(57)【要約】  【課題】  血球と血漿または血清とを、優れた回収率で簡便に分離できる血液検査用具を提供する。  【解決手段】  キャピラリー管の内壁をプラスに荷電し、かつ、前記キャピラリー管内部にプラスに荷電した血球凝集剤を配置したものを血液検査用具とする。血球凝集剤によって凝集した血球凝集体は、その表面がマイナス荷電であり、キャピラリー管内壁にイオン結合によって保持されるため、血球と血漿または血清とを分離できる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液の流路を有し、前記流路を通ることによって血液を血球と血漿または血清とに分離する血球分離用具であって、
前記流路内に、血球凝集剤が配置され且つ前記血球凝集剤によって凝集した血球凝集体を保持するトラップ部を有することを特徴とする血球分離用具。
【請求項２】
前記血球凝集剤が、表面がプラス荷電した微粒子、陽イオン型界面活性剤、レクチン、ヘキサジメトリンブロミド、デキストラン、ヒドロキシエチルスターチおよびヒドロキシメチルセルロースからなる群から選択された少なくとも一つである請求項１記載の血球分離用具。
【請求項３】
前記微粒子が、シリカ系ポリマー製微粒子およびポリスチレン系ポリマー製微粒子の少なくとも一方である請求項２記載の血球分離用具。
【請求項４】
前記微粒子の平均粒径が、５〜２０μｍの範囲である請求項２または３記載の血球分離用具。
【請求項５】
前記微粒子が、多孔質微粒子である請求項２〜４のいずれか一項に記載の血球分離用具。
【請求項６】
前記トラップ部が、前記流路内壁におけるプラス荷電した全部またはプラス荷電した少なくとも一部分であり、前記内壁と血球表面とがイオン結合することによって前記血球凝集体を保持する請求項１〜５のいずれか一項に記載の血球分離用具。
【請求項７】
前記流路となる基材の内壁の全部または少なくとも一部分に、陽イオン交換物質を含む層および陰イオン交換物質を含む層がこの順序で形成されることによって、前記流路の内壁の全部または少なくとも一部分がプラス荷電されている請求項６記載の血球分離用具。
【請求項８】
前記基材の表面が、水酸基を有することによってプラス荷電しており、前記基材表面と前記陽イオン交換物質を含む層とがイオン結合している請求項７記載の血球分離用具。
【請求項９】
前記陽イオン交換物質が、ポリスチレンスルホン酸である請求項７または８記載の血球分離用具。
【請求項１０】
前記陰イオン交換物質が、3-アミノプロピルトリエトキシルシランである請求項７〜９のいずれか一項に記載の血球分離用具。
【請求項１１】
前記トラップ部の表面が、プラス荷電している請求項１０記載の血球分離用具。
【請求項１２】
前記流路が、キャピラリー管である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の血球分離用具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血球と血漿または血清との分離に使用する血球分離用具に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液中の血漿（または血清、以下同様）成分について分析を行う場合、特に光学的な測定方法により分析を行う場合、赤血球中のヘモグロビン等によって測定が阻害されるおそれがあることから、通常、予め、赤血球等の血球成分を血液から除去しておく必要がある。このため、従来では、血液を遠心分離することによって、血球等の血球を沈降させ、上清の血漿を分取する方法がとられている。また、遠心分離器を使用することなく、簡便に血球を分離除去できることから、全血をメンブランフィルターに供して血漿または血漿のみを回収する方法も近年広く適用されている。
【０００３】
しかしながら、前記メンブレンフィルターは、篩い効果によって、物理的に血液から血球を分離するため、前記フィルターに目詰まりが生じるおそれがある。そして、この目詰まりが原因となり、前記フィルターにおける血液のろ過速度が徐々に低下するため、血漿サンプルの調製、ひいては分析自体に時間がかかってしまうという問題がある。また、前記メンブレンフィルター内に血液が残存するため、十分量の試料を得るには、多量の血液をろ過に供する必要がある。
【０００４】
このような問題を解決すべく、毛管現象によって血液を採取するキャピラリー管について、その内壁を陽イオンに帯電させた血球分離用具が開示されている（例えば、特許文献１参照）。血球はマイナスに帯電しているため、このような血球分離用具を用いれば、前記管内を毛管現象によって血液が通る際に、血球のみが前記管の内壁とイオン結合により補足されることとなる。すなわち、メンブレンフィルターを使用することなく、前記管の内壁に血球を補足させることによって、血液を血漿と血球とに分離し、血漿のみを回収できるのである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１７１４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような血球分離用具においては、血球の捕捉に時間がかかるため、血球分離に必要な流路長が長くなってしまい、実用的ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の血球分離用具は、血液の流路を有し、前記流路を通ることによって血液を血球と血漿または血清とに分離する血球分離用具であって、前記流路内に、血球凝集剤が配置され且つ前記血球凝集剤によって凝集した血球凝集体を保持するトラップ部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の血球分離用具は、前記流路内に血球凝集剤が配置されているため、血液は流路を通りながら血球凝集剤と混合され、血液中の血球は凝集体を形成する。そして、この血球凝集体は、さらに前記流路内に設けられた前記トラップ部によって保持されるのである。このため、前記流路を通るのみで、血液を血球と血漿または血清（以下、「血漿等」という）とに容易に分離できるのである。また、血球を凝集させて血球凝集体として保持するため、血球と血漿等とを非常に効果的に分離でき、例えば、少量の血液試料であってもロスを軽減して血漿等の回収率を極めて向上できる。このように、少量の採血でも十分量の血漿等の試料を回収できることから、患者が在宅で血液を採取し検査を行う場合や、採取した血液を病院に郵送して検査を行ってもらう遠隔臨床検査システム、多量の試料の分析を行う医療機関にとって、非常に有用な血球分離用具であるといえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明において、前記血球凝集剤としては、血液中の血球を凝集できるものであれば特に制限されないが、例えば、血球の表面、特に赤血球の表面がマイナス荷電であることから、表面がプラス荷電した微粒子、陽イオン型界面活性剤、レクチン、ヘキサジメトリンブロミド、デキストラン、ヒドロキシエチルスターチ、ヒドロキシメチルセルロース等が使用できる。これらの中でも、表面がプラス荷電した微粒子、陽イオン型界面活性剤が好ましく、より好ましくは表面がプラス荷電した微粒子である。また、これらはいずれか一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。
【０００９】
前記微粒子の形成材料としては、特に制限されないが、例えば、シリカ系ポリマー、ポリスチレン系ポリマーがあげられ、これらはいずれか一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。また、形成材料自体がプラス荷電でなくとも、例えば、微粒子に処理を施すことによって、その表面をプラス荷電にすることもできる。
【００１０】
前記微粒子の平均粒径は、例えば、５〜２０μｍの範囲である。特に、凝集がより効果的に起こり、かつ、流路内における血球の進行を物理的に抑制できることから、赤血球と同程度の粒径であることが好ましい。
【００１１】
また、前記微粒子は、無孔質、多孔質のいずれでもよいが、例えば、凝集の進行がより一層早く進む利点があることから、多孔質微粒子が好ましい。
【００１２】
また、陽イオン型界面活性剤としては、従来公知の界面活性剤が使用でき、例えば、塩化アルキルジメチルベンジル アンモニウム、アルキル・トリメチルアンモニウム、アルキル・ピリジウム等があげられる。
【００１３】
本発明において、前記流路に配置する血球凝集剤の量は、例えば、採取する血液の量、すなわち流路を通る血液の量や、前記血液凝集剤の種類等によって適宜決定できる。
【００１４】
本発明において、前記流路は、キャピラリー管であることが好ましく、前記キャピラリー管としては、毛細管現象により血液を吸引できれば特に制限されない。これによれば、例えば、前記キャピラリー管の一端を血液に接触させるだけで、直接、採血を行うこともできるため、例えば、患者自身が在宅で容易に血液を採取できる。
【００１５】
前記キャピラリー管は、毛管現象により血液を吸引できるものであれば、特に制限されないが、例えば、内径０．０５〜１ｍｍの範囲、長さ３０〜１００ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは、内径０．１〜０．５ｍｍの範囲、長さ３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲である。このような大きさのキャピラリー管の場合、例えば、０．２〜１０μlの範囲の血液を吸引することができる。また、前記キャピラリー管の材質は特に制限されないが、吸引した血液量や血液凝固を容易に確認できる透明部材が好ましく、前記ガラス製や、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＴＦ）、ポリビニルセルロース（ＰＶＣ）等のプラスチック製キャピラリー管等があげられる。
【００１６】
また、キャピラリー管は、例えば、２枚の基材の積層体であって、少なくとも一方の基材に溝が形成され、前記両基材を密着積層することによって、前記溝がキャピラリー構造となるものであってもよい。このようなキャピラリー管の場合は、各基材もしくは一方に後述する処理を行った上で、両者を密着積層させればよく、微粒子の選択的な配置等を容易に行うことができる。
【００１７】
本発明において、前記血球凝集剤によって凝集した血球凝集体を保持するトラップ部としては、例えば、以下に示す２つの形態があげられる。
【００１８】
トラップ部の第１の形態としては、前記流路内壁をプラス荷電した部位があげられる。このように流路内壁をプラス荷電とすれば、血球凝集体の血球（特に赤血球）表面はマイナス荷電であるため、イオン結合によって、前記血球凝集体が前記流路内壁のトラップ部に保持されるのである。なお、前記トラップ部は、前記流路内壁の全部でもよいし、一部分であってもよい。流路内全部をトラップ部とすれば、例えば、前記血球凝集体を内壁のどの部分でも保持することができるため、血球凝集体の保持をより一層確実でき、また、流路の少なくと１部分をトラップ部とすれば、複数の血球分離用具間で、凝集塊が保持される部位を一定化できるため、大量の試料を扱う場合に、血球分離用具からの血漿の回収処理を行う際に、扱い易いというメリットがある。なお、部分的にトラップ部を設ける場合には、一箇所でもよいし、複数箇所に設けてもよく、好ましくは、流路における、血液の供給箇所に近い部分に前記トラップ部を有することが好ましい。
【００１９】
また、トラップ部の第２の形態としては、前記流路内壁に形成された凹部または凸部があげられる。このように凹部が形成されている場合には、前記血球凝集体が前記凹部にはまることによって、前記血球凝集体を保持でき、また、凸部が形成されている場合には、前記血球凝集体が前記凸部に引っかかることによって、前記血球凝集体を保持できるのである。また、この形態においても、前記トラップ部の表面は、確実に前記血球凝集体を保持できることから、前述のようにプラス荷電していることが好ましい。
【００２０】
つぎに、本発明の血球分離用具について、流路がキャピラリー管、血球凝集剤がプラス荷電した微粒子、トラップ部が前記第１の形態である場合の例をあげて説明する。
【００２１】
このような血球分離用具は、例えば、キャピラリー管の内壁に化学修飾処理を施して、その内壁をプラスに荷電させ、さらに、血球凝集剤としてプラス荷電した微粒子を内部に配置することによって製造できる。
【００２２】
まず、前記キャピラリー管の内部に、陽イオン交換物質を含む溶液を吸引させ、これを乾燥することによって、前記キャピラリー管内部に前記陽イオン交換物質を含む層（以下、陽イオン交換層）を形成する。前記キャピラリー管内への前記溶液の吸引方法は、特に制限されず、例えば、毛管現象を利用してもよいし、強制的に溶液を吸引させてもよい。
【００２３】
前記陽イオン交換物質としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸が使用できる。このような陽イオン交換物質であれば、例えば、一方の末端が、キャピラリー管内壁の水酸基等とイオン結合することによって、前記陽イオン交換層を形成でき、かつ、他方の末端が、後述する陰イオン交換物質とさらにイオン結合することができる。
【００２４】
なお、基材である前記キャピラリー管の内壁はプラス荷電していることが好ましく、具体的には、例えば、水酸基等の基を有していることが好ましい。このように基材表面がプラス荷電していることによって、前記陽イオン交換層を形成する際に、前記基材と陽イオン交換物質とをイオン結合させ易いからである。前記キャピラリー管の内壁がプラス荷電しているか否かは、通常、その材質等に依存するが、例えば、前述のようなプラス荷電となる基を有するシラン化合物で、前記内壁表面を処理し、さらに塩酸等で処理することによって、プラス荷電させることも可能である。前記シラン化合物としては、例えば、3-アミノプロピルトリエトキシシラン等が使用できる。
【００２５】
続いて、前記キャピラリー管内に、さらに陰イオン交換物質を含む溶液を吸引させ、これを乾燥する。これによって、前記陽イオン交換物質と前記陰イオン交換物質とがイオン結合し、前記キャピラリー管内壁に形成された前記陽イオン交換層の上に、さらに、陰イオン交換物質を含む層（以下、「陰イオン交換層」という）が形成され、結果として前記キャピラリー管内壁がプラス荷電となるのである。このように、陽イオン交換層および陰イオン交換層を交互に積層すれば、例えば、キャピラリー管内部を極めて安定かつ十分にプラス荷電することができる。
【００２６】
前記陰イオン交換物質としては、例えば、3-アミノプロピルトリエトキシルシランがあげられる。このような陰イオン交換物質であれば、例えば、一方の末端が、キャピラリー管内に形成された陽イオン交換層における陽イオン交換物質とイオン結合でき、かつ、他方の末端が、マイナス荷電した血球凝集体とさらにイオン結合できる。
【００２７】
前記陰イオン交換物質と前記陽イオン交換物質との組合せは、特に制限されないが、例えば、陰イオン交換物質としてポリエチレンイミン（ＰＥＩ）を使用する場合には、陽イオン交換物質としてポリスチレンスルホン酸を使用することが好ましい。
【００２８】
続いて、表面がプラス荷電した微粒子を前記キャピラリー内部に配置することによって、血球分離用具が製造できる。具体的には、例えば、前記微粒子を前述のような溶媒に分散し、この分散液を前記キャピラリー管に吸引させた後、乾燥することによって、前記微粒子をキャピラリー管内部に配置できる。
【００２９】
前述のように微粒子は、その形成材料自体がプラスに荷電していない場合であっても、化学修飾処理によってその表面をプラス荷電にすることができる。この化学修飾処理としては、前記キャピラリー管内壁のプラス荷電処理と同様の方法があげられる。
【００３０】
このようにして製造した血球分離用具は、一方の開口部が血液試料の吸引部となる。この吸引部を血液に接触させると、毛管現象によって前記キャピラリー管内に血液が吸引され、吸引された血液は、キャピラリー管内の血球凝集剤と混合され凝集することによって血球凝集体を形成する。この血球凝集体は、その表面がマイナス荷電であることから、キャピラリー管の内壁に形成された陰イオン交換層表面のプラス荷電とイオン結合し、前記キャピラリー内に保持される。これによって、前記キャピラリー管内で、血球と血漿とが分離できるのである。
【００３１】
そして、血漿を回収する際には、例えば、前記血球凝集体を保持している部分と血漿成分との境界線で前記キャピラリー管を切断し、前記血漿を含むキャピラリー管の一端からシリンジ等を差し込み、前記血漿を押し出すことによって回収できる。また、前記血清を有するキャピラリー管に溶媒を流し込んだり、前記キャピラリー管の一端を溶媒に接触させて血漿を前記溶媒中に流出させることにより、回収することもできる。前記溶媒としては、例えば、蒸留水、生理食塩水、緩衝液等が使用でき、そのｐＨは、例えば、ｐＨ７〜８の範囲である。また、試薬を含有する試験紙に前記キャピラリー管の一端を接触させ、前記試験紙に血漿を吸収させることにより反応を開始させて、直接検査を行う事もできる。
【００３２】
なお、流路がキャピラリー管以外であっても、流路となる基材の内壁に、前述と同様にしてトラップ部を形成し、血球凝集剤を配置すれば、本発明の血球分離用具を製造できる。
【実施例１】
【００３３】
まず、長さ６００ｍｍ×幅３０ｍｍのガラス基板を準備し、その長さ方向に平行となるように、長さ６ｃｍ、幅０.５ｃｍ、深さ３０μｍの溝を形成した。この溝を流路と言う。このガラス基板に以下に示すようにして化学修飾処理を施し、その表面をプラスに荷電させた。具体的には、まず、前記基板を５重量％の3-アミノプロピルトリエトキシルシラン溶液に浸漬（５分間）した後、さらに１ＮのＨＣｌに浸漬することによって、前記基板の表面（前記溝の内部を含む）に、その表面がプラスに荷電した薄膜を形成した。つぎに、前記ガラス基板を３ｍｇ/Ｌのポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）溶液に浸漬することによって、前記基板表面の前記薄膜にＰＳＳをイオン結合させ、表面がマイナスに荷電したＰＳＳ薄膜（陽イオン交換層）を形成した。続いて、前記ガラス基板を１.５ｍｇ/Ｌのポリエチレンイミン（ＰＥＩ）溶液に浸漬することによって、前記ＰＳＳ薄膜にＰＥＩをイオン結合させ、表面がプラスに荷電したＰＥＩ薄膜（陰イオン交換層）を形成した。このようにして、ガラス基板表面をプラスに荷電した。
【００３４】
一方、赤血球とほぼ同程度の粒径（８μｍ程度）であるポリスチレンポリマー製微粒子（商品名テクポリマー；積水化成品工業社製）を準備し、これに前記基板と同様の化学修飾処理を施し、その表面をプラスに荷電させた。具体的には、前記微粒子を前記3-アミノプロピルトリエトキシルシラン溶液に拡散（５分間）させた後、遠心分離（１５０００ｒｐｍ、５分）によって前記微粒子を回収し、さらにＰＳＳ溶液およびＰＥＩ溶液により同様にして処理し、最後のＰＥＩ溶液から回収した後、脱気により乾燥した。
【００３５】
つぎに、化学修飾処理後の微粒子を水に懸濁して、１０ｍｇ/Ｌの懸濁液を調製し、前記懸濁液２μＬを前記化学処理後のガラス基板の流路内壁に塗布して乾燥することにより、血球分離用具を作製した。前記懸濁液の塗布は、前記流路内部の血液点着部付近に行った。なお、前記血液点着部とは、流路（６ｃｍ）の一端から２ｃｍまでの範囲を示す。
【００３６】
前記血球分離用具の前記血液点着部にヘマトクリット値42％の血液試料１０μＬを点着したところ、前記血液試料が毛管現象により前記流路内部を他端に向かって進むにつれて、血球が凝集していった。そして、血球の凝集体は、流路の一端（血液点着部側）から５ｃｍまでのところで流路内に保持され、前記凝集体の停滞部分から前記流路の他端の間（１ｃｍ）には血漿のみが進み、血漿と血球（血球の凝集体）とに分離された。
【００３７】
一方、プラスに荷電させた微粒子を塗布しなかった以外は、同様にしてプラス荷電処理を行ったガラス基板（流路６ｃｍ）を用いて、血球分離を行った。このガラス基板では、血液を点着した結果、６ｃｍの流路長では明瞭な血球分離が見られなかった。
【００３８】
このように前記血球分離用具によれば、血球は血球凝集体となって、血液店着部の近隣で流路内に保持されるため、前記血液分離用具内で、血球と血漿との分離が早急に行われ、また、血漿と血球との境界部も明確であった。このため、血球分離を迅速に行うことができ、血漿の回収率も向上するといえる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明の血球分離用具によれば、迅速かつ簡便に血球と血漿または血清とを分離できる。また、血漿等の回収率にも優れるため、必要な血液試料を低減することも可能である。このため、例えば、臨床医療における診断等や、前述のような遠隔臨床検査システムに特に有用である。