专利名称：用于处理液基样品的小瓶系统和方法
技术领域：
本发明涉及采集和处理流体样品如生物流体样品的装置和方法，包括从流体中采集均匀层的颗粒物质如细胞，以用于诸如细胞学实验方案中的后续检测或分析。
背景技术：
在许多种技术中，从流体中分离出物质、通常是颗粒物质的能力和/或便利性是检测流体中物质是否存在的能力中的一项关键因素。与样品制备有关的干扰因素会过于频繁地混淆目标颗粒，以至于该过程的可靠性不足或成本太高。这些问题存在于各种涉及到检测和/或诊断的检查领域中，包括环境测试、辐射研究、通过细胞学检查来进行的癌症扫描、微生物检测以及有害的废物污染，这里仅列举了其中的一些。
样品的细胞学检查始于从病人中获得包含有细胞样本的样品，对于子宫颈样本来说，其通常通过刮擦或刷拭某个区域来完成，或者通过采集体液例如从胸腔、膀胱或脊柱中得到的那些体液来完成，或者通过微针抽吸或微针活组织检查来完成。在传统的人工细胞学方面的制备中，将流体中的细胞直接传送到或通过离心式处理步骤传送到载玻片上以供观察。在传统的自动化细胞学方面的制备中，将过滤器组件置于液体悬浮液中，该过滤器组件不仅疏散细胞，而且将细胞捕获在过滤器上。然后取下过滤器并使其与显微镜载片相接触。
在所有这些尝试中，样本制备方案中的限制要素足以将固体物质从其流体载体中分离出来，并能容易且有效地以一种易于在显微镜下进行检测的形式来采集和集中该固体物质。尤其在临床病理学领域中，诊断微生物学和/或细胞学均基于对细胞显微检查的诊断和其它显微分析。诊断的精确性和最优样品的制备通常依赖于充分的样本制备。在这一方面，理想的样品应该由单层基本上均匀间隔开的细胞组成。比较新颖的方法如免疫细胞化学和影象分析法都需要可再现的、快速的、无生物危害的且成本较低的制备。
目前，使用特殊的容器来采集用于细胞学检查的生物样本。这些容器通常包含有防腐液，其用于在从采集处至细胞学诊断实验室的运输过程中保存细胞样品。另外，在将利用药签、涂片、调刀或刷子而从体腔内采集到的细胞样品传送至着色或检查用载片或膜片上之前，通过固定剂(例如酒精或丙酮固定剂)将其保存在特殊的容器中。
样品容器是已知的，其允许直接在容器中处理液基生物样品，以便在与容器本身相关的采集位置(处于形成了颗粒物质分离腔的过滤器外壳中)得到基本上均匀的细胞层。例如可参见美国专利No.5301685、No.5471994、No.6296764和No.6309362，所有这些专利均通过引用结合于本文中。然而，这类样品容器需要特殊构造的带孔瓶盖及适配器，其设计成与过滤器外壳和抽吸设备(例如注射器或机械式真空源)相配，这种抽吸设备用来从容器中抽吸液体并使液体穿过过滤器。另外，过滤器的抽吸使其被压在显微镜的载片上，从而将所采集的细胞传送到载片上，这一过程需要将瓶盖和/或与之相关的适配器的配合部分拆开。如果通过自动设备来完成这一处理，那么需要特殊的处理装置来执行这种拆分。所有这些复杂性增加了在实际细胞检查之前所需处理的时间、材料和人工成本。
发明概述本发明涉及一种样品小瓶，其容纳有一种完全处理组件，该组件通常是用于搅拌瓶中的液基样品且固定住过滤器的组件，在过滤器上可从样品中采集到均匀的细胞层。可以预见，与普遍的情况类似，样品小瓶预包装有液体的防腐液。
处理组件通过一种简单且成本低的可松开的联接方式与小瓶的简单瓶盖相连。当在治疗点(如医生的办公室、诊所、医院等)处取下瓶盖时，处理组件与瓶盖保持在一起，允许医务人员能够容易地触及到容器内部，以便将生物样品插入到小瓶中。然后将这种瓶盖及相连的处理组件放回原处，以便密封小瓶。之后将小瓶送到实验室以进行处理。
当在小瓶仍处于闭合状态下以简单的方式来对小瓶进行操作时，处理组件与瓶盖脱开并保留在小瓶中，以便在之后取下瓶盖时可由自动化的或人工的实验设备接触到处理组件。在一个优选实施例中，作用在瓶盖中心上的向下作用力能够使处理组件与瓶盖脱开。与上述现有技术的样品小瓶相比，本发明的小瓶不再需要与瓶盖进行相互作用，可用简单的开盖装置来取下瓶盖，并将其丢弃以避免污染。
因此，本发明的第一方面涉及一种用来处理小瓶中的含有颗粒物质的液体的方法，该小瓶包括在其上端处具有开口的容器、与容器可拆式相连以封闭开口的瓶盖，以及与瓶盖可松开地相连的处理组件。该方法包括步骤在瓶盖处于容器上时使处理组件从瓶盖上脱开，取下瓶盖以暴露出处于容器内的脱开的处理组件，并且操纵该处理组件以对容器中的含有颗粒物质的液体进行处理。脱开步骤包括对封闭的小瓶施加外力。这种外力可施加在瓶盖的中央部分上以使瓶盖向内偏转。
处理组件可包括分散元件，操纵步骤可包括至少移动该分散元件以使液体中的颗粒物质分散开来。可转动该分散元件以搅拌流体。在这种旋转之前可先将分散元件稍稍抬起，以保证处理组件和容器之间存在间隙。
处理组件可包括处于其上部并适于容纳过滤器组件的颗粒物质分离腔，以及与分离腔相通并从中向下延伸出来的管。通过这种设置，操纵步骤可包括将过滤器组件置于分离腔内，密封分离腔，并对分离腔施加真空以便通过管将搅拌过的含有颗粒物质的液体向上抽吸至与过滤器组件接触，从而将颗粒物质采集到过滤器组件的表面上。之后可从分离腔中取出过滤器组件，并使采集在过滤器组件上的颗粒物质与载片接触，从而将所采集到的颗粒物质传送到载片上。
本发明的另一方面涉及用于存放并处理含有颗粒物质的液体的小瓶。这种小瓶包括在其上端处具有开口的容器、与容器可拆式相连以封闭开口的瓶盖，以及处理组件，该处理组件与瓶盖可松开地相连，使其能在瓶盖仍与容器相连时从瓶盖上取下来，并且可选择性地在瓶盖处于容器上时与瓶盖脱开，从而使处理组件在之后取下瓶盖时仍保留在容器中。
瓶盖和处理组件之间可松开的连接可包括相配对的联接部分，它们分别由瓶盖的内部和处理组件的上部所携带，这些联接部分通过保持力而结合在一起，并在对小瓶施加了可克服保持力的外力时分开。联接部分可通过沿轴向、即平行于容器中心轴线的相对运动而相互配合和分开。保持力可以是摩擦力，联接部分可被压配在一起。
联接部分可采用环形的紧密配合的突出部的形式。处理组件的上部可包括横贯容器轴线而延伸的底壁，处理组件上的环形突出部从底壁中向上延伸，从而形成了一个杯形凹槽(其限定了一个可容纳过滤器组件的颗粒物质分离腔)。底壁可具有中心孔，在这种情况下有一根管与孔相通并从底壁中向下延伸出来。这种管具有至少一个用于使液体中的颗粒物质分散开的分散元件。
瓶盖可具有中心凸座，其在处理组件与瓶盖相连时延伸到杯形凹槽内，中心凸座的远端与底壁接触或贴靠着底壁。当对瓶盖的中央部分施加外力以使瓶盖向内偏转时，中心凸座会压在底壁上，并推挤底壁及其上的环形突出部以使它们脱离瓶盖。底壁上的环形突出部可安装在瓶盖上的环形突出部内，这样外力就会使瓶盖上的环形突出部向外偏转，并脱离底壁上的环形突出部。
本发明的另一方面涉及一种用于存放和处理含有颗粒物质的液体的小瓶。这种小瓶包括在其上端处具有开口的容器、与容器可拆式相连以封闭开口的瓶盖，以及整个处于容器中并可在取下瓶盖后与外部操作器相接合的处理组件。该容器具有纵向地延伸穿过开口的中心轴线，以及围绕着轴线的壁。当处理组件不与操作器接合时，位于开口之下的容器周边的壁的一部分可支撑处理组件，使得处理组件的上部置于开口的附近。
容器壁的支撑部分可包括至少三个间隔开的向内延伸的支撑件，处理组件便承靠在这些支撑件上。这些支撑件可包括沿容器纵向延伸的肋(最好是四个)。
处理组件可包括处于其上部并适于容纳过滤器组件的颗粒物质分离腔、与分离腔相通并从中向下延伸出来的管，以及由管所携带的分散元件。处理组件的上部具有位于周边壁附近并安放在肋上的周围部分。处理组件可绕中心轴线旋转，从而使分散元件可搅拌含有颗粒物质的液体，处理组件的尺寸制成为在其被旋转操作器稍稍抬离肋时可在容器中自由旋转而不与周边壁接触。处理组件的紧密配合的周围部分防止了液体在搅拌期间溅到容器之外，这样便减少了生物危害。肋有助于液体中的颗粒物质的分散。
本发明的另外一个方面涉及一种用于存放和处理流体样品的容器。该容器具有周边壁、处于环绕壁上端的开口、封闭了周边壁底端的底壁，以及通过周边壁的一部分而支撑在容器内但非连接在容器上的处理组件。该处理组件可穿过开口而与外部装置相接合，该外部装置可通过处理组件将液体从容器中排出。处理组件具有端部敞开的悬垂管，流体可通过该管而离开容器，容器的底部具有向上的突出部，其紧密安装在管的敞开端内以形成环形的流体流量的测流口。
附图简介下面将参考附图并仅通过示例来详细地介绍结合有用于实施本发明的最佳方式的优选实施例，在图中
图1是根据本发明的样品小瓶的垂直剖视图，其显示了小瓶中的与瓶盖相连的处理组件；图2a是小瓶的容器部分的正视图；图2b是容器的顶视图，其中省去了处理组件；图3是处理组件的顶视图；图4是安装在瓶盖中的衬垫的底平面视图；图5是处理组件以及适用于处理组件的过滤器组件的分解垂直剖视图；图6是处理组件上部的垂直剖视图，显示了处于颗粒物质分离腔内并与吸头相接合的过滤器组件；图7是图6所示装置的局部示意图，显示了液体流和从中分离出来的颗粒物质；图8a是与图1类似的样品小瓶的垂直剖视图，但其显示了与瓶盖脱开的处理组件；图8b是类似于图8a的局部垂直剖视图，显示了处理组件的一种改进形式；图9-13是处于自动化实验室处理的各个阶段的根据本发明的容器的垂直剖视图，在这些图中，图9显示了容器的开盖(取下瓶盖)；图10显示了样品的初次搅拌；图11显示了将过滤器置于处理组件的颗粒物质分离腔中；图12显示了通过处理组件抽吸液体来在过滤器上获得样品；图13显示了过滤器的去除以及将样品传送到显微镜的载片上；和图14是用于处理根据本发明的小瓶并执行如图9-13所示的样品处理步骤的自动化装置的顶视图。
应当理解，本发明并不限于以下所述并显示于附图中的优选实施例的结构细节和部件设置。另外，虽然优选实施例公开成主要应用于供细胞检查的采集和处理生物流体，然而应当理解，本发明可应用于从含有颗粒物质的液体中制备该颗粒物质样本的任何领域中。
最佳方式的详细描述参见图1，2a和2b，根据本发明的小瓶10包括容器20、瓶盖30和处理组件40。处理组件40设计成可执行几项功能，其中包括混合，因此为了方便起见，将这种优选的可旋转的实施例称为搅拌器。容器20优选由塑料、最好是聚丙烯模制而成，并具有围绕着其纵向轴线并与锥形底壁22相连的大致圆柱形壁21。壁21的一小部分24最好是平坦的，该平坦部分的外表面适于容纳标识，例如条形码标记，其包含有关于放在瓶中的样品的信息。虽然图中只显示了一个平坦部分，然而容器可构造成具有两个或多个平坦部分，每一平坦部分都可容纳标识。或者，该标识可定位在壁21的弯曲部分上。平坦部分24的底端具有弧形凹口25，其在容器被自动化的实验处理设备操作时用来支撑容器并将其保持在正确的方位上，该处理设备设计成可容纳容器并将其移动至各个处理工位。四条纵向的肋26从壁21中向内伸出。肋26的上端27形成了处理组件40在与瓶盖30脱开时的承靠点(参见图8a)。容器20的顶部具有开口28以及标准的右手螺旋式螺纹29，其最好延伸过一圈半，并与瓶盖30上的类似螺纹相配。也可使用其它类型的瓶盖-容器联接，例如卡口式联接和搭扣配合装置等。
瓶盖30包括可买到的简单的模制塑料螺纹盖子31，以及保持在盖子中的新颖的衬垫32。盖子31具有平坦的实心顶部以及外压花的悬垂法兰，其带有可与容器20上的螺纹29相配合的内螺纹33。参见图4，衬垫32由塑料、最好是聚乙烯模制而成，并具有大小适于紧密地安装在盖子31中且位于螺纹33之后的大致平坦的基部34，这样衬垫就不会容易地从盖子上脱落。如图1所示，衬垫基部34用作盖子31和容器壁21的边缘之间的垫圈型密封件。
衬垫基部34具有形式为环形突出部35的联接部分，其优选为略微锥形的形状，最好与其中心轴线形成约5°的角度。换句话说，环形联接部分35在其与衬垫基部34相连的近端处的内径大于其远端处的内径。衬垫基部34还具有环形的中心凸座36，其比环形连接器35从基部34中伸出得更远，从而可与处理组件40相互作用，这一点如下所述。虽然优选使用单独的衬垫与标准的盖子相配，然而瓶盖可以整体地模制成包括环形联接部分35和中央环形凸座36在内的单个部件。通过伸入到容器壁21的边缘内部并形成密封，这种单件式瓶盖(或甚至上述的两件式瓶盖)可设计成用作插入式密封件。
参见图1，3和5，处理组件40的形式为由塑料最好是聚丙烯模制而成的搅拌器，其具有环形的基部或底壁41，其在中央处呈倾斜并具有中央进入端口42；从中央悬垂下来的吸管43，管43在管底部附近处具有两个径向上相对的吸入端口44；以及形式为横向延伸的叶片45的分散(混合)元件。搅拌器40的上部具有由基部41和竖直的环形壁47所限定的杯形颗粒物质分离腔或集管46。如下所述，壁47的上边缘呈倾斜，内边缘48最好倾斜得更大，以便于将过滤器组件F放到集管46中。
环形壁47用作将搅拌器40可释放地连接到盖子衬垫32上的联接部分，因此其大小制成能够紧密地安装在环形联接部分35中(参见图1)。具体地说，联接部分35和47之间存在着摩擦配合或压配合，这样，对封闭小瓶所进行的正常处理以及在将瓶盖从容器20上取下来时对瓶盖30所进行的正常处理(例如要将生物样品放到容器中)都不会使搅拌器与瓶盖分离。联接部分47相对于联接部分35的尺寸制成为使得存在非常轻微的初始径向过盈，其最好约为0.31毫米。联接部分47比联接部分35更硬，因此将搅拌器装配到瓶盖上主要涉及到联接部分35的轻微变形，这导致了使搅拌器与瓶盖保持接合的摩擦力。对小瓶施加可以克服这一摩擦保持力的外力将使搅拌器40与瓶盖30脱开，并因重力而进一步掉到容器20中(参见图8a)。
外部分离力最好作用在瓶盖30的中央部分(见图8a中的箭头)，这就使盖子31和衬垫32向内偏转。如图1所示，衬垫32上的中心凸座36的尺寸制成为使其远端刚好与搅拌器的底座41接触或与之非常接近。这样在瓶盖的中央部分被压下时，中心凸座36将比衬垫32上的环形联接部分35偏转得更多，并推动搅拌器40不再与联接部分35接合。衬垫32的向内偏转还使联接部分35向外伸展，从而减轻了保持力并促进了搅拌器的脱开。使搅拌器脱开所需的作用在瓶盖30上的分离力应当处于10到30磅的范围内，最好约为12磅。
使搅拌器脱离瓶盖的另一种方式是人工地或机械地(自动地)在小瓶上施加突然的向上外力，以便产生可克服摩擦保持力并有效地使搅拌器脱离与瓶盖的接合的加速力。这例如可通过迅速地向下移动封闭小瓶以使容器20的底部碰到很硬的表面来实现。自动化的小瓶处理机械也可实现这一任务，其例如通过机械地和/或气动地将封闭小瓶推动到可在后续处理步骤中容纳小瓶的支架内，或者通过沿着斜道使小瓶掉落到支架内的足够远处以使搅拌器脱开来完成。在小瓶上施加突然的向上外力的另一种方式是用敲击件来击打容器20的底部。自动化的小瓶处理机械也可实现这一任务，其例如通过晃动容器20并经由小瓶支架的底部开口来急促地用敲击件推挤容器的底部来完成。用于完成这些任务的适当自动化机械装置的这些及其它变型的设计都应属于机械领域的技术人员的掌握中。
一旦脱离了瓶盖30，搅拌器40就承靠在肋26的上端27上。这可见于图8a。这样，颗粒物质分离腔(集管)46稳定地支撑在容器开口的附近，并可被人工的或自动的处理装置触及，该处理装置将操纵搅拌器，从而可直接对容器中的样品进行处理。需要至少三条肋26来稳定地支撑搅拌器，但是四条肋则更好，因为这一数目似乎能在搅拌过程中促进液体中的颗粒物质的更彻底的分散。
很少一部分病人样品，例如在妇产科医学中的巴氏早期癌变探查试验中所发现的样品以及其它一些类型的样品，包括较大的细胞群集、矫作物以及/或细胞或非细胞的碎片。如果被采集并沉积在载片上，这些较大物体中的一些物体就可能会阻碍诊断细胞的可视效果，并因此导致载片样品的分析或诊断精度下降。由于这些特征大多数不具备诊断相关性，因此通常需要将其从样品中去除。为了达到这一效果，最好取消掉搅拌器吸管43中的侧吸入端口44(见图8b)，这有利于在容器20的底壁22的中央处对吸管43的底部和小突出部23之间的界面的闭合控制。这一界面有效地形成了一个计量阀，计量阀的几何形状(孔)23a在搅拌器40承靠在容器20的肋26上时形成。环形流量孔23a的合适尺寸可防止较大的物体进入吸管43，同时提供了对诊断有用的较小物体的通道。虽然孔23a具有较薄的通道部分以及较小的计量区域，但是由于其直径较大，因此阻塞不会成为一个问题。环形孔23a最好具有约0.105英寸的外径和约0.071英寸的内径，这样便形成了约0.017英寸宽的通道。这一孔尺寸对于妇产科医学样品来说是最优的。
图14显示了用于处理根据本发明的样品小瓶的一种形式的自动化(计算机控制)设备的概图和某些细节。这种设备被称为“LBP”设备(用于液基载片的制备)，并可集成到完全自动化的实验系统中。LBP设备及系统的其它细节在上面引用的临时申请No.60/372080中以及在上面引用的同时提交的题为“用于处理多个液基样品的自动化系统和方法”的非临时申请中有所阐述。
在LBP设备中，根据规定的操作准则来步进式驱动绕过链轮102，104的传送带100，以便沿着处理路径将样品小瓶从一个操作头移动到另一操作头。传送带100具有30个通过销108串联起来的小瓶支架106(编号为1-30)。小瓶支架106采用插槽架的形式，其设置成仅能在一个位置处接收容器20(即与容器20的凹口25接合)。将小瓶装到传送带100上可以人工地完成，或者通过取放自动装载器110来自动地完成。处理过的容器的卸载可以人工地完成，或者通过相同或不同的取放自动装载器来完成。
在将样品小瓶装到插槽架106中之后，首先在条形码阅读工位112处获得与瓶中样品相关的、包括病人身份在内的数据。该数据可统管待进行的特定操作准则。然后将小瓶移动到开盖工位120，在此处具有丝杆驱动的柱塞的开盖头(未示出)首先对瓶盖的中央施加向下的作用力(参见图8a)，以使搅拌器40脱离瓶盖，然后夹紧瓶盖的滚压边缘(例如使用未示出的锥形夹爪)，逆时针转动瓶盖以将其取下来，然后丢弃瓶盖。图9示意性地显示了取下瓶盖的步骤，并显示了在取下瓶盖之后承靠在肋26上的搅拌器。
在开盖后小瓶移动到进行预处理的工位130。该预处理工位是在容器及其样品移动到样品获取工位之前执行预处理操作如使样品在其容器中分散开的位置。预处理工位通常执行分散操作。在该优选实施例中，通过机械混合器来进行分散操作，混合器在样品容器中以固定的速度旋转一段固定的时间。在该示例中，混合器通过使样品均匀化来使液基样品中的较大颗粒和微观颗粒如人的细胞分散开来。或者，样品可包括亚细胞大小的物体，如晶体或其它构造形式中的分子。在这种情况下，例如可在预处理工位中将化学试剂引入到样品中，以便溶解某些晶体结构，并通过化学分散过程使分子在整个液基样品中分散开来，不需要进行机械搅动。在这一示例中，化学预处理工位通过预处理头引入其分散剂。
在所示的实施例中，在工位130处进行高速搅拌。在这里(参见图10)，包括伸展夹头132的搅拌头通过丝杆(未示出)的作用而向下移动到搅拌器40的上部敞开的凹槽(集管)46中，并伸展到环形壁47上以夹住搅拌器。夹头将搅拌器稍稍抬起一些，使其与肋26之间存在着间隙，然后根据由条码阅读器112所确定的对样品来说为特定的搅拌准则来旋转搅拌器。搅拌器的基部或底壁41用作挡油圈，其将任何可能沿着搅拌器上升的液体推到容器壁21上，并防止液体从容器中逸出。在搅拌完成时，夹头132松开搅拌器，并上升到不与容器接触，使容器可以继续前行。
在下一个工位140处，将过滤器组件F装到搅拌器上端处的颗粒物质分离腔(集管)46中。参见图11。过滤器组件通过丝杆驱动的推动器142而从料斗144中分配出来，料斗具有八个可容纳不同类型过滤器的滤管146。被分配出来的过滤器由对样品来说为特定的处理准则来确定。
在装载了过滤器F之后，小瓶移动到样品获取工位150。在此处，吸头152(参见图12)通过丝杆(未示出)的操作而下降到与搅拌器40的上部相接合。吸头具有密封在环形壁47的外部上的O形密封圈153，以及两个密封在过滤器组件F的顶部上的同心的O形密封圈154，155。如下所述，内部抽吸管线156根据对样品来说为特定的处理准则在过滤器F上抽出真空，以便通过吸管43将含有颗粒物质的液体从容器中抽吸至颗粒物质分离腔(集管)46内，并通过过滤器组件F将单层的细胞留在过滤器的底面上。在抽吸之前可再次搅拌样品，这一次速度更慢，以使颗粒物质再次悬浮在流体中。这可通过可旋转地安装的吸头152来完成，该吸头152由同步皮带151来带动旋转。
当样品抽吸完成之后，就将吸头152抬高。吸头的内侧部分158通过气缸(未示出)的作用同时伸展开。随着吸头152被抬高，吸头的外侧部分157就与搅拌器40分离(见图13)，然而由于通过抽吸管线159对O形密封圈154和155之间的环形空间施加了真空，因此过滤器组件F仍保留在吸头的内侧部分158上。这样，吸头152就将过滤器组件F从搅拌器上移开，并可继续借助穿过过滤器的抽吸管线156来施加轻微的抽吸，从而对过滤器上的细胞材料进行所需程度的湿度控制。然后在载片展示工位160处使吸头152绕轴线161(见图14)旋转，以将过滤器定位在从载片盒中传送出来的显微镜载片S上。吸头然后向下移动，将过滤器压在载片S上，并将单层的细胞传递到载片上。图13中的虚线显示了吸头152的这种位置变化以及过滤器与载片S的接触。然后将几滴液体固定剂滴到载片上的样品上，并使载片返回到其在载片盒中的初始位置。
在已经获得样品之后，容器移动到再加盖工位170处，在这里使用新的盖子如热封箔片来密封容器。
图6显示了过滤器组件F的一些细节以及其与搅拌器集管46和吸头152的内侧部分158的功能上的相互配合。过滤器组件F包括过滤器架200，其容纳有过滤器202。过滤器202包括多孔烧结物203和过滤膜205，该过滤膜放在烧结物203的下表面之上，并通过诸如超声波焊接而密封到过滤器架200的周边上。在过滤器架200的顶部处设有一个中心孔204。过滤器202(以及整个过滤器组件F)在其周边处通过一组肋48a而被支撑在搅拌器基部41上，在这些肋与基部41之间形成了径向流动通道49(见图3)。内侧吸头部分158的O形密封圈154，155密封了过滤器架200的顶部。通过端口156施加的抽吸在中心孔204的周围和过滤器架200中产生了真空，其将液体抽到分离腔(集管)46中并穿过过滤器202。该流动垂直地穿过过滤器，并且由于径向流动通道49的存在而横穿过过滤膜的表面。参见图7，图中用圆圈显示了颗粒物质(细胞)，并用箭头显示了流动。这种双流动结构促进了在过滤器上形成单层的细胞。例如参见上述美国专利No.5471994，其大概介绍了这种双流动的概念。集管46的倾斜底壁41进一步促进了单层细胞的成形。过滤器组件的结构细节以及其与斜底集管46的配合操作在上面引用的临时申请No.60/372080以及在上面引用的同时提交的题为“用于处理多个液基样品的自动化系统和方法”的非临时申请中有所阐述。
因此，本发明提供了一种用于采集、运送并处理含有颗粒物质的液体的生物样品和其它样品的有效、低成本、方便且安全的基于小瓶的系统和方法。该系统和方法很好地适合于在自动化设备中使用，其提供了适合特定样本所需的一致且可靠的处理。如果搅拌器在治疗场所处无意中与瓶盖脱开，那么医护人员或其助手可简单地将搅拌器松散地置于小瓶中，使其下降到样品中，而后照常拧上瓶盖即可。这并不困难，因为瓶中的肋只允许搅拌器在一个方向上插入。一旦小瓶在其中容纳了样品时被盖起来，搅拌器就在整个处理过程中都保留在小瓶中，并在对小瓶重新加盖时被密封在瓶内。
在不脱离由所附权利要求限定的本发明范围的前提下，本领域的技术人员可以清楚许多种修改。
工业应用性上述小瓶系统和方法是一种用于采集、运送和处理液基细胞样品的安全、有效、精确、准确、可重复、成本低、效率高、快速且方便的系统和方法的一个整体部分，其提供了完整的诊断细胞实验系统中的完全集成式的样品和信息管理。
权利要求
1.一种用于处理小瓶中的含有颗粒物质的液体的方法，所述小瓶包括在其上端处具有开口的容器、与所述容器可拆式相连以封闭所述开口的瓶盖，以及与所述瓶盖可松开地相连的处理组件，所述方法包括步骤在所述瓶盖处于所述容器上时使所述处理组件从所述瓶盖上脱开；取下所述瓶盖以暴露出处于所述容器内的脱开的所述处理组件；和操纵所述处理组件以对所述容器中的含有颗粒物质的液体进行处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱开步骤包括对所述封闭的小瓶施加外力。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述脱开步骤包括对所述瓶盖的中央部分施加外力以使所述瓶盖向内偏转。
4.根据权利要求1，2或3所述的方法，其特征在于，所述处理组件包括分散元件，所述操纵步骤包括至少移动所述分散元件以使所述液体中的颗粒物质分散开来。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述移动分散元件的步骤包括旋转所述处理组件，以便使所述分散元件可搅拌所述含有颗粒物质的液体。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述移动分散元件的步骤包括先将所述处理组件稍稍抬起，以保证在所述处理组件和容器之间存在间隙，然后旋转所述处理组件，以便使所述分散元件可搅拌所述含有颗粒物质的液体。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述处理组件包括处于其上部并适于容纳过滤器组件的颗粒物质分离腔，以及与所述分离腔相通并从中向下延伸出来的管，所述操纵步骤还包括将过滤器组件置于所述分离腔内，密封所述分离腔，并对所述分离腔施加真空以便通过所述管将搅拌过的含有颗粒物质的液体向上抽吸至与所述过滤器组件相接触，从而将所述颗粒物质采集到所述过滤器组件的表面上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括从所述分离腔中取下所述过滤器组件，并使采集在所述过滤器组件上的颗粒物质与载片接触，从而将所采集到的颗粒物质传送到所述载片上。
9.一种用于容纳和处理含有颗粒物质的液体的小瓶，其包括在其上端处具有开口的容器；与所述容器可拆式相连以封闭所述开口的瓶盖；和处理组件，所述处理组件与所述瓶盖可松开地相连，使其能在所述瓶盖仍与所述容器相连时从所述瓶盖上取下来，并且可选择性地在所述瓶盖处于所述容器上时与所述瓶盖脱开，从而使其在之后取下所述瓶盖时仍保留在所述容器中。
10.根据权利要求9所述的小瓶，其特征在于，所述瓶盖和处理组件之间的可松开的联接包括相配对的联接部分，它们分别由所述瓶盖的内部和所述处理组件的上部所携带，所述这些联接部分通过保持力而结合在一起，并在对所述小瓶施加了可克服所述保持力的外力时分开。
11.根据权利要求10所述的小瓶，其特征在于，所述容器具有沿着所述容器纵向穿过所述开口而延伸的中心轴线，所述联接部分可通过沿所述轴向的相对运动而相互配合和分开。
12.根据权利要求11所述的小瓶，其特征在于，所述保持力为摩擦力。
13.根据权利要求12所述的小瓶，其特征在于，所述联接部分被压配在一起。
14.根据权利要求13所述的小瓶，其特征在于，所述联接部分包括紧密相配的突出部。
15.根据权利要求14所述的小瓶，其特征在于，所述突出部是环形的。
16.根据权利要求15所述的小瓶，其特征在于，所述处理组件的上部包括横贯所述轴线而延伸的底壁，所述处理组件上的环形突出部从所述底壁中向上延伸，从而形成了一个杯形凹槽。
17.根据权利要求16所述的小瓶，其特征在于，所述底壁具有中心孔，并设有管与所述孔相通且从所述底壁中向下延伸出来。
18.根据权利要求17所述的小瓶，其特征在于，所述管具有至少一个用于使所述液体中的颗粒物质分散开的分散元件。
19.根据权利要求16或18所述的小瓶，其特征在于，所述瓶盖具有中心凸座，其在所述处理组件与所述瓶盖相连时延伸到所述杯形凹槽内，所述中心凸座的远端与所述底壁接触或贴靠着所述底壁。
20.根据权利要求19所述的小瓶，其特征在于，可对所述瓶盖的中央部分施加外力以使所述瓶盖向内偏转，从而将所述中心凸座压在所述底壁上，并推挤所述底壁及其上的环形突出部以使它们脱离所述瓶盖。
21.根据权利要求20所述的小瓶，其特征在于，所述底壁上的环形突出部安装在所述瓶盖上的环形突出部内，这样外力就会使所述瓶盖上的环形突出部向外偏转，并脱离所述底壁上的环形突出部。
22.根据权利要求9所述的小瓶，其特征在于，所述瓶盖与所述处理组件之间可松开的联接包括摩擦联接。
23.根据权利要求22所述的小瓶，其特征在于，所述摩擦联接包括分别由所述瓶盖的内部和所述处理组件的上部所携带的配对联接部分的压配合。
24.根据权利要求9所述的小瓶，其特征在于，所述处理组件在其上部包括适于容纳过滤器组件的颗粒物质分离腔，以及与所述分离腔相通并从中向下延伸出来的管。
25.根据权利要求24所述的小瓶，其特征在于，所述处理组件还包括由所述管携带的分散元件，其用于分散所述液体中的颗粒物质。
26.根据权利要求25所述的小瓶，其特征在于，所述分离腔包括由底壁和竖直的环形突出部所限定的顶部敞开的凹槽，所述环形突出部与所述瓶盖可松开地联接。
27.根据权利要求24，25或26所述的小瓶，其特征在于，当所述处理组件脱离所述瓶盖时，围绕着所述处理组件的所述容器壁支撑了所述处理组件。
28.根据权利要求27所述的小瓶，其特征在于，由所述容器壁提供的支撑可使所述处理组件不会承靠在所述容器的底部上。
29.根据权利要求28所述的小瓶，其特征在于，所述容器壁具有至少三个间隔开的向内延伸的支撑件，当所述处理组件脱离所述瓶盖时，所述处理组件承靠在所述支撑件上。
30.根据权利要求29所述的小瓶，其特征在于，所述向内延伸的支撑件包括沿所述容器纵向延伸的肋。
31.根据权利要求30所述的小瓶，其特征在于，所述小瓶包括四条肋。
32.根据权利要求26所述的小瓶，其特征在于，当所述处理组件脱离所述瓶盖时，围绕着所述处理组件的所述容器壁支撑了所述分离腔的底壁。
33.根据权利要求32所述的小瓶，其特征在于，所述容器壁具有至少三个间隔开的向内延伸的支撑件，所述分离腔的底壁承靠在所述支撑件上。
34.根据权利要求33所述的小瓶，其特征在于，所述向内延伸的支撑件包括沿所述容器纵向延伸的肋。
35.根据权利要求34所述的小瓶，其特征在于，所述小瓶包括四条肋。
36.根据权利要求9所述的小瓶，其特征在于，当所述处理组件脱离所述瓶盖时，围绕着所述处理组件的所述容器壁支撑了所述处理组件，以防止所述处理组件承靠在所述容器的底部上。
37.根据权利要求36所述的小瓶，其特征在于，所述容器壁具有至少三个间隔开的向内延伸的支撑件，当所述处理组件脱离所述瓶盖时，所述处理组件承靠在所述支撑件上。
38.根据权利要求37所述的小瓶，其特征在于，所述向内延伸的支撑件包括沿所述容器纵向延伸的肋。
39.根据权利要求38所述的小瓶，其特征在于，所述小瓶包括四条肋。
40.根据权利要求10所述的小瓶，其特征在于，由所述瓶盖内部所携带的联接部分位于夹持在所述瓶盖中的衬垫上。
41.根据权利要求10所述的小瓶，其特征在于，所述衬垫具有朝向所述处理组件而向内延伸的中心凸座，可对所述瓶盖的中央部分施加外力以使所述瓶盖和衬垫向内偏转，从而将所述中心凸座压在所述处理组件上，并推挤所述处理组件以使其脱离所述瓶盖。
42.根据权利要求40或41所述的小瓶，其特征在于，所述衬垫用作所述瓶盖和所述容器之间的密封件。
43.一种用于存放和处理含有颗粒物质的液体的小瓶，包括容器，其具有位于其上端处的开口、沿所述容器的纵向延伸穿过所述开口的中心轴线，以及围绕着所述轴线的壁；与所述容器可拆式相连以封闭所述开口的瓶盖；和整个处于所述容器中并可在取下所述瓶盖后与外部操作器相接合的处理组件，其中在所述处理组件不与所述操作器接合时，位于所述开口之下的一部分所述周边的容器壁支撑着所述处理组件，使得所述处理组件的上部处于所述开口的附近。
44.根据权利要求43所述的小瓶，其特征在于，所述容器壁的支撑部分包括至少三个间隔开的向内延伸的支撑件，所述处理组件承靠在所述支撑件上。
45.根据权利要求44所述的小瓶，其特征在于，所述向内延伸的支撑件包括沿所述容器纵向延伸的肋。
46.根据权利要求45所述的小瓶，其特征在于，所述小瓶包括四条肋。
47.根据权利要求43所述的小瓶，其特征在于，所述处理组件在其上部包括适于容纳过滤器组件的颗粒物质分离腔、与所述分离腔相通并从中向下延伸出来的管，以及由所述管所携带的分散元件，所述处理组件的上部具有周围部分，其位于所述周边壁的附近并承靠在所述周边壁的支撑部分上。
48.根据权利要求47所述的小瓶，其特征在于，所述处理组件可绕所述中心轴线旋转，从而使所述分散元件可搅拌所述含有颗粒物质的液体，所述处理组件的尺寸制成为在其被旋转操作器稍稍抬离所述周边壁的支撑部分时可在所述容器中自由旋转而不与所述周边壁接触。
49.根据权利要求48所述的小瓶，其特征在于，所述容器壁的支撑部分包括至少三个间隔开的向内延伸的支撑件，所述处理组件的周围部分承靠在所述支撑件上。
50.根据权利要求49所述的小瓶，其特征在于，所述向内延伸的支撑件包括沿所述容器纵向延伸的肋，其在所述处理组件旋转时有助于所述液体中的颗粒物质的分散。
51.根据权利要求50所述的小瓶，其特征在于，所述小瓶包括四条肋。
52.根据权利要求43所述的小瓶，其特征在于，所述处理组件具有向下延伸的端部敞开的管，液体可通过所述管而离开所述容器，所述容器的底部具有向上的突出部，当所述处理组件由所述容器壁支撑时，所述突出部紧密地安装在所述管的敞开端部中，以形成环形的液体流量测流口。
53.一种用于存放和处理流体样品的容器，包括周边壁、处于所述周边壁的上端的开口、封闭了所述周边壁的底端的底壁，以及通过所述周边壁的一部分而支撑在所述容器内但非连接在所述容器上的处理组件，所述处理组件可穿过所述开口而与外部装置相接合，所述外部装置可通过所述处理组件将流体从所述容器中排出，其中所述处理组件具有端部敞开的悬垂管，流体可通过所述管而离开所述容器，所述容器的底部具有向上的突出部，其紧密安装在所述管的敞开端内，形成了一个环形的流体流量测流口。
54.根据权利要求53所述的容器，其特征在于，所述周边壁围绕所述中心轴线呈对称，所述中心轴线穿过所述开口并沿所述容器纵向地延伸，所述管和所述突出部与所述中心轴线对齐。
55.根据权利要求54的容器，其特征在于，所述周边壁支撑了所述处理组件，从而使所述处理组件的上部处于所述开口的附近。
全文摘要
一种基于小瓶的系统和方法，其用于运送和直接处理小瓶中的含有颗粒物质的液体样品。包括有搅拌器和颗粒物质分离腔的处理组件可松开地连接在瓶盖的内部。当小瓶被打开以加入样品时，处理组件仍与瓶盖保持在一起。对封闭小瓶施加一定的外力会使处理组件脱离瓶盖，这样，当之后去除瓶盖时，处理组件仍保留在小瓶中，以便于自动化或人工的实验设备接触到该处理组件。
文档编号B01L3/00GK1605022SQ02825087
公开日2005年4月6日 申请日期2002年10月21日 优先权日2001年10月19日
发明者N·J·普雷斯曼, W·J·迈尔 申请人:蒙诺根有限公司