JP2008224317A

JP2008224317A - 凝集判定装置

Info

Publication number: JP2008224317A
Application number: JP2007060566A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takubo; 健田窪; Toyohiro Tamai; 豊廣玉井; Hironori Kitano; 宏能北野; Yumi Kobayashi; 由美小林; Shigeaki Yoshimura; 成明吉村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-25

Abstract

【課題】本発明の目的は、操作性が容易で、弱陽性と陰性の判定が容易で、かつ安価な凝集判定装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、光透過性を有する固体のろ過材料が充填された一以上の光透過性を有するカラムを備えた凝集判定装置であって、前記カラムには、その底面から一定の間隔を空けて前記固体のろ過材料が充填され、前記固体のろ過材料が、多孔質樹脂、繊維および中空糸からなる群から選択される凝集判定装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、血液型の判定および不規則抗体の検出を行うために、赤血球の凝集を判定する凝集判定装置に関する。

従来、抗原抗体反応等の免疫学的凝集反応は、試験管を反応容器として用いて検査されていた。この検査では、試験管内で、抗原を結合させたラテックス粒子または抗原が既に存在する赤血球(粒子)とそれに反応する抗体とを混合し、形成された粒子-抗体の凝集物を自然沈降または遠心により沈殿させ、その後試験管を振り揺らすことにより沈殿物をほぐして判定を行う。ここで沈殿物がほぐれなければ陽性、ほぐれれば陰性である。

近年、上記試験管による判定法に代わり、セファデックスゲルやガラスビーズを充填したカラムを使用した血液型判定法が広く実施されるようになってきた。Y. Lapierreらは、特許文献１において、カード上に隣接して配置された複数のカラムに、10〜200μmのセファデックスゲルやガラスビーズに代表される不溶性粒子を充填し、遠心によって効率よく赤血球の凝集物と非凝集物を区別できる反応容器を考案している。

セファデックスゲルが充填されたカラムには、例えばDiaMed社のマイクロタイピングシステム（以下、MTSカードという）がある。MTSカードは、セファデックスゲルが充填された複数のカラムが直列に配置されたカードタイプの凝集判定装置である。

MTSカードには、各カラムごとに異なる血清または緩衝液が封入されており、ヒトのABO式血液型、Rh型、不規則抗体検査を一枚のカードで同時に行うことができる。

ここで、一枚のMTSカードで様々な血液型検査および不規則抗体検査を同時に行うためには、カラムに充填されているゲルは、各ロット間および同一カード内で均一かつ一定量充填されている必要がある。ゲル密度の高低やゲル量の不均一さは厳密な血液型の判定を困難にする。特に、ゲルの上面は水平に充填されている必要がある。しかし、ゲルは液状形態であり、搬送時や操作時にゲルの上面を常に水平に保つのは難しい。実際には、搬送時や操作時にゲルが飛散して使用不可能になることもある。また、セファデックスゲルは高価であり、臨床現場で大量に使用することには、難しい面がある。

また、赤血球の凝集反応の程度は、赤血球の抗原性の強度、血清中の不規則抗体の存在などによって大きく変化する。臨床検査では、凝集反応の程度（陽性の程度）を、主として6段階に分けて判断している。具体的には、セファデックスゲルの上面に赤血球の凝集塊が堆積した場合は強陽性(4＋)と判定し、セファデックスゲルの中層〜下層まで赤血球の凝集塊が移動した場合は弱陽性(3＋、2＋、＋、w＋)と判定し、セファデックスゲルの下まで赤血球が沈降した場合は陰性(−)としている。

目視で陽性の程度を判定する場合、強陽性(4＋)と陰性(−)の判定は容易であるが、弱陽性(3＋、2＋、＋、w＋)と陰性(−)との区別はつきにくい。特に、弱陽性(＋またはw＋)と陰性(−)との区別は非常に難しく、その判定には熟練を要する。
特公平８−７２１５号公報

本発明は、各ロット間および同一カード内で常に均一な環境を再現できる凝集判定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、安価な凝集判定装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、弱陽性(＋またはw＋)と陰性(−)との区別を正確にすることができる凝集判定装置を提供することを目的とする。

本発明は、光透過性を有する固体のろ過材料が充填された一以上の光透過性を有するカラムを備えた凝集判定装置であって、前記カラムには、その底面から一定の間隔を空けて前記固体のろ過材料が充填され、前記固体のろ過材料が、多孔質樹脂、繊維および中空糸からなる群から選択される凝集判定装置を提供する。

本発明の凝集判定装置には、固体のろ過材料が充填されているため、セファデックスゲルで生じたゲル上面の水平性確保の困難性の問題、ゲル飛散の問題がなく、各ロット間および同一カード内で常に均一な環境を再現することができ、操作性が容易で、安定かつ正確な凝集の判定を行うことができる。また、ろ過材料が、安価な多数の材質が含まれる多孔質樹脂、繊維または中空糸で構成されており、セファデックスゲルを使用した場合と比較して、非常に安価な凝集判定装置を提供することができる。従って、輸血等の臨床現場において大量に使用することができ、検査結果のより厳密な正確性が確保され得る。さらに、固体のろ過材料がカラム底面から一定の間隔を空けて充填されているため、弱陽性(＋またはw＋)と陰性(−)との区別を正確にすることができる。

以下、本発明を、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の凝集判定装置の模式図である。一枚のカード基板上に6本のカラムが直列に配置されている。一枚のカード基板上に配置されるカラムの数に特に制限はないが、好ましくは1〜10本のカラムが配置される。取り扱いの観点から、カード基板のサイズは、縦1〜20cm、横1〜30cm程度が好ましい。

カード基板の材質については、特に制限はない。カラム（カード基板）が「光透過性を有する」とは、少なくとも各カラム内を移動する赤血球の凝集塊が外部から目視できることを意味する。カード基板の具体的材質は、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンビニルアルコール、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン酸樹脂、環状シクロオレフィン樹脂、セルロースアセテート、硝酸セルロース、フルオロカーボン樹脂、ポリカーボネートまたはポリジメチルシロキサン、ポリスチレン、およびガラスからなる群から選択される。

各カラムには、その底面から一定の間隔を空けて固体のろ過材料が充填され（図面の灰色部分）、前記固体のろ過材料の底面とカラムの底面との間には一定の隙間が空いている。各カラムの長さは、0.5〜7cm程度が好ましい。各カラムの形状には特に制限はないが、血球または血清試薬を入れるカラム上部の内径がろ過材料を充填するカラム本体の内径よりも大きい方が使用に適している。

本発明における固体の「ろ過材料」には、赤血球の凝集塊をその表面で遮断できる材料と、ある一定の大きさまでの赤血球の凝集塊がその内部を移動可能であって、凝集塊の大きさに基づいてその移動距離を変化させることができる材料とが含まれる。すなわち、前者は、単一の赤血球のみが通過できるろ過材料を意味する。一方、後者は、赤血球の凝集塊がろ過材料のカラム底面方向に向かって浸透するに従って、初めは大きな凝集塊、後には小さな凝集塊と徐々にからめ取られ、厚さ方向の全長にわたって凝集塊をその大きさに基づいて留めていくようなろ過材料を意味する。本発明の固体のろ過材料は、具体的には、多孔質樹脂、繊維および中空糸からなる群から選択される。上記各材料を充填した凝集判定装置については、図３〜５で詳細に説明する。

ろ過材料の平均孔径は、好ましくは4〜100μmの範囲内である。孔径が100μmよりも大きいと、強陽性(4＋)を示す大きな凝集塊がろ過材料内に浸透してしまい、凝集の程度を判定できなくなる。また、孔径が4μmよりも小さいと、単一の赤血球がろ過材料内を通過することができず、陰性(−)の判定ができなくなる。赤血球の大きさは、6〜8μmであり、単一の赤血球のみが通過できる平均孔径は、4〜10μm程度である。凝集塊の大きさに応じて移動距離を異ならせることができる平均孔径は、10μm〜100μm程度である。なお、平均孔径とは、ろ過材料の任意の切断面各々につきその切断面上に分散する細孔の平均直径をいう。

また、本発明のろ過材料は、一つの大きな塊（固体）であって、遠心処理によってその一部がカラム底面に落下することはない。

さらに、本発明のろ過材料は、光透過性を有する。「光透過性を有する」とは、カラムに充填されたろ過材料内を移動する赤血球の凝集塊が外部から目視できることを意味する。

本発明の凝集判定装置の使用方法は、DiaMed社のMTSカードと基本的に同じである。例えば、ABO式血液型を調べる場合、抗A血清の入ったカラムと抗B血清の入ったカラムとを用意し、検査血球を各カラムに滴下する(オモテ試験)。検査血球がA型の場合、抗A血清の入ったカラムでは赤血球(微小粒子)の凝集反応が起こり、ろ過材料の上面に赤血球の凝集塊が堆積する。一方、抗B血清の入ったカラム内では赤血球の凝集反応は起こらず、赤血球はろ過材料に浸透し、ろ過材料を通過してカラム底面に赤血球が沈降する。ウラ試験では、標準A血球、標準B血球および標準O血球の入った各カラムをそれぞれ用意し、検査血清を各カラムに滴下する。

図２は、固体のろ過材料を取り除いた各カラムの断面図である。図２の左図は、図１のカラムの一つを表わしている。

図２の(ａ)は、A−A’線で切断したカラムの断面図である。カラムの内空側面には、水平方向に張出した凸部が存在する。固体のろ過材料は、この水平方向に張出した凸部の上方に充填される。より具体的には、固体のろ過材料は、その側面がカラムの内空側面に密接し、かつその底面が前記凸部の上面に密接している。従って、本発明の凝集判定装置を遠心分離にかけても、固体のろ過材料が前記凸部を超えてカラムの底面方向に押しやられることはなく、固体のろ過材料の底面とカラムの底面との間には常に一定の間隔が確保される。

固体のろ過材料の底面からカラム底面までの間隔は、前記水平方向に張出した凸部の位置に基づいて定まる。すなわち、前記凸部をカラム底面から5mm上方に設けた場合、上記間隔は5mmとなる。上記間隔は、好ましくは0.5mm〜10mm、より好ましくは1mm〜5mmである。

固体のろ過材料の底面とカラム底面との間に一定の隙間を設けることによって、弱陽性(＋またはw＋)と陰性(−)との判定を正確に行うことができる。弱陽性の場合、数個〜十数個の赤血球が集まって小さな凝集塊を形成している。この小さな凝集塊は、凝集塊の大きさをその移動度によって判別できるろ過材料内において、その移動度が最も大きく、カラム底面側の末端まで移動する。従って、凝集塊のバンドがろ過材料のカラム底面側の末端に現れる。一方、陰性の場合、赤血球は凝集塊を形成しない。単一の赤血球は、ろ過材料内に捕捉されることなく、ろ過材料を通過してカラム底面の隙間に沈降する。従って、赤血球の集合体がカラムの底面に現れる。前記隙間は、好ましくは0.5mm〜10mm程度、より好ましくは1mm〜5mm程度あるので、弱陽性のバンドと陰性のバンドとを明確に区別することができる。

ろ過材料にセファデックスゲルを用いたDiaMed社のMTSカードでは、セファデックスゲルが液状形態であることから、カラム底面に隙間を空けることはできず、ゲルはカラム底面から隙間なく充填されている。すると、単一の赤血球のみならず、弱陽性を示す小さな凝集塊もカラム底面まで移動してしまうので、弱陽性と陰性との区別がつきにくい。これに対し、本発明は、ろ過材料が固体であり、カラム底面から一定の間隔を空けて充填されているので、カラム内に捕捉される小さな凝集塊とカラム内に捕捉されずにカラム底面に沈降する単一の赤血球とを明確に区別することができる。

図２の(ｂ)は、B−B’線で切断したカラムの断面図である。前記凸部は、カラムの内空側面に沿って一定の距離だけ水平方向に張出している。前記凸部の役割は、固体のろ過材料の固定であり、固体のろ過材料の底面とカラム底面との間に一定の隙間を確保することである。従って、固体のろ過材料がカラムの底面方向に向かって移動するのを妨げることができれば、前記凸部の形状はどのような形態であってもよい。例えば、前記凸部の代わりに複数の開口部を有する支持部材を設けてもよい（図２ｃ）。

図２の（ｃ）もまた、B−B’線で切断したカラムの断面図である。前記凸部の代わりに複数の開口部を有する支持部材を設け、その上に固体のろ過材料を充填させることができる。

図３は、多孔質樹脂を充填したカラムを備えた凝集判定装置の模式図である（図３ａ）。各カラム内には、多孔質樹脂がカラム底面から一定の間隔を空けて充填されている。前記間隔は、好ましくは0.5mm〜10mm、より好ましくは1mm〜5mmである。多孔質樹脂は、多数の細孔を備えたろ過機能を有する材料である。多孔質樹脂には、硬質体と軟質体とが含まれ、軟質体の例としてはスポンジが挙げられる。

多孔質樹脂の材質は、具体的には、セルロース混合エステル、ポリビニリデンジフロライド、ポリテトラフルオロエチレン、およびポリカーボネートからなる群から選択される。多孔質樹脂は、一定の細孔を有するように調製される。各細孔の直径を10μm〜20μm程度としたとき、各細孔には凝集していない単一の赤血球(6〜8μm)のみが通過することができる（図３ｂ）。この場合、小さな凝集塊も多孔質樹脂の上面に堆積するので、弱陽性と陰性との区別が容易になる。一方、各細孔の直径を50μｍ〜100μｍ程度としたとき、各細孔には凝集程度の低い赤血球の凝集塊も通過することができる。このとき、凝集の大きさに応じて多孔質樹脂内での移動度が異なるので、凝集の有無だけではなく、その移動度の大小によって凝集の強弱をも判定することができる（図３ｃ）。

多孔質樹脂のろ過材料は、公知の常圧発泡法、加圧発泡法、押出発泡法、射出発泡法等の発泡分解法、溶剤気散法、気体混入法、化学反応法、溶出法、燒結法等によって製造され得、熱プレス圧縮、適当な液体による膨潤等の2次加工を施し、本発明で規定する孔径分布になるように制御することが好ましい。

図４は、繊維を充填したカラムを備えた凝集判定装置の模式図である（図４ａ）。各カラム内には、繊維がカラム底面から一定の間隔を空けて充填されている。前記間隔は、好ましくは0.5mm〜10mm、より好ましくは1mm〜5mmである。繊維質ろ材は、多数の微小網目を備えたろ過機能を有する材料である。繊維質ろ材には、織物、不織布、綿等の濾布型のものと、繊維質を圧縮成型した濾塊型のものとが含まれ、濾塊型の例としてはサインペンのペン先が挙げられる。

繊維の材質は、具体的には、コットン、ガラスファイバー、ウール、樹脂接着ラミネートペーパー、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、およびポリオキシエチレンテレフタラートからなる群から選択される。繊維質ろ材は、一定の網目を有するように調製される。各網目の直径を4μm〜10μm程度としたとき、各網目には凝集していない単一の赤血球のみが通過することができる（図４ｂ）。この場合、小さな凝集塊も繊維質ろ材の上面に堆積するので、弱陽性と陰性との区別が容易になる。一方、各網目の直径を50μｍ〜100μｍ程度としたとき、各網目には凝集程度の低い赤血球の凝集塊も通過することができる。このとき、凝集の大きさに応じて繊維質内での移動度が異なり、凝集の有無だけではなく、その移動度の大小によって凝集の強弱をも判定することができる（図４ｃ）。

繊維質のろ過材料は、メルトブロー法やフラッシュ紡糸等の方法によって製造され得、更に製造された繊維にプレス圧縮や熱収縮、適当な液体による処理等の2次加工を施し、本発明で規定する孔径分布になるように制御することが好ましい。

図５は、中空糸を充填したカラムを備えた凝集判定装置の模式図である（図５ａ）。各カラム内には、多数の中空糸が束ねられた形態でカラム底面から一定の間隔を空けて充填されている。前記間隔は、好ましくは0.5mm〜10mm、より好ましくは1mm〜5mmである。中空糸は、貫通孔を有する糸である。

中空糸の材質は、具体的には、アクリロ二トリル、スルフオン、ビニリデンクロライド、ビニルクロライド、ビニルアセテート、メチルメタクリレート、ウレタン、スチレンおよびビニルアルコールのホモポリマーおよびコポリマー、ポリトリフロロクロロエチレン、ポリテトラフロロエチレン、ポリアマイド、ポリエステル、セルロースアセテート、セルロースナイトレート、セルロースブチレート、セルロースアセテートブチレート、セルロース、再生セルロース、ムコポリサッカライド、ポリエチレン、およびガラスからなる群から選択される。中空糸は、中空糸成型金型等を使用した公知の方法によって製造され得る。各中空糸を束ねて中空糸フィルターとする方法もまた、公知の全ての方法が適用可能である。

図５(ｂ)は、隣接する5本の中空糸を上から下に向かって切断した断面図を表わす。各中空糸の内径は、例えば10μm程度であり、凝集していない単一の赤血球のみが中空糸の貫通孔を通過することができる。そして、理論上、2つ以上の赤血球が凝集した凝集塊は、中空糸の貫通孔に入り込むことはできず、中空糸上面に捕捉される。

中空糸フィルターでは、一旦貫通孔に入り込んだ赤血球はフィルター内で捕捉されることなくフィルターを通過する。従って、フィルター内の移動度の大小によって凝集の強度を判定することはできない。しかし、単一の赤血球のみが通過できる内径を有する中空糸フィルターを使用することによって、赤血球が数個集まった小さな凝集塊を中空糸の上部表面で止めることができるので、弱陽性(＋またはw＋)を確実かつ容易に判定することができる。すなわち、赤血球の凝集が全く起こらない陰性(−)の場合のみ、赤血球が中空糸内空を通過してカラム底面の隙間に沈降する。

本発明の凝集判定装置の模式図凝集判定装置内のカラムの断面図多孔質樹脂を充填した凝集判定装置の模式図繊維を充填した凝集判定装置の模式図中空糸を充填した凝集判定装置の模式図

Claims

光透過性を有する固体のろ過材料が充填された一以上の光透過性を有するカラムを備えた凝集判定装置であって、
前記カラムには、その底面から一定の間隔を空けて前記固体のろ過材料が充填され、
前記固体のろ過材料が、多孔質樹脂、繊維および中空糸からなる群から選択される凝集判定装置。
前記多孔質樹脂の材質が、セルロース混合エステル、ポリビニリデンジフロライド、ポリテトラフルオロエチレン、およびポリカーボネートからなる群から選択される請求項１に記載の凝集判定装置。
前記繊維の材質が、コットン、ガラスファイバー、ウール、樹脂接着ラミネートペーパー、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、およびポリオキシエチレンテレフタラートからなる群から選択される請求項１に記載の凝集判定装置。
前記中空糸の材質が、アクリロ二トリル、スルフオン、ビニリデンクロライド、ビニルクロライド、ビニルアセテート、メチルメタクリレート、ウレタン、スチレンおよびビニルアルコールのホモポリマーおよびコポリマー、ポリトリフロロクロロエチレン、ポリテトラフロロエチレン、ポリアマイド、ポリエステル、セルロースアセテート、セルロースナイトレート、セルロースブチレート、セルロースアセテートブチレート、セルロース、再生セルロース、ムコポリサッカライド、ポリエチレン、およびガラスからなる群から選択される請求項１に記載の凝集判定装置。
前記固体のろ過材料が、前記カラムの底面から0.5 mm〜10 mmの範囲内の間隔を空けて充填されている請求項１〜4のいずれか一項に記載の凝集判定装置。
前記固体のろ過材料が、4〜100μmの範囲内の平均孔径を有する請求項1〜5のいずれか一項に記載の凝集判定装置。