JPH05312802A

JPH05312802A - 血液分離用の装置及びその方法

Info

Publication number: JPH05312802A
Application number: JP2408725A
Authority: JP
Inventors: David B Pall; デーヴィッド・ビー・ポール; Thomas C Gsell; トーマス・シー・グセル; Vlado I Matkovich; ヴラド・アイ・マトコヴィッチ; Harvey Brandwein; ハーヴィ・ブランドウェイン
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1993-11-26
Also published as: BR9006649A; EP0435298A2; GB2239403A; CA2032928A1; GB9028095D0; GB2239403B; AU640186B2; AU6821090A; IL96773A0; EP0435298A3

Abstract

(57)【要約】【目的】血液からプラスマを分離するための装置。【構成】６５ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳＴを有する
合成ポリマー繊維構造から成り、その構造は血液サンプ
ルを受け取る第一領域とプラスマを収集する第十二領域
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複雑な懸濁液の成分の
分離、より詳しくは血液などの気泡質液体の分離、より
詳しくは血液からプラスマを分離する装置とその方法に
関するものである。本発明の装置によれば、血液成分を
効果的かつ選択的に分離することが可能となり、従っ
て、特に診断用装置及びその部品としての使用に適する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】これまで、唾液、尿、血液、髄液、腹水
などの体液の診断用を目的として多種・多数のテストが
開発されてきた。本発明は、例えば指先から一、二滴採
取される血液や、テストのため又は輸血のために凝固防
止剤中にまぜられる血液、及び赤血球がプラスマや生理
食塩水、その他赤血球と適合する液体の中に懸濁されて
いる血液製品について、主として診断テスト用に使用す
ることを目的としている。通常この種のテストの多く
は、ひとつ以上の試薬を使って液体成分の反応を測色
法、又は分光光度法によって測ることにより行われてい
る。こうした診断評価は、主として種々の変異のため、
ますま高度化する臨床技術及び装置の焦点となってきて
いる。

【０００３】

【本発明が解決しようとする問題】最も重要で、かつ頻
繁にテストされる体液はプラスマであり、病院において
は静脈穿刺により５ｃｃかそれ以上の血液を採取し、遠
心分離器にかけることにより得られている。この場合、
赤血球は管の底に沈み、透明なプラスマが上部に残る。
しかし、この方法では危険な静脈穿刺を伴うだけでな
く、病院以外の環境下では実行不可能である。また、多
くのテストの場合、わずか５ミクロリットル、すなわち
一滴の血液の１／５から１／１０を必要とするにすぎな
い。本発明は３〜３０ミクロリットルのプラスマを経済
的かつ簡単に採取する方法及び装置に係わるものであ
り、更にそれらの装置・方法をその他の診断用装置の部
品と組み合わせることを目的としたものである。このよ
うなテストにおいてはターゲットとなるアナライトを妨
害するような物質が決して存在することのないようにす
ることが大切である。又、分離の際に検知不可のレベル
の除去が行われ、かつ全成分を含んだプラスマを得るこ
とも肝要である。例えば、血液プラスマ中の元の濃縮物
から、ファクターＩ〜ＸＩＩ（血液の凝固に不可欠なカ
スケードを構成する）のうち、いづれも大幅に減少され
ることがあってはならない。目の細かい繊維を通過させ
ることによって分離を行う場合は、ホルモン、タンパク
質、核酸、酵素、成長ファクター、リポプロティン、及
びヘパリンなどの重要な正常・異常血液成分の多数を繊
維の表面に吸着させることにより除去する傾向がある。

【０００４】更に、補体を成す多数のタンパク質を含む
免疫系統の成分が繊維表面との接触によって除去された
り、活性化されたりしないことが肝要である。最後に、
診断テストにはその過程で色の変化を見ることが含まれ
るため、ヘモグロビンがあまりに鮮明な赤色を呈してい
ると診断の妨げとなり、従って、赤血球の溶血現象は避
けられなければならない。本発明による装置・方法は、
これらのテストに必要な一、二滴の血液を、例えば病院
や、あるいは個人で採取することを可能とするものであ
る。尚、本発明の装置・方法に従って採取される検体は
遠心分離によって採取される物の成分と全く同一である
か、又はほとんど変わらない。

【０００５】血液製品濾過における表面グラフト改質有機繊維有機繊維材料をウェブ状にグラフトする技術は歴史のあ
るもので、これまで多くの方法が特許や専門誌において
紹介されている；こうした技術の歴史は３０年以上前に
さかのぼるものである。これらの従来技術の多くでは繊
維表面を親水性とする方法について扱っており、又、中
には、ヒドロキシル末端基を持った表面グラフトを生成
すると考えられているモノマーを使用している技術もあ
る。ただし、これらのうちいづれの技術でも、水性湿潤
性が単なる親水性以上のものであるとの開示はしていな
い。従来より、血液及び血液製品、特にパックされた赤
血球からの白血球除去には、繊維を改質していないポリ
エステル繊維マットが使われている。ここでは、まず赤
血球がフィルターを通過し、一方、白血球の一部が保持
される。この場合、繊維の直径がより小さければ、繊維
の表面積が増し、白血球除去率が高まるため、より望ま
しい結果が得られることが知られている。熔融吹き込み
成型によって作られる繊維は平均繊維直径が３ミクロメ
ーター以下であるウェブとすることが可能であるが、一
方、現在入手できる従来プロセス（押し出し及び絞り成
型）で得られる最も細かい繊維はその直径が６〜７ミク
ロメーターであり、従って、表面積が半分以下となって
しまう。よって、熔融吹き込み繊維のほうが、血液フィ
ルターとして望ましいことになる。赤血球を通過させな
がら白血球を除去する熔融吹き込みポリエステル繊維フ
ィルターの改良版は米国特許第４９２３６２０号に開示
されており、これによると、グラフトによって繊維表面
を改質し、未改質のポリエステル繊維より高い水湿潤性
のレベルに至ることが開示されているが、最も望ましい
形でもそのレベルは、親水性には至っていない。血液結
晶板の濃縮物を濾過することを開示した米国特許第４８
８０５４８号では、白血球を除去しながらフィルターが
結晶板を通過する。ここでのフィルターも表面グラフト
熔融吹き込みポリエステル繊維を使用しており、表面の
ＣＷＳＴが９０ダイン／ｃｍ、よりのぞましくは少なく
とも９５ダイン／ｃｍを越えるようグラフトれている。
（ＣＷＳＴの定義については以下を参照のこと。）第三
者によって上記米国特許のフィルターが作られるよう、
これらのフィルターを定義するには、膜の湿潤性を測定
する新しい方法を発明する必要があった；すなわち、こ
の方法が本発明に相当するものであり、よって以下にこ
れを記載する。

【０００６】繊維材料の湿潤液体が多孔質材料の上流表面と接触し、小さな圧力差が
かかる場合には、多孔質材料への流入及び通過は起こら
ない。流入の起こらない条件とは、多孔質構造を成す材
料を液体が湿潤させない状況である。それぞれの表面張
力が隣りあう液体の張力よりも約３ダイン／ｃｍずつ高
い、一連の液体を調製し、一滴づつ多孔質表面に落と
し、それが即、吸収されるか、又はそのまま表面上に残
るかを観察する。例えば、この方法を０．２ミクロメー
ターの多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
フィルターシートに適用すると、表面張力が２６ダイン
／ｃｍの液体の場合には急速な湿潤が観察されたが、表
面張力が２９ダイン／ｃｍの液体では湿潤されないまま
であった。他の合成樹脂を使った多孔質材料でも同じ現
象が観察され、湿潤−非湿潤の値は、まず第一に多孔質
材料を成す物質の表面物性に、そして第二に多孔質材料
の孔のサイズの特性によって左右される。例えば、孔の
直径が約２０ミクロメーター以下である繊維ポリエステ
ル（特に、ポリブチレンテレフタレート、以後ＰＢＴと
称す）は、表面張力５０ダイン／ｃｍの液体で湿潤され
るが、５４ダイン／ｃｍの液体の場合には湿潤されな
い。この現象を説明するため、“臨界湿潤表面張力”
（ＣＷＳＴ）という語を以下のとおり定義した。多孔質
材料のＣＷＳＴは、その表面に、表面張力が２〜４ダイ
ン／ｃｍだけ異なる一連の液体を滴下し、その液体が吸
収されるか否かを見ることによって測定される。多孔質
材料のＣＷＳＴは、吸収される液体の表面張力と、吸収
されない隣接する表面張力の液体の表面張力との平均値
として表される。こうして、前記の例の場合、ＣＷＳＴ
はそれぞれ２７．５ダイン／ｃｍと５２ダイン／ｃｍで
あった。ＣＷＳＴを測定する際、表面張力が連続的に２
〜４ダイン／ｃｍの間で変化する一連のテスト用標準液
体を調製する。該標準液体のうち、少なくとも２つの液
体からそれぞれ１０滴ずつを多孔質材料のそれぞれの場
所に滴下し、そのまま１０分間放置する。１０分後に観
察を行う。湿潤は吸収によって定義されるか、又は、１
０分間に１０滴中９滴までの明らかな湿潤によって定義
される。逆に、非湿潤は非吸収によって、又は１０分間
に少なくとも１０滴中９滴までの非湿潤によって定義さ
れる。表面張力において最も近接して配置されている湿
潤と非湿潤のペアがはっきりと識別されるようになるま
で、次第に高くなる、又は次第に低くなる表面張力を有
した液体を使ってテストを継続する。ＣＷＳＴがその範
囲内であることから、便宜上、二つの表面張力の平均を
ＣＷＳＴを特定するための一つの値として使用する。様
々な表面張力を持つ適当な液体を様々な方法で調製して
もよいが、ここに記載される製品の開発に使用される材
料は以下の通りである：溶液又は液体表面張力（ダイン／ｃｍ）水酸化ナトリウム水溶液９４−１１０塩化カルシウム水溶液９０−９４硝酸ナトリウム水溶液７５−８７真水７２．４酢酸水溶液３８−６９エタノール水溶液２２−３５ｎ−ヘキサン１８．４ＦＣ７７（３Ｍ社）１５ＦＣ８４（３Ｍ社）１３

【０００７】上記の方法により、多孔質材料の湿潤性を
表すため以前に使用された語はここで初めて明らかに定
義された。多孔質材料を親水性として定義するのは適確
ではない、なぜならばその定義によるとＣＷＳＴは７３
〜１１０以上となり得ることになるが、より高いＣＷＳ
Ｔ値の材料を使用した場合の現象が、７３ダイン／ｃｍ
のＣＷＳＴのものを使用した場合の現象と大きく異なる
からである。

【０００８】血液による繊維材料の湿潤パックされた赤血球の場合も、全血の場合も、赤血球は
７３ダイン／ｃｍの表面張力を有するプラスマ中に懸濁
されている。よって、プラスマが多孔質材料と接触して
いる場合、この多孔質材料の表面張力が７３ダイン／ｃ
ｍかそれ以上であれば自発的な湿潤が起こるはずであ
る。赤血球表面の表面張力は文献によると６４．５ダイ
ン／ｃｍである。（“血液細胞とタンパク質の表面張力
測定”ニューマンら、１９８３年、アナルスＮＹＡ
Ｓ、２７６〜２９７ページ）血液のヘマトクリック、す
なわち血球容積比は通常３７〜５４％であり、この濃度
であれば６４〜６５ダイン／ｃｍ以上のＣＷＳＴの多孔
質材料を血液全体が湿潤するに十分である。

【０００９】図１は実施例において使用されるテスト機
器の略側面図である；図２は本発明の装置を横断面から
見た側面図である；図２Ａは図２の装置の上面図であ
る；図３は本発明による他の装置の透視図である；図４
は本発明による他の装置の透視図である；図５は本発明
で使用され得る材料からディスクを切り取る装置を横断
面から見た側面図である；図６は該ディスクを望まれる
形状とするための装置を断面から見た側面図である；図
７は望まれる形状とした後のディスクを断面から見た側
面図である；図８は本発明の装置によって組合わされた
プラスチック管内に配置されたディスクを断面から見た
側面図；図９は平らな底面を持つ図７のディスクの変型
を断面から見た側面図である；図１０は側面下方に膜状
の防護層を有する図９のディスクの変型を断面から見た
側面図である；図１１は膜の層をより見えやすくした図
１０のディスクの拡大図である；図１２は第二の膜ディ
スクに組み合わせられた図１０・１１のディスクを断面
から見た側面図である。図１３はプラスチック管に組み
合わせられた図１０・１１のディスクを断面から見た側
面図である。

【００１０】

【問題を解決する手段】本発明は６５ダイン／ｃｍを越
えるＣＷＳＴを有する繊維構造から成り、その構造が血
液サンプルを受け取る第一領域とプラスマを収集する第
二領域から成ることを特徴とする装置を提供する。更
に、本発明は、血液を該装置の繊維構造と接触させるこ
とから成る、血液よりプラスマを分離させる方法を提供
するものである。又、本発明は、大体において平行であ
り、シリンダーがその上を交差している、二つの球状表
面の内部にフォームを内蔵する繊維構造から成ることを
特徴とする、血液からプラスマを分離するための装置を
提供する。又、本発明は、該装置の繊維構造を血液に接
触させることを特徴とする、血液からプラスマを分離す
る方法を提供するものである。更に、本発明は、繊維の
表面でヒドロキシル基を呈示するように有機繊維がグラ
フトされた繊維構造を有し、血液サンプルを受け取る第
一領域と、プラスマを収集する第二領域を有することを
特徴とする、血液からプラスマを分離するための装置を
提供する。又、本発明は、該装置の繊維構造と血液を接
触させることから成ることを特徴とする、血液からプラ
スマを分離する方法を提供する。更に、本発明は、６５
ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳＴと、０．２ｃｃ／ｃｃ以
上のＶｆとを有する合成ポリマー繊維構造から成り、そ
の構造が血液サンプルを受け取る第一領域と、プラスマ
を収集する第二領域とを有することを特徴とする、血液
からプラスマを分離する装置を提供する。又、本発明
は、該装置の繊維構造と血液を接触させることから成る
ことを特徴とする、血液からプラスマを分離する方法を
提供する。本発明は、６５ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳ
Ｔを有する繊維構造から成り、その構造が血液サンプル
を受けとる第一領域とプラスマを収集する第二領域から
成り、更に、プラスマの通過を可能とし、赤血球細胞の
通過を防ぐように第２領域と共に配置された多孔質防護
層から成ることを特徴とする、血液からプラスマを分離
する装置を提供する。又、本発明は、該装置の繊維構造
と血液を接触させることから成ることを特徴とする、血
液からプラスマを分離する方法を提供する。

【００１１】更に、本発明は６５ダイン／ｃｍを越える
ＣＷＳＴを有する繊維構造から成り、その構造が血液サ
ンプルを受け取る第一領域とプラスマを収集する第二領
域から成り、更に、プラスマの通過を可能にし、赤血球
細胞の通過を防ぐように第二領域と共存的に配置された
多孔質防護層から成り、該多孔質防護層が診断手段とし
ても機能することを特徴とする、血液からプラスマ分離
し、かつ診断テストを行うための自蔵式装置を提供す
る。又、本発明は該装置の繊維構造と血液とを接触させ
るための方法を提供する。更に、本発明は６５ダイン／
ｃｍを越えるＣＷＳＴを有する繊維構造から成り、その
構造が血液サンプルを受け取る第一領域とプラスマを収
集する外側に延びた第二領域から成り，外側に延びた部
分に隣接する第一の領域の一部がより大きな密度に圧縮
されており、プラスマの通過を可能にし、赤血球細胞の
通過を防ぐように共存的に配置されており、かつ該第二
領域が診断手段として任意に機能することを特徴とする
血液からプラスマ分離し、かつ診断テストを行うための
自蔵式装置を提供する。又、本発明は該装置の繊維構造
と血液とを接触させるための方法を提供する。更に、本
発明は６５ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳＴを有する合成
ポリメリック繊維構造の第一領域と血液サンプルとを接
触させることから成る、血液からプラスマを分離する方
法を提供する。本発明の装置・方法は、血液からマイク
ロリットル量のプラスマを分離するために使用される。
本発明の方法は、５０〜１００マイクロリットルの血液
から透明なプラスマを得るために使用されるもので、こ
こでは、血液を多孔質繊維マットの所定部分に塗布する
と、その短時間の後に繊維マットの別の部分に透明なプ
ラスマが現れるため、そのプラスマを、より小さな気孔
サイズで、より毛管作用の強い多孔質材料と接触させる
ことによって除去している。本発明の合成高分子繊維構
造は、熔融吹き込みプロセスによって凝集ウェブを形成
するために使用することのできる樹脂からなるものであ
ることが望ましい。これらの例としては、ポリブチレン
テレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメ
チルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、多種の
ポリアミドのいずれか、ポリカーボネート、及びあまり
通常には使用されることのない多種ある樹脂のいずれか
が挙げられる。これらのポリマーから成る繊維マットの
ＣＷＳＴはいづれも約４６ダイン／ｃｍ以下であり、よ
って本発明において使用するにあたっては、その表面を
グラフトし、ＣＷＳＴを６５ダイン／ｃｍ以上、望まし
くは９５ダイン／ｃｍ以上、更に望ましくは１１０ダイ
ン／ｃｍ以上に上げる必要がある。分離されたプラスマ
が血液中のプラスマに存在するすべての成分を保持して
いることが望まれる場合には、繊維構造の表面に出来る
限り高い密度のヒドロキシル基、ヒドロキシル基とカル
ボキシル基の混合、ヒドロキシル基とメチル基の混合、
あるいはアミン基を有するよう、グラフトを行うことと
する。本発明の望ましいプロセスでは、ヒドロキシル基
を呈示するモノマーを使い、これらモノマーを水性環境
下で重合化する。該分野に通常の技量を有する者であれ
ば、モノマーの選択及びグラフトを行う条件の選択は容
易である。プラスマ成分をできるだけ取り除くことのな
いウェブを選択するめやすは、ＣＷＳＴができるだけ高
いことである。ＣＷＳＴが６５ダイン／ｃｍ、より望ま
しくは１１０ダイン／ｃｍを越えることが、本発明にと
って望ましい製品のめやすである。

【００１２】本発明の方法を採用する装置透明なプラスマの現れる場所に血液を塗布する領域から
の動きの方向は、重要なデザインファクターであり、よ
って以後これを流れの方向と称する。繊維ウェブを作る
ための熔融吹き込みプロセスでは、二つ以上の通路を有
し、そのうち最も内側にある通路が柔らかくなった、又
は熔融された樹脂をノズルの先端に運び、一方その他の
通路が、樹脂を希薄化して繊維とする気体（通常は空
気）を高速度で運ぶことを特徴とする繊維化ノズルを使
用する。本発明の望ましい実施例では、その後繊維を集
め、ノズル先端から通常５〜２５ｃｍのところに位置す
る運動収集表面上にウェブを形成する。高度の延伸を達
成するには、運動収集表面の運動速度が約１０ｍ／ｍｉ
ｎを越えるものであることが必要である。この速度で収
集すると、ユニットあたりで収集される繊維の重量は、
本発明の方法を使った装置に必要とされる厚みの約１／
１０〜１／１００と小さくなりがちであり、従って材料
を約１００層ほど必要とすることになる。高度に延伸さ
れたマットを使用する場合には、プラスマの方向に対す
るウェブの延伸の度合いに従って、これとは全く異なる
結果が得られる

【００１３】材料の一体形状化上述のように作られた多層構造は、オーブンに製品を通
過させ、そのオーブン中で圧力ロールが材料を所定の密
度とするふたつの運動ベルトから成ることを特徴とする
積層オーブン中に通過させることができる。この操作に
より層を結合させ単一の一体シートとし、その後、本発
明での使用に望まれるサイズに裁断する。望ましい条件
を得るために行われるグラフトは積層の前でも後でもか
まわない。熱盤の間で圧縮することによりレイアップを
行い、積層シートを得ることもできる。又、加熱ダイを
用いて特殊な形状を得たり、隣接する領域の間の気孔サ
イズを変えてもよい。プラスマの分離用として従来入手
することのできた材料では、ガラス繊維マットを使用し
ていた。しかし、ガラス繊維を使っての作業は困難であ
り、よって均一性を得るためには、繊維を水性懸濁液か
らレイダウンしなければならないため、プロセス中、気
孔サイズを変えるための寛容度がほとんどなくなってし
まう。マットを形成してしまった後にガラス繊維の気孔
サイズを変えることは困難である。これは、圧縮が軽度
の場合、マットは元の形状にもどってしまい、一方圧縮
が重度の場合には破壊屑が常に表面移動するため繊維が
破れてしまうからである。熱成形によってあらかじめ成
型された形として圧延シート状に成形する本発明の装置
の能力は、本発明の特徴である。直径が３μｍ以下であ
る多層繊維マットも常温成型することができ、このマッ
トの接着性は劣るものの、本発明への適用には十分であ
る。

【００１４】プラズマ分離材料のモード本発明のプロセスで使用される材料の基本的機能は、血
液に接触させられた多孔質材料のひとつの領域から得ら
れる透明なプラスマを、多孔質材料のもうひとつの領域
に運ぶことである。すなわち、本発明による材料は血液
の塗布される第一領域と、プラスマの分離中に、プラス
マが赤血球細胞境界の前へと前進することによりプラス
マが濃縮さる第二領域とから成るものである。本発明の
望ましい実施例では、材料をより円滑に扱うため、すな
わち診断テストを目的として、プラスマが濃縮される第
二領域を膜などの別の材料と接触させる際、材料をホー
ルダーに固定する。

【００１５】本発明は上記を組み合わせることについて
も係わるものである。本発明の装置、特に図７及び９に
示すカップ状ディスクの取り扱いを円滑化するため、装
置の端に、血液により湿潤された後、装置を操作する際
のハンドルとなる延長部を任意に設けてもかまわない。
例えば、ポリエチレンストリップの端を熔融し、熔融さ
れた端をカップ又は装置の端に接触させ、これによっ
て、熔融樹脂が冷却され固まった後にカップ状ディスク
を操作するための便利なハンドルを提供し、使用者の指
が赤血球やプラスマに触れることを防ぎながら使用後は
これを取り外すことが可能である。このように濃縮され
たプラスマは様々な方法で利用される。例えば、プラス
マ分離材料中に試薬を入れ、収集されたプラスマの色の
変化を観察するなどして、診断テストに利用することが
可能である。又、プラスマ分離装置の気孔サイズよりも
小さな気孔サイズを有するひとつ以上の親水性フィルタ
ー又は膜とプラスマ収集領域とを接触させることによ
り、プラスマが膜に吸い上げられ、膜の上に色の変化や
その他のサインが現れるようにすることも可能である。
この場合、膜は、例えば抗体などであらかじめ処理して
もよい。又、膜を吸収パッドと接触するように置くか、
又は排出室の上において、水や水性試薬溶液が膜の内容
物を洗浄したり、あるいは内容物と接触したりするよう
にしてもよい。こうした応用方法は数多くあるが、その
うちのいくつかは実施例にて紹介する。

【００１６】その適用方法が簡単で普遍的であることか
ら、膜から独立して使用されるプラスマ分離装置は大き
な関心事となっている。図２、３、７、８、９に装置の
例を記述する。血液が装置の一端に置かれると、赤血球
とプラスマがもう一方の端に表面移動する。但し、この
場合、他方の端は緩やかに突出していてもかまわない。
赤血球の境界が終了するのが観察されるまで液体が反対
側に向かって移動するにつれ、プラスマの一部は赤血球
の境界より前を前進し、赤血球境界を越えたフィルター
部がプラスマで満たされたことを知らせる。この時プラ
スマの端は膜と接触し、よってプラスマは急速に膜に吸
収される。適切な設計がなされている場合、血液塗布か
ら膜の飽和完了までの時間は約１分間以下である。

【００１７】この方法は、その便利さから、特に有利な
ものである；同じ分離器とアプリケーターの装置を、い
ろいろな範囲のサイズの膜や、様々な処理を施した膜と
ともに使用することができる。第二の利点は、赤血球境
界の進行が目視できることであり、よって赤血球が膜に
到達するのを防ぐため装置を取り除くことができる。更
に、第三の利点は、膜上でテストが継続されている最中
でも、血液を入れたアプリケーターを廃棄することが可
能なことである。この点は、血液を通じて感染する疾患
の多い現状を考慮するに、無視することのできない大き
な利点と言える。

【００１８】

【実施例】呈示されている繊維の直径は以下の式を使っ
てＢＥＴ繊維表面積測定から求めた；ここで、ｄは繊維の平均直径を表し、Ｄは繊維の密度を
表し、Ａは１グラムあたりの平方メートルで表されたＢ
ＥＴの表面積を表す。実施例のデータを標示するにあた
り、繊維の体積とフィルターマットの体積との比率を表
すために記号Ｖｆを使用した。マットの特徴を記載する
にあたり、特に異なる密度の繊維を使って作られた材料
を比較する場合には、この記号を使うことに意味があ
る。例えば、本発明の製品は、いづれのＶｆも０．２で
あるところの同様にグラフトされたＰＢＴとポリプロピ
レン繊維を使って作ることができる。これらの繊維は等
しい平均気孔サイズを有し、プラスマ分離にたいして同
様の反応を示すが、マットの密度は大きく異なる。以下
の表は密度によって材料の特徴を定義することにより生
じた歪みを更に詳しく表している：繊維密度マット密度Ｖｆ材料ｇ／ｃｃｇ／ｃｃｇ／ｃｃポリプロピレン０．９００．１８００．２ＰＢＴ１．３８０．２７６０．２ガラス２．５００．５０００．２

【００１９】この実施例で使用されいるＰＢＴウェブは
熔融吹きこみにより作られ、ウェブとして繊維を収集し
た。実施例１、２、４、７および１０での使用にあたっ
ては、別途記載はないかぎりはコバルト６０照射線と、
モノマーとしてのヒドロキシエチルメタクリレート（Ｈ
ＥＭＡ）とを使って水性環境中にてウェブをグラフトさ
れ、洗浄・乾燥ののち製品は繊維平均直径２．６μｍ、
予想密度１．３６ｇ／cc、又０．００１３８ｇ／ｃｍ²
を有するものとなった。

【００２０】実施例１、２では、テスト機器は図１に示
す透明なプラスチック製で、トッププレート１の幅が
２．５ｃｍ、長さが８ｃｍ、厚さが１．５ｃｍで、平た
い表面となっている。更に、反対側にある幅３ｃｍの平
たい表面４にはかみ合い部材３が設置されている。例１
ａを準備するため、０．００１３８ｇ／ｃｍ²のウェブ
を７層重ねあわせ、０．４４ｃｍ幅×２．５８ｃｍ長さ
のストリップを繊維の方向と平行に切り取った。テスト
を行うため、ストリップ６を図１の機器の長さと垂直の
関係を成す表面４の上に載せ、ふたつのプレートの間隔
をふたつのスクリュー７（ただし、ふたつめのスクリュ
ーは図示さず）で調節して、ストリップ６が０．０５４
ｃｍになるまで圧縮した。次にピペットを使って血液を
５にたらし、マイクロスコープを付した網目印を通して
赤血球とプラスマ境界の動きを観察した。赤血球境界が
静止したとき、すなわち、テストストリップの気孔がす
べて埋まった時、赤血球の位置を記録した。表１につい
てであるが、例１ａを実施するため、試料の厚さを０．
０５４ｃｍに調節した。公知の繊維の重量、繊維密度、
試料密度に基づき、繊維体積と全体積との比率、Ｖｆは
０．１３ｃｃ／ｃｃである。試料の長さとその幅・厚さ
とを掛けると試料全体の体積が得られ、その値と（１−
Ｖｆ）とを掛けると試料中の気孔の体積が求められる。
尚、この値は、０．０２０５ｃｃ、又は２０．５μＬで
ある。この体積は試料に供給される血液の体積と等しい
と考えられる。収集されたプラスマの体積を供給された
血液の体積で割り、１００を掛けるとプラスマの回収効
率１０．８％が得られる。例１ｂ−１ｇもそれぞれに使
用されるウェブの層を適当な数だけ用いて、同様の処理
を行った。

【００２１】表１繊維分別体積Ｖｆの機能としてのプラスマ分離効率。繊
維の方向と平行な流れを有する延伸繊維。試料の長さ＝
２．５８ｃｍ、幅＝０．４４ｃｍ。図１の機器。ＥＤＴ
Ａ凝固防止剤に入れられた血液。ヘマトクリット＝３９
±１％。表１収集されたププラスマ例試料の厚さＶｆ時間気孔体積ラスマの体積回収率（cm) (cc/cc) （秒）（μＬ）（μＬ）（％）１ａ .054 0.13 81 20.5 2.2 10.8 １ｂ .056 0.16 90 20.5 2.9 14.3 １ｃ .056 0.20 105 19.6 4.3 22.0 １ｄ .058 0.24 120 19.3 5.0 25.9 １ｅ .064 0.27 116 20.4 6.3 30.9 １ｆ .066 0.30 352 20.0 8.4 41.8 １ｇ .073 0.38 580 20.0 10.7 53.2 Ｖｆ値の低いウェブは効率も低い為、望ましくないこと
になる。Ｖｆ値が０．２０を越えるウェブが望ましく、
０．２４を越えれば更に望ましい。実施例２は実施例１
の機器、材料を使い、実施例１の方法で行い、流れの方
向が繊維の方向と平行又は垂直であるように切り取られ
た時の、その他の条件は同じであるストリップの血清分
離行動を比較した。その結果を表２に示す。

【００２２】表２流れが繊維の方向と平行又は垂直であるプラスマの分
離。条件は表１に記載の通り。収集されたププラスマ試料の厚さＶｆ時間気孔体積ラスマの体積回収率方向（ｃｍ） (cc/cc) （秒）（μＬ）（μＬ）（％）平行 .054 0.16 109 20.5 3.4 16.6^* 〃 .056 0.20 104 20.5 3.8 19.3 〃 .056 0.24 165 19.0 4.6 23.6 直角 .054 0.16 154 20.5 3.9 19.7 〃 .056 0.20 233 20.5 4.5 22.4 〃 .056 0.24 221 19.1 5.3 27.1 ＊表１のものと比べて値が低いのは、別のロットの血液を使用しているためである。

【００２３】流れが繊維の方向と垂直である状況のほう
が効率は良くなるが、試料の完全な充填には時間がかか
る。実際的にはどちらも使用可能であるとの結論に達す
る；つまり、垂直の流れは流れの通路が短い装置の場合
に望ましく、平行な流れは比較的長い流れの通路を有す
る装置に適する。例えば、ターゲット時間が約１分間で
ある場合、０．５−１ｃｍを越える流れの通路を有する
装置は平行繊維を使って作ることが望ましく、その長さ
が０．２−０．５ｃｍである装置は垂直の流れ方向を使
用するのが最も良い。

【００２４】実施例３は平行の流れを得るためのプラス
マ分離器の製作について記述している。図２の略立面図
に示されている装置の中央にある作動部材１は、実施例
１のフィルター材料のように、多層の繊維ウェブであ
る。ＣＷＳＴを望ましい範囲とする。望ましい範囲は＞
１１０ダイン／ｃｍであるが、これはＨＥＭＡや、ヒド
ロキシエチルアクリレート、ヒドロキシルプロピルアク
リレート、及びその他のヒドロキシル含有モノマーなど
のモノマーを使ってグラフトすることにより達成され
る。望ましい長さは０．５−１．０ｃｍであり、繊維の
体積と厚さ、幅はＶｆが０．２４となるような値とす
る。図２のとおり、作動部材１は望ましくは図２Ａの楕
円形の透明なプラスチック外皮２に包まれており、約１
５０μＬまでの血液が入れられるへこみ部分３が提供さ
れるような形状を呈するものとする。（代わりに、プラ
スチック外皮は長方形、又はその他の横断形状を呈して
も良い。）血液を入れたのち、マットの気孔がすべて満
たされるまで流れを３０−９０秒継続し、その後、流れ
を止める。その時、装置を突起部４のところで手を使っ
て親水性微孔質部材（例えば、ナイロン６６膜）と接触
させ、装置の下端で収集されたプラスマを膜にひきよせ
ても良い。膜はプラスマの成分と反応する試薬で事前に
処理してあってもなくてもかまわず、一般には診断用と
して有用である。

【００２５】実施例４は熱成型による一体多孔質材料に
ついて記述している。上述のＨＥＭＡグラフトＰＢＴウ
ェブを１７層、１２０℃で熱圧縮し、厚さ０．０６４ｃ
ｍ、Ｖｆ値０．２７とした。テスト試料を、繊維方向と
平行にラミネートから切り取り、図３中、アイタム１と
して記載されている幅０．４３７ｃｍ×長さ２．６ｃｍ
の一体自己接着ストリップを得た。次ぎにストリップ１
を両面圧力感知テープによってポリエステルフィルム裏
打ち２に接着した。血液をストリップ１の末端と接触さ
せて3 に載せ、実施例１と同様の方法でプラスマの分離
を観察した。収集されたプラスマの平均体積は５．７μ
Ｌ、平均効率は２７．７％、流れが静止するまでの平均
時間は１６３秒であった。

【００２６】実施例５は一体診断能力を有する平行流れ
プラスマ分離装置を記述している。繊維直径の範囲を３
μｍ以下とした熔融炊きこみウェブをグラフトし、最も
望ましい範囲のＣＷＳＴを達成し、成形された熱盤の間
の熱圧縮により最も厚い部分が幅０．０６４ｃｍ、長さ
０．５−１ｃｍであり、最も薄い部分が幅０．０４２ｃ
ｍ×長さ０．５ｃｍである図４に示すテストストリップ
１の形状を得、総重量が０．０２ｇ／ｃｍ²であるひと
つ以上の層として使用しても良い。こうして、二つの部
分はそれぞれ０．２７ｃｃ／ｃｃ、０．４１ｃｃ／ｃｃ
のＶｆ値を有することとなる。テストストリップ１は実
施例４と同様の方法でプラスチック裏打ち２に接着され
る。血液をストリップの末端３に塗布すると、１分後、
プラスマはより高いＶｆ部分４に到達し、この場所は毛
管作用がより高いことからここで吸収される。診断試薬
を予め含浸させてあってもよい部分４は、診断の目的に
使用される。

【００２７】実施例６では、実施例５の熱圧縮プレフォ
ームのより薄く、より密度の高い部分をプラスマと反応
して診断に関する情報を提供することを目的とした試薬
で含浸する。

【００２８】実施例７はプラスマ分離装置の簡単で、経
済的な使用法を記述している。熔融吹きこみ繊維ウェブ
をその重量が０．００１３ｇ／ｃｍ²の時、その繊維直
径が２．４μｍとなるように調製した。ＨＥＭＡモノマ
ーでγ−グラフトし、洗浄・乾燥した後、ＣＷＳＴは１
１０ダイン／ｃｍ以上、繊維直径は２．６μｍ、そし
て、重量は０．００１３８ｇ／ｃｍ²であった。この材
料の６４層を重ねあわせ、１２０℃でスチール熱盤の間
を熱圧縮し、厚さを０．２７ｃｍとした。図５に示すと
おり、外径３ｃｍ、内径１ｃｍ、長さ１ｃｍのスチール
空洞シリンダー“ホールドダウン”を使用して、多孔質
材料２を軽く圧縮し、一方、内径０．７９４ｃｍ、外径
０．９６５ｃｍの円筒形切断具３の尖った先をホールド
ダウン１の１ｃｍの内径に挿入し、回転させて直径０．
７９４ｃｍのディスクを切り取った。図６に示すとお
り、ディスク４を、内径０．７９７ｃｍ、長さ約３ｃｍ
の第二のスチール空洞シリンダー５に移した。一端に外
径０．７９５ｃｍのスチールロッド６を０．４６７ｃｍ
半径の球状の凸状の丸みとし、一方、第二のロッド７を
もう一端において０．４６７ｃｍ半径の球状の凹状の丸
みとした。このふたつのロッドを直径０．７９７ｃｍの
シリンダー５に挿入し、１１ｋｇの力をロッドの末端に
かけてディスク４を茶碗状の部材とした。これは、図７
中で、アイタム８として縦断面図に表されている。ここ
では、ハッチング部分は繊維を表し、斜線の施していな
い上部は２、３滴の血液が入れられる半球状のレセプタ
クルを表す。

【００２９】カップ状のディスク８の外径は、このディ
スクがその内部に形成さているシリンダー自体の直径
０．７９７ｃｍよりも約０．０１ｃｍ大きいものであ
り、かつ、繊維部分（斜線部）は約０．２５ｃｍの厚さ
を有していた。凝集強さは以下に記すプロセスに必要な
操作に十分耐えられるものであった。トゥイーザーを使
って、抗体や、酵素、ペプチド、核酸、及び炭水化物な
どの有機分子を結合するように予め処理された１．５ｃ
ｍ²の多孔質ナイロン６６膜の上に凸状の下方表面を下
にして茶碗状ディスクを載せた。血液１２０μＬを茶碗
状ディスクの凹状上方表面に載せた；処理されたナイロ
ンディスクは１分以内に透明なプラスマで飽和され、直
径が１．３ｃｍとなった。ナイロン表面から除去する
と、茶碗状ディスクの上方９０％は赤血球で飽和されて
いるのが観察された。一方、下方の１０％は白いまま
で、透明なプラスマで飽和されていた。

【００３０】茶碗状ディスク８の利点は、同じ目的のた
めに単なる円形ディスクを用いた場合と比べると明瞭に
なる；（ａ）たった１滴の血液の体積でも単純なディスクから
は溢れだし、処理が不可能となってしまう。一方、茶碗
状ディスクであれば、２滴以上の血液でも問題なく受け
入れることができる。（ｂ）茶碗部分を満たすことにより、その上方表面はす
べて均一に血液にさらされ、よって分離はより効率良く
行われ、プラスマの体積はより大きくなり、操作がより
迅速に行われる。

【００３１】茶碗状ディスクのこの他の利点については
実施例１０に記載する。ラミネートを熱成形し、これを
ディスク状に切り取り、更に茶碗状に成型するという上
記の３つのステップより成るプロセスは、まずレイアッ
プを予めたとえば、熱い空気を通すなどして加熱し、ま
だ熱いうちにディスクを切断し、次ぎに同じ操作で完成
した茶碗状ディスクを圧縮し、成形することから成る過
程にまとめてしまってもよい。より強く、より凝集性が
強く、保管中、発送中、及び使用中における機械的ダメ
ージにたいする耐性が強い茶碗状ディスクは、実施例７
のプロセスを以下のとおり改めることにより得られる；
（ａ）熔融吹きこみウェブの繊維の表面をグラフトし、
ウェブを水洗いする、（ｂ）湿潤されたウェブをレイア
ップし、処理して実施例７の茶碗状ディスクを成型す
る、（ｃ）成型された茶碗状ディスクを加熱により乾燥
させる。

【００３２】実施例７では流れは繊維の方向にたいして
垂直であった。更に、この実施例の装置の形は“シリン
ダーの交差する二つの平行な球状表面内に収納されてい
る”形状として、記述してもよい。ただし、平行性から
多少逸脱しても本発明の実施の範囲にあてはまるものと
する。

【００３３】実施例８は実施例７のヴァリエーションで
ある。図９に示すとおり、このヴァリエーションは、平
たい下方表面を呈することを特徴とする。従って、装置
をその意図した機能を目的として使用する場合には、プ
ラスマをより迅速に運ぶこと、及びプラスマの収量が改
善されることから、望ましいといえるだけでなく、実施
例７と同様に塗布された血液を入れるリセプタクルも同
時に提供される。

【００３４】実施例９二つの試薬を取りいれた実施例
７の装置。診断の過程では第一の試薬が第二の試薬に接
触する前に第一の試薬をプラスマに加える必要のある場
合が多い。ここで、第二の試薬は処理前の段階で微孔質
ポリアミド膜などに共有的に、又はイオンで結合されて
いる。第一の試薬を提供するには、１．２ｍｇ／ｃｍ²
のＨＥＭＡグラフト熔融吹きこみウェブを８層ほど第１
試薬の溶液にて飽和し、その後、乾燥させる。これとは
別に、ＨＥＭＡグラフト熔融炊きこみウェブを５６層ほ
ど１２０℃で熱圧縮し、約０．２８ｃｍの厚さとし、別
々に得られたこの二つを合わせて実施例７に記載されて
いるような茶碗状（図７）に成型するか、又は含浸され
た箇所が下方表面に位置する実施例８のより平たい形状
（図９）とする。予め処理された層の割合は０から１０
０％までの範囲に渡り、全部で１０−１００の層を使用
することができる。熱圧縮は１２０−１７０℃の範囲で
行われ、装置の厚さは０．１５−０．３５ｃｍ、予め処
理された層は全体の厚さ５−５０％を占める。結果とし
て得られる装置を実施例７または８のような方法で使用
する際は、第一の試薬が装置の下方に拡散しながらプラ
スマに溶解し、次ぎに膜の中で第二の試薬と接触して、
色の変化等の形として膜の診断信号を送る。又、この代
わりとして、第一試薬、第二試薬の両方を逐次層の装置
に入れ、結果としておこる反応の生成物を膜によって吸
収し、診断信号を送っても良い。

【００３５】実施例１０密閉茶碗状プラスマ分離装置
の製作図８に示す通り、実施例７に記載したとおり作られる茶
碗状ディスク８が図６の第二スチールシリンダー５か
ら、内径０．７９ｃｍ、外径０．９５ｃｍのプラスチッ
ク管２の中へ直接突出させられた。管はその下端におい
て内部フランジを成し、これによって、図８に示される
ようにその凸状下方表面が管の底から突起するようディ
スクを定位することが促進された。管２の長さが２ｃｍ
であることから親指と人指し指とが簡単につまむことが
できた。血液をディスク８の上方凹状部分に載せ、管状
集成部品を微孔質親水性の予め処理された膜ディスクの
上に固定させた。尚、この過程では、茶碗状ディスクを
あえて上方に向けさせることにより、管２の底が膜の表
面上に直角に載り、ディスクの底の面積が比較的大きく
なり、膜とより緊密に接触するようにし、結果的にプラ
スマの吸収を促進させる。

【００３６】図７の装置と比べ、図８の装置はより頑丈
であり、包装中、更に使用中にあまり注意を要すること
がなく、テストプロセスも加速化され、更に、実施例７
の分離装置を操作するために使ったトゥイーザーも必要
ない。

【００３７】本装置の今ひとつの利点は標準的なマイク
ロヘマトクリット（ＭＨ）チューブを使うことにより血
液をディスクに運ぶことができる点である。指先の刺し
た部分からにじみでる血液とＭＨチューブを接触させる
ことによりチューブを満たし、その端を茶碗状ディスク
と接触させてプラスチックチューブの中に置き、ディス
クの毛管作用によって空になるまで直角の状態から少し
づつ角度を変えて置く。同じＭＨチューブ又はもし必要
であれば別のチューブを再び満たして、膜の中に必要な
量のプラスマを得る。

【００３８】実施例８において記した利点に加え、上記
のすべての利点は実施例８の装置を上述の方法でチュー
ブ内に挿入することにより達成されるものである。上記
の利点に加え、茶碗状ディスクを使用すれば、標準の単
純な円形ディスクを使用する際に必要となる漏れ止めシ
ールも不用となる。更に、茶碗形状であれば、内部にフ
ランジされたシリンダーでも保持が確かなものとなる；
フランジを付けた単純なディスクでは下方に位置する膜
とは接触しない。もし茶碗部分の外径がリムの部分にお
いて垂直に近い場合は、集成体の中でプラスチックチュ
ーブ内に茶碗を保持する役割を果たす外側に延びたフラ
ンジを付けてもよい。

【００３９】実施例１１は耐摩耗性の下方表面を有する
茶碗状プラスマ分離装置に関する。実施例８の装置（図
９）は、薄く柔軟で高密度の耐摩耗性のより高い多孔質
の層を下方表面に充てることにより作られており、例え
ば熱圧延熔融吹きこみウェブ、又は繊維織物又は不織布
を使用して作ることができる。充てられる層は親水性で
あることが望ましく、１１０ダイン／ｃｍを越えるＣＷ
ＳＴを有するものであればより望ましい。

【００４０】実施例１２では、ヒドロキシル以外の表面
基を呈する，２．４μｍの繊維直径を有するモノマーで
グラフトしたＰＢＴ熔融吹きこみウェブの特徴を記載す
る。これらの材料のテストストリップを例１ｄと同じ重
量・Ｖｆで調製し、例１ｄと同じ方法でテストした。実
施例１２ａはカルボキシルとヒドロキシル基の混合を呈
するようグラフトされ、塩化ナトリウムのフォームにて
テストされた。その結果、ＣＷＳＴは９６ダイン／ｃｍ
であり、得られた結果の中で最高の物は平均１４．３％
の分離効率を有していた。実施例１２ｂはアミン基を呈
するようグラフトされ、その結果、ＣＷＳＴは７５ダイ
ン／ｃｍ、平均効率は１５．７％であった。実施例１２
ｃはヒドロキシル基と過半数のメチル基を呈するようグ
ラフトされ、その結果、ＣＷＳＴは６６ダイン／ｃｍ、
平均効率は１５．６％であった。以上の効率を表３のコ
ラム５にて例１ｄと比べると、１ｄは２５．９％ではる
かに優れたものであることがわかる。

【００４１】実施例１３プラスマから非常に低い率
で血液成分を除去すること。血液プラスマについて行わ
れる診断プロセスの多くでは、分離装置により無視でき
る程度に少量の正常・異常成分を血液から取り除くこと
の可能なことが使用者によって望まれる。これは、繊維
の表面に密につまったヒドロキシル基を呈するようにグ
ラフトされ、１１０ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳＴを有
する本発明の装置を使用すれば可能である。

【００４２】フィルターの通路を通じて除去される生理
的蛋白質の量を測定するために従来用いられていたテス
トプロセスでは、放射濃標識をした牛の血清アルブミン
（ＢＳＡ）を使用している。このテストではフィルター
による吸着が入射タンパク質２５０μｇのうち約１０μ
ｇ以下であることから、ほとんどの目的についてはこの
タンパク質吸着レベルは低すぎることがわかる。

【００４３】放射能標識したＢＳＡを用いたテストは以
下のように行われる；放射能標識をしていないＢＳＡ、
０．１ｍｇ／ｍｌと¹²⁵Ｉ標識したＢＳＡとを含む溶液
１０⁵ｃｐｍ／ｍｌを、一塩基性リン酸ナトリウム１リ
ットルにつき０．２ｇ、塩化ナトリウム１リットルにつ
き８．７７ｇが脱イオン水に含まれたリン酸緩衝塩水
（ＰＢＳ）中で調製する。

【００４４】多孔質テスト材料の試料を注射器タイプの
ホールダーに入れる。ＢＳＡテスト溶液の入った溜めと
注射器タイプのフィルターとの間の液体コミュニケーシ
ョンを、タイゴン（ノートン社の商標）チューブとぜん
動ポンプとを一連に配置することにより提供する。フィ
ルターホールダーに多孔質テスト材料試料を挿入する前
に、チューブとフィルターホールダーとの上にある非特
定のタンパク質結合部位を、１．０ｍｌのＢＳＡ溶液を
１５分間、０．３ｍｌ／ｍｉｎの速度でチューブとフィ
ルターとを介して再循環させることによって、平衡させ
る。再循環の後、ＢＳＡ溶液をチューブとフィルターと
から排水する。残ったＢＳＡ溶液は、室温で数分間、約
２．０ｍｌのＰＢＳを０．３ｍｌ／ｍｉｎの速度でチュ
ーブとフィルターとを循環させることにより、チュー
ブ、フィルターから除去する。

【００４５】テスト材料から取った直径１３ｍｍのディ
スクを、ガスケットの内側の寸法がフィルター面積０．
６４ｃｍ²を定義するフィルターホールダーに組みこ
む。次ぎに、¹²⁵Ｉ−ＢＳＡ溶液を溜めからフィルター
ホールダーへ０．８ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ²の速度にて移
行させる。このテストを５分間継続し、この間、２５０
ミクログラムのＢＳＡをフィルターホールダーに通過さ
せる。更に、２．５ｃｃのＰＢＳを、ディスク中に保持
された透明な放射能液体へ移す。その後、テスト材料を
フィルターホールダーから除去し、フィルターペーパー
上で吸い取り乾燥させる。テストディスクにより吸着さ
れたタンパク質（ＢＳＡ）の量はガンマ計数器において
放射能計数をすることで測定される。

【００４６】上記のテストは表３に示すそれぞれの材料
について二回づつ行なわれ、その平均結果をコラム４に
示した：表３１２３４５アルブミンのプラスマ実施例材料ＣＷＳＴ平均吸着μｇ回収率％１ｄ OHグラフト化 >110 7.9 25.9 １２ａ OH＋COOH^*グラフト化 95 13.6 14.3 １２ｂアミングラフト化 75 13.0 15.7 １２ｃ OH＋CH₃グラフト化 66 37.0 15.6 ＊塩化ナトリウムの形を取るものとする。プラスマ回収効率とタンパク質吸収を考慮すると、例１
ｄに相当する製品が最も望ましく、１２ａ及び１２ｂは
これよりも望ましくなく、１２ｃは更に望ましくないこ
とがわかる。

【００４７】実施例１４実施例７及び９と同様の方法
で、図１０・１１に示す形状を有するプラスマ分離装置
を以下のとおり準備した。；実施例７に示した材料を６
４層、同様の方法で重ねあわせた。気孔サイズ０．４５
μｍ、厚さ０．００７６ｃｍの予め湿潤させた親水性ナ
イロン６６多孔質膜を、重ねあわせた層の下に置き、図
５に示す切断用具を用いて、直径０．７９４ｃｍのディ
スクを６５の層から切り取った。下方のスチールロッド
（図６の７に相当する部分）が、図１０、１１に示すよ
うな大体において平たい形状を有する装置１の下表面４
を成す上表面を有する点を除き、図６の装置と同じであ
る成型装置に、切り取られたディスクを移行させた。２
２．７ｋｇの力で圧縮する前に、装置の中に約０．２ｃ
ｍ³の水を入れることにより、ディスク構造を水で飽和
した。圧縮の後、装置１を成型装置から取り除き、これ
を乾燥させた。ナイロンディスクは茶碗状ディスクの下
表面に配座され、そこにしっかりと結合された。結果と
して得られるプラスマ分離装置１は図１１に示すとお
り、上方溜２及び、下方又は底表面４を有する底膜層３
を持った形状となった。乾燥後、茶碗状ディスクを図１
２に示すとおり厚さ０．０１６ｃｍの０．２μｍナイロ
ン６６膜５のタラしたディスク（直径１．１２ｃｍ）の
上に載せ、１３０マイクロリットルの血液を溜め２に入
れた。６０秒以内に血液の流れは静止したようで、溜め
２にはほんのわずかの血液が残留しているだけであっ
た。更に２分後、プラスマはディスク５に吸いあげられ
たため、これを除去し、再び重量測定したところ、１
４．３ミリグラムのプラスマを吸収していることがわか
った。ディスク５の中のプラスマの量を特定の比重のプ
ラスマ（１．０２４）を使って計算したところ、１４μ
Ｌであった。ディスク５の気孔体積が１４μＬであった
ことから、ディスク５の気孔は完全に満たされているこ
とがわかる。血液を加える前に入れた時点では、膜層３
とディスク５は純白であった；テスト完了後、それらは
まだ純白であり、すなわち、色の変化は観察されなかっ
た。このことから、溶血現象はゼロか、又は非常に低い
レベルで起こり、赤血球は膜層３を全く通過しなかった
ことがわかる。

【００４８】実施例１４に示したような本発明の実施に
おいて、膜層３がいくつかの役割を果たす。まず第一
に、この層は赤血球が診断テストの行われる場所に移動
することを防ぐ防護層としての働きをする。ここで、診
断テストは膜層３の表面４の上で行われるか、又はより
細かい孔を持ったナイロンディスク５の上で行われる。
溶血現象を起こさず赤血球の通過を防ぐバリヤーを提供
することは、最終層にとって非常に重要な機能である。
層がない場合、余分な血液が図１２の分離装置に塗布さ
れると、赤血球が前進し続け、ディスク５で定義される
場所にまで進み、ここで診断プロセスを妨げることとな
ってしまう。従って、防護層は余分な血液を受け入れる
装置の許容力を増すものであり、加える血液の量を装置
の気孔体積と合わせる手間を省き、結果的に装置の使用
を簡単、かつ速やかに行えるものとする。第二に、赤血
球通過のバリヤーとして機能することにより、防護層の
下表面を診断手段として使用することができる。第三の
利点は、膜防護層は、非繊維質であり、したがって、実
施例１１に記載の装置と同様の耐摩耗性とより大きな力
とを有するものとっている。実施例１４では膜層３を下
又は底表面として称しているが、上記の利点を得るため
に使われる層は実施例７、８、９、１０、１１および１
４の形状に限られるものではない。例えば、図２に示す
実施例３の形状においては先端が膜防護層で囲まれてい
てもよい。

【００４９】上に記述した膜層の特徴は、気孔サイズが
０．１−１．０マイクロメーターで、親水性、微孔質の
膜により最も効果的に提供される。防護層の厚さが約
０．０１５ｃｍより厚くないことが望ましく、０．０１
０ｃｍより厚くなければ更に望ましい。中でもナイロン
６６は特に望ましい。必要な条件を備えた物であれば他
の微孔質膜や、プラスマで湿潤できるようにした膜を使
用することが可能である。プラスマを運ぶ診断手段より
も防護層の方が大きな気孔サイズを有していることが望
ましい。これは、プラスマの移動がより細かい気孔の診
断手段のより高い毛管作用によって促進されるためであ
る。こうして、防護層に取りいれられたプラスマはより
目の細かい気孔層に吸いだされ、運ばれる。例えば、実
施例１４に見られるようる、プラスマは０．４５μｍの
防護膜３から０．２μｍの診断膜５へと吸いあげられ
る。

【００５０】実施例１５図１０の膜ディスク３が米国
特許第４９０６３７４号に記載の方法でグラフトされて
いること以外は実施例１４と同様の方法にて平底の茶碗
状ディスクを作る。血液成分の除去テストは実施例１３
と同じ方法で行われる。計算されたＢＳＡ吸着は２％以
下の増加を示し、これはＢＳＡ吸着テストの実験誤差の
範囲内にある増加である。

【００５１】実施例１６米国特許第４３４０４７９号
に基づいて作られた微孔質性、親水性のナイロン６６膜
のディスクを米国特許第４６９３９８５号のプロセスに
従って処理する。すると、これは多種のタンパク質、抗
体、及び診断プロセスに有益なその他の有機分子に容易
に結合できるようになる。こうして得られたディスクを
次ぎに多種の試薬溶液にさらし、試薬と結合させる。乾
燥の際には、実施例１４において図１２のディスク３及
び／又はディスク５とこれを代えることによりディスク
をプラスマで飽和させてもかまわない。

【００５２】実施例１７は、血液のグルコース含有を検
定するための自蔵式分析装置を記載したものである。実
施例１４の装置を、（ａ）図１０のナイロンディスク３
をテトラメチルベンジダイン、酵素グルコースオキシダ
ーゼ、及びホースラヂッシュペロキシダーゼで予め処理
し、（ｂ）装置中のグラフトされた熔融吹きこみウェブ
の量を実施例１４に比べ３−４ファクター減らすことに
より改良することによって、３０−６０μｌのたった１
滴の血液でもテストに十分となる。テストを行うために
は、血液を茶碗状ディスクの上方溜めに入れ、３０秒
後，茶碗状ディスクを転化させると、ナイロン表面４の
上に青緑色があらわれ、そ色の強さは存在するグルコー
スの量に比例する。他の酵素及び酵素基質で予め処理し
たナイロンを使って行なう同様のテストも血液の別の成
分、すなわちコレステロール、その他の脂質、及び血清
酵素を測定するために利用できる。

【００５３】実施例１８は複数の段階から成る免疫テス
トについて記載する。図１０のナイロン膜ディスク３を
一つ以上の特定の抗体で予め処理する。茶碗状のディス
クを実施例１４の方法で調製し、膜ディスク３を下方に
向けたプラスチックチューブ（ホールダー）２の中央に
配置され、これに取り付けられたアイタム１として図１
３に示す。使用にさいしては、（ａ）血液を茶碗状ディ
スク１の溜めに入れると、３０秒以内に膜ディスク３は
透明なプラスマで飽和される；次ぎに、（ｂ）チューブ
を転化ささ、その下端を制御された真空に接続し、試薬
を加えると、膜ディスク３の上の抗体に接合されたプラ
スマの一つ以上の成分と反応する。この後、水又は食塩
水で洗浄し、ある特定の診断プロセスの条件に従い他の
試薬を塗布する。プロセスは検定段階をもって完了とな
り、ここで目視的あるいは光度分析によって色の変化を
観察したり、放射能のレベルを測ったり、ナイロンディ
スクの成分を量的及び質的に測定する。真空を使う代わ
りに、水で湿潤される吸収パッドを茶碗状ディスクの溜
めと接触させてチューブ内に置き、試薬や洗浄液をパッ
ドに吸収させてもよい。

【００５４】実施例１９９６の底の空いたホール（通
常“ウェル”として知られる）を有する標準９６ウェル
マイクロ滴定量プレートを、８×１２のアレーに在るそ
れぞれのウェルが下端にある小さな内側を向いたフラン
ジ内で終了するように組み立てる。実施例１４のような
５６層茶碗状ディスクはフランジによって保持される各
ウェルの底に置く。マイクロ滴定量プレートでの使用向
けにデザインされた標準装置を使い、血液サンプルは同
時に各ウェルへ運ばれる。３０−６０秒後、特殊装置で
試薬を小分けし、洗浄、血液の９６の試料についての結
果を測定・記録する。実施ゃい１７・１８に記載したよ
うな診断テストはこの例に記したようなマイクロ滴定量
プーレートを使って多重的に行われる。

【００５５】上記のプロセスのヴァリエーションとして
は、総重量が０．０２６−０．１ｇ／ｃｍ²の範囲で、
Ｖｆが０．１−０．５、望ましくは０．２−０．３８の
範囲である１１×７．５ｃｍの多層熔融吹きこみウェブ
を第一の層として使い、プラスマの分離を行う。第二の
層は、気孔サイズが０．１−１μｍで、厚さが０．００
８ｃｍ以下である親水性の膜から成り、第一の層に結合
され、熔融吹きこみされている側が射出成形熱可塑性マ
イクロ滴定量プレートの下端に結合されていることによ
り、実施例１９と機能的に互換性のある集成体を成す。

【００５６】実施例１４、１５、１６、１８および１９
に記載した防護層は、プラスマ分離がガラス繊維により
行われる装置では有利に使用される。ガラス繊維マット
及び防護層に加え、このような装置は予め処理されてい
る、又プラスマへの露出後処理される診断膜と組み合わ
せても良い。防護層はガラス繊維層と診断膜との間に挿
入され、診断膜が赤血球で汚れることを防ぐ。代わり
に、防護層自体を診断膜として使用してもよい。防護層
の望ましい形状はポリヘキサメチレンアジパミド（ナイ
ロン６６）の膜であるが、これは米国特許第４３４０４
７９号に従って作った場合、親水性となり、他のケース
では親水性でない他の膜がより有利に使用できる場合も
ある。たとえば、ポリテトラフルオロエチレン及びポリ
ビニリデンフルオライドは、グラフトやその他の手段に
より予め処理し、親水性とすれば使用できる。こうして
得られた製品は、ナイロン６６よりも柔軟で寸法的に延
伸され得るため、より広い範囲の形状に熔融吹きこみウ
ェブを合致させることができる。使用可能なその他の膜
にはナイロン６、ナイロン６１０、ナイロン７、ナイロ
ン１１、ナイロン１２、アクリル、アクリロニトリル、
ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオ
キシド、ポリフェニレンエーテル、セルロース、セルロ
ースエステル、及びその他のセルロースをベースとする
プラスチック、アセトール、種々のポリウレタン、種々
のポリエステル、シリコン、塩化クロライドなどが含ま
れる。

【００５７】実施例２０実施例４に記載した装置を改
良したものはＨＥＭＡグラフトＰＢＴウェブの複数の層
から作られ、所定の厚さ・Ｖｆ値に熱圧縮される。こう
して作られた、例えば繊維質であるプラスマ分離装置
は、図３に示す装置よりも長さをカットし、長さが幅の
１−２倍となるようにし、望ましくは熱圧縮によりプラ
スマ分離材料の約２倍の長さで、約２−４倍の幅の多孔
質膜に結合し、プラスマを収集する場所としての片持ち
ばりの部分を形成する。この例によると、試料がプラス
マ分離装置に置かれた後、プラスマの流れは最初下方
で、一般に、垂直、そしてその後、片持ちばりを通して
一般に水平となる。血液がプラスマ分離装置のてっぺん
に置かれた場合、プラスマは片持ちばりの上、又は膜の
段付き部分の上に現れる。望ましい形状では、片持ちば
りに隣接するプラスマ分離材料の狭い部分を更に圧縮
し、その厚さを減らし、密度を増して、赤血球が片持ち
ばりを通じて移行することのないようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例において使用されるテスト機器の略側面
図である。

【図２】図２は本発明の装置を横断面から見た側面図で
ある。図２Ａは図２の装置の上面図である。

【図３】本発明による他の装置の透視図である。

【図４】本発明による他の装置の透視図である。

【図５】本発明で使用され得る材料からディスクを切り
取る装置を横断面から見た側面図である。

【図６】該ディスクを望まれる形状とするための装置を
断面から見た側面図である。

【図７】望まれる形状とした後のディスクを断面から見
た側面図である。

【図８】本発明の装置によって組合わされたプラスチッ
ク管内に配置されたディスクを断面から見た側面図であ
る。

【図９】平らな底面を持つ図７のディスクの変型を断面
から見た側面図である。

【図１０】側面下方に膜状の防護層を有する図９のディ
スクの変型を断面から見た側面図である。

【図１１】膜の層をより見えやすくした図１０のディス
クの拡大図である。

【図１２】第二の膜ディスクに組み合わせられた図１０
・１１のディスクを断面から見た側面図である。

【図１３】プラスチック管に組み合わせられた図１０・
１１のディスクを断面から見た側面図である。

フロントページの続き (72)発明者トーマス・シー・グセルアメリカ合衆国ニューヨーク州11542，グレン・コーブ，ヴァレンタイン・アベニュー 40 (72)発明者ヴラド・アイ・マトコヴィッチアメリカ合衆国ニューヨーク州11542，グレン・コーブ，オールド・エステイト・ロード 11 (72)発明者ハーヴィ・ブランドウェインアメリカ合衆国ニューヨーク州11548，イースト・ヒルズ，ウィロー・ゲイト 39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】６５ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳＴを有す
る繊維構造からなり、その構造が血液サンプルを受け取
る第一領域とプラスマを収集する第二領域から成ること
を特徴とする、血液からプラスマを分離させるための装
置。
【請求項２】プラスマの通過を可能とし、赤血球細胞の
通過を防ぐよう、第二領域と共存する形で配置された多
孔質防護層を更に有することを特徴とする、請求項第一
の装置。
【請求項３】機能形状が茶碗状に似ていることを特徴と
する請求項第一の装置。
【請求項４】繊維構造における繊維の平均直径が約３マ
イクロメーター以下であることを特徴とする請求項１の
装置。
【請求項５】機能形状が茶碗の一般的形状を呈し、茶碗
の底の少なくとも一部が大体において平面的であること
を特徴とする請求項１の装置。
【請求項６】更に、ホールダーを有することを特徴とす
る請求項１、２、又は３の装置。
【請求項７】装置の茶碗状形状の底の少なくとも一部が
円筒形ホールダーの一端の上方に突起していることを特
徴とする請求項３の装置。
【請求項８】防護層が微孔質膜であることを特徴とする
請求項２の装置。
【請求項９】前述の膜が、ナイロン６、ナイロン６６及
びナイロン６１０のうちのいづれかから選ばれたポリア
ミドであることを特徴とする請求項８の装置。
【請求項１０】上述の膜の表面が親水性のフルオロカー
ボン樹脂膜であることを特徴とする請求項８の装置。
【請求項１１】構造の繊維が方向的に延伸されたマット
と成っていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項１２】該マットがプラスチック外皮に包まれ、
その一端に血液を受け取る手段を有し、もう一端にプラ
スマの引き付けられる強い毛管引力の表面と接する手段
を有することを特徴とする請求項１１の装置。
【請求項１３】繊維の表面がカルボキシル基とヒドロキ
シル基との混合となるように改質されていることを特徴
とする請求項１の装置。
【請求項１４】吸収パッドが第一領域と共存的に配置さ
れるように置かれた手段から更に成ることを特徴とする
請求項６の装置。
【請求項１５】繊維がメチル基とヒドロキシル基の混合
から成るように改質されたことを特徴とする請求項１の
装置。
【請求項１６】第一領域が繊維構造のくぼみを成すこと
を特徴とする請求項１の装置。
【請求項１７】繊維構造の気孔率が、受け取られた血液
サンプルの量が気孔率を大体満たすのに十分であるよう
なものであることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項１８】茶碗状の形状を有する繊維構造から成る
ことを特徴とする、血液からプラスマを分離するための
自蔵式装置。
【請求項１９】ＣＷＳＴが６５ダイン／ｃｍを越えるこ
とを特徴とする請求項１８の装置。
【請求項２０】繊維構造の繊維の一部が層状であり、ひ
とつ以上の診断試薬であらかじめ処理されていることを
特徴とする請求項１８の装置。
【請求項２１】更に、繊維構造用のホールダーから成る
ことを特徴とする請求項１８の装置。
【請求項２２】繊維の表面でヒドロキシル基を提示する
ように繊維がグラフトされた繊維構造を有し、血液サン
プルを受け取る第一領域と、プラスマを収集する第二領
域を有することを特徴とする、血液からプラスマを分離
するための装置。
【請求項２３】繊維構造のＣＷＳＴが６５ダイン／ｃｍ
を越えることを特徴とする請求項２２の装置。
【請求項２４】第二領域と共存的に配置された強い毛管
引力を有する構造を含むことを特徴とする請求項１の装
置。
【請求項２５】強い毛管引力を有する構造が微孔質膜で
あることを特徴とする請求項２４の装置。
【請求項２６】膜がポリアミドから成ることを特徴とす
る請求項２５の装置。
【請求項２７】ポリアミドがナイロン６６、ナイロン６
及びナイロン６１０から成ることを特徴とする請求項２
６の装置。
【請求項２８】６５ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳＴと、
０．２ｃｃ／ｃｃ以上のＶｆとを有する合成ポリマー繊
維構造から成り、その構造が血液サンプルを受け取る第
一領域と、プラスマを収集する第二領域とを有すること
を特徴とする、血液からプラスマを分離するための装
置。
【請求項２９】繊維構造中の繊維の平均直径が約３ミク
ロメーター以下であることを特徴とする請求項２８の装
置。
【請求項３０】繊維構造が繊維ウエブの少なくとも一つ
の層からなることを特徴とする請求項２８の装置。
【請求項３１】プラスマの通過を可能にし、赤血球細胞
の通過を防ぐように第二領域と共存的に配置された多孔
質防護層から更に成ることを特徴とする請求項２８の装
置。
【請求項３２】繊維構造中の繊維がポリブチレンテレフ
タレートから成ることを特徴とする請求項２８の装置。
【請求項３３】ポリブチレンテレフタレート繊維が９５
ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳＴを有することを特徴とす
る請求項３２の装置。
【請求項３４】繊維構造中の繊維がポリブチレンテレフ
タレートから成ることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３５】６５ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳＴを有
する繊維構造から成り、その構造が血液サンプルを受け
取る第一領域と、プラスマを収集する第二領域とを有
し、プラスマの通過を助け、赤血球細胞の通過を防ぐよ
うに第二領域と共存的に配置された多孔質の防護層を有
し、この防護層が診断手段としても機能することを特徴
とする、血液からプラスマを分離し、診断テストを行う
ための自蔵式装置。
【請求項３６】多孔質防護層が、繊維構造と接触する第
一表面と、診断テストを行う領域を含む第二表面とを有
することを特徴とする請求項３５の自蔵式装置。
【請求項３７】上述の多孔質防護層が親水性で、微孔質
のナイロン膜であることを特徴とする請求項３５の装
置。
【請求項３８】繊維の表面が、ヒドロキシル基を提示す
るように改質されたことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３９】請求項１〜３８のいづれかの繊維構造に
血液を接触させることから成る、血液からプラスマを分
離する方法。
【請求項４０】６５ダイン／ｃｍを越えるＣＷＳＴを有
する合成ポリマー繊維構造の第一領域と血液サンプルを
接触させることを特徴とする、血液からプラスマを分離
する方法。
【請求項４１】血液を第一領域に加え、その後、ひとつ
以上の液体試薬が多孔質防護層を通過し、次に第二領域
を通過し、更に第一領域を通過することから成る第二段
階を有することを特徴とする、請求項１４の装置を使用
した診断テストの実施方法。
【請求項４２】第二段階の後、ひとつ以上の水性ベース
の水洗溶液が多孔質防護層を通過させられ、次にひとつ
以上の液体試薬が多孔質防護層を通過させられ、更に第
二領域、更に第一領域を通過させられることを特徴とす
る請求項４１の方法。