樣品制備容器和方法

專利名稱：樣品制備容器和方法
樣品制備容器和方法
背景技術：
在多種應用中，可能需要對食物源和非食物源進行有關微生物(如細菌、病毒、真 菌、孢子等)和/或其他所關注的被分析物(如毒素、過敏原、激素等)的檢測。例如，大眾 所生產、購買和消費的食物可能含有或獲得了微生物或其他被分析物，這些微生物或其他 被分析物可能會隨所處環境的變化而大量繁衍或生長。這種生長會導致食物產品加速腐敗 或病原生物體增殖，從而可能會產生毒素或增加到感染性劑量。又如，可對非食物源(如地 下水、尿液等)樣品進行多種分析，以確定樣品是否含有具體被分析物。例如，可對地下水 進行微生物或化學毒素檢測；可對尿液進行多種診斷指標的檢測，以便于進行診斷(如糖 尿病、懷孕等)。

發明內容
本發明涉及樣品制備和遞送系統和方法，更具體地講，涉及用于檢測被分析物的 樣品制備和遞送系統和方法，該樣品制備和遞送系統包括樣品制備系統和連接到該樣品制 備系統的樣品遞送系統，以完成從樣品制備系統移出(或分離)樣品和/或將樣品遞送到 其他位置或裝置。本發明的一些實施例提供了用于制備和遞送樣品以檢測被分析物的系統。該系統 可包括樣品制備系統和連接到樣品制備系統的樣品遞送系統。樣品制備系統可包括具有貯 存器的可變形自支承式接收器。貯存器可適于容納包含源和稀釋劑的液體組合物。樣品遞 送系統可包括設置為與貯存器流體連通并且適于控制從樣品制備系統移出樣品的閥門。本發明的一些實施例提供了用于制備和遞送樣品以檢測被分析物的系統。該系統 可包括樣品制備系統和連接到樣品制備系統的樣品遞送系統。樣品制備系統可包括具有第 一貯存器的獨立式容器、尺寸被設計為括接納在獨立式容器的第一貯存器中并且具有第二 貯存器的可變形自支承式接收器，以及適于連接到獨立式容器和可變形自支承式接收器中 至少一者的封蓋。第二貯存器適于容納含有源和稀釋劑的液體組合物。獨立式容器比可變 形自支承式接收器更具剛性。樣品遞送系統可包括設置為與第二貯存器流體連通并且適于 控制從樣品制備系統移出樣品的閥門。本發明的一些實施例提供了用于制備和遞送樣品以檢測被分析物的方法。該方法 可包括提供包括具有貯存器的可變形自支承式接收器的樣品制備系統、提供包含源和稀釋 劑的液體組合物，以及將液體組合物置于可變形自支承式接收器的貯存器中。該方法還可 包括提供適于連接到樣品制備系統的樣品遞送系統。樣品遞送系統可包括設置為與貯存器 流體連通的閥門。該方法還可包括向可變形自支承式接收器施加壓力以經由樣品遞送系統 從樣品制備系統移出樣品。結合具體實施方式
和附圖考慮，本發明的其他特征和方面將顯而易見。


圖1為示出了根據本發明的一個實施例的樣品制備和遞送方法的示意性流程圖。
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圖2為根據本發明的一個實施例的樣品制備系統的分解透視圖，該樣品制備系統 包括封蓋。圖3為圖2中的封蓋沿圖2的線3-3截取的特寫剖視圖。圖4為根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統的透視圖。圖5為根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統的封蓋的仰視圖。圖6為圖5中的封蓋沿圖5的線6-6截取的剖視圖。圖7為根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統的透視圖。圖8為根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統的透視圖。圖9為根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統的分解側視圖，該樣品制備系 統包括過濾器、具有封蓋和頂蓋的封蓋組件。圖10為圖9中的封蓋組件和過濾器的透視圖，其中過濾器處于壓縮狀態。圖11為圖9和圖10中的封蓋組件和過濾器的透視圖，其中過濾器處于未壓縮狀態。圖12為圖9-11中的頂蓋的頂部透視圖。圖13為根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統的封蓋組件的側視圖。圖14為根據本發明的一個實施例的樣品制備和遞送系統的透視圖。圖15為圖14中的樣品制備和遞送系統的透視圖，其示出為結合檢測系統使用。圖16為根據本發明的另一個實施例的樣品制備和遞送系統的透視圖，該樣品制 備和遞送系統連接到富集裝置。圖17A-17C為根據本發明的一個實施例的樣品遞送系統的剖視示意圖。圖18A-18C為根據本發明的另一個實施例的樣品遞送系統的剖視示意圖。圖19A-19C為根據本發明的另一個實施例的樣品遞送系統的剖視示意圖。圖20A-20D為根據本發明的另一個實施例的樣品遞送系統的剖視示意圖。圖21A-21B為根據本發明的另一個實施例的樣品制備和遞送系統的剖視示意圖。
具體實施例方式在詳細說明本發明的任何實施例之前，應當理解，本發明并不將其應用局限于以 下描述所提及的或附圖所示出的具體構造和組件布置方式。本發明可具有其他實施例，并 且能夠以多種方式實踐或實施。此外，應當理解，本文所用措詞和術語是出于描述目的，而 不應視為限制性的。本文所用“包括”、“包含”、“含有”或“具有”及其變型形式意指涵蓋列 在其后的項及其等同形式以及額外項。除非另外規定或限制，否則術語“支承”和“連接”及 其變型形式以其廣義使用，并且涵蓋直接和間接支承和連接。應當理解，在不脫離本發明范 圍的情況下，可采用其他實施例，并且可進行結構或邏輯上的改變。此外，諸如“前”、“后”、 “頂部”、“底部”之類的術語僅用于描述元件彼此的關系，而決不用來描述裝置的具體取向， 也不用來指示或暗示裝置的必要或需要的取向，或用來規定本文所述發明在使用過程中的 操作、安裝、顯示或設置方式。本發明整體涉及用于制備和遞送樣品的系統和方法。可將樣品進一步濃縮、富集 和/或分析是否存在多種被分析物。術語“源”通常用于表示需要對被分析物進行檢測的食物或非食物。源可以為固體、液體、半固體、凝膠狀材料以及它們的組合。在一些實施例中，源可由用來(例如)從所 關注的表面收集源的基底提供。在一些實施例中，液體組合物可包括基底，基底可被進一步 分解(例如在攪拌或溶解過程中)，以提高源和所關注的任何被分析物的回收率。所關注 的表面可包括多種表面的至少一部分，包括(但不限于)壁(包括門)、地板、天花板、排水 管、制冷系統、管道(如風道)、通風孔、馬桶座圈、手柄、門把手、扶手、床欄桿(如醫院中的 床欄桿)、工作臺面、桌面、餐具表面(如盤、器皿等)、工作表面、設備表面、衣物等以及它們 的組合。樣品制備系統和方法中可使用源的全部或部分。當使用源的一部分時，有時可稱之 為源的“樣品”。然而，本文所用術語“樣品”通常是指為進一步分析(例如檢測被分析物) 而從樣品制備系統提取的一定體積或質量的材料。術語“食物”通常用于表示固體、液體(例如，包括(但不限于)溶液、分散體、乳 狀液、混懸液等以及它們的組合)和/或半固體可食用組合物。食物的例子可包括(但不 限于)肉類、家禽、蛋、魚、海鮮、蔬菜、水果、預加工食品(如湯、調味汁、糊)、谷物產品(如 面粉、谷類食物、面包)、罐裝食物、奶、其他乳制品(如奶酪、酸奶、酸奶油)、脂肪、油類、甜 點、調味品、香料、面食、飲料、水、動物飼料、其他合適的可食用材料以及它們的組合。術語“非食物”通常用于表示不在“食物”定義之內且通常認為不可食用的所關注 的源。非食物源的例子可包括(但不限于)臨床樣品、細胞溶解物、全血或血液的一部分 (如血清)、其他體液或分泌物(如唾液、汗液、皮脂、尿液)、糞便、細胞、組織、器官、活組織 檢查、植物材料、木材、污垢、沉淀物、藥物、化妝品、食品補充劑(如人參膠囊)、藥劑、傳染 體、其他合適的非食用材料以及它們的組合。術語“傳染體”通常用于指能夠攜帶和/或傳播傳染性有機體的無生命物體或基 體。傳染體可包括(但不限于)布、拖把頭、毛巾、紗布、抹布、餐具、硬幣、紙幣、手機、衣物 (包括鞋子)、門把手、女性用品、尿布等以及它們的部分或組合。術語“被分析物”通常用于指待檢測(例如通過實驗室或現場測試檢測)的物質。 可對源進行檢測用于確定是否存在具體被分析物或確定具體被分析物的量。這種被分析物 可存在于源內(如內部)或源之外(如外表面上)。被分析物的例子可包括(但不限于) 微生物、寄生蟲(其中一些也是微生物)、生物分子、化學品(如殺蟲劑、抗生素)、金屬離子 (如汞離子、重金屬離子)、含金屬離子的絡合物(如含有金屬離子和有機配體的絡合物) 以及它們的組合。多種檢測方法可用于鑒別和/或量化被分析物，包括(但不限于)微生物測定法、 生化測定法(如免疫測定法)或它們的組合。可采用的檢測方法的具體例子可包括(但不 限于)橫流測定法、滴定、熱分析、顯微鏡法(如光學顯微鏡、熒光顯微鏡、免疫熒光顯微鏡、 掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM))、譜學方法(如質譜、核磁共振(NMR)譜、拉 曼光譜、紅外(IR)光譜、X射線光譜、衰減全反射光譜、傅里葉變換光譜、伽馬射線光譜等)、 分光光度法(如吸光度、熒光、發光等)、層析法(如氣相層析法、液相層析法、離子交換層析 法、親和層析法等)、電化學分析、基因技術(如聚合酶鏈反應(PCR)、轉錄介導擴增(TMA)、 雜交保護測定法(HPA)、DNA或RNA分子識別測定法等)、三磷酸腺苷(ATP)檢測測定法、 免疫測定法(如酶聯免疫吸附測定法(ELISA))、細胞毒性測定法、病毒斑測定法、細胞病變 效應評估技術、諸如可用培養基(如瓊脂)和/或3M Petrifilm Plates (如使用3M Petrifilm Plate Reader (3M Company, St. Paul,MN)成像、量化和 / 或解釋)之類裝置進行的培養技術、其他合適的被分析物檢測方法或它們的組合。術語“微生物”通常用來表示任何原核或真核微觀生物體，包括(但不限于)一種 或多種細菌(如運動性細菌或植物性細菌、革蘭氏陽性菌或革蘭氏陰性菌)、病毒(如諾羅 病毒、諾瓦克病毒、輪狀病毒、腺病毒、DNA病毒、RNA病毒、有包膜病毒、無包膜病毒、人免疫 缺陷病毒(HIV)、人乳頭瘤病毒(HPV)等)、細菌孢子或內生孢子、藻類、真菌(如酵母、絲狀 真菌、真菌孢子)、朊病毒、支原體以及原生動物。在一些情況下，特別關注的微生物是病原 性微生物，術語“病原體”用于指任何病原性微生物。病原體的例子可包括(但不限于)腸 桿菌禾斗(Enterobacteriaceae)、微球菌禾斗(Micrococaceae)、葡萄球菌屬(Staphylococcus spp·)、鏈球菌屬(Streptococcus spp·)、假單胞菌屬(Pseudomonas spp·)、腸球菌屬 (Enterococcus spp·)、沙門氏菌屬(Salmonella spp·)、軍團菌屬(Legionella spp·)、 志賀桿菌屬(Shigella spp.)、耳口爾森氏菌屬(Yersinia spp·)、腸桿菌屬(Enterobacter spp.)、±矣希桿菌屬(Escherichia spp·)、芽孢桿菌屬(Bacillus spp.)、李其jf特菌屬 (Listeria spp.)、彎曲菌屬(Campylobacter spp.)、不動桿菌屬(Acinetobacter spp)、弧 菌屬(Vibrio spp.)、梭狀芽孢桿菌屬(Clostridium spp.)以及棒狀菌屬(Corynebacteria spp.)的成員。病原體的某些例子可包括(但不限于)大腸桿菌，其包括腸出血性大腸 桿菌(如血清型為0157:H7的大腸桿菌)、銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、 蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)、炭疽芽孢桿菌(Bacillus anthracis)、腸炎沙門氏菌 (Salmonella enteritidis)、鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typhimurium)、單核細胞增多 性李其j 特菌(Listeria monocytogenes)、肉毒梭狀芽孢桿菌(Clostridium botulinum)、 產氣莢膜梭狀芽孢桿菌(Clostridium perfringens)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、而才甲氧西林金黃色葡萄球菌(methici 11 in-resistant Staphylococcus aureus)、空腸彎曲菌(Campylobacter jejuni)、小腸結腸炎耶爾森菌(Yersinia enterocolitica)、創傷弧菌(Vibrio vulnificus)、艱難梭狀芽孢桿菌(Clostridium difficile)、耐萬古霉素腸球菌(vancomycin-resistant Enterococcus)以及坂崎腸桿菌 (Enterobacter sakazakii)。可能影響微生物生長的環境因素可包括是否存在養分、pH值、 含水量、氧化_還原電位、抗微生物化合物、溫度、大氣氣體組成和生物結構或屏障。術語“寄生蟲”通常用于指生長在第二生物體(即宿主)內部(即內寄生蟲)或 上面(即外寄生蟲)并且通常會損害第二生物體的生物體。寄生蟲可包括(但不限于) 微生物和蠕蟲(如蛔蟲、線蟲、鉤蟲、大型多細胞蠕蟲、蟯蟲、鞭蟲等)。寄生蟲的具體例 子可包括(但不限于)隱孢子蟲屬(Cryptosporidium spp·)、賈第鞭毛蟲屬(Giardia spp.) > A^^J^^ (Blastocystis hominis) > it/h H^ E (Endolimax nana) > /Jn 球隱孢子蟲(Cryptosporidium parvum)、溶組織內阿米巴(Entamoeba histolytica)、 結腸內阿米巴(Entamoeba coli)、哈氏內阿米巴(Entamoeba hartmanni)、藍氏賈第 鞭毛蟲(Giardia lamblia)、邁氏唇鞭毛蟲(Chilomastix mesnili)、卡晏環孢子蟲 (Cyclospora cayetanensis)、蠕蟲(Helminths)(大型多細胞蠕蟲)、似蚓蛔線蟲(Ascaris lumbricoides)(人體蛔蟲)、糞類圓線蟲(Strongyloides stercoralis)(線蟲)、十二指腸 鉤蟲(Ancylostoma duodenale)(鉤蟲)、美洲板口線蟲(Necator americanus)(鉤蟲)、螺 形住腸線蟲(Enterobiusvermicularis)(蟯蟲)和毛首鞭形線蟲(Trichuris trichiura) (鞭蟲)。
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術語“生物分子”通常用于指出現在生物體內或由生物體形成的分子或其衍生物。 例如，生物分子可包括(但不限于)氨基酸、核酸、多肽、蛋白質、多核苷酸、類脂、磷脂、糖 類、多糖中的至少一者以及它們的組合。生物分子的具體例子可包括(但不限于)代謝物 (如葡萄球菌腸毒素)、變應原(如花生變應原、蛋變應原、花粉、塵螨、霉菌、毛屑或其內部 固有的蛋白質等)、激素、毒素(如芽孢桿菌屬腹瀉毒素、黃曲霉毒素、艱難梭狀芽孢桿菌毒 素等)、RNA(如mRNA、總RNA、tRNA等)、DNA(如質粒DNA、植物DNA等)、標記蛋白、抗體、抗 原、ATP以及它們的組合。術語“可溶物”和“不可溶物”通常用于指在某些條件下在給定介質內相對可溶解 或不可溶解的物質。具體地講，在一組給定的條件下，“可溶物”是指參與溶解并且可溶解于 體系的溶劑(如稀釋劑)中的物質。“不可溶物”是指在一組給定的條件下不參與溶解并且 不溶解于體系溶劑中的物質。源可包括可溶物和不可溶物(如細胞碎屑)。不可溶物有時 稱為顆粒或碎屑，并且可包含源材料本身的一部分(即來自源的內部部分或外部部分(如 外表面))或攪拌過程產生的其他源殘余或碎屑。所關注的被分析物可存在于可溶物或不 可溶物中。術語“攪拌”及其衍生詞通常用來描述使液體組合物產生運動的過程，例如用以 混合該液體組合物的內容物或通過與液體共混而液化固體源。可使用多種攪拌方法，包括 (但不限于)手動搖動、機械搖動(如線性搖動)、超聲振動、渦動攪動、手動攪動、機械攪動 (如通過機械螺旋槳、磁攪拌子或另外的輔助攪拌裝置(如滾珠)攪動)、手動振動、機械振 動、混合、捏合以及它們的組合。術語“過濾”通常用來描述按粒度、電荷和/或功能分離物質的過程。例如，過濾可 包括將可溶物和溶劑(如稀釋劑)與不可溶物分離，或可包括將可溶物、溶劑和相對較小的 不可溶物與相對較大的不可溶物分離。可使用多種過濾方法，包括(但不限于)使液體組 合物通過過濾器；沉淀后進行抽吸或潷析；其他合適的過濾方法；以及它們的組合。“沉淀” 用來表示允許液體組合物中的不可溶物沉淀。沉淀可在重力或離心力作用下進行。接著可 通過將可溶物和溶劑從不可溶物中抽吸出、潷析可溶物和溶劑或它們的組合來將不可溶物 (或相對較大的不可溶物)與可溶物(或可溶物和相對較小的不可溶物)和溶劑分離。“過濾器”通常用來描述用于分離液體組合物中的可溶物(或可溶物和相對較小 的不可溶物)和溶劑與不可溶物(或相對較大的不可溶物)的裝置。過濾器的例子可包括 (但不限于)織造網或非織造網(如絲網、布網、塑料網等)、織造或非織造聚合物網(如具 有以均勻或不均勻方式鋪設的聚合物纖維，其可被壓延)、表面過濾器、深度過濾器、膜(如 陶瓷膜(如可以商品名AN0P0RE購自Whatman Inc. (Florham Park, NJ)的陶瓷氧化鋁膜過 濾器)、聚碳酸酯膜(如可以商品名NUCLE0P0RE購自Whatman，Inc.的徑跡刻蝕聚碳酸酯 膜過濾器))、聚酯膜(如包含徑跡刻蝕聚酯等)、篩、玻璃棉、玻璃料、濾紙、泡沫等以及它們 的組合。術語“濾液”通常用來描述已經從液體組合物中移除不可溶物(或至少相對較大 的不可溶物)之后剩下的液體。由于過濾包括多種方法，術語“濾液”也可用來表示使混合 物中的不可溶物(或相對較大的不可溶物)沉淀之后形成的上清液。圖1示出了根據本發明的一個實施例的樣品制備和遞送方法10。如圖1所示，樣 品制備和遞送方法10可從獲得源12開始。可將稀釋劑13與源12的全部或一部分合并并進行攪拌，以形成包含源12的液體組合物14，其中源溶解、分散、懸浮和/或乳化在稀釋劑 13中。因此，液體組合物14通常為混合物，并且可為溶液、乳狀液、分散體、混懸液或它們的組合。當與稀釋劑13合并時，源12可包括可溶物和不可溶物15，使得源12的一些部分 可溶解于稀釋劑13中，而源12的其他部分則懸浮、分散或乳化在稀釋劑13中。接著過濾 液體組合物14，以形成包含所關注的被分析物(如果有的話)的濾液16。所關注的被分析 物可存在于液體組合物14的可溶物或不可溶物中。如果所關注的被分析物存在于不可溶 物中，并且如果采用過濾器將所關注的被分析物從碎屑或不需要的材料中移出，則過濾器 通常適于讓所關注的被分析物(可能包括其他粒度相似的不可溶物)作為濾液16通過過 濾器，同時限制相對較大的不可溶物17通過過濾器。因此，應當理解，濾液16還可包含某 些不可溶物，為了簡明起見并且僅舉例說明，圖1所示的不可溶物17已經從液體組合物14 中移除。隨后可利用濾液16的至少一部分形成樣品18，可遞送樣品18以用于溫育、分析 等。來自多個樣品制備系統的樣品18可合并在一起，以進行富集、濃縮、分析等的一項或多 項。在本發明的整篇描述中，液體組合物14、濾液16以及其任何樣品18中的一者或 多者可以被描述為包含所關注的被分析物。然而，在一些實施例中，液體組合物14可以不 包含所關注的被分析物，因而在分析樣品時可能導致陰性的檢測結果。例如，如果用食物源 制備樣品，并且接著對樣品進行細菌檢測，而食物源并不包含該細菌，則由該食物形成的液 體組合物14及其任何濾液16和樣品18也不包含所關注的該細菌。因此，即使液體組合物 14、濾液16以及從其中提取的任何樣品18中的一者或多者被描述為包含所關注的被分析 物，也應當理解，只有存在所關注的被分析物時才會出現這種情況。圖1所示及上文所述的樣品制備和遞送方法10僅僅是以舉例方式示出和描述。然 而，本領域的普通技術人員應當理解，本發明的樣品制備和遞送方法不一定包括圖1所示 及上文所述的每個步驟。例如，在本發明的一些實施例中，樣品制備和遞送方法不包括過濾 步驟，而是遞送液體組合物14的樣品用于進行溫育、分析等。稀釋劑13通常為液體，并且在一些實施例中為無菌液體。在一些實施例中，稀釋 劑13可包括多種添加劑，包括(但不限于)表面活性劑或有助于分散、溶解、懸浮或乳化所 述源以進行后續被分析物檢測的其他合適的添加劑；流變劑；抗微生物劑中和劑(如中和 防腐劑或其他抗微生物劑的試劑)；具有養分(如有助于所需微生物選擇性生長的養分) 和/或生長抑制劑(如抑制不需要的微生物生長的抑制劑)的富集介質或生長培養基；PH 緩沖劑；酶；指示分子(如PH或氧化/還原指示劑)；孢子萌芽；中和消毒劑的試劑(如中 和氯的硫代硫酸鈉)；旨在促進細菌復蘇的試劑(如丙酮酸鈉)；或它們的組合。在一些實 施例中，稀釋劑13包括無菌水(如無菌雙蒸餾水(ddH20))；選擇性地溶解、分散、懸浮或乳 化源的一種或多種有機溶劑；水性有機溶劑；或它們的組合。在一些實施例中，稀釋劑13 為無菌緩沖液(如得自Edge Biological (Memphis TN)的Butterfield氏緩沖液)。在一 些實施例中，稀釋劑13為選擇性或半選擇性營養制劑，使得稀釋劑13可用于所需被分析物 (如細菌)的選擇性或半選擇性生長。在這些實施例中，可將稀釋劑13與源12—起培養一 段時間(例如在規定溫度下)，以促進所需被分析物的這種生長。培養基的例子可包括(但不限于)胰酶大豆肉湯(TSB)、緩沖蛋白胨水(BPW)、通
13用預富集肉湯(UPB)、李斯特菌富集肉湯(LEB)、乳糖肉湯、博爾頓肉湯、或本領域的普通技 術人員已知的其他通用、非選擇性或略帶選擇性的培養基。培養基可包括支持一種以上的 所需微生物(即所關注的被分析物)生長的養分。生長抑制劑的例子可包括(但不限于)膽酸鹽、脫氧膽酸鈉、亞硒酸鈉、硫代硫酸 鈉、硝酸鈉、氯化鋰、亞碲酸鉀、連四硫酸鈉、磺胺乙酰鈉、扁桃酸、連四硫酸半胱氨酸亞硒酸 鹽、磺胺二甲嘧啶、亮綠、孔雀石綠草酸鹽、結晶紫、十四烷基硫酸鈉、磺胺嘧啶、阿米卡星、 氨曲南、萘啶酮酸鈉鹽、吖啶黃、多粘菌素B、新生霉素、阿拉磷、有機和無機酸、噬菌體、二氯 硝基苯胺孟加拉紅、氯四環素、一定濃度的氯化鈉、蔗糖和其他溶質以及它們的組合。在一些實施例中，源12包含稀釋劑13，使得液體組合物14包含源12和稀釋劑13， 但稀釋劑13不是單獨添加的。例如，可將包含大量水或其他液體的食物源混合，以形成包 含源12和稀釋劑13的液體組合物14，而不需要添加單獨的稀釋劑13。在一些實施例中， 源12可以基本上溶于稀釋劑13中，使得液體組合物14包含極少量的不可溶物15，從而不 再需要過濾步驟。圖14示出根據本發明的一個實施例的樣品制備和遞送系統801。樣品制備和遞送 系統801包括樣品制備系統800和連接到樣品制備系統800的樣品遞送系統803，使得樣 品遞送系統803與樣品制備系統800流體連通。樣品制備系統800利用源812制備樣品， 樣品遞送系統803被構造為從樣品制備系統移出樣品和/或遞送樣品用于進行溫育、分析 (例如，鑒別所關注的被分析物存在與否)等。圖2-13示出了根據本發明的樣品制備系統的多個實施例，圖14-16示出了根據本 發明的樣品制備和遞送系統的多個實施例(包括樣品制備系統和樣品遞送系統的多個實 施例)，圖17A-21B示出了根據本發明的樣品遞送系統的多個實施例。圖2示出根據本發明的一個實施例的樣品制備系統100。如圖2所示，樣品制 備系統100包括容器102、內膽104、封蓋106、卡圈108和頂蓋109。在一些實施例中，樣 品制備系統100的一個或多個部件是無菌的，或者可通過滅菌或消毒方法(例如蒸汽、、 輻射、環氧乙烷、過氧化氫、過乙酸、水醇溶液、漂白以及它們的組合)滅菌。具有與樣品 制備系統100特征相似的特征的系統在下列文獻中有所描述PCT公開No. WO 98/32539、 美國專利 No. 6，536，687 和美國專利 No. 6，588，681、PCT 公開 No. 2004/060574、PCT 公開 No. 2004/060575、美國公開 No. 2004/0164182、PCT 公開 No. 2004/094072、PCT 公開 No. WO 2007/079143、PCT公開No. WO 2007/079188，每篇文獻均以引用方式全文并入本文。本發明的一些實施例采用多個樣品制備系統100，以允許平行使用多個樣品制備 系統100(或合并樣品)，從而加快樣品制備速度和提高生產率/輸出。在這些實施例中，多 個樣品制備系統100可以至少部分地整體形成，或者也可以單獨形成。例如，在一些實施例 中，可以在一個相對較大的容器102(例如，具有用于多個內膽104的多個貯存器)內使用 多個內膽104。在一些實施例中，如圖2所示，容器102是獨立式和/或自支承式的，并且包括基 部127和側壁129。術語“獨立式”通常用來表示能夠在不倒塌、不變形且不需要另一物體 固定的情況下獨立擺放的物體。術語“自支承式”通常用來表示在承受自重的情況下不會 倒塌或變形的物體。例如，袋子通常不是“自支承式”的，因為其在自重作用下無法保持形 狀，而是會倒塌或變形。自支承式物體不一定是獨立式的。
容器102可由多種材料形成，包括(但不限于)聚合物材料、金屬(如鋁、不銹鋼 等)、陶瓷、玻璃以及它們的組合。聚合物材料的例子可包括(但不限于)聚烯烴(如聚乙 烯、聚丙烯及其組合等)、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、 能夠形成獨立式和/或自支承式容器的其他合適聚合物材料或它們的組合。根據待分析源 的類型、量和粒度，容器102可為半透明(甚至透明)或不透明的，并且可具有任何尺寸。例 如，在一些實施例中，容器102可具有50mL、100mL、250mL或更大容量。在一些實施例中，如圖2所示，樣品制備系統100包括內膽104，其形狀和尺寸被設 計為可接納在容器102中。內膽104可為一次性的(如可供使用一次)，以允許在污染風險 不大且多次使用之間無需大范圍清洗的情況下重復使用容器102。如圖9所示和下文詳細 描述的那樣，在一些實施例中，樣品制備系統包括無容器內膽。當使用無容器內膽時，其作 用不是“內膽”本身，并且通常可以稱為接收器或容器。如圖2所示，容器102限定第一貯存器120，內膽104限定第二貯存器122。內膽 104的形狀和尺寸被設計為接納在容器102的第一貯存器120中。在一些實施例中，可將 源112和稀釋劑113添加到第一貯存器120中。在一些實施例中，如圖2所示，采用了內膽 104，源112和稀釋劑113置于第二貯存器122中，內膽104設置在第一貯存器120內。無 論添加到第一貯存器120還是第二貯存器122，都可將源112和稀釋劑113合并(并攪拌) 以形成液體組合物114。在一些實施例中，內膽104是獨立式的，并且內膽104或容器102 可作為可容納液體組合物114的獨立式接收器。可先將源112添加到容器102或內膽104中，然后再添加稀釋劑113，也可先添加 稀釋劑113，然后再添加源112，或者同時加入源112和稀釋劑113。作為另外一種選擇，也 可先將源112和稀釋劑113合并，然后再添加到樣品制備系統100中。在一些首先將稀釋劑113添加到容器102或內膽104的實施例中，可將預測量數 量的稀釋劑113 (如無菌液態稀釋劑)密封在具有可拆卸地連接的頂蓋(例如，一次性的可 拆除阻隔膜，其通過粘合劑、熱密封、超聲焊接方式中的一種或多種或下文所述的任何其他 連接方式連接到容器102或內膽104)的容器102或內膽104中，從而可在添加源112之前 將頂蓋移除。作為另外一種選擇，在一些實施例中，可將預測量數量的干粉介質(如用于所 關注被分析物的營養介質和/或用于非關注被分析物的生長抑制劑)密封在具有可拆卸地 連接的頂蓋的容器102或內膽104中，或者將所需介質涂布或吸收到容器102或內膽104 的內表面。在這些實施例中，可在添加源112之前或同時移除頂蓋并加入溶劑(如ddH20) 以形成稀釋劑113。作為另外一種選擇，如果源112含有能夠溶解介質的足夠多的液體，則 可以將源112添加到干粉介質中以形成包含源112和稀釋劑113的液體組合物114(例如 介質溶解于源112所提供的溶劑中)。在一些實施例中，可將容器102和/或內膽104 (如采用內膽104的話)隔開，以分 別包括一個以上的第一貯存器120和/或一個以上的第二貯存器122。可采用多個貯存器 120/122，例如用于多級富集、平行或同時富集不同微生物，或它們的組合。例如，內膽104 可包括兩個第二貯存器122 (為簡單起見，本實例中稱為貯存器A和B)。可將第一富集介 質設置在貯存器A中以對微生物進行初次富集，將第二富集介質設置在貯存器B中以對相 同微生物進行二次富集。可對貯存器A和B進行設置，例如，使得介質可同時進入兩個貯存 器，但源112只可添加到其中一個而不會添加另一個中。在液體組合物114已經形成并且
15貯存器A內已經發生初次富集之后，可將液體組合物114或其一部分移至貯存器B進行二 次富集。液體組合物114可通過多種方式移至貯存器B內，包括在樣品制備系統100中進 行攪拌、破壞貯存器A和B之間的易碎隔膜，等等。在一些實施例中，一個容器102可采用多個內膽104，使得一個容器102可包括一 個或多個第一貯存器120，和/或容器102內可設置一個或多個內膽104 (每個包括一個或 多個第二貯存器122)。也可以采用其他構造，本領域的普通技術人員將會知道，可以采用多 種排列得到多個隔間。不論采取何種構造，多個貯存器或隔間都可以并列、垂直、同心設置 或以它們的組合方式設置。內膽104可由多種材料(包括多種聚合物材料)制成，包括(但不限于)聚烯烴， 聚烯烴包括(但不限于)聚丙烯(如低密度聚乙烯(LDPE))、聚乙烯和聚(甲基戊烯)、聚 酰胺(如NYLON )或它們的組合。在一些實施例中，內膽104通過模鑄工藝(例如熱成 形工藝)形成。內膽104可為半透明(甚至透明)或不透明的。在一些實施例中，如圖2所示，內膽104為獨立式和/或自支承式的，任何一種形 式都使得能在將內膽104設置在容器102內之前將源112和稀釋劑113裝載到內膽104中， 而不會使內膽104倒塌或變形。此外，獨立式和/或自支承內膽104有助于稱重、添加源 112和/或稀釋劑113、運輸、處理和/或移出樣品。在一些實施例中，內膽104為自支承式和/或獨立式的，并且也是可變形的。術語 “可變形的”用來表示一種結構，該結構在壓力(如正壓或負壓)或應力作用下可改變其初 始形狀或狀態。在采用可變形內膽104的實施例中，可向內膽104施加壓力，以縮小其初始 (即未壓縮)尺寸。該壓力有助于從內膽104中移除液體組合物114(或其濾液)。在這些 實施例中，內膽104可充當可容納液體組合物114的可變形自支承式接收器。在一些實施 例中，可變形自支承式接收器也是獨立式的。在一些實施例中，如圖2所示，容器102包括形成于基部127內的孔124，使用者可 以從該孔中觸及內膽104，以向內膽104施加壓力并使其變形。該壓力可直接用手施加，或 者通過額外的裝置施加，并且可以手動或自動進行。可根據所需應用將孔124加工成特定 的形狀和尺寸。在一些實施例中，容器102的基部127只不過是側壁129的底部，或者是側 壁129略微向內突出的部分，因此很容易從容器102的底部觸及內膽104。換句話講，在一 些實施例中，容器102的孔124限定容器102底部的主要部分(例如，容器102的大部分橫 截面積)，而基部127只是容器102圍繞孔124的一小部分。在不采用內膽104的實施例 中，容器102不需要包括孔124。在一些實施例中，內膽104包括相對剛性的基部126和相對較薄的可變形側壁 128，使得當以平行于內膽104的縱向軸線的方向向基部126施加壓力(例如經由容器102 內的孔124)時，內膽104發生縱向變形(例如，由于側壁128而非基部126倒塌所導致)。 作為另外一種選擇或除此之外，基部126可以比側壁128更厚。僅作為舉例，在一些實施 例中，側壁128的厚度為至少50 μ m;在一些實施例中，為至少IOOym;在一些實施例中，為 至少150 μ m ；在一些實施例中，為至少200 μ m。在一些實施例中，基部126的厚度為至少 225 μ m ；在一些實施例中，為275 μ m ；在一些實施例中，為至少300 μ m ；在一些實施例中，為 至少350 μ m。內膽104還可包括一個或多個導流板、褶皺、波紋、接縫、接頭、角撐板、弱化部分(如角向弱化部分)或它們的組合，可整合這些部分以幫助控制內膽104的變形能力，和/ 或可進一步縮小內膽104的內部空間。在一些實施例中，如下文詳細描述和圖9示出的那 樣，內膽104具有風琴褶型構造。在一些實施例中，內膽104在其內表面(尤其是基部126 和側壁128之間的內部接口處)不包括任何凹槽。在一些實施例中，內膽104故意變形，以中斷內膽104的表面幾何形狀。這種中斷 的表面幾何形狀有助于在攪拌過程中分解源112。例如，在一些實施例中，可在內膽104的 側壁128和容器102之間設置障礙(如相對剛性的材料)，從而在內膽104的側壁128上形 成不同的表面幾何形狀。如圖2所示，容器102可包括標記130，以指示容器102內的內容物液位(即體 積)。標記130可用來實現所需的液體組合物114的重量比，例如，其中源112與稀釋劑113 的重量比在從1 100到1 1的范圍內。合適標記的一個例子在美國專利No. 6，588，681 中有所描述。作為另外一種選擇或除此之外，內膽104可包括標記。為了能夠使用容器102 和/或內膽104上的標記130，容器102和/或內膽104可為半透明甚至透明的，以便透過 容器102的側壁129和/或內膽104的側壁128看到液體組合物114。側壁128和側壁129 也可以具有其他類型的標記，例如商標、品牌名稱等。標記130也可設置在薄膜上，薄膜的 尺寸被設計為可接納在容器102或內膽104中，并且可由包括足夠內應力的材料制成，使得 薄膜緊貼容器102或內膽104的內表面向外(即徑向)壓迫。在圖2所示實施例中，封蓋106可拆卸地連接到內膽104，并且利用卡圈108進一 步將封蓋106固定到容器102上。例如，在圖2中，容器102包括位于側壁129外表面上端 的螺紋131，螺紋被加工成合適的尺寸和形狀，可以將卡圈108(具有能夠與容器102上的螺 紋131接合的內螺紋133)螺紋連接到容器102上端。作為使用卡圈108將封蓋106固定 到容器102的替代方式，可采用包括夾具和/或下文所述任何其他連接裝置在內的其他連 接裝置。在一些實施例中，不采用內膽104，并且封蓋106可直接連接到容器102。在這些 實施例中，不需要采用卡圈108。因此，封蓋106可與容器102或內膽104形成密封(如氣 密性密封)。在一些實施例中，封蓋106和容器102(或封蓋106和內膽104)整體形成或永 久性地連接在一起。在封蓋106與內膽104之間、封蓋106與容器102之間和/或卡圈108與容器102 之間可采用多種連接方式，以允許各自的部件可拆卸地彼此連接，這些連接方式包括(但 不限于)重力(例如，可將一部件安放在另一部件或其配合部分的頂部)、螺紋、壓力配合 (有時也稱為“摩擦配合”或“過盈配合”)、搭扣配合、磁力、粘接劑、熱密封、其他合適的可 拆除連接方式以及它們的組合。在一些實施例中，加入源112和稀釋劑113之后不必再次 打開樣品制備系統100，使得容器102、內膽104、封蓋106和卡圈108不必可拆卸地彼此連 接，而是永久性地或半永久性地彼此連接。這些永久性或半永久性連接方式可包括(但不 限于)粘接劑、縫線、縫釘、螺釘、釘子、鉚釘、平頭釘、卷邊、焊接(如聲波(如超聲波)焊 接)、任何熱粘結技術(例如，向被連接的一個或兩個部件施加熱量和/或壓力)、搭扣配 合、壓力配合、熱密封、其他合適的永久性或半永久性連接方式以及它們的組合。本領域的 普通技術人員將會知道，某些永久性或半永久性連接方式也適于被拆除，反之亦然，并且僅 僅是為了舉例說明才按這種方式分類。如圖2和圖3所示，封蓋106還包括可連接到過濾器134的口 132、尺寸被設計為接納在內膽104中的圓柱形部分136、以及從圓柱形部分136向口 132延伸的大致錐形(如 截頭圓錐體)部分138。在圓柱形部分136與錐形部分138的連接處，封蓋106還包括從圓 柱形部分136和錐形部分138徑向向外延伸的唇緣140。在一些實施例中，過濾器134直接連接到封蓋106。在一些實施例中，如圖2和圖 3所示，過濾器134可由框架135支撐并且通過框架135連接到封蓋106。框架135可形成 過濾器134的一部分，框架135可為封蓋106的一部分，或者框架135可為同時連接到過濾 器134和封蓋106的獨立元件。框架135可由多種材料形成，包括(但不限于)多種聚合 物、金屬、陶瓷、玻璃以及它們的組合。在圖2和圖3所示實施例中，過濾器134由金屬網形 成，框架135由粘合到金屬過濾器134的聚合物形成。框架135連接到封蓋106，下文將對 此進行詳細描述。圖2和圖3所示實施例的過濾器134和框架135的形狀和尺寸被設計為在封蓋 106底端下方延伸，使得當組裝樣品制備系統100時，過濾器134和框架135伸入內膽104 的第二貯存器122 (或容器102的第一貯存器120)中。然而，過濾器134和框架135可具 有多種形狀和尺寸。在一些實施例中，例如，框架135可包括剛性上部(例如，連接到封蓋 106的部分)和剛性下部，過濾器134可連接在二者之間，并且過濾器134可以是可伸縮的。 下文將結合圖9對該實施例進行更詳細的描述。封蓋106的圓柱形部分136包括多個周邊向外突起的伸出部142，以允許圓柱形部 分136與內膽104的內表面搭扣配合或壓力配合。在一些實施例中，內膽104內表面可包 括向內突出的伸出部，該部分既可代替向外突起的伸出部142使用，也可作為向外突起的 伸出部142的補充(例如，以便與其形成匹配關系)。內膽104可包括從內膽104的側壁128徑向向外伸出的唇緣144，唇緣144可與容 器102的上表面146和封蓋106的唇緣140形成鄰接關系，使得當組裝樣品制備系統100 時，內膽104的唇緣144設置在封蓋106的唇緣140和容器102的上表面146之間，并且形 成密封(如氣密性密封)。如圖2所示，卡圈108包括向內突出的唇緣156，使得當卡圈108 連接到容器102時，卡圈108的唇緣156壓迫封蓋106的唇緣140，使其接觸內膽104的唇 緣144，從而使唇緣144受壓接觸容器102的上表面146 (例如，以形成更完整的密封)。關 于組裝樣品制備系統100以及在樣品制備系統100的部件之間形成密封的上述方式僅僅是 以舉例方式進行了描述和展示。然而，本領域的普通技術人員將會理解，也可采用多種其他 機制來組裝樣品制備系統100的部件以及形成密封(例如不透液密封、氣密性密封或它們 的組合)，使得樣品制備系統100在正常工作條件下不會泄漏。雖然圖2和圖3所示實施例的封蓋106顯示為具有大致錐形或截頭圓錐體形狀， 但應當理解，封蓋106可具有多種其他形狀，包括(但不限于)圓柱形、具有矩形或正方形 橫截面的管狀、或適合連接到樣品制備系統100的其他部件的其他形狀。相似地，容器102、 內膽104和卡圈108可具有圖2所示大致圓柱形之外的多種其他形狀。此外，封蓋106的 尺寸被設計為適應樣品制備系統100的其他部件。封蓋106可由多種材料形成，包括上文結合容器102所述的材料。取決于應用，封 蓋106可為半透明(甚至透明)或不透明的。卡圈108可由多種材料形成，包括(但不限于)多種聚合物材料、金屬材料以及它 們的組合。例如，卡圈108可由模制塑性部件或機械加工金屬(如鋁)部件形成。在一些實施例中，卡圈108由包含玻璃纖維加強聚丙烯的模制塑性部件形成。如圖2所示，封蓋106的口 132為大致圓柱形和管狀，使得口 132限定封蓋106內 表面153的部分152和封蓋106內的開口 154。封蓋106是中空的，并且在樣品制備系統 100完成組裝時與第二貯存器122流體連通。口 132不一定是圓柱形的，而是可根據給定應 用采取任何必要的形狀。在圖2和圖3所示實施例中，過濾器134連接到口 132(即通過框 架135)，使得過濾器134與封蓋開口 154以及第二貯存器122流體連通。在圖2所示實施例中，頂蓋109的形狀和尺寸被設計為接納口 132的至少一部分。 因此，頂蓋109可連接到封蓋106的口 132，以關閉封蓋106內的開口 154并密封(如氣密 性密封)樣品制備系統100。頂蓋109可使用任何上述連接方式連接到封蓋106。頂蓋109 可與封蓋106 (例如，圖13所示的頂部活動按扣蓋，下文將詳細描述)整體形成，或者頂蓋 109可與封蓋106 (例如，圖9-12所示的螺紋連接蓋，下文將詳細描述)分離。頂蓋109可 由多種材料形成，包括上文結合容器102或卡圈108所述的材料。在一些實施例中，封蓋106包括將封蓋106內部的至少一部分與環境隔絕的易碎 或可穿透的隔膜或可拆除的膜，因此可刺破或穿透隔膜或移除膜，以進入封蓋106內部。在 這些實施例中，不必采用頂蓋109。如圖3所示，封蓋106的內表面153可包括多個其他部件(例如，額外的或替代的 過濾器，其概念在圖5和圖6中示出，并在下文有所描述)可與之連接的內部環向邊緣。根 據期望連接到邊緣的其他部件，內部環向邊緣可具有任何所需取向。在一些實施例中，內部 環向邊緣取向為基本上垂直于封蓋106的中心縱向軸線，使得該邊緣基本上水平，如圖3所
7J\ ο此外，封蓋106可包括多個其他部件(如過濾器)可與之連接的向內延伸的構件。 例如，如圖3所示，過濾器134由框架135支撐，封蓋106包括向內延伸的構件155，框架135 可通過多種連接方式(包括(但不限于)上述任何連接方式)與之連接。向內延伸的構件 155可與封蓋106整體形成。過濾器134可具有充分過濾液體組合物114的任何幾何形狀。在一些實施例中， 過濾器134為可變形和/或可伸縮的(即使得過濾器134可在其自重作用下折疊)。在一 些實施例中，過濾器134為剛性的并且可保持其形狀(即在其自重作用下不會折疊)。樣品 制備系統100中所用過濾器134的尺寸和數量及其孔隙度可以變化，具體取決于所需被分 析物和源112中的不可溶物。例如，在一些實施例中，液體組合物114包含食物，所需被分析物為細菌，不可溶 物為食物顆粒或碎屑。在這些實施例中，例如，可選擇過濾器134來保留和/或分離食物顆 粒，同時又允許所關注的細菌(如果有的話)通過過濾器134用于后續分析。又如，在一 些實施例中，液體組合物114包含裂解的細菌細胞培養基，所需被分析物為DNA、RNA、蛋白 質或代謝物中的一者或多者，不可溶物為細胞碎屑。在這些實施例中，例如，可選擇或處理 (例如，用生物分子結合劑(如抗體)衍生化)過濾器134，以保留和/或分離細胞碎屑，同 時允許所需DNA、RNA、蛋白質和/或代謝物通過過濾器134用于后續分析。作為另外一種 選擇，例如，可選擇或處理過濾器134，以保留所需DNA、RNA、蛋白質和/或代謝物，同時允許 細胞碎屑通過過濾器134。過濾器134可具有多種孔徑，其足以保留液體組合物114內的顆粒，同時允許液體組合物114內的所需被分析物(如果有的話)通過過濾器134，用于提取和/或取樣。作 為另外一種選擇，可設計過濾器134的尺寸、使其帶電荷和/或官能化，以保留所需被分析 物，同時允許不需要的材料通過過濾器134。在這些實施例中，樣品可包括過濾器134的至 少一部分，并且可被進一步處理(如富集、濃縮、分析等)。在一些實施例中，過濾器134具有至少2μπι的平均孔徑或目尺寸；在一些實施例 中，為至少5μπ ;在一些實施例中，為至少40μπι ；在一些實施例中，為至少80 μ m ；在一些 實施例中，為至少120 μ m。在一些實施例中，過濾器134具有至多2000 μ m的平均孔徑或 目尺寸；在一些實施例中，為至多1000 μ m ；在一些實施例中，為至多500 μ m ；在一些實施例 中，為至多200 μ m;在一些實施例中，為至多50 μ m;在一些實施例中，為至多ΙΟμπι ；在一 些實施例中，為至多1 μ m(例如，當希望限制細菌通過過濾器134時)。在圖2和圖3所示實施例中，過濾器134位于封蓋106內，并且大致與封蓋106的 中心縱向軸線共線。然而，在一些實施例中，過濾器134設置在封蓋106的“偏軸”位置。例 如，圖2用虛線示出孔158，以表示過濾器134在封蓋106中可能的“偏軸”位置。孔158所 處位置處可設置與之相連的替代的或額外的口。過濾器134可永久性或可拆卸地連接到一 個位置或同時連接到這兩個位置。在一些實施例中，尤其是不采用內膽104的實施例中，作為另外一種選擇或除此 之外，過濾器134能夠經由容器102的側壁129上的孔160或容器102的基部127內的孔 124(或在容器102的基部127的不同位置形成的孔)進入樣品制備系統100內部(即容 器102的第一貯存器120)。在這些實施例中，過濾器134可永久性地或可拆卸地連接到容 器102的側壁129或基部127。替代的或額外的口可設置在孔160和124的位置處并與之 相連。在一些實施例中，樣品制備系統100可包括一個以上的口，例如封蓋106內的口 132、 封蓋106內的孔158處的額外的口、容器102的側壁129上的孔160處的額外的口、和/或 容器102的基部127內的孔124處的額外的口。可使用頂蓋109或類似封閉裝置密封位于 樣品制備系統100上任何位置的任何口。由于過濾器134可處于不同位置，因此過濾器134可被加工成不同形狀和尺寸，以 適應其在樣品制備系統100中所處的位置及其具體的應用。在過濾器134的任何可能位置 中，過濾器134可設置為完全高于或完全低于液體組合物114的液位165，或者過濾器134 可設置為部分高于和部分低于液體組合物114的液位165，具體取決于所需過濾的類型以 及希望過濾器134過濾液體組合物114的方式。例如，在圖2所示實施例中，過濾器134連 接到口 132，并且根據液體組合物114的液位165的高度，通常會從口 132延伸到樣品制備 系統100內部，使得過濾器134設置為部分高于和部分低于液體組合物114的液位165。過濾器134與內膽104內部和液體組合物114流體連通，并且用來過濾液體組合 物114以形成濾液116。濾液116設置在過濾器134的空間內，并且可從相鄰口 132中提取 和/或取樣。在過濾器134位于多個位置的實施例中，可從上述任何口或孔中對濾液116 進行取樣。過濾器134可由多種材料形成，包括(但不限于)尼龍、氟化聚合物(如聚四氟乙 烯(PTFE))、纖維素(例如，纖維素酯(如醋酸纖維素)和硝化纖維之類的改性纖維素)、玻 璃纖維、紙張中的一者或多者以及它們的組合。在一些實施例中，過濾器134可由織造料 片、非織造料片、模制結構、泡沫、織物、纖維網以及它們的組合形成。通過折疊過濾器134
20或使用其他類似技術可以增大過濾器134的表面積。通過壓延或氈化方法可以控制過濾器 134的厚度。在一些實施例中(無論過濾器134處于哪個位置)，都可將過濾器134用作源112 的保持器或容器。該概念的例子在圖4中示出，并在下文中有所描述。如上所述，內膽104可為一次性的。此外，在一些實施例中，封蓋106、頂蓋109和 過濾器134中的一者或多者也可為一次性的。例如，在一些實施例中，封蓋106可連接到內 膽104，頂蓋109和過濾器134可連接到封蓋106。內膽104、封蓋106、過濾器134和頂蓋 109可形成樣品制備系統100的一次性部分，該部分可在不污染容器102或卡圈108的情況 下使用。可將一次性部分從容器102上移除并處置。然后，配上新的內膽104、封蓋106、過 濾器134和頂蓋109后，容器102和卡圈108即可重新使用。圖4示出根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統200，其中類似的數字表示 類似的元件。樣品制備系統200與上文圖2-3所述實施例具有許多相同的元件和特征。因 此，與圖2-3所示實施例中元件和特征相對應的元件和特征在200系列中具有相同的編號。 為了更完整地描述圖4所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形式)，參考 了上文結合圖2-3進行的描述。樣品制備系統200包括容器202和封蓋206。樣品制備系統200不包括內膽，封蓋 206直接連接到容器202。樣品制備系統200還包括過濾器234，過濾器234非固定結合到 在容器202的側壁229上形成的孔260。與樣品制備系統100的過濾器134不同，過濾器 234用作源212的保持器或容器。過濾器234可以永久性地連接到容器202，并且可將源212添加到過濾器234中； 或者過濾器234可以可拆卸地連接到容器202，并且在將過濾器234連接到容器202之前或 之后將源212添加到過濾器234中。在一些實施例中，過濾器234可在容器202的第一貯 存器220內自由漂浮，使得過濾器234容納源212，而稀釋劑213則能夠流入和流出過濾器 234的內部，以與源212混合。將源212置于過濾器234中，過濾器234被設置為至少部分地位于容器202內的稀 釋劑213的液位以下，并且與容器202的內部流體連通，使得源212可與稀釋劑213合并，從 而在過濾器234內形成液體組合物214。位于過濾器234內的液體組合物214包含位于稀 釋劑213中的所關注被分析物(如果有的話)以及來自源212的任何其他可溶物或不可溶 物。攪拌過程中，可將源212和稀釋劑213混合，使得源212溶解、分散、懸浮和/或乳化在 稀釋劑213中。可調整過濾器234的孔徑，使得稀釋劑213和稀釋劑213中的任何所關注 被分析物(如果有的話)可自由流入和流出過濾器234，因而所得濾液216位于過濾器234 以外和容器202的貯存器220以內，并且包含稀釋劑213和任何存在的所關注被分析物。可從多個口或孔中的任何一個中對濾液216取樣，這些口或孔包括封蓋206內的 口 232、封蓋206內的孔258、容器202的側壁229上的額外孔、和/或容器202的基部227 內的孔224。此外，過濾器234可以不通過孔260連接到樣品制備系統200，而是通過多個 口或孔中的任何一個連接到樣品制備系統200，這些口或孔包括封蓋206內的口 232、封蓋 206內的孔258和/或容器202的基部227內的孔224。在一些實施例中，如圖4所示，一 個或多個這些口可以包括額外的過濾器234'，其作用與樣品制備系統100的過濾器134相 同。在這些實施例中，濾液216可通過過濾器234'進一步過濾，所得濾液216'被置于過濾器234'內，并且可以從相鄰口(即圖4中的口 232)提取和/或取樣。樣品制備系統200還可包括內膽，在這種情況下稀釋劑213和所得濾液216可置 于內膽中，前提條件是內膽和容器202之間在孔260處具有足夠的密封度。圖5-6示出了根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統300，其中類似的數字 表示類似的元件。樣品制備系統300與上文結合圖2-3所述實施例有許多相同的元件和特 征。因此，與圖2-3所示實施例中元件和特征相對應的元件和特征在300系列中具有相同 的編號。為了更完整地描述圖5-6所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代 形式)，參考了上文結合圖2-3進行的描述。圖5-6僅示出樣品制備系統300的封蓋306。可假定樣品制備系統300的其他 部件包括上文描述和圖2-4示出的樣品制備系統的任何其他對應的部件，因此為了簡單起 見，圖5-6中未示出這些部件。封蓋306基本上類似于上文所述和圖2-3所示封蓋106，不同的是封蓋306所包 括的過濾器334基本上是平面的，并且連接到封蓋306的內表面353。封蓋306的內表面 353包括上內周圍邊緣370和下內周圍邊緣368。如圖5所示，上內周圍邊緣370包括從外 周371向內周373延伸的面朝下的表面。相似地，下內周圍邊緣368包括從外周376向內 周378延伸的面朝下的表面。過濾器334的外周邊連接到內表面353的上內周圍邊緣370。 此外，過濾器334接觸定位壁372。定位壁372從封蓋106的內表面353向下延伸，以固定 過濾器334的外周邊。過濾器334可通過上文結合封蓋106所描述的相同連接方式連接到封蓋306。過 濾器334可以永久性地或可拆卸地連接到封蓋306。過濾器334和封蓋306之間的連接程 度可以根據多個因素變化，這些因素包括(但不限于)過濾器334的材料、封蓋306的材料、 連接區域的大小和紋理以及所用連接方式的類型。例如，如果過濾器334包括磨損邊緣， 則可使用較寬和/或有滾花的連接表面區域(例如，可在上內周圍邊緣370上滾花)。這 種較寬或滾花的超聲焊縫可捕集過濾器334的磨損邊緣。為了使磨損量最小，可用能夠熔 化過濾器334邊緣的激光器切割過濾器334。由于所得激光切割的過濾器334將包括最少 量的磨損(如果有的話)，因此可使用較窄的連接區域。在一些實施例中，連接區域完全在 過濾器334的外周邊周圍延伸。在一些實施例中，連接區域可具有最多5. Omm的平均寬度 (即，在相同平面內基本上垂直于過濾器334外周邊的尺寸)，在一些實施例中，平均寬度在 1.0mm至3. Omm的范圍內。作為另外一種選擇，過濾器334可通過(例如)模鑄工藝與封蓋 306整體形成。過濾器334可由與封蓋306相同的材料或不同的材料形成。過濾器334可為柔性 或半剛性的。在一些實施例中，過濾器334由尼龍非織造或織造物形成，而封蓋306則為聚 合物(如聚丙烯)形成的模鑄部件。在這些實施例中，尼龍過濾器334可通過超聲焊接技 術連接到封蓋306。在超聲焊接過程中，上內周圍邊緣370的至少一部分可熔融以機械結合 到過濾器334。由于尼龍具有比聚丙烯更高的熔融溫度，因此尼龍過濾器334可在超聲焊接 過程中保持其結構完整性。在這些實施例中，上內周圍邊緣370的至少一部分可進入過濾 器334的一部分，從而包封過濾器334的一部分。過濾器334可具有隨給定應用變化的尺寸和形狀。過濾器334可具有任何所需形 狀，包括(但不限于)圓形、正方形、矩形、三角形、多邊形、星形、其他合適的形狀以及它們
22的組合。在圖5和圖6所示實施例中，過濾器334具有大致圓形形狀。過濾器334的尺寸可以隨封蓋306的尺寸而變化。在一些實施例中，過濾器334 的最大尺寸(即長度、寬度或直徑)在15mm至IOOmm范圍內，但過濾器334也可具有更小 或更大的尺寸。例如，在一些實施例中，過濾器334可具有圓形形狀和56mm的直徑。繼續參照圖5和圖6，定位壁372可與封蓋306整體形成。在一些實施例中，如圖 5所示，封蓋306具有兩個或更多個定位壁372，其中(i)每個定位壁372都具有大于其厚 度的周長，(ii)每個定位壁372都沿過濾器334外周邊設置，并且(iii)所述兩個或更多 個定位壁372的總周長小于過濾器334外周邊的總周長。如圖5所示，封蓋306包括四個彼此沿上內周圍邊緣370的外周371等距布置的定 位壁372。在一些實施例中，每個定位壁372都具有800 μ m至1200 μ m的厚度、沿外周371 延伸1.0mm至22. Omm的距離的長度(在該示例性實施例中即弧長)以及1. Omm至5. Omm 的高度。在一些實施例中，每個定位壁372都具有分段構造，從而不阻礙流體在定位壁372 周圍流動(或最大程度減小其影響)。封蓋306包括開口 354和向內延伸的構件355。向內延伸的構件355可用來連接 額外的過濾器(未示出)與封蓋306，連接方式與圖2-3所示過濾器134與封蓋106之間的 連接方式相同。在這些實施例中，過濾器334位于額外的過濾器下方，并且額外的過濾器可 具有小于從封蓋306頂部至過濾器334的距離的長度。在一些實施例中，如圖5和圖6所示，過濾器334具有大于封蓋306最小橫截面積 的總表面積。在封蓋306中，最小橫截面積為封蓋開口 354的橫截面積。在一些實施例中， 不止一個過濾器以與過濾器334類似的方式連接到封蓋306。例如，在一些實施例中，過濾 器334或額外的過濾器(未示出)可連接到下內周圍邊緣368。也就是說，一個或多個過濾 器334可連接到封蓋306并且設置在沿封蓋306的內表面353的任何位置處。在采用不止 一個過濾器334的實施例中，過濾器334可以彼此相似或彼此不同。也就是說，過濾器334 可由相同或不同材料形成，并且過濾器334可具有相同或依次遞減的孔徑。例如，第一過濾器334可連接到上內周圍邊緣370，可具有56mm的直徑和80 μ m的 元件孔徑，并且可至少部分地被一個或多個定位壁372包圍，而第二過濾器334可連接到下 內周圍邊緣368，可具有96mm的直徑和200 μ m的元件孔徑，并且可至少部分地被封蓋306 的內表面353包圍。上述任何過濾器134、234和334都可在一個樣品制備系統內彼此聯合使用。例 如，如上所述，過濾器134可與過濾器234和/或過濾器334聯合使用，從而得到適合不同 應用，和/或用于從液體組合物中移除逐漸變小的顆粒的一系列過濾器。作為另外一種選擇或除此之外，可采用每類過濾器134、234或334中的不止一個 (并且在一些實施例中可套疊放置)來移除液體組合物中逐漸變小的顆粒。例如，過濾器 的布置可以使得粗過濾器充當具有相對于后續過濾器較大孔徑的預過濾器，而后續的過濾 器則具有逐漸變小的孔徑以用于收集濾液。過濾器可以布置為以豎立形態使用樣品制備系 統，和/或布置為在傾斜或翻轉時使用樣品制備系統。圖7示出根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統400，其中類似的數字表示 類似的元件。樣品制備系統400與上文結合圖2-3和5-6所述實施例有許多相同的元件和 特征。因此，與圖2-3和5-6所示元件和特征相對應的元件和特征在400系列中具有相同的編號。為了更完整地描述圖7所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形 式)，參考了上文結合圖2-3和5-6進行的描述。樣品制備系統400包括具有第一貯存器420的容器402、具有第二貯存器422且 尺寸被設計為接納在容器402的第一貯存器420中的內膽404、封蓋406、卡圈408和活塞 437。封蓋406類似于上文所述和圖2-6所示的封蓋106、206和306，但還包括兩個向上延 伸的伸出部439，其使得樣品制備系統400能連接到其他裝置或為頂蓋(未示出)提供連接 手段。封蓋406包括口 432，口 432包括多個脊441，其可提供將樣品制備系統400連接到 頂蓋或其他裝置的可供選擇的或額外的連接手段。封蓋406還包括過濾器434，該過濾器基 本上類似于圖5和圖6所示和上文所述過濾器334。在一些實施例中，如圖7所示，活塞437被構造為當活塞437沿第一方向D1向容器 402頂部移動時，會向內膽404外部施加正壓力。如圖7所示，當使用活塞437向內膽404 外部施加壓力時，內膽404被壓縮，第二貯存器422內的空間變小，液體組合物414 (包含源 412和稀釋劑413)被強制推過過濾器434，從而形成收集在封蓋406內的濾液416 (例如， 當樣品制備系統400如圖7所示翻轉時)。隨后可將濾液416從口 432移出樣品制備系統 400。在一些實施例中，活塞437被構造為向內膽404內部施加負壓。例如，在一些實施 例中，活塞437連接到內膽404，使得當活塞437在與第一方向D1相反的第二方向D2上向 容器402底部移動時，內膽404膨脹，從而減小其內部(即第二貯存器422)的壓力，并且在 第二貯存器422和樣品制備系統400外部之間形成差壓。該差壓可導致流體經(例如)口 432進入第二貯存器422。由于活塞437與內膽404外部協同產生差壓，因此活塞437可在 不接觸液體組合物414的情況下使用，并且可在沒有污染危險的情況下重復使用。在一些實施例中，如圖7所示，活塞437可包括柄部443，柄部443的尺寸被設計為 接納在容器402的基部427的孔424中。在一些實施例中，活塞437的柄部443可被設計 為尺寸更接近于孔424的尺寸，和/或可在柄部443和孔424之間設置密封裝置(如0形 環)以形成密封。在圖7所示實施例中，柄部443具有比活塞437接觸內膽404(例如內膽 404的基部426)的部分更小的直徑。活塞437接觸內膽404的部分尺寸被設計為接納在 容器402的第一貯存器420中。然而，在一些實施例中，活塞437具有均一的橫截面或逐漸 減小的橫截面(例如，在第二方向込上)，并且容器402內的孔424也具有相應的尺寸。圖 7所示活塞437僅以舉例的方式示出，但本領域的普通技術人員應當理解，在不脫離本發明 精神和范圍的情況下可以使用多種形狀和尺寸的活塞。活塞437可由多種材料形成，其中包括上文結合容器102所述的材料，并且活塞 437可為實心或中空的。根據用途的不同，活塞437可為半透明(甚至透明)或不透明的。圖8示出根據本發明另一個實施例的樣品制備系統500，其中類似的數字表示類 似的元件。樣品制備系統500與上文結合圖2-3和圖7所述實施例有許多相同的元件和特 征。因此，與圖2-3和圖7所示元件和特征相對應的元件和特征在500系列中具有相同的編 號。為了更完整地描述圖8所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形式)， 參考了上文結合圖2-3和圖7進行的描述。如圖8所示，樣品制備系統500包括具有第一貯存器520的容器502、尺寸被設計 為接納在第一貯存器520中并且具有第二貯存器522的內膽504、以及封蓋506。也可采用卡圈(未示出)進一步將樣品制備系統500的部件固定到一起。第二貯存器522適于容納 包含源512和稀釋劑513的液體組合物514。樣品制備系統500還包括連接到過濾器534 的活塞537。過濾器534適于過濾液體組合物514以形成包含所關注被分析物(如果有的 話)的濾液516。容器502包括基部527、側壁529和限定在基部527內的孔524。內膽504包括側 壁528和基部526，通過(例如)容器502的基部527的孔524可進入內膽。封蓋506包括 口 532，口 532限定封蓋506和樣品制備系統500中的開口 554。活塞537包括柄部543，柄 部543的尺寸被設計為接納在口 532中，使得可從樣品制備系統500觸及柄部543，以使液 體組合物514強制通過過濾器534。在一些實施例中，活塞537的柄部543可被設計為尺 寸更接近于開口 554的尺寸，和/或可在柄部543和開口 554之間設置密封裝置(如0形 環)以形成密封。封蓋506還包括限定在封蓋506的第二口內的偏軸孔558，該孔可以充當 (例如)排氣口，以允許釋放樣品制備系統500中內的壓力。在一些實施例中，如圖8所示，過濾器534的尺寸可被設計為貼合在內膽504的第 二貯存器522內。在這些實施例中，過濾器534可利用內膽504的變形能力與內膽504的 側壁528形成密封，并且在過濾器534外表面和內膽504的側壁528內表面之間不一定需 要有額外的密封裝置。內膽504的變形能力也允許有更大的容差，使得不需要將過濾器534 加工成很精確的尺寸就可與內膽504配合使用。作為另外一種選擇，在一些實施例中，樣品制備系統500不包括內膽504，并且過 濾器534可被構造為與容器502配合使用。例如，過濾器534的尺寸可被設計為貼合在容器 502的第一貯存器520內。在一些實施例中，樣品制備系統500可包括設置在過濾器534和 容器502的側壁529之間的密封裝置(如0形環)。在一些實施例中，容器502的側壁529 是上下豎直的(即垂直于基部527)，以有利于過濾器534和側壁529保持密封。在一些實 施例中，過濾器534包括可變形的(如彈性的)外凸緣，以允許過濾器534適應容器502的 側壁529的錐形。該凸緣也可整合到采用內膽504的實施例中。當活塞537沿D1方向下壓時，過濾器534穿越液體組合物514向下移動，使得相 對較大的不可溶物(即粒度大于過濾器534的孔徑的任何顆粒)保留在過濾器534以下， 而任何可溶物和相對較小的不可溶物(即粒度小于過濾器534的孔徑的任何顆粒)通過過 濾器，在過濾器534上方的第二貯存器522內形成濾液516。活塞537可在D1方向上被壓 到設定位置(例如，內膽504、過濾器534和/或活塞537可包括一個或多個擋塊，活塞537 的尺寸可被設計為僅適應第二貯存器522內的某個深度，等等)，或者被壓到使得液體組合 物514內的任何剩余不可溶物至少部分地被過濾器534壓縮的位置。在一些實施例中，活塞537的柄部543可為中空的，并且與第二貯存器522流體連 通。在這些實施例中，濾液516的至少一部分可接納在活塞537的柄部543內部，并且能夠 經由柄部543移出樣品制備系統500。在這些實施例中，活塞537可包括尺寸被設計為接 納柄部543的上端的頂蓋。作為另外一種選擇，活塞537可為中空的，并且基部不被過濾器 534覆蓋，使得液體組合物514的至少一部分可接納在活塞537的柄部543內部。這些實施 例允許液體組合物514在第二貯存器522底部內占據較小的空間，并且允許過濾器534在 第二貯存器522內沿D1進一步向下移動。圖9-12示出根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統600，其中類似的數字表示類似的元件。樣品制備系統600與上文結合圖2-3所述實施例有許多相同的元件和特征。 因此，與圖2-3所示元件和特征相對應的元件和特征在600系列中具有相同的編號。為了 更完整地描述圖9-12所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形式)，參考 了上文結合圖2-3進行的描述。如圖9所示，樣品制備系統600包括接收器604、封蓋606、頂蓋609和過濾器組件 633。接收器604為可變形、自支承式和獨立式的。接收器604包括基部626和側壁628。側 壁628具有風琴褶型構造，并且包括多個褶縐或折疊645，以允許側壁628在每個褶縐645 處折疊，并且有利于接收器604基本上沿其縱向軸線伸縮，特別是有利于接收器604基本上 沿其縱向軸線大致均勻地伸縮。僅以舉例的方式，在圖9所示實施例中，側壁628包括(例 如)多個褶縐或折疊645。然而，應當理解，側壁628可具有允許側壁628基本上沿其縱向 軸線大致均勻地伸縮的其他結構，例如側壁628內的環狀弱化部分，該部分相比側壁628的 其余部分具有較小的剛性和/或厚度，以允許側壁628在環狀弱化部分處起皺。在不脫離 本發明精神和范圍的情況下，也可采用其他合適的結構。接收器604的基部626可被加強(由比側壁628更具剛性和/或更厚的材料制 成)，以有利于接收器604沿其縱向軸線伸縮。接收器604包括適于容納包含源和稀釋劑的 液體組合物的貯存器622。接收器604可由多種材料形成，其中包括上文結合內膽104所述的材料。根據不 同的用途，接收器604可為半透明(甚至透明)或不透明的。樣品制備系統600的所有部 件均可為一次性的(例如，供一次性使用)。封蓋606包括可連接到過濾器組件633的口 632、尺寸被設計為接納在接收器604 中的圓柱形部分636、以及從圓柱形部分636向口 632延伸的大致錐形(如截頭圓錐體)部 分638。在圓柱形部分636和錐形部分638的接合處，封蓋106還包括唇緣640，該唇緣從 圓柱形部分636和錐形部分638向外徑向延伸。封蓋606的口 632為大致圓柱形和管狀， 使得口 632包括內表面652并且限定在封蓋606和樣品制備系統600 (組裝后)中的開口 654。封蓋606的圓柱形部分636包括多個周邊向外突起的伸出部642，以允許圓柱形部 分636搭扣配合或壓力配合到接收器604的內表面。接收器604可包括上表面644，上表面 可與封蓋606的唇緣640形成鄰接關系，封蓋606和接收器604可通過上述任何可拆除或 永久性連接方式連在一起，以形成密封(例如，不透液密封、氣密性密封或它們的組合)，使 得樣品制備系統600在正常工作過程中不會泄漏。例如，多個周邊向外突起的伸出部642 可超聲焊接到接收器604內表面。過濾器組件633包括框架635和過濾器634。框架635包括上部635a和下部635b， 過濾器634連接在兩者之間。框架635的上部635a的形狀和尺寸被設計為連接到封蓋606 的口 632并且接納在封蓋606的口 632和接收器604的貯存器622中。框架635不一定包 括下部635b，但下部635b可增加過濾器634的重量并且有助于使過濾器634接觸接收器 604的貯存器622內的液體組合物。上部635a包括尺寸被設計為接納在封蓋606的口 632中的管狀主體647、連接到 管狀主體647上端且尺寸被設計為安放在封蓋606的口 632頂部的唇緣649、以及多個肋 651。肋651周向間隔地布置在管狀主體647周圍。圖9所示實施例包括兩個肋651，但也可根據需要采用更多或更少的肋。肋651被成形為通過搭扣配合連接到封蓋606。特別是， 每個肋651均包括凸輪表面675，當框架的上部635a向口 632內移動時，該表面適于沿口 632的內表面652滑動。此外，每個肋651的凸輪表面675使得當管狀主體647向口 632內 移動時，各肋651被迫徑向向內移動，進一步允許各肋651扣合到(例如徑向向外)口 632 底部下方(即封蓋606內部)的位置處。接著可用力向上拉動框架635的唇緣649，以將過濾器組件633從封蓋606上移 除，所用拉力要足夠大，使得至少一個肋651向內移動足夠遠，以使其凸輪表面675接觸口 632的內表面652，并且使凸輪表面675繼續沿內表面652向上滑動，直到肋651不再接觸 口 632的內表面652為止。作為另外一種選擇，可以通過以下方式將過濾器組件633從封 蓋606上移除將至少一個肋651徑向向內移動，同時施加向上的力以使各自肋651的凸輪 表面675接觸口 632的內表面652 ；或者擠壓肋651使其彼此靠攏(例如徑向向內)并向 上移動框架635的上部635a使其離開口 632。圖9所示過濾器634是可伸縮的，并且可至少部分地在框架635的下部635b的重 量作用下向下懸掛在接收器604的貯存器622內。頂蓋609的形狀和尺寸被設計為接納口 632的至少一部分。因此，頂蓋609可連 接到封蓋606的口 632以關閉封蓋606內的開口 654，并且密封(如氣密地密封)樣品制備 系統600使其與環境隔絕。頂蓋609可通過上述任何連接方式連接到封蓋106。在圖9所 示實施例中，封蓋606的口 632包括多個螺紋674，這些螺紋適于配套地接合到頂蓋609內 部的螺紋(未示出)上，使得可將頂蓋609螺紋連接到口 632。然而，也可采用上述任何連 接方式將頂蓋609連接到封蓋606，以關閉封蓋606內的開口 654。頂蓋609和封蓋606可 一起形成封蓋組件677，并且當樣品制備系統600組裝完畢并關閉時，可將過濾器組件633 的唇緣649夾在頂蓋609和封蓋606的口 632上端之間。圖10示出了封蓋組件677和過濾器組件633，其中頂蓋609連接到封蓋606，過濾 器組件633連接在二者之間。所示過濾器634處于壓縮狀態，使得過濾器組件633容納在 封蓋606內部。過濾器框架635的下部635b相對于可伸縮的過濾器634具有剛性，這有助 于沿其縱向軸線方向伸縮過濾器634，使得通過向上壓縮框架635的下部635b，可以將過 濾器634壓縮到封蓋606內部。可拆除的阻隔膜679可連接到封蓋606的下表面681，以 使過濾器634在封蓋606內部保持壓縮狀態。封蓋組件677可經過滅菌處理，并將過濾器 634以壓縮狀態包裝在其內，并且通過可拆除的阻隔膜679將過濾器組件633容納在封蓋 606內。用戶可隨后在使用之前移除可拆除的阻隔膜679 (例如，在無菌環境下)，以允許過 濾器634 (以及框架635的下部635b (如果有的話))以未壓縮狀態懸掛在封蓋組件677下 方。也可在將封蓋606連接到接收器604之前移除可拆除的阻隔膜679，以允許過濾器634 落入接收器604的貯存器622內。圖11示出了移除可拆除的阻隔膜679之后處于未壓縮 狀態的過濾器634。可拆除的阻隔膜679可通過上述任何連接方式連接到封蓋606，并且可由多種材 料形成，包括(但不限于)聚烯烴，包括(但不限于)聚丙烯(如低密度聚乙烯(LDPE))、聚 乙烯 ’聚(甲基戊烯)；聚酰胺(如NYLON )；壓縮吹塑微纖維(cBMF)；氨基甲酸酯；聚 酯；聚碳酸酯；以及它們的組合。在一些實施例中，可拆除的阻隔膜679可包括(例如)熱 密封的“可剝離”膜，例如3M SC0TCHPAK 隔離襯片(3MCompany，St. Paul，MN)。可拆除的
27阻隔膜679可為半透明(甚至透明)或不透明的。可拆除的阻隔膜679可通過多種方法形 成，包括(但不限于)模鑄工藝、擠出、吹膜成型工藝等以及它們的組合。在一些實施例中，如圖12所示，頂蓋609包括易碎的隔膜683，該隔膜可以被刺破， 以進入接收器604的貯存器622或過濾器634內的空間中。隔膜683可包括膜、無孔膜以 及它們的組合。此外，易碎隔膜683可由使隔膜683易碎(例如，被吸管尖刺破)的多種材 料形成，包括(但不限于)聚烯烴，包括(但不限于)聚丙烯(如低密度聚乙烯(LDPE))、聚 乙烯 ’聚(甲基戊烯)；聚酰胺(如NYLON )；壓縮吹塑微纖維(cBMF)；氨基甲酸酯；聚 酯；聚碳酸酯；合成或天然彈性體；3M TEGADERM 膜敷料(3M Company, St. Paul, MN)；以 及它們的組合。在一些實施例中，隔膜683相反可成形于封蓋606內的開口 654上方。在 這些實施例中，頂蓋609可為實心的，并且可用于包覆封蓋606 (例如，在隔膜683被刺破之 后)，或者頂蓋609可包括額外的隔膜。作為另外一種選擇，在隔膜683形成于封蓋606內 的開口 654上方的實施例中，不一定要采用頂蓋609。無論是否采用封蓋606和/或頂蓋 609或者樣品制備系統600的另一部分，隔膜683都可具有額外的透氣功能，以允許貯存器 622內部和環境之間的氣體交換(例如，為了向所關注的有氧細菌提供氧氣)。圖13示出根據本發明的另一個實施例的樣品制備系統700。圖13僅示出樣品制 備系統700的封蓋組件777。可以假設，樣品制備系統700的其他部件包括上文所述和圖 2-12所示出的樣品制備系統的任何其他對應部件，因此為了簡單起見，圖13沒有示出這些 部件。封蓋組件777包括封蓋706和經鉸鏈785連接到封蓋706的頂蓋709。在一些實 施例中，如圖13所示，鉸鏈785為活鉸鏈，頂蓋709與封蓋706整體形成。在一些實施例中， 鉸鏈785與封蓋706和頂蓋709中的一者或兩者單獨形成。頂蓋709為頂部活頁蓋，并且 可通過按扣接合連接到封蓋706。在圖13所示實施例中，頂蓋709包括可按扣到封蓋706 的脊789上的伸出部787。頂蓋709可包括其他密封裝置(如0形環)，使得當頂蓋709關 閉到封蓋706上時，頂蓋709與封蓋706形成密封(例如，不透液密封、氣密性密封等)。如上所述，圖14和圖15示出包括樣品制備系統800和樣品遞送系統803的樣品制 備和遞送系統801。如圖14所示，樣品制備系統800類似于圖7所示的樣品制備系統400， 但包括與圖2-3所示和上文所述的過濾器134類似的過濾器834。樣品制備系統800與上 文結合圖2-3和圖7所述實施例有許多相同的元件和特征。因此，與圖2-3和圖7所示元 件和特征相對應的元件和特征在800系列中具有相同的編號。為了更完整地描述圖14-15 所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形式)，參考了上文結合圖2-3和 圖7進行的描述。樣品制備和遞送系統801可采用圖2-13所示的上述樣品制備系統100、 200、300、400、500、600、700中的任何一種。樣品制備系統800僅以舉例的方式示出，并非旨 在進行限制。如圖14所示，樣品制備系統800包括具有第一貯存器820的容器802、具有第二貯 存器822且被設置在第一貯存器820內的內膽804、以及封蓋806。液體組合物814位于內 膽804的第二貯存器822中。液體組合物814包含源812和稀釋劑813。第二貯存器822 與過濾器834流體連通，以允許過濾器834將液體組合物814過濾成濾液816。樣品遞送系統803通過封蓋806的口 832連接到樣品制備系統800。在采用口 832 的實施例中，樣品遞送系統803的至少一部分的尺寸可被設計為接納在口 832中。然而在一些實施例中，樣品遞送系統803可連接到樣品制備系統800內的孔，而不需要連接到口。 樣品遞送系統803包括單向壓力致動閥891，該閥連接到樣品制備系統800的封蓋806的 口 832并且至少部分地接納在其中。閥891連接到封蓋806內的開口 854，并且設置為與過 濾器834內部流體連通(在不采用過濾器834時與第二貯存器822流體連通)。當第二貯 存器822與環境(或連接到樣品制備和遞送系統801的另一個裝置)之間形成足夠的差壓 時，閥891適于從樣品制備系統800中移出濾液816 (在不采用過濾器834時移出液體組合 物814)。即，閥891通過向內膽804施加壓力而致動。當形成足夠的壓差時，閥891可控制 濾液816如何從樣品制備系統800分配。例如，根據所用閥891的類型，可導致濾液816以 連續液流、滴狀或其他合適的流動模式流出樣品制備和遞送系統801。圖14所示單向壓力致動閥891為SUPRAVALVE 鴨嘴止回閥(Small Parts, Inc.， Miami Lakes，FL)，其作用方式為當上游壓力高于最小閾值壓力或下游壓力低于最大閾值 壓力時，該閥門使鴨嘴打開。在達到閾值壓力之前，鴨嘴的“活門”保持關閉。如圖15所示，當向內膽804外部施加正壓(例如，通過經由容器802的基部827 內形成的孔824觸及內膽804 (如內膽804的基部826))，第二貯存器822內的壓力超過閾 值，樣品遞送系統803內的閥891打開，使得濾液816可通過樣品遞送系統803流出樣品制 備系統800。可利用手或使用額外的裝置(例如活塞)人工或自動向內膽804外部施加壓 力。在一些實施例中，通過向內膽804的第二貯存器822施加負壓(即，向閥891下游 側施加負壓)，而不是向內膽804的外部施加正壓，以形成打開閥891所需的壓差。可向內 膽804的第二貯存器822施加負壓(或真空)，例如將真空源連接到閥891。真空源可包括 (但不限于)產生減壓的機械泵或人工泵(例如，注射器-活塞組合物)，以及它們的組合。在一些實施例中，利用閥891上游側液體的質量可形成打開閥891所需的差壓。例 如，液體組合物814或濾液816可產生足以打開閥891的壓力(例如，當樣品制備系統800 或樣品制備和遞送系統801被傾斜或翻轉時產生的頭部壓力)。在一些實施例中，當閥891處于關閉狀態時，樣品制備和遞送系統801與環境隔 絕，因此流體(液體或氣體)被阻止進入或流出樣品制備和遞送系統801直至閥891被致 動打開。然而，在一些實施例中，當閥891處于關閉狀態時，樣品制備和遞送系統801 (例 如，封蓋806、內膽804和/或容器802)的多個部件是透氣的，因此氣體可自由進出樣品制 備和遞送系統801 (例如，為樣品制備系統800內的好氧細菌提供氧氣)，但流體被阻止進出 樣品制備和遞送系統801直至閥門891被致動打開允許流體出入。另外，在一些實施例中，樣品制備和遞送系統801的部件是不透氣的，但如果在樣 品制備和遞送系統801中產生氣體(例如，如果樣品制備和遞送系統801中的細菌產生氣 體，或如果源812與稀釋液813之間發生反應產生氣體，或如果攪拌過程產生聚集的氣體)， 并且在內膽804的第二貯存器822中形成足夠的壓力，氣體可通過閥891釋放。因此，在一 些實施例中，閥891具有允許從樣品制備和遞送系統801中逸氣的額外功能(或可使用額 外的閥891或口)。此外，在樣品制備和遞送系統801中的部件是不透氣的實施例中，可以通過用無 氧環境(如二氧化碳)取代樣品制備系統800中的空氣來在樣品制備系統800中放置(和 培養)厭氧細菌。在這些實施例中，取代氣體可通過閥或入口管輸入樣品制備系統800，空
29氣可通過閥891或通過樣品制備系統800的口(如口 832)離開樣品制備系統800。因此， 當樣品制備系統800中的空氣被取代時，閥891還使得能逸氣。閥891還可控制濾液816的流動，使得每次可從樣品制備系統800中移出所需量 體積的濾液816 (例如，可包括濾液816的全部或一部分的樣品)，以實現所需體積流速。在 一些實施例中，如圖15所示，濾液816的樣品能夠經由樣品遞送系統803從樣品制備系統 800遞送進入檢測系統895，用于分析關注的被分析物。檢測系統895可適于進行任何上述 檢測方法來鑒別和/或量化所關注的被分析物。或者，樣品遞送系統803可遞送樣品到富 集裝置，其中樣品可用營養物富集以及可選地進行溫育(參見圖16)，或遞送樣品到濃縮裝 置來濃縮樣品(如通過離心、過濾等來濃縮)。樣品遞送系統803 (特別是閥891)可由多種材料形成，包括(但不限于)聚合物 材料、彈性材料(如合成材料或天然材料)、金屬(如鋁、不銹鋼等)、陶瓷、玻璃以及它們的 組合。聚合物材料的例子可包括(但不限于)聚烯烴(如聚乙烯、聚丙烯以及它們的組合 等等)、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、其他合適的聚合 物材料或它們的組合。閥891可包括殼體和閥內件(如活動閥內件)，殼體和閥內件可由相 同或不同材料形成。例如，在一些實施例中，閥891的殼體由更具剛性的材料形成，而閥內 件由彈性體材料形成。閥891或其任何部分可為半透明(甚至透明)或不透明的。閥891 可具有任何合適的尺寸，具體取決于被分析源的類型、量和粒度。單向壓力致動閥891僅以舉例的方式示出和描述，但本領域的普通技術人員應當 理解，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，樣品遞送系統803內可采用多種閥門。例如， 樣品遞送系統803 (或閥891)可包括多種手動或自動閥、電子壓力傳感器、其他類型的止回 閥(例如，球形止回閥、隔膜止回閥、旋啟式止回閥、截止止回閥、升降式止回閥，等等)或其 他類型的閥門(例如，旋塞閥、蝶閥、計量閥、等容計量閥、定時閥、其他單向閥、其他合適的 閥門以及它們的組合)。此外，在一些實施例中，樣品遞送系統803可包括能由其他物體或裝置致動的閥 門。例如，樣品遞送系統803可包括閥門，該閥門具有活動部件(如單閘、雙閘、閥盤、隔膜、 球等)，可用連接到樣品遞送系統803的其他物體或裝置(如注射器或吸管尖)將該活動部 件移入開放位置。在這些實施例中，樣品遞送系統803可包括額外的裝置，或者該額外裝置 可為獨立裝置的部分。此外，在一些實施例中，樣品遞送系統803包括的閥門可以沒有任何活動部件而 是具有限制開口，例如連接到樣品制備系統800的口 832且橫截面逐漸減小的頂端。在這 些實施例中，除非內膽804的第二貯存器822內形成足夠的壓力(例如，通過向內膽804施 加壓力)將濾液816擠出限制開口，否則濾液816 (或液體組合物814)將無法通過限制開樣品遞送系統803或其一部分可與樣品制備系統800的任何一次性部分一起丟 棄。例如，在圖14和圖15所示實施例中，封蓋806和內膽804可為一次性的，而容器802可 重復使用。與封蓋806連接的樣品遞送系統803可與封蓋806和/或內膽804 —起丟棄， 也可在使用后從封蓋806移除、清洗并且重復使用。在一些實施例中，樣品遞送系統803的 一部分可與樣品制備系統800的一次性部分一起丟棄，而樣品遞送系統803的一部分可重 復使用。
圖16示出根據本發明的另一個實施例的樣品制備和遞送系統901，其中類似的數 字表示類似的元件。樣品制備和遞送系統901與上文結合圖14和圖15所述實施例有許多 相同的元件和特征。因此，與圖14和圖15所示實施例中的元件和特征相對應的元件和特 征在900系列中具有相同的編號。為了更完整地描述圖16所示實施例的特征和元件(以 及這些特征和元件的替代形式)，參考了上文結合圖14和圖15進行的描述。樣品制備和遞送系統901包括樣品制備系統900和接到樣品制備系統900的樣品 遞送系統903，使得樣品遞送系統903與樣品制備系統900流體連通。樣品制備系統900包 括設置在容器902的第一貯存器920內的內膽904，以及置于內膽904的第二貯存器922中 的液體組合物914。液體組合物914包含源912和稀釋劑913。第二貯存器922與過濾器 934流體連通，以使得液體組合物914能被過濾器934過濾，從而形成濾液916。樣品遞送系統903包括利用其他裝置致動的閥991。閥991經由偏軸孔958連接 到樣品制備系統900的封蓋906，使得閥991設置為與內膽904的第二貯存器922和過濾器 934流體連通。在一些實施例中，如圖16所示，樣品遞送系統903可連接到富集裝置997，使得樣 品遞送系統903可控制濾液916從樣品制備系統900流入富集裝置997。富集裝置997可 拆卸地連接到樣品遞送系統903，使得富集裝置997在樣品918 (可包括濾液916的全部或 一部分)轉移到富集裝置997后可從樣品遞送系統903移除，并且移到別的位置進行溫育。 如圖16所示實施例，閥991通過將連接富集裝置997到閥991而致動打開。在富集裝置 997可拆卸地連接到閥門991的實施例中，當富集裝置997與閥門991脫離時，閥門致動關 閉。如圖16所示，可向內膽904 (例如內膽904的基底926，例如經由容器902的基底 927的孔924)的外部施加正壓，使得第二貯存器922中的壓力促進濾液916經由樣品遞送 系統903移動到富集裝置997。在一些實施例中，閥991可為壓力致動的，類似于上述的閥 891，第二貯存器922中的壓力可超過閾值從而使得閥門991打開，以允許濾液916經由樣 品遞送系統903從樣品制備系統900移到富集裝置997。或者，在這些實施例中，向內膽904 的內部(例如經由富集裝置997)施加負壓以致動閥991打開，從而將濾液916從樣品制備 系統900移動到富集裝置997。富集裝置997可包含營養物，以選擇性地或半選擇性地培養和富集樣品918中所 關注的被分析物(如果存在)。在一些實施例中，富集裝置997可包含涂覆或吸附到其內表 面上的營養物。此外，在一些實施例中，富集裝置997可包括標記(如類似于圖2所示容器 102上的標記130)，以便于收回特定體積的濾液916 (未使用過濾器934時則回收液體組合 物 914)。如圖16所示實施例，富集裝置997為可拆卸地連接到樣品遞送系統903 (如通過 氣密型連接)的注射器。注射器包括活塞919，當注射器充滿樣品918時(如通過向內膽 904施加壓力)，活塞被迫向外，使得樣品918可繼續充滿注射器至所需體積。因為注射器 使得樣品918能轉移到注射器，因此其可用作富集裝置997，并且在將注射器移至溫育環境 之前，可在無菌環境中將注射器從樣品制備和遞送系統801中移走。另外，注射器中的活塞 919可從圓筒921向外拉以將樣品918吸入注射器。內膽904可響應對活塞919的牽拉而 變形，這有助于將樣品918移入注射器。
注射器僅以舉例的方式示出和描述，但本領域的普通技術人員應當理解，多種富 集裝置可連接到樣品制備和遞送系統901的樣品遞送系統903以使得能從樣品制備和遞送 系統901轉移樣品918，特別是在未暴露于周圍環境時進行轉移。除了富集裝置，在上述任 何分析方法中，多種用作中間體的接收器或裝置(即可轉移到其他裝置或分析系統的接收 器或裝置)可連接(如可拆卸地連接)到樣品遞送系統903。此外，在一些實施例中，多個 樣品制備系統900可連接到同一樣品遞送系統903 (及任何下游裝置，如富集裝置997)并 且與之流體連通，使得來自多個樣品制備系統900的樣品在遞送或任何下游分析或進一步 處理之前合并在一起(例如，樣品可在富集、濃縮等之前或之后合并在一起遞送)。在一些實施例中，短語“未暴露于周圍環境”及其衍生詞是指樣品918在樣品制 備系統900和樣品遞送系統903之間轉移時或者在從樣品遞送系統903轉移到其他裝置 (如富集裝置997)時不從樣品制備和遞送系統901移出樣品918(例如，為了防止泄漏或污 染)，使得樣品918在從制備到遞送或甚至到下一步都保持在樣品制備和遞送系統901的流 體通道中，但并不一定意味著樣品制備和遞送系統901對氣體交換是關閉的或者其他液體 不能進入樣品制備和遞送系統901。除了上文所述及圖14-16所示閥891和991之外或作為其替代方案，本發明的樣 品遞送系統中還可采用多種閥門和/或體積計量裝置。圖17A-21B示出本發明的樣品遞送 系統的多個實施例，這些系統包括多種類型的體積計量裝置。圖17A-21B示出本發明的樣 品遞送系統的多個實施例的示意圖；然而，本領域的普通技術人員將會理解，圖14-16所示 樣品制備和遞送系統801和901均可采用圖17A-21B所示和下文所述樣品遞送系統的全部 或任何特征。圖17A-17C示出根據本發明的一個實施例的樣品遞送系統1203。樣品遞送系統 1203包括雙閥門體積計量系統，并且包括入口 1202 (例如，連接到樣品制備系統并與之流 體連通的入口)、第一閥門1204(第一閥門1204與第二閥門1206保持一定間隔、串聯并且 流體連通)和出口 1208 (例如，與樣品制備系統的外部周圍環境或與諸如富集裝置之類的 其他裝置流體連通的出口)。一段導管1210將第一閥門1204和第二閥門1206隔開，并且 限定大致隨第一閥門1204和第二閥門1206之間的距離D(即第一閥門1204和第二閥門 1206之間的導管1210的長度)和導管1210的橫截面積A變化的體積V。第一閥門1204和第二閥門1206均為90度回轉閥，特別是球形閥。閥門1204和 1206均具有打開狀態和關閉狀態，并且包括分別可繞S軸和T軸旋轉以在打開狀態和關閉 狀態之間移動的球1205和1207。球1205和1207分別包括通道1209和1211，從而當球 1205和1207旋轉使得通道1209和1211分別與閥門1204和1206的兩端共線(即與入口 1202和出口 1208共線)時，即會產生流動。閥門1204的球1205和閥門1206的球1207分 別可以圍繞S軸和T軸旋轉90度(即四分之一圈)，以將閥門1204和1206從打開狀態變 為關閉狀態，反之亦然。如圖17A-17C所示，第一閥門1204和第二閥門1206均為全流道球形閥，并且分別 包括特大球1205和1207，使得通道1209和1211具有與入口 1202、導管1210及出口 1208 相等的橫截面尺寸。這種構造可以最大限度減小摩擦損耗，并且使得流體暢通無阻地通過 閥門1204和1206。然而，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，也可采用其他類型的合適 閥門，包括其他類型的90度回轉閥或其他類型的球形閥。此外，第一閥門1204和第二閥門
321206不一定是90度回轉閥。也就是說，在一些實施例中，第一閥門1204和第二閥門1206 每次可以移動小于或大于90度，以使閥門1204和1206在打開狀態和關閉狀態之間切換。圖17A-17C依次示出了使用樣品遞送系統1203從樣品制備系統計量特定體積V 的濾液(或液體組合物)的過程。圖17A示出了第一閥門1204處于打開狀態(即球1205的通道1209與入口 1202 及導管1210共線)、第二閥門1206處于關閉狀態(即通道1211被設置為與導管1210和出 口 1208不共線(如垂直))以允許體積V的濾液(即樣品)經入口 1202進入導管1210的 情形。圖17B示出了第一閥門1204處于關閉狀態(即球1205圍繞S軸順時針或逆時針旋 轉90度之后)、第二閥門1206仍處于關閉狀態使得導管1210內保存了體積V的濾液的情 形。最后，圖17C示出了第一閥門1204處于關閉狀態、第二閥門1206處于打開狀態(即球 1207圍繞T軸順時針或逆時針旋轉90度之后)以允許所需體積V的濾液經出口 1208流出 樣品遞送系統1203時的情形。圖18A-18C示出了根據本發明的另一個實施例的樣品遞送系統1303。樣品遞送系 統1303包括雙閥門體積計量系統，并且包括入口 1302 (例如，連接到樣品制備系統并與之 流體連通的入口)、第一閥門1304(第一閥門1304與第二閥門1306保持一定間隔、串聯并 且流體連通)及出口 1308 (例如，與樣品制備系統的外部周圍環境或與諸如富集裝置等其 他裝置流體連通的出口)。一段導管1310將第一閥門1304和第二閥門1306隔開，并且限 定大致隨第一閥門1304和第二閥門1306之間的距離D (即第一閥門1304和第二閥門1306 之間的導管1310的長度)和導管1310的橫截面積A變化的體積V。樣品遞送系統1303包括平行設置且可彼此相對滑動的第一側面1312和第二側面 1314。在圖18A-18C所示實施例中，第二側面1314顯示為固定，第一側面1312顯示為可相 對于第二側面1314滑動(即在圖18A-18C所示平面內上下滑動)。入口 1302和出口 1308 設置在第一側面1312上，分隔第一閥門1304和第二閥門1306的導管1310設置在第二側 面1314上。閥門1304和1306均為閘閥，并且分別包括閘門1305和1307，閘門可在打開 位置和關閉位置之間滑動，以將各自的閥門1304和1306在打開狀態和關閉狀態之間切換。 當第一側面1312相對于第二側面1314移動(或當第一側面1312和第二側面1314相對彼 此移動)時，閘門1305和1307 —起滑動。圖18A-18C依次示出了使用樣品遞送系統1303從樣品制備系統計量特定體積V 的濾液(或液體組合物)的過程。圖18A示出了第一閥門1304處于打開狀態、第二閥門1306處于關閉狀態以允許 體積V的濾液(即樣品)經入口 1302進入導管1310的情形。具體來講，濾液的樣品經入 口 1302進入樣品遞送系統1303的第一側面1312，并且經打開的第一閥門1304進入導管 1310，從而從第一側面1312進入第二側面1314。圖18B示出了第一閥門1304處于關閉狀 態、第二閥門1306仍處于關閉狀態(即第一側面1312已經相對于第二側面1314向下滑 動，使得在閘門1307保持關閉位置的情況下閘門1305滑入關閉位置)使得導管1310內 保存了體積V的濾液的情形。最后，圖18C示出了第一閥門1304處于關閉狀態、第二閥門 1306處于打開狀態(即第一側面1312已經相對于第二側面1314進一步向下滑動，使得在 閘門1305保持關閉位置的情況下閘門1307滑入打開位置)以允許所需體積V的濾液經出 口 1308流出樣品遞送系統1303時的情形。
圖19A-19C示出根據本發明的一個實施例的樣品遞送系統1403。樣品遞送系統 1403包括單閥門體積計量系統，并且包括進口 1402(例如，連接到樣品制備系統并與之流 體連通的進口)、閥門1404及出口 1408(例如，與樣品制備系統的外部周圍環境或與諸如富 集裝置等其他裝置流體連通的出口)。閥門1404為球形閥。閥門1404具有兩種打開狀態(閥門1404向入口 1402打開 的第一打開狀態，以及閥門1404向出口 1408打開的第二打開狀態)和關閉狀態。閥門1404 包括球1405，球1405可圍繞X軸旋轉，以在兩種打開狀態和關閉狀態之間移動。球1405包 括通道1409，通道1409與球1405大體上為球形的內部1411流體連通，從而當球1405旋 轉使得通道1409與入口 1402或出口 1408共線時，流體流入球1405或流出球1405。通道 1409和球1405的內部1411 一起限定可從入口 1402定量分配到出口 1408的體積V。球 1405可繞X軸旋轉90度(即四分之一圈)，以將閥門1404從第一打開狀態變為關閉狀態 (反之亦然)，或者從第一打開狀態變為第二打開狀態(反之亦然)。在圖19A-19C所示實 施例中，閥門1404為90度回轉閥，但應當理解，閥門1404可被構造為移動小于或大于90 度，以將閥門1404在兩種打開狀態之間或打開狀態和關閉狀態之間切換。圖19A-19C依次示出了使用樣品遞送系統1403從樣品制備系統計量特定體積V 的濾液(或液體組合物)的過程。圖19A示出了閥門1404處于第一打開狀態(即球1405的通道1409與入口 1402 共線)以允許體積V的濾液(即樣品)經入口 1402進入球1405的內部1411的情形。圖 19B示出了閥門1404處于關閉狀態(即球1405已經圍繞X軸順時針或逆時針旋轉90度之 后)使得球1405內保存了體積V的濾液的情形。最后，圖19C示出了閥門1404處于第二 打開狀態(即球1405已經在相同方向圍繞X軸旋轉另一個90度之后)以允許所需體積V 的濾液經出口 1408流出樣品遞送系統1403的情形。圖20A-20D示出根據本發明的另一個實施例的樣品遞送系統1503。樣品遞送系統 1503與上文結合圖17A-17C所述實施例具有許多相同的元件和特征。因此，與圖17A-17C 所述實施例中的元件和特征對應的元件和特征在1500系列中具有相同的編號。為了更完 整地描述圖20A-20D所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形式)，參考了 上文結合圖17A-17C進行的描述。樣品遞送系統1503包括單閥門體積計量系統，并且包括第一導管1502(用作進 口，例如在連接到樣品制備系統并與之流體連通時)和出口(例如，在與樣品制備系統流體 連通被移開之后，而與樣品制備系統的外部周圍環境或與諸如富集裝置之類的其他裝置流 體連通)。樣品遞送系統1503還包括閥門1504，該閥門處于打開狀態時，可與具有封閉端 (與閥門1504相背)的第二導管1510流體連通。第二導管1510限定體積V，該體積通常 取決于第二導管1510的長度L和第二導管1510的橫截面積A。類似于上述及圖17A-17C所示的閥門1204和1206，閥門1504為90度回轉閥，特 別是為球形閥。閥門1504具有打開狀態和關閉狀態，并且包括可繞Y軸旋轉以在打開狀態 和關閉狀態之間移動的球1505。球1505包括通道1509，從而當球1505旋轉使得通道1509 與閥門1504的兩端共線(即與第一導管1502和第二導管1510共線)時，即會產生流動。 球1505可以圍繞Y軸旋轉90度(即四分之一圈)，以將閥門1504從打開狀態變為關閉狀 態，反之亦然。
閥門1504為全流道球形閥，并且包括特大球1505，使得通道1509具有與第一導管 1502、第二導管1510相等的橫截面尺寸。這種構造可以最大限度減小摩擦損耗，并且使得 流體暢通無阻地通過閥門1504。然而，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，也可采用其他 類型的合適閥門，包括其他類型的90度回轉閥或其他類型的球形閥。此外，閥門1504不必 為90度回轉閥，而是每次可以移動小于或大于90度，以使閥門1504在打開狀態和關閉狀 態之間切換。圖20A-20D依次示出了使用樣品遞送系統1503從樣品制備系統計量特定體積V 的濾液(或液體組合物)的過程。圖20A示出了閥門1504處于打開狀態(即球形閥1505的通道1509與第一導管 1502和第二導管1510共線)，以允許在第一導管1502用作進口時體積V的濾液(即樣品) 經由第一導管1502進入第二導管1510的情形。圖20B示出了閥門1504處于關閉狀態(即 在球形閥1505順時針或逆時針圍繞Y軸旋轉90度)，體積V的濾液位于第二導管1510中 的情形。圖20C示出了樣品遞送系統1503在脫離樣品制備系統并反轉之后，閥門1504保 持為關閉狀態并且體積V的濾液仍位于第二導管1510中的情形。最后，圖20D示出了閥門 1504處于打開狀態(即在球形閥1505圍繞Y軸旋轉90度之后)，以允許所需體積V的濾 液經由第一導管1502 (第一導管1502用作出口)流出樣品遞送系統1503的情形。即使樣品遞送系統1503脫離樣品制備系統來遞送體積V的濾液，樣品遞送系統 1503仍允許濾液樣品在未首先暴露于周圍環境中時移入樣品遞送系統1503。然后樣品遞 送系統1503可在體積V的濾液從樣品遞送系統1503遞送到所需位置(如檢測裝置、富集 裝置等)之前運輸到其他位置(如無菌環境)。圖21A-21B示意性地示出了根據本發明另一個實施例的包括樣品制備系統1600 和樣品遞送系統1603的樣品制備和遞送系統1601。樣品遞送系統1603包括連接到樣品制 備系統1600并與之流體連通的雙閥門體積計量系統。樣品遞送系統1603包括第一單向閥1604、導管1610和第二單向閥1606，第二單 向閥1606設置為與第一單向閥1604串聯并流體連通。第一閥門1604被構造為允許流體 從樣品制備系統1600進入導管1610，但阻止流體從導管1610進入樣品制備系統1600。第 二閥門1606被構造為允許流體從導管1610進入周圍環境(或進入連接到樣品遞送系統 1603的其他裝置)，但阻止流體從周圍環境進入導管1610。導管1610限定體積V的濾液， 這部分濾液可利用樣品制備系統1600計量、保留在樣品遞送系統1603中、然后分配出樣品 遞送系統1603。僅以舉例的方式，所示導管1610具有大體為平行六面體的形狀，特別是可 為直角棱柱。然而，本領域的普通技術人員應當理解，可采用多種合適的三維形狀來定義第 一閥門1604和第二閥門1606之間的空間。第一閥門1604和第二閥門1606均可包括多種閥門中任何一種，但圖中僅以舉例 方式示意性地示出為瓣式止回閥。閥門1604和1606均具有打開狀態和關閉狀態，并且分 別包括閘門1605和1607，這兩個閘門在超過上游開啟壓力閾值時會分別圍繞鉸鏈1613和 1615樞轉。作為另外一種選擇，第一閥門1604和第二閥門1606可在重力作用下致動，而不 是通過閾值開啟壓力致動。本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離本發明精神和范圍 的情況下，第一閥門1604和第二閥門1606可使用多種適合控制進出樣品遞送系統1603的 流量的閥門，這些閥門包括(但不限于)其他止回閥(例如，球形止回閥、隔膜止回閥、旋啟式止回閥、截止止回閥、升降式止回閥，等等)、其他合適的閥門(例如上述那些閥門)以及 它們的組合。此外，第一閥門1604和第二閥門1606不一定要使用同類閥門，而是可在樣品 遞送系統1603中采用不同類型的閥門組合。圖21A-21B依次示出了使用樣品遞送系統1603從樣品制備系統1600計量特定體 積V的濾液(或液體組合物)的過程。圖21A示出了第一閥門1604處于打開狀態(即由于閥門1604上游壓力超過開啟 壓力閾值，閘門1605已經繞鉸鏈1613樞轉到打開位置)、第二閥門1606處于關閉狀態(即 由于導管1610內的壓力未超過第二閥門1606的開啟壓力閾值，閘門1607仍保持關閉位 置)以允許體積V的濾液(即樣品)進入導管1610時的情形。圖21B示出了樣品制備和遞送系統1601翻轉后允許濾液樣品進入導管1610之后 的情形。此時，第一閥門1604處于關閉狀態(即隨著上游壓力下降至開啟壓力閾值以下， 閘門1605已經繞鉸鏈1613樞轉回關閉位置)、第二閥門1606處于打開狀態(即由于導管 1610內的壓力超過開啟壓力閾值，閘門1607已經繞鉸鏈1615樞轉到打開位置)，以允許所 需體積V的濾液流出樣品遞送系統1603。如上所述，圖17A-21B為根據本發明的樣品遞送系統的多個實施例的示意性視 圖。要使樣品遞送系統1203、1303、1403、1503、1603正常工作，可能需要其他元件或修改形 式。這些元件或修改形式是本領域的普通技術人員可以理解的，包括(例如)在導管1210、 1310、1510、1610 (或球1405的內部1411)中任何一個上或各自樣品遞送系統的任何其他部 分添加放氣口、閥門或其他類似裝置，以允許釋放截留的空氣(或其他氣體)，從而允許液 體進入。這些放氣口或閥門可被構造為(或可連接到其他裝置，該裝置被構造為)允許氣 體流出，同時又阻止液體流出(例如，空氣鎖或功能類似的其他裝置)。具有本文所述樣品制備系統100、200、300、400、500、600、700、800、900 和 1600 中 任何一個以及樣品遞送系統803、903、1203、1303、1403、1503和1603中任何一個以及它們 的一部分和組合的樣品制備和遞送系統801、901和1601中的任何一個都可以一起使用，以 大致按照上文所述和圖1所示樣品制備和遞送方法10制備和遞送樣品。本領域的普通技 術人員也將理解，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，本文所述一種樣品制備系統中的 多個種部件可與本文所述另一種樣品制備系統中的其他部件聯合使用。例如，接收器604 可代替樣品制備系統800中的內膽804使用。相似地，一種樣品制備和遞送系統中的多種 部件可與另一種樣品制備和遞送系統中的其他部件聯合使用，一種樣品遞送系統中的多種 部件可與另一種樣品遞送系統中的其他部件聯合使用。下面將結合圖14中的樣品制備和 遞送系統801詳細描述一種示例性方法。將源812和稀釋劑813添加到內膽804的第二貯存器822中并合并，以形成液體 組合物814。在將內膽804設置在容器802之前或之后，將封蓋806連接到內膽804。將卡 圈(未示出)連接到容器802，以進一步將樣品制備系統800的部件固定在一起，并且可使 用頂蓋(未示出)關閉封蓋開口 854。對液體組合物814進行攪拌以混合源812和稀釋劑813，從而將源812溶解、分散、 懸浮和/或乳化到稀釋劑813中。攪拌可包括任何上述方法，并且例如可為線性軌跡、圓 形軌跡、橢圓軌跡、隨機軌跡以及它們的組合，或者采用其他方式，以確保有效地混合源812 和稀釋劑813。樣品制備系統800可以在攪拌過程中用夾具或其他裝置進一步固定，以最大
36限度減少液體組合物814的潑灑和/或損失。在一些實施例中，可通過以下方式攪拌液體組合物814 將樣品制備和遞送系統 801 連接到 Burell Model 75 型手動搖篩機(Burrell Scientific，Pittsburgh，PA)，在選 定的時間內以10至2000rpm的頻率攪拌樣品制備和遞送系統801，在一些實施例中，頻率 為200至500rpm。在一些實施例中，樣品制備和遞送系統801可安裝在距搖篩機臂5cm至 50cm的位置處，在一些實施例中，該距離在IOcm與20cm之間。在一些實施例中，樣品制備 和遞送系統801可劃出5度至30度的弧線，在一些實施例中，該弧線在15度與20度之間。 可以將液體組合物814攪拌至少10秒；在一些實施例中，為至少15秒；在一些實施例中，為 至少30秒；在一些實施例中，為至少40秒；在一些實施例中，為至少60秒。在一些實施例 中，可以將液體組合物814攪拌至多15分鐘；在一些實施例中，為至多10分鐘；在一些實施 例中，為至多5分鐘；在一些實施例中，為至多3分鐘。在一些實施例中，液體組合物814可在VX-2500多管旋渦振蕩器(VWR Scientific Products, West Chester, PA)中以200至5000rpm的攪拌頻率攪拌所選時間，在一些實施 例中，攪拌頻率為1000至3000rpm。攪拌軌跡可為線性、圓形、橢圓、隨機或它們的組合。在 一些實施例中，軌跡在0. 25cm至5cm之間；在一些實施例中，在Icm至3cm之間。通過將其設置在板、臂或其他裝置上，并且在攪拌前利用重力、夾具或通過其他方 式固定，可以同時攪拌多個樣品制備和遞送系統。例如，在一些實施例中，在單個攪拌裝置 或多個攪拌裝置上同時攪拌1個至約50個樣品制備和遞送系統；而在一些實施例中，同時 攪拌約10個至約25個樣品制備和遞送系統。在一些實施例中，可通過添加具有軸和攪拌槳的機械攪拌器攪拌液體組合物814， 可通過空閑的上述任何孔插入攪拌器。利用鋼滾珠、磁性攪拌棒、槳和其他裝置可以輔助打 碎和/或分散稀釋劑813中的源812，以釋放源812內的任何所關注的被分析物，從而進一 步實現對液體組合物814的攪拌。上述攪拌方法僅以舉例方式給出，并非意圖進行限制。本 領域的普通技術人員將會理解，也可采用其他類似攪拌方法。可使用過濾器834過濾液體組合物814，以形成位于過濾器834內并且包含稀釋劑 813和任何所關注被分析物(如果有的話)的濾液816，所關注的被分析物足夠小并且可通 過過濾器834或溶解在稀釋劑813中。可使用樣品遞送系統803從過濾液834內部移出濾液816的全部或一部分(如樣 品)用于進一步分析。特別是可形成壓差使得內膽804變形，從而迫使液體組合物814通 過過濾器834，以及迫使濾液816進入樣品遞送系統803，并且在超過閥門891的開啟壓力 時致動樣品遞送系統803的閥門891打開使得濾液816流出樣品遞送系統803。如上所述， 可通過向內膽804的外部施加正壓(例如，經由容器802的基底827中的孔824向內膽804 的基底826施加壓力)或通過向內膽804的內部施加負壓(例如，經由閥門891施加壓力) 以形成壓差。閥門891可進一步控制濾液816從樣品遞送系統803的流動模式。在一些實施例中，液體組合物814的液位865足夠高，使得過濾器834被設置為部 分高于和部分低于液體組合物814的液位865。在一些實施例中，液體組合物814的液位 865低于過濾器834的底部，使得過濾器834被設置為完全高于液體組合物814的液位865。 在這些實施例中，樣品制備和遞送系統801可被傾斜或翻轉，以使液體組合物814在向內膽 804施加壓力前被過濾器834過濾，或者可通過向內膽804施加壓力移動液體組合物814的液位865，以使液體組合物814通過過濾器834。如圖15所示，樣品遞送系統803可遞送濾液816的樣品到檢測系統895用于樣品 分析(例如，遞送到橫流裝置或帶的結合墊)。或者，樣品遞送系統803可遞送濾液806的 樣品到其他裝置，例如富集裝置。有關使用樣品制備和遞送系統801的上述描述僅以舉例的方式進行，并非旨在進 行限制。基于上述有關樣品制備和遞送方法10的描述，以及上述樣品制備和遞送系統的多 個實施例，本領域的技術人員應當理解可利用本發明的樣品制備和遞送系統制備和遞送樣 品的多種方式。附圖所示及上文所描述和舉例說明的實施例僅以舉例的方式提供，并非旨在作為 對本發明概念和原理的限制。因此，本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離本發明精神 和范圍的情況下，可以對元件及其構造和布置方式進行多種更改。下面的權利要求書規定 了本發明的多個特征和方面。
38
權利要求
一種用于制備和遞送樣品以檢測被分析物的系統，所述系統包括樣品制備系統，包括可變形自支承式接收器，所述接收器具有貯存器，所述貯存器適于容納包含源和稀釋劑的液體組合物；連接到所述樣品制備系統的樣品遞送系統，所述樣品遞送系統包括閥門，所述閥門設置為與所述貯存器流體連通并且適于控制從所述樣品制備系統移出所述液體組合物的樣品。
2.根據權利要求1所述的系統，其中所述被分析物包括微生物、寄生蟲、生物分子、化 學物、金屬離子、含金屬離子的絡合物以及它們的組合中的至少一者。
3.根據權利要求1所述的系統，其中所述被分析物包括包括沙門氏菌屬、不動桿菌屬、 弧菌屬、單核細胞增多性李斯特菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、產氣莢膜梭狀芽孢桿菌、空 腸彎曲菌、銅綠假單胞菌、炭疽芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、艱難梭狀芽孢桿菌、耐甲氧西林金 黃色葡萄球菌、耐萬古霉素腸球菌、諾羅病毒、諾瓦克病毒、輪狀病毒、腺病毒以及它們的組 合中的至少一者。
4.根據權利要求1所述的系統，其中所述被分析物包含葡萄球菌腸毒素、芽孢桿菌屬 腹瀉毒素、艱難梭狀芽孢桿菌毒素、黃曲霉素、花生過敏原、蛋過敏原以及它們的組合中的 至少一者。
5.根據權利要求1所述的系統，其中所述源包含所述稀釋劑。
6.根據權利要求1所述的系統，其中所述源包括食物源和非食物源中的至少一者。
7.根據權利要求1所述的系統，其中所述稀釋劑包括表面活性劑、流變劑、抗微生物劑 中和劑、營養物質、生長抑制劑、PH緩沖劑、酶、指示分子、無菌水、有機溶劑以及它們的組合 中的至少一者。
8.根據權利要求1所述的系統，其中所述被分析物包括微生物，并且其中所述稀釋劑 包括適于富集所述微生物的富集介質。
9.根據權利要求1所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括設置在所述可變形自支 承式接收器的內表面上的富集介質，所述富集介質適于培養至少所述被分析物。
10.根據權利要求1所述的系統，其中所述閥門是壓力致動的。
11.根據權利要求1所述的系統，其中所述閥門還適于從所述樣品制備系統的所述貯 存器中移除氣體。
12.根據權利要求1所述的系統，其中所述閥門包括適于允許流體移出所述樣品制備 系統同時阻止流體移入所述樣品制備系統的單向閥。
13.根據權利要求1所述的系統，其中所述閥門適于控制所述樣品從所述樣品制備系 統流入檢測系統。
14.根據權利要求1所述的系統，還包括連接到所述閥門的富集裝置，所述富集裝置包 括適于富集所述被分析物的營養介質，所述閥門適于控制所述樣品從所述樣品制備系統流 入所述富集裝置。
15.根據權利要求1所述的系統，其中所述閥門形成體積計量裝置的至少一部分。
16.根據權利要求1所述的系統，其中所述樣品遞送系統還包括體積計量裝置。
17.根據權利要求16所述的系統，其中所述體積計量裝置包括雙閥門系統。
18.根據權利要求17所述的系統，其中所述體積計量裝置包括串聯設置的多個閥門。
19.根據權利要求18所述的系統，其中所述的多個閥門中的每個為閘閥或球形閥。
20.根據權利要求16所述的系統，其中所述體積計量裝置包括單個球形閥。
21.根據權利要求16所述的系統，其中所述體積計量裝置包括兩個串聯設置的單向 閥，以允許所需體積的所述樣品通過第一單向閥進入具有所述所需體積的導管，然后從所 述導管通過第二單向閥。
22.根據權利要求1所述的系統，其中所述樣品遞送系統適于容納具有所需體積的所 述樣品，并且適于從所述樣品制備系統移出以從所述樣品遞送系統遞送所述樣品。
23.根據權利要求1所述的系統，其中所述可變形自支承式接收器為獨立式的。
24.根據權利要求1所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括尺寸被設計為接納所 述可變形自支承式接收器的獨立式容器，所述獨立式容器比所述可變形自支承式接收器更 具剛性。
25.根據權利要求24所述的系統，其中所述獨立式容器包括基部和限定在所述基部內 的孔，并且其中所述可變形自支承式接收器能夠經由所述孔觸及。
26.根據權利要求1所述的系統，其中所述可變形自支承式接收器包括側壁，并且其中 所述側壁具有風琴褶型構造。
27.根據權利要求1所述的系統，其中所述可變形自支承式接收器包括縱向軸線和側 壁，并且其中所述側壁適于基本上沿所述縱向軸線基本均勻地伸縮。
28.根據權利要求1所述的系統，其中所述可變形自支承式接收器包括側壁，并且其中 所述側壁包括至少一個折疊，所述折疊適于讓所述側壁伸縮。
29.根據權利要求1所述的系統，其中所述可變形自支承式接收器包括側壁，所述側壁 適于伸縮，使得所述可變形自支承式接收器具有第一狀態和第二狀態，在所述第一狀態下 所述貯存器限定第一體積，在所述第二狀態下所述貯存器限定第二體積，所述第二體積小 于所述第一體積。
30.根據權利要求29所述的系統，其中所述可變形自支承式接收器在使用前和使用后 處于所述第二狀態。
31.根據權利要求1所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括過濾器，所述過濾器與 所述貯存器流體連通并且適于過濾所述液體組合物以形成濾液，并且其中所述樣品包含所 述濾液的至少一部分。
32.根據權利要求31所述的系統，其中所述過濾器連接到活塞，并且其中所述過濾器 適于通過所述活塞來移動穿過所述液體組合物，以形成濾液。
33.根據權利要求1所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括適于壓縮所述可變形 自支承式接收器的活塞。
34.根據權利要求1所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括連接到所述可變形自 支承式接收器的封蓋，并且其中所述樣品遞送系統連接到所述封蓋。
35.根據權利要求34所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括頂蓋，所述頂蓋適于 連接到所述封蓋，并且其中所述封蓋和所述頂蓋中的至少一者包括易碎隔膜。
36.根據權利要求34所述的系統，其中所述樣品遞送系統連接到所述封蓋的口。
37.根據權利要求1所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括尺寸被設計為接納所述可變形自支承式接收器的獨立式容器，所述獨立式容器比所述可變形自支承式接收器更 具剛性。
38.根據權利要求1所述的系統，其中所述樣品包含所述液體組合物的至少一部分。
39.一種用于制備和遞送樣品以檢測被分析物的系統，所述系統包括樣品制備系統，包括獨立式容器，所述獨立式容器具有第一貯存器，可變形自支承式接收器，所述接收器的尺寸被設計為接納在所述獨立式容器的所述 第一貯存器中并且具有第二貯存器，所述第二貯存器適于容納包含源和稀釋劑的液體組合 物，所述獨立式容器比所述可變形自支承式接收器更具剛性，和封蓋，所述封蓋適于連接到所述獨立式容器和所述可變形自支承式接收器中的至少一 者；以及連接到所述樣品制備系統并且包括閥門的樣品遞送系統，所述閥門設置為與第二貯存 器流體連通并且適于控制從所述樣品制備系統移出所述液體組合物的樣品。
40.根據權利要求39所述的系統，其中所述被分析物包括微生物、寄生蟲、生物分子、 化學物、金屬離子、含金屬離子的絡合物以及它們的組合中的至少一者。
41.根據權利要求39所述的系統，其中所述被分析物包括包括沙門氏菌屬、不動桿菌 屬、弧菌屬、單核細胞增多性李斯特菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、產氣莢膜梭狀芽孢桿 菌、空腸彎曲菌、銅綠假單胞菌、炭疽芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、艱難梭狀芽孢桿菌、耐甲氧 西林金黃色葡萄球菌、耐萬古霉素腸球菌、諾羅病毒、諾瓦克病毒、輪狀病毒、腺病毒以及它 們的組合中的至少一者。
42.根據權利要求39所述的系統，其中所述源包含所述稀釋劑。
43.根據權利要求39所述的系統，其中所述源包括食物源和非食物源中的至少一者。
44.根據權利要求39所述的系統，其中所述稀釋劑包括表面活性劑、流變劑、抗微生物 劑中和劑、富集介質、PH緩沖劑、酶、指示分子、無菌水、有機溶劑以及它們的組合中的至少 “"者 ο
45.根據權利要求39所述的系統，其中所述閥門是壓力致動的。
46.根據權利要求39所述的系統，其中所述閥門還適于使所述樣品制備系統逸氣。
47.根據權利要求39所述的系統，其中所述閥門包括適于允許流體移出所述樣品制備 系統同時阻止流體移入所述樣品制備系統的單向閥。
48.根據權利要求39所述的系統，其中所述閥門適于控制所述樣品從所述樣品制備系 統流入檢測系統。
49.根據權利要求39所述的系統，還包括連接到所述閥門的富集裝置，所述富集裝置 包括適于富集所述被分析物的營養介質，所述閥門適于控制所述樣品從所述樣品制備系統 流入所述富集裝置。
50.根據權利要求39所述的系統，其中所述閥門形成體積計量裝置的至少一部分。
51.根據權利要求39所述的系統，其中所述樣品遞送系統還包括體積計量裝置。
52.根據權利要求39所述的系統，其中所述可變形自支承式接收器為獨立式的。
53.根據權利要求39所述的系統，其中所述樣品遞送系統連接到所述封蓋。
54.根據權利要求39所述的系統，其中所述樣品遞送系統連接到所述封蓋的口。
55.根據權利要求39所述的系統，其中所述樣品遞送系統連接到所述封蓋的中心口。
56.根據權利要求39所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括過濾器，所述過濾器 與所述第二貯存器流體連通并且適于過濾所述液體組合物以形成濾液，并且其中所述樣品 包含所述濾液的至少一部分。
57.根據權利要求39所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括活塞，所述活塞的至 少一部分的尺寸被設計為接納在所述第一貯存器中，以壓縮所述可變形自支承式接收器。
58.根據權利要求39所述的系統，其中所述樣品制備系統還包括頂蓋，所述頂蓋適于 連接到所述封蓋，并且其中所述封蓋和所述頂蓋中的至少一者包括易碎隔膜。
59.一種用于制備和遞送樣品以檢測被分析物的方法，所述方法包括提供樣品制備系統，所述樣品制備系統包括具有貯存器的可變形自支承式接收器；提供包含源和稀釋劑的液體組合物；將所述液體組合物置于所述可變形自支承式接收器的所述貯存器中；提供樣品遞送系統，所述樣品遞送系統適于連接到所述樣品制備系統，所述樣品遞送 系統包括閥門，所述閥門設置為與所述貯存器流體連通；以及向所述可變形自支承式接收器施加壓力，以經由所述樣品遞送系統從所述樣品制備系 統移出所述液體組合物的樣品。
60.根據權利要求59所述的方法，其中所述被分析物包括微生物、寄生蟲、生物分子、 化學物、金屬離子、含金屬離子的絡合物以及它們的組合中的至少一者。
61.根據權利要求59所述的方法，其中所述源包含所述稀釋劑。
62.根據權利要求59所述的方法，其中所述源包括食物源和非食物源中的至少一者。
63.根據權利要求59所述的方法，其中所述稀釋劑包括表面活性劑、流變劑、抗微生物 劑中和劑、營養物質、生長抑制劑、PH緩沖劑、酶、指示分子、無菌水、有機溶劑以及它們的組 合中的至少一者。
64.根據權利要求59所述的方法，其中所述閥門是壓力致動的，并且其中向所述向可 變形自支承式接收器施加壓力致動所述閥門打開。
65.根據權利要求59所述的方法，其中所述樣品遞送系統包括體積計量裝置，并且其 中向所述可變形自支承式接收器施加壓力包括通過所述體積計量裝置移出所述樣品。
66.根據權利要求59所述的方法，其中所述閥門是止回閥，并且其中向所述可變形自 支承式接收器施加壓力導致所述止回閥超過其開啟壓力閾值，以允許流體流出所述樣品制 備系統。
67.根據權利要求59所述的方法，其中所述樣品制備系統還包括過濾器，并且還包括 用所述過濾器過濾所述液體組合物以形成濾液，其中所述樣品包含所述濾液的至少一部 分。
68.根據權利要求67所述的方法，其中所述過濾器連接到活塞，并且其中用所述過濾 器過濾所述液體組合物包括壓縮所述活塞，以使所述過濾器移動穿過所述液體組合物以形 成濾液。
69.根據權利要求59所述的方法，還包括過濾所述液體組合物以形成濾液，并且其中 所述樣品包含所述濾液的至少一部分。
70.根據權利要求59所述的方法，其中所述樣品制備系統還包括比所述可變形自支承 式接收器更具剛性的獨立式容器，并且其中所述可變形自支承式接收器的尺寸被設計為接 納在所述獨立式容器中，并且還包括將所述可變形自支承式接收器設置在所述獨立式容器 內。
71.根據權利要求70所述的方法，其中所述獨立式容器包括孔，穿過所述孔能夠觸及 所述可變形自支承式接收器，并且其中向所述可變形自支承式接收器施加壓力包括經由所 述孔向所述可變形自支承式接收器的外部施加正壓。
72.根據權利要求70所述的方法，其中所述可變形自支承式接收器包括基部，其中所 述獨立式容器包括其中限定有孔的基部，并且其中向所述可變形自支承式接收器施加壓力 包括經由所述獨立式容器的基部內的所述孔向所述可變形自支承式接收器的基部施加壓 力。
73.根據權利要求59所述的方法，其中所述樣品制備系統還包括封蓋，其中所述樣品 遞送系統連接到所述封蓋，并且還包括將所述封蓋連接到所述可變形自支承式接收器。
74.根據權利要求59所述的方法，還包括攪拌所述液體組合物。
75.根據權利要求59所述的方法，還包括將封蓋連接到所述可變形自支承式接收器。
76.根據權利要求59所述的方法，針對所述被分析物對所述樣品進行分析。
77.根據權利要求76所述的方法，其中分析所述樣品包括用微生物測定法、生化測定 法、免疫測定法、橫流測定法、滴定、熱分析、顯微鏡法、譜學方法、分光光度法、層析法、電化 學分析、基因技術、三磷酸腺苷(ATP)檢測測定法、細胞毒性測定法、病毒斑測定法、細胞病 變效應測定法、培養技術以及它們的組合中的至少一者進行分析。
78.根據權利要求76所述的方法，其中針對所述被分析物對所述樣品進行分析包括鑒 別所述被分析物和量化所述被分析物中的至少一項。
79.根據權利要求59所述的方法，還包括將所述樣品從所述樣品遞送系統移至檢測裝置。
80.根據權利要求79所述的方法，還包括用所述檢測裝置針對所述被分析物對所述樣 品進行分析。
81.根據權利要求59所述的方法，還包括將富集裝置連接到所述樣品遞送系統，使得所述樣品制備系統的所述貯存器與所述富 集裝置流體連通，所述富集裝置包括適于培養所述被分析物的營養介質；并且其中向所述可變形自支承式接收器施加壓力包括將所述樣品移入所述富集裝置。
82.根據權利要求81所述的方法，還包括使所述富集裝置脫離所述樣品遞送系統，以及溫育所述富集裝置以促進所述被分析物的生長。
83.根據權利要求59所述的方法，其中將所述液體組合物置于所述可變形自支承式接 收器的所述貯存器中包括如下步驟中的至少一個將包含所述稀釋劑的所述源置于所述貯存器中，將所述源和所述稀釋劑同時添加到所述貯存器中，在將所述稀釋劑添加到所述貯存器之前將所述源添加到所述貯存器中，在將所述源添加到所述貯存器之前將所述稀釋劑添加到所述貯存器中，以及合并所述源和所述稀釋劑以形成液體組合物，并將所述液體組合物添加到所述貯存器中。
84.根據權利要求59所述的方法，其中所述樣品制備系統包括一次性部分，所述一次 性部分包括所述可變形自支承式接收器和連接到所述可變形自支承式接收器的封蓋，其中 所述樣品遞送系統連接到所述封蓋并且包括一次性部分，并且還包括丟棄所述樣品制備系 統的一次性部分和所述樣品遞送系統的一次性部分。
85.根據權利要求59所述的方法，其中所述樣品包含所述液體組合物的至少一部分。
全文摘要
一種用于制備和遞送樣品以檢測被分析物的系統和方法。所述系統可包括樣品制備系統和連接到所述樣品制備系統的樣品遞送系統。所述樣品制備系統可包括具有貯存器的可變形自支承式接收器，所述貯存器適于容納包含源和稀釋劑的液體組合物。所述樣品遞送系統可包括設置為與所述貯存器流體連通并且適于控制從所述樣品制備系統移出樣品的閥門。所述方法還可包括向所述可變形自支承式接收器施加壓力以經由所述樣品遞送系統從所述樣品制備系統移出樣品。
文檔編號G01N1/38GK101909755SQ200880124616
公開日2010年12月8日 申請日期2008年11月19日 優先權日2007年11月20日
發明者史蒂芬·C·P·約瑟夫, 塞拉嘉·常德拉帕蒂, 大衛·J·瓦拉斯克斯, 庫爾特·J·霍爾沃森, 拉杰·拉賈戈帕爾, 辛西亞·D·祖克, 馬修·D·賴爾 申請人:3M創新有限公司