NL1035244C2

NL1035244C2 - Automatically balanced microcentrifuge device with mini motor and method for collecting and centrifuging blood and for stabilizing and storing plasma / serum in the same device.

Info

Publication number: NL1035244C2
Application number: NL1035244A
Authority: NL
Inventors: Jan Hessels
Original assignee: Jan Hessels
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2009-10-05
Also published as: WO2009123447A1

Description

AUTOMATISCH GEBALANCEERDE MICROCENTRIFUGE DEVICE MET MINIMOTOR EN METHODE VOOR VERZAMELEN EN CENTRIFUGEREN VAN BLOED EN VOOR STABILISEREN EN BEWAREN VAN PLASMA/SERUM IN HETZELFDE DEVICEAUTOMATICALLY BALANCED MICROCENTRIFUGE DEVICE WITH MINIMOTOR AND METHOD FOR COLLECTING AND CENTRIFUGING BLOOD AND FOR STABILIZING AND STORING PLASMA / SERUM IN THE SAME DEVICE

BESCHRIJVINGDESCRIPTION

ACHTERGROND INFORMATIEBACKGROUND INFORMATION

Bloed is samengesteld uit bloedvloeistof, ook wel plasma genoemd, witte bloedcellen, rode bloedcellen en bloedplaatjes. Wanneer na afname bloed gaat stollen en fibrinogeen wordt omgezet in fibrine heet de bloedvloeistof serum. Wanneer na afname bloed wordt ontstold met gebruikelijke anticoagulantia heet de bloedvloeistof plasma. Het scheiden 5 van plasma of serum van bloedcellen is cruciaal voor klinisch chemisch en biochemisch onderzoek. Het meeste onderzoek in bloed vindt plaats in plasma of serum. Het is van groot belang dat deze scheiding van plasma/serum en bloedcellen snel, volledig en efficiënt gebeurt, zonder dat er lysis optreedt van bloedcellen. Met name lysis van rode bloedcellen heeft, enerzijds vanwege de intens rode kleur een dramatisch effect op 10 diverse analyses in plasma of serum en anderzijds vanwege een geheel andere samenstelling dan plasma een dramatisch effect op de concentratie van diverse componenten in plasma, zoals bijvoorbeeld kalium, fosfaat en LDH. Verder gaat in volbloed de metabole processen ook na bloedafname door en beïnvloedt dit de samenstelling van het plasma, zo vindt er bijvoorbeeld daling plaats van glucose, 15 pyruvaat en alanine en stijging van lactaat, 3-hydroxyboterzuur en ammoniak binnen een uur na afname. Dit onderstreept het belang van het zo snel mogelijk scheiden van bloedcellen en plasma/serum, bij voorkeur binnen een half uur. De in het laboratorium meest gebruikte methode voor scheiding van bloedcellen en plasma/serum is centrifugeren. Hiervoor wordt bloed in een buis of cup in een centrifuge krachtig 20 gecentrifugeerd (1600 - 2500 G), waarna de cellen zich onderin en het plasma/serum zich boven in de buis bevinden. Om deze scheiding te verbeteren en te voorkomen dat 1035244 2 na centrifugeren de cellen zich deels weer mengen met plasma/serum is het gebruikelijk om centrifuge buizen te gebruiken met een plasma/serum gel separator op basis van bijvoorbeeld polydimethylsiloxaan, reeds in 1981 gepatenteerd door L. Prandi (US Patent 4387031; filed july 1981) of meer recent op basis van cyclopentadiene oligomeer 5 door H. Anraku (US Patent 7090970; filed dec 2002). Deze plasma/serum separator heeft een soortelijke massa van 1.03 - 1.07 g/ml juist tussen die van plasma/serum (1.02 g/ml) en van bloedcellen (1.08 g/ml) en heeft thixotrofe eigenschappen, waardoor het na centrifugeren als Vaste massa' een afscheiding vormt tussen bloedcellen en plasma/serum.Blood is composed of blood fluid, also called plasma, white blood cells, red blood cells and platelets. When blood starts to clot after collection and fibrinogen is converted to fibrin, the blood fluid is called serum. When blood is de-clotted with usual anticoagulants after collection, the blood fluid is called plasma. The separation of plasma or serum from blood cells is crucial for clinical chemical and biochemical research. Most blood tests are conducted in plasma or serum. It is of great importance that this separation of plasma / serum and blood cells is done quickly, completely and efficiently, without lysis of blood cells. In particular, red blood cell lysis has a dramatic effect on various analyzes in plasma or serum, on the one hand because of its intense red color and, on the other, because of a completely different composition than plasma, a dramatic effect on the concentration of various components in plasma, such as, for example, potassium, phosphate and LDH. Furthermore, in whole blood, the metabolic processes continue even after blood collection and this influences the composition of the plasma. For example, there is a drop in glucose, pyruvate and alanine and an increase in lactate, 3-hydroxybutyric acid and ammonia within one hour after collection. This underlines the importance of separating blood cells and plasma / serum as quickly as possible, preferably within half an hour. The most common method used in the laboratory for blood cell and plasma / serum separation is centrifugation. For this, blood is vigorously centrifuged (1600 - 2500 G) in a tube or cup in a centrifuge, after which the cells are at the bottom and the plasma / serum is at the top of the tube. To improve this separation and to prevent the cells from partially mixing with plasma / serum after centrifugation, it is common to use centrifuge tubes with a plasma / serum gel separator based on, for example, polydimethylsiloxane, already patented in 1981 by L Prandi (US Patent 4387031; filed July 1981) or more recently based on cyclopentadiene oligomer by H. Anraku (US Patent 7090970; filed Dec 2002). This plasma / serum separator has a specific mass of 1.03 - 1.07 g / ml precisely between that of plasma / serum (1.02 g / ml) and of blood cells (1.08 g / ml) and has thixotrophic properties, which after centrifugation as solid mass 'forms a separation between blood cells and plasma / serum.

1010

De klassieke bloedafname voor het verzamelen van plasma/serum is een venapunctie in een vacuüm buis met bovenbeschreven serum/plasma gel separator. Voor het verkrijgen van plasma bevat de buis tevens een anticoagulans, bij voorkeur heparine, EDTA, citraat of oxalaat, terwijl voor het verkrijgen van serum veelal een stollingsactivator 15 wordt gebruikt. Het volume van deze klassieke bloedafname buizen is ca 4 - 10 ml, maar er zijn ook microcups met een bloedvolume van 250 - 500 μΐ. Met de huidige chemie analysers voor klinisch chemisch onderzoek in plasma/serum is echter veelal ca 2 - 10 μΐ plasma/serum nodig voor analyse en een minimum cuvetvolume van 50-100 μΐ. Het af te nemen bloedvolume kan derhalve sterk verminderd worden. Deze reductie 20 kan nog verder doorgevoerd worden door gebruik te maken van verdund plasma/serum voor analyse. Een groot aantal testen heeft voldoende sensitiviteit en lineariteit om voldoende nauwkeurig in verdund plasma gemeten te kunnen worden. Uitgaande van bloed met een hematocriet van 0,45 en een 3-maal verdunning, is een bloedvolume van 40 - 80 μΐ, overeenkomend met één a twee druppels, en een overeenkomstig 25 plasmavolume van 22 - 44 μΐ en een verdund plasmavolume van 66 - 132 μΐ ruimschoots voldoende voor ca. 4 - 10 klinisch chemische analyses.The classical blood collection for plasma / serum collection is a venapuncture in a vacuum tube with the serum / plasma gel separator described above. To obtain plasma, the tube also contains an anticoagulant, preferably heparin, EDTA, citrate or oxalate, while a solidification activator is often used to obtain serum. The volume of these classic blood collection tubes is approximately 4 - 10 ml, but there are also microcups with a blood volume of 250 - 500 μΐ. With current chemical analyzers for clinical chemical research in plasma / serum, however, usually 2 - 10 μΐ plasma / serum is required for analysis and a minimum cuvette volume of 50-100 μΐ. The blood volume to be taken can therefore be greatly reduced. This reduction can be made even further by using diluted plasma / serum for analysis. A large number of tests have sufficient sensitivity and linearity to be able to be measured with sufficient accuracy in diluted plasma. Starting from blood with a hematocrit of 0.45 and a 3-fold dilution, a blood volume of 40 - 80 μΐ, corresponding to one or two drops, and a corresponding plasma volume of 22 - 44 μΐ and a diluted plasma volume of 66 - 132 μΐ more than sufficient for approx. 4 - 10 clinical chemical analyzes.

Voor het centrifugeren van bloed in het laboratorium worden grote en zware centrifuges gebruikt, voor meerdere buizen tegelijk. Voor microcups worden kleinere tafelmodel 30 centrifuges gebruikt, voor meerdere cups tegelijk. Turvaville (US patent 5924972) beschrijft een portable lichtgewicht DC centrifuge voor twee microbuisjes met 12 V stroomvoorziening via sigarettenaansteker van de auto. Deze centrifuge vergt echter nauwkeurige balancering, welke gerealiseerd door twee recht tegenover elkaar 3 geplaatste buisjes van hetzelfde gewicht, waarvan één buisje bloed bevat en het andere buisje hetzelfde volume aan willekeurige vloeistof als contragewicht. De gehele centrifuge moet waterpas worden gezet voor gebruik. Door zijn afmeting en gewicht is het bruikbaar op kantoor of in auto van bijvoorbeeld huisarts, maar vanwege 5 complexiciteit van balanceren en waterpas zetten niet geschikt voor thuisgebruik door (ondeskundige) patiënt of cliënt.Large and heavy centrifuges are used for centrifuging blood in the laboratory, for several tubes simultaneously. For microcups, smaller table top 30 centrifuges are used, for several cups at the same time. Turvaville (US patent 5924972) describes a portable lightweight DC centrifuge for two micro tubes with 12 V power supply via the car's cigarette lighter. This centrifuge, however, requires precise balancing, which is realized by two tubes of the same weight placed opposite each other, one tube of which contains blood and the other tube the same volume of arbitrary liquid as a counterweight. The entire centrifuge must be leveled before use. Due to its size and weight, it can be used in the office or in the car of, for example, a general practitioner, but due to the complexity of balancing and leveling, it is not suitable for home use by (incompetent) patients or clients.

Door bovengenoemde beperkingen is het de dagelijkse praktijk dat het bloed altijd decentraal, bijvoorbeeld in een laboratorium of eventueel bij huisarts moet worden 10 gecentrifugeerd. Vanwege het transport naar decentraal laboratorium is de tijdsduur tussen bloedafname en centrifugeren veelal meer dan twee uur of langer. Daarom wordt er voor onderzoek naar metabolieten additieven gebruikt om metabole processen te vertragen, zoals natrium fluoride voor glucose onderzoek. Dit werkt slechts ten dele en heeft verder als nadeel dat dit plasma alleen nog geschikt is voor onderzoek naar 15 glucose. Voor onderzoek naar stollingsfactoren wordt het bloed meestal ontstold met citraat, maar treedt er desalniettemin stollingsactivatie op als niet binnen een uur het citraatplasma van de bloedcellen wordt gescheiden. De meest ideale oplossing is derhalve een microcentrifuge die ook geschikt is voor thuisgebruik door (ondeskundige) patiënt of cliënt, bij voorkeur met dusdanige afmetingen dat deze per post kan worden 20 verstuurd.Due to the above limitations, it is the daily practice that the blood must always be centrifuged decentrally, for example in a laboratory or possibly at a doctor. Due to transport to a decentralized laboratory, the time between blood collection and centrifugation is usually more than two hours or more. For this reason, research into metabolites uses additives to slow down metabolic processes, such as sodium fluoride for glucose research. This works only partially and has the further disadvantage that this plasma is only suitable for research into glucose. For testing for coagulation factors, the blood is usually coagulated with citrate, but coagulation activation occurs if the citrate plasma is not separated from the blood cells within an hour. The most ideal solution is therefore a microcentrifuge that is also suitable for home use by (inexpert) patient or client, preferably with dimensions such that it can be sent by post.

Er is een veelheid aan patenten verschenen die technieken beschrijven voor 'micro bloed verzameling’ en scheiding van plasma gekoppeld aan een analytisch device voor het meten van bijvoorbeeld cholesterol of glucose, de zgn. 'point of care testen' of 'thuis 25 testen'. Ervaring uit de praktijk leert dat de juistheid en precisie van deze testen veelal onvoldoende is voor diagnostisch gebruik en de ontwikkeling van nieuwe testen complex en duur is. Slechts een beperkt aantal testen zijn in de vorm van 'point of care testen' of 'thuis testen' commercieel beschikbaar. Verder is in het algemeen voor elk soort analyse een nieuw type meter nodig.A multitude of patents have been published that describe techniques for 'micro blood collection' and separation of plasma linked to an analytical device for measuring cholesterol or glucose, the so-called 'point of care tests' or 'home testing'. Experience from practice shows that the accuracy and precision of these tests is often insufficient for diagnostic use and the development of new tests is complex and expensive. Only a limited number of tests are commercially available in the form of 'point of care tests' or 'home tests'. Furthermore, a new type of meter is generally required for each type of analysis.

30 Bij het merendeel van deze devices wordt gebruik gemaakt van diverse soorten filters voor scheiding van plasma/serum en bloedcellen (US patents 5064541; 5266219; 5423989; 5262067). Zulke filters bestaan meestal uit glasfiber materiaal met een poriegrootte die zo gekozen is dat bloedcellen in het filter achterblijven en plasma kan 4 worden opgevangen in een absorptiefilter. Het nadeel van deze methode is dat slechts een deel van het plasma eenvoudig kan worden opgevangen, en de rest achterblijft in het filter. Om de scheidingsefficiency en de recovery van het plasma te verhogen worden diverse technieken toegepast: toevoegen van een agglutinerend middel 5 beschreven door bijvoorbeeld Jeng (US Patent 5064541), Sand (US Patent 5118428) en Wilk (US Patent 5262067), zoals zuren, lectins, polylysine of rode bloedcel antistoffen, waarbij de retentie van rode bloedcellen in het separatiefilter wordt verhoogd; agglutinerend middel geconjugeerd aan kunststof deeltjes, waarbij grotere agglutinaten voor meer retentie van de rode bloedcellen zorgt (Patent 5652148); agglutinerend 10 middel geconjugeerd aan metaal deeltjes, waarbij een magnetisch veld de geagglutineerde deeltjes wegvangt (Murto, WO/2002/029406). Daarnaast beschrijft Zander (US Patent 6194138) de toevoeging van gelatine en andere additieven om de plasmaflow door het filter te verhogen. Dit alles leidt echter in het algemeen nog tot te geringe plasma opbrengst. Vaak wel voldoende voor de devices waarbij aan het 15 separatiefilter een geïntegreerd analytisch systeem is gekoppeld, zoals bijvoorbeeld directe glucose meting op de filterstrip. Wanneer echter het plasma verzameld moet worden voor decentraal uit te voeren diagnostische testen worden nog hogere eisen gesteld aan de kwaliteit, snelheid en efficiëntie van de plasmascheiding. Recent is voor dit doel door De Rooij (US patent 6245244; NL Patent 1002296) een combinatie van 20 technieken en additieven beschreven om ca 80 % plasma op te kunnen vangen: een agglutinerend middel, verdunning van plasma en een subatmosfere druk in de buis achter het filter om plasma hieruit te zuigen. Voor een aantal analyses kan echter geen gebruik worden gemaakt van verdund bloed of verdund plasma. Aan klinisch chemische analyses voor componenten die binnen nauwe grenzen in het bloed gereguleerd worden, 25 dus een geringe biologische variatie kennen zoals natrium, calcium, albumine en magnesium, worden zeer hoge analytische eisen gesteld. Verdunning van plasma tijdens afname kan dan leiden tot ontoelaatbare toename in onnauwkeurigheid. Ook kan voor een aantal analyses geen gebruik worden gemaakt van verdund plasma/serum vanwege verandering in vrij en gebonden fractie van de te meten stof, zoals vrij thyroxine, vrij 30 trijood thyronine, testosteron en cortisol. Verdunning kan ook leiden tot een ontoelaatbaar verlies aan sensitiviteit, zoals bij serologische testen voor HIV en hepatitis. Voor stollingsonderzoek mag slechts een minimale verdunning plaats vinden 5 van 1:9 met citraat, hetgeen in filterscheidingstechnieken niet of moeilijk realiseerbaar is.The majority of these devices use various types of filters for separation of plasma / serum and blood cells (US patents 5064541; 5266219; 5423989; 5262067). Such filters usually consist of fiberglass material with a pore size selected so that blood cells remain in the filter and plasma can be collected in an absorption filter. The disadvantage of this method is that only a part of the plasma can be easily collected, and the rest remains in the filter. Various techniques are used to increase the separation efficiency and recovery of the plasma: adding an agglutinating agent described by, for example, Jeng (US Patent 5064541), Sand (US Patent 5118428) and Wilk (US Patent 5262067), such as acids, lectins , polylysine or red blood cell antibodies, thereby increasing the retention of red blood cells in the separation filter; agglutinating agent conjugated to plastic particles, with larger agglutinates providing more retention of the red blood cells (Patent 5652148); agglutinating agent conjugated to metal particles, a magnetic field capturing the agglutinated particles (Murto, WO / 2002/029406). In addition, Zander (US Patent 6194138) describes the addition of gelatin and other additives to increase the plasma flow through the filter. However, all of this generally leads to too low a plasma yield. Often sufficient for the devices in which an integrated analytical system is linked to the separation filter, such as, for example, direct glucose measurement on the filter strip. However, when the plasma has to be collected for decentralized diagnostic tests, even higher demands are placed on the quality, speed and efficiency of plasma separation. For this purpose, De Rooij (US patent 6245244; NL Patent 1002296) recently described a combination of 20 techniques and additives to be able to collect approximately 80% plasma: an agglutinating agent, dilution of plasma and a subatmospheric pressure in the rear tube the filter to extract plasma from it. However, diluted blood or plasma cannot be used for a number of analyzes. Clinical chemical analyzes for components that are regulated in the blood within narrow limits, so that there is little biological variation such as sodium, calcium, albumin and magnesium, have very high analytical requirements. Dilution of plasma during collection can then lead to an inadmissible increase in inaccuracy. Neither can diluted plasma / serum be used for a number of analyzes due to a change in free and bound fraction of the substance to be measured, such as free thyroxine, free triiodothyronine, testosterone and cortisol. Dilution can also lead to an inadmissible loss of sensitivity, such as with serological tests for HIV and hepatitis. For coagulation testing, only a minimal dilution of 1: 9 with citrate may occur, which is difficult or impossible to achieve in filter separation techniques.

In die gevallen waarbij wel verdund plasma kan worden gebruikt moet de verdunningsfactor van het bloed vastgesteld worden. Deze verdunningsfactor kan op 5 twee manieren worden vastgesteld: a. Een exact bekend bloedvolume mengen met een exact bekend buffervolume. In de praktijk kan hierbij gebruik worden gemaakt van gekalibreerde 'end to end' capillairen voor het bloedvolume en van vooraf gepipetteerd buffervolume in het device. Dit vereist echter zorgvuldig en deskundig gebruik van 'end to end' capillairen en is derhalve gevoelig voor verdunningsfouten. Complicerend 10 hierbij is tevens dat de verdunningsfactor afhankelijk is van het hematocriet en deze dus bekend moet zijn. b. Een willekeurig bloedvolume mengen met een verdunningsbuffer met exact bekende hoeveelheid volumekalibrator. In de praktijk kan voor een volumekalibrator gebruik worden gemaakt van een stabiele en eenvoudig in plasma te meten stof die zich alleen verdeelt in het plasma en niet in het intracellulaire 15 compartiment. Een andere methode om een klein volume plasma nauwkeurig te verkrijgen is beschreven door Jeng (US Patent 5064541) waarbij in een opvangfïlter een reproduceerbare hoeveelheid plasma per oppervlakte eenheid wordt opgenomen. Vanwege indroging is dit niet stabiel gedurende langere periode en niet geschikt voor transport en decentrale analyse. Hetzelfde principe wordt toegepast bij de opvang van 20 volbloed in de zgn. 'dried blood spot' filter, momenteel gebruikt voor neonatale screening, waarbij het bloed juist wel wordt gedroogd en stabiel is gedurende langere periode. Een pons uit de gedroogde bloed spot met nauwkeurig vastgesteld oppervlak bepaald het bloedvolume in de pons. Na extractie van bloed uit het filter kunnen hier klinisch chemische analyses in worden uitgevoerd. Er zijn echter een aantal nadelen 25 verbonden aan de dried blood spot' methode: 1. er treedt een chromatografisch effect op als het bloed zich door het filter verspreid zodat de concentratie van te meten componenten niet overal exact gelijk is in het filter, 2. kan alleen gebruikt worden voor volbloed/hemolysaat metingen, 3. concentratie van te meten componenten wordt beïnvloed door hematocriet van het bloed. Deze nadelen maakt de ’dried blood spot’ 30 methode ongeschikt voor klinisch chemische analyses waarbij hoge eisen worden gesteld aan juistheid en precisie.In those cases where diluted plasma can be used, the dilution factor of the blood must be determined. This dilution factor can be determined in two ways: a. Mixing an exactly known blood volume with an exactly known buffer volume. In practice, calibrated 'end to end' capillaries for blood volume and pre-pipetted buffer volume in the device can be used for this. However, this requires careful and expert use of 'end to end' capillaries and is therefore sensitive to dilution errors. Complicating here also is that the dilution factor is dependent on the hematocrit and must therefore be known. b. Mix a random blood volume with a dilution buffer with exactly known volume calibrator. In practice, for a volume calibrator, use can be made of a stable and easily measurable substance in plasma that only divides into the plasma and not into the intracellular compartment. Another method for accurately obtaining a small volume of plasma is described by Jeng (US Patent 5064541) wherein a reproducible amount of plasma per unit area is included in a collection filter. Due to drying, this is not stable for a longer period and is not suitable for transport and decentralized analysis. The same principle is applied to the collection of 20 whole blood in the so-called 'three blood spot' filter, currently used for neonatal screening, where the blood is actually dried and stable for a longer period of time. A punch from the dried blood spot with an accurately determined surface determines the blood volume in the punch. After extraction of blood from the filter, clinical chemical analyzes can be performed here. There are, however, a number of disadvantages associated with the three blood spot method: 1. a chromatographic effect occurs as the blood spreads through the filter so that the concentration of components to be measured is not exactly the same everywhere in the filter; 2. can only be used for whole blood / hemolysate measurements, 3. concentration of components to be measured is influenced by hematocrit of the blood. These disadvantages make the "three blood spot" method unsuitable for clinical chemical analyzes where high demands are placed on accuracy and precision.

66

Derhalve is het mijn doel om een kleine en lichtgewicht microcentrifiige te ontwikkelen inclusief ingebouwde balanceer techniek, waarbij het verzamelen van bloed, scheiden van plasma/serum van bloedcellen en (langdurig) opslag voor transport, in één en hetzelfde device plaatsvinden. Daarnaast is het mijn doel om het verkregen 5 serum/plasma langdurig te stabiliseren zodat ook na transport alle componenten in serum/plasma nog gemeten kunnen worden met de huidige hoge eisen aan juistheid en precisie.Therefore, it is my goal to develop a small and lightweight microcentrifuge including a built-in balancing technique, whereby blood collection, plasma / serum separation from blood cells and (long-term) storage for transport take place in one and the same device. In addition, it is my goal to stabilize the obtained serum / plasma for a long time so that even after transport all components in serum / plasma can still be measured with the current high demands on accuracy and precision.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVINGDETAILED DESCRIPTION

10 De hier beschreven vinding is gericht op het oplossen van bovengenoemde problemen die zich voordoen bij de huidige werkwijze van bloedafname en scheiding van bloed in plasma/serum en bloedcellen. Het doel is om een device en een methode te ontwikkelen voor eenvoudig door patiënt of cliënt thuis zelf verzamelen van bloed, scheiden van plasma/serum en bloedcellen, stabiel bewaren van plasma/serum voor transport en 15 daarna per post versturen naar een laboratorium voor analyse. Hiervoor is een automatisch gebalanceerde microcentrifuge device ontwikkeld voor zowel verzamelen van bloed, scheiden van plasma/serum en bloedcellen door centrifugeren en stabiele opslag voor transport, in één en hetzelfde device. Het resultaat is een scheidingsmethode met een opbrengst van nagenoeg 100 % plasma/serum, langdurig 20 stabiel bij kamertemperatuur. Het geheel kan via reguliere post verstuurd worden naar een laboratorium, waar de analyses kunnen worden uitgevoerd in plasma/serum met state of the art geavanceerde en goed gekalibreerde en gecontroleerde apparatuur.The invention described here is aimed at solving the above-mentioned problems that arise with the current method of blood collection and separation of blood in plasma / serum and blood cells. The aim is to develop a device and method for easy collection of blood, separation of plasma / serum and blood cells by the patient or client at home, stable storage of plasma / serum for transport and then sent by post to a laboratory for analysis . For this purpose, an automatically balanced microcentrifuge device has been developed for collecting blood, separating plasma / serum and blood cells by centrifugation and stable storage for transport, in one and the same device. The result is a separation method with a yield of almost 100% plasma / serum, stable for a long time at room temperature. The whole can be sent via regular mail to a laboratory, where the analyzes can be performed in plasma / serum with state-of-the-art advanced and well-calibrated and controlled equipment.

Om de eigenschappen van deze vinding verder te verduidelijken en om bijkomende 25 voordelen en bijzonderheden ervan aan te duiden volgt nu een meer gedetailleerde beschrijving van de microcentrifiige device volgens de uitvinding. Het weze duidelijk dat niets in de hierna volgende beschrijving geïnterpreteerd kan worden als een beperking van de in de conclusies opgenomen bescherming voor deze uitvinding.In order to further clarify the properties of this invention and to indicate additional advantages and details thereof, a more detailed description of the microcentrifugal device according to the invention now follows. It is clear that nothing in the following description can be interpreted as a limitation of the protection included in the claims for this invention.

30 In de bijgevoegde figuren zijn de details van een prototype weergegeven van de microcentrifuge device, waarbij de cijfers tussen haakjes in de tekst verwijzen naar de cijfers in de tekeningen, waarbij: figuur 1 een bovenaanzicht is van de gehele microcentrifuge device.The attached figures show the details of a prototype of the microcentrifuge device, the figures in brackets in the text refer to the figures in the drawings, wherein: figure 1 is a top view of the entire microcentrifuge device.

7 figuur 2 een gedeeltelijke doorsnee is van de microcentrifuge device figuur 3 detailtekeningen met dwarsdoorsnede zijn van huishouder figuur 4 een bovenaanzicht van rotor met centrifugebuis 5 In overeenstemming met een specifiek aspect van de microcentrifuge device is de constructie van de rotor (1), de buishouder (2) en de centrifugebuis (3). Door de centrifugebuizen (3) recht tegenover elkaar onder een hoek te plaatsen ten opzichte van de as (4) van de minimotor, bij voorkeur een hoek van 90°, is de afstand tussen de beide centrifugebuizen het grootst en wordt maximaal gebruik gemaakt van de 10 centrifugaalkracht en is sprake van maximale stabiliteit tijdens centrifugeren. Deze constructie kan op dezelfde wijze uitgebreid worden met meerdere centrifugebuizen recht tegenover elkaar. Door de microcentrifuge device verticaal te plaatsen op een minimotor of high speed rotary tooi en axiaal te centrifugeren gedurende ca. 0,5 tot 5 minuten, bij voorkeur ongeveer 1 minuut en afhankelijk van de afstand tussen beide 15 centrifugebuizen bij 10.000 tot 60.000 rpm, bij voorkeur ongeveer 20.000 rpm ontstaat er optimale scheiding tussen bloedcellen en serum/plasma. De thixotrofe separatie gel (5) in de centrifugebuizen (3) voorkomt terugstromen van bloedcellen en mengen met plasma/serum na centrifugeren. De state of the art gebruikte gel is een thixotrofe gel, die in commercieel verkrijgbare centrifugebuizen wordt geleverd door diverse firma's zoals 20 Becton Dickinson, Sekisui, Terumo, Kabe of Greiner. De centrifugebuis (3) wordt geklemd om het buisvormige uitstekende deel (6) van de buishouder (2). De buishouder (2) met centrifugebuis (3) wordt van bovenaf in de daarvoor beschikbare ruimte (7) in de rotor (1) geschoven. Het onderste deel van de buishouder (8) wordt geklemd tegen een opstaande binnenrand (9) van de rotor (1), terwijl de bovenrand (10) van het 25 centrifugebuis exact past in de inkeping (11) van de rotor (1). Een uitsparing (12) aan de bovenkant van de buitenrand van de rotor (1) zorgt ervoor dat de centrifugebuis (3) van boven geklemd wordt en niet naar boven kan bewegen bij hoge rotatiesnelheden. In de praktijk blijkt dat deze constructie van de microcentrifuge device leidt tot grote stabiliteit tijdens centrifugeren met behulp van minimotor of high speed rotary tooi, 30 waarbij een trillingvrije rotatie wordt waargenomen onder alle mogelijke posities en houdingen, en het zelfs niet nodig is de microcentrifuge rechtop te houden. Dit is een groot voordeel ten opzichte van de huidige bloedcentrifuges die handmatig gebalanceerd moeten worden, rechtop en waterpas moeten staan. Dit biedt veel 8 voordelen bij (ondeskundig) thuisgebruik door patiënt of cliënt. Verder zijn met deze microcentrifuge en deze methode van plasma/serum scheiding veel problemen opgelost die zich voordoen met filterscheiding: volledige recovery van plasma/serum; langdurige stabilisatie van gevormd plasma/serum (zie hieronder); kan worden gebruikt voor zowel 5 verdund als onverdund plasma/serum; is het geschikt voor elk metabool onderzoek zonder gebruik te maken van metabole remmers; er vindt geen chromatografisch effect plaats en het is onafhankelijk van het hematocriet, dit in tegenstelling tot gebruik van volbloed in 'dried blood spot' filters.7 Figure 2 is a partial cross-sectional view of the microcentrifuge device. Figure 3 is a cross-sectional detail view of housekeeper. Figure 4 is a top view of rotor with centrifuge tube. In accordance with a specific aspect of the microcentrifuge device, (2) and the centrifuge tube (3). By placing the centrifuge tubes (3) directly opposite each other at an angle with respect to the axis (4) of the mini motor, preferably an angle of 90 °, the distance between the two centrifuge tubes is greatest and maximum use is made of the 10 centrifugal force and there is maximum stability during centrifugation. This construction can be expanded in the same way with several centrifuge tubes directly opposite each other. By placing the microcentrifuge device vertically on a mini motor or high speed rotary tool and axially centrifuging for approximately 0.5 to 5 minutes, preferably approximately 1 minute and depending on the distance between the two centrifuge tubes at 10,000 to 60,000 rpm, at preferably about 20,000 rpm, optimum separation occurs between blood cells and serum / plasma. The thixotrophic separation gel (5) in the centrifuge tubes (3) prevents backflow of blood cells and mixing with plasma / serum after centrifugation. The state of the art used gel is a thixotrophic gel, which is supplied in commercially available centrifuge tubes by various companies such as Becton Dickinson, Sekisui, Terumo, Kabe or Greiner. The centrifuge tube (3) is clamped around the tubular protruding part (6) of the tube holder (2). The tube holder (2) with centrifuge tube (3) is pushed from above into the space (7) available in the rotor (1). The lower part of the tube holder (8) is clamped against an upstanding inner edge (9) of the rotor (1), while the upper edge (10) of the centrifuge tube fits exactly into the notch (11) of the rotor (1). A recess (12) at the top of the outer edge of the rotor (1) ensures that the centrifuge tube (3) is clamped from above and cannot move upwards at high rotational speeds. In practice, it appears that this construction of the microcentrifuge device leads to high stability during centrifugation using mini-motor or high-speed rotary tool, whereby vibration-free rotation is observed under all possible positions and positions, and it is not even necessary to stand the microcentrifuge upright to keep. This is a major advantage over the current blood centrifuges that must be balanced manually, upright and level. This offers many 8 benefits in the case of (inexpert) home use by the patient or client. Furthermore, this microcentrifuge and this method of plasma / serum separation have solved many problems that arise with filter separation: complete recovery of plasma / serum; long-term stabilization of plasma / serum formed (see below); can be used for both diluted and undiluted plasma / serum; is it suitable for any metabolic study without the use of metabolic inhibitors; no chromatographic effect takes place and it is independent of the hematocrit, in contrast to the use of whole blood in 'three blood spot' filters.

De microcentrifuge device wordt gemaakt van bijvoorbeeld polycarbonaat of 10 polyethylene terephthalate (PET) of elk ander geschikte kunststof of lichtgewicht materiaal. De rotor (1) wordt via een tussenstuk of adapter op de as van een minimotor of high speed rotary tooi geplaatst en kan na centrifugeren, eventueel na transport, worden afgekoppeld. De minimotor of high speed rotary tooi en de rotor (1) met doos en veiligheidsdeksel worden hergebruikt, terwijl de huishouders (2) en de 15 centrifugebuizen (3) disposable zijn. Voor de huidige toepassing is gebruik gemaakt van een commercieel verkrijgbare centrifugebuis van de firma Kabe Labortechnik (Duitsland) type GK 150 met diverse anticoagulantia en met separatie gel. Het brede deel (13) van deze centrifugebuis (3) wordt opgevuld door het buisvormige uitstekende deel (6) van de huishouder (2), waardoor de resterende ruimte van het smalle deel (14) 20 van de centrifugebuis (3) ongeveer 250 μΐ is. De minimotor is een DC minimotor die via een adapter aan het elektriciteitsnet of via een (oplaadbare) batterij wordt gevoed. De DC minimotor kan een commercieel verkrijgbare minimotor zijn met afmetingen van ongeveer 1 tot 3 cm hoogte, bij voorkeur ongeveer 2 cm. Als alternatief kan het ook een commercieel verkrijgbare high speed rotary tooi zijn zoals een Dremel® van de 25 firma Bosch. De minimotor bevat een aan-uit schakelaar met variabele of vastgestelde centrifugetijd. De microcentrifuge device wordt beschermd door een beschermkap die eventueel na sluiten de minimotor automatisch activeert. Het gehele microcentrifuge device in doos met beschermkap en minimotor heeft geringe afmetingen, bij voorkeur maximaal ongeveer 10 x 10 x 3 cm (1 x b x h), in ieder geval zodanig dat het op elke 30 locatie zoals bijvoorbeeld thuis of artsenpraktijk gebruikt kan worden voor plasma/serum bereiding en per reguliere post verstuurd kan worden naar een laboratorium. In het laboratorium kan het verzamelde en opgestuurde plasma/serum worden geanalyseerd met de meest geavanceerde state of the art en goed gekalibreerde 9 en gecontroleerde apparatuur. De juistheid en precisie van deze apparatuur is in veel gevallen beter dan van de huidige 'point of care’ meters en thuismeters, zoals glucose meters, PSA meters, TSH meters, etc. Verder heeft het als groot voordeel dat er met de huidige laboratoriumapparatuur meerdere bepalingen, met een keuze uit een groot en 5 divers aanbod van enkele honderden testen, uit dezelfde druppel(s) plasma/serum gemeten kunnen worden. De hier beschreven microcentrifuge device is universeel en geschikt voor het bereiden en verzamelen van zowel serum als alle soorten plasma, in zowel verdunde als onverdunde vorm.The microcentrifuge device is made of, for example, polycarbonate or polyethylene terephthalate (PET) or any other suitable plastic or lightweight material. The rotor (1) is placed on the shaft of a mini motor or high speed rotary tool via an adapter or adapter and can be uncoupled after centrifugation, possibly after transport. The mini motor or high speed rotary tool and the rotor (1) with box and safety cover are reused, while the housekeepers (2) and the centrifuge tubes (3) are disposable. For the current application use was made of a commercially available centrifuge tube from the company Kabe Labortechnik (Germany) type GK 150 with various anticoagulants and with separation gel. The wide part (13) of this centrifuge tube (3) is filled by the tubular protruding part (6) of the housing holder (2), whereby the remaining space of the narrow part (14) of the centrifuge tube (3) is approximately 250 μΐ is. The mini motor is a DC mini motor that is powered via an adapter to the electricity grid or via a (rechargeable) battery. The DC mini motor can be a commercially available mini motor with dimensions of about 1 to 3 cm height, preferably about 2 cm. Alternatively, it can also be a commercially available high speed rotary tool such as a Dremel® from the Bosch company. The mini motor contains an on-off switch with variable or fixed spin time. The microcentrifuge device is protected by a protective cap which, if necessary, automatically activates the mini motor after closing. The entire microcentrifuge device in box with protective cap and mini motor has small dimensions, preferably a maximum of approximately 10 x 10 x 3 cm (1 x w x h), in any case such that it can be used for plasma at any location such as, for example, at home or doctor's office. serum preparation and can be sent by regular mail to a laboratory. In the laboratory the collected and sent plasma / serum can be analyzed with the most advanced state of the art and well-calibrated 9 and controlled equipment. The accuracy and precision of this equipment is in many cases better than the current point of care meters and home meters, such as glucose meters, PSA meters, TSH meters, etc. Furthermore, it has the great advantage that with the current laboratory equipment there are several determinations, with a choice from a large and diverse range of several hundred tests, can be measured from the same drop (s) of plasma / serum. The microcentrifuge device described here is universal and suitable for the preparation and collection of both serum and all types of plasma, in both diluted and undiluted form.

10 In overeenstemming met een ander aspect van de microcentrifuge device is de constructie voor het verzamelen van bloed. De bovenkant van de capillaire buis voor bloeddoorvoer (15) is voorzien van een flexibele cup (16) met een holle ruimte waar juist een vingertop met de druppel bloed inpast. Deze holle ruimte heeft een doorsnee van 3 - 9 mm, bij voorkeur 5-7 mm en een diepte van 2-8 mm, bij voorkeur 4-6 mm. 15 Door deze constructie wordt de druppel bloed aan de vinger eenvoudig en hygiënisch in het capillair geleid. Om tijdens het vullen met bloed overdruk in de centrifugebuis (3) te voorkomen is een kleine inkeping (17) van ongeveer 0,1 - 0,4 mm, bij voorkeur 0,2 mm, aangebracht aan de bovenkant op de beide buisvormige uitstekende delen (6) van de huishouder (2), die functioneren als ontluchtingsopeningen (17). Dit bevordert een 20 snelle en spontane bloedstroom in het bloeddoorvoer capillair naar de centrifugebuizen (3).In accordance with another aspect of the microcentrifuge device is the blood collection structure. The top of the capillary blood passage tube (15) is provided with a flexible cup (16) with a hollow space where a fingertip fits in with the drop of blood. This hollow space has a diameter of 3 - 9 mm, preferably 5-7 mm and a depth of 2-8 mm, preferably 4-6 mm. Due to this construction, the drop of blood on the finger is easily and hygienically guided into the capillary. In order to prevent overpressure in the centrifuge tube (3) during filling with blood, a small notch (17) of approximately 0.1 - 0.4 mm, preferably 0.2 mm, is arranged at the top on the two tubular projections (6) of the housekeeper (2), which function as vent openings (17). This promotes rapid and spontaneous blood flow in the blood flow capillary to the centrifuge tubes (3).

In overeenstemming met een specifiek aspect van de microcentrifuge device is de constructie van het vloeistofreservoir (18) met een capillaire buis (19) tussen 25 centrifugebuis (3) en vloeistofreservoir (18) en een ontluchtingsopening (20) enerzijds uitmondend aan de bovenkant van de huishouder (2) en anderzijds uitmondend in het vloeistofreservoir (18). Het vloeistofreservoir (18) wordt vooraf gevuld met balanceervloeistof (zie hieronder) via de ontluchtingsopening (20). Door deze constructie kan bij gesloten ontluchtingsopeningen (17 en 20) en gesloten capillaire buis 30 voor bloeddoorvoer (15) de balanceervloeistof langdurig in het vloeistofreservoir (18) worden bewaard zonder in contact te komen met de separatiegel (5) in de centrifugebuizen (3). Na openen van bovenste ontluchtingsopening (17) en capillaire buis voor bloeddoorvoer (15) kunnen één of meerdere druppels bloed worden 10 ingebracht zonder dat balanceervloeistof uit het vloeistofreservoir (18) stroomt ongeacht de houding van de microcentrifuge device. Direct na het begin van het centrifugeren zal onder invloed van de centrifugaalkracht de balanceervloeistof met eventueel andere vloeistoffen uit het vloeistofreservoir (18) in de centrifugebuis (3) stromen. Vanwege 5 het iets grotere volume van het vloeistofreservoir (18) ten opzichte van het voor vloeistof beschikbare volume van de centrifugebuis (14) zal de overmaat aan balanceervloeistof via de bovenste ontluchtingsopening (17) wegstromen. Vanwege de lage soortelijke massa bevindt zich deze balanceervloeistof tijdens het centrifugeren vóór de plasma/serum laag en voorkomt dit hiermee uitstroom van bloed en/of 10 plasma/serum via de bovenste ontluchtingsopening (17). De centrifugebuizen (3) zijn derhalve tijdens centrifugeren altijd volledig gevuld. Dit garandeert een trillingsvrije rotatie tot een rotatiesnelheid tot maximaal 60.000 rpm. Eén van de unieke aspecten van deze vinding is het op bijzonder eenvoudige wijze automatisch balanceren van de microcentrifuge device zonder hiervoor enige handelingen te hoeven uitvoeren, een 15 groot voordeel ten opzichte van de meeste huidige centrifuges. Een optimale balancering verhoogt de scheidingsefficiency, verbetert de levensduur van de minimotor en veroorzaakt minder geluid. Daarna kan na centrifugeren het gevormde plasma/serum samen met de balanceervloeistof terugstromen in het vloeistofreservoir (18). Na afsluiten van ontluchtingsopeningen (17 en 20) en capillaire buis voor bloeddoorvoer 20 (15) kan het plasma/serum samen met de balanceervloeistof (langdurig) in het vloeistofreservoir (18) worden bewaard, waarbij de balanceervloeistof tevens dient als plasma/serum stabilisator (zie hieronder voor meer details). Het openen en sluiten van ontluchtingsopeningen (17 en 20) en capillaire buis voor bloeddoorvoer (15) kan door middel van indrukken van flexibele cup (16) met afsluitrand (21) of een stop, plug, 25 afsluitklep of elk ander mechanisme. De voordelen van deze constructie zijn dat: a. de vloeistoffen in het vloeistofreservoir (18) niet (langdurig) in contact komen met de thixotrofe gel (5) in het centrifugebuis (3) en tijdens bewaren geen interactie kan aangaan met deze gel; b. de vloeistoffen in het vloeistofreservoir (18) luchtdicht zijn afgesloten er geen verdamping kan plaatsvinden, zodat bijvoorbeeld buffer met 30 volumekalibrator of antistolmiddelen stabiel hierin kunnen worden bewaard, c. tijdens het vullen met bloed de bovenste ontluchtingsopening (17) niet kan worden afgesloten met aanwezige vloeistoffen in de centrifugebuis en bloeddoorvoer niet kan verhinderen, d. tijdens het vullen met bloed er geen vloeistoffen kunnen weglekken via de 11 ontluchtingsopening (17). Een alternatieve constructie waarbij bijvoorbeeld een capillaire buis voor bloeddoorvoer verticaal is geplaatst en rechtstreeks uitmondt in een groter vloeistofreservoir heeft als voordeel dat het bloed sneller naar binnen stroomt, maar heeft als nadeel dat tijdens bloedafname vloeistoffen uit het vloeistofreservoir 5 kunnen lekken. Hierna kan de gehele microcentrifuge device worden verstuurd naar een laboratorium voor analyse. In het laboratorium kunnen de huishouders (2) met centrifugebuizen (3) eenvoudig van de rotor (1) worden afgeschoven en vervolgens kan vervolgens de huishouder (2) uit de centrifugebuis (3) worden genomen en met een dop afgedicht tot analyse. Eventueel kan ook het plasma/serum via de ontluchtingsopening 10 (20) uit het vloeistofreservoir (18) worden gepipetteerd. Om dit te vereenvoudigen is een insparing (22) gemaakt aan de onderkant van het vloeistofreservoir (18).In accordance with a specific aspect of the microcentrifuge device, the construction of the liquid reservoir (18) with a capillary tube (19) between centrifuge tube (3) and liquid reservoir (18) and a vent opening (20) ends on the one hand at the top of the housekeeping container (2) and, on the other hand, culminating in the liquid reservoir (18). The fluid reservoir (18) is pre-filled with balancing fluid (see below) through the vent opening (20). Due to this construction, with closed vent openings (17 and 20) and closed capillary tube 30 for blood passage (15), the balancing fluid can be stored for a long time in the fluid reservoir (18) without coming into contact with the separation gel (5) in the centrifuge tubes (3) . After opening the upper vent opening (17) and capillary tube for blood passage (15), one or more drops of blood can be introduced without balancing fluid flowing out of the fluid reservoir (18) regardless of the position of the microcentrifuge device. Immediately after the start of the centrifugation, the balancing liquid with any other liquids will flow from the liquid reservoir (18) into the centrifuge tube (3) under the influence of the centrifugal force. Because of the slightly larger volume of the liquid reservoir (18) compared to the volume of the centrifuge tube (14) available for liquid, the excess of balancing liquid will flow away via the upper vent opening (17). Due to the low specific gravity, this balancing liquid is located before the plasma / serum layer during centrifugation and thus prevents outflow of blood and / or plasma / serum through the upper vent opening (17). The centrifuge tubes (3) are therefore always completely filled during centrifugation. This guarantees a vibration-free rotation up to a rotation speed of up to 60,000 rpm. One of the unique aspects of this invention is the automatic balancing of the microcentrifuge device in a particularly simple manner without having to perform any operations, a major advantage over most current centrifuges. Optimal balancing increases separation efficiency, improves the service life of the mini motor and causes less noise. After centrifugation, the plasma / serum formed can flow back into the liquid reservoir (18) together with the balancing liquid. After closing bleed openings (17 and 20) and capillary tube for blood passage 20 (15), the plasma / serum can be stored together with the balancing fluid (long-term) in the fluid reservoir (18), the balancing fluid also serving as a plasma / serum stabilizer ( see below for more details). Opening and closing of bleed openings (17 and 20) and capillary tube for blood passage (15) can be done by pressing a flexible cup (16) with closing edge (21) or a stopper, plug, shut-off valve or any other mechanism. The advantages of this construction are that: a. The liquids in the liquid reservoir (18) do not come into contact (long-term) with the thixotrophic gel (5) in the centrifuge tube (3) and cannot interact with this gel during storage; b. the liquids in the liquid reservoir (18) are sealed air-tight and no evaporation can take place, so that, for example, a buffer with a volume calibrator or anti-gun means can be stably stored therein, c. during filling with blood, the upper venting opening (17) cannot be closed with liquids present in the centrifuge tube and cannot prevent blood flow, d. during filling with blood no liquids can leak out through the 11 vent opening (17). An alternative construction in which, for example, a capillary tube for blood passage is placed vertically and flows directly into a larger liquid reservoir has the advantage that the blood flows in faster, but has the drawback that during blood collection, liquids can leak out of the liquid reservoir 5. After this, the entire microcentrifuge device can be sent to a laboratory for analysis. In the laboratory, the housekeeping containers (2) with centrifuge tubes (3) can simply be pushed off the rotor (1) and then the housekeeping container (2) can then be taken out of the centrifuge tube (3) and sealed with a cap for analysis. Optionally, the plasma / serum can also be pipetted from the liquid reservoir (18) via the vent opening 10 (20). To simplify this, a recess (22) is made at the bottom of the liquid reservoir (18).

In overeenstemming met een ander specifiek aspect van de microcentrifuge device is het gebruik van een specifieke balanceervloeistof in het vloeistofreservoir (18) en een 15 methode voor automatisch balanceren van de microcentrifuge device. De balanceervloeistof is een apolaire vloeistof die niet mengt met plasma/serum en voldoet aan de volgende fysische kenmerken: absorbeert geen water en mengt niet met plasma/serum; neemt geen componenten op uit plasma/serum; is vluchtig; heeft lage soortelijke massa en drijft op de plasma-/serumlaag en sluit deze luchtdicht af. In de 20 huidige toepassing gebruiken we daarvoor het vluchtige ‘pure silicone fluid’ (Dow Coming 200 fluids) met een super lage viscositeit van bijvoorbeeld 0.65, 1.0,1.5, 2 of 3 cSt, bij voorkeur 1 cSt en een lage soortelijke massa van < 0.90 g/ml. Het totaal volume van de vloeistofreservoir (18) met ‘pure silicone fluid’, is tenminste 10 tot 100 μΐ, bij voorkeur ongeveer 20 μΐ, meer dan het volume van de vrije ruimte in de centrifugebuis 25 (14). Op deze wijze wordt direct na het begin van het centrifugeren de beide, één of enkele druppels bloed bevattende, centrifugebuizen aangevuld met de ‘pure silicone fluid’. Vanwege de lage soortelijke massa bevindt de ‘pure silicone fluid’ zich tijdens centrifugeren als voorste laag op de waterige vloeistoffen. Hierdoor ontstaan achtereenvolgens vier verschillende lagen; bloedcellen, thixotrofe gel (5), serum/plasma 30 eventueel gemengd met buffer of andere waterige vloeistoffen en tenslotte 'pure silicone fluid'. Door deze constructie verdwijnt, direct na het begin van het centrifugeren, alleen het overtollige 'pure silicone fluid' via de bovenste ontluchtingsopening (17). Een bijkomend voordeel van de hierboven beschreven 'pure 12 silicone fluid' is dat het op het plasma/serum drijft en hiermee een luchtdichte afscherming geeft en verdamping volledig tegengaat. Verdamping is een groot probleem wanneer zeer kleine volumina langdurig bewaard moeten worden. In Tabel 1 is te zien dat een klein volume heparineplasma van 100 μΐ gedurende 9 dagen bij 5 kamertemperatuur in een open cuvet afgedekt met 200 μΐ 'pure silicone fluid', een stabiel volume behoudt, afgeleid van stabiele concentraties van diverse plasma componenten gedurende deze periode. In een niet afgesloten microbuis was ten gevolge van verdamping al na 1 dag een toename in concentratie of activiteit waarneembaar van alle componenten van ongeveer 35 % (Tabel 1). Verder geven deze resultaten aan dat er 10 geen absorptie van water plaatsvindt door de 'pure silicone fluid' en dat er geen interferentie is tussen componenten uit het plasma/serum en de 'pure silicone fluid'. Een tweede bijkomend voordeel is dat er, zelfs na 9 dagen bewaren bij kamertemperatuur, geen stolsel vorming was waar te nemen in gehepariniseerd plasma. Het is een bekend gegeven uit de praktijk dat de activiteit van heparine in bij kamertemperatuur bewaard 15 plasma vermindert en er (micro)stolsels kunnen ontstaan, tevens kan er na ongeveer drie dagen een gelatineachtige massa ontstaan. Zelfs geringe microstolsels kunnen technische problemen en grote analytische fouten geven bij het pipetteren in geautomatiseerde analyse apparatuur. Gebruik van de genoemde ‘pure silicone fluid’ verhoogt de houdbaarheid van heparine plasma met minstens 9 dagen en voorkomt 20 stolselvorming en zorgt ervoor dat het plasma volledig vloeibaar blijft. Dit zijn belangrijke voordelen die transport bij kamertemperatuur mogelijk maken.In accordance with another specific aspect of the microcentrifuge device is the use of a specific balancing fluid in the fluid reservoir (18) and a method for automatically balancing the microcentrifuge device. The balancing fluid is an apolar fluid that does not mix with plasma / serum and meets the following physical characteristics: does not absorb water and does not mix with plasma / serum; does not absorb components from plasma / serum; is volatile; has low specific gravity and floats on the plasma / serum layer and seals it airtightly. In the current application we use the volatile 'pure silicone fluid' (Dow Coming 200 fluids) with a super low viscosity of, for example, 0.65, 1.0.1.5, 2 or 3 cSt, preferably 1 cSt and a low specific gravity of < 0.90 g / ml. The total volume of the "pure silicone fluid" liquid reservoir (18) is at least 10 to 100 μΐ, preferably about 20 μΐ, more than the volume of the free space in the centrifuge tube 25 (14). In this way, immediately after the start of centrifugation, the two centrifuge tubes containing one or a few drops of blood are supplemented with the "pure silicone fluid". Due to the low specific gravity, the "pure silicone fluid" is located on the aqueous liquids as a front layer during centrifugation. This creates four different layers in succession; blood cells, thixotrophic gel (5), serum / plasma optionally mixed with buffer or other aqueous liquids and finally 'pure silicone fluid'. Due to this construction, immediately after the start of the centrifugation, only the excess 'pure silicone fluid' disappears through the upper vent hole (17). An additional advantage of the 'pure 12 silicone fluid' described above is that it floats on the plasma / serum and thereby provides an airtight shielding and completely prevents evaporation. Evaporation is a major problem when very small volumes have to be stored for a long time. Table 1 shows that a small volume of 100 μΐ heparin plasma for 9 days at room temperature in an open cuvette covered with 200 μΐ 'pure silicone fluid' retains a stable volume derived from stable concentrations of various plasma components during this period . In an unsealed microtube, as a result of evaporation, an increase in concentration or activity of all components of around 35% was already visible after 1 day (Table 1). Furthermore, these results indicate that there is no absorption of water by the 'pure silicone fluid' and that there is no interference between components from the plasma / serum and the 'pure silicone fluid'. A second additional advantage is that, even after 9 days of storage at room temperature, clot formation was not observed in heparinized plasma. It is a known fact from practice that the activity of heparin in plasma stored at room temperature diminishes and (micro) clots can form, and gelatinous mass can also form after about three days. Even small micro clots can cause technical problems and large analytical errors when pipetting into automated analysis equipment. Use of the "pure silicone fluid" mentioned above increases the shelf life of heparin plasma by at least 9 days and prevents clot formation and ensures that the plasma remains completely liquid. These are important advantages that make transport at room temperature possible.

In overeenstemming met het brede aspect van de huidige vinding kan de microcentrifuge device een stollingsactivator bevatten om stolling (fibrinevorming) te 25 versnellen voor het verkrijgen van serum of een antistolmiddel om fibrinevorming tegen te gaan voor het verkrijgen van plasma. Het antistolmiddel kan zich bevinden in de capillaire buis (15) voor bloeddoorvoer en/of in de centrifugebuis (3) en/of in het vloeistofreservoir (18), in gedroogde vorm of opgelost in een buffer. Het antistolmiddel is bij voorkeur één van de gangbare middelen met gebruikelijke concentraties, zoals 30 heparine, EDTA, citraat of oxalaat. Verder is er door het gebruik van twee capillaire buizen (15) voor bloeddoorvoer naar elk van de centrifugebuizen (3) de mogelijkheid om twee verschillende antistolmiddelen te gebruiken en bij één bloedafname twee 13 verschillende soorten plasma's te verzamelen. Hierdoor ontstaat een universele en breed toepasbare methode voor het verzamelen van zowel serum als alle soorten plasma.In accordance with the broad aspect of the present invention, the microcentrifuge device may include a coagulation activator to accelerate coagulation (fibrin formation) to obtain serum or an anti-gun agent to prevent fibrin formation to obtain plasma. The antifungal may be in the capillary blood passage tube (15) and / or in the centrifuge tube (3) and / or in the liquid reservoir (18), in dried form or dissolved in a buffer. The antistolant is preferably one of the common agents with conventional concentrations, such as heparin, EDTA, citrate or oxalate. Furthermore, the use of two capillary tubes (15) for blood transfer to each of the centrifuge tubes (3) makes it possible to use two different anticoagulants and to collect two different types of plasmas in one blood sample. This creates a universal and widely applicable method for collecting both serum and all types of plasma.

Het is vanzelfsprekend dat diverse veranderingen en modificaties op de hier beschreven 5 en voorgestelde vindingen mogelijk zullen blijken te zijn door deskundigen binnen dit vakgebied. Zulke veranderingen en modificaties kunnen worden gemaakt binnen de kaders van de beschreven vindingen zonder de letter en de geest van de beschreven vindingen te verlaten en zonder de beschreven bijgaande voordelen in te perken. Het is de nadrukkelijke bedoeling dat zulke veranderingen en modificaties worden gecoverd 10 door de in dit octrooi beschreven conclusie.It is self-evident that various changes and modifications to the inventions described and proposed here will prove to be possible by those skilled in the art. Such changes and modifications can be made within the scope of the described inventions without departing from the letter and spirit of the described inventions and without limiting the described accompanying advantages. It is expressly intended that such changes and modifications be covered by the claim described in this patent.

10352441035244

Claims

Microcentrifuge device for collecting blood, separating blood in plasma / serum and blood cells, and stable storage of plasma / serum, characterized in that said microcentrifuge device comprises a rotor (1), at least two households (2) and at least centrifuge tubes (3), with space exactly in front of an axis (4) underneath the rotor (1) for connection to a mini motor or high-speed rotary tool with battery power, so that the microcentrifuge device as a whole can be axially driven at high speed centrifuged.

Microcentrifuge device according to claim 1, characterized in that said housekeepers (2) comprise a tubular projecting part (6) for a centrifuge tube (3) fitting around it, a capillary tube (15) for blood passage and a liquid reservoir (18) for respectively filling the centrifuge tube (3) with blood and storing various liquids.

Microcentrifuge device according to claim 1, characterized in that said rotor (1) comprises recesses (7) for housing holder (2) fitting in there and recesses (11) for centrifuge tube (3) fitting therein and has space for an axis exactly below center (4) for connection to the mini motor or high speed rotary tool mentioned in claim 1. 20

Microcentrifuge device according to claim 1, characterized in that said centrifuge tubes (3) comprise a thixotrophic plasma / serum separator gel (5) for separating and keeping plasma / serum and blood cells separate. The said centrifuge tubes (3) can also be commercially available disposable microcentrifuge tubes, optionally containing an antifungal agent, such as one of the state of the art agents with usual concentrations, for example heparin or EDTA for obtaining plasma, or a solidification activator for obtaining of serum.

Microcentrifuge device according to claim 2, characterized in that said capillary tube (15) can comprise one of the state-of-the-art anti-gun means used at conventional concentrations, such as, for example, heparin or EDTA for early blood coagulation.

Microcentrifuge device according to claim 2, characterized in that said fluid reservoir (18) comprises a vent opening (20) placed on top and a capillary tube (19) opening at the bottom of the centrifuge tube (3), which serves as a reservoir before centrifugation for balancing fluid for automatically balancing the device and as a reservoir for any liquid antifreeze agent or other liquid additives and after centrifugation serves as a collection and storage reservoir for (diluted) plasma / serum and stabilizer.

Microcentrifuge device according to claim 6, characterized in that said liquid antibody is citrate or oxalate or another usual antibody with usual concentrations.

Microcentrifuge device according to claim 6, characterized in that said balancing fluid is 'pure silicone fluid' (Dow Coming 200 fluids) with super low viscosity of 0.65, 1.0, 1.5 or 2 cSt, preferably 1 cSt, with volatility that is higher then water and specific gravity that is lower than water, or any other water-immiscible liquid with similar physical properties.

9. Microcentrifuge device according to claim 8, characterized in that said "pure silicone fluid" also functions as a plasma / serum stabilizer for keeping plasma / serum stable for a long time at room temperature without changing the activity or concentration of components to be measured.

The construction of the microcentrifuge device mentioned in claims 1 to 9 coupled to a battery-powered mini motor or high speed rotary tool for centrifuging the blood. 30

The construction of the centrifuge tubes (3) mentioned in one of the preceding claims, which are placed exactly opposite each other on the housekeepers (2) mentioned in the preceding claims, which are placed as a whole in the rotor (1) mentioned in the preceding claims and wherein the rotor is coupled via a shaft exactly in the lower center to the mini motor or high speed rotary tool mentioned in the preceding claims, whereby said microcentrifuge device centrifuges vibration-free to a maximum of approximately 60,000 rpm.

12. The construction of the capillary blood passage capillary tube (15) mentioned in one of the preceding claims, with a flexible cup (16) placed on top of which a fingertip fits exactly and the vent opening (17) mentioned in one of the preceding claims on the one hand terminating at the top of the housing holder (2) and on the other terminating in the cavity (14) of the centrifuge tube (3), whereby a blood drop from a fingertip is simply and hygienically via the capillary tube (15) into the centrifuge tube (3) ) can flow.

13. The construction of the fluid reservoir (18) mentioned in any one of the preceding claims, which has a capillary tube (19) between centrifuge tube (3) and fluid reservoir (18) and which has a vent opening (20), on the one hand terminating at the top of the housekeeping container (2) and, on the other hand, culminating in the liquid reservoir (18), wherein by opening and closing the vent openings (17 and 20) the liquid reservoir (18) serves as a reservoir for balancing liquid and after centrifugation as a reservoir 20 for plasma / serum together with the stabilizer mentioned in claim 9.

14. A method for collecting small amounts of blood, separating the blood into plasma / serum and blood cells and long-term stable storage of the plasma / serum formed in one and the same microcentrifuge device mentioned in claims 1 to 9.

A method for long-term stable storage of plasma / serum at room temperature without loss or decrease of components to be measured using the "pure silicone fluid" mentioned in claims 8 and 9. 30

A method for automatically balancing the microcentrifuge device mentioned in claims 1 to 9, wherein imbalance by introducing different amounts of blood into the centrifuge tubes is corrected by, immediately after the start of centrifugation, inflowing an excess of balancing fluid from the fluid reservoir (18) into the centrifuge tube (3) and then automatically flowing out of the excess balancing fluid through the upper venting opening (17), so that regardless of the blood volume introduced, the centrifuge tubes are always completely filled with fluid and are therefore optimally balanced. QUOTED PATENTS