JP2015530566A - 血漿分離のための血漿分離システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、全血から血漿を分離するためのシステムであって、全血（４１）を受け入れるための収集容器（２）と、投入側を収集容器（２）に取り付けることができる、血漿を抽出するためのろ過装置（１）と、部分真空を作り出すためのポンプが装備された輸送ユニットとを備えた、システムに関する。本発明によれば、輸送ユニットは、分析器の一部であり、ろ過装置（１）は、取り付けられた収集容器（２）と一緒になって、ろ過装置（１）の出力側を介して分析器の試料投入部分（８）に結合され得る。【選択図】図３

Description

本発明は、全血から血漿を分離するためのシステムであって、全血を受け入れるための収集容器と、投入側を収集容器に取り付けることができる、血漿を抽出するためのろ過装置と、部分的真空を作り出すためのポンプが装備された輸送ユニットとを備えた、システムに関する。本発明は、さらに、全血から血漿を分離するためのろ過装置および方法に関する。

全血から血漿を分離するために主に試験室で使用される遠心分離器以外に、ろ過を用いて全血から血漿を分離することによって分散ポイント・オブ・ケア（ＰｏＣ）位置において僅かな量の血漿を得るための装置が、いくつか知られている。

最も簡単な場合では、血漿分離は、ＤＥ ４０ １５ ５８９ Ａ１（ＢＯＥＨＲＩＮＧＥＲ ＭＡＮＮＨＥＩＭ）に説明されたような複層試験ストリップを用いて行われてよく、この場合、不活性担体層上の輸送層が、試料流体（全血）を投入領域から測定領域に輸送するために設けられる。輸送層は、たとえばガラス繊維マットから作製されてよく、その投入領域内では血漿分離層によって被覆される。

欧州特許第０ ５５０ ９５０ Ａ２号（ＳＡＮＷＡ ＫＡＧＡＫＵ ＫＥＮＫＹＵＳＨＯ）から、血清および血漿を分離するための方法および装置が知られている。この文献は、血漿抽出のための装置の多様な変形形態を提示し、ここではたとえば、図１から４において、血漿分離装置が血液試料採集装置内に組み込まれる変形形態が説明される。部分真空を用いて、血液は最初に、２層分離フィルタが中に配設された収集容器内に吸引される。血液試料が採取された後、収集容器は真空流体容器に連結され、血漿は、分離フィルタによって分離され、流体容器内に収集される。図５および６に示される変形形態では、血漿分離に必要とされる部分真空は、プランジャ注射器を用いて生成される。図９および１０の変形形態は、さらに、これもまた血漿を得るために使用されてよい注射器投入フィルタの種類を示す。

国際公開第２０１１／０３３０００ Ａ２号（Ｆ．ＨＯＦＦＭＡＮＮ ＬＡ ＲＯＣＨＥ ＡＧ）から、液体試料を分析器に入れるための複部構成試料投入装置が、知られている。投入装置は、試料を受け入れる収集容器（たとえば注射器）と、分析器の投入開口部との間に連結を確立するための継手を有する。投入装置の分析器の連結部分は、内側に、試料の粒子状成分が分析器に入らないように保つ保持要素（血餅捕捉器）、たとえば、格子を有する。血餅捕捉器は、全血から血漿を分離するために使用され得ない。スナップ式連結を用いて分析器の連結部分に永久的に取り付けられる、投入装置の試料容器の連結部分は、注射器の内部へと延びる吸入管を有し、ルアーコーンとして構成される試料容器の連結部分の継手は、試料採取中、空気を注射器の内部に導入するための排気溝を有する。

国際公開第２０１２／０６２６５１ Ａ１号は、流体システムを形成する担体を備える、液体血液試料のろ過のための装置を開示し、ここでは、液体試料のための分離構造が、担体の第１の領域上に配置され、試料輸送のための搬送構造体が、分離装置から分離された担体の第２の領域に位置する。正圧力または負圧力が、ろ過を促進し、または助けるために、搬送構造体の手動で作動される膜によって生成され得る。圧力が膜に手動でかけられたときに分離構造のフィルタユニットにおいて遭遇する制御されない圧力値が、欠点である。

国際公開第９６／２４４２５ Ａ１号（ＦＩＲＳＴ ＭＥＤＩＣＡＬ ＩＮＣ．）から、特にその図１から３および８から、血漿分離のための方法および装置が知られている。「血液分離装置（Ｂｌｏｏｄ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）」と呼ばれる装置は、フィルタ要素と、可撓性管と、その端部に、「血液分離装置」内に導入される針とを備える。可撓性管上に作用するぜん動ポンプを備えるモータユニットを用いて、全血は、「血液分離装置」から吸引され、圧送されてフィルタ要素を通り抜け、それによって血漿は分離され、フィルタユニットの血漿出力開口部において、さらなる使用のために得られ得る。圧力がかけられたときにフィルタユニットにおいて遭遇する比較的高い制御されない圧力値、および全血が連続的に吸い出されるときに収集容器内に発生する部分真空が、欠点である。

本発明の目的は、簡単で経済的でなければならない、全血から血漿を分離するためのシステム、対応するろ過装置、および全血から血漿を分離するための方法を提案することであり、ここでは、再生可能な血漿試料が、少量の血液試料からであっても、および／または高いヘマトクリット値を有する試料からであっても得られ得る。

国際公開第９６／２４４２５ Ａ１号から逸脱する、本発明の解決策は、輸送ユニットが分析器の一部であり、連結された収集容器を備えたろ過装置が、フィルタ出力側の分析器の試料投入部分上に結合される、システムを提案する。さらに、輸送ユニットは、フィルタユニット内に最大の部分真空を設定するための制御装置が装備され、制御装置は、したがって、真空生成ポンプ、すなわちぜん動ポンプの流量を制御する。

フィルタユニットは、その投入側（すなわち、全血を含む収集容器が取り付けられる側）に、吸引管および通気管を含み、この吸引管および通気管はいずれも、収集容器（たとえばルアー継手を備えた注射器）内に導入され、それにより、全血が収集容器から引き抜かれたときにかく乱する部分真空は存在しない。

小さい気泡の吸い込みを回避するために、通気管は、収集容器内へと吸引管より深く導入され、すなわち収集容器内に延びる通気管の部分は、収集容器内に延びる吸引管の部分より長い。

本発明による、全血からの血漿分離の方法は、以下のステップ、すなわち
− 全血によって充填された収集容器を提供するステップと、
− 全血によって充填された収集容器を、好ましくはフィルタユニットの吸引管および通気管を収集容器内に導入することによって、フィルタユニットに連結するステップと、
− フィルタユニットを分析器の試料投入部分上に結合させるステップと、
− 分析器の真空生成ポンプ（吸引ポンプ）を始動するステップであって、ポンプが、試料投入部分に連結されており、血漿を、（分析器の投入部分に面するフィルタユニットの側の）フィルタユニットから退出させる、ステップと、
− ろ過装置内の部分真空を、分析器の制御装置によって、好ましくは吸引ポンプの流量の圧力依存制御によって制御するステップと、
− 得られた血漿を分析器内の分析的決定に提供するステップとを特徴とする。

本発明は、次に、添付の図を参照してさらに説明される。

全血から血漿を分離するための、本発明によるろ過装置の断面図である。 図１によるろ過装置および収集容器（ルアー継手を備えた注射器）を備えた別々の、および組み立てられた梱包品の図である。 全血から血漿を分離するための、本発明によるシステムの概略図である。 作り出された血漿前部の状態が異なる図１のろ過装置の図である。 作り出された血漿前部の別の状態が異なる図１のろ過装置の図である。 作り出された血漿前部の別の状態が異なる図１のろ過装置の図である。

収集容器２内に含まれた全血４１から血漿を分離するための図１から３に示されるろ過装置１は、フィルタ筺体内に、たとえば、深層フィルタ３、停止膜４、および横方向格子５からなる層状フィルタを備え、ここでは、その投入側には、通気開口部、たとえば通気されたルアーコーンを備えた受け入れ要素６が、収集容器２（たとえばルアーコーンを備えた注射器）を取り付けるために設けられ、出力側では、毛細管アダプタ７が、分析器の試料投入装置８に連結するために設けられる。

全血から血漿を分離するための、図３に概略的に示される完成システムは、血漿分離に必要とされる部分真空を作り出すポンプ９を有する、（これ以上示されない）分析器の輸送ユニットによって提供される。輸送ユニットは、ポンプ９の輸送容積を制御するための制御装置（図示されず）を有し、この制御装置は、フィルタユニット１内に所定の部分真空を設定するために使用され得る。この目的のために、制御装置は、ポンプ９（たとえばぜん動ポンプ）の制御ユニットにその出力信号が送られる圧力センサ１０を有する。ポンプ９の出力は、廃棄容器内３６に捨てられる
図３によるシステムは、以下の通りに血漿抽出に使用され得る。
− （図１に詳細に示される）フィルタユニット１を滅菌梱包品から取り出す。
− フィルタユニット１の通気されたルアーコーン６を、図２に示されるように、少なくとも５００μｌ、より良好には１ｍｌの全血４１によって充填された収集容器２（たとえば２ｍｌ注射器）上に結合させる。
− 図３：毛細管アダプタ７を、これ以上示されない分析器の試料投入部分８上に結合させる。
− 分析器（たとえば、Ｒｏｃｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓのｃｏｂａｓ ｂ ２２１）上で「毛細管測定」モードを選択する。

（代替的には、フィルタユニット１の出力側アダプタはまた、ルアー継手として構成されてもよい。この場合、「注射器測定」モードが、分析器において選択されなければならず、その後フィルタユニットおよび収集容器２の結合が続けられる。）
− 毛細管測定の場合、吸引開始する：分析器の輸送システムのポンプ９、たとえばぜん動ポンプが起動され、ぜん動ポンプの場合、回転し始め、フィルタユニット１の出力側に部分真空を生成する。

（代替的には、「注射器測定」モードにおいて、ポンプ９は、フィルタユニット１が分析器の試料投入部分８上に結合されてすぐに手動で始動されてよい。）
− 分析器の制御ユニットの圧力センサ１０を用いて、ポンプ９の輸送容積は、せいぜい５００ｍｂａｒ、より良好には３００ｍｂａｒ、理想的には１００から１５０ｍｂａｒの部分真空が、フィルタユニット１において確立されるように調整され得る。

（吸引管３８および通気管３９を備えた）通気された２管腔ルアーアダプタ６は、血液が注射器から吸引される間、圧力補償を可能にする。この目的のために、フィルタユニット１のルアーアダプタ６の円錐形状の表面上または気体透過性の、好ましくは疎水層上の溝形状の溝１１が、圧力補償をもたらすことができる。通気管３９は、注射器内へと吸引管３８よりも幾分遠くに延び、したがって、作動中、入来する気泡が、上方向に移動し、したがって吸引管３８の吸引領域から外れることになるため、入来する気泡の吸い上げを防止する。注射器のルアー継手において、ルアーアダプタ６は、内側壁に対して緊密に封止する。

通気管３９のこの位置はまた、収集容器内に延びる通気管３９の端部が、収集容器内のプランジャのための「停止部」として作用するため、得られ得る試料の量にも影響を与えることになる。

（代替的には、ルアーアダプタ６の通気は、多孔性の、空気透過性プラスチック材料を用いて達成されてもよい。）
フィルタユニット１の深層フィルタ３は、０．５μｍから１０μｍ、より良好には１μｍから５μｍ、好ましくは３μｍ未満の保持範囲を有する、結合剤を有さないガラス繊維（通常、Ｗｈａｔｍａｎ Ｉｎｃ．製のＦＶ−２、それぞれＢｏｅｈｒｉｎｇｅｒ−ＭａｎｎｈｅｉｍのＤＥ ４０ １５ ５８９ Ａ１または欧州特許第０ ２３９ ００２ Ａ１ 号）から構築され得る。赤血球（ＲＢＣ）は、深層フィルタ３の薄いガラス繊維上に、破裂する、または流量に過度な影響を与えることなく堆積される（図４参照）。

− フィルタユニット１の断面およびヘマトクリットに応じて、「血漿前部」または「血漿画分」４０が形成されることになり、これは、妨げられることなく停止膜４を通過することができる。深層フィルタによって保持されない残留単一ＲＢＣは、「ナローメッシュ」停止膜４によってろ過除去される（図５）。この目的のために、停止膜４は、深層フィルタ３のものよりかなり小さい孔サイズ、すなわち、４００ｎｍ未満、好ましくは２００ｎｍ未満の孔直径を有する。その孔サイズのために血球の大部分をすでに保持するが、血漿画分の流れは妨げない深層フィルタ３と、これより小さい孔サイズにより、残りの血球を確実に保持するが、先行する深層フィルタ４が存在しなかった場合はその孔の数が限定されるためにすぐに詰まると考えられる、後続の停止膜４とを組み合わせることにより、フィルタを詰まらすことなく血球を確実に分離することが達成され、それによって十分に大量の血漿試料を得ることを可能にすることができる。

圧力センサ１０および制御されたポンプ９を用いて確立された部分真空は、フィルタユニットの幾何学的形状と相まって、流量、したがって、停止膜４内の特にＲＢＣ上に作用するせん断力を決定する。ＲＢＣの破裂（血球破壊）は、部分真空を比較的少量で均一にかけることによって圧力の大きな変動を有することなく、本発明による制御された吸引作動によって効率的に防止される。

− 図６：横方向格子５は、停止膜４が緊密に「封止する」ことを防止することによって、血漿が収集され、停止膜４の後方に毛細管アダプタ７に向かって吸い出されることを可能にする。この格子構造により、一方では横方向格子５は、停止膜４の非連続的支持体として作用して、血漿を停止膜４の出力側に流出させる。溝を形成することにより、格子構造は、さらに、停止膜４の領域の上で退出する血漿が、毛細管アダプタ７の領域に向かって集まり、アダプタを流れ抜けて分析器内に入ることを可能にする。

（横方向格子５のこの機能は、代替的に、ろ過装置１の底面を打ち抜きすることによって、または別の形でその表面の十分な粗さを設けることによってもたらされてもよい。）
− 血漿の所望の量が、吸引された（たとえば、測定室３７の入口において試料センサ３５によって測定された）後、圧力補償は、圧力センサ１０によって制御されたぜん動ポンプ９の逆転作動によって達成されて、フィルタユニット１が取り外されたときに入った量の血漿の分画化を回避する。

（代替的に、血漿抽出は、早期の圧力上昇が圧力センサ１０によって検出されたときに終了させて、ヘマトクリット値が高いならびに／または試料量が少ない場合、血球破壊、したがって引き出された血漿の汚染を回避することができる。）
− フィルタユニット１および収集容器２を分析器の試料投入部分８から取り外す。

− 試料を分析内に配置し、たとえば、引き出された血漿のヘモグロビン値を測定室３７（たとえばオキシメータ）内で分析的に決定する。
吸引段階中、所望の試料量およびフィルタの寸法は、互いに相互依存しており、本発明の方法による血漿抽出が、さらなる血球破壊を有することなく実施され得るように専門家によって選択され得る。

Claims (11)

1. 全血から血漿を分離するためのシステムであって、
   全血（４１）を受け入れるための収集容器（２）と、
   投入側を前記収集容器（２）に取り付け可能である、血漿を抽出するためのろ過装置（１）と、
   部分真空を作り出すためのポンプが装備された輸送ユニットとを備える、システムにおいて、
   前記輸送ユニットは、分析器の一部であり、前記ろ過装置（１）は、前記取り付けられた収集容器（２）と一緒になって、前記ろ過装置（１）の出力側を介して前記分析器の試料投入部分（８）に結合され得、
   前記輸送ユニットには、前記ろ過装置（１）内に最大の許容可能な部分真空を設定するために、前記真空生成ポンプ（９）の流量を制御するための制御装置が設けられることを特徴とする、システム。
2. 前記制御装置が、前記真空生成ポンプ（９）の前記制御ユニットにその出力信号が送られる圧力センサ（１０）を有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ろ過装置（１）が、前記収集容器（２）に一緒に導入され得る吸引管（３８）および通気管（３９）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記通気管（３９）が、前記収集容器内へと前記吸引管（３８）より遠くに延びることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
5. 前記ろ過装置（１）が、その投入側に、前記収集容器（２）のための通気開口部、たとえば通気されたルアーコーンを備えた結合部位を有し、その出力側には、分析器の前記試料投入部分（８）に連結するための毛細管アダプタ（７）を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の全血から血漿を分離するためのシステムに対するろ過装置（１）の使用。
6. 前記ろ過装置（１）には、一緒に前記収集容器（２）内に導入され得る吸引管（３８）および通気管（３９）が設けられ、前記通気管（３９）は、前記収集容器内へと前記吸引管（３８）より遠くに延びることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の全血から血漿を分離するためのシステムに対するろ過装置（１）の使用。
7. 前記ろ過装置（１）には、フィルタ筺体内に層状フィルタが設けられ、前記フィルタは、たとえば、深層フィルタ（３）、停止膜（４）、および横方向格子（５）を備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の全血から血漿を分離するためのシステムに対するろ過装置（１）の使用。
8. ろ過装置（１）を用いて全血から血漿を分離するための方法であって、
   全血（４１）によって充填された収集容器（２）を提供するステップと、
   全血（４１）によって充填された前記収集容器（２）を、好ましくは前記ろ過装置（１）の吸引管（３８）および通気管（３９）を前記収集容器（２）内に導入することによって、前記ろ過装置（１）に連結するステップと、
   前記ろ過装置（１）を分析器の試料投入部分（８）上に結合させるステップと、
   前記分析器の真空生成ポンプ（９）を始動するステップであって、前記ポンプが、前記試料投入部分（８）に連結されており、血漿を前記ろ過装置（１）から退出させる、ステップと、
   前記ろ過装置内の部分真空を、前記分析器の制御装置によって、好ましくは前記吸引ポンプ（９）の流量の圧力依存制御によって制御するステップと、
   得られた前記血漿を前記分析器内の分析的決定に提供するステップとを特徴とする、方法。
9. ５００ｍｂａｒ未満、好ましくは３００ｍｂａｒ未満、特に好ましくは１００から１５０ｍｂａｒの間の部分真空が、前記ろ過装置（１）内に確立されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記確立された部分真空が、前記分析器の圧力センサ（１０）を用いて監視されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 血漿抽出が、血球破壊を回避するために、前記ろ過装置（１）内の早期の圧力上昇によって自動的に終了することを特徴とする、請求項８から１０のいずれかに記載の方法。

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