SE470376B

SE470376B - Device and system for blood separation

Info

Publication number: SE470376B
Application number: SE9202010A
Authority: SE
Inventors: Stefan Sjoelander
Original assignee: Pharmacia Biosensor Ab
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-02-07
Also published as: SE9202010L; WO1994000169A1; SE9202010D0

Description

15 20 25 30 35 470-576 - separera blodet koncentriskt i röret så att blodkropparna befinner sig i ett skikt vid rörväggen och blodplasman i ett innanförliggande skikt, förs separationselementet nedåt i röret, medan det fortfarande roterar, med hjälp av en i röret nedförd och med röret roterande sond och en ej roterande stång vars tryckkraft överförs till sonden. Tack vare separationselementets centralt anordnade backventilsystem pressas blodplasman igenom separationselementet när detta pressas nedåt i röret. 4 20-5 30 35 470-576 - separating the blood concentrically in the tube so that the blood cells are in a layer at the tube wall and the blood plasma in an inner layer, the separating element is moved downwards in the tube, while it is still rotating, by means of a tube lowered in the tube and with the tube rotating probe and a non-rotating rod whose compressive force is transmitted to the probe. Thanks to the centrally arranged non-return valve system of the separation element, the blood plasma is forced through the separation element when it is pressed downwards in the tube.

Blodplasman samlas ovanför separationselementet, medan blodkropparna samlas nedanför detsamma. Nedpressningen av separationselementet i röret stoppas när all blodplasma befinner sig ovanför separationselementet. Med blodet sålunda separerat kan plasman enkelt tas ut via en nedförd kanyl eller liknande. Det inses lätt att arrangemanget med ett rörligt separationselement som manövreras via en i röret nedförd tryckstång/roterande sond under rörets rotation kräver en relativt komplicerad konstruktion med stora krav på dess precision.The blood plasma collects above the separation element, while the blood cells collect below it. The depression of the separation element in the tube is stopped when all the blood plasma is above the separation element. With the blood thus separated, the plasma can be easily removed via a lowered cannula or the like. It is easily understood that the arrangement with a movable separation element which is operated via a pressure rod / rotating probe lowered into the pipe during the rotation of the pipe requires a relatively complicated construction with great demands on its precision.

En annan typ av axialcentrifugseparator beskrivs i US- A-3,465,957. Hos denna separator har centrifugröret en löstagbar behållare i sin öppna ände med större diameter än röret. Det sistnämnda har ett parti med reducerad diameter, såsom en fläns, i sin öppna ände, vilket medför att den tyngre fasen (t ex blodkroppar), som under centrifugeringen befinner sig intill rörväggen, hålls kvar i röret, medan den lättare fasen (t ex blodplasma), som befinner sig närmare rörets centrum, kan strömma över till behållaren upptill i röret och på så sätt separeras från den tyngre fasen. En klar nackdel med denna anordning är den nödvändiga variationen av rotorhastigheten under centrifugeringen. Således måste hastigheten i början vara begränsad så att provet inte strömmar över till behållaren innan faserna separerat och den tyngre fasen bildar ett skikt på rörväggen. Först därefter kan rotorhastigheten ökas så att den lättare fasen kan strömma över till den övre behållaren. 10 15 20 25 30 35 -- šva 376 Föreliggande uppfinning syftar till att tillhandahålla ett blodseparationskärl resp. ett blodseparationssystem baserat på axialcentrifugering men som saknar nackdelarna hos de centrifugalseparatorer som beskrivits ovan, som på kort tid ger acceptabel separation, som medger sluten hantering av blodet (för att eliminera risken för smitta av blodvirus), och som enkelt låter sig integreras i olika analyssystem. Även om uppfinningen i första hand är tänkt att användas för behandling av mindre blodmängder för analysändamål, kan den givetvis tillämpas för andra sammanhang där blod ska separeras.Another type of axial centrifuge separator is described in US-A-3,465,957. In this separator, the centrifuge tube has a removable container at its open end with a larger diameter than the tube. The latter has a portion of reduced diameter, such as a flange, at its open end, which means that the heavier phase (eg blood cells), which during the centrifugation is located next to the tube wall, is retained in the tube, while the lighter phase (e.g. blood plasma), which is closer to the center of the tube, can flow over to the container at the top of the tube and thus be separated from the heavier phase. A clear disadvantage of this device is the necessary variation of the rotor speed during the centrifugation. Thus, the velocity must initially be limited so that the sample does not flow over to the container before the phases separate and the heavier phase forms a layer on the tube wall. Only then can the rotor speed be increased so that the lighter phase can flow over to the upper container. The present invention aims to provide a blood separation vessel resp. a blood separation system based on axial centrifugation but without the disadvantages of the centrifugal separators described above, which in a short time provides acceptable separation, which allows close handling of the blood (to eliminate the risk of infection by blood viruses), and which can be easily integrated into various analysis systems . Although the invention is primarily intended to be used for the treatment of small amounts of blood for analytical purposes, it can of course be applied to other contexts where blood is to be separated.

De ovannämnda och ytterligare syften och fördelar med uppfinningen, som kommer att framgå av den följande beskrivningen, uppnås med en anordning som har de i patentkravet 1 angivna särdragen. Föredragna utföringsformer anges i underkraven.The above and further objects and advantages of the invention, which will become apparent from the following description, are achieved with a device having the features set forth in claim 1. Preferred embodiments are set out in the subclaims.

I det följande kommer en utföringsform av ett blodseparationsrör resp. ett blodseparationssystem enligt uppfinningen att beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade ritningarna.In the following, an embodiment of a blood separation tube resp. a blood separation system according to the invention to be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 är en snittvy av blodseparationsröret.Fig. 1 is a sectional view of the blood separation tube.

Fig. 2 är en snittvy av blodseparationsröret i Fig. 1 försett med adaptrar och arrangerat för fyllning av blod.Fig. 2 is a sectional view of the blood separation tube of Fig. 1 provided with adapters and arranged for filling with blood.

Fig. 3A är en snittvy av adaptern mot spruta och Fig. 3B en motsvarande snittvy av adaptern mot kanyl i Fig. 2.Fig. 3A is a sectional view of the syringe adapter and Fig. 3B a corresponding sectional view of the needle adapter of Fig. 2.

Fig. 4 är en snittvy av ett fyllt separationsrör anordnat i en centrifuganordning.Fig. 4 is a sectional view of a filled separation tube arranged in a centrifuge device.

Fig. 5 är en motsvarande vy som Fig. l av enbart blodseparationsröret i Fig. 4 fyllt med helblod.Fig. 5 is a view similar to Fig. 1 of only the blood separation tube of Fig. 4 filled with whole blood.

Fig. 6 är en motsvarande vy som Fig. 5 av blodseparationsröret sedan rotationen av röret inletts.Fig. 6 is a view similar to Fig. 5 of the blood separation tube after the rotation of the tube has begun.

Fig. 7 är en motsvarande vy som Fig. 5 av blodseparationsröret sedan blodet separerat.Fig. 7 is a view similar to Fig. 5 of the blood separation tube after the blood has separated.

Fig. 8 är en motsvarande vy som Fig. 7 efter avslutad centrifugering och med en uppsugningsnàl för plasma nedförd i separationsröret.Fig. 8 is a view similar to Fig. 7 after completion of centrifugation and with a plasma suction needle lowered into the separation tube.

Fig. 9 är en schematisk illustration, delvis uppbruten och som sprängvy, av blodseparationsröret i Fig. 1 vid 10 15 20 25 30 35 470_s7e _ uppsugning av blod från en patient tillsammans med en centrifuganordning med vakuumdon.7 Det i figurerna (speciellt Fig. 1) illustrerade blodseparationsröret, allmänt betecknat med hänvisningssiffran 1, är avpassat för axialcentrifugering i en axialrotor, såsom kommer att beskrivas närmare nedan.Fig. 9 is a schematic illustration, partly broken away and as an exploded view, of the blood separation tube of Fig. 1 at 470_s7e - aspiration of blood from a patient together with a centrifuge device with vacuum device.7 That in the figures (especially Figs. 1) illustrated the blood separation tube, generally designated by the reference numeral 1, is adapted for axial centrifugation in an axial rotor, as will be described in more detail below.

Det har en dubbelt konformad inre kammare 2 avsedd att uppta ett blodprov, normalt helblod. Kammaren 2 består av en nedåt avsmalnande underdel 3 och en uppåt avsmalnande överdel 4. I övergången mellan underdelen 3 och överdelen 4 är en smal radiell spalt 5 anordnad som mynnar i överdelen av en koncentriskt anordnad yttre kammare 6. Den senare är avpassad att helt rymma blodets fraktion av röda blodkroppar, som under centrifugering av blodseparationsröret tvingas dit via spalten 5, såsom kommer att beskrivas närmare nedan. Även om det är föredraget att spalten 5 sträcker sig runt hela omkretsen av kammaren 2, kan den också, utan alltför stor inverkan på cntrifugeringsförloppet, vara uppdelad i två eller flera spaltutrymmen åtskilda av smärre förbindelsepartier mellan de motstående kammardelarna.It has a double cone-shaped inner chamber 2 intended to receive a blood sample, normally whole blood. The chamber 2 consists of a downwardly tapered lower part 3 and an upwardly tapering upper part 4. In the transition between the lower part 3 and the upper part 4 a narrow radial gap 5 is arranged which opens into the upper part of a concentrically arranged outer chamber 6. The latter is adapted to completely accommodate the fraction of red blood cells in the blood, which during centrifugation of the blood separation tube is forced there via the gap 5, as will be described in more detail below. Although it is preferred that the gap 5 extends around the entire circumference of the chamber 2, it can also, without too great an effect on the centrifugation process, be divided into two or more gap spaces separated by smaller connecting portions between the opposite chamber parts.

Den inre kammaren 2 har i det visade fallet två öppningar, en undre öppning 7 och en övre, kanalformad öppning 8 (varför den övre öppningen är utsträckt till en kanal kommer att framgå senare). Bägge öppningarna 7, 8 år tilltäppta av genomstickbara septa, såsom gummiproppar, 9 resp. 10. Det undre septumet 9 är anordnat i en urtagning 11 i separationsrörets 1 nederdel, och det övre septumet 10 i en motsvarande urtagning 12 i separationsrörets överdel.The inner chamber 2 has in the case shown two openings, a lower opening 7 and an upper, channel-shaped opening 8 (why the upper opening is extended to a channel will appear later). Both openings 7, 8 years are closed by pierceable septa, such as rubber plugs, 9 resp. 10. The lower septum 9 is arranged in a recess 11 in the lower part of the separation tube 1, and the upper septum 10 in a corresponding recess 12 in the upper part of the separation tube.

Beroende på den metod som används för att fylla separationsröret med blod kan det emellertid vara tillräckligt med en enda öppning, företrädesvis då den övre. Detta kommer att beröras närmare längre fram. Vidare är det inte nödvändigt att den ena eller bägge öppningarna 7, 8 är tillslutna med genomstickbara septa, utan man kan givetvis även tänka sig andra tillslutningsorgan genom vilka blod kan tillföras respektive luft evakueras eller 10 15 20 25 30 35 ._ lffﬂø 5 ._ 576 tillföras, såsom olika former av ventiler och filter. Detta kommer också att beröras ytterligare nedan.However, depending on the method used to fill the separation tube with blood, a single opening may be sufficient, preferably the upper one. This will be touched on in more detail later. Furthermore, it is not necessary for one or both openings 7, 8 to be closed with pierceable septa, but it is of course also conceivable for other closing means through which blood can be supplied or air to be evacuated or 10 15 20 25 30 35 ._ lff ﬂ ø 5 ._ 576 are supplied, such as various forms of valves and filters. This will also be touched on further below.

Proportionerna mellan den inre kammaren 2 och den yttre kammaren 6 är avpassade så att hela blodkroppsfraktionen av ett prov, som företrädesvis väsentligen fyller den inre kammaren, ryms i den yttre kammaren. Eftersom halten av blodkroppar i blodet varierar mellan män och kvinnor liksom mellan olika individer, innebär detta att den yttre kammaren 6 bör dimensioneras efter den övre nivån i detta intervall. Som exempel på lämpliga proportioner mellan inre och yttre kammare kan således nämnas en inre kammarvolym på ca 2 ml och en ytterkammarvolym på ca 1,2 ml.The proportions between the inner chamber 2 and the outer chamber 6 are adjusted so that the entire blood cell fraction of a sample, which preferably substantially fills the inner chamber, fits into the outer chamber. Since the level of blood cells in the blood varies between men and women as well as between different individuals, this means that the outer chamber 6 should be dimensioned according to the upper level in this range. Thus, as examples of suitable proportions between inner and outer chambers, an inner chamber volume of about 2 ml and an outer chamber volume of about 1.2 ml can be mentioned.

Lutningarna hos de kammardelarnas 3, 4 innerväggar, dvs koniciteten hos de båda kammardelarna, ger, som lätt inses, vid rotation av blodseparationsröret kring dess längdaxel en kraftkomponent som tvingar blodet uppåt resp. nedåt mot övergången mellan den övre och den undre kammardelen där den inre kammaren är vidast och spalten 5 är belägen. Lämplig lutning i det enskilda fallet bestäms lätt av fackmannen. För liten lutning ger för liten vertikal kraftkomponent alternativt kräver för hög rotationshastighet och/eller för lång centrifugeringstid, medan för stor lutning bl a ger ett otympligt separationsrör.The slopes of the inner walls of the chamber parts 3, 4, i.e. the conicity of the two chamber parts, give, as will be readily appreciated, upon rotation of the blood separation tube about its longitudinal axis a force component which forces the blood upwards resp. downwards towards the transition between the upper and the lower chamber part where the inner chamber is widest and the gap 5 is located. Appropriate inclination in the individual case is easily determined by the person skilled in the art. Too small a slope gives too small a vertical power component or alternatively requires too high a rotational speed and / or too long a spin time, while too large a slope gives an awkward separation pipe, among other things.

Förbindelsespalten 5 mellan de båda kamrarna 2 och 6 är avpassad så att den utan vidare medger inflöde av blodkroppar i ytterkammaren 6 från den inre kammaren 2 under inverkan av centrifugalkraften i kombination med de koniska innerväggarna hos de inre kammardelarna 3, 4, samtidigt som återflöde av blodkroppar till den inre kammaren 2 när rotationen avstannar försvåras. Ett exempel på en lämplig spaltbredd i samband med de ovan angivna kammarvolymerna är ca 0,1 mm.The connecting gap 5 between the two chambers 2 and 6 is adapted so that it readily allows the inflow of blood cells into the outer chamber 6 from the inner chamber 2 under the influence of the centrifugal force in combination with the conical inner walls of the inner chamber parts 3, 4, while refluxing blood cells to the inner chamber 2 when the rotation stops are made more difficult. An example of a suitable gap width in connection with the above-mentioned chamber volumes is about 0.1 mm.

Företrädesvis tillverkas blodseparationsröret 1 av transparent eller opakt material, bl a för att separationsprocessen lättare ska kunna övervakas. Lämpliga blodkompatibla material är exempelvis PMMA, polystyren 10 15 20 25 30 35 470-576 : eller polypropen. Det illustrerade blodseparationsröret kan med fördel tilllverkas genom förbindning av en övre del, omfattande den övre kammardelen 2 och den yttre kammarens 6 yttervägg 13, och en undre del, omfattande den undre kammardelen 3 samt den yttre kammarens 6 innervägg 14 och bottenparti 15, medelst en svetsfog, antydd med hänvisningssiffran 16 i Fig. 1.Preferably, the blood separation tube 1 is made of transparent or opaque material, among other things to make the separation process easier to monitor. Suitable blood compatible materials are, for example, PMMA, polystyrene 470-576: or polypropylene. The illustrated blood separation tube can advantageously be manufactured by connecting an upper part, comprising the upper chamber part 2 and the outer wall 13 of the outer chamber 6, and a lower part, comprising the lower chamber part 3 and the inner wall 14 and bottom portion 15 of the outer chamber 6, by means of a welded joint, indicated by the reference numeral 16 in Fig. 1.

I det följande kommer användningen av blodseparationsröret att beskrivas med hänvisning till Fig. 2 till 8.In the following, the use of the blood separation tube will be described with reference to Figs. 2 to 8.

I Fig. 2 visas fyllning av blodseparationsrörets 1 inre kammare 2 med helblod 23 från en helblodskälla, såsom ett blodkärl hos en patient. Blodseparationsrörets 1 undre del är för den skull ansluten via en första nälförsedd adapter 17 till en kanyl 18 förbunden med helblodskällan (ej visad), och den övre delen av blodseparationsröret är via en andra nàlförsedd adapter 19 ansluten till en spruta 20 för evakuering av luft ur blodseparationsrörets 1 inre kammare 2.Fig. 2 shows filling of the inner chamber 2 of the blood separation tube 1 with whole blood 23 from a whole blood source, such as a blood vessel of a patient. The lower part of the blood separation tube 1 is for this purpose connected via a first needled adapter 17 to a cannula 18 connected to the whole blood source (not shown), and the upper part of the blood separation tube is connected via a second needled adapter 19 to a syringe 20 for evacuating air from the inner chamber 2 of the blood separation tube 1.

Kanyladaptern 17 och sprutadaptern 19 visas mer i detalj i Fig. 3A resp. 3B. Kanyladaptern 17 har således (som den visas i Fig. 3B) ett skyddsparti 17a utformat att kunna uppta blodseparationsrörets 1 underdel, och ett undre anslutningsparti 17b utformat att verksamt kunna hopkopplas med anslutningsänden hos kanylen 18, som företrädesvis är av konventionellt slag. Vanligtvis är kanylens 18 anslutningsände på konventionellt sätt i form av en Luer- hona, och adapterns 17 underdel är därför lämpligen utformad som en Luer-hane. En nål 21 är fäst i adapterpartiet 17b och har tillräcklig längd för att kunna penetrera det undre septumet 9 och därmed förbinda kanylen 18 med blodseparationsrörets inre kammare 2. På motsvarande sätt har sprutadaptern 19 (som den visas i Fig. 3A) ett skyddsparti 19a avpassat att kunna uppta blodseparationsrörets 1 överdel, och ett övre parti 19b utformat att kunna hopkopplas med sprutans 20 anslutningsdel 20a. Den senare är vanligtvis i form av en Luer-hane, varför adapterpartiet lämpligen är utformat som 10 15 20 25 30 35 s- :ifs 376 en Luer-hona. En nål 22 med tillräcklig längd för att kunna penetrera det övre septumet 10 och därigenom förbinda sprutans inre med blodseparationsrörets inre kammare 2 är fäst i adapterns 19 bottendel. Som framgår av Fig. 2 skall nålen 22 endast sträcka sig in i kammarens 2 övre öppningskanal 8 för att medge i stort sett fullständig fyllning av kammaren 2, dvs väsentligen upp till det konformiga partiets 4 övre ände.The cannula adapter 17 and the syringe adapter 19 are shown in more detail in Figs. 3B. The cannula adapter 17 thus (as shown in Fig. 3B) has a protective portion 17a designed to be able to receive the lower part of the blood separation tube 1, and a lower connecting portion 17b designed to be operatively coupled to the connecting end of the cannula 18, which is preferably of a conventional type. Usually the connecting end of the cannula 18 is in a conventional manner in the form of a Luer female, and the lower part of the adapter 17 is therefore suitably designed as a Luer male. A needle 21 is attached to the adapter portion 17b and is of sufficient length to penetrate the lower septum 9 and thereby connect the cannula 18 to the inner chamber 2 of the blood separation tube. Correspondingly, the syringe adapter 19 (as shown in Fig. 3A) has a protective portion 19a fitted to be able to receive the upper part of the blood separation tube 1, and an upper part 19b designed to be able to be connected to the connecting part 20a of the syringe 20. The latter is usually in the form of a Luer male, so the adapter portion is suitably designed as a Luer female. A needle 22 of sufficient length to be able to penetrate the upper septum 10 and thereby connect the interior of the syringe to the inner chamber 2 of the blood separation tube is attached to the bottom part of the adapter 19. As can be seen from Fig. 2, the needle 22 should only extend into the upper opening channel 8 of the chamber 2 to allow substantially complete filling of the chamber 2, i.e. substantially up to the upper end of the conical portion 4.

Med hjälp av sprutan 20 evakueras luft ur blodseparationsrörets 1 inre. Tack vare det åstadkomna undertrycket i den inre kammaren 2 kommer blod från helblodskällan att effektivt strömma in i och fylla upp kammaren 2. Eventuellt kan en mindre mängd blod tränga in i den yttre ringformiga kammaren 6.By means of the syringe 20, air is evacuated from the interior of the blood separation tube 1. Due to the negative pressure created in the inner chamber 2, blood from the whole blood source will efficiently flow into and fill the chamber 2. Optionally, a smaller amount of blood can penetrate into the outer annular chamber 6.

Företrädesvis innehåller blodseparationsröret 1 redan före fyllningen med blod antikoagulant, såsom citrat, heparin eller EDTA, för att säkerställa att det inte sker någon koagulering som skulle kunna medföra tilltäppning av den smala spalten 5 mellan den inre kammaren 2 och den yttre kammaren 6.Preferably, the blood separation tube 1 already contains anticoagulant, such as citrate, heparin or EDTA, before filling with blood, in order to ensure that no coagulation takes place which could lead to clogging of the narrow gap 5 between the inner chamber 2 and the outer chamber 6.

Det finns givetvis andra sätt att åstadkomma fyllning av blodseparationsröret 1 än med hjälp av en spruta såsom beskrivits ovan. Således kan man istället för en manuell spruta använda ett vakuumdon som inkopplas på motsvarande sätt som sprutan för evakuering av blodseparationsröret.There are, of course, other ways of filling the blood separation tube 1 than by means of a syringe as described above. Thus, instead of a manual syringe, a vacuum device can be used which is connected in the same way as the syringe for evacuating the blood separation tube.

Ett annat alternativ är att blodseparationsröret är förevakuerat. I detta fall kan det givetvis räcka med ett enda septum (dvs en enda öppning till blodseparationsrörets inre kammare 2), eftersom evakuerings- och fyllningsoperationerna sker vid skilda tillfällen. En variant av detta fyllningsförfarande är utnyttjande av ett vakuumdon som evakuerar blodseparationsröret maskinellt före användningen. Ytterligare ett alternativ är att fylla blodseparationsröret med hjälp av patientens ventryck, under det att luften i rörets inre successivt släpps ut genom ett filter som släpper igenom luft men inte blod, såsom ett hydrofobt filter. I detta sistnämnda fall är 10 15 20 25 30 35 4791-376 - således det tidigare beskrivna blodseparationsrörets övre gummipropp 10 ersatt med en hydrofob filterpropp.Another alternative is that the blood separation tube is pre-evacuated. In this case, of course, a single septum (ie a single opening to the inner chamber 2 of the blood separation tube) may suffice, since the evacuation and filling operations take place on different occasions. A variant of this filling method is the use of a vacuum device which mechanically evacuates the blood separation tube before use. Another alternative is to fill the blood separation tube by means of the patient's venous pressure, while the air in the interior of the tube is successively released through a filter which lets air through but not blood, such as a hydrophobic filter. In this latter case, the upper rubber plug 10 of the previously described blood separation tube 10 is replaced by a hydrophobic filter plug.

När blodseparationsrörets 1 inre kammare väsentligen fyllts med helblod, centrifugeras det i en centrifuganordning, som är schematiskt illustrerad i Fig. 4. För den skull placeras det fyllda blodseparationsröret 1 i en härför avsedd urtagning 24 i centrifuganordningens axíalrotor, eller chuck, 25. Den senare drivs av en elektrisk motor 26 via en flexibel axelkoppling 27 och en axellagring 28. Såväl elmotorn 26 som axellagringen 28 uppbärs i det illustrerade fallet på ett chassi 29, som är höj- och sänkbart anordnat på en pelare 30. Chassits 29 centrifugeringsläge visas med heldragna linjer. Ovanför chucken 25 har centrifugeringsanordningen en uppsugningsnål 31 fast monterad i en skyddskâpa 32, som i sin tur uppbärs på ett horisontellt ramelement 33.When the inner chamber of the blood separation tube 1 is substantially filled with whole blood, it is centrifuged in a centrifuge device, which is schematically illustrated in Fig. 4. To this end, the filled blood separation tube 1 is placed in a recess 24 in the axial rotor of the centrifuge device, or chuck, 25. The latter driven by an electric motor 26 via a flexible shaft coupling 27 and a shaft bearing 28. Both the electric motor 26 and the shaft bearing 28 are supported in the illustrated case on a chassis 29, which is height-adjustably arranged on a pillar 30. The centrifugal position of the chassis 29 is shown in solid lines. Above the chuck 25, the centrifuging device has a suction needle 31 fixedly mounted in a protective cover 32, which in turn is supported on a horizontal frame element 33.

Centrifugeringsförloppet kommer nu kort att beskrivas med hänvisning till Fig. 5 till 8, som för enkelhets skull endast visar blodseparationsröret 1.The centrifugation process will now be briefly described with reference to Figs. 5 to 8, which for the sake of simplicity show only the blood separation tube 1.

Fig. 5 visar det fyllda blodseparationsröret 1 stillastående. När chucken 25, och därmed blodseparationsröret 1, börjar rotera, pressas blodet 23 ut mot sidorna av den inre kammaren 2 genom inverkan av centrifugalkraften och fyller då även upp den yttre kammaren 6 via spalten 5, såsom visas i Fig. 6. De tyngre blodkropparna påverkas av en större kraft än den lättare plasman och kommer därför att samlas i den yttre kammaren 6, varvid plasma som initialt kommit in i den yttre kammaren successivt trängs ut, allteftersom centrifugeringen pågår. Tack vare de dubbelt koniska kammarsidorna tvingas blodet i den undre kammardelen 3 under centrifugeringen utåt/uppåt mot spalten 5, och blodet i den övre kammardelen 4 utåt/nedåt mot spalten 5. Detta säkerställer att blodet, och då i första hand blodkropparna, effektivt pressas in i den yttre kammaren 6 igenom den mycket smala spalten 5.Fig. 5 shows the filled blood separation tube 1 stationary. When the chuck 25, and thus the blood separation tube 1, begins to rotate, the blood 23 is pressed out towards the sides of the inner chamber 2 by the action of the centrifugal force and then also fills the outer chamber 6 via the gap 5, as shown in Fig. 6. The heavier blood cells is affected by a greater force than the lighter plasma and will therefore accumulate in the outer chamber 6, whereby plasma which has initially entered the outer chamber is gradually displaced as the centrifugation takes place. Thanks to the double conical chamber sides, the blood in the lower chamber part 3 is forced during the centrifugation outwards / upwards towards the column 5, and the blood in the upper chamber part 4 outwards / downwards towards the column 5. This ensures that the blood, and then primarily the blood cells, is effectively pressed into the outer chamber 6 through the very narrow gap 5.

I Fig. 7 visas blodet helt separerat i plasma 34 och blodkroppar 35. Som redan nämnts är den yttre kammaren 6 10 15 20 25 30 35 3- :470 576 dimensionerad att rymma hela blodkroppsfraktionen, och man kan notera i Fig. 7 att så är fallet, eftersom det innersta skiktet 34b i ytterkammaren 6 utgörs av plasma.In Fig. 7 the blood is shown completely separated in plasma 34 and blood cells 35. As already mentioned, the outer chamber 6 10 15 20 25 30 35 3-: 470 576 is dimensioned to accommodate the entire blood cell fraction, and it can be noted in Fig. 7 that is the case, since the innermost layer 34b in the outer chamber 6 is constituted by plasma.

Ett blodseparationsrör som har de som exempel ovan angivna dimensionerna har vid centrifugering vid mer än 10.000 till 20.000 varv per minut i ca 30 till 60 sekunder visat sig ge en fullt godtagbar separation för de flesta analysändamál, såsom kommer att framgå av ett senare redovisat utföringsexempel.A blood separation tube having the dimensions given above as examples has, when centrifuged at more than 10,000 to 20,000 revolutions per minute for about 30 to 60 seconds, been found to provide a fully acceptable separation for most assay purposes, as will be seen in a later reported embodiment.

Fig. 8 visar blodseparationsröret sedan rotationen upphört och röret åter är stillastående. Tack vare den smala spalten 5 förhindras i huvudsak återinträngning av blodkroppar från den yttre kammaren 6 till den inre kammaren 2 vid rotationsrörelsens avstannande. Med hänvisning nu även till Fig. 4 förs i detta läge plasmauppsugningsnålen 31 igenom den övre gummiproppen 10 och ända ned till botten av den undre kammardelen 3 genom att chassit 29 förs uppåt till det med streckprickning antydda läget, så att plasma effektivt kan sugas ut ur blodseparationsröret och överföras till önskad behållare för vidare behandling eller förvaring. Byte av blodseparationsrör efter avslutad uppsugning kan sedan ske genom sänkning av chassit 29 till det likaså med streckprickning antydda nedre läget.Fig. 8 shows the blood separation tube after the rotation has stopped and the tube is stationary again. Due to the narrow gap 5, re-entry of blood cells from the outer chamber 6 to the inner chamber 2 is substantially prevented during the stopping of the rotational movement. Referring now also to Fig. 4, in this position the plasma suction needle 31 is passed through the upper rubber stopper 10 and all the way down to the bottom of the lower chamber part 3 by moving the chassis 29 upwards to the position indicated by dash, so that plasma can be efficiently sucked out of the blood separation tube and transferred to the desired container for further treatment or storage. Replacement of blood separation tubes after suction has been completed can then take place by lowering the chassis 29 to the lower position, also indicated by dashed dots.

Det visade uppsugningsarrangemanget är tillräckligt för uppsugning av åtminstone mindre mängder plasma ur den inre kammaren 2. För större plasmamängder kan det emellertid krävas tillträde av luft till den inre kammaren under uppsugningen. Detta kan t ex åstadkommas genom att uppsugningsnålen 31 förses med en mantel, så att luft kan tillföras via spalten mellan nål och mantel, eller genom att nålen upptill (vid infästningen) utformas med ett kil- eller mejselparti eller liknande som vidgar gummiproppen 10 vid penetreringen så att luft släpps igenom (ej visat).The suction arrangement shown is sufficient for suction of at least smaller amounts of plasma from the inner chamber 2. For larger amounts of plasma, however, access of air to the inner chamber during suction may be required. This can be achieved, for example, by providing the suction needle 31 with a jacket so that air can be supplied via the gap between the needle and the jacket, or by forming the needle at the top (at the attachment) with a wedge or chisel portion or the like which widens the rubber plug 10 during penetration. so that air is let through (not shown).

I Fig. 9 visas schematiskt användning av det ovan beskrivna blodseparationsröret 1 vid en centrifuganordning integrerad med ett vakuumdon. Den här illustrerade apparaten har innanför ett hölje 36 en centrifuganordning 10 15 20 25 30 35 47034576 - 10 " med en axialrotor, eller chuck, antydd med hänvisningssiffran 37 vid den uppstickande delen av ett blodseparationsrör 1, vars undre del upptas i chucken.Fig. 9 schematically shows the use of the blood separation tube 1 described above in a centrifuge device integrated with a vacuum device. This apparatus illustrated has within a housing 36 a centrifuge device 10 with an axial rotor, or chuck, indicated by the reference numeral 37 at the protruding portion of a blood separation tube 1, the lower portion of which is received in the chuck.

Vakuumdonet antyds av en genom den delvis uppbrutna höljessidan synlig vakuumpump 38 ansluten till en kanyl 39 i ett uttag 40 för blodseparationsröret 1. En av blodseparationsröret pàverkbar mikrobrytare för aktivering av vakuumpumpen 38 vid införande av blodseparationsröret 1 är antydd vid 41.The vacuum device is indicated by a vacuum pump 38 visible through the partially broken housing side connected to a cannula 39 in a socket 40 for the blood separation tube 1. A microswitch actuated by the blood separation tube for activating the vacuum pump 38 upon insertion of the blood separation tube 1 is indicated at 41.

Vid användning evakueras först luften ur blodseparationsröret 1 genom införande av detsamma i vakuumuttaget 40, varvid kanylen 39 genomtränger blodseparationsrörets ena gummipropp (eller enda gummipropp om blodseparationsröret bara har en septumtillsluten öppning) och vakuumpumpen aktiveras. Därefter införs det evakuerade blodseparationsröret 1 i en med en styrhylsa 42 försedd kanyladapter 43 ansluten till en kanyl 44, som redan stuckits in i armvecket 45 hos en patient. Härvid tränger den övre kanyländen via gummiproppen som tillsluter den aktuella kammaröppningen in i blodseparationsrörets inre, och blod sugs in i dettas evakuerade inre kammare.In use, the air is first evacuated from the blood separation tube 1 by inserting the same into the vacuum outlet 40, the cannula 39 penetrating one rubber plug of the blood separation tube (or only rubber stopper if the blood separation tube has only one septum closed opening) and the vacuum pump is activated. Thereafter, the evacuated blood separation tube 1 is inserted into a cannula adapter 43 provided with a guide sleeve 42 connected to a cannula 44, which has already been inserted into the arm fold 45 of a patient. In this case, the upper cannula end penetrates via the rubber plug which closes the current chamber opening into the interior of the blood separation tube, and blood is sucked into its evacuated inner chamber.

Det fyllda blodseparationsröret placeras sedan i centrifugchucken 37, som här omges av ett skyddsrör 46, och separation av blodet sker därefter på liknande sätt som beskrivits ovan.The filled blood separation tube is then placed in the centrifuge chuck 37, which is here surrounded by a protective tube 46, and separation of the blood then takes place in a manner similar to that described above.

En centrifuganordning som den som beskrivits i anslutning till Fig. 4 eller ett integrerat centrifug- och vakuumsystem som det som beskrivits i samband med Fig. 9' kan med fördel integreras i olika typer av analyssystem.A centrifuge device such as that described in connection with Fig. 4 or an integrated centrifuge and vacuum system such as that described in connection with Fig. 9 'can advantageously be integrated in different types of analysis systems.

Som exempel på ett sådant blodanalyssystem kan nämnas det system för bestämning av hjärtinfarktsmarkörer som beskrivs i vår anhängiga internationella ansökan PCT/SE92/00386.An example of such a blood analysis system is the system for determining myocardial infarction markers described in our pending international application PCT / SE92 / 00386.

EXEMPEL För separation av helblod genom centrifugering användes dels ett blodseparationsrör som beskrivits i anslutning till Fig. 1 ovan och dels som jämförelse ett konventionellt blodrör. Blodseparationsröret 1 enligt Fig. 1 hade en volym hos den inre kammaren 2 på ca 2 ml och en 10 15 20 ï- 470 376 11 ' volym hos den yttre kammaren på 6 på ca 1,2 ml. Ca 2 ml antikoagulerat helblod infördes i den inre kammaren 2 hos blodseparationsröret i Fig. 1 som beskrivits ovan med hjälp av vakuum âstadkommet med en spruta. Helblodet hade en koncentration av röda blodkroppar på ca 5 x 105 per pl och av vita blodkroppar på ca 5 x 103 per pl. Efter centrifugering i ca 1 minut vid ca 14.000 rpm hade väsentligen alla blodkroppar samlats i den yttre kammaren.EXAMPLES For separation of whole blood by centrifugation, a blood separation tube as described in connection with Fig. 1 above was used and, for comparison, a conventional blood tube. The blood separation tube 1 according to Fig. 1 had a volume of the inner chamber 2 of about 2 ml and a volume of the outer chamber of 6 of about 1.2 ml. About 2 ml of anticoagulated whole blood was introduced into the inner chamber 2 of the blood separation tube of Fig. 1 as described above by means of a vacuum created by a syringe. The whole blood had a concentration of red blood cells of about 5 x 105 per pl and of white blood cells of about 5 x 103 per pl. After centrifugation for about 1 minute at about 14,000 rpm, substantially all of the blood cells had accumulated in the outer chamber.

Plasman (ca 0,8 ml) sögs upp från den inre kammaren 2 och uppvisade en resthalt av röda blodkroppar på ca 10.000 per ul och av vita blodkroppar på ca 200 per ul. Vanlig centrifugering i s k swingout-centrifug vid 4.000 rpm i 10 minuter av ca 10 ml av samma helblod i det konventionella blodröret gav en resthalt av ca 10.000 röda blodkroppar per pl resp. ca 200 vita blodkroppar per ul.The plasma (about 0.8 ml) was aspirated from the inner chamber 2 and showed a residual content of red blood cells of about 10,000 per ul and of white blood cells of about 200 per ul. Normal centrifugation in a so-called swingout centrifuge at 4,000 rpm for 10 minutes of about 10 ml of the same whole blood in the conventional blood tube gave a residual content of about 10,000 red blood cells per pl resp. about 200 white blood cells per ul.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan speciellt beskrivna och i ritningarna visade utföringsformen, utan många ändringar och modifieringar kan göras inom ramen för den allmänna uppfinningstanken sådan den anges i de följande patentkraven.The invention is of course not limited to the embodiment specifically described above and shown in the drawings, but many changes and modifications may be made within the scope of the general inventive concept as set forth in the following claims.

Claims

10 15 20 25 30 35 47oï-s7e - 12 "PATENTKRAV

Batch blood separation device, comprising a tubular container (1) arranged to be rotatable about its longitudinal axis by axial centrifuge means (25; 37), characterized in that the container (1) has on the one hand an inner chamber (2) for receiving a volume of blood ( 23) to be separated, formed by an upper chamber part (4) and a lower chamber part (3) which widen conically towards each other, and partly an outer chamber (6) concentrically arranged relative to the inner chamber (2) adapted to accommodate the entire blood cell fraction (35) of the blood volume (23) and connected to the inner chamber (2) via a narrow slit-shaped space (5) extending radially from the upper part of the outer chamber (6) to the transition between the two conical parts (2) of the inner chamber (2). 3, 4) along at least substantially the entire periphery of the chamber, and further that the inner chamber (2) has an opening (7, 8) in either or both of the outer ends of the upper and lower chamber parts (3, 4), which opening or openings ( 7, 8) are closed with closure means (9, 10) for retaining blood in the container (1) but operable to allow supply resp. blood collection through them.

Device according to claim 1, characterized in that the inner chamber (2) has one or two openings (7, 8) and the closing means are airtight, pierceable septa (9, 10).

Device according to claim 1, characterized in that the inner chamber (2) has two openings (7, 8) and one supply means (7) is a pierceable septum and the other (8) is an air-permeable but blood-blocking means, such as a hydrophobic filter.

Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it comprises an adapter (17) for f) 10. Tf "Ü 13 376 connection of an opening end of the container (1) to a cannula (18).

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it comprises an adapter (19) for connecting an opening end of the container (1) to a syringe (20) or vacuum device (38-40) for evacuating air from the container. internal.

Blood separation system, characterized in that it comprises a device according to any one of claims 1 to 5 and a centrifuge device with an axial rotor (25: 37) arranged to be able to receive and fix the container (1) for axial centrifugation.

System according to claim 6, characterized in that it further comprises means (20: 38-40) for evacuating air from the interior (2, 6) of the container (1).