CN1272426C - 由液体样本中分离颗粒物质的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明为从流体中分离颗粒物质的一种装置和方法，其中装置包括一个采集容器，一个配置在一个室内并适合于在一个采集部位采集液体中的颗粒物质的多孔装置，和一个泵。室包括一个第一部分，该部分具有改善流体通过室的流动的元件和降低多孔装置在该部分的保留特性的元件。室还包括一个提高多孔装置在该部分的保留特性的元件。

Description

由液体样本中分离颗粒物质的方法和装置

本发明的技术领域

本发明涉及用以采集颗粒物质均匀单层的装置和方法。本发明特别涉及用以由生物流体中采集细胞的均匀单层的装置和手工操作的或半自动操作的方法并为用于细胞学的原始资料准备细胞的单层。

发明的背景

在各种技术领域中，由流体中分离物质，通常为颗粒状物质的能力和/或装置对于检验流体中物质的存在的能力来讲是一个关键性的部分。经常是受到样本准备的影响使得目标细胞模糊不清以致使作业不是充分可靠的，或是过于昂贵的。

在包含检测和/或诊断在内的其它许多领域也是这种情况，仅举数例，包括环境检验，放射性探测，恶性肿瘤筛分，细胞学检查，微生物检验，和危险的废弃物污染。

在所有这方面的努力中，样本准备原始资料的限制因素包括由其流体载体(例如，生理流体，生物流体和环境流体)适当地分离出颗粒物质，和简便并有效地进行采集以及将颗粒物质聚集成便于显微镜观察的形式。

在细胞学检查的情况下，一个细胞样本是由一位患者处得到的。通常地，这可以通过在一个部位进行刮削或擦抹得到，如同在子宫颈部采样的情况，或是通过采集体液，如由胸腔，膀胱得到的，或通过用细针抽吸由椎管得到的。在传统的手工操作的细胞学检查中，颗粒物质包括流体中的细胞和碎片被涂抹在一个玻璃片上并随后进行风干。涂抹导致细胞和碎片不均匀的密度和不平坦的分布，从而常使目标细胞模糊不清。风干会引起细胞的扭曲并进而妨碍精确的检测。

已经表明迅速处理尿液以保持新鲜保证了定量培养结果，尿液分析和显微镜检查的精确。新鲜的细胞较贮存的尿液中的细胞可以更好地粘附在玻璃片上，使细胞更为平坦地分布在玻璃体上。处理的延误，对住院病人或门诊病人调节的粗心的维护和缺少冷藏可能导致不良的玻璃片的准备。对延误问题的一种已知的解决办法为在尿液中使用化学保存剂。尿液样本中液体保存剂的存在，无论如何，将使样本的比重上升到不可测量的程度并限制了尿液在各种传统类型的定量分析中的潜在应用，例如载玻片显微镜检查。

诊断微生物学和/或细胞学，特别是在临床病理学领域，诊断基于对细胞的显微检查和其它显微分析。诊断的精确度和最佳可解释样本的处理通常依赖于适当的采样准备。新的方法学如免疫细胞化学和图像分析所需要的预先加工准备是可重复的，快速的，无生物危害的和廉价的。传统的细胞处理技术无法应付不均匀细胞密度，不匀的细胞分布和风干的形成物的出现。

通常，用于细胞学检查的体液样本是由容器采集的，容器内含有保存剂溶液以便在由采集现场转移到细胞学实验室的过程中保护细胞学样本。再有，由体腔用擦抹，涂抹，冲洗或刷擦所采集到的细胞学样本在为染色或检查而转移到玻片或薄膜上之前也保存在带有固定剂(例如，酒精或丙酮固定剂)的容器内。

需要提供一种尿液或其它生物流体样本的容器，使得液态生物样本可以在不移去尿液或生物流体容器的盖子的情况下进行试验。无论如何，已有技术没有能解决这一问题，即为进行检验将细胞以单层状态转移到玻片上而不必将设备的部分反复地浸入样本中(从而增加污染的风险)以在显微镜玻片上形成高质量的单层，并且对样本的处理能使从中取出细胞的流体得到保护。

已知有一些用于分散流体中细胞的方法，装置和结构。例如，美国专利第5,143,627号公开了样本容器，将一个分散单元插入液体悬浮液，并将该分散单元旋转数分钟。在另一个例子中，用所谓的“Saccomanno方法”处理痰，这是一种耗时的方法并且包括许多处理步骤。

用于定量地量测和采集细胞的细胞学试验方法和器具可见于全欧专利第0 448 837号。该专利公开了一种用于处理细胞和其它颗粒物质可控的仪器使用的方法和装置，其中带有一个过滤器设备，该设备可量测穿过过滤器设备的含有颗粒物质的流体流动的参数。对通过过滤器设备的流体流动的改变的量测满足了对颗粒物质进行定量和对过滤器设备因颗粒物质而受阻进行定量所需的信息。按照该专利的方法和装置的运作通常是自动的。

为显微镜检查最佳地准备颗粒物质的另一个限制因素包括用于将颗粒物质固定在显微镜玻片或类似物上的溶液和/或多种溶液。

形成细胞学物质的检查形式的细胞学样本，可以用熟知的涂抹或液体技术进行准备。由于在对这些样本进行染色，放上覆盖片等等，作进一步处理之前还有相当一段时间，无论如何，作为保存和固定细胞的一种方法在细胞学物质上施加固定剂是很重要的。

适当地固定(即，保存)细胞学物质如细胞，细胞团粒和由人类或动物组织的细胞学采集物衍生出的微小的组织碎片，是精确地诊断疾病，特别是恶性肿瘤的前提条件。细胞学物质必须在获得以后尽可能快地固定以防止细胞扭曲。

风干的和四铬染料着色的细胞学样本，虽然在国外很流行，在美国通常不被采用。相反，湿固定是一种周知的细胞固定方法，或是将玻片浸入酒精溶液中，或喷射固定剂或直接向细胞学物质流注酒精溶液使玻片饱和。细胞固定是使用可解释的巴帕尼科拉乌，苏木精，四溴荧光素或其它着色的细胞学样本玻片的必要条件。

通常地，在由50％到95％(v/v：甲醇，乙醇，异丙醇)范围内的带有或没有其它如聚乙二醇添加剂的酒精溶液是已知的用于湿固定的溶液。在将高于50％(v/v)的酒精溶液用于采集和固定高蛋白质的流体时，无论如何，将形成蛋白质的沉积物并且随后将变硬。蛋白质沉积物使得固定的细胞学物质难于转移到玻片上进行检验，无论这种转移是直接施加到玻片上，或是通过一个微孔过滤器的细胞渗透，还是将细胞离心分离到涂有诸如铬铝凝胶凝结剂的玻璃片上。

一个多世纪以来，用于保存和准备进行分析评估的组织的固定混合剂都是以甲醛为基础的。用于进行显微镜检查的切成-薄片的组织的组织保存和准备的标准的混合剂为福尔马林。福尔马林为百分之3到10的甲醛水溶液，通常包含约百分之15的甲醇。酒精改善了溶液的保存性能。尽管具有很多的缺点，最明显的是高毒性和有刺激性的特性，福尔马林由于其与暴露的组织表面的快速反应而使细胞保存达到最大限度，因而在实验室通常的应用中仍然被选作固定剂。甲醇可能对组织的结构有害，使其过于容易损坏或，更为常见的是，过于柔软而难于切割以进行玻片的准备。它还可能产生影响着色的颜色形成物或杂质。尽管如此，含有甲醇的福尔马林还是提供了能以满足用作显微镜检查的切割和着色要求的保存好的组织。

组织学家曾长期地致力于开发有效的免疫组织化学固定剂和形态学固定剂。另外，有必要保存形态学的细部和组织的抗体以便进行组织中免疫组织化学的检测和抗体的测定。

这种固定剂使蛋白质变得难以溶解。例如，甲醛可用作在乙醛和特定的氨基酸之间形成共价结合的交联剂使蛋白质稳定并将细胞的细胞质转变为胶状，这可防止自溶酶的运动。另一方面，酒精可用作固定剂通过变性作用使蛋白质沉淀。

优选地，固定剂应能防止自溶和腐烂并能保存形态学的细部和抗原性。不幸的是，一种有效的形态学固定剂不一定是有效的免疫组织化学固定剂。

与传统技术相反，本发明的固体物质的准备技术能够应对不-均匀的物质密度，不平坦的物质分布，和由于样本的准备中过多的步骤造成的样本丢失和污染的产生。因此，按照本发明的准备工作，导致具有良好形态学的固体的平坦分布，改进的可视性，和便于放置并可在不需要对样本作进一步的处理或加工的情况下进行光吸收率分析。

本发明之概述

本发明涉及一种用以采集物质以进行检测，分析，定量，和/或用肉眼观测的装置和方法。本发明的装置和方法特别适合于由生物的，生理的和环境的液体中分离出颗粒物质并使颗粒物质以改进的形态进行细胞学检查。

本发明的一个优选实施例涉及一种装置和方法，用以由细胞学采集装置或化验模件中的尿液或其它生物流体样本采集均匀的细胞层，并将该颗粒物质的均匀层转移到玻片上。

本发明的设备和方法可以配置成手动的手工操作系统或结构，或部分自动的系统或结构。

为此，本发明提供用以处理含有颗粒物质的液体的一种装置，包括：

一个容器，它具有一个紧固地啮合在所说的容器上的帽盖；

一个位于室内的多孔过滤器装置，所说的室包括与所说的帽盖可相对转动地啮合的一个第一部分；和

一个泵，与所说的室的一个第二部分相啮合；

所说的室在所说的第一部分和所说的第二部分之间可分开，并且所说的第二部分保持着所说的多孔过滤器装置。

所说的第一部分与所说的帽盖以液体密封地相啮合且所说的密封为非气体密封。

还提供用以从流体中分离颗粒物质的一种装置，包括：

一个容器，具有一个帽盖，所说的帽盖包括一个固定地啮合在所说的容器上的第一部分和可相对于第一部分旋转的第二部分；

一个多孔过滤器装置，与容器是流体互通，并适合从液体中移去颗粒物质，所说的定位在一室的一顶部的多孔过滤器装置可脱开地与所说的第二部分啮合，所说的顶部和第二部分确定了所述的室；和

一个泵，与室是流体连通的。

帽盖包括一个伸入所说的容器中的管。所说的管包括至少一个位于伸入所说的容器的管的端部的搅拌肋片。

泵包括一个或多个止挡，用以将预先确定数量的液体抽入泵内。

还提供一种用以处理含有颗粒物质的液体的装置，包括：

多孔过滤器装置，适合于从含有颗粒的液体中移去颗粒物质；和

一个室，在一个内室中支撑所说的多孔过滤器装置，该室包括一个可脱开地接受所说的多孔过滤器装置的第一部分和保持所说的多孔过滤器装置的第二部分，所说的室在所说的第一和第二部分之间分开，所说的第一部分具有一个面对所说的多孔过滤器装置的基座，基座在所说的室和多孔过滤器装置之间确定了一种预定的液力关系。

第二部分包括至少一个与多孔过滤器装置接合的小块。而第一部分包括一个用以脱开第二部分的锯齿形部分。

所说的预定的液力关系是由一个或多个结构所确定的，该结构可降低所说的下面部分对于所说的多孔过滤器装置的表面张力。

第一部分包括一种或多种能以减少将多孔过滤器装置保留在所说的第一部分内的能力的结构。

第二部分包括一种或多种能以增加将多孔过滤器装置保留在所说的第二部分内的能力的结构。

所说的装置包括一个环绕所说的基座的通道，还包括位于所说的通道内的一个弹性部件。

上述弹性部件为一个O型环或一个活盖。

基座包括一个预先确定的表面结构。

所说的基座包括一个设有从中心沿径向延伸的坡度。

所说的基座还包括一个与多孔过滤器装置接合的活盖。

上述表面结构包括预先确定构形的突起。

该构形为一种格子状。

或该构形为一个时钟盘面。

还提供一种用以处理含有颗粒物质的液体的装置，包括：

一个容器，具有一个紧固地啮合在所说的容器上的帽盖；

一个位于室内的多孔过滤器装置，所说的室包括一个与所说的帽盖啮合的第一部分，所说的第一部分包括一个伸入所说的容器的管，所说的第一部分相对可转动地与所说的帽盖啮合，所说的第一部分可脱开地接受所说的多孔过滤器装置；和

一个泵，所说的泵包括一个适合于与所说的室的第二部分啮合的部分；

所说的室适合于分开在所说的第一部分和所说的第二部分之间，而所说的第二部分适合于保持所说的多孔过滤器装置。

所说的装置还包括一个马达，用以通过在所说的容器和所说的室之间的相对转动搅拌液体。

本发明还提供一种用以从液体中分离颗粒物质的方法，包括：

使含有颗粒的液体穿过适合于由所说的液体移去颗粒物质的多孔过滤器装置，所说的液体由容器内流过，所说的多孔过滤器装置由室的第一部分所接受，所说的第一部分可相对于所说的容器转动并伸入所说的容器以与液体流体互通；和

从所说的第一部分上分离所说的室的第二部分，其中所说的分离步骤包括将所说的多孔过滤器装置保持在所说的室的第二部分中。

所说的方法，还包括用一个固定在所说的伸入容器中的第一部分上的肋片搅拌在所说的容器内的液体。

根据本发明的这种装置通过提供结构相对简单的机构，和由液体溶液中分离出微粒，采集接近已知数量的单层的细胞，和将采集的细胞转移到显微镜玻片上的操作克服了传统的用于为细胞学采集细胞或其它微粒的装置中存在的问题。在本发明的一些实施例中，装置的部件没有放在流体的样本中，从而防止了样本的不必要的污染。另外，在本发明的一些实施例中，存储样本的容器在采集和转移细胞的过程中是不开敞的，从而消除了在试验的过程中样本污染的可能性。

在本发明的所有实施例中，样本中的颗粒物质，例如细胞，的一个单层是在一个过滤器上经由通过和环绕该过滤器的两个流体流动分支采集的。这样的过滤器可见于美国专利第5,301,685和5,471,994号，相应于世界专利号94/03103。

操纵采集的患者或医务人员可以密封一个分离容器。根据本发明细胞的采集可以在细胞不被保存剂，工作人员或外部物质污染的情况下得到均匀的细胞玻片。不必倒出或吸取采集到的样本即可实现由采集容器到细胞学采集装置的转移。

本发明涉及一种细胞采集和分配装置，该装置是可以拆开的，使细胞由设备到显微镜检查使用的玻片可以进行面对面的转移。本发明提供了一种用以采集细胞单分子层并将其转移到显微镜玻片上的改进的装置和方法。已经证明将单层细胞由过滤器转移到显微镜玻片的有效性非常高而且没有局部的细胞丢失。显微镜检查表明细胞在玻片上的分布和在过滤器上的相同。

本发明的设备不需要经过训练的技术人员恰当地准备样本基片。因此，消除或减少了时间，费用，和专门技术作为样本准备原始资料的限制因素。

本发明的设备和方法还具有样本准备中的优点，因为它们适合于使用新鲜的，未经处理的细胞，未改性的细胞，和特别设计成可提供固体物质的薄的均匀层(直至约40微米或略多)。本发明对于为Pap涂抹采集细胞特别有用。

本发明的装置和方法对于传统的微生物学和血液学具有许多优点。被采集的细胞位于预定的部位，该部位是辐射光源和一个波长吸收率测量计所能接近的。由于细胞集中于一个单层，它们差不多总是在一个焦面内从而消除或减少了其它微粒的干扰，并且实际上不需要在确定适当的读数时的专家的时间和专门技术。本发明所达到的最小的物质的重叠保证了所有的物质都可以方便地被观察到，而很少可能有关键性的固体被重叠的固体或碎屑团块弄得模糊不清。本发明的装置的某些实施例可以和其它自动化的设备联合应用于任何给定数量的固体物质的检测和分析。它们也可对物质的化学混合剂进行详细的分析。

本发明还包括处理含有颗粒物质的液体的改进的装置和方法。该装置和方法包括优选地通过围绕一个固定的搅拌器旋转样本容器或旋转固定的样本容器中的搅拌器以分散样本中的颗粒物质。本发明搅拌容器内的样本以保证打碎大的颗粒物质，例如，泡沫状样本情况下的粘朊体，和整个液体中细胞的均匀分布。搅拌可以作为样本容器部件之间的相对运动，样本容器的非均匀运动，和/或容器作用在样本上的惯性反作用力的结果而产生。

根据本发明的一个优选实施例提供了相对于容器和/或容器中的样本旋转一个搅拌器的结构和装置。如以下所详细说明的，根据本发明的一个优选实施例可以包括在一个盖中的盖，其中搅拌器固定在自由转动的外盖上而内盖紧固在静止的样本容器上。这种相对运动使搅拌器相对于样本运动，从而分散流体中的颗粒物质。

再有，提供一个带有可旋转部分的容器盖可以不必在样本中插入一个搅动机构即可搅动或分散颗粒物质，从而消除了一个使市场上可以买到的设备产生斑点污染源。在本发明的优选实施例中，样本容器上的盖可以包括一个空心管，该管带有或没有可旋转的分散部件，以便由容器中取出样本。

在本发明的一个优选实施例中，盖包括一个与容器固定啮合的第一部分和一个相对于容器可以转动的第二部分。如在这里所使用的，相对于容器的转动涉及第一部分和第二部分的相对运动；第一部分可以是固定的而第二部分是可以运动的，或者第一部分是可以运动的而第二部分是固定的。在一个最优选的实施例中，盖的第二或内侧部分是静止的而第一或外侧部分是可以转动的。在本发明的一个优选实施例中，搅拌器连接在或固定于盖的第二部分上。

根据本发明的一个优选实施例的一个装置可以做成支持，连接，和旋转采集容器的一部分从而按照本发明对样本进行拌合。一个示范的采集容器包括一个适于采集和储存样本采样的容器或杯子，一个盖帽，该盖帽具有一个相对于容器不能转动的第一位置和相对于容器可以转动的第二位置，和一个连接在或固定于盖子的一个部分上并伸入容器中的搅拌器。如这里所使用的，将支撑，连接，和旋转配置成不同的结构可用于实施特定的功能。例如，根据本发明的一个装置可以包括一个容器支撑用以配置至少一个样本容器且由其自身旋转容器，和一个套筒或夹持器用以连接和固定盖帽的一个部分，盖帽和一个搅拌部件相通。作为另一种选择，支撑可以将容器约束在一个固定的位置上，而一个滑轮，套筒，或夹持器可啮合并旋转与一个搅拌器固定连接的盖帽部分。在本发明的一个优选实施例中，一个套筒连接着一个盖帽的内侧部分，并将盖帽的内侧部分约束在一个相对于盖帽外侧部分的静止的位置上。

啮合盖帽的一个部分或与容器啮合的构造或结构通常包括定位，固定和/或移动盖帽的一个部分或容器的任何一个部件。典型的部件包括，但非限制地，一个套筒，一个或多个带状物，一个或多个滑轮，一个或多个弹性箍，或类似物。

本发明还是一个用于将流体处理成一个或多个组分的设备，典型地是由流体中移走颗粒物质。本发明涉及采集液体，诸如生物的，生理的，或环境的流体的装置和方法，并在没有离心作用的情况下由流体中移走颗粒物质，和对物质进行诊断和试验。在本发明的一个优选实施例中，颗粒物质是以单层和预定的空间布置的形式采集的。

虽然根据本发明的细胞学采集装置可以用在任何生物流体，它对于由尿液及连带的细胞准备试验样本以进行巴氏涂抹特别有用。待处理的物质的类型并不限制本发明。在本发明的一个最优选的实施例中，液体为尿液和颗粒物质为细胞。本发明的颗粒物质处理装置也可由生物流体中分离和采集新鲜的细胞和/或微生物在适当的缓冲剂溶解细胞时进行DNA探查和染色分析。

在子宫颈部检查的情况下，用一个长柄刷或刷帚进行颈部刮削。随后通过折断或可伸缩的运动将柄弄短，而刷子被放入采集容器。通常地，容器必须是敞开的以便在试验时将刷子移走。这种处理增加了污染的可能因为以便容器的盖必须是敞开的，如果采集细胞以后试验不是立即进行刷子通常将留住细胞，而操作人员必定和以便相接触。

根据本发明的一个优选实施例，通过提供一个系统避免了这些问题，在该系统中刷子不仅留在容器内，而且在搅拌时可用以分散所采集的细胞。再有，本发明的装置是一个封闭的系统；一旦装置被关闭，为处理采集在刷子上的任何细胞都不需要开启装置。

再有，提供一个带有可旋转部分的容器盖可以不必将一个搅拌机构插入样本即可搅拌或分散颗粒物质，从而消除一个使市场上可以买到的设备产生斑点的污染源。

本发明还涉及细胞学采集和试验的组件，组件包括细胞学采集装置，一次性替换件，和/或如下所述的其它部件，固定混合剂使用的配料。细胞学采集组件还可包括替换件过滤器，一次性替换件，和/或通常在细胞学检查时使用的其它部件，配料或溶液。组件还包括洗涤，固定，和/或缓冲溶液。一个用于颈部的组件可以包括一个刷或刷帚，和一种适合于在刷子上的颗粒物质通过过滤组件进行处理之前储存所使用的刷子的流体。

本发明的一个优选实施例还涉及一种用于组织病理学操作的组织固定混合剂，该混合剂可快速地穿过组织表面以最大限度地保存细胞，留下最少的染色制造物，和允许精确地着色。本发明还涉及提供一种细胞学和组织学的固定剂配方，该配方可固定和保存液体悬浮液中的细胞，细胞团块和微小的组织碎片。

本发明还涉及提供一种固定剂成分，在为了作进一步的组织学处理，样本是和组织学物质一起采集的情况下，该固定剂成分可保持组织样本。

本发明还涉及提供一种固定剂配方，该配方允许细胞，细胞团块和组织碎片的液体悬浮液在通常遇到邮政输送的条件下进行运输，使得没有可以找到的细胞学家，细胞技术专家，医生或其它在准备细胞学样本方面有经验的人员的偏远地区使用者可以固定细胞学样本为以后使用，从而在技术上满足了由其制作细胞学样本玻片。

本发明在另一方面涉及一种预先加工组织以进行切割，着色和/或显微镜观察的方法，其中样本组织在脱水之前是经过使用本发明的稳定储存组织的混合剂溶液保存了的。

公开了一种独特的细胞学和组织学固定剂配方和使用该配方的方法。该配方可固定液体悬浮液中单独的细胞，细胞的团块和组织的微小碎片；使悬浮液中蛋白质的沉淀降至最低限度；可选择地消除或减少细胞学物质和细胞学样本玻片的红血球混染；在为了作进一步的组织学处理，样本是和组织学物质一起采集的情况下，可保持组织样本；和允许在通常遇到邮政输送的条件下进行细胞学物质的运输，使得没有可以找到的细胞学家，细胞技术专家，医生或其它在准备细胞学样本方面有经验的人员的偏远地区使用者可以具有在技术上满足要求的细胞学样本玻片。

按照本发明的另一方面，物质采集装置还可以包括用以处理流体的可以拆卸或组装的附加的模件。例如，流体可以用一个物质采集模件，连同一个去除碎屑模件，一个色谱法模件，和化验模件进行处理，或用这些模件和其它设备的组合进行处理。这些和其它模件或处理方案提供了需要引入按照本发明的样本准备装置的特性。

本发明的设备和方法对于传统的细胞学有许多有利条件。细胞位于预定的区域内为审视玻片节省时间创造了有利条件。消除了诸如细胞位于盖片之外或在磨砂玻璃端部的问题。由于细胞是单层的，在使用一个10X的物镜时观察玻片最经常采用的是低放大倍数的物镜，细胞总是在一个单独的焦面上。甚至使用40X的物镜，大多数细胞还是在焦点上。这避免了经常的再调焦并节省了时间。

附图示出了本发明的实施例，由此可以很容易地看清这些目的以及其它的目的，新颖的特性和优点。

                       附图的说明

图1为本发明的第一个优选实施例的横截面图。

图2为根据本发明的颗粒物质分离室的横截面图。

图3为穿过颗粒物质分离室的液体流动路径的横截面图。

图4A为形成颗粒物质分离室底部的底座和凹下装置的顶视图。

图4B为颗粒物质分离室底部的顶视图，表明凹下部分修改后的时钟表盘式的表面。

图4C为颗粒物质分离室底部的顶视图，表明凹下部分修改后的网格式的表面。

图5为拆下的底座，空心管，和容器的横截面图。

图6为颗粒物质分离室顶部部分的底视图。

图7为颗粒物质分离室底部部分的横截面图，表示任选的通道和任选的活盖。

图8为颗粒物质分离室底部部分的横截面图，表示任选的通道和任选的O-型环。

图9为颗粒物质分离室底部部分的横截面图，表示任选的通道和任选的活盖。

图10为本发明的第二个优选实施例的横截面图。

图11为本发明的第三个优选实施例的横截面图。

图12为根据本发明的一个优选实施例的一个过滤器装置底视图和侧视图的组合。

图13为根据本发明的一个优选实施例半自动方法中使用的一个装置的横截面图。

图14为图13所示装置在第一位置时的示意图。

图15为图13所示装置在第二位置时的示意图。

                     本发明的详细说明

本发明为一个样本容器，它包括一个与样本容器流体互通的颗粒位置分离室或模件。

本发明还是一个设备用以将液体处理成一个或多个组分，通常是由液体中除去颗粒物质。

本发明还包括用以采集液体，如生物，生理，或环境液体的设备和方法，在不使用离心作用的情况下由液体中除去所需要的颗粒物质，和对颗粒物质进行识别和试验。在本发明的一个优选实施例中，颗粒物质是以单层和预定的空间布置的情况下采集的。

本发明还包括一种用以处理含有颗粒物质的液体的改进的装置和方法。该装置和方法包括使液体穿过颗粒物质分离室，该分离室具有一个放置多孔过滤装置的座，此座包括使所采集的颗粒物质对准在预定的空间布置的结构，增强液体通过颗粒物质分离室的流动的结构，和/或促进和保持孔隙率和/或压缩位于颗粒物质分离室内的多孔过滤器装置的结构。

本发明还是一种改进的用以采集液体，通常为生物液体的设备。该设备包括一个颗粒物质分离室，分离室具有一个或多个以下的部分：一个采集部分；一个多孔的过滤装置，它包括一个用以由液体中分离颗粒物质的膜片和一个多孔的支撑烧结物；多孔过滤装置形成至少两个穿过颗粒物质分离室的液体通道；一个室座，使所采集的颗粒物质形成一种预定的空间布置；一个带有一个同心通道的颗粒物质分离室；一个具有一个或多个弹性部件的通道；一个具有一个或多个弹性部件的室座；一个带有柱子的室座或基座；一个具有一个或多个预定的表面改型的室座；一个具有一个或多个使颗粒物质在采集部位创立预定的空间布置的部件的室座；和增强液体穿过颗粒物质分离室的流动的结构。

按照本发明的一个设备还可以包括做成适合于搅拌采集在样本容器内的样本的结构。典型的结构包括，但非限制地，一个带有可相对转动的帽盖、或帽盖的一个部分的样本容器；一个可相对于样本容器移动的帽盖或帽盖部分；和一个伸入到样本容器中的管或类似物。该管可以带有一个或多个用以搅拌样本的部件。帽盖还可以包括一个可以液体密封地和颗粒物质分离室的盖子的一部分符贴地啮合的部分。该帽盖还可以包括一个和盖子的一部分液体密封地但非流体密封地啮合的部分。

根据本发明的设备还可以包括一个泵或注射器。泵或注射器可任选地包括一个或多个做成可使预定数量的液体进入泵或注射器的部件。

本发明还包括使用根据本发明的设备处理液体为显微镜检查准备样本，和在设备内的采集部位采集颗粒物质。

本发明还包括一种包含将液体采集到室内的用以分析物质，在采集部位采集颗粒物质，和将在采集部位采集到的颗粒物质转移到显微镜玻片或类似物上的方法。优选地，两种采集步骤都可以在室内进行。

根据本发明的设备还可包括一个或多个分离部件。在本发明的一个优选实施例中，设备包括一个可分开的颗粒物质分离室。在本发明的一个最优选实施例中，设备包括一个至少部分地保持在室的顶部的多孔过滤装置。

本发明还包括一种组件，该组件具有一个带有一个根据本发明的颗粒物质采集部件的化验模件，一个液体样本容器，和一个用以使液体由样本容器流动到化验模件的泵。

在本发明的一个优选实施例中，在容器中的流体样本和一个颗粒物质分离室是流体相通的，或者和用以分离流体中的颗粒物质以及在采集部位采集分离的颗粒物质的模件流体相通。在本发明的一个最优选实施例中，分离的颗粒物质在采集部位是以单层的形式采集的。本发明的一个优选实施例还包括一个空心管，以在样本容器和颗粒物质分离室之间提供流体联系。更为优选地，该空心管包括用以搅拌样本和/或分散样本中的颗粒物质的装置。

在本发明的另一个实施例中，装置包括样本容器和上述的颗粒物质分离室，和一个泵，注射器或类似物。在本发明的该实施例中，各种结构提供了一个从样本容器穿过颗粒物质分离室并进入泵或注射器的流体流动通道。

如在这里所使用的，术语“样本”或“样品”指的是和固体物质，如颗粒物质在一起的任何流体，并且需要由样本中采集颗粒成分以达到确定其个性或在样本中存在的目的。通常地，样本的流体成分为液体。无论如何，流体可以是空气或气体。作为一个例子，需要在生物流体，如尿液中确定癌细胞或某种蛋白质的存在。在另一个实施例中，可能需要评估在用于电子工业的超纯净水中的污染的性质，如分子污染。其它典型的流体包括但不限于体液，举几个例子，如血液，脊椎液或羊膜动物流体，支气管洗出，痰，细针吸出物，地下水，工业处理流体，电子或医药透析流体。这里要说明的是本发明不受可处理流体的类型的限制。

如在这里所使用的，“颗粒物质”指的是流体中能以采集和优选地用细胞学检查进行评估的任何物质。典型的颗粒物质包括，但不限于细胞和细胞碎屑，蛋白质，分子，聚合物，橡胶，稳定剂，抗氧化剂，加速剂，硅，醇酸，聚硫橡胶，石蜡，热溶塑胶，细菌，杀虫剂，和除草剂。具体的典型聚合物物质包括，但不限于聚乙烯，聚丙烯，聚异丁烯，聚丙烯腈，聚乙二醇，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚硫化物，有机玻璃，聚对苯二甲酸乙二醇酯，双酚A(一种常见的环境污染物)，乙基纤维素，硝化纤维，聚氨酯，和尼龙。具体的典型生物物质包括癌细胞，包括辨别转移的和标准的癌细胞，蛋白质，核酸，抗体，或类似物。

如在这里所使用的，术语“适合于连通”，“互通的”或类似的术语指的是如熟悉此项技术的专业人员所熟知的，用于形成穿过系统的流体流动的任何装置，结构，或方法。典型的结构示于附图中。例如，一个导管可能具有一个适合于接受或连接一个搭配的连接器或另一个导管的连接器。如在这里所使用的，术语“连接器”指的是用于形成一个接口或将其自身连接在其它部件的任何结构。这些连接器或接头形成穿过装置，组件，或系统的不同部件的流体流动通道。典型的连接器包括但不限于啮合连接器，诸如路厄型，螺旋型，摩擦型，或粘结在一起的连接器。

如这里所使用的，“适合于啮合”，“结合”，“啮合”，或类似的术语指的是可以彼此对准，咬合，联结，或位于附近，靠在一起，或在内部的辅助结构。典型的结构包括上述的连接器。

示于图1的根据本发明的一个示范实施例的设备10，包括一个储存流体样本23的样本容器20，一个带有多孔过滤器装置的颗粒物质分离室30，和一个泵40。图1还示出了一个空心管50，并包括一个分散部件。

现在将详细说明这些部件的每一个。

采集容器

根据本发明，样本容器20包括适合于储存流体23，优选地为生物流体，的任何容器。典型的容器包括共同容纳样本23的侧壁21和一个底板22。样本容器20还具有一个开口端24用以采集，储存，或容纳流体23。典型的流体包括，但不限于生物流体，诸如体液，废水流体，或类似物。典型的体液包括尿液或其它生物流体，如血液，脑脊髓液(CSF)，支气管洗出液，痰或细针吸出物。

用于制作容器(和构成本发明设备的任何部件)的结构和材料可以是任何各种各样的材料，形状，和大小。例如，杯状物可以由任何与待处理的流体相容的材料制成。应该了解，容器和侧壁向底板的组装可以是任何传统的装配方式。在本发明的一个优选实施例中，底板22为一个锥形部件，如图1所示。任选地，底板22或侧壁21可以包括一个或多个伸入容器20内部的肋片或类似物(未示出)。下面更为详细说明的本发明的一个实施例表明这些肋片是需要的，其中容器中的样本是由转动容器进行搅拌的。

如图1和2所示，根据本发明的一种设备还包括一个帽盖31。在本发明的一个优选实施例中，帽盖31做成或适合于接受一个颗粒物质分离室30的下面部分32。帽盖31可以具有不同的构造形式以实施所需要的功能。在图2中示出了一个优选实施例。帽盖31可以包括一个向下延伸的部件51以形成与容器20侧壁21的啮合。这里要说明的是帽盖31可以是封闭或密封容器20敞开端24的任何构造或形状。

帽盖还包括带有一个开口53的部分52，开口适合于接受颗粒物质分离室30的下面部分32。虽然帽盖部分52和下面部分32之间可以各种结构进行连接，下面部分32优选地包括一个适合于接受帽盖部分52的凸出物54的一个槽53。在本发明的一个最优选实施例中，连接为按扣接头，且下面部分32和凸出物54之间的啮合允许下面部分32相对于帽盖部分52旋转。这一结构优选地为液体密封的，在本发明的一个最优选实施例中，密封是液体密封的，但不是气体(例如，空气)密封。

现在将就图1对帽盖31的一种优选的结构进行说明。帽盖31可具有不同的结构以实现所需要的功能。按照本发明的该实施例，帽盖31带有用以使外帽盖71相对于内帽盖72运动的结构和装置。外帽盖71优选地固定于管50上和/或与其是流体互通的。在本发明的一个优选实施例中，在内帽盖72紧固在容器23上时，外帽盖71和管50相对于内帽盖72是可以转动的。外帽盖71和内帽盖72之间的这种相对运动使容器23内的样本相对于搅拌器58A(图1)，刷58B(图10)或刷帚58C(图11)运动。

在本发明的带有内和外帽盖的实施例中，内和外帽盖优选地适合于彼此相啮合，以使其在帽盖最后关闭容器之前相应的帽盖不进行转动。这里要说明的是至少在开始时，相应的帽盖相当于一个整体的帽盖。当帽盖单元紧固在一个预定的位置上时，无论如何，要使将内帽盖72相对于外帽盖71固定就位的任何结构可以被拉开或脱开从而使内和外帽盖可彼此自由地相对转动。例如，内帽盖72可用以密封容器而外帽盖71用按扣结合在内帽盖72上。在本发明的该实施例中，在相应的帽盖处于第一位置时，外帽盖71内侧上的一个翼片或类似物可以阻止内和外帽盖之间的相对运动。将外帽盖71移到第二位置时，例如，拉开翼片，使外帽盖71可相对于内帽盖72转动。作为另一种选择，可以想见，一个临时的隔片(未示出)在开始时可以使内和外帽盖沿轴向保持在隔开的位置上。在将内帽盖72紧固在容器20上时，移去隔片而外帽盖71沿轴向滑过内帽盖72到达一个相对于内帽盖72可以自由转动的位置上。

在本发明的实施例中另一种或附加的结构包括一个具有柔软壁55的盖，优选地为圆或椭圆形，与颗粒位置分离室30的一个部分45连接或支撑该部分。在本发明的一个最优选实施例中，壁55包括一个或多个隔开的槽(未示出)。其意图在于使壁具有一定程度的柔性，从而，如果需要，使颗粒位置分离室30的下面部分可以由帽盖31脱开(参见，例如，图5)。

图5还示出本发明的另一个实施例，论及一个带有孔口的帽盖31，通过孔口可以将搅拌器58A或刷帚58C放入容器20中。在本发明的一个优选实施例中，帽盖31上的孔口或开口可以用一个可移走的和/或可穿透的覆盖物所覆盖以防止容器20在准备使用之前使容器20的内部受到污染。例如，一个刷58B或类似物被用来采集一个子宫颈部样本，随后将覆盖物由盖31上移去，将刷58B放入容器20。

按照另一种优选的装置，内帽盖71可以带有一个轴向地外接于管50的套圈(未示出)并部分地伸进容器20。该套圈在进行如旋涡搅拌时所出现的样本23改变方向返回到容器20中。这是非常有利的因为套圈对内帽盖71和外帽盖72之间的相对转动产生很小的影响或没有阻抗。再有，可以想见外帽盖72可以具有在其上形成的一个连接管用以和管50连接。连接管可以在外帽盖72上形成以共轴地伸入套圈内。这样，一个可伸缩的或易碎的管50可以其伸长的形状用以采集样本，而随后改变为其压缩的形状并连接到连接套上。按照该实施例的这种布置通过将样本采集及其试验之间的保存时间减至最低限度还将进一步减少样本污染的可能性。

颗粒物质分离室

按照本发明，根据本发明的一个设备包括一个可以是各种形状的颗粒物质分离室。一种典型的形状示于图2。可以使用任何适合于接受一个颗粒物质采集组件33的室30。

如在图1和2中所示的，颗粒物质分离室30优选地为由顶部部分41和底座部分32形成的两个室。在本发明的一个优选实施例中，顶部部分41和底座部分32可脱开地相连接；无论如何，另一种可以提供多孔的过滤器装置35出入口的室的结构或装置是适宜的。在本发明的一个优选实施例中，底座部分32包括一个通常为环形的侧壁47，任选地包括一个锯齿形部分63(示于图4A)，该部分与顶部部分41的侧壁44和基座42相啮合。业已发现，下面部分32的任选地锯齿形部分63便于将下面部分32由顶部部分41拆下。顶部部分41和底座部分32可以采用任何能够提供液体或流体密封配合，如路厄-型(螺纹或无螺纹)，螺旋螺纹-型，摩擦-型，锥形配合连接，或按扣连接(如所述)的连接器或装置彼此连接或紧固。

底座部分32包括一个侧壁和适合于放置一个颗粒物质过滤器装置33的底板。底座部分32也可包括一个和空心管50互通的中心孔或小孔34。在本发明的一个优选实施例中，空心管50伸入样本容器20。在本发明的一个优选实施例中，底座部分32可以是一个可以相对于帽盖31转动的单独的结构。为能够在保持液体-密封装配的情况下便于离心旋转，底座部分32可配合地通过一个榫舌和槽的装置(见图2)与帽盖31啮合。

在根据本发明的一个实施例中，颗粒物质分离室30的底座部分32包括一个底板或基座39。如图4A-4C所示，基座39可包括一个或多个隔开的肋或突起60。突起60的结构，大小，和形状优选地为足以防止多孔装置35与基座39齐平地接触。在图4A所示的实施例中，突起60为同心环。

下面将详细地说明另一种结构。在本发明的一个优选实施例中，突起60以下述的一种或多种方式起作用：在使用中突起60可以破坏多孔过滤器装置35和基座39之间的表明张力；在多孔过滤器装置35由基座39被拉出时，第一多孔介质36不再与基座39接触；突起60可以使颗粒物质分离室30中的多孔过滤器装置的压力分布均匀；突起60可以防止或遏制多孔过滤器装置的压力；和突起60可以做成使任何采集的颗粒物质按预定的形状或空间分布。

根据本发明，基座39的表面可以包括一种或多种结构，形状，或表面纹理，以提高多孔过滤器装置35由基座39脱开的能力，以促使颗粒物质在采集部位作预定的空间分布，和/或防止或遏制多孔过滤器装置35的压力。本发明的一个优选实施例包括同心的突起，如上述的突起60。其它的结构包括，但不限于格构，网状线或类似物，同心的正方形或矩形，或一些连续的或间断的结构，小块，隆起物，颗粒，或类似物(参看图4B和4C)。这里要说明的是任何可在基座39表面提供纹理实施上述功能的单元，结构，或化学都是适合于用于本发明的。

在本发明的一个优选实施例中，基座的表面做成网格状的形式(见图4C)。在本发明的另一个优选实施例中，基座的表面做成了日晷或时钟盘面的结构(见图4B)。这两个实施例以及这里所公开的其它表面结构，促使颗粒物质在采集部位以一种预定的空间布置矩形采集。图4B和4C所示的结构特别需要，因为基座表面处理的印痕可转移到显微镜玻片上并可利用一个坐标系统对特定的颗粒物质如癌细胞矩形定位和识别。业已发现，大部分颗粒物质是在相应于基座相对区域75的采集部位上的区域内采集的。相反，突出部分76相应于在采集表面上采集到较少颗粒物质的区域。这些区域在采集表面与玻片相接触时将压印在显微镜玻片上。

例如，值得注意的是可以在图4B所示的时钟盘面20点的角位置上发现颗粒细胞，一位判读根据本发明的玻片的技术人员从而可以识别和定位细胞。以这种方式加记号于显微镜玻片上有利地加速了对玻片的观测和有利地提高了技术人员发现感兴趣的预先识别的物质的能力。连同本发明，在颗粒物质被采集到采集部位并转移到显微镜玻片时，基座表面有一个或多个结构可以提供颗粒物质的可靠的定向。例如，一个适宜的坐标-识别结构可以是如图4B所示的箭头71或类似物。

根据本发明的另一个实施例，基座39和/或下面部分32可任选地包括一个通道70或类似物，其实例示于图4B，4C和7-9。在本发明的一个优选实施例中，基座39向外朝着通道70略微倾斜。稍微倾斜的基座39和该通道70有助于增强流体穿过颗粒物质分离室30的流动和降低过滤器装置35上的基座39的表面张力，此二者有助于多孔的过滤器装置35由颗粒物质分离室30的下面部分32拆下。本发明的这一方面为促进多孔装置脱离的结构。

示于图7-9的附加结构用于或涉及促进流体通过颗粒物质分离室30的流动，也还涉及多孔的过滤器装置35由下面部分32的脱离。图7示出的是由基座39端部向下伸入通道70的活盖72。图8表示位于通道70内的O-型环73或其类似物，该O-型环73的上表面优选地稍微地高出基座39的平面。这保证了O-型环73在放入下面部分32时可以和多孔的过滤器装置35的一部分相啮合。图8表示一个活盖74由基座39的外部向上伸出，这保证了活盖74在多孔的过滤器装置35放入下面部分32时能与其一部分相啮合。在本发明的一个优选实施例中，活盖72，O-型环73，和活盖74是由弹性物质做成的，其优选的结构示如图9。

根据本发明，颗粒物质分离室30可以制成能够接受一个带有一个颗粒物质采集部位36的多孔的装置35，该采集部位适合于在含有颗粒物质的流体穿过室30时采集颗粒物质。

具有一个适合于采集物质的采集部位36的多孔的装置35可以横跨地放置在流体流动通道上，采集部位36和空心管50是互通的。物质分离室内的多孔装置35优选地适合于确定至少一个具有第一和第二分支的流体流动通道，第一分支61伸过采集部位36而第二分支62绕过采集部位36(例如，见图3)。

在一个优选实施例中，本发明包括一个多孔的过滤器装置35，装置具有一个适合于防止颗粒物质通过的第一多孔介质37，和一个适于允许流体通过的第二多孔介质38。第二多孔介质38按照特定设备需要的选择可以设计成能够或不能够由流体23中去除颗粒物质的。在一个优选实施例中，第一多孔介质37适合于由流体23中收集或采集颗粒物质，和更为优选地，收集或采集均匀或单层的颗粒物质。一个优选的实施例还包括一个适合于作为第一多孔介质37支撑的第二多孔介质。

用于多孔介质的物质的特性，选作多孔介质的材料之间和待处理液体之间的相容性都是在为一种给定的应用选择多孔介质特定材料时所要考虑的因素。

多孔过滤器装置35可包括一个整体的结构，该结构具有一个密度和/或孔的尺寸适合于防止细胞由其中通过的第一多孔介质37和一个密度和/或孔的尺寸适合于细胞由其中通过的第二多孔介质38。

在一个优选实施例中，多孔过滤器装置35包括一个含有多孔聚碳酸酯薄膜的第一多孔介质37，适合于防止考虑物质由其中通过。多孔过滤器装置37还可包括含有浓稠过滤器或过滤器板的第二多孔介质38。浓稠过滤器可由聚丙烯或高-密度聚乙烯POREX多孔塑料制成。在本发明的一个优选实施例中，第二多孔介质38可以包括一个齿形的或锯齿形的下游部分64，该部分的一个实例示于图2。这里要说明的是部分64是一个可以降低或改善多孔过滤器装置35在被放入颗粒物质分离室30时压力的结构和构造。

应该指出的是，各种类型的多孔过滤器装置35和本实施例是可以互换使用的。虽然聚碳酸酯薄膜37特别适合用于本发明的细胞采集装置，其它多孔薄膜也是合适的。典型的多孔薄膜为此项技术中所周知的，并公开于美国专利第5,471,994和5,301,685号，相应于世界专利号94/03103。

多孔薄膜37孔的大小优选地为由约0.22微米到约8微米，更为优选地为由约1微米到约6微米，最优选地为约2微米，这可以截留尺寸大于3微米的颗粒物质，例如，细胞。薄膜适合于在防止颗粒物质经过时允许流体穿过。第二多孔介质38适合于流体穿过并且还可由流体23中去除颗粒物质。第二多孔介质38的孔的大小范围由约5至约60微米，优选地为由约15微米到约45微米，最优选地为约35微米。

熟悉此项技术的人将会理解，根据待采集的物质的类型和/或大小调整多孔薄膜37和多孔深过滤器38的孔的尺寸即可在采集部位采集颗粒物质。在本发明的一个优选实施例中，所选择的孔的尺寸可使物质在采集部位形成均匀层，优选地形成物质的单分子层。例如，业已表明由约3微米到约40微米或略多是有效的，但需要说明的是本发明不受孔大小的某一范围的限制。

在本发明的一个最优选的实施例中，第一多孔介质37用溶于液体的粘结剂连接在第二多孔介质上。这种可溶粘结剂包括但非限于糖混合剂，凝胶，和类似物。

第一多孔介质37和第二多孔介质38可以任何能够起到这里所述功能的方式放置。熟悉此项技术的人将会理解，多孔过滤器装置35可按照达到特定目的的需要做成不同的结构和进行放置。例如，第一和第二多孔介质可以是单独的，隔开的介质；两种介质可以层叠在一起，；第一介质和第二多孔介质可以是整体的或可脱离地啮合在一起；采集部件可以包含一个高密度的可模拟上述第一多孔介质功能的区域，和一个低密度的可模拟上述第二多孔介质功能的区域。熟悉此项技术的专业人员可以很好地选择这些不同的结构。下面将就多孔装置的结构和构成的各种类型进行详细的说明。

如图12所示，一个带有至少一个贯穿孔73的多孔支撑38，孔优选地位于靠近多孔支撑周边附近，提供了一个直接抽吸的通道，从而使过滤薄膜37在颗粒物质分离室30被打开并为进一步处理而露出薄膜37时保留在打开支撑38上。

在本发明的另一个实施例中，下面部分32，管50，和肋片58构成一个整体的单元，并可与帽盖31分开以便于该整体结构由容器20拆下。本发明的该实施例的一种典型的结构示于图5。

泵

根据本发明，样本容器10包括一个泵40。在本发明的一个优选实施例中，泵40为一个注射器或类似物用以改变装置内的压力使流体可以从样本容器20通过颗粒物质分离室30抽出。

根据本发明，泵40可具有不同的构造。在本发明的一个优选实施例中，泵40包括一个构成颗粒物质分离室30的盖部分41的端部。盖部分41包括一个基座42或类似物以与多孔过滤器装置35的一个下游部分啮合。在本发明的一个优选实施例中，基座42使多孔过滤装置35位于盖内从而使多孔过滤装置35在使用中不能移动。在本发明的一个最优选实施例中，基座42包括许多突起或柱43，其大小，形状，和数量可以将多孔过滤装置35置入颗粒物质分离室30，以使对着多孔过滤器装置的压力基本上均匀分布，并降低或防止多孔过滤器装置35受压，受压将影响流体穿过多孔过滤器装置35的流动。

在本发明的一个优选实施例中，盖部分41可脱开地与底部分32相连接以形成颗粒物质分离室30。盖部分41可以任何能使盖部分41由底部分32拆下的形式或结构与底部分32连接。在图2所示的本发明的一个优选实施例中，盖部分41包括一个向下延伸的侧壁44，该侧壁带有一个法兰45或类似物以便和底部分32上的凸出物46或类似物可脱开地和/或弹性地啮合。

通过在流体的来源和流体的终点之间保持一个压力差将引起流体穿过采集装置的流动。形成该压力差的典型的方法可以是通过在颗粒物质分离室30的入口侧对系统的任何部分(例如，以便容器20)施加压力；在室的出口侧对系统的任何部分(例如，注射器)施加真空；或任何形式的泵，诸如真空玻璃纤维过滤器(由Genex公司制造)；重心高差；或一个柔软的，可折叠的容器，如一个样本容器，可对其进行挤压以迫使流体穿过颗粒物质分离室并进入注射器。在本发明的一个优选实施例中，一个注射器通过室由采集杯抽取流体。

空心管

根据本发明的一个优选实施例，样本容器20包括一个管50或类似物用以将流体23抽入颗粒物质分离室30。典型地，管50是空心的和敞开的或在两端是能打开的。管50包括靠近采集室底部的开口端51，还可以包括一个或多个进入管50的小孔52。开口端51和/或小孔52在流体被抽入颗粒物质分离室30时对不同的流体层以及沉积物进行试验。

根据改进的本发明的另一个实施例，空心管50包括至少一个突起或肋片58A或类似物，如图1所示。在本发明的一个优选实施例中，空心管50是可旋转的，肋片58A可搅拌液体样本，在一个最优选的实施例中，可分散细胞和/或颗粒物质，和/或瓦解任何大的颗粒物质如粘液状的物体。在本发明的另一个优选实施例中，空心管50和下面部分32为整体构成的，而下面部分32，管50，和肋片58A相对于样本容器20是可转动的。例如，若容器是可转动的，任选的位于容器侧壁和/或底部的肋片可以形成样本在容器中的同心的运动，肋片58A的存在将使运动瓦解。作为另一种选择，下面部分32，管50，和肋片58A可以在一个不动的容器内转动。

如图10和11所示，作为本发明的另一个实施例，搅拌器58可以包括纤维，刷，拭子，或刷帚或类似物。优选地，这些纤维或刷子在样本相对于搅拌器，刷子，或刷帚呈旋涡流动时适合于分散容器内的颗粒物质。在本发明的一个最优选实施例中，刷子或刷帚还适合用于由患者处采集颗粒物质，例如，一个用于颈部的刷子或刷帚或类似物。这里要说明的是刷子可以固定在帽盖31的一个部分上，或帽盖31可以包括一个孔口，套圈或类似物用以和刷子相对端的手柄的一个部分相匹配地连接。

拌和器

图13-15表示用于根据本发明的一个优选实施例中半自动方法的一种装置。特别是，图13-15表示一个最优选实施例，其中包括一个用以放置和转动容器和内帽盖72的支撑套筒A。在本发明的最优选实施例中，外帽盖71用一个或多个弹性带B连接，带B在其松开的或第一位置(图4)上不与外帽盖71连接，而在其紧固的或第二位置(图15)上与外帽盖71连接并支持外帽盖，这时内帽盖72和容器20在旋转。在另一个实施例中，带子B可以是一个驱动带，它使外帽盖71，管50和搅拌器58作为一个整体相对于容器20和内帽盖72转动。

组件

本发明还涉及一个颗粒物质采集和试验组件，包括作为一个整体单元的采集装置10。组件可包括至少一个样本容器20，至少一个颗粒物质分离室30，至少一个泵40，和至少一个打开过滤器装置35。根据本发明的一个组件还可包括替换的过滤器，替换的一次性使用的容器，和/或通常在颗粒物质试验或检查，例如，细胞检验，过程中使用的其它部件或溶液。

固定剂

根据本发明的混合剂包括一种或多种溶媒，优选地为按照体积在约35％和约45％之间的酒精，按照体积在约2％和3％之间的甲酮，按照体积由约1％到3％的稀释剂，优选地为二醇或三醇；按照体积由约0.4％到3％的交联剂，优选地为乙醛；按照体积由约0.5％到约2％的甘油；一种或多种洗净剂和/或分散剂，优选地为非离子的，按照体积由约0.01％到约0.05％；和按照体积由约45到约65％的缓冲剂。在本发明的一个优选实施例中，混合剂的pH值在约4到约7之间。

本发明还包括一种准备用于细胞学或组织学检验的颗粒物质，如细胞和类似物的方法，包括在一个均匀层中，优选地为一个单分子层，采集颗粒物质，和将细胞固定在根据本发明的一种混合剂中。

表1概括了根据本发明的一个混合剂配方的成分的范围和优选的浓度。

                                                            表1

成分	范围(按体积，％)	优选的(按体积，％)	实例
				溶剂	35-45	37-42	烷醇
甲酮	2-3	2.1-2.4	丙酮
				稀释剂	1-3	1.6-1.9	二醇，三醇
甘油	0.5-2	0.8-1.2	甘油
				交联剂	0.4-3	0.6-0.8	乙醛
洗净剂	0.01-0.05	0.02	Nonidet P40
				缓冲剂	45-65	50-55	三磷酸酯

根据本发明的一种混合剂包括一种或多种溶剂以穿透细胞的组织，使细胞脱水，和/或抑制细菌和生命的活力。在本发明的一个优选实施例中，溶剂为穿透较慢的烷醇，当其与其它试剂混合时可迅速固定样本。它可通过沉淀，沉积糖原，和分解脂肪和类脂物使蛋白质变性。烷醇可以是具有一个到四个碳的任何周知的酒精，例如，甲醇，乙醇，n-丙醇，异丙醇，n-丁醇，和各种分支的丁醇。最优选的溶剂为甲醇和异丙醇的混合剂，按照体积通常分别为约30％和约10％。

甲酮为与酒精有相似作用的固定剂，只有糖原不易于保存。甲酮起到固定剂的作用并还能使所有混合剂穿透细胞。优选的甲酮为丙酮。

稀释剂在样本上形成一个敷层并有助于防止干燥。优选的稀释剂为二醇和三醇，最优选地为聚乙烯乙二醇(PEG)，例如，PEG-1500(平均分子量约1450)，也称为聚乙二醇。

甘油在样本处理过程中可防止细胞干燥。在固定剂溶液中保存过相当时间的细胞由于固定处理而变硬并不易于在玻片上分散开。甘油有助于将细胞展平在玻片上。

交联剂和蛋白质端基起作用使分子交联并生成不溶解的产物。所含蛋白质族包括氨基，亚氨基，酰氨基，肽，羟基，羧基和硫基。亚甲桥通常也会在相似族如NH2和NH之间形成，但认为通过水洗是可逆的。某些交联剂如甲醛为一种防腐剂。

优选的交联剂为乙醛，最优选地为甲醛。

洗净剂为非-离子的洗净剂和分散剂，用以使蛋白质和薄膜成分增溶以减少细胞的聚集。优选的洗净剂为Nonidet P40或TritonX-100，二者都是周知的洗净剂。

缓冲剂使溶液的pH值保持在约4和约7之间，并提供一种传输的介质。优选的缓冲剂为Tris，一种周知的缓冲剂。根据本发明，缓冲剂还可包括一种可沉积核蛋白质的固定剂和一种或多种渗透性保持剂。优选的核蛋白质沉淀剂为冰醋酸，通常的范围为按照重量由约0.2％到约0.3％，并帮助缓冲剂pH保持在约7.4和约7.8之间。优选的渗透性保持剂为右旋糖，其范围按照重量通常由约0.7％到约0.8％。

在优选实施例中，所述活性固定剂的成分可以使其溶解在适当的溶剂中如蒸馏水，如对熟悉此项技术的人是很明显的，该溶液随后可以各种方式用作固定剂。例如，固定剂溶液可用以保存将要海运或搬运到试验场地的组织样本。在这一过程中，具有液体密封的小玻璃瓶或大口瓶充满本发明的试剂，组织样本放入含有试剂的玻璃瓶内一直将样本保存到其抵达将作进一步处理的场地。任何适合的稀释剂都不会改变所可能使用的配方的重要的化学和物理特性。

使用本发明的固定剂准备用以进行检查的组织可以任何熟知的传统方式为组织学研究做准备，如通过使用石蜡，切割设备，染色，固定在玻片上，或其它通常在进行显微镜或其它检查之前所使用的步骤。本发明从而提供了一种安全，方便和有效的固定剂溶液，可以在许多已知的采用此类溶液的组织学方法中使用。

方法

本发明还包括用以由流体中移去颗粒物质的方法，和将颗粒物质如细胞转移到显微镜玻片上的方法。与目前适用的方法相反，薄膜过滤的使用为将细胞以极小的重叠放置在显微镜玻片上提供了一种方法。这将使观测清晰和使识别具有良好的准确性。

方法包括由采集容器20中采集含有颗粒物质的流体样本。容器20随后用一种装置盖上，装置包括一个或多个下述的成分：盖31，颗粒物质分离室30，和泵40。泵40随后被启动，通过颗粒物质分离室30由容器20将流体抽入泵40中，例如，通过抽出注射器中的活塞。

当流体由容器20抽入泵40中，流体将流过多孔过滤器装置35，如图3所示，从而在采集部位37形成颗粒物质的单层。一旦形成细胞的单层，在多孔过滤器装置35中心处的流体流动将减少并增加朝向多孔过滤器装置35边缘处的流动。这可能由于在所采集的细胞在多孔过滤器装置35的表面上形成单层时阻塞了流体的流动。在单分子层已经覆盖了多孔过滤器装置表面37的大部分时，流体的流动将绕过第一多孔介质37并穿过第二多孔介质38伸出来的侧边的区域。因此，伸出顶部部分的一个端壁或侧缘的第二多孔介质38起到一个出口的作用(具有低流动阻力)，防止细胞叠放或以多于一个单层地进行采集。流体可以按需要多次往返地穿过多孔装置。

泵40随后可由底座31上拆下，从而暴露出多孔过滤器装置35。多孔过滤器装置35一旦由下面部分32移去，便可容易地接近第一多孔介质37。作为另一种选择，由下面部分32拆下泵40的顶面部分41，也可由凹下部分32移去多孔装置35。

第一多孔介质37随后可压向一个显微镜玻片以使在采集部位所采集的颗粒物质，如果已经采集到，转移到玻片上。这将使专业人员在没有薄膜孔的干扰下或由于处理上的需要而被延迟的情况下进行细胞学检查。

由于细胞的清晰度依赖于固定，在细胞被放置在玻片上以后优选地应立即进行固定。在准备和固定之间的过长的延迟可能使因细胞暴露而干燥，这将对细胞结构有害。再有，风干的产物可能对随后的着色结果有害。一种例外是在细胞由Wright-Giemsa着色时，风干被用作固定的步骤。

在本发明的另一个实施例中，细胞的单层可以直接在采集部位进行固定。这可如上所述地首先将细胞的单层放置在细胞学采集装置的采集部位上并随后使含有固定剂的溶液，如酒精或丙酮，流过细胞学采集装置。当然，在本发明的最优选实施例中，将使用上述的固定剂。

可供选择的结构

上述的物质采集装置或模件可以和其它适合的过滤器或处理设备联合使用。典型地设备包括其它碎屑和/或可以连接在室10上的化验设备或模件。典型地，这些附加的模件包括一个具有一个进口和一个出口的室，还将包括一个横跨室中流体流动通道的过滤，化验，或检测单元。例如，装置可以包括一个室，该室包括在入口和出口之间确定一个流动通道的入口和出口部分；一个横跨流动通道放置的过滤器；和一个可自由移动的色谱法和/或化验元件，如放置在过滤器出口侧的衬底小球。色谱法和/或化验元件可与流体中的物质自由地混合，捕获物质，并能在随后化验出物质的存在。适合的设备包括在美国专利4,953,561；5,224,489；5,016,644；5,139,031；5,301,685；5,042,502；和5,137,031中所公开的那些。

包括在本发明的范围之内的为由患者的样本制作一个单独的玻片，由一个单独的患者的样本制作多个玻片，或由多个患者的样本制作多个玻片。这里要说明的是，一个患者的样本可以单独投放，分批作业，或以连续的方式进行处理。用于其它着色使用的附加玻片是很容易准备的。人类的乳头瘤病毒试验，例如，使用如免疫细胞化学或就地混成的新方法即可在附加的玻片上实施。由于致癌基因产物或其它免疫细胞化学试验的开发，需要更多的玻片。这些试验所需要的不同的固定剂可以很容易地和试验过程联合在一起，因为这种准备不需要以仅只一种方式固定玻片。

在细胞学中为使细胞变化可视化所最广泛采用的着色为巴帕尼科拉乌着色法。该着色剂，可用于妇科学和非妇科学两种情况，基本上是由兰核与橙黄，红和绿细胞质复染色所组成的。核染色表明涉及正常和非正常细胞的彩色图形，而细胞质着色有助于说明细胞的起源。这一方法的成功可归功于观察一系列因素的能力，包括核细部的确定和细胞的区分。该着色方法还导致对观看非常适宜的彩色准备，并可能减少眼睛的负担。该同一个玻片准备的过程可用于实际上所有形式的细胞学方法。

再有，包括所有一次性部件的使用着眼于所涉及的生物危险。归根结底，增强的细胞显示，产生改善的细胞学的解释，通过提供更多的内容和可靠的对患者的诊断扩大了细胞学的作用。

还有，所捕获的微生物可以在培养介质中进行培养。在细胞学采集装置内采集到细胞的一个单分子层以后，可以用流体反向洗涤采集部位从而移走任何由采集部位采集到的微生物。

在细菌试验中，第一多孔介质可以借助于一个Qualture设备(未示出)用以进行培养以确定特定的细菌菌落的存在。Qualture设备为一塑料胶囊，含有一个过滤薄膜和四个脱水的，有选择性的介质的营养垫。

Qualture技术较琼脂板方法更为敏感并可更快地确定预期的诊断。设备的屏网经常在4-6小时内一步完成析出和推测地确定细菌引起的分离菌。试验表明用50毫升流体进行分离是良好的和敏感的。

虽然本发明是利用特定的优选实施例描述的，但不限于那些实施例。那些熟悉此项技术的人可以作出包含在本发明之内的另外的实施例，实例，和修改。

Claims (26)

1.用以处理含有颗粒物质的液体的一种装置(10)，包括：

一个容器(20)，它具有一个紧固地啮合在所说的容器上的帽盖(31)；

一个位于室(30)内的多孔过滤器装置(35)，所说的室包括与所说的帽盖可相对转动地啮合的一个第一部分(32)；和

一个泵(40)，与所说的室的一个第二部分(41)相啮合；

所说的室在所说的第一部分和所说的第二部分之间可分开，并且所说的第二部分保持着所说的多孔过滤器装置。

2.根据权利要求1中所说的装置，其特征在于所说的第一部分(32)与所说的帽盖以液体密封地相啮合。

3.根据权利要求2中所说的装置(10)，其特征在于所说的密封为非气体密封。

4.用以从流体中分离颗粒物质的一种装置(10)，包括：

一个容器(20)，具有一个帽盖(31)，所说的帽盖包括一个固定地啮合在所说的容器上的第一部分(72)和可相对于第一部分旋转的第二部分(71)；

一个多孔过滤器装置(35)，与容器是流体互通，并适合从液体中移去颗粒物质，所说的定位在一室的一顶部(32)的多孔过滤器装置可脱开地与所说的第二部分啮合，所说的顶部和第二部分确定了所述的室(30)；和

一个泵(40)，与室是流体连通的。

5.根据权利要求1或4中所说的装置，其特征在于所说的帽盖包括一个伸入所说的容器中的管。

6.根据权利要求5中所说的装置，其特征在于所说的管包括至少一个位于伸入所说的容器的管的端部的搅拌肋片。

7.根据权利要求1或4中所说的装置，其特征在于所说的泵(40)包括一个或多个止挡，用以将预先确定数量的液体抽入泵内。

8.一种用以处理含有颗粒物质的液体的装置(10)，包括：

一个多孔过滤器装置(35)，适合于从含有颗粒的液体中移去颗粒物质；和

一个室(30)，在一个内室中支撑所说的多孔过滤器装置，该室(30)包括一个可脱开地接受所说的多孔过滤器装置的第一部分(32)和保持所说的多孔过滤器装置的第二部分(41)，所说的室在所说的第一和第二部分之间分开，所说的第一部分具有一个面对所说的多孔过滤器装置的基座(39)，所说的基座在所说的室和所说的多孔过滤器装置之间确定了一种预定的液力关系。

9.根据权利要求8中所说的装置(10)，其特征在于所说的第二部分(41)包括至少一个与多孔过滤器装置接合的小块。

10.根据权利要求8中所说的装置，其特征在于所说的第一部分包括一个用以脱开第二部分的锯齿形部分。

11.根据权利要求8中所说的装置(10)，其特征在于所说的预定的液力关系是由一个或多个结构所确定的，该结构可降低所说的下面部分对于所说的多孔过滤器装置的表面张力。

12.根据权利要求8中所说的装置(10)，其特征在于所说的第一部分(32)包括一种或多种能以减少将多孔过滤器装置保留在所说的第一部分内的能力的结构。

13.根据权利要求8中所说的装置(10)，其特征在于所说的第二部分(41)包括一种或多种能以增加将多孔过滤器装置保留在所说的第二部分内的能力的结构。

14.根据权利要求8中所说的装置(10)，还包括一个环绕所说的基座的通道(70)。

15.根据权利要求14中所说的装置(10)，其特征在于还包括位于所说的通道内的一个弹性部件。

16.根据权利要求15中所说的装置(10)，其特征在于所说的弹性部件为一个O型环(73)或一个活盖(72或74)。

17.根据权利要求8中所说的装置(10)，其特征在于所说的基座(39)包括一个预先确定的表面结构。

18.根据权利要求17中所说的装置(10)，其特征在于所说的基座(39)包括一个设有从中心沿径向延伸的坡度。

19.根据权利要求17中所说的装置(10)，其特征还在于所说的基座(39)还包括一个与多孔过滤器装置接合的活盖。

20.根据权利要求17中所说的装置(10)，其特征在于表面结构包括预先确定构形的突起(76)。

21.根据权利要求20中所说的装置(10)，其特征在于该构形为一种格子状。

22.根据权利要求20中所说的装置(10)，其特征在于该构形为一个时钟盘面。

23.一种用以处理含有颗粒物质的液体的装置(10)，包括：

一个容器(20)，具有一个紧固地啮合在所说的容器上的帽盖(31)；

一个位于室(30)内的多孔过滤器装置(35)，所说的室包括一个与所说的帽盖啮合的第一部分(32)，所说的第一部分包括一个伸入所说的容器的管(50)，所说的第一部分相对可转动地与所说的帽盖啮合，所说的第一部分可脱开地接受所说的多孔过滤器装置；和

一个泵(40)，所说的泵包括一个适合于与所说的室的第二部分(41)啮合的部分；

所说的室适合于分开在所说的第一部分和所说的第二部分之间，而所说的第二部分适合于保持所说的多孔过滤器装置。

24.根据权利要求23中所说的装置(10)，还包括：

一个马达，用以通过在所说的容器和所说的室之间的相对转动搅拌液体。

25.一种用以从液体中分离颗粒物质的方法，包括：

使含有颗粒的液体穿过适合于由所说的液体移去颗粒物质的多孔过滤器装置，所说的液体由容器内流过，所说的多孔过滤器装置由室的第一部分所接受，所说的第一部分可相对于所说的容器转动并伸入所说的容器以与液体流体互通；和

从所说的第一部分上分离所说的室的第二部分，其中所说的分离步骤包括将所说的多孔过滤器装置保持在所说的室的第二部分中。

26.根据权利要求25中所说的方法，还包括：

用一个固定在所说的伸入容器中的第一部分上的肋片搅拌在所说的容器内的液体。

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