用于产生单独处理的流体样品的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术针对一种用于产生单独处理的流体样品的连续流体样品处理装置以及一种用于产生单独处理的流体样品的方法。此外，本发明专利技术还涉及在对应的方法中该装置的使用，尤其是在用于通过流式细胞术来连续地混合、培养和分析流体样品的方法中该装置的使用。

Apparatus and method for producing separately treated fluid samples

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生单独处理的流体样品的装置和方法本专利技术针对一种用于产生单独处理的流体样品的连续流体样品处理装置以及一种用于产生单独处理的流体样品的方法。此外，本专利技术还涉及在对应方法中装置的使用，尤其是在用于通过流式细胞术来连续地混合、培养和分析流体样品的方法中装置的使用。常规的流式细胞术已经适用于水样分析（Hammes,F.&Egli,T.AnalBioanalChem(2010)397:1083），并且不需要对样品进行染色（例如添加染料）的分析可以以自动化的装置的形式而可利用（DubelaarB.J.,GerritzenP.,BeekerA.E.R.,etal.Cytometry1999;37:247-254）。在流体分析、流式细胞术和微流体混合的领域中，若干装置在该领域中已知用于抽取样品以及将样品与诸如染料之类的处理助剂混合（EP2711717A2），例如以供用于分析荧光标记颗粒的系统使用（US2007/0269345A1）、用于以流式细胞术混合水和鞘流体（US2013/0343149A1）、以供用于分析仪器的流体处理系统使用（US2002/0192113）或用作微流体混合设备（US2003/0040105）。US2003/0040105A1描述了通过分离气体来分离流体流动流中的流体样品，但是对如何高效地将流体流动中的各个样品与其他组分或反应物混合并未记载。US2014/0087389A1公开了一种颗粒检测设备，其包括用于将样品与反应流体混合的混合装置，以及可选地包括加热装置。流体的混合可通过柱塞（plunger）的耗时的上下运动而在柱塞注射器中发生。这种柱塞运动要求连接到柱塞注射器的额外空隙，当将柱塞上下移动时，流体被压入到所述空隙中，因此使连续样品处理变复杂。同样，EP2711717A2公开了一种检测装置，其中样品和化学发光活化剂在混合装置中（优选在泵装置中）相接触。总之，以上装置或系统共有的缺点是：要么其用于连续样品处理在取样频率方面高度受限，要么样品与处理流体的单独混合对于连续样品处理而言不够有效。本专利技术的基本目的是提供一种简单且改进的流体取样和混合装置。具体而言，目的是提供一种用于制备、混合以及可选地处理流体样品的简单且改进的流体取样和混合装置，以用于后续分析评估，优选地供流式细胞术分析使用。另一个目的是提供一种用于对流体样品高效连续取样、混合以及可选地处理的装置和方法，以用于后续分析评估，优选地供流式细胞术分析使用。在第一方面中，本专利技术针对一种用于产生单独处理的流体样品的连续的、流体样品处理装置（20），包括：（i）垂直地定位的注射器柱塞泵（13），其具有位于顶部处的柱塞和位于底部处的开口，并且所述开口可操作地耦合到（ii）多端口泵头（14），其配置成将注射器柱塞泵（13）与以下项连接（a）至少一个流体样品源，（b）至少一个样品处理流体源，（c）至少一个气体入口，（d）至少一个出口，以用于优选地将注射器柱塞泵（13）中的流体转移到另一个装置，更优选地转移到另一个处理和/或分析装置，（e）可选地，至少一个废液离开口，以及（f）可选地，至少一个用于另外的（一个或多个）样品处理流体、冲洗流体、消毒流体和/或清洁流体的源，其中注射器柱塞泵（13）中的柱塞位移空间形成流体（a）、流体（b）、流体（f）和气体（d）的混合室，并且其中注射器柱塞泵（13）配置成接收跟随有气体的流体，使得气体形成至少一个气泡，气泡漂浮通过流体到达注射器柱塞泵（13）的顶部，从而将注射器柱塞泵（13）中的流体混合并且在顶部处积聚。本专利技术的装置借助于可操作地耦合到多端口泵头（14）的注射器柱塞泵（13）加载流体和气体组分，并且在垂直地定位的注射器柱塞泵（13）中以预定的比例（例如从1∶100到100∶1）来混合流体和气体组分。流体的高效混合是通过至少一个气泡（优选空气泡）来实现的，所述气泡在加载流体组分后被加载到注射器中，然后所述（一个或多个）气泡从注射器的底部上升到其顶部，从而混合流体。如在本专利技术中所使用的术语“流体”涉及在施加的剪切应力下连续变形或流动的任何物体、介质、成分或物质，并且包括液体和气体，优选液体。根据本专利技术的流体样品包括例如含水样品，所述含水样品诸如水、细胞溶液、细菌溶液、珠状溶液、饮料和/或生物膜样品。如在本专利技术中提到的样品处理流体包括例如标记物（例如染料、荧光染料）、标签（例如抗体，优选荧光标记的抗体、珠、量子点）、化学品（例如EDTA、缓冲、碱/酸）和/或稀释介质。在本专利技术的上下文中，术语“垂直地定位的注射器柱塞泵（13）”是指注射器柱塞泵（13）按如下配置定位：该配置允许（一个或多个）气泡从底部（即气泡的进入点）上升到注射器柱塞泵（13）的顶部。因此，垂直的配置/定位优选地还涵盖注射器柱塞泵（13）的倾斜配置，该倾斜配置允许气泡向上漂浮。供本专利技术使用的注射器柱塞泵（13）不限于包括柱塞的注射器，而是可以是允许在泵的位移空间中来创建负压的任何类型的泵，例如通过柱塞、蜗杆输送机、螺旋泵或真空应用装置，诸如真空泵。用于形成（一个或多个）空气泡的气体可以是具有合适特性（例如密度和化学成分）的任何气体，以便不显著地溶解在流体样品中或与流体样品反应且比流体样品更轻/密度更低，使得（一个或多个）气泡穿过流体样品，将样品的流体混合，并且能够（i）在注射器柱塞泵（13）的顶部处与流体样品分离，以及（ii）将通过装置处理的单独且顺序地处理的流体样品分离。气体可以是例如环境空气、氧气、氮气、氦气、氖气、氩气或二氧化碳。优选地，气体形成分立的气泡，即与流体组分明显分离的气泡。作为一示例的，由本专利技术的装置处理的组合流体样品（优选地供分析装置后续使用，更优选地供流式细胞术装置后续使用）的体积可以在0.01mL至10.00mL的范围内，优选地在0.05mL至5.00mL的范围内，更优选地在0.10mL至1.00mL的范围内。上述装置中的注射器柱塞泵（13）容积可以在0.2mL至20.0mL的范围内，优选地在0.5mL至10.0mL的范围内，更优选地在1.0mL至2.0mL的范围内。作为一示例的，用于抽取样品和用于在装置周围转移流体的管的直径可以在1mm至20mm的范围内，优选地在2mm至15mm的范围内，更优选地在4mm至6mm的范围内。如上所述，（一个或多个）气泡（优选空气泡）高效地将注射器柱塞泵（13）中的流体组分混合。在优选的实施例中，本专利技术的连续流体样品处理装置（20）配置成使得于使用中，在气泡漂浮通过流体组分到达注射器柱塞泵（13）的顶部之前，至少一个气泡跨越注射器柱塞泵（13）的底部的整个宽度。换言之，加载到注射器柱塞泵（13）中的至少一个气泡使注射器柱塞泵（13）的底部的整个宽度排水，并且当气泡漂浮到顶部时，其迫使流体组分通过注射器柱塞泵的内壁处的窄膜，从而影响流体组分的均匀混合。注射器柱塞泵（13）的顶部是关闭的，使得至少一个混合气泡不会离开，但是可以可选地用于将流体样品转移到另一个装置中。对于这种转移，气泡可以充当分离器（即活塞），其界定第一混合流体样品与在第二步或其他步骤中被抽取到注射器柱塞泵（13）中的后续流体样品。通过相应气泡对混合流体样品的这种分离允许分立地分离的混合流体样品的连续活塞流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种用于产生单独处理的流体样品的连续流体样品处理装置（20），包括：（i）垂直地定位的注射器柱塞泵（13），其具有位于顶部处的柱塞和位于底部处的开口，并且所述开口可操作地耦合到（ii）多端口泵头（14），其配置成将所述注射器柱塞泵（13）与以下项连接（a）至少一个流体样品源，（b）至少一个样品处理流体源，（c）至少一个气体入口，（d）至少一个出口，以用于优选地将所述注射器柱塞泵（13）中的所述流体转移到另一个装置，更优选地转移到另一个处理和/或分析装置，（e）可选地，至少一个废液离开口，以及（f）可选地，至少一个用于另外的（一个或多个）样品处理流体、冲洗流体、消毒流体和/或清洁流体的源，其中所述注射器柱塞泵（13）中的所述柱塞位移空间形成所述流体（a）、（b）、（f）和气体（d）的混合室，并且其中所述注射器柱塞泵（13）配置成接收跟随有气体的流体，使得所述气体形成至少一个气泡，所述气泡漂浮通过所述流体到达所述注射器柱塞泵（13）的顶部，从而将所述注射器柱塞泵（13）中的所述流体混合并且在所述顶部处积聚。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.26 EP 17153208.81.一种用于产生单独处理的流体样品的连续流体样品处理装置（20），包括：（i）垂直地定位的注射器柱塞泵（13），其具有位于顶部处的柱塞和位于底部处的开口，并且所述开口可操作地耦合到（ii）多端口泵头（14），其配置成将所述注射器柱塞泵（13）与以下项连接（a）至少一个流体样品源，（b）至少一个样品处理流体源，（c）至少一个气体入口，（d）至少一个出口，以用于优选地将所述注射器柱塞泵（13）中的所述流体转移到另一个装置，更优选地转移到另一个处理和/或分析装置，（e）可选地，至少一个废液离开口，以及（f）可选地，至少一个用于另外的（一个或多个）样品处理流体、冲洗流体、消毒流体和/或清洁流体的源，其中所述注射器柱塞泵（13）中的所述柱塞位移空间形成所述流体（a）、（b）、（f）和气体（d）的混合室，并且其中所述注射器柱塞泵（13）配置成接收跟随有气体的流体，使得所述气体形成至少一个气泡，所述气泡漂浮通过所述流体到达所述注射器柱塞泵（13）的顶部，从而将所述注射器柱塞泵（13）中的所述流体混合并且在所述顶部处积聚。2.根据权利要求1所述的连续流体样品处理装置（20），其中所述装置（20）配置成使得于使用中，在所述气泡漂浮通过所述流体组分到达所述注射器柱塞泵（13）的所述顶部之前，至少一个气泡跨越所述注射器柱塞泵（13）的所述底部的整个宽度。3.根据权利要求1或2所述的连续流体样品处理装置（20），其中所述多端口泵头（14）中的所述至少一个出口（d）配置成顺序地转移所述混合流体和所述至少一个气泡。4.根据权利要求1至3中任一项所述的连续流体样品处理装置（20），还包括（iii）至少一个培养装置（17），优选地包括多个培养装置（17），所述培养装置（17）配置成使气泡漂浮到达所述顶部且优选地离开所述培养装置（17），其中所述培养装置（17）在其底部连接到所述注射器柱塞泵（13）的出口（d），使得跟随有所述气泡的所述混合流体能从所述注射器柱塞泵（13）转移到所述培养装置（17），在所述培养装置（17）中所述气泡漂浮，从而在所述培养装置（17）中将所述混合流体再次混合。5.根据权利要求1至4中任一项所述的连续流体样品处理装置（20），还包括（iv）至少一个分析装置，以用于评估经处理的且可选地经培养的流体样品的物理、化学和/或生物特性。6.根据权利要求1至5中任一项所述的连续流体样品处理装置（20），其中所述分析装置是从由光谱仪、质谱仪、显微镜以及细胞计数器，优选流式细胞术装置，更优选用于染色流体样品的流式细胞术装置组成的组中选择的。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：F哈曼斯，HU维伦曼，
申请(专利权)人：联邦供水，废水处理及水资源保护研究所，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH