JPS6156766B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、混合物分離装置であり、そして流体
に含まれる固体から流体を分離するのに特に有用
な装置に関する。装置は血液の細胞質および粒状
物質の相から血奨または血清を分離するのに良好
に適切である。多くの実験室および臨床状態にお
いて、混合物の液体部分から混合物の固体または
半固体部分を分離することが望まれる。この分離
は、種々の工合に実施され、最も有効な方法の１
つにおいては、混合物の固体部分から液体を物理
的に分離するために試料含有管内に挿入される装
置が用いられる。本発明は、試料含有管内へ装置
を挿入することにより混合物の固体部分から液体
を分離し得る斯くの如き装置を提供する。分離実
施後に、装置のセルフシール部分は、採集された
液体試料を含んだ無汚染の移送可能な容器として
試料含有管から引出される。採集管の後には、試
料含有管を効果的に密封して、試料含有管内に含
まれる汚染固体のための無汚染の密封された廃棄
手段を提供するピストン部材が残される。

周知の如く、流体分離器が豊富に市場に出され
ており、その多くは専門的な目的のために適合せ
しめられそれらの目的のためにのみ使用可能であ
る。

米国特許第3586064号は、中央中空体が貫通可
能なエラストマー密封部により両端を閉鎖されて
いる血液採集装置を示す。密封部は各々の針によ
つて貫通され、採集管内に装置が挿入された時に
１つの針が液体を中空管の内部に流れるように
し、他の針が大気への通気孔を提供する。充分量
の試料が採集された時に、大気通気用の針は引出
され隔壁が隔壁自体を密封する。その後、装置は
採集管から引出されそして第２の針が引出され、
採集された試料のためのセルフシール容器を提供
する。

米国特許第3837376号は、採集装置の両端が大
気にさらされ、液体試料が採集装置内に強制送入
されるが、しかしこの場合には唯１つの針が用い
られ、これにより針が、採集装置の内部に配置さ
れるべき２つの孔を有するような類似装置を示
す。採集操作中に、液体は試料含有管から針を経
て流れ２つの孔の低い方の孔を通つて中空体中に
入る。液体が採集装置の下部内に採集された後
に、両方の孔は再び流体を除かれそして針の孔を
通して試料含有管の内部と大気が連通せしめられ
る。このことによりいわゆる真空ロツク問題の障
害なしに試料含有管から採集装置を除去すること
が容易になる。

両端を閉鎖された可撓壁中空管の１端が針状構
造により貫通される類似の米国特許第3983037号
に記されている。採集装置の内側で終つている針
状構造の端は、フイルターに取付けられ、斯くし
て試料含有管から針状構造を通過する液体が採集
装置の内部に入る前に過されるようになされ
る。この装置を用いるためには、採集装置は圧縮
されて、内部に部分真空を形成する。採集装置の
閉鎖端から突出する針状部分は、採集されるべき
流体の表面の下に挿入され、採集装置への圧力が
解除され、斯くして試料含有管内の液体を針内へ
引入れ、フイルターを通過させそして採取装置内
部に採集する。

米国特許第3693804号は、採集装置が、１端が
ピストンフイルターアセンブリにより閉鎖された
中空体部分からなり、このピストンフイルターア
センブリにおいてフイルターがピストン構造内に
取付けられ、ピストンフイルター構造が採集装置
の中空体内に取付けられているような差圧採取装
置を示す。この装置を用いるには、アセンブリを
試料含有管内に押し入れ、液体をフイルター装置
を通して採集装置の中空体部分内部に入れる。充
分量の試料が採集された後に、採集装置を試料含
有管内で急角度に傾けて、その間の密封部を破壊
し全装置の引出しを可能とする。

類似の装置において、米国特許第4057499号
は、１端にピストン部材を挿入された中空体管か
らなる血液採集装置を示す。ピストン部分は全般
に、ベル構造の最も狭い部分が中空体部材に挿入
されているベル形状を有する。ピストンは、採集
されるべき流体を通すフイルター部材を含む。ベ
ル形状のピストン部材の上端は、流体をフイルタ
ー材料を経て採集装置の中空体部材の内側に流入
させる逆止め弁である。複合ピストン部材は横方
向に伸びるフランジを有し、このフランジは、採
集装置が試料管内の流体を採集するために試料管
に押し入れられている間に試料含有管の内壁と密
封係合する。全採集装置に引出した時に、ピスト
ンのフランジは折たたまれ、斯くしてフランジの
上方放射状溝付部がその上方位置から下方位置に
移るようにされ、斯くしてフランジ部材と試料含
有管の内壁との間の密封部を破壊するようになさ
れる。

多くの関連流体採集装置が知られている。例え
ば米国特許第3687296号、第3850174号、第
3875012号および第3931815号参照のこと。

これらの先行技術の装置には多くの問題がみら
れた。主な問題の１つは、採集装置が試料含有管
から引出された時に、採集装置の底部が、管内に
含まれる材料で汚染されることである。特に医学
環境におけるこの材料は、実験室環境をさらされ
るべきでない病原菌や毒素を含み得る。さらに、
もう１つの主要な問題は、採集装置を除去すると
開放式試料含有管が残されることであり、これは
実験室における汚染または漏出の観点から同様に
欠点となる。

本発明は、両端が閉鎖可能な細長い薄壁透明中
空体部材を含む混合物分離のための流体採集装置
を意図する。中空体の１端にはセルフシール隔壁
が配置される。隔壁に隣接して、フランジ部分が
中空体の外側縁を越えて伸びるように中空体の直
径よりも大きな直径の横方向に伸びるフランジ部
分を有した複合ピストン部材を含むクロージヤ手
段が配置される。中央通路が複合ピストンの本体
内に伸びて、複合ピストンの最内側端上の貫通手
段との連通を可能とする。中央通路内には、混合
物内の流体部分と混合せしめられた固体材料が中
空体の内部空間内に入るのを効果的に抑制するた
めのフイルター要素が配置される。複合ピストン
部材は、採集装置が試料採集管内に挿入されてい
る時に中空体アセンブリの１部として維持されよ
うに形成される。採集装置が試料採集管に押し入
れられる時に、混合物中の流体は、通路手段内に
含まれるフイルター要素を通過せしめられ、中空
体の内部に入れられる。充分量の試料が採集され
た時に、採集装置の移動方向が逆にされる。移動
方向を逆にすると、複合ピストンアセンブリは、
セルフシール隔壁から貫通手段を引出しそして複
数ピストンと共に試料含有管内に残ることによつ
て、採集装置から離れる。この複合ピストンアセ
ンブリは、汚染物質が実験室に露出されないよう
に試料含有管を効果的に密封する。中空体内に含
まれる隔壁は、貫通手段、典型的には針をそれか
ら除去した時に、隔壁自体を密封し、斯くして中
空体内の採集流体を１端にて密封する。中空体の
他端は次に、スナツプオンキヤツプの如きクロー
ジヤ手段によつて密封され、本発明にしたがつて
移送可能な無汚染体流体採集装置を形成する。本
発明の目的は、簡単で丈夫な設計のものであり、
試料含有管中に挿入でき、装置の外部を汚染せず
に引出され得る、混合物中の流体の採集のための
装置を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、非汚染容器内に試
料を採集するのに有用であるのみならず、試料含
有管を密封する手段をも含んで汚染性または危険
性材料をその中に維持するような、簡単で信頼で
きる装置を提供することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、非常に簡単
な設計のものでありそして容易におよび経済的に
製造および組立され得る最少量の部品からなる装
置を提供することである。

添付図に関連して下記の本発明の詳細な記載に
より、前記の目的および長所は当業者により容易
に理解されるであろう。

第１図および第２図は、通常は液体と固体とか
らなる、混合物中に含まれる流体の採集装置の具
体例を示す。装置は、遠心分離された血液の細胞
粒状相から血奨または血清を分離するのに良好な
位置に配置される。流体採集装置１０は、細長
い、薄壁の、透明中空体１２の形にて示される。
隔壁１４は中空体１２の１端に挿入されるように
適合せしめられる。隔壁１４は典型的には円筒形
でありセルフシール性プラスチツクまたはゴム材
料から形成される。隔壁１４は、内側端がウエブ
部１７により閉鎖された空隙１５を内側に有し得
る。複合ピストン１６が、中空体１２に嵌合し隔
壁１４に接触するように形成される。複合ピスト
ン１６は、最外側面に中央通路２０を有した単一
体１８を含み、この中央通路２０は、単一体１８
の長さの殆んどにわたつて伸びそして貫通手段２
２が始まる点にて終つている。貫通手段２２は通
常はプラスチツクまたは鋼の針である。第１図お
よび第２図に示す具体例においては、貫通手段２
２は、末端２４が鈍い中空プラスチツク針の形と
なつている。貫通手段２２の長さに沿つてそして
末端２４のすぐ下に２つの孔２６および２８があ
り、これらの孔は装置の外部から中空体１２内へ
の流体を通す。フイルター要素３０は中央通路２
０内に配置される。フイルター要素３０は通常は
多孔質プラスチツクプラグであり、このプラグは
固体が中央通路２０および貫通手段２２を通つて
中空体１２内へ流れるのを抑制するが、しかも流
体を同じ通路を通つて流すようにする。複合ピス
トン１６の最外側端は、周囲に伸びるフランジ３
２を含み、このフランジは、後記に詳細に記され
る如く、流体採集装置１０が挿入される試料含有
管の内壁と密封係合する。スナツプオンクロージ
ヤー３４は、中空体１２の最上端または初端を閉
鎖するように形成され、装置１０を用いる時には
ずされる。

第２図に示す如く、装置１０の１端は、装置１
０の最上端にスナツプオンクロージヤー３４を置
くことにより閉鎖される。フイルター要素３０
は、中央通路２０内にきちんど嵌合するように形
成される。代りに、フイルター葉素３０は適切な
接着剤で中央通路２０内に固定され得る。通常
は、貫通手段２２は複合ピストン１６の単一体１
８と一体に形成される。貫通手段２２がプラスチ
ツク材料で形成される場合には、フイルター要素
３０を除いた全複合ピストン１６は１段階成型操
作により単一成型品として形成され得る。フイル
ター要素３０が中央通路２０内に固定された後
に、全複合ピストンアセンブリ１６は典型的には
中空体１２の最下端に挿入され、複合ピストン１
６の最上端が隔壁１６の最下面と接触するまで内
側に押される。ピストン１６は、フランジ３２の
最上表面が中空体１２の最下部と係合するように
形成される。貫通手段２２は空隙１５および隔壁
１４のウエブ部分１７を貫通し、中空体１２の外
部と内部間に流体を連通させる。

第１図および第２図に示される本発明の具体例
において、端が鈍いプラスチツク針の挿入を容易
にするために、隔壁１４に前もつて孔をあけ得
る。また、試料含有管への装置１０の挿入を容易
にし、複合ピストン１６を試料含有管内に直立姿
勢にて保持するために、フランジ３２は斜面の形
にされる。

第３ａ図―第３ｃ図は、第１図および第２図に
示す本発明の装置を用いるのに必要な段階を示
す。

第３ａ図には、中空体１２、単一体１８を有し
た複合ピストン１６、貫通手段２２、フランジ３
２およびフイルター要素３０を有した組立てられ
た流体採取装置１０が示される。装置１０は、開
放端３８と閉鎖端４０を有しそして固体部分４２
と流体部分４４からなる混合物を含んだ試料含有
管３６内に挿入される。第３ａ図は、試料含有管
３６の直ぐ上に配置され該管に挿入される準備の
できた装置１０を示す。装置１０が試料含有管３
６内に挿入されると、複合ピストン１６のフラン
ジ３２は試料含有管３６の開放端３８の内壁４６
と係合する。装置１０が試料含有管３６の内孔内
に押し下げられると、管内の流体４４はフイルタ
ー要素３０および貫通手段２２を通過せしめら
れ、貫通手段２２の孔２６および２８から中空体
１２内に流入して採集される。

流体４４が採集された後に、装置１０の移動を
逆方向にする。フランジ３２は試料含有管３６の
内壁４６としつかり係合しているので、貫通手段
２２は隔壁１４から引抜かれる。中空体１２を引
出すと、隔壁１４のウエブ部分１７は自動的に密
封されて、セルフシールされた流体容器を形成す
る。中空体１２または隔壁１４の外面は、汚染物
となり得る固体４２とは全く接触しないから、該
流体容器の外面は実質的に汚染されない。アセン
ブリ１０の中空体１２および隔壁１４が管３６か
ら引出された後に、フランジ３２は管３６の内壁
４６と係合しているため、複合ピストン１６は管
内に残されて固体４２を管３６内に密封する。こ
れにより、固体廃棄のための無汚染廃棄容器が形
成される。多くの場合固体は、例えば実験室内で
露出が望まれないような汚染物質を含み得る血液
固体の如き生物学的流体である。

第４図はもう１つの本発明の具体例を示す。第
４図に示される装置４８は、中空体５０の最上端
の外面の外ねじ５４と係合する内ねじを有したク
ロージヤ５２を有するねじタイプのクロージヤ５
２により最上端を閉鎖される、細長い、薄壁の透
明中空体５０を有する。隔壁５６は中空体５０の
最下端の近くに配置される。隔壁５６は後記に詳
記されるセルフシール材料から形成される。複合
ピストン５８も中空体５０の最下部に嵌合せしめ
られる。複合ピストン５８は、単一体６０を含
み、中央通路６２が単一体６０の中を伸びてい
る。複合ピストンの最上端には、隔壁５６を貫通
するように適合せみめられた貫通手段６４があ
る。中空体５０の外側と内部間の連通は、中空内
孔６６と中央通路６２によりなされる。該具体例
では貫通手段６４は通常、堅固な中空体６７と内
部中空内孔６６を有した金属針である。フイルタ
ー要素６８が複合ピストン５８の中央通路６２内
に配置され、フランジ７０が単一体６０から伸び
ている。

第４図の本発明の具体例は、最上端のクロージ
ヤ手段５２がねじ付クロージヤ手段であり、フラ
ンジ７０は斜面の形でなく、貫通手段６４が、２
６と２８の如き一対の側方孔ではなく、単一孔６
６を有したステンレススチール針であるという点
で、第１図および第２図の具体例と異なる。

第１図と第２図に示される好適な具体例におい
ては、中空体１２はプラスチツクやガラスの如き
透明堅固な材料である。プラスチツクが好適であ
り、外径11ミリメートル、内径10ミリメートルお
よび長さ約100ミリメートルのセルロースアセテ
ートブチレート管が満足できるものであると判明
している。隔壁１４はシリコーンゴムの如きセル
フシール性エラストマー材料から作られる。フイ
ルター要素３０は、寸法安定性で堅固な多孔質プ
ラスチツク材料から作られ、斯くして中央通路２
０内に挿入されるべきカートリツジの形に形成で
きるようになされている。

全般に、殆んどの生物学的に生ずる試料に用い
るのには、50ミクロンの平均細孔サイズが適切で
ある。フイルター要素３０の細孔サイズは、材料
が寸法安定性および前記の混和性条件を満たす限
り、いずれの試料特性をも満たすように調節され
得る。

複合ピストン体１８は堅固で寸法安定性のプラ
スチツク例えばポリエチレンから作られる。スナ
ツプオンクロージヤ３４もプラスチツクである
が、しかし通常はビニルプラスチゾルの如き可撓
性プラスチツクである。プラスチツク針が貫通手
段２２として用いられる場合には、これは通常単
一体１８の一体部分として形成され斯くして同じ
組成、この場合にはポリエチレン組成を有する。

第４図の本発明の具体例の場合には、ねじタイ
プのクロージヤ５２はプラスチツク組成、典型的
には堅固なポリエチレンから作られる。貫通手段
６４は金属針、通常はステンレススチールであ
る。全ての他の成分は、第１図および第２図に示
される好適な具体例について規定されるのと同じ
である。

第４図の具体例における隔壁５６は、前もつて
孔あけされる必要がなくまたは空隙およびウエブ
構造を有する必要がない。これは使用される金属
針が容易に隔壁５６を貫通するからである。ま
た、プラスチツク針は２つの側方孔２６および２
８を有する必要はなく、１つの孔が装置内で良好
に作用することが認識されるべきである。２孔配
列は、単一孔配列よりも一層容易に成型されると
いう長所を有する。

いずれの場合にも、堅固性、寸法安定性または
試料に対する化学的に不活性な性質に関して必要
とされる基準と一致する限り、他の適切な材料も
用い得る。例えばスナツプオンクロージヤは通常
可撓性ビニルプラスチゾルで作られるが、しかし
使用者の所要条件に応じて可撓性ポリエチレンか
ら作られることもできる。装置は反応上層流体か
ら反応沈澱物を分離するのに容易に使用され得る
から、溶剤抵抗性プラスチツク、ガラスまたは金
属成分を必要ならば用い得る。

本発明の装置は、血液の固体または半固体部分
から血液の液体または液体を分離するのに良好に
適合せしめられる。このような用途においては、
採取されるべき血液は初め遠心分離に供される。
装置を全血液ついてに用いる場合には、いくつか
の細胞片または全細胞をフイルター要素中に通過
せしめ試料の流体部分と共に採集し得る。典型的
には試料含有管中に全血液を入れ、そして遠心分
離して上層液から血液固体を沈殿させる。凝固防
止剤を添加した場合には流体は血漿であり、細胞
質は簡単に沈殿せしめられる。凝固防止剤を用い
ない場合には流体は血清であり、単一凝血が半固
体沈殿物として形成される。いずれの場合にも、
典型的には全血液は装置使用の前に遠心分離され
る。

本発明の重要な特徴は、実質的に複合ピストン
１６の最下面、クロージヤ３４の内面、中空体１
２の内面、および隔壁１４の内面のみが試料から
の汚染にさらされることである。この結果、クロ
ージヤ３４、中空体１２および隔壁１４の外面、
および複合ピストン１６の最上部が比較的清潔で
あり汚染されない。したがつて、試料中の汚染物
質はクロージヤ３４、中空体１２、および隔壁１
４の内部、または、複合ピストン１６により閉鎖
される試料含有管の底部に保たれ、斯くして清潔
で移送可能な液体部分容器および試料の固体部分
のための清潔で容易に廃棄可能な容器が提供され
る。

本発明の好適なおよび代替の具体例を説明した
が、本発明の範囲から離れずに種々の変更をし得
ることは理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の顕著な特徴を具体化する流体
採集装置の分解断面透視図、第２図は第１図に示
される流体採集装置の拡大断面図、第３ａ―３ｃ
図は第１図と第２図に示される装置を操作するの
に必要な段階を示す図、第４図は第１図と第２図
に示される装置の変形の立面および部分断面図で
ある。 １０……流体採集装置、１２……中空体、１４
……隔壁、１５……空隙、１６……複合ピスト
ン、１７……ウエブ部、１８……単一体、２０…
…中央通路、２２……貫通手段、２６，２８……
孔、３０……フイルター要素、３４……スナツプ
オンクロージヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 混合物分離用の流体採集装置において、第１
   および第２開放端を有した細長い透明中空体；該
   第１端のためのクロージヤ手段；該第２端に隣接
   して該中空体内に密封配置されたセルフシール隔
   壁；および該中空体の該第２端内に挿入されるよ
   うに適合せしめられた複合ピストンを含み、該複
   合ピストンが、中央通路を有した単一体、該隔壁
   を貫通して該中央通路と該中空体の内部とを連通
   させるように適合せしめられた中空貫通手段、該
   中央通路内に配置されたフイルター要素、および
   該中空体の外壁を越えて伸びた横方向に伸びたフ
   ランジを含み、斯くして該装置が試料含有管内に
   挿入された時に液が該フイルター要素を通過し
   該中空貫通手段を経て該中空体内部に入るように
   適合せしめられ、斯くして該装置が試料含有管か
   ら引出された時に該フランジが該複合ピストンを
   試料含有管内に維持するようになされたことを特
   徴とする装置。 ２ 該中空体がプラスチツク組成物で作られる、
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 該プラスチツクがセルロースアセテートブチ
   レートである、特許請求の範囲第２項記載の装
   置。 ４ 該セルフシール隔壁がシリコーンゴムで作ら
   れる、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５ 該複合ピストンがプラスチツク組成物で作ら
   れる、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６ 該プラスチツクがポリエチレンである、特許
   請求の範囲第５項記載の装置。 ７ 該フイルター要素がプラスチツク組成物で作
   られる、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８ 該貫通手段が中空針である、特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ９ 該針がプラスチツク組成物で作られる、特許
   請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 該針が金属から作られる、特許請求の範囲
   第８項記載の装置。 １１ 該中空体が直円柱である、特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 １２ 該複合ピストンが直円柱であり該フランジ
   が該単一体よりも大きな直径を有する、特許請求
   の範囲第１１項記載の装置。