JPH0217442A - 分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチャンバーに収容した血液のような液体試料の
予備選定相（ｐｒｅ−ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｐｈａｓｅ）
を分離する方法および装置に関するもので、チャンバー
をその縦軸のまわりに回転させてチャンバーに収容した
液体試料の相を整列する（ｏｒｄｅｒｉｎｇ）手段に関
する。特に、本発明は血液試料を管状チャンバーに採集
し、管状チャンバーをその縦軸のまわりに回転させるこ
とによって血液試料の相を分離し、およびチャンバーか
ら分離相を相の順序に回収する装置に関する。

診断およびモニターする目的で分析する血液は、通常、
注射器または吸引採集管（ｅｖａｃｕａ　ｔｅｄｃｏｌ
ｌｅｃｔｉｏｎ　ｔｕｂｅ）に取付けた特定のカニユー
レまたは針で静脈穿刺することによって採集されている
。この採集技術および装置は、多量の血液試料の処理に
より、および個々の健診条件に対する付加物、使用量の
変化および適用などの要件により使用しやすく、かつ融
通しやすくする必要がある。

細胞からの成分相、漿液または血漿の分離は、しばしば
、研究室的分析に必要とされ、通常、遠心により、また
は時折、濾過により行われている。

この分離は小量成分および主成分の分別に要求されてい
る。−度、分離されると、相を不活性容器に物理的およ
び化学的に分離して分析濃度の乱れを生じないように保
持している。これらの相は温度、大気または光の制御さ
れた周囲条件下で貯蔵する必要がある。

血液およびそのフラクションは容積、色および濁り度の
特性を有しており、これらを順序に分析することから分
析者はこれらの特性を書き留めておくことが大切である
。血液は感染物（ｉｎｆｅｃＬｉｏｎｓａｇｅｎｔｓ）
を含んでいるから密閉システムに隔離して、血液が研究
者に触れないようにする。血液試料は、少量の使用およ
び使用簡単さが要求される少数の内科医院において、ま
たは効率的で確実な確認が要求され、かつ自動化が要求
される多くの診療所および病院において処理されている
。

それ故、血液採集および分離装置またはシステムについ
ての必要性として、研究者に触れるのを制限する条件下
で血液相を分離すること；これらの相を分離および変化
しないで維持すること；相の全特性をモニターできるよ
うにすること；種々の血液採集要件に適用しやすくする
こと；および単独使用または自動化システムに統合しや
すいことが要求される。

漿液および血漿には、一般に分析試料が用いられている
。漿液を必要とする場合には、試料は他の分離を試みる
前に凝塊または凝固する必要がある。この凝塊形成の活
性化は、ガラス採集管と接触する結果として生ずる。こ
の場合、米国特許第４１８９３８３号明細書に記載され
ているように血液を採集し、種々の凝塊−活性化材料の
添加によって高められている。血漿を必要とする場合に
は、試料を採集後、ただちに抗凝固薬と混合する必要が
ある。この目的のために、かかる抗凝固薬材料は製造時
において血液採集装置に配置されでいる。

もっとも、一般的な血液採集装置は吸引管である。この
装置はある状態において有利であり、または不利である
特性を有している。予備吸引血液採集管（例えば米国特
許第２４６０６４１号明細書に記載されている）は、−
旦、滅菌した場合に管の内部が付加包装を施さずに滅菌
状態を維持できること；開放端にゴム　ストッパーを設
け、一端で永久封鎖したガラス管からなる基本形態であ
るために構造および使用が筒車であること；および血液
を完全に取出し、ゴム　ストッパーを穿刺するのに用い
たカニユーレを取除いた場合に自己密封できる利点があ
る。

プラグ状遮断装置は比較的に高価であることに関係なく
、従来の遮蔽（ｂａｒｒｉｅｒｓ）による主な問題は、
血液採集中に封鎖管と遮蔽装置との間に血液を保持でき
ないことである。米国特許第３５０８６５３号明細書に
はストッパーに取りはずしできるように取付けるプラグ
状遮蔽が記載されているが、しかし血液をストッパーと
プラグ状遮蔽との間に介在するのをどのように防止する
かについて記載されていない。上記米国特許第３５０８
６５３号明細書には、圧力を作用する場合に遮蔽のまわ
りに流体を通す必要があることから、管の停止と共に遮
蔽とストッパーとの間の空間を血液採集前に真空排気し
ている。ストッパーと遮蔽との間の空間を排気する場合
、血液を両部分間の空間に強制的に満たすことができる
。この事は、遮蔽の効果を無視して漿液または血漿を分
離することから、遮蔽とストッパーとの間に位置する血
液の細胞血液成分を単離する手段がなく全く受け入れる
ことができない。米国特許第４４１７９８１号および第
３９２９６４６号明細書には試料採集または遠心中に全
血液をプラグ状遮蔽のまわりに通す通路を設けることが
記載されている。しかしながら、実際上、−旦、ストッ
パと遮蔽との間に介在した血液は凝固し、これらの通路
は、介在血液の細胞成分を遠心中、遮蔽の他側に満足に
推移することができない。米国特許第４４２５２３５号
明細書にはプラグ状遮蔽に移動ゲルを含ませることが記
載されているが、しかしゲル遮蔽上の固体遮蔽の利益を
無視している。米国特許第４３６９１１７号明細書には
血液採集した後にプラグ状遮蔽を採集に挿入することが
記載されている。

この事は、開放管の扱いに付加的な危険な工程が要求さ
れるので望ましくない。

多くの遮蔽による付加的な問題は、ｊｊＱ液または血漿
を細胞相から単離するのに不十分である、ゲル状遮蔽の
場合、試料を試験研究にｆ、ｊＱ積みする場合に著しい
振動を生じて遮蔽により設けられたシールが破壊する。

遮蔽により設けられた隔離が不完全または破壊する場合
には、分離相の相互作用が分析結果を不正確にする。更
に、血液用とゲル状遮蔽セパレーターとが長期間にわた
って接触することは、血液と遮蔽との相互反応により生
ずる分析誤差の度合を高める。それ故、これらの多くの
装置では、血液を採集し、次いで分離血漿または漿液を
長期貯蔵または輸送のための他の容器に移した後に、早
めに相を分離する必要がある。輸送試料が同定を不正確
にし、および輸送プロセス中に使用者が潜在的に危険な
または感染血液に触れる機械が生ずる問題がある。

漿液または血漿の部分は遠心により装置によって完全に
単離することができる。この場合、この装置を採集管の
開放端に挿入し、採集管からの漿液の一方向流を、フィ
ブリンを漿液または血漿試料に通さないフィルターを介
して各サンプリング容器に送るようにしている。血液中
のフィブリンは血液分析機を詰まらせる。このために、
多くの臨床化学研究ではすべての漿液を注意しながら濾
過している。濾過装置は、例えば米国特許第４４６４２
５４．３９２９６４６および４６０２９９５号明細書に
記載されており、これらの装置はＷ、　５ａｒｓｔｅｄ
ｔ＋　１　ｎｃ、により「漿液／血漿フィルター」の名
前で製造、販売されている。これらの装置により血液の
相を単離して相間におけるイオンまたは他の相互反応の
広がるのを防止することができる。しかしながら、これ
らの使用は採集管の付加的な操作を必要とし、使用者が
血液試料および試料の汚染の危険にさらされる機械が生
ずる。関連する装置には、採集血液バッグからの血液フ
ラクションを個々の容器に流す多可撓性容器が使用され
ている（米国特許第４３２２２９８号明細書）が、しか
し抗凝固血液の分離のために大きく、複雑なシステムで
あり、日常の臨床分析のために試料を採集および調製す
るのに適当でない。

遠心血液試料の多くの分析においては、試料の１部をア
ナライザー試料カップのような容器に分配する必要があ
る。現在では、この分析が多くの手段で行われている。

もっとも、一般的な方法では、ストッパーの代りに、若
干の試料を開放管から交替容器に移すスポイト　ピペッ
トが用いられている。この処理では、ストッパーの移動
が感染物を含有するエーロゾルを発生させ、開放試料管
の取扱い中に試料が流出する危険がある。試料を付加容
器に分配する他の一般的な方法では、ストッパーを移動
して付加容器に簡単に傾潟するようにしている。この方
法は、こぼさないように少量の漿液または血漿を傾潟す
る必要がある以外に多くの危険性を有している。

これらの危険性の問題と取り組んだ若干の装置が作られ
ている。この１つの装置は、ヘレナーラボラトリース　
オブ　ハーモンド（ＨｅｌｅｎａＬａｂｏｒａｔｏｒｉ
ｅｓ　ｏｆ　Ｂｅａｕｍｏｎｔ）により作製されたチッ
プ−トップ　ＴＭ　　デイスペンサー　カップ（Ｔｉｐ
ＴｏｐＴＭ　Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ　Ｃａｐ）である。こ
のチップ−トップデイスペンサーは、逆に遠心血液採集
管の開放端を固定し、分配すべき試料の１部をオリフィ
スを通して試料カップに圧入するようにしている。

チップ−トップ　デイスペンサーその他の装置による主
な困難さは、血液採集管のストッパーを移動する危険な
段階が要求されることである。血液試料を分配するのに
ストッパー移動が要求されない装置としてはクリーン　
チクＴＭ　（Ｃ１ｅａｎ　ＴｅｃｈＴＭ）システム（Ｃ
１ｅａｎ　Ｔｅｃｈ　ＳＣＩ　ＡＧ製）がある。このク
リーン　チク７Ｍシステムはストッパーを穿刺するカニ
ユーレ、カニユーレをストッパーに挿入する手段、試料
をストッパーを介して通すピペット、およびピペットに
取付けて試料を管から取出すポンプを含む数個の構成部
分からなる。この装置は試料を分配するのに危険はない
が、しかし比較的複雑で、使用に数工程を必要とする。

ある場合において、普通の遠心機を血液試料の細胞成分
から漿液または血漿を分離するのに用いる場合には、数
個の試料のバッチを同時に分離するのに適合する大型の
高価な遠心機を必要とするために望ましくない。この操
作は、単一試料についての一連の分析を繁栄、に行う必
要のある場合には、適当でない。遠心モーターを適当に
釣合わせて、機械および試料に損傷を与える過度の振動
を抑制するのに、時間を必要とする。「スタットスピン
（Ｓｔａｔ　５ｐｉｎ）　Ｊ軸遠心機（ノーフォークサ
イエンティフィック　インコーポレーション（Ｎｏｒｆ
ｏｌｋ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、　Ｉｎｃ、）製）のよ
うな装置は、単一試料を速やかに分離することができる
が、しかしながらこの装置に用いられている技術が普通
の血液採集装置に別りに採集する抗凝血液（ａｎｔｉｃ
ｏａｇｕｌａｔｅｄ　ｂｌｏｏｄ）に制限を与え、ゲル
状分離材料を含有する特定遠心チャンバーに移動させる
必要がある。この移動は、試料の汚染または損失、誤認
、および作業者が血液の潜在的感染材料にさらされる危
険などを高めることになる。付加容器の使用は試料の分
析コストを高めることになる。

これらの同じ欠点が、従来のｒＡＣＲ−９０Ｊ遠心チャ
ンバー、モーターおよび「エア　フユゲ（Ａｉｒｆｕｇ
ｅ）　ｊ駆動装置（スピンコ　デビションオブ　ベクマ
ン　インストリュメンツ　インコーポレーション（Ｓｐ
ｉｎｃｏ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｅｃｋｍａｎ　
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　Ｉｎｃ、）にもある。このモ
ーターは二重チャンバーから形成されていて、脂肪血症
漿液から多量の脂質を分離するようにされている。高い
回転速度（一般に、９０，０００　ｒｐｍより以上）に
おいて、プラスチック製チャンバーは変形し、低密度の
脂質相を除去する第２チャンバーに移行するようにして
いる。羽根によって区分された単一容積を有する他の軸
方向回転遠心モーターは「シナールローター（ｚｏｎａ
ｌ　ｒｏｔｏｒｓ）　Ｊとして知られており、ウィルス
学者によるワクチンの調製および他の高分子単離などの
ように多量（０，３〜１．７ｆｆｉ）の希釈溶液から粒
子を回収するのに用いられている（アンダーソンＮ、　
Ｇ氏：調製シナール遠心；　　ｒＭｅｔｈｏｄ　ｏｆＢ
ｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　　八ｎａｌｙｓｉｓ」　１５．
　２７１　〜３１０（１９６７））。

シナール　ローターには動的にスピニングしながら回転
シールを介して装填および取り去ることができる。大部
分を一定に装填または取去ることができないと共に、小
部分を動的に装填または取去ることができない。いずれ
の場合においても、通常、２０．　ＯＯＯ〜６０．００
Ｏｒｐｍの回転速度での超遠心分離に用いられている。

流体はポンプで装填し、および回転中、加圧された空気
または稠密な流体と置換することによって取出されてい
る。血液から血漿の分離に用いることのできる種々の容
積を有する単一チャンバー、軸方向回転遠心モーターに
ついては米国特許第４５３０６９１号明細書に記載され
ている。この事は治療用の血液フラクションの調製に意
図するもので、遠心分離による分別、および可撓性チャ
ンバー上のスプリング−装填可動マンドレルの作用で圧
ノＪを解放することによって、これらフラクションを単
離している。この手段において、高密度細胞成分を外径
から取除くことができ、血漿をローターの作動中、流体
導管の中心を通じて取去ることができる。これらの技術
（シナール超遠心分離および可動マンドレルによる遠心
）は臨床分析に通常、必要とされる血液試料の分別に適
当でない。容積が大きすぎ；これらの技術は抗凝血薬の
使用を要求されるが、凝固した全血液では用いることが
できず；および自動化処理の適用に容易でない。

血液分離および分析の処理では、研究者は血液；例えば
肝炎または後天性免疫欠乏症候群との接触を通じて感染
物にさらされることになる。更に、血液試料の普通のバ
ッチ処理は扱い難く、一般に他の臨床研究における処理
に対して自動化することができない。血液分離の自動化
は、研究者を血液処理の危険から効果的に隔離できると
共に、全分析処理の速度を理論的に高めることになる。

米国特許出願第０７１０３３７６９および第０７／１９
２８４７号明細占には、管状チャンバーに収容された血
液試料を分離する方法が記載されている。この場合、管
状チャンバーおよびその内容物は血液試料を処理する手
段からなるチャンバーの縦軸のまわりに回転させている
。この処理手段は血液相を研究者に触れるのを制限する
条件下で分離できる性能；分離および取出された血液相
の保全；血液採集要件の変化に対する適応性；および単
独使用または自動化システムへの統合に対する融通性を
有している。本発明は改良された血液採集および分離装
置を提供するもので、米国特許出願第０７１０３３７６
９号および第０７／１９２８４７号明細書に記載されて
いる発明による血液採集および分離装置において分離さ
れた分離血液試料の部分を分配する装置を包含するもの
である。

本発明の目的は血液のような液体の予備選定相（ｐｒｅ
−ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｐｈａｓｅ）を分配する装置を提
供することにある。この装置は、予め定められた最初の
長さおよびその長さに沿ってほぼ一定の断面形状を有し
、かつ液体試料を収容する管状チャンバー；該管状チャ
ンバーをその縦軸に沿って回転させて試料の相を順次整
列させる試料整列手段（ｓａｍｐｌｅｏｒｄｅｒｓｉｎ
ｇ　ｍｅａｎｓ）　；および分配すべき試料の部分を定
める試料分配手段（ｓａｍｐｌｅ　ｐａｒｔｉｔｉｏｎ
ｉｎｇ　ｍｅａｎｓ）を含んでいる。

本発明の他の目的は、試料のパラメータを指示し、その
信号表示を生ずる試料指示手段；実質的に半透明な材料
から形成することによって試料指示手段を組３わせる試
料分配手段；および光源から光検出器に光を優先的に案
内するように形成された光源、光検出器および試料分配
手段を設けたことを包含する装置を提供する。

本発明の他の目的は、予め定められた最初の長さおよび
その長さに沿ってほぼ一定の断面形状を有し、かつ液体
を収容する管状チャンバー；管状チャンバーをその縦軸
に沿って回転させて試料の相を整列させる試料整列手段
；前記管状チャンバーを封鎖する封鎖手段；および封鎖
手段と連結する場合に、前記封鎖手段に着脱自在に取付
でき、かつ封鎖手段と間に流体の介在するのを防止する
ように形成する分配すべき試料の部分を定める試料分配
手段を含む血液のような液体の予備選定相を分配する装
置を提供することである。

本発明は、血液試料を採集する血液採集カニユーレによ
る通常の手段に用いることができ、かつ凝塊活性化材料
、化学添加物または必要とする抗凝血薬を含有する真空
排気（ｃｖａｃｕａ　Ｌｅｄ）管状チャンバー血液採集
装置；管状チャンバーをそれ自体の縦軸のまわりに回転
する装置からなる分離手段および密度を高めるために、
血液試料の分離相を密度の増加により管状チャンバー内
にサブ各組（ｓｕｂ−ｖｏｌｕｍｅ）で移動するように
、管状チャンバーを回転させながら、管状チャンバー内
の分配部分（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）を移動する手段を含
む装置からなる。

更に、本発明の装置にはサブ−容量に移動させる試料の
相に対する表示を設けることができる。

また、本発明の装置には管状チャンバーを封鎖する封鎖
手段、および流体が封鎖手段および分離手段を連結する
場合に、これらの間に流体を介在できないように封鎖手
段を分離手段に連結する連結手段を設けることができる
。

本発明においては、相の分離を長時間にわたって維持で
きるように、試料の相間に物理的遮蔽（ｐｈｙｓｉｃａ
ｌ　ｂａｒｒｉｅｎ）を設けることができる。また、通
常の遠心機に本発明の血液採集および分離装置を用いる
ことができる。

また、本発明は血液漿液のような液体試料を封鎖血液採
集装置から安全に分配する装置を提供でき、これにより
装置は血液採集装置に固定でき、その封鎖状態で形成し
た穴を介して装置の内部に挿入することができる。装置
は試料を分配する際に試料を通す可ＩＱ性の円錐球状部
；流出を防止し、しかも円錐球状部を押圧する場合に試
料が流れるようにする適当な大きさのオリフィスを有す
る分配チップ；試料採集装置の封鎖を貫通する中空スパ
イク；および試料を採集装置から分配するだめの円錐球
状部への導管を含んでいる。

次に、本発明を添付図面に基づいて説明する。

第１〜７図は本発明の試料採集および分離装置の好適な
１例構造を示している。第１ａ〜ｌｃ図に示す好適構造
の試料採集および分離装置１０は管状チャンバー１２お
よび形成キャップ　アセンブリー１４からなる。

管状チャンバー１２はガラス、プラスチック、または他
の透明または半透明で、かつ化学的に不活性な材料、ま
たはこれらの材料の組合わせから形成するのが好ましく
、この管状チャンバーは予定長さおよび一定断面形状を
有し、かつ受け入れられるように形成され、キャップ　
アセンブリー１４により適切に封鎖する封鎖端および開
放端を有する。また、管状チャンバー１２はその周囲の
まわりに配置したバー　コード（ｂａｒ　ｃｏａｄ）の
ような非移動機械読取り可能なマーキング１６を含んで
いる。

このマーキング１６は特定試料採集および分離装置１０
を独特のものとし、装置の縦軸のまわりに回転するよう
にする。上記マーキング１６は管状チャンバー１２の外
部に設けることができ、または管状チャンバー１２の内
側に埋置するように管状チャンバーの壁を形成する眉間
に配置することができる。

また、管状チャンバー１２は締結リップ１８を組込んで
形成することができる。好適例では、締結リップ１８を
管状チャンバーの開放端の周囲のまわりの管状チャンバ
ーに形成し、本発明の流体分配装置を上記締結リップ１
８上に押込むことによって確実に固定する。

キャップ　アセンブリー１４は穿刺しうる封鎖セグメン
ト２０、および分離しうるジヨイント２４に取付けたセ
パレーター　アセンブリー２２からなる。

キャップ　アセンブリー１４は、第４ａ図のプローブ７
０を上記封鎖セグメント２０に押し通す場合に、分離し
うるジヨイント２４においてセパレーター　アセンブリ
ー２２を封鎖セグメント２０から分離できるように構成
する。封鎖セグメント２０およびセパレーター　アセン
ブリー２２は成形相互結合表面を存し、セパレーター　
アセンブリー２２を封鎖セグメント２０と互いに固定し
、上記プローブの作用前に封鎖セグメント２０から離れ
ないようにする。相互結合表面により生ずる相互結合は
、試料採集および分離装置１０内に収容されている試料
を普通の遠心操作で分離するのに十分な強さを有する。

好適例において、上記相互結合表面は互いに結合するた
めに傾斜させる。セパレーター　アセンブリー２２には
凸状表面２６を形成し、封鎖セグメント２０には対応す
る平坦表面２８を形成する。上記セパレーター　アセン
ブリー２２および上記封ｔ′！１セグメント２０を結合
する場合には、凸状表面２６を平坦表面２８に押付けて
セパレーター　アセンブリー２２と封鎖セグメント２０
との間に加圧シールを形成し、血液採集中、封鎖セグメ
ント２０とセパレーター　アセンブリー２２との間に血
液が介在しないようにする。

この例では、分離しうるジヨイントを設けるのに傾斜形
を用いているけれども、封止界面を設けるのに接着剤の
ような他の手段を用いることができる。このように、傾
斜形の相互結合の使用は、本発明を制限するものでない
。

上記封鎖セグメント２０は自己加熱性の医療用等級の、
臭素化ブチル　ゴムから形成するのが好ましい。封鎖セ
グメント２０は管状チャンバー１２の内壁とシールを形
成し、血液試料採集において管状チャンバーを予め真空
排気できるようにする。

セパレーター　アセンブリー２２は封止素子３０および
挿入体３２からなる。封止素子３０はこの素子３０と挿
入体３２との間の液密シールおよび管状チャンバー１２
との液密シールを形成する。これら両シールは、セパレ
ーター　アセンブリー２０を移動する場合に、セパレー
ク−アセンブリー２２のまわりの血液試料採集チャンバ
ー３４（第４ａ図）から漿液採集チャンバー３６（第４
ａ図）に血球が流れるのを防止する。挿入体３２には、
液体を中間空間４２に流す流体制限４０を設ける以外は
、血液試料採集チャンバー３４に対する１端で開き、か
つ他端で閉鎖したＸ−形横断面を有する通路３８を形成
している。

通路３８は管状チャンバー１２の縦軸に沿って延びる軸
方向中央部３７からなる。通路３８の軸のまわりに等し
く離間した４個のスロット３９は、通路３８の中央部３
７から半径方向に外方に延びている。中間空間４２は封
止素子３０の内部頂面および挿入体３２の外部頂面によ
り画成された空間（ｖｏｌｕｍｅ）であり、この空間は
次の２つの目的の作用をする。第一に、中間空間４２は
、血液抜き取り針穿刺封止素子３０を中心軸に正確に位
置する必要なく、血液を血液試料採集チャンバー３４に
抜き取りできるようにする。

第二に、中間空間４２は、流体が軸方向分離（ａｘｉａ
ｌｓｅｐａｒａ　ｔｉｏｎ）中に通路３８を流れる際に
、血球のような流体の採集成分が漿液採集チャンバー３
６に流れる前に、これらの成分を取り出す第２遠心チャ
ンバーとして作用する。封止素子３０および挿入体３２
は実質的に透明であり、デュポン社製の商品名［エルパ
ックス（Ｅｌνａｘ）　１５０　ＴＭＪのような熱可塑
性プラスチック材料から作るのが好ましい。実際上、封
止素子３０は、インサート成形操作前に形成された封鎖
セグメント２０に、かかる封止素子３０をインサート成
形することによって形成することができる。デュポン社
の「エルパックス１５０　ＴＭ　Ｊは、インサート成形
操作中、封止素子３０を封鎖セグメント２０に結合する
接着特性を有しているので有利である。

第２図に示すように、血液抜取り針５０の１端を患者の
血管５２に刺す場合に、穿刺キャップ　アセンブリー１
４、血液試料５４は予じめ確立されていた真空によって
血液試料採集チャンバー３４に、中間空間４２および流
れ制限４０により抜取られる。血液抜取り針５０を引抜
いた場合に、キャップ　アセンブリー１４に生じた穴は
再び封止される。

第３図は縦軸のまわりに回転する試料採集および分離装
置１０を示しており、このために血液の同軸順位（ｃｏ
ｎｃｅｎｔｒｉｃ　ｏｒｄｅｒｉｎｇ）が細胞成分６０
および非細胞成分６２に生ずる。

第４８および第４ｂ図は、プローブ７０を穿刺しうる封
鎖セグメント２０に差し込む分離プロセスを示している
。この封鎖セグメント２０はプローブ７０のまわりにシ
ールを形成し、試料採集および分離装置１０を密封状態
にする。プローブ７０は試料採集および分離装置１０と
回転し、軸力がセパレーター　アセンブリー２２に移動
するようにする。この力はセパレーター　アセンブリー
２２を封鎖セグメント２０から分離しうるジヨイント２
４に沿って分離し、管状チャンバー１２の長さに沿って
移動するようにする。この移動は、血液試料採集チャン
バー３４の容積を減少し、およびセパレーター　アセン
ブリー２２が封鎖セグメント２０から分離する時に生ず
る漿液採集チャンバー３６の容積を増大する。

セパレータ　アセンブリー２２がプローブ７０により管
状チャンバー１２に沿って軸方向に移動する際に、プロ
ーブ７０の先端のカニユーレ状導管７２は封止素子３０
を穿刺して穴を形成する。カニユーレ状導管７２は、管
状チャンバー１２の縦軸近くの流体を通路３８および流
れ制限４０を介して血液試料採集チャンバー３４から中
間空間４２に流し、次いでカニユーレ状導管７２を介し
て漿液採集チャンバー３６に通す。空気は、第１流体を
血液試料採集チャンバー３４から漿液採集チャンバー３
６に流すようにするが、しかし上記血液試料採集チャン
バーの容積が減少する際に、非細胞成分６２が上記漿液
採集チャンバーに入る。セパレーター　アセンブリー２
２を管状チャンバー１２に沿って、更に移動する際に、
細胞成分６０゛が通路３８に入り始める。通路３８の構
造は、遠心力が、スロット３９の半径方向の最外端から
通路３８の中央部３７の内方に、通路３８に入る細胞成
分６０ヲスロツ１−３９に徐々に満たすようにする。細
胞成分６０がスロット３９に移動する際に、光源８２か
らの光が伝搬してセンサ８０に達する光路は、細胞成分
６０の光妨害作用のために断面において、だんだん小さ
くなる。更に、細胞成分がスロットを通して半径方向に
内方に移動するために、結局、センサからの光は通路３
８の中央部３７を殆んど完全に通過するように強制され
る。次いで、光は挿入体３２に再進入して通り、光セン
サ８０により受光される。

上述する強制の結果、光センサ８０に達する光は通路３
８の中央部３７における血液試料の光学パラメータを表
示する。特に、センサ８２からの光を通路３８の中央部
３７を通過するように強制するために、中央部３７を通
過する光の妨害（細胞成分６０が漿液採集チャンバー３
６に向い移動する、丁度、前に中央部３７に入る場合に
生ずるように）はセンサ８０の出力の大きさに実質的な
変化を生じさせる。このセンサ出力の実質的な変化は、
例えば分離プロセスの停止を正確に表示し、細胞成分６
０が漿液採集チャンバー３６に入るのを防止する。

第５ａおよび５ｂ図に示すように、細胞成分６０が通路
３８の中央部３７に入る場合、光は妨害される。この妨
害によって、試料分離の完了が光学センサ８０によって
検知される。

上述するように、小部分の細胞成分６０が光学センサ８
０によって検知されることなく流れ制限４０を通過する
場合には、成分６０は中間空間４２に流れる。

この場合、遠心力は成分６０を軸に移動させ、中間空間
の周囲にトラップする。

第６図は上記セパレーター　アセンブリ２２の移動後で
、血液採集および分離装置１０の回転を停止した装置１
０の状態を示している。カニユーレ状導管７２を封止素
子３０から取除いた穴が閉じ、血液試料採集チャンバー
３４における流体が漿液採集チャンバー３６から効果的
に単離される。

この手段において、光学方法は血球と漿液との界面の形
成を検知するのに用いられるけれども、多くの他の基準
（すなわち、粘度、密度または磁気特性の差）を用いる
ことができる。同様に、この好適例において、通路３８
を用いて光をセパレーター　アセンブリーの中央部３７
に通すようにするけれども、この作用を行う他の手段を
用いることができる。例えば、透明セパレーターに不透
明材料の半径方向アームを形成し、光を類似するように
Ｘ−形通路３８ニ向けるようにする。

流体通路を設ける以外に、カニユーレ状導管７２の小直
径のオリフィスは分離漿液からのフィブリンを漿液採集
チャンバー３６に通して濾過する効果的な方法を達成す
る。血液採集および分離装置１０は細胞からの漿液およ
び漿液からのフィブリンの分離を一操作で達成する。

第７図は、従来の光学確認センサ９０（この場合、バー
　コード読取り機）を回転する試料採集および分離装置
１０に取付けたマーキング読取り機（この場合、バー　
コード）を示している。ここに記載するように、血液の
分離を達成できる装置は上記血液採集および分離装置１
０を回転させ、試料の同定に用いることができる。

第８ａ図は流体分配装置の好適例を示している。

流体分配装置１００は、試料を上記管からストッパーを
移動する必要のない本発明の試料採集および分離装置か
ら小分けする手段を設けている。流体分配装置１００は
分配チップ１０２、円錐球状部１０４、可撓性スカート
１０６およびピペット挿入体１０８からなる。ピペット
挿入体１０８は中空スカート１１０および一体後板（ｓ
ｏｌｅｄ　ｂａｃｋｐｌａｔｅＨ１２を含んでおり、耐
衝撃性スチレンのようなプラスチックから一体として形
成するのが好ましい。第８ｂ図に示すように、中空スカ
ート１１０は試料採集および分離装置１０の内部と円錐
球状部１０４の内部との間の流体を変化させ、これによ
って試料採集および分離装置１０に収容されてた流体を
円錐球状部１０４に進入させる通路を設けるようにする
。一体後板１１２の先端を円錐球状部１０４の壁に対し
て封止して球状部内に収容されている流体を一体後板１
１２のまわりから漏れないようにする。可撓性スカート
１０６は一体後板１１２を通して延長させ、封鎖セグメ
ント２０および試料採集および分離装置１０の外側表面
に対して封止する。この可撓性スカート１０６はその底
部内側周囲のまわりのラッチ１１４と結合し、可撓性ス
カー目０６を封鎖セグメント２０、および試料採集およ
び分離装置１０の内部に形成された締結リップ１８上に
押込む場合には、ラッチ１１４はかかる締結リップ１８
のまわりに拡張し、掛合する。

分配チップ１０２は円錐球状部１０４と一体化されてお
り、円錐球状部１０４の内部から分配チップ１０２の外
部に延びる、好ましくは０．３８〜０．５１ｍｍ直径の
オリフィス１１６を含んでいる。分配チップ１０２、円
錐球状部１０４および可撓性スカート１０６はポリプロ
ピレンのようなプラスチックで一体に形成するのが好ま
しい。

第８ｃ図は試料採集および分離装置１０から受け器１１
８に流体９８を小分けするのに用いる流体分配装置１０
０を示している。使用において、流体分配装置１００を
、収容された試料を分離した後に、試料採集および分離
装置１０に挿入する。中空スカート１１０を封鎖セグメ
ント２０を介して押込み、このために一体後板１１２は
封鎖セグメント２０に対して封止され、ラッチ１１４は
締結リップ１８に掛合する。

−度、流体分配装置１００を試料採集および分離装置１
０に取付けると、全体を逆さにし、管状ヂャンバ−１２
の内部に収容されている流体は円錐球状部１０４を繰返
し押しつぶすことによって小分けに分配することができ
る。分配チップ１０２のオリフィス１１６の大きさは、
試料採集および分離装置１０内の流体を半連続流れ状態
に小分けしやすいようにする。分配チップ１０２の壁厚
は円錐球状部１０４の壁厚より厚くし、これにより分配
チシプ１０２を、円錐球状部１０４が押しつぶされる場
合でも、つぶされないようになる。

第９図は本発明の好ましい試料採集および分離装置１０
に収容されている試料の血液分離を達成する装置を示し
ている。この装置は、これまで軸方向分離モジュールと
称されている。

一般に、試料採集および分離装置１０は制限部（ｒｅｓ
　ｔｒａ　ｉｎ　ｔ）　１２０とモータ１２２との間で
緊締し、回転モータ１２４で高速度で回転させる。プロ
ーブ７０を制限部１２０を介して摺動させ、上記制限部
、および上記血液採集および分離装置を共に回転させる
。プローブ７０はプローブ　ブロック１３０に固定した
プローブ軸受１２８で軸方向に制限する。プローブ　ブ
ロック１３０を直線作動モータ　（１１ｎｅａｒａｃｔ
ｕａｔｉｏｎ　ｍｏｔｏｒ）１３２で移動させ、プロー
ブが封鎖セグメント２０を穿刺し、セパレーター　アセ
ンブリー２２を封鎖セグメント２０から離脱し、このセ
パレーター　アセンブリー２２を環状チャンバー１２に
沿って移動させる。軸受１３４を制限部１２０で支え、
この制限部１２０を最小の摩擦抵抗で回転させる。セン
サブロック１３６をプローブ１３０に連結棒１３８によ
って、センサ　ブロックに取付けられた光学センサ８０
をセパレーター　アセンブリー２２に整合させながらプ
ローブにより軸方向に移動するように連結する。プロー
ブブロック１３０およびセンサ　ブロック１３６を整合
ロッド１４３および１４４上に摺動させる。フレーム１
４６は軸方向分離モジュールの回転および直線モータ組
立体を整列するのに用いる。小型で、小さい摩擦抵抗の
モータ１２２、プローブ７０、制限部１２０、および血
液採集および分離装置１０を高い回転加速度および速度
で回転させ、血液採集および分離装置ｌＯに採集された
試料を普通の遠心機に比較して回転する時間を著しく短
くするようにする。

第１０図は軸方向分離モジュールの制御およびセンサ回
路を示している。回転モータ１２４の速度制御は制御コ
ンピュータ１５２および回転速度制御回路１５４によっ
て達成される。制御コンピュータ１５２は管の設定回転
速度に比例する信号を生ずる。回転速度制御回路１５４
は回転モータ１２４をこの信号の表わす速度で回転する
ようにする。

直線作動モータ１３２の速度制御は制御コンピュータ１
５２および線速度制御回路１５８によって達成する。制
御コンピュータ１５２はプローブ７０の設定線速度に比
例する信号を生ずる線速度制御回路１５８は直線作動モ
ータ１３２がこの信号に比例する速度でプローブ７０を
前進および後退するようにする。

第１０図に示すように、試料採集および分離装置１０を
回転する場合に、軸方向分離モジュールに固定したセン
サを用いて試料についての情報を集めることができる。

プローブ７０の移動にＰＶ１１械的に結合し、かつセパ
レーター　アセンブリー２２と同一平面上に予め位置す
る光学センサ８０および光源８２を用いて通路３８の中
心における細胞の存在を検知する。３個のエミッターお
よび検出器対１６２．１６４および１６６はクロマチツ
タ　フィルター１６８を用いて、例えば試料から引き出
す漿液または血漿の溶血、黄度および脂肪血症の存在を
検知するのに必要とするような、分離流体の色および濁
り度を示す信号を送り返す。更に、制御コンピュータ１
５２は光学センサ８０、およびエミッターおよび検出器
対１６２．１６４および１６６により生ずる信号を用い
て血液の試料の最適な分離の生成を定めることができる
。線位置センサ（ｂｉｎｅａｒ　ｐｏｉｔｉｏｎ　５ｅ
ｎｓｏｒ）　１７０は、セパレーター　アセンブリー２
２が管状チャンバ１２内を移動する距離を正確に測定す
る。光学センサ８０と連結して用いる場合には、線位置
センサ１７０は、始めに漿液または血漿が通路３８の中
心に進入し始める時間からセパレーター　アセンブリー
２２により一掃される容量を計量して回収するまで、漿
液または血漿の容量を測定する助けをする。

試料の確認は、回転しながら、管の側面に埋置または固
定したバー　コード１７４を読取るバー　コード読取り
機１７２によって定めることができる。

バー　コード読取り機インターフェース１６０は読取り
情報を制御コンピュータ１５２に送る。管に同一人力を
与える場合、制御コンピュータ１５２は通常の研究デー
タ・ベースを呼出して実施すべき試験を定め（必要とさ
れる漿液の容量を含む）、または脂肪血症または過剰溶
血を漿液において検出する場合には患者についてのデー
タ・ベースを新しくすることができる。

数個のセンサは軸方向分離モジュールの環境の条件を検
知する。反射光学センサ１７６および相ロック　ループ
回路（ｐｈａｓｅ　１ｏｃｋ　１ｏｏｐ　ｃｉｒｃｕｉ
ｔＨ７８はバー　コード１７４を用いて管の回転速度に
比例する信号を生ずる。制御コンピュータ１５２はこの
信号を用いて管の内側に生ずる遠心力を計算することが
でき、このために与えられた回転速度の場合、血液試料
の適切な分離に必要とされる最小回転時間を定めること
ができる。最大振幅検出器１８２を有する加速度計１８
０は軸方向分離モジュール構造の最大瞬間振動に比例す
る信号を生じて操作における著しい異常を検知する、温
度センサ１８４を用いて軸方向分離モジュールの内側の
温度をモニターし、摩擦熱発生の増加を観察することが
できる。

第１１図は好ましい軸方向分離モジュール１９０を示し
ている。血液試料１９２を手で導入トレー１９４に載置
する。次に、軸方向分離モジュールはトレー１９４から
の試料管を受けて、これらを処理する。

各試料を分離した後、取出しトレー１９６に放出する。

血液分離プロセスは、１個の管（または複数個の管）を
導入トレーに載置して開始する。−旦、プロセスを開始
すると、処理試料を取出しトレー１９６から除去する以
外は、使用者が介入する必要がない。試料の予期された
振動または温度レベルからの任意の偏差は、第１０図の
制御およびセンサ回路により、機械の作動を中断し、お
よび警報の合図で検知することができる。−旦、分離プ
ロセスが完了し、試料管が取出しトレー１９６に放出さ
れると、漿液または血漿を処理済み血液採集管から、普
通の方法によって、または本発明の流体分配装置によっ
て抽出することができる（第８ａ〜８ｃ図参照）。

本発明の装置および方法の上述する試料採集および分離
容器、軸方向分離モジュールおよび適用を、本発明の範
囲を逸脱させないで種々変更を加えることができるから
、上述する記載および添付図面に記載のすべての要件は
制限されるものではない。本発明の範囲を逸脱しないか
ぎり、封鎖セグメントの構造を封鎖セグメントとセパレ
ーターアセンブリーとの間の分離しうるジヨイントを作
動しないように変更でき；分離素子を単一構成成分から
構成しやすく変更でき；血液凝固活性剤または抗凝固薬
を試料容器に加えることができ；附属リップをセルフ−
タッピングねじ、差込ロックまたは他の機械的連結手段
で置き換えるように管状チャンバーを変更でき；分離漿
液試料からフィブリンを濾過するように流体分配装置に
濾過素子を加えることができ；また異なる駆動／支持（
ｂｅａｒ−ｉｎｇ）Ｍｉ合わせを用いるように軸方向分
離モジュールを変更することができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の血液採集および分離装置の１部を切
欠にした側面図、 第１ｂ図は第１ａ図に示す装置のキャップおよびセパレ
ーター　アセンブリーを拡大して示した断面図、 第１ｃ図は第１ａ図に示す装置のセパレーターアセンブ
リーの断面図、 第２図は血液試料を血管から抜き取るのに用いる本発明
の血液採集および分離装置の状態を示す説明用線図、 第３図は縦軸のまわりに回転して血液試料の濃い細胞成
分および薄い非細胞成分に分離する第１ａ図に示す血液
採集および分離装置の状態を示す説明用線図、 第４ａ図は血液採集および分離装置の内側における血液
試料の分配状態を示す上記装置の１部を切欠にした側面
図、 第４ｂ図は第４ａ図に示す装置のセパレーターアセンブ
リーの縞断面図、 第４ｃ図は第４ａ図に示す装置のプローブ　チップおよ
びセパレーター　アセンブリーを拡大して示した横断面
図、 第５ａ図は血液採集および分離装置のセパレーター　ア
センブリーを満たし、セパレーター　アセンブリーを横
切る光学路を妨害する血液採集および分離装置の内側の
血液試料の細胞成分の状態を示す説明用線図、 第５ｂ図は血液採集および分離装置のセパレーター　ア
センブリーに血液試料の細胞成分を満たした状態を示す
上記装置のセパレーター　アセンブリーの横断面図、 第６図は軸方向プロセスの完了後、血液採集および分離
装置内に分配された血液試料の細胞および非細胞成分を
示す説明用線図、 第７図は光学センサの正面で回転する血液採集および分
離装置に設けた埋置識別を示す説明用線図、 第８ａ図は本発明の液体分配装置の断面図、第８ｂ図は
第８ａ図に示す液体分配装置を血液採集および分離装置
に固定した状態を示す説明用線図、 第８ｃ図は第８ｂ図に示す組合わせた液体分配および血
液採集−分離装置を用いて分離血液試料を分配する状態
を示す説明用線図、 第９図は本発明の血液採集および分離装置の内部に収容
する血液試料の軸方向分離を達成するのに用いることの
できる分離手段を示す説明用線図、第１０図は第９圀の
分離手段を制御およびモニリーするのに用いることので
きる検出および制御手段の操作回路、および 第１１図は第９図に示す分離手段を封入した軸方向分離
モジュールを示す説明用図である。 １０・・・試料採集および分離装置 １２・・・管状チャンバー １４・・・キャップ　アセンブリー １６・・・マーキング １８・・・締結リップ ２０・・・穿刺しうる封鎖セグメント ２２・・・セパレーター　アセンブリー２４・・・分離
しうるジヨイント ２６・・・凸状表面　　　　　２８・・・平坦表面３０
・・・封止素子　　　　　３２・・・挿入体３４・・・
血液試料採集チャンバー ３６・・・漿液採集チャンバー ３７・・・軸方向中央部　　　３８・・・通路３９・・
・スロット４０・・・液体制限４２・・・中間空間　　
　　　５０・・・血液抜取り針５２・・・患者の血管　
　　　５４・・・血液試料６０・・・細胞成分　　　　
　６２・・・非細胞成分７０・・・プローブ　　　　　
７２・・・カニユーレ状導管８０・・・センサ（光学セ
ンサ） ８２・・・光源　　　　　　　９０光学確認センザ９８
・・・流体　　　　　　　１００・・・流体分配装置１
０２・・・分配デツプ　　　１０４・・・円錐球状部１
０６・・・可撓性スカート１０８・・・ピペット挿入体
１１０・・・中空スカート１１２・・・一体後板１１４
・・・ラッチ　　　　　１１６・・・オリフィス１１日
・・・受け器　　　　　１２０・・・制限部１２２・・
・モータ　　　　　１２４・・・回転モータ１２８・・
・プローブ軸受 １３０・・・プローブ（プローブ　ブロック）１３２・
・・直線作動モータ １３４・・・軸受 １３６・・・センサ　ブロック １３８・・・連結棒　　　　　１４３．１４４・・・整
合ロンド１４６・・・フレーム　　　　１５２・・・制
御コンピュータ１５４・・・回転速度制御回路 １５８・・・線速度制御回路 １６０・・・バー　コード読取り機インターフェース１
６２、１６４．１６６・・・エミッターおよび検出器対
１６８・・・クロマチック　フィルター１７０・・・線
位置センサ １７２・・・バー　コード読取り機 １７４・・・バー　コード １７６・・・反射光学センサ １７８・・・相ロック　ループ回路 １８０・・・加速度計 １８２・・・最大振幅検出器 ・・・温度センサ ・・・軸方向分離モジュール ・・・血液試料　　　　１９４・・・導入トレー・・・
取出しトレー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体の分離相を分配する液体搬送管内に配置する分
   離装置において、管内部を第１チャンバーおよび第２チ
   ャンバーに分割し、流体を第１チャンバーと第２チャン
   バーとの間に通さないで管内を摺動しうる第１部分；お
   よび 第１部分に取付け、かつ分離装置内の中間空間を画成す
   るように配置し、中間空間と第１チャンバーとの間に流
   体を通すように形成した通路を有する第２部分を具えた
   ことを特徴とする分離装置。 ２、液体搬送管の縦軸のまわりに整列する液体の相を分
   配する前記管内に配置する分離装置において、管内部を
   第１チャンバーおよび第２チャンバーに分割し、前記装
   置を配置する管の縦軸と実質的に同一線上にある縦軸を
   有する実質的に透明な第１部分；および第１チャンバー
   に流体を通すように形成し、装置の縦軸にわたって延在
   する中央部および中央部と連通し、かつ中央部から半径
   方向に離れて延びる少なくとも１つのスロット付き部分
   を有する通路を具えたことを特徴とする分離装置。 ３、液体搬送管の縦軸のまわりに整列する液体の相を分
   配する前記管内に配置する分離装置において、管内部を
   第１チャンバーおよび第２チャンバーに分割し、前記装
   置を配置する管の縦軸と同一線上にある縦軸を有する実
   質的に透明な第１部分；第１チャンバーに流体を通すよ
   うに形成し、装置の縦軸に延在する中央部を有する通路
   ；および通路の中央部を通って第１部分に向う光を制限
   する手段を具えたことを特徴とする分離装置。 ４、容器の開口内に取付けた穿刺しうる封鎖部を有する
   前記容器から流体を分配する分配装置において、封鎖部
   を穿刺する管状部材を有するプレートの第１側部、およ
   び第２側部を有するプレート；封鎖部を穿刺する管状部
   材によって前記容器に対してプレートを固定する締結手
   段；プレートの第２側部から延びてプレートに取付け、
   管状部材の内部と流体を通し、流体を前記容器との間に
   流す可撓性受け器；および流体を受け器の内部から流す
   ための受け器に形成したオリフィスを具えたことを特徴
   とする流体分配装置。