JP2019179016A - 試料分離デバイス、及び試料分離方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、遠心分離後の対象液体成分をより多く採取することを可能にする技術を提供するものである。
分離対象の試料を試料分離デバイスに導入する試料導入部と、
試料導入部と接続された液面規定部と、
液面規定部と接続された第1分離部と、
第1分離部と接続された第2分離部と、
第2分離部と接続された第3分離部と、
第3分離部を含み、第3分離部と接続されている液体取出部と、を備え、
少なくとも第1分離部と第2分離部とによって管状流路が形成され、
試料導入部の開口と液体取出部の開口とは、同一方向を向いており、
第1分離部は、分離後の試料には重力と当該重力とは反対方向に生じる毛管力とが作用するように構成され、
液面規定部の水平断面積は、第1分離部の水平断面積よりも大きく、分離後の試料が前記毛管力によって液面規定部の最下部に到達したときに分離後の試料に対する毛管力の作用を低下させるように構成される、試料分離デバイスである。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
(i)全体構成
図1は、本開示の実施形態で用いられる遠心分離機10の概略構成例を示す図である。図1Aは、遠心分離機10の外観を示す図である。遠心分離機10は、筺体11と、筺体11に収容され、回転軸12を中心に回転するローター13と、を備えている(図1A参照)。
図2は、遠心分離機10の別形態によるローター13の概略構成例を示す図である。図2Aは、当該別形態のローター13の外観を示す図である。
図3は、本開示の実施形態による試料分離デバイス100の構成例を示す図である。図3A〜図3Dは、導入した血液(試料)が各血球成分に分離される前の過程を示している。
図4は、試料分離の手順を説明するためのフローチャートである。図3及び4を用いて、血球分離の手順の各工程について説明する。
図3Bに示すように、流路の左側の試料導入口103から一定量の血液(試料)105を導入する。導入される血液105の量は、例えば、試料分離デバイス100の管(流路)サイズによって予め決められる。
血液を導入した試料分離デバイス100を、図1もしくは図2に示すローター13にセットする。その際、試料分離デバイス(U字型流路)100の底面がバケット22の底面側に来るように配置する。
遠心分離機10のローター13を回転させる。遠心分離機10のローター13を回転させると、試料分離デバイス100にはU字型流路の底面方向に遠心力が加わる。すると、図3Cに示されるように、血液はU字型流路の下側に移動し、血液上面は左側と右側の流路で等しい高さに位置する。右側の流路幅のほうが広いので、右側の流路により多くの血液が存在する。
遠心分離機10のローター13の回転数を増加させ遠心力をさらに強める。すると、図3Dに示されるように、血球106と血漿107及び108が分離し、血球と血漿の界面は左側と右側の流路で等しい高さに位置するようになる。
遠心分離機10のローター13の回転を停止させる。右側の流路幅の方が広いので、右側の流路により多くの血漿108が存在する。回転を停止させた後、右側の流路に存在する血漿108を採取し、分析に用いる。
以下、上述の試料分離デバイス100の各実施例について説明する。
図5は、実施例1に係る非対称U字型流路(J字型流路)を用いた血球分離デバイス201の構成例を示す図である。図5Aは血球分離デバイス201の外観構成例を示す図である。図5Bは、血球分離デバイス201の断面を示す図である。
図6は、血球分離デバイス201を用いた血球分離の手順を示す図である。図4及び6を参照して、血球分離の各工程について説明する。
まず、血液導入口204から血液301を導入する。図6Aでは、毛管力により細管部202が満たされるまで血液を導入した場合が示されている。ただし、導入する血液301の量は適宜変わるものである。なお、血液301は、シリンジなどで一定量を導入しても良い。
遠心分離機10のローター13に、血液301を導入した血球分離デバイス201をセットする。図1に示される遠心分離機10のローター13を採用する場合には、血球分離デバイス201は水平にした状態でセットされる。一方、図2に示されるスイング式のローター13を採用する場合には、図6の紙面下方向を下にして(ローター13の回転盤21と垂直な方向に)血球分離デバイス201をバケット22にセットする。
遠心分離機10のローター13を回転させる。例えば、500g相当の回転により遠心力を印加すると良い。血球分離デバイス201には、図6の紙面下方向に(ローター13の回転盤21と水平な方向に)遠心力が印加される。
ステップ403の状態(図6B参照)でローター13の回転数を増大させ、遠心力を強める(例えば、1,100g相当)。すると、血液は分離し始める。
遠心分離機10のローター13の回転を停止させる。すると、図6Cに示されるように、血液は、血球302と血漿303及び304にはっきりと分離される。
図15は、実施例2に係る血球分離デバイス1401の一構成例を示す図である。血球分離デバイス1401は、実施例1(図5)と同様に、J字型をした細管部1402と、細管部1402と接続され、細管部1402より太い(断面積が大きい)直管部1403と、を備えている。ただし、実施例1との違いは、直管部1403の水平断面が楕円形状をなしている点である。
図16は、実施例3に係る血球分離デバイス1601の一構成例を示す図である。血球分離デバイス1601は、実施例1(図2)と同様に、J字型をした細管部1602と、細管部1602に接続され、細管部1602より太い(断面積が大きい)直管部1603と、キャピラリー採血管1605を血球分離デバイス1601に接続するための窪み1604と、を備えている。窪み1604には、キャピラリー採血管1605を着脱自在に取り付ける(セットする)ことができるようになっている。すなわち、キャピラリー採血管1605がセットされた状態で、実質的に実施例1(図2)に係る血球分離デバイス201と同様の構成かつ機能を発揮することができるようになっている。
(i)本開示による試料分離デバイスを用いて試料(例えば、血液)を各液体成分(血球、血漿、及び血清)に分離すれば、試料の上面が遠心力の働く方向に垂直な面となるため、断面積の大きな流路側により多くの液体成分が集まることになる。その結果、断面積の大きな流路側に半分以上の所望の液体成分(例えば、血漿)を溜めることができる。この断面積の大きな側で得られた所望の液体成分(血漿)を分析に用いることで、従来法よりも多くの所望の液体成分(血漿)を分析に用いることができるようになる。結果として、必要な試料(血液)の量を低減することができ、ひいては試料を提供する者(血液を採取される患者など)の負担を軽減することできるようになる。
分離対象の試料を前記試料分離デバイスに導入する試料導入部(採血部)と、
試料導入部と所接続された液面規定部(径変化部)と、
液面規定部と接続された第1分離部(分離部A)と、
第1分離部と接続された第2分離部(分離部B)と、
第2分離部と接続された第3分離部(分離部C)と、
第3分離部を含み、第3分離部と接続されている液体取出部(血漿取出部)と、を備え、
少なくとも第1分離部と第2分離部とによって管状流路が形成され、
試料導入部の開口と前記液体取出部の開口とは、同一方向を向いており、
第1分離部は、分離後の試料には重力と当該重力とは反対方向に生じる毛管力とが作用するように構成され、
液面規定部の水平断面積は、第1分離部の水平断面積よりも大きく、分離後の試料が前記毛管力によって前記液面規定部の最下部に到達したときに前記分離後の試料に対する前記毛管力の作用を低下させるように構成される、試料分離デバイスについて開示する。このような構成を有する試料分離デバイスを用いることにより、試料分離後に試料がせり上がってしまって取り出せる分離後試料(例えば、血漿)の分量が所望の量に満たないという事態を回避することができるようになる。なお、試料導入部の開口と前記液体取出部の開口とは、同一方向を向いているため、当該試料分離デバイスはほぼ垂直な状態(図13において、採血部が上で分離部AおよびBが下となる状態)で遠心分離機にセットされることが前提である。つまり、当該試料分離デバイスは水平状態(図13において、採血部、液面規定部、分離部AからC、血漿取出部が同一の高さに置かれた状態)にして用いられるのではなく、当該デバイスの分離部(流路)に収容される試料に重力が作用するように当該デバイスは使用される。
当該試料分離デバイスにおいて、少なくとも第1分離部と第2分離部とによってU字形状或いはJ字形状の流路が形成されるようにすることが好ましい。
分離対象の試料を試料分離デバイスに導入する試料導入部と、試料導入部と接続された液面規定部と、液面規定部と接続された第1分離部と、第1分離部と接続された第2分離部と、第2分離部と接続された第3分離部と、第3分離部を含み、第3分離部と接続されている液体取出部と、を備え、液面規定部の水平断面積が、第1分離部の水平断面積よりも大きく、少なくとも第1分離部と第2分離部とによって管状流路が形成され、試料導入部の開口と液体取出部の開口とは、同一方向を向いている、試料分離デバイスを用意し、試料導入部に前記試料を導入することと、
試料を導入した前記試料分離デバイスを、試料導入部の開口と液体取出部の開口が重力作用方向とは逆方向に向くように、遠心分離機に設置することと、
遠心分離機を動作させ、試料分離デバイスに遠心力を印加することと、
遠心分離機による遠心力の印加を停止することと、
試料分離デバイスの姿勢を遠心分離機の回転軸と平行な方向にした状態で、第1分離部において、分離後の試料に重力と当該重力とは反対方向に生じる毛管力とを作用させることと、
液面規定部の最下部において分離後の試料に対する前記毛管力の作用を低下させることと、
液体取出部から、分離後の試料を取り出すことと、を含んでいる。
101 左側の流路
102 右側の流路
103 試料導入口
104 分離後の液体成分の採取口
Claims (11)
- 内部に分離対象の試料を導入し、遠心分離し、分離後の所望の液体を採取するのに用いられる試料分離デバイスであって、
前記分離対象の試料を前記試料分離デバイスに導入する試料導入部と、
前記試料導入部と接続された液面規定部と、
前記液面規定部と接続された第1分離部と、
前記第1分離部と接続された第2分離部と、
前記第2分離部と接続された第3分離部と、
前記第3分離部を含み、前記第3分離部と接続されている液体取出部と、を備え、
少なくとも前記第1分離部と前記第2分離部とによって管状流路が形成され、
前記試料導入部の開口と前記液体取出部の開口とは、同一方向を向いており、
前記第1分離部は、分離後の試料には重力と当該重力とは反対方向に生じる毛管力とが作用するように構成され、
前記液面規定部の水平断面積は、前記第1分離部の水平断面積よりも大きく、前記分離後の試料が前記毛管力によって前記液面規定部の最下部に到達したときに前記分離後の試料に対する前記毛管力の作用を低下させるように構成される、試料分離デバイス。 - 請求項1において、
前記第2分離部と前記第3分離部との接続部の水平断面積は、前記第3分離部において最小であり、
前記液面規定部の水平断面積の最大値は、前記第3分離部の水平断面積の最小値以上である、試料分離デバイス。 - 請求項2において、
前記第3分離部は、前記液体取出部の一部を構成し、前記液体取出部において、前記第2分離部との接続部から前記分離後の試料の液面の高さまでの部分を占めており、
前記液面規定部の最下部の高さは、前記液体取出部の最上部と最下部との間に位置しており、
前記液面規定部の最下部の高さは、前記第3分離部の最上部である前記分離後の試料の液面の高さと同じであり、
前記試料導入部の容量をV、前記第1分離部の容量をA、前記第2分離部の容量をB、前記第3分離部の容量をCとしたとき、A+B+CがVとほぼ等しくなるように構成された、試料分離デバイス。 - 請求項1において、
少なくとも前記第1分離部と前記第2分離部とによってU字形状或いはJ字形状の流路が形成された、試料分離デバイス。 - 請求項3において、
前記試料は血液であり、
前記液体取出部から取り出される前記分離後の試料は、血漿である、試料分離デバイス。 - 請求項5において、
血球容積率をαとしたとき、
(B+C)×α≦Bである、試料分離デバイス。 - 請求項6において、
αは、0.518、0.57、0.62、あるいは0.67である、試料分離デバイス。 - 請求項1において、
前記第3分離部は、前記第3分離部と前記第2分離部との接続部に向かって水平断面積が漸次的に減少するように構成されている、試料分離デバイス。 - 請求項1において、
前記液面規定部は、少なくとも前記液面規定部の一部から前記最下部まで水平断面積が漸次的に減少するように構成されている、試料分離デバイス。 - 試料分離デバイスの内部に分離対象の試料を導入し、遠心分離し、分離後の所望の液体を採取する試料分離方法であって、
(i)前記分離対象の試料を前記試料分離デバイスに導入する試料導入部と、前記試料導入部と接続された液面規定部と、前記液面規定部と接続された第1分離部と、前記第1分離部と接続された第2分離部と、前記第2分離部と接続された第3分離部と、前記第3分離部を含み、前記第3分離部と接続されている液体取出部と、を備え、前記液面規定部の水平断面積が、前記第1分離部の水平断面積よりも大きく、少なくとも前記第1分離部と前記第2分離部とによって管状流路が形成され、前記試料導入部の開口と前記液体取出部の開口とは、同一方向を向いている、試料分離デバイスを用意し、前記試料導入部に前記試料を導入することと、
(ii)前記試料を導入した前記試料分離デバイスを、前記試料導入部の開口と前記液体取出部の開口が重力作用方向とは逆方向に向くように、遠心分離機に設置することと、
(iii)前記遠心分離機を動作させ、前記試料分離デバイスに遠心力を印加することと、
(iv)前記遠心分離機による前記遠心力の印加を停止することと、
(v)前記試料分離デバイスの姿勢を前記遠心分離機の回転軸と平行な方向にした状態で、前記第1分離部において、分離後の試料に重力と当該重力とは反対方向に生じる毛管力とを作用させることと、
(vi)前記液面規定部の最下部において前記分離後の試料に対する前記毛管力の作用を低下させることと、
(vii)前記液体取出部から、前記分離後の試料を取り出すことと、
を含む試料分離方法。 - 請求項10において、
前記試料分離デバイスの姿勢を前記遠心分離機の回転軸と平行な方向にした状態は、前記試料導入部の開口と前記液体取出部の開口が重力作用方向とは逆方向に向いた状態である、試料分離方法。
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