一种可在显微镜下使用的过滤装置的制作方法

本发明涉及过滤技术领域，特别地，涉及一种可在显微镜下使用的过滤装置。

背景技术：

目前，样品分析均是在整个过滤过程完成后再进行分析，这使得人们在过滤时无法及时准确的了接样品过滤过程中的实时情况，包括样品有无截留、样品是否完整等。

申请号为200510130411.3的发明专利公开了一种可供观测一般样品/活体细胞的电子显微镜用样品盒，此样品盒包含有：一壳体，内部具有一容室，该壳体的顶底面各具有至少一观视孔连通于该容室且彼此相对同轴，位于该壳体顶面的观视孔底端与位于该壳体底面的观视孔顶端相距小于50μm；通过此该容室具有极薄的厚度，即使内部注入液体样品，亦不会使电子显微镜的电子束无法穿透，进而可供观测；并可供置入一般样品或活体细胞，通过以配合供电子显微镜进行观测。

申请号为200510130413.2的发明申请公开了一种电子显微镜用的封闭式观测环境，包含有：一壳体，内部具有一容室，该壳体的顶底面各具有至少一观视孔连通于该容室且彼此相对同轴；各该观视孔封设一薄膜；由此，可于该容室内置入一般样品或活体细胞，以配合供电子显微镜进行观测。且可将液体或气体封于该壳体内，解决液体或气体可能向外逸散的问题。

上述两种装置均能够实现在电子显微镜下观测样品或活体细胞，但依然无法实现在光学显微镜下观察样品或活细胞(细胞是保持活性的，无需固定等特殊手段处理)过滤的整个过程或动态变化。

因此，设计一种能够实时了解样品过滤时的微观实时情况的过滤装置，可以精准地控制或调整过滤条件，以最佳的条件完成过滤并得到(或分析)样品，具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构精简且能用于显微镜下实时观察样品进行过滤的过滤装置，具体方案如下：

一种可在显微镜下使用的过滤装置，包括至少一个过滤单件，能在显微镜下观察样品在过滤单件中的过滤过程；

所述过滤单件包括一具有内腔的壳体，内腔经过滤膜分隔成相互独立的至少两个容纳腔，一个容纳腔中的样品经过滤膜能部分或全部进入另一个容纳腔；所述壳体具有至少一个观察窗，所述过滤膜经观察窗到显微镜的物镜的距离不小于显微镜物镜的一倍焦距，便于过滤膜上的样品在显微镜下观察成像。

以上技术方案中优选的，所述过滤单件的厚度小于20mm，优选小于15mm，更优选小于10mm。

以上技术方案中优选的，所述过滤膜经观察窗到显微镜的物镜的最小距离位于显微镜物镜的一倍焦距至两倍焦距之间，优选所述过滤膜经观察窗到显微镜的物镜的最小距离大于显微镜物镜的一倍焦距且无限接近于一倍焦距。

以上技术方案中优选的，所述过滤单件多个联合使用时，所述过滤单件的数量至少为两个，多个所述过滤单件相互之间为串联、并列或相互独立设置中的至少一种。

以上技术方案中优选的，所述过滤单件包括盖体和底座，所述盖体和所述底座可拆卸式连接；

所述底座包括底座本体、底座内腔以及第一流通口，所述底座内腔和所述第一流通口均设置在所述底座本体上；所述盖体包括盖体本体、盖体内腔以及第二流通口，所述盖体内腔和所述第二流通口均设置在所述盖体本体上；所述底座内腔的内壁上和所述盖体内腔的内壁上均设有用于卡持过滤膜的卡持部位，使得过滤膜将所述底座内腔和所述盖体内腔组成的内腔分成相互独立的第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一流通口与所述第一容纳腔连通，第二流通口与第二容纳腔连通；

经第二流通口进入第二容纳腔中的样品经所述过滤膜能部分或全部进入所述第一容纳腔进行过滤，第一容纳腔中的滤液从第一流通口排出；或者是，经第一流通口进入第一容纳腔中的样品经所述过滤膜能部分或全部进入所述第二容纳腔进行过滤，第二容纳腔中的滤液从第二流通口排出。

以上技术方案中优选的，所述底座的下端端部以及所述盖体的上端端部至少一个设有透光性好的观察窗，光线可以从观察窗射入并到达过滤膜，或光线从过滤膜上发出可以经观察窗射出，满足成像需要。优选所述底座上和所述盖体上均设有透光性好的观察窗，且所述底座上的观察窗和所述盖体上的观察窗相对应设置，光线能从一个观察窗射入，到达并穿过所述过滤膜后，从另一个观察窗射出，满足成像需求。

以上技术方案中优选的，所述观察窗为具有平整面的观察窗；

所述观察窗的材质为透光性好的材质，或者是所述底座、所述盖体以及所述观察窗三者的材质均为透光性好的材质；

透光性好的材质指透光率为50-100％的材质，优选为玻璃、二氧化硅、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

以上技术方案中优选的，所述底座内腔的上端设有内螺纹，所述盖体本体的下端设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹；

或者是，所述底座本体和所述盖体本体之间通过至少一卡榫相连。

以上技术方案中优选的，所述底座内腔沿圆周方向设有朝向中心的圆环形的凸台，所述凸台和底座内腔一起形成凹型结构；所述凸台用于放置过滤膜；

所述盖体本体的下端设有圆环形的卡持台，所述卡持台和所述凸台配合实现过滤膜的固定密封。

以上技术方案中优选的，所述凸台上还包括用于设置密封圈的部位，通过所述卡持台、所述凸台以及密封圈配合实现过滤膜的固定密封。

应用本发明的技术方案，效果是：

1、本发明公开的可在显微镜下使用的过滤装置包括至少一个过滤单件，过滤单件包括一具有内腔的壳体，内腔经过滤膜分隔成相互独立的至少两个容纳腔，结构精简；一个容纳腔中的样品经过滤膜能部分或全部进入另一个容纳腔，所述壳体具有至少一个观察窗，所述过滤膜经观察窗到显微镜的物镜的距离不小于显微镜物镜的一倍焦距，能够在显微镜下完整观察整个样品的过滤过程，实时了解样品过滤过程中样品有无截留、样品是否完整等情况，便于精准地控制或调整过滤条件，以最佳的条件完成过滤并得到(或分析)样品。

2、本发明中所述过滤单件的厚度小于20mm(如0.01-20mm)，优选小于15mm(如2-15mm)，更优选小于10mm(如5-8mm)。过滤单件的厚度设计要能够在显微镜下成像且样品顺利进行过滤为准，不能太厚(太厚不利于在显微镜下成像)。

3、本发明中所述过滤膜经观察窗到显微镜的物镜的最小距离位于显微镜物镜的一倍焦距至两倍焦距之间，优选所述过滤膜过滤膜经观察窗到显微镜的物镜的最小距离大于显微镜物镜的一倍焦距且无限接近于一倍焦距。能够实现清楚成像，提高观察的精准度。

4、本发明中所述过滤单件多个联合使用时，过滤单件的数量至少为两个，多个所述过滤单件相互之间为串联、并列或相互独立设置中的至少一种，可根据实际需求选择。同批次过滤多组样品，可采用多个过滤单件并列设置或相互独立设置；样品进行不同级别的过滤(设置不同的过滤膜)，可采用多个过滤单件串联结合并列方式设置等等。

5、本发明中过滤单件可采用壳体和过滤膜一体成型，进行单次或者数量有限次过滤试验(不可更换过滤膜)。也可以将过滤单件采用可拆卸式的底座和盖体相组合的结构，满足过滤膜等局部部件的更换需求。底座和盖体的组合设计，即可实现间歇式过滤观察，也可实现样品连续过滤过程的观察，满足不同的需求。本发明中底座和盖体的可拆卸式连接方式有多种，此处优选：所述底座内腔的上端设有内螺纹，所述盖体本体的下端设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹；或者是，所述底座本体和所述盖体本体之间通过至少一卡榫相连。加工方便，且安装和拆卸方便。

6、本发明中所述底座的下端端部以及所述盖体的上端端部至少一个设有透光性好的观察窗，效果是：根据实际需求选择，可满足倒置显微镜和正置显微镜的各自需求；仅设置一个观察窗可以满足自发光样品(如荧光样品)的观察需要；设置两个或以上的观察窗，可以满足不发光样品的观察需要，尤其是：底座上的观察窗、盖体上的观察窗以及过滤膜三者相对应设置时，更优选三者同中心轴线设置，光线能从一个观察窗射入，到达并穿过所述过滤膜后，从另一个观察窗射出。

7、本发明中观察窗采用设有平整面的观察窗，便于与显微镜组合使用。本发明有两种方式：第一种，底座本体、盖体本体以及观察窗均为透光性好的材质，优选底座和其上的观察窗为一体化结构，盖体和其上的观察窗为一体化结构；第二种，仅观察窗为透光性好的材质(即底座上的观察窗和盖体上的观察窗两者均为透光性好的材质)。可根据实际需求选择，满足能够在显微镜下观察样品在过滤单件中的过滤过程即可。

8、本发明中过滤膜在过滤单件中的设置方式多种，此处优选：所述底座内腔沿圆周方向设有朝向中心的圆环形的凸台，凸台和底座内腔一起可形成凹型结构；所述凸台用于设置(主要起到支撑和放置的作用)过滤膜；所述盖体本体的下端设有圆环形的卡持台，所述卡持台和所述凸台配合实现过滤膜的固定密封。过滤膜在过滤单件中的设置操作方便，便于进行过滤。此处更优选：所述凸台上还包括用于支撑放置密封圈的部位，通过所述卡持台、所述凸台以及密封圈配合实现过滤膜的固定密封，能够使得第二容纳腔或第一容纳腔的样品仅能通过过滤部分或全部进入第一容纳腔或第二容纳腔，实现过滤。

9、本发明中透光性好的材质为透光率大于等于50％的材质(如50％-100％)，优选透光率大于等于70％(如70％-100％)，更优选透光率大于等于80％(如80％-100％)，还可以根据实际需求进行确定，满足样品的观察需要。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是实施例1中可在显微镜下使用的过滤装置的整体结构示意图；

图2是图1中底座的剖视结构示意图；

图3是图1中盖体的剖视结构示意图；

图4为实施例1中显微镜下观察对人肺腺癌细胞hcc827进行过滤全过程图；

其中：1、过滤单件，1.1、底座，1.11、底座本体，1.12、底座内腔，1.13、第一流通口，1.14、凸台，a、内螺纹，1.2、盖体，1.21、盖体本体，1.22、盖体内腔，1.23、第二流通口，1.24、卡持台，b、外螺纹，2、过滤膜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种可在显微镜下使用的过滤装置，包括一个过滤单件1，能在显微镜下观察样品在过滤单件中的过滤过程；所述过滤单件包括一具有内腔的壳体，内腔经过滤膜分隔成并列设置且相互独立的两个容纳腔，一个容纳腔中的样品经过滤膜能部分或全部进入另一个容纳腔；所述壳体具有至少一个观察窗，所述过滤膜经观察窗到显微镜的物镜的距离不小于显微镜物镜的一倍焦距，便于过滤膜上的样品在显微镜下观察成像。具体是：

所述过滤膜经观察窗到显微镜的物镜的最小距离位于显微镜物镜的一倍焦距至两倍焦距之间，优选：所述过滤膜过滤膜经观察窗到显微镜的物镜的最小距离大于显微镜物镜的一倍焦距且无限接近于一倍焦距，能够实现清楚成像，提高观察的精准度。

进一步优选，所述过滤单件1包括底座1.1和盖体1.2，详见图1，所述底座和所述盖体可拆卸式连接，详情如下：

所述底座1.1包括底座本体1.11、底座内腔1.12以及第一流通口1.13，详见图2，所述底座内腔1.12和所述第一流通口1.13均设置在所述底座本体上。

所述盖体1.2包括盖体本体1.21、盖体内腔1.22以及第二流通口1.23，详见图3，所述盖体内腔和所述第二流通口均设置在所述盖体本体上。

所述底座内腔的内壁上和所述盖体内腔的内壁上均设有用于卡持过滤膜的卡持部位，使得过滤膜将所述底座内腔和所述盖体内腔组成的内腔分成并列设置且相互独立的第一容纳腔和第二容纳腔，第二流通口与第二容纳腔连通，第一流通口和第一容纳腔连通，此处：经第二流通口进入第二容纳腔中的样品经所述过滤膜能部分或全部进入所述第一容纳腔进行过滤，第一容纳腔中的滤液从第一流通口排出。优选的，所述底座内腔1.12沿圆周方向设有朝向中心的圆环形的凸台1.14，凸台和底座内腔一起形成凹型结构；所述凸台用于支撑和放置过滤膜2；所述盖体本体1.21的下端设有圆环形的卡持台1.24，所述卡持台和所述凸台的自由端配合实现过滤膜2的固定。除此之外，所述凸台上还包括用于支撑放置密封圈(未图示)的部位，通过所述卡持台、所述凸台以及密封圈配合实现过滤膜的固定密封(优选所述卡持台和过滤膜之间以及凸台和过滤膜之间至少一个设有密封圈)。

所述底座的下端端部以及所述盖体的上端端部均设有具有平整面的且透光性好的观察窗，底座上的观察窗、盖体上的观察窗以及过滤膜三者同中心轴线设置。所述底座、所述盖体以及观察窗均为透光性好的材质，透光性好的材质优选透光率为90％以上的材质，如聚碳酸酯。此处优选：所述底座和其上的观察窗以及所述盖体和其上的观察窗均为一体化结构。

所述底座内腔的上端设有内螺纹a，所述盖体本体的下端设有与所述内螺纹a相匹配的外螺纹b，通过底座上的内螺纹a和盖体上的外螺纹b实现底座和盖体的可拆卸式连接，方便操作。

本发明中所述过滤单件的厚度为10mm，如图1中h，不包括第二流通口的高度。

应用本实施例的技术方案，具体是：

将过滤膜2放置在底座内腔1.12的凸台1.14上；将密封圈放置在凸台1.14上的过滤膜上；密封圈的大小和凸台相匹配不能大于凸台；将底座和盖体通过内螺纹和外螺纹的配合拧紧直至卡持台1.24的下端端部与凸台上的过滤膜相接触即可。

将组装好的过滤单件放置在相应的显微镜下；从盖体1.2中的第二流通口1.23注入样品；样品进入第二容纳腔，再经过滤膜进行过滤，滤液进入第一容纳腔；第一容纳腔中的滤液从第一流通口1.13排出。样品过滤的整个过程都在显微镜条件下进行，能够实时了解样品过滤时的微观实时情况(如样品有无截留、样品是否完整等)，便于精准地控制或调整过滤条件，以最佳的条件完成过滤并得到(或分析)样品。

图4为使用本实施例的过滤装置对人肺腺癌细胞hcc827进行过滤，并在荧光显微镜下拍摄监测整个过滤过程，实验过程如下：人肺腺癌细胞hcc827被稳定转染gfp基因，可以持续稳定表达gfp(绿色荧光蛋白)作为示踪标志物。gfp在488nm的光激发下会发出明亮的绿光。在120毫升生理盐水中加入1×10⁴个gfp-hcc827细胞，安装好管道和蠕动泵，过滤装置中置入孔径为8微米的径迹蚀刻膜，将整个过滤装置置于倒置荧光显微镜，以50毫升/分钟的流速进行过滤；切换白场光和荧光视野在显微镜下观察整个过滤过程并拍摄视频(详见图4中a-p过程)。

从图4中可知：图4中a、g、k和p为白场光视野，图4中b、c、d、e、f、h、i、j、l、m、n和o为荧光视野(图4中b和f中的标尺均为50微米)。

图4中a-m过程中：随着时间推移，可以观察到越来越多gfp-hcc827细胞被截留到过滤膜上，细胞形态完整并带有绿色荧光。

图4中n-p过程中：过滤持续到147秒时，样品液体全部过滤完，空气进入过滤装置，细胞发生胀大并破裂。

通过本实验充分说明了，本实施例的过滤装置可以有效观测整个过滤过程，并对过滤过程中发生的特殊事件进行有效监测。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。