專利名稱：由液體樣本中分離顆粒物質的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用以采集顆粒物質均勻單層的裝置和方法。本發明特別涉及用以由生物流體中采集細胞的均勻單層的裝置和手工操作的或半自動操作的方法并為用于細胞學的原始資料準備細胞的單層。
發明的背景在各種技術領域中，由流體中分離物質，通常為顆粒狀物質的能力和/或裝置對于檢驗流體中物質的存在的能力來講是一個關鍵性的部分。經常是受到樣本準備的影響使得目標細胞模糊不清以致使作業不是充分可靠的，或是過于昂貴的。
在包含檢測和/或診斷在內的其它許多領域也是這種情況，僅舉數例，包括環境檢驗，放射性探測，惡性腫瘤篩分，細胞學檢查，微生物檢驗，和危險的廢棄物污染。
在所有這方面的努力中，樣本準備原始資料的限制因素包括由其流體載體(例如，生理流體，生物流體和環境流體)適當地分離出顆粒物質，和簡便并有效地進行采集以及將顆粒物質聚集成便于顯微鏡觀察的形式。
在細胞學檢查的情況下，一個細胞樣本是由一位患者處得到的。通常地，這可以通過在一個部位進行刮削或擦抹得到，如同在子宮頸部采樣的情況，或是通過采集體液，如由胸腔，膀胱得到的，或通過用細針抽吸由椎管得到的。在傳統的手工操作的細胞學檢查中，顆粒物質包括流體中的細胞和碎片被涂抹在一個玻璃片上并隨后進行風干。涂抹導致細胞和碎片不均勻的密度和不平坦的分布，從而常使目標細胞模糊不清。風干會引起細胞的扭曲并進而妨礙精確的檢測。
已經表明迅速處理尿液以保持新鮮保證了定量培養結果，尿液分析和顯微鏡檢查的精確。新鮮的細胞較貯存的尿液中的細胞可以更好地粘附在玻璃片上，使細胞更為平坦地分布在玻璃體上。處理的延誤，對住院病人或門診病人調節的粗心的維護和缺少冷藏可能導致不良的玻璃片的準備。對延誤問題的一種已知的解決辦法為在尿液中使用化學保存劑。尿液樣本中液體保存劑的存在，無論如何，將使樣本的比重上升到不可測量的程度并限制了尿液在各種傳統類型的定量分析中的潛在應用，例如載玻片顯微鏡檢查。
診斷微生物學和/或細胞學，特別是在臨床病理學領域，診斷基于對細胞的顯微檢查和其它顯微分析。診斷的精確度和最佳可解釋樣本的處理通常依賴于適當的采樣準備。新的方法學如免疫細胞化學和圖像分析所需要的預先加工準備是可重復的，快速的，無生物危害的和廉價的。傳統的細胞處理技術無法應付不均勻細胞密度，不勻的細胞分布和風干的形成物的出現。
通常，用于細胞學檢查的體液樣本是由容器采集的，容器內含有保存劑溶液以便在由采集現場轉移到細胞學實驗室的過程中保護細胞學樣本。再有，由體腔用擦抹，涂抹，沖洗或刷擦所采集到的細胞學樣本在為染色或檢查而轉移到玻片或薄膜上之前也保存在帶有固定劑(例如，酒精或丙酮固定劑)的容器內。
需要提供一種尿液或其它生物流體樣本的容器，使得液態生物樣本可以在不移去尿液或生物流體容器的蓋子的情況下進行試驗。無論如何，已有技術沒有能解決這一問題，即為進行檢驗將細胞以單層狀態轉移到玻片上而不必將設備的部分反復地浸入樣本中(從而增加污染的風險)以在顯微鏡玻片上形成高質量的單層，并且對樣本的處理能使從中取出細胞的流體得到保護。
已知有一些用于分散流體中細胞的方法，裝置和結構。例如，美國專利第5,143,627號公開了樣本容器，將一個分散單元插入液體懸浮液，并將該分散單元旋轉數分鐘。在另一個例子中，用所謂的“Saccomanno方法”處理痰，這是一種耗時的方法并且包括許多處理步驟。
為顯微鏡檢查最佳地準備顆粒物質的另一個限制因素包括用于將顆粒物質固定在顯微鏡玻片或類似物上的溶液和/或多種溶液。
形成細胞學物質的檢查形式的細胞學樣本，可以用熟知的涂抹或流體技術進行準備。由于在對這些樣本進行染色，放上覆蓋片等等，作進一步處理之前還有相當一段時間，無論如何，作為保存和固定細胞的一種方法在細胞學物質上施加固定劑是很重要的。
適當地固定(即，保存)細胞學物質如細胞，細胞團粒和由人類或動物組織的細胞學采集物衍生出的微小的組織碎片，是精確地診斷疾病，特別是惡性腫瘤的前提條件。細胞學物質必須在獲得以后盡可能快地固定以防止細胞扭曲。
風干的和四鉻染料著色的細胞學樣本，雖然在國外很流行，在美國通常不被采用。相反，濕固定是一種周知的細胞固定方法，或是將玻片浸入酒精溶液中，或噴射固定劑或直接向細胞學物質流注酒精溶液使玻片飽和。細胞固定是使用可解釋的巴帕尼科拉烏，蘇木精，四溴熒光素或其它著色的細胞學樣本玻片的必要條件。
通常地，在由50％到95％(v/v甲醇，乙醇，異丙醇)范圍內的帶有或沒有其它如聚乙二醇添加劑的酒精溶液是已知的用于濕固定的溶液。在將高于50％(v/v)的酒精溶液用于采集和固定高蛋白質的流體時，無論如何，將形成蛋白質的沉積物并且隨后將變硬。蛋白質沉積物使得固定的細胞學物質難于轉移到玻片上進行檢驗，無論這種轉移是直接施加到玻片上，或是通過一個微孔過濾器的細胞滲透，還是將細胞離心分離到涂有諸如鉻鋁凝膠凝結劑的玻璃片上。
一個多世紀以來，用于保存和準備進行分析評估的組織的組織固定混合劑都是以甲醛為基礎的。用于進行顯微鏡檢查的切成薄片的組織的組織保存和準備的標準的混合劑為福爾馬林。福爾馬林為百分之3到10的甲醛水溶液，通常包含約百分之15的甲醇。酒精改善了溶液的保存性能。盡管具有很多的缺點，最明顯的是高毒性和有刺激性的特性，福爾馬林由于其與暴露的組織表面的快速反應而使細胞保存達到最大限度，因而在實驗室通常的應用中仍然被選作固定劑。甲醇可能對組織的結構有害，使其過于容易損壞或，更為常見的是，過于柔軟而難于切割以進行玻片的準備。它還可能產生影響著色的顏色形成物或雜質。盡管如此，含有甲醇的福爾馬林還是提供了能以滿足用作顯微鏡檢查的切割和著色要求的保存好的組織。
組織學家曾長期地致力于開發有效的免疫組織化學固定劑和形態學固定劑。另外，有必要保存形態學的細部和組織的抗體以便進行組織中免疫組織化學的檢測和抗體的測定。
這種固定劑使蛋白質變得難以溶解。例如，甲醛可用作在乙醛和特定的氨基酸之間形成共價結合的交聯劑使蛋白質穩定并將細胞的細胞質轉變為膠狀，這可防止自溶酶的運動。另一方面，酒精可用作固定劑通過變性作用使蛋白質沉淀。
優選地，固定劑應能防止自溶和腐爛并能保存形態學的細部和抗原性。不幸的是，一種有效的形態學固定劑不一定是有效的免疫組織化學固定劑。
與傳統技術相反，本發明的固體物質的準備技術能夠應對不-均勻的物質密度，不平坦的物質分布，和由于樣本的準備中過多的步驟造成的樣本丟失和污染的產生。因此，按照本發明的準備工作，導致具有良好形態學的固體的平坦分布，改進的可視性，和便于放置并可在不需要對樣本作進一步的處理或加工的情況下進行光吸收率分析。
本發明之概述本發明涉及一種用以采集物質以進行檢測，分析，定量，和/或用肉眼觀測的裝置和方法。本發明的裝置和方法特別適合于由生物的，生理的和環境的流體中分離出顆粒物質并使顆粒物質以改進的形態進行細胞學檢查。
本發明的一個優選實施例涉及一種裝置和方法，用以由細胞學采集裝置或化驗模件中的尿液或其它生物流體樣本采集均勻的細胞層，并將該顆粒物質的均勻層轉移到玻片上。
本發明的設備和方法可以配置成手動的手工操作系統或結構，或部分自動的系統或結構。
根據本發明的這種裝置通過提供結構相對簡單的機構，和由液體溶液中分離出微粒，采集接近已知數量的單層的細胞，和將采集的細胞轉移到顯微鏡玻片上的操作克服了傳統的用于為細胞學采集細胞或其它微粒的裝置中存在的問題。在本發明的一些實施例中，裝置的部件沒有放在液體的樣本中，從而防止了樣本的不必要的污染。另外，在本發明的一些實施例中，存儲樣本的容器在采集和轉移細胞的過程中是不開敞的，從而消除了在試驗的過程中樣本污染的可能性。
在本發明的所有實施例中，樣本中的顆粒物質，例如細胞，的一個單層是在一個過濾器上經由通過和環繞該過濾器的兩個流體流動分支采集的。這樣的過濾器可見于美國專利第5,301,685和5,471,994號中。
操縱采集的患者或醫務人員可以密封一個分離容器。根據本發明細胞的采集可以在細胞不被保存劑，工作人員或外部物質污染的情況下得到均勻的細胞玻片。不必倒出或吸取采集到的樣本即可實現由采集容器到細胞學采集裝置的轉移。
本發明涉及一種細胞采集和分配裝置，該裝置是可以拆開的，使細胞由設備到顯微鏡檢查使用的玻片可以進行面對面的轉移。本發明提供了一種用以采集細胞單分子層并將其轉移到顯微鏡玻片上的改進的裝置和方法。已經證明將單層細胞由過濾器轉移到顯微鏡玻片的有效性非常高而且沒有局部的細胞丟失。顯微鏡檢查表明細胞在玻片上的分布和在過濾器上的相同。
本發明的設備不需要經過訓練的技術人員恰當地準備樣本基片。因此，消除或減少了時間，費用，和專門技術作為樣本準備原始資料的限制因素。
本發明的設備和方法還具有樣本準備中的優點，因為它們適合于使用新鮮的，未經處理的細胞，未改性的細胞，和特別設計成可提供固體物質的薄的均勻層(直至約40微米或略多)。本發明對于為Pap涂抹采集細胞特別有用。
本發明的裝置和方法對于傳統的微生物學和血液學具有許多優點。被采集的細胞位于預定的部位，該部位是輻射光源和一個波長吸收率測量計所能接近的。由于細胞集中于一個單層，它們差不多總是在一個焦面內從而消除或減少了其它微粒的干擾，并且實際上不需要在確定適當的讀數時的專家的時間和專門技術。本發明所達到的最小的物質的重疊保證了所有的物質都可以方便地被觀察到，而很少可能有關鍵性的固體被重疊的固體或碎屑團塊弄得模糊不清。本發明的裝置的某些實施例可以和其它自動化的設備聯合應用于任何給定數量的固體物質的檢測和分析。它們也可對物質的化學混合劑進行詳細的分析。
本發明還包括處理含有顆粒物質的液體的改進的裝置和方法。該裝置和方法包括優選地通過圍繞一個固定的攪拌器旋轉樣本容器或旋轉固定的樣本容器中的攪拌器以分散樣本中的顆粒物質。本發明攪拌容器內的樣本以保證打碎大的顆粒物質，例如，泡沫狀樣本情況下的粘朊體，和整個液體中細胞的均勻分布。攪拌可以作為樣本容器部件之間的相對運動，樣本容器的非均勻運動，和/或容器作用在樣本上的慣性反作用力的結果而產生。
根據本發明的一個優選實施例提供了相對于容器和/或容器中的樣本旋轉一個攪拌器的結構和裝置。如以下所詳細說明的，根據本發明的一個優選實施例可以包括在一個蓋中的蓋，其中攪拌器固定在自由轉動的外蓋上而內蓋緊固在靜止的樣本容器上。這種相對運動使攪拌器相對于樣本運動，從而分散流體中的顆粒物質。
再有，提供一個帶有可旋轉部分的容器蓋可以不必在樣本中插入一個攪動機構即可攪動或分散顆粒物質，從而消除了一個使市場上可以買到的設備產生斑點污染源。在本發明的優選實施例中，樣本容器上的蓋可以包括一個空心管，該管帶有或沒有可旋轉的分散部件，以便由容器中取出樣本。
在本發明的一個優選實施例中，蓋包括一個與容器固定嚙合的第一部分和一個相對于容器可以轉動的第二部分。如在這里所使用的，相對于容器的轉動涉及第一部分和第二部分的相對運動；第一部分可以是固定的而第二部分是可以運動的，或者第一部分是可以運動的而第二部分是固定的。在一個最優選的實施例中，蓋的第二或內側部分是靜止的而第一或外側部分是可以轉動的。在本發明的一個優選實施例中，攪拌器連接在或固定于蓋的第二部分上。
根據本發明的一個優選實施例的一個裝置可以做成支持，連接，和旋轉采集容器的一部分從而按照本發明對樣本進行拌合。一個示范的采集容器包括一個適于采集和儲存樣本采樣的容器或杯子，一個蓋帽，該蓋帽具有一個相對于容器不能轉動的第一位置和相對于容器可以轉動的第二位置，和一個連接在或固定于蓋子的一個部分上并伸入容器中的攪拌器。如這里所使用的，將支撐，連接，和旋轉配置成不同的結構可用于實施特定的功能。例如，根據本發明的一個裝置可以包括一個容器支撐用以配置至少一個樣本容器且由其自身旋轉容器，和一個套筒或夾持器用以連接和固定蓋帽的一個部分，蓋帽和一個攪拌部件相通。作為另一種選擇，支撐可以將容器約束在一個固定的位置上，而一個滑輪，套筒，或夾持器可嚙合并旋轉與一個攪拌器固定連接的蓋帽部分。在本發明的一個優選實施例中，一個套筒連接著一個蓋帽的內側部分，并將蓋帽的內側部分約束在一個相對于蓋帽外側部分的靜止的位置上。
嚙合蓋帽的一個部分或與容器嚙合的構造或結構通常包括定位，固定和/或移動蓋帽的一個部分或容器的任何一個部件。典型的部件包括，但非限制地，一個套筒，一個或多個帶狀物，一個或多個滑輪，一個或多個彈性箍，或類似物。
本發明還是一個用于將流體處理成一個或多個組分的設備，典型地是由流體中移走顆粒物質。本發明涉及采集液體，諸如生物的，生理的，或環境的流體的裝置和方法，并在沒有離心作用的情況下由流體中移走顆粒物質，和對物質進行診斷和試驗。在本發明的一個優選實施例中，顆粒物質是以單層和預定的空間布置的形式采集的。
雖然根據本發明的細胞學采集裝置可以用在任何生物流體，它對于由尿液及連帶的細胞準備試驗樣本以進行巴氏涂抹特別有用。待處理的物質的類型并不限制本發明。在本發明的一個最優選的實施例中，液體為尿液和顆粒物質為細胞。本發明的顆粒物質處理裝置也可由生物流體中分離和采集新鮮的細胞和/或微生物在適當的緩沖劑溶解細胞時進行DNA探查和染色分析。
在子宮頸部檢查的情況下，用一個長柄刷或刷帚進行頸部刮削。隨后通過折斷或可伸縮的運動將柄弄短，而刷子被放入采集容器。通常地，容器必須是敞開的以便在試驗時將刷子移走。這種處理增加了污染的可能因為以便容器的蓋必須是敞開的，如果采集細胞以后試驗不是立即進行刷子通常將留住細胞，而操作人員必定和以便相接觸。
根據本發明的一個優選實施例，通過提供一個系統避免了這些問題，在該系統中刷子不僅留在容器內，而且在攪拌時可用以分散所采集的細胞。再有，本發明的裝置是一個封閉的系統；一旦裝置被關閉，為處理采集在刷子上的任何細胞都不需要開啟裝置。
再有，提供一個帶有可旋轉部分的容器蓋可以不必將一個攪拌機構插入樣本即可攪拌或分散顆粒物質，從而消除一個使市場上可以買到的設備產生斑點的污染源。
本發明還涉及細胞學采集和試驗的組件，組件包括細胞學采集裝置，一次性替換件，和/或如下所述的其它部件，固定混合劑使用的配料。細胞學采集組件還可包括替換件過濾器，一次性替換件，和/或通常在細胞學檢查時使用的其它部件，配料或溶液。組件還包括洗滌，固定，和/或緩沖溶液。一個用于頸部的組件可以包括一個刷或刷帚，和一種適合于在刷子上的顆粒物質通過過濾組件進行處理之前儲存所使用的刷子的流體。
本發明的一個優選實施例還涉及一種用于組織病理學操作的組織固定混合劑，該混合劑可快速地穿過組織表面以最大限度地保存細胞，留下最少的染色制造物，和允許精確地著色。本發明還涉及提供一種細胞學和組織學的固定劑配方，該配方可固定和保存液體懸浮液中的細胞，細胞團塊和微小的組織碎片。
本發明還涉及提供一種固定劑成分，在為了作進一步的組織學處理，樣本是和組織學物質一起采集的情況下，該固定劑成分可保持組織樣本。
本發明還涉及提供一種固定劑配方，該配方允許細胞，細胞團塊和組織碎片的液體懸浮液在通常遇到郵政輸送的條件下進行運輸，使得沒有可以找到的細胞學家，細胞技術專家，醫生或其它在準備細胞學樣本方面有經驗的人員的偏遠地區使用者可以固定細胞學樣本為以后使用，從而在技術上滿足了由其制作細胞學樣本玻片。
本發明在另一方面涉及一種預先加工組織以進行切割，著色和/或顯微鏡觀察的方法，其中樣本組織在脫水之前是經過使用本發明的穩定儲存組織的混合劑溶液保存了的。
公開了一種獨特的細胞學和組織學固定劑配方和使用該配方的方法。該配方可固定液體懸浮液中單獨的細胞，細胞的團塊和組織的微小碎片；使懸浮液中蛋白質的沉淀降至最低限度；可選擇地消除或減少細胞學物質和細胞學樣本玻片的紅血球混染；在為了作進一步的組織學處理，樣本是和組織學物質一起采集的情況下，可保持組織樣本；和允許在通常遇到郵政輸送的條件下進行細胞學物質的運輸，使得沒有可以找到的細胞學家，細胞技術專家，醫生或其它在準備細胞學樣本方面有經驗的人員的偏遠地區使用者可以具有在技術上滿足要求的細胞學樣本玻片。
按照本發明的另一方面，物質采集裝置還可以包括用以處理流體的可以拆卸或組裝的附加的模件。例如，流體可以用一個物質采集模件，連同一個去除碎屑模件，一個色譜法模件，和化驗模件進行處理，或用這些模件和其它設備的組合進行處理。這些和其它模件或處理方案提供了需要引入按照本發明的樣本準備裝置的特性。
本發明的設備和方法對于傳統的細胞學有許多有利條件。細胞位于預定的區域內為審視玻片節省時間創造了有利條件。消除了諸如細胞位于蓋片之外或在磨砂玻璃端部的問題。由于細胞是單層的，在使用一個10X的物鏡時觀察玻片最經常采用的是低放大倍數的物鏡，細胞總是在一個單獨的焦面上。甚至使用40X的物鏡，大多數細胞還是在焦點上。這避免了經常的再調焦并節省了時間。
附圖示出了本發明的實施例，由此可以很容易地看清這些目的以及其它的目的，新穎的特性和優點。
附圖的說明
圖1為本發明的第一個優選實施例的橫截面圖。
圖2為根據本發明的顆粒物質分離室的橫截面圖。
圖3為穿過顆粒物質分離室的液體流動路徑的橫截面圖。
圖4A為形成顆粒物質分離室底部的底座和凹下裝置的頂視圖。
圖4B為顆粒物質分離室底部的頂視圖，表明凹下部分修改后的時鐘表盤式的表面。
圖4C為顆粒物質分離室底部的頂視圖，表明凹下部分修改后的網格式的表面。
圖5為拆下的底座，空心管，和容器的橫截面圖。
圖6為顆粒物質分離室頂部部分的底視圖。
圖7為顆粒物質分離室底部部分的橫截面圖，表示任選的通道和任選的活蓋。
圖8為顆粒物質分離室底部部分的橫截面圖，表示任選的通道和任選的O-型環。
圖9為顆粒物質分離室底部部分的橫截面圖，表示任選的通道和任選的活蓋。
圖10為本發明的第二個優選實施例的橫截面圖。
圖11為本發明的第三個優選實施例的橫截面圖。
圖12為根據本發明的一個優選實施例的一個過濾器裝置底視圖和側視圖的組合。
圖13為根據本發明的一個優選實施例半自動方法中使用的一個裝置的橫截面圖。
圖14為圖13所示裝置在第一位置時的示意圖。
圖15為圖13所示裝置在第二位置時的示意圖。
本發明的詳細說明本發明為一個樣本容器，它包括一個與樣本容器流體互通的顆粒位置分離室或模件。
本發明還是一個設備用以將液體處理成一個或多個組分，通常是由液體中除去顆粒物質。
本發明還包括用以采集液體，如生物，生理，或環境液體的設備和方法，在不使用離心作用的情況下由液體中除去所需要的顆粒物質，和對顆粒物質進行識別和試驗。在本發明的一個優選實施例中，顆粒物質是以單層和預定的空間布置的情況下采集的。
本發明還包括一種用以處理含有顆粒物質的液體的改進的裝置和方法。該裝置和方法包括使液體穿過顆粒物質分離室，該分離室具有一個放置多孔過濾裝置的座，此座包括使所采集的顆粒物質對準在預定的空間布置的結構，增強液體通過顆粒物質分離室的流動的結構，和/或促進和保持孔隙率和/或壓縮位于顆粒物質分離室內的多孔過濾器裝置的結構。
本發明還是一種改進的用以采集液體，通常為生物液體的設備。該設備包括一個顆粒物質分離室，分離室具有一個或多個以下的部分一個采集部分；一個多孔的過濾裝置，它包括一個用以由液體中分離顆粒物質的膜片和一個多孔的支撐燒結物；多孔過濾裝置形成至少兩個穿過顆粒物質分離室的液體通道；一個室座，使所采集的顆粒物質形成一種預定的空間布置；一個帶有一個同心通道的顆粒物質分離室；一個具有一個或多個彈性部件的通道；一個具有一個或多個彈性部件的室座；一個帶有柱子的室座或基座；一個具有一個或多個預定的表面改型的室座；一個具有一個或多個使顆粒物質在采集部位創立預定的空間布置的部件的室座；和增強液體穿過顆粒物質分離室的流動的結構。
按照本發明的一個設備還可以包括做成適合于攪拌采集在樣本容器內的樣本的結構。典型的結構包括，但非限制地，一個帶有可相對轉動的帽蓋、或帽蓋的一個部分的樣本容器；一個可相對于樣本容器移動的帽蓋或帽蓋部分；和一個伸入到樣本容器中的管或類似物。該管可以帶有一個或多個用以攪拌樣本的部件。帽蓋還可以包括一個可以液體密封地和顆粒物質分離室的蓋子的一部分符貼地嚙合的部分。該帽蓋還可以包括一個和蓋子的一部分液體密封地但非流體密封地嚙合的部分。
根據本發明的設備還可以包括一個泵或注射器。泵或注射器可任選地包括一個或多個做成可使預定數量的液體進入泵或注射器的部件。
本發明還包括使用根據本發明的設備處理液體為顯微鏡檢查準備樣本，和在設備內的采集部位采集顆粒物質。
本發明還包括一種包含將液體采集到室內的用以分析物質，在采集部位采集顆粒物質，和將在采集部位采集到的顆粒物質轉移到顯微鏡玻片或類似物上的方法。優選地，兩種采集步驟都可以在室內進行。
根據本發明的設備還可包括一個或多個分離部件。在本發明的一個優選實施例中，設備包括一個可分開的顆粒物質分離室。在本發明的一個最優選實施例中，設備包括一個至少部分地保持在室的頂部的多孔過濾裝置。
本發明還包括一種組件，該組件具有一個帶有一個根據本發明的顆粒物質采集部件的化驗模件，一個液體樣本容器，和一個用以使液體由樣本容器流動到化驗模件的泵。
在本發明的一個優選實施例中，在容器中的流體樣本和一個顆粒物質分離室是流體相通的，或者和用以分離流體中的顆粒物質以及在采集部位采集分離的顆粒物質的模件流體相通。在本發明的一個最優選實施例中，分離的顆粒物質在采集部位是以單層的形式采集的。本發明的一個優選實施例還包括一個空心管，以在樣本容器和顆粒物質分離室之間提供流體聯系。更為優選地，該空心管包括用以攪拌樣本和/或分散樣本中的顆粒物質的裝置。
在本發明的另一個實施例中，裝置包括樣本容器和上述的顆粒物質分離室，和一個泵，注射器或類似物。在本發明的該實施例中，各種結構提供了一個從樣本容器穿過顆粒物質分離室并進入泵或注射器的流體流動通道。
如在這里所使用的，術語“樣本”或“樣品”指的是和固體物質，如顆粒物質在一起的任何流體，并且需要由樣本中采集顆粒成分以達到確定其個性或在樣本中存在的目的。通常地，樣本的流體成分為液體。無論如何，流體可以是空氣或氣體。作為一個例子，需要在生物流體，如尿液中確定癌細胞或某種蛋白質的存在。在另一個實施例中，可能需要評估在用于電子工業的超純凈水中的污染的性質，如分子污染。其它典型的流體包括但不限于體液，舉幾個例子，如血液，脊椎液或羊膜動物流體，支氣管洗出，痰，細針吸出物，地下水，工業處理流體，電子或醫藥透析流體。這里要說明的是本發明不受可處理流體的類型的限制。
如在這里所使用的，“顆粒物質”指的是流體中能以采集和優選地用細胞學檢查進行評估的任何物質。典型的顆粒物質包括，但不限于細胞和細胞碎屑，蛋白質，分子，聚合物，橡膠，穩定劑，抗氧化劑，加速劑，硅，醇酸，聚硫橡膠，石蠟，熱溶塑膠，細菌，殺蟲劑，和除草劑。具體的典型聚合物物質包括，但不限于聚乙烯，聚丙烯，聚異丁烯，聚丙烯腈，聚乙二醇，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚硫化物，有機玻璃，聚對苯二甲酸乙二醇酯，雙酚A(一種常見的環境污染物)，乙基纖維素，硝化纖維，聚氨酯，和尼龍。具體的典型生物物質包括癌細胞，包括辨別轉移的和標準的癌細胞，蛋白質，核酸，抗體，或類似物。
如在這里所使用的，術語“適合于連通”，“互通的”或類似的術語指的是如熟悉此項技術的專業人員所熟知的，用于形成穿過系統的流體流動的任何裝置，結構，或方法。典型的結構示于附圖中。例如，一個導管可能具有一個適合于接受或連接一個搭配的連接器或另一個導管的連接器。如在這里所使用的，術語“連接器”指的是用于形成一個接口或將其自身連接在其它部件的任何結構。這些連接器或接頭形成穿過裝置，組件，或系統的不同部件的流體流動通道。典型的連接器包括但不限于嚙合連接器，諸如路厄型，螺旋型，摩擦型，或粘結在一起的連接器。
如這里所使用的，“適合于嚙合”，“結合”，“嚙合”，或類似的術語指的是可以彼此對準，咬合，聯結，或位于附近，靠在一起，或在內部的輔助結構。典型的結構包括上述的連接器。
示于圖1的根據本發明的一個示范實施例的設備10，包括一個儲存流體樣本23的樣本容器20，一個帶有多孔過濾器裝置的顆粒物質分離室30，和一個泵40。圖1還示出了一個空心管50，并包括一個分散部件。
現在將詳細說明這些部件的每一個。采集容器根據本發明，樣本容器20包括適合于儲存流體23，優選地為生物流體，的任何容器。典型的容器包括共同容納樣本23的側壁21和一個底板22。樣本容器20還具有一個開口端24用以采集，儲存，或容納流體23。典型的流體包括，但不限于生物流體，諸如體液，廢水流體，或類似物。典型的體液包括尿液或其它生物流體，如血液，腦脊髓液(CSF)，支氣管洗出液，痰或細針吸出物。
用于制作容器(和構成本發明設備的任何部件)的結構和材料可以是任何各種各樣的材料，形狀，和大小。例如，杯狀物可以由任何與待處理的流體相容的材料制成。應該了解，容器和側壁向底板的組裝可以是任何傳統的裝配方式。在本發明的一個優選實施例中，底板22為一個錐形部件，如圖1所示。任選地，底板22或側壁21可以包括一個或多個伸入容器20內部的肋片或類似物(未示出)。下面更為詳細說明的本發明的一個實施例表明這些肋片是需要的，其中容器中的樣本是由轉動容器進行攪拌的。
如圖1和2所示，根據本發明的一種設備還包括一個帽蓋31。在本發明的一個優選實施例中，帽蓋31做成或適合于接受一個顆粒物質分離室30的下面部分32。帽蓋31可以具有不同的構造形式以實施所需要的功能。在圖2中示出了一個優選實施例。帽蓋31可以包括一個向下延伸的部件51以形成與容器20側壁21的嚙合。這里要說明的是帽蓋31可以是封閉或密封容器20敞開端24的任何構造或形狀。
帽蓋還包括帶有一個開口53的部分52，開口適合于接受顆粒物質分離室30的下面部分32。雖然帽蓋部分52和下面部分32之間可以各種結構進行連接，下面部分32優選地包括一個適合于接受帽蓋部分52的凸出物54的一個槽53。在本發明的一個最優選實施例中，連接為按扣接頭，且下面部分32和凸出物54之間的嚙合允許下面部分32相對于帽蓋部分52旋轉。這一結構優選地為液體密封的，在本發明的一個最優選實施例中，密封是液體密封的，但不是氣體(例如，空氣)密封。
現在將就圖1對帽蓋31的一種優選的結構進行說明。帽蓋31可具有不同的結構以實現所需要的功能。按照本發明的該實施例，帽蓋31帶有用以使外帽蓋71相對于內帽蓋72運動的結構和裝置。外帽蓋71優選地固定于管50上和/或與其是流體互通的。在本發明的一個優選實施例中，在內帽蓋72緊固在容器23上時，外帽蓋71和管50相對于內帽蓋72是可以轉動的。外帽蓋71和內帽蓋72之間的這種相對運動使容器23內的樣本相對于攪拌器58A(圖1)，刷58B(圖10)或刷帚58C(圖11)運動。
在本發明的帶有內和外帽蓋的實施例中，內和外帽蓋優選地適合于彼此相嚙合，以使其在帽蓋最后關閉容器之前相應的帽蓋不進行轉動。這里要說明的是至少在開始時，相應的帽蓋相當于一個整體的帽蓋。當帽蓋單元緊固在一個預定的位置上時，無論如何，要使將內帽蓋72相對于外帽蓋71固定就位的任何結構可以被拉開或脫開從而使內和外帽蓋可彼此自由地相對轉動。例如，內帽蓋72可用以密封容器而外帽蓋71用按扣結合在內帽蓋72上。在本發明的該實施例中，在相應的帽蓋處于第一位置時，外帽蓋71內側上的一個翼片或類似物可以阻止內和外帽蓋之間的相對運動。將外帽蓋71移到第二位置時，例如，拉開翼片，使外帽蓋71可相對于內帽蓋72轉動。作為另一種選擇，可以想見，一個臨時的隔片(未示出)在開始時可以使內和外帽蓋沿軸向保持在隔開的位置上。在將內帽蓋72緊固在容器20上時，移去隔片而外帽蓋71沿軸向滑過內帽蓋72到達一個相對于內帽蓋72可以自由轉動的位置上。
在本發明的實施例中另一種或附加的結構包括一個具有柔軟壁55的蓋，優選地為圓或橢圓形，與顆粒位置分離室30的一個部分45連接或支撐該部分。在本發明的一個最優選實施例中，壁55包括一個或多個隔開的槽(未示出)。其意圖在于使壁具有一定程度的柔性，從而，如果需要，使顆粒位置分離室30的下面部分可以由帽蓋31脫開(參見，例如，圖5)。
圖5還示出本發明的另一個實施例，論及一個帶有孔口的帽蓋31，通過孔口可以將攪拌器58A或刷帚58C放入容器20中。在本發明的一個優選實施例中，帽蓋31上的孔口或開口可以用一個可移走的和/或可穿透的覆蓋物所覆蓋以防止容器20在準備使用之前使容器20的內部受到污染。例如，一個刷58B或類似物被用來采集一個子宮頸部樣本，隨后將覆蓋物由蓋31上移去，將刷58B放入容器20。
按照另一種優選的裝置，內帽蓋71可以帶有一個軸向地外接于管50的套圈(未示出)并部分地伸進容器20。該套圈在進行如旋渦攪拌時所出現的樣本23改變方向返回到容器20中。這是非常有利的因為套圈對內帽蓋71和外帽蓋72之間的相對轉動產生很小的影響或沒有阻抗。再有，可以想見外帽蓋72可以具有在其上形成的一個連接管用以和管50連接。連接管可以在外帽蓋72上形成以共軸地伸入套圈內。這樣，一個可伸縮的或易碎的管50可以其伸長的形狀用以采集樣本，而隨后改變為其壓縮的形狀并連接到連接套上。按照該實施例的這種布置通過將樣本采集及其試驗之間的保存時間減至最低限度還將進一步減少樣本污染的可能性。顆粒物質分離室按照本發明，根據本發明的一個設備包括一個可以是各種形狀的顆粒物質分離室。一種典型的形狀示于圖2。可以使用任何適合于接受一個顆粒物質采集組件33的室30。
如在圖1和2中所示的，顆粒物質分離室30優選地為由頂部部分41和底座部分32形成的兩個室。在本發明的一個優選實施例中，頂部部分41和底座部分32可脫開地相連接；無論如何，另一種可以提供多孔的過濾器裝置35出入口的室的結構或裝置是適宜的。在本發明的一個優選實施例中，底座部分32包括一個通常為環形的側壁47，任選地包括一個鋸齒形部分63(示于圖4A)，該部分與頂部部分41的側壁44和基座42相嚙合。業已發現，下面部分32的任選地鋸齒形部分63便于將下面部分32由頂部部分41拆下。頂部部分41和底座部分32可以采用任何能夠提供液體或流體密封配合，如路厄-型(螺紋或無螺紋)，螺旋螺紋-型，摩擦-型，錐形配合連接，或按扣連接(如所述)的連接器或裝置彼此連接或緊固。
底座部分32包括一個側壁和適合于放置一個顆粒物質過濾器裝置33的底板。底座部分32也可包括一個和空心管50互通的中心孔或小孔34。在本發明的一個優選實施例中，空心管50伸入樣本容器20。在本發明的一個優選實施例中，底座部分32可以是一個可以相對于帽蓋31轉動的單獨的結構。為能夠在保持液體-密封裝配的情況下便于離心旋轉，底座部分32可配合地通過一個榫舌和槽的裝置(見圖2)與帽蓋31嚙合。
在根據本發明的一個實施例中，顆粒物質分離室30的底座部分32包括一個底板或基座39。如圖4A-4C所示，基座39可包括一個或多個隔開的肋或突起60。突起60的結構，大小，和形狀優選地為足以防止多孔裝置35與基座39齊平地接觸。在圖4A所示的實施例中，突起60為同心環。
下面將詳細地說明另一種結構。在本發明的一個優選實施例中，突起60以下述的一種或多種方式起作用在使用中突起60可以破壞多孔過濾器裝置35和基座39之間的表明張力；在多孔過濾器裝置35由基座39被拉出時，第一多孔介質36不再與基座39接觸；突起60可以使顆粒物質分離室30中的多孔過濾器裝置的壓力分布均勻；突起60可以防止或遏制多孔過濾器裝置的壓力；和突起60可以做成使任何采集的顆粒物質按預定的形狀或空間分布。
根據本發明，基座39的表面可以包括一種或多種結構，形狀，或表面紋理，以提高多孔過濾器裝置35由基座39脫開的能力，以促使顆粒物質在采集部位作預定的空間分布，和/或防止或遏制多孔過濾器裝置35的壓力。本發明的一個優選實施例包括同心的突起，如上述的突起60。其它的結構包括，但不限于格構，網狀線或類似物，同心的正方形或矩形，或一些連續的或間斷的結構，小塊，隆起物，顆粒，或類似物(參看圖4B和4C)。這里要說明的是任何可在基座39表面提供紋理實施上述功能的單元，結構，或化學都是適合于用于本發明的。
在本發明的一個優選實施例中，基座的表面做成網格狀的形式(見圖4C)。在本發明的另一個優選實施例中，基座的表面做成了日晷或時鐘盤面的結構(見圖4B)。這兩個實施例以及這里所公開的其它表面結構，促使顆粒物質在采集部位以一種預定的空間布置矩形采集。圖4B和4C所示的結構特別需要，因為基座表面處理的印痕可轉移到顯微鏡玻片上并可利用一個坐標系統對特定的顆粒物質如癌細胞矩形定位和識別。業已發現，大部分顆粒物質是在相應于基座相對區域75的采集部位上的區域內采集的。相反，突出部分76相應于在采集表面上采集到較少顆粒物質的區域。這些區域在采集表面與玻片相接觸時將壓印在顯微鏡玻片上。
例如，值得注意的是可以在圖4B所示的時鐘盤面20點的角位置上發現顆粒細胞，一位判讀根據本發明的玻片的技術人員從而可以識別和定位細胞。以這種方式加記號于顯微鏡玻片上有利地加速了對玻片的觀測和有利地提高了技術人員發現感興趣的預先識別的物質的能力。連同本發明，在顆粒物質被采集到采集部位并轉移到顯微鏡玻片時，基座表面有一個或多個結構可以提供顆粒物質的可靠的定向。例如，一個適宜的坐標-識別結構可以是如圖4B所示的箭頭71或類似物。
根據本發明的另一個實施例，基座39和/或下面部分32可任選地包括一個通道70或類似物，其實例示于圖4B，4C和7-9。在本發明的一個優選實施例中，基座39向外朝著通道70略微傾斜。稍微傾斜的基座39和該通道70有助于增強流體穿過顆粒物質分離室30的流動和降低過濾器裝置35上的基座39的表面張力，此二者有助于多孔的過濾器裝置35由顆粒物質分離室30的下面部分32拆下。本發明的這一方面為促進多孔裝置脫離的結構。
示于圖7-9的附加結構用于或涉及促進流體通過顆粒物質分離室30的流動，也還涉及多孔的過濾器裝置35由下面部分32的脫離。圖7示出的是由基座39端部向下伸入通道70的活蓋72。圖8表示位于通道70內的O-型環73或其類似物，該O-型環73的上表面優選地稍微地高出基座39的平面。這保證了O-型環73在放入下面部分32時可以和多孔的過濾器裝置35的一部分相嚙合。圖8表示一個活蓋74由基座39的外部向上伸出，這保證了活蓋74在多孔的過濾器裝置35放入下面部分32時能與其一部分相嚙合。在本發明的一個優選實施例中，活蓋72，O-型環73，和活蓋74是由彈性物質做成的，其優選的結構示如圖9。
根據本發明，顆粒物質分離室30可以制成能夠接受一個帶有一個顆粒物質采集部位36的多孔的裝置35，該采集部位適合于在含有顆粒物質的流體穿過室30時采集顆粒物質。
具有一個適合于采集物質的采集部位36的多孔的裝置35可以橫跨地放置在流體流動通道上，采集部位36和空心管50是互通的。物質分離室內的多孔裝置35優選地適合于確定至少一個具有第一和第二分支的流體流動通道，第一分支61伸過采集部位36而第二分支62繞過采集部位36(例如，見圖3)。
在一個優選實施例中，本發明包括一個多孔的過濾器裝置35，裝置具有一個適合于防止顆粒物質通過的第一多孔介質37，和一個適于允許流體通過的第二多孔介質38。第二多孔介質38按照特定設備需要的選擇可以設計成能夠或不能夠由流體23中去除顆粒物質的。在一個優選實施例中，第一多孔介質37適合于由流體23中收集或采集顆粒物質，和更為優選地，收集或采集均勻或單層的顆粒物質。一個優選的實施例還包括一個適合于作為第一多孔介質37支撐的第二多孔介質。
用于多孔介質的物質的特性，選作多孔介質的材料之間和待處理液體之間的相容性都是在為一種給定的應用選擇多孔介質特定材料時所要考慮的因素。
多孔過濾器裝置35可包括一個整體的結構，該結構具有一個密度和/或孔的尺寸適合于防止細胞由其中通過的第一多孔介質37和一個密度和/或孔的尺寸適合于細胞由其中通過的第二多孔介質38。
在一個優選實施例中，多孔過濾器裝置35包括一個含有多孔聚碳酸酯薄膜的第一多孔介質37，適合于防止考慮物質由其中通過。多孔過濾器裝置37還可包括含有濃稠過濾器或過濾器板的第二多孔介質38。濃稠過濾器可由聚丙烯或高-密度聚乙烯POREX多孔塑料制成。在本發明的一個優選實施例中，第二多孔介質38可以包括一個齒形的或鋸齒形的下游部分64，該部分的一個實例示于圖2。這里要說明的是部分64是一個可以降低或改善多孔過濾器裝置35在被放入顆粒物質分離室30時壓力的結構和構造。
應該指出的是，各種類型的多孔過濾器裝置35和本實施例是可以互換使用的。雖然聚碳酸酯薄膜37特別適合用于本發明的細胞采集裝置，其它多孔薄膜也是合適的。典型的多孔薄膜為此項技術中所周知的，和在美國專利第5,471,994和5,301,685號所公開的。
多孔薄膜37孔的大小優選地為由約0.22微米到約8微米，更為優選地為由約1微米到約6微米，最優選地為約2微米，這可以截留尺寸大于3微米的顆粒物質，例如，細胞。薄膜適合于在防止顆粒物質經過時允許流體穿過。第二多孔介質38適合于流體穿過并且還可由流體23中去除顆粒物質。第二多孔介質38的孔的大小范圍由約5至約60微米，優選地為由約15微米到約45微米，最優選地為約35微米。
熟悉此項技術的人將會理解，根據待采集的物質的類型和/或大小調整多孔薄膜37和多孔深過濾器38的孔的尺寸即可在采集部位采集顆粒物質。在本發明的一個優選實施例中，所選擇的孔的尺寸可使物質在采集部位形成均勻層，優選地形成物質的單分子層。例如，業已表明由約3微米到約40微米或略多是有效的，但需要說明的是本發明不受孔大小的某一范圍的限制。
在本發明的一個最優選的實施例中，第一多孔介質37用溶于液體的粘結劑連接在第二多孔介質上。這種可溶粘結劑包括但非限于糖混合劑，凝膠，和類似物。
第一多孔介質37和第二多孔介質38可以任何能夠起到這里所述功能的方式放置。熟悉此項技術的人將會理解，多孔過濾器裝置35可按照達到特定目的的需要做成不同的結構和進行放置。例如，第一和第二多孔介質可以是單獨的，隔開的介質；兩種介質可以層疊在一起，；第一介質和第二多孔介質可以是整體的或可脫離地嚙合在一起；采集部件可以包含一個高密度的可模擬上述第一多孔介質功能的區域，和一個低密度的可模擬上述第二多孔介質功能的區域。熟悉此項技術的專業人員可以很好地選擇這些不同的結構。下面將就多孔裝置的結構和構成的各種類型進行詳細的說明。
如圖12所示，一個帶有至少一個貫穿孔73的多孔支撐38，孔優選地位于靠近多孔支撐周邊附近，提供了一個直接抽吸的通道，從而使過濾薄膜37在顆粒物質分離室30被打開并為進一步處理而露出薄膜37時保留在打開支撐38上。
在本發明的另一個實施例中，下面部分32，管50，和肋片58構成一個整體的單元，并可與帽蓋31分開以便于該整體結構由容器20拆下。本發明的該實施例的一種典型的結構示于圖5。泵根據本發明，樣本容器10包括一個泵40。在本發明的一個優選實施例中，泵40為一個注射器或類似物用以改變裝置內的壓力使流體可以從樣本容器20通過顆粒物質分離室30抽出。
根據本發明，泵40可具有不同的構造。在本發明的一個優選實施例中，泵40包括一個構成顆粒物質分離室30的蓋部分41的端部。蓋部分41包括一個基座42或類似物以與多孔過濾器裝置35的一個下游部分嚙合。在本發明的一個優選實施例中，基座42使多孔過濾裝置35位于蓋內從而使多孔過濾裝置35在使用中不能移動。在本發明的一個最優選實施例中，基座42包括許多突起或柱43，其大小，形狀，和數量可以將多孔過濾裝置35置入顆粒物質分離室30，以使對著多孔過濾器裝置的壓力基本上均勻分布，并降低或防止多孔過濾器裝置35受壓，受壓將影響流體穿過多孔過濾器裝置35的流動。
在本發明的一個優選實施例中，蓋部分41可脫開地與底部分32相連接以形成顆粒物質分離室30。蓋部分41可以任何能使蓋部分41由底部分32拆下的形式或結構與底部分32連接。在圖2所示的本發明的一個優選實施例中，蓋部分41包括一個向下延伸的側壁44，該側壁帶有一個法蘭45或類似物以便和底部分32上的凸出物46或類似物可脫開地和/或彈性地嚙合。
通過在流體的來源和流體的終點之間保持一個壓力差將引起流體穿過采集裝置的流動。形成該壓力差的典型的方法可以是通過在顆粒物質分離室30的入口側對系統的任何部分(例如，以便容器20)施加壓力；在室的出口側對系統的任何部分(例如，注射器)施加真空；或任何形式的泵，諸如真空玻璃纖維過濾器(由Genex公司制造)；重心高差；或一個柔軟的，可折疊的容器，如一個樣本容器，可對其進行擠壓以迫使流體穿過顆粒物質分離室并進入注射器。在本發明的一個優選實施例中，一個注射器通過室由采集杯抽取流體。空心管根據本發明的一個優選實施例，樣本容器20包括一個管50或類似物用以將流體23抽入顆粒物質分離室30。典型地，管50是空心的和敞開的或在兩端是能打開的。管50包括靠近采集室底部的開口端51，還可以包括一個或多個進入管50的小孔52。開口端51和/或小孔52在流體被抽入顆粒物質分離室30時對不同的流體層以及沉積物進行試驗。
根據改進的本發明的另一個實施例，空心管50包括至少一個突起或肋片58A或類似物，如圖1所示。在本發明的一個優選實施例中，空心管50是可旋轉的，肋片58A可攪拌液體樣本，在一個最優選的實施例中，可分散細胞和/或顆粒物質，和/或瓦解任何大的顆粒物質如粘液狀的物體。在本發明的另一個優選實施例中，空心管50和下面部分32為整體構成的，而下面部分32，管50，和肋片58A相對于樣本容器20是可轉動的。例如，若容器是可轉動的，任選的位于容器側壁和/或底部的肋片可以形成樣本在容器中的同心的運動，肋片58A的存在將使運動瓦解。作為另一種選擇，下面部分32，管50，和肋片58A可以在一個不動的容器內轉動。
如圖10和11所示，作為本發明的另一個實施例，攪拌器58可以包括纖維，刷，拭子，或刷帚或類似物。優選地，這些纖維或刷子在樣本相對于攪拌器，刷子，或刷帚呈旋渦流動時適合于分散容器內的顆粒物質。在本發明的一個最優選實施例中，刷子或刷帚還適合用于由患者處采集顆粒物質，例如，一個用于頸部的刷子或刷帚或類似物。這里要說明的是刷子可以固定在帽蓋31的一個部分上，或帽蓋31可以包括一個孔口，套圈或類似物用以和刷子相對端的手柄的一個部分相匹配地連接。拌和器圖13-15表示用于根據本發明的一個優選實施例中半自動方法的一種裝置。特別是，圖13-15表示一個最優選實施例，其中包括一個用以放置和轉動容器和內帽蓋72的支撐套筒A。在本發明的最優選實施例中，外帽蓋71用一個或多個彈性帶B連接，帶B在其松開的或第一位置(圖4)上不與外帽蓋71連接，而在其緊固的或第二位置(圖15)上與外帽蓋71連接并支持外帽蓋，這時內帽蓋72和容器20在旋轉。在另一個實施例中，帶子B可以是一個驅動帶，它使外帽蓋71，管50和攪拌器58作為一個整體相對于容器20和內帽蓋72轉動。組件本發明還涉及一個顆粒物質采集和試驗組件，包括作為一個整體單元的采集裝置10。組件可包括至少一個樣本容器20，至少一個顆粒物質分離室30，至少一個泵40，和至少一個打開過濾器裝置35。根據本發明的一個組件還可包括替換的過濾器，替換的一次性使用的容器，和/或通常在顆粒物質試驗或檢查，例如，細胞檢驗，過程中使用的其它部件或溶液。固定劑根據本發明的混合劑包括一種或多種溶媒，優選地為按照體積在約35％和約45％之間的酒精，按照體積在約2％和3％之間的甲酮，按照體積由約1％到3％的稀釋劑，優選地為二醇或三醇；按照體積由約0.4％到3％的交聯劑，優選地為乙醛；按照體積由約0.5％到約2％的甘油；一種或多種洗凈劑和/或分散劑，優選地為非離子的，按照體積由約0.01％到約0.05％；和按照體積由約45到約65％的緩沖劑。在本發明的一個優選實施例中，混合劑的pH值在約4到約7之間。
本發明還包括一種準備用于細胞學或組織學檢驗的顆粒物質，如細胞和類似物的方法，包括在一個均勻層中，優選地為一個單分子層，采集顆粒物質，和將細胞固定在根據本發明的一種混合劑中。
表1概括了根據本發明的一個混合劑配方的成分的范圍和優選的濃度。
表1
>根據本發明的一種混合劑包括一種或多種溶劑以穿透細胞的組織，使細胞脫水，和/或抑制細菌和生命的活力。在本發明的一個優選實施例中，溶劑為穿透較慢的烷醇，當其與其它試劑混合時可迅速固定樣本。它可通過沉淀，沉積糖原，和分解脂肪和類脂物使蛋白質變性。烷醇可以是具有一個到四個碳的任何周知的酒精，例如，甲醇，乙醇，n-丙醇，異丙醇，n-丁醇，和各種分支的丁醇。最優選的溶劑為甲醇和異丙醇的混合劑，按照體積通常分別為約30％和約10％。
甲酮為與酒精有相似作用的固定劑，只有糖原不易于保存。甲酮起到固定劑的作用并還能使所有混合劑穿透細胞。優選的甲酮為丙酮。
稀釋劑在樣本上形成一個敷層并有助于防止干燥。優選的稀釋劑為二醇和三醇，最優選地為聚乙烯乙二醇(PEG)，例如，PEG-1500(平均分子量約1450)，也稱為聚乙二醇。
甘油在樣本處理過程中可防止細胞干燥。在固定劑溶液中保存過相當時間的細胞由于固定處理而變硬并不易于在玻片上分散開。甘油有助于將細胞展平在玻片上。
交聯劑和蛋白質端基起作用使分子交聯并生成不溶解的產物。所含蛋白質族包括氨基，亞氨基，酰氨基，肽，羥基，羧基和硫基。亞甲橋通常也會在相似族如NH2和NH之間形成，但認為通過水洗是可逆的。某些交聯劑如甲醛為一種防腐劑。
優選的交聯劑為乙醛，最優選地為甲醛。
洗凈劑為非-離子的洗凈劑和分散劑，用以使蛋白質和薄膜成分增溶以減少細胞的聚集。優選的洗凈劑為Nonidet P40或TritonX-100，二者都是周知的洗凈劑。
緩沖劑使溶液的pH值保持在約4和約7之間，并提供一種傳輸的介質。優選的緩沖劑為Tris，一種周知的緩沖劑。根據本發明，緩沖劑還可包括一種可沉積核蛋白質的固定劑和一種或多種滲透性保持劑。優選的核蛋白質沉淀劑為冰醋酸，通常的范圍為按照重量由約0.2％到約0.3％，并幫助緩沖劑pH保持在約7.4和約7.8之間。優選的滲透性保持劑為右旋糖，其范圍按照重量通常由約0.7％到約0.8％。
在優選實施例中，所述活性固定劑的成分可以使其溶解在適當的溶劑中如蒸餾水，如對熟悉此項技術的人是很明顯的，該溶液隨后可以各種方式用作固定劑。例如，固定劑溶液可用以保存將要海運或搬運到試驗場地的組織樣本。在這一過程中，具有液體密封的小玻璃瓶或大口瓶充滿本發明的試劑，組織樣本放入含有試劑的玻璃瓶內一直將樣本保存到其抵達將作進一步處理的場地。任何適合的稀釋劑都不會改變所可能使用的配方的重要的化學和物理特性。
使用本發明的固定劑準備用以進行檢查的組織可以任何熟知的傳統方式為組織學研究做準備，如通過使用石蠟，切割設備，染色，固定在玻片上，或其它通常在進行顯微鏡或其它檢查之前所使用的步驟。本發明從而提供了一種安全，方便和有效的固定劑溶液，可以在許多已知的采用此類溶液的組織學方法中使用。方法本發明還包括用以由流體中移去顆粒物質的方法，和將顆粒物質如細胞轉移到顯微鏡玻片上的方法。與目前適用的方法相反，薄膜過濾的使用為將細胞以極小的重疊放置在顯微鏡玻片上提供了一種方法。這將使觀測清晰和使識別具有良好的準確性。
方法包括由采集容器20中采集含有顆粒物質的流體樣本。容器20隨后用一種裝置蓋上，裝置包括一個或多個下述的成分蓋31，顆粒物質分離室30，和泵40。泵40隨后被啟動，通過顆粒物質分離室30由容器20將流體抽入泵40中，例如，通過抽出注射器中的活塞。
當流體由容器20抽入泵40中，流體將流過多孔過濾器裝置35，如圖3所示，從而在采集部位37形成顆粒物質的單層。一旦形成細胞的單層，在多孔過濾器裝置35中心處的流體流動將減少并增加朝向多孔過濾器裝置35邊緣處的流動。這可能由于在所采集的細胞在多孔過濾器裝置35的表面上形成單層時阻塞了流體的流動。在單分子層已經覆蓋了多孔過濾器裝置表面37的大部分時，流體的流動將繞過第一多孔介質37并穿過第二多孔介質38伸出來的側邊的區域。因此，伸出頂部部分的一個端壁或側緣的第二多孔介質38起到一個出口的作用(具有低流動阻力)，防止細胞疊放或以多于一個單層地進行采集。流體可以按需要多次往返地穿過多孔裝置。
泵40隨后可由底座31上拆下，從而暴露出多孔過濾器裝置35。多孔過濾器裝置35一旦由下面部分32移去，便可容易地接近第一多孔介質37。作為另一種選擇，由下面部分32拆下泵40的頂面部分41，也可由凹下部分32移去多孔裝置35。
第一多孔介質37隨后可壓向一個顯微鏡玻片以使在采集部位所采集的顆粒物質，如果已經采集到，轉移到玻片上。這將使專業人員在沒有薄膜孔的干擾下或由于處理上的需要而被延遲的情況下進行細胞學檢查。
由于細胞的清晰度依賴于固定，在細胞被放置在玻片上以后優選地應立即進行固定。在準備和固定之間的過長的延遲可能使因細胞暴露而干燥，這將對細胞結構有害。再有，風干的產物可能對隨后的著色結果有害。一種例外是在細胞由Wright-Giemsa著色時，風干被用作固定的步驟。
在本發明的另一個實施例中，細胞的單層可以直接在采集部位進行固定。這可如上所述地首先將細胞的單層放置在細胞學采集裝置的采集部位上并隨后使含有固定劑的溶液，如酒精或丙酮，流過細胞學采集裝置。當然，在本發明的最優選實施例中，將使用上述的固定劑。可供選擇的結構上述的物質采集裝置或模件可以和其它適合的過濾器或處理設備聯合使用。典型地設備包括其它碎屑和/或可以連接在室10上的化驗設備或模件。典型地，這些附加的模件包括一個具有一個進口和一個出口的室，還將包括一個橫跨室中流體流動通道的過濾，化驗，或檢測單元。例如，裝置可以包括一個室，該室包括在入口和出口之間確定一個流動通道的入口和出口部分；一個橫跨流動通道放置的過濾器；和一個可自由移動的色譜法和/或化驗元件，如放置在過濾器出口側的襯底小球。色譜法和/或化驗元件可與流體中的物質自由地混合，捕獲物質，并能在隨后化驗出物質的存在。適合的設備包括在美國專利4,953,561；5,224,489；5,016,644；5,139,031；5,301,685；5,042,502；和5,137,031中所公開的那些。
包括在本發明的范圍之內的為由患者的樣本制作一個單獨的玻片，由一個單獨的患者的樣本制作多個玻片，或由多個患者的樣本制作多個玻片。這里要說明的是，一個患者的樣本可以單獨投放，分批作業，或以連續的方式進行處理。用于其它著色使用的附加玻片是很容易準備的。人類的乳頭瘤病毒試驗，例如，使用如免疫細胞化學或就地混成的新方法即可在附加的玻片上實施。由于致癌基因產物或其它免疫細胞化學試驗的開發，需要更多的玻片。這些試驗所需要的不同的固定劑可以很容易地和試驗過程聯合在一起，因為這種準備不需要以僅只一種方式固定玻片。
在細胞學中為使細胞變化可視化所最廣泛采用的著色為巴帕尼科拉烏著色法。該著色劑，可用于婦科學和非婦科學兩種情況，基本上是由蘭核與橙黃，紅和綠細胞質復染色所組成的。核染色表明涉及正常和非正常細胞的彩色圖形，而細胞質著色有助于說明細胞的起源。這一方法的成功可歸功于觀察一系列因素的能力，包括核細部的確定和細胞的區分。該著色方法還導致對觀看非常適宜的彩色準備，并可能減少眼睛的負擔。該同一個玻片準備的過程可用于實際上所有形式的細胞學方法。
再有，包括所有一次性部件的使用著眼于所涉及的生物危險。歸根結底，增強的細胞顯示，產生改善的細胞學的解釋，通過提供更多的內容和可靠的對患者的診斷擴大了細胞學的作用。
還有，所捕獲的微生物可以在培養介質中進行培養。在細胞學采集裝置內采集到細胞的一個單分子層以后，可以用流體反向洗滌采集部位從而移走任何由采集部位采集到的微生物。
在細菌試驗中，第一多孔介質可以借助于一個Qualture設備(未示出)用以進行培養以確定特定的細菌菌落的存在。Qualture設備為一塑料膠囊，含有一個過濾薄膜和四個脫水的，有選擇性的介質的營養墊。
Qualture技術較瓊脂板方法更為敏感并可更快地確定預期的診斷。設備的屏網經常在4-6小時內一步完成析出和推測地確定細菌引起的分離菌。試驗表明用50毫升流體進行分離是良好的和敏感的。
雖然本發明是利用特定的優選實施例描述的，但不限于那些實施例。那些熟悉此項技術的人可以作出包含在本發明之內的另外的實施例，實例，和修改。
權利要求
1.用以從流體中分離顆粒物質的一種裝置，包括一個容器，它具有一個帽蓋，所說的帽蓋包括一個可旋轉的元件；一個多孔裝置，其與容器是流體互通的和適合于從液體中移去顆粒物質，所說的多孔裝置放置在一個室內；和一個泵，與所述室是流體互通的。
2.用以處理含有顆粒物質的液體的一種裝置，包括一個容器，它具有一個帽蓋；一個位于室內的多孔裝置，所說的室包括適合與所說的帽蓋的一個部分嚙合的一個第一部分；和一個泵，所說的泵包括一個適合與所說的室的一個第二部分嚙合的部分；所說的室適合于分開在所說的第一部分和所說的第二部分之間，并且所說的第二部分適合于保持所說的多孔裝置。
3.根據權利要求1中所說的裝置，其特征在于還包括一個室，室具有一個適合于嚙合所說的多孔裝置的下面部分，所說的下面部分具有一個含有預先確定的表面結構的基座。
4.根據權利要求3中所說的裝置，其特征在于表面結構包括以一預先確定構型的突起。
5.根據權利要求4中所說的裝置，其特征在于該構形為一種格子狀。
6.根據權利要求4中所說的裝置，其特征在于該構型為一個時鐘盤面。
7.根據權利要求1或2中所說的裝置，其特征在于所說的帽蓋包括一個伸入所說的容器中的管。
8.根據權利要求7中所說的裝置，其特征在于所說的管包括至少一個位于伸入所說的容器的管的端部的肋片。
9.根據權利要求2中所說的裝置，其特征在于所說的第一部分適合于與所說的帽蓋以液體密封地嚙合。
10.根據權利要求9中所說的裝置，其特征在于所說的液體密封不是流體密封。
11.根據權利要求3中所說的裝置，其特征在于還包括一個帶有由中心沿徑向延伸的坡度的基座。
12.根據權利要求1中所說的裝置，其特征在于還包括一個室，室具有一個適合于嚙合所說的多孔裝置的下面部分，所說的下面部分在靠近所說的下面部分的側壁具有一個通道。
13.根據權利要求12中所說的裝置，其特征在于所述通道還包括位于所說的通道內的一個彈性部件。
14.根據權利要求13中所說的裝置，其特征在于所說的彈性部件為一個O型環或一個活蓋。
15.根據權利要求3中所說的裝置，其特征還在于所說的基座還包括一個適合于與多孔裝置嚙合的活蓋。
16.根據權利要求1或2中所說的裝置，其特征在于所說的泵包括一個或多個止擋用以將預先確定數量的液體抽入泵內。
17.根據權利要求2中所說的裝置，其特征在于所說的第二部分包括至少一個適合于與多孔裝置嚙合的小塊。
18.根據權利要求1中所說的裝置，其特征在于還包括一個室，室具有一個帶有鋸齒形側壁的下面部分。
19.根據權利要求1中所說的裝置，其特征在于還包括一個具有一個基座的室，基座帶有一種或多種能以減少基座表面張力的結構。
20.根據權利要求1中所說的裝置，其特征在于還包括一個室，室具有一種或多種能以減少將多孔裝置保留在室的下面部分的能力的結構。
21.根據權利要求1中所說的裝置，其特征在于還包括一個室，室具有一種或多種能以增加對于室的上面部分的保留特性的結構。
22.一種用以處理含有顆粒物質的液體的裝置，包括一個容器，它具有一個帽蓋；一個位于室內的多孔裝置，所說的室包括一個適合于與所說的帽蓋的一個部分嚙合的第一部分，所說的第一部分包括一個伸入所說的容器的管，所說的第一部分在與所說的帽蓋嚙合時是可以旋轉的，所說的第一部分的結構能夠松開所述多孔裝置；和一個泵，所說的泵包括一個適合于與所說的室的第二部分嚙合的部分；所說的室適合于分開在所說的第一部分和所說的第二部分之間，而所說的第二部分適合于保留所說的多孔裝置。
23.根據權利要求1-22中任何一個中所說的裝置，其特征在于還包括一個馬達，用以通過在所說的容器和所說的室之間的相對轉動攪拌液體。
24.一種用以從液體中分離顆粒物質的方法，包括將液體采集到容器內；使液體穿過帶有多孔裝置的室，該裝置適合于從液體中移走顆粒物質；分離所說的室的一個部分，其中所說的分離步驟包括將多孔裝置保留在室的一個部分中。
25.根據權利要求24中所說的方法，還包括攪拌在所說的容器內的液體。
全文摘要
本發明為從流體中分離顆粒物質的一種裝置和方法,其中裝置包括一個采集容器,一個配置在一個室內并適合于在一個采集部位采集液體中的顆粒物質的多孔裝置,和一個泵。室包括一個第一部分,該部分具有改善流體通過室的流動的元件和降低多孔裝置在該部分的保留特性的元件。室還包括一個提高多孔裝置在該部分的保留特性的元件。
文檔編號B01L3/00GK1271381SQ9880955
公開日2000年10月25日 申請日期1998年8月5日 優先權日1997年8月5日
發明者R·A·圭爾圭斯, M·埃爾－阿明, N·薩馬安 申請人:拉敏納公司