(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液の供給管と上層液の回収管と細胞成分及び洗浄液の排出管とを設けた上ケーシングと、複数の遠心分離管と洗浄液溜を交互に設けた下ケーシングがインデックス動作可能に回転駆動され、前記分離管による血液の分離、分離管からの上層液の回収、分離管の洗浄・乾燥時には前記上ケーシングの供給管が分離管の一端、回収管が分離管の一端部に挿入された吸引管、排出管が分離管の他端にそれぞれ接続され、前記供給管の洗浄時には前記供給管が前記洗浄液溜に接続されるようにした血液の上層液連続分離回収装置。
【請求項２】
前記遠心分離管はほぼＵ字形をなし、そのＵ字形屈曲部が下ケーシングの半径方向の外側になるように取り付け、前記分離管の一端を血液の供給口とし、この供給口から前記屈曲部に至る管の適所に前記上層液吸引管を挿入し、かつ上層液の分離検出手段を設け、前記屈曲部から延びる管の他端を排出口とし、前記屈曲部の排出口側に、血液の遠心分離中は管を閉鎖し、遠心分離が終了すると管を開放できる開閉手段を設け、前記検出手段が上層液の分離を検出すると前記吸引管と回収管によって上層液を吸引回収し、前記開閉手段を開いて排出口から排出管を介して細胞成分を排出するようにした請求項１に記載の血液の上層液連続分離回収装置。
【請求項３】
前記供給管及び回収管の一端は上ケーシングの回転中心軸に一致して上ケーシングの上面に開口し、他端は上ケーシング下面の半径方向外周側に開口し、前記排出管の一端は適宜の容器内に開口し、他端は上ケーシングの中心軸を上方に延びて上ケーシング下面の半径方向外周側に開口し、前記供給管、回収管、排出管の他端開口が上ケーシングの下面で半径方向に一列に配置され、前記下ケーシングに設けられた分離管の一端開口と上層液吸引管の一端開口及び分離管の他端開口が前記上ケーシングの他端開口にそれぞれ対応して下ケーシングの上面に開口していることを特徴とする請求項１に記載の血液の上層液連続分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
この発明は、多数の血液を連続的に上層液と細胞成分に分離する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液の細胞成分と上層液（血液）を自動的に分離する装置は、既に本願発明者によって提案されている（特願平９−３５９０１２号）。この装置は、Ｕ字形分離管内に血液を注入して遠心分離した後、上層液を吸引して回収するようにしたものである。
【０００３】
【発明の課題】
しかしながら、多数の血液を自動的に分離するためには、回転駆動されるケーシングの半径方向に取り付けた分離管に、血液を注入して所定時間遠心分離し、上層液を吸引し、さらに細胞成分を排出し、分離管を洗浄し、乾燥する操作を１サイクルとし、次の血液を注入して同様の１サイクル操作を行なう必要がある。１個の分離管をケーシングに取り付けて上記のサイクルを行なうならば、特に支障はないが、複数の分離管を取り付けた場合、個々に血液を注入するためには、それぞれ別個の注入口がなければ血液が混合してしまい使用することができず、また複数の上層液吸引口も必要となり、実際上装置としては成り立たない。一方１個の分離管だけでは分離回収装置として極めて非効率的である。
【０００４】
そこで、この発明の課題は、複数の分離管を用いて効率よく血液を分離できる装置を提供することである。
【０００５】
【課題の解決手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、血液の供給管と上層液の回収管と細胞成分及び洗浄液の排出管とを設けた上ケーシングと、複数の遠心分離管と洗浄液溜を交互に設けた下ケーシングがインデックス動作可能に回転駆動され、前記分離管による血液の分離、分離管からの上層液の吸引回収、分離管の洗浄・乾燥時には前記上ケーシングの供給管が分離管の一端、回収管が分離管の一端部に挿入された上層液吸引管、排出管が分離管の他端にそれぞれ接続され、前記供給管の洗浄時には供給管が前記洗浄液溜に接続されるようにしたのである。
【０００６】
前記遠心分離管はほぼＵ字形をなし、そのＵ字形屈曲部が下ケーシングの半径方向の外側になるように取り付け、前記分離管の一端を血液の供給口とし、この供給口から前記屈曲部に至る管の適所に上層液吸引管を挿入し、かつ上層液の分離検出手段を設け、前記屈曲部から延びる管の他端を排出口とし、前記屈曲部の排出口側に、血液の遠心分離中は管を閉鎖し、遠心分離が終了すると管を開放できる開閉手段を設け、前記検出手段が上層液の分離を検出すると前記吸引管と回収管によって上層液を吸引回収し、前記開閉手段を開いて排出口から前記排出管を介して細胞成分を排出するようにしておくことができる。
【０００７】
前記供給管及び回収管の一端を上ケーシングの回転中心軸に一致して上ケーシングの上面に開口させ、他端を上ケーシング下面の半径方向外周側に開口させ、前記排出管の一端を適宜の容器内に挿入し、他端を上ケーシングの中心軸に沿って上方に延ばし上ケーシング下面の半径方向外周側に開口させ、前記供給管、回収管、排出管の他端開口を上ケーシングの下面で半径方向に一列に配置し、前記下ケーシングに設けられた分離管の一端開口と上層液吸引管の一端開口及び分離管の他端開口を前記上ケーシングの他端開口にそれぞれ対応して下ケーシングの上面に開口させておくのがよい。
【０００８】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、血液の上層液分離回収装置は、それぞれ別個に回転駆動される中空円板状上ケーシング１０と、中空円板状下ケーシング２０より成る。前記上ケーシング１０は、その中心軸がパイプ１１になっており、下ケーシング２０を回転可能に貫通して延びその下端部にプーリ１２が固定され,変速機Ｖのプーリ１３との間にタイミングベルトが掛け渡され、変速機Ｖを介してモータＭによりケーシング１０が回転駆動されるようになっている。また下部ケーシング２０の中心軸もパイプ２１になっており、前記上ケーシング１０のパイプ１１に外嵌され、その下端部にはプーリ２２が固定されている。このプーリ２２はモータＭのプーリ２３とタイミングベルトで連結され、ケーシング２０がモータＭによって回転駆動されるようになっている。
【０００９】
前記上ケーシング１０には、一端開口１４ａがケーシング１０の中心軸に一致しさらに下方に延びる供給管１４と、同様に一端開口１５ａがケーシング１０の中心軸に一致しさらに下方に延びる回収管１５が設けられ、上記供給管１４及び回収管１５はケーシング１０の外周方向に延びてケーシング１０の下面に開口し、他端開口１４ｂ、１５ｂが形成されている。また、前記パイプ１１内を全長にわたって排出管１６が延び、その一端部はさらにケーシング１０の外周方向に延びて下面に開口し、細胞成分などの排出用開口１６ｂとなり、他端１６ａは適当な容器１７等に挿入されている。これらのケーシング１０の下面に設けられた開口１６ｂ、１４ｂ、１５ｂは一列に並んでいる。
【００１０】
前記下ケーシング２０には、図４乃至図６に示すように、等間隔で複数（図では４個）のＵ字形分離管３０が配置され、隣接する分離管３０、３０の間にはそれぞれ洗浄液溜４０が設けられている。そして分離管３０及び洗浄液溜４０は、前記上ケーシング１０の下面に設けられた前記開口１５ｂ、１４ｂ、１６ｂと対応してそれぞれに接続される吸引口２５ｂ、注入口２４ｂ、排出口２６ｂと、連結口２５ｃ、２４ｃ、２６ｃを有し、それぞれ下ケーシング２０の上面に開口している。
【００１１】
前記分離管３０は、図１及び図４に示すように、血液の注入口２４ｂに連通する第１の液溜３１と、この第１の液溜３１に短い導管３１ａを介して隣接する第２の液溜３２と、Ｕ字形導管３２ａを介して設けられた第３の液溜３３と、この液溜３３から延びる排出用導管３３ａより成る。これらの液溜３１、３２、３３は、ほぼ紡錘形をしており、他の導管３１ａ、３２ａ、３３ａと径を異ならせてあるが、大径部は全体の管長を短くするほか、他の管を挿入したり、弁機構を設けるためであり、小径部は後述する検出精度を高めるため等である。
【００１２】
前記第１の液溜３１には、上層液の吸引管２５が挿入されている。また第３の液溜３３内には、ガイド筒３４が取り付けられており、このガイド筒３４内には、スライド弁３５がスライド可能に収納されている。スライド弁３５は、図１の右端に位置している場合には、Ｕ字形導管３２ａと第３の液溜３３との間を遮断し、ガイド筒３４の左端に移動すると、ガイド筒３４に設けられた貫通孔３４ａを介してＵ字形導管３２ａと第３の液溜３３が連通する。さらに、前記第１の液溜３１と第２の液溜３２をつなぐ導管３１ａの部分には、例えば投光器と受光器から成る光センサ等の検出器３６が配置されている。
【００１３】
上記のような分離管３０のみの作用を図７及び図８を参照して説明する。まず、採取した血液に抗凝固剤を混合し、分離管３０の注入口２４ｂに投入する。このときすでにケーシング２０は回転しているものとする。そのため、適当な重量を持つスライド弁３５は、図７（イ）のように遠心力でガイド筒３４の入口３４ｂに密着し、血液Ａは第１、第２の液溜３１、３２及びＵ字形導管３２ａに充満し保留される。なおスライド弁３５の密閉性を良好にするため、その先端をテーパ状にし、ガイド筒３４の入口３４ｂにスライド弁３５の先端と対応するテーパ面を形成しておくのが好ましい。
【００１４】
分離管３０が高速回転すると、図７（ロ）のように、次第に軽い液成分Ｂが血液Ａから分離してくる。そして液成分Ｂの分離が進み、図７（ハ）のようにその量が増加して狭隘な導管３１ａの部分に達すると、検出器３６がこれを検出する。液成分Ｂは透明性が高いので光センサ等によって容易に検出可能である。検出信号によって第１のポンプを駆動し、図７（ニ）のように液成分Ｂ即ち上層液を吸引管２５で吸い出す。一定時間吸い出したことをタイマで検出するか、或は細胞成分Ａ’が細い導管３１ａに逆流してきたことを検出器３６で検出すると（細胞成分Ａ’は光を透過し難いので検出器３６がオンからオフに状態が変化する）、第１のポンプを停止し続いて第２のポンプの駆動信号を発する。第２のポンプは排出用導管３３ａから第３の液溜３２、３３内を吸引する。この吸引力は、スライド弁３５をガイド筒３４の入口３４ｂに密着させている遠心力よりも大にしてあるので、スライド弁３５は、図８（ホ）のようにガイド筒３４の入口３４ｂを離れて後端のストッパ３４ｃに当るまで吸引され、貫通孔３４ａを介してＵ字形導管３２ａと第３の液溜３３が連通し、細胞成分Ａ’は排出用導管３３ａを通って排出される。細胞成分Ａ’が排出されたことをタイマ等によって検出すると第２のポンプを停止する。これによってスライド弁３５は、再び遠心力でガイド筒３４の入口３４ｂの方向に移動し、入口３４ｂを閉鎖する。
【００１５】
なお、血液が濃くて細胞成分が多く、液成分Ｂが少ないために遠心分離によっても検出器３６の部分に達せず検出不能の場合がある。その場合には、例えばタイマによって遠心分離開始から充分な時間が経過したことを検出し、先に第２のポンプを作動させてスライド弁３４を吸引しわずかに排出用導管３３ａの方向に移動させると、細胞成分Ａ’と液成分Ｂは共に液溜３３の方向に移動するので、液成分Ｂが導管３１ａの部分に達し、検出器３６が作動する。そこで第２のポンプを停止し上述と同じ動作で液成分Ｂを回収すればよい。
【００１６】
次に、第３のポンプを駆動して洗浄液Ｃを図８（ヘ）に示すように分離管３０に送り込む。この時例えば第２のポンプで第３の液溜３３を吸引してスライド弁３５を吸引して、図８（ト）のようにスライド弁３５をガイド筒３４のストッパ３４ｃの位置まで移動させ、分離管３０は全管を連通させ、かつ洗浄液Ｃが充満させると、洗浄液Ｃは第２のポンプによって吸引され流動するので分離管３０は完全に洗浄される。洗浄後は適当な手段で分離管３０を乾燥する。
【００１７】
上記のように、分離管３０に血液を供給し、上層液を分離回収し、洗浄乾燥するプロセスを複数の分離管３０によって連続自動的に行なう方法について説明する。いま、図９に示すように、下部ケーシング２０に収納された分離管３０及び洗浄液溜４０にそれぞれ時計回りに１、２、３、４の番号を付す。まず、上ケーシング１０の下面に設けられた開口１５ｂ、１４ｂ、１６ｂ（図２、図３）を、下ケーシング２０に設けられた分離管３０−１と連通する吸引口２５ｂ、注入口２４ｂ、排出口２６ｂに接続する。これらの開口は液密に接続可能になっている。図１０にその状態を示す。これによって、上ケーシング１０の血液供給管１４と上層液回収管１５はそれぞれ下ケーシング２０に設けられた分離管３０の第１液溜３１と吸引管２５に連通し、排出管１６は排出用導管３３ａに接続される。この状態で上ケーシング１０と下ケーシング２０はモータＭにより同期して回転駆動される。そして採取した血液に抗凝固剤を混合したもの（以下採取血液という）を開口１４ａから供給する。一定量供給後、変速機Ｖを切り換え、上ケーシング１０を急速回転させて、上ケーシング１０の開口１５ｂ、１４ｂ、１６ｂを下ケーシング２０の連結口２５ｃ、２４ｃ、２６ｃに一致させ（インデックスし）、同時に変速機Ｖを切り換えて下ケーシング２０の回転速度に同調させる。これによって上ケーシング１０の血液供給管１４と回収管１５及び排出管１６は、下ケーシング２０の洗浄液溜４０−１に連通する。そこで、再び上下ケーシング１０、２０を同調回転させ、供給管１４に付着した前記採取血液を洗浄するため、洗浄液を供給管１４の一端開口１４ａから供給し、液溜４０を経て排出管１６から排出し、さらに供給管１４を乾燥する。その後、上ケーシング１０を急速回転し、上ケーシングの開口１５ｂ、１４ｂ、１６ｂを分離管３０−２の吸引口２５ｂ、注入口２４ｂ、排出口２６ｂにインデックスし、同時に上下ケーシング１０と２０を同調回転し、次の採取血液を分離管３０−２に供給する。
【００１８】
このようにして、最初の１サイクルでは、下ケーシング２０に設けられた分離管３０−１、洗浄液溜４０−１、分離管３０−２、液溜４０−２、分離管３０−３、液溜４０−３、分離管３０−４、液溜４０−４のそれぞれの開口に上ケーシング１０の下面に設けられた開口１５ｂ、１４ｂ、１６ｂが順次インデックスし、採取血液の分離管への供給と供給管１４の洗浄及び乾燥を行なう。
【００１９】
そして、上ケーシング１０の下面開口１５ｂ、１４ｂ、１６ｂが再び分離管３０−１に達したとき、先に供給した採取血液は既に遠心分離されているように回転速度とタイミングを制御しておく。そこで、前述のように、分離管３０に設けられた吸引管２５から上層液Ｂを吸引し（図７（ハ）、（ニ））、回収管１５から回収する。さらに前述と同様にして（図８）、分離管３０−１から細胞成分Ａ’を排出し、分離管３０−１を洗浄する。このとき洗浄液は上ケーシング１０の供給管１４、１５から供給されるので、これらの管１４、１５も洗浄され、同時に乾燥も行なわれる。従って分離管３０−１には新たな採取血液を供給することができる。次いで洗浄溜り４０−１にインデックスし、供給管１４を洗浄し、再び分離管３０−２にインデックスし、上層液の回収、洗浄、乾燥を行ないさらに新たな採取血液を供給し、液溜４０−２にインデックスして供給管１４を洗浄する。即ち２回目以後のサイクルでは、それぞれの分離管３０−１、３０−２、３０−３、３０−４で上層液の回収、洗浄、乾燥、新たな採取血液の供給が行なわれる。この操作を繰返して採取血液の複数の分離管による連続分離を行なうことができる。
【００２０】
なお、分離管の数は図示に限定されない。また、回収した上層液や細胞成分は適当な分析装置にそのまま供給することができる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明によれば、以上のように、採取した血液を連続的に供給しながら上層液と細胞成分に自動的に分離できるようにしたので、血液分析の大幅な時間短縮をはかることができ、また省人化にも大きく貢献することができ、さらに、血液形態学測定、生化学分析及び免疫学分析等を同時に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の分離回収装置の一例を示す縦断面図
【図２】同上の上ケーシングを示す縦断面図
【図３】上ケーシングの下面図
【図４】下ケーシングを示す縦断面図
【図５】下ケーシングの他の面の縦断面図
【図６】下ケーシングの上面図
【図７】分離管の作用を示す縦断面図
【図８】分離管の作用を示す縦断面図
【図９】下ケーシングの上面図
【図１０】分離回収装置の作用を示す縦断面図
【図１１】分離回収装置の作用を示す縦断面図
【符号の説明】
Ａ  血液
Ａ’  細胞成分
Ｂ  上層液
Ｃ  洗浄液
Ｍ  モータ
Ｖ  変速機
１０  上ケーシング
１１  パイプ
１２、１３  プーリ
１４  供給管
１４ａ、１４ｂ  開口
１５  回収管
１５ａ、１５ｂ  開口
１６  排出管
１６ａ  排出管の他端
１６ｂ  開口
１７  容器
２０  下ケーシング
２１  パイプ
２２、２３  プーリ
２４ｂ  注入口
２４ｃ  連結口
２５  吸引管
２５ｂ  吸引口
２５ｃ  連結口
２６ｂ  排出口
２６ｃ  連結口
３０  分離管
３１  第１の液溜
３１ａ  導管
３２  第２の液溜
３２ａ  Ｕ字形導管
３３  第３の液溜
３３ａ  排出用導管
３４  ガイド筒
３４ａ  貫通穴
３４ｂ  入口
３５  マライド弁
３６  検出器
４０  洗浄液溜
【図１】
0003730113.tif 000002
【図２】
0003730113.tif 000003
【図３】
0003730113.tif 000004
【図４】
0003730113.tif 000005
【図５】
0003730113.tif 000006
【図６】
0003730113.tif 000007
【図７】
0003730113.tif 000008
【図８】
0003730113.tif 000009
【図９】
0003730113.tif 000010
【図１０】
0003730113.tif 000011
【図１１】
0003730113.tif 000012