CN1950688A - 用于分子测试的过滤组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种细胞物质样本收集装置，其包括圆柱体，该圆柱体具有穿过其延伸的孔。样本收集装置还包括滤过膜，该滤过膜被构造成用于当孔被施加负压时收集细胞物质层。样本收集装置还包括设置在临近滤过膜的圆柱体上的滴落保护装置。该滴落保护装置可以包括与孔流体连通的至少一个入口端。样本收集装置还可包括可选择性地与圆柱体紧密结合的卡盘，因此，在使用样本收集装置之后，圆柱体可被丢弃，而卡盘可以与之后的圆柱体一起被再次使用。

Description

用于分子测试的过滤组件

技术领域

本发明涉及细胞试样的制备，更特别地，本发明涉及一种用于在生物载玻片上收集和施加细胞试样的过滤器组件。

背景技术

细胞学是研究细胞的形成、结构和功能的生物学分支。当应用在实验室仪器上时，基于对患者细胞试样的目测，细胞学家、细胞技术员和其他医学专家对患者的状况进行医学诊断。典型的细胞学技术是“怕帕尼科拉乌(Pap)涂片”试验，其中，从女性的子宫颈中刮下细胞，并对细胞进行分析，以检查异常细胞是否存在，该异常细胞是宫颈癌发作的前体。细胞学技术也被用于检测人体内其它部分的异常细胞和疾病。

细胞技术得以广泛使用的原因是，通过使用装有弹簧的可移动探针和固定套等的专用活组织检查针从患者身上切除组织试样，使得收集用于分析的细胞样品通常比诸如活组织切片检查的传统外科病理程序的侵害性更小。通过各种技术(包括例如通过刮除或擦拭一区域，或通过使用针从胸腔、膀胱、脊柱管或其他适当区域内吸取体液)，可从患者身上获取细胞样品。细胞样品被放置在溶液中，随后其被收集且传递到载玻片上，用于在放大状态下观察。可将固定剂和着色溶液施加于载玻片上的细胞，用来保存样品，以便实现存档的目的及易于察看。

通常希望载玻片上的细胞具有适当的空间分布，因此，可以分析单独的细胞。通常优选为单层细胞。因此，从包含许多细胞的液体样品中制备试样，通常需要首先通过机械分散(mechanicaldispersion)、流体剪切(fluidic shear)或其它技术将细胞彼此分离，以使薄的、单层细胞可被收集且沉积在载玻片上。通过这种方式，细胞技术员可以很容易识别异常的细胞。细胞也可被计数以确保已经评估了足够数目的细胞。

美国专利第5,143,627号、第5,240,606号、第5,269,918号和第5,282,978号中披露了用于产生在生物载玻片上的有利于目测的薄的单层细胞的一些方法和设备。

根据这些专利中的一个或多个方法制造的并在商业上获得成功的两个设备已经被位于Massachusetts的Boxborough的Cytyc公司作为ThinPrep^TM 2000和ThinPrep^TM 3000处理器(“ThinPrep^TM 3000Processor”)而投放市场。在该商业化过程中，通过使用扫刷型(broom-type)或细胞刷(cytobrush)/刮板(spatula)宫颈取样装置来收集妇科医学样品。接着，该取样装置被冲洗到包含PreservCyt转移介质的小瓶内。接着，样本小瓶被盖好、贴上标签，然后被送到实验室用于制备载玻片。在实验室里，小瓶被放入到ThinPrep^TM处理器中，该处理器在仪器微处理器的控制下执行以下步骤。

首先，ThinPrep^TM处理器使用便携式样本收集装置来从被容纳在样本瓶内的液体样本中分散和收集细胞。样本收集装置包括：一次性塑料(硬膏，plaster)滤筒，该滤筒通过ThinPrep^TM处理器被放入到液体样本中；以及非一次性塑料过滤帽(filter cap)，ThinPrep^TM处理器使用该过滤帽作为界面与滤筒相连接。ThinPrep^TM处理器产生汲取液体穿过样本收集装置的负压脉冲，并在滤筒上收集薄的平坦层的诊断细胞材料。ThinPrep^TM处理器在收集过程中持续地监控穿过样本收集装置的流量，以防止细胞出现得过少或过密集。ThinPrep^TM处理器接着产生将细胞材料沉积在载玻片上的正压脉冲。然后，分析载玻片以确定样本对于指定疾病是呈阳性的还是阴性。

在样本收集过程中，液体样本的一部分经常与过滤帽相接触。由于过滤帽被设计成非一次性的，因此可被再次使用，所以必须彻底地洗净过滤帽以去除粘附在过滤帽上的所有的液体样本。如果过滤帽没有被彻底洗净，细胞、微生物、蛋白质和其它物质可能被从一个样本转移到随后的样本，因此，交叉污染样本。结果，每个样本的诊断结果可能受到影响。为了避免这种污染，现在，操作ThinPrep^TM处理器的技术人员遵循彻底的灭菌规程。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种细胞样本收集装置。该样本收集装置包括圆柱体，该圆柱体具有穿过其延伸的纵向孔。该样本收集装置还包括被安装至圆柱体远端的滤过膜。该膜具有细孔，该细孔与孔流体连通。在一个实施例中，该膜被构造成，当孔受到负压作用时，用于收集细胞物质层。样本收集装置还包括滴落保护装置(drip guard)，该滴落保护装置临近滤过膜设置在圆柱体上。该滴落保护装置和圆柱体可一体形成为一体结构，或可以是适于彼此安装在一起的分立元件。优选地，滴落保护装置设置在圆柱体的孔内。滴落保护装置包括与孔流体连通的至少一个入口端。以这种方式，在整个纵向孔内的压力将会被平衡，以传递施加到圆柱体近端的压力变化，从而在圆柱体远端达到希望的效果，例如，从样品中收集细胞物质或在生物学载玻片上沉积细胞物质。

在一个实施例中，样本收集装置包括设置在圆柱体的近端的卡盘。在该例子中，卡盘具有与圆柱体的孔流体连通的孔和具有与过滤帽的孔流体连通的凹入的圆柱形腔体的增大凸起(enlargedboss)。该凹入腔体被构造成用于容纳来自诸如样本处理器的外部连接元件。以这种方式，样本处理器可移动样本收集装置，也可以激励样本收集装置，使其收集和/或沉积样本。卡盘可选择性地与圆柱体配合，因此，在使用样本收集装置之后，圆柱体可被丢弃，而卡盘可与之后的圆柱体一起被再次使用。由于滴落保护装置将会防止卡盘上的任何被污染的液体接触滤过膜，因此，与卡盘与多个圆柱体一起使用有关的顾虑变为了最小。

根据本发明的第二实施例，提供另一种细胞样本收集装置。样本收集装置包括圆柱体形的本体、形成在圆柱体上的增大的凸起、和穿过圆柱体和凸起而延伸的纵向孔。凸起具有与孔流体连通的凹入腔体。凹入腔体被构造成用于容纳来自诸如样本处理器的外部连接元件。样本收集装置还包括设置在圆柱体上的滤过膜。该膜具有与孔流体连通的细孔。由于凸起和圆柱体一体形成为一体结构-优选地由相对便宜的材料组成，所以整个样本收集装置可被丢弃。在这点上，由于该样本收集装置没有可被再次使用的部分，所以不需要滴落保护装置。

根据本发明的第三实施例，提供一种收集细胞物质的方法。该方法包括在包含液体和细胞物质的样品内放入滤筒。该方法还包括将卡盘和滤筒紧密配合以及通过卡盘在滤筒内施加负压。因此，细胞物质层，优选为细胞单层，被收集在滤筒的外部。该方法还包括防止从卡盘的内表面滴下的任何液体接触滤筒的外部，例如，通过移动穿过滤过膜。通过非限制性实例，可使用前述的滤过膜。以这种方式，当在之后的滤筒上再次使用卡盘时，避免了样本的交叉污染。该方法可选择地包括通过卡盘在滤筒内施加正压，以在生物载玻片上沉积细胞物质层。

附图说明

附图示出了本发明实施例的设计和效用，其中，相同的参考标号表示相同的元件，附图中：

图1是根据本发明一个实施例被构造的细胞样本收集系统的透视图；

图2是在图1的样本收集系统中使用的样本收集装置的透视图；

图3是在图2的样本收集装置中使用的卡盘的透视图；

图4是在图2的样本收集装置中使用的滤筒的透视图；

图5是图4的滤筒的俯视图；

图6是在图4的滤筒中使用的滴落保护装置的俯视图；以及

图7是可在图1的样本收集系统中使用的可替换的样本收集装置的透视图。

具体实施方式

参照图1，下面将详细描述根据本发明的一个实施例而构造的样本收集系统10。该样本收集系统10通常包括样本收集装置12、样本处理器14、和容器16，其中容器用于容纳液体样本18并使其可被样本收集装置12所利用。

容器16可以是适合容纳液体物质且适合为样本收集装置12提供取得液体物质的入口的任何结构。容器16通常是经消毒的塑料容器，其适于容纳生物样本并在液体样本被样本处理器14处理后被丢弃。液体样本可包括包含组织细胞的水保存液。可替换地，液体样本可包含其它生物物质，诸如被刮削下的碎屑或吸出物。

在示例性实施例中，样本处理器14使用气动颗粒收集技术(pneumatic particle collection technique)将液体样本18中的一部分汲到样本收集装置12中。在液体样本18内被分散的颗粒，具体地是细胞26，收集在样本收集装置12的外部，该细胞可接着被施加到生物载玻片(未示出)上。样本处理器14还可优选地能够将收集在样本收集装置12上的颗粒沉积到载玻片上。优选地，样本处理器14是诸如之前提及的ThinPrep^TM处理器的自动化处理器。

为了机械地连接样本收集装置12，样本处理器14包括连接机构20，该连接机构与样本收集装置12的顶部紧密配合，下面将进一步详细描述。样本处理器14还包括两个导管22和24，该导管的远端延伸穿过连接机构20，并与样本收集装置12的内部流体连通。导管22和24的近端连接至样本处理器14的气动源(pneumaticsource，未示出)。以这种方式，样本处理器14可通过导管22施加负压脉冲到样本收集装置12的内部，以从液体样本18中收集颗粒，并且通过导管24施加正压脉冲到样本收集装置12的内部，以将收集到的颗粒分配到载玻片上。

在图解和描述中为了简便起见，仅示出了连接机构20和样本处理器的导管22和24。在美国专利第6,318,190号和第6,572,824号中更加详细地描述了这种类型的样本处理器的结构和功能。

参照图2和图4，下面将更加详细地描述样本收集装置12。样本收集装置12包括：滤筒28，具有圆柱侧壁30，该圆柱侧壁具有近边沿32和远边沿34；和孔36，其在边沿32和34之间的圆柱侧壁30内纵向延伸。圆柱侧壁30可由任何适合的材料组成，但是，优选地，由诸如聚苯乙烯的相对便宜的材料组成，因此，在使用后可被丢掉。

滤筒28还包括安装至圆柱侧壁30的远边沿34的滤过膜38，因此，滤过膜38内的细孔40与圆柱侧壁30内的孔36流体连通。滤过膜38可以通过包括热结合、超声波焊接或溶剂粘合的任何适宜的方式被安装至远边沿34。滤过膜38可由聚碳酸薄膜组成，该聚碳酸薄膜具有为了从液体样本18(图1所示)中收集特定尺寸微粒而选择的多孔结构。例如，细孔尺寸可为大约0.2至20微米。一种这样的薄膜是由California的Pleasanton的Nuclepore公司投放市场的聚碳酸酯膜。其它滤过膜可由包括纤维素、尼龙、聚酯、聚四氟乙烯(Teflon^)的材料或任何其它合适的材料形成。滤过膜38优选地以平面的方式被设置在圆柱侧壁30的远边沿34上，因此，已经被收集在滤过膜38上的细胞物质可被有效地以单层细胞的形式转移到载玻片上。美国专利第5,364,597号、第5,772,818号和第5,942,700号公开了关于这种过滤器的结构和使用的进一步的细节。

进一步参照图3，样本收集装置12还包括与滤筒30选择性地紧密配合的卡盘。具体地，卡盘42具有纵向的孔44，当卡盘42与滤筒30紧密配合时，该孔与滤筒30的孔36流体连通。卡盘42还包括圆柱插入部46(图2中虚线所示)，其尺寸被设置成可紧贴地安装在滤筒28的近端内。圆柱插入部46的外表面包括一对环形槽48，在该环形槽内设置有相对应的一对O形密封环50。以这种方式，圆柱插入部46可与圆柱侧壁30的内表面密封地接合，以避免任何压力漏入或漏出滤筒30。

卡盘42还包括形成在圆柱插入部46的近端的增大的凸起52。凸起52包括凹入腔体54，该凹入腔体的尺寸被设置成可紧贴地容纳样本处理器14的连接机构20的圆柱部分。凹入腔体54的底部表面包括沿孔44周围圆周设置的凹槽56。O形密封环58被设置在凹槽56内，因此，连接机构20的圆柱部分密封地与凹入腔体54紧密配合，从而在卡盘42和连接机构20之间防止任何压力泄漏。

因此，可知，卡盘42起到使样本处理器14与滤筒28机械地、可操作地相连接的作用。特别地，在接合元件20与卡盘42紧密配合后，并在过滤过程之前，样本处理器14可将滤筒28移动和引入到容器16内，且快速旋转样本收集装置12，以使液体样本18运动并打碎可能存在于液体样本18内的颗粒块。

在过滤过程中，卡盘42起到界面的作用，样本处理器14通过卡盘42将负压和正压脉冲施加到滤筒28。即，样本处理器14的气动源可产生负压脉冲，其穿过导管22、穿过卡盘42的孔44，进入滤筒28的孔36内，从而，在孔36和滤筒28的外部之间产生负压差，这使得液体样本18的一部分穿过滤过膜38。因此，细胞物质层，优选地是单层细胞，被收集在滤过膜38的远端表面上。

在过滤过程之后，样本处理器14可从容器16中移除滤筒28，随后放置滤筒28的远端表面面，即滤过膜38，使其与载玻片相接触。样本处理器14的气动源可接着产生正压脉冲，其穿过导管24、穿过卡盘42的孔，进入滤筒28的孔36内，从而，在孔36与滤筒28的外部之间产生正压差，这使得被收集在滤过膜38上的液体样本18作为单个细胞层被沉积在载玻片上。

由于存在这样的危险，即，卡盘42上的可能源自早先与卡盘42配合的另一过滤筒的任何液体污染物会污染被收集在滤筒28上的细胞物质，所以滤筒28还包括安装在滤筒28的孔36内的圆形的滴落保护装置60。在所示实施例中，滴落保护装置60通过使用诸如热结合、溶剂粘合或超声波结合等合适的方法被连接至圆柱侧壁30的内表面。可替换地，滴落保护装置60可以与滤筒28形成为一体结构。在所示实施例中，滴落保护装置60被安装在近边沿32的远侧，从而为卡盘42的圆柱插入部46提供了足够的空隙，以使其插入到滤筒28的近端。

滴落保护装置60将滤筒28的孔36分为近端孔部62和远端孔部64。滴落保护装置60限制来自卡盘42(其之前可能与另一滤筒一起使用过)的任何污染物进入近端孔部62，从而防止了被收集在滤筒28上的细胞物质被污染。即，从卡盘42的内表面滴下的任何液体污染物将会被装在滴落保护装置60内，并将不能进入到远端孔部64内，该污染物可以以另外方式穿过滤过膜38。当正压脉冲被传送到滤筒28的孔36内时(该正压脉冲促使远端孔部64内的一些液体穿过滤过膜38)，这尤其重要。

接着参照图5和图6，滴落保护装置60的近侧包括可选择的凹入腔体66，以方便液体的容纳。由于为了使在滤筒28的近端由样本处理器14施加的负压和正压脉冲在滤筒28的远端提供所希望的效果，在整个孔36中的压力必须能够平衡，所以需要在近端孔部62和远端孔部64之间实现流体连通。为此，滴落保护装置60还包括入口端68(在该例中，为四个等距离设置的入口端)，通过该入口端，近端孔部62和远端孔部64可彼此流体连通。为了使来自卡盘42的污染液体可以泄漏到滤筒28的远端孔部64的可能性最小，入口端68被设置在滴落保护装置60的周界外围，在该处液体不太可能滴落。

因此，可知，虽然滤筒28可被丢弃，而卡盘42可以在该样本不可能被卡盘42污染的情况下(或至少使这种可能最小)与之后的滤筒一起被再次使用。

防止样本间交叉污染的另一种方法是，提供一种完全一次性的样本收集装置。具体地，参照图7，下面将描述一次性样本收集装置110。除了卡盘与滤筒一体形成为一体结构之外，该样本收集装置110与前述样本收集装置10相似。特别地，样本收集装置110包括圆柱体112、一体形成在圆柱体112的近端的凸起114、和延伸穿过圆柱体112和凸起114的纵向孔114。圆柱体112和凸起114与前述的滤筒28和凸起52相似。但是，由于凸起114一体形成在圆柱体112上，因此不需要用于将凸起114和圆柱体112紧密配合起来的圆柱体插入部。由于凸起114由与圆柱体112相同的廉价材料形成，所以整个样本收集装置110可被丢弃，同时不会形成重大的不利的商业影响。此外，由于样本收集装置110的任何部分都将不会被再次使用，所以不需要滴落保护装置。

Claims (16)

1.一种用于细胞样本载玻片制备中的装置，包括：

圆柱体，具有近端、远端、和在所述近端和所述远端之间纵向延伸的孔；

滤过膜，安装在所述圆柱体的所述远端，所述滤过膜具有与所述孔流体连通的细孔；以及

滴落保护装置，设置在临近所述滤过膜的所述圆柱体上，所述滴落保护装置具有与所述孔流体连通的至少一个入口端。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述滤过膜被构造成，当所述孔受到负压时，所述滤过膜从液体悬浮物中收集细胞物质层。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述细胞物质层为单层细胞。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述滴落保护装置被设置在所述圆柱体孔内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述滴落保护装置和所述圆柱体是分立元件。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述滴落保护装置和所述圆柱体是一体元件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，至少一个入口端包括多个真空端口。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述至少一个入口端被设置在所述滴落保护装置的周界上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，还包括设置在所述圆柱体的所述近端上的卡盘，所述卡盘具有与所述圆柱体的孔流体连通的孔以及增大凸起，所述增大凸起具有与所述卡盘的孔流体连通的凹入圆柱形腔体，所述凹入腔体被构造成用于容纳外部接口件。

10.根据权利要求9所述的装置，还包括设置在所述凹入腔体内的密封件。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述卡盘和所述圆柱体为分立元件。

12.一种制备细胞样本载玻片的方法，包括：

在样品中放入滤筒，所述样品包含液体和细胞物质；

将卡盘与所述滤筒紧密配合；

通过所述卡盘在所述滤筒内施加负压，其中，所述细胞物质层被收集在所述滤筒的外部；

使得液体从所述卡盘的内表面滴落；以及

防止所述滴落液体污染所述滤筒的所述外部。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过在所述滤筒内设置滴落保护装置，防止所述滴落液体污染所述滤筒的所述外部。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，在所述滤筒内施加所述负压之前，将所述卡盘与所述滤筒紧密配合。

15.根据权利要求12或13所述的方法，还包括丢弃所述滤筒，以及与另一滤筒一起再次使用所述卡盘，以收集另一细胞样本。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，还包括通过所述卡盘在所述滤筒内施加正压，其中，细胞物质层被沉积在生物载玻片上。

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