(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体／粒子混合物から粒子を分離するフィルタ構造であって、以下、
ａ）それを介して延出する第１トップ開口通路を備えるトップエレメント、ここで、前記第１トップ開口通路は前記トップエレメントの下側に開口しており、
ｂ）それを介して延出する第１ボトム開口通路を備えるボトムエレメント、ここで、前記第１ボトム開口通路は前記ボトムエレメントの上側に開口し、吸引ラインを受け入れるように構成されており、
ｃ）ここで、前記トップエレメントは、当該トップエレメントの下側が前記ボトムエレメントの上側に固定されるように前記ボトムエレメントに固定され、ここで、前記第１トップ開口通路及び前記第１ボトム開口通路は互いにアラインメントされており、
ｄ）第１フィルタエレメントが、前記トップエレメントと前記ボトムエレメントとの間に配置され、前記第１トップ開口通路及び前記第１ボトム開口通路と重なっており、
ｅ）前記第１ボトム開口通路と流体連通する第１吸引出口、これを通して、吸引力を前記第１ボトム開口通路に導入することができ、
ｆ）前記第１トップ開口通路と流体連通する第１粒子入口、そこから、粒子と共に流体を前記第１トップ開口通路に導入し、粒子が前記第１フィルタエレメント上に堆積し、
ｇ）前記第１トップ開口通路と流体連通する第１溶離流体入口、そこから溶離流体を前記第１トップ開口通路に導入して、粒子を前記第１フィルタエレメントから除去することができ、
ｈ）前記第１トップ開口通路と流体連通する第１粒子出口、これを通して粒子を含む流体が前記第１トップ開口通路から出ることができ、
ｉ）それを通して貫通延出する複数の通路を備える直線通路に沿って移動可能なスライダバルブ、ここで、
１）第１位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第１粒子入口から前記第１フィルタエレメントを通って前記第１吸引出口への流体連通を提供するべくアラインメントされ、
２）第２位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第１溶離流体入口から前記第１フィルタエレメントを超えて第１収集器への流体連通を提供するように構成される、を含む本体を有するフィルタ構造。
【請求項２】
更に、第１すすぎ入口を有し、これを通してすすぎ液を前記第１トップ開口通路に導入することができ、ここで、別の位置において、前記スライダバルブは、当該スライダバルブの通路が前記第１すすぎ入口から前記第１フィルタエレメントを通して前記第１吸引出口への流体連通を提供するようにインデックスされる請求項１に記載のフィルタ構造。
【請求項３】
更に別の位置において、前記スライダバルブの通路は、使用前に通路をパージするための前記第１すすぎ入口との流体連通を提供するようにアラインメントされる請求項２に記載のフィルタ構造。
【請求項４】
前記第１溶離流体入口と前記第１すすぎ入口とは同じである請求項２に記載のフィルタ構造。
【請求項５】
更に以下、
ａ）前記トップエレメントを介して延出する第２トップ開口通路、ここで、前記第２トップ開口通路は、前記トップエレメントの下側に開口しており、
ｂ）前記ボトムエレメントを介して延出する第２ボトム開口通路、ここで、前記第２ボトム開口通路は前記ボトムエレメントの上側に開口し、吸引ラインを受け入れるように構成されており、
ｃ）ここで、前記第２トップ開口通路及び前記第２ボトム開口通路は互いにアラインメントされており、
ｄ）前記トップエレメントと前記ボトムエレメントとの間に配置され、前記第２トップ開口通路及び前記第２ボトム開口通路と重なる第２フィルタエレメント、
ｅ）前記第２ボトム開口通路と流体連通する第２吸引出口、これを通して吸引力を前記第２ボトム開口通路に導入することができ、
ｆ）前記トップエレメントの前記第２トップ開口通路と流体連通する第２粒子入口、これを通して前記第１フィルタエレメントから除去された粒子を含む流体を前記第２トップ開口通路に導入し、前記第２フィルタエレメント上に堆積させることができ、
ｇ）前記第２トップ開口通路と流体連通する第２溶離流体入口、これを通して溶出流体を前記第２トップ開口通路に導入して前記第２フィルタエレメントから第２収集器末端に粒子を移動せさることができ、
ｈ）前記第２トップ開口通路と流体連通する第２粒子出口、これを通して粒子を含む流体は前記第２トップ開口通路から出ることができ、
ｉ）それを通して貫通延出する複数の通路を備える直線通路に沿って移動可能なスライダバルブ、を有し、ここで、
１）第３位置において、前記スライダバルブの通路はアラインメントされて、前記第２粒子入口と前記第２吸引出口との間の流体連通を提供し、
２）第４位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第２溶離流体入口と前記第２収集器末端との間の流体連通を提供するように構成される請求項１に記載のフィルタ構造。
【請求項６】
更に、第２すすぎ入口を有し、これを通してすすぎ液を前記第２トップ開口通路に導入することができ、ここで、別の位置において、前記スライダバルブは、当該スライダバルブの通路が前記第２すすぎ入口から前記第２フィルタエレメントを通して前記第２吸引出口への流体連通を提供するようにインデックスされる請求項５に記載のフィルタ構造。
【請求項７】
更に別の位置において、前記スライダバルブの通路は、使用前に通路をパージするための第２すすぎ入口との流体連通を提供するようにアラインメントされる請求項６に記載のフィルタ構造。
【請求項８】
前記第１収集器は前記第２フィルタエレメントである請求項５に記載のフィルタ構造。
【請求項９】
前記第１粒子入口は、カートリッジ本体を超えて延出可能なフレキシブルチューブである請求項１に記載のフィルタ構造。
【請求項１０】
更に、前記カートリッジ本体に取り付けられそれらから延出するシャフトを備え、それらギアの一方向への回転によって前記フレキシブルチューブを前記カートリッジ本体から進行させ、別の方向への回転によって、前記フレキシブルチューブを前記カートリッジ本体から退避させるように前記フレキシブルチューブを互いにピンチする二つの隣接するギアを有している請求項９に記載のフィルタ構造。
【請求項１１】
前記ボトムエレメントの前記第１ボトム開口通路は、前記ボトムエレメントを通して延出し、前記トップエレメントと同じであるがそれに対して対称なサブボトムエレメントを有し、前記サブボトムエレメントは前記ボトムエレメントに固定され、前記ボトムエレメントの前記第１吸引出口は、前記トップエレメントと前記サブボトムエレメントとの両方において前記第１フィルタエレメント及び前記第２フィルタエレメントのそれぞれに対して吸引力を提供する請求項５に記載のフィルタ構造。
【請求項１２】
前記第１フィルタエレメント及び前記第２フィルタエレメントは、表面フィルタであるポリカーボネート式フィルタエレメントである請求項５に記載のフィルタ構造。
【請求項１３】
前記第１フィルタエレメント及び前記第２フィルタエレメントは、約０．０１〜５０ミクロン幅の開口径の穴を有する請求項５に記載のフィルタ構造。
【請求項１４】
前記第１フィルタエレメント及び前記第２フィルタエレメントは、約０．０４ミクロン幅の開口径の穴を有する請求項１３に記載のフィルタ構造。
【請求項１５】
前記第１溶離流体入口及び前記第２溶離流体入口は、対応する接続部をより容易に受け入れるべく円錐状である請求項５に記載のフィルタ構造。
【請求項１６】
本体を有するフィルタ構造において流体／粒子混合物から粒子を分離する方法であって、前記本体は以下を含む、
それを介して延出する第１トップ開口通路を備えるトップエレメント、ここで、前記第１トップ開口通路は前記トップエレメントの下側に開口しており、
それを介して延出する第１ボトム開口通路を備えるボトムエレメント、ここで、前記第１ボトム開口通路は前記ボトムエレメントの上側に開口し、吸引ラインを受け入れるように構成されており、
ここで、前記トップエレメントは、当該トップエレメントの下側が前記ボトムエレメントの上側に固定され、前記第１トップ開口通路及び前記第１ボトム開口通路が互いにアラインメントされるように、前記ボトムエレメントに固定されており、そして、
第１フィルタエレメントが、前記トップエレメントと前記ボトムエレメントとの間に配置され、前記第１トップ開口通路及び前記第１ボトム開口通路と重なっている、ここで、前記方法は、以下の工程を有する、
ａ）第１吸引出口から前記第１ボトム開口通路に吸引力を提供し、
ｂ）粒子が前記第１フィルタエレメントによって捕捉されるように第１粒子入口から、粒子を含む流体を前記第１フィルタエレメント上に提供し、
ｃ）第１溶離流体入口を介して前記第１フィルタエレメント上に溶離流体を提供して前記粒子を前記第１フィルタエレメントから収集器内に移動させ、
ｄ）ここで、工程ｂ）およびｃ）は、その内部に複数の通路を備えるスライダバルブを前記本体内において直線経路に沿って以下のように複数の位置へと移動させることによって達成され、
１）第１位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第１粒子入口から前記第１フィルタエレメントを通って前記第１吸引出口へ通過する流体連通を提供するべくアラインメントされ、
２）第２位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第１溶離流体入口から前記第１フィルタエレメントを超えて第１収集器への流体連通を提供するべく構成される、方法。
【請求項１７】
更に、溶離流体を前記第１フィルタエレメント上に提供する前記工程の前に、前記スライダバルブの通路がすすぎ流体を前記第１トップ開口通路に提供するべく配置されるように前記スライダバルブを別の位置に位置決めすることによって第１すすぎ液を前記第１フィルタエレメント上に提供する工程を有する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記本体は更に以下を含む、
前記トップエレメントを介して延出する第２トップ開口通路、ここで、前記第２トップ開口通路は前記トップエレメントの下側に開口しており、
前記ボトムエレメントを介して延出する第２ボトム開口通路、ここで、前記第２ボトム開口通路は前記ボトムエレメントの上側に開口し、吸引ラインを受け入れるように構成されており、
ここで前記第２トップ開口通路及び前記第２ボトム開口通路は互いにアラインメントされており、
前記トップエレメントと前記ボトムエレメントとの間に配置され、前記第２トップ開口通路及び前記第２ボトム開口通路と重なっている第２フィルタエレメント、ここで、前記方法は、以下のさらなる工程を有する、
ａ）前記第２ボトム開口通路に吸引力を提供し、
ｂ）粒子が前記第２フィルタエレメントによって捕捉されるように粒子を含む流体を前記第２フィルタエレメント上に提供し、
ｃ）前記第２フィルタエレメント上に溶離流体を提供して前記粒子を前記第２フィルタエレメントから収集器内に移動させ、
ｄ）ここで、工程ｂ）およびｃ）は、その内部に複数の通路を備えるスライダバルブを前記本体内において直線経路に沿って以下のように複数の位置へと移動させることによって達成され、
１）第３位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第１粒子入口から前記第２フィルタエレメントを通って第２吸引出口へ粒子を通過させる流体連通を提供するべくアラインメントされ、
２）第４位置において、前記スライダバルブの通路は、第２溶離流体入口から前記第２フィルタエレメントを超えて第２収集器への流体連通を提供するべく構成される請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
更に、第２すすぎ入口を有し、これを通してすすぎ液を前記第２トップ開口通路に導入することができ、ここで、別の位置において、前記スライダバルブは、当該スライダバルブの通路が前記すすぎ入口から前記第２フィルタエレメントを通して前記第２吸引出口への流体連通を提供するようにインデックスされる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記粒子はバクテリアである請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１フィルタエレメントは、表面フィルタであるポリカーボネート式フィルタエレメントである請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１フィルタエレメントは、約０．０１〜５０ミクロン幅の開口径の穴を有する請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１フィルタエレメントは、約０．４ミクロン幅の開口径の穴を有する請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記溶離流体は発泡性である請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記溶離流体はフォーム（発泡）剤を含む請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年１２月４日出願の米国仮特許出願第６１／９１１，８４０号、２０１４年６月２６日出願の米国仮特許出願第６２／０１７，６０４号、および２０１４年９月１６日出願の米国仮特許出願第６２／０５０，８５９号の利益を請求するものである。これらの文献のそれぞれの開示の全体をここに参考文献として合体させる。
【背景技術】
【０００２】
発明の分野
流体／粒子混合物から分析用に粒子を抽出するために物理的粒子フィルタが使用される。しかしながら、それによって、それらの粒子は前記フィルタによって保持されたままである。分析のためのフィルタから粒子を取り除くための最も一般的な技術は、たとえば逆洗処理を使用することなどによって、別の流体を導入することである。しかし、理想的には、分析の容易さのためには高い保持率を維持しつつ粒子を可能限り最少量の流体中に含ませなければならない。このことは、粒子がバクテリアである場合は特に当てはまる。従って、フィルタを逆洗することによって確かにフィルタから粒子が取り除かれるが、その処理効率は低く、必要とされる流体の量によって、過剰な流体との二次的な流体／粒子混合物が生じる可能性がある。
【０００３】
更に、孔径の小さな親水性膜を使用する場合、流体と小さな粒子とを吸引するべくフィルタの下流側を吸引する場合、膜が濡れた後に空気に対するバリアとなることがしばしばである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
目的粒子をフィルタリングし、少量の流体内に含ませ、更に、フィルタが、流体通過後においても、このフィルタの膜が真空を利用してより吸引することを可能にするように構成される、設計と方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
流体／粒子混合物から粒子を分離するフィルタ構造であって、以下、
ａ）それを介して延出する第１開口通路を備えるトップエレメント、ここで、前記通路は前記トップエレメントの下側に開口しており、
ｂ）それを介して延出する第１開口通路を備えるボトムエレメント、ここで、前記通路は前記ボトムエレメントの上側に開口し、吸引ラインを受け入れるように構成されており、
ｃ）ここで、前記トップエレメントは、当該トップエレメントの下側が前記ボトムエレメントの上側に固定されるように前記ボトムエレメントに固定され、ここで、前記両通路は互いにアラインメントされており、
ｄ）第１フィルタエレメントが、前記トップエレメントと前記ボトムエレメントとの間に配置され、前記両通路と重なっており、
ｅ）前記ボトム開口通路と流体連通する第１吸引出口、これを通して、吸引力を前記ボトム開口通路に導入することができ、
ｆ）前記第１トップ開口通路と流体連通する第１粒子入口、そこから、粒子と共に流体を前記第１トップ開口通路に導入し、粒子が前記第１フィルタエレメント上に堆積し、
ｇ）前記第１トップ開口通路と流体連通する第１溶離流体入口、そこから溶離流体を前記第１トップ開口通路に導入して、粒子を前記フィルタエレメントから除去することができ、
ｈ）前記第１トップ開口通路と流体連通する第１粒子出口、これを通して粒子を含む流体が前記第１トップ開口通路から出ることができ、
ｉ）それを通して貫通延出する複数の通路を備える直線通路に沿って移動可能なスライダバルブ、ここで、
１）第１位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第１粒子入口から前記第１フィルタエレメントを通って前記第１吸引出口への流体連通を提供するべくアラインメントされ、
２）第２位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第１溶離流体入口から前記第１フィルタエレメントを超えて第１収集器への流体連通を提供するように構成される、を含む本体を有するフィルタ構造。
【０００６】
本体を有するフィルタ構造において流体／粒子混合物から粒子を分離する方法であって、前記本体は以下を含む、
それを介して延出する第１開口通路を備えるトップエレメント、ここで、前記通路は前記トップエレメントの下側に開口しており、
それを介して延出する第１開口通路を備えるボトムエレメント、ここで、前記通路は前記ボトムエレメントの上側に開口し、吸引ラインを受け入れるように構成されており、
ここで、前記トップエレメントは、当該トップエレメントの下側が前記ボトムエレメントの上側に固定され、前記通路が互いにアラインメントされるように、前記ボトムエレメントに固定されており、そして、
第１フィルタエレメントが、前記トップエレメントと前記ボトムエレメントとの間に配置され、前記両通路と重なっている、ここで、前記方法は、以下の工程を有する、
ａ）第１吸引出口から前記ボトム開口通路に吸引力を提供し、
ｂ）粒子が前記フィルタによって捕捉されるように第１粒子入口から、粒子を含む流体を前記第１フィルタエレメント上に提供し、
ｃ）溶離流体入口を介して前記第１フィルタエレメント上に溶離流体を提供して前記粒子を前記フィルタから収集器内に移動させ、
ｄ）ここで、工程ｂ）およびｃ）は、その内部に複数の通路を備えるスライダバルブを前記本体内において直線経路に沿って以下のように複数の位置へと移動させることによって達成され、
１）第１位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第１粒子入口から前記第１フィルタエレメントを通って第１吸引出口へ通過する流体連通を提供するべくアラインメントされ、
２）第２位置において、前記スライダバルブの通路は、前記第１溶離流体入口から前記第１フィルタエレメントを超えて第１収集器への流体連通を提供するべく構成される、方法。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、従来のフィルタ構造を図示する概略の分解図である。
【図２】図２は、図１のフィルタ構造の概要の組み立て図である。
【図３】図３は、従来のフィルタ構造を分解してフィルタエレメントを取り外した状態を示す概略斜視図である。
【図４】図４は、図３の従来のフィルタ構造実施例の、フィルタエレメントを所定位置に取り付けた状態の略図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明によるフィルタ構造の一実施例の上半分と下半分の略図であって、様々なフィルタ処理の構成を例示する図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、様々なフィルタ処理構成を図示する前記フィルタ構造の組み立て状態の略図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明によるフィルタ構造の一実施例の上半分と下半分の略図であって、様々なフィルタ処理の構成を例示する図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、様々なフィルタ処理構成を図示する前記フィルタ構造の組み立て状態の略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明によるフィルタ構造の一実施例の上半分と下半分の略図であって、様々なフィルタ処理の構成を例示する図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、様々なフィルタ処理構成を図示する前記フィルタ構造の組み立て状態の略図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明によるフィルタ構造の一実施例の上半分と下半分の略図であって、様々なフィルタ処理の構成を例示する図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、様々なフィルタ処理構成を図示する前記フィルタ構造の組み立て状態の略図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明によるフィルタ構造の一実施例の上半分と下半分の略図であって、様々なフィルタ処理の構成を例示する図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、様々なフィルタ処理構成を図示する前記フィルタ構造の組み立て状態の略図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明によるフィルタ構造の一実施例の上半分と下半分の略図であって、様々なフィルタ処理の構成を例示する図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、様々なフィルタ処理構成を図示する前記フィルタ構造の組み立て状態の略図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、溶離と水のための二つの入口と、真空用の二つの出口とを提供するためにチェックバルブと改造通路とを利用する一実施例のフィルタ構造の上半分と下半分との略図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａのフィルタ構造の組み立て状態の略図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、フィルタ処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を形成するためにストップコックバルブを利用する別実施例のフィルタ構造の上半分と下半分の略図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａ−１７Ａに図示の実施例のフィルタ構造の組み立て状態の様々なフィルタ処理構成を図示する略図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、フィルタ処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を形成するためにストップコックバルブを利用する別実施例のフィルタ構造の上半分と下半分の略図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１２Ａ−１７Ａに図示の実施例のフィルタ構造の組み立て状態の様々なフィルタ処理構成を図示する略図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、フィルタ処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を形成するためにストップコックバルブを利用する別実施例のフィルタ構造の上半分と下半分の略図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１２Ａ−１７Ａに図示の実施例のフィルタ構造の組み立て状態の様々なフィルタ処理構成を図示する略図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、フィルタ処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を形成するためにストップコックバルブを利用する別実施例のフィルタ構造の上半分と下半分の略図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１２Ａ−１７Ａに図示の実施例のフィルタ構造の組み立て状態の様々なフィルタ処理構成を図示する略図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、フィルタ処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を形成するためにストップコックバルブを利用する別実施例のフィルタ構造の上半分と下半分の略図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１２Ａ−１７Ａに図示の実施例のフィルタ構造の組み立て状態の様々なフィルタ処理構成を図示する略図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、フィルタ処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を形成するためにストップコックバルブを利用する別実施例のフィルタ構造の上半分と下半分の略図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１２Ａ−１７Ａに図示の実施例のフィルタ構造の組み立て状態の様々なフィルタ処理構成を図示する略図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、前に「上部」として記載したものが二つの「下部」の間に挟まれてより大きなフィルタリング能力を提供するサンドイッチ構造を利用したフィルタ構造の略図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａのフィルタ構造の組み立て状態の略図である。
【図１９】図１９は、様々な流体流路を構成するためにスライダバルブを利用する別実施例のフィルタ構造の斜視図である。
【図２０】図２０は、前記バルブ構造の前記スライダバルブを示す断面図である。
【図２１】図２１は、前記スライダバルブの詳細を図示するものである。
【図２２】図２２は、フィルタリング処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を構成するためにスライダバルブを利用する更に別の実施例のフィルタ構造の略図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、フィルタカートリッジともいう前記フィルタ構造が図２２−２８のカートリッジ構造に利用されているシステムを図示する処理流れ図である。
【図２３】図２３は、フィルタリング処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を構成するためにスライダバルブを利用する更に別の実施例のフィルタ構造の略図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、フィルタカートリッジともいう前記フィルタ構造が図２２−２８のカートリッジ構造に利用されているシステムを図示する処理流れ図である。
【図２４】図２４は、フィルタリング処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を構成するためにスライダバルブを利用する更に別の実施例のフィルタ構造の略図である。
【図２５】図２５は、フィルタリング処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を構成するためにスライダバルブを利用する更に別の実施例のフィルタ構造の略図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、フィルタカートリッジともいう前記フィルタ構造が図２２−２８のカートリッジ構造に利用されているシステムを図示する処理流れ図である。
【図２６】図２６は、フィルタリング処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を構成するためにスライダバルブを利用する更に別の実施例のフィルタ構造の略図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、フィルタカートリッジともいう前記フィルタ構造が図２２−２８のカートリッジ構造に利用されているシステムを図示する処理流れ図である。
【図２７】図２７は、フィルタリング処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を構成するためにスライダバルブを利用する更に別の実施例のフィルタ構造の略図である。
【図２８】図２８は、フィルタリング処理のための様々な構成を例示し、更に、様々な流体流路を構成するためにスライダバルブを利用する更に別の実施例のフィルタ構造の略図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、フィルタカートリッジともいう前記フィルタ構造が図２２−２８のカートリッジ構造に利用されているシステムを図示する処理流れ図である。
【図２９】図２９は、４つの別々のフィルタカートリッジを利用するシステムを図示する処理流れ図である。
【図３０】図３０は、図２に概略図示した質量計の一部断面側面図である。
【図３１】図３１は、図２２の矢印２９に沿った略断面図である。
【図３２】図３２は、サンプル中の細胞の処理と同定を概略図示する処理図である。
【図３３】図３３Ａは、ここに記載する濃縮処理無しのＷＡＳＰシステムを使用した血液寒天培地上にプレーティングされた尿サンプルからのバクテリアを図示するものである。図３３Ｂは、ＷＡＳＰシステムを使用した、但し、ここに記載する濃縮処理使用した、血液寒天培地上にプレーティングされた同じ尿サンプルからのバクテリアを図示するものである。図３３Ｃは、ここに記載の濃縮処理無しのＷＡＳＰシステムを使用したＣｈｒｏｍａｇａｒ上にプレーティングされた尿サンプルからのバクテリアを図示するものである。図３３Ｄは、ＷＡＳＰシステムを使用した、但し、ここに記載する濃縮処理を使用した、Ｃｈｒｏｍａｇａｒ上にプレーティングされた同じ尿サンプルからのバクテリアを図示するものである。
【図３４】図３４は、それぞれがＷＡＳＰシステムを使用した、処理前と処理後の、血液寒天培地上にプレーティングされた一つのセットとＣｈｒｏｍａｇａｒ上とにプレーティングされた別のセットとの、尿サンプルの二つの別々のセットを図示するものである。
【図３５】図３５は、前記濃縮処理前と後とのスライド上の臨床尿サンプルの二つのセットの画像であって、たん白質、細胞、および非対象物質を除去する処理の有効性を図示するものである。
【図３６】図３６は、前記濃縮処理前と後とのスライド上のＣＵサンプルの二つのセットの画像であって、たん白質、細胞、および非対象物質を除去する処理の有効性を図示するものである。
【図３７】図３７は、前記濃縮処理前と後とのスライド上のＣＵサンプルの二つのセットの画像であって、たん白質、細胞、および非対象物質を除去する処理の有効性を図示している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
発明の記載
以下の記載の目的のために、用語「端部」、「上方」、「下方」、「右」、「左」、「縦」、「横」、「トップ」、「ボトム」、「側方」、「長手」、およびこれらの派生語は、図面に図示されている状態での本発明に言及するものとする。但し、特に銘記されない限り、本発明はさまざまな代替バリエーション、工程シーケンスを採ることが可能であると理解されるべきである。又、添付の図面に図示され、以下の明細書に記載される具体的な装置や処理は、本発明の単なる例示的実施例に過ぎないと理解されるべきである。従って、ここに開示される実施形態に関連する具体的な寸法や物理的特徴は、限定的なものと見なされてはならない。
【０００９】
図１は、トップエレメント１５とボトムエレメント２０と、これらの間のフィルタエレメント２５とを備える従来のフィルタ構造１０を図示している。図１は分解略図であり、図２は、同じパーツの組み立て状態の略図であるが、ここでは、前記トップエレメント１５とボトムエレメント２０とを互いに引き寄せてそれらの間の前記フィルタエレメント２５を圧縮している。次に、概観として図２を参照すると、流体／粒子混合物が入口／出口３０を通して前記トップエレメント１５へと延出する通路（図示せず）へ導入されている。入口３５は閉じられ、吸引出口４０が、前記フィルタエレメント２５を通して前記流体／粒子混合物を吸引する真空を提供し、それによって、過大な粒子が前記フィルタエレメント２５の上面４５上に残る。その後、前記入口３５が開放され、前記吸引出口４０は閉じられる。次に、溶離流体が、前記入口３５に導入されて、前記フィルタエレメント２５の上面４５を接線方向にすすぎ落とす。これによって前記入口／出口３０から出る流体／粒子混合物の量の減少が起こる。中間工程として、前記入口３５を閉じて、前記入口／出口３０へ水／すすぎ液を導入し、他方、吸引出口４０を開放して、最初のフィルタリング工程後に前記粒子を洗い流し、フィルタを通して前に洗い流されなかった残りの粒子を更にフィルタリングすることができる。この水／すすぎ液と小径粒子溶液は、前記吸引出口４０を通して除去され廃棄される。その結果、前記フィルタエレメント２５の上面４５上に堆積していた過大粒子が単離され、少ない量の溶離流体を使用して収集される。
【００１０】
図３と図４は、トップエレメント２０とボトムエレメント１５と、その間のフィルタエレメント２５（図４）とを備えるフィルタ構造１０の従来の実施例を図示している。これらの図面のそれぞれは、フィルタ構造１０を分解した状態で図示している。しかしながら、それらの間にフィルタエレメント２５を挟んで、４本のボルト２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄのそれぞれを穴２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ内に固定して、前記フィルタ構造１０を組み付けることができることが理解される。図３および図４に図示の前記フィルタ構造１０は、１ステージ式フィルタであって、前記吸引出口３５はボトム通路６０に吸引力を提供する。前記トップエレメント２０は、入口／出口４０と、当該入口／出口４０の反対側の入口３８とを有し、これらの間には通路５０が設けられている。フィルタエレメント２５は、トップエレメント２０とボトムエレメント１５との間に配置される。その作動時において、前記吸引出口３５に吸引力が提供されると、前記ボトム通路６０に真空が作り出される。前記流体／粒子混合物は前記トップエレメント２０の前記入口／出口４０から導入され、ここでそれがフィルタエレメント２５上を移動して、過大粒子がフィルタエレメント２５の上面４５上に保持される。前記流体と小さな粒子はフィルタエレメント２５を通ってボトム通路６０内へと移動し、前記吸引出口４０を通して除去される。前記過大粒子はフィルタエレメント２５の上面４５上に残る。その後、吸引が停止され、圧力下で、溶離流体が前記入口３８から通路５０内に導入され、ここで、それは前記上面４５を横断し、過大粒子を出口４０内へとフラッシングして、そこで、これら粒子は更なる分析のために収集器（図示せず）内に保持される。図３および４に図示の構造は、フィルタエレメント２５上に保持された粒子を水ですすぐ前記中間工程を含まない。
【００１１】
従来技術において知られているように、前記溶離流体は発泡性（フォーム状）とすることができ、ＴＷＥＥＮ等の起泡剤を含むことができる。本発明のフィルタリング構造は、前記粒子がバクテリアである時に最も効果的である。前記フィルタエレメントは、好ましくは、ポリカーボネート型フィルタであり、これは表面フィルタであり、約０．０１から５０ミクロンの開口部を有する穴を備えることができる。一実施例において、前記開口部は、好ましくは、約０．４ミクロン幅である。
【００１２】
説明のために、異なる実施例の類似の部材は類似の番号で、ただし、１０，１１０，２１０等の１００のインクリメントで示される。
【００１３】
図５Ａ−１０Ａの説明中、前記トップエレメント１１５とボトムエレメント１２０とに関して図示した表面は透明とすることができ、前記トップエレメント１１５は、ボトムエレメント１２０上に、これら両エレメント１１５，１２０のそれぞれの通路が互いにほぼアラインメントされるように載置される、ことが理解される。従って、説明の目的で、前記トップエレメント１１５は透明であり、その中に図示されている通路は、このトップエレメント１１５の下側１４７（図５Ｂ）上にあり、これに対してボトムエレメント１２０の中に図示されるボトム通路１５０は、当該ボトムエレメント１２０の上面１５２上に位置する。前記フィルタエレメント２５は図５Ａ−１０Ａには図示されていないが、図５Ｂ−１０Ｂに図示されているように、トップ部分エレメント１１５とボトムエレメント１２０との間に位置している。
【００１４】
バルブＡ−Ｈが前記トップエレメント１１５内に図示されている。前記フィルタ構造１１０の構成に応じて、これらのバルブの内の一つ又は複数が開放され、その他が閉じられる。そのような閉じ状態は、バルブ記号を黒塗りすることによって図示される。
【００１５】
最初の構成に関して、図５Ａと５Ｂを参照すると、前記流体／粒子混合物は前記入口１３０から導入され、矢印１６２によって示されているように第１ステージ通路１６０を通って移動する。バルブＡが開放され、バルブＢ，Ｃ及びＤは閉じられる。この構成において、真空状態になると、前記吸引出口１４０が前記ボトム通路１５０全体を通って真空引きする。その結果、前記流体／粒子混合物はフィルタエレメント１２５の上面１４５に対して付勢され（図５Ｂ）、それによって、過大粒子１６５をフィルタエレメント１２５の上面１４５に対して保持する。小径粒子は、流体と共に、フィルタエレメント１２５を通して吸引され、矢印６７によって示すように、前記吸引出口１４０を通って前記ボトム通路１５０に沿って排出される。この時点で、過大粒子１６５とその他の雑粒子とはフィルタエレメント１２５の上面１４５上に堆積している。尚、図５Ａおよび５Ｂに図示の構成に関して、前記フィルタエレメント１２５の半分しかまだ利用されていない。
【００１６】
フィルタリング処理の完全性を改善するために、本発明者等は、単に、水すすぎ液等の流体すすぎ液を前記粒子１６５上に提供するだけで前記フィルタエレメント１２５を通って更に多くの小さな粒子が洗い流されることを見出した。
【００１７】
図６Ａと６Ｂとを参照すると、バルブＡ，Ｂ，ＤおよびＦが閉じられ、矢印１７４によって示すように水が水入口１７０から水通路１７２に沿って導入される。元の流体／粒子混合物の場合と同様に、前記吸引出口１４０は、前記ボトム通路１５０に真空を提供し、それによって、水がフィルタエレメント１２５を通ってボトム通路１５０内へと引き込まれ、矢印１７６に沿って、そこで吸引出口１４０から排出される。この水すすぎによって、最初のフィルタ工程中に捕捉されたかもしれない追加の小径粒子が除去される。
【００１８】
図７Ａと７Ｂとを参照すると、バルブＡ、Ｃ、ＥおよびＧは、今閉じられており、フォームとも称することになる前記溶離流体が圧力下で前記フォーム出口１８０から導入され、ここで、この溶離流体は矢印１８４によって形成される経路においてフォーム通路１８２を通って収集器１８５まで移動する。この段階で、この収集器は少なくなった量の流体／粒子混合物を保持しており、前記流体は前記溶離流体である。尚、前記真空がオフになると前記ボトム通路１５０が活動停止となって、前記溶離流体の流れはフィルタエレメント１２５の上面１４５を横切って移動して前記流体／粒子混合物を前記収集器１８５内に堆積する。この流体をフィルタエレメント１２５の上面１４５を介して通過させる処理は、前記上面１５２を接線方向に（タンジェンシャルに）すすぐ処理として知られているものであって、これによって前記上面１４５上の粒子が除去されてこの上面１４５を物理的にこすり落として前記粒子１６５を前記収集器１８５内へと移動させる。これを行うことによって、前記最初の流体／粒子混合物に関連する比較的大量の流体が大幅に低減される。
【００１９】
これまで記載したものは、粒子のその後の検査の容易性を改善するべくフィルタリング済み粒子に関連する流体の量の大幅な低減を提供する単一ステージのフィルタリング処理である。実質的に前記ボトムエレメント１２０の幅に渡って延出する前記フィルタエレメント１２５の一部分のみが利用されている。
【００２０】
本発明者等は、前記流体／粒子混合物中の流体の量を更に低減し、不要な小粒子を更に除去するために２ステージフィルタを比較的簡単に提供することが可能であると認識した。
【００２１】
図８Ａおよび８Ｂを参照すると、精製済み流体粒子サンプルが前記収集器１８５内にある状態で、バルブＢ，Ｃ，Ｅ，ＦおよびＨは閉じられ、前記ボトム通路１５０に吸引力が導入されて、収集器１８５からの流体が矢印１９１に沿って第２ステージ通路１９０内に引き込まれ、ここで、小さな粒子と流体が、フィルタエレメント１２５を通ってボトム通路１５０内に引き込まれ、矢印１９２に沿って前記吸引出口１４０から排出される。更に、バルブＡおよびＤが開放され、それによって、流体をリザーバ８５から引き出すべく空気が入ることが可能となる。ここでも、粒子１６５は、フィルタエレメント１２５の上面１４５上に堆積するが、ここでは、前記溶離流体と小径粒子とはフィルタエレメント１２５を通って、ボトム通路１５０内へと移動し、前記吸引出口１４０から出る。
【００２２】
図９Ａおよび９Ｂを参照すると、バルブＣ，Ｅ，ＧおよびＨが閉じられ、水が水入口１７０から水通路１７２に導入され、その後、矢印１９４に沿って第２ステージ通路１９０内に導入される。前記ボトム通路１５０内に提供される吸引力によって、小径粒子と溶離流体残留物とがフィルタ１２５を通してボトム通路１５０へと再び引き込まれ、ここで、それらは矢印１９６に沿って移動して、前記吸引出口１４０から排出される。
【００２３】
最後に、図１０Ａおよび１０Ｂを参照すると、バルブＢ，ＧおよびＦが閉じられ、矢印１９８によって示されているように、溶離流体が前記フォーム入口１８０によってフォーム通路１８２に沿って提供される。前と同様に、前記溶離流体はフィルタエレメント１２５の上面１４５を横切って移動して、フィルタエレメント１２５の上面１４５から粒子１６５をこすり落とし、その後、これら粒子は、出口１３５から第２収集器内へと輸送されて、これによって、流体／粒子混合物を提供する。ここで、前記流体は、前記粒子濃度に対して極めて少量の流体量であって、これによって、これら粒子の分析が極めて容易に進行することを可能にする。
【００２４】
全体として、図５−１０は、流体／粒子混合物から粒子１６５を単離するためのフィルタ構造１１０を図示している。当該フィルタ構造は、それを介して延出して、トップエレメント入口１３０を第１収集器１８５に接続する少なくとも１つの開口６０通路を備えるトップエレメント１１５から構成され、ここで、前記通路１６０は前記トップエレメント１１５の下側１４７に開口している。ボトムエレメント１２０は、少なくとも１つの開口通路１５０を有しそれを介して延出して、ボトムエレメント出口又は吸引出口１４０に接続されている。前記通路１５０は前記ボトムエレメント１２０の上側１５２に開口している。前記トップエレメント１１５は、このトップエレメント１１５の下側１４７がボトムエレメント１２０の上側１５２に対して固定され、通路１６０，１５０が互いにアラインメントされるように、ボトムエレメント１２０に対して固定されている。前記フィルタエレメント１２５は、全体としてフラットで、前記トップエレメント１１５とボトムエレメント１２０との間に位置し、前記両通路１６０，１５０と重なっている。
【００２５】
前記フィルタ構造１１０のトップエレメント入口１３０は流体／粒子供給源に接続され、更に、溶離流体供給源に接続された前記トップエレメント入口１８０に接続され、ここで、前記ボトムエレメント出口１４０は、吸引力供給源に接続されている。前述したように、前記フィルタ構造は、少なくとも二つの流れ構成を備えるバルブ構造を提供する。
【００２６】
前記ボトムエレメント出口１４０に吸引力が加えられると、前記流体／粒子混合物が前記トップ通路１６０内へフィルタエレメント１２５上に導入され、それによって、残余粒子１６５を前記フィルタエレメント１２５上に堆積させ、透過粒子をフィルタエレメント１２５を通過させる。その後、前記ボトムエレメント出口１４０に対する吸引力を停止すると、前記溶離流体が前記トップ通路１６０内へフィルタエレメント１２５上に導入され、前記フィルタエレメント１２５上に堆積した残余粒子が接線方向にすすがれ、トップエレメント出口１３５から第１収集器１８５内に収集される。
【００２７】
前記第１収集器１８５の片側に第１ステージ通路１６０を形成し、前記第１収集器１８５の反対側に第２ステージ通路を形成するべく、前記トップエレメント１１５の開口通路１６０の通路内に第２収集器を配置することができる。前記第１ステージ通路のために前記第１収集器に関して記載した前記バルブ構造が、前記第２ステージ通路に関しても繰り返され、それによって、残余分がまず第１収集器内に堆積され、その後、最終的に前記第２収集器内に堆積される、２ステージフィルタ構造が提供される。
【００２８】
前記溶離流体の導入前で、前記流体／粒子混合物の導入後、前記ボトムエレメント出口１４０に吸引力を加えると、前記すすぎ溶液がトップ通路１６０内へフィルタエレメント１２５を通して導入される。
【００２９】
これまで記載したのは、本発明のフィルタ構造の様々な構成を提供するためにｏｎ／ｏｆｆバルブＡ−Ｈを利用するフィルタ構造であった。別実施例においては、図５Ａ−１０Ａに図示の前記バルブＡ−Ｈのうちのいくつかをチェックバルブによって置き換えることができる。なぜなら、いくつかのバルブを介しては一つの方向にしか流れないからである。これらのｏｎ／ｏｆｆバルブを可能な場合チェックバルブによって置き換えることによって、制御される部材の数を減らすことが可能となり、それによって、フィルタ構造の制御が容易になるだけでなく、更にそのようなチェックバルブはｏｎ／ｏｆｆバルブよりも安価であるため、その結果として、低コストの使い捨て式フィルタ構造を製造することが可能となる。
【００３０】
図１１Ａおよび図１１Ｂ中の部材に関連する参照符号は、たとえば、図５Ａと図５Ｂに見られる参照符号と類似しているが、但し、同じ大文字を利用しながら、バルブの符号のそれぞれは、接尾語”１”がつけられ、それに対して他の部材は、接尾語”Ａ”を使用し、或いは、前の部材が二つの部分に分割される場合には、接尾語”Ｂ”も使用される。
【００３１】
図１１Ａと図１１Ｂは、図５Ａに図示した一つのボトム通路１５０と異なり、第１ボトム通路１５０Ａと第２ボトム通路１５０Ｂとを備えている。更に、これら各ボトム通路１５０Ａ，１５０Ｂは、流体を、それぞれ矢印１６７Ａ，１６７Ｂで示す方向に案内する吸引出口１４０Ａ，１４０Ｂを備えている。又、図１１Ａは、単一のフォーム入口１８０と異なり、第１フォーム入口１８０Ａと第２フォーム入口１８０Ｂとを備えている。図１１Ａは、２つの分離した水入口１７０Ａ，１７０Ｂを備える。前記二つの水入口１７０Ａ，１７０Ｂとフォーム入口１８０Ａ，１８０Ｂのそれぞれの内部において異なる溶離／すすぎ流体を可能とすることによって、第１のサイクルと別の第２のサイクルとで異なる溶離およびすすぎ流体とすることが可能となる。これによって、前記第１サイクルと第２サイクルとの間でのバッファ交換が可能となる。更に、別々の吸引出口１４０Ａ，１４０Ｂの使用によって、前記第２吸引出口１４０Ｂを、前記溶離流体を第２チャンバ内に引き込むために使用することが可能となる。
【００３２】
図１１Ａを参照すると、バルブＡ１−Ｈ１が前記トップエレメント１１５Ａ内に図示されているが、ここでバルブＡ１−Ｃ１とＥ１−Ｇ１はチェックバルブであり、バルブＤ１とＨ１はｏｎ／ｏｆｆバルブであると理解されるべきである。流れが一方向おいてのみ生じるラインに関して、本発明者等は、単一のチェックバルブがｏｎ／ｏｆｆバルブに置き換わることによって、作業者がバルブの作動を調節する作業を軽減することができると認識した。
【００３３】
図５Ａ−９Ａに関して前述したように、前記フィルタ構造１１０を、６つの別々のステージ用に構成することが可能である。これらのステージを、以後、１）サンプル吸引、２）第１すすぎ、３）第１抽出、４）第２吸引、５）第２すすぎ、そして６）最終抽出、と呼ぶ。
【００３４】
サンプルを吸入するための最初の構成に関して、前記流体／粒子混合物が前記入口１３０Ａから導入され、前記第１ステージ通路１６０Ａを通って移動する。バルブＤ１が閉じられ、真空が生成させると、吸引出口１４０Ａが前記ボトム通路１５０Ａを通して真空を引き、それによって粒子１６５を堆積させる。フィルタ１２５Ａの上面１４５Ａ上に粒子１６５Ａが堆積すると、第１すすぎステージが開始される。水がチェックバルブＣ１を通して水入口１７０Ａから第１ステージ通路１６０Ａに導入され、他方、前記吸引出口１４０Ａによって提供される吸引力によって、前記水／粒子混合物がフィルタ１２５Ａを通して吸引されて最初の工程中にフィルタリングされなかった追加の粒子をフィルタリングする。前記吸引出口１４０Ａからの真空を停止し、前記ｏｎ／ｏｆｆバルブＤ１を開放する。この時点において、前記フォーム入口１８０Ａから圧力下で溶離液が導入され、この液は前記チェックバルブＢ１を超えて前記第１ステージ通路１６０Ａ内へと進み、ここで、それはフィルタエレメント１２５Ａの上面１４５Ａから粒子１６５を前記収集器１８５Ａ内へと拭いとる。
【００３５】
前記溶離フォームが液体へと分解することによって正の圧力が生じた場合、これはチェックバルブＧ１を通して排出することができる。
【００３６】
この時点において、前記吸引出口１４０Ｂに提供される真空と閉じ位置にあるバルブＨ１とによって前記第２吸引ステージが開始される。前記粒子／流体溶液が前記収集器１８５ＡからバルブＧ１を通って前記第２ステージ通路１９０Ａ内へと引き込まれ、次に、そこでこの溶液は、フィルタエレメント１２５Ａを通過して前記ボトム通路１５０Ｂ内へと移動し、そこで、前記溶離流体と小径粒子とが除去され、他方、過大粒子１６５Ａは、フィルタエレメント１２５Ａの上面１４５Ａ上に残る。
【００３７】
前記第２すすぎステージにおいて、前記吸引出口１４０Ｂはまだ作動中であるが、ここでは水は、前記水入口１７０Ｂを通って第２ステージ通路１９０Ａ内へと導入される。水は、フィルタ１２５Ａを通して引き込まれ、それが堆積される前記吸引出口１４０Ｂを通ってフィルタエレメント１２５Ａの上面１４５Ａから追加の粒子を洗い流す。
【００３８】
最終ステージは最終抽出であり、これによって、前記ボトム通路１５０Ｂを介して提供される吸引は無いが、溶離流体が前記フォーム入口１８０Ｂから導入され、そこで、それは前記第２ステージ通路１９０Ａ内へと移動する。バルブＨ１が開放され、それによって、前記溶離流体が前記フィルタエレメント１２５Ａの上面１４５Ａからの粒子１６５Ａを移動させ、これら粒子を前記開放バルブＨ１を超えて最終レセプタクル（図示せず）内へと移動させる。これを行うことにより、粒子は比較的少量の溶離流体中に提供され、これを、その後、更なる分析のためにより容易に利用することができる。
【００３９】
以上に記載の実施例は、一般に、フィルタ構造の複数のステージの制御をより容易にし、コストを削減するために、複数のｏｎ／ｏｆｆバルブをチェックバルブで置き換えるものであった。
【００４０】
図１２Ａ−１７Ａおよび１２Ｂ−１７Ｂは、更に別の実施例を図示し、ここでは、様々なステージのためのフィルタ構造を構成するために一連の３−ｗａｙストップコックバルブＭ，Ｎ，Ｏ，Ｐが利用される。ここでも、１）サンプル吸引、２）第１すすぎ、３）第１抽出、４）第２吸引、５）第２すすぎ、そして６）最終抽出を含む前述した６つのステージに関して説明する。
【００４１】
図１２Ａと１２Ｂは、サンプルを吸引するステージに関するものであり、ここでは、バクテリアサンプルが入口１３０Ｃから導入され、バルブＭ，ＮおよびＯは、流れが通路２１０，２３０，２５０および２９０を通って、前記第１ステージ通路１６０Ｃ内へと向けられるように配向されている。フィルタエレメント１２５Ｃの上面１４５Ｃ上に粒子１６５Ｃが捕捉されるように前記ボトム通路１５０Ｃに真空がかけられる。前記フィルタエレメント１２５Ｃを通過する液体と粒子は廃棄される。
【００４２】
図１３Ａと１３Ｂを参照すると、前記フィルタエレメント１２５Ｃの上面１４５Ｃ上に粒子１６５Ｃが保持された状態で、水が水入口１７０Ｃをから入って通路２２０，２３０，２５０および２９０を通って第１ステージ通路１６０Ｃ内へと移動するように、バルブＭ，ＮおよびＯを配向することによって、水が導入される。前記ボトム通路１５０Ｃに真空をかけることにより、水と小径粒子とがフィルタエレメント１２５Ｃを通って移動して廃棄され、これによって、小径粒子の追加のフィルタリングを提供する。
【００４３】
前記フィルタエレメント１２５Ｃの上面１４５Ｃ上に粒子１６５Ｃが堆積した状態で、これらの粒子は抽出可能となる。図１４Ａおよび１４Ｂを参照すると、溶離液を前記第１ステージ通路１６０Ｃを通して導入し、バルブＯおよびＮを、前記流れが通路２９０，２５０および２４０を通って前記収集器１８５Ｃに流れ込むように向ける。前記溶離液は、フィルタエレメント１２５Ｃの上面１４５Ｃを横切って通路２９０内へと粒子１６５Ｃを移動する。このようにして、比較的少量の溶離液が粒子１６５Ｃと混合され、前記収集器１８５Ｃ内に堆積される。
【００４４】
前記溶離フォームが液体へと分解することによって起こった正の圧力は開放されている前記収集器の頂部から排出することができる。
【００４５】
ここで前記収集器１８５Ｃ内に堆積した前記溶離液／粒子混合物を第２ステージの吸引を含む第２フィルタリング処理によって処理することができる。図１５Ａおよび１５Ｂを参照すると、前記ボトム通路１５０Ｄを通してかけられた真空によって前記収集器１８５Ｃ内の前記溶離液／粒子混合物が通路２４０，２５０，２７０および２８０を通って第２ステージ通路１６０Ｄ内に移動するようにバルブＮ，ＯおよびＰを向け、ここでも再び、粒子１６５Ｃがフィルタエレメント１２５Ｃの上面１４５Ｃ上に堆積する。
【００４６】
ここで、図１６Ａおよび１６Ｂに図示の第２すすぎステージを開始することが可能となる。詳しくは、バルブＭ，Ｎ，ＯおよびＰを図示のように向けた状態で、水を水入口１７０Ｃから導入することができ、これにより、水は通路２２０，２３０，２５０，２７０および２８０を通って第２ステージ通路１６０Ｄ内へと移動する。そこで、前記水と小径粒子とはフィルタエレメント１２５Ｃを通過して廃棄され、粒子１６５Ｃのより良好なサンプリングを提供する。
【００４７】
ここで、前記第２ステージを、図１７Ａおよび１７Ｂに示すように、最終抽出によって完了することができる。詳しくは、フィルタエレメント１２５Ｃの上面１４５Ｃ上に粒子１６５Ｃが堆積した状態で、圧力下で溶離液を前記第２ステージ通路１６０Ｄに導入し、それによって前記粒子１６５Ｃを前記上面１４５Ｃから取り除く。バルブＰを図示のように向けた状態で、前記粒子と溶離液とは前記第２ステージ通路１６０Ｄを通ってバルブＰを介して通路２８０内へと洗い流され、ここで、それらは通路２６０を通って最終収集器（図示せず）内へと移動し、これによって、比較的少量の液体と混合した粒子１６５Ｃの高品質サンプルを提供する。
【００４８】
図１２Ａ−１７Ａおよび１２Ｂ−１７Ｂは、そのそれぞれが独立した溶離液の供給を受け入れることが可能な二つの別々の通路１６０Ｃ，１６０Ｄを備えるフィルタ構造を図示している。従って、一連のバルブＭ，Ｎ，ＯおよびＰによって、元の粒子液体サンプルを第１ステージ通路１６０Ｃ又は第２ステージ通路１６０Ｄのいずれかに向けることが可能である。更に、この構成は、水を入口１７０Ｃから前記第１ステージ通路１６０Ｃ又は第２ステージ通路１６０Ｄのいずれかに導入することを可能にする。
【００４９】
全体として、図１２Ａ−１７Ａと１２Ｂ−１７Ｂは、流体／粒子混合物から粒子１６５を単離するための別のフィルタ構造を図示している。当該フィルタ構造は、それを介して第１収集器１８５Ｃへトップ通路入口／出口１６２Ｃと流体連通状態に延出する少なくとも１つの開放通路１６０Ｃを備えるトップエレメントから成り、ここで、前記通路１６０Ｃは前記トップエレメント１１５の下側１４７Ａに開口している。ボトムエレメント１２０Ａは、それを介してボトムエレメント出口又は吸入出口１４０に接続されて延出する少なくとも１つの開放通路１５０Ｃを有する。前記通路１５０Ｃは前記ボトムエレメント１２０Ａの上側１５２Ａに開口している。前記トップエレメント１１５Ａは、このトップエレメント１１５Ａの下側１４７Ａがボトムエレメント１２０Ａの上側１５２Ａに対して固定され、通路１６０Ｃ，１５０Ｃが互いにアラインメントされるように、ボトムエレメント１２０Ａに対して固定されている。前記フィルタエレメント１２５Ａは、全体としてフラットで、前記トップエレメント１１５Ａとボトムエレメント１２０Ａとの間に位置し、前記両通路１６０Ｃ，１５０Ｃと重なっている。
【００５０】
前記フィルタ構造の通路１６０Ｃのトップ通路入口／出口１６２Ｃは流体／粒子供給源と溶離流体供給源に接続され、ここで、前記ボトムエレメント出口１４０Ａは吸引供給源に接続されている。前述したように、前記フィルタ構造は、少なくとも二つの流れ構成を備えるバルブ構造を提供する。
【００５１】
前記ボトムエレメント出口１４０Ａに吸引力が加えられると、前記流体／粒子混合物が前記トップ通路入口／出口１６２Ｃからトップ通路１６０Ｃ内へフィルタエレメント１２５Ｃ上に導入され、それによって、残余粒子６５Ｃを前記フィルタエレメント１２５Ｃ上に堆積させ、透過粒子をフィルタエレメント１２５Ｃを通過させる。その後、前記ボトムエレメント出口１４０Ａに対する吸引力を停止すると、前記溶離流体が前記トップ通路１６０Ｃ内へフィルタエレメント１２５Ｃ上に導入され、前記フィルタエレメント１２５Ｃ上に堆積した残余粒子が接線方向に（タンジェンシャルに）すすぎ液され、トップ通路入口／出口１６２Ｃから第１収集器８５Ｃ内に収集される。
【００５２】
前記トップエレメント１１５Ｃの片側に第１ステージ通路１６０Ｃを形成し、前記トップエレメント１１５Ｃの反対側に第２ステージ通路１６０Ｄを形成するべく、前記トップエレメント１１５Ｃは、別のトップ通路入口／出口１６２Ｄと流体連通状態にそれらの間に延出する第２ステージ通路１６０Ｄを備えることができ、これによって、前記第１ステージ通路１６０Ｃに関して部分１）および２）に記載のバルブ構造が第２ステージ通路１６０Ｄに関して繰り返され、それにより、残余粒子がまず前記収集器１８５Ｃ内に堆積され、その後、再び処理されて最終的に前記収集器１８５Ｃ内に再堆積させる２ステージフィルタ構造が提供される。
【００５３】
前記トップエレメント入口１７０Ｃは、すすぎ溶液供給源に接続することができる。これらの状況下において、前記バルブ構造は追加の構成を備えることができる。
【００５４】
具体的には、前記溶離流体導入前で前記流体／粒子混合物導入後、前記ボトムエレメント出口１３５に吸引力を加えると、前記すすぎ溶液が前記トップ通路入口／出口１６２Ｄからフィルタエレメント１２５Ｃを通して前記トップ通路１６０Ｄに導入される。
【００５５】
前と同様、かつ、前記第１ステージ通路１６０Ｃに関して記載したように、前記第２ステージ通路１６０Ｄは、前記第１ステージ通路１６０Ｃからの収集器８５Ｃに保持された流体の処理が更なる処理と精製のために前記第２ステージ通路１６０Ｄに導入され、その後、精製された粒子が前記収集器１８５Ｃに再堆積されるように、類似のバルブ構成とすることができる。
【００５６】
以上、このフィルタ構造を利用した所定の工程についてここに記載したが、特定の必要性に応じて、単一ステージを利用したり、複数のステージを利用したり、個々の工程又は工程のシーケンスを異なるものとしたりすることが可能であると理解される。
【００５７】
別の実施例において、図１８Ａおよび１８Ｂに図示されているようにデュアル・フィルタリング構造が可能である。具体的には、図１８Ａは、図１１Ａに図示のボトムエレメント１２０Ａと同様のトップサンドイッチエレメント３００を図示し、更に、図１１Ｂに図示したトップエレメント１１５Ａと同様のミドルサンドイッチエレメント３０５を図示している。但し、前記ミドルサンドイッチエレメント３０５の通路１６０Ａ，１９０Ａは、前記ミドルサンドイッチエレメント３０５の厚みを完全に貫通して延出している。前記通路６０Ａ，１９０Ａは、収集器１８５Ｃと流体連通している。更に、ボトムサンドイッチエレメント３１０は、前記トップサンドイッチエレメント３００と同じである。但し、前記通路３５０Ａ，３６０Ａは、前記トップサンドイッチエレメント３００の下側３４７にあるのに対して前記通路３５０Ｂ，３６０Ｂは前記ボトムサンドイッチエレメント３１０の上側にある。
【００５８】
前述したように、前記トップサンドイッチエレメント３００の外観は透明であり、実際には、前記通路は当該トップサンドイッチエレメント３００の下側にあると理解されるべきである。更に、前記ボトムサンドイッチエレメント３１０の前記通路は、当該ボトムサンドイッチエレメント３１０の上側にあり、それによって、図１９を参照すると、前記トップサンドイッチエレメント３００と、前記ミドルサンドイッチエレメント３０５と前記ボトムサンドイッチエレメント３１０とが共に配置された時、前記通路は互いにアラインメントされる。前記トップサンドイッチエレメント３００と前記ミドルサンドイッチエレメント３０５との間には、トップフィルタエレメント３１５が配置され、前記ミドルサンドイッチエレメント３０５と前記ボトムサンドイッチエレメント３１０との間にはボトムフィルタエレメント３２０が配置されている。この構成を利用することにより、前記トップフィルタエレメント３１５と前記ボトムフィルタエレメント３２０とは同じ通路容積で二倍の膜表面を提供する。
【００５９】
前記溶離フォームが液体へと分解することによって正の圧力が生じた場合、これは前記収集器１８５Ｃのすぐ下流側の前記チェックバルブを通して排出することができる。
【００６０】
更に、ここに記載したフィルタエレメントは、真空側に対する捕捉された空気の通過を許容するべく疎水性膜から構成することができる。
【００６１】
最後に、サンプルの全部が吸引されたことを感知するための前記真空側に流量センサを追加することができ、それによって、前記使い捨て式フィルタの「クリーン側」にセンサを設ける必要性が無くなる。
【００６２】
ここに開示した前記方法は、膜表面から微生物を除去し、それらを選択された流体中に再懸濁するためのウエットフォームの使用を提供する。又、標本源の如何に拘らず一貫性を維持しつつ低濃度の標本を高い効率で回収することも可能である。
【００６３】
前記フィルタエレメントは、透過物の０．４ミクロンのろ過を提供し、たん白質、溶解性物質、および細胞フラクションを除去する。更に、前記フィルタエレメントをすすぎ液ですすぐことによって、前記ウエットフォームの使用によってフィルタの表面からの前記微生物の抽出を可能にしながら、元のマトリクスから小さな表面付着粒子および小滴を除去することができる。
【００６４】
８０−９０％気体とすることができるフォームの使用によって、前記フォーム抽出中、最終サンプル量に影響を与えることなく空の空間が満たされる。更に、前記フォームは、チャネリングを防止し、フィルタ表面を介してより均一な流れを作り出す高い粘度を有する。前記フォームは、変形可能な固体として振る舞う微小バブルを作り出し、フィルタエレメントの表面から粒子を効果的にスクイージングする。全体として、前記ウェットフォーム抽出との組み合わせでの粒子のマトリクスへの分離に基づくフィルターが、より優れたフィルタリングシステムを提供する。
【００６５】
図１９−２８は、図１２−１７に関して記載した実施例に類似の更に別の実施例を図示しているが、但しここでは、様々なステージのためのフィルタ構造を構成するために前に利用した前記ストップコックバルブＭ，Ｎ，Ｏ，Ｐは、リニアスライダバルブに置き換えられている。更に、図２２Ａ，２３Ａ，２５Ａ，２６Ａおよび２８Ａは、図２２−２８に図示されるカートリッジ構成のためにカートリッジが利用されるシステムを図示する処理フロー図である。
【００６６】
フィルタ構造の個々の構成について説明する前に、図２９を参照するが、これは、複数のフィルタ構造の全クラスタに関する処理フロー図を示している。便宜上、この処理フロー図の種々の部材は大文字ＰＡ−ＰＨで示されている。
【００６７】
圧力容器ＰＡ内の加圧気体が、液体で満たされた圧力容器ＰＢに導入され、前記加圧気体が前記液体中に分解して発泡性液を提供する。前記処理図には、一つは窒素の、もう一つは二酸化炭素の、二つの加圧タンクが図示されている。窒素ガスは、サンプル中に痕跡を残さない点で好適であり、二酸化炭素は、液体中によりよく溶解することから好適でありうる。但し、気体の選択はユーザ次第である。加圧フォーム液は、フィルタ構造と使用される圧力容器ＰＢから出る。システムが非稼働状態にある時にライン中の圧力を解放するために使用することが可能な前記加圧気体容器のそれぞれにバルブが関連付けられている。
【００６８】
前記フィルタ構造について説明する前に、図２９の左下側には、４つのすすぎ液／廃棄物ボトルＰＣが図示されている。これらのボトルのそれぞれは、初めは、これらボトルのうちの三つが一時的な供給容器としてすすぎ液で満たされるのに対して、４つめのボトルは受け入れ容器として空であるという意味で、二目的構成である。前記バルブと配管は、たとえば、ボトル２によって提供されるすすぎ液ラインＰＤを通って搬送されフィルタ構造を通って洗浄されたすすぎ液がその後、廃棄物ラインＰＥを介して前記空ボトル１に戻されるように構成することができる。ここで、前記すすぎ液を、別のボトル、たとえば、ボトル３から、取り出して、空であったボトル２内に排出されるようにバルブ構成を変化させることができる。この状況において、ボトル１は、受け入れ容器として再構成される。ボトル２からのクリーンなすすぎ液は既に使い果たされ、他方、ボトル１をすすぎ液が満たしている。このトグル構造は、前記ボトル２、３および４のそれぞれからのクリーンなすすぎ液水が使い果たされ、これらボトルのうち一つを除いてすべてが排気溶液によって満たされるまで、続けることができる。前記真空ポンプＰＦによって作り出される真空を使用して、前記ボトルからのすすぎ液は、前記すすぎ液ラインと前記廃棄物ラインとを通って移動される。前記真空ポンプＰＦへの前記真空ラインから液体を分離するためにドレン分離装置ＰＧが使用される。
【００６９】
各フィルタ構造は、前記フィルタを介した流れを促進し、又、処理の終点における流体からの前記ラインをクリアにするために排出ラインＰＩに関連付けられている。
【００７０】
吸引、すすぎ、および抽出工程のためのバルブの構成は前に記載した実施例においてよりも複雑ではあるが、より少ないバルブによって空間を最小化するという主たる目的は達成される。更に、水の供給のために一度に一つのボトルを使用し廃棄物供給のための別のボトルを使用するべく複数のボトルを提供することによって、装置のための空間を更に小さなものとすることができる。
【００７１】
図２９の上半分に図示のフィルタ構造は、フィルタリングのための必要な構成を達成するためにスライダバルブを利用した使い捨て式デュアル膜フィルタを備えるカートリッジを利用している。
【００７２】
次に、様々なフィルタ構成に配置される時の一つの特定のフィルタカートリッジの構成と、そのフィルタカートリッジに関連する処理フローとに焦点を当てているプロセス図の一部に注目して説明する。
【００７３】
前の実施例と同様に、１）第１サンプル吸引、２）第１すすぎ、３）第１抽出、４）第２サンプル吸引、５）第２すすぎ、そして６）最終抽出、を含む６つのステージについて以下言及する。
【００７４】
一貫性のために、類似の部材のための参照番号は前の実施例と同様にナンバリングされるが、ここでは４００シリーズのものとされる。
【００７５】
図１９は、流体／粒子混合物用の入口４３０と吸入力出口４４０Ａ，４４０Ｂとを備えるフィルタ構造４００を図示している。更に二つのすすぎ液入口４７０Ａ，４７０Ｂも、フォーム入口４８０Ａ，４８０Ｂとして機能する。分離された粒子を収集するために出口４３５が使用される。図１９に幻像線で示されている別々のフィルタエレメント４２５Ａ，４２５Ｂが、カバー４２５Ｃ及び４２５Ｄの後ろに取り付けられ、フィルタ構造本体４０５に取り付けられている。
【００７６】
図２０および図２１を参照すると、スライダバルブ４９０は、前記フィルタ構造本体４０５内において移動可能である。このスライダバルブ４９０は、その表面上に複数の異なる通路４９２を形成し、これら通路は、前記フィルタ構造本体４０５内の複数の通路４９４（図１９）とアラインメントされている。スライダバルブ４９０は、前記スライダバルブ通路４９６（図２０）内で側方に移動し、前記フィルタ構造を様々なステージ用に構成するために異なる位置に正確にインデックス可能である。
【００７７】
図２２は、前記吸引出口４４０Ａに真空がかけられ、前記流体／粒子混合物が前記入口４３０から引き込まれる、図１２Ａ−１２Ｂに類似の構成を図示している。前記入口４３０に関連付けられたチューブ４３２は、ギア４３４Ａ，４３４Ｂによって操作され、前記流体／粒子混合物を抽出するべく回転して前記入口４３０を前記本体４０５から離間して容器内へ延出する二つのローラ（図示せず）の間に圧縮されるフレキシブルチューブである。前記ギアの第１方向ＡおよびＡ’の回転によって、前記チューブ４３２を図２２中に４３２’によって示す幻影線によって図示する下方位置へと容器４３３内に、又、図２２の幻影線によって示すように、サンプルを受け取るべく、延出する。前記ギアの方向ＢおよびＢ’の回転によって前記フレキシブルチューブ４２３は退避される。
【００７８】
この構成において、前記流体／粒子混合物は、前記フィルタエレメント４２５Ａを通って吸引され、残余流体が吸引出口４４０Ａから除去され、それによって、粒子が前記フィルタエレメント４２５Ａの上面上に堆積する。前記流体の流路は矢印４６７によって示されている。
【００７９】
図２２Ａの処理フロー図を参照すると、前記フィルタカートリッジ４００の入口４３０は、前記容器４３３中の液体サンプル中に浸水している。真空ポンプＰＦによって、ボトルＢ１内へ延出するラインＡＡ内に真空が形成されてその内部に吸引力を発生させる。この吸引力は、ボトルＢ１との接続部を介して前記廃棄物ラインＢＢ内に延出する。その結果、サンプル液が、フィルタエレメント４２５Ａ上で前記入口４３０を通って引き上げられ、廃液は、前記フィルタエレメント４２５Ａを通過して、その後、線ＣＣに沿って前記吸引出口４４０Ａを通ってラインＢＢ内に排出され、そこで、この廃液は、残余粒子がフィルタカートリッジ４００のフィルタエレメント４２５Ａ内に保持された状態で、元は空であったボトルＢ１内に堆積される。
【００８０】
前記フィルタエレメント４２５Ａの表面上に前記粒子が堆積すると、スライダバルブ４９０を、図２３に図示されているように新たな位置にインデックスして前記スライダバルブ４９０中の異なる通路とポート、前記本体４０５内の通路４９２に係合する。ここで、すすぎ流体を、前記すすぎ液入口４７０Ａに導入すると、この流体はフィルタエレメント４２５Ａを通って入口４７０Ａから矢印４６７によって示す経路に沿って移動して、前記吸引出口４４０Ａを通って出る。
【００８１】
図２３Ａは、図２３を参照して直前に記載したすすぎ工程のための処理フロー図を示している。具体的には、前記真空ポンプＰＦは、ラインＡＡにおいてまだ真空を維持しており、それによってラインＢＢを戻ってラインＤＤを通ってラインＣＣへ、そしてラインＥＥへとボトルＢ１内において吸引力が形成され、ここですすぎ液がボトルＢ２から取り出され、ラインＥＥおよびＤＤを通ってフィルタカートリッジ４００のすすぎ液入口４７０Ａへ搬送され、ここで保持粒子がすすがれる。次に、前記すすぎ液は、４４０Ａでの吸引でフィルタカートリッジ４００を出て、ここで、それはラインＣＣおよびＢＢを通って進み、ボトルＢ１内に排出される。尚、図２２Ａと図２３Ａとの両方において、すすぎ液はボトルＢ２から取り出されボトルＢ１中に排出される。
【００８２】
あるインデックス位置にあるスライダバルブを利用して、前記スライダバルブ４９０と前記本体４０５とは、特定の構成においては利用されないいくつかの通路がまだ接続され、それによって流体を受け取るように、互いにアラインメントされる。一例として、図２３において、通路４９９Ａは流体に対して露出している。しかしながら、この通路はデッドエンドであり、その結果、流体が通路４９９Ａ，４９９Ｂ内に堆積する。流れを示す矢印に代えて、これらの通路のそれぞれは、”ｘ”で示されている。但し、汚染を避けるために、これらの通路はクリアされなければならず、その理由により、第２すすぎ工程がある。
【００８３】
図２４は、その後の処理のために通路４９９Ａ，４９９Ｂをフラッシングするのみの目的で存在するこの第２すすぎ工程を図示している。この例において、前記スライダバルブ４９０は、更に下側にインデックスされ、それにより、入口４７０Ａが流体を搬送し、通路４９９Ａ，４９９Ｂをフラッシングし、そこで、残留流体が前記吸引出口４４０Ａを通して除去される。前の実施例においてはこれに相当する工程は存在しない。
【００８４】
図２３と図２４の調査から、各構成において、すすぎ液が入口４７０Ａから提供され、前記吸引出口４４０Ａから取り出されることが理解される。図２４に図示の構成の唯一の目的は、前記通路デッドエンドから流体をパージすることであり、前記フィルタカートリッジ４００の外側構成は同じである。その理由により、図２３を参照して記載した、図２３Ａに図示の処理フロー図は、図２４に見られるフィルタ構成にも同様に当てはまり、別の処理フロー図はここでは提供されない。
【００８５】
前記通路がクリアされ、フィルタエレメント４２５Ａ上に粒子が堆積した状態で、図２５に図示されているように、一連の様々なポート及び通路に係合するべく前記スライダバルブ４９０が再びインデックスされ、それにより、フォームがフォーム入口４８０Ａに導入され、矢印４６７によって示す経路を通り前記フィルタエレメント４２５Ａの上部上を移動し、粒子がこのフィルタエレメント４２５Ａの上部から除去され、フィルタエレメント４２５Ｂの上部上に堆積し、残留フォームは前記吸引出口４４０Ｂから出る。この構造は、前の実施例の図１４Ａ−１４Ｂに図示したものに類似しているが、但し、それは、フィルタ４２５Ａの上面から吸引された粒子がそこから除去されて前記フィルタエレメント４２５Ｂの上面上に堆積される図１５Ａ−１５Ｂに図示の構成をさらに含むものである。前記フォームはフィルタエレメント４２５Ｂを通過し、そこでそれは液体に分解し、吸引出口４４０Ｂから排出される。前の実施例と違って、この構成では中間リザーバは存在しない。尚、この構成においては、前記すすぎ液入口４７０Ａとフォーム入口４８０Ａは同じである。図２２を簡単に参照すると、拡大”Ａ”がこの入口の詳細を図示している。尚、特徴Ｃは、入口ポートのプロファイルが円錐形であることをハイライトしている。この円錐状ポートはエラストマー無しでの良好なシールを提供する。この円錐状シールは、注射器に見られるルアーポートと同じ原理に基づくものである。
【００８６】
図２５Ａは、図２５を参照して直前に記載した構成に関連する処理フロー図を示している。具体的には、ラインＥＥを通って圧力容器ＰＢ１からフォームが提供され、そこで、それは前記フォーム入口４８０Ａからフィルタエレメントの上面を通って導入される。その後、フィルタエレメントから除去された粒子はフィルタエレメントの面上に堆積され、その時点で、前記フォームは、液体に縮小され、そこで、前記真空出口４４０Ｂから出てラインＣＣおよびＢＢを通って移動してボトルＢ１内に堆積される。前記フォームの圧力は、前記真空吸引無しでも前記液体を吸引出口４４０ＢからボトルＢ１内に移動させるのに十分なものであるかもしれないが、この処理をより効率的にするために、前記真空ポンプが、ラインＡＡを通ってボトルＢ１内への吸引を維持し、当該ボトルＢ１内への前記液体の流れを促進する。
【００８７】
その後、図２６に図示されているように、すすぎ流体が入口４７０Ｂから導入され、矢印４６７によって示される経路に沿って移動して前記フィルタエレメント４２５Ｂの上面をすすぎ、ここで、残余流体は吸引出口４４０Ｂで除去される。この構造は図１６Ａ−１６Ｂに図示した構造と均等である。
【００８８】
図２６Ａは、図２６を参照して直前に記載したすすぎ工程に関連する処理フロー図を示している。具体的には、前記真空ポンプＰＦは、ラインＡＡにおいてまだ真空を維持しており、それによってラインＢＢを戻ってラインＤＤを通ってラインＣＣへ、そしてラインＥＥへとボトルＢ１内において吸引力が形成され、ここですすぎ液がボトルＢ２から取り出され、ラインＥＥおよびＤＤを通ってフィルタカートリッジ４００のすすぎ液入口４７０Ａへ搬送され、ここで保持粒子がすすがれる。次に、前記すすぎ液は、４４０Ｂでの吸引でフィルタカートリッジ４００を出て、ここで、それはラインＣＣおよびＢＢを通って進み、ボトルＢ１内に排出される。尚、図２２Ａと図２３Ａとの両方において、すすぎ液はボトルＢ２から取り出されて、ボトルＢ１中に排出される。
【００８９】
図２６を簡単に参照すると、通路４９９Ｃは、連続流を持たず、その内部の流体は滞留することが銘記される。この通路は”ｘ”で示され、ここで、この流体をパージするために、第２すすぎ工程が必要とされる。
【００９０】
図２７は、それによってスライダバルブが更にインデックスされて水がまだ入口４７０Ｂから導入される、前の実施例には無い第２すすぎ工程である。スライダバルブ４９０は、通路４９９Ｃが、矢印４６７の方向に移動し前記真空出口４４０Ｂから出るすすぎ流体によってフラッシングされるようにインデックスされる。
【００９１】
図２６および図２７の調査から、各構成において、すすぎ液が入口４７０Ｂを通って提供され、前記吸引出口４４０Ｂを通って取り出されることが理解される。図２４に図示の構成の唯一の目的は、前記通路デッドエンドから流体をパージすることであり、前記フィルタカートリッジ４００の外側構成は同じである。その理由により、図２７を参照して記載した、図２６Ａに図示の処理フロー図は、図２７に見られるフィルタ構成にも同様に当てはまり、別の処理フロー図はここでは提供されない。
【００９２】
ここで、前の実施例の図１７Ａ−１７Ｂに図示したものに類似の構成においてフィルタエレメント４２５Ｂの上面上に粒子が堆積する。
【００９３】
図２８に図示されているように、この時点において、フォームがフォーム入口４８０Ｂから導入され、これは矢印４６７によって示す方向に前記フィルタエレメント４２５Ｂの面上を移動してこのフィルタエレメント面から粒子を除去し、これらのフィルタリングされた粒子は前記出口４３５から出る。この構造は、前の実施例の図１７Ａ−１７Ｂに図示したものと類似している。
【００９４】
図２８Ａは、図２８を参照して直前に記載した構成に関連する処理フロー図を示している。具体的には、フォームが圧力容器ＰＢ２によって、ラインＦＦを通ってフィルタカートリッジ４００の入口４８０Ｂへと提供され、ここで、前記粒子はフィルタエレメント４２５Ｂの面から除去され、前記出口４３５から排出され、その後の分析のための比較的少量の液体中に漂っている高い濃度の粒子を提供する。
【００９５】
システムに利用される場合、複数のフィルタ構造４００が存在し、これら複数のフィルタ構造４００のためのスライダバルブ４９０が作動されて、複数の別々の作業を同時に行うことができる。具体的には、濃縮器としても知られる、フィルタ構造が、円筒状カルーセルを備えるプロセッサに使用される。更に、前記フィルタ構造４００は、図示されているように、複数のアラインメント穴を有し、これらのアラインメント穴にピンが使用される。
【００９６】
尚、前記フィルタエレメント４２５Ａ，４２５Ｂは、液体がそれらを通過することは許容するが、ある大きさの粒子は抑止する多孔親水性表面から成ることが銘記される。しかしながら、前記フィルタエレメント４２５Ａ，４２５Ｂの一部分は、フィルタリング処理中に発生した蓄積ガスの通過を許容するべく疎水性でなければならない。具体的には、処理中に利用されるフォームは、流体流の妨げを回避するために放出されなければならないガスを発生させる。又、前記フィルタ構造からの濃縮された溶液の排出速度を遅くするために、前記排出流路５０２の出口４３５の近傍に、多孔性メッシュ又はスクリーン又はダンパ５００が設けられている。
【００９７】
図２９を参照すると、ボトル２，３および４はその内部に液体を有しているのに対して、ボトル１は空であることが理解されるべきである。従来では、単一の容器を前記すべてのボトルからの液体を受け入れる大きさにする、結果、非常に大きな容器となっていたであろう。本発明者等は、別の単一のボトルからの液体を受け入れるのに十分な容量の単一の空のボトルを利用することによって、使用後に廃液をその中に案内することが可能な単一の空のボトルが常に存在するように前記バルブシステムをトグルすることが可能であることを認識した。このようにして、三つのボトルの容量を受け入れる単一の容器を設けるのではなく、その容器がそれらのボトル間で交代することができるかぎり、一つのボトルの容量を受け入れる単一の容器を設けることが可能である。
【００９８】
更に、前記流量計ＰＨは、実際には、前記カセットを通って移動する容量を測定するために使用される質量計である。従来では、ペリスタルティックポンプを使用し、中間容器を既知の量のすすぎ流体で満たし、その後、その量を使用して、その液体をフィルタを通して引き出していた。しかしながら、本発明者等は、流体を移動するために真空だけを使用することがより効率的であると判断した。流量計が利用可能ではあるが、フィルタエレメントを通る流速はそのフィルタエレメントの詰まり量に依存するために、その流れの範囲は大きい。流れを測定することが可能な流量計は高価であり、従って、流速を測定するための別の方法が必要であった。ここで使用される質量計は、前記カートリッジを通って移動する流体を蓄積し、流体の量を完全に重量によって評価する。ある量の流体を表す特定の重量に達すると、前記すすぎ液サイクルを停止する。比較的単純なスケールを利用して、前記流体の重量を測定することにより、はるかに高価かつ複雑で、時として、フォーム流体の流れを測定することが困難なより高度な流量計を使用する必要無く、十分に正確な結果が得られる。従って、本発明者等は、それを通って移動する累積流体の重量に基づく単純な技術を使用してフィルタ上の流れの量を測定するための単純でエレガントな解決手段を発見したのである。
【００９９】
図２９に記載した構造をスライダバルブを利用するカートリッジに関して説明したが、そのような構造は、ここに記載される様々なその他のカートリッジおよびフィルタ、更に、タンジェンシャル・フィルタリングに使用されるその他類似のカートリッジとフィルタにも適用可能である。
【０１００】
図３０は、そのような一つの質量計ＰＨの詳細を図示している。具体的には、前記質量計ＰＨは、フィルタと連動し、かつ、圧電トランスデューサ等のロードセル５０６上に載置されるキャニスタ５０４を備えている。当該キャニスタ５０４内の流体の重量を、このロードセル５０６を使用して測定することができる。このようにして、各フィルタを通る流体の量の正確な推定が、直接に量を測定する装置を使用する必要無く、そのフィルタに連動する前記キャニスタ５０４内の流体の重量によって提供される。前述したように、そのような直接量測定装置は、部分的に目詰まりを起こす可能性があり比較的高価なフィルタを通るもの等の変化する流れ用としては理想的ではない。
【０１０１】
図１８Ａおよび１８Ｂに図示のデュアル・フィルタリング構造と同様に、フィルタエレメント３１５とフィルタエレメント３５０とが同じ通路量内に膜表面を二度提供したのと同様に、図３１に図示の構成のように構成されている。
【０１０２】
図３１を参照すると、トップエレメント６００は前記フィルタエレメント４２５Ａを含み、ボトムエレメント７００はフィルタエレメント５２５Ａを含む。流体粒子入口６３０が、両フィルタエレメント４２５Ａとフィルタエレメント５２５Ａとに共通のチャンバ６３５と流体連通している。前記フィルタエレメント４２５Ａとフィルタエレメント５２５Ａの両側には吸引通路５４０Ａ，５４０Ｂが設けられ、前記流体粒子入口６３０から導入された流体粒子溶液内に含まれる粒子をフィルタリングするための真空を提供する。このようにして、前記フィルタエレメント４２５Ａとフィルタエレメント５２５Ａは、同じ通路容量で膜面積を二度提供する。
【０１０３】
これまで記載したのは粒子がフィルタの表面から拭い取られる前にこれらの粒子をすすぎ溶液によってすすぐすすぎステージであったが、本出願人は、又、このすすぎステージの代わりに、又は、このすすぎステージと共に、同じカートリッジ構成によって、フィルタに捕捉された粒子を同じすすぎ液入口から導入し、これらの粒子をその後、クリスタルバイオレット等の、グラム染色に適した染色剤よって洗浄（ｉｒｒｉｇａｔｅ）することが可能であると認識した。その後、更なる処理のために、染色された粒子を更にすすぎ、フィルタから拭い取ることができる。前記フィルタカートリッジを通して前記粒子にグラム染色用に適した染色剤を導入することによって、外部工程が除去されるのみならず、時間も節約される。
【０１０４】
これまで記載したのは、バクテリアやその他の微生物等の粒子を抽出するためのサンプルの処理であったが、更にこれらの粒子を同定する必要がある。
【０１０５】
本開示の次の部分は、たとえば、尿サンプル中のバクテリア等、検出、定量化、グラムタイプ同定および微生物推定同定、のための方法である。より詳しくは、本発明は、以後記載する、ユニークサンプル処理法、技術およびシステムと、その後、尿サンプル又はその他の体液中の、微生物又はその他の細胞を効率的に検出、定量化およびグラムタイプ同定するべく完全に自動化される顕微鏡画像分析との組み合わせに関連する。
【０１０６】
一般に、微生物、たとえば尿サンプル中のバクテリア、同定するための現在の実践は、微生物研究所での微生物を同定し特定するための複雑で時間がかかり高コストな処理を含む。この現在の処理において、サンプルは、研究所に受け入れられる。その後、これらのサンプルは、保管されラベリングされ、その後、それらは殺菌ループを使用して血液寒天培地上に植え付けられる。分析のためにサンプルを準備するためのこれらの三つの工程は、手作業で行われ、そこで、各尿サンプルは、カバーされた培養皿又はプレート内で血液寒天培地上にスワッブされる。もしも５０から１００のサンプルがあるとすれば、それぞれをサンプルを個別に準備する必要があり、多大な時間と労働を必要とする。
【０１０７】
その後、前記サンプルを専用のインキュベータに２４時間入れる。一日後、ラボ技術者がサンプルを陽性培養と陰性培養とに関してスクリーニングする。一般に、培養の大半は陰性であり、これらをマニュアルで報告する。陽性培養の微生物が単離され、生化学流体中に懸濁される。これは、懸濁、希釈、ボルテックス処理、濁り測定が含まれ、それよって生化学廃棄物が生じる。ここでも、この分析のための尿サンプルを準備するための処理は、ラボ技術者によってマニュアルで行われ、これによっても再び多大な時間とエネルギが必要とされ、特に、分析する必要のある尿サンプルが５０〜１００ある場合は特にそうである。
【０１０８】
その後、陽性培養は、種同定と抗生物質感受性テストを受け、それによって懸濁物は複数の試薬に晒される。更に６〜２４時間のインキュベーション時間後、ラボ技術者によって知見が解釈され、報告される。その処理全体で、一般に、サンプル結果を得るためには１１工程と５０時間かかり、この処理は労働集約的である。
【０１０９】
従って、特に、より効率的で、必要な労働力が少なく時間のかからない処理を提供するべく、上述した実験室処置のより迅速な検出、定量化、グラムタイプ同定、推定種同定が必要とされている。
【０１１０】
ここに開示される本発明は、この必要性に応えるものである。これまで記載したサンプル準備システムによって、デッドエンド濾過とウエットフォーム抽出とに基づき、サンプルの粒子を濃縮し精製する。この処理は、約１０分間で実施することができる。しかしながら今は、粒子を同定しなければならない。
【０１１１】
このプロセスが、サンプルから始まる図３２に図示され、その後、このサンプルが本発明の上述した詳細に従って処理される。その後、濃縮サンプルの粒子は、グラム染色され、その後、顕微鏡でスキャンされ、その後、画像分析を受ける。前記グラム染色処理の一部として、前記粒子を、走査顕微鏡用に適した培地上に塗抹することができる。前記濃縮サンプルを処理するためのそのような工程はマニュアルで行うことも可能であるが、それらは、微生物用の液体サンプル処理のための器具である、Ｃｏｐａｎ  ＷＡＳＰ(R)Ｗａｌａｗａｙ  Ｓｐｅｃｉｍｅｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ等のサンプル処理装置を使用して行うことも可能である。このシステムは、その後の走査顕微鏡とそれに続く画像分析とに適した、グラムスライド調節物（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）を提供する。
【０１１２】
図３３−３７は、ここに記載のサンプル処理方法を使用して粒子を濃縮する有効性を図示している。一例として、図３３Ａは、培養時間後の、血液寒天上の未処理臨床尿サンプルを図示している。容易に見えるバクテリアは無い。他方、図３３Ｂは、バクテリア粒子がここに記載のシステムを使用して濃縮された処理済み臨床尿サンプルを図示している。同じ血液寒天上での培養時間後、バクテリアのコロニーが容易にみられる。この同じ観察は、図３３Ｃおよび３３Ｄに見られるサンプルにも当てはまる。
【０１１３】
図３３Ａ−３３Ｄは、サンプルを濃縮し精製するための前記処理の有効性の一例として使用されるものに過ぎないということを銘記することが重要である。本発明は、生物を同定するために培養を必要とせず、その結果、更なる分析のために生物を濃縮するために必要な時間が大幅に短縮される。
【０１１４】
図３４−３７は、本発明に依るサンプル濃縮の有効性の他の具体例である。
【０１１５】
全体として、本発明のサンプルプロセッサは、より低い微生物濃度レベルでの検出（たとえば、尿道感染の場合は１  Ｅ４  ＣＦＵ／ｍｌ）を可能にし、尿サンプル分析のための現在の実践を合理化する。完全に自動化されていることに加えて、前記サンプルプロセッサはコンパクトで自己充足型である。前記サンプルプロセッサは、熟練した作業者を必要とせず、分析のために尿サンプル又は標本を迅速に処理する。提案される方法は、効率を高め、作業量を改良し、時間と金を節約し、操作が容易である。分析を約１０分間で行うことができる。
【０１１６】
その結果、前記サンプルプロセッサの出力は、入力流体を濃縮精製したものとなる。小さな粒子と溶解物とが前記サンプルから除去されている一方で、一定容積あたりの所望の粒子の量は増大している。前記サンプルプロセッサの精製機能によって、染色試薬の障害となる物質を除去することによってより良好な染色が可能となる。前記精製機能はまた、小さい粒子を除去することによって染色したスライドから散乱物を除去する。サンプルプロセッサの濃縮機能は、より良好な検出を可能にする。なぜなら、顕微鏡の視野は面に置かれた限られた量の液体しか見えず、従って、低濃度では、多くの視野において対象の要素が無いかもしれないからである。
【０１１７】
その結果、前述したものは、サンプル準備ユニットを含む微生物サンプルを分析する方法であって、その後、グラム染色および塗抹処理（手動／自動）され、検出（走査）、定量化、グラムタイプ分類、推定微生物同定のために顕微鏡画像分析によって分析される方法である。
【０１１８】
以上、本発明の具体的実施例を詳細に説明したが、当業者は、本開示の全体的教示内容に鑑みてこれらの詳細に対する様々な改造および代替を開発することが可能であると理解するであろう。ここに記載した現時点において好適な実施例は、例示目的のみのためのものであって、添付の請求項に全部記載されている本発明の範囲およびそれらのすべての均等物を限定するものではない。
【０１１９】
以上、本発明の具体的実施例を詳細に説明したが、当業者は、本開示の全体的教示内容に鑑みてこれらの詳細に対する様々な改造および代替を開発することが可能であると理解するであろう。ここに記載した現時点において好適な実施例は、例示目的のみのためのものであって、添付の請求項に全部記載されている本発明の範囲およびそれらの均等物を限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２２Ａ】
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【図２３】
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【図２３Ａ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２５Ａ】
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【図２６】
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【図２６Ａ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２８Ａ】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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