流通池及其使用方法

专利名称：流通池及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一般用于检测微粒， (flow—through cell)。
特别是用于检测微生物的流通池
背景技术：
现将参照检测饮用水中的隐孢子虫属卵囊的示例性应用来讨论与本发明相 关的诸问题，不过相同的原理也可以应用于检测在其它介质中的其它微粒和其 它微生物。
对于公共卫生来说，从饮用水中筛滤诸如原生动物门隐孢子虫属兰伯氏贾 第鞭毛虫之类致病微生物是十分重要的。因为这些微生物在几分钟内就可能致 病，所以有利的是提供能够筛滤大量液体试样的高灵敏度试验。
己知使用专门与隐孢子虫属卵囊或贾第鞭毛虫属胞囊结合的荧光标记或者 诸如差别干涉相衬显微术之类的技术，通过光学显微术在干式安装的载玻片上
检测这些原生动物。隐孢子虫属卵囊的直径为3至7微米。贾第鞭毛虫属胞囊 通常为8至18微米长，5至15微米宽。手动试验室显微技术很耗费劳力，特 别是当分析员在寻找浓度十分低的微生物时。
在美国专利第6,005,964号(Reid等人)中描述了一种用于扫描显微镜载玻 片并自动检测隐孢子虫属卵囊和兰伯氏贾第鞭毛虫胞囊的自动技术。不过，在 待分析试样中的任何微生物将散布在很大的表面区域上，需要耗时的自动扫描 且增加发生错误的风险。
美国专利申请第2004/0201845号(Quist等人)揭示了一种在流通水试样中 检测和识别微生物的方法，该方法利用激光束和检测从通过较小的检测区域的 微生物散射的激光的一组检测器，并从光的散射图案来识别微生物。不过，仅 有通过所述设备的一小部分的微生物会被识别出来，并且没有设置保留已检测微生物的机构，从而难于核査结果。
本发明旨在提供一种改进的用于检测液体试样中的微粒物体的设备和方法 学，其尤其可应用于在大量水中检测低浓度的致病微生物。本发明的一些实施
例旨在提供对传统显微镜载玻片的改进，以便于在大量水中检测微生物。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种流通池，该流通池包括限定通道的基片， 该通道具有入口和出口，基片的至少一部分是透光的，以使通道在入口和所述 出口之间的至少一部分内的微粒可透过基片进行光学检测，其中流通池包括液 体可透过的微粒保留装置，该微粒保留装置位于可光学检测微粒处的通道的至 少一部分的下游，用于使液体试样能从入口到出口流过通道，同时从液体试样 中将尺寸超过阈值尺寸的微粒保留在通道内，在通道内可光学检测这些被保留 的微粒。
液体可透过的微粒保留装置用于保留尺寸超过阈值尺寸的微粒但允许液体 通过。液体可透过的微粒保留装置可包括按尺寸来排除的过滤器。较佳的是， 液体可透过的微粒保留装置是细胞和/或微生物保留装置。
因此，诸如微生物之类的微粒可被保留在通道内，在那里可由光学检测装 置对它们进行光学检测。藉此，就可从大量试样中集中诸如微生物之类的微粒。 这就可提高该技术在分析大量试样时的灵敏度和/或其效率。设置液体可透过 的微粒保留装置可以允许其它液体在试样之后通过通道而不损失微粒，以能进 行各种各样的分析过程。例如，染剂或诸如免疫荧光标记物之类的标记物可以 从入口到出口通过通道，可供选地在随后加上一个清洗步骤，以使诸如微生物 之类的被保留的微粒能被染色或标记。
设置液体可透过的微粒保留装置还使流通池能保留下来，以提供在特定试 样中识别出的微粒的记录。这就使得试样能在以后的阶段进行再次分析。
微粒可以是细胞(诸如哺乳动物组织的细胞)。较佳的是，微粒是微生物， 例如隐孢子虫属卵囊或贾第鞭毛虫属胞囊。
基片可限定多个这样的通道。于是，液体试样可通过前述通道或每个通道。光学检测装置(在下面叙述)可用于在前述通道或每个通道的相对受限的 空间内检测诸如微生物之类的微粒。有利的是，流通池可以适于通过光学显微 镜来进行分析。流通池可以构造成可用作显微镜载玻片。因此，基片和/或流 通池作为一个整体可以基本上是平板状的，并且较佳的是，基片具有平行的第 一和第二主表面。较佳的是，通道基本上平行于第一和第二主表面延伸。较佳 的是，各通道是共面的。较佳的是，基片在各通道之间连续地延伸。这种结构 减少或消除可能会影响基片通过显微镜的成像的不连续性。入口可以位于主表 面之一上。入口可以位于基片的边缘上。
流通池可以是显微镜载玻片。流通池可以是基本上圆形的，并且较佳的是， 流通池是圆形的显微镜载玻片。
较佳的是，光可从第一表面到第二表面地通过基片。这利于透过基片进行 光学分析。基片可以是整个透光的，例如基片可以是完全透明的。
较佳的是，基片限定多个具有入口和出口的通道。 一个以上的通道可以共 用同一入口和/或同一出口，但较佳的是，每个通道具有独立的入口。还较佳 的是，每个通道具有独立的出口。 一个入口或每个入口可以包括细长孔，该细 长孔垂直于通道和/或平行于基片的厚度。
较佳的是，多个通道(通常是所有的通道)的出口通向同一液体可透过的 微粒保留装置的不同区域。液体可透过的微粒保留装置较佳的是可拆下的。这 使所保留的微粒能与流通池分开以供研究。
较佳的是，多个通道的入口以规则的图案间隔开。这就有利于将试样自动 分配到入口中。各通道可以规则的图案间隔开。
较佳的是，多个通道的入口围绕基片的旋转中心成角度地间隔。多个通道 可以成角度地间隔。多个通道的入口可以围绕旋转中心呈旋转对称的布置。多 个通道可以围绕旋转中心呈旋转对称的布置。
基片可包括中心开孔，并且多个通道的出口可连接至中心开孔。中心开孔 可以是仅在基片的一个面上的开孔。中心开孔可以包括芯吸装置。
流通池可适于将液体试样抽吸入流通池。为了实现这样的效果，前述通道 或每个通道较佳的是具有至少一个毛细作用尺寸。较佳的是，通道的横截面在
8至少一个尺寸上为10至100微米。更佳的是，通道的横截面在至少一个尺寸
上为30至60微米。通道可以是圆形的。通道可以是矩形的。通道可以渐縮成 它朝向出口更窄。
较佳的是，流通池包括芯吸装置(诸如吸液芯)以将液体试样抽吸如前述 通道或每个通道。通常，芯吸装置与前述通道或每个通道的出口液体连通。合 适的芯吸装置(诸如吸液芯)可既用作芯吸装置又用作液体可透过的微粒保留 装置。
不过，液体可透过的微粒保留装置可以位于芯吸装置的上游(也就是说， 进一步朝向入口)。例如，芯吸装置上可有过滤膜片或层。基片可包括中心开 孔，多个通道的出口连接至该中心开孔，并且该中心开孔可包括芯吸装置和位 于出口于芯吸装置之间的过滤膜片或层。较佳的是，芯吸装置可工作以从多个 通道的出口芯吸液体。
芯吸装置(例如吸液芯)可以是可拆下的。在设置独立的液体可透过的微 粒保留装置和芯吸装置的情况下，液体可透过的微粒保留装置和芯吸装置较佳 的是彼此连结并可一起拆下。
较佳的是，可拆下的芯吸装置是可拆下的塞子的形式，该塞子可供选地带 有形成为在其外表面上的一个层的液体可透过的微粒保留装置。可拆下的塞子 可以具有带肋的侧面，以抓持基片中的开孔。
在前述通道或每个通道具有至少一个毛细作用尺寸且流通池包括芯吸装置 的情况下，最初可通过毛细作用将液体试样抽吸入通道，然后继续通过芯吸作 用抽吸通过通道。
前述通道或每个通道较佳的是封闭的。前述通道或每个通道可以沿着它们 的长度的一些部分封闭，而在出口端处敞开，且芯吸装置与该敞开部分的至少 一些部分接触。在多个出口与同一芯吸装置液体连通的情况下，这可减少通道 之间的交叉污染。
基片可包括第一和第二基片部分，它们一起限定前述通道或每个通道。较 佳的是，第一和第二基片部分包括彼此接触的平面表面。基片部分中的一个可 包括一个或更多个细长的凹痕部，该凹痕部与另一基片部分共同限定一个或多个封闭的通道。基片部分中的一个可在其表面上包括一个或更多个凹槽，该凹 槽或这些凹槽与另一基片部分共同限定前述通道或多个通道。凹槽可以通过蚀 刻基片来形成。同一基片部分或较佳的是另一基片部分可以具有穿过其的一个 或更多个孔，该孔或这些孔用作前述入口或多个入口。较佳的是，第一和第二 基片部分中的每一个都是连续的。通过设置连续的基片部分，可使会影响光学 分析的光学不连续性减到最少。
基片可包括第一和第二基片部分以及呈位于第一和第二基片部分之间的层 形式的第三基片部分，其中第一、第二及第三基片部分一起限定前述通道或每 个通道的至少一部分(较佳的是其整个长度)。较佳的是，第一和第二基片部 分具有与第三基片部分接触的基本上平坦的表面。较佳的是，第三基片部分呈
带有形成前述通道或每个通道的一个或更多个间隙的材料层的形式。较佳的 是，前述通道或每个通道由第一和第二基片以及第三基片中间隙两侧上的壁来 限定。构成第三基片部分的材料可以延伸到第一或第二基片部分的中心孔的周 界之内。
通常，会将第三基片部分施加于第一或第二基片部分中的一个上，并使第 一或第二基片部分中的另一个与第三基片部分接触并结合到第三基片部分上。 第三基片部分可以应用为实心层，并然后对其进行蚀刻或以其它方式挖切以形 成一个或更多个间隙。第三基片部分可形成有一个或更多个间隙。可通过利用 自动控制的喷嘴或打印头来将一材料施加于第一或第二基片而沉积第三基片 部分。
较佳的是，第三基片部分包括将第一基片部分粘附至第二基片部分的粘性 材料。第三基片部分可包括形状构造成与第一和第二基片部分共同限定前述通 道或每个通道的粘性材料。
流通池可包括定位凹口或弓形部，以使流通池能在支承件(例如转台)上 定位在规定的取向上。流通池可包括传动凹口或突耳，以与支承件(例如转台) 上的相应成形结构协配，从而能使流通池转动。
根据本发明的第二方面，提供检测设备，该检测设备包括用于保持基片
的基片保持构件，基片包括多个通道，在通道的至少一部分内可光学检测微粒;
10光学检测器，该光学检测器具有放大透镜，放大透镜构造成光学检测在可光学 检测微粒处的被保持的基片的通道的一部分内的微粒；以及可工作以移动(例 如转动)被保持的基片的致动器或可工作以移动所述放大透镜的致动器中的任 一个或两者，以由此将相继的通道依次与放大透镜对准，从而可依次在所述基 片的相继通道内进行光学检测。致动器可工作以移动(例如转动)基片保持构 件，藉此移动(例如转动)基片。致动器可工作以相对被保持的基片移动放大 透镜。
本发明在第三方面还延伸到一种系统，该系统包括如本发明的第二方面所 述的检测设备以及如本发明的第一方面所述的流通池。
检测设备可适于检测诸如细胞和/或微生物之类的微粒，己对这些微粒进 行了修改，例如染色或作标记。检测设备可适于检测荧光性微粒或已用荧光材 料染色或作标记的微粒。例如，检测设备可包括用于在可光学检测微粒处的通 道的至少一部分内激励荧光的光源。可设置过滤装置(诸如高通滤波器或带通 滤波器(例如Texas Red滤波器)之类)以控制激励光源的频率范围。检测设 备可包括过滤装置(诸如低通滤波器或带通滤波器之类)来选择性地测量低于 特定频率或在一频率范围之内的光。这样的光可以是由荧光性微生物发出的光 或者是与微生物相关联的荧光材料发出的光。
光学检测器可以是照相机，该照相机拍摄在视野中发出的光的两维图像， 并通过放大透镜进行放大。视野可以一次仅包含一个通道的一部分。视野可延 伸横穿通道的整个宽度。较佳的是，视野可一次延伸横穿单个通道的整个宽度。 光学检测器可以是光谱照相机，该照相机可工作以记录在频带范围中的光谱特征。
检测设备可以适于检测运动微粒。检测设备可以适于检测静止微粒。检测 设备可以适于通过考虑所检测对象形状的识别程序来识别微粒。
检测设备可包括试样过滤装置(诸如过滤器)，用于在将液体试样通过通 道入口引入通道之前对液体试样进行过滤。试样过滤装置可过滤出特定尺寸以 上的微粒。这可以降低假阳性并可防止通道被堵塞。试样过滤装置可过滤出特 定尺寸以下的微粒。在微粒是微生物的情况下，试样过滤装置一般会过滤出在所要检测的微生物的典型尺寸范围以上和以下尺寸的微粒。例如，在微粒是诸 如隐孢子虫属卵囊之类的微生物的情况下，试样过滤装置可过滤出尺寸小于3 微米或尺寸大于IO微米的微粒。
较佳的是，基片包括多个具有入口的通道，并且较佳的是，检测设备包括 将相继的试样通过通道的入口引入不同通道的装置。例如，检测设备可包括用 于移动流通池的自动装置(诸如基片保持装置和电动机)。在通道的入口围绕 旋转中心呈旋转对称布置的情况下，将相继的试样引入不同通道的装置可以包 括围绕旋转中心转动流通池的装置。
较佳的是，光学检测装置适于检测通过每个通道的横截面的所有微粒，使 液体试样内诸如细胞或微生物之类的所有微粒都可能被检测到。
根据本发明的第四方面，提供一种流通池，该流通池包括限定多个通道的 基片，每个通道具有入口和出口，基片的至少一部分是透光的，以使每个通道 在相应通道的入口和出口之间的至少一部分内的微粒可透过基片进行光学检 测，其中芯吸装置(诸如吸液芯)在多个通道的出口 (较佳的是基片内的每个 通道的出口)之间延伸，以使芯吸装置可工作以将液体试样抽吸入多个通道中 的每个通道的入口。
通常，芯吸装置不用于一次将液体试样抽吸入多于一个的通道。不过，通 过设置可工作以将液体试样抽吸入多个通道中的每个通道的入口的芯吸装置， 可以设置单个结构来收集己通过多于一个通道的液体。每个通道可包括液体可 透过的微粒保留装置，该液体可透过的微粒保留装置位于可光学检测微粒处的 相应通道的至少一个部分的下游。因此，在使用流通池来保留微粒之后，施加 于芯吸装置的液体会反向流过多个通道中的每个通道，以从液体可透过的微粒 保留装置分离出所保留的微粒。此外，进一步可供选的特征相应于上面结合前 三个方面讨论的特征。
根据本发明的第五方面，提供一种流通池，该流通池包括限定多个通道的 基片，每个通道具有入口和出口，基片的至少一部分是透光的，以使每个通道 在相应通道的入口和出口之间的至少一部分内的微粒可透过基片进行光学检 测，其中基片包括孔，且多个通道中的每个通道的出口通到该孔。因此，可经由该孔从多个通道中的每个通道收集液体。通常，基片大体呈 圆形。通常，孔位于基片的中心处。通常，孔大体呈圆形。
液体可透过的微粒保留装置可位于孔中并与每个通道接触。芯吸装置可位 于孔中并与每个通道液体连通。
进一步可供选的特征相应于上面结合前四个方面讨论的特征。孔通常对应 于结合前四个方面所描述的开孔。
根据本发明的第六方面，提供一种用于检测液体试样中的微粒(例如细胞 和/或微生物)的方法，该方法包括以下步骤将液体试样引入如本发明的第 一方面所述的流通池的基片的前述通道或一通道中，经由入口使试样流过通道 到达出口，并检测可检测微粒处的通道的至少一部分中的微粒。
较佳的是，流通池可适于将液体试样抽吸入流通池。
较佳的是，前述通道或每个通道具有至少一个毛细作用尺寸，并且毛细作 用将液体试样和任何包含在该试样内的微粒抽吸到可检测微粒处的通道的部 分中。
较佳的是，流通池包括芯吸装置(诸如吸液芯)以将液体试样芯吸通过前 述通道或每个通道，并且芯吸作用将液体试样和包含在还试样内的任何微粒抽 吸入可检测微粒处的通道的部分中。芯吸装置通常与通道的出口液体接触。
较佳的是，检测液体试样中的微粒的步骤包括使用根据本发明第二方面的 检测设备或本发明第三方面的系统的步骤。因此，毛细作用和/或芯吸作用可 以在光学检测器的放大透镜下方抽吸液体试样和包含在该试样内的任何微粒。
该方法可包括在将液体试样引入前述通道或一通道的入口之前利用过滤装 置(已在上文描述)过滤液体试样的步骤。
较佳的是，流通池、检测设备、系统和方法用于检测隐孢子虫属卵囊和/ 或兰伯氏贾第鞭毛虫属胞囊。
检测微粒可包括检测微粒的存在、微粒的不存在和/或微粒存在的数量。 可以检测诸如特殊微生物或微生物类型之类的特殊微粒或微粒类型。
该方法可包括周期地从液体源采集试样并将它们弓I入流通池的不同(较佳 的是相继)通道内的步骤。该方法可包括从不同地方采集试样并将它们引入流
13通池的不同通道中的步骤。
该方法还可包括将流通池保存一段时间的步骤。该方法还可包括在以后的 时间分析保留在已保留的流通池中的诸如细胞和/或微生物之类的微粒的步 骤。该方法可包括利用光学显微镜在以后的时间分析在已保留的流通池中的所 保留的微粒的步骤。
该方法还包括从一通道或多个通道取出所保留的微粒的步骤，该步骤通过 将液体施加于前述通道或多个通道的出口以使液体从出口到入口反向流过前 述通道或多个通道来进行。这使得所保留的微粒能接着被取出以进行分析。液 体可流到入口，从那里可用移液管取走它。可替代地，液体可以从入口流出。 在设置芯吸装置的情况下，可以通过将液体施加于芯吸装置来将液体施加到一 通道的出口或多个通道的出口 。


现将参照以下附图来说明本发明的示范性实施例
图1是包括检测设备和根据本发明的流通池的系统剖视图2是根据本发明的第一示例流通池的立体图3是第一示例流通池的第一基片部分的平面图4是图3的第一基片部分沿着线A—A的剖视图5是第二基片部分的平面图6是流通池的第二示例的剖视图；以及
图7是流通池的第二示例的平面图。
具体实施例方式
图1是包括检测设备和根据本发明的流通池的系统剖视图。流通池1包括 透明的玻璃基片2，该基片限定多条通道4，图中完整地示出了其中的一条。 流通池由高质量的光学玻璃制成，并且基本上是平板状的，使其能用作显微镜 载玻片。每个通道具有入口 6和出口 8。每个通道大约100微米宽且40微米高。 40微米是使基片通过入口将液体试样抽吸入通道的毛细作用尺寸。每个出口被按尺寸来排除的过滤膜片10覆盖，该膜片10用作使液体试样能从入口到出口流过通道的同时将液体试样中尺寸超过阈值尺寸的微粒(在本情况下为微生物)保留在通道内的装置。诸如硼硅酸盐纤维垫之类的吸液芯12位于过滤膜片的另一侧上，与过滤膜片接触，以将已通过入口引入通道的液体试样以及液体试样中的任何微生物抽吸过通道。该吸液芯由围绕透明玻璃基片底部中的中心圆形开孔13的周界的脊部11保持在位。
该流通池与检测设备一同使用。检测装置包括转台14，该转台在使用中支承流通池。转台可以在自动控制下由电动机16来转动。该转台包括装配入流通池底部中的相应凹口 20的突耳18，以将驱动作用从转台传送到流通池。流通池还包括弓形的切去部(在图1中未示出)，该切去部与转台上的协配的成形结构相匹配，以使流通池相对于转台定位在正确的取向上。转台包括排出孔22，已穿过吸液芯的液体可通过该排出孔排出。
检测装置包括具有放大透镜26的照相机24，该放大透镜将一个通道的区域成像到照相机的成像表面(如CCD阵列)上。照相机的视野通常覆盖一个通道的整个宽度。
一般来说，检测设备将与预过滤器28 (未按比例绘制) 一起使用，以去除过大以致无法穿过通道的微粒。预过滤器的特性(和通道的尺寸)选择成预过滤器不筛滤掉所要检测的微生物的典型尺寸范围内的微粒。通常，预过滤器还会利用两个独立的过滤器来去除小于最小尺寸的微粒。在使用检测设备来检测水中的微生物的情况下，预过滤器通常还会浓縮试样并供应体积减小的液体试样。因此，预过滤器通常包括用于接受液体试样的入口 30、用于去除过多液体的第一出口 32以及用于将体积减小的试样供应到流通池的第二出口 34。检测设备可包括用于将液体试样分配到通道入口中的喷嘴36以及诸如注射器37之类的混合装置，该混合装置用于在将液体试样分配入通道入口之前将液体试样与诸如标记物或染剂之类的另一液体混合。通常，检测设备然后转动流通池，以使后面的试样进入另一通道的入口。
图2是第一示例流通池的立体图。在该第一示例结构中，流通池由两个基片部分制成，每个基片部分都由透明玻璃制成。图3是第一示例流通池的第一
15基片部分的平面图。
在第一基片部分的第一表面上蚀刻围绕第一基片部分的中心布置成旋转对 称图案的多个凹槽。便利的是，第一基片部分(和流通元件作为一个整体)具
有76.2mm的直径，该直径是诸如硅片之类的半导体晶片的传统直径，使凹槽 能利用传统的半导体晶片图案形成和蚀刻技术来形成。
第一基片部分包括凹口 18以及弓形的切去部38，该切去部与转台上的协配 的成形结构(未图示)相匹配，以将流通池定位在转台上。有利的是，第一基 片部分包括标记40，诸如位于一个或多个凹槽附近的数字，以便于识别各个凹 槽。第一基片部分包括具有台阶状内周缘的中心孔。朝向第一表面定位的第一 内边缘部分42限定用于吸液芯和过滤膜片的圆形空间。包括位于远离第一表 面处的半径较窄的第二内部边缘部分44的唇缘11将吸液芯保持在流通池中。 图4是图3的第一基片部分沿着线A—A的剖视图。
图5是第二基片部分的平面图。第二基片部分包括多个穿通基片的孔6，且 这些孔围绕第二基片部分的中心布置成旋转对称的图案。为了形成流通池，将 吸液芯和过滤膜片装配在第一基片部分的中心孔中，并且使第一和第二基片部 分彼此接触，以使第二基片的一孔位于每个凹槽的上方。然后，通过施加足够 的热量来将基片部分彼此熔接。因此，由凹槽的壁来限定通道，并由穿过第二 基片部分的孔来限定通向通道的入口。
图6是流通池100的第二示例的剖视图。如同第一示例那样，流通池是圆 形的且包括旋转对称的入口和通道图案。流通池由第一基片部分102和第二基 片部分2制成，第一基片部分在形状上相应于第一示例的第一基片部分，只是 没有旋转对称的凹槽图案，第二基片部分在形状上相应于第一示例的第二基片 部分，并包括围绕第二基片部分的中心钻成旋转对称的图案以用作通向通道的 入口的孔6。如前那样设置过滤膜片IO和吸液芯12。类似地，吸液芯由围绕 第二基片部分的底部中的中心圆形开孔13的周界的脊部11保持在位。不过， 在第二示例中，通道不是仅由第一和第二基片部分来限定。在第一和第二基片 部分之间包括粘结剂层104形式的第三基片部分，以限定通道的侧壁，且第一 和第二基片部分分别限定通道的上和下壁。图7是包括通道106的流通池的第二示例的平面图。每个通道较宽的上游
部分位于第二基片部分中的孔下方。第三基片部分由粘合剂线108形成，这些 粘合剂线从在流通池周界处或附近的呈圆形式的粘结剂110环朝向流通池的中 心延伸。在图7所示的示例中，设有围绕流通池的没有粘结剂的周界的圆形间 隙112。朝向流通池中心延伸的粘结剂线通常具有恒定的宽度，使通道朝向流 通池的中心宽度渐縮。通道具有如前所述的垂向毛细作用尺寸，以使毛细作用 有利于将液体抽吸入该通道或每个通道。
粘结剂线延伸超过第一基片部分的内周缘114(在使用中面向第二基片的那 一侧上)。不过，在使用中，吸液芯接触粘结剂延伸超过内周缘的部分。这增 加了吸液芯与通道接触的表面面积，就可加快吸液芯的速度，从而减小通道之 间交叉污染的危险。通常，过滤膜片将在使用这面向第二基片的那侧上与第一 基片部分的内周缘114接触，以使微生物不会穿透每个通道延伸超过内周缘的 部分。
为了制作流通池，使用在机器人控制下的喷嘴来将粘结剂沉积在第二基片 部分上。然后，使第一基片部分与粘结剂层接触，并藉此粘合到第二基片部分。
熟悉本领域的技术人员会理解，可以许多不同的方式来制作第三基片部分。 例如，它可以切割自诸如塑料之类的材料片，它可以形成为一层并然后进行蚀 刻，它可以通过任何其它装置来印刷或沉积。第一和第二基片部分应是围绕每 个通道的至少一部分，较佳的是围绕每个通道的全部是透光的(并且通常是透 明的)，以能在通道内进行微生物的光学检测。第三基片部分可以是透光的。
当使用该设备来检测饮用水中的隐孢子虫属卵囊和/或兰伯氏贾第鞭毛虫 属胞囊时，首先过滤水试样以去除太大以致无法进入流通腔室的通道以及太小 以致不可能是目标微生物的微粒。还可对试样进行浓縮以减小引入通道的试样 体积。理想的是，例如1,000升的非常大量的水可以浓縮成例如1.5ml的小试 样体积，而不会损失微生物。
在一个较佳实施例中，在将微生物引入流通池之间用诸如4',6-二脒基-2-苯 基B引哚(DAPI)之类的荧光染料对微生物进行染色。由步进电动机控制的注 射器吸取一定体积的凝聚的已过滤试样，随后是进一步量的荧光染料。在经过一段时间(例如15分钟)以使染料能对微生物进行染色之后，则通过流通腔 室的第一通道的入口将所得到的试样引入该入口。通过毛细作用将试样抽吸入 通道。
一旦它与吸液芯接触，则它就继续通过吸液芯的芯吸作用被抽吸通过。
液体试样和该液体试样内的任何微生物因此将流过放大透镜，使已标记或 染色的微生物能被照相机光学检测。试样内的微生物将被过滤膜片保持在通道 中。
在每个试样之后，检测设备使转台转动，以将下一试样引入下一通道的入 口。这样就可将来自于不同地方或不同时间的液体试样引入相继的通道中。例 如，可以每隔两小时从饮用水源获取一个试样并将其引入相继的通道中。这样， 带有84个通道的流通池就可每隔两个小时接受试样一周。
重要的是，因为微生物被保留在流通池中，所以可将流通池存储起来以保 存连续试样的记录。在后来发现水源己经受到微生物污染的情况下，可以对保 留的流通池进行研究，从而能研究微生物水平随时间的变化。因为流通池是平 板状的，并且具有用于光学显微镜的合适尺寸，所以它可用作显微镜载玻片， 并且因此，如果需要的话，可利用光学显微镜手动地进行该后来的分析。通过 弄湿吸液芯，于是液体流入出口，并移动来自过滤器的随着从每个通道的入口 流出的液体而流动的所保留的微生物，从而将所保留的微生物取出以供后来分 析
在可替代的实施例中，过滤膜片形成为围绕可拆下的吸液芯的周界的一层 结构。可拆下的吸液芯大体呈圆柱形，且带有塑料制成的周界壁。该周界壁设 有脊部，以使可拆下的吸液芯能可脱开地保持在中心开孔中。可拆下的部分形 成为若干大体圆形的层。在使用中与通道的出口接触的第一层是亲水的，既用 作吸液芯又用作过滤器。与第一层液体连通的第二层由织物吸液芯材料制成。 比前两层大的第三层由比第二层松的机织织物材料制成。第四层包括刚性网 格，该网格延伸横穿可拆下的吸液芯的底部，以在对可拆下的吸液芯施加真空 时提供机械强度。可拆下的吸液芯还包括射频识别标志物以便于跟踪可拆下的 吸液芯。因此，可以存储可拆下的吸液芯并将其用作过滤器所保留的微生物的 记录。在本实施例中，没有围绕透明玻璃基片底部中的开孔周界设置缘边，从
18而可以拆下吸液芯。
在另一可替代的实施例中，微粒保留装置与吸液芯是可分开地拆下的。 在另一实施例中，可不进行染色或作标记而检测微生物。可以在液体试样 通过通道之后微生物静止不动的同时对其进行检测，在这种情况下，照相机的 视野通常靠近通道的出口。在另一实施例中，在检测之前有更多的液体通过通 道，例如，试样可能在被引入通道之前没有染色或作标记，可以随后引入诸如 荧光免疫标记物或染料之类的染剂或标记物以对微生物进行标记，然后在引入 清洗液体。
在本文所揭示的本发明的范围之内可以作出进一步的修改和变化。
权利要求
1. 一种流通池，该流通池包括限定通道的基片，所述通道具有入口和出口，所述基片的至少一部分是透光的，以使所述通道在所述入口和所述出口之间的至少一部分内的微粒透过所述基片进行光学检测，其中所述流通池包括液体可透过的微粒保留装置，所述微粒保留装置位于可以光学检测微粒处的所述通道的所述至少一部分的下游，以允许液体试样从所述入口到所述出口流过所述通道，同时从所述液体试样中将尺寸超过阈值尺寸的微粒保留在所述通道内，在所述通道内可光学检测所述被保留的微粒。
2. 如权利要求1所述的流通池，其特征在于，所述基片限定多个所述通道。
3. 如权利要求2所述的流通池，其特征在于，所述通道的所述入口布置成 规则的图案。
4. 如权利要求4所述的流通池，其特征在于，所述通道的所述入口布置成 旋转对称的图案。
5. 如前述权利要求中任一项所述的流通池，其特征在于，适于将液体试样 抽吸入所述流通池。
6. 如权利要求5所述的流通池，其特征在于，所述通道或每个通道具有毛 细作用尺寸。
7. 如权利要求5或6所述的流通池，其特征在于，还包括将液体试样抽吸 入所述通道或每个通道的芯吸装置。
8. 如权利要求7所述的流通池，其特征在于，所述芯吸装置既用作所述芯 吸装置又用作所述液体可透过的微粒保留装置。
9. 如前述权利要求中任一项所述的流通池，其特征在于，所述基片限定多 个所述通道，并且所述基片包括中心开孔，所述多个通道的出口通到所述中心 开孔。
10. 如权利要求9所述的流通池，其特征在于，所述多个通道的壁延伸入所 述中心开孔，以使所述通道的出口仅部分地被所述基片封闭。
11. 如权利要求IO所述的流通池，其特征在于，包括第一和第二基片部分，其中通过蚀刻一基片部分来形成所述通道或每个通道。
12. 如前述权利要求中任一项所述的流通池，其特征在于，包括第一和第二 基片部分以及在所述第一和第二基片部分之间呈层形式的第三基片部分，并且 其中，所述第一、第二以及第三基片部分一起限定所述一个或更多个通道的长 度的至少一部分。
13. 如权利要求12所述的流通池，其特征在于，所述第三基片部分是粘结剂层。
14. 如权利要求12或13所述的流通池，其特征在于，所述基片限定多个所 述通道，并且所述基片包括中心开孔，所述多个通道的出口通到所述中心开孔， 其中每个通道沿着其长度的一部分被封闭。
15. 如前述权利要求中任一项所述的流通池，其特征在于，所述微粒保留装 置是可拆下的。
16. 如权利要求16所述的流通池，其特征在于，多个通道的出口通向同一 可拆下的可透液体的微粒保留装置的不同区域。
17. 检测设备，该检测设备包括用于保持基片的基片保持构件，所述基片 包括多个通道，在所述通道的至少一部分内可光学检测微粒；光学检测器，所 述光学检测器具有放大透镜，所述放大透镜构造成光学检测在可以光学检测微 粒处的被保持的基片的通道的一部分内的微粒；以及可工作以移动被保持的基 片的致动器或可工作以移动所述放大透镜的致动器中的任一个或两者，以将相 继的通道依次与所述放大透镜对准，从而可依次在所述基片的相继通道内进行 光学检测。
18. —种系统，包括如权利要求17所述的检测设备和如权利要求1至16 中任一项所述的流通池，所述系统包括基片，所述基片可由所述检测设备的基 片保持构件来保持。
19. 如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述检测设备包括用于可以 检测微粒处的所述通道的所述至少一部分内激励荧光的光源。
20. 如权利要求19所述的系统，其特征在于，包括用于在将液体试样引入 通道之前将所述液体试样与染剂或标记物混合的混合装置。
21. 如权利要求18至20中任一项所述的系统，其特征在于，包括用于在将液体试样通过通道入口引入所述通道之前过滤所述液体试样的试样过滤装置。
22. 如权利要求18至21中任一项所述的系统，其特征在于，适于检测微生 物和或细胞。
23. —种流通池，该流通池包括限定多个通道的基片，每个通道具有入口和 出口，所述基片的至少一部分是透光的，以允许每个通道在相应通道的所述入 口和所述出口之间的至少一部分内的微粒透过基片进行光学检测，其中芯吸装 置在多个通道的出口之间延伸，以使所述芯吸装置可工作以将液体试样抽吸入 所述多个通道中的每个通道的入口。
24. 如权利要求23所述的流通池，其特征在于，每个通道包括可透过液体 的微粒保留装置，所述微粒保留装置位于可以光学检测微粒处的相应通道的所 述至少一部分的下游。
25. —种流通池，该流通池包括限定多个通道的基片，每个通道具有入口和 出口，所述基片的至少一部分是透光的，以使每个通道在相应通道的所述入口 和所述出口之间的至少一部分内的微粒可透过基片进行光学检测，其中所述基 片包括孔，且所述多个通道中的每个通道的出口通到所述孔。
26. 如权利要求25所述的流通池，其特征在于，液体可透过的微粒保留装 置位于所述孔内并与每个通道接触以将微粒保留在每个通道内。
27. 如权利要求25或26所述的流通池，其特征在于，芯吸装置位于所述孔 内并与每个通道液体连通。
28. —种用于检测液体试样中的微粒的方法，该方法包括以下步骤将液体 试样引入如权利要求1至16中任一项所述的流通池的基片的所述通道或一通 道中，经由所述入口使所述试样流过所述通道到达所述出口，并检测在可检测 微粒处的所述通道的所述至少一部分中的微粒。
29. 如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述流通池适于将液体试样 抽吸入所述流通池。
30. 如权利要求28或29所述的方法，其特征在于，所述检测液体试样中的 微粒的步骤包括使用检测设备的步骤，所述检测设备包括光学检测器，所述光学检测器具有放大透镜，所述放大透镜构造成光学检测可以光学检测物质处的 所述通道的所述至少一部分内的微粒。
31. 如权利要求28至30中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括 利用试样过滤装置在将所述液体试样引入所述通道或一通道的入口之前过滤 所述液体试样的步骤。
32. 如权利要求28至31中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包 括在将所述液体试样引入所述通道或一通道之前将所述液体试样与标记物或 染剂混合的步骤。
33. 如权利要求28至32中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法用于 检测微粒的存在、微粒的不存在和/或微粒存在的数量。
34. —种如权利要求28至33中任一项所述的检测隐孢子虫属卵囊和/或兰 伯氏贾第鞭毛虫胞囊的方法。
35. 如权利要求28至34中任一项所述方法，其特征在于，所述方法包括周 期地从液体源采集试样并将它们引入所述流通池的不同通道内的步骤。
36. 如权利要求28至35中任一项所述的方法，其特征在于，还包括从一通 道或多个通道取出所保留的微粒的步骤，所述步骤通过将液体施加于所述通道 或多个通道的出口以使液体从所述出口到所述入口反向流过所述通道或多个 通道来进行。
37. 如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述液体流到所述入口。
38. 如权利要求36或37所述的方法，其特征在于，所述基片包括芯吸装置， 所述芯吸装置与一个或更多个通道的出口液体连通，以将液体抽吸入所述一个 或更多个通道，其中通过将液体施加至所述芯吸装置来将所述液体施加于所述 一个或更多个通道的出口。
全文摘要
本发明公开了一种流通池，该流通池包括限定通道的基片，该通道具有入口和出口，基片的至少一部分是透光的，以使通道在入口和出口之间的至少一部分内的微粒可透过基片进行光学检测，其中流通池包括液体可透过的微粒保留装置，该微粒保留装置位于可光学检测微粒处的通道的至少一个部分的下游，用于使液体试样能从入口到出口流过通道，同时从液体试样中将尺寸超过阈值尺寸的微粒保留在通道内，在通道内可光学检测被保留的微粒。该流通池尤其可应用于检测饮用水中的微生物。
文档编号G01N15/14GK101490530SQ200780027279
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月19日 优先权日2006年7月19日
发明者G·O·肖恩 申请人:肖恩水工程有限公司