适于从样品中分离和/或量化待研究的至少一种物质的过滤方法与流程

本发明涉及一种可以用于从样品中分离和/或量化待研究的物质的过滤方法。本发明还涉及一种用于过滤样品的装置。

背景技术：

现有技术中已知许多用于富集或分离存在于液体样品中的细胞、细胞成分或大分子物质的方法。这些方法中的一些是基于物质的固相键合，并且随后通过机械力——例如通过离心力或磁力——将具有键合物质的固相与其他样品成分分开。例如从ep2998398a1、de102010031401a1和de102014211221a1中已知这种方法的示例。

de102007021952a1描述了一种用于富集微囊泡以用于随后分离包含在微囊泡中的生物分子的方法，其中，聚糖醛酸的盐的水溶液和用于诱导聚糖醛酸的凝胶形成/球团形成的物质被添加到样品中，将样品离心处理并在较短的培养时间之后移除上清液。然后可以对在离心期间形成的球团进行进一步处理，并将包含在微囊泡中的成分分离以用于分析目的。这个方法的离心时间应为10分钟。

细胞或细胞成分也可以通过对样品进行离心处理而直接与其他样品成分分开，即，无需事先进行固相键合。

从样品中分离物质的另一种可能性是过滤。像离心处理一样，它属于机械分开方法，并且原则上在许多不同领域中使用。例如，过滤用于从液体样品中分离细胞、细胞成分或大分子物质，例如诸如多肽、蛋白质或核酸的生物聚合物。

在典型的过滤方法中，使样品——即，包含待分离的和可选地进一步被研究的物质的悬浮液或分散液——穿过过滤器，该过滤器被设计成滞留一部分样品并允许样品的其他成分作为滤液穿过。取决于应用，待分离的物质可以保留在过滤器中或存在于滤液中。从现有技术中已知许多过滤方法。重力可以用作用于将材料输送通过过滤器的驱动力。在一些情况下，还在过滤器的前侧和与前侧相对的后侧之间施加压力差，使得跨过过滤器所存在的最终压力梯度用于将材料输送通过过滤器。

de102007021952a1描述了一种用于从样品溶液中分离核酸的装置，该装置具有经由连接管道连接的两个容器。由用于吸附核酸的固体构成的过滤器布置在连接管道中。在每种情况下，借助于注射器将正压施加到一个容器，同时借助于另一注射器将负压施加到另一容器，以便将样品溶液输送通过过滤器。核酸通过吸附而滞留在过滤器中，并且因此与样品溶液的其他成分分离。

ep1730273b1公开了一种从包含核酸的样品中自动分离和纯化核酸的方法，其中，使包含样品的液体穿过容器，该容器具有两个开口并包含由用于吸附核酸的固体构成的过滤器。在容器的内部与其外部之间产生压力差，这导致液体通过过滤器从容器的内部导出。测量在容器内部占主导的压力，并基于所测量的压力来计算压力变化速率和压力变化加速度。当容器内部的压力达到预定值时，例如通过断开用于生成压力的泵，来停止容器内部的加压。在加压结束之后的其中压力变化加速度最小的时间点根据在断开泵之后在液体继续穿过过滤器期间所检测到的压力测量值来确定。该时间点对应于其中液体从容器中完全排出并且其中该方法可以相应地结束的时间点。该方法包括以下规定：如果压力变化加速度在预定时间段内未达到最小值，则输出“错误”消息，因为这是过滤器被堵塞的指示。

现有技术中已知的所描述的基于离心处理或过滤的分开方法无法提供在正在进行的过程期间检查是否已经分离出足以进行进一步研究的待分离物质的量的可能性。在离心方法中，通常存在必须严格遵守的、并基于经验值为离心处理提供一定的最短持续时间的方法规范。仅在经过所规定的最短持续时间后完成离心处理之后，才能确定在该过程中获得的物质的量是否足以例如执行后续分析。如果不是这种情况，则必须重复该方法。这同样适用于其中包括固相吸附或过滤的方法。如果样品仅包含低浓度的待分离的物质，则可能有必要重复数次分开方法，这相应地耗时。在其他情况下，在经过预定的最短方法持续时间之前，足够量的待分离物质可能已经存在于过滤器中或存在于在离心处理期间沉积的团粒中。如果这种信息在正在进行的方法期间已经可用，则在这些情况下可以以节省时间的方式在更早的时间点终止该方法，而无需等待最短方法持续时间。

为了使该方法自动化，还期望创造一种可能性：在执行分开方法的同时，确定其中已经分离出一定最小量的物质的时间点。用于可以由电子控制系统所处理的方法的终止标准可以被链接以达到该时间点。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出一种改进的可以用于分离和/或量化待研究的样品的物质的过滤方法。该方法尤其旨在使得能够确定过滤方法的结束点。

该目的通过根据权利要求1的方法并通过根据权利要求11的装置来实现。在从属权利要求中指出了有利的实施例。

根据本发明的用于从样品中分离和/或量化待研究的物质的过滤方法包括：

-经由样品入口将第一量的样品引入过滤器模块，该过滤器模块具有壳体，该壳体具有用于形成样品入口的第一开口以及被过滤器覆盖并形成样品出口的第二开口，其中，该过滤器被设计成滞留样品的第一部分并允许样品的第二部分穿过；

-通过在过滤器的面向样品入口的一侧与过滤器的背向样品入口的一侧之间施加压力差，将样品从样品入口引导通过过滤器和样品出口，其中，样品的第二部分作为滤液通过样品出口离开过滤器模块；

-在样品从样品入口被引导通过过滤器到样品出口的同时，检测测量变量的一系列在时间上按顺序记录的测量值，测量变量代表通过过滤器的体积流量和/或压力差；

-将测量值与测量变量的预定基准值进行比较；以及

-如果在预定时间跨度内测量变量的连续检测的测量值等于基准值和/或落在基准值周围的值的预定范围内，则结束过滤方法。

通过检测一系列在时间上按顺序记录的测量值，可以通过过滤器来监测跨过过滤器所存在的压力差或体积流量的时间曲线。如果代表通过过滤器的压力差和/或体积流量的测量变量——即，例如压力差、体积流量、或者与压力差或体积流量相关，尤其是取决于压力差或体积流量的测量变量——达到基准值并在预定时间跨度内保持基本恒定在该基准值，使得连续检测到的测量值落在基准值周围的预定值范围(公差范围)内，这形成过滤方法的终止标准。当满足终止标准时，可以结束该方法并进一步处理分离出的物质。

终止标准的存在是其中过滤器已经达到对应于基准值的状态的指示。这种状态例如可以是，将样品的第一部分滞留在其中的过滤器不再对样品的第二部分可渗透。例如，通过过滤器的为零或接近零的流体体积流量是过滤器被样品的滞留第一部分，滤饼，堵塞的指示。达到这种状态的条件是，样品的第一部分中的最小物质量滞留在过滤器中，该最小物质量尤其是由样品的第一部分的类型以及由过滤器的性质和尺寸所决定的。如果测量变量表示通过过滤器的流体体积流量，则可以相应地将为零的体积流量预定为基准值。如果测量变量达到基准值并在某个最小时间跨度——特别是为该方法指定的前述时间跨度——内保持该值，则可以确保在过滤器中存在样品的第一部分的这种最小物质量。因此，仅在满足这种终止标准之后才结束该方法，确保了获得最小量的待分离物质。

这既适用于待分离物质存在于滞留在过滤器中的样品的第一部分中的情况，又适用于待分离物质存在于滤液中的情况。在后一种情况下，可以基于经验值或初步检查来设计方法条件，尤其是过滤器的性质和所施加的压力差，使得在过滤器被样品的第一部分完全堵塞的时间点处，存在足够量的滤液和存在于其中的待分离物质。

可以通过关于测量变量是否达到终止标准而对测量变量进行监测，来检测在正在进行的过滤期间的过滤器的堵塞。如果样品包含高浓度的待分离物质，则无需等待最短过滤持续时间。相反，可以在达到终止标准之后结束该方法，这意味着可以节省大量时间。如果样品包含非常低浓度的待分离物质，则可能发生：即使在预定最短过滤持续时间内，过滤器中仍然没有足够量的待分离物质。因为在经过最短过滤持续时间之后没有结束该方法，而是仅在达到终止标准后才结束该方法，所以可以避免以下情况：必须重复在最短过滤持续时间内没有产生足够量的待分离物质的过滤过程。

同时，该方法允许对所关注物质进行量化或半量化。初步检查和校准测量可以用于确定达到终止标准所需的样品的第一部分的最小物质量。基于这种物质的最小量和所使用的样品的体积或质量，对于未知组分的样品，可以确定在整个样品中的样品的第一部分的含量，例如质量分数或体积分数或浓度。这进而是样品中的物质的浓度、质量分数或体积分数的量化测量。

终止标准的达到可以由电子控制系统基于测量值来监测。这允许自动执行该方法。

在一个实施例中，过滤器可以是尺寸排阻过滤器。在另一实施例中，过滤器可以是用于吸附样品的第一部分的固体，其中，该固体具有可渗透样品的第二部分的孔、或包括固体颗粒的床，样品的第二部分可以在该固体颗粒之间穿过该床。

在有利的实施例中，基准值可以是：当过滤器被样品的第一部分堵塞，以使得样品的第二部分和/或引入壳体中以用于压力生成的流体不再穿过过滤器时，测量变量所假定的值。

在一个可能的实施例中，待研究的物质可以存在于被过滤器滞留的样品的第一部分中。在该实施例的特定情况下，该样品的这种第一部分可以与待研究的物质相同。如果待研究的物质存在于样品的第一部分中，则该方法可以包括以下进一步的步骤：在过滤方法结束之后，从作为滤饼的被过滤器滞留在过滤器模块中样品的第一部分，获得待研究的物质。在样品的整个第一部分是待研究的物质的特定情况下，获得待研究的物质包括从过滤器中机械去除和/或洗出该物质。在其他情况下，可以先从过滤器中移除样品的第一部分，然后再对其进行纯化或进一步制备。在一些情况下，滤饼可以通过裂解直接从过滤器中洗脱。

如果达到终止标准，则可以在从滞留在过滤器中的样品的第一部分中获得待研究的物质之前，将保留在过滤器上游的过滤器模块中的任何液体吸出。

在另一实施例中，待研究的物质可以存在于滤液中，即，样品的第二部分中。在这种情况下，在过滤期间产生的滤液被收集在连接到过滤器模块的收集容器中，并可选地被进一步处理以研究该物质。

如果在预定时间跨度内测量变量的连续检测的测量值等于基准值和/或落在基准值周围的预定值范围内之前样品的第二部分基本上完全离开过滤器模块，则经由样品入口将第二量的样品引入过滤器模块中，并将其从样品入口引导通过过滤器和样品出口。可以重复这些步骤，直到在预定时间跨度内测量变量的连续检测的测量值等于基准值和/或落在基准值周围的值的预定范围内。

在一个可能的实施例中，过滤器模块可以连接到用于样品的第二部分的收集容器，其中，收集容器具有可以连接到过滤器模块的开口，并且其中，当收集容器连接到过滤器模块时，在过滤器模块的壳体中被过滤器覆盖的第二开口与收集容器的开口对准。

压力差可以借助于与过滤器模块协作的压力控制装置来施加，以设定在壳体中占主导的压力。

压力控制装置可以被配置成在过滤器模块的壳体中生成正压。在此及以下提及正压或负压的生成或设定时，是指相对于占主导的常压的正压或负压。在正常条件下，常压被定义为海平面处的大气的平均气压，例如大约为1巴。在这种情况下，测量变量可以是在过滤器模块的壳体中占主导的压力，或者可以是取决于在过滤器模块的壳体中占主导的压力的变量，并且基准值可以是压力设定点值、或取决于压力的变量的设定点值。

附加地或可替代地，压力控制装置可以与收集容器协作以针对样品的第二部分设定在收集容器中占主导的压力。例如，它可以被配置成在收集容器中生成负压。在这种情况下，测量变量可以是在收集容器中占主导的压力、或取决于在收集容器中占主导的压力的变量，并且基准值可以是压力设定点值、或取决于压力的变量的设定点值。

在所有这些实施例中，压力控制装置可以具有控制单元，尤其是电动气动控制单元，其中，测量变量是由控制单元输出的输出压力、或与输出压力相关的变量，并且基准值是控制单元的输入压力、或与输入压力相关的变量。控制单元的输入压力可以具有代表待在过滤器模块的壳体中或收集容器中设定的压力设定点值的值。

例如，控制单元可以是电动气动调节器。在这种情况下，所提及的与输出压力相关的变量可以是电动气动调节器的输出电流。因此，所提及的与输入压力相关的变量可以是电动气动调节器的输入电流。

测量变量也可以是通过过滤器的滤液体积流量和/或空气体积流量，或者是用于代表通过过滤器的滤液体积流量和/或空气体积流量的变量，并且基准值可以是为零的体积流量值。

物质可以是存在于样品中的颗粒类型、细胞类型、细胞成分或分子物质，尤其是大分子物质。样品可以是悬浮液或分散液。

如果如上借助于与过滤器模块协作以设定在壳体中占主导的压力的压力控制装置来施加压力差，则在打开壳体以移除滤饼之前和/或在第二量的样品被施加之前，可以借助于压力控制装置来减小在壳体中占主导的正压。也有利的是：当借助于压力控制装置以正压对壳体加压时，从初始值开始，例如连续地或逐步地逐渐增加在壳体中占主导的正压，以便避免突然的压力变化和伴随的样品湍流。

根据本发明的用于过滤样品以分离和/或量化待研究物质的装置包括：

-过滤器模块，该过滤器模块具有壳体，该壳体具有形成样品入口的第一开口、过滤器、以及被该过滤器覆盖并形成样品出口的第二开口，其中，该过滤器被设计成滞留样品的第一部分并允许样品的第二部分穿过；

-控制设备，该控制设备至少包括压力控制装置，其中，该压力控制装置被配置成在过滤器的面向样品入口的一侧与过滤器的背向样品入口的一侧之间生成压力差，

其中，控制设备被配置成检测代表通过过滤器的体积流量和/或压力差的测量变量的测量值，并且其中，控制设备还被配置成将测量变量的一系列在时间上按顺序检测到的测量值与预定基准值进行比较，并确定在预定时间跨度内测量变量的连续检测的测量值是否等于基准值和/或是否落在基准值周围的值的预定范围内。

有利地，该装置被设计成执行根据上述实施例中的一个的方法。

在有利的实施例中，基准值可以是：当过滤器被样品的第一部分堵塞，以使得样品的第二部分和/或引入壳体中以用于压力生成的流体不再穿过过滤器时，测量变量所假定的值。

控制设备可以与压力控制装置相同。可替代地，除了压力控制装置之外，它还可以包括附加部件。压力控制装置可以包括传感器，该传感器被配置成检测测量变量的测量值，例如压力测量值。压力控制装置可以包括用于评估测量值的电子设备，尤其是所提及的与基准值的比较，以用于监测终止标准的达到。然而，控制设备也可以具有附加的数据处理电子设备，该数据处理电子设备连接到压力控制装置，并且被配置成检测和处理压力控制装置的信号和/或传感器的信号。数据处理电子设备可以用于监测终止标准的达到。

控制设备还可以包括传感器，尤其是不属于压力控制装置的传感器，该传感器被集成在该装置中，以便检测测量变量的测量值。在该实施例中，控制设备包括数据处理电子设备，该数据处理电子设备连接到传感器，并且被配置成处理传感器的测量值，以便执行该方法，并确定在预定时间跨度内测量变量的连续检测的测量值是否等于基准值和/或是否落在基准值周围的值的预定范围(公差区间)内，并因此是否达到用于过滤方法的终止标准。

控制设备可以被设计成控制压力控制装置，以便以部分自动化或完全自动化的方式执行该方法。它可以同时用作用于该方法的全自动执行的控制系统，例如通过控制移液机，该移液机用于经由样品入口来将样品引入过滤器模块中。控制设备可以包括例如计算机、控制器或微控制器、以及可由后者执行并用于执行根据本发明的方法的软件。

该装置可以有利地包括流体管线，该流体管线通向过滤器模块的壳体，以用于将气动流体——例如压缩空气——引入壳体。压力控制装置可以被配置成通过将气动流体引入壳体中来将壳体中的输出压力调节到预定值，从而在过滤器的面向样品入口的一侧与过滤器的背向样品入口的一侧之间生成压力差。相对于在环境中占主导的大气压，输出压力可以是正压。当生成正压时，除了第二开口被过滤器覆盖之外，壳体有利地以流体密封的方式封闭。

在一个可能的实施例中，该装置可以包括用于样品的第二部分的收集容器，其中，过滤器模块连接到用于样品的第二部分的收集容器。收集容器可以具有可连接到过滤器模块的开口，其中，当收集容器连接到过滤器模块时，在过滤器模块的壳体中被过滤器覆盖的第二开口与收集容器的开口对准。收集容器可以对环境敞开。

该装置可以包括流体管线，该流体管线通向收集容器，以用于从收集容器中抽取气体，例如空气。压力控制装置可以被配置成通过从收集容器中抽取气体来设定收集容器中的预定输出压力——相对于在壳体的环境中占主导的大气压，该预定输出压力是负压，以便在过滤器的面向样品入口的一侧与过滤器的背向样品入口的一侧之间生成压力差。在这个实施例中，除了第二开口被过滤器覆盖并连接到用于供应气动流体——例如压缩空气——的流体管线之外，过滤器模块对环境敞开，或者从环境密封。在后一种情况下，压力控制装置既可以调节在过滤器模块的壳体中的压力，又可以调节在收集容器中的压力，以设定跨过过滤器上的压力差。

控制设备可以被配置成，如果在预定时间跨度内测量变量的连续检测的测量值等于基准值和/或落在基准值周围的值的预定范围内，则向压力控制装置和/或该装置的用户界面输出信号。输出到压力控制装置的信号可以是控制信号，该控制信号控制压力控制装置以结束向过滤器模块的壳体中供应气动流体。如上，如果附加地或可替代地通过在收集容器中生成负压来生成压力差，则控制设备可以向压力控制装置相应地输出控制信号，该控制信号控制压力控制装置以结束从收集容器中抽取气体。输出到用户界面的信号可以触发指示，通过该指示用户可以识别出由该装置执行的过滤方法已经结束或可以结束。

压力控制装置可以具有控制单元，尤其是电动气动控制单元。在这种情况下，测量变量可以是由电动气动控制单元输出的输出压力、或与输出压力相关的变量，并且基准值可以是控制单元的输入压力、或与输入压力相关的变量。控制单元的输入压力可以具有用于代表待在过滤器模块的壳体中或收集容器中设定的压力设定点值的值。如果控制单元是电动气动调节器，则所提及的与输出压力相关的变量可以是电动气动调节器的输出电流。因此，所提及的与输入压力相关的变量可以是电动气动调节器的输入电流。

在替代实施例中，测量变量可以是在过滤器模块的壳体中占主导的压力、或取决于在过滤器模块的壳体中占主导的压力的变量，并且基准值可以是压力设定点值。可替代地，测量变量可以是在用于滤液的收集容器中占主导的压力、或取决于压力的变量，并且基准值可以是对应的压力设定点值。为了检测测量值，该装置可以包括布置在过滤器模块的壳体中或在收集容器中的压力传感器。

在另一替代实施例中，测量变量可以是通过过滤器的滤液体积流量和/或气体体积流量、或者是代表通过过滤器的滤液体积流量和/或气体体积流量的变量，并且基准值可以是为零的体积流量值。在这种情况下，该装置可以具有布置在过滤器的区域中——尤其是在过滤器的背向过滤器模块的样品入口的一侧上——的流量传感器。

附图说明

下面基于在附图中示出的示例性实施例更详细地解释本发明。附图中示出的装置的相同部分由相同的附图标记标识。示出的是：

图1根据第一实施例的过滤装置的各个部件的示意性纵向剖视图；

图2在组装状态下的图1的过滤装置的示意性纵向剖视图；

图3借助于图1和图2所示的装置来执行过滤方法的控制系统的示意图；以及

图4借助于图1和2所示的装置来执行过滤方法的替代控制系统的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于执行用于分离待研究物质的过滤方法的装置1。装置1具有可以可拆卸地彼此连接的多个模块，特别是过滤器模块2、收集容器6和气动模块5。

过滤器模块2包括壳体3，该壳体基本为圆柱形中空体的形式，第一开口布置在圆柱形中空体的第一端处并形成样品入口3a。被过滤器4覆盖的第二开口布置在圆柱形中空体的与第一端相对的第二端处。这个第二开口形成样品出口3b。在装置1的操作期间，待过滤的样品从样品入口3a被引导通过过滤器4和样品出口3b。过滤器4被配置成滞留样品的第一部分，并允许第二部分穿过样品出口3b。过滤器4可以例如具有膜、尺寸排阻过滤器或固体，该固体被设计成吸附样品的第一部分，并且固体具有管或孔，样品的第二部分可以通过该管或孔而穿过过滤器4。过滤器4也可以由用于吸附样品的第一部分的固体的颗粒床形成。

过滤器模块2可以在样品入口3a的区域中连接到气动模块5。气动模块5用于向过滤器模块2施加正压。在操作期间，气动模块5经由连接元件5a连接到过滤器模块2，使得用于形成样品入口3a的壳体3的第一开口被气动模块5封闭。连接元件5a与过滤器模块2的壳体3紧密密封。然后，壳体3中的唯一开口是被过滤器4覆盖的样品出口3b，流体可以经由该唯一开口从壳体3的内部进入过滤器模块2的环境。

气动模块5包括管道5b，以用于将气动流体——例如气体或气体混合物——供应到过滤器模块2的壳体3。使用压缩空气作为气动流体是有利的，因为它容易获得。管道5b经由管嘴5c连接到压力控制装置(图1中未示出)。它可以包括例如压力调节器，尤其是电动气动调节器，其经由管道5b将气动流体引导到过滤器模块的壳体3中以生成压力。气动模块5还包括致动元件5d，该致动元件与连接元件5a协作，以便将其压靠在过滤器模块的样品入口3a上。

装置1还包括收集容器6，该收集容器具有基本圆柱形的壳体，该壳体在第一端处被封闭并且在其相对的第二端处具有开口6a。开口6a可以可拆卸地连接到过滤器模块2的壳体3的出口侧端，使得离开样品出口3b的流体——尤其是样品的第二部分或穿过过滤器4的气动流体——进入收集容器6。

在此示出的根据示例性实施例的装置1具有抽取装置7，该抽取装置可拆卸地连接到过滤器模块2。这是可选地存在。在所示的实施例中，抽取装置7包括抽吸管道7a，该抽吸管道7a的一端可以经由管嘴7b连接到泵或前述压力控制装置。抽吸管道7a的另一端在装置1的组装状态下以及在装置的操作期间与收集容器6的内部连通。

图2示出了在组装状态下的装置1的示意性纵向剖视图。相同的附图标记表示装置的相同零件。为了将气动模块5连接到过滤器模块2，致动元件5d被致动，使得致动元件5d在连接元件5a上施加轴向地指向过滤器模块2的假想的圆柱轴线的力，以便将连接元件5a压靠在样品入口3a上。连接元件5a因此以流体密封的方式封闭用于形成样品入口3a的开口。

过滤器模块2以使样品出口3b伸入收集容器6中的方式连接到收集容器6。过滤器模块2的壳体3的外壁和收集容器6的内壁未以完全流体密封的方式彼此封闭。相反，开口7c形成在壳体3与收集容器6之间，并与抽取装置7的抽吸管道7a连通。在本示例性实施例中，开口7c呈环形间隙的形式，该环形间隙在壳体3与收集容器6的内部之间围绕壳体3的外部延伸。该环形间隙确保与环境的压力平衡。通过借助于抽取装置7经由环形间隙从收集容器6中抽取气体，也可以在收集容器6中生成负压。

在装置1的操作期间，借助于气动模块5在过滤器模块2的壳体3中生成正压。另外，通过经由开口7c和抽吸管道7a从收集容器6中抽取气体，可以可选地在收集容器6中设定负压。设定在壳体3中的正压和由抽取装置7在样品出口3b的区域中生成的负压，导致了在过滤器4的面向样品入口3a的一侧与过滤器4的面向收集容器6的一侧之间的压力差，所述压力差对于将样品输送通过过滤器4有影响。可替代地，也可以不使用抽取装置7或在没有抽取装置7的情况下配置装置1。在这种情况下，环境压力(即，常压)在经由开口7c与环境连通的收集容器6中占主导。在这种情况下，在承受正压的壳体3与在收集容器6中占主导的环境压力之间建立了压力差。

图3示意性地示出了用于执行过滤方法的装置100，该装置100由参考图1和图2详细描述的装置1以及控制设备14构成，该控制设备14由在此示出的第一示例性实施例中的压力控制装置10形成。压力控制装置10经由流体管线12连接到装置1的气动模块5，并用于设定在过滤器模块2的壳体3中的正压。该压力控制装置包括具有输入侧11a和输出侧11b的电动气动控制单元11。输入侧11a连接到或至少可临时连接到气动流体源，例如压缩空气源。输出侧11b经由流体管线12连接到气动模块5的管道5b。流体管线12例如可以被配置为连接到气动模块5的管嘴5c的管。

在气动控制单元11的输入侧11a处存在预定输入压力p0。输入压力p0的值可以例如由装置的用户取决于待过滤的介质来设定。为了通过尺寸排阻过滤器过滤细胞，预定输入压力例如可以是0.5巴的正压。控制单元11在其输出侧11b上输出输出压力p1，即，它通过经由流体管线12和气动模块5向过滤器模块2的壳体3供应气动流体来设定输出压力p1。控制单元11以本身已知的方式被配置成将输出压力p1调节到输入压力p0的值。为此，它包括连接到阀的控制电子设备，该阀选择性地阻挡或允许将气动流体从气动流体源输送到流体管线12。控制电子设备被配置成致动该阀。气动控制单元11还包括压力传感器，该压力传感器检测输出压力p1并将依赖于输出压力的信号输出到控制电子设备。基于来自压力传感器的信号，控制电子设备向阀输出输出电流以致动该阀。该输出电流与电流输出压力p1相关联，并且由控制电子设备基于与用于代表输入压力p0的输入电流的比较而生成。控制单元11被设计成借助于阀来执行输出压力p1的压力校正，直到输出压力p1等于输入压力p0。压力控制装置10被设计成在过滤模块的壳体3中生成正压，直到在预定时间段内输出压力p1处于在输入压力p0周围的同样可预定的公差值范围内。因此，压力控制装置10被配置成通过使用在电动气动控制单元11的输入电流与输出电流之间的比较，来监测和确定该终止标准的达到。

用于借助于图1至图3所示的装置100从样品中分离出物质的方法的示例性实施例描述如下：

首先，将样品经由样品入口3a引入过滤器模块2的壳体3。在本示例中，这可以通过经由打开的样品入口3a移入特定量的样品来手动完成。然后，如上所述，通过附接气动模块5来密封样品入口3a。可替代地，气动模块5可以包括样品供应管道，经由该管道，可以手动地或自动地将特定量的样品引入过滤器模块2的壳体3。在这种情况下，在每次将进一步的样品量引入样品入口3a时，不必将气动模块5从过滤器模块2移除。

为了将样品引导通过过滤器4，在壳体3的内部与收集容器6的内部之间生成压力差。这对应于在过滤器4的面向样品入口3a的一侧与过滤器4的背向样品入口3a的一侧之间设定压力差。在本示例性实施例中使用的装置中，这通过借助于压力控制装置10和气动模块5在过滤器模块2的壳体3的内部中设定正压来完成。如所提及的，借助于可选的抽取装置7，可以同时在收集容器6中生成负压。这对于执行该方法不是绝对必要的。当样品被引导通过过滤器4时，样品的第一部分例如通过尺寸排阻和/或通过在过滤器材料上的吸附而被滞留在过滤器4中，同时样品的第二部分穿过过滤器4并作为滤液被收集在收集容器6中。在本示例中，待通过过滤而分离的物质是滞留在过滤器4中的样品的第一部分的成分。然而，如果在滤液中存在待分离的物质，则可以非常类似地应用在此描述的方法。

只要通过过滤器4给出样品或样品的至少第二部分的体积流量，电动气动控制单元11的输出压力p1将低于输入压力p0。如果输出压力p1达到输入压力p0的值，则这相应地表示过滤器4被完全封闭，使得没有流体，即，既没有滤液也没有气动流体，穿过过滤器4进入收集容器6。如果在一定的时间跨度t内存在这种压力相等性——其可以针对装置1的特定实施例，尤其是特定过滤器4和特定样品，凭经验预先确定，则可以假定过滤材料在样品的第一部分中有足够的加载量，并且因此在待分离的物质中也有足够的加载量。在这种情况下，达到该方法的终止标准并且可以结束该方法。

可以基于所施加的输入压力p0与借助于电动气动调节单元11的压力传感器检测到的测量值的比较，来监测和确定该终止标准的达到。还可以设置压力传感器，该压力传感器与压力控制装置10分开且独立于压力控制装置10，并且该压力传感器布置在装置1的内部以使其检测在过滤器模块2的壳体3的内部中占主导的压力。例如，这种压力传感器可以布置在流体管线12中、或布置在与流体管线12连通的管线中。由这种压力传感器检测到的测量值可以与待由压力控制装置10设定的设定点值——例如，电动气动控制单元11a的输入压力p0——进行比较。

例如，在本示例中由压力控制装置10形成的控制设备14可以被配置成，为了执行比较，检查在预定时间跨度内连续检测的压力测量值是否在基准值周围的公差区间内，例如在基准值0.5巴周围的+/-0.01巴区间内。如果是这种情况，则达到终止标准。

当达到终止标准时，控制设备14或压力控制装置10可以通过释放在过滤器模块2的壳体3中占主导的正压，例如通过经由通气阀排放气动流体，来结束该方法。控制设备14或压力控制装置10还可以例如向用户界面输出信号，以便指示该方法已经结束。

如果在经过预定时间跨度之前，输出压力p1下降到低于输入压力p0的值或下降到在公差区间之外的值，则这表明过滤器4尚未完全封闭，而仅发生了暂时的过滤干扰。在这种情况下，该方法继续进行直到达到终止标准。预定时间跨度可以是几秒钟。

在替代的方法实施例中，也可以使用与输出压力p1相关联的变量值——例如，电动气动控制单元11的输出电流——来代替压力测量值，以便监测终止标准的达到。在这种情况下，基准值可以是变量的设定点值。在监测变量是电动气动调节单元11的输出电流的情况下，基准值是与输入压力p0相关联的电动气动控制单元的输入电流。

如果在过滤器模块2中供应的样品的整个第二部分穿过过滤器4之前未达到终止标准，则可以用样品的第二量或可能的进一步的量继续进行该方法，直到达到终止标准。这确保了收集在过滤器4中的待分离物质的量足以用于进一步处理和分析。在初步检查中，对于给定的样品类型和给定的过滤器类型，还可以通过一个或多个校准测量来确定：当过滤器被样品的第一部分完全封闭时，在过滤器4中存在的待分离物质的哪一个量。利用以这种方式获得的校准数据，待分离物质的一部分可以在未知成分的样品中进行量化，其中，导致过滤器的封闭并在校准测量期间被确定的滞留在过滤器中的样品部分的量与被引导通过的未知成分的样品的总量有关。

为了进一步处理和分析待分离的物质，在移除气动模块5之后，可以将保留在壳体3中的任何液体进行移液，然后可以例如通过从过滤器4上机械去除和/或洗出待分离的物质，来从过滤器4中获得该物质。该物质也可以通过裂解直接从过滤器4中洗脱。

图4示意性地示出了用于利用可替代的控制系统来过滤样品的装置101的另一示例性实施例。用于过滤的装置1和在装置101中的压力控制装置10与图3所示的根据第一实施例的装置100基本相同。装置100和装置101的相同零件由相同的附图标记表示。在图4所示的装置101与图3所示的装置100之间的区别在于，除了压力控制装置10之外，控制设备14还具有分开的数据处理电子设备13，其连接到压力控制装置10以用于通信。然而，在第一示例性实施例(图1至图3)中，压力控制装置10基本承担装置100的控制。另一区别在于，体积流量传感器15布置在过滤器4的区域中的收集容器6中，并将流量测量值输出到控制设备14的数据处理电子设备13。数据处理电子设备13被设计成将获得的流量测量值与为零的基准值进行比较。如果在预定时间跨度内存在基本为零的通过过滤器4的体积流量，则可以结束借助于图4所示的装置所执行的方法。这指示过滤器4被样品的第一部分堵塞，使得样品的第二部分或气动流体不再穿过过滤器4。因此，数据处理电子设备13被设计成监测这个终止标准。当在预定时间跨度内的体积流量的连续测量值落在基准值周围的预定公差值区间内时，由数据处理电子设备13检测到终止标准的达到。数据处理电子设备13还被配置成，当检测到该终止标准时，将控制信号输出到压力控制装置10以结束输出压力p1的施加。同时，该数据处理电子设备可以被配置成经由用户站输出用于指示该方法结束的信号。否则，过滤方法、待分离物质的处理、以及可选地物质的量化可以以与图1至图3的示例性实施例所述的相同的方式进行。

对于本领域技术人员而言，在此描述的示例性实施例的许多变型和替代实施例是可以想到的，并且包括在此处所描述的本发明中。例如，通过调节收集容器中的负压而不是过滤器模块中的正压，可以在过滤器的面向样品入口的一侧与背向样品入口的一侧之间生成压力差。在这种情况下，收集容器可以与环境密封隔开并且连接到压力调节器，该压力调节器设定收集容器中的可预定的负压。在这种情况下，过滤器模块的壳体经由压力平衡管线连接到例如装置的环境或气动流体储存器。在该实施例中，检测在收集容器中占主导的压力的测量值，并将其与待在收集容器中设定的负压的设定点值进行比较。在这种情况下，当在预定时间跨度内检测到的压力测量值处于在设定点值周围的公差区间内时，达到终止标准。