JP3745397B2 - 分離コンテナ、環状組立体及び液体を２つ以上の構成成分に分離する方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、遠心分離によって液体を比重の異なる構成要素に分離する新規な方法および装置に関する。さらに詳しくは、例えば、フィブリンシーラント(fibrin sealant)の構成要素を調製するのに使用される血液分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
液体を分離すること、つまり比重の異なる構成要素に分けることは既に行なわれてきた。このような分離は、多くの病院、研究所、産業界においては特に遠心分離を利用することにより行なわれてきた。例えば、血液を分離するために遠心分離が広く利用されている。血液は、血漿、血小板、赤血球、白血球、および(または)他の構成要素に分離される。他の構成要素とは、例えば、フィブリノゲン、フィブロネクチン、第VIII因子、第XIII因子等である。遠心分離に使用される装置は、単に密度の差を利用しているにすぎない。例えば、血液の構成要素のなかで血球を含むものは、遠心力によって装置の周縁部に追いやられる。
【０００３】
遠心分離に使用される多くの装置は２つのタイプに分類することができる。第１のタイプは、サンプルコンテナが遠心分離システムの中心軸回りに揺動されるものである。第２のタイプは、チャンバが長手軸を中心に回転させられるものである。第１のタイプの装置においては、サンプルコンテナは通常、プラスチック製バッグか一端が閉じられたチューブである。そのようなコンテナが遠心分離システムの中心軸回りに旋回せしめられ、この結果、密度の高い構成要素がチューブの底部またはバッグの片側に追いやられる。こうして、血漿等の密度の小さな構成要素を、血球や血小板等の密度の大きな構成要素から選択的に除去する手段(またはその逆の手段)が提供される。そのような手段の代表的なものは、血液を含む細長いチューブに挿入することが可能なセパレータである。また、プラスチック製バッグが使用される場合には、当該バッグを注意深く絞ることにより血漿が取り出される。米国特許第3932277号明細書(マクダーモット等)には、サンプルチューブおよび回収チューブを備えた装置が開示されている。回収チューブは一端にフィルターおよび逆止弁を備えており、既に遠心分離装置にかけらたサンプルチューブに挿入されて血漿を回収する。同様に、米国特許第3799342号明細書(グリーンスパン)の開示においては、逆止弁を有するセパレータが使用されている。この逆止弁は、サンプルコンテナの加圧時に開かれ、分離された血漿を回収チャンバへと導く。米国特許第4818386号明細書(バーンズ)の開示においては、液体を２つの構成要素に分離する場合に、一方の構成要素の比重と他方の構成要素の比重との中間の大きさの比重を有し、これらの構成要素の中間に浮遊するセパレータが採用されている。遠心分離に際して、このセパレータは細長い血液サンプルチューブ内を移動して、実質的に、底部に位置する高密度の構成要素と頂部に位置する低密度の構成要素との間に浮遊する。遠心分離が終了すると、セパレータを取り囲む弾性体カップが当該セパレータを所定位置にロックして、低密度の構成要素の取り出しを容易ならしめる。
【０００４】
既に述べたように、第２のタイプの装置は、液体を含むチャンバが長手軸を中心として回転させられるものである。液体を含むチャンバは代表的には、円筒状またはボウル状である。そして、遠心分離の際に、血球等の重い構成要素はチャンバ壁部に向かって外側に移動し、血漿等の軽い構成要素は中央部に止どまる。第２のタイプの装置には、遠心分離中に液体の享受および(または)移送を行うために他のコンテナへ通じる導管を有するものや、一定量の液体の処理を行う独立型(self-contained)の装置がある。前者の例として、“ラザムボウル(Latham bowl)"がある。ラザムボウルは、米国特許第4086924号明細書や同第4300717号明細書等、多数の特許明細書に開示され、または改良が施されている。ラザムボウルにおいては、回転するボウルの中心部に位置する低密度の構成要素は上部に移動して、ボウル最外径部内に位置する回収エリア内に入る。しかし、このシステムにおいては、分離された血漿を押し出すために血液の一定の流れが必要となる。そして、回転中に血液の流れを必要とするため、複雑で高価な回転シールが必要となる。
【０００５】
米国特許第4828716号明細書(マクウェン)の開示においては、遠心分離を利用して血液等の液体を、血漿や赤血球等の構成要素に分離している。遠心分離は、細長いチューブを使用して、分離されるべき構成要素間に同心状の境界面が形成されるのに十分な速度で行なわれる。すなわち、実質的に円筒状の装置が長手軸を中心に回転させられ、この結果、血球を含む高密度の構成要素が外壁部に向かって移動し、低密度の構成要素は高密度の構成要素の内側に止どまる。マクウェンの装置は、その後、処理チャンバの容積を減少させて、低密度の構成要素である血漿を中央の回収ポートへと押し出すことにより回収する。
【０００６】
前述の同心状の分離は、構成要素に作用する遠心力またはＧ力(Ｇ-force)を利用するものである。遠心力またはＧ力(Ｇ)は半径および回転数に依存するものであり、Ｇ＝1.18×105×半径(cm)×回転数(RPM)2なる関係式で表される。
【０００７】
血液から構成要素を良好に分離するためには、比重の異なる構成要素間に形成される境界面をできるだけ明確にすることが有益である。このように、２または３以上の構成要素からなる液体のそれぞれについて、明確な同心状の境界面を維持するために必要な最小のＧ力が存在する。処理チャンバの容積を減少させ、同心状の境界面を利用する従来の装置に潜在的に存在する問題は、処理チャンバの容積が減少し血漿が回収されるにつれて処理チャンバの高さも低くなるので、明確な境界面を維持することが困難になるということである。この場合に、血球を含む一定量の高密度の構成要素が半径方向内側に移動することは明らかである。もっともこのことは、血漿を中央の回収ポートに押しやる従来の装置において起こるのものである。しかし、ある速度において、血球を含む構成要素の半径が同心状の境界面を維持するのに必要な限界値を下回ったとき、境界面は不明確となり、もし境界面が全くなくなるということがなくても、血球を含む構成要素が回収されることとなり好ましくない。マクウェンの装置のような血液分離においては、回収される純粋な血漿の体積は、他の特定の用途における程重要ではない。また、マクウェンの装置は超遠心の回転速度範囲で作動される。
【０００８】
最近の技術においては、血液をさらに高い純度で構成要素に分離して、ヘモトクリット値(すなわち、サンプルの全容積に対する赤血球の割合)を高くすることが重要となった。短時間で、かつ、必要な検出装置を最小として、血液の分離を行うことも望ましい。さらに、超遠心分離は、血液の構成要素に過度の剪断力を負荷し、例えば溶血等の好ましくない影響を与える。多くの液体分離において前述のような利点を実現することができれば有益である。このことは、特に、遠心分離のための回転速度が20000RPMよりも低い場合、好ましくは3000〜15000RPMの範囲の場合、最も好ましくは5000〜10000RPMの範囲の場合に有益である。一般に、回転速度が約10000RPMを越える場合には、ジャーナル部および軸受部に関する問題、特に、いかにして適切に潤滑するかという問題が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、改善された分離技術により、液体、特に血液を密度の異なる構成要素へと正確かつ十分に分離することである。本発明において特に有利な点は、超遠心分離システムにおいて、液体の構成要素を迅速かつ十分に行えることであり、しかも、コストが高くなったり、装置が複雑になったり、分離された構成要素にダメージを与えたりするという不利益がないことである。
【００１０】
本発明に係る新規な分離・回収技術により、血液サンプルからフィブリンが抽出される。抽出されたフィブリンは、組織の再生を促進する物質(いわゆる組織接着剤)を調製するのに使用される。このような分離および調製は、一定区画内で行なわれ、研究員や作業者が血液との接触により肝炎やエイズ(後天性免疫不全症)に感染する危険が排除される。
【００１１】
本発明に係る新規な分離・回収技術によれば、血液サンプルを血漿と血球とに分離することができる。そしてさらに、血漿から血小板を分離することができる。そして、適当な工程上のパラメータを変更することにより、必要に応じて、血小板を多く含む血漿、または血小板をあまり含まない血漿を得ることができる。
【００１２】
【発明の開示】
本発明の改善された分離・回収技術およびそれに使用される新規な装置を使用すれば、液体をその構成要素へと、より正確かつ十分に分離することが可能となる。液体の構成要素間に形成される同心状の境界面を利用する遠心分離は、頂壁部および底壁部を備えた外側および内側の円筒壁部を備え、環状のチャンバを構成する円筒状ハウジングを使用すれば、より良好に行うことができる。遠心分離の所望の回転速度において、内側の円筒壁部および環状チャンバ全体に十分な遠心力(Ｇ力)が維持され、液体の構成要素間に同心状の境界面が形成されるように、内側の円筒壁部の半径が選択される。遠心分離の最中に環状チャンバの容積を減少させることにより、排出手段を通して所望の構成要素を選択的に取り出すことができる。
【００１３】
その結果、比較的低い回転速度において、比較的迅速に遠心分離を行うことができる。環状チャンバの内径および外径を適切に選択することにより、例えば、5000RPMの回転速度において、血液サンプルのうちのほぼ80％に近い血漿を約１分以内に分離することができる。チャンバの内壁を軸対称とすればチャンバは環状となり、環状チャンバの容積を減少させる際に、その中の液体の構成要素は常にＧ力にさらされ、この結果、明確な境界面を維持することができる。さらに、チャンバを環状とすれば、血液サンプルの分離において、チャンバの内壁と外壁との間の距離を比較的小さくすることができ、この結果、互いに分離される液体の構成要素の移動距離が短くなる。したがって、分離を迅速に行うことができ、しかも分離された各構成要素の純度が比較的高い。
【００１４】
本発明に係る前述のおよび他の目的、特徴、および利点は、以下の説明から明らかとなるであろう。本発明の第１の態様により、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを、遠心分離によって構成要素に分離する装置が提供される。
【００１５】
この装置は、ハウジングとピストン部材と排出管手段とを備えた分離コンテナ、液体供給手段、モータ手段、およびアクチュエータ手段を備えている。ハウジングは、同心状に配置された内側および外側の円筒壁、底壁、および頂壁を備えており、これらの壁により、液体サンプルを受け入れる環状チャンバが規定される。ピストン部材は、ハウジングの頂壁または底壁を構成し、環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動することができる。ピストン部材が第１の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最大となり、ピストン部材が第２の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最小となる。排出管手段は、環状チャンバと連通している。液体供給手段は、ピストン部材が第１の位置にあるときに、分離コンテナ内の環状チャンバに液体サンプルを供給する。モータ手段は、分離コンテナを長手軸を中心として所定の速度で回転させ、液体サンプルを構成要素に分離する。アクチュエータ手段は、分離コンテナが所定速度で回転している間に、ピストン部材を環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動させ、分離された構成要素の１つを環状チャンバから排出管手段を通して取り出す。
【００１６】
本発明の第２の態様により、分離コンテナが提供される。この分離コンテナは、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを遠心分離によって構成要素に分離する装置において使用されるものである。
【００１７】
この分離コンテナは、ハウジング、ピストン部材、および排出管手段を備えている。ハウジングは、同心状に配置された内側および外側の円筒壁、底壁、および頂壁を備えており、これらの壁により、液体サンプルを受け入れる環状チャンバが規定される。ピストン部材は、ハウジングの頂壁または底壁を構成し、環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動することができる。ピストン部材が第１の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最大となり、ピストン部材が第２の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最小となる。排出管手段は、環状チャンバと連通している。
【００１８】
本発明の第３の態様には、前記ピストン部材により環状チャンバから排出管手段を通して取り出された液体構成を受け入れる円筒状チャンバが含まれる。
【００１９】
本発明の第４の態様には、前記の装置および分離コンテナであって、前記環状チャンバの内側の円筒壁が、前記ピストン部材の円筒壁部によって構成されるものが含まれる。
【００２０】
本発明の第５の態様には、液体を密度の異なる構成要素に分離する前述の装置を使用する方法が含まれる。
【００２１】
本発明の第６の態様には、前記ハウジングの内側の円筒壁の半径をri、外側の円筒壁の半径をroとした場合のriとroとの比率として約0.3:１〜0.8:１、好ましくは0.5:１を採用した方法が含まれる。
【００２２】
本発明の第７の態様には、前述の装置および分離コンテナであって、分離コンテナをモータ手段に接続する接続手段を備えているものが含まれる。
【００２３】
本発明の他の態様により、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを、遠心分離によって構成要素に分離する方法が提供される。
【００２４】
この方法においては、ハウジング、ピストン部材、および排出管手段を備えている分離コンテナが使用される。ハウジングは、同心状に配置された内側および外側の円筒壁、底壁、および頂壁を備えており、これらの壁により、液体サンプルを受け入れる環状チャンバが規定される。ピストン部材は、ハウジングの頂壁または底壁を構成し、環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動することができる。ピストン部材が第１の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最大となり、ピストン部材が第２の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最小となる。排出管手段は、環状チャンバと連通している。
【００２５】
そして、この方法は、そのような分離コンテナを用意する工程;ピストン部材が第１の位置にあるときに、液体サンプルを分離コンテナの環状チャンバに供給する工程;分離コンテナを長手軸を中心に所定速度で回転させて環状チャンバ内に遠心力を発生させ、環状チャンバ内のいずれかの場所で液体サンプルを構成要素に分離する工程;および、分離コンテナが所定速度で回転している間にピストン部材を環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動させて、分離された液体構成要素の１つを環状チャンバから排出管手段を通して取り出す工程;を含んでいる。
【００２６】
本発明の他の態様により、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを、遠心分離によって構成要素に分離する他の方法が提供される。
【００２７】
この方法においては、ハウジング、ピストン部材、および排出管手段を備えている分離コンテナが使用される。ハウジングは、同心状に配置された内側および外側の円筒壁、底壁、および頂壁を備えており、これらの壁により、液体サンプルを受け入れる環状チャンバが規定される。ピストン部材は、ハウジングの頂壁または底壁を構成し、環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動することができる。ピストン部材が第１の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最大となり、ピストン部材が第２の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最小となる。排出管手段は、ハウジングの内側の円筒壁またはその近傍に配置されており、環状チャンバと連通している。
【００２８】
そして、この方法は、そのような分離コンテナを用意する工程;ピストン部材が第１の位置にあるときに、液体サンプルを分離コンテナの環状チャンバに供給する工程;分離コンテナを長手軸を中心に所定速度で連続的に回転させて液体構成要素の１つを液体サンプルから分離する工程;および、分離コンテナが所定速度で回転している間にピストン部材を環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動させて、分離された液体構成要素の１つを環状チャンバから排出管手段を通して連続的に取り出す工程;を含んでいる。
【００２９】
本発明の他の態様により、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを、遠心分離によって構成要素に分離する他の装置が提供される。
【００３０】
この装置は、前述の装置に対してさらに検出手段を含むものである。この検出手段は、分離工程において、分離コンテナ内に存在する構成要素が１つであるのか両方であるのかを検知するものである。
【００３１】
本発明の他の態様における装置および分離コンテナと同様に、本発明の前述の態様の方法は、血液サンプルから血漿を分離するのにも使用することができる。このように、本発明の装置、分離コンテナ、および方法は、血液サンプルを例えば血小板を任意量だけ含む血漿と血球とに分離したり、血小板を含まない血漿と血球とに分離したりする場合等、多様な構成要素に分離することに対して、有効かつ有利に使用することができる。
【００３２】
本発明の装置および方法は、フィブリンモノマーまたは非架橋のフィブリンを含む組成物を調製するのに使用されることが最も好ましい。このような組成物はフィブリンシーラントに使用することができる。
【実施例】
【００３３】
添付の図面を参照して本発明の実施例を以下に詳細に説明する。
【００３４】
図１には、本発明において使用されるサンプルコンテナの第１実施例が示されており、その全体が参照番号10で示されている。サンプルコンテナ10は、後述の遠心分離・処理装置に使用される単一構造体を構成している。本明細書においては、フィブリン接着剤に適する構成要素を調製するのに好適な血液分離に関連して本発明を説明するが、ここで説明される装置や方法はすべての液体分離に適用可能であることが理解されるべきである。本発明は、血液サンプルを血球と血漿とに分離し、この血漿からフィブリンを抽出するのに特に適している。このような技術は、例えば、特許協力条約による国際出願(出願番号:PCT／DK87／00117、国際公開番号:WO88／02259)やヨーロッパ特許出願第EP592242号(発明の名称:フィブリンシーラント組成物およびそれを使用する方法、出願日:1993年10月18日)に係る明細書に記載されており、それらはいずれも本明細書に参考として取り込まれている。
【００３５】
ヨーロッパ特許出願第EP592242号明細書には、全く新規なフィブリン接着剤を作るための方法および組成物が開示されている。ヨーロッパ特許出願第EP592242号明細書には、全体的に、フィブリンシーラントを作る方法が開示されている。この方法は、フィブリンモノマーを所望の位置に接触させる接触工程、およびこの接触工程と同時にフィブリンモノマーをフィブリンポリマーに転換する工程とを含んでいる。このようにして、所望の位置にフィブリンシーラントが形成される。フィブリンという語には、フィブリンI、フィブリンII、およびＢＢフィブリンが含まれることを理解すべきである。ヨーロッパ特許出願第EP592242号明細書にはさらに、フィブリンモノマー組成物を形成する方法が開示されている。この方法は、
a)フィブリノゲンを含む組成物をトロンビンのような酵素と接触させて、非架橋のフィブリンポリマーを作る工程、
b)非架橋のフィブリンポリマーをフィブリノゲンを含む組成物から分離する工程、および
c)非架橋のフィブリンポリマーを溶解させて、フィブリンモノマーを作る工程、を含んでいる。
【００３６】
トロンビンのような酵素とは、トロンビンそのものであってもよいし、同様の作用を有する他の酵素であってもよい。そのような酵素としては、例えば、アンクロッド(Ancrod)、アクチン(Acutin)、ベンチーム(Venzyme)、アスペラーゼ(Asperase)、ボトロペーゼ(Botropase)、クロタラーゼ(Crotalase)、フラボクソビン(Flavoxobin)、ガボネーゼ(Gabonase)、バトロクソビン(Batroxobin)等があり、バトロクソビンが好ましい。
【００３７】
本発明の好ましい実施例によれば、既に開示されているフィブリンモノマーの調製を、２または３以上のチャンバが一体的に構成された装置を使用して迅速に効率よく安全に行うことができる。本発明の装置によれば、そのようなフィブリンモノマーの調製を30分未満で行うことができ、ドナーが一人である場合のフィブリンシーラントの調製や、自己フィブリンシーラント(autologous fibrin sealant)の調製に適している。これらの調製されたフィブリンシーラントは、アルカリ性の緩衝液または好ましくはカルシウムイオン源を含む蒸留水と同時投与することが可能である。
【００３８】
サンプルコンテナ10はハウジング12を備えており、ハウジング12は円筒壁部14、頂壁部16、および底壁部18から構成されている。頂壁部16の中央部には開口部20が設けられている。開口部20内にはピストン部材22が挿入されており、ピストン部材22と開口部20との間のシールはＯリング24を使用して行なわれるのが普通である。
【００３９】
頂壁部16の開口部20内にピストン部材22を挿入した後で、各壁部14、16、18が互いに接合される。各壁部の接合は、ねじまたは接着剤を使用する等、都合のよい方法で行なわれる。円筒壁部14および底壁部18が一体構造を構成し、この一体構造が、接着剤またはねじによって頂壁部16に接続されている。他の構成としては、頂壁部16および円筒壁部14が一体構造を構成し、この一体構造物が、別個の底壁部18に接続されてもよい。さらに別の構成としては、各壁部14、16、18が３つの個別の要素を構成し、これらの要素がねじまたは他の適切な手段(接着剤または溶接等)によって接合される。
【００４０】
図から分かるように、内側の円筒壁部26と外側の円筒壁部14とが環状のチャンバを構成しており、この環状チャンバ内で遠心分離が行なわれる。円筒壁部14および26の半径は、所望の回転速度において、液体の構成要素を同心状に分離するのに十分なＧ力が発生するように選択される。勿論このような選択は、分離される液体および所望の速度に依存して異なる。例えば、血液を遠心分離する場合には、本発明の装置は約400〜1000ＧのＧ力を発生する。この場合の回転速度は約5000〜10000RPM、好ましくは約5000RPMであり、内側の円筒壁部26半径は、通常は少なくとも約1.0〜1.5cmであるが、回転速度や血液サンプルによって異なる。外側の円筒壁部14の半径はどのようなサンプルが収容されるのかによって異なり、5000〜10000RPMの回転速度において血液の遠心分離を行う場合には、約2.0〜3.5cmおよびそれ以上の値が適切である。内側の円筒壁部26の半径をri、外側の円筒壁部14の半径をroとした場合、riとroとの比率は、約0.3:１〜0.8:１であることが好ましく、約0.5:１であることが最も好ましい。
【００４１】
ピストン部材22は、円筒壁部26から構成されている。円筒壁部26は前述のＯリング24でシールされている。円筒壁部26は、円形の板材28と一体接続されている。板材28は、円筒壁部14の内面に対してＯリング30でシールされている。Ｏリング24および30が設けられているので、ピストン部材22をハウジング12に対して上下に移動させて、後に詳しく説明するようにサンプルコンテナ10内のチャンバの容積を変化させるとともに、各チャンバを互いに、かつ外部に対してシールすることができる。
【００４２】
ピストン部材22は、基本的には、３つのチャンバをサンプルコンテナ10のハウジング12内に規定する。第１のチャンバ32は、円筒壁部14と26との間に規定されるもので基本的には環状の形態をなす。第２のチャンバ34は、底壁部18と円形板材28との間に規定されるものである。第３のチャンバ36は、ピストン部材22の本体である円筒壁部26の内部に規定されるものである。
【００４３】
底壁部18の内表面には突起部38が形成されている。突起部38は１または２以上の個別のカム要素で構成されている。つまり、第２チャンバ34の容積がゼロになることがないように、円形の突起が上方に向かって延びている。第２チャンバ34内には、化学的または生化学的な第１の薬剤40が収容されている。薬剤40はどのような形態で収容されていてもよい。薬剤40は、第１チャンバ32内で分離され、第２チャンバ34内に抽出された液体の構成要素を処理し、または液体の構成要素との間に相互作用を有するものである。
【００４４】
ピストン部材22には、任意要素として環状の蓋部材42を装着してもよい。蓋部材42は、任意要素である注射器44を受け入れて支持する。注射器44は、基本的には、従来からある使捨てタイプのものであって、円筒状のハウジング46から構成されている。好ましい実施例において、注射器44は以下に述べるように、所望の化学的または生化学的な第２の薬剤つまり溶剤を第２チャンバ34内に導入するのに使用される。注射器44に代えて、構造および形状のやや異なるアンプルや他の注射器を使用することもできる。これらのアンプルや注射器は、当該アンプルまたは注射器が使用されるディスペンサや注射器組立体に対する機構的な多様性等の特定の要求に応じるものである。注射器ハウジング46の最上部には、外側に向かって延出する環状フランジ48が備えられている。また、注射器ハウジング46の最下端部には円錐状チューブ50が備えられている。円錐状チューブ50は注射器44の円筒状ハウジング46の底壁52に取り付けられている。円筒状ハウジング46内には、プランジャ本体54が受け入れられている。
【００４５】
円錐状チューブ50には、円錐状アダプタ56が挿着される。円錐状アダプタ56の下端部は管58と連通している。管58は、円錐状チューブ50を円錐状アダプタ56から取り外すことなく第３チャンバ36から注射器44を取り出すことができるように所定の長さを有している。管58は、円形板材28の中央に形成された貫通孔を通って第２チャンバ34内に延びている。また、枝部を介してさらに管60へと連通している。管60は、ピストン部材22の円筒壁部26の上端部に形成された入口62に連通しており、その開口部にはフィルタ要素64が配置されている。化学的または生化学的な薬剤88(図２参照)が、管60を通して、注射器44の円筒状ハウジング46内の空間に導入される。この空間は、プランジャ本体54が図１に示される位置から図２に示される位置へと移動すると、プランジャ本体54の下方に形成される空間である。薬剤88が注射器44内の空間に導入された後、入口62はキャップ(図示せず)によりシールされることが好ましい。また、以下に説明する図２〜図10に示す工程において、管58および60内の過剰な空気を大気中に逃がすための通気孔として入口62を利用してもよい。
【００４６】
第２チャンバ34と管58との連通部には、細孔フィルタ手段66が配置されている。細孔フィルタ手段66は、円形板材28の下面に形成された凹部内に配置されている。所望の生化学的または化学的な薬剤を、細孔フィルタ手段66または管58内の他の場所にも固定または吸着させて、第１チャンバ32内で分離され抽出される液体の第１構成要素の処理を行ってもよい。第１チャンバ32と第２チャンバ34との連通は、管65により達成される。管65は、ピストン部材22の円筒壁部26および円形板材28内を貫通して配置されている。図示されている管65は、円筒壁部26の外表面よりも半径方向内側に配置されているが、このような配置の他にも、液体の構成要素のうちのどの要素が回収されるべきかに応じて、管68を第１チャンバ32内における板材28上のどの位置に配置してもよいということを理解すべきである。管65は、通常は逆止弁68によって閉じられている。逆止弁68は、シール作用を有するプラグ本体70、およびスプリング72を備えている。スプリング72は、支持ステム73に支持されており、プラグ本体70をシール位置つまり閉位置へと付勢する。逆止弁68は、サンプルコンテナ10の長手軸に対してできるだけ近接した位置に配置されていることが好ましい。したがって、サンプルコンテナ10の変更例または修正例においては、逆止弁68が、第３チャンバ36内に配置され分離壁によって第３チャンバ36から分離された別個のサブチャンバ内に封入されていて、ピストン部材22の本体である円筒壁部26内に延びる管によって第１チャンバ32と連通していてもよい。またその他の構成としては、逆止弁68が円形板材28に形成された別個の凹部内に配置されていてもよい。管65と第２チャンバ34との連通部には、前述の細孔フィルタ要素66と同様の細孔フィルタ要素74が配置されている。細孔フィルタ要素74は、ピストン部材22の円形板材28の下面に形成された凹部内に配置されている。
【００４７】
さらに、第１チャンバ32は、ハウジング12の頂壁部16に形成された貫通孔78を介して、供給チューブ76に連通している。供給チューブ76の外側端部には、サンプルを含有している注射器(図示せず)の針を受け入れるアダプタを設けることができる。このサンプルは、サンプルコンテナ10の第１チャンバ32内に導入される血液サンプルである。
【００４８】
第１チャンバ32は、ベントチューブ、つまり管82を介して、外部と連通している。これにより、第１チャンバ32の内部とベントチューブの通気出口84とが連通する。通気出口84は、前述の入口62の反対側に設けられている。ピストン部材22が図１に示される最下方位置にある場合は、管82を介して第１チャンバ32が外部と連通される。これに対して、図４に示されるようにピストン部材22が上方に移動し、管82への入口がＯリング24よりも上方にきた場合には、第１チャンバ32の外部との連通が断たれる。
【００４９】
以上のような構成に代えて、ベント手段は、コンテナ10において都合のよい場所であればどこに配置してもよい。
【００５０】
前述のようにサンプルコンテナ10は、血液サンプルを、血小板を多く含む血漿と血球とに、または血小板が比較的少ない血漿と血球とに分離し、さらに、この血漿から血液の構成成分を抽出するのに使用される。これらについては、図２〜10を参照して以下に説明する。
【００５１】
図２には、血液サンプル86を特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する工程の第１実施例(以下、第１実施例工程という)における第１ステップが示されている。
【００５２】
図２においては、血液サンプル86が第１チャンバ32内に含まれている。血液サンプル86は第１チャンバ32内において一定の容積を占めており、その上部には空気層87が存在している。好ましい実施例においては、第１チャンバ32内の血液サンプル86には抗凝血薬が混入されている。あらゆる抗凝血薬を使用することができるが、好ましい例としては、ヘパリン、ＥＤＴＡ、ヒルジン、シトラート、および他のカルシウムキレータ(calcium chelator)等がある。他のカルシウムキレータとしては、ＮＴＡ、ＨＥＥＤＴＡ、ＥＤＤＨＡ、ＥＧＴＡ、ＤＴＰＡ、ＤＣＴＡ、ＨＥＰＥＳ、ＨＩＭＯＡ等がある。第１チャンバ32内に含まれている血液サンプル86は多数の小円で表示されている。血液サンプル86の上方には空気層87が存在している。図２において、注射器44のプランジャ本体54が引き上げられ、緩衝剤88が注射器44内に満たされる。緩衝剤88は、例えば、再溶解緩衝液であり、前述のように管60を通して注射器44内に導入されたものである。ピストン部材22は最下方に位置しており、血液サンプル86が第１チャンバ32内に導入される間、第１チャンバ32はベントチューブつまり管82を介して外部に開放されている。再溶解緩衝剤88は多数の小さな三角形で表示されている。
【００５３】
再溶解緩衝剤88は、酸性の緩衝液であればどのようなものでもよいが、ph１〜５のものが好ましい。好適な例としては、酢酸、こはく酸、グルクロン酸、システイン酸、クロトン酸、イタコン酸、グルコン酸、蟻酸、アスパラギン酸、アジピン酸、およびこれらの塩等があるが、こはく酸、アスパラギン酸、アジピン酸、および酢酸ナトリウム等の酢酸塩が好ましい。さらに、カオトロピック剤を使用し、中性phにおいて可溶化が行なわれる。カオトロピック剤の好適な例としては、尿素、臭化ナトリウム、グアニジン塩酸塩、KCNS、沃化カリウム、および臭化カリウム等がある。以上のような酸性緩衝剤やカオトロピック剤の濃度および容積については、ヨーロッパ特許出願第EP592242号に記載されている。
【００５４】
図３には、前記第１実施例工程における第２ステップが示されており、サンプルコンテナ10全体が長手軸を中心として回転する。サンプルコンテナ10全体の構造は、図１からも明らかなように、基本的には左右対称であることが理解できる。さらに、第１チャンバ32内に含まれている血液サンプル86は、500〜1000Ｇオーダーの基本的に一定の遠心力にさらされるということが理解できる。その理由は、第１チャンバ32は全体が環状で半径の変動が極めて少なく、また、サンプルコンテナ10はほぼ5500RPMの一定速度で回転するからである。図３においては、第１チャンバ32内に含まれている血液サンプル86は２つの構成要素に分離される。この２つの構成要素とは、血球を含む液体90(前述の小円で表示されている)と血漿92(多数の小さな四角形で表示されている)である。血球を含む液体90は血漿92よりもやや高密度であるから、サンプルコンテナ10が５〜10000RPMの回転速度で回転すると両者は分離する。
【００５５】
サンプルコンテナ10が前記回転速度で回転すると、逆止弁68のプラグ本体70が半径方向外側に付勢されて逆止弁68が開かれる。逆止弁68が開かれても、第１チャンバ32内に含まれる液体が管65内に流入することはない。その第１の理由は、液体90と血漿92とに分離された血液サンプル86は、円筒壁部14に向かって半径方向外側へと付勢されているからであり、第２の理由は、前述のように管65は円筒壁部26の外表面よりも半径方向内側に配置されているからである。サンプルコンテナ10がさらに回転する間に、ピストン部材22は第１実施例工程における第３ステップに入る。すなわち、ピストン部材22は図３に示される位置から図４に示される位置へと引き上げられ、液体は第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動する。
【００５６】
ピストン部材22の引上げ初期においては、第１チャンバ32内の空気は管82を通して外部に開放される。管82がＯリング24よりも上方に移動した後は、図２の第１チャンバ32の上方の空気層87の余剰空気は、第２チャンバ34に移動する。そして、細孔フィルタ66を介して第２チャンバ34と連通している管(ベントチューブ)60を通じて、第１チャンバ32と第２チャンバ34との圧力差がなくなる。図３に示されている血漿92もまた、管65を通して、第１チャンバ32から第２チャンバ34へ移動する。図４においては、第２チャンバ34へ移された血漿が参照番号94および前述の四角形で示されている。第２チャンバ34の容積が増加していくと、第１の薬剤40が、図２および３に示された位置から、拡大した第２チャンバ34の円筒状内面へと移動する。薬剤40は、前述のようにどのような形態で収容されていてもよく、酵素が粒状の基体に吸着または固定されたものであってもよい。例えば、酵素がアガロースのゲルまたは他の粒子に接着されたもの等である。
【００５７】
第１チャンバ32から第２チャンバ34へと所定量の血漿が移動した後、または実質的にすべての血漿が第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動した後、ピストン部材22の上方への移動が停止する。すべての血漿92が第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動し、そしてさらにピストン部材22がさらに上方に移動した場合であっても、細孔フィルタ要素74の存在により、血球等のいかなる粒子も第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動することはない。また、液体が第１チャンバ32から第２チャンバ34へ移動したこと、とくに血漿がすべて移動して第１チャンバ32が血球のみを含むに至ったことが、容易に検出できる。この検出は、ピストン部材22を上方に移動させるのに必要な力を検出することによって行うことができる。なぜなら、血球を細孔フィルタ要素74を通して第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動させるのに必要な力は、ピストン部材22を上方に移動させて血漿を第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動させるのに必要な力よりもはるかに大きいからである。つまり、ピストン部材22を上方に移動させるのに必要な力が急激に増加したことを検知することにより、すべての血漿が第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動したことを容易に検出できる。
【００５８】
つぎに、第１実施例工程における第４ステップにおいては、図５に示されているようにサンプルコンテナ10の回転が停止する。図５においては、第２チャンバ34内に、薬剤40が懸濁した血漿94が含まれており、両者の反応が所定時間の間だけ行なわれる。例えば、バトロクソビン等の酵素によって、血漿中のフィブリノゲンがフィブリンモノマーへ転換する。そして、このモノマーがほとんど瞬間的に重合して非架橋のフィブリンポリマーとなる。このようなフィブリンポリマーは通常はゲルであり、前述のヨーロッパ特許出願第EP592242号明細書にさらに詳しく記載されている。
【００５９】
第１実施例工程の第５および第６ステップが、それぞれ図６および図７に示されている。アガロースのゲル粒子40に固定された非架橋のフィブリンポリマーとバトロクソビンとが、図６に多数の小さな波線で表示されており、これらは第２チャンバ34に含まれた血漿94から分離される。第２チャンバ34は内側に円筒状壁を備えた環状のものであってもよい。図６に示された第１実施例工程の第５ステップにおいては、サンプルコンテナ10は、非架橋のフィブリンポリマーのゲルとアガロースのゲル粒子40とを含む相96を血漿94から分離し得る速度で回転している。第１実施例工程の第５ステップにおけるサンプルコンテナ10の回転速度はどのような値であってもよいが、図３で説明した第２ステップにおける回転速度よりも幾分小さいことが都合がよい。例えば、第５ステップにおける回転速度は第２ステップにおける回転速度のほぼ１／２、すなわち2500〜3000RPMまたはそれ以下である。第２チャンバ34内に含まれている血漿94から前記ゲル／粒子相(gel／partide phase)96を分離した後、第１実施例工程の第６ステップへと移行する。第６ステップにおいては、ピストン部材22が下方に移動し、逆止弁68が開く。そして、血漿94が管65を通して第２チャンバ34から第１チャンバ32へと移される。細孔フィルタ要素74が粒子や薬剤40等を確実にブロックするので、いかなる粒子や薬剤40等も管65を通して第２チャンバ34から第１チャンバ32へと移動することはない。
【００６０】
以上のような第２の遠心分離および第２の血漿移動が終了した後は、第２チャンバ34内には、図７に示されているように非架橋のフィブリンポリマーと薬剤粒子40とを含む液体96のみが残る。第１チャンバ32内には、血球を含む液体と第２チャンバ34から運ばれてきた血漿との混合液98が含まれており、円と四角形とで表示されている。
【００６１】
図７に示された第１実施例工程の第７ステップにおいては、再溶解緩衝剤88が注射器44から第２チャンバ34内に加えられる。このことは、注射器44のプランジャ本体54を下方に移動することにより行なわれるが、これと同時に円形板材28が上方に移動される。円形板材28が上方に移動されるのは、再溶解緩衝剤88を注射器44から第２チャンバ34内に完全に移すためであり、また、緩衝剤88が管58の枝管内に入りベントチューブ60へとさらに移動するのを防止するためである。
【００６２】
一定時間の間に再溶解緩衝剤88によって非架橋のフィブリンポリマーが薬剤粒子40から分離する。このようにして、フィブリンモノマーを含む溶液が作られ、この溶液は、図９および図10にそれぞれ示された第８および第９ステップにおいて注射器44に移される。第２チャンバ34において再溶解緩衝剤88の作用により生成された液体100内におけるフィブリンモノマーのバトロクソビンからの分離は、濾過、好ましくは遠心分離、またはそれらを組み合わせた手段等の都合のよい分離工程によって行なわれる(図９参照)。図９においては、遠心分離によって薬剤粒子40が液体100から分離され、チャンバ34の円筒壁部14の内表面に集められている。このときのサンプルコンテナ10の回転速度は、通常、図３、４、および６に示された遠心分離におけるサンプルコンテナ10の回転速度よりも小さい。これは、逆止弁68が開いて管65により第２チャンバ34と第１チャンバ32とが連通するのを防止するためである。図９においては、第１チャンバ32に含まれている液体98が高い遠心力にさらされていないことは明らかである。その第１の理由は、液体98が密度の異なる構成要素に分離されていないからであり、第２の理由は、液体98の液面は水平であり、図８に示された位置から移動していないからである。
【００６３】
液体100から薬剤粒子40を分離した後、図10に示された第１実施例工程の第９ステップにおいて、液体100は第２チャンバ34から第３チャンバ36内の注射器44へと移される。この移動は、注射器44のプランジャ本体54を上方に移動させると同時にピストン部材22を下方に移動させることにより行なわれる。図10に示される第９ステップにおいてフィブリンモノマーの溶液を注射器44内に移動させた後、注射器44は円錐状アダプタ56を介して管58と一体的に接続された状態でサンプルコンテナ10から取り外される。このとき、円錐状アダプタ56内には注射器44の円錐状チューブ50が受け入れられている。以上のことが容易に行えるように、前述のように管58は所定の長さを有している。注射器44がサンプルコンテナから取り外されると直ちに、加熱器により管58を切断して、管58の自由端がシールされる。このように、円錐状アダプタ56に接続された管58の自由端がシールされているので、円錐状アダプタ56は、注射器44内部を外部に対してシールするシールアダプタとしても機能する。注射器44をサンプルコンテナ10から取り外した後、残りの部分はその中からいかなる液体成分をも取り出すことなく廃棄される。これらの液体成分は、サンプルコンテナ10を処理する遠心分離・処理装置を使用する人員を、肝炎やエイズ等の危険な病気の原因となるバクテリアやビラ(vira)等の感染因子にさらすからである。
【００６４】
前述のように、この注射器44は以上のようにして作られたフィブリンポリマーの溶液を、アルカリ性の適切な緩衝液または好ましくはカルシウムイオン源を含む蒸留水とともに同時投与して、患者にフィブリンシーラントを適用することができる。
【００６５】
前述のサンプルコンテナ10、および血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する第１実施例工程は、多様な変更例に置き換えることができる。１つの例としては、注射器44を省略することができる。この場合には、第１実施例工程における図８に対応するステップにおいて最初から再拡散緩衝液を含ませたり供給したりすることが可能な第３チャンバ36をサンプルコンテナ10内に配置し、さらに、フィブリンを含む液体を注射器44に移す図10に対応する最終ステップがその後に行われる。
【００６６】
図６に示されるステップにおいては、血漿は遠心分離により分離されるが、この分離は単に濾過によって行ってもよい。この場合には、細孔フィルタ要素74は単に薬剤40を第２チャンバ34内に維持するために使用される。そして、血漿は第１チャンバ32に戻されるが、フィブリンは第２チャンバ34内において薬剤40にリンクされる。また、図９および10に示されるステップにおいては、遠心分離により液体100から薬剤40が分離されるが、同様にこれも濾過によって行うことができる。この場合には、細孔フィルタ要素66は薬剤40を第２チャンバ34内に維持するために使用される。そして、薬剤40は第２チャンバ34内に止どまるが、フィブリンを含む再溶解緩衝剤は注射器44または第３チャンバ36内に移動する。
【００６７】
図11には、本発明において使用されるサンプルコンテナの第２の実施例が示されており、全体が参照番号10'で示されている。図11および図12〜18には、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する工程の第２実施例(以下、第２実施例工程という)における具体的なステップが示されている。図２〜10を参照して説明した第１実施例工程と非常によく似た第２実施例工程においてサンプルコンテナ10'を使用すれば、サンプルコンテナ10'の構成要素は図１〜10で説明したものと同一のものとなり、それらについては図１〜10で使用したのと同一の参照番号で示した。サンプルコンテナ10'は、ピストン部材22と形状および構造がわずかに異なるピストン部材22'を使用している点において、第１実施例で示したサンプルコンテナ10と基本的に異なる。ピストン部材22'は、円筒壁部26'および円形板材28'を備えている。円筒壁部26'は、導管63'の下方部分に比べて、導管63'の周辺および上方の部分が僅かに凹んでいることも分かる。これにより構成される肩部の存在により、分離の最終段階において、血球を導管63'の外側に維持することが容易になる。さらに、化学的または生化学的な薬剤(例えば、バトロクソビンが固定されたアガロースのゲル)が濾過コンテナ内に供給されるので、図１〜10に示されている突起部38を省略することができる。
【００６８】
サンプルコンテナ10'のピストン部材22'内の第３チャンバ36には、注射器44が挿着されており、注射器44は管58'を介して第２チャンバ34と連通している。管58'は図１の管58に対応するものであるが、管58をベントチューブ60につなぐ枝管がない点において相異している。枝管がないのは、ベントチューブ60、入口62およびフィルタ要素64が省略されているからである。サンプルコンテナ10'の第１チャンバ32と第２チャンバ34との連通もまた、図１で説明した構造とやや異なる。逆止弁による連通が、遠心力ではなく圧力差によって開かれる点が図１で説明した逆止弁68と明らかに異なる点である。
【００６９】
サンプルコンテナ10'においては、第１チャンバ32と第２チャンバ34との連通は２つの導管によって達成される。第１の導管は、２つのセグメント63'、65'、および第１逆止弁68'から構成される。第１逆止弁68'は２つのセグメント63'と65'との間に配置され、ボール70'を備えた逆止球弁である。逆止球弁は、第２チャンバ34から第１チャンバ32へと液体が移動するのを許容する一方、第１の導管を通って液体が第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動するのを禁止する。第２の導管は、２つのセグメント63''、65''、逆止弁68''、およびコンテナ69から構成される。逆止弁68''はボール70''を備えた逆止球弁である。コンテナ69内のフィルタ66''には、バトロクソビン等の薬剤が保持されている。第１チャンバ32から第２の導管への入口は、第１の導管の出口に対して凹んでおり、この結果、容積のやや小さい環状のチャンバが第１の導管と連通する。そして、図12〜18を参照して以下に説明するような方法でサンプルコンテナ10'内に導入された血液サンプルからの血漿の分離精度をさらに向上させる。第２逆止弁68''は、第１チャンバ32から第２チャンバ34へと液体が移動するのを許容する一方、液体がコンテナ69を通って第２チャンバ34から第１チャンバ32へと移動するのを禁止する。セグメント63'と65'とを備えた第１の導管による第１チャンバ32への連通、およびセグメント63''と65''とを備えた第２の導管による第１チャンバ32からの連通は、１つの細孔フィルタ要素66を介して行なわれる。細孔フィルタ要素66は、円形板材28'の下面中央に形成された凹部内に配置されている。
【００７０】
サンプルコンテナ10'はサンプルコンテナ10と同様に、血液サンプルを血球と血漿とに分離し、さらにこの血漿から血液の構成成分を抽出するのに使用される。それらについては図12〜18を参照して以下に説明する。
【００７１】
図12には、血液サンプル86を特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する第２実施例工程における第１ステップが示されている。この第１ステップは、図２で説明した第１ステップと同様のステップである。
【００７２】
図13には、第２実施例工程における第２ステップが示されている。この第２ステップは図３で説明した第２ステップと同様のものである。図13の第２ステップにおいては、血球を含む液体90から血漿92が分離される。
【００７３】
図14には、第２実施例工程における第３ステップが示されている。この第３ステップは図４で説明した第３ステップと同様のものである。図14の第３ステップにおいては、血漿92が第２導管を通って第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動する。第２導管は、２つのセグメント63''、65''、逆止弁68''、およびコンテナ69から構成されている。第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動する血漿92はコンテナ69内でバトロクソビンと接触するので、第２チャンバ34内に含まれる血漿94はバトロクソビンを含んでおり、血漿中のフィブリノゲンがフィブリンモノマーへと転換し、このフィブリンモノマーはただちに重合して非架橋のフィブリンポリマーのゲルとなる。血漿とコンテナ69内のバトロクソビンとを反応させるためには、第１チャンバ32から第２チャンバ34への血漿の移動をかなり低い速度で行う必要がある。この移動速度は、バトロクソビンまたは他の化学的薬剤が血漿内のフィブリノゲンと反応し、またはこれを処理するのに必要な時間に対応しているべきであることを理解しなければならない。
【００７４】
血漿94が第２チャンバ34内に移動した後(または、フィブリンのゲルを架橋するための所定時間がさらに経過した後であってもよい)、サンプルコンテナ10'が回転させられ、または停止させられる。そして、フィブリンのゲルが残りの血漿94および薬剤40から分離される。図15および16にそれぞれ示された第２実施例工程の第４ステップおよび第５ステップは、図６および７でそれぞれ説明した第１工程の第５ステップおよび第６ステップと対応している。サンプルコンテナ10'の第２チャンバ34内の血漿94は、第１導管を通って第２チャンバ34から第１チャンバ32へと移動する。これに対して逆止弁68''は血漿94が第２導管を通って移動するのを禁止する。第１導管は、２つのセグメント63'、65'、および逆止弁68'から構成されている。
【００７５】
図17には、第２実施例工程の第６ステップが示されている。この第６ステップにおいては、注射器44から再溶解緩衝剤88を排出することにより、フィブリンを含む液体100に再溶解緩衝剤88が加えられる。このことは、図８で説明したのと同様の方法で行なわれる。
【００７６】
サンプルコンテナ10'を使用して、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分(つまり、フィブリン)を分離する第２実施例工程は、図18に示された第７ステップで終了する。図18に示された第７ステップは、図10に示された第１工程の第９ステップと対応している。図18に示された第７ステップにおいては、注射器44のプランジャ本体54を上方に移動させると同時にピストン部材22'を下方に移動させることにより、フィブリンを含む液体100が第２チャンバ34から第３チャンバ36内の注射器44へと移される。第１実施例工程において説明したのと同様に、円形板材28'をサンプルコンテナ10'のハウジング12に対して移動させるのに必要な力を検出することにより、第２チャンバ34から注射器44への液体100の移動を制御することができる。
【００７７】
図２〜10で説明した第１実施例工程および図１で説明したサンプルコンテナの第１実施例の場合と同様に、図12〜18で説明した第２実施例工程および図11で説明したサンプルコンテナの第２実施例は、多様な方法で変更または修正することができ、それらは例えば前述のようなものである。さらにサンプルコンテナ10およびサンプルコンテナ10'は、さかさまにして使用することもできる。この場合、第２チャンバ34は、第１チャンバ32および第３チャンバ36の上方に配置される。
【００７８】
図19に示された第３実施例はプロトタイプのサンプルコンテナであり、その全体が参照番号10''で示されている。サンプルコンテナ10''の構造は、図１で説明したサンプルコンテナ10および図11で説明したサンプルコンテナ10'と基本的に同じである。図19において、図１および11で説明した構成要素と同一のものについては、図１および11で使用したのと同一の参照番号を付した。サンプルコンテナ10''のハウジング12は、頂壁部16''がスカート17''を有している点でサンプルコンテナ10およびサンプルコンテナ10'のハウジング12と異なる。スカート17''は、円筒壁部14を外周側から囲んでおり、頂壁部16''と円筒壁部14の外表面との間をシールしている。頂壁部16''には、貫通孔78が形成されており他の導管が接続されている。また、頂壁部16''には、ベントチューブとして機能し、通気出口84''と連通する貫通孔82''が形成されている。貫通孔82''は図11の貫通孔82'と同様ものであり、通気出口84''は図11の通気出口84'と同様のものである。通気出口84''は、閉止手段またはシールキャップ(図示せず)によって閉じられていてもよい。ハウジング12の内部には、図１のピストン部材22および図11のピストン部材22'と同様の目的を果たすピストン部材22''が挿着されている。ピストン部材22''は、Ｏリング24によって頂壁部16''に対してシールされている。Ｏリング24は、ピストン部材22''の円筒壁部26''の外周壁をシールしている。円筒壁部26''は、一定長さの管を構成しており、この管の両端の外周面には外ねじが切られている。一方の外ねじは頂部フランジ(図示せず)との接続のためのものであり、この頂部フランジは注射器44のフランジ48を支持する。他方の外ねじは、円形板材28''に一体的に形成された円筒状接続部材29の内ねじとかみ合う。円形板材28''は、図１の円形板材28および図11の円形板材28'と同様のものである。円筒状接続部材29と円筒壁部26''との接続部は、Ｏリング31によってシールされている。
【００７９】
円形板材28''の下面には、細孔フィルタ要素66''が配置されている。細孔フィルタ要素66''は、通常のチーズクロスが細孔フィルタ上に支持されて複合フィルタ構造を構成するものである。細孔フィルタ要素66''は、図11の細孔フィルタ要素66'と同様の目的を果たすものである。円筒壁部26''には、対称に配置された２つの貫通孔27が形成されている。貫通孔27により、円筒壁部26''の周囲に拡がる第１チャンバ32とピストン部材22''内部とが連通する。
【００８０】
ピストン部材22''内部の下端部には、一連の環状要素と管状要素とを備えた環状組立体が支持されている。この環状組立体は、図19においてはピストンシャフトの内側に配置されているが、この遠心分離装置や他の遠心分離装置においてどのような位置に配置されてもよい。環状組立体は、第１チャンバ32内で分離された液体要素を濾過し、化学的に処理するためのものである。環状組立体を構成する環状要素は、通常は同心状に配置されており、最外部の環状支持本体108、および本体108内に間隔をおいて配置された２つの環状フィルタ要素110および112である。そしてこれらの環状要素により３つの空間が規定される。第１の空間は、環状支持体108の外周縁部よりも内側で、かつ環状フィルタ要素110の外側に規定される空間である。第２の空間は、環状フィルタ要素110と112との間に規定される空間である。第３の空間は、環状フィルタ要素112の内側に規定される空間である。より具体的には、環状組立体は中央部材102を備えている。中央部材102は、上端部に外ねじが切られた管状要素103と一体的に構成されており、この外ねじは、フィッティング56''の内ねじと係合する。フィッティング56''は図１の円錐状アダプタ56と同じく、注射器44を支持するとともに注射器44との接続を為すためのものである。
【００８１】
管状要素103には、長手方向に延びる貫通孔105が形成されており、さらに横方向の貫通孔104が形成されている。横方向の貫通孔104は、円筒壁部26''に形成された貫通孔27と水平レベルが一致するように形成されている。中央部材102は、円形板材28''に固定されるとともに、２つのＯリング106および107によりシールされている。また、中央部材102は環状の支持体108を支持する。環状支持体108の周囲は、Ｏリング109により円筒壁部26''の内面に対してシールされている。環状支持体108は、一対の環状フィルタ要素110および112を支持する。フィルタ要素110および112は、その間に環状の空間を定める。図19から明らかなように、環状フィルタ要素110、112は、円筒壁部26''の貫通孔27および管状要素103の貫通孔104と水平レベルが一致するように配置されている。環状フィルタ要素110、112はさらに他の支持部材114によって支持される。支持部材114の外周面にはＯリング115が取り付けられており、その形状は環状支持体108と同様である。支持部材114の上面には、スペーサ116が配置されている。スペーサ116には内ねじが切られており、この内ねじは、管状要素103の上端部に切られた外ねじと係合する。
【００８２】
図19に示された組立体の分解図が図20に示されている。
【００８３】
図19および20に示された第３実施例であるサンプルコンテナ10''は、図２〜10および図11〜18に示された工程と同様の工程において使用されて、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する。血液サンプルは前述の如く、第１チャンバ32に導入されて、血球を含む液体と血漿とに分離される。この分離は、サンプルコンテナ10''全体を長手軸を中心に高速回転させて、高密度の血球を血漿から遠心分離することにより行なわれる。血漿は、サンプルコンテナ10''を回転させつつピストン部材22''を上方に移動させることにより、第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移される。ピストン部材22''を上方に移動させる場合の初期における過剰の空気の排気は通気出口84''を通じて行なわれる。血漿の第２チャンバ34への移動は、円筒壁部26''の貫通孔27、管状要素103の貫通孔104、貫通孔27と104との間に配置されたフィルタ要素110および112、さらに細孔フィルタ要素66''に通じる管状要素103の長手方向の貫通孔105を通して行なわれる。アガロースのゲルに固定されたバトロクソビンは、環状フィルタ要素110と112との間の空間に封入されている。したがって、これは図11で説明したコンテナ69に相当する構成である。また、図２〜10で説明したのと同様に、バトロクソビンを担体であるアガロースに固定して第２チャンバ34に封入してもよい。フィブリンを血漿から抽出し、フィブリンをフィブリン１に転換し、フィブリン１をバトロクソビンに架橋させた後で、図２〜10で説明したのと同様にして血漿が第１チャンバ32に移される。その代わりに、注射器44のプランジャ本体54を上方に移動させて、血漿を注射器44内に移してもよい。
【００８４】
図21には、本発明に係るサンプルコンテナを受け入れて、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する工程を、自動的または半自動的に行う装置が開示されており、その全体が参照番号120で示されている。装置120は、ハウジング122を備えており、ハウジング122は、基本的に３つの部分、つまり、上方区画部126、中央区画部124、および下方区画部128に分けることができる。中央区画部124は、特定の温度で恒温制御されていることが好ましい。また、中央区画部124内にサンプルコンテナ10を装着したり、中央区画部124からサンプルコンテナや注射器44を取り出したりする場合における中央区画部124内部へのアクセスは、開閉可能なシャッターまたはドア127を介して行なわれる。
【００８５】
中央区画部124内には、サンプルコンテナ10が装着されており、回転テーブル130上に支持されている。回転テーブル130は、ジャーナルシャフト132上に支持されている。ジャーナルシャフト132は、下方区画部128内に配置されたモータ134の出力軸である。したがって、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する工程においてサンプルコンテナ10がさらされる高速回転を発生する手段はモータ134である。
【００８６】
上方区画部126内には、２つのモータ136および138が配置されており、モータ136はアクチュエータレバー140と協働し、モータ138はアクチュエータレバー142と協働する。さらに、アクチュエータレバー140は、注射器44のプランジャ本体54と協働し、アクチュエータレバー142はピストン部材22の環状蓋部材42と協働する。
【００８７】
装置120は、さらにハウジング122の制御部146を備えている。制御部146は電子回路を含んでいる。電子回路は、キー148により作動するマイクロプロセッサ制御のものが好ましく、前述の工程を行うにあたって装置120の初期化および制御を行う。制御部146には、さらにディスプレイ150が設けられている。現在どの工程が行なわれているのかや、それに関する他の情報、例えば、各工程の継続時間や中央区画部124の温度等が、ディスプレイ150を通じて操作者に表示される。制御部146には、装置120とパーソナルコンピュータ等の外部コンピュータとをインターフェースするためのインターフェース手段、および液体の前記各チャンバ間における移動を含む装置全体の作動状態を検知する検知手段がさらに設けられていることが好ましい。液体の移動は、光学的な検出または導電率に関する検出に基づいて検知される。導電率に関する検出には、電界または磁界が一定であるか、または変化しているかの検出等が含まれる。この他にも、液体の第１チャンバ32から第２チャンバ34への移動、第２チャンバ34から第３チャンバ36への移動、および第２チャンバ34から第１チャンバ32への移動の検出を、ピストン部材に伝達される力を検出することによって行うこともできる。それは、液体の通過するフィルタ要素が血球やアガロースのゲル等によって閉塞されるとピストン部材に加えられる力が急激に増加するからである。サンプルコンテナ内では、血液サンプルが血球と血漿とに分離され、血漿はさらに処理されてフィブリンが抽出されるが、このような遠心分離部材を構成するサンプルコンテナの前記実施例においては、患者から取り出された血液サンプルが第１チャンバ32内に導入され、分離および処理工程が行なわれる。そしてこの時、操作者が血液サンプルまたはその構成成分に触れる必要がないため、研究員や操作者が、血液サンプル中に存在する肝炎やエイズ等の病気の感染因子にさらされる危険が実質的に除去される。本発明にしたがって前述のごとく抽出されたフィブリンは、注射器内に移される。この注射器は注射器型ディスペンサとして使用されるものであり、このような注射器型ディスペンサは、ＰＣＴ国際出願第PCT／DK92／00287号(国際公開番号:WO93／06940)に開示されている。この注射器型ディスペンサにおいては、注射器に入れられたフィブリンモノマーを含む液体が、中和剤と混合することにより中和される。血液サンプルから血漿を分離し、この血漿からフィブリンを抽出つまり分離する工程は、例えば、前述の国際出願(出願番号:PCT／DK87／00117、国際公開番号:WO88／02259)やヨーロッパ特許出願第EP592242号に係る明細書の開示にしたがって行うことができる。
【００８８】
回転テーブル130上に配置されたサンプルコンテナ10は、図22a、22bおよび22cに詳細に示されたロック手段によって回転テーブル130に固定されていることが好ましい。このロック手段は、サンプルコンテナ10のハウジング12の円筒壁部14の下方に突出する周縁リム部160により構成される。周縁リム部160には、複数の貫通孔が角度をおいて形成されている。そして、その中の１つが図22a〜22cにおて参照番号162で示されている。周縁リム部160は、回転テーブル130の上面に形成された円形の溝内に受け入れられる。回転テーブル130の外周面から半径方向内側に延びる貫通孔内には、２つのロックピン166および170が配置されている。ロックピン166および170は、それぞれ、スプリング168および172によって互いに当接する方向に付勢されている。また、ロックピン166および170の先端は、それぞれ、緩やかな円錐状端部167および171となっている。円錐状端部167および171は、図22aに示されるように互いに分離されない限り、回転テーブル130の上面に形成された円形の溝の中央部において互いに当接している。図22aにおいては、周縁リム部160の下端部164が下方に移動してロックピン166と170との間に入り、この結果、２つのピンが互いに分離している。ロックピン166、170およびスプリング168、172は、回転テーブル130に形成された半径方向の貫通孔内にシールプラグ174によって封入されている。シールプラグ174は、回転テーブル130の外周面の所定位置に、ねじ係合や他の適切なロック手段によって固定されている。
【００８９】
図22aには、サンプルコンテナ10を回転テーブル130に対して固定する第１ステップが示されている。周縁リム部160の下端部164がロックピン166および170を、互いに分離する方向に付勢する。そして、下端部164は、ロックピン166と170との間を下方に移動する。
【００９０】
図22bには、サンプルコンテナ10を回転テーブル130に対して固定する第２ステップが示されている。周縁リム部160に形成された貫通孔162内において、ロックピン166と170とが互いに当接する方向に付勢されている。しかしこの状態においてはまだ、サンプルコンテナ10は簡単に取り外すことができる。それは、サンプルコンテナ10を引き上げれば、ロックピン166および170が図22aに示されるように互いに分離されるからである。図22aおよび22bに示されているような、サンプルコンテナ10の取付けおよび取外しは、回転テーブル130を動かさずに行うことができる。図21に示された装置のモータ134に駆動されて回転テーブル130が回転し始めると、ロックピン166、170は遠心力により、図22cに示される如く半径方向外側にオフセットした位置へとシフトする。この状態において、ロックピン166は周縁リム部160の貫通孔162内でロックされ、この結果、図１〜18で説明した工程において回転テーブル130およびサンプルコンテナ10が高速および低速で回転する間、ハウジング12が回転テーブル130から離脱するのを防止する。
【００９１】
図23aおよび23bには、第１チャンバ32から第２チャンバ34への液体の移動を検出する光学検出手段の実施例が２つ示されている。図23aおよび23bにおいては、サンプルコンテナ10の頂壁部16は円錐形状をなしており、環状壁部17に接続されている。そしてこの環状壁部17内に、ピストン部材22の円筒壁部26が受け入れられて、そしてＯリング24によってシールされている。環状壁部17は、ピストン部材22の円筒壁部26と同様に、光が通過できるように透光性の材料で作られていることが好ましい。図23aにおいては、液体はまだ第１チャンバ32から移動しておらず、ピストン部材22の円筒壁部26の外表面と環状壁部17の内表面との間に規定される狭い環状チャンバ内にも血漿92が入り込んでいる。血漿の第１チャンバ32からの移動が進むと、血球を含む液体90が前記狭い環状チャンバ内に入り込む。前記狭い環状チャンバ内に血漿が存在しているのか、または血球が存在しているのかが、発光器180と光検出器188とから構成される光検出手段により検知される。発光器180は、環状壁部17の外側に配置されており、ランプ184を備えている。ランプ184は、電線182によって、図21に示された装置120の制御部146に接続されている。ランプ184は光を発し、この光が集束レンズ186によって集束されて、実質的に平行な光ビーム192となる。光ビーム192は前記狭い環状チャンバおよびその中に存在する液体に照射される。発光器180の反対側には、光検出器188が配置されている。光検出器188は、電線190によって、図21に示された装置120の制御部146に接続されている。ランプ184から発せられ、集束レンズ186により集束され、そして前記狭い環状チャンバを通過した光は、光検出器188に受け取られる。ランプ184から発せられた光をフィルタにかけて、血漿に対する透過性が高く血球に対する透過性が低くくなるような実質的に狭いスペクトルとしてもよい。こうすれば、前記狭い環状チャンバ内に血球が存在していることの検知が向上する。発光器180および光検出器188は図21に示したハウジング122の中央区画部124内に配置されていて、それぞれ、前記狭い環状チャンバに光を照射し、このチャンバを通過した光を受け取る。
【００９２】
図23aにおいては、光の透過を利用して、前記狭い環状チャンバ内の血球が検知されている。この代わりに、図23bに示されているように、光の反射を利用して、前記狭い環状チャンバ内の血球が検知されてもよい。
【００９３】
図23bにおいては、発光器180および光検出器188が一体化されていて光検出手段180'を構成している。光検出手段180'は、ランプ184'および光検出器188'を備えており、これらはいずれも図22dに示されたものと同様のものである。ランプ184'および光検出器188'は、それぞれ電線182'および190'によって、図21に示された装置120の電子回路に接続されている。ランプ184'は光ビーム192'を発し、この光ビーム192'が前記狭い環状のチャンバに照射される。環状壁部17は、図23aで説明したの同様に、透光性の材料で作られていることが好ましい。しかし、円筒壁部26は、非透光性(例えば、反射性)の材料で作られていることが好ましい。前記狭い環状チャンバ内の液体に照射された光の一部分は、参照番号194'で示されるように反射する。照射された光の一部が赤血球に吸収されるならば、前記狭い環状チャンバ内の血球を、反射光を利用して検知することができる。したがって、ランプ184'から発せらる光は、血漿92により反射され、血球により吸収される主緑光(predominant green light)であることが好ましい。図21に示された装置120の制御部146の電子回路が、光検出器188'から出力される検出信号のシフトに基づいて、前記狭い環状チャンバ内に血球が存在していることを検知する。
【００９４】
例
図19および20に示されたプロトタイプのサンプルコンテナ10''が以下に記載する構成要素から組み立てられた。
【００９５】
ハウジング12は、内径70mm、外径75mm、高さ80mmの部材で作られた。ハウジング12の底壁部18の厚さは2.5mmであった。ハウジング12は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を使用して鋳造された。蓋部材17''はPOMを使用して鋳造されたものであり、内径75mm、外径80mm、および軸方向高さ13mmであった。ピストン部材22''の円形板材28''は、外径70mm、および厚さ7.4mmであった。Ｏリング30は、高さ3.4mmおよび深さ2.5mmの溝内に配置されていた。円形板材28''もまたPMMAを使用して鋳造された。円筒壁部26''は、長さ100mmおよび内径30mmのPMMA製チューブから作られた。円筒壁部26''と円形板材28''とは接着されていた。中央部材102、管状要素103、環状支持本体108、支持部材114、およびスペーサ116はすべてPMMAから作られた。
【００９６】
約5500RPMの回転速度で遠心分離を行うと、ただちに(例えば、１分以内)に血漿と赤血球とが同心状に分離される。つまり、コンテナの上方から観察すると同心状のリングが見える。ここから、１または２分経過すると、血漿の色がうすくなり、血漿から血小板が分離するのがわかる。血小板を含まない血漿を回収するするためには、血漿と血小板とが完全に分離するまで、ピストン部材22''を上方に移動させてはならない。血小板を含む血漿を回収するためには、血漿と赤血球との分離が終わった後で、かつ血漿から血小板が分離する前にピストン部材22''を上方へ移動させなければならない。このことは、血漿から血小板が分離する間に連続的に行なわれる。このように、初期に回収された血漿サンプルには血小板が多く含まれ、後になって回収された血漿サンプルには血小板はあまり含まれていない。血小板を所望の割合で含む血漿サンプルまたは全く血小板が分離されていない血漿サンプルを自由に選択することができる。さらに、当業者には明白に理解できるように、回転速度、回収時間および回収量等を変更することにより、特定の割合で血小板を含む血漿サンプルつまり特定の純度の血漿サンプルを回収することができる。
【００９７】
図24には、図19および20に示されたプロトタイプのサンプルコンテナ10''の回転速度と、サンプルコンテナ10''の第１チャンバ32内に発生するＧ力と、の関係を示すグラフが示されている。曲線Ａは、ハウジング12の外壁部(つまり、円筒壁部14の内周面近傍)において発生するＧ力を示しており、曲線Ｂは、ピストン部材22''の円筒壁部26''の外周面において発生するＧ力を示している。環状の第１チャンバ32内に発生するＧ力は、曲線Ａと曲線Ｂとで囲まれる範囲内にあること、および円筒壁部14近傍において発生するＧ力の大きさは、円筒壁部26''近傍において発生するＧ力の大きさのほぼ２倍であることが、図24から明瞭に理解できる。したがって、サンプルコンテナ10''が回転するとき、第１チャンバ32内におけるＧ力の変動範囲は、ほぼ２×103Ｇ力以内である。
【００９８】
図25には、図19および20に示されたプロトタイプのサンプルコンテナ10''をほぼ5500RPMの回転速度で回転させた場合の回転時間と、90mlの血液サンプルのサンプル全体に対して血球が均等に分散または存在する部分の割合と、の関係を示すグラフが示されている。図24には、２つの曲線ＣおよびＤが示されている。曲線Ｃは、血小板を含む血漿を血球から分離する場合の関係を示しており、曲線Ｄは血漿から血小板を分離する場合の関係を示している。ほぼ１分30秒で血液サンプルを血球と血漿とにほぼ完全に分離できるということ、および１分後でも、血液サンプル全体のほぼ15％の部分に血球が均等に存在しており、これ以上分離することができないということが、図25から分かる。ほぼ３分後には、血小板が血漿から分離され、血小板を含まない血漿が完全に分離される。
【００９９】
前述のように血小板を含む血漿を分離することも好ましく、このことは、サンプルコンテナ10または10'を高速回転させて血液サンプルを血漿と血球とに分離しつつ、サンプルコンテナ10のピストン部材22またはサンプルコンテナ10'のピストン部材22'を連続的に上方に移動させて、第１チャンバ32から第２チャンバ34へと血漿を連続的に移動させることにより達成される。前述の光学的な検出に基づいて、またはその代わりにピストン部材を上方に移動させるのに必要な力の検出に基づいて、第１チャンバ32から第２チャンバ34への血漿の移動を検出することにより、ピストン部材の上方への連続的な移動を容易に制御することができる。血液サンプルからの血漿の分離が完全に行なわれた後で血漿が第１チャンバ32から第２チャンバ34へ移動する場合には、この血漿には血小板はほとんど含まれていない。さらに、遠心分離が時間を延長して行なわれる(例えば、前述の如く約３分)場合には、血漿には血小板は含まれない。
【０１００】
図25に示されるデータを基にして、図26の表に示される曲線Ｅが描かれる。曲線Ｅは、プロトタイプのサンプルコンテナ10''を5500RPMの回転速度で回転させた場合における、回転時間と完全に分離された血液サンプルの容積との関係を示している。図25から、90mlの血液サンプルが、60秒で血球と血小板を含む血漿とに分離されることが分かる。前述の実施例のサンプルコンテナを使用して分離することができる血液サンプルの容積は、100ml程度が限度である。その理由は、血液サンプルが環状の第１チャンバ32に満たされると、その大部分の容積を占めるからである。必要がある場合には、さらに大きなサンプルコンテナを使用することができ、その場合であっても、本発明の技術的範囲を逸脱することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る遠心分離・処理装置のサンプルコンテナの第１実施例を示す概略断面図である。
【図２】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図３】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図４】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図５】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図６】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図７】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図８】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図９】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１０】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１１】 本発明に係る遠心分離・処理装置のサンプルコンテナの第２実施例を示す概略断面図である。
【図１２】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１３】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１４】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１５】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１６】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１７】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１８】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１９】 本発明に係る遠心分離・処理装置のサンプルコンテナのプロトタイプモデルである第３実施例を示す概略断面図である。
【図２０】 図19のサンプルコンテナの構成要素を示す分解斜視図である。
【図２１】 サンプルコンテナを受け入れて分離・抽出工程を自動的または半自動的に行う、本発明に係る遠心分離・処理装置の概略一部破断図である。
【図２２】 サンプルコンテナを遠心分離・処理装置に固定する機構を、(a)、(b)、(c)の３段階に別けて説明する説明図である。
【図２３】 サンプルコンテナ内での液体構成要素の移動を検出する光学的検出手段の原理を説明する概略断面図である。(a)および(b)の２つの例を示している。
【図２４】 サンプルコンテナ内の環状チャンバの内周壁および外周壁に発生する遠心力と、サンプルコンテナの回転速度と、の関係を示すグラフである。
【図２５】 本発明に係るサンプルコンテナを使用して血液サンプルを分離する場合における、遠心分離時間と各構成要素の分離割合との関係を示すグラフである。血漿が血小板を多く含む場合および血漿が血小板をあまり含まない場合の２つの曲線が表示されている。
【図２６】 本発明に係るサンプルコンテナを使用して血液サンプルを分離する場合における、分離された血液サンプルの容積と遠心分離時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 サンプルコンテナ
12 ハウジング
14 円筒壁部
16 頂壁部
17 環状壁部
17' スカート
18 底壁部
20 開口部
22 ピストン部材
24 Ｏリング
26 内側の円筒壁部
27 貫通孔
28 円形の板材
29 円筒状接続部材
31 Ｏリング
32 第１チャンバ
34 第２チャンバ
36 第３チャンバ
38 突起部
40 薬剤
42 蓋部材
44 注射器
46 注射器ハウジング
48 フランジ
50 円錐状チューブ
52 ハウジング46の底壁
54 プランジャ本体
56 円錐状アダプタ
56' フィッティング
58、60 管
62 入口
63' 導管セグメント
64 フィルタ要素
65 管
65' 導管セグメント
66 細孔フィルタ手段
68 逆止弁
69 コンテナ
70 プラグ本体
70' ボール
72 スプリング
73 支持ステム
74 細孔フィルタ要素
76 供給チューブ
78 貫通孔
82 管
84 通気出口
86 血液サンプル
87 空気層
88 緩衝剤
90 血球を含む液体
92、94 血漿
96 非架橋のフィブリンポリマーと薬剤粒子とを含む液体
98 血球を含む液体と血漿との混合液
100 緩衝剤の作用により生成された液体
102 中央部材
103 管状要素
104 横方向の貫通孔
105 長手方向の貫通孔
106、107 Ｏリング
108 環状支持本体
109 Ｏリング
110、112 環状フィルタ要素
114 支持部材
115 Ｏリング
116 スペーサ
120 遠心分離・処理装置
122 ハウジング
124 中央区画部
126 上方区画部
127 シャッタ(ドア)
128 下方区画部
130 回転テーブル
132 ジャーナルシャフト
134、136、138 モータ
140、142 アクチュエータレバー
146 制御部
148 キー
150 ディスプレイ
160 周縁リム部
162 貫通孔
166、170 ロックピン
168、172 スプリング
167、171 円錐状端部
174 シールプラグ
180 発光器
182、190 電線
184 ランプ
186 集束レンズ
188 光検出器
192 光ビーム
194' 反射光
【産業上の利用分野】
本発明は、遠心分離によって液体を比重の異なる構成要素に分離する新規な方法および装置に関する。さらに詳しくは、例えば、フィブリンシーラント(fibrin sealant)の構成要素を調製するのに使用される血液分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
液体を分離すること、つまり比重の異なる構成要素に分けることは既に行なわれてきた。このような分離は、多くの病院、研究所、産業界においては特に遠心分離を利用することにより行なわれてきた。例えば、血液を分離するために遠心分離が広く利用されている。血液は、血漿、血小板、赤血球、白血球、および(または)他の構成要素に分離される。他の構成要素とは、例えば、フィブリノゲン、フィブロネクチン、第VIII因子、第XIII因子等である。遠心分離に使用される装置は、単に密度の差を利用しているにすぎない。例えば、血液の構成要素のなかで血球を含むものは、遠心力によって装置の周縁部に追いやられる。
【０００３】
遠心分離に使用される多くの装置は２つのタイプに分類することができる。第１のタイプは、サンプルコンテナが遠心分離システムの中心軸回りに揺動されるものである。第２のタイプは、チャンバが長手軸を中心に回転させられるものである。第１のタイプの装置においては、サンプルコンテナは通常、プラスチック製バッグか一端が閉じられたチューブである。そのようなコンテナが遠心分離システムの中心軸回りに旋回せしめられ、この結果、密度の高い構成要素がチューブの底部またはバッグの片側に追いやられる。こうして、血漿等の密度の小さな構成要素を、血球や血小板等の密度の大きな構成要素から選択的に除去する手段(またはその逆の手段)が提供される。そのような手段の代表的なものは、血液を含む細長いチューブに挿入することが可能なセパレータである。また、プラスチック製バッグが使用される場合には、当該バッグを注意深く絞ることにより血漿が取り出される。米国特許第3932277号明細書(マクダーモット等)には、サンプルチューブおよび回収チューブを備えた装置が開示されている。回収チューブは一端にフィルターおよび逆止弁を備えており、既に遠心分離装置にかけらたサンプルチューブに挿入されて血漿を回収する。同様に、米国特許第3799342号明細書(グリーンスパン)の開示においては、逆止弁を有するセパレータが使用されている。この逆止弁は、サンプルコンテナの加圧時に開かれ、分離された血漿を回収チャンバへと導く。米国特許第4818386号明細書(バーンズ)の開示においては、液体を２つの構成要素に分離する場合に、一方の構成要素の比重と他方の構成要素の比重との中間の大きさの比重を有し、これらの構成要素の中間に浮遊するセパレータが採用されている。遠心分離に際して、このセパレータは細長い血液サンプルチューブ内を移動して、実質的に、底部に位置する高密度の構成要素と頂部に位置する低密度の構成要素との間に浮遊する。遠心分離が終了すると、セパレータを取り囲む弾性体カップが当該セパレータを所定位置にロックして、低密度の構成要素の取り出しを容易ならしめる。
【０００４】
既に述べたように、第２のタイプの装置は、液体を含むチャンバが長手軸を中心として回転させられるものである。液体を含むチャンバは代表的には、円筒状またはボウル状である。そして、遠心分離の際に、血球等の重い構成要素はチャンバ壁部に向かって外側に移動し、血漿等の軽い構成要素は中央部に止どまる。第２のタイプの装置には、遠心分離中に液体の享受および(または)移送を行うために他のコンテナへ通じる導管を有するものや、一定量の液体の処理を行う独立型(self-contained)の装置がある。前者の例として、“ラザムボウル(Latham bowl)"がある。ラザムボウルは、米国特許第4086924号明細書や同第4300717号明細書等、多数の特許明細書に開示され、または改良が施されている。ラザムボウルにおいては、回転するボウルの中心部に位置する低密度の構成要素は上部に移動して、ボウル最外径部内に位置する回収エリア内に入る。しかし、このシステムにおいては、分離された血漿を押し出すために血液の一定の流れが必要となる。そして、回転中に血液の流れを必要とするため、複雑で高価な回転シールが必要となる。
【０００５】
米国特許第4828716号明細書(マクウェン)の開示においては、遠心分離を利用して血液等の液体を、血漿や赤血球等の構成要素に分離している。遠心分離は、細長いチューブを使用して、分離されるべき構成要素間に同心状の境界面が形成されるのに十分な速度で行なわれる。すなわち、実質的に円筒状の装置が長手軸を中心に回転させられ、この結果、血球を含む高密度の構成要素が外壁部に向かって移動し、低密度の構成要素は高密度の構成要素の内側に止どまる。マクウェンの装置は、その後、処理チャンバの容積を減少させて、低密度の構成要素である血漿を中央の回収ポートへと押し出すことにより回収する。
【０００６】
前述の同心状の分離は、構成要素に作用する遠心力またはＧ力(Ｇ-force)を利用するものである。遠心力またはＧ力(Ｇ)は半径および回転数に依存するものであり、Ｇ＝1.18×105×半径(cm)×回転数(RPM)2なる関係式で表される。
【０００７】
血液から構成要素を良好に分離するためには、比重の異なる構成要素間に形成される境界面をできるだけ明確にすることが有益である。このように、２または３以上の構成要素からなる液体のそれぞれについて、明確な同心状の境界面を維持するために必要な最小のＧ力が存在する。処理チャンバの容積を減少させ、同心状の境界面を利用する従来の装置に潜在的に存在する問題は、処理チャンバの容積が減少し血漿が回収されるにつれて処理チャンバの高さも低くなるので、明確な境界面を維持することが困難になるということである。この場合に、血球を含む一定量の高密度の構成要素が半径方向内側に移動することは明らかである。もっともこのことは、血漿を中央の回収ポートに押しやる従来の装置において起こるのものである。しかし、ある速度において、血球を含む構成要素の半径が同心状の境界面を維持するのに必要な限界値を下回ったとき、境界面は不明確となり、もし境界面が全くなくなるということがなくても、血球を含む構成要素が回収されることとなり好ましくない。マクウェンの装置のような血液分離においては、回収される純粋な血漿の体積は、他の特定の用途における程重要ではない。また、マクウェンの装置は超遠心の回転速度範囲で作動される。
【０００８】
最近の技術においては、血液をさらに高い純度で構成要素に分離して、ヘモトクリット値(すなわち、サンプルの全容積に対する赤血球の割合)を高くすることが重要となった。短時間で、かつ、必要な検出装置を最小として、血液の分離を行うことも望ましい。さらに、超遠心分離は、血液の構成要素に過度の剪断力を負荷し、例えば溶血等の好ましくない影響を与える。多くの液体分離において前述のような利点を実現することができれば有益である。このことは、特に、遠心分離のための回転速度が20000RPMよりも低い場合、好ましくは3000〜15000RPMの範囲の場合、最も好ましくは5000〜10000RPMの範囲の場合に有益である。一般に、回転速度が約10000RPMを越える場合には、ジャーナル部および軸受部に関する問題、特に、いかにして適切に潤滑するかという問題が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、改善された分離技術により、液体、特に血液を密度の異なる構成要素へと正確かつ十分に分離することである。本発明において特に有利な点は、超遠心分離システムにおいて、液体の構成要素を迅速かつ十分に行えることであり、しかも、コストが高くなったり、装置が複雑になったり、分離された構成要素にダメージを与えたりするという不利益がないことである。
【００１０】
本発明に係る新規な分離・回収技術により、血液サンプルからフィブリンが抽出される。抽出されたフィブリンは、組織の再生を促進する物質(いわゆる組織接着剤)を調製するのに使用される。このような分離および調製は、一定区画内で行なわれ、研究員や作業者が血液との接触により肝炎やエイズ(後天性免疫不全症)に感染する危険が排除される。
【００１１】
本発明に係る新規な分離・回収技術によれば、血液サンプルを血漿と血球とに分離することができる。そしてさらに、血漿から血小板を分離することができる。そして、適当な工程上のパラメータを変更することにより、必要に応じて、血小板を多く含む血漿、または血小板をあまり含まない血漿を得ることができる。
【００１２】
【発明の開示】
本発明の改善された分離・回収技術およびそれに使用される新規な装置を使用すれば、液体をその構成要素へと、より正確かつ十分に分離することが可能となる。液体の構成要素間に形成される同心状の境界面を利用する遠心分離は、頂壁部および底壁部を備えた外側および内側の円筒壁部を備え、環状のチャンバを構成する円筒状ハウジングを使用すれば、より良好に行うことができる。遠心分離の所望の回転速度において、内側の円筒壁部および環状チャンバ全体に十分な遠心力(Ｇ力)が維持され、液体の構成要素間に同心状の境界面が形成されるように、内側の円筒壁部の半径が選択される。遠心分離の最中に環状チャンバの容積を減少させることにより、排出手段を通して所望の構成要素を選択的に取り出すことができる。
【００１３】
その結果、比較的低い回転速度において、比較的迅速に遠心分離を行うことができる。環状チャンバの内径および外径を適切に選択することにより、例えば、5000RPMの回転速度において、血液サンプルのうちのほぼ80％に近い血漿を約１分以内に分離することができる。チャンバの内壁を軸対称とすればチャンバは環状となり、環状チャンバの容積を減少させる際に、その中の液体の構成要素は常にＧ力にさらされ、この結果、明確な境界面を維持することができる。さらに、チャンバを環状とすれば、血液サンプルの分離において、チャンバの内壁と外壁との間の距離を比較的小さくすることができ、この結果、互いに分離される液体の構成要素の移動距離が短くなる。したがって、分離を迅速に行うことができ、しかも分離された各構成要素の純度が比較的高い。
【００１４】
本発明に係る前述のおよび他の目的、特徴、および利点は、以下の説明から明らかとなるであろう。本発明の第１の態様により、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを、遠心分離によって構成要素に分離する装置が提供される。
【００１５】
この装置は、ハウジングとピストン部材と排出管手段とを備えた分離コンテナ、液体供給手段、モータ手段、およびアクチュエータ手段を備えている。ハウジングは、同心状に配置された内側および外側の円筒壁、底壁、および頂壁を備えており、これらの壁により、液体サンプルを受け入れる環状チャンバが規定される。ピストン部材は、ハウジングの頂壁または底壁を構成し、環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動することができる。ピストン部材が第１の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最大となり、ピストン部材が第２の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最小となる。排出管手段は、環状チャンバと連通している。液体供給手段は、ピストン部材が第１の位置にあるときに、分離コンテナ内の環状チャンバに液体サンプルを供給する。モータ手段は、分離コンテナを長手軸を中心として所定の速度で回転させ、液体サンプルを構成要素に分離する。アクチュエータ手段は、分離コンテナが所定速度で回転している間に、ピストン部材を環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動させ、分離された構成要素の１つを環状チャンバから排出管手段を通して取り出す。
【００１６】
本発明の第２の態様により、分離コンテナが提供される。この分離コンテナは、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを遠心分離によって構成要素に分離する装置において使用されるものである。
【００１７】
この分離コンテナは、ハウジング、ピストン部材、および排出管手段を備えている。ハウジングは、同心状に配置された内側および外側の円筒壁、底壁、および頂壁を備えており、これらの壁により、液体サンプルを受け入れる環状チャンバが規定される。ピストン部材は、ハウジングの頂壁または底壁を構成し、環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動することができる。ピストン部材が第１の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最大となり、ピストン部材が第２の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最小となる。排出管手段は、環状チャンバと連通している。
【００１８】
本発明の第３の態様には、前記ピストン部材により環状チャンバから排出管手段を通して取り出された液体構成を受け入れる円筒状チャンバが含まれる。
【００１９】
本発明の第４の態様には、前記の装置および分離コンテナであって、前記環状チャンバの内側の円筒壁が、前記ピストン部材の円筒壁部によって構成されるものが含まれる。
【００２０】
本発明の第５の態様には、液体を密度の異なる構成要素に分離する前述の装置を使用する方法が含まれる。
【００２１】
本発明の第６の態様には、前記ハウジングの内側の円筒壁の半径をri、外側の円筒壁の半径をroとした場合のriとroとの比率として約0.3:１〜0.8:１、好ましくは0.5:１を採用した方法が含まれる。
【００２２】
本発明の第７の態様には、前述の装置および分離コンテナであって、分離コンテナをモータ手段に接続する接続手段を備えているものが含まれる。
【００２３】
本発明の他の態様により、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを、遠心分離によって構成要素に分離する方法が提供される。
【００２４】
この方法においては、ハウジング、ピストン部材、および排出管手段を備えている分離コンテナが使用される。ハウジングは、同心状に配置された内側および外側の円筒壁、底壁、および頂壁を備えており、これらの壁により、液体サンプルを受け入れる環状チャンバが規定される。ピストン部材は、ハウジングの頂壁または底壁を構成し、環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動することができる。ピストン部材が第１の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最大となり、ピストン部材が第２の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最小となる。排出管手段は、環状チャンバと連通している。
【００２５】
そして、この方法は、そのような分離コンテナを用意する工程;ピストン部材が第１の位置にあるときに、液体サンプルを分離コンテナの環状チャンバに供給する工程;分離コンテナを長手軸を中心に所定速度で回転させて環状チャンバ内に遠心力を発生させ、環状チャンバ内のいずれかの場所で液体サンプルを構成要素に分離する工程;および、分離コンテナが所定速度で回転している間にピストン部材を環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動させて、分離された液体構成要素の１つを環状チャンバから排出管手段を通して取り出す工程;を含んでいる。
【００２６】
本発明の他の態様により、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを、遠心分離によって構成要素に分離する他の方法が提供される。
【００２７】
この方法においては、ハウジング、ピストン部材、および排出管手段を備えている分離コンテナが使用される。ハウジングは、同心状に配置された内側および外側の円筒壁、底壁、および頂壁を備えており、これらの壁により、液体サンプルを受け入れる環状チャンバが規定される。ピストン部材は、ハウジングの頂壁または底壁を構成し、環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動することができる。ピストン部材が第１の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最大となり、ピストン部材が第２の位置にある場合は、環状チャンバの容積は最小となる。排出管手段は、ハウジングの内側の円筒壁またはその近傍に配置されており、環状チャンバと連通している。
【００２８】
そして、この方法は、そのような分離コンテナを用意する工程;ピストン部材が第１の位置にあるときに、液体サンプルを分離コンテナの環状チャンバに供給する工程;分離コンテナを長手軸を中心に所定速度で連続的に回転させて液体構成要素の１つを液体サンプルから分離する工程;および、分離コンテナが所定速度で回転している間にピストン部材を環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動させて、分離された液体構成要素の１つを環状チャンバから排出管手段を通して連続的に取り出す工程;を含んでいる。
【００２９】
本発明の他の態様により、密度の異なる構成要素からなる液体サンプルを、遠心分離によって構成要素に分離する他の装置が提供される。
【００３０】
この装置は、前述の装置に対してさらに検出手段を含むものである。この検出手段は、分離工程において、分離コンテナ内に存在する構成要素が１つであるのか両方であるのかを検知するものである。
【００３１】
本発明の他の態様における装置および分離コンテナと同様に、本発明の前述の態様の方法は、血液サンプルから血漿を分離するのにも使用することができる。このように、本発明の装置、分離コンテナ、および方法は、血液サンプルを例えば血小板を任意量だけ含む血漿と血球とに分離したり、血小板を含まない血漿と血球とに分離したりする場合等、多様な構成要素に分離することに対して、有効かつ有利に使用することができる。
【００３２】
本発明の装置および方法は、フィブリンモノマーまたは非架橋のフィブリンを含む組成物を調製するのに使用されることが最も好ましい。このような組成物はフィブリンシーラントに使用することができる。
【実施例】
【００３３】
添付の図面を参照して本発明の実施例を以下に詳細に説明する。
【００３４】
図１には、本発明において使用されるサンプルコンテナの第１実施例が示されており、その全体が参照番号10で示されている。サンプルコンテナ10は、後述の遠心分離・処理装置に使用される単一構造体を構成している。本明細書においては、フィブリン接着剤に適する構成要素を調製するのに好適な血液分離に関連して本発明を説明するが、ここで説明される装置や方法はすべての液体分離に適用可能であることが理解されるべきである。本発明は、血液サンプルを血球と血漿とに分離し、この血漿からフィブリンを抽出するのに特に適している。このような技術は、例えば、特許協力条約による国際出願(出願番号:PCT／DK87／00117、国際公開番号:WO88／02259)やヨーロッパ特許出願第EP592242号(発明の名称:フィブリンシーラント組成物およびそれを使用する方法、出願日:1993年10月18日)に係る明細書に記載されており、それらはいずれも本明細書に参考として取り込まれている。
【００３５】
ヨーロッパ特許出願第EP592242号明細書には、全く新規なフィブリン接着剤を作るための方法および組成物が開示されている。ヨーロッパ特許出願第EP592242号明細書には、全体的に、フィブリンシーラントを作る方法が開示されている。この方法は、フィブリンモノマーを所望の位置に接触させる接触工程、およびこの接触工程と同時にフィブリンモノマーをフィブリンポリマーに転換する工程とを含んでいる。このようにして、所望の位置にフィブリンシーラントが形成される。フィブリンという語には、フィブリンI、フィブリンII、およびＢＢフィブリンが含まれることを理解すべきである。ヨーロッパ特許出願第EP592242号明細書にはさらに、フィブリンモノマー組成物を形成する方法が開示されている。この方法は、
a)フィブリノゲンを含む組成物をトロンビンのような酵素と接触させて、非架橋のフィブリンポリマーを作る工程、
b)非架橋のフィブリンポリマーをフィブリノゲンを含む組成物から分離する工程、および
c)非架橋のフィブリンポリマーを溶解させて、フィブリンモノマーを作る工程、を含んでいる。
【００３６】
トロンビンのような酵素とは、トロンビンそのものであってもよいし、同様の作用を有する他の酵素であってもよい。そのような酵素としては、例えば、アンクロッド(Ancrod)、アクチン(Acutin)、ベンチーム(Venzyme)、アスペラーゼ(Asperase)、ボトロペーゼ(Botropase)、クロタラーゼ(Crotalase)、フラボクソビン(Flavoxobin)、ガボネーゼ(Gabonase)、バトロクソビン(Batroxobin)等があり、バトロクソビンが好ましい。
【００３７】
本発明の好ましい実施例によれば、既に開示されているフィブリンモノマーの調製を、２または３以上のチャンバが一体的に構成された装置を使用して迅速に効率よく安全に行うことができる。本発明の装置によれば、そのようなフィブリンモノマーの調製を30分未満で行うことができ、ドナーが一人である場合のフィブリンシーラントの調製や、自己フィブリンシーラント(autologous fibrin sealant)の調製に適している。これらの調製されたフィブリンシーラントは、アルカリ性の緩衝液または好ましくはカルシウムイオン源を含む蒸留水と同時投与することが可能である。
【００３８】
サンプルコンテナ10はハウジング12を備えており、ハウジング12は円筒壁部14、頂壁部16、および底壁部18から構成されている。頂壁部16の中央部には開口部20が設けられている。開口部20内にはピストン部材22が挿入されており、ピストン部材22と開口部20との間のシールはＯリング24を使用して行なわれるのが普通である。
【００３９】
頂壁部16の開口部20内にピストン部材22を挿入した後で、各壁部14、16、18が互いに接合される。各壁部の接合は、ねじまたは接着剤を使用する等、都合のよい方法で行なわれる。円筒壁部14および底壁部18が一体構造を構成し、この一体構造が、接着剤またはねじによって頂壁部16に接続されている。他の構成としては、頂壁部16および円筒壁部14が一体構造を構成し、この一体構造物が、別個の底壁部18に接続されてもよい。さらに別の構成としては、各壁部14、16、18が３つの個別の要素を構成し、これらの要素がねじまたは他の適切な手段(接着剤または溶接等)によって接合される。
【００４０】
図から分かるように、内側の円筒壁部26と外側の円筒壁部14とが環状のチャンバを構成しており、この環状チャンバ内で遠心分離が行なわれる。円筒壁部14および26の半径は、所望の回転速度において、液体の構成要素を同心状に分離するのに十分なＧ力が発生するように選択される。勿論このような選択は、分離される液体および所望の速度に依存して異なる。例えば、血液を遠心分離する場合には、本発明の装置は約400〜1000ＧのＧ力を発生する。この場合の回転速度は約5000〜10000RPM、好ましくは約5000RPMであり、内側の円筒壁部26半径は、通常は少なくとも約1.0〜1.5cmであるが、回転速度や血液サンプルによって異なる。外側の円筒壁部14の半径はどのようなサンプルが収容されるのかによって異なり、5000〜10000RPMの回転速度において血液の遠心分離を行う場合には、約2.0〜3.5cmおよびそれ以上の値が適切である。内側の円筒壁部26の半径をri、外側の円筒壁部14の半径をroとした場合、riとroとの比率は、約0.3:１〜0.8:１であることが好ましく、約0.5:１であることが最も好ましい。
【００４１】
ピストン部材22は、円筒壁部26から構成されている。円筒壁部26は前述のＯリング24でシールされている。円筒壁部26は、円形の板材28と一体接続されている。板材28は、円筒壁部14の内面に対してＯリング30でシールされている。Ｏリング24および30が設けられているので、ピストン部材22をハウジング12に対して上下に移動させて、後に詳しく説明するようにサンプルコンテナ10内のチャンバの容積を変化させるとともに、各チャンバを互いに、かつ外部に対してシールすることができる。
【００４２】
ピストン部材22は、基本的には、３つのチャンバをサンプルコンテナ10のハウジング12内に規定する。第１のチャンバ32は、円筒壁部14と26との間に規定されるもので基本的には環状の形態をなす。第２のチャンバ34は、底壁部18と円形板材28との間に規定されるものである。第３のチャンバ36は、ピストン部材22の本体である円筒壁部26の内部に規定されるものである。
【００４３】
底壁部18の内表面には突起部38が形成されている。突起部38は１または２以上の個別のカム要素で構成されている。つまり、第２チャンバ34の容積がゼロになることがないように、円形の突起が上方に向かって延びている。第２チャンバ34内には、化学的または生化学的な第１の薬剤40が収容されている。薬剤40はどのような形態で収容されていてもよい。薬剤40は、第１チャンバ32内で分離され、第２チャンバ34内に抽出された液体の構成要素を処理し、または液体の構成要素との間に相互作用を有するものである。
【００４４】
ピストン部材22には、任意要素として環状の蓋部材42を装着してもよい。蓋部材42は、任意要素である注射器44を受け入れて支持する。注射器44は、基本的には、従来からある使捨てタイプのものであって、円筒状のハウジング46から構成されている。好ましい実施例において、注射器44は以下に述べるように、所望の化学的または生化学的な第２の薬剤つまり溶剤を第２チャンバ34内に導入するのに使用される。注射器44に代えて、構造および形状のやや異なるアンプルや他の注射器を使用することもできる。これらのアンプルや注射器は、当該アンプルまたは注射器が使用されるディスペンサや注射器組立体に対する機構的な多様性等の特定の要求に応じるものである。注射器ハウジング46の最上部には、外側に向かって延出する環状フランジ48が備えられている。また、注射器ハウジング46の最下端部には円錐状チューブ50が備えられている。円錐状チューブ50は注射器44の円筒状ハウジング46の底壁52に取り付けられている。円筒状ハウジング46内には、プランジャ本体54が受け入れられている。
【００４５】
円錐状チューブ50には、円錐状アダプタ56が挿着される。円錐状アダプタ56の下端部は管58と連通している。管58は、円錐状チューブ50を円錐状アダプタ56から取り外すことなく第３チャンバ36から注射器44を取り出すことができるように所定の長さを有している。管58は、円形板材28の中央に形成された貫通孔を通って第２チャンバ34内に延びている。また、枝部を介してさらに管60へと連通している。管60は、ピストン部材22の円筒壁部26の上端部に形成された入口62に連通しており、その開口部にはフィルタ要素64が配置されている。化学的または生化学的な薬剤88(図２参照)が、管60を通して、注射器44の円筒状ハウジング46内の空間に導入される。この空間は、プランジャ本体54が図１に示される位置から図２に示される位置へと移動すると、プランジャ本体54の下方に形成される空間である。薬剤88が注射器44内の空間に導入された後、入口62はキャップ(図示せず)によりシールされることが好ましい。また、以下に説明する図２〜図10に示す工程において、管58および60内の過剰な空気を大気中に逃がすための通気孔として入口62を利用してもよい。
【００４６】
第２チャンバ34と管58との連通部には、細孔フィルタ手段66が配置されている。細孔フィルタ手段66は、円形板材28の下面に形成された凹部内に配置されている。所望の生化学的または化学的な薬剤を、細孔フィルタ手段66または管58内の他の場所にも固定または吸着させて、第１チャンバ32内で分離され抽出される液体の第１構成要素の処理を行ってもよい。第１チャンバ32と第２チャンバ34との連通は、管65により達成される。管65は、ピストン部材22の円筒壁部26および円形板材28内を貫通して配置されている。図示されている管65は、円筒壁部26の外表面よりも半径方向内側に配置されているが、このような配置の他にも、液体の構成要素のうちのどの要素が回収されるべきかに応じて、管68を第１チャンバ32内における板材28上のどの位置に配置してもよいということを理解すべきである。管65は、通常は逆止弁68によって閉じられている。逆止弁68は、シール作用を有するプラグ本体70、およびスプリング72を備えている。スプリング72は、支持ステム73に支持されており、プラグ本体70をシール位置つまり閉位置へと付勢する。逆止弁68は、サンプルコンテナ10の長手軸に対してできるだけ近接した位置に配置されていることが好ましい。したがって、サンプルコンテナ10の変更例または修正例においては、逆止弁68が、第３チャンバ36内に配置され分離壁によって第３チャンバ36から分離された別個のサブチャンバ内に封入されていて、ピストン部材22の本体である円筒壁部26内に延びる管によって第１チャンバ32と連通していてもよい。またその他の構成としては、逆止弁68が円形板材28に形成された別個の凹部内に配置されていてもよい。管65と第２チャンバ34との連通部には、前述の細孔フィルタ要素66と同様の細孔フィルタ要素74が配置されている。細孔フィルタ要素74は、ピストン部材22の円形板材28の下面に形成された凹部内に配置されている。
【００４７】
さらに、第１チャンバ32は、ハウジング12の頂壁部16に形成された貫通孔78を介して、供給チューブ76に連通している。供給チューブ76の外側端部には、サンプルを含有している注射器(図示せず)の針を受け入れるアダプタを設けることができる。このサンプルは、サンプルコンテナ10の第１チャンバ32内に導入される血液サンプルである。
【００４８】
第１チャンバ32は、ベントチューブ、つまり管82を介して、外部と連通している。これにより、第１チャンバ32の内部とベントチューブの通気出口84とが連通する。通気出口84は、前述の入口62の反対側に設けられている。ピストン部材22が図１に示される最下方位置にある場合は、管82を介して第１チャンバ32が外部と連通される。これに対して、図４に示されるようにピストン部材22が上方に移動し、管82への入口がＯリング24よりも上方にきた場合には、第１チャンバ32の外部との連通が断たれる。
【００４９】
以上のような構成に代えて、ベント手段は、コンテナ10において都合のよい場所であればどこに配置してもよい。
【００５０】
前述のようにサンプルコンテナ10は、血液サンプルを、血小板を多く含む血漿と血球とに、または血小板が比較的少ない血漿と血球とに分離し、さらに、この血漿から血液の構成成分を抽出するのに使用される。これらについては、図２〜10を参照して以下に説明する。
【００５１】
図２には、血液サンプル86を特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する工程の第１実施例(以下、第１実施例工程という)における第１ステップが示されている。
【００５２】
図２においては、血液サンプル86が第１チャンバ32内に含まれている。血液サンプル86は第１チャンバ32内において一定の容積を占めており、その上部には空気層87が存在している。好ましい実施例においては、第１チャンバ32内の血液サンプル86には抗凝血薬が混入されている。あらゆる抗凝血薬を使用することができるが、好ましい例としては、ヘパリン、ＥＤＴＡ、ヒルジン、シトラート、および他のカルシウムキレータ(calcium chelator)等がある。他のカルシウムキレータとしては、ＮＴＡ、ＨＥＥＤＴＡ、ＥＤＤＨＡ、ＥＧＴＡ、ＤＴＰＡ、ＤＣＴＡ、ＨＥＰＥＳ、ＨＩＭＯＡ等がある。第１チャンバ32内に含まれている血液サンプル86は多数の小円で表示されている。血液サンプル86の上方には空気層87が存在している。図２において、注射器44のプランジャ本体54が引き上げられ、緩衝剤88が注射器44内に満たされる。緩衝剤88は、例えば、再溶解緩衝液であり、前述のように管60を通して注射器44内に導入されたものである。ピストン部材22は最下方に位置しており、血液サンプル86が第１チャンバ32内に導入される間、第１チャンバ32はベントチューブつまり管82を介して外部に開放されている。再溶解緩衝剤88は多数の小さな三角形で表示されている。
【００５３】
再溶解緩衝剤88は、酸性の緩衝液であればどのようなものでもよいが、ph１〜５のものが好ましい。好適な例としては、酢酸、こはく酸、グルクロン酸、システイン酸、クロトン酸、イタコン酸、グルコン酸、蟻酸、アスパラギン酸、アジピン酸、およびこれらの塩等があるが、こはく酸、アスパラギン酸、アジピン酸、および酢酸ナトリウム等の酢酸塩が好ましい。さらに、カオトロピック剤を使用し、中性phにおいて可溶化が行なわれる。カオトロピック剤の好適な例としては、尿素、臭化ナトリウム、グアニジン塩酸塩、KCNS、沃化カリウム、および臭化カリウム等がある。以上のような酸性緩衝剤やカオトロピック剤の濃度および容積については、ヨーロッパ特許出願第EP592242号に記載されている。
【００５４】
図３には、前記第１実施例工程における第２ステップが示されており、サンプルコンテナ10全体が長手軸を中心として回転する。サンプルコンテナ10全体の構造は、図１からも明らかなように、基本的には左右対称であることが理解できる。さらに、第１チャンバ32内に含まれている血液サンプル86は、500〜1000Ｇオーダーの基本的に一定の遠心力にさらされるということが理解できる。その理由は、第１チャンバ32は全体が環状で半径の変動が極めて少なく、また、サンプルコンテナ10はほぼ5500RPMの一定速度で回転するからである。図３においては、第１チャンバ32内に含まれている血液サンプル86は２つの構成要素に分離される。この２つの構成要素とは、血球を含む液体90(前述の小円で表示されている)と血漿92(多数の小さな四角形で表示されている)である。血球を含む液体90は血漿92よりもやや高密度であるから、サンプルコンテナ10が５〜10000RPMの回転速度で回転すると両者は分離する。
【００５５】
サンプルコンテナ10が前記回転速度で回転すると、逆止弁68のプラグ本体70が半径方向外側に付勢されて逆止弁68が開かれる。逆止弁68が開かれても、第１チャンバ32内に含まれる液体が管65内に流入することはない。その第１の理由は、液体90と血漿92とに分離された血液サンプル86は、円筒壁部14に向かって半径方向外側へと付勢されているからであり、第２の理由は、前述のように管65は円筒壁部26の外表面よりも半径方向内側に配置されているからである。サンプルコンテナ10がさらに回転する間に、ピストン部材22は第１実施例工程における第３ステップに入る。すなわち、ピストン部材22は図３に示される位置から図４に示される位置へと引き上げられ、液体は第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動する。
【００５６】
ピストン部材22の引上げ初期においては、第１チャンバ32内の空気は管82を通して外部に開放される。管82がＯリング24よりも上方に移動した後は、図２の第１チャンバ32の上方の空気層87の余剰空気は、第２チャンバ34に移動する。そして、細孔フィルタ66を介して第２チャンバ34と連通している管(ベントチューブ)60を通じて、第１チャンバ32と第２チャンバ34との圧力差がなくなる。図３に示されている血漿92もまた、管65を通して、第１チャンバ32から第２チャンバ34へ移動する。図４においては、第２チャンバ34へ移された血漿が参照番号94および前述の四角形で示されている。第２チャンバ34の容積が増加していくと、第１の薬剤40が、図２および３に示された位置から、拡大した第２チャンバ34の円筒状内面へと移動する。薬剤40は、前述のようにどのような形態で収容されていてもよく、酵素が粒状の基体に吸着または固定されたものであってもよい。例えば、酵素がアガロースのゲルまたは他の粒子に接着されたもの等である。
【００５７】
第１チャンバ32から第２チャンバ34へと所定量の血漿が移動した後、または実質的にすべての血漿が第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動した後、ピストン部材22の上方への移動が停止する。すべての血漿92が第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動し、そしてさらにピストン部材22がさらに上方に移動した場合であっても、細孔フィルタ要素74の存在により、血球等のいかなる粒子も第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動することはない。また、液体が第１チャンバ32から第２チャンバ34へ移動したこと、とくに血漿がすべて移動して第１チャンバ32が血球のみを含むに至ったことが、容易に検出できる。この検出は、ピストン部材22を上方に移動させるのに必要な力を検出することによって行うことができる。なぜなら、血球を細孔フィルタ要素74を通して第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動させるのに必要な力は、ピストン部材22を上方に移動させて血漿を第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動させるのに必要な力よりもはるかに大きいからである。つまり、ピストン部材22を上方に移動させるのに必要な力が急激に増加したことを検知することにより、すべての血漿が第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動したことを容易に検出できる。
【００５８】
つぎに、第１実施例工程における第４ステップにおいては、図５に示されているようにサンプルコンテナ10の回転が停止する。図５においては、第２チャンバ34内に、薬剤40が懸濁した血漿94が含まれており、両者の反応が所定時間の間だけ行なわれる。例えば、バトロクソビン等の酵素によって、血漿中のフィブリノゲンがフィブリンモノマーへ転換する。そして、このモノマーがほとんど瞬間的に重合して非架橋のフィブリンポリマーとなる。このようなフィブリンポリマーは通常はゲルであり、前述のヨーロッパ特許出願第EP592242号明細書にさらに詳しく記載されている。
【００５９】
第１実施例工程の第５および第６ステップが、それぞれ図６および図７に示されている。アガロースのゲル粒子40に固定された非架橋のフィブリンポリマーとバトロクソビンとが、図６に多数の小さな波線で表示されており、これらは第２チャンバ34に含まれた血漿94から分離される。第２チャンバ34は内側に円筒状壁を備えた環状のものであってもよい。図６に示された第１実施例工程の第５ステップにおいては、サンプルコンテナ10は、非架橋のフィブリンポリマーのゲルとアガロースのゲル粒子40とを含む相96を血漿94から分離し得る速度で回転している。第１実施例工程の第５ステップにおけるサンプルコンテナ10の回転速度はどのような値であってもよいが、図３で説明した第２ステップにおける回転速度よりも幾分小さいことが都合がよい。例えば、第５ステップにおける回転速度は第２ステップにおける回転速度のほぼ１／２、すなわち2500〜3000RPMまたはそれ以下である。第２チャンバ34内に含まれている血漿94から前記ゲル／粒子相(gel／partide phase)96を分離した後、第１実施例工程の第６ステップへと移行する。第６ステップにおいては、ピストン部材22が下方に移動し、逆止弁68が開く。そして、血漿94が管65を通して第２チャンバ34から第１チャンバ32へと移される。細孔フィルタ要素74が粒子や薬剤40等を確実にブロックするので、いかなる粒子や薬剤40等も管65を通して第２チャンバ34から第１チャンバ32へと移動することはない。
【００６０】
以上のような第２の遠心分離および第２の血漿移動が終了した後は、第２チャンバ34内には、図７に示されているように非架橋のフィブリンポリマーと薬剤粒子40とを含む液体96のみが残る。第１チャンバ32内には、血球を含む液体と第２チャンバ34から運ばれてきた血漿との混合液98が含まれており、円と四角形とで表示されている。
【００６１】
図７に示された第１実施例工程の第７ステップにおいては、再溶解緩衝剤88が注射器44から第２チャンバ34内に加えられる。このことは、注射器44のプランジャ本体54を下方に移動することにより行なわれるが、これと同時に円形板材28が上方に移動される。円形板材28が上方に移動されるのは、再溶解緩衝剤88を注射器44から第２チャンバ34内に完全に移すためであり、また、緩衝剤88が管58の枝管内に入りベントチューブ60へとさらに移動するのを防止するためである。
【００６２】
一定時間の間に再溶解緩衝剤88によって非架橋のフィブリンポリマーが薬剤粒子40から分離する。このようにして、フィブリンモノマーを含む溶液が作られ、この溶液は、図９および図10にそれぞれ示された第８および第９ステップにおいて注射器44に移される。第２チャンバ34において再溶解緩衝剤88の作用により生成された液体100内におけるフィブリンモノマーのバトロクソビンからの分離は、濾過、好ましくは遠心分離、またはそれらを組み合わせた手段等の都合のよい分離工程によって行なわれる(図９参照)。図９においては、遠心分離によって薬剤粒子40が液体100から分離され、チャンバ34の円筒壁部14の内表面に集められている。このときのサンプルコンテナ10の回転速度は、通常、図３、４、および６に示された遠心分離におけるサンプルコンテナ10の回転速度よりも小さい。これは、逆止弁68が開いて管65により第２チャンバ34と第１チャンバ32とが連通するのを防止するためである。図９においては、第１チャンバ32に含まれている液体98が高い遠心力にさらされていないことは明らかである。その第１の理由は、液体98が密度の異なる構成要素に分離されていないからであり、第２の理由は、液体98の液面は水平であり、図８に示された位置から移動していないからである。
【００６３】
液体100から薬剤粒子40を分離した後、図10に示された第１実施例工程の第９ステップにおいて、液体100は第２チャンバ34から第３チャンバ36内の注射器44へと移される。この移動は、注射器44のプランジャ本体54を上方に移動させると同時にピストン部材22を下方に移動させることにより行なわれる。図10に示される第９ステップにおいてフィブリンモノマーの溶液を注射器44内に移動させた後、注射器44は円錐状アダプタ56を介して管58と一体的に接続された状態でサンプルコンテナ10から取り外される。このとき、円錐状アダプタ56内には注射器44の円錐状チューブ50が受け入れられている。以上のことが容易に行えるように、前述のように管58は所定の長さを有している。注射器44がサンプルコンテナから取り外されると直ちに、加熱器により管58を切断して、管58の自由端がシールされる。このように、円錐状アダプタ56に接続された管58の自由端がシールされているので、円錐状アダプタ56は、注射器44内部を外部に対してシールするシールアダプタとしても機能する。注射器44をサンプルコンテナ10から取り外した後、残りの部分はその中からいかなる液体成分をも取り出すことなく廃棄される。これらの液体成分は、サンプルコンテナ10を処理する遠心分離・処理装置を使用する人員を、肝炎やエイズ等の危険な病気の原因となるバクテリアやビラ(vira)等の感染因子にさらすからである。
【００６４】
前述のように、この注射器44は以上のようにして作られたフィブリンポリマーの溶液を、アルカリ性の適切な緩衝液または好ましくはカルシウムイオン源を含む蒸留水とともに同時投与して、患者にフィブリンシーラントを適用することができる。
【００６５】
前述のサンプルコンテナ10、および血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する第１実施例工程は、多様な変更例に置き換えることができる。１つの例としては、注射器44を省略することができる。この場合には、第１実施例工程における図８に対応するステップにおいて最初から再拡散緩衝液を含ませたり供給したりすることが可能な第３チャンバ36をサンプルコンテナ10内に配置し、さらに、フィブリンを含む液体を注射器44に移す図10に対応する最終ステップがその後に行われる。
【００６６】
図６に示されるステップにおいては、血漿は遠心分離により分離されるが、この分離は単に濾過によって行ってもよい。この場合には、細孔フィルタ要素74は単に薬剤40を第２チャンバ34内に維持するために使用される。そして、血漿は第１チャンバ32に戻されるが、フィブリンは第２チャンバ34内において薬剤40にリンクされる。また、図９および10に示されるステップにおいては、遠心分離により液体100から薬剤40が分離されるが、同様にこれも濾過によって行うことができる。この場合には、細孔フィルタ要素66は薬剤40を第２チャンバ34内に維持するために使用される。そして、薬剤40は第２チャンバ34内に止どまるが、フィブリンを含む再溶解緩衝剤は注射器44または第３チャンバ36内に移動する。
【００６７】
図11には、本発明において使用されるサンプルコンテナの第２の実施例が示されており、全体が参照番号10'で示されている。図11および図12〜18には、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する工程の第２実施例(以下、第２実施例工程という)における具体的なステップが示されている。図２〜10を参照して説明した第１実施例工程と非常によく似た第２実施例工程においてサンプルコンテナ10'を使用すれば、サンプルコンテナ10'の構成要素は図１〜10で説明したものと同一のものとなり、それらについては図１〜10で使用したのと同一の参照番号で示した。サンプルコンテナ10'は、ピストン部材22と形状および構造がわずかに異なるピストン部材22'を使用している点において、第１実施例で示したサンプルコンテナ10と基本的に異なる。ピストン部材22'は、円筒壁部26'および円形板材28'を備えている。円筒壁部26'は、導管63'の下方部分に比べて、導管63'の周辺および上方の部分が僅かに凹んでいることも分かる。これにより構成される肩部の存在により、分離の最終段階において、血球を導管63'の外側に維持することが容易になる。さらに、化学的または生化学的な薬剤(例えば、バトロクソビンが固定されたアガロースのゲル)が濾過コンテナ内に供給されるので、図１〜10に示されている突起部38を省略することができる。
【００６８】
サンプルコンテナ10'のピストン部材22'内の第３チャンバ36には、注射器44が挿着されており、注射器44は管58'を介して第２チャンバ34と連通している。管58'は図１の管58に対応するものであるが、管58をベントチューブ60につなぐ枝管がない点において相異している。枝管がないのは、ベントチューブ60、入口62およびフィルタ要素64が省略されているからである。サンプルコンテナ10'の第１チャンバ32と第２チャンバ34との連通もまた、図１で説明した構造とやや異なる。逆止弁による連通が、遠心力ではなく圧力差によって開かれる点が図１で説明した逆止弁68と明らかに異なる点である。
【００６９】
サンプルコンテナ10'においては、第１チャンバ32と第２チャンバ34との連通は２つの導管によって達成される。第１の導管は、２つのセグメント63'、65'、および第１逆止弁68'から構成される。第１逆止弁68'は２つのセグメント63'と65'との間に配置され、ボール70'を備えた逆止球弁である。逆止球弁は、第２チャンバ34から第１チャンバ32へと液体が移動するのを許容する一方、第１の導管を通って液体が第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動するのを禁止する。第２の導管は、２つのセグメント63''、65''、逆止弁68''、およびコンテナ69から構成される。逆止弁68''はボール70''を備えた逆止球弁である。コンテナ69内のフィルタ66''には、バトロクソビン等の薬剤が保持されている。第１チャンバ32から第２の導管への入口は、第１の導管の出口に対して凹んでおり、この結果、容積のやや小さい環状のチャンバが第１の導管と連通する。そして、図12〜18を参照して以下に説明するような方法でサンプルコンテナ10'内に導入された血液サンプルからの血漿の分離精度をさらに向上させる。第２逆止弁68''は、第１チャンバ32から第２チャンバ34へと液体が移動するのを許容する一方、液体がコンテナ69を通って第２チャンバ34から第１チャンバ32へと移動するのを禁止する。セグメント63'と65'とを備えた第１の導管による第１チャンバ32への連通、およびセグメント63''と65''とを備えた第２の導管による第１チャンバ32からの連通は、１つの細孔フィルタ要素66を介して行なわれる。細孔フィルタ要素66は、円形板材28'の下面中央に形成された凹部内に配置されている。
【００７０】
サンプルコンテナ10'はサンプルコンテナ10と同様に、血液サンプルを血球と血漿とに分離し、さらにこの血漿から血液の構成成分を抽出するのに使用される。それらについては図12〜18を参照して以下に説明する。
【００７１】
図12には、血液サンプル86を特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する第２実施例工程における第１ステップが示されている。この第１ステップは、図２で説明した第１ステップと同様のステップである。
【００７２】
図13には、第２実施例工程における第２ステップが示されている。この第２ステップは図３で説明した第２ステップと同様のものである。図13の第２ステップにおいては、血球を含む液体90から血漿92が分離される。
【００７３】
図14には、第２実施例工程における第３ステップが示されている。この第３ステップは図４で説明した第３ステップと同様のものである。図14の第３ステップにおいては、血漿92が第２導管を通って第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動する。第２導管は、２つのセグメント63''、65''、逆止弁68''、およびコンテナ69から構成されている。第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移動する血漿92はコンテナ69内でバトロクソビンと接触するので、第２チャンバ34内に含まれる血漿94はバトロクソビンを含んでおり、血漿中のフィブリノゲンがフィブリンモノマーへと転換し、このフィブリンモノマーはただちに重合して非架橋のフィブリンポリマーのゲルとなる。血漿とコンテナ69内のバトロクソビンとを反応させるためには、第１チャンバ32から第２チャンバ34への血漿の移動をかなり低い速度で行う必要がある。この移動速度は、バトロクソビンまたは他の化学的薬剤が血漿内のフィブリノゲンと反応し、またはこれを処理するのに必要な時間に対応しているべきであることを理解しなければならない。
【００７４】
血漿94が第２チャンバ34内に移動した後(または、フィブリンのゲルを架橋するための所定時間がさらに経過した後であってもよい)、サンプルコンテナ10'が回転させられ、または停止させられる。そして、フィブリンのゲルが残りの血漿94および薬剤40から分離される。図15および16にそれぞれ示された第２実施例工程の第４ステップおよび第５ステップは、図６および７でそれぞれ説明した第１工程の第５ステップおよび第６ステップと対応している。サンプルコンテナ10'の第２チャンバ34内の血漿94は、第１導管を通って第２チャンバ34から第１チャンバ32へと移動する。これに対して逆止弁68''は血漿94が第２導管を通って移動するのを禁止する。第１導管は、２つのセグメント63'、65'、および逆止弁68'から構成されている。
【００７５】
図17には、第２実施例工程の第６ステップが示されている。この第６ステップにおいては、注射器44から再溶解緩衝剤88を排出することにより、フィブリンを含む液体100に再溶解緩衝剤88が加えられる。このことは、図８で説明したのと同様の方法で行なわれる。
【００７６】
サンプルコンテナ10'を使用して、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分(つまり、フィブリン)を分離する第２実施例工程は、図18に示された第７ステップで終了する。図18に示された第７ステップは、図10に示された第１工程の第９ステップと対応している。図18に示された第７ステップにおいては、注射器44のプランジャ本体54を上方に移動させると同時にピストン部材22'を下方に移動させることにより、フィブリンを含む液体100が第２チャンバ34から第３チャンバ36内の注射器44へと移される。第１実施例工程において説明したのと同様に、円形板材28'をサンプルコンテナ10'のハウジング12に対して移動させるのに必要な力を検出することにより、第２チャンバ34から注射器44への液体100の移動を制御することができる。
【００７７】
図２〜10で説明した第１実施例工程および図１で説明したサンプルコンテナの第１実施例の場合と同様に、図12〜18で説明した第２実施例工程および図11で説明したサンプルコンテナの第２実施例は、多様な方法で変更または修正することができ、それらは例えば前述のようなものである。さらにサンプルコンテナ10およびサンプルコンテナ10'は、さかさまにして使用することもできる。この場合、第２チャンバ34は、第１チャンバ32および第３チャンバ36の上方に配置される。
【００７８】
図19に示された第３実施例はプロトタイプのサンプルコンテナであり、その全体が参照番号10''で示されている。サンプルコンテナ10''の構造は、図１で説明したサンプルコンテナ10および図11で説明したサンプルコンテナ10'と基本的に同じである。図19において、図１および11で説明した構成要素と同一のものについては、図１および11で使用したのと同一の参照番号を付した。サンプルコンテナ10''のハウジング12は、頂壁部16''がスカート17''を有している点でサンプルコンテナ10およびサンプルコンテナ10'のハウジング12と異なる。スカート17''は、円筒壁部14を外周側から囲んでおり、頂壁部16''と円筒壁部14の外表面との間をシールしている。頂壁部16''には、貫通孔78が形成されており他の導管が接続されている。また、頂壁部16''には、ベントチューブとして機能し、通気出口84''と連通する貫通孔82''が形成されている。貫通孔82''は図11の貫通孔82'と同様ものであり、通気出口84''は図11の通気出口84'と同様のものである。通気出口84''は、閉止手段またはシールキャップ(図示せず)によって閉じられていてもよい。ハウジング12の内部には、図１のピストン部材22および図11のピストン部材22'と同様の目的を果たすピストン部材22''が挿着されている。ピストン部材22''は、Ｏリング24によって頂壁部16''に対してシールされている。Ｏリング24は、ピストン部材22''の円筒壁部26''の外周壁をシールしている。円筒壁部26''は、一定長さの管を構成しており、この管の両端の外周面には外ねじが切られている。一方の外ねじは頂部フランジ(図示せず)との接続のためのものであり、この頂部フランジは注射器44のフランジ48を支持する。他方の外ねじは、円形板材28''に一体的に形成された円筒状接続部材29の内ねじとかみ合う。円形板材28''は、図１の円形板材28および図11の円形板材28'と同様のものである。円筒状接続部材29と円筒壁部26''との接続部は、Ｏリング31によってシールされている。
【００７９】
円形板材28''の下面には、細孔フィルタ要素66''が配置されている。細孔フィルタ要素66''は、通常のチーズクロスが細孔フィルタ上に支持されて複合フィルタ構造を構成するものである。細孔フィルタ要素66''は、図11の細孔フィルタ要素66'と同様の目的を果たすものである。円筒壁部26''には、対称に配置された２つの貫通孔27が形成されている。貫通孔27により、円筒壁部26''の周囲に拡がる第１チャンバ32とピストン部材22''内部とが連通する。
【００８０】
ピストン部材22''内部の下端部には、一連の環状要素と管状要素とを備えた環状組立体が支持されている。この環状組立体は、図19においてはピストンシャフトの内側に配置されているが、この遠心分離装置や他の遠心分離装置においてどのような位置に配置されてもよい。環状組立体は、第１チャンバ32内で分離された液体要素を濾過し、化学的に処理するためのものである。環状組立体を構成する環状要素は、通常は同心状に配置されており、最外部の環状支持本体108、および本体108内に間隔をおいて配置された２つの環状フィルタ要素110および112である。そしてこれらの環状要素により３つの空間が規定される。第１の空間は、環状支持体108の外周縁部よりも内側で、かつ環状フィルタ要素110の外側に規定される空間である。第２の空間は、環状フィルタ要素110と112との間に規定される空間である。第３の空間は、環状フィルタ要素112の内側に規定される空間である。より具体的には、環状組立体は中央部材102を備えている。中央部材102は、上端部に外ねじが切られた管状要素103と一体的に構成されており、この外ねじは、フィッティング56''の内ねじと係合する。フィッティング56''は図１の円錐状アダプタ56と同じく、注射器44を支持するとともに注射器44との接続を為すためのものである。
【００８１】
管状要素103には、長手方向に延びる貫通孔105が形成されており、さらに横方向の貫通孔104が形成されている。横方向の貫通孔104は、円筒壁部26''に形成された貫通孔27と水平レベルが一致するように形成されている。中央部材102は、円形板材28''に固定されるとともに、２つのＯリング106および107によりシールされている。また、中央部材102は環状の支持体108を支持する。環状支持体108の周囲は、Ｏリング109により円筒壁部26''の内面に対してシールされている。環状支持体108は、一対の環状フィルタ要素110および112を支持する。フィルタ要素110および112は、その間に環状の空間を定める。図19から明らかなように、環状フィルタ要素110、112は、円筒壁部26''の貫通孔27および管状要素103の貫通孔104と水平レベルが一致するように配置されている。環状フィルタ要素110、112はさらに他の支持部材114によって支持される。支持部材114の外周面にはＯリング115が取り付けられており、その形状は環状支持体108と同様である。支持部材114の上面には、スペーサ116が配置されている。スペーサ116には内ねじが切られており、この内ねじは、管状要素103の上端部に切られた外ねじと係合する。
【００８２】
図19に示された組立体の分解図が図20に示されている。
【００８３】
図19および20に示された第３実施例であるサンプルコンテナ10''は、図２〜10および図11〜18に示された工程と同様の工程において使用されて、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する。血液サンプルは前述の如く、第１チャンバ32に導入されて、血球を含む液体と血漿とに分離される。この分離は、サンプルコンテナ10''全体を長手軸を中心に高速回転させて、高密度の血球を血漿から遠心分離することにより行なわれる。血漿は、サンプルコンテナ10''を回転させつつピストン部材22''を上方に移動させることにより、第１チャンバ32から第２チャンバ34へと移される。ピストン部材22''を上方に移動させる場合の初期における過剰の空気の排気は通気出口84''を通じて行なわれる。血漿の第２チャンバ34への移動は、円筒壁部26''の貫通孔27、管状要素103の貫通孔104、貫通孔27と104との間に配置されたフィルタ要素110および112、さらに細孔フィルタ要素66''に通じる管状要素103の長手方向の貫通孔105を通して行なわれる。アガロースのゲルに固定されたバトロクソビンは、環状フィルタ要素110と112との間の空間に封入されている。したがって、これは図11で説明したコンテナ69に相当する構成である。また、図２〜10で説明したのと同様に、バトロクソビンを担体であるアガロースに固定して第２チャンバ34に封入してもよい。フィブリンを血漿から抽出し、フィブリンをフィブリン１に転換し、フィブリン１をバトロクソビンに架橋させた後で、図２〜10で説明したのと同様にして血漿が第１チャンバ32に移される。その代わりに、注射器44のプランジャ本体54を上方に移動させて、血漿を注射器44内に移してもよい。
【００８４】
図21には、本発明に係るサンプルコンテナを受け入れて、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する工程を、自動的または半自動的に行う装置が開示されており、その全体が参照番号120で示されている。装置120は、ハウジング122を備えており、ハウジング122は、基本的に３つの部分、つまり、上方区画部126、中央区画部124、および下方区画部128に分けることができる。中央区画部124は、特定の温度で恒温制御されていることが好ましい。また、中央区画部124内にサンプルコンテナ10を装着したり、中央区画部124からサンプルコンテナや注射器44を取り出したりする場合における中央区画部124内部へのアクセスは、開閉可能なシャッターまたはドア127を介して行なわれる。
【００８５】
中央区画部124内には、サンプルコンテナ10が装着されており、回転テーブル130上に支持されている。回転テーブル130は、ジャーナルシャフト132上に支持されている。ジャーナルシャフト132は、下方区画部128内に配置されたモータ134の出力軸である。したがって、血液サンプルを特定の構成要素に分離し、この中の１つの構成要素から血液の構成成分を分離する工程においてサンプルコンテナ10がさらされる高速回転を発生する手段はモータ134である。
【００８６】
上方区画部126内には、２つのモータ136および138が配置されており、モータ136はアクチュエータレバー140と協働し、モータ138はアクチュエータレバー142と協働する。さらに、アクチュエータレバー140は、注射器44のプランジャ本体54と協働し、アクチュエータレバー142はピストン部材22の環状蓋部材42と協働する。
【００８７】
装置120は、さらにハウジング122の制御部146を備えている。制御部146は電子回路を含んでいる。電子回路は、キー148により作動するマイクロプロセッサ制御のものが好ましく、前述の工程を行うにあたって装置120の初期化および制御を行う。制御部146には、さらにディスプレイ150が設けられている。現在どの工程が行なわれているのかや、それに関する他の情報、例えば、各工程の継続時間や中央区画部124の温度等が、ディスプレイ150を通じて操作者に表示される。制御部146には、装置120とパーソナルコンピュータ等の外部コンピュータとをインターフェースするためのインターフェース手段、および液体の前記各チャンバ間における移動を含む装置全体の作動状態を検知する検知手段がさらに設けられていることが好ましい。液体の移動は、光学的な検出または導電率に関する検出に基づいて検知される。導電率に関する検出には、電界または磁界が一定であるか、または変化しているかの検出等が含まれる。この他にも、液体の第１チャンバ32から第２チャンバ34への移動、第２チャンバ34から第３チャンバ36への移動、および第２チャンバ34から第１チャンバ32への移動の検出を、ピストン部材に伝達される力を検出することによって行うこともできる。それは、液体の通過するフィルタ要素が血球やアガロースのゲル等によって閉塞されるとピストン部材に加えられる力が急激に増加するからである。サンプルコンテナ内では、血液サンプルが血球と血漿とに分離され、血漿はさらに処理されてフィブリンが抽出されるが、このような遠心分離部材を構成するサンプルコンテナの前記実施例においては、患者から取り出された血液サンプルが第１チャンバ32内に導入され、分離および処理工程が行なわれる。そしてこの時、操作者が血液サンプルまたはその構成成分に触れる必要がないため、研究員や操作者が、血液サンプル中に存在する肝炎やエイズ等の病気の感染因子にさらされる危険が実質的に除去される。本発明にしたがって前述のごとく抽出されたフィブリンは、注射器内に移される。この注射器は注射器型ディスペンサとして使用されるものであり、このような注射器型ディスペンサは、ＰＣＴ国際出願第PCT／DK92／00287号(国際公開番号:WO93／06940)に開示されている。この注射器型ディスペンサにおいては、注射器に入れられたフィブリンモノマーを含む液体が、中和剤と混合することにより中和される。血液サンプルから血漿を分離し、この血漿からフィブリンを抽出つまり分離する工程は、例えば、前述の国際出願(出願番号:PCT／DK87／00117、国際公開番号:WO88／02259)やヨーロッパ特許出願第EP592242号に係る明細書の開示にしたがって行うことができる。
【００８８】
回転テーブル130上に配置されたサンプルコンテナ10は、図22a、22bおよび22cに詳細に示されたロック手段によって回転テーブル130に固定されていることが好ましい。このロック手段は、サンプルコンテナ10のハウジング12の円筒壁部14の下方に突出する周縁リム部160により構成される。周縁リム部160には、複数の貫通孔が角度をおいて形成されている。そして、その中の１つが図22a〜22cにおて参照番号162で示されている。周縁リム部160は、回転テーブル130の上面に形成された円形の溝内に受け入れられる。回転テーブル130の外周面から半径方向内側に延びる貫通孔内には、２つのロックピン166および170が配置されている。ロックピン166および170は、それぞれ、スプリング168および172によって互いに当接する方向に付勢されている。また、ロックピン166および170の先端は、それぞれ、緩やかな円錐状端部167および171となっている。円錐状端部167および171は、図22aに示されるように互いに分離されない限り、回転テーブル130の上面に形成された円形の溝の中央部において互いに当接している。図22aにおいては、周縁リム部160の下端部164が下方に移動してロックピン166と170との間に入り、この結果、２つのピンが互いに分離している。ロックピン166、170およびスプリング168、172は、回転テーブル130に形成された半径方向の貫通孔内にシールプラグ174によって封入されている。シールプラグ174は、回転テーブル130の外周面の所定位置に、ねじ係合や他の適切なロック手段によって固定されている。
【００８９】
図22aには、サンプルコンテナ10を回転テーブル130に対して固定する第１ステップが示されている。周縁リム部160の下端部164がロックピン166および170を、互いに分離する方向に付勢する。そして、下端部164は、ロックピン166と170との間を下方に移動する。
【００９０】
図22bには、サンプルコンテナ10を回転テーブル130に対して固定する第２ステップが示されている。周縁リム部160に形成された貫通孔162内において、ロックピン166と170とが互いに当接する方向に付勢されている。しかしこの状態においてはまだ、サンプルコンテナ10は簡単に取り外すことができる。それは、サンプルコンテナ10を引き上げれば、ロックピン166および170が図22aに示されるように互いに分離されるからである。図22aおよび22bに示されているような、サンプルコンテナ10の取付けおよび取外しは、回転テーブル130を動かさずに行うことができる。図21に示された装置のモータ134に駆動されて回転テーブル130が回転し始めると、ロックピン166、170は遠心力により、図22cに示される如く半径方向外側にオフセットした位置へとシフトする。この状態において、ロックピン166は周縁リム部160の貫通孔162内でロックされ、この結果、図１〜18で説明した工程において回転テーブル130およびサンプルコンテナ10が高速および低速で回転する間、ハウジング12が回転テーブル130から離脱するのを防止する。
【００９１】
図23aおよび23bには、第１チャンバ32から第２チャンバ34への液体の移動を検出する光学検出手段の実施例が２つ示されている。図23aおよび23bにおいては、サンプルコンテナ10の頂壁部16は円錐形状をなしており、環状壁部17に接続されている。そしてこの環状壁部17内に、ピストン部材22の円筒壁部26が受け入れられて、そしてＯリング24によってシールされている。環状壁部17は、ピストン部材22の円筒壁部26と同様に、光が通過できるように透光性の材料で作られていることが好ましい。図23aにおいては、液体はまだ第１チャンバ32から移動しておらず、ピストン部材22の円筒壁部26の外表面と環状壁部17の内表面との間に規定される狭い環状チャンバ内にも血漿92が入り込んでいる。血漿の第１チャンバ32からの移動が進むと、血球を含む液体90が前記狭い環状チャンバ内に入り込む。前記狭い環状チャンバ内に血漿が存在しているのか、または血球が存在しているのかが、発光器180と光検出器188とから構成される光検出手段により検知される。発光器180は、環状壁部17の外側に配置されており、ランプ184を備えている。ランプ184は、電線182によって、図21に示された装置120の制御部146に接続されている。ランプ184は光を発し、この光が集束レンズ186によって集束されて、実質的に平行な光ビーム192となる。光ビーム192は前記狭い環状チャンバおよびその中に存在する液体に照射される。発光器180の反対側には、光検出器188が配置されている。光検出器188は、電線190によって、図21に示された装置120の制御部146に接続されている。ランプ184から発せられ、集束レンズ186により集束され、そして前記狭い環状チャンバを通過した光は、光検出器188に受け取られる。ランプ184から発せられた光をフィルタにかけて、血漿に対する透過性が高く血球に対する透過性が低くくなるような実質的に狭いスペクトルとしてもよい。こうすれば、前記狭い環状チャンバ内に血球が存在していることの検知が向上する。発光器180および光検出器188は図21に示したハウジング122の中央区画部124内に配置されていて、それぞれ、前記狭い環状チャンバに光を照射し、このチャンバを通過した光を受け取る。
【００９２】
図23aにおいては、光の透過を利用して、前記狭い環状チャンバ内の血球が検知されている。この代わりに、図23bに示されているように、光の反射を利用して、前記狭い環状チャンバ内の血球が検知されてもよい。
【００９３】
図23bにおいては、発光器180および光検出器188が一体化されていて光検出手段180'を構成している。光検出手段180'は、ランプ184'および光検出器188'を備えており、これらはいずれも図22dに示されたものと同様のものである。ランプ184'および光検出器188'は、それぞれ電線182'および190'によって、図21に示された装置120の電子回路に接続されている。ランプ184'は光ビーム192'を発し、この光ビーム192'が前記狭い環状のチャンバに照射される。環状壁部17は、図23aで説明したの同様に、透光性の材料で作られていることが好ましい。しかし、円筒壁部26は、非透光性(例えば、反射性)の材料で作られていることが好ましい。前記狭い環状チャンバ内の液体に照射された光の一部分は、参照番号194'で示されるように反射する。照射された光の一部が赤血球に吸収されるならば、前記狭い環状チャンバ内の血球を、反射光を利用して検知することができる。したがって、ランプ184'から発せらる光は、血漿92により反射され、血球により吸収される主緑光(predominant green light)であることが好ましい。図21に示された装置120の制御部146の電子回路が、光検出器188'から出力される検出信号のシフトに基づいて、前記狭い環状チャンバ内に血球が存在していることを検知する。
【００９４】
例
図19および20に示されたプロトタイプのサンプルコンテナ10''が以下に記載する構成要素から組み立てられた。
【００９５】
ハウジング12は、内径70mm、外径75mm、高さ80mmの部材で作られた。ハウジング12の底壁部18の厚さは2.5mmであった。ハウジング12は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を使用して鋳造された。蓋部材17''はPOMを使用して鋳造されたものであり、内径75mm、外径80mm、および軸方向高さ13mmであった。ピストン部材22''の円形板材28''は、外径70mm、および厚さ7.4mmであった。Ｏリング30は、高さ3.4mmおよび深さ2.5mmの溝内に配置されていた。円形板材28''もまたPMMAを使用して鋳造された。円筒壁部26''は、長さ100mmおよび内径30mmのPMMA製チューブから作られた。円筒壁部26''と円形板材28''とは接着されていた。中央部材102、管状要素103、環状支持本体108、支持部材114、およびスペーサ116はすべてPMMAから作られた。
【００９６】
約5500RPMの回転速度で遠心分離を行うと、ただちに(例えば、１分以内)に血漿と赤血球とが同心状に分離される。つまり、コンテナの上方から観察すると同心状のリングが見える。ここから、１または２分経過すると、血漿の色がうすくなり、血漿から血小板が分離するのがわかる。血小板を含まない血漿を回収するするためには、血漿と血小板とが完全に分離するまで、ピストン部材22''を上方に移動させてはならない。血小板を含む血漿を回収するためには、血漿と赤血球との分離が終わった後で、かつ血漿から血小板が分離する前にピストン部材22''を上方へ移動させなければならない。このことは、血漿から血小板が分離する間に連続的に行なわれる。このように、初期に回収された血漿サンプルには血小板が多く含まれ、後になって回収された血漿サンプルには血小板はあまり含まれていない。血小板を所望の割合で含む血漿サンプルまたは全く血小板が分離されていない血漿サンプルを自由に選択することができる。さらに、当業者には明白に理解できるように、回転速度、回収時間および回収量等を変更することにより、特定の割合で血小板を含む血漿サンプルつまり特定の純度の血漿サンプルを回収することができる。
【００９７】
図24には、図19および20に示されたプロトタイプのサンプルコンテナ10''の回転速度と、サンプルコンテナ10''の第１チャンバ32内に発生するＧ力と、の関係を示すグラフが示されている。曲線Ａは、ハウジング12の外壁部(つまり、円筒壁部14の内周面近傍)において発生するＧ力を示しており、曲線Ｂは、ピストン部材22''の円筒壁部26''の外周面において発生するＧ力を示している。環状の第１チャンバ32内に発生するＧ力は、曲線Ａと曲線Ｂとで囲まれる範囲内にあること、および円筒壁部14近傍において発生するＧ力の大きさは、円筒壁部26''近傍において発生するＧ力の大きさのほぼ２倍であることが、図24から明瞭に理解できる。したがって、サンプルコンテナ10''が回転するとき、第１チャンバ32内におけるＧ力の変動範囲は、ほぼ２×103Ｇ力以内である。
【００９８】
図25には、図19および20に示されたプロトタイプのサンプルコンテナ10''をほぼ5500RPMの回転速度で回転させた場合の回転時間と、90mlの血液サンプルのサンプル全体に対して血球が均等に分散または存在する部分の割合と、の関係を示すグラフが示されている。図24には、２つの曲線ＣおよびＤが示されている。曲線Ｃは、血小板を含む血漿を血球から分離する場合の関係を示しており、曲線Ｄは血漿から血小板を分離する場合の関係を示している。ほぼ１分30秒で血液サンプルを血球と血漿とにほぼ完全に分離できるということ、および１分後でも、血液サンプル全体のほぼ15％の部分に血球が均等に存在しており、これ以上分離することができないということが、図25から分かる。ほぼ３分後には、血小板が血漿から分離され、血小板を含まない血漿が完全に分離される。
【００９９】
前述のように血小板を含む血漿を分離することも好ましく、このことは、サンプルコンテナ10または10'を高速回転させて血液サンプルを血漿と血球とに分離しつつ、サンプルコンテナ10のピストン部材22またはサンプルコンテナ10'のピストン部材22'を連続的に上方に移動させて、第１チャンバ32から第２チャンバ34へと血漿を連続的に移動させることにより達成される。前述の光学的な検出に基づいて、またはその代わりにピストン部材を上方に移動させるのに必要な力の検出に基づいて、第１チャンバ32から第２チャンバ34への血漿の移動を検出することにより、ピストン部材の上方への連続的な移動を容易に制御することができる。血液サンプルからの血漿の分離が完全に行なわれた後で血漿が第１チャンバ32から第２チャンバ34へ移動する場合には、この血漿には血小板はほとんど含まれていない。さらに、遠心分離が時間を延長して行なわれる(例えば、前述の如く約３分)場合には、血漿には血小板は含まれない。
【０１００】
図25に示されるデータを基にして、図26の表に示される曲線Ｅが描かれる。曲線Ｅは、プロトタイプのサンプルコンテナ10''を5500RPMの回転速度で回転させた場合における、回転時間と完全に分離された血液サンプルの容積との関係を示している。図25から、90mlの血液サンプルが、60秒で血球と血小板を含む血漿とに分離されることが分かる。前述の実施例のサンプルコンテナを使用して分離することができる血液サンプルの容積は、100ml程度が限度である。その理由は、血液サンプルが環状の第１チャンバ32に満たされると、その大部分の容積を占めるからである。必要がある場合には、さらに大きなサンプルコンテナを使用することができ、その場合であっても、本発明の技術的範囲を逸脱することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る遠心分離・処理装置のサンプルコンテナの第１実施例を示す概略断面図である。
【図２】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図３】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図４】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図５】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図６】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図７】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図８】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図９】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１０】 図１のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１１】 本発明に係る遠心分離・処理装置のサンプルコンテナの第２実施例を示す概略断面図である。
【図１２】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１３】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１４】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１５】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１６】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１７】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１８】 図11のサンプルコンテナを使用して行う分離・抽出工程における具体的なステップを示す概略断面図である。
【図１９】 本発明に係る遠心分離・処理装置のサンプルコンテナのプロトタイプモデルである第３実施例を示す概略断面図である。
【図２０】 図19のサンプルコンテナの構成要素を示す分解斜視図である。
【図２１】 サンプルコンテナを受け入れて分離・抽出工程を自動的または半自動的に行う、本発明に係る遠心分離・処理装置の概略一部破断図である。
【図２２】 サンプルコンテナを遠心分離・処理装置に固定する機構を、(a)、(b)、(c)の３段階に別けて説明する説明図である。
【図２３】 サンプルコンテナ内での液体構成要素の移動を検出する光学的検出手段の原理を説明する概略断面図である。(a)および(b)の２つの例を示している。
【図２４】 サンプルコンテナ内の環状チャンバの内周壁および外周壁に発生する遠心力と、サンプルコンテナの回転速度と、の関係を示すグラフである。
【図２５】 本発明に係るサンプルコンテナを使用して血液サンプルを分離する場合における、遠心分離時間と各構成要素の分離割合との関係を示すグラフである。血漿が血小板を多く含む場合および血漿が血小板をあまり含まない場合の２つの曲線が表示されている。
【図２６】 本発明に係るサンプルコンテナを使用して血液サンプルを分離する場合における、分離された血液サンプルの容積と遠心分離時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 サンプルコンテナ
12 ハウジング
14 円筒壁部
16 頂壁部
17 環状壁部
17' スカート
18 底壁部
20 開口部
22 ピストン部材
24 Ｏリング
26 内側の円筒壁部
27 貫通孔
28 円形の板材
29 円筒状接続部材
31 Ｏリング
32 第１チャンバ
34 第２チャンバ
36 第３チャンバ
38 突起部
40 薬剤
42 蓋部材
44 注射器
46 注射器ハウジング
48 フランジ
50 円錐状チューブ
52 ハウジング46の底壁
54 プランジャ本体
56 円錐状アダプタ
56' フィッティング
58、60 管
62 入口
63' 導管セグメント
64 フィルタ要素
65 管
65' 導管セグメント
66 細孔フィルタ手段
68 逆止弁
69 コンテナ
70 プラグ本体
70' ボール
72 スプリング
73 支持ステム
74 細孔フィルタ要素
76 供給チューブ
78 貫通孔
82 管
84 通気出口
86 血液サンプル
87 空気層
88 緩衝剤
90 血球を含む液体
92、94 血漿
96 非架橋のフィブリンポリマーと薬剤粒子とを含む液体
98 血球を含む液体と血漿との混合液
100 緩衝剤の作用により生成された液体
102 中央部材
103 管状要素
104 横方向の貫通孔
105 長手方向の貫通孔
106、107 Ｏリング
108 環状支持本体
109 Ｏリング
110、112 環状フィルタ要素
114 支持部材
115 Ｏリング
116 スペーサ
120 遠心分離・処理装置
122 ハウジング
124 中央区画部
126 上方区画部
127 シャッタ(ドア)
128 下方区画部
130 回転テーブル
132 ジャーナルシャフト
134、136、138 モータ
140、142 アクチュエータレバー
146 制御部
148 キー
150 ディスプレイ
160 周縁リム部
162 貫通孔
166、170 ロックピン
168、172 スプリング
167、171 円錐状端部
174 シールプラグ
180 発光器
182、190 電線
184 ランプ
186 集束レンズ
188 光検出器
192 光ビーム
194' 反射光
Claims (19)
- ハウジングとピストン部材と排出導管手段とを備え、
前記ハウジングは、長手方向軸線を定め、同心状に配置された内側および外側の円筒壁と、底壁と、頂壁とを有し、該内側および外側の円筒壁と該底壁と該頂壁とが、液体サンプルを受け入れる環状チャンバを規定し、前記ピストン部材は、前記ハウジングの頂壁または底壁を構成し、前記環状チャンバ内で第１の位置から第２の位置へと移動することができ、前記ピストン部材が前記第１の位置にある場合は、前記環状チャンバの容積は最大となり、前記ピストン部材が前記第２の位置にある場合は、前記環状チャンバの容積は最小となり、前記排出導管手段は、前記環状チャンバと連通している構成成分分離コンテナ。 - 前記排出導管手段が、前記内側の円筒壁またはその近傍に配置されており、前記環状チャンバから取り出される構成成分は最も密度の低い構成成分である、請求項１に記載の分離コンテナ。
- 前記排出導管手段は、前記底壁を貫通して延びる導管であり、
この導管には、制御弁が備えられており、制御弁の閉位置と開位置とを制御することにより、構成成分の１つを前記環状チャンバから取り出すことができる、請求項１または請求項２に記載の分離コンテナ。 - 前記導管が、前記外側の円筒壁に配置されており、前記環状チャンバから取り出される構成成分の１つは最も密度の高い構成成分である、請求項１に記載の分離コンテナ。
- 前記制御弁は、逆止弁であり、
この逆止弁は、前記分離コンテナが回転するときの遠心力により閉位置と開位置とを切り換えることが可能である、請求項３に記載の分離コンテナ。 - 前記排出導管手段は、前記頂壁を貫通して延びる導管である、請求項１に記載の分離コンテナ。
- 前記導管が、前記内側の円筒壁に配置されており、前記環状チャンバから取り出される構成成分の１つは最も密度の低い構成成分である、請求項６に記載の分離コンテナ。
- 前記導管が、前記外側の円筒壁に配置されており、前記環状チャンバから取り出される構成成分の１つは最も密度の高い構成成分である、請求項６に記載の分離コンテナ。
- 前記環状チャンバ内から取り出された構成成分を受け取る受取チャンバを備えている請求項１に記載の分離コンテナ。
- 前記排出導管手段が反応チャンバを備えており、該反応チャンバ内には、前記環状チャンバから取り出された前記構成成分の１つと反応して反応生成物を生成するための薬剤が封入されている、請求項９に記載の分離コンテナ。
- 前記受取チャンバが反応チャンバとして機能し、該反応チャンバ内には、前記環状チャンバから取り出された前記構成成分の１つと反応して反応生成物を生成するための薬剤が封入されている、請求項９に記載の分離コンテナ。
- 前記内側の円筒壁がさらに別の受取チャンバを規定しており、該別の受取チャンバは、前記環状チャンバと同心状に位置しており、前記各チャンバが前記ピストン部材によって隔てられている、請求項９に記載の分離コンテナ。
- 前記環状チャンバを規定する前記内側の円筒壁が、前記ピストン部材の円筒壁部から構成される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の分離コンテナ。
- 前記内側の円筒壁が別の受取チャンバを規定しており、該別の受取チャンバは、別の導管手段を通して前記反応チャンバと連通していて、前記反応チャンバから前記反応生成物を受け取る、請求項１３に記載の分離コンテナ。
- 前記別の受取チャンバが、前記内側の円筒壁内に挿着された別体の注射器から構成されている、請求項１４に記載の分離コンテナ。
- 内側の円筒壁の半径をｒｉ、外側の円筒壁の半径をｒｏとした場合のｒｉ：ｒｏの比率が約０．３：１〜０．８：１である、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の分離コンテナ。
- 前記ｒｉ：ｒｏの比率が約０．５：１である、請求項１６に記載の分離コンテナ。
- 液体の構成成分を遠心力によって同心状の層に分け、これを利用して当該液体を２つ以上の構成成分に分離する方法であって、
該方法において使用される処理チャンバは、一定半径の内壁と外壁との間に規定され、その容積の増減が可能であり、内壁の半径は、所望の回転速度において液体の第１および第２の構成成分間に同心状の境界面を維持するのに必要なＧ力と少なくとも等しいＧ力を内壁に発生するように、選択されており、
ａ）前記処理チャンバ内に一定量の液体を導入する導入工程と、
ｂ）前記処理チャンバをその長手軸線を中心として所望の速度で回転させ、前記同心状の境界面を生ぜしめ、さらに回転を続ける回転工程と、
ｃ）前記処理チャンバの容積を減少させ、液体構成成分の１つを排出手段を通して押し出し、前記構成成分を分離させる分離工程と、を含んでおり、
前記分離工程が行なわれている間中、前記同心状の境界面が実質的に維持される方法。 - 遠心分離装置内に配置することが可能で、遠心分離工程中に液体を化学的または生化学的な薬剤に接触せしめる環状組立体であって、
ａ）環状の外部液体導入チャンバを規定する外部環状壁と、
ｂ）前記導入チャンバの内側に配置される第１環状フィルタと、
ｃ）第１環状フィルタの内側に配置され、化学的または生化学的な薬剤の供給源を含む環状の薬剤チャンバと、
ｄ）前記環状の薬剤チャンバの内側に配置される第２環状フィルタと、
ｅ）前記第２環状フィルタの内側に配置される内側液体出口導管と、
ｆ）遠心分離工程中において、液体の内側方向への流れを生ぜしめる加圧手段と、を備えている環状組立体。
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2004
- 2004-05-10 FI FI20040656A patent/FI20040656A/fi not_active Application Discontinuation
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