專利名稱：照射生物液體的方法和裝置的制作方法
優先權信息本申請要求在1998年2月26日提交的序列號為No．60／076，019的優先權，并在此全文引入作為參考。
酞菁染料是與核酸結合的光化學物質。在適合的活化條件下如長波紫外線(UV)照射，酞菁染料被認為與病毒的DNA和RNA鏈交聯，因此不能解螺旋和復制。它們也能與膜結構反應并且它們引起來源于分子氧的殺病毒氧基團的產生。酞菁染料的這些特征成為病毒滅活作用和某些光化學治療的基礎。[見PCT申請WO91／03999。]補骨脂素在某些方面類似于酞菁，因為使用長波UV照射的活化交聯病毒中的DNA和RNA鏈，從而不能解螺旋和復制。[見Anderson和Voorhees，Ann．Rev．Pharmaco1．Toxico1．20，235-57(1980)．]最近，補骨脂素被成功地用于滅活血源性病毒。[見Rai，S．等“對使用溴化的補骨脂素、萘和蒽的病毒滅活中的顯著改進”．Photochem．and Photobiol(光化學和光生物學)58；59-65(1993)．]補骨脂素與DNA的相互作用機制已被廣泛地研究和評論。通過疏水作用，在補骨脂素和雙鏈DNA的兩個堿基之間形成了一種初步的嵌入復合物。隨后暴露于UV-A照射引起補骨脂素的呋喃并香豆素結構和核酸的一個或兩個堿基之間(各自地形成單和雙功能加合物)的光結合作用(photoconjugation)。嘧啶堿基，特別是胸腺嘧啶，已被證明是這些反應的參與者。隨后，單功能加合物可能吸收一個光子，與DNA互補鏈的第二個堿基反應形成共價交聯物。[見Andersonhe和Voorhees所引用的書的第240頁]隨著光敏劑使用的增加，結果表明這些試劑的效果依賴于對含有這些試劑的液體的均勻照射。然而，本領域中現有的方法和裝置由于考慮這個原因和對于照射光敏劑的其它因素而沒有使用這種方法。現有技術的教導不能充分地控制光源的散射，當照射不透明的物質(如紅細胞)和密封的血液系統的完整性不能保證的開放系統時不能充分地控制消光。而且，多種病原體滅活試劑如酞菁染料、美藍、補骨脂素2金絲桃素等被通過紫外、可見和紅外波長的光源最好地激活。例如，依賴于希望照射的血液產品的類型，由于消光因素，照射量的變化必須是根據亮度輸出和液體成分之間的光路長度可調節的。在沒有會損害細胞的過度照射情況下，越不透明的紅細胞需要在它們之間有足夠窄的間隙使位于光路末端的紅細胞接收到與位于光路起始端的紅細胞相類似的光量。不同地，血小板濃縮物和血漿能用更長光路長度充足且均勻地照射，因為它們比血細胞透明。
現有技術的缺陷主要歸因于未能認識到離光源最近的液體成分與更遠的那些之間的光路長度對適當和有效地照射含有光敏劑的液體是關鍵的。此外，在本領域中照射液體產品的傳統方法在輻射期間里不能提供混合。這樣，不均勻的照射是很可能的問題，并且為達到遍及液體產品的激活的目標水平的過量照射的傾向經常發生。
需要控制照射液體的有效光路長度。進一步需要提高生物液體暴露于照射的效率和均一性。仍進一步需要降低血液成分由于過度照射的潛在副作用。這些將在下文里進行更詳細地敘述，本發明的方法和裝置滿足這些需要并克服了現有技術的缺點。
發明概述本發明包括一種用于照射其中含有光敏物質的液體并包含一個表面的裝置。一個滾軸經一個間隙與表面分開，該間隙用于放置一種柔性容器。這個在表面上的柔性容器與滾軸接觸并在間隙中移動。光源用于發射光到間隙來照射液體，并且當柔性容器在間隙中移動時與其中的光敏物質起反應。
本發明的另一特征涉及于滾軸并列的第二個滾軸，它經第二個間隙與表面分開。在這種情況下，表面的柔性容器在通過間隙后接觸第二個滾軸，移動通過第二個間隙來進一步照射這種液體，如果需要，允許用不同波長連續照射并利于感興趣的光化學物質／血液成分的結合。
本發明的另一個特征涉及與滾軸并列的第二個滾軸和與支持滾軸并列的第二個支持滾軸。第二個滾軸和第二個支持滾軸通過第二個間隙分開，柔性容器在穿過滾軸和支持滾軸之間的間隙后接觸第二個滾軸和第二個支持滾軸，以進一步照射這種液體。
本發明也提供了一種誘導柔性容器中液體里光敏物質光反應的方法，包括在將柔性容器放置在滾軸和表面之間的輪廓分明的間隙內；通過擠壓容器使位于滾軸和表面間的容器移動通過間隙；隨著容器移動和擠壓通過間隙，通過將光直接對著間隙來照射容器里的液體，而引起容器中液體里的光敏物質的光反應。
本發明的另一個特征包括將容器移動通過于滾軸并列的第二個滾軸和表面之間的第二個間隙，其中柔性容器在通過間隙和移動通過第二個間隙后接觸第二個滾軸。
根據下文，本發明的優點是提供一個用于照射液體，如生物液體或血液，以照射其中的光敏物質的可調節光路長度。
本發明的另一個優點涉及用于移動和照射柔性容器如血袋內液體的多個位點和部分，并提供液體對照射光源的有效和均一性照射。
本發明的另一個優點涉及在不危及密閉系統時提供充分的混合，不象外部泵循環和計劃成為照射室的特異窄管室。而且，混合可以通過重復正向和反向或交互移動液體容器如血袋來提高，尤其是照射不透明的液體如紅細胞等。
本發明進一步優點包括利用常規的生物液體或血液收集容器、系統和方法。在這種情況下，收集液體的完整性和無菌性受損害的可能性較小。利用常規方法也降低了實施本發明的成本并簡化了使用。
附圖簡述本發明的其它特征和優點將在參考附圖并結合下列敘述時更加清楚，附圖解釋了本發明的幾個實施方案。
圖1為隨著柔性容器開始移動經過遠離表面的滾軸，根據本發明的裝置的具體實施方案的側視圖。
圖2為圖1所示的具體實施方案的另一個側視圖，其中容器進一步移動經過間隙。
圖3為圖1所示的具體實施方案的另一個側視圖，其中容器幾乎完全移動經過表面。
圖4為本發明另一個具體實施方案的側視圖，描述了容器正經過滾軸和表面之間空隙，其中該表面有光透射特點，并如所示，另一個滾軸和另一個表面位于第一個滾軸和第一個表面的下面。
圖5為根據本發明的另一個具體實施方案的側視圖，其中描述了當袋子向與第一個滾軸并列的第二個滾軸移動時，袋子移動經過滾軸和表面間的間隙。
圖6為根據本發明的另一個具體實施方案，其中當袋子向與第一個滾軸并列并與第二個支持滾軸相鄰的第二個滾軸移動時，袋子移動經過第一個滾軸和一個支持滾軸間的空隙。
圖7為圖2所示的本發明縮小的頂視圖。
圖8為沿圖7中的線8-8所取部分放大的側視圖，描述了本發明滾軸的另一個具體實施方案，這里包括一種溫度控制外套(jacket)和控制介質。
圖9為根據本發明特征的滾軸的另一個具體實施方案的側視圖。
圖10為根據本發明特征的滾軸的另一個實施方案的側視圖。
優選實施方案的詳細描述參照附圖，附圖中顯示了用來照射含有通常存在于液體或生物液體中的光敏物質的液體12的裝置10(如前所述)。這種裝置包括支持柔性容器22的表面16。容器22裝有液體12。當液體12包含生物液體特別是血液時，可以獲得極好的結果。進一步地，當柔性容器22包含有用來裝貯血液的血袋，尤其是在本領域中已知和使用的標準型血袋，其中液體或生物液體通過常規的系統和方法采集和儲存時，也可以獲得極好的結果。
滾軸18經間隙20與表面16分開。滾軸18提供一個用于發射光到間隙來照射液體并與其中的光敏物質反應的照射或光源24。滾軸和表面相互之間定位以便柔性容器能被移動穿過間隙20。
固定滾軸并固定表面，其中滾軸的轉動使袋子移動通過該間隙。另一方面，將滾軸固定，而表面可根據滾軸進行移動，由此表面的運動和／或滾軸的轉動移動袋子通過間隙。另一方面，將表面固定和滾軸可以旋轉地、水平地和垂直地相對其移動，其中滾軸在容器上滾過以移動容器通過間隙。滾軸和／或表面能可逆地經手動地或自動地后退通過間隙來運送容器，如果需要，可重復進行。進一步地，如附圖中顯示的本發明的另一個實施方案包括一個成型的滾軸，這樣滾軸實質上不是圓的并不必轉動(如圖9)。另一方面，如下文將要討論的，光源不必安裝在滾軸18的內部。此外，按照需要，表面和／或滾軸可以以交互的方式運動來提高液體內容物的混合和／或重復光的經過。另外，它們可以通過其它方式來移動袋子通過間隙，其中當容器從一端至另一端移動通過間隙時，它將提供足夠完全的光照射容器內容物和液體內容物的混合。
如附圖一般性地顯示，根據本發明的具體實施方案，光源能被安裝在滾軸的內部。另外，滾軸可有一個可透光的外表面26，其中光可從光源穿過可透光的外表面并到達柔性容器。可選擇地，在本發明的另一個具體實施方案中，光源能被安裝在其他地方而非滾軸內。然后，當滾軸和／或表面有可透光的特點時，光將通過滾軸和／或表面傳送到裝滿液體的柔性容器中。
依賴于所使用的光敏物質以及需要照射的內含物的性質，光源24可發射各種波長的光，包括紫外、可見和紅外區的光。另外，應當理解這種裝置能夠應用其它形式的照射，因為有用的光化學反應能被確定。而且，當在光化學基礎上用于紅細胞病原體的滅活時，本發明也獲得了極好的結果。
滾軸包括的另一個特點是溫度控制手段，見圖8。例如，容器22的溫度至少可以部分通過如下來控制，即提供具有溫度控制外套(jacket)44的滾軸，優選包括容易導熱的耐用的薄的部件，并封入有溫度控制介質46如氣體或液體。情況可能是這樣，當柔性容器移動通過間隙或第二個間隙時，這兩種部分一起作為熱傳遞介質以加熱或冷卻柔性容器。
本發明的另一個方面是間隙20能夠被調整。當間隙20的大小被定為最適合柔性容器中光反應和柔性容器移動通過間隙20的移動速率時，獲得了極好的結果。一致地，間隙和照射時間決定了使用總的光劑量。按照上面討論的，光源和柔性容器之間的理想距離也依賴于其它因素，如液體中光敏物質、使用光的波長、光的強度和受光反應影響血液內容物(血小板對紅細胞對血漿，等)。相應地，本領域中一些已知的方法能用來提供可調節的間隙，其中滾軸能選擇性地對應表面(或如本文所述的支持軸)來定位。優選地，由于它移動通過空隙或第二個空隙以確定需要從容器的前面到后側照射液體內容物的光路長度，因此，光反應通過定位滾軸的位置來擠壓容器達到最佳化。
在本發明的另一個具體實施方案中，表面可能有多種特點。特別地，表面可含有反射的特點，其中通過有柔性的容器及其中的液體的光被從反射表面反射進柔性容器和液體內。另一方面，表面16可具有光透射特點。例如，參考圖4，顯示了這個具體的實施方案的應用，由此多個容器可被移動通過多個間隙，其中在與另一個滾軸鄰近的表面上移動的容器獲得從頂部至底部的照射的優點。
本發明的另一個實施方案包括含有支持滾軸32的表面16。在這種的方式下，滾軸18和／或支持滾軸32可以轉動來移動容器22通過間隙20。另一方面，根據圖6，當第二個滾軸34與和第二個支持滾軸40鄰近的第一個滾軸并列時，本發明獲得進一步極好的結果。第二個滾軸34從第二個支持滾軸與第二個間隙36分開。第二個滾軸和第二個支持滾軸與該滾軸和該支持滾軸結合能提供額外的照射和容器的移動。支持滾軸32、第二個滾軸34和第二個支持滾軸40通常象滾軸18一樣構建。這些滾軸間的不同通常本質上是相對于本發明其它部件的位置和功能。然而，如果需要，滾軸間的不同是可以存在的。
在本發明的另一個具體方案中，參見圖5，第二個滾軸34與滾軸18并列。第二個滾軸經第二個間隙36與表面16隔開。在這種方式下，容器22能移動通過間隙20并隨后通過第二個間隙36，以進一步地照射和混合其中的內容物。
這種設備通過將柔性容器放在滾軸18和表面16之間的間隙20里而使用。其次，容器在滾軸和表面間穿過間隙而移動。當通過擠壓容器穿過間隙20時，能得到極好的結果。然而，其它移動容器通過間隙的方法也能使用，本發明要求專利保護的特點將被使用。這個方法的其他步驟包括當容器移動通過間隙時照射容器內的液體。在這種情況下，光直接照射間隙，從而誘導液體內光敏物質的光反應。
這個方法的其他具體實施方案(通常見圖5)進一步包括移動容器通過第二個滾軸34和與其并列的滾軸18之間的第二個間隙36。第二個滾軸與表面16分開，其中有柔性的容器在穿過第一個間隙后接觸第二個滾軸，并移動過第二個間隙。當第二個間隙和第一個間隙的大小相等時，能獲得極好的結果。
在這個方法的另一個具體實施方案(通常見圖6)中，照射容器22可以通過將容器移動通過位于第二個滾軸34和第二個支持滾軸40間的第二個間隙36進一步地提高。第二個滾軸和第二個支持滾軸一起分別與滾軸和支持滾軸并列，其中柔性容器在穿過第一和第二個滾軸間的空隙后接觸到第二個滾軸和第二個支持滾軸。當移動包括往復移動一個或更多的表面和滾軸時，獲得了極好的結果，因為容器被移動通過間隙。如所需的，這增強了液體的混合和重復照射。
由于為了不同的目的在上面的發明中可能實施多種可能的具體實施方案，并且在上面提供的具體實施方案和方法中可進行各種變化，應理解這里提供的和附圖顯示的全部內容將是解釋、說明性的而非限制性的。
權利要求
1．一種照射含有光敏物質的液體的裝置，其中包括表面；經間隙與該表面分開的滾軸，該間隙適宜于在其中容納柔性容器，其中在所述表面上的所述柔性容器與所述滾軸接觸并移動通過所述間隙；及光源，適宜于發射光線至所述間隙以照射所述液體并當所述柔性容器移動通過所述間隙時與所述光敏物質反應。
2．權利要求1的裝置，其中所述滾軸轉動，從而所述柔性容器移動通過所述間隙。
3．權利要求1的裝置，其中所述表面相對于所述滾軸移動，從而將所述柔性容器移動通過所述間隙。
4．權利要求1的裝置，其中在所述滾軸和所述表面之間的所述間隙被設定大小以使所述柔性容器中的光反應最佳化。
5．權利要求4的裝置，其中所述間隔是可以調節的。
6．權利要求5的裝置，其中所述光源位于所述滾軸內，并且所述滾軸包含透光的外表面。
7．權利要求6的裝置，其中所述表面包含一個反射表面。
8．權利要求5的裝置，其中所述表面是一種透光的介質。
9．權利要求5的裝置，其中所述表面包括一個支持滾軸。
10．權利要求9的裝置，其中所說的光源被安置在一個或多個所述滾軸和所述支持滾軸中。
11．權利要求1的裝置，進一步包括至少一個與所述滾軸并列和通過第二個間隙與所述表面分開的第二個滾軸，其中在所述表面上的所述柔性容器在穿過所述間隙和移動通過所述第二個間隙后接觸所述第二個滾軸。
12．權利要求11的裝置，其中所述第二個間隙與所述第一個間隙相同。
13．權利要求9的裝置，進一步包括與所述滾軸并列的第二個滾軸和與所述支持滾軸并列的第二個支持滾軸，其中第二個滾軸和第二個支持滾軸經第二個間隙而分開，并且其中所述柔性容器在穿過所述滾軸和所述支持滾軸間的間隙后接觸到所述第二個滾軸和第二個支持滾軸。
14．權利要求1的裝置，其中所述液體包括生物液體。
15．權利要求1的裝置，其中所述生物液體包括血液。
16．權利要求1的裝置，其中所述柔性容器包括血袋。
17．權利要求1的裝置，其中當移動所述柔性容器通過所述間隙時，至少所述表面被安裝成往復移動。
18．權利要求1的裝置，其中當移動所述柔性容器通過所述間隙時，至少所述滾軸被安裝成往復移動。
19．權利要求1的裝置，其中所述滾軸包含溫度控制介質。
20．權利要求19的裝置，其中溫度控制外套包圍所述滾軸并封入有所述的溫度控制介質。
21．一種誘導柔性容器內液體中光敏物質的光反應的方法，包括將所述柔性容器放置在滾軸和表面之間的間隙里；將所述容器經擠壓所述容器通過所述間隙而在滾軸和表面間移動；及隨著所述容器移動和被擠壓通過所述間隙，通過直接光照間隙而照射所述容器內的液體，從而誘導所述容器內所述液體中的所述光敏物質的所述光反應。
22．權利要求21的方法，進一步地包括使由滾軸和表面中的至少一個部件往復移動。
23．權利要求21的方法，其中所述液體包括生物液體。
24．權利要求23的方法，其中所述生物液體包括血液。
25．權利要求21的方法，進一步地包括設定所述滾軸和所述表面間的間隙的大小以使所述柔性容器內光反應最佳化。
26．權利要求25的方法，進一步地包括調節所述間隙。
27．權利要求21的方法，其中所述照射步驟包括從位于所述滾軸內的光源輻照光，并且所述滾軸包含透光的外部介質。
28．權利要求21的方法，其中所述表面包括反射介質。
29．權利要求21的方法，其中所述表面包括支持滾軸。
30．權利要求29的方法，其中所述光源位于一個或更多的所述滾軸和所述支持滾軸上。
31．權利要求21的方法，進一步地包括移動所述容器通過與所述滾軸并列的第二個滾軸和鄰近的所述表面之間的第二個間隙，其中所述柔性容器在穿過所述間隙后接觸到所述第二個滾軸并移動通過所述第二個間隙。
32．權利要求29的方法，進一步地包括移動所述容器通過第二個滾軸和第二個支持滾軸之間的第二個間隙，其中所述第二個滾軸與所述滾軸并列，并且所述柔性容器在穿過所述滾軸和所述支持滾軸之間的間隙后接觸到所述第二個滾軸和第二個支持滾軸。
33．權利要求21的方法，進一步地包括控制移動的所述容器的溫度。
34．權利要求33的方法，其中所述滾軸含有溫度控制介質。
全文摘要
公開了一種照射含有光敏物質的液體的裝置和方法,其包括一個表面和經間隙與該表面分開的滾軸。該間隙適宜于在其中容納柔性容器。表面上的柔性容器與滾軸和表面接觸以移動通過間隙。光源適宜于發射光線至間隙以照射液體,并當柔性容器移動通過間隙時與光敏物質反應。
文檔編號B01F11/00GK1292027SQ99803310
公開日2001年4月18日 申請日期1999年2月26日 優先權日1998年2月26日
發明者埃里克·K·李 申請人:海馬舒爾公司