专利名称：用于以小体积分配样本液体的装置和方法
技术领域：
本发明包括不渗透性材料的预成型刚性管道，其具有一个入口和一个或多个出口，其中通过重力和空气移动的作用实现在相同管道中的预成型的贮存器或腔室中自动分配样本液体。管道尺寸沿着管道变化，形成连通管道、贮存器以及有时形成分叉。对管道进行定位使得入口和(一个或多个)出口位于更高和更低的高度水平上，可以定位两个或多个相同的或彼此不同的贮存器:A)独立性:每个贮存器在自身之间具有连通管道以及样本液体入口以及出口管道用于到达装置的顶部的移位空气(displaced air)；B)形成系列:借由管道连接两个或多个贮存器，其中不是所有的所述贮存器具有以下管道:该管道将贮存器直接连接至样本液体的上方入口以及在装置的上方部分的移位空气的出口。贮存器的尺寸基于以下进行计算:部件(在所述部件(part)中分开样本)总数目、总样本体积和空气量以及待分配进入每个贮存器的样本液体的量，并且每个贮存器的几何形状可以是相同的或彼此不同。所述连通管道进入和离开贮存器的高度水平通过样本液体和期望保留在每个贮存器中的空气的所需比例或百分比以及甚至不含空气的量进行确定。所有贮存器中的该高度水平可以是相同的或不同的，其取决于使用者的需求以及考虑装置在垂直位置时进行计
笪
ο在所有的贮存器中连通管道可以总是位于同一侧从而使得当装置位于针对管道的放置位置的相反侧时，样本液体在重力作用下从连通管道排空以及容纳在贮存器中，由此样本液体被分开，是完全分离的和独立的。如果需要改变样本液体和空气的比率，只要在接收样本液体时改变装置的倾斜角度就足够。
背景技术：
在医学、生物和微生物领域，多种分析和培养技术需要依次分离样本液体至更小的部分，这在大多数情况下需要大量的工作，是非常耗时的，或者需要非常精细的和昂贵的设备。此外，关于生物体的多样性可以研究的有很多，它们中的每种进行最好发展所需的条件如它们的代谢特征一样彼此不同。这些差别的实例是以下效果:当它们生长和代谢时产生02。这些性能对于致病机理而言具有重要意义，如下进行分组分离和鉴定有机体:1.-严格需氧性生物:它们需要氧以及缺乏进行发酵的能力。2.-严格厌氧性生物:它们仅可以在氧不存在时生长。3.-兼性有机体:在氧存在和不存在时皆生长以及当空气存在时进行呼吸代谢作用。4.-耐氧厌氧性生物:其可以在氧存在和不存在时生长，但是它们的代谢作用总是发酵类型。
所以，它们的培养场所中是否存在空气对于它们的最优发展是非常重要的。在微生物学中，最常用的量化水中的细菌和其他微生物体的方法是薄膜过滤和最大可能数(MPN)方法。前者比后者在某种程度上更为受限，这是因为当菌落数目很大时使用前者进行量化较为困难。NMP过程基于每单元体积的细菌数目的统计估计量以及通过一系列培养管或贮存器的阳性结果的数目进行确定。培养贮存器的数目越大，所得结果的准确度越高。并且，当细菌数非常高时，利用该方法进行稀释以得到有效信息，用于获取关于样本液体的细菌密度的清楚概念。用于将样本液体分离至很多小的、均匀的部分的简单以及快速的方法，以及使得在每个培养贮存器或腔室中具有或不具有(根据情况)空气对于最佳结果是有利的。通过NMP方法的细菌密度评估可以两种方式进行，一种通过测定多种管，如记载于“用于检测水和废水的标准方法(Standard Methods for the Examination of Waterand Wastewater) ”中使用测试管通过吸液管或类似装置进行手动分离样本液体以及也使用公开于专利US 5, 518, 892,US 5, 620, 895,US 5，753，456中的方法。在所述专利中，装置用于分离含囊状物的样本，其中样本液体通过辊子的机械作用分开，同时提供必要的热量用于将膜粘附至囊状物的刚性侧，由此实现样本的完全分离。该选项不能在每个试样量中保留特定体积的空气，并且需要特定设备用于分离和分开。本专利中所公开的装置包括以下特征:它是不能渗透的和刚性预成型的管道，其仅通过重力和空气移动的作用自动分配样本液体进入两个或更多个贮存器钟，在每个贮存器(或腔室)中保留预定量的液体和空气。它具有以下优势:确定体积的空气可以简单地通过改变每个腔室中的移位空气出口的高度进行分配，由此可以用于检测氧存在或氧不存在时可以最好地进行代谢作用的微生物(空气体积可以从0%改变至在所述贮存器中所需的空气存在量的百分比)。另一优势在于，对于包含充足空气的贮存器的情况，以及另外当贮存器的设计是合适的，每个贮存器中的液体简单地通过放置或旋转装置而与剩余部分分离。腔室之间的分离也可以简单地在具体位点施加的热和压力的作用下通过密封贮存器各自具有的连通管道而实现。
:图1.-图示了垂直前视图，其显示了具有以下成分的独立贮存器:a.-连通管道b.-样本入口管道c.-单独贮存器d.-移位空气出口管道e.-样本液体体积f.-空气体积图2.-图示了具有贮存器系列的管道的垂直前视图，其显示了以下构件:a.-连通管道b.-样本入口管道c.-贮存器系列
d.-移位空气出口管道e.-样本液体体积f.-空气体积图3.-示出了可以整合两个或多个系列以实现更大数目的独立贮存器，每个系列具有单独的出口管道。图4.-示出了贮存器的横向放置。为了排空连通管道，连通管道可以安置在贮存器的一侧上从而当旋转装置时，其中所含的液体在重力的影响下从连通管道排出以及容纳在贮存器中，除了分开之外，也实现样本液体的完全分离。图5示出了本发明的第一实施方式的图示。图6示出了本发明的第二实施方式的图示。
发明内容
本发明包含不渗透性材料的预成型的刚性管道，其具有一个入口和一个或多个出口，其中通过重力和空气移动的影响实现在相同管道中的预成型的贮存器或腔室中自动分配样本液体。管道尺寸沿着管道变化，形成连通管道、分叉(bifurcation)和贮存器，进行安置实现空气的受控制流动以及将样本液体容纳在其中所形成的贮存器中。安置管道使得入口和(一个或多个)出口在管道的更高和更低的高度水平上，可以安置两个或更多个相同的或彼此不同的贮存器:A)独立性:每个贮存器在自身之间具有连通管道以及样本液体入口以及出口管道用于到达装置顶部的移位空气；B)形成系列:借由管道连接两个或多个贮存器，其中不是所有的所述贮存器具有将它们直接连接至样本液体的上方入口以及在装置的上方部分移位的空气的出口。根据装置的设计，这些贮存器系列可以垂直地、水平地或组合地进行配置。可以在相同装置中使用两个或更多个系列的贮存器。贮存器的尺寸基于以下进行计算:部件(在所述部件中分开样本)总数目、总样本体积和空气量以及待分配进入每个贮存器的样本液体的量，并且每个贮存器的几何形状可以是相同的或彼此不同。所述连通管道进入和离开贮存器的高度水平通过样本液体和期望保留在每个贮存器中的空气的所需比例或百分比以及甚至不保留空气进行确定。所有贮存器中的该高度水平可以是相同的或不同的，其取决于使用者的需求以及考虑装置位于竖直位置进行计
笪在所有的贮存器中，连通管道可以总是位于同一侧使得当装置位于针对管道的放置位置的相反侧时，样本液体在重力作用下从连通管道排空以及容纳在贮存器中，由此样本液体被分开，以及也是完全分离的和独立的。如果需要改变样本液体和空气的比率，只要当接收样本液体时改变装置的倾斜角度就足够。针对此的唯一先决条件是所有的连通管道在相同的取向上。最后，允许样本液体从位于管道的末端的各贮存器流动至每个系列的相互连接的贮存器或独立的贮存器，显现另外的管道升至更高的高度水平以及允许过量空气从这样的系列或贮存器的所有贮存器中离开。
贮存器必须总是位于入口至管道以及管道的出口(一个或多个)的高度水平的下方，不管位置如何。贮存器和管道的尺寸，以及由连通管道至贮存器的入口和出口的位置取决于以下
变量确定:1.待分析的样本量。2.待使用的贮存器的数目，以及几何形状。3.在每个贮存器中必须保留的空气百分比或比例。4.额外地，需要关闭连通管道。因此:可以调节每个贮存器和管道的长度、宽度和高度的尺寸至最适合生产过程的尺寸、几何形状或所需设计，只要它们具有所需的体积，包括每个贮存器所需的空气量以及考虑装置位于垂直位置。管道、贮存器(无论彼此是否相同或不相同)体积的总和等于总样本体积加上所需的空气百分比。每个贮存器的连通管道的上方部分的高度通过覆盖每个贮存器中的样本液体的高度水平确定，其中考虑管道中所包含的样本液体的体积，在所有的情况中优选将后者放置在贮存器的同一侧。管道垂直放置，其中样本液体入口在顶部。样本液体倒入管道中以及在重力的作用下经过下方连通管道分配在每个次贮存器中。其中所含的空气被液体移位以及经过上升的连通管道离开，从而实现每个贮存器的确定的填充。在以下贮存器的情况中，该贮存器需要包含空气以及当需要实现样本的分离而不使用其他额外设备时，贮存器的宽度必须是足够的以及适当地大于它们的长度，从而仅通过将装置放倒，连通管道在它的上方部分，使得位于管道中的样本液体在重力的作用下从相同管道移出以及安置在贮存器中，其中来自每个贮存器的样本液体的最终体积未达到安置连通管道的高度水平，从而实现除了分开之外样本液体的分离。相似地，贮存器可以决定性地通过使用专门施用热量和压力在连通管道的具体位点的装置阻塞所有的连通管道的通道。本发明的优选实施方式实施例1 (图5)为用于通过72个贮存器的NMP量化需氧和厌氧兼性细菌的装置。该装置的一实例是由以下材料制备的管道:例如聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯、乙烯醋酸乙烯酯聚合物(EVA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或类似材料或它们的组合、热塑性材料或热固性材料，透明的，其包括两个板，其中的一个板具有以所需尺寸和形状热成型的管道的部分以及连接第一个板的其他额外的板，完成管道的形状。在热成型板中的管道设计包括:用于分配液体的主贮存器，其位于顶部以及具有的体积为IOOml以及具有上方开口，经过该上方开口引入样本液体。它也具有72个相同的贮存器，其位于6个高度水平上，每个高度水平具有12个贮存器的系列。每个忙存器具有的体积为1.95ml以及以下尺寸:1cm x 1.2cm x 1.625cm。每个高度水平的贮存器借由连通管道与其相邻的贮存器连接，其中所述连通管道呈直径为
0.7cm的半管形成以及其位于距离贮存器的底部1.15cm的高度处，使得每个贮存器包含体积为1.38ml的样本液体以及空气百分比为30%。每个系列的第一贮存器通过直径为0.7cm的管道连接至一个或多个直径为0.7的垂直管道，其连接主贮存器，这些中的第一个用于首先的两个系列以及第二个用于剩余的系列。自次贮存器的最后一个，以及在和其他连通管道相同的高度上，出现了呈半管形式的以及直径为0.3cm的连通管道，靠近板的顶部，其使得过量空气可以离开从而允许样本液体流动经过相同高度水平的贮存器。该热成型板借由热量和/或压力和/或粘合剂连接互补板，两个部件一起连接形成刚性和不渗透性管道。最终，轮廓借由冲切(die cut)进行切割，促进空气离开以及样本液体进入至上方贮存器的连通管道对外部敞开。一旦完成，进行杀菌用于实施测试例如NMP的那些，使用具体试剂用于每个微生物类型。装置垂直地放置，其中主贮存器和样本液体入口位于顶部。样本液体倒入所述贮存器以及在重力和空气移动的作用下通过连通管道分配在每个次贮存器中。每个次贮存器中的样本液体保持在底部，通过高于连通管道的高度水平使得所需百分比的空气保留在其中。其中所包含的过量空气离开经过连通管道至邻近的贮存器以及最后至上升经过上方贮存器一侧的管道，允许样本液体分配进入次贮存器中。—旦样本分配至所有的贮存器以及样本液体流动停止，为了抑制不同贮存器之间的样本液体接触，仅需将装置放倒，将连通管道放置在顶部，其将导致每个贮存器中的剩余空气通过避免接触邻近贮存器的液体而分离液体。相似地，贮存器可以决定性地通过使用可以专门在连通管道的具体位点施用热和压力的装置封闭所有连通管道的通路。实施例2(图6)为用于通过75个连通的和单独的贮存器NMP量化需氧和厌氧兼性细菌的装置该装置的一实例是以下材料的管道:例如聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯、乙烯醋酸乙烯酯聚合物(EVA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或类似材料或它们的组合、热塑性材料或热固性材料，或甚至共挤出的以及混合物等，透明的，其包括两个板，其中的一个板具有以所需尺寸和形状热成型的管道的部分以及连接第一个板的其他额外的板，完成管道的形状。在热成型板中的管道设计包括:用于分配液体的主贮存器，其位于顶部以及具有的体积为IOOml以及具有上方开口，经过该上方开口引入样本液体。它也具有72个相同的贮存器，其位于8个栏中，每栏具有9个贮存器和3个额外贮存器的系列。每个贮存器具有预定的体积，具有具体的液体和空气比率。每个高度水平的贮存器借由连通管道与其相邻的贮存器连接，其中所述连通管道位于预定的高度，相对贮存器底部，其使得每个贮存器包含具体体积的样本液体和空气百分比。每个系列的第一贮存器通过管道连接来自主要贮存器的主要分配管道的高度水平部分。由每个系列的最后的次贮存器以及在和其他连通管道相同的高度，出现以下连通管道，其连接主要空气出口以及由此进入装置的顶部使得过量空气可以离开从而使得样本液体流动经过贮存器。该热成型板借由热量和/或压力和/或粘合剂连接互补板，两个部件一起连接形成刚性和不渗透性管道。最终，轮廓借由冲切切割以及进入口以及促进空气的离开的流通管道对外部敞开，其中经过该进入口样本液体倒入上方贮存器。一旦完成，进行杀菌用于实施测试例如NMP的那些，使用具体试剂用于每种微生物类型。装置垂直地放置，其中主贮存器和样本液体入口位于顶部。样本液体倒入所述贮存器以及在重力和空气移动的影响下经过连通管道分配在每个次贮存器中。每个次贮存器中的样本液体保持在底部，通过高于连通管道的高度水平使得所需百分比的空气保留在其中。其中所包含的过量空气离开经过连通管道至在其上方安置的贮存器以及最后经过上升至主要空气离开管道的管道，允许样本液体分配进入次贮存器中。—旦样本分配至所有的贮存器以及样本液体流动停止，为了防止不同贮存器之间的样本液体接触，仅需将装置旋转，将连通管道安置在顶部，其导致贮存器之间的连通管道中所包含的样本液体流动以及存放在相应腔室，其中使所述管道不含液体。主分配管道中所包含的样本液体分配进入三个额外贮存器中。最终，将装置放倒，其中贮存器面朝下置于贮存器的上表面中。相似地，贮存器可以决定性地通过使用可以专门在连通管道的具体位点施加热和压力的装置封闭所有连通管道的通路。如果需要改变每个贮存器中的液体对空气比率，仅需在倒入样本液体时自垂直位置改变装置的倾斜度。要注意的是针对现在的日期，申请人已知的最好方法用于实施本发明从本发明的本公开文中清楚可见。
权利要求
1.关于以小体积分配样本液体的装置，其包括具有一个入口和一个或多个出口的不渗透性材料的预成型刚性管道，其特征在于，所述管道的尺寸沿着管道变化，形成连通管道、分叉和贮存器。
2.根据权利要求1的用于以小体积分配样本液体的装置，其特征在于，每个贮存器具有将该贮存器与样本液体入口管道和/或其他贮存器连通的入口管道以及将该贮存器与其他贮存器和/或出口管道连通的出口管道。
3.根据权利要求1的用于以小体积分配样本液体的装置，其特征在于，两个或更多个贮存器借由管道串联地连通在一起。
4.根据权利要求1的用于以小体积分配样本液体的装置，其特征在于，定位所述管道使得所述入口和所述一个或多个出口在更高和更低的高度水平上，存在两个或更多个贮存器。
5.根据权利要求1的用于以小体积分配样本液体的装置，其特征在于，它由选自以下的材料制备:聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯、乙烯醋酸乙烯酯聚合物(EVA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等或它们的组合、满足标准的热塑性材料或热固性材料。
6.根据权利要求1的用于以小体积分配样本液体的装置的用途，其中所述样本液体倒入所述管道的顶部以及在重力和空气移动的作用下经过连通管道分配进入每个次贮存器中，所述样本液体进入每个次贮存器以及保留在次贮存器的底部，通过将出口管道定位在所需高度使得确定的空气百分比保留在次贮存器的内部，其中的过量空气含量以及所述样本液体的剩余部分经过连通至其他贮存器入口的连通管道以及最终经过升至顶部的出口管道而离开，从而在所述每个次贮存器中实现所需的分配。
7.关于制备根据权利要求1的用于以小体积分配样本液体的装置的方法，其特征在于，该方法包括:由聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯、乙烯醋酸乙烯酯聚合物(EVA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等或它们的组合、符合标准的热塑性材料或热固性材料形成热成型板，其包括管道，并进而包括连通管道、分叉和贮存器，该热成型板通过热和/或压力和/或粘合剂与互补板连接，从而连接形成刚性和不渗透性管道，其轮廓借由冲切进行切割，以及连通管道对外面敞开。
全文摘要
本发明提供了用于以小样本体积分配液体的装置，其包括不渗透性材料的预成型刚性管道，该刚性管道具有一个入口以及一个或多个出口，特征在于所述管道的尺寸沿着管道变化，形成连通管道、分叉和贮存器；以及其制备方法。
文档编号B01L3/00GK103097028SQ201180020268
公开日2013年5月8日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月22日
发明者琼斯.C.巴里内齐亚奥尔, 劳尔.格兰德古蒂尔雷兹 申请人:琼斯.C.巴里内齐亚奥尔, 劳尔.格兰德古蒂尔雷兹