JPS61144571A

JPS61144571A - 液体標本の細胞状成分と非細胞状成分の自動分離装置

Info

Publication number: JPS61144571A
Application number: JP60200413A
Authority: JP
Inventors: モーラッド・エム・エルドヒーディ
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1985-09-10
Publication date: 1986-07-02
Also published as: US4639316A; EP0184852B1; MX163122B; NZ212794A; DE3568875D1; EP0184852A2; MY101282A; EP0184852A3; JPH0455265B2; AU580230B2; AU4560985A; ZA855642B; BR8503902A

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】本発明は、全体として、液体の重質成分および軽質成分
の分離装置、特に、血液中の粒状成分および非粒状成分
の分離装置に関する。より具体的には、本発明は、血液
サンプル中に抗凝結剤を注入する前に血液中Ｏ血漿と細
胞状成分とを自動的に且つ急速に分離する自己収容型の
装置に関する。

この装置は、血液標本をコンテナに入れた後、３０秒足
らずのうちに、上記分離を自動的に行ない得るように構
成されている。

この装置は、血液標本を採取しその後検査機関で検査す
るだめに通常使用される、従来の真空血液採取管と同様
の、ガラス管を備えることが望ましい。この装置はまた
、濾過区域全体に亘って、血液標本を急速に、向流状態
でＰ遇する膜フィルタすなわちメンプシンフィルタを有
している。さらに、この装置は、その製造段階において
、上記血液採取管の内部室を真空状態にしである。血液
を採取し、本発明の上記装置内に入れると、その血液標
本は、流路および族フィルタを経て流れ。

差圧による大きな隔壁通過速度を発生させ、これによっ
て、血液標本中の非細胞状成分と細胞状成分とを急速に
分離することができる。このため、血液の分離に必要な
差圧を発生させる別の正圧力装置といった、別個の駆動
力を得るための外部装置を使用せずに、患者から採血後
、１分間以内で、血液標本を適正に分離することが可能
となる。

（従来技術およびその問題点）従来の向流ｒ過方法を教示する代表的な例として、米国
特許第３，７０５，１００号、同第４，２１２，７４２
号。

同第３．５５６，３０２号、同第３，２１１，６４５号
、同第４．１．９１，１８２号および同第４，３４３，
７０５号の各号明細書が挙げられる。しかし、上記例れ
の米国特許の場合にも、膜フイルタ全体に亘って、別個
の圧力源から圧力庖動力を作用させ、適正な分離を行な
う装置を使用しなければならない。

これに反して、本発明の場合、製造段階にて、簡単な管
状装置内を真空状態とし、この真空によシ、血液標本の
成分を自動的に且つ極めて迅速に正確な分離を行なうも
のである。このため、医者自身または検査技師が高価な
装置を必要とせずに、迅速に上記検査を行ない得る極め
て簡単な使い捨て型の血液標本分離装置が得られる。本
発明の装置は、ストン／々で密閉され、本発明に従って
向流濾過用の表面積を提供する構造を内蔵した簡単な負
圧管の形状を有している。この管の開口端は、分離しよ
うとする血液標本を導入する為の注射針が貫通し得るよ
うにしたストッパで密閉される。

このストッパは、所定位置に取付けた際に、真空容器の
内側を向く下面に、凹所を備える点で、通常のストッパ
の形状と多少異なっている。このストッパの下面の上記
凹所には１本発明に従って。

血液標本の細胞状成分および非細胞状成分を迅速に分離
する為めの膜フィルタを備えた分離装置が挿入される。

この装置が内蔵する膜フィルタは、特定の用途に適合し
、所望の分離を行なうことのできる開口率を備えている
。

この分離装置を組立て、分離装置を真空状態にした後、
真空状態の管のストッパから、套管によって、血液標本
を導入すると、血液標本は、膜フイルタ全体に拡散し、
差圧を発生させる。膜の両側に発生した差圧は、細胞状
成分と非細胞状成分とを自動的に且つ迅速に分離する作
用がある。

本発明の分離装置に従って、分離を行なうのに使用可能
な膜フィルタの１例として、透析膜および限外濾過膜を
挙げることができる。膜を構成する個々の濾過孔の径は
、約０．１μｍ乃至１．２μｍの範囲内、特に、約０．
４５μｍとすることが望ましい。この孔径は、対象とす
る物質を所望通りに分離するのに合った最高許容開口率
が得られる値とすることが望ましい。

上述した濾過膜の例としては、ニニーヨーク州１０５９
１、ターリ−タウンのテクニコン・インスツルメンツ・
コーホレイジョン（ＴｅｃｈｎｉｃｏｎＩｎｓｔｒｕｍ
ｅｎｔｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の製品である、透
析膜、Ｃ型、製品１＝ｋＬ　１０５−１０５８を挙げる
ことができる。限外濾過膜の例としては、カルフォルニ
ア州４４５６６、　　プレザントンのニュークリポア・
コーホレイジョン（Ｎｕｃｌｅｐｏｒｅ　Ｃｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎ）のＵ、Ｆ、、Ｃ型、製品）ｈＩｃ９９５６
．または、マサチューセッツ州０２１７３　、レキシン
ダトンのアミコン−コーｙｌｖイショ７　（Ａｍ１ｃｏ
ｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が製造するＵＭｏ５．Ｕ
Ｍｌｏ、ＵＭ２０．ＰＭｌｏ、ＰＭ３０゜ＤＭ５．ＹＭ
５．ＹＭＩｏオよびＹＭ３０型トイツタ限外濾過膜を挙
げることができる。濾過膜関連技術の当業者には明らか
であるように、この技術は、生物学的流体を分離するた
めに開発がされている。

このように、この新規な分離装置は、上記濾過膜技術に
十分利用され、低廉且つ迅速な方法にて、所望通シの結
果の得られる簡単な手段を提供するものである。

本発明の分離装置で達成される重要なことの１つに、膜
表面に作用する圧力が約１００−７６０ＭＨｙ−よシ好
適には５００ｍｍＨ，％まで低下する点を挙げることが
できる。従って、この低下された圧力により、分離中、
血液の細胞状成分が溶血する虞れが少なくなると同時に
、３０秒足らずで、血液標本の細胞状成分と非細胞状成
分を迅速に分離することができる。

上記目的を考慮しながら、本発明について、以下、より
詳純に説明する。これら説明、図面および特許請求の範
囲の記載から、本発明の他の目的および利点が明らかと
なろう。

全体を通じて、同一部分は同一の符号で示した図面を参
照すると、第１図には、本発明を具体化した代表的な負
圧管組立体が全体として符号１０で示しである。この管
組立体１０は、例えば、Ｚ　ＩＪプロピレンまたはポリ
ウレタンといった熱可塑性樹脂材料で形成することので
きる透明な管１２を備えている。しかし、この透明な管
１２は、ガラス製とすることが望ましい。それは、ガラ
ス管の方が長期の貯蔵期間に亘って、真空を維持するこ
とができるからである。

管１２は、本発明に従った分離組立体１４を内部に懸垂
させている。この管１２は、開口端１３および閉成端１
５を備えている。第１図に示すように、開口端１３は、
エラストマー材料製のストッパ１６で密封しである。一
般に、このエラストマーストツノξ１６は、天然ゴムま
たは合成ゴム材料製とする。分離組立体１４は、相対向
する側壁１８　、２０を備えている。

この対向する側壁１８．２０間には、分離用膜２４が懸
下し、この膜２４は、グリッド２６上にて、分離組立体
１４内部に支持されている。グリッド２６は、以下に詳
述するように、膜２４を通過する血液を採取して分散さ
せ、その後、オリフィス３０を通過させて、非細胞状成
分回収室、即ち沢液回収室４４内に送る。

膜２４の細長い面および側壁１８の表面１９は、血液標
本の第１回収流路２２を画定する。この第１回収流路２
２は、長方形の流路で、この流路を経て、血液標本は、
膜２４０表面に沿って流れる。

このようにして、先ず、血液等の液体標本は。

套管３２の先端３４がストッパ１６の画定する区域３６
と連通するまで套管３２をストッパ１８に貫通させるこ
とによって、導入される。かくて、血液標本は、套管３
２から区域３６に入り、ここから、管１２の内室全体に
作用する真空によって、流路３８を経て、流動する。従
って、血液標本は、第１回収流路２２を経、膜フィルタ
２４に沿って、下方に流動する。この場合、膜フィルタ
２４およびグリッド’　２６　ｍ立体の各側部には、差
圧が発生し、このため、血液標本の非細胞状成分は膜を
経て、グリッド２８の流路に流入し、オリフィス３０を
経て、非細胞状成分回収区域４４内に至る。細胞状成分
は、オリフィス４０を経て、細胞状成分回収区域４２に
至る。

第１図から明らかなように、分離組立体１４は、ストツ
ノξ１６の画定区域３６の下部に圧入されておシ、管１
２内に支持される。分離組立体１４の側壁２００１面か
らは、細胞状成分回収区域４２と非細胞状成分回収区域
４４を分離画成する半円形の分離板４６が伸長している
。この半円形の分離板４６の外端縁を、管１２の内面と
密封係合し、上記両回状区域４２および４４を密封分離
させる連続的なエンストマービード部４８とすることも
本発明の範囲内である。別の方法として、接着剤を用い
て、分離板４６の外端縁を管１２の内面または内壁に接
合させることもできる。

当業者には明らかであるように、本発明の分離装置は、
エラストマービード部４８あるいは接着剤の何れを用い
て、両回状区域４２．４４を相互に分離させるかによっ
て、様々な方法で組立てることが可能である。即ち、接
着剤を用いる場合には、先ず分離装置の分離組立体を差
込んで、分離板４６の外端部と管１２の内壁を接合させ
て組立てを行なう。

次いで、当業者には周知なように、従来の方法で、管の
空気を抜き、真空状態の血液採取管とする間に、ストッ
パ１６の一部を差込み、その後、ストッパ１６の最終位
置決めを行なう。別の方法として、密封エラストマービ
ード部４８を用いて、分離板４６の外端縁を密封分離さ
せ、管１２の内面を密封する場合には、分離組立体１４
は、ストッパ１６内に圧入し、ストッパ１６を差込み、
分離装置に真空力な作用させると同時に、差込むように
してもよい。

第３図を参照すると、グリッド板２６の表面形状が示し
である。即ち分離装置によって分離された血液の非細胞
状成分を受納することができるように、複数の流路５０
が／リット′板２６全体に亘って、等間隔で配設されて
いる。この流路５０は、分離装置に作用する真空によっ
て、非細胞状成分を回収し、オリフィス３０に供給する
ことができるように配設されている。一方、非細胞状成
分は、第１図に示すように、オリフィス３０を経て、非
細胞状成分回収区域４４内に至る。さらに、第３図から
明らかなように、ストッパ１６は、当技術分野で周知の
如く、上端くぼみ部５２を備え、ストッパ１６の中央部
に、套管の先端を差込み、貫通させるための薄厚の隔膜
区域を提供する。グリッド板２６の上端縁２８は、スト
ッパ１６の区域３６の下端縁３１には達していないため
、長方形の空隙スペース３７が形成される。

第４図を参照すると、套管３２で導入した血液は、スト
ッパ１６の下面に画定された区域３６内に至る。

その後、ストッパ１６の画定区域３６から、血液は、楕
円形とすることができるオリフィス３８に流入し、ここ
で、血液は、楕円形の長穴３９によって、壁１８の内面
を画定する板の表面１９上に案内される。この表面１９
は、血液標本を膜２４の全表面に案内するための液供給
面となる。この表面１９は、溝穴を設けて、第１回収流
路２２を形成し、また、楕円形の長穴３０から供給され
る血液標本を受納する。第１回収流路２２０寸法の１例
として、形状は長方形とし、幅１．５　ａｒｔ　Ｘ長さ
１０ｃＩｒＬとすることができる。溝穴の深さは、約０
．Ｏ１ｃＩｒＬ乃至０．０３ｃＴＬの範囲とする。

この溝穴は、血液標本の隔壁通過速度を所望通シの大き
い値とする作用をし、その結果、細胞状成分と非細胞状
成分を分離することができる。第１回収流路２２下部の
血液標本は、オリフィス４０を経て、細胞状成分回収区
域４２内に達する。

第４ａ図は、溝穴とした供給用流路２２ａを備える壁１
９の別の実施例１．９　ａを示すものである。この実施
例において、円形オリフィス３７ａを通って、分離され
るべき血液標本は、区域３７ａから、末広がシ壁２３に
よシ画定され、除々に拡径する断面の壁１９ａの溝穴部
分２５に供給される。この形状から、分離開始時、最初
に、膜２４を透過する圧力の低下する効果が得られる。

壁２３の末広がシ角度は、オリフィス３８ａの軸線に対
し、２０°である。

第５図を参照すると、本発明の分離装置内に導入される
実際の血液標本のグラフが示しである。

縦軸は標本量（ｍ（り、横軸は経過時間（秒）を目盛っ
たものである。ストッパ１６を貫通する注射針はゲージ
２２の針とし、血液標本量は、約１Ｑｒｎｌとした。

管の容量は、従来の負圧血液採取管と同様、１２ｍ１と
した。第５図から明らかなように、線６０は、導入した
サンプルの重質の細胞状成分を示し、一方、線６２は、
軽質の血漿分を示す。第５図に示すように、分離は直ち
に行われ、５０秒足らずで完了する。

さらに重要なことは、血漿標本のほぼ全景が、３０秒以
内に分離できることである。血液標本の採取および検査
中、非細胞質の血漿成分に脱色、その他、溶血の徴候が
観察されなかった点に注目する必要がある。

次に、第６図を参照すると、第２Ｑグラフが示してあわ
、このグラフは、分離装置の組立ておよび製造時、分離
組立体の両側に等しい真空力を作用させた場合であって
も、分離装置の両回状区域間には、差圧が生ずることを
示すだめのものである。第６図から明らかなように、細
胞状成分６４の圧力は約０．３気圧水銀柱から、１気圧
まで急激に昇圧する。一方、非細胞状成分の圧力は、約
０．４気圧までしか昇圧しない。

このように、上述から了知し得るように、本発明による
と、液体、特に１例えば血液標本の細胞状成分と非細胞
状成分を急速に分離し得る簡単な使い捨て型の分離装置
を容易且つ低廉に製造することが可能となる。この分離
装置は、血液標本を採取し、この採取した血液標本中の
細胞状成分と非細胞状成分を迅速に分離させる必要のあ
る医者および検査機関において、特に、有効であること
が了知されよう。さらに、分離前に、抗凝血剤を使用す
る必要がないため、この分離装置は、上記目的上、特に
適している。この分離装置は、容器に圧力を作用させ、
分離を行わせるだめの器具といった別個の圧力供給手段
が不要である。

さらに１重要なことは、患者から採血後、直ちに、血液
標本中の細胞状成分と非細胞状成分を迅速且つ完全に分
離させることができるため、高価な分離装置または器具
が一切不要なことである。

この分離装置は、内部に血液標本を導入させたならば、
簡単な分離手順を自動的に実行するものである。

上述した分離方法および分離装置は、本発明の好適実施
態様を構成するものであるが、本発明は、これら特定の
方法および装置にのみ限定されるものではなく、特許請
求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく
、変形を加えることが可能である。即ち、上述したよう
に、この分離装置は、血液標本中の細胞状成分および非
細胞状成分を分離するために特に開発されたものではあ
るが、この分離装置は、また、他の生物学的流体を簡単
に分離する場合にも有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の分離部を内蔵する分離装置の拡大縦
断面図、第２図は、第１図の線２−２に関する断面図、
第３図は、第２図の線３−３に関する断面図、第４図は
、第２図の線４−４に関する断面図、第４ａ図は、第４
図の血液標本供給室の別の実施例を示す、第４図と同様
の断面図、第５図は、本発明の分離装置による典型的な
細胞状成分および非細胞状成分の標本量による分離所要
時間を示すグラフ、第６図は、第５図と同一の血液標本
の細胞状成分および非細胞状成分の圧力変化を示すグラ
フである。１０・・・管組立体　　　　　１２・・・管１３・・・
開口端　　　　　　１４・・・分離組立体１５・・・閉
成端１６・・・エラストマー・ストッパ１８・・・側壁　　　　　　　１９・・・表面２０・・
・側壁　　　　　　　２２・・・第１回収流路２３・・
・末広がシ壁　　　　２４・・・濾過膜２６、２８・・
・グリッド　　　３０・・・オリフィス３２・・・套管
３７・・・空隙スペース３８・・・流路　　　　　　　
３９・・・楕円形の長穴４０・・・オリフィス　　　　
４２・・・細胞状成分回収区域４４・・・非細胞状成分
回収区域　４６・・・半円形の分離板４８・・・エラス
トマーヒート５部５０・・・流路（外５名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）開口端および閉成端を備え、負圧室を形成
する細長いハウジングと；（ｂ）前記開口端を密封状態に閉じるストッパと；（ｃ）前記負圧室に沿つて伸長し、（１）前記負圧室を細胞状成分受納部分と非細胞状成分
受納部分に分離する手段と、
（２）前記負圧室の長手方向の相当部分に沿つて伸長す
る膜セパレータとを備え、前記膜セパレータが、第１側
部を前記細胞状成分受納部分に流動連通させ、また第２
側部と前記非細胞状成分受納部分に流動連通させ、更に
前記膜セパレータが、所望の分離を行なうための最大許
容開口率を有するようになされた分離組立体と；（ｄ）血液標本を受納し、前記分離組立体に供給するた
め、前記ストッパの下面に設けられた血液標本受納区域
と；を備えることを特徴とする血液標本の細胞状成分と
非細胞状成分の自動分離装置。（２）前記膜セパレータの前記第２側部に隣接し、分離
された非細胞状成分を受納し、前記非細胞状成分受納部
分に供給する非細胞状成分受納兼供給用板を備え、前記
受納兼供給用板が前記膜セパレータを通過する非細胞状
成分を受納する間隔を置いて配設された複数の流路を有
し、更に、前記流路と前記非細胞状成分受納部分間を流
動連通させる手段を備えることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載した装置。
（３）前記膜セパレータの前記第１側部に沿つて伸長し
、前記ストッパの前記血液標本受納区域から、分離すべ
き血液標本を受納する細長い血液標本供給室を備え、前
記血液標本供給室が、分離すべき血液標本を前記膜セパ
レータの第１側部全体に均一に供給するようになされた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した装置
。
（４）前記負圧室を分離する手段が、前記分離組立体の
１側部から、前記ハウジング室の対向壁の内面まで伸長
する分離板と、前記ハウジング室の壁の前記内面に当接
する前記分離板の外端縁全体を密封する手段とを備える
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載した装置
。
（５）前記密封手段が前記ハウジング室の内面と密封状
態に当接するエラストマー端縁であることを特徴とする
特許請求の範囲第４項に記載した装置。
（６）前記密封手段が、前記ハウジング室の内面と密封
状態に当接する接着材料であることを特徴とする特許請
求の範囲第４項に記載した装置。
（７）前記ストッパの血液標本受納区域が前記分離組立
体の上端を圧入状態に嵌入させる手段を備えることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載した装置。
（８）前記ハウジングがガラス管から形成されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載し装置。
（９）負圧室を形成し、開口端および閉成端を有する細
長い透明な管と、前記開口端を密封状態に閉じるエラス
トマー材料製のストッパと、血液標本を受納し、前記負
圧室に供給するため、前記ストッパの下面に設けた血液
標本受納区域と、前記管に沿つて、相当の長さに伸長し
、またその軸線を通つて、１方の壁から他方の壁まで伸
長する扁平で細長い分離組立体とを備え、前記分離組立
体が、前記負圧室を非細胞状成分受納区域と細胞状成分
受納区域に分離する手段と、間隔を置いて配設された対
向壁と、前記対向壁の間に、位置決めされた膜セパレー
タとを備え、前記膜セパレータが、前記細胞状成分受納
区域に流体連通する第１側部および前記非細胞状成分受
納区域に流体連通する第２側部を有し、更に前記膜セパ
レータは前記第１側部に沿つて伸長し、前記ストッパの
前記血液標本受納区域から、分離すべき血液標本を受納
する血液標本供給室を備えることを特徴とする血液標本
の細胞状成分と非細胞状成分の自動分離装置。
（１０）前記膜セパレータの前記第２側部に隣接し、分
離された非細胞状成分を受納し、前記非細胞状成分受納
区域に供給する非細胞状成分受納兼供給用板を備え、前
記受納兼供給用板が、前記膜セパレータを通過する非細
胞状成分を受納する間隔を置いて配設された複数の流路
を有し、さらに、前記流路と前記非細胞状成分受納区域
間を流体連通させる手段とを備えることを特徴とする特
許請求の範囲第９項に記載した装置。
（１１）前記負圧室を分離する前記手段が、前記分離組
立体の１側部から、前記ハウジング室の対向壁の内面ま
で伸長する分離板と、前記ハウジング室の壁の前記内面
に当接する前記分離板の外端縁全体を密封する手段とを
備えることを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載
した装置。
（１２）前記膜セパレータの孔径が約０．１μｍ乃至１
．２μｍ（７）範囲内にあることを特徴とする特許請求
の範囲第９項に記載した装置。
（１３）前記孔径が０．４５μｍであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１２項に記載した装置。
（１４）前記ストッパ内に套管が差込まれる穿刺隔膜を
備えることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載し
た装置。
（１５）前記管がガラス、ポリエチレンおよびポリプロ
ピレンから成る材料群から選択された部材で構成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載した装置
。
（１６）前記膜セパレータの前記第１側部に沿つた前記
血液標本供給室が深さ０．０１乃至０．０３ｃｍの範囲
の溝穴を設けた供給用流路を備えることを特徴とする特
許請求の範囲第９項に記載した装置。
（１７）前記供給用流路が長方形であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１６項に記載した装置。
（１８）前記供給用流路が幅１．５ｃｍ、および長さ１
０ｃｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１７項
に記載した装置。
（１９）前記供給用流路は壁が徐々に末広がりとなる入
口部分を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１６
項に記載した装置。