過濾和萃取設備及使用該設備的方法

專利名稱：過濾和萃取設備及使用該設備的方法
技術領域：
本發明涉及生物流體的過濾和/或從一種懸浮微粒萃取特定分析物的設備及其方法。
人們經常希望能夠分析在例如尿液的生物流體中的一種特定的成分、化合物、或分析物，這經常地涉及到對生物流體中的液體或微粒的分析。通常使用離心分離的方法把液體溶液從懸浮于其中的微粒中分離出來。使用離心分離的方法進行分離，很容易獲得液體進行分析。然而，如果我們希望的分析物在沉積的微粒物質中，則需要一個更為復雜的過程。微粒物質必須被再懸浮并從一個離心管轉送到一個分析管。如果微粒物質必須在分析前進行萃取，可以在離心分離管中直接加入一種或多種試劑，或將上述試劑加入到分析管中經過轉送的再懸浮的樣品中。在萃取后，如果分析物必須從其他更大的微粒中分離，則樣品需在分析前再離心或過濾。
使用離心分離方法有許多缺點。離心分離設備成本高并要求占用很大的空間。由于需要加載和卸載，離心分離對操作者來講是一種體力上的負擔和時間上的負擔。在離心分離中也可能有操作者的錯誤。較小的或較為便宜的離心分離設備也是有的，但這樣不但不能減少處理樣品所需要的時間，并且為了提供充分的分離需增加處理時間。
為減少離心分離的必要性，有人設計了一種從測試的液樣中分離微粒的活塞式容器內壓力過濾系統。這些系統包括一個如試管的管子和一個在管子內做往復軸向運動的活塞機構。這個活塞機構包括一個在此機構底端的過濾器總成，過濾器總成通過活塞機構向下的軸向運動壓緊管子底部液樣中的微粒。任何大于過濾器總成的孔尺寸的物質被擋在過濾系統的下面，則液體溶劑可被倒出或抽出。
活塞式設備或其相近設備存在的一個問題是它們不容許微粒物質在后來的處理中容易的恢復，而且，過濾器總成在可能導致過濾器破裂的插入過程中，容易受較大壓力的影響。這種設備經常用錐形管。當活塞機構向下軸向運動時，活塞機構和過濾器總成的直徑可能與錐形管的內徑變得相同。這樣可以避免過濾器總成通過溶液的壓力。如果不是所有的液體都通過過濾設備，則剩余液體可能污染微粒物質。剩余液體的量可能不易被察覺或顯露，但污染卻是非常大的。活塞機構更深入管中可引起管子裂開或破裂。如果活塞機構不能設計為可移動的，附加的過程比如在同樣設備中的固體物的萃取則是不可能的。因此需要一個可動設計模板的更為全面、多樣的設備或多樣的模塊設備。
為達到上述目的，本發明的第一方面是使用直接向一個分析方法提供樣品的生物流體的過濾和萃取裝置。該設備能夠提供一種凈化的液體，為對特定分析物做適當的分析或處置做準備，并能獲取特定的微粒物質和允許更進一步的處理，比如，使用該設備直接地萃取這些微粒。一經萃取，該設備將傳送含有分析物的液體到分析程序。該設備包括一個帶有上端開口和一個構成內腔的內壁的柔性主體。一個密封機構用來密封主體的上端開口，一個至少包括一個過濾器的傾斜的過濾器總成支撐于主體中的支撐裝置。使用者用手指擠壓柔性主體，以便給予腔體內充分的正向壓力，使得腔體內的液體流過過濾器總成。
在過濾和萃取設備的最佳實施例中，所述設備包括許多特征。第一個特征是該主體為管狀，并由聚偏二乙烯制成。第二個特征是在主體的頂端包括一個剛性環。第三個特征是該主體包括一個開口的底端和靠近底端的支撐設備。第四個特征是密封機構是聚偏二乙烯密封帽。第五個特征是支撐設備包括一個噴嘴用于從該設備中噴出液體。第六個特征是支撐設備包括一個圓形凹面支持物支撐過濾設備，并且該支持物包括一組支撐過濾器總成的支撐肋條。第七個特征是該支撐設備包括一個能夠使該設備垂直立于其它平面上的平整底面。第八個特征是支撐設備由剛性材料制成。第九個特征是過濾器總成包括一個0.5至4微米的孔。第十個特征是至少一個過濾器是由聚砜、尼龍、聚乙烯、纖維或醋酸纖維構成的。第十一個特征是過濾器是吸水的。第十二個特征是過濾器總成包括一個單傾斜過濾器并且該過濾器的有效小孔尺寸范圍在0.69至0.87微米。第十三個特征是過濾器總成包括多個同類的過濾器，至少兩個過濾器各有一個不同大小的孔，多個過濾器疊置，孔徑較小的過濾器位于孔徑較大的過濾器的下部，并且在過濾器之間放置尼龍編織的隔膜。第十四個特征是過濾器總成的外圍與主體內壁嚴格密封。
本發明的第二個方面包括一個過濾器總成(該過濾器總成包括一個柔性、具有一個開口端和內腔的管狀體)、密封開口端的機構、一個包括至少一個過濾器的傾斜過濾設備，和在管狀體內支撐過濾設備的機構，使用者用手指擠壓柔性主體，以便給予腔體內充分的正向壓力，使得腔體內的液體流過過濾器總成。
本發明的第三個方面包括一個過濾含有微粒物質和液體的生物流體，和從微粒物質萃取分析物的套件。該套件包括一個過濾設備和一個萃取設備，上述設備包括一個具有開口頂端、開口底端和構成內腔的內壁的柔性管狀體。該設備還包括一個固定在主體上靠近開口頂端處的密封帽總成。密封帽總成包括一個用來密封開口頂端的密封帽。該設備還包括一個固定在主體上靠近開口底端位置處的支撐設備，該支撐設備包括一個位于管狀主體內的環形支撐件和一個用以從該設備噴出液體的噴嘴。一個包括至少一個過濾器的環形傾斜過濾器總成固定于該支撐物上。使用者用手指擠壓柔性主體，以便給予腔體內充分的正向壓力，使得腔體內的液體流過過濾器總成。套件還包括至少一種用以從微粒物質萃取分析物的試劑和中和至少一種試劑的中和劑。
在上述發明描述的最佳實施例中，至少一種試劑是一種蛋白酶萃取試劑和一種堿性清潔萃取試劑。
本發明的第四個方面涉及一種利用上面所述的本發明第一個方面的設備過濾含有微粒物質和液體的生物流體和從微粒物質中萃取一種或多種分析物的方法。該方法包括將生物流體通過開口頂端加入到內腔，用密封機構密封住頂端開口，擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得生物流體流過過濾器總成，使得微粒物質被過濾器總成保留并且液體從設備中分離出，打開主體的開口頂端，通過頂端開口加入至少一種試劑并擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得至少一種試劑流過過濾系統，以便微粒物質中的一種或多種分析物被至少一種試劑萃取，并從設備中分離，以進行進一步的診斷化驗。
以上所描述的最佳實施例包括了許多特征。特征一至十四已在上述發明描述的第一個方面指出。第十五個特征是該生物流體是尿液。第十六個特征是一種或多種分析物是一種從淋病外部細胞壁的依原體和蛋白質中獲得的脂多糖。第十七個特征是微粒物質包括一種從中萃取出上述分析物的病毒或細菌。第十八個特征是將至少一種試劑分配進入多功能實驗容器來為不同的分析物進行實驗。第十九個特征是在一個診斷方法中使用過濾出的液體來確定一個分析物的存在。第二十個特征包括使用比如無線免疫測定、光學免疫測定、酶免疫測定、核酸擴大、化合光及細胞質基因表面共振等的診斷程序來檢測從設備中分離出來的分析物的存在。
本發明的第五個方面涉及一種使用比如發明的第一個方面所描述的設備過濾生物流體的方法。該方法包括通過開口頂端將生物流體加入到內腔，使用密封機構密封開口頂端，并擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得生物流體流過過濾器總成，以便微粒物質被過濾設備保留并且凈化的液體從設備中分離。
本發明上述方面的最佳實施例包括了一系列的特征，第一個特征是在分析方法中使用分離出來的液體來確定分析物的存在。
本發明的第六個方面涉及一種使用上述第一個方面中所述的設備過濾尿液和從中萃取一種或多種脂多糖的方法。該方法包括通過開口頂端將尿樣加入到腔內，使用密封機構密封開口頂端，并擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得尿液流過過濾器總成，以便一種或多種依原體微生物被過濾設備保留并且凈化的液體從設備中分離；打開主體的開口頂端，通過開口頂端向腔內加入蛋白酶萃取試劑，通過開口頂端向腔內加入堿性清潔萃取試劑，并擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得試劑流過過濾器總成，以便由至少一種試劑從一種或多種依原體微生物中萃取出一種或多種脂多糖分析物，并從設備中分離出來以備進一步的分析試驗。
在本發明上述方面的具體實施例中，該方法包括使用一種光學免疫測定過程檢測一種或多種脂多糖分析物的存在。
本發明的第七個方面涉及一種使用上述第一個方面中所述的設備過濾尿液和從一種或多種依原體微生物中萃取一種或多種分析物和/或從一種或多種淋病微生物體中萃取一種或多種分析物的方法。該方法包括通過開口頂端將尿樣加入到腔內，使用密封機構密封開口頂端，并擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得尿液流過過濾器總成，以便一種或多種依原體微生物和/或一種或多種淋病微生物被過濾設備保留并且凈化的液體從設備中分離；打開主體的開口頂端，通過開口頂端向腔內加入堿性清潔萃取試劑，并擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得試劑流過過濾器總成，以便一種或多種依原體微生物中的一種或多種分析物和/或一種或多種淋病微生物體中的一種或多種分析物由萃取試劑從中萃取出來，并從設備中分離到兩個或更多的萃取容器中以備進一步的萃取。
本發明上述方面的最佳實施例中的方法包括了一系列的特征，第一個特征是萃取試劑和分析物被分離到第一個和第二個萃取容器中，該方法更進一步包括將蛋白酶萃取試劑加入到第一個萃取容器中以便萃取一種或更多的分析物，并向第一個和第二個萃取容器中加入中性試劑，第二個特點是分別使用光學免疫測定過程在各自的萃取容器中來檢測一種或多種分析物的存在。
本發明的其它特點和優點將在下面的具體描述和附圖中進一步體現，下面的具體描述和附圖只是對本發明的說明，而不是對它的限制。


圖1是根據本發明實施例的一個過濾和萃取設備的分解透視圖；圖2是在圖1中所說的該過濾和萃取設備組裝狀態的透視圖；圖3是圖1中所述的該過濾器和萃取設備的剖視圖。
參見圖1-3，將描述根據最佳實施例構造的一種過濾和萃取設備10。該過濾和萃取設備10包括一個柔性管狀主體12、一個帽狀裝置14、一個支撐裝置16和一個過濾器總成18。該過濾和萃取設備10是一個簡單的、單件的、手動的器械，能向一個分析化驗方法直接提供樣品，而不用前述的離心分離方法。
在使用中，使用者將一種生物流體加入管體12，用帽狀裝置14密封管體12，然后用手指擠壓管體12，使得液體通過過濾器總成18，生物流體內的微粒物質被過濾器總成18擋住以便進一步處理，如果需要的話，可從設備10中分離出凈化的液體做進一步處理和/或分析。如果想要從微粒物質中進行分析物的萃取，打開該設備，向管體12中加入一種或多種試劑，然后蓋上管體12，向管體12施加壓力，使得一種或多種試劑接觸留在過濾器總成18上的微粒物質，被萃取出的分析物就從設備10分離出來。
管體12包括一個外壁20和內壁22。該管體12還包括一個裝有帽狀裝置14的頂端26，和一個裝有支撐裝置16的底端28。主內腔24由內壁22、過濾器總成18的上部和帽狀裝置14的下部構成。內腔24有一個大小適于將使用者手指施加的充足的壓力傳到內腔24的容腔，可使生物流體流過過濾器總成18而不會損壞過濾器總成18。管狀體12由柔軟、易彎曲的PVC管狀材料制成。本領域的熟練技術人員可容易地明白，還可以使用近似的材料。管狀PVC可以被做到足夠的長度來適應內腔24的前述壓力特性。
管體12的材料最好使用PVC，是因為它便宜、易獲得、易清潔、具有化學惰性、可與生物共存和穩定性。化學惰性意味著當物質暴露于熱、生物流體、萃取試劑、稀釋液和其它化學溶液中時，在變形、變色、皸裂和分解等方面較穩定；可與生物共存意味著該物質與生物物質接觸時，不會抑制溶液中的生物物質，影響它的穩定性、功能性或構造，或者以從生物溶液中的物質中過濾出來的成分污染生物溶液；穩定性意味著該物質在室溫下經過多年的保存可保持上述的全部特性。管體12的惰性和與生物共存性可使很大范圍的生物流體都能經過設備10進行處理。
帽狀裝置14包括一個由連接桿36連于環狀支撐帽34的柔性的密封帽32。密封帽32、環狀支撐帽34和連接桿36用PVC材料注塑制成。
密封帽32包括一個環繞凹入部分40的環狀邊緣38，突出部分42從環狀邊緣38伸出。
環狀支撐帽34包括一個帶有中心孔45的環狀邊緣44，一個具有內壁48的外部垂懸46和一個帶有外壁52和內壁53的內部垂懸50。
一個剛性環54環繞于管體12的上端26，并被化學地焊于其上。環54由丙烯酸材料注塑而成。剛性丙烯酸環54為管體12的上端26提供了足夠的硬度，并改善了環54的密封性。
環狀支撐帽34位于管體12的上端26和環54的上面，外部垂懸46的內壁48比鄰于剛性環54，內部垂懸50的外壁52比鄰于管體12的內壁22。丙烯酸環54用環己酮方法化學地連于管體12的外壁20，當然也可以使用相似的方法。化學介質不能帶進設備10。化學物質不能影響設備10的構成，特別不能影響化學惰性、與生物共存性或引起表面的缺陷。熱鉚接方法也可能使丙烯酸環54熔于外壁20。內部垂懸50的外壁52熔接于管體12的內壁22，外部垂懸46的內壁48化學熔接于前述的丙烯酸環54。
蓋好帽時，截頭圓錐狀凹入部分40的下部和柔性密封帽32的環狀邊緣38與內部垂懸50的內壁53構成了一個密封機構。這樣就保證了帽狀總成14的孔45和管體12的上端26的完全密封，使充足的壓力能被傳遞到內腔24中。
在本發明的最佳實施例中，支撐總成16是一個單件的、由剛性丙烯酸物質制成的總成，支撐總成16包括一個具有平底表面58和上表面59的環形基礎件56，一個有內壁62的外部垂懸60和一個有內壁66和外壁63的內部垂懸64。內部垂懸64的端部終止于支撐件72，支撐件72有一個凹形上表面74和一個下表面76，支撐件72的下表面76和內部垂懸64的內壁66構成了環腔77。支撐件72還包括一組在凹形上表面上的徑向支撐條78和一個向下延伸的噴嘴80。噴嘴80終止于環腔77并包括一個外口82。
單件支撐總成16由丙烯酸材料制成，最好用環己酮方法連接于管體12上。此連接發生在內部垂懸64的外壁68和管體12的內壁22之間，也發生在管體12的底端28和環狀基礎56的上表面59之間，外部垂懸60和內部垂懸64之間。支撐總成16的剛性給管體12的底端28以穩定性和支撐。環狀基礎56的底平面58允許設備10在平的支撐面上不用使用者的協助可以垂直立住。
在最佳實施例中，過濾器總成18包括一個單個錐形過濾器或隔膜84。該過濾器最好是加州圣地亞哥的美國過濾器公司的產品BTS-16。該隔膜是有效孔徑0.69到0.87微米的傾斜隔膜，有足夠的抗拉伸強度來承受過濾和處理所要求的正向壓力而不會損壞。傾斜的過濾器就是指從過濾器84的頂部到過濾器84的底部，孔徑逐漸縮小，換句話說，過濾器84的頂端孔徑比其在底端的孔徑大。過濾器84的這個傾斜的特性在獲得所需的微粒時，可防止通過各種范圍的液流由清變濁。很多的可以實現此目的的過濾器的材料包括，但不限于如尼龍和纖維，特別是醋酸纖維的多砜物。過濾器84應該是親水的或被處理成親水的，以便在處理過程中減少所需生物體，特別是過濾器84上的分析物的非特定的捕獲。過濾器84的親水性也保證了其在處理過程中得到較好的濕潤。過濾器的適當孔徑范圍是0.6到4微米。過濾器84的種類和所使用的孔徑范圍決定于要被過濾出的微粒的大小。孔徑不能太小而阻塞過濾器84，但又必須足夠小以捕捉微粒體或有機體和當沒有施加壓力時阻止流體通過過濾器。
在支撐總成16連于管體12之前，將過濾器總成18用超聲法連于支撐件72。當支撐總成18連到管體12的底部28時，過濾器總成18的群部與管體12的內壁22密封，抑制過濾器總成18的群部和內壁22之間的聚集。過濾器總成18的底部支撐于徑向支撐條78上，輕置于出口82的頂部。當過濾器84由于作用于內腔24的正向壓力而下陷時，支撐件72的凹形上表面74向過濾器84提供支撐。支撐條78和凹形上表面74提供的支撐對于防止過濾器在壓力下的損壞是很重要的。
在另一個可替換的實施例中，過濾器總成18可以包括一些仿制單梯度過濾器的過濾器。這些過濾器每一個都有一個不同的、又相近似的孔徑，并被安排成較小孔徑的過濾器在較大孔徑過濾器的下面。在考慮到微粒物質的篩住時，這樣的安排可防止在過濾器總成18中發生阻塞。為防止過濾器之間的蒸發鎖止，在過濾器之間插入紐約Tetko公司的尼龍隔層，可以限制由蒸發鎖止可能引起的限流的情況。
在另一個可替換的實施例中，過濾器總成18可包括具有常孔的單過濾器，一些具有相同孔徑的過濾器或一些大體上模仿單梯度過濾器的過濾器，舉例來說，堆疊在一起、從上到下與相比鄰的具有相同孔徑的過濾器孔徑逐漸減小的過濾器。
下面將描述過濾和萃取設備10的使用狀態，使用者首先確定密封帽32從設備10的上部26移去，然后通過設備10的上部26的開口45向內腔加入生物流體，開口45足夠的寬以使流體能夠被輕易地加入到設備10中。
如這里使用的，生物流體由包含細胞、病毒、發酵粉和生物原生細胞的流體構成，并可以包括尿液、膀胱清洗物、結腸清洗物、唾液、血液、脊髓液、淚液、鼻腔分泌物、陰道分泌物或從呼吸、飲食、循環、生殖或其它肌體系統而來的流體。
那些本領域中的熟練技術人員較容易理解，設備10可應用于液體而不是生物流體或從一種固體材料中過濾分離出一種液體。設備10還可用于固體物質的進一步處理。
管體12由其上部26上的綜合矯正的密封帽32密封，用手指壓住密封帽的上端以便密封帽32上的截錐凹形部分40咬入在管體12的頂部26附近的環狀支撐34。
應該注意，環行基部56的平底表面58允許設備10在沒有任何幫助的情況下，便利地豎直于平整支撐表面。這在向設備10中加入流體或在處理過程中是比較理想的。
另外，生物流體從設備10中被過濾和分離出來。用拇指和相鄰的手指在管體12的外壁20的相對面上擠壓柔性管體12來完成上述過程。這個動作給予管體12的內腔24充分的正向壓力，使得生物流體流過過濾器總成18，微粒物質被過濾器總成18保留，并導致凈化的液體通過噴口80從設備10中被分離出來。從設備10流出的流束取決于生物流體的組成物、過濾器小孔的尺寸和使用者的手指擠壓管體12產生的壓力大小。發明者認為只要幾個PSI就可分離出試樣。因此，設備使用方法在處理需求時是相當輕巧的。設備10的長度取決于允許有足夠的外露的管體12使用戶的手指能抓住帽狀裝置14和支撐設備16之間的設備10。如果管體12太長，則產生的壓力不足以分離出全部范圍的生物流體類型。管體12的長度和形狀的唯一限制就是用手擠壓設備10時能在內腔24產生足夠的正向壓力的能力。
這里使用的微粒物質可以是任何從它的溶液中分離出的固體物質。這樣的物質可以包括無機的促進吸收的物質比如滑石粉和木炭還有玻璃珠。固體材料也可以是自然界中有機物比如瓊脂糖、微晶的纖維素、大顆粒清蛋白等等。該物質可能包含配合基比如抗體、抗原或半抗原。其他微粒物質包括，但不限于細菌、病毒、酵母、細胞、細胞碎片、大的核酸鏈、微生物、微生物碎片和大的生物綜合體。微生物表示包括完整的微生物或微生物的生命周期經受的各種形狀或碎片。
如果不是所有的生物流體都從內腔24移走，可以用手指在小突起42上用足夠的壓力拉走密封帽32，這樣允許氣體進入內腔24。然后該設備10被再密封并再施壓。可以重復這一步直到所有的生物流體從內腔24中分離出。
如果想要的是為液體的進一步分析比如通過一種診斷方法來確定在液體中的一種或多種分析物的存在或數量而產生一種凈化液體的過濾，這種使用方法在這一點上可以結束了。該設備可簡單地被扔入一個合適的生物危害廢物容器中。
然而，如果為用于進一步診斷化驗的方法，想要從微粒物質中萃取分析物，設備10的使用方法還包括一個萃取的過程。
這里使用的分析物可能是抗原、抗體、感受體、配合基螯化、蛋白、碳水化合物、酶、多醣、脂多糖、核酸、DNA、RNA、殺蟲劑、除草劑、無機或有機化合物或任何可發現特定粘合試劑的物質。
相應的，下一步是用手指拉動密封蓋32上的突出部分42，從管體12的上部移去密封蓋32。向管體12的內腔24加入一種或多種萃取試劑。使用的萃取試劑的種類取決于需要的分析物。使用的萃取試劑的例子包括，但不限于蛋白酶萃取試劑、堿性清潔萃取試劑、脂肪酶萃取試劑、酸性萃取試劑、堿性萃取試劑、縮減萃取試劑、氧化還原酶萃取試劑和有機萃取試劑。本領域有經驗的人員會知道應用何種萃取試劑從微粒物質中萃取一種或幾種需要的分析物。然后蓋住設備10的上部26，擠壓柔性管體12的外壁20，向內腔24施加正向壓力。這會使一種或多種試劑接觸滯留于過濾器總成18的微粒物質，如果微粒物質存在的話，分解微粒物質，使一種或幾種分析物被移走，其孔徑大于過濾器總成18的孔徑的微粒物質則被過濾器總成18攔在后面。同時，一種或多種分析物，如果其存在的話，通過噴嘴80從設備10中分離到一個或多個萃取管，以便更進一步萃取或試驗。然后將過濾和萃取設備10丟掉。
分析試驗方法的例子包括，但不限于無線免疫試驗(RIA)、生化酶免疫試驗(EIA)、(？)、化合光、表面等離子激光共振(SPR)、光學免疫試驗(OIA)、分光鏡方法、顯微鏡方法和核酸放大法。萃取試管的數量取決于用于測試的分析物的數量和所用的萃取試劑的數量。
本發明的過濾和萃取設備10是一個簡單、易處理、單件、手動的設備，能不用離心的方法將凈化的生物流體和/或一種或多種不同的分析物傳送到分析程序。從設備10中的微粒物質萃取分析物的過程可在一個同樣的簡單的設備10中完成，而不需要再懸浮和把微粒物質從離心試管傳送到分析試管。設備10也從其它更大的微粒中分離分析物，減少在分析以前進行再次離心或過濾分析物和微粒溶液的需要。非離心手動過濾設備比如注射式過濾設備已經有所發展，但是無法避免本發明背景技術部分所述的缺點。
下面將以尿液作為生物流體，衣原體顆粒性結膜炎(脂多糖(LPS))的成分或元素體作為從微粒物質，特別是衣原體有機物中萃取的分析物為例，來說明本發明所述過濾和萃取設備10的使用。首先，從收集杯中取一毫升尿液放入過濾和萃取設備10。蓋住設備10，擠壓柔性管體12的外壁20，使尿液從設備10分離進入適當的廢物容器。然后打開設備10，向內腔24加入兩滴由BioStar,Inc或Boulder,Colorado銷售的Chlamydia OIA Reagent 1A蛋白酶萃取試劑。加入試劑時，設備10可以直立于凳子上。加入試劑1A后，再加入六滴BioStar,Inc銷售的Chlamydia Reagent 1B堿性清潔萃取試劑。蓋好設備10，擠壓柔性管體12的外壁20，使所有的萃取試劑從設備10分離到一個萃取試管，一旦全部的試劑從設備10中分離出來，設備10就可以丟進適當的廢物容器。接下來，可以向萃取試管中的試樣中加入六滴BioStar,Inc生產的Reagent 2中和劑以中和試樣。“中和”意味著可以取得一個最終PH值范圍從6-8的緩沖系統的加入。可以使用比如BioStar,Inc的衣原體OIA的測試過程為診斷衣原體顆粒性結膜炎而分析萃取試管中的試樣。
下面將以尿液作為生物流體和兩種分析物，奈瑟氏菌屬淋病(外細胞壁)和衣原體顆粒性結膜炎(LPS)的成分作為從滯留的微粒物質中萃取的分析物為例，來說明本發明所述過濾和萃取設備10的另一個使用例。首先，從收集杯中取一毫升尿液放入過濾和萃取設備10。蓋住設備10，擠壓柔性管體12的外壁20，使尿液從設備10分離進入適當的廢物容器。然后打開設備10，向內腔24加入210毫升由BioStar,Inc銷售的Chlamydia OIA Reagent 1B堿性清潔萃取試劑。蓋好設備10，使50毫升萃取試劑從設備10分離到第一個萃取試管，以確定衣原體顆粒性結膜炎分析物，使100毫升萃取試劑從設備10分離到第二個萃取試管，以確定奈瑟氏菌屬淋病分析物(外細胞壁)。一旦全部的試劑從設備10中分離出來，設備10就可以丟進適當的廢物容器。
在第一個萃取試管中，向試樣中加入14毫升Chlamydia OIAReagent 1A的蛋白酶萃取試劑，等候大約兩秒鐘。接下來，向試樣中加入50毫升BioStar,Inc的Reagent 2中和劑，然后用衣原體試驗，最好是光免疫試驗來分析所得試樣，以檢測衣原體顆粒性結膜炎分析物(LPS)。
在第二個萃取試管中，向試樣中加入87毫升BioStar,Inc的Reagent2中和劑，然后用奈瑟氏菌屬淋病試驗，最好是光免疫試驗來分析所得試樣，以檢測衣原體顆粒性結膜炎分析物(LPS)。
下面是一張來自于42個衣原體陽性尿樣的處理過程的數據表。試樣是基于尿道的組織培養物。在本發明的過濾和萃取設備10中過濾1毫升尿樣，并把同樣1毫升的尿樣進行離心分離，使試樣中的元素體和細胞成球狀。該過濾和萃取的方法與上述萃取衣原體顆粒性結膜炎分析物的方法相同，試驗方法為BioStar,Inc的衣原體OIA的測試過程，離心分離試樣在萃取媒介中再懸浮并在衣原體OIA的測試過程中進行分離。組織培養被認為是證明衣原體感染的最好的方法。過濾和萃取設備10(30/41=73.1％)與傳統的離心方法(32/42=76.2％)在陽性尿液衣原體的恢復中表現了很強的的可比性。
盡管本發明用一個實施例進行了描述，但對本領域中普通的技術人員明顯的其它的實施例也包括在本發明的范圍內，相應地，本發明的保護范圍會僅在如下的權利要求中加以說明。
權利要求
1．一種過濾含有微粒物質和液體的生物流體和從所含微粒物質中萃取一個或更多的分析物的方法，包括提供一種過濾和萃取設備，其特征在于它包含一個含有開口上端和一個構成空腔的內壁的柔性主體，一個用來密封上端口的密封裝置，一個由至少一個過濾片組成的錐形的過濾器總成，一個支撐裝置，錐形的過濾器總成由支撐裝置支撐；通過開啟的上端口把生物流體加入到空腔內；用密封裝置密封上口；擠壓這個柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得生物流體流過過濾器總成，以便微粒物質被過濾設備保留并且液體從設備中分離；打開主體的開口頂端；通過開口頂端向腔內加入至少一種試劑；并擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得至少一種分析物流過過濾器總成，以便由至少一種試劑從微粒物質中萃取出一種或多種分析物，并從設備中分離出來以備進一步的分析試驗。
2．如權利要求1所述的方法，其特征在于主體是管狀的。
3．如權利要求2所述的方法，其特征在于主體是用PVC制造的。
4．如權利要求1所述的方法，其特征在于主體包括在上端口處的剛性環。
5．如權利要求1所述的方法，其特征在于主體包括一個開口的底端，和底端附近地方的一個連接容器的支撐裝置。
6．如權利要求1所述的方法，其特征在于密封裝置是一個密封蓋。
7．如權利要求6所述的方法，其特征在于密封蓋由PVC制成且于容器相連。
8．如權利要求1所述的方法，其特征在于支撐裝置包含一個用來從所述裝置中分離液體的噴嘴。
9．如權利要求1所述的方法，其特征在于支撐裝置包含一個圓的凹形支架，用來支撐過濾器總成。
10．如權利要求9所述的方法，其特征在于支撐裝置包括一組徑向的支撐所述過濾器總成的支撐肋條。
11．如權利要求1所述的方法，其特征在于支撐裝置包括一個平的底面，使其能豎直地立于平面上。
12．如權利要求1所述的方法，其特征在于支撐裝置應由剛性材料制成。
13．如權利要求1所述的方法，其特征在于過濾器總成包括一個孔徑由0.5至4微米的孔。
14．如權利要求1所述的方法，其特征在于至少有一個過濾器是由下述的一組材料制成聚砜樹脂、尼龍、聚丙烯、纖維素和醋酸纖維素。
15．如權利要求1所述的方法，其特征在于過濾片有吸水性。
16．如權利要求1所述的方法，其特征在于過濾器總成包含一個錐形的過濾片。
17．如權利要求16中所述的方法，其特征在于過濾片的孔徑在0.69至0.87微米范圍內。
18．如權利要求1所述的方法，其特征在于過濾器總成包含至少有二層孔徑不同的過濾片的多層相似的過濾片，多層過濾片疊置在一起，并使孔徑較小的過濾片在孔徑較大的過濾片的下面。
19．如權利要求18所述的方法，其特征在于在過濾片之間放一層編織的尼龍薄膜。
20．如權利要求1所述的方法，其特征在于過濾器總成包括一個與空腔的內壁嚴格密封的外緣。
21．如權利要求1所述的方法，其特征在于生物流體是尿。
22．如權利要求1所述的方法，其特征在于一個或更多的分析物是從衣原體中獲得的脂多糖。
23．如權利要求1所述的方法，其特征在于一種或多種分析物是奈瑟菌淋病細胞外壁中的蛋白質。
24．如權利要求1所述的方法，其特征在于微粒物質包括一種從中萃取出一種或多種的分析物的病毒。
25．如權利要求1所述的方法，其特征在于微粒物質包含一種從中提取出一種或多種的分析物的細菌。
26．如權利要求1所述的方法，進一步包括將至少一種試劑加入到多種檢測容器內用來檢測不同種的分析物。
27．如權利要求1所述的方法，可進一步包括在診斷方法中使用分離出的液體來確定分析物的存在。
28．如權利要求1所述的方法，包括用以下的一種診斷程序來檢測已從該設備中分離出的分析物的存在射線免疫、光學免疫測定、酶免疫測定、核酸放大、化學反應放光和表面原生質共振。
29．一種過濾生物流體的方法，包括提供一種過濾設備，其包括一個含有開口上端和一個構成空腔的內壁的柔性主體，一個用來密封上端口的密封裝置，一個由至少一個過濾片組成的錐形的過濾器總成，一個支撐裝置，錐形的過濾器總成由支撐裝置支撐；通過開啟的上端口把生物流體加入到空腔內；用密封裝置密封上口；擠壓這個柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得生物流體流過過濾器總成，以便微粒物質被過濾設備保留并且液體從設備中分離；
30．如權利要求29所述的方法，進一步包括可進一步包括在診斷方法中使用分離出的液體來確定分析物的存在。
31．一種過濾尿液和從一種或多種衣原體微生物中提取一個或更多脂多糖的分析物的方法，包括提供一個過濾和萃取裝置，其包括一個含有開口上端和一個構成空腔的內壁的柔性主體，一個用來密封上端口的密封裝置，一個由至少一個過濾片組成的錐形的過濾器總成，一個支撐裝置，錐形的過濾器總成由支撐裝置支撐；通過開啟的上端口把尿液加入到空腔內；用密封裝置密封上口；擠壓這個柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得尿液流過過濾器總成，以便一種或多種衣原體微生物被過濾器總成保留并且凈化的液體從設備中分離；打開主體的開口頂端；通過開口頂端向腔內加入蛋白酶萃取試劑；擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得至少試劑流過過濾器總成，以便由至少一種試劑從一種或多種過濾出的衣原體微生物中萃取出一種或多種脂多糖分析物，并從設備中分離出來以備進一步的分析試驗。
32．如權利要求31所述的方法，進一步包括用一種光學免疫測試程序檢測一種或多種脂多糖分析物的存在。
33．一種過濾尿液和從一種或多種衣原體微生物中提取一個或更多分析物和/或從一種或多種奈瑟菌淋病微生物中提取一種或多種分析物的方法，包括提供一個過濾和萃取裝置，其包括一個含有開口上端和一個構成空腔的內壁的柔性主體，一個用來密封上端口的密封裝置，一個由至少一個過濾片組成的錐形的過濾器總成，一個支撐裝置，錐形的過濾器總成由支撐裝置支撐；通過開啟的上端口把尿樣加入到空腔內；用密封裝置密封上口；擠壓這個柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得尿液流過過濾器總成，以便一種或多種衣原體微生物和或一種或多種奈瑟菌淋病微生物被過濾器總成保留并且凈化的液體從設備中分離；打開主體的開口頂端；通過開口頂端向腔內加入堿性清潔萃取試劑；擠壓柔性主體，以便給予腔體充分的正向壓力，使得至少試劑流過所述過濾器總成，以便由萃取試劑從一種或多種衣原體微生物中萃取出一種或多種分析物和/或從一種或多種奈瑟菌淋病微生物中提取一種或多種分析物，并從設備中分離進入兩個或多個萃取容器以備進一步的分析試驗。
34．如權利要求33所述的方法，其特征在于萃取試劑和分析物被分離到第一個萃取容器和第二個萃取容器中，本方法進一步包括向第一個萃取容器中加入一種蛋白酶萃取劑用來提取一種或多種分析物并加入一些中和劑；向第二個萃取容器中加入中和劑。
35．如權利要求34所述的方法，進一步包括分別用光學免疫測試程序來檢測不同萃取容器中的一種或多種分析物的存在。
36．一種過濾和萃取裝置，包括一個含有開口上端和一個構成空腔的內壁的柔性主體，一個用來密封上端口的密封裝置，一個由至少一個過濾片組成的錐形的過濾器總成，一個支撐裝置，錐形的過濾器總成由支撐裝置支撐，使柔性體適合于使用者的手指擠壓，以便充足的正向壓力作用在所述空腔內，使空腔內的液體流過上述過濾器總成。
37．如權利要求36所述的設備，其特征在于主體是管狀的。
38．如權利要求37所述的設備，其特征在于主體由PVC制成。
39．如權利要求36所述的設備，其特征在于主體在上端口處有一個剛性的環。
40．如權利要求36所述的設備，其特征在于主體有一個開口的底端，和在底端處連接的一個主體的支撐裝置。
41．如權利要求36所述的設備，其特征在于密封裝置是一個密封蓋。
42．如權利要求41所述的設備，其特征在于密封蓋由PVC制成且與主體相連。
43．如權利要求36所述的設備，其特征在于支撐裝置包括一個用來從上述設備中噴出液體的噴嘴。
44．如權利要求36所述的設備，其特征在于支撐裝置包含一個用來支撐過濾器總成的圓形凹面支撐件。
45．如權利要求44所述的設備，其特征在于支撐件包括一組支撐過濾器總成的徑向支撐肋條。
46．如權利要求44所述的設備，其特征在于支撐裝置包括一個平整的底面，使其能豎直地放置在平面上。
47．如權利要求36所述的設備，其特征在于支撐裝置由剛性材料制成。
48．如權利要求36所述的設備，其特征在于過濾器總成由0.5至4微米的孔構成。
49．如權利要求36所述的設備，其特征在于至少有一個過濾片是由下述的一種材料制成多砜化物、尼龍、聚丙烯、纖維素和醋酸纖維素。
50．如權利要求36所述的設備，其特征在于過濾片具有吸水性。
51．如權利要求36所述的設備，其特征在于過濾器包含一個單獨的錐形過濾片。
52．如權利要求51所述的設備，其特征在于過濾器的有效孔徑在0.69至0.87微米的范圍內。
53．如權利要求36所述的設備，其特征在于所述過濾器包括至少有二層過濾片具有不同孔徑的多層相似性質的過濾片，多層過濾片疊放在一起，使孔徑小的過濾片在孔徑大的過濾片之下。
54．如權利要求53所述的設備，其特征在于在過濾片之間放一層編織的尼龍薄膜。
55．如權利要求36所述的設備，其特征在于過濾器總成包括一個與主體的內壁嚴格密封的外緣。
56．一種過濾設備，包括一個上端開口并有內腔的柔性管體，密封開口的機構，至少有一個過濾片的錐形過濾器總成，和在管體內的支撐過濾器總成的機構，使柔性體適合于使用者的手指擠壓，以便充足的正向壓力作用在所述空腔內，使空腔內的液體流過上述過濾器總成。
57．一種用來過濾含有微粒物和液體的生物流體和從微粒物質萃取分析物的套件，其包括一個過濾和萃取設備，該設備包括一個具有開口上端、開口下端和構成內腔的內壁的柔性管體；一個在位于開口上端處固定于管體并包括一個用來密封開口上端的密封蓋的密封蓋總成；一個在開口下端處固定于管體的支撐裝置，該支撐裝置包括一個位于管體內的圓形支撐件和一個用來從該設備噴送液體的開口尖嘴；一個固定于支撐件的圓錐形過濾器總成，包含至少一個過濾片；柔性管體可用使用者的手指擠壓，在上述內腔內產生一個充足的正向壓力，使所述腔體內的液體流過所述過濾器總成；至少一種用來從微粒物質中提取分析物的試劑；和一種中和至少一種試劑的中和劑。
58．如權利要求57所述的設備，其特征在于至少一種試劑是蛋白酶萃取試劑。
59．如權利要求57所述的設備，其特征在于至少一種試劑是堿性清潔萃取試劑。
全文摘要
本發明提供了一種簡單的手動的用于直接向一種分析方法提供樣品的過濾和萃取設備和方法,能夠提供一種凈化的液體,(為對特定分析物做適當的分析或處置做準備,)并能獲取特定的微粒物質和直接使用該設備進一步萃取這些微粒。一經萃取,該設備將含有分析物的液體送至分析程序。該過濾和萃取設備包括一個帶有上端開口和構成內腔的內壁的柔性主體,一個用于密封主體開口上端的密封機構,和一個由主體中的支持裝置所支持、包括至少一個過濾片的錐形過濾器總成。使用者用手指擠壓柔性體,給予腔體內充分的正向壓力,使得腔體內的液體流過過濾器總成。
文檔編號B01D71/10GK1303313SQ99806819
公開日2001年7月11日 申請日期1999年6月21日 優先權日1998年6月26日
發明者馬克·A·克羅斯比 申請人:生物星公司