(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全血を濾過して濾過液を得るフィルタと、
該フィルタを保持するとともに血液入口と前記濾過液出口とを有するホルダと、
該ホルダに対して該濾過液出口側から負圧を作用させる、該濾過液出口側に着脱可能に設けられた吸引手段と、
前記濾過液出口側に設けられた、前記濾過液が供給される受槽と、
前記濾過液が前記受槽に所定量満たされたことを検出する検出手段とを備え、
該検出手段が、前記負圧の作用後所定時間経過した後に前記濾過液が前記受槽に所定量満たされたことを検出しなかった場合に、前記負圧の作用を停止する停止手段をさらに備えたことを特徴とする血液濾過装置。
【請求項２】
前記検出手段が前記吸引手段内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の血液濾過装置。
【請求項３】
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記吸引手段の駆動を停止する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の血液濾過装置。
【請求項４】
全血を濾過して濾過液を得るフィルタと、
該フィルタを保持するとともに血液入口と前記濾過液出口とを有するホルダと、
該ホルダに対して該濾過液出口側から負圧を作用させる、該濾過液出口側に着脱可能に設けられた吸引手段と、
前記濾過液出口側に設けられた、前記濾過液が供給される受槽と、
前記濾過液が前記受槽から溢れたことを検出する溢れ検出手段とを備え、
該溢れ検出手段が、前記負圧の作用後所定時間経過した後に前記濾過液の溢れを検出しなかった場合に、前記負圧の作用を停止する停止手段をさらに備えたことを特徴とする血液濾過装置。
【請求項５】
前記溢れ検出手段が前記吸引手段内に設けられていることを特徴とする請求項４記載の血液濾過装置。
【請求項６】
前記溢れ検出手段による検出結果に基づいて、前記吸引手段の駆動を停止する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４または５記載の血液濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全血から血漿、血清などの濾過液を調製する際に使用される血液濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
血液中の構成成分、例えば代謝産物、蛋白質、脂質、電解質、酵素、抗原、抗体などの種類や濃度の測定は通常全血を遠心分離して得られる血漿または血清を検体として行われている。ところが、遠心分離は手間と時間がかかる。とくに少数の検体を急いで処理したいときや、現場検査などには、電気を動力とし遠心分離器を必要とする遠心法は不向きである。そこで、濾過により全血から血漿を分離する方法が検討されている。
【０００３】
この濾過方法には、ガラス繊維濾紙と酢酸セルロースなどの各種の微多孔性膜を組み合わせてカラムに充填し、カラムの一方から全血を注入し、加圧や減圧を行って他方から血漿を得るいくつかの方法が提案されている（特公昭４４−１４６７３号公報、特開平２−２０８５６５号公報、特開平４−２０８８５６号公報、特公平５−５２４６３号公報など）。
【０００４】
しかしながら、全血から濾過により自動分析などによる測定に必要な量の血漿または血清を得る方法に関しては血糖など一部の項目を除いては未だ試行の段階にあり広く実用化されるに至っていない。
【０００５】
そこで、本出願人により、微量な血液であっても血漿や血清を効率よく分離することができる血液濾過装置として、濾材としてのフィルタにガラス繊維濾紙と微多孔性膜を組み合わせるとともに、濾材の血漿出口側にシール部材を設けて濾過材料の開口面積を狭くした血液濾過装置が開発されている（特願平８−７６９２号）。また、その吸引側に血漿受槽を設けたものも開発されている（特願平８−９１６２１号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した血漿受槽を備えた血液濾過装置において、単に減圧を行って全血から血漿を濾過したのでは、受槽から血漿が溢れて装置を汚染したり、十分な量の血漿を濾過できないおそれがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、適切な量の濾過液を受槽に供給することができる血液濾過装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の血液濾過装置は、全血を濾過して濾過液を得るフィルタと、
該フィルタを保持するとともに血液入口と前記濾過液出口とを有するホルダと、
該ホルダに対して該濾過液出口側から負圧を作用させる、該濾過液出口側に着脱可能に設けられた吸引手段と、
前記濾過液出口側に設けられた、前記濾過液が供給される受槽と、
前記濾過液が前記受槽に所定量満たされたことを検出する検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
なお、第１の血液濾過装置においては、前記検出手段が前記吸引手段内に設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、第１の血液濾過装置においては、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記吸引手段の駆動を停止する制御手段をさらに備えるものとすることが好ましい。
【００１１】
ここで、吸引手段の駆動を停止するとは、吸引手段がポンプの場合ポンプを駆動するモータを停止すること、あるいはポンプにより負圧を供給する流路に解放弁を設け、この解放弁を解放することなどを含むものである。
【００１２】
さらに、第１の血液濾過装置においては、前記検出手段が、前記負圧の作用後所定時間経過しても前記濾過液が前記受槽に所定量満たされたことを検出しなかった場合に、前記負圧の作用を停止する停止手段をさらに設けることが好ましい。
【００１３】
また、本発明による第２の血液濾過装置は、全血を濾過して濾過液を得るフィルタと、
該フィルタを保持するとともに血液入口と前記濾過液出口とを有するホルダと、
該ホルダに対して該濾過液出口側から負圧を作用させる、該濾過液出口側に着脱可能に設けられた吸引手段と、
前記濾過液出口側に設けられた、前記濾過液が供給される受槽と、
前記濾過液が前記受槽から溢れたことを検出する溢れ検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
なお、第２の血液濾過装置においては、前記溢れ検出手段が前記吸引手段内に設けられていることが好ましい。
【００１５】
また、第２の血液濾過装置においては、前記溢れ検出手段による検出結果に基づいて、前記吸引手段の駆動を停止する制御手段をさらに備えるものとすることが好ましい。
【００１６】
さらに、第２の血液濾過装置においては、前記溢れ検出手段が、前記負圧の作用後所定時間経過した後に前記濾過液の溢れを検出しなかった場合に、前記負圧の作用を停止する停止手段をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明による第１の血液濾過装置によれば、検出手段により濾過液が受槽に所定量満たされたことが検出されるため、この検出結果を用いて吸引手段の駆動を停止するなどの処置をとることができ、これにより、受槽に適量の濾過液を供給することができる。
【００１８】
また、本発明による第２の血液濾過装置によれば、溢れ検出手段により、濾過液が受槽から溢れたことが検出されるため、この検出結果を用いて吸引手段の駆動を停止するなどの処置をとることができ、これにより、受槽に適量の濾過液を供給することができる。
【００１９】
さらに、検出手段あるいは溢れ検出手段を吸引手段内に設けることにより、装置をコンパクトに構成することができる。
【００２０】
また、負圧の作用後所定時間経過した後に、検出手段あるいは溢れ検出手段が濾過液が受槽に満たされたことあるいは濾過液が受槽から溢れたことを検出しなかった場合に、負圧の作用を停止することにより、濾過する全血のヘマトクリット値が高くフィルタが目詰まりして一定量以上濾過を行うことができないような場合に、濾過を停止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１および図２は本発明の第１の実施形態による血液濾過装置の構成を示す図である。図１および図２に示すように、本発明の第１の実施形態による血液濾過装置は、サンプル収容部16に収容される採血管７の開口部に取付けられるホルダ１と、ホルダ１に接続して血液から血漿を分離するための負圧を作用させる吸引部２とからなる。ホルダ１はプラスチック製のホルダ本体1Aおよび蓋体1Bからなる。ホルダ本体1Aは、採血管内部に挿入される挿入部1aと、ガラス繊維からなるフィルタ３が挿入されるフィルタ保持部1bと、蓋体1Bと超音波溶接などにより接合されるフランジ部1cとからなる。蓋体1Bは、ホルダ本体1Aと接合されるフランジ部1dと、フィルタ３により濾過された血漿を保持するためのカップ1eと、カップ1eにフィルタ３からの血漿を供給するノズル状供給口1fとからなる。
【００２３】
吸引部２は、基台31に回転自在に支持される軸部材４に取付けられたアーム2aを備える。アーム2aの先端下方側には、ホルダ１の蓋体1Bと当接する吸盤部2bが設けられ、この吸盤部2bは後述するポンプと接続される負圧供給部2cと接続されている。また、負圧供給部2cにはポンプからの負圧を解放するための解放弁が設けられている。さらに吸盤部2b内には、カップ1eに供給される血漿の液面を検出して血漿がカップ1eから溢れることを防止するための液面検出センサ2dが設けられている。軸部材４の外周部分には不図示のタイミングベルトが巻き掛けられ、このタイミングベルトが不図示の駆動モータの正逆回転駆動によって回転し、軸部材４の往復回転駆動を行うように構成されている。
【００２４】
また、図２に示すように、軸部材４は、基台31に設置された支持部材63に対して回転自在に取付けられている。支持部材63と基台31との間には、上下方向に送りネジ64が回転自在に支承されている。送りネジ64の下端部はプーリー65が固着されており、駆動モータ66の駆動プーリー67との間にタイミングベルト68が巻き掛けられている。さらに、送りネジ64は軸部材４に取付けられた固定部材69を貫通し、その貫通部分には送りネジ64に螺合するナット部材69a が設けられ、送りネジ64の回転に応じて軸部材４が昇降作動するように構成されている。
【００２５】
液面検出センサ2dは、カップ1eに供給される血漿の液面に赤外線などの光を照射し、その反射光を光学的に検出する反射型の光センサであり、血漿液面がカップ1eの高さと略同一となったときに最大信号値を出力するように設定される。そして、血液の濾過中に液面検出センサ2dから最大信号値が出力されたときに負圧供給部2cの解放弁を解放する、あるいは後述するポンプの駆動を停止して血液の吸引を停止する。なお、液面検出センサ2dとしては光センサに限定されるものではなく、超音波センサを用いてもよく、さらには接触式のセンサであってもよい。
【００２６】
図３は蓋体1Bと吸盤部2bとの間に形成された空間に負圧を作用させる第１の実施形態による吸引装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように吸引装置20は、上述した負圧供給部2cに負圧、すなわち吸引圧力を供給するためのポンプ21と、ポンプ21を駆動するためのモータ22と、ポンプ21から負圧供給部2cに供給される吸引圧力を検出するための圧力センサ23と、圧力センサ23の検出結果に基づいてモータ22の回転をフィードバック制御するための制御手段24とを備え、制御手段24に上述した液面検出センサ2dから検出信号が入力される。
【００２７】
制御手段24は、負圧供給部2cに供給される吸引圧力が例えば図４の実線Ａに示すように、経時に応じて予め定められた所定の圧力値となるようにモータ22の回転をフィードバック制御するものであり、その制御量は濾過する全血のヘマトクリット値に応じて変化するものである。また、制御手段24は液面検出センサ2dから最大信号値が入力されたときに、上述した負圧供給部2cの解放弁を解放する、あるいはモータ22の駆動を停止するものである。
【００２８】
次いで、第１の実施形態の動作について説明する。
【００２９】
全血から血漿を分離する際には、サンプル収容部16に収容されている採血管７に図５に示すようにホルダ１を取付け、初期位置よりアーム2aを回転してアーム2aの吸盤部2bをホルダ１と対向させ、さらにアーム2aを下降してホルダ１の蓋体1Bとアーム2aの吸盤部2bとを互いに当接させる。次いで、ポンプ21を駆動して、蓋体1Bと吸盤部2bとの間に形成された空間に負圧を作用させる。これにより、採血管７内の全血が挿入部1aから吸い上げられフィルタ３により濾過されてノズル状供給口1fを介してカップ1eに血漿が供給される。
【００３０】
この際、圧力センサ23によりポンプ21の吸引圧力が検出され、この検出値が制御手段24に入力されてモータ22の回転量がフィードバック制御され、これによりポンプ21の吸引圧力が図４の実線Ａに示すように制御される。一方、液面検出センサ2dによる検出信号が制御手段24に入力される。
【００３１】
そして、カップ1eに血漿が供給され、血漿液面がカップ1eの高さと略同一となったときに液面検出センサ2dから最大信号値が出力され、制御手段24に入力される。制御手段24はこの信号値に基づいてモータ22の駆動を停止する、あるいは負圧供給部2cの解放弁を解放して全血の濾過を終了する。その後、アーム2aを上昇して初期位置に回転移動して濾過を終了する。なお、この際、濾過が終了したことをランプ、モニタ表示あるいは音声などによりオペレータに知らせるようにしてもよい。
【００３２】
このように、第１の実施形態においては、液面検出センサ2dによりカップ1eに供給される血漿の液面を検出するとともに、カップ1eが血漿により満たされたときに液面検出センサ2dから最大信号値を制御手段24に出力するようにしたため、適量の血漿がカップ1eに供給された時点において制御手段24により濾過を終了することができるとともに、濾過された血漿がカップ1eから溢れてしまうことを防止することができる。
【００３３】
なお、第１の実施形態においては液面検出センサ2dによりカップ1eに血漿が満たされたときに全血の濾過を終了させるようにしているが、濾過する全血のヘマトクリット値が高い場合にはフィルタ３が目詰まりしてしまって一定量以上の血漿を濾過できない場合がある。このため、濾過の開始後一定時間経過した後においても液面検出センサ2dによりカップ1eに血漿が満たされたことが検出されなかった場合には、全血の濾過を停止させるようにすることが好ましい。
【００３４】
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００３５】
図６は本発明の第２の実施形態による血液濾過装置の構成を示す図である。なお、図６において図１と同一の構成については同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なるのは、液面検出センサ2dに代えて、血漿がカップ1eから溢れたことを検出する溢れ検出センサ2fを設けた点が異なるものである。
【００３６】
次いで、第２の実施形態の動作について説明する。
【００３７】
まず、第１の実施形態と同様に、ポンプ21を駆動して全血を濾過してカップ1eに血漿を供給する。カップ1eに血漿が供給され、血漿がカップ1eから僅かに溢れてホルダ１の蓋体1Bの内側に零れると、その零れた血漿が溢れ検出センサ2fにより検出されて信号が出力され、制御手段24に入力される。制御手段24はこの信号に基づいてモータ22の駆動を停止する、あるいは負圧供給部2cの解放弁を解放して全血の濾過を終了する。その後、アーム2aを上昇して初期位置に回転移動して濾過を終了する。
【００３８】
このように、第２の実施形態においては、溢れ検出センサ2fによりカップ1eから溢れた血漿を検出するようにしたため、カップ1eが満たされた状態において濾過を終了することができ、これにより適量の血漿をカップ1eに供給することができる。
【００３９】
なお、第２の実施形態においては溢れ検出センサ2fにより血漿がカップ1eから溢れたときに全血の濾過を停止させるようにしているが、第１の実施形態と同様に、濾過の開始後一定時間経過した後においても血漿の溢れを検出することができなかった場合には、全血の濾過を停止させるようにすることが好ましい。
【００４０】
また、上述した第１および第２の実施形態において、カップ1eに供給された血漿は、例えば本発明の血液濾過装置が生化学分析装置に適用された場合には、チップにより吸引されて分析に供されるが、このチップによる吸引の際に、血漿を吸引することができたか否かを判断することにより、血漿の液面検出をさらに行うようにしてもよい。すなわち、液面検出センサ2dによっては血漿液面が検出できていても、実際には血漿が濾過されていないような場合には分析を行うことができない。そこでチップにより液面検出を行うことにより、濾過液の有無によって液面検出センサ2dの故障など装置の異常を確認することができる。
【００４１】
さらに、第１および第２の実施形態においては、液面検出センサ2dおよび溢れ検出センサ2fを吸盤部2bに設けることにより装置をコンパクトに構成することができるが、任意の位置に設けてよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による血液濾過装置の構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態による血液濾過装置の構成を示す図
【図３】第１の実施形態による吸引装置の構成を示す図
【図４】制御手段による圧力制御特性を示すグラフ
【図５】血液の濾過状態を説明するための図
【図６】本発明の第２の実施形態による血液濾過装置の構成を示す図
【符号の説明】
１    ホルダ
２    吸引部
2d    液面検出センサ
2f    溢れ検出センサ
３    フィルタ
４    軸部材
20    吸引装置
21    ポンプ
22    モータ
23    圧力センサ
24    制御手段
【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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