JPH08511957A - 生物学的試料を収集および処理する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内部隔室１３と外部隔室１５とを備えた試料収集用容器。容器１０を真空に保つ様に上部塞栓２０下部塞栓３０が嵌挿される。装置は血液等の流体を内部隔室１３内に収集するように構成されている。次いで真空の解除に応じて血液は内部隔室１３から外部隔室１５へ導入される。血液、細胞砕片等、及び存在すれば微生物性汚染物質等の濃厚成分は、内部隔室１３内に残留し、内部隔室１３から逐次収集され、汚染性微生物の存在が試験される。

Description

【発明の詳細な説明】 生物学的試料を収集および処理する装置 この発明は、例えば血液、血清等の生物学的試料を収集および処理する装置お よびその方法に関する。特に、この発明は、遠心分離操作を必要としないで生物 学的試料を収集および処理する装置に関する。 例えば血液、血清等の生物学的試料は、しばしば微生物感染の試験に使用され る。一般に血液は、赤血球および白血球の溶解を生起させて、微生物汚染物質を 溶解させない試薬を内蔵した試料管内に収集される。この試料管を遠心分離処理 することにより、試料は、上澄み液と、細胞の破砕片および存在すれば微生物系 の汚染成分を含む固形成分とに分離される。上澄み液は試料から除去され、残っ た濃厚成分は、一般に培養基上において培養されて、微生物的汚染成分の存在が 試験される。 この様な方法は、相当の装置と経費とを必要とし、かなりの時間も必要とされ た。血液試料の収集および処理による微生物的汚染の試験には、優に４５分以上 の時間を要する。 そこで、この発明の目的は、遠心分離に要する時間および経費を必要としない で、血液試料を収集および処理し、かつ試験する装置を提供することにある。 この発明によれば、第１の隔室と、真空状態の第２の隔室と を備えた容器が提供される。この容器は、さらに前記第１の隔室と第２の隔室と を選択的に流体連通状態にさせる第１の手段と、第２の隔室の真空を破棄しない で物質を第１の隔室に導入する第２の手段とを備える。さらに第１の隔室に導入 された固体および液体の混合物の固体成分を保持するための第１の隔室内の保持 手段と、容器の内部と容器外の大気とを選択的に流体連通状態にさせる手段とを 備える。混合物質が前記容器に導入された後、液体は、前記保持手段および第１ の手段を通過し、第１の隔室と第２の隔室とを選択的に流体連通状態に移行せし めて、第２の隔室内へ流通し、その間、濃厚成分は前記保持手段によって停留さ れる。 一実施例においては、第２の隔室が第１の隔室を包囲すると共に第１の隔室と 同心位置にある。前記第１の隔室は１つの内壁によって画定され、他方、第２の 隔室は前記内壁と１つの外壁とによって画定され、前記内壁は第２の隔室の頂部 より上方に突出する。 他の実施例では、第１隔室を第２隔室と連通状態に移行させるための第１の手 段が、容器の下部開口内に嵌挿された下部塞栓を備える。 この下部塞栓は、第１の隔室に連通する下部流通路と、第２の隔室の近傍の内 壁内の流通路とを備える。この下部流通路が、第２の隔室の近傍にある内壁の流 通路と整合する場合には、第１の隔室から第２の隔室への液体の流通が可能とな る。 他の実施例においては、前記保持手段は、第１の隔室に連通 する下部塞栓の下部流通路を経由して配設された隔膜である。さらに好ましくは 、前記下部塞栓は、下部部材、および第１の隔室に連通する流通路を備えた上部 嵌挿部材とから成る。また一変形例では、前記流通路が倒立円錐形状であり、液 体は内部隔室から第２の、即ち外部隔室へ漏斗滴下される。同様に前記上部嵌挿 部材も、第１の隔室に連通する下部流通路を経由して配設された隔膜を備える。 さらに他の実施例においては、容器の内部を容器外の大気と選択的に連通させ る手段は、前記容器の頂部開口内に嵌挿される上部塞栓である。この上部塞栓は 、第１の隔室に連通する上部流通路を有する。容器の内部を容器外の大気と選択 的に連通させる前記手段は、さらに第２の隔室の頂部の上方において内壁内に１ 個の開口部を備える。前記上部流通路は、内壁の開口部と整合可能に形成され、 整合した際には真空が解除されて、外部大気から前記容器内への大気の流通を可 能ならしめる。好ましくは、上部塞栓は、さらに第１の隔室へ物質を導入するた めの第２の手段を備える。 好適な実施例においては、上部塞栓は、上部部材と下部部材とから成る。下部 部材は、容器の頂部開口部内に嵌挿される。下部部材は、第１の隔室に連通する 下部流通路を有する。第２の隔室の真空を保持した状態で第２の隔室へ物質を導 入するための第２の手段は、塞栓の上部に包含された第１の自己封止部材、およ び塞栓の下部に包含された第２の自己封止部材である。一例としては、前記第２ の自己封止部材は、第１の隔室に嵌挿された単一方向弁である。 他の実施例においては、上部塞栓の上部部材と下部部材との間に、例えば上部 塞栓の上部部材の下側に積層された積層箔より成る気密層が配設される。下部塞 栓の下部部材の底面にも気密層を積層させることができる。さらには厚いゴム壁 を塞栓の上部部材の下側に配設してもよい。 他の変形例においては、無菌性濾過層が上部塞栓の上部部材および下部部材に 配設される。 さらに他の変形例においては、無菌性濾過プラグが、上部塞栓の下部部材に付 設されている。この濾過プラグは、綿、発泡性ゴム、焼結ポリエチレン、酸化ア ルミニウム、焼結ガラス、ガラス繊維等の多孔性物質より成る。その多孔度は、 空気の流通を可能にする濾過プラグを介して微生物等の汚染物質を捕捉する注射 針等の管体の挿入ができ、引き抜けば、微生物等が濾過プラグに捕捉できる程度 であることが必要である。さらにこのプラグは、注射針等の挿入および引き抜き が可能で、かつ濾過プラグの構造強度が保持されることが必要である。その一実 施例では、上部塞栓の上部部材は下部部材から除去可能であり、この上部部材が 下部部材から除去されると、上部塞栓の下部部材および下部部材に保持された無 菌濾過プラグは、環境空気に露出される。よって空気は濾過プラグと第２の自己 封止部材とを通過して第１の隔室内へ流通可能となっている。よってこの様な実 施例では、上部塞栓内と下部隔室の室壁内の開口部が必ずしも整合しなくても差 支えない。 この発明は、特に血液試料を収集および処理して微生物汚染を試験するのに適 用される。血液試料は、挿入された注射針を 介して、上部塞栓の自己封止部材を通過して第１の、即ち内部隔室内へ導入され る。上部塞栓と下部塞栓とは閉鎖位置にある。内部隔室には、赤血球および白血 球を溶解させるが、微生物的汚染物質は溶解させない試薬が充填されている。こ の試薬は、例えばアイソレータＴＭ１０試薬（カーター・ウォーレス、Ｉｎｃ社 商品名）で、これはサポニン、ポリプポピレングリコール、スルフォン酸ナトリ ウム・ポリアネトール（ＳＰＳ）、およびエチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ） を含有する。一旦血液が試薬と反応すると、上部塞栓と下部塞栓とが開位置に移 動する。上下塞栓が開になると、外部隔室の真上の内部隔室の室壁の開口部およ び上部塞栓の上部流通路を経由して内部隔室内へ空気が導入される。空気圧力に より、下部塞栓の隔膜、下部塞栓の下部流通路、および外部隔室に近接した内部 隔室の室壁の開口部を経由して、血液が外部隔室へ導入される。或はまた、下部 部材内に濾過プラグを備えた上部塞栓を使用した場合は、上部塞栓の上部部材を 上部塞栓の下部部材から除去することにより、空気は内部隔室内へ導入され、こ れによって血液は内部隔室から外部隔室へ流入する。細胞砕片および汚染性微生 物が存在する場合は、隔膜によって捕集される。血液の少量部分は、内部隔室内 に残存する。次いで上部塞栓からピペットを挿入して、血液、細胞砕片および微 生物を抽出することができる。得られた血液試料は、遠心分離法で得られた濃厚 成分と同等であり、これについて微生物汚染が試験される。 実施例 以下、この発明を図面を参照して説明する。 第１図は、この発明の容器の一実施例の縦断面図、第２図は、容器の横断面図 、第３図は、容器の上部塞栓の実施例の断面図、第４図は、下部塞栓の分解斜視 図である。 図面において、容器１０は上部開口Ａと下部開口Ｂとを備える。第１と第２、 即ち内部隔室１３と外部隔室１５とを画定する内壁１２および外壁１４を備える 。内壁１２と外壁１４とは、外部隔室１５の頂部において接合されているので、 外部隔室１５の頂端部において密封することができる。内壁１２は外部隔室１５ の頂部上に突出し、厚さ０．２ミクロンの隔膜１７で被覆された開口部１６は、 外部隔室１５の頂部を超えて内壁１２内に位置する。隔膜１７を通じて、開口部 １５から空気は流入できるが、微粒子とか汚染性の微生物は通過できない。流通 路１８は、外部隔室１５近傍において内壁１２上に位置して設けられている。流 通路１８は、開口状または欠如部状等に形成され、内部隔室１３と開口部１５と の間の空気または液体の流通路を形成する。 容器１０の上部開口Ａ内に嵌挿された上部塞栓２０は、上部部材２２と下部部 材２４より成る。上部部材２２は、ゴム等の自己封止材料より成る自己封止中央 部材と、上部部材２２の下側の気密層２３より成る。気密層２３は、箔その他適 宜の材質より形成することができる。下部部材２４は、自己封止形単一方向弁２ ５と、開口部２６とから成る。開口部２６を、内壁 １２の開口部１６と整合するように形成して、上部塞栓２０の下部２４から内部 隔室１３に到る流通路を形成することができる。 容器１０の下部開口Ｂ内に嵌合された下部塞栓３０は、下部部材３４に嵌挿さ れた上部挿入部材３２より成る。上部挿入部材３２の頂部には、厚さ０．２ミク ロンの隔膜３１が装着されている。この隔膜３１を通過して、血液の流体成分は 流通路３５へ流通できるが、細胞破砕物や微生物は通過できない。上部挿入部材 ３２には開口部３３が形成されている。開口部３３を通路１８と整合するように 形成すれば、血液の流体成分を内部隔室１３から隔膜３１、流通路３５、開口部 ３３、および流通路１８を通過して外部隔室１５内へ流通させることができる。 容器１０は、下記の通り血液の収集に使用される。上部塞栓２０を容器１０の 上部開口Ａ内に位置させ、開口部２６が内壁１２の開口部１６と整合しないよう にする。下部塞栓３０を容器１０の下部開口Ｂ内に位置させ、開口部３３が内壁 １２の流通路１８と整合しないようにする。上下の塞栓２０、３０を前記の通り に定置させることにより、製造及び組立中に形成された内部隔室１３と外部隔室 １５内の真空状態を維持させる。赤血球および白血球を溶解させる試薬１９を内 部隔室１３内に充填させる。この試薬１９は、重力によって内部隔室１３内の隔 膜３１の頂部に静置される。試料の収集のために、血液試料等の被験体は、注射 針を自己封止中心２１、２５から挿入することにより、内部隔室１３内に注入さ れる。血液は内部隔室１３ 内で試薬１９と混合され、血液を試薬１９と反応させ、十分な時間の間保持して 赤血球および白血球を溶解させる。反応時間は１分ないし５時間であるが、試薬 １９による汚染性微生物の溶解は発生しない。 血液と試薬１９とが反応することによって赤血球および白血球が溶解したなら ば、上部塞栓２０を上部開口Ａ内で回転して、開口部２６を開口部１６と整合さ せると共に、下部塞栓３０を回転して開口部３３を流通路１８と整合させる。空 気圧により、血液の流体部分が、隔膜３１、流通路３５、開口部３３、流通路１ ８を経由して外部隔室１５に導入される。容器１０を操作して、血液の一部分が 内部隔室１３内に残留するようにする。その残留容積が、外部隔室１５の全容積 より大なる場合は、血液は、外部隔室１５が充満するまで内部隔室１３から外部 隔室１５へ流入する。外部隔室１５の全容積が内部隔室１３内に導入された血液 の容積よりも大であると、血液は内部隔室１３から外部隔室１５へ流入し、その 結果、規定容積の血液が内部隔室１３に導入される。この規定量の血液が内部隔 室１３内に保有されていると、その体積が容器１０にマーキングによって指示さ れ、下部塞栓３０が開位置から、開口部３３が流通路１８と整合しない閉鎖位置 へ移行する。 内部隔室１３内に残留する血液試料の部分は、血液の流体成分と、細胞の破砕 部分と、更に存在する場合は微生物を含む濃厚成分である。次いでこの濃厚成分 を、内部隔室１３から抽出することができる。この抽出処理の前に、管を例えば 約１０秒間渦動混合させる。上部塞栓２０の上部２２を下部２４から除 去して自己封止中央部材２５を露出させる。ピペット等の収集管を封止中央部材 ２５を経由して内部隔室１３内へ挿入する。このピペットは、隔膜３１の真上の 一点で内部隔室１３に挿入される。次いで固形成分を内部隔室１３からピペット 内へ抽出し、このピペットから培養基上に分散させて、汚染性微生物の存在を判 定することができる。 図３に図示の他の実施例では、上部部材１２２と下部部材１２４とを有する上 部塞栓１２０を備える。上部部材１２２は、自己封止性中央部材１２１を備え、 内部隔室１１３に嵌挿された下部部材１２４は、単一方向弁１２５を備えて、内 部隔室１１３への流体の逆流を防止する。下部部材１２４の内部に設置された無 菌性濾過プラグ１２８は、綿または発泡ゴム等の多孔性材料より成る。上部塞栓 １２０の上部部材１２２が下部部材１２４から除去されると、空気がプラグ１２ ８と単一方向弁１２５を経由して、内部隔室１１３内へ導入され、内部隔室１１ ３内にある血液試料は外部隔室１１５内へ導入される。濾過ブラグ１２８は、空 気中の汚染物質、例えば微生物等をも捕捉する。血液試料が内部隔室１１３から 外部隔室１１５へ導入された後、濾過ブラグ１９が下部部材１２４から除去され 、その結果、下部部材１２４からピペット等の挿入が可能となり、固形成分が内 部隔室１１３から抽出される。 図４に図示の実施例では、下部塞栓２３０は、上部挿入部材２３２と下部部材 ２３４とを備える。上部挿入部材２３２は、内部隔室２１３と下部部材２３４と に嵌挿され、倒立円錐流通路２３５の上方に配設された隔膜２３１を備える。こ の円錐流 通路２３５の頂点付近に、内壁２１２内の流通路２１８と整合可能な開口部２３ ３を備え、内部隔室２１３から外部隔室２１５への血液の流動成分の流通を可能 ならしめる。上部挿入部材２３２は、下部部材２３４の欠如部２３８に係合され る条溝２３７を備え、上部部材２３２を下部部材２３４内に安定して嵌挿させる 。 この発明によれば、細胞の破砕片および存在すれば微生物系の汚染成分を含有 する濃厚成分を時間浪費的で経費の嵩む遠心分離法を適用しないで採取すること ができる。特に血液の採取および処理に要する時間も５分内外であり、これが従 来方法では４５分以上を要していた。 この発明は、前記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形が可 能であり、これらは何れもこの発明の請求の範囲に包含されること勿論である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）第１の隔室と、 真空状態の第２の隔室と、 前記第１の隔室と第２の隔室とを選択的に流体連通状態にさせる第１の手段と 、 第２の隔室の真空を破棄しないで物質を第１の隔室に導入する第２の手段と、 第１の隔室に導入された固体および液体の混合物の固形成分を保持するための 第１の隔室内の保持手段と、 容器の内部と容器外の大気とを選択的に流体連通状態にさせる手段とを備えた 容器であって、混合物質が前記容器に導入された後、液体は、前記保持手段およ び第１の手段を通過し、第１の隔室と第２の隔室とを選択的に流体連通状態に移 行せしめて、第２の隔室内へ流通し、その間、固形成分は前記保持手段によって 停留されるように構成された容器。 （２）第２の隔室が第１の隔室を包囲すると共に第１の隔室と同心位置にあり、 前記第１の隔室は１つの内壁によって画定され、他方、第２の隔室は前記内壁と １つの外壁とによって画定され、前記内壁は第２の隔室の頂部より上方に突出す ることを特徴とする請求の範囲第１項記載の容器。 （３）第１の隔室と第２の隔室とを選択的に流体連通状態にさせる第１の手段が 、容器の下部開口部に嵌挿された下部塞栓より成り、前記下部塞栓は、第１の隔 室に連通する下部流通路と第２の隔室に近接して内壁内に形成された流通路から 成り、前 記下部塞栓が前記内壁内に形成された流通路と整合したときには、第１の隔室か ら第２の隔室への液体の流通を可能ならしめることを特徴とずる請求の範囲第２ 項記載の容器。 （４）容器の内部を容器外の大気と選択的に連通させる手段は、前記容器の頂部 開口内に嵌挿される上部塞栓であり、この上部塞栓は、第１の隔室に連通する上 部流通路と、第２の隔室の頂部上方の内壁内の開口部とから成り、前記上部流通 路は、開口部と整合可能に形成され、整合した際には外部大気から前記容器内へ の大気の流通を可能ならしめる請求の範囲第２項記載の容器。 （５）上部塞栓は、第２の隔室の真空を保持した状態において、第１の隔室へ物 質を導入するための第２の手段を備える請求の範囲第４項記載の容器。 （６）前記保持手段は、第１の隔室に連通する下部塞栓の下部流通路を経由して 配設された隔膜である請求の範囲第３項記載の容器。 （７）さらに容器の内壁内の開口部に配設された隔膜を備え、この隔膜は、前記 内壁内の開口部を経由して空気を透過させると共に、固形物質の通過を阻止する 請求の範囲第４項記載の容器。 （８）下部塞栓は、下部部材と、該下部部材内と第１の隔室内とに嵌挿された上 部挿入部材とから成り、この上部挿入部材は、前記第１の隔室、およびこの第１ の隔室に連通する前記流通路を経由する隔膜より成る請求の範囲第６項記載の容 器。 （９）上部塞栓は、上部部材と下部部材とから成り、該下部部 材は、容器のの頂部開口部内に嵌挿され、下部部材は、第１の隔室に連通する下 部流通路を備え、第２の隔室の真空を保持した状態で第２の隔室へ物質を導入す るための第２の手段は、前記上部塞栓の上部に包含された第１の自己封止部材、 および下部塞栓の下部に包含された第２の自己封止部材である請求の範囲第５項 記載の容器。 （１０）第２の自己封止部材は、第１の隔室に嵌挿された単一方向弁である請求 の範囲第９項記載の容器。 （１１）容器の内部と容器外の大気とを選択的に流体連通状態にさせる手段は、 前記容器の頂部開口部に嵌挿される上部塞栓であり、また上部塞栓は、上部部材 と下部部材とから成り、該下部部材は、容器の頂部開口部内に嵌挿され、下部部 材は、第１の隔室に連通する下部流通路を備え、第２の隔室の真空を保持した状 態で第２の隔室へ物質を導入するための第２の手段は、前記上部塞栓の上部に包 含された第１の自己封止部材、および下部塞栓の下部に包含された第２の自己封 止部材であり、さらに上部塞栓の上部部材は下部部材から除去可能であり、この 上部部材が下部部材から除去されると、空気は濾過プラグと第２の自己封止部材 とを通過して第１の隔室内へ流通可能となるように構成された請求の範囲第２項 記載の容器。