JPH04127059A

JPH04127059A - 血清分離装置

Info

Publication number: JPH04127059A
Application number: JP24729890A
Authority: JP
Inventors: Michirou Shibazaki; 芝崎　迪郎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-09-19
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1992-04-28
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPH0785084B2

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］この発明は、採取血液に刺激を供与してその凝固を促進
させ、良質の血清を分離処理しつる血清分離方法ならび
にその装置に関するものである。

〔従来の技術１体外に採取された血液は、環境の変化に対応するために
血小板が破壊され、酵素の一種であるトロンボキナーゼ
がカルシウムと協働して血漿中のプロトロンビンをトロ
ンビンに変化させ、更にこのトロンビンがタンパク質の
一種のフィブリノーゲンに作用して、フィブリン（線維
素）を形成し、これが網目状となって血球と共に凝固し
、淡黄色で透明な血清と分離されることは広く知られて
いる。

したがって、採取した血液を、たとえば３０時間位放置
すれば、自然に血清が分離されるものである。しかしな
がら、検査もしくは治療に必要とされる血清を得るには
、自然分離法では所要時間が長すぎるので現在では、遠
沈分離法が採用されている。この方法は、遠心分離機を
利用するものである。

即ち、瀉血反応や沈降反応が的確に判定できるために、
食後少なくとも３時間以上経過した提供者から滅菌注射
器により採血するが、このような空腹状態で採取した血
液は、「乳び状」を呈していないため、検査に支障を生
じないが故である。この採取した血液を試験管に移し換
え、約２．５００〜３．００Ｏｒｐｍの速さで遠心分離
機により約１０分間遠沈処理を施すことにより、試験管
内には線維素が析出したゼリー状の凝固層が上部に、又
下部には血球層が略２層状に分離されるので、次で、ガ
ラス棒などを利用して、前記の凝固層を試験管壁から剥
離させ、再度前記と同速で約５分間程度遠沈する。この
結果試験管内には、上部に透明で淡黄色の上澄液状の血
清層、中間部に線維素層、下部に血球層が略３層状に分
離されることとなる。

この血清層には、フィブリノーゲン（線維素層）を含ん
でおり、アルブミンやグロブミン（６〜７％）や無機質
（０，９％）などを含んだもので診断もしくはその抗体
を利用した治療などに利用されるものであることも周知
の事項である。即ち、血液は血管から取り出されるとい
う環境の変化によってストレスを与えられそのままでも
凝固を開始するが、これに物理的もしくは化学的その他
の刺激を与えることによりこの凝固現象が促進され、血
清が分離されるものである。

一方、誘電体に電磁波を供与して分子運動を誘起させ、
この分子運動による発熱現象を利用した加熱・乾燥など
の技術が知られている。

この技術は、電磁波を利用して、木材などの乾燥（５〜
３０　ＭＨｚｌ、プラスチックの加熱（３０〜８０１Ｈ
ｚｌ、食品類の熱処理、殺菌Ｃマイクロ波帯）を行なう
ものであって、たとえば食品の調理、加温などに利用さ
れる電子レンジについてみれば、　２４５０ＭＨｚ程度
の電磁波を食品に供与すると含有水分（Ｈｔｏｌが分子
レベルで毎秒２４億５０００万回も電界の方向が変更さ
れる結果、分子が超高速で方向変更され、その際に互に
衝突し、摩擦し合って発熱されるため、この熱を利用し
て調理・加工をするものである。

即ち、マグネトロンで発生された２４５０ＭＨｚ程度の
電磁波を食品に投射し、その内部発熱現象を利用するも
のである。

［発明が解決しようとする問題点１前記の如くに検査等に必要とされる血清を得るために、
単に採取したまま血液を放置すれば、１日半近い長時間
を要し、また遠沈法による血清分離処理法の難点も約１
０分〜１５分間のように長い処理時間を要するため、た
とえば患者に対する施術中などにおいて緊急に血清検査
の必要が生じた際には間にあわないという問題があり、
医療の検査機関等のユーザよりは、迅速に血清分離しつ
るものの提供を待望されているところである。

また、採取した血液に刺激を与えれば、その凝固が促進
され、血清を抽出しうるものであるとは言え血液は平熱
（３６，５℃程度）を超えた微熱（３７，Ｃ１℃）以上
になると変質し、結果的に良質の血清が採取できなくな
るものであるから、たとえ強烈な刺激を供与しつるとし
ても単にマイクロ波の投射によっては温度上昇により血
液が変質し、良質の血清採取は不可能になってしまうも
のであった。

［問題点を解決する手段９作用１この発明の特徴はマイクロ波による刺激を所定の条件下
において行なえば、血液は３７．０℃以上に温度上昇す
ることなく急速に凝固させることができ、結果的に血清
分離処理を達成しつるものであることに着目したもので
あって、その構成上の特徴点は、その特許請求の範囲に
記載のとおりであって、この手法によれば、短期間の内
に血清が分離処理しつるものであり、しかも、その温度
も３７．０℃の所謂変質限界温度を超えるものではない
から、良質の血清が確保しつるものである。

その作用の特徴点についても、極短期間血液に十分制御
されたマイクロ波を印加するだけで、血液には強烈なス
トレスが与えられることとなり、即時に凝固が発生し、
容器の内壁などに血餅となって付着し、血清が分離しう
るものである。

〔実施例」次に、この発明の内容について実施例に基づいて詳細に
説明する。

前記の如く、採取した血液から血清成分を抽出するため
に、強制的に凝固させる手段として、マイクロ波を血液
に供与することが有効であるとの知見に基づき、以下に
説明する予備実験の後、実施例を２例試み、好ましい結
果が得られた。

＋１）予備実験この加熱現象について予め下記のテストを試みた。

（Ａ）予備テスト（１）（テスト条件） ■試料−水道水約１０ｍｊｌ！２、加熱装置−東芝製電子レンジｆＥＲ３２５ＲＦ）３
、容器−ガラス容器とスチロール容器４、電圧−１００
Ｖ電圧１００Ｖを印加した際のテスト結果は、表１のとお
りであった。

（表１）ｆＢ）予備テスト（２）次に、印加電圧を段階的に変更させて水道水の温度上昇
をテストしたところ、表２の結果を得た。

（テスト条件）１、試料−水道水　＋１４．０℃１１０ｍｎ２、加熱装
置−予備テスト（１１と同じ３、モード−弱４、容器−予備テスト＋１１　と同じ５、電圧−５０Ｖ〜８０Ｖ６、時間−６０ｓｅｃ（表２）以上の予備テスト（１１の結果からみて、電子レンジを
弱モードとし、その通電時間を３０秒以内とすれば、水
道水の温度上昇は３７．０”Ｃ以下であることが判明し
た。

また、予備テスト（２）の結果がらみで、電子レンジを
弱モードとし、印加電圧を７５Ｖ程ｌとすれば、水道水
の温度上昇は比較的にゆるｊかであり、８０Ｖを超える
と一挙に沸点に達ることが判明した。

また、予備テスト（１）および（２）からみて、容器は
マイクロ波の供与率を制御しつるものメ好ましいことを
確認し、また、これらの予備二ストの結果を踏まえて、
次のような推論の成５を確信した。

即ち、低電圧の印加状況で極短期間だけ強２を制御した
マイクロ波を採取血液に投射する２血液には強烈なスト
レスが与えられ、血液の５子が高速で方向変更を繰り返
すが、その投射４間が極めて短いものであるため、分子
間の６突、摩擦による発熱によって、血液の温度がヨ昇
現象を呈する以前にマイクロ波の供与が中１されること
となり、結局は血液に対する刺激ｉ与えられ急速に凝固
するに止まり、しかもそＯ温度は危険な３７．０℃以下
に押さえられ、血液Ｏ組織破壊による変質がみられない
ということ１ある。

この推論に基づいて次のような実施を試み後記の如き良
好な成果が得られた。

（２）実施手段 ■採取血液食後４時間経過し、空腹時の提供者から滅菌注射器によ
り、約２０ｃｃ採取した血液■実施装置血清分離装置１の電源部２からの電力によりモータ３を
始動させ、ターンテーブル４を微速で旋回させうるよう
にすると共に、同様に電源部２よりの電力の電圧を安定
化回路２Ａを介装してマグネトロン５に供与してこれを
発振させ、アンテナ５′から出射されたマイクロ波６を
破線矢印で示すように導波管７内で案内して、前記ター
ンテーブル４上の血液Ｂに供与するものであるが、当該
血液Ｂは、第２図に示すようにガラス製の処理容器ＩＯ
内に蓄えられており、係止クリップ１１によって処理容
器１０の頂部に掛止めされた保持具１２により垂設され
たガラス製の邪魔杆１３の下部を前記血液Ｂ中に浸漬さ
せたものである。

なお、１４は処理容器ｌＯの外周を部分的に被覆するア
ルミ箔であり、１５は、血液の温度を検出する温度セン
サであり、表示部１６により検知できるようにしたもの
である。

また、この処理容器１０は、第３図に示すような支持具
２０に懸架されるものであり、当該支持具２０は、底板
２１と頂板２２とを連杆２３で平行状に連結しており、
頂板２２の透孔２２′から挿入された処理容器ｌＯの底
部を、前記底板２１の凹入部２１′に受容させて、これ
を安定的に支持しつるように構成したものである。

（３）実施例（Ｉ）設定条件（１）供給電圧・・・・・・７５Ｖ（２）処理容器にアルミ箔を巻装しないもの。

（３）ターンテーブルの回転速度・・・・７〜１０ｒｐ
■（４）血液温度・・・・・・１４．０℃この場合を肉
眼観察に関して図示したものが第４図（イ）〜（ハ）で
ある。

即ち、第４図（イ）に示すようにガラス製の処理容器１
０に収容した血液Ｂにマイクロ＆１６を印加し、１秒と
いう短秒間経過状態では、血液分子は超高速の回転を繰
り返して衝突し、互いに摩擦し合って発熱が誘起される
が、肉眼によっては変化は十分確認できなかった。

しかしながら、顕微鏡観察によれば血液Ｂ中にバールチ
ェン現象が確認できた。この現象は、マイクロ波６を与
えられた血液Ｂ中の血球が互いに連鎖状となるものであ
り、所謂血液Ｂの凝固とは相違するが、その要因となる
ものである。

次に、更に１秒経過したものについては、第４図（ロ）
に示すとおりであって、肉眼によってもガラス製の邪魔
杆１３上に血餅Ｂ′が付着し始めることが視認された。

この状態を鏡検すると、前記したバールチェンが破壊さ
れ溶血していることが認められた。

即ち、マイクロ波６の付与により連鎖状となった血球が
、その連着部分から破断され、この際、溶血現象が発現
されるものであり、しかもこの溶血によって血小板と共
に血漿中のフィブリノーゲンに関与して血液Ｂの凝固が
開始され血餅Ｂ′が形成されるが、この血餅Ｂ′は主と
して処理容器１０内の邪魔杆１３にへばり付くように付
着される（第２図仮想線で示している）。

まだ、この段階においても表示器１６で観察される温度
センサ１５による血液Ｂの温度は、格別上昇されず低温
のままである。

更に、テスト開始後３秒経過した状態を見ると、第４図
（ハ）に示すように処理容器ＩＯの内面と邪魔杆１３の
表面に血餅層Ｂ′が形成され、血液Ｂの表面には白濁状
部Ｂ“が形成されるものであり、その内部には血餅層Ｂ
′と分離された淡黄色の血清Ｃが得られるものである。

なお、血液Ｂの温度上昇を回避するため、この実施例に
おいては３秒間以上の長期間に亘るマイクロ波６の供与
は好ましくないものであった。

（４）実施例（Ｉｌｌ設定条件＋１１供給電圧・・・・・・７５Ｖ（２）処理容器の外周にアルミ箔を部分的に巻装（３）
ターンテーブル・・・・実施例Ｉと同じ（４）血液温度
・・・・・・実施例Ｉと同じこの設定条件についてみれ
ば、血液Ｂの凝固、血清Ｃの分離に至るプロセスについ
ては実施例Ｉと共通しているが、処理容器１０の外周を
部分的にアルミ箔１４によって被覆させることにより、
血液Ｂに与えられるマイクロ波６の供給量を低減するよ
うに制御しており、これによって血液Ｂの凝固速度は、
実施例■の場合よりも遅くなる反面で、その温度上昇も
遅れて発生するという差異が存するものである。

以上のテストの結果を総括すると、マイクロ波６を印加
して血液Ｂを刺激し、ストレスを与えることによって、
血液Ｂは瞬時にして凝固を開始し、血清Ｃと血餅Ｂ′と
に分離されるものであることは明白であるが、印加電圧
が高すぎあるいは印加時間が長すぎると、血液Ｂが沸騰
し良質の血清Ｃの採取ができないことも判明した。

したがって、微少量のマイクロ波６を微少時間だけ印加
量を十分制御して与えることにより、血液Ｂの温度上昇
を回避しつつ血清Ｃ分離に成功した各実施例のものによ
り、その効果は確認できたものである。

マイクロ波６の印加量を制御する方法としては、前記の
方法の他に、たとえば低電圧によるマイクロ波６を短期
間断続的に供与することによっても十分その成果を挙げ
ることができることは言うまでもないことであり、更に
は、ファジィ集合に基づく仮定条件を含んだ制御指令、
たとえば「血液Ｂの温度が３７℃に近づいたならばマイ
クロ波６の印加を中止せよ１などと指示し、制御しつる
ファジィ制御手段を採用しても血清分離処理に有効であ
ることは明らかである。

また、第５図に変形例を示すように、ガラス、もしくは
プラスチックその他の材料で２層状に構成され、その間
に水槽１００を形成した処理容器１１０内に血液Ｂを注
入し、ゴム栓１１１によってこの容器１１０にガラス棒
１１２を垂設し、その外周を粗面状として表面積を増加
させた当該ガラス棒１１２の刺激部１１２Ａを血液Ｂ中
に浸漬させた関係配置となし、これを前記実施装置ｌ内
のターンテーブル４上に載置して同様にマイクロ波６を
印加させた場合についてみれば、所要短秒時間経過後に
おいて、同図（ロ）でみるように、処理容器１１０内の
底部には赤血球と白血球とが混在した部分ＤＸが、また
、上部表層部領域には、暗赤色状の凝縮部ＤＹが形成さ
れ、その間の中間層領域に良質の血清ＤＺが分離形成さ
れ、ガラス棒１１２の刺激部１１２Ａの外表面上には血
餅Ｅが凝固され、効果的に血清分離処理をなしえた。

即ち、この変形例については、水槽１００がマイクロ波
６の血液Ｂへの供与量を制御する一種の緩衝的役割を果
したものであって、血液Ｂの高温化を防ぎ、効果的に血
清ＤＺが分離処理されたものである。

なお、血液Ｂの凝固により血清Ｃが分離されるに当って
、血液Ｂに物理的もしくは化学的ショックを強（与える
程に、血液Ｂ中にストレスが強力に付与されることとな
って凝固が促進されつるものであることは、前記の如く
に明らかであって、具体的には、血液Ｂ中に邪魔杆１３
のような部材を浸漬させて配置することが有効であり、
その表面積が広い程効果的に血清分離が促進されるもの
であることは、前記の変形例を見ても明白であって、こ
のような邪魔材については、種々の具体例が発案される
ものであって、図示は割愛するが、表面形状的にみれば
、板状、コイル状、管状９粒状その他が容易に設計変更
可能であり、また、その形成素材についても、ガラス、
セラミックス、プラスチック。

あるいはステンレス合金もしくはこれらの表面にフェラ
イトなどを鍍金処理したものも有効であり、その設置数
については、単数のみならず複数個併設するなどによっ
て、−層面液Ｂの凝固速度が向上されうることは明白な
ことと言える。

更にまた、処理容器１０，１１０の形状については、所
謂試験管状のものについて実施を試み、良好な結果を得
られたものであるが、これ以外にたとえば、中空筒型状
をなし、血液Ｂの注入、抽出の容易な血液回路バッグな
どを活用することも有用であり、格別にその寸法、形状
、などについて限定されるものではないものであって、
十分供給量が制御されたマイクロ波６を均一に遺漏の不
具合がない状態で血液Ｂに印加できるものであれば足り
るものであるが、好ましくはその安全性向上のためフェ
ライトもしくはステンレス材を採用する他、処理される
血液Ｂの変化を検知しつるように、これに温度７重量そ
の他の検出手段が付設され、外部観察が可能なものとす
ることが効率的な血清分離処理にとって望ましいものと
言える。

以上のような処理工程を経て処理容器１０゜１１０など
内において分離形成された血清Ｃ１ＤＺについての後処
理については、たとえばこれに数分間程度加温処理を施
こし、約５０℃以上、好ましくは５６℃程度に昇温させ
ることによって、内包する酵素の作用を不活性化させた
後、自動採取手段によって処理容器１０，１１０から抽
出し、分析、およびその出力データの記録９診断１等に
活用するものであり、必要に応じては、不活性化処理後
の血清Ｃを凍結処理して、長期保存に備えつるようにし
ても差仕えないものであることは言うまでもない。

〔発明の効果１この発明は、以上の実施例においても明らかな如くに、
環境の変化に起因して凝固現象を発現する血液に能力を
、これに十分制御したマイクロ波を短期間だけ供与する
ことにより、温度上昇による血清の劣化要因を回避しつ
つ、低温下で血液を凝固させて短期間の内に血餅成分と
血清成分とに分離し、血清成分を抽出しつるものを得る
ことが出来たものである。

また、処理容器を部分的に金属層あるいは水槽などで被
覆させてマイクロ波の供与量を制御して、温度上昇率を
低下させることにより、採取した血清の劣化を防止しう
るものであり、処理容器を移動自在に配設したので、ム
ラなく均質に血液の凝固処理を図ることができたもので
ある。

更に、処理容器内の邪魔部材により、マイクロ波振動を
与えられた血液に対して、より一層の刺激を付与するこ
ととなって血餅の形成が促進され、結果的に効率的に血
清が分離処理されつるものが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法を実施する装置の一例を示す
側断面図、第２図は、処理容器の側断面図、第３図は、
処理容器の支持具、第４図（イ）〜（ハ）は、血液変化
の説明図、第５図（イ）、（ロ）は、水槽付きの処理容
器の縦断正面図を示すものである。１・・・血清分離装置４・・・ターンテーブル５・・・マグネトロン６・・・マイクロ波１０．１１０・・・処理容器１３・・・邪魔杆１４・・・アルミ箔１５・・・温度センサ２０・・・支持具１口０・・・水槽１１２・・・ガラス棒

Claims

【特許請求の範囲】１、採取した血液に短期間マイクロ波を供与させること
によって血液を凝固させ、血清を分離処理する血清分離
方法。２、採取した血液をガラス、セラミックスなどのマイク
ロ波を透過させうる素材からなる処理容器に収容させ、
概ね１００ＭＨｚ以上のマイクロ波供与手段によって、
前記処理容器内の血液に当該マイクロ波を短期間印加さ
せうるようにした血清分離装置。３、マイクロ波供与手段におけるマグネトロンに約７５
Ｖよりも多くない電圧の電力を供給しうるようにした請
求項２記載の血清分離装置。４、処理容器の外周を金属箔その他のマイクロ波を透過
させない性能のある素材で被覆した請求項２もしくは３
記載の血清分離装置。５、処理容器を移動させてマイクロ波を均一状に印加し
うるようにした請求項２もしくは３記載の血清分離装置
。６、処理容器内に邪魔部材を配設し、該邪魔部材を採取
した血液中に浸漬させるようにして当該血液にマイクロ
波を印加させるようにした請求項２もしくは３記載の血
清分離装置。