(57)【要約】全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスが開示される。この血液分離デバイスは、第１のチャンバ、第２のチャンバを画定するハウジングと、それらの間に配置された分離部材とを含む。血液分離デバイスはアクチュエータも含み、アクチュエータの作動によって、血液サンプルが第１のチャンバへと引き込まれ、分離部材は、血漿部分が分離部材を通過して第２のチャンバに至ることを可能にするように適合される。血液分離デバイスは、正しい膜間圧力差およびせん断速度が取得されるように、血漿チャンバ容積、血液チャンバ容積、および加えられる単一圧力源に合致する。
2019520566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスであって、
第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ・ポートを有する第２のチャンバを画定し、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置された分離部材を含むハウジングであって、前記第１のチャンバが、前記血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、
単一真空源アクチュエータであって、前記単一真空源が、前記分離部材に隣接して加えられ、前記血液サンプルを前記第１のチャンバへと引き込み、前記分離部材が、前記血漿部分が前記分離部材を通過して前記第２のチャンバへと入ることを可能にするように適合される、単一真空源アクチュエータと
を備える血液分離デバイス。
【請求項２】
前記分離部材が、前記全血部分を前記第１のチャンバ内に閉じ込め、前記血漿部分が前記分離部材を通過して前記第２のチャンバへと入ることを可能にするように適合される、請求項１に記載の血液分離デバイス。
【請求項３】
前記第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器をさらに備える、請求項１に記載の血液分離デバイス。
【請求項４】
前記単一真空源アクチュエータが、前記ラインを介して前記第１のチャンバの一部分に第１の圧力を、前記第２のチャンバの一部分に第２の圧力を提供する、請求項１に記載の血液分離デバイス。
【請求項５】
前記第２の圧力が、前記分離部材の多孔性および前記第２のチャンバの容積によって調節される、請求項４に記載の血液分離デバイス。
【請求項６】
前記単一真空源アクチュエータが真空管である、請求項１に記載の血液分離デバイス。
【請求項７】
前記分離部材がトラック・エッチ膜を備える、請求項１に記載の血液分離デバイス。
【請求項８】
開位置と閉位置の間で移行可能である穴をさらに備える、請求項１に記載の血液分離デバイス。
【請求項９】
全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスであって、
第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ出口を有する第２のチャンバを画定し、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバに配置された分離部材を含むハウジングであって、前記第１のチャンバが、前記血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、
前記第１のチャンバの一部分と連通する単一真空源アクチュエータと、
前記第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器と
を備え、
前記単一真空源アクチュエータが前記血液サンプルを前記第１のチャンバへと引き込み、前記分離部材が、前記血漿部分が前記分離部材を通過して前記第２のチャンバに至ることを可能にするように適合される、血液分離デバイス。
【請求項１０】
前記単一真空源アクチュエータが、前記第１のチャンバの一部分に第１の圧力を、前記第２のチャンバの一部分に第２の圧力を提供する、請求項９に記載の血液分離デバイス。
【請求項１１】
前記第２の圧力が、前記分離部材の多孔性および前記血漿採取容器によって調節される、請求項１０に記載の血液分離デバイス。
【請求項１２】
前記第１の圧力と連通する第１の抵抗体をさらに備える、請求項１０に記載の血液分離デバイス。
【請求項１３】
前記第２の圧力と連通する第２の抵抗体をさらに備える、請求項１０に記載の血液分離デバイス。
【請求項１４】
前記分離部材が、前記全血部分を前記第１のチャンバ内に閉じ込め、前記血漿部分が前記分離部材を通過して前記第２のチャンバへと入ることを可能にするように適合される、請求項９に記載の血液分離デバイス。
【請求項１５】
前記単一真空源アクチュエータがシリンジの引き抜きである、請求項９に記載の血液分離デバイス。
【請求項１６】
前記単一真空源アクチュエータが真空管である、請求項９に記載の血液分離デバイス。
【請求項１７】
前記分離部材がトラック・エッチ膜を備える、請求項９に記載の血液分離デバイス。
【請求項１８】
開位置と閉位置の間で移行可能である穴をさらに備える、請求項９に記載の血液分離デバイス。
【請求項１９】
全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスであって、
第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ出口を有する第２のチャンバを画定し、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置された分離部材を含むハウジングであって、前記第１のチャンバが、前記血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、
前記第１のチャンバの一部分と連通するアクチュエータと、
前記第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器と
を備え、
前記アクチュエータの作動によって、前記血液サンプルが前記第１のチャンバへと引き込まれ、前記分離部材が、前記血漿部分が前記分離部材を通過して前記第２のチャンバに至ることを可能にするように適合され、
前記アクチュエータが、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバに分割される圧力源を提供し、前記血液分離デバイスが、前記分割の比を調節するための調節器を含む、血液分離デバイス。
【請求項２０】
全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスであって、
第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ出口を有する第２のチャンバを画定し、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置された分離部材を含むハウジングであって、前記第１のチャンバが、前記血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、
前記第１のチャンバの一部分と連通するアクチュエータと、
前記第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器と
を備え、
前記アクチュエータの作動によって、前記血液サンプルが前記第１のチャンバへと引き込まれ、前記分離部材が、前記血漿部分が前記分離部材を通過して前記第２のチャンバに至ることを可能にするように適合され、
前記アクチュエータが、前記第１のチャンバの側にのみ向けられた圧力源を提供し、前記第２のチャンバの側の容積が、前記第１のチャンバの前記側と前記第２のチャンバの前記側との圧力の比を制御するように構成される、血液分離デバイス。
【請求項２１】
全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスであって、
第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ出口を有する第２のチャンバを画定し、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置された分離部材を含むハウジングであって、前記第１のチャンバが、前記血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、
前記第１のチャンバの一部分と連通するアクチュエータと、
前記第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器と
を備え、
前記アクチュエータの作動によって、第１の圧力が前記血液サンプルの接線流のために前記第１のチャンバの一部分に提供され、膜間圧力差を発生させ、前記血漿部分を前記血漿採取容器に流れ込ませるために、前記第２のチャンバの一部分に第２の圧力が提供される、血液分離デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年６月９日に出願された「Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国仮出願第６２／３４７，８１６号の優先権を主張するものであり、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般に、生物学的流体とともに使用するために適合されたデバイスに関する。より詳細には、本開示は、生物学的流体の成分を分離するために適合されたデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
血液サンプリングは、患者からの少なくとも一滴の血液の引き出しを伴う一般的な医療手技である。血液サンプルは、一般に、指穿刺、踵穿刺、または静脈穿刺のいずれかによって、入院患者、在宅看護患者、および緊急治療室患者から取られる。血液サンプルは、静脈ラインまたは動脈ラインによっても、患者から取られることがある。ひとたび採取されると、血液サンプルは、たとえば、化学組成、血液学的情報、または凝固を含む、医学的に有用な情報を取得するために分析され得る。
【０００４】
血液検査は、疾患、ミネラル含有量、薬剤有効性、および臓器機能などの、患者の生理的状態および生化学的状態を判定する。血液検査は、臨床検査室内で実行されてもよいし、患者の近くの診療現場で実行されてもよい。臨床現場即時血液検査の一例は、指穿刺を介した血液の抽出および診断カートリッジへの血液の機械的採取を伴う、患者の血糖レベルの日常的な検査である。その後、診断カートリッジは、血液サンプルを分析し、臨床医に、患者の血糖レベルの示度を提供する。血液ガス電解質レベル、リチウム・レベル、およびイオン化カルシウム・レベルを分析する他のデバイスも利用可能である。いくつかの他のポイント・オブ・ケア・デバイスは、急性冠症候群（ＡＣＳ）および深部静脈血栓症／肺塞栓症（ＤＶＴ／ＲＥ）のためのマーカを識別する。
【０００５】
血液サンプルは、全血部分と、血漿部分とを含有する。全血からの血漿分離は、従来、遠心分離によって達成されてきており、遠心分離は、一般的に１５〜２０分かかり、重労働または複雑なワーク・フローを伴う。最近、沈降、線維性膜濾過または非線維性膜濾過、側方流分離、マイクロフルイディクス・クロス・フロー濾過、および他のマイクロフルイディクス流体力学的分離技法などの、血漿を分離するために使用または試行されている他の技術がある。しかしながら、それらの技術の多くは、不十分な血漿純度、検体バイアス、または検体バイアスを防止するための特殊コーティングの必要性、高い溶血性、希釈の必要性、長い分離時間、および／または血漿回収の困難さ、のように列挙される、さまざまな課題を有する。たとえば、大部分の膜ベースの分離技術は、検体バイアス問題が欠点であり、多くの場合、目標検体のための特定のコーティング処理を必要とする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｃａｎｄｏｔｔｉ，Ｄ．、Ｊ．Ｔｅｍｐｌｅ、Ｓ．Ｏｗｕｓｕ−Ｏｆｏｒｉ、およびＪ．−Ｐ．Ａｌｌａｉｎ。２００４年。Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ＲＴ−  ＰＣＲ  ａｓｓａｙ  ｆｏｒ  ｈｅｐａｔｉｔｉｓ  Ｂ  ｖｉｒｕｓ，ｈｅｐａｔｉｔｉｓ  Ｃ  ｖｉｒｕｓ，ａｎｄ  ｈｕｍａｎ  ｉｍｍｕｎｏｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｖｉｒｕｓ  ｔｙｐｅ  １。Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．Ｍｅｔｈｏｄｓ  １１８、３９〜４７頁
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、血液分離デバイス、高品質血漿が生成されることを可能にする分離プロセス、および真空管などの単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする血液分離デバイスを提供する。デバイス設計は、単純で、低コストであり、使い捨てである。血漿分離プロセスは、高速で、動作させやすく、全血から高品質血漿サンプルを作製する。血漿分離プロセスは、マイクロ・リットルのサンプル・サイズからミリリットルまでスケーラブルである。分離プロセスは、ハードウェアまたは電力を必要としない。分離プロセスは、シリンジの引き抜きおよび／または真空管を使用することによって生成可能な圧力によって動作させられる。分離血漿の品質は、遠心分離によって生成され、さまざまな診断ニーズに適した管血漿の品質と同等である。
【０００８】
一実施形態では、血漿採取容器の容積は、所望の大きさの膜間圧力差を提供するように選択される。本開示の血液分離デバイスは、正しい膜間圧力差およびせん断速度が取得されるように、血漿チャンバ容積、血液チャンバ容積、および加えられる単一圧力源に合致する。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスは、第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ出口を有する第２のチャンバを画定し、第１のチャンバと第２のチャンバの間に配置された分離部材を含むハウジングであって、第１のチャンバは、血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、アクチュエータと、アクチュエータおよび第１のチャンバの一部分と連通するラインを含み、アクチュエータの作動によって、血液サンプルが第１のチャンバへと引き込まれ、分離部材は、血漿部分が分離部材を通過して第２のチャンバに至ることを可能にするように適合される。
【００１０】
一構成では、分離部材は、全血部分を第１のチャンバ内に閉じ込め、血漿部分が分離部材を通過して第２のチャンバへと入ることを可能にするように適合される。別の構成では、血液分離デバイスは、第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器を含む。さらに別の構成では、単一アクチュエータは、ラインを介して第１のチャンバの一部分に第１の圧力を、第２のチャンバの一部分に第２の圧力を提供する。一構成では、第２の圧力は、分離部材の多孔性および第２のチャンバの容積によって調節される。別の構成では、第２の圧力は、分離部材の多孔性、血液採取管の容積、第２のチャンバの容積、および血漿採取管の容積によって調節される。別の構成では、アクチュエータは真空源である。さらに別の構成では、アクチュエータは真空管である。一構成では、分離部材は、トラック・エッチ膜を備える。別の構成では、血液分離デバイスは、開位置と閉位置の間で移行可能である穴を含む。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスは、第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ出口を有する第２のチャンバを画定し、第１のチャンバと第２のチャンバの間に配置された分離部材を含むハウジングであって、第１のチャンバは、血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、第１のチャンバの一部分と連通するアクチュエータと、第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器とを含み、アクチュエータの作動によって、血液サンプルが第１のチャンバへと引き込まれ、分離部材は、血漿部分が分離部材を通過して第２のチャンバに至ることを可能にするように適合される。
【００１２】
一構成では、単一アクチュエータは、第１のチャンバの一部分に第１の圧力を、第２のチャンバの一部分に第２の圧力を提供する。別の構成では、第２の圧力は、分離部材の多孔性および血漿採取容器によって調節される。さらに別の構成では、血液分離デバイスは、第１の圧力と連通する第１の抵抗体を含む。一構成では、血液分離デバイスは、第２の圧力と連通する第２の抵抗体を含む。別の構成では、分離部材は、全血部分を第１のチャンバ内に閉じ込め、血漿部分が分離部材を通過して第２のチャンバへと入ることを可能にするように適合される。さらに別の構成では、アクチュエータは真空源である。一構成では、アクチュエータはシリンジの引き抜きである。別の構成では、アクチュエータは真空管である。さらに別の構成では、分離部材は、トラック・エッチ膜を備える。一構成では、血液分離デバイスは、開位置と閉位置の間で移行可能である穴を含む。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスは、第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ出口を有する第２のチャンバを画定し、第１のチャンバと第２のチャンバの間に配置された分離部材を含むハウジングであって、第１のチャンバは、血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、第１のチャンバの一部分と連通する単一アクチュエータと、第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器とを含み、単一アクチュエータの作動によって、血液サンプルが第１のチャンバへと引き込まれ、分離部材は、血漿部分が分離部材を通過して第２のチャンバに至ることを可能にするように適合され、単一アクチュエータは、第１のチャンバと第２のチャンバに分割される圧力源を提供し、血液分離デバイスは、分割の比を調節するための調節器を含む。
【００１４】
本発明の別の実施形態によれば、全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスは、第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ出口を有する第２のチャンバを画定し、第１のチャンバと第２のチャンバの間に配置された分離部材を含むハウジングであって、第１のチャンバは、血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、第１のチャンバの一部分と連通する単一アクチュエータと、第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器とを含み、単一アクチュエータの作動によって、血液サンプルが第１のチャンバへと引き込まれ、分離部材は、血漿部分が分離部材を通過して第２のチャンバに至ることを可能にするように適合され、単一アクチュエータは、第１のチャンバの側にのみ向けられた圧力源を提供し、第２のチャンバの側の容積は、第１のチャンバの側と第２のチャンバの側との圧力の比を制御するように構成される。
【００１５】
本発明の別の実施形態によれば、全血部分と血漿部分とを有する血液サンプルを受け入れるように適合された血液分離デバイスは、第１のチャンバ入口と第１のチャンバ出口とを有する第１のチャンバと、第２のチャンバ出口を有する第２のチャンバを画定し、第１のチャンバと第２のチャンバの間に配置された分離部材を含むハウジングであって、第１のチャンバは、血液サンプルを受け入れるように適合される、ハウジングと、第１のチャンバの一部分と連通するアクチュエータと、第２のチャンバ出口と連通する血漿採取容器とを含み、アクチュエータは、血液サンプルの接線流のために第１のチャンバの一部分に第１の圧力を提供し、膜間圧力差を発生させ、血漿部分を血漿採取容器に流れ込ませるために、第２のチャンバの一部分に第２の圧力を提供する。
【００１６】
添付の図面と併せて取り上げられる開示の実施形態の以下の説明を参照すれば、この開示の上記および他の特徴および利点、ならびにこれらを達成する様式がより明らかになり、本開示自体がより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による血液分離デバイスの斜視図である。
【図１Ｃ】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの斜視図である。
【図１Ｄ】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図２】本発明の実施形態による、図１Ａ、図４Ａ、図１１Ａ、および図１３〜図１７の血液分離デバイスの分離部材の断面図であり、分離部材は、血液サンプルの血漿部分を血液サンプルの全血部分から分離する。
【図３】本発明の一実施形態による血液分離デバイスのチャンバの一部分の上面図である。
【図４Ａ】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図５】血漿を産生する従来技術の方法の性能を一覧にした表である。
【図６】本発明の一実施形態による、血漿を産生する方法およびデバイスの性能を一覧にした表である。
【図７】本発明の一実施形態による、血漿を産生する方法およびデバイスの性能を一覧にした表である。
【図８】本発明の一実施形態による、血漿を産生する方法およびデバイスの性能を一覧にした表である。
【図９】本発明の一実施形態による、血漿を産生する方法およびデバイスの性能を示すグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態による、血漿を産生する方法およびデバイスの性能を示すグラフである。
【図１１Ａ】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図１１Ｂ】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、血漿を産生する方法およびデバイスの性能を一覧にした表である。
【図１３】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図１３Ａ】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図１３Ｂ】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図１４】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図１５】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図１６】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの斜視図である。
【図１７】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの斜視図である。
【図１８】本発明の一実施形態による、血漿を産生するデバイスの性能を一覧にした表である。
【図１９】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図２０】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図２１】本発明の別の実施形態による血液分離デバイスの概略図である。
【図２２】実験設定と、本発明の一実施形態による、血漿を産生するデバイスの性能を一覧にした表である。
【図２３】本発明の一実施形態による、血漿を産生する方法およびデバイスの血漿収量対圧力差を示すグラフである。
【図２４】本発明の一実施形態による、血漿を産生する方法およびデバイスの血漿中ヘモグロビン対圧力差を示すグラフである。
【図２５】本発明の一実施形態による、血漿を産生する方法およびデバイスのヘモグロビン対圧力設定を示すグラフである。
【図２６】本発明の別の実施形態による血液分離マイクロ流体チップの分解組立斜視図である。
【図２７】本発明の別の実施形態による血液分離マイクロ流体チップの断面図である。
【図２８】本発明の一実施形態により遠心分離またはトラック・エッチ膜デバイスによって処理された血漿からのＨＩＶ  ＲＮＡの回収量を示すグラフである。
【図２９】本発明の一実施形態により添加（ｓｐｉｋｅｄ）全血から分離された血漿からの正規化されたＨＩＶ回収量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
いくつかの図面を通して、対応する参照文字は、対応する部分を示す。本明細書に記載される例示は、本開示の例示的な実施形態を示し、そのような例示は、いかなる様式であれ本開示の範囲を制限すると解釈されるべきではない。
【００１９】
以下の説明は、当業者が、本発明を行うために企図された説明される実施形態を作成および使用することを可能にするために提供される。しかしながら、さまざまな修正形態、等価物、変形形態、および代替形態は、当業者には容易に明らかなままであろう。あらゆるそのような修正形態、変形形態、等価物、および代替形態は、本発明の趣旨および範囲内に含まれることが意図されている。
【００２０】
以下では説明の目的で、「上方」、「下方」、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「上部」、「下部」、「側方」、「長手方向」という用語、およびこれらの派生語は、本発明が図面において方向付けられるとき、本発明に関係するものとする。しかしながら、本発明は、それと反対に明確に指定される場合を除き、代替の変形形態およびステップ・シーケンスを仮定し得ることを理解されたい。添付の図面に示され、以下の仕様において説明される特定のデバイスおよびプロセスは、本発明の単なる例示的な実施形態であることも理解されたい。したがって、本明細書で開示される実施形態に関連する具体的な寸法および他の物理的特性は、制限すると解釈されるべきではない。
【００２１】
図１Ａは、本開示の血液分離デバイスの例示的な実施形態を示す。図１Ａおよび図２を参照すると、本開示の血液分離デバイス１０は、全血部分１４と血漿部分１６とを有する血液サンプル１２を受け入れるように適合される。本開示は、血液分離デバイス、高品質血漿が１分足らずで生成されることを可能にする分離プロセス、および真空管などの単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする血液分離デバイスを提供する。デバイス設計は、単純で、低コストであり、使い捨てである。血漿分離プロセスは高速で、動作させやすく、全血から高品質血漿サンプルを作製する。血漿分離プロセスは、ミクロン・リットルのサンプル・サイズからミリリットルまでスケーラブルである。分離プロセスは、ハードウェアまたは電力を必要としない。分離プロセスは、シリンジの引き抜きおよび／または真空管を使用することによって生成可能な圧力によって動作させられる。分離血漿の品質は、遠心分離によって生成され、さまざまな診断ニーズに適した管血漿の品質と同等である。
【００２２】
一実施形態では、以下でより詳細に説明するように、血液サンプルを採取した後、血液分離デバイス１０は、血液サンプルの血漿部分を全血部分から分離することが可能である。一実施形態では、分離後、血液分離デバイス１０は、血液サンプルの血漿部分をポイント・オブ・ケア検査デバイスに移転することが可能である。
【００２３】
本開示の血液分離デバイスは、正しい膜間圧力差およびせん断速度が取得されるように、血漿チャンバ容積、血液チャンバ容積、および加えられる単一圧力源に合致する。
【００２４】
図１Ａおよび図２を参照すると、血液分離デバイス１０は、全体的に、ハウジング２０と、第１のチャンバすなわち血液チャンバ２２と、第１のチャンバ入口２４と、第１のチャンバ出口２６と、第２のチャンバすなわち血漿チャンバ２８と、第２のチャンバ出口３０と、分離部材すなわち膜３２と、アクチュエータ３４と、血漿採取容器３６と、穴３８とを含む。
【００２５】
一実施形態では、ハウジング２０は、第１のチャンバ２２および第２のチャンバ２８を画定する。第１のチャンバ２２は、血液サンプル１２を受け入れるように適合される。第１のチャンバ２２は、第１のチャンバ入口２４と、第１のチャンバ出口２６とを含む。第２のチャンバ２８は、第２のチャンバ出口３０を含む。一実施形態では、血液分離デバイス１０は、第１のチャンバ２２と第２のチャンバ２８との間に配置された分離部材３２を含む。一実施形態では、血液分離デバイス１０は、従来のデバイスにおいて使用される複数のチャネルとは対照的に、血液側の単一チャネルすなわちチャンバを含む。本開示の構成によって、高い流量、高いせん断力が可能になり、より大きな収量がもたらされる。
【００２６】
一実施形態では、血液分離デバイス１０は、第２のチャンバ出口３０と連通する血漿採取容器３６を含む。血漿採取容器３６は、分離血漿１６を採取および貯蔵することが可能である。
【００２７】
一実施形態では、血漿採取容器３６は、変形不可能な血漿チャンバを含む。そのような一実施形態では、血漿採取容器３６の容積は、所望の大きさの膜間圧力差を提供するように選択される。血漿採取容器３６の容積は、正しい膜間圧力差およびせん断速度が取得されるように、血液チャンバ容積および／または容器容積、ならびに加えられる単一圧力源と合致される。他の実施形態では、血漿採取容器３６は、変形可能であってよい。
【００２８】
一実施形態では、血液分離デバイス１０は、開位置と閉位置の間で移行可能である穴３８を含む。
【００２９】
分離部材３２は、図２に示されるように、全血部分１４を第１のチャンバ２２内に閉じ込め、血漿部分１６が分離部材３２を通過して第２のチャンバ２８へと入ることを可能にするように適合される。
【００３０】
一実施形態では、分離部材３２は、トラック・エッチ膜を備える。一実施形態では、このトラック・エッチ膜は、０．４ｕｍの孔径と１．５×１０８／ｃｍ２の孔密度をもつポリカーボネート膜を含む。一実施形態では、分離部材３２は、０．２〜１ｕｍの孔径を含む。一実施形態では、分離部材３２は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＰ、または他の材料とすることができる材料から形成される。一実施形態では、分離部材３２は疎水性である。一実施形態では、分離部材３２の孔密度は、５×１０８／ｃｍ２〜１×１０６／ｃｍ２とすることができる。一実施形態では、分離部材３２の厚さは、８〜１００ｕｍとすることができる。一実施形態では、分離部材３２の水流量は、分離部材３２を通る２．５〜３００ｍＬ／分／ｃｍ２の範囲とすることができる。
【００３１】
他の実施形態では、分離部材３２は、中空繊維膜フィルタまたは平坦な膜フィルタのどちらかであってよい。膜フィルタの孔径および多孔性は、クリーンな（すなわち、赤血球が含まれず、白血球も含まれず、血小板も含まれない）血漿１６の分離を効率的な様式で最適化するように選ばれ得る。他の実施形態では、分離部材３２は、全血部分１４を第１のチャンバ２２内に閉じ込めることが可能であり、血漿部分１６が分離部材３２を通過して第２のチャンバ２８へと入ることを可能にする任意のフィルタを備えてよい。
【００３２】
一実施形態では、血液分離デバイス１０は、アクチュエータ３４を含む。アクチュエータ３４は、第１のチャンバ２２の一部分および第２のチャンバ２８の一部分と連通する。一実施形態では、アクチュエータ３４の作動によって、血液サンプル１２が第１のチャンバ２２へと引き込まれ、分離部材３２は、血液サンプル１２の血漿部分１６が分離部材３２を通過して第２のチャンバ２８に至ることを可能にするように適合される。一実施形態では、分離部材３２は、全血部分１４を第１のチャンバ２２内に閉じ込めることが可能であり、血漿部分１６が分離部材３２を通過して第２のチャンバ２８へと入ることを可能にするように適合される。
【００３３】
図１Ａを参照すると、血液分離デバイス１０は、血液チャンバ２２と、血漿チャンバ２８と、血流および血漿流を駆動するために圧力源たとえばアクチュエータ３４によって動作させられる分離部材３２とを含む。一実施形態では、アクチュエータ３４は真空源である。いくつかの実施形態では、この真空源は、シリンジ、真空管、または他の真空発生器からとすることができる。他の実施形態では、実際的な動力源は、真空を作るために手動でまたはシリンジ・ポンプを用いて引っ張られるシリンジを使用することによって達成可能である。動力源は、真空管、または他の真空源とすることもできる。代替実施形態では、血漿分離は、分離部材３２の上を流れるように血液入口側たとえば第１のチャンバ入口２４からの血液を押すことによって達成可能である。この場合、圧力源は、シリンジまたは圧縮空気もしくは他の気体媒質によって生成可能である陽圧である。
【００３４】
本開示の血液分離デバイス１０は、選択された膜多孔性をもつ膜表面に沿って一定のせん断速度で接線方向に血液サンプルを流し、膜孔を通って流れるように血漿を駆動する膜間圧力差を加えることによって達成される、血漿を全血から分離することなどの、生物学的サンプルの接線流濾過を利用する。膜間圧力差、せん断速度、および膜孔径のバランスは、分離プロセスの成功を保証するために重要である。膜間圧力差は、血漿が膜を通って流れることを可能にするのに十分なほど大きくなければならないが、血球を膜の孔へと駆動するのに大き過ぎてはならない。膜間圧力差が大き過ぎる場合、血球の大部分は孔径よりも大きいので、血球は、膜の孔の上へと押し付けられ、血漿流を阻害することができる。膜間圧力差が極度に大きい場合、膜表面に閉じ込められた血球が破損し、血漿中の高い溶血などの他の問題を引き起こし得る。接線流のせん断速度も、血球が膜孔および表面にくっつく傾向に影響を与える。せん断速度が高いほど、血球が膜孔にくっつく傾向が減少する。せん断速度が低下するほど、血球が膜の膜孔入口にくっつく機会が増加する。このせん断速度は、デバイスが動作可能である場合、重要な膜間圧力差に影響を与える。せん断速度が高いほど、血球が膜の孔の上に閉じ込められるリスクなしにプロセスが許容する膜間圧力差を高くすることができる。一方、せん断速度が大きくなり過ぎ、血液サンプルの接線流の間に細胞を破損させることもある。これは、主に、せん断応力が細胞膜強度を超えたことによって引き起こされ、細胞の破裂を引き起こし、またはせん断応力による大きな変形を受けてヘモグロビンを放出する。このせん断応力は、バルク内の血球と、膜表面にくっついた血球の両方に影響を与える。膜の孔径も、細胞が膜の孔にくっつくまたはその中に閉じ込められる傾向に影響を与える。孔径が大きいほど、同じ膜間圧力差およびせん断速度の下で細胞が膜にくっつくまたはそれを通過することを可能にする傾向が高くなる。本開示の血液分離デバイス１０は、せん断速度、膜間圧力差、および膜の孔径の本質的なバランスを利用して、良好な接戦方向流れ血漿分離を達成する。本開示の血液分離デバイス１０を使用するこれらのパラメータの本質的なバランスは、高い分離効率（単位面積当たりの血漿収量）および高い血漿品質（低いＰＦＨ）をもたらすことができる。
【００３５】
一実施形態では、圧力源は、血流を駆動し、血液がチャンバを通って流れるときの膜間圧力差を作るための圧力である。一実施形態では、膜間圧力差は、血漿流を駆動して分離部材３２を通すのに十分なほど大きいが、血球が孔入口に閉じ込められないまたは膜孔に通されないのに十分なほど小さくなければならない。一実施形態では、「正味の膜間圧力差」は５ｐｓｉ未満、好ましくは２．５ｐｓｉでなければならない。
【００３６】
本開示の血液分離デバイス１０は、デバイスの外形、たとえば、血漿分離チャンバの高さ、幅、および長さの、本質的なバランスも利用する。たとえば、血漿採取容器３６の容積は、所望の大きさの膜間圧力差を提供するように選択される。血漿採取容器３６の容積は、正しい膜間圧力差およびせん断速度が取得されるように、血液チャンバ容積、および加えられる単一圧力源と合致される。外形パラメータは、せん断速度に直接的に影響を与えるだけでなく、膜間圧力差そのものにも影響を与える。外形は、多孔性膜上での接線流の長さに沿った膜間圧力差の均一性に著しく影響を与えることができる。流体力学により、流路に沿って圧力降下が存在する。これは、血液チャンバ内の入口圧力と出口圧力が異なり、したがって、膜間圧力差が、流動長の分離膜表面に沿って変化することがあることを意味する。この圧力降下すなわち膜間圧力差変動は、最大膜間圧力差（一般的には、血液入口における）が、高い溶血を防止する安全性範囲内であるように、十分に小さくなければならない。膜表面の流路に沿った圧力降下は、流量、流体力学的外形（血液チャンバのその断面によって定義される）、チャンバの長さ、血液の粘度および密度などによって影響が与えられる。流体力学的外形が小さく、流動長が長く、流量が高いほど、大きな圧力降下がもたらされ、膜間圧力差の大きな変動を潜在的に引き起こす。分離チャンバの流量、チャンバの断面、および長さのバランスは、流動（濾過）長に沿って圧力降下を最小に保ち、膜間圧力差を所望の範囲内に保つために重要である。
【００３７】
本開示の血液分離デバイス１０の外形およびせん断速度は、濾過膜と接触する血液の滞留時間に影響を与える。これは、膜間圧力差およびせん断速度を超える別の重要なパラメータである。長い滞留時間は、固定された血液入口容積およびヘマトクリットにおける、より高い血漿分離効率および血漿収量を可能にする。滞留時間は、チャンバの長さを増加させるまたはチャンバの高さを減少させることによって増加可能である。それらは、せん断速度および膜間圧力差均一性または圧力降下とのバランスをとられなければならない。
【００３８】
パラメータ（血液サンプル、外形、および動作圧力）の相互依存性に対して、それらのパラメータ間の全体的なバランスは、実際的な有用な血漿分離を保証するために本開示の血液分離デバイス１０によって達成され、それによって、所望の時間枠内で高品質で高収量の血漿が作製される。
【００３９】
一実施形態では、血流を駆動する圧力は、チャンバ外形および目標流量に合致されなければならない。流量（より流体力学に関連するのは、壁せん断速度である）は、均一で、膜表面上への赤血球堆積（ケーク層形成）を防止するのに十分なほど大きくなければならない。せん断速度は、せん断誘起溶血を防止するために、閾値を下回らなければならない。このせん断誘起溶血は、せん断下の滞留時間にも依存する。せん断および時間からの組み合わせ効果は、制御されなければならない。
【００４０】
図１Ｄを参照すると、一実施形態では、単一動力源は、Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＶａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）血液採取管などの、真空含有血液採取管または真空管であってよい。真空含有血液採取管は、第１の圧力Ｐ１を血液の接線流のために第１のチャンバ２２の一部分に提供し、膜間圧力差を発生させ、血漿流を血漿採取管または血漿採取容器３６へと駆動するために、第２の圧力Ｐ２も第２のチャンバ２８の一部分に提供する。一実施形態では、真空含有血液採取管が作動されるとき、第２の圧力Ｐ２が取得され、血液が血液チャンバへと入る前に、分離膜のクロス・トークを通じて真空力を移転する。
【００４１】
真空含有血液採取管を単一動力源として有する、本開示の血液分離デバイス１０は、以下のパラメータ間の本質的なバランスを達成する。真空含有血液採取管の容積、真空含有血液採取管の圧力、および血漿採取容器すなわち管３６の容積の選択は、最初に血漿分離にとって望ましい圧力を達成するために重要である。真空含有血液採取管容積と血漿採取管容積の比は、真空含有血液採取管と血漿採取管における圧力減衰が血漿分離プロセス全体中に同等であるように選択される。真空含有血液採取管の圧力および容積は、入力血液容積に従って選択される。真空含有血液採取管のサイズ、圧力、および血漿採取管の容積のこのバランスは、デバイスが所望のせん断速度および膜間圧力差の範囲で動作することを可能にする。一実施形態では、一般的なせん断速度は、５０〜２０，０００  １／ｓの範囲とすることができる。一実施形態では、膜間圧力差は、０．１〜１０ｐｓｉの範囲とすることができる。
【００４２】
図１Ｄを参照すると、一実施形態では、分離部材すなわち膜３２は、０．４ｕｍの孔径を有する。一実施形態では、分離部材すなわち膜３２は、疎水性ＰＣＴＥ膜である。一実施形態では、第１のチャンバすなわち血液チャンバ２２は、５０ｍｍ×１０ｍｍ×０．０８ｍｍである。一実施形態では、第２のチャンバすなわち血漿チャンバ２８は、４０ｍｍ×１０ｍｍ×０．０８ｍｍであり、分離膜３２を支持するための隆起部を含む。一実施形態では、入力血液は、５５％ヘマトクリットの３ｍＬ全血を含む。
【００４３】
図１８を参照すると、表は、Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ圧力（１２．５ｐｓｉおよび８ｐｓｉ）と血漿採取管容積（１ｍＬおよび４ｍＬ）の異なる組み合わせのための結果を一覧にしている。単一動力源設計は、類似の初期圧力設定（Ｐ１＝Ｐ２）で始まる血漿分離を可能にする。低い圧力および大きな血漿採取管容積は、より少ない溶血を誘発し、血漿分離時間を増加させる傾向がある。４ｍＬ血漿採取管は、より高い血漿収量を生成した。
【００４４】
図１９〜図２０は、本開示の血液分離デバイスの他の例示的な実施形態を示す。図２および図１９を参照すると、本開示の血液分離デバイス１０Ａは、全血部分１４と血漿部分１６とを有する血液サンプル１２を受け入れるように適合される。本開示は、血液分離デバイス、および高品質血漿が生成されることを可能にする分離プロセス、ならびに真空管などの単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする血液分離デバイスを提供する。デバイス設計は、単純で、低コストであり、使い捨てである。血漿分離プロセスは高速で、動作させやすく、全血から高品質血漿サンプルを作製する。血漿分離プロセスは、ミクロン・リットルのサンプル・サイズからミリリットルまでスケーラブルである。分離プロセスは、ハードウェアまたは電力を必要としない。分離プロセスは、シリンジの引き抜きおよび／または真空管を使用することによって生成可能な圧力によって動作させられる。分離血漿の品質は、遠心分離によって生成され、さまざまな診断ニーズに適した管血漿の品質と同等である。
【００４５】
一実施形態では、血液サンプルを採取した後、血液分離デバイス１０Ａは、血液サンプルの血漿部分を全血部分から分離することが可能である。一実施形態では、分離後、血液分離デバイス１０Ａは、血液サンプルの血漿部分をポイント・オブ・ケア検査デバイスに移転することが可能である。
【００４６】
図１９を参照すると、一実施形態では、単一動力源設計を有する血液分離デバイス１０Ａは、分離膜３２Ａを通じて接続された、血液チャンバ２２Ａと血漿チャンバ２８Ａとを含む。血液分離デバイス１０Ａは、それぞれ血漿出口および廃血液出口に取り付けられた、血漿採取管３６Ａ、廃血液採取管３９Ａと、単一アクチュエータとを含む。一実施形態では、アクチュエータは、真空管、シリンジの引き抜き、一定真空圧力供給、または他の任意の真空動力源とすることができる。この構成の利点は、この構成は、一定の真空動力源を使用して動作可能であり、血漿分離プロセス全体中に圧力Ｐ１とＰ２を本質的に同じに保つことである。血漿採取管と廃血液採取管の容積比のバランスをとる必要はない。しかしながら、真空管が動力として使用されるとき、両方の採取管の総容積は、真空管動力源と適合することが必要である。
【００４７】
図２０を参照すると、一実施形態では、単一動力源設計を有する血液分離デバイス１０Ｂは、分離膜３２Ｂを通じて接続された、血液チャンバ２２Ｂと血漿チャンバ２８Ｂとを含む。血液分離デバイス１０Ｂは、可撓性血漿採取管３６Ｂと、血液分離アクチュエータとを含む。柔軟な容積または調整可能な容積を血漿採取管に与える他の構成がある。アクチュエータは、真空管、シリンジの引き抜き、一定真空圧力供給、または他の任意の真空動力源とすることができる。可撓性の血漿採取管は、圧力をより均一な減衰に調節し、潜在的な高い膜間圧力差を防止する。可撓性の血漿採取管は、血漿分離が完了した後、血漿ディスペンサとしても機能することができる。
【００４８】
本開示の血液分離デバイスは、他の例示的な実施形態を含んでよい。たとえば、一実施形態では、血液チャンバ２２は、血漿分離効率を改善するために、長い血液チャンバ長と、より低い血液チャンバ高さを含む。これは、血液の流動抵抗も増加させ、したがって、血流を駆動してチャンバに通らせるために、より高い圧力を必要とすることがある。一実施形態では、より広い血液チャンバは、流動抵抗と、血流を駆動するために必要とされる圧力を減少させることができる。いくつかの実施形態では、血液チャンバ外形は、目標血漿収量および対応する動力源がデバイスを動作させるようにバランスがとられるおよび／またはそのように構成される。
【００４９】
図１Ｂおよび図１Ｃを参照すると、一実施形態では、アクチュエータ３４は、第１の圧力Ｐ２を第１のチャンバ２２の一部分に提供する第１のアクチュエータ６２と、第２の圧力Ｐ１を第２のチャンバ２８の一部分に提供する第２のアクチュエータ６０とを含む。図１Ｂを参照すると、一実施形態では、第１のアクチュエータ６２および第２のアクチュエータ６０はシリンジであってよい。そのような一実施形態では、第１のシリンジは、第１のチャンバ出口２６から出て、第２のシリンジは、第２のチャンバ出口３０から出る。図１Ｃを参照すると、一実施形態では、第１のアクチュエータ６２はシリンジであってよく、第２のアクチュエータ６０は真空管であってよい。そのような一実施形態では、真空管は、第１のチャンバ出口２６から出て、シリンジは、第２のチャンバ出口３０から出る。そのような一実施形態では、真空管は、第１のチャンバ出口から出て、副真空管は、第２のチャンバ出口から出る。
【００５０】
一実施形態では、本開示の血液分離デバイス１０を使用する血流および血漿分離は、入口たとえば第１のチャンバ入口２４、ならびに出口たとえば第１のチャンバ出口２６および／または第２のチャンバ出口３０において、圧力によって動力が供給される。一実施形態では、血液入口たとえば第１のチャンバ入口２４における圧力はゼロに設定されてよく、第１のチャンバ出口２６における圧力は−５ｐｓｉに設定されてよく、血漿出口、たとえば第２のチャンバ出口２６における圧力は−３ｐｓｉに設定されてよい。
【００５１】
別の実施形態では、血液入口たとえば第１のチャンバ入口２４における圧力はゼロに設定されてよく、第１のチャンバ出口２６における圧力は−７ｐｓｉに設定されてよく、血漿出口たとえば第２のチャンバ出口２６における圧力は−５ｐｓｉに設定されてよい。別の実施形態では、血液入口たとえば第１のチャンバ入口２４における圧力はゼロに設定されてよく、第１のチャンバ出口２６における圧力は−７ｐｓｉに設定されてよく、血漿出口たとえば第２のチャンバ出口２６における圧力は−７ｐｓｉに設定されてよい。一実施形態では、圧力源は真空源である。
【００５２】
一実施形態では、穴３８は、血漿分離プロセス中に阻害され、任意選択で、血漿分離プロセスの終了時に、血漿１６のすべてを血漿チャンバ２８から回収するために開かれる。圧力設定は、特定の流量（またはせん断速度）に調整可能である。短い分離時間を達成するために、より高い流量およびせん断速度が望ましい。一実施形態では、３〜５ｍＬ／分の血流量は、本開示の血液分離デバイス１０を使用して達成可能である。
【００５３】
本開示の血液分離デバイス１０は、大きいチャンバ長さ、小さいチャンバ高さ、および大きいチャンバ幅をもち、高い分離効率を有する、バランスのとれた血液チャンバを提供する。圧力設定は、分離時間および入力血液容積の設計目標以内の、高い流量およびせん断速度を可能にする。圧力設定は、分離プロセス中の適切な膜間圧力差も可能にする。血液が、膜表面上でチャンバを通って流れるので、せん断速度は、血液ケーク形成を防止する。
【００５４】
次に、図１Ａを参照しながら、本開示の血液分離デバイス１０の使用を説明する。一実施形態では、上記で説明されたように、血液分離デバイス１０は、分離部材すなわち膜３２たとえばトラック・エッチ膜によって分離される、血液チャンバ２２と血漿チャンバ２８とを含む。一実施形態では、膜３２は、血液チャンバ２２の一部であり、同時に、血漿チャンバ２８の一部である。血液チャンバ２２は、血液入口、たとえば第１のチャンバ入口２４と、出口、たとえば第１のチャンバ出口２６とを有する。血漿チャンバ２８は、１つまたは複数の出口、たとえば第２のチャンバ出口３０を有する。血液は、血液チャンバ２２の入口２４を通って入り、膜３２の表面の上で接線方向に流れ、血液チャンバ２２の出口２６から出る。血漿１６は、膜３２を通って流れ、血漿チャンバ２８に入り、さらなる診断検査のために、副血漿容器、たとえば血漿採取容器３６内に採取または貯蔵可能である。たとえば、一実施形態では、分離後、血液分離デバイス１０は、血液サンプルの血漿部分をポイント・オブ・ケア検査デバイスに移転することが可能である。
【００５５】
一実施形態では、血液チャンバ２２は、限定するものではないが、方形、らせん形、または蛇行形などの異なる形状を有することができる膜３２の表面上での血液の接線流を可能にするように設計可能である。チャンバのサイズは、血漿容積に関する適用例のニーズを満たすように変化可能である。血液チャンバ２２の入口２４および出口２６は、接線流を最大にするために、非濾過エリアにあってよい。一実施形態では、血漿チャンバ２８は、膜３２の効率的な利用を可能にするために血液チャンバ２２に合致してよい。一実施形態では、図３を参照すると、設計例は、方形チャンバを含み得る。例示的な一実施形態では、血液チャンバ２２は、１０ｍｍの幅および５０ｍｍの長さであり、血液チャンバ２２の各端に入口２４と出口２６がある。一実施形態では、血液チャンバの高さは０．０８ｍｍである。一実施形態では、血漿チャンバは、１０ｍｍの幅および４０ｍｍの長さであり、各端に出口がある。一実施形態では、血漿チャンバの高さは、０．０２ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。一実施形態では、血液チャンバの高さは０．０８ｍｍである。一実施形態では、隆起部が、膜３２を支持するために、血漿チャンバ２８の内部に作成される。膜３２は、任意選択で、垂下を防止するために、隆起部上に固着可能である。あるいは、隆起部は、血液チャンバ２２内または両方のチャンバ上に構築可能である。一実施形態では、トラック・エッチ膜は、０．４ｕｍの孔径と１．５×１０８／ｃｍ２の孔密度をもつポリカーボネート膜である。
【００５６】
図４Ａおよび図４Ｂは、本開示の血液分離デバイスの別の例示的な実施形態を示す。図２および図４Ａ〜図４Ｂを参照すると、本開示の血液分離デバイス１００は、全血部分１４と血漿部分１６とを有する血液サンプル１２を受け入れるように適合される。本開示は、血液分離デバイス、高品質血漿が１分足らずで生成されることを可能にする分離プロセス、および真空管などの単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする血液分離デバイスを提供する。デバイス設計は、単純で、低コストであり、使い捨てである。血漿分離プロセスは高速で、動作させやすく、全血から高品質血漿サンプルを作製する。血漿分離プロセスは、ミクロン・リットルのサンプル・サイズからミリリットルまでスケーラブルである。分離プロセスは、ハードウェアまたは電力を必要としない。分離プロセスは、シリンジの引き抜きおよび／または真空管を使用することによって生成可能な圧力によって動作させられる。分離血漿の品質は、遠心分離によって生成され、さまざまな診断ニーズに適した管血漿の品質と同等である。
【００５７】
一実施形態では、以下でより詳細に説明するように、血液サンプルを採取した後、血液分離デバイス１００は、血液サンプルの血漿部分を全血部分から分離することが可能である。一実施形態では、分離後、血液分離デバイス１００は、血液サンプルの血漿部分をポイント・オブ・ケア検査デバイスに移転することが可能である。
【００５８】
図４Ａ〜図４Ｂを参照すると、血液分離デバイス１００は、全体的に、ハウジング１２０と、第１のチャンバすなわち血液チャンバ１２２と、第１のチャンバ入口１２４と、第１のチャンバ出口１２６と、第２のチャンバすなわち血漿チャンバ１２８と、第２のチャンバ出口１３０と、分離部材すなわち膜１３２と、アクチュエータ１３４と、血漿採取容器１３６と、第１のラインすなわち血液ライン１５０と、第２のラインすなわち血漿ライン１５２と、併合ライン１５４とを含む。一実施形態では、第１のライン１５０と第２のライン１５２は、併合されてライン１５４になる。
【００５９】
一実施形態では、ハウジング１２０は、第１のチャンバ１２２および第２のチャンバ１２８を画定する。第１のチャンバ１２２は、血液サンプル１２を受け入れるように適合される。第１のチャンバ１２２は、第１のチャンバ入口１２４と、第１のチャンバ出口１２６とを含む。第２のチャンバ１２８は、第２のチャンバ出口１３０を含む。一実施形態では、血液分離デバイス１００は、第１のチャンバ１２２と第２のチャンバ１２８の間に配置された分離部材１３２を含む。
【００６０】
分離部材１３２は、図２に示されるように、全血部分１４を第１のチャンバ１２２内に閉じ込め、血漿部分１６が分離部材１３２を通過して第２のチャンバ１２８へと入ることを可能にするように適合される。
【００６１】
一実施形態では、分離部材１３２は、トラック・エッチ膜を備える。一実施形態では、このトラック・エッチ膜は、０．４ｕｍの孔径と１．５×１０８／ｃｍ２の孔密度をもつポリカーボネート膜を含む。一実施形態では、分離部材１３２は、０．２〜１ｕｍの孔径を含む。一実施形態では、分離部材１３２は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＰ、または他の材料とすることができる材料から形成される。一実施形態では、分離部材１３２は疎水性である。一実施形態では、分離部材１３２の孔密度は、５×１０８／ｃｍ２〜１×１０６／ｃｍ２とすることができる。一実施形態では、分離部材１３２の厚さは、８〜１００ｕｍとすることができる。一実施形態では、分離部材１３２の水流量は、分離部材１３２を通る２．５〜３００ｍＬ／分／ｃｍ２の範囲とすることができる。
【００６２】
他の実施形態では、分離部材１３２は、中空繊維膜フィルタまたは平坦な膜フィルタのどちらかであってよい。膜フィルタの孔径および多孔性は、クリーンな（すなわち、赤血球が含まれず、白血球も含まれず、血小板も含まれない）血漿１６の分離を効率的な様式で最適化するように選ばれ得る。他の実施形態では、分離部材１３２は、全血部分１４を第１のチャンバ１２２内に閉じ込めることが可能であり、血漿部分１６が分離部材１３２を通過して第２のチャンバ１２８へと入ることを可能にする任意のフィルタを備えてよい。
【００６３】
一実施形態では、第１のライン１５０は、アクチュエータ１３４および第１のチャンバ出口１２６と連通する。一実施形態では、第２のライン１５２は、アクチュエータ１３４および第２のチャンバ出口１３０と連通する。
【００６４】
一実施形態では、血液分離デバイス１００は、第２のチャンバ出口１３０と連通する血漿採取容器１３６を含む。血漿採取容器１３６は、分離血漿１６を採取および貯蔵することが可能である。
【００６５】
一実施形態では、血液分離デバイス１００は、第２のライン１５２内に多孔性材料を含む。
【００６６】
一実施形態では、血液分離デバイス１００は、アクチュエータ１３４を含む。アクチュエータ１３４は、第１のライン１５０を介して第１のチャンバ１２２の一部分と、第２のライン１５２を介して第２のチャンバ１２８の一部分と連通する。一実施形態では、アクチュエータ１３４の作動によって、血液サンプル１２が第１のチャンバ１２２へと引き込まれ、分離部材１３２は、血液サンプル１２の血漿部分１６が分離部材１３２を通過して第２のチャンバ１２８に至ることを可能にするように適合される。一実施形態では、分離部材１３２は、全血部分１４を第１のチャンバ１２２内に閉じ込め、血漿部分１６が分離部材１３２を通過して第２のチャンバ１２８へと入ることを可能にするように適合される。
【００６７】
一実施形態では、血液分離デバイス１００は、血液チャンバ１２２と、血漿チャンバ１２８と、血流および血漿流を駆動するために圧力源たとえばアクチュエータ１３４によって動作させられる分離部材１３２とを含む。一実施形態では、アクチュエータ１３４は真空源である。
【００６８】
一実施形態では、単一アクチュエータは、第１のライン１５０を介して第１のチャンバ１２２の一部分に第１の圧力を、第２のライン１５２を介して第２のチャンバ１２８の一部分に第２の圧力を提供する。
【００６９】
ライン１５０、１５２をもつ血液分離デバイス１００は、デバイスの血液側と血漿側の両方を駆動するために１つの圧力源のみを必要とするシステムを提供する。一実施形態では、血液分離デバイス１００は、血液分離デバイス１００に動力を供給するために単一圧力源を必要とするシステムを提供し、この単一圧力源からの圧力は、血液チャンバ１２２と血漿チャンバ１２８の間で分けることが可能である。そのような一実施形態では、血液分離デバイス１００は、分割の比を調節するための調節器を含む。
【００７０】
一実施形態では、血液分離デバイス１００は、２つのライン１５０、１５２を併合して、１つの併合ライン１５４にする。一実施形態では、空気流抵抗を発生させるために、多孔性材料が血漿真空ライン１５２に追加される。真空源が、併合された真空ライン１５４に接続されているとき、動力源の大半は、ライン１５０を通じて血液チャンバ１２２に向けられ、血流に動力を供給する。真空のごく一部が、ライン１５２を通じて血漿チャンバ１２８に向けられ、血漿流および膜間圧力差を駆動する。抵抗体は、Ｐｏｒａｘからの、１ミクロン・メートルの孔径をもつ多孔性ポリマー・ディスクである。多孔性材料は、繊維、焼結されたポリマー材料、多孔性金属、または他の任意の通気性材料などの、多数の形態をとることができる。あるいは、多孔性材料は、空気流に抵抗するデバイス上に構築された小さい管またはチャネルであってもよい。２つの真空ラインと多孔性材料の併合器はまた、デバイス上に直接的に構築されてもよいし、この上に組み込まれてもよい。
【００７１】
血液分離デバイス１００の代替設計は、真空管を廃血液用リザーバとして使用する代わりに、血液廃棄物を採取するための血漿リザーバに類似した血液リザーバを組み込んでもよい。これは、集中型真空源が使用されるときに有益である場合がある。
【００７２】
有利には、本開示の血液分離デバイス１００は、単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする。
【００７３】
一実施形態では、デバイス設計パラメータ（バランスのとられた血液チャンバの高さ、幅、および長さ）は、プロセス・パラメータ設定（血流を駆動するための圧力１と、圧力１と協働して膜間圧力差を提供する圧力２）に合致する。合致されたシステムは、ケーク形成が膜表面上で防止されるように目標流量およびせん断速度を提供する。膜間圧力差によって、血漿流が駆動されて膜を通る。設計パラメータとプロセス・パラメータが合致しない場合、血漿収量は低くなる、および／または溶血が発生するであろう。この合致は、一定の流量と、膜の長さに沿った膜間圧力差の均一性が達成可能である場合、設計パラメータによって支配される。膜間圧力差の均一性は、血液チャンバ内のチャンバ長さに沿った圧力降下によって影響が与えられる。
【００７４】
一実施形態では、流動抵抗体設計と、それをデバイスに組み込むことによって、１つの単一圧力源が血流を駆動し、膜間圧力差を形成することが可能になる。抵抗体は、共通真空源のごく一部分が、血漿側に向けられ、血漿流を駆動するのに十分な連続的な圧力を提供することを可能にする。流動抵抗体は、流動抵抗体が血漿側における気流の制限を可能にするが血漿路に入らないような様式で構築される。これによって、動力源要件および血漿分離プロセスが簡略化される。たとえば、血漿分離は、デバイスを血液源に接続し、真空管をデバイスに押すことによって、達成可能である。血漿は、１分足らずで分離される。
【００７５】
図５を参照すると、従来技術によるＺａｈｎマルチ・チャネル設計の性能が示されている。そのような設計は、１０分で５０μＬの血漿を作製することが確認された。この血漿分離方法は、遅く、血漿の低い収量を作製する。
【００７６】
本開示の血液分離デバイスは、著しく改善された性能を提供する。本開示のデバイスおよび方法は、Ｚａｈｎ設計の膜サイズの３分の１を使用して、１分足らずで約４００μＬの血漿を作製する。一実施形態では、本開示の血液分離デバイスは、１０ｍｍ×５０ｍｍ×０．０８ｍｍの血液チャンバ・サイズおよび１０ｍｍ×４０ｍｍ×０．２ｍｍの血漿チャンバ・サイズを使用し、有効分離膜面積は１０ｍｍ×４０ｍｍである。動力源は、４ｍＬのＶａｃｕｔａｉｎｅｒ管である。入力血液は、３８％ヘマトクリットにおいて３ｍＬである。プロセスは、図６に示されるように、血漿サンプル内の低いヘモグロビン・レベルによって示される非常に低い溶血を伴って、１分で約４００μＬの高品質血漿を生成した。図６は、３８％ヘマトクリットにおける正常なヘパリン加全血とともに本開示の血液分離デバイスを使用した血漿分離性能を示す。
【００７７】
本開示の方法および血液分離デバイスを使用することによって分離された血漿サンプルは、残留細胞を判定するために、Ｓｙｓｍｅｘも使用して分析される。図７に示されるように、血漿の純度は、従来の遠心分離プロセスによって取得される対照サンプルと同等である。異なるドナーからの血液サンプルが検査され、すべては、一貫して本開示の血液分離デバイス上で実行された。図７は、４６％ヘマトクリットにおける正常なヘパリン加全血とともに本開示の血液分離デバイスを使用して分離されたサンプルに対してＳｙｓｍｅｘによって判定された血漿純度を示す。本開示の方法および血液分離デバイスは、より高いヘマトクリット（５５％）における全血でも、非常に良い成績を収めている。図７に示されるように、３ｍＬの入力容積では、収量は約２５０μＬである。
【００７８】
図８は、５５％ヘマトクリットにおけるヘパリン加全血とともに本開示の血液分離デバイスを使用した血漿分離性能を示す。
【００７９】
図９は、５５％ヘマトクリットにおけるヘパリン加全血とともに本開示の血液分離デバイスを使用して分離された血漿サンプルに対して判定されたヘモグロビン濃度を示す。血漿サンプルは、図９に示されるように、高ヘマトクリット入力血液サンプルに対して非常に低い溶血も有する。
【００８０】
血漿分離はまた、血漿分離の前に抗凝固剤が追加されない正常な新鮮血液とともに本開示の方法および血液分離デバイスを使用して、正常に行われる。これによって、本開示のデバイスが、抗凝固剤を血液に追加する必要なしに、ラインの引き抜きから血液サンプルと直接的に協働することが可能になる。デバイスに、ヘパリンがチャンバ内で目標投与量にて充填されるとき、それによって、分離プロセス中に血液および血漿が安定化可能である。高品質血漿が生成され、廃血液と血漿の両方が、デバイス上に加えられた抗凝固剤を捕らえた。ヘパリン濃度は、５〜２８ＩＵ／ｍＬの管血液仕様と合致するように設計可能である。作製される血漿サンプルは安定しており、さらなる診断目的に適している。図１０からのデータは、ヘパリン活性検査を使用して取得される。
【００８１】
図１０は、４２．６％ヘマトクリットにおける正常な新鮮血液（血漿分離の前に抗凝固剤が追加されない）とともに本開示の方法および血液分離デバイスを使用して正常に行われた血漿分離を示す。抗凝固剤（ヘパリン）は、デバイス・チャンバ上で加えられ、血漿分離プロセス中に血液および血漿へと混合される。
【００８２】
本開示の血液分離デバイスは、細胞単離、純度、およびサンプル濃度などの他のサンプル管理目的に使用されてもよい。
【００８３】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、本開示の血液分離デバイスの別の例示的な実施形態を示す。図２および図１１Ａ〜図１１Ｂを参照すると、本開示の血液分離デバイス２００は、全血部分１４と血漿部分１６とを有する血液サンプル１２を受け入れるように適合される。本開示は、血液分離デバイス、および高品質血漿が生成されることを可能にする分離プロセス、および真空管などの単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする血液分離デバイスを提供する。デバイス設計は、単純で、低コストであり、使い捨てである。血漿分離プロセスは高速で、動作させやすく、全血から高品質血漿サンプルを作製する。血漿分離プロセスは、ミクロン・リットルのサンプル・サイズからミリリットルまでスケーラブルである。分離プロセスは、ハードウェアまたは電力を必要としない。分離プロセスは、シリンジの引き抜きおよび／または真空管を使用することによって生成可能な圧力によって動作させられる。分離血漿の品質は、遠心分離によって生成され、さまざまな診断ニーズに適した管血漿の品質と同等である。
【００８４】
一実施形態では、血液サンプルを採取した後、血液分離デバイス２００は、血液サンプルの血漿部分を全血部分から分離することが可能である。一実施形態では、分離後、血液分離デバイス２００は、血液サンプルの血漿部分をポイント・オブ・ケア検査デバイスに移転することが可能である。
【００８５】
一実施形態では、血液分離デバイス２００は、真空管などの真空源が血漿分離プロセスに動力を供給することを可能にする。一実施形態では、真空管は、分離部材膜表面に沿って接線方向に血流を駆動するだけでなく、膜を通る血漿流を可能にするために必要とされる膜間圧力差も提供する。一実施形態では、血液分離デバイス２００は、血漿側に対する圧力を調節するための血漿真空ラインおよび流動抵抗体の必要性を解消する。これが可能であるのは、真空管からの真空力が代わりに多孔性ＴＥＭを通って血漿側に移転可能であるからである。血漿側に移転される真空力のパーセントは、血漿チャンバ、血漿貯蔵を含み、チャネルまたは管類を接続する血漿側の総チャンバ容積によって制御される。
【００８６】
一実施形態では、予備検査が、真空管を４ｍＬに固定して血液出口から出ることによって行われた。血漿側における総チャンバ容積は、０．２５ｍＬから１ｍＬまで変化した。血漿分離検査は、４ｍＬの真空管からの真空が使い果たされたとき、停止される。図１２は、異なる血漿チャンバ容積における血漿収量を一覧にしたものである。図１２を参照すると、血漿収量は、３ｍＬの血液入力に対する１ｍＬ血漿チャンバ空間において、約３５０μＬに到達した。
【００８７】
一実施形態では、予備検査が、Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ管などの真空管を１０ｍＬに固定して血液出口から出ることによって行われた。血漿側における総チャンバ容積は、４ｍＬに設定された。血漿分離検査は、３ｍＬ全血がデバイスを通過したとき、停止される。血漿収量は、５５％ヘマトクリットにおける全血の３ｍＬ入力では約２５０μＬに到達した。
【００８８】
一実施形態では、血液分離デバイス２００は、トラック・エッチ膜（ＴＥＭ）の高い通気性を利用して、血液チャンバ側からの真空力（たとえば、真空管）を血漿チャンバ側に移転する。この真空力は、自動的に隔離され、血液が血液チャンバを満たすときに貯蔵される。貯蔵された真空力によって、ＴＥＭ表面に沿った接線方向における血流中の血漿分離を可能にするのに十分な膜間圧力差が生じる。
【００８９】
図１１Ａおよび図１１Ｂを参照すると、血液分離デバイス２００は、全体的に、ハウジング２２０と、第１のチャンバすなわち血液チャンバ２２２と、第１のチャンバ入口２２４と、第１のチャンバ出口２２６と、第２のチャンバすなわち血漿チャンバ２２８と、第２のチャンバ出口２３０と、分離部材すなわち膜２３２と、アクチュエータ２３４と、血漿採取容器２３６と、ラインすなわち血液ライン２５０とを含む。
【００９０】
一実施形態では、ハウジング２２０は、第１のチャンバ２２２および第２のチャンバ２２８を画定する。第１のチャンバ２２２は、血液サンプル１２を受け入れるように適合される。第１のチャンバ２２２は、第１のチャンバ入口２２４と、第１のチャンバ出口２２６とを含む。第１のチャンバ入口２２４は、血液がそれを通って流れるときのその流動抵抗または圧力降下を定める外形を有する。それは、デバイスの流動抵抗のバランスをとり、膜間圧力差を所望の範囲内に調節する。第１のチャンバ入口２２４の外形は、流動抵抗を提供するために異なる形態とすることができる。その外形は、チャネル内の構造、管類、針、他の形の流体流調節器、またはこれらの組み合わせであってよい。
【００９１】
第２のチャンバ２２８は、第２のチャンバ出口２３０を含む。一実施形態では、血液分離デバイス２００は、第１のチャンバ２２２と第２のチャンバ２２８の間に配置された分離部材２３２を含む。
【００９２】
分離部材２３２は、図２に示されるように、全血部分１４を第１のチャンバ２２２内に閉じ込め、血漿部分１６が分離部材２３２を通過して第２のチャンバ２２８へと入ることを可能にするように適合される。
【００９３】
一実施形態では、分離部材２３２は、トラック・エッチ膜を備える。一実施形態では、このトラック・エッチ膜は、０．４ｕｍの孔径と１．５×１０８／ｃｍ２の孔密度をもつポリカーボネート膜を含む。一実施形態では、分離部材２３２は、０．２〜１ｕｍの孔径を含む。一実施形態では、分離部材２３２は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＰ、または他の材料とすることができる材料から形成される。一実施形態では、分離部材２３２は疎水性である。一実施形態では、分離部材２３２の孔密度は、５×１０８／ｃｍ２〜１×１０６／ｃｍ２とすることができる。一実施形態では、分離部材２３２の厚さは、８〜１００ｕｍとすることができる。一実施形態では、分離部材２３２の水流量は、分離部材２３２を通る２．５〜３００ｍＬ／分／ｃｍ２の範囲とすることができる。
【００９４】
他の実施形態では、分離部材２３２は、中空繊維膜フィルタまたは平坦な膜フィルタのどちらかであってよい。膜フィルタの孔径および多孔性は、クリーンな（すなわち、赤血球が含まれず、白血球も含まれず、血小板も含まれない）血漿１６の分離を効率的な様式で最適化するように選ばれ得る。他の実施形態では、分離部材２３２は、全血部分１４を第１のチャンバ２２２内に閉じ込めることが可能であり、血漿部分１６が分離部材２３２を通過して第２のチャンバ２２８へと入ることを可能にする任意のフィルタを備えてよい。
【００９５】
一実施形態では、ライン２５０は、アクチュエータ２３４および第１のチャンバ２２２の一部分と連通する。一実施形態では、血液分離デバイス２００は、第２のチャンバ出口２３０と連通する血漿採取容器２３６を含む。血漿採取容器２３６は、分離血漿１６を採取および貯蔵することが可能である。
【００９６】
一実施形態では、血液分離デバイス２００は、アクチュエータ２３４を含む。一実施形態では、アクチュエータ２３４の作動によって、血液サンプル１２が第１のチャンバ２２２へと引き込まれ、分離部材２３２は、血液サンプル１２の血漿部分１６が分離部材２３２を通過して第２のチャンバ２２８に至ることを可能にするように適合される。一実施形態では、分離部材２３２は、全血部分１４を第１のチャンバ２２２内に閉じ込め、血漿部分１６が分離部材２３２を通過して第２のチャンバ２２８へと入ることを可能にするように適合される。
【００９７】
一実施形態では、血液分離デバイス２００は、血液チャンバ２２２と、血漿チャンバ２２８と、血流および血漿流を駆動するために圧力源たとえばアクチュエータ２３４によって動作させられる分離部材２３２とを含む。一実施形態では、アクチュエータ２３４は真空源である。一実施形態では、アクチュエータ２３４は真空管である。一実施形態では、アクチュエータ２３４はシリンジである。
【００９８】
血液分離デバイス２００は、デバイスの血液側と血漿側の両方を駆動するために１つの圧力源のみを必要とするシステムを提供する。一実施形態では、単一アクチュエータは、ライン２５０を介して第１のチャンバ１２２の一部分に第１の圧力を、第２のチャンバ２２８の一部分に第２の圧力を提供する。一実施形態では、第２の圧力は、分離部材２３２の多孔性および第２のチャンバ２２８の容積によって調節される。有利には、本開示の血液分離デバイス２００は、単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする。
【００９９】
血液分離デバイス２００は、デバイスの血液側と血漿側の両方を駆動するために１つの圧力源のみを必要とするシステムを提供する。一実施形態では、血液分離デバイス２００は、血液分離デバイス２００に動力を供給するために単一圧力源を必要とするシステムを提供し、その圧力源は、血液チャンバ２２２の側のみに向けられ、血漿チャンバ２２８の側および血漿容器の容積は、血液分離デバイス２００の血液側と血漿側の圧力の比を制御するように選ばれる。
【０１００】
一実施形態では、血液分離デバイス２００は、開位置と閉位置の間で移行可能である穴２３８を含む。
【０１０１】
図１３〜図１５は、本開示の血液分離デバイスの他の例示的な実施形態を示す。図２および図１３を参照すると、本開示の血液分離デバイス３００は、全血部分１４と血漿部分１６とを有する血液サンプル１２を受け入れるように適合される。本開示は、血液分離デバイス、および高品質血漿が生成されることを可能にする分離プロセス、および真空管などの単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする血液分離デバイスを提供する。デバイス設計は、単純で、低コストであり、使い捨てである。血漿分離プロセスは高速で、動作させやすく、全血から高品質血漿サンプルを作製する。血漿分離プロセスは、ミクロン・リットルのサンプル・サイズからミリリットルまでスケーラブルである。分離プロセスは、ハードウェアまたは電力を必要としない。分離プロセスは、シリンジの引き抜きおよび／または真空管を使用することによって生成可能な圧力によって動作させられる。分離血漿の品質は、遠心分離によって生成され、さまざまな診断ニーズに適した管血漿の品質と同等である。
【０１０２】
一実施形態では、血液サンプルを採取した後、血液分離デバイス３００は、血液サンプルの血漿部分を全血部分から分離することが可能である。一実施形態では、分離後、血液分離デバイス３００は、血液サンプルの血漿部分をポイント・オブ・ケア検査デバイスに移転することが可能である。
【０１０３】
一実施形態では、血液分離デバイス３００は、真空管またはシリンジの引き抜きなどの真空源が血漿分離プロセスに動力を供給することを可能にする。一実施形態では、真空源は、分離部材膜表面に沿って接線方向に血流を駆動するだけでなく、膜を通る血漿流を可能にするために必要とされる膜間圧力差も提供する。一実施形態では、血液分離デバイス３００は、血漿側に対する圧力を調節するための血漿真空ラインおよび別個の流動抵抗体の必要性を解消する。これが可能であるのは、真空管からの真空力が代わりに多孔性ＴＥＭを通って血漿側に移転可能であるからである。血漿側に移転される真空力のパーセントは、血漿チャンバ、血漿貯蔵を含み、チャネルまたは管類を接続する血漿側の総チャンバ容積によって制御される。
【０１０４】
図１３を参照すると、血液分離デバイス３００は、全体的に、ハウジング３２０と、第１のチャンバすなわち血液チャンバ３２２と、第１のチャンバ入口３２４と、第１のチャンバ出口３２６と、第２のチャンバすなわち血漿チャンバ３２８と、第２のチャンバ出口３３０と、分離部材すなわち膜３３２と、アクチュエータ３３４と、変形可能な血漿採取容器３３６とを含む。
【０１０５】
一実施形態では、ハウジング３２０は、第１のチャンバ３２２および第２のチャンバ３２８を画定する。第１のチャンバ３２２は、血液サンプル１２を受け入れるように適合される。第１のチャンバ３２２は、第１のチャンバ入口３２４と、第１のチャンバ出口３２６とを含む。第２のチャンバ３２８は、第２のチャンバ出口３３０を含む。一実施形態では、血液分離デバイス３００は、第１のチャンバ３２２と第２のチャンバ３２８の間に配置された分離部材３３２を含む。
【０１０６】
分離部材３３２は、図２に示されるように、全血部分１４を第１のチャンバ３２２内に閉じ込め、血漿部分１６が分離部材３３２を通過して第２のチャンバ３２８へと入ることを可能にするように適合される。
【０１０７】
一実施形態では、分離部材３３２は、トラック・エッチ膜を備える。一実施形態では、このトラック・エッチ膜は、０．４ｕｍの孔径と１．５×１０８／ｃｍ２の孔密度をもつポリカーボネート膜を含む。一実施形態では、分離部材３３２は、０．２〜１ｕｍの孔径を含む。一実施形態では、分離部材３３２は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＰ、または他の材料とすることができる材料から形成される。一実施形態では、分離部材３３２は疎水性である。一実施形態では、分離部材３３２の孔密度は、５×１０８／ｃｍ２〜１×１０６／ｃｍ２とすることができる。一実施形態では、分離部材３３２の厚さは、８〜１００ｕｍとすることができる。一実施形態では、分離部材３３２の水流量は、分離部材３３２を通る２．５〜３００ｍＬ／分／ｃｍ２の範囲とすることができる。
【０１０８】
他の実施形態では、分離部材３３２は、中空繊維膜フィルタまたは平坦な膜フィルタのどちらかであってよい。膜フィルタの孔径および多孔性は、クリーンな（すなわち、赤血球が含まれず、白血球も含まれず、血小板も含まれない）血漿１６の分離を効率的な様式で最適化するように選ばれ得る。他の実施形態では、分離部材３３２は、全血部分１４を第１のチャンバ３２２内に閉じ込めることが可能であり、血漿部分１６が分離部材３３２を通過して第２のチャンバ３２８へと入ることを可能にする任意のフィルタを備えてよい。
【０１０９】
一実施形態では、血液分離デバイス３００は、第２のチャンバ出口３３０と連通する変形可能な血漿採取容器３３６を含む。血漿採取容器３３６は、分離血漿１６を採取および貯蔵することが可能である。
【０１１０】
一実施形態では、血液分離デバイス３００は、アクチュエータ３３４を含む。一実施形態では、アクチュエータ３３４の作動によって、血液サンプル１２が第１のチャンバ３２２へと引き込まれ、分離部材３３２は、血液サンプル１２の血漿部分１６が分離部材３３２を通過して第２のチャンバ３２８に至ることを可能にするように適合される。一実施形態では、分離部材３３２は、全血部分１４を第１のチャンバ３２２内に閉じ込め、血漿部分１６が分離部材３３２を通過して第２のチャンバ３２８へと入ることを可能にするように適合される。
【０１１１】
一実施形態では、血液分離デバイス３００は、血液チャンバ３２２と、血漿チャンバ３２８と、血流および血漿流を駆動するために圧力源たとえばアクチュエータ３３４によって動作させられる分離部材３３２とを含む。一実施形態では、アクチュエータ３３４は真空源である。一実施形態では、アクチュエータ３３４は真空管である。一実施形態では、アクチュエータ３３４はシリンジである。
【０１１２】
血液分離デバイス３００は、デバイスの血液側と血漿側の両方を駆動するために１つの圧力源のみを必要とするシステムを提供する。一実施形態では、単一アクチュエータは、第１のチャンバ３２２の一部分に第１の圧力を、第２のチャンバ３２８の一部分に第２の圧力を提供する。一実施形態では、第２の圧力は、分離部材３３２の多孔性および血漿採取容器３３６によって調節される。有利には、本開示の血液分離デバイス３００は、単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする。
【０１１３】
一実施形態では、血液分離デバイス３００は、第１の圧力および第２の圧力を調節するための内蔵抵抗体を含む。たとえば、一実施形態では、血液分離デバイス３００は、図４Ｂに示されるような、第１の圧力と連通する第１の抵抗体Ｒ１と、第２の圧力と連通する第２の抵抗体Ｒ２とを含む。抵抗体は、Ｐｏｒａｘからの、１ミクロン・メートルの孔径をもつ多孔性ポリマー・ディスクであってよい。多孔性材料は、繊維、焼結されたポリマー材料、多孔性金属、または他の任意の通気性材料などの、多数の形態をとることができる。あるいは、多孔性材料は、空気流に抵抗するデバイス上に構築された小さい管またはチャネルであってもよい。内蔵抵抗体は、図１３に示されるような、真空レベルＰ１およびＰ２を調節し、Ｐ１は、膜の多孔性および変形可能な血漿採取チャンバ３３６によって調節される。変形可能な血漿採取チャンバ３３６のための可撓性材料を提供することによって、内部容積は、変形可能な血漿採取容器３３６内の真空を調節するように調整され得る。高い真空の条件下で、変形可能な血漿採取容器３３６の可撓性材料は、図１３の破線を介して示されるように、内側へ曲がり、採取容積を減少させる。ひとたび内部の真空が所定の閾値に到達すると、変形可能な血漿採取容器３３６は、図１３に示されるように、その元の変形していない状態に戻る。
【０１１４】
一実施形態では、血液分離デバイス３００は、開位置と閉位置の間で移行可能である穴３３８を含む。
【０１１５】
図１３Ａは、別の例示的な実施形態を示す。図１３Ａに示される実施形態は、図１３に示される実施形態に類似した構成要素を含む。簡潔さのために、これらの類似の構成要素および血液分離デバイス３４０（図１３Ａ）を使用する類似のステップは、図１３Ａに示される実施形態に関連して、すべて説明されるとは限らない。
【０１１６】
図１３Ａを参照すると、一実施形態では、血液分離デバイス３４０は、剛性壁部分３４２と、第２のチャンバ出口３４４と、変形可能な血漿採取容器３４６とを含む。一実施形態では、変形可能な血漿採取容器３４６は、図１３Ａに示されるように、剛性壁部分３４２を介して第２のチャンバ出口３４４と流体連通する。
【０１１７】
変形可能な血漿採取チャンバ３４６のための可撓性材料を提供することによって、内部容積は、変形可能な血漿採取容器３４６内の真空を調節するように調整され得る。高い真空の条件下で、変形可能な血漿採取容器３４６の可撓性材料は、図１３Ａの破線を介して示されるように、内側へ曲がり、採取容積を減少させる。ひとたび内部の真空が所定の閾値に到達すると、変形可能な血漿採取容器３４６は、図１３Ａに示されるように、その元の変形していない状態に戻る。
【０１１８】
図１３Ｂは、別の例示的な実施形態を示す。図１３Ｂに示される実施形態は、図１３に示される実施形態に類似した構成要素を含む。簡潔さのために、これらの類似の構成要素および血液分離デバイス３５０（図１３Ｂ）を使用する類似のステップは、図１３Ｂに示される実施形態に関連して、すべて説明されるとは限らない。
【０１１９】
図１３Ｂを参照すると、一実施形態では、血液分離デバイス３５０は、変形可能な血漿採取容器３５６を含む。一実施形態では、変形可能な血漿採取容器３５６は、ドーム形状を有する。
【０１２０】
変形可能な血漿採取チャンバ３５６のための可撓性材料を提供することによって、内部容積は、変形可能な血漿採取容器３５６内の真空を調節するように調整され得る。高い真空の条件下で、変形可能な血漿採取容器３５６の可撓性材料は、図１３Ｂの破線を介して示されるように、内側へ曲がり、採取容積を減少させる。ひとたび内部の真空が所定の閾値に到達すると、変形可能な血漿採取容器３５６は、図１３Ｂに示されるように、その元の変形していない状態に戻る。
【０１２１】
図１４は、別の例示的な実施形態を示す。図１４に示される実施形態は、図１３に示される実施形態に類似した構成要素を含む。簡潔さのために、これらの類似の構成要素および血液分離デバイス３６０（図１４）を使用する類似のステップは、図１４に示される実施形態に関連して、すべて説明されるとは限らない。
【０１２２】
図１４を参照すると、一実施形態では、血液分離デバイス３６０は、第２のチャンバ出口３６４と連通する変形可能な血漿採取容器３６６を含む。血漿採取容器３６６は、分離血漿１６を採取および貯蔵することが可能である。一実施形態では、血漿採取容器３６６は、図１４に示されるような波形構造などの柔軟な設計を備える。
【０１２３】
変形可能な血漿採取チャンバ３６６のための柔軟な設計を提供することによって、内部容積は、変形可能な血漿採取容器３６６内の真空を調節するように調整され得る。高い真空の条件下で、変形可能な血漿採取容器３６６の柔軟な設計は、図１４の破線を介して示されるように、下方へ崩れ、採取容積を減少させる。ひとたび内部の真空が所定の閾値に到達すると、変形可能な血漿採取容器３６６は、図１４に示されるように、その元の状態に戻る。
【０１２４】
図１５は、別の例示的な実施形態を示す。図１５に示される実施形態は、図１３に示される実施形態に類似した構成要素を含む。簡潔さのために、これらの類似の構成要素および血液分離デバイス３７０（図１５）を使用する類似のステップは、図１５に示される実施形態に関連して、すべて説明されるとは限らない。
【０１２５】
図１５を参照すると、一実施形態では、血液分離デバイス３７０は、第２のチャンバ出口３７８と連通する血漿採取容器３７６を含む。血漿採取容器３７６は、分離血漿１６を採取および貯蔵することが可能である。一実施形態では、血液分離デバイス３７０は、血漿採取容器３７６内に含まれるストッパすなわちガスケット３７２とばね３７４とを含む。ストッパ３７２およびばね３７４は、血漿採取容器３７６に柔軟な設計を提供する。別の実施形態では、柔軟な設計は、エラストマー紐を含んでよい。
【０１２６】
血漿採取チャンバ３７６のための柔軟な設計を提供することによって、内部容積は、血漿採取容器３７６内の真空を調節するように調整され得る。高い真空の条件下で、血漿採取容器３６６内のばね３７４は、図１５においてばね３７４およびストッパ３７２の破線を介して示されるように、延伸し、ストッパ３７２を下方へ下方位置まで移動させ、採取容積を減少させる。ひとたび内部の真空が所定の閾値に到達すると、ばね３７４およびストッパ３７２は、図１５に示されるように、それらの元の位置に戻る。ストッパ３７２がその元の上方位置にあると、血漿採取チャンバ３７６の内部容積が増加される。
【０１２７】
図１６を参照すると、一実施形態では、血液分離デバイス４００は、ハウジング４０２と、オス型スリップ・ルアー４０３と、血漿分離膜４０４と、血漿分注部分４０６と、採血および血漿分離に動力を供給する真空管４０８とを含む。
【０１２８】
図１７を参照すると、一実施形態では、血液分離デバイス５００は、ハウジング５０２と、オス型スリップ・ルアー５０３と、血漿分離膜と、血漿分注ボタン５０６と、採血および血漿分離に動力を供給する真空管５０８とを含む。
【０１２９】
本発明の利点は、適切なマイクロチャネル寸法、流れ条件、および膜寸法を使用することによって、十分な量の血漿が、高速処理時間内の低い溶血のリスクを伴って、全血からフィルタ処理可能であることである。
【０１３０】
一実施形態では、クロス・フロー濾過プロセスは、動作時間が短い場合、および流れ条件が膜間圧力差と比較して十分なせん断力を作製する場合、膜孔が詰まることなく十分な血漿量を生成することができる。本明細書において、特定のチャネル寸法、流れ条件、および膜寸法の組み合わせが、低い溶血リスクを伴って、所望の動作時間下で十分な血漿を産生するであろうことが企図されている。
【０１３１】
トラック・エッチ濾過を活用するための以前の試行は、十分な血漿を生成するためにはるかに長くかかった、または、濾過膜の複数のインスタンス上で同じ血液のサンプルを走らせることを必要とするであろうことに留意されたい。本開示の一実施形態は、３分未満の間、新鮮な血液が膜上を連続的に通過するために働く寸法および流れ条件を有するデバイスを含む。さらに、十分な血漿が、無希釈血液のための異なるレベルのヘマトクリットを用いて、同じ濾過技術を使用して生成可能である。
【０１３２】
以前のクロス・フロー濾過デバイスは、遅い流量下で、幅の狭いチャネルの集合を使用した。狭いチャネルは、溶血を引き起こさないために低い流量を必要とし、次いで、濾過膜を通して低い血漿容積が生成されることが欠点であり、また、十分なケーク層を経時的に構築させた。一構成では、マイクロチャネルを、より低い高さをもつ、単一、より幅の広いチャネルにすることによって、溶血のリスクが低い状態で血漿容積を大幅に増加させる流れ条件を達成することが可能になる。
【０１３３】
一実施形態では、本開示の血液分離デバイスは、溶血を引き起こさない、濾過膜に沿ってより高い流量およびせん断速度をもつ流れを可能にする、より幅の広いチャネルを含む。本開示の血液分離デバイスの一実施形態では、濾過膜を通る血漿容積収量は、より短い高さと、より長い長さと、膜上でのより速い流れとをもつチャネルによって高められる。
【０１３４】
図２１〜図２５は、本開示の血液分離デバイスの別の例示的な実施形態および本開示の例示的な血漿分離実験を示す。図２および図２１を参照すると、本開示の血液分離デバイス６００は、全血部分１４と血漿部分１６とを有する血液サンプル１２を受け入れるように適合される。本開示は、血液分離デバイス、および高品質血漿が生成されることを可能にする分離プロセス、および真空管などの単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することを可能にする血液分離デバイスを提供する。デバイス設計は、単純で、低コストであり、使い捨てである。血漿分離プロセスは高速で、動作させやすく、全血から高品質血漿サンプルを作製する。血漿分離プロセスは、ミクロン・リットルのサンプル・サイズからミリリットルまでスケーラブルである。分離プロセスは、ハードウェアまたは電力を必要としない。分離プロセスは、シリンジの引き抜きおよび／または真空管を使用することによって生成可能な圧力によって動作させられる。分離血漿の品質は、遠心分離によって生成され、さまざまな診断ニーズに適した管血漿の品質と同等である。
【０１３５】
一実施形態では、血液サンプルを採取した後、血液分離デバイス６００は、血液サンプルの血漿部分を全血部分から分離することが可能である。一実施形態では、分離後、血液分離デバイス６００は、血液サンプルの血漿部分をポイント・オブ・ケア検査デバイスに移転することが可能である。
【０１３６】
図２１を参照すると、一実施形態では、血液分離デバイス６００は、分離膜６３２を通じて接続された血液チャンバ６２２および血漿チャンバ６２８と、血漿採取容器６３６と、血液採取容器６３９とを含む。一実施形態では、分離膜６３２は０．４ｕｍの孔径を有し、膜６３２はＰＣＴＥ膜である。
【０１３７】
両方の容器６３６、６３９は、一定の真空Ｐ１およびＰ２をそれぞれ供給するために、それらそれぞれの独立した真空源６４０、６５０に接続される。容器６３６、６３９の容積は、血漿サンプルおよび廃血液サンプルを採取するのに十分なほど大きい。採取容器６３６、６３９内部の圧力は、血漿分離プロセス全体を通じて一定である。血液チャンバ６２２は、５０ｍｍ×１０ｍｍ×０．０８ｍｍのサイズを有し、血漿チャンバ６２８は、４０ｍｍ×１０ｍｍ×０．０８ｍｍのサイズを有する。血漿チャンバ６２８は、膜６３２を支持するための隆起部を有する。
【０１３８】
本開示の例示的な実験は、２つの独立した圧力Ｐ１およびＰ２を使用して、血漿分離性能に対するそれらの影響を理解する。入力血液容積は、３８〜４２％ヘマトクリットの３ｍＬ全血である。そして、圧力Ｐ１およびＰ２の設定は、１〜９ｐｓｉである。
【０１３９】
Ｐ１およびＰ２は、図２２の表に示される実験設定において、一定に保たれた。図２３〜図２５を参照すると、血漿収量、血漿中のヘモグロビン、および分離時間が決定された。図２２の表中の各データ・ポイントは、３つの独立したデバイス検査の平均値である。圧力設定Ｐ１とＰ２の間で違いが大きいとき、システムは、実験の開始時に膜を通るクロス・トークにより、選択された圧力設定を保つのが困難であった。
【０１４０】
図２３を参照すると、血漿収量が圧力差（Ｐ２−Ｐ１）に対してプロットされるとき、圧力Ｐ１とＰ２が互いに近いときに血漿収量が最大に到達する傾向が観察される。しかしながら、デバイスは、３〜９ｐｓｉという、より広い圧力の範囲内で、機能する。図２４および図２５を参照すると、類似の観察が、血漿中のヘモグロビン濃度に対してなされた。圧力設定（Ｐ１およびＰ２）が類似しており、圧力が小さいとき、デバイスは、最小溶血を引き起こす。
【０１４１】
本明細書において、本発明を使用して生成される血漿は、診断上で関連のある検体を含むことに留意されたい。この技術を使用して分離された血漿から直接的に検査可能である検体の例としては、限定するものではないが、一般的な化学パネル内の検体（たとえば、カリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、塩化物、リン酸塩）、トリグリセリド、コレステロール、高密度リポタンパク質（ＨＤＬ）コレステロール、低密度リポタンパク質（ＬＤＬ）コレステロール、Ｃ反応性タンパク質（ＣＲＰ）、アスパラギン酸トランスアミナーゼ／グルタミン酸オキサロ酢酸トランスアミナーゼ（ＡＳＴ／ＧＯＴ）、リパーゼ、アルブミン、ビリルビン、グルコース、クレアチニン、ＩｇＧ、フェリチン、インスリン、リウマトイド因子、および前立腺特異抗原（ＰＳＡ）や、甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＵ）、遊離Ｔ３総Ｔ３、遊離Ｔ４、総Ｔ４、卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）、およびベータ・ヒト絨毛性ゴンダトロピン（ｇｏｎｄａｔｒｏｐｉｎ）（ｈＣＧ）などのホルモンや、ビタミンＤおよびビトミン（Ｖｉｔｏｍｉｎ）Ｂ１２などのビタミンや、トロポニン（ｃＴｎＩ、ｃＴｎＴ）、Ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（ＢＮＰ）、ＮＴｐｒｏＢＮＰ、Ｄ−ダイマー、クレアチンキナーゼ（ＣＫ）、ＣＫ−ＭＢ、ミオグロビンなどの心臓マーカがある。この技術を使用して分離された血漿から検査可能なさらなる検体としては、限定するものではないが、核酸（たとえば、血中循環セル・フリー（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  ｃｅｌｌ−ｆｒｅｅ）ＤＮＡ、ｍｉｃｒｏＲＮＡ）、エクソソーム、ＤＮＡウイルス（たとえばＢ型肝炎）、およびＲＮＡウイルス（たとえばＨＩＶ）がある。
【０１４２】
図２６および図２７を参照すると、一実施形態では、本開示の血液分離デバイスは、マイクロ流体チップ２００を備える。マイクロ流体チップ２００は、第１のチャンバ２２と、第２のチャンバ２８と、第１のチャンバ２２と第２のチャンバ２８の間に配置された分離部材３２とを含む。
【０１４３】
一実施形態では、第１のチャンバ２２は、血漿の最適分離のために、約６５〜９５μｍの高さを有する。一実施形態では、第１のチャンバ２２は、支持リブ２０２を含む。一実施形態では、支持リブ２０２は、約６５〜９５μｍの高さを有する。一実施形態では、第１のチャンバ２２は、血漿の最適分離のために、約７０〜９０μｍの高さを有する。一実施形態では、支持リブ２０２は、約７０〜９０μｍの高さを有する。一実施形態では、第１のチャンバ２２は、血漿の最適分離のために、約７５〜８５μｍの高さを有する。一実施形態では、支持リブ２０２は、約７５〜８５μｍの高さを有する。一実施形態では、第１のチャンバ２２は、血漿の最適分離のために、約８０μｍの高さを有する。一実施形態では、支持リブ２０２は、約８０μｍの高さを有する。
【０１４４】
一実施形態では、第２のチャンバ２８は、血漿の最適分離のために、約６５〜９５μｍの高さを有する。一実施形態では、第２のチャンバ２８は、血漿の最適分離のために、約７０〜９０μｍの高さを有する。一実施形態では、第２のチャンバ２８は、血漿の最適分離のために、約７５〜８５μｍの高さを有する。一実施形態では、第２のチャンバ２８は、血漿の最適分離のために、約８０μｍの高さを有する。
【０１４５】
一実施形態では、分離部材３２は、血漿の最適分離のために、約９〜１５μｍの厚さを有する。一実施形態では、分離部材３２は、血漿の最適分離のために、約１０〜１４μｍの厚さを有する。一実施形態では、分離部材３２は、血漿の最適分離のために、約１１〜１３μｍの厚さを有する。一実施形態では、分離部材３２は、血漿の最適分離のために、約１２μｍの厚さを有する。
【０１４６】
一実施形態では、分離部材３２は、０．４μｍの孔径を有する。一実施形態では、分離部材３２は、水溶性化学溶液で処理される。
【０１４７】
本開示の血液分離デバイスおよび分離プロセスによって、高品質血漿が１分足らずで生成されることが可能にされ、血液分離デバイスによって、Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ管などの単一圧力源が血漿分離プロセス全体に動力を供給することが可能にされる。デバイス設計は、単純で、低コストであり、使い捨てである。血漿分離プロセスは高速で、動作させやすく、全血から高品質血漿サンプルを作製する。血漿分離プロセスは、ミクロン・リットルのサンプル・サイズからミリリットルまでスケーラブルである。分離プロセスは、ハードウェアまたは電力を必要としない。分離プロセスは、シリンジの引き抜きおよび／またはＶａｃｕｔａｉｎｅｒ管を使用することによって生成可能な圧力によって動作させられる。分離血漿の品質は、遠心分離によって生成され、さまざまな診断ニーズに適した管血漿の品質と同等である。トラック・エッチ膜（ＴＥＭ）を含む本開示の血液分離デバイスを使用した全血からの血漿の分離は、遠心分離方法よりもかなり速い。
【０１４８】
上記で説明された本開示の品質によって、本開示のＴＥＭ手法は、血漿を使用するポイント・オブ・ケア・アッセイのための有望なサンプル調製方法になる。本開示の血液分離デバイスを使用した実験から、ＴＥＭにより分離された血漿中の可溶性検体に対する優れた（低い）偏りが示される。本開示のこれらの実験の結果を利用して、モデルＨＩＶウイルス量（ＶＬ）アッセイは、遠心分離を介して採取された血漿と比較して、本開示のＴＥＭ手法を使用して添加全血から分離された血漿中のＨＩＶ  ＲＮＡの相対的回収量を測定するように設計された。
【０１４９】
次に、そのような実験の材料および方法の説明が記載される。全血が、正常なドナーからＥＤＴＡ（Ｋ２）  Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）血液採取管へと静脈穿刺によって採取された。Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）血液採取管は、Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。次いで、標本の一部分が、複製欠損ＨＩＶ−１ウイルス粒子（ＡｃｃｕＳｐａｎ  ＨＴＶ−１  Ｌｉｎｅａｒｉｔｙ  Ｐａｎｅｌ、ＳｅｒａＣａｒｅ、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）で、１ｍＬ当たり１０３または１０５  ＨＩＶゲノム相当（コピー）の目標濃度まで添加された（ｓｐｉｋｅｄ）。遠心分離（１０００×ｇ、２０分、８℃）、または１０ｍＬのＶａｃｕｔａｉｎｅｒ管によって動力が供給されたＴＥＭデバイスの通過のどちらかによって、反復一定分量の添加血液から血漿が分離された。ＴＥＭデバイスを使用する分離時間は、添加全血の各３ｍＬの一定分量に対して１分未満であった。
【０１５０】
無添加自家血漿への同じＨＩＶ−１ストックの連続希釈によって、標準的な曲線が作成され、自動ＱＩＡｃｕｂｅ（登録商標）システム上で走らせたＱｉａｇｅｎ（登録商標）から入手可能なＱＩＡａｍｐ（登録商標）ＤＳＰ  Ｖｉｒａｌ  ＲＮＡ  Ｍｉｎｉ  Ｋｉｔを使用して、またはＱＩＡｖａｃマニホルドを手動で使用して、すべての血漿サンプル（遠心分離された血漿、ＴＥＭにより分離された血漿、標準、および通常の無添加血漿）から、ＲＮＡが精製された。
【０１５１】
定量的ＲＴ−ＰＣＲ反応（７μＬの精製ＲＮＡテンプレートを含めて、合計２０μＬ）が、Ｌｉｆｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（商標）から入手可能なＥＸＰＲＥＳＳ  Ｏｎｅ−Ｓｔｅｐ  Ｓｕｐｅｒｓｃｒｉｐｔ（登録商標）試薬を使用して４つセット・アップされた。ＨＩＶ−１プライマーおよび５’−ヌクレアーゼ・プローブ配列および濃度は、以前に発表された構成（Ｃａｎｄｏｔｔｉ，Ｄ．、Ｊ．Ｔｅｍｐｌｅ、Ｓ．Ｏｗｕｓｕ−Ｏｆｏｒｉ、およびＪ．−Ｐ．Ａｌｌａｉｎ。２００４年。Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ＲＴ−  ＰＣＲ  ａｓｓａｙ  ｆｏｒ  ｈｅｐａｔｉｔｉｓ  Ｂ  ｖｉｒｕｓ，ｈｅｐａｔｉｔｉｓ  Ｃ  ｖｉｒｕｓ，ａｎｄ  ｈｕｍａｎ  ｉｍｍｕｎｏｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｖｉｒｕｓ  ｔｙｐｅ  １。Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．Ｍｅｔｈｏｄｓ  １１８、３９〜４７頁）に基づいた。リアルタイム蛍光測定を用いた増幅がＢｉｏＲａｄ  ＣＦＸ９６  Ｔｏｕｃｈ上で実行され、パッケージ化されたＣＦＸ  Ｍａｎａｇｅｒソフトウェア（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ、ＣＡ）を使用して、閾値サイクル（Ｃｑ）値が決定された。標準曲線に合わせた片対数プロットに対する補間によって、各サンプルに対するＨＩＶ−１ウイルス量（コピー／ｍＬ）が計算され、続いて、遠心分離された血漿またはＴＥＭにより分離された血漿中のウイルス量の比較および統計解析（Ｐｒｉｓｍ６．０、ＧｒａｐｈＰａｄ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｌａ  Ｊｏｌｌａ、ＣＡ）が行われた。
【０１５２】
次に、そのような実験の結果の説明が記載される。７回の試験が別々の日に行われた。３回は、１０５コピー／ｍＬの添加全血［ＨＩＶ］を目標とし、４回は、１０３コピー／ｍＬを目標とした。７回の試験すべてから集められたＨＩＶ  ＶＬデータが、図１８に示されている。比の対応のある（ｒａｔｉｏ−ｐａｉｒｅｄ）ｔ検定は、スパン（ｓｐｕｎ）またはＴＥＭ処理された血漿からの同日ＨＩＶ  ＶＬ平均に有意差がないことを示した（Ｐ＝０．３５２５）。異なる日および濃度にまたがる比較をさらに容易にするために、各反復の平均ＶＬを遠心分離された血漿反復からの同日平均ＶＬで除算することによって、各日次データ・セットが正規化された（図２９）。やはり、スパンまたはＴＥＭ血漿中の正規化されたＨＩＶ回収量を比較した対応のないｔ検定による有意差はみられなかった（Ｐ＝０．３３４７）。
【０１５３】
図２８を参照すると、遠心分離またはＴＥＭデバイスによって処理された血漿からのＨＩＶ  ＲＮＡの回収量が示されている。試験Ａおよび試験Ｂは、単一スパン・サンプルおよび６つのＴＥＭ反復を用いて行われた。試験Ｃ〜Ｇは、スパンおよびＴＥＭ血漿の８つの反復それぞれを検査した。箱およびひげはそれぞれ、２５／７５パーセンタイルと５／９５パーセンタイルである。中央値は線によってマークされ、平均値は（＋）によってマークされている。
【０１５４】
図２９を参照すると、添加全血から分離された血漿からの正規化されたＨＩＶ回収量が示されている。ＴＥＭ処理された血漿サンプルからの平均ＶＬが、遠心分離された血漿のすべての利用可能な同日反復の平均ＶＬで除算された。
【０１５５】
このデータは、２つの臨床的に関連のある［ＨＩＶ］値（全血の１ｍＬ当たり１０３または１０５コピー）において、従来の遠心分離方法と比較して、ＴＥＭにより分離された血漿に有意なＨＩＶ  ＶＬの偏りがないことを示す。したがって、従来の遠心分離（２０分）に対して本開示のＴＥＭ血漿分離（＜１分）によって与えられる速度の利点は、モデルＨＩＶウイルス量アッセイの中での検体回収において、明らかなペナルティを必要としない。
【０１５６】
本開示は、例示的な設計を有すると説明されてきたが、本開示は、本開示の趣旨および範囲内で、さらに修正可能である。したがって、本出願は、本開示の一般的原理を使用した本開示のいかなる変形、使用、または改変をも包含することを意図する。さらに、本出願は、本開示が関係する当技術分野における既知の慣例または慣行に入り、添付の特許請求の範囲内に含まれる、本開示からのそのような逸脱を包含することを意図したものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
2019520566.tif 000007
【図３】
2019520566.tif 000008
【図４Ａ】
2019520566.tif 000009
【図４Ｂ】
2019520566.tif 000010
【図５】
2019520566.tif 000011
【図６】
2019520566.tif 000012
【図７】
2019520566.tif 000013
【図８】
2019520566.tif 000014
【図９】
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【図１０】
2019520566.tif 000016
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2019520566.tif 000018
【図１２】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
2019520566.tif 000024
【図１６】
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【図１７】
2019520566.tif 000026
【図１８】
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【図１９】
2019520566.tif 000028
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2019520566.tif 000031
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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