JP2003075434A - 血漿分離方法及び血漿分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ５μＬ未満の極微量の血液から血漿を効率良
く取り出す方法及び装置を提供する。 【解決手段】 濾過膜Ａと濾過膜Ｂとで構成されたフィ
ルター５０で血液を展開して、フィルター５０上で血球
と血漿とに分離した。そして、フィルター５０のうちの
血球が位置する領域と血漿が位置する領域との間を、縁
切りプランジャー１１で遮断した後、フィルター５０の
うち血漿が位置する領域のみを押し出しプランジャー２
１で圧搾して、フィルター５０から血漿を取り出した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微量の血液から血
清又は血漿を分離する血漿分離方法及び血漿分離装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】医療診断に必要な測定を患者近傍で行う
ベッドサイド診断用の分析（ＰＯＣ（point of care ）
分析）や、河川や廃棄物中の有害物質の分析を河川や廃
棄物処理場等の現場で行うことや、食品の調理，収穫，
輸入の各現場における汚染検査等のような、分析・測定
が必要とされる現場もしくは現場の近傍で分析・測定を
行うこと（以下、「ＰＯＣ分析等」と総称する）の重要
性が注目されており、近年、このようなＰＯＣ分析等に
適用される検出法や装置の開発が重要視されつつある。

【０００３】このようなＰＯＣ分析等においては、簡
便、短時間、且つ低コストで分析できることが要求され
ており、特に、医療診断のための分析においては、分析
時間の短縮や、分析に要する検体量の微量化が重要な課
題である。例えば、血液検査においては、分析に必要な
検体量が微量であれば採血量が低減できるので、患者へ
の負担が軽減され、自己採血による自己分析など在宅医
療への応用の可能性も広がる。

【０００４】ところが、血液について生化学診断を行う
場合には血清や血漿を検体とするため、血清の場合は、
血液から血球及び血液凝固因子を除去する必要があり、
血漿の場合は、血液から血球を除去する必要がある。な
お、本明細書においては、特に断りがない限り、血漿と
表記した場合は血清も含むものとする。よって、ＰＯＣ
分析等において分析・測定が必要とされる現場等で血液
成分を測定する場合には、安価で迅速且つ簡便な血液の
前処理方法か、又は血液そのもので直接血漿成分を測定
可能な方法が必要となる。後者で実用化されているもの
として血糖測定機があげられるが、生化学診断項目の大
部分は、未だに血液から血清又は血漿を分離して用いて
いるのが実情である。

【０００５】少量の血液を用いて血液成分の分析を行う
実例としては、特公昭５３−２１６７７号公報に、分析
機構中に濾過層を設け血液中の血球を除去することが、
また特許第２６１８７２７号明細書に、分析要素中の血
球分離層によって約５μＬから３０μＬの血液試料を処
理し、被検成分を定量する方法がそれぞれ述べられてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例は、５μＬより少ない血液の処理に関するもので
はなく、さらに、記載されている分析機構形状から複数
項目の測定に用いられるものでもない。すなわち、血球
除去層と反応層が一体化されたドライケミストリーシス
テムでは、複数の項目測定を行う上で、血清又は血漿の
分配を行う機構の付加が必須であり、現状では複数項目
の測定は不可能である。さらに、赤血球由来の色による
検出値のズレを防ぐために、血球濾過機構間に光遮蔽物
質を含ませるか、又は血球濾過層を測定時に取り除く等
の対応を行っている（特開昭６１−９６４６６号公
報）。ただし、上記操作によって目的の微量血液から血
清又は血漿を分離し、複数の項目の測定対象物を定量す
るには至っていない。

【０００７】また、体積濾過を行って血液から血漿を取
り出す例としては、特開平９−１９６９１１号公報，特
開平１１−１９４１２６号公報，特開平１１−２９５２
９９号公報，特開２０００−１８０４４４号公報に記載
のものがあげられる。なお、体積濾過とは、濾過膜の厚
さ方向に向かって粒子を含む液体が浸透し、膜内部の構
造体によって大きな粒子より小さな粒子を順次捕捉する
作用であり、濾過膜の体積によって液体に含まれる各種
粒径の粒子を捕捉除去することである。

【０００８】しかしながら、上記公報に記載のもので
は、血液の移送を圧縮性流体で行っているために、分離
機構を小さくすることで極微量の血液を処理するために
は、微妙な圧力差を調整する必要が生じ、機構として完
成するには高価になるという欠点があった。近年、半導
体集積回路の作製技術を応用し、極微量の試料を分析す
る技術領域が注目されており、このようなマイクロトー
タルアナリシスシステム（以下μＴＡＳと略す）と称さ
れている分析システムを上記ＰＯＣ分析等に応用する試
みがなされている。

【０００９】例えば、国際公開ＷＯ９９−６４８４６号
公報や国際公開ＷＯ２００１−１３１２７号公報には、
医療診断への応用が開示されている。また、特開平５−
８００４９号公報に記載されているウエットケミストリ
ー法の欠点、すなわち採血量が多い点や遠心分離による
血清又は血漿の調整供給の手間に関しては、μＴＡＳ技
術との併用により極微量（数μＬレベル）の血漿又は血
清で足りることが判っている。この技術を活用するため
には、分離された極微量の血漿を液体で取り出すことが
必要になる。

【００１０】実用されている微量血漿分離方法として
は、空気を媒体とし、加圧ポンプ若しくは減圧ポンプを
用い濾過膜で処理をする方法、又は、小型遠心分離器を
用いて処理をする方法がある。しかし、必要とされる血
液量は、０．５ｍＬから数ｍＬであるために、簡便に極
微量の血液から血漿を分離することができる安価な機構
が望まれている。

【００１１】そこで、本発明は、上記のような従来技術
が有する問題点を解決し、５μＬ未満の極微量の血液か
ら血漿を液体として取り出す方法及び装置を提供するこ
とを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発
明の血漿分離方法は、濾過膜で構成された分離部材で血
液を展開して、前記分離部材上で血球と血清又は血漿と
に分離し、前記分離部材のうちの前記血球が位置する領
域と、前記血清又は前記血漿が位置する領域と、の間を
前記血球が移動すること及び前記血清又は前記血漿が移
動することを遮断した後、前記分離部材のうち前記血清
又は前記血漿が位置する領域のみを圧搾して前記血清又
は前記血漿を前記分離部材から取り出すことを特徴とす
る。

【００１３】また、本発明の血漿分離装置は、血液を展
開して血球と血清又は血漿とに分離する、濾過膜で構成
された分離部材と、前記分離部材のうちの前記血球が位
置する領域と、前記血清又は前記血漿が位置する領域
と、の間を前記血球が移動すること及び前記血清又は前
記血漿が移動することを遮断する縁切り手段と、前記分
離部材のうち前記血清又は前記血漿が位置する領域のみ
を圧搾して前記血清又は前記血漿を前記分離部材から取
り出す圧搾手段と、を備えることを特徴とする。

【００１４】このような血漿分離方法及び血漿分離装置
は、分離部材で血液を濾過して血球と血清又は血漿とを
分離し、分離部材のうち血清又は血漿を保持する部分の
みを圧搾することによって、５μｌ未満の極微量の血液
から血清又は血漿を液体として効率良く（血液に含まれ
る血清又は血漿のうちの１０％以上を）取り出すことが
できる。

【００１５】また、分離部材の厚さを、血液の展開方向
に向かって徐々に小さくなる形状とすれば、血清又は血
漿を空気泡を含まないように取り出すことができる。さ
らに、分離部材を２層以上の濾過膜で構成し、そのうち
の最上層の濾過膜が血球を捕捉し、最下層の濾過膜が血
清又は血漿を保持するものとし、最上層の濾過膜の容積
Ｖｕと最下層の濾過膜の容積Ｖｌとの比率（Ｖｕ／Ｖ
ｌ）を１〜３とすれば、血清又は血漿を空気泡を含まな
いように取り出すことができる。なお、前記比率は１〜
２がより好ましく、１〜１．５がさらに好ましい。

【００１６】よって、本発明の血漿分離方法及び血漿分
離装置にμＴＡＳ技術を組み合わせて、血液成分の複数
の項目に関してＰＯＣ分析等を行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係る血漿分離方法及び血
漿分離装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に
説明する。なお、本実施形態は本発明の一例を示したも
のであって、本発明は本実施形態に限定されるものでは
ない。本実施形態の血漿分離装置は、濾過膜からなるフ
ィルター、フィルターを収納するフィルターホルダー、
フィルターを２つの領域に分断する縁切りプランジャ
ー、及びフィルターを圧搾して血漿を取り出す押し出し
プランジャーで構成されている。なお、フィルターが本
発明の構成要件たる分離部材に相当し、縁切りプランジ
ャーが本発明の構成要件たる縁切り手段に相当し、押し
出しプランジャーが本発明の構成要件たる圧搾手段に相
当する。

【００１８】〔濾過膜及びフィルターについて〕濾過膜
には、体積濾過が可能な膜であればどのような膜であっ
ても適用することができる。例えば、フィブリル構造を
有する微多孔膜や、極細繊維を加工してシート状にした
ものが使用可能である。素材としては、セルロース，ポ
リエチレン，ポリプロピレン，ポリエステル，ポリアミ
ド等のポリマー繊維やガラス繊維が好ましい。血球分離
に一般に用いられる市販品の濾過膜を用いることが可能
である。

【００１９】フィルターは、１層の濾過膜で構成しても
よいが、透水率等のほぼ等しい２層以上の濾過膜を積層
して構成することが好ましい。そうすれば、血液が積層
方向に濾過されて血球と血漿とに分離され、血球が上層
の濾過膜に捕捉され、そして、下層の濾過膜に達した血
漿が濾過膜の平面方向に展開されるから、回収される血
漿中の気泡をより少なくすることができる。

【００２０】なお、フィルターを１層の濾過膜で構成し
た場合は、濾過膜の形状を、血漿が浸透する方向に向か
って厚さが徐々に小さくなるような形状とすれば、上記
と同様の効果が得られる。極微量の液体を流路内を移動
させて各種反応を行う場合には、気泡の存在は液体の移
動を乱す原因となる。よって、μＴＡＳで分析を可能と
するためには、使用する血漿には気泡を含まないことが
要求される。

【００２１】また、濾過膜に点着される血液量は、濾過
膜の容積の８０％未満、より好ましくは７０％未満、さ
らに好ましくは６０％未満である。濾過膜の上面に点着
された血液は、毛細管現象により濾過膜を浸透し下面ま
で液体で満たされる。この時、濾過膜の上側部分に主に
血球が捕捉され、下側部分に主に血漿が保持される。そ
して、血球を捕捉する上側部分の容積Ｖｕと血漿を保持
する下側部分の容積Ｖｌとの比率（Ｖｕ／Ｖｌ）は、１
〜３が好ましく、１〜２がより好ましく、１〜１．５が
特に好ましい。この理由は、下側部分への血球の浸潤を
なくし、さらに下面まで血漿を浸透させるためである。
すなわち、前記比率が３を超えると血漿の展開が遅くな
り、１未満であると、下側部分へ血球が到達する率が上
昇して血漿の回収率が下がる。

【００２２】さらに、濾過膜の大きさは、処理する血液
量に応じて変えることができる。例えば、５０μＬの血
液を処理する場合は、１μＬの血液を処理する場合の約
５０倍の容積の濾過膜を用いればよい。濾過膜の平面形
状は、血漿を保持する部分から液体を押し出すことがで
きる形状であれば、四角形，三角形，円形等、特に限定
されるものではない。

【００２３】濾過膜を２層以上積層してフィルターを構
成した場合の各濾過膜間は、液体が浸透するような間隔
であれば、特に接着の必要はない。ただし、一般に公知
の接着方法によって、液体の毛細管現象を妨げないよう
に接着を行ってもよい。さらに、濾過膜には抗凝固剤を
塗布して用いても構わない。抗凝固剤としては、ヘパリ
ン，クエン酸塩，エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）
等があげられる。濾過膜の抗凝固剤処理としては、例え
ば、溶液状の抗凝固剤に濾過膜を浸し乾燥させることで
行うことができる。

【００２４】さらに、濾過膜のうちの血球が捕捉された
領域と血漿が保持された領域との間の遮断を行いやすい
ように、容易に変形する部材（以降は周辺部材と記す）
を濾過膜の周囲に配置することが好ましい。このような
部材の材質の種類は、液体が浸透せず容易に変形すれば
特に限定されるものではなく、例えば、独立気泡の発泡
体は変形性に優れているため好適である。

【００２５】具体的な独立気泡の発泡体としては、ポリ
エチレン発泡体，ポリプロピレン発泡体，ゴムの発泡体
等の樹脂発泡体が好ましく、軟質発泡体を用いることが
さらに好ましい。さらに、気泡サイズが小さい軟質発泡
体は、弱い力で前記遮断を行うことができるので好まし
い。気泡径は３００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以
下がより好ましく、１００μｍ以下が特に好ましい。

【００２６】〔フィルターホルダーについて〕濾過膜及
び周辺部材は容器（フィルターホルダー）に収納され
る。この容器の素材は特に限定されるものではなく、ガ
ラス，金属，有機ポリマー等のように自在な形状に加工
できるものであるならば問題なく使用可能である。好ま
しくは、成形等によって厚さや形状が自由に加工可能な
ポリマー素材、具体的には、ポリスチレン，スチレン−
アクリロニトリル共重合体等のスチレン系樹脂、ポリメ
チルメタクリレート，メチルメタクリレート−スチレン
共重合体等のメタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリ
スルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミ
ド、ポリアリレート、ポリメチルペンテンよりなる群か
ら選択されるポリマーを使用するとよい。

【００２７】また、１，３−シクロヘキサジエン系重合
体も好適に用いられる。１，３−シクロヘキサジエン系
重合体は、ホモポリマーを使用することも可能である
が、共重合体を使用することも可能である。この共重合
体としては、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３
−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン等の共役ジエン
系モノマー、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチ
ルスチレン、１，３−ジメチルスチレン、ビニルナフタ
レン、ビニルスチレン等のビニル芳香族系モノマー、メ
タクリル酸メチル、アクリロニトリル、メチルビニルケ
トン、α−シアノアクリル酸メチル等の極性ビニルモノ
マー、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、環
状ラクトン、環状ラクタム、環状シロキサン等の環状モ
ノマー、又はエチレン、α−オレフィン系モノマーとの
共重合体があげられる。共重合比は、重量比で１，３−
シクロヘキサジエンモノマー／コモノマー＝７５／２５
〜１００／０が好ましい。

【００２８】容器の形状は、上記濾過膜を収納すること
が可能で、分離した液体状の血漿を貯留することが可能
な構造を有し、平板状であれば特に限定されるものでは
ない。この場合、保存に必要な容積を考慮すると、厚さ
は１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がさらに好まし
い。また、容器は、μＴＡＳ等を用いた分析素子と分離
した状態としてもよいし、連続した流路で前記分析素子
と連結された一体型としてもよい。

【００２９】さらに、血漿分離装置を単体で作製する場
合は、血液から分離された血漿を貯留する部分（以下、
血漿貯留槽と称する）を膜で覆い、血漿が外部に漏出し
ない構造を付加することが好ましい。この膜としては、
気体は通すが液体は通さない膜、すなわち、疎水性の有
機ポリマーや無機素材からなる平板，シート，膜等に、
０．１μｍから１ｍｍ程度の小さな孔を多数開けたもの
を用いることが可能である。

【００３０】この多孔性膜の有する孔の平均径は０．０
１〜５μｍが好ましく、孔径が小さいほど透過空気量が
少なくなること及び入手の容易さ等を考慮すると、孔径
は０．０５〜０．５μｍがより好ましい。この膜は、空
気が抜ける領域を除いて、両面テープ等の接着方法によ
って容器に接着することが好ましい。そして、血漿を取
り出すときに容易に剥がせるような接着方法が好まし
い。ただし、針等を用いて膜に孔を開け、血漿貯留槽か
ら血漿を回収する場合はこの限りではない。

【００３１】疎水性の有機ポリマーは、臨界表面張力が
２０℃で約０．０４Ｎ／ｍ以下であることが好ましく、
例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、シリコン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリス
ルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリ
メチルペンテン、１，３−シクロヘキサジエン系重合体
等があげられる。

【００３２】濾過膜を容器に取り付ける際には、濾過時
に作用する外力によるシール部のずれや血液成分の染み
出しを安定的に抑えるために、濾過膜の周囲を固定した
方が好ましい。この固定には、軟質の材料を用いる方が
好ましく、軟質の接着剤，シーリング剤，コーキング
剤，粘着材等を用いるとよい。その例としては、酢酸ビ
ニル系，アクリル系，オレフィン系等の熱可塑性接着
剤、ゴム系接着剤、ホットメルト接着剤、エマルジョン
接着剤、シリコーン系等のシーリング剤、アクリル系，
ゴム系，シリコーン系等の粘着剤や両面に粘着剤の付い
た両面テープ等があげられる。

【００３３】〔縁切りプランジャー及び押し出しプラン
ジャーについて〕極微量の血液から血漿を分離するため
には、使用する血液量と同等又はそれ以下の容積を有す
るフィルターを用いる必要がある。溶血を起こさず血液
より血漿を分離するために、濾過膜等を用い体積濾過を
行うのが有効である。また、気体等の圧縮性流体を介し
て液体の移動を行う場合、溶血を回避する条件を満たす
には、圧縮性流体の圧力の微調節などの点から限界があ
る。理由は、微量の血液を扱うためにフィルターを小さ
くすると、必然的にその圧力損失も小さくなるからであ
る。

【００３４】濾過膜を小さくし、極微量（４μＬ）の血
液から血漿を分離し、空気圧を用いて血漿回収を試み
た。その結果、後述の比較例１に示すように、濾過膜上
で分離された血球と血漿は、加圧，減圧いずれにおいて
も再度混じり合ってしまい、血漿のみを回収することは
できなかった。この問題を解決するために、微量の血液
より分離された血漿を溶血がない状態で液体として取り
出す方法として、発明者らは鋭意検討の結果、「絞り出
す」構造が有効であることを見い出した。すなわち、分
離された血球の影響を排除するために、濾過膜上の血球
を捕捉している領域（以下、血球領域と記す）と血漿を
保持している領域（以下、血漿領域と記す）を力学的に
切り離し（以下、縁切りと称する）、血漿を保持してい
る領域を押し潰すこと（以下、押し出しと称する）によ
って絞り出す方法並びに装置を発明した。

【００３５】血球領域と血漿領域とを縁切りしたので、
分離された血漿が血球領域に戻ることはない。また、縁
切り操作によって、濾過膜はフィルターホルダー内に密
閉された状態となる。そして、押し出し操作によって、
濾過膜内の血漿は貯留槽に移送される。上記のような縁
切りを行う縁切りプランジャーは、その長手方向に往復
運動できるようになっており、濾過膜を押圧して２つの
領域に分断することができるようになっている。すなわ
ち、濾過膜及びその周辺に位置する遮断用の周辺部材を
押し潰し、血球領域と血漿領域を遮断することができる
ものである。

【００３６】縁切りプランジャーを往復運動させる駆動
力としては、バネ，モーター，空気圧等があげられる
が、押圧力を調整できるものであれば、どのようなもの
でも差し支えない。また、縁切りプランジャーの先端部
（濾過膜を押圧する部分）の幅は、濾過膜本体の幅とそ
の周辺に位置する周辺部材の幅との総和よりもわずかに
小さいことが好ましい。すなわち、濾過膜の幅よりも広
く、且つ濾過膜を囲む周辺部材を十分に押さえられる幅
である。

【００３７】さらに、縁切りプランジャーの先端部の厚
さは、濾過膜の分断を小さい力で行えるようにするため
には、可能な限り薄い方が好ましい。具体的には、５０
０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下、さらに好
ましくは５０μｍ以下である。さらにまた、縁切りプラ
ンジャーの先端部の濾過膜と接触する面は、可能な限り
平滑であることが望ましい。例えば、両面テープを用い
て濾過膜をフィルターホルダーに固定した場合は、両面
テープの厚さ以下の平滑度であれば好適に使用できる。

【００３８】次に、押し出しプランジャーについて説明
する。上記のような押し出しを行う押し出しプランジャ
ーが、縁切りプランジャーと同様に長手方向に往復運動
できるようになっている場合には、押し出しプランジャ
ーの先端部（濾過膜を圧搾する部分）は、血漿領域全体
を圧搾することができるような大きさ及び形状とする必
要がある。

【００３９】そして、押し出しプランジャーの先端部
は、血液の展開方向に向かってなめらかに傾斜してい
て、押し出しプランジャーの長さが血液の展開方向に向
かって徐々に短くなるような形状であることが好まし
い。このような形状の押し出しプランジャーで濾過膜を
圧搾すると、先端部の傾斜面が濾過膜を縁切りプランジ
ャーに近い領域から遠い領域に向かって順次圧搾して行
くから、血漿を効率良く回収することができる。

【００４０】また、押し出しプランジャーが長手方向の
往復運動に加えて、前記展開方向にも往復運動できるよ
うになっている場合には、押し出しプランジャーを濾過
膜に押圧した状態で前記展開方向に動かすことができ
る。よって、縁切りプランジャーに近い領域から遠い領
域に向かって順次圧搾することができるので、血漿を効
率良く回収することができる。この場合には、押し出し
プランジャーの先端部を曲面状の凸面とするか、先端部
にローラーを取り付けることが好ましい。

【００４１】押し出しプランジャーの押し付け圧は、濾
過膜の圧搾を行った際に、血漿が縁切りプランジャーに
よる遮断部分を越えて血球領域側に流入しない程度とす
る必要がある。押しつけ圧を調節する機構としては、空
気圧ポンプを用いたものや、ねじ込み式位置決め機構等
があげられる。なお、圧搾手段としては、押し出しプラ
ンジャーを用いる代わりに、形状が自在に変化するバッ
グを縁切りプランジャーに装着し、縁切り操作後にバッ
グ中に流体を注入して膨張させることにより、濾過膜を
押圧して血漿を搾り取ってもよい。

【００４２】本実施形態においては、両プランジャーの
先端部はアルミ合金で構成したが、各プランジャーの押
しつけ圧に耐える強度を持つ素材ならば、他の素材で構
成しても差し支えない。例えば、金属素材としては、
鉄，軟鉄，アルミ等があげられ、ポリマー素材として
は、ポリカーボネート，アクリル樹脂，ポリエチレン，
ポリスチレン等があげられる。 （実施例）以下に実施例をあげて、本発明をより具体的
に説明する。

【００４３】〔縁切り装置及び圧搾装置について〕濾過
膜の血球領域と血漿領域との間を縁切りする縁切り装置
１０、及び血漿領域を圧搾して血漿を取り出す圧搾装置
２０の構成を、図１及び図２に示す各装置の正面図を参
照しながら説明する。図１の（ａ）に示す縁切り装置１
０は、縁切りプランジャー１１がバネ１４を介して取り
付けられた可動部１２と、図示しない定盤等に固定され
た本体部１３と、で構成されている。そして、可動部１
２は、本体部１３に対して上下に往復運動可能となって
いる。可動部１２を降下させ縁切りプランジャー１１が
濾過膜に接触すると、バネ１４により縁切りプランジャ
ー１１が濾過膜に押圧されて、濾過膜のうちの血球領域
と血漿領域との間が縁切りされるようになっている。

【００４４】また、図２に示す圧搾装置２０は、押し出
しプランジャー２１がバネ２４を介して取り付けられた
可動部２２と、図示しない定盤等に固定された本体部２
３と、で構成されている。そして、可動部２２は、本体
部２３に対して上下に往復運動可能となっている。可動
部２２を降下させて押し出しプランジャー２１が濾過膜
に接触すると、バネ２４により押し出しプランジャー２
１が濾過膜に押圧されて、血漿領域が圧搾され血漿が取
り出されるようになっている。

【００４５】なお、縁切り装置１０及び圧搾装置２０
は、図３の平面図に示すような配置で図示しない定盤等
に固定されている。また、両プランジャーの先端部形状
は、縁切りプランジャー１０の場合は図１の（ｂ）の部
分拡大側面図に示すように楔型とし、押し出しプランジ
ャー２０の場合は直方体状とした。

【００４６】さらに、プランジャーの大きさは、濾過膜
の大きさによって変えた。例えば、５０μＬの血液を用
いる場合には、縁切りプランジャー１０は幅１０ｍｍ、
厚さ１００μｍとし、押し出しプランジャー２０は幅１
０ｍｍ、厚さ５ｍｍとした。また、４〜５μＬの血液を
用いる場合には、縁切りプランジャー１０は幅５ｍｍ、
厚さ１００μｍとし、押し出しプランジャー２０は幅５
ｍｍ、厚さ４ｍｍとした。さらに、１μＬの血液を用い
る場合には、縁切りプランジャー１０は幅５ｍｍ、厚さ
１００μｍとし、押し出しプランジャー２０は幅５ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍとした。

【００４７】〔フィルターホルダーについて〕図４の
（ａ）にフィルターホルダー４０の平面図を示し、
（ｂ）に断面図を示す。厚さ２ｍｍのポリメチルメタク
リレート（ＰＭＭＡ）平板４１を切削加工によって切り
抜き、濾過膜を納める長方形の貫通孔４２（幅１２ｍ
ｍ、長さ２０ｍｍ）を設けた。そして、該平板４１の一
方の板面に貫通孔４２と連通する溝（深さ１００μｍ、
幅１００μｍ、長さ５０ｍｍ）を設け、血漿導出溝４３
とした。さらに、血漿導出溝４３の端部に直径１．５ｍ
ｍの円形の貫通孔を設け、血漿貯留槽４４とした。

【００４８】このような平板４１の血漿導出溝４３を有
する面に、厚さ０．３ｍｍのＰＭＭＡ平板４５を、両面
テープ４６（日東電気工業株式会社製の接着用両面テー
プＮｏ．５３０２Ａ）を用いて貼り合わせ、フィルター
ホルダー４０（厚さ２．５ｍｍ）を作製した。 〔濾過膜及びフィルターについて〕濾過膜Ａ（Ｗｈａｔ
ｍａｎ社のガラス濾過膜ＧＦ／Ｄ、厚さ１．５ｍｍ）
と、濾過膜Ｂ（Ｗｈａｔｍａｎ社のガラス濾過膜Ｆ４８
７−０９、厚さ０．３５ｍｍ）と、を積層してフィルタ
ー５０（血球分離素子）を構成した。なお、両濾過膜
Ａ，Ｂの接触部は未接着である。

【００４９】各濾過膜Ａ，Ｂの大きさは、処理する血液
量によって変更した。血液量が１μＬの場合は、濾過膜
Ａは幅１ｍｍ、長さ０．７ｍｍ、濾過膜Ｂは幅１ｍｍ、
長さ２ｍｍとした。また、血液量が４μＬの場合は、濾
過膜Ａは幅１ｍｍ、長さ２．８ｍｍ、濾過膜Ｂは幅１ｍ
ｍ、長さ８ｍｍとした。さらに、血液量が５μＬの場合
は、濾過膜Ａは幅１ｍｍ、長さ３．５ｍｍ、濾過膜Ｂは
幅１ｍｍ、長さ１０ｍｍとした。さらに、血液量が５０
μＬの場合は、濾過膜Ａは幅５ｍｍ、長さ７ｍｍ、濾過
膜Ｂは幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍとした。

【００５０】さらに、フィルター５０全体に血漿が浸透
する効果を確認するために、血液が浸透する方向に向か
って厚さが徐々に変化するフィルターを作製した。すな
わち、上記の血液量５０μＬ用の濾過膜Ａをカミソリ等
により削って、上記長さ方向に向かって２ｍｍ毎に厚さ
が約１５０μｍずつ段階的（８段階）に小さくなるよう
にした。

【００５１】〔フィルターユニットについて〕フィルタ
ー５０とフィルターホルダー４０とからなるフィルター
ユニットの構成を、図５の（ａ）の断面図及び（ｂ）の
平面図を参照しながら説明する。また、フィルターユニ
ットのうちフィルター５０の部分のみを図示した図５の
（ｃ）の平面図も、併せて参照しながら説明する。な
お、下記の各寸法は血液量５０μＬ用の場合である。

【００５２】フィルターホルダー４０の濾過膜用貫通孔
４２内に、血漿導出溝４３の端部に接するように濾過膜
Ｂを収納し、血漿導出溝４３の延長線に対し左右対称に
なるように配置した。濾過膜Ｂとフィルターホルダー４
０の底面との接着には、底面に既にある両面テープ４６
を用いた。次に、濾過膜Ａを貫通孔４２内に収納し、血
漿導出溝４３から遠い方の濾過膜Ｂの端部に載置した。
そして、濾過膜Ａを避けて濾過膜Ｂ上に両面テープ５１
を接着した。さらに、幅１２ｍｍ，長さ２０ｍｍ，厚さ
２ｍｍのポリエチレン独立発泡体（三和化工株式会社製
サンペルカ Ｌ−４０００）を図５の（ｃ）に示すよう
な略コの字状に加工し、さらに濾過膜Ａ及び濾過膜Ｂが
収まるように下面を削って周辺部材５２とし、この周辺
部材５２の凹部５２ａに濾過膜Ａが囲まれるように周辺
部材５２を貫通孔４２内に収納した。そして、周辺部材
５２の下面を濾過膜Ｂの上面に両面テープ５１で接着し
た。

【００５３】周辺部材５２の外周面と貫通孔４２の内面
とを密着させるため、周辺部材５２とフィルターホルダ
ー４０との間に、ボンドシリコンコーク無酢酸型（コニ
シ株式会社製）を厚さ１ｍｍ程度介在させた。これによ
り、血漿導出溝４３の端部から周辺部材５２と貫通孔４
２の内面との間を伝って液体が漏出することが防止され
る。

【００５４】さらに、直径１．５ｍｍ程度の血液滴下用
の孔５３ａを有する厚さ０．５ｍｍのシリコンゴムシー
ト５３（タイガースポリマー株式会社製）を、血液滴下
用の孔５３ａの位置に孔を設けた両面テープで貼り付
け、貫通孔４２を覆った。このとき、血液滴下用の孔５
３ａが濾過膜Ａの上方に位置するようにシリコンゴムシ
ート５３を配した。最後に、フィルターホルダー４０の
上面に開口する血漿貯留槽４４の開口部を、直径０．１
μｍの細孔を有するＰＴＦＥ膜５４（ＡＤＶＡＮＴＥＣ
社製）で覆って、フィルターユニットを完成した。

【００５５】〔Ｈｃｔの異なる血液の調製方法〕正常人
より採血し、ヘパリン加血を調製した。具体的には、ノ
ボ・ヘパリン注１０００（アベンティスファーマ株式会
社製）を１０ｕｎｉｔ／ｍＬの濃度で新鮮血に加え調製
した。定法に従い遠心分離によって、得られた血液から
血小板の少ない血漿を分離した。その後、沈殿分画に来
る血液を血球計数機ＭＡＸＭＡ/ Ｌ−Ｒｅｔｉｃ（コー
ルター社）のセカンダリー（Ｓ）モードにより計数し、
先に分離した血小板の少ない血漿にて希釈を行い、目的
のＨｃｔ値（約２０〜７０％）を示す血液を調製した。

【００５６】〔Ｈｃｔの異なる血液での血球到達先端位
置の確認〕縁切りプランジャー１１の押さえ位置を見積
もる目的で、各種のＨｃｔ血液について、フィルターに
おける血球が到達する先端位置の確認を行った。既に調
製されたＨｃｔが２０〜７０％である血液を５０μＬ，
５μＬ，４μＬ，１μＬの各容量用意し、上記の各容量
用のフィルターユニット（濾過膜Ａの上面）に点着し
て、血液を血球と血漿とに分離した。結果を表１に示
す。表１の分離位置とは、血液から分離された血漿が濾
過膜Ｂ上で展開された距離の濾過膜Ｂの長さに対する比
率である。なお、Ｈｃｔ４５％の血液を５０μＬ用いて
対照実験を１０回行った結果、実験誤差はＣＶ値で１０
％であった。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１の結果から、５μＬ以下の血液を用い
る場合、縁切りプランジャー１１の押さえ位置は、血漿
導出溝４３から濾過膜Ｂの長さのほぼ４５％以内であれ
ば、得ようとする血漿の量に応じて変えられることが判
った。また、５μＬを超える容量の血液を用いる場合、
縁切りプランジャー１１の押さえ位置は、血漿導出溝４
３から濾過膜Ｂの長さのほぼ３５％以内であれば、得よ
うとする血漿の量に応じて変えられることが判った。

【００５９】〔Ｈｃｔの異なる血液での血液展開時間の
確認〕上記の血球到達先端位置の確認試験において、血
液を濾過膜Ａに点着後、濾過膜Ｂの端部（血漿導出溝４
３と接する部分）まで血漿が浸透する時間を測定した。
その結果を表１に示す。この結果から、５μＬ以下の血
液を用いる場合、１５秒以内に血液の展開が終了し、血
漿の押し出しが開始できることが判った。また、５μＬ
を超える容量の血液を用いる場合、１００秒以内に血液
の展開が終了し、血漿の押し出しが開始できることが判
った。

【００６０】〔Ｈｃｔの異なる血液での血漿回収量の確
認〕上記の血球到達先端位置の確認試験において使用し
た、分離された血漿を保持しているフィルターユニット
から、圧搾装置２０を用いて血漿を取り出した。そし
て、得られた血漿の量と回収率を確認した。その結果を
表２に示す。なお、血液の容量は、４μＬと１μＬにつ
いてのみ行った。

【００６１】

【表２】

【００６２】その結果から、Ｈｃｔ値より計算によって
求められる血漿量の１０％以上を回収できることが判っ
た。 〔回収した血漿中の気泡の確認〕血漿回収操作時の血漿
導出溝４３内を、キーエンス社製のデジタルマイクロス
コープを用いて下方より拡大観察した。その結果、図６
の（ａ）に示すように、気泡を含まない血漿を得ること
ができた。なお、この画像は、血液量が５０μＬの場合
である。また、画像では溝の一部を示しているが、溝全
域にわたって気泡は存在しなかった。さらに、血液量が
他の場合でも同様の結果であった。

【００６３】〔厚さが徐々に小さくなる濾過膜での試
験〕前述の厚さが段階的に小さくなっている濾過膜をフ
ィルター５０として用いたこと以外は、上記と同様にし
て血液の分離を行った。この試験においては、Ｈｃｔが
４０％である血液５０μＬを該濾過膜の上面に滴下し、
上方から観察しながら分離させた。血漿が濾過膜の端面
（血漿導出溝４３と接する部分）まで到達した段階で、
濾過膜の上面及び下面の血漿の浸潤状態を観察した。

【００６４】その結果、厚さが段階的に小さくなってい
る濾過膜は、図７の（ａ）に示すように、血漿の浸潤に
よる変色が濾過膜の下面にも起こっており、濾過膜の全
体に血漿が浸潤していることが判った。 （比較例１）実施例と同様のフィルターユニットを用い
て上記と同様に血液の分離を行った後、空気で加圧，減
圧することによって、分離した血漿をフィルターから回
収した。血液量は４μＬとし、濾過膜も４μＬ用を用い
た。加圧は、血液を滴下した後に血液滴下用の孔上に両
面テープで１ｍＬのシリンジ（テルモ社製）を貼り付け
て、手動により行った。また、減圧は、血漿貯留槽上に
両面テープで１ｍＬのシリンジを貼り付けて、手動によ
り行った。

【００６５】その結果、血漿導出溝内の血漿には血球が
混入していた。これは、濾過膜上で分離されていた血球
が、加圧及び減圧操作によって血漿領域に浸透したため
である。 （比較例２）フィルターを濾過膜Ａのみで構成したこと
以外は実施例と同様にして、血液の分離及び血漿の回収
を行った。ただし、濾過膜Ａの大きさは実施例における
濾過膜Ｂの大きさに合わせた。そして、血液量は５０μ
Ｌとした。

【００６６】まず、分離終了後に、濾過膜内の血漿の浸
潤状態を確認した。その結果、図７の（ｂ）に示すよう
に、濾過膜の下面の下側部分には濾過膜の色に由来する
白い部分が観察され、該部分には血漿が浸透していない
ことが確認された。次に、圧搾装置を用いて濾過膜から
血漿を回収した。その結果、血漿が送り込まれた血漿導
出溝内には、直径約２０μｍの気泡（図６の（ｂ）参
照）や、直径約２００μｍの気泡（図６の（ｃ）参照）
が多数存在した。

【００６７】これは、押し出しプランジャーで血漿を押
し出した際に、濾過膜の内部に残っている空気を巻き込
みながら血漿が押し出されたために、血漿中に各種径の
気泡が存在したものと考えられる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、５μＬ
未満の極微量の血液から血漿を液体として効率良く取り
出すことができる。また、血漿に空気泡を含まないよう
に取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の血漿分離装置を構成する縁切り装置の
構成を示す正面図である。

【図２】本発明の血漿分離装置を構成する圧搾装置の構
成を示す正面図である。

【図３】本発明の血漿分離装置を構成する縁切り装置及
び圧搾装置の配置を説明する平面図である。

【図４】本発明の血漿分離装置を構成するフィルターホ
ルダーの構成を示す説明図である。

【図５】本発明の血漿分離装置を構成するフィルターユ
ニットの構成を示す説明図である。

【図６】分離された血漿中の気泡を示す図である。

【図７】濾過膜の血漿による浸潤の状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 縁切り装置 １１ 縁切りプランジャー ２０ 圧搾装置 ２１ 押し出しプランジャー ５０ フィルター Ａ，Ｂ 濾過膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G045 BA08 BB04 CA25 GA01 2G052 AA30 AD06 AD26 CA05 EA03 EA13 EA17 JA07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ５μｌ未満の微量の血液から血清又は血
   漿を遠心分離によらず分離する方法であって、前記血液
   に含まれる血清又は血漿のうち１０％以上を回収するこ
   とが可能な血漿分離方法。
2. 【請求項２】 濾過膜で構成された分離部材で血液を展
   開して、前記分離部材上で血球と血清又は血漿とに分離
   し、前記分離部材のうちの前記血球が位置する領域と、
   前記血清又は前記血漿が位置する領域と、の間を前記血
   球が移動すること及び前記血清又は前記血漿が移動する
   ことを遮断した後、前記分離部材のうち前記血清又は前
   記血漿が位置する領域のみを圧搾して前記血清又は前記
   血漿を前記分離部材から取り出すことを特徴とする血漿
   分離方法。
3. 【請求項３】 前記分離部材の厚さが、前記血液の展開
   方向に向かって徐々に小さくなっていることを特徴とす
   る請求項２に記載の血漿分離方法。
4. 【請求項４】 前記分離部材が２層以上の前記濾過膜で
   構成されており、そのうちの最上層の濾過膜が前記血球
   を捕捉し、最下層の濾過膜が前記血清又は前記血漿を保
   持するものとされ、前記最上層の濾過膜の容積Ｖｕと前
   記最下層の濾過膜の容積Ｖｌとの比率（Ｖｕ／Ｖｌ）が
   １〜３であることを特徴とする請求項２又は請求項３に
   記載の血漿分離方法。
5. 【請求項５】 前記分離部材が２層以上の前記濾過膜で
   構成されており、そのうちの最上層の濾過膜が前記血球
   を捕捉し、最下層の濾過膜が前記血清又は前記血漿を保
   持するものとされ、前記最上層の濾過膜の容積Ｖｕと前
   記最下層の濾過膜の容積Ｖｌとの比率（Ｖｕ／Ｖｌ）が
   １〜２であることを特徴とする請求項２又は請求項３に
   記載の血漿分離方法。
6. 【請求項６】 前記分離部材が２層以上の前記濾過膜で
   構成されており、そのうちの最上層の濾過膜が前記血球
   を捕捉し、最下層の濾過膜が前記血清又は前記血漿を保
   持するものとされ、前記最上層の濾過膜の容積Ｖｕと前
   記最下層の濾過膜の容積Ｖｌとの比率（Ｖｕ／Ｖｌ）が
   １〜１．５であることを特徴とする請求項２又は請求項
   ３に記載の血漿分離方法。
7. 【請求項７】 ５μｌ未満の微量の血液から血清又は血
   漿を遠心分離によらず分離する装置であって、前記血液
   に含まれる血清又は血漿のうち１０％以上を回収するこ
   とが可能な血漿分離装置。
8. 【請求項８】 血液を展開して血球と血清又は血漿とに
   分離する、濾過膜で構成された分離部材と、 前記分離部材のうちの前記血球が位置する領域と、前記
   血清又は前記血漿が位置する領域と、の間を前記血球が
   移動すること及び前記血清又は前記血漿が移動すること
   を遮断する縁切り手段と、 前記分離部材のうち前記血清又は前記血漿が位置する領
   域のみを圧搾して前記血清又は前記血漿を前記分離部材
   から取り出す圧搾手段と、を備えることを特徴とする血
   漿分離装置。
9. 【請求項９】 前記分離部材の厚さが、前記血液の展開
   方向に向かって徐々に小さくなっていることを特徴とす
   る請求項８に記載の血漿分離装置。
10. 【請求項１０】 前記分離部材が２層以上の前記濾過膜
    で構成されており、そのうちの最上層の濾過膜が前記血
    球を捕捉し、最下層の濾過膜が前記血清又は前記血漿を
    保持するものとされ、前記最上層の濾過膜の容積Ｖｕと
    前記最下層の濾過膜の容積Ｖｌとの比率（Ｖｕ／Ｖｌ）
    が１〜３であることを特徴とする請求項８又は請求項９
    に記載の血漿分離装置。
11. 【請求項１１】 前記分離部材が２層以上の前記濾過膜
    で構成されており、そのうちの最上層の濾過膜が前記血
    球を捕捉し、最下層の濾過膜が前記血清又は前記血漿を
    保持するものとされ、前記最上層の濾過膜の容積Ｖｕと
    前記最下層の濾過膜の容積Ｖｌとの比率（Ｖｕ／Ｖｌ）
    が１〜２であることを特徴とする請求項８又は請求項９
    に記載の血漿分離装置。
12. 【請求項１２】 前記分離部材が２層以上の前記濾過膜
    で構成されており、そのうちの最上層の濾過膜が前記血
    球を捕捉し、最下層の濾過膜が前記血清又は前記血漿を
    保持するものとされ、前記最上層の濾過膜の容積Ｖｕと
    前記最下層の濾過膜の容積Ｖｌとの比率（Ｖｕ／Ｖｌ）
    が１〜１．５であることを特徴とする請求項８又は請求
    項９に記載の血漿分離装置。