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JPH0774772B2 - 血液サンプリング組立体、ターゲット細胞の採取方法およびターゲット成分の採取方法 - Google Patents

血液サンプリング組立体、ターゲット細胞の採取方法およびターゲット成分の採取方法

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Publication number
JPH0774772B2
JPH0774772B2 JP3345101A JP34510191A JPH0774772B2 JP H0774772 B2 JPH0774772 B2 JP H0774772B2 JP 3345101 A JP3345101 A JP 3345101A JP 34510191 A JP34510191 A JP 34510191A JP H0774772 B2 JPH0774772 B2 JP H0774772B2
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tube
float
blood
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Publication of JPH0774772B2 publication Critical patent/JPH0774772B2/ja
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49—Blood
    • G01N33/491—Blood by separating the blood components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5021—Test tubes specially adapted for centrifugation purposes
    • B01L3/50215—Test tubes specially adapted for centrifugation purposes using a float to separate phases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
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  • Cyclones (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、血液等の遠心分離済み
サンプル材料の成分層についての情報を測定する装置と
方法に係る。成分層はフロートを内蔵した脱気チューブ
により採取される。フロートは、遠心分離に際し箇々の
成分層が前記貫通路内に入り込み採取される成分層を広
げる貫通ボアまたは貫通路を備えている。
【０００２】
【従来の技術】フロートを内蔵する毛細管または他のチ
ューブ内に入れた材料混合物のサンプルを遠心分離し、
多数の成分を含む混合物質の成分層を測定する技術が開
発されてきている。フロートは円筒状をしていることが
好ましく、またこのフロートは、遠心済み混合物内に沈
み込み測定層の入り込む自由環状室がチューブ内に形成
される程度の比重を備えている。この技術は、１９７７
年７月７日付け発効の米国特許第４，０２７，６６０
号、１９７８年４月４日付け発効の米国特許第４，０８
２，０８５号、１９７９年５月２９日付け発効の米国特
許第４，１５６，５７０号等に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】検査する物質が血液の
ような汚染の可能性のある材料であれば、検査技師がこ
うした汚染血液に晒されることのないように保護するこ
とが好ましい。前述した従来技術は毛細管を使用して行
なわれており、毛細管は端部が開口しているため検査員
は血液に晒されることになる。従って、サンプルの取扱
いには常時予防措置が取られてはいるものの、血液によ
る感染の危険性は存在している。また前述した従来技術
では、チューブから遠心済み血液細胞部分を採取する操
作は簡単に行なうことができない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、血液採取要員
が血液のような汚染の可能性のある物質から成分細胞ま
たはその他の粒子を採取するのに使用する方法と装置に
関係している。この装置と方法によれば、汚染血液サン
プルにより感染の起きる可能性はなくなる。本発明のチ
ューブとフロートを使用する場合、血液サンプルはシー
ルしたチューブ内に入れられ、採取される細胞をチュー
ブ内で凝集させ、血液サンプルに検査技師を晒すことな
くチューブから細胞を吸引することができる。本発明の
他の利点は、細胞の凝集と採取を行なうのに必要な成分
すべてを収容しており、またこれら成分が安定した不活
性雰囲気により取り囲まれているような、一体シールし
たチューブを用いていることにある。本発明に使用する
チューブは、一体の閉鎖端部を持つガラスチューブであ
ることが好ましい。このガラスチューブの長さは今まで
の毛細管の長さと同じであるが、約０．９１ｍｌの血液
を入れておける大きな直径を備えている。チューブ内に
は円筒状のフロートが配置され、フロートは静的な状況
の下でチューブボアに正確に嵌るよう精度管理された外
径を備えている。血液細胞の採取に使用する場合、フロ
ートには軸方向の貫通ボアが形成される。この貫通ボア
は、遠心分離後に、血液サンプルに含まれる白色細胞と
血小板の層を受け入れ分離する働きをする。フロート
は、血液サンプルの遠心分離後に、チューブ内に封じ込
めた赤色細胞中に浮かぶ比重を持つプラスチック材料か
ら作られている。着色染料／赤色細胞含浸剤には、例え
ばカリウムやシュウ酸塩が使われる。こうした試薬は、
チューブ内に液体の形態で入れておくこともできる。エ
ラストマー製のストッパがチューブの開口端部を閉鎖
し、チューブ内には低圧の不活性ガスが充填されてい
る。チューブ内の低圧を利用して主要血液採取装置から
チューブ内に血液サンプルを取り入れることが好まし
い。主要血液採取装置としては、例えば、Ｂｅｃｔｏｎ
Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから販売
されているＶａｃｕｔａｉｎｅｒ（商標）がある。
【０００５】フロートは、プラスチック製の複合構造体
であることが好ましい。この複合構造体は、遠心分離済
み赤色細胞層にフロートとして浮かぶ比重を備えてい
る。フロートは、貫通ボアを備えたコア部分と環状スリ
ーブ部分とで構成されている。環状スリーブ部分は、サ
ンプルを遠心分離する際、フロートに加わる力の程度に
応じて膨張したり収縮する。フロートのコアは、遠心分
離中でも寸法が安定している透明なスチレン等のプラス
チック材料から作る必要がある。フロートの周囲スリー
ブ部分は透明な柔軟性のあるビニールプラスチックから
作ることができる。フロートのこれら２つの構成部分
は、同軸押出し成形または同時モールド成形により互い
に一体化することができる。チューブには、遠心分離中
にチューブ内をフロートが移動し易くするために、シリ
コンコーティングのような潤滑コーティングを施してお
くことができる。フロートのコアおよびスリーブに使用
可能なプラスチックには、ポリスチレンや塩化ビニール
（ＰＶＣ）がある。必要とあらば、フロートは単一のプ
ラスチック材料から構成することもできる。
【０００６】主要血液チューブは、本発明のチューブに
設けたエラストマー製のストッパを穿孔する針を備える
ことができる。この針を通じて、採取チューブから検査
チューブに血液は流れていく。チューブと血液を遠心分
離する際、チューブ内に形成された細胞群をそのままの
状態に保つために、チューブ内の上方部分に揺変性ゲル
を取り付けておくことができる。このゲルは遠心分離中
にチューブの壁に沿って流下し、血漿層の上部に溜り血
漿上に粘着皮膜を形成する。明らかなように、このゲル
の比重は血漿の比重よりも小さい。ゲルに代えて厚みの
薄いプラスチックキャプを使用することもできる。
【０００７】ボア径の大きなチューブと軸方向ボアを備
えた大きなフロートとを本発明に使用する場合、チュー
ブボアＩＤの直径許容寸法誤差は緩和される。前述した
従来例の組み合わせてなるチューブ／フロートを使用し
て細胞の採取を行なう場合、白色細胞と血小板の層を１
０倍拡張させることが望ましい。本発明の大径のチュー
ブとフロートを使用する場合、４．０ｍｍ直径のチュー
ブボアを使えば１．２６５ｍｍの貫通ボア直径のものか
ら１０倍拡張を起こさせることができる。このことは、
従来技術の毛細管とフロートを使用した場合の約４３ミ
クロンの自由空間とは大きく異なっている。本発明の装
置を使用する場合、ボア直径の＋／−変化は２０ミクロ
ンである。
【０００８】大型チューブ／フロート装置を使用しての
利点は、流体力学遠心分離技術を改善できることにあ
る。血液をチューブに入れた後、実際にはチューブを１
００Ｇで遠心分離するのが通例である。この種のフロー
トの使用にあたっては、数種類の力が利用されている。
まず第１に、求心加速度はフロートをチューブの端部に
向けて押しやり、その際に血液細胞の分離が行われてい
る。第２に、加速度はフロートの両端で異なるためフロ
ートには周期的な力が作用する。この周期的な力はチュ
ーブの中心部付近で約２００Ｇである。こうした力はフ
ロートに約５００Ｇの引張力または収縮力として作用
し、フロートの柔軟なエラストマー部分を大きく延ば
し、またその直径を幾分狭め、フロートがチューブを容
易に滑り落ちてしまう。フロートがそれ自身の比重に応
じてＲＢＣ層内に位置するようになった後に、遠心力は
緩慢に減少し周期的な力は消滅する。その結果、フロー
トは弛緩して元の直径に戻り、チューブの壁に再び密着
するようになる。
【０００９】軟膜層の細胞／成分はフロートの狭いボア
チャンネル内で直線状に広がり、その結果、これら細胞
／成分を簡単に採取することができる。
【００１０】従って、本発明の目的は、操作者に露出さ
せず血液サンプルが汚染されない状態で血液細胞の採取
を行える改良された血液サンプリング装置を提供するこ
とにある。
【００１１】本発明の他の目的は、許容寸法誤差が大き
く取れ必要な細胞層の拡大を行なえる、前述した特徴を
持つ血液サンプリング装置を提供することにある。
【００１２】本発明の別の目的は、多数の血液サンプル
の取扱われる、前述した特徴を持つ血液サンプル装置を
提供することにある。
【００１３】本発明のその他の目的は、遠心分離を終え
た後でも、形成された細胞群を安定化し保持する、前述
した特徴の血液サンプリング装置を提供することにあ
る。
【００１４】本発明のさらに他の目的は、遠心分離に際
しての動力学面を改善した、前記特徴を持つ血液サンプ
リング装置を提供することにある。
【００１５】
【実施例】
図面を参照すると、図１は、本発明に則つて構成した血
液サンプリング装置の好ましい実施例を示す。血液サン
プリング装置は透明なサンプリングチューブ２を備えて
いる。この透明なサンプリングチューブは好ましくはガ
ラスから構成されており、一体の閉鎖端部４を備えてい
る。サンプリングチューブ２内にはプラスチック製のフ
ロート部材６が配置され、また着色染料／赤色細胞含浸
試薬８が収容されている。エラストマー製のプラグ１０
がサンプリングチューブ２の開口端を閉じ、またサンプ
リングチューブ２の内側にはプラグ１０に沿って揺変性
ゲル１２が配置されている。ゲル１２の代わりに、薄い
プラスチック製ディスクまたはカップ１７を使用するこ
とができる。サンプリングチューブは好ましくは約７５
ｍｍの長さがあり、約４．０ｍｍのボア径を備えてい
る。サンプリングチューブの長さは従来の毛細管の例と
同じである。血液容量は約０．９ｍｌである。フロート
はサンプリングチューブ内に静止した状態にあり、約８
ｍｍの長さと４ｍｍの直径を備えている。
【００１６】フロート６は、遠心分離操作に際し、内部
で細胞と血小板の層を分離する中央貫通ボア７を備えた
複合構造をしている。ボア７は、必要とする細胞群の拡
張を行ってターゲット細胞群の採取を可能にするために
約１．２６５ｍｍの直径を備えていることが好ましい。
フロート６には、剛性のあるスチレンプラスチック等の
寸法安定性に優れた透明プラスチックからなるコア部分
９が形成されている。スリーブ１１は、ＰＶＣ等の柔ら
かい透明プラスチックから作られている。スリーブ１１
の端部は１３の部分が広がり、またボア７の端部の１５
の部分も広がっている、血液の充填および遠心分離に際
し血液はチューブ２内を移動することができる。
【００１７】図３は、双対穿孔針またはカニューレ１８
を備えた受渡し装置１６により、主要血液採取チューブ
１４からサンプリングチューブ２に血液を充填する方法
を示している。受渡し装置１６は、針支持プラグ２２の
嵌め込まれる外側覆い２０を備えている。針１８はプラ
グ２２の第１の筒穴２４内に突き出している。この細穴
は血液サンプリングチューブ２の当接端部を受け入れら
れる大きさがある。覆い２０は、主要血液採取チューブ
１４の当接端部を受け入れられる大きさの第２の筒穴２
６を形成している。受渡し針１８はチューブ１４のプラ
グ２８を穿孔し、またサンプリングチューブ２のプラグ
１０を穿孔する働きをする。サンプリングチューブ２内
の低圧により、血液は針１８を通じて採取チューブ１４
からサンプリングチューブ２に吸い込まれる。血液の流
入はサンプリングチューブ２がほぼ一杯になるまで続け
られる。充填を終えたサンプリングチューブ２は筒穴２
４から抜き取られ遠心分離機にかけられる。採取チュー
ブ１４からサンプリングチューブ２への血液の移動は、
サンプリングチューブ２を充填する流れの向きに一方通
行で行なわれる。針と脱気チューブ２を使用すれば、針
と脱気チューブ２を用いて患者から直接にサンプルを取
り出せることは明らかである。
【００１８】血液をサンプリングチューブ２に流入させ
て試薬８を血液に混ぜれば、サンプリングチューブ２の
遠心分離の準備が終わる。チューブ２は閉鎖端部４を外
に向けた状態で遠心分離機にかけられ、遠心分離後に
は、赤色細胞はサンプリングチューブ２の閉鎖端部に溜
まり、血漿はサンプリングチューブ２のストッパ側端部
に隣接して位置するようになる。図４は、遠心分離を終
えた後のサンプリングチューブ２と血液の状態を示して
いる。細胞群３０はサンプリングチューブ２の閉鎖端部
に集まり、フロート６は赤色細胞層の上部に入り込み、
しかもこの赤色細胞層の上方に突き出た状態となる。軟
膜３２を構成する白色細胞と血小板の層はフロート６の
ボア７に沿って軸方向に分離し、血漿３４は軟膜とフロ
ート６の上方に位置するようになる。揺変性ゲル１２
（またはプラスチック製ディスク１７）は血漿層３４を
覆い浮かんだ状態にあり、遠心分離工程の後にサンプリ
ングチューブ２を取り扱いフロートボア７からターゲッ
ト細胞群を採取する際、遠心分離処理済みの血液成分層
をボア７内の所定位置に保持することができる。
【００１９】図５は、吸引針３１を用いてフロートボア
７からターゲット細胞を採取する方法を示している。吸
引針３１はプラグ１０を通り抜けてサンプリングチュー
ブ２内に挿入され、針の先端２３はターゲット細胞群Ｂ
内に位置している。Ａ、Ｃ、ＤおよびＥは他の細胞群を
示している。針３１を通じて細胞群Ｂに負圧が加えら
れ、細胞は矢印３３の方向に針３１内を移動していく。
【００２０】充填を終えたサンプリングチューブ２に、
従来の毛細管を遠心分離する際に慣用されている１０，
０００Ｇの遠心力を加えると、フロート６の柔軟なスリ
ーブ部分１１は半径方向に収縮し、フロート６の有効径
は減少する。このためフロート６は遠心分離した赤色細
胞層に遭遇するまで血液サンプル内に押し込まれてい
く。この赤色細胞層は、その比重により、フロート６が
さらに移動するのに抵抗する。一旦、この状態が起きる
とフロート６は安定し、スリーブ部分１１は外向きに広
がって元の状態に戻りチューブボアにぴったり係合した
状態となる。チューブボアの壁にはシリコン潤滑剤を被
覆してあり、チューブ２内をフロート６が滑動し易くし
ている。
【００２１】本発明のチューブは、患者からまたは血液
採取チューブから血液サンプルを抜き取るのに使用で
き、また作業者が汚染血液に接触する危険性のない状態
で、密封したチューブ内で直接に血液細胞の測定を行な
えることは容易に想像がつく。従って、血液が汚染され
ていることの判明している患者に対しても、検査技師に
危険の及ばない状態で血液検査を行なうことができる。
サンプリングチューブとフロートの製作に際して求めら
れる許容寸法誤差は緩和され、脱気チューブの内部に不
活性ガスが充填されるため、検査組立体の貯蔵寿命は長
い。遠心分離後のサンプリングチューブの取扱いに際
し、遠心分離中にサンプリングチューブ内に揺変性物質
またはプラスチック製ディスクを使用すれば血漿上部に
皮膜が形成されるため、遠心分離後のサンプリングチュ
ーブの取扱い中に細胞層群構造を乱してしまうことがな
い。フロートボア内に形成された容易に目視可能な細長
い細胞群から、ターゲット細胞は簡単に採取することが
できる。
【００２２】これまで説明してきた本発明の実施例は、
本発明の概念から逸脱することなく様々に修正したり変
化さすことができる。本発明は実施例のものにのみ限定
されるわけではなく、請求の範囲に従って如何様にも変
更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成されたサンプリングチューブ
／フロート組立体の好ましい実施例を示す軸線方向断面
図。
【図２】フロートの軸方向断面図。
【図３】組立体を使用して腫瘍血液採取チューブから血
液サンプルを抜き取る方法を示す軸方向断面図。
【図４】血液サンプルを抜き取り遠心分離した後の図１
の組立体を示す、図１および図３に類似した断面図。
【図５】遠心分離したサンプルから細胞層を採取する方
法を示す部分断面図。
【符号の説明】
２ 透明なサンプリングチューブ ４ 閉鎖端部 ６ プラスチックフロート部材 ７ フロートのボア ８ 試薬 １０ プラグ １１ スリーブ部分 １４ 血液採取チューブ １６ 受渡し装置 １８ 針 ２８ プラグ ３１ 吸引針 ３２ 軟膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 1/36 33/48 Ｓ (72)発明者 スチーブン シー． ワードロウ アメリカ合衆国 コネチカット州，オール ド セイブルック，ノース コウブ ロー ド 191 (56)参考文献 特開 昭62−836（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−15698（ＪＰ，Ｂ２) 欧州特許出願公開399151（ＥＰ，Ａ)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内部に収容した遠心分離済み血液サンプ
    ルからターゲット血液細胞を採取し、サンプリング血液
    を露出させないで検査を行なうのに用いる血液サンプリ
    ング組立体にして、当該組立体は、血液サンプルを入れ
    ておくための透明なチューブと、このチューブ内に配置
    される細長いフロート部材と、前記チューブの一方の端
    部をシールするエラストマー製のストッパとを有し、前
    記フロート部材は静的な状態で前記チューブのボアに密
    着する外側表面を備え、このフロート部材は遠心分離済
    み血液サンプルの赤色血液細胞層内に入り込む動きがで
    き、またフロート部材は細くなった貫通路を備え、この
    感通路内に血液サンプルの軟膜層が入り込みこの軟膜内
    で白色細胞と血小板の層を物理的に広げるようにしてあ
    り、しかも前記チューブの内部は準大気圧下にあって、
    血液サンプリング針で前記ストッパを穿孔すれば自動的
    に血液がチューブ内に吸い込まれる血液サンプリング組
    立体。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された血液サンプリング
    組立体において、さらに、遠心分離したチューブ内の血
    液サンプルの上部に皮膜を形成する手段を有している血
    液サンプリング組立体。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載された血液サンプリング
    組立体において、前記チューブは、組立体を使用して血
    液サンプルを吸い込む以前に不活性ガスを充填される血
    液サンプリング組立体。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載された血液サンプリング
    組立体において、前記フロート部材は、前記貫通路を持
    つ寸法安定性に優れた透明なプラスチックコアと、この
    コアに接着され且つコアを取り囲む柔軟性のある透明な
    プラスチックスリーブとを備えた複合混合体であり、前
    記スリーブは、血液サンプルの遠心分離中に求心力がフ
    ロート部材に加わる際に、このフロート部材がチューブ
    ボアを通じて自由に移動できるようにする半径方向に収
    縮可能な手段を形成している血液サンプリング組立体。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載された血液サンプリング
    組立体において、前記貫通路はほぼ１．２６５ｍｍの直
    径を備えている血液サンプリング組立体。
  6. 【請求項６】 チューブに収容した遠心分離済み血液サ
    ンプルからターゲット細胞を採取する方法にして、前記
    チューブは血液細胞成分の層を受け入れ且つこの層を広
    げる貫通路を持つフロートを備え、このフロートが、静
    的な状態の下で、フロートをチューブに正確に嵌めるこ
    とのできる外径を備えているターゲット細胞の採取方法
    において、当該方法は、 ａ）血液サンプルをチューブ内に吸い込む段階と、 ｂ）血液、チューブおよびフロートを充分なＧの力の下
    で遠心分離し、フロートをチューブの一方の端部に向け
    て移動させ、同時に、遠心分離中にフロートに周期的な
    力を加え、フロートの遠心分離工程に際しチューブに沿
    ってフロートがスライドできる程度にフロートの外径を
    縮小させる段階とを有するターゲット細胞の採取方法。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載されたターゲット細胞の
    採取方法において、さらに、チューブに沿ってフロート
    を移動し易くするために、チューブとフロートの境界面
    を潤滑する段階を有しているターゲット細胞の採取方
    法。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載されたターゲット細胞の
    採取方法において、さらに、前記チューブを必要な程度
    まで脱気してチューブ内に血液を自動的に吸い込む段階
    を有しているターゲット細胞の採取方法。
  9. 【請求項９】 チューブに収容した複数成分材料サンプ
    ルの遠心分離済みサンプルからターゲット成分を採取す
    る方法にして、前記チューブはターゲット成分の層を受
    け入れ且つこの層を広げる貫通路を持つフロートを備
    え、このフロートは、静的な状態でチューブに正確に嵌
    まる外径を持つターゲット成分の採取方法において、当
    該方法は、 ａ）血液サンプルをチューブ内に吸い込む段階と、 ｂ）材料サンプル、チューブおよびフロートを適当なＧ
    の力の下で遠心分離し、ターゲット成分層がフロートの
    貫通路に入り込んで、その結果、物理的に広げられるよ
    うになるまで、フロートをチューブの一方の端部に向け
    て移動させる段階と、 ｃ）チューブから材料サンプルのターゲット成分以外の
    ものを残したまま、フロートの貫通路の外にターゲット
    成分を吸引する段階とを有しているターゲット細胞の採
    取方法。
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