JP6088647B2 - 遠心機容器用アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、遠心機容器用のアダプタに関する。遠心機容器、例えば遠心機ボトルは、遠心機における試料の収容及び分離のために用いられる、容器本体と、密閉可能な又は密閉可能でない開口部とを備えた特別な容器である。遠心機では、物質の混合物が、高い加速力を利用して分離される。このために、分離される混合物は遠心機容器に入れられ、その後、遠心力によって遠心機容器内で分離プロセスが行われるよう回転駆動される。これにより、個々の液体が互いに、あるいは固体粒子が液体から、分離可能である。高い加速度値によって、遠心機容器及びその内容物には非常に大きな力が作用するため、遠心機容器は機械的に特に安定していなければならず、又は安定化されなければならない。

遠心機容器には様々な実施態様があることから、遠心機容器のその様々な形状を遠心機ホルダに適合させるために、アダプタが用いられる。これによって遠心機容器はアダプタに収容され、アダプタは、遠心分離プロセスの間回転駆動される遠心機ロータのホルダに取り付けられる。

費用及び重量の問題からさらに望ましいのは、試料の収容のために用いられる遠心機容器を可能な限り薄肉にすることである。ところが、それによって遠心機容器は、もはや自立できない程度に、安定性を喪失してしまうことがある。この問題は、例えば血液の遠心分離に適用される試料袋についても生じるものである。そのような遠心機容器の場合、アダプタは、容器を支持し、その形状を保持する働きもする。

また、より効率的に遠心分離を行うことができるように、次第に大型の遠心機容器が用いられるようになっている。各遠心分離プロセスは所定の所要時間と関連しているので、時間及び費用を節約するためには、可能な限り大容量の遠心機容器が使用される。しかしながら、遠心分離時の高い加速力によって非常に大きな力が解放され、これが遠心機容器のみならずアダプタにも作用する。これにより、遠心機容器及びアダプタが変形して、互いに分離し難くなったり、あるいはまったく分離できなくなったりすることが起こり得る。また、遠心機容器及びアダプタが変形して互いにしっかりと食い込み、もはや容易には分離できないことによって、遠心機容器の取り外しの際に、負傷の危険が高まり得る。最終的には、変形した遠心機容器が二度と使用できない恐れが生じ、これもやはり遠心分離の際の費用を増大させる。こうした恐れがあるため、比較的大きな容量を有する遠心機容器では加速を制限するのが一般的であるが、これは分離効率を低下させてしまう。

したがって、本発明は、従来技術の問題を回避して、遠心分離時の高い加速度値に耐えることができ、比較的薄肉の遠心機容器であっても安定させることができ、それにもかかわらず遠心分離後に遠心機容器を容易に取り外すことのできる、遠心機容器用アダプタを提供することを目的とする。

この目的は、請求項１の特徴を備えた遠心機容器用アダプタによって達成される。好適な発展形態は従属請求項に記載する。

よって本発明は、その最も広範な態様において、一体型の椀状の基体を備えた遠心機容器用アダプタであって、前記基体は、前記遠心機容器の収容のための空洞を画定するとともに、底部領域と、該底部領域に接合しその上端が空洞の開口端縁を規定する側壁領域とを備え、前記側壁領域には少なくとも１つの遊間が存在し、前記遊間は、力の印加によって、拡張位置における開口端縁の長さが開始位置と比較して拡大されるよう側壁領域を開始位置から拡張位置へと拡張することを可能にし、前記基体は、力の除去時に側壁領域が自発的に前記開始位置に戻るよう、プラスチックで形成したことを特徴とする。ここで、開始位置に戻るということは、戻ったときの、戻った位置におけるアダプタ基体の外径が、同じ場所における元々の外径と、最大で±１０％、好適にはせいぜい±５％、特に±２％以下、特に好適にはせいぜい±１％異なっていることであるとも解される。

本発明によるアダプタの実施形態は、非常に簡単な手法で、一方では、遠心機容器を収容する空洞の開口端縁が力の印加により拡張されることによって、遠心機容器の容易な取り外しを可能とする。これは、アダプタの側壁領域に遊間が存在すること、ならびに、アダプタ自体が弾性的性質を有するプラスチックからなり、開始位置に戻ることができるということだけで可能になる。これらの性質の組み合わせによって、アダプタが何らかの折り畳み装置又は開口装置を備える必要なく、開口端縁の長さの拡張を増大することが可能になる。また、開口端縁が拡張されていない開始位置でアダプタを固定しなくてはならない閉鎖装置又は保持装置も何ら必要とされない。拡張位置から開始位置への戻りは、アダプタの（一体型の）形状と、その材料に内在する復元力（Ruckstellkraft）とのみによって起こる。これにはさらに、アダプタ内の遠心機容器が常にしっかりと保持され安定化され得るという利点がある。なぜなら、アダプタは、開口端縁が力の印加により意図的に拡張されない限りは、拡張されていない開始位置にあるためである。このとき、開始位置における開口端縁の長さは、空洞を画定する側壁領域の上縁が開始位置においては遠心機容器に密接に隣接するよう適切に選択される。これは、空洞がそれ自体公知であるように収容対象の遠心機容器の外形に適合されているアダプタ基体の一体型で椀状の構造と相まって、収容される容器がたとえ非常に薄い肉厚しか有さない場合であっても、該容器の完璧な支持をもたらす。アダプタの弾性的性質により、例えば５，０００〜１０，０００Ｇの大きな遠心力にさらされた場合であっても、アダプタを、その内部の遠心機容器に適合させるとともに、アダプタを収容し遠心機ロータに固定する働きをする遠心機（スイングアウト（ausschwing））カップ又は類似のもののような保持装置にも適合させることが可能になる。保持装置はさらに、遠心分離プロセスの間、アダプタの外周を安定させるとともに、それによってアダプタの過度の拡張を防止する。しかしアダプタは、その弾性的性質により、外周を保持装置との接触面に適合させることができ、それにより支持可能となる。

また、遠心機容器をアダプタから取り外すために、どのような保持機構も解放する必要はない。何の工具も必要ではなく、例えば、使用者は手でアダプタを拡張し遠心機容器を取り外せば十分である。これは遠心機容器が遠心分離の際に変形した場合であっても容易に可能であるが、その変形はアダプタの良好な適合性及び吸収性によって比較的小さくなる。アダプタの弾性的性質と遊間の存在とによって、アダプタは、小さな力を印加すると容易に遠心機容器から遠ざかるように曲がり、広がるので、遠心機容器を容易にアダプタから分離して、取り外すことができる。したがって、遠心機容器又はアダプタの損傷ならびに使用者の負傷の危険は極めて小さい。これにより、アダプタ及び遠心機容器はより長い寿命を有する。良好な支持によって、例えば最大で３０００ミリリットルの収容容積を有する大型及び／又は薄肉の遠心機容器も、高い回転速度で使用することができる。よって、処理能力及び分離効率が向上する。

遊間とは、本発明の範囲内では、側壁領域の区域の互いに対する動きを可能にする、側壁領域のあらゆる種類の材料窪みであるものと解される。好適には、遊間は壁の厚さを貫通する孔として、特にスリットとして形成される。複数の孔が一緒になって１つの遊間を構成してもよい。考えられる一実施形態においては、遊間は、特に一直線のスリットの形状で側壁領域の上端から底部領域の方向へと延在する孔である。よって、遊間は側壁領域を、空洞を画定する上端から始まって互いに引き離され得る２つの区域に分離し、それによって開口端縁の長さが増大する。ここで、開口端縁の長さは空洞に直接隣接する側壁領域の内端に沿って測定されるが、拡張状態では、遊間により分離される内端の終点間の最も短い距離が考慮される。開始位置では、これらの両終点は、拡張位置における両終点よりも互いに近接している。遊間は、遠心機容器をアダプタから容易に取り外すことができるよう側壁領域の区域が互いに十分に離れるところまで、開口端縁からアダプタの底部領域の方向に、下方に向けて適切に延在する。好ましくは、遊間はアダプタの底部領域の縁まで延在する。これは、一方では、長い遊間によってアダプタの容易な拡張が可能となるため、また他方では、アダプタの底部領域と側壁領域との間に存在する屈曲が、拡張状態における張力の増加と、ひいては開始位置への復元力の増加とをもたらすため、有益である。

また、ある実施形態においては、遊間は、上端から始まってアダプタの側壁領域の上部に延在する切れ込みを含む。さらに、切れ込みの側部に近接する少なくとも１つの孔が存在し、該孔は、切れ込みとの間にブリッジ領域（Stegbereich）が形成されるように切れ込みに対して底部領域の方向に向かって変位されている。アダプタの拡張時には、このブリッジ領域が水平方向に位置し、それによって開口端縁の拡大を行うことができる。好適には、孔は弓形に形成されていてもよく、その場合「弓形」とは、丸みを帯びた形状だけでなく、角ばった形状をも含むものとする。弓形の孔は、好適には、切れ込みが弓の略中央の上となるように、切れ込みの下に配置される。その結果、切れ込みと孔との間には湾曲した／角ばったブリッジ領域が設けられ、該領域は水平方向にねじられてもよく、それによって開口端縁の拡張をもたらす。一発展形態においては、弓形の孔に、底部領域の方向に向けて延在するスリット状の孔が接続されてもよく、それにより略フォーク形又は「Ｙ字」形の遊間がもたらされる。これにより、側壁領域の拡張がさらに容易となり、ひいてはアダプタからの遠心機容器の取り出しが容易となる。

弓形の孔の代わりに、切れ込みの側部にそれぞれ近接する孔が設けられてもよい。これらの孔は、互いに及び／又は切れ込みに対して、平行にあるいは角度を成して延在してもよい。いずれの場合も、ねじれにより開口端縁の拡張を引き起こすブリッジ領域がもたらされる。孔は、好ましくはやはりスリット状であるが、アダプタの十分な安定が維持される限りは、他の形状も可能である。切れ込み自体は、例えばスリット形状又は楔形状のような任意の形状を有していてよい。長さは、開口端縁の拡張がどの程度行われるかによって決まる。

本発明の目的を果たすためにはアダプタの側壁領域における１つの遊間のみで既に足りるものの、１つだけよりも多くの遊間を備えるのが好ましい。なぜなら、それによりアダプタの取り扱いが容易になるためである。例えば、２〜４つの遊間が、好ましくは、側壁領域の周方向に均一に分配されて存在する。これらの遊間は、同一に又は相違して形成され得る。遊間によって、アダプタの側壁領域は、複数の、好ましくは同様のセグメントに分割されるが、これらはすべて一体型のアダプタ基体の部分であり、底部領域を介してアダプタ基体と接続されている。

アダプタの底部領域と側壁領域とは、互いに対して角度を成して配置されている。ここで、好ましくは、両者の間に丸みを帯びた移行領域が存在する。移行領域の湾曲は復元力の増大に寄与し得るものであり、この復元力によって側壁領域は、その湾曲に反して拡張された位置から開始位置へと戻る。さらに、側壁のセグメントが外側に引っ張られ、同時にこの湾曲に反して平坦にされる場合には、この領域では、側壁領域の湾曲により、椀形状のアダプタ基体の周方向の張力が高まる。

アダプタの補強のため、そして復元性（Ruckfederungseigenschaften）の増大のために、基体の外側には補強リブが形成されていてもよい。これら補強リブは、好ましくは、側壁領域から移行領域を経て底部領域まで延在する。リブのもう１つの利点は、アダプタの、アダプタを収容する保持装置との接触面が小さくなることである。リブは保持装置の接触面に容易に適合することができ、また容易に保持装置から取り外すことができる。補強リブは、一体型のアダプタ基体の一部として弾性的に変形可能な材料で形成されているため、機械的な制動を提供することができ、それによって遠心分離時にさらなる力の吸収が可能となる。また、リブがアダプタの外形を規定することも可能である。したがって、例えば遠心機容器の形状、ならびにひいてはこの遠心機容器を収容するアダプタの空洞の形状は、アダプタの外形とは異なったものとなり得る。例えば、断面が円形又は楕円形の遠心機容器が空洞内に収容される一方で、遠心機ホルダは、補強リブによって再現される、角のある基本形状を有していてもよい。このために、多数の補強リブが収容体の角領域に配置されてもよい。

アダプタを容易に取り外し、特に容易に拡張できるようにするために、基体の上端縁領域に、例えばピン形状の、少なくとも１つの把持突起が適切に設けられる。この突起により側壁領域の一部のセグメントが容易に外側に湾曲され、遠心機容器をアダプタの空洞から取り外すことができる。把持突起は、基体と一体に形成されてもよく、あるいは別々の部品として基体に固定されてもよい。前者が好適である。

復元性を保証するため、アダプタ基体は、可撓性のプラスチック、特にエラストマ系プラスチックで適切に形成される。これは、基本的には、開始位置において空洞内に配置された遠心機容器を収容し、且つ安定的に保持するのに必要な剛性を備えるが、同時に、容器の取り外しのために拡張位置に変形され、この拡張力の除去後には開始位置に戻るよう十分に機械的に柔軟な、あらゆる適切なプラスチックであってもよい。形状安定性や弾力性といった厳密な機械的性質は、とりわけアダプタの寸法及び収容対象となる遠心機容器の種類及び大きさによって決まる。自立式の遠心機容器は、例えば血液バッグのような自立せず肉厚の薄い遠心機容器よりも、アダプタによる保持及び支持を必要としない。また、漏出する試料と接触する場合には、化学物質に対して十分な耐久性を備えたプラスチックが好ましい。さらに、冷却された遠心機においても、外部温度が高い場合でも使用可能な、耐熱プラスチックが有利である。好適には、射出成形可能なプラスチックが使用される。これは、この手法が一体型のアダプタ基体の製造に特に適しているためである。アダプタは全体が一体に形成されることが好ましいが、その場合、アダプタは、全体が射出成形可能なプラスチックで適切に形成され、射出成形により製造される。エラストマ系プラスチックは、ここでは、弾性的に変形可能なあらゆるプラスチック、つまり、単独重合体および共重合体、ならびに鉱物又は繊維のような充填材を含む又は含まないポリマブレンドであると解されるべきである。この用語は、特に熱可塑性エラストマも包含するものである。適切且つ好適なプラスチックの具体的な例は、ポリオレフィン、とりわけポリプロピレン、又はポリアミドである。このようなプラスチックのブレンド又は共重合体も使用可能である。

以下、本発明を、実施形態を参照してより詳細に説明する。もっとも、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、したがってさらなる組み合わせ及び適用が可能である。図面は概略図であり、図面中、同一の参照符号は同一の部分を表す。

アダプタの一実施形態を遠心機容器及び遠心機ホルダとともに示す図。 図１のアダプタの実施形態を示す斜視図。 遠心分離プロセスの後でアダプタから遠心機容器を取り外す際の、図１及び図２のアダプタを示す図。 アダプタの第２実施形態を示す斜視図。 アダプタの第３実施形態を示す斜視図。 アダプタの第４実施形態を示す斜視図。

図１は、アダプタ１０の一実施例を、その内部に収容された遠心機容器３０とともに示す。遠心機容器３０は、容器本体３１と、ねじ蓋の形の密閉体３２とを備えたボトルとして形成されている。アダプタ１０及び遠心機容器３０は、遠心機のロータに取り付け可能な遠心機ホルダ６０内に収容されるので、遠心機ホルダ６０と、アダプタ１０と、遠心機容器３０とが遠心機において一緒に加速されるとともに、密閉された遠心機容器３０の内部で内容物が遠心分離可能である。遠心分離は、例えば、遠心機容器３０内の２つ以上の異なる液体を分離し、又は固体粒子を含有する液体を分離する働きをしてもよい。

図２は、図１のアダプタ１０を斜視図で示す。アダプタ１０は、湾曲した移行領域１２３を介して互いに接続された底部領域１２と側壁領域１３とを有する椀形状又はカップ形状の基体を備える。底部領域及び側壁領域は、遠心機容器３０を収容する働きをする空洞１１を画定する。基体はスリット形状の孔１４の形をした４つの遊間を備え、これらは底部領域１２の縁から移行領域１２３及び側壁領域１３を経由してアダプタ１０の側壁領域１３の上端１５まで延びている。この上端１５は、側壁領域１３の上部末端であるとともに、上端縁領域１８の内端である。４つの孔１４によって、側壁領域１３は、底部領域１２を介して互いに接続された４つの区域又はセグメント１６に細分される。側壁領域１３の上端縁領域１８には、２つの対向するセグメント１６上に、ペン状の突起１７が、アダプタの残りの部分と一体に形成されている。この突起によって、セグメント１６を外側に引っ張ることが可能であり、それにより、上端１５によって規定される開口端縁の長さと、ひいては同時に空洞１１の開口断面とが拡大される。アダプタの外表面には補強リブ１９が成形されている。補強リブは、上端縁領域１８から始まり、側壁領域１３に沿って移行領域１２３を経由して下り、底部領域１２へと延在して、アダプタを強固にする。また、補強リブは、射出成形によるアダプタの製造を容易にし、遠心機ホルダ６０の接触面へのアダプタの適合性を向上させ、且つ遠心機ホルダからのアダプタの取り外しを容易にする。

アダプタ１０は一体に形成され、例えばポリプロピレン又はポリアミドのようなエラストマ系プラスチック材料、好ましくは繊維強化ポリアミドからなり、例えば射出成形により作成される。プラスチック材料は可撓性であるため、４つのセグメント１６は、遠心機容器３０（図１を参照）を遠心分離プロセスの前に収容し、遠心分離プロセスの後に再び解放するよう、互いに対して相対的に動かすことができる。このセグメント１６の互いに対する相対的な動きは、前述のように、有利にはピン形状の突起１７によって行われる。さらに、ピン形状の突起１７は、遠心機ホルダ６０からのアダプタ１０の取り外しに役立つ。遠心機ホルダはスイングアウトロータの遠心機カップであってもよい。ピン形状の突起１７によって、アダプタ１０は、容器３０と一緒にカップから取り外すことができる。

図３は、遠心分離プロセスの後の図１及び図２のアダプタ１０を、遠心分離プロセス後の収容された遠心機容器３０とともに示す。容器本体３１及び蓋３２を備えた遠心機容器３０をアダプタ１０から取り外すためには、アダプタ１０の１つのセグメント１６が、遠心機容器３０とアダプタ１０との間に隙間２０が生じるように、外側に弾性的に変形されてもよい。隙間２０を作り出すために、ピン形状の突起１７が、使用者によって指で外側に引っ張られる。これにより、空洞１１の開口断面が拡大し、その開口端縁は延びる。同時に、遠ざかるように曲げられたセグメント１６の側壁領域１３が遠心機容器３０の壁から分離され、遠心機容器は容易にアダプタ１０から取り外すことができる。使用者が容器の取り外し後にアダプタを離し、それによってピン形状の突起１７に印加された力が除去されると、アダプタは自発的に、図３に示す拡張された位置から図２に図示する開始位置へと戻る。これは、一方では弾性的に変形可能なプラスチックに内在する跳ね返り力（Ruckfederkraft）によって、また他方ではアダプタの形状によって達成される。ここでは、周方向における側壁領域１３の湾曲した構成及び移行領域１２３の湾曲した構成、ならびにセグメント１６を湾曲する際に力が印加されなければならない補強リブ１９の湾曲により、アダプタの内壁表面が遠心機容器の外壁に隣接しこれを支持する開始位置へのセグメント１６の戻りを達成する。

図４は、本発明によるアダプタのさらなる実施形態を示す。このアダプタは、主に遊間１４の構成において、図１〜３に示すアダプタと異なっている。遊間は、ここではフォーク形又はＹ字形に構成されており、弓形の孔領域１４１からなっていて、これに、弓の頂部領域でスリット状の孔１４２が接続されている。弓形の孔領域１４１は、上端１５から始まってアダプタ基体の側壁領域１３に延在する舌形状の切れ込み１４０を囲む。切れ込み１４０と孔領域１４１との間にはブリッジ状の領域１３１が残っている。例えばここに再びは図示しないピン形状の突起によって行われてもよいことであるが、アダプタの端縁領域を矢印に沿って外側へ動かすと、ブリッジ状の領域１３１がねじれ、空洞１１の開口断面が拡張し、側壁領域１３が遊間１４の領域において外側に反る。これにより、ここに図示しない遠心機容器の挿入及び取り出しが容易になる。

図５及び６に図示するアダプタは、同様に機能する。ここで、図５のアダプタにおいては、ブリッジ状の領域１３１が、台形形状の切れ込み１４０と、その側面に沿って底部領域１２の方向に下方に向かってオフセットされて延びる２つのスリット状の孔１４３及び１４３’との間に形成されている。図６のアダプタには３つのスリット状の孔１４０，１４３，１４３’が存在しており、これらは互いに平行に延在し、その間に２つのブリッジ状の領域１３１を形成している。

例えば、異なる大きさ及び形状の遠心機容器用のアダプタや、異なる遠心機の種類及びその遠心機ホルダ用のアダプタといった、アダプタのさらなる実施形態が考えられる。典型的な遠心機容器は、例えば１００〜３０００ミリリットルの容積を有する。

Claims (11)

1. 一体型の椀状の基体を備えた、遠心機容器（３０）用のアダプタ（１０）であって、
   前記基体は、前記遠心機容器（３０）の収容のための空洞（１１）を画定するとともに、底部領域（１２）と、該底部領域に接合し上端（１５）が前記空洞の開口端縁を規定する側壁領域（１３）とを備え、
   前記側壁領域（１３）には少なくとも１つの遊間（１４）が存在し、前記遊間は、力の印加によって、前記側壁領域（１３）が、前記空洞（１１）が前記遠心機容器（３０）の外径と適合された状態である開始位置から前記空洞（１１）が前記遠心機容器（３０）の外径よりも拡大された状態である拡張位置へと動くことを可能にし、
   前記基体は、前記力の除去時に前記側壁領域（１３）が自発的に前記開始位置に戻るよう、弾性的性質を有する可撓性のプラスチックで形成されていると共に前記底部領域（１２）と前記側壁領域（１３）との間に丸みを帯びた移行領域（１２３）を有することを特徴とする、アダプタ。
2. 前記遊間（１４）は、一直線のスリット状の孔であり、前記孔は前記上端（１５）から前記底部領域（１２）の方向へ、前記底部領域（１２）の縁まで延在することを特徴とする、請求項１に記載のアダプタ。
3. 前記遊間（１４）は、前記上端（１５）から始まって側壁領域（１３）の上部に延在する切れ込み（１４０）と、少なくとも１つの孔（１４１，１４３，１４３’）とを含み、
   前記少なくとも１つの孔（１４１，１４３，１４３’）は、前記切れ込み（１４０）の側部に近接し、前記切れ込みに対して前記底部領域（１２）側に位置するものであり、
   前記切れ込み（１４０）と前記孔（１４１）との間にブリッジ領域（１３１）を形成したことを特徴とする、請求項１に記載のアダプタ。
4. 前記孔（１４１）は弓形に形成されることを特徴とする、請求項３に記載のアダプタ。
5. 前記弓形の孔（１４１）には、前記底部領域（１２）の方向に延在するスリット状の孔（１４２）を接続したことを特徴とする、請求項４に記載のアダプタ。
6. 前記孔（１４３，１４３’）のそれぞれは、前記切れ込み（１４０）を挟んで両側に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のアダプタ。
7. 複数の遊間（１４）が、前記側壁領域（１３）の周方向に均一に分配されて存在することを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のアダプタ。
8. 前記基体の外側に、前記側壁領域（１３）から前記移行領域（１２３）を経て前記底部領域（１２）まで延在する補強リブ（１９）を形成したことを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のアダプタ。
9. 前記基体は上端縁領域（１８）に少なくとも１つの把持突起（１７）を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のアダプタ。
10. 前記プラスチックは可撓性のプラスチックであって、エラストマ系プラスチックであり、ポリオレフィン、ポリプロピレン、又はポリアミドから選択されることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のアダプタ。
11. 前記プラスチックは射出成形可能なプラスチックであることを特徴とする、請求項１０に記載のアダプタ。