細胞洗浄遠心機
【課題】上澄液排出工程において全ての試験管について洗浄液の上澄液の排出を均等に行うことによって細胞洗浄効果を高めて信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる細胞洗浄遠心機を提供すること。
【解決手段】駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータ６と、該ロータ６上に回動自在に装着された複数の試験管ホルダ７と、該試験管ホルダ７に保持された複数の試験管８内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、前記試験管ホルダ７を保持する磁気素子（保持手段）９とを備えた細胞洗浄遠心機において、前記磁気素子９（上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂ）の外周に前記試験管ホルダ７を嵌合保持するための位置決め手段として複数の凸部１１，１２を設ける。
【解決手段】駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータ６と、該ロータ６上に回動自在に装着された複数の試験管ホルダ７と、該試験管ホルダ７に保持された複数の試験管８内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、前記試験管ホルダ７を保持する磁気素子（保持手段）９とを備えた細胞洗浄遠心機において、前記磁気素子９（上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂ）の外周に前記試験管ホルダ７を嵌合保持するための位置決め手段として複数の凸部１１，１２を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心力を利用して赤血球等の生体細胞を洗浄するための細胞洗浄遠心機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞洗浄遠心機は、輸血検査時の抗グロブリン試験、交差適合試験、不規則抗体スクリーニング等において血液中の赤血球を生理食塩水等の洗浄液で洗浄して懸濁液中の余分な抗体等を除去するために用いられている。
【０００３】
この種の細胞洗浄遠心機は、駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータと、該ロータ上に回動可能に装着された複数の試験管ホルダと、ロータに装着された洗浄液分配素子と、磁気コイルへの通電により発生する磁気吸引力によって前記試験管ホルダを垂直又は垂直に近い角度に吸着保持する磁気素子を備えている。
【０００４】
ここで、上記試験管ホルダは、試験管を保持する磁性部材であって、前記ロータと共に回転して遠心力によって外側方向に回動し、前記試験管ホルダ底部をロータと共に回転するボウルに当接させて、試験管を所定角度に保持した状態で回転するものである。又、前記洗浄液分配素子は、ロータと共に回転して試験管ホルダに保持された試験管の内部に洗浄液を供給するものである。
【０００５】
ところで、特許文献１には、洗浄遠心機の洗浄液分配素子が開示されており、この洗浄液分配素子は、内面が円錐形状の容器の底面外周から放射状に設置されたノズルを有しており、これがロータと共に回転することによって、その中央から注入された洗浄液を等分に分配し、試験管ホルダに保持された複数の試験管の内部にノズルから洗浄液を供給することを特徴としている。
【０００６】
又、特許文献２には、ロータと共に回転する洗浄液分配素子に孔を穿設し、この孔から試験管ホルダの保持された各試験管内に洗浄液を供給する構成が開示されている。又、この特許文献２には、磁気素子を使用して試験管ホルダをロータに保持させること構成も開示されている。
【０００７】
更に、特許文献３及び４には、ロータに試験管ホルダをリムや回転部材を用いて垂直方向に対して小さな角度傾けて保持したまま低速で回転駆動し、試験管から洗浄液の上澄液を排出する技術が開示されている。
【０００８】
又、特許文献５には、磁気素子によってロータに試験管ホルダを垂直方向よりも小さな角度で傾けた状態で保持し、ロータを低速で回転させつつ、試験管ホルダに保持された試験管から洗浄液の上澄液を排出する技術が開示されている。
【０００９】
他方、細胞洗浄遠心機として、洗浄液注入工程、遠心工程、上澄液排出工程及び揺動工程を含む洗浄プロセスを順次自動的に実行する自動血球洗浄遠心機が知られている。例えば、非特許文献１に示されているように、本出願人によって製品名「ｈｉｍａｃＭＣ４５０」として販売されている自動血球洗浄遠心機が周知である。
【００１０】
斯かる自動血球洗浄遠心機において、輸血検査等を行う洗浄プロセスを実行するためのロータ駆動用モータの回転速度と洗浄液分配素子のポンプの運転（動作）及び試験管ホルダを固定する磁気素子のコイルへの通電を示すタイムチャートを図３に示すが、この図３に従って従来の自動血球洗浄遠心機を用いた洗浄プロセスを以下に説明する。
（１）洗浄液注入工程：
先ず、図３に示す時間（１）において実行される洗浄液注入工程において、自動血球洗浄遠心機のドアを開け、血球等の生体細胞が収容された試験管をロータの試験管ホルダにセットした後にドアを閉める。そして、ロータを駆動するモータを加速回転させ、該ロータと共に回転する試験管ホルダを遠心力によってその下部が外方に移動するよう回動させ、該試験管ホルダに保持された試験管を垂直方向からロータの中心軸に対して所定角度に傾けた状態でロータと共に回転させる。このとき、図３に示すように、時間（１）においてポンプ動作をオン（ＯＮ）状態（ポンプに給電した状態）にすることによって、ロータと共に回転する洗浄液分配素子を介して試験管に洗浄液を注入する。すると、血球は、洗浄液注入の勢いによって撹拌されて洗浄される。
（２）遠心工程：
次に、図３に示す時間（２）において実行される遠心工程において、例えばロータ（モータ）を３０００ｒｐｍの回転速度で４５秒間遠心処理する。これによって、血球は試験管の底部に沈殿し、血清等の不要物質は上澄状態で試験管内に残る。
（３）上澄液排出工程：
更に、図３に示す時間（３）において実行される上澄液排出工程において、図３に示すように磁気コイルへの通電をオン（ＯＮ）状態として磁気素子動作をオン（ＯＮ）し、該磁気素子に発生する吸引力によって試験管ホルダをほぼ垂直状態又は上方に小さな角度に開いた状態に吸着して固定する。この状態で再びロータを例えば４００ｒｐｍの低速で回転駆動すると、試験管の上部は小さな角度で開いた状態又は垂直状態となるため、上澄液は遠心力によって試験管の壁面を上昇して外部へ排出される。そして、直ちロータの回転を停止すると、沈殿した血球のみが試験管内に残る。
（４）揺動工程：
次に、図８に示す時間（４）において実行される揺動工程において、ロータの回転と停止を交互に小刻みに繰り返すか又は正回転と逆回転を交互に小刻みに繰り返すことによってロータに装着された試験管ホルダ内の試験管に揺動を与え、試験管の底に沈殿して固着した血球を解す。
【００１１】
以上の４つの工程を洗浄プロセスの１サイクルとして、通常、このサイクルを３〜４回繰り返すことで洗浄を行っている。
【特許文献１】特開昭５０−０２２６９３号公報
【特許文献２】実開平２−０８１６４０号公報
【特許文献３】特公昭４８−０２７２６７号公報
【特許文献４】特開昭６０−１５０８５７号公報
【特許文献５】実開昭５４−１６７８６０号公報
【非特許文献１】日立工機株式会社ホームページ「日立自動血球洗浄機 ｈｉｍａｃ ＭＣ４５０」、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔａｃｈｉ−ｋｏｋｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｈｉｍａｃ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅｓ／＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の細胞洗浄ロータを装着した細胞洗浄遠心機では、上澄液排出工程によって各試験管内に残る上澄液の量にばらつきが発生するという問題があった。このことを図１０〜図１２に基づいて以下に説明する。
【００１３】
図１０は試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図、図１１は同ロータの平面図、図１２（ａ）〜（ｃ）は試験管ホルダの回動軸と磁気素子との関係を示す正面図である。
【００１４】
図８に示すように、磁気素子１０９（上部磁性体部材１０９ａ、下部磁性体部材１０９ｂ）は外形形状が円形であるため、試験管ホルダ１０７は、磁気素子１０９に発生する吸引力によって保持される角度が一義的に決められなかった。即ち、試験管ホルダ１０７は遠心力による揺動が可能なように回動部１０７ｃによってロータ１０６に対して多少のガタをもって装着されているため、該試験管ホルダ１０７がロータと試験管ホルダの回動部のガタ分だけ傾斜する場合がある。この試験管ホルダ１０７の傾斜角は図１０（ａ）に示すように殆ど０°に等しい場合（鉛直状態）もあれば、図１０（ｂ）に示すように＋θ°又は図１０（ｃ）に示すように−θ°となる場合もあり、又、θは一定の角度とはならない。この試験管ホルダ１０７の傾きのばらつきが原因となって上澄液排出工程での上澄液排出量がばらつき、この結果、各試験管１０８内の上澄液残量にばらつきが発生していた。尚、図１２において、１０６ａはロータ１０６の中心軸、１０８ａは試験管１０８の中心軸である。
【００１５】
細胞洗浄の自動化を目的とした遠心機により良好な輸血検査等を行うためには、上澄液排出工程において試験管から洗浄液の上澄液排出が多数の試験管で均等に行われることが望ましい。なぜならば、洗浄工程を数回繰り返して行う必要があり、上澄液の排出量が試験管毎にばらつきがあると、特に上澄液の排出が十分でない場合は、次回の洗浄工程で洗浄液を注入したときに試験管から洗浄液が溢れ出てしまい、試験に必要な細胞までも流れ出て原因となるからである。
【００１６】
又、上澄液排出量の少ないものを基準として上澄液排出工程の処理時間を長くしたり、上澄液排出工程の回転数を高くすると、上澄液排出量の多い試験管については、分離した細胞も排出され、貴重な細胞試料が失われてしまうという不具合を生ずる場合もある。
【００１７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、上澄液排出工程において全ての試験管について洗浄液の上澄液の排出を均等に行うことによって細胞洗浄効果を高めて信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる細胞洗浄遠心機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータと、該ロータ上に回動自在に装着された複数の試験管ホルダと、該試験管ホルダに保持された複数の試験管内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、前記試験管ホルダを保持する保持手段とを備えた細胞洗浄遠心機において、前記保持手段の外周に前記試験管ホルダの位置決め手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記位置決め手段として凸部又は凹部を設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記凸部又は凹部の前記試験管ホルダとの接触面を前記試験管ホルダの外形形状に沿って円弧面状としたことを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記凸部又は凹部を鉛直方向に貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直に保持することを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記凸部又は凹部を鉛直方向に対して斜めに貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直線に対して所定角度傾けて保持することを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを前記ロータの回転方向とは逆方向に傾斜させて保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１〜４記載の発明によれば、位置決め手段である凸部又は凹部によって全ての試験管ホルダが所定位置に保たれるため、上澄液排出工程における洗浄液の排出量を全ての試験管について均一にすることができる。従って、上澄液排出工程によって各試験管の洗浄液内に残る上澄液の量にばらつきが発生することがなく、信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる。
【００２５】
請求項５及び６記載の発明によれば、試験管ホルダとこれに保持された試験管を上澄液排出工程におけるロータの回転方向に対して逆方向に傾斜させれば、遠心力と慣性力の合力方向に試験管の開口部が傾く。このため、上澄液は、試験管の壁面における最短の経路を通って開口部に達することとなり、最短の時間で外部へ排出され、全ての試験管における上澄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程の処理時間を短縮して処理の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は本発明に係る細胞洗浄遠心機の全体構成を示す断面図、図２は同細胞洗浄遠心機の各洗浄処理工程における試験管ホルダの動作状態を示す要部断面図、図３は同細胞洗浄遠心機の洗浄プロセスにおけるモータの回転速度とポンプ動作及び磁気素子動作（通電タイミング）を示すタイムチャート、図４は試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図、図５は同ロータの平面図、図６は試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図、図７は上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す平面図である。
【００２８】
本発明に係る細胞洗浄遠心機１は、図１に示すように、矩形ボックス状の筐体（フレーム）２と、該筐体２の上部を開閉するドア３を備えており、筐体２内には、駆動軸（回転軸）４を有するモータ５と、該モータ５の駆動軸４に連結されて回転駆動されるロータ６が組み込まれている。又、ロータ６上には、複数（例えば２４個）の試験管ホルダ７が平面視で円形列に配置されており、各試験管ホルダ７は、ロータ６の外周に上下方向に回動可能に装着されている。
【００２９】
試験管ホルダ７は、ステンレス（ＳＵＳ４３０）等の磁性材料によって構成されており、図４に示すように、試験管８を挿入する保持挿入部７ａと、試験管８の底部を支持する保持底部７ｂと、回動部７ｃを備えている。そして、各試験管ホルダ７内には、予め赤血球等の生体細胞が適量収容された試験管８が保持される。
【００３０】
又、細胞洗浄遠心機１は、試験管ホルダ７をロータ６に吸着保持するための磁気素子９を備えている。この磁気素子９は、試験管ホルダ７を図２（３）に示すように垂直又は垂直に近い小さい角度に磁力によって吸着保持するためのものである。
【００３１】
上記磁気素子９は、図１及び図４に示すように、円盤状の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂ及びこれらの上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂによって挟み込まれるように設置された絶縁導線から成るリング状の磁気コイル９ｃを備えている。これらの磁性体部材９ａ，９ｂと磁気コイル９ｃは、モータ５の駆動軸４に固定され、ロータ６と共に一体に回転する。
【００３２】
ところで、図１に示すように、細胞洗浄遠心機１は制御装置１０を備えており、この制御装置１０は、磁気素子９の回転する磁気コイル９ｃに一対のスリップリング９ｄ，９ｅを介して電流を供給することによって上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂに発生する磁力を制御する。制御装置１０によって磁気コイル９ｃに電流を通電すると磁場を生じ、例えばＳＵＳ４３０等の磁性材料によって構成された試験管ホルダ７は、上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂと共に磁気回路を形成するため、上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂ（磁気素子９）に強く吸着される。即ち、磁気コイル９ｃに電流を通電することによって、磁気素子９（磁性体部材９ａ，９ｂ）は１個の磁石として作用し、磁性材料から成る試験管ホルダ７を吸着する。尚、本実施の形態では、上部磁性体部材９ａの外径は下部磁性体部材９ｂの外径よりも大きく設定されているため、磁性体部材９ａ，９ｂ（磁気素子９）の吸着面は、試験管ホルダ７を試験管８がロータ６の中心軸６ａに対して当該試験管ホルダ７の上部が外周に約８°開いた状態になるように吸着することができる（図２（３），（４）参照）。
【００３３】
而して、本実施の形態は、図４及び図５に示すように、磁気素子９の上部磁性体部９ａと下部磁性体部材９ｂの外周に各試験管ホルダ７を保持するための凸部１１，１２を複数形成したことを特徴としている。ここで、各凸部１１，１２の先端は、試験管ホルダ７の外形に沿う円弧曲面を成しており、図４及び図５に示す形態では、これらの凸部１１，１２は鉛直方向に貫設されている。
【００３４】
上述のように磁気素子９の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの外周に各試験管ホルダ７を保持するための凸部１１，１２を複数形成することによって、磁気コイル９ｃに電流を通電すれば試験管ホルダ７の上部は磁気素子９の上部磁性体部材９ａの凸部１１に、試験管ホルダ７の下部は磁気素子９の下部磁性体部材９ｂの凸部１２に吸着されるため、試験管ホルダ７が保持される角度を一義的に決めることができる。例えば、図６に示すように、試験管ホルダ７に挿入された試験管８の中心軸８ａをロータ６の回転軸６ａと一致しさせて試験管ホルダ７と試験管８を垂直状態に保持することができ、これらに位置ずれを生じることがない。この場合、各凸部１１，１２を試験管ホルダ７の外形形状に沿う円弧曲面状としたため、各試験管ホルダ７が凸部１１，１２に正確に嵌合保持されて垂直状態に保たれる。
【００３５】
従って、本実施の形態によれば、図７に示すように上澄液排出工程における複数の試験管８の保持角度が均一となり（図示例では各試験管８を垂直に保持（保持角度＝０°））、全ての試験管８について洗浄液の上澄液排出を均等に行うことができる。又、保持手段である磁気素子９の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの外周には、隣接する凹部１１ａ，１１ａ及び１２ａ，１２ａ間に径方向外方に向かって突出する凸部１１，１２がそれぞれ形成されるため、磁気回路の磁束が凸部１１，１２の先端に集中し、試験管ホルダ７がより強く且つ確実に吸着保持される。
【００３６】
次に、本発明の別形態を図８及び図９に基づいて説明する。
【００３７】
図８は試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図、図９は上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す部分平面図であり、本実施の形態は、磁気素子９の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの外周に形成された凸部１１，１２を鉛直線に対してロータ６の回転方向（図８及び図９の矢印方向）とは逆方向に図示の角度θだけ傾斜させたことを特徴としている。更に詳細には、上澄液排出工程でのロータ６の回転方向に対して試験管８の上端部が下端部よりも後退した位置となるように試験管ホルダ７を垂直状態から図示の角度θだけ傾斜させて保持するように、上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの各凸部１１，１２を鉛直線に対して同角度θだけ傾斜させて貫設すると共に凸部１１と凸部１２の位置を周方向にずらして配置している。
【００３８】
従って、図８に示すように、試験管８の中心軸８ａは、上澄液排出工程におけるロータ６の回転方向に対して図示の角度θだけ逆方向に傾斜する。ロータ６の回転速度を約４００ｒｐｍに上昇させると、試験管８内の上澄液は、図９に示すように、４００ｒｐｍの回転による遠心力と慣性力の合力方向の力を受けて試験管８の内壁面を上昇する。ここで、試験管８の中心軸８ａは、ロータ６回転軸６ａに対して試験管８の上部が下部よりも後退した位置となるように傾斜しているため、遠心力と慣性力の合力方向に試験管８の開口部が傾くことになる。この結果、上澄液は、試験管８の壁面における最短の経路を通って開口部に達することができることとなり、最短の時間で外部へ排出され、試験管８の底部にある赤血球等の生体細胞のみがそのまま底部に残る。このため、全ての試験管８における上澄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程（３）の処理時間を従来に比して著しく短縮することができる。従って、本実施の形態によれば、全ての試験管８について洗浄液の上澄液排出を均等に行って洗浄後の洗浄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程（３）の処理時間を短縮して処理の効率化を図ることができる。尚、本実施の形態では、位置決め手段を凸形状としたが、凹形状としても同様の効果がえられる。
【００３９】
ところで、試験管ホルダ７は、後述する洗浄処理の遠心工程において、制御装置１０によって磁気素子９の動作がオフされて吸着力が解除された状態で、ロータ６の高速回転による遠心力を受けて水平方向に回動する。これによって、試験管８を保持する試験管ホルダ７は、ロータ６の円周の放射水平方向に回動し、試験管ホルダ７の下部がボウル１３に当たるまで傾き、試験管８内の血球等の試料を遠心分離する。例えば、磁気素子９の動作をオフして吸着力を解除した状態においてモータ５の回転速度を３０００ｒｐｍとし、試験管ホルダ７の下端部がボウル１３に当接したときに試験管８と鉛直線とが成す角度が約４０°となるようにする。尚、モータ５は、例えば誘導モータで構成され、その回転数（回転速度）は制御装置１０によって制御される。
【００４０】
又、図１に示すように、細胞洗浄遠心機１は、円形列に配置された複数の試験管８内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子１４を備えている。この洗浄液分配素子１４は、円形列の試験管ホルダ７を搭載するロータ６と一体に回転するようにロータ６上に構成され、該洗浄液分配素子１４とロータ６は一体となって所謂細胞洗浄ロータ１５を構成している。
【００４１】
更に、細胞洗浄遠心機１には洗浄液分配素子１４に洗浄液を供給するための洗浄液供給路１６が設けられており、この洗浄液供給路１６にはポンプ１７が結合されている。そして、制御装置１０によってポンプ１７の動作電源をオン（ＯＮ）させることによって、外部の不図示の洗浄液タンクから洗浄液が洗浄液供給路１６を経て細胞洗浄遠心機１の上部に配置されたノズル１６ａに供給される。後述する洗浄液注入工程においては、ノズル１６ａから下方に噴出した洗浄液１４ａは、ロータ６と一体に高速回転する洗浄液分配素子１４の中央部内に入り、洗浄液分配素子１４内で遠心力によって外周に分流され、試験管ホルダ７に保持された試験管８と同数（２４本）の各流路に分岐され、洗浄液分配素子１４の外周注入口１４ｂから勢い良く各試験管８内に注入される。
【００４２】
次に、細胞洗浄遠心機１によって、例えば輸血検査等を行うための血球洗浄プロセスを図２及び図３に従って以下に説明する。
（１）洗浄液注入工程：
先ず、洗浄液注入工程において、図２（１）及び図３の時間（１）に示すように、予め赤血球等の生体細胞が適量収容された２４本の試験管８を保持する２４本の試験管ホルダ７がモータ５（ロータ６）の最高回転数（回転速度）が３０００ｒｐｍに達するように加速回転されて遠心力が与えられる。すると、洗浄液（例えば、生理食塩水）１４ａは、遠心力によって運動エネルギーを与えられるため、モータ５の回転速度が約１０００ｒｐｍとなった加速途中時点でにポンプ１７の動作を開始することによって洗浄液１４ａが洗浄液分配素子１４に注入される。そして、洗浄液１４ａは、遠心力によって外周に分流され、試験管ホルダ７に保持された試験管８と同数（２４本）の各流路に分岐され、洗浄液分配素子１４の外周から勢い良く流出する。
【００４３】
洗浄液分配素子１４から試験管８へ注入された洗浄液１４ａは、洗浄液分配素子１４の外側に位置する各試験管８の内壁に当たり、壁面を伝わって試験管８の底部にある細胞を浮遊させ、懸濁状態を作り出す。試験管８に適量の洗浄液１４ａが入ると、制御装置１０によってポンプ１７の動作は停止される。
【００４４】
以上の工程によって試験管８に適量の洗浄液１４ａが注入されると、制御装置１０によってポンプ１７の動作が停止され、洗浄液注入工程（１）は終了する。
（２）遠心工程：
引続き遠心工程においては、図２（２）及び図３の時間（２）に示すように、浮遊している生体細胞が試験管８の底部に沈殿し、一方、血清等の不要物質は上澄に残るような高速回転の条件（例えば、３０００ｒｐｍで３５秒間高速回転させる）を継続して遠心分離を行う。そして、遠心分離後にモータ５の回転を停止させる。
（３）上澄液排出工程：
次に、上澄液排出工程において、図２（３）及び図３の時間（３）に示すように、制御装置１０よって磁気素子９の磁気コイル９ｃに通電して磁気素子９の動作をＯＮ状態にする。これによって、磁気素子９は磁性材料から成る試験管ホルダ７を吸着して保持する。前述のように、磁気素子９の上部磁性体部材９ａの外径は下部磁性体部材９ｂに対して若干大きく設定されているため、試験管ホルダ７は、上方に約８°放射方向に開いたほぼ垂直状態に近い状態で保持された状態で回転する。
【００４５】
図７に示すように、上澄液排出工程におけるロータ６の回転数を約４００ｒｐｍの回転に上昇させると、試験管８内の上澄液は、４００ｒｐｍの回転による遠心力と慣性力の合力方向の力を受けて試験管８の内壁面を上昇する。
（４）揺動工程：
上澄液排出工程が終了すると、次の揺動工程において、図２（４）及び図３の時間（４）に示すように、モータ５は小刻みに回転と停止を繰り返す。これによって、試験管ホルダ７は、回転による遠心力で外周方向に振られ、停止と共に磁気素子９に衝突することにより揺動を与えられ、試験管８の底部に沈殿して固着した細胞塊を解す機能を果たす。
【００４６】
以上説明した（１）洗浄工程〜（４）揺動工程の工程を１洗浄サイクルとして、このサイクルを３〜４回繰り返すことによって試験管８内の赤血球等の生体細胞を洗浄し、抗体等の異物をより完全に分離して取り除くことができる。
【００４７】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、保持手段である磁気素子９の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの外周に複数の凸部１１，１２をそれぞれ設けたため、これらの凸部１１，１２によって全ての試験管ホルダ７は図４に示すように所定の位置に保持される。このため、上澄液排出工程における洗浄液の排出量を全ての試験管８について均一にすることができ、上澄液排出工程によって各試験管８の洗浄液内に残る上澄液の量にばらつきが発生することがなく、信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる。
【００４８】
又、図８及び図９に示すように、試験管ホルダ７とこれに保持された試験管８を上澄液排出工程におけるロータ６の回転方向に対して逆方向に傾斜させれば、遠心力と慣性力の合力方向に試験管８の開口部が傾く。このため、上澄液は、試験管８の壁面における最短の経路を通って開口部に達することとなり、最短の時間で外部へ排出され、全ての試験管８における上澄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程の処理時間を短縮して処理の効率化を図ることができる。
【００４９】
更に、洗浄液の使用量の軽減や洗浄サイクルの回数を少なくすることも可能となるため、省資源及び省エネルギー化並びに検査時間の短縮化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る細胞洗浄遠心機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る細胞洗浄遠心機の各洗浄処理工程における試験管ホルダの動作状態を示す要部断面図である。
【図３】本発明に係る細胞洗浄遠心機の洗浄プロセスにおけるモータの回転速度とポンプ動作及び磁気素子動作（通電タイミング）を示すタイムチャートである。
【図４】本発明に係る細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図だる。
【図５】本発明に係る細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの平面図である。
【図６】本発明に係る細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図である。
【図７】本発明に係る細胞洗浄遠心機の上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す平面図である。
【図８】本発明に係る細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図である。
【図９】本発明に係る細胞洗浄遠心機の上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す部分平面図である。
【図１０】従来の細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図である。
【図１１】従来の細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの平面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は従来の細胞洗浄遠心機における試験管ホルダの回動軸と磁気素子との関係を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 細胞洗浄遠心機
２ 筐体（フレーム）
３ ドア
４ 駆動軸
５ モータ
６ ロータ
６ａ ロータの中心軸
７ 試験管ホルダ
７ａ 試験管ホルダの挿入部
７ｂ 試験管ホルダの保持底部
７ｃ 試験管ホルダの回動部
８ 試験管
８ａ 試験管の中心軸
９ 磁気素子（保持手段）
９ａ 磁気素子の上部磁性体部材
９ｂ 磁気素子の下部磁性体部材
９ｃ 磁気素子の磁気コイル
９ｄ，９ｅ 磁気素子のスリップリング
１０ 制御装置
１１，１２ 凸部
１１ａ，１２ａ 凹部
１３ ボウル
１４ 洗浄液分配素子
１４ａ 洗浄液
１４ｂ 洗浄液分配素子の外周注入口
１５ 細胞洗浄ロータ
１６ 洗浄液供給路
１６ａ ノズル
１７ ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心力を利用して赤血球等の生体細胞を洗浄するための細胞洗浄遠心機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞洗浄遠心機は、輸血検査時の抗グロブリン試験、交差適合試験、不規則抗体スクリーニング等において血液中の赤血球を生理食塩水等の洗浄液で洗浄して懸濁液中の余分な抗体等を除去するために用いられている。
【０００３】
この種の細胞洗浄遠心機は、駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータと、該ロータ上に回動可能に装着された複数の試験管ホルダと、ロータに装着された洗浄液分配素子と、磁気コイルへの通電により発生する磁気吸引力によって前記試験管ホルダを垂直又は垂直に近い角度に吸着保持する磁気素子を備えている。
【０００４】
ここで、上記試験管ホルダは、試験管を保持する磁性部材であって、前記ロータと共に回転して遠心力によって外側方向に回動し、前記試験管ホルダ底部をロータと共に回転するボウルに当接させて、試験管を所定角度に保持した状態で回転するものである。又、前記洗浄液分配素子は、ロータと共に回転して試験管ホルダに保持された試験管の内部に洗浄液を供給するものである。
【０００５】
ところで、特許文献１には、洗浄遠心機の洗浄液分配素子が開示されており、この洗浄液分配素子は、内面が円錐形状の容器の底面外周から放射状に設置されたノズルを有しており、これがロータと共に回転することによって、その中央から注入された洗浄液を等分に分配し、試験管ホルダに保持された複数の試験管の内部にノズルから洗浄液を供給することを特徴としている。
【０００６】
又、特許文献２には、ロータと共に回転する洗浄液分配素子に孔を穿設し、この孔から試験管ホルダの保持された各試験管内に洗浄液を供給する構成が開示されている。又、この特許文献２には、磁気素子を使用して試験管ホルダをロータに保持させること構成も開示されている。
【０００７】
更に、特許文献３及び４には、ロータに試験管ホルダをリムや回転部材を用いて垂直方向に対して小さな角度傾けて保持したまま低速で回転駆動し、試験管から洗浄液の上澄液を排出する技術が開示されている。
【０００８】
又、特許文献５には、磁気素子によってロータに試験管ホルダを垂直方向よりも小さな角度で傾けた状態で保持し、ロータを低速で回転させつつ、試験管ホルダに保持された試験管から洗浄液の上澄液を排出する技術が開示されている。
【０００９】
他方、細胞洗浄遠心機として、洗浄液注入工程、遠心工程、上澄液排出工程及び揺動工程を含む洗浄プロセスを順次自動的に実行する自動血球洗浄遠心機が知られている。例えば、非特許文献１に示されているように、本出願人によって製品名「ｈｉｍａｃＭＣ４５０」として販売されている自動血球洗浄遠心機が周知である。
【００１０】
斯かる自動血球洗浄遠心機において、輸血検査等を行う洗浄プロセスを実行するためのロータ駆動用モータの回転速度と洗浄液分配素子のポンプの運転（動作）及び試験管ホルダを固定する磁気素子のコイルへの通電を示すタイムチャートを図３に示すが、この図３に従って従来の自動血球洗浄遠心機を用いた洗浄プロセスを以下に説明する。
（１）洗浄液注入工程：
先ず、図３に示す時間（１）において実行される洗浄液注入工程において、自動血球洗浄遠心機のドアを開け、血球等の生体細胞が収容された試験管をロータの試験管ホルダにセットした後にドアを閉める。そして、ロータを駆動するモータを加速回転させ、該ロータと共に回転する試験管ホルダを遠心力によってその下部が外方に移動するよう回動させ、該試験管ホルダに保持された試験管を垂直方向からロータの中心軸に対して所定角度に傾けた状態でロータと共に回転させる。このとき、図３に示すように、時間（１）においてポンプ動作をオン（ＯＮ）状態（ポンプに給電した状態）にすることによって、ロータと共に回転する洗浄液分配素子を介して試験管に洗浄液を注入する。すると、血球は、洗浄液注入の勢いによって撹拌されて洗浄される。
（２）遠心工程：
次に、図３に示す時間（２）において実行される遠心工程において、例えばロータ（モータ）を３０００ｒｐｍの回転速度で４５秒間遠心処理する。これによって、血球は試験管の底部に沈殿し、血清等の不要物質は上澄状態で試験管内に残る。
（３）上澄液排出工程：
更に、図３に示す時間（３）において実行される上澄液排出工程において、図３に示すように磁気コイルへの通電をオン（ＯＮ）状態として磁気素子動作をオン（ＯＮ）し、該磁気素子に発生する吸引力によって試験管ホルダをほぼ垂直状態又は上方に小さな角度に開いた状態に吸着して固定する。この状態で再びロータを例えば４００ｒｐｍの低速で回転駆動すると、試験管の上部は小さな角度で開いた状態又は垂直状態となるため、上澄液は遠心力によって試験管の壁面を上昇して外部へ排出される。そして、直ちロータの回転を停止すると、沈殿した血球のみが試験管内に残る。
（４）揺動工程：
次に、図８に示す時間（４）において実行される揺動工程において、ロータの回転と停止を交互に小刻みに繰り返すか又は正回転と逆回転を交互に小刻みに繰り返すことによってロータに装着された試験管ホルダ内の試験管に揺動を与え、試験管の底に沈殿して固着した血球を解す。
【００１１】
以上の４つの工程を洗浄プロセスの１サイクルとして、通常、このサイクルを３〜４回繰り返すことで洗浄を行っている。
【特許文献１】特開昭５０−０２２６９３号公報
【特許文献２】実開平２−０８１６４０号公報
【特許文献３】特公昭４８−０２７２６７号公報
【特許文献４】特開昭６０−１５０８５７号公報
【特許文献５】実開昭５４−１６７８６０号公報
【非特許文献１】日立工機株式会社ホームページ「日立自動血球洗浄機 ｈｉｍａｃ ＭＣ４５０」、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔａｃｈｉ−ｋｏｋｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｈｉｍａｃ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅｓ／＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の細胞洗浄ロータを装着した細胞洗浄遠心機では、上澄液排出工程によって各試験管内に残る上澄液の量にばらつきが発生するという問題があった。このことを図１０〜図１２に基づいて以下に説明する。
【００１３】
図１０は試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図、図１１は同ロータの平面図、図１２（ａ）〜（ｃ）は試験管ホルダの回動軸と磁気素子との関係を示す正面図である。
【００１４】
図８に示すように、磁気素子１０９（上部磁性体部材１０９ａ、下部磁性体部材１０９ｂ）は外形形状が円形であるため、試験管ホルダ１０７は、磁気素子１０９に発生する吸引力によって保持される角度が一義的に決められなかった。即ち、試験管ホルダ１０７は遠心力による揺動が可能なように回動部１０７ｃによってロータ１０６に対して多少のガタをもって装着されているため、該試験管ホルダ１０７がロータと試験管ホルダの回動部のガタ分だけ傾斜する場合がある。この試験管ホルダ１０７の傾斜角は図１０（ａ）に示すように殆ど０°に等しい場合（鉛直状態）もあれば、図１０（ｂ）に示すように＋θ°又は図１０（ｃ）に示すように−θ°となる場合もあり、又、θは一定の角度とはならない。この試験管ホルダ１０７の傾きのばらつきが原因となって上澄液排出工程での上澄液排出量がばらつき、この結果、各試験管１０８内の上澄液残量にばらつきが発生していた。尚、図１２において、１０６ａはロータ１０６の中心軸、１０８ａは試験管１０８の中心軸である。
【００１５】
細胞洗浄の自動化を目的とした遠心機により良好な輸血検査等を行うためには、上澄液排出工程において試験管から洗浄液の上澄液排出が多数の試験管で均等に行われることが望ましい。なぜならば、洗浄工程を数回繰り返して行う必要があり、上澄液の排出量が試験管毎にばらつきがあると、特に上澄液の排出が十分でない場合は、次回の洗浄工程で洗浄液を注入したときに試験管から洗浄液が溢れ出てしまい、試験に必要な細胞までも流れ出て原因となるからである。
【００１６】
又、上澄液排出量の少ないものを基準として上澄液排出工程の処理時間を長くしたり、上澄液排出工程の回転数を高くすると、上澄液排出量の多い試験管については、分離した細胞も排出され、貴重な細胞試料が失われてしまうという不具合を生ずる場合もある。
【００１７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、上澄液排出工程において全ての試験管について洗浄液の上澄液の排出を均等に行うことによって細胞洗浄効果を高めて信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる細胞洗浄遠心機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータと、該ロータ上に回動自在に装着された複数の試験管ホルダと、該試験管ホルダに保持された複数の試験管内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、前記試験管ホルダを保持する保持手段とを備えた細胞洗浄遠心機において、前記保持手段の外周に前記試験管ホルダの位置決め手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記位置決め手段として凸部又は凹部を設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記凸部又は凹部の前記試験管ホルダとの接触面を前記試験管ホルダの外形形状に沿って円弧面状としたことを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記凸部又は凹部を鉛直方向に貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直に保持することを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記凸部又は凹部を鉛直方向に対して斜めに貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直線に対して所定角度傾けて保持することを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを前記ロータの回転方向とは逆方向に傾斜させて保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１〜４記載の発明によれば、位置決め手段である凸部又は凹部によって全ての試験管ホルダが所定位置に保たれるため、上澄液排出工程における洗浄液の排出量を全ての試験管について均一にすることができる。従って、上澄液排出工程によって各試験管の洗浄液内に残る上澄液の量にばらつきが発生することがなく、信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる。
【００２５】
請求項５及び６記載の発明によれば、試験管ホルダとこれに保持された試験管を上澄液排出工程におけるロータの回転方向に対して逆方向に傾斜させれば、遠心力と慣性力の合力方向に試験管の開口部が傾く。このため、上澄液は、試験管の壁面における最短の経路を通って開口部に達することとなり、最短の時間で外部へ排出され、全ての試験管における上澄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程の処理時間を短縮して処理の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は本発明に係る細胞洗浄遠心機の全体構成を示す断面図、図２は同細胞洗浄遠心機の各洗浄処理工程における試験管ホルダの動作状態を示す要部断面図、図３は同細胞洗浄遠心機の洗浄プロセスにおけるモータの回転速度とポンプ動作及び磁気素子動作（通電タイミング）を示すタイムチャート、図４は試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図、図５は同ロータの平面図、図６は試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図、図７は上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す平面図である。
【００２８】
本発明に係る細胞洗浄遠心機１は、図１に示すように、矩形ボックス状の筐体（フレーム）２と、該筐体２の上部を開閉するドア３を備えており、筐体２内には、駆動軸（回転軸）４を有するモータ５と、該モータ５の駆動軸４に連結されて回転駆動されるロータ６が組み込まれている。又、ロータ６上には、複数（例えば２４個）の試験管ホルダ７が平面視で円形列に配置されており、各試験管ホルダ７は、ロータ６の外周に上下方向に回動可能に装着されている。
【００２９】
試験管ホルダ７は、ステンレス（ＳＵＳ４３０）等の磁性材料によって構成されており、図４に示すように、試験管８を挿入する保持挿入部７ａと、試験管８の底部を支持する保持底部７ｂと、回動部７ｃを備えている。そして、各試験管ホルダ７内には、予め赤血球等の生体細胞が適量収容された試験管８が保持される。
【００３０】
又、細胞洗浄遠心機１は、試験管ホルダ７をロータ６に吸着保持するための磁気素子９を備えている。この磁気素子９は、試験管ホルダ７を図２（３）に示すように垂直又は垂直に近い小さい角度に磁力によって吸着保持するためのものである。
【００３１】
上記磁気素子９は、図１及び図４に示すように、円盤状の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂ及びこれらの上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂによって挟み込まれるように設置された絶縁導線から成るリング状の磁気コイル９ｃを備えている。これらの磁性体部材９ａ，９ｂと磁気コイル９ｃは、モータ５の駆動軸４に固定され、ロータ６と共に一体に回転する。
【００３２】
ところで、図１に示すように、細胞洗浄遠心機１は制御装置１０を備えており、この制御装置１０は、磁気素子９の回転する磁気コイル９ｃに一対のスリップリング９ｄ，９ｅを介して電流を供給することによって上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂに発生する磁力を制御する。制御装置１０によって磁気コイル９ｃに電流を通電すると磁場を生じ、例えばＳＵＳ４３０等の磁性材料によって構成された試験管ホルダ７は、上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂと共に磁気回路を形成するため、上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂ（磁気素子９）に強く吸着される。即ち、磁気コイル９ｃに電流を通電することによって、磁気素子９（磁性体部材９ａ，９ｂ）は１個の磁石として作用し、磁性材料から成る試験管ホルダ７を吸着する。尚、本実施の形態では、上部磁性体部材９ａの外径は下部磁性体部材９ｂの外径よりも大きく設定されているため、磁性体部材９ａ，９ｂ（磁気素子９）の吸着面は、試験管ホルダ７を試験管８がロータ６の中心軸６ａに対して当該試験管ホルダ７の上部が外周に約８°開いた状態になるように吸着することができる（図２（３），（４）参照）。
【００３３】
而して、本実施の形態は、図４及び図５に示すように、磁気素子９の上部磁性体部９ａと下部磁性体部材９ｂの外周に各試験管ホルダ７を保持するための凸部１１，１２を複数形成したことを特徴としている。ここで、各凸部１１，１２の先端は、試験管ホルダ７の外形に沿う円弧曲面を成しており、図４及び図５に示す形態では、これらの凸部１１，１２は鉛直方向に貫設されている。
【００３４】
上述のように磁気素子９の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの外周に各試験管ホルダ７を保持するための凸部１１，１２を複数形成することによって、磁気コイル９ｃに電流を通電すれば試験管ホルダ７の上部は磁気素子９の上部磁性体部材９ａの凸部１１に、試験管ホルダ７の下部は磁気素子９の下部磁性体部材９ｂの凸部１２に吸着されるため、試験管ホルダ７が保持される角度を一義的に決めることができる。例えば、図６に示すように、試験管ホルダ７に挿入された試験管８の中心軸８ａをロータ６の回転軸６ａと一致しさせて試験管ホルダ７と試験管８を垂直状態に保持することができ、これらに位置ずれを生じることがない。この場合、各凸部１１，１２を試験管ホルダ７の外形形状に沿う円弧曲面状としたため、各試験管ホルダ７が凸部１１，１２に正確に嵌合保持されて垂直状態に保たれる。
【００３５】
従って、本実施の形態によれば、図７に示すように上澄液排出工程における複数の試験管８の保持角度が均一となり（図示例では各試験管８を垂直に保持（保持角度＝０°））、全ての試験管８について洗浄液の上澄液排出を均等に行うことができる。又、保持手段である磁気素子９の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの外周には、隣接する凹部１１ａ，１１ａ及び１２ａ，１２ａ間に径方向外方に向かって突出する凸部１１，１２がそれぞれ形成されるため、磁気回路の磁束が凸部１１，１２の先端に集中し、試験管ホルダ７がより強く且つ確実に吸着保持される。
【００３６】
次に、本発明の別形態を図８及び図９に基づいて説明する。
【００３７】
図８は試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図、図９は上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す部分平面図であり、本実施の形態は、磁気素子９の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの外周に形成された凸部１１，１２を鉛直線に対してロータ６の回転方向（図８及び図９の矢印方向）とは逆方向に図示の角度θだけ傾斜させたことを特徴としている。更に詳細には、上澄液排出工程でのロータ６の回転方向に対して試験管８の上端部が下端部よりも後退した位置となるように試験管ホルダ７を垂直状態から図示の角度θだけ傾斜させて保持するように、上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの各凸部１１，１２を鉛直線に対して同角度θだけ傾斜させて貫設すると共に凸部１１と凸部１２の位置を周方向にずらして配置している。
【００３８】
従って、図８に示すように、試験管８の中心軸８ａは、上澄液排出工程におけるロータ６の回転方向に対して図示の角度θだけ逆方向に傾斜する。ロータ６の回転速度を約４００ｒｐｍに上昇させると、試験管８内の上澄液は、図９に示すように、４００ｒｐｍの回転による遠心力と慣性力の合力方向の力を受けて試験管８の内壁面を上昇する。ここで、試験管８の中心軸８ａは、ロータ６回転軸６ａに対して試験管８の上部が下部よりも後退した位置となるように傾斜しているため、遠心力と慣性力の合力方向に試験管８の開口部が傾くことになる。この結果、上澄液は、試験管８の壁面における最短の経路を通って開口部に達することができることとなり、最短の時間で外部へ排出され、試験管８の底部にある赤血球等の生体細胞のみがそのまま底部に残る。このため、全ての試験管８における上澄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程（３）の処理時間を従来に比して著しく短縮することができる。従って、本実施の形態によれば、全ての試験管８について洗浄液の上澄液排出を均等に行って洗浄後の洗浄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程（３）の処理時間を短縮して処理の効率化を図ることができる。尚、本実施の形態では、位置決め手段を凸形状としたが、凹形状としても同様の効果がえられる。
【００３９】
ところで、試験管ホルダ７は、後述する洗浄処理の遠心工程において、制御装置１０によって磁気素子９の動作がオフされて吸着力が解除された状態で、ロータ６の高速回転による遠心力を受けて水平方向に回動する。これによって、試験管８を保持する試験管ホルダ７は、ロータ６の円周の放射水平方向に回動し、試験管ホルダ７の下部がボウル１３に当たるまで傾き、試験管８内の血球等の試料を遠心分離する。例えば、磁気素子９の動作をオフして吸着力を解除した状態においてモータ５の回転速度を３０００ｒｐｍとし、試験管ホルダ７の下端部がボウル１３に当接したときに試験管８と鉛直線とが成す角度が約４０°となるようにする。尚、モータ５は、例えば誘導モータで構成され、その回転数（回転速度）は制御装置１０によって制御される。
【００４０】
又、図１に示すように、細胞洗浄遠心機１は、円形列に配置された複数の試験管８内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子１４を備えている。この洗浄液分配素子１４は、円形列の試験管ホルダ７を搭載するロータ６と一体に回転するようにロータ６上に構成され、該洗浄液分配素子１４とロータ６は一体となって所謂細胞洗浄ロータ１５を構成している。
【００４１】
更に、細胞洗浄遠心機１には洗浄液分配素子１４に洗浄液を供給するための洗浄液供給路１６が設けられており、この洗浄液供給路１６にはポンプ１７が結合されている。そして、制御装置１０によってポンプ１７の動作電源をオン（ＯＮ）させることによって、外部の不図示の洗浄液タンクから洗浄液が洗浄液供給路１６を経て細胞洗浄遠心機１の上部に配置されたノズル１６ａに供給される。後述する洗浄液注入工程においては、ノズル１６ａから下方に噴出した洗浄液１４ａは、ロータ６と一体に高速回転する洗浄液分配素子１４の中央部内に入り、洗浄液分配素子１４内で遠心力によって外周に分流され、試験管ホルダ７に保持された試験管８と同数（２４本）の各流路に分岐され、洗浄液分配素子１４の外周注入口１４ｂから勢い良く各試験管８内に注入される。
【００４２】
次に、細胞洗浄遠心機１によって、例えば輸血検査等を行うための血球洗浄プロセスを図２及び図３に従って以下に説明する。
（１）洗浄液注入工程：
先ず、洗浄液注入工程において、図２（１）及び図３の時間（１）に示すように、予め赤血球等の生体細胞が適量収容された２４本の試験管８を保持する２４本の試験管ホルダ７がモータ５（ロータ６）の最高回転数（回転速度）が３０００ｒｐｍに達するように加速回転されて遠心力が与えられる。すると、洗浄液（例えば、生理食塩水）１４ａは、遠心力によって運動エネルギーを与えられるため、モータ５の回転速度が約１０００ｒｐｍとなった加速途中時点でにポンプ１７の動作を開始することによって洗浄液１４ａが洗浄液分配素子１４に注入される。そして、洗浄液１４ａは、遠心力によって外周に分流され、試験管ホルダ７に保持された試験管８と同数（２４本）の各流路に分岐され、洗浄液分配素子１４の外周から勢い良く流出する。
【００４３】
洗浄液分配素子１４から試験管８へ注入された洗浄液１４ａは、洗浄液分配素子１４の外側に位置する各試験管８の内壁に当たり、壁面を伝わって試験管８の底部にある細胞を浮遊させ、懸濁状態を作り出す。試験管８に適量の洗浄液１４ａが入ると、制御装置１０によってポンプ１７の動作は停止される。
【００４４】
以上の工程によって試験管８に適量の洗浄液１４ａが注入されると、制御装置１０によってポンプ１７の動作が停止され、洗浄液注入工程（１）は終了する。
（２）遠心工程：
引続き遠心工程においては、図２（２）及び図３の時間（２）に示すように、浮遊している生体細胞が試験管８の底部に沈殿し、一方、血清等の不要物質は上澄に残るような高速回転の条件（例えば、３０００ｒｐｍで３５秒間高速回転させる）を継続して遠心分離を行う。そして、遠心分離後にモータ５の回転を停止させる。
（３）上澄液排出工程：
次に、上澄液排出工程において、図２（３）及び図３の時間（３）に示すように、制御装置１０よって磁気素子９の磁気コイル９ｃに通電して磁気素子９の動作をＯＮ状態にする。これによって、磁気素子９は磁性材料から成る試験管ホルダ７を吸着して保持する。前述のように、磁気素子９の上部磁性体部材９ａの外径は下部磁性体部材９ｂに対して若干大きく設定されているため、試験管ホルダ７は、上方に約８°放射方向に開いたほぼ垂直状態に近い状態で保持された状態で回転する。
【００４５】
図７に示すように、上澄液排出工程におけるロータ６の回転数を約４００ｒｐｍの回転に上昇させると、試験管８内の上澄液は、４００ｒｐｍの回転による遠心力と慣性力の合力方向の力を受けて試験管８の内壁面を上昇する。
（４）揺動工程：
上澄液排出工程が終了すると、次の揺動工程において、図２（４）及び図３の時間（４）に示すように、モータ５は小刻みに回転と停止を繰り返す。これによって、試験管ホルダ７は、回転による遠心力で外周方向に振られ、停止と共に磁気素子９に衝突することにより揺動を与えられ、試験管８の底部に沈殿して固着した細胞塊を解す機能を果たす。
【００４６】
以上説明した（１）洗浄工程〜（４）揺動工程の工程を１洗浄サイクルとして、このサイクルを３〜４回繰り返すことによって試験管８内の赤血球等の生体細胞を洗浄し、抗体等の異物をより完全に分離して取り除くことができる。
【００４７】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、保持手段である磁気素子９の上部磁性体部材９ａと下部磁性体部材９ｂの外周に複数の凸部１１，１２をそれぞれ設けたため、これらの凸部１１，１２によって全ての試験管ホルダ７は図４に示すように所定の位置に保持される。このため、上澄液排出工程における洗浄液の排出量を全ての試験管８について均一にすることができ、上澄液排出工程によって各試験管８の洗浄液内に残る上澄液の量にばらつきが発生することがなく、信頼性の高い細胞検査結果を得ることができる。
【００４８】
又、図８及び図９に示すように、試験管ホルダ７とこれに保持された試験管８を上澄液排出工程におけるロータ６の回転方向に対して逆方向に傾斜させれば、遠心力と慣性力の合力方向に試験管８の開口部が傾く。このため、上澄液は、試験管８の壁面における最短の経路を通って開口部に達することとなり、最短の時間で外部へ排出され、全ての試験管８における上澄液残量を少なくすることができるとともに、上澄液排出工程の処理時間を短縮して処理の効率化を図ることができる。
【００４９】
更に、洗浄液の使用量の軽減や洗浄サイクルの回数を少なくすることも可能となるため、省資源及び省エネルギー化並びに検査時間の短縮化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る細胞洗浄遠心機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る細胞洗浄遠心機の各洗浄処理工程における試験管ホルダの動作状態を示す要部断面図である。
【図３】本発明に係る細胞洗浄遠心機の洗浄プロセスにおけるモータの回転速度とポンプ動作及び磁気素子動作（通電タイミング）を示すタイムチャートである。
【図４】本発明に係る細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図だる。
【図５】本発明に係る細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの平面図である。
【図６】本発明に係る細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図である。
【図７】本発明に係る細胞洗浄遠心機の上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す平面図である。
【図８】本発明に係る細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子との関係を示す正面図である。
【図９】本発明に係る細胞洗浄遠心機の上澄液排出工程における試験管ホルダと試験管との関係を示す部分平面図である。
【図１０】従来の細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの斜視図である。
【図１１】従来の細胞洗浄遠心機における試験管ホルダと磁気素子の構造を示すロータの平面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は従来の細胞洗浄遠心機における試験管ホルダの回動軸と磁気素子との関係を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 細胞洗浄遠心機
２ 筐体（フレーム）
３ ドア
４ 駆動軸
５ モータ
６ ロータ
６ａ ロータの中心軸
７ 試験管ホルダ
７ａ 試験管ホルダの挿入部
７ｂ 試験管ホルダの保持底部
７ｃ 試験管ホルダの回動部
８ 試験管
８ａ 試験管の中心軸
９ 磁気素子（保持手段）
９ａ 磁気素子の上部磁性体部材
９ｂ 磁気素子の下部磁性体部材
９ｃ 磁気素子の磁気コイル
９ｄ，９ｅ 磁気素子のスリップリング
１０ 制御装置
１１，１２ 凸部
１１ａ，１２ａ 凹部
１３ ボウル
１４ 洗浄液分配素子
１４ａ 洗浄液
１４ｂ 洗浄液分配素子の外周注入口
１５ 細胞洗浄ロータ
１６ 洗浄液供給路
１６ａ ノズル
１７ ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータと、該ロータ上に回動自在に装着された複数の試験管ホルダと、該試験管ホルダに保持された複数の試験管内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、前記試験管ホルダを保持する保持手段とを備えた細胞洗浄遠心機において、
前記保持手段の外周に前記試験管ホルダの位置決め手段を設けたことを特徴とする細胞洗浄遠心機。
【請求項２】
前記位置決め手段として凸部又は凹部を設けたことを特徴とする請求項１記載の細胞洗浄遠心機。
【請求項３】
前記凸部又は凹部の前記試験管ホルダとの接触面を前記試験管ホルダの外形形状に沿って円弧面状としたことを特徴とする請求項２記載の細胞洗浄遠心機。
【請求項４】
前記凸部又は凹部を鉛直方向に貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直に保持することを特徴とする請求項２又は３記載の細胞洗浄遠心機。
【請求項５】
前記凸部又は凹部を鉛直方向に対して斜めに貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直線に対して所定角度傾けて保持することを特徴とする請求項２又は３記載の細胞洗浄遠心機。
【請求項６】
前記凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを前記ロータの回転方向とは逆方向に傾斜させて保持することを特徴とする請求項５記載の細胞洗浄遠心機。
【請求項１】
駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるロータと、該ロータ上に回動自在に装着された複数の試験管ホルダと、該試験管ホルダに保持された複数の試験管内に洗浄液を供給する洗浄液分配素子と、前記試験管ホルダを保持する保持手段とを備えた細胞洗浄遠心機において、
前記保持手段の外周に前記試験管ホルダの位置決め手段を設けたことを特徴とする細胞洗浄遠心機。
【請求項２】
前記位置決め手段として凸部又は凹部を設けたことを特徴とする請求項１記載の細胞洗浄遠心機。
【請求項３】
前記凸部又は凹部の前記試験管ホルダとの接触面を前記試験管ホルダの外形形状に沿って円弧面状としたことを特徴とする請求項２記載の細胞洗浄遠心機。
【請求項４】
前記凸部又は凹部を鉛直方向に貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直に保持することを特徴とする請求項２又は３記載の細胞洗浄遠心機。
【請求項５】
前記凸部又は凹部を鉛直方向に対して斜めに貫設し、該凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを鉛直線に対して所定角度傾けて保持することを特徴とする請求項２又は３記載の細胞洗浄遠心機。
【請求項６】
前記凸部又は凹部によって前記試験管ホルダを前記ロータの回転方向とは逆方向に傾斜させて保持することを特徴とする請求項５記載の細胞洗浄遠心機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１５３３８９（Ｐ２００９−１５３３８９Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３１６５２（Ｐ２００７−３３１６５２）
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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