專(zhuān)利名稱(chēng)：減小孔徑的生物標(biāo)本收集和傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種為制備生物標(biāo)本而收集和傳輸微觀粒子的裝置。
背景技術(shù)：
包括宮頸細(xì)胞抹片檢查在內(nèi)的很多醫(yī)學(xué)試驗(yàn)需要醫(yī)生通過(guò)利用器械在目標(biāo)區(qū)域中擦拭和/或刮擦皮膚或粘膜來(lái)收集細(xì)胞。接著將細(xì)胞涂到載玻片上，并將其安裝并運(yùn)送到要對(duì)載玻片進(jìn)行染色的實(shí)驗(yàn)室。接著，由細(xì)胞技術(shù)員和/或病理學(xué)家在顯微鏡下檢查載玻片以確定細(xì)胞異常性。在評(píng)估期間，病理學(xué)家可以使用染色技術(shù)(polychrome technique)，該技術(shù)的特征在于，將細(xì)胞的核心部分染色以確定發(fā)育異?；蛄鲂纬傻拇嬖?。病理學(xué)家為了觀察細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)也可以使用復(fù)染劑(counter-stain)。因?yàn)闃颖究赡馨樾?、血、粘液、和其它遮蔽偽?obscuring artifact)，該試驗(yàn)可能難以進(jìn)行評(píng)估，并可能無(wú)法對(duì)收集到的樣品提供精確的診斷評(píng)定。
以將片狀脫落的細(xì)胞收集到液體防腐劑中為基礎(chǔ)的細(xì)胞學(xué)提供了優(yōu)于將細(xì)胞直接涂到載玻片上的傳統(tǒng)方法的很多優(yōu)點(diǎn)。如美國(guó)專(zhuān)利第6,572,824、6,318,190、5,772,818、5,364,597、以及5,143,627號(hào)中披露的，可以使用過(guò)濾傳輸(filter transfer)技術(shù)，由細(xì)胞懸液來(lái)準(zhǔn)備載玻片。
過(guò)濾傳輸方法通常從收集液體中懸浮的細(xì)胞開(kāi)始。這些細(xì)胞可被收集并分散到液體防腐劑中，或者它們可以自然地存在于被收集的生物液體中。在諸如PreservCytTM溶液的包含甲醇的液體防腐劑進(jìn)行分散，在沒(méi)有影響所關(guān)注的細(xì)胞的條件下分裂(break up)了粘液并細(xì)胞溶解了紅血球和發(fā)炎細(xì)胞(inflammatory cell)。接著液體可流過(guò)具有固定直徑孔的過(guò)濾器(filter)，該孔由隔膜覆蓋以集中并收集細(xì)胞。碎屑(諸如細(xì)胞溶解的血細(xì)胞和分散的粘液)流過(guò)隔膜的小孔，不會(huì)被收集在隔膜上，并且通過(guò)分散和過(guò)濾的組合方法可大大減少這些碎屑。收集在隔膜上的細(xì)胞被傳輸至載玻片上。
現(xiàn)有的過(guò)濾傳輸方法使用具有固定直徑孔的過(guò)濾器。因此，細(xì)胞樣品點(diǎn)具有統(tǒng)一尺寸，即21mm，即使在對(duì)于特定試驗(yàn)需要更小斑點(diǎn)，即7mm的時(shí)候。用于收集被分散的單層細(xì)胞以及用于將它們傳輸至用于進(jìn)行檢查的顯微鏡載玻片上的現(xiàn)有裝置具有帶有過(guò)濾器定位邊緣的管，該過(guò)濾器定位邊緣具有平坦度高的幾何尺寸，以便于以可靠保持被收集粒子空間分布的方式來(lái)定位用于將被收集細(xì)胞傳輸至顯微鏡載玻片的濾波器。用于制造和使用這種裝置的設(shè)備是根據(jù)固定有過(guò)濾器的管的直徑而被標(biāo)準(zhǔn)化的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在不改變管直徑的條件下調(diào)整上述類(lèi)型的這種公知的過(guò)濾裝置的孔徑會(huì)造成微觀流體動(dòng)力效應(yīng)，這種效應(yīng)會(huì)使得正在傳輸?shù)谋皇占Ｗ拥目臻g分布變形。調(diào)節(jié)孔徑的方法包括在過(guò)濾器的下側(cè)上使用MyLar以及使用具有開(kāi)口和封閉區(qū)域的隔膜。因此，現(xiàn)有過(guò)濾傳輸方法使用具有統(tǒng)一孔的過(guò)濾器并可能導(dǎo)致過(guò)多的細(xì)胞被傳輸進(jìn)而被丟棄。這些過(guò)多細(xì)胞需要使用額外的試驗(yàn)試劑，造成了成本增加。
在形成細(xì)胞樣本的同時(shí)降低細(xì)胞損失量，不僅降低了所使用試驗(yàn)試劑的量，還增加了對(duì)于單次樣本采集步驟中取得的細(xì)胞可以進(jìn)行的試驗(yàn)次數(shù)。這進(jìn)而又允許進(jìn)行更多次的確認(rèn)試驗(yàn)，降低了收集細(xì)胞的困難，并減少了病人經(jīng)歷收集過(guò)程的次數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，提供了基于過(guò)濾的生物樣本的采集和傳輸裝置。該過(guò)濾和傳輸裝置包括具有兩個(gè)軸向端的管體、設(shè)置在一個(gè)軸向端處的環(huán)形凸緣、以及附于環(huán)形凸緣外表面的生物樣本過(guò)濾器。優(yōu)選地，環(huán)形凸緣在其外表面上設(shè)置有環(huán)形突脊，該突脊具有統(tǒng)一高度并形成平坦邊緣，過(guò)濾器置于該平坦邊緣上。環(huán)形凸緣還優(yōu)選地在其外表面上設(shè)置兩個(gè)環(huán)形槽，該環(huán)形槽用于將過(guò)濾器結(jié)合至凸緣。
可選地，環(huán)形凸緣包括兩個(gè)安裝部，并且過(guò)濾器結(jié)合到這些安裝部中的每一個(gè)。還可選地，過(guò)濾器包括過(guò)濾部以及徑向位于該過(guò)濾部外側(cè)的安裝部，并且可結(jié)合至環(huán)形凸緣上的兩個(gè)安裝部。過(guò)濾和傳輸裝置可選地包括蓋子，該蓋子流體地封閉管體的與設(shè)置有環(huán)形凸緣的軸向端相對(duì)的軸向端。而且，過(guò)濾和傳輸裝置可選地包括空壓源(pneumatic source)導(dǎo)管和壓力監(jiān)測(cè)器導(dǎo)管，它們分別連接至空壓源和壓力監(jiān)測(cè)器。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，提供了一種收集液體中攜帶的微觀生物粒子的方法。該方法包括將上述過(guò)濾和傳輸裝置定位在攜帶微觀生物粒子的液體中；以及利用真空將液體抽到該裝置中并在過(guò)濾器上收集生物粒子。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，提供了基于過(guò)濾的生物樣本收集和傳輸系統(tǒng)。該收集和傳輸系統(tǒng)包括具有兩個(gè)軸向端的管體、設(shè)置在一個(gè)軸向端處的環(huán)形凸緣、以及附于環(huán)形凸緣外表面的生物樣本過(guò)濾器。該系統(tǒng)還包括經(jīng)由空壓源導(dǎo)管連接至管體的空壓源以及經(jīng)由壓力監(jiān)測(cè)器導(dǎo)管連接至管體的壓力監(jiān)測(cè)器。優(yōu)選地，環(huán)狀凸緣在其外表面上設(shè)置環(huán)形突脊，該環(huán)形突脊具有統(tǒng)一高度并形成平坦邊緣，過(guò)濾器置于該平坦邊緣上。環(huán)形凸緣優(yōu)選地還在其外表面上設(shè)置兩個(gè)環(huán)形槽，該環(huán)形槽用于將過(guò)濾器結(jié)合至凸緣。
可選地，環(huán)形凸緣包括兩個(gè)安裝部，并且過(guò)濾器結(jié)合到這些安裝部中的每一個(gè)。還可選地，過(guò)濾器包括過(guò)濾部以及徑向位于該過(guò)濾部外側(cè)的安裝部，并且可結(jié)合至環(huán)形凸緣上的兩個(gè)安裝部。過(guò)濾和傳輸裝置可選地包括蓋子，該蓋子流體地封閉管體的與設(shè)置有環(huán)形凸緣的軸向端相對(duì)的軸向端。
根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例，提供了一種與基于過(guò)濾的生物樣本收集和傳輸系統(tǒng)一起使用的套件。該套件包括第一管體，其具有兩個(gè)軸向端；第一環(huán)形凸緣，其限定第一開(kāi)口并設(shè)置在一個(gè)軸向端處；以及第一生物樣本過(guò)濾器，其附于第一環(huán)形凸緣的外表面。該套件還包括第二管體，其具有兩個(gè)軸向端；第二環(huán)形凸緣，其限定第二開(kāi)口并設(shè)置在一個(gè)軸向端處；以及第二生物樣本過(guò)濾器，其附于第二環(huán)形凸緣的外表面。第一和第二開(kāi)口具有不同孔徑。
根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例，提供一種制造基于過(guò)濾的生物樣本收集和傳輸裝置的方法。該方法包括將生物樣本過(guò)濾器結(jié)合至設(shè)置在管體軸向端處的環(huán)形凸緣、熱收縮(heat shrink)該過(guò)濾器、以及將過(guò)濾器第二次結(jié)合至環(huán)形凸緣。該結(jié)合優(yōu)選地通過(guò)熱或超聲波的方式來(lái)進(jìn)行。


附圖示出本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)計(jì)以及效用，其中，用共用參考標(biāo)號(hào)表示類(lèi)似元件，附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的生物樣本過(guò)濾和傳輸裝置的側(cè)截面圖；圖2是圖1的過(guò)濾和傳輸裝置的透視圖；圖3是圖1的過(guò)濾和傳輸裝置的詳細(xì)側(cè)截面圖；圖4是鄰近顯微鏡載玻片的圖1的過(guò)濾和傳輸裝置的側(cè)截面圖；圖5是被構(gòu)造成與圖1的過(guò)濾和傳輸裝置一起使用的蓋子的透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的生物樣本過(guò)濾和傳輸裝置的透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的生物樣本過(guò)濾和傳輸系統(tǒng)的透視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的兩個(gè)生物樣本過(guò)濾和傳輸裝置的透視圖；圖9是用于制造根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的生物樣本過(guò)濾和傳輸裝置的過(guò)程的示意性表示圖；以及圖10是用于制造根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的生物樣本過(guò)濾和傳輸裝置的過(guò)程的示意性表示圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，現(xiàn)在將描述生物樣本過(guò)濾裝置100的一個(gè)實(shí)施例。過(guò)濾裝置100可與生物樣本收集和傳輸系統(tǒng)166(圖7)一起使用，該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成用于利用過(guò)濾技術(shù)將生物樣本從樣本收集容器168傳輸至生物樣本載玻片132(如圖4所示)。為此，過(guò)濾裝置100通常包括管體102、設(shè)置在管體102的一端處的環(huán)形凸緣104、以及附于環(huán)形凸緣104的生物樣本過(guò)濾隔膜106。
管體102由沿縱軸110延伸的筒形壁108構(gòu)成。筒形壁108終止在完全開(kāi)口的近軸向端112和位于環(huán)形凸緣104中的遠(yuǎn)軸向端114。環(huán)形凸緣104包括徑向向內(nèi)端面101，該端面限定了與真空腔體111連通的中央孔103，該真空腔體由管體102限定。在所示實(shí)施例中，通過(guò)Dow化學(xué)公司(Styron 685D指定)投放市場(chǎng)的聚苯乙烯樹(shù)脂，管體102和環(huán)形凸緣104被模制成單體件。因此，在過(guò)濾裝置100使用過(guò)程中的壓力下可能出現(xiàn)泄漏的這些部件之間沒(méi)有接縫。但是，可替換地，管體102和環(huán)形凸緣104可能最初是由分體件構(gòu)成，并在后來(lái)被結(jié)合在一起。
環(huán)形凸緣104包括外部安裝表面105，過(guò)濾隔膜106安裝在該安裝表面上。當(dāng)被安裝至環(huán)形凸緣104時(shí)，過(guò)濾隔膜106包括與環(huán)形凸緣104相配合的環(huán)形周緣部136以及與中央孔103相配合并橫跨該中央孔的中央孔部126，該中央孔形成在管體102的遠(yuǎn)端114。如下文將詳細(xì)描述的，在含有微粒的溶液流過(guò)中央過(guò)濾孔部126的同時(shí)，微粒可被捕獲在中央過(guò)濾孔部上。為此，過(guò)濾隔膜106采用經(jīng)過(guò)潤(rùn)濕劑處理的多孔滲水聚碳酸酯的形式(該聚碳酸酯可從制造商處買(mǎi)到并且是吸水性的)。在所示實(shí)施例中，過(guò)濾隔膜106是大約16微米厚，并且可從Whatman Corporation，Stanford，ME 04024處獲得。
過(guò)濾隔膜106可以以任何適合方式安裝于環(huán)形凸緣104的安裝表面105，但是在所示實(shí)施例中，它是加熱結(jié)合至該安裝表面的，如下文更詳細(xì)地描述。可替換地，過(guò)濾隔膜106還可超聲結(jié)合至環(huán)形凸緣104的安裝表面105。從Rockland Mass 02370的Polyfiltronics，Inc.可獲得適合的超聲波結(jié)合工藝。過(guò)濾隔膜106也可溶解地結(jié)合至環(huán)形凸緣104的安裝表面105。
因此，可以理解，環(huán)形凸緣104使得在管體102直徑保持不變的同時(shí)能夠降低中央過(guò)濾孔部126的直徑。而且，生物樣本過(guò)濾和傳輸套件200可由具有不同孔206/208的兩個(gè)或更多個(gè)管體202/204組裝而成，如圖8所示。管體206/208被構(gòu)造成由相同蓋子142(見(jiàn)圖5)封閉，并可在生物樣本收集和傳輸系統(tǒng)166(見(jiàn)圖7)中可互換使用。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2和圖3，環(huán)形凸緣104包括提高過(guò)濾裝置100功效的多個(gè)特征。具體地，環(huán)形凸緣104包括環(huán)形突脊120，該突脊從安裝表面116徑向向內(nèi)地設(shè)置。環(huán)形突脊120的特征在于具有遠(yuǎn)端定位邊緣122，過(guò)濾隔膜106在整個(gè)邊緣上延伸。從而中央過(guò)濾區(qū)域126具有平坦度高的幾何形狀，定位邊緣122位于基本垂直于縱軸110的平面124中，并且環(huán)形突脊120具有統(tǒng)一高度。在所示實(shí)施例中，環(huán)形突脊120包括徑向向內(nèi)突脊端面107，該端面與環(huán)形凸緣104的徑向向內(nèi)的端面101對(duì)齊?？商鎿Q地，徑向向內(nèi)突脊端面107可從徑向向內(nèi)端面101徑向向外地偏置。
如圖3所示，安裝表面105被拓?fù)涞?topologically)分割成內(nèi)環(huán)形安裝表面116和外環(huán)形安裝表面118，它們彼此具有同心的關(guān)系。如下文將詳細(xì)描述的，使用安裝表面116/118使得過(guò)濾隔膜106能夠以漸升階梯狀有利地安裝于環(huán)形凸緣104。環(huán)形凸緣104還包括內(nèi)環(huán)形氣密層128，該氣密層與突脊120和內(nèi)安裝表面116同心并徑向地介于它們之間。所示氣密層128采用內(nèi)環(huán)形槽130的形式，這提供了阻熱層，該阻熱層在過(guò)濾隔膜106熱結(jié)合期間隔絕安裝表面105處形成的任何熱量，從而使得定位邊緣122的扭曲或其它形式的幾何形狀的改變最小化。如果使用溶解結(jié)合的方式將過(guò)濾隔膜106安裝于環(huán)形凸緣104的話，氣密層128還緩解了溶劑的使得邊緣122變形的這種效果。此外，氣密層128提供了一種容器，用于捕獲或以其它方式容納，在過(guò)濾隔膜106結(jié)合于或以其它連接方式附于內(nèi)安裝表面116的期間所產(chǎn)生的碎屑以及其它過(guò)多的或流動(dòng)的材料。因此，氣密層128基本防止了定位邊緣122扭曲并使得該邊緣與材料碎屑隔絕，這些材料碎屑可能會(huì)以其它方式改變和降低由定位邊緣122限定的所需平坦度高的表面。
因此，可以理解，由安裝過(guò)濾隔膜106而造成的安裝表面105的扭曲不會(huì)改變定位邊緣122的精確定位幾何形狀。因此，中央過(guò)濾區(qū)域126可具有精確的平坦設(shè)置。從而，當(dāng)諸如顯微鏡載玻片的生物樣本載玻片132與中央過(guò)濾區(qū)域126接觸時(shí)(如圖4所示)，整個(gè)中央過(guò)濾區(qū)域126以齊平的方式與支撐裝置132抵靠。這種基本均勻的抵靠使得位于中央過(guò)濾區(qū)域126整個(gè)表面上的被收集粒子被直接傳輸至支撐裝置132。因此，粒子將以在過(guò)濾隔膜106上具有相同空間分布的形式被傳輸至樣本載玻片132，同時(shí)還使得傳輸后保持在過(guò)濾隔膜106上的粒子量最少。
環(huán)形凸緣104的特征還在于，介于內(nèi)和外安裝表面116/118之間的環(huán)形氣密層109。以與上述內(nèi)環(huán)形氣密層128相同的方式，外環(huán)形氣密層109采取環(huán)形槽的形式，該環(huán)形槽提供了一種容器，用于捕獲或以其它方式容納，在過(guò)濾隔膜106結(jié)合于或以其它連接方式附于外安裝表面118期間所產(chǎn)生的碎屑以及其它過(guò)多的或流動(dòng)的材料。
如上簡(jiǎn)要所述，將過(guò)濾隔膜106安裝于環(huán)形凸緣104的一個(gè)方法涉及熱結(jié)合。在此過(guò)程中，首先執(zhí)行第一熱結(jié)合步驟，在該步驟中，通過(guò)熱將過(guò)濾隔膜106焊接至凸緣104上的外安裝表面118。接著，執(zhí)行過(guò)濾收縮步驟，該步驟均勻地拉緊過(guò)濾隔膜106以增加凸緣104上的過(guò)濾隔膜106的平坦性和無(wú)皺設(shè)置。如上所述，可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)執(zhí)行該過(guò)濾收縮步驟，提高了粒子從收集過(guò)濾隔膜106到樣本載玻片132的傳輸，該過(guò)濾收縮步驟優(yōu)選地在將過(guò)濾隔膜106熱結(jié)合至凸緣104的外安裝表面118的第一步驟之后。最后，為了防止液壓效果干擾被過(guò)濾粒子的傳輸，采用熱結(jié)合的第三步驟，在該步驟中，過(guò)濾隔膜106通過(guò)熱焊接至凸緣104的內(nèi)安裝表面116。
圖9示出了用于以熱結(jié)合工藝方式將過(guò)濾隔膜106安裝至環(huán)形凸緣104的熱結(jié)合裝置170。該制造裝置170主要是具有加熱柱塞(ram)172的沖壓機(jī)(arbor press)，該加熱柱塞172具有柱塞頂端174。柱塞頂端174形狀像角(horn)或具有與凸緣104的外環(huán)形安裝表面118大體相同的直徑的中空管，被直接按壓在過(guò)濾隔膜106上并被保持在能夠?qū)⑦^(guò)濾隔膜106(優(yōu)選地，過(guò)濾隔膜106的周緣區(qū)域136)焊接到凸緣104上的溫度下。優(yōu)選地，例如，利用數(shù)控方式控制柱塞頂端溫度，以獲得±1的精確度。在所示裝置中，通過(guò)將管體102支撐在按壓底座178上所安裝的氣缸176上來(lái)控制柱塞頂端174、過(guò)濾隔膜106、和凸緣104之間的接觸壓力。柱塞172降低直至接合止擋件。接著，位于底座178上的氣缸176承擔(dān)了負(fù)載。通過(guò)改變對(duì)于氣缸176的壓力可設(shè)置該負(fù)載。結(jié)合步驟的持續(xù)時(shí)間(即柱塞頂端174保持按壓在過(guò)濾隔膜106和凸緣104上的時(shí)間)可通過(guò)以下方式來(lái)控制，即，進(jìn)行定時(shí)并改變氣缸176的方向，以去除作用在凸緣104和過(guò)濾隔膜106上的負(fù)載以及熱量。例如，當(dāng)柱塞172撞擊止擋件時(shí)，限制開(kāi)關(guān)(未示出)可起動(dòng)計(jì)時(shí)器，以確定柱塞頂端174抵靠過(guò)濾隔膜106和凸緣104的持續(xù)時(shí)間。
裝置170包括控制單元180，該控制單元提供對(duì)于柱塞頂端溫度、壓縮力、以及持續(xù)時(shí)間的控制?？刂茊卧?80優(yōu)選地由微機(jī)驅(qū)動(dòng)，該控制單元連接至位于氣缸176中的壓力傳感單元、位于柱塞頂端174中的溫度傳感單元、以及由接合止擋件的柱塞172激活的微型開(kāi)關(guān)。為此目的可以提供控制單元180。
一旦柱塞172下降并接合止擋件，控制單元180起動(dòng)空氣泵或連接至氣缸176的壓縮空氣源。控制單元180監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)氣缸176的壓力，使得該壓力與柱塞頂端174被過(guò)濾隔膜106和凸緣104接觸時(shí)的所需壓縮力相匹配。這種接觸的持續(xù)時(shí)間的確定與止擋件被柱塞172的接觸相關(guān)，或者，可替換地，可以與所設(shè)定壓力值在氣缸176中實(shí)現(xiàn)有關(guān)。在預(yù)定持續(xù)時(shí)間結(jié)束的時(shí)候，控制單元180釋放氣缸176中的壓力，從而從柱塞頂端174去除凸緣104和過(guò)濾隔膜106。控制單元180感應(yīng)并調(diào)節(jié)柱塞172和柱塞頂端174的溫度，使得所需柱塞頂端溫度保持在±1之內(nèi)變化。
用于熱結(jié)合步驟的工作條件包括確定溫度、持續(xù)時(shí)間、以及結(jié)合力或壓力。例如，柱塞172溫度的增加通常會(huì)被持續(xù)時(shí)間和壓縮力的降低所補(bǔ)償，反之亦然。當(dāng)凸緣熔化最小、凸緣/過(guò)濾器的界面濕度平均、并且過(guò)濾隔膜106結(jié)合至凸緣104的機(jī)械強(qiáng)度高時(shí)，可以認(rèn)為工藝是優(yōu)化的。當(dāng)溫度、持續(xù)時(shí)間、和負(fù)載力等參數(shù)太大時(shí)，結(jié)果會(huì)是人們不愿看到的凸緣104的變形。相反地，當(dāng)這些參數(shù)太小時(shí)，得到的結(jié)合太弱，并且過(guò)濾隔膜106較容易從凸緣104上脫離。這些工藝條件的一個(gè)特別有用的試驗(yàn)來(lái)自于確定載玻片的質(zhì)量，該載玻片是由樣本材料通過(guò)過(guò)濾裝置100從過(guò)濾隔膜106沉積所產(chǎn)生。
在過(guò)濾隔膜106附于外安裝表面118之后，過(guò)濾隔膜106被修剪成近似凸緣104的直徑。這消除了可能會(huì)影響粒子收集和傳輸過(guò)程的多余過(guò)濾材料。如上所述，過(guò)濾隔膜106包括聚碳酸酯，并且管體102和凸緣104包括聚苯乙烯。用于通過(guò)上述方式，利用圖9中的裝置將聚碳酸酯的過(guò)濾隔膜106機(jī)械結(jié)合至聚苯乙烯的凸緣104的過(guò)程參數(shù)如下柱塞頂端溫度275-350壓縮力 20-60磅持續(xù)時(shí)間 0.75至2.0秒柱塞頂端結(jié)構(gòu)外徑 1.0英寸內(nèi)徑 0.89英寸聚碳酸酯的熔點(diǎn)高于聚苯乙烯的熔點(diǎn)，因此在這些條件下，通過(guò)過(guò)濾隔膜106傳導(dǎo)的來(lái)自柱塞頂端174的熱量使得外安裝表面118熔化并形成與聚碳酸酯過(guò)濾隔膜106的機(jī)械結(jié)合。用于將過(guò)濾隔膜106熱感應(yīng)機(jī)械結(jié)合至凸緣104的參數(shù)的一組特別優(yōu)選的組合是柱塞頂端溫度350壓縮力 40磅持續(xù)時(shí)間0.75秒圖10示出了可用于執(zhí)行熱收縮步驟的熱收縮裝置182。該裝置182包括溫度可變的熱空氣源184以及流向引導(dǎo)擋板186，該擋板將熱空氣流188引導(dǎo)到固定于凸緣104上的過(guò)濾隔膜106上。具有熱結(jié)合的過(guò)濾隔膜106的管體102以受控速度以及選定的最小間隔190經(jīng)過(guò)熱空氣源184的流向引導(dǎo)擋板186下方。維持熱空氣的溫度，使得過(guò)濾隔膜106收縮并沿所有方向基本均勻地繃緊。為了改變熱應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間，可以改變管體102經(jīng)過(guò)熱流188的速度。熱暴露的持續(xù)時(shí)間與管體102經(jīng)過(guò)熱流188的速度成反比。
用于通過(guò)所示實(shí)施例執(zhí)行的熱收縮步驟的過(guò)程參數(shù)是空氣溫度 250-400熱應(yīng)用持續(xù)時(shí)間(以圓柱體速度來(lái)表示) 0.5至2.0英寸/秒在一個(gè)特定示例性實(shí)例中，所使用的熱空氣源是溫度可變的熱空氣槍(Master Appliance，VariTemp Heat Gun VT 752C)以及外部尺寸為8英寸×0.2英寸的流向引導(dǎo)擋板?？諝鉁囟缺３衷?00，并且管體102以每秒1.3英寸的速度經(jīng)過(guò)熱空氣流326。當(dāng)管體102直接定位在流向?qū)б龘醢?24下方時(shí)，這些部件大約分開(kāi)0.5英寸。
通過(guò)使用第一過(guò)濾結(jié)合步驟所使用的上述方法，第二過(guò)濾結(jié)合步驟將過(guò)濾隔膜106熱結(jié)合至內(nèi)環(huán)形結(jié)合表面116，其中具有一個(gè)不同之處。用于第二過(guò)濾結(jié)合步驟中的柱塞(未示出)具有直徑基本等于凸緣104的內(nèi)環(huán)形安裝表面116的柱塞頂端(未示出)。
如圖6所示，過(guò)濾裝置100的近端112被構(gòu)造成緊密地容納可拆卸蓋子142。進(jìn)一步參照?qǐng)D5，蓋子142包括中空?qǐng)A柱體144，其具有用于插入到過(guò)濾裝置100中的較小的外凸端146；以及擴(kuò)大的內(nèi)凹端148，用于與真空源配合(如圖7所示)。為了便于可拆卸蓋子142與過(guò)濾裝置100的液體密封地連接，蓋子142包括形成在外凸蓋端146內(nèi)的兩個(gè)環(huán)形凹槽154以及被容納在環(huán)形凹槽154內(nèi)的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的O形密封圈140。O形密封圈140包含諸如橡膠的彈性材料，從而它們可被固定于凹槽154中。如圖1所示，兩個(gè)凹槽在近端112處形成在管體102的內(nèi)表面中，并且被構(gòu)造成緊密地容納蓋子142的O形密封圈140。
為了形成與過(guò)濾裝置100的機(jī)械界面，收集和傳輸系統(tǒng)166包括與過(guò)濾裝置100的蓋子142相配合的接合機(jī)構(gòu)152。收集和傳輸系統(tǒng)166還包括兩個(gè)導(dǎo)管156和160，該導(dǎo)管的遠(yuǎn)端通過(guò)接合機(jī)構(gòu)152延伸，并與過(guò)濾裝置100的內(nèi)部液體連通。導(dǎo)管156和160的近端分別連接至收集和傳輸系統(tǒng)166的空壓源158和壓力監(jiān)測(cè)器162。以這種方式，空壓源158可通過(guò)導(dǎo)管156對(duì)過(guò)濾裝置100的內(nèi)部施加負(fù)壓脈沖，以便從液體樣本113中收集粒子?？諌涸?58還可通過(guò)導(dǎo)管156對(duì)樣本收集裝置12的內(nèi)部施加正壓脈沖，以便將被收集粒子分散到載玻片132上。壓力監(jiān)測(cè)器162使得收集和傳輸系統(tǒng)166能夠更精確地控制過(guò)濾裝置100內(nèi)的壓力。
為了簡(jiǎn)要展示和描述的目的，僅示出了收集和傳輸系統(tǒng)166的接合機(jī)構(gòu)152、導(dǎo)管156和160、空壓源158、以及壓力監(jiān)測(cè)器162。在美國(guó)專(zhuān)利第6,318,190和6,572,824號(hào)中更詳細(xì)地描述了這種類(lèi)型的收集和傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。
如所提到的專(zhuān)利中進(jìn)一步描述的，當(dāng)粒子從含有粒子的液體中取出來(lái)后且位于中央過(guò)濾區(qū)域126的外表面時(shí)，過(guò)濾和傳輸裝置100可抵靠著生物樣本支撐裝置132放置，諸如顯微鏡載玻片，如圖3所示。收集在過(guò)濾隔膜106上的細(xì)胞或其它粒子被傳輸至支撐裝置132。通過(guò)向中央過(guò)濾區(qū)域126的內(nèi)側(cè)施加升壓可有利于粒子從過(guò)濾隔膜106到支撐裝置132的傳輸。
權(quán)利要求
1.一種生物樣本過(guò)濾裝置，包括管體，其具有第一和第二軸向布置的端部以及形成在它們之間的真空腔體；環(huán)形凸緣，設(shè)置在所述第一軸向端部并限定了與所述真空腔體液體連通的孔，所述環(huán)形凸緣具有安裝表面；以及生物樣本過(guò)濾隔膜，其被構(gòu)造成用于在其上收集液體中攜帶的微觀生物粒子，所述過(guò)濾隔膜具有附于所述安裝表面的周緣區(qū)域以及橫跨所述孔的中央?yún)^(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括環(huán)形突脊，其從所述安裝表面徑向向內(nèi)地設(shè)置在所述外環(huán)形凸緣上；以及平坦邊緣，其設(shè)置在所述環(huán)形突脊上，其中，所述過(guò)濾隔膜置于所述邊緣上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述安裝表面為外表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其中，所述環(huán)形凸緣包括介于所述環(huán)形突脊與所述安裝表面之間的環(huán)形空氣邊界層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述環(huán)形凸緣包括環(huán)形空氣邊界層，所述環(huán)形空氣邊界層將所述安裝表面分割成同心的內(nèi)和外安裝表面。
6.一種生物樣本過(guò)濾組件，包括權(quán)利要求1所述的裝置以及蓋子，所述蓋子被構(gòu)造成密封地插入所述管體的第二軸向端部。
7.一種生物樣本收集和傳輸系統(tǒng)，包括管體，其具有第一和第二軸向布置的端部以及形成在它們之間的真空腔體；環(huán)形凸緣，設(shè)置在所述第一軸向端部并限定了與所述真空腔體液體連通的孔，所述環(huán)形凸緣具有安裝表面；生物樣本過(guò)濾隔膜，其附于所述安裝表面，以在其上收集液體中攜帶的微觀生物粒子；以及空壓源，其通過(guò)所述第二軸向端部與所述管體的所述真空腔體液體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述過(guò)濾隔膜具有附于所述安裝表面的周緣區(qū)域以及橫跨所述孔的中央?yún)^(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括壓力監(jiān)測(cè)器，所述壓力監(jiān)測(cè)器通過(guò)所述第二軸向端部與所述管體的所述腔體液體連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括環(huán)形突脊，其從所述安裝表面徑向向內(nèi)地設(shè)置在所述外環(huán)形凸緣上；以及平坦邊緣，其設(shè)置在所述環(huán)形突脊上，其中，所述過(guò)濾隔膜置于所述邊緣上。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述安裝表面是外表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述形環(huán)凸緣包括介于所述環(huán)形突脊與所述安裝表面之間的環(huán)形空氣界面層。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述環(huán)形凸緣包括環(huán)形空氣界面層，所述環(huán)形空氣界面層將所述安裝表面分割成同心的內(nèi)和外安裝表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于過(guò)濾的生物樣本收集和傳輸裝置。該過(guò)濾和傳輸裝置包括具有兩個(gè)軸向端部的管體；設(shè)置在一個(gè)軸向端部處的環(huán)形凸緣；以及附于該環(huán)形凸緣外表面的生物樣本過(guò)濾器。優(yōu)選地，環(huán)形凸緣在其外表面上設(shè)置環(huán)形突脊，該環(huán)形突脊具有統(tǒng)一高度并形成平坦邊緣，過(guò)濾器置于該邊緣上?？蛇x地，環(huán)形凸緣包括兩個(gè)安裝部，并且過(guò)濾器結(jié)合至這些安裝部中的每一個(gè)。
文檔編號(hào)G01N1/28GK101043931SQ200580036136
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月21日
發(fā)明者阿瑟·L·史密斯, 馬克·弗拉德科斯基, 阿爾貝特·賴(lài)特 申請(qǐng)人:西泰克公司