血沉棕黄层分离浮子系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于分离并且轴向扩展血沉棕黄层的试管及浮子系统。总体上，该系统包括挠性的样品试管和刚性的分离浮子，浮子具有的比重介于红细胞比重与血浆比重之间。样品试管包括具有第一横截面内径的细长侧壁。浮子具有主体部和自主体部凸出以接合并支撑样品试管侧壁的一个或多个支撑件。在离心分离期间，离心力使试管的直径扩大以允许浮子在试管中基于密度而轴向移动。在结束离心作用之后，试管侧壁恢复其第一直径，从而俘获浮子并且将血沉棕黄层成分截留在环状容积中。本发明专利技术还描述了用于俘获并获取血沉棕黄层成分的几种不同系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术的背景本申请要求以2010年3月30日提交的美国临时专利申请序列号No.61/318,929、以及2010年8月12日提交的美国临时专利申请序列号No.61/372,905为优先权。上述两件申请的内容在此以引用方式完全并入本文。本专利技术总体上涉及基于密度的流体分离，特别涉及通过轴向扩展进行流体复合物的分离、识别和/或定量的改进样品试管及浮子设计，以及采用这种样品试管及浮子设计的方法。本专利技术发现了在血液分离以及血沉棕黄层的轴向扩展中的特定应用，并以此为具体参照进行描述。对于全血评估，在临床实验室中常规执行定量血沉棕黄层（QBC）分析。血沉棕黄层是使未凝血液受离心作用或静置后形成在红细胞层与血浆之间的一系列浅色的白细胞薄层。QBC分析技术通常采用容纳抗凝全血的小毛细管的离心分离，以将血液分离成实质上六层：（1）浓集红细胞，（2）网织红细胞，（3）粒细胞，（4）淋巴细胞/单核细胞，（5）血小板，以及（6）血浆。血沉棕黄层从顶到底包括血小板层、淋巴细胞和粒细胞层、以及网织红细胞层。基于毛细管的检验，在QBC分析期间确定各层的长度或高度，并转换成细胞计数，因此，允许各层的定量测量。可以用手动读取装置即放大目镜和手动指点设备，或者借助于自动光学扫描装置的光度测定（其通过沿试管长度测量光透射率和荧光而发现各层），测量各层的长度或高度。美国新泽西州Franklin Lakes市的Becton-Dickinson andCompany制造了一系列常用QBC仪器。由于血沉棕黄层的各层非常薄，经常通过将塑料筒或浮子放进试管中使血沉棕黄层在毛细管中扩展（expand），用于更准确的视觉或光学测量。该浮子具有的密度小于红细胞的密度（约1.090克/毫升（g/ml））并且大于血浆的密度（约1.028克/毫升），而且占据试管的几乎所有横截面面积。所以，体积占位浮子（volume-occupying float）通常停留于浓集红细胞层上并且使试管中血沉棕黄层的轴向长度扩展，以便更容易并且更准确地测量。本领域中存在的一种需求是：关于改进的样品试管及浮子系统，以及，用于分离血液和/或在血液样品的血沉棕黄层或其它层中识别循环癌细胞和/或其他罕见细胞、生物体或颗粒或对象（即：干细胞、细胞碎片、病毒感染的细胞、锥虫等）的方法。然而，相对于血液的体积，预期通常存在于血沉棕黄层中的细胞数目非常低，例如，在每毫米（millimeter）血液中大约1-100个细胞的范围内，因此，使测量很困难，特别是在用常规QBC毛细管和浮子对非常少量样品进行测量的情况下。本专利技术考虑了新的和改进的血液分离组件及方法，克服了以上提及的问题及其它问题。简要说明在多种实施例中，本申请披露了用于分离并且轴向扩展血液样品中血沉棕黄层成分的装置及方法。该装置包括分离浮子和样品试管。本文披露了：分离并且轴向扩展血液样品中血沉棕黄层成分的方法；检测血液样品中的靶细胞的方法；以及捕获或提取血液样品中血沉棕黄层成分/靶细胞的方法。这些方法要求将血液样品和刚性体积占位浮子引入挠性的样品试管中。刚性浮子具有的比重介于红细胞比重与血浆比重之间，并且包括主体部和一个或多个支撑件，该主体部由样品试管的侧壁部以径向间隔方式包围，以在二者之间形成环状容积，支撑件自主体部凸出并与侧壁接合。以这样的旋转速度使样品试管受离心作用，使得：侧壁扩大至足够大直径以允许浮子轴向移动，血液分离成离散层，以及，浮子移动成与血液样品的至少血沉棕黄层成分对齐。降低旋转速度，以导致侧壁俘获浮子，并且将血沉棕黄层成分截留在环状容积中，该环状容积可以分成一个或多个分析区。在一些实施例中，将血液样品和浮子引入挠性套管。将可压缩材料馈送进样品试管，并且将挠性套管放入样品试管中，使得：（i）可压缩材料位于样品试管与挠性套管之间，以及（ii）可压缩材料施加的压力足以导致挠性套管与浮子接合。在离心分离期间，使可压缩材料对挠性套管的压力降低，允许浮子移动而成为与血液样品的至少血沉棕黄层成分对齐。降低旋转速度时，可压缩材料再次施加压力，导致挠性套管与浮子接合，将血沉棕黄层成分截留在环状容积中。如果需要的话，可以从样品试管移去挠性套管。然后，可以对存在于环状容积中的血液样品进行分析。可选择地，可以将浮子的至少一个支撑件熔接至挠性套管。可压缩材料可以是水、浆液、凝胶、泡沫、或弹性体。通常，将可压缩材料按一定体积馈送至样品试管中，使得离心分离之后可压缩材料于样品试管中处在高于主体部顶端的水平高度。期望地，可压缩材料具有足够低的粘度，以使其不会粘附于挠性套管。在其它实施例中，使用非挠性金属样品试管。将血液样品和浮子引入挠性套管，并将挠性套管放进金属样品试管。在离心分离之后，使金属样品试管收缩，以俘获浮子并且将血沉棕黄层成分截留在环状容积中。还提供了一种用于分离血液样品中血沉棕黄层成分的试剂盒。该试剂盒包括金属样品试管、挠性套管、以及浮子。浮子具有的比重介于红细胞比重与血浆比重之间。浮子具有主体部和自主体部凸出的一个或多个支撑件。其他实施例中披露了挠性的体积占位分离浮子。挠性浮子包括主体部和自主体部凸出的一个或多个支撑件。在离心分离之前，浮子具有第一横截面直径。浮子由可压缩材料形成，从而，在施加离心力时，浮子收缩至第二横截面直径，第二横截面直径小于第一横截面直径。在使用中，使挠性浮子的第一横截面直径尺寸设定为与样品试管的侧壁接合。样品试管可以为挠性的或刚性的（即，非挠性的）。然后，以这样的旋转速度使试管受离心作用，导致浮子收缩至第二横截面直径，其小到足以允许浮子移动成为与血液样品的至少血沉棕黄层成分对齐。降低旋转速度时，浮子扩大至第一横截面直径，将血沉棕黄层成分截留在环状容积中。还披露了挠性的体积占位分离浮子的其他实施例。其中，浮子包括由挠性侧壁构成的主体部。挠性侧壁有第一边缘和第二边缘，第一边缘与第二边缘交叠以限定内部容积。第一边缘包括棘爪，以及，第二边缘包括凹口。弹簧位于内部容积内，弹簧具有第一端和第二端。弹簧的第一端安装至内表面，以及，弹簧的第二端安装至挠性侧壁的第二边缘。在离心分离期间弹簧压缩，以减小浮子的直径。在离心分离之后弹簧伸张时，棘爪与第二边缘的凹口接合。在使用中，在离心分离期间弹簧压缩，减小浮子的直径。这种收缩允许浮子移动成为与血液样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.30 US 61/318,929;2010.08.12 US 61/372,9051.一种分离并且轴向扩展血液样品中血沉棕黄层成分的方法，
包括：
将所述血液样品引入挠性套管；
将体积占位浮子引入所述挠性套管，所述浮子具有的比重介于
红细胞比重与血浆比重之间，以及，所述浮子包括：
主体部，其由所述挠性套管的内表面以间隔方式包围，以
在主体部与所述挠性套管的内表面之间形成环状容积；以及
一个或多个支撑件，其自所述主体部凸出；
将可压缩材料馈送至样品试管中；
将所述挠性套管放入所述样品试管中，使得所述可压缩材料位
于所述样品试管与所述挠性套管之间，以及，所述可压缩材料施加压
力足以导致所述挠性套管与所述浮子接合；
以一种旋转速度使所述样品试管受离心作用，足以减小所述可
压缩材料对所述挠性套管的压力，以将所述血液分离成离散层，以及，
允许所述浮子移动成为与所述血液样品的至少所述血沉棕黄层成分
对齐；以及
降低所述旋转速度，以使所述可压缩材料施加压力导致所述挠
性套管与所述浮子接合，将所述血沉棕黄层成分截留在所述环状容积
中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可压缩材料是水、
浆液、凝胶、泡沫、或弹性体。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
从所述样品试管取出所述挠性套管；以及
对存在于所述环状容积中的所述血液样品进行分析。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述挠性套管由半透明

\t聚合材料形成。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述挠性套管由透明聚
合材料形成。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使至少一个支撑件
与所述挠性套管熔接。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述浮子包括自所述主
体部的顶端凸出的顶部支撑件、以及自所述主体部的底端凸出的底部
支撑件，以及，其中，使所述顶部支撑件和所述底部支撑件与所述挠
性套管熔接。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，以超声波方式实施所述
熔接。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述浮子进一步包括减
压装置，用于阻止过多流体流过所述血沉棕黄层成分。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述可压缩材料按
一定体积馈送至所述样品试管中，使得离心分离之后，所述可压缩材
料于所述样品试管中的水平高度高于所述主体部顶端的水平高度。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可压缩材料具有
足够低的粘度，以使其不会粘附于所述挠性套管。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述可压缩材料
馈送进所述样品试管之前，将所述挠性套管放进所述样品试管。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述可压缩材料

\t馈送进所述样品试管之后，将所述挠性套管放进所述样品试管。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，可以按照任意顺序执
行下述步骤：将所述血液样品引入所述挠性套管，将所述体积占位浮
子引入所述挠性套管，将所述可压缩材料馈送进所述样品试管，以及，
将所述挠性套管放进所述样品试管。
15.一种分离并且轴向扩展血液样品中血沉棕黄层成分的方法，
包括：
将所述血液样品引入挠性套管；
将体积占位浮子引入所述挠性套管，所述浮子具有的比重介于
红细胞比重与血浆比重之间，以及，所述浮子包括：
主体部，其由所述挠性套管的内表面以间隔方式包围，以
在二者之间形成环状容积；以及
一个或多个支撑件，其自所述主体部凸出；
其中，所述支撑件与所述挠性套管接合；
将所述挠性套管放进金属样品试管；
以一种旋转速度使所述样品试管受离心作用，使所述挠性套管
扩大至足够大的直径以允许所述浮子轴向移动，所述血液分离成离散
层，以及，所述浮子移动成为与所述血液样品的至少所述血沉棕黄层
成分对齐；
降低所述旋转速度；以及
使所述金属样品试管收缩，以俘获所述浮子并且将血沉棕黄层
成分截留在所述环状容积中。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在降低所述旋转速度
之后使所述金属样品试管收缩。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，在降低所述旋转速度
之前使所述金属样品试管收缩。
18.一种用于分离血液样品中的血沉棕黄层成分的试剂盒，包
括：
金属样品试管；
挠性套管；以及
浮子，其具有的比重介于红细胞比重与血浆比重之间，并且包
括：
主体部；以及
一个或多个支撑件，其自所述主体部凸出。
19.一种挠性的体积占位分离浮子，包括：
主体部；以及
一个或多个支撑件，其自所述主体部凸出；
其中，所述浮子具有第一横截面直径；以及
其中，所述浮子由可压缩材料形成，使得在施加离心力时，所
述浮子收缩至第二横截面直径，所述第二横截面直径小于所述第一横
截面直径。
20.根据权利要求19所述的浮子，其中，所述一个或多个支撑
件包括：
顶部支撑件，其自所述主体部的顶端凸出；以及
底部支撑件，其自所述主体部的底端凸出。
21.根据权利要求19所述的浮子，其中，所述浮子进一步包括
减压装置，用于阻止过多流体流过所述血沉棕黄层成分。
22.根据权利要求19所述的浮子，其中，所述可压缩材料是挠
性聚合物。
23.根据权利要求19所述的浮子，其中，所述浮子具有的比重

\t为约1.08至约1.09。
24.一种分离并且轴向扩展血液样品中血沉棕黄层成分的方法，
包括：
将所述血液样品引入样品试管，所述样品试管具有侧壁；
将挠性的体积占位浮子引入所述样品试管，所述浮子具有的比
重介于红细胞比重与血浆比重之间，以及，所述浮子包括：
主体部，其被所述样品试管的内表面以间隔方式包围，以
在二者之间形成环状容积；以及
一个或多个支撑件，其自所述主体部凸出；
其中，所述支撑件与所述样品试管接合，以及，所述浮子
具有第一横截面直径；
以一种旋转速度使所述样品试管受离心作用，使所述血液分离
成离散层，并且使所述浮子收缩至第二横截面直径，所述第二横截面
直径小到足以允许所述浮子移动成为与所述血液样品的至少所述血
沉棕黄层成分对齐；
降低所述旋转速度，以导致所述浮子扩大至所述第一横截面直
径，并且将血沉棕黄层成分截留在所述环状容积中。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述样品试管是刚性
样品试管。
26.根据权利要求24所述的方法，其中，所述样品试管是挠性
样品试管。
27.一种挠性的体积占位分离浮子，包括：
主体部，其包括具有第一边缘和第二边缘的挠性侧壁，所述第
一边缘与所述第二边缘交叠，以限定内部容积；
所述第一边缘包括棘爪，以及，所述第二边缘包括凹口；以及
弹簧，其位于所述内部容积内，所述弹簧具有第一端和第二端，

\t所述第一端安装至内表面，以及，所述第二端安装至所述挠性侧壁的
所述第二边缘；
由此，在离心作用期间压缩所述弹簧，以减小所述浮子的直径，
以及，当所述弹簧伸张时，所述棘爪与所述第二边缘的所述凹口接合。
28.根据权利要求27所述的浮子，进一步包括自所述挠性侧壁
凸出的一个或多个支撑件。
29.根据权利要求28所述的浮子，其中，所述一个或多个支撑
件包括：
顶部支撑件，其自所述主体部的顶端凸出；以及
底部支撑件，其自所述主体部的底端凸出。
30.一种分离并且轴向扩展血液样品中血沉棕黄层成分的方法，
包括：
将所述血液样品引入样品试管，所述样品试管具有侧壁；
将挠性的体积占位浮子引入所述样品试管，所述浮子具有的比
重介于红细胞比重与血浆比重之间，所述浮子包括：
主体部，其包括具有第一边缘和第二边缘的挠性侧壁，所
述第一边缘与所述第二边缘交叠以限定内部容积；
所述第一边缘包括棘爪，以及，所述第二边缘包括凹口；
以及
弹簧，其位于所述内部容积内，所述弹簧具有第一端和第
二端，所述第一端安装至内表面，以及，所述第二端安装至所述挠性
侧壁的所述第二边缘；
由此，在离心作用期间压缩所述弹簧，以减小所述浮子的
直径，以及，当所述弹簧伸张时，所述棘爪与所述第二边缘的所述凹
口接合；以及
一个或多个支撑件，其自所述主体部凸出，并且与所述样
品试管的所述侧壁接合；
其中，所述主体部和所述一个或多个支撑件限定环状容积；
以使所述弹簧压缩并且使所述浮子的直径减小的旋转速度，使
所述样品试管受离心作用，以允许所述血液分离成离散层，以及，所
述浮子移动成与所述血液样品的至少所述血沉棕黄层成分对齐；以及
减小所述旋转速度，以导致所述弹簧伸张，将所述血沉棕黄层
成分截留在所述环状容积中。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述样品试管是刚性
样品试管。
32.根据权利要求30所述的方法，其中，所述样品试管是挠性
样品试管。
33.一种挠性的体积占位分离浮子，包括：
内芯，其具有顶端和底端；
外侧壁，其由光学透明材料形成；以及
至少一个支撑件，其径向延伸并且使所述内芯与所述外侧壁连
接。
34.根据权利要求33所述的浮子，进一步包括至少一个包围所
述外侧壁的高压密封件。
35.根据权利要求34所述的浮子，包括在所述外侧壁的顶端周
围的顶部高压密封件、以及在所述外侧壁的底端周围的底部高压密封
件。
36.根据权利要求33所述的浮子，其中，所述至少一个支撑件
是自所述内芯顶端轴向延伸至所述内芯底端的多个轴向凸脊。
37.根据权利要求33所述的浮子，其中，所述内芯进一步包括

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·D·豪伯特，
申请(专利权)人：巴特尔纪念研究所，
类型：
国别省市：