消毒光敏聚合物血清分離器的制造方法
【專利說明】消毒光敏聚合物血清分離器
[0001]本申請要求申請日為2012年10月22日的美國專利申請序列號13/656926的優(yōu)先權(quán)利益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明領(lǐng)域是關(guān)于流體分離的，特別是運(yùn)用在要分離的相之間形成屏障的化合物進(jìn)行血清的分離。
【背景技術(shù)】
[0003]分析血液樣品一般要求在化驗(yàn)之前將全血分離成血清或血漿成分及含有細(xì)胞的成分。通常采集血液樣品要在血液采集或分離管中進(jìn)行。理想狀況下，應(yīng)對血液采集或分離管進(jìn)行消毒，以免樣品受到微生物污染，并簡化長期儲存的操作。由于血液采集/分離管是大批量生成的，并且是具有降低的內(nèi)部壓力的密封容器(目的是促進(jìn)血液收集)，因此消毒通常是利用電離輻射完成的，例如γ射線、電子束輻射，或能對密封容器里的物品進(jìn)行消毒的其他方法。采集樣品后，將血液采集或分離管移到相對高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中。向心力使管內(nèi)產(chǎn)生了密度梯度，管底部集中了血液樣品中較重的元素(如血細(xì)胞)作為稠密相或成分，管的上部集中了較輕的元素(如血清或血漿)作為輕相或成分。從離心機(jī)上取下后，可以將分離管移至分析器或放置儲存起來。
[0004]不幸的是，一旦以這種方式將血液分開，在樣品萃取、出庫或其他不希望的相互作用中，各相或成分之間通過擴(kuò)散、攪動、擾動等方式能重新混合起來。由于存儲中稠密的細(xì)胞含有成分之間的細(xì)胞破裂會加劇這種情況。這會導(dǎo)致各成分之間的污染，從而對化驗(yàn)結(jié)果造成不良影響。因此，理想上來說，分離后的血液各成分之間應(yīng)相互隔離，以確保分析之前或分析的過程中不會出現(xiàn)污染。
[0005]分離全血各成分的系統(tǒng)中通常包括分離器物質(zhì)或裝置，它是居于全血中細(xì)胞含有成分、血清/血漿成分之間的密度中間體，這樣在離心過濾過程中分離器物質(zhì)或裝置使各成分能自發(fā)地聚集在一起。這使得分離器物質(zhì)或裝置充當(dāng)了由于擴(kuò)散、攪拌、以及其他干擾而引起混合時(shí)的物理屏障。合適的密度通常在1.01g/cm3至1.09g/cm3之間。當(dāng)將全血加入到含有分離器物質(zhì)的采集或分離管中，并使管處于離心狀態(tài)時(shí)，分離器物質(zhì)會移至不同成分的接口處，從而將這兩種成分彼此分開。美國專利號為4946601 (Fiehler)中可以找到在全血分餾中使用可流動膠體作為分離器物質(zhì)的示例采集管。在準(zhǔn)備全血分餾時(shí)使用的分離器物質(zhì)是可流動性的另一個例子在美國專利號分別是6248844和6361700 (Gates等)中也能找到。在這些專利中所用的分離器物質(zhì)是經(jīng)過聚合后達(dá)到所需粘度的聚酯。在此所討論的這些和所有其他外源性物質(zhì)通過整體引入進(jìn)來。凡引用文獻(xiàn)中的定義或術(shù)語的使用與在此提供的術(shù)語定義不一致或相反，在此提供的該術(shù)語的定義適用，而引用中該術(shù)語的定義不適用。
[0006]雖然提供可流動物質(zhì)以用于分離全血的各成分，但可流動物質(zhì)還有一些缺點(diǎn)。在離心過濾完成之后，可流動物質(zhì)仍然具有流動性。這種物理不穩(wěn)定性使樣品各成分之間仍然存在著污染的風(fēng)險(xiǎn)，除非適當(dāng)保管以保持采血管適當(dāng)靜止不動，并避免攪動。盡管使用配置成的粘度足夠高的基于凝膠的分離物質(zhì)，可以提供足夠堅(jiān)固的屏障以克服這些缺點(diǎn)，但這樣的分離物質(zhì)可能不再隨著全血而流動，因此需要極長的離心時(shí)間。短離心時(shí)間對保持臨床實(shí)驗(yàn)室的高吞吐量是重要的，并且在急需血液分析結(jié)果的生死情境中可能是非常關(guān)鍵的。
[0007]解決這一問題的一個方法就是使用觸變膠體作為采血管中的分離器物質(zhì)。觸變膠體粘度的變化取決于施加于其上的剪應(yīng)力。例如，觸變膠體具有低粘度，使其能在離心機(jī)施加的剪應(yīng)力作用下相對容易地流動，但觸變膠體具有高粘度，可使其在離心之后的靜止?fàn)顟B(tài)下具有抗流動性。例如，美國專利號4818418 (Saunders)中討論了在采血管中使用觸變膠體的情況。然而，觸變膠體的問題是在血液各成分之間集中的相對粘的膠體至少還有一定程度的流動性，并且不能形成足夠堅(jiān)固的分離屏障。因此，當(dāng)用吸管或類似設(shè)備從采血管中提取樣品時(shí)，如果吸管接觸這一分離屏障，這些隔離物質(zhì)可能會污染、弄臟或堵住吸管。而且，隔離物質(zhì)塊漂浮在上層并不斷累積以致堵塞分析儀探針的情況也并不少見。雖然多數(shù)分析儀具有深度傳感器，但這種傳感器不能解決浮動分離器物質(zhì)的問題，使用這種傳感器需要清除分離器物質(zhì)上面的部分，因此也會浪費(fèi)血漿。
[0008]—些醫(yī)療設(shè)備制造中采取的另一種方法是在采血管中放置可移動的、堅(jiān)固的屏障物質(zhì)或裝置。這些堅(jiān)固的物質(zhì)包括中間密度的聚合物，其示例可在美國專利號3647070 (Adler)中找到，其中聚合物球或指定密度的顆粒聚集以形成屏障層。同樣，美國專利號5266199 (Tsukagoshi等)中描述了從細(xì)胞含有相中控制血清分離的彈性管和球閥組件。然而，這樣的物理屏障必然包括各個不同成分之間的空隙，因此，它只提供了分離血液成分之間的局部密封。而且，移動屏障的另一個缺點(diǎn)是這樣的容器必須要進(jìn)行充分填充，并要求各成分在相對比例上的差異。
[0009]在血液采集/分離管中各成分之間提供堅(jiān)固屏障的另一種方法，在美國專利號7673758、專利號 7674388、專利號 7780861、專利號 8151996 和專利號 8206638 (Emerson)中進(jìn)行了公布。這些專利中公開了離心過濾時(shí)在血液采集或分離管中使用低粘度的觸變膠體，在離心分離期間，它可以在稠密的細(xì)胞含有成分和相對低密度的血清/血漿成分之間相對自由地流動和集中。觸變膠體中包括能形成化學(xué)交聯(lián)的反應(yīng)基聚合物和聚合引發(fā)劑。離心過濾后引發(fā)劑的活化作用使聚合物的反應(yīng)基形成膠體內(nèi)交聯(lián)聚合物分子的共價(jià)鍵。這種交聯(lián)在細(xì)胞含有成分和血清/血漿血液成分之間形成堅(jiān)固的、不可滲透的聚合物屏障。然而，它并沒有提及對含有這一化合物的血液采集或分離管進(jìn)行充分消毒的問題。
[0010]這些和其他的全血分離的方法缺乏必要的功能來確保全血中兩種分離的成分得到有效的保護(hù)，防止短離心時(shí)間內(nèi)由于微生物的生長、樣品成分/相之間不期望的相互作用而引起的污染。因此，離心后仍然需要使隔離屏障固化的液體分離技術(shù)，并且也考慮將有效的、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備殺毒納入其中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了裝置、系統(tǒng)和方法，在其中能提供樣品兩相之間穩(wěn)定的、確實(shí)堅(jiān)固的分離屏障，以減少兩相之間的污染。分離屏障是在消毒的分離管內(nèi)部形成的。本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方案之一就是在分離管內(nèi)提供分離組分來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的，其中分離組分包括一種或多種可聚合化合物、自由基清除劑和聚合引發(fā)劑(如自由基光引發(fā)劑)。自由基清除劑的成分和濃度應(yīng)是這樣的，即分離管(或其中一部分)暴露在計(jì)量足以對分離管進(jìn)行消毒的電離輻射中，而又不引起聚合性化合物的聚合。合適的自由基清除劑可能包括抗氧化劑、輻射防護(hù)物、自由基抑制劑、穩(wěn)定自由基抑制劑、自由基攔截器和自由基清除劑。令人驚奇的是，經(jīng)過電離輻射消毒處理后，合適的能量源，如UV和/或可見光，能引發(fā)自由基聚合，當(dāng)分離管(或其中一部分)受到照射時(shí)，仍可能由可聚合化合物(如脂族氨基甲酸酯二丙烯酸酯和/或脂族丙烯酸酯)形成確實(shí)堅(jiān)固的交聯(lián)組合物。這種交聯(lián)組合物在分離管內(nèi)扮演著不可滲透的分離屏障的作用。本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方案中，在合適能量源的作用下，開始照射分離管(或其中一部分)大約10分鐘就能基本形成這種分離屏障。
[0012]本發(fā)明構(gòu)思的另一個實(shí)施例采用了在分離管內(nèi)分離樣品各相的方法。在該方法中，提供的分離管內(nèi)有分離組分，它受自由基聚合作用而形成交聯(lián)的組合