用于生物样本的过滤器设备及过滤器装置的制作方法

本发明涉及封闭式过滤组件及用于其的过滤器装置中的改进，具体但非排他地涉及用于实验室和非固定环境两者中的无溶剂过滤装置。更确切地但非排他地，本发明涉及用于从粪便材料样本分离寄生虫的过滤装置。有利地，消除对溶剂的需要不但是对实验室的改进，而且也是对整个制造过程的改进。本发明的方面涉及无溶剂寄生虫浓缩器或过滤设备，以及涉及用于其中的过滤器。

背景技术：

通常通过将粪便生物样本置于第一管状容器中来检查粪便生物样本，第一管状容器然后由过滤器介质封闭。第一管状容器可以轴向对齐来附接至第二管状容器，使得样本将穿过过滤器介质，且选择性地进入第二容器。过滤可简单地通过将组件以第一容器在最上方立起而实现，或其可通过振动连结的容器和/或通过将它们置于离心机中来促进。在完成过滤之后，可移除由过滤器捕集和/或沉淀至第二容器的封闭端的颗粒来进行分析。此外，存在离心过滤系统，以允许固定样本使用溶剂(例如，乙醚或乙酸乙酯)快速分离，这对于技术人员的使用不一定被认为是安全的。

此类双容器过滤系统特别适用于粪便样本的处理，其中期望隔离和移除来分析可存在于样本中的寄生虫、其卵和幼虫。此类样本的处理是不令人满意的，且带来了生物风险，使得"封闭"双容器过滤系统特别有吸引力。然而，迄今为止，使用的过滤器介质最常见的是织造材料的盘或模制的网格，其可横跨第一容器的开口来配合。这容易变得由样本中悬浮的大颗粒堵塞和闭塞，如，未消化食物块。此外，如果双容器置于离心机中，则这将趋于经由过滤器将颗粒推入第二容器中。出于此原因，过滤和离心一般单独完成，且该两级操作耗时且劳动强度大，并且在两个容器断开时对操作者带来风险。

本发明试图提供具体应用于从粪便材料样本分离寄生虫的封闭式过滤装置领域中的改进。本发明可用于除从粪便材料样本分离寄生虫之外的应用。

根据本发明，提供了一种过滤组件，其包括单个元件中的三级阶梯式且协同的孔隙度减小。

过滤器提供了相比于盘式过滤器较大地扩大的过滤器面积，但更重要的优点在于离心力将改为驱动颗粒离开过滤器且朝肩部(而不是驱动颗粒穿过过滤器)，在该处，当两个容器随后断开时，颗粒将保持。这意味着过滤和离心可作为单个操作执行。在第二容器中没有污染样本的危险，并且可断开两个容器而不会使操作者暴露于第一容器中的残留物。

技术实现要素：

本发明的方面提供了一种如所附权利要求中提出的封闭式过滤设备和用于其中的过滤器装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种过滤器组件，其包括管状壳体和可定位成在壳体内沿纵向延伸的过滤器装置，其中过滤器装置包括交叉的内部和外部细长元件的网格结构，该网格结构包括孔隙布置，其中外部细长元件相对于孔隙平面存在于过滤器装置外侧，从而将肋设在网格外部上，肋定形和布置成提供用于较大颗粒的第一级过滤器，且其中外部细长元件进一步定形和布置成在所述孔隙之前提供用于较小颗粒的一个或多个附加过滤器级，然而更加小的颗粒可穿过所述孔隙。外部细长元件进一步通过具有一个或多个侧壁来定形和布置，侧壁以阶梯、齿形或其它分级方式定形，以便促进至少三级过滤。

可选地，管状壳体包括用于混合的第一容器，第一容器具有开口端和封闭端；以及用于接收滤液的第二容器，第二容器具有开口端和封闭端；以及其中过滤器装置构造和布置成由所述第一容器和第二容器封闭，以及其中第一容器和第二容器的开口端在过滤器装置定位成在其中沿纵向延伸时分别可由过滤器装置封闭，使得形成封闭的过滤器组件。

可选地，过滤器装置包括开口端和封闭端。

可选地，交叉的内部和外部的细长元件的网格结构包括：内部肋，其在从过滤器装置的封闭端到过滤器装置的开口端的方向上沿纵向延伸；以及横向于内部肋延伸的外部肋。

可选地，网格结构的所述孔隙至少部分地由所述内部肋限定。

可选地，外部肋围绕过滤器装置的至少较大部分基本上沿周向延伸。

可选地，通道形成在两个相邻外部肋之间，通道由所述两个相邻外部肋中的每个的部分限定，且其中所述通道将用作用于较大颗粒的第一级过滤器，且提供所述孔隙之前的用于较小颗粒的一个或多个附加过滤器级。

可选地，外部肋分别具有两个侧壁，侧壁分别以阶梯方式定形，使得开口形成在两个相邻外部肋之间，开口具有最大外宽度(a)、最小内宽度(c)，以及所述最大外宽度与所述最小内宽度之间的一个或多个宽度，使得过滤器组件能够提供至少三级过滤。

可选地，外部肋分别具有两个侧壁，侧壁以阶梯方式定形，使得开口形成在两个相邻外部肋之间，开口具有最大外宽度(a)、最小内宽度(c)，以及中间宽度(b)，中间宽度(b)小于所述最大外宽度且大于所述最小内宽度，使得过滤器组件能够提供三级过滤。

可选地，形成在两个相邻外部肋之间的齿形开口的最大外宽度(a)包括大约1mm的第一级过滤器；形成在两个相邻外部肋之间的开口的中间宽度(b)包括大约440微米的第二级过滤器；以及形成在两个相邻外部肋之间的齿形开口的最小内宽度(c)包括大约220微米的第三级过滤器。

可选地，外部肋分别具有两个侧壁，且其中一个侧壁基本上是平的，且另一个侧壁以阶梯方式定形，使得开口形成在两个相邻外部肋之间，开口具有最大外宽度(a)、最小内宽度(c)，以及所述最大外宽度与所述最小内宽度之间的一个或多个宽度，使得过滤器组件能够提供至少三级过滤。

可选地，外部肋分别具有两个侧壁，且其中一个侧壁以第一阶梯方式定形，且其中另一个侧壁以第二阶梯方式定形，两个侧壁不同地定形，使得非对称开口形成在两个相邻外部肋之间，非对称开口具有最大外宽度(a)、最小内宽度(c)，以及所述最大外宽度与所述最小内宽度之间的一个或多个中间宽度(b)，使得过滤器组件能够提供至少三级过滤。

可选地，由于过滤器装置可封闭所述第一容器和第二容器，故过滤器组件在封闭时构造成通过离心机来强制过滤。

可选地，过滤器装置包括头部、包括网格结构的本体，以及构造和布置成配合入且封闭第一容器和第二容器的开口端的封闭部分，其中包括网格结构的本体具有大体上是圆形、六边形或另一个多边形的截面形状。

如所述的，过滤器优选包括交叉的细长元件的三级齿形网格结构，其中至少在过滤器管外存在的那些相对于由交叉的元件形成的孔隙的平面在过滤器外延伸，从而将肋设在网格的外部上，肋将用作所述孔隙之前的用于较大颗粒的预过滤器，且用作第二级预过滤器的那些此外还消除了对溶剂的需要，例如，作用于样本中的任何脂肪材料。

该布置的优点在于，由于大颗粒的由两个相邻肋限定的通道长度的部分的闭塞将不会闭塞由捕集颗粒面对的一个或多个孔隙，因为液体仍将在颗粒下方沿通道到达所述一个或多个孔隙。已经计算出，仅大到足以由肋捕集的颗粒可面对网格内的每个孔隙，而没有穿过过滤器的液体流的任何可观察到的限制。如果肋的深度增大，则较大的颗粒可面对网格内的若干孔隙，而没有穿过过滤器的流中的任何可观察到的限制。

在模制的管状构造中，优选的是内部肋以纵向方式延伸，因为否则可能难以移除模芯。因此，优选地，任何外部肋优选以横向方式延伸(模具的外部分成两半来从模制的过滤器移除其)。管状过滤器构型上的横向外部肋具有双重优点。在制造期间且在过滤器仍容纳在模具的外部中的同时，肋在模芯从过滤器内部取回的同时用于锚定过滤器。

当过滤器在使用中时，外部肋是横向的意味着形成在外部肋之间的通道与离开第一容器的液体样本的"自然流"成直角。这可引起液体改变方向而进入通道，且可通过产生较大颗粒将由"预过滤器"通道捕集的较大趋势而加强过滤。

在本申请的范围内，明确期望前述段落中、权利要求中和/或以下描述和附图中提出的各种方面、实施例、实例和备选方案可独立或以其任何组合，且具体而言，可独立地或以任何组合来采用其独立特征。即，所有实施例和/或任何实施例的特征可以任何方式和/或组合来组合，除非此特征是不相容的。申请人保留更改任何原始提出的权利要求或相应提交任何新权利要求的权利，包括修改任何最初提出的权利要求的权利，以取决于和/或包含任何其它权利要求的任何特征，尽管最初并未以该方式提出。

附图说明

现在将仅通过举例，参照附图来描述本发明的实施例，在附图中：

图1为根据本发明的实施例的过滤器装置的透视图；

图2为从图1中的过滤器装置的侧部的平面视图；

图3a为图1中的过滤器装置的顶端视图；

图3b为图1中的过滤器装置的底端视图；

图4为从图1中的过滤器装置的后侧的平面视图，其指出线bb和cc；

图5a为沿图4中的线bb截取的图1中的过滤器装置的截面视图；

图5b为图5a中所示的过滤器装置的本体的部分的放大视图，本体包括网格结构，且图5b示出了网格结构的外部且横向延伸的元件的齿形或阶梯式侧壁；

图6a为与图5b相同的图像，注释显示了网格结构的两个相邻的外部和横向延伸的元件之间的开口的最大、中间和最小宽度；

图6b为图1中的过滤器装置的放大视图，示出了有助于构成过滤器装置的网格结构的沿纵向延伸的内部肋元件。

图7a和7b示出了包括图1至6b的过滤器装置的过滤器组件；且包括第一混合容器和第二滤液接收容器；

图8为图1中所示的过滤器装置的本体的放大透视图，示出了网格结构；

图9为根据另一个实施例的过滤器装置的透视图，其中过滤器装置的本体具有大体上非圆形截面形状；以及

图10a和10b为过滤器装置的备选版本的细长肋的部分的示意性截面图像。

具体实施方式

本文公开了本发明的过滤器组件、过滤器装置和方法的特定实施例的详细描述。将理解，公开实施例仅为本发明的某些方面可实施的方式的实例，且不表示可体现本发明的所有方式的详尽清单。实际上，将理解，本文所述的过滤器组件、过滤器装置和方法可以各种方式和备选方式体现。附图不必按比例，且一些特征可扩大或缩小以示出特定构件的细节。公知的构件、材料或方法不必详细描述，以免使本公开内容模糊。本文公开的任何特定结构和功能细节不认作是限制性的，而是仅作为权利要求的基础，以及教导本领域的技术人员不同地使用本发明的代表性基础。

图7a和7b中示出了可选的三级注塑成型过滤器组件100。过滤器组件100从样本(例如，粪便样本)分离出颗粒，其中期望隔离和移除来分析可能存在于样本中的寄生虫、其卵和幼虫。过滤器组件100包括第一容器80，更确切地说是混合容器80，其中样本可选地与试剂或溶剂或其它液体混合。第一容器80具有开口端和封闭端。过滤器组件100包括第二容器90，其用于接收从样本分离的滤液的至少部分。第二容器具有开口端和封闭端。过滤器组件100还包括过滤器装置70。

过滤器装置70还可称为过滤装置70，而不对用语过滤器装置70施加任何限制或附加意义。图1至6b中示出了过滤器装置70。过滤器装置70包括大体上管状的结构和可选的头部10(见图1、2和3a)，其可能可选地为勺子形式，以用于方便地获得样本来分析。头部10提供用于过滤器装置70的管状芯的封闭端。过滤器装置70具有管状本体12和管状封闭物或塞14(例如，图4中所示)。封闭物14构造成使得肩部部分从本体12沿径向向外延伸且延伸入凸缘，凸缘可配合入且可选螺纹配合至第一容器80的开口端；以及配合至第二容器90的开口端。这在图7b中最佳地示出。

过滤器装置70可定位在第一容器80和第二容器90中，使得其在由第一混合容器80和第二滤液接收容器90提供的过滤器组件100的壳体内沿纵向延伸。过滤器装置70的本体12包括交叉的内部细长元件18和外部细长元件20的网格结构。图5a中示出了过滤器装置70的截面视图；且在图5b中，示出了图5a的图像的部分的放大视图。可看到，交叉的内部细长元件18和外部细长元件20采用交叉的内部肋18和外部肋20的形式，其限定外部且大体上沿周向延伸的通道24和内部孔隙22的布置。外部肋20存在于过滤器装置70的管或中空芯外侧。换言之，参照孔隙22的平面，外部肋20设置成比内部肋18在更外侧。这也可在图2中看到。网格结构的外部上的在外部和至少部分沿周向布置的肋20产生一系列通道24，其同时用作用于大颗粒的第一级过滤器，以及用作用于较小颗粒的所述孔隙22之前的附加过滤器级，仅更加小颗粒可穿过孔隙22。

网格结构的孔隙22至少部分地由所述内部肋18限定。

图5b和6a示出了外部肋20的截面形状，其基本上沿周向围绕过滤器装置70的至少较大部分延伸。可看到，通道24形成在两个相邻的外部肋20之间。通道24由所述两个相邻外部肋20中的每个的部分限定，且用作用于较大颗粒的第一级过滤器，且提供用于较小颗粒的所述孔隙22之前的一个或多个附加过滤器级。

可选地且如图5b中所示，细长外部肋具有阶梯式或带齿的侧壁。这些阶梯的竖立面可与过滤器装置70的假想径向轴线平行，或如图所示，阶梯的竖立面可为锐角。外部肋20定形和布置成提供所述一个或多个附加的过滤器级，且这可在一些布置中通过它们具有以阶梯、齿形或其它分级方式定形的一个或多个侧壁20a,20b来实现，以便促进至少三级过滤。

如图6a中所示，外部肋20具有外缘和两个侧壁20a,20b。第一侧壁20a和第二侧壁20b分别以类似于彼此的阶梯方式定形，使得外部肋20在截面中对称。如图6a中所示，开口24形成在两个相邻的外部肋20之间，开口24具有相邻肋20的两个前缘之间的最大外宽度(a)。此外，开口24具有如图所示的最小内宽度(c)；以及最大外宽度(a)与最小内宽度(c)之间的一个或多个中间宽度(b)。在该布置中，一个附加中间宽度(b)设在一个肋20的第一侧壁20a的阶梯与相邻肋20的第二侧壁20b的阶梯之间。侧部20a,20b不仅朝孔隙22成渐缩的，而且包括宽度(b)处的不同阶梯。以此方式，过滤器组件100能够提供至少三级过滤。中间宽度(b)小于最大外宽度(a)，且大于最小内宽度(c)。可选地，最大外宽度提供大约1mm的第一级过滤器；形成在两个相邻外部肋20之间的开口24的中间宽度(b)包括大约440微米的第二级过滤器；且最小内宽度(c)提供大约220微米的第三级过滤器。由内部肋18和外部肋20形成的网格结构12的通道24的构造限定可选三级系列的相继减小的孔隙，由此由外部肋20捕集的颗粒可面对一个或多个孔隙22，而没有经由过滤器装置70过滤的液体流的任何可观察到的限制。

本文公开的网格结构允许过滤器装置70注塑成型为单个单元，使得过滤器组件100方便地仅包括三个部分70,80,90，其容易且简单地附接在一起。由于过滤器装置70可封闭混合管80和滤液接收管90，故过滤器组件100在闭合时构造成由离心机强制过滤。有利地，消除了对附加溶剂的需要，因此提供了较安全的过滤系统。

在现有技术的系统中，为了获得三级过滤，需要更多构件。然而，有利地，在本布置中，将外部肋20设在网格的外部上，其将用作孔隙22之前的用于较大颗粒的预过滤器；然后接下来其第二级提供附加的预过滤；且第三级过滤器用于精细地分离存在的样本且喷射其，将微生物输送至下室90，提供了过滤器组件100，其容易制造和组装，使用快速且不需要溶剂。

现在参看图9至10b，示出了本公开内容的过滤器组件或过滤器装置的备选实施例。在备选的所示实施例中，相似的数字(在可能的情况下)用于表示相似的部分，但加上了前缀"100"和"200"和"300"来指出这些特征分别属于备选实施例。

在图9中，示出了过滤器装置170，其包括头部110、包括网格结构的本体112，以及封闭部分114，其构造和布置成配合入且封闭第一容器80和第二容器90的开口端。然而，在该布置中，包括网格结构的本体112具有的截面形状大体上不是圆形的，而是具有备选形状，如，多边形，更确切地说，如图所示，网格结构具有六边形的截面形状。将认识到，大体上"沿周向"延伸的外部肋，仍与内部肋交叉来形成孔隙矩阵；且外部肋120如本文所述构造和布置成在具有宽度相继减小的不同区段的通道中提供三级过滤。

现在参看图10a，示出了根据本公开内容的各种实施例的过滤器装置的细长肋220的部分的示意性截面图像。外部肋220分别具有两个侧壁220a,220b。可选地，侧壁220a,220b都不是渐缩的，但在其它布置中，侧壁220a,220b中的一个或两个可为渐缩的。这里，一个侧壁220a基本上是平的或直的(换言之，不是阶梯式的)，且另一个侧壁220b以阶梯方式定形，使得开口224形成在两个相邻外部肋220之间，开口224具有最大外宽度(a)、最小内宽度(c)和其间的一个或多个宽度(b)。以此方式，过滤器组件能够提供至少三级过滤。在此布置中，阶梯形侧壁220b包括三个"竖立面"、两个"梯级"和前缘，以产生通道224的三个不同尺寸的区段，使得使用由非对称外部肋220限定的通道224来提供三个相继尺寸递增中的过滤。

现在参看图10b，示出了根据本公开内容的各种实施例的过滤器装置的细长肋320的部分的示意性截面图像。外部肋320分别具有两个侧壁320a,320b。可选地，侧壁320a,320b都不是渐缩的，但在其它布置中，一个或两个侧壁320a,320b可为渐缩的(可选朝孔隙(未示出)向内)。这里，一个侧壁320a以第一阶梯方式定形，且另一个侧壁320b以第二阶梯方式定形，两个侧壁320a,320b不同地定形，使得非对称开口或通道324形成在两个相邻外部肋320之间，开口或通道324具有最大外宽度(a)、最小内宽度(c)和其间的一个或多个宽度(b)。以此方式，过滤器组件能够提供至少三级过滤。在该布置中，第一阶梯形侧壁320b包括三个"竖立面"和两个"梯级"，且第二阶梯形侧壁320a包括两个"竖立面"和一个"梯级"，以产生通道324的三个不同尺寸的区段，使得使用由非对称外部肋320限定的通道324来提供三个相继尺寸递增中的过滤。

可认识到，各种改变可在本发明的范围内制作出，例如，细长肋可能不是对称形式。