進行接合鑑定用的裝置的製作方法
2023-05-28 14:02:01 3
專利名稱：進行接合鑑定用的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及微生物探測和定量分析用的鑑定，尤其是傳染源，比如細菌、病毒粒子和微粒或其它可能與疾病狀態有關的粒子的鑑定，特別是與人類有關的。因此，本發明可以廣泛地使用於一系列的科學領域，包括這樣一些學科的探索和研究，包括微生物學、環境取樣和監控、臨床化學、免疫學，等等。本發明提供方便這種鑑定的方法和裝置，以及進行這種鑑定用的成套附件。
背景技術：
已有許多方案用於進行鑑定，以確定傳感源的存在。它們包括使用均質的和非均質的系統，這些系統之間廣泛的區別在於它們一些是單純的液相，以及另一些含有固相。本發明適用於非均質系統。
為了進行一種鑑定，需要加入試劑，它們將與一種感興趣的被分析物這樣地互相作用，使被分析物的存在或不存在可以被探測和觀察。這些方法變得非常複雜，這裡有直接的和間接的兩種方案，可以使用於定性的或定量的分析。一種選擇的試劑可以直接地與感興趣的被分析物互相作用，或與已知系統中另一種試劑一起與感興趣的被分析物以一種可預見的方式反應。這些試劑可以是標定的以便於這種分析。
免疫試劑可能是輻射-標定的，以及藉助自動射線照相術探測，或者用其它方法觀察，例如，與大分子結合和使用光散射或吸收技術光學地探測，比如，濁度測定法，比濁度測定法等。由於這些技術正在發展，這裡有複雜性增加的現象，以及這裡仍舊需要可靠而簡單的、易於為專業水平較低的人員使用的技術，而不需要複雜的分析儀器，或者包括漫長的樣品和試劑的準備步驟。
再者，雖然已有許多技術用於探測感興趣的被分析物，例如，病原體的存在，但不一定需要能夠提供一種定量分析，而它是許多環境健康用途中重要的要求。因此，這裡需要一種分析技術，它不僅能探測病原體，也能探測其計數。這樣的要求在境境監控中增加，例如，鑑定水源的水質，以及將此水質與預定的標準對比，例如與飲用水源對比。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供探測傳染源方法的改進，以及提供使用於此目的的裝置。尤其是，本發明的另一目的是提供病源體的定量分析的改進，以及提供感興趣的被分析物，例如，樣品中特定的抗原的計數的改進，樣品可能含有一定數量的汙染。本發明的另一目的是提供一種在環境取樣中使用的鑑定，以及為此目的使用的裝置。
按照本發明的一個方面，提供一種鑑定中使用的裝置，使用的液體樣品懷疑含有感興趣的被分析物，此裝置包括一個接收樣品用的容器，以及一個俘獲感興趣的被分析物的元件，上述的元件可以插入上述的容器內用於鑑定的目的，以及至少在一個表面上塗覆一種對於上述的感興趣的被分析物特定的接合耦合劑，以及上述的元件還具有一個位於遠離上述的塗覆的表面的表面上的器件，用於操作此元件，所述的器件如一個凸塊或鉤件，能夠被鑷子或類似工具握持。
優選地，容器具有一個封密裝置，允許至少在鑑定的一個階段包容樣品。
可插入的元件可以配備器件，以便於它在容器內希望的位置方便地定位，因此，在一個實施例中，容器可以配備器件，用於提供與上述的可插入元件的幹涉配合，比如，設有臺肩用於接收上述的可插入元件的一個相應的唇部。有許多代替的方法可以用於達到容器和可插入元件之間的幹涉配合，然而由於必須關心興趣，以達到一種簡單的和選擇性的釋放機構，它允許在各次鑑定之間容易清洗和不會傾向於隱藏汙染。一種能滿足這種要求的方便的容器形狀如下所述。
有可能希望提供可插入元件用的保持器件，以保證在鑑定時它不會在容器內脫離開希望的位置。這樣可以採取一個彈性偏壓元件的形式比如一個彈簧。例如，一個螺旋彈簧可以放置在一個封嚴元件(如一個個螺帽蓋)和可插入元件之間，以推動後者進入與設置在容器內部的支承臺肩的接合。一個代替的方案是一個襯筒，適合於緊密配合頂住容器內部以及鄰接可插入元件，以限制它避免不希望的移動，還有另一種代替的方案是提供帶有一個凸臺的封嚴元件，當可插入元件與封嚴元件處於正確位置時它用於與可插入元件接觸，從而也在鑑定時限制可插入元件避免不希望的移動。可插入元件的其它適當的定位用器件如下所述。
容器可以是具有任何普通橫截面的一個管狀體，但圓形橫截面管狀容器提供的內壁的平滑的曲率可便於清洗。因此，容器可以是一個試管、試瓶、或為類似目的設計的實驗室用鑑定容器。代替的方案是，它可以是一個可拆的取樣管，設置在一個管路系統內，管路系統配備有適當的支管和閥元件，允許液體流旁路，通過使用適當的管路封嚴器件，比如支管用於收集樣品，以便在管子內保持預定的樣品數量。
俘獲感興趣的被分析物用的可插入元件應典型地設計為延伸跨過容器的整個內部寬度。這樣的一個元件最好具有帶孔的表面，以允許液體流動通過。上述的帶孔的表面可以延伸跨過可插入元件的整個寬度，或者限制在一個特定區。上述的帶孔表面的孔尺寸的設計時應考慮避免被鑑定的液體內的顆粒堵塞。尤其是，它希望允許顆粒可以通過可插入的元件自由流動，以避免可能堵塞含有對於感興趣的被分析物的特定的結合耦合劑的表面。因此，可插入的元件應設計為能起到對於感興趣的被分析物的特定的結合耦合劑一種大孔支承的作用。
在本發明的一個實施例中，可插入的元件的一種特定的形狀，它提供某些優點，用於鑑定的正確和有效的進行。它是一種實質上平板盤形狀。它最好是由方形網格製成，其中網格的一個側面具有對於感興趣的被分析物的上述的特定的結合耦合劑塗覆在其上，以及另一側側面具有一個凸塊，以便於操作可插入元件，允許易於將其插入容器和隨後由其取出。這樣的一個網格可以分割為分區或扇形段，每個這樣的分區或扇形段使用不同的特定的結合耦合劑塗覆，用於不同的感興趣的被分析物。代替的方案是，可以使用不同塗覆元件的一個疊層件，在此疊層中相應的元件使用對於一個感興趣的被分析物的不同的結合耦合劑塗覆。任何一種任選的方案應該允許在一個單獨的鑑定被分析物一俘獲程序中同時確定在一個液體樣品中這些不同的感興趣的被分析物的含量。
單獨的柵格元件可以組裝成一個疊層件，其成形的方法是允許方便地疊層，或者使用器件以便於疊層組裝，例如，使用託架或類似的機械支承。
多種材料可以使用於容器及其可插入元件。選擇鑑定用的這些材料根據一系列的因素，包括成本，相對於可能汙染的惰性，或者與鑑定的希望的進度的幹擾，耐用性以及容易清洗和重新使用。因此，塑料、金屬、合金、陶瓷和玻璃都可以考慮。
準備塗覆到可插入元件的一個表面上的特定的結合耦合劑例如可以是一個抗體，以及此抗體可能是單菌株的或多菌株的，只要在此鑑定方案中抗體顯示出對於目標被分析物希望的特性，以及不顯示對被鑑定的樣品的任何其它元件非特定的結合。
典型地，準備鑑定的液體應該包括水、牛奶、水果、果汁、軟飲料，汙水、淤液、動物或人的生物液體，或由一個表面，比如水果或蔬菜的工作表面清洗物，尤其是後者。
按照本發明的另一方面，提供對感興趣的被分析物的一種計數鑑定，上述的鑑定包括(a)提供一個容器，能夠接收一個可插入的元件和一個試樣液體；(b)提供一個元件，它用於插入上述的容器，以及它至少在一個表面上塗覆一種特定的對於一種感興趣的被分析物的結合耦合劑，上述的元件還具有一個位於遠離上述的塗覆的表面的表面上的器件，用於操作此元件；(c)加入試樣液體到容器內；(d)使試樣液體接觸可插入的元件，以及任選地攪動試樣，使得可插入的元件藉助塗覆在上述的元件上的特定的結合耦合劑的特定的結合而捕獲任何的感興趣的被分析物；(e)從容器取出可插入的元件和把塗覆特定的結合耦合劑的表面放至遠離容器的介質中的一個顯影劑表面，以允許探測結合的情況；以及(f)計數顯影的情況，它指示特定的結合耦合劑和感興趣的被分析物之間的特定的結合。
已有一系列探測方法允許使用於計數結合事件，它是根據含有感興趣的被分析物的樣品，以及它預期的特定的結合耦合劑的可能的標定機會被可插入的元件俘獲的。在一個特定的微生物用的鑑定情況下，顯影劑表面最好是一個非液體的培養介質，它已知為有利於目標微生物的繁殖。因此，可插入的元件可以放置至一個凝膠介質的表面，它含有利於目標微生物生長的營養素。上述的器件用於操作可插入元件有利於放置此元件到一個顯影劑表面，比如瓊脂板，並且對於含有感興趣的被分析物的特定的結合耦合劑塗層表面可能的汙染最小。理想的方法是，使用小的壓力在瓊脂內留下輕微的印痕。在此處元件是由網格形成的，它的規律性的優點在隨後的菌落計數階段對於熟悉計數接種板的人員可以理解。
此板隨後的保溼培養允許目標微生物的任何顯影的菌落被探測和在適當的潛伏期之後被計數。
按照本發明的另一方面，提供了一種成套附件，用於使用一個液體樣品進行定量鑑定。成套附件包括一個取樣管，一個可插入管子的帶孔的元件，以及具有在其一個表面上塗覆的對於感興趣的被分析物的結合耦合劑，以及在遠離塗覆表面的一個表面上的一個結構，它方便元件的操作，例如，藉助使用包括在成套附件內的鑷子的操作。成套附件還可以包括顯影劑，用於觀察在可移動元件上俘獲的結合情況，以及還可以包括培養介質和支承。任選地，可移動的元件可以不附帶特定的結合耦合劑，以及成套附件可以包括一組特定的結合耦合劑用於不同的目標被分析物，它可由用戶塗覆在可移動的元件上，以達到提供一個用戶鑑定裝置的目的，使用於特定的目的。
本發明以下以實例的方式結合附圖予以說明，其中圖1A是一個可插入元件的下表面的頂視圖，它有意地用作一個對於感興趣的被分析物的結合用的接收器，按元件的正常使用；圖1B是圖1A所示元件的通過平面的垂直剖面圖；
圖1C是圖1A所示可插入元件的上表面的頂視圖；圖1D是類似於圖1A所示的柵格表面的頂視圖，以及示出一個生物傳感塗層；圖2A是通過一個示意的容器的剖面圖，圖1所示的一個元件可以藉助操作工具插入其中；圖2B是圖2A所示的操作工具的鉗口的端視圖；圖2C是如圖2A的通過容器和元件的剖面圖，但還示出一個容器用的封嚴帽以及元件用的保持器件，從而使元件保持在位和固定；圖3是培養容器的三個視圖，其中有一組元件，它們暴露於一個試驗用的樣品，插入用於在俘獲被分析物之後顯影；最上面的是通過此容器和一個協作位置對準工具的剖面圖，其中各元件正確地定位在一個希望的位置，如中部的頂視圖所示；以及最後，這樣定位的元件在移走對準工具之後被覆蓋，如下面的剖面圖所示；圖4示出託架器件的視圖，它適用於可插入元件的操作；圖5示出託架與一個工具一起使用，以便操作一組可插入的元件；圖6示出使用一個適當的工具，它適合由一個機器人致動器和「頂帽」封嚴器件使用，以操作一個可插入的元件或疊層的可插入元件；圖7示出使用圖6的頂帽器件和託架，以定位一疊層可插入的元件在一個管狀容器內；以及圖8示出一個可插入的元件和託架的組件的分解。
具體實施例方式
在本實例中說明的結構的尺寸和材料。對於本發明的許多用途的正確的方案是示範性的，僅以實例的方式提供，而不是對本發明的使用的可能性的徹底的討論。
如圖1A至1D所示，一個可插入的元件包括一個柵格(下文稱「柵格」)。柵格為圓盤形，以及它包括一個陣列的孔2。柵格的厚度可以在1至20mm範圍內，但典型地在4至5mm範圍內。柵格的直徑可以在10至50mm範圍內，但典型地在25至30mm範圍內。為了使液體的試樣充分地流動通過，孔普通是方形橫截面的，以及典型地邊長在3至4mm範圍內。
柵格的下側面3是首先浸入液體試樣的表面，以及此側面上的孔具有引入斜面，以幫助液體流動通過孔。下側面3是平格子形區，其上沉積一層(或多層)生物敏感塗層。柵格的上側面4是方孔形的平柵格，以及任選地包括一個凸塊，一個中心樁5，它可用作一個柵格操作元件。在柵格的外周邊上是一個任選的矩形截面的唇部6，它提供一個代替的操作元件。此唇部典型地具有小於1mm的半徑寬度，以及典型地具有高度在1至2mm範圍內。唇部補充的優點是它可以用於防止敏感的柵格表面3被汙染。這點示於圖1E內，其中柵格座7接觸唇部，但不接觸敏感的表面3。各種的柵格操作方法將被說明，它們依賴這一種或那一種操作元件5和6，但不會在同時包括這兩種操作元件，方便地是允許使用「標準化的」柵格，它具有一種以上可能的操作方法。
第一種以及最簡單的操作方法是使用中心樁5以及示於圖2A至2C。這是一種柵格操作的人工方法。一個手持的工具8設置為一對鑷子形狀，其中鑷子的自由端在幾何形狀上成形為鉗口9，以便圍繞中心樁5夾持(見圖2B，鑷子的端視圖)。鑷子的動作是方便地正學偏壓開啟，要求簡單的手指壓力以保持其關閉和提升柵格，但也可以做相反的動作。柵格1要求裝入一個小瓶10內，其中含有液體的試樣。此小瓶可以包括一個螺紋區12，用以緊固一個蓋子13。被鑷子8拾取的一個柵格可以插入小瓶10和下降至小瓶內的一個內臺肩11。釋放柵格並插入一個螺旋彈簧14，使得當試管的蓋子13裝配時，柵格1藉助彈簧14的壓縮被保持壓緊在臺肩11上。小瓶隨後可以測量或搖晃，不會使柵格移位。
小瓶不是專用的和最好是一個標準的塑料小瓶，並且帶有標準的螺紋蓋子和可以由試驗室供應商廣泛供應的。
中心樁5的另外的用途是幫助手工裝載柵格1至一個瓊脂培養板上，在培養板上，可以在生物傳感層7上進行俘獲的生物材料的潛伏和繁殖。圖3示出這個過程。一個圓板15含有瓊脂培養介質16。這是一種標準的工業盤，它適合同時放置四個柵格，一個蓋子17，帶有裝載對準孔18，它具有一個內裙，向下延伸接近瓊脂層，以保證最佳數量的柵格被裝載。一旦柵格就位，對準蓋子被一個非專用的密封蓋子19代替。沒有這個對準蓋子，不正確的手工定位可能限制每個板上柵格的數量，或者阻礙迅速的取樣處理，因為需要很多時間來進行柵格的仔細的手工定位。
所述的柵格操作的另一種方法是引入如圖4所示的一個託架元件20。託架元件包括三個腳柱21，一個支承環形帶22，位於每個腳柱的端部的多個溝槽23，在每個腳柱端部的引導斜面24，在每個腳柱的中點處每個腳柱內部的凸塊25。藉助把工具26咬入上面一組溝槽，託架可以被盤形操作工具26拾取(如圖5所示)。在每個腳柱上端的斜面有助於接合容易地進行。因此把操作工具與託架接合或者把柵格與託架接合的方法容易地藉助快速配合動作而實現。溝槽23的尺寸相當於柵格上的唇部6的尺寸，但具有稍大的寬度(例如，此處唇部的寬度為1.5mm，溝槽的寬度可以是1.6mm)以及溝槽的深度較淺，從而使從託架20中取出操作工具26，或者從託架20中取出柵格1可以藉助同時在每個腳柱上腳柱21的彎曲動作而實現。
圖5示出從託架20中取出柵格1或者從託架20中取出操作工具26的方法。為了釋放柵格1，一個向內的徑向側力施加在每個腳柱21的上腳柱28的大致中點處。這樣引起腳柱變形和圍繞環形帶22樞動，引起下腳柱29在向外的徑向變形，從而釋放柵格。施加側力的器件不是專用的，以及可以使用一些機構，如內膨脹機械套筒，一系列徑向作用的氣動致動器或一個膨脹的氣動環件，釋放操作工具的方法使用類似的方法，這樣，側壓力施加在託架的下腳柱29上。
託架的幾何形狀最好是沿環形帶對稱的，這樣使上腳柱和下腳柱具有相同的幾何形狀，以避免在操作之前需要定位託架在優選的取向。所示的不連續的凸塊25可以任選地成形為一個連續的凸緣環。託架20可以任選地成形為帶有四個或多個腳柱21。
託架可以藉助注射成形方法製造，使用廣泛的塑料材料，比如，聚苯乙烯、聚醛、聚醯胺、ABS、聚碳酸酯或聚碸。有關腳柱的「迅速動作」的最佳的力學性能可藉助填料，如玻璃珠或玻璃纖維來輔助。
操作柵格的另一種方法說明於圖6。在此實例中，一個工具30包括一個手柄31，它是大致的圓柱形，帶有擴張的端部32、33，以保證良好的手握特性。下擴張的端部33能夠作為防濺擋板使用。手柄的此端結合一個底盤34，底盤夾持一個膨脹鉗口機構，該機構具有鉗口35，鉗口螺旋彈簧36和活動錐體37。鉗口在柄身34內的一個幾何形狀匹配的狹槽內徑向地滑動以及被單獨的螺旋彈簧36在通常向內的方向上偏壓，彈簧保持鉗口徑向地向內頂住錐體37。錐體37可以藉助壓迫一個墊片38而向下移動，墊片連接至一個軸39，軸39沿手柄31的軸線移動通過一個孔。當錐體向下移動時，鉗口35徑向地向內移動。錐體37被一個作用在墊片38的下側面的一個螺旋彈簧40正常地向上偏壓。
操作工具30的功能是接合和提升一個頂帽41元件，頂帽依次地包括一個下凸緣42，適用於與託架20卡合，託架又依次地與柵格1接合。鉗口的主要的接合方法，是使用摩擦，反映此要求的結構材料，但是任選地，這點可用機械方法輔助，藉助使用在頂帽內的一個內環形唇部43，該唇部對應於鉗口內的溝槽44。
當手柄被拇指握持接近手柄的上端時，拇指的一個容易的動作是壓迫墊片38。整個安排提供了一種手工柵格操作工具，它的操作簡單，動作正確和牢固。這個動作示於圖6A和6B的比較。在圖6A內，錐體處於完全收縮狀態，其中錐體的上表面在彈簧40的作用下保持頂住底盤34的下表面。在圖6B內，錐體被壓迫向下的墊片38降低。以產生一個間隙45，以及鉗口35已收縮以產生間隙46，它允許容易地與頂帽41接合或分離。
考慮到鉗口的功能，主要的注意應給予其結構的選材。在一個優選的結構中，鉗口35製造成兩個部分，其中外接觸區(夾持的)是用聚氨基甲酸酯或硬橡膠製造，以達到較高的摩擦性能，而內滑動部分，包括與活動錐體的接觸區是由低摩擦材料製造的，比如聚四氟乙烯(PTFE)或聚醛。錐體和軸優選地為不鏽鋼的。螺旋彈簧36和40優選地用耐腐蝕的彈簧鋼絲製造。工具30的其它部件的優選的材料為塑料，並且聚醛是一個適當的普遍的選擇。
這種安排的一個重要的優點是頂帽器件41的功能。此部件提供圖2A和2C前述的彈簧14和墊片11(臺肩)安排的一個代替方案。頂帽41包括一個凸緣47，它接合在試管10的開口端以及當蓋子13裝配時它被夾持在位。託架和柵格因此相對於小瓶的蓋子端正確地定位，允許小瓶倒置或搖晃，而不會使柵格移位。頂帽還可以在當蓋子取下時隔離液體試樣和操作工具，從而減少操作工具的清洗要求。頂帽成為一個可消耗項目，可以藉助注射成形方法製造，使用廣泛的塑料材料，比如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醛、聚醯胺、ABS、聚碳酸酯或聚碸。
這種安排的其它的優點示於圖7A和7B。圖中示出多個柵格可以裝載入一個標準的小瓶內，僅使用兩個部件，這就是頂帽41和託架20，以及這些部件相對於小瓶的頂部正確地定位疊層，而與疊層內柵格的數目無關。圖7A示出四個向上的柵格疊層，圖7B示出兩個向上的柵格疊層。柵格的數目在實踐中僅受小瓶的長度以及柵格疊層相對於操作工具末端的穩定性的限制。至少六個柵格的一個疊層可以用本方法容易地實現。每個柵格1和每個託架20可以藉助一次相同的卡合動作而被拾取，唯一的補充要求是，在每次拾取工序之間工具30應該轉動，以保證相鄰的託架的腳柱21不會互相撞擊。
這種安排的另外的優點是，它可以作為自動化作業系統的一部分使用。手柄30可以例如連接至一個機器人操作臂，以及墊片38的致動可以藉助一個氣缸進行。此操作臂提供以下能力a)拾取頂帽41，b)把一個託架20與頂帽41接合，c)把柵格1接合在一個託架20上，d)接合一疊層託架20和柵格，e)裝載一個託架和柵格的疊層進入小瓶，f)從小瓶中卸下託架和柵格的疊層，g)把託架和柵格的疊層帶至一個柵格釋放工具，h)取出託架和柵格的疊層至工作空間內的另一個功位，比如一個衝洗站，一個乾燥站，一個掃描站，一個廢品處理站。
圖8B示出使用一個非專用的套筒機構從一個柵格1釋放一個託架20的一種方法。一個釋放工具50如圖所示是一個膨脹內套筒組件，包括一個筒身51，一個套筒致動器52，其向上的運動引起套筒鉗口53徑向地向內移動。這種向上的運動可以藉助，例如藉助套筒的轉動實現，該套筒通過一個螺紋界面連接至一個套筒致動器52。操作工具30下降進入釋放工具(如圖8A所示)，其中套筒鉗口充分地開放，以允許託架20自由通過。工具30繼續下降(如圖8B所示)，這樣使託架20的下腳柱的下端與套筒的接觸鉗口53對準。套筒致動器52向上移動(見箭頭所示)，引起鉗口53向內延伸，從而從柵格1釋放託架20。工具30隨後從釋放工具抽出，而託架20仍舊保持在套筒鉗口53內。鉗口53開放，和託架在重力作用下落入，例如一個廢品處理槽內。這種情況如圖8B所示。
圖8C示出從一個託架20釋放一個柵格1的方法。工具30下降進入釋放工具，這樣使託架20的相應的上腳柱的中點與套筒的接觸鉗口對準。套筒致動器52向上移動(見箭頭所示)，引起鉗口53向內延伸，從而釋放柵格1，柵格在重力作用下落入例如一個廢品處理槽內。在程序內的此點，剩餘的託架仍與頂帽41接合，但是這裡已無必要從頂帽分離下託架，組合的託架和頂帽對可一起釋放，(例如，進入一個廢品處理槽)，方法是藉助從頂帽釋放操作工具30，如前面所述。
柵格釋放工具可以安裝在機器人操作器的工作空間內方便的位置。操作器臂可以是操作工具30，和操作器臂插入到柵格釋放工具內。柵格釋放工具可以隨後由一個電動的或氣動的致動器操作。小瓶蓋子的取下和重新安裝也可以使用一個非專用的轉動夾持器件自動化地進行。
使用本發明的成套附件實施檢驗的模式以下說明本發明的有關的結構和方法用於進行液體樣品內微生物的選擇計數成套附件(例如，定性E.Coli檢測成套附件)計數病毒粒子或病毒微粒。這種成套附件基本上包括一個管子，管子包容一個可移動的盤狀元件，該元件具有一個寬網柵格，適合顆粒通過，但可俘獲感興趣的被分析物。這種俘獲感興趣的被分析物的能力是藉助在元件的一個表面上塗覆對於感興趣的被分析物的接合耦合劑，例如，抗體，它緊密地和有選擇地結合感興趣的微生物或病毒微粒。樣品加入到管子內，隨後蓋住，並攪拌足夠長的時間，以便使實質上樣品中目標被分析物全部結合至元件的塗覆的表面。
元件隨後從管子中取出和顯影。這裡有幾種方法來做此工作，但一種直接的方法是在一個瓊脂板上培養俘獲的微生物(如實例中所述)。代替的方案是，可移動的元件可以浸入在介質內以及用儀器進行分析，例如，藉助觀察光密度或螢光。
這裡所述的這種安排對於在液體樣品中計數微生物或病毒粒子或微粒是理想的，這些液體比如是水、廢水、汙水、淤泥、牛奶液體產品，(如牛奶)，以及生物液體(如血液、尿液)。
在本發明的一個典型的用途中，細菌可以定量地固定在一個方網柵格上，該柵格適合支承在取樣管內，柵格的網孔尺寸這樣選擇，使大的顆粒材料可以移動通過，這樣，支承對於感興趣的被分析物的特定的結合耦合劑的柵格的作用表面不會被這樣的顆粒材料阻塞堵閉。
採用載有對於感興趣的被分析物特定的結合耦合劑的可移動的元件內的柵格結構，一種非液體的軟表面培養介質可以通過把柵格的適當的表面壓在介質的暴露的表面上進行接種。這樣導致一個柵格圖案的接種，它隨後方便於計數，無論是使用人的眼睛或者使用儀器技術。
本發明特定的優點在於能夠處理大量的樣品，而又達到高靈敏度的計數。在一些改型中，取樣管可以用於接收通過預定的樣品容積的流或者在一次單獨的通過中，或者在重複的循環中，以使達到要求的特定的結合和更精確的計數的可能性最大化。
建議的系統的精度可以藉助合理的選擇特定的結合耦合劑而優化，例如，藉助提出一種針對涉及有意的用途的合理設計的一抗原的抗體。抗體開始可以是多菌株或單菌株源。柵格不需要攜帶單一的抗體。柵格可分割為四分體或扇形段，每個攜帶一種不同的抗體。柵格應該作標記用於參考，例如，下側面可以在「12時」處攜帶一個升起的銷釘，它將在瓊脂板上做出相應的印痕。管子可以包含多於一個的柵格。
使用方法組件可以供應組裝的和無菌的。取下螺紋帽和加入試樣。螺紋帽重新緊密關閉。組件夾特在一個垂直轉動的輪子上(轉速20rpm)，它能使樣品在管子內充分地攪拌。任選地，管子可以用手輕微地搖晃或者使用任何其它方便的方式攪拌，使全部樣品流動通過攜帶對於感興趣的被分析物的特定的結合耦合劑的元件表面。必須有充分的攪拌時間使全部的同族細菌通過同族抗體結合到柵格。
液體樣品和元件被分離以及用適當的衝洗容液衝洗(例如5分鐘)。此步驟重複進行。此衝洗步驟可以藉助傾析衝洗樣品和替換衝洗溶液，或者元件可以從管子中取出進行衝洗。
柵格的顯影(a)通過培養柵格進行使用攝子，操作元件使柵格達到瓊脂板表面，以及輕微向下壓迫以便柵格和瓊脂板之間有良好的接觸。瓊脂板在要求的溫度下保溫2h。在此時間之後，取下柵格和丟棄。在瓊脂內應能看見清晰的柵格印痕。瓊脂板隨後保溫培養一夜。
應該理解，此種方法可以與亞致死的損傷細胞的復甦技術結合使用。
發現在方形柵格矩陣內的菌落可以藉助眼睛或使用標準的數字成像設備容易地計數。
本方法特殊的優點是，使用一種培養法觀察在柵格上發生的結合事件，從而獲得一種有生命力的細胞計數。這點可以藉助上述的復甦技術增強。
(b)通過免疫探測法進行代替的方案是，柵格可以藉助標準的免疫探測技術直接地顯影。瓊脂板在含有同族抗體的溶液內保溫培養和充分地衝洗。此板隨後用一種螢光標誌的二次抗體處理而顯影。柵格可以在一個螢光顯微境或適當的數字成像設備下觀察。
有可能將元件放置一種匹配的反射指數的溶液中，該溶液使元件對一個外部觀察者言是不可看見的。
如果柵格攜帶多於一種抗體，它可以用二次抗體顯影，它的螢光帶有不同的顏色或顯示不同的吸光性。
或者，二次抗體可以是輻射標記的以及柵格可以藉助自動射線照相術顯影。照相底片可以直接地觀察或者使用數字成像設備觀察。
工業應用本發明適用於微生物的探測和定量分析，以及可以使用於，例如水的可飲用性試驗，或者篩選傳染源，比如細菌、病毒粒子和微粒、或者其它可能與疾病狀態有關的粒子的鑑定，特別是與人類有關的。因此，本發明可以廣泛地使用於一系列的科學領域，包括這樣一些學科的探索和研究，包括微生物學、環境取樣和鑑控、臨床化學、免疫學，等等。
權利要求
1.一種鑑定中使用的裝置，使用的樣品懷疑含有感興趣的被分析物，此裝置包括一個接收樣品用的容器，一個俘獲感興趣的被分析物用的元件，上述的元件可以插入上述的容器內用於鑑定的目的，以及至少一個表面塗覆一種對於上述的感興趣的被分析物的特定的結合耦合劑，以及上述的元件還具有在一個遠離上述的塗覆表面的表面上的器件，用於操作此元件。
2.按照權利要求1的裝置，其特徵在於，所述的元件的操作是藉助使用攝子或類似的操作工具與其接合而方便地進行。
3.按照權利要求1的裝置，其特徵在於，所述的元件的操作是藉助使用一個鉤件與其接合而方便地進行。
4.按照權利要求1至3中任何一項的裝置，其特徵在於，所述的元件是一個實質上帶孔的平板元件。
5.按照權利要求1的裝置，其特徵在於，所述的元件是由網柵形成的，以提供一個大孔的支承表面，該表面塗覆著一種對於感興趣的被分析物特定的結合耦合劑。
6.按照權利要求5的裝置，其特徵在於，所述的網柵的孔是方形的，這樣使大孔的支承提供一個柵格表面，液體和顆粒可以通過該表面。
7.按照權利要求6的裝置，其特徵在於，所述的柵格表面被分割為四分區或扇形段，每個上述的四分區或扇形段是用對於相應不同的感興趣的目標被分析物的一種不同的特定的結合耦合劑塗覆的。
8.按照權利要求4或5的裝置，其特徵在於，多個不同地塗覆的元件是作為一個疊層插入容器內，疊層內相應的元件是用對於一種感興趣的被分析物的一種不同的特定的結合耦合劑塗覆的。
9.按照前面所述的權利要求中任何一項的裝置，其特徵在於，可插入的所述的元件設有便於它在容器內一個希望的位置方便地定位的裝置。
10.按照權利要求9的裝置，其特徵在於，還設有可插入元件用的保持器件，以便當使用時保持所述的元件在容器內要求的位置。
11.按照權利要求10的裝置，其特徵在於，上述的保持器件是一個彈性元件，優選地是一個壓縮彈簧。
12.按照權利要求1的裝置，其特徵在於，還設有一個託架用於操作一個元件，上述的託架包括多個腳柱，以這樣一種方式連接至一個支承元件，使上述的腳柱具有上和下端部突出於支承元件的平面外，和可沿著支承點作有限的自由間隙移動，尤其是相對於上述的平面的一個想像的中點在徑向方向上移動，從而使加在一個腳柱的上端部上的一個壓縮力誘發上述的腳柱的相應的下端部的一個向外的位移。
13.按照權利要求12的裝置，其特徵在於，所述的支承元件包括一個環形帶和三個腳柱是圍繞其周邊相互等間距地排列。
14.按照權利要求12或13的裝置，其特徵在於，所述的腳柱接近其端部具有溝槽，溝槽安排成與一個邊緣接合，例如，與一個元件的邊緣接合，藉助一個幹涉配合能夠使腳柱用於支承或操作這樣一個元件。
15.按照前述的權利要求中任何一項的裝置，其特徵在於，上述的容器是在一個連續的流動系統中的一個管子或艙室，以及上述的元件是可插入上述的管子或艙室內的，從而使懷疑含有一種感興趣的被分析物的液體藉助流動通過與上述的元件接觸。
16.按照權利要求1至15中任何一項的裝置，其特徵在於，所述的特定的結合耦合劑是一種抗體，最好是一種單菌株的抗體。
17.一種鑑定中使用的裝置，用於在懷疑含有感興趣的被分析液體中的感興趣的被分析物的計數，上述的裝置包括一個實質上帶孔的平板表面，支承一種對於感興趣的被分析物的特定的結合耦合劑，以及具有一個在遠離上述的帶孔表面的表面上的器件，用於操作所述的元件，這樣使支承一種特定的結合耦合劑的上述的表面可以有選擇地達到所述的器件，以便於感興趣的被分析物的計數。
18.按照權利要求17的裝置，其特徵在於，所述的帶孔的表面被分割為四分區或扇形段，每個上述的四分區或扇形段是用對於相應不同的感興趣的目標被分析物的一種特定的結合耦合劑塗覆的。
19.按照權利要求17或18的裝置，其特徵在於，在遠離上述的帶孔表面的表面上的上述器件是藉助使用攝子或類似的操作工具與其接合的。
20.一種對感興趣的被分析物的計數鑑定，上述的鑑定包括(a).提供一個容器，能夠接收一個可插入的元件和一個試樣液體；(b).提供一個元件，它用於插入上述的容器，以及至少在一個表面上塗覆一種對於一種感興趣的被分析物特定的結合耦合劑，上述的元件還具有位於遠離上述的塗覆的表面的表面上的器件，用於操作此元件；(c).加入試樣液體到容器內；(d).使試樣液體接觸可插入的元件，以及任選地攪動試樣，使得可插入的元件藉助塗覆在上述的元件上的特定的結合耦合劑的特定的結合而俘獲任何的感興趣的被分析物；(e).從容器取出可插入的元件和把塗覆特定的結合耦合劑的表面放至遠離容器的介質中的一個顯影劑表面，以允許探測結合的情況；(f).計數顯影的情況，它指示特定的結合耦合劑和感興趣的被分析物之間特定的結合。
21.按照權利要求20的鑑定，其特徵在於，所述的元件是與權利要求17至19中任何一項的裝置。
22.按照權利要求20的鑑定，其特徵在於，如權利要求1至16中任何一項的裝置使用於俘獲一個液體樣品中的一種感興趣的被分析物。
23.按照權利要求20的鑑定，其特徵在於，一種感興趣的被分析物的存在的測定是藉助元件的塗覆表面與一個固體的營養介質，如一個瓊脂板的表面接觸，和保溫培養已接觸的瓊脂板以便利於培養基的顯影。
24.按照權利要求20至23中任一項的鑑定，其特徵在於，上述的容器是在一個連續的流動系統中的一個管子或艙室，以及上述的元件是可插入上述的管子或艙室內的，從而使懷疑含有一種感興趣的被分析物的液體藉助流動通過與上述的元件接觸。
25.按照權利要求20至24中任何一項的鑑定，其特徵在於，特定的結合耦合劑是一種抗體，最好是一種單菌株的抗體。
26.一種成套附件，用於進行一個液體樣品的定量鑑定，所述的成套附件包括一個取樣管，一個可插入管子的帶孔的元件，以及具有在其一個表面上塗覆的一種對於感興趣的被分析物的特定的結合耦合劑，以及在遠離塗覆表面的一個表面上的一個結構，它方便元件的操作，例如，藉助使用任選地包括在成套附件內的攝子或類似的操作工具的操作。
27.按照權利要求26的成套附件，其特徵在於，所述的元件是按照權利要求17至19中任何一項中的裝置。
28.一種成套附件，用於使用一個液體樣品進行定量鑑定，所述的成套附件包括一個取樣管，一個可插入管子的帶孔的元件，上述的元件具有一個可達到的表面，用於支承對於一種感興趣的被分析物的一種特定的結合耦合劑，還有在遠離此可達到的表面的一個表面上的一個結構，它方便元件的操作，例如，藉助使用任選地包括在成套附件內的攝子或類似的工具操作，還有多個對於不同的目標被分析物的特定的結合耦合劑，用以塗覆到上述的元件的帶孔的表面。
29.按照權利要求26至28中任何一項的成套附件，其特徵在於，所述的帶孔的元件是一個實質上平板的表面，設置具有一種孔的網柵，其孔寬足夠允許顆粒和液體移動通過它，和設有一個柵格安排在上述的表面上，它方便計數。
30.按照權利要求29的成套附件，其特徵在於，所述的柵格表面被分割為四分區或扇形段，每個上述的四分區或扇形段是用對於相應的不同的感興趣的目標被分析物的一種不同的特定的結合耦合劑塗覆的。
31.按照權利要求26至30中任何一項的成套附件，其特徵在於，一個託架支承元件設置用於安裝和操作上述的元件。
32.按照權利要求31的成套附件，其特徵在於，上述的託架包括一組腳柱，以這樣一種方式連接至一個支承元件，使上述的腳柱具有上和下端部突出於支承元件的平面外，和可沿著支承點作有限的自由間隙移動，尤其是相對於上述的平面的一個想像的中點在徑向的方向上移動，從而使加在一個腳柱的上端部的一個壓縮力誘發上述的腳柱的相應的下端部的一個向外的移動。
33.按照權利要求32的成套附件，其特徵在於，所述的支承元件包括一個環形帶，以及三個腳柱是圍繞其周邊相互等間距地安排。
34.按照權利要求32或33的成套附件，其特徵在於，所述的腳柱的端部具有溝槽，以便與一個邊緣接合，例如，一個元件的邊緣接合，藉助一個幹涉配合能夠使腳柱使用於支承或操作這樣一個元件。
35.按照權利要求31至34中任何一項的成套附件，其特徵在於，所述的帶孔的元件使用於與被其操作的託架接合，通過設置一個周邊的唇部，適合於「快速配合」進行託架的上述的腳柱的溝槽內。
全文摘要
一種在鑑定中使用的裝置，使用的一個液體樣品懷疑含有一種感興趣的被分析物，該裝置包括一個接收樣品用的容器(10)，以及一個俘獲一種感興趣的被分析物用的元件(1)，上述的元件可以插入上述的容器內用於鑑定的目的，以及至少一個表面(3)塗覆一種對於上述的感興趣的被分析物的特定的結合耦合劑，以及上述的元件還具有在一個遠離上述的塗覆表面的表面上的器件(5)用於操作此元件，以便於分析，用本裝置可以探測和定量分析微生物，尤其是鑑定傳染源，比如細菌、病毒粒子和微粒、或其它可能與疾病狀態有關的特別是與人類相關的粒子的鑑定。
文檔編號G01N33/543GK1488074SQ0182230
公開日2004年4月7日 申請日期2001年12月20日 優先權日2000年12月20日
發明者克里斯多福·奧德菲爾德, 克里斯多福 奧德菲爾德 申請人:納球有限公司