CN101909757B - 环境取样的样品制备 - Google Patents
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Abstract
一种用于制备样品以检测环境表面上的所关注的被分析物的系统和方法。所述系统可包括具有贮存器的可变形自支承式接收器和置于所述可变形自支承式接收器的所述贮存器中的载样基材。所述载样基材可包括基材和从所述表面上收集的源。所述方法可包括在所述贮存器中合并所述载样基材和稀释剂，以及搅拌所述载样基材和所述稀释剂，以形成包含所述源和所述稀释剂的液体组合物。
Description
背景技术
当表面被细菌、真菌、酵母、病毒或其他微生物污染时，可能引发疾病(发病)，有时甚至导致死亡(致死)。当食品加工厂和医疗卫生场所(如医院)中的表面被微生物污染时，尤其如此。
在食品加工厂中，表面(如固体表面、设备表面、防护服等)可能会被污染。此类污染可能由肉类或其他食物引起，或转移到肉类或其他食物上。某些环境中的此类微生物污染和/或转移可能造成严重的健康风险。例如，来自被污染的食品加工厂的食物随后会被吃掉。此外，大众所生产、制造和消费的食物可能含有或获得了微生物，这些微生物可能会随所处环境的变化而大量繁衍或生长。这种生长会导致食物产品加速腐败或病原生物增殖，从而可能会产生毒素和/或引起感染。
在医疗卫生场所中，微生物可能会从被感染的个体或以其他方式释放到表面(如固体表面、设备表面、衣物等)上。一旦表面被微生物污染，与被污染表面接触就会轻易地将微生物转移至其他位置，例如其他表面、个体、设备、食物等。此外，此类场所的某些患者会受到病原微生物感染，从而将病原微生物带入此类场所中。此类微生物污染和/或转移尤其令人担忧，因为在此类场所中的许多人(如患者)都处于病态，免疫力可能较差。因此此类个体因感染污染的微生物而患病的风险增大。
发明内容
本发明的一些实施例提供了制备样品以检测表面上所关注的被分析物的系统。该系统可包括具有贮存器的可变形自支承式接收器以及设置在该可变形自支承式接收器的贮存器中的载样基材。载样基材可包括基材和从表面收集的源。该系统还可包括设置在可变形自支承式接收器的贮存器中与载样基材流体连通的稀释剂，以及设置在贮存器中的液体组合物。液体组合物可包含源和稀释剂。
本发明的一些实施例提供了制备样品以检测表面上所关注的被分析物的系统。该系统可包括具有第一贮存器的独立式容器、尺寸被设计为可接纳在独立式容器的第一贮存器中并且具有第二贮存器的可变形自支承式接收器，以及连接到独立式容器和可变形自支承式接收器中至少一者上的封盖。独立式容器比可变形自支承式接收器更具刚性。该系统还可包括设置在可变形自支承式接收器的第二贮存器中的载样基材、设置在可变形自支承式接收器的第二贮存器中与载样基材流体连通的稀释剂，以及设置在第二贮存器中的液体组合物。载样基材可包括基材和从表面收集的源。液体组合物可包含源和稀释剂。
本发明的一些实施例提供了用于制备样品以检测表面上所关注的被分析物的方法。该方法可包括提供载样基材。载样基材可包括基材和从表面收集的源。该方法还可包括：提供包括具有贮存器的可变形自支承式接收器的样品制备系统，将贮存器中的载样基材和稀释剂合并，然后搅拌载样基材和稀释剂，从而形成包含源和稀释剂的液体组合物。
本发明的一些实施例提供了用于制备样品以检测表面上所关注的被分析物的方法。该方法可包括提供载样基材，以及提供具有自支承式接收器的样品制备系统。载样基材可包括基材和从表面收集的源，自支承式接收器可包括贮存器和内表面。该方法还可包括将稀释剂置于自支承式接收器的贮存器中，将载样基材置于自支承式接收器的贮存器中，使得载样基材与自支承式接收器的内表面间隔一定距离，并且使得载样基材与稀释剂流体连通，然后搅拌载样基材和稀释剂，以形成包含源和稀释剂的液体组合物。
本发明的一些实施例提供了用于制备样品以检测表面上所关注的被分析物的方法。该方法可包括提供载样基材，以及提供样品制备系统。载样基材可包括基材和从表面收集的源。样品制备系统可包括尺寸被设计为可接纳在独立式容器中的可变形自支承式接收器。独立式容器可比可变形自支承式接收器更具刚性，可变形自支承式接收器可包括贮存器。该方法还可包括将贮存器中的载样基材和稀释剂合并；搅拌载样基材和稀释剂，以形成包含源和稀释剂的液体组合物，然后从样品制备系统中移出样品。
结合详细描述和附图考虑，本发明的其他特征和方面将显而易见。
附图说明
图1为示出了根据本发明的一个实施例的样品制备方法的示意性流程图。
图2为根据本发明的一个实施例的样品制备系统的分解透视图，该样品制备系统包括封盖。
图3为图2中的封盖沿图2的线3-3截取的特写剖视图。
图4为根据本发明的另一个实施例的样品制备系统的透视图。
图5为根据本发明的另一个实施例的样品制备系统的封盖的仰视图。
图6为图5中的封盖沿图5的线6-6截取的剖视图。
图7为根据本发明的另一个实施例的样品制备系统的透视图。
图8为根据本发明的另一个实施例的样品制备系统的透视图。
图9为根据本发明的另一个实施例的样品制备系统的分解侧视图，该样品制备系统包括过滤器、具有封盖和顶盖的封盖组件。
图10为图9中的封盖组件和过滤器的透视图，其中过滤器处于压缩状态。
图11为图9和图10中的封盖组件和过滤器的透视图，其中过滤器处于未压缩状态。
图12为图9-11中的顶盖的顶部透视图。
图13为根据本发明的另一个实施例的样品制备系统的封盖组件的侧视图。
图14为根据本发明的另一个实施例的样品制备系统的透视图。
图15为根据本发明的另一个实施例的样品制备系统的透视图。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明并不将其应用局限于以下描述所提及的或附图所示出的具体构造和组件布置方式。本发明可具有其他实施例，并且能够以多种方式实践或实施。此外，应当理解，本文所用措词和术语是出于描述目的，而不应视为限制性的。本文所用“包括”、“包含”、“含有”或“具有”及其变型形式意指涵盖列在其后的项及其等同形式以及额外项。除非另外规定或限制，否则术语“支承”和“连接”及其变型形式以其广义使用，并且涵盖直接和间接支承和连接。应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可采用其他实施例，并且可进行结构或逻辑上的改变。此外，诸如“前”、“后”、“顶部”、“底部”之类的术语仅用于描述元件彼此的关系，而决不用来描述装置的具体取向，也不用来指示或暗示装置的必要或需要的取向，或用来规定本文所述发明在使用过程中的操作、安装、显示或设置方式。
本发明整体涉及用于制备样品以检测环境表面上的所关注的被分析物的系统和方法。可将样品进一步浓缩、富集和/或分析是否存在多种被分析物。
术语“表面”或“环境表面”通常是指可从其上收集源的任何表面。待检测的表面可存在于多种场所中，包括(但不限于)医疗卫生场所(如医院、诊室等)、托儿所、学校、游泳池、卫生间(如洗脸台、水槽、淋浴室)、更衣室、健身场所(如团体健身教室、健身房等)、长期护理场所(如疗养院)、食品加工厂、家庭、办公室、餐饮提供场所、宾馆、运输工具(如汽车、公交车、火车、飞机、轮船、游船等)等。表面的例子包括(但不限于)墙壁(包括门)、地板、天花板、排水设施、制冷系统、管道(如风道)、通风孔、马桶座圈、手柄、门把手、扶手、床栏(如医院中)、台面、桌面、餐具表面(如托盘、器皿等)、工作表面、设备表面、衣物等，以及它们的组合。可用一种或多种基材对一个或多个表面进行取样，并且可将一种或多种基材组合起来用于检测。
术语“基材”通常是指用于从所关注的表面上收集样品的材料。收集手段包括(但不限于)电荷相互作用、生化反应(如抗原-抗体复合物形成)、吸收、吸附、粘附、凝聚等，以及它们的组合。基材通常适于大表面积取样(即从大表面积上收集源)。例如，在一些实施例中，基材适于从至少10cm2的面积上取样，在一些实施例中，为至少100cm2，在一些实施例中，为至少1m2，并且在一些实施例中，为至少100m2。基材可采用多种形式，包括(但不限于)海绵、擦拭物、毛巾、布、拖把头、拭子(如旋拧纤维产品)、膜、刷子(如具有硬毛或可变形刷毛的刷子)等等，以及它们的组合。基材可具有多种尺寸。例如，在一些实施例中，基材为至少10cm2，在一些实施例中，为至少20cm2，在一些实施例中，为至少50cm2，在一些实施例中，为至少100cm2，在一些实施例中，为至少150cm2，在一些实施例中，为至少200cm2，并且在一些实施例中，为至少500cm2。
合适的基材包括(但不限于)织造材料、非织造材料、多孔材料、膜状材料以及它们的组合。例如，合适的基材可由多种材料形成，包括(但不限于)聚合物、纸张、陶瓷、金属、织物、粘合剂以及它们的组合。合适基材的具体例子包括(但不限于)：泡沫；聚合物膜，如聚乙烯、聚丙烯或聚酯；可溶解的膜或料片(如聚乙烯基醇)；纤维素材料(如改性纤维素，例如纤维素酯(如醋酸纤维素)和硝化纤维)；一种或多种上述材料(即聚合物、纸张、陶瓷、金属、织物、泡沫、聚合物膜以及它们的组合)的机织料片；一种或多种上述材料的非织造料片(如3MTM THINSULATETM绝缘材料(3M Company，St.Paul，MN)、3MTM EASY TRAPTM除尘布(3M Company，St.Paul，MN)等)；带金属涂层(如蒸气涂覆)的料片，其中料片包括一种或多种上述材料；带粘合剂涂层的料片，其中料片包括一种或多种上述材料；带静电电荷的料片，其中料片包括一种或多种上述材料；一种或多种上述材料的纤维网(如吹塑微纤维、短纤维、它们的组合等)；或者它们的组合。在一些实施例中，基材还可包括赋予其亲水性或疏水性的涂层或组合物。可以实现不同程度的亲水性/疏水性。例如，在一些实施例中，涂层或组合物使基材不透水。
在一些实施例中，基材的至少一个主表面是有纹理的。术语“有纹理的”通常是指表面形貌相对粗糙。例如，基材主表面的纹理可以相对平滑。或者，基材主表面的纹理可以相对粗糙或“有纹理”。在一些实施例中，基材可包括具有一个或多个凸起结构的主表面，凸起结构包括(但不限于)隆起块、尖刺、脊等，或者它们的组合。在一些实施例中，基材可包括具有一个或多个凹陷结构的主表面，凹陷结构包括(但不限于)洞、坑、凹、槽、沟槽、微型槽等，或者它们的组合。在一些实施例中，基材的至少一个主表面包括凸起结构和凹陷结构的组合。在一些实施例中，包括凸起结构、凹陷结构或它们的组合的基材可在如下方面具有优点：通过提供可从所关注表面上捕集样品材料和/或研磨并收集材料的结构而从环境表面上收集材料。此类凸起或凹陷结构可以与基材整体形成，也可以将此类结构连接到基材上。此类凸起或凹陷结构可以通过例如微复制形成。
术语“源”通常用来指从所关注表面上收集的用于进行被分析物检测的材料。在一些实施例中，源是从看起来清洁的表面上收集的，因此，源的内含物可能是人肉眼看不到的。在此类实施例中，源可只包括小的或微观材料，例如毛发、表皮细胞、所关注的潜在被分析物(如微生物)、粉尘等。然而，在一些实施例中，源是从看起来较脏的表面上收集的。在此类实施例中，源可包括食物或非食物材料。源可以为固体、液体、半固体、凝胶状材料以及它们的组合。源材料可以从整个所关注表面或其一部分上收集。从所关注表面的一部分上收集源时，通常称为从表面“取样”或“从表面提取样品”。然而，术语“样品”在本文中通常用来指从样品制备系统中提取的大量材料，以进行进一步的浓缩、温育和/或分析(如检测被分析物)。
术语“载样基材”通常用来指已从所关注表面上收集了源材料的基材，使得载样基材包括基材和源。取决于所用基材的类型和所收集源的类型，源可存在于载样基材的外部(如外表面)，和/或源可存在于载样基材的内部(如在较浅或曲折的沟槽或孔内)。
术语“食物”通常用于指固体、液体(例如，包括(但不限于)溶液、分散体、乳状液、混悬液等以及它们的组合)和/或半固体可食用组合物。食物的例子可包括(但不限于)肉类、家禽、蛋、鱼、海鲜、蔬菜、水果、预加工食品(如汤、调味汁、糊)、谷物产品(如面粉、谷类食物、面包)、罐装食物、奶、其他乳制品(如奶酪、酸奶、酸奶油)、脂肪、油类、甜点、调味品、香料、面食、饮料、水、动物饲料、其他合适的可食用材料以及它们的组合。
术语“非食物”通常用于表示不在“食物”定义之内且通常认为不可食用的所关注的源。非食物源的例子可包括(但不限于)临床样品、细胞溶解物、全血或血液的一部分(如血清)、其他体液或分泌物(如唾液、汗液、皮脂、尿液)、粪便、细胞、组织、器官、活组织检查、植物材料、木材、污垢、沉淀物、药物、化妆品、食品补充剂(如人参胶囊)、药剂、传染体、其他合适的非食用材料以及它们的组合。
术语“传染体”通常用于指能够携带和/或传播传染性有机体的无生命物体或基体。传染体可包括(但不限于)餐具、硬币、纸币、手机、衣物(包括鞋子)、门把手、女性用品、尿布等、它们的一部分以及它们的组合。
术语“被分析物”通常用于指待检测(例如通过实验室或现场测试检测)的物质。可对源进行检测用于确定是否存在具体被分析物或确定具体被分析物的量。这种被分析物可存在于源内(如内部)或源之外(如外表面上)。被分析物的例子可包括(但不限于)微生物、寄生虫(其中一些也是微生物)、生物分子、化学品(如杀虫剂、抗生素)、金属离子(如汞离子、重金属离子)、含金属离子的络合物(如含有金属离子和有机配体的络合物)以及它们的组合。
多种检测方法可用于鉴别和/或量化被分析物，包括(但不限于)微生物测定法、生化测定法(如免疫测定法)或它们的组合。可采用的检测方法的具体例子可包括(但不限于)横流测定法、滴定、热分析、显微镜法(如光学显微镜、荧光显微镜、免疫荧光显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM))、谱学方法(如质谱、核磁共振(NMR)谱、拉曼光谱、红外(IR)光谱、X射线光谱、衰减全反射光谱、傅里叶变换光谱、伽马射线光谱等)、分光光度法(如吸光度、荧光、发光等)、层析法(如气相层析法、液相层析法、离子交换层析法、亲和层析法等)、电化学分析、基因技术(如聚合酶链反应(PCR)、转录介导扩增(TMA)、杂交保护测定法(HPA)、DNA或RNA分子识别测定法等)、三磷酸腺苷(ATP)检测测定法、免疫测定法(如酶联免疫吸附测定法(ELISA))、细胞毒性测定法、病毒斑测定法、细胞病变效应评估技术、诸如可用培养基(如琼脂)和/或3MTM PetrifilmTM Plates(如使用3MTM PetrifilmTM Plate Reader(3M Company，St.Paul，MN)成像、量化和/或解释)之类装置进行的培养技术、其他合适的被分析物检测方法或它们的组合。
术语“微生物”通常用来表示任何原核或真核微观生物体，包括(但不限于)一种或多种细菌(如运动性细菌或植物性细菌、革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌)、病毒(如诺罗病毒、诺瓦克病毒、轮状病毒、腺病毒、DNA病毒、RNA病毒、有包膜病毒、无包膜病毒、人免疫缺陷病毒(HIV)、人乳头瘤病毒(HPV)等)、细菌孢子或内生孢子、藻类、真菌(如酵母、丝状真菌、真菌孢子)、朊病毒、支原体以及原生动物。在一些情况下，特别关注的微生物是病原性微生物，术语“病原体”用于指任何病原性微生物。病原体的例子可包括(但不限于)肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、微球菌科(Micrococaceae)、葡萄球菌属(Staphylococcus spp.)、链球菌属(Streptococcus spp.)、假单胞菌属(Pseudomonas spp.)、肠球菌属(Enterococcus spp.)、沙门氏菌属(Salmonella spp.)、军团菌属(Legionella spp.)、志贺杆菌属(Shigella spp.)、耶尔森氏菌属(Yersinia spp.)、肠杆菌属(Enterobacter spp.)、埃希杆菌属(Escherichia spp.)、芽孢杆菌属(Bacillus spp.)、李斯特菌属(Listeriaspp.)、弯曲菌属(Campylobacter spp.)、不动杆菌属(Acinetobacter spp)、弧菌属(Vibrio spp.)、梭状芽孢杆菌属(Clostridium spp.)以及棒状菌属(Corynebacteria spp.)的成员。病原体的某些例子可包括(但不限于)大肠杆菌，其包括肠出血性大肠杆菌(如血清型为O157:H7的大肠杆菌)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)、炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)、肠炎沙门氏菌(Salmonellaenteritidis)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)、单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes)、肉毒梭状芽孢杆菌(Clostridiumbotulinum)、产气荚膜梭状芽孢杆菌(Clostridium perfringens)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus)、空肠弯曲菌(Campylobacterjejuni)、小肠结肠炎耶尔森菌(Yersinia enterocolitica)、创伤弧菌(Vibriovulnificus)、艰难梭状芽孢杆菌(Clostridium difficile)、耐万古霉素肠球菌(vancomycin-resistant Enterococcus)以及坂崎肠杆菌(Enterobactersakazakii)。可能影响微生物生长的环境因素可包括是否存在养分、pH值、含水量、氧化-还原电位、抗微生物化合物、温度、大气气体组成和生物结构或屏障。
术语“寄生虫”通常用于指生长在第二生物体(即宿主)内部(即内寄生虫)或上面(即外寄生虫)并且通常会损害第二生物体的生物体。寄生虫可包括(但不限于)微生物和蠕虫(如蛔虫、线虫、钩虫、大型多细胞蠕虫、蛲虫、鞭虫等)。寄生虫的具体例子可包括(但不限于)隐孢子虫属(Cryptosporidium spp.)、贾第鞭毛虫属(Giardia spp.)、人芽囊原虫(Blastocystis hominis)、微小内蜒阿米巴(Endolimax nana)、小球隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)、溶组织内阿米巴(Entamoebahistolytica)、结肠内阿米巴(Entamoeba coli)、哈氏内阿米巴(Entamoebahartmanni)、蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia)、迈氏唇鞭毛虫(Chilomastix mesnili)、卡晏环孢子虫(Cyclospora cayetanensis)、蠕虫(Helminths)(大型多细胞蠕虫)、似蚓蛔线虫(Ascarislumbricoides)(人体蛔虫)、粪类圆线虫(Strongyloides stercoralis)(线虫)、十二指肠钩虫(Ancylostoma duodenale)(钩虫)、美洲板口线虫(Necator americanus)(钩虫)、蠕形住肠线虫(Enterobiusvermicularis)(蛲虫)和毛首鞭形线虫(Trichuris trichiura)(鞭虫)。
术语“生物分子”通常用于指出现在生物体内或由生物体形成的分子或其衍生物。例如，生物分子可包括(但不限于)氨基酸、核酸、多肽、蛋白质、多核苷酸、类脂、磷脂、糖类、多糖中的至少一者以及它们的组合。生物分子的具体例子可包括(但不限于)代谢物(如葡萄球菌肠毒素)、变应原(如花生变应原、蛋变应原、花粉、尘螨、霉菌、毛屑或其内部固有的蛋白质等)、激素、毒素(如芽孢杆菌属腹泻毒素、黄曲霉毒素、艰难梭状芽孢杆菌毒素等)、RNA(如mRNA、总RNA、tRNA等)、DNA(如质粒DNA、植物DNA等)、标记蛋白、抗体、抗原、ATP以及它们的组合。
术语“可溶物”和“不可溶物”通常用于指在某些条件下在给定介质内相对可溶解或不可溶解的物质。具体地讲，在一组给定的条件下，“可溶物”是指参与溶解并且可溶解于体系的溶剂(如稀释剂)中的物质。“不可溶物”是指在一组给定的条件下不参与溶解并且不溶解于体系溶剂中的物质。源可包括可溶物和不可溶物(如细胞碎屑)。不可溶物有时称为颗粒或碎屑，并且可包含源材料本身的一部分(即来自源的内部部分或外部部分(如外表面))或搅拌过程产生的其他源残余或碎屑。所关注的被分析物可存在于可溶物或不可溶物中。
术语“搅拌”及其衍生词通常用来描述使液体组合物产生运动的过程，例如用以混合该液体组合物的内容物或通过与液体共混而液化固体源。可使用多种搅拌方法，包括(但不限于)手动摇动、机械摇动(如线性摇动)、声处理(如超声振动)、涡动搅动、手动搅动、机械搅动(如通过机械螺旋桨、磁搅拌子或另外的辅助搅拌装置(如滚珠)搅动)、手动振动、机械振动、混合、捏合、翻滚以及它们的组合。
术语“过滤”通常用来描述按粒度、电荷和/或功能分离物质的过程。例如，过滤可包括将可溶物和溶剂(如稀释剂)与不可溶物分离，或可包括将可溶物、溶剂和相对较小的不可溶物与相对较大的不可溶物分离。可使用多种过滤方法，包括(但不限于)使液体组合物通过过滤器；沉淀后进行抽吸或滗析；其他合适的过滤方法；以及它们的组合。“沉淀”用来表示允许液体组合物中的不可溶物沉淀。沉淀可在重力或离心力作用下进行。接着可通过将可溶物和溶剂从不可溶物中抽吸出、滗析可溶物和溶剂或它们的组合来将不可溶物(或相对较大的不可溶物)与可溶物(或可溶物和相对较小的不可溶物)和溶剂分离。
“过滤器”通常用来描述用于分离液体组合物中的可溶物(或可溶物和相对较小的不可溶物)和溶剂与不可溶物(或相对较大的不可溶物)的装置。过滤器的例子可包括(但不限于)织造网或非织造网(如丝网、布网、塑料网等)、织造或非织造聚合物网(如具有以均匀或不均匀方式铺设的聚合物纤维，其可被压延)、表面过滤器、深度过滤器、膜(如陶瓷膜(如可以商品名ANOPORE购自Whatman Inc.(Florham Park，NJ)的陶瓷氧化铝膜过滤器)、聚碳酸酯膜(如可以商品名NUCLEOPORE购自Whatman，Inc.的径迹刻蚀聚碳酸酯膜过滤器))、聚酯膜(如包含径迹刻蚀聚酯等)、筛、玻璃棉、玻璃料、滤纸、泡沫等以及它们的组合。
术语“滤液”通常用来描述已经从液体组合物中移除不可溶物(或至少相对较大的不可溶物)之后剩下的液体。由于过滤包括多种方法，术语“滤液”也可用来表示使混合物中的不可溶物(或相对较大的不可溶物)沉淀之后形成的上清液。
术语“移出”及其衍生词通常是指从样品制备系统中移出样品，但不一定意味着移出时样品或样品制备系统暴露于周围环境中。即，可将样品从样品制备系统中移出，然后直接移入另一个用于浓缩、温育、分析等的装置。在一些实施例中，短语“不暴露于周围环境中”及其衍生短语是指只在需要时才从样品制备系统中移出样品(如，为了防止溢出或污染)，但不一定意味着样品制备系统禁止气体交换或在需要时其他液体无法进入样品制备系统。
图1示出了根据本发明的一个实施例的样品制备方法10。样品制备方法10可用于从所关注的表面上制备可供分析的样品。如图1所示，样品制备方法10可从获得基材11开始。然后基材11可从所关注的环境表面上收集源12，以形成包括源12的载样基材15。将稀释剂13与载样基材15的全部或一部分合并，并通过搅拌形成包含源12的液体组合物14，其中源12溶解、分散、悬浮和/或乳化在稀释剂13中。这样，液体组合物14通常为混合物，并且可为溶液、乳状液、分散体、悬浮液或者它们的组合。可在存在液体组合物14的情况下保留基材11/载样基材15，或者可在大部分源12已从载样基材15释放后移出基材11/载样基材15。
基材11可以多种方式从所关注的表面上收集或获得源12，包括直接接触表面或不直接接触所关注的表面。例如，在一些实施例中，可通过使基材11接触所关注的表面来收集源12。在一些实施例中，可通过使基材11接触表面或沿着表面移动来收集源12。在一些实施例中，可通过将基材11置于所关注表面的附近但不接触表面来集源12(如通过静电电荷)。在一些实施例中，可通过将基材11置于表面附近并且沿着表面移动来收集源12(如通过静电电荷)。所有上述收集方法在本文中通常称为从表面“收集”源。
当与稀释剂13合并时，源12可包括可溶物和不可溶物15，使得源12的一些部分可溶解于稀释剂13中，而源12的其他部分则悬浮、分散或乳化在稀释剂13中。接着过滤液体组合物14，以形成包含所关注的被分析物(如果有的话)的滤液16。所关注的被分析物可存在于液体组合物14的可溶物或不可溶物中。如果所关注的被分析物存在于不可溶物中，并且如果采用过滤器将所关注的被分析物从碎屑或不需要的材料中移出，则过滤器通常适于让所关注的被分析物(可能包括其他粒度相似的不可溶物)作为滤液16通过过滤器，同时限制相对较大的不可溶物17通过过滤器。因此，应当理解，滤液16还可包含某些不可溶物，为了简明起见并且仅举例说明，图1所示的不可溶物17已经从液体组合物14中移除。随后可利用滤液16的至少一部分形成样品18，并且可移出样品18用于浓缩、温育、分析等。来自多个样品制备系统的样品18可合并在一起，以进行富集、浓缩、分析中的一项或多项。
在本发明的整篇描述中，液体组合物14、滤液16以及其任何样品18中的一者或多者可以被描述为包含所关注的被分析物。然而，在一些实施例中，液体组合物14可以不包含所关注的被分析物，因而在分析样品时可能导致阴性的检测结果。例如，如果制备了样品并进行了细菌检测，而且从其上最初收集源的表面不包含该细菌，则在上述过程中形成的液体组合物14及其任何滤液16和样品18也不包含所关注的该细菌。因此，即使液体组合物14、滤液16以及从其中提取的任何样品18中的一者或多者被描述为包含所关注的被分析物，也应当理解，只有存在所关注的被分析物时才会出现这种情况。
图1所示及上文所述的样品制备方法10仅仅是以举例方式示出和描述的。然而，本领域的普通技术人员应当理解，本发明的样品制备方法不一定包括图1所示及上文所述的每个步骤。例如，在本发明的一些实施例中，样品制备方法10不包括过滤步骤，而是对液体组合物14的样品进行浓缩、温育和/或分析等。
稀释剂13通常为液体，并且在一些实施例中为无菌液体。在一些实施例中，稀释剂13可包括多种添加剂，包括(但不限于)表面活性剂或有助于分散、溶解、悬浮或乳化所述源以进行后续被分析物检测的其他合适的添加剂；流变剂；抗微生物剂中和剂(如中和防腐剂或其他抗微生物剂的试剂)；具有养分(如有助于所需微生物选择性生长的养分)和/或生长抑制剂(如抑制不需要的微生物生长的抑制剂)的富集介质或生长培养基；pH缓冲剂；酶；指示分子(如pH或氧化/还原指示剂)；孢子萌发剂；中和消毒剂的试剂(如中和氯的硫代硫酸钠)；旨在促进细菌复苏的试剂(如丙酮酸钠)；或它们的组合。在一些实施例中，稀释剂13包括无菌水(如无菌双蒸馏水(ddH2O))；选择性地溶解、分散、悬浮或乳化源的一种或多种有机溶剂；水性有机溶剂；或它们的组合。在一些实施例中，稀释剂13为无菌缓冲液(如得自Edge Biological(Memphis TN)的Butterfield氏缓冲液)。在一些实施例中，稀释剂13为选择性或半选择性营养制剂，使得稀释剂13可用于所需被分析物(如细菌)的选择性或半选择性生长。在这些实施例中，可将稀释剂13与源12一起培养一段时间(例如在规定温度下)，以促进所需被分析物的这种生长。
培养基的例子可包括(但不限于)胰酶大豆肉汤(TSB)、缓冲蛋白胨水(BPW)、通用预富集肉汤(UPB)、李斯特菌富集肉汤(LEB)、乳糖肉汤、博尔顿肉汤、或本领域的普通技术人员已知的其他通用、非选择性或略带选择性的培养基。培养基可包括支持一种以上的所需微生物(即所关注的被分析物)生长的养分。
生长抑制剂的例子可包括(但不限于)胆酸盐、脱氧胆酸钠、亚硒酸钠、硫代硫酸钠、硝酸钠、氯化锂、亚碲酸钾、连四硫酸钠、磺胺乙酰钠、扁桃酸、连四硫酸半胱氨酸亚硒酸盐、磺胺二甲嘧啶、亮绿、孔雀石绿草酸盐、结晶紫、十四烷基硫酸钠、磺胺嘧啶、阿米卡星、氨曲南、萘啶酮酸钠盐、吖啶黄、多粘菌素B、新生霉素、阿拉磷、有机和无机酸、噬菌体、二氯硝基苯胺孟加拉红、氯四环素、一定浓度的氯化钠、蔗糖和其他溶质以及它们的组合。
在一些实施例中，源12包含稀释剂13，使得液体组合物14包含源12和稀释剂13，但稀释剂13不是单独添加的。例如，可将包含大量水或其他液体的食物源混合，以形成包含源12和稀释剂13的液体组合物14，而不需要添加单独的稀释剂13。在一些实施例中，源12可以基本上溶于稀释剂13中，使得液体组合物14包含极少量的不可溶物15，从而不再需要过滤步骤。
在一些实施例中，载样基材15包含稀释剂13。例如，在一些实施例中，载样基材15可包含稀释剂13，因为基材11(即收集源12之前)包含稀释剂13(如基材11预先包装时就已润湿或在收集源12之前用稀释剂13预湿)。在此类实施例中，例如，基材11可包括润湿剂或表面活性剂(如有助于从所关注表面上移出源12，或有助于基材11捕集源12)、中和消毒剂的试剂(如氯的硫代硫酸钠中和)或用于促进细菌复活的试剂(如丙酮酸钠)。在一些实施例中，可通过将稀释剂13加入载样基材15(即在收集源12之后，如用稀释剂13冲洗载样基材15)中而使载样基材15包含稀释剂13。在一些实施例中，可因为源12和稀释剂13都存在于待测表面上并且两者都被基材11所收集而使载样基材15包含稀释剂13。在一些实施例中，可因为基材11收集的源12包含稀释剂13而使载样基材15包含稀释剂13。在一些实施例中，可通过上述一种或多种情况的组合而使载样基材15包含稀释剂13。
图2示出根据本发明的一个实施例的样品制备系统100。如图2所示，样品制备系统100包括容器102、内胆104、封盖106、卡圈108和顶盖109。在一些实施例中，样品制备系统100的一个或多个部件是无菌的，或者可通过灭菌或消毒方法(例如蒸汽、γ辐射、环氧乙烷、过氧化氢、过乙酸、水醇溶液、漂白以及它们的组合)灭菌。具有与样品制备系统100特征相似的特征的系统在下列文献中有所描述：PCT公开No.WO 98/32539、美国专利No.6,536,687和美国专利No.6,588,681、PCT公开No.2004/060574、PCT公开No.2004/060575、美国公开No.2004/0164182、PCT公开No.2004/094072、PCT公开No.WO 2007/079143、PCT公开No.WO 2007/079188，每篇文献均以引用方式全文并入本文。
本发明的一些实施例采用多个样品制备系统100，以允许平行使用多个样品制备系统100(或合并样品)，从而加快样品制备速度和提高生产率/输出。在这些实施例中，多个样品制备系统100可以至少部分地整体形成，或者也可以单独形成。例如，在一些实施例中，可以在一个相对较大的容器102(例如，具有用于多个内胆104的多个贮存器)内使用多个内胆104。
在一些实施例中，如图2所示，容器102是独立式和/或自支承式的，并且包括基部127和侧壁129。术语“独立式”通常用来表示能够在不倒塌、不变形且不需要另一物体固定的情况下独立摆放的物体。术语“自支承式”通常用来表示在承受自重的情况下不会倒塌或变形的物体。例如，袋子通常不是“自支承式”的，因为其在自重作用下无法保持形状，而是会倒塌或变形。自支承式物体不一定是独立式的。
容器102可由多种材料形成，包括(但不限于)聚合物材料、金属(如铝、不锈钢等)、陶瓷、玻璃以及它们的组合。聚合物材料的例子可包括(但不限于)聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯及其组合等)、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、能够形成独立式和/或自支承式容器的其他合适聚合物材料或它们的组合。根据待分析源/载样基材的类型、量和大小，容器102可为半透明(甚至透明)或不透明的，并且可具有任何尺寸。例如，在一些实施例中，容器102可具有50mL、100mL、250mL或更大容量。
在一些实施例中，如图2所示，样品制备系统100包括内胆104，其形状和尺寸被设计为可接纳在容器102中。内胆104可为一次性的(如可供使用一次)，以允许在污染风险不大且多次使用之间无需大范围清洗的情况下重复使用容器102。如图9所示和下文详细描述的那样，在一些实施例中，样品制备系统包括无容器内胆。当使用无容器内胆时，其作用不是“内胆”本身，并且通常可以称为接收器或容器。
如图2所示，容器102限定第一贮存器120，内胆104限定第二贮存器122。内胆104的形状和尺寸被设计为可接纳在容器102的第一贮存器120中。在一些实施例中，可将稀释剂113和包括基材111与源112的载样基材115添加到第一贮存器120中。在一些实施例中，如图2所示，采用了内胆104，载样基材115和稀释剂113置于第二贮存器122中，内胆104设置在第一贮存器120内。无论添加到第一贮存器120还是第二贮存器122，都可将载样基材115和稀释剂113合并(并搅拌)以形成包含源112和稀释剂113的液体组合物114。在一些实施例中，内胆104是独立式的，并且内胆104或容器102可作为可容纳液体组合物114和载样基材115的独立式接收器。
在图2所示实施例中，载样基材115包括基材111，基材111为用擦拭物的形式。擦拭物可为平滑的或有纹理的，并且可由任何上文所述的材料形成。擦拭物在图2中仅以举例的方式示出，但应当理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，基材111可由任何上文所述的材料形成，并且可为任何上文所述的形式。
在图2所示的时间点，可假设已使用基材111从所关注的表面上收集源112从而形成载样基材115，载样基材115置于内胆104的第二贮存器122中。当载样基材115与稀释剂113混合时，源112可与稀释剂合并并脱离载样基材115，这样可以使载样基材115“卸载”。载样基材115仍载有源112还是已部分或全部“卸载”将取决于多个因素，如与液体组合物114的平衡、所收集源112的类型以及所处的时间点。因此，为了简便，如果基材已收集源112并且其置于样品制备系统100中时，基材将描述为载样基材115。然而，应当理解，当载样基材115在存在稀释剂113的情况下并且当形成液体组合物114时，载样基材115可变成“未载样的”。
可先将载样基材115添加到容器102或内胆104中，然后再添加稀释剂113，也可先添加稀释剂113，然后再添加载样基材115，或者同时添加载样基材115和稀释剂113(或者载样基材115和/或源112可包含稀释剂113)。或者，载样基材115和稀释剂113可在添加样品制备系统100中之前先行合并。在一些实施例中，可在使用基材111收集源112之前将稀释剂113施加到(如通过喷涂、倾注等)待测表面上，使得基材111在收集源112时也可收集稀释剂113，然后可将包含源112和稀释剂113的载样基材115加入样品制备系统100。
在一些首先将稀释剂113添加到容器102或内胆104的实施例中，可将预测量量的稀释剂113(如无菌液态稀释剂)密封在具有可拆卸连接的顶盖(例如，一次性的可拆除阻隔膜，其通过粘合剂、热密封、超声焊接方式中的一种或多种或下文所述的任何其他连接方式连接到容器102或内胆104)的容器102或内胆104中，从而可在加入载样基材115之前将顶盖移除。作为另外一种选择，在一些实施例中，可将预测量量的干粉介质(如用于所关注的被分析物的养分介质和/或用于非关注的被分析物的生长抑制剂)密封在具有可拆卸连接的顶盖的容器102或内胆104中，或者将所需介质涂布或吸收到容器102或内胆104的内表面。在这些实施例中，可在加入载样基材115之前或同时移除顶盖并加入溶剂(如ddH2O)以形成稀释剂113。或者，如果源112和/或载样基材115包含足以溶解介质的液体，则可将载样基材115添加到干燥粉状介质中以形成包含源112和稀释剂113的液体组合物114(例如，介质溶解于由源112和/或载样基材115所提供的溶剂中)。
在一些实施例中，可将容器102和/或内胆104(如采用内胆104的话)隔开，以分别包括一个以上的第一贮存器120和/或一个以上的第二贮存器122。可采用多个贮存器120/122，例如用于多级富集、平行或同时富集不同微生物，或它们的组合。例如，内胆104可包括两个第二贮存器122(为简单起见，本实例中称为贮存器A和B)。可将第一富集介质设置在贮存器A中以对微生物进行初次富集，将第二富集介质设置在贮存器B中以对相同微生物进行二次富集。可对贮存器A和B进行设置，例如，使得两个贮存器均可用于设置介质，但载样基材115或其一部分以及稀释剂113只可添加到其中一个而不会添加到另一个中。在液体组合物114已经形成并且贮存器A中已经进行初次富集之后，可将液体组合物114的任何部分(以及任选载样基材115)移至贮存器B进行二次富集。液体组合物114或其一部分可通过多种方式移至贮存器B，包括在样品制备系统100中进行搅拌、破坏贮存器A和B之间的易碎隔膜等等。
在一些实施例中，一个容器102可采用多个内胆104，使得一个容器102可包括一个或多个第一贮存器120，和/或容器102内可设置一个或多个内胆104(每个包括一个或多个第二贮存器122)。也可以采用其他构造，本领域的普通技术人员将会知道，可以采用多种排列得到多个隔间。不论采取何种构造，多个贮存器或隔间都可以并列、垂直、同心设置或以它们的组合方式设置。
在一些实施例中，在形成液体组合物114和试图从载样基材115上移出源112时，可至少部分地破碎载样基材115。破碎载样基材115可提高液体组合物114中源112的浓度。例如，可采用搅拌法破碎或切割载样基材115，以增大可供稀释剂113与载样基材115相互作用或进入载样基材115之用的表面积。在一些实施例中，载样基材115可包括相对易碎的基材111，以有助于破碎载样基材115。此外，在一些实施例中，稀释剂113可包括适于促进载样基材115的物理或化学分解的物理或化学试剂。例如，在一些实施例中，稀释剂113可包括能溶解基材111的溶剂(如，基材111可溶于水)。
内胆104可由多种材料(包括多种聚合物材料)制成，包括(但不限于)聚烯烃，聚烯烃包括(但不限于)聚丙烯(如低密度聚乙烯(LDPE))、聚乙烯和聚(甲基戊烯)、聚酰胺(如
)或它们的组合。在一些实施例中，内胆104通过模铸工艺(例如热成形工艺)形成。内胆104可为半透明(甚至透明)或不透明的。
在一些实施例中，如图2所示，内胆104为独立式和/或自支承式的，任何一种形式都使得能在将内胆104设置在容器102内之前将载样基材115和稀释剂113置于内胆104中，而不会使内胆104倒塌或变形。此外，独立式和/或自支承式内胆104有助于称重、添加载样基材115和/或稀释剂113、运输、搬动和/或移出样品。
在一些实施例中，内胆104为自支承式和/或独立式的，并且也是可变形的。术语“可变形的”用来表示一种结构，该结构在压力(如正压或负压)或应力作用下可改变其初始形状或状态。在采用可变形内胆104的实施例中，可向内胆104施加压力，以缩小其初始(即未压缩)尺寸。该压力有助于从内胆104中移除液体组合物114(或其滤液)。在这些实施例中，内胆104可充当可容纳液体组合物114的可变形自支承式接收器。在一些实施例中，可变形自支承式接收器也是独立式的。
在一些实施例中，如图2所示，容器102包括形成于基部127内的孔124，使用者可以从该孔中触及内胆104，以向内胆104施加压力并使其变形。该压力可直接用手施加，或者通过额外的装置施加，并且可以手动或自动进行。可根据所需应用将孔124加工成特定的形状和尺寸。在一些实施例中，容器102的基部127只不过是侧壁129的底部，或者是侧壁129略微向内突出的部分，因此很容易从容器102的底部触及内胆104。换句话讲，在一些实施例中，容器102的孔124限定容器102底部的主要部分(例如，容器102的大部分横截面积)，而基部127只是容器102围绕孔124的一小部分。在不采用内胆104的实施例中，容器102不需要包括孔124。
在一些实施例中，内胆104包括相对刚性的基部126和相对较薄的可变形侧壁128，使得当以平行于内胆104的纵向轴线的方向向基部126施加压力(例如经由容器102内的孔124)时，内胆104发生纵向变形(例如，由于侧壁128而非基部126倒塌所导致)。作为另外一种选择或除此之外，基部126可以比侧壁128更厚。仅作为举例，在一些实施例中，侧壁128的厚度为至少50μm；在一些实施例中，为至少100μm；在一些实施例中，为至少150μm；在一些实施例中，为至少200μm。在一些实施例中，基部126的厚度为至少225μm；在一些实施例中，为275μm；在一些实施例中，为至少300μm；在一些实施例中，为至少350μm。
内胆104还可包括一个或多个导流板、褶皱、波纹、接缝、接头、角撑板、弱化部分(如角向弱化部分)或它们的组合，可整合这些部分以帮助控制内胆104的变形能力，和/或可进一步缩小内胆104的内部空间。在一些实施例中，如下文详细描述和图9示出的那样，内胆104具有风琴褶型构造。在一些实施例中，内胆104在其内表面(尤其是基部126和侧壁128之间的内部接口处)不包括任何凹槽。
在一些实施例中，内胆104故意变形，以中断内胆104的表面几何形状。这种中断的表面几何形状有助于在搅拌过程中分解源112和/或载样基材115。例如，在一些实施例中，可在内胆104的侧壁128和容器102之间设置障碍(如相对刚性的材料)，从而在内胆104的侧壁128上形成不同的表面几何形状。
如图2所示，容器102可包括标记130，以指示容器102内的内容物液位(即体积)。合适标记的一个例子在美国专利No.6,588,681中有所描述。作为另外一种选择，内胆104可包括标记。为了能够使用容器102和/或内胆104上的标记130，容器102和/或内胆104可为半透明或甚至透明的，以便透过容器102的侧壁129和/或内胆104的侧壁128看到内容物。侧壁128和129也可以具有其他类型的标记，例如商标、品牌名称等。标记130也可设置在薄膜上，薄膜的尺寸被设计为可接纳在容器102或内胆104中，并且可由包括足够内应力的材料制成，使得薄膜紧贴容器102或内胆104的内表面向外(即径向)压迫。
在图2所示实施例中，封盖106可拆卸地连接到内胆104，并且利用卡圈108进一步将封盖106固定到容器102上。例如，在图2中，容器102包括位于侧壁129外表面上端的螺纹131，螺纹被加工成合适的尺寸和形状，可以将卡圈108(具有能够与容器102上的螺纹131接合的内螺纹133)螺纹连接到容器102上端。作为使用卡圈108将封盖106固定到容器102的替代方式，可采用包括夹具和/或下文所述任何其他连接装置在内的其他连接装置。在一些实施例中，不采用内胆104，并且封盖106可直接连接到容器102。在这些实施例中，不需要采用卡圈108。因此，封盖106可与容器102或内胆104形成密封(如气密性密封)。在一些实施例中，封盖106和容器102(或封盖106和内胆104)整体形成或永久性地连接在一起。
在封盖106与内胆104之间、封盖106与容器102之间和/或卡圈108与容器102之间可采用多种连接方式，以允许各自的部件可拆卸地彼此连接，这些连接方式包括(但不限于)重力(例如，可将一部件安放在另一部件或其配合部分的顶部)、螺纹、压力配合(有时也称为“摩擦配合”或“过盈配合”)、搭扣配合、磁力、粘接剂、热密封、其他合适的可拆除连接方式以及它们的组合。在一些实施例中，加入源112和稀释剂113之后不必再次打开样品制备系统100，使得容器102、内胆104、封盖106和卡圈108不必可拆卸地彼此连接，而是永久性地或半永久性地彼此连接。这些永久性或半永久性连接方式可包括(但不限于)粘接剂、缝线、缝钉、螺钉、钉子、铆钉、平头钉、卷边、焊接(如声波(如超声波)焊接)、任何热粘结技术(例如，向被连接的一个或两个部件施加热量和/或压力)、搭扣配合、压力配合、热密封、其他合适的永久性或半永久性连接方式以及它们的组合。本领域的普通技术人员将会知道，某些永久性或半永久性连接方式也适于被拆除，反之亦然，并且仅仅是为了举例说明才按这种方式分类。
如图2和图3所示，封盖106还包括可连接到过滤器134的口132、尺寸被设计为可接纳在内胆104中的圆柱形部分136、以及从圆柱形部分136向口132延伸的大致锥形(如截头圆锥体)部分138。在圆柱形部分136与锥形部分138的连接处，封盖106还包括从圆柱形部分136和锥形部分138径向向外延伸的唇缘140。
在一些实施例中，过滤器134直接连接到封盖106。在一些实施例中，如图2和图3所示，过滤器134可由框架135支撑并且通过框架135连接到封盖106。框架135可形成过滤器134的一部分，框架135可为封盖106的一部分，或者框架135可为同时连接到过滤器134和封盖106的独立元件。框架135可由多种材料形成，包括(但不限于)多种聚合物、金属、陶瓷、玻璃以及它们的组合。在图2和图3所示实施例中，过滤器134由金属网形成，框架135由粘合到金属过滤器134的聚合物形成。框架135连接到封盖106，下文将对此进行详细描述。
图2和图3所示实施例的过滤器134和框架135的形状和尺寸被设计为在封盖106底端下方延伸，使得当组装样品制备系统100时，过滤器134和框架135伸入内胆104的第二贮存器122(或容器102的第一贮存器120)中。然而，过滤器134和框架135可具有多种形状和尺寸。在一些实施例中，例如，框架135可包括刚性上部(例如，连接到封盖106的部分)和刚性下部，过滤器134可连接在二者之间，并且过滤器134可以是可伸缩的。下文将结合图9对该实施例进行更详细的描述。
封盖106的圆柱形部分136包括多个周边向外突起的伸出部142，以允许圆柱形部分136与内胆104的内表面搭扣配合或压力配合。在一些实施例中，内胆104内表面可包括向内突出的伸出部，该部分既可代替向外突起的伸出部142使用，也可作为向外突起的伸出部142的补充(例如，以便与其形成匹配关系)。
内胆104可包括从内胆104的侧壁128径向向外伸出的唇缘144，唇缘144可与容器102的上表面146和封盖106的唇缘140形成邻接关系，使得当组装样品制备系统100时，内胆104的唇缘144设置在封盖106的唇缘140和容器102的上表面146之间，并且形成密封(如气密性密封)。如图2所示，卡圈108包括向内突出的唇缘156，使得当卡圈108连接到容器102时，卡圈108的唇缘156压迫封盖106的唇缘140，使其接触内胆104的唇缘144，从而使唇缘144受压接触容器102的上表面146(例如，以形成更完整的密封)。关于组装样品制备系统100以及在样品制备系统100的部件之间形成密封的上述方式仅仅是以举例方式进行了描述和展示。然而，本领域的普通技术人员将会理解，也可采用多种其他机制来组装样品制备系统100的部件以及形成密封(例如不透液密封、气密性密封或它们的组合)，使得样品制备系统100在正常工作条件下不会泄漏。
虽然图2和图3所示实施例的封盖106显示为具有大致锥形或截头圆锥体形状，但应当理解，封盖106可具有多种其他形状，包括(但不限于)圆柱形、具有矩形或正方形横截面的管状、或适合连接到样品制备系统100的其他部件的其他形状。相似地，容器102、内胆104和卡圈108可具有图2所示大致圆柱形之外的多种其他形状。此外，封盖106的尺寸被设计为适应样品制备系统100的其他部件。
封盖106可由多种材料形成，包括上文结合容器102所述的材料。取决于应用，封盖106可为半透明(甚至透明)或不透明的。
卡圈108可由多种材料形成，包括(但不限于)多种聚合物材料、金属材料以及它们的组合。例如，卡圈108可由模制塑性部件或机械加工金属(如铝)部件形成。在一些实施例中，卡圈108由包含玻璃纤维加强的聚丙烯的模制塑性部件形成。
如图2所示，封盖106的口132为大致圆柱形和管状，使得口132限定封盖106内表面153的部分152和封盖106内的开口154。封盖106是中空的，并且在样品制备系统100完成组装时与第二贮存器122流体连通。口132不一定是圆柱形的，而是可根据给定应用采用任何必要的形状。在图2和图3所示实施例中，过滤器134连接到口132(即通过框架135)，使得过滤器134与封盖开口154以及第二贮存器122流体连通。
在图2所示实施例中，顶盖109的形状和尺寸被设计为接纳口132的至少一部分。因此，顶盖109可连接到封盖106的口132，以关闭封盖106内的开口154并密封(如气密性密封)样品制备系统100。顶盖109可使用任何上述连接方式连接到封盖106。顶盖109可与封盖106(例如，图13所示的顶部活动按扣盖，下文将详细描述)整体形成，或者顶盖109可与封盖106(例如，图9-12所示的螺纹连接盖，下文将详细描述)分离。顶盖109可由多种材料形成，包括上文结合容器102或卡圈108所述的材料。
在一些实施例中，封盖106包括将封盖106内部的至少一部分与环境隔绝的易碎或可穿透的隔膜或可拆除的膜，因此可刺破或穿透隔膜或移除膜，以进入封盖106内部。在这些实施例中，不必采用顶盖109。
如图3所示，封盖106的内表面153可包括多个其他部件(例如，额外的或替代的过滤器，其概念在图5-6中示出并且在下文有所描述)可与之连接的内部环向边缘。根据期望连接到边缘的其他部件，内部环向边缘可具有任何所需取向。在一些实施例中，内部环向边缘取向为基本上垂直于封盖106的中心纵向轴线，使得该边缘基本上水平，如图3所示。在一些实施例中，基材(未示出)可连接到封盖106的内表面153。此概念的例子在图14中示出，并且在下文描述。
此外，封盖106可包括多个其他部件(如过滤器)可与之连接的向内延伸的构件。例如，如图3所示，过滤器134由框架135支撑，封盖106包括向内延伸的构件155，框架135可通过多种连接方式(包括(但不限于)上述任何连接方式)与之连接。向内延伸的构件155可与封盖106整体形成。
过滤器134可具有充分过滤液体组合物114的任何几何形状。在一些实施例中，过滤器134为可变形和/或可伸缩的(即使得过滤器134可在其自重作用下折叠)。在一些实施例中，过滤器134为刚性的并且可保持其形状(即在其自重作用下不会折叠)。样品制备系统100中所用过滤器134的尺寸和数量及其孔隙度可以变化，具体取决于所需被分析物、源112或载样基材115中不可溶物的类型和粒度、载样基材115的粒度以及载样基材115的分解程度。
例如，在一些实施例中，液体组合物114包含食物，所需被分析物为细菌，不可溶物为食物颗粒或碎屑。在这些实施例中，例如，可选择过滤器134来保留和/或分离食物颗粒，同时又允许所关注的细菌(如果有的话)通过过滤器134用于后续分析。又如，在一些实施例中，液体组合物114包含裂解的细菌细胞培养基，所需被分析物为DNA、RNA、蛋白质或代谢物中的一者或多者，不可溶物为细胞碎屑。在这些实施例中，例如，可选择或处理(例如，用生物分子结合剂(如抗体)衍生化)过滤器134，以保留和/或分离细胞碎屑，同时允许所需DNA、RNA、蛋白质和/或代谢物通过过滤器134用于后续分析。作为另外一种选择，例如，可选择或处理过滤器134，以保留所需DNA、RNA、蛋白质和/或代谢物，同时允许细胞碎屑通过过滤器134。
过滤器134可具有多种孔径，其足以保留液体组合物114内的颗粒，同时允许液体组合物114内的所需被分析物(如果有的话)通过过滤器134，用于提取和/或取样。作为另外一种选择，可设计过滤器134的尺寸、使其带电荷和/或官能化，以保留所需被分析物，同时允许不需要的材料通过过滤器134。在这些实施例中，样品可包括过滤器134的至少一部分，并且可被进一步处理(如富集、浓缩、分析等)。
在一些实施例中，过滤器134具有至少2μm的平均孔径或目尺寸；在一些实施例中，为至少5μm；在一些实施例中，为至少40μm；在一些实施例中，为至少80μm；在一些实施例中，为至少120μm。在一些实施例中，过滤器134具有至多2000μm的平均孔径或目尺寸；在一些实施例中，为至多1000μm；在一些实施例中，为至多500μm；在一些实施例中，为至多200μm；在一些实施例中，为至多50μm；在一些实施例中，为至多10μm；在一些实施例中，为至多1μm(例如，当希望限制细菌通过过滤器134时)。
在图2和图3所示实施例中，过滤器134位于封盖106内，并且大致与封盖106的中心纵向轴线共线。然而，在一些实施例中，过滤器134设置在封盖106的“偏轴”位置。例如，图2用虚线示出孔158，以表示过滤器134在封盖106中可能的“偏轴”位置。孔158所处位置处可设置与之相连的替代的或额外的口。过滤器134可永久性或可拆卸地连接到一个位置或同时连接到这两个位置。
在一些实施例中，尤其是不采用内胆104的实施例中，作为另外一种选择或除此之外，过滤器134可经由容器102的侧壁129上的孔160或容器102的基部127内的孔124(或在容器102的基部127的不同位置形成的孔)进入样品制备系统100内部(即容器102的第一贮存器120)。在这些实施例中，过滤器134可永久性地或可拆卸地连接到容器102的侧壁129或基部127。替代的或额外的口可设置在孔160和124的位置处并与之相连。在一些实施例中，样品制备系统100可包括一个以上的口，例如封盖106内的口132、封盖106内的孔158处的额外的口、容器102的侧壁129上的孔160处的额外的口、和/或容器102的基部127内的孔124处的额外的口。可使用顶盖109或类似封闭装置密封位于样品制备系统100上任何位置的任何口。
由于过滤器134可处于不同位置，因此过滤器134可被加工成不同形状和尺寸，以适应其在样品制备系统100中所处的位置及其具体的应用。在过滤器134的任何可能位置中，过滤器134可设置为完全高于或完全低于液体组合物114的液位165，或者过滤器134可设置为部分高于和部分低于液体组合物114的液位165，具体取决于所需过滤的类型以及希望过滤器134过滤液体组合物114的方式。例如，在图2所示实施例中，过滤器134连接到口132，并且根据液体组合物114的液位165的高度，通常会从口132延伸到样品制备系统100内部，使得过滤器134设置为部分高于和部分低于液体组合物114的液位165。
过滤器134与内胆104内部和液体组合物114流体连通，并且用来过滤液体组合物114以形成滤液116。滤液116设置在过滤器134的空间内，并且可从相邻口132中提取和/或取样。在过滤器134位于多个位置的实施例中，可从上述任何口或孔中对滤液116进行取样。
过滤器134可由多种材料形成，包括(但不限于)尼龙、氟化聚合物(如聚四氟乙烯(PTFE))、纤维素(例如，纤维素酯(如醋酸纤维素)和硝化纤维之类的改性纤维素)、玻璃纤维、纸张中的一者或多者以及它们的组合。在一些实施例中，过滤器134可由织造料片、非织造料片、模制结构、泡沫、织物、纤维网以及它们的组合形成。通过折叠过滤器134或使用其他类似技术可以增大过滤器134的表面积。通过压延或毡化方法可以控制过滤器134的厚度。
在一些实施例中(无论过滤器134处于什么位置)，都可将过滤器134用作载样基材115的保持器或容器。该概念的例子在图4中示出，并且在下文中有所描述。
如上所述，内胆104可为一次性的。此外，在一些实施例中，封盖106、顶盖109和过滤器134中的一者或多者也可为一次性的。例如，在一些实施例中，封盖106可连接到内胆104，顶盖109和过滤器134可连接到封盖106。内胆104、封盖106、过滤器134和顶盖109可形成样品制备系统100的一次性部分，该部分可在不污染容器102或卡圈108的情况下使用。可将一次性部分从容器102上移除并处置。然后，配上新的内胆104、封盖106、过滤器134和顶盖109后，容器102和卡圈108即可重新使用。
图4示出根据本发明的另一个实施例的样品制备系统200，其中类似的数字表示类似的元件。样品制备系统200与上文图2-3所述实施例具有许多相同的元件和特征。因此，与图2-3所示实施例中元件和特征相对应的元件和特征在200系列中具有相同的编号。为了更完整地描述图4所示实施例的特征和元件(以及这些特征和元件的替代形式)，参考了上文结合图2-3进行的描述。
样品制备系统200包括容器202和封盖206。样品制备系统200不包括内胆，封盖206直接连接到容器202。样品制备系统200还包括过滤器234，过滤器234非固定结合到在容器202的侧壁229上形成的孔260。与样品制备系统100的过滤器134不同，过滤器234用作包括源212和基材211的载样基材215以及包含源212和稀释剂213的液体组合物214的保持器或容器。
过滤器234是可伸缩的，并且其尺寸被设计为适应载样基材215的尺寸。在图4所示实施例中，过滤器234由织造织物(如尼龙)形成，然而，也可使用任何上文所述的过滤材料。然而，也可使用其他类型的过滤器(如更具刚性或不同尺寸的过滤器)。图4所示实施例中示出的载样基材215由海绵形成，其中海绵可为平滑的或有纹理的。然而，海绵在图2中仅以举例的方式示出，应当理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，基材111可由任何上文所述的材料形成，并且可为任何上文所述的形式。
过滤器234可永久性地连接到容器202，并且可将载样基材215添加到过滤器234中；或者过滤器234可以可拆卸地连接到容器202，并且在将过滤器234连接到容器202之前或之后将载样基材215添加到过滤器234中。在一些实施例中，过滤器234可在容器202的第一贮存器220内自由漂浮，使得过滤器234容纳载样基材215，而稀释剂213则能够流入和流出过滤器234的内部，以与载样基材215相互作用。
将载样基材215置于过滤器234中，过滤器234被设置为至少部分地位于容器202内稀释剂213的液位以下，并且与容器202的内部流体连通，使得来自载样基材215的源212可与稀释剂213合并，从而在过滤器234内形成液体组合物214。位于过滤器234内的液体组合物214包含稀释剂213中的所关注的被分析物(如果有的话)以及来自源212的任何其他可溶物或不可溶物。搅拌过程中，可将载样基材215和稀释剂213混合，使得源212溶解、分散、悬浮和/或乳化在稀释剂213中。可调整过滤器234的孔径，使得稀释剂213和稀释剂213中的任何所关注的被分析物(如果有的话)可自由流入和流出过滤器234，因而所得滤液216位于过滤器234以外和容器202的贮存器220以内，并且包含稀释剂213和任何存在的所关注的被分析物。
可从多个口或孔中的任何一个中对滤液216取样，这些口或孔包括封盖206内的口232、封盖206内的孔258、容器202的侧壁229上的额外孔、和/或容器202的基部227内的孔224。此外，过滤器234可以不通过孔260连接到样品制备系统200，而是通过多个口或孔中的任何一个连接到样品制备系统200，这些口或孔包括封盖206内的口232、封盖206内的孔258和/或容器202的基部227内的孔224。在一些实施例中，如图4所示，一个或多个这些口可以包括额外的过滤器234′，其作用与样品制备系统100的过滤器134相同。在这些实施例中，滤液216可通过过滤器234′进一步过滤，所得滤液216′被置于过滤器234′内，并且可以从相邻口(即图4中的口232)提取和/或取样。
样品制备系统200还可包括内胆，在这种情况下稀释剂213和所得滤液216可置于内胆中，前提条件是内胆和容器202之间在孔260处具有足够的密封度。
图5-6示出了根据本发明的另一个实施例的样品制备系统300，其中类似的数字表示类似的元件。样品制备系统300与上文结合图2-3所述实施例有许多相同的元件和特征。因此，与图2-3所示实施例中元件和特征相对应的元件和特征在300系列中具有相同的编号。为了更完整地描述图5-6所示实施例的特征和元件(以及这些特征和元件的替代形式)，参考了上文结合图2-3进行的描述。
图5-6仅示出样品制备系统300的封盖306。可假定样品制备系统300的其他部件包括上文描述和图2-4示出的样品制备系统的任何其他对应的部件，因此为了简单起见，图5-6中未示出这些部件。
封盖306基本上类似于上文所述和图2-3所示封盖106，不同的是封盖306所包括的过滤器334基本上是平面的，并且连接到封盖306的内表面353。封盖306的内表面353包括上内周围边缘370和下内周围边缘368。如图5所示，上内周围边缘370包括从外周371向内周373延伸的面朝下的表面。相似地，下内周围边缘368包括从外周376向内周378延伸的面朝下的表面。过滤器334的外周边连接到内表面353的上内周围边缘370。此外，过滤器334接触定位壁372。定位壁372从封盖106的内表面353向下延伸，以固定过滤器334的外周边。
过滤器334可通过上文结合封盖106所描述的相同连接方式连接到封盖306。过滤器334可以永久性地或可拆卸地连接到封盖306。过滤器334和封盖306之间的连接程度可以根据多个因素变化，这些因素包括(但不限于)过滤器334的材料、封盖306的材料、连接区域的大小和纹理以及所用连接方式的类型。例如，如果过滤器334包括磨损边缘，则可以使用较宽和/或有滚花的连接表面区域(例如，可在上内周围边缘370上滚花)。这种较宽或滚花的超声焊缝可捕集过滤器334的磨损边缘。为了使磨损量最小，可用能够熔化过滤器334边缘的激光器切割过滤器334。由于所得激光切割的过滤器334将包括最少量的磨损(如果有的话)，因此可使用较窄的连接区域。在一些实施例中，连接区域完全在过滤器334的外周边周围延伸。在一些实施例中，连接区域可具有最多5.0mm的平均宽度(即，在相同平面内基本上垂直于过滤器334外周边的尺寸)，在一些实施例中，平均宽度在1.0mm至3.0mm的范围内。作为另外一种选择，过滤器334可通过(例如)模铸工艺与封盖306整体形成。
过滤器334可由与封盖306相同的材料或不同的材料形成。过滤器334可以为柔性或半刚性的。在一些实施例中，过滤器334由尼龙非织造或织造物形成，而封盖306则为聚合物(如聚丙烯)形成的模铸部件。在这些实施例中，尼龙过滤器334可通过超声焊接技术连接到封盖306。在超声焊接过程中，上内周围边缘370的至少一部分可熔融以机械结合到过滤器334。由于尼龙具有比聚丙烯更高的熔融温度，因此尼龙过滤器334可在超声焊接过程中保持其结构完整性。在这些实施例中，上内周围边缘370的至少一部分可进入过滤器334的一部分，从而包封过滤器334的一部分。
过滤器334可具有随给定应用变化的尺寸和形状。过滤器334可具有任何所需形状，包括(但不限于)圆形、正方形、矩形、三角形、多边形、星形、其他合适的形状以及它们的组合。在图5和图6所示实施例中，过滤器334具有大致圆形形状。
过滤器334的尺寸可以随封盖306的尺寸而变化。在一些实施例中，过滤器334的最大尺寸(即长度、宽度或直径)在15mm至100mm范围内，但过滤器334也可以具有更小或更大的尺寸。例如，在一些实施例中，过滤器334可具有圆形形状和56mm的直径。
继续参照图5和图6，定位壁372可与封盖306整体形成。在一些实施例中，如图5所示，封盖306具有两个或更多个定位壁372，其中(i)每个定位壁372都具有大于其厚度的周长，(ii)每个定位壁372都沿过滤器334外周边设置，并且(iii)所述两个或更多个定位壁372的总周长小于过滤器334外周边的总周长。
如图5所示，封盖306包括四个彼此沿上内周围边缘370的外周371等距布置的定位壁372。在一些实施例中，每个定位壁372都具有800μm至1200μm的厚度、沿外周371延伸1.0mm至22.0mm的距离的长度(在该示例性实施例中即弧长)以及1.0mm至5.0mm的高度。在一些实施例中，每个定位壁372都具有分段构造，从而不阻碍流体在定位壁372周围流动(或最大程度减小其影响)。
封盖306包括开口354和向内延伸的构件355。向内延伸的构件355可用来连接额外的过滤器(未示出)与封盖306，连接方式与图2-3所示过滤器134与封盖106之间的连接方式相同。在这些实施例中，过滤器334位于额外过滤器的下方，并且额外的过滤器可具有小于从封盖306顶部至过滤器334的距离的长度。
在一些实施例中，如图5和图6所示，过滤器334具有大于封盖306最小横截面积的总表面积。在封盖306中，最小横截面积为封盖开口354的横截面积。在一些实施例中，不止一个过滤器以与过滤器334类似的方式连接到封盖306。例如，在一些实施例中，过滤器334或额外的过滤器(未示出)可连接到下内周围边缘368。也就是说，一个或多个过滤器334可连接到封盖306并且设置在沿封盖306的内表面353的任何位置处。在采用不止一个过滤器334的实施例中，过滤器334可以彼此相似或彼此不同。也就是说，过滤器334可由相同或不同材料形成，并且过滤器334可具有相同或依次递减的孔径。
例如，第一过滤器334可连接到上内周围边缘370，可具有56mm的直径和80μm的元件孔径，并且可至少部分地被一个或多个定位壁372包围，而第二过滤器334可连接到下内周围边缘368，可具有96mm的直径和200μm的元件孔径，并且可至少部分地被封盖306的内表面353包围。
上述任何过滤器134、234和334都可在一个样品制备系统中彼此联合使用。例如，如上所述，过滤器134可与过滤器234和/或过滤器334联合使用，从而得到适合不同应用，和/或用于从液体组合物中移除逐渐变小的颗粒的一系列过滤器。
作为另外一种选择或除此之外，可采用每类过滤器134、234或334中的不止一个(并且在一些实施例中可套叠放置)来移除液体组合物中逐渐变小的颗粒。例如，过滤器的布置可以使得粗过滤器充当相对于后续过滤器具有较大孔径的预过滤器，而后续过滤器则具有逐渐变小的孔径以用于收集滤液。过滤器可以布置为以竖立形态使用样品制备系统，和/或布置为在倾斜或翻转时使用样品制备系统。
图7示出根据本发明的另一个实施例的样品制备系统400，其中类似的数字表示类似的元件。样品制备系统400与上文结合图2-3和5-6所述实施例有许多相同的元件和特征。因此，与图2-3和5-6所示元件和特征相对应的元件和特征在400系列中具有相同的编号。为了更完整地描述图7所示实施例的特征和元件(以及这些特征和元件的替代形式)，参考了上文结合图2-3和5-6进行的描述。
样品制备系统400包括具有第一贮存器420的容器402、具有第二贮存器422且尺寸被设计为可接纳在容器402的第一贮存器420中的内胆404、封盖406、卡圈408和活塞437。封盖406类似于上文所述和图2-6所示的封盖106、206和306，但还包括两个向上延伸的伸出部439，其使得样品制备系统400能连接到其他装置或为顶盖(未示出)提供连接手段。封盖406包括口432，口432包括多个脊441，其可提供将样品制备系统400连接到顶盖或其他装置的可供选择的或额外的连接手段。封盖406还包括过滤器434，该过滤器基本上类似于图5和图6所示和上文所述过滤器334。
如图7所示，包括基材411和源412的载样基材415置于内胆404的第二贮存器422中，并且可与稀释剂413混合，以形成包含源412和稀释剂413的液体组合物414。在图7所示实施例中，基材411为海绵的形式。
在一些实施例中，如图7所示，活塞437被构造为当活塞437沿第一方向D1向容器402顶部移动时，会向内胆404外部施加正压力。如图7所示，当使用活塞437向内胆404外部施加压力时，内胆404被压缩，第二贮存器422内的空间变小，液体组合物414被强制推过过滤器434，从而形成收集在封盖406内的滤液416(例如，当样品制备系统400如图7所示翻转时)。随后可将滤液416从口432移出样品制备系统400。
可将活塞437沿方向D1压至高于载样基材415的位置，使得内胆404(如内胆404的基部426)不接触载样基材415，或压至载样基材415至少部分地被活塞437(和内胆404)压缩的位置，例如以便从载样基材415中移出更多的源412。
在一些实施例中，活塞437被构造为向内胆404内部施加负压。例如，在一些实施例中，活塞437连接到内胆404，使得当活塞437在与第一方向D1相反的第二方向D2上向容器402底部移动时，内胆404膨胀，从而减小其内部(即第二贮存器422)的压力，并且在第二贮存器422与样品制备系统400外部之间形成差压。该差压可导致流体经(例如)口432进入第二贮存器422。
在一些实施例中，如图7所示，活塞437可包括柄部443，柄部443的尺寸被设计为可接纳在容器402的基部427的孔424中。在一些实施例中，活塞437的柄部443可被设计为尺寸更接近于孔424的尺寸，和/或可在柄部443和孔424之间设置密封装置(如O形环)以形成密封。在图7所示实施例中，柄部443具有比活塞437接触内胆404(例如内胆404的基部426)的部分更小的直径。活塞437接触内胆404的部分尺寸被设计为可接纳在容器402的第一贮存器420中。然而，在一些实施例中，活塞437具有均一的横截面或逐渐减小的横截面(例如，在第二方向D2上)，并且容器402内的孔424也具有相应的尺寸。图7所示活塞437仅以举例的方式示出，但本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下可使用多种形状和尺寸的活塞。由于活塞437与内胆404外部协同产生差压，因此活塞437可在不接触液体组合物414的情况下使用，并且可在没有污染危险的情况下重复使用。
活塞437可由多种材料形成，其中包括上文结合容器102所述的材料，并且活塞437可为实心或中空的。根据用途的不同，活塞437可为半透明(甚至透明)或不透明的。
图8示出根据本发明另一个实施例的样品制备系统500，其中类似的数字表示类似的元件。样品制备系统500与上文结合图2-3和5-7所述实施例有许多相同的元件和特征。因此，与图2-3和5-7所示元件和特征相对应的元件和特征在500系列中具有相同的编号。为了更完整地描述图8所示实施例的特征和元件(以及这些特征和元件的替代形式)，参考了上文结合图2-3和5-7进行的描述。
如图8所示，样品制备系统500包括具有第一贮存器520的容器502、尺寸被设计为可接纳在第一贮存器520中并且具有第二贮存器522的内胆504、以及封盖506。也可采用卡圈(未示出)进一步将样品制备系统500的部件固定到一起。第二贮存器522适于容纳包括基材511和源512的载样基材515以及包含源512和稀释剂513的液体组合物514。样品制备系统500还包括连接到过滤器534的活塞537。过滤器534适于过滤液体组合物514以形成包含所关注的被分析物(如果有的话)的滤液516。在图8所示实施例中，基材511为海绵的形式。
容器502包括基部527、侧壁529和限定在基部527内的孔524。内胆504包括侧壁528和基部526，通过例如容器502的基部527的孔524可触及内胆。封盖506包括口532，口532限定封盖506和样品制备系统500中的开口554。活塞537包括柄部543，柄部543的尺寸被设计为可接纳在口532中，使得可从样品制备系统500触及柄部543，以使液体组合物514强制通过过滤器534。在一些实施例中，活塞537的柄部543可被设计为尺寸更接近于开口554的尺寸，和/或可在柄部543和开口554之间设置密封装置(如O形环)以形成密封。封盖506还包括限定在封盖506的第二口内的偏轴孔558，该孔可充当(例如)排气口，以允许释放样品制备系统500内的压力。
在一些实施例中，如图8所示，过滤器534的尺寸可被设计为贴合在内胆504的第二贮存器522内。在这些实施例中，过滤器534可利用内胆504的变形能力与内胆504的侧壁528形成密封，并且在过滤器534外表面和内胆504的侧壁528内表面之间不一定需要有额外的密封装置。内胆504的变形能力还允许有更大的容差，使得不需要将过滤器534加工成很精确的尺寸就可与内胆504配合使用。
作为另外一种选择，在一些实施例中，样品制备系统500不包括内胆504，并且过滤器534可被构造为与容器502配合使用。例如，过滤器534的尺寸可被设计为贴合在容器502的第一贮存器520内。在一些实施例中，样品制备系统500可包括设置在过滤器534和容器502的侧壁529之间的密封装置(如O形环)。在一些实施例中，容器502的侧壁529是上下竖直的(即垂直于基部527)，以有利于过滤器534和侧壁529保持密封。在一些实施例中，过滤器534包括可变形的(如弹性的)外凸缘，以允许过滤器534适应容器502的侧壁529的锥形。该凸缘也可整合到采用内胆504的实施例中。
当活塞537沿方向D1向下压时，过滤器534穿越液体组合物514向下移动，使得相对较大的不可溶物(即粒度大于过滤器534的孔径的任何颗粒)保留在过滤器534以下，而任何可溶物和相对较小的不可溶物(即粒度小于过滤器534的孔径的任何颗粒)通过过滤器，在第二贮存器522中的过滤器534上方形成滤液516。活塞537可在方向D1上被压到高于载样基材515的设定位置，使得过滤器534不接触载样基材515(如内胆504、过滤器534和/或活塞537可包括一个或多个挡块，活塞537的尺寸可被设计为仅适合第二贮存器522中的某个深度，等等)，或者压到载样基材515至少部分地被过滤器534压缩的位置，例如以便从载样基材515中移出更多的源512。
在一些实施例中，活塞537的柄部543可为中空的，并且与第二贮存器522流体连通。在这些实施例中，滤液516的至少一部分可接纳在活塞537的柄部543内部，并且可经由柄部543移出样品制备系统500。在这些实施例中，活塞537可包括尺寸被设计为接纳柄部543的上端的顶盖。作为另外一种选择，活塞537可为中空的，并且基部不被过滤器534覆盖，使得液体组合物514和/或载样基材515的至少一部分可接纳在活塞537的柄部543内部。这些实施例允许液体组合物514和/或载样基材515在第二贮存器522底部内占据较小的空间，并且允许过滤器534在第二贮存器522内沿D1进一步向下移动。
图9-12示出根据本发明的另一个实施例的样品制备系统600，其中类似的数字表示类似的元件。样品制备系统600与上文结合图2-3所述实施例有许多相同的元件和特征。因此，与图2-3所示元件和特征相对应的元件和特征在600系列中具有相同的编号。为了更完整地描述图9-12所示实施例的特征和元件(以及这些特征和元件的替代形式)，参考了上文结合图2-3进行的描述。
如图9所示，样品制备系统600包括接收器604、封盖606、顶盖609和过滤器组件633。接收器604为可变形、自支承式和独立式的。接收器604包括基部626和侧壁628。侧壁628具有风琴褶型构造，并且包括多个褶绉或折叠645，以允许侧壁628在每个褶绉645处折叠，并且有利于接收器604基本上沿其纵向轴线伸缩，特别是有利于接收器604基本上沿其纵向轴线大致均匀地伸缩。仅以举例的方式，在图9所示实施例中，侧壁628包括(例如)多个褶绉或折叠645。然而，应当理解，侧壁628可具有允许侧壁628基本上沿其纵向轴线大致均匀地伸缩的其他结构，例如侧壁628上的环状弱化部分，该部分相比侧壁628的其余部分具有较小的刚性和/或厚度，以允许侧壁628在环状弱化部分处起皱。在不脱离本发明精神和范围的情况下，也可采用其他合适的结构。
接收器604的基部626可被加强(由比侧壁628更具刚性和/或更厚的材料制成)，以有利于接收器604沿其纵向轴线伸缩。接收器604包括适于容纳载样基材和液体组合物的贮存器622。
接收器604可由多种材料形成，其中包括上文结合内胆104所述的材料。根据不同的用途，接收器604可为半透明(甚至透明)或不透明的。样品制备系统600的所有部件均可为一次性的(例如，供一次性使用)。
封盖606包括可连接到过滤器组件633的口632、尺寸被设计为可接纳在接收器604中的圆柱形部分636、以及从圆柱形部分636向口632延伸的大致锥形(如截头圆锥体)部分638。在圆柱形部分636和锥形部分638的接合处，封盖106还包括唇缘640，该唇缘从圆柱形部分636和锥形部分638向外径向延伸。封盖606的口632为大致圆柱形和管状，使得口632包括内表面652并且限定在封盖606和样品制备系统600(组装后)中的开口654。
封盖606的圆柱形部分636包括多个周边向外突起的伸出部642，以允许圆柱形部分636搭扣配合或压力配合到接收器604的内表面。接收器604可包括上表面644，上表面可与封盖606的唇缘640形成邻接关系，封盖606和接收器604可通过上述任何可拆除或永久性连接方式连在一起，以形成密封(例如，不透液密封、气密性密封或它们的组合)，使得样品制备系统600在正常工作过程中不会泄漏。例如，多个周边向外突起的伸出部642可超声焊接到接收器604的内表面。
过滤器组件633包括框架635和过滤器634。框架635包括上部635a和下部635b，过滤器634连接在两者之间。框架635的上部635a的形状和尺寸被设计为连接到封盖606的口632并且接纳在封盖606的口632和接收器604的贮存器622中。框架635不一定包括下部635b，但下部635b可增加过滤器634的重量并且有助于使过滤器634接触接收器604的贮存器622内的液体组合物。
上部635a包括尺寸被设计为可接纳在封盖606的口632中的管状主体647、连接到管状主体647上端且尺寸被设计为安放在封盖606的口632顶部的唇缘649、以及多个肋651。肋651周向间隔地布置在管状主体647周围。图9所示实施例包括两个肋651，但也可根据需要采用更多或更少的肋。肋651被成形为通过搭扣配合连接到封盖606。特别是，每个肋651均包括凸轮表面675，当框架的上部635a向口632内移动时，该表面适于沿口632的内表面652滑动。此外，每个肋651的凸轮表面675使得当管状主体647向口632内移动时，各肋651被迫径向向内移动，进一步允许各肋651扣合到(例如径向向外)口632底部下方(即封盖606内部)的位置处。
接着可用力向上拉动框架635的唇缘649，以将过滤器组件633从封盖606上移除，所用拉力要足够大，使得至少一个肋651向内移动足够远，以使其凸轮表面675接触口632的内表面652，并且使凸轮表面675继续沿内表面652向上滑动，直到肋651不再接触口632的内表面652为止。作为另外一种选择，可通过以下方式将过滤器组件633从封盖606上移除：将至少一个肋651径向向内移动，同时施加向上的力以使各自肋651的凸轮表面675接触口632的内表面652；或者挤压肋651使其彼此靠拢(例如径向向内)并且向上移动框架635的上部635a使其离开口632。
图9所示过滤器634是可伸缩的，并且可至少部分地在框架635的下部635b的重量作用下向下悬挂在接收器604的贮存器622内。
顶盖609的形状和尺寸被设计为可接纳口632的至少一部分。因此，顶盖609可连接到封盖606的口632以关闭封盖606内的开口654，并且密封(如气密地密封)样品制备系统600使其与环境隔绝。顶盖609可通过上述任何连接方式连接到封盖106。在图9所示实施例中，封盖606的口632包括多个螺纹674，这些螺纹适于配套地接合到顶盖609内部的螺纹(未示出)上，使得可将顶盖609螺纹连接到口632。然而，也可采用上述任何连接方式将顶盖609连接到封盖606，以关闭封盖606内的开口654。顶盖609和封盖606可一起形成封盖组件677，并且当样品制备系统600组装完毕并关闭时，可将过滤器组件633的唇缘649夹在顶盖609和封盖606的口632上端之间。
图10示出了封盖组件677和过滤器组件633，其中顶盖609连接到封盖606，过滤器组件633连接在二者之间。所示过滤器634处于压缩状态，使得过滤器组件633容纳在封盖606内部。过滤器框架635的下部635b相对于可伸缩的过滤器634具有刚性，这有助于沿其纵向轴线方向伸缩过滤器634，使得通过向上压缩框架635的下部635b，可以将过滤器634压缩到封盖606内部。可拆除的阻隔膜679可连接到封盖606的下表面681，以使过滤器634在封盖606内部保持压缩状态。封盖组件677可经过灭菌处理，并将过滤器634以压缩状态包装在其内，并且通过可拆除的阻隔膜679将过滤器组件633容纳在封盖606内。用户可随后在使用之前移除可拆除的阻隔膜679(例如，在无菌环境下)，以允许过滤器634(以及框架635的下部635b(如果有的话))以未压缩状态悬挂在封盖组件677下方。也可在将封盖606连接到接收器604之前移除可拆除的阻隔膜679，以允许过滤器634落入接收器604的贮存器622内。图11示出了移除可拆除的阻隔膜679之后处于未压缩状态的过滤器634。
可拆除的阻隔膜679可通过上述任何连接方式连接到封盖606，并且可由多种材料形成，包括(但不限于)聚烯烃，包括(但不限于)聚丙烯(如低密度聚乙烯(LDPE))、聚乙烯；聚(甲基戊烯)；聚酰胺(如
)；压缩吹塑微纤维(cBMF)；氨基甲酸酯；聚酯；聚碳酸酯；以及它们的组合。在一些实施例中，可拆除的阻隔膜679可包括(例如)热密封的“可剥离”膜，例如3MTM SCOTCHPAKTM隔离衬片(3MCompany，St.Paul，MN)。可拆除的阻隔膜679可为半透明(甚至透明)或不透明的。可拆除的阻隔膜679可通过多种方法形成，包括(但不限于)模铸工艺、挤出、吹膜成型工艺等以及它们的组合。
在一些实施例中，如图12所示，顶盖609包括易碎的隔膜683，该隔膜可以被刺破，以进入接收器604的贮存器622或过滤器634内的空间中。隔膜683可包括膜、无孔膜以及它们的组合。此外，易碎隔膜683可由使隔膜683易碎(例如，被吸管尖刺破)的多种材料形成，包括(但不限于)聚烯烃，包括(但不限于)聚丙烯(如低密度聚乙烯(LDPE))、聚乙烯；聚(甲基戊烯)；聚酰胺(如
)；压缩吹塑微纤维(cBMF)；氨基甲酸酯；聚酯；聚碳酸酯；合成或天然弹性体；3MTM TEGADERMTM膜敷料(3M Company，St.Paul，MN)；以及它们的组合。在一些实施例中，隔膜683相反可成形于封盖606内的开口654上方。在这些实施例中，顶盖609可为实心的，并且可用于包覆封盖606(例如，在隔膜683被刺破之后)，或者顶盖609可包括额外的隔膜。作为另外一种选择，在隔膜683形成于封盖606内的开口654上方的实施例中，不一定要采用顶盖609。无论是否采用封盖606和/或顶盖609或者样品制备系统600的另一部分，隔膜683都可具有额外的透气功能，以允许贮存器622内部和环境之间的气体交换(例如，为了向所关注的有氧细菌提供氧气)。
图13示出根据本发明的另一个实施例的样品制备系统700。图13仅示出样品制备系统700的封盖组件777。可以假设，样品制备系统700的其他部件包括上文所述和图2-12所示出的样品制备系统的任何其他对应部件，因此为了简单起见，图13没有示出这些部件。
封盖组件777包括封盖706和经铰链785连接到封盖706的顶盖709。在一些实施例中，如图13所示，铰链785为活铰链，而顶盖709与封盖706整体形成。在一些实施例中，铰链785与封盖706和顶盖709中的一者或两者单独形成。顶盖709为顶部活页盖，并且可通过按扣接合连接到封盖706。在图13所示实施例中，顶盖709包括可按扣到封盖706的脊789上的伸出部787。顶盖709可包括其他密封装置(如O形环)，使得当顶盖709关闭到封盖706上时，顶盖709与封盖706形成密封(例如，不透液密封、气密性密封等)。
图14示出根据本发明的另一个实施例的样品制备系统800，其中类似的数字表示类似的元件。样品制备系统800与上文结合图2-3和图7所述实施例有许多相同的元件和特征。因此，与图2-3和图7所示元件和特征相对应的元件和特征在800系列中具有相同的编号。为了更完整地描述图14所示实施例的特征和元件(以及这些特征和元件的替代形式)，参考了上文结合图2-3和图7进行的描述。
图14仅示出了样品制备系统800的上部。可以假设，样品制备系统800的其他部件包括上文所述和图2-13所示出的样品制备系统的任何其他对应部件，因此为了简单起见，图14没有示出这些部件。
样品制备系统800包括封盖806和连接到封盖806的基材811。基材811连接到封盖806的内表面853，使得基材811的底部在封盖806的下方延伸。基材811示于图14中，其为海绵的形式。
封盖806包括可限定封盖806和样品制备系统800中的开口854的口832；使得能将封盖806连接到容器和/或内胆的圆柱形部分836；从圆柱形部分836延伸至口832的锥形(如截头圆锥体)部分838；在圆柱形部分836和锥形部分838的接合处形成以助于将封盖806连接到容器和/或内胆的唇缘840；以及可为顶盖或其他装置提供连接装置的向上延伸的突出839。
在图14所示实施例中，基材811以在封盖806的圆柱形部分836的底部下方延伸的方式连接到封盖806。通过允许基材811在封盖806下方延伸，露出基材811以用于收集源以及与稀释剂合并，从而形成包含源和稀释剂的液体组合物。
封盖806的任何部分均可用作柄部，使得可用基材811从所关注的表面收集源，而不会污染使用者的手。或者，可将封盖806的任何部分连接到可用于从所关注表面收集源(如沿着表面移动封盖806)的其他装置(如机械臂)。
样品制备系统800还包括连接到封盖806的活塞837。活塞537的至少一部分的尺寸被设计为可接纳在口832中并且可伸入封盖806的内部与基材811接触。活塞837适于方便地从封盖806上取下基材811。例如，活塞837可用于使基材811脱离封盖806并且使基材811(如在加载源之后)落入容器和/或内胆的贮存器中。可在将封盖806连接到容器和/或内胆之前、期间或之后压下活塞837。活塞837可具有多种合适的形状和尺寸，并且可由上文结合活塞437所述的多种材料中的任何一种形成。
在一些实施例中，未使用活塞837，并且基材811既可在样品制备系统800使用过程中一直连接到封盖806，基材811也可在样品制备系统800使用过程中脱离封盖806。例如，基材811可在搅拌过程期间或之后或在允许稀释剂被吸收到基材811中(如用稀释剂使基材811膨胀)之后脱离封盖806。
样品制备系统800还可包括适于过滤液体组合物形成滤液的过滤器(未示出)。在一些实施例中，过滤器可与图2-3所示的过滤器134大致相同，基材811可包括孔，孔的尺寸被设计为可接纳过滤器，以便在封盖806连接到容器和/或内胆时使过滤器设置为与液体组合物流体连通。
使用时，可使用封盖806收集基材811上的源，以形成载样基材。然后可将封盖806连接到容器和/或内胆，使得载样基材设置为与稀释剂流体连通。载样基材可落入贮存器中(如进入稀释剂中，浮在稀释剂中或沉入贮存器的底部)，也可一直连接到封盖806，使得载样基材位于贮存器中时不会接触容器或内胆的任何内表面，而是与任何此类表面间隔一定距离。
可允许稀释剂与载样基材相互作用，以形成包含源和稀释剂的液体组合物。可通过搅拌载样基材和稀释剂促进液体组合物的形成。此外，如果稀释剂包含富集介质，则可富集至少一种所关注的被分析物。例如，可通过将样品制备系统800置于温育环境中和/或通过倒置样品制备系统800使稀释剂在整个富集和/或温育过程中一直接触载样基材而发生此类富集。可从样品制备系统800中移出液体组合物(或滤液(如使用过滤器的话))的至少一部分，以浓缩、进一步温育和/或分析所关注的被分析物。
仅以举例的方式示出连接到封盖806的基材811。然而，应当理解，还可将基材811连接到样品制备系统800的任何其他部件。例如，可将基材811连接到样品制备系统800的容器的基部内侧，或连接到样品制备系统800的容器或内胆的侧壁内侧。在任何此类实施例中，例如可使用与基材811连接的用作柄部的样品制备系统800的部件装载基材811。此外，可通过将各个部件连接到样品制备系统800的其他部分或通过组装样品制备系统800而将载样基材设置为与稀释剂流体连通。
图15示出根据本发明的另一个实施例的样品制备系统900，其中类似的数字表示类似的元件。样品制备系统900与上文结合图2-3和图7所述实施例有许多相同的元件和特征。因此，与图2-3和图7所示元件和特征相对应的元件和特征在900系列中具有相同的编号。为了更完整地描述图15所示实施例的特征和元件(以及这些特征和元件的替代形式)，参考了上文结合图2-3和图7进行的描述。
样品制备系统900包括具有第一贮存器920的容器902、具有第二贮存器922并且尺寸被设计为可接纳在第一贮存器920中的内胆904、封盖906和过滤器934。封盖906基本上类似于图7所示的封盖406，过滤器934基本上类似于图2-3所示的过滤器134。过滤器934适于形成滤液916。封盖906包括可限定封盖906和样品制备系统900中的开口954的口932。
如图15所示，包含基材911和源912的载样基材915放置在内胆904的第二贮存器922中，并且可与稀释剂913混合形成包含源912和稀释剂913的液体组合物914。在图7所示实施例中，基材911为擦拭物的形式。
容器902包括形成于其基部927的孔924，通过该孔可触及内胆904(如，触及内胆904的基部926)，从而使得内胆904可变形。内胆904的此变形可用于提高液体组合物914的液位965，从而有利于过滤液体组合物914或从样品制备系统900中移出液体组合物914或滤液916。可从过滤器934的内部移出全部或部分滤液916(如样品)。具体地讲，可形成使内胆904变形的压差，迫使液体组合物914流过过滤器934，并且使滤液916(或未使用过滤器934时的液体组合物914)流出样品制备系统900。可通过向内胆904的外部(如经由容器902的基部927中的孔924向内胆904的基部926)施加正压力或向内胆904的内部施加负压力来形成压差。如上文所述，可用手或其他装置向内胆904施加正压力，并且可采用手动或自动方法。例如，可通过将真空源连接到封盖906(如封盖906的口932)向内胆904的内部，特别是内胆904的第二贮存器922施加负压力(或真空)。真空源可包括(但不限于)可形成低压的机械泵或手动泵(如注射器-活塞组合)以及它们的组合。
可以用样品制备系统100、200、300、400、500、600、700、800和900以及它们的组合中的任何一者大致按照上文所述和图1所示的样品制备方法10制备样品。本领域的普通技术人员也将理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，本文所述一种样品制备系统中的多种部件可以与本文所述另一种样品制备系统中的其他部件联合使用。例如，可使用接收器604取代样品制备系统900中的内胆904。现在将用图15的样品制备系统900详细说明示例性方法。
可使用基材911从待测表面上收集源912，以形成载样基材915。基材911为擦拭物，因此其易于从较大的所关注表面上收集源912。可将载样基材915和稀释剂913加入容器902的第一贮存器920中，并且通过合并(即允许其相互作用)形成包含源912和稀释剂913的液体组合物914。如上文所述，内胆904或容器902可用作可容纳液体组合物914的独立式接收器。或者，内胆904可以是可变形和自支承的，但内胆904置于容器902中之前不一定是独立式的。可在将内胆904置于容器902中之前或之后将封盖906连接到内胆904。卡圈(未示出)可连接到容器902，以进一步将样品制备系统900的部件固定在一起，并且可使用顶盖(未示出)关闭封盖开口954。
可通过搅拌样品制备系统900使载样基材915与稀释剂913相互作用，从而将源912溶解、分散、悬浮和/或乳化到稀释剂913中。搅拌可包括任何上述方法，并且例如可为线性轨迹、圆形轨迹、椭圆轨迹、随机轨迹以及它们的组合，或者采用其他方式，以确保有效地混合载样基材915和稀释剂913。样品制备系统900可以在搅拌过程中用夹具或其他装置进一步固定，以最大限度减少液体组合物914的泼洒和/或损失。
在一些实施例中，可使用Burell Model 75型手动摇筛机(BurrellScientific，Pittsburgh，PA)在选定的时间内以10至2000rpm的频率搅拌液体组合物914(或样品制备系统900的内容物)，在一些实施例中，频率为200至500rpm。在一些实施例中，样品制备系统900可安装在距摇筛机臂5cm至50em的位置处，在一些实施例中，该距离在10cm与20cm之间。在一些实施例中，样品制备系统900可划出5度至30度的弧线，在一些实施例中，该弧线在15度与20度之间。可以将液体组合物914搅拌至少10秒；在一些实施例中，为至少15秒；在一些实施例中，为至少30秒；在一些实施例中，为至少40秒；在一些实施例中，为至少60秒。在一些实施例中，可以将液体组合物914搅拌至多15分钟；在一些实施例中，为至多10分钟；在一些实施例中，为至多5分钟；在一些实施例中，为至多3分钟。
在一些实施例中，液体组合物914可在VX-2500多管旋涡振荡器(VWR Scientific Products，West Chester，PA)中以200至5000rpm的搅拌频率搅拌所选时间，在一些实施例中，搅拌频率为1000至3000rpm。搅拌轨迹可为线性、圆形、椭圆、随机或它们的组合。在一些实施例中，轨迹在0.25cm至5cm之间；在一些实施例中，在1cm至3cm之间。
如上文所述，可将一系列或多个样品制备系统100、200、300、400、500、600、700、800和/或900设置在板、臂或其他装置上，并且在搅拌前利用重力、夹具或其他方式固定，从而同时进行搅拌。例如，在一些实施例中，在单个搅拌装置或多个搅拌装置上同时搅拌1至约50个样品制备系统100、200、300、400、500、600、700、800和/或900；而在一些实施例中，同时搅拌约10至约25个样品制备系统100、200、300、400、500、600、700、800和/或900。
在一些实施例中，可通过添加具有轴和搅拌桨的机械搅拌器搅拌液体组合物914，机械搅拌器可以通过封盖开口954插入(如不存在过滤器934时)，或者通过任何其他可能的孔插入。利用钢滚珠、磁性搅拌棒、桨和其他装置可以辅助打碎和/或分散稀释剂913中的载样基材915或源912，以释放源912内的任何所关注的被分析物(如存在的话)，从而进一步实现对液体组合物914的搅拌。上述搅拌方法仅以举例方式给出，并非意图进行限制。本领域的普通技术人员将会理解，也可采用其他类似搅拌方法。
可使用过滤器934过滤液体组合物914，形成位于过滤器934内的滤液916，滤液916包含稀释剂913和稀释剂913内任何所关注的被分析物(如果有的话)。可从过滤器934中移出全部或一部分滤液916(如样品)进行进一步处理(如分析)。
在一些实施例中，液体组合物914的液位965足够高，使得过滤器934的部分高于和部分低于液体组合物914的液位965。必要时，样品制备系统900可以垂直、倾斜或倒转放置，以调节液体组合物914的液位965。在此类实施例中，可通过封盖开口954触及过滤器934的内部，并且可通过从过滤器934的内部抽吸(如通过吸取)移出滤液916的样品。或者，可通过从封盖开口954滗析滤液916而移出滤液916，和/或可通过向内胆904施加压力(如经由容器902的基部927中的孔924向内胆904的基部926施加压力)使内胆904变形，迫使滤液916从封盖开口954流出。
在一些实施例中，液体组合物914的液位965在过滤器934的底部下方，使得过滤器934全部位于液体组合物914的液位965上方。在此类实施例中，可至少部分地倒置样品制备系统900，使液体组合物914可被过滤器934过滤，从而使滤液916位于过滤器934中。可以如上文所述向内胆904施加压力(即正压或负压)，迫使滤液916进入过滤器934的内部，和/或从封盖开口954流出。或者，过滤器934可被构造为使得当样品制备系统900在倒置后恢复竖直位置时，过滤器934可将滤液916保留在其内部，可通过抽吸和/或滗析移出滤液。
如上文所述，在一些实施例中，如图4所示的样品制备系统200，过滤器234可用作载样基材215的保持器或容器。在此类实施例中，稀释剂213可加入容器202的第一贮存器220(或可用预量出的稀释剂213预先填充容器202)，载样基材215可置于过滤器234中。封盖206可连接到容器202，并且可使用顶盖或类似的封闭装置封闭样品制备系统200。可搅拌已组装和封闭的样品制备系统200，使稀释剂213流入和流出过滤器234，使得液体组合物214位于过滤器234内，滤液216位于过滤器234的外部和容器202的第一贮存器220内。
如上文所述，可从多个取样口中的任何一个(如取样口232)移出滤液216，并且可进一步过滤以去除可能仍存在于滤液216中的其他颗粒。例如，可使用孔径比过滤器234小并且连接到容器202的侧壁229上的过滤器234′进一步过滤滤液216，使得在过滤器234′中形成第二滤液216′。可使用任何上文所述的技术移出第二滤液216′或其样品。
有关使用样品制备系统900的上述描述仅以举例的方式进行，并非旨在进行限制。基于样品制备方法10的上述描述，以及上述样品制备系统的多个实施例，本领域的技术人员应当理解可利用本发明的样品制备系统制备样品的多种方式。
附图所示及上文所描述和举例说明的实施例仅以举例方式提供，并非旨在作为对本发明概念和原理的限制。因此，本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以对元件及其构造和布置方式进行多种更改。下面的权利要求书规定了本发明的多个特征和方面。
Claims (16)
1.一种用于制备样品以检测表面上的所关注的被分析物的系统，所述系统包括：
独立式容器，所述独立式容器包括第一贮存器；
可变形自支承式接收器，所述接收器的尺寸被设计为可接纳在所述独立式容器的所述第一贮存器中并且包括第二贮存器，所述独立式容器比所述可变形自支承式接收器更具刚性；
载样基材，所述载样基材位于所述可变形自支承式接收器的所述第二贮存器中，所述载样基材包括基材和从所述表面收集的源；
稀释剂，所述稀释剂位于所述可变形自支承式接收器的所述第二贮存器中，与所述载样基材流体连通；以及
液体组合物，所述液体组合物位于所述第二贮存器中，所述液体组合物包含所述源和所述稀释剂。
2.一种用于制备样品以分析表面上的所关注的被分析物的方法，所述方法包括：
提供载样基材，所述载样基材包含基材和从所述表面上收集的源；
提供样品制备系统，所述样品制备系统包括：
可变形自支承式接收器，所述接收器的尺寸被设计为可接纳在独立式容器中，所述独立式容器比所述可变形自支承式接收器更具刚性，所述可变形自支承式接收器具有贮存器；
在所述贮存器中合并所述载样基材和稀释剂；以及
搅拌所述载样基材和所述稀释剂，以形成包含所述源和所述稀释剂的液体组合物。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括封盖，所述封盖连接到所述独立式容器和所述可变形自支承式接收器中的至少一者。
4.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中所述源和所述载样基材中的至少一者包含所述稀释剂。
5.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中所述基材包括海绵、擦拭物、毛巾、布、拭子、刷子以及它们的组合中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中所述基材包括拖把头。
7.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中所述基材包括聚合物、陶瓷、织物、纸张以及它们的组合中的至少一者，其中所述聚合物选自聚乙烯、聚丙烯或聚酯。
8.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中所述基材包括被金属涂覆的料片、被粘合剂涂覆的料片、带静电的料片、纤维网、泡沫、膜、纤维素材料以及它们的组合中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中所述所关注的被分析物包括沙门氏菌属、不动杆菌属、弧菌属、单核细胞增多性李斯特菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、空肠弯曲菌、铜绿假单胞菌、炭疽芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、艰难梭状芽孢杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐万古霉素肠球菌、诺罗病毒、诺瓦克病毒、轮状病毒、腺病毒以及它们的组合中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中所述所关注的被分析物包含葡萄球菌肠毒素、芽孢杆菌属腹泻毒素、艰难梭状芽孢杆菌毒素、黄曲霉素、花生过敏原、蛋过敏原以及它们的组合中的至少一者。
11.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中所述稀释剂包括表面活性剂、流变剂、抗微生物剂中和剂、有助于所需微生物选择性生长的营养物质、生长抑制剂、pH缓冲剂、酶、指示分子、无菌水、有机溶剂以及它们的组合中的至少一者。
12.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中从所述表面收集的所述源是从至少10cm2的表面区域上收集的。
13.根据权利要求1所述的系统或根据权利要求2所述的方法，其中所述可变形自支承式接收器包括侧壁，并且其中所述侧壁包括至少一个折叠，所述折叠适于让所述侧壁在所述至少一个折叠处伸缩。
14.根据权利要求2所述的方法，其中搅拌包括手动摇动、机械摇动、声处理、涡动搅动、手动搅动、机械搅动、手动振动、机械振动、捏合、翻滚以及它们的组合中的至少一者。
15.根据权利要求2所述的方法，还包括从所述样品制备系统中移出样品，其中从所述样品制备系统中移出所述液体组合物的至少一部分包括向所述可变形自支承式接收器施加压力，并且其中所述独立式容器包括孔，通过所述孔能够触及所述可变形自支承式接收器，并且其中向所述可变形自支承式接收器施加压力包括通过所述独立式容器中的所述孔向所述可变形自支承式接收器施加外部压力。
16.根据权利要求2所述的方法，其中所述样品制备系统还包括封盖，其中所述载样基材连接到所述封盖，并且其中在所述贮存器中合并所述载样基材和所述稀释剂包括将所述封盖连接到所述可变形自支承式接收器和所述独立式容器中的至少一者。
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