JP6696592B2 - 試料採取チップ分割用器具 - Google Patents
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Description
本発明は、一端側に吸入口をもち、その吸入口から吸入された血液などの試料を保持しておくための流路を内部に有し、流路内に採取した試料の必要部分の一定量を分割可能に構成された試料採取チップを取り扱う器具であって、特にそのような試料採取チップを分割する際に利用される器具に関する。
従来の数mL以上入るような遠沈管に微量の血液を採取し、遠心分離処理をした後、血球成分が混じらないように上澄みの血漿成分のみの一定量をマイクロピペットなどで分取することは、試料量が微量であるほど困難になる。
微量の血液試料に対して血漿成分を採取する器具として、両端が解放されたキャピラリからなる微量採血管が使用されている。微量採血管を使用した血漿成分の採取では、微量採血管に血液を吸引し、パテなどで先端を封じてから遠心分離を行う。その後、血漿部分と血球部分の界面近傍で採血管を折って切断し、血漿成分だけを別に用意した容積が定まった毛細管に移し替えることで取り出す。取り出した血漿成分を、適宜処理した後、TLC(薄層クロマトグラフ)、LC(液体クロマトグラフ)、LC/MS(液体クロマトグラフ・質量分析装置)、質量分析装置などで分析する。
遠心分離された血球部分と血漿部分の間にある微量の白血球部分のみを採取することを目的とした遠心チューブも提案されている(特許文献1参照。)。その遠心チューブは、太径で大容量の上下2つの溜部の間に細径で小容量の溜部をもっている。下部の大容量溜部は有底で、上部の大容量溜部は開口により解放されている。その上部解放部から所定量を採血後、遠心分離すると白血球部分が小容量溜部にくるようになっている。遠心処理後に微細なガラス管(キャピラリ)を上部解放部より差し込み、小容量溜部にある白血球成分を採取する。
ディスクに毛細管を含む幾つかの流路を設け、ディスクを遠心処理して血液の成分を分離し、試薬と反応させて検出する研究も盛んに行われている。それに用いる器具として、例えば、一体成形されたチャンバー、流路、リザーバ及び分析用セルを有するディスク形状部材からなる器具が提案されている(特許文献2参照。)。血液サンプルをその器具に導入し、遠心処理にかけて血球を血清から分離させ、次いで血清をいくつかの処理工程や検査にかける。
本発明らは、ごく微量の試料を精度よく採取することが可能な試料採取チップを提案し、実施もなされている(特許文献3参照。)。提案の試料採取チップは、内部に設けられた流路内に試料を採取した後、そのまま所定のホルダに保持させて遠心分離を行なうことができる。さらにこの試料採取チップは、分析者の手で折って流路の必要部分を切り取ることができるように外面にスリットが設けられており、複数部分に分割することができる。これにより、内部の流路内で分離した試料のうちの必要な一定量を容易に取り出すことができる。
ここで、試料採取チップを分割する際、スリット部分が破断したときの衝撃により、流路内の試料が外部へ飛散する可能性がある。特に生体試料を取り扱う場合は、バイオハザードの可能性もあるため、飛散物には注意する必要がある。また、複数部分に分割する場合、取り出したい部分の長さが短いとその部分の切取りが難しいという問題がある。
そこで、本発明は、内部の試料の飛散を防止しながら試料採取チップの分割を容易に行なうことができる器具を提供することを目的とするものである。
本発明に係る試料採取チップ分割用器具は、試料採取用の流路を内部に有するとともに、前記流路の一部を切り取るために外面に設けられた切取り用スリットの位置で切取り可能な少なくとも1つの切取り部を有し、前記切取り用スリットの位置で一定の折り曲げ方向へ折ることによって前記切取り部を切り取ることができる試料採取チップの前記切取り部を切り取るための試料採取チップ分割用器具である。当該試料採取チップ分割用器具は、本体ブロックと、前記本体ブロックの内部に設けられているとともに前記本体ブロックの外面に通じる開口をもち、その開口を介して前記試料採取チップの前記切取り部を嵌め込んで収容する空間部と、前記空間部の外側で前記開口の周囲に設けられ、前記開口の近傍で分割された前記試料採取チップの破断部から飛散する試料を受けるための囲い部と、を備えている。
前記空間部は、前記切取り部を当該空間部の奥まで差し込んだときに、その切取り部を切り取るために前記試料採取チップの外面に設けられた前記切取り用スリットが当該空間部の前記開口の位置又はそれよりも僅かに前記空間部の外側の位置にくるように、その奥行寸法が設定されていることが好ましい。そうすれば、切取り部を空間部の奥まで差し込むことで、その切取り部を切り取るための切取り用スリットが必ず空間部の開口付近に位置するようになる。これにより、試料採取チップを折り曲げようとしたときに開口の縁の角部が切取り用スリット付近に接触し、切取り用スリットが設けられている位置に応力が集中して作用するため、その切取り用スリットが設けられている位置で試料採取チップが破断しやすくなる。したがって、目的の切取り部を確実に切り取ることができる。
ところで、空間部の厚み寸法はその空間部に嵌め込まれる切取り部の厚み寸法と略同一であるかそれよりも大きい必要があるが、空間部の厚み寸法が試料採取チップの切取り部の厚み寸法よりも大きすぎると、試料採取チップを折り曲げようとしたときに狙った位置に応力を作用させにくくなる。したがって、空間部の厚み寸法は最大でもその空間部に嵌め込まれる切取り部の厚み寸法よりも僅かに大きい程度であることが好ましい。「僅かに大きい」とは、空間部の内壁とその空間部に嵌め込まれた切取り部との間に生じる隙間が、例えば2mm以下であることを意味する。
本発明の好ましい実施形態では、前記囲い部が、前記本体ブロックの外面に設けられ前記空間部へ通じ、前記切取り部が前記空間部に嵌め込まれた状態の前記試料採取チップを前記折り曲げ方向へ折ることができる寸法をもつ凹部である。このような形態にすれば、簡単な構成によって囲い部を設けることができるので、本発明の試料採取チップ分割用器具を容易にかつ安価に作成することができる。
本発明の試料採取チップ分割用器具は、試料採取チップが複数の前記切取り部を有するものである場合にも適用することができる。試料採取チップが複数の切取り部を有する場合には、本体ブロックに、前記試料採取チップの前記切取り部のそれぞれに個別に対応した複数の前記空間部と前記囲い部が設けられている。
上記の場合、各空間部の開口は本体ブロックの互いに異なる側面に通じていることが好ましい。「各空間部の開口が本体ブロックの互いに異なる側面に通じている」とは、本体ブロックの複数の面に試料採取チップの各切取り部を挿し込むための開口が設けられていることを意味する。試料採取チップの各切取り部を挿し込むための開口を本体ブロックの互いに異なる側面に設けることで、作業者が切取り部を切り取る際に切取り部を挿し込む位置(開口)を間違えにくくなる。
本発明の試料採取チップ分割用器具では、本体ブロックと、本体ブロックの内部に設けられているとともに当該本体ブロックの外面に通じる開口をもち、その開口を介して試料採取チップの切取り部を嵌め込んで収容する空間部と、を備えているので、試料採取チップの切取り部を本体ブロックの空間部へ嵌め込んで試料採取チップを折るように試料採取チップと本体ブロックに力を加えるだけで、試料採取チップから切取り部を切り取ることができる。これにより、試料採取チップからの切取り部の切取りが容易である。さらに、空間部の外側で開口の周囲に、開口の近傍で分割された試料採取チップの破断部から飛散する試料を受けるための囲い部が設けられているので、試料採取チップから切取り部を切り取る際の試料の周囲への飛散を囲い部によって食い止め、バイオハザード等の問題の発生を防止することができる。
以下、試料採取チップ分割用器具の一実施例について図面を参照しながら説明する。
まず、試料採取チップ分割用器具の対象となる試料採取チップの一例について図6A〜図6Cを用いて説明する。
試料採取チップ102はチップ本体104を備え、チップ本体104は下基板106と上基板108から構成されている。下基板106と上基板108は接合により一体化されてチップ本体104を構成している。上基板108の接合面には試料採取用の流路110が形成され、下基板106と上基板108が接合されていることにより流路110がチップ本体104内に配置されている。
チップ本体104は基端112と先端114をもっている。この試料採取チップ102は試料を吸引した後に遠心分離処理を施すものであり、その際に遠心力が基端112から先端114の方向に作用するように、この試料採取チップ102が遠心分離機に装着される。チップ本体104の基端、先端という呼び方は、その遠心力の方向を基準に決めている。
チップ本体104は基端側に試料吸込口116をもっている。試料吸込口116はチップ本体104の基端112に設けられた凹部118内に通じる開口として設けられている。その凹部118は、試料採取の際に先端114を血液などの試料に接触させたときに試料が試料吸込口116から吸引されるのを容易にするためのものである。
流路110は毛細管現象により試料を吸引できる細さをもっている。流路110はチップ本体104内の先端側の連結部120でつながり、先端側から基端側に延びる2本の流路部分110a、110bをもっている。一方の流路部分110aは導入流路110cをもち、その導入流路110cが試料吸入口16に通じている。他方の流路部分110bは基端112に至らない位置で終端している。
流路部分110bの終端部に液溜まり空間110dが設けられている。液溜まり空間110dは、毛細管現象によって液を吸引しないような大きさの断面積を少なくともその入口部分(液溜まり空間10dの先端側端部)にもち、空気穴122はこの液溜まり空間110dの基端側端部に通じている。液溜まり空間110dは、流路部分110aの導入流路110cのうち空気穴122よりも基端側(図において上側)にある部分の内部容量以上の内部容量を有する。
液溜まり空間110dの入口部の断面積は、例えば流路部分110bの他の部分の断面積の2倍以上である。液溜まり空間10dの入口部の断面寸法の一例は、幅が3mm、深さが1.5mm程度である。
流路部分110bの終端部にかかる液溜まり空間110dを設けることの利点として、次のことが挙げられる。
まず、液溜まり空間110dは毛細管現象によって試料を吸引しないため、試料吸入口116から吸引された試料は、空気穴122の位置まで達することなく、液溜まり空間110dの入口部分で停止することとなる。これにより、抽出部110内に採取される試料の量を増やすことなく、流路部分110a,110b内への試料採取量を確保することができる。
さらに、試料吸入口116から吸引された試料は液溜まり空間110dの入口部分で停止するため、遠心分離が施される前では、液溜まり空間110d内に試料がない状態となる。なお,液溜まり空間110dの内面を疎水性にすることで、液溜まり空間110dの入口部分において、より確実に試料を停止させることができる。この状態で遠心分離が施されると、試料が平衡状態となることによって余剰となった試料は液溜まり空間110d内に貯留される。液溜まり空間110dの内部容量は、流路部分110aの導入流路110cのうち空気穴122よりも基端側(図において上側)にある部分の内部容量以上であるため、余剰となった試料のすべてが液溜まり空間110d内に貯留されることとなる。これにより、余剰となった試料が流路部分110bから溢れ出て空気穴122から排出されることを抑制することができる。
この実施例の試料採取チップ102は、基端側に採取部124、先端側に幅広部126が設けられている。採取部124の幅寸法及び厚み寸法は幅広部126の幅寸法と厚み寸法よりも小さくなっている。採取部124の上面と下面のそれぞれに、採取部124(流路110)が延びる方向と直交する3本の切取り用スリット128a、128b及び128cが設けられている。切取り用スリット128cは採取部124と幅広部126との境界部分に設けられている。切取り用スリット128aは空気穴122よりも先端側の位置に設けられ、切取り用スリット128bは切取り用スリット128aと128cとの間の位置に設けられている。
採取部124の3箇所の位置に切取り用スリット128a、128b及び128cが設けられていることにより、採取部124を3つの切取り部130、131及び132に分割することができる。この試料採取チップ102は、切取り用スリット126aの位置で折るように応力を加えれば、切取り部130を切り取ることができ、さらに切取り用スリット126bの位置で折るように応力を加えれば、切取り部131を切り取ることができ、さらに切取り用スリット126cの位置で折るように応力を加えれば、切取り部132を切り取ることができる。
切取り部131及び132には2本の流路部分110a,110bが含まれており、切取り部131、132を切り取ることによって、これらの切取り部131、132の流路部分110a、110b内に保持された一定量の試料を容易に取り出すことができる。
採取部124において切取り部131及び132が配置されている位置は基端部側にあるので、採取した試料に遠心分離処理を施したとき、切取り部131及び132には遠心分離された比重の小さい方の成分が位置する。例えば、試料として血液を採取し、この試料採取チップ102の基端側から先端側が遠心力の作用する方向になるように遠心分離処理を施したとき、切取り部131及び132には血漿成分又は血清成分がくるように、流路110における切取り部131及び132の位置が設定されている。
幅広部126はこの試料採取チップに採取された試料の名称や番号などの識別情報を記入したり、その識別情報を記入したラベルを貼りつけたりできる程度の大きさをもっている。幅広部126はまた、この試料採取チップをもつ際の把持部としても使用できる。
試料採取チップ102は例えば樹脂材料により構成されている。その樹脂材料は特に限定されるものではないが、例えばCOP(シクロオレフィンポリマー)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)、PP(ポリプロピレン樹脂)、PC(ポリカーボネート樹脂)、PVA(ポリビニルアルコール)などを用いることができる。
流路110は試料吸入口116から毛細管現象により液体試料を吸入するものであるため、流路110の断面積は毛細管現象を起こす細さであるだけでなく、試料が血液又は水溶液である場合には流路110の内面が親水性である必要がある。上に例示した樹脂材料は疎水性であるので、流路110内面と試料吸入口116は親水性になるように処理されていることが好ましい。
試料が血液である場合、血液を検体から直接吸引し、遠心分離により切取り部130に血漿を採取するために、流路110の内面には血液の凝固を防止する抗凝固剤が設けられていることが好ましい。抗凝固剤は流路110の内面に親水性ポリマーをコーティングした後、その上からコーティングしても良い。
この試料採取チップ102は、遠心分離後に切取り部131(及び132)を分析に供するために、切取り部131(及び132)がチップ本体104から切り離され、個別の切取り部131、132となる。試料採取チップ102から切取り部130、131及び132を切り取っていくには、チップ本体104を切取り用スリット128a、128b及び128cの位置で順に折っていく。このようにして、1つのチップ本体104から2つの分析用試料を得ることができる。一般に、最も基端側の切取り部130は不要な部分となるため、廃棄される。
次に、試料採取チップ102からの各切取り部130、131、132の切取りを補助するための試料採取チップ分割用器具の一実施例について、図1A−図1Cを用いて説明する。
この実施例の試料採取チップ分割用器具2は、本体ブロック3と、本体ブロック3の内部に設けられた空間部14、18及び20と、本体ブロック3の外面に設けられた囲い部をなす凹部4、12及び16と、を備えている。本体ブロック3の材質は、例えば塩化ビニルやポリプロピレンなど、試料採取チップ102と同等かそれよりも硬いものであればいかなるものであってもよい。
本体ブロック3は、略直方体部分3aと略直方体部分3aよりも細い幅寸法で略直方体部分3aの一端から突起した狭小部3bからなる。以下の説明では、本体ブロック3において狭小部3bが設けられている側を先端側、狭小部3bとは反対側を基端側とする。本体ブロック3の狭小部3bの先端面に凹部4が狭小部3bの全幅にわたって設けられている。これにより、狭小部3bの断面形状がU字型になっている。狭小部3bの凹部4の底面に空間部20へ通じる開口20aが設けられている。
本体ブロック3の基端側の側面8に凹部12へ通じる矩形の開口12aが設けられている。凹部12の最奥面に空間部14へ通じる開口14aが設けられている。本体ブロック3の面8と直交する側面10に凹部16へ通じる矩形の開口16aが設けられている。凹部16の最奥面に空間部18へ通じる開口18aが設けられている。
空間部14は、図2Aに示されているように、試料採取チップ102の最も基端側に位置する切取り部130(図6A〜図6Cを参照。)を嵌め込むためのものである。図2Bに示されているように、空間部14は、切取り部130を嵌め込んで試料採取チップ102のチップ本体104を切取り用スリット28aの位置で折ることによって、切取り部130を試料採取チップ102から切り取るために利用される。凹部12の高さ寸法(図1C及び図2Bにおいて上下方向の寸法)は、空間部14に切取り部130を嵌め込んだ状態のチップ本体104を、切取り用スリット28aの位置で折ることができるような寸法に設計されている。
空間部14の奥行寸法(図1Cにおいて左右方向の寸法)は、切取り部130の長さ寸法よりも僅かに(例えば1mm程度)短く設計されている。これにより、切取り部130が空間部14の奥まで嵌め込まれたときに、切取り用スリット28aが空間部14の開口14aの縁よりも僅かに外側で凹部12の内側の位置に配置される。これにより、図2Bに示されているように、切取り用スリット28aの位置で本体チップ104を折ったときに、凹部12の内周面がその破断面から飛散する液を受け、周囲への液の飛散が防止される。
空間部14の高さ寸法(図1Cにおいて上下方向の寸法)は、切取り部130の厚み寸法と略同一の寸法か、それよりも僅かに大きい程度の寸法か、又はそれよりも僅かに(例えば0.1mm)小さい程度の寸法に設計されていればよい。切取り部130は分析に供しない不要な部分であるから、本体ブロック3の内部に収容されたままになってもよい。そのため、空間部14の高さ寸法を切取り部130の厚み寸法よりも僅かに小さく設計すれば、チップ本体104から切り取った後の切取り部130を本体ブロック3内に残すことができる。
空間部18は、図3Aに示されているように、切取り部130が切り取られた後の試料採取チップ102の切取り部131(図6A〜図6Cを参照。)を嵌め込むためのものである。図3Bに示されているように、空間部18は、切取り部131を嵌め込んでチップ本体104を切取り用スリット28bの位置で折ることによって、切取り部131を試料採取チップ102から切り取るために利用される。凹部16の高さ寸法(図1B及び図3Bにおいて上下方向の寸法)は、空間部16に切取り部131を嵌め込んだ状態のチップ本体104を、切取り用スリット28bの位置で折ることができるような寸法に設計されている。
空間部18の奥行寸法(図1Bにおいて左右方向の寸法)は、切取り部131の長さ寸法よりも僅かに(例えば1mm程度)短く設計されている。これにより、切取り部131が空間部18の奥まで嵌め込まれたときに、切取り用スリット28bが空間部18の開口18aの縁よりも僅かに外側で凹部16の内側の位置に配置される。これにより、図3Bに示されているように、切取り用スリット28bの位置で本体チップ104を折ったときに、凹部16の内周面がその破断面から飛散する液を受け、周囲への液の飛散が防止される。
切り取られた切取り部131を空間部18から取り出すことができるように、空間部18の高さ寸法(図1Bにおいて上下方向の寸法)が切取り部131の厚み寸法と略同一の寸法か、又はそれよりも僅かに大きい程度の寸法に設計されている。
空間部20は、図4Aに示されているように、切取り部131が切り取られた後の試料採取チップ102の切取り部132(図6A〜図6Cを参照。)を嵌め込むためのものである。図4Bに示されているように、空間部20は、切取り部132を嵌め込んでチップ本体104を切取り用スリット28cの位置で折ることによって、切取り部132を試料採取チップ102から切り取るために利用される。凹部4の高さ寸法(図1C及び図4Bにおいて上下方向の寸法)は、空間部20に切取り部132を嵌め込んだ状態のチップ本体104を、切取り用スリット28cの位置で折ることができるような寸法に設計されている。
空間部20の奥行寸法(図1Cにおいて左右方向の寸法)は、切取り部132の長さ寸法よりも僅かに(例えば1mm程度)短く設計されている。これにより、切取り部132が空間部20の奥まで嵌め込まれたときに、切取り用スリット28cが空間部20の開口20aの縁よりも僅かに外側で凹部4の内側の位置に配置される。これにより、図4Bに示されているように、切取り用スリット28cの位置で本体チップ104を折ったときに、凹部4を挟む突起6a、6bが庇となってその破断面から飛散する液を受け、周囲への液の飛散が防止される。
切り取られた切取り部132を空間部20から取り出すことができるように、空間部20の高さ寸法(図1Bにおいて上下方向の寸法)は、切取り部132の厚み寸法と略同一の寸法か、又はそれよりも僅かに大きい程度の寸法に設計されている。
上記実施例の試料採取チップ分割用器具2では、本体ブロック3の外面に凹部12、16及び4を設け、それらの凹部よりも奥側に空間部14、18及び20を設けることで、凹部12、16及び4の内側面を本体チップ104の破断面から飛散する液を受けるための囲い部として利用している。
しかし、本発明において、本体チップ104の破断面から飛散する液を受けるための囲い部は、このような凹部に限定されない。
例えば、図5に示す実施例の試料採取チップ分割用器具2'は、本体ブロック3の外面に各空間部14、18及び20に通じる開口14a、18a及び20aが設けられている。本体ブロック3の各開口14a、18a及び20aが設けられている側面の各開口14a、18a及び20aに対応する位置に、各側面から突起して本体チップ104の破断面から飛散する液を受けるための庇22、24及び26が設けられている。図5の実施例では庇22、24及び26が各開口14a、18a及び20aの一方側にのみ設けられているが、各開口14a、18a及び20aを挟み込むように設けられていてもよい。
以上において説明した実施例の試料採取チップ分割用器具2、2'は、各各空間部14、18及び20が、本体ブロック3の互いに異なる側面に通じるように設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、互いに同一の側面に通じるように設けられていてもよい。
2,2' 試料採取チップ分割用器具
3 本体ブロック
3a 直方体部
3b 狭小部
4,12,16 凹部
6a,6b 突起
8,10 本体ブロックの側面
14,16,20 空間部
22,24,26 庇
102 試料採取チップ
104 チップ本体
110 流路
110a、110b 流路部分
110c 導入流路
112 基端
114 先端
116 試料吸込口
122 空気穴
128a,128b,128c 切取り用スリット
130,131,132 切取り部
3 本体ブロック
3a 直方体部
3b 狭小部
4,12,16 凹部
6a,6b 突起
8,10 本体ブロックの側面
14,16,20 空間部
22,24,26 庇
102 試料採取チップ
104 チップ本体
110 流路
110a、110b 流路部分
110c 導入流路
112 基端
114 先端
116 試料吸込口
122 空気穴
128a,128b,128c 切取り用スリット
130,131,132 切取り部
Claims (6)
- 試料採取用の流路を内部に有するとともに、前記流路の一部を切り取るために外面に設けられた切取り用スリットの位置で切取り可能な少なくとも1つの切取り部を有し、前記切取り用スリットの位置で一定の折り曲げ方向へ折ることによって前記切取り部を切り取ることができる試料採取チップの前記切取り部を切り取るための試料採取チップ分割用器具であって、
本体ブロックと、
前記本体ブロックの内部に設けられているとともに前記本体ブロックの外面に通じる開口をもち、その開口を介して前記試料採取チップの前記切取り部を嵌め込んで収容する空間部と、
前記空間部の外側で前記開口の周囲に設けられ、前記開口の近傍で分割された前記試料採取チップの破断部から飛散する試料を受けるための囲い部と、を備えた試料採取チップ分割用器具。 - 前記空間部は、前記切取り部を当該空間部の奥まで差し込んだときに、その切取り部を切り取るために前記試料採取チップの外面に設けられた前記切取り用スリットが当該空間部の前記開口の位置又はそれよりも僅かに前記空間部の外側の位置にくるように、その奥行寸法が設定されている請求項1に記載の試料採取チップ分割用器具。
- 前記空間部の厚み寸法は前記切取り部の厚み寸法と略同一か又はそれよりも僅かに大きい請求項1又は2に記載の試料採取チップ分割用器具。
- 前記囲い部は、前記本体ブロックの外面に設けられ前記空間部へ通じ、前記切取り部が前記空間部に嵌め込まれた状態の前記試料採取チップを前記折り曲げ方向へ折ることができる寸法をもつ凹部である請求項1又は2に記載の試料採取チップ分割用器具。
- 前記試料採取チップは複数の前記切取り部を有するものであり、
前記本体ブロックに、前記試料採取チップの前記切取り部のそれぞれに個別に対応した複数の前記空間部と前記囲い部が設けられている請求項1に記載の試料採取チップ分割用器具。 - 前記各空間部の前記開口は前記本体ブロックの互いに異なる側面に通じている請求項5に記載の試料採取チップ分割用器具。
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