JP3805795B2 - 既知濃度の血液成分又はプラスマ成分の溶液を作るための装置及び方法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、血液又はプラスマからフィブリンモノマー等の成分を分離するための装置及び方法に関する。本発明は、さらに、得られたかかる成分の溶液の濃度を、光学センサ等のセンサを使用して決定又は制御することのできるような装置及び方法に関する。
発明の背景
国際公開番号ＷＯ９６／１６７１４号明細書には、垂直軸線を中心とする遠心分離作用によって、血液又はプラスマからフィブリンモノマー等の血液成分又はプラスマ成分を分離するための容器が開示されている。この容器は、共通軸線を中心として同軸的に延在する外側筒状壁と内側筒状壁並びに上壁と底壁とによって形成された第一環状チャンバを備え、前記底壁は第一チャンバ内を移動可能なピストンによって形成されている。さらに、この容器は、第一チャンバの下方に収容されて第一導管を通じて第一チャンバと連通している第二チャンバを備えている。第二チャンバは、外側筒状壁と、第一チャンバの底壁及び第二底壁によって形成されている。この第二チャンバは、プラスマを受容し、このプラスマを処理して所望の成分を得るための反応チャンバとして機能する。例えば、プラスマフィブリノーゲンをトロンビン又はトロンビンと同種の酵素で処理することによって、フィブリノーゲンはフィブリンモノマーに変換され、このフィブリンモノマーは自然に重合して架橋結合していないフィブリンポリマーになる。この容器を前述した反応のために遠心分離装置に設置すると、架橋結合していないフィブリンポリマーがプラスマから分離され、遠心分離の間に反応チャンバの外壁に沈着する。続いてピストンが作動させられると、残りのプラスマが反応チャンバから除去される。その後、沈着した架橋結合していないフィブリンポリマーを溶解して所望のフィブリンモノマー溶液を形成するために、溶剤が添加される。欧州特許第５９２２４２号明細書に詳しく述べられているように、このフィブリンモノマー溶液は、フィブリンシーラント法等に極めて有用である。米国特許第５６０３８４５号、国際公開番号ＷＯ９６／１６７１４号及び同ＷＯ９６／１６７１５号の明細書に記載されているような装置を使用して、手術の際にフィブリンシーラント等の血液製品を即座に作り、自己由来の血液が使用できるようにすることが望ましい。外科医の観点からは、一つの処置から別の処置まで比較的均一なシーラント製品を使用することも望ましい。しかし、人の血液中のフィブリノーゲンの濃度はヒトの患者集団の中では±３００％の範囲で変動する可能性があり、それぞれの血液源から新たに作られたシーラント成分もまた変動することから、新たに作られた製品の場合には、このことは殆ど不可能である。大部分の人は２〜６ｍｇ／ｍｌの間のプラスマ中のフィブリノーゲンレベルであるが、フィブリノーゲンレベルが１ｍｇ／ｍｌくらいの少ない人もあれば、１０ｍｇ／ｍｌぐらいの多い人もいる（フィブリノーゲンプラスマ）。
発明の概要
本発明の目的は、反応チャンバ内に存在する重合した形態の所望の成分の量に応じて溶剤の供給を制御することのできる装置を提供することにある。
前出の目的を達成するために、本発明の装置は、外壁上に沈着した重合体成分の量を測定するための測定装置、並びに、この成分の量に応じて溶剤の添加を制御するための制御装置とを備える。
本発明によれば、測定装置は、少なくとも溶剤の添加の直前及び添加時に、重合した形態の所望の血液成分又はプラスマ成分の量を連続的に測定するように構成されることが好都合である。
特定の実施形態によれば、本発明の測定装置は光学的装置であってもよく、さらに、本発明によれば、この光学的装置は光学センサであってもよい。
【図面の簡単な説明】
添付の図面を参照して、以下で本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、血液プラスマからフィブリンモノマーを分離するための容器の軸線方向断面図である。
図２は、図１に示されたタイプの容器を操作する際の本発明の装置の線図である。
図２ａは、本発明の装置の第二の線図である。
図３は、時間に対する測光器の測定結果を示すグラフを示す。
発明の好適実施例の説明
本発明は、濃度が分かっている又は制御されている血液成分又はプラスマ成分の溶液を作るための装置及び方法を提供するものである。これによって、３０分以内に自動遠心分離装置内でこのような溶液を作り、新たに作られた好ましくは自己由来の成分を利用可能とする独特の能力が提供される。新たに作られた溶液又は成分を使用することで起こり得る欠点、即ち、成分レベル（成分濃度）が患者毎に異なる可能性があると云う事実は、本発明によって克服される。成分溶液、例えばフィブリンモノマー溶液の濃度を測定することができるだけでなく、この測定された濃度に応じて、溶液を製造するのに使用される溶剤又は緩衝液の量を制御して、任意の所望の濃度のものを作ることができるようにする。
基本的に、この方法及び装置は、光透過性を有する光透過性壁を有する容器内に血液又はプラスマを導入し、反応を起こさせて重合した形態の成分を該壁面に沈着させるステップを含む。前記壁のみの光透過とポリマーがその上に沈着した壁の光透過との差の光学的読み値は、血液サンプル又はプラスマサンプルからの成分の全量と関連づけられることができる。このように使用することによって、本発明の装置及び方法は、血液又はプラスマ中の成分の濃度を測定するのに役立つ。さらに、重合体成分を可溶化させて所望の成分の溶液を産するのに使用された溶剤又は緩衝液の量を知ることによって、得られた溶液の濃度が直ちに入手できる。また、血液又はプラスマ中の成分の濃度が光学的に測定される場合（又は重合体成分の量が測定される場合）、このデータはポリマーを可溶化させて所望の濃度の溶液を作るのに使用される緩衝液又は溶剤の量を制御するために使用可能である。さらにまた、緩衝液又は溶剤を使用して得られた溶液が特定のｐＨ値又はｐＨ値の範囲となるようにするときには、使用される緩衝液又は溶剤の最小量及び最大量の限界を用いることができる。例えば、プラスマ部分が反応してフィブリンポリマーを形成し、ｐＨ４のアセテート緩衝液を使用してこのポリマーを可溶化させて所望のフィブリンモノマー溶液を形成するときに、緩衝液の最小量及び最大量がプロセス（処理過程）及び装置にプログラムされ、得られるｐＨを所望の範囲、例えば４．０〜４．５に維持させることができる。勿論、これは、人の集団におけるように±３００％の範囲で変化するフィブリノーゲンレベルを有する血液源から一定濃度の溶液を作る能力に或る限定を与える。この限定を考慮に入れても、本発明の方法は、なお、ｐＨ値を４．０〜４．５の範囲に維持しながら、同時に約２０ｍｇ／ｍｌ±２５％のフィブリンモノマー溶液を提供することができる。これは、新たに作られた又は自己由来のフィブリンモノマー溶液の再現性が驚くべきことに１０倍に増加することを示している。本発明の光学的検出装置及び方法は、固定位置で光学的測定をするのではなく、例えば９０００〜１００００ＲＰＭまで高速で回転する容器中で成分の量／濃度を測定するのに使用されることに注目することも大切である。このように正確で再現性のよいデータが得られることは予想されていなかったことである。実際、高速で運動する容器は、存在している物質の平均値をより多く与えることから、より正確な読みが得られるものと思われる。この出願の全体を通じて、本発明は好適な実施形態、例えば全血液又はプラスマからフィブリンモノマー溶液を作るのに有益である好適な装置、容器及びプロセスに関して説明されている。しかしながら、当業者であれば、本願に記載された総括的な方法を用いて、他の血液又はプラスマ成分を作る又は抽出することも可能なことは容易に理解されるであろう。
図１の容器は前述の国際公開番号Ｗ０９６／１６７１４号明細書から公知になっており、実質的に回転対称形を呈する部品から作られているが、このことはこの容器が中心軸線１を中心として回転させられて遠心力を作用されるように図２に示された遠心分離装置に設置され得ることを意味する。この容器は好適には医療用プラスチック材料からなり、ポリカーボネート材料が好ましい。勿論、この材料は、使用される光学センサーの波長範囲で光透過性を有しなくてはならない。この容器は外側容器部分２と内側容器部分３とを備え、両者は互いに完全に適合し、軸線方向に延在する中間流路４が設けられている部分を除いて、すべての箇所で相互に密着している。前記流路４は内側容器部分３に形成された溝によって構成されている。これら二つの容器部分２及び３はそれぞれの底部５及び６を備え、これらの底部はピストンロッド８を通過させる中央開口７を形成している。これら二つの容器部分は、それぞれ、この開口７の周囲に軸線方向に延在する部分９及び１０を備え、これらは中空のピストンロッド８に密着して前記容器部分の内部から離れる方向に延びている。外側容器部分２は、シールリング１３を受容する凹部１２を備えた半径方向に延びる短いフランジ１１に沿って、中空のピストンロッドに当接している。
図１に示されているように、前記流路４は、内側容器部分と外側容器部分の間に、これらの外側容器部分及び内側容器部分の外側筒状壁から底部５及び６と軸線方向部分９及び１０に沿って、前記開口７のシールリング１３の直下の開口までずっと続いている。この開口７に当接する内側容器部分３の軸線方向部分１０は、狭いけれども中空ピストンロッド８の周囲の容器部分２及び３の内部まで自由に通過できる通路が存在するような寸法を有している。
外側容器部分２は、均一な直径を有する筒状部分を備えている（図１を参照）。この部分は、図において下方に、切頭円錐形状内側表面１６を形成する短い遷移部分１５を経て僅かに大きな直径の筒状部分１４へと続いている。内側容器部分３は、外側容器部分２の遷移部分１５が大きな直径の筒状部分１４に続く場所で終わっている。内側容器部分３の下端部は、外側容器部分２の内側の切頭円錐形状表面１６の形状に適合する切頭円錐形状の外側表面１７を構成している。半径方向の表面１８で終わっている内側容器部分３の下端部の直下には、それぞれ外側環状ディスク１９及び内側環状ディスク２０が設けられている。これらの円盤状部分であるディスクは、両者の間に中央開口２２から外側容器部分２の内側に向かって軸線方向面内に延在する流路２１を形成していることを除いて互いに密着し、前記流路２１は軸線方向に延在する部分２３を介し外側容器部分２と内側容器部分３との間の前記流路４と連通している。この流路２１と軸線方向に延在する部分２３は、外側ディスク１９に対面する内側ディスク２０の側部の溝によって形成されることが望ましい。これら二つのディスク１９及び１０は、実質的に切頭円錐形状の内側表面及び外側表面を備え、外側容器部分２と内側容器部分３の中空ピストンロッド８の開口７から遠ざかる方向に中央開口２２に向かって下方に傾斜している斜め推移部分を伴って形成されている。図１は、さらに、内側ディスク２０が内側容器部分３で前記半径方向表面１８に当接する半径方向表面２４を備えていることを示している。内側ディスク２０の半径方向表面２４は、シールリング２６を受容するための凹部２５を備えている。
これら二つのディスク１９及び２０は、外側容器部分２を下向きに閉じるカバー１７によって内側容器部分３の半径方向表面１８に当接して所定位置に維持されている。このカバー１７は、外側容器部分２の内面に密着して当接するように構成された周状スリーブ形状部分２８を備え、スリーブ２８の外側の周状リブ（つば）２９とこれに対応する外側容器部分２の内面の周状溝３０との間の係合によるスナップ作用等の適宜なやり方で、外側容器部分の内側に対して留められている。外側ディスク１９の外周縁の周状凹部３２内のシールリング３１によって確実にシールされた結合がなされる。このカバー２７は図１に示される位置に容器の下底部を形成するように構成された比較的薄い壁３２をさらに備えている。この壁３２は、それが外側ディスク１９及び内側ディスク２０に隣接する部分でスリーブ２７の内側から外側容器部分２の下縁部３３と実質的に同じ高さ位置にある部分に向かって下方に延びるように、外側ディスク１９及び内側ディスク２０に実質的に平行な経路に沿って延びている。この比較的薄い壁３２を補強するために、半径方向補強リブ３４が等間隔で設けられており、図１ではその中の一つだけが見えている。このリブ３４は、一部が薄い壁３２の外側に位置する部分で、一部が壁３２の内側に位置する部分で形成されている（図１を参照）。この内側の部分は参照番号３５で示されており、外側ディスク１９の底部側に当接するような形状をなし、それによって、ディスク１９及び２０を確実な位置に維持することを助ける。
外側ディスク１９とカバー２７の間に仕切り手段３６が設けられている。この仕切り手段３６は中央パイプ区間３７を備えている。このパイプ区間は、軸線方向に内向きに突出してカバー２７の壁３２と一体化されたピン３８に取り付けられている。このパイプ区間３７は、これから外方に延びる周状壁ディスク３９と一体化されて、このディスクが最初はカバー２７の壁３２の方に僅かに下向きに傾斜し、その後は軸線方向の経路に沿って短く延び、カバーの壁３２に概略平行に延びる経路へと続いている。この壁ディスク３９は、カバー２７上のリブ部分３５の肩部４１に載った半径方向に延びた短い周縁部４０で終わっている。環状のフィルタユニット４２が壁ディスク３９と外側ディスク１９の底側面との間に設けられている。この環状フィルタユニット４２は、外側ディスク１９の隣接する外側面上の概略半径方向に延びる表面４３に当接している。
仕切り手段３６の安定性を確実なものにするために、参照番号４４で示された補強用半径方向リブがパイプ区間３７と壁ディスク３９との間にさらに設けられている。
全体を参照番号４５で示されたカプセルが、カバー２７と反対側の仕切り手段３６のパイプ区間３７の端部に取り付けられている。このカプセルは、半径方向ディスク４７と一体化されて２枚の補助の環状半径方向ディスク４８及び４９をさらに有する細長いパイプ区間４６を備えている。これらの半径方向ディスク４８及び４９は、固定されたディスク４７の両側に締まりばめによって取り付けられている。動かすことのできるこれらの嵌入ディスク４８及び４９は、それぞれ周状肩部５０及び５１によってパイプ区間４６上に固定リング４７からそれぞれの距離を隔てて設けられている。これら３枚のディスク４７、４８、４９はすべて同じ外径を有し、周方向に動き得るように装着されたスリーブ５２をそれぞれの外周縁に沿って担持している。
図に示されているように、下部ディスク４９は仕切り手段３６のパイプ区間３７の上端部に当接し、それによってカプセル４５の軸線方向の位置が決められている。図に示されるように、この位置が、図に示す位置からさらに軸線方向に移動した場合に、このカプセルの可動スリーブ５２の下端部によって中央開口２２において外側ディスク１９の最内側縁５３と密閉係合することによって、さらに決められる。スリーブ５２がこの位置にある場合、スリーブ５２の周囲の内側ディスク２０の内側の空間と、外側ディスク１９と内側ディスク２０の間の流路２１への入口開口との間は依然として連通している。移動可能なスリーブ５２の軸線方向長さは、このスリーブ５２の軸線方向の下方変位の際に、スリーブ５２の上端部が固定リング４７から離れる前に外側ディスク２０との係合が起こるように決められている（図を参照）。スリーブ５２の内径は、仕切り手段３６の壁ディスク３９の軸線方向に延びる部分の外径に適合するようにされて、外側ディスク１９から離れた場合にこのスリーブ５２がカバー２７へ向かう連続的な下方への変位がスリーブ５２を仕切り手段３６に固定的に係合するように構成されている。仕切り手段３６の軸線方向部分の長さはさらにスリーブ５２の軸線方向長さに対応しており、スリーブ５２はその最下部位置において実質的に完全に仕切り手段３６に収容される。
図に示されているように、中空ピストンロッド８は外側容器部分２と内側容器部分３の内部に周状ピストン５５を備え、該ピストン５５はシールリング５６を介して内側容器部分３の内側に密着係合している。
内部の内容物に作用を及ぼすためのピストン作用プラグ５９を有する従来型のシリンジ５８を受容するための中空ピストンロッドの内部にルアー（Luer）型カプリング５７が形成されている。このカプリング５７は、切頭円錐形状部分６０を介してピストン５５の開口６１に連通しているパイプ区間として実質的に形成されている。このパイプ区間５７は半径方向に内向きに突出したウェブ６２を備え、シリンジ５８を出た流体を軸線方向通路から反らせて、その下にあるカプセル４５の内部の細長いパイプ区間４６の周囲に向ける。この後者のパイプ区間４６は、ピストン５５がカバー２７の近くの最下部位置にある場合に、中空ピストンロッド８の内部のパイプ区間５７に密着係合できるような長さと寸法を有する。この密着係合を高めるために、パイプ区間５７の内側はピストン５５に隣合う端部において直径が次第に細くなるように形成されている。
軸線方向に突出したスカート６３が、ピストンの中央開口６１の周囲にピストン５５と一体的に形成されている。このスカート６３は、ピストン５５の適切な移動により、カプセル４５の移動可能なスリーブ５２を二つのディスク１９及び２０を通して中央開口２２の内側縁部５３に係合する位置まで変位させ、次いで仕切り手段３６に係合させることができるような直径と長さを有するように形成されている。
示されるように、容器部分２及び３の上部内側には、弾性を有する環状舌状シール手段６４が中空ピストンの周囲に固定されている（図１を参照）。この舌状シール手段６４は容器部分２及び３の内部から流路４への流体の望まない通過を防止するように構成されているが、ピストン５５を介して力が加わえられたときには流体の流入を許容するものである。
図１の上部に示されているように、外側容器部分２及び内側容器部分３の開口６６を通じてホース６５と接続されている。この接続は公知なので詳しくは示されていないが、所望であればホースへの接続を遮断することができる。さらに、適宜なフィルタを備えた空気逃し開口が従来のように設けられており、これも公知なので図示も詳細な説明も行わない。
仕切り手段３６とカバー２７との間の領域から、仕切り手段３６のパイプ区間３７の内部及びカプセル４５のパイプ区間４６の内部に渡り上方へ向かって通る通路６９が設けられている。この通路６９は、後者のパイプ区間４６がピストンロッド８の内部のパイプ区間５７に結合された場合に、前記領域からシリンジ５８への流体の移動を可能にさせる。概略円形断面を有するピン３８が平らな軸線方向表面を有して形成されることによって、カバー２７のピン３８の最下部に通路６６が設けられる。その結果、このピンとこれに隣り合うパイプ区間３７の内側との間に空間が設けられる。ピン３８の直ぐ上に領域６７が設けられ、そこでは仕切り手段３６の内径が僅かに小さくなっている。このようにして、小さなフィルタ６８を前記領域の直ぐ上に設置することが可能となり（図１を参照）、これによって流体はカプセル４５のパイプ区間４６に入る前にこのフィルタを通過しなければならなくなる。
上述の容器は、筒状内壁７１を形成する中空ピストン８によって内側を画定され、外側容器部分２と内側容器部分３とによって形成された筒状外壁７２によって外側を画定された第一環状チャンバ７０を備えている。通常の使用位置（図１を参照）において、この第一環状チャンバ７０は、外側容器部分２及び内側容器部分３のそれぞれの底部５及び６によって形成された上壁７３によって上方を画定されている。この第一環状チャンバ７０は、ピストン５５によって形成された底壁７４によって下方を画定されている。ピストン５５の下には第二チャンバ７５が形成され、この第二チャンバは第一チャンバ７０と同じように筒状外壁７２によって外側を画定されている。第二チャンバ７５は、外側ディスク１９と内側ディスク２０によって形成された第二底壁７６によって下方を画定されている。第二チャンバ７５の内部の中央にカプセル４５が収容されている。前記第二底壁７６の下には第三チャンバ７７が設けられ、この第三チャンバ７７は仕切り手段３６と環状フィルタユニット４２によって画定されている。さらに、この第三チャンバ７７は、外側ディスク１９と内側ディスク２０の中央開口２２によって形成された通路を通じて第二チャンバ７５と連通している。最後に、仕切り手段３６の下に第四チャンバ７８が設けられ、この第四チャンバ７８は、カバー２７の壁３２と、カバー２７のスリーブ２８の一部及び外側ディスク１９の底側面によって下方を画定されている。
上述のように、当該容器は主として血液からフィブリンモノマー等の成分を分離するのに適しており、この目的のために、第二チャンバ７５、好ましくはさらにカプセル４６の上部チャンバ８０は、フィブリノーゲンのフィブリノペプチドＡ及び／又はＢを開裂させる触媒作用を行う、即ちフィブリノーゲンをフィブリンに変換することができるバトロクソビン等の適宜な酵素が予め満たされていることが望ましい。欧州特許第５９２２４２号（ＥＰ−ＰＳ Ｎｏ．５９２２４２）明細書から分かるように、トロンビンと同様の任意の酵素を使用することができる。これらの酵素には、トロンビン自体又は同様の作用を有する他の任意の物質が含まれ、その例としてはアンクロッド(Ancrod)、アクチン(Acutin)、ベニーメ(Venyyme)、アスペラーゼ(Asperase)、ボトロパーゼ(Botropase)、クロタバーゼ(Crotabase)、フラボルクソビン(Flavorxobin)、ガボナーゼ(Gabonase)及び好ましくはバトロクソビン(Batroxobin)等が挙げられる。バトロクソビンはビオチンと化学的に結合することが可能であり、このビオチンはアビジン／アガロース組成物のアビジンによって従来から公知のようにバトロクソビンを捕捉可能にする合成物質である。したがって、アビジン／アガロースがカプセルの最下部のチャンバ８１に配置される。ビオチン／バトロクソビン組成物とアビジン／アガロース組成物は、両方とも、カプセルが本装置の内部に設置される前に、カプセル４５の内部の各チャンバ８０と８１の中に比較的容易に充填することができる。
最後に、シリンジ５８が配置されるが、このシリンジには酢酸で希釈されたアセテートから調製されたｐＨ４の緩衝液が入っている。シリンジ５８は後に所望のフィブリンモノマー溶液を受け入れるために使用される。
従来から公知である他の緩衝液も使用することができる。この再溶解緩衝作用剤は任意の酸性緩衝溶液とすることができるが、好ましくはｐＨ１〜５のｐＨを有する酸性緩衝溶液である。適した例には、酢酸、琥珀酸、グルクロン酸、システイン酸、クロトン酸、イタコン酸、グルトン酸、蟻酸、アスパルギン酸、アジピン酸、これらの中の任意の酸の塩類が含まれる。琥珀酸、アスパルギン酸、アジピン酸、及び酢酸ナトリウム等の酢酸塩類が好ましい。さらに、可溶化がカオトロピック剤(chaotropic agent)によって中性のｐＨの下で行われてもよい。適したカオトロピック剤には、尿素、臭化ナトリウム、塩酸グアニジン、ＫＣＮＳ、ヨウ化カリウム、臭化カリウムが含まれる。このような酸性緩衝液やカオトロピック剤の濃度と容量は、欧州特許第５９２２４２号明細書に記載されている通りである。
血液を供給する際又はその直後に、ピストンロッド８は、カプセル４５の移動可能なスリーブ５２が底壁７６を通る貫通通路に密着係合して第二チャンバ７７まで下方に移動させられるまで、容器の内部に押し込まれる。その結果、これと同時にカプセルの最上部のチャンバ８０の内部のビオチン／バトロクソビン組成物への通路が開かれる。
容器が使用準備が済んだ状態にあるときには、血液サンプルが従来のやり方で図示されていない針とホース６５を介して第一チャンバに供給される。好適には、この血液サンプルは同様に従来のやり方で抗凝血剤と混ぜられる。血液をホース６５と開口６６を通じて第一チャンバ７０の内部に供給する際に、従来のやり方で空気がチャンバから除去される。血液の供給の後、ホース６５が取り外され、開口６６が密閉される。続いて、血液の入った容器が、とりわけ種々の部分を密閉圧縮するのを助ける遠心分離装置に設置される。この遠心分離装置はさらに後述されるが、容器を回転軸線１を中心として回転させるものである。遠心分離の結果、血液は第一チャンバ７０においてプラスマ部分に分離され、このプラスマ部分は血液の残りの部分の半径方向の内側に沈着する。この残りの部分は赤血球と白血球を含んでいる。欧州特許第５９２２４２号明細書に記載されるように、所望される通り、遠心分離処理の速度と時間を変えることによって、いずれかの部分に血小板を残すことが可能である。
プラスマと血液の残りの部分との間の界面が安定化すると、即ち分離が完了すると、ピストンロッド８したがってピストン５５が引き出されることによって第一チャンバ７０の容積の減少が始まる。その結果、先ず、存在している場合には空気の内層が流路４及び２１を通じて第二チャンバ７５に通り抜け、このピストン５５のさらなる移動はプラスマも第二チャンバ７５に入ることを意味する。プラスマ層全体が第二チャンバ７５に押出されると、即ちプラスマ部分と血液の残りの部分の間の界面が第一チャンバ７０の内壁７１に達すると、ピストン５５の動きが停止させられる。
第二チャンバ７５において、プラスマ部分はバトロクソビン酵素と接触し、フィブリンモノマーがプラスマ部分から解放され、これは直ちに重合して架橋結合されていないフィブリンポリマーになる。この過程は容器に連続的に遠心力を作用させながら行われ、その結果、フィブリンポリマーがプラスマ部分の残りの部分から効率的に分離される。このフィブリンポリマーはビオチン／バトロクソビン組成物の反応によって形成され、筒状外壁７２に沿って粘性層として沈着する。この分離が終了すると遠心分離処理は停止され、それによって、空気を第一チャンバ７０から第二チャンバ７５まで移動させるためにピストン５５が先ず上昇させられ、次にピストン５５が押し下げられることによって、プラスマ部分の比較的流動性に富んだ残りの部分は容易に第一チャンバ７０へ押し戻され得る。この移動は、フィブリンポリマーを含んだ粘性層が流路２１への開口に達する前に、比較的容易且つ迅速に行われることができる。選択自由であるが、この粘性層が流路２１の入口に余りに早く到達することを防止するために、底部７６に点線で示された上向きに突出した歯８２のリングを設ける等により、さらに別の手段を講じることもできる。
プラスマ部分の残りの部分が第二チャンバ７５から放出されると、最下部チャンバ８１へのアクセスが可能となるように、カプセル４５の移動可能なスリーブ５２がさらに下方に移動させられる。このスリーブの後者の移動と同時に又はこれと関連して、シリンジ５８のプラグ又はピストン５９が外側から作用する主軸によって完全に押し下げられ、ｐＨ４の緩衝液が第二チャンバ７５まで移動させられるようにし、以上のことは遠心攪拌が開始されると同時に行われ得る。ｐＨ４の緩衝液の添加によって、フィブリンポリマーはこの緩衝液に溶解され、カプセル４５の内部の下部チャンバ８１にアビジン／アガロース組成物が存在することは、従来のようにビオチン／バトロクソビン組成物がアビジンと結合されることを意味する。ピストン５５の連続的な移動は、カプセル４５上で移動可能なスリーブ５２を仕切り手段３６に係合せしめ、さらに底壁７６から離れさせ、その結果、第三チャンバ７７へのアクセスが自由になる。結果として、第二チャンバ７５の内容物は下方に自由に流れて第三チャンバ７７に流入することができる。好適には、遠心分離作用及び前進／後退攪拌運動の一連の停止／始動を含む遠心攪拌作用の際に再溶解が行われる。
連続的な遠心分離作用は、フィブリンモノマー溶液が第三チャンバで環状フィルタユニット４２を通じて分離され、アガロースとこれに結合したバトロクソビンの比較的大きい粒子を残す効果を有する。この遠心分離作用の結果としてフィブリンモノマー溶液が最下部の第四チャンバ７８に流入すると、遠心分離作用が停止され、フィブリンＩ溶液はピストン５９の新たな後退によってシリンジ５８まで容易に移動させられて、カプセル４５のパイプ区間４６の最上端はシリンジ５８との接続部を形成するパイプ５７区間と係合する。
図１に示された上述の容器の操作は、図２に線図で示されたタイプの遠心分離装置で行われる。
図２の装置は、詳細には図示されていないハウジングに玉軸受１０２によって回転可能に取り付けられた支持回転テーブル１０１を備えている。支持回転テーブル１０１は垂直方向駆動シャフト１０３と一体に形成されている。駆動シャフト１０３はカップリング１０４を介してモータ１０５に接続され、支持回転テーブルを垂直な回転軸線を中心とした回転運動に従動させる。作動棒１０６が、支持回転テーブル１０１の駆動シャフト１０３の内側に回転軸線と同軸的に回転可能に取り付けられ、この作動棒１０６は主軸１０９を有する主軸モータ１０８とカップリング１０７を介して接続され、この主軸モータ１０８が作動されると、支持回転テーブル１０１に載置された容器１１０と係合させたり離脱させたりするために、作動棒１０６が垂直方向に上下に変位せしめられるようにされている。
容器１１０は支持回転テーブルの上部に配置されるが、この容器は図１に示されたタイプのものである。容器１１０のピストン５５がこの容器１１０の上端部から上方に突出している管状ピストンロッド８によって駆動される（図１を参照）。このピストンロッド８が把持手段１１３によって作動され、この把持手段もまた主軸１１６とこれに一体的に接続された作動棒（図示しない）とを介して主軸モータ１１５により作動される。モータ１１５によって駆動される主軸１１６は、さらに、この作動棒を介してシリンジ５８のピストン５９を作動させる（図１を参照）。
また、把持手段１１３は、玉軸受を介してハウジング１１８に回転可能に取り付けられている。ハウジング１１８及び主軸モータ１１５は、点線によって示される参照番号１１９の共通移動台に取り付けられている。この移動台１１９がレール１２０に移動可能に取り付けられ、モータ１２１によってその上を垂直方向に移動させられる。モータ１２１は、ボール主軸を介してこの装置に動かないように取り付けられているボールナット１２３と協働して、モータ１２１によってボール主軸１２２が回転すると、移動第１１９の運動を引き起こさせ、結果としてスライドレール２０に沿った把持手段１１３の運動を引き起こさせる。
本発明の装置及び方法によれば、ｐＨ４の緩衝液の供給とその結果のシリンジ５８（図１を参照）の作動は、添加される緩衝液の予め決められた一定の量に従って、又は容器１１０の第二チャンバ７５に存在する架橋結合されていないフィブリンポリマーの量に応じて行われることが可能である。本発明によれば、第二チャンバ７５に存在するフィブリンポリマーの量が第二チャンバ７５の位置の前方に装置に固定的に配置された測光器１３０によって測定される。この測光器は、容器１１０の壁を通過する光透過強度を測定できるように配置された光放射装置と光学センサ（図示しない）を備える。壁の材料に応じて任意の光放射装置を使用することができる。好適な光放射装置は４００〜１１００ｎｍの範囲の波長の光を放射するものである。９２０ｍｍ又は６５４ｍｍの波長を有するＬＥＤが好ましい。シーメンス（Siemens）社製のモデルＳＦＨ４６０がこの目的に適している。測光器１３０は、ポリマーが沈着したチャンバの壁を透過した光の強度の減少を壁のみを透過した光の基準値と比較して観測することによって、第二チャンバ７５の外壁上のフィブリンポリマーの量を測定する。この透過度の読取は、少なくとも、ｐＨ緩衝液を添加する直前から始まりその添加が終了した時に終わる期間中を通じて、連続的に行われ得る。この期間の開始時にフィブリンポリマーの厚さ従って量が記録され、それに基づいて添加されるべきｐＨ４の緩衝液の量が決定される。このｐＨ４の緩衝液の量のこの決定が導線１３２を通じて測光器の測定値に関する情報を受け取る制御装置１３１内で行われる。続いて、この制御装置１３１は導線１３３を通じてモータ１１５を作動させて、主軸１１６を駆動し、その結果として作動棒を駆動させ、この作動棒がさらにシリンジ５８のピストン５９を作動させる。
図２ａに示される他の好適な実施形態においては、第二測光器１３０′が示されている。上述されたように、光放射装置の光透過は、好適には、液体プラスマ／血清から重合された成分を光透過性チャンバ壁へ沈着させる過程中に連続して行われる。図２ａは、重合した成分である重合体成分の壁面への遠心沈着の際における重合体成分と液体（プラスマ又は血清）とピストン５５との関係を部分断面で示している。液体は第一測光器１３０によって観測されたデータの正確性を損ない得ることから、光が壁と液体は通過するが重合体成分は通過しないと予想される位置に第二測光器光１３０′が配置される。これらの読取値の比較により、液体が読取値の正確性を損なわせる可能性を無くすことができる。
別の好適な実施形態においては、一つ又はそれ以上の測光器１３０及び１３０′が、検出器部分は「オン」のままであるがＬＥＤのパルスは「オンとオフ」になるように調整されていることも有用である。このように、測光器の検出器部分は本装置の近傍の背景光（バックグランド光）を考慮に入れる（さらに無視するようにプログラムされる）ことが可能である。ＬＥＤの調整は好適には遠心分離機の回転速度又はその整数倍とは異なる周波数で行われる。
図３は、時間に対する測光器の測定結果のグラフを示す。このグラフは、遠心分離装置の始動から第二チャンバ７５へのｐＨ４の緩衝液の供給の終了までの測光器の測定値を示す。グラフのＡからＢの部分は、ピストン５５が低い位置にあって測光器の信号の通路を塞いでいる時に採られた測定結果を示す。Ｃにおいてピストンは上昇して、測光器は容器を構成しているプラスチック材料のみの光透過を測定し、第二チャンバ７５はまだ空のままである。Ｃでの測定結果は、引き続いて行われる測定の際に容器１１０の半透明性を考慮に入れるように、測光器を較正するために使用される。この半透明性は容器毎に変化するものである。ＣからＤまででは、プラスマが幾らかの空気と共に第二チャンバに移動させられる。ＤからＥまででは、プラスマ中の空気が除去され、バトロクソビン等の酵素が第二チャンバ７５内に放出される。点Ｅの付近では、測定結果から血液の濃度や澄明度等の特徴に関する情報も提供されるが、これら濃度や透明度は血液の部分によって変動するものである。ＥからＤまででは、架橋結合していないフィブリンポリマーがプラスマ部分から放出される。ＦからＧまででは、プラスマ部分の比較的流動性に富んだ残りの部分が、ピストン５５が上昇させられることにより先ず空気を第一チャンバ７０から第二チャンバに吸引することによって、第一チャンバ７０へ移動させられる。次に、ピストン５５が下降させられることによってこの流動性に富んだ残りのプラスマ部分が第一チャンバ７０に移動させられる。この後者の期間に、遠心分離処理とピストンの作動をさらに行うことによって、その結果として、流動性に富んだプラスマ部分がすべてフィブリンポリマーから除去される。Ｇにおいては、測定結果は、純粋なフィブリンポリマーの厚さを示しており、それによって第二チャンバ７５内のフィブリンポリマーの量を示す。この後者の測定結果に基づいて、添加されるべきｐＨ４の緩衝液の量が決定される。ＧからＨまででは、供給されたｐＨ４の緩衝液によってフィブリンポリマーの溶解が起こる。
所望の量のｐＨ４の緩衝液が添加されると、シリンジ５８のピストン５９の作動が停止させられる。選択自由であるが、シリンジ５８内に残ったｐＨ４の緩衝液は、後で第二チャンバに入るまで排出されず、パイプ区間４８がシリンジ５８に連結されて第四チャンバ７８からフィブリンモノマー溶液を吸い上げる直前に排出される。
本発明によれば、上述のように、壁面に沈着したフィブリンポリマーの量は、ＬＥＤ、レーザー、又はその他の光放射装置等の光源と、フィブリンがチャンバの壁面に沈着するにつれてチャンバ壁の光透過の減少を測定するように配置されたセンサーとを備える測光器を使用して測定されることができる。任意の都合のよい測光器を使用することができ、光源の波長の範囲は沈着する物質の範囲で感知可能に選ばれ、且つ壁の材料も考慮に入れられる。フィブリンポリマーをチャンバの壁面に沈着させる場合には、６５４ｎｍの波長の光を放射するダイオード（ＬＥＤ）が有用であることが判っている。光透過の減少は、フィブリンポリマーが沈着する前のチャンバ壁の光透過の基準読み値（Ｒ）を測定し、その後でフィブリンポリマーの沈着が終了した後の最終的な光透過（Ｆ）を測定することによって得られる。これらの光透過の強度の比較の自然対数とフィブリンの質量との間の相関は次式で表される。
（１） フィブリンの質量＝Ｃ・ｌｎ（Ｒ／Ｆ）
ここで、Ｃは成分係数、例えばフィブリン係数である。
フィブリン係数（Ｃ）は、処理を停止させ、ｌｎ（Ｒ／Ｆ）の観測値のための一連の試験運転におけるフィブリンの質量を測定することによって実験的に確定することができる。観測された光透過の減少に対する実験的に測定されたフィブリン質量をプロットすることによって、フィブリン係数（プロットされた曲線の傾斜）を規定することができる。
その後、ｌｎ（Ｒ／Ｆ）で表される光透過の減少の測定値にフィブリン係数を掛算すると、形成されたフィブリンポリマーの量の指標となり、フィブリンポリマーを溶解するのに使用されるべき溶剤又は緩衝液の所定量が判り、得られるフィブリンモノマー溶液の濃度を与える。明らかに、この成分係数は異なる処理過程及び異なる血液又はプラスマ成分に対しては再度設定し直さなければならない。この濃度は次式で表される。
（２） Ｃｏｎｃ＝フィブリンの質量／ＶＴ
ここで、Ｃｏｎｃは濃度で、ＶＴはＶＴ＝フィブリンの質量＋ＶＢで表される全容量であり、ＶＢはフィブリンを溶解するために添加される緩衝液又は溶剤の容量値である。
上述の処理過程によれば、血液源又はプラスマ源からの血清及び他の蛋白質が壁面に沈着したフィブリンポリマーの中及び周囲に捕捉された状態になることがあることも判った。事実、実際のフィブリン質量は沈着したフィブリン／血清の質量の小部分にすぎないであろう。これは使用される処理過程に依存しており、即ち、壁面へのフィブリンポリマーの沈着の際の遠心回転の速度（ＲＰＭ）と時間によって変動し得る。例えば、（１２０ｍｌの血液から得られた）プラスマを、フィブリノーゲンをフィブリンに変換する充分な量の酵素の存在下で、約９０００ＲＰＭで約５〜１０分間遠心分離する際には、実際のフィブリンの質量は壁面に沈着したフィブリン／血清の質量の約５〜１０％に過ぎないことが判明した。血清が存在している場合の濃度は次式で表される。
（３） Ｃｏｎｃ＝フィブリンの質量／（ＶＳ＋ＶＢ）
ここで、ＶＳはフィブリンとフィブリン中に保持されている血清とを足した容量である。
フィブリン＋血清（ＶＳ）の容量は次式で表されるフィブリンの質量と直線的な関係があることが実験的に確認された。
（４） ＶＳ＝ａ＋ｂ・（フィブリンの質量）
ここで、ａは血清のみの容量、ｂは（フィブリン＋血清）のｌｍｇ当たりのフィブリンの容量である。
ａとｂは両方ともフィブリンの質量に対して測定された（フィブリン＋血清）の質量をプロットすることによって実験的に決定されることができ、ａはｙ切片であり、ｂはプロットされた曲線の傾斜である。
これは次式の関係を与える。
（５） Ｃｏｎｃ＝（フィブリンの質量）／（ＶＢ＋ａ＋ｂ・（フィブリンの質量））
「フィブリンの質量」に対する式（１）を式（５）の両方に代入することによって、次式が与えられる。
（６） Ｃｏｎｃ＝Ｃ・ｌｎ（Ｒ／Ｆ）／（ＶＢ＋ａ＋ｂ・Ｃｌｎ（Ｒ／Ｆ））
このようにして、上述のようにＣ、ａ、ｂが実験的に決定され且つ可溶化緩衝液の容量（ＶＢ）が既知である所与の処理過程の場合、血液成分溶液例えばフィブリンモノマー溶液の濃度は、該溶液が作られる沈着ポリマーの光透過の減少を観測し、上述の式（６）を使用することによって決定されることができる。
換言すれば、本発明によるマイクロプロセッサ駆動される装置は、前記の式と所与のプロセスに対して実験的に決定された前述の定数とによってプログラムされ、重合体成分がチャンバ壁に沈着する前後のチャンバ壁の測光器の各読み値の信号によって、マイクロプロセッサが既知の量の緩衝液又は溶剤によって重合体成分を可溶化させて得られる血液成分溶液の濃度を決められるようにすることができる。さらに、本発明によれば、重合した血液成分を所望の溶液に可溶化させるのに種々の量の緩衝液や溶剤が使用され得るように、緩衝液や溶剤のための計量分配手段を設けることができる。
このようにして、沈着したフィブリンポリマー（及び血清）の量を測定し、各運転毎に同じ濃度が得られるようにするこの情報に応じて所定量の緩衝液を導入することによって、血液中の成分の最初の濃度に無関係に所望の濃度の血液成分の溶液を作ることが可能になる。これは、式（６）を書き替えて、次のように所望の濃度（Ｃｏｎｃ）の溶液を作るのに必要な緩衝液の量（ＶＢ）を得ることによってなされる。
（７） ＶＢ＝Ｃ・ｌｎ（Ｒ／Ｆ）（（１／Ｃｏｎｃ）−ｂ）−ａ
このように、本発明は、人の集団に見られるように例えば１〜１０ｍｇ／ｍｌの変化するフィブリノーゲンの初期濃度を有する血液又はプラスマから始めた場合でも、所望される一定濃度の血液成分溶液例えばフィブリンモノマー溶液を作ることができる装置と方法を提供する。
本発明が好適な実施形態を参照して説明されたが、測光器、装置、容器材料、処理過程及び所望の成分に関して、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変更を行うことが可能である。

Claims (18)

1. プラスマを受容するための反応チャンバ（７５）を有する容器（１１０）を備え、該反応チャンバが外壁（７２）によって形成され且つプラスマに含まれているフィブリノーゲンを非架橋結合フィブリンポリマーに変換するための作用剤を該反応チャンバ（７５）に供給する手段（４７〜５１）を備えるようにし、さらに、前記プラスマと前記作用剤の入った前記反応チャンバ（７５）に、前記プラスマから前記非架橋結合フィブリンポリマーを分離して該ポリマーを前記反応チャンバ（７５）の前記外壁（７２）に沈着させ、該反応チャンバから残りのプラスマを放出するのに充分な程度の遠心分離作用を与えるための装置を備え、前記容器（１１０）が前記非架橋結合フィブリンポリマーを溶解するための溶剤を前記反応チャンバ（７５）に供給するための手段（５７）を備えるようにした、血液のプラスマからフィブリンモノマーを分離するための装置であって、前記外壁（７２）上に沈着した前記非架橋結合フィブリンポリマーの厚さを測定するための測定装置（１３０）、並びに、このポリマーの量に応じて溶剤の添加を制御するための制御装置（１３１）を備える改良を施した装置。
2. 前記測定装置（１３０）は、少なくとも溶剤の添加の直前及び添加の際に前記非架橋結合フィブリンポリマーの量を連続的に測定するようにされている請求項１に記載の装置。
3. 前記測定装置（１３０）は光学的装置である請求項１に記載の装置。
4. 前記測定装置（１３０）が測光器である請求項１に記載の装置。
5. 血液成分又はプラスマ成分の溶液を作り、該溶液中の前記成分の濃度を決定するための方法であって、
   ａ）光透過性を有する光透過性壁を備えた前記装置のチャンバ内の血液又はプラスマを、触媒作用で該血液成分又はプラスマ成分から重合した形態の前記成分を形成する条件に置くステップと、
   ｂ）前記重合した形態の前記成分を前記光透過性壁に沈着させるステップと、
   ｃ）前記重合した成分が光透過性壁上に存在している場合と存在していない場合の前記光透過性壁に関する一定の光の透過強度を比較して、前記重合した成分の量を決定するステップと、
   ｄ）前記ステップｃ）で得られた情報を、前記重合した成分を可溶化させて血液成分又はプラスマ成分の溶液とするために使用される緩衝液又は溶剤の量と組み合わせて、前記溶液中の前記成分の濃度を得るステップとを含む方法。
6. 前記血液成分又はプラスマ成分がフィブリンモノマーである請求項５に記載の方法。
7. 重合した形態の前記成分即ちポリマーの質量が、式、
   ポリマーの質量＝Ｃ・ｌｎ（Ｒ／Ｆ）
   ここで、Ｃは成分係数、Ｒは壁のみを透過した光の透過強度、Ｆは壁とポリマーとを透過した光の透過強度、
   を用いた光の透過強度の前記比較から決定される請求項５に記載の方法。
8. 所与の成分溶液を作る一定の処理過程の場合に、成分係数Ｃがｌｎ（Ｒ／Ｆ）に対するポリマー質量を測定したグラフの傾斜で表される請求項７に記載の方法。
9. 前記濃度即ちＣｏｎｃが式、
   Ｃｏｎｃ＝Ｃ・ｌｎ（Ｒ／Ｆ）／（ＶＢ＋Ｃｌｎ（Ｒ／Ｆ））
   ここで、Ｃは成分係数、Ｒは壁のみを透過した光の透過強度、Ｆは壁とポリマーとを透過した光の透過強度、ＶＢは添加される緩衝液又は溶剤の容量、
   によって決定される請求項５に記載の方法。
10. 前記重合した成分の中及び周囲に幾らかのプラスマ血清が保持されている請求項５に記載の方法。
11. 前記濃度即ちＣｏｎｃが式、
    Ｃｏｎｃ＝Ｃ・ｌｎ（Ｒ／Ｆ）／（ＶＢ＋ａ＋ｂ・Ｃｌｎ（Ｒ／Ｆ））
    ここで、Ｃは成分係数、Ｒは壁のみを透過した光の透過強度、Ｆは壁とポリマーとを透過した光の透過強度、ＶＢは緩衝液又は溶剤の容量、ａは血清のみの容量、ｂはポリマー及び血清の質量１ｍｇ当たりのポリマーの容量である、
    によって決定される請求項１０に記載の方法。
12. ステップｃ）における重合した成分の量の決定値に応じて緩衝液又は溶剤の量が制御され、所望される濃度の前記成分溶液が与えられる請求項５に記載の方法。
13. 緩衝液又は溶剤の量即ちＶＢが、式、
    ＶＢ＝Ｃ・ｌｎ（Ｒ／Ｆ）（（１／Ｃｏｎｃ）−ｂ）−ａ
    ここで、Ｃは成分係数、Ｒは壁のみを透過した光の透過強度、Ｆは壁とポリマーとを透過した光の透過強度、ａは血清のみの容量、ｂはポリマー及び血清の質量／ｍｇ当たりのポリマーの容量である、
    に所望の濃度即ちＣｏｎｃを代入することによって得られる請求項１２に記載の方法。
14. 血液成分又はプラスマ成分の溶液を作るための装置であって、前記成分の濃度を決定するための手段を備え、該手段が、
    ａ）該装置の反応チャンバの光透過性壁に重合した形態の前記血液成分又はプラスマ成分を沈着させるための手段と、
    ｂ）前記表面に沈着した前記重合した成分の量を決定するための光学的手段と、
    ｃ）溶剤によって前記重合体を可溶化させ、前記成分の溶液を得るための手段と、
    ｄ）沈着した重合した成分の量と使用した溶剤の量とから前記溶液の濃度を演算するための手段とを備えた装置。
15. 前記成分が、フィブリンＩ、フィブリンＩＩ又はデスＢＢフィブリンから選択されたフィブリンモノマーである請求項１４に記載の装置。
16. 前記沈着させるための手段が、
    ｉ）外壁を有する反応チャンバを備え、該反応チャンバが前記血液又はプラスマを受容し、触媒作用によって前記血液又はプラスマの前記成分の重合を引き起こさせる作用剤をさらに有し、又は、前記作用剤を前記反応チャンバに導入するための手段をさらに備えるようにし、
    ii）前記反応チャンバをその長手方向軸を中心として回転させ、前記血液又はプラスマが前記チャンバ内で回転させられて前記作用剤の作用を受けたときに、前記成分がポリマーとして前記外壁に沈着するようにするための手段をさらに備える請求項１４に記載の装置。
17. 前記光学的手段が測光器を備え、該測光器は一定の波長の一つ以上の光源とそれに対応するセンサーとを備え、該光源は、前記反応チャンバの壁のみを透過した光透過と該壁とそこの重合した成分とを透過した光透過との強度の差が測定できるように前記装置に配置されている請求項１４に記載の装置。
18. 前記測光器は、所望の濃度の溶液が作られるように前記成分を可溶化させるのに使用された溶剤の量を計測する制御手段との間で信号伝達を行っている請求項１７に記載の装置。

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