JPH01313757A - 血清分離用デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は遠心分離によって血液から血清を分離するのに
適した血清分離用デバイス及び血液から血清を分離する
方法に関する。

〔従来の技術〕

血液成分の分析は現代医療において不可欠なものである
。我々は、患者の血液が示す多くの化学的情報によって
、健康時と比較してそれがどれだけどの方向にずれてい
るかを知り、病態判定の一助としている。体液化学成分
の恒常性から臨床化学分析では、その試料として全血は
不適当であり、血清又は血漿が採用されている。即ち、
血清を用いて分析する場合には血液を試験管に入れ、遠
心分離にかけて血清と血球とに分離し、前者をピペット
で取出しこれを試料として分析に供される。

しかし、血清の分離に当っては、血球の混入を避けなが
ら、できるかぎり多量の血清採取しなければならず、熟
練と手間を要する。同時にピペットによる汚染もできる
だけ避けることに留意しなければならない。一検体に１
本の割合で清潔な毛細管ピペットを使用するのが普通だ
が、ピペットの再生に意外と時間を要しているのが現状
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記した事情から、最近になって全血からの血清分離を
高精度でかつ短時間で実施できるように種々の検討がな
され、例えば血液を遠心分離にかけて分離した軽い方の
相（血清）と重い方の相（血球）の中間の比重値を有す
る材料を挿入することによって、二相間に隔壁を形成せ
しめ、その後前記したピペットを使用しないで、デカン
テーションによって目的の血清を採取する方法が試みら
れている。このような分離用シーラントの形態としては
、粉末状、ペレット状、ビーズ状といった固体形態と、
液体形態とに分類される。具体的には固体形態のものと
しては、例えばスチロール樹脂から成る粉末状材料（特
公昭４８−３８８４１号公報参照）、２−ヒドロキシエ
チルメタクリレートやアクリルアミドの橋かけポリマー
のハイドロゲルから成るペレット状もしくはプレート状
材料（米国特許第３６４７０７０号参照）或いはポリス
チレン粒子表面に抗血栓材または湿潤剤を吸着させて成
るビーズ状材料（米国特許第３４６４８９０号参照）な
どが知られている。しかし、これらの固形材料は、隔壁
強度及びシール性が充分でなく、そのためデカンテーシ
ョンで血清分離する際にペレット間やプレートと管壁と
の空隙から血球が滲出し易く血清収率が低くなる上、更
に臨床検査に悪影響を与えるのが致命的欠点である。更
に、血清分離後、振動あるいは不自然な動きを与えると
、形成された障壁が破壊されるので移動時に十分注意を
要する。

これに対し、液体形態のものでは、上記固体材料の欠点
は解消される。しかしながら、かかる液体材料としてシ
リコン流体等が知られていたが、これらは二相間に隔壁
を形成せしめることができても、流動性であるためのデ
カンテーションによって血清相のみを取出すことは難し
かった。そこで、このシリコン流体等に適正な比重と構
造粘性を付与せしめたものとして、例えばシリコン流体
とチキソトロピック剤（シリカ）とを混合して成るゲル
状材料（シーラント）が開発されている（特開昭４９−
８９３８９号公報参照）。

しかしながら、この材料は遠心分離すると、それ自体若
干分離する傾向があるし、また一般的にシリコンは高価
であるため、実用的かつ経済的ではない。かかる現状に
基づき、分離しようとする血清と血球との二相の中間の
比重値を有し、しかも、形成された液体障壁がデカンテ
ーションによっても破壊されないように十分高粘度で血
液組成分とも反応しない液体ポリマーが開発されている
（例えば特開昭５３−４２２８３号公報参照）。このよ
うな高粘度流体ポリマーの開発により前記した液体形態
の分離用シーラントの問題点は解決されたものの、逆に
シーラントが高粘度で流動性に乏しいため、血清と血球
の中間へ移動するいわゆる反転現象が起こりにくくなる
という問題が提起された。

最近の血液検査ニーズの急激な増加にともなって、検査
の迅速化や合理化のために実際の使用現場において遠心
分離機により血液の分離を行う時に、回転数は赤血球の
破壊が生じない４０００ｒｐｍ以下でしかも短時間に行
える事が必要となってきている。

シーラントの反転性を上げるために、充填状態を重力方
向に対して、不均一にする試みが成されている。例えば
、米国特許第３９９７４４２号明細書では樹脂の充填を
重力方向に斜めにする方法が提案され、更に特開昭５７
−１４９９６４号公報では、充填樹脂表面に窪みをつけ
るなどの方法が提案されている。しかしながら、これら
の方法には充填すること自体に注意を要し、結果的に時
間がかかるという問題が存在する。

本発明の目的は、前記した従来の血液分離技術の問題点
を排除し、遠心分離により血液を血清と血球に分離する
に当たり、分離に対しより小さい遠心力で、より短時間
に、しかもより確実に分離隔壁をつくることができ、血
清を効率よくデカンテーションできる血清分離用デバイ
スを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に従えば、前記した目的は、血清分離用容器の中
に下記のＡ、Ｂ、Ｃ又はり。

Ａ：上層のシーラントよりも比重の小さいシーラントを
最下層に配していること、 Ｂ：上層のシーラントよりも粘度の低いシーラントを最
下層に配していること Ｃ：上層のシーラントよりも比重が小さく、粘度の低い
シーラントを最下層に配していること、Ｄ：上層のシー
ラントよりも比重が小さく、粘度の高いシーラントを最
下層に配していることのいずれかの関係にある少なくと
も二種のシーラントを配したことを特徴とする血清分離
用デバイス及びそれを用いた血清分離方法によって達成
される。このような血清分離用デバイスの具体例として
は以下のようなデバイスがあげられる。

（１）：粘度が２００〜ｉｏ、ｏｏｏポイズの範囲で且
つ比重が１．０３〜１．０８の範囲にあり、その粘度と
比重が前記Ａ−Ｄのいずれかの関係にある少なくとも二
種以上の分離用シーラントを血清分離用容器の中に充填
してなる遠心分離によって血液を血清と血球とに分離す
る血液分離デバイス。

（２）　：　（１）において分離用シーラントを容器へ
充填するに際し、容器へ先に一種の分離用シーラントを
充填し、次にその分離用シーラントよりも比重が大きい
分離用シーラントをその上側に充填することにより得ら
れるデバイス。

（３）　：　（１）において分離用シーラントを容器へ
充填するに際し、容器へ先に一種の分離用シーラントを
充填し、次に、その分離用シーラントよりも粘度が高い
分離用シーラントをその上側に充填することにより得ら
れるデバイス。

（４）　：　（２）において分離用シーラントを容器へ
充填するに際し、先に、後から充填する分離用シーラン
トよりも比重が小さく粘度が低い分離用シーラントを充
填し、次にそれよりも比重が大きく粘度が高い分離用シ
ーラントをその上側に充填することにより得られるデバ
イス。

（５）　：　（２）において分離用シーラントを容器へ
充填するに際し、先に、後から充填する分離用シーラン
トよりも比重が小さく粘度が高い分離用シーラントを充
填し、次にそれよりも比重が大きく粘度が低い分離用シ
ーラントをその上側に充填することにより得られるデバ
イス。

（６）　：　（１）において、使用する分離用シーラン
トの粘度の差が少なくとも１０ボイズ以上である分離用
シーラントを用いたデバイス。

（７）　：　（１）において、使用する分離用シーラン
トの比重の差が少なくとも０．００１以上である分離用
シーラントを用いたデバイス。

本発明に従って血液から血清を分離するプロセスは、例
えば本発明の血清分離用デバイスに血液試料を装入し遠
心分離機で１０００〜２０００　Ｃ，程度の遠心力をか
ける。遠心力が８００〜１００ＯＧ程度で血清と血球の
分離がはじまり、血餅の沈降が始まる。

次に沈降した血餅が分離用シーラントの比重より大きく
なって、シーラントを押しつけ、血餅の比重がさらに大
きくなりシーラントを押しつけてシーラントが上昇しは
じめ、シーラント層が血清と血球の間に載積して分離隔
壁が形成される所望の分離が完了する。

ところで血清の分離に際し、いわゆる反転現象を抑制す
る要因について種々検討したところ、分離用シーラント
血餅との比重差が小さいと、シーラントを浮上させるべ
き応力が十分働かないため反転が起こり難くなり、また
分離用シーラントの粘度が高過ぎるとシーラントが遠心
応力で流動することが出来ないため、反転が起こりに（
くなることを確認し、更に血餅による圧力によってシー
ラントが移動しないのは、遠心力による血餅の圧力がシ
ーラントへ均等にかかり、シーラントの移動モーメント
が生じ難いためであることを認めた。

本発明において使用されるシーラントは、充填時には取
り扱いやすく、充填が容易であり、充填後デバイス自体
を横置きしてもシーラントの充填形状が変わらず、且つ
分離性能が低下しない事が必要である。その為には充填
時には粘度が低く、又充填後静置した時には粘度が回復
する性質を有するシーラントを用いるのが好ましい。更
に、遠心力による応力を受けた時に、速やかに血清と血
球との間に移動して分離隔壁を作る必要があり、その為
にはシーラント反転のための移動モーメントが生じやす
いような粘性構造が必要となる。従って、本発明におい
て使用する望ましいシーラントには充填時には取り扱い
やすく、充填後には流動しにくく、また遠心分離による
血液分離時には流動し易いという、−見矛盾した性能を
満たすシーラントまたは充填材の使用が必要とされる。

そこで本発明においては、シーラントの反転性は、二種
以上のシーラントを組み合わせて使用し、これらのシー
ラントの粘度と比重の少なくともいずれかの差を利用す
ることによって、反転移動モーメントを制御し、そして
シーラントの反転性は、血餅の応力の掛かり方の不均一
性を利用する。このような好ましい二種以上のシーラン
トの組み合わせとしては例えば以下のような組合わせが
ある。

（１）二層充填タイプＡ 下層：比重が上層より小さく上に動こうとする。

上層：比重が下層より大きく下に動こうとする。

更に好ましくは 下Ｎ：比重が上層より小さく粘度が上層より低い。

上層：比重が下層より大きく粘度が下層より高い。

これにより、上層が下層の蓋をし、充填後でも横置き可
能となり、また遠心力による移動は、比重の差と粘性の
差を利用して行う。

または、 下層：比重が上層より小さく粘度が上層より高い。

上層：比重が下層より大きく粘度が下層より低い。

上層が下層の蓋をする効果は若干低下するものの、充填
後でも横置き可能で、遠心力による移動では比重差によ
って移動モーメントが有効に作用する。

（２）二層充填タイプＢ 下層二粘度が上層より低い（上に動き易い）上層：粘度
が下層より高い（下からの動きとで回転モーメントを生
じやすい） 本発明において、シーラントとして使用される材料とし
ては、前記条件を満足する任意の材料を使用することが
できる。そのような材料としては、例えばアクリル系樹
脂、シリコン系樹脂などのシーラントをあげることがで
きる。アクリル系樹脂としては、例えば特開昭５９−６
８６７２号公報に記載のアルキル（メタ）アクリレート
などの少なくとも一種の重合性単量体とアルキレンジ（
メタ）アクリレート又はヒドロキシアルキルジ（メタ）
アクリレートなどの少なくとも一種の重合性単量体とか
らなる共重合体などがあげられる。これらのアクリル樹
脂にシリカを分散させて粘度、比重を所定の範囲に調整
して使用することができる。

また、シリコン系樹脂としては、例えば特公昭５９−１
１８６３号公報に記載のようなジメチルポリシロキサン
などをあげることができ、ダウ・コーニングコーポレー
ションから「３６０シリーズ・シリコーン・フルーイン
ド」として市販されているものを好適に使用することが
できる。

ところで、本発明に用いられる二種以上のシーラントは
前記したように、粘度及び比重を制御する必要があるが
、例えばシーラントの粘度を制御する方法としては、樹
脂の分子量や分子量分布、樹脂の凝集エネルギー、樹脂
の官能基の種類、ポリマーの構造などによって樹脂自体
の粘度を制御したり、或いは、構造粘性付与剤として例
えばベントンや二酸化硅素などの無機フィラーを配合分
散することによってシーラントの粘性を制御することが
できる。

一方、シーラントの比重は、例えば樹脂上ツマ−の種類
、樹脂に導入する原子の種類などによって樹脂自体の比
重を制御したり、或いは比重調整剤としてシリカ、酸化
チタン、炭酸カルシウムなどの無機フィラーと組み合わ
せてシーラントの比重を制御することができる。

ところで、本発明に従って、デバイスにシーラントを充
填して血清の分離を行うに際しては、シーラントの充填
形状によって更に反転性能を向上させることができる。

特に下層部分が遠心力ベクトルに対して垂直となる平面
を与えないほうが、反転モーメントが発生しやすく、従
って下層は、遠心力ベクトルに対して垂直とは成らずに
傾きを持つ、或いは遠心力ベクトルに対して平らな表面
と成らないで窪みや凹凸と成った表面でも良い。

上層については、遠心力ベクトルに対して垂直であって
も無くても良いが、垂直で無い方が望ましい。

本発明に従ったシーラントの具体的な充填形状は例えば
第１図（Ａ）〜（Ｆ）などの配置をあげることができる
。第１図において１は分離用容器、２は上層のシーラン
ト、３は下層のシーラント、４は中間層のシーラントを
示す。

本発明の血清分離用デバイスの充填層は、少なくとも二
層であればよ（、必要により三層以上の構造を有しても
良い。その時には、反転をよりし易くするためにシーラ
ントの比重と粘度を最適に組み合わせることによってそ
の構造の有利さを利用することが出来る。

〔実施例〕

以下、実施例に従って本発明を更に詳細に説明するが、
本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するするも
のでないことはいうまでもない。

実施炎上 アクリル酸ｎ−ブチルエステル及びアクリル酸エチルエ
ステル共重合物からなるアクリル樹脂１００ｇ（比重０
．９９８／２５°Ｃ１粘度４００Ｐｓ／２５°Ｃ）に二
酸化シリコン（アエロジルＮｏ、３００．　　日本アエ
ロジル社製）を分散させ、２５°Ｃにおける比重が１．
０４１．剪断速度１ｓｅｃ−’での粘度５４０　Ｐｏ１
ｓｅのシーラント（ａ）を得た。

次に同様にして、シリカ量と二酸化シリコン量を調節す
ることによって比重が１．０４５．剪断速度１ｓｅｃ−
’粘度７２０　Ｐｏ１ｓｅのシーラント（ｂ）及び比重
が１．０５１゜剪断速度１ｓｅｃ”’での粘度９６０　
Ｐｏ１ｓｅのシーラント（Ｃ）を得た。

これらのシーラント（ａ）、０））及び（Ｃ）を内径が
１３ｍｍのガラス製真空採血管に（ａ）、　（ｂ）及び
（Ｃ）の順に０．５ｇずつ分注し、血液分離用デバイ、
スを得た。その時のデバイスの充填形状は第１図に示す
充填形状（Ｆ）に示す通りであった。

次に、これらの分離用デバイスに人の新鮮器８戚を採血
し、室温で約１時間放置した後、遠心分離機を用いて１
０００Ｇ及び１３００　Ｇで５分間遠心分離し、遠心分
離終了後、採血管を取り出し、分離した透明な上層液を
デカンテーシヨンにより分取した。何れの遠心分離の条
件でも分取された血清は汚染されておらず、又分離した
上層液は殆ど全量採取できた。残った隔壁層となったシ
ーラント層の厚さを測定したところ８ｍｍ以上であり十
分な反転性を有していた。また隔壁の強度は遠心力解放
５分後、デカンテーシヨンにより血球流出の有無により
チエツクしたが、血球の流出が無く隔壁は十分な強度を
有していた。

結果は第１表に示す通りである。

実五ｌ生え 実施例１で用いたアクリル樹脂に二酸化シリコン量を変
えて、比重１．０４１で粘度が剪断速度１ｓｅｃ−’で
９１０Ｐｏｉｓｅのアクリル樹脂系シーラントを、そし
て上層のシーラント（ｅ）としてジメチルポリシロキサ
ンに二酸化シリコンを配合して比重が１．０４５で剪断
速度１ｓｅｃ−’での粘度が６２０Ｐｏｉｓｅのシリコ
ン樹脂系シーラントを用い、第１図（Ｅ）の充填形状で
血清の分離を行った。

結果は第１表に示す通りである。

尖旌皿主 実施例１において、下層のシーラント［有］）として比
重１．０４２で剪断速度１ｓｅｃ−’での粘度が５４０
　Ｐｏ１ｓｅのアクリル樹脂を、そして上層のシーラン
ト（８）として比重が１．０４６で剪断速度１ｓｅｃ−
’での粘度を１２００Ｐｏｉｓｅとした実施例１のアク
リル樹脂系シーラントに二酸化シリコン量を変えたもの
を用い、第１図（Ａ）の充填形状で血清の分離を行った
。

結果は第１表に示す通りである。

尖詣尉土 実施例１において、下層のシーラント（ｈ）としてα−
オレフィン・マレイン酸ジエステル共重合体に二酸化シ
リコンを配合して比重１．０４２で剪断速度１ｓｅｃ−
’での粘度が５８０　Ｐｏ１ｓｅのオレフィン樹脂系シ
ーラントを用い、そして上層のシーラント（ｉ）として
比重が１．０４２で剪断速度１ｓｅｃ−’での粘度が１
０５０Ｐｏｉｓｅの実施例２と同じシリコン樹脂を用い
、第１図（Ｃ）の充填形状で血清の分離を行った。

結果は第１表に示す通りである。

１較皿上 実施例２においてシーラント（ｄ）のみを充填して血清
の分離を行った。

結果は第１表に示す通りである。

止較班ｌ 実施例３においてシーラント（ｇ）のみを充填して血清
の分離を行った。

結果は第１表に示す通りである。

止較斑主 実施例４においてシーラント（ｉ）のみを充填して血清
の分離を行った。

結果は第１表に示す通りである。

第一１−人 判定 申１　反転性　　　　１００％　：　隔壁層８ｍｓ＜＊
２　隔壁強度　　　　○　　　：　遠心力解放５分後デ
カンテーションにより血球流出がない △　　　：　血流が若干流出する

【図面の簡単な説明】 第１図（Ａ）〜（Ｆ）は本発明に従った血清分離用デバ
イスにおけるシーラントの配置状態のい（つかの例を示
す図面であり、１は分離用容器、２及び３は上層及び下
層のシーラント、４は中間層のシーラントを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、血清分離用容器の中に下記のＡ、Ｂ、Ｃ又はＤのい
   ずれかの関係にある少なくとも二種のシーラントを配し
   たことを特徴とする血清分離用デバイス。 Ａ：上層のシーラントよりも比重の小さいシーラントを
   最下層に配していること、 Ｂ：上層のシーラントよりも粘度の低いシーラントを最
   下層に配していること、 Ｃ：上層のシーラントよりも比重が小さく、粘度の低い
   シーラントを最下層に配していること、 Ｄ：上層のシーラントよりも比重が小さく、粘度の高い
   シーラントを最下層に配していること。 ２、請求項１記載の血清分離用デバイスを用いて血清を
   分離する方法。