the rotor, and FIGS. 12A to 12C are relationships between the rotation axis of the test tube holder and the magnetic element. FIG.
図8に示すように、磁気素子109(上部磁性体部材109a、下部磁性体部材109b)は外形形状が円形であるため、試験管ホルダ107は、磁気素子109に発生する吸引力によって保持される角度が一義的に決められなかった。即ち、試験管ホルダ107は遠心力による揺動が可能なように回動部107cによってロータ106に対して多少のガタをもって装着されているため、該試験管ホルダ107がロータと試験管ホルダの回動部のガタ分だけ傾斜する場合がある。この試験管ホルダ107の傾斜角は図10(a)に示すように殆ど0°に等しい場合(鉛直状態)もあれば、図10(b)に示すように+θ°又は図10(c)に示すように−θ°となる場合もあり、又、θは一定の角度とはならない。この試験管ホルダ107の傾きのばらつきが原因となって上澄液排出工程での上澄液排出量がばらつき、この結果、各試験管108内の上澄液残量にばらつきが発生していた。尚、図12において、106aはロータ106の中心軸、108aは試験管108の中心軸である。
As shown in FIG. 8, since the magnetic element 109 (upper
細胞洗浄の自動化を目的とした遠心機により良好な輸血検査等を行うためには、上澄液排出工程において試験管から洗浄液の上澄液排出が多数の試験管で均等に行われることが望ましい。なぜならば、洗浄工程を数回繰り返して行う必要があり、上澄液の排出量が試験管毎にばらつきがあると、特に上澄液の排出が十分でない場合は、次回の洗浄工程で洗浄液を注入したときに試験管から洗浄液が溢れ出てしまい、試験に必要な細胞までも流れ出て原因となるからである。 In order to perform a good blood transfusion test or the like with a centrifuge for the purpose of automating cell washing, it is desirable that the supernatant is discharged from the test tube in a large number of test tubes in the supernatant discharge step. . This is because the washing process needs to be repeated several times, and if the amount of supernatant discharged varies from one test tube to another, especially when the supernatant is not sufficiently discharged, This is because the washing solution overflows from the test tube when injected, and even the cells necessary for the test flow out, causing the problem.
又、上澄液排出量の少ないものを基準として上澄液排出工程の処理時間を長くしたり、上澄液排出工程の回転数を高くすると、上澄液排出量の多い試験管については、分離した細胞も排出され、貴重な細胞試料が失われてしまうという不具合を生ずる場合もある。 In addition, if the processing time of the supernatant discharge process is lengthened based on the one with a small amount of supernatant discharge, or if the number of revolutions of the supernatant discharge process is increased, In some cases, the separated cells are also discharged, and a valuable cell sample is lost.
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、上澄液排出工程において全ての試験管について洗浄液の上澄液の排出を均等に行うことによって細胞洗浄効果を高めて信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる細胞洗浄遠心機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its objective is to enhance the cell washing effect by uniformly discharging the supernatant of the washing solution for all test tubes in the supernatant discharging step. An object of the present invention is to provide a cell washing centrifuge capable of obtaining a highly reliable cell test result.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータと、該ロータ上に回動自在に装着された複数の試験管ホルダと、該試験管ホルダに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、前記試験管ホルダを保持する保持手段とを備えた細胞洗浄遠心機において、前記保持手段の外周に前記試験管ホルダの位置決め手段を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記位置決め手段として凸部又は凹部を設けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a convex portion or a concave portion is provided as the positioning means.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記凸部又は凹部の前記試験管ホルダとの接触面を前記試験管ホルダの外形形状に沿って円弧面状としたことを特徴とする。
The invention according to
請求項4記載の発明は、請求項2又は3記載の発明において、前記凸部又は凹部を鉛直方向に貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直に保持することを特徴とする。
The invention according to
請求項5記載の発明は、請求項2又は3記載の発明において、前記凸部又は凹部を鉛直方向に対して斜めに貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直線に対して所定角度傾けて保持することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the invention, the convex portion or the concave portion is provided obliquely with respect to the vertical direction, and the convex tube or the concave portion causes the test tube holder to be perpendicular to the vertical line. And held at a predetermined angle.
請求項6記載の発明は、請求項5記載の発明において、前記凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを前記ロータの回転方向とは逆方向に傾斜させて保持することを特徴とする。 A sixth aspect of the invention is characterized in that, in the fifth aspect of the invention, the test tube holder is tilted in the direction opposite to the rotation direction of the rotor by the convex portion or the concave portion.
請求項1〜4記載の発明によれば、位置決め手段である凸部又は凹部によって全ての試験管ホルダが所定位置に保たれるため、上澄液排出工程における洗浄液の排出量を全ての試験管について均一にすることができる。従って、上澄液排出工程によって各試験管の洗浄液内に残る上澄液の量にばらつきが発生することがなく、信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる。 According to the first to fourth aspects of the present invention, since all the test tube holders are maintained at predetermined positions by the convex portions or the concave portions which are positioning means, the amount of cleaning liquid discharged in the supernatant discharge step is reduced to all the test tubes. Can be uniform. Accordingly, there is no variation in the amount of the supernatant remaining in the washing liquid of each test tube by the supernatant discharging process, and a highly reliable cell test result can be obtained.
請求項5及び6記載の発明によれば、試験管ホルダとこれに保持された試験管を上澄液排出工程におけるロータの回転方向に対して逆方向に傾斜させれば、遠心力と慣性力の合力方向に試験管の開口部が傾く。このため、上澄液は、試験管の壁面における最短の経路を通って開口部に達することとなり、最短の時間で外部へ排出され、全ての試験管における上澄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程の処理時間を短縮して処理の効率化を図ることができる。
According to the inventions of
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る細胞洗浄遠心機の全体構成を示す断面図、図2は同細胞洗浄遠心機の各洗浄処理工程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は同細胞洗浄遠心機の洗浄プロセスにおけるモータの回転速度とポンプ動作及び磁気素子動作(通電タイミング)を示すタイムチャート、図4は試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図、図5は同ロータの平面図、図6は試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図、図7は上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す平面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a cell washing centrifuge according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part showing the operating state of a test tube holder in each washing process of the cell washing centrifuge, and FIG. FIG. 4 is a perspective view of the rotor showing the structure of the test tube holder and the magnetic element, and FIG. 5 is the same as the time chart showing the rotational speed of the motor, the pump operation, and the magnetic element operation (energization timing) in the washing process of the cell washing centrifuge. FIG. 6 is a front view showing the relationship between the test tube holder and the magnetic element, and FIG. 7 is a plan view showing the relationship between the test tube holder and the test tube in the supernatant discharge process.
本発明に係る細胞洗浄遠心機1は、図1に示すように、矩形ボックス状の筐体(フレーム)2と、該筐体2の上部を開閉するドア3を備えており、筐体2内には、駆動軸(回転軸)4を有するモータ5と、該モータ5の駆動軸4に連結されて回転駆動されるロータ6が組み込まれている。又、ロータ6上には、複数(例えば24個)の試験管ホルダ7が平面視で円形列に配置されており、各試験管ホルダ7は、ロータ6の外周に上下方向に回動可能に装着されている。
As shown in FIG. 1, the
試験管ホルダ7は、ステンレス(SUS430)等の磁性材料によって構成されており、図4に示すように、試験管8を挿入する保持挿入部7aと、試験管8の底部を支持する保持底部7bと、回動部7cを備えている。そして、各試験管ホルダ7内には、予め赤血球等の生体細胞が適量収容された試験管8が保持される。
The
又、細胞洗浄遠心機1は、試験管ホルダ7をロータ6に吸着保持するための磁気素子9を備えている。この磁気素子9は、試験管ホルダ7を図2(3)に示すように垂直又は垂直に近い小さい角度に磁力によって吸着保持するためのものである。
The
上記磁気素子9は、図1及び図4に示すように、円盤状の上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9b及びこれらの上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9bによって挟み込まれるように設置された絶縁導線から成るリング状の磁気コイル9cを備えている。これらの磁性体部材9a,9bと磁気コイル9cは、モータ5の駆動軸4に固定され、ロータ6と共に一体に回転する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
ところで、図1に示すように、細胞洗浄遠心機1は制御装置10を備えており、この制御装置10は、磁気素子9の回転する磁気コイル9cに一対のスリップリング9d,9eを介して電流を供給することによって上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9bに発生する磁力を制御する。制御装置10によって磁気コイル9cに電流を通電すると磁場を生じ、例えばSUS430等の磁性材料によって構成された試験管ホルダ7は、上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9bと共に磁気回路を形成するため、上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9b(磁気素子9)に強く吸着される。即ち、磁気コイル9cに電流を通電することによって、磁気素子9(磁性体部材9a,9b)は1個の磁石として作用し、磁性材料から成る試験管ホルダ7を吸着する。尚、本実施の形態では、上部磁性体部材9aの外径は下部磁性体部材9bの外径よりも大きく設定されているため、磁性体部材9a,9b(磁気素子9)の吸着面は、試験管ホルダ7を試験管8がロータ6の中心軸6aに対して当該試験管ホルダ7の上部が外周に約8°開いた状態になるように吸着することができる(図2(3),(4)参照)。
By the way, as shown in FIG. 1, the
而して、本実施の形態は、図4及び図5に示すように、磁気素子9の上部磁性体部9aと下部磁性体部材9bの外周に各試験管ホルダ7を保持するための凸部11,12を複数形成したことを特徴としている。ここで、各凸部11,12の先端は、試験管ホルダ7の外形に沿う円弧曲面を成しており、図4及び図5に示す形態では、これらの凸部11,12は鉛直方向に貫設されている。
Thus, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the convex portions for holding the
上述のように磁気素子9の上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9bの外周に各試験管ホルダ7を保持するための凸部11,12を複数形成することによって、磁気コイル9cに電流を通電すれば試験管ホルダ7の上部は磁気素子9の上部磁性体部材9aの凸部11に、試験管ホルダ7の下部は磁気素子9の下部磁性体部材9bの凸部12に吸着されるため、試験管ホルダ7が保持される角度を一義的に決めることができる。例えば、図6に示すように、試験管ホルダ7に挿入された試験管8の中心軸8aをロータ6の回転軸6aと一致しさせて試験管ホルダ7と試験管8を垂直状態に保持することができ、これらに位置ずれを生じることがない。この場合、各凸部11,12を試験管ホルダ7の外形形状に沿う円弧曲面状としたため、各試験管ホルダ7が凸部11,12に正確に嵌合保持されて垂直状態に保たれる。
As described above, by forming a plurality of
従って、本実施の形態によれば、図7に示すように上澄液排出工程における複数の試験管8の保持角度が均一となり(図示例では各試験管8を垂直に保持(保持角度=0°))、全ての試験管8について洗浄液の上澄液排出を均等に行うことができる。又、保持手段である磁気素子9の上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9bの外周には、隣接する凹部11a,11a及び12a,12a間に径方向外方に向かって突出する凸部11,12がそれぞれ形成されるため、磁気回路の磁束が凸部11,12の先端に集中し、試験管ホルダ7がより強く且つ確実に吸着保持される。
Therefore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 7, the holding angles of the plurality of
次に、本発明の別形態を図8及び図9に基づいて説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図8は試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図、図9は上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す部分平面図であり、本実施の形態は、磁気素子9の上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9bの外周に形成された凸部11,12を鉛直線に対してロータ6の回転方向(図8及び図9の矢印方向)とは逆方向に図示の角度θだけ傾斜させたことを特徴としている。更に詳細には、上澄液排出工程でのロータ6の回転方向に対して試験管8の上端部が下端部よりも後退した位置となるように試験管ホルダ7を垂直状態から図示の角度θだけ傾斜させて保持するように、上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9bの各凸部11,12を鉛直線に対して同角度θだけ傾斜させて貫設すると共に凸部11と凸部12の位置を周方向にずらして配置している。
FIG. 8 is a front view showing the relationship between the test tube holder and the magnetic element, and FIG. 9 is a partial plan view showing the relationship between the test tube holder and the test tube in the supernatant discharging process. The
従って、図8に示すように、試験管8の中心軸8aは、上澄液排出工程におけるロータ6の回転方向に対して図示の角度θだけ逆方向に傾斜する。ロータ6の回転速度を約400rpmに上昇させると、試験管8内の上澄液は、図9に示すように、400rpmの回転による遠心力と慣性力の合力方向の力を受けて試験管8の内壁面を上昇する。ここで、試験管8の中心軸8aは、ロータ6回転軸6aに対して試験管8の上部が下部よりも後退した位置となるように傾斜しているため、遠心力と慣性力の合力方向に試験管8の開口部が傾くことになる。この結果、上澄液は、試験管8の壁面における最短の経路を通って開口部に達することができることとなり、最短の時間で外部へ排出され、試験管8の底部にある赤血球等の生体細胞のみがそのまま底部に残る。このため、全ての試験管8における上澄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程(3)の処理時間を従来に比して著しく短縮することができる。従って、本実施の形態によれば、全ての試験管8について洗浄液の上澄液排出を均等に行って洗浄後の洗浄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程(3)の処理時間を短縮して処理の効率化を図ることができる。尚、本実施の形態では、位置決め手段を凸形状としたが、凹形状としても同様の効果がえられる。
Therefore, as shown in FIG. 8, the
ところで、試験管ホルダ7は、後述する洗浄処理の遠心工程において、制御装置10によって磁気素子9の動作がオフされて吸着力が解除された状態で、ロータ6の高速回転による遠心力を受けて水平方向に回動する。これによって、試験管8を保持する試験管ホルダ7は、ロータ6の円周の放射水平方向に回動し、試験管ホルダ7の下部がボウル13に当たるまで傾き、試験管8内の血球等の試料を遠心分離する。例えば、磁気素子9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5の回転速度を3000rpmとし、試験管ホルダ7の下端部がボウル13に当接したときに試験管8と鉛直線とが成す角度が約40°となるようにする。尚、モータ5は、例えば誘導モータで構成され、その回転数(回転速度)は制御装置10によって制御される。
By the way, the
又、図1に示すように、細胞洗浄遠心機1は、円形列に配置された複数の試験管8内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子14を備えている。この洗浄液分配素子14は、円形列の試験管ホルダ7を搭載するロータ6と一体に回転するようにロータ6上に構成され、該洗浄液分配素子14とロータ6は一体となって所謂細胞洗浄ロータ15を構成している。
As shown in FIG. 1, the
更に、細胞洗浄遠心機1には洗浄液分配素子14に洗浄液を供給するための洗浄液供給路16が設けられており、この洗浄液供給路16にはポンプ17が結合されている。そして、制御装置10によってポンプ17の動作電源をオン(ON)させることによって、外部の不図示の洗浄液タンクから洗浄液が洗浄液供給路16を経て細胞洗浄遠心機1の上部に配置されたノズル16aに供給される。後述する洗浄液注入工程においては、ノズル16aから下方に噴出した洗浄液14aは、ロータ6と一体に高速回転する洗浄液分配素子14の中央部内に入り、洗浄液分配素子14内で遠心力によって外周に分流され、試験管ホルダ7に保持された試験管8と同数(24本)の各流路に分岐され、洗浄液分配素子14の外周注入口14bから勢い良く各試験管8内に注入される。
Further, the
次に、細胞洗浄遠心機1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を図2及び図3に従って以下に説明する。
(1)洗浄液注入工程:
先ず、洗浄液注入工程において、図2(1)及び図3の時間(1)に示すように、予め赤血球等の生体細胞が適量収容された24本の試験管8を保持する24本の試験管ホルダ7がモータ5(ロータ6)の最高回転数(回転速度)が3000rpmに達するように加速回転されて遠心力が与えられる。すると、洗浄液(例えば、生理食塩水)14aは、遠心力によって運動エネルギーを与えられるため、モータ5の回転速度が約1000rpmとなった加速途中時点でにポンプ17の動作を開始することによって洗浄液14aが洗浄液分配素子14に注入される。そして、洗浄液14aは、遠心力によって外周に分流され、試験管ホルダ7に保持された試験管8と同数(24本)の各流路に分岐され、洗浄液分配素子14の外周から勢い良く流出する。
Next, a blood cell washing process for performing, for example, a blood transfusion test or the like by the
(1) Cleaning liquid injection process:
First, in the washing liquid injection step, as shown at time (1) in FIG. 2 (1) and FIG. 3, 24 test tubes holding 24
洗浄液分配素子14から試験管8へ注入された洗浄液14aは、洗浄液分配素子14の外側に位置する各試験管8の内壁に当たり、壁面を伝わって試験管8の底部にある細胞を浮遊させ、懸濁状態を作り出す。試験管8に適量の洗浄液14aが入ると、制御装置10によってポンプ17の動作は停止される。
The cleaning
以上の工程によって試験管8に適量の洗浄液14aが注入されると、制御装置10によってポンプ17の動作が停止され、洗浄液注入工程(1)は終了する。
(2)遠心工程:
引続き遠心工程においては、図2(2)及び図3の時間(2)に示すように、浮遊している生体細胞が試験管8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、3000rpmで35秒間高速回転させる)を継続して遠心分離を行う。そして、遠心分離後にモータ5の回転を停止させる。
(3)上澄液排出工程:
次に、上澄液排出工程において、図2(3)及び図3の時間(3)に示すように、制御装置10よって磁気素子9の磁気コイル9cに通電して磁気素子9の動作をON状態にする。これによって、磁気素子9は磁性材料から成る試験管ホルダ7を吸着して保持する。前述のように、磁気素子9の上部磁性体部材9aの外径は下部磁性体部材9bに対して若干大きく設定されているため、試験管ホルダ7は、上方に約8°放射方向に開いたほぼ垂直状態に近い状態で保持された状態で回転する。
When an appropriate amount of the cleaning liquid 14a is injected into the
(2) Centrifugal process:
In the subsequent centrifugation step, as shown in FIG. 2 (2) and time (2) in FIG. 3, floating biological cells settle on the bottom of the
(3) Supernatant discharge process:
Next, in the supernatant discharge process, as shown in FIG. 2 (3) and time (3) in FIG. 3, the
図7に示すように、上澄液排出工程におけるロータ6の回転数を約400rpmの回転に上昇させると、試験管8内の上澄液は、400rpmの回転による遠心力と慣性力の合力方向の力を受けて試験管8の内壁面を上昇する。
(4)揺動工程:
上澄液排出工程が終了すると、次の揺動工程において、図2(4)及び図3の時間(4)に示すように、モータ5は小刻みに回転と停止を繰り返す。これによって、試験管ホルダ7は、回転による遠心力で外周方向に振られ、停止と共に磁気素子9に衝突することにより揺動を与えられ、試験管8の底部に沈殿して固着した細胞塊を解す機能を果たす。
As shown in FIG. 7, when the number of rotations of the
(4) Oscillation process:
When the supernatant discharge process is completed, in the next swinging process, the
以上説明した(1)洗浄工程〜(4)揺動工程の工程を1洗浄サイクルとして、このサイクルを3〜4回繰り返すことによって試験管8内の赤血球等の生体細胞を洗浄し、抗体等の異物をより完全に分離して取り除くことができる。
The above-described steps (1) washing step to (4) rocking step are set as one washing cycle, and this cycle is repeated 3 to 4 times to wash biological cells such as red blood cells in the
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、保持手段である磁気素子9の上部磁性体部材9aと下部磁性体部材9bの外周に複数の凸部11,12をそれぞれ設けたため、これらの凸部11,12によって全ての試験管ホルダ7は図4に示すように所定の位置に保持される。このため、上澄液排出工程における洗浄液の排出量を全ての試験管8について均一にすることができ、上澄液排出工程によって各試験管8の洗浄液内に残る上澄液の量にばらつきが発生することがなく、信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる。
As apparent from the above description, according to the present invention, since the plurality of
又、図8及び図9に示すように、試験管ホルダ7とこれに保持された試験管8を上澄液排出工程におけるロータ6の回転方向に対して逆方向に傾斜させれば、遠心力と慣性力の合力方向に試験管8の開口部が傾く。このため、上澄液は、試験管8の壁面における最短の経路を通って開口部に達することとなり、最短の時間で外部へ排出され、全ての試験管8における上澄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程の処理時間を短縮して処理の効率化を図ることができる。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, if the
更に、洗浄液の使用量の軽減や洗浄サイクルの回数を少なくすることも可能となるため、省資源及び省エネルギー化並びに検査時間の短縮化も可能となる。 Furthermore, since the amount of cleaning liquid used can be reduced and the number of cleaning cycles can be reduced, it is possible to save resources, save energy, and shorten the inspection time.
1 細胞洗浄遠心機
2 筐体(フレーム)
3 ドア
4 駆動軸
5 モータ
6 ロータ
6a ロータの中心軸
7 試験管ホルダ
7a 試験管ホルダの挿入部
7b 試験管ホルダの保持底部
7c 試験管ホルダの回動部
8 試験管
8a 試験管の中心軸
9 磁気素子(保持手段)
9a 磁気素子の上部磁性体部材
9b 磁気素子の下部磁性体部材
9c 磁気素子の磁気コイル
9d,9e 磁気素子のスリップリング
10 制御装置
11,12 凸部
11a,12a 凹部
13 ボウル
14 洗浄液分配素子
14a 洗浄液
14b 洗浄液分配素子の外周注入口
15 細胞洗浄ロータ
16 洗浄液供給路
16a ノズル
17 ポンプ
1
3
9a Upper magnetic member of
Claims (6)
前記保持手段の外周に前記試験管ホルダの位置決め手段を設けたことを特徴とする細胞洗浄遠心機。 A motor as a driving source, a rotor rotated by the motor, a plurality of test tube holders rotatably mounted on the rotor, and a cleaning liquid in a plurality of test tubes held by the test tube holder In a cell washing centrifuge comprising a washing liquid distribution element to be supplied and holding means for holding the test tube holder,
A cell washing centrifuge characterized in that positioning means for the test tube holder is provided on the outer periphery of the holding means.
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JP2007331652A JP2009153389A (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Cell-washing centrifuge |
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-
2007
- 2007-12-25 JP JP2007331652A patent/JP2009153389A/en not_active Withdrawn
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