CN111065446B - 用于微生物测试的过滤组件和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于微生物测试的过滤组件（1）以及为此目的使用过滤组件的方法。过滤组件（1）包括：环状膜支撑件（10），其保持过滤膜（11）；筒形储器（20），该筒形储器的相对轴向端具有开口，并且一个轴向开口能够可移除地且液密地附接到膜支撑件（10）以在膜支撑件（10）的一个轴向侧上限定与过滤膜（11）相邻的样本容积；以及排液构件（30），其能够可移除地且液密地附接到膜支撑件（10）以在膜支撑件（10）的相对轴向侧上限定与过滤膜（11）相邻的排液通道空间。

Description

用于微生物测试的过滤组件和方法

技术领域

本发明涉及用于微生物测试的过滤组件以及为此目的使用过滤组件的方法。

过滤组件是已知的，并且经常用于微生物测试，包括无菌和生物负荷测试，例如与制药、生物制药、生物技术、医院、食品和饮料行业中的制造过程或最终产品测试的控制有关，但也用于诊断、卫生保健和研究并且与针对颗粒和生物元素的其他测试任务有关。

在这样的测试期间，通常使待测试的流体传送通过过滤器元件（例如，过滤器膜），该过滤器元件能够捕获感兴趣的微生物。在过滤过程完成之后，使促进微生物生长的营养液与被捕获在过滤器元件上的微生物接触，以便例如借助孵育器来支持微生物的生长，直到获得可分析大小的微生物菌落为止。

背景技术

常规的过滤组件布置成使待测试的流体传送通过过滤器元件，同时在过滤组件的过滤器元件的下游侧上施加低于环境（sub-ambient）压力或真空（即，负压）。

在US 2004/0063169 A1中公开的过滤组件包括：筒形储器，该筒形储器在其轴向端处具有两个开口；基座，其具有用于支撑过滤器元件的排液表面和过滤器支撑件、以及用于已穿过过滤器元件的流体的流体端口，该流体端口与基座一体地形成；以及盖子，其能够可移除地附接到在储器的顶轴向端处的开口以封闭并液密地密封该开口。储器的下开口能够可移除地液密地附接到基座，使得样本流体传送通过过滤器元件、在排液表面处被收集并从流体端口流出。过滤器元件被可移除地支撑或永久地附连到基座。过滤器支撑表面在形状上可以是碟形、拱形或波浪状的。在过滤过程完成之后，从基座拆下储器，且然后将过滤器元件手动地从基座移除并转移到培养皿，以便在营养液中培养被捕获在过滤器元件上的微生物。在替代模式中，将过滤器元件留在基座的顶上，并且将营养液施加到在过滤之前已被放置于过滤器元件下方的吸收垫。

在US 2010/0028933 A1中公开的过滤组件包括漏斗形储器，该漏斗形储器在其两个轴向端处具有开口，其中，储器的具有下开口的下端能够可移除地附接到基座以使下开口的边沿与布置在基座上的过滤器元件进行接触。过滤器元件在位于与开口的边沿的接触部分之外的部分中具有粘结结合部。基座具有一体式排液块（draining block）和中心流体端口，以用于排放已穿过过滤器元件的流体。在过滤之后，从基座拆下储器，且然后将过滤器元件抬离基座，因为具有固定边缘的盖子与过滤器元件的粘结结合部进行接触，使得过滤器元件粘附到盖子，且然后将盖子转移到碟形的单独外部容器并放置到其上，该外部容器被形成为培养皿或琼脂板并容纳营养液。在孵育期间，盖子被保留作为外部容器的盖。

在WO 2014/197831 A1中公开的过滤组件包括：筒形储器，其具有锥形的更加窄的顶部部分和在下端处的开口；以及圆形膜保持件，其保持过滤器膜。膜保持件的顶端能够借助于卡口连接器可移除地且紧密地附接到储器的下开口。除样本流体的入口连接以及疏水通气口外，储器的顶端被封闭。圆形膜保持件的下端具有连接区域，该连接区域被设计成配合真空棒或泵和培养介质筒（cartridge）。在过滤之后，将膜保持件与真空棒/泵断开连接，从膜保持件拆下储器，并将膜保持件的下端附接到培养介质筒，以使过滤器膜与营养液接触，并且如果需要的话，膜保持件的上端由帽封闭，其允许在需氧或厌氧条件下（取决于帽的哪一侧被插入到膜保持件上）孵育样本并使样本能够更容易堆叠。

待解决的问题

使用上文提到的过滤组件进行微生物测试需要几个手动处理步骤，以将过滤器元件转移到营养容器或将营养液施加到过滤器保持件。在这些步骤期间，由于过滤器元件或多或少不受保护且不受支撑（在2004/0063169 A1和US 2010/0028933 A1中），因此可能会发生处理错误，这些处理错误潜在地导致过滤器元件的（即，样本的）污染。此外，由于多个处理和转移步骤，因此无法在完全相同的条件下重复一系列测试。

尽管利用WO 2014/197831 A1中公开的过滤组件避免了手动处理过滤器膜或营养液，但是由于在过滤和孵育步骤期间过滤器膜被保留在圆形膜保持件中，因此在膜上的过滤程序以及微生物浓集和收集较差并且从一个测试到另一测试经受了相当大的变化，因为组件在过滤器膜下面没有排液构件。

由于在生物负荷测试期间的处理错误或不精确性可能需要漫长而昂贵的调查，因此，本发明的目的是提供一种成本有效的过滤组件，该过滤组件可简单地且直观地以清晰且透明的步骤序列操作以避免处理错误、能够避免外部污染并且保证测试过程和测试结果的高再现性和可比较性。

发明内容

用于解决问题的手段

为了解决该问题，本发明提供如权利要求1中限定的过滤组件以及如权利要求14中限定的过滤样本流体的方法。在从属权利要求中限定了过滤组件和过滤方法的优选实施例。

根据本发明的用于微生物测试的过滤组件包括：环状膜支撑件，其保持过滤膜；筒形储器，该筒形储器的相对轴向端具有开口，并且一个轴向开口能够可移除地且液密地附接到膜支撑件以在膜支撑件的一个轴向侧上限定与过滤膜相邻的样本容积；以及排液构件，其能够可移除地且液密地附接到膜支撑件以在膜支撑件的相对轴向侧上限定与过滤膜相邻的排液通道空间。

由于排液构件与膜支撑件连接，因此能够在一个单个步骤或操作中将其转移到泵头部或真空棒。通过控制施加在膜上的负压和引导微生物在膜上的沉积，排液构件保证了改善的排液管理、改善的膜干燥和可再现的微生物菌落重分配。在过滤之后，能够将具有膜的膜支撑件从泵头部或真空棒拉脱而留下由头部或棒保持的排液构件。此外，由于排液构件和储器两者都可从膜支撑件移除，因此在整个过滤过程期间，膜是从膜支撑件的两个轴向侧可完全通达的，同时膜仍然由膜支撑件保持，并且受保护而免于与设备和污染源的意外接触。

优选地，过滤组件还包括盖子装置，该盖子装置能够可移除地且液密地附接到储器的另一轴向开口以封闭该开口，其中，盖子装置能够可移除地且液密地附接到膜支撑件，以便将膜支撑件的一个轴向侧密封而与环境隔绝。

在该优选实施例中，盖子装置可选择性地附接到膜支撑件和储器两者并能够在直到并包括过滤步骤的过滤过程中使用，并且能够再次在孵育步骤中重新使用。这减少了过滤组件中的不同元件的数量。当附接到膜支撑件或储器时，多个膜支撑件或储器（各自具有附接到其的盖子）可被堆叠在彼此之上。进一步地，膜受保护而免于受损坏或从附接有盖子的轴向侧受污染。另外，盖子可在孵育过程期间保证限定的条件。

优选地，盖子装置具有用于支撑盖子部分以便允许以预先限定的移动选择性地打开盖子装置的铰链。

由于提供了铰链，盖子部分可以以预先限定的铰接方式被打开并被引导到几个不同的位置，同时盖子部分仍然附接到膜支撑件抑或附接到储器。这避免了盖子部分意外脱落或在处理期间造成污染，因为用户不必暂时将盖子与组件分开放置。进一步地，用户始终双手自由执行其他操作。

优选地，铰链被包括在盖子装置中。铰链的一部分可被提供在储器上和/或膜支撑件上，并且铰链的另一部分可被提供在盖子装置上。在整个铰链被提供在盖子装置上的情况下，储器和膜支撑件能够具有简单且通用的结构，而不包括铰链的部件。这允许利用包括盖子部分的铰接所需的所有元件的盖子装置对现有设计进行改型。如果铰链的铰接部分是可分开的，则盖子装置的附接位置是预先限定的，并且能够简化盖子装置的结构。

优选地，盖子装置的铰链被形成为以便提供盖子部分的至少三个限定位置，包括盖子部分密封（即，液密地封闭）开口的位置、开口是可通达的并且盖子部分优选地由机械止动件限制的位置、以及盖子部分封闭该开口但允许到该开口中的限定的通气的位置。

因此，保证了用于将样本填充到储器中的稳定的打开位置和稳定的通气位置，并且能够由用户直观地设定这两个位置。在允许通气的限定位置中，储器或膜支撑件的开口被封闭并受保护而免于外部污染物的影响，但仍然通气而没有无意中封闭的危险，例如在真空过滤步骤期间。机械止动件的提供限定了盖子部分的适当的打开位置以用于填充储器和/或通达过滤器膜。

优选地，排液构件能够通过摩擦和/或形状锁定接合（优选地，通过卡扣配合接合）可移除地附接到膜支撑件。

因此，能够容易地以预先限定的力或运动从膜支撑件拆下排液构件和将排液构件附接到膜支撑件，由此避免两个元件的意外分开。

优选地，排液构件被接收在包围膜支撑件的相对轴向侧的裙部部分中。利用这种结构，排液构件受保护而免于外部接触并且能够被移除，因为在过滤步骤结束时，排液构件由泵或真空棒保持，同时膜支撑件与排液构件分开并在没有排液构件的情况下被转移到孵育步骤。

优选地，排液构件包括：收集表面，其形成于膜支撑件上、面向膜以用于收集已穿过膜的流体，其中，该收集表面优选地是凹形的，其中当排液构件附接到膜支撑件时，顶点与膜间隔开；（一个或多个）径向流动通道，其形成于收集表面上；以及排放端口，其用于将被收集在收集表面上的流体排放到与收集表面相对的一侧。

当膜湿润时，即在过滤已开始之后，排液构件的凹形收集表面允许膜均匀地且基本上贯穿其整个表面受支撑。由于膜能够向下扩展，因此这避免了由于所谓的“吞咽效应”而由膜扩张产生的在膜中形成褶皱。具有与干燥膜的中心部分间隔开的顶点的凹形形状允许当在储器中产生轻微的超压时，膜呈现出凸出的凸起或隆起。当具有膜的膜支撑件附接到稍后描述的具有营养介质的介质盒时，膜在中心部分中的这种凸出的凸起或隆起继而提供了优点，因为它允许膜优先在中心与营养介质进行接触，且随后径向推动和扩展接触区以便避免气泡被捕获在膜和营养介质之间。进一步地，径向流体流动通道将已穿过膜的流体均匀地分布遍及膜的表面，并且将流体引导到中心排放端口。

优选地，排液构件还包括通气开口，该通气开口从与收集表面相对的一侧到收集表面的一侧穿透排液构件，以允许优选地经由圆形空气槽将环境空气供应到收集表面，该圆形空气槽被形成于排液构件的面向膜的表面上并包围收集表面并且与排液构件的（一个或多个）径向流动通道连通。

通过提供经由圆形空气槽与径向流动或分布通道连通的通气开口，改善了流体的排液和膜的干燥过程，因为在过滤步骤期间或过滤步骤结束时，可利用通过通气开口供应的空气来选择性地净化膜和排液构件之间的区域。

优选地，排液构件的收集表面比被保持在膜支撑件中的膜具有更小的半径，并且与膜的外周缘间隔开。

这种构型提供的优点是，微生物被捕获并浓集在膜的与膜和膜支撑件之间的周边结合部充分间隔开的部分中，以由此避免环形微生物扩散的风险。其还有助于将微生物浓集到膜的将优先与待稍后描述的介质盒中的营养介质进行接触的一部分。

优选地，储器能够通过摩擦和/或形状锁定接合（优选地，通过卡扣配合连接）而可移除地附接到膜支撑件。

因此，能够直观地且容易地从膜支撑件拆下储器和将储器附接到膜支撑件，并且两个元件能够作为一个单元来处理。

优选地，垂直于储器的轴向方向、限定储器的样本容积的截面面积至少在储器的与待附接到膜支撑件的开口相邻的部分中朝向储器的另一开口逐渐增加。进一步优选地，储器具有唇部部分，该唇部部分具有在储器的待附接到膜支撑件的开口处径向向内突出的尖锐的尖端端部。

因此，由于储器的朝向下开口的截面的至少部分锥形或圆化的限制，待测试的流体能够朝向膜均匀地流动。进一步地，当储器与膜支撑件分开时，避免了在储器下端侧处形成液滴，尤其是结合储器下端的尖锐的突出尖端端部。使得当从膜支撑件拆下储器时，防止了膜和/或周围工作场所的污染。

优选地，过滤组件还包括被构造成容纳营养介质的介质盒，其中，该介质盒能够在排液构件将被附接的一侧处但在排液构件未被附接的情况下可移除地且气密地（优选地，通过摩擦和/或形状锁定接合）附接到膜支撑件，使得膜能够与营养介质进行接触。

提供能够附接到膜支撑件的介质盒使得在过滤组件具有最少数量的相容部件的情况下使过滤组件适合于执行包括孵育阶段在内的整个过滤过程。特别地，因而不需要手动地处理或移除膜（例如，用镊子）来将其转移到孵育容器（比如培养皿）以便使其与营养介质进行接触，因为具有仍然附接到其的膜的膜保持件（即，膜支撑件）与介质盒结合。因此，减少或防止了膜污染或膜处理错误的风险。进一步地，由于在将膜支撑件附接到介质盒之前可从膜支撑件拆下排液构件，因此膜的整个下表面是可通达的并且能够暴露于营养介质。

优选地，营养介质（优选地琼脂营养物）安置在介质盒的内部，以便在中心部分中具有向上的凸起，并且以便在将介质盒附接到膜支撑件时优先与膜的中心部分进行接触。

因此，介质盒中的营养介质的中心向上凸起或隆起进一步支持以下效果：在与优选地膜的向下凸起的中心部分初始接触之后，通过在膜支撑件到介质盒的附接过程期间与膜的渐进式接触区，将营养介质径向向外地朝向介质盒的周边推动。由此，避免了在膜和营养介质之间包含气泡，并且保证了膜和营养介质之间的足够的接触面积。

一种使用包括介质盒的本发明的过滤组件来过滤流体的方法包括以下步骤：

准备过滤组件，使得储器的一个开口附接到膜支撑件的一个轴向侧，盖子装置附接到储器的另一开口，并且排液构件附接到膜支撑件的另一轴向侧，

将膜支撑件的具有排液构件的另一侧安装在抽吸装置上，

将一定量的待过滤的流体填充到储器的样本容积中，

将盖子部分移动到适当的位置，以便允许限定的通气，

操作抽吸装置，直到期望的量的流体已传送通过膜为止，

从膜支撑件移除排液构件，

将膜支撑件附接到介质盒，使得膜与营养介质进行接触，

从膜支撑件移除储器，并且从储器移除盖子装置，

将盖子装置重新附接到介质盒的开口，以及

将盖子装置的盖子部分移动到适当的位置，以便允许限定的通气或者以便密封介质盒的开口。

在操作抽吸装置的步骤期间，过滤流体的方法优选地还包括以下步骤：

将盖子移动到其密封储器的另一开口的位置中，以及

允许环境空气传送到膜和排液构件的收集表面之间的空间中，以允许干燥膜。由于因而不需要在过滤之后手动地处理和转移膜，并且由于在将膜保持件附接到介质盒以进行孵育之前从膜保持件移除了排液装置，因此整个过程能够直观地且安全地执行，具有测试条件的改善的再现性和可重复性而没有错误，具有微生物在膜上的高产出的捕获和生长，并且具有降低的污染风险。

通过在使膜与营养介质接触之前对膜和排液构件之间的空间进行特定的通气而实现的膜的干燥进一步改善并且加速微生物的生长。

附图说明

将参考附图描述根据本发明的过滤组件的优选实施例，在附图中：

图1是示出根据实施例的过滤组件的俯视透视剖视图；

图2是示出根据实施例的过滤组件的仰视透视图；

图3A至图3C是示出根据实施例的过滤组件的侧视图，该过滤组件具有处于三种不同限定的姿态的盖子部分；

图4A是示出根据实施例的过滤组件的俯视图，该过滤组件具有处于限定的姿态的盖子部分；

图4B是示出根据实施例的过滤组件的侧视图，该过滤组件具有处于限定的姿态的盖子部分；

图5A是示出根据实施例的过滤组件的透视剖视侧视图；

图5B是图5A的过滤装置在它被转移到真空泵的泵头部之前的透视剖视图；

图6A是示出当在过滤步骤期间被安装在抽吸装置上时根据实施例的过滤器组件的一部分的放大透视剖视图；

图6B是示出当在膜干燥步骤期间被安装在抽吸装置上时根据实施例的过滤组件的一部分的放大透视剖视图；

图7是当具有储器的膜保持件从过滤头部拉脱而留下由头部保持的排液构件时根据实施例的过滤组件的透视剖视图；

图8是示出根据实施例的过滤组件的排液构件的透视剖视图；

图9是示出过滤组件的膜支撑件的透视图，过滤组件具有附接到该膜支撑件的轴向侧的盖子装置；

图10是示出过滤组件的膜支撑件的透视图，过滤组件具有附接到该膜支撑件的一个轴向侧的盖子装置以及附接到该膜支撑件的另一轴向侧的介质盒；以及

图11是示出在附接到介质盒之前和之后的膜支撑件的透视图，具有储器但不具有排液装置。

具体实施方式

在图1和图2中以从顶部和底部观察的示意性透视表示示出了根据本发明的实施例的过滤组件1。本发明的过滤组件1包括：环状膜支撑件10，其保持过滤膜11；筒形漏斗状储器20，该筒形漏斗状储器的相对轴向端具有开口，并且其一个轴向开口（下开口）能够可移除地和液密地附接到膜支撑件10的一侧，以在膜支撑件10的一个轴向侧上限定与过滤膜相邻的样本容积12；以及排液构件30，其能够可移除地和液密地附接到膜支撑件10以在膜支撑件10的相对轴向侧上限定与过滤膜11相邻的排液通道空间13。

膜支撑件10被成形为像环一样，其包括周边裙部14，该周边裙部在其轴向侧处限定开口15a、15b。裙部14在穿过包括中心轴向方向的平面的截面中具有阶梯状轮廓，使得顶部开口15a比底部开口15b具有更小的直径。然而，阶梯状轮廓不是必需的方面，并且裙部能够在外周边上是连续的或者能够具有任何其他的形状或结构。

膜支撑件10是自支撑构件，并且适于将膜11保持在平坦的取向中，这是因为膜通过例如夹紧器件、粘结剂、紧固器件（比如销或螺钉）或其组合而固定到膜支撑件。膜也能够被夹紧在形成膜支撑件的两个构件之间，或者能够在其外周边处一体地模制到膜支撑件的材料中。此外，膜支撑件10可包括元件（比如网）以附加地机械地支撑处于平坦的取向中的膜11。

通常在制造期间将膜11并入到膜支撑件10中，但是膜支撑件10也能够被设计成使得在使用时将膜11附接到膜支撑件10。膜11可以是能够捕获感兴趣的微生物的常规单层或多层过滤器膜。

储器20可具有使得其能够容纳待用组件进行测试的期望容积的样本流体的任何结构。在所图示的实施例中，储器20是大致筒形和漏斗形的，其中直径在使用期间在正常的竖直取向中朝向储器20的顶部增加，并且该储器在其轴向上端和下端处具有开口20a、20b。进一步地，储器20可具有附加的腔室（未示出）以用于容纳例如样本准备过程所需的物质。储器20可以是部分或完全透明的，以允许从外部监测样本容积12中的样本流体以及监测过程。

限定样本容积12的储器20的外周边壁可在其内壁表面和/或外壁表面上包括标记，以协助用户确定由储器20接收的样本流体的量。

内壁表面的内直径可在储器20高度的与下开口20a（该下开口旨在附接到膜支撑件10）相邻的至少一部分上变化，使得储器20的垂直于其轴向方向的截面面积从储器20的下开口20a朝向在储器20的另一轴向端处的顶部开口20b而逐渐增大。优选地，样本容积12的截面面积的增加是线性的（即，使得截面轮廓是锥形的）或非线性的（即，使得截面轮廓是圆化的）或是这两者的任何组合。换句话说，储器20的内壁至少在储器20的下游部分处径向向内（即，朝向储器20的竖直轴线）倾斜并呈漏斗状，以便产生朝向膜11的流体流动。然而，也可在贯穿储器20的高度来提供储器20的内壁表面的倾斜形状。

根据如图6A中所示的优选实施例，例如，储器20具有唇部部分21，该唇部部分具有在储器20的待附接到膜支撑件10的下开口20a处径向向内突出的尖锐的尖端端部，以便覆盖在储器20和膜支撑件之间的卡扣配合连接22的上端。结合所形成的卡扣配合连接22，使得储器20的接合边沿或突起23位于卡扣配合连接22的径向外侧，而膜支撑件10的对应的接合边沿或突起24位于卡扣配合连接22的径向内侧，这种构型避免了在从膜支撑件10上拆下储器20时形成液滴。

储器20与膜支撑件10之间的卡扣配合连接22是可移除的液密和气密摩擦和/或形状锁定附接的示例，但是储器20与膜支撑件10之间的其他连接（比如卡口配合、螺纹接合、压配合或使用紧固件或夹紧件的连接）也是可能的，如果它们可由用户释放，产生充分刚性且牢固的连接（该连接允许在过滤过程期间将组合的元件作为单元进行预期的处理和运输而不会意外分开），并提供从储器20到膜支撑件10的流体供应，使得防止流体的漏出。

排液构件30被设计成在制造期间或在使用时可移除地、液密地和气密地附接到膜支撑件10，使得所有待过滤的流体传送通过过滤膜11且被排液构件30收集，并且被引导到排放端口33，同时防止流体尤其通过排液构件30和膜支撑件10之间的连接部分而漏出。排液构件30可通过摩擦和/或形状锁定接合（诸如，通过卡口配合、螺纹接合、压配合或卡扣配合接合）而可移除地附接到膜支撑件10。优选地，排液构件30具有外裙部35，该外裙部被插入并同心地保持在膜支撑件10的裙部部分14内部。膜支撑件10的裙部部分14和排液构件10的裙部34可包括接合特征，所述接合特征被构造成在膜支撑件10和排液构件30之间建立期望的液密可释放的连接，该液密可释放的连接准许在过滤过程中的充分地支撑（避免意外分开）和选择性地分开这两个元件两者，如下文进一步描述的。

当排液构件30附接到膜支撑件（膜支撑件继而附接到储器以形成自支撑单元）时，排液构件30（尤其是裙部35和排放端口33）被构造成连接到本领域中已知的抽吸装置/泵的头部或真空棒以便将真空或负压施加到膜11的下游侧，使得促使最初被接收在储器20的与膜11的上游侧相邻的样本容积12中的样本流体穿过膜11并被收集在收集表面30a上，该收集表面被形成于膜支撑件10上以便面向膜11以用于收集已穿过膜11的流体。收集表面30a优选地是凹形的，其中在膜支撑件10的中心轴线上的顶点或底部与排放端口33对准，但在排液构件30附接到膜支撑件10时最初与膜11间隔开。收集表面30a具有一个或多个径向流动通道31的模式，所述径向流动通道被形成于收集表面30a上以便将流体分布并引导朝向排放端口33，流体通过该排放端口被排放到与收集表面30a相对的一侧。

除了膜11的仍然被保持在膜支撑件10处的周边部分之外，排液构件30的凹形收集表面30a还能够支撑处于湿润状态的膜11的中心部分。即，当膜11含水时，其由于扩张而从平坦状态扩展并接近凹形收集表面30a。因此，凹形收集表面30a能够容纳膜11的较大尺寸，并且能够防止形成褶皱，因为膜11能够均匀地铺设在凹形表面30a（下文中也称为凹形表面或收集表面）上。

如图8所示，凹形表面30a设置有多个径向流动通道31的图案，所述多个径向流动通道规则地分布遍及凹形表面30a。径向流动通道31可被形成为从凹形表面30a出发的由该表面的凸起部分限定的凹部，并且它们接收已传送通过膜11的流体并将其引导朝向排放端口33。优选地，排放端口33安置在排液构件30的中心处，并且被构造成气密地连接到抽吸装置以便将负压施加到在膜11的下游、由包括（一个或多个）流动通道31的凹形表面30a限定的空间。

进一步地，（一个或多个）通气孔或（一个或多个）开口32在径向外部位置处形成于排液构件30中，以便从排液构件30的一个轴向侧到另一侧穿透排液构件30，并且环境空气能够通过所述通气孔或开口被供应到圆形空气槽34，该圆形空气槽形成于排液构件30的面向膜11的表面上（当排液构件30附接到膜支撑件10时）并且其也与（一个或多个）径向流动通道31连通。

（一个或多个）通气开口32被构造成将环境空气递送到圆形空气槽34，该圆形空气槽布置成包围其中安置有（一个或多个）径向流动通道31的收集表面30a。（一个或多个）通气开口32使得，在经由连接到真空泵的排放端口33将负压施加到膜11的下游侧的同时，暂时选择性地释放在过滤过程期间通常建立的在泵头部和排液构件30的外周边裙部35之间的气密连接，使得环境空气能够在裙部和头部之间传送而到达排液构件30的与具有收集表面30a的一侧相对的一侧、并从那里穿过（一个或多个）通气开口32而到达收集表面30a。

通过通气开口32递送到圆形空气槽34的环境空气随后被分布到径向流动通道31，并且被吸取到排放端口33并朝向抽吸装置排放。沿着膜11的下游表面传送的空气使膜11干燥，并将潜在剩余的被捕获在膜11和排液构件30之间的其余流体排放到排放端口33，以便在过滤过程之后净化在膜11和膜支撑件30之间的区域（见图6B中，两个小箭头示意性地指示流动通过通气开口32的环境空气）。通过防止从样本容积的一侧供应空气，可进一步增强净化效果，例如通过借助于待稍后描述的盖子装置来密封储器20的顶部开口。

优选地，排液构件30的收集表面30a比被保持在膜支撑件10中的膜11具有更小的半径，并且与膜11的外周缘（膜11在该外周缘处与膜支撑件10联结）间隔开，由此留下没有流体通道的某个周边区36。圆形空气槽34和（一个或多个）径向流动通道31被提供在排液构件30的一部分中，并且空气槽34界定收集表面30a的外周边。结果是，潜在地被包含在通过膜11过滤的流体中的微生物被捕获并且主要浓集在膜11的对应于收集表面30a的区域上，并且与膜11的周边边缘充分间隔开。

在另外的替代实施例中，除了（一个或多个）径向流动通道31之外或代替（一个或多个）径向流动通道31的是，收集表面30a能够设置有以各种模式围绕凹形表面分布的单独的凹坑或凹痕，或者设置有另外的环形沟槽（优选地呈同心布置），或设置有其组合。

如上文提到的，排液构件30和膜支撑件10之间的连接是可释放的，并且此外其被构造成使得当过滤组件1经由排液构件30被保持在真空泵的头部或真空棒（抽吸装置）上时，能够从抽吸装置上将过滤组件1的其余部分（包括附接在一起的膜支撑件10和储器20）作为单元拆下，同时排液构件30仍然附接在抽吸装置上，因为排液构件30与膜支撑件10分开。

在特别有利的结构中，过滤组件1包括盖子装置40，该盖子装置能够可移除地和液密地附接到储器20的顶部轴向开口20b以封闭该开口。盖子装置40被构造成还能够可移除地液密地附接到膜支撑件10，以便将膜支撑件10的一个（顶部）轴向开口15b密封而与环境隔绝。这能够实现是因为：储器20和膜支撑件10的顶部开口20b、15b具有包围它们的边沿或边缘的基本上相同的尺寸和构型，该边沿或边缘能够与盖子装置40的配合凹部接合以实现密封；或者包围开口20b、15b的边沿的构型和/或尺寸是不同的，但是盖子装置40具有两个配合凹部，这两个配合凹部分别被尺寸确定和布置成分别与所述开口中的一个接合。

在实施例中，盖子装置40被成形并设置有凹部，该凹部被构造成以便可拆下地布置在储器20的顶轴向端处的包围开口20b的边沿的顶上。盖子装置40可以以各种方式与储器20的顶端接合，包括卡扣配合、卡口配合、螺纹接合、或压配合、或与保持装置结合的松配合。在任何情况下，该接合均提供盖子装置40和储器20之间的基本上气密密封的可能性，并且该接合使得它提供充分的阻力来抵制在处理和运输期间在过滤和孵育以及分析程序之前和期间（即，当盖子装置40和支撑构件10一起用作孵育容器时）盖子装置40与储器20或与膜支撑件10的顶部开口15b意外脱离。

优选地，盖子装置40具有铰链41，该铰链用于支撑盖子部分40a（其是设置有上文所描述的相应凹部的部分）以便允许以预先限定的移动选择性地打开盖子装置40。换句话说，当附接时，盖子装置40的盖子部分40a铰接到储器20和膜支撑件10中的任一者或两者。附加地，盖子装置40设置有盖子锁，以防止盖子部分40a无意中打开。可通过形成于盖子装置40和储器20（和/或膜支撑件10）上的两个互补的接合部分的接合来提供盖子锁，只有在施加了一定的力或运动的情况下，这两个互补的接合部分才能够脱离。

根据本发明的实施例，整个铰链机构41被包括在盖子装置40中，该盖子装置继而能够附接（即，如卡扣配合或其他可释放的连接）到储器/膜支撑件作为功能单元。即，在这种情况下，储器20和/或膜支撑件10不需要用于铰接铰链的互补元件，且因此能够具有简单设计。

根据附图中所示的另一个实施例，铰链机构41的一个部分被提供在储器20上和/或膜支撑件10上，并且铰链机构41的另一部分被提供在盖子装置40上。即，用于铰链的铰接的互补部分被提供在盖子40和储器20上和/或膜支撑件10上。这些互补部分可呈简单的铰接接头的形式，其中突起被插入到配合凹部中并限定旋转轴线，该旋转轴线位于垂直于过滤组件的中心轴线的平面中并且优选地与待由盖子装置40封闭的相应开口基本上相切。

独立于铰链机构41的位置和结构，盖子装置40优选地被形成为以便提供图3A至图3C中所示的盖子部分40a的至少三个限定位置，包括盖子部分40a（液密地）密封开口的位置、开口是可通达的并且盖子部分40a处于其开到最大状态、优选地由机械止动件限制的位置、以及盖子部分封闭该开口以防止任何颗粒或污染物的进入但允许到该开口中的限定的通气的位置。

盖子部分40a的附加位置是可能的，诸如这样的一个位置：在该位置中，处于打开状态中的盖子部分40a与水平平面围成特定角度，例如基本上为45度（见图3A、图4A和图4B）。

当盖子部分40a被保持在允许用户通达储器20的容积12的位置（例如，在该位置中，盖子部分40a与水平平面围成90度或更小的角度）中时，存在以下优点：当在洁净室内（例如，在常规已知的“洁净工作台”内）使用过滤组件1时，污染物进入盖子装置40被布置所在的（储器或支撑构件的）开口的风险显著降低，因为倾斜的盖子部分40a遮盖了该开口的一部分并因此防止在洁净工作台内部的工作区中产生并沿竖直方向和/或沿水平方向被引导的净化空气流的实质部分直接进入到过滤组件1中（见图4A和图4B中的平行箭头）。另外，与洁净工作台外部的环境相比，洁净工作台的内部能够具有轻微的超压。

用于最大程度地打开的止动件能够是机械止挡件（例如，被提供在盖子装置40抑或储器/膜支撑件上或两者上的突起），其阻止沿枢转方向的进一步移动。止动件还能够被设计成产生某种接合，以便增加使盖子部分40a从最大打开位置向后倾斜所需的力和/或产生“咔哒感”以向用户发出达到了最大打开位置的信号。

铰链机构41能够被提供作为对储器20和膜支撑件10中的仅一者可操作（operative）的元件，但是可以对另一者没有功能，只要实现盖子部分40a的所需的密封接合即可。

过滤组件1可包括作为另外的元件的介质盒50，该介质盒被构造成填充有或已经提供有营养介质51，该营养介质被选择成用于促进感兴趣的微生物的生长。优选地通过摩擦和/或形状锁定接合（例如，卡口配合、螺纹接合、压配合或卡扣配合），介质盒50能够在底侧处（即，在将附接有排液构件的侧处，但其中排液构件30不再被附接）可移除地和气密地附接到膜支撑件10，使得膜11能够与营养介质51接触。介质盒50与膜支撑件10之间的连接应被设计成使得它提供充分的阻力来抵制介质盒50与膜支撑件10的脱离，以便使得能够在介质盒50不从膜支撑件10脱落的情况下处理和运输组合的单元，同时仍准许从膜支撑件10容易地拆下介质盒50（如果在该过程中期望的话）。

介质盒50可以是容器，其类似于培养皿具有一体式封闭的底部并且限定用于接收营养介质51的容积。因此，介质盒50在顶部处具有单个开口50a。顶部处的开口50a在制造之后最初由保护盖（未示出）封闭，以防止在运输期间的营养介质51或预消毒状态的任何污染。

可选地，如图10中所示，介质盒50在介质盒50的底部处具有第二开口50b，该第二开口用底部封闭件52可移除地覆盖。底部封闭件52被构造成放置在盖子装置40的顶侧上，并且在侧向移动方面由被构造成插入到在盖子装置40的顶侧上的对应凹部43中的一个或多个突起53限制，使得介质盒50能够稳定地堆放在具有所附接的膜支撑件10和盖子装置40的另一个介质盒50的顶部上，如下文所描述的。当膜支撑件10将被附接到介质盒50以便准备孵育时，将保护盖移除并丢弃。

营养介质51（优选地琼脂营养物）优选地安置在介质盒50的内部，以便在中心部分中具有向上的凸起或隆起，并且以便在将介质盒50附接到膜支撑件10时优先与膜11的中心部分进行接触。因此，当具有膜11的膜支撑件10以竖直向下的移动从顶部附接到介质盒50时，营养介质51首先与膜11的中心部分进行接触，并且在进一步竖直移动直到附接完成为止时朝向介质盒50的周缘被径向向外推动。从中心部分到周边的这种渐进式接触确保了膜11和营养介质51之间的良好接触，并且避免了将气泡捕获在营养介质51和膜11之间。例如，营养介质51的中心向上的凸起或隆起能够通过用于介质的支撑表面的轻微曲率来实现。

膜11与营养介质51之间的渐进式径向接触的这种效果在以下情况下得以增强：使用设置有如上文所描述的凹形收集表面30a的排液构件30，在过滤步骤之后，膜11具有中心向下的曲率。进一步地，如果在与洁净室的外部相比具有轻微超压的洁净室中执行过滤过程，则过滤组件1的储器20的样本容积12在过滤步骤结束时将具有相同的超压。如果盖子装置40移动到其中它（液密地）密封储器20的顶部开口的位置，则在从洁净室移除过滤组件之前，储器20内部的超压将被保持一定的时间直到从排液构件拆下过滤组件为止，并且将增强膜11的向外凸起。

当在孵育步骤的准备中已从膜支撑件10拆下储器20时，能够从储器20拆下盖子装置40，并将该盖子装置重新附接到膜支撑件10的顶部开口。由于铰链，盖子装置40在附接之后可被选择性地带到它封闭开口但允许到开口中的通气的位置中，或者被带到它液密地密封膜支撑件10的开口的位置中。因此，可设定期望的孵育条件，即厌氧或需氧。即使设定了盖子装置40的通气位置，也防止了无意中完全封闭到密封位置，并且孵育单元能够堆叠在彼此之上。

过滤组件1的与外壳有关或与支撑件有关的构成性元件（包括膜支撑件10、储器20、盖子装置40、排液构件30和介质盒50）优选地由热塑性树脂（优选地，聚丙烯）制成，但能够取决于特定的设计（单用途或多用途）由其他合适的材料制成。也有可能由不同的材料制成某些元件或元件的部分。

过滤组件的至少一些但优选地所有构成性元件在制造期间进行预消毒，并且被密封以供后续使用。此外，可对膜支撑件10、储器20、排液构件30和盖子装置40进行预先组装以形成准备好使用的单元。

存在可被提供在介质盒50中的各种营养液，并且存在待取决于待过滤和培育的感兴趣的微生物而使用的各种过滤膜。

为了清楚地识别和区分相应的营养液和过滤介质以便在选择并匹配营养液和过滤介质时避免错误，膜支撑件10和介质盒50可设置有颜色编码以利于识别。

在下文中，将描述使用根据本发明的上文所描述的实施例的过滤组件1的方法。在开始过滤之前，准备过滤组件1，该过滤组件具有：储器20的下开口，该下开口附接到膜支撑件10的顶部轴向侧；盖子装置40，其附接到储器20的顶部开口；以及排液构件30，其附接到膜支撑件10的下轴向侧。过滤组件1能够基本上作为单元被预先组装在预消毒的包装中，或者能够在工作场所处由单独的元件组装而成。在拆开包装之后，将过滤组件1作为单元在一个单个步骤中转移到外部抽吸或真空装置的头部（即，潜在地位于洁净工作台内部的真空泵或真空棒），并且该单元经由被保持在膜支撑件10中的排液构件30而安装到头部。在这一点上，泵头部径向扩展，以便密封地接合排液构件30的裙部35的内周边表面并与排液构件30的排放端口33建立流体连接。

在下一步骤中，将一定量的待过滤的流体填充到储器20的样本容积12中，将盖子部分40a带到适当的位置以便允许限定的通气，且然后操作抽吸装置以经由排放端口33将减压施加到膜11的下游侧，直到期望的量的流体已传送通过膜11为止。停止抽吸装置的操作，并且将包括膜支撑件10和储器20的过滤组件作为单元从抽吸装置的头部移除而留下附接到头部的排液构件30，由此从排液构件30移除膜支撑件10。随后，将过滤组件的膜支撑件10附接到介质盒50，使得膜11与营养介质51进行接触，从膜支撑件10移除储器20，并且从储器20移除盖子装置40，并将该盖子装置重新附接到膜支撑件10的顶部开口以取决于盖子装置40的位置来封闭或甚至密封介质盒50，从而允许限定的通风或产生对膜支撑件的顶部开口的完全液密密封。

过滤方法还可包括：在操作抽吸装置的步骤期间，为了干燥膜11并净化在膜11的下侧和排液构件30的收集表面30a之间的空间使得不存在残留的流体，将盖子装置40移动到它密封储器20的顶部开口的位置中，并且允许环境空气经由（一个或多个）通气开口32、圆形空气槽34和（一个或多个）径向流动通道31传送到膜11和排液构件30的收集表面30a之间的空间中，同时通过排放端口33施加抽吸力，如上文结合图6所描述的。

附图标记

1 过滤组件

10 环状膜支撑件

11 过滤膜

12 样本容积

13 排液通道空间

14 裙部

15a、15b 膜支撑件的开口

20 储器

20a、20b 储器的开口

21 唇部部分

22 卡扣配合连接

23 储器的接合边沿或突起

24 膜支撑件的接合边沿或突起

30 排液构件

30a 收集表面或收集区

31 径向流动通道

32 通气开口

33 排放端口

34 圆形空气槽

35 裙部

36 周边区

40 盖子装置

41 铰链

40a 盖子部分

43 凹部

50 介质盒

50a 顶部开口

50b 底部开口

51 营养介质

52底部封闭件

53 突起

Claims (21)

1.一种用于微生物测试的过滤组件（1），所述过滤组件包括：

环状膜支撑件（10），所述环状膜支撑件保持过滤膜（11）；

筒形储器（20），所述筒形储器的相对轴向端具有开口，并且一个轴向开口能够可移除地且液密地附接到所述膜支撑件（10）以在所述膜支撑件（10）的一个轴向侧上限定与所述过滤膜（11）相邻的样本容积；以及

排液构件（30），所述排液构件能够可移除地且液密地附接到所述膜支撑件（10）以在所述膜支撑件（10）的相对轴向侧上限定与所述过滤膜（11）相邻的排液通道空间；

其中，所述排液构件（30）包括：

收集表面（30a），所述收集表面形成于所述膜支撑件（10）上、面向所述膜（11）以用于收集已穿过所述膜（11）的流体；

一个或多个径向流动通道（31），所述径向流动通道形成于所述收集表面（30a）上；以及

排放端口（33），所述排放端口用于将被收集在所述收集表面（30a）上的所述流体排放到与所述收集表面相对的一侧。

2.根据权利要求1所述的过滤组件（1），所述过滤组件还包括：

盖子装置（40），所述盖子装置能够可移除地且液密地附接到所述储器（20）的另一轴向开口以封闭所述开口，其中，所述盖子装置（40）能够可移除地且液密地附接到所述膜支撑件（10），以便将所述膜支撑件（10）的一个轴向侧密封而与环境隔绝，

其中，所述盖子装置（40）具有铰链（41），所述铰链用于支撑盖子部分（40a）以便允许以预先限定的移动选择性地打开所述盖子装置（40），

其中，所述铰链（41）被包括在所述盖子装置（40）中，抑或所述铰链（41）的一部分被提供在所述储器（20）上和/或所述膜支撑件（10）上并且所述铰链（41）的另一部分被提供在所述盖子装置（40）上。

3.根据权利要求1或2所述的过滤组件（1），其中，所述过滤组件还包括盖子装置（40），所述盖子装置能够可移除地且液密地附接到所述储器（20）的另一轴向开口以封闭所述开口，其中，所述盖子装置（40）具有铰链（41），所述铰链用于支撑盖子部分（40a）以便允许以预先限定的移动选择性地打开所述盖子装置（40），其中，所述盖子装置（40）被形成为以便提供所述盖子部分（40a）的至少三个限定位置，包括所述盖子部分（40a）密封所述开口的位置、所述开口可通达的位置、以及所述盖子部分封闭所述开口但允许到所述开口中的限定的通气的位置。

4.根据权利要求1或2所述的过滤组件（1），其中，所述排液构件（30）能够通过摩擦和/或形状锁定接合而可移除地附接到所述膜支撑件（10）。

5.根据权利要求4所述的过滤组件（1），其中，所述排液构件（30）被接收在包围所述膜支撑件（10）的所述相对轴向侧的裙部部分中。

6.根据权利要求1所述的过滤组件（1），其中，所述排液构件（30）还包括：

通气开口（32），所述通气开口从与所述收集表面（30a）相对的一侧到所述收集表面（30a）的一侧穿透所述排液构件（30），以允许将环境空气供应到所述收集表面（30a）。

7.根据权利要求1或6所述的过滤组件（1），其中，所述排液构件（30）的所述收集表面（30a）比被保持在所述膜支撑件（10）中的所述膜（11）具有更小的半径，并且与所述膜（11）的外周缘间隔开。

8.根据权利要求1或2所述的过滤组件（1），其中，所述储器（20）能够通过摩擦和/或形状锁定接合而可移除地附接到所述膜支撑件（10）。

9.根据权利要求1或2所述的过滤组件（1），其中，垂直于所述储器（20）的所述轴向方向、限定所述储器（20）的所述样本容积（12）的截面面积至少在与所述储器（20）的待附接到所述膜支撑件（10）的所述开口相邻的部分中朝向所述储器（20）的另一开口逐渐增加。

10.根据权利要求9所述的过滤组件（1），其中，所述储器（20）具有唇部部分（20a），所述唇部部分具有在所述储器（20）的待附接到所述膜支撑件（10）的开口处径向向内突出的尖锐的尖端端部。

11.根据权利要求1或2所述的过滤组件（1），所述过滤组件还包括：

被构造成容纳营养介质（51）的介质盒（50），其中，所述介质盒（50）能够在所述排液构件（30）将被附接的一侧处但在所述排液构件（30）未被附接的情况下可移除地且气密地附接到所述膜支撑件（10），使得所述膜（11）能够与所述营养介质（51）进行接触。

12.根据权利要求11所述的过滤组件（1），其中，营养介质（51）被安置在所述介质盒（50）的内部，以便在中心部分中具有向上的凸起，并且以便在将所述介质盒附接到所述膜支撑件（10）时优先与所述膜（11）的中心部分进行接触。

13.根据权利要求1所述的过滤组件（1），其中，所述收集表面是凹形的，其中当所述排液构件（30）附接到所述膜支撑件（10）时，顶点与所述膜（11）间隔开。

14.根据权利要求3所述的过滤组件（1），其中，所述盖子装置（40）被形成为以便提供所述盖子部分（40a）的至少三个限定位置，包括所述盖子部分（40a）密封所述开口的位置、所述开口是可通达的并且所述盖子部分（40a）由机械止动件限制的位置、以及所述盖子部分封闭所述开口但允许到所述开口中的限定的通气的位置。

15.根据权利要求1或2所述的过滤组件（1），其中，所述排液构件（30）能够通过卡扣配合接合而可移除地附接到所述膜支撑件（10）。

16.根据权利要求1所述的过滤组件（1），其中，所述排液构件（30）还包括：

通气开口（32），所述通气开口从与所述收集表面（30a）相对的一侧到所述收集表面（30a）的一侧穿透所述排液构件（30），以允许经由圆形空气槽（34）将环境空气供应到所述收集表面（30a），所述圆形空气槽被形成于所述排液构件（30）的面向所述膜（11）的表面上并包围所述收集表面，并且与所述排液构件的所述径向流动通道（31）连通。

17.根据权利要求1或2所述的过滤组件（1），其中，所述储器（20）能够通过卡扣配合连接而可移除地附接到所述膜支撑件（10）。

18.根据权利要求1或2所述的过滤组件（1），所述过滤组件还包括：

被构造成容纳营养介质（51）的介质盒（50），其中，所述介质盒（50）能够在所述排液构件（30）将被附接的一侧处但在所述排液构件（30）未被附接的情况下可移除地且气密地、通过摩擦和/或形状锁定接合附接到所述膜支撑件（10），使得所述膜（11）能够与所述营养介质（51）进行接触。

19.根据权利要求11所述的过滤组件（1），其中，琼脂营养物被安置在所述介质盒（50）的内部，以便在中心部分中具有向上的凸起，并且以便在将所述介质盒附接到所述膜支撑件（10）时优先与所述膜（11）的中心部分进行接触。

20.一种使用根据权利要求11、12、18、19中任一项所述的过滤组件（1）来过滤流体的方法，其中，所述过滤组件还包括盖子装置（40），所述盖子装置能够可移除地且液密地附接到所述储器（20）的另一轴向开口以封闭所述开口，其中，所述盖子装置（40）具有铰链（41），所述铰链用于支撑盖子部分（40a）以便允许以预先限定的移动选择性地打开所述盖子装置（40），所述方法包括以下步骤：

准备所述过滤组件，其使得所述储器（20）的一个开口附接到所述膜支撑件（10）的所述一个轴向侧、所述盖子装置（40）附接到所述储器（20）的另一开口，并且所述排液构件（30）附接到所述膜支撑件（10）的另一轴向侧，

将所述膜支撑件（10）的具有所述排液构件（30）的另一侧安装在抽吸装置上，

将一定量的待过滤的流体填充到所述储器（20）的所述样本容积中，

将所述盖子部分移动到适当的位置，以便允许限定的通气，

操作所述抽吸装置，直到期望的量的所述流体已传送通过所述膜（11）为止，

从所述排液构件（30）移除所述膜支撑件（10），

将所述膜支撑件（10）附接到所述介质盒（50），使得所述膜（11）与所述营养介质（51）进行接触，

从所述膜支撑件（10）移除所述储器（20），并且从所述储器（20）移除所述盖子装置（40），

将所述盖子装置（40）重新附接到所述膜支撑件（10）的所述开口，以及

将所述盖子装置（40）的所述盖子部分（40a）移动到适当的位置，以便允许限定的通气或者以便密封所述膜支撑件（10）的开口。

21.根据权利要求20所述的过滤流体的方法，在操作所述抽吸装置的步骤期间，所述方法还包括以下步骤：

将所述盖子装置（40）移动到它密封所述储器（20）的所述另一开口的位置中，以及

允许环境空气传送到所述膜（11）和所述排液构件（30）的所述收集表面（30a）之间的空间中，以干燥所述膜（11）。

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