血液分離方法および血液分離装置
【課題】場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離する。
【解決手段】毛細管１１が具備する管状の流路に所定の緩衝液６１を充填し、緩衝液６１を充填した毛細管１１の流路に所定量の血液７１を注入し、この注入した血液７１を毛細管１１の流路で圧送することによって血液７１中の固体成分（血球７２）と液体成分（血漿７３）とを分離する。毛細管１１の流路に注入する血液７１の量は、その毛細管１１の流路の容積の１／２よりも小さければより好ましい。
【解決手段】毛細管１１が具備する管状の流路に所定の緩衝液６１を充填し、緩衝液６１を充填した毛細管１１の流路に所定量の血液７１を注入し、この注入した血液７１を毛細管１１の流路で圧送することによって血液７１中の固体成分（血球７２）と液体成分（血漿７３）とを分離する。毛細管１１の流路に注入する血液７１の量は、その毛細管１１の流路の容積の１／２よりも小さければより好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離方法および血液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液中の固体成分と液体成分とを分離する方法として、遠心分離による方法（例えば、特許文献１を参照）や、フィルターを用いて分離する方法（例えば、特許文献２を参照）等が知られている。
【０００３】
また、分析に必要な要素を集積化したチップを用いるマイクロ分析システム（μＴＡＳ）によって微量の血液を固体成分と液体成分とに分離する方法も知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７９４８９号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１１８９号公報
【特許文献３】特開２００３−２７９４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の血液分離方法のうち、遠心分離による場合には、血液の分離に要する時間が５〜１０分程度と長いことに加えて、遠心分離機自体が大きいために場所を取るという問題があった。
【０００６】
また、フィルターを用いる場合、血液の分離に要する時間は短くて済むものの、フィルター自体が消耗品であるため、ランニングコストがかかるという問題があった。
【０００７】
さらに、マイクロ分析システムによる場合には、微細加工を施したチップを用いるために装置が高価であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することができる血液分離方法および血液分離装置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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離方法であって、少なくとも血液が移動する管状の流路に所定の緩衝液を充填する緩衝液充填工程と、前記緩衝液充填工程で緩衝液を充填した流路に所定量の血液を注入する血液注入工程と、前記血液注入工程で注入した血液を前記流路で圧送する血液圧送工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記血液注入工程で注入する血液の量は、前記流路の容積の１／２よりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記血液圧送工程は、前記緩衝液充填工程で充填した緩衝液と同じ緩衝液を前記流路に注入することによって血液を圧送することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項記載の発明において、前記流路を移動する血液の成分を光学的に測定する測光工程をさらに有することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項記載の発明において、前記流路を移動する血液の液体成分を電気泳動によって分析する泳動分析工程をさらに有することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離装置であって、少なくとも血液が移動する管状の流路と、前記流路に所定の緩衝液を注入する緩衝液注入手段と、前記緩衝液注入手段で注入した緩衝液によって充填された流路に所定量の血液を注入する血液注入手段と、前記血液注入工程で注入した血液を前記流路で圧送する血液圧送手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記血液圧送手段は、前記緩衝液充填手段で充填した緩衝液と同じ緩衝液を前記流路に注入することによって血液を圧送することを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載の発明において、前記流路に略直交し、当該流路を介して鉤型形状の断面をなす導入路をさらに備え、前記血液注入手段は、前記導入路の端部から血液を注入することを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項６〜８のいずれか一項記載の発明において、前記流路を移動する血液の成分を光学的に測定する測光手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項６〜９のいずれか一項記載の発明において、前記流路を移動する血液の液体成分を電気泳動によって分析する泳動分析手段をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、少なくとも血液が移動する管状の流路に所定の緩衝液を充填し、この緩衝液を充填した前記毛細管の流路に所定量の血液を注入し、この注入した血液を前記流路で圧送することにより、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することができる血液分離方法および血液分離装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置１は、血液等が移動する流路１１１を有する直線状の毛細管１１と、所定の緩衝液を毛細管１１内部に注入する緩衝液注入部１２と、血液を毛細管１１内部に注入する血液注入部１３と、流路１１１を移動して押し出される血液成分を収集する成分収集部１４とを備える。このうち、流路１１１の径は均一であり、その径の値はたかだか１００μｍ程度である。
【００２２】
図２は、この実施の形態１に係る血液分離方法の概要を模式的に示す説明図である。まず、緩衝液注入部１２によって毛細管１１の端部１１ａから流路１１１に緩衝液６１を充填する（状態１−１）。ここでの緩衝液６１の注入は、吸引や加圧によって行ってもよいし、毛細管現象を利用して行ってもよい。この実施の形態１で適用する緩衝液６１は、生理食塩水または血液保存液でもよいし、各種緩衝液のうちのいずれかを用いてもよい。また、緩衝液６１が血液成分を希釈する場合もあるので、緩衝液６１として分離した血液成分の分析に使う試薬や緩衝液を適用してもよい。
【００２３】
次に、血液注入部１３によって端部１１ａから所定量の血液７１（全血）を毛細管１１の流路１１１に注入する（状態１−２）。ここで注入する血液７１を流路１１１内で確実に分離するためには、血液７１の量が流路１１１の容積の１／２以下であることが望ましい。以後の説明の便宜上、ここで注入する血液７１は、採取した血液に抗凝固剤を加えて放置したものとする。このため、血液７１を分離して得られる固体成分は血球であり、液体成分は血漿である。
【００２４】
続いて、緩衝液注入部１２によって緩衝液６１をさらに注入することにより、血液７１を毛細管１１の他方の端部１１ｂに向けて圧送する（状態１−３）。この意味で、血液７１を注入した後に毛細管１１に注入する緩衝液６１は、血液７１の押し出し液の役割を果たす。
【００２５】
流路１１１内で血液７１を圧送すると、血液７１中の成分ごとの比重の違いなどに起因して、固体成分である血球７２が液体成分である血漿７３よりも速く流路１１１の内部を移動する。この結果、血液７１は、流路１１１を移動するうちに血球７２と血漿７３とに分離していき、血球７２が血漿７３よりも早く端部１１ｂに到達する（状態１−４）。この後、成分収集部２４は、端部１１ｂから押し出される抗体などの蛋白成分が全く存在しない血球７２と、その血球７２から遅れて押し出される血漿７３とを順次収集する。
【００２６】
血液分離装置１は、以上説明したように血液７１を血球７２と血漿７３とに分離することにより、端部１１ａから注入した血液７１の血球洗浄を行うことができる。ここで、血液７１を圧送し始めてからその血液７１が血球７２と血漿７３とに分離するまでに要する時間は、数秒〜数十秒程度である。
【００２７】
ところで、毛細管１１として蛋白成分の吸着性がよいガラスなどの材質から成るものを用いれば、血漿７３に含まれるフィブリノーゲン等の蛋白成分を毛細管１１に付着させるいことができる。そこで、流路１１１の長さと流路１１１に注入する血液７１の量とを適宜調整することにより、血液７１中の蛋白成分を完全に除去することができる。
【００２８】
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、血液や緩衝液が移動する流路を有する毛細管に所定の緩衝液を充填し、この緩衝液を充填した毛細管の流路に所定量の血液を注入した後、再び同じ緩衝液を流路に注入して血液をその流路内で圧送することにより、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することが可能となる。
【００２９】
また、この実施の形態１によれば、毛細管に微細加工を施す必要がないため、市販されている毛細管を利用することができる上、使用後にその毛細管を洗浄することによって再利用することもできるため、血液の分離に要するコストを低く抑えることができる。
【００３０】
なお、以上の説明では、採取した血液に抗凝固剤を加えて放置したものを流路に注入し、その血液を血球と血漿とに分離する場合を説明したが、採取した血液をそのまま放置したものを用いて上記同様の操作を行えば、その血液を血餅（固体成分）と血清（液体成分）とに分離することができる。この点は、後述する各実施の形態を含む本発明の全ての実施の形態に共通する事項である。
【００３１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置２は、血液等が移動する流路である主流路２１１を有する毛細管２１と、所定の緩衝液を毛細管２１内部に注入する緩衝液注入部２２と、血液を毛細管２１内部に注入する血液注入部２３と、主流路２１１を移動して押し出される血液成分を収集する成分収集部２４とを備える。
【００３２】
このうち毛細管２１は、主流路２１１に加えて、この主流路２１１に略直交する二つの導入路２１２および２１３を有する。導入路２１２および２１３は、図３に示すように主流路２１１を介して鉤型形状をなす断面を有する。また、毛細管２１の端部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、および２１ｄ付近には、それぞれ開閉自在な弁部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、および２５ｄが設けられている。
【００３３】
緩衝液注入部２２は、主流路２１１の一端である毛細管２１の端部２１ａから所定の緩衝液を注入する一方、血液注入部２３は導入路２１２の端部２１ｃから所定量の血液を注入する。
【００３４】
図４は、この実施の形態２に係る血液分離方法の概要を模式的に示す説明図である。この図４では、弁部自体の記載を省略し、各端部に設けられる弁部のうち開いている弁部を（○）で記載するとともに、閉じている弁部を（×）で記載する。
【００３５】
まず、全ての弁部を開いた状態で、緩衝液注入部２２によって端部２１ａから主流路２１１に緩衝液６１を注入し、導入路２１２および２１３を含む全ての流路を緩衝液６１で充填する（状態２−１）。
【００３６】
次に、毛細管２１の両端部２１ａおよび２１ｂにそれぞれ設けられる弁部２５ａおよび２５ｂを閉じる一方、導入路２１２および２１３の端部にそれぞれ設けられる弁部２５ｃおよび２５ｄは開いたままの状態で、血液注入部２３によって導入路２１２の端部２１ｃから導入路２１３の端部２１ｄに向けて血液７１を注入する（状態２−２）。
【００３７】
続いて、弁部２５ｃおよび２５ｄを閉じた後、弁部２５ａおよび２５ｂを開き、緩衝液注入部２２によって端部２１ａから緩衝液６１を再び注入し、主流路２１１内の血液７１を毛細管２１の他方の端部２１ｂに向けて圧送する（状態２−３）。この圧送時には、導入路２１２および２１３を充填する血液７１は移動しない。したがって、上述した実施の形態１と同様、主流路２１１を圧送される血液７１は血球７２と血漿７３とに分離していき、血球７２が血漿７３よりも早く端部２１ｂに到達する（状態２−４）。以後の処理は上記実施の形態１と同様である。
【００３８】
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することが可能となる。
【００３９】
また、この実施の形態２によれば、主流路に略直交する導入路を設けることにより、血液と緩衝液を異なる毛細管端部から注入することができるので、誤操作を起こす可能性が減り、より精度の高い血液分離処理を実現することができる。
【００４０】
なお、上述した各弁部の開閉動作は手動で行うようにしてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて実現される制御部の駆動制御のもとで電気的に行うようにしてもよい。
【００４１】
また、毛細管の端部には必ずしも弁部を設ける必要はなく、緩衝液や血液を上記の如く注入できるものであれば如何なる構成を有してもよい。この意味では、導入路の設置位置等を含む毛細管のレイアウトも、図３に示すものに限られるわけではない。
【００４２】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置３は、血液等が移動する流路３１１を有する直線状の毛細管３１と、所定の緩衝液を毛細管３１内部に注入する緩衝液注入部３２と、血液を毛細管３１内部に注入する血液注入部３３と、流路３１１を移動して押し出される血液成分を収集する成分収集部３４とを備える。また、血液分離装置３は、血液成分などを光学的に測定する測光部３５と、測光部３５の動作制御や測光部３５における測定結果の分析演算などを行う制御部３６とを備える。
【００４３】
このうち測光部３５は、分離した血液成分が外部に押し出される側の端部３１ｂ付近に設けられ、所定の波長の光を発生する光源３５１と、この光源３５１から照射され、流路３１１を通過した光を受光する受光部３５２とを有する。このうち受光部３５２はフォトダイオードや光電子倍増管を用いて実現され、受光した光の強度を電気信号に変換する。
【００４４】
以上の構成を有する血液分離装置３が行う血液分離方法は、上記実施の形態１と同様である。すなわち、まず緩衝液注入部３２が端部３１ａから流路３１１に所定の緩衝液を充填した後、血液注入部３３が端部３１ａから所定量の血液を注入する。その後、再び緩衝液注入部３２が端部３１ａから緩衝液を注入して血液を圧送することにより、その血液を血球（固体成分）と血漿（液体成分）とに分離する。
【００４５】
この実施の形態３では、流路３１１内を圧送されることによって分離した血球や血漿の吸光度が測光部３５によって順次測定される。より具体的には、測光部３５は、流路３１１に所定の光を照射し、その流路３１１を透過してきた光を受光部３５２で受光して電気信号に変換し、制御部３６に送出する。制御部３６は、測光部３５から送られてきた電気信号を用いて所定の演算処理を行い、吸光度を算出する。
【００４６】
図６は、測光部３５に到達する前に流路３１１内で血液が正常に分離した場合に、受光部３５２で受光する二つの波長成分の光の吸光度と時間との関係を模式的に示す説明図である。同図に示す曲線８１および８２は、互いに異なる波長成分の光の吸光度と時間との関係を示しており、より具体的には、曲線８１が２００ｎｍの波長の光の吸光度を示す一方、曲線８２が３４０ｎｍの光の吸光度を示している。この図６に示す場合、時間ｔ1において先に測光部３５を通過する血球は、曲線８１と曲線８２がともに吸光度のピークを示す一方、時間ｔ2（＞ｔ1）において測光部３５を通過する血漿は、曲線８１のみがピークを示す。また、流路３１１で血球と血漿の間に存在する緩衝液はピークを示さない。
【００４７】
上述した説明からも明らかなように、測光部３５は、流路３１１を移動する血液が固体成分と液体成分とに分離したことを測定するものである、このため、例えば測光部３５における測定の結果、それぞれの波長の光に対して図６に示すような形状をなす曲線が得られない場合には、血液が流路３１１で完全に分離していないことがわかる。したがって、測光部３５を設けることにより、血液の分離が完了したかどうかを精度よく判定することが可能となる。
【００４８】
なお、測光部３５の設置位置は、毛細管３１内部で血液を圧送するときに基準となる圧送速度や、その圧送速度で圧送したときに分離までに要する距離などを考慮した上で定めればよい。
【００４９】
ところで、流路３１１に注入する血液に対し、濃度が既知の液状マーカを予め加えておいてもよい。この場合には、測光部３５における血球や血漿の吸光度の測定結果（ピーク形状）と液状マーカのピーク形状（既知）との比較演算を制御部３６が行うことにより、血液中の赤血球の容積比率を示すヘマトクリット値や、血漿の吸光度のピーク面積を用いて総蛋白値（ＴＰ：total protein）などを算出することができる。また、この液状マーカを緩衝液６１として用いることも可能である。
【００５０】
以上説明した本発明の実施の形態３によれば、上記二つの実施の形態と同様に、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することができる血液分離方法および血液分離装置を提供することが可能となる。
【００５１】
また、この実施の形態３によれば、毛細管内を移動する物質の吸光度を所定の位置で測定することに、毛細管内で血液が正常に分離したかどうかを正確に判定することが可能となる。
【００５２】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置４は、血液等が移動する流路である主流路４１１を有する毛細管４１と、所定の緩衝液を毛細管４１内部に注入する緩衝液注入部４２と、血液を毛細管４１内部に注入する血液注入部４３と、主流路４１１を移動して押し出される血液中の固体成分および液体成分をそれぞれ収集する固体成分収集部４４ａおよび液体成分収集部４４ｂとを備える。また、血液分離装置４は、血液成分などの光学的に測定する測光部４５と、測光部４５の動作制御や測光部４５における測定結果の分析演算などを行う制御部４６とを備える。
【００５３】
このうち毛細管４１は、主流路４１１に加えて、この主流路４１１に略直交する方向に突出して分岐する分岐流路４１２を有する。この分岐流路４１２は、測光部４５と毛細管４１の端部４１ｂとの間に設けられる。また、毛細管４１の端部４１ｂおよび４１ｃには、開閉自在な弁部４７ｂおよび４７ｃがそれぞれ設けられている。これらの弁部４７ｂおよび４７ｃの開閉動作は、制御部４６の制御のもと行われる。
【００５４】
また、測光部４５は、上記実施の形態３で説明した測光部３５と同様の構成を有する。すなわち、測光部４５は、所定の波長の光を発生する光源４５１と、この光源４５１から照射され、毛細管４１を通過した光を受光して電気信号に変換する受光部４５２とを有する。
【００５５】
図８は、この実施の形態４に係る血液分離方法の概要を模式的に示す説明図である。この図８においても、図４と同様に弁部自体の記載を省略し、各端部に設けられる弁部のうち開いている弁部を（○）で記載するとともに、閉じている弁部を（×）で記載している。
【００５６】
まず、二つの弁部４７ｂおよび４７ｃを開いた状態で、緩衝液注入部４２によって主流路４１１に緩衝液６１を注入し、分岐流路４１２を含む全ての流露を緩衝液６１で充填する（状態４−１）。
【００５７】
次に、両弁部を開いたままで血液注入部４３によって端部４１ａから血液７１を注入した後、緩衝液注入部４２によって再び緩衝液６１を注入して血液７１を端部４１ｂに向けて圧送する（状態４−２）。この圧送により、血液７１は血球７２と血漿７３とに分離する。
【００５８】
主流路４１１で分離した血液成分のうち移動速度がより大きい固体成分である血球７２が測光部４５を通過すると、測光部４５では血球７２の吸光度を測定する。制御部４６は、測光部４５が血球７２の吸光度を測定した時点で分岐流路４１２の端部４１ｃ付近に設けられる弁部４７ｃを閉じ、血球７２が分岐点を通過した後で分岐流路４１２に流出せず、主流路４１１の端部４１ｂに向けて移動するようにする。
【００５９】
緩衝液注入部４２からの緩衝液６１の注入量が一定であれば、血球７２が測光部４５を通過してから分岐点を通過するまでの時間を制御部４６が求めることができる。この場合には、その求めた時間が経過した後、今度は端部４１ｂ付近に設けられる弁部４７ｂを閉じるとともに弁部４７ｃを開く（状態４−４）。この結果、血球７２よりも遅れて主流路４１１と分岐流路４１２の分岐点に到達する血漿７３は、分岐点を通過した後に主流路４１１には流出せず、分岐流路４１２の端部４１ｃに向けて移動する（状態４−５）。
【００６０】
血漿７３が完全に分岐流路４１２に移動した後、閉じていた弁部４７ｂを再び開くことにより、端部４１ｂから押し出されてくる血球７２を固体成分収集部４４ａが収集する一方、端部４１ｃから押し出されてくる血漿７３を液体成分収集部４４ｂが収集する。
【００６１】
なお、この実施の形態４においても、予め既知濃度の液状マーカを所定量だけ血液７１に加えて混合しておいてもよい。これにより、血液中の成分を分離した後に行う分析処理を迅速かつ円滑に実行することが可能となる。
【００６２】
以上説明した本発明の実施の形態４によれば、上述した三つの実施の形態と同様に、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することが可能となる。
【００６３】
また、この実施の形態４によれば、血液中の固体成分を毛細管内に設けられる主流路とは異なる分岐流路に流出させることにより、血漿に含まれる蛋白成分のより詳細な分析を行うことが可能になる。
【００６４】
（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置５は、血液等が移動する流路である主流路５１１を有する毛細管５１と、所定の緩衝液を毛細管５１内部に注入する緩衝液注入部５２と、血液を毛細管５１内部に注入する血液注入部５３と、主流路５１１を移動して押し出される血液中の固体成分および液体成分をそれぞれ収集する成分収集部５４とを備える。このうち毛細管５１は、主流路５１１に加え、この主流路５１１に略直交する方向に分岐し、血液中の液体成分（血漿）の電気泳動を行う泳動用流路５１２を有する。
【００６５】
また、血液分離装置５は、泳動用流路５１２の端部５１ｃおよび５１ｄにそれぞれ設けられる電極を介して直流電圧（泳動電圧）を印加する電源５５と、泳動用流路５１２を移動する血漿の成分を検出する検出部５６と、泳動用流路５１２と端部５１ｂの間の主流路５１１を通過する物質のうち圧送によって分離した血液中の固体成分（血球）を検知するセンサ部５７と、これらの電源５５、検出部５６、およびセンサ部５７の駆動制御を含む各種制御および演算を行う制御部５８とを備える。なお、検出部５６とセンサ部５７は、それぞれ血球および血漿の成分を検出可能であればよく、上記実施の形態３で説明した測光部３５を用いて実現することも可能である。
【００６６】
次に、この実施の形態５に係る血液分離方法を説明する。まず、緩衝液注入部５２によって毛細管５１の端部５１ａから所定の緩衝液を注入し、泳動用流路５１２も含む全ての流路をその緩衝液で充填する。続いて、血液注入部５３によって端部５１ａから血液を注入した後、緩衝液注入部５２によって再び緩衝液を注入することにより、血液を主流路５１１内で圧送して血球と血漿とに分離する。ここでも、血球の方が血漿よりも早く移動することは勿論である。
【００６７】
この後、血球よりも遅れて主流路５１１を移動する血漿が泳動用流路５１２に到着した時点で電源５５を起動し、泳動用流路５１２に直流電圧（泳動電圧）を印加する。より具体的には、センサ部５７が主流路５１１を移動する血球を検知した時間に基づいて、制御部５８が血球の泳動用流路５１２への到達時間を算出する。そして、この算出した到達時間が経過した時点で電源５５を起動し、泳動電圧を印加し始める。このように、本実施の形態５においては、分離後の血漿に対して電気泳動を行うので、血液を圧送する緩衝液として電気泳動用の緩衝液を用いる。
【００６８】
泳動用流路５１２に泳動電圧を印加すると、血漿に含まれる蛋白などの成分は、正または負のいずれか一方の電極に向かって泳動する。この電気泳動の結果を検出部５６で検出し、制御部５８で分析演算を行うことにより、血液を分離した直後に血漿中に含まれる蛋白成分などのより詳細な分析を行うことが可能となる。
【００６９】
なお、上記実施の形態３で適用した測光部３５によってセンサ部５７を実現する場合には、そのセンサ部５７の検知結果から血球の定量分析を行うこともできる。したがってこの場合には、血液を分離した直後に、血球と血漿の両方の成分を分析可能な血液分離装置を構成することが可能となる。
【００７０】
以上説明した本発明の実施の形態５によれば、上記実施の形態１〜４と同様に、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することが可能となる。
【００７１】
また、この実施の形態５によれば、分離した液体成分（血漿）を電気泳動によって分析することにより、血液を分離した直後に、血漿に含まれる蛋白成分などの詳細な分析を行うことが可能となる。
【００７２】
ここまで、本発明を実施するために最良と思われる形態を実施の形態１〜５として詳述してきたが、本発明はこれらの実施の形態によってのみ限定されるものではない。すなわち、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る血液分離方法の概要を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る血液分離方法の概要を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【図６】流路を透過してきた異なる波長の光の吸光度と時間との関係を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る血液分離方法の概要を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１、２、３、４、５ 血液分離装置
１１、２１、３１、４１、５１ 毛細管
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 端部
１２、２２、３２、４２、５２ 緩衝液注入部
１３、２３、３３、４３、５３ 血液注入部
１４、２４、３４、５４ 成分収集部
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、４７ｂ、４７ｃ 弁部
３５、４５ 測光部
３６、４６、５８ 制御部
４４ａ 固体成分収集部
４４ｂ 液体成分収集部
５５ 電源
５６ 検出部
５７ センサ部
６１ 緩衝液
７１ 血液
７２ 血球
７３ 血漿
８１、８２ 曲線
１１１、３１１ 流路
２１１、４１１、５１１ 主流路
２１２、２１３ 導入路
３５１、４５１ 光源
３５２、４５２ 受光部
４１２ 分岐流路
５１２ 泳動用流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離方法および血液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液中の固体成分と液体成分とを分離する方法として、遠心分離による方法（例えば、特許文献１を参照）や、フィルターを用いて分離する方法（例えば、特許文献２を参照）等が知られている。
【０００３】
また、分析に必要な要素を集積化したチップを用いるマイクロ分析システム（μＴＡＳ）によって微量の血液を固体成分と液体成分とに分離する方法も知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７９４８９号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１１８９号公報
【特許文献３】特開２００３−２７９４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の血液分離方法のうち、遠心分離による場合には、血液の分離に要する時間が５〜１０分程度と長いことに加えて、遠心分離機自体が大きいために場所を取るという問題があった。
【０００６】
また、フィルターを用いる場合、血液の分離に要する時間は短くて済むものの、フィルター自体が消耗品であるため、ランニングコストがかかるという問題があった。
【０００７】
さらに、マイクロ分析システムによる場合には、微細加工を施したチップを用いるために装置が高価であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することができる血液分離方法および血液分離装置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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離方法であって、少なくとも血液が移動する管状の流路に所定の緩衝液を充填する緩衝液充填工程と、前記緩衝液充填工程で緩衝液を充填した流路に所定量の血液を注入する血液注入工程と、前記血液注入工程で注入した血液を前記流路で圧送する血液圧送工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記血液注入工程で注入する血液の量は、前記流路の容積の１／２よりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記血液圧送工程は、前記緩衝液充填工程で充填した緩衝液と同じ緩衝液を前記流路に注入することによって血液を圧送することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項記載の発明において、前記流路を移動する血液の成分を光学的に測定する測光工程をさらに有することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項記載の発明において、前記流路を移動する血液の液体成分を電気泳動によって分析する泳動分析工程をさらに有することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離装置であって、少なくとも血液が移動する管状の流路と、前記流路に所定の緩衝液を注入する緩衝液注入手段と、前記緩衝液注入手段で注入した緩衝液によって充填された流路に所定量の血液を注入する血液注入手段と、前記血液注入工程で注入した血液を前記流路で圧送する血液圧送手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記血液圧送手段は、前記緩衝液充填手段で充填した緩衝液と同じ緩衝液を前記流路に注入することによって血液を圧送することを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載の発明において、前記流路に略直交し、当該流路を介して鉤型形状の断面をなす導入路をさらに備え、前記血液注入手段は、前記導入路の端部から血液を注入することを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項６〜８のいずれか一項記載の発明において、前記流路を移動する血液の成分を光学的に測定する測光手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項６〜９のいずれか一項記載の発明において、前記流路を移動する血液の液体成分を電気泳動によって分析する泳動分析手段をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、少なくとも血液が移動する管状の流路に所定の緩衝液を充填し、この緩衝液を充填した前記毛細管の流路に所定量の血液を注入し、この注入した血液を前記流路で圧送することにより、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することができる血液分離方法および血液分離装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置１は、血液等が移動する流路１１１を有する直線状の毛細管１１と、所定の緩衝液を毛細管１１内部に注入する緩衝液注入部１２と、血液を毛細管１１内部に注入する血液注入部１３と、流路１１１を移動して押し出される血液成分を収集する成分収集部１４とを備える。このうち、流路１１１の径は均一であり、その径の値はたかだか１００μｍ程度である。
【００２２】
図２は、この実施の形態１に係る血液分離方法の概要を模式的に示す説明図である。まず、緩衝液注入部１２によって毛細管１１の端部１１ａから流路１１１に緩衝液６１を充填する（状態１−１）。ここでの緩衝液６１の注入は、吸引や加圧によって行ってもよいし、毛細管現象を利用して行ってもよい。この実施の形態１で適用する緩衝液６１は、生理食塩水または血液保存液でもよいし、各種緩衝液のうちのいずれかを用いてもよい。また、緩衝液６１が血液成分を希釈する場合もあるので、緩衝液６１として分離した血液成分の分析に使う試薬や緩衝液を適用してもよい。
【００２３】
次に、血液注入部１３によって端部１１ａから所定量の血液７１（全血）を毛細管１１の流路１１１に注入する（状態１−２）。ここで注入する血液７１を流路１１１内で確実に分離するためには、血液７１の量が流路１１１の容積の１／２以下であることが望ましい。以後の説明の便宜上、ここで注入する血液７１は、採取した血液に抗凝固剤を加えて放置したものとする。このため、血液７１を分離して得られる固体成分は血球であり、液体成分は血漿である。
【００２４】
続いて、緩衝液注入部１２によって緩衝液６１をさらに注入することにより、血液７１を毛細管１１の他方の端部１１ｂに向けて圧送する（状態１−３）。この意味で、血液７１を注入した後に毛細管１１に注入する緩衝液６１は、血液７１の押し出し液の役割を果たす。
【００２５】
流路１１１内で血液７１を圧送すると、血液７１中の成分ごとの比重の違いなどに起因して、固体成分である血球７２が液体成分である血漿７３よりも速く流路１１１の内部を移動する。この結果、血液７１は、流路１１１を移動するうちに血球７２と血漿７３とに分離していき、血球７２が血漿７３よりも早く端部１１ｂに到達する（状態１−４）。この後、成分収集部２４は、端部１１ｂから押し出される抗体などの蛋白成分が全く存在しない血球７２と、その血球７２から遅れて押し出される血漿７３とを順次収集する。
【００２６】
血液分離装置１は、以上説明したように血液７１を血球７２と血漿７３とに分離することにより、端部１１ａから注入した血液７１の血球洗浄を行うことができる。ここで、血液７１を圧送し始めてからその血液７１が血球７２と血漿７３とに分離するまでに要する時間は、数秒〜数十秒程度である。
【００２７】
ところで、毛細管１１として蛋白成分の吸着性がよいガラスなどの材質から成るものを用いれば、血漿７３に含まれるフィブリノーゲン等の蛋白成分を毛細管１１に付着させるいことができる。そこで、流路１１１の長さと流路１１１に注入する血液７１の量とを適宜調整することにより、血液７１中の蛋白成分を完全に除去することができる。
【００２８】
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、血液や緩衝液が移動する流路を有する毛細管に所定の緩衝液を充填し、この緩衝液を充填した毛細管の流路に所定量の血液を注入した後、再び同じ緩衝液を流路に注入して血液をその流路内で圧送することにより、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することが可能となる。
【００２９】
また、この実施の形態１によれば、毛細管に微細加工を施す必要がないため、市販されている毛細管を利用することができる上、使用後にその毛細管を洗浄することによって再利用することもできるため、血液の分離に要するコストを低く抑えることができる。
【００３０】
なお、以上の説明では、採取した血液に抗凝固剤を加えて放置したものを流路に注入し、その血液を血球と血漿とに分離する場合を説明したが、採取した血液をそのまま放置したものを用いて上記同様の操作を行えば、その血液を血餅（固体成分）と血清（液体成分）とに分離することができる。この点は、後述する各実施の形態を含む本発明の全ての実施の形態に共通する事項である。
【００３１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置２は、血液等が移動する流路である主流路２１１を有する毛細管２１と、所定の緩衝液を毛細管２１内部に注入する緩衝液注入部２２と、血液を毛細管２１内部に注入する血液注入部２３と、主流路２１１を移動して押し出される血液成分を収集する成分収集部２４とを備える。
【００３２】
このうち毛細管２１は、主流路２１１に加えて、この主流路２１１に略直交する二つの導入路２１２および２１３を有する。導入路２１２および２１３は、図３に示すように主流路２１１を介して鉤型形状をなす断面を有する。また、毛細管２１の端部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、および２１ｄ付近には、それぞれ開閉自在な弁部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、および２５ｄが設けられている。
【００３３】
緩衝液注入部２２は、主流路２１１の一端である毛細管２１の端部２１ａから所定の緩衝液を注入する一方、血液注入部２３は導入路２１２の端部２１ｃから所定量の血液を注入する。
【００３４】
図４は、この実施の形態２に係る血液分離方法の概要を模式的に示す説明図である。この図４では、弁部自体の記載を省略し、各端部に設けられる弁部のうち開いている弁部を（○）で記載するとともに、閉じている弁部を（×）で記載する。
【００３５】
まず、全ての弁部を開いた状態で、緩衝液注入部２２によって端部２１ａから主流路２１１に緩衝液６１を注入し、導入路２１２および２１３を含む全ての流路を緩衝液６１で充填する（状態２−１）。
【００３６】
次に、毛細管２１の両端部２１ａおよび２１ｂにそれぞれ設けられる弁部２５ａおよび２５ｂを閉じる一方、導入路２１２および２１３の端部にそれぞれ設けられる弁部２５ｃおよび２５ｄは開いたままの状態で、血液注入部２３によって導入路２１２の端部２１ｃから導入路２１３の端部２１ｄに向けて血液７１を注入する（状態２−２）。
【００３７】
続いて、弁部２５ｃおよび２５ｄを閉じた後、弁部２５ａおよび２５ｂを開き、緩衝液注入部２２によって端部２１ａから緩衝液６１を再び注入し、主流路２１１内の血液７１を毛細管２１の他方の端部２１ｂに向けて圧送する（状態２−３）。この圧送時には、導入路２１２および２１３を充填する血液７１は移動しない。したがって、上述した実施の形態１と同様、主流路２１１を圧送される血液７１は血球７２と血漿７３とに分離していき、血球７２が血漿７３よりも早く端部２１ｂに到達する（状態２−４）。以後の処理は上記実施の形態１と同様である。
【００３８】
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することが可能となる。
【００３９】
また、この実施の形態２によれば、主流路に略直交する導入路を設けることにより、血液と緩衝液を異なる毛細管端部から注入することができるので、誤操作を起こす可能性が減り、より精度の高い血液分離処理を実現することができる。
【００４０】
なお、上述した各弁部の開閉動作は手動で行うようにしてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて実現される制御部の駆動制御のもとで電気的に行うようにしてもよい。
【００４１】
また、毛細管の端部には必ずしも弁部を設ける必要はなく、緩衝液や血液を上記の如く注入できるものであれば如何なる構成を有してもよい。この意味では、導入路の設置位置等を含む毛細管のレイアウトも、図３に示すものに限られるわけではない。
【００４２】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置３は、血液等が移動する流路３１１を有する直線状の毛細管３１と、所定の緩衝液を毛細管３１内部に注入する緩衝液注入部３２と、血液を毛細管３１内部に注入する血液注入部３３と、流路３１１を移動して押し出される血液成分を収集する成分収集部３４とを備える。また、血液分離装置３は、血液成分などを光学的に測定する測光部３５と、測光部３５の動作制御や測光部３５における測定結果の分析演算などを行う制御部３６とを備える。
【００４３】
このうち測光部３５は、分離した血液成分が外部に押し出される側の端部３１ｂ付近に設けられ、所定の波長の光を発生する光源３５１と、この光源３５１から照射され、流路３１１を通過した光を受光する受光部３５２とを有する。このうち受光部３５２はフォトダイオードや光電子倍増管を用いて実現され、受光した光の強度を電気信号に変換する。
【００４４】
以上の構成を有する血液分離装置３が行う血液分離方法は、上記実施の形態１と同様である。すなわち、まず緩衝液注入部３２が端部３１ａから流路３１１に所定の緩衝液を充填した後、血液注入部３３が端部３１ａから所定量の血液を注入する。その後、再び緩衝液注入部３２が端部３１ａから緩衝液を注入して血液を圧送することにより、その血液を血球（固体成分）と血漿（液体成分）とに分離する。
【００４５】
この実施の形態３では、流路３１１内を圧送されることによって分離した血球や血漿の吸光度が測光部３５によって順次測定される。より具体的には、測光部３５は、流路３１１に所定の光を照射し、その流路３１１を透過してきた光を受光部３５２で受光して電気信号に変換し、制御部３６に送出する。制御部３６は、測光部３５から送られてきた電気信号を用いて所定の演算処理を行い、吸光度を算出する。
【００４６】
図６は、測光部３５に到達する前に流路３１１内で血液が正常に分離した場合に、受光部３５２で受光する二つの波長成分の光の吸光度と時間との関係を模式的に示す説明図である。同図に示す曲線８１および８２は、互いに異なる波長成分の光の吸光度と時間との関係を示しており、より具体的には、曲線８１が２００ｎｍの波長の光の吸光度を示す一方、曲線８２が３４０ｎｍの光の吸光度を示している。この図６に示す場合、時間ｔ1において先に測光部３５を通過する血球は、曲線８１と曲線８２がともに吸光度のピークを示す一方、時間ｔ2（＞ｔ1）において測光部３５を通過する血漿は、曲線８１のみがピークを示す。また、流路３１１で血球と血漿の間に存在する緩衝液はピークを示さない。
【００４７】
上述した説明からも明らかなように、測光部３５は、流路３１１を移動する血液が固体成分と液体成分とに分離したことを測定するものである、このため、例えば測光部３５における測定の結果、それぞれの波長の光に対して図６に示すような形状をなす曲線が得られない場合には、血液が流路３１１で完全に分離していないことがわかる。したがって、測光部３５を設けることにより、血液の分離が完了したかどうかを精度よく判定することが可能となる。
【００４８】
なお、測光部３５の設置位置は、毛細管３１内部で血液を圧送するときに基準となる圧送速度や、その圧送速度で圧送したときに分離までに要する距離などを考慮した上で定めればよい。
【００４９】
ところで、流路３１１に注入する血液に対し、濃度が既知の液状マーカを予め加えておいてもよい。この場合には、測光部３５における血球や血漿の吸光度の測定結果（ピーク形状）と液状マーカのピーク形状（既知）との比較演算を制御部３６が行うことにより、血液中の赤血球の容積比率を示すヘマトクリット値や、血漿の吸光度のピーク面積を用いて総蛋白値（ＴＰ：total protein）などを算出することができる。また、この液状マーカを緩衝液６１として用いることも可能である。
【００５０】
以上説明した本発明の実施の形態３によれば、上記二つの実施の形態と同様に、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することができる血液分離方法および血液分離装置を提供することが可能となる。
【００５１】
また、この実施の形態３によれば、毛細管内を移動する物質の吸光度を所定の位置で測定することに、毛細管内で血液が正常に分離したかどうかを正確に判定することが可能となる。
【００５２】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置４は、血液等が移動する流路である主流路４１１を有する毛細管４１と、所定の緩衝液を毛細管４１内部に注入する緩衝液注入部４２と、血液を毛細管４１内部に注入する血液注入部４３と、主流路４１１を移動して押し出される血液中の固体成分および液体成分をそれぞれ収集する固体成分収集部４４ａおよび液体成分収集部４４ｂとを備える。また、血液分離装置４は、血液成分などの光学的に測定する測光部４５と、測光部４５の動作制御や測光部４５における測定結果の分析演算などを行う制御部４６とを備える。
【００５３】
このうち毛細管４１は、主流路４１１に加えて、この主流路４１１に略直交する方向に突出して分岐する分岐流路４１２を有する。この分岐流路４１２は、測光部４５と毛細管４１の端部４１ｂとの間に設けられる。また、毛細管４１の端部４１ｂおよび４１ｃには、開閉自在な弁部４７ｂおよび４７ｃがそれぞれ設けられている。これらの弁部４７ｂおよび４７ｃの開閉動作は、制御部４６の制御のもと行われる。
【００５４】
また、測光部４５は、上記実施の形態３で説明した測光部３５と同様の構成を有する。すなわち、測光部４５は、所定の波長の光を発生する光源４５１と、この光源４５１から照射され、毛細管４１を通過した光を受光して電気信号に変換する受光部４５２とを有する。
【００５５】
図８は、この実施の形態４に係る血液分離方法の概要を模式的に示す説明図である。この図８においても、図４と同様に弁部自体の記載を省略し、各端部に設けられる弁部のうち開いている弁部を（○）で記載するとともに、閉じている弁部を（×）で記載している。
【００５６】
まず、二つの弁部４７ｂおよび４７ｃを開いた状態で、緩衝液注入部４２によって主流路４１１に緩衝液６１を注入し、分岐流路４１２を含む全ての流露を緩衝液６１で充填する（状態４−１）。
【００５７】
次に、両弁部を開いたままで血液注入部４３によって端部４１ａから血液７１を注入した後、緩衝液注入部４２によって再び緩衝液６１を注入して血液７１を端部４１ｂに向けて圧送する（状態４−２）。この圧送により、血液７１は血球７２と血漿７３とに分離する。
【００５８】
主流路４１１で分離した血液成分のうち移動速度がより大きい固体成分である血球７２が測光部４５を通過すると、測光部４５では血球７２の吸光度を測定する。制御部４６は、測光部４５が血球７２の吸光度を測定した時点で分岐流路４１２の端部４１ｃ付近に設けられる弁部４７ｃを閉じ、血球７２が分岐点を通過した後で分岐流路４１２に流出せず、主流路４１１の端部４１ｂに向けて移動するようにする。
【００５９】
緩衝液注入部４２からの緩衝液６１の注入量が一定であれば、血球７２が測光部４５を通過してから分岐点を通過するまでの時間を制御部４６が求めることができる。この場合には、その求めた時間が経過した後、今度は端部４１ｂ付近に設けられる弁部４７ｂを閉じるとともに弁部４７ｃを開く（状態４−４）。この結果、血球７２よりも遅れて主流路４１１と分岐流路４１２の分岐点に到達する血漿７３は、分岐点を通過した後に主流路４１１には流出せず、分岐流路４１２の端部４１ｃに向けて移動する（状態４−５）。
【００６０】
血漿７３が完全に分岐流路４１２に移動した後、閉じていた弁部４７ｂを再び開くことにより、端部４１ｂから押し出されてくる血球７２を固体成分収集部４４ａが収集する一方、端部４１ｃから押し出されてくる血漿７３を液体成分収集部４４ｂが収集する。
【００６１】
なお、この実施の形態４においても、予め既知濃度の液状マーカを所定量だけ血液７１に加えて混合しておいてもよい。これにより、血液中の成分を分離した後に行う分析処理を迅速かつ円滑に実行することが可能となる。
【００６２】
以上説明した本発明の実施の形態４によれば、上述した三つの実施の形態と同様に、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することが可能となる。
【００６３】
また、この実施の形態４によれば、血液中の固体成分を毛細管内に設けられる主流路とは異なる分岐流路に流出させることにより、血漿に含まれる蛋白成分のより詳細な分析を行うことが可能になる。
【００６４】
（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５に係る血液分離装置の構成を示す図である。同図に示す血液分離装置５は、血液等が移動する流路である主流路５１１を有する毛細管５１と、所定の緩衝液を毛細管５１内部に注入する緩衝液注入部５２と、血液を毛細管５１内部に注入する血液注入部５３と、主流路５１１を移動して押し出される血液中の固体成分および液体成分をそれぞれ収集する成分収集部５４とを備える。このうち毛細管５１は、主流路５１１に加え、この主流路５１１に略直交する方向に分岐し、血液中の液体成分（血漿）の電気泳動を行う泳動用流路５１２を有する。
【００６５】
また、血液分離装置５は、泳動用流路５１２の端部５１ｃおよび５１ｄにそれぞれ設けられる電極を介して直流電圧（泳動電圧）を印加する電源５５と、泳動用流路５１２を移動する血漿の成分を検出する検出部５６と、泳動用流路５１２と端部５１ｂの間の主流路５１１を通過する物質のうち圧送によって分離した血液中の固体成分（血球）を検知するセンサ部５７と、これらの電源５５、検出部５６、およびセンサ部５７の駆動制御を含む各種制御および演算を行う制御部５８とを備える。なお、検出部５６とセンサ部５７は、それぞれ血球および血漿の成分を検出可能であればよく、上記実施の形態３で説明した測光部３５を用いて実現することも可能である。
【００６６】
次に、この実施の形態５に係る血液分離方法を説明する。まず、緩衝液注入部５２によって毛細管５１の端部５１ａから所定の緩衝液を注入し、泳動用流路５１２も含む全ての流路をその緩衝液で充填する。続いて、血液注入部５３によって端部５１ａから血液を注入した後、緩衝液注入部５２によって再び緩衝液を注入することにより、血液を主流路５１１内で圧送して血球と血漿とに分離する。ここでも、血球の方が血漿よりも早く移動することは勿論である。
【００６７】
この後、血球よりも遅れて主流路５１１を移動する血漿が泳動用流路５１２に到着した時点で電源５５を起動し、泳動用流路５１２に直流電圧（泳動電圧）を印加する。より具体的には、センサ部５７が主流路５１１を移動する血球を検知した時間に基づいて、制御部５８が血球の泳動用流路５１２への到達時間を算出する。そして、この算出した到達時間が経過した時点で電源５５を起動し、泳動電圧を印加し始める。このように、本実施の形態５においては、分離後の血漿に対して電気泳動を行うので、血液を圧送する緩衝液として電気泳動用の緩衝液を用いる。
【００６８】
泳動用流路５１２に泳動電圧を印加すると、血漿に含まれる蛋白などの成分は、正または負のいずれか一方の電極に向かって泳動する。この電気泳動の結果を検出部５６で検出し、制御部５８で分析演算を行うことにより、血液を分離した直後に血漿中に含まれる蛋白成分などのより詳細な分析を行うことが可能となる。
【００６９】
なお、上記実施の形態３で適用した測光部３５によってセンサ部５７を実現する場合には、そのセンサ部５７の検知結果から血球の定量分析を行うこともできる。したがってこの場合には、血液を分離した直後に、血球と血漿の両方の成分を分析可能な血液分離装置を構成することが可能となる。
【００７０】
以上説明した本発明の実施の形態５によれば、上記実施の形態１〜４と同様に、場所を取らずに迅速かつ低コストで血液中の固体成分と液体成分とを分離することが可能となる。
【００７１】
また、この実施の形態５によれば、分離した液体成分（血漿）を電気泳動によって分析することにより、血液を分離した直後に、血漿に含まれる蛋白成分などの詳細な分析を行うことが可能となる。
【００７２】
ここまで、本発明を実施するために最良と思われる形態を実施の形態１〜５として詳述してきたが、本発明はこれらの実施の形態によってのみ限定されるものではない。すなわち、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る血液分離方法の概要を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る血液分離方法の概要を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【図６】流路を透過してきた異なる波長の光の吸光度と時間との関係を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る血液分離方法の概要を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る血液分離装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１、２、３、４、５ 血液分離装置
１１、２１、３１、４１、５１ 毛細管
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 端部
１２、２２、３２、４２、５２ 緩衝液注入部
１３、２３、３３、４３、５３ 血液注入部
１４、２４、３４、５４ 成分収集部
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、４７ｂ、４７ｃ 弁部
３５、４５ 測光部
３６、４６、５８ 制御部
４４ａ 固体成分収集部
４４ｂ 液体成分収集部
５５ 電源
５６ 検出部
５７ センサ部
６１ 緩衝液
７１ 血液
７２ 血球
７３ 血漿
８１、８２ 曲線
１１１、３１１ 流路
２１１、４１１、５１１ 主流路
２１２、２１３ 導入路
３５１、４５１ 光源
３５２、４５２ 受光部
４１２ 分岐流路
５１２ 泳動用流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離方法であって、
少なくとも血液が移動する管状の流路に所定の緩衝液を充填する緩衝液充填工程と、
前記緩衝液充填工程で緩衝液を充填した流路に所定量の血液を注入する血液注入工程と、
前記血液注入工程で注入した血液を前記流路で圧送する血液圧送工程と、
を有することを特徴とする血液分離方法。
【請求項２】
前記血液注入工程で注入する血液の量は、前記流路の容積の１／２よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の血液分離方法。
【請求項３】
前記血液圧送工程は、
前記緩衝液充填工程で充填した緩衝液と同じ緩衝液を前記流路に注入することによって血液を圧送することを特徴とする請求項１または２記載の血液分離方法。
【請求項４】
前記流路を移動する血液の成分を光学的に測定する測光工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の血液分離方法。
【請求項５】
前記流路を移動する血液の液体成分を電気泳動によって分析する泳動分析工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の血液分離方法。
【請求項６】
血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離装置であって、
少なくとも血液が移動する管状の流路と、
前記流路に所定の緩衝液を注入する緩衝液注入手段と、
前記緩衝液注入手段で注入した緩衝液によって充填された流路に所定量の血液を注入する血液注入手段と、
前記血液注入工程で注入した血液を前記流路で圧送する血液圧送手段と、
を備えたことを特徴とする血液分離装置。
【請求項７】
前記血液圧送手段は、
前記緩衝液充填手段で充填した緩衝液と同じ緩衝液を前記流路に注入することによって血液を圧送することを特徴とする請求項６記載の血液分離装置。
【請求項８】
前記流路に略直交し、当該流路を介して鉤型形状の断面をなす導入路をさらに備え、
前記血液注入手段は、前記導入路の端部から血液を注入することを特徴とする請求項６または７記載の血液分離装置。
【請求項９】
前記流路を移動する血液の成分を光学的に測定する測光手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項記載の血液分離装置。
【請求項１０】
前記流路を移動する血液の液体成分を電気泳動によって分析する泳動分析手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項記載の血液分離装置。
【請求項１】
血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離方法であって、
少なくとも血液が移動する管状の流路に所定の緩衝液を充填する緩衝液充填工程と、
前記緩衝液充填工程で緩衝液を充填した流路に所定量の血液を注入する血液注入工程と、
前記血液注入工程で注入した血液を前記流路で圧送する血液圧送工程と、
を有することを特徴とする血液分離方法。
【請求項２】
前記血液注入工程で注入する血液の量は、前記流路の容積の１／２よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の血液分離方法。
【請求項３】
前記血液圧送工程は、
前記緩衝液充填工程で充填した緩衝液と同じ緩衝液を前記流路に注入することによって血液を圧送することを特徴とする請求項１または２記載の血液分離方法。
【請求項４】
前記流路を移動する血液の成分を光学的に測定する測光工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の血液分離方法。
【請求項５】
前記流路を移動する血液の液体成分を電気泳動によって分析する泳動分析工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の血液分離方法。
【請求項６】
血液中の固体成分と液体成分とを分離する血液分離装置であって、
少なくとも血液が移動する管状の流路と、
前記流路に所定の緩衝液を注入する緩衝液注入手段と、
前記緩衝液注入手段で注入した緩衝液によって充填された流路に所定量の血液を注入する血液注入手段と、
前記血液注入工程で注入した血液を前記流路で圧送する血液圧送手段と、
を備えたことを特徴とする血液分離装置。
【請求項７】
前記血液圧送手段は、
前記緩衝液充填手段で充填した緩衝液と同じ緩衝液を前記流路に注入することによって血液を圧送することを特徴とする請求項６記載の血液分離装置。
【請求項８】
前記流路に略直交し、当該流路を介して鉤型形状の断面をなす導入路をさらに備え、
前記血液注入手段は、前記導入路の端部から血液を注入することを特徴とする請求項６または７記載の血液分離装置。
【請求項９】
前記流路を移動する血液の成分を光学的に測定する測光手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項記載の血液分離装置。
【請求項１０】
前記流路を移動する血液の液体成分を電気泳動によって分析する泳動分析手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項記載の血液分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−３０９７４１（Ｐ２００７−３０９７４１Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３７７２９（Ｐ２００６−１３７７２９）
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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