CN101236162B - 用于快速微生物分析试剂的喷洒装置 - Google Patents

Abstract

用于喷洒试剂到适于保留微生物在预定表面(82)上的载具(81)上的装置，包括喷洒罩(3)以及喷嘴(71)，其中所述喷嘴用于将所述试剂的液滴的喷流发射到由所述罩(3)包含的喷洒室(34)内，所述装置还包括吸收垫(5)，其中所述吸收垫横贯所述喷流安装抵靠着所述罩(3)，并且除了设置在所述垫(5)内的圆形中心口(51)以外，从所述喷嘴(71)的相反侧封闭所述壳体(34)，所述中心口(51)的直径适于使所述喷流的一部分，在所述装置朝向所述载具(81)并且该装置距其处于预定的距离时，通过所述中心口(51)的整个区域，并沉积在所述载具(81)的整个所述预定表面(82)上。

Description

用于快速微生物分析试剂的喷洒装置

技术领域

本发明涉及用于快速微生物分析的喷洒装置。

背景技术

目前，检查工业和医学活动情况下液体、气体或表面的微生物质量，必须遵照严格的标准。

考虑到此，工业人员和卫生当局应该有由他们支配的工具，可尽可能快的检测微生物污染，以便可以及时并低成本地改正。

实际上，在凝胶生长介质上完成微生物监控，其中微生物，在已经收集在多微孔膜上之后，被培养直至它们已经可以肉眼可见。

一个微生物的孵化期不同于另一个，但一般至少是24小时，对于生长缓慢的微生物(如分支杆菌)或者由于微生物已通过环境条件受激(stressed)，则需要更长时间。

为了使检测更快速，另一方法包括：通过基于新陈代谢活动的微生物检测，减短最小培养期(或甚至，对于一些微生物，完全排除该最小培养期)。

普通的新陈代谢标志，最常见包含在活微生物内的三磷酸腺甙(ATP)，通过将其与由发光显示ATP存在的试剂(称为“生物发光试剂”)接触被测量，该试剂使微生物的存在可以被观察，而不需要等在凝胶生长介质上形成的群体，并使得微生物的存在肉眼可见。

光发射的量是ATP质量以及因而微生物数量的函数。

通过快速微生物学用于检测的装置是已知的，由申请人以Milliflex Rapid

销售，并且该装置包括：

用于将一定容积的液体过滤到膜上的站位(station)，以便在膜上捕获可能包含在液体内的微生物；

喷洒站位，在过滤步骤之后以及使微生物的ATP成为可被待沉积试剂接触到的(例如通过微生物裂解步骤)之后，操作者面向该站位放置所述膜，以喷洒由发光显示ATP存在的试剂；

测量站位，在喷洒步骤之后，操作者面向该试剂放置所述膜，以响应于发光显示ATP存在的试剂测量光发射数量，由膜发射的光被CCD相机收集和处理，然后分析以检测在该膜上的微生物的存在。

喷洒站位设有包括喷洒器的喷洒装置，该喷洒器在位于膜上方的空气中将以喷流形式发出的液滴喷洒在膜上。

发明内容

本发明涉及提供相同类型的装置，都有更好的性能，并更加实用，同时以及就载具的污染风险来说，保持分析的可靠性。

为上述目的，本发明提供用于试剂喷洒到载具上以便所述载具的快速微生物分析的装置，所述载具适合在预定表面上保持微生物，其特征在于，所述装置包括喷洒罩以及喷嘴，其中所述喷嘴用于将所述试剂的液滴的喷流发射到由所述罩包含的喷洒室内，所述装置还包括吸收垫，其中所述吸收垫横贯所述喷流安装抵靠着所述罩，并且除了设置在所述垫内的圆形中心口以外，从所述喷嘴的相反侧封闭所述壳体，所述中心口的直径适于使所述喷流的一部分，在所述装置朝向所述载具并且该装置距其处于预定的距离时，通过所述中心口的整个区域，并沉积在所述载具的整个所述预定表面上。

根据本发明的喷洒装置，具有结合使用的罩和吸收垫，可以保持喷洒喷流的(相对于挥发的)液滴限制成，因此将测量站位和喷洒站位归组到同一分析室内。

更特别地，在缺乏液滴喷流有效约束的情况中，这样一起的归组将不可能，因为那些(相对挥发的)液滴有沉降在包括测量站位的分析室的整个表面上的风险。由于该室可被外来ATP(在表面上自然存在的ATP)污染，将试剂与外来ATP接触将产生光，这个光存在扰乱载具发射的光的分析的风险。

此外，该装置的垫的形状设置成，收集位于喷流外周的液滴，并可靠地与罩接触。这是由于捕获那些液滴尤其重要，因为与罩(也可被外来ATP污染)的接触后，如果那些液滴的路径在载具上结束它们的旅程，则它们构成了通过外来ATP的载具的潜在污染源。

因此，该垫可以选择液滴的喷流的仅仅一部分，以适于均匀地附着在载具的整个表面上，以进行分析，而没有污染的危险。

此外，吸收垫的口的直径，其是从吸收垫到载具的距离的函数，意味着由所述垫的口从该口的整个区域离开的喷洒液滴束均一地覆盖整个表面以处理载具以及仅仅该表面，以便避免任何由液滴与靠近载具的环境接触造成的污染风险。

根据考虑到简化和使用方便的优选的特征，限定所述喷洒室的结构包括壁，其中所述壁大致横向于所述喷流，朝向所述垫并且在所述壁的中央设置所述喷嘴；侧壁，所述侧壁的一个边缘连接至所述大致横向的壁的外周；以及抵靠着所述侧壁设置的所述垫。

还根据考虑上述相同原因的优选的其他特征，所述侧壁具有至少一个截头锥形部分，抵靠着所述截头锥形部分设置所述垫，所述截头锥形部分的锥度适合将位于所述喷流外周的液滴引向所述垫。

该截头锥形部分使没有足够能量回弹的液滴沿该部分流动，然后被所述垫吸收，对于那些有足够速度回弹的液滴，将回弹引导向吸收垫自身，但并不沿吸收垫的中心口的方向，从而那些液滴也被所述垫捕获。

还根据其他优选特征：

所述侧壁在所述横向的壁与抵靠安装有所述垫的所述截头锥形部分之间包括中间部分，其中所述中间部分同样适合将位于所述喷流外周的液滴引向所述垫，所述中间部分锥度小于抵靠安装有所述垫的所述截头锥形部分的锥度；

所述横向的壁包括截头锥形部分，其锥度介于所述中间部分的锥度与抵靠安装有所述垫的所述截头锥形部分的锥度之间；和/或

该装置还包括环，用于抵靠着所述罩保持所述垫。

还根据其他优选特征，在所述环中心设置有圆形口，其中所述圆形口的直径大于设置在所述垫内的口的直径。

直径的不同意味着从载具可看见所述垫的部分，这样万一液滴在载具上强回弹，它们降落并被捕获在所述垫上，而不是在环上(由于那种情况下，他们有落回到所述载具上、承载外来ATP的危险)。

还根据其他优选特征：

所述环具有扣合装置，所述扣合装置适于与由所述罩所包含的互补的扣合装置协作；

该装置还包括贮液器以及设置在所述喷嘴与所述贮液器之间的泵；

所述贮液器相对于所述罩滑动安装，在所述贮液器沿所述罩滑动时，所述泵适于制造从所述喷嘴出来的液滴的所述喷流；

所述贮液器包括具有环形轴承套环的本体；和/或

所述贮液器具有扣合装置，所述扣合装置适于与由所述罩所包含的互补的扣合装置协作。

附图说明

从以下结合附图对优选但并不限于此的实施例的描述，本发明的特征和优点将是显然的，其中：

图1是根据本发明的喷洒装置的透视图；

图2是和图1类似、但去掉装置的一部分的视图；

图3是沿装置和具有多微孔膜以分析的过滤盒的对称的中面的剖视图，该过滤盒用机械臂放置在该装置下；

图4是和图3类似的视图，但装置的液体贮液器所示位于这样的位置，即在向装置的喷洒罩滑动以促使液滴喷流的喷出之后，其所处的位置；

图5是过滤盒和喷洒装置面对该过滤盒的端部的放大视图，图中箭头示出了用于喷洒试剂的液滴的不同的可能路径；和

图6是已安装上保护插塞的所述装置的透视图，该组件位于包装盘内。

具体实施方式

图1和图2示出的喷洒装置1包括贮液器2、约束罩(confinement bell)3、喷洒单元4、多孔垫5以及固定环6(图2)。

贮液器2相对于罩3滑动安装，并包括塑料的本体10和盖11。

本体10具有第一圆柱形部分12、第二圆柱形部分13、环形套环14以及两条腿15。

圆柱形部分12限定出用于贮存试剂的、由盖11封闭的壳体17。

圆柱形部分13在盖11的相反侧位于与部分12在一个直线上，并且圆柱形部分13的外径小于部分12的外径。

在与部分12相连接的圆柱形部分13的相反端附近形成螺纹部16。

套环14在圆柱形部分12和13的连接处横向连接至本体的其余部分上。

沿直径方向彼此相反的两个腿15从套环相对盖11的相反侧伸出。每个腿具有从另一个腿15的相反侧伸出的齿18。

盖11具有两个导管20和21。

过滤单元22(对应地和23)螺合进入导管20(对应地和导管21)内。

过滤单元22是空气过滤器，而单元23是液体过滤器。

用于鉴定试剂和/或装置的装置24可以贴在或刻在贮液器周围。

约束罩3是塑料形成的单个部件。

所述罩包括限定用于接收喷洒单元4的壳体32的第一部分31(图3)以及和垫5一起限定喷洒和约束室34的第二部分33。

罩的部分31从第一圆柱形部分35、第二圆柱形部分36、环形套环37形成。

直径大于部分36的部分35一端与那部分(彼此相互成直线的部分35和36)相连，另一端与套环37相连，而套环横向连接至部分35。

套环37具有两个径向相反的椭圆形孔38(图1)，贮液器的腿15扣合在所述孔内。

在罩内贮液器的扣合状态下，套环14和37彼此相互面对，而扣合腿15的齿18位于套环37相对于套环14的相反侧上。

罩的部分33有相当外扩的第一截头锥形部分40，稍微外扩的第二部分41(这里该部分实际上是圆柱形，其锥度实际为零)以及也是截头锥形并以适中程度外扩的第三部分42，垫5安置成抵靠着所述第三部分。

因此，部分40的锥度大于部分41的锥度，并小于部分42的锥度。

圆柱形部分35经由部分36连接至部分40。

部分40形成相对于喷洒方向大体上横向的壁，并朝向垫5，而部分41和42形成从部分40的外周延伸至垫5的侧壁(lateralwall)。

该部分还包括横向连接至部分41的环形套环43，以及连接到部分42的相对其连接到部分41的相反外周端的环形唇44。

所述罩还设有位于部分36上的加强翼45和位于部分42上的加强翼46(图1)，其中所述加强翼46连接至套环43。

吸收垫5，如图2所示，是纤维素软填料(cellulose wadding)，其的形式为圆盘50，在所述圆盘内形成圆形中心口51。该垫抵靠着部分42的唇44安置，除了中心口51以外封闭喷洒室34，这使得所述所述室与装置的外侧连通。

环6为塑料制成，其形式为圆盘60，在所述圆盘的中央形成圆形口61，并所述圆盘的外周设有扣合套环62。

该环的外周具有一组切口63。

在唇44与环6之间设置垫5，而所述环扣合抵靠着唇。

这里口51的直径是40mm，而口61的直径是65mm，从而垫具有通过部分60被隐藏的部分52(图2)和以及部分53，其中所述部分53向罩内伸出，并且并不通过环6的部分60被隐藏。

喷洒单元4包括泵70和喷嘴71以及图2示出的螺合装配的插塞72。

通过导管73，泵一侧与贮液器的壳体17连通，另一侧与喷嘴71连通，导管73连续穿过喷嘴，使得在罩的壳体34内出现(图2)。

插塞72和泵70设置在部分35内的壳体32内(图3)，插塞72螺合进入圆柱形部分13的螺纹部16中。

喷嘴71具有截头锥形部分77和环形套环74，该截头锥形部分容纳在部分36内，一端在约束壳体34内出现；所述环形套环横向连接到所述截头锥形部分相对于在壳体34内出现的相反端；该环形套环抵靠着部分36(图3)。

喷嘴71设置为通过泵70的机械驱动发射微生物液滴，其中所述泵70通过贮液器2朝向罩3的滑动运动被接合，并(例如借助于机械臂)支承在套环14上。

装置1以图6所示的包装形式被运输，并且形式为设有盖(未示出)的硬质盘75，插塞76接合在罩周围，插塞抵靠着套环43从而保护约束室。

下面将借助图3至5描述贮存在该装置的贮液器内的试剂如何以微观液滴的形式沉积在载具上。

这里示出的载具是盒80，所述盒包括过滤膜81，其中所述过滤膜具有有用表面82；以及围绕膜81的本体83，该有用表面的对应直径等于49mm。

在膜81上已经完成微生物的过滤之后并且在已经使得保留在表面82上的微生物的ATP可以采集之后(例如通过微生物的裂解步骤)，盒80在机械臂85(图3)的协助下，以从吸收垫5一预定距离(这里是19mm)的方式放置在喷洒装置1下。插塞76预先从其上移开的该装置固定地保持至分析装置的框架(未示出)。

然后，电动单元(未示出)被致动以支承抵靠着贮液器的套环14，从而使得贮液器2向罩3滑动，而后者保持不动(图4)，因此导致泵70的致动，以将微小液滴的喷雾通过喷嘴71喷射到壳体34中。

然后，电动单元被致动，以释放施加在套环14上的压力，以便使贮液器2恢复其相对于罩3(图3)的初始位置，以便准备执行新的喷洒操作。

大部分微小液滴通过口51和61穿过罩而不与罩或吸收垫接触，那些液滴被均匀地沉降在载具上并均质地分布附着在将被分析的有用表面82上。

因此，口51的直径和从垫5相对于表面82的距离，基于液滴喷流的空间尺寸被决定，以便高比例(大约90％)的这些液滴在沉积在整个表面82上之前，穿过垫5的口51、覆盖该口的整个面积。

位于喷流外周的小比例的微小液滴(其余10％)通过吸收垫5被止挡，这是通过以下方式实现的，与垫5直接接触，或在已经接触罩的部分40至42的内侧表面之后，或者在已经沿所述内侧表面流动之后或在已经在所述表面上反弹之后，从而着陆在垫5上。

更具体地说，并如图5所示，其中液滴不同可能的路径由箭头A至H表示，部分40至42的锥度被选择成，使得无论液滴回弹的位置在哪，在其回弹之后，向吸收垫5的部分52和53被引导，并不沿中心口51的方向引导。

这是由于液滴和罩将要的接触导致了由有可能出现在罩上的外来ATP引起的潜在污染的风险，从而试图在吸收垫5内捕获所有那些液滴(路径A至C)，以防止它们掉回到承载外来ATP的膜81上，其中所述液滴已经在罩上捕获了所述外来ATP。

需注意的是，截头锥形部分40尽可能地外扩以便试图最小化与液滴接触的风险。

而且，部分41实际上是圆柱形的，从而减小罩的尺寸。

部分42和部分41的锥度被选择成，按期望来引导液滴的回弹方向而不需要罩具有太大的尺寸。

穿过口51的大部分液滴通过载具(路径D和E)被直接吸收或轻微回弹，而不与装置接触(路径F)。

然而，回弹导致与装置接触的情况(路径G和H)，需要注意的是，在该情况下，吸收垫的向罩内伸出的环形部分53，可以限制那些液滴，所述液滴然后回来与吸收垫接触并不与环6接触的，由于该原因，环6的口61的直径大于口51的直径(因为该情况下，它们有落回载具上、承载外来ATP的风险)

需注意的是，表面82并且仅仅该表面接收喷流的液滴，路径D是最极有可能的路径。除此之外，液滴通过吸收垫被捕获，从而没有液滴有将与盒的本体接触的风险，然后落回到膜81上，并使液滴与外来ATP污染的风险。

然后，如此处理的载具可用于微生物分析，例如通过在相同室内将盒80移动至测量站位(未示出)，以便例如使用光电倍增器测量光的量，其中所述光是响应于使得试剂与微生物的ATP接触而发出的。

根据本发明的装置可用于处理多个膜，在每次喷洒操作中，被喷洒的一定量的液体在壳体17内通过经由泵70进入壳体的空气被取代。

也可以通过使用注射器经由过滤单元23注射一定容积的试剂而规则地填充壳体，单元22在这种情况中形成排放口。

在过滤盒设有不同直径的膜并因而具有不同的有用表面的情况中，可以通过竖直地移动装置1而调节膜从吸收垫5分开的距离，以便液滴的喷流覆盖所述膜的整个表面以及仅仅该表面。

该装置可以是一次性使用装置，但假如吸收垫没有被液体浸透，该装置也可以按需要使用多次。

作为一种改型，该喷洒装置也可用于需要预处理步骤的任何微生物分析方法，该预处理步骤的目的在于通过以下方式消除膜包含的外来ATP，在已经使得微生物的ATP可获得(例如通过裂解)之间在膜上喷洒该试剂，以便该试剂反应并仅仅消除外来ATP，可以在试剂的中和之后完成该裂解步骤，消除外来ATP。

在另一改型中，该喷洒装置可以用于任何其他类型的打算用于微生物分析的试剂，其中试剂将要均匀地沉积在表面上，同时确保所喷洒的试剂被良好地限制。

本发明并不限于所描述和表示的实施例，但包含其各种改型。

Claims (12)

1.一种用于将试剂喷洒到载具(81)上以便对所述载具(81)进行快速微生物分析的装置，所述载具(81)适于在预定的表面(82)上保持微生物，其特征在于，所述装置包括喷洒罩(3)以及喷嘴(71)，其中所述喷嘴用于将所述试剂的液滴的喷流发射到由所述罩(3)包含的喷洒室(34)内，所述装置还包括吸收垫(5)，其中所述吸收垫横贯所述喷流安装抵靠着所述罩(3)，并且除了设置在所述垫(5)内的圆形中心口(51)以外，从所述喷嘴(71)的相反侧封闭所述喷洒室(34)，所述中心口(51)的直径被设置为，在所述装置朝向所述载具(81)并且该装置距其处于预定的距离时，使所述喷流的一部分通过所述中心口(51)的整个区域，并沉积在所述载具(81)的整个所述预定表面(82)上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，限定所述喷洒室(34)的结构包括：壁(40)，其中所述壁大致横向于所述喷流，朝向所述垫(5)并且在所述壁的中央设置所述喷嘴(71)；侧壁(41，42)，所述侧壁的一个边缘连接至所述大致横向的壁(40)的外周；以及抵靠着所述侧壁(41，42)设置的所述垫(5)。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述侧壁(41，42)具有至少一个截头锥形部分(42)，抵靠着所述截头锥形部分设置所述垫(5)，所述截头锥形部分的锥度被设置成将位于所述喷流外周的液滴引向所述垫(5)。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述侧壁(41，42)在所述横向的壁(40)与抵靠安装有所述垫(5)的所述截头锥形部分(42)之间包括中间部分(41)，其中所述中间部分同样适合将位于所述喷流外周的液滴引向所述垫(5)，所述中间部分锥度小于抵靠安装有所述垫(5)的所述截头锥形部分(42)的锥度。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述横向的壁包括截头锥形部分(40)，其锥度介于所述中间部分(41)的锥度与抵靠安装有所述垫(5)的所述截头锥形部分(42)的锥度之间。

6.如权利要求1至5任一所述的装置，其特征在于，该装置还包括环(6)，用于抵靠着所述罩(3)保持所述垫(5)。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述环(6)中心设置有圆形口(61)，其中所述圆形口的直径大于设置在所述垫(5)内的口(51)的直径。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述环(6)具有扣合装置(62)，所述扣合装置适于与由所述罩(3)所包含的互补的扣合装置(44)协作。

9.如权利要求1至8任一所述的装置，其特征在于，该装置还包括贮液器(2)以及设置在所述喷嘴(71)与所述贮液器(2)之间的泵(70)。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述贮液器(2)相对于所述罩(3)滑动安装，在所述贮液器(2)沿所述罩(3)滑动时，所述泵(70)适于制造从所述喷嘴(71)出来的液滴的所述喷流。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述贮液器(2)包括具有环形轴承套环(14)的本体(10)。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述贮液器(2)具有扣合装置(15，18)，所述扣合装置适于与由所述罩(3)所包含的互补的扣合装置(37，38)协作。

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