专利名称：具有吸水过滤器组件的滤板制品的制作方法
具有吸水过滤器组件的滤板制品相关专利串请的交叉引用本申请要求2010年6月30日提交的美国临时专利申请号61/360，489 (代理人案卷号66288US002)和2010年12月29日提交的美国临时专利申请号61/428，029 (代理人案卷号66780US002)的优先权，这些专利申请中每个的公开内容以引用方式并入本文。
背景技术：
当表面被细菌、真菌、酵母、病毒或其他微生物污染时，可能引发疾病(发病)，有时甚至导致死亡(致死)。当食品加工厂和医疗卫生场所(例如医院)中的表面被微生物污染时尤其如此。在食品加工厂中，表面(例如固体表面、设备表面、防护服等)可能被污染。此类污染可能由肉类或其他食物引起，或转移到肉类或其他食物上。
在医疗卫生场所中，微生物可能会从被感染的个体释放到表面(例如固体表面、设备表面、衣服等)上。一旦表面被微生物污染，与被污染表面接触可能轻易地将微生物转移至其他位置，例如另一表面、个体、设备或食品。众所周知，某些环境中的微生物污染和转移可能会引起严重的健康风险。例如，来自受污染的食品加工厂的食品将随后被吃掉，并可能引起疾病，并且可能引起死亡。特别相关的是诸如单核细胞增多性李斯特菌(isteria monocytogenes)、肠炎沙门氏菌(Salmonella enteriditis)和大肠埃希氏杆菌0157:H7之类的微生物。微生物污染涉及于医疗卫生场所中，因为这种场所的某些患者常常遭受病原微生物的感染，因而将病原微生物带入这类场所中。另外，处于这类场所中的许多人(例如患者)是患病的，可能会免疫失能。因而，这些个体因受污染微生物的感染而患病的风险增大。膜滤是分析液体样品的微生物存在情况的许多方法中的标准步骤。这样的分析常常为了例如食品安全、水质和/或环境监测和/或研究而进行。对于某些液体样品，待过滤的量需要大，大约为一升或十升，以检测当分析较小部分的液体样品时将检测不到的微生物水平。用于过滤这些液体样品的现有方法通常采用真空歧管和滤膜。将怀疑含微生物的液体样品加到膜上方的贮存器中并施加真空，从而抽吸液体通过膜并进入收集器中。在所有液体均已通过膜后，拆开装置、用镊子取下滤膜并置于琼脂板或其他培养装置上以生长和检测微生物菌落。
发明内容
存在对将简化为检测含水样品中微生物的存在情况所需的样品制备和试验装置调适的滤板制品的需要。在一个方面，本发明提供了一种滤板制品，所述滤板制品包括基部构件、过滤器组件和覆盖片材。基部构件包括不透水的自支承基底，所述基底具有第一和第二通常对置的主表面。过滤器组件在其中限定过滤器组件孔并具有跨越过滤器组件孔安装的复合过滤体。复合过滤体包括微孔膜和与微孔膜流体连通的吸水层。过滤器组件设置在覆盖片材和基部构件之间，吸水层设置在微孔膜和基部构件之间。在另一方面，本发明提供了一种检测含水样品中微生物的存在情况的方法。所述方法包括提供本发明的滤板制品，提供含水样品，和让含水样品首先通过微孔膜、其次通过吸水层。吸水层保留来自含水样品的一部分水。将所述滤板制品孵育一段孵育时间段，且在整个孵育时间段中，所述一部分水中的至少一部分将接触微孔膜。观察是否存在微生物生长。在另一方面，本发明包括一种与滤板制品一起使用的过滤装置，所述过滤装置包括(a)过滤组件，所述过滤组件包括(i)过滤器座，所述过滤器座包括过滤器支承表面并限定过滤器座入口、过滤器座出口 ；和(ii)样品头，所述样品头限定样品头入口和样品头出口 ；其中所述过滤器座以可滑动方式与样品头接合而在过滤器支承表 面和样品头出口之间限定插入间隙；和(b)引导组件，所述引导组件包括第一引导构件和第二引导构件，其中所述第一引导构件和所述第二引导构件平行于彼此排列在过滤组件的相对侧上而限定插入路径，由此引导过滤器制品的滤膜层进入插入间隙中。在一些实施例中，过滤装置包括布置用于使过滤器座在打开的插入间隙位置和闭合的插入间隙位置之间滑动的铰接夹。在一些实施例中，过滤器装置包括设置成使过滤器座在打开的插入间隙位置和闭合的插入间隙位置之间滑动的致动器，其中所述致动器为气动致动器或液压致动器之一。在一些实施例中，过滤器装置样品头入口包括用以接合一次性筒的配件。在一些实施例中，所述用以接合一次性筒的配件选自球式棘爪、鲁尔锁定配件、卡口配件和螺纹配件。在一些实施例中，所述第一引导构件包括第一末端和第二末端，其中所述第二引导构件包括第一末端和第二末端，且其中所述第一和第二引导构件的第一末端限定设置成允许使用者向过滤装置中插入具有膜层的过滤器制品的插入狭槽。在一些实施例中，过滤装置还包括第一盖支承部分和第二盖支承部分，所述第一和第二盖支承部分设置成支承第一覆盖片材，所述第一覆盖片材部分地固定于具有膜层的过滤器制品的第一主表面。在一些其他的实施例中，过滤装置还包括第三盖支承部分和第四盖支承部分，所述第三和第四盖支承部分设置成支承第二覆盖片材，所述第二覆盖片材部分地固定于具有膜层的过滤器制品的第二主表面。在一些实施例中，引导组件还包括与第一引导部分相邻的弹簧构件，由此促使滤膜层远离样品头。在另一方面，本发明涉及一种平行过滤装置，所述平行过滤装置包括多个前述任一项权利要求所述的过滤装置。在一些实施例中，所述过滤装置可平行操作。“水凝胶”指具有亲水性的并将吸收水但不溶于水的聚合物链的含水凝胶。术语水凝胶的使用与水合状态无关。“微孔”指孔隙在O. 05微米至I. 2微米的标称范围内的水可渗透材料。“自支承”指能支承其自身重量的材料。“靶微生物”指待检测的特定微生物(即微生物种)或特定微生物群组(例如特定的微生物属、大肠杆菌、耐抗生素细菌)。“吸水”指能够以相对于材料的重量的至少20重量％的水平吸收水的材料。“吸水容量”指所吸收的水的重量对吸水材料的重量之比。
“水活度”或“Aw”指水的可利用率，代表系统中水的能量状态。其定义为样品上方水的蒸气压除以相同温度下纯水的蒸气压。纯蒸馏水的水活度确切地为一。通常，为支持微生物生长，至少为0.91的\值是有用的。“水溶性”指低于其时胶凝剂可能因水合作用而重构的水温。在其最方便的用途中，胶凝剂可在约20°C下重构，而在一些情况下，可能可接受至多至约90°C的温度，只要该温度不会不利地影响靶微生物的存活率即可。
图IA和IB分别为根据本发明的滤板制品的一个示例性实施例的分解侧视图和俯视图；图2为根据本发明的滤板制品的一个示例性实施例的透视图；图3A和3B分别为根据本发明的滤板制品的一个示例性实施例的分解侧视图和俯 视图，该实施例包括隔层；图4A-4D为用于根据本发明的检测制品的过滤器组件的示例性实施例的侧视图；图5为根据本发明的过滤装置的一个示例性实施例的透视图；图6A和6B各为过滤装置的一个示例性实施例的前视图，示出了打开的位置(图6A)和闭合的位置(图6B);图7A和7B为根据本发明的过滤装置的一个示例性实施例的透视图，示出了一种在含水样品中插入用于检测微生物的制品的示例性方法；图8为多过滤装置的一个示例性实施例的透视图；图9为过滤装置的一个示例性实施例的透视图，示出了任选的坡面特征；图10为过滤器座的一个示例性实施例的侧视图；图11为附接有一次性筒的过滤装置的一个示例性实施例的透视图。在多张图中，类似的参考标号表示类似的元件。一些元件可以相同或等同的多份存在。在这样的情况下，可能仅通过参考标号指示一个或多个代表性元件，但应理解，这样的参考标号适用于所有这类相同的元件。除非另外指明，否则本文档中的所有图和附图均未按比例绘制，并且被选择用于示出本发明的不同实施例。具体地讲，除非另外指明，否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸，并且不应从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。尽管在本发明中可能使用了 “顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“前部”、“背部”、“向外”、“向内”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”等术语，但应当理解，除非另外指明，否则这些术语仅以它们的相对意义使用。具体地讲，在一些实施例中，某些组件是以可互换方式和/或个数相等(例如，成对)的方式存在的。对于这些组件，“第一”和“第二”的名称可适用于使用顺序，如本文所述(与哪一个组件首先被选择使用不相关)。
具体实施例方式除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。与本文所述的方法和材料相似或等同的方法和材料可以用于本发明的实施例的实践中，以下描述了示例性的合适的方法和材料。例如，方法可以被描述为包括不止两个步骤。在这样的方法中，为实现限定的目标，可能并非所有步骤都是需要的，并且本发明设想使用孤立的步骤来实现这些分立的目标。另外，材料、方法和实例仅是示例性的，并无意于限制本发明。本发明的制品和方法可用于其中需要检测样品中是否存在微生物的广泛的应用，所述样品包括但不限于食品样品(例如原材料、加工中的食材、成品)、表面(例如环境表面、食品加工表面、设备)、水(例如地表水、工艺用水)和饮料(例如原料乳、巴氏灭菌牛奶、汁液)。这些样品可由单独的或成多种组合的固体、半固体、凝胶状或液态材料组成。本发明的装置以及所述的方法可用于定性或定量地测定一种或多种所关注的微生物的存在。本发明的滤板制品也可被称为微生物检测制品。—种示例性的所关注的临床分析物是金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)。这是一种引起广谱感染的病原体,所述感染包括浅表损伤，例如小的皮肤脓肿和伤口感染；全身性且致命的病症，例如心内膜炎、肺炎和败血病；以及中毒症，例如食物中毒和中毒性休克综合征。某些菌株(如耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌或MRSA)对除了少数之外的所有选择抗生素有抗性。 要在食品加工区域中检测的示例性的所关注分析物是李斯特菌属的成员。李斯特被分类为革兰氏阳性杆状细菌并包括菌种单核细胞增多性李斯特菌(Listeriamonocytogenes)、无害李斯特菌(L. innocua)、威氏李斯特菌(L. welshimeri)、斯氏李斯特菌(L. seeligeri)、绵羊李斯特菌(L. ivanovii)和格雷氏李斯特菌(L. grayi)。其中，单核细胞增多性李斯特菌是造成大多数人李斯特菌病例的原因，并且免疫失能的、孕妇、老年人和新生儿具有增加的感染易感性。李斯特菌病的最普通症状是败血病、脑膜炎和流产。特别关注用于分析目的的其他微生物包括原核生物和真核生物，特别是革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌、支原体和酵母。特别相关的生物体包括如下科属的成员肠杆菌科(Enterobacteriaceae),或微球菌科(Micrococcaceae)或葡萄球菌属(Staphylococcus spp.)、链球菌属(Streptococcus spp.)、假单胞菌属(Pseudomonasspp.)、肠球菌属(Enterococcus spp.)、沙门氏菌属(salmonella spp.)、军团菌属(Legionella spp.)、志贺菌属(Shigella spp.)、耶尔森氏菌属(Yersinia spp.)、肠杆菌属(Enterobacter spp·)、埃希杆菌属(Escherichiaspp.)、芽抱杆菌属(Bacillusspp.)、弧菌属(Vibrio spp.)、梭状芽孢杆菌属(Clostridium spp.)、棒杆菌属(Corynebacteria spp.)以及曲霉菌属(Aspergillus spp·)、键刀菌属(Fusarium spp.)和假丝酵母菌属(Candida spp.)。毒性特别强的生物体包括金黄色葡萄球菌(包括抗性菌株例如耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌(MRSA))、表皮葡萄球菌(S. epidermidis),肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、无乳链球菌(S. agalactiae)、酿胺链球菌(S. pyogenes)、幾肠球菌(Enterococcusfaecalis)、耐万古霉素肠球菌(VRE)、耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)、万古霉素敏感性减低金黄色葡萄球菌(VISA)、炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、大肠埃希杆菌、黑曲霉(Aspergillusniger)、烟曲霉(A. fumigatus)、棒曲霉(A. clavatus)、爺病镰刀菌(Fusarium solani)、尖孢镰刀菌(F. oxysporum)、厚孢镰刀菌(F. chIamydosporum)、霍乱弧菌(Vibrio cholera)、副溶血性弧菌(V. parahemolyticus)、猪霍乱沙门氏菌(Salmonellacholerasuis)、伤寒沙门氏菌(S. typh)、鼠伤寒沙门氏菌(S. typhimurium)、白色念珠菌(Candida albicans)、光滑念珠菌(C. glabrata)、克鲁斯念珠菌(C. krusei)、阪崎肠杆菌(Enterobacter sakazaki)、埃希氏杆菌0157、含ESBL的微生物以及多重抗药性的革兰氏阴性杆菌(MDR)。图IA示出了根据本发明的可用于检测微生物的制品100的一个实施例的分解侧视图。制品100包括具有第一和第二通常对置的主表面101和102的基部构件110 ;覆盖片材140 ;和过滤器组件150。过滤器组件150具有限定在其中的过滤器组件孔154并包括跨越过滤器组件孔154安装的过滤体155，其中所述复合过滤体包括微孔膜160和吸水层180。吸水层180与微孔膜160流体连通。过滤器组件150设置在覆盖片材140和基部构件110之间，其中吸水层180设置在微孔膜160和基部构件110之间。现在看图IA和1B，在制品100的一些实施例中，过滤器组件150具有联接到基部构件110的附接部分105。在图示实施例中，过滤器组件150通过一条双面粘合带130在附接部分105处连接到基部构件110，但本领域普通技术人员将认识到，其他连接技术(例如粘合剂、热粘结、超声焊接、缝合或钉合)可能也合适。在一些实施例中，过滤器组件150的 尺寸可被设计为与基部构件110的尺寸至少共延。如上所述连接过滤器组件150至基部构件110可有利地保持过滤器组件150正确地就位于制品100内。覆盖片材140优选(直接地或间接地)联接到基部构件110。在图示实施例中，覆盖片材140通过双面粘合带130联接到过滤器组件150。应认识到，其他联接措施(例如粘合剂、热粘结、超声焊接、缝合或钉合)也可能适合附接覆盖片材140到过滤器组件150。还应认识到，覆盖片材140可被直接联接到基部构件110，前提条件是过滤器组件150布置在基部构件110和覆盖片材140之间。在一些其他实施例中，过滤器组件150可包括突舌区151。突舌区151可延伸到基部构件110的周缘边界119之外。同样，突舌区151可延伸到覆盖片材140的周缘边界149之外。在一些其他实施例中，覆盖片材140可包括突舌区141。突舌区141可延伸到基部构件110的周缘边界119之外。同样，突舌区141可延伸到过滤器组件150的周缘边界159之外。应当理解，可提供突舌区的任何适合的组合以便于为过滤操作剥离覆盖片材140和基部构件110而暴露过滤器组件150。图2示出了根据本发明的滤板制品的一个实施例的透视图。覆盖片材140优选是柔性的并通常选择为可以极小的难度从过滤器组件150手动剥离覆盖片材140。在一些实施例中，过滤器组件150也可以是柔性的。基部构件110也可以是柔性的，但通常基部构件110选择为自支承的且柔性低于覆盖片材140。图3A和3B示出了滤板制品300的一个实施例，其部件和部件号通常与滤板制品100(参见图IA和1B)中的部件和部件号对应，不同在于，过滤器组件350还包括在其中限定隔层孔394的隔层390，其中隔层390安装在过滤器组件350面向基部构件310的第一主表面301的主面上，且其中隔层孔394与过滤器组件孔354流体连通。在本说明书中提及制品100时，应当理解，制品100可包括如关于制品300所述的隔层。再次看图2，在一些示例性的实施例中，基部构件110包括第一基底112、任选的粘附于第一基底112的第一粘合剂层114和任选的第一干涂层116。第一基底112是“自支承的”(即能支承其自身重量)且“不透水的”(即不以超过10重量％的水平吸收水)。适用于第一基底112的材料的一些实例包括聚酯、聚丙烯或聚苯乙烯膜。适用于第一基底112的材料的其他实例包括具有防水(例如聚合物型)涂层的纸或纸板材料。第一基底112可以是透明的、半透明的或不透明的，这取决于是否想要透过第一基底112观察细菌菌落。为便于细菌菌落计数，第一基底112上可印刷有方格图案，例如如美国专利号4，565，783 (Hansen等人)中所述。用于构造第一基底112的材料应是对微生物惰性的，并优选地应与消毒过程(例如，环氧乙烷消毒)相容。应当理解，虽然图2将基部构件110示意为包括任选的第一干涂层116，但在一些典型的实施例中，基部构件可不包括可溶于冷水的胶凝剂或营养物而是在覆盖片材140中包括可溶于冷水的胶凝剂和营养物。在一些更典型的实施例中，覆盖片材140包括第二基底142、任选的第二粘合剂层144和任选的第二干涂层146。在一些实施例中，任选的第二干涂层146包括检测试剂以检测微生物。在一些实施例中，任选的第二干涂层146包括营养培养基。第二基底142优选透明或半透明以允许透过第二基底142观察细菌菌落或对细菌菌落成像，并且不以超过约20重量％的水平吸收水。适用于第二基底142的材料的非限制·性实例包括聚酯、聚丙烯或聚苯乙烯膜。优选地，覆盖片材140是柔性的。用于构造第二基底142的材料应是对微生物惰性的，并优选地应与消毒过程(例如，环氧乙烷消毒)相容。在制品100的一些实施例中，基部构件110可包括任选的通过任选的第一粘合剂层114粘附于第一基底112的第一干涂层116。在制品100的一些典型的实施例中,覆盖片材140包括任选的通过任选的第二粘合剂层144粘附于第二基底142的第二干涂层146。在典型的实施例中，任选的干涂层被包括在覆盖片材或基部构件中的一者中，最通常的是任选的干涂层仅被包括在覆盖片材中。当包括在制品100中时，任选的第一粘合剂层114和/或任选的第二粘合剂层144包括的粘合剂材料通常不溶于水、应不抑制微生物的生长并应能承受消毒过程，如果使用消毒过程的话。优选地，当润湿以允许透过其所粘附于的相应基底层观察细菌菌落时，粘合剂材料应充分透明。在一些实施例中，粘合剂材料可包括压敏粘合剂，例如压敏的丙烯酸异辛酯/丙烯酸共聚物粘合剂。合适的压敏粘合剂可含90重量％至99重量％的丙烯酸异辛酯和I重量％至10重量％的丙烯酸，特别合适的压敏粘合剂具有96重量％的丙烯酸异辛酯和4重量％的丙烯酸。当包括在制品100中时，任选的第一干涂层116和/或任选的第二干涂层146包括水溶性胶凝剂(例如瓜耳胶、黄原胶、刺槐豆胶)，如例如美国专利号4，565，783 (Hansen等人)中所述。可任选地，干涂层116和/或146可还包括营养培养基、选择剂、检测试剂或以上两种或更多种的任意组合。营养培养基、选择剂和/或检测试剂应不干扰胶凝剂并通常基于待检测的微生物来进行选择。用于检测微生物的合适的营养物、选择剂和检测试剂的实例可见于例如美国专利号4，565，783 (Hansen等人)、5，089，413 (Nelson等人)、5，364，766 (Mach 等人)、5，443，963 (Lund)、5，462，860 (Mach)、5，601，998 (Mach 等人)、5，635，367 (Lund)和5，681，712 (Nelson)中。如本文所用，“标准方法营养物”指StandardMethods for the Examination of Dairy Products (乳制品检测标准方法)第 14 版(美国公共卫生协会，华盛顿哥伦比亚特区)中描述的营养物混合物。其由5份(以重量计)蛋白胨、2. 5份酵母提取物和I份右旋糖组成。营养培养基、选择剂和/或检测试剂的量应使得当与预定量的液体样品接触时它们有助于微生物的生长和/或检测。
在一些实施例中，可将第一干涂层116和/或第二干涂层146 (例如干粉胶凝剂；任选地具有干粉状营养物、选择剂和/或检测试剂)如例如美国专利号4，565，783 (Hansen等人)中所述通过粘合剂材料联接到相应的第一基底112和/或第二基底142，或如例如美国专利号4，565，783 (Hansen等人)中所述通过向相应的基底或粘合剂层上涂布包括胶凝剂的液体混合物(任选地包括干粉状营养物、选择剂和/或检测试剂)并随后干燥所述混合物连接到相应的第一基底112和/或第二基底142。在一些实施例中，第一基底112可包括覆盖第一基底112的整个主表面的第一干涂层116。在一些实施例中，第一基 底112可包括仅覆盖第一基底112的一部分主表面的第一干涂层116。在一些实施例中，第二基底142可包括覆盖第二基底142的整个主表面的第二干涂层146。在一些实施例中，第二基底142可包括仅覆盖第二基底142的一部分主表面的第二干涂层146。在典型的实施例中，滤板制品的覆盖片材140包括第二干涂层146，所述第二干涂层146包括前述水溶性胶凝剂。在一些典型的实施例中，滤板制品的覆盖片材140包括第二干涂层146，所述第二干涂层146包括前述营养培养基。在一些典型的实施例中，滤板制品的覆盖片材140包括第二干涂层146，所述第二干涂层146包括前述检测试剂。在一些典型的实施例中，滤板制品的覆盖片材140包括第二干涂层146，所述第二干涂层146包括水溶性胶凝剂、营养培养基和检测试剂或它们的任意组合。覆盖片材140的第二干涂层146中水溶性胶凝剂和营养培养基的引入可用于提供微生物的生长(如果微孔膜160上存在的话)，覆盖片材140的第二干涂层146中检测试剂的引入可用于观察是否存在微生物生长的指征。可以通过目测和/或通过使用自动检测器对检测试剂进行检测。自动检测器可包括成像系统。检测试剂可以是生色底物、荧光底物或发光底物。在任一个实施例中，检测试剂在接触预定量的液体样品时到达足以检测靶微生物的浓度。有利地，第一干涂层116(或第二干涂层146)中检测试剂的量可高得足以快速检测靶微生物的存在情况，即便液体样品中的高浓度检测试剂也抑制靶微生物的生长。在一些实施例中，第一干涂层116 (或第二干涂层146)中检测试剂的量足以检测靶微生物，即便其抑制靶微生物的生长。第一干涂层116(或第二干涂层146)中相对较高量的检测试剂与相对较低量的检测试剂相比允许更快速地检测靶微生物，即便所述相对较高量可能抑制微生物的生长。检测试剂可以是所存在的微生物类型的非特异性指示剂，或者它可以是所存在的微生物类型的特异性指示剂。非特异性检测试剂的非限制性实例包括PH指示剂(例如偶氮苯pH指示剂(例如甲基红)、磺酞pH指示剂(例如溴甲酚紫、氯酚红、溴百里酚蓝、溴甲酚蓝)、蒽醌PH指示剂(例如茜素红S —水合物、3，4- 二羟基-9，10- 二氧代-2-蒽磺酸钠盐)和氧化还原指示剂(例如氯化三苯基四唑(TTC)、3-[4，5-二甲基噻唑-2-基]-2，5-二苯基四氮唑溴盐(MMT)、2，3-双[2-甲氧基-4-硝基-5-磺酸苯基]-2H-四唑鎗-5-羧基苯胺内盐(XTT)、硝基蓝四唑鎗)。检测试剂可以是所存在的微生物类型的特异性指示剂。特异性检测试剂包括例如与某些微生物或微生物群组相关的酶(例如糖苷酶、蛋白酶、氨肽酶、磷酸酶和酯酶)的底物。
检测试剂可能能够形成有色沉淀。已知可以向本发明的方法和装置中引入多种染料，包括含吲哚基的染料，例如5-溴-4-氯吲哚基磷酸盐或该化合物的二钠盐、5-溴-4-氯吲哚基吡喃糖苷或该化合物的二钠盐、5-溴-4-氯-3-吲哚基-β -D-葡糖醛酸、5-溴-4-氯-3-吲哚氧基-β -D-半乳糖苷、5-溴-4-氯-3-吲哚基-β -D-吡喃葡萄糖苷、6-氯-3-吲哚基磷酸盐和5-溴-6-氯-3-吲哚基磷酸盐。优选地，有色沉淀是蓝色的。形成蓝色沉淀的底物包括例如5-溴-4-氯-3-吲哚氧基-N-乙酰基-β -D-氨基半乳糖苷、5-溴-4-氯-3-吲哚氧基-N-乙酰基-β -D-氨基葡糖苷、5-溴-4-氯-3-吲哚氧基-β -D-纤维二糖糖苷、5-溴-4-氯-3- β -D-岩藻糖苷、5-溴-4-氯-3-吲哚氧基-a -D-吡喃半乳糖苷、5-溴4_氯_3_吲哚氧基-β -吡喃半乳糖苷、5-溴-4-氯-3-吲哚氧基- a -D-吡喃葡萄糖苷、5-溴_4_氯_3_吲哚氧基-β -D-吡喃葡萄糖苷、5-溴-4-氯-3-吲哚氧基-β -D-葡糖醛酸、环己基铵盐、5-溴-4-氯-3-吲哚氧基-β -D-葡糖醛酸钠盐和5-溴-4-氯-3-吲哚氧基-β -D-木吡喃糖苷。
这些染料可用作某些类型的细菌内存在的特定酶的底物。为酯酶底物的形成蓝色沉淀的染料包括例如5-溴-4-氯-3-吲哚氧基丁酸盐、5-溴-4-氯-3-吲哚氧基辛酸盐和5-溴-4-氯-3-吲哚氧基棕搁酸盐。磷酸酶的底物包括但不限于5-溴-4-氯-3-吲哚氧基磷酸二(2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇)盐、5-溴-4-氯-3-吲哚氧基磷酸二钠盐、5-溴-4-氯-3- Π引哚氧基磷酸对甲苯胺盐(p-toluidine salt)、5_溴_4_氯_3_ Π引哚氧基磷酸盐和钾盐。为糖苷酶底物的生色染料包括例如3-吲哚氧基-β -D-吡喃半乳糖苷、3-吲哚氧基-β -D-吡喃葡萄糖苷、3-吲哚氧基-β -D-葡糖醛酸环己基铵盐和3-吲哚氧基-β -D-葡糖醛酸钠盐。磷酸酶的其他生色底物包括例如3-吲哚氧基磷酸二(2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇)盐和3-吲哚氧基磷酸二钠盐和3-吲哚氧基磷酸对甲苯胺盐。硫酸酯酶的底物包括例如3-吲哚氧基硫酸钾盐。针对糖苷酶、酯酶、磷酸酶和硫酸酯酶形成品红色的可沉淀染料包括例如作为糖苷酶的底物的5-溴-6-氯-3-吲哚氧基-N-乙酰基-β -D-氨基葡糖苷、5-溴-6-氯-3-吲哚氧基_β -D-吡喃半乳糖苷、5-溴-6-氯-3-吲哚氧基-β -D-吡喃半乳糖苷、5-溴-6-氯-3-吲哚氧基-β -D-吡喃葡萄糖苷和5-溴-6-氯-3-吲哚氧基-β -葡糖醛酸环己基铵盐；用作酯酶的底物的5-溴-6-氯-3-吲哚氧基丁酸盐、5-溴-6-氯-3-吲哚氧基辛酸盐和5-溴-6-氯-3-吲哚氧基棕搁酸盐；用作硫酸酯酶的底物的针对磷酸酶的5-溴-6-氯-3-吲哚氧基磷酸对甲苯胺盐以及5-溴-6-氯-3-吲哚氧基硫酸钾盐。针对糖苷酶、酯酶和磷酸酶形成橙红色的可沉淀染料包括例如6-氯-3-吲哚氧基-β -吡喃半乳糖苷、6-氯-3-吲哚氧基-β -D-吡喃葡萄糖苷和6-氯-3-吲哚氧基-β -D-葡糖醛酸环己基铵盐(针对糖苷酶);6_氯-3-吲哚氧基丁酸盐、6-氯-3-吲哚氧基辛酸盐和6-氯-3-吲哚氧基棕搁酸盐(针对酯酶)；以及6-氯-3-吲哚氧基磷酸对甲苯胺盐(针对磷酸酶)。形成紫色的生色底物包括5-碘-3-吲哚氧基-β -D-吡喃半乳糖苷，形成绿色的生色底物包括N-甲基-吲哚氧基-β -D-吡喃半乳糖苷。其他可沉淀染料包括4，6- 二氯-N-乙酰基吲哚-3-醇、6-氯吲哚基-β -D-半乳糖五乙酸酯、6-氯吲哚基-β -D-半乳糖苷、6-氯吲哚氧基-1，3- 二醋酸盐、5-氯-2-羧基苯甘氨酸钠盐、4-氯氨茴酸、甲基[6-氯-N-乙酰吲哚-3-基-(2，3，4-三-氧-乙酰基-β -D-吡喃葡萄糖苷)]糖醛酸盐、6-氯吲哚基-β -D-吡喃葡萄糖苷糖醛酸单环己基铵盐、氯靛蓝(包括Sadler等人，J. Am Chem. Soc.(美国化学会会志)，78:1251-1255，1956中报道的那些氯靛蓝)以及4，6- 二氯吲哚基-β -D-葡糖苷酸、6，7- 二氯吲哚基-β -D-葡糖苷酸、6，7- 二氯吲哚基-β -D-葡糖苷酸、4，6，7-三氯吲哚基-β -D-葡糖苷酸、4，6- 二氯吲哚基-β -D-半乳糖苷、6，7- 二氯吲哚基-β -D-半乳糖苷和4，6，7-三氯吲哚基-β -D-半乳糖苷。合适的检测试剂还包括非沉淀指示剂染料(即，能够在水凝胶中扩散的水溶性染料)。非沉淀性指示剂染料包括如本文所描述的PH指示剂(例如,偶氮苯PH指示剂、磺酞PH指示剂和蒽醌PH指示剂。非沉淀性指示剂染料还包括与酶反应而释放水溶性染料的生色酶底物(例如，磷酸对硝基苯酯或对硝基苯基-β -D-葡糖苷，其各自可被水解为对硝基酚)以及可与酶反应而释放水溶性荧光染料的荧光酶底物(例如，磷酸4-甲基伞形酮酯或4-甲基伞形酮基-β -D-葡糖苷，其各自可被水解为4-甲基伞形酮)。 在图IA和IB所示的制品100的实施例中，过滤器组件150示意为具有在其中限定过滤器组件孔154的过滤器支承层158和跨越过滤器组件孔安装的复合过滤体155。过滤器支承层158构造为复合过滤体155。过滤器支承层158优选自支承的并且不吸收水或者以低于10重量％的水平吸收水。适用于过滤器支承层158的材料的非限制性实例包括聚酯、聚丙烯或聚苯乙烯膜。其他适用材料包括具有防水(例如，聚合物型)涂层的纸张或硬纸板材料。过滤器支承层158可以是透明的、半透明的或不透明的。可任选地，过滤器支承层158可包括突舌区151，突舌区151延伸到基部构件110和/或覆盖片材140的周缘边界之外。过滤器支承层158还包括限定在其中的过滤器组件孔154，过滤器组件孔154允许从基部构件Iio通过过滤器组件150向覆盖片材140流体连通。过滤器组件孔154可以是任何形状，例如圆形、方形、矩形、六边形、八边形、椭圆形或不规则形状。复合过滤体155包括微孔膜160和吸水层180，在图IA中，微孔膜160和吸水层180示意为安装在过滤器支承层158的对置的主表面上并在两者之间限定间隙170。吸水层180与微孔膜160流体连通。应当理解，在一些实施例中，微孔膜160的至少一部分可接触吸水层180的至少一部分，在一些实施例中，间隙170可以不在整个过滤器组件孔154上连续，在一些实施例中，微孔膜160和吸水层可在整个由过滤器组件孔154限定的区域彼此接触。微孔膜160应设置为使得在使用过程中，微孔膜160的至少一部分覆盖过滤器组件孔154。优选地，在使用过程中，微孔膜160设置为使得微孔膜160覆盖过滤器组件孔154。在一些实施例中，微孔膜160的面积大于过滤器组件孔154的面积且微孔膜160延伸到过滤器组件孔154的周边之外。在图3Α和3Β所示的制品300的实施例中，过滤器组件350还包括在其中限定隔层孔394的隔层390，其中隔层390安装在过滤器支承层358面向基部构件310的第一主表面301的主面上，且其中隔层孔394与过滤器组件孔354流体连通。隔层390应由不溶于水的材料构造。隔层孔的壁与过滤器支承层358 —起形成预定尺寸和形状的液体样品槽以限制一定体积的液体样品(例如含水样品)于制品300内。隔层390的厚度和隔层孔394的大小应足以形成具有所需容积(例如，I毫升、2毫升、3毫升、5毫升或更大)的槽。闭孔聚乙烯泡沫或聚苯乙烯泡沫是适用于隔层390的材料，但是可以使用为疏水性(不可润湿)、对微生物惰性并优选能承受消毒过程的任何材料。可例如通过粘合剂将隔层390联接到过滤器支承层358，如例如美国专利号4，565，783 (Hansen等人)中所述。图4A-4D示出了跨越过滤器组件孔454A-D设置微孔膜460A-D和吸水层480A-D的若干替代实施例。图4A示出了过滤器组件450A，其特征与图IA和IB中的过滤器组件150基本相同但包括设置在复合过滤体455A内、微孔膜460A和吸水层480A之间的任选的稀松布475A。任选的稀松布475A可能可用于为复合过滤体455A提供增强，同时保持吸水层480A与微孔膜460A的流体连通。稀松布材料将随同下面对吸水层的更详细描述一道描述。图4B示出了过滤器组件450B的一个实施例， 其中，复合过滤体455B跨越过滤器组件孔454B安装，复合过滤体455B仅接触过滤器支承层458B的一个主表面，且其中吸水层480B设置在微孔膜460B和过滤器支承层458B的该主表面之间。图4C示出了过滤器组件450C的一个实施例，其中，复合过滤体455C跨越过滤器组件孔454C安装，复合过滤体455C仅接触过滤器支承层458C的一个主表面，且其中微孔膜460C设置在吸水层480C和过滤器支承层458C的该主表面之间。图4D示出了过滤器组件450D的一个实施例，其中复合过滤体45 的周边密接在过滤器组件孔454D内。在图IA和4A-4D的任何实施例中，可提供至少一个垫圈来安装复合过滤体155(或455A-D)到过滤器支承层158(或458A-D)上，如例如图4D中所示，其中可提供至少一个垫圈490D来固定复合过滤体455D于过滤器支承层458D。垫圈可以是任何合适的材料的，例如双轴取向聚丙烯(BOPP)，并可还包括粘合剂的层以固定到复合过滤体155(或455A-D)和过滤器支承层二者。在图IA所示的实施例中，例如，可提供第一垫圈(图IA中未示出)来安装微孔膜160到过滤器支承层158的第一主表面上并可提供第二垫圈(图IA中未示出)来安装吸水层180到过滤器支承层158的第二主表面上。本领域普通技术人员将认识到，用于安装复合过滤体155的部件到过滤器支承层158上的其他技术可能也合适，包括例如粘合剂、热粘结、超声焊接或它们的组合。微孔膜160 (或微孔膜460A-D中的任何一者)可包括本领域已知的各种水可渗透的微孔膜材料中的任何一种，包括例如纤维素膜(例如，醋酸纤维素、混合的纤维素酯和硝化纤维素)、尼龙、聚碳酸酯、聚醚砜、聚酯、聚偏二氟乙烯、陶瓷、以上任何物质的衍生物以及以上任何两种或更多种物质的组合。微孔膜160的标称孔径通常根据待检测的微生物来选择。例如，可使用在O. 05微米至I. 2微米范围内(包括O. 05微米、O. I微米、O. 2微米、O. 45微米、O. 8微米或I. 2微米中的任何一者)或在一些实施例中在O. 2微米至O. 45微米范围内的标称孔径来检测细菌。在一些实施例中，可使用在O. 05微米至3微米范围内(包括O. 45微米、O. 8微米、I. 2微米或3微米中的任何一者)或在一些实施例中在O. 45微米至I. 2微米范围内的标称孔径来检测酵母和/或霉菌。在任何实施例中，微孔膜均应构造为自通过过滤器组件过滤的含水样品收集微生物。水渗透性试验可包括例如ASTM F2298-03中描述的那些。可用的市售微孔膜的实例包括可以商品名“ LIFEASSURE ”和“ STERASSURE ”得自康涅狄格州梅里登的3M净化公司(3MPurification, Inc. , Meriden, CT)的流延尼龙微孔膜。可用的微孔膜在例如美国专利号6，413，070 (Meyering等人)、6，513，666 (Meyering等人)、
6,776, 940 (Meyering 等人)、6，056, 529 (Meyering 等人)、6，264, 044 (Meyering 等人)、5，006，247 (Dennison 等人)、U. S. 3，876，738 (Marinaccio 等人)、U. S. 4，707，265 (Barnes 等人)和U. S. 4，473，474 (Ostreicher等人)中有述。可用的接枝聚合物官能化微孔膜在例如2010年10月14日公开的美国公开的专利申请号2010/0261801 (Weiss等人)中有述。在制品100的一些实施例中，复合过滤体155中的吸水层180包括经用接枝的水凝胶聚合物官能化的纤维基底。在一些实施例中，所述纤维基底为非织造基底。如本文所用，术语“非织造”指根据ASTMD123-09el通过机械、化学、热或溶剂方式及它们的组合实现的纤维的粘结或互锁或纤维的粘结和互锁而产生的纺织物结构。在一些实施例中，吸水层180可包括为经用接枝的水凝胶聚合物官能化的织造基底的纤维基底。如本文所用，“织造基底”可包括布或织物。如本文所用，“织造”指根据ASTMD123-09el在使至少两组股线根据预定的交织图案(通常以直角)彼此交织并且使至少一·组股线平行于沿着织物纵向的轴线时所产生的结构。这些基底通常由天然纤维(例如棉或羊毛)、合成纤维(例如尼龙、聚酯、丙烯腈)或它们的共混物制成。虽然本文中所述的接枝化学主要是针对非织造基底，但应当理解，接枝化学也可应用于用作滤板制品100中的吸水层180的织造基底。纤维基底的平均纤维尺寸可在O. 7微米至15微米范围内，空隙体积可在50%至95%范围内。接枝的水凝胶聚合物包括接枝到纤维基底表面的接枝单体单元，其中所述接枝单体单元选自离子型接枝单体单元、非离子型亲水单体单元以及它们的混合物。在一些实施例中，接枝的水凝胶聚合物为包括阳离子型氨基烷基(甲基)丙烯酰单体单元(将在下文描述)的阳离子型水凝胶聚合物，例如接枝到纤维基底表面的(3_[(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化铵)(MAPTAC)。在一些其他实施例中，接枝的水凝胶聚合物为包括阴离子型单体单元(将在下文描述)的阴离子型水凝胶聚合物，例如接枝到纤维基底表面的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)。在一些其他实施例中，接枝的水凝胶聚合物为包括非离子型亲水单体单元(将在下文描述)的非离子型水凝胶聚合物，例如接枝到纤维基底表面的二甲基丙烯酰胺(DMA)或2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯(HEMA)。在一些实施例中，接枝的水凝胶聚合物为接枝到纤维基底表面的阳离子型氨基烷基(甲基)丙烯酰单体单元和阴离子型单体单元的组合。在一些实施例中，接枝的水凝胶聚合物为接枝到纤维基底表面的离子(阳离子和/或阴离子)型和非离子型亲水单体的组合。在一些实施例中，纤维基底包括非织造网，其可包括由任何公知的制造非织造网的工艺制造的非织造网。如本文所用，术语“非织造网”是指这样的织物，该织物具有毡状方式的随机和/或单向插入的单纤维或细丝的结构。例如，非织造网可通过梳理成网、气流成网、湿法成网、射流喷网、纺粘、电纺或熔喷技术(例如熔纺或熔喷)或它们的组合制成。纺粘纤维通常为小直径纤维，它们是通过喷丝头的多个细小的、通常为圆形的毛细管将熔融的热塑性聚合物以细丝形式挤出而形成的，其中挤出的纤维的直径迅速减小。熔喷纤维通常通过经由多个细小的通常圆形的模头毛细管将熔融的热塑性材料以熔融的线或丝挤出到高速的通常被加热的气体(例如空气)流中而形成，该气体流使熔融的热塑性材料的丝细化以减小它们的直径。此后，这些熔喷纤维由该高速气流运送并沉积在收集面上，以形成随机分配的熔喷纤维。任何非织造网均可由单一类型的纤维或在热塑性聚合物的类型和/或厚度方面不同的两种或更多种纤维制成。短纤维也可以存在于该网中。短纤维的存在通常提供比仅仅熔喷的微纤维网更为蓬松、不太致密的网。优选地，存在不超过20重量％(重量百分数)的短纤维，更优选不超过10重量％。这样的含短纤维的网在美国专利号4，118，531 (Hauser)中有公开。纤维基底可任选地还包括例如一个或多个稀松布层。例如，任一或全部两个主表面可任选地包括稀松布层。将稀松布(其通常为由纤维制成的织造或非织造的增强层)包括在内以向非织造基底提供强度。合适的稀松布材料包括(但不限于)尼龙、聚酯、玻璃纤维、等等。稀松布的平均厚度可以是变化的。通常，稀松布的平均厚度在25微米至100微米范围内，或在一些实施例中在25微米至50微米范围内。稀松布的层可任选地粘结到非织造基底。多种粘合剂材料可用于将稀松布粘结到聚合物材料。或者，稀松布可以热粘结到非织造物。 非织造基底的微纤维的有效纤维直径通常为O. 5微米至15微米、优选I微米至 6 微米，如根据 Davies, C. N.的 “The Separation of Airborne Dust andParticles,，，Institution of Mechanical Engineers, London, ProceedingslB, 1952( “气载粉尘和粒子的分离”，美国机械工程师学会，伦敦，论文集1B，1952年)中给出的方法计算。非织造基底的基重优选在10_400g/m2(克每平方米)范围内，更优选10-100g/m2。对于非官能化、未压延的基底而言，非织造基底的平均厚度优选为0. I毫米至10毫米，更优选
0.25毫米至5毫米。非织造网的最小拉伸强度为约4牛顿。通常认为，由于在横幅方向的纤维粘结与缠结更佳，所以非织造物的拉伸强度在纵向低于在横幅方向。非织造网蓬松度通过网的紧密度来测量，紧密度是限定网体积中的固体比率的参数。紧密度值较低表征网的蓬松度更大。可用的非织造基底的紧密度低于20%，优选低于15%。紧密度为无量纲分数，通常由α表示a =IiifT- P f X L 非织造物其中mf为每样品表面积的纤维质量，P f为纤维密度；和L非织造物为非织造物厚度。本文所用的紧密度是指非织造基底本身而不是官能化非织造物。当非织造基底含有两种或更多种纤维的混合物时，使用相同的^确定每一种纤维的单独的紧密度，并且将这些单独的紧密度加在一起来获得网的紧密度α。在一些实施例中，非织造基底的平均孔径为I微米至40微米，或在一些实施例中甚至为2微米至20微米。平均孔径可根据ASTMF316-03 “膜滤器孔径特征的标准试验方法，，(Standard Test Methods for Pore Size Characteristics ofMembrane Filters)通过泡点和平均流量孔隙试验方法B (Bubble Point and Mean Flow Pore Test Method B)用可以商品名“FREON TF”得自特拉华州威尔明顿的杜邦公司(DuPont，Wilmington，DE)的试验流体测定。非织造基底可以由任何合适的热塑性聚合物材料形成。合适的聚合物材料包括(但不限于)聚烯烃、聚(异戊二烯)、聚(丁二烯)、氟化聚合物、氯化聚合物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚、聚(醚砜)、聚(砜)、聚(乙酸乙烯酯)、乙酸乙烯酯的共聚物(例如聚(乙烯)-聚(乙烯醇)共聚物)、聚磷腈、聚(乙烯基酯)、聚(乙烯基醚)、聚(乙烯醇)以及聚(碳酸酯)。适用于非织造基底的聚烯烃包括但不限于聚(乙烯)、聚(丙烯)、聚(I-丁烯)、乙烯和丙烯的共聚物、α烯烃共聚物(例如乙烯或丙烯与I-丁烯、I-己烯、I-辛烯和I-癸烯的共聚物)、乙烯/I- 丁烯共聚物以及乙烯Λ- 丁烯Λ-己烯共聚物。适用于非织造基底的氟化聚合物包括但不限于 聚(氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、偏二氟乙烯的共聚物(例如偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物)以及三氟氯乙烯的共聚物(例如乙烯/三氟氯乙烯共聚物)。适用于非织造基底的聚酰胺包括但不限于尼龙6、尼龙6，6、尼龙6，12、聚(亚氨基己二酰亚氨基环己烷)、聚(亚氨基己二酰亚氨基环癸烷)和聚己内酰胺。合适的聚酰亚胺包括聚(均苯四甲酰亚胺)。
适用于非织造基底的聚(醚砜)包括但不限于聚(二苯醚砜)和二苯基砜/ 二苯并咲喃讽共聚物。适用于非织造基底的醋酸乙烯酯共聚物包括但不限于乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和其中至少一些醋酸酯基团已水解而提供各种聚乙烯醇的这类共聚物，包括乙烯/乙烯醇共聚物。在一些实施例中，用于非织造基底的聚合物是固有地亲水的并易于通过电离辐射如电子束或Y辐射接枝。可用的聚合物包括聚酰胺和乙烯-乙烯醇聚合物和共聚物。有效纤维直径为I微米或更小的尼龙非织造基底可选自例如美国专利号7，170，739 (Arora等人)、7，112，389 (Arora等人)、7，235，122 (Bryner等人)和美国公开的专利申请号2004/0116026中所述的那些。可用的有效纤维直径为I微米或更小的尼龙非织造基底包括例如可以商品名“HMT16434 ”和“HMT16435 ”得自特拉华州威尔明顿的杜邦公司(DuPont, Wilmington, DE)的杂化膜技术膜。关于本发明的非织造基底的制造方法的更多细节可见于例如Wente, SuperfineThermoplastic Fibers (超细热塑性纤维)，48Indus. Chem. 1342(1956)中或 Wente 等人,Manufacture Of Superfine OrganicFibers (超细有机纤维的制造)，(Naval ResearchLaboratories Report No. 4364 (海军研究实验室报告编号4364)，1954)中。制造非织造基底的可用方法在例如U. S. RE39, 399 (Allen)及美国专利号3，849，241 (Butin等人)、7，374，416 (Cook 等人)、4，936，934 (Buehning)和 6，230，776 (Choi)中有述。在典型的实施例中，接枝的水凝胶聚合物包括始自非织造基底或由非织造基底支承的聚合物链(卷须)，所述聚合物卷须延伸进非织造基底的孔隙空间中。在非织造基底的一些实施例中，接枝的水凝胶聚合物链具有为阳离子的侧基。在非织造基底的一些其他实施例中，接枝的水凝胶聚合物链具有为阴离子的侧基。在非织造基底的一些实施例中，接枝的水凝胶聚合物链具有为非离子型亲水官能团(将在下文描述)的侧基。在存在纯水的情况下，水凝胶达到最大水合与体积的状态。由于聚合物卷须可以是游离的以便独立移动，故具有接枝的水凝胶聚合物的非织造基底可对非常小量的刺激作出大流量响应。根据非织造基底的取代程度和接枝到其表面的水凝胶聚合物的重量，接枝的水凝胶聚合物可完全填充非织造基底的孔隙空间，由此提供屏障，该屏障有效地阻塞纯水流过官能化非织造制品。可被认为是以水凝胶网络存在的接枝的水凝胶聚合物可以响应非常小量的“触发物”如盐、缓冲剂、有机溶剂、温度或PH而可逆地膨胀，随后收缩从而允许在较低的压力下更高的通量通过水凝胶网络。在不存在此类“触发物”的情况下，完全膨胀的水凝胶网可提供对水通量的抵抗力。
在最大水合状态下，接枝的水凝胶聚合物仅受非织造基底的限制，这种限制在X轴和y轴上(与非织造基底共面)最显著，而在垂直于非织造基底平面的z轴上不太显著。接枝的水凝胶聚合物在z轴上不太受限制。接枝的水凝胶聚合物在z轴上可以溶胀高达800%或更多，但受非织造基底的限制，在X轴和 轴上溶胀有利地小于100%、更优选小于50%。在熔喷非织造网的制造中，可如下调节条件以使z方向(垂直于非织造物的平面)上的回弹力最大化(a)调节模头和收集器，以使纤维适当铺设；(b)调节熔体温度和空气温度，以防止纤维过度熔融和形成纤维-纤维粘结；(C)使由收集器太接近模头而引起的不对称性最小化。优选的是，非织造纤维在碰撞在收集器上之前低于聚合物熔体温度，以减少纤维-纤维联接程度。有利地，非织造基底可在“z”方向(垂直于非织造物的平面)上最大地膨胀以允许接枝的水凝胶聚合物的膨胀。接枝的水凝胶聚合物可逆地收缩，并且在存在溶解的物质(例如中性化合物、盐和缓冲剂)的情况下允许水流(流通)过所得间隙。不受理论的约束，据信当接枝的水凝胶聚合物中的侧基包括离子化基团时，溶解的物质如溶解的离子将更有效地电荷耦合到接枝的水凝胶聚合物中的侧基中的离子化基团，使得离子化基团间的静电排斥减小、水凝胶体积减小或消溶胀。当接枝的水凝胶聚合物中的侧基中的离子化基团是阴离子的时，溶解在水中的带负电荷的离子的加入将使得水凝胶可逆地收缩，这可能因带负电荷的阴离子基团间的静电排斥减小所致。同样，当接枝聚合物中的侧基中的离子化基团是阳离子的时，溶解在水中的带正电荷的离子的加入将使得水凝胶可逆地收缩，这可能因带正电荷的阳离子基团(例如季铵基团)间的静电排斥减小所致。或者，溶解的物质可能置换水(和可能的溶剂)分子的水合球，结果水凝胶在非织造基底周围消溶胀。因此，制品显示具有实质上不连续的响应刺激物的水凝胶(“响应性水凝胶能够可逆地打开和关闭水凝胶的孔隙或间隙。在一些实施例中，非织造基底具有包括接枝到非织造基底表面的阴离子型单体单元的离子型接枝的水凝胶聚合物。水凝胶聚合物通过为阴离子(即带负电荷)的“离子型接枝单体”的电离引发聚合接枝到非织造基底的表面。可用的包括接枝到非织造基底表面的阴离子型单体单元的非织造基底的实例和接枝方法在例如国际专利申请号PCT/US2010/038488 (Waller 等人)中有述。阴离子型单体具有至少一个能够进行自由基聚合的烯键式不饱和基团和另外的阴离子型官能团。在一些实施例中，烯键式不饱和基团为(甲基)丙烯酰基或乙烯基。阴离子单体可以为弱酸、强酸、弱酸盐、强酸盐、或它们的组合。也就是说，阴离子型单体可以为中性状态，但如果调节PH，其也能够带电荷。当适当调节pH时，所得接枝材料具有能与带正电荷的材料(即，阳离子)相互作用的带负电荷的基团。如果阴离子型单体包括弱酸的盐或强酸的盐，则这些盐的抗衡离子可以为但不限于碱金属、碱土金属、铵离子或四烷基铵离子。
阴离子型单体可具有通式(I)
其中R1 为 H 或 CH3 ;X 为-O-或-NR1-。Y为通常具有1-10个碳原子的直链或支链亚烷基；和Z为阴离子基团，其可以选自磺酸基团、膦酸基团、和羧酸基团，以及它们的盐。一些示例性的阴离子单体包括式(II)的(甲基)丙烯酰胺磺酸或其盐
R1
I O
Il
CH^C—0—NH-Y-SO^H /ττ、
^(II)其中，R1为H或CH3, Y为具有1_10个碳原子的直链或支链亚烷基。根据式(II)的示例性阴离子型单体包括但不限于Ν-丙烯酰胺甲磺酸、2-丙烯酰胺乙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和2-甲基丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。也可以使用这些酸性单体的盐，实例有(3-磺基丙基)_甲基丙烯酸钾盐和2-(甲基丙烯酰氧基)乙基磺酸钠盐。适用于接枝水凝胶聚合物的其他阴离子型单体包括磺酸如乙烯基磺酸和4-苯乙烯磺酸；(甲基)丙烯酰胺膦酸，例如(甲基)丙烯酰胺烷基膦酸(如，2-丙烯酰胺乙基膦酸和3-甲基丙烯酰胺丙基膦酸)；丙烯酸和甲基丙烯酸；以及羧烷基(甲基)丙烯酸酯，例如2-羧乙基丙烯酸酯、2-羧乙基甲基丙烯酸酯、3-羧丙基丙烯酸酯和3-羧丙基甲基丙烯酸酯。其他合适的酸性单体包括(甲基)丙烯酰氨基酸，例如US4，157，418 (Heilmann)中描述的那些。示例性的(甲基)丙烯酰氨基酸包括(但不限于)N-丙烯酰甘氨酸、N-丙烯酰天冬氨酸、N-丙烯酰-β-丙氨酸、2-丙烯酰胺乙醇酸、3-丙烯酰胺-3-甲基丁酸。也可使用任何这些酸性单体的盐。在一些实施例中，非织造基底具有包括接枝到非织造基底表面的阳离子型单体单元的离子型水凝胶聚合物。所述聚合物通过为阳离子(即带正电荷)的“离子型接枝单体”的电离引发聚合接枝到非织造基底的表面。可用的包括接枝到非织造基底表面的阳离子型单体单元的非织造基底的实例和接枝方法在例如美国公开的专利申请号2010/0155323 (Weiss等人，2010年6月24日公开)中有述。在一些实施例中，阳离子型单体单元为接枝到非织造基底表面的氨基烷基(甲基)丙烯酰单体单元。聚合物通过接枝单体的电子束引发聚合反应接枝到非织造基底的表面，接枝单体包括氨基烷基(甲基)丙烯酰单体。接枝氨基烷基(甲基)丙烯酰单体为式(III)的氨基(甲基)丙烯酸酯或氨基(甲基)丙烯酰胺或它们的季铵盐。
权利要求
1.一种滤板制品，所述制品包括 基部构件，所述基部构件包括不透水的自支承基底，所述基底具有第一和第二通常对置的主表面； 过滤器组件，所述过滤器组件在其中限定过滤器组件孔并具有跨越所述过滤器组件孔安装的复合过滤体；其中所述复合过滤体包括 微孔膜，和 与所述微孔膜流体连通的吸水层；和 覆盖片材； 其中所述过滤器组件设置在所述覆盖片材和所述基部构件之间，且其中所述吸水层设置在所述微孔膜和所述基部构件之间。
2.根据权利要求I所述的制品，所述制品还包括在其中限定隔层孔的隔层，其中所述隔层安装在所述过滤器组件面向所述基部构件的第一主表面的主面上，且其中所述隔层孔与所述过滤器组件孔流体连通。
3.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中所述过滤器组件被附接到所述基部构件，且其中所述覆盖片材被附接到所述基部构件。
4.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中所述覆盖片材还包括水溶性胶凝剂。
5.根据权利要求4所述的制品，其中所述覆盖片材还包括营养培养基。
6.根据权利要求4所述的制品，其中所述覆盖片材还包括检测试剂。
7.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中所述微孔膜包括选自以下的材料聚醚砜、尼龙、聚碳酸酯、聚酯、醋酸纤维素、混合的纤维素酯、聚偏二氟乙烯、硝化纤维素、陶瓷、以上材料中任一种的衍生物以及这些材料的任意组合。
8.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中所述吸水层包括非织造基底，所述非织造基底具有 在O. 7微米至15微米范围内的平均纤维尺寸； 在50%至95%范围内的空隙体积；和 包括接枝到所述非织造基底的表面的接枝单体单元的水凝胶聚合物，其中所述接枝单体单元选自离子型接枝单体单元、非离子型亲水接枝单体单元以及它们的混合物。
9.根据权利要求8所述的制品，其中所述平均纤维尺寸在I微米至6微米范围内。
10.根据权利要求8所述的制品，其中所述离子型接枝单体单元包括阳离子型单体单
11.根据权利要求8所述的制品，其中所述离子型接枝单体单元包括阴离子型单体单
12.根据权利要求8所述的制品，其中所述非离子型亲水单体单元选自二甲基乙酰胺和(甲基)丙烯酸2-羟乙酯。
13.根据权利要求8所述的制品，其中所述非织造基底的表面积在15平方米/平方米非织造基底至50平方米/平方米非织造基底范围内。
14.根据权利要求8所述的制品，其中所述非织造基底的平均孔径根据孔隙度试验在I微米至40微米范围内。
15.根据权利要求8所述的制品，其中所述包括接枝到所述非织造基底的表面的单体单元的水凝胶聚合物的重量在所述非织造基底的重量的O. 5-5倍范围内。
16.根据权利要求8所述的制品，其中所述吸水的非织造基底为亲水的热塑性聚合物基底。
17.根据权利要求8所述的制品，其中所述吸水的非织造基底为聚酰胺非织造基底。
18.根据权利要求8所述的制品，其中所述吸水的非织造基底为平均有效纤维直径不大于I微米的尼龙非织造基底。
19.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中所述吸水层的吸水容量比率根据吸水容量试验方法在O. 5-30范围内。
20.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中所述吸水层的吸水容量比率根据吸水容量试验方法在1-10范围内。
21.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中所述吸水层的吸水容量比率根据吸水容量试验方法在2-5范围内。
22.—种检测含水样品中微生物的存在情况的方法，所述方法包括 提供根据权利要求1-21中任一项所述的滤板制品； 提供含水样品； 让所述含水样品首先通过所述微孔膜和其次通过所述吸水层，其中所述吸水层保留来自所述含水样品的一部分水； 将所述滤板制品孵育一段孵育时间段，其中在整个所述孵育时间段中，所述一部分水中的至少一部分接触所述微孔膜；和观察微生物生长是否存在的指征。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述孵育时间段为至少8小时。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述孵育时间段为至少12小时。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述孵育时间段为至少24小时。
26.根据权利要求22所述的方法,其中所述一部分水的量在O.5晕升至I. 5晕升范围内。
27.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括使所述微孔膜与所述覆盖片材接触，其中所述覆盖片材包括营养物和检测试剂。
28.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括 提供过滤装置，所述过滤装置包括过滤器座，所述过滤器座包括过滤器支承表面并限定过滤器座入口和过滤器座出口 ；和 在让所述含水样品首先通过所述微孔膜和其次通过所述吸水层之前贴靠所述过滤器支承表面放置所述滤板制品的吸水层。
29.根据权利要求28所述的方法，其中贴靠所述过滤器支承表面放置所述滤板制品的吸水层包括 沿平行于彼此排列在所述过滤器座的相对侧上且在所述过滤器支承表面侧向的第一和第二引导构件所限定的插入路径将所述过滤器组件插入所述过滤装置中。
30.一种用于与具有滤膜层的过滤器制品一起使用的过滤装置，所述过滤装置包括 (a)过滤组件,所述过滤组件包括 (i)过滤器座，所述过滤器座包括过滤器支承表面并限定过滤器座入口、过滤器座出口 ；和(ii)样品头，所述样品头限定样品头入口和样品头出口 ； 其中所述过滤器座可以可滑动方式与所述样品头接合而在所述过滤器支承表面和所述样品头出口之间限定插入间隙；和 (b)引导组件，所述引导组件包括第一引导构件和第二引导构件，其中所述第一引导构件和所述第二引导构件平行于彼此排列在所述过滤组件的相对侧上而限定插入路径，由此弓I导所述过滤器制品的滤膜层进入所述插入间隙中。
31.根据权利要求30所述的过滤装置，所述过滤装置还包括布置用于使所述过滤器座在打开的插入间隙位置和闭合的插入间隙位置之间滑动的铰接夹。
32.根据权利要求30所述的过滤装置，所述过滤装置还包括设置以使所述过滤器座在 打开的插入间隙位置和闭合的插入间隙位置之间滑动的致动器，其中所述致动器为气动致动器或液压致动器之一。
33.根据权利要求30所述的过滤装置，其中所述样品头入口包括用以接合一次性筒的配件。
34.根据权利要求33所述的过滤装置，其中所述用以接合一次性筒的配件选自球式棘爪、鲁尔锁定配件、卡口配件和螺纹配件。
35.根据权利要求30所述的过滤装置，其中所述第一引导构件包括第一末端和第二末端，和其中所述第二引导构件包括第一末端和第二末端，且另外其中所述第一和第二引导构件的第一末端限定设置以允许使用者向所述过滤装置中插入具有膜层的过滤器制品的插入狭槽。
36.根据权利要求35所述的过滤装置，所述过滤装置还包括第一盖支承部分和第二盖支承部分，所述第一和第二盖支承部分被设置以支承第一覆盖片材，所述第一覆盖片材部分地固定于所述具有膜层的过滤器制品的第一主表面。
37.根据权利要求36所述的过滤装置，所述过滤装置还包括第三盖支承部分和第四盖支承部分，所述第三和第四盖支承部分被设置以支承第二覆盖片材，所述第二覆盖片材部分地固定于所述具有膜层的过滤器制品的第二主表面。
38.根据权利要求30所述的过滤装置，其中所述引导组件还包括邻近所述第一引导部分的弹簧构件，由此促使所述滤膜层远离所述样品头。
39.一种通过具有包括滤膜部分的层的滤板装置过滤样品的方法，所述方法包括 A)提供具有包括滤膜部分的层的滤板装置； B)提供过滤装置，所述过滤装置包括 (a)过滤组件,所述过滤组件包括 (i)过滤器座，所述过滤器座包括过滤器支承表面并限定过滤器座入口和过滤器座出口 ；和 ( )样品头，所述样品头限定样品头入口和样品头出口 ； 其中所述过滤器座可以可滑动方式与所述样品头接合而在所述过滤器支承表面和所述样品头出口之间限定插入间隙，且其中所述样品座处于打开的间隙位置；和 (b)引导组件，所述引导组件包括第一引导构件和第二引导构件，其中所述第一引导构件和所述第二引导构件平行于彼此排列在所述过滤组件的相对侧上而限定插入路径，由此引导所述过滤器制品的膜层进入所述插入间隙中；c)提供液体样品，其中所述液体样品怀疑含微生物； D)促使所述包括滤膜部分的层沿所述插入路径进入所述引导组件中并进入所述插入间隙中，直至所述滤膜部分对齐在所述多孔支承表面之上； E)滑动所述过滤器座至闭合的插入间隙位置； F)让所述液体样品进入样品头入口中； G)提供足以使所述液体样品通过所述膜层过滤的力； H)滑动所述过滤器座至打开的插入间隙位置；和·· I)从所述过滤装置取出所述过滤器制品。·
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述滤板装置为根据权利要求1-21中任一项所述的滤板制品。
全文摘要
本发明提供了一种滤板制品及其使用方法，所述制品包括基部构件，所述基部构件包括不透水的自支承基底，所述基底具有第一和第二通常对置的主表面；过滤器组件，所述过滤器组件在其中限定过滤器组件孔并具有跨越所述过滤器组件孔安装的复合过滤体；其中所述复合过滤体包括微孔膜和与所述微孔膜流体连通的吸水层；和覆盖片材。本发明还提供了一种用于通过滤膜过滤液体样品的过滤装置。
文档编号C12M1/16GK102958584SQ201180033009
公开日2013年3月6日 申请日期2011年6月29日 优先权日2010年6月30日
发明者耶西·D·米勒, 史蒂文·P·斯旺森, 詹姆斯·E·艾斯塔, 小克林顿·P·沃勒, 尼尔·帕西, 杰弗里·A·卢卡斯, 凯南·塞沙德里, 杰拉尔德·K·拉斯穆森, 道格拉斯·E·韦斯 申请人:3M创新有限公司