专利名称：具有环形过滤器的离心机的制作方法
技术领域：
本发明涉及从血浆中分离血液成分，例如纤维蛋白单体的离心装置，所述的方法包括用一种或多种试剂处理血浆，其中将所述的这些试剂释放到一个装有所述血浆的适宜的反应室中，且因此采用新型的离心过滤装置和方法在该室中从所需的产品中除去这些试剂。
背景技术：
EP-DS 592,242叙述了一些用于一种全新的纤维蛋白密封胶的方法及组合物，其中包括使所需要的部位与包含纤维蛋白单体的组合物接触，并在接触的同时将这种单体转化成纤维蛋白聚合物。“纤维蛋白”这一术语被规定为纤维蛋白I、纤维蛋白II、和/或命名符为BB纤维蛋白。
从美国专利申请155,984(序列号)得知还有一种分离血液成分，例如纤维蛋白单体的方法。这种分离含有几种比重不同成分的液体中各种成分的方法，包括将血液集中在装置第一室中的一些步骤，该室由基本上是轴对称的外壁和内壁限定的。借助于装置围绕该室对称轴的旋转使血液经受离心作用，以便在血液的成分之间形成同轴界面。然后在该装置继续离心的过程中，优选通过减少第一室容积的方法，使血液的至少一种成分例如血浆转移到该装置的第二室中。第一室具有基本上是轴对称的内壁，以确保所有的血液都经受进行分离所必需的离心旋转。这一内壁具有适应所需旋转速度的半径。
在第二室中，借助适宜的酶从血浆中分离出含有非交联纤维蛋白聚合物的部分，然后将其重新溶解成纤维蛋白单体，并利用减少第二室的容积使其通过过滤器转移到注射器中。
然而已经证明，只采用在上述类型的装置中过滤的方法，分离血液成分，例如纤维蛋白I，不能得到令人满意的结果。这主要是由于很难保证能令人满意地分离第二室中含有纤维蛋白I的部分，因而在该方法的下一个步骤中，在接着将流体部分从第二室转移到第一室的过程中，血液中相当多的纤维蛋白I损失了。
在早期的纤维蛋白单体法中，也用适宜的酶对血浆中的纤维蛋白原作上述的处理，在第二室的底部以浓稠的凝胶状物质的形态生产非交联纤维蛋白聚合物。为了提供所需的纤维蛋白单体溶液，需要大量的用于再溶解的缓冲溶液以及伴随再溶解的强烈搅拌。这样就产生了几个缺点。第一，优选的纤维蛋白单体法，例如用作EP 592,242中纤维蛋白密封胶，需要纤维蛋白单体的浓溶液，而为了溶解凝胶状物质需要大量再溶解缓冲溶液或溶剂，所形成的稀溶液不能使用。其次，将凝胶状物质溶解成纤维蛋白单体溶液需要强烈搅拌，这会造成装置和纤维蛋白本身的损坏。
一项与其同时提交的题目为“从血液中分离一种成分例如纤维蛋白I的方法和装置”的共同未决的专利申请公开了一项发明，该发明包括一种在离心过程中从圆筒形室里的血浆部分中分离非交联的纤维蛋白聚合物的方法，利用这种方法，非交联的纤维蛋白聚合物沉积在该室的外壁上，然后从该室除去余留在其中的流体部分，再通过加入溶剂和离心搅拌作用使留在该室中、基本上沉积在壁上的含有非交联纤维蛋白聚合物的部分溶解。
由于用酶处理血浆是在连续的离心过程中进行的，所以作用在所产生的非交联纤维蛋白聚合物上的离心力能使其沉积成凝胶薄膜，该薄膜基本上贴在该室周围的壁上。在离心作用停止时，余下的血浆流体沉积在该室的底部，并可利用任何简便的方法除去。然后通过向该室中加入适宜的再溶解缓冲溶液和使沉积有凝胶层的室中的缓冲溶液经受离心搅拌作用，来制备所需要的纤维蛋白单体溶液。这种方法与现行方法相比具有一些优点。首先，利用缓冲溶液再溶解非交联的纤维蛋白凝胶是极其有效的，其部分原因是由于相同体积的纤维蛋白凝胶膜比用一些现行方法制备的纤维蛋白凝胶状物质的表面积大。因此可用少量的再溶解缓冲溶液来溶解凝胶以得到所需要的纤维蛋白单体浓溶液。其次，对沉积有凝胶层的室中的缓冲溶液的离心搅拌是比较缓和的方法，对设备或纤维蛋白单体产品不会造成任何损坏。
这项共同未决的发明还包括一种优选在抗凝血剂存在下将血液加入装置的第一环形室中的方法，在该装置中，环形室是由围绕公共轴同轴延伸的圆筒形外壁和圆筒形内壁以及上壁和下壁限定的，而上壁或下壁是由第一室内可移动的活塞体构成的，所述的方法还包括该装置围绕公共轴的离心作用，以便将血液基本分离成细胞部分和血浆部分，然后在活塞体的作用下，将产生的血浆部分转移到由圆筒外壁限定的第二室中，该壁与所述的公共轴同轴延伸，从而在加入适宜的酶时，能使含有非交联的纤维蛋白聚合物的部分在第二室中得到分离。这种方法的特征在于，含有纤维蛋白原的血浆部分在离心过程中经受酶的作用，以致使所得到的非交联的纤维蛋白聚合物沉积在所述第二室的圆筒形外壁上，然后在活塞体的作用下，将集中在第二室底部的流体部分转移到第一室，该方法的特征还在于，通过加入溶剂和离心搅拌作用使留在第二室中基本上沉积在圆筒形壁上的含有非交联的纤维蛋白聚合物的部分溶解。如果需要，然后可以除去酶，并把用这种方法生产的纤维蛋白单体溶液转移到任一所需要的接受容器中。
因此，很容易保持收集溶液的无菌条件。正如现有技术所述，在纤维蛋白单体再溶解之后，可将其转移到接受容器例如注射器中备有。在转移之前，可用任何简便的方法将酶除去。
上述共同未决的专利申请还公开了一种利用中心旋转轴周围的离心作用分离成分的装置，该装置包括由围绕旋转轴同心配置的圆筒外壁和圆筒内壁以及上壁和下壁限定的第一环形室，其中下壁是由在所述第一室内可移动的活塞体构成的，所述装置还包括一个通过第一通道与第一室连通的第二室，该室是由围绕旋转轴同心配置的圆筒外壁和所述的活塞体以及下壁限定的，这里所述的第二室在离心过程中配接位于第一室的下方，而此处所述的装置还包括将血液加入第一室的血液加入装置和加入能促进分离的组合物的组合物加入装置以及与至少一个液体接受容器相连的接受装置，此处的接受装置通过第二通道与第二室相通。在优选的实施方案中，活塞杆构成第一室的内壁。
为实现根据共同未决的发明的方法，本发明的装置的特征在于第一通道包括在第一室上壁开孔和第二室下壁开孔之间延伸的至少一个通道。
因此提供一种比较简单且与活塞位置无关的装置，确保能容易快速地将上述各部分从一个室转移到另一个室中，特别是在分离出含纤维蛋白-I的部分之后，能保证容易、快速地将流体部分从第二室转移到第一室中。后一种情况，特别是在离心作用停止时，由于流体自动地集中在第二室底部，因而通过活塞的移动，能很容易地将其转移到第一室中。
根据共同未决的发明，特别优选所述的至少一个通道在第一和第二室的圆筒外壁的内部延伸，因而该装置特别简单且容易制造。
另外，第二室下壁上的通道开孔可以设置在该室的中央，与下壁形成的凹槽连通。因此，上述的流体部分很容易且迅速地直接被导入该通道的入口孔。另一个方案，每条通道都可由贯穿活塞体的直管构成，而其两端分别固定在第一室上壁和第二室下壁上，与在相应室中终止的各段通道相通。
此外，第一室和第二室可以包括一个以一种特别简单的方式由一个外圆筒和一个密封装配在其中的内圆筒构成的公共圆筒外壁，且在外圆筒和内圆筒之间限定了一条轴向延伸的通道，这两个圆筒的一端可由端壁终止，端壁上有一个能使与活塞体连接的活塞杆通过的开孔，所述的活塞体构成了第一室的下壁，并将所述的第一室与第二室隔开，且圆筒终止端的通道在这两个圆筒的端壁之间延伸，直至紧靠或邻近活塞杆处的开孔。
在采用这种装置和方法时，预先将有利于分离和处理血浆中所需成分的一些适宜的试剂加大第二室中。例如，EP592,242叙述了生物素-抗生物素蛋白捕获系统可以方便地用于从所需要的溶液中除去类凝血酶。在第二室中需要有生物素类凝血酶存在，以便与血浆中的纤维蛋白原反应并使其转化成纤维蛋白单体(纤维蛋白单体立即转化成一种纤维蛋白聚合物)。然后为了使用生物素-抗生物素蛋白系统捕获生物素化的类凝血酶，在第二室里还必须存在被结合的例如被束缚在琼脂糖上的抗生物素蛋白。在使用密闭、自动化的离心装置的情况下，需在血液加工之前将这些试剂装入该装置。预先将生物素化的类凝血酶和抗生物素蛋白琼脂糖加入同一个室有些困难，因为抗生物素蛋白对生物素的高亲合力(对酶的捕获依赖于高亲合力)阻止了足够量的酶首先与所需要的纤维蛋白原反应。
与其同时提交的题目为“具有环形过滤器的离心机”的另一共同未决专利申请叙述了一种装置，该装置能很容易地将一种或多种试剂放入反应室内，并能按所要求的顺序释放这些试剂。优选将试剂例如酶和酶-捕获组合物用于前述共同未决的专利申请所述的这类装置中时，这些试剂能按要求被释放出来。为了达到上述目的，根据本发明提供了一种装置，该装置的特征在于在第二室中配置了一个密封室，且该密封室包括多个隔室，以便容纳促进分离的适宜组合物，该装置的特征还在于该密封室具有封闭所述隔室的封闭装置，并在活塞的作用下，使封闭装置依次打开，释放隔室里的试剂。
这种密封室能够以简单容易的方式加进分离纤维蛋白I所必需的物质，优选在密封室中事先装入这些物质。此外，所设置的这些隔室能按不变的预定比例分配上述物质的数量。如果在使用类凝血酶后能利用抗生物素蛋白很容易地捕获类凝血酶，就优选将类凝血酶放在与生物素发生化学反应的一个隔室里，所以将抗生物素蛋白放在与较大的颗粒状的琼脂糖发生化学反应的第二隔室中。生物素对抗生物素蛋白的高亲合力，为随后容易通过过滤从纤维蛋白I溶液中除去络合的生物素化的类凝血酶/抗生物素蛋白琼脂糖颗粒提供条件。将这两种物质放在它们相应的隔室里，还能在需要时在活塞的作用下很容易地投放这些物质。可以以任何方便的形式例如冻干的粉末状态使用上述的物质或组合物，它们分别为生物素-类凝血酶和抗生物素蛋白-琼脂糖。
根据共同未决的试剂释放系统的发明，特别优选密封室包括一个同轴安装在第二室内部的中枢，它带有三个相互有间距的径向圆盘，它们构成这些隔室的隔板，且具有基本相同的外圆周形状，还特别优选封闭装置由一个密封围绕在径向圆盘周围的可移动套筒形外壳构成。
为了驱动可移动的套筒形外壳，根据本发明，活塞包括一个与密封室上的套筒形外壳同时动作的、向下的裙板是有利的，以便使所述的套筒形外壳逐步位移，借此，所述的外壳依次打开，以便释放密封室内所述隔室中的试剂。
根据共同未决的试剂释放系统的发明，可使密封室与通向邻近的第三室的轴向通道连通配置，至少在密封室套筒形外壳开始移动之后其外壁与轴向通道的侧壁密封连接，从而在活塞的作用下使套筒形外壳做最后移动并脱离了与最低隔板周边的配接之后，密封室的最低隔板使液体从第二室自由流入第三室。这种类型的密封室也是简便型装置的部件，在分离纤维蛋白I的过程中，它有助于该装置的后续操作。
另外，为了制成该装置的整体部件，根据本发明密封室的中枢可包括一个轴向直通通道，并可固定在位于较低的第三室底部中央向上的凸出部分上，在底部的所述直通通道通过一个通道系统与第三室的外环形隔室在液体上相通，并可使中枢的上端与活塞体的轴向通道密封连接，以便与可固定到该轴向通道上的液体接受器连接。
为了从所需的产品液中除去一种或多种试剂，在活塞的作用下，将所产生的含纤维蛋白-I的流体部分通过过滤器加入注射器中。因此纤维蛋白I溶液受压通过过滤器，而为加速分离所混入的酶和其它物质则被过滤器截留。然而在与血样中纤维蛋白I的存在量相比时，所得纤维蛋白I的产率并不完全令人满意。
发明概述因此本发明的目的是提供一种方法，该方法能够借助于所涉及的这类装置得到较高的纤维蛋白I产率。
为了达到上述目的，根据本发明提供了一种方法，该方法的特征在于留在第二室里的液体部分在转移到液体接受容器之前被转移到与其它室同轴配置的第三室中，和该方法的特征还在于在离心过程中使所述第三室中现存的液体通过一个环形过滤器，以便进入与液体接受容器连通的环形外隔室。因此，在离心力的作用下可使纤维蛋白I溶液通过过滤器，这显然比借助活塞进行过滤更有效。
本发明还涉及实现上述方法的装置。本发明的装置包括第一环形室，该室是由围绕旋转轴同心配置的圆筒外壁和圆筒内部以及上壁和下壁限定的，其中上壁或下壁是由可在第一室内移动的活塞体构成，所述的装置还包括通过第一通道与所述的第一室相通的第二室，且第二室是由围绕旋转轴同心配置的圆筒外壁、所述第一室的底壁以及另外一个下壁限定的，该装置的第二室在离心过程中配接在位于第一室之下，而且此处所述的装置还包括将血液加入第一室的血液加入装置和加入促进分离的组合物的组合物加入装置以及连接至少一个液体接受容器的接受装置，所述的接受装置通过第二通道与第二室相通。
根据本发明的这一装置的特征在于，第二通道通过一个与其同轴配置的第三室与第二室相通，且第三室包括一个通向第二室的通道，第二室可从外面打开，这一装置的特征还在于第三室包括一个内隔室和一个外环形隔室，所述的这二个隔室通过径向延伸的环形通道互相连通，在通道中配备有环形过滤器，以防止含有曾用于促进分离现不需要的成分的液体通过。
根据本发明，第二室和第三室之间的通道可与这二个室同轴配置，并由一个密封室封闭，该密封室已在前述题目为“离心机试剂释放系统”的共同未决的专利申请中公开。该密封室包括一个同轴安装在第二室中的中枢，该中枢带有多个有间距的径向圆盘，这些圆盘构成密封室内多个隔室的隔板，且具有相同的外圆周形状，这些隔室的外部由一个密封的、安装成可移动的套筒形外壳封闭，该外壳的外侧与轴向通道的侧壁密封配接，在活塞的作用下，套筒形外壳做轴向移动，当它脱离了与最低隔板周边的配接时，构成密封室最低隔板的圆盘使液体从第二室自由流入第三室。因此，利用密封室得到一条通入上述过滤器的简便通道，该密封室已经用于加入促进第二室中纤维蛋白I的分离所必需的物质。
优选该密封室由活塞体推动，活塞体包括一个与密封室的套筒形外壳同轴且向下延伸的裙板，当活塞体被压下时，该裙板与所述的外壳配接，以便借此在适当时刻依次打开密封室内相应的隔室，并最后打开液体从第二室进入第三室的通道。
为了便于将纤维蛋白I溶液转移到液体接受容器例如注射器中，根据本发明的密封室中枢可包括一个轴向直通通道，且固定在在较低的第三室底部中央向上的凸出部分上，所述的直通道通过一个通道系统与第三室的外环形隔室在液体上相通，并可使中枢的上端与活塞体内的通道密封连接，以便使其与可固定在该通道中的液体接受容器连接。
最后根据本发明，可利用一个套筒将密封室的中枢固定在第三室底部的凸出部分上，该套筒的两端分别围绕中枢和凸出部分，并且该套筒可包括一个向外伸出的环形壁，从而使所述的环形过滤器固定在所述壁表面的外周边和第二室的底壁之间，利用使套筒向外伸出的壁部配置在与第三室底部相隔一定距离的位置上，构成外环形隔室和轴向延伸通道之间的连接，该通道与中枢的直通道连通，且在凸出部分的外侧和相邻套筒的内侧之间延伸。这使该装置特别简单。
本发明的一些方法涉及分离和离析单一血液成分或含有这种成分的溶液的一些改进的工艺。然而本方法适合适用于圆筒形离心机的任一工艺，在这些工艺中是在离心过程中用一种或多种催化剂或试剂处理初始溶液。能从这种方法中获益的其它血液处理方法包括但不限于分离任一血液成分，例如富血小板血浆，血小板浓缩物，低温沉淀纤维蛋白原，血浆中的其它蛋白质如凝血酶和fibronectin等的离析。优选血液来自单一供体，最优选血液来自将对其提供这种血液成分的同一个人。
尽管下文就生产纤维蛋白单体溶液来叙述本发明的一些方法，但本领域的技术人员会理解，本发明的范围不受此限制。
本文所用的术语“离心搅拌”是指装置的转动，在该装置中加入再溶解缓冲液，以便从室的外壁上将中间产物再溶解下来，例如非交联的纤维蛋白聚合物凝胶。这种转动或离心搅拌可包括确保凝胶暴露的所有表面都能受到再溶解溶液作用的离心作用，而且优选包括后接按同一方向进行停止-启动旋转和/或按相反的方向停止-启动旋转的这种离心作用。典型的离心搅拌包括但不限于在2,000-5,000RPM下，在任何所需时间内重复正向/反向旋转，每次旋转5-30s，优选旋转5-10s。在本发明的这些方法中，优选在约3,000RPM下重复正向/反向旋转1-2min，每次正反旋转各5-10s。如上所述起初为了分散溶剂，在重复正向/反向旋转之前，可旋转稍长一点时间例如20s或更长。
本文所用的术语“纤维蛋白”是指纤维蛋白I、纤维蛋白II或命名符为BB纤维蛋白。
本装置设有本文公开的环形离心过滤系统，这为从所需要的产品液中回收一种或多种试剂提供有效而准确的方法。这对于在需将二种或多种试剂依次加入反应室中，且因此需将其除去的血液分离技术上所用的密闭配套的自动化离心机是特别重要的。在本文所述用于制备例如用于新型纤维蛋白密封胶的含纤维蛋白单体的溶液的一些优选的方法和装置中，按序先向装有血浆的室中加入生物素化的类凝血酶，接着加入抗生物素蛋白琼脂糖，是制备这种溶液的一种非常先进的方法。附图简述现参照附图来叙述本发明的装置和方法的一些优选的实施方案，其中
图1是根据本发明的装置的优选实施方案的轴向剖面图。
图2说明根据本发明的装置的第二个实施方案。
本发明的装置是单一的密闭可自动化的装置，它能将全血转化成所需的血液成分，例如纤维蛋白密封胶，优选转化成自体(autologous)成分。本发明优选实施方案的描述优选将本发明的环形离心过滤系统与在上述共同未决的专利申请中所涉及的装置一起使用，因此在下文中与这种装置同时叙述环形离心过滤系统。然而应当理解，它可以用在任何需要除去一种或多种试剂的反应装置中。
根据本发明，图1的装置由基本上是旋转对称的部件构成的，这意味着可用一种本来已知的简易方法将该装置放置在离心设备中，以便围绕中心轴1离心。在图1中，该装置的优选实施方案包括一个外容器2和一个内容器3，它们彼此完全吻合地装配在一起，且除了具有轴向延伸的中间通道4的部分以外，它们之间的每一处都是封闭邻接的。在内容器3上加工的沟槽构成通道4。2和3这两个容器分别包括它们各自的顶部5和6，它们的顶部限定使活塞杆8通过的中心孔7。这两个容器分别包括轴向延伸段9和10，这两个延伸段围绕在孔7的周围，且在离开这两个容器内部的方向上紧靠着空心活塞杆8延伸。外容器2沿径向延伸的短凸缘11与空心活塞杆邻接，短凸缘上有一个容纳密封环13的凹槽12。
如图1所示，通道4在内外容器之间是连续的，从内容器和外容器的圆筒外壁起沿着顶部5、6和轴向部分9和10，一直通到就在开孔7中密封环13下面的开孔。内容器3与开孔7邻接的轴向部分10的尺寸，使空心活塞杆8的周围有一条狭窄的自由通道通到容器2、3的内部。
外容器2包括一个直径相同的圆筒部分，参见图1。沿附图往下看时，该圆筒部分通过一个形成截头锥体内表面16的短过渡部分15延伸成一个直径稍大的圆筒部分14。内容器3终止在外容器2的过渡部分15延伸成直径较大的圆筒部分14的位置。内容器3的下端包括截头锥体形状的外表面17，它与外容器2内侧截头锥体表面16的形状相吻合。就在内容器3下端的下面分别装设一个外圆盘19和一个内圆盘20，内容器3终止于径向面18。除了在这两个圆盘之间由中心孔22至外容器2内侧的轴向平面上的通道21之外，它们彼此之间是紧密邻接的。此处的通道21通过轴向延伸部分23与外容器2和内容器3之间的通道4相通。通道21和轴向通道部分23适合由内圆盘20对着外圆盘19一侧上的凹槽形成。19和20这两个圆盘被加工成倾斜状，以使它们基本上构成内、外截头圆锥的表面(见图1)，且因此朝着中心孔22向下倾斜。图1还示出，内圆盘20有径向面24，它与内容器3上相近的径向面18邻接。内圆盘20的径向面24上有一个容纳密封环26的凹槽25。
用一个在下部封闭外容器的盖27，将19和20这两个圆盘保持在与内容器3的径向面18对接的位置上。盖27包括一个适合与外容器2的内侧紧密邻接的圆筒部分28，并用适当的方式，例如采用套筒28外侧上的周边凸缘29和外容器2内侧周边上的相应凹槽30之间相接的压紧作用将其固定到外容器2上。利用外圆盘19外边缘上的周边凹槽32中的密封环31确保密封连接。盖27还包括一个相当薄的壁32，它适合在图1所示的位置上构成该装置的下底。壁32基本上沿着与外圆盘19和内圆盘20平行的方向延伸，即壁32从套筒28的内侧与圆盘19和20的邻近处起向下延伸至一个基本上与外容器2的下边沿33在同一水平面上的部位。为了加强这个较薄的壁32，按一定间隔装有起加强作用的径向加强肋34，图1中只出现一个所述的加强肋。加强肋34是成形加工的，其一部分在壁32之外，而另一部分在壁32之内(见图1)。后一部分用图号35表示，它被制成能与外圆盘19的底侧邻接的形状，从而它有助于将圆盘19和20保持在可靠的位置上。
隔板装置36夹在外圆盘19和盖27之间，这个隔板装置36包括中心管段37。这个中心管段安装在一个沿轴向向内突出的短轴38上，该短轴与盖27的壁32被加工成形为一体。这个管段37与从该管向外延伸的圆盘壁39加工成形为一体，使圆盘壁39起初朝向盖27的壁32稍微向下倾斜，然后有一段沿短轴方向延伸，以便再沿着基本上平行于盖壁32的方向继续延伸。圆盘39终止于径向伸展的短周缘40，短周缘40靠着盖27上的加强肋35的台肩41。环形过滤单元42夹在圆盘壁39的外周缘40和外圆盘19的底侧之间。这个环形的过滤单元42与在相邻的外圆盘19外侧上基本上呈径向的加工成形表面43邻接。采用这种环形过滤器的一种装置和一些方法是一项同时提交的题为“具有环形过滤器的离心机”的共同未决的专利申请的主题。
为了确保隔板装置36的稳定性，还在管段37和圆盘壁39之间配置有编号44所表示的径向加强肋。
本发明的试剂释放系统包括总编号45所表示的密封室，它固定在隔板装置36的管段37与盖27相反的一端上。该密封室适合选择性地将试剂释放到第二室75中。这个密封室包括一根细长的管段46，该管段与径向环47被加工成形为一体且带有两个附加的径向环48和49。用压配合的方法将48和49这两个径向环固定到它们在固定环47的相应侧。利用圆形台肩50和51将松动环48和49分别按它们与固定环47相应的间距配置在管段46上。47、48和49三个圆盘有完全相同的外径并带有一个沿着它们相应的边缘的圆形套筒52，该套筒被安装成可移动式的。
如附图所示，下圆盘49与隔板装置36的管段37的上端邻接，从而确定了密封室45的轴向位置。该位置还可由当密封室的可移动的套筒52在轴向上位移时，借助其下端(见附图)与外圆盘19在中心孔22内的最内边缘53达到密封邻接来确定。在套筒52的这个位置上，在围绕该套筒的内圆盘20以内的空间与通向外圆盘19和内圆盘20之间的通道21的入口孔之间仍然相通。可移动套筒52应当有适当的轴向长度，以致当所述套筒52向下做轴向移动时，在套筒52的上端(见附图)脱离固定环47之前，该套筒52与外圆盘20相连接。套筒52的内径还与隔板装置36的圆盘壁39的轴向延伸部分的外径相匹配，以致套筒52朝着盖27继续向下移动到脱离外圆盘19时就与隔板装置36相连不再移动。隔板装置36轴向部分的长度也与套筒52的轴向长度相适应，以致所述套筒52处在最低位置时，基本上完全被隔板装置36所容纳。
如附图所示，空心活塞杆8包括在外容器2和内容器3内的圆形活塞55，所示活塞55通过密封环56与内容器3的内侧密封连接。
在空心活塞杆内加工成形一个陆尔联轴器(Luer-Coupling)57，用以容纳常规注射器58以及对注射器58的内容物起活塞作用的活塞59。联轴器57基本上被加工成形为通过截头圆锥部分60与活塞55内的中心孔连通的管段。该管段57具有一个在径向上朝内凸出的缩颈62，用以引导注射器58中的流体从轴向路径离开，且从而绕过在其下方的密封室45内的管段46。后一管段46的长度和其它尺寸以活塞55处在其接近盖27的最低位置时，它能与活塞杆8内的管段57密封连接为准。为了加强上述的密封连接，管段57内侧的直径朝着接近活塞55的一端逐渐减小。
轴向伸出的裙板63与围绕所述活塞中心孔61的活塞55构成一个整体。该裙板63被加工成形的直径和长度，以其能通过活塞55的适当移动，推动密封室45的可移动套筒52做上述移动进入所述的位置，即与穿过两个圆盘19和20的中心孔22的内边缘53连接，随后与隔板装置36连接的位置为准。
一个有弹性的带唇环形密封装置64按所示固定在容器2、3顶部内侧空心活塞的周围(见图1)。这个带唇密封装置64适于防止流体从容器2、3内部不按要求流入通道4，但当通过活塞55施加一个力时，它可以使流体通过。
如图1上部所示，在外容器2和内容器3的相应开孔66上有一个挠性管65的接头。这种接头已为人们所知，因此没有详细示出，但如果需要，该接头能使与挠性管的连接中断。另外，用常规方法装设一个带有适宜过滤器的排气孔，因此既没有表示出，也不做详细说明。
有一条通道69从隔板装置36和盖27之间的区域一直向上通过隔板装置36的管段37的内部以及密封室45的管段46的内部。当后一管段46与活塞杆8内部的管段57联结时，这个通道69就能使流体从所述的区域转移到注射器58中。在盖27的短轴38的最下部设有通道66，该通道是通过将所述的短轴38加工成具有一个轴向的平面形成的，所述短轴的横截面基本上是圆形的。因此，在短轴和管段37内侧靠近短轴的部分之间形成一个空隙。就在短轴38的上面有一个区域67，在该处，隔板装置36的内径稍微缩小。用这种方法就能把一个小过滤器68放在所述区域的正上方(见图1)，因此在流体进入密封室45的管段46之前必先通过所述的过滤器。
所述的装置包括第一环形室70，该室在内部是由空心活塞8构成的圆筒形内壁71限定的，而在外部是由外容器2和内容器3构成的圆筒形外壁27限定的。若在一般使用的位置上(见图1)，在上部，环形室70是由外容器2和内容器3相应的底5和6构成的上壁73限定的。在下部环形室70是由活塞55构成的下壁74限定的。第二室75被限定在活塞55以下，在外部，该室是由和第一室70相同的圆筒形外壁72限定的。在下部，第二室75是由外圆盘19和内圆盘20形成的第二下壁76限定的。密封室45配置在第二室75内部的中央。在所述第二下壁76的下面设有第三室77，该室是由隔板装置36和环形过滤单元42限定的。此外，这个第三室77通过由外圆盘19和内圆盘20中心孔22形成的通道与第二室75相通。最后，在隔板装置36的下面设有第四室78，该室在下部由盖27的壁32，以及盖27的套筒部分28和外圆盘19的底侧限定的。
如上所述，所述的装置主要适合于分离血液成分，例如从血液中分离纤维蛋白单体，且为此目的，第二室75，且优选密封室46的上室80，事先充满适宜的酶例如类凝血酶(Batroxobin)。正如从EP-PS592,242所了解的，可以使用任一种类凝血酶。这类酶包括凝血酶本身或具有类似活性的任一种其它物质，例如蛇毒蛋白制剂(Ancrod)、Acutin、Venyyme、Asperase、Botropase、Crotabase、Flavorxobin、Gabonase和优选的类凝血酶。类凝血酶可与生物素发生化学结合，生物素是一种合成的物质，能使人们以一种已知的常规方法利用抗生物素蛋白-琼脂糖组合物中的抗生物素蛋白捕获类凝血酶。因此，在密封室最下面的室81中有抗生物素蛋白-琼脂糖存在。在将所述的密封室放置在该装置中之前，将生物素-类凝血酶组合物和抗生物素蛋白-琼脂糖组合物装入密封室45内相应的室80和81中是比较容易的。
最后，配置注射器58，所述的注射器装有再溶解溶液，例如用乙酸稀释乙酸盐配制的pH-4的缓冲溶液，该注射器适合接受纤维蛋白I。
也可以使用现有技术中已知的其它缓冲剂。用于再溶解的缓冲剂可以是任一种酸性缓冲溶液，优选的缓冲溶液pH为1-5。一些适宜的实例包括乙酸、琥珀酸、葡糖醛酸、磺基丙氨酸、巴豆酸、衣康酸、戊炔二酸(glutonic acid)、甲酸、天冬氨酸、己二酸以及这些酸的盐类。琥珀酸、天冬氨酸、己二酸和乙酸盐类例如乙酸钠是优选的。也可采用离液序列高的(chaotropic)试剂在中性pH下进行溶解。适宜的试剂包括尿素、溴化钠、盐酸胍、KCNS、碘化钾和溴化钾。这类酸性缓冲剂或这类离液序列高的试剂的浓度和体积与EP-PS592,242所述的相同。
在血液加入过程中或就在血液加入之后，将活塞杆8向该装置的内部推进，以致使密封室45的可移动套筒52向下移动，进入通过下壁76到第二室77的直通通道上的密封连接处。因此，同时打开密封室上室80中的生物素-类凝血酶组合物的通路。
当该装置准备使用时，用常规方法通过未示出的一根针和挠性管65把血液样品加入第一室中，还优选用常规方法往血液样品中混入抗凝血剂。在通过挠性管65和开孔66将血液加入第一室70内部的过程中，用常规方法从该室排出空气。在加完血液之后，拆下挠性管65，且将开孔66封闭。然后将装有血液的这个装置放在离心机里，离心机特别有助于压紧密封各个部件。离心机使该装置围绕旋转轴1旋转。由于离心作用，血液在第一室70中分离出血浆部分，这部分血浆径向澄清在血液其余部分的内侧，余下的这部分血液含有红血细胞和白血细胞。正如EP-PS592,242所述，根据需要改变离心的速度和时间，可使血小板存在于任一部分之中。
当血浆和血液其余部分之间的界面达到稳定时，即当分离完全时，向外拉活塞杆8及活塞55来减少第一室70的容积。因此，一个可能存在的内部空气层首先通过通道4和21进入第二室75，且活塞55的进一步移动意味着血浆也进入第二室75。当全部血浆层被压入第二室75之后，即在血浆部分和血液其余部分之间的界面达到第一室70的内壁71之后，停止活塞55的移动。
在第二室75中，血浆部分与类凝血酶发生接触，因而从血浆部分释放出的纤维蛋白单体立即聚合成非交联的纤维蛋白聚合物。这一过程是在该装置连续离心时进行的，因而纤维蛋白聚合物能有效地与血浆的其余部分分离，所述的纤维蛋白聚合物是由生物素-类凝血酶组合物的反应生成的，且沿着圆筒形外壁72沉积成一层粘稠层。在完成这一分离之后，停止离心，因而通过先将活塞55提起，使空气从第一室70转移到第二室75，然后压下所述的活塞55，可以很容易地把余下的比较容易流动的血浆部分压回到第一室70中。在含纤维蛋白聚合物的粘稠层达到通道21的开口之前，这一转移可能进行得相当容易、相当快。为了防止粘稠层过快地到达通道21的入口，可任选地采取进一步的措施，例如在底76上装设一个向上凸出的齿形环82(点线所示的)。这种离心/排放步骤可根据需要进行两次或多次，以便从纤维蛋白聚合物中得到尽可能多的血浆流体。
只要从第二室75中挤出其余部分的血浆，就使密封室45的可移动套筒52再向下移动，以打开最下面的室81的通路。在套筒后一次移动的同时或与其联动，利用主轴的外部作用将注射器58的柱塞49完全压下，这样就将pH-4的缓冲剂输送到第二室75中，这一过程可与离心搅拌同时进行。加入pH-4的缓冲溶液，使纤维蛋白聚合物在其中溶解，而在密封室45下室81中存在的抗生物素蛋白-琼脂糖组合物，使生物素-类凝血酶组合物以常规方式被抗生物素蛋白结合。活塞55的继续移动使密封室45上的可移动套筒52与隔板装置36连接并脱离下壁76，因而提供了进入第三室77的自由通路。因此，第二室75的内容物可以自由向下流进第三室77中。优选在离心搅拌过程中进行再溶解，离心搅拌包括离心以及一系列正向/反向搅动的停止/启动。
继续离心为能通过环形过滤单元42截留较大颗粒的琼脂糖和通过生物素-抗生物素蛋白捕获系统结合到琼脂糖上的类凝血酶，在第三室分离纤维蛋白单体溶液创造条件。当纤维蛋白单体溶液由于上述的离心作用已经进入最下面的第四室78时，停止所示的离心，且在密封室45的管段46的最上段同与注射器58连接的管段47相连时，很容易通过重新撤回活塞59将纤维蛋白-I溶液转移到注射器58中。
在继续离心过程中，在从第二室75的血浆部分分离出纤维蛋白聚合物以及利用离心作用在第三室77中分离出纤维蛋白单体溶液的情况下，从上述的血样中分离纤维蛋白I可以达到相当高的产率。
已参照优选的实施方案叙述了本发明。然而在不超出本发明范围的情况下可做许多改进。
图2说明了这类改进的例子，例如所述的图2说明了本发明的第二个实施方案，它与图1所示的本发明的实施方案多少有些相似。图2的实施方案包括由活塞92隔开的第一室90和第二室91，活塞92包括在内壁限定第一室的空心活塞杆93。在外部，这两个室是由基本上是圆筒形的构件94的一部分以及这两个室90和91的外圆筒壁95限定的。在上部，第一室90是由上壁85限定的，该上壁又是由顶盖构成的，该顶盖借助一个拧进所述的圆筒形构件94内的环96，固定在该构件上。上壁85限定用作空心活塞杆93通路的贯穿孔。在下部，第二室91是由下壁96限定的，该下壁是由圆筒形构件94内的圆形内凸缘构成的。圆筒形构件94在第二室91的一侧上有截头圆锥面97，该锥面离开活塞92向第二室91的中心倾斜。下壁96限定了通向第三室99的中央直通通道98。第三室99是由隔板装置100和环形过滤单元101限定的，该过滤单元插在下壁96和隔板装置100之间且通到第四环形室102。第四室102被限定在用螺纹固定在圆筒形构件94上的杯形盖103内。所述的盖的103通过中间肋103使隔板装置100位于圆筒形构件94内部的中央，同时压住环形过滤单元101。
密封室105固定在位于隔板装置100的中央、向上凸出的短轴104上。密封室105包括带有盘形环107、108的管状部分106，这两个盘形环松动地连接在管状部分上，且借助于所配置的可移动套筒，限定用于容纳分别由字母BB和AA表示的所述酶的两个室。利用在管段106上成形加工的台肩以及管状构件106的外径从下向上逐渐减小的形状，使这些盘形环按所需要的间距固定在管段106上。
从第一室90的顶部到第二室91的底部设置有直通通道115和116。这两条通道分别是利用它们各自的固定管段117和118形成的，它们平行于该装置的旋转轴延伸，其两端被固定在上壁95和下壁96内的连接孔上。分别由一些适当的孔和固定在其中的柱塞构成这些管段和这些室之间的通道连接。管段117和118穿过它们在活塞92上相应的开孔延伸。为了防止泄漏，各处全都装有密封环。
联接器120固定在活塞92内侧的中央，用于空心活塞杆93内的注射器121与密封室105的管段106上端的联接。联接器120带有一个伸进第二室91且对密封室105的可移动套筒110起作用的裙板122。如图所示，该套筒110的外径与向下通入第三室49的直通通道98的直径相匹配，以使套筒110受下壁96引导并保持在任一位置上，因而也能使其保持在最低的位置上，套筒105处在该位置时，不与密封室内最下面的盘形环109连接，且使流体从第二室91向下流入第三室99。通道123从第四室102开始延伸，并从中心向上穿过隔板装置100上的短轴104，然后再向上穿过密封室105的管状构件106，从而使流体可以从第四室102进入注射器121。
图2的装置和图1的装置的使用方法完全相同，自然它也设置有联接装置，用以连接加入血液的挠性管。
所述各装置成形加工部分的零件很容易用注模法由适宜的塑料制造，因此上述这些装置也是很便宜的且适合一次性使用。
已参照该装置优选的实施方案叙述了本发明。然而，根据本发明的方法可以很容易地在实验室中利用一个可加盖密闭的杯子在无菌条件下进行。将血浆和酶装入杯中，先混合然后离心，使非交联的纤维蛋白聚合物分离到上述的杯底或杯壁上。在移去余下的血浆部分之后，通过加入溶剂以及利用上述的离心搅拌作用将非交联的纤维蛋白聚合物重新溶解。实施例将140ml全血和20ml硝酸钠抗凝血剂(美国药典)加入上述装置的第一室70中。将这种混合物在约6,000RPM下离心2min，以分离血浆和血细胞。当继续离心进行主分离时，将活塞提起，以便将最里边的相，即血浆转移进第二室75。转移的血浆约60ml。将其用30个单位的生物素化的类凝血酶处理，生物素化的类凝血酶是通过前述的密封室45的上室80加入第二室75的。血浆和类凝血酶先在低速下，例如在约2,000至3,000RPM下混合，然后在9,000RPM下离心9min。
非交联的纤维蛋白聚合物凝胶在圆筒壁上沉积成一薄层，然后停止转动。随后把余下的血浆流体(血清)往回转移到第一室70。此后在9,000RPM下再进行两次1min的离心，以尽可能多地分离出凝胶中的血清。在每次1min离心之后，将多出的血清转移到第一室70中。
然后，用注射器58将3.5ml含有24mM氯化钙的0.2M乙酸钠(pH4.0)缓冲溶液加入第三室75中。同时，在约3,000RPM下每次旋转5-10s，重复进行正转/反转离心搅拌2min，以便溶解纤维蛋白聚合物凝胶并制备含纤维蛋白单体的溶液。通过密封室45的下室71将抗生物素蛋白琼脂糖加入所制备的溶液中。此后再在约3,000RRM下，每次旋转5-10s，重复进行正转/反转离心搅拌5min。产生的溶液含纤维蛋白单体以及抗生物素蛋白-琼脂糖生物素-类凝血酶络合物。
将该溶液转移到第三室77中，并在9,000RPM下通过20μm波雷克斯(Porex)环形过滤器过滤1min。将产生的纤维蛋白单体溶液收集到前述的注射器58中。
将如此制成的纤维蛋白单体溶液(在这种情况下是纤维蛋白I)与0.75M碳酸钠/碳酸氢钠缓冲剂按纤维蛋白I缓冲剂为5∶1的比例同时施加在需要这种密封剂的部位，它就重新聚合而成纤维蛋白密封剂。
权利要求
1.一种利用离心作用分离血液成分例如纤维蛋白I的方法，所述的方法包括将混有抗凝血剂的血液加入装置的第一环形室，在该装置中，该环形室是由围绕公共轴同轴延伸的圆筒形外壁和圆筒形内壁以及上壁和下壁限定的，其中上壁或下壁是由可在第一室内移动的活塞体构成，所述的方法还包括该装置围绕所述公共轴的离心作用，然后在活塞体的作用下将产生的液体部分转移到由圆筒外壁限定的第二室，该壁与所述的公共轴同轴延伸，因而通过连续离心并加入促进分离的适宜组合物，能使存在于第二室中的液体部分进一步分离，并将不能利用的部分返回到第一室中，从而任选在加入溶剂之后，使留在第二室中的这一液体部分通过一个过滤器转移到液体接受容器中，该方法的特征在于，在将留在第二室的这部分液体转移到液体接受容器之前，先将其转移到与其它室同轴配置的第三室中，其特征还在于使现存于所述第三室中的液体在离心过程中通过一个环形过滤器，以便进入与液体接受容器连通配结的环形外隔室中。
2.一种实施权利要求1的方法的装置，该装置包括第一环形室，该室是由围绕旋转轴同心配置的圆筒外壁和圆筒内部以及上壁和下壁限定的，其中上壁或下壁是由可在第一室内移动的活塞体构成，所述的装置还包括通过第一通道与所述的第一室相通的第二室，且第二室是由围绕旋转轴同心配置的圆筒外壁、所述第一室的下壁以及另外一个下壁限定的，该装置的第二室在离心过程中配接位于第一室之下，而且此处所述的装置还包括将血液加入第一室的血液加入装置和加入促进分离的组合物的组合物加入装置以及连接至少一个液体接受容器的接受装置，所述的接受装置通过第二通道与第二室相通，该装置的特征在于，第二通道通过一个与其同轴配置的第三室与第二室相通，且第三室包括一个通向第二室的通道，第二室可从外面打开，这一装置的特征还在于第三室包括一个内隔室和一个环形外隔室，所述的这二个隔室通过径向延伸的环形通道互相连通，在通道中配备有环形过滤器，以防含有曾用于促进分离现需除去的成分的液体通过。
3.权利要求2的装置，其特征在于，第二室和第三室之间的通道与这二个室同轴配置，并由一个密封室封闭，该密封室包括一个同轴安装在第二室中的中枢，该中枢带有多个彼此有间距的径向圆盘，这些圆盘构成密封室内多个隔室的隔板，且具有相同的外圆周形状，其特征还在于这些隔室的外部由一个密封的、安装成可移动的套筒形外壳封闭，该外壳的外侧在任一位置上都与轴向通道的侧壁密封配接，在活塞的作用下，套筒形外壳做轴向移动，当它脱离了与最低隔板周边的配接时，构成密封室最低隔板的圆盘使液体从第二室自由流入第三室。
4.权利要求3的装置，其特征在于，活塞体包括一个与密封室套筒形外壳同轴且向下延伸的裙板，当活塞体被压下时，该裙板与所述的外壳配接，以便借此在适当时刻依次打开密封室内相应的隔室，并最后打开液体从第二室进入第一室的通道。
5.权利要求3或4的装置，其特征在于，密封室的中枢包括一个轴向直通通道，且固定在在较低的第三室底部中央向上的凸出部分上，所述的直通道通过一个通道系统与第三室的环形外隔室在液体上相通，该装置的特征还在于使中枢的上端与活塞体内的通道密封配接，以便使其与可固定在该通道中的液体接受容器连接。
6.权利要求5的装置，其特征在于，利用一个套筒将密封室的中枢固定在第三室底部的凸出部分上，该套筒的两端分别围绕中枢和凸出部分，其特征还在于该套筒包括一个向外伸出的环形壁，从而使所述的环形过滤器固定在所述壁表面的外周边和第二室的底壁之间，利用使套筒向外伸出的壁部配置在与第三室底部相隔一定距离的位置上，构成外环形隔室和轴向延伸通道之间的连接，该通道通到在凸出部分的内侧和与其相近的套筒内侧之间的中枢直通通道。
全文摘要
一种利用围绕中心轴的离心作用分离血液成分例如纤维蛋白单体的装置,该装置包括由围绕旋转轴同心配置的圆筒外壁(72)和圆筒内壁(71)以及上壁(73)和下壁(74)限定的第一环形室(70),该室的下壁是由可在第一室内移动的活塞(55)构成的。该装置还包括位于第一室之下且通过第一通道(4)与所述的第一室相通的第二室(75),并且该室由第一室的另一个圆筒壁(72)、下壁(74)和另一个下壁(76)所限定。该装置还包括一个配置在第一室内的密封室(45),该密封室包括多个隔室,用于容纳有促进分离作用的相应组合物。
文档编号G01N33/49GK1173141SQ95197456
公开日1998年2月11日 申请日期1995年12月1日 优先权日1994年12月2日
发明者N·E·霍尔姆 申请人:布里斯托尔-迈尔斯斯奎布公司