CN104470635A - 样品制备装置 - Google Patents

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Abstract

一种优选用于无菌测试的样品制备装置包括歧管(21)，其包括用于过滤单元(1)的一个或更多个容置部(22)，优选介质容器/小瓶的一个或更多个附加容置部，以及至少一个入口端口(24)和/或至少一个出口端口(25)。(多个)容置部分别设有一个或更多个连接器，其用于在过滤单元和介质容器/小瓶插入到相应的容置部中时建立与过滤单元和介质容器/小瓶的匹配端口的流体连接。连接器经由限定在歧管中的通道与(多个)入口端口和(多个)出口端口流体连通，以允许穿过歧管的期望的流体传递。过滤单元(1)包括限定膜片支承件的底座部分、用于与底座部分一起限定膜片室且将膜片室与环境密封的可除去的盖，以及在膜片设在膜片支承件上时能够分别从过滤单元的外侧接近且在膜片上游和下游的位置处与膜片室连通的至少一个入口端口和至少一个出口端口。(多个)入口端口和(多个)出口端口分别设有密封机构，其形成为以便在与外部容置部上的匹配连接器，优选样品制备装置的歧管的连接器连接时开启，并且以便能够在断开时自动地再密封。

Description

样品制备装置
技术领域
本发明涉及一种用于样品制备装置的过滤单元和样品制备装置，两者优选用于无菌或生物负载测试。
背景技术
US-A-4036698中描述了一种用于溶液如抗生素溶液的无菌测试以确定微生物的存在的以前的方法及设备。设备包括形成为透明材料的圆筒的罐，其设有在一端处的两个端口，并且均设有可除去的密封帽。端口中的一个包括由支承部件支承的疏水微孔过滤器。也设有可除去的密封帽的第三端口位于其中的底座部件闭合罐的相对端。在使用该设备的无菌测试的方法中，待测试的溶液流过具有微孔膜片过滤器的圆筒，该微孔膜片过滤器从溶液滤出微生物，并且将它们集中在微孔过滤器上。此后，圆筒以无菌溶液清洗，随后以适合的生长培养介质来填充圆筒，其中在该步骤期间，过滤器经由排出口排出，该排出口具有疏水过滤器以防止细菌进入。在待测试的原溶液中的微生物的存在通过在适合的温度下的适合培育时段之后目视观察生长溶液的浑浊度来确定。在将测试一种以上的微生物的情况下，测试溶液的等分部分流入相同的塑料圆筒中。圆筒旨在为一次性的，其足够经济地构建成在每次测试之后丢弃。
该设备和相关联的方法具有的缺点在于，系统的设置相对复杂，因为其需要经由多个管路节段的许多构件(容器、泵、阀等)的外部单独连接。此外，由于各种手动设置步骤，故处理错误的风险高，并且手动工作的部分和因此劳动力成本相当大。如果系统的所有元件都必须在使用之后弃置，则废物的体积和质量高，这在生态和经济考虑下日益成问题。该系统不可自动化，并且呈罐形式的设备庞大并且手持不现实，尤其是在培育和随后识别期间。
以上方面中的一些的另外的解决方案是本领域中已知的，并且这些系统都未实现令人满意的水平的效率和自动化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于样品制备装置的进一步改进的过滤单元和优选用于无菌或生物负载测试的样品制备装置。
因此，本发明提供了一种优选用于无菌测试的如权利要求1中限定的过滤单元、如权利要求10中限定的样品制备装置，以及如权利要求17中限定的样品制备系统。过滤单元和样品制备装置的优选实施例在从属权利要求中限定。
本发明具体提供了一种用于样品制备装置的过滤单元，其包括限定膜片支承件的底座部分、用于与底座部分一起限定膜片室且将膜片室与环境密封的可除去的盖，以及在膜片设在膜片支承件上时能够分别从过滤单元的外侧接近且在膜片上游和下游的位置处与膜片室连通的至少一个入口端口和至少一个出口端口。膜片在分送单元时可为过滤单元的一部分，或可随后添加。(多个)入口端口和(多个)出口端口分别设有密封机构，其形成为以便在与外部容置部上的匹配连接器连接时开启，并且以便能够在断开时自动地再密封。
密封机构设在入口端口和出口端口处便于过滤单元的处理，因为一旦单元从其容置部除去，则端口自动地闭合。此外，这使在样品制备系统中提供一定数量的单独的外部夹具、阀和密封盖为多余的，因为这些功能大部分已经集成在过滤单元中。此外，过滤器中样品污染并且因此假阳性检测结果的风险显著地降低，因为密封机构已经在单元断开时自动地将内部容积与大气闭合和密封，并且因此避免了外部污染的风险。
密封机构的优选实施例呈具有预先形成的开口的隔膜的形式，其适于由过滤器单元将插入和收纳到其中的容置部的一侧上的针状连接器刺穿，并且在连接器被取回时由于材料的回弹性而自动地密封开口。膜片支承件包括排放通道布置，优选呈螺旋或迷宫或曲径的形式，或腔上的多孔支承件，优选烧结支承件，其中端口中的至少一个与排放通道布置或腔的容积连通。这些结构提供了一致的生长概率，因为通过端口供应的营养物能够接近整个或至少相当大的膜片表面，以使整个排放表面可充满培养介质，而没有气泡存在，并且它们由于在其整个表面区域上的膜片的均匀和直接的支承而避免或至少显著地限制了操作期间的膜片变形，以及局部应力和因此潜在损坏。在提供与多孔支承件组合的腔的情况下适于保持在膜片下方的增大量的介质在过滤单元的培育期间减小了脱水的潜在效果，并且通过支承件的多孔性而允许连续细菌给送。具有腔上的多孔支承件的过滤单元优选包括在多孔支承件下方与腔连通的入口端口和出口端口，其中当过滤单元处于其中多孔支承件处于大致水平定向的直立姿势时，至腔的出口端口的开口定位成接近多孔支承件，并且在至腔的入口端口的开口竖直上方。这确保了可避免捕集在膜片下方的任何气泡。
作为优选，盖对于检测器件至少部分地，优选完全透明，以允许通过盖的膜片支承件上的膜片的光学和/或物理检查。因此，可见的细菌生长检测(即，菌落计算)可在膜片的表面处直接且快速地执行(通过人眼或光学系统和图像/图案检测)，而无需开启过滤装置和破坏无菌。同时，开启盖的可能性允许容易接近膜片用于进一步识别。
在优选实施例中，底座部分包括又一个腔或通道，其布置成使得其可有选择地与膜片室连通，优选通过将盖与底座部分部分地断开，同时膜片室保持与环境密封。该又一个腔因此可包含附加的物质，其应当通过完全开启过滤单元并且使膜片暴露于大气来有选择地与膜片室中的大气连通，而不破坏无菌，即，其中，特定环境条件应当产生用于过滤器上的微生物生长。该实施例对于需要厌氧环境的微生物特别有用，并且在该情况下，又一个腔由气体可渗透的膜片密封，以仅允许气体交换，并且/或者预先填充有厌氧发生器粉末。在样品制备步骤期间，又一个腔和将其闭合的气体可渗透的膜片由盖完全闭合，并且与膜片室的连通受阻，例如，通过在盖处提供单独的不透流体的密封件。仅在将过滤单元传递到培育器中之前，盖略微开启，即，通过将其旋开有限的角范围。因此，间隙在气体可渗透膜片与膜片室之间产生，这允许了存在于膜片室中的氧与又一个室中的反应性发生器粉末之间通过气体可渗透膜片的反应的开始，同时盖仍防止从外部的任何污染。
对于在培育期间过滤单元将置于厌氧罐中的情况，底座部分可具有校准的排出口，其布置成使得其可有选择地与膜片室连通，再次优选通过如上文所述地将盖与底座部分部分地断开，允许了膜片室与外部环境之间的控制空气交换。校准的排出口还可由如上文所述的气体可渗透膜片密封，该气体可渗透膜片与用于厌氧发生器粉末的又一个腔连接以避免污染风险。
在过滤单元中，端口布置在底座部分的底部处，并且由凸出超过端口的周向套环包绕。盖提供成闭合底座部分的顶部。底部处的端口和顶部处的盖的布置允许通过盖的膜片的无阻可见性，并且在盖除去时容易除去膜片室中的膜片和接近膜片室中的膜片。底部处的所有端口的布置和端口由凸出的套环包绕的事实保护了端口和密封机构免于损坏和意外开启，尤其是在其密封机构一旦开启(即，通过刺穿)和在从容置部除去过滤单元之后的处理期间再密封(即，用于培育器中堆叠或目视检查)之后。
过滤单元优选形成有盖和/或底座处的接合特征，使得多个过滤单元可一个堆叠在另一个顶部上，即，在培育器中，并且防止侧向移动。该特征还允许过滤单元的自动机械处理期间(即，目视检查期间)的位置固定和定向。
本发明还具体提供一种优选用于无菌测试的样品制备装置，其包括歧管，该歧管包括用于过滤单元的一个或更多个容置部，优选如本申请中公开的本发明的那些，以及至少一个入口端口和/或出口端口。(多个)容置部分别设有至少两个连接器，其用于在过滤单元插入到相应的容置部中时建立与过滤单元的匹配端口的流体连接。连接器通过限定在歧管中的通道与这些(多个)入口端口和(多个)出口端口流体连通，以允许穿过歧管的期望的流体传递。
容置部与连接器和歧管中的内部连通通道的集成减少了设置样本制备系统所需的元件的数量，并且因此显著地加速了无菌测试过程，并且减少了由于集成而引起的废物量。这还提高了样品制备的可靠性，因为其减少了步骤的数量，并且因此减少了在操作者一侧上设置系统和执行本申请中在下文进一步描述的各种步骤的可能错误，并且其减少了可潜在地削弱系统的无菌的事件的数量。作为优选，样品制备装置的歧管还集成地包括用于介质和/或试剂的容器/小瓶的一个或更多个容置部，其中用于此类容器/小瓶的(多个)容置部分别设有至少一个连接器，其用于在容器/小瓶插入到相应的(多个)容置部中时建立与容器/小瓶的匹配端口的流体连接。(多个)连接器经由限定在歧管中的通道与用于(多个)过滤单元的容置部的连接器流体连通，以允许穿过歧管的期望的流体传递。该方面甚至进一步提高了集成的水平，并且减少了用于执行无菌测试程序的步骤的数量，并且因此减小了废物的体积和质量。
样品制备装置可包括经由分流通道与用于过滤单元的多个容置部的第一连接器流体连通的、具有优选用于与外部管路连接的连接器的公共入口端口，以及经由分流通道与用于过滤单元的多个容置部的第二连接器流体连通的、具有优选用于与外部管路连接的连接器的至少一个出口端口。利用该结构，各种溶液的等分部分可同时地引导穿过多个过滤单元，这显著地加速了测试过程，并且保证了避免可影响测试结果的可比较性的处理中的差异。
样品制备装置优选包括至少一个无菌排气过滤器，其集成到歧管中并且与歧管中的通道中的至少一个连通，并且/或者样品制备装置可包括一个或更多个可变形或可作用的(多个)区，其集成到歧管中以允许从外侧有选择地触动。这些可变形或可作用的(多个)区可实施为(多个)阀区段，该(多个)阀区段允许通过外部促动来有选择地开启/闭合穿过歧管中的相应通道的连通，或者可实施为泵来生成相应通道中的液体传递。后一实施例将泵送系统的一部分集成到样品制备装置中，即，蠕动型泵送系统的部分。类似于以上方面，这些特征提高了与减少废物量和提高过程可靠性和效率的益处的集成水平。
为了与具有预先形成的开口和自动再密封性质的本发明的过滤单元的密封机构匹配，容置部的连接器呈中空针的形式，以允许穿透过滤单元或介质容器/小瓶的匹配端口的这些密封机构。
歧管优选由模制底座制成，优选适合的塑料材料，以支持装置的可丢弃性，在该模制底座中，(多个)容置部、通道、连接器、(多个)排出口和/或可变形或可作用的(多个)区集成地形成，并且其中通道至少部分地形成为开启的凹口，其通过与底座密封地连接的底板、罩或膜对环境闭合并且与彼此密封。由于底座和底板形成为密封地组合的单独的部分，故具有通道的底座的结构可简化，并且制造成本可尤其由于模具的复杂性降低而降低。此外，如果不同的材料用于装置的某些元件或部分，则装置可更容易地分开，并且分成便于使用之后的材料再循环的这些材料和元件。上述样品制造装置和过滤单元的优点可组合在优选用于无菌测试的样品制备系统中，其包括适于与彼此相配且在功能上协作的两个实体。整个系统可在预先灭菌的条件下在包装中分送。
附图说明
这些及其它的方面将从连同附图的下文描述的优选实施例的描述中变得显而易见。在该附图中：
图1为根据本发明的实施例的过滤单元的局部断面透视图；
图2为从不同方向且除去盖的图1的实施例的另一个局部断面透视图；
图3为本发明的过滤单元的备选实施例的局部断面透视图；
图4为以分解表示的图1的实施例的局部断面透视图；
图5a和5b示出了在两个位置的图1的过滤单元的实施例的盖与底座之间的接合情形的局部细节；
图6示出了处于倒转堆叠状态且在局部断面正视图中的图1的实施例；
图7为本发明的样本制备装置的分解透视图，其中过滤单元处于分离状态；
图8为具有还未与连接器完全接合的介质容器和过滤单元的样品制备装置的局部断面透视图；
图9为类似于图8的视图，而其中介质容器和过滤单元与连接器完全接合；
图10为包括集成到样品制备装置的歧管中的介质容器和排气过滤器的样品制备装置的细节的局部断面图；
图11为从样品制备装置的底部看的透视图，其中除去了底板来示出限定在歧管中的通道的细节；
图12为类似于图11的视图，其中附接了底板；
图13A-13G以图示示出了使用本发明的过滤单元的无菌测试程序的典型步骤。
具体实施方式
根据本发明的第一实施例的样品制备装置的过滤单元在图1、2、4、5a、5b和6中示出。过滤单元包括底座部分2，其限定用于支承膜片8的膜支承件9。膜片8可集成到过滤单元中来出售，或可随后置于支承件上。出于该目的，过滤单元包括可除去的盖3，其与底座部分2一起限定膜片室12，并且在盖3例如借助于螺纹连接13附接于底座部分2时使室12与环境密封。备选连接如卡口类型的连接或摩擦类型的连接是可能的。
为了将膜片室12与环境可靠地密封，例如，如图4和5a和5b中所示，具有外周密封唇部19a的密封件或垫圈19设在盖3处。外周密封唇部19a大小确定并且布置成使得其允许盖3与底座部分2部分断开，同时膜片室12相对于环境的密封状态被保持。如果底座部分包括又一个腔14或通道，则该方面特别有用，又一个腔14或通道例如可布置在如图1到5中所示的底座部分的较厚的外周边沿中，并且其可保持厌氧发生器粉末16，或提供与小瓶或外部气体发生器的连通和厌氧交换。如图5a和5b中指出的，通过使盖与底座部分部分地分开，又一个腔14或通道因此可有选择地与膜片室12连通。又一个腔可通过气体可渗透的膜片15密封在其顶部开口处，以便将粉末16保持在腔中，并且允许气体穿过膜片在又一个腔14与膜片室12之间连通，穿过密封件19附近的间隙，其在盖与底座部分上的其密封座部分地分开时产生(见图5b)。如果提供盖与底座部分之间的螺纹连接13，则可获得此类部分开启，其中盖略微旋开一定角范围(例如，30°)。可置于又一个腔中的厌氧发生器粉末16例如可为来自Biomerieux erf 96124的"Gen bag anaer"。穿过用于气体交换的间隙的通路由图5b中的箭头表示。腔14与室12之间的连接可在培育步骤期间建立，然而具有厌氧发生器粉末的又一个腔在如图5a中所示的过滤步骤期间与膜片室完全密封。
在图1和2中所示的过滤单元的实施例中，膜片支承件9包括排放结构，其具有肋条图案或凸形凸起，限定大致在支承件的整个表面上分布的排放通道。这些通道可形成为类似于螺旋，或以本领域中在原理上已知的任何其它迷宫或曲径设计来形成。该方面提供了以下效果：经由膜片上游的入口端口6或经由膜片下游的又一个入口4引入膜片室中的液体介质在置于支承件上的膜片下方均匀地分布或收集，并且朝支承件的中心中的出口端口5引导。在图3中所示的备选实施例中，膜片的支承件可作为备选由多孔支承板10(即，呈烧结支承件形式)形成，并且用于介质或着色剂的较大的腔11位于多孔支承板10正下方。腔11的较大容积可保持较大量的介质，如果培育期间脱水的潜在效果将减小并且将允许通过多孔支承板的烧结的多孔性而连续给送细菌，则这可为有益的。多孔支承板下方的该较大介质腔可形成有中心高度，优选如图3中所示呈略微圆锥形形式，以使到腔中的出口5的开口位于高于到腔中的入口4的开口的位置处，入口4位于周缘处，以使出口端口的开口有效定位成更接近多孔支承件，并且在过滤单元处于操作姿势时在入口端口的开口竖直上方，其中多孔支承件处于大致水平的定向。该设计提供了气泡在介质传递期间强制消除的效果。
如图2或图4中所示，膜片室12可具有外周壁18，其为圆锥形，并且从外周朝更中心的膜片支承件倾斜。壁表面还可设有疏水性质，以免过滤之后的上室中的任何剩余的微滴(这将结合随后的无菌测试中的过滤单元的使用来描述)。
如实施例中所示的过滤单元1的盖3完全由对检测器件透明的材料制成，以允许例如在无菌测试过程的随后所述的读取步骤期间置于膜片支承件上的膜片的光学和/或物理检查。读取可通过肉眼或通过类似相机的光学检测系统和数字图像分析来执行。不要求的是，整个盖由透明材料制成，但有用的是，盖至少部分透明，至少在与膜片支承件相对的顶部部分处，即，通过提供在另外不透明的盖材料中的透明窗口。
盖的形式使得与膜片支承件相对的透明部分与支承件上的膜片之间的距离最小化。盖或盖中的窗口的透明度选定成使得其允许以优选-45°到+45°之间的角的光学检测。盖或窗口材料和可选的表面处理选定成避免任何检测信号扰动(例如，固定低材料荧光、低发光、非常高的透明度、没有由温度变化引起的雾形成、没有衍射效果)。例如，光学表面可利用防雾处理改变或涂覆，以在过滤单元从一个培育温度区域移动至一个不同的读取温度区域时避免雾形成。
此外，过滤单元的底座部分2设有至少一个入口端口4或6和至少一个出口端口5。入口端口和出口端口可有选择地取决于待执行的过程步骤来提供和使用。如图1和3中所示，入口端口4和出口端口5通向膜片8的下方或下游的膜片室的容积，即，至排放通道布置9的螺旋或迷宫通道的容积，或多孔支承板10下方的腔11。
入口端口和出口端口4,5和6中的各个设有密封机构7，其具有允许其在与外部容置部上的匹配连接器(随后描述)连接时开启，并且以便能够在从连接器断开时自动地再密封的结构。此类密封机构的典型结构为具有预先形成的开口的隔膜，其适于由针状连接器刺穿，并且一旦取回连接器，则进一步适于由于其回弹性而自动地闭合开口。密封机构因此可由橡胶状材料形成，该橡胶状材料可在模制之后插入到相应入口和出口端口的外端中，或者可在模制过程期间插入模制到对应的凹口中。针对密封机构的密封元件选择的材料典型地不同于用于形成底座部分的塑料材料。本领域中已知的类似阀元件的其它密封机构，假如它们在入口/出口端口与相应的连接器断开时满足有选择开启和自动密封的功能，则也可使用。入口端口和出口端口的数量不限于一个，并且端口可置于膜片支承件下方的任何位置，以最大化流动方面的性能和效率。
入口端口和出口端口所有都布置在底座部分2的底部处，并且由凸出超过端口的下端的周向套环17包绕。周向套环17用于保护端口和尤其密封机构以免意外开启，尤其是在密封机构一旦开启并且在过滤单元与连接器断开用于进一步处理时再密封之后。套环的另一个效果在于将过滤单元的插入引导到样品制备装置的相应的容置部中，例如，如在随后描述的图8和9中所示。外周套环17可由围绕底座部分的外周定位的一定数量的间断的凸起(假如它们满足以上功能)替换。环形密封件(未示出)可提供成确保套环与相应的容置部之间的流体不透性。
如图6中所示，过滤单元形成有接合特征20，例如，呈连续的外周凸起或边沿的形式，或呈围绕盖的圆周分布的多个凸起的形式，并且布置使得相同类型的多个过滤单元可一个堆叠在另一个顶部上，并且防止侧向移动。作为优选，外周套环17或底座部分的底侧处的间断的凸起与盖的顶侧处的接合特征20协作，以使多个过滤单元可以以规则姿势或如图6中所示的颠倒地堆叠。图4中示出了实施例，其中用作接合特征的多个凸起围绕盖的上部的周缘提供并且均匀地分布。
用于置于膜片支承件9或10上的膜(8)的材料对于过滤单元不是特征关键的，并且可根据预期的测试目的来选择。微多孔膜片经常用于为本发明的最优选的应用领域的无菌和生物负载测试。
本发明还关于样品制备装置，其设计成与前文所述的本发明的过滤单元协作。此类样品制备装置的实例在图7到12中示出，并且其细节在下文描述。
在最普通的布局中，样品制备装置包括歧管21，其包括用于过滤单元1的一个或更多个容置部22，以及至少一个入口端口24和/或至少一个出口端口25(见图7)。容置部分别设有至少两个连接器27，其用于在过滤单元插入到相应的容置部中时建立与过滤单元的匹配端口的流体连接。容置部22的连接器27优选为呈中空针的形式，其允许过滤单元的端口的密封机构的穿透，并且一旦建立连接，则提供了与端口的流体连通。只要实现与端口的密封机构的可释放连接和在断开之后这些密封机构的自动再密封，则连接器27的形状就此而言不是关键的。典型的实例为中空针，其具有尖头或圆形的末梢，该末梢放置成刺穿呈隔膜、密封元件或垫圈形式的密封机构中的预先形成的开口。只要建立连接，则密封机构的回弹性围绕针的圆周密封，并且回弹性选择成使得在针从密封机构取回时，开口闭合。容置部中的连接器的数量和位置因此选择成匹配旨在与样品制备装置一起使用的过滤单元的端口的位置和数量。
容置部22还形成有呈外周壁形式的接合特征，例如，其与过滤单元的外周套环17协作，以引导过滤单元从容置部的插入和断开。其还可设有在插入过程期间强迫正确对准的特征，即，呈本领域中已知的键或其它器件的形式，其机械地防止过滤单元沿不正确的定向插入，以及除过滤单元的环形密封件之外或作为其替代的如上提到的环形密封件(未示出)，以确保套环与容置部之间的流体不透性。
歧管21的容置部22的连接器27通过形成在歧管中的各种通道与入口端口24和出口端口24流体连通，以允许穿过歧管的期望的流体传递。在又一个优选改型中，歧管还可包括用于介质和/或试剂的容器/小瓶的一个或更多个另外的容置部23，并且这些容置部23设有至少一个连接器，用于在介质/试剂容器/小瓶插入到如上文关于过滤单元所述的相应容置部23中时建立与介质/试剂容器/小瓶的匹配端口的流体连接。因此，这些容置部23的连接器27可形成为类似于过滤单元的那些，但还可取决于密封机构和待收纳在容置部中的容器/小瓶的连接配对部分来不同地形成。容置部23同样可形成为以便在插入过程期间引导和保持容器/小瓶，并且因此可适于匹配相应的容器类型和形式，并且它们可设有环形密封件。这里，机器器件又可提供成防止不正确的容器插入或正确容器沿错误定向插入。用于介质容器/小瓶的容置部23的连接器27还通过限定在歧管中的通道与过滤单元的容置部的连接器流体连通，以允许期望的流体传递穿过歧管和容器/小瓶与过滤单元之间。如图10中所示，歧管21可以可选地包括集成的排气过滤器10，其与歧管的通道31d连通，以允许排出容器/小瓶中的介质或其它液体，以便允许连续的介质传递(见图11)。
歧管的入口端口24和出口端口25可设有针或一次性的连接器，例如，呈鲁尔连接器或更尖端的快速连接器的形式，其具有或没有在断开位置切断路径且避免废物溢出的阀。它们还可设有分离联接部(未示出)。
在优选实施例中，如图7和11和12中所示的样品制备装置具有公共入口端口24，其具有优选用于与外部管路可释放地连接的连接器，经由分流通道31a与过滤单元1的一对容置部22的第一连接器流体连通，并且具有公共出口端口25，其具有再次优选用于与外部管路连接的可释放的连接器，经由分流通道31b与过滤单元1的容置部22的第二连接器27流体连通。提供此类分流通道允许了相应溶液的等分部分流入歧管中或从歧管流至排放口。至少对于出口端口，可使用单独的出口端口来替代公共出口端口。通道可在截面、长度和粗糙度上设计成优化流体的相等分流。
歧管还包括通道31c，其将介质容器/小瓶的容置部23的连接器27与过滤单元1的相应容置部22的又一个连接器连接。
这些通道31c均设有阀区段32，优选呈形成夹阀的可变形或可作用的区形式，阀区段32集成到歧管中，以允许通过外部促动来有选择地开启/闭合歧管中的这些通道。如图12中所示，机械促动器可经由底板33中的窗口从歧管的底部接近阀区段。这些可变形或可作用的区还可形成和用作泵送系统，即，蠕动类型的泵送系统，以在通道中生成液体传递。
在备选布置中，用于入口端口和/或出口端口的分流通道可在歧管中省略，并且实施在外部管路中。在该情况下，歧管具有一对入口端口和出口端口。该改型的优点在于，容液可使用单独的外部泵或泵压头来以不同的速率独立地供应到相应过滤单元中或从相应过滤单元供应。
歧管由模制底座制成，容置部、通道、连接器、排出口和/或阀区段集成地形成在该模制底座中，并且其中通道至少部分地形成为开启的凹口，其通过与底座密封地连接的单独的底板、罩或膜33对环境闭合并且与彼此密封。图11示出了没有底板的底座，然而图12示出了具有在底座中的底板的歧管。歧管和过滤单元可由选定成使得这些构件可在使用之后弃置的任何材料形成。材料的选定因此不是关键的，只要材料适合于该目的，并且可经得起旨在处理和灭菌的化学溶液，只要它们允许模制或形成期望的形状，并且只要它们允许在预期时设置或再循环。
为了提供最高的无菌和效率，上文所述的样品制备装置优选设计成一次性的，并且适于可除去地配合到样品制备装置的歧管的容置部(即，设有用于连接器的匹配端口)中的本发明的一个或更多个过滤单元组合来形成样品制备系统，其预先灭菌并且包装为单元。例如，如图8中所示，甚至适合的介质/试剂容器/小瓶可包括在系统中，并且预先布置用于插入到相应的容置部中，而并未建立连接器与端口之间的流体连接。在使用点处，系统可从包装取出，并且与至外部管路的入口端口和出口端口连接，该外部管路可与外部流体容器和泵或客户样品(小瓶、瓶、袋等)协作，优选如下文关于图13A到G的顺序描述那样执行典型的无菌测试程序。此外或作为袋等中的包装的备选方案，用于过滤单元的容置部、用于介质/试剂容器/小瓶的容置部和排出口可单独地或总体地由可除去的密封件闭合，以在使用之前确保完整性，并且用作首次使用和清洁表面的保证。
为了允许跟踪能力和识别，过滤单元和介质或试剂容器/小瓶可设有唯一识别标签，即，呈条码、数据矩阵、RFID标签等的形式，其可利用手动扫描或集成到任何处理器具中的扫描来读取。该方面支持处理的样品和消耗物、介质、冲洗流体的记录和跟踪，以及与特定测试的关联。下文为使用本发明的装置的无菌测试的典型样品制备过程的描述。尽管简图示出了仅使用单个过滤器单元和单个营养介质容器，并且并未同样绘出歧管，但实际使用的歧管优选具有两个或三个或甚至更多个容置部，并且因此具有对应数量的可除去地插入到相应的容置部中的过滤器单元和营养介质容器C。
系统通过将过滤器单元置于样品制备装置的歧管的容器中并且通过第一泵P1来使冲洗缓冲容器A与入口端口连接来设置，第一泵P1优选为与从冲洗缓冲容器通向入口端口的柔性管路接合的外部蠕动型泵。提供了第二外部泵P2，其优选也为与从出口端口通向废物排放口或收集容器的柔性管路接合的蠕动型泵。营养介质容器(即，需氧的和厌氧的)也置于相应的容置部中，但保持不与相应过滤单元连通，其中歧管的连通通道中的阀区段保持闭合。
作为备选，营养介质容器可在第一位置处布置在容置部中，其中连接器并未进入和开启容器或小瓶的端口中的密封机构。与歧管中的通道的连接和连通可通过将容器完全推入容置部中来有选择地建立，基于此，连接器开启密封机构。
在以下描述中，大体上描述了泵P1和P2的启动和停止。然而，启动和停止以及操作的持续时间以及任何阀机构的开启和闭合可人工地控制，或者更优选通过自动过程使用已知的控制装置(专用预先编程的逻辑电路或具有专用软件的可编程的通用计算机)和电气远程操作以及泵和阀机构的触动来控制。
预先润湿(图13A)
利用这些步骤，过滤器单元的膜的多孔性充满适合的冲洗缓冲液，以便避免或至少降低分子连结于膜片的风险(主要是在抗生素无菌测试的情况中)。
泵P2首先启动，以在过滤单元中产生一定的真空。在几秒之后，泵P1也启动，以传递冲洗剂，直到过滤单元的膜片室被完全填充。此时，停止了两个泵P1和P2。
样品过滤(图13B)
利用这些步骤，微生物集中在膜片的表面上。
冲洗缓冲容器A断开，并且由样品溶液容器B替换。泵P1和P2两者同时启动和操作，直到冲洗剂排出，并且预定样品体积经由歧管的一定数量的过滤单元分开和传递。
冲洗(图13C)
利用这些步骤，所有管路组和过滤器单元的内壁被冲洗以确保所有微生物集中在膜片的表面处。此外，冲洗膜片的孔隙，以便除去可延迟或防止潜在污染物的生长发育的任何抑制剂。
样品溶液容器B断开并且由冲洗缓冲容器A替换。泵P1和P2两者同时启动和操作，直到预定冲洗体积经由歧管的一定数量的过滤单元分开和传递。这可利用相同或不同的冲洗剂来完成若干次。接着，冲洗缓冲容器A向后翻转，以清洗入口管路和过滤单元的膜片室的上侧(膜片上方或上游)。对于该操作，两个泵P1和P2或仅泵P2可操作。接着，之前操作的(多个)泵停止。
介质和/或试剂的添加(图13D)
利用这些步骤，适当体积的选定的介质和/或试剂如营养物(需氧或厌氧的)被带入过滤单元中的各个的膜片室中(在膜片下方或下游)。
泵P2操作成在膜片下方或下游在过滤单元中的各个中产生一定的真空(膜片可由于气泡侵扰压力水平而认作是完全不透的)。歧管的阀区段(即，形成夹阀的可变形区)接着在介质通道(需氧的或厌氧的)中的各个上(同时地或非同时地)开启。当来自相应的容器C的两种营养介质填充过滤单元中的各个的膜片室(在膜片下方或下游)时，泵P2停止，并且歧管的阀区段闭合。接着，过滤单元可与它们的容置部断开(引起端口的自动密封)，并且传递至相应的培育器。如果样品制备装置(即，歧管和外部管路)具有一次性设计，则其被弃置。
培育(图13E)
过滤单元在用于酵母和霉菌以及最佳细菌生长发育的它们的相应的特定培育条件下培育。由于接合特征，故若干过滤单元可以可靠地竖立或颠倒地一个堆叠在另一个上，以便最小化培育器内所需的占地面积。
读取(图13F)
在完成培育之后，可在膜片的表面处检测到任何微生物生长。
该读取通过经由盖的透明部分的肉眼检查来有规则地执行，而不需要开启单元，或通过使用自动感光检测系统。
识别(图13G)
在主动检测的情况下，在培育之后，过滤单元可开启，如果如此期望，通过从底座完全除去盖来开启(即，在类似层流罩或隔离器的无菌环境中)，以出于进一步识别目的来接近菌落。因此，微生物形成菌落可容易从过滤单元提取，即，使用标准的微生物方法和装置，用于包括识别的进一步分析。接着，过滤单元也可弃置。

Claims (17)

1. 一种用于样品制备装置的过滤单元(1)，包括：
底座部分(2)，其限定膜片支承件(9;10)；
可除去的盖(3)，其用于与所述底座部分(2)一起限定膜片室(12)并且使所述膜片室(12)与环境密封；
至少一个入口端口(4,6)和至少一个出口端口(5)，它们在膜片(8)设在所述膜片支承件(12)上时能够分别从外侧接近并且在所述膜片(8)的上游和下游的位置处与所述膜片室(12)连通，
其中所述(多个)入口端口(4,6)和所述(多个)出口端口(5)分别设有密封机构(7)，其形成为以便在与外部容置部上的匹配连接器连接时开启，且以便能够在断开时自动地再密封。
2. 根据权利要求1所述的用于样品制备装置的过滤单元(1)，其特征在于，所述密封机构(7)呈隔膜的形式，所述隔膜具有适于由针状连接器刺穿的预先形成的开口。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的用于样品制备装置的过滤单元(1)，其特征在于，所述膜片支承件包括优选呈螺旋或迷宫或曲径形式的排放通道布置(9)，或腔(11)上的多孔支承件(10)，优选为烧结支承件，其中所述端口(4,5)中的至少一个与所述排放通道布置(9)或腔(10)的容积连通。
4. 根据权利要求3所述的用于样品制备装置的过滤单元(1)，其特征在于，包括与所述腔(10)连通的入口端口(4)和出口端口(5)，其中当所述过滤单元(1)处于其中所述多孔支承件(10)处于大致水平定向的直立姿势时，至所述腔(11)的所述出口端口(5)的开口定位成接近所述多孔支承件(10)，并且在至所述腔(11)的所述入口端口(4)的开口竖直上方。
5. 根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的用于样品制备装置的过滤单元(1)，其特征在于，所述盖(3)对于检测器件至少部分透明，以允许所述膜片支承件(9;10)上的膜片(8)的光学和/或物理检查。
6. 根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的用于样品制备装置的过滤单元(1)，其特征在于，所述底座部分(2)具有又一个腔或通道(14)，其布置成使得其可有选择地与所述膜片室(12)连通，优选通过使所述盖(3)与所述底座部分(2)部分地断开，同时所述膜片室(12)保持与环境密封。
7. 根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的用于样品制备装置的过滤单元(1)，其特征在于，所述底座部分(2)具有校准的排出口，所述校准的排出口布置成使得其可有选择地与所述膜片室(12)连通，优选通过使所述盖(3)与所述底座部分(2)部分地断开，允许了控制所述膜片室(12)与外部环境之间的空气交换。
8. 根据权利要求6或权利要求7所述的用于样品制备装置的过滤单元(1)，其特征在于，所述又一个腔(14)或通道或校准排出口由气体可渗透的膜片(15)密封，并且/或者填充有厌氧发生器粉末(16)。
9. 根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的用于样品制备装置的过滤单元(1)，其特征在于，所述端口(4,5,6)布置在所述底座部分(2)的底部处，并且由凸出超过所述端口(4,5,6)的外周套环(7)包绕，并且所述盖(3)提供成闭合所述底座部分(2)的顶部。
10. 一种优选用于无菌测试的样品制备装置，包括
歧管(21)，其包括用于过滤单元(1)的一个或更多个容置部(22)和至少一个入口端口(24)和/或至少一个出口端口(25)，
其中所述(多个)容置部(22)分别设有至少两个连接器(27)，其用于在所述过滤单元(1)插入到所述相应容置部(22)中时建立与所述过滤单元(1)的匹配端口(4,5,6)的流体连接；并且
其中所述连接器(27)经由限定在所述歧管(21)中的通道(31a,31b)与所述(多个)入口端口(24)和所述(多个)出口端口(25)流体连通，以允许经由所述歧管(21)的期望的流体传递。
11. 根据权利要求10所述的样品制备装置，其特征在于，所述歧管(21)还包括用于介质和/或试剂的容器/小瓶(28)的一个或更多个(多个)容置部(23)；
其中容器/小瓶(28)的所述(多个)容置部(23)分别设有至少一个连接器(27)，其用于在所述容器/小瓶(28)插入到所述相应容置部(23)中时建立与所述容器/小瓶(28)的匹配端口的流体连接；并且
其中所述(多个)连接器(27)经由限定在所述歧管(21)中的通道(31c)与用于所述(多个)过滤单元(1)的所述容置部(22)的所述连接器(27)流体连通，以允许经由所述歧管(21)的期望的流体传递。
12. 根据权利要求10或权利要求11所述的样品制备装置，其特征在于，还包括经由分流通道(31a)与用于所述过滤单元(1)的多个容置部(22)的第一连接器(27)流体连通的、具有优选用于与外部管路连接的连接器的公共入口端口(24)，以及经由通道(31b)，优选分流通道(31b)与用于所述过滤单元(1)的所述多个容置部(22)的第二连接器(27)流体连通的、具有优选用于与外部管路连接的连接器的至少一个出口端口(25)。
13. 根据权利要求10至权利要求12中任一项所述的样品制备装置，其特征在于，还包括集成到所述歧管(21)中且与所述歧管(21)中的所述通道中的至少一个连通的至少一个无菌排气过滤器(30)。
14. 根据权利要求10至权利要求13中任一项所述的样品制备装置，其特征在于，还包括能够由外部操作作用或变形的一个或更多个(多个)区，优选用以允许所述歧管(21)中的相应通道的有选择的开启/闭合的阀区段，和/或用以生成所述歧管(21)中的相应通道内的液体传递的泵。
15. 根据前述权利要求10至权利要求14中任一项所述的样品制备装置，其特征在于，所述容置部(22,23)的连接器(27)呈针的形式，以允许穿透所述过滤单元(1)的匹配端口(4,5,6)的密封机构(7)或用于介质和/或试剂的容器/小瓶(28)。
16. 根据前述权利要求10至权利要求15中任一项所述的样品制备装置，其特征在于，所述歧管(21)由模制底座制成，其中，所述(多个)容置部(22,23)、通道(31a,31b,31c)、连接器(27)、(多个)排出口(30)和/或可变形或可作用的(多个)区(32)集成地形成，并且其中所述通道(31a,31b,31c)至少部分地形成为开启凹口，所述开启凹口通过与所述底座密封地连接的底板、罩或膜(33)对环境闭合并且与彼此密封。
17. 一种优选用于无菌测试的样品制备系统，包括
根据权利要求10至权利要求16中任一项所述的优选设计成一次性的样品制备装置，以及
根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的、适于可除去地配合到所述样品制备装置的歧管(21)的(多个)容置部(22)中且从而在所述连接器(27)与匹配端口(4,5,6)之间建立流体连接的一个或更多个(多个)过滤单元(1)。
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