JP2018526190A

JP2018526190A - 血漿抽出器

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Publication number: JP2018526190A
Application number: JP2017563527A
Authority: JP
Inventors: シューチーホワ; ジー．ラストビッチアレクサンダー
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2036-06-07
Also published as: JP6668383B2; EP3302765A1; US20180056243A1; EP3302765B1; US10549242B2; WO2016200806A1; EP4122586A1; ES2927806T3; CN208574224U

Abstract

第１のチャンバを画定する外側ハウジング（１２）と第２のチャンバを画定する内側ハウジング（１４）とを有する、生物学的試料のための濾過セル（１０）が開示される。内側ハウジングは、第１のチャンバ内に配置されかつ外側ハウジングに対して回転可能であり、内側ハウジングの少なくとも一部分は、濾過膜（５２）を含む。内側ハウジングの回転に応じて、生物学的試料の第１の部分が第１のチャンバから第２のチャンバに入り、生物学的試料の第２の部分が第１のチャンバ内に拘束される。あるいは、濾過セルはまた、内側ハウジング内に配置された回転要素を含み得る。内側ハウジングに対する回転要素の回転に応じて、生物学的試料の第１の部分が第２のチャンバから第１のチャンバに入り、生物学的試料の第２の部分が第２のチャンバ内に拘束される。

Description

本発明は、生物学的試料を濾過するための濾過セルおよび方法に関し、具体的には、全血試料から血漿部分を濾過するための濾過セルおよび方法に関する。

関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全開示が本明細書に組み込まれている、２０１５年６月８日に出願され「ＰｌａｓｍａＥｘｔｒａｃｔｏｒＦｒｏｍＷｈｏｌｅＢｌｏｏｄ」と題した米国特許仮出願第６２／１７２，４２４号明細書の優先権を主張するものである。

従来、全血試料を遠心分離することが、全血試料から血漿を抽出するために利用されてきた。しかし、診断法、とりわけ患者近接ケア（near patient care）またはポイントオブケア（ＰＯＣ）検査における最近の動向は、この従来の技法に対する多くの課題を提示し続けている。患者近接血液検査（near patient blood testing）は、少量の収集試料、例えば毛管吸引力（capillary draw）を使用して収集された血液試料を用いて迅速に得られた検査結果を必要とすることが多い。したがって、フィルタリング、流体力学的分岐流抽出（hydrodynamic branch flow extraction）、誘電泳動分離、アコースティックフォーカシング、および磁気分離を含む他の技法が開発されてきた。しかし、それらの方法の全てが、種々の限界を有する。例えば、それらの方法の多くは、高い希釈倍数の必要性、外部ハードウェアへの依存、低い血漿収量、長い分離時間、高度の細胞汚染、および著しい試料溶血を含む、１つまたは複数の欠点を有する。

具体的には、トラックエッチド膜（track etched membrane）が、全血から血漿部分を分離するために使用されてきた。トラックエッチド膜の利点は、他の濾過膜と比較して一様な細孔サイズおよび比較的小さい表面積である。トラックエッチド膜の潜在的に低い非特異的結合特性は、心臓病患者におけるトロポニンなどの低濃度検体を検出することに対して非常に魅力的である。トラックエッチド膜を使用した直接濾過は、凝固が原因で限界があるが、接線流法（tangential flow process）は遙かに良い性能を示した。トラックエッチド膜を使用して全血から血漿を抽出するマルチパスレシプロケーティング法（multi-pass reciprocating process）は、血漿収量、細胞汚染、および分離時間に関して他の直交流の流体力学を基礎とした技法をしのぐ。しかし、システムは、光学センサを含む、複雑な出力機構および制御システムを必要とする。

したがって、患者近接ケアまたはポイントオブケア（ＰＯＣ）検査に容易に使用することができる簡易化したシステムが必要とされている。

本発明は、第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在しかつ第１のチャンバを画定する側壁を有する外側ハウジングと、第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在しかつ第２のチャンバを画定する側壁を有する内側ハウジングとを備える、生物学的試料のための濾過セルを対象とする。内側ハウジングは、第１のチャンバ内に配置されかつ外側ハウジングに対して回転可能であり、内側ハウジングの少なくとも一部分は、濾過膜を含む。濾過膜は、外側ハウジングに対する内側ハウジングの回転に応じて生物学的試料の第１の部分が第１のチャンバから第２のチャンバに入ることを可能にするように構成されかつ生物学的試料の第２の部分が第１のチャンバ内に拘束されるように構成される。
濾過セルは、外側ハウジングの第１の端部と内側ハウジングの第１の端部とをシールするクロージャをさらに含み得る。

外側ハウジングに対する内側ハウジングの回転により、内側ハウジングの濾過膜上で、第１のチャンバに収容された生物学的試料の接線流が生じる。内側ハウジングの回転軸は、外側ハウジングの中心軸と同軸であってもよく、または、内側ハウジングの回転軸は、外側ハウジングの中心軸からオフセットされていてもよい。回転は、内側ハウジングに作用する付勢部材によって提供されてもよい。付勢部材は、ばねであってもよい。特定の実施形態では、内側ハウジングは、外側ハウジングの中心軸に平行な方向に移動可能とされ得る。

特定の実施形態では、第１のチャンバ内に正圧を導入するかまたは第２のチャンバ内に真空状態を作り出すことにより、濾過膜を挟んで圧力差が作り出される。

特定の実施形態では、外側ハウジング側壁の内表面が、溝を含み、および／または、生物学的試料を受け入れるためのポートを含む。

濾過セルは、外側ハウジングの側壁の内部表面と内側ハウジングの側壁の外部表面との間に通気性液体シールをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態では、外側ハウジングの第１の端部から外側ハウジングの第２の端部までの距離は、外側ハウジングの直径よりも大きい場合があり、内側ハウジングの第１の端部から内側ハウジングの第２の端部までの距離は、内側ハウジングの直径よりも大きい場合がある。他の実施形態では、外側ハウジングの第１の端部から外側ハウジングの第２の端部までの距離は、外側ハウジングの直径よりも小さい場合があり、内側ハウジングの第１の端部から内側ハウジングの第２の端部までの距離は、内側ハウジングの直径よりも小さい場合がある。

特定の実施形態では、濾過膜は、トラックエッチド膜であり得る。他の実施形態では、濾過膜は、繊維膜であり得る。

本発明はまた、生物学的試料を濾過する方法を対象にする。生物学的試料が、上述のような濾過セルの第１のチャンバに入れられる。濾過セルの内側ハウジングが外側ハウジングに対して回転され、濾液が第２のチャンバ内に収集される。

特定の実施形態では、第１のチャンバ内に正圧を導入するかまたは第２のチャンバ内に真空状態を作り出すことにより、濾過膜を挟んで圧力差が作り出され得る。他の実施形態では、内側ハウジングは、それが回転されている間、外側ハウジングの中心軸に平行な方向に移動され得る。

付勢部材が、内側ハウジングを外側ハウジングに対して回転的に付勢してもよい。付勢部材は、圧縮ばねまたはねじりばねであってもよい。係合要素が、付勢部材を付勢された位置に保持してもよく、また、係合要素および付勢部材の解放が、内側ハウジングに回転力を提供してもよい。

本発明はまた、第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在しかつ第１のチャンバを画定する側壁を有する外側ハウジングと、第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在しかつ第２のチャンバを画定する側壁を有する内側ハウジングと、外側ハウジングおよび内側ハウジングに対して回転可能な回転要素とを含む、生物学的試料のための濾過セルを対象とする。内側ハウジングは、第１のチャンバ内に配置され、回転要素は、第２のチャンバ内に配置される。内側ハウジングの少なくとも一部分は、濾過膜である。濾過膜は、外側ハウジングに対する内側ハウジングの回転に応じて生物学的試料の第１の部分が第２のチャンバから第１のチャンバに入ることを可能にするように構成されかつ生物学的試料の第２の部分を第２のチャンバ内に拘束するように構成される。濾過セルは、外側ハウジングの第１の端部と内側ハウジングの第１の端部とをシールするクロージャをさらに含み得る。

内側ハウジングに対する回転要素の回転により、内側ハウジングの濾過膜上で、第２のチャンバに収容された生物学的試料の接線流が生じる。回転要素の回転軸は、内側ハウジングの中心軸と同軸であってもよく、または、回転要素の回転軸は、内側ハウジングの中心軸からオフセットされていてもよい。回転は、回転要素に作用する付勢部材によって提供されてもよい。付勢部材は、圧縮ばねまたはねじりばねであってもよい。特定の実施形態では、回転要素は、外側ハウジングの中心軸に平行な方向に移動可能とされ得る。

特定の実施形態では、第２のチャンバ内に正圧を導入するかまたは第１のチャンバ内に真空状態を作り出すことにより、濾過膜を挟んで圧力差が作り出され得る。

特定の実施形態では、外側ハウジング側壁は、生物学的試料の濾過された部分を抽出するためのポートを含み得る。他の実施形態では、回転要素は、溝を含み得る。

濾過セルは、外側ハウジングの側壁の内部表面と内側ハウジングの側壁の外部表面との間に通気性液体シールをさらに含み得る。

本発明はまた、生物学的試料を濾過する方法を対象とする。生物学的試料が、上述のような濾過セルの第２のチャンバに入れられる。濾過セルの回転要素が内側ハウジングに対して回転され、濾液が第１のチャンバ内に収集される。

特定の実施形態では、第２のチャンバ内に正圧を導入するかまたは第１のチャンバ内に真空状態を作り出すことにより、濾過膜を挟んで圧力差が作り出され得る。他の実施形態では、回転要素は、それが回転されている間、内側ハウジングの中心軸に平行な方向に移動され得る。

付勢部材が、回転要素に回転力を提供してもよい。付勢部材は、圧縮ばねまたはねじりばねであってもよい。係合要素が、付勢部材を付勢された位置に保持してもよく、また、係合要素および付勢部材の解放が、回転要素に回転力を提供してもよい。

本発明による濾過セルの第１の実施形態の部分的に透明な側面図である。図１の濾過セルの外側ハウジングおよびクロージャの部分的に透明な側面図である。図１の濾過セルの内側ハウジングの側面図である。図２の外側ハウジングに受容される代替的な内側ハウジングの側面図である。内部の間隔を示す、図３Ａの内側ハウジングの側面図である。図３Ａの内側ハウジングの上面図である。圧縮したばねによる駆動機構を有する本発明による濾過セルの第２の実施形態の、解放前状態における部分的に透明な側面図である。圧縮したばねによる駆動機構を有する本発明による濾過セルの第２の実施形態の、解放後状態における部分的に透明な側面図である。ねじりばねによる駆動機構を有する本発明による濾過セルの第３の実施形態の、解放前状態における部分的に透明な側面図である。ねじりばねによる駆動機構を有する本発明による濾過セルの第３の実施形態の、解放後状態における部分的に透明な側面図である。

本発明は、生物学的試料の１つの成分または小部分を試料の別の成分または小部分から分離する目的のための、生物学的試料のための濾過セル、および生物学的試料を濾過する方法を対象とする。１つの構成では、生物学的試料は、そこから血漿部分が分離される全血を含み得る。

図１〜５Ｂに示すように、濾過セル１０は、外側ハウジング１２、内側ハウジング１４、およびクロージャ１６を含む。

外側ハウジング１２は、開いている第１の端部１８、閉じている第２の端部２０、およびそれらの間に延在する側壁２２を有し得る。側壁２２は、第１のチャンバ２４を画定する。外側ハウジングは、任意の適切な形状をとることができるが、実質的に円筒形であることが好ましい。

内側ハウジング１４は、第１の端部２６、第２の端部２８、およびそれらの間に延在する側壁３０を有し得る。側壁３０は、第２のチャンバ３２を画定する。内側ハウジング１４は、任意の適切な形状をとることができるが、外側ハウジング１２内に好意的に受け入れられる形状とされることが好ましい。内側ハウジング１４は、フィルタリング部分３４、軸部分３６、および延長部分３８の、３つの部分を有し得る。内側ハウジング１４のフィルタリング部分３４および軸部分３６の少なくとも一部は、外側ハウジング１２の第１のチャンバ２４内に配置され得る。

クロージャ１６は、フランジ部分４０と、フランジ部分４０を通過しかつ第１の端部４４および第２の端部４６を有する中央通路４２とを備える。フランジ部分４０は、外側ハウジング１２の第１の開いている端部１８に取り外し可能に接続されるように構成される。クロージャ１６と外側ハウジング１２との間の接続は、ねじ式接続およびスナップ嵌め接続を含むがこれらに限定されない任意の適切な形態をとることができる。

クロージャ１６が外側ハウジング１２に接続されると、中央通路４２の第１の端部４４は、クロージャ１６のフランジ部分４０の上方および外側ハウジング１２の第１のチャンバ２４の外側に延在し、中央通路４２の第２の端部４６は、フランジ部分４０の下方および外側ハウジング１２の第１のチャンバ２４の内側に延在する。内側ハウジング１４の軸部分３６は、クロージャ１６の中央通路４２を通って延在する。少なくとも内側ハウジング１４の延長部分３８、および任意で内側ハウジング１４の軸部分３６の一部分は、中央通路４２の第１の端部４４を越えて延在する。このようにして、クロージャ１６は、内側ハウジング１４が外側ハウジング１２内に少なくとも部分的に受け入れられた状態で、外側ハウジング１２の第１の開いている端部１８および内側ハウジング１４の第１の端部２６を閉じて、それらを互いに対して固定された位置に保持する。

図１および２に示すように、クロージャ１６の中央通路４２の第２の端部４６に環状のシール４８が設けられて、外側ハウジング１２の側壁２２の内表面５０とクロージャ１６との間にシールを提供し得る。あるいは、環状のシール４８は、外側ハウジング１２の側壁２２の内表面５０に隣接して設けられて、外側ハウジング１２の側壁２２の内表面５０とクロージャ１６との間にシールを提供してもよい。環状のシール４８はまた、内側ハウジング１４の軸部分３６の周りにシールを提供してもよい。シール４８は、通気性のものであってよく、また、疎水性多孔質材料のものか、または単に液体障壁として働く最小限の間隙を有する疎水性表面であってもよい。

内側ハウジング１４のフィルタリング部分３４は、側壁３０内に少なくとも１つの濾過膜５２を含む。使用に際して、少なくとも２つの成分に分離されるように意図された生物学的標本が、外側ハウジング１２の側壁２２の内表面５０と内側ハウジング１４の外表面５４との間に画定された初期試料受入空間にある第１のチャンバ２４内に提供され得る。本明細書で論じられるように、濾過セル１０の少なくとも一部分を回転させると、第１のチャンバ２４内に保持された生物学的標本の一部が、第１のチャンバ２４から濾過膜５２を通って、内側ハウジング１４の内部に画定された第２のチャンバ３２に入ることができる。図１、３、３Ａ、および４Ａ〜５Ｂに示すように、複数の濾過膜５２が設けられてもよい。

濾過膜５２は、繊維膜およびトラックエッチド膜を含むがこれらに限定されない、生物学的試料を濾過することが可能な任意の適切な材料から作られ得る。例えば、濾過膜４８は、個別の細孔を含んだ薄いフィルムを備えるトラックエッチド膜から作られてもよい。特定の実施形態では、フィルムは、細孔のサイズおよび密度の向上された制御を提供する、荷電粒子の衝撃または照射と化学エッチングとの組み合わせを通じて形成され得る。より具体的には、濾過膜５２は、ポリカーボネートトラックエッチド膜（ＰＣＴＥ膜）とすることができる。特定の構成では、トラックエッチド膜が、約１０〜１２μｍの厚さを有し得る。他の構成では、繊維膜が、＞１００μｍの厚さを有し得る。多くの試料分離手順において、膜が薄くなるほど、必要とされる初期試料採取量が少なくなる。

本明細書では、内側ハウジング１４、具体的にはフィルタリング部分３４が、ハウジング要素により濾過膜５２が支持される多くの異なる構成を有し得ることが、意図されている。内側ハウジング１４は、濾過膜５２を支持する様々な開口部を含むことができ、濾過膜５２を越えて、生物学的標本の成分が、生物学的試料の少なくとも別の成分を拘束している間に通過し得る。１つの構成では、濾過膜５２は、全血標本の残りの部分を拘束している間に全血標本の血漿部分が濾過膜５２を通過することを可能にする。図３に具体的に示すように、内側ハウジング１４は、垂直に配置された複数のくぼみ７０、またはフィルタリング部分３４の側壁３０内に配置された非切開チャネルを含む。濾過膜５２は、隣接する支持領域７２により、くぼみ７０を越えて支持される。１つの実施形態では、少なくとも１つのくぼみ７０の底端部７６に開口７４が設けられる。１つの構成では、各くぼみ７０の底端部７６に開口７４が設けられる。血漿などの生物学的試料の第１の成分が濾過膜５２を越えて分離されると、血漿などの分離された成分は、チャネルのように働くくぼみ７０に沿って流れて、開口７４へ方向づけられる。分離された血漿は、開口７４を通過して、内側ハウジング１４の内部に配置された第２のチャンバ３２内に収集される。１つの構成では、１つの構成では、濾過膜５２は、くぼみ７０および開口７４の両方にわたって配置される。さらなる構成では、濾過膜５２は、フィルタリング部分３４のほとんどの部分、例えば全体に巻き付けられて、支持領域７２によって支持される。

あるいは、くぼみ７０は、くぼみ７０の一部分または全体に沿って延在するスリットまたは垂直開口部を備え得る。スリットは、血漿が濾過膜５２によって分離された後でそれが内側ハウジング１４の内部に配置された第２のチャンバ３２に入ることを可能にするために、開口７４と同じように機能する。

さらなる構成では、図３Ａ〜３Ｃに示すように、内側ハウジング１４は、水平に配置された複数のくぼみ８０または側壁３０内に配置された非切開チャネルを含むフィルタリング部分３４を具備する。水平に配置されたくぼみ８０に隣接して、垂直に配置された開口８２または切開チャネルも複数配置される。１つの構成では、内側ハウジング１４は、垂直に配置された１つの開口８２を含む。さらなる構成では、内側ハウジング１４は、垂直に配置された２つの開口８２を含む。なおもさらなる構成では、内側ハウジング１４は、垂直に配置された複数の開口８２を含む。垂直に配置された開口８２は、上述のような開口７４と同様に機能して、濾過膜５２によって分離された血漿がそれを通って内側ハウジング１４の内部の第２のチャンバ３２に入ることを可能にする。水平に配置されたくぼみ８０は、血漿が水平に配置されたくぼみ８０を通って垂直に配置された開口８２に自由に流れ込むことができるように、垂直に配置されたくぼみ８０で終端するように意図されている。１つの構成では、水平に配置されたくぼみ８０は、水平に配置された支持要素８６に隣接して画定される。これらの支持要素８６は、フィルタリング部分３４のほぼ全周に沿ってなど、フィルタリング部分３４の周囲のほとんどに沿って濾過膜５２を支持する。

外側ハウジング１４は、側壁２２にポート５６を、または閉じている第２の端部２０にポート５６Ａを含んで、分離を意図された生物学的標本が外側ハウジング１２の側壁２２の内表面５０と内側ハウジング１４の外表面５４との間の第１のチャンバ２４に入れられることを可能にすることができる。ポート５６は、栓を含むがこれに限定されない取り外し可能なクロージャによって閉じられ得る。外側ハウジング１４はまた、試料安定剤などと生物学的標本との混合を促進するために、外側ハウジングの側壁２２の内表面５０上の溝を含み得る。

濾過膜５２の全域で分離をもたらすために、内側ハウジング１４および外側ハウジング１２の少なくとも一方は、内側ハウジング１４および外側ハウジング１２のもう一方に対して回転可能である。内側ハウジング１４および外側ハウジング１２の一方を内側ハウジング１４および外側ハウジング１２のもう一方に対して回転させることにより、回転する流体の力がもたらされ、それにより、第１のチャンバ２４内に受け入れられた標本が濾過膜５２に接触すること、および、血漿などの標本の成分が濾過膜５２を押し通されることが可能になる。

外側ハウジング１２に対する内側ハウジング１４の回転は、内側ハウジング１４または外側ハウジング１２を回転させることによって生じ得る。内側ハウジング１４または外側ハウジング１２の回転は、空気動力モータ、電気モータ、空気圧モータ、および機械モータを含むがこれらに限定されない任意の適切な手段を使用して達成され得る。任意選択で、そのようなモータは、電池式であってもよい。図４Ａおよび４Ｂに示すような圧縮したばね５８、または図５Ａおよび５Ｂに示すようなねじりばね６０が、使用されてもよい。あるいは、内側ハウジング１４または外側ハウジング１２は、手動で回転されてもよい。内側ハウジング１４が回転される場合、回転デバイスは内側ハウジング１４の延長部分３８に取り付けられ得るが、外側ハウジング１２は固定位置に保持される。あるいは、外側ハウジング１２が回転される場合、回転デバイスは外側ハウジング１２に取り付けられ得るが、内側ハウジング１４は固定位置に保持される。外側ハウジング１２に対する内側ハウジング１４の回転は、図１および４Ａ〜５Ｂに示すように同軸であってもよいし、非同軸であってもよい。

任意選択で、内側ハウジング１４は、その長手軸６２に平行な方向に上下運動で移動され得る。

第１のチャンバ２４内に正圧を導入するかまたは第２のチャンバ３２内に真空状態を作り出すことにより膜間圧を提供しかつ調整するために、圧力ユニット６６が接続され得る開口部６４が、外側ハウジング１２に、または第１のチャンバ２４もしくは第２のチャンバ３２内までクロージャ１６を貫いて、設けられ得る。

使用に際して、試料、例えば全血が、外側ハウジング１２の側壁２２の内表面５０と内側ハウジング１４の外表面５４との間の第１のチャンバ２４に入れられる。内側ハウジング１４が外側ハウジング１２に対して回転されるか、または外側ハウジング１２が内側ハウジング１４に対して回転されることにより、濾過膜５２上での試料の接線流が生じる。回転中および内側ハウジング１４の濾過膜５２上での試料の移動中に、試料の一部、例えば全血試料の血漿部分が、濾過膜５２を通過して第２のチャンバ３２に入る。

別の実施形態では、濾過セルは、外側ハウジングおよび内側ハウジングが円盤形状を有するように、外側ハウジングの直径よりも小さい外側ハウジングの第１の開いている端部から外側ハウジングの第２の閉じている端部までの距離と、内側ハウジングの直径よりも小さい内側ハウジングの第１の端部から内側ハウジングの第２の端部までの距離とを有し得る。この実施形態では、濾過膜は、濾過部分および延長部分を含む、内側ハウジングの第２の端部上に含まれる。延長部分は、内側ハウジングの第１の端部から延在する。

別の実施形態では、濾過セルは、図１〜５Ｂに示した濾過セル１０に非常に似ている。濾過セルは、外側ハウジング、内側ハウジング、クロージャ、および回転要素を含む。この第２の実施形態に対して本明細書で特定される全ての要素は、上述のそれらと同一である。

外側ハウジングは、開いている第１の端部、閉じている第２の端部、およびそれらの間に延在する側壁を有し得る。側壁は、第１のチャンバを画定する。外側ハウジングは、任意の適切な形状をとることができるが、円筒形であることが好ましい。

内側ハウジングは、第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在する側壁を有する。側壁は、第２のチャンバを画定する。内側ハウジングは、任意の適切な形状をとることができるが、円筒形であることが好ましい。内側ハウジングは、外側ハウジングの第１のチャンバ内に配置される。

クロージャは、フランジ部分と、フランジ部分を通過しかつ第１の端部および第２の端部を有する中央通路とを備える。フランジ部分は、外側ハウジングの第１の開いている端部に取り外し可能に接続されるように構成される。クロージャと外側ハウジングとの間の接続は、ねじ式接続およびスナップ嵌め接続を含むがこれらに限定されない任意の適切な形態をとることができる。

回転要素は、第１の端部および第２の端部を有することができ、かつ、円筒形を含むがこれに限定されない任意の適切な形状をとることができる。

クロージャが第１のハウジングに接続されると、中央通路の第１の端部は、クロージャのフランジ部分の上方および外側ハウジングの第１のチャンバの外側に延在し、中央通路の第２の端部は、フランジ部分の下方および外側ハウジングの第１のチャンバの内側に延在する。回転要素の第１の端部は、クロージャの中央通路を通って延在し、回転要素の第２の端部は、第２のチャンバ内に配置される。

内側ハウジングは、第２のチャンバに入れられた生物学的試料の少なくとも一部が第２のチャンバから濾過膜を通過して第１のチャンバに移動することができるように、側壁に少なくとも１つの濾過膜を含む。複数の濾過膜が設けられてもよい。

外側ハウジングは、側壁または閉じている第２の端部にポートを含んで、第１のチャンバから濾液が除去されることを可能にすることができる。ポートは、栓を含むがこれに限定されない取り外し可能なクロージャによって閉じられ得る。

回転要素は、外側ハウジング、内側ハウジング、およびクロージャに対して回転可能である。内側ハウジングに対する回転要素の回転は、電気モータ、空気圧モータ、および機械モータを含むがこれらに限定されない任意の適切な手段を使用して達成され得る。そのようなモータは、電池式であってもよい。圧縮したばね、またはねじりばねが使用されてもよい。あるいは、回転要素は手動で回転されてもよい。

任意選択で、回転要素は、その長手軸に平行な方向に上下運動で移動され得る。

第２のチャンバ内に正圧を導入するかまたは第１のチャンバ内に真空状態を作り出すことにより膜間圧を提供しかつ調整するために、圧力ユニットが接続され得る開口部が、外側ハウジングに、または第１のチャンバもしくは第２のチャンバ内までクロージャを貫いて、設けられ得る。

使用に際して、試料、例えば全血が、第２のチャンバに入れられる。回転要素が内側ハウジングに対して回転されることにより、濾過膜上での試料の接線流が生じる。回転中および内側ハウジングの濾過膜上での試料の移動中に、試料の一部、例えば全血試料の血漿部分が、濾過膜を通過して第１のチャンバに入る。

別の実施形態では、濾過セルは、濾過セルが円盤形状を有するように、外側ハウジングの直径よりも小さい外側ハウジングの第１の開いている端部から外側ハウジングの第２の閉じている端部までの距離と、内側ハウジングの直径よりも小さい内側ハウジングの第１の端部から内側ハウジングの第２の端部までの距離と、回転要素の直径よりも小さい回転要素の第１の端部から回転要素の第２の端部までの距離とを有し得る。この実施形態では、濾過膜は、内側ハウジングの第２の端部上に含まれる。

本開示のデバイスの特定の実施形態が詳細に説明されたが、それらの詳細に対する様々な修正形態および代替形態が本開示の教示全体を踏まえて開発され得ることが、当業者によって理解されるであろう。したがって、開示された具体的な構成は、単に例示となるように意図されたものであり、添付の特許請求の範囲の全容およびそのあらゆる均等物を与えられる本開示のデバイスの範囲を限定するものとして意図されたものではない。

Claims

生物学的試料のための濾過セルであって、
第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在する側壁を有する外側ハウジングであって、前記側壁が第１のチャンバを画定する外側ハウジングと、
第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在する側壁を有する内側ハウジングであって、前記側壁が第２のチャンバを画定し、前記第１のチャンバ内に配置されかつ前記外側ハウジングに対して回転可能である内側ハウジングと
を備え、
前記内側ハウジングの少なくとも一部分は濾過膜を備える濾過セル。
前記濾過膜は、前記外側ハウジングに対する前記内側ハウジングの回転に応じて前記生物学的試料の第１の部分が前記第１のチャンバから前記第２のチャンバに入ることを可能にするように構成されかつ前記生物学的試料の第２の部分を前記第１のチャンバ内に拘束するように構成される請求項１に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングの前記第１の端部と前記内側ハウジングの前記第１の端部とをシールするクロージャをさらに備える請求項１に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングに対する前記内側ハウジングの回転により、前記内側ハウジングの前記濾過膜上で、前記第１のチャンバに収容された前記生物学的試料の接線流が生じる請求項１に記載の濾過セル。
前記第１のチャンバ内に正圧を導入することにより前記濾過膜を挟んで圧力差が作り出される請求項１に記載の濾過セル。
前記内側ハウジングは、前記第２のチャンバ内まで延在する少なくとも１つの開口を備え、前記濾過膜は前記開口上に配置される請求項１に記載の濾過セル。
前記内側ハウジングは、前記開口に隣接した少なくとも１つのくぼみを備える請求項６に記載の濾過セル。
前記濾過膜の少なくとも一部分を支持するために前記くぼみに隣接した少なくとも１つの支持領域をさらに備える請求項７に記載の濾過セル。
前記内側ハウジングの回転軸は前記外側ハウジングの中心軸と同軸である請求項１に記載の濾過セル。
前記内側ハウジングの回転軸は前記外側ハウジングの中心軸からオフセットされている請求項１に記載の濾過セル。
前記内側ハウジングは前記外側ハウジングの中心軸に平行な方向に移動可能である請求項１に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングは、前記生物学的試料を受け入れるためのポートをさらに備える請求項１に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングの前記側壁の内部表面と前記内側ハウジングの前記側壁の外部表面との間に通気性液体シールをさらに備える請求項１に記載の濾過セル。
前記内側ハウジングを前記外側ハウジングに対して回転的に付勢する付勢部材をさらに備える請求項１に記載の濾過セル。
前記付勢部材は圧縮ばねまたはねじりばねである請求項１４に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングの前記第１の端部から前記外側ハウジングの前記第２の端部までの距離は前記外側ハウジングの直径よりも大きく、前記内側ハウジングの前記第１の端部から前記内側ハウジングの前記第２の端部までの距離は前記内側ハウジングの直径よりも大きい請求項１に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングの前記第１の端部から前記外側ハウジングの前記第２の端部までの距離は前記外側ハウジングの直径よりも小さく、前記内側ハウジングの前記第１の端部から前記内側ハウジングの前記第２の端部までの距離は前記内側ハウジングの直径よりも小さい請求項１に記載の濾過セル。
前記濾過膜はトラックエッチド膜または繊維膜である請求項１に記載の濾過セル。
生物学的試料のための濾過セルであって、
第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在する側壁を有する外側ハウジングであって、前記側壁が第１のチャンバを画定する外側ハウジングと、
第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在する側壁を有する内側ハウジングであって、前記側壁が第２のチャンバを画定し、前記第１のチャンバ内に配置される内側ハウジングと、
前記外側ハウジングおよび前記内側ハウジングの少なくとも一方と係合されて前記外側ハウジングおよび前記内側ハウジングの少なくとも一方を前記外側ハウジングおよび前記内側ハウジングのもう一方に対して回転させるための回転要素と
を備え、
前記内側ハウジングの少なくとも一部分は濾過膜である濾過セル。
前記濾過膜は、前記回転要素の回転に応じて前記生物学的試料の第１の部分が前記第１のチャンバから前記第２のチャンバに入ることを可能にするように構成されかつ前記生物学的試料の第２の部分を前記第２のチャンバ内に拘束するように構成される請求項１９に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングの前記第１の端部と前記内側ハウジングの前記第１の端部とをシールするクロージャをさらに備える請求項１９に記載の濾過セル。
前記第２のチャンバ内に正圧を導入することにより前記濾過膜を挟んで圧力差が作り出される請求項１９に記載の濾過セル。
前記内側ハウジングは、前記第２のチャンバ内まで延在する少なくとも１つの開口を備え、前記濾過膜は前記開口上に配置される請求項１９に記載の濾過セル。
前記内側ハウジングは、前記開口に隣接した少なくとも１つのくぼみを備える請求項２３に記載の濾過セル。
前記濾過膜の少なくとも一部分を支持するために前記くぼみに隣接した少なくとも１つの支持領域をさらに備える請求項２４に記載の濾過セル。
前記回転要素の回転軸は前記内側ハウジングの中心軸と同軸である請求項１９に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングは、前記生物学的試料の濾過された部分を抽出するためのポートをさらに備える請求項１９に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングの前記側壁の内部表面と前記内側ハウジングの前記側壁の外部表面との間に通気性液体シールをさらに備える請求項１９に記載の濾過セル。
前記回転要素に回転力を提供する付勢部材をさらに備える請求項１９に記載の濾過セル。
前記付勢部材はばねである請求項２９に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングの前記第１の端部から前記外側ハウジングの前記第２の端部までの距離は前記外側ハウジングの直径よりも大きく、前記内側ハウジングの前記第１の端部から前記内側ハウジングの前記第２の端部までの距離は前記内側ハウジングの直径よりも大きい請求項１９に記載の濾過セル。
前記外側ハウジングの前記第１の端部から前記外側ハウジングの前記第２の端部までの距離は前記外側ハウジングの直径よりも小さく、前記内側ハウジングの前記第１の端部から前記内側ハウジングの前記第２の端部までの距離は前記内側ハウジングの直径よりも小さい請求項１９に記載の濾過セル。
前記濾過膜はトラックエッチド膜を含む請求項１９に記載の濾過セル。
前記濾過膜は繊維膜を含む請求項１９に記載の濾過セル。
生物学的試料を濾過する方法であって、
濾過セルを用意するステップであって、前記濾過セルが、
第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在する側壁を有する外側ハウジングであって、前記側壁が第１のチャンバを画定する外側ハウジングと、
第１の端部、第２の端部、およびそれらの間に延在する側壁を有する内側ハウジングであって、前記側壁が第２のチャンバを画定し、前記第１のチャンバ内に配置されかつ前記外側ハウジングに対して回転可能である内側ハウジングと
を備え、
前記内側ハウジングの一部分は生物学的試料の一部が前記第１のチャンバから前記第２のチャンバに入ることを可能にするように構成された透過膜であるステップと、
前記生物学的試料を前記第１のチャンバに入れるステップと、
前記内側ハウジングを前記外側ハウジングに対して回転させるステップと、
前記生物学的試料の分離された部分を前記第２のチャンバ内に収集するステップと
を含む方法。
前記第１のチャンバ内に正圧を導入することにより前記透過膜を挟んで圧力差を作り出すステップをさらに含む請求項３５に記載の方法。