JP3651867B2 - 血液濾過ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は全血から血漿または血清試料を調製する際に使用される血液濾過ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
血液中の構成成分例えば代謝産物、蛋白質、脂質、電解質、酵素、抗原、抗体などの種類や濃度の測定は通常全血を遠心分離して得られる血漿または血清を検体として行われている。ところが、遠心分離は手間と時間がかかる。特に少数の検体を急いで処理したいときや、現場検査などには、電気を動力とし、遠心分離機を必要とする遠心法は不向きである。そこで、濾過により全血から血漿を分離する方法が検討されてきた。
【０００３】
この濾過方法には、３〜６枚のガラス繊維濾紙をカラムに充填し、カラムの一方から全血を注入し、加圧や減圧を行なって他方から血漿や血清を得るいくつかの方法が公知化されている（特公昭４４−１４６７３号公報、特開平２−２０８５６５号公報、特開平４−２０８８５６号公報、特公平５−５２４６３号公報等）。
【０００４】
しかし、全血から濾過により自動分析等による測定に必要な量の血漿または血清を得る方法に関しては血糖など一部の項目を除いては、いまだ試行の段階にあり、広く実用化されるに至っていない。
【０００５】
そこで、本発明者らは先に、微量な血液であっても血漿や血清を効率よく分離しうる血液濾過ユニットとして、濾材にガラス繊維濾紙と微多孔性膜を組み合わせるとともに濾材の血漿出口側にシール部材を設けて濾過材料の開口面積を狭めた血液濾過ユニットを完成し、これを特許出願した（特願平８−７６９２号）。
【０００６】
また、その吸引側に血漿受槽を設けたものも既に開発した（特願平８−９１６２１号）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
血液を取扱う際には飛散、漏れ、流下等によって周囲を汚染しないよう細心の注意を払う必要がある。従来は採血管と血液濾過器を別々に取扱っていたのでどうしてもこの血液による周囲の汚染の問題があった。これは血液濾過終了後には採血管と血液濾過器が別々に処理されていたのでその際に特に血液による汚染が問題であり、その対策が必要であった。
【０００８】
本発明の目的は、血液濾過操作を容易に行なうことができるばかりでなくその後の血液濾過器や採血管の取扱いが容易で周囲を血液で汚染することの少ない血液濾過ユニットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意検討の結果、採血管を血液ユニットに取着けて血液濾過とその後の処理を行なうことを着想し、その取着手段を種々検討した結果、血液濾過ユニットの血液入口にフィンを取着けてこのフィンで採血管を内方から突張り固着する手段、および血液入口側に採血管を外側から挟持または係合保持する手段が採血管の取着操作及びその後の取着安定性で最も適当であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、血液濾過材料と、これを収容し血液入口と血漿出口を有するホルダーよりなる血液濾過ユニットにおいて、血液入口の外周面に採血管を内方から突張り保持する複数のフィンが設けられていることを特徴とする血液濾過ユニットに関するものである。
【００１１】
本発明はまた、血液濾過材料と、これを収容し血液入口と血漿出口を有するホルダーよりなる血液濾過ユニットにおいて、血液入口側に採血管を外側から挟持または係合保持する部材が設けられていることを特徴とする血液濾過ユニットに関するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
血液濾過材料は、前記従来技術のもの、その他公知の如何なるものでも使用できるが、ガラス繊維と微多孔性膜を組合せたものが好ましい。
【００１３】
ガラス繊維濾紙は密度が０．０２〜０．５程度、好ましくは０．０２〜０．３程度、特に好ましくは０．０２〜０．２程度で、保留粒子径が０．８〜９μｍ程度、特に１〜５μｍ程度のものが好ましい。ガラス繊維の表面を、特開平２−２０８５６５号公報、同４−２０８８５６号公報に記載された様な方法で、親水性高分子で処理することによって濾過をより速やかに円滑に行なうことができる。また、ガラス繊維の表面をレクチンで処理することもできる。ガラス繊維濾紙は複数枚と積層して用いることができる。
【００１４】
表面を親水化されており血球分離能を有する微多孔性膜は、実質的に分析値に影響を与える程には溶血することなく、全血から血球と血漿を特異的に分離するものである。この微多孔性膜は孔径がガラス繊維濾紙の保留粒子径より小さくかつ０．２μｍ以上、好ましくは０．３〜５μｍ程度、より好ましくは０．５〜３μｍ程度のものが適当である。また、空隙率は高いものが好ましく、具体的には、空隙率が約４０％から約９５％、好ましくは約５０％から約９５％、さらに好ましくは約７０％から約９５％の範囲のものが適当である。微多孔性膜の例としてはポリスルホン膜、弗素含有ポリマー膜等がある。
【００１５】
その他の微多孔性膜としては、非繊維微多孔性膜である特公昭５３−２１６７７号、米国特許１, ４２１，３４１号等に記載されたセルロースエステル類、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテート／ブチレート、硝酸セルロースからなるブラッシュポリマー膜が好ましい。６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等の微多孔性膜でもよい。その他、特公昭５３−２１６７７号、特開昭５５−９０８５９号等に記載された、ポリマー小粒子、ガラス粒子、けい藻土等が親水性または非吸水性ポリマーで結合された連続空隙をもつ多孔性膜も利用できる。
【００１６】
ガラス繊維濾紙の厚さは、回収すべき血漿量とガラス繊維濾紙の密度（空隙率）及び面積から定められる。分析を乾式分析素子を用いて複数項目行なう場合の血漿の必要量は１００〜５００μｌであり、ガラス繊維濾紙の密度が０．０２〜０．２程度、面積が１〜５ｃｍ²程度が実用的である。この場合ガラス繊維濾紙の厚さは１〜１０ｍｍ程度、好ましくは２〜８ｍｍ程度、より好ましくは４〜６ｍｍ程度である。このガラス繊維濾紙は、例えば１〜１０枚程度、好ましくは２〜６枚程度を積層して上記厚さとすることができる。
【００１７】
微多孔性膜の厚さは５０〜５００μｍ程度、特に１００〜２００μｍ程度でよく、通常は１枚の微多孔性膜を用いればよい。しかしながら、必要により複数枚を用いることもできる。
【００１８】
ホルダーは血液濾過材料を収容するものであって、血液入口と濾過液出口が設けられているものである。このホルダーは、一般に血液濾過材料を収容する本体と、蓋体に分けた態様で作製される。通常は、いずれにも少なくとも１個の開口が設けられていて、一方は血液供給口として、場合により更に加圧口として、他方は吸引口として、場合により更に濾過された血漿または血清の排出口として使用される。濾過された血漿または血清の排出口を別に設けることもできる。ホルダーが四角形で蓋体を側面に設けた場合には血液供給口と吸引口の両方を本体に設けることができる。
【００１９】
血液濾過材料収納部の容積は、収納すべきろ過材料の乾燥状態および検体（全血）を吸収し膨潤した時の総体積より大きい必要がある。ろ過材料の総体積に対して収納部の容積が小さいと、ろ過が効率良く進行しなかったり、溶血を起こしたりする。収納部の容積のろ過材料の乾燥時の総体積に対する比率はろ過材料の膨潤の程度にもよるが、通常１０１％〜２００％、好ましくは１１０％〜１５０％、更に好ましくは１２０％〜１４０％である。
【００２０】
また、ろ過材料と収納部の側壁面との間は密着していることが必要であり、全血を吸引した時にろ過材料を経由しない流路が出来ないように構成されている必要があることは勿論である。
【００２１】
本発明の濾過ユニットはホルダーの血液入口に複数のフィンあるいはホルダーの血液入口側に採血管を外側から保持する部材を設けるところに特徴がある。このフィンは採血管を内方から外方へ突張り保持するものであるから、外方に突出する血液入口の外周面に設けられる。フィンの取着位置は、フィンが採血管の上端付近を保持して血液入口の開口端が採血管の底部近傍に位置するように定められる。採血管は容積の異なる数種のものが販売されているので使用予定の採血管に応じてフィンの取着位置を設定する。その結果、血液入口に吸引チップを取着して使用する場合にはフィンをこの吸引チップに形成することもできる。血液入口には複数種の採血管に対応できるよう複数種のフィンを取着することもできる。好都合なことに大容積の採血管は直径が大きいばかりでなく長さも長く、小容積の採血管は直径も長さも小さいので、フィンは大きなものが血液入口の基端部側に、小さなものが先端側に位置することになり、各フィンを有効に働かせることができる。各フィンの形状は方形、台形等でよいが採取管に当接する外側縁はやや円弧状等にして中央部の突出長さを上下端より僅かに長くしておくことが好ましい。フィンは僅かに可撓性を持たせることが望ましい。フィンの厚さは５０〜５００μｍ程度、好ましくは１００〜３００μｍ程度、特に好ましくは１００〜２００μｍ程度が適当である。フィンの枚数は保持安定性の点で１採血管当り３枚以上がよく、３〜８枚程度、好ましくは３〜５枚程度が適当である。
【００２２】
外側から保持する部材は、開口部下端の内径が採血管の開口部外径よりやや大径の短管であって内壁面が先狭のテーパ面となっている短管、該短管が管長方向にスリット等で２分割、３分割されているもの等がある。採血管の開口端が外方へ突出する突縁となっている場合にはこれを掛止する複数フック片を設けてこれを保持部材とすることもできる。これらは外側に長尺の部材を内側に短い部材を設けることによって径の異なる採血管に対応させることが可能である。
【００２３】
本発明のホルダーは、上記本体に蓋体が取付けられると、これらの血液供給口と吸引口を除いて全体が密閉構造になる。
【００２４】
ホルダーの材料はプラスチックが好ましい。例えば、汎用ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、メタアクリル酸エステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート等の透明あるいは不透明の樹脂が用いられる。フィンの可撓性を考慮するとハイインパクトポリスチレン、汎用ポリスチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレンが好ましい。
【００２５】
上記本体と蓋体の取付方法は、接着剤を用いた接合、融着等如何なる手段によってもよい。この際、上記本体と蓋体のいずれの周縁が内側に位置してもよく、あるいは突き合わせ状態であってもよい。また、上記本体と蓋体をネジ等の手段で組立分解ができる構造とすることもできる。
【００２６】
血液濾過材料の形状に特に制限はないが、製造が容易なように、円形とすることが望ましい。この際、円の直径をホルダー本体の内径よりやや大きめとし、濾過材料の側面から血漿が漏れることを防ぐことができる。一方、四角形にすれば作製した血液濾過材料の切断ロスがなくなるので好ましい。
【００２７】
本発明の血液濾過ユニットの使用方法としては、採血管を血液入口に挿入してフィンで固着する。次いで、血液濾過ユニットの血漿出口側から吸引して血液濾過を行ない血漿を採取する。使用の終わった血液濾過ユニットは通常は採血管を取着したまま処理される。
【００２８】
【実施例】
図１〜３に示す血液濾過ユニットを作製した。この濾過ユニットは組み立てた状態の縦断面図である図１に示すようにホルダー本体１０と蓋体２０と血漿受槽３０からなっている。
【００２９】
ホルダー本体１０はハイインパクトポリスチレン型で、血液濾過材料４０の収容室１１とその上縁から外方に形成されたフランジ１３が形成されている。一方、ホルダー本体１０の底部には周縁よりやや内側に段部を設けてそこから浅いロート状円板部１２が連設され、その中心から下方にノズル状血液入口１４が延設されている。血液入口１４には吸引チップ１８が取着されている。上記の段部は血液濾過材料４０の下面をホルダー本体１０のロート状円板部１２から隔離させて空間１５を形成するスペーサー１６として機能させている。図７及び図９に示されているように血液供給口１４の基部には４方にフィン１７が形成されている。このフィンは血液を入れた採血管１９を嵌め込むことによって保持するものである。各フィン１７は長さ５ｍｍ、巾１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍである。
【００３０】
蓋体２０の底面は中心に向かって同心円状の段２１が４段形成されて中央が凹みここが上部空間を形成している。この底面中央にはサイコロの５の目状に５つの突起２５が血液濾過材料の密着を阻止する手段として下方に突出形成されている。蓋体２０の中心と周縁の中間部には煙突状の血漿通路２４が蓋体２０を貫通して上方に突設されている。蓋体２０の上面には血漿受槽３０を嵌入する蓋体２０より短径で短管状の嵌合壁２２が蓋体２０と同軸で上方に突出形成されている。蓋体２０の周縁部には外方に突出するフランジ２３が形成され、このフランジ２３がホルダー本体のフランジ１３と超音波で接着される。フランジ２３のホルダー本体のフランジ１３と合わさる面にはリブ（図示されていない。）が形成されている。接着の際には超音波エネルギーをそこに集めて液密性を充分に確保した状態で接着されるようにしたものである。
【００３１】
血漿受槽３０は外径が蓋体２０の嵌合壁２２と略同径であり、途中に段部３１を設けて嵌合壁２２へ嵌入される底部３２を嵌合壁２２の内径よりやや小さくしている。血漿受槽３０底面の蓋体２０の血漿通路２４に対応する部位には血漿通路２４に被嵌される血漿通路外筒３３が上方に突出形成されている。この外筒３３は両側を削ぎ落とした煙突状をしており、その頂部には血漿の噴出を阻止する庇３４が水平方向にせり出している。この庇３４は図２に示されているように大小２つの半円を組み合わされた形状をしており、周壁側の半円は外筒３３の外壁と一致させ、中心側の半円は血漿通路外周面の延長線と一致させている。外筒３３の両側部には、血漿の液深を確保するため、血漿受槽５２の周壁面に達する仕切壁３５が形成されている。血漿受槽３０の上端は開放されており、これが吸引口３６となっている。
【００３２】
図４，５に径の異なる２種の採血管に対応できるよう２種のフィンを設けた例を示す。図４のものは大きなフィンの下に小さなフィンを連設した例であり、図５のものは大きなフィンの中間下方に小さなフィンを独立して設けた例である。
【００３３】
図６にフィンの形状の例を示す。(イ)のものは採血管当接縁が直線状であり、(ロ)のものは円弧状であり、(ハ)のものは２つの山形が設けられている例である。(ロ)と(ハ)のものは形状を誇張して表現されている。
【００３４】
別のホルダー本体５０の縦断面図を図７に、底面図を図８に示す。このホルダー本体は、円板部５１の外周縁よりやや内側から下方に３本のフック部材５２が垂下形成されている。各フック部材５２の下端には内方に突出するフック５３が形成されている。採血管をこのフック部材５２に押込むとフック部材５２が外側に押し拡げられ、採血管開口端の突縁が該フック５３を通過するとフック部材５２が弾性によって元に戻り、フック５３で採血管の突縁を掛合保持する。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の血液濾過ユニットを用いることにより、血液濾過を容易に行なえ、しかも血液を周囲に落として周囲を汚染させることが少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である血液濾過ユニットを組み立てた状態の縦断面図である。
【図２】 同上平面図である。
【図３】 上記血液濾過ユニットのホルダー本体の底面図である。
【図４】 ２種の採血管に対応できるよう大小のフィンを取付けたものの血液入口部分の側面図である。
【図５】 上記において小フィンと大フィンを独立して設けた例の血液入口部分側面図である。
【図６】 フィンの形状の例を示す図である。
【図７】 別の血液濾過ユニットのホルダー本体の縦断面図である。
【図８】 同上底面図である。
【符号の説明】
１０…ホルダー本体
１１…血液濾過材料収容室
１２…円板部
１３…フランジ
１４…血液入口
１５…空間
１６…スペーサー
１７…フィン
１８…吸引チップ
１９…採血管
２０…蓋体
２１…段
２２…嵌合壁
２３…フランジ
２４…血漿通路
２５…突起（密着阻止手段）
３０…血漿受槽
３１…段部
３２…底部
３３…血漿通路外筒
３４…庇
３５…仕切壁
３６…吸引口
４０…血液濾過材料
５０…ホルダー本体
５１…円板部
５２…フック部材
５３…フック

Claims (2)

1. 血液濾過材料と、これを収容し血液入口と血漿出口を有するホルダーよりなる血液濾過ユニットにおいて、血液入口の外周面に採血管を内方から突張り保持する複数のフィンが設けられていることを特徴とする血液濾過ユニット
2. 血液濾過材料と、これを収容し血液入口と血漿出口を有するホルダーよりなる血液濾過ユニットにおいて、血液入口側に採血管を外側から挟持または係合保持する部材が設けられていることを特徴とする血液濾過ユニット

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