WO2016009720A1

WO2016009720A1 - 遠心分離による定容量分取又はさらに保管のための器具

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Publication number: WO2016009720A1
Application number: PCT/JP2015/064909
Authority: WO
Inventors: 一平竹内; 将一明地; 叶井　正樹; 忍工藤
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2016-01-21
Also published as: EP3171151A1; JP6288274B2; JPWO2016009720A1; US20170120259A1; CN106471352B; CN106471352A; EP3171151A4

Abstract

遠心分離機に装着される支持部と、支持部に対し取外し可能な分割部とを備えた遠心分離用器具である。分割部は２つの流路と抽出部をもつ。それらの流路は遠心力が作用する方向に対してほぼ並行に延び、遠心力が作用する方向の先端側でつながっている。一方の流路は遠心力が作用する方向の基端側に試料注入口をもつ試料用流路であり、他方の流路は基端側に出口をもつ空気排出用流路である。抽出部は、試料用流路の一部分を含み、その部分を試料用流路の残部から切り離すための接続部をもち、切り離されたその部分にある遠心分離後の試料成分を抽出するものである。

Description

遠心分離による定容量分取又はさらに保管のための器具

　本発明は、試料を採取後、遠心操作により必要な一定容量を採取し、又はさらに保管する器具に関するものである。その試料には、比重の異なる複数の成分を含む血液等の液体試料が含まれる。

　従来の数ｍＬ以上入るような遠沈管に微量の血液を採取し、遠心分離処理をした後、血球成分が混じらないように上澄みの血漿成分のみをマイクロピペットなどで分取することは、試料量が微量であるほど困難になる。

　微量の血液試料に対して血漿成分を採取する装置として、両端が解放されたキャピラリからなる微量採血管が使用されている。微量採血管を使用した血漿成分の採取では、微量採血管に血液を吸引し、パテなどで先端を封じてから遠心分離を行う。その後、血漿部分と血球部分の界面近傍で採血管を折って切断し、血漿成分だけを取り出す。取り出した血漿成分を、ＴＬＣ（薄層クロマトグラフ）、ＬＣ（液体クロマトグラフ）、ＬＣ／ＭＳ（液体クロマトグラフ・質量分析装置）、質量分析装置などで分析する。

　遠心分離された血球部分と血漿部分の間にある微量の白血球部分のみを採取することを目的とした遠心チューブも提案されている（特許文献１参照。）。その遠心チューブは、太径で大容量の上下２つの溜部の間に細径で小容量の溜部をもっている。下部の大容量溜部は有底で、上部の大容量溜部は開口により解放されている。その上部解放部から所定量を採血後、遠心分離すると白血球部分が小容量溜部にくるようになっている。遠心処理後に微細なガラス管（キャピラリ）を上部解放部より差し込み、小容量溜部にある白血球成分を採取する。

　ディスクに毛細管を含む幾つかの流路を設け、ディスクを遠心処理して血液の成分を分離し、試薬と反応させて検出する研究も盛んに行われている。それに用いる器具として、例えば、一体成形されたチャンバー、流路、リザーバ及び分析用セルを有するディスク形状部材からなる器具が提案されている（特許文献２参照。）。血液サンプルをその装置に導入し、遠心処理にかけて血球を血清から分離させ、次いで血清をいくつかの処理工程や検査にかける。

特開平０１－１９９１５９号公報特表２００１－５０２７９３号公報

　薬の開発で実施される前臨床試験において小動物から得られる血液の量は限られているため、一匹の個体から薬物動態解析に必要なすべての時刻での採取は難しい。そのため、投与後の採取時刻を複数匹に分けて、各々から異なった時刻での試料採取を行う。近年の装置の改良で測定感度が飛躍的に高まり、測定に供する試料量はごく微量で十分になった。そのため、微量の血液から測定に必要な定容量の血漿又は血清を直接簡易に得られるならば、測定に必要な採血量を極めて少なくすることができる。その結果、犠牲となる動物数を削減させることに貢献できることに加えて、一連の検体を一個体から得ることによって測定データから個体差変動を除くことができる。更に、臨床試験や医療現場においても、注射針を使った多量の採血に代えて、耳、手、腹などの末梢血管から簡易に検体を得ることに応用することが可能であり、幼児や小児あるいは患者への採血による負担を大幅に軽減することに寄与できる。

　遠沈管の代わりに上述のような両端が解放された微量採血管などを用いて血液を遠心分離する際には、必ず一端をパテなどで封をする必要がある。本発明が対象とする試料は、血液に限らず、比重が異なる複数の成分を有する液体試料であれば全て対象になる。

　本発明は、そのような試料の注入又は吸入から遠心分離、分離された所定の試料成分の採取を簡単な操作で行なうことのできる遠心分離用器具を提供することを目的とするものである。

　本発明の遠心分離用器具は、中心が回転中心となるように遠心分離機に装着される支持部と、前記支持部に切断可能に接続された又は取外し可能に装着された分割部とを備えている。

　分割部は２つの流路と抽出部をもつ。その２つの流路は遠心力が作用する方向に対してほぼ並行に延び、遠心力が作用する方向の先端側でつながっている。その２つの流路のうち、一方の流路は試料を収容する容積をもち、遠心力が作用する方向の基端側に試料注入口となる開口をもつ試料用流路であり、他方の流路は遠心力が作用する方向の基端側に出口となる開口をもつ微細管からなる空気排出用流路である。

　抽出部は、試料用流路の一部分を含み、その部分を試料用流路の残部から切り離すための接続部をもち、切り離されたその部分にある遠心分離後の試料成分を抽出するものである。

　パテなどで封止する作業をなくすため、本発明では流路を遠心力が作用する方向の先端側でつながるＵ字形にする。遠心力が作用する方向に対して対称的なＵ字形流路にすると、血液試料の場合、遠心分離された血漿成分又は血清成分がＵ字の２つの流路に分かれる。Ｕ字形流路における空気排出用流路に試料が流れ込む量を少なくするには、空気排出用流路の流路体積は、試料用流路の流路体積に比べて小さいほどよい。空気排出用流路に流れ込んだ試料量が試料用流路に残存する試料量に比べて無視できる程度であるのが好ましい。流路体積の比率を、例えば（試料用流路）：（空気排出用流路）＝１００：１にすることで、試料用流路に大部分の試料が存在するようになる。流路体積の比率としての１００：１は一例であり、空気排出用流路の比率をさらに小さくする方が好ましい。

　それとは反対に、空気排出用流路の比率を１／１００より大きくすることもできる。その場合は試料用流路に存在する試料の量が減少するが、扱う試料量によっては幾らか減少してもよい場合は、そのような空気排出用流路も使用できることになる。

　抽出部を分割部から切り離す切離し作業を容易にするためには、抽出部と分割部の間の接続部は、分割部の他の部分よりも薄く形成されているか、細い形成されているか、又は薄くかつ細く形成されていることが好ましい。その場合、その接続部を手又は器具を使用して割ることにより抽出部を分割部から容易に切り離すことができるようになる。

　一実施形態では、抽出部は、遠心分離された試料成分のうちの比重の軽い方の試料成分を抽出するように、試料用流路における試料注入口側の位置に配置されている。例えば、血液試料を対象にし、遠心分離後に血漿成分又は血清成分を抽出するように本発明の器具を使用する場合には、遠心分離後に血漿成分又は血清成分が抽出部にくるように、試料用流路に注入又は吸入する試料量を調整する。

　前記試料用流路は前記試料注入口につながる流路と、その流路につながる下流側の流路とを含んでおり、下流側の流路は、遠心力が作用していない状態では液が流れこまないように入口の断面積が狭くなっているようにすることができる。その一例として、試料用流路は、試料注入口につながる第１の流路と、第１の流路につながる第２の流路と、さらに第２の流路につながる第３の流路とからなるようにすることができる。その場合、遠心力が作用していない状態では、第１の流路と第２の流路にある試料が第３の流路に流れ込まないように、第２の流路の断面積が第３の流路の断面積に対して小さく形成されている。

　一実施形態では、試料注入口となる開口は分割部の表面に設けられ、試料注入用の器具が挿入される大きさをもっている。

　他の実施形態では、試料注入口となる開口は分割部の端面に設けられ、第１の流路の断面積は試料を試料注入口から毛細管現象により吸引する大きさに設定されており、第１の流路には試料注入口とは反対側の位置に、遠心分離時はふさがれる開口が設けられているか、又は空気排出用流路の断面積が第１の流路の断面積と同じかもしくはそれ以上に設定されている。この場合、毛細管現象により試料を円滑に吸引できるように、第１の流路はその内面と試料注入口となる開口が親水性になっていることが好ましい。

　分割部はベース部材とカバー部材との接合体とし、試料用流路及び空気排出用流路は両部材の接合界面に形成されているものとすることができる。

　また、分割部はベース部材とカバー部材との接合体とし、試料用流路及び空気排出用流路は両部材の接合界面に形成されているものとした場合、第３の流路の周囲の一部の接合界面の接合強度が第３の流路の周囲の他の部分の接合界面の接合強度よりも弱くなるように、その部分に隣接する空間が形成されているようにすることができる。このような接合強度の弱い部分を設けることにより、凍結保存したときにその接合強度の弱い部分が壊れることにより、第３の流路が大きく壊れるのを防ぐことができる。

　一実施形態では、支持部は円盤状をなし、その円盤の円周上には分割部が複数個放射状に配置されて接続されているようにし、支持部と分割部の間を接続している部分は分割部の他の部分よりも薄く形成されているか、細い形成されているか、又は薄くかつ細く形成されているようにすることができる。

　他の実施形態では、支持部は円盤状をなし、その円盤の表面上には分割部を複数個放射状に配置し、分割部を嵌めこんで装着する凹部が形成されているようにし、分割部と凹部は遠心力が作用したときに分割部が遠心力方向に移動するのを阻止する形状に構成されているようにすることができる。

　支持部に分割部を嵌めこんで装着する凹部が形成されている実施形態では、支持部には、分割部を装着したときに抽出部に対応する位置に穴が開けられているようにすることができる。その穴の下方に容器を配置し、抽出部の上方から手で、又は器具を用いて抽出部を分割部から切断することにより、分割部から切り離された抽出部をその容器で受けて分析装置に運ぶことができる。

　微量採血管では、他の試料と識別するためや、微量採血管を凍結保管する際に破損しないように保護するために、別途容器などを用意する必要がある。多数の試料を扱う場合は、別途用意する容器を保管するスペースが無視できない場合がある。特に冷凍庫など保管スペースに限りがある場合は、重要な問題となる。そのような問題を解決する本発明の好ましい実施形態では、支持部と分割部は、支持部に分割部が取りつけられた状態又は装着された状態において円盤状をなし、複数の円盤を積み重ねて保管できるように構成されている。これにより、保管のためのスペースが少なくてすむ。

　本発明によれば、パテなどで封止することなく、微量試料を遠心分離して所定の分離成分を抽出できるようになる。

第１の実施例を支持部に分割部が取りつけられた状態で示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。同実施例において取り外された分割部と抽出部を示す図であり、（Ａ）は分割部の平面図、（Ｂ）はその正面図で、（Ｃ）は切断された１つの抽出部平面図、（Ｂ）はその正面図である。第２の実施例を支持部に分割部が装着された状態で示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。同実施例における分割部を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。同実施例における支持部を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。同実施例において分割部に試料を吸引し、抽出部を切り離すまでの工程を示す分割部と抽出部の平面図である。第３の実施例における分割部を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。

　微量遠心分離用器具の第１の実施例を図１と図２に示す。

　微量遠心分離用器具（実施例では、以下単に分離用装置という。）２２は全体として円盤状をなしており、ベース１とカバー２から構成されている。中央部には円盤状の支持部２０が形成され、支持部２０の円盤の円周上には複数個の分割部９が支持部２０から放射状に配置されている。分割部９の数は特に限定されるものではないが、この実施例では１２個である。

　分離用装置２２は、例えば樹脂材料により構成されている。その樹脂材料は特に限定されるものではないが、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート樹脂）などを用いることができる。

　ベース１とカバー２は接合されて一体となり、分離用装置２２を構成している。その接合方法も特に限定されるものではないが、例えば、ベース１とカバー２を加熱することより貼り合せる方法、又はベース１とカバー２の互いに接合される面にプラズマを照射して接合面を活性化して貼り合せる方法などを採用することができる。

　分割部９は接続部８ａにより支持部２０に連結されている。隣接する分割部９間も接続部８ｂで連結されている。各分割部９には１つずつの抽出部１０が設けられており、各分割部９とそれぞれの抽出部１０との間は２ヶ所の接続部８ｃ，８ｄで連結されている。接続部８ａ～８ｄは、折って切断できるように、他の部分と比べると、薄く、かつ細く形成されている。

　支持部２０と分割部９の間は接続部８ａを切断することにより分割部９を支持部２０から切り離すことができる。隣接する分割部９間の接続部８ｂを切断することにより分割部９間を相互に切り離すことができる。図２（Ａ），（Ｂ）は、分割部９を支持部２０からも、隣接する分割部９からも切り離した状態の１つの分割部９を示している。

　分割部９と抽出部１０の間の２ヶ所の接続部８ｃ，８ｄを切断することにより抽出部１０を分割部９から切り離すことができる。図２（Ｃ），（Ｄ）は分割部９から切り離された状態の抽出部１０を示している。

　支持部２０、分割部９及び抽出部１０はベース１とカバー２の接合体からなっている。接続部８ａ～８ｄのうち分割部９と抽出部１０の間を連結する接続部８ｄは、内部に後述の第２の流路５が形成されており、やはりベース１とカバー２の接合体からなっている。しかし、他の接続部８ａ～８ｃは、部材間を折れやすく連結しているだけのものであるので、ベース１とカバー２の接合体であってもよいが、ベース１だけ又はカバー２だけからなっていてもよい。

　支持部２０の中央には円形の穴とそれにつながり一方向に延びる長円の穴からなる貫通穴１１が形成され、各分割部９の外側の周辺には切欠き１２が形成されている。これらの穴１１と切欠き１２は、分離用装置２２を遠心分離機のロータに装着するための穴である。穴１１や切欠き１２は、分離用装置２２を遠心分離機に装着できる形状であればよく、特に図１（Ａ）に示された形状に限定されるものではない。分離用装置２２が遠心分離機に装着されて遠心分離処理されるときは、穴１１の中心から外側に向かう半径方向が遠心力の作用する方向となる。

　分割部９に抽出部１０が連結した状態のものは、図２（Ａ）に示されるように、その平面形状は、扇形の中心部を切断した形状で、台形に近い形状をしている。その扇形の幅の狭くなった部分が接続部８ａにより支持部２０に連結されている。分割部９と抽出部１０において、ベース１は平坦な板であり、カバー２の内側には流路を構成する凹部が形成され、さらにカバー２には試料を注入するための入口３ａと、遠心分離処理の際に流路内の空気を排出するための出口３ｂとなる穴が形成されている。

　入口３ａは抽出部１０に形成され、出口３ｂは分割部９に形成され、入口３ａと出口３ｂは分離用装置２２の中心からほぼ等しい距離の位置に配置されている。入口３ａはピペットなどの器具を用いて試料を注入できる大きさをもっている。分割部９と抽出部１０の内部には、入口３ａからは分離用装置２２のほぼ半径方向の外側に向かって延びる連続した流路４，５，６が形成され、出口３ｂからは分離用装置２２のほぼ半径方向の外側に向かって延びる流路７が形成されている。半径方向に延びる両流路は、分離用装置２２の円周側で流路７の一部により連結されて一連の流路となっている。この一連の流路は、分離用装置２２の中心側に入口３ａと出口３ｂをもち、円周側でつながったほぼＵ字形をなしている。

　抽出部１０は分離用装置２２の半径方向に延びた形状をしており、抽出部１０内には第１の流路４が分離用装置２２の半径方向に延びる形状に形成され、入口３ａは第１の流路４の基端側、すなわち分離用装置２２の中心側に配置されている。分割部９内には第３の流路６が形成され、第３の流路６は第１の流路４が延びる方向の延長線上に配置され、分離用装置２２の半径方向に延びる形状に形成されている。第１の流路４と第３の流路６は、接続部８ｄの中を通る第２の流路５により連結されている。

　分割部９内には第４の流路７が形成され、第４の流路７は第３の流路６の先端側、すなわち分離用装置２２の半径方向の外側で第３の流路６に接続されている。第４の流路７は分離用装置２２の周辺側で折れ曲がり、出口３ｂにつながるように形成されている。

　第１の流路４は最も断面積が大きく、第３の流路６の断面積がそれに次いで大きい。第２の流路５の断面積は第３の流路６の断面積よりも小さい。第４の流路７の断面積が最も小さい。

　第１の流路４は入口３ａから液体試料を注入する流路である。分離用装置２２を遠心分離機にかけて遠心分離処理を施す前の状態では、第１の流路４に注入された液体試料が第１の流路４と第２の流路５に留まり、第３の流路６には流入しないように、第２の流路５の断面積に対して第３の流路６の断面積が大きく設定されている。第２の流路５から第３の流路６に液体が流入するために、第２の流路５から第３の流路６に液体が広がる力が必要であるため、第２の流路５の断面積と第３の流路６の断面積の差が大きいほど、第２の流路５から第３の流路６への液体の流入を安定的に止めることができる。

　ここで、分離用装置２２の実施例の寸法の一例を示すが、本発明はそのような寸法の実施例に限定されないことはいうまでもない。

　分離用装置２２の全体の外形の直径は１０４ｍｍ、ベース１は厚みが１ｍｍ、カバー２は厚みが２ｍｍである。第１の流路４は幅４ｍｍ、深さ１ｍｍ、長さ１３．５ｍｍで、平面形状は長円形又は長方形である。第２の流路５は幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、長さ２ｍｍで、平面形状は長方形である。第３の流路６は幅２ｍｍ、深さ１ｍｍ、長さ１０．５ｍｍで、平面形状は長円形又は長方形である。第４の流路７は幅０．０１ｍｍ、深さ０．０１ｍｍ、長さ３０ｍｍで、細管状である。各流路４，５，６，７の内表面は、プラズマ照射により親水化処理が施されている。

　次に、この実施例の分離用装置２２を用いた血液試料の処理操作について説明する。ここでは、血液試料から遠心分離により血漿又は血清を採取する場合を取り挙げる。血漿を採取する場合は血液にヘパリンなどの抗凝固剤を入れ、血清を採取する場合は抗凝固剤を入れない。ここでは血漿を採取する操作を述べるが、血清を採取する操作も同じである。

　マイクロピペットなどで試料として血液を４０μＬ採取し、抽出部１０に形成された入口３から第１の流路４に注入する。注入された血液は、第１の流路４を流れて第２の流路５に到達して流れが止まる。分離用装置２２には複数個の抽出部１０が設けられているので、抽出部１０の数だけの血液試料を処理することができる。必ずしも全ての抽出部１０を使用しなければならないというものではなく、処理しようとする血液試料の数に応じて必要な数だけの抽出部１０に血液試料を抽出すればよい。

　必要な数の抽出部１０に血液を注入した後、分離用装置２２を遠心機のロータに装着し、ロータを回転させて遠心分離を行う。ロータの回転方向は、図１（Ａ）では時計回りである。遠心分離の条件は、例えば回転数１０,０００ｒｐｍ、時間５分であるが、血球と血漿が分離するのであれば別の条件でもよい。

　遠心分離後、血液のおおよそ体積の半分（ヘマトクリット値）が血球成分になる。この実施例では、第３の流路６の容量は約２０μＬに設計されているため、血球成分は第３の流路６に集まり、血漿成分は第１の流路４に集まることになる。

　遠心分離の際、血液は第３の流路６に流れ込み、さらに第４の流路７にも流れ込む。血液が第３の流路６及び第４の流路７に流れ込むことにより、もともとそれらの流路にあった空気が第４の流路７を経て出口３ｂから排出される。第４の流路７は流路内の空気を排出して遠心分離を円滑に行うことができるようにするのが目的であるので、第４の流路７の容積は小さければ小さいほど好ましい。この実施例では、第４の流路７は細管状に形成されており、第４の流路７の容積は第１～３の流路４～６の合計容積に比べてごく小さく、例えば１／１００以下の容積となるように設定されているので、第４の流路７に流れ込んだ血液の量は流路４～６の残る血液の量に比べて無視することができる。

　また、入口３ａと出口３ｂが分離用装置２２の中心からほぼ等しい位置にあり、第１の流路４での血液が入口３ａよりも遠心方向に離れた位置にくるため、第４の流路７に流れ込んだ血液が出口３ｂに至ることはなく、したがって、第４の流路７に流れ込んだ血液が出口３ｂから排出されることはない。

　遠心分離後、分離された血漿成分を分析などの試料として供する場合は、接続部８ｃ，８ｄを折って切断することにより抽出部１０を分割部９から取り外す。接続部８ｄ側の抽出部１０の端面に露出した第１の流路４から血漿成分を抽出するには、その露出部分に濾紙などの吸着材を押し付ければよい。その吸着材に抽出された血漿成分を分析試料することができる。また、抽出部１０に形成された入口３から血漿成分を取り出すこともできる。

　接続部８ｄを切断すると、その部分に形成されていた第２の流路５に存在する血液は捨てられることになる。しかし、この実施例では、第４の流路７の容量は１μＬ未満になるように設計し、捨てられる血液量を減らしている。

　分離用装置２２の複数の抽出部１０のうち、一部の抽出部１０のみしか使用しなかった場合は、使用した抽出部１０をもつ分割部９のみを分離用装置２２から取り外し、使わなかった抽出部１０をもつ分割部９を分離用装置２２に残すことにより、使わなかった抽出部１０が残った分離用装置２２を別の試料の遠心分離処理に用いることができる。

　遠心分離後にすぐに分析を行わないで、遠心分離した状態の血液試料を凍結保存する場合もある。その場合、分離用装置２２に分割部９と抽出部１０がついた状態で分離用装置２２のままで凍結保存することができる。分離用装置２２は、抽出部１０を保護するための別の容器などは必要ではなく、また円盤状に形成されているので、凍結保存する際に複数の分離用装置２２を重ねて保存することができ、保存のためのスペースが小さくてすむ利点がある。

　また、分離用装置２２には複数の抽出部１０が設けられているので、１つの分離用装置２２あたり複数の試料を凍結保存することができる。複数の分離用装置２２を重ねて保存するようにすれば、遠心分離後の多数の試料を小さいスペースに保存できる利点もある。

　さらに、遠心分離後に抽出部１０がついた状態の分割部９を分離用装置２２から取り外して図２（Ａ）の状態にし、その状態の抽出部１０がついた分割部９を凍結保存することもできる。抽出部１０がついた分割部９も抽出部１０を保護するための別の容器などは必要ではなく、また抽出部１０がついた分割部９は扁平な形状をしているので、重ね合わせて保存することができ、保存のためのスペースが小さくてすむ利点がある。

　分割部９には試料を識別するためのバーコードラベルなどの識別ラベルを貼るスペースがあるので、抽出部１０がついた分割部９の状態で保存する場合にも、識別ラベルを貼るための別の容器などは不要である。

　分離用装置の第２の実施例を図３から図６に示す。

　この実施例の分離用装置１２２は、図５に示される支持部１２０と、図４に示される分割部１０９とからなる。支持部１２０に分割部１０９を保持し、遠心分離機に装着して遠心分離処理を施すようになっている。

　分割部１０９はベース１０１とカバー１０２から構成されている。分割部１０９の平面形状は中間部１０９ａ、先端部１０９ｂ及び基端部１０９ｃからなり、中間部１０９ａの幅がもっとも広く、先端部１０９ｂの幅が中間部１０９ａの幅よりも狭く、基端部１０９ｃの幅が先端部１０９ｂの幅よりもさらに狭くなっている。ここでは、分割部１０９を支持部１２０に載せたときに支持部１２０の中心を向く側を基端側、その反対側を先端側と呼んでいる。

　中間部１０９ａから先端部１０９ｂに至る形状は中間部１０９ａの幅を長辺とする台形である。中間部１０９ａから基端部１０９ｃに至る形状は、全体としては中間部１０９ａの幅を長辺とする台形であり、その一部に抽出部１１０を設けるための切欠き１３０が設けられている。

　分割部１０９はベース１０１とカバー１０２が接合されて一体化されて構成されたものである。分割部１０９は例えば樹脂材料により構成されている。その樹脂材料は特に限定されるものではないが、第１の実施例と同様に、ＣＯＰ、ＰＭＭＡ、ＰＰ、ＰＣなどを用いることができる。

　ベース１０１とカバー１０２の接合方法も特に限定されるものではないが、これも第１の実施例と同様に、例えば、ベース１０１とカバー１０２を加熱することより貼り合せる方法、又はベース１０１とカバー１０２の互いに接合される面にプラズマを照射して接合面を活性化して貼り合せる方法などを採用することができる。

　分割部１０９内には基端部１０９ｃから先端部１０９ｂに向かって延びる連続した第１の流路１０４、第２の流路１０５及び第３の流路１０６が形成されている。第１の流路１０４は切欠き１３０の部分に形成された抽出部１１０を経由して分割部１０９の中間部１０９ａに至る長さに形成されている。また、第１の流路１０４は基端部１０９ｃの端面に開口をもち、その開口が試料を吸入するための入口１０３ａとなっている。

　第１の流路１０４は入口１０３ａから毛細管現象により液体試料を吸入するものである。そのため、第１の流路１０４の断面積は毛細管現象を起こす小ささに設定されている。また、上に例示した樹脂材料は疎水性であるので、少なくとも、毛細管現象により試料を吸引する第１の流路１０４の内面と入口１０３ａは親水性になるように処理されていることが好ましい。親水性化処理としては、プラズマ照射のほか、ヘパリン、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）などをコーティングする方法を用いることができる。

　分割部１０９内には、流路１０４～１０６にほぼ並行に延びる第４の流路１０７がさらに形成されている。第４の流路１０７は第３の流路１０６の先端側で第３の流路１０６に接続されている。第４の流路１０７は先端側で折れ曲がり、基端側の側面まで延び、その側面で開口し、その開口が空気排出用の出口１０３ｂとなっている。遠心処理の際に血液が第４の流路１０７を経て出口１０３ｂから出ることがないように、出口１０３ｂは遠心分離後の第１の流路１０４内の血液よりも基端部側にくる位置に配置されている。

　第１の流路１０４と第３の流路１０６の断面積に比べて第２の流路１０５の断面積が小さく、第４の流路１０７の断面積が最も小さい。第１の実施例と同様に、第４の流路１０７は細管状に形成されており、第４の流路１０７の容積は第１～３の流路１０４～１０６の合計容積に比べてごく小さく、例えば１／１００以下の容積となるように設定されている。

　第１の流路１０４は入口１０３ａから液体試料を毛細管現象により吸入する流路であり、液体を吸入できる毛細管力が発生するサイズに設計されている。分離用装置１２２を遠心分離機にかけて遠心分離処理を施す前の状態では、第１の流路１０４に吸入された液体試料が第１の流路１０４と第２の流路１０５に留まり、第３の流路１０６には流入しないように、第２の流路１０５の断面積に対して第３の流路１０６の断面積が大きく設定されている。この点は第１の実施例と同様である。

　分割部１０９の切欠き１３０に設けられた抽出部１１０の中を第１の流路１０４が通っている。抽出部１１０は血漿又は血清を採取するためのものであるので、抽出部１１０の位置は、遠心処理後に第１の流路１０４内で血漿又は血清が存在する位置である。

　抽出部１１０は切欠き１３０内において、基端側で接続部１０８ａにより分割部１０９に連結され、先端側で接続部１０８ｂにより分割部１０９に連結されている。

　接続部１０８ａ，１０８ｂは切断しやすいように、他の部分と比べると薄く形成されているのが好ましい。接続部１０８ａと１０８ｂを切断することにより、抽出部１１０を分割部１０９から取り外すことができる。

　支持部１２０は、図５（Ａ），（Ｂ）に示されるように、円盤状のプレートに分割部１０９を嵌めこんで保持する複数個の凹部１１８が形成されたものである。凹部１１８の数は特に限定されるものではなく、この実施例では１５個としているが、任意に決めることができる。分割部１０９をより多く保持できるようにする方が、一度の遠心分離操作で処理できる分割部１０９の数が多くなり、また、支持部１２０に分割部１０９を保持した状態で保管する場合には、より少ないスペースに多くの分割部１０９を保管できるので、好都合である。

　支持部１２０を遠心分離機に装着するために、中心部に穴１１１、周辺部に複数個の切欠き１１２が形成されている。穴１１１の形状はここでは円形としているが、第１の実施例のような形状の穴でもよく、また切欠き１１２の数も特に制限はない。

　支持部１２０の凹部１１８の平面形状は分割部１０９の形状に対応したものであり、中間部１１８ａの幅が最も広く、先端部１１８ｂに向かって幅が狭くなっている。中間部１１８ａが分割部１０９の中間部１０９ａに対応し、先端部１１８ｂが分割部１０９の先端部１０９ｂに対応している。支持部１２０の凹部１１８に分割部１０９を嵌めこんで保持した状態が図３（Ａ），（Ｂ）に示された状態である。

　支持部１２０に分割部１０９を保持した状態で支持部１２０を遠心分離機に装着し、支持部１２０を回転させたとき、分割部１０９には回転の中心から外向きに遠心力が働くが、支持部１２０の凹部１１８では先端部１１８ａの幅が狭くなっているので、分割部１０９が支持部１２０から遠心力方向に飛び出すことはない。このように、分割部１０９と凹部１１８は、遠心力が作用したときに分割部１０９が遠心力方向に移動するのを阻止する形状に構成されている。

　凹部１１８の深さは、分割部１０９が支持部１２０の凹部１１８から脱離しない厚さであれば、分割部１０９の厚みよりも浅くてもよい。この実施例では遠心処理の際に分割部１０９が支持部１２０の凹部１１８から外れるおそれをより少なくするために、凹部１１８の深さを分割部１０９の厚みよりも深くしている。凹部１１８の深さを分割部１０９の厚みよりも深くすればするほど、支持部１２０に分割部１０９を保持して、支持部１２０を厚み方向に積み重ねたとき、分割部１０９とその上に重ねられた支持部１２０の底面との間に無駄な空間が生じる。そのため、凹部１１８の深さは分割部１０９の厚さに等しいか、それより僅かに深い程度が好ましい。

　この実施例では、支持部１２０には、凹部１１８に分割部１０９を保持したときに、抽出部１１０に相当する部位に貫通穴１１６が形成されている。貫通穴１１６の大きさは、抽出部１１０とその両端の２つの接続部１０８ａ，１０８ｂを含む大きさが好ましい。貫通穴１１６は、遠心処理の後、支持部１２０に分割部１０９を保持した状態で分割部１０９から抽出部１１０を取り外す際に利用される。支持部１２０に分割部１０９を保持した状態で、２つの接続部１０８ａ，１０８ｂを上から押して切断するように製作された工具を作業者が押し当て、又はそのような工具をもつ装置に支持部１２０を装着して、接続部１０８ａ，１０８ｂを切断して分割部９から抽出部１１０を取り外すように利用される。そのような工具又は装置は、一度に複数個の抽出部１１０を取り外すように製作されているのが好ましい。

　また、凹部１１８の基端部には、分割部１０９の基端部１０９ｃに相当する部位に凹部１１７が形成されている。分割部１０９の第１の流路１０４には、基端部１０９ｃの入口１０３ａから血液を吸引するので、基端部１０９ｃの近傍に血液が付着して残っていた場合に、支持部１２０に付着しないようにするためである。

　支持部１２０の材質は特に限定されないが、分割部１０９と同じ材質としてもよい。

　分離用装置１２２の実施例の寸法の一例を示すが、本発明はそのような寸法の実施例に限定されないことはいうまでもない。分割部１０９のベース１０１は厚みが１ｍｍ、カバー１０２は厚みが２ｍｍである。第１の流路１０４は毛細管力により液体を吸引できるように、例えば、幅が１．６ｍｍ、深さが１ｍｍである。長さは吸引しようとする血液量によってすればよいが、例えば２５ｍｍである。第２の流路１０５は幅が１ｍｍ、深さが０．５ｍｍ、長さが１ｍｍである。第３の流路１０６は幅が１．６ｍｍ、深さが１ｍｍ、長さが４ｍｍである。第４の流路１０７は幅が０．０１ｍｍ、深さが０．０１ｍｍ、長さが３０ｍｍである。各流路表面は、プラズマ照射により、親水化処理が施されている。

　分割部１０９において、第１の流路１０４の断面積を第３の流路１０６の断面積よりも小さくした場合は、第２の流路１０５を設けなくてもよい場合がある。言い替えると、第１の流路１０４に第３の流路１０６が直接接続された状態となる。第１の流路１０４と第３の流路１０６との接続部では、第１の流路１０４から第３の流路１０６にかけて流路断面積が拡大するので、その拡大の程度によっては、毛細管現象により吸引された血液はその接続部で停止し、第３の流路１０６には流れ込まないようになる。

　分割部１０９は毛細管現象による採血を行いやすくするために、図４に鎖線で示すように、第１の流路１０４に開口１０４ａを設けてもよい。その開口１０４ａの位置は入口１０３ａとは反対側の位置で、第２の流路１０５に近い位置であることが好ましい。その開口１０４ａを設けた場合、遠心分離時はふさぐ必要がある。その一例として、遠心分離時に粘着シールを貼ってその開口１０４ａを塞ぐようにすることができる。また、例えば、分割部１０９を支持部１２０に装着する際、その開口１０４ａのある側を支持部１２０側にして装着するようにし、支持部１２０にはその装着される分割部１０９の開口１０４ａに対応する位置に突起を設けて、その突起で開口１０４ａを塞ぐようにすることができる。

　分割部１０９は毛細管現象による採血を行いやすくするために、空気排出用流路である第４の流路１０７の断面積を大きくしてもよい。毛細管現象による採血をより容易にすることを重視するなら、第４の流路１０７の断面積を第１の流路１０４の断面積と同じかそれ以上にすればよい。しかし、第４の流路１０７の断面積を大きくすると遠心分離の際に第４の流路１０７にも血液が入って無駄な血液量が増えるので、血液試料が多い場合には第４の流路１０７の断面積を大きくした実施例が有効になる。

　次に、この実施例の分離用装置１２２を用いた血液試料の処理操作について、図６を参照して説明する。ここでも、血液試料から遠心分離により血漿を採取する場合を取り挙げるが、血清を採取する場合も同様である。

　（Ａ）血液を吸引するに際し、分割部１０９を支持部１２０から取り出す。

　（Ｂ）試料として血液１２８を４０μＬ吸引する。吸引される血液量は第１の流路１０４と第２の流路１０５の容量により決まる。分割部１０９の基端側の端面に露出している入口１０３ａを血液に触れさせると、毛細管現象により血液が第１の流路１０４に吸引される。吸引された血液１２８が第２の流路１０５を満たしたところで吸引が止まる。

　（Ｃ）分割部１０９を支持部１２０に戻し、遠心機で遠心分離をする。遠心分離により血液が血球成分１２９と血漿成分１３０に分かれる。

　（Ｄ）手で、又は工具もしくは装置を使用して、抽出部１１０をその両端の切断部１０８ａ，１０８ｂで切断して分割部１０９から取り外す。抽出部１１０を分析装置の所定の容器に入れ、分析装置に装着して分析する。

　この実施例においても、遠心処理後の分割部１０９を支持部１２０に保持した状態で冷凍保管することができる。支持部１２０に分割部１０９を保持した状態も円盤状であるので、分割部１０９を保持した支持部１２０を積み重ねて保管することができる。

　図７は第３の実施例を示している。第１の実施例の分割部９を凍結保存した場合、第３の流路６の近傍でベース１とカバー２の接合界面が剥離する場合がある。これは、第３の流路６よりも断面積が小さい第２の流路５と第４の流路７にある液体が、第３の流路６にある液体よりも先に凍ることで、第３の流路６にある液体が凍る際に体積が膨張することにより生じる現象であると考えられる。この現象は第２の実施例の分割部１０９でもみられる。

　そのため、そのような接合界面の剥離を制御するために、図７に示されるように、第３の流路１０６の近傍、例えば１ｍｍ以内の位置に空間１２１を形成する。この実施例では、空間１２１は第３の流路１０６の両側に配置しているが、空間１２１は第３の流路１０６の片側にのみ配置してもよい。第３の流路１０６の近傍に空間１２１を形成することにより、第３の流路１０６と空間１２１の間の接合界面の強度が第３の流路１０６の周囲の他の部分に比べて弱くなるので、第３の流路１０６内の液体が凍る際に第３の流路１０６と空間１２１の間の接合界面が選択的に剥離することにより、第３の流路１０６の周囲の他の部分の接合界面の剥離を防止することができる。

　第３の流路１０６と空間１２１の間の接合界面が剥離することにより、第３の流路１０６の液体が空間１２１に流れ込み、その分の液体がロスになる。そのため、空間１２１は、例えば深さが０．０１ｍｍ、幅が１ｍｍ、長さが３．５ｍｍというような微量の容量に設計することにより、試料の血球などが間１２１に流れ込んでもほとんどロスがないようにすることができる。

　　１，１０１　　　ベース
　　２，１０２　　　カバー
　　３ａ，１０３ａ　　　入口
　　３ｂ，１０３ｂ　　　出口
　　４，１０４　　　第１の流路
　　５，１０５　　　第２の流路
　　６，１０６　　　第３の流路
　　７，１０７　　　第４の流路（空気排出用流路）
　８ａ～８ｄ，１０８ａ，１０８ｂ　　　接続部
　９，１０９　　　分割部
　１０，１１０　　　抽出部
　２０，１２０　　　支持部
　２２，１２２　　　分離用装置
１１６　　　穴
１１８　　　凹部

Claims

　中心が回転中心となるように遠心分離機に装着される支持部と、
　前記支持部に切断可能に接続された又は取外し可能に装着された分割部とを備え、
　前記分割部は２つの流路と抽出部をもち、前記２つの流路は遠心力が作用する方向に対してほぼ並行に延び、遠心力が作用する方向の先端側でつながっており、一方の流路は試料を収容する容積をもち、遠心力が作用する方向の基端側に試料注入口となる開口をもつ試料用流路であり、他方の流路は遠心力が作用する方向の基端側に出口となる開口をもつ空気排出用流路であり、
　前記抽出部は、前記試料用流路の一部分を含み、その部分を前記試料用流路の残部から切り離すための接続部をもち、切り離されたその部分にある遠心分離後の試料成分を抽出するものである遠心分離用器具。
　前記接続部は、前記分割部の他の部分よりも薄く形成されているか、細い形成されているか、又は薄くかつ細く形成されている請求項１に記載の遠心分離用器具。
　前記抽出部は、遠心分離された試料成分のうちの比重の軽い方の試料成分を抽出するように、前記試料用流路における前記試料注入口側の位置に配置されている請求項１又は２に記載の遠心分離用器具。
　前記試料用流路は前記試料注入口につながる流路と、前記流路につながる下流側の流路とを含んでおり、
　前記下流側の流路は、遠心力が作用していない状態では液が流れこまないように入口の断面積が狭くなっている請求項１から３のいずれか一項に記載の遠心分離用器具。
　前記試料用流路は前記試料注入口につながる第１の流路と、第１の流路につながる第２の流路と、さらに第２の流路につながる第３の流路とからなり、
　遠心力が作用していない状態では、第１の流路と第２の流路にある試料が第３の流路に流れ込まないように、第２の流路の断面積が第３の流路の断面積に対して小さく形成されている請求項４に記載の遠心分離用器具。
　前記試料注入口となる開口は前記分割部の表面に設けられ、試料注入用の器具が挿入される大きさをもっている請求項１から５のいずれか一項に記載の遠心分離用器具。
　前記試料注入口となる開口は前記分割部の端面に設けられ、前記第１の流路の断面積は試料を前記試料注入口から毛細管現象により吸引する大きさに設定されており、
　前記第１の流路には前記試料注入口とは反対側の位置に、遠心分離時はふさがれる開口が設けられているか、又は前記空気排出用流路の断面積が前記第１の流路の断面積と同じかもしくはそれ以上に設定されている請求項１から５のいずれか一項に記載の遠心分離用器具。
　前記第１の流路はその内面と前記試料注入口となる開口が親水性になっている請求項７に記載の遠心分離用器具。
　前記分割部はベース部材とカバー部材との接合体であり、
　前記試料用流路及び空気排出用流路は両部材の接合界面に形成されており、
　前記第３の流路の周囲の一部の接合界面の接合強度が該流路の周囲の他の部分の接合界面の接合強度よりも弱くなるように、その部分に隣接する空間が形成されている請求項５に記載の遠心分離用器具。
　前記支持部は円盤状をなし、前記円盤の円周上には前記分割部が複数個放射状に配置されて接続されており、
　前記支持部と前記分割部の間を接続している部分は前記分割部の他の部分よりも薄く形成されているか、細い形成されているか、又は薄くかつ細く形成されている請求項１から９に記載の遠心分離用器具。
　前記支持部は円盤状をなし、前記円盤の表面上には前記分割部を複数個放射状に配置し、前記分割部を嵌めこんで装着する凹部が形成されており、
　前記分割部と前記凹部は遠心力が作用したときに前記分割部が遠心力方向に移動するのを阻止する形状に構成されている請求項１から９に記載の遠心分離用器具。
　前記支持部には、前記分割部を装着したときに前記抽出部に対応する位置に穴が開けられている請求項１１に記載の遠心分離用器具。
　前記支持部と前記分割部は、前記支持部に前記分割部が取りつけられた状態又は装着された状態において円盤状をなし、複数の円盤を積み重ねて保管できる形状に構成されている請求項１から１２に記載の遠心分離用器具。