JP3325620B2 - 密度勾配遠心分離を実施する方法と、それに使用する成層用インサート等 - Google Patents
密度勾配遠心分離を実施する方法と、それに使用する成層用インサート等Info
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Description
野にある。密度勾配遠心分離は、例えば赤血球および白
血球の分離の様な液体分散系の異なる固体成分の重力分
離と、細胞成分、ウィルスおよび種々な型式の高分子の
様な生物学的材料の浄化等とに使用する技法である。
ば商標フィコルパクエ(Ficoll−Paque)ま
たはヒストパクエ(Histo−Paque)の下で営
利的に入手可能でありその固体成分の密度の間の中間で
遠心分離されるべき分散系の液相の密度よりも大きい密
度を有する多糖類水溶液の様な作用流体が使用される。
遠心分離に備えて、遠心分離されるべき液体分散系は、
両者の間の出来るだけ完全な界面を有し遠心分離容器内
の作用流体の頂上の上で層をなし、遠心分離の際、密度
勾配を有する液柱が生じ、このとき、コラムクロマトグ
ラフィーにおけると同様に、元の分散系の固体成分の各
々は、別個に回収可能な異なる層を占める。
問題は、作用流体の下側物体と液体分散系の上側物体と
の間に完全な界面を保証する様な遠心分離容器への装填
である。当該技術の状態によると、種々な手動の技法
と、技倆とは、この目的のために開発された。従って、
一方法により、遠心分離されるべき分散系、例えば本来
の血液または希釈される血液は、最初に遠心分離容器内
に装入され、次に、一層重い作用流体は、遠心分離され
るべき流体の物体の下方へ注意深くピペットで装入され
る。代りに、作用流体は、最初に遠心分離容器に装入さ
れ、遠心分離されるべき液体は、該流体上に注意深く層
を形成される。明らかに、これ等の両者の手順は、退屈
であり、高度の量の技量を必要とし、連続的操作に不適
当である。
ほぼ毛細管の開口部を介して相互に連通する少くとも2
つの隔室を列において有する管状容器を使用する遠心分
離の方法および装置を開示する。操作のため、作用流体
は、下側隔室へ装入され、遠心分離されるべき液体は、
遠心分離に先立つ混合を回避するための如何なる特別な
用心をも必要とすることなく上側隔室に装入される。こ
の方法は、上述の全く手動の方法に優る幾つかの重要な
利点を有しているが、隔室の間のかなり細い通路が遠心
分離の際でも或る抵抗を与え、これが操作を長引かせる
ことの欠点を有している。更に、該方法は、比較的高価
にする特別に工夫される遠心分離容器を必要とする。そ
の上、該方法によると全体の最も下の隔室が作用流体で
充満されなければならないため、所与の遠心分離容器内
の作用流体の量を変更することは、不可能である。本発
明の目的は、密度勾配遠心分離のための改良される方法
および装置を提供することである。
分離容器の下側部分に装入して液体分散系の物体を上側
部分に装入し、該容器を密封して遠心分離を受けさせ、
これにより、密度勾配が確立され、少くとも1つの固体
成分を引出す手順を備え、通常の重力状態の下で液体分
散系の前記物体を支持可能で、遠心分離の際に二方向の
交差流れを可能にししつつ嵌入する成層用インサートを
前記遠心分離容器内に設けることによって特徴づれら
れ、液体分散系から少くとも1つの固体成分を回収する
ために密度勾配遠心分離を実施する方法が提供される。
リアミド、高密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカ
ーボネートの様な樹脂材料等である放射線照射または酸
化エチレンによる処理によって殺菌するのに適している
任意の好適な材料で作られる。操作の際、遠心分離容器
は、好ましくは蓋ないし栓を設けられる。
好ましくは例えばイオン化放射線への露出または酸化エ
チレンの様な殺菌剤による処理によって殺菌される。成
層用インサートは、通常の遠心分離チューブに嵌込まれ
る様に意図される。
心分離容器の底の部分に装入され、次に、成層用インサ
ートが装入される。これに続いて、混合を回避するため
の如何なる用心をも必要とすることなしに、遠心分離さ
れるべき液体分散系がインサートの頂上へ注入される。
成層用インサートの性質に依存して、或る分散系は、作
用流体の表面を乱すことなく作用流体の前記物体を横切
ってゆっくり沈降可能である。
は、下側または上側の隔室の如何なる制約もなしに賢明
に選択可能であり、これは米国特許第4,824,56
0号の教示に優る著しい改良である。好ましくは抗凝固
剤は、前記成層用インサートより上の遠心分離容器の上
部に導入され、代表的な例は、クエン酸ナトリウム、エ
チレンジアミン・四酢酸(EDTA)およびヘパリンで
ある。
トは、円板、カップまたは転倒カップの形状でもよく、
例えば樹脂材料、アルミニウム等の様な任意の好適な材
料で作られてもよい。
ートは、複数の毛細管孔および/または周辺凹みを有し
ている。代表的に、毛細管孔の直径は、0.6mm−0.
8mmの範囲内であり、周辺凹みは、0.2mmから0.3
mmまでの範囲の半径の半円形輪郭を有している。
は、1本またはそれ以上の細い切り目ないし薄弱栓を有
する円板を備え、これにより、該薄膜は、遠心力の作用
によって降伏するセグメントに分割される。好ましく
は、該セグメントは、遠心分離力が止まる際に最初の形
状に戻る。該切り目ないし薄弱栓は、通常極めて細く、
例えば剃刀の刃の型式の刻み付け工具ないし切断工具の
様な鋭い工具の扶助で刻み付けることによって作られて
もよい。
分離された固体の任意の逆の混合を一層良好に防止する
ために成層用インサートに重ね合わせて設置されてもよ
く、該フィルタ板は、例えば合成繊維から織られる布で
もよい。
本発明による成層用インサートを装着する遠心分離容器
は、好ましくは無菌の状態の下で蓋を設けられてこの形
状において貯蔵されてもよい。この様にして、遠心分離
に必要な総てのことは、容器の蓋を外し、随意に容器の
内部の作用流体を希釈し、所望の量の液体分散系を注入
し、所望により幾らかの抗凝固剤を点火し、再度容器に
蓋をして、遠心分離に容器をかけることである。
ートと、また随意に重なる小さい網目のフィルタ板とを
装着され、或る量の作用流体と、また所望により抗凝固
剤とを低減される圧力下で保持し、容器の内部の真空を
保持可能で針によって貫通可能のゴム等の栓または蓋の
様な部材で密封される無菌容器が使用される。遠心分離
用血液は、患者の血管から周囲の環境に露出されること
なくこの様に準備される遠心分離容器へ直接に注入され
てもよい。
力は、所要の量の血液が容易に吸込まれる様に選択さ
れ、代表的な例は、440トル(0.58気圧)であ
る。
好適の密度勾配遠心分離の信頼性のある多面的な方法が
提供されることが認められる。
インサートの上方に集積する軽い部分は、任意の好適な
態様で、例えばピペットによる吸気または傾瀉法によっ
て引出されてもよい。所望により、成層用インサートの
下方に集積する沈渣は、任意の好適な方法で回収されて
もよい。本発明は、遠心分離に使用する様に特定される
種類のインサートを更に提供する。
チューブを区分してしっくりと嵌入するインサートの下
方に作用流体の物体を保持する遠心分離容器を提供す
る。
は、排気されて、該容器の内部の真空を保持可能で針に
よって貫通可能なゴム等の栓または蓋によって密封され
る。以下添付図面を参照し例としてのみ本発明を更に詳
細に説明する。
用液体5の物体と、例えば本来の血液または希釈血液の
遠心分離されるべき液体分散系の物体6とを夫々保持す
る下側隔室3と、上側隔室4とに該チューブを区分して
しっくり嵌入する成層用インサート2を保持する。成層
用インサート2は、液体分散系がインサート2の頂上に
注ぐ態様に関係なく隔室3への分散系物体6の最も下側
の部分の任意の透過が作用流体5の物体の表面を乱さな
い態様で非常に穏やかにのみ生じることを保証する毛細
管の性質の開口部を有している。該チューブは、例えば
ゴムの好適な蓋7によって閉じられる。
室3、4の間のインサート2を横切る液体の二方向流れ
が生じ、遠心分離の終りには、上側層8を形成する白血
球と、沈渣9を形成する赤血球とによる連続的な密度勾
配が形成される。白血球8は、ピペットによる吸気また
は傾瀉法(デカンテーション)によって除去可能であ
り、赤血球の沈渣は、成層用インサート2の孔の1つを
貫通する様に構成されるピペットによる吸気によるかま
たはインサートが最初に好適な工具によって引出された
後に、赤血球が吸い出しあるいは傾瀉によるかのいづれ
かによって除去可能である。
施例は、図3、4に示される。図示の様に、樹脂材料の
ものでもよい該インサートは、円形円板10と、スカー
ト11とを有する転倒カップの形状を備えている。円板
10は、複数の毛細管の寸法の孔12を有し、スカート
11は、複数の軸方向の凹みないし溝13によって鋸歯
状にされる。成層用インサートは、遠心分離チューブに
しっくり嵌入する様に構成され、摩擦によって所定の位
置に保持される。
ば商標フィコールパクエは、最初にチューブ1に装入さ
れ、次に好ましくは図4に示す様にスカートを下方にし
た成層用インサート2が挿入される。作用液体を有し各
々が成層用インサート2を保持する遠心分離チューブ
は、必要になるまで所望により無菌状態の下で貯蔵され
てもよく、または直ちに使用されてもよい。使用のた
め、遠心分離されるべき液体分散系、例えば血液は、如
何なる用心も必要とせずに成層用インサート2へ注がれ
た後に、チューブが蓋をされて遠心分離に対して準備さ
れる。
ートの実施例は、また転倒カップの形状である。該イン
サートは、垂下するスカート16を有する円板15を備
え、円板15は、4つの等しいセグメント19に円板を
分割する2本の細い切り目17、18を有している。ス
カート16は、滑らかであって凹みないし溝を持たな
い。
類似する。切断される円板15の物理的な特性は、円板
15が遠心分離されるべき液体分散系の物体6を通常の
重力状態の下で容易に支持するが、一方遠心分離の際に
増大する重力の場が総ての4つの円板セグメント19を
部分的に潰し、これにより相互に分離させ、これにより
上側および下側の隔室3、4の間の二方向流れに対する
自由通路が設けられる様に選択される。操作の終りで
は、セグメント19は、それ等の最初の位置へ復帰可能
である。
離の目的のために完全に層をなすことの問題は、連続的
な操作に好適な簡単で信頼性のある態様で解決されるこ
とが認められる。最初の遠心分離前の段階では、図3、
4または図5、6のいづれによるにしても本発明による
成層用インサートは、貯蔵および取扱いの慣用の操作の
際に必要になる如何なる予備的な遠心分離またはその他
の処理もなしに遠心分離容器の底からの作用流体の漏洩
を防止する。
れた態様で示される。図示の様に、小さい網目の丸いフ
ィルタ板20は、成層用インサート15、16上に重ね
合わされ、遠心分離の終りに分離される固体の如何なる
逆の混合をも防止するのに役立ち、該固体は、上に浮か
ぶ液相が注出されるとき、セグメント19がそれ等の出
発位置に完全には復帰しない場合にフィルタ板20がな
ければ板15を横切って通過し得る。フィルタ板20
は、合成繊維、例えばポリエチレンまたはポリプロピレ
ンから織られる布で作られてもよい。例えば、チューリ
ッヒ市のスイスシルトボルティング(Swiss Si
lt Bolting)布製造会社から商標テテックス
(Tetex)の下で得られる二重折りのポリプロピレ
ン繊維布は、使用されてもよい。該フィルタ板の網目
は、直径において20μ〜120μの細孔を有してもよ
く、織物は、代表的に860μ〜1280μの厚さであ
る。次の作業の実例は、本発明が作用する態様を示す。
0mm)から除去され、図5、6に示す種類の樹脂インサ
ートが挿入される。該インサートは、12mmの直径を有
し、スカート16は、8mmの高さである。該インサート
は、円形円板15が最も上側である様に挿入され、次
に、円板15は、図7に示す様な小さい網目の丸いフィ
ルタ板によって被われる。該インサートおよびフィルタ
板は、スカート16が作用流体の表面よりも僅かに上方
で休止する様に設置される。次に、該チューブは、蓋を
嵌められ、チューブの内部を無菌にするためにイオン化
放射線に露出される。次に、該チューブは、無菌状態の
下で開口され、2mlの商標フィコルパクエは、ポリスク
ロース(polysucrose)の5.6%w/w
と、1.077g/リットルの密度および280mOs
mの浸透圧重量モル濃度を有するメトリゾエートナトリ
ウム(sodium metrizoate)の9.6
%w/wとを含有する水溶液である作用流体として導入
され、該チューブは、再度蓋を嵌められる。該チューブ
は、商標フィコルパクエをチューブの底へ変位する様に
短時間遠心分離される。これは、製造段階を完了する。
液によって1:1または1:2に希釈され、商標フィコ
ルパクエの体積およびチューブの寸法に適当な体積の血
液は、特別な用心なしに成層様インサートへチューブ内
に直接に注入され、該血液は、インサートおよび重なる
フィルタ板の頂上に完全に残り、遠心分離段階の際にの
みフィコル層に接触する様になる。この時点では、チュ
ーブ内の状態は、図1に概略示される様なものである。
よるものが使用されれば、幾らかの血液は、穏やかな流
れでインサートを横切って通過するが、作用流体の表面
を乱すことなく該流体の頂上に層を形成する。
gにおいて10分間にわたり臨床遠心分離機内に置かれ
る。成層用インサートがその孔12および溝13を通る
フィコルおよび血液成分の双方の二方向の自由な運動を
可能にするため、図2に概略を示す状態を生じる勾配が
形成される。単核細胞は、血漿と成層用インサートの頂
上との間に白いバンド8として現われる。赤血球および
多形核球は、商標フィコルパクエを通りチューブの底へ
沈渣9を形成して沈澱した。インサートの頂上の孔12
と、周辺の凹み13とは、勾配と、赤血球の沈渣との双
方の形成を促進する。全体の上側液相は、成層用インサ
ートが赤血球の再混合を防止するため、注出されてもよ
い。白血球層の再希釈を回避することが不可欠であれ
ば、血小板富化血漿は、界面を乱すことなく吸気によっ
て最初に除去されてもよく、次に、細胞の円形バンド8
は、パスツールピペットまたはその他の好適な装置によ
って引出される。
トを有する蓋付き遠心分離容器の図。
図。
Claims (11)
- 【請求項1】 作用流体の物体を遠心分離容器の下側部
分に挿入して、液体分散系の物体を該容器の上側部分に
装入し、該容器を密封して、該容器を遠心分離にかけ、
これにより、密度勾配が、確立され、少なくとも1つの
固体成分を引出す手順を備え、液体分散系から少なくと
も1つの固体成分を回収するために密度勾配遠心分離を
実施する方法において、通常の重力状態の下で液体分散
系の前記物体を支持可能で閉成されており、遠心分離の
際にのみ開成される二方向の交差流れを可能にしている
固定仕切である成層用インサートを前記遠心分離容器内
に設けることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記成
層用インサートが、複数の毛細管孔および/または円辺
の凹みを有する方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の方法において、前記イ
ンサートが、1本またはそれ以上の細い切り目ないし薄
弱線を有する円板を備え、これにより、該円板が、遠心
力の作用によって降伏するセグメントに分割される方
法。 - 【請求項4】 請求項3に記載の方法において、前記遠
心力が止まるとき、前記セグメントが、最初の形状に戻
る方法。 - 【請求項5】 請求項1に記載の方法において、小さい
網目のフィルタ板が、前記成層用インサート上に重ね合
わされる方法。 - 【請求項6】 密度勾配遠心分離に使用する成層用イン
サートにおいて、通常の重力状態の下で遠心分離容器内
の液体分散系の物体を支持可能で閉成されており、遠心
分離の際にのみ開成される二方向の交差流れを可能にし
ている固定仕切である成層用インサート。 - 【請求項7】 請求項6に記載の成層用インサートにお
いて、複数の孔および周辺の凹みのいづれかまたは双方
を備える成層用インサート。 - 【請求項8】 請求項6に記載の成層用インサートにお
いて、1本またはそれ以上の切り目ないし薄弱線を有す
る円板を備え、これにより、該円板が、遠心力の作用に
よって降伏して潰れるセグメントに分割される成層用イ
ンサート。 - 【請求項9】 密度勾配遠心分離に使用する小さい網目
のフィルタ板を備えた請求項6に記載の成層用インサー
ト。 - 【請求項10】 下方の作用流体の物体を遠心分離容器
とで保持する請求項6に記載の成層用インサート。 - 【請求項11】 上に重ね合わされる小さい網目のフィ
ルタを有する請求項10に記載の成層用インサート。
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