(57)【要約】【課題】小型且つ簡単な構造の器具で、少量の血液量で血漿と血球とを短時間で簡便且つ精度良く分離して血漿を回収する。【解決手段】  血液３４から血球４０を自然沈降により分離する分離部１４Ａと、該分離部１４Ａで血球４０を分離して上澄み液として得られる血漿４１を回収する回収部１６Ａと、分離部１４Ａで分離された血漿４１を回収部１６Ａに越流させる越流路１８Ａと、を備え、分離部１４Ａは、重力方向の深さが１ｍｍ以下の長尺状のマイクロ空間である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液から血球を自然沈降により分離する分離部と、
該分離部で血球を分離して上澄み液として得られる血漿を回収する回収部と、
前記分離部で分離された血漿を前記回収部に越流させる越流路と、を備え、
前記分離部は、重力方向の深さが１ｍｍ以下の長尺状のマイクロ空間であることを特徴とする血漿回収器具。
【請求項２】
前記分離部の重力方向深さをＨ（ｍ）とし、前記分離部の前記血液の流通方向の長さをＬ（ｍ）とし、前記血液が前記分離部の長さ（Ｌ）を流通する間に前記血球が沈降可能な沈降距離をＨｂ（ｍ）としたとき、前記分離部の底面に対する前記越流路の底面の高さｈ（ｍ）を、下記（Ａ）又は（Ｂ）の条件にすることを特徴とする請求項１に記載の血漿回収器具。
（Ａ）Ｈｂ≧Ｈのとき、ｈ≧２×１０−５である。
（Ｂ）Ｈｂ＜Ｈのとき、ｈ≧Ｈ−Ｈｂである。
【請求項３】
前記越流路に、堰が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の血漿回収器具。
【請求項４】
前記越流路に、フィルタが備えられたことを特徴とする請求項１〜３の何れか1項に記載の血漿回収器具。
【請求項５】
前記分離部が、直列に複数設けられることを特徴とする請求項１〜４の何れか1項に記載の血漿回収器具。
【請求項６】
前記分離部の流入口は、前記分離部の側壁面の深さ方向中央に形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか1項に記載の血漿回収器具。
【請求項７】
前記血液の流通幅方向断面において、前記分離部の底部の断面形状は、両端から中央側へ深さが増大するＶ字型であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の血漿回収器具。
【請求項８】
前記血液の流通方向に沿った断面において、前記分離部の流入口側及び（又は）流出口側の側壁面が、重力方向に対して傾斜していると共に、前記傾斜角が９０°未満であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の血漿回収器具。
【請求項９】
血液から血球を自然沈降させて分離する分離工程と、
該分離工程で血球を分離して上澄み液として得られる血漿を回収する回収工程と、を備え、
前記分離工程から前記回収工程に至るまで、前記血液を層流で流すことを特徴とする血漿の回収方法。
【請求項１０】
前記分離工程は、前記血液を重力方向の深さが１ｍｍ以下のマイクロ空間に流通させることにより前記血球を分離することを特徴とする請求項９に記載の血漿の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血漿回収方法及び器具に係り、特に血液検査の前処理として、血液中の血漿と血球（赤血球、白血球、血小板）とを短時間で分離することにより、血漿のみを効率的に回収する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液検査を行う場合、真空採血管により数ｍＬの血液を測定項目に応じて採取し、真空採血管を各種の自動分析機にセットする。自動分析装置は大型であり、病院によっては装置をもたず検査センターに依頼して血液を検査することも多々ある。このため、検査結果が出るまでに時間を要しているのが現状である。緊急を要する検査を行う場合は、検査装置のある施設へ出向く必要があり、高齢者、病人にとっては検査自体が身体的に負担となる。また、血液検査をもっと気軽に、頻繁に行う環境が出来れば、病気に対する予防が進み、生活の質を高めることができる。
【０００３】
ところで、血液検査に使用する血液は光学的に分析される場合が多く、血液中の固形物、例えば、赤血球内のヘモグロビンは自身がもつ色が比色測定を妨害することが知られている。このため、高精度の検査結果を得るためには、血液検査の前処理として、血液から血球を分離した血漿（血清も含むものとする）のみを検体とする処理が必要になる。この場合、大がかりな血漿回収装置を備えた大病院や検査センターに限らず、血液検査を実施するその場で、血液から血球を分離除去して血漿のみを簡単に回収できるようにするには、装置を簡単な検査器具のように小型化し、かつ血漿回収方法を簡便化することが必要である。また、血液検査を受ける患者の身体的、心理的負担を減らすためには、少量の採血量で検査できることが必要である。
【０００４】
このような背景から、血漿回収方法及び装置としては、次のことが要求されている。
（１）血漿回収操作を小型な器具で、簡便に、かつ少量の血液量で行うことができること。例えば、血液採取を容易にし、誰でもどこでも検査できるようにするためには、多くてもランセットにより採取できる血液量数十μＬ程度まで少なくすること。
（２）生血は時間がたつと変化し、検査に使用できなくなるため、血漿回収までの時間、即ち血漿と血球とを分離する分離時間をできるだけ短くできること。
（３）分離助剤等の薬剤は検査精度を低下する懸念があり、使用しないこと。
【０００５】
これに対して、従来の血漿回収装置又は器具としては、次のようなものがある。
【０００６】
特許文献１は、遠心分離法によって血漿と血球を分離する方法であり、分離に長い時間がかかるという問題があるだけでなく、血球分離後に血液検査装置に血漿を入れ替える手間がある。特許文献２は、遠心分離法における装置の大型化を改良したものであり、マイクロチップ内に血液を導入し、マイクロチップごと遠心分離機にかける方法を提案しているが、装置が高速回転部を必須とするために、装置の小型化には限度がある。
【０００７】
特許文献３は、膜分離法によって血漿と血球を分離する方法であり、極微量の血液を採取し分離することができるが、この方法を実現するためには採取した血液の希釈や、微小な容器内から検査すべき血漿を抜き取る操作があり、操作が煩雑になる。また、膜分離法は膜自体に保水力があるため、検体の一部を損失し易いだけでなく、加圧により血液をフィルター内に押し出す必要があるため、目詰まりが生じたり、溶血したりするという問題がある。
【０００８】
特許文献４は、遠心分離や膜分離以外の方法であり、血液を導入する基板表面上に陽イオン交換物質と陰イオン交換物質とを交互に積層することにより、基盤表面上を陽イオンに帯電させ、陰イオンに帯電している赤血球（血球の一部）を電気的に捕捉する方法である。しかし、この方法はコーティング作業が繁雑になるという問題があるだけでなく、血漿中の成分が静電的に吸着する恐れが十分考えられる。
【０００９】
また、特許文献５も遠心分離や膜分離以外の方法であり、微量血液に凝集剤（分離助剤）を混和し、生成した凝集塊を流路構造で沈降させることによって、血液の固形成分と液体成分を分離する方法である。しかし、この方法は、流路が複雑な形状を持つことや、凝集作用が現れるまで時間がかかるという問題があるだけでなく、凝集剤による血液検査への悪影響が懸念される。
【００１０】
また、従来は、血球を分離した血漿を、別な場所にて血液検査を行うことが通常であるが、これは時間のロスでもあるだけでなく、検体のロスでもある。そのため、血球分離と同時に同じ場所で血液検査を行う方法が望まれている。
【特許文献１】特開２００３−８３９５８号公報
【特許文献２】特開２００６−５２９５０号公報
【特許文献３】特開２００３−２７０２３９号公報
【特許文献４】特開２０００−１７１４６１号公報
【特許文献５】特開２００５−２９２０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記したように、従来の血漿回収方法や装置は、一長一短があり、上記した（１）〜（３）の要求を満足するものではない。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、小型且つ簡単な構造の器具で、少量の血液量で血漿と血球とを短時間で簡便且つ精度良く分離して血漿を回収できる血漿の回収方法及び器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、血液から血球を自然沈降により分離する分離部と、該分離部で血球を分離して上澄み液として得られる血漿を回収する回収部と、前記分離部で分離された血漿を前記回収部に越流させる越流路と、を備え、前記分離部は、重力方向の深さが１ｍｍ以下の長尺状のマイクロ空間であることを特徴とする血漿回収器具を提供する。
【００１４】
請求項１によれば、血液中の血球が重力の作用で自然沈降する現象を、重力方向の深さが１ｍｍ以下と極めて狭いマイクロ空間（分離部）で行うと共に、該分離した上澄み液としての血漿が越流路に越流するようにし、越流路が分離部に対して堰の役目を行うようにしたので、分離した血球が回収部へ混入するのを抑制できる。したがって、小型且つ簡単な構造の器具で、少量の血液量で血漿と血球とを短時間で簡便且つ精度良く分離して血漿を回収できる。
【００１５】
請求項２は請求項１において、前記分離部の重力方向深さをＨ（ｍ）とし、前記分離部の前記血液の流通方向の長さをＬ（ｍ）とし、前記血液が前記分離部の長さ（Ｌ）を流通する間に前記血球が沈降可能な沈降距離をＨｂ（ｍ）としたとき、前記分離部の底面に対する前記越流路の底面の高さｈ（ｍ）を、下記（Ａ）又は（Ｂ）の条件にすることを特徴とする。
【００１６】
（Ａ）Ｈｂ≧Ｈのとき、ｈ≧２×１０−５である。
【００１７】
（Ｂ）Ｈｂ＜Ｈのとき、ｈ≧Ｈ−Ｈｂである。
【００１８】
請求項２によれば、分離部の底面に対する越流路の底面の高さｈを条件（Ａ）、（Ｂ）を満たすように設定するので、自然沈降により分離した血球が回収部へ混入するのを抑制でき、血漿を精度よく回収できる。
【００１９】
請求項３は請求項１又は２において、前記越流路に、堰が設けられたことを特徴とする。
【００２０】
請求項３によれば、分離部で分離できなかった血球は越流路に設けた堰により回収部の前で分離できるので、血球の混入の少ない血漿を回収できる。
【００２１】
請求項４は請求項１〜３の何れか１項において、前記越流路に、フィルタが備えられたことを特徴とする。
【００２２】
請求項４によれば、分離部でも分離できなかった血球は越流路に設けたフィルタにより回収部の前で確実に分離できるので、血球の混入の極めて少ない血漿を回収できる。また、フィルタには、分離部で血球の大部分を分離した後の血液を通すので、フィルタの目詰まり等も生じにくくなる。
【００２３】
請求項５は請求項１〜４の何れか１項において、前記分離部が、直列に複数設けられることを特徴とする。
【００２４】
請求項５によれば、分離部でも分離できなかった血球を、回収部の前で確実に分離できるので、血球の混入の少ない血漿を回収できる。
【００２５】
請求項６は請求項１〜５の何れか１項において、前記分離部の流入口は、前記分離部の側壁面の深さ方向中央に形成されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項６によれば、分離部に導入される血液界面と分離部上面との距離が、血液界面と分離部底面との距離に等しくなる。このため、血液を分離部内に導入するときに、血液が分離部上面又は底面のいずれか一方にのみ濡れ広がることを防止できる。したがって、分離部内の血液の流れを押し出し流れにし易くすることができ、血液と血漿とを精度良く分離できる。
【００２７】
請求項７は請求項１〜６の何れか１項において、前記血液の流通幅方向断面において、前記分離部の底部の断面形状は、両端から中央側へ深さが増大するＶ字型であることを特徴とする。
【００２８】
請求項７によれば、分離した血球を安定に捕集できるので、血球が血漿中に再混入するのを抑制できる。
【００２９】
請求項８は請求項１〜７の何れか１項において、前記血液の流通方向に沿った断面において、前記分離部の流入口側及び（又は）流出口側の側壁面が、重力方向に対して傾斜していると共に、前記傾斜角が９０°未満であることを特徴とする。
【００３０】
請求項８によれば、分離部の流入口側及び（又は）流出口側の側壁面が、重力方向に対して傾斜しているので、ボイコット効果により血球の分離速度を向上することができる。さらに、血液の流通方向とは逆向きの流れを発生させることで、血漿の回収部へ血球が混入するのを抑制できる。
【００３１】
本発明の請求項９は前記目的を達成するために、血液から血球を自然沈降させて分離する分離工程と、該分離工程で血球を分離して上澄み液として得られる血漿を回収する回収工程と、を備え、前記分離工程から前記回収工程に至るまで、前記血液を層流で流すことを特徴とする血漿の回収方法を提供する。
【００３２】
請求項１０は請求項９において、前記分離工程は、前記血液を重力方向の深さが１ｍｍ以下のマイクロ空間に流通させることにより前記血球を分離することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、小型且つ簡単な構造の器具で、少量の血液量で血漿と血球とを短時間で簡便且つ精度良く分離して血漿を回収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下添付図面に従って、本発明に係る血漿の回収方法及び器具の好ましい実施の形態について説明する。
【００３５】
まず、本発明に係る実施形態の一例について説明する。本実施形態の血漿回収方法は、重力方向の深さが１ｍｍ以下と極めて狭いマイクロ空間を形成した血漿回収器具を利用して、血漿と血球とを自然沈降により短時間で分離する方法である。なお、本発明に使用される血液は、人間の血液に限られず、各種動物の血液であってもよい。
【００３６】
図１は、本発明に係る血漿回収器具１０の概略構成を説明する説明図である。このうち、図１（ａ）は、血漿回収器具１０の上面図であり、図１（ｂ）は、血漿回収器具１０のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２は、図１（ｂ）の分離部１４Ａの部分拡大断面図である。以下、血液の流通方向（Ａ−Ａ線方向）を基準として、上流側、下流側という。
【００３７】
図１に示すように、血漿回収器具１０は、主として、板状体の表面に深さ１ｍｍ以下の第１の凹部１４、第２の凹部１６、及び該第１、第２の一部を連通する第３の凹部１８と、が形成されている基板１２と、この基板１２の表面に密着固定され、上記第１、第２、第３の凹部１４、１６及び１８を覆うことにより基板１２上に１本のマイクロ流路を形成する覆い板２２と、より構成される。以下、基板１２の表面に形成された第１の凹部１４、第２の凹部１６、第３の凹部１８を覆い板２２で覆うことにより形成される各空間をそれぞれ分離部１４Ａ、回収部１６Ａ、越流路１８Ａという。
【００３８】
分離部１４Ａは、重力方向の深さが１ｍｍ以下の狭い長尺なマイクロ空間となっている。また、分離部１４Ａの下流側には、回収部１６Ａが形成される。そして、分離部１４Ａの下流端と回収部１６Ａの上流端とは、越流路１８Ａにより連通している。この越流路１８Ａは、分離部１４Ａと回収部１６Ａとの間の一部を隔離する堰としての役目も果たす。
【００３９】
また、分離部１４Ａの上流端は、覆い板２２に形成された円柱状空洞部である液溜め部２４と連通した流路２０Ａと連通している。また、覆い板２２の回収部１６Ａに相対する部分には、回収部１６Ａで回収した血漿を外部へ回収するための回収口２８と、回収部１６Ａ内と外気とを連通する空気抜き３０が形成されている。回収口２８には、密閉可能なシール部材２８Ａが嵌合できるようになっている。
【００４０】
図２に示すように、分離部１４Ａの重力方向の深さＨは、短時間で血球を分離させるために小さく、かつ沈降した血球による閉塞を防止できる範囲に設定される。このため、分離部１４Ａの深さＨは、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましく、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下がより好ましい。
【００４１】
分離部１４Ａの水平方向の幅Ｗ（図１参照）は、血球による閉塞を防止すると共に、血液の濡れ性（濡れ広がり易さ）を考慮すると、０．０２ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましく、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下がより好ましい。
【００４２】
分離部１４Ａの流通方向の長さＬは、血漿回収器具の取り扱い易さを考慮すると、１ｍｍ以上２００ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以上２５ｍｍ以下が更に好ましい。
【００４３】
分離部１４Ａの容積は、分離により沈降した血球を、流路を閉塞させないで余裕をもって収納できるように設定される。血液のヘマクリット値（一定量の血液に含まれる赤血球の容積の割合）には、個体差はあるものの、概ね３３〜５５％程度である。分離部１４Ａの容積が処理する血液量（血液処理量）よりも少ない場合、分離部１４Ａの容積は、血液処理量の３３〜５５％以上に設定される。また、分離部１４Ａの容積は、血液処理量を収納できる容積に設定されてもよい。したがって、分離部１４Ａの容積は０．５μＬ以上５０μＬ以下が好ましく、０．５μＬ以上１０μＬ以下がより好ましい。
【００４４】
分離部１４Ａで自然沈降させた血球を回収部１６Ａへ再び混入させないようにするために、分離部１４Ａの底面から越流路１８Ａの底面までの高さｈ（以下、単に「越流路１８Ａの高さｈ」という）を、以下のように設定する。図３は、血液を分離部１４Ａに流通させる間に、該血液中の血球が沈降可能な距離（以下、「血球の沈降距離Ｈｂ」という）と越流路１８Ａの高さｈの関係を説明する説明図である。
【００４５】
血球の（重力方向の）沈降速度ｖｂ（ｍ／秒）は、下記式（１）で表される。
【００４６】
ｖｂ＝（２／９）・{（ρ１−ρ２）・ｇ・ｒ２／η}  …（１）
（ｖｂ：血球の沈降速度（ｍ／秒）、ρ１：血球の密度（ｋｇ／ｍ３）、ρ２：液体（血漿）の密度（ｋｇ／ｍ３）、ｇ：重力加速度（ｍ／秒２）、r：血球を球と仮定した際の半径（ｍ）、η：液体（血漿）の粘度（ｋｇ／（ｍ・秒）））
血液が分離部１４Ａへ流入する際の初速度ｖ０（水平方向成分の平均流速）は、血液の供給流量をＱ（ｍ３／秒）とすると、下記式（２）で表される。
【００４７】
ｖ０＝Ｑ／（Ｈ・Ｗ）  …（２）
これより、分離部１４Ａにおける血球の沈降時間ｔ（秒）は、ｔ＝Ｌ／ｖ０で表される。したがって、血液が分離部１４Ａにおける血球の沈降距離Ｈｂ（ｍ）は、下記式（３）で表される。
【００４８】
Ｈｂ＝ｖb・Ｌ／ｖ０    …（３）
このとき、Ｈｂ≧Ｈであれば、図３（ａ）に示すように、血球４０は分離部１４Ａの水平方向長さＬの範囲内で底部まで沈降するため、越流路１８Ａの高さｈは、血球が収納できる高さ、即ち０．０２ｍｍ以上に設定される。
【００４９】
一方、Ｈｂ＜Ｈであれば、図３（ｂ）に示すように、血球４０は、分離部１４Ａの水平方向長さＬの範囲内で底部まで沈降しないため、越流路１８Ａの高さｈは、血球４０を捕集するのに十分な高さに設定される。この場合、越流路１８Ａの高さｈは、ｈ≧Ｈ−Ｈｂに設定される。
【００５０】
分離部１４Ａ、回収部１６Ａ、越流路１８Ａ及び流路２０ＡのＢ−Ｂ線方向の断面形状は、特に制限はなく、矩形（正方形、長方形）、台形、Ｖ形、半円形等、各種の形状が採用できる。特に、分離部１４Ａについては、血球を捕集しやすくする点より、図４に示すように、底部の中央に向かって深さが増大するＶ字型が好ましい。また、回収部１６Ａ、越流路１８Ａ及び流路２０Ａについては、後述する製造方法を容易にする点より、矩形（正方形、長方形）が好ましい。
【００５１】
液溜め部２４の容積は、５〜５０００ｍｍ３であることが好ましい。このような容積にすることにより、マイクロなチャンネルの中で起こる各現象のコントロールが容易に行える。  基板１２及び覆い板２２の平面サイズは、特に制限はないが、その場で手軽に使用する血漿回収器具１０の性質上より、携帯できるサイズ、たとえば、８０×５０ｍｍとすることができる。基板１２及び覆い板２２の厚さも、特に制限はないが、強度、経済性等より、たとえば、それぞれ５ｍｍ程度とすることができる。
【００５２】
基板１２の材質としては、特に制限はないが、後述する製造方法を容易にする点より、樹脂材料、より具体的には、ポリ・ジメチル・スルホキシド（ＰＤＭＳ）、ポリ・メチル・メタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、紫外線硬化樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）等が好ましく使用できる。
【００５３】
覆い板２２の材質としては、特に制限はないが、流路内の現象を視覚により認識可能とすることより、透明であることが好ましい。このような材料として、各種樹脂板、より具体的には、ポリジメチルスルホキシド（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、紫外線硬化樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）等、各種樹脂膜、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等、各種ガラス（ソーダライムガラス、硼珪酸ガラス等）が採用できる。
【００５４】
基板１２の表面（長溝が形成される面）及び覆い板２２の裏面（基板１２に密着する面）は、液漏れの防止等の点より、十分な平坦性を確保できていることが好ましい。
【００５５】
上記した微細な流路を有する基板１２を製作するには、微細加工技術が好適に使用される。微細加工技術としては、例えば次のようなものがある。
【００５６】
(1) Ｘ線リソグラフィと電気メッキを組み合わせたＬＩＧＡ技術
(2) ＥＰＯＮ ＳＵ８を用いた高アスペクト比フォトリソグラフィ法
(3) 機械的マイクロ切削加工（ドリル径がマイクロオーダのドリルを高速回転するマイクロドリル加工等）
(4) Ｄｅｅｐ ＲＩＥによるシリコンの高アスペクト比加工法
(5) Ｈｏｔ Ｅｍｂｏｓｓ加工法
(6) 光造形法
(7) レーザー加工法
(8) イオンビーム法
次に、基板１２と覆い板２２の密着方法について説明する。
【００５７】
まず、基板１２と覆い板２２と洗浄した後、乾燥する。次いで、基板１２と覆い板２２とを積層し、密着させる。この密着方法としては、基板１２と覆い板２２の材質が熱可塑性樹脂であれば、基板１２と覆い板２２との積層体を、これらのガラス転移点Ｔｇ以上の温度に加熱しながら、加圧して密着固定させることにより行える。その他、各種接着剤により密着させることもできる。なお、これらの作業は、クリーンベンチやクリーンルーム内において、クラス１００以下の清浄度のもとで行うことが、血漿回収器具１０の品質の点で好ましい。
【００５８】
血液を液溜め部２４へ供給する方法としては、血液を流出させた指先を直接液溜め部２４へ接触させることにより血液を供給する方法が好ましい。また、液溜め部２４にテープで蓋を形成し、該テープの上から指で下に撓ませたり加熱したりすることにより、気体の膨脹を利用して送液する方法でもよい。また、回収部１６Ａを氷などで冷却して回収部１６Ａ内を減圧することにより、送液する方法でもよい。
【００５９】
次に、本発明に係る血漿回収器具１０を用いて、血漿を回収する方法の手順を、図１、図５及び図６を用いて説明する。図５は、本発明の血漿回収方法の時系列的な手順を示す断面図である。図６（ａ）は、図５（ｃ）の部分拡大断面図であり、図６（ｂ）は、図５（ｄ）の部分拡大断面図である。
【００６０】
図５（ａ）に示されるように、血液を流出させた指先を直接液溜め部２４に当てることにより、液溜め部２４に所定量の血液３４を供給する。この血液３４は、図５（ａ）に示されるように、液溜め部２４内の流路２０Ａと連通する部分を塞ぐように供給される。その後、封止用のテープ３６により液溜め部２４に蓋をする。このテープ３６は、片面（図では下面）に粘着材がコートされているものであり、これにより、液溜め部２４が外気と遮断される。ここで、血液供給量は、ランセットで採取できる量、即ち１μＬ以上５０μＬ以下とするのが好ましく、１μＬ以上１０μＬ以下とするのがより好ましい。液溜め部２４からの血液の供給流量Ｑは、遠心分離による分離時間と同等の１０分以内で上記血液供給量を分離部１４Ａに通過させるように設定され、０．１μＬ／分以上５μＬ／分以下が好ましい。
【００６１】
次いで、図５（ｂ）に示すように、回収部１６Ａは蓋部材２８Ａで密閉し、その上部又は周囲に氷３８を置く。これにより、回収部１６Ａ内が減圧状態になり、血液３４が液溜め部２４から流路１４Ａ内に送り込まれる。回収部１６Ａ内をより高い減圧状態にするには、適宜、空気抜き３０をシール等で密閉することが好ましい。
【００６２】
また、図５（ｃ）に示すように、血液３４が分離部１４Ａ内を流通する過程で、血液３４中の血球４０が自然沈降し始める。沈降した血球４０は、分離部１４Ａの底部に積層されるとともに、血球が分離された血漿４１は、上澄み液として越流路１８Ａへ流入する（図６（ａ）→（ｂ）参照）。
【００６３】
図５（ｄ）に示すように、分離部１４Ａで血球が分離された血漿４１は、越流路１８Ａを流通した後、回収部１６Ａへ導入される。これにより、回収部１６Ａに血漿４１のみを回収できる。
【００６４】
回収した血漿４１は、回収口２８より図示しないシリンジ等により外部へ回収された後、各種分析・検査装置にかけられる。
【００６５】
このように、血液中の血球が重力の作用で自然沈降する現象を、重力方向の深さが１ｍｍ以下と極めて狭いマイクロ空間で行うことにより、少量の血液量で血漿と血球とを短時間で簡便且つ精度良く分離して血漿を回収できる。また、小型且つ簡単な構造の器具で血漿と血球とを分離できる。
【００６６】
以上、本発明に係る血漿回収方法及び器具の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００６７】
たとえば、本実施形態では、越流路１８Ａの水平方向の幅ｗを、分離部１４Ａ、回収部１６Ａよりも小さく形成したが、これに限定されず、分離部１４Ａと同幅に形成してもよいし、上流側（分離部１４Ａ側）から下流側（回収部１６Ａ側）に向かって縮径するように形成してもよい。流路２０Ａの径も特に図１の態様に限定されない。
【００６８】
また、本実施形態では、血液から血球を分離して血漿を回収する血漿回収器具について説明したが、これに限定されず、分析・検査器具として使用することもできる。たとえば、回収部１６Ａの内壁面（底面など）に検査試薬を塗布又は投入しておき、回収部１６Ａに血漿を導入してその場で分析・検査を行うこともできる。この場合、血漿回収器具１０を構成する基板１２、覆い板２２は、透明部材で形成される。また、現象をより観察しやすくするために、回収部１６Ａの部分に相対する覆い板２２に拡大鏡機能（レンズ機能）を持たせることもできる。また、血漿回収器具を使い捨てで使用する場合は、必ずしも回収口２８を設けなくてもよい。
【００６９】
また、本実施形態において、分離部１４ＡのＡ−Ａ線に沿った断面形状は、図２の形状に限定されず、図７のように構成してもよい。すなわち、図７では、分離部１４Ａの流入口側の側壁面４６ａと流出口側の側壁面４６ｂとを、重力方向に対して流入口側に傾斜させている。この傾斜角θは、９０°未満の範囲で任意に設定できる。図７の態様によれば、以下のようなボイコット効果が生じる。すなわち、血球が分離部１４Ａにおいて重力方向に沈降する一方、血漿が分離部１４Ａの流出口側の側壁面４６ｂに沿って上昇する。この結果、分離部１４Ａには、分離部１４Ａの流出口側の側壁面４６ｂに沿って上昇した上昇流が流入口側の側壁面４６ａに沿って下降流として下降する血漿の環状流が形成される。これにより、血球の沈降と血漿の上昇流とが正面衝突させることなく、血漿と血球とを短時間で速やかに分離できる。また、血液の流通方向と逆向きの流れが、分離部１４Ａと越流路１８Ａとの境界に発生するため、血球が越流路１８Ａへ混入するのを防止できる。なお、図７では、分離部１４Ａの側壁面４６ａ、４６ｂが、いずれも流入口側に傾斜している例を示したが、これに限定されず、分離部１４Ａの側壁面４６ａ、４６ｂを流出口側に傾斜させてもよい。この場合も、重力方向に対する傾斜角は、９０°未満の範囲で任意に設定できる。
【００７０】
図８は、分離部１４Ａの流入口４２の形状の変形例を示す部分断面図である。図８に示すように、分離部１４Ａの入口側の側壁面４６ａのみを傾斜させて流入口４２を形成してもよい。この傾斜角は、前述の図７と同様に設定できる。なお、図８の態様に限らず、分離部１４Ａの側壁面４６ａを流出口側に傾斜させることもできる。これにより、血球を効率的に捕集できる。
【００７１】
また、分離部１４Ａの流入口４２の位置は、図２の態様に限定されず、図９のように構成してもよい。図９は、分離部１４Ａの流入口４２の位置の変形例を示す部分断面図である。図９に示すように、流入口４２は、分離部１４Ａの側壁面の重力方向の深さＨの中央（流入口４２の中心が中心線Ｃ上）に形成してもよい。これにより、分離部１４Ａに導入した血液界面と分離部１４Ａの上面との距離と、底面との距離が等しくなり、血液がいずれか一方の面にのみに濡れ広がるのを抑制できる。
【００７２】
また、分離部１４Ａと回収部１６Ａとを連通する越流路１８Ａに、フィルタ又は堰を１つ以上設けることができる。図１０は、越流路１８Ａにフィルタ４４を設置した血漿回収器具１０’を示す図である。図１０の態様によれば、分離部１４Ａで分離できなかった血球を更に越流路１８Ａにおいても捕集できるので、回収部１６Ａにおいて、血漿を精度良く回収できる。また、フィルタ４４には、分離部１４Ａで血球を分離した後の血漿を通すので、フィルタ４４の目詰まりも生じにくく、頻繁にフィルタを交換する必要もなくなる。なお、越流路１８Ａにおけるフィルタ４４の設置場所、設置数は、図１０の態様に限定されない。また、越流路１８Ａ内に堰とフィルタを組み合わせて設置することもできる。
【００７３】
また、本実施形態において、分離部１４Ａを１つだけ設けた例を示したが、これに限定されず、図１１に示すように、分離部１４Ａを複数設けることもできる。図１１は、複数の分離部１４ａ、１４ｂ、１４ｃを直列に設けた血漿回収器具１０’’を示す概略図である。図１１の態様では、各分離部１４ａ〜ｃは、相互に複数の越流路１８ａ〜ｃによって連結されている。これにより、分離部１４ａで分離できなかった血球を、分離部１４ｂ、１４ｃで段階的に分離できるので、血球の混入の極めて少ない血漿を回収できる。なお、分離部の設置数は、図１１の態様に限定されず、２つでも、或いは４つ以上でもよい。
【実施例】
【００７４】
図１に示される血漿回収器具１０を使用して、血漿を回収する実験を行った。血漿回収器具１０としては、分離部１４Ａの重力方向深さＨが０．２ｍｍ、幅Ｗが１ｍｍ、流通方向の長さＬが２５ｍｍ、越流路１８Ａの高さｈが０．０２ｍｍであり、分離部１４Ａの体積が５μＬであるものを使用した。
【００７５】
血液の細胞成分のうち、大部分を占めるのは赤血球である（血液１μＬ中に赤血球約５００万個、白血球５０００〜１００００個、血小板２５万個）。このため、分離する対象となる血球を赤血球とし、赤血球の沈降時間を考慮して分離部１４Ａを設計した。
【００７６】
球に近似した赤血球の直径を５．７μｍとすると、（１）式より赤血球の自然沈降速度ｖｂは１．６μｍ／秒であった。血液の液物性は、ρ１＝１．０９ｇ／ｃｍ３、ρ２＝１．０ｇ／ｃｍ３、η＝０．０１poiseを用い、これらの各物性値を前述した単位に換算して計算した。
【００７７】
（実施例１）
５μＬの全血を、血漿回収器具１０に形成した液溜め部２４(直径３ｍｍ、深さ２ｍｍ)に滴下した。この液溜め部２４の上に薄いテープ３６を貼ることにより蓋をし、血漿を回収する側の覆い板２２上に氷を置いた。この氷により、回収部１６Ａ内の気体が冷却されて体積が収縮し、血液が流路２０Ａ、分離部１４Ａ、越流路１８Ａ及び回収部１６Ａに供給された。
【００７８】
このとき、血液の供給流量は最大で２．４μＬ／分であった。また、分離部１４Ａにおける水平方向の初速度ｖ０は、１２ｍｍ／分であり、分離部１４Ａにおける血液の滞留時間は２分であった。
【００７９】
分離部１４Ａの円相当径Ｄ＝４×１×０．２／２×(１+０．２)＝０．３３ｍｍ、及び粘度の低い血漿の液物性（ρ＝１．０ｇ／ｃｍ３、η＝０．０１poise）を用いて計算した結果、分離部１４Ａにおけるレイノルズ数Ｒｅは０．０７であり、層流であることが確認できた。血漿が回収部１６Ａに到達した時点で血漿回収器具１０の操作を終了した。
【００８０】
この結果、血球は最大２００μｍ落下し、分離部１４Ａで回収することができた。また、回収部１６Ａで回収した血漿を顕微鏡により目視計測して赤血球の混入率を測定した結果、赤血球の混入率は０％であった。
【００８１】
（実施例２）
次に、血液の供給流量を５μＬ／分に増加させ、越流路１８Ａの高さｈを１０５μｍとしたこと以外は実施例１と同様に行った。
【００８２】
このとき、分離部１４Ａの初速度ｖ０が２５ｍｍ／分であり、分離部１４Ａにおける血液の滞留時間ｔ＝Ｌ/ｖ０＝１分では、血球の沈降距離Ｈｂは９６μｍであった。また、分離部１４Ａにおけるレイノルズ数Ｒｅは０．１４であり、層流であった。血漿が回収部１６Ａに到達した時点で血漿回収器具１０の操作を終了した。
【００８３】
この結果、分離部１４Ａにて血球を分離でき、回収部１６Ａでは血漿を回収できた。さらに、回収部１６Ａで回収した血漿を顕微鏡により目視計測して赤血球の混入率を測定した結果、赤血球の混入率は０％であった。
【００８４】
（比較例１）
次に、越流路１８Ａの高さｈを２０μｍに変えたこと以外は実施例２と同様に行った。
【００８５】
この結果、血漿回収器具１０では、回収部１６Ａに血球が混入し、血漿のみを回収できなかった。このとき、分離部１４Ａの初速度ｖ０が２５ｍｍ／分であり、分離部１４Ａにおける血液の滞留時間ｔ＝Ｌ/ｖ０＝１分では、血球の沈降距離Ｈｂは９６μｍであった。このため、分離部１４Ａの下流側の側壁面４６ｂに到達したときの血球は、分離部１４Ａの底部から１０４μｍの位置にあるのに対して、越流路１８Ａの高さｈが２０μｍであるため、越流路１８Ａを介して回収部１６Ａへ流れ込んだためであると考えられる。
【００８６】
以上から、本発明の血漿回収方法及び器具を用いることにより、血液から血漿を短時間で回収できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る血漿回収器具の概略構成を説明する説明図である。
【図２】図１の分離部の部分拡大断面図である。
【図３】図１の分離部における沈降距離と堰の高さの関係を説明する説明図である。
【図４】分離部の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の血漿回収方法の時系列的な手順を示す断面図である。
【図６】図５の部分拡大断面図である。
【図７】分離部の変形例である。
【図８】分離部の流入口の変形例である。
【図９】分離部の流入口の変形例である。
【図１０】血漿回収器具の変形例を説明する図である。
【図１１】血漿回収器具の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０、１０’、１０’’…血漿回収器具、１２…基板、１４…第１の凹部、１６…第２の凹部、１８…第３の凹部、２０…溝、１４Ａ…分離部、１６Ａ…回収部、１８Ａ…越流路、２０Ａ…流路、２２…覆い板、２４…液溜め部、２８…回収口、４０…血球、４１…血漿
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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