JP3730113B2 - Blood upper-layer liquid continuous separation and recovery device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の技術分野】
この発明は、多数の血液を連続的に上層液と細胞成分に分離する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
血液の細胞成分と上層液(血液)を自動的に分離する装置は、既に本願発明者によって提案されている(特願平9−359012号)。この装置は、U字形分離管内に血液を注入して遠心分離した後、上層液を吸引して回収するようにしたものである。
【0003】
【発明の課題】
しかしながら、多数の血液を自動的に分離するためには、回転駆動されるケーシングの半径方向に取り付けた分離管に、血液を注入して所定時間遠心分離し、上層液を吸引し、さらに細胞成分を排出し、分離管を洗浄し、乾燥する操作を1サイクルとし、次の血液を注入して同様の1サイクル操作を行なう必要がある。1個の分離管をケーシングに取り付けて上記のサイクルを行なうならば、特に支障はないが、複数の分離管を取り付けた場合、個々に血液を注入するためには、それぞれ別個の注入口がなければ血液が混合してしまい使用することができず、また複数の上層液吸引口も必要となり、実際上装置としては成り立たない。一方1個の分離管だけでは分離回収装置として極めて非効率的である。
【0004】
そこで、この発明の課題は、複数の分離管を用いて効率よく血液を分離できる装置を提供することである。
【0005】
【課題の解決手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、血液の供給管と上層液の回収管と細胞成分及び洗浄液の排出管とを設けた上ケーシングと、複数の遠心分離管と洗浄液溜を交互に設けた下ケーシングがインデックス動作可能に回転駆動され、前記分離管による血液の分離、分離管からの上層液の吸引回収、分離管の洗浄・乾燥時には前記上ケーシングの供給管が分離管の一端、回収管が分離管の一端部に挿入された上層液吸引管、排出管が分離管の他端にそれぞれ接続され、前記供給管の洗浄時には供給管が前記洗浄液溜に接続されるようにしたのである。
【0006】
前記遠心分離管はほぼU字形をなし、そのU字形屈曲部が下ケーシングの半径方向の外側になるように取り付け、前記分離管の一端を血液の供給口とし、この供給口から前記屈曲部に至る管の適所に上層液吸引管を挿入し、かつ上層液の分離検出手段を設け、前記屈曲部から延びる管の他端を排出口とし、前記屈曲部の排出口側に、血液の遠心分離中は管を閉鎖し、遠心分離が終了すると管を開放できる開閉手段を設け、前記検出手段が上層液の分離を検出すると前記吸引管と回収管によって上層液を吸引回収し、前記開閉手段を開いて排出口から前記排出管を介して細胞成分を排出するようにしておくことができる。
【0007】
前記供給管及び回収管の一端を上ケーシングの回転中心軸に一致して上ケーシングの上面に開口させ、他端を上ケーシング下面の半径方向外周側に開口させ、前記排出管の一端を適宜の容器内に挿入し、他端を上ケーシングの中心軸に沿って上方に延ばし上ケーシング下面の半径方向外周側に開口させ、前記供給管、回収管、排出管の他端開口を上ケーシングの下面で半径方向に一列に配置し、前記下ケーシングに設けられた分離管の一端開口と上層液吸引管の一端開口及び分離管の他端開口を前記上ケーシングの他端開口にそれぞれ対応して下ケーシングの上面に開口させておくのがよい。
【0008】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1に示すように、血液の上層液分離回収装置は、それぞれ別個に回転駆動される中空円板状上ケーシング10と、中空円板状下ケーシング20より成る。前記上ケーシング10は、その中心軸がパイプ11になっており、下ケーシング20を回転可能に貫通して延びその下端部にプーリ12が固定され,変速機Vのプーリ13との間にタイミングベルトが掛け渡され、変速機Vを介してモータMによりケーシング10が回転駆動されるようになっている。また下部ケーシング20の中心軸もパイプ21になっており、前記上ケーシング10のパイプ11に外嵌され、その下端部にはプーリ22が固定されている。このプーリ22はモータMのプーリ23とタイミングベルトで連結され、ケーシング20がモータMによって回転駆動されるようになっている。
【0009】
前記上ケーシング10には、一端開口14aがケーシング10の中心軸に一致しさらに下方に延びる供給管14と、同様に一端開口15aがケーシング10の中心軸に一致しさらに下方に延びる回収管15が設けられ、上記供給管14及び回収管15はケーシング10の外周方向に延びてケーシング10の下面に開口し、他端開口14b、15bが形成されている。また、前記パイプ11内を全長にわたって排出管16が延び、その一端部はさらにケーシング10の外周方向に延びて下面に開口し、細胞成分などの排出用開口16bとなり、他端16aは適当な容器17等に挿入されている。これらのケーシング10の下面に設けられた開口16b、14b、15bは一列に並んでいる。
【0010】
前記下ケーシング20には、図4乃至図6に示すように、等間隔で複数(図では4個)のU字形分離管30が配置され、隣接する分離管30、30の間にはそれぞれ洗浄液溜40が設けられている。そして分離管30及び洗浄液溜40は、前記上ケーシング10の下面に設けられた前記開口15b、14b、16bと対応してそれぞれに接続される吸引口25b、注入口24b、排出口26bと、連結口25c、24c、26cを有し、それぞれ下ケーシング20の上面に開口している。
【0011】
前記分離管30は、図1及び図4に示すように、血液の注入口24bに連通する第1の液溜31と、この第1の液溜31に短い導管31aを介して隣接する第2の液溜32と、U字形導管32aを介して設けられた第3の液溜33と、この液溜33から延びる排出用導管33aより成る。これらの液溜31、32、33は、ほぼ紡錘形をしており、他の導管31a、32a、33aと径を異ならせてあるが、大径部は全体の管長を短くするほか、他の管を挿入したり、弁機構を設けるためであり、小径部は後述する検出精度を高めるため等である。
【0012】
前記第1の液溜31には、上層液の吸引管25が挿入されている。また第3の液溜33内には、ガイド筒34が取り付けられており、このガイド筒34内には、スライド弁35がスライド可能に収納されている。スライド弁35は、図1の右端に位置している場合には、U字形導管32aと第3の液溜33との間を遮断し、ガイド筒34の左端に移動すると、ガイド筒34に設けられた貫通孔34aを介してU字形導管32aと第3の液溜33が連通する。さらに、前記第1の液溜31と第2の液溜32をつなぐ導管31aの部分には、例えば投光器と受光器から成る光センサ等の検出器36が配置されている。
【0013】
上記のような分離管30のみの作用を図7及び図8を参照して説明する。まず、採取した血液に抗凝固剤を混合し、分離管30の注入口24bに投入する。このときすでにケーシング20は回転しているものとする。そのため、適当な重量を持つスライド弁35は、図7(イ)のように遠心力でガイド筒34の入口34bに密着し、血液Aは第1、第2の液溜31、32及びU字形導管32aに充満し保留される。なおスライド弁35の密閉性を良好にするため、その先端をテーパ状にし、ガイド筒34の入口34bにスライド弁35の先端と対応するテーパ面を形成しておくのが好ましい。
【0014】
分離管30が高速回転すると、図7(ロ)のように、次第に軽い液成分Bが血液Aから分離してくる。そして液成分Bの分離が進み、図7(ハ)のようにその量が増加して狭隘な導管31aの部分に達すると、検出器36がこれを検出する。液成分Bは透明性が高いので光センサ等によって容易に検出可能である。検出信号によって第1のポンプを駆動し、図7(ニ)のように液成分B即ち上層液を吸引管25で吸い出す。一定時間吸い出したことをタイマで検出するか、或は細胞成分A’が細い導管31aに逆流してきたことを検出器36で検出すると(細胞成分A’は光を透過し難いので検出器36がオンからオフに状態が変化する)、第1のポンプを停止し続いて第2のポンプの駆動信号を発する。第2のポンプは排出用導管33aから第3の液溜32、33内を吸引する。この吸引力は、スライド弁35をガイド筒34の入口34bに密着させている遠心力よりも大にしてあるので、スライド弁35は、図8(ホ)のようにガイド筒34の入口34bを離れて後端のストッパ34cに当るまで吸引され、貫通孔34aを介してU字形導管32aと第3の液溜33が連通し、細胞成分A’は排出用導管33aを通って排出される。細胞成分A’が排出されたことをタイマ等によって検出すると第2のポンプを停止する。これによってスライド弁35は、再び遠心力でガイド筒34の入口34bの方向に移動し、入口34bを閉鎖する。
【0015】
なお、血液が濃くて細胞成分が多く、液成分Bが少ないために遠心分離によっても検出器36の部分に達せず検出不能の場合がある。その場合には、例えばタイマによって遠心分離開始から充分な時間が経過したことを検出し、先に第2のポンプを作動させてスライド弁34を吸引しわずかに排出用導管33aの方向に移動させると、細胞成分A’と液成分Bは共に液溜33の方向に移動するので、液成分Bが導管31aの部分に達し、検出器36が作動する。そこで第2のポンプを停止し上述と同じ動作で液成分Bを回収すればよい。
【0016】
次に、第3のポンプを駆動して洗浄液Cを図8(ヘ)に示すように分離管30に送り込む。この時例えば第2のポンプで第3の液溜33を吸引してスライド弁35を吸引して、図8(ト)のようにスライド弁35をガイド筒34のストッパ34cの位置まで移動させ、分離管30は全管を連通させ、かつ洗浄液Cが充満させると、洗浄液Cは第2のポンプによって吸引され流動するので分離管30は完全に洗浄される。洗浄後は適当な手段で分離管30を乾燥する。
【0017】
上記のように、分離管30に血液を供給し、上層液を分離回収し、洗浄乾燥するプロセスを複数の分離管30によって連続自動的に行なう方法について説明する。いま、図9に示すように、下部ケーシング20に収納された分離管30及び洗浄液溜40にそれぞれ時計回りに1、2、3、4の番号を付す。まず、上ケーシング10の下面に設けられた開口15b、14b、16b(図2、図3)を、下ケーシング20に設けられた分離管30−1と連通する吸引口25b、注入口24b、排出口26bに接続する。これらの開口は液密に接続可能になっている。図10にその状態を示す。これによって、上ケーシング10の血液供給管14と上層液回収管15はそれぞれ下ケーシング20に設けられた分離管30の第1液溜31と吸引管25に連通し、排出管16は排出用導管33aに接続される。この状態で上ケーシング10と下ケーシング20はモータMにより同期して回転駆動される。そして採取した血液に抗凝固剤を混合したもの(以下採取血液という)を開口14aから供給する。一定量供給後、変速機Vを切り換え、上ケーシング10を急速回転させて、上ケーシング10の開口15b、14b、16bを下ケーシング20の連結口25c、24c、26cに一致させ(インデックスし)、同時に変速機Vを切り換えて下ケーシング20の回転速度に同調させる。これによって上ケーシング10の血液供給管14と回収管15及び排出管16は、下ケーシング20の洗浄液溜40−1に連通する。そこで、再び上下ケーシング10、20を同調回転させ、供給管14に付着した前記採取血液を洗浄するため、洗浄液を供給管14の一端開口14aから供給し、液溜40を経て排出管16から排出し、さらに供給管14を乾燥する。その後、上ケーシング10を急速回転し、上ケーシングの開口15b、14b、16bを分離管30−2の吸引口25b、注入口24b、排出口26bにインデックスし、同時に上下ケーシング10と20を同調回転し、次の採取血液を分離管30−2に供給する。
【0018】
このようにして、最初の1サイクルでは、下ケーシング20に設けられた分離管30−1、洗浄液溜40−1、分離管30−2、液溜40−2、分離管30−3、液溜40−3、分離管30−4、液溜40−4のそれぞれの開口に上ケーシング10の下面に設けられた開口15b、14b、16bが順次インデックスし、採取血液の分離管への供給と供給管14の洗浄及び乾燥を行なう。
【0019】
そして、上ケーシング10の下面開口15b、14b、16bが再び分離管30−1に達したとき、先に供給した採取血液は既に遠心分離されているように回転速度とタイミングを制御しておく。そこで、前述のように、分離管30に設けられた吸引管25から上層液Bを吸引し(図7(ハ)、(ニ))、回収管15から回収する。さらに前述と同様にして(図8)、分離管30−1から細胞成分A’を排出し、分離管30−1を洗浄する。このとき洗浄液は上ケーシング10の供給管14、15から供給されるので、これらの管14、15も洗浄され、同時に乾燥も行なわれる。従って分離管30−1には新たな採取血液を供給することができる。次いで洗浄溜り40−1にインデックスし、供給管14を洗浄し、再び分離管30−2にインデックスし、上層液の回収、洗浄、乾燥を行ないさらに新たな採取血液を供給し、液溜40−2にインデックスして供給管14を洗浄する。即ち2回目以後のサイクルでは、それぞれの分離管30−1、30−2、30−3、30−4で上層液の回収、洗浄、乾燥、新たな採取血液の供給が行なわれる。この操作を繰返して採取血液の複数の分離管による連続分離を行なうことができる。
【0020】
なお、分離管の数は図示に限定されない。また、回収した上層液や細胞成分は適当な分析装置にそのまま供給することができる。
【0021】
【発明の効果】
この発明によれば、以上のように、採取した血液を連続的に供給しながら上層液と細胞成分に自動的に分離できるようにしたので、血液分析の大幅な時間短縮をはかることができ、また省人化にも大きく貢献することができ、さらに、血液形態学測定、生化学分析及び免疫学分析等を同時に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の分離回収装置の一例を示す縦断面図
【図2】同上の上ケーシングを示す縦断面図
【図3】上ケーシングの下面図
【図4】下ケーシングを示す縦断面図
【図5】下ケーシングの他の面の縦断面図
【図6】下ケーシングの上面図
【図7】分離管の作用を示す縦断面図
【図8】分離管の作用を示す縦断面図
【図9】下ケーシングの上面図
【図10】分離回収装置の作用を示す縦断面図
【図11】分離回収装置の作用を示す縦断面図
【符号の説明】
A 血液
A’ 細胞成分
B 上層液
C 洗浄液
M モータ
V 変速機
10 上ケーシング
11 パイプ
12、13 プーリ
14 供給管
14a、14b 開口
15 回収管
15a、15b 開口
16 排出管
16a 排出管の他端
16b 開口
17 容器
20 下ケーシング
21 パイプ
22、23 プーリ
24b 注入口
24c 連結口
25 吸引管
25b 吸引口
25c 連結口
26b 排出口
26c 連結口
30 分離管
31 第1の液溜
31a 導管
32 第2の液溜
32a U字形導管
33 第3の液溜
33a 排出用導管
34 ガイド筒
34a 貫通穴
34b 入口
35 マライド弁
36 検出器
40 洗浄液溜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for continuously separating a large number of blood into an upper layer liquid and a cell component.
[0002]
[Prior art]
An apparatus for automatically separating cell components of blood and upper layer fluid (blood) has already been proposed by the present inventor (Japanese Patent Application No. 9-359012). In this apparatus, blood is injected into a U-shaped separation tube and centrifuged, and then the upper layer liquid is sucked and collected.
[0003]
[Problems of the Invention]
However, in order to automatically separate a large number of blood, blood is injected into a separation tube attached in the radial direction of a casing that is driven to rotate, centrifuged for a predetermined period of time, the upper layer liquid is sucked, and further, cell components It is necessary to perform the same one-cycle operation by injecting the next blood into one cycle and discharging the blood, washing the separation tube, and drying. If the above cycle is carried out with one separation tube attached to the casing, there is no particular problem. However, when multiple separation tubes are attached, there must be a separate inlet for injecting blood individually. If blood is mixed, it cannot be used, and a plurality of upper layer liquid suction ports are also required, which is not practical as an apparatus. On the other hand, only one separation tube is extremely inefficient as a separation and recovery device.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus that can efficiently separate blood using a plurality of separation tubes.
[0005]
[Means for solving problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, an upper casing provided with a blood supply pipe, an upper layer liquid recovery pipe, a cell component and a washing liquid discharge pipe, a plurality of centrifuge tubes and a washing liquid reservoir are alternately arranged. The lower casing provided on the upper casing is rotationally driven so as to be able to perform index operation, and when the blood is separated by the separation tube, the upper layer liquid is sucked and collected from the separation tube, and the separation tube is washed and dried, the supply pipe of the upper casing is one end of the separation tube. The recovery pipe is inserted into one end of the separation pipe, the upper liquid suction pipe, the discharge pipe is connected to the other end of the separation pipe, and the supply pipe is connected to the cleaning liquid reservoir when the supply pipe is cleaned. It is.
[0006]
The centrifuge tube is substantially U-shaped, and is attached so that the U-shaped bent portion is on the outer side in the radial direction of the lower casing. One end of the separation tube is used as a blood supply port, and the supply port is connected to the bent portion. An upper layer liquid suction tube is inserted at an appropriate position of the tube, and an upper layer liquid separation detecting means is provided. The other end of the tube extending from the bent portion is used as a discharge port, and blood is centrifuged on the discharge port side of the bent portion. The tube is closed, and an opening / closing means is provided that can open the tube when the centrifugal separation is completed. When the detection means detects the separation of the upper layer liquid, the upper layer liquid is sucked and collected by the suction tube and the collection tube, and the opening / closing means is opened. The cell component can be discharged from the discharge port through the discharge pipe.
[0007]
One end of the supply pipe and the recovery pipe is opened on the upper surface of the upper casing so as to coincide with the rotation center axis of the upper casing, the other end is opened on the radially outer peripheral side of the lower surface of the upper casing, and one end of the discharge pipe is appropriately connected Insert into the container, extend the other end upward along the central axis of the upper casing and open it to the radially outer peripheral side of the lower surface of the upper casing. The one end opening of the separation tube, the one end opening of the upper layer liquid suction tube and the other end opening of the separation tube provided in the lower casing respectively correspond to the other end opening of the upper casing. It is good to make it open on the upper surface of a casing.
[0008]
Embodiment
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the upper-layer liquid separation and recovery device for blood includes a hollow disk-shaped
[0009]
The
[0010]
As shown in FIGS. 4 to 6, a plurality (four in the figure) of
[0011]
As shown in FIGS. 1 and 4, the
[0012]
An upper layer
[0013]
The operation of only the
[0014]
When the
[0015]
In addition, since blood is dark and has many cell components, and there are few liquid components B, it may be undetectable even if it does not reach the part of the
[0016]
Next, the third pump is driven to feed the cleaning liquid C into the
[0017]
As described above, a method for continuously and automatically performing the process of supplying blood to the
[0018]
Thus, in the first cycle, the separation pipe 30-1, the cleaning liquid reservoir 40-1, the separation pipe 30-2, the liquid reservoir 40-2, the separation pipe 30-3, the liquid reservoir provided in the
[0019]
When the
[0020]
The number of separation tubes is not limited to the illustration. Further, the recovered upper layer liquid and cell components can be supplied as they are to an appropriate analyzer.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, since the collected blood can be automatically separated into the upper layer liquid and the cell component while continuously supplying the blood, the time required for blood analysis can be greatly reduced. In addition, it can greatly contribute to labor saving, and blood morphology measurement, biochemical analysis, immunological analysis, and the like can be performed simultaneously.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a separation and recovery apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an upper casing. FIG. 3 is a bottom view of the upper casing. 5 is a longitudinal sectional view of the other surface of the lower casing. FIG. 6 is a top sectional view of the lower casing. FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the operation of the separation pipe. FIG. 9 is a top view of the lower casing. FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the operation of the separation and recovery apparatus. FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing the operation of the separation and recovery apparatus.
A Blood A 'Cell component B Upper layer liquid C Washing liquid M
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