CN209221880U - 用于生物样品的过滤单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于生物样品的过滤单元(10)，该过滤单元包括：上室，该上室用以接纳要被过滤的生物样品；下室，该下室与该上室流体连通；以及过滤膜(14)，该过滤膜被布置在该上室和该下室之间。该过滤膜的表面具有≥90°的接触角度。通过上室的生物样品的流动可以是相对于过滤膜切向的并且穿过过滤膜的滤液可以被收集在下室中。而且公开一种对生物样品进行过滤的方法，该方法包括：使生物样品穿过如上所述的过滤单元的上室；以及将滤液收集在下室中。

Description

用于生物样品的过滤单元
相关申请的交互引用
本申请要求2015年6月8日提交的题为“Filtration Cell and Method forFiltering a Biological Sample”的美国临时申请No. 62/172,445的优先权，该美国临时申请的全部公开内容通过引用在此并入。
背景技术
1.技术领域
本实用新型涉及用来对生物样品进行过滤的过滤单元和方法，并且特别地涉及用来以最小化的溶血从全血样品过滤血浆的过滤单元和方法。
2.相关技术描述
以亚毫升(sub-millileter)收集量(25到500μm)的全血的血浆分离对于各种诊断测试可能是必要的。例如，近患者护理或护理点(POC) 测试，需要以小量收集样品(例如，使用毛细抽吸而收集的血样品) 快速地获得测试结果。在总收集样品尺寸减小时，需要高品质的血浆分离，该高品质的血浆分离具有低的细胞污染、低的分析物偏差以及低的溶血。
可以使用多种不同的方法将血浆从全血样品分离出来，这些方法包括：使用各种过滤器的直接过滤、水动力分支流动提取、双向电泳分离、声聚焦、磁分离，以及以微升量的离心分离。然而，所有这些方法都存在着各种局限性。例如，这些方法中的许多方法存在着一个或更多个缺点，所述缺点包括：需要高倍稀释、依赖于外部硬件、血浆收率低、分离时间长、细胞污染高，以及样品溶血显著。
径迹蚀刻膜已经用于从全血分离出血浆。与其它过滤膜相比，径迹蚀刻膜的优点是：孔尺寸均匀，并且表面面积相对较小。径迹蚀刻膜的潜在的低的非特异性结合特性，对于检测低浓度分析物(诸如心脏病患者中的肌钙蛋白)来说是非常有吸引力的。虽然使用径迹蚀刻膜的直接过滤由于凝血而受限制，但切向流动过程已经显示出好得多的性能。在血浆收率、细胞污染以及分离时间方面，使用径迹蚀刻膜从全血提取血浆的多次往复过程的表现，优于其它基于交叉流动水动力学的技术。然而，所获得的血浆由于产生显著的样品溶血，对于许多测试程序来说经常是不可接受的。
实用新型内容
本实用新型涉及一种用于生物样品的过滤单元，该过滤单元包括：上室，该上室用以接纳要被过滤的生物样品；下室，该下室与上室流体连通；以及过滤膜，该过滤膜被布置在上室和下室之间。过滤膜的表面具有≥90°的接触角度。通过上室的生物样品的流动可以是相对于过滤膜切向的，并且穿过过滤膜的滤液可以被收集在下室中。
过滤膜可以包括多个孔，并且各孔中的毛细作用力可以是≤0psi。在一些实施例中，接触角度可以是≤150°，诸如90-105°。过滤膜可以是径迹蚀刻膜或纤维膜，并且更具体而言可以是聚碳酸酯径迹蚀刻 (PCTE)膜。过滤膜可以被表面处理以减小接触角度，并且更具体而言，可以通过使用氟硅酸盐而被表面处理，该氟硅酸盐诸如三氯 (1,1,2,2-全氟)硅烷。过滤膜可以具有多个孔，每一个孔具有小于2μm 的直径。
在一些构造中，该过滤单元也可以包括往复单元，该往复单元与上室连通以便使生物样品在过滤膜的至少一部分上往复。在另一些构造中，压力单元可以被构造用来向上室内的生物样品施加正压力。
本实用新型也涉及一种过滤单元，该过滤单元包括通路，该通路用以接纳要被过滤的生物样品。通路可以包括入口、出口以及在所述入口和出口之间延伸的流动通道。过滤单元也可以包括滤液收集室和过滤膜，该过滤膜被布置在流动通道和滤液收集室之间。过滤膜的表面可以具有≥90°的接触角度。通过流动通道的生物样品的流动可以是相对于过滤膜切向的。
过滤膜可以是径迹蚀刻膜或纤维膜。在一些实施例中，过滤膜可以具有多个孔，并且各个孔中的每一个孔中的毛细作用力可以是≤0psi。过滤膜的接触角度可以是≤150°，并且过滤膜可以经过表面处理，以减小接触角度。
过滤单元也可以包括往复单元，该往复单元与上室连通以便使生物样品在过滤膜上往复。可选地，过滤单元可以包括压力单元，该压力单元被构造用来向上室内的生物样品施加正压力。
本实用新型也涉及一种对生物样品进行过滤的方法，该方法包括：使生物样品穿过如上所述的过滤单元的上室；以及在下室中收集滤液。生物样品可以是全血样品，并且滤液可以是全血样品的血浆部分。生物样品可以穿过上室多于一次，并且正压力可以被施加到上室内的生物样品。
本实用新型还涉及一种对生物样品进行过滤的方法，该方法包括：使生物样品穿过如上所述的过滤单元的流动通道；以及在收集室中收集滤液。生物样品可以是全血样品，并且滤液可以是全血样品的血浆部分。生物样品可以穿过流动通道多于一次，并且正压力可以被施加到流动通道内的生物样品。
附图说明
图1是根据本实用新型的一种过滤单元的立体图；
图2是根据本实用新型的一种过滤单元的分解立体图；
图3是根据本实用新型的图1的过滤单元沿线3-3获取的剖视图；
图4A是一幅示意图，其中示出血在过滤单元中被过滤，该过滤单元具有过滤膜，该过滤膜具有<90°的接触角度；
图4B是一幅示意图，其中示出血在过滤单元中被过滤，该过滤单元具有过滤膜，该过滤膜具有>90°的接触角度；
图5是一个图表，其中示出经灌注的(湿的)和未经灌注的(干的)过滤膜的溶血结果；
图6是一个图表，其中示出已经过表面处理的和未经过处理的过滤膜的溶血结果；而
图7是一个图表，其中示出对于具有0.4μm孔尺寸的过滤膜而言，接触角度对毛细作用力的影响。
具体实施方式
本实用新型涉及一种用于生物样品的过滤单元和一种对生物样品进行过滤的方法，特别地当仅仅小量生物样品是可用的时。生物样品可以包括全血，血浆部分将从该全血中分离出来。
如图1-3中所示，过滤单元10包括盖子12、过滤膜14以及基座 16。过滤膜14被布置在盖子12和基座16之间。
盖子12具有延伸通过它的第一开口18和第二开口20。上室22 与第一开口18和第二开口20流体连通并且在第一开口18和第二开口 20之间延伸并且在过滤膜14上方。
基座16包括下室24，该下室具有至少一个出口26，该出口延伸通过基座16的底表面。图1-3中所示的实施例具有两个出口26，在下室24的每一端部各有一个出口。下室24也可以包括一些脊28，这些脊在下室24内形成一些通道，并且向过滤膜14提供支承。
上室22和下室24通过过滤膜14相互流体连通。上室22和下室 24可以具有大致相同的尺寸和形状，并且被布置成相互邻近，过滤膜 14将上室22和下室24分开。
过滤膜14可以具有与盖子12和基座16大致相同的形状和尺寸 (如图1和2中所示)，或者可以具有足以把上室22和下室24分开的任何形状和/或尺寸。
过滤膜14可以由能够过滤该生物样品的任何合适材料制成，所述材料包括但不限于纤维膜和径迹蚀刻膜。例如，过滤膜14可以由径迹蚀刻膜制成，该径迹蚀刻膜包括薄膜，该薄膜包括若干项相离散的孔。在一些实施例中，薄膜可以通过带电粒子轰击或照射和化学蚀刻的组合而形成，以增进对于孔尺寸和密度的控制。更具体而言，过滤膜14 可以是聚碳酸酯径迹蚀刻膜(PCTE膜)。过滤膜14可以具有0.4μm 的孔尺寸。在一些构造中，径迹蚀刻膜可以具有大约10-12μm的厚度。在另一些构造中，纤维膜可以具有大于100μm的厚度。在许多样品分离程序中，较薄的膜需要较小的初始样品收集量。
在一种构造中，至少面向上室22的过滤膜14的上表面25具有≥90°的接触角度α，优选地，接触角度α≤150°，并且更优选地，接触角度α在90-105°之间。如图4A和4B中所示，接触角度以常规意义被定义为由过滤膜14的固体表面与过滤膜14的表面上的液体样品的微滴 30的切线所形成的角度α。
可以借助于由疏水材料制造过滤膜或用疏水材料处理过滤膜，而获得具有≥90°的接触角度的过滤膜。这种材料包括但不限于表1中所示的那些材料。
表1
材料 接触角度
三氯(1,1,2,2-全氟)硅烷
十七氟癸基三甲氧基硅烷 115°
聚四氟乙烯 108-112°
聚丙烯 108°
二甲基十八烷基氯硅烷 110°
十八烷基三氯硅烷* 102-109°
[三(三甲基硅氧基)硅基乙基]二甲基氯硅烷 104°
辛基二甲基氯硅烷 104°
二甲基二氯硅烷 95-105°
丁基二甲基氯硅烷 100°
三甲基氯硅烷 90-100°
聚乙烯 88-103°
聚苯乙烯 94°
聚三氟氯乙烯 90°
可以使用这种材料以气相或液相处理过滤膜14(诸如PCTE膜)。
在一个实施例中，往复单元附接到第一开口18和第二开口20。往复单元使生物样品通过上室22并且在过滤膜14上切向地来回往复。往复可以由任何合适往复单元实现。
压力单元也可以被设置用来向上室内的生物样品施加正压力、并且在过滤单元10内维持给定的跨膜压力。可以使用任何合适压力单元施加该正压力。
可替代地，可以使用另一些疏水处理，诸如在过滤膜14的表面(诸如疏血表面)上产生纳米/微米特征。这种表面结构可以产生的疏水表面具有140°或更高的接触角度。
在使用中，生物样品通过第一开口18被引入过滤单元10。样品流过上室22到达第二开口20。然后样品在第一开口18和第二开口20 之间来回往复，以相对于过滤膜14呈切向的流动方式穿过上室22。样品可以横穿上室22和过滤膜14任何合适次数，以影响样品的过滤。在样品横穿过滤膜14时，滤液被收集在下室24中。滤液可以通过出口26持续地离开下室24进入收集装置，或者可以由塞子或阀保持在下室24中，该塞子或阀用于限制通过出口26的流动。
现在将参考从全血中过滤出血浆，来说明用于生物样品的过滤单元和对生物样品进行过滤的方法。
如果过滤单元10具有的过滤膜14所具有的接触角度<90°，则如图4A中示意性地示出的那样，当红细胞32被吸入过滤膜14的孔34 时，发生严重的溶血。当红细胞32被吸入孔34时，它们遭受破裂并且将它们的内容物释放到血浆中。
已经发现，通过以液体灌注过滤单元并且严格控制样品入口/出口压力，可以减小溶血。
在0.4psi的压差(Δp)下使用50次往复流动，在过滤单元中过滤血样品，该过滤单元具有过滤膜，该过滤膜具有<90°的接触角度，该压差用于驱动切向流动通过上室且横穿过滤膜。在以具有1％牛血清白蛋白(BSA)的磷酸盐缓冲盐水(PBS)的溶液灌注过滤膜之后，一组样品在3psi的跨膜压力下被过滤，在以具有1％牛血清白蛋白(BSA)的磷酸盐缓冲盐水(PBS)的溶液灌注过滤膜之后，一组样品在0.7psi的跨膜压力下被过滤，并且一组样品在没有灌注的情况下在0.7psi的跨膜压力下被过滤。其结果在表2中示出。
表2
从表2中确定的结果可以看到，当过滤膜的接触角度<90°时，灌注过滤膜和小心地控制跨膜压力对于保持低溶血都是必要的。
使用经灌注的(湿的)和未经灌注的(干的)过滤膜的重复测试确认了：当使用经灌注的过滤膜时，溶血减小。其结果在图5中示出。
然而，用液体对装置进行灌注存在着很多实际难题。过滤单元的设计和过滤过程都更加复杂。如果灌注液体被预包装在过滤单元中或与过滤单元一起被预包装，则过滤单元的保存期限可能是短的。由于灌注液体的输入体积变化，血浆样品可能被不一致地稀释，这会导致测试结果的变化。由于灌注液体引起的稀释，一些分析物可能不再是可被检测的。因而，必须被灌注并且需要小心控制跨膜压力的过滤膜，在大多数构造中，是不太让人满意的。
然后，使用通过氟硅酸盐被预处理(三氯(1,1,2,2-全氟)硅烷处理) 的过滤膜过滤样品，并且将该样品与通过没有接受预处理的过滤膜过滤的样品相对比。使用具有0.4μm的孔尺寸的聚碳酸酯径迹蚀刻 (PCTE)膜和聚乙烯吡啶包覆的聚碳酸酯径迹蚀刻(PCTE-pvp)膜。过滤在0.7psi的跨膜压力下由50次往复流动组成。每一种类型的膜被测试三次。其结果在表3中被给出并且在图6中被可视地示出。
表3
从表3中确定的结果可以看到，通过氟硅酸盐的表面处理，改变了过滤膜的接触角度，并且减少了溶血。
当液体与过滤膜接触时，过滤膜的孔中的毛细作用力可以由以下公式表示：
其中，y是液体的表面张力，α是液体在固体表面上的接触角度，而r 是过滤膜孔(毛细管)的半径。在室温下血的表面张力被估计为大约 0.058N/m(对于水是0.072N/m)。对于具有0.4μm孔的径迹蚀刻膜，毛细作用力可以作为如图7中所示接触角度的函数被计算且绘制。可以看到，当过滤膜的接触角度≥90°时，作用在各个红细胞上并且将它们吸入孔的正的毛细作用力不复存在。因而，使得在过滤膜上的疏水表面具有≥90°的接触角度，减少了溶血。
在经上述处理的膜上测量去离子水的接触角度，并且计算毛细作用力(表3)。通过使用去离子水代替血的接触角度的差异被预期是最小化的。
可以看到，使用三氯(1,1,2,2-全氟)硅烷的处理，对于使得接触角度大于90°并且减小毛细作用力而言，是有效的。
通过使用具有≥90°的接触角度的过滤膜，溶血被大大减少，并且可以避免过滤器的灌注(连同相关效果)。
虽然已经对本公开的装置的具体实施例做了详细描述，但本领域技术人员将理解，按照本公开的总教导，可以开发出那些细节的各种改进型和替代方式。因而，公开的特别布置仅仅是例示性的，而并非用以限制本公开的装置的范围，该范围将由所附权利要求和其任何和所有等同物的全广度给出。

Claims (25)

1.一种用于生物样品的过滤单元，其特征在于，该过滤单元包括：
上室，所述上室用以接纳要被过滤的生物样品；
下室，所述下室与所述上室流体连通；以及
过滤膜，所述过滤膜被布置在所述上室和所述下室之间，
其中，所述过滤膜的表面具有≥90°的接触角度。
2.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，全血样品被布置在所述上室中，并且分离的血浆部分被收集在所述下室中。
3.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜包括多个孔，并且所述多个孔中的每一个孔中的毛细作用力≤0psi。
4.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述接触角度≤150°。
5.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述接触角度是90-105°。
6.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤单元还包括往复单元，所述往复单元与所述上室连通，其中，所述往复单元使生物样品在所述过滤膜上往复。
7.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤单元还包括压力单元，所述压力单元与所述上室连通，其中，所述压力单元向所述上室内的生物样品施加正压力。
8.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜是径迹蚀刻膜。
9.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜是纤维膜。
10.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜由聚碳酸酯径迹蚀刻(PCTE)膜制成。
11.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜包括表面处理层。
12.如权利要求11所述的过滤单元，其特征在于，所述表面处理层包括氟硅酸盐。
13.如权利要求12所述的过滤单元，其特征在于，所述氟硅酸盐是三氯(1,1,2,2-全氟)硅烷。
14.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜包括多个孔，每一个孔具有小于2μm的直径。
15.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜包括具有0.4μm的直径的多个孔。
16.如权利要求1所述的过滤单元，其特征在于，通过所述上室的生物样品的流动相对于所述过滤膜是切向的。
17.一种过滤单元，其特征在于，所述过滤单元包括：
通路，所述通路用以接纳要被过滤的生物样品，所述通路具有入口、出口以及在所述入口和出口之间延伸的流动通道；
滤液收集室；以及
过滤膜，所述过滤膜被布置在所述流动通道和所述滤液收集室之间，
其中，所述过滤膜的表面具有≥90°的接触角度。
18.如权利要求17所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜包括多个孔，并且所述多个孔中的每一个孔中的毛细作用力≤0psi。
19.如权利要求17所述的过滤单元，其特征在于，所述接触角度小于150°。
20.如权利要求17所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤单元还包括往复单元，所述往复单元与所述入口和所述出口中的至少一者连通，其中，所述往复单元使生物样品在所述入口和所述出口之间往复。
21.如权利要求17所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤单元还包括压力单元，其中，所述压力单元向所述流动通道内的生物样品施加正压力。
22.如权利要求17所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜是径迹蚀刻膜。
23.如权利要求17所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜是纤维膜。
24.如权利要求17所述的过滤单元，其特征在于，所述过滤膜已经被表面处理以减小所述接触角度。
25.如权利要求17所述的过滤单元，其特征在于，生物样品通过所述流动通道的流动相对于所述过滤膜是切向的。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022121715A1 (en) * 2020-12-10 2022-06-16 Shanghai Aizhong Biotechnology Co., Ltd. Cell separation apparatus for bioreactor

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018235634A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 株式会社ニコン 流体デバイス及びその使用
KR102073249B1 (ko) * 2018-03-28 2020-02-04 한국과학기술원 혈액으로부터 혈장을 분리하기 위한 멤브레인 기반의 디바이스
US10864483B2 (en) * 2018-11-16 2020-12-15 Integrated Protein Technologies, Snc. Molecular weight filtration system and apparatus
CA3127798A1 (en) * 2019-01-30 2020-08-06 Repligen Corporation Method of using track etched membranes for the filtration of biological fluids
KR102351481B1 (ko) * 2019-11-28 2022-01-17 광운대학교 산학협력단 미소유체 반응 관찰용 마이크로 플랫폼

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH602160A5 (zh) 1975-12-11 1978-07-31 Escher Wyss Ag
US4212742A (en) * 1978-05-25 1980-07-15 United States Of America Filtration apparatus for separating blood cell-containing liquid suspensions
US4343705A (en) 1980-10-31 1982-08-10 Instrumentation Laboratory Biological liquid fractionation using alternate opposite flow directions across a membrane
US4769150A (en) * 1982-02-16 1988-09-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method and apparatus for plasmapheresis by reciprocatory pulsatile filtration
US5034135A (en) 1982-12-13 1991-07-23 William F. McLaughlin Blood fractionation system and method
CA1258053A (en) 1982-12-13 1989-08-01 Halbert Fischel Blood fractionation system and method
JPS61172060A (ja) * 1985-01-26 1986-08-02 Shimadzu Corp 生物の分泌液等の分別装置
US4670147A (en) 1985-08-12 1987-06-02 Schoendorfer Donald W Disposable diagnostic plasma filter dispenser
US4871462A (en) 1985-12-23 1989-10-03 Haemonetics Corporation Enhanced separation of blood components
US4980297A (en) 1987-02-27 1990-12-25 Becton, Dickinson And Company Device for the membrane separation of the components of a liquid sample
US5100376A (en) 1987-08-26 1992-03-31 Blake Joseph W Iii Body-cavity drainage and autotransfusion system
WO1991001796A1 (en) 1989-08-01 1991-02-21 Y.T. Li Engineering, Inc. Orbital/oscillation filtration system with no rotary seal
JP2953753B2 (ja) 1990-06-28 1999-09-27 テルモ株式会社 血漿採取装置
GB9422504D0 (en) 1994-11-08 1995-01-04 Robertson Patricia M B Blood testing
AU4766896A (en) * 1995-02-09 1996-08-27 First Medical, Inc. Peristaltic system and method for plasma separation
US5634893A (en) 1995-04-24 1997-06-03 Haemonetics Corporation Autotransfusion apparatus
AU712934B2 (en) 1995-06-06 1999-11-18 Interpore International Inc. Device and method for concentrating plasma
US5922210A (en) * 1995-06-16 1999-07-13 University Of Washington Tangential flow planar microfabricated fluid filter and method of using thereof
JPH1028727A (ja) 1996-07-16 1998-02-03 Terumo Corp 医用材料
JPH10180179A (ja) 1996-11-08 1998-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 分子膜の製造方法および製造装置
AU2834900A (en) 1999-02-24 2000-09-14 Anatoly Pavlovich Soloviev Membrane filter and plasmapheresis system
EP1230028B1 (en) 1999-05-28 2008-07-16 Bio/Data Corporation Method and apparatus for directly sampling a fluid for microfiltration
US6692702B1 (en) 2000-07-07 2004-02-17 Coulter International Corp. Apparatus for biological sample preparation and analysis
KR20020061895A (ko) * 2001-01-18 2002-07-25 이광래 초소수성 무기막의 제조방법
MXPA04005416A (es) 2001-12-06 2004-10-11 Biocontrol Systems Inc Sistema de prueba y recoleccion de muestras.
US7695627B2 (en) 2002-06-19 2010-04-13 Northwest Biotherapeutics, Inc. Tangential flow filtration devices and methods for leukocyte enrichment
US6890443B2 (en) 2003-04-29 2005-05-10 Amphion International Limited Spin filter system
US8062272B2 (en) 2004-05-21 2011-11-22 Bluesky Medical Group Incorporated Flexible reduced pressure treatment appliance
US7510654B2 (en) * 2005-12-29 2009-03-31 Spf Innovations, Llc Method and apparatus for the filtration of biological samples
WO2008063135A1 (en) * 2006-11-24 2008-05-29 Agency For Science, Technology And Research Apparatus for processing a sample in a liquid droplet and method of using the same
FR2931081B1 (fr) 2008-05-14 2010-06-25 Direction Et Pirorites Dispositif de filtration d'un liquide complexe tel que du sang, notamment applicable a un autotransfuseur
JP5608943B2 (ja) 2009-03-31 2014-10-22 マイクロ化学技研株式会社 血漿分離装置及び方法
WO2011059786A1 (en) 2009-10-29 2011-05-19 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Microfluidic device for blood dialysis
US9101883B2 (en) * 2009-11-28 2015-08-11 Smartflow Technologies, Inc. Portable filtration unit
SG181676A1 (en) 2009-12-23 2012-07-30 Cytovera Inc A system and method for particle filtration
WO2012125463A1 (en) 2011-03-11 2012-09-20 Fenwal, Inc. Membrane separation devices, systems and methods employing same, and data management systems and methods
US9072824B2 (en) 2011-05-17 2015-07-07 Fenwal, Inc. Automated methods of whole blood processing
EP2546628A1 (en) 2011-07-13 2013-01-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Filter support with a phase-changing medium
EP2695656A1 (de) 2012-08-09 2014-02-12 F. Hoffmann-La Roche AG Verfahren sowie eine Separationsvorrichtung zur Abtrennung eines Filtrats von einer Probenflüssigkeit
US9427707B2 (en) 2012-08-10 2016-08-30 Jean I. Montagu Filtering blood
EP2745918A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-25 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method and device for transferring gas molecules from a gaseous medium into a liquid medium or vice versa
US9623164B2 (en) 2013-02-01 2017-04-18 Medtronic, Inc. Systems and methods for multifunctional volumetric fluid control
US10080516B2 (en) 2013-04-15 2018-09-25 Becton, Dickinson And Company Biological fluid collection device and biological fluid separation and testing system
US9380973B2 (en) 2013-04-15 2016-07-05 Becton, Dickinson And Company Biological fluid sampling transfer device and biological fluid separation and testing system
EP2986220B1 (en) 2013-04-15 2017-02-01 Becton, Dickinson and Company Biological fluid collection device and biological fluid collection and testing system
BR112015026234B1 (pt) 2013-04-15 2022-02-08 Becton, Dickinson And Company Dispositivo de separação de fluido biológico e sistema de separação de fluido biológico
DE102013010724A1 (de) * 2013-06-27 2014-12-31 Mann+Hummel Gmbh Polymeres Vollbluthohlfasermembranfiltermedium und Verwendung davon zum Abtrennen von Blutplasma/-serum von Vollblut
DE102013012676A1 (de) * 2013-07-31 2015-02-05 Mann + Hummel Gmbh Vorrichtung zur Querstromfiltration
US9603986B2 (en) 2013-08-30 2017-03-28 Fenwal, Inc. Device and method for processing and producing autologous platelet-rich plasma
CA2931609A1 (en) 2013-12-04 2015-06-11 Pocared Diagnostics Ltd. Filter arrangement with slider valve and method for using the same
EP3302765B1 (en) 2015-06-08 2022-09-21 Becton, Dickinson and Company Plasma extractor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022121715A1 (en) * 2020-12-10 2022-06-16 Shanghai Aizhong Biotechnology Co., Ltd. Cell separation apparatus for bioreactor

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Publication number Publication date
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WO2016200800A1 (en) 2016-12-15
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