液体向液体的生物粒子分级和浓缩的制作方法_3

文档序号:8909036阅读:来源:国知局
錯样芽抱杆菌(Bacilluscereus)
[0143]贝纳特氏立克次体(Coxiella burnetii) (Q热)
[0144]土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis)
[0145]回归热疏螺旋体(Borreliarecurrentis)
[0146]立氏立克次体(Rickettsiarickettsii)
[0147]普氏立克次体(R.prowazekii)
[0148]宋内志贺菌(Shigellasonnei)
[0149]汉氏巴尔通体(Bartonellahenselae)
[0150]小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterolitica)
[0151]假结核耶尔森氏菌(Y.pseudotuberculosis)
[0152]脑膜炎奈瑟氏菌(Neisseriameningitidis)
[0153]嗜肺军团菌(Leg1nellapneumophila)
[0154]类鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderiapseudomallei)
[0155]败血性巴氏杆菌(Pasturellamultocida)
[0156]其他病原微牛物
[0157]小球隐抱子虫(Cryptosporidiumparvum)
[0158]荚膜组织胞楽菌(Histoplasmacapsulatum)
[0159]新型隐球菌(Cryptococcusneoformans)
[0160]黑曲霉(Aspergillusniger)
[0161]病原性真菌
[0162]枝顶抱属物种(Acremomiumspp.)
[0163]互隔交链抱霉(Alternariaalternate)
[0164]雅致鱗质霉(Apophysomyceselegans)
[0165]土曲霉(Aspergillus terreus)
[0166]双极霉属物种(Bipolarisspp.)
[0167]长稳双极霉(Bipolarisspicifera)
[0168]头状芽生裂殖酵母(Blastoschizomycescapitatus)
[0169]克柔假丝酵母(Candidakrusei)
[0170]葡萄牙假丝酵母(Candidalusitaniae)
[0171]斑替支抱瓶霉(Cladophialophorabantiana)
[0172]Cunnihamella berhoIIetiae
[0173]月状弯抱霉(CurvulariaIunata)
[0174]嘴突脐抱(Exserohilumrostratum)
[0175]串珠镜抱霉(FusariummoniIiforme)
[0176]腐皮镰孢霉(Fusariumsolani)
[0177]异常汉逊酵母(Hansenulaanomala)
[0178]可可毛色二抱菌(Las1dilodiatheobromae)
[0179]糖批马拉色菌(Malasseziafurfur)
[0180]淡紫色拟青霉(PaecilomycesIilacinus)
[0181]蝙蝠蛾拟青霉(Paecilomycesbar1tii)
[0182]马尔尼菲青霉菌(Penicilliummarneffei)
[0183]弯曲单胞瓶霉(Phialemoniumcurvatum)
[0184]寄生瓶霉(Philophoraparasitica)
[0185]烂木瓶霉(P.richardsiae)
[0186]枝氯霉属物种(Ramichloridiumspp.)
[0187]微小根毛霉(Rhizomucorpusillus)
[0188]Rhizopus rhizopodiformus
[0189]深红酵母(Rhodotorularubra)
[0190]酿酒酵母(Sacchromycescerevisiae)
[0191]多育赛多抱(Scedosporiumprolificans)
[0192]白色毛抱子菌(Trichosporonbeigelii)(阿氏毛抱子菌(T.asahii))
[0193]皮炎瓶霉菌(Wangielladermatitidis)
[0194]本公开的主题内容可用于协助鉴定不同尺寸的各种不同因子:
[0195]A类疾病/因子的定义
[0196]美国公共卫生系统和主要卫生护理提供商必须准备应对各种不同的生物因子,包括在美国罕见的病原体。高优先性因子包括对国家安全造成风险的生物体,这是因为它们
[0197].可以容易地从人传播或传递到人;
[0198].造成高死亡率并且具有造成重要公共卫生影响的潜力;
[0199].可能引起公众恐慌和社会混乱;并且
[0200].需要采取特殊行动进行公共卫生防范
[0201]B类疾病/因子的定义
[0202]第二高优先性的因子包括具有下列特征的因子
[0203].中等地容易传播;
[0204].造成中度发病率和低的死亡率;并且
[0205].需要特异性增强⑶C诊断能力和加强疾病监测。
[0206]C类疾病/因子的定义
[0207]第三高优先性的因子包括由于下列原因可能在将来被工程化改造用于大规模传播的新兴病原体
[0208]?可获得性;
[0209].容易生产和传播;并且
[0210].具有高发病和死亡率和重大健康影响的潜力
[0211]一些闵子和替代物的物理尺寸
[0212]革巴:
[0213]?苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)内生孢子-约Ιμπι
[0214]?炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)内生孢子-约Iym
[0215].鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)-革兰氏阴性菌杆状-卵形,宽度0.5-0.8 μ m,长度 1-3 μ m
[0216]?罗氏耶尔森氏菌(Yersinia rohdei)-约 I μ m
[0217]?委内瑞拉马脑炎-70nm(0.07 μ m)
[0218].γ射线杀死的MS2-2mD或约25nm(0.025 μ m)(但是会通过300kD孔眼尺寸,但被10kD孔眼尺寸的Wick和McCubbin持留-ECBC)
[0219].卵清蛋白 _45kD 或 6nm(0.006 μ m)
[0220]?肉毒杆菌类毒素A - 150至900kD或1nm至70nm(0.0lym至0.07μπι)(通常发表为150kD,但某些出版物描述了释放的类毒素A可以是包含150kD毒素蛋白和与其结合的非毒素蛋白的复合体,因此可以以900kD、500kD和300kD的形式释放)。
[0221 ].DNA-1OOOBp 或 600kD 直至 15,OOOBp 或 9mD
[0222]在医学领域中的具体应用领域包括但不限于:
[0223]1.进行上述类型的取样和分析用于医学研宄和诊断学领域:
[0224]a.在癌症研宄中,其中体液或尿液中非常低浓度的实验药物是分析的靶
[0225]b.在过敏诊断中,其中体液中的少量特定抗原是分析的革巴
[0226]c.在健康影响研宄中,所述研宄涉及已知由空气动力学直径小于2.5微米的吸入颗粒物(PM 2.5)中的各种不同物质引起的健康影响的确定。这一领域与环境研宄(参见下文)交叠。
[0227]d.在法医学中,其中体液中低浓度的毒素或毒液是分析的靶
[0228]e.在手术室中[表面提取和空气监测,增添]
[0229]f.在药物制造中,其中生物气溶胶颗粒物浓度受美国食品和药品监督管理局管控
[0230]在环境研宄领域中的具体应用领域包括但不限于:
[0231][与上面的提纲类似,进行修改以适合于环境应用]
[0232]2.进行上述类型的取样和分析用于环境研宄领域:
[0233]a.在健康影响研宄中,所述研宄涉及已知由空气动力学直径小于2.5微米的吸入颗粒物(PM 2.5)中的各种不同物质引起的健康影响的确定。
[0234]b.高海拔气溶胶研宄,其中少量颗粒物被收集并且必须被浓缩用于研宄
[0235]c.在洁净室中,其中收集非常低气溶胶浓度的气溶胶粒子,用于旨在控制来源的监测
[0236]d.用于在地面上不同高度处收集的粒子群体的分离(概貌研宄(profilingstudy))
[0237]本公开的主题内容被开发成一种独特的基于膜滤器的分级和浓缩系统,其能够根据尺寸分离粒子并将那些粒子浓缩在小的(〈ΙΟΟμ?样品体积中。开发了一种新方法,其中将膜滤器以孔眼尺寸逐渐减小的顺序堆叠在单一滤筒中,在每个膜滤器之间具有小的间隙空间或者在某些情况下具有实心滤器支承物和进一步减小的间隙空间。将样品流垂直于第一滤器表面导入,并对其连续地推或拉以直接通过滤筒中的每个膜。由于滤筒可以被设计成用于重复使用,并且由于湿的亲水性膜滤器不允许空气在低于起泡点的压力下流过,因此使用新的真空启动方法以允许将空气从间隙空间和其他内部体积移除,以便可以开始样品处理。使用集成到滤筒的一系列通道和相关的阀将每个级连接回到泵,以允许在系统上抽出负压。
[0238]在系统上抽出负压后,将样品流如上所述导入。使全部样品流过滤筒,直至空气到达第一膜滤器并且系统锁定。然后将真空启动阀一个接一个启动,以允许将剩余的流体推过其余膜滤器。当全部样品体积已被处理时,随后将滤筒入口和出口阀关闭,并且将每一级上的阻留物阀打开。然后将充二氧化碳的湿泡沫导入到滤筒的一个末端中,其随后沿着滤筒的长度,与每个膜的阻留物表面相切移动。最后,将泡沫从阻留物端口分发到每个膜滤器的独立的样品容器中。然后泡沫分解成液体,留下少量与每个膜滤器级相关联的浓缩物级分。
[0239]本申请的主题公开内容描述了液体向液体的分级和浓缩装置、系统和方法,提供了快速高效地分离、然后浓缩生物样品的新手段。与现有方法相比提供了显著优点,包括但不限于:提高的分离效率,提高的浓缩效率,缩短的处理时间,自动化和集成在自动化系统中。与离心、过滤和其他常规方法相似,本发明的技术在分析之前浓缩收集到的样品,但是具有许多其他优点,包括但不限于:1)样品的液体体积被快速减少。与通常花费10至30分钟来浓缩微米尺寸粒子的离心不同,该方法对于1mL初始体积来说可以在5至60秒内完成。与其中初始样品花费数分钟至数小时通过滤器重复循环许多次以便将粒子如蛋白质或酶浓缩到数毫升的体积中的常规中空纤维过滤浓缩不同,样品在单程中直接通过。这产生100至400微升量级的小得多的液体体积,或以死末端方式直接通过,然后被提取在4至400微升范围内的液体或泡沫体积中。与典型的单程平板式过滤不同,样品以液体形式保留用于运输和分析。相对于最初取样的介质来说,目标因子的检测限降低。2)与以前已知的方法相比,最终样品体积大大减小,同时被保持在液体形式下,这允许在诸如利用少量输入样品的多孔板读板器的装置中进行检测。3)体积减小的样品可以更高效地通过微流体操控方法进行储存和运输。4)装置可以被构造成在单程中将粒子分离成不同尺寸的级分,用于某些因子的分析。例如,细胞和孢子可以与病毒和生物毒素分开浓缩。此外,被浓缩的尺寸范围可以是狭窄的或“带通”,以从复杂基质例如环境样品浓缩小尺寸范围级分。5)通过在将取样的粒子移除到用于分析的小体积中之后将清洁的液体重循环回到收集循环,装置可用于降低气溶胶取样器的板载(onboard)流体储存容量。6)与其他技术(包括离心、平板式过滤和其他方法)相比,这种装置远远更加容易改造以适应于自动化系统。装置的通流(flow-through)本质允许直接配置在自动化检测系统中。7)与新的微流体浓缩系统例如介电泳浓缩系统相比,这种装置在本质上明显更稳健。由Sandia开发的介电泳系统具有小直径的内部流动通路,其在处理具有高粒子浓度的流体期间可能造成明显堵塞。可商购的中空纤维滤器,当具有直径高达约0.5 μπι的最大值的孔眼时,由于孔眼的数量大以及使用优选的表面活性剂泡沫进行切向流清洁,将需要明显更长的时间才会发生堵塞。8)InnovaPrep系统比任何可商购的液体向液体浓缩器小得多。可以对必需的部件进行排布,以便利用待集成的系统中的任何空余空间。9)装置几乎完全由低成本、
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