JP2680778B2 - 凝固阻止溶液およびそれを用いた分離器具と分離法 - Google Patents

凝固阻止溶液およびそれを用いた分離器具と分離法

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JP2680778B2 JP5141017A JP14101793A JP2680778B2 JP 2680778 B2 JP2680778 B2 JP 2680778B2 JP 5141017 A JP5141017 A JP 5141017A JP 14101793 A JP14101793 A JP 14101793A JP 2680778 B2 JP2680778 B2 JP 2680778B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、実験室レベルでの血
液の化学処理技術とそれに用いる装置とに関する。より
詳細には、この発明はリンパ球や単核白血球等の単核性
細胞類を全血液成分から分離する方法に関し、特に血液
を遠心分離によって各分離層に区分するまでの間、血液
試料を凝固させずに維持する方法に関する。さらにこの
発明は、赤血球の顕著な混入が無い状態で単核性細胞類
を高収率で得られる血液分離器具に関する。
【0002】
【従来の技術】リンパ球や単核白血球等の単核性細胞類
を全血液成分から分離する方法とその装置との改良に関
して、近年、詳細な研究がなされてきた。これら単核性
細胞類の効果的な分離が、研究プロトコルのみならず種
々の臨床分析において渇望されていた。その結果、種々
の血液採集および血液分離用試験管が開発されてきた。
【0003】例えば、最近利用されている血液分離装置
は、フィコールーペイク(商標)(FicollーPaque)の
ような完全に分離可能な液体密度媒体やニュートンゲル
を有する血液採集用試験管を具備するものである。この
ニュートンゲルは、遠心分離を行なうまでの間、凝固が
阻止された全血試料と液体密度媒体との間でバリアとし
て作用するものである。液体密度媒体は、後に試験管を
遠心分離に供した際に単核性細胞類を他の血液成分から
分離するものである。密度媒体の密度は単核性細胞類の
密度よりも大きく、かつ他の血液成分の密度よりも小さ
いので、分離を行なうことができる。
【0004】上述の装置と方法とは、全血試料を受け取
り次第、直ちに遠心分離する場合には好適であるが、全
血試料を試験管中に入れたままで遠心分離、分離や分析
を行なう所にまで輸送しなければならない場合の有効な
分離手段とはいえない。ニュートンゲルも液体密度媒体
も流動する液体であるので、輸送時の振動によって試験
管中でそれ独自の位置を維持することができないからで
ある。その結果、輸送中に血液試料と密度媒体とが混ざ
り、血液試料が密度媒体によって希釈されてしまう。こ
の媒体による試料の希釈は、後に実験室で遠心分離によ
って行なわれる血液試料の適切な分離に悪影響をもたら
す。このような試料の希釈は、赤血球による単核性細胞
層の汚染を最小限にしなければならない研究において、
特に問題である。
【0005】この結果、他の血液分離装置が開発されて
きた。例えば、上記液体密度分離媒体の上に多孔性の充
填剤を配置した血液分離用試験管がある。この充填剤
は、試験管内に注入された血液試料が遠心分離されるま
での間に媒体と交じりあうのを防止する隔壁として作用
する。この充填剤は、遠心分離の際には赤血球および分
離媒体が移動可能な孔から構成されており、遠心分離を
行なう前に血液試料が分離媒体と接触しないように設計
されているので、単核性細胞層の分離を高純度で行なう
ことができる。
【0006】最近利用可能な他の血液分離装置は、非ニ
ュートン流体のチクソトロピックゲルを利用している。
このゲルは、遠心分離前に、液体密度媒体と血液試料と
の間に適切なバリアを形成するために血液採取用試験管
中に設置されるものである。たとえば米国特許第4,86
7,887号中でスミスが、チクソトロピックゲルを利用し
た装置を数種開示している。血液採取用試験管の底部に
配されたニュートンゲルの層を有する装置の一例があ
る。チクソトロピックゲルは、遠心分離前にニュートン
ゲルが血液試料と混じりあわないように、ニュートンゲ
ルのすぐ上に一時的に配されるものである。チクソトロ
ピックゲルの上には、遠心分離前に血液試料を血液試料
採取用試験管中に収容する空間部が設けられている。
【0007】凝固が阻止された状態の全血試料を遠心分
離すると、チクソトロピックゲルはニュートンゲルと入
れ替わって、採取用試験管の底部に移動する。ニュート
ンゲルの密度がチクソトロピックゲルの密度よりも小さ
いので、ニュートンゲルはチクソトロピックゲル上の新
たな位置へと移動し、そこで血液試料と混じり、フィコ
ールーペイク(商標)(FicollーPaque)と同様に密度
分離媒体として作用する。血液成分中で最も大きな密度
を有する赤血球は、管底部のチクソトロピックゲル層の
直下に顆粒球と共にペレット化する。単核性細胞類はニ
ュートンゲルのすぐ上に層となり、これによって、臨床
分析や他の実験操作を行なう際に排除されるべき細胞類
から効果的に分離層を得ることができる。
【0008】さらにスミスの米国特許第4,867,887号
中には、密度勾配を有する材料と、ニュートンゲルと、
チクソトロピックゲルと、分離可能な凝固阻止性/細胞
維持溶液とを有する採取用試験管を具備する血液分離装
置の例が含まれている。血液試料の注入および遠心分離
に先立って、密度勾配を有する材料とニュートンゲルと
は、チクソトロピックゲル直下の管底部に配置される。
分離可能な凝固阻止性/細胞維持溶液は、この溶液を採
取用試験管内の他成分から分離するための一時的なバリ
アとなるチクソトロピックゲルの上に配置される。凝固
阻止性/細胞維持溶液の上には空間が設けられている。
管内のこの空間は遠心分離前に凝固が阻止された血液試
料を入れるのに適している。
【0009】試料を試験管に入れて遠心分離すると、赤
血球と顆粒球とが、チクソトロピックゲル層直下の試験
管底部でペレット化する。密度勾配材料はチクソトロピ
ックゲル上の新たな位置に移動し、そこで分離操作を行
なうために凝固阻止性/細胞維持溶液と試料とに混合さ
れる。密度勾配材料は、ニュートンゲル層を挟んで軽量
相と重量相とに分離する。単核性細胞類は密度勾配材料
の軽量相のすぐ上に層となり、これが分析に供される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】スミスによって開示さ
れた装置のいずれにおいてもチクソトロピックゲルは、
遠心分離を行なう前には、分離装置内の他の成分をその
他の成分から隔離するためのバリアとして作用してい
る。上述の第2の例においては、チクソトロピックゲル
と密度勾配材料とがそれぞれバリアおよび分離媒体とし
て作用しているので、ニュートンゲルはバリアとしても
分離媒体としても使用されていない。ニュートンゲルは
遠心分離後の単核性細胞層の近くに位置する残りの赤血
球に粘着表面を与えるような性質制御機能を果たし、そ
れゆえに単核性細胞類の除去を促進すると共に残存赤血
球の混入を制限している。
【0011】米国特許第3,852,194号には、顆粒球や
赤血球等よりも密度が小さく、かつ単核性細胞類よりも
密度が大きい、適当な密度を有するチクソトロピックゲ
ルを利用したより単純な血液分離装置が開示されてい
る。この装置におけるチクソトロピックゲルはスミスの
887号特許中におけるバリアとしてよりも、むしろ分離
媒体として作用している。
【0012】分離のみならず血液採取のために利用され
る血液分離装置の他の例がある。たとえば種々の直接血
液吸引採取容器がある。これらのうちのいくつかは遠心
分離用に設計されているので、遠心分離を行なう前に血
液試料を他の容器に入れ替える必要性がない。
【0013】上述の血液採取および/または分離用試験
管は、当業者に公知の多くの血液採取分離試験管のほん
の数例でしかない。この種の容器が採取および/または
分離作用を果たすにもかかわらず、RBC混入を最小限
にしなければならない診断上の研究において、赤血球に
よる単核性細胞層の汚染を防止することが、依然として
問題として残されている。
【0014】血液採取/分離装置において、血液試料を
遠心分離および分析に供するまでの間、凝固させない状
態で保存する目的で、種々の凝固阻止剤が単独で、ある
いは細胞維持溶液と共に使用されてきた。たとえば、ヘ
パリンナトリウム、K3EDTA、クエン酸ナトリウム
を含む凝固阻止剤が一般的である。特に、クエン酸ナト
リウム溶液は凝固阻止剤として長年使用されてきた。た
とえば、ポリメラーゼ連鎖反応のような最近の遺伝子増
殖技術において、全血中での血液凝固阻止機能を果たす
クエン酸ナトリウムの使用が推奨されている。Holodni
y、M.Kim、S.Katzenstein、D.Konrad、M.Groves、E.Mer
igan、T.C.らによる“ヘパリンによるヒト免疫不全ウイ
ルス(HIV)の増殖抑制”(J.Clin.Microbiol.29:67
6-679(1991))を参照せよ。
【0015】血液凝固カスケードにおいて、カルシウム
が重要な役割を果たすことが知られている。クエン酸ナ
トリウム溶液は血液凝固におけるカルシウムの混入を防
止する。一般に、採取されたばかりの全血には、その凝
固を阻止するためにクエン酸ナトリウム溶液が添加され
る。後に、全血懸濁液を凝固させる必要に応じて後にカ
ルシウムを加えることも可能である。
【0016】クエン酸ナトリウムは、いかなるpH値の範
囲においても良好な緩衝能力を有するので、特に都合の
良い凝固阻止剤である。特に、クエン酸ナトリウムの緩
衝能力は、クエン酸ナトリウム中に存在する3つのカル
ボキシル基に起因する。クエン酸ナトリウムは、クエン
酸に対してナトリウムを塩基とした塩であるので、実際
に緩衝作用を果たすのは、クエン酸とクエン酸ナトリウ
ムの組み合わせである。
【0017】上述した理由により、クエン酸(ヒドロキ
シトリカルボン酸)は3つのカルボキシル基を有し、そ
の結果、3つのpKaを有することとなる。第1のpKaは、
pHが約3.6のところにある。第2のpKaは、pHが約4.74の
ところにある。第3のpKaはpHが約5.4のところにある。
したがって、クエン酸ナトリウムの緩衝作用は上記pH値
において最も良好となり、試験管中の細胞懸濁液に添加
する際に特に便利である。この結果、クエン酸の緩衝作
用が得られるpHの範囲で使用される種々の血液分離装置
において、クエン酸ナトリウムが凝固阻止剤として使用
されてきた。
【0018】通常、クエン酸を凝固阻止剤として使用し
ている溶液は3種類ある。第1の溶液を緩衝クエン酸ナ
トリウムと称する。第2の溶液をクエン酸-リン酸-デキ
ストロース溶液、すなわちCPD溶液と称する。第3の溶
液を酸-クエン酸-デキストロース溶液、すなわちACD溶
液と称する。上記溶液中のクエン酸イオン濃度は、血液
凝固阻止能力が発現する濃度よりも大きい。現在使用可
能なクエン酸ベースの凝固阻止溶液と上記3種の溶液の
例を以下の表に示した。
【0019】 クエン酸ベースの凝固阻止剤の処方 緩衝クエン酸ナトリウム (1リットルあたり) 0.109モル質量 0.129モル質量 クエン酸ナトリウム2水和物 24.7g 32.0g クエン酸1水和物 4.42g 4.2g pH 6.1 酸−クエン酸-デキストロース (1リットルあたり) ACD-A ACD-B カリウムソルボース 0.2g 0.2g (抗糸状菌性) クエン酸ナトリウム2水和物 22.0g 13.2g デキストロース 24.5g 14.7g クエン酸1水和物 8.0g 4.8g pH 5.05 5.1 CPD(0.275グラムのアデニン含有CPDA-1) (1リットルあたり) カリウムソルボース 0.2 クエン酸ナトリウム2水和物 26.3g クエン酸1水和物 3.27g リン酸二水素ナトリウム1水和物 2.22g デキストロース1水和物 25.5g アルセバー溶液(Alsever's Solutuion) (1リットルあたり) クエン酸ナトリウム2水和物 8.0g デキストロース1水和物 22.6g 塩化ナトリウム 4.2g クエン酸でpHを6.1に調整 LeucoPREP(商標)クエン酸 (1リットルあたり) 0.1モル濃度 クエン酸ナトリウム2水和物 29.4g クエン酸1水和物 0.27g pH 7.0
【0020】従来、クエン酸ナトリウムを凝固阻止剤と
して使用した場合の最も高いpH値は6.0であった。
このpH値の上限は、クエン酸ナトリウムが緩衝剤として
利用されているがためである。単核性細胞類を全血から
分離するのに使用されている血液分離/採取装置のほと
んどにおいては、凝固阻止剤として作用するクエン酸ナ
トリウム溶液のpH値の範囲は約5.05から約6.0であ
る。従来、このpHの範囲が最も優先されるべきものであ
った。
【0021】種々のクエン酸ナトリウムの凝固阻止剤
を、近年の血液分離/採取容器において使用する際、と
くにバリアまたは分離手段としてのチクソトロピックゲ
ル中において使用する際には、良い結果が得られていな
い。特に、凝固阻止剤として上記のクエン酸ナトリウム
溶液を利用して遠心分離を行なった後に得られる単核性
細胞層には、許容範囲以上の赤血球の混入がある。高純
度の単核性細胞類の分離が要求される実験操作におい
て、この混入は非常に問題であった。
【0022】例えば、体内の免疫システム中において主
要な役割を果たすリンパ球は、単核性細胞層に含まれ
る。これらのリンパ球は採取後、免疫メカニズムにおけ
る細胞の相互作用と分子生物学の研究において使用され
る。さらに、リンパ球の分析は、癌および自己免疫疾患
の研究や伝染病の検出において重要であると共に、モノ
クローナル抗体技術においては基礎的である。
【0023】リンパ球は重要であるので、ヒトの血液中
からのリンパ球の分離は、種々の診断において不可欠で
ある。このような診断に含まれるものとしては、機能分
析と起源試験(paternity testing)と組織分類とがあ
る。さらに、免疫能力の評価はリンパ球のサブタイプと
その比率の分析によって行なうことができる。免疫能力
の評価はエイズ診断において重要であり、種々の慢性の
終末伝染病の予後となる。細胞診断は癌治療において使
用される免疫調節のモニター試薬にも利用される。さら
に、リンパ球表面の標識の検出は、組織適合性の決定に
おいて重要である。
【0024】上述したように、単核性細胞類のみを全血
の他成分中から効率良く分離できる方法および装置を提
供することが、研究のみならず臨床においても不可欠で
ある。赤血球や顆粒球が許容範囲以上のレベルで単核性
細胞類中に混入すると、上述した目的の多くは、行なう
ことができなくなる。
【0025】たとえば、チクソトロピックゲルをクエン
酸ナトリウムベースの凝固阻止溶液と共に利用した上記
血液分離法では良く分離できないことが従来から知られ
ていた。赤血球および顆粒球の混入により、単核性細胞
類を種々の応用に供するための十分な分離ができない。
遠心分離において、赤血球と顆粒球とがチクソトロピッ
クゲル層中を移動できなければならないことが前提条件
となっているので、クエン酸ナトリウムベースの凝固阻
止溶液は赤血球の移動と望ましくない相互作用を有し、
その結果、単核性細胞層からの赤血球成分の分離ができ
なくなる。
【0026】この発明の目的は、臨床および研究におい
て使用される血液の化学処理技術において利用される新
規な凝固阻止溶液と、その溶液を使用した装置とを提供
することである。
【0027】この発明の目的は、単核性細胞層の分離を
遠心分離によって行なう際に使用する血液分離/採取容
器で使用する新規なクエン酸ナトリウムを主体とした凝
固阻止溶液を提供することである。
【0028】さらにこの発明の目的は、クエン酸ナトリ
ウムを主体とした凝固阻止溶液とチクソトロピックゲル
層とを具備してなり、単核性細胞層を血液試料の他成分
から遠心分離機によって分離する際に使用する新規な血
液分離器具を提供することである。
【0029】
【課題を解決するための手段】この発明は、血液の化学
処理技術およびその装置に利用される新規な凝固阻止溶
液に関するものであり、特に、血液採取および分離器具
に関するものである。この発明の凝固阻止溶液は、全血
試料中のより重い相中から、あるいは前処理された細胞
の溜分中から遠心分離によってリンパ球と単核白血球と
を分離できる血液分離器具において使用する場合に特に
有用である。さらに、この発明の凝固阻止溶液は、チク
ソトロピックゲル様物質を収容してなる容器、好ましく
はチクソトロピックゲル様物質を収容してなる血液採取
用試験管を具備した血液分離器具において使用すると特
に有用である。この発明の凝固阻止溶液は、試験管中の
チクソトロピックゲルの上に配される。チクソトロピッ
クゲルは、凝固阻止溶液を試験管中の残存成分から分離
するバリアとして、または密度分離媒体として、さらに
その両方として作用する。
【0030】この発明の凝固阻止溶液は、血液試料を容
器内に入れた際に、その血液試料が凝固するのを防止す
るに十分な濃度のクエン酸ナトリウムを含有しなければ
ならない。特に、クエン酸ナトリウムを主体とした凝固
阻止溶液のpH値は、6.0から8.5であり、クエン酸ナ
トリウムの濃度は、0.05Mから0.2Mでなければな
らない。
【0031】上述したように、この発明の凝固阻止溶液
は血液分離法中で利用しても良く、これによって新規で
有用な血液分離器具を提供するものである。この分離器
具は、通常、一端が開口し、他端が閉じられた容器を具
備してなる。この容器は、好ましくは血液分離用試験管
である。チクソトロピックゲル様物質からなる第1の層
を該容器の第1の位置に配置する。この発明の凝固阻止
溶液は、チクソトロピックゲルからなる第1の層よりも
容器の開口部に近い位置の第2の位置に配置されなけれ
ばならない。凝固阻止溶液は、血液試料を容器内に入れ
た際に、血液試料の凝固を防止するに十分なクエン酸ナ
トリウム濃度を有していなければならない。具体的に
は、クエン酸ナトリウム濃度が約0.05Mから約0.2
Mの範囲であり、溶液のpH値が6.0から約8.5でなけ
ればならない。さらに容器開口部には、血液試料や他の
必要な試薬を入れるための空間部が残されている。
【0032】この発明は、全血試料中のより重たい成分
中から、あるいは前処理された細胞溜分中から、単核白
血球やリンパ球を分離する方法をも提供するものであ
る。この発明の好適な態様は、一端が開口し、他端が閉
じられた容器を使用する工程を有するものである。第1
の層のチクソトロピックゲル様物質は、容器内の第1の
位置に配置される。血液試料の凝固を防止する凝固阻止
溶液を、この発明の方法にしたがって調製し、容器内に
注入する。この凝固阻止溶液は、第1の層よりも容器開
口部により近い位置の第2の位置に配置される。凝固阻
止溶液は、血液試料を容器内に注入した際に、血液試料
の凝固を防止するに十分なクエン酸ナトリウム濃度を有
していなければならない。凝固阻止溶液のpH値の範囲は
6.0から約8.5である。ついで、血液試料を容器内に
注入し、リンパ球と単核白血球とを血液試料のより重い
他成分から分離するための遠心分離を行なう。
【0033】すでに述べたように、近年利用されている
多くの血液分離/採取容器中で現在利用可能なクエン酸
ナトリウムを主体とした凝固阻止組成物を使用する際に
は、満足できる結果が得られなかった。バリアもしくは
分離手段としてチクソトロピックゲルを利用した血液分
離用試験管においては、特に問題は深刻である。特に、
遠心分離を行なった後に得られる単核性細胞類の層に、
許容濃度以上の赤血球が混入することにより、種々の応
用に遠心分離を利用できなくしている。
【0034】驚くべきことに、この発明のクエン酸ナト
リウム溶液は、チクソトロピックゲル層を有する血液分
離用試験管において凝固阻止剤として利用した際に、単
核性細胞類の顕著なリカバリー(およそ70ー75%)
が得られる。さらに驚くべきことは、赤血球の混入が非
常に低い(15%未満)ということである。このような
高リカバリーと低混入以外にも、クエン酸ナトリウムを
主体としたの凝固阻止溶液が6.0から約8.5というpH
値範囲を有するということも驚くべきことである。この
pH値の範囲は、過去において使用されてきたクエン酸ナ
トリウムを主体とした類似組成の凝固阻止溶液のpH値範
囲よりもおよそ1から2高くなっている。従来、凝固阻
止剤として利用されてきたクエン酸ナトリウムのpH値の
最高値は6.0であるので、この発明の溶液の効果は実
に驚くべきものである。
【0035】さらに、この発明はクエン酸ナトリウムを
主体とした凝固阻止溶液を、血液の化学処理技術とそれ
に用いられる器具に利用し、特に血液採取および/また
は分離器具への利用を提供するものである。以下、本発
明を更に詳細に説明する。
【0036】この発明の好適な一態様に従って、クエン
酸ナトリウムを主成分とした凝固阻止溶液を、以下の通
りに調製する。クエン酸ナトリウム(Na3657
水和物とクエン酸1水和物とを、クエン酸ナトリウム溶
液が以下に示す濃度とpHの範囲内となるように、水に溶
解する。たとえば、29.4gのクエン酸ナトリウム
(Na3657)2水和物と0.27gのクエン酸1
水和物とを1リットルの水に溶解し、pH7(±0.1
5)の0.1Mクエン酸ナトリウムを調製することがで
きる。
【0037】クエン酸ナトリウムを主体とした凝固阻止
溶液の濃度は、血液試料を血液分離/採取用装置に入れ
る場合においても、他の実験室的/臨床的技術中で使用
する場合においても、血液試料の凝固を防止するに十分
な濃度でなければならない。特に、クエン酸ナトリウム
の濃度は、約0.05Mから約0.2Mの範囲内でなけれ
ばならなく、好ましくは約0.08Mから約0.13Mの
範囲内である。最も好ましいクエン酸ナトリウムの濃度
範囲は、約0.09Mから0.11Mである。
【0038】さらにクエン酸ナトリウムを主体とした溶
液のpH値の範囲は、6.0から約8.5であり、好ましく
は約6.5から約7.5である。最も好ましいpH値の範囲
は、約6.85から約7.15である。
【0039】後述する工程に従ってこの発明の凝固阻止
溶液を調製した後に、凝固阻止溶液は実験室において使
用されてもよく、リンパ球と単核白血球とを他のより重
い全血成分中から、あるいは前処理された細胞溜分中か
ら分離するために使用する血液分離および/または採取
用試験管に加えてもよい。
【0040】この発明のクエン酸ナトリウムを主体とす
る凝固阻止溶液は、いかなる血液分離装置においても使
用可能であり、細胞を分離する重量媒体、あるいは遠心
分離を行なうに先立って種々の成分を分離するバリア手
段としてのチクソトロピックゲル層と共に使用する際に
おいては、非常に有用である。
【0041】特に、この発明の凝固阻止溶液は改良され
た血液分離器具の主要構成部となる。この器具の好適な
態様は、一端が開口し、他端が閉じられた容器を具備す
るものである。この容器としては、血液試料を採取し、
ついでこの血液試料を分離するための遠心分離を行なえ
るタイプの容器が好適である。血液採取および分離器具
10を図1に示した。この血液採取および分離器具10
は、容器すなわち試験管12と、この試験管12の第1
の位置に配置されたチクソトロピックゲル層14とを具
備してなるものである。
【0042】種々のチクソトロピックゲルが知られてい
るが、試験管12に入れられるゲルの種類は、操作に依
存している。例えば、チクソトロピックゲルをバリア手
段のみならず分離媒体として使用する際には、該ゲルは
1.055から約1.080g/cm3好ましくは約1.0
60から約1.065g/cm3の比重を有していなけれ
ばならない。
【0043】チクソトロピックゲルを液体密度勾配材料
と共に使用する際には、このチクソトロピックゲルは、
遠心分離を行なうまでの間、一時的なバリア手段として
作用する。このような器具において、チクソトロピック
ゲルは、後に試験管が分析に供せられるまでの間、試験
管内に残された液体密度勾配材料から血液試料を分離状
態で保持する。このような状況において、チクソトロピ
ックゲルの密度は、単核性細胞層を血液試料の他成分か
ら分離できる範囲内でなければならない。このような器
具において使用されるチクソトロピックゲルの密度は、
約1.075から約1.085g/ccの範囲内であるこ
とが好ましい。チクソトロピックゲルは周知のものであ
り、通常、水に不溶であり、血液に対して不活性であ
る。通常、チクソトロピックゲルはジメチルポリシロキ
サンまたはポリエステルと沈降メチル化シリカとから生
成され、メチル化によって疎水性となる。
【0044】この発明の血液分離器具10は、チクソト
ロピックゲル層14が配された位置よりも容器開口部か
ら遠い位置の容器の第2の位置に適切な液体密度分離媒
体を具備してなるものであっても良い。図1に示したよ
うに、液体密度分離媒体16はチクソトロピックゲル層
14の直下に配されている。全血から単核性細胞類を分
離するのに適した典型的な液体密度分離媒体としては、
例えばフィッコールーペイク(商標)(Ficoll-Paque)
が公知である。さらに、上記液体密度分離媒体とニュー
トンゲルのいずれか一方を試験管12中に配しても良
い。
【0045】最後に、この発明のクエン酸ナトリウムを
主成分とした凝固阻止溶液はチクソトロピックゲル層の
上に、単核性細胞層を分離せしめるための遠心分離に供
されるために試験管内に注入された全血試料と接触する
ように配される。図1に示したように、凝固阻止溶液1
8は、チクソトロピックゲル層14よりも分離管10の
開口部に近い位置、すなわちチクソトロピックゲル層1
4上に配される。
【0046】すでに述べたように、凝固阻止溶液18
は、遠心分離と分析とに供されるために血液試料を試験
管中に注入した際に、血液試料の凝固を防止するに十分
な濃度のクエン酸ナトリウムを含有していなければなら
ない。凝固阻止溶液のpH値範囲は6.0から約8.5、好
ましくは約6.5から約7.5、さらに好ましくは約6.
85から約7.15でなければならない。最良のpH値は
7.0である。
【0047】この発明の血液分離器具の好適な態様にお
いて、クエン酸ナトリウムの濃度範囲は、約0.05M
から約0.2M、好ましくは約0.08Mから約0.13
M、さらに好ましくは約0.09Mから0.11Mでなけ
ればならない。最良のクエン酸ナトリウムの濃度は、
0.1Mである。
【0048】この発明の凝固阻止溶液は、クエン酸ナト
リウムを主成分とするものであって、細胞維持溶液や、
凝固阻止溶液に血液凝固阻止作用以外の特性を与える試
薬類が添加されていても良い。
【0049】この発明の血液分離器具においては、容器
すなわち試験管の開口部に隣接した位置に、全血試料あ
るいはその溜分を収容するに十分な体積を有する空間部
を設けても良く、試薬を添加しても良い。図1に示した
ように、分離すべき血液試料を収容するための空間部2
0が凝固阻止溶液16上に設けられている。
【0050】さらに、この発明の器具においては、容器
すなわち試験管の開口部を閉じる封止手段を設けても良
い。この封止手段は、通常、容器の開口端部を真空密閉
可能なものであり、被験物から採取した血液試料を容器
内に注入するに適した針が貫通してなるものである。図
1に示したように、容器すなわち試験管12の開口部内
には封止手段22が配され、これによって上述したよう
に試験管12が真空密閉される。
【0051】この発明の分離器具10へ血液試料を注入
した後、通常、容器12を手で逆さにすることによっ
て、血液試料と凝固阻止溶液18とを混合する。血液試
料と凝固阻止溶液との懸濁液を液体密度分離媒体16の
ような分離器具の他の構成要素から分離せしめるバリア
手段としてのチクソトロピックゲル層14は、このとき
には試験管12に配置された位置から移動することはな
い。
【0052】分離器具10を遠心分離すると、チクソト
ロピックゲル層14は、当初試験管12内に配された位
置から試験管12の上部へ向かって移動する。遠心分離
を続けると、赤血球が単核性細胞溜分中から分離し、チ
クソトロピックゲル層14の直上に濃縮されて、層を形
成する。チクソトロピックゲルが試験管12内の新たな
位置に移動すると、下の液体密度分離媒体16と入れ替
わるように、赤血球はチクソトロピックゲル中を移動す
る。赤血球が液体密度分離媒体16と入れ替わると、液
体密度分離媒体16は、単核性細胞溜分および凝固阻止
溶液18と混じりあうように、チクソトロピックゲル中
を通って上方へ移動する。リンパ球と単核白血球とが、
チクソトロピックゲル層14の直上に高純度に精製され
た単核性細胞層を形成する一方で、赤血球と顆粒球と
は、試験管12の底部へ向かってペレット化して沈降す
るので、単核性細胞類の分離および除去が容易となる。
【0053】この発明は、全血試料のより重い層中か
ら、あるいは前処理された細胞溜分中からリンパ球と単
核白血球とを分離する方法をも含む。この分離法は、一
端が開口し、他端が閉じられた容器を用意する工程を具
備するものである。この容器は、すでに述べたタイプの
血液採取/分離用試験管であることが好ましい。この発
明の分離法はチクソトロピックゲル様物質からなる第1
の層を容器すなわち試験管中の第1の位置に注入する工
程を含むものである。さらにこの発明の分離法は、第1
のチクソトロピックゲル層よりも容器の開口部に近い位
置の容器第2の位置に凝固阻止溶液を注入する工程を含
むものである。この発明の分離法は、凝固阻止溶液のpH
を先に述べた好適範囲内に調節する工程と、この発明の
凝固阻止溶液を血液試料の凝固を防止するに十分なクエ
ン酸ナトリウム濃度で容器内に注入する工程とを、含む
ものである。さらに、この発明の分離法は、凝固阻止溶
液のクエン酸ナトリウムの濃度を、先に述べた好適範囲
内に調節する工程を含むものである。
【0054】また、この発明の分離法は、全血試料また
は前処理された血液の細胞溜分を容器内に注入する工程
と、リンパ球と単核白血球とを試料のより重い相中から
分離せしめる遠心分離を行なう工程とを含むものであ
る。
【0055】以下の実施例は、この発明のクエン酸ナト
リウム溶液を用いた血液分離器具を使用した際の結果を
示したものである。以下の実施例は、この発明に評価を
与えるものではあるが、なんらその効果を限定するもの
ではない。
【0056】
【実施例】32人の健康な大人から45個の血液標本を
採取した。この血液標本のうちの、28個は男性の血液
提供者のものであり、17個は女性の血液提供者のもの
であった。各提供者から採取した血液は、この発明のク
エン酸ナトリウム溶液(Becton Dickinson VACUTAINER
System、Prototype Factory Work Order #2324, Lot OL1
78, exp. Nov 91,公称吸引量4.0mL)と共にLeu
coPREP(商標)製の細胞分離用試験管に入れて、
数回試験管を逆さにして混合した。後のリカバリーの計
算のために、血液とクエン酸ナトリウムとの実際の最終
体積をピペットで0.1mL秤り取った。血液採取後1
時間以内に、試験管を遠心分離機(SORVALRC3C、 Du Pon
t、 Wilmington、 DE)を用いて、25℃±1℃の室温、2
2RPM(1500xg)の条件下で20分間遠心分離した。次の
遠心分離で、ゲルバリアの上の液体層中に単核性細胞類
を再懸濁させるために、LeucoPREP(商標)試
験管で8回逆さにして混合した。単核性細胞類を含む液
体層を、ポリスチレン製12×75mmの丸底のキャップ
付き試験管(Becton Dickinson Labware、 Linclon Park、
N.J.、 Catalg #2058)に入れた。クエン酸ナトリウム溶
液を含むLeucoPREP(商標)試験管を用いた際
の、この提供者の単核性細胞類の平均パーセントリカバ
リーは、71.7%(±10.52)であった。シングル
テイルド(single tailed)tーテストを用いた際の平
均リカバリーは、予め設定された最低許容リカバリーレ
ベルの50%を著しく上回るものであった。Leuco
PREP(商標)試験管を用いた際の単核性細胞類の平
均絶対リカバリーは、1試験管につき6.54×10
6(±1.99×106)個の細胞であった。変動範囲は
1試験管につき3.36×106から10.54×106
胞であった。細胞懸濁液1mLあたりの平均細胞濃度
2.04±×106個が得られるゲルバリア上の液体媒体
と血漿との平均体積は3.2(±0.22)mLであっ
た。2.38×106の平均単核細胞数の試料中からの全
血1mLあたりの単核性細胞類の平均リカバリーは1.
71×106であった。リカバリーされた白血球懸濁液
の平均純度は、98.0%(±1.79)の単核白血球で
あった。LeucoPREP(商標)試験管の結果は、
従来の許容範囲である85%を著しく上回るものであっ
た。LeucoPREP(商標)試験管を使用した際の
リカバリーされた細胞懸濁液の平均生存能力は、99.
9%(±0.27)であった。LeucoPREP(商
標)試験管を用いた際の細胞類の平均生存能力は、従来
の最低許容量90%を大きく上回るものであった。Le
ucoPREP(商標)試験管中への赤血球の混入の平
均パーセントは、14.5%(±9.42)であった。
【0057】ここに開示した発明の好適な態様を以上、
述べてきたが、この発明は上記実施例において限定され
るものではない。
【0058】
【発明の効果】驚くべきことに、この発明のクエン酸ナ
トリウム溶液は、チクソトロピックゲル層を有する血液
分離用試験管において凝固阻止剤として利用した際に、
単核性細胞類の顕著なリカバリー(およそ70ー75
%)が得られる。さらに驚くべきことは、赤血球の混入
が非常に低い(15%未満)ということである。このよ
うな高リカバリーと低混入以外にも、クエン酸ナトリウ
ムを主体としたの凝固阻止溶液が6.0から約8.5とい
うpH値範囲を有するということも驚くべきことである。
このpH値の範囲は、過去において使用されてきたクエン
酸ナトリウムを主体とした類似組成の凝固阻止溶液のpH
値範囲よりもおよそ1から2高くなっている。従来、凝
固阻止剤として利用されてきたクエン酸ナトリウムのpH
値の最高値は6.0であるので、この発明の溶液の効果
は実に驚くべきものである。この発明のクエン酸ナトリ
ウムを主体とする凝固阻止溶液は、いかなる血液分離装
置においても使用可能であり、細胞を分離する重量媒
体、あるいは遠心分離を行なうに先立って種々の成分を
分離するバリア手段としてのチクソトロピックゲル層と
共に使用する際においては、非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 クエン酸ナトリウムを主成分としたこの発明
の凝固阻止溶液を血液採取および分離用試験管内に配し
た例を示す図。
【符号の説明】
10 血液採取および分離器具 12 試験管 14 チクソトロピックゲル層 16 液体密度分離媒体 18 凝固阻止溶液 20 空間部 22 封止手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ジェイ・キャロル アメリカ合衆国・ニューヨーク・ 13207・シラキュース・ハンコック・ド ライヴ・117 (56)参考文献 特開 昭63−15161(JP,A) 特開 昭62−276460(JP,A) 特開 平2−134564(JP,A) 特開 昭59−187263(JP,A) 米国特許4925665(US,A)

Claims (28)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チクソトロピックゲル層を具備してなる
    血液分離装置に利用される凝固阻止溶液であって、該凝
    固阻止溶液が、0.05Mから0.2Mの量のクエン酸
    ナトリウムとクエン酸とを含有し、6.0から8.5の
    pH値をもつことを特徴とする凝固阻止溶液。
  2. 【請求項2】 チクソトロピックゲル層を具備してなる
    血液分離器具に利用される凝固阻止溶液であって、該凝
    固阻止溶液が、0.05Mから0.2Mの量のクエン酸
    ナトリウムとクエン酸とを含有し、6.0から8.5の
    pH値をもつことを特徴とする凝固阻止溶液。
  3. 【請求項3】 pH値の範囲が6.5から7.5である
    請求項1または請求項2記載の凝固阻止溶液。
  4. 【請求項4】 pH値の範囲が6.85から7.15で
    ある請求項1または請求項2記載の凝固阻止溶液。
  5. 【請求項5】 クエン酸ナトリウムの濃度範囲が0.0
    8Mから0.13Mである請求項1または請求項2記載
    の凝固阻止溶液。
  6. 【請求項6】 クエン酸ナトリウムの濃度範囲が0.0
    9Mから0.11Mである請求項1または請求項2記載
    の凝固阻止溶液。
  7. 【請求項7】 pH値が7.0であり、かつクエン酸ナ
    トリウムの濃度が0.1Mである請求項1または請求項
    2記載の凝固阻止溶液。
  8. 【請求項8】 全血試料中のリンパ球および単核白血球
    よりも重い相中から、あるいは遠心分離によって前処理
    された細胞溜分中から、リンパ球と単核白血球とを遠心
    分離する器具であって、チクソトロピックゲル層及び凝
    固阻止溶液を具備し、該凝固阻止溶液が、0.05Mか
    ら0.2Mの量のクエン酸ナトリウムとクエン酸とを含
    有し、6.0から8.5のpH値をもつことを特徴とす
    る器具。
  9. 【請求項9】 全血試料中のリンパ球および単核白血球
    よりも重い相中から、あるいは遠心分離によって前処理
    された細胞溜分中から、リンパ球と単核白血球とを遠心
    分離する器具であって、一端が開口し、他端が閉塞した
    容器と、この容器内の第1の位置に配置されたチクソト
    ロピックゲル様物質からなる第1の層と、この第1の層
    よりも容器開口部に近い容器内第2の位置に配置され、
    0.05Mから0.2Mの量のクエン酸ナトリウムとク
    エン酸とを含有し、6.0から8.5のpH値をもつ凝
    固阻止溶液と、上記容器開口部に近接して設けられ、上
    記全血試料と試薬とを収容可能な体積を有してなる空間
    部とを具備することを特徴とする器具。
  10. 【請求項10】 凝固阻止溶液のpH値範囲が6.5か
    ら7.5である請求項8または9に記載の器具。
  11. 【請求項11】 凝固阻止溶液のpH値範囲が6.85
    から7.15である請求項8または9に記載の器具。
  12. 【請求項12】 凝固阻止溶液のクエン酸ナトリウム濃
    度が0.08Mから0.13Mである請求項8または9
    に記載の器具。
  13. 【請求項13】 凝固阻止溶液のクエン酸ナトリウム濃
    度が0.09Mから0.11Mである請求項8または9
    に記載の器具。
  14. 【請求項14】 凝固阻止溶液のpH値が7.0であ
    り、かつクエン酸ナトリウムの濃度が0.1Mである請
    求項8または9に記載の器具。
  15. 【請求項15】 容器開口部を閉じる封止手段を具備し
    てなる請求項8に記載の器具。
  16. 【請求項16】 封止手段が容器開口部を真空密閉可能
    なものである請求項15に記載の器具。
  17. 【請求項17】 被験物から血液試料を注出するに適し
    た容器に、血液試料を供給する針が貫通してなる封止手
    段を設けたことを特徴とする請求項15に記載の器具。
  18. 【請求項18】 容器内にニュートンゲル様物質を収容
    してなる請求項8に記載の器具。
  19. 【請求項19】 容器内に液体密度分離媒体を配してな
    る請求項8に記載の器具。
  20. 【請求項20】 全血試料中のリンパ球および単核白血
    球よりも重い相中から、あるいは遠心分離によって前処
    理された細胞溜分中から、リンパ球と単核白血球とを遠
    心分離する分離法であって、一端が開口し、他端が閉塞
    した容器と、この容器内の第1の位置に配置されたチク
    ソトロピックゲル様物質からなる第1の層と、この第1
    の層よりも容器開口部に近い容器内第2の位置に配置さ
    れ、0.05Mから0.2Mの量のクエン酸ナトリウム
    とクエン酸とを含有し、6.0から8.5のpH値をも
    つ凝固阻止溶液と、上記容器開口部に近接して設けら
    れ、上記全血試料と試薬とを収容可能な体積を有してな
    る空間部とを具備してなる容器を用意する工程と、この
    容器内に血液試料を注入する工程と、全血試料のより重
    い層からリンパ球および単核白血球を分離せしめる遠心
    分離工程とからなることを特徴とする分離法。
  21. 【請求項21】 容器を用意する工程において、容器内
    の第1の位置にチクソトロピックゲル様物質からなる第
    1の層を注入する工程を有することを特徴とする請求項
    20に記載の分離法。
  22. 【請求項22】 容器を用意する工程において、0.0
    5Mから0.2Mの量のクエン酸ナトリウムとクエン酸
    とを含有する凝固阻止溶液を調製する工程と、第1の層
    よりも容器開口部に近い位置の第2の位置に、上記凝固
    阻止溶液を注入する工程とを、有することを特徴とする
    請求項20に記載の分離法。
  23. 【請求項23】 容器を用意する工程において、凝固阻
    止溶液のpH値範囲を6.0から7.5に調整する工程
    を有することを特徴とする請求項20に記載の分離法。
  24. 【請求項24】 容器を用意する工程において、凝固阻
    止溶液のpH値範囲を6.85から7.15に調整する
    工程を有することを特徴とする請求項23に記載の分離
    法。
  25. 【請求項25】 容器を用意する工程において、凝固阻
    止溶液のクエン酸ナトリウムの濃度を0.08Mから
    0.13Mに調整する工程を有することを特徴とする請
    求項24に記載の分離法。
  26. 【請求項26】 容器を用意する工程において、凝固阻
    止溶液のクエン酸ナトリウムの濃度を0.09Mから
    0.11Mに調整する工程を有することを特徴とする請
    求項20に記載の分離法。
  27. 【請求項27】 容器を用意する工程において、凝固阻
    止溶液のpH値を7.0にし、かつクエン酸ナトリウム
    の濃度を0.1Mに調整する工程を有することを特徴と
    する請求項26に記載の分離法。
  28. 【請求項28】 全血試料中のリンパ球および単核白血
    球よりも重い相中から、あるいは遠心分離によって前処
    理された細胞溜分中から、リンパ球と単核白血球とを遠
    心分離する分離法であって、遠心分離に適した容器を用
    意し、この容器内に、0.05Mから0.2Mの量のク
    エン酸ナトリウムとクエン酸とを含有し、6.0から
    8.5のpH値をもつ凝固阻止溶液と、液体密度勾配材
    料と、血液試料とを配置した後、リンパ球および単核白
    血球よりも重い全血試料中の重量層中からリンパ球と単
    核白血球とを分離せしめる遠心分離を行なうことを特徴
    とする分離法。
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