JPH07505956A - 制流子付き分離装置 - 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、異なる密度の複数の相を有する、コロイド状懸濁液を初めとする液体 サンプルの幾つかの相への分離のため、ならびにその液体サンプルの内の一つの 相をその液体の残りの部分から分離しそしてその分離状態を維持するための方法 および器具に関する。本発明は、とりわけ血液構成成分の検査および分析の目的 のために血液をその構成成分へと分離させる上で特に有用である。

分離予定の液体を分離装置を含む典型的には試験管であるチャンバー内に入れる 。このチャンバーを軸上、つまりその縦軸の回りに回転させるか、あるいは常用 の遠心機内において、つまり縦軸に対して垂直な軸の回りを回転させるかのいず れかにより、その液体を別個の相へと分離させるが、このチャンバーが回転して いる間に、ある分離装置はこの液体を通過させながら移動して複数の相の内の少 なくとも一つを物理的に分離する。この分離装置は回転終結時において、および 後続の取り扱い段階の間を通じて、その分離状態を保持する。

発明の背景 診断用テストは患者の全血液サンプルの構成成分への分離、特に非細胞性部分か らの細胞性部分の分離、例えば細胞からの血清もしくは血漿の分離を頻繁に必要 とする。例えば、血漿は抗凝結処理を施した血液から取得され、かつ依然として すべての凝固蛋白質を含んでいる一方で、血清は大部分の凝固蛋白質が血餅およ び赤血球細胞と一緒に保持されている凝固化血液から得られる。全血液のサンプ ルは典型的には注射器もしくは排気された採血用試験管に取り付けである特別な カニユーレもしくは注射針を通しての静脈穿刺により採取する。そのままで構成 成分へと分離される形態になっている血液のサンプルは、典型的には注射針を使 用して、貫入可能なセルフンール性エラストマー製のクロンヤーもしくは他のス トッパーを通して排気されたチューブ内に（み取られる。その後分離を、Ａ、Ｌ 、Ｂａｂｓｏｎの米国特許第４．１５２．２６９号の明細書に記載されているよ うに、例えばスイングパケット式もしくは固定用式遠心機のような常用の遠心機 内において、例えば試験管の回転により行うが、それは全血液の様々な構成成分 が様々な密度を有しているためである。

遠心機の回転が停止した後に相の分離状態が維持されるように、分離した相を互 いに物理的に単離することが頻繁に望まれる。単離は、相の間にゲル材料を挿入 することにより行うことができ、このゲル材料は典型的にはシリコンであり、こ れを製造時にチューブ内に入れるのである。

これらのゲルは分離される相の密度の中間の密度を有し、そして遠心機が回転し ている間に相の間に入り込むのであり、このことはＫｅｓｌｅｒの米国特許第４ ．３５０．５９３号の明細書ならびにＡ、Ｒ，Ｚｉｎｅの米国特許第３．８５２ ．１９４号および第４．０８３，７８４号の明細書に記載されている。しかしな がら、これらのゲルは血液分析を妨害することがある吸着された物質を含むか、 もしくは例えば三員環の薬剤のような血液からの特定の化合物を吸着することが あり、血液細胞からの血漿もしくは血清の分離が不完全であることがあり、そし て例えばサンプルの積荷中に生じる激しい振動もしくは揺れがシールを破壊し、 そして分離済みの相の相互作用をもたらすことがある。

Ｓ、Ｌ、Ａｄｌｅｒの米国特許第３．９２９，６３６号の明細書は遠心分離系に おける利用のための血清セパレーターを開示している。このセパレーターは最初 に、全血液がそのチューブ内に入った状態になっている試験管の一方の末端上の チューブストッパーに隣接する場所に設置される。この試験管に遠心力をかける 際、このセパレーターがストッパーから遠のきそして試験管のもう一端の方へ向 かって移動する。このセパレーターは血液の２つの相の密度の間の密度を有する ように設計されており、その結果、遠心完了の際にこのセパレーターはその２つ の相の間に位置するようになっている。このセパレーターは、血液の軽い方の相 がセパレーターを通りぬけることができ、かつセパレーターが血液サンプル中を 通過することができるための開口部を有している。したがって血液サンプルを、 物理的に分離されている血漿および細胞の相へと分離することができる。しかし ながら、この開口部は凝固した血液分画でふさがれてしまうことがあったり、あ るいは逆に遠心力がかかっていない際の相の間の移動を可能にしてしまうことが あり、いずれの場合においても効果的な分離状態は損なわれるであろう。

縦軸の回りのチューブの回転、つまり軸回転により血液の相を分離する器具およ び方法は、Ｊ、Ａ、ＭｃＥｗｅｎ　ｅｔ　ａｌ　の米国特許第４．８２８．７１ ６号の明細書に開示されている。血液サンプルは貫入可能なりロノヤーならびに 逆止め弁を有するセパレーターからなるキャンプ組み立て品を通してチューブに 導入される。このチューブをその後その縦軸の回りに回転させると、より重い細 胞性の相はチューブ壁に沿って並び、そしてこのことによってこの相はより軽い 非細胞性（血漿もしくは血清）相から分離する。いったん分離を行うと軸探子（ ａｘｉａｌ　ｐｒｏｂｅ）が貫入可能なりロジャーを貫き、クロジャーからセパ レーターを切り離し、そしてセパレーターをチューブの底に押しやる。軸上に位 置する非細胞性の相はこのセパレーターを通過する。光学センサーを利用して細 胞性の相がセパレーターを通り始める時期を検出し、そしてセパレーターの移動 を停止させる。こうしてこれらの２つの相は物理的に分離される。しかしながら 、操作の点でより信頼性が高く、かつ経済効率の良い方法において製造すること ができるセパレーターが必要とされると考えられている。

本明細書と同時に出願されるＲ、Ｐ、Ｌｕｏｍａの関連出願は、いわゆる両口チ ューブ（ｄｏｕｂｌｅ　ｅｎｄｅｄ　ｔｕｌｅ）に関する。

発明の要約 したがって、本発明は、異なる密度の複数相をもつ液体サンプルの予め選択され た相の分配方法であって、 （ａ）直線型チューブの第一チャンバー内に当該液体サンプルを含める段階であ って、当該チューブが分離装置により第一チャンバーから分離されている第二チ ャンバーを有し、当該第二チャンバーが液体を含まず、当該分離装置が流体密閉 方式でチューブの内部表面にすべりばめされており、かつ副流チャネルと流体の 流れを連結する状態にあるチューブの縦軸」二に軸オリフィスを有し、当該側流 チャネルがチューブの縦軸からずれており、当該側流チャネルが流体の流れの反 対方向の少なくとも２つの軸方向に伸びたセクションを有するコンポリューノヨ ン経路を有し、当該軸オリフィスが第一チャンバーと流体の流れを連結する状態 にあり、そして当該側流チャネルが第二チャンバーと流体の流れを連結する状態 にあるものである段階、 （ｂ）チューブをその縦軸の回りに同心円をなして回転させることによりサンプ ルの相を整列させる段階、 （Ｃ）それぞれの相が整列している間に、チューブ内での分離装置の移動により 第一チャンバーの容積を低減させ、第一チャンバー内での軸方向に位置する液体 の相が軸オリフィス内に流れ込み、そして副流チャネルを通過して第二チャンバ ー内へと入れる段階、ならびに（ｄ）相分離の情報を相の間の界面の位置から取 得し、そしてその相分離の情報に基づき第一チャンバーの容積の減少を調節する 段階、を含んでなる、方法を提供する。

本発明の方法の好ましい態様においては、副流チャネルが段階（Ｃ）の間に第一 チャンバーから第二チャンバーへの液体の流れを可能にするが、池の時点におい ては液体の流れを制限する。

別の態様においては、第二チャンバーは分離装置がチューブ内を移動するように 形成されている。

本発明はさらに、異なる密度の複数相をもつ流体サンプルの予め選択された相の 分配方法であって、 （ａ）直線型チューブの第一チャンバー内に当該液体のサンプルを含める段階で あって、当該チューブが分離装置により第一チャンバーから分離されている第二 チャンバーを有し、当該第二チャンバーが液体を含まず、当該分離装置が流体密 閉方式でチューブの内部表面にすべりばめされており、かつ副流チャネルと流体 の流れを連結する状態にあるチューブの縦軸上に軸オリフィスを有し、当該側流 チャネルがチューブの縦軸からずれており、当該側流チャネルが流体の流れの反 対方向の少なくとも２つの軸方向に伸びたセクションを有するコンポリューノヨ ン経路ををし、当該軸オリフィスが第一チャンバーと流体の流れを連結する状態 にあり、そして当該側流チャネルが第二チャンバーと流体の流れを連結する状態 にあるものである段階、ならびに（ｂ）チューブに遠心力をかけてサンプル相を 整列させる段階、を含んでなる、方法を提供する。

本発明の方法のいくつかの態様においては、液体のサンプルは異なる密度および 光学特性の少なくとも２つの相を有する。

本発明はまた、流体密封方式において直線型チューブ内のチャンバーの内部表面 にすべりばめするように適応させである分離装置をも提供し、当該分離装置は副 流チャネルが連結する流体流の連通部内に分離機の縦軸上に軸オリフィスを有し 、当該側流チャネルはその分離装置の縦軸からずれており、当該側流チャネルは 流体流れの反対方向の少なくとも２つの軸方向に伸びたセクションを有するコン ポリューンヨン経路を有し、当該軸オリフィスおよび当該側流チャネルは分離装 置の第一側面と分離装置の第二側面との間に流体流の連通部を提供する。

そのうえ本発明は、少なくとも一方の末端にシール可能な開口部を有するチュー ブおよびにそのチューブ内に存在する分離装置を提供するが、当該分離装置は当 該チューブ内において第二チャンバーから第一チャンバーを分離し、当該分離装 置は流体密閉方式においてチューブの内部表面にすべりばめされ、かつ副流チャ ネルと流体流を連結する状態にあるチューブの縦軸上に軸オリフィスを有し、当 該側流チャネルはチューブの軸からずれており、かつ流体流の反対方向の少なく とも２つの軸方向に伸びたセクションを有するコンボリューション経路を有し、 当該軸オリフィスは第一チャンバーと流体流を連結する状態にあり、そして当該 側流チャネルは第二チャンバー側と流体流を連結する状態にあり、当該チューブ および分離装置は第一チャンバー内に液体を挿入するための手段を提供する。

本発明の幾つかの態様においては、副流チャネルは単一の連続的チャネル、特に チューブの縦軸を実質的に取り囲む単一の連続的チャネルである。

本発明の他の態様においては、コンボリューション経路は円錐の表面と同じ形に なっている。

本発明のさらに別の態様においては、第二チャンバーは、分離装置がチューブに 沿って移動する際に形成する初期（ｉｎｃｉｐｉｅｎｔ）チャンバーである。

本発明の追加的な態様においては、副流チャネルは少なくとも１８０度の、特に 少なくとも２７０度の軸回転を有する。

図面の説明 本発明は、以下に記載する、図面を参照しながら説明される。

図１は、チューブ内の分離装置の一つの態様の横断面の略図であり、図２は、チ ューブ内の分離装置の他の態様の横断面の略図であり、図３は、分離装置の横断 面の略図であり、図４は、分離装置内のコンポリューンヨン経路の平面図の略図 であり、図５は、図４の線Ｂ−Ｂを通して描いた分離装置の切断面の略図であり 、図６は、分離装置の別の態様の切断面の略図であり、そして、図７は、図６の 分離装置の分解組み立て図の略図である。

図３および図４に示される態様は特に図１に示される態様に関連する。

同様に、図６および図７に示される態様は特に図２に示される態様に開園１を参 照すれば、チューブ１０（これはバイアルとしても知られているか、もしくはそ のように称されることがある）は第一エンドキャップ１１およびに第二エンドキ ャップ１２を有することが示されている。

図示されるようにこれらのエンドキャンプは構造を異にしている。チューブ１０ は、その長さの主要部分全体にわたって実質的に一定の直径およびに一定の断面 からなる単式または単一の直線型チューブである。第一エンドキャップ１１は凹 部１４を有するプラグ１３がら構成されている。プラグ１３はチューブ１ｏの内 側にはまり、そしてチューブ１ｏの内部表面１５と共に流体および真空密閉ソー ルを形成し、その結果チューブ１０と共に流体密閉式のクロツヤ−を形成してい る。第一エンドキャップ１１はチューブ１ｏの外側にしっかりとはまるリム１７ も有している。そのうえ第一エンドキャソブ１１の露出末端は平面型末端を有し ていることが示され、この平面型末端を利用して水平な位置にチューブを立たせ ることができる。これとは対照的に、第二エンドキャンプ１２は曲面型露出末端 を有することが示されている。エンドキャップコ１および１２の末端の形は本発 明にとって重要ではなく、構造物の素材の方がより重要であり、それは後に明ら かになるように、チューブの利用中の注射針および探子の貫入のためである。

第二エンドキャップ１２は凹部１６を有することが示されているが、この凹部は エンドキャップ内の軸上に存在している。そのうえ、第二エンドキャップ１２は リム１８を有しており、このリムはチューブ１０後の末端にかぶさってはまり、 そのチューブと共に流体および気体密閉ンールを形成する。使用することができ るエンドキャップの種類には変形物が存在するということは認識されるであろう 。幾つかの態様においては、エンドキャップはストッパーもしくはプラグを伴い 、そのストッパーもしくはプラグにより流体および気体密閉シールが提供され、 そしてエンドキャップはストッパーもしくはプラグの保護し、そして／又はスト ッパーもしくはプラグを定位置に保持する。

チューブ１０内の分離装置は一般的には１９により示される。分離装置１９はチ ューブ１０内でその空間を第一チャンバー２０と第二チャンバー２１とに分断す るが、本発明の態様においては、エンドキャップ１２は分離装置１９と接触し、 そして分離装置に据え付けられており、このため第二チャンバー２１は、実際に はチューブ１０内での分離装置１９の移動の際にチャンバー２１を生じる初期チ ャンバーであるとみなす。

分離装置１９は分離シェル２２およびプラグ２４がらなっている。分離シェル２ ２は、第一チャンバー２０の方を向く第一シェル凹部２５およびに第二チャンバ ー２１の方を向く第ニジエル凹部２６を有しており、第一ンエル凹部２５はフィ ルターを含むことができる（図示されていない）。分離ンエル］９は第一フラン ジ２７およびに第二フランジ２８をも有しており、図示される態様においてはこ れらはチューブ１０の内壁１５の方向に伸びており、かつその内壁にすべりばめ されており、そしてそのチューブと共に有効な流体密閉シールをすべての実際的 な目的のために形成する非平面的曲線型表面であるが、他の形のフランジを使用 することができる。２枚のフランジが図示されており、そして２枚のフランジが 好ましいものの、少な（とも１枚のフランジが必要であると考えられている。プ ラグ２４は第二ンエル凹部２６内に位置している。内部表面３０はその表面上に 形成されるコンポリューンヨン経路を有しており、このコンポリューノヨン経路 はプラグ２４の表面と組合わさって、プラグ２４の相対する両端の間に流体の流 れを連結するようなチャネル（図示されていない、図４を参照せよ）を形成する 。分離シェル１９は液体の流れのための軸オリフィス２９を有するように示され ている。

第一フラノン２フと第二フランジ２８との間、それでなければ分離装置１９と内 壁１５との間の空間、あるいは第一凹部２５内の領域を、分離過程のモニターの ために使用する。この過程の光学的モニターは好ましい方法であるものの、例え ば赤外線および紫外線のような他の方法を使用することができる。

プラグ２４は通常ではエラストマー類の材料、特にセルフンール性エラストマー 製の材料からできているであろう。本明細書中の開示により明らかになるであろ うが、操作のある様式において、特に図２において示される態様においては、第 一チャンバー２０内への液体の挿入のために注射針を第二エンドキャップ１２を 通しく凹部１６を介して）、プラグ２４を通過させて挿入する。プラグ２４は、 チューブ１０内での分離装置１９の移動中においては本明細書中に記載されてい る方法の操作に関する追加的な必要条件を有している。

図１及び図２の態様ならびに他の態様におけるエンドキャップおよびにプラグも しくはストッパーの構造物の材料は特に操作の方法に依存するであろう。エンド キャップは、注射針による貫入が必要とされるか否かに依存して通常は比較的堅 いプラスチック製であろう。遠心前に注射針をプラグに刺し通す場合にはセルフ シール性材料が必要とされるが、このような場合であるか否かに依存してプラグ もしくはストッパーはセルフシール性エラストマー製のものを初めとする堅いも しくはエラストマー類のものであることができる。本明細書中に引用されるセル フシール性材料は血液採取用チューブの技術分野において知られている。

図２は、チューブ１０が第二エンドキャップのみを有する、すなわち第二エンド キャップ１２の位置において一つの開放端のみを有するチューブを使用すること により第一エンドキャップ１１を置き換えであることを除き図１において示され るものと同一である。末端３１はチューブ１０の残りの部分からなる。そのうえ 、第二エンドキャップ１２はチューブ１０の末端の位置でストッパー２３を支え ている。ストッパー２３は分離装置１９にちょうどはまるように示されており、 この結果チャンバー２１（図２においては示されていないが別の場所において示 されている）が初期チャンバーになっている。

図３は、一般的には４０により示される分離装置を示しており、この分離装置４ ０は分離装置１９と同一であるが、より詳しく示されている。

分離装置４０はプラグ４３の付いた分離シェル４１を有している。プラグ４３は 、分離シェル４０の第−軸凹部４５とは反対側の末端上にある第二軸凹部４６内 に位置している。コンポリューンヨン経路側のチャネル（図示されていない）は プラグ４３と分離シェル４０の表面との間の界面上に位置しており、これが第二 軸凹部４６の形を特定している。アクセスチャネル４７は第−軸凹部４５と第二 軸凹部４６との間の分離フェル４０内に位置する。

分離シェル４０もやはり第一フランジ４８および第二フランジ４９を有している 。第一フランジ４８および第二フランジ４９の各々は、有意な量の液体が第一フ ランジ４８および第二フランジ４９を通過し、そして分離された相の汚染を生じ ることがない程度に、チューブの内部表面に接触し、そしてその内部表面とすべ りばめを形成することを意図しである。

図４は、図３の分離シェル４ｏ上において第二軸凹部４６と分離シェル４０との 間の界面に位置するコンボリューション経路付チャネルの平面図を示している。

一般的には６１により示される第二軸凹部の表面６０は中心軸オリフィス６２、 マニホールド６３、およびにチャネル６４を有する。チャネル６４は入口部６５ およびに排出口６６を有し、そしてこのチャネルは入口部６５と排出口６６との 間にある単一の連続的チャネルであることが示されている。しかしながら、図示 される態様においては、チャネル６４は８つの直角のエルボを有しており、その 結果第二軸凹部６１の表面６０の回りをチャネル６４が曲がりくねるようになっ ている。コンポリューンヨン経路はこのように形成されており、そしてこのコン ボリューション経路は一般的に、各々半径方向、軸すなわち縦方向の、ならびに 周囲を取り巻く向きのセクションを有している。この経路は流れの反対方向の軸 向きセクション、好ましくは本明細書のこれ以降の部分に論議されているような 、縦軸が実質的に取り囲まれていてチャネルにおける逆流を阻害するということ を必要とすると考えられており、半径向きのセクションは流体の流れもしくはそ の阻害に関してさほど重要ではないと考えられている。幾つかの態様においては この副流チャネルは少なくとも１８０度の、そして好ましくは、少なくとも２７ ０度の軸回転を有するが、これはすなわちこの範囲まで縦軸の周囲を回るという ことである。

図５は、図４の線Ｂ−Ｂに沿った分離装置の断面図である。分離装置７０は第一 フランシフ１および第二フランジ７２を有する。第−軸凹部７３は、分離装置７ ０の縦軸上に位置する軸オリフィス７４と液体の流れを連結する状態にある。第 二軸凹部７６内のプラグ７５が断面図中に示されている。プラグ７５中のチャネ ル７７は、軸オリフィス７４に流体の流れを連結するチャネル入口部７８がら開 始するコンボリューション経路を有する。図面中に示されているようにチャネル ７７は軸方向を向いているチャネル入口部７８がら始まり、直角に曲がり、そし てしばらくの間は周囲を回るように進み、その後チャネル入口部７８に連結して いる軸方向とは反対の軸方向へと曲がる。チャネル７７はその後周囲を回る様式 でさらに進み、そしてその後は軸方向に進むように示されている。

図６は分離装置の他の態様を示している。分離装置８ｏは、第一フランジ８１お よびに第二フラノン８２、ならびに第−軸凹部８３およびに第二軸凹部８４を有 している。この態様においては、第−軸凹部８３と第二軸凹部８４との間に本来 形成される軸チャネルは存在せず開口部８５が存在する。開口部８５はその中に 挿入プラグ８６を有し、挿入プラグ８６は第二軸凹部８４内においてプラグ８７ 内にはまりそしてそのプラグに据え付けられる。挿入プラグ８６は分離装置８ｏ の縦軸上に位置する軸チャネル８８を有する。軸チャネル８８は、挿入プラグ８ ６の長さ全体にわたって伸び、その後２回直角にまっがって進んで、反対方向の 軸向きになり、そしてその後半径方向に進むことが示されている。軸チャネル８ ８はその後、プラグ８７の表面に形成されているプラグチャネル８９に接続し、 そして最終的には排出口９０に出る。

図７は、図６の態様の分解組み立て図を示す。分離装置８ｏは第−軸凹部８３お よび第二軸凹部８４を有し、そしてそれらの間に開口部８５が存在する。開口部 ８５はプラグ８７を受け入れるように改造されていれる。挿入プラグ８６はプラ グ８７内のプラグ凹部９１内にはまりそしてその中に据え付けられる。挿入プラ グ８６は分離装置８ｏの縦軸上に位置する軸チャネル８８を有する。軸チャネル ８８は挿入プラグ８６の長さ全体にわたって伸びており、その後２回直角に曲が って反対方向の軸向きになり、そしてその後に半径方向に進むことが示されてい る。プラグチャネル８９は分離装置８０内の第二軸凹部８４上に形成されている 。

操作に際して、例えば血液のように、異なる密度の相を有する液体のサンプルを チューブ内に入れるが、本発明の方法の操作は本明細書内においては一般的には 細胞性分画および非細胞性分画への血液の分離に関して記載されるであろう。血 液は第一チャンバー２０内へ挿入する。図１の態様においては、この操作は第一 エンドキャンプ１１を取り外しそして血液を挿入することにより行うことができ る。しかしながら安全上の理由で、通常は第一チャンバー２０の内側を真空にさ せておくので注射針を使用して第一チャンバ−２０内に血液を流し込む。これは 、図１の態様においては、第一エンドキャンプ１１およびプラグ１３を通過して 直接第一チャンバー２０内へ注入することにより行うことができる。

図２の態様のための別の方法では、血液は、第二エンドキャップ１２を通り、プ ラグ２４を通過し、そしてチャンバー２０内へと挿入させた注射針２０を通して チャンバー２０内へ流し込まれるが、この態様においてはプラグ２４を形成する 材料は、妥当な力の下において注射針がプラグを通過するのを可能にさせ、そし て注射針の引き抜きの際にセルフシールし、そしてチューブに沿って分離装置が 移動する間に探子に十分な抵抗力を提供し、かつ膨張によりチャネルを閉塞させ ることがないように選択することが必要である。第一エンドキャップ１１を通し ての注入が好ましいのは、第二エンドキャップ１２を通しての注射針の引き抜き およびに注射針を引き抜いた後に第二チャンバー２１内もしくは凹部１６内に蓄 積してくる血液の滴に関連する可能な汚染の問題がこのことにより克服できるた めであり、凹部１６における滴は、単一末端チューブつまり一つのエンドキャッ プのみを有するチューブであるチューブ１゜内での分離シェル１９の移動を生じ るためにその後に挿入される探子を汚染させるであろうが、両口チューブ（ｄｏ ｕｂｌｅ−ｅｎｄｅｄ　ｔｕｂｅ）　つまり両端にエンドキャップを有するチュ ーブではそのようなことは生じることがなく、その理由は、両口チューブにおい ては注射針は一方のエンドキャップを通り、そして探子はもう一方のエンドキャ ップを通るためである。

分離装置は特に、軸遠心系、例えば既述の米国特許第４　８２８　７１６号の明 細書において記載される種類の軸遠心機内における適切なチューブ内での利用を 意図する。この分離装置は、相分離を効果的に行うためにその縦軸の回りを回転 する。分離終了の時点で、高粘性の濃厚で凝固した細胞はチューブ壁付近に存在 し、そして低粘性の血清（ならびに任意の空気および他の気体）は縦軸に近い位 置に存在する。その後探子が第二エンドキャップ１２を貫き、そして第ニブラグ ２４に接触してそのプラグによりくい止められる。探子にさらに力を加えると分 離装置がチューブ１０に沿って移動し、これにより第一チャンバー２０の容積が 減少する。この容積の減少により縦軸上に位置する物質がアクセスチャネル４７ を通ってプラグ２４と分離シェル１９との間の界面上に位置するコンポリューン ヨン経路に沿つて流れ、そして第二チャンバー２１に流れ込む。空気もしくは他 の気体物質が第二チャンバー２１内へ流れ込む最初の物質であり、その後に血清 が続く。光学センサーはチューブの外部に位置しており、そして分離装置がチュ ーブに沿って移動する際にそれをモニターすることができる。センサーはその該 当部位であるンエル凹部２５を通して光を渡す。血液ＩＢ胞がシェル凹部２６に 接近し、そしてそれが検出される際、探子およびそれに従って分離装置１９の移 動が停止し、そしてその後血液細胞は第二チャンバー内に入って行かなくなる。

チューブがその軸の回りをまだ回転している内に探子を引き抜けば、探子がチュ ーブ内のサンプルにより汚染されることはない。したがってサンプルの相互汚染 を生じることなくこの探子を次のサンプルに使用することができると考えられて いる。

チューブは例えばガラスもしくは５ｅｌａｒ（商標）ポリアミドのような光学的 透過性材料でできており、後の例のものはＥ、１．ｄｕＰａｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍ ｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｗｉ１ｍｉｎｇｔｏｎ社、Ｄｅｌａ ｗａｒｅ　Ｕ、Ｓ、Ａ、　、により製造されている。他の光学的透過性材料を使 用することができるが、基本的な必要条件は容認される透過性および遠心過程に おいて適応される力に耐えるに十分な強度である。そのうえこのチューブは真空 を維持することが可能である必要があり、約２年間の期間の真空維持の能力が好 ましい。

容認される特性のチューブもしくはノ＼イアルは既知のものであり、そして血液 の採取および処理において用いられている。分離機のシェルは熱可塑性もしくは 池のポリマーがら塑造することができるが、基本的な必要条件はそのポリマーが 血液およびその構成成分の特性および性質に関する不利な影響を有さないことで ある。液体を相へと分離する方法のモニターおよび調節のために光学的手段を使 用する場合には、分離装置は光学的に透過性であることが必要である。別の場合 にはその特定のモニタ一方法に適する材料が必要とされる。そのうえ、分離装置 は分離装置が存在するチューブの側面に接触する十分な流体ンールを提供し、か つその材料は分離装置の形に製造することができるものである必要がある。

適切な材料の例はポリエチレンである。

プラグの製造に用いられる材料は、用いられるチューブに特に依存するであろう 。単一末端のチューブのためには例えば血液などの液体が第一チャンバー内に導 入されるように注射針がプラグを貫くことができるということが重要であり、こ の材料は注射針の引き抜きの際にセルフシールするものであり、そして芯が抜は 落ちない、つまりプラグの一部分て注射針のチャネルを閉塞させる、すなわちふ さぐことがないことを必要とする。次に、探子を使用してチューブに沿って分離 装置を移動させる場合には、プラグの材料は従って、分離装置の移動を生じるの に十分な抵抗力を探子に提供することができる一方で、それと同時に流体の流れ に必要なチャネルが妨害される程のプラグのねじれなどを生じないことが必要で ある。エチレン／ビニルアセテートポリマー組成物が受け入れ可能であることが 見いだされており、それにはＥ、１．　ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ 　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ社から取得することができるＥｌｖａｘ　（商標）２ ５０．２６０．４５０、および５５０のポリマー組成物が含まれるが、他の組成 物も当業者に明らかになるであろう。両口チューブを使用する場合には注射針が プラグを貫（必要はなく、そしてプラグについての必要条件はさほど厳密ではな い。

エンドキャップはセルフシール性材料、特にセルフシール性エラストマー製材料 てできている必要がある。このような材料の例は当業者に知られている。

チャネル６４のコンホリューンヨン経路はそのチャネルを通過する物質の流れに 関して重要である。チューブの軸遠心が停止した後に液体が第二チャンバー２１ から第−チャンバー２０内へと逆流することがないことが好ましいが、たとえ断 続的であっても第一チャンバー２０から第二チャンバー２１内へと液体が流れ続 けないということの方がより重要である。特に、チューブの反転、横倒し、漏れ 、揺れ、および傾きを含む使用中の取り扱いが、いずれかの方向における流体の 流れ、特にチャンバー２０からチャンバー２１への細胞分画の流れをもたらさな いということが重要である。コンポリューンヨン経路が分離される液体にとって 適切プｉ寸法である場合には、そのコンポリューンヨン経路を通過した物質は特 有の性質を有する。このチャネルは周囲を取り巻く向きのセクションと間軸向き のセクションの両方を有していることが好ましい。先に論議されているように、 少なくとも１回は軸方向に逆戻りさせ、そしてその軸からずれている縦軸の回り を実質的に一回完全に巡回させることにより、チューブの向きにかかわらず細胞 の沈降物からの流れを防ぐべきであるが、軸方向を２回もしくはそれを上回る回 数分度化させることが好ましく、軸回りのらせん構造では許容されない結果を生 じることが見いだされている。そのうえ、濃縮され凝固している細胞を無理に流 れチャネルに通そうとするには血清の場合よりもより高い圧力を必要とするため 、十分に小さい面積およびに十分な長さのチャネルを提供して、血清の流れは通 過させるが細胞分画の流れを阻止させることが可能である。

チャネルのコンポリューンヨン経路は、本明細書においては円錐の表面上に位置 することが好ましいように記載されているが、それは主に製造の容易さという理 由による。しかしながらこのチャネルは、例えば円筒もしくは球などのような違 う形の表面上に存在することもできるが、そのようなチャネルは整合のとれた様 式における製造が実質的にはより困難であろう。

分離シェルおよびプラグは製造のしやすさのために別々に作成される。

図面中の態様においては、流れチャネル全体を分離シェルの表面上に作成してい ることが示されており、このようにすることは製造のしやすさのためには好まし いが、他の態様では、流れチャネルはプラグの一部分として製造することができ る。先に記載したように、図示されているような円錐形のはめ合い面が好ましい 。

本明細書の分離装置は最低数の独立した部品を有しており、チューブごとの整合 性およびに信頼性が改善されているために、臨界的なはめ合い面およびに接合部 はほどんどないという結果となっている。そのうえこの分離装置は可変部品のな い受動的な設計となっている。この分離装置は血液細胞からの血清の効果的な分 離のため、縦方向に位置する軸チャネルを有しており、そして第一チャンバー２ ０内における最小空気保有率での最大血清収率を提供する。このチャンバーは細 胞の損傷もしくは血餅の保持を促進させるであろう鋭利な縁およびに断続的な表 面などを本質的には有していない。単一の流れのチャネルは特に重要であると考 えられるが、その理由は、多重チャネルはチャンバー間の相互流れを可能にして 、そして粗悪な分離状態を生じる傾向にあるためである。チャネルは、分離され た相の特に小部分のみがチャネル内に保持されるように小さな横断面積のもので あるべきである。流れの経路は長くかつ複雑すなわち曲がりくねっており、その 結果比較的小さな分離装置内に長い流れの距離をもたらすが、このことにより血 液成分採取およびに保存のためにチャンバー内において利用することができる容 積が最大限のものにもなる。

フィルターを第一ノニル凹部２５内において使用すれば、この凹部を通過して軸 オリフィスへ至る流体を濾過することができる。例えば、軸オリフィスを通過す る血液分画から血小板を濾過することができるであろう。

チューブは、当該技術分野において知られているように、抗凝集剤もしくは凝固 活性化因子を含むことができるものと理解しなければならない。

チューブおよび分離装置は本明細書中においては特に軸遠心機に関して記載され ているが、本明細書中において記載される少なくとも幾つかのチューブおよびに 分離装置は常用の遠心機において使用することもできる。しかしながら、本分離 装置は、たとえチューブが使用可能な分離装置を含んでいるとしても本明細書中 において記載されている様式においては機能しないことがあるものとみなされて いる。

本明細書は以下に示される実施例により説明される。

実施例１ 本発明の分離装置を使用する血液の構成成分への分離を説明するために、２本の 血液のサンプルを常法の手段により採取し、そしてその後本明細書において説明 される分離装置を有する単一末端チューブ内に移し入れた。分離装置内のプラグ はＥｌｖａｘ５５０エチレン／ビニルアセテートの共重合体から製造されており 、そして分離装置は図示されているような中心線試料採取構造を有しており、「 中心線試料採取構造」という表現はチューブの軸上にある流れチャネルへの入り 口を意味する。

血液は一時間凝固させた。その後チューブを軸遠心機内に入れ、細胞性構成成分 およびに非細胞性構成成分が整列した後、探子を使用して分離装置をチューブの 底へ移動させ、細胞構成成分が分離装置に入って行く前にその探子を停止させた 。非細胞性構成成分（血清）のサンプルを取り出し、そしてオタワ・ンビック・ ホスピタルＯｔｔａｗａ　Ｃ１ｖｉｃ　Ｈｏ５ｐｉｔａｌ　（ＯｔｔａｗａＸＯ ｎｔａｒｉｏ）］の検査室において分析した。

比較として２本の血液のサンプルを、商業的に入手することができるチューブ、 すなわちＢｅｃｔｏｎ　Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ社のバキュテイナ−（ｖａｃｕｔａ ｉｎｅｒ）チューブを使用して採取し、そして一時間凝固させた後にそれを常法 のスイングパケット式遠心機内で遠心処理した。非細胞性構成成分（血清）のサ ンプルを取り出し、先のサンプルと同時にＯｔｔａｗａ　Ｃ１ｖｉｃ　ｌ−１ｏ ｓｐｉｔａｌ、Ｏｔｔａｗａ、０ｎｔａｒｉＯ１の検査室において分析した。

血液は同じ日に同じ人から採取した。

得られた結果を以下に示す。

煮−± ＡＬＴ　（単位ル）　２４　２３　２２　２４ＡＳＴ　（単位ル）　２３　２２ 　２４　２３アルカリフオスフアターゼ（単位ル）８９　８９　８９　８９コレ ステロール（ｍ績ル）　５．２　５．４　５．２　５．２総ビリルヒン（μＩＩ ／Ｌ）　１０　１０　１０　９直接反応型ビリルビン（μＭ／Ｌ）　２　２　２ 　２ガンマＧＴ　（単位ル）　２３　２４　２４　２３ＬＤＩＩ−Ｌ　（単位ル ）　１５３　１４２　１４２　１５５クレアチニンキナーゼ（単位／Ｌ）　９４ 　９３　９０　９２マグネシウム（ｍＭ／Ｌ）　０．８９　０．８８　０，８９ 　０．８８二酸化炭素（ｍＭ／Ｌ）　３１　３２　３３　３２トリグリセリド（ ｍｌｌ／Ｌ）　１．７５　１．７５　１，７０　１．７１注　実験３および４は 比較実験である。

先の表において得られた値およびに得られた結果における変動はこのようなテス トに対する標準的な許容偏差内にある。この結果により、本発明の分離装置、チ ューブ、およびに方法が血液成分の効率的な分離を生じること示している。探子 の操作はより高い血清収率を得るように調節することができ、そしてそのように 調節してきている。

補正書の写しく翻訳文）提出書　（特許法第１８４条の８）平成６年１１月１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．異なる密度の複数相をもつ液体サンプルの予め選択された相の分配方法であ って、 （ａ）直線型チューブの第一チャンバー内に当該液体サンプルを含める段階であ って、当該チューブが分離装置により第一チャンバーから分離されている第二チ ャンバーを有し、当該第二チャンバーが液体を含まず、当該分離装置が流体密閉 方式でチューブの内部表面にすべりばめされており、かつ制流チャネルと流体の 流れを連結する状態にあるチューブの縦軸上の軸オリフィスを有し、当該制流チ ャネルがチューブの縦軸からずれており、当該制流チャネルが流体の流れの反対 方向の少なくとも２つの軸方向に伸びたセクションを有するコンポリューション 経路を有し、当該軸オリフィスが第一チャンバーと流体の流れを連結する状態に あり、そして当該制流チャネルが第二チャンバーと流体の流れを連結する状態に あるものである段階、 （ｂ）チューブをその縦軸の回りに同心円をなして回転させることによりサンプ ルの相を整列させる段階、 （ｃ）それぞれの相が整列している間に、チューブ内での分離装置の移動により 第一チャンバーの容積を低減させ、第一チャンバー内での軸方向に位置する液体 の相が軸オリフィス内に流れ込み、そして制流チャネルを通過して第二チャンバ ー内へと入って行く段階、（ｄ）相分離の情報を相の間の界面の位置から取得し 、そしてその相分離の情報に基づき第一チャンバーの容積の減少を調節する段階 、を含んでなる方法。 ２．制流チャネルが単一の連続的チャネルである、請求の範囲１の方法。 ３．制流チャネルが段階（ｃ）の間に第一チャンバーから第二チャンバーへの液 体の流れを可能にするが、他の時期における液体の流れを制限する、請求の範囲 １もしくは請求の範囲２の方法。 ４．異なる密度の複数相をもつ液体サンプルの予め選択された相の分配方法であ って、 （ａ）直線型チューブの第一チャンバー内に当該液体のサンプルを含める段階で あって、当該チューブが分離装置により第一チャンバーから分離されている第二 チャンバーを有し、当該第二チャンバーが液体を含まず、当該分離装置が流体密 閉方式でチューブの内部表面にすべりばめされており、かつ制流チャネルと流体 の流れを連結する状態にあるチューブの縦軸上の軸オリフィスを有し、当該制流 チャネルがチューブの縦軸からずれており、当該制流チャネルが流体の流れの反 対方向の少なくとも２つの軸方向に伸びたセクションを有するコンポリューシヨ ン経路を有し、当該軸オリフィスが第一チャンバーと流体の流れを連結する状態 にあり、そして当該制流チャネルが第二チャンバーと流体の流れを連結する状態 にあるものである段階、 （ｂ）チューブに遠心力をかけてサンプル相を整列させる段階、を含んでなる方 法。 ５．制流チャネルが単一の連続的チャネルである、請求の範囲４の方法。 ６．第二チャンバーが、分離装置がチューブに沿って移動する際に生じる初期チ ャンバーである、請求の範囲１〜５の内のいずれかの方法。 ７．制流チャネルが実質的にチューブの縦軸の回りを回る、請求の範囲１〜６の 内のいずれかの方法。 ８．コンポリューション経路か円錐の表面に従う、請求の範囲１〜７の内のいず れかの方法。 ９．チューブがチューブの一端のみにエンドキャップを有する単一末端チューブ である、請求の範囲１〜８の内のいずれかの方法。 １０．チューブがチューブの両端にエンドキャップを有する両口チューブである 、請求の範囲１〜８の内のいずれかの方法。 １１．液体サンプルが、異なる密度およびに光学特性の少なくとも２つの相を有 する、請求の範囲１〜１０の内のいずれかの方法。 １２．制流チャネルが少なくとも１８０度の軸回転を有する、請求の範囲１〜１ １の内のいずれかの方法。 １３．制流チャネルが少なくとも２７０度の軸回転を有する、請求の範囲１２の 方法。 １４．流体密閉方式における直線型チューブのチャンバーの内部表面にすべりば めされるように適応させた分離装置であって、当該分離装置が制流チャネルと流 体の流れを連結する状態にある分離装置の縦軸上に軸オリフィスを有し、当該制 流チャネルがその分離装置の縦軸からずれており、当該制流チャネルが流体の流 れの反対方向の少なくとも２つの軸方向に伸びたセクションを有するコンポリュ ーション経路を有し、当該軸オリフィスおよび当該制流チャネルが分離装置の第 一側面と分離装置の第二側面との間に流体の流れの連通部を提供する、上記分離 装置。 １５．制流装置が単一の連続的チャネルである、請求の範囲１４の分離装置。 １６．制流チャネルが実質的にチューブの縦軸の回りを回る、請求の範囲１４も しくは請求の範囲１５の分離装置。 １７．コンポリューション経路が円錐の表面に従う、請求の範囲１４〜１６の内 のいずれかの分離装置。 １８．制流チャネルが少なくとも１８０度の軸回転を有する、請求の範囲１４〜 １７の内のいずれかの分離装置。 １９．制流チャネルが少なくとも２７０度の軸回転を有する、請求の範囲１８の 分離装置。 ２０．少なくとも一方の端にシール可能な開口部およびにそのチューブ内に配置 された分離装置を有するチューブであって、当該分離装置が当該チューブ内にお いて第二チャンバーから第一チャンバーを分離し、当該分離装置が流体密閉方式 においてチューブの内部表面にすべりばめされており、かつ制流チャネルと流体 の流れを連結する状態にあるチューブの縦軸上の軸オリフィスを有し、当該制流 チャネルがチューブの縦軸からずれており、かつ流体の流れの反対方向の少なく とも２つの軸方向に伸びたセクションを有するコンポリューション経路を有し、 当該軸オリフィスが第一チャンバーと流体の流れを連結する状態にあり、そして 当該制流チャネルが第二チャンバーと流体の流れを連結する状態にあり、当該チ ューブおよび分離装置が第一チャンバー内に液体を挿入するための手段を提供す る、上記チューブ。 ２１．制流チャネルが単一の連続的チャネルである、請求の範囲２０のチューブ 。 ２２．第二チャンバーが、分離装置がチューブに沿って移動する際に生じる初期 チャンバーである、請求の範囲２０もしくは請求の範囲２１のチューブ。 ２３、コンポリューション経路が円錐の表面に従う、請求の範囲２０〜２２の内 のいずれかのチューブ。 ２４．流れ防止チャネルが少なくとも１８０度の軸回転を有する、請求の範囲２ ０〜２３の内のいずれかのチューブ。 ２５．流れ防止チャネルが少なくとも２７０度の軸回転を有する、請求の範囲２ ４のチューブ。 ２６．チューブがチューブの一端のみにエンドキャップを有する単一端チューブ である、請求の範囲２０〜２５の内のいずれかのチューブ。 ２７．チューブがチューブの両端にエンドキャップを有する両口チューブである 、請求の範囲２０−２５の内のいずれかのチューブ。