JP6767043B2 - Blood separator - Google Patents
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Description
本発明は、血液を血漿と血球に分離する血液分離器に関する。 The present invention relates to a blood separator that separates blood into plasma and blood cells.
通常、血液診断のためには数mL以上の採血を要するため採血対象者の身体的負担が大きい。また、血液診断に大型で高価な分析装置を必要とする場合、そのような装置を持てない小規模な医療機関においては、分析を専門の臨床検査機関に委託することとなり、診断結果を得るのに数日の期間を要する。この状況を解消するために、血液診断機能を小型のデバイス内に構築しようとする研究開発が盛んに行われている。これが実現すれば、採血量の低減や診断結果を得るまでの時間短縮が可能となり、ベッドサイド診断や在宅診断を含めたポイントオブケア診断への応用が可能となる。 Normally, it takes several mL or more to collect blood for blood diagnosis, which imposes a heavy physical burden on the person to be collected. In addition, when a large and expensive analyzer is required for blood diagnosis, in a small medical institution that does not have such an apparatus, the analysis is outsourced to a specialized clinical laboratory to obtain the diagnosis result. It takes a few days. In order to solve this situation, research and development are being actively carried out to build a blood diagnostic function in a small device. If this is realized, it will be possible to reduce the amount of blood collected and the time required to obtain a diagnosis result, and it will be possible to apply it to point-of-care diagnosis including bedside diagnosis and home diagnosis.
ところで、血液診断の対象が血漿中のタンパク質である場合、採血した血液を血漿と血球に分離する血液分離が必要となる。小型デバイスで血液分離を行えれば、血液診断機能を小型のデバイス内に構築する技術に適用することができる。
特許文献1、2には、小型デバイスを遠心機に装着し、遠心力を利用して血液を分離する方法が記載されている。この方法は、使用する遠心機が大型である点、及び、遠心機を所持することを要する点で課題がある。
By the way, when the target of blood diagnosis is a protein in plasma, blood separation is required to separate the collected blood into plasma and blood cells. If blood can be separated with a small device, it can be applied to a technique for constructing a blood diagnostic function in a small device.
Patent Documents 1 and 2 describe a method in which a small device is attached to a centrifuge and blood is separated by using centrifugal force. This method has problems in that the centrifuge used is large and that it is necessary to carry the centrifuge.
遠心機を用いることなく血液分離を行う具体例として、特許文献3には、フィルタを利用して血液を分離する方法が記載されている。この方法では、血球への物理的負荷による溶血やフィルタの目詰まり等が問題となる。遠心機及びフィルタを用いない方法として、誘電泳動の利用が考えられるが、血液の希釈が必要であり、更に、電圧印加による血漿成分への影響も懸念される。 As a specific example of performing blood separation without using a centrifuge, Patent Document 3 describes a method of separating blood using a filter. In this method, there are problems such as hemolysis due to physical load on blood cells and clogging of the filter. Dielectrophoresis can be considered as a method that does not use a centrifuge or a filter, but it is necessary to dilute blood, and there is a concern that the application of voltage may affect plasma components.
より簡便な血液の分離方法として、重力による血球沈降を利用した方法がある。血液を充填した流路を鉛直に配する場合に比べ、同流路を鉛直に対し斜めに配した場合、血球沈降は短時間で完了する。これは、流路を鉛直に対し斜めに配した場合、血球の沈降と血漿の上昇が干渉しなくなるためであり、この血球沈降促進効果はボイコット効果と呼ばれる。特許文献4、5には、ボイコット効果を利用して血液を分離する具体例が記載されている。 As a simpler blood separation method, there is a method using blood cell sedimentation due to gravity. Blood cell sedimentation is completed in a shorter time when the flow path filled with blood is arranged diagonally with respect to the vertical as compared with the case where the flow path filled with blood is arranged vertically. This is because when the flow path is arranged diagonally with respect to the vertical, the sedimentation of blood cells and the rise of plasma do not interfere with each other, and this blood cell sedimentation promoting effect is called a boycott effect. Patent Documents 4 and 5 describe specific examples of separating blood by utilizing the boycott effect.
しかしながら、特許文献4、5に記載の例では、ボイコット効果のみによって血液を分離しようとすることから、血液の分離に数分以上の時間を要するという課題がある。血液の分離に長い時間を要すれば、緊急性の高い医療診断への適用ができない。血液分離の時間を短縮できれば、診断効率が高まり、結果として、診断時間及び診断コストの削減が可能となる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、ボイコット効果を利用した血液分離に要する時間を短縮可能な血液分離器を提供することを目的とする。
However, in the examples described in Patent Documents 4 and 5, there is a problem that it takes several minutes or more to separate the blood because the blood is separated only by the boycott effect. If it takes a long time to separate blood, it cannot be applied to urgent medical diagnosis. If the blood separation time can be shortened, the diagnostic efficiency can be improved, and as a result, the diagnostic time and the diagnostic cost can be reduced.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a blood separator capable of shortening the time required for blood separation utilizing the boycott effect.
前記目的に沿う本発明に係る血液分離器は、血球沈降によって血液を血漿と血球に分離する血液分離器において、血液の導入口と、前記導入口から導入された血液が流入する第1の管路と、前記第1の管路を通過した血液が供給される血液被供給部と、前記第1の管路に連結され、全体が該第1の管路から流入した血液で満たされる第2の管路とを備え、前記第2の管路は、前記第1の管路に一端が連結され他端に向かって下方に傾斜した接続領域を有し、前記第1の管路は、前記接続領域に連通し、前記血液被供給部に向かう血液が下方に流れる下向き流域部を具備し、前記第2の管路全体が血液で満たされた状態で、前記第1の管路の前記下向き流域部において前記血液被供給部に向かう血液の流れが生じ、該下向き流域部の血液の流れによって前記第2の管路の前記接続領域で血球の沈降が促進され、分離された血漿が該接続領域に溜まる。 The blood separator according to the present invention according to the above object is a blood separator that separates blood into plasma and blood cells by blood cell sedimentation, and is a blood inlet and a first tube into which blood introduced from the inlet flows. a road, and a blood-receiving portion blood having passed through the first conduit is supplied, it is connected to said first conduit, a second, generally filled with blood that has flowed from the first duct The second pipeline has a connecting region in which one end is connected to the first pipeline and is inclined downward toward the other end, and the first pipeline is the said. The downward basin portion that communicates with the connection region and allows blood toward the blood supply portion to flow downward is provided, and the downward direction of the first pipeline is provided with the entire second conduit filled with blood. flow occurs in blood toward the blood supply target portion at the basin portion, sedimentation of blood cells in the connection region of the second conduit by the blood flow of the lower-facing basin portion is accelerated, separated plasma is the connection Accumulate in the area.
前記目的に沿う本発明に係る血液分離器において、前記第1の管路の下流端は、該第1の管路の前記第2の管路への連結箇所より低い位置に在って、前記血液被供給部に連結され、前記血液被供給部は、親水性を有し、開口して形成され、前記第1の管路からの血液を蓄え、該第1の管路の前記第2の管路への連結箇所より下流側の容積と該血液被供給部の容積の合計は、前記第2の管路の容積より大きいことが好ましい。 In the blood separator according to the present invention according to the above object, the downstream end of the first pipeline is located at a position lower than the connection point of the first pipeline to the second pipeline, and the above. Connected to the blood supply section, the blood supply section is hydrophilic, is formed by opening, stores blood from the first line, and is the second of the first line. It is preferable that the sum of the volume on the downstream side of the connection point to the pipeline and the volume of the blood supply portion is larger than the volume of the second pipeline.
前記目的に沿う本発明に係る血液分離器において、前記第1の管路は、上流端が前記導入口に連結されているのが好ましい。 In the blood separator according to the present invention according to the above object, it is preferable that the upstream end of the first pipeline is connected to the introduction port.
前記目的に沿う本発明に係る血液分離器において、前記第1の管路は直線状で鉛直に配されているのが好ましい。 In the blood separator according to the present invention according to the above object, it is preferable that the first pipeline is linear and vertically arranged.
前記目的に沿う本発明に係る血液分離器において、前記第2の管路内に在った気体を排気する排気口が、前記第2の管路の下流端に連結され、該排気口は疎水性を有するのが好ましい。 In the blood separator according to the present invention according to the above object, an exhaust port for exhausting the gas existing in the second pipeline is connected to the downstream end of the second pipeline, and the exhaust port is hydrophobic. It is preferable to have sex.
前記目的に沿う本発明に係る血液分離器において、前記第1、第2の管路は親水性を有し、前記導入口に導入された血液は、毛細管力によって、前記第1、第2の管路を流れるのが好ましい。 In the blood separator according to the present invention according to the above object, the first and second conduits have hydrophilicity, and the blood introduced into the introduction port is subjected to the first and second ducts by capillary force. It is preferable to flow through the pipeline.
本発明に係る血液分離器は、第2の管路が、第1の管路に一端が連結され他端に向かって下方に傾斜した接続領域を有し、第1の管路が、接続領域に連通し、血液被供給部に向かう血液が下方に流れる下向き流域部を具備するので、下向き流域部における下方への血液の流れによって接続領域での血球沈降が促進され、ボイコット効果を利用した血液分離に要する時間を短縮可能である。 In the blood separator according to the present invention, the second pipeline has a connecting region in which one end is connected to the first pipeline and is inclined downward toward the other end, and the first pipeline has a connecting region. Since it is provided with a downward basin portion in which blood flowing toward the blood supply portion flows downward, the downward blood flow in the downward basin portion promotes blood cell sedimentation in the connection region, and blood utilizing the boycott effect. The time required for separation can be shortened.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1(A)、(B)、図2(A)、(B)、(C)に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る血液分離器10は、血液Bの導入口11と、導入口11から導入された血液Bが流入する管路12(第1の管路)と、管路12を通過した血液Bが供給される血液被供給部13と、全体が管路12から流入した血液Bで満たされる管路14(第2の管路)とを備え、血球沈降によって血液Bを血漿Pと血球Cに分離する。以下、詳細に説明する。
Subsequently, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the attached drawings, and the present invention will be understood.
As shown in FIGS. 1 (A), 1 (B), 2 (A), (B), and (C), the blood separator 10 according to the first embodiment of the present invention is a blood B inlet. 11, the blood supply section 12 (first line) into which the blood B introduced from the introduction port 11 flows in, and the blood supply unit 13 to which the blood B passing through the line 12 is supplied, and the whole line. It is provided with a conduit 14 (second conduit) filled with blood B flowing in from 12, and blood B is separated into plasma P and blood cells C by blood cell sedimentation. The details will be described below.
血液分離器10は、図1(A)、(B)に示すように、透光性を有する板材15と、板材15の背面側に正面側が密着して固定された透光性を有する板材16を備えている。
板材15には、直線状の溝17、18、19が背面側に形成され、板材15の正面側から背面側を貫通する貫通孔20、21、22が設けられている。
溝17、19は、一端(上端)が連結され、溝17、19全体で、中央が屈曲して上方に突出した逆V字状の溝を構成している。溝18は、一端(上端)が溝17、19によって構成される逆V字状の溝の屈曲部に連結され、一端の真下にある下端に向かって直線状に形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the blood separator 10 has a translucent plate 15 and a translucent plate 16 having a front side closely attached to the back side of the plate 15. It has.
The plate material 15 is provided with linear grooves 17, 18 and 19 formed on the back surface side, and through holes 20, 21 and 22 penetrating from the front side to the back surface side of the plate material 15.
One ends (upper ends) of the grooves 17 and 19 are connected to each other, and the entire grooves 17 and 19 form an inverted V-shaped groove whose center is bent and protrudes upward. One end (upper end) of the groove 18 is connected to a bent portion of an inverted V-shaped groove composed of the grooves 17 and 19, and is formed linearly toward the lower end directly below the one end.
貫通孔20、21、22は、それぞれ溝17、18、19の他端(下端)にそれぞれ連結されている。
板材16は、溝17の板材15の背面側を塞いで管路14を形成し、溝18、19の板材15の背面側を塞いで管路12を形成し、貫通孔20、21、22の板材15の背面側を塞いで、空気の排気口23、血液被供給部13及び血液の導入口11をそれぞれ形成している。
The through holes 20, 21, and 22 are connected to the other ends (lower ends) of the grooves 17, 18, and 19, respectively.
The plate material 16 closes the back surface side of the plate material 15 of the groove 17 to form the pipeline 14, and closes the back surface side of the plate material 15 of the grooves 18 and 19 to form the pipeline 12, and the through holes 20, 21 and 22. The back surface side of the plate material 15 is closed to form an air exhaust port 23, a blood supply unit 13, and a blood introduction port 11, respectively.
血液被供給部13、導入口11及び排気口23の径及び深さ(板材15の厚み)はそれぞれ等しい。本実施の形態では、血液被供給部13、導入口11及び排気口23の径が1〜3mmであり、深さが1〜3mmである。
管路12、14の幅は等しく、管路12、14の深さは等しい。本実施の形態では、管路12、14の幅が100〜400μmであり、管路12、14の深さが50〜300μmである。
The diameter and depth (thickness of the plate material 15) of the blood supply portion 13, the introduction port 11 and the exhaust port 23 are the same. In the present embodiment, the diameters of the blood supply unit 13, the introduction port 11 and the exhaust port 23 are 1 to 3 mm, and the depth is 1 to 3 mm.
The widths of the pipelines 12 and 14 are equal, and the depths of the pipelines 12 and 14 are equal. In the present embodiment, the widths of the pipelines 12 and 14 are 100 to 400 μm, and the depths of the pipelines 12 and 14 are 50 to 300 μm.
板材15、16は、疎水性を有するCOC(Cyclo olefin copolymer)を素材にしたものであり、管路12、14、血液被供給部13及び導入口11に該当する領域は、親水化処理(本実施の形態では、ホスホリルコリンを修飾する処理)がなされている。よって、管路12、14、血液被供給部13及び導入口11は親水性を有し、排気口23は疎水性を有している。 The plate materials 15 and 16 are made of a hydrophobic COC (Cyclo olefin copolymer), and the regions corresponding to the pipelines 12 and 14, the blood supply unit 13 and the introduction port 11 are hydrophilized (this). In the embodiment, a treatment for modifying phosphorylcholine) is performed. Therefore, the pipelines 12 and 14, the blood supply unit 13 and the introduction port 11 have hydrophilicity, and the exhaust port 23 has hydrophobicity.
管路12は、一端(上流端)及び他端(下流端)が導入口11及び血液被供給部13にそれぞれ連結されている。管路12は、一端から管路12が管路14に接続された箇所(以下、「管路12の管路14への連結箇所」とも言う)までが直線状で、管路12の管路14への連結箇所が管路12の一端の斜め上側に配され、管路12の管路14への連結箇所から他端までが直線状で鉛直に配されている。即ち、管路12は、管路12が管路14に接続された箇所で屈曲している。
従って、管路12は、血液被供給部13に連結された他端が、管路12の管路14への連結箇所より低い位置に在る。
One end (upstream end) and the other end (downstream end) of the pipeline 12 are connected to the introduction port 11 and the blood supply unit 13, respectively. The pipeline 12 has a straight line from one end to a portion where the pipeline 12 is connected to the pipeline 14 (hereinafter, also referred to as a “connection portion of the pipeline 12 to the pipeline 14”), and is a pipeline of the pipeline 12. The connection point to the 14 is arranged diagonally above one end of the pipeline 12, and the connection point to the other end of the pipeline 12 to the pipeline 14 is linearly and vertically arranged. That is, the pipeline 12 is bent at a position where the pipeline 12 is connected to the pipeline 14.
Therefore, the other end of the pipeline 12 connected to the blood supply portion 13 is located at a position lower than the connection point of the pipeline 12 to the pipeline 14.
血液被供給部13は、板材15の正面側が開口して形成され、空気を排気するように設計されている。管路14は、直線状であり、管路12に連結された一端(上流端)が、排気口23に連結された他端(下流端)の斜め上側に位置している。よって、管路14は、管路12に一端(上流端)が連結され他端(下流端)に向かって斜め下に(即ち、下方に)傾斜した接続領域24を有している。排気口23は、管路14に連結されていることから、管路14内の空気を排気可能である。 The blood supply unit 13 is formed by opening the front side of the plate material 15 and is designed to exhaust air. The pipeline 14 is linear, and one end (upstream end) connected to the pipeline 12 is located diagonally above the other end (downstream end) connected to the exhaust port 23. Therefore, the pipeline 14 has a connection region 24 in which one end (upstream end) is connected to the pipeline 12 and is inclined diagonally downward (that is, downward) toward the other end (downstream end). Since the exhaust port 23 is connected to the pipeline 14, the air in the pipeline 14 can be exhausted.
導入口11に血液Bが導入されると、導入口11に導入された血液Bは、図2(A)に示すように、管路12の一端から、管路12の管路14への連結箇所に向かって流れ、管路12の管路14への連結箇所に達した後、管路14へ流れる血液Bと管路12を血液被供給部13に向かって流れる血液Bとに別れる。この際、管路14内に在った空気(即ち、気体)は主として排気口23から排気され、管路12内に在った空気は、排気口23及び血液被供給部13から排気される。 When blood B is introduced into the introduction port 11, the blood B introduced into the introduction port 11 is connected from one end of the pipeline 12 to the pipeline 14 of the pipeline 12 as shown in FIG. 2 (A). After flowing toward the portion and reaching the connecting portion of the conduit 12 to the conduit 14, the blood B flowing into the conduit 14 and the blood B flowing through the conduit 12 toward the blood supply portion 13 are separated. At this time, the air (that is, gas) existing in the pipeline 14 is mainly exhausted from the exhaust port 23, and the air existing in the pipeline 12 is exhausted from the exhaust port 23 and the blood supply unit 13. ..
管路12の管路14への連結箇所まで血液Bが達した後、管路12の接続領域24の近傍領域(管路12の接続領域24に接する領域)には、管路12から管路14に向かう血液Bの流れと、血液被供給部13に向かって下方に進む血液Bの流れが生じる。
以下、管路12の接続領域24の近傍領域で、血液被供給部13に向かって下方に進む血液Bの流れが生じる管路12の領域を、下向き流域部25とする。従って、管路12は、接続領域24に連通し、血液被供給部13に向かう血液Bが直下(下方の一例、なお、ここで言う「下方」は斜め下を含む)に流れる下向き流域部25を具備することとなる。即ち、接続領域24と下向き流域部25は、血液Bが流通するように連結されている。
After the blood B reaches the connection point of the pipeline 12 to the pipeline 14, the region near the connection region 24 of the pipeline 12 (the region in contact with the connection region 24 of the pipeline 12) is changed from the pipeline 12 to the pipeline. A flow of blood B toward 14 and a flow of blood B moving downward toward the blood supply unit 13 occur.
Hereinafter, in the vicinity of the connection region 24 of the pipeline 12, the region of the pipeline 12 in which the flow of blood B traveling downward toward the blood supply portion 13 is generated is referred to as the downward basin portion 25. Therefore, the pipeline 12 communicates with the connection region 24, and the downward basin portion 25 in which the blood B toward the blood supply portion 13 flows directly below (an example below, the “downward” here includes diagonally below). Will be provided. That is, the connection region 24 and the downward basin portion 25 are connected so that blood B can circulate.
血液Bは、毛細管力によって、管路12、14を流れる。管路12を流れて管路12の下流端に到達した血液Bは、血液被供給部13に流入して、血液被供給部13内に蓄えられる。血液Bは毛細管力によって管路12内に保持されるため、血液Bが導入口11や血液被供給部13から流れ出ることはない。
排気口23は疎水性であることから、管路14内の血液Bは排気口23に実質的に流入しない。そのため、管路14を流れる血液Bが管路14の下端に達し、管路14内全体が血液Bで満たされた状態になった後、図2(B)に示すように、管路12から管路14への血液Bの流入は実質的に無くなる(下向き流域部25で、管路12から管路14に向かう血液Bの流れは実施的に無くなる)。
Blood B flows through the conduits 12 and 14 by capillary force. The blood B that has flowed through the pipeline 12 and reached the downstream end of the pipeline 12 flows into the blood supply unit 13 and is stored in the blood supply unit 13. Since the blood B is held in the conduit 12 by the capillary force, the blood B does not flow out from the introduction port 11 or the blood supply unit 13.
Since the exhaust port 23 is hydrophobic, blood B in the pipeline 14 does not substantially flow into the exhaust port 23. Therefore, after the blood B flowing through the pipeline 14 reaches the lower end of the pipeline 14 and the entire inside of the pipeline 14 is filled with the blood B, as shown in FIG. 2B, from the pipeline 12 The inflow of blood B into the conduit 14 is substantially eliminated (at the downward basin 25, the flow of blood B from the conduit 12 to the conduit 14 is practically eliminated).
本実施の形態では、管路12の管路14への連結箇所より下流側の容積と血液被供給部13の容積の合計が管路14の容積より大きい。従って、管路14内全体が血液Bで満たされた時点で、少なくとも、血液被供給部13には、血液Bを蓄えられる空間が確保されている。
よって、管路14内全体が血液Bで満たされた後、下向き流域部25では実質的に血液被供給部13に向かう血液Bの流れのみが生じた状態となる。下向き流域部25で血液被供給部13に向かう血液Bの流れは、血液被供給部13が血液Bで満たされるまで継続する。
In the present embodiment, the total of the volume on the downstream side of the connection point of the pipeline 12 to the pipeline 14 and the volume of the blood supply unit 13 is larger than the volume of the pipeline 14. Therefore, when the entire inside of the pipe line 14 is filled with the blood B, at least the blood supply unit 13 has a space for storing the blood B.
Therefore, after the entire inside of the pipe line 14 is filled with the blood B, in the downward basin portion 25, substantially only the flow of the blood B toward the blood supply portion 13 occurs. The flow of blood B toward the blood supply section 13 in the downward basin section 25 continues until the blood supply section 13 is filled with the blood B.
接続領域24は下方に向かって傾斜しているため、血液Bで満たされた管路14内では、接続領域24で、図2(B)、(C)に示すように、ボイコット効果による血液Bの血漿Pと血球Cへの分離が生じる。しかも、接続領域24では、下向き流域部25の直下に向かう血液Bの流れによって、血球Cの沈降が促進されるので、本実施の形態では、下向き流域部25に、血液被供給部13に向かって直下に進む血液Bの流れが存在しない場合に比べ、接続領域24で血液Bの血漿Pと血球Cへの分離が迅速に行われる。そして、分離された血漿Pが、接続領域24に溜まる。 Since the connecting region 24 is inclined downward, in the conduit 14 filled with blood B, the connecting region 24 is the blood B due to the boycott effect, as shown in FIGS. 2 (B) and 2 (C). Separation into plasma P and blood cells C occurs. Moreover, in the connection region 24, the sedimentation of blood cells C is promoted by the flow of blood B directly below the downward basin portion 25. Therefore, in the present embodiment, the downward basin portion 25 is directed toward the blood supply portion 13. The separation of blood B into plasma P and blood cells C is performed more rapidly in the connection region 24 than in the case where there is no flow of blood B directly below. Then, the separated plasma P accumulates in the connecting region 24.
本実施の形態では、管路14から排気口23への血液Bの流入が実質的に無いことから、仮に、排気口23に血液Bが流入する場合に比べ、導入口11に血液Bを導入してから管路14内の血液Bの流れが止まるまでの時間が短い。管路14内で血液Bの流れが止まることで、血球Cの沈降が乱れることなく安定的に進行するので、本実施の形態では、血球Cの沈降が安定的に進行するまでの時間を短縮可能である。 In the present embodiment, since there is substantially no inflow of blood B from the pipeline 14 to the exhaust port 23, blood B is introduced into the introduction port 11 as compared with the case where blood B flows into the exhaust port 23. The time from then until the flow of blood B in the conduit 14 is stopped is short. By stopping the flow of blood B in the pipe line 14, the sedimentation of blood cells C proceeds stably without being disturbed. Therefore, in the present embodiment, the time until the sedimentation of blood cells C progresses stably is shortened. It is possible.
接続領域24において、分離された血漿Pが蓄えられた部分の体積が所定値以上になった後、接続領域24に対して光が当てられ、接続領域24に溜まった血漿Pを対象に吸光光度法による計測が行われる。血漿Pを対象にした吸光光度法によって、例えば、AST(GOT)、ALT(GPT)、γ−GT(γ−GTP)、中性脂肪、HDLコレステロール、LDLコレステロール、ビリルビン、アルブミン、グルコース、HbA1c、尿酸の値を求めることができる。
なお、分離された血漿Pを対象とした計測は、吸光光度法によるものに限らず、例えば、接続領域24に予め電極を設けておき、接続領域24に溜まった血漿Pを対象とした電気化学的計測を行うようにしてもよい。
In the connecting region 24, after the volume of the portion where the separated plasma P is stored becomes a predetermined value or more, light is applied to the connecting region 24, and the absorptiometry of the plasma P accumulated in the connecting region 24 is targeted. Measurements are made by law. By the absorptiometry for plasma P, for example, AST (GOT), ALT (GPT), γ-GT (γ-GTP), neutral fat, HDL cholesterol, LDL cholesterol, bilirubin, albumin, glucose, HbA1c, The value of uric acid can be determined.
The measurement for the separated plasma P is not limited to the absorptiometry method. For example, an electrode is provided in advance in the connection region 24, and electrochemical for the plasma P accumulated in the connection region 24. Target measurement may be performed.
なお、血液分離器10はナノインプリント装置を用いて製造することができる。以下、図3(A)〜(G)を参酌して、血液分離器10の製造方法について説明する。
まず、プラズマCVD(Chemical vapor deposition)によって、図3(A)に示すように、Si基板26の上面及び下面に膜厚1μmのSiN膜27、27aをそれぞれ設け、SiN膜27にレジスト28を塗布し、図3(B)に示すように、所定のパターンが描かれたマスク29をSi基板26の上方に配した状態で上方からUV露光し、現像する。
The blood separator 10 can be manufactured by using a nanoimprint apparatus. Hereinafter, a method for manufacturing the blood separator 10 will be described with reference to FIGS. 3 (A) to 3 (G).
First, by plasma CVD (Chemical Vapor Exposure), as shown in FIG. 3A, SiN films 27 and 27a having a film thickness of 1 μm are provided on the upper surface and the lower surface of the Si substrate 26, respectively, and the resist 28 is applied to the SiN film 27. Then, as shown in FIG. 3B, the mask 29 on which the predetermined pattern is drawn is UV-exposed from above in a state of being arranged above the Si substrate 26 to develop.
次に、SiN膜27をエッチングして、図3(C)に示すように、SiN膜27の所定領域のみにSiN膜27及びレジスト28の膜片30を残すようにし、エッチング処理によって、図3(D)に示すように、Si基板26の膜片30が上方に設けられていない領域を溶解し、Si基板26の膜片30のあった領域に突出域31を設けて、Si基板26を基に鋳型32を成形する。なお、突出域31は溝17等に対応するものである。 Next, the SiN film 27 is etched so that the film piece 30 of the SiN film 27 and the resist 28 is left only in a predetermined region of the SiN film 27 as shown in FIG. 3C, and the film piece 30 of the resist 28 is left in the etching process. As shown in (D), the region where the film piece 30 of the Si substrate 26 is not provided above is melted, and the protruding region 31 is provided in the region where the film piece 30 of the Si substrate 26 is provided to form the Si substrate 26. The mold 32 is formed on the basis. The protruding area 31 corresponds to the groove 17 and the like.
そして、ナノインプリント装置を用いて、図3(E)、(F)に示すように、鋳型32を基にCOC基板33の背面側に溝17等を転写し、図3(G)に示すように、COC基板33の背面側及び未加工のCOC基板34の正面側にVUV(Vacuum ultra violet)光の照射を行った後、COC基板33の背面側にCOC基板34の正面側を密着させた状態で、加熱、加圧して、COC基板33の背面側とCOC基板34の正面側を共有結合により接合し、所定箇所への親水化処理を行うことで、管路14等を備えた血液分離器10を製造する。 Then, using the nanoimprint device, as shown in FIGS. 3 (E) and 3 (F), the groove 17 and the like are transferred to the back surface side of the COC substrate 33 based on the mold 32, and as shown in FIG. 3 (G). After irradiating the back side of the COC substrate 33 and the front side of the raw COC substrate 34 with VUV (Vacum ultraviolet) light, the front side of the COC substrate 34 is brought into close contact with the back side of the COC substrate 33. Then, by heating and pressurizing, the back side of the COC substrate 33 and the front side of the COC substrate 34 are joined by a covalent bond, and hydrophilization treatment is performed at a predetermined location, whereby a blood separator provided with a conduit 14 or the like 10 is manufactured.
上述したように、血液分離器10は、管路12(即ち、第1の管路)が屈曲しているが、これに限定されない。以下、図4(A)、(B)を参照して、第1の管路が直線状の血液分離器40について説明する。なお、血液分離器10と同様の構成については、血液分離器10と同じ符号を付して詳しい説明を省略する。 As described above, in the blood separator 10, the line 12 (that is, the first line) is bent, but the blood separator 10 is not limited to this. Hereinafter, the blood separator 40 having a linear first conduit will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B). The same configuration as that of the blood separator 10 is designated by the same reference numerals as that of the blood separator 10 and detailed description thereof will be omitted.
本発明の第2の実施の形態に係る血液分離器40は、図4(A)に示すように、背面側に溝等が形成された板材41の背面側と板材42の正面側を密着固定して形成されたもので、導入口11と、導入口11から導入された血液Bが流入する管路43(第1の管路)と、血液被供給部13と、管路43に連結されて、全体が管路43から流入した血液Bで満たされる管路44(第2の管路)とを備えている。 As shown in FIG. 4A, the blood separator 40 according to the second embodiment of the present invention closely fixes the back surface side of the plate material 41 having a groove or the like formed on the back surface side and the front side of the plate material 42. It is connected to the introduction port 11, the pipeline 43 (first pipeline) into which the blood B introduced from the introduction port 11 flows in, the blood supply unit 13, and the pipeline 43. Therefore, it is provided with a pipeline 44 (second pipeline) which is entirely filled with blood B flowing from the pipeline 43.
管路43は、直線状で鉛直に配され、上端(上流端)及び下端(下流端)がそれぞれ導入口11及び血液被供給部13に連結されている。管路44は、直線状で管路43に対して傾いて配されており、上端(上流端)が管路43の長手方向中央に連結され、下端(下流端)が排気口23に連結されている。従って、管路43の下流端は、管路43、44の連結位置より低い位置に配され、管路44には、一端が管路43に連結され他端に向かって下方に傾斜した接続領域45が存在し、管路43には、接続領域45の近傍領域に、血液被供給部13に向かう血液Bが直下に流れる下向き流域部46が設けられていることとなる。 The pipeline 43 is linear and vertically arranged, and the upper end (upstream end) and the lower end (downstream end) are connected to the introduction port 11 and the blood supply portion 13, respectively. The pipeline 44 is linear and is arranged so as to be inclined with respect to the pipeline 43. The upper end (upstream end) is connected to the center in the longitudinal direction of the pipeline 43, and the lower end (downstream end) is connected to the exhaust port 23. ing. Therefore, the downstream end of the pipeline 43 is arranged at a position lower than the connecting position of the pipelines 43 and 44, and the pipeline 44 has a connection region in which one end is connected to the pipeline 43 and is inclined downward toward the other end. 45 exists, and the pipeline 43 is provided with a downward basin portion 46 in which the blood B toward the blood supply portion 13 flows directly below in the region near the connection region 45.
血液分離器40は、血液分離器10と同様に、管路43の管路43、44の連結位置より下流側の容積と血液被供給部13の容積の合計が、管路44の容積より大きい。そのため、導入口11から導入されて管路43を流れる血液Bが管路44の下端に達し、図4(B)に示すように、管路44内全体が血液Bで満たされた後、管路43から管路44への血液Bの流入は実質的に停止し、かつ、管路43から血液被供給部13への血液Bの流入は継続した状態となる。 In the blood separator 40, similarly to the blood separator 10, the sum of the volume on the downstream side of the connecting position of the pipelines 43 and 44 of the pipeline 43 and the volume of the blood supply unit 13 is larger than the volume of the pipeline 44. .. Therefore, the blood B introduced from the introduction port 11 and flowing through the pipe line 43 reaches the lower end of the pipe line 44, and as shown in FIG. 4 (B), the entire inside of the pipe line 44 is filled with the blood B, and then the pipe. The inflow of blood B from the route 43 to the pipeline 44 is substantially stopped, and the inflow of blood B from the conduit 43 to the blood supply unit 13 is continued.
この状態が維持されることによって、管路44におけるボイコット効果と、下向き流域部46における直下に進む血液Bの流れの影響とにより、接続領域45では、血球Cの沈降が生じ、その結果として、分離された血漿Pが接続領域45に溜まる。
管路44(管路14)に血液Bが満たされた状態においては、血液分離器40は、管路43の上流端から下流端にかけて血液Bが実質的に真下のみに進むのに対し、血液分離器10は、血液Bが、管路12の上流端から管路12、14の連結位置に向かって斜め上に進んだ後、進行方向を変えて、直下に進む。従って、血液分離器40の下向き流域部46は、血液分離器10の下向き流域部25に比べて血液Bの流速が大きく、血液分離器40の接続領域45は、血液分離器10の接続領域24と比較して血球Cの沈降を促進することができる。
By maintaining this state, the boycott effect in the pipeline 44 and the influence of the flow of blood B directly below in the downward basin 46 cause the plasma cell C to settle in the contiguous zone 45, and as a result, The separated plasma P collects in the contiguous zone 45.
In the state where the blood line 44 (line line 14) is filled with blood B, the blood separator 40 allows blood B to proceed substantially only directly below from the upstream end to the downstream end of the line line 43, whereas the blood The separator 10 advances the blood B diagonally upward from the upstream end of the pipeline 12 toward the connecting position of the pipelines 12 and 14, and then changes the traveling direction and proceeds directly below. Therefore, the downward basin portion 46 of the blood separator 40 has a higher flow velocity of blood B than the downward basin portion 25 of the blood separator 10, and the connection region 45 of the blood separator 40 is the connection region 24 of the blood separator 10. It is possible to promote the sedimentation of blood cells C as compared with.
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実験について説明する。
実験では、図1(A)、(B)に示す血液分離器10(実施例)と図5に示す血液分離器50(比較例)を用いた。
血液分離器50は、図5に示すように、2枚の板材51、52を密着固定して形成され、血液の導入口53と、導入口53に下端が連結され、鉛直に配された管路54と、管路54の上端が上方に突出して屈曲した部分に連結された逆V字状の管路55と、管路55の両端にそれぞれ連結された排気口56、57を備えている。
Next, an experiment conducted to confirm the action and effect of the present invention will be described.
In the experiment, the blood separator 10 (Example) shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B) and the blood separator 50 (Comparative Example) shown in FIG. 5 were used.
As shown in FIG. 5, the blood separator 50 is formed by closely fixing two plates 51 and 52, and is a vertically arranged pipe having a blood inlet 53 and a lower end connected to the inlet 53. It includes a road 54, an inverted V-shaped pipe line 55 connected to a portion where the upper end of the pipe line 54 protrudes upward and bends, and exhaust ports 56 and 57 connected to both ends of the pipe line 55, respectively. ..
導入口53、管路54、55は親水性であり、排気口56、57は疎水性である。血液分離器50の管路54、55全体で構成される流路は、血液分離器10の管路12、14全体で構成される流路と長さ、断面積、配置が全て等しい。
血液分離器50は、導入口53に導入された血液が、管路54を流れて管路55に達した後、管路55を排気口56、57に向かって流れる。管路54、55全体に血液が満たされた状態で、管路55では、ボイコット効果による血球の沈降によって、管路55の屈曲部の近傍に血球から分離された血漿が溜まる。
The introduction port 53 and the pipelines 54 and 55 are hydrophilic, and the exhaust ports 56 and 57 are hydrophobic. The flow path composed of the entire lines 54 and 55 of the blood separator 50 has the same length, cross-sectional area, and arrangement as the flow path composed of the entire lines 12 and 14 of the blood separator 10.
In the blood separator 50, the blood introduced into the introduction port 53 flows through the pipe line 54 and reaches the pipe line 55, and then flows through the pipe line 55 toward the exhaust ports 56 and 57. In the state where the entire pipes 54 and 55 are filled with blood, plasma separated from the blood cells accumulates in the vicinity of the bent portion of the pipe 55 due to the sedimentation of blood cells due to the boycott effect.
血液分離器10については、管路14全体に血液が充填された時間を0秒とし、血球から分離された血漿が接続領域24に溜まる領域について、時間の経過に伴い拡大する様子を観察した。具体的には、該当領域の図6に「Sedimentation distance(沈降距離)」と記した方向の長さを10秒ごとに計測した(図6は、該当領域の0秒時、30秒時、60秒時、90秒時の様子をそれぞれ撮像した画像(写真)である)。 Regarding the blood separator 10, the time during which the blood was filled in the entire conduit 14 was set to 0 seconds, and the region where the plasma separated from the blood cells accumulated in the connecting region 24 was observed to expand with the passage of time. Specifically, the length in the direction marked “Sedimentation distance” in FIG. 6 of the relevant area was measured every 10 seconds (FIG. 6 shows 0 seconds, 30 seconds, and 60 seconds of the relevant area). Images (photographs) of the state at seconds and 90 seconds, respectively).
血液分離器50については、管路54、55全体に血液が充填された時間を0秒とし、血球から分離された血漿が管路55の屈曲部の近傍に溜まる領域を対象に、その領域の鉛直方向の長さを10秒ごとに計測した。
血液分離器10、50の計測結果を、図7のグラフに、「実施例」及び「比較例」として、それぞれ示す。計測結果より、血液分離器10は、血液分離器50に比べ、血球から分離された血漿の領域が速く拡大することが確認できた。
Regarding the blood separator 50, the time during which blood is filled in the entire pipes 54 and 55 is set to 0 seconds, and the region in which the plasma separated from the blood cells collects in the vicinity of the bent portion of the pipe 55 is targeted. The length in the vertical direction was measured every 10 seconds.
The measurement results of the blood separators 10 and 50 are shown in the graph of FIG. 7 as "Examples" and "Comparative Examples", respectively. From the measurement results, it was confirmed that the blood separator 10 expands the region of plasma separated from the blood cells faster than the blood separator 50.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、第1の管路の下向き流域部は、血液被供給部に向かう血液が、直下に流れる代わりに、斜め下に流れてもよい。
また、血液被供給部は、第2の管路全体に血液が満たされた後、血液が第1の管路を血液被供給部に向かって流れるようにするものであればよく、必ずしも血液を蓄えるものである必要はない。例えば、血液被供給部は、血液を吸収する吸収体を第1の管路の下流端に配したものや、ポンプ等の駆動源を有して、第1の管路の下流端から血液を吸い取るものであってもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions that do not deviate from the gist are within the scope of the present invention.
For example, in the downward basin portion of the first pipeline, the blood directed to the blood supply portion may flow diagonally downward instead of directly downward.
Further, the blood supply section may be any device as long as it allows the blood to flow in the first conduit toward the blood supply section after the entire second conduit is filled with blood, and the blood is not necessarily supplied. It doesn't have to be something to store. For example, the blood supply unit has an absorber that absorbs blood at the downstream end of the first pipeline, or has a drive source such as a pump to supply blood from the downstream end of the first pipeline. It may be sucked up.
そして、第2の管路は、一端が第1の管路に連結され他端に向かって下方に傾斜した接続領域を有していればよく、全体が直線状である必要はない。
更に、毛細管力によって第1、第2の管路に血液を充填させる必要はなく、ポンプの駆動源を用いて、第1、第2の管路に血液を充填させるようにしてもよい。駆動源により第1、第2の管路に血液を充填させる場合、第1、第2の管路は親水性を有する必要はない。
The second pipeline need only have a connection region in which one end is connected to the first pipeline and is inclined downward toward the other end, and the entire second pipeline does not have to be linear.
Further, it is not necessary to fill the first and second conduits with blood by capillary force, and the driving source of the pump may be used to fill the first and second conduits with blood. When the first and second conduits are filled with blood by a driving source, the first and second conduits do not have to be hydrophilic.
10:血液分離器、11:導入口、12:管路、13:血液被供給部、14:管路、15、16:板材、17、18、19:溝、20、21、22:貫通孔、23:排気口、24:接続領域、25:下向き流域部、26:Si基板、27、27a:SiN膜、28:レジスト、29:マスク、30:膜片、31:突出域、32:鋳型、33、34:COC基板、40:血液分離器、41、42:板材、43、44:管路、45:接続領域、46:下向き流域部、50:血液分離器、51、52:板材、53:導入口、54、55:管路、56、57:排気口、B:血液、C:血球、P:血漿 10: Blood separator, 11: Introduction port, 12: Pipe line, 13: Blood supply part, 14: Pipe line, 15, 16: Plate material, 17, 18, 19: Groove, 20, 21, 22: Through hole , 23: Exhaust port, 24: Connection area, 25: Downward basin, 26: Si substrate, 27, 27a: SiN film, 28: Resist, 29: Mask, 30: Film piece, 31: Projection area, 32: Mold , 33, 34: COC substrate, 40: Blood separator, 41, 42: Plate material, 43, 44: Pipe line, 45: Connection area, 46: Downward basin, 50: Blood separator, 51, 52: Plate material, 53: Introduction port, 54, 55: Pipe line, 56, 57: Exhaust port, B: Blood, C: Blood cell, P: Plasma
Claims (6)
血液の導入口と、
前記導入口から導入された血液が流入する第1の管路と、
前記第1の管路を通過した血液が供給される血液被供給部と、
前記第1の管路に連結され、全体が該第1の管路から流入した血液で満たされる第2の管路とを備え、
前記第2の管路は、前記第1の管路に一端が連結され他端に向かって下方に傾斜した接続領域を有し、
前記第1の管路は、前記接続領域に連通し、前記血液被供給部に向かう血液が下方に流れる下向き流域部を具備し、
前記第2の管路全体が血液で満たされた状態で、前記第1の管路の前記下向き流域部において前記血液被供給部に向かう血液の流れが生じ、該下向き流域部の血液の流れによって前記第2の管路の前記接続領域で血球の沈降が促進され、分離された血漿が該接続領域に溜まることを特徴とする血液分離器。 In a blood separator that separates blood into plasma and blood cells by blood cell sedimentation,
Blood inlet and
The first pipeline into which the blood introduced from the introduction port flows in, and
A blood supply unit to which blood that has passed through the first pipeline is supplied, and
It comprises a second line that is connected to the first line and is entirely filled with blood flowing in from the first line.
The second pipeline has a connection region in which one end is connected to the first pipeline and is inclined downward toward the other end.
The first pipeline includes a downward basin portion that communicates with the connection region and allows blood flowing downward toward the blood supply portion.
In a state where the entire second pipeline is filled with blood, a blood flow toward the blood supply portion is generated in the downward basin portion of the first pipeline, and the blood flow in the downward basin portion causes the blood flow. blood separator said sedimentation of blood cells in the connection area of the second conduit is accelerated, separated plasma is equal to or accumulating in the connection region.
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