用于处理和分析通过切向过滤提取的颗粒的方法和装置制造方法及图纸

一种过滤装置，其具有顶元件和底元件，以及位于二者之间的过滤元件。该过滤元件在其上表面上捕获过大的颗粒，并采用洗脱液切向地冲洗这些颗粒，以在相对低的液体体积中提供颗粒浓度用于进一步的分析。一种采用滑动阀的配置也可以被利用。此外，一种供给容器和接收容器的布置可以用来减少所需容器的数量。质量流量计可以被用于测量洗脱液的流量。最后，该过滤过程的清洗阶段可以用来将染色剂引入到颗粒上，以用于后续分析，例如与革兰氏染色法相关的分析以及这些经染色的颗粒可以被进一步分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
相关申请的交叉引用本申请要求2013年12月04日提交的美国临时申请序列号61/911,840、2014年6月26日提交的美国临时申请序列号62/017,604以及2014年9月16日提交的美国临时申请序列号62/050,859的优先权。其全部内容通过引用合并于此。
机械的颗粒过滤器被用于从液体/颗粒混合物中提取颗粒用于分析。然而，目前颗粒保存在过滤器中。最常见的用于从过滤器中移除颗粒用于分析的技术是引入额外的液体，例如通过使用反洗工艺。然而，理想地，颗粒应被包含在尽可能最少量的液体中而保持高的截留率，以便于分析。当颗粒为细菌时更是如此。因此，当反洗过滤器确实从过滤器中移除了颗粒时，该过程的效率很低，并且所需的液体的总量可能产生液体/颗粒与过量液体的二次混合。进一步地，当使用具有小孔径的亲水膜以及在过滤器的下游侧提供抽吸力以抽取液体和较小的颗粒时，通常，该膜在被弄湿后会变成空气的屏障。需要一种设计和方法，借此有利的颗粒可以被过滤并包含在少量液体中，进一步地，借此过滤器可以被构造成使得即使在液体经过后，过滤器的膜将允许更多的真空抽吸。附图说明图1为示出了现有技术的过滤装置的简化分解示意图；图2为图1中的过滤装置的组装示意图；图3为示出了分解的现有技术的过滤装置的立体装置图的示意图，其中除去了过滤元件；图4为图3中的现有技术的过滤装置的实施方式的示意图，但是包含安装在位的过滤元件；图5A-10A为根据本专利技术的过滤装置的一个实施方式的顶半部和底半部的示意图，示出了过滤过程的不同配置；图5B-10B为组装状态中过滤装置的示意图，示出了过滤过程的不同配置；图11A为过滤装置的一个实施方式的顶半部和底半部的示意图，其中过滤装置利用止回阀和改进的通道，从而为洗脱液和水提供双进口并为真空提供双出口；图11B为图11A中的过滤装置组装状态下的示意图；图12A-17A为过滤装置的另一个实施方式的顶半部和底半部的示意图，示出了过滤过程的不同配置，并且进一步地利用旋塞阀来形成不同的液体路径；图12B-17B为图12A-17A中的过滤装置的实施方式在组装状态下的示意图，示出了过滤过程的不同配置；图18A为利用夹层配置的过滤装置的示意图，借此之前描述的“顶部”被夹在两个“底部”之间，以提供更好的过滤性能；图18B为图18A中的过滤装置在组装状态下的示意图；图19为过滤装置的另一个实施方式的立体图，其利用滑动阀来形成不同的液体路径；图20为阀装置的截面图，示出了滑动阀；图21示出了滑动阀的细节；图22-28为过滤装置的另一个实施方式的示意图，示出了过滤过程的不同配置，并且进一步地利用滑动阀来形成不同的液体路径；图22A、23A、25A、26A和28A为工艺流程图，示出了这样的系统，其中利用如图22-28所示的滤盒配置的过滤装置(也被称为过滤盒)；图29为工艺流程图，示出了利用四个分开的过滤盒的系统；图30为图2中示意性示出的质量计的局部横截面示意图；图31为沿着图22中的箭头29的截面示意图；图32为工艺流程图，大致示出了样品中的细胞的处理过程和识别过程；图33A示出了采用WASP系统得到的接种在血琼脂培养基上的尿液样本中的细菌，其未经过本专利技术中的浓缩过程；图33B示出了采用WASP系统得到的接种在血琼脂培养基上的尿液样本中的细菌，其经过了本专利技术中的浓缩过程；图33C示出了采用WASP系统得到的接种在科马嘉培养基上的尿液样本中的细菌，其未经过本专利技术中的浓缩过程；图33D示出了采用WASP系统得到的接种在科马嘉培养基上的尿液样本中的细菌，其经过了本专利技术中的浓缩过程；图34示出了两个分开的尿液样本组处理前后的情况，一组接种在血琼脂培养基上，另一组接种在科马嘉培养基上，两组均采用WASP系统处理；图35为两组临床尿液样本在浓缩过程前后的投影图像，示出了该过程去除蛋白质、细胞以及无关物质的效果；图36为两组临床尿液样本在浓缩过程前后的投影图像，示出了该过程去除蛋白质、细胞以及无关物质的效果；以及图37为两组临床尿液样本在浓缩过程前后的投影图像，示出了该过程去除蛋白质、细胞以及无关物质的效果。
技术实现思路
以下为了说明的目的，术语“端部”、“上部”、“下部”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“侧部”、“纵向”及由其导出的应与本专利技术相关，因为其为在附图中的方向。然而，应了解的是，除有具体的相反说明外，本专利技术可以具有多种替换变型和步骤顺序。还应了解的是，附图所示的以及在说明书中所描述的具体装置和过程仅仅是本专利技术的示例性的实施方式。因此，在此公开的与实施方式相关的具体尺寸和其他物理特征并不视为限制。图1示出了现有技术的过滤装置10，其具有顶元件15、底元件20以及位于二者之间的过滤元件25。图1为分解示意图，图2为具有相同部件的组装示意图，但是顶元件15和底元件20画在一起以将过滤元件25压紧在二者之间。作为概述，请将注意力放在图2上，液体/颗粒混合物通过进口/出口30被引入到延伸通过顶元件15的通道内(未示出)。进口35被关闭，并且抽吸出口40提供真空，从而吸入液体/颗粒混合物使其通过过滤元件25，使得过大的颗粒余留在过滤元件25的上表面45上。此后，进口35被打开，并且抽吸出口40被关闭。随后，洗脱液被引入进口35，以切向地冲洗过滤元件25的上表面45。这使得离开进口/出口30的液体/颗粒混合物的体积减小。作为中间步骤，可以在抽吸出口40打开时关闭进口35，并且将水/冲洗剂引入进口/出口30，以在初始过滤步骤之后将颗粒冲走，从而进一步过滤未能在之前清洗通过过滤器的所有余留的颗粒。该水/冲洗剂和较小的颗粒的溶液通过抽吸出口40被移除并排出。因此，沉积在过滤元件25的上表面45上的过大的颗粒被分离并使用减小体积的洗脱液收集。图3和图4示出了现有技术的过滤装置10的一个实施方式，过滤装置10具有顶元件20和底元件15，以及位于二者之间的过滤元件25(图4)。这些附图中的每一幅都示出了处于未组装状态的过滤装置10。然而，可以了解的是，四个螺栓26A、26B、26C、26D分别可以被固定在孔27A、27B、27C、27D中，过滤元件25在其间，以组装过滤装置10。图3和图4所示的过滤装置10为单级过滤并且抽吸出口35向底通道60提供抽吸力。顶元件20具有进口/出口40和位于进口/出口40相对侧的进口38，之间具有通道50。过滤元件25被设置在顶元件20和底元件15之间。在操作中，抽吸力被施加在抽吸出口35处，使得底通道60形成真空。液体/颗粒混合物通过顶元件20的进口/出口40被引入，在此其经过过滤元件25，并且过大的颗粒被余留在过滤元件25的上表面45上。液体和较小的颗粒经过过滤元件25进入底通道60，并且通过抽吸出口40而被移除。过大的颗粒余留在过滤元件25的上表面的45上。此后，停止施加抽吸力，并且在压力下洗脱液通过进口38被引入并进入通道50，在此其横穿上表面45并将过大的颗粒冲洗至出口40，在此其被保存在收集器(未示出)中以供进一步分析。图3和图4所示的装置不包含用水冲洗保存在过滤元件25上的颗粒的中间步骤。如现有技术中已知的，洗脱液可以是泡腾的，并包含诸如吐温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于采用切向过滤元件来对颗粒进行过滤的系统，其包括：a)至少一个洗脱液供应源；b)颗粒进口，其用于引入待过滤的颗粒；c)切向过滤元件，其具有第一表面和第二表面；d)阀装置，其中所述颗粒进口和洗脱液供应源中的每一者在不同时间与所述过滤元件的所述第一表面流体连通；e)废液容器；f)真空泵，其与所述过滤元件的所述第二表面以及与所述废液容器流体连通，以使得由所述过滤元件的所述第一表面引入并穿过所述过滤元件的任何液体或颗粒能够沉积在所述废液容器里；以及g)收集器，其用于收集从所述过滤元件的所述第一表面上拭去的颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.04 US 61/911,840;2014.06.26 US 62/017,604;1.一种用于采用切向过滤元件来对颗粒进行过滤的系统，其包括：a)至少一个洗脱液供应源；b)颗粒进口，其用于引入待过滤的颗粒；c)切向过滤元件，其具有第一表面和第二表面；d)阀装置，其中所述颗粒进口和洗脱液供应源中的每一者在不同时间与所述过滤元件的所述第一表面流体连通；e)废液容器；f)真空泵，其与所述过滤元件的所述第二表面以及与所述废液容器流体连通，以使得由所述过滤元件的所述第一表面引入并穿过所述过滤元件的任何液体或颗粒能够沉积在所述废液容器里；以及g)收集器，其用于收集从所述过滤元件的所述第一表面上拭去的颗粒。2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括冲洗液源，并且其中所述阀装置将所述冲洗液源与所述过滤元件的所述第一表面相连接，以使得穿过所述过滤元件的任何液体或颗粒能够沉积在所述废液容器内。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述过滤元件具有孔，该孔的宽度约为0.01到50微米之间。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述过滤元件具有孔，该孔的宽度约为0.4微米。5.一种用于从液体/颗粒混合物中分离颗粒并在之后隔离容器中的废液的方法，采用液体/颗粒混合物和至少两个过滤元件来捕获过大颗粒并允许较小颗粒穿过，其中每个过滤元件都在独立且不同的滤盒中，该方法包括如下步骤：a)提供第一容器和第二容器作为冲洗液的临时供应容器，以及第三容器作为临时的接收容器，其为空的或者盛有部分废液；b)通过每个滤盒的所述过滤元件来过滤所述液体/颗粒混合物，以使得过大的颗粒被沉积在每个滤盒的所述过滤元件的表面上，其中穿过所述过滤元件的所述液体变成废液并沉积在所述接收容器中；c)采用冲洗液冲洗通过所述过滤元件的较小的颗粒，其中所述冲洗液在穿过所述过滤元件后变成废液并沉积在所述接收容器中；d)采用洗脱液切向冲拭所述过滤元件的所述表面，其中所述洗脱液变成废液并沉积在所述接收容器中；f)由所述第一容器提供冲洗液，直到所述第一容器变空，此时所述第一容器从供应容器被重新指定为接收容器，随后冲洗液由所述第二容器提供，而废液被沉积在所述第一容器中，借此利用之前盛有冲洗液的容器来接收并存储废液。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括额外的临时供应容器，其中每当一个供应容器被用尽时，其就会被重新指定为接收容器，适用于接收和存储废液。7.根据权利要求5所述的方法，其中每一个容器的尺寸都被设计为能够容纳所述过滤过程、冲洗过程和提取过程在单个供应容器提供冲洗液的时间里所产生的废液。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述液体/颗粒混合物被同时引入并被多个滤盒中的过滤元件处理。9.根据权利要求5所述的方法，其中所有所述容器都是相同的。10.根据权利要求5所述的方法，其中所述颗粒为细菌。11.根据权利要求5所述的方法，其中每个所述过滤元件都是聚碳酸酯型过滤元件，即表面过滤器。12.根据权利要求5所述的方法，其中每个所述过滤元件都具有孔，该孔的开口宽度约为0.01到50微米之间。13.根据权利要求5所述的方法，其中每个所述过滤元件都具有孔，该孔的开口宽度约为0.4微米。14.根据权利要求5所述的方法，其中所述洗脱液是泡腾的。15.根据权利要求5所述的方法，其中所述洗脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·格芬克尔，加尔·因格贝尔，
申请(专利权)人：普凯尔德诊断技术有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL