CN104066514B - 用于筒的过滤单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过滤单元(600)，一种用于制造这种过滤单元的方法以及一种包括这种过滤单元的筒(690)。所述过滤单元(600)的特征在于其包括集成到至少一个箔(602、603、604)的孔中的过滤材料(601)。在优选实施例中，所述过滤材料(601)可以位于嵌入在顶部箔(602)和底部箔(603)之间的中间箔(604)的孔中。能够在像卷到卷式制造技术的有成本效率的工艺中，容易地制造这样的过滤单元(600)。

Description

用于筒的过滤单元
技术领域
本发明涉及一种用于过滤流体，例如过滤像血液的生物样本的过滤材料和过滤单元。此外，本发明涉及一种包括过滤单元的筒和一种用于制造过滤单元的方法。
背景技术
US2011/0005341A1公开了一种过滤装置，其包括附着于由双面带制成的粘合毛细管结构的过滤材料。沉积于过滤材料上的样本通过所述材料并进入毛细管结构以用于进一步的研究
此外，US2010/0089815A1公开了一种能够用于过滤全血的平面横向流动过滤器。过滤器被包围在筒中，筒包括用于施加样本和排出滤液的端口。在过滤器中能够任选地生成挤压线路，在挤压线路中，细孔被压紧以引导流体流动。
发明内容
本发明的目的是提供允许有成本效益地生产过滤设备，尤其是生产能够用于制备小样本体积的生物传感器的设备的手段。
这一目的是由根据权利要求1所述的过滤单元，根据权利要求2所述的筒，根据权利要求3所述的方法和根据权利要求4所述的过滤材料实现的。在从属权利要求中公开了优选实施例。
因此，本发明包括用于过滤流体的过滤单元，流体例如是生物来源的液体，例如血液、唾液或尿液。通常，“过滤”的过程应当包括由于其特定的物理和/或化学性质(例如，其尺寸)而被过滤单元保持的流体的特定目标成分。过滤单元包括以下部件：
a)至少一个箔，其对要过滤的流体不可渗透，且包括至少一个孔或开口。
在该背景中，术语“箔”通常应表示一片或一层特定(固体)材料，其中，所述材料优选均匀分布于所述层中。此外，该层通常将具有均匀的厚度，并且在其厚度远小于其在与厚度正交的方向上的尺度(即宽度和长度)的意义上，是平坦的。通常，该厚度将在10μm到1000μm的范围中，而箔的长度和宽度在几毫米直到几厘米的范围中。此外，箔通常是自支撑结构，并在一定程度上是柔性的，使得其例如能够弯曲成期望的三维配置或能够将其盘绕。
b)过滤材料，其对流体的至少一部分可渗透且集成到箔的上述孔中。
向箔的孔中集成过滤材料意味着过滤材料(至少部分)与箔位于同一层中，替代已经被去除的箔材料以提供孔。能够通过不同方式，例如将其粘合到孔的边缘，来实现过滤材料向箔的附着。通常，孔完全被过滤材料填充，这意味着通过孔的任何流体必须要流经过滤材料。在流体渗透过滤材料时，能够发生过滤材料和流体之间的密切交互，通过这种交互能够实现来自流体的目标成分的预期保持。例如，能够由细孔尺寸小于细胞直径的多孔过滤材料来保持像生物细胞的目标成分。
通过向箔的孔中集成过滤材料，实现了能够基本与箔以相同方式被处理的过滤单元。通过像卷到卷式技术的有成本效率的制造流程，这样的过滤单元能够例如被生产和/或被附着于其他部件。
本发明还包括一种用于处理流体的筒，所述筒包括基本刚性的载体和上述种类的过滤单元，其中，载体和过滤单元彼此附着(结合)。
刚性载体为筒提供了机械稳定性。此外，它可以提供额外的功能或部件，像是用于检测过程的检查室。
此外，本发明包括一种制造包括过滤材料的过滤单元，尤其是制造上述种类的过滤单元的方法。该方法包括如下步骤，能够按照所列次序、相反次序或同时执行这些步骤：
-将两个箔彼此结合，使得它们之间嵌入过滤材料。
-在每个箔中在过滤材料的位置处提供至少一个孔。
如果首先进行上述步骤，即，在结合两个箔之前进行，则在结合步骤期间过滤材料应当所处的位置处提供孔。
通过在两个箔之间嵌入过滤材料，实现了一种夹层结构，在所述夹层结构中，所述过滤材料被牢固集成，同时能够通过箔中的孔被触及。此外，这样的流程与像卷到卷式制造技术的有效生产过程兼容。
根据另一独立的方面，本发明涉及一种用于过滤流体的过滤材料，流体例如是生物源的液体，像血液、唾液或尿液。尤其可以将所述过滤材料用于上述种类的过滤单元、筒和/或方法中，但也可以将其用于其他设备和应用中。过滤材料包括以下成分：
-具有细孔的基质材料，要过滤的流体能够(至少部分，即，除了要保持的目标成分之外)流动通过所述细孔。
-填充材料，其被设置于所述基质材料的子部分中的上述基质材料的细孔中。填充材料的化学和/或物理成分通常与基质材料不同，即，在分析子部分时，能够区分两种材料。子部分外部的填充材料的浓度通常为零或至少低于给定阈值。
所述过滤材料具有如下优点：在功能上将整个体积的基质材料分成至少两个部分，即包括填充材料的子部分和其余部分。因为该子部分中平均自由细孔尺寸通常小于其余部分中的(由于额外存在填充材料)和/或因为填充材料的性质，在所述子部分中能够削弱或完全禁止流体通过。这能够用于引导流体通过过滤材料，尤其是保持流体远离不允许或不需要它的区域，例如，因为这些区域用于其他的目的(像是安装)。在应当处理小的样本体积时，例如在应当处理大约5μL(5mm3)或更小体积时，过滤材料的优点是通过阻塞基质材料之内本来可能会填充(损失的)样本的死体积，使样本损失最小化。由于能够阻塞基质材料的整个体积，提出的过滤材料比例如具有线性“挤压线路”的过滤器更可靠和鲁棒，所述具有线性“挤压线路”的过滤器具有被局部渗透的固有风险。此外，在制造过滤材料期间能够已经生成了阻塞的子部分。因此带来了过滤材料的本征性质，并且不需要由在其中使用过滤材料的过滤单元、筒等的额外特征来生产。应当注意，常规过滤材料完全且单独由“基质材料”构成，即，在这种情况下两个术语是同义的。
过滤材料、过滤单元、包括这种过滤单元的筒以及方法是对同一问题的不同解决方案。因此，为这些解决方案之一提供的解释和定义对于其他方案也是有效的。在下文中，将描述本发明的各个优选实施例，它们是这种过滤材料、过滤单元、筒和方法的具体实施例。
过滤单元的箔或箔中的至少一个可以优选包括从包含如下材料的组中选择的材料：聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环多烯烃(COP、COC)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺(PI)、聚苯乙烯和定向聚苯乙烯(PS、OPS)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚酰胺、尼龙(例如浇铸、定向或共挤出，PA，6，11，12，非晶，聚芳基酰胺MXD6)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、液晶聚合物(LCP)和含氟聚合物(尤其是PCTFE)。
将考虑现有应用，即相对于要处理的流体和要保持的目标成分，选择过滤材料和/或基质材料的种类。通常，过滤器/基质材料将是多孔的，其平均孔尺寸在大约0.1μm和大约1000μm之间。适当的过滤器/基质材料包括例如不均匀聚砜膜(例如Port Washington，NY，USA的Pall Corporation的VividTM血浆分离膜；Maidstone，UK的Whatman plc的VF血液分离过滤器)。
如结合制造方法所解释的那样，向箔的孔中集成过滤材料的优选方式是在两个箔之间布置所述过滤材料，出于参考的目的，在下文中将把两个箔称为“顶部箔”和“底部箔”。在这种情况下，将过滤材料的尺寸(面积)优选选择为比一个箔中的一个孔更大，优选比全部两个箔中的全部两个孔都大。然后将过滤材料的边界牢固地保持(夹)在顶部箔和底部箔之间。
在上述实施例的进一步发展中，在第三箔(下文中称为“中间箔”)的孔中布置过滤材料，其中，所述中间箔被包围在顶部箔和底部箔之间。中间箔的厚度优选与过滤材料厚度相同或更小。此外，中间箔中的孔优选足够大以完全容纳过滤材料而没有交叠。如前所述，顶部箔和底部箔中的孔相反，优选小于过滤材料的面积。提供中间箔具有如下优点：能够将过滤材料更好地集成到箔的堆叠中，尤其是不会生成不期望有的死体积。
如果过滤单元包括两个或更多箔的堆叠，则所有这些箔可以在几何结构和材料上相同。在备选实施例中，堆叠中至少有两个箔具有不同的几何结构和/或由不同材料构成。例如，两个箔的厚度、总面积或孔尺寸或形状可以不同。
在具体实施例中，所述过滤材料的周边区或边缘区域在所述中间箔的水平处被安装/夹紧于所述顶部箔和底部箔之间。
这样能够防止样本流体流经这些周边区或边缘区域，这会导致样本量的损失，这对于小体积样本是重要缺点。
可以利用填充材料填充所述边缘区或周边区域的细孔。
过滤单元包括的一个或多个箔在几何结构上可以是均匀厚度的层。在优选实施例中，然而，过滤单元的至少一个箔可以包括一个或多个腔，即与均匀层几何结构相比，没有箔材料的空间。例如，可以通过热压容易地制造箔中的腔。例如，可以在箔的孔的边界附近生成腔，以产生其中能够容纳过滤材料的空间。此外，箔中的腔可以构成通道、室等，流体能够通过它们流动，以用于处理的目的。
在相关实施例中，过滤单元的箔可以任选地包括突起，所述突起界定除均匀层几何结构之外的材料区域。本实施例大体相当于作为具有三维结构的箔的上述的一个实施例，所述具有三维结构的箔偏离简单均匀层几何结构，该箔能够被视为具有(在厚层中的)腔的箔或具有(从薄层的)突起的箔。通常，结构化的箔可以包括腔和突起两者。
过滤单元的过滤材料优选可以在至少一个侧面上具有拱顶形，即在一个方向上分别膨胀出过滤单元或其箔的平面之外。这样的拱顶形常常在处理流体期间是有利的。例如，如果过滤材料向液滴膨胀出，则可以更容易吸收沉积到过滤器上的样本小滴。类似地，可以使用过滤材料的拱顶形保证过滤材料接触到过滤单元或筒的后续部件。这样使得死体积最小化，并确保已经通过过滤材料的流体被毛细力向前推进。应当注意，过滤材料可以仅在一个方向或在两个(相对)方向上具有拱顶形。在后一种情况下，过滤材料在箔孔之内的截面将通常为凸面。
在另一实施例中，可以提供保持元件以在一个给定方向上按压或偏置过滤材料。这种按压的结果是，可以导致上述拱顶形(在一个方向上)。通常，能够使用保持元件的按压以保证过滤材料的特定几何结构和/或保证过滤材料与过滤单元或筒的后续部件之间的接触。
例如，可以由在一个方向按压过滤材料的过滤单元的额外层，尤其是额外的箔，实现上述保持元件。可以例如通过制造过滤单元自身的卷到卷式工艺，容易地生产保持元件的这种实现。
在很多应用中，过滤材料的一侧将保持在过滤单元的期望使用期间能触及。例如可能需要通路以向过滤材料上沉积样本流体。在优选实施例中，过滤材料的在使用期间能触及的一侧被设计成保持在给定最小量和给定最大量之间的量的给定流体，假设流体完全覆盖过滤材料且仅由(分子)附着力保持。对于这一目的而言相关的设计参数是外部箔中孔的尺寸和形状，这决定了能直接触及的过滤材料面积。另一个重要的设计参数是各自过滤器侧面的表面化学性质，尤其是相关联箔和/或过滤材料的化学性质。箔的表面例如可以是疏水性的，以便排斥像血液的含水流体。利用所述设计，能够保证在向能触及的过滤器侧面施加未定义量的血液之后，由过滤材料接纳期望量的血液。如果施加少于最小量的流体，则过滤材料的至少一部分将不会被流体覆盖，能够通过目视检查容易地检测到这种情况。
过滤单元的一个或多个箔可以仅具有过滤材料所处位置处的单个孔。在更精细的设计中，过滤单元的过滤材料可以被具有至少两个孔的箔覆盖，所述至少两个孔提供了通往过滤材料同一元件的通路。尤其可以将具有若干孔的这种箔布置在过滤材料在使用期间保持能触及的一侧。使用多个小孔取代过滤材料上方的单个大孔有助于防止过滤材料和大的物体之间的不期望有的接触，大的物体例如为仪器或用户手指(例如，在直接摄取指尖血液期间)。如果孔足够小，例如直径小于大约5mm，则能够防止直接触摸。
过滤单元可以任选地包括电子部件，尤其是电引线、电极和/或RF ID标签。优选使用例如卷到卷式技术在与箔相同的制造流程中生成这些部件。导电结构例如可以被印刷到过滤单元所包括的箔上。
筒的载体可以任选包括用于支撑过滤单元过滤材料的特定结构。这一支撑可以向过滤材料提供机械稳定性以及载体与过滤材料之间的接触。
通常，载体可以包括适于期望目的的任何材料或结构。在具体实施例中，载体可以至少局部是透明的，以允许对所施加的流体进行光学检查或处理。
筒的载体可以任选包括用于容纳流体的至少一个腔，其中，所述腔优选连接到过滤材料。在后一种情况下，能够通过腔向过滤材料输送流体，或者能够由腔接纳已经通过了过滤材料的流体，以用于进一步的处理步骤。载体中的腔例如可以包括在处理步骤期间用于输送流体的一个或多个(细长)通道或用于容纳流体的一个或多个室。
在上述实施例的进一步发展中，载体的至少一个腔被附着于载体的过滤单元的箔覆盖。于是，能够例如通过注射成型容易地生产载体中的腔(例如通道和/或室)的精细结构，因为腔最初可以在稍后被过滤单元的箔覆盖的一侧被打开。
根据本发明的另一优选实施例，第一(微)流体系统位于过滤材料的第一侧，并且第二(微)流体系统位于过滤材料的相对侧。出于参考的目的，在下文中将将第一流体系统称为“预处理流体系统”，并且将第二流体系统称为“后处理流体系统”。名称指示出，预处理流体系统通常输送原始(未经处理的)流体，而仅过滤后(经处理的)流体到达后处理流体系统。在过滤材料的相对侧上提供预处理流体系统和后处理流体系统具有如下优点：能够分别利用过滤步骤和不利用过滤步骤并行地来处理流体的同一样本。于是，例如能够检查来自单个血样的全血(在预处理流体系统中)以及血浆(在后处理流体系统中)。
根据期望的应用和处理，可以逐个设计上述流体系统。在优选实施例中，预处理流体系统例如可以包括用于流体的，例如用于血滴的入口。这一流体然后将在预处理流体系统中扩展，能够在那里进行特定的研究或处理步骤，并且流体还通过过滤材料到达后处理流体系统，以执行其他处理步骤。
预处理流体系统例如可以包括用于处理未通过过滤材料的流体的处理室。
类似地，后处理流体系统可以包括用于处理已通过过滤材料的流体的处理室。
根据本发明的另一实施例，过滤单元和/或载体包括与过滤材料相邻且在其中能够处理流体的处理室，处理例如是研究是否存在特定目标物质。最优选地，所述已处理流体是已经通过过滤材料的流体。直接与过滤材料相邻布置处理室有助于使所需流体量以及处理它的时间最小化，因为避免了(从过滤材料向处理室)输送流体期间材料和时间的损失。
在下文中，将论述特别涉及在子部分的细孔中设置了填充材料的过滤材料的本发明各优选实施例。
在使用任何过滤材料期间，通常需要这种材料的一部分以用于安装和密封的目的，因此对于过滤而言是损失的。利用本发明的过滤材料，这种部分能够由包括填充材料的子部分构成，以减少或完全阻止流体在死体积中的损失。
本发明还涉及一种用于制造过滤材料的方法，所述方法包括如下步骤：
-提供具有细孔的基质材料，流体能够通过所述细孔流动。这一步骤能够尤其包括根据过滤器制造领域已知的工艺从给定的原材料生产所述基质材料，和/或它可以包括以期望尺寸和形式对预制基质材料成形。
-在基质材料的子部分之内的上述基质材料的细孔中沉积和/或生成填充材料。例如，这可以通过利用独立的填充材料填充所述细孔或通过将原始基质材料(化学和/或物理地)变换成“填充材料”来实现。
填充材料尤其可以排斥要过滤的流体。例如，如果要过滤的流体是像血液的含水液体，则填充材料可以是疏水性的。类似地，如果应当过滤疏水性流体，则可以使用亲水性填充材料。使用排斥性填充材料具有如下优点：即使在有打开细孔的情况下，也能够防止流体进入基质材料的各自子部分中。因此，在基质材料的这个部分中能够留下一些多孔结构，这样允许例如挤压该子部分，以用于安装目的等。
在本发明的优选实施例中，基质材料中包含填充材料的子部分包括至少大约20％，优选至少大约50％，最优选至少大约75％的过滤材料总体积(在其非压紧状态中)。在这种情况下，过滤材料的大部分甚至最大部分由该子部分构成，即这个部分具有并非可以忽略的尺寸。如果仅可获得少量要过滤的流体，则防止这种流体在该子部分中损失因此特别有利。
已经提到过，通常需要过滤材料的一部分以用于安装和/或密封目的。对于本发明的过滤材料，在其中细孔包括填充材料的子部分因此优选至少部分用于或预期用于安装过滤材料。于是，能够提供必要的安装结构而不会生成样本流体被损失于其中的死体积。
基质材料中细孔包含填充材料的子部分可以任选地是或包括过滤材料的周边区，例如盘形过滤材料周边处特定宽度的环。周边区尤其适于以密封方式安装过滤材料。
如何能够将填充材料输送到基质材料的细孔中，有多种不同方式。根据优选实施例，在填充材料处于液态时，将填充材料填充到基质材料的子部分的细孔中。一旦处在细孔中，一开始液体的填充材料可以固化。这种固化例如可能因为填充材料中发生化学反应而发生。填充材料的化学和/或物理固化可以自发发生，或者可以通过施加像热和/或辐射(例如UV辐射)的固化引发物而被引发和/或支持。
通常，在制造流程期间必须要小心仔细，使得填充材料最终仅存在于基质材料的期望子部分中而不会存在于其他区域中。实现这一目的的一种方式是以仅能填充期望子部分而不超过该部分的这种低量来供应填充材料。例如，石蜡状材料的薄层能够被局部施加(例如仅在边缘处)，然后通过(可能局部的)热脉冲被回流，其中，选择填充材料的量，使得其恰好足以使基质材料的边缘局部饱和。没有足够的材料填充期望区域之外的区域。
另一种方式是在要填充的子部分的边界处施加(快速)固化引发物(例如，通过将其施加到这个子部分外部的整个区域)，然后向所述子部分供应填充材料。在这种填充材料到达子部分的边界时，它受到固化引发物的影响，这种影响应当足够强，使得填充材料发生立即固化。这样防止了填充材料进一步扩展到期望子部分外部的区域中。例如，能够在供应填充材料的时刻利用高UV强度照射基质材料的中心区域，其中，使用在UV曝露时瞬间固化的填充材料。如果从基质材料的边缘供应填充材料，且如果凝固足够快，则填充材料将不能到达过滤器的中心部分。它在过滤器被UV照射的中心区域的边缘处固化。
此外，局部施加像UV辐射的固化引发物还允许仅在基质材料的选定区域中固化填充材料并稍后去除未固化的多余填充材料。
根据过滤材料的制造方法的另一实施例，使初始基质材料接触固体填充材料，然后熔化所述填充材料，使得其流入基质材料的子部分的细孔中。接下来，如结合上述实施例所述那样，优选在那里固化它。优选可以通过毛细力驱动熔化的填充材料流入基质材料的细孔中，从而确保发生完全填充。
通常，填充材料可以是适于期望目的且与基质材料及其期望应用兼容的任何化学物质。在优选实施例中，填充材料可以包括胶或石蜡。这些材料能够在处于液态时容易地填充基质材料的细孔，并然后在那里被后续的固化过程固定。
将相对于期望的应用选择基质材料的特征参数，例如其(平均)细孔尺寸。在本发明的优选实施例中，基质材料适于从全血分离血浆。例如，如果基质材料在过滤器中相关位置处的有效最大细孔尺寸小于大约2μm，则可以实现这个目的。
根据本发明的另一实施例，基质材料包括不同(平均)细孔尺寸的至少两个部分。因此，要过滤的流体的不同目标成分将被这两个部分保持。可以优选在具有较小平均细孔尺寸的部分的前方布置具有较大平均孔径的基质材料的部分(沿要过滤流体的流动方向看)。然后将首先保持已过滤流体的大的成分。基质材料中包括填充材料的子部分优选位于具有较小细孔尺寸的部分中，以便防止损失已经预先过滤的样本流体。
要理解的是，术语“过滤单元”、“筒”、“过滤材料”用于识别一般过滤设备或过滤系统的不同元件，过滤材料是过滤设备的核心部分，过滤单元是具有其保持构件的过滤材料，并且筒是结合了过滤单元和过滤材料的整个微流体设备。“过滤单元”、“筒”、“过滤材料”中的每个都定义不同级别的过滤设备，因此能够如此受到保护。过滤系统还可以包括被布置成接收筒以用于分析样本的分析器。
附图说明
本发明的这些和其他方面将从下文描述的实施例变得显而易见并参考下文描述的实施例加以阐述。
在附图中：
图1示出了通过根据本发明的第一过滤单元的示意性截面；
图2示出了图1的过滤单元的分解透视图；
图3示出了图1的过滤单元的顶视图(上方的图)和构成所述过滤单元的箔的顶视图(底部三个图)；
图4示出了在将过滤单元附着到载体之前通过包括图1的过滤单元的筒的截面；
图5示出了通过具有第二过滤单元的筒的截面，第二过滤单元包括不同厚度的箔；
图6示出了通过包括第三过滤单元的筒的截面，第三过滤单元具有额外的顶部箔以用于保持过滤材料；
图7示出了图6的筒的额外顶部箔的四个实施例的底侧的视图，所述实施例分别包括：具有径向槽的孔、包括三个连接的小圆形开口的孔以及包括三个不连接的小圆形开口的孔；
图8示出了通过包括第四过滤单元的筒的截面，第四过滤单元具有更大以覆盖相关联载体的底部箔和具有若干开口的额外的顶部箔；
图9示出了在将过滤单元附着到载体之前通过包括第五过滤单元的筒的截面，其中，过滤单元的底部箔覆盖载体的开放腔；
图10示出了通过包括第六过滤单元的筒的截面，第六过滤单元具有后处理流体系统；
图11示出了包括第七过滤单元和相关联载体的筒的顶视图，其中，过滤单元具有预处理流体系统和后处理流体系统；
图12示出了通过图11的筒的截面；
图13示出了包括具有预处理流体系统的第八过滤单元的筒的顶视图，其中，处理室与过滤材料相邻；
图14示出了通过图13的筒的截面；
图15示出了类似于图11和12的筒的顶视图，但具有分成三个并行分支的预处理流体系统；
图16示出了类似于图13和14的筒的顶视图，但具有分成三个并行分支的预处理流体系统；
图17示出了通过包括第十一过滤单元的筒的截面，第十一过滤单元允许在视觉控制下施加样本液体，其示出了施加最大量流体的情况；
图18示出了在施加最小量流体时图17的筒；
图19示出了通过第十二过滤单元的截面，第十二过滤单元包括具有填充了填充材料的子部分的过滤材料；
图20针对两个不同直径示出了图19的过滤材料的顶视图；
图21示出了通过第十三过滤单元的截面，第十三过滤单元包括过滤材料和填充了填充材料的子部分，过滤材料具有不同细孔尺寸的两个部分。
类似的附图标记或相差100的整数倍的附图标记在各幅图中指示相同或类似部件。
具体实施方式
已知生物传感器用于检测体液中特定目标分子，体液像是唾液、尿液并且尤其是血液。例如，从US2010/0310423A1获知的生物传感器平台(也称为Philips“Magnotech”平台)使用了多腔室的一次性筒。使用独立的检测室，以使用基于磁性颗粒的免疫测定技术和光学检测方法(例如受抑全内反射(FTIR)或单珠检测)对不同的目标蛋白质进行选择性检测。
为了降低上述生物传感器的成本，期望有一种一次性筒的更有成本效益的设计。优选地，新设计应当允许基于卷到卷式制造技术(例如热压纹箔、层压等)的生产。于是，能够实现在简单子单元中容易地组合多个功能(毛细管流体输送、RF-ID、过滤器安装、电化学等)，其仍然能够与注射塑模的筒部分组合(如有必要，例如，为了灵敏光学检测和/或隐失场激励)。另一个目的是允许从有限体积的血样(手指刺血)开始在血液和血浆中都检测目标分子。此外，期望小样本体积的最优利用。根据一个方面，所提出的方法建议只要可能就切换到卷到卷式处理。这种方法的优点是，在卷到卷式工艺(例如RF标签)中已经做出了一些功能，其实现了平滑的集成。
因此，本发明的重要方面是安装于箔中的过滤器，从而能够使用低成本的卷到卷式(R2R)生产技术。能够利用基于其他箔的功能(例如，筛网印刷电极、RF-ID标签、毛细管道、热压纹结构)补充这个子单元。可以将基于箔的子单元与注射成型的部分组合(如果需要的话)以形成一次性筒。注射成型的部分包含R2R技术中不能实现的关键性功能。
在下文中，将描述一起形成用于例如Magnotech平台的筒的卷到卷式子单元(“过滤单元”)与注射成型的部分(“载体”)的组合的多个范例。所有范例都包括使用层压技术安装的血液分离过滤器。对于一些应用而言，也能够由基于箔的部分替代注射成型的部分，从而实现完全基于箔的筒。
图1示出了根据本发明的第一实施例的过滤单元100(不按比例)。这幅图中示出的同等设备类似地适用于图4、5、8、9、10、12、14、17、18、19和21(即适用于未示出其他同等设备的所有附图)。图2和3分别示出了过滤单元100的分解视图和顶视图。
过滤单元100包括过滤材料101，过滤材料101是多孔的并因此对于像血液样本那样的流体是(部分)可渗透的。从图2能够看出，将过滤材料101提供为大致的圆盘。将这一过滤材料101的盘嵌合到“中间箔”104/FI的相关联孔A'中。
此外，过滤单元100包括顶部箔102/FT和底部箔103/FB，其中，术语“顶部”和“底部”是指这些箔在图中的位置。顶部箔102和底部箔103具有小于过滤材料101的盘的洞或孔，并且它们被层压到上述中间箔104的相对侧。因此，顶部箔102和底部箔103包围中间箔104和过滤材料101。从图1能够看出，过滤材料101比中间箔104更厚。因此它在顶部箔和底部箔的孔A之内被挤压并膨胀出(在正负z方向上)。
应当注意，在所有附图中，分别为充当“顶部箔”、“底部箔”或“中间箔”的箔额外标记了附图标记FT、FB和FI，以突出其唯一的作用。
利用像图1-3那样的过滤单元执行试验血液分离测试，过滤单元包括箔之间层压的测试过滤材料(Pall Vivid血浆分离膜GX等级；直径10mm)。仔细选择所用的样本体积(大约40μL)，使其大到不会引起边缘渗漏。不过，未观察到渗漏(即，被包围在顶部箔和底部箔之间的过滤材料的外界缘保持基本干燥)。在过滤材料的出口侧观察到澄清的血浆。
尽管图1-3的过滤单元100包括三个箔，但显然在仅仅两个箔或层之间层压过滤材料也是可能的。在这种情况下，箔之一或两者将优选具有用于过滤材料的孔的周围的压纹结构。
图4示出了包括图1-3的过滤单元100和载体150的筒190，其中，示出了恰好在要使用层压技术将它们彼此附着之前的这两个部件。
载体150包括主体151、一个或多个处理/检测室155和通道154，主体151例如由透明塑料通过注射成型制造并包括过滤器支撑物153，通道154将所述支撑物连接到(一个或多个)所述室。此外，载体150包括层压152，层压152覆盖并闭合处理室155和相关联的通道154。
在孔A的几何结构以及顶部箔102和底部箔103的厚度相同的意义上，过滤单元100的实施例是对称的。在实践中，有利的是选择不对称的结构(不同的孔直径、不同的箔厚等)。图5示出了具有过滤单元200的示范性筒290，过滤单元200具有不对称设计：底部箔203/FB比顶部箔202/FT(和中间箔204/FI)更厚。能够通过执行层压的顺序或通过过滤材料自身的不对称性质，有意地引入不对称性。不对称的情况一般会导致过滤材料向上或向下拱起。能够使用这种拱起增强过滤材料和过滤器支撑之间通常需要的良好接触。尤其是在血液分离过滤器与非常有限的样本体积组合的情况下，有利的是将过滤器和过滤器支撑物之间的死体积严格降低到最小。
附着于过滤单元200的载体250产生与过滤材料201的出口侧紧密相邻的处理室255。因此，从过滤器向处理室输送时不会损失流体。载体250例如可以是刚性部件(例如，注射成型的塑料部分)或额外的箔。
图6和7示出了另一种方法，以保证过滤单元300的过滤材料301和载体350上的过滤器支撑物之间良好的物理接触。在这里，增加额外的顶层或顶部箔305作为“保持元件”，其具有将过滤材料301朝向过滤器支撑物向下按压的功能。
图7中示出了能够用于保证过滤器和过滤器支撑物之间良好物理接触的额外顶部箔305中孔A的设计的四种示范性选择。在上面两幅图中，额外顶部箔305中的孔A被径向槽或切口围绕，这允许向下弯曲孔的环形边界(应当注意，附图颠倒地示出了额外的顶部箔)。
在从图7顶部数第三幅图中，单个孔A包括由中心洞连接的三个分开的小圆形开口或洞。这样获得三个叉指，能够使三个叉指变形以将过滤材料按压到在过滤器的中心的过滤器支撑物上。
在图7最下方的图中，整个孔A包括三个独立的(不连接)圆洞。因此，额外的顶部箔自身是平坦的，但在按压向过滤器支撑物时防止拱起的过滤器采取错误方向上的拱起形状。此外，这种额外的顶部箔还有助于防止过滤材料的触摸。大约0.3mm的箔厚与3mm直径的孔组合相当充分地保护过滤器不被手指触摸。
图8示出了过滤单元400的第四实施例，其中，底部箔403/FB比其上方的顶部箔402/FT和中间箔404/FI具有更大面积。这种大的底部箔403在将其附着于载体450时能够用于闭合开放腔(未示出)。此外，过滤单元400包括额外的顶部箔405，额外的顶部箔405具有过滤材料401上方的若干孔A1、A2，以防止触摸过滤材料并防止其向下弯曲。
图9中所示的过滤单元500类似于图8，但具有在相关联载体550的整个区域上方延伸的所有四个箔502/FT、503/FB、504/FI以及505。能够看出，底部箔503采纳将通道闭合的标准压层和注射成型的载体550的检测室的功能。因此，在此在单个基于箔的子单元中组合两个功能。载体550在右侧仍然包含血浆排出通道554和检测室555。将过滤单元500和注射成型的载体550彼此附着以构成最终的筒590。
图10示出了包括过滤单元600和载体650的筒690的另一实施例。在这里，过滤单元600包括以下部件(从上到下)：
-额外的顶层605，其用于向下保持过滤材料；
-具有孔的顶部箔602/FT；
-具有孔的中间箔604/FI，所述孔包含过滤材料601，例如血液分离过滤器；
-具有孔的底部箔603/FB；
-额外的底部箔606。
额外的底部箔606包括血浆排出通道654和处理室655(实现为箔中孔或洞)。排出通道654桥接过滤器位置和处理室655之间的距离。过滤器支撑物结构和血浆排出通道654可以压制于额外的底部箔606(和/或底部箔603)中。
注射成型的载体650充当光学检测部分，其尺寸减小到检测区。减小的尺寸允许更快且更有成本效率的制造。通过这种方式减少了载体650注射成型使用的高等级光学材料。
图11和12示出了包括过滤单元700第七实施例和相关联载体750的筒790的顶视图和截面，其中，过滤单元具有预处理流体系统和后处理流体系统。过滤单元700包括被布置于中间箔704中并被层压于顶部箔702和底部箔703之间的(血液)过滤材料701。
此外，在顶部箔702上提供额外的顶部箔705。额外的顶部箔705包括具有血液沉积洞710的“预处理流体系统”以及将这个洞710连接到血液分离过滤器701的集成血液供应通道711。血液供应通道711还用于为特定检测室712填充血液(由图11中的矩形结构示意性表示)。
此外，提供额外的底层706，其包括具有血浆排出通道754和血浆检测室755的“后处理流体系统”。通道754向右侧的检测室755供应血浆。这个部分类似于图10。
本实施例的主要目的是使用具有有限的总样本体积的单一(手指刺血)血样进行血液和血浆两者中的测量。这种结构的另一个优点在于，使过滤材料701更接近血浆检测区域755，从而减小了所需的血浆体积。这是因为样本沉积区域710和检测区域755之间的距离无须由填充有测试中未用的血浆的长的血浆通道桥接。
筒790的应用的范例是将一个或若干血液检测室712(或通道711自身)用于电化学，而将后处理流体系统中的血浆用于检测蛋白质。为了实现电化学检测流程，能够例如在层压过程中使用的箔(例如705、702)之一上实现筛网印刷电极，像在微量电化学中使用它们那样。
血液分离过滤器的预处理中使用的部件可能与血液中的电化学测量不兼容。应对这种干扰的一种方式是以流体方式针对血液和血浆分离过滤材料701和检测室712、755。
应当注意，提供由流体处理元件耦合的预处理流体系统和后处理流体系统是本发明的独立方面。
在本范例中，也能够将用于光学检测的注射成型的载体750的尺寸减小到最小，因为大部分功能被转移到过滤单元700的层压结构。
图13和14示出了筒890，这是图11和12的筒的修改。再次有层压的过滤材料801和预处理流体系统的组合，预处理流体系统包括血液沉积洞810与过滤材料之间的集成血液供应通道811。
所不同的部件涉及过滤材料801后方的后处理流体系统。具体而言，处理室855形成于载体850中，载体850附着于底部箔803中的孔处。因此，具有用于血浆的检测区域的处理室855在血液分离过滤材料801正下方。
筒890的一个目的是允许在血液和血浆中都检测目标分子和/或电化学性质。此外，所提出的结构使过滤材料801更接近血浆检测区域855，以减少所需的血浆体积。样本沉积区域810和检测区域855之间的距离无须由填充有测试中未用的血浆的血浆通道桥接。相反，实现了所生成血浆的最优使用，并将所需的样本体积减到最小。另一个重要的优点是减少了样本沉积与血浆到达检测区中之间的时间。一旦过滤器被血液润湿，第一血浆几乎立刻到达过滤器的底侧。此外，能够在卷到卷式技术中制造筒890的相当大部分，这意味着总成本的减低。
应当注意，与流体处理元件(例如过滤材料801)紧邻布置处理室(例如855)是本发明的独立方面。
原理上，还能够在若干分离过滤器上分布要过滤的流体(例如血液)。例如，如果在用于一项测试的血液分离过滤器中存在的化学预处理部件与在另一测试的过滤器或检测区域中使用的部件不兼容，这能够是有用的。
图15示出了筒990的顶视图，筒990是上述原理向图11和12的筒的应用。筒990包括具有入口910(血液沉积位置)的预处理流体系统和分成三个分支的相关联通道911。能够将一个或多个检测室912(用于血液)耦合到分支点之前的通道911，并且能够将一个或多个检测室913(用于血液)耦合到分支点之后的通道911的分支。
通道911的每个分支通往具有(不同)过滤材料901的另一过滤器(子)单元。此外，在每个过滤材料901之后提供具有通道954和检测室955(用于血浆)的独立后处理流体系统。如针对这些通道954之一示范性所示，分支也能够发生在这些通道中。
图16示出了筒1090的顶视图，筒1090是上述原理向图13和14的筒的应用。筒1090包括具有入口1010(血液沉积位置)的预处理流体系统和分成三个分支的相关联通道1011。能够将一个或多个检测室1012(用于血液)耦合到分支点之前的通道1011，并且能够将一个或多个检测室1013(用于血液)耦合到分支点之后的通道1011的分支。筒1090允许在若干不同的血液分离过滤器上分布血液。例如，如果在用于一项测试的血液分离过滤器中存在的化学预处理部件与在另一测试的过滤器或检测区域中使用的部件不兼容，这能够是有用的。在图16中由矩形表示过滤材料1001正下方的用于血浆的检测区域1055a、1055b、1055c。检测例如可以包括检测目标分子和/或电化学性质。
图11-16的筒790、890、990和1090的关键特征是在源自同一血样的血液和血浆中同时检测。筒的设计简单且廉价，因为使用层压技术组合了若干项功能(毛细管流体输送、过滤器安装、血液和血浆分离、同时在血液和血浆中检测)。这样允许基于卷到卷有成本效率地生产一次性筒。
图13、14和16的筒990和1190的额外关键特征是具有在血液分离过滤器正下方的用于血浆的检测区域的生物传感器筒。
为了测试流程的可靠进展，在最小值和最大值之间沉积指定样本体积常常是重要的。然而在实践中，在不使用样本体积测量设备的样本沉积情况下，常常对生物传感器筒上是否沉积了正确量的样本是不确定的。一个重要的范例是从手指(在手指刺血之后)在筒上直接沉积血液。在这种情况下，仅视觉控制是可能的。
作为上述问题的解决方案，可以在具有一个或若干样本沉积洞的过滤材料的顶部上(或更一般地，样本沉积板或结构的顶部上)添加额外的顶层。通过适当选择例如额外顶层的厚度和(一个或多个)样本沉积洞的直径，能够突出最小和最大沉积样本体积之间的视觉外观差异。这样允许对沉积的样本体积进行视觉控制，即使对于来自手指刺血之后的手指的直接血液沉积的这种困难状况。
图17和18示出了上述方法，其示出了通过过滤单元1100的截面，过滤单元1100包括过滤材料1101，过滤材料1101使用层压技术被安装，使其被顶部箔1102/FT和底部箔1103/FB包围。提供额外的顶层1105以突出在已经添加样本B的最大体积(例如30μL；图17)时的情况与在已经添加最小样本体积(例如20μL；图18)时的情况之间的差异。选择额外顶层1105的厚度以及其沉积洞H的直径，使得在血液分离之后能够容易地通过视觉判断最大样本体积和最小样本体积中的差异。这样允许对沉积的样本体积进行视觉控制，即使对于来自手指的直接血液沉积的这种困难状况。
具体而言，额外顶层1105中的凹陷H应当大到足以容纳总的样本体积范围。通过使洞直径小于过滤材料1101的直径，能够放大极端情况之间的视觉差异。图17中的虚线指示样本B的最小体积和最大体积之间的体积差异。如果分子附着力不能保持更多样本流体，则实现了最大体积。
因此从样本沉积洞中至少存在凹液面能够判断是否已经沉积了足够多血液。对于最大血液沉积的情况，形成了强烈凸液面。总的过滤区域应当利用血液被润湿，尽管中心中的层可以是薄的。如果添加比最小样本体积更小的体积，(例如白色)过滤材料清晰地变成通过过滤器中心中的样本血液层可见。
额外的顶层1105最好能够是疏水性的，以突出这种效果。能够基于过滤器的中心区域的颜色和/或血液弯液面的形状进行视觉评估。通过在倾斜角下观察，可以最佳地看到弯液面的形状。在样本沉积充分情况下发生的血液凸液面甚至对驱动血液分离的毛细力有贡献。
如果需要的话，能够利用同一过滤材料上方的超过一个沉积洞来减小能够通过视觉判断的总样本体积范围。
尽管已经针对手指刺血的血液沉积在血液分离过滤器上的状况描述了上述实施例，但显然对于没有血液分离过滤器的其他系统类似问题也发挥同样作用(例如直接检测血液中的生物标志物)。其中，将由另一种类型的样本沉积板或结构替代血液分离过滤器。
在滤波器顶部有覆盖层的额外优点是针对无意的触摸保护过滤器。此外，覆盖层还能够用于改善和保证过滤器和过滤器下方的过滤器支撑物之间的物理接触。
反复提到的是，本发明尤其涉及极小过滤器和最小样本体积(例如血液)的状况。图19-21中示出了对这一问题的另一种独立方法。这种方法包括对过滤材料的修改，其中，能够在当前的任何应用中应用修改的过滤材料。不失一般性，在下文中将参考将其集成到上述种类的过滤单元中来解释过滤材料(即能够使用修改的过滤材料作为以上实施例中任何实施例中的过滤材料101-1101)。
图19示意性示出了通过过滤单元1200的截面，过滤单元1200例如可以用于从全血分离血浆。该过滤单元包括在中间箔1204/FI的水平处嵌入于顶部箔1202/FT和底部箔1203/FB之间的过滤材料1201。过滤材料1201包括具有细孔的“基质材料”1201a作为主要成分，要被过滤的流体能够通过细孔。
为了允许分析最小的血样体积，应当将用于安装的区域对血浆的摄取最小化，因为这种血浆会损失，而不能用于期望的检测目的。因此提出防止要过滤的流体使过滤材料的这种部分饱和。
在图19的实施例中，过滤材料1201的周边区或边缘区域用于安装/夹紧，并因此应当保持没有样本流体。因此提出处理过滤材料的这个子部分，使得细孔被阻塞和/或去除将血浆驱动到这个区域的毛细力。这能够通过如下方式实现：利用流体或固体填充材料1201b局部填充在这一区域中的基质材料1201a的细孔，和/或通过向基质材料的细孔施加或生成疏水性填充材料1201b从而使该区域非常疏水。
有若干方式实现这个目的，例如：
-利用最少量的胶/石蜡作为填充材料使边缘区域饱和，接着进行固化(热固化或利用UV辐射)。
-利用最少量的疏水化流体(作为填充材料——使边缘区域饱和，可能接着进行固化(热固化或利用UV辐射)。适当的疏水化流体例如包括：硅氧烷(例如十八烷基三氯硅烷)；含油材料；(矿物)油；Zonyl8857A(DuPont，USA)；DURALON UltraTec(COTEC GmbH，Karlstein，德国)；AF1600，AF2400含氟聚合物(DuPont)；EGC-1700(3M，USA)；ECTFE(Solvay Solexis)；ETFE(DuPont)；或FEP(DuPont)(其中，必须要结合这些化学制品的化验干扰做出选择)。
-令过滤器边缘与薄的蜡层(作为填充材料)接触并通过局部加热或通过激光引发的回流施加局部回流。
在应当利用过滤单元1200过滤全血时，过滤材料的层压导致边缘夹紧，并因此导致减小的细孔尺寸，这已经阻止了红血细胞进入边缘区域。令人遗憾的是，对于血浆这不是自动真实的。尤其是最细的细孔因此首先被填充/处理。在这种情况下，对于像回流这样的方法，向基质材料中输送填充材料的毛细力在正确的方向上工作，尤其是如果像回流这样的方法能够在层压流程之后或同时被应用。
图20示出了不同尺寸的两种过滤材料1201和1201'的顶视图，其相关子部分是环形边缘区域，所述环形边缘区域分别包括填充材料1201b和1201b'。能够看出，(恒定)直径为d的边缘区域随着过滤器直径的减小(这是血浆的可能损失因素)而变得越来越重要。如果目的是将血样体积减小到绝对最小值，有吸引力的做法是减小过滤器尺寸并将检测区定位于过滤器正下方。此外，该图表明，对尤其是在底部(滤液)侧上的过滤器的边缘进行预处理也是非常有吸引力的，这使得血浆不能进入边缘区。
图21示出了通过另一修改的过滤单元1300的截面(其中，由方框箭头指示期望的流向)。与图19实施例的差异在于，过滤材料1301现在包括基质材料的两个不同部分，即具有较大平均孔径的顶部1301c和具有较小平均孔径的底部1301a。在这种情况下，优选将填充材料1301b施加于具有较小平均孔径的部分1301a。这主要是因为这个部分将包含宝贵的血浆。
如上所述，可以利用防止血浆损失的胶或石蜡使基质材料1301a的边缘部分饱和。能够在这个区域中施加微量的石蜡或胶，刚好足以填充外缘中的微小细孔。材料能够被局部施加，并能够利用局部加热或UV输入(即使用激光)被回流或固化。
应当注意，仅应当将不影响最终化验的试剂用作填充材料。此外，重要的是保持过滤器的中央区不变，以便维持正常的血液分离功能。
以上过滤材料实现了一次性筒，例如用于血液传感器系统，其中，血液分离过滤器的夹紧边缘区域中的微小细孔被另一种、优选固体和/或疏水的材料(例如胶或石蜡)填充。这样防止了血浆的损失，并因此增大了血浆产量。对于微小过滤器和样本体积而言这是尤其有用的，其中，用于安装的过滤器边缘区域相当于或大于用于血浆生成的中心区域。填充材料能够局部被施加，并能够利用局部加热或UV输入(即使激光)被回流或固化。能够通过层压技术安装血液分离过滤器。或者，能够首先将血液分离过滤器置于基部上，之后利用箔密封整个筒，由此固定过滤器。
上文参考附图描述的实施例的特征能够通过各种方式进行组合和/或修改。
例如，假设筒的填充基于自主、毛细驱动的流体流动。然而也能够通过在入口侧上施加过压力，在筒的出口侧施加欠压力，或通过由筒操作机械刺激流体流动(即由用户或分析器生成的蠕动流动)来刺激流体流动。
另一种可能的修改包括样本的沉积。在以上范例中，已经描述了由筒前侧入口和由(顶部)箔中相关联的通道进行的毛细管拾取。或者，样本的毛细管拾取能够发生于侧面(像在葡萄糖条中那样)。例如，过滤材料在过滤单元的侧面，例如在顶部箔和底部箔之间是能触及的，从而允许通过这一侧向其施加样本。
此外，上文给出的范例大多是相对于(生物或非生物来源的)血样和血液分离过滤器解释的。然而要清楚的是，本发明的范围也包括其他样本和过滤器。因此，一般能够使用所述设备和流程来处理(例如过滤)“原始流体”，其中，然后可以在同一设备中进一步处理“经处理的流体”。
使用(部分)基于箔的筒的优点将随着在箔上变得可用的技术(例如，导电图形、RF-ID、用于电化学的筛网印刷电极、高级热压图案等)的数量的增加而稳定增长。
应当注意，能够将任何图示实施例的过滤材料前方的部分与本发明任何其他图示实施例的过滤材料后方的部分组合。类似地，能够将任何描述的过滤单元100、200、…、1300与任何描述的载体150、250、…、1150组合。
尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域的技术人员在实践请求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且量词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载特定措施并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于过滤流体的过滤单元，包括：
a)至少一个箔(FT、FB、FI)，其对所述流体不可渗透且包括至少一个孔(A、A')；
b)过滤材料，其对所述流体的至少一部分可渗透，所述过滤材料被集成到所述箔(FT、FB、FI)的所述孔中，
其中，所述过滤材料包括用于安装所述过滤材料的子部分，并且
其中，在所述子部分中的细孔包括填充材料以防止所述子部分中的流体损失。
2.一种包括刚性载体和根据权利要求1所述的过滤单元的筒，其中，所述刚性载体和所述过滤单元是彼此附着的。
3.一种利用过滤材料来制造过滤单元的方法，所述方法包括如下步骤：
-将两个箔(FT、FB)彼此附着，使得所述两个箔包围在它们之间的所述过滤材料；
-在每个箔(FT、FB)中在所述过滤材料的位置处提供至少一个孔(A)；
-在所述过滤材料中提供用于安装所述过滤材料的子部分；以及
-在所述子部分的细孔中设置填充材料以防止所述子部分中的流体损失。
4.一种用于根据权利要求1所述的过滤单元(1200、1300)的过滤材料(1201、1201'、1301)，包括：
-具有细孔的基质材料(1201a、1201a'、1301a、1301c)，所述流体能够通过所述细孔；
-填充材料(1201b、1201b'、1301b)，其被设置于所述基质材料(1201a、1201a'、1301a)的子部分中的所述细孔中。
5.根据权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述至少一个箔(FT、FB、FI)包括顶部箔(FT)、底部箔(FB)和嵌入顶部箔(FT)和底部箔(FB)之间的中间箔(FI)，并且所述过滤材料被布置于所述中间箔(FI)的所述孔(A')中。
6.根据权利要求5所述的过滤单元(400)，其中，所述过滤材料(1201)的周边区或边缘区域在所述中间箔(FI)的水平处被安装/夹紧于所述顶部箔(FT)和所述底部箔(FB)之间，并且其中，所述边缘区域或周边区的细孔填充有所述填充材料(1201b、1201b'、1301b)。
7.根据权利要求1所述的过滤单元(600、700、800)，其特征在于，所述过滤单元的至少一个箔(606、702、705、706、802、805)包括至少一个腔(654、655、711、754、755、811)。
8.根据权利要求1所述的过滤单元，其中，所述过滤材料具有拱顶形。
9.根据权利要求1所述的过滤单元，包括保持元件，所述保持元件用于沿一个方向压住所述过滤材料，所述保持元件是额外的箔。
10.根据权利要求1所述的过滤单元(1100)，其中，所述过滤材料(1101)在使用期间能触及的一侧被设计成保持给定最小量和最大量之间的量的样本(B)，此时所述量覆盖整个过滤材料(1101)且仅由附着力保持。
11.根据权利要求1所述的过滤单元(400)，其中，所述过滤材料(401)被具有至少两个孔(A1、A2)的箔(405)覆盖，所述至少两个孔提供到所述过滤材料(401)的通路。
12.根据权利要求2所述的筒(190、590、890、1090)，其中，所述载体(150、550、850、1150)包括用于容纳流体的至少一个腔(153、154、155、553、554、555、855)，所述腔连接到所述过滤材料(101、601、801、1101)。
13.根据权利要求12所述的筒(590)，其特征在于，所述载体(550)的至少一个腔(553、554、555)被相关联的过滤单元(500)的箔(503)覆盖。
14.根据权利要求2所述的筒(790、890、990、1090)，其中，预处理流体系统位于所述过滤材料(701、801、901、1001)的第一侧上，并且后处理流体系统位于所述过滤材料的相对侧上，并且其中，所述预处理流体系统包括入口(710、810、910、1010)和/或处理室(712、812、912、913、1012、1013)，其中，在所述入口处能够引入流体，所述处理室用于处理未通过所述过滤材料(701、801、901、1001)的流体。
15.根据权利要求2所述的筒(290、890、1090)，包括处理室(255、855、1055a、1055b、1055c)，所述处理室与所述过滤材料(201、801、1001)相邻，并且在所述处理室中能够处理流体。
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