液體的微生物分析用試樣的製備單元和方法

2023-04-23 17:45:21 3

專利名稱：液體的微生物分析用試樣的製備單元和方法
技術領域：
本發明涉及用於對液體進行微生物分析的試樣的製備。
背景技術：
這種試樣的製備最通常通過以下方式完成，即使得包含微生物的 液體通過設有過濾膜的製備單元，如果液體包含任何微生物的話，則 該液體的微生物被留在所述過濾膜上。
這種製備單元被設置成使得待分析的預定體積的液體進入該單元 的一艙室內，從而使得該液體通過膜，並且在所述液體已經穿過膜之 後排出所述液體。
在某些情況中，有時候還必須在己經對膜可留下的微生物採取處 置措施(例如通過這些微生物的細胞溶解而收集這些微生物的生物材 料以便進行分析的處理措施)之後收集已經穿過膜的液體，而該液體 與之前過濾的液體並沒有混合。
由美國專利公開文獻No. 6374684可知一種製備單元，其包括用 於輸入待分析的液體的艙室；在所述輸入艙室周圍設置的多個艙室； 以及懸置於所述艙室之上的閥，並且所述閥適於直接地或經由閥所包 括的過濾膜使得這些艙室成對地連通。
柱塞在輸入艙室內滑動，不僅使得通過(拉動柱塞)抽吸從所述 輸入艙室周圍的一個所述艙室提出液體，還可以在閥的旋轉之後，使 得直接地或在液體已經穿過過濾膜之後收集所述輸入艙室周圍的另一 艙室內的液體(推動柱塞)。

發明內容
本發明涉及提供一種相同類型的單元，但是其同時是更加靈活的 並且是更加實用的。為此，本發明提供了一種單元，用於製備對預定體積的液體進行 微生物分析的試樣，其中所述液體可包含微生物，所述單元包括過濾 膜過濾模塊和收集模塊，所述收集模塊用於來自所述過濾模塊的每種 液體；所述過濾模塊包括輸入艙室以及排出艙室，所述輸入艙室用於 通過所述過濾模塊的輸入開口輸入所述預定體積，所述輸入艙室適於 包含全部所述預定體積，所述排出艙室用於通過所述過濾模塊的排出 開口將所述預定體積排至所述收集模塊，所述排出艙室通過所述膜與 所述輸入艙室隔離，所述過濾模塊和所述收集模塊彼此相對可旋轉地 被安裝，並具有彼此相對的第一相對預定位置和與所述第一相對預定 位置不同的第二相對預定位置，在所述第一相對預定位置中，所述過 濾模塊的所述排出開口與所述收集模塊的第一開口對正，在所述第二 相對預定位置中，所述過濾模塊的所述排出開口與所述收集模塊的第 二開口對正，其特徵在於，所述輸入艙室和所述排出艙室位於相對於 所述過濾膜彼此相反的側上，而所述輸入艙室被設置成，在所述預定 體積處於所述輸入艙室內時，液體至少在所述過濾膜的大部分表面內 與所述過濾膜接觸。
輸入艙室和排出艙室在相對於過濾膜的彼此相反的側上，而使得 液體與至少膜的大部分表面接觸，這種布置結構導致了使得液體從過
濾模塊流至收集模塊的多種可能性。
因而，例如通過將該單元安置在離心機內完成液體穿過膜流入制 備單元內。
更具體地，用於液體的輸入艙室和排出艙室在相對於過濾膜的彼 此相反的側上(也就是說在膜的每側上)這一事實使得液體沿單個方 向流經整個過濾長度，從而使得單元適應通過離心而流動的液體。
此外，在位於所述輸入艙室的高度時，所述液體在所述膜的整個 表面內與所述膜接觸，從而使得大面積用於液體通過，壓力損失因而 被減小同時使得通過離心作用進行流動。
這相對於例如美國專利公開文獻No. 6374684中公開的現有技術 的裝置而言是有利的，其中所述現有技術的裝置並不提供這樣的可能 性，這是因為這些裝置的艙室都位於膜的同一側上(這種裝置的離心因而不可以使得液體從一個艙室通至另一艙室)，還因為輸入艙室的液 體並不與膜的大部分表面直接接觸，而是經由窄的通道，使得這種布 置結構並不適於通過離心方式液體的通過，液體流動區域的橫截面的 限制太大。
根據相對於製造和使用的簡化和方便的原因優選的特徵，在所述 第一預定位置，所述第二開口被封閉，在所述第二預定位置，所述第 一開口被封閉。
根據其它優選特徵，所述過濾模塊和所述收集模塊還具有彼此相 對的附加的預定位置，即封閉位置，其與所述第一和第二位置不同， 在所述封閉位置，所述排出開口被封閉。
在排出開口被封閉的該位置，可以將試劑沉積在過濾模塊內，而 試劑並不流經收集模塊。所述試劑可以是化學溶菌劑，以完成留在所 述過濾膜上的微生物的溶菌。因為該試劑不可以向外流，所以由於更 大的接觸時間，它的作用在微生物上是更加高效的。因而可以利用小 體積的該試劑，所述試劑改進了如此獲得的溶菌物上完成的分析的靈 敏度(因為太大量的試劑可以使尤其諸如核酸放大方法的分析的背景 噪音源)。
根據其它優選特徵
在所述封閉位置，所述第一和第二開口也被封閉；和/或
所述過濾模塊和所述收集模塊也具有附加的彼此相對的預定位 置，即提取位置，其與所述第一和第二位置不同，在所述提取位置中， 所述第二開口與所述單元所包括的提取開口對正。
根據其它優選的特徵，所述過濾模塊包括本體以及分離膜，在所 述本體內形成所述過濾膜，所述分離膜位於所述輸入開口與所述過濾
膜之間，所述分離膜的孔徑(孔直徑)大於所述過濾膜的孔徑。 兩個不同孔徑的膜在過濾模塊內的設置使得可以將不期望的微生
物(例如，真核細胞，其具有太大的尺寸而無法通過所述膜)從在所
述第二膜上收集的待分析的微生物(例如細菌或病毒)中分離。 根據其它優選的特徵，所述分離膜固定至所述本體的第一部分，
所述過濾膜固定至所述本體的第二部分，所述第一和第二部分適於一個嵌套到另一個內並熔接在一起。
根據其它優選特徵，所述過濾模塊包括附加的膜，其在所述分離 膜相對於所述過濾膜的相反側上、抵靠著所述分離膜並置，所述附加 的膜的孔徑大於所述分離膜的孔徑。
所述附加的膜抵靠著所述分離膜並置並具有更大的孔徑防止了阻 塞現象，否則如果僅僅有分離膜的話，尤其在待過濾的液體特別滿載 待從微生物分離以進行分析的細胞的情況中，在所述分離膜上有可能 出現所述阻塞現象。
根據其它優選特徵-
所述分離膜的孔徑大於1 和/或 所述過濾膜的孔徑小於1 ^m。
根據其它優選的特徵，所述過濾模塊包括在所述本體內形成的附 加的開口，所述附加的開口使得可以通到位於所述分離膜與所述過濾 膜之間的所述本體的艙室內。
該開口因而使得容易地達到所述過濾膜，從而在所述過濾膜上沉 積試劑，所述試劑例如用於使得所述膜所包含的微生物溶菌的試劑。
根據其它優選特徵
所述開口位於在所述本體內形成的通道的端部； 所述通道的開口大致位於與可包含微生物的液體的輸入開口相同 的高度；
所述收集模塊包括盤，所述盤的直徑適於使得所述盤被接收在所 述過濾模塊所包括的環形凹槽內；
所述過濾模塊包括標定裝置，所述收集模塊包括互補的標定裝置， 它們分別用於所述過濾模塊相對於所述收集模塊的每個預定位置；
所述標定裝置包括翅，所述互補的標定裝置包括肋，所述肋分別 具有適於接收所述翅的切口 ；
所述收集模塊的所述第一開口引至所述收集模塊所包括的存儲
器；
所述收集模塊包括通氣部，其適於允許空氣通入所述存儲器內； 所述存儲器具有月牙形橫截面；所述收集模塊的所述第二開口引至所述收集模塊所包括的存儲
器；
所述存儲器包括閂鎖裝置，其適於與所述收集模塊所包括的互補 的閂鎖裝置共操作；
所述收集模塊包括密封件，在所述密封件內形成兩個導管，每個 導管分別在與所述過濾模塊相同側上由所述第一開口和所述第二開口 引出；
所述密封件具有豌豆形橫截面；和/或
所述過濾模塊包括通氣部，所述通氣部適於允許空氣通入所述輸 入艙室內。
根據第二方面，本發明還包括一種對預定體積的液體進行微生物 分析的試樣的製備方法，其中所述液體可包含微生物，其特徵在於， 所述方法包括以下步驟
獲得根據如前所述的製備單元的步驟；
將所述單元的所述過濾模塊和所述收集模塊彼此相對安置在所述 第一預定位置的步驟；
使得包含微生物的所述預定體積的液體從所述過濾模塊通過的步 驟，從而通過所述過濾模塊的所述排出開口並通過所述收集模塊的所 述第一開口到達所述收集模塊；
將所述單元的所述過濾模塊和所述收集模塊彼此相對安置在所述 第二預定位置的步驟；
使得預定體積的附加的液體從所述過濾模塊通過的步驟，從而通 過所述過濾模塊的所述排出開口並通過所述收集模塊的所述第二幵口 到達所述收集模塊。
根據出於針對製造和使用這兩者簡化和方便的優選特徵
通過離心的方式完成使得所述預定體積從所述過濾模塊通過以到 達所述收集模塊的步驟；
在使得所述預定體積的附加的液體通過所述過濾模塊的所述排出 開口並通過所述收集模塊的所述第二開口的步驟之前，所述方法還包 括將適於造成留在所述過濾膜上的微生物溶菌的液體選作為所述附加
12的液體的步驟；在所述過濾膜上沉積所述預定體積的所述附加的液體 的歩驟；以及留下所述附加的液體以在所述微生物上作用預定的時間 的步驟；和/或
在使得所述預定體積的所述附加的液體通過所述過濾模塊的所述 排出開口並通過所述收集模塊的所述第二開口的步驟之後，所述方法 還包括回收所述預定體積的所述附加的液體以便進行分析的步驟。


參照附圖，從由優選但非限制性的實例給出的以下說明將清楚本 發明的特點以及優點，在其中-
圖1是根據本發明的製備單元的分解透視圖2至5分別是製備單元的透視圖以及在不同剖分平面內的三個 剖視圖，其中示出了該單元所包括的用於液體的收集模塊以及用於液 體的過濾模塊，過濾和收集模塊以相對角度的位置彼此相對設置，使 得液體通過過濾模塊的排出孔口從過濾模塊流至收集模塊的第一存儲 器；
圖6至9是與圖2至5類似的視圖，但是示出了處於另一相對角 度位置的製備單元，在其中，封閉了使得液體從過濾模塊流至收集模 塊的排出孔口；
圖10至13是與圖2至5類似的視圖，但是示出了處於另一相對 角度位置的製備單元，使得液體通過排出孔口從過濾模塊流至收集模 塊的第二存儲器；
圖14和15分別是從上方和從下方看過去的透視圖，示出了僅僅 過濾模塊本體的一部分；
圖16和17是與圖14和15類似的兩個視圖，但是示出了收集模 塊所包括的並與過濾模塊共操作的用於分配液體的盤；
圖18是透視圖，單獨地示出了過濾模塊所包括的密封件，所述密 封件與用於分配液體的盤共操作；並且
圖19和20分別是剖視圖，示出了根據本發明的製備單元的第二 和第三實施例。
具體實施例方式
如圖1至13所示的製備單元l包括過濾模塊2以及用於在液體已 經通過過濾模塊之後收集所述液體的模塊3。
過濾模塊包括三個過濾膜4、 5和6;本體7 (圖3)以及蓋11， 其中所述蓋以嵌套的方式繞所述本體裝配並封閉所述本體。
該蓋11包括壁13以及環形圈14,在所述環形圈14內具有凹槽 12，其中所述凹槽在所述圈的內側面上被局部形成(在圖1中由虛線 表示)，從而正如從下方所見的那樣，形成允許空氣通過的通氣部。
本體7包括上側部分8和下側部分9，它們一個嵌套在另一個中。
部分8具有用於液體的輸入開口 18，而部分9具有用於該液體的 排出開口 19 (圖3、 14和15)。
部分8具有限定所述開口 18的第一圓柱形部20，所述蓋11繞所 述第一圓柱形部嵌套裝配；以及第二圓柱形部21，所述第二圓柱形部 的直徑小於所述第一圓柱形部，這些部通過截頭錐形部22連接在一 起。圓柱形部21在與所述截頭錐形部22相反的那側上通過壁23被封 閉，但是留有開口 27 (圖3)，以便使得液體通至隨後的艙室。膜4和 5 (彼此抵靠著安置)在它們的周邊抵靠著該壁被密封。
膜4和5由聚丙烯形成，膜4的孔徑等於30 nm而膜5的孔徑等 於5 pnu
這些膜安坐在壁23的一區域內，在所述區域內形成用於通過這些 膜之後的液體的排洩通道，這些通道設置成將液體引至流通開口 27。 這些通道的寬度(0.4 mm)被選擇成實現液體的足夠的排空，而同時 確保了對於膜4和5的足夠的機械支承，其中所述膜4和5尤其在通 過離心進行過濾的過程中必須抵抗足夠的壓力。
在部分8內還形成有在兩端開口的通道24 (圖3)，所述通道抵靠 著部21的內側面設置並延伸經過該部而朝向開口 18。該通道的開口 25大致位於開口 18的高度，並且在蓋11繞部20嵌套裝配之後通過該 11被封閉，該通道通過其與開口 25相反的開口 26而引到位於膜6與 膜4和5之間的過濾模塊的區域內。部分9具有圓柱形部30、截頭錐形部31以及橫向壁32。
圓柱形部30的直徑大致等於圓柱形部21的直徑，並且所述圓柱 形部30具有厚度減小的區域33，其中所述區域33設置成通過部21 的變形被嵌套裝配並且然後抵靠著部21被熔接，從而相對於離心時的 洩漏以及相對於汙染的危險提供了單元的一體性(尤其在不可能在抽 取鉤的條件下進行工作時)。
截頭錐形部31在設置成嵌套裝配到部分8內的相反那側上連接至 部30並且向外呈錐形設S。
在該部上以規則的間隔在圖中重印出"1"、 "2"禾Q "3"，正如以 下所見，它們分別對應於三個相對角度位置，即過濾模塊與收集模塊 適於彼此相對採取的位置。另外，在每個這些標記旁設置一對應的肋 (在圖中"1"為36;在圖中"2"為37;並且在圖中"3"為38)， 以便理解相關的位置。
在部30的內側面中形成環形凹槽34，並且所述環形凹槽與截頭 錐形部31的結合部相鄰。
從部30的內側面還伸出一標定翅35 (圖15)，其中所述標定翅設 置用於與收集模塊3上的互補的標定裝置共操作，從而在期望的位置 相對於所述收集模塊而保持過濾模塊。
橫向壁32大致橫向於(垂直於)所述圓柱形部30延伸，並且部 分地封閉所述圓柱形部，並且在所述部30的邊緣之間的大致一半處連 接至所述部30。該壁的周邊具有臺階形成部，以形成一碗部，在所述 碗的底部由繞其周邊的膜6密封。
從該壁，在設置用於與膜6共操作的相反側上，並且如圖15所示， 伸出兩個環形肋43和44。
在該壁中形成有圓形開口，所述圓形開口形成了用於排出所述液 體的開口 19。
膜6由聚偏二氟乙烯(PVDF)形成，並且具有等於0.45 jam的孔 徑，所述膜安坐在壁32的一區域內，其中在所述區域內形成有用於通 過膜的液體的排洩通道46 (圖14)，這些通道被設置用於將液體引至 連接到排出開口 45的導管。這些導管被傾斜，從而確保尤其在離心回收溶菌物時膜下的液體的最小化滯留。
部分8與膜4和5—起限定了第一艙室40，在嵌套的狀態中，部分8和9 一方面與膜4和5 —起並且另一方面與膜6 —起限定了第二艙室41，而部分9與膜6 —起限定了第三艙室42 (其尤其通過排洩通道46並通過位於導管45和開口 19附近的空間被形成)。
該過濾模塊因而被設置成，由艙室40和41所形成的用於液體的引入艙室與用於液體的排出艙室42在相對於膜6的彼此相反的側上(也就是說在膜6的每一側上)，從而液體沿單個方向流經整個過濾長度，從而使得單元適於液體通過離心作用的流動。
在液體位於艙室41的高度時，液體在膜6的整個表面10內與膜6接觸，從而給出了液體通過的較大區域，也使得液體通過離心作用而流動。
收集模塊3包括液體分配盤50、液密性密封件51、以及在盤50的同一側上連接的第一存儲器52和第二存儲器53。
存儲器52通過雷射焊接的方式抵靠著盤50被密封，並且被設置成收集已經通過三個膜被過濾的並且不將被分析的液體。存儲器52具有月牙形橫截面(圖1)，從而所述存儲器具有凹入的區域54，存儲器53在所述凹入的區域內容納。從存儲器52的外側表面伸出肋55，正如以下所示，所述肋形成了用於讀取所述過濾模塊2相對於收集模塊3的位置的標誌。
存儲器53具有比存儲器52更小的容積，並且是收集筒，在此為具有1.5 mL容積的微筒型。該存儲器53正如以下所示被設置用於收集微生物以進行分析，這是在所述微生物已經在膜6上溶菌之後。
存儲器53具有邊緣56，所述邊緣設置成以閂鎖的方式與盤50的圈81共操作。
該盤50具有壁60，在所述壁60內形成有兩個具有相同直徑的開口 63和64以及具有明顯比開口 63和64更小直徑的開口 65,所述開口 63、 64和65分別由肋66、 67和68包圍，所述肋從位於相對於存儲器52和53的相反側上的壁60的面61伸出。
包圍孔口 65的肋68是圓形的。該盤還包括三個從該表面61伸出的肋69、 70和71，它們每個如下所示形成用於標定收集模塊相對於過濾模塊的位置的容納部。
肋69 (相應71)具有引導部72 (相應75)，其用於過濾模塊所包括的標定翅35;用於該翅的抵靠部73 (相應76);以及形成容納部的切口 (相應77)，其用於該翅、位於所述部72與73之間。
中間肋70具有兩個引導部78和79、以及位於這兩個引導部之間的切口 80。
該盤還包括從相對的面62伸至面61的環形圈81以及環形圈82,其中所述環形圈81用於閂鎖至存儲器53，所述環形圈82用於將抵靠著該盤焊接的存儲器52對中。
密封件51是由彈性體(在所示的實施例中為矽)形成的密封件，具有豌豆形橫截面，在所述密封件內，在每個端部附近，形成有用於來自過濾模塊的液體的通道導管90、 91。在導管90 (相應91)周圍形成有環形凹槽92 (相應93)，其中所述環形凹槽被形成為在其中容納界定開口 63 (相應64)的盤50的壁60的那部分。
導管90 (相應91)如圖18所示在設置用於與過濾模塊2共操作的密封件的那側上由第一開口 95 (相應96)引出，而在相反側上由第二開口 (在附圖中未示出)引出。
在密封件51在盤50內的嵌套位置，肋66和67部分地包圍該密封件。
盤50的壁60在其周邊內被接收在過濾模塊的環形凹槽34中，從而過濾模塊相對於收集模塊被可旋轉地安裝，過濾模塊的翅35被設置成取決於製備所實施的試樣的步驟(如下)在收集模塊的切口74、 77或80中的一個切口內被接收。
在收集模塊3的盤50在過濾模塊2的凹槽34內的閂鎖位置中，密封件51在盤的壁60與過濾模塊的壁32之間被擠壓，這種擠壓使得液體從一個模塊通至另一模塊，而沒有洩漏的危險(液密性連接)。
過濾模塊2因而被設置成具有三個相對於收集模塊3的不同的位置，而過濾模塊的翅35在針對每個位置的容納部內被閂鎖。
因而，在如圖2至5所示的位置，翅35在切口 74內被接合，並
17且收集模塊相對於過濾模塊被設置成，排出開口 19與密封件的導管90的開口 95對正設置(圖3)。排出艙室42因而設置成經由導管90與存儲器52連通。在這種方式中，灌入過濾模塊內的液體可以通過該模塊，從而經由膜4和5、接著通過膜6並然後藉助於通過開口 19、開口 91和最後導管90到達存儲器52。
在第一位置中，導管91和存儲器53的入口通過過濾模塊的下側部分9的壁32被封閉，從而防止該存儲器受到可能的汙染物的幹擾(圖4)。
在如圖6至9所示的過濾模塊相對於收集模塊的另一相對角度位置中，翅35在切口 80內，並且密封件的導管90和91的開口 95和96通過該壁32被封閉。環形肋43和44因而分別包圍導管的開口 95和96(圖8和9)，同時抵靠著密封件51施加一壓力，以確保存儲器52和53的液密性隔離，這因而避免了空氣造成汙染的任何危害，其中所述空氣可能從一個存儲器通至另一存儲器(例如通過蒸發和/或冷凝)。
該壁的開口 19也通過位於導管90與91之間的(圖7)密封件的部分94以液密性方式被封閉，從而防止液體從過濾模塊的流動。
最後，在如圖10至13所示的過濾模塊相對於收集模塊的另一相對角度位置中，翅35是在切口77內，並且開口 19與導管91的開口96對正(圖11)。在該位置，排出艙室42設置成經由導管91與存儲器53連通，而密封件的導管90的入口為此通過壁32被封閉，從而防止存儲器52受到可能的汙染(圖13)。在這種情況中，來自過濾模塊2的液體可以藉助於通過開口 19、開口 96和最後密封件的開口 91而達到存儲器53。
為了從一個位置轉至另一位置，操作者抓住製備單元1，以相對於收集模塊3來旋轉過濾模塊2，從而將翅35從其所安置於中的切口脫離接合。肋69、 71和70的部分72、 75、 78和79參與引導翅，以進入對應的切口 ，而部分73和76形成用於該翅的抵靠部從而防止操作者將各模塊彼此相對旋轉超過規定的角度位置。
現在將說明從待過濾的液體製備待分析試樣的不同的步驟，在所選擇的實施例中，所述液體不僅包含真核細胞還包含細菌，期望的是去檢測這些細胞中細菌的存在。
為了檢測這些細菌，應該藉助於由模塊2所實現的雙階段過濾而從液體內包含的細胞中分離出細菌。
在第一步驟中，操作者抓住製備單元，並且如果沒有處於備用狀態的話，相對於收集模塊3旋轉過濾模塊2，以將與截頭錐形部31上的位置"1"相關的肋36定位成與位於存儲器52上的標誌55對止。
在已經提前取出蓋ll之後，操作者然後灌入預定體積(例如20 ml)的待分析的液體進入到過濾模塊2的艙室40中。
操作者重新安置該蓋ll，並且製備單元1然後被安置在離心機內。
旋轉離心機以驅動液體的移動，從而預定體積通過膜4和5，以佔據過濾模塊的艙室41。
膜4和5的孔的較大尺寸意味著，在這些膜被弄溼時，它們允許空氣僅僅以稍微加壓的方式通過(非常小的泡點現象)，從而空氣可以進入艙室41，使得液體然後通過膜6並流動，因而佔據了艙室42並最終，在通過孔口 19和導管90之後，到達用於這樣過濾的液體的收集存儲器52。
膜5的孔徑(在此5pm)被選擇成，僅僅最大尺寸的微生物、在此真核細胞由所述膜被保留，而其它微生物、在此細菌(尺寸低於5pm)通過所述膜5，從而最終被收集在膜6上。
膜4的孔徑(在此30 pm)大於膜5的孔徑，所述膜4在上遊設置並且相對於所述膜5並置，從而在待過濾的膜將包含非常大量的從其餘液體分離的真核細胞的情況中避免膜5阻塞的任何危險。
還可以注意到的是，針對膜4和5的組合30pm/5 pm組合在將哺乳動物細胞從菌種分離時具有現實的預過濾的優點，這是因為不僅使得相對大的容積被完全過濾(最大至IOO ml)並且其滿載待隔離的細胞(最大至2.108細胞)，還使得非常大量的這些細胞被保留(大約99.9%)而允許試樣內的大量菌種通過(大約50%)。
針對大於10 pm、小於40 pm的孔徑的膜4，獲得這種良好的結果。
在過濾膜6獲得的非常少量的細胞(105細胞)因而可以明顯地增加這種裝置的靈敏度，同時針對(PRC/TMA型的)核酸放大技術減小背景噪音，從而利用最高的精度檢測在過濾的液體內最初存在的菌種的出現。
膜6的各孔的尺寸當然被設置成(在該實施例中為0.45 pm)保留期望檢測的菌種。
在存儲器52的填充過程中，該存儲器內空氣容積的減小並未導致該存儲器內的任何加壓現象，這是因為開口65的存在，所述開口形成使得存儲器52以及因而艙室42被保持在大氣壓的通氣部，這因而防止了液體過濾過程中膜6鼓頂的任何危險。
類似地，在蓋11內形成的通氣部12 (圖1)確保了，艙室40和41被保持在大氣壓，並且因而還防止了膜6的鼓頂，這種鼓頂並非通過艙室42內的加壓，而是通過艙室40和41內的減壓。
在該操作已經完成之後，操作者停止離心機並抓住製備單元，以完成過濾模塊相對於收集模塊的相對旋轉運動，從而將位於圖中"2"一旁的肋37與標誌55對正地定位在過濾模塊的截頭錐形部31上(圖6)。
在該位置2，導管90和91通過橫向壁32被封閉，並且開口 19通過密封件的實體部94被封閉。在這種方式中，在過濾模塊的艙室42與存儲器52和53之間不可能出現液體或空氣的流動。
因而沒有由在存儲器52內所包含的液體造成的存儲器53的汙染的危險性(通過蒸發/冷凝)。
操作者然後可取下蓋11,從而向通道25內灌入預定體積的溶菌劑(lysing agent)(例如300 pL)，其中所述溶菌劑在流經該通道後將達到艙室41，以覆蓋膜6的上側表面10。在已經沉積所述溶菌劑之後，操作者然後重新安置蓋11。
在盤50的通氣部65以及蓋11的通氣部12已經使得艙室40、 41和42被保持在大氣壓，所以膜6仍是平坦的，這使得溶菌劑在整個膜上均勻地並平均地被沉積(而不在如果出現膜鼓頂的情況中僅僅在膜的周邊)。
因為液體並不朝向收集模塊的各存儲器流動，所以溶菌劑謹與膜保持接觸預定的時間，從而儘可能高效地完成菌種的溶菌。
在已經將溶菌劑與膜在預定的溫度(例如6(TC)保持接觸預定的時間(取決於溶菌劑)從而增加所述溶菌劑的效率之後，操作者因而再次相對於收集模塊旋轉過濾模塊，以將圖中"3" —旁的肋38與標誌55對正地定位在過濾模塊的截頭錐形部31上(圖10)。
製備單元然後再次被安置在離心機內，以使得溶菌物(包含細菌的生物材料)通過設備6，該生物材料在己經經歷溶菌之後具有足夠減小的尺寸，以通過該膜的孔並因而在存儲器53內被收集。
操作者然後從離心機取下製備單元，並且將存儲器53從盤50解鎖，以完成在該存儲器內收集的溶菌物的分析。
應該清楚的是，待檢測的微生物不必是細菌還可以是病毒、酵母(具有無法由膜4和5留住的足夠小的尺寸)或黴菌。還應該注意的是，待分析的液體並不包含真核細胞而是包含其它類型的微生物(從待檢測的菌種分離)例如酵母或絲狀真菌。
在圖19中示出了製備單元的另一實施例。
大體上，相同的附圖標記被用於相同的元件，但是對每個實施例增加了 100。
圖19的製備單元101與單元1類似，除了在該實施例中省略了存儲器53，盤150的末端形成部181在這種情況中被設置成例如連接至軟管157，如圖19所示，所述軟管引至例如遠程存儲器。
在未示出的另一實施例中，存儲器152類似地被設置。
在圖20中示出了製備單元的另一實施例。
圖20的製備單元201包括過濾模塊202以及收集模塊203，所述過濾模塊設有膜206，而所述模塊202和203彼此相對可旋轉地被安裝。
像單元1和101 —樣，這些模塊適於具有與如前所述相同的三個不同的相對位置，以及如圖20所示的第四相對角度位置，在所述第四相對角度位置中，密封件的開口 296被設置成與收集模塊203的壁內形成的附加的開口 298對正。該開口通過熱密封的膜(未示出)被封閉，其中所述熱密封的膜可由操作者拆下，從而可以觸及存儲器253，以使得利用吸液管99從其中直接取出所述存儲器所包含的液體，而不 是將該存儲器253從收集模塊203的其餘部分解鎖。
在未示出的另一實施例中，尤其在蓋11不能在抽取鉤的情況下或 在免於汙染的限制空間內工作時，該蓋11由這樣一種蓋替換，所述蓋 被設置成熔接至過濾模塊的本體，以減小汙染的危險性，在這種情況 中，該蓋然後具有用於連接引入待過濾的液體體積的閥的第一末端形 成部(例如陰魯爾型)；用於連接微生物過濾器的第二末端形成部、例 如陰魯爾型；以及用於連接設有陽魯爾末端形成部的針筒的第三陰魯 爾末端形成部，其中所述微生物過濾器包括膜，所述膜形成了針對微 生物的屏障(孔隙度0.22 pm)但允許透過空氣，因而使得艙室40無 菌通氣，該第三末端形成部在進入通道24內設置，並且在針筒並不連 接至該末端形成部時通過塞被封閉。
在未示出的另一實施例中，製備單元沒有膜4和5，並且僅僅包 括過濾膜6，和/或該膜6並不是PVDF膜，而是例如聚醚碸(PES) 膜。
還應該注意的是，根據本發明的製備單元還用於除了如上所述的 方法以外的任何其它的過濾方法，例如這樣一種方法，其中並非通過 液體化學劑而是通過朝向膜6發射超聲波或者通過該膜的微波加熱並 然後通過回收生物材料而完成溶菌，其中所述生物材料通過將收集液 體通入製備單元內而經歷所述膜上的溶菌，所述液體在存儲器53內被 收集。
更具體地，製備單元還可以用於需要在至少兩個不同的容器內收 集液體的任何其它的過濾方法。
本發明並不限於所述和所示的實施例，而是包括其任何改型。
權利要求
1.一種單元，用於製備對預定體積的液體進行微生物分析的試樣，其中所述液體可包含微生物，所述單元包括過濾膜過濾模塊(2；102；202)和收集模塊(3；103；203)，所述收集模塊用於來自所述過濾模塊(2；102；202)的每種液體；所述過濾模塊(2；102；202)包括輸入艙室(40、41；140、141；240、241)以及排出艙室(42；142；242)，所述輸入艙室用於通過所述過濾模塊(2；102；202)的輸入開口(18；118；218)輸入所述預定體積，所述輸入艙室(40、41；140、141；240、241)適於包含全部所述預定體積，所述排出艙室用於通過所述過濾模塊(2；102；202)的排出開口(19；219)將所述預定體積排至所述收集模塊(3；103；203)，所述排出艙室(42；142；242)通過所述膜(6；103；203)與所述輸入艙室(40、41；140、141；240、241)隔離，所述過濾模塊(2；102；202)和所述收集模塊(3；103；203)彼此相對可旋轉地被安裝，並具有彼此相對的第一相對預定位置和與所述第一相對預定位置不同的第二相對預定位置，在所述第一相對預定位置中，所述過濾模塊(2；102；202)的所述排出開口(19；219)與所述收集模塊(3；103；203)的第一開口(95)對正，在所述第二相對預定位置中，所述過濾模塊(2；102；202)的所述排出開口(19；219)與所述收集模塊(3；103；203)的第二開口(96；196；296)對正，其特徵在於，所述輸入艙室(40、41；140、141；240、241)和所述排出艙室(42；142；242)位於相對於所述過濾膜(6；106；206)的彼此相反的側上，而所述輸入艙室(40、41；140、141；240、241)被設置成，在所述預定體積處於所述輸入艙室(40、41；140、141；240、241)內時，液體至少在所述過濾膜的大部分表面(10；110；210)內與所述過濾膜(6；106；206)接觸。
2. 根據權利要求1所述的單元，其特徵在於，在所述第一預定位 置，所述第二開口 (96; 196; 296)被封閉，並且在所述第二預定位 置，所述第一開口 (95)被封閉。
3. 根據權利要求1或2所述的單元，其特徵在於，所述過濾模塊(2; 102; 202)和所述收集模塊(3; 103; 203)還包括附加的彼此相對的預定位置，即封閉位置，其與所述第一和第二位置不同，在所述封閉位置中，所述排出開口 (19; 219)被封閉。
4. 根據權利要求3所述的單元，其特徵在於，在所述封閉位置， 所述第一開口 (95)和所述第二開口 (96; 196; 296)也被封閉。
5. 根據權利要求1至4任一所述的單元，其特徵在於，所述過濾 模塊(202)和所述收集模塊(203)還包括附加的彼此相對的預定位 置，即提取位置，所述提取位置與所述第一和第二位置不同，在所述 提取位置中，所述第二開口 (296)與所述單元所包括的提取開口 (298) 對正。
6. 根據權利要求1至5任一所述的單元，其特徵在於，所述過濾 模塊(2; 102)包括本體(7; 107; 207)以及分離膜(5; 105; 205)， 在所述本體內形成所述過濾膜(6; 106; 206)，所述分離膜位於所述輸入開口 (18; 118; 218)與所述過濾膜(6; 106; 206)之間，所述 分離膜(5; 105; 205)的孔徑大於所述過濾膜(6; 106; 206)的孔徑。
7. 根據權利要求6所述的單元，其特徵在於，所述分離膜(5; 105; 205)固定至所述本體(7; 107)的第一部分(8、 108);所述過濾膜(6; 106)固定至所述本體(7; 107)的第二部分(9; 109)，所 述第一部分(8; 108)和所述第二部分(9; 109)適於一個嵌套在另一個中並且被熔接在一起。
8. 根據權利要求6或7所述的單元，其特徵在於，所述過濾膜(2; 102)包括在所述分離膜(5; 105)相對於所述過濾膜(6; 106)的相反側上、抵靠著所述分離膜(5; 105)並置的附加的膜(4; 104)，所 述附加的膜(4; 104)的孔徑大於所述分離膜(5; 105)的孔徑。
9. 根據權利要求6至8任一所述的單元，其特徵在於，所述分離 膜(5; 105)的孔徑大於1 pm。
10. 根據權利要求6至9任一所述的單元，其特徵在於，所述過 濾膜(6; 106; 206)的孔徑小於lpm。
11. 根據權利要求6至IO任一所述的單元，其特徵在於，所述過 濾模塊(2)包括在所述本體(7)內形成的附加的開口 (25)，並且通 過所述附加的開口可以進入位於所述分離膜(5)與所述過濾膜(6) 之間的所述本體(7)的艙室(41)。
12. 根據權利要求ll所述的單元，其特徵在於，所述開口 (25) 位於在所述本體(7)內形成的通道(24)的端部。
13. 根據權利要求12所述的單元，其特徵在於，所述通道(24) 的所述開口 (25)大致位於與包含微生物的液體的輸入開口 (18)相 同的高度處。
14. 根據權利要求l至13任一所述的單元，其特徵在於，所述收 集模塊(3)包括盤(50)，所述盤的直徑適於使得所述盤被接收在所 述過濾模塊(2)所包括的環形凹槽(34)內。
15. 根據權利要求1至14任一所述的單元，其特徵在於，所述過 濾模塊(2)包括標定裝置(35)，並且所述收集模塊(3)包括互補的 標定裝置(69、 70、 71)，它們用於所述過濾模塊(2)相對於所述收 集模塊(3)的每個預定的位置。
16. 根據權利要求15所述的單元，其特徵在於，所述標定裝置包 括翅(35)，並且所述互補的標定裝置包括肋(69、 70、 71)，所述肋 分別具有適於接收所述翅(35)的切口 (74、 77、 80)。
17. 根據權利要求1至16任一所述的單元，其特徵在於，所述收 集模塊(3)的所述第一開口 (95)引至所述收集模塊(3)所包括的 存儲器(52)。
18. 根據權利要求17所述的單元，其特徵在於，所述收集模塊(3) 包括同通氣部(65)，其適於允許空氣通入所述存儲器(52)內。
19. 根據權利要求17或18所述的單元，其特徵在於，所述存儲 器(52)包括月牙形橫截面。
20. 根據權利要求1至19任一所述的單元，其特徵在於，所述收 集模塊(3)的所述第二開口 (96)引至所述收集模塊(3)所包括的 存儲器(53)。
21. 根據權利要求20所述的單元，其特徵在於，所述存儲器(53) 包括鎖定裝置(56)，其中所述鎖定裝置適於與所述收集模塊(3)所 包括的互補的鎖定裝置(81)共操作。
22. 根據權利要求1至21任一所述的單元，其特徵在於，所述收 集模塊(3)包括密封件(51)，在所述密封件內形成兩個導管(90、 91)，每個導管在與所述過濾模塊(2)相同的側上由所述第一開口 (95) 和所述第二開口 (96)引出。
23. 根據權利要求22所述單元，其特徵在於，所述密封件(51) 具有豌豆形橫截面。
24. 根據權利要求1至23任一所述的單元，其特徵在於，所述過 濾模塊(2)包括通氣部(12)，其適於允許空氣通入所述輸入艙室(40、 41)內。
25. —種對預定體積的液體進行微生物分析的試樣的製備方法， 其中所述液體可包含微生物，其特徵在於，所述方法包括以下步驟獲得根據權利要求1至24任一所述的製備單元(1; 101; 201)的步驟；將所述單元(1)的所述過濾模塊(2; 102; 202)和所述收集模 塊(3; 103; 203)彼此相對安置在所述第一預定位置的步驟；使得包含微生物的所述預定體積的液體從所述過濾模塊(2; 102; 202)通過的步驟，從而通過所述過濾模塊(2; 102; 202)的所述排 出開口 (19; 219)並通過所述收集模塊(3; 103; 203)的所述第一開口 (95)到達所述收集模塊(3; 103; 203);將所述單元(1)的所述過濾模塊(2; 102; 202)和所述收集模 塊(3; 103; 203)彼此相對安置在所述第二預定位置的步驟；使得預定體積的附加的液體從所述過濾模塊(2; 102; 202)通過 的步驟，從而通過所述過濾模塊(2; 102; 202)的所述排出開口 (19;219)並通過所述收集模塊(3; 103; 203)的所述第二開口 (96; 196; 296)到達所述收集模塊(3; 103; 203)。
26. 根據權利要求25所述的方法，其特徵在於，通過離心的方式 完成使得所述預定體積從所述過濾模塊(2; 102; 202)通過以到達所 述收集模塊(3; 103; 203)的步驟。
27. 根據權利要求25或26所述的方法，其特徵在於，在使得所 述預定體積的附加的液體通過所述過濾模塊(2; 102; 202)的所述排 出開口 (19; 219)並通過所述收集模塊(3; 103; 203)的所述第二 開口 (96; 196; 296)的步驟之前，還包括將適於造成留在所述過濾膜(6; 106; 206)上的微生物溶菌的液體選作為所述附加的液體的步驟；在所述過濾膜(6; 106; 206)上沉積所述預定體積的所述附加的 液體的歩驟；以及留下所述附加的液體以在所述微生物上作用預定的時間的步驟。
28.根據權利要求27所述的方法，其特徵在於，在使得所述預定 體積的所述附加的液體通過所述過濾模塊(2; 102; 202)的所述排出 開口 (19; 219)並通過所述收集模塊(3; 103; 203)的所述第二開 口 (96)的步驟之後，還包括回收所述預定體積的所述附加的液體以 便進行分析的步驟。
全文摘要
公開了一種單元，所述單元包括過濾膜(6)過濾模塊(2)以及用於每種來自所述過濾模塊(2)的液體的收集模塊(3)，所述過濾模塊(2)包括用於所述液體的輸入艙室以及排出艙室，所述過濾模塊(2)和所述收集模塊(3)彼此相對可旋轉地被安裝。公開了一種方法，所述方法的步驟包括獲得所述單元(1)；將所述過濾模塊(2)和所述收集模塊(3)彼此相對安置在第一位置；使得液體從所述過濾模塊(2)通過以達到所述收集模塊(3)；將所述過濾模塊(2)和所述收集模塊(3)彼此相對安置在第二位置；以及使得附加的液體從所述過濾模塊(2)通過以達到所述收集模塊(3)。
文檔編號C12M1/12GK101629140SQ200910139928
公開日2010年1月20日 申請日期2009年7月15日 優先權日2008年7月16日
發明者E·西蒙, G·魏徹, L·費爾登, S·裡博 申請人:米利波爾公司