JP2017006879A - 比重分離層吸引／採取用チップ - Google Patents

Abstract

【課題】自動吸引計量装置に装着して使用されるチップであって、比重遠心分離後の特定の層を吸引／採取するのに適した構造を有するものを提供する。【解決手段】上部に自動吸引計量装置と嵌合接続するための嵌合接続部１を有し、嵌合接続部１に続いて実質的に筒状の液体収容部２が形成されており、更に液体収容部２に続いて、液体収容部２の内径よりも細い内径を有し、先端側に向かって徐々に内径が小さくなった管状の先端部３が形成されており、先端部３の長さが３０〜１８０ｍｍで、外径が１〜８ｍｍであること、管状の先端部３の下端が封鎖されており、当該下端が逆円錐形状又は逆円錐台形状であること、及び、前記先端部３の下端側の周壁に吸引吐出口４が穿設されていることを特徴とし、吸引吐出口４は複数設けられていることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、比重遠心分離後の特定の層を吸引／採取するのに適した構造を有するチップ（比重分離層吸引／採取用チップ）に関するものである。

末梢血からリンパ球を分離する際には、抗血液凝固剤を添加された血液を、赤血球や顆粒球の比重より小さくリンパ球より比重の大きい溶液（分離液）の上に重層して遠心分離装置にセットして所定の遠心重力を所定の時間加えて、比重の差異によって分離採取する。これまでは、パスツゥールピペット（垂直管で先端口は垂直に開口したピペット）等で、比重分離した層に対し、垂直な吸引口もしくは垂直管状のピペットの先を以って、比重分離された細胞を採取している。正確に目的の細胞を採取するには熟練した技術が必要である。この技術の理解と修練に時間を要し、技術者毎に採取した細胞の質が異なる。つまり、目的層より下層の細胞を取り込んだり、吸引速度変化による細胞の死滅率等の成績が異なり、分析や検査結果に誤った情報が付加混入されることになる。

生体細胞を比重分離する場合に共通することであるが、特に末梢血からリンパ球を分離採取することは、リンパ球を体外で分析・検査するために欠かせない過程である。
リンパ球は、下記の過程で分離採取される。
（１）遠心沈降管に比重調整された分離液をいれ、抗凝固剤を添加された血液を重層する。
（２）（１）の遠心沈降管を遠心分離機に設置し、所定の遠心重力を加えて、比重の差異によって細胞を分離する
（３）（２）の結果、血液は比重の差異により、赤血球・顆粒球、比重分離液、リンパ球及び血小板、血漿に分かれ、夫々が層となって重なった状態になる。
（４）（３）の状態になった血液から、リンパ球及び血小板の層をピペットやスポイド等で吸引採取する。
（５）採取したリンパ球及び血小板は、生理食塩水を充たした容器に移し、遠心分離機に設置し、所定の遠心重力を加えて、遠沈分離する。
（６）（５）の結果、生理食塩水の中で、リンパ球は沈殿し、血小板が上層に浮遊し、リンパ球と血小板が分離される。
（７）（６）の上層にある血小板、血漿を含んだ生理食塩水層を出来るだけ多く除去して、遠沈したリンパ球を残す。
（８）必要な場合は（７）に再度、生理食塩水を加え、所定の遠心重力を加え、容器にリンパ球を遠沈し、上層を除去する。
以上の過程を経て、リンパ球が捕集される。従来は、血液を遠沈分離した後の層に対して垂直な吸引口を持った器材で細胞を採取していたが、目的の層の比重より重い層を吸引する可能性が大いにあり、吸引した場合は、後の行程では取り除くことは不可能であり、分析や検査結果に誤った情報が付加混入されることになる。手技による作業実行技術者は、緊張した状態を長時間強いられることになり、熟練した技術者による慎重な作業を行ったとしても、分析や検査の結果に誤った情報が付加される危険性が取り除かれることはない。

例えば、これまでに、液体を吸引して収容するピペットチップとして、下記の特許文献１には、上部に吸引ノズルに嵌合する嵌合部を有し、この嵌合部に続いて液体収容部を形成し、その先端に傾斜段部を介して液体収容部より径の細い吸引吐出口を有する先端部を設け、嵌合部は内面が液体収容部に向けて径が小さくなるテーパー状に形成されるとともに肉厚は大きく設けられ、液体収容部は嵌合部より肉厚は小さく、先端部は内面および外面が細い径で長さが成形加工時に曲りが実質的に生じることのない長さに形成されたものが開示されている。

しかしながら、この特許文献１に記載されたチップの場合には、比重分離した細胞を吸引採取する際、目的より比重の異なる層、特に下層の比重の重い細胞を採取することが起こり得るという問題点があった。

特開平７−２８４６７４号公報

本発明の課題は、上記の問題点を解消し、採取目的の比重層を確実に採取することができ、技術者の未熟やヒューマンエラー等に左右されないで常時一定した技術で細胞の採取を行うことが可能な比重分離層吸引／採取用チップを提供することである。

本発明者は種々検討を行った結果、比重分離した細胞層が静置された容器の内部を自在に動ける細さがあるチップの先端に吸引口を設け、吸引口が吸引する層に対して略水平になるようにして開口させることによって、上記の形状のチップを使って、比重分離した生体細胞を採取する際に、採取する層を限定して正確に採取することができ、技術者の熟練を待たず、常時一定した技術で、生体細胞を全自動化機器で採取することができることを見出して、本発明を完成した。

前記の課題を解決可能な本発明の比重分離層吸引／採取用チップは、自動吸引計量装置に装着して使用され、比重遠心分離後の特定の層を吸引／採取するためのものであって、上部に前記自動吸引計量装置と嵌合接続するための嵌合接続部を有し、前記嵌合接続部に続いて実質的に筒状の液体収容部が形成されており、更に前記液体収容部に続いて、前記液体収容部の内径よりも細い内径を有し、先端側に向かって徐々に内径が小さくなった管状の先端部が形成されており、前記先端部の長さが３０〜１８０ｍｍで、外径が１〜８ｍｍであること、前記管状の先端部の下端が封鎖されており、当該下端が逆円錐形状又は逆円錐台形状であること、及び、前記先端部の下端側の周壁に吸引吐出口が穿設されていることを特徴とする。

又、本発明は、上記の特徴を有した比重分離層吸引／採取用チップにおいて、前記吸引吐出口が複数設けられていることを特徴とするものである。

更に本発明は、上記の特徴を有した比重分離層吸引／採取用チップにおいて、前記先端部の下端が、先端角度が１２０°以下の逆円錐形状又は逆円錐台形状であることを特徴とするものである。

又、本発明は、上記の特徴を有した比重分離層吸引／採取用チップにおいて、前記吸引吐出口が、前記先端部の中心軸と直交する面に対して３０°以下の角度をなすようにして穿設されていることを特徴とするものである。

又、本発明は、上記の特徴を有した比重分離層吸引／採取用チップにおいて、前記吸引吐出口が、前記先端部の中心軸と直交する面に対して平行になるようにして穿設されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、比重分離層吸引／採取用チップの先端部が、比重分離法による細胞分離を経て、細胞を採取する場合に目的細胞を効率良く採取するのに適した長さと細さを有しており、この先端部の下端が封鎖され、先端部の下端側の周壁に吸引吐出口が穿設されているので、吸引採取したい細胞層が比重分離された層の最上部であっても中間層であっても最下層であっても、採取目的の層にある細胞を採取し、吐出することができる。

本発明の比重分離層吸引／採取用チップの好ましい一例における外観を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）はいずれも、本発明の比重分離層吸引／採取用チップの先端の拡大断面図であり、（ａ）は、下端側近傍の周壁に穿設される吸引吐出口が、先端部の中心軸と直交する面に対して平行になるようにして穿設された場合、（ｂ）は、吸引吐出口が、先端部の中心軸と直交する面に対して３０°以下の角度をなすようにして上方に傾斜して穿設された場合、（ｃ）は、吸引吐出口が、先端部の中心軸と直交する面に対して３０°以下の角度をなすようにして下方に傾斜して穿設された場合を示している。 （ａ）〜（ｃ）はいずれも、本発明の比重分離層吸引／採取用チップの先端の拡大断面図であり、図２（ａ）〜（ｃ）とは異なる先端部の内部構造が例示されている。

図１に示されるように、比重遠心分離を行った後の特定の層を吸引／採取するための本発明の比重分離層吸引／採取用チップＡは、自動吸引計量装置（図示されていない）と嵌合接続するための嵌合接続部１を上部（図面の上方側）に有しており、この嵌合接続部１は、円周方向に微小伸長し、垂直方向には変形しないように、図１に示されるような縦柱状の突起部を複数設けることが好ましい。

そして、本発明の比重分離層吸引／採取用チップにあっては、この嵌合接続部１の下部側に、嵌合接続部１に続いて実質的に筒状（円筒状）の液体収容部２が形成されており、この液体収容部２は、採取細胞あるいは細胞洗浄用の溶液を必要量保持できるサイズであれば、その容積は特に限定されるものではないが、一般的には、チップ全体として２ｍｌ〜２０ｍｌの溶液を収容できる容積とすることが好ましい。尚、本発明では、自動吸引計量装置との嵌合部直下に吸引する溶液の飛沫等によって機器が汚染されないようにするため、図１に示されるようなフィルター５を液体収容部２内に設置することが好ましい。

更に液体収容部２の下部側には、液体収容部２に続いて、液体収容部２の内径よりも細い内径を有し、先端側に向かって徐々に内径が小さくなった管状の先端部３が形成されており、この管状の先端部３は、遠心分離チューブや試験管等の容器内部を水平移動できる長さと細さを有しており、本発明の比重分離層吸引／採取用チップにおける先端部３の長さは３０〜１８０ｍｍであり、外径は１〜８ｍｍである。特に、先端部の下端側近傍（吸引吐出口付近）の外径が３〜４ｍｍ、内径が１．５〜２．５ｍｍとなるように形成することが好ましい。本発明のチップの全体長さは、使用される自動吸引計量装置の大きさや、試験管等の容器の内径や長さによって適宜選択されるが、一般的な全長は６０〜３６０ｍｍである。

尚、本発明のチップの先端部３の下端は、図２（ａ）〜（ｃ）又は図３（ａ）〜（ｃ）に例示されるようにして封鎖（閉止）されており、封鎖された先端部３の下端は、分離された層の界面を移動（通過）する時に、分離された層の界面状態が乱されることなく保持されるようにテーパーし、逆円錐形状あるいは逆円錐台形状となっている。特に、最下端が丸みを帯びていることが好ましく、例えば、下端が逆円錐形状を有し、当該逆円錐形状の頂点が丸みを帯びた半球状となっていることが好ましい。この際、先端部３の下端に位置する逆円錐形状又は逆円錐台形状部分の先端角度θ_１は１２０°以下であることが好ましく、図２（ａ）〜（ｃ）又は図３（ａ）〜（ｃ）に例示されるように、先端角度θ_１が９０°であっても良く、９０°よりも小さな鋭角であっても良い。

又、本発明の比重分離層吸引／採取用チップにおいては、図１に示されるようにして、先端部３の下端側の周壁（外周面）に沿って吸引吐出口４が１個以上穿設されており、この吸引吐出口４は、先端部３の下端側近傍の周壁に複数箇所設けられても良く、一般的には先端部３の下端側の外周を均等な角度で分割する位置に設けられる。尚、本発明では、先端部３の下端側外周壁の大部分が開口（外周壁が２７０〜３３０°近く開口）した構造の吸引吐出口４であっても良い。本発明における吸引吐出口４の開口形状は、円形あるいは角形・矩形でも良く、吸引を行う対象物やその容量に応じて適宜選択されるが、一般的には０．１ｍｍ〜１．２ｍｍの開口高さ（チップの長手方向における開口径）を持ち、円周に沿って開口していることが好ましく、特に０．３〜０．５ｍｍの開口高さで、円周に沿って開口している矩形口であることが好ましい。
本発明では、吸引吐出口４が、図１に示されるようにして設けられているので、チップの先端部３を容器内部に挿入した際、分離された液体の境界面に対して平行な方向から、目的とする液体をチップ内に吸引することができ、例えば、末梢血分離後のリンパ球層を捕集する際においては・吸引口をリンパ球層の最下層にあわせて吸引捕集することで、リンパ球層より重い比重液は勿論のこと、顆粒球や赤血球を採取することなく、リンパ球だけを採取することができる。又、本発明では、チップ内に吸引する順序を細胞洗浄液、次いで分離捕集されたリンパ球層とすることで、吐出する際、リンパ球を細胞洗浄液で押し流す効果も発生する。

図２（ａ）〜（ｃ）はいずれも、本発明の比重分離層吸引／採取用チップの先端の拡大断面図であり、下端側近傍の周壁に穿設される吸引吐出口４は、（ａ）に示されるように、先端部３の中心軸と直交する面に対して平行になるように穿設されても良く、（ｂ）に示されるようにして、先端部３の中心軸と直交する面に対する角度θ_２が３０°以下（図面では３０°）になるように上方に傾斜して穿設されても良く、あるいは、（ｃ）に示されるようにして、先端部３の中心軸と直交する面に対する角度θ_２が３０°以下（図面では３０°）になるように下方に傾斜して穿設されても良い。
前記角度θ_２が４５°を超えると、目的の層の比重より軽い層又は重い層を吸引する可能性が高まるため、前記角度θ_２は４５°以下が好ましく、３０°以下がより好ましく、１５°以下が特に好ましい。最も好ましい例はθ_２が５°以下、すなわち、吸引吐出口４が採取する層に対して略水平となっているチップである。
尚、本発明においては、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、先端部３の下端側底面に円錐状突起部６を設けても良く、このような内部構造とすることにより、吸引・吐出時の液体の流動を制御することができる。

本発明の比重分離層吸引／採取用チップは繰り返し使用するのではなく、使い捨てで使用され、その材質については特に限定されないが、プラスチック製であることが好ましく、特にポリプロピレン樹脂製のものが好ましい。そして、本発明では、他の医療用製品と同様に、製造されたチップを減菌空間で１次包装を行い、次いで、滅菌処理した後に２次包装を行うことにより、使用前に滅菌消毒を行うことが不要となる。

図１に示される外観を有し、先端部の下端側近傍の周壁に、図２（ａ）のようにして、先端部３の中心軸と直交する面に対して平行になるように、均等な間隔で４箇所に、吸引吐出口が設けられた構造を有する本発明の比重分離層吸引／採取用チップ（ポリプロピレ樹脂製）を射出成形により製造した。この比重分離層吸引／採取用チップ（Ａ）における先端部（３）の長さは９０.８ｍｍ、先端部の上端の外径は４.８ｍｍ、内径は３.０ｍｍ、先端部の下端側近傍の外径は３．２ｍｍ、内径は１．８ｍｍであり、チップの全長は約１７０ｍｍで、先端部の下端側近傍の周壁に設けられた吸引吐出口（４）の開口高さは０．４ｍｍとした。
上記で得られた本発明の比重分離層吸引／採取用チップを自動吸引計量装置に装着し、比重遠心分離を行った後の血液のリンパ球が分離された層を吸引／採取したところ、分離されたリンパ球の層を分離境界面と平行な方向（横方向）から吸引／採取することができ、下方に存在する層（リンパ球の層よりも比重の大きい層）を誤って吸引することが有効に防止でき、熟練した技術者による慎重な作業を必要とせずに、比重分離層の吸引／採取が行えることが確認された。

本発明の比重分離層吸引／採取用チップは、比重分離法による分離を行った後に、採集目的とする層だけを効率良く採取するのに好適であり、血液からリンパ球を分離する作業以外の各種分離作業（例えば、組織からの免疫関連細胞の分離作業等）にも幅広く利用可能である。

Ａ 比重分離層吸引／採取用チップ
１ 嵌合接続部
２ 液体収容部
３ 先端部
４ 吸引吐出口
５ フィルター
６ 円錐状突起部

Claims (5)

1. 自動吸引計量装置に装着して使用され、比重遠心分離後の特定の層を吸引／採取するためのチップであって、
   上部に前記自動吸引計量装置と嵌合接続するための嵌合接続部を有し、前記嵌合接続部に続いて実質的に筒状の液体収容部が形成されており、更に前記液体収容部に続いて、前記液体収容部の内径よりも細い内径を有し、先端側に向かって徐々に内径が小さくなった管状の先端部が形成されており、前記先端部の長さが３０〜１８０ｍｍで、外径が１〜８ｍｍであること、前記管状の先端部の下端が封鎖されており、当該下端が逆円錐形状又は逆円錐台形状であること、及び、前記先端部の下端側の周壁に吸引吐出口が穿設されていることを特徴とする比重分離層吸引／採取用チップ。
2. 前記吸引吐出口が複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の比重分離層吸引／採取用チップ。
3. 前記先端部の下端が、先端角度が１２０°以下の逆円錐形状又は逆円錐台形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の比重分離層吸引／採取用チップ。
4. 前記吸引吐出口が、前記先端部の中心軸と直交する面に対して３０°以下の角度をなすようにして穿設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の比重分離層吸引／採取用チップ。
5. 前記吸引吐出口が、前記先端部の中心軸と直交する面に対して平行になるようにして穿設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の比重分離層吸引／採取用チップ。

Images