JPH07509054A - 相分離チューブ - 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、ならびに特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の分離のための、相の汚染およびに液体のあ る相の液体自体での汚染を最小限に抑える様式で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ことにおいて特に有用である一方で、全血液による分離され た相の汚染を最小限に抑える。

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、血清はそれらの蛋白質が血餅および 赤血球細胞と一緒に保た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吸引済みの採血用試験官に取り付けである特別なカニ ユーレもしくは注で、貫入可能なセルフシール性エラストマー製のクロジャーも 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くみ取られる。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角式遠心機のような 常用の遠心機内において、例えば試験官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。

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ジャーならびに 逆止め弁を有する分離機からなるキャッ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１９って並び、そしてこのことによってその相をより軽い非細 胞性（血漿もしくは血ｆ９）相から分離する。いったん分離を行うと軸探子が貫 入可能なりロジャーを貫き、タロジャーから分離機を切り離し、そして分離機を 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分離機内に通り始 める。光学センサーを利用して細胞性の相が分離機を通り始める時期を検出し、 そして分離機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分離機が必要とされると考えられている。物理的に 分離された形態の相の保持に有効であると考えられる異なる設計の分離機が本願 と同時出願されているＧ、Ａ、Ａｄａｍｓ　およびＲ，Ｐ、Ｌｕｏｍａの明細書 において開示されている。

液体、特に血液の幾つかの相への分離においては、サンプルの相互汚染を最小限 に押さえ、そして好ましくは回避することが重要である。特に、この業界におい て常用されるチューブにおいては全血液による血清分画の汚染が生じることがあ るが、このようなことがないようにすべきしたがって、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の方法であって （ａ）当該液体サンプルを直線型の単一チューブの第一末端を通過させて当該チ ューブの第一チャンバー内に通す段階であって、当該第一チャンバーが当該チュ ーブの第一末端上に位置し、かつ分離装置により同じチューブの反対側にある第 二末端上に位置する第二チャンバーから分離され、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、がっカの影響下において第一および第二チャンバーの間の液体の流れを連 結可能にするように分離装置内に測流オリフィスを有するものである段階、（ｂ ）軸遠心を使用してチューブ内にサンプル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を生じるためにチュー ブの第二末端を通して力を適用させることにより第一チャンバーの容積を低減さ せ、その結果第一チャンバーの容積が減少する際に第一チャンバー内の液体のあ る相が測流オリフィスを通過して第二チャンバー内に流れ込み、第二チャンバー 内の当該相をチュ一本発明の方法の好ましい態様においては、副流チャネルは段 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、他の時点においては液体の流れを制限する。

本発明はまた、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 配および分離のためのチューブをであって、当該チューブがチューブの相対する 末端において少なくとも２つのチャンバーへとチューブを分離するチューブ内に 位置する分離装置を有する直線型の単一チューブであり、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、かつチャンバーの間の流 体の流れを連通ずるための分離装置を通り抜けるオリフィスを有し、当該オリフ ィスが副流チャネルを有し、そして当該チューブがチューブの相対する末端の両 方においてノール可能な開口部を有するものである上記チューブを提供する。

本発明の態様においては、第二チャンバーは、分離装置がチューブに沿って移動 する際に生じる初期チャンバーである。

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、チューブの一つの態様の横断面の略図であり、そして、図２は、チュー ブの他の態様の横断面の略図である。

詳細な記述 図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 エツトキャップ１２を有することが示されている。

図示されるように、−雪れらのエンドキャッ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乙″に一定 の断面である単式の直線型チューブである。第一エンドギヤノブ１１は凹部１４ を有するプラグ１３を含んでなる。プラグ１３はチューブ１０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ンールを形成し、 その結果チューブ１ｏと共に流体密閉式のクロジャーを形成している。第一エン ドキャップ１１はチューブ１０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、第一エンドキャップ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、第二エンドキャップ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１１および１２の末端の形は本発明にとって 重要ではなく、本明細書中において記載されるように２つの相対するエンドキャ ンプの存在が本発明にとっては重要である。

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シールを形成する。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高く評価されるであ ろう。幾つかの態様においては、エンドキャップはストン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ンパーもしくはプラグを保護し、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。

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２ １は、実際にはチューブ１ｏ内での分離装ｆｆ１１９の移動の際にチャンバー２ １を生じる初期チャンバーであるものと理解される。分離装置１９は分離ンエル ２２およびプラグ２４がらなっている。

分離ノニル２２は、第一チャンバー２０の方を向（第一ンエル凹部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、第一シェル凹 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１９ はまた第一フランジ２７およびに第二フランツ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、少なくとも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は第ニジエル凹部２６内に位置している。図示される 態様においては、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、このコンポリューンヨン経路はプラグ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状態にするチャネル（図 示されていない）を形成する。分離ンエル１９は液体の流れのための軸オリフィ ス２９を有することが示されている。

使用することができる。

プラグ２４は、チューブ１ｏ内での分離装置１９の移動中における、本明細書中 に記載されている操作の方法に関する必要事項のため、通常はエラストマー製の 材料からできているであろう。エンドキャップは、注射針による貫入が必要とさ れるが否かに依存して通常は比較的堅いプラスチック類であろう。やはり特定の 意図された操作の様式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製のものであるこ とができる。特にエンドキャップに関して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はチューブの別の態様を示す。チューブ３ｏは第一末端３１およびに第二末 端３２を有する。第一末端３１はプラグ３４を含む凹部付きオリフィス３３を有 することが示されている。凹部付きオリフィス３３は第一末端３１の一部分とし て成型され、かつチューブ３ｏの縦軸上に位置することが示されている。第一チ ャンバー３５はプラグ３４と分離装置３６との間に位置する。分離装置３６はチ ューブ３ｏの壁３７にすべりばめされており、かつ第一チャンバーから第二チャ ンバーへの流体の流れのための軸オリフィス３８を有する。図２において示され る態様においては第二チャンバーは、チューブ３ｏに沿う第一末端３１への分離 装置３６の移動の際に生じる初期チャンバーであるが、この第二チャとの間、そ してそれらのはめ合い面上に存在する。エンドキャップ３９はチューブ３０の外 側にかぶさってはまりかつエンドキャップ３９を定位置に保持するヘリ４０、な らびに分離装置の移動およびチューブからの流体の取り出しの間に使用するエン ドキャップ凹部４１を有する。エンドキャップ３つは平面型末端を有する一方で 、図１の第二エンドキャップ１２は曲面型末端を有することに気が付くであろう が、これらの形は使用することができるエンドキャップの２つの態様を表わして いる。

図１およびに図２は第一チャンバーのそばにあるエンドキャップすなわち第一エ ンドギヤノブ１１の２つの異なる種類、およびにプラグ３４がはまっている凹部 １寸きオリフィス３３を示している。グロメツトを初めとする他のエンドキャッ プを使用することができるものと理解されているが、重要な必要条件は、結果と して生じるチューブが意図される用途のための物理的、機能的、およびに調節上 での必要事項のすべてを満たすことである。

分離装置の態様は、本明細書と同時出願されたＧ、Ａ、ＡｄａｍｓおよびにＲ， Ｐ、Ｌｕｏｍａの特許出願明細書においてより詳しく記載されている。特に、コ ンボリューション経路は、一般的に、各々半僅方向、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 向のセクション、そして好ましくは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ようなものを有することが好ましく、半僅向きのセクショ 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側流チャネルは少なくとも１８０１３２の、そし て好ましくは少なくどＱ２７０１ｆ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。

操作に際して、多様な密度の相、そして特に例えば血液のように異なる密度およ 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 分離に関して本明細書内において記載されるであろう。血液は第一チャンバー２ ０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ップ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 の理由のために、通常、第一チャンバー２０の内側を真空にさせておくので注射 針を使用して直接第一チャンバー２０内に血液が流入する。

分離装置は特に、軸遠心機、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（＝１近に存在し、そしてよ り低粘性の例えば血清のような非細胞性分画（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第二エ ンドキャップ１２がら外れ、そしてチューブ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２９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って流れ、そして第二チャンバー２１内 に流れ込む。空気モ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二とができる。血液細胞がシェル凹部２６に 入り込む際、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２１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、探子がデユープ内のサンプルに 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。

類似する操作の様式を図２の態様について使用する。

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．ｄｕＰＯｎｔ　ｄｅ　Ｎｅ ｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｗｉ１ｍｉｎｇｔｏｎ社、Ｄｃｌ ａｗａｒｅ　Ｕ、Ｓ、　Δ　、により製造される。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許容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バ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。分離機のンエルは熱可塑性もし くは他のポリマーか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存在するチューブの側面に接触する 十分な流体ソールを提供し、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、処理法の操作の様式に特に依存するであろう 。本明細書において特に記載される方法においては、分離装置をチューブに沿っ て移動させる目的で探子がプラグ２４上に圧力をがける。このような圧力は第一 チャンバーから第二チャンバーへの流体の流れのために使用される通路の破壊を 生じてはならず、がっプラグの製造のために選択される材料はこの必要条件を考 慮に入れる必要がある。

そのうえプラグの材料はチューブ内の流体、あるいはその流体もしくはその構成 成分において行われる検査もしくは分析のいずれのものの結果に不利な影響を与 ないものでなければならない。エチレン／ビニルアセテートポリマー組成物が許 容されるものであることが見いだされており、それにはＥ、１．ｄｕ　Ｆｏｎｔ 　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐ　ａ　ｎ　７社から取得することが できるＥｌｖａｘ（商標）２５ｏ、２６０．４５０、および５５０のポリマー組 成物が含まれ、また他の組成物も当業者に明らかになるであろうが、ポリプロピ レン、ポリ炭酸エステル、およびにステンレス鋼を使用することができると考え られている。

エンドキャップはセルフンール式材料、特にセルフノール式エラスト１から第一 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、チューブの揺れおよび傾きを含む使用中 の取り扱いが、いずれがの方向における流体の流れ、特にチャンバー２０がらチ 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。例え ば単一の継続的チャネルのようなこのような特徴を有する液体流れの経路が知ら れており、その−例はＧ、Ａ、Ａｄａｍｓ　ａｎｄ　Ｒ，Ｐ、Ｌｕｏｍａ（７） 既述（７）出願において記載されているコンボリューション経路である。

本発明の両口チューブ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、重要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。本発明の特に重要な態様は、試験内へ の血液もしくは他の流体のくみ取りが、チューブからのサンプルの取り出しから 物理的に分離されているという点である。したがって血液はチューブの一つの末 端内へ組み込まれ、そしてサンプルはそのチューブのもう一方の末端から回収さ れる。このことは、血液のくみ取りの間に注射針が通過するプラグ中あるいはプ ラグもしくはエンドキャップなどの上に血液の滴が残存していることに起因する 血液によるサンプルの汚染の可能性を除去するが、これは、本発明においては血 液のくみ取りおよびにサンプルの回収はチューブの相対する末端において行われ 、このことにより汚染の源が除去されるためである。特に軸遠心分離処理法に関 してこの利点を果たす実際のチューブが本明細書において記載され工いる。持に Ｇ　Δ　ノ＼ｄａｍｓ　ａｎｄ　Ｒ，ＰＬ　ｕ　ｏ　ｍ　ａの既述の出願におい て記載されるチューブと比較した場合、池の利点は、プラグのねじれおよびに探 子を使用しての分離装置の移動中の流体の流れの遮断に関して特にプラグに課せ られる物理学的必要条件が有意に減少するということである。サンプルの回収中 にプラグを通過する注射針の通路に関連する問題が生じる可能性が除去される。

フィルターを第一シェル凹部２５内において使用すれば、この凹部を通過して軸 オリフィスへと通過す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。

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されている。

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 分離装置は常法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かも知れない。

１Ｌ 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の方法で あって、 （ａ）当該液体のサンプルを直線型の単一チューブの第一末端を通過させて当該 チューブの第一チャンバー内に通す段階であって、当該第一チャンバーが当該チ ューブの第一末端上に位置し、かつ分離装置により同じチューブの反対側にある 第二末端上に位置する第二チャンバーから分離され、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、かつ力の影響下において第一および第二チャンバーの間に流体の流れを 連結可能にするように分離装置内に制流オリフィスを有するものである段階、（ ｂ）軸遠心を使用してチューブ内に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開に、チューブ内での分離装置の移動を生じるためにチ ューブの第二末端を通してカを適用させることにより第一チャンバーの容積を低 減させ、その結果第一チャンバーの容積が減少する際に第一チャンバー内の液体 のある相が制流オリフィスを通過して第二チャンバー内に流れ込み、第二チャン バー内の当該相をチューブの第二末端を通して第二チャンバーから取り出す段階 、を含んでなる方法。 ２．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の方法。 ３．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もしくは請求の 範囲２の方法。 ４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、請求項１〜３の内のいずれかの方法。 ５．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１〜４の 内のいずれかの方法。 ６．制流オリフィスが少なくとも１８０度の軸回転を有する、請求の範囲１〜５ の内のいずれかの方法。 ７．制流オリフィスが少なくとも２７０度の軸回転を有する、請求の範囲１〜５ の内のいずれかの方法。 ８．血清もしくは血宋漿を分離する、請求の範囲１〜７の内のいずれかの方法。 ９．液体のサンプルが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 、請求の範囲１〜７の内のいずれかの方法。 １０．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および 分離のためのチューブであって、当該チューブがチューブの相対する末端上にお いて少なくとも２つのチャンバーへとチューブを分離するチューブ内に位置する 分離装置を有する直線型の単一チューブであり、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、かつチャンバーの間の液体の流れ を連結するための分離装置を通り抜けるオリフィスを有し、当該オリフィスが制 流チャネルを有し、そして当該チューブがチューブの相対する末端の両方におい てシール可能な開口部を有する、上記チューブ。 １１．第二チヤンバーが、分離装置ガ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１０のチューブ。 １２．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１０もしくは請 求の範囲１１のチューブ。 １３．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１０〜 １２の内のいずれかのチューブ。 １４．制流オリフィスが少なくとも１８０度の軸回転を有する、請求の範囲１０ 〜１３の内のいずれかのチューブ。 １５．制流オリフィスが少なくとも２７０度の軸回転を有する、請求の範囲１０ 〜１３の内のいずれかのチューブ。