JPH07500910A - 分析ロータの試料計量口 - 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】 分析ロータの試料計量口 本発明は一般的に、生物の体液から細胞物質を分離するための装置及び方法（こ 関し、特に、測定された体積のすへての血から血漿を分離し、そして随意０り（ こその血漿をロータ内の複数個の検査ウェル（ｔｅｓｔ　ｗｅｌｌ）に分配する こと力Ａできる遠心ロータの設計及び使用法に関するものである。

血液検査ではしばしば、血漿の検査を行う前に、検査に支障する可能性のある細 胞成分を血漿から分離することか必要である。又しはしば、血液の様々な種類の 検査又は分析を行うために、分離された血漿を複数個の個別のアリコート（ａｌ ｉｑｕｏｔ、試料の部分）に分割することか要求される。そのような分離段階と 分割段階とは従来典型的には、遠心力によって血漿を細胞成分から分離し、それ 力）らその血漿を人手又は自動化されたビペ・ソト操作により個々の検査ウェル （二分配するようにして行われてきた。そのような作業は労力を要し、時間もか 力Ａる。そこで検査に適した血漿の多数のアリコートをより効率的に準備するた めの様々な自動化されたシステムと方法か提案されている。

本発明か特に対象とするものは、全血から血漿を分離することと、その分離され た血漿を個別の検査ウェル内へ分配することとの両方を行うよう（こ改造された 遠心ロータである。この遠心ロータを使用することによって、検査又は評価さオ する血漿の複数の区別された分量を準備することかでき、それか全てそのロータ 内て行われ、検査作業の効率を著しく高めることかできる。

従来改造された遠心ロータは、それまでの手動又は部分手動の作業を相当改善す るものであったか、なお多くの欠点をもっていた。それらの従来のロータて（よ しはしば、所要の分離と分配を行うためには比較的大量の全血の供給か必要であ った。更にそれらのロータではしばしば、製造か難しくコス１〜のかかる複雑な 設計か使われていた。又多くの場合、それらロータは、分離作業のいろいろな時 点で−緒に合わされ、あるいは分離される様々な分離可能な部品又は要素を必要 とする。従来の遠心ロータではしばしば、試料をロータへ供給する前に使用者が 試料の量を手作業で計測しなければならない。このような試料の手動計量の必要 性は、他の自動化されたプロセスの効率を著しく低下させる。

それらの理由によって、血液を血漿と細胞成分とに分離し、そして更にその分離 さオ］た血漿をロータ内の複数個の別々の検査ウェル内へ分配するだめの改良さ れた遠心ロータ及び方法を提供することか要望されるのである。このロータと方 法は、ロータへ供給される血液の量を使用者か前計測する必要なしに、その血液 量を精密に計量できるものでなければならない。そのロータの構成は、簡単であ り、低コストで製造することかでき、そして更に、分離する又は可動な部品をも たない一体構造のものであることか望ましい。

２、背景技術の説明 米国特許第４，２８４，６０２号は、遠心力により計測室をあるレベルまで液で 充満させることによって液の所定量を計測し、過剰の液は溢流通路を通して出口 へ流すようにしている、遠心ロータを記載している。米国特許第４，８７６゜２ ０３号は、液をこれの貯蔵室から毛管ダクトを通して較正されたセルに充満させ ることにより液の所定量を計測し、過剰の液はその較正セルから第２の毛管ダク トを通して溢流室へ流すようにした遠心ロータを記載する。米国特許第３，９０ １．６５８号は、血液を遠心力によって複数の計測室に充満させることにより血 液の所定量を計測し、そしである心レベルに達したとき過剰血液か溢流通路へ流 入するようになっている、遠心ロータを記載する。米国特許第３，８９９゜２９ ６号は、血液を遠心力で通路に充満させることにより血液の区分された量を計測 し、過剰血液は溢流室へ流し、そして該通路か充満された後その通路の人口か球 速止弁によって連間されるようになっている、遠心ロータを記載する。その池の 遠心ロータか、米国特許第３，８６４，０８９号、第３．８７３．２＋７号、第 ４，０３５，１５６号、第４．２２５，５５８号、第４，２７９，８６２号、及 び第４．６８９，２０３号に記載されている。

発明の摘要 本発明において、液の区分された量を計量できる改良された分析ロータは、操作 者による前計測なしに液試料、例えば全血を導入できる試料供給口をもった口れ ている。試料供給口から計量室へ流入する液の流率を試料供給口から溢流室へ流 入する液の流率より高くするように、それら室の形状を決めることによって、計 量室は好適に充満される。あるいは又、変化形として、過剰の液か溢流室へ流入 する前に計量室を完全に充満させるように、溢流室への液流が最初の内、例えば 溢流室の通気を閉じることによって遮断される。

第１の実施例において、試料供給口に結合する計量室の部分は、これの断面積か 、試料供給口へ溢流室を結合する区域の断面積より大きくされ、これによって液 は、溢流室へよりもＪ１量室へより速く流入する。従って計量室か液で完全に充 満されてから、過剰の液か続いて溢流室へ流れる。第２の実施例において、溢流 室と計量室とにそれぞれ通気口か備えられる。液か試料供給口へ導入されるとき 、計量室の通気口は開かれ、そして溢流室の通気口は閉しられる。これによって 液は計量室たけに流入する。計量室か充満されると溢流室の通気口か開かれ、そ こで試料供給口内の残余の液は溢流室へ流れる。

本発明の１つの特徴において、計量室は、これか液で充満されたこと表示する表 示器を備える。この表示器は透明な窓で構成することかでき、この窓を通して計 量室内の液の量か操作者又は計器によって検知される。

本発明の他の特徴において、計量室の半径方向外方向に受取室か設けられ、非毛 管通路によって計量室へ結合される。その通路は毛管作用をもたないから、液を 受取室へ通すことなく計量室は完全に充満することができる。計量室が充満され ると、ロータか回転駆動されて計量室内の液を半径方向外方向へ流し、受取室へ 流入させる。特別の実施例において、受取室は、血漿を得るために全血の細胞成 分を分離するための分離室とされる。場合によってロータは複数個の計量室と受 取室を備えてもよい。これによって単一の試料で様々な又は多数の検査を行うこ とかできる。

本発明の方法によれば、液の未計測の量か分析ロータの試料供給口へ導入される 。その液の一部分か毛管作用によって計量室に流入し、これを充満する。ロータ か静止状態でいる間に、過剰液か同じく毛管作用によって溢流室へ流入する。

それからロータか回わされて、計量室で計量された量の液を受取室へ移送する。

本発明及びその目的と特徴は、添付図面と関連して以下に続ける詳細な説明及び 請求の範囲からより容易に理解されよう。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の原理に従って構成された遠心ロータの、一部を破断しｆｊ４ ＋視図である。

第１Ａ図と第１Ｂ図は、本発明の原理に従って構成された遠心ロータ内に使用さ れる型式の分離室の変化形の形状を示す。

第２図は、第１図の遠心ロータの頂部平面図である。

第３図は、第１図と第２図のロータの、第２図の３−３線における垂直断面図で ある。

第４図は、第１図と第２図のロータの、第２図の４−４線における垂直断面図平 断面図である。

第７図から第１１図は、第１図の遠心ロータを使用する本発明の方法を示す。

第１２図は、本発明の遠心ロータの変化形実施例を示す。

第１３図は、計量口をもった分析ロータて、その計量室の入口か溢流室の入口よ り大きい流れ面積を有する々Ｉき該ロータの実施例の頂部平面図である。

第１４図は、計量口をもった分析ロータで、その計量室の通気口か開かれ、溢流 室の通気口か閉しられていることを示す、該ロータの変化形実施例の頂部平面本 発明は、生物の体液から細胞成分を分離するための、特に、全血から、様々な分 析作業を受ける血漿を分離するための装置及び方法を提供する。好適に、この装 置及び方法は叉、分離された血漿をロータ内の複数個の検査ウェルに分配できる ようにする。これによって血漿のアリコートを装置から移し変えることなく様々 な分析を行えるようになる。本発明の装置及び方法は、非常に微量の血液、通常 約０．０３ｃｃ、しばしば約０．０１５ｃｃ、時には約０．００５ｃｃの血液を 分離することかできる。しかし本発明はより多量の血液の分離にも適用できる。

本発明では、所要の分離と分配を行うために置換媒質（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎ ｔ　ｍｅｄｉｕｍ）を使用する必要かなく、そして装置の設計か、分離する又は 動く部品を用１．充１．ｚ非常に単純なものにされている。勿論、場合によって はそのような分離する又は可動の部品か必要てあろうが、それらは本発明の方法 による血液分離を行うため（こ（よ必要てない。そこて本発明の装置は非常に簡 単に製作でき、非常な低コストで製造でき、従って使い捨て方式て全血試料の検 査に使用することかできる。本発明の装置及び方法は又、装置に供給される血液 の量を前計測する必要なしに血液の正確な量を分離できる。この装置は更に、分 離された血漿に試薬又は希釈剤を自動的に組合せることかでき、そして複数個の 検査ウェルに対してそれぞれ実質的に等量の血漿を配分することかできる。又、 本発明の装置は、スペクトル分光光度ｄ１や蛍光光度計のような通常の様々な分 析計測装置と併用するのに適しており、そこで検査ウェル内の血漿をそれらウェ ルから取出すことなく個別に検査することかできる。

本発明は特に、血漿を得るために血液から細胞を分離するのに適しているもので あるか、本発明は又、その他のいろいろな体液、例えば、尿、唾液、精液、水晶 体液、脳液、を髄液、羊水、又組織培養媒質、及び食品、工業薬品等、分析又は 検査に先立って細胞その他の検査に支障する物質を分離する必要のあるもの一般 に広く応用できるものである。

本発明の装置は遠心ロータを備え、この遠心ロータは、例えば、べ・ツクマン・ インストゥルメンツ社（Ｂｅｃｋｍａｎ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｉｎｃ、Ｘ カリフォルニヤ州、フラールニヤ州、サンフランシスコ）等の製造業者から市販 されている型式の通常の研究所の遠心機上に装架することかできる。一般的に、 該遠心ロータは、遠心機の垂直駆動軸に装架するに適した受け孔その他の継手装 置を備える。この受け孔又は継手装置の設計は遠心機の機種に応じて決められる か、本発明の遠心ロータは、現在入手できる、あるいは将来入手できるようにな る大力の型式の遠心機に適用できるものであることか理解されよう。

遠心ロータは、後により詳細に述へるように、複数個の室及びこれらの連結通路 の所要の幾何的パターン又はそれらの間の関係を維持する体部構造物を備える。

普通その体部は、中実の母材にスペース又は空所として形成される複数個の室及 び通路をもった実質的に中実のプレーｔ−（ｐｌａｔｅ）とされる。好適には、 そのような中実のプレー１−構造物は、複数個の別々に形成された層を一緒に積 層して１つの複合構造物にすることにより作られ、そこでそれらの隣合う層の間 に室と通路か形成される。個々の層は、射出成形、機械加工、及びこれらの組合 せによって製作され、そして通常適当な接着剤又は超音波溶接を使って一緒に接 合される。

それら層か一緒に合わせられたとき最終の囲まれた容積部分（ｖｏｌｕｍｅｓ） か形成される。勿論、遠心ロータは又、適当な構造枠組内に配置される複数個の 個別の管、槽、室等のような要素として形成することも可能である。しかしその ような組立体は、それらを実質的に中実のプレート内に形成する場合よりも製作 かより難しく、従ってあまり推奨されない。

遠心ロータはいろいろな材料で作ることかでき、場合によっては２ｗｉ類又はそ れ以上の材料を含むこともできる。様々な内部室及び通路の中の血液、血漿、及 びその池の試薬の存在と分配状態を観察できるように、材料は普通透明なものに されよう。又、ロータ内に形成される検査ウェルの中の内容物をスペクトル分光 光度計、蛍光光度計、その他の可視的検査器械で観察できるようにするため、そ れら検査ウェルは一般的に、そこを通るように形成される適当な光路を存するよ うにすることか望ましい。後に示す実施例において、ロータは、少なくとも走路 か形成される区域では所要の光学特性を存するアクリル樹脂で作られる。

本発明の装置及び方法は、血漿に対して有効的又は不可欠的に行われる様々な分 析作業を実施するのに適している。それらの分析ては一般的に、血漿の特別な成 分又は特徴の計測に関連する何等かの可視的に検知できる変化を血漿中に生じさ せる１つ又はそれ以上の試薬を、血漿に組合せることが必要である。好適には血 漿は、普通のスペクＩ・外分光光度計、蛍光光度計、光検知器等で計測できる、 色彩、蛍光、ルミネッセンス等の変化を起す反応又はその池の変化を受ける。あ る場合には、検査ウェル内で免疫学的検定及びその他の特別な結合検定が行われ よう。しかし一般的にそのような検定作業は同種的でなければならず、分離段階 を必要としない。他の場合では、免疫学的反応段階が生した後検査ウェルから血 漿を分離する手段を備えることによって、異種的検定システムに適用することも 可能である。

実施できる通常の血液検定には、グルコース、乳酸デし１−ロゲナーゼ、血ｌｎ グルタミンーオキサル酊酸トランスアミナーセ（ＳＧＯＴ）、血清グルタミン− ピルビン酸トランスアミナーゼ（ＳＧＰＴ）、血液尿素（窒素）（ＢＵＮ）、全 蛋白、アルカリ度、フォスファターゼ、ヒリルビン、カルシウム、塩化物、ナト リウム、カリウム、マグネシウム等の検定か含まれる。上記のリストは全てを網 羅しているわけてはなく、本発明の装置と方法を使って実施できる幾つかの実例 を示すものに過ぎない。それらの検査では普通、血漿内に可視的に検知できる、 通常は光度計で検知できる変化を生じさせる１つ又はそれ以上の試薬を血漿に組 合ぜることか必要である。必要な試薬はよく知られており、特許や科学文書に詳 しく記述されている。

次に第４図−第６図を参照して、本発明の原理に従って構成される遠心ロータ１ ０について詳細に説明する。このロータ１０は、−緒に積層されて１つの複合構 造物を形成する頂部層１２、中間層１４、及び底部層１６を含む実質的に中実の ディスク（ｄ＋ｓｋ）の形にされている。典型的には、各層１２、Ｉ４．１６は 同じ材料、通常、アクリルのような透明なプラスチックで作られるが、それら層 はそれぞれに異なる祠料で作ってもよいし、又、各層ごとに、その層の異なる部 分を形成する２つ又はそれ以上の違った材料を含むこともできる。頂部層１２の 露出される面は以下において頂面と称し、底部層１６の露出される面は底面と称 する。

第３図と第４図で最もよく解かるように、ロータの垂直軸心２ｏと全体的に整合 した受け孔１８力＜［１６の底面に形成されている。この受け孔Ｉ８は、先に述 へたように、通常の遠心機システムの駆動軸と合わさるように作られる。

頂面は１つの血液供給口２２と４つの通気口２４．２６．２８．３ｏを備える。

これら血液供給口２２と通気口２４．２６．２８．３ｏは頂部層１２の厚さ全体 を貫通し、そして後に詳述されるように、ロータ１０の中間層１４に形成される いろいろな室と整合させられる。それら貫通口は好適には機械加工、例えは１〜 リル加工によって頂部層１２に形成することかてきよう。

中間層１４の上面に複数個の室と通路か形成される。これら室と通路は、全体的 に平らな面をもったディスクに機械加工するか、あるいは又、最初のディスクを 作る適当なプラスチック樹脂の射出成形を行う際に形成されよう。

中間層１４は、頂部層１２の血液供給口２２と全体的に整合する人口セグメント ４２を有する計量室４０を備える。この計量室４０は、これの半径方向外方向に 設置される溢流室４４に連結通路４６によって連結される。溢流室４４の半径方 向外方向端部から通気連結通路４８か、最初は全体的に円周方向に、それから全 体的に半径方向内方向へ延びる。通路４８の末端部５０は頂部層１２の通気口２ ８と整合し、これによって、ロータ１０の使用中温流室４４の半径方向外端部は 大気に通気される。

から］、０ＩＴｌ′Ｉｌの範囲内、より典型的には約０．２５から０．７５ｍｍ の範囲内にされよう。普通その深さは両方の室４０と４４及び連結通路４Ｇに対 して均一であるか、その深さは、毛細性か保たれる限りにおいて、変えることも てきる。

中間層１４の上面に分離室６０か、計量室４０の半径方向外方向の位置にして形 成される。分離室６０は、これの半径方向外方向周縁に形成される細胞トラップ （ｃｅｌｌ　ｔｒａｐ）　６２、及び、半径方向内方向周囲に沿って形成される 受取区域６５を含む。細胞か遠心分離の結果として細胞トラップ６２に入った後 て逆流するのを防止するため、受取区域６５と細胞トラップ６２との間に毛細区 域６Ｇか形成される。受取区域６５は、全血又はその池の体液（場合によって希 釈剤又は試薬と組合わされる）を受取ることかでき、そして遠心分離か終った後 血漿又はその池の分離された液を保持する容積を備える。軸方向口６４か好適に は、＋Ｗ１１Ｒ１４の全厚さを貫通する環状通路の形で形成され、これによって 、後に詳述するように、分離された血漿か室６０の受取区域６５から、底部層１ ６に形成された集収室９０へと流下することかできる。分離室６０の形状は、後 に第１Ａ図及び第１Ｂ図と関連して詳しく説明するように、様々に変えることか できる。

計量室４０は、軸方向口６４の内側面となる垂直壁７２に接続する短かい毛細通 路７０によって、分離室６０へ連結される。通路７０の上記接続は、勿論、そこ で毛細性を終りにする。そうてなけれはその毛細性のために液は該通路において 引かれることになろう。

計量室４０の容積は、所要の供給量に応じて変えられるか、普通は、後に詳述す るように、底部層１６に形成された検査ウェルのそれぞれに所要量の血漿を提供 することかできるだけの可及的に小さい容積か選択される。典型的には計量室４ ０の容積は約０．００５から０．　０５ＣＣ（７）範囲内、より典型的には約０ ．０３０から０．０４０ｃｃの範囲内にされる。

溢流室４４の容積は、血液供給口４２から供給される過剰の血液に適応できるよ うにするため、一般的に計量室４０の容積より大きくされる。通常、溢流室４４ の容積はＪ１量室４０の少なくとも２倍、典型的には３倍又はそれ以上の大きさ にされる。

分離室６０の容積は、計量室４０と試薬室８０（後述）とから流れてくる血漿と 試薬又は希釈剤との所期の容積に適応するように選択されよう。典型的には、受 取区域６５の容積は約０．　１から１．Ｏｃｃの範囲内、より典型的には約０． 　２５から０．５０ｃｃの範囲内にされる。細胞トラップ６２の容積は、少なく とも部分的には、受取区域６５の容積に応して決められよう。分離の効率を高く するため、即ち一定量の全血から得られる血漿の量を多くするためには、細胞ト ラップ６２の容積は、細胞物質の最大所期容積に適応するのにちょうど充分なだ けの大きさであることか望ましい。全血の場合、それは最高の所期のヘマトクリ ット値（血球容積比）に基ついて計算することかてき、そこて細胞トラップ６２ の容積は計量室４０の容積の所期のパーセンデージで示されよう。普通、細胞ト ラップ６２の容積は計量室４０の約１００％から２００９６になるも中間層１４ の上面には又試薬室８Ｇか形成され、毛細通路即ち毛管通路８２によって分離室 ６０と連結される。後に詳述するように、ロータ■４を回転させることにより試 薬室８０から試薬又は希釈剤を分離室６０へ流せるようにするため、試薬室８０ は分離室６０より半径方向内方向に設置される。図示のように毛細通路８０１． を壁７２の開いたチャンネルに接続する。従って、ロータ１０の回転による外方 向遠心力か無いときには、室８０からの試薬の流出は生しない。しかし多くの場 合、室８２内に取外し可能なシール又はバリヤ（ｂａｒｒｉｅｒ）を備えるか、 又は試薬をボウチその他の包装体の中に収容することによって、試薬を保持し、 そして更に試薬か室８０から漏洩するのを防止するのか望ましい。そのようなシ ール、バリヤ、又は包装体は特に、試薬が中央準備施設において遠心ロータｌＯ 内に「前包装」され、そしてその後で、試薬の劣化又は漏洩を起させることもあ り得る搬送、貯蔵、又はその他の取扱い作業を受ける場合には、必要なものであ る。

第３図でよく解かるように、試薬室８０は、毛細流を作る性能を必要としないの で、計量室４０より実質的に大きい深さを有する。従って試薬室は、計量室４０ から分離室６０へ送られる血液又は血漿の容積よりも実質的に大きい容積の試薬 を容易に貯えることかできる。

底部層１６の上面に、軸方向口６４から血漿を受ける位置にして集収室９０が形 成される。この集収室９０の周縁部のまわりに複数個の検査ウェル９２か形成さ れ、短かい半径方向通路９４によって連結される。それぞれの検査ウェル９２へ の血漿の分配を等しくするため、それら検査ウェルは層１６の周縁部まわりに等 間隔て配置される。各検査ウェル９２内の血漿の視覚的査定を行うための透明な 光路を備えるため、各検査ウェルの上方と下方の材料は普通透明なものにされる 。ロータｌＯを通過するその他の方式の光路にすることもできよう。

検査ウェル９２の容積は通常比較的小さく、典型的には約０．００５ｃｃから０ ．０１５ｃｃの範囲内、より典型的には０．００８ｃｃから０．０１０ｃｃの範 囲内にされる。それぞれの検査ウェル内に液状又は乾燥あるいは凍結乾燥された 試薬を入れておき、血漿か導入されたときそれと組合わされるようにすることも 可能である。あるいは又、分析作業に役立つ抗体、抗原、レセプタ等のようない ろいろな活性成分て検査ウェル９２の壁又は底を誘導することもてきよう。

第」Ａ図と第」Ｂ図に示されるように、分離室６０の形状は、本発明の範囲内で 様々に変えることかできる。分離室６０の主役は毛細区域６６である。この毛細 区域は好適には、内側円弧形境界２００と外側円弧形境界２０２を有する環状ス ペース（３ｐａｃｅ）とされる。区域６６の毛細性は各境界２００と２０２の所 て破れる。これに隣接する区域、即ち受取区域６５と細胞トラップ６２との寸法 が大きくなって毛細性を破断するからである。従って、遠心作用によって充分な 遠心力か加えられるとき以外、液は毛管区域即ち毛細区域６６を通過して流れる ことはできない。

受取区域６５と細胞トラップ６２との形状は実質的に変えることができる。受取 区域６５は全体的に、その２つの対向する水平方向面の間の距離か半径方向内方 向へ増大していくようなテーパを付けられる。このような増大する距離によって 前述のような所要の毛細性破断か生しる。上記テーパは、水平平面に対して下面 を傾斜させること（第１図）、又は水平平面に対して上面を傾斜させること（第 １Ａ図）、又は水平平面に対して上下両面を傾斜させること（第１．Ｂ図）によ って作られる。受取区域６５の対向する面の間の角度は重要ではなく、典型的に はＯｏと４０°の間、通常は１８°と２２°の間にされる。毛細区域の内側円弧 形境界２００は普通、円弧形の孔を画成するテーパ付き受取区域の狭い端部と連 続するように形成される。

細胞トラップ６２は典型的には、ローラ内て軸方向下方向へ延び且つ毛細区域６ ６の環状スペースの外側円弧形境界２０２に連続するように設置される環状ウェ ルとして形成される。しかし細胞トラップ６２は又、第１Ｂ図に示されるように 上方向へ延ばされてもよく、そして真の環状の形状である必要もない。

第４Ａ図に示されるように、集収室９０の形状は、分離された体液、例えば血漿 と、分離室６０内で組合わされる希釈剤又は試薬との混合を促進させるように変 形することかできる。特に、集収室９０の容積を増大し、そして半径方向通路９ ４の内側に周縁垂直壁９１を備えるようにすることかできる。分離段階と分配段 階とか完了した後検査ウェル９２からの液の損失を防止するため、半径方向通路 ９４は好適には毛細通路とされる。集収室９０の増大された容積と周縁壁９１と は両方とも、ロータ１０か回転しているときの室９θ内の液の保持時間を延長さ せる働きをする。延長された保持時間によって、分配の前の混合を更に充分に行 うことができる。

場合によって、血漿その他の分離された液の軸方向口６４を通る下方向流れか、 表面張力によって制約されることがある。このような場合には、受取区域６５か ら集収室９０への所要の流れを作るようにその表面張力を破壊するための、灯心 ファイバ（ｗｉｃｋｉｎｇ　ｆｉｂｅｒ）　９３のような手段を備えることが望 ましい。あるいは又、分離か終った後ロータ１００回転を急激に停止することに よっても表面張力を破壊できる。このような回転の急停止は液を区域６５の壁に 対して湿潤させ、これによって下方向の流れを可能にさせる。

次に第７図−第１１図を参照に、以上記述してきた遠心ロータｌＯを使用する本 発明の方法を詳細に説明する。最初に、試薬室８０か試薬によって所要の容積ま で充満される。図示において室８０は完全に充満されているか、この充満は部分 的てあってもよい。試薬は、中央準備施設においてか、あるいは使用の直前に使 用者によって、ロータｌＯ内へ装填される。後者の場合、試薬はピペットを使っ て通気口２４から注入されよう。

向に流れて室４０の主要部分に入り、そして通路４６を通って溢流室４４へ入る 。

計量室４０内への流れ面積は通路４６のそれより実質的に大きいから、計量室は 迅速に血液で充満され、そしてそこから溢れた流れ（溢流）が溢流室４４へ流入 する。こうして、供給口２２から供給する血液の量を、その供給の前に細心に計 測する必要はなくなる。血液か計量室４０と溢流室４４とに分れて流入する充分 −な時間か経過した後、この血液の分配は、第７図に示されるように、室４０の 毛細部分か完全に充満され、そして溢流室４４か部分的に充満された状態になる 。

次に第８図に示されるように、試薬か室８０に添加され、そして全血か室４０と ４４とに分割された後、ロータｌＯか遠心機にかけられる又は回転駆動される。

この回転駆動は、室４０から血液を、そして室８０から試薬を分離室６０へ流入 させるに充分な回転速度で行われる。又、溢流室４４内の血液も図示のように半 径方向外方向へ流される。血液の細胞成分はトラップ６Ｇ内へ流されるが、血漿 は全体的に分離室６０の開き部分内に残留しているようにするため、ロータｌＯ は好適には約１５００ｒｐｍから５０００ｒｐｍ、より好適には約２５００ｒｐ ｍから４０００ｒｐｍの範囲内の回転速度で、約２０秒から５分間、より典型的 には約１分間から３分間の範囲内の時間、回転駆動される。

そこてロータ１０か再び追加の回転駆動を行われ、これによって血漿は各検査ウ ェル９２内へ実質的に均等に分配される。上記追加回転は典型的には約９００の ために、スペクトル分光光度計又は蛍光光度計のような適当な計器へ移送される 。

次に第１２図を参照して変化形のロータ構造１００を記述する。このロータＩ０ ０は全体的にロータ１０と同し積層構造物であり、そこでその中間層１０２のみ を第１２図に示す。頂部層は、Ｊｉｉ１０２の上面に形成される入口室１０４と 整合する供給口（図示せず）を備える。入口室１０４は全体的にロータ１００の 垂直（回転）軸心と整合し、そしてその入口から１対の通路１０６と１０７カ伴 径方向外方向へ延びる。室１０６は計量室として働き、通路１０８より大きい断 面積を有し、従ってより迅速に充満される。室＋０８は溢流室として働き、入口 室１０４から供給される過剰血液を取込む。入口室１０４の半径方向外方向の所 に試薬室１１０か設けられ、この試薬室は、全体的に半径方向外方向へ延びる非 毛細通路＋１２と結合する。この通路１１２は又室１０６の末端部と連結してい る。

入口室間４から血液か供給されて計量通路１０６を充満し、そして試薬か室＋１ ０に装填された後、ロータ１００か回わされて、通路１０６からの血液と室間０ からの試薬との両方をＪｆｆｉ路１１２に通して外方向へ流し、分離室１１４へ 流入させる。ロータ１００の回転か継続されると、細胞は全体的に室１１４の半 径方向外方向の壁１１．６に沿って集められ、そして更に螺旋外方向へ延びる通 路１１８を通って流れ、細胞トラップ１２０に収集される。分離室１１４と細胞 トラップ＋２０とは通気路＋２４の末端部１２２で通気される。血漿の所要の分 離か達成されると、ロータ１００の回転か止められ、そこて血漿は重力によって 、分離室１１４の半径方向内方向周縁部に形成され排出口１２６を通って流下す ることかできる。この日１２６からの血漿の排出を助長するため、室１１４の底 床は通常、半径方向内方向へ低くなるように傾斜か付けられる。排出口１２６の 下方に集収室か第１図−第６図の場合と同様にして備えられる。

次に第１３図と第１４図を参照に、本発明の原理に従って構成される液計量性能 をもった分析ロータを詳細に述へる。分析ロータ体部２０２の内部に試料供給口 ２０４か備えられ、分析ロータ体部の頂面２０３を貫通して開いている。その供 給口に試料液か導入される。分析ロータ２０２の頂面２０３から円形のり・ソジ （ｒｉｄｇｅ）　２１４が垂直方向に延在し、フィンがスティック・アプリケー ション（ｆｉｎｇｅｒｓｔｉｃｋ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）内に指を置くため の場所を作る。更にり・ソジ２１４は入口の場所を目立たせて、液試料の導入個 所を明瞭に表示する。

ロータ体部２０２内で、試料供給口２０４の半径方向外方向の位置に計量室２０ ６が設置される。計量室２０６は、試料供給室２０４と供給する人ロセグメンｈ （ｓｅｇｍｅｎｔ）　２１６を有する。計量室２０６の入口セグメント２１６と 残余部との断面寸法は、ロータか静止しているときに室２０６か充満されるよう 供給口２０４からの液が毛細流を行うように選択される。

ロータ体部２０２内で、試料供給口２０４の半径方向外方向且つ計量室２０６か ら離間した位置に、溢流室２１０か設けられる。この溢流室２１０は連結通路２ １８を有する。溢流室２１０の連結通路２１８と残余部との断面寸法も、ロータ か静止しているとき供給口２０４からの液の毛細流か行われるように選択される 。しかし計量２０６と溢流室２１０とへの相対流率は、計量計か確実に充満され 、そして溢流室は過剰液だけを受入するように調整される。こうして、先に一般 的に述へたように、正確に計測された容積（計量室の容積によって決められる） の液を、後に行われる処理や分析に提供することかできる。

にはその深さは約０．　１ｍｍから１．　Ｏｍｍ　、より典型的には約０．２５ ｍｍから０．７５ｍｍの範囲内にされる。普通その深さは両方の室２０６と２１ ０及び入口セグメント２１６と連結通路２１８について全て同等にされるが、毛 細性か維持される限り変えられてもよい。

ないように構成される。即ちその寸法が毛細性を破るに充分な大きさになるよう にされる。これは、通路２２０と受取室２０８との接続個所における、受取室２ ０８の内側壁を形成する比較的垂直な壁２２１に、通路２２０を開口させること によって行われよう。この実施例において受取室２０８は、先の実施例で既述し たようにして血漿を得るために血液の細胞成分を分離するための分離室である。

計量室２０６の容積は所要の供給量に応して決められるが、普通、受取室２０８ へ所要量の液を送るだけの可及的に小さな容積が選ばれる。典型的には計量室２ ０６の容積は約０．００５ＣＣから０，０５ＣＣ，より典型的には約０．０３０ ｃｃから０．０４０ｃｃの範囲内にされる。

溢流室２１０の容積は一般的に、試料供給口２０４から供給される過剰血液に適 応するため、計量室２０６の容積より大きくされる。一般的に溢流室２１０の容 積は計量室２０６の少なくとも２倍、典型的には３倍又はそれ以上にされる。

計量室２０６と溢流室２１０とへの液の相対流率は、入口セグメント２１６と連 結通路２１８との相対断面積を調節することによって制御される。好適にその相 対断面積の調節は、図示のように入口セグメント２１６を連結通路２１８より実 質的に広い幅にすることによって行うことができる。こうして、計量室２０６と 溢流室２１０との深さを所要の毛細範囲内に維持しながら、上記入口セグメント と連結通路との相対幅を調節することで流率を実質的に違ったものにすることか できるのである。その相対幅の調節は、入口セグメント２１６の幅が連結通路２ １８の幅の少なくとも２倍、通常は少なくとも３倍、そしてしばしば少なくとも ４倍になるように行われる。

計量室２０６が適応できるよりも大きい容積の全血か試料供給口２０４を通し溢 流室２１０との両方へ流入する（それら画室は流入を行えるようにするため通気 されている）。計量室２０６内の流れ面積は溢流室２１０のそれより実質的に大 きいので、計量室は迅速に血液で充満され、そしてその溢流か溢流室２１０へ入 る。液が、毛細性を破断する通路２２０に達すると計量室２０６の充填は止む。

しかし、溢流室２１０への液の流入は、試料供給口２０４から供給された液力く 全部はけるまて続く。こうして、試料供給口２０４から供給される血液の量を、 供給の前に細心にＢ１測する必要を無くすことかできるのである。

血液又はその他の液試料が計量室２０６と溢流室２１０とに分割して流入するの に充分な時間か経過した後、計量室２０６は完全に充満され、そして溢流室２１ ０は部分的に充満される。そこて分析ロータ２０２は遠心機上て回転駆動され、 これによりＪＪｉ室２０６内の血液は動かされ通路２２０を通って受取室２０８ （こ入る。ここで血液は、先の実施例で既述したように、それぞれの成分に分離 され、分析検査を受ける。

次に第１４図を参照して、液計量毛細性を存するロータ体部２３０の変化形実施 例を記述する。この実施例において、計量室２３２と溢流室２３４とはそれぞれ に通気口２３６と２３８を備える。溢流室２３４の通気口２３８は、最初、試料 か試料供給口２４０に導入されるとき、閉じられているように構成される。通気 口２３８か閉じられていることによって、供給口２４０から溢流室２３４へ向か う液の最初の流れは防止される。しかし通気口２３６は開かれ、これによって、 （閉鎖解除）をてきるように行われる。例えば通気口２３８を後で開くとき使用 者か刺通し又は引剥すことかできるプラスチック又は金属箔のような膜でその通 気口を覆ってもよい。計量室２３２の通気口２３６は恒常的に開いた構成にされ るか、又カバーを被ぜてもよい（この力１１−は、通気口２３８か開かれる前に 使用者によって取外される）。

計量室２３２か適応できるより大きな容積の全血か試料供給口２４０から分析ロ ータ２３０に装填される。血液か供給されるとき、溢流室２１０の通気口２３８ は閉じられているか、計量室２３２の通気口２３６（この通気口は実際には受取 室２４２にあるが、連結口２４４によって計量室２３２と連結されている）は開 かれており、これによって試料供給口２４０内の血液は計量室２３８たけへ流入 することかできる。計量室２３２か充満されると溢流室２３４の通気口２３８か 開かれ、これによって試料供給口２４０内の過剰血液か溢流室へ流入できるよう になる。全部の過剰血液か溢流室２３４に流入した後、ロータ２３０か遠心機上 で回転駆動され、これにより計量室２３２内の液を通路２４４に通して受取室２ ４２へ流入させて分離と分析を行わせる。

第１３図と第１４図に示されるように、計量室２０６と２３２か液で充満された ことを視覚的に確認するだめの表示窓２５０を、それらの計量室にそれぞれ備え てもよい。表示窓２５０は典型的には、ロータの頂面に形成される透明な窓構造 物とされ、これを通して計量室２０６内の液の量を見ることができる。これによ って、計量室２０６又は２３２か液で充満されたとき操作者又は計器かそれを検 知でき、そこで第１の実施例ではロータか回わされて液を受取室２０８へ送る、 あるいは又、他方の実施例では溢流室２１０の通気口２３８が開かれる。

凝固防止かなされていない血液か使用される場合、溢流室２１０及び２３４と計 量室２０６及び２３２との内面に凝固防止剤の層を付着することによって、検査 か完了する前に凝血か起るのを防止するのを助けることができる。リチウム・ヘ パリン（ｌｉｔｈｉｕｍ　ｈｅｐａｒｉｎ）のような凝固防止剤かその目的に適 している。

計量室２０６又は２３２と溢流室２１０又は２３４との充填速度を高めるため、 それら室の内面に表面活性剤の層を付着させてもよい。血液の細胞を溶解させる 必要かある場合以外、表面活性剤は血液細胞を溶解しないものか選ばれる。表面 活性剤は又、充填速度をいろいろに変えたり、あるいは場所によって充填速度を 速くしたり遅くしたりするように、内面の選択された区域に付着することもでき る。

ここに本発明か明瞭に理解されるように詳細な説明を行ってきたか、本発明はそ の請求の範囲内でなおいろいろな変化形が可能なことはいうまでもない。特に、 違った条件を必要とする複数の検査や分析を同時に行えるようにするため、２つ 又はそれ以上の計量室、分離室、又は溢流室を備えることもできよう。例えば、 複数の計量室を備えて、隔離された複数の分離室内の違った試薬又は希釈剤と組 合せることかできよう。あるいは又、単一の計量室を別々になった複数の毛細通 路と結合して、別々になった複数の分離室への液流を制御するようにもできよう 。

いずれの場合でも、異なるプロトコールを必要とする複数の分析と検査を単一の ロータ・システムで行うことができる。

ＦＩＧ、に！。

ＦＩＧ、／Ａ。

ＦＩＧ、　ＩＳ。

ＦＩＧ、Ｊ。

ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５゜ ＦＩＧ、　ＩＩ ＦＩＧ　Ｒ ＦＩＧ、１４゜ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．分析ロータにおいて、 頂面と底面、中心軸心、及び、該頂面を貫通する試料供給口を有するロータ体部 、 該ロータ体部内に設置され、そして該試料供給口から液を受取るように該試料供 給口に連結された計量室、 該ロータ体部内に設置され、そして該試料供給口から液を受取るように該試料供 給口に連結された溢流室、及び 該ロータ体部が静止している間に該計量室が液で完全に充満され、そして過剰な 液か該溢流室へ流れるように、該試料供給口からの液流を該溢流室よりも該計量 室へ優先して選択的に指向させる装備を備える分析ロータ。
2. ２．該計量室と該溢流室が、該試料供給口からの液の毛管流を作る毛管寸法を有 する、請求の範囲第１項の分析ロータ。
3. ３．該計量室へ入る液の流率が該溢流室へ入る液の流率より高くなるように、該 計量室が、該溢流室の液流面積より大きい液流面積を有する、請求の範囲第２項 の分析ロータ。
4. ４．該液流選択的指向装備が、該計量室に設けられる第１の通気口、該溢流室に 設けられる第２の通気口、及び、該第２通気口を選択的に遮断することにより、 該第２通気口の遮断が解除されるまで液が該計量室だけへ流れるようにさせる装 備を備える、請求の範囲第２項の分析ロータ。
5. ５．該液流選択的指向装備が、該計量室を該試料供給口へ連結する毛管入口セグ メント、及び、該溢流室を該試料供給室へ連結する毛管連結通路を備え、ここで 、該計量室へ入る液の流率が該溢流室へ入る液の流率より高くなるように、該毛 管入口セクションが、該連結通路の液流面積より大きい液流面積を有する、請求 の範囲第１項の分析ロータ。
6. ６．該選択的遮断装備が、該第２通気口を覆う膜を備える、請求の範囲第６項の 分析ロータ。
7. ７．分析ロータにおいて、 頂面と底面、中心軸心、及び、該頂面を貫通する試料供給口を有するロータ体部 、 該試料供給口に連結された、毛管寸法を有する計量室、該計量室から半径方向外 方向に設置され、そして毛管寸法を有さない通路によって該計量室に連結された 受取室、 該試料供給口に連結された、毛管寸法を有する溢流室、及び、該ロータが静止し ている間に該計量室が液で完全に充満され、そして過剰な液が該溢流室へ流れる ように、該試料供給口からの液流を該溢流室よりも該計量室へ優先して選択的に 指向させる装備 を備える分析ロータ。
8. ８．該計量室へ入る液の流率が該溢流室へ入る液の流率より高くなるように、該 計量室が、該溢流室の液流面積より大きい液流面積を有する、請求の範囲第７項 の分析ロータ。
9. ９．該液流選択的指向装備が、該計量室に設けられる第１の通気口、該溢流室に 設けられる第２の通気口、及び、該第２通気口を選択的に遮断することにより、 該第２通気口の遮断か解除されるまで液が該計量室だけへ流れるようにさせる装 備を備える、請求の範囲第７項の分析ロータ。
10. １０．該選択的遮断装備が、該第２通気口を覆う膜を備える、請求の範囲第９項 の分析ロータ。
11. １１．該計量室が液で充満されたことを表示する装備を更に備える、請求の範囲 第７項の分析ロータ。
12. １２．該表示装備が、該計量室内の液を見られるようにする透明窓を備える、請 求の範囲第１１項の分析ロータ。
13. １３．該計量室及び／又は該溢流室の内面に付着される凝固防止材料の層を更に 備える、請求の範囲第７項の分析ロータ。
14. １４．流率を高くするために該計量室及び／又は該溢流室の内面に付着される表 面活性剤の層を更に備える、請求の範囲第７項の分析ロータ。
15. １５．液の充満速度がより速い区域とより遅い区域を作るように該表面活性剤が 該内面の選択された区域に付着される、請求の範囲第１４項の分析ロータ。
16. １６．該試料供給口が、該計量室の容積より大きく、そして該計量室と該溢流室 とを合わせた容積よりも小さい容積を有する、請求の範囲第５項の分析ロータ。
17. １７．該試料供給口に連結された、毛管寸法を有する少なくとも１つの追加の計 量室を更に備える、請求の範囲第７項の分析ロータ。
18. １８．試料供給口から計量された容積の液を分析ロータ内の受取室へ移送する方 法において、 該ロータが静止している間に未だ計量されない容積の液を該試料供給口へ導入し 、これによって該液を毛管作用で、該未計量容積より小さい一定容積を有する計 量室内へ、この計量室が充満されるまで流入させること、過剰な液を毛管作用で 溢流室内へ流入させること、及び、該ロータを回転させることにより該計量室か ら計量された容積の液を半径方向外方向に該受取室へ移送すること の諸段階を備える方法。
19. １９．該溢流室への流入段階の前に該溢流室に設けられた通気口を開く段階を更 に備える、請求の範囲第１７項の方法。
20. ２０．該通気口開き段階が、該通気口を覆うカバーを刺通すことによって行われ る、請求の範囲第１８項の方法。