用于样品浓缩和检测的系统和方法

摘要

本发明公开了用于浓缩样品并检测感兴趣分析物的系统和方法。所述系统可包括样品检测容器，所述样品检测容器可包括微腔。所述微腔可包括顶部开口、基部和纵向轴线。所述容器还可包括延伸到所述微腔的壁，其中位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少一部分具有相对于所述微腔的所述纵向轴线以有效角α取向的斜坡。所述有效角α可大于45度且小于90度，并且以所述有效角α取向的、位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少所述部分可具有所述微腔的横向尺寸至少5倍的长度。

权利要求

1.一种样品检测容器，所述样品检测容器适于容纳和浓缩样品以用于检测存在的感兴趣分析物，所述容器包括：被构造成接纳样品的开口端；

包括微腔的封闭端，所述微腔包括顶部开口、基部和相对于所述微腔的横剖面垂直的纵向轴线，所述微腔被构造成提供毛细作用力以保留感兴趣样品；和延伸到所述微腔的壁，其中位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少一部分具有相对于所述微腔的所述纵向轴线以有效角α取向的斜坡，其中所述有效角α大于45度且小于90度，并且其中以所述有效角α取向的、位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少所述部分具有所述微腔的所述顶部开口的横向尺寸至少5倍的长度。

2.根据权利要求1所述的样品检测容器，其中所述纵向轴线穿过所述微腔的所述顶部开口和所述基部。

3.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述微腔为单个微腔。

4.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述样品检测容器包括不超过10个微腔。

5.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述样品检测容器包括不超过5个微腔。

6.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述有效角α足以在离心力下在所述微腔中浓缩所述样品，同时在倒置所述样品检测容器时实现所述上清液的充分排出，以将所述样品的浓缩物保留在所述微腔中，而没有过量液体位于由所述微腔的所述顶部开口限定的平面上方。

7.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述微腔具有容积，并且其中所述微腔和所述壁被构造成使得所述样品检测容器中的保留浓缩物体积与所述微腔容积之比不大于2。

8.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述微腔具有容积，并且其中所述微腔和所述壁被构造成使得所述样品检测容器中的保留浓缩物体积与所述微腔容积之比不大于1.5。

9.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述有效角α为至少50度。

10.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述有效角α不大于80度。

11.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述微腔还包括侧壁，并且其中所述侧壁包括至少10度的拔模角。

12.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述样品检测容器由聚烯烃、环状烯烃共聚物、聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、聚苯乙烯、或它们的组合中的至少一个形成。

13.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少所述部分具有至少65度的静态水表面接触角。

14.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少所述部分具有至少25度的动态后退水表面接触角。

15.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少所述部分具有通过小于500nm的粗糙度平均(Ra)值来表征的表面粗糙度。

16.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述微腔限定不大于1微升的容积。

17.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述微腔的所述基部为基本上透明的，使得可以从所述样品检测容器外侧看到所述微腔的内容物。

18.根据权利要求17所述的样品检测容器，其中所述微腔的侧壁为基本上不透明的。

19.根据权利要求1或2所述的样品检测容器，其中所述样品为水。

20.一种用于检测样品中存在的感兴趣分析物的系统，所述系统包括：第一容器组件，所述第一容器组件包括过滤器部分，所述过滤器部分包括过滤器，所述过滤器具有第一侧并且包括位于所述第一侧上的所述样品的过滤物；和第二容器组件，所述第二容器组件包括联接到权利要求1至19中任一项所述的样品检测容器的所述过滤器部分，所述过滤器部分和所述样品检测容器联接在一起，使得所述过滤器的所述第一侧面向所述样品检测容器的所述微腔。

21.一种用于检测样品中存在的感兴趣分析物的方法，所述方法包括：提供权利要求1至19中任一项所述的样品检测容器；

将样品定位在所述样品检测容器中；

将所述样品检测容器朝所述微腔离心，以形成所述样品的沉淀物和上清液；

在离心所述样品检测容器后，将所述样品检测容器倒置以从所述微腔滗析出所述上清液的至少一部分，使得所述样品的浓缩物保留在所述微腔中，所述浓缩物包含所述沉淀物。

22.一种用于检测样品中存在的感兴趣分析物的方法，所述方法包括：提供第一容器组件，所述第一容器组件包括过滤器部分，所述过滤器部分包括被构造成保留来自所述样品的感兴趣分析物的过滤器，所述过滤器具有第一侧并且包括位于所述第一侧上的所述样品的过滤物；

将所述过滤器部分联接到权利要求1至19中任一项所述的样品检测容器以形成第二容器组件，所述过滤器部分和所述样品检测容器联接在一起，使得所述过滤器的所述第一侧面向所述样品检测容器的所述微腔；

将所述第二容器组件朝所述微腔离心，以使来自所述过滤器的所述过滤物朝所述样品检测容器的所述微腔移动，以形成所述样品的沉淀物和上清液；以及在离心所述第二容器组件后，将所述第二容器组件倒置以从所述样品检测容器滗析出所述上清液的至少一部分，使得所述样品的浓缩物保留在所述第二容器组件的所述样品检测容器的所述微腔中，所述浓缩物包含所述沉淀物。

说明书

用于样品浓缩和检测的系统和方法

技术领域

[0001] 本公开整体涉及用于检测感兴趣分析物(诸如样品中的细菌)的系统和方法，具体地，涉及以相对较大的样品量快速检测感兴趣分析物。

背景技术

[0002] 测试水样中存在的微生物(例如细菌、病毒、真菌、孢子等)和/或其他感兴趣分析物(例如毒素、过敏原、激素等)在多种应用中都是至关重要的，例如食品安全和水安全、传染病诊断以及环境监测。举例来说，可食用样品(诸如由普通人群摄入的食物、饮料和/或公共用水)中可包含或具有微生物或其他分析物，这些微生物和其他分析物可随着它们所处的环境而蓬勃发展或增长。这种增长可导致病原微生物增殖，从而可生成毒素或者倍增到感染剂量。进一步举例来说，可对不可食用的样品(例如地下水、尿液等)执行多种分析方法，以确定样品是否包含特定分析物。例如，可测试地下水中的微生物或化学毒素；可对尿液测试多种诊断指标，以实现诊断(例如糖尿病、妊娠等)。

发明内容

[0003] 本公开的一些方面提供了一种适于容纳和浓缩样品以用于检测存在的感兴趣分析物的样品检测容器。该容器可包括被构造成接纳样品的开口端，以及包括微腔的封闭端。微腔可包括顶部开口、基部和纵向轴线，该纵向轴线相对于微腔的横剖面是垂直的。微腔可被构造成用于提供毛细作用力以保留感兴趣样品。容器还可包括延伸到该微腔的壁，其中位于微腔顶部开口附近的壁的至少一部分具有相对于微腔纵向轴线以有效角α取向的斜坡。有效角α可大于45度且小于90度，并且以有效角α取向的、位于微腔顶部开口附近的壁的至少该部分可具有微腔顶部开口的横向尺寸的至少5倍的长度。

[0004] 通过考虑具体实施方式和附带的附图，本公开的其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

[0005] 图1为根据本公开的一个实施方案的样品检测容器的分解透视图。

[0006] 图2为图1的样品检测容器的分解侧剖面图。

[0007] 图3为图1和图2的样品检测容器的特写侧剖面图。

[0008] 图3A至图3C分别为根据本公开的另一个实施方案的样品检测容器的特写侧剖面图。

[0009] 图4示出了根据本公开的一个实施方案的样品检测方法，其示出图1至图3的样品检测容器的侧正视图。

[0010] 图5为图1至图4的样品检测容器的一部分如图4中所示那样截取的特写示意性局部剖面图。

[0011] 图6为根据本公开的另一个实施方案的样品检测容器的分解透视图。

[0012] 图7为图6的样品检测容器的分解侧剖面图。

[0013] 图8A至图8D为在容器倒置时对比样品检测容器中的流体动力学的示意图。

[0014] 图9A至图9D为图1至图3、图4和图5的样品检测容器中的流体动力学的示意图。

[0015] 图10为根据本公开的一个实施方案的第一容器组件的分解透视图，该第一容器组件包括接收器部分和过滤器部分。

[0016] 图11为图10的第一容器组件的装配透视图。

[0017] 图12为根据本发明的一个实施方案的第二容器组件的分解透视图，该第二容器组件包括图10至图11的过滤器部分以及图1至图3、图4和图5的样品检测容器。

[0018] 图13为图12的第二容器组件的装配侧剖面图。

[0019] 图14示出了根据本发明的另一个实施方案的样品检测方法，示出了图10至图11的第一容器组件以及图12至图13的第二容器组件的侧正视图。

[0020] 图15A为SMD1(即，实施例中所用的对比样品检测容器)的侧剖面图，SMD1包括单个微腔以及具有45度有效角α的壁。

[0021] 图15B为图15A的SMD1的微腔的特写侧剖面图。

[0022] 图16A为SMD2(即，实施例中所用的工作实施例样品检测容器)的侧剖面图，SMD2包括单个微腔以及具有60度有效角α的壁。

[0023] 图16B为图16A的SMD2的微腔的特写侧剖面图。

[0024] 图17A为SMD3(即，实施例中所用的对比样品检测容器)的侧剖面图，SMD3包括单个微腔以及具有45度有效角α的壁。

[0025] 图17B为图17A的SMD3的微腔的特写侧剖面图。

[0026] 图18A为SMD4(即，实施例中所用的工作实施例样品检测容器)的侧剖面图，SMD4包括单个微腔以及具有60度有效角α的壁。

[0027] 图18B为图18A的SMD4的微腔的特写侧剖面图。

[0028] 图19A至图19D为图15A和图15B的SMD1的微腔的光学显微图。

[0029] 图20A至图20D为图16A和图16B的SMD2的微腔的光学显微图。

[0030] 图21A至图21D为图17A和图17B的SMD3的微腔的光学显微图。

[0031] 图22A至图22D为图18A和图18B的SMD4的微腔的光学显微图。

[0032] 图23A至图23B分别为实施例的SMD3和SMD4容器的微腔内部的细菌的光学显微图。

[0033] 图24A-24J示出了具有根据实施例9测试的各种有效角的容器的侧剖面图。

具体实施方式

[0034] 在详细阐释本公开的任何实施方案之前，应当理解，本发明的应用不限于以下具体实施方式提及或以下附图示出的组件的具体构造和布置。本发明能够有其他实施方案，并且能够通过各种方式实践或进行。还应当理解，本文所用的措辞和术语用于描述目的，而不应被视为限制性的。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变型形式意在涵盖其后所列的项及其等同物以及另外的项。除非另外指明或限制，术语“联接”及其变型形式被广义地应用并涵盖直接联接和间接联接。应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，可使用其他实施方案并且可进行结构性或逻辑性变更。此外，术语例如“顶部”、“底部”等仅用于在元件彼此相关时描述元件，而不必列举装置的具体取向，以表示或暗示装置的必需或所需取向，或者指定本文所述的发明在使用中将如何使用、安装、显示或定位。

[0035] 在需要测试感兴趣分析物的各种样品中，该分析物可以低浓度存在于样品中。例如，水安全测试规程可要求测试装置能够检测100mL水中1个菌落形成单位(cfu)的感兴趣细菌。在合理时间内检测这种低浓度可能很困难甚至是不可能的，更不用说在“快速”时间内，这将在下文中更详细地描述。为了缩短检测时间，在一些情况下，可能需要将样品浓缩到较小体积。也就是说，在一些情况下，为了达到感兴趣分析物的合适浓度以在更短时间内实现分析技术的检测阈值，可能需要将样品浓缩几个数量级。

[0036] 在一些现有的系统和方法中，对于其中分析物浓度(例如细菌浓度)足够高以在离心管基部形成可见的堆积“颗粒”的样品，使用离心法。然后可通过倾析或抽吸移除离心过程中得到的上清液。在倾析和抽吸中均可通过目视检查确定要移除的合适的上清液体积，并且在上清液与颗粒之间的界面处可能发生大量的分析物损失。另外，对于其中感兴趣分析物浓度特别低的样品，在离心过程中，分析物可迁移到离心瓶的基部但可能不会形成可见的颗粒或者可能未紧密堆积。在这种情况下，在倾析或抽吸过程中，分析物可能容易分离，这样会降低感兴趣分析物的整体收集效率，并且可能降低样品测试过程的准确度。

[0037] 因此，在一些现有的系统和方法中，可采用单独的过滤来浓缩低浓度样品。虽然过滤可增加样品中感兴趣分析物的浓度，但从过滤器中回收浓缩样品的过程可能较为困难和/或耗时。例如，在一些情况下，可能需要较大洗脱体积(例如5-100mL)以从过滤器上反冲或洗涤出浓缩的样品，特别是对于可能需要较大直径过滤器的初始体积较大的样品。

[0038] 本公开整体涉及用于检测样品中、具体地液体样品中、更具体地稀释的水样中是否存在感兴趣分析物的系统和方法。此外，本公开整体涉及用于快速检测分析物的系统和方法。在一些实施方案中，对分析物进行选择以检测例如水样中的大肠杆菌(Escherichia coli)或其他大肠菌(例如，存在与否)。水样中感兴趣微生物(或其他分析物)的检测可能很困难，因为这些微生物的浓度低。由于浓度低，使用现有系统和方法进行检测可能非常慢，因为微生物需要生长(或者分析物浓度需要增加)至可检测水平，这一过程会花费时间。然而，本发明人发明了用于大大缩短检测水样中、尤其是稀释的水样中感兴趣分析物所需时间的系统和方法。

[0039] 本公开的系统和方法采用样品检测容器，该样品检测容器适于容纳和浓缩(例如，通过离心)样品，同时还保留样品的浓缩物以便检测感兴趣分析物。这种样品检测容器可在其封闭端处包括微腔，该微腔被构造成用于接纳和保留样品的浓缩物(例如，通过毛细作用力)。这种浓缩物可包含可在离心过程中形成的样品沉淀物。微腔可包括顶部开口、基部和纵向轴线。样品检测容器可包括延伸到微腔(例如，朝微腔渐缩)的壁(或侧壁或倾斜壁)，并且位于微腔顶部开口附近的壁的一部分可具有相对于微腔纵向轴线以有效角α取向的斜坡。

[0040] 本发明的方法一般包括提供样品检测容器；将待测试的样品定位在样品检测容器中；将样品检测容器在第一方向上朝微腔离心以形成样品的沉淀物和上清液；以及在离心样品检测容器之后倒置样品检测容器，以使上清液的至少一部分从微腔滗析出来，使得样品的浓缩物保留在微腔中，该浓缩物包含沉淀物。该方法还可包括解析微腔中的浓缩物是否含有感兴趣分析物。

[0041] 在上述壁的有效角α大于45度且小于90度时，本发明人已发现了特定有益效果和优点。特别受关注的壁的部分一般是位于微腔顶部开口附近的壁的部分。在一些实施方案中，以有效角α取向的“邻近微腔顶部开口处”的壁部分可以是微腔代表性尺寸的至少5倍的壁部分，使得相对于微腔的数量级，以有效角α取向的壁部分比较大。例如，可将微腔在顶部开口处的横向尺寸(例如，正交于纵向轴线的尺寸)用作代表性尺寸，以有效角α取向的壁(或壁部分)至少是该尺寸的5倍。在一些实施方案中，位于邻近微腔处并以有效角α取向的壁部分是微腔代表性尺寸的至少10倍，在一些实施方案中，至少15倍，在一些实施方案中，至少20倍，并且在一些实施方案中，至少50倍。

[0042] 本发明人发现，通过将容器构造成包括具有以有效角α取向的在微腔附近的至少一部分的壁，可使感兴趣分析物在微腔中的收集(和保留)最大化，同时也使沉降(例如，离心)过程所得的大部分上清液远离微腔的排出(例如，在容器倒置时)最大化(即，过量上清液不保留在容器中的微腔之上(即，微腔的顶部开口之上或由微腔的顶部开口限定的平面之上))。换句话说，将容器构造成包括以有效角α取向的壁可使感兴趣分析物的浓度最大化。

[0043] 如实施例部分中所描述和举例说明，在其中通向微腔的壁未经优化成在45与90度之间(即，不包含端点)的容器中，仍然可以检测，但检测时间更长。即，本发明人发现，为了最小化检测时间，壁的有效角α需足够高以允许上清液(例如，未因毛细作用力而保留的微腔之外的大部分上清液)远离微腔充分排出(例如，在倒置容器时)。另外，本发明人发现，壁(或至少位于微腔附近的部分)的有效角α需足够低以在感兴趣分析物在沉降期间接触到壁的情况下使任何感兴趣分析物能够向下充分移动到微腔。因此，本发明人发现，可通过控制有效角来平衡这些现象。

[0044] 如果有效角α太低，过量的上清液可因上清液与容器之间的界面表面张力而保留在容器中的微腔之上(例如，微腔的顶部开口之上或由微腔的顶部开口限定的平面之上)，并且相对于微腔的总容积而言总保留体积可显著增加。这种较大保留体积可引起感兴趣分析物(如果存在)的浓度下降，进而可导致更长的检测时间。有效角α可如何影响上清液远离微腔的排出的更详细描绘示于图8A-9D中，并在下文有所描述。

[0045] 因此，本发明人发现，通过优化壁的有效角α，可使感兴趣分析物在微腔中的收集最大化，同时也使保留的体积最小化(即，使上清液的排出最大化)，以便使感兴趣分析物的所得浓度最大化，从而使检测时间最小化。

[0046] 虽然其他先前系统和方法可具有浓缩的样品并能够相对较早检测感兴趣分析物，但本发明的系统和方法通过优化变量实现了甚至更早的检测，所述变量即在微腔顶部开口附近的容器的壁(或其部分)的有效角α，该变量之前未被视为对结果有效或涉及使检测时间最小化。

[0047] 此外，在一些现有的系统中，大体容纳于微结构或微结构化表面中的浓缩物(参见例如图4和图5中的浓缩物154)的获得取决于倒置步骤中容器倒置的速度。然而，本发明的样品检测容器能有效获得基本上容纳在微腔中的浓缩物，而不论倒置速度如何。参见例如实施例部分中的实施例7。

[0048] “基本上容纳”可一般指浓缩物容纳在微腔内，在可能容纳较大体积的样品或浓缩物的微腔之上没有可见的(即，以肉眼或裸眼可见的)液体。

[0049] 这种较大体积可能是不期望的，因为该较大体积中存在的任何感兴趣分析物可能不能被正确地检测(例如，在成像或光学解析过程中)，而这又至少部分地是因为这种较大体积中分析物(如果存在)的浓度将较低并且/或者较大体积可能不能适当地放置以用于检测。

[0050] 对于从过滤器中回收浓缩样品(过滤物)，在本公开的系统和方法中，样品检测容器可用于进一步浓缩洗脱的过滤物样品。也就是说，在一些实施方案中，本公开的系统和方法可组合采用过滤和离心到一个或多个微腔中，以从样品中分离和检测感兴趣分析物(如果存在)。因此，即使过滤所得过滤物的洗脱需要较大体积，可通过离心到微腔中来进一步浓缩洗脱的过滤物样品(即，过滤保留下的过滤物加上任何稀释液，例如洗脱溶液)，获得高浓度、小体积(例如纳升数量级)的样品等分试样，以便相对更快地检测感兴趣分析物。

[0051] 例如，可通过尺寸、电荷或亲和性来过滤大量稀释的含水样品以保留感兴趣分析物(如果存在)。分析物可被保留在过滤器的第一侧，然后可将其取向为在随后的离心过程中面向微腔。可向过滤器添加稀释液(例如，营养培养基等等)，并可通过离心将分析物压入微腔中。在这样的实施方案中，过滤器上的过滤物加上任何额外的稀释液可形成“样品”，可将该样品沉淀(例如通过离心)到微腔中，使得样品的浓缩物(即，浓度比起始样品高的样品的一部分)可保留在微腔中，其中浓缩物包含样品的沉淀物(即，较高密度物质)，其将包含分析物(如果存在)。然后可解析微腔以检测分析物，例如通过检测分析物存在与否。本公开的系统可包括容器组件，其被构造成便于进行过滤和离心，以及在过滤步骤和离心步骤之间转换。此外，本公开的系统和方法允许将大体积样品浓缩至非常小的体积，例如从约1L浓缩至约1微升，或者甚至1nL(例如，在微腔中)。

[0052] 更具体地，在一些实施方案中，本发明的系统和方法可包括执行第一浓缩步骤，该第一浓缩步骤包括使用过滤器过滤初始样品，该过滤器被构造成保留一种或多种感兴趣分析物以便在过滤器的一侧上形成过滤物；可选地向过滤物中添加一种或多种稀释剂并使用过滤物和任何添加的稀释剂作为新样品或第二样品；然后执行浓缩步骤，该浓缩步骤包括将第二样品浓缩(如，基于密度)进微腔中，其中该微腔可充当小容积(如，微升或纳升规模)的独立“试管”，从而得到样品中高浓度的感兴趣分析物(如果存在)。感兴趣分析物浓度的这种增加可有利于快速检测分析物，例如检测分析物存在与否。

[0053] 在一些现有的系统和方法中，在过滤期间，一部分样品可被过滤器不可逆地截留。截留问题可通过均孔过滤器解决，然而通过均孔过滤器的过滤可能很慢，并且在过滤期间均孔过滤器的孔可易于迅速堵塞。然而，本发明人发现，某些过滤器可更好地回收感兴趣分析物(例如微生物，例如细菌)。例如，如下文更详细地描述，“多区”过滤膜(即，包含多个空隙区域的过滤器)尤其可用于从过滤器回收细菌。这是因为过滤器的孔隙随其z尺寸(即，深度)而变化。本发明人发现，通过使用这种多区过滤器并使用具有最小孔径作为过滤器“第一侧”(即，过滤器上样品首先穿过并收集过滤物的一侧)的过滤器的一侧，可获得在回收感兴趣分析物方面的特别优势。

[0054] 然而，如上文所述，即便不使用此类多区式过滤器，本发明的系统和方法仍然比此前仅具有过滤功能的系统和方法更加有效，因为采用过滤的本发明的系统和方法还通过离心将洗脱的过滤物样品浓缩进微腔中，例如以缩短感兴趣分析物的检测时间。

[0055] 在一些实施方案中，感兴趣分析物可为感兴趣微生物本身，而在一些实施方案中，分析物可为活的感兴趣微生物的一个指标。在一些实施方案中，本公开可包括通过解析样品中代表微生物的感兴趣分析物，测定样品中是否存在感兴趣微生物的系统和方法。

[0056] 在一些实施方案中，快速检测可指检测时间不超过8小时，在一些实施方案中，不超过6小时，在一些实施方案中，不超过5小时，在一些实施方案中，不超过4小时，并且在一些实施方案中，不超过3小时。然而，检测时间可取决于要检测的分析物类型，因为一些微生物比其他微生物生长更快，因此将更快速地达到可检测阈值。本领域技术人员将了解如何找到检测感兴趣分析物(例如，微生物)的恰当方法(例如，包括恰当的酶和酶底物)。然而，针对给定的感兴趣分析物，无论使用哪种方法，或者选择哪种分析物，本公开的系统和方法通常将实现比标准培养技术(例如，微量滴定板(例如，96孔板)上基于生长的检测)更快地得到结果。也就是说，检测分析物时，本公开的系统和方法可比标准培养技术(例如，其中每个孔容纳100微升样品)快至少25％，在一些实施方案中，快至少50％，在一些实施方案中，快至少75％，并且在一些实施方案中，快至少90％。

[0057] 可通过多种方式获得针对感兴趣分析物的待分析样品。例如，在一些实施方案中，待分析样品本身是液体样品，例如稀释液体样品和/或稀释含水样品。在一些实施方案中，样品可包含使用稀释液洗涤或冲洗感兴趣源(例如，表面、污染物等)所得到的液体。在一些实施方案中，样品可包含将感兴趣源与恰当稀释液合并后所得的液体组合物进行过滤或沉降得到的滤液。也就是说，在第一过滤或沉降步骤中，可从液体组合物中移除较大不溶性物质和/或密度比感兴趣分析物更小或更大的物质，例如各种食物、污染物等，以形成将使用本公开的方法分析的样品。

[0058] 术语“源”可用于指需要测试分析物的食物或非食物。源可为固体、液体、半固体、凝胶状材料、以及它们的组合。在一些实施方案中，源可由所用底物(例如，拭子或擦拭物)提供，例如从感兴趣表面收集样品。在一些实施方案中，液体组合物可包含底物，其可被进一步分解(例如，在搅拌或溶解过程中)，以提高源及任何感兴趣分析物的回收。感兴趣表面可包括多种表面中的至少一部分，所述多种表面包括但不限于墙壁(包括门)、地板、天花板、排水管、制冷系统、输送管(例如，通风管)、通风孔、马桶座圈、把手、门把手、扶手、床栏杆(例如，医院)、台面、桌面、用餐表面(例如，托盘、餐具等)、工作表面、设备表面、衣服等、以及它们的组合。所述源的全部或一部分可用于获得将使用本公开方法进行分析的样品。例如，“源”可为水供应或通过管道移动的水，可从该源取出相对大体积的样品，形成将使用本公开的系统和方法测试的样品。因此，“样品”也可来自任一上述源。

[0059] 术语“食物”通常用于指固体、液体(例如，包括但不限于溶液、分散液、乳液、悬浮液等、以及它们的组合)和/或半固体可食用组合物。食物的示例包括但不限于肉、禽、蛋、鱼、海鲜、蔬菜、水果、预制食品(例如，汤、酱汁、糊剂)、谷类产品(例如，面粉、麦片、面包)、罐头食品、乳、其他乳制品(例如，奶酪、酸奶、酸奶油)、脂肪、油、甜点、调味品、香料、面食、饮料、水、动物饲料、饮用水、其他合适的可食用材料、以及它们的组合。

[0060] 术语“非食物”通常用于指不在“食物”定义范围内或通常不认为是可食用的感兴趣源。非食物源的示例可包括但不限于临床样品、细胞裂解物、全血或全血的一部分(例如，血清)、其他体液或分泌物(例如，唾液、汗液、皮脂、尿液)、粪便、细胞、组织、器官、活组织检查、植物材料、木材、土壤、沉淀物、药品、化妆品、食品补充剂(例如，西洋参胶囊)、药物、污染物、其他合适的非可食用材料、以及它们的组合。

[0061] 术语“污染物”通常用于指能够携带传染性生物体和/或传递它们的无生命物体或底物。污染物可包括但不限于布、拖把头、毛巾、海绵、擦拭物、食具、硬币、纸币、手机、衣服(包括鞋子)、门把手、女性用品、尿布等，它们的部分以及它们的组合。

[0062] 术语“分析物”通常用于指待检测物质(例如，通过实验室或现场测试)。可针对特定分析物的存在、含量和/或活力来测试样品。这种分析物可存在于源中(例如，内部)，或者存在于源的外部(例如，外表面)。分析物的示例可包括但不限于微生物、生物分子、化学品(例如，杀虫剂、抗生素)、金属离子(例如，汞离子、重金属离子)、含金属离子的络合物(例如，包含金属离子和有机配体的络合物)、酶、辅酶、酶底物、指示剂染料、着色剂、三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、腺苷酸激酶、荧光素酶、荧光素、以及它们的组合。

[0063] 可使用多种测试方法鉴定或定量感兴趣分析物，包括但不限于微生物测定法、生物化学分析(例如，免疫测定法)或者它们的组合。在一些实施方案中，感兴趣分析物可通过以下方法检测：基因法；免疫法；比色法；荧光法；发光法；通过检测样品中活细胞释放的酶；通过检测代表感兴趣分析物的光；通过吸收、反射、荧光或者它们的组合来检测光；或者上述的组合。也就是说，在一些实施方案中，解析样品(或样品浓缩物)包括任选地解析样品，其可包括任何上述类型的光学解析，或者任何下述类型。

[0064] 可使用的测试方法的具体示例包括但不限于抗原-抗体相互作用、分子传感器(亲和结合)、热分析、显微镜(例如，光学显微镜、荧光显微镜、免疫荧光显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM))、光谱法(例如，质谱法、核磁共振(NMR)光谱法、拉曼光谱法、红外(IR)光谱法、x射线光谱法、衰减全反射光谱法、傅里叶变换光谱法、伽马射线光谱法等)、分光光度法(例如，吸收、反射、荧光、发光、比色检测等)、电化学分析、遗传技术(例如，聚合酶链式反应(PCR)、转录介导的扩增技术(TMA)、杂交保护检测法(HPA)、DNA或RNA分子识别测定法等)、三磷酸腺苷(ATP)检测分析、免疫测定法(例如，酶联免疫吸附测定法(ELISA))、细胞毒性测定、病毒蚀斑测定、用于评价细胞病变效应的技术、其他合适的分析物测试方法、或者它们的组合。

[0065] 术语“微生物”通常用于指任何原核或真核微生物，包括但不限于一种或多种细菌(例如，运动性细菌或植物性细菌、革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌)、病毒(例如，诺罗病毒(Norovirus)、诺沃克病毒(Norwalk virus)、轮状病毒(Rotavirus)、腺病毒(Adenovirus)、DNA病毒、RNA病毒、有包膜病毒、无包膜病毒、人免疫缺陷病毒(HIV)、人乳头状瘤病毒(Papillomavirus)(HPV)等)、细菌孢子或内生孢子、藻类、真菌(例如，酵母、丝状真菌、真菌孢子)、朊病毒、支原体和原生动物。在一些情况下，特别关注的微生物是那些病原性微生物，术语“病原体”用于指任何病原性微生物。病原体的示例可包括但不限于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)成员、或微球菌科(Micrococaceae)成员、或葡萄球菌属(Staphylococcus)物种、链球菌属(Streptococcus)物种、假单胞菌属(Pseudomonas)物种、肠球菌属(Enterococcus)物种、沙门氏菌属(Salmonella)物种、军团菌属(Legionella)物种、志贺氏菌属(Shigella)物种、耶尔森菌属(Yersinia)物种、肠杆菌属(Enterobacter)物种、埃希氏杆菌属(Escherichia)物种、芽孢杆菌属(Bacillus)物种、李斯特菌属(Listeria)物种、弯曲菌属(Campylobacter)物种、不动杆菌属(Acinetobacter)物种、弧菌属(Vibrio)物种、梭菌属(Clostridium)物种和棒状杆菌属(Corynebacterium)物种。病原体的具体示例可包括但不限于：大肠杆菌，包括肠出血性大肠杆菌，例如血清型O157:H7、O129:H11；绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)；蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)；炭疽杆菌(Bacillus anthracis)；肠炎沙门氏菌(Salmonella enteritidis)；肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)鼠伤寒血清型；单核细胞增多性李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)；肉毒杆菌(Clostridium botulinum)；产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)；金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)；耐甲氧西林金黄色葡萄球菌；
空肠弯曲菌(Campylobacter  jejuni)；小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia 
enterocolitica)；创伤弧菌(Vibrio vulnificus)；艰难梭菌(Clostridium difficile)；
抗万古霉素肠球菌；阪崎肠杆菌(Enterobacter[Cronobacter]sakazakii)；以及大肠菌群。
可影响微生物生长的环境因子可包括营养物质的存在与否、pH、含水量、氧化还原电位、抗微生物化合物、温度、大气气体组成和生物结构或屏障。

[0066] 术语“生物分子”通常用于指存在于生物体内或由生物体形成的分子，或其衍生物。例如，生物分子可包括但不限于氨基酸、核酸、多肽、蛋白质、多核苷酸、脂质、磷脂、糖、多糖中的至少一种、以及它们的组合。生物分子的具体示例可包括但不限于代谢物(例如，葡萄球菌肠毒素)、变应原(例如，花生变应原、蛋变应原、花粉、尘螨、霉菌、头皮屑或固定在其中的蛋白质等)、激素、毒素(例如，芽孢杆菌腹泻毒素、黄曲霉毒素、艰难梭菌毒素等)、RNA(例如，mRNA、总RNA、tRNA等)、DNA(例如，质粒DNA、植物DNA等)、标记蛋白质、抗体、抗原、ATP、以及它们的组合。

[0067] 术语“可溶性物质”和“不溶性物质”通常用于指在特定条件下，在给定培养基中相对可溶或不溶的物质。具体地，在一组给定条件下，“可溶性物质”是进入溶液并可溶解于体系的溶剂(例如稀释液)中的物质。“不溶性物质”是指在一组给定条件下，不进入溶液且不溶解于体系的溶剂中的物质。源或者取自源的样品可包含可溶性物质和不溶性物质(例如，细胞碎片)。不溶性物质有时被称为微粒、沉淀或碎片，并且可包含部分源材料本身(即，来自源的内部部分或外部部分(例如，外表面))或搅拌过程中产生的其他源残余物或碎片。此外，包含源和稀释液的液体组合物可包含密度较大的物质(即，密度大于稀释液和混合物中其他物质的物质)和密度较小的物质(即，密度小于稀释液和混合物中其他物质的物质)。因此，可对样品的稀释液进行选择，使得感兴趣分析物的密度大于稀释液，并可通过沉降(例如，离心)浓缩。

[0068] 术语“稀释液”通常用于指添加到源材料中以分散、溶解、悬浮、乳化、洗涤和/或冲洗源的液体。稀释液可用于形成液体组合物，由此可得到将使用本公开方法进行分析的样品。在一些实施方案中，稀释液是无菌液体。在一些实施方案中，稀释液可包含多种添加剂，包括但不限于表面活性剂，或其他有助于分散、溶解、悬浮或乳化源以进行后续分析物测试的合适添加剂；流变剂；抗微生物中和剂(例如，用于中和防腐剂或其他抗微生物剂)；包含营养物质(例如，促进所需微生物选择性生长)和/或生长抑制剂(例如，抑制不期望微生物生长)的富集或生长培养基；pH缓冲剂；酶；指示分子(例如，pH或氧化/还原指示剂)；孢子萌发剂；中和消毒剂的试剂(例如，中和氯的硫代硫酸钠)；用于促进细菌复苏的试剂(例如，丙酮酸钠)；稳定剂(例如，用于稳定感兴趣分析物，包括溶质，如氯化钠、蔗糖等)；或者它们的组合。在一些实施方案中，稀释液可包含无菌水(例如，无菌双蒸水(ddH2O))；一种或多种有机溶剂，以选择性地溶解、分散、悬浮或乳化源；含水有机溶剂，或者它们的组合。在一些实施方案中，稀释液是无菌缓冲溶液(例如，Butterfield缓冲液，可购自美国田纳西州孟菲斯的Edge Biological公司(Edge Biological,Memphis TN))。在一些实施方案中，稀释液是选择性或半选择性营养配方，使得稀释液可用于所需分析物(例如，细菌)的选择性或半选择性生长。在该实施方案中，可将稀释液与源一起温育一段时间(例如，在特定温度下)，以促进所需分析物的这种生长和/或发育。

[0069] 生长培养基的示例可包括但不限于胰蛋白酶大豆肉汤(TSB)、缓冲蛋白胨水(BPW)、通用预富集肉汤(UPB)、李斯特富集肉汤(LEB)、乳糖肉汤、博尔顿肉汤或本领域普通技术人员已知的其他常规、非选择性或轻度选择性培养基。生长培养基可包含支持不止一种所需微生物(即感兴趣分析物)生长的营养物质。

[0070] 生长抑制剂的示例可包括但不限于胆汁盐、脱氧胆酸钠、亚硒酸钠、硫代硫酸钠、硝酸钠、氯化锂、亚碲酸钾、连四硫酸钠、磺胺乙酰钠、扁桃酸、连四硫酸亚硒酸胱氨酸、磺胺二甲嘧啶、亮绿、孔雀石绿草酸盐、结晶紫、Tergitol4、磺胺嘧啶、丁胺卡那霉素、氨曲南、萘啶酮酸、吖啶黄、多粘菌素B、新生霉素、阿拉磷、有机酸和无机酸、噬菌体、二氯喃玫瑰红、氯霉素、金霉素、特定浓度的氯化钠、蔗糖及其他溶质、以及它们的组合。

[0071] 术语“搅拌”及其衍生形式通常用于描述使液体组合物进行给定运动的过程，例如混合或掺混这种液体组合物的内容物。可使用多种搅拌方法，包括但不限于手动摇动、机械摇动、超声振动、涡旋搅动、手动搅动、机械搅动(例如，通过机械推进器、磁力搅拌器或另一种搅拌辅助，例如滚珠轴承)、手动搅打、机械搅打、掺混、捏合、以及它们的组合。

[0072] 术语“过滤”通常用于指按尺寸、电荷和/或功能分离物质的方法。例如，过滤可包括将可溶性物质和溶剂(例如，稀释液)与不溶性物质分离，或者过滤可包括将可溶性物质、溶剂和相对较小的不溶性物质与相对较大的不溶性物质分离。因此，可“预过滤”液体组合物以获得将使用本公开方法进行分析的样品。可使用多种过滤方法，包括但不限于使液体组合物(例如，包含感兴趣源，由此可获得待浓缩样品)穿过过滤器、其他合适的过滤方法、以及它们的组合。

[0073] “沉降”通常用于指按密度分离物质的方法，例如通过使液体组合物中密度较大的物质(即，密度大于稀释液和混合物中其他物质的物质)沉降或下沉和/或通过使液体组合物中密度较小的物质(即，密度小于稀释液和混合物中其他物质的物质)上升或上浮。沉降可通过重力或通过离心进行。然后可通过从密度较大的物质中抽吸密度较小的物质(即，未沉降物质或上浮物质)和稀释液、通过倾析密度较小的物质和稀释液、或者它们的组合，将密度较大的物质与密度较小的物质(和稀释液)分离。除预过滤步骤之外或代替预过滤步骤，可使用预沉降步骤，以获得将使用本公开的样品检测系统和方法进行浓缩的样品。

[0074] “过滤器”通常用于描述一种设备，该设备用于将液体组合物中的可溶性物质(或可溶性物质和相对较小的不溶性物质)和溶剂与不溶性物质(或相对较大的不溶性物质)分离，并且/或者用于在样品浓缩期间过滤样品。过滤器的示例可包括但不限于：织造或非织造网片(例如丝网、布网、塑料网等)、织造或非织造聚合物网(例如，包含以均匀或不均匀工艺铺设的可压延聚合物纤维)、表面过滤器、深度过滤器、膜(例如，陶瓷膜(例如，可从美国新泽西州弗洛勒姆帕克的沃特曼公司(Whatman Inc.,Florham Park,NJ)以商品名ANOPORE购得的陶瓷氧化铝膜过滤器)、聚碳酸酯膜(例如，可从沃特曼公司(Whatman,Inc.)以商品名NUCLEOPORE购得的径迹蚀刻聚碳酸酯膜过滤器))、聚酯膜(例如，包含径迹蚀刻聚酯等)、筛、玻璃棉、玻璃料、滤纸、泡沫等、以及它们的组合。

[0075] 在一些实施方案中，过滤器可被构造成从样品中分离感兴趣微生物，例如按尺寸、电荷和/或亲和性分离。例如，在一些实施方案中，过滤器可被够造用于保留感兴趣微生物，使得保留在过滤器上的过滤物包含感兴趣微生物。

[0076] 在一些实施方案中，过滤器可被构造成保留样品中的感兴趣分析物(例如感兴趣微生物)的至少30％，在一些实施方案中，至少50％，在一些实施方案中，至少80％，在一些实施方案中，至少85％，在一些实施方案中，至少90％，在一些实施方案中，至少95％。

[0077] 合适的过滤器的其他示例在以下专利中有所描述：共同待审的PCT公布No.WO2011/156251(Rajagopal等人)，其要求美国专利申请No.61/352,229的优先权；PCT公布No.WO2011/156258(Mach等人)，其要求美国专利申请No.61/352,205的优先权；PCT公布No.WO2011/152967(Zhou)，其要求美国专利申请No.61/350,147和No.61/351,441的优先权；以及PCT公布No.WO2011/153085(Zhou)，其要求美国专利申请No.61/350,154和No.61/
351,447的优先权，所有这些专利以引用方式全文并入本文。

[0078] 在一些实施方案中，术语“滤液”通常用于描述从液体组合物中分离或移除不溶性物质(或者至少相对较大的不溶性物质)后保留的液体。在一些实施方案中，术语“上清液”通常用于描述从液体组合物中分离或移除密度较大的物质后保留的液体。这种滤液和/或上清液可形成将在本公开中使用的样品。在一些实施方案中，可将滤液和/或上清液温育一段时间，以使感兴趣微生物生长，所得温育后的滤液和/或上清液可形成将在本公开中使用的样品。在一些实施方案中，可添加生长培养基以帮助感兴趣微生物生长。

[0079] 在一些实施方案中，术语“过滤物”通常用于描述在过滤液体源(例如，待测水)以将不溶性物质与可溶性物质分离后保留的固体。这种过滤物可进一步稀释，并任选地搅拌、生长(例如通过添加生长培养基)和/或温育，以形成将在本公开中使用的样品。过滤物可存在于过滤器的一个表面或一侧上，并且/或者可至少部分地渗透到过滤器深处。因此，在一些实施方案中，包含洗脱溶液、洗涤溶液等的稀释液可用于帮助从过滤器上移除过滤物。在一些实施方案中，表面过滤器可更优选地(例如，相较于深度过滤器)用于帮助和增强从过滤器上移除过滤物。

[0080] 在一些实施方案中，在随后的离心步骤中施加于过滤物上的重力可有助于从过滤器上移除过滤物。在一些情况下，可通过以下方法从过滤器上洗脱保留的感兴趣分析物(例如，微生物)：重新放置过滤器，重力使得保留的生物有机体被逐出，从而从过滤器上洗脱下来。在其他情况下，可通过手动摇动过滤器以从过滤器上逐出保留的分析物，从而从过滤器上洗脱保留的分析物。在其他情况下，可通过涡旋过滤器以从过滤器上逐出保留的分析物，从而洗脱保留的分析物。在其他情况下，可通过泡沫洗脱从过滤器上洗脱分析物。

[0081] 在一些从过滤器中回收感兴趣分析物(例如，微生物)后对感兴趣分析物进行检测和/或定量的实施方案中，本公开的方法可包括从过滤器洗脱保留感兴趣分析物的至少50％，但也可在从过滤器洗脱保留分析物的少于50％之后实施该方法。在一些实施方案中，可从过滤器中洗脱保留分析物的至少60％，在一些实施方案中，至少70％，在一些实施方案中，至少75％，在一些实施方案中，至少80％，在一些实施方案中，至少90％，并且在一些实施方案中，至少95％。

[0082] 在一些实施方案中，无论起始样品的形式如何，或者它是怎么获得的，都可搅拌、培养(例如通过添加生长培养基)和/或温育样品，以形成将要通过本公开的系统和方法分析的样品。在一些实施方案中，可以在处理过程的各个阶段添加各种试剂，包括但不限于添加到初始样品，添加到过滤物(例如，用稀释剂)或用于形成待测试样品的上清液，涂覆和/或干燥于用作样品浓缩物检测容器的一个或多个微腔中，或它们的组合。

[0083] 在一些实施方案中，术语“沉淀物”通常用于描述从液体组合物中分离或移除密度较大的物质后(例如，通过离心)，与上清液分离的“颗粒”或固体。

[0084] 术语“微腔”及其衍生形式通常用于指被构造成保留液体、固体、半固体、凝胶状材料、其他合适材料或者它们的组合的接收器、凹槽、凹陷或孔，特别是在正常重力下沿任何取向(例如，通过毛细作用力)保留。

[0085] 在一些实施方案中，“微腔”的至少两个可能尺寸不大于1000微米，在一些实施方案中，不大于500微米，并且在一些实施方案中，不大于200微米。然而，在本公开的一些实施方案中，“微腔”可以是足以在正常重力下沿任何取方保留一部分样品(例如，朝微腔离心后的样品的液体浓缩物)的任何接收器、凹槽、凹陷或孔。因此，本公开的微腔可具有足够的深度(例如，z尺寸)或z尺寸与x-y尺寸之比(即，“纵横比”)，以提供足够的毛细作用力来保留给定表面张力的样品(例如，包含样品沉淀物的浓缩液体)。可控制微腔的表面能(例如，通过表面处理改性)以提高保留，然而，一般来讲，本公开的微腔可具有能提供保留感兴趣样品所需的毛细作用力的纵横比。

[0086] 在一些实施方案中，纵横比可为至少约0.1，在一些实施方案中，纵横比为至少约0.25，在一些实施方案中，至少约0.5，在一些实施方案中，至少约1，在一些实施方案中，至少约2，在一些实施方案中，至少约5，并且在一些实施方案中，至少约10。因为在一些实施方案中，微腔(例如凹槽)的x-y尺寸可沿其深度或z尺寸变化(例如，如果该特征结构具有拔模角)，纵横比可以是z尺寸与x-y“代表性”尺寸之比。x-y代表性尺寸通常正交于微腔的纵向轴线，并且区别于微腔的深度或z尺寸。x-y代表性尺寸可以是顶部尺寸(即，微腔顶部开口处的x-y尺寸)、底部尺寸(例如，微腔基部处的x-y尺寸)、中间尺寸(例如，半深度/高度位置处的x-y尺寸)、平均x-y尺寸(例如，沿深度/高度平均)、其他合适的代表性尺寸等。

[0087] 在一些实施方案中，x-y代表性尺寸可为至少约1微米，在一些实施方案中，至少约10微米，并且在一些实施方案中，至少约50微米。在一些实施方案中，x-y代表性尺寸小于约
1000微米，在一些实施方案中，小于约500微米，并且在一些实施方案中，小于约100微米。

[0088] 在一些实施方案中，微腔的深度或z尺寸(即，微腔的封闭端或基部与微腔的开口端或顶部开口之间的距离)为至少约5微米，在一些实施方案中，至少约20微米，并且在一些实施方案中，至少约30微米。在一些实施方案中，微腔的平均深度可不大于约1000微米，在一些实施方案中，不大于约250微米，在一些实施方案中，不大于约100微米，并且在一些实施方案中，不大于约50微米。

[0089] 在一些实施方案中，微腔容积为至少大约1皮升(pL)；在一些实施方案中，为至少大约10pL；在一些实施方案中，为至少大约100pL；并且在一些实施方案中，为至少大约1000pL(1nL)。在一些实施方案中，微腔容积为不大于约1,000,000pL(1μL)；在一些实施方案中，不大于约100,000pL；在一些实施方案中，不大于约10,000pL。在一些实施方案中，微腔容积在10nL(10,000pL)至100nL(100,000pL)的范围内。

[0090] 短语“基本上透明”一般用来指如下物体或基底，其透射波长处于紫外至红外光谱(例如，约200nm至约1400nm；“UV-IR”)中的选定波长处或选定波长范围内的电磁辐射的至少50％，在一些实施方案中，透射UV-IR光谱中的选定波长(或范围)的至少约75％，并且在一些实施方案中，透射UV-IR光谱中的选定波长(或范围)的至少约90％。

[0091] 短语“基本上不透明”一般用来指如下物体或基底，其透射波长处于紫外至红外光谱(例如，约200nm至约1400nm；“UV-IR”)中的选定波长处或选定波长范围内的电磁辐射的少于50％，在一些实施方案中，透射UV-IR光谱中的选定波长(或范围)的少于25％，并且在一些实施方案中，透射UV-IR光谱中的选定波长(或范围)的少于10％。

[0092] “基本上透明”和“基本上不透明”的各种细节在PCT专利公布No.WO 2011/063332中有所描述，其全文以引用方式并入本文。

[0093] 术语“疏水”和“亲水”通常按照本领域普遍理解的意义使用。因此，“疏水”材料对水或含水介质具有相对较弱的亲和力或没有亲和力，而“亲水”材料对水或含水介质具有相对较强的亲和力。当用于各种疏水性或亲水性表面时，所需的疏水性或亲水性水平可根据样品性质而有所不同，但可根据对液体样品的简单经验观察而轻松调节。

[0094] 在一些实施方案中，可使用接触角测定(例如，静态和/或动态)来表征表面的疏水性/亲水性。这类表面特性可有助于表面本身的材料构成，可能与大块材料无关。也就是说，在一些实施方案中，即使形成结构的大块材料在很大程度上是疏水性的，可把将要接触样品的表面改性成亲水性的，使得含水样品例如将对改性表面具有更大的亲和力。示例性的静态和动态接触角测定方法在实施例10和11中有描述。

[0095] 在一些实施方案中，例如其中可形成本发明的微腔的样品检测容器的至少内表面的静态水表面接触角(例如，静态和/或动态)可以为至少约50度；在一些实施方案中，为至少约65度；在一些实施方案中，为至少约75度；在一些实施方案中，为至少约85度；在一些实施方案中，为至少约95度；在一些实施方案中，为至少约100度；并且在一些实施方案中，为至少约130度。

[0096] 在一些实施方案中，例如其中可形成本发明的微腔的样品检测容器的至少内表面的动态前进表面接触角可以为至少约50度；在一些实施方案中，为至少约65度；在一些实施方案中，为至少约75度；在一些实施方案中，为至少约85度；在一些实施方案中，为至少约95度；在一些实施方案中，为至少约100度；并且在一些实施方案中，为至少约130度。

[0097] 在一些实施方案中，例如其中可形成本发明的微腔的样品检测容器的至少内表面的动态后退表面接触角可以为至少约25度；在一些实施方案中，为至少约35度；在一些实施方案中，为至少约45度；在一些实施方案中，为至少约65度；在一些实施方案中，为至少约75度；在一些实施方案中，为至少约90度；并且在一些实施方案中，为至少约100度。

[0098] 在一些实施方案中，以有效角(例如，在不同位置处—参见实施例13)取向的样品检测容器(例如，其内表面)的壁(例如，其内表面)可具有不妨碍感兴趣分析物在微腔中的收集或改善感兴趣分析物的收集的表面粗糙度。在一些实施方案中，壁的表面粗糙度的特征可在于粗糙度平均(Ra)值小于1.5微米；在一些实施方案中，小于1微米；在一些实施方案中，小于750nm(0.75微米)；在一些实施方案中，小于500nm(0.5微米)；并且在一些实施方案中，小于300nm(0.3微米)。

[0099] 在一些实施方案中，壁(例如，其内表面)的表面粗糙度的特征可在于均方根粗糙度(Rq)值小于1.5微米；在一些实施方案中，小于1微米；并且在一些实施方案中，小于800nm。

[0100] 在一些实施方案中，本公开的系统和方法可用于通过针对微生物本身或者针对代表微生物存在的感兴趣分析物来解析样品，以确定样品中感兴趣微生物的存在与否。例如，在一些实施方案中，可浓缩(例如，通过离心沉淀到一个或多个微腔中)样品中的微生物本身，然后在一个或多个微腔中检测，而在一些实施方案中，可浓缩(例如，通过离心沉淀到一个或多个微腔中)样品中代表微生物存在的分析物，并在一个或多个微腔中检测。例如，在一些实施方案中，可向样品添加底物(例如，β-半乳糖苷酶底物，例如X-gal)，该底物被适当的酶裂解后沉淀。然后可浓缩(例如，通过离心与微生物/细胞一起沉淀到一个或多个微腔中)这种沉淀的底物，并比低浓度、大体积样品可用的其他方式更快速地检测和/或定量。

[0101] 上文和实施例部分给出了分析物的各种示例，包括指示剂染料。在一些实施方案中，这种指示剂染料可包含沉淀染料和/或内在化染料。对于沉淀染料，通常染料是分散在细胞外的小分子，并且可需要足够的温育时间以达到可检测浓度，即使是已在一个或多个微腔中浓缩过。然而，对于内在化染料，细胞(即，微生物)本身可用染料“标记”或染色，一旦细胞被浓缩到微腔内即可检测(例如，存在与否和/或定量)，例如，通过观察微腔的基部。

[0102] 可使用本公开的系统和方法进行的另一个具体检测示例涉及通过将样品浓缩到一个或多个微腔中并添加用于进行基于ATP的检测的试剂，从而利用化学发光检测微生物(例如，存在与否)。可在离心前或离心后添加试剂，或者通过将试剂涂覆和/或风干在微腔内添加试剂。在该实施方案中，试剂可包含裂解试剂、荧光素(底物)和荧光素酶(酶)。裂解试剂可用于破碎打开细胞以释放ATP，荧光素酶需要ATP来使荧光素化学发光。因此，容纳感兴趣微生物的微腔将被“标记”(例如，将发亮)，而不含微生物的微腔将不会被“标记”(例如，将是暗的)，从而可直接检测微生物存在与否。

[0103] 图1示出了根据本公开的一个实施方案的样品检测系统100。在一些实施方案中，样品检测系统100可用于浓缩样品以形成浓缩物(例如，在微腔136中，如图2和图3所示并如下文所详述)，并且可进一步用于针对感兴趣分析物解析浓缩物，即用于检测感兴趣分析物存在与否。

[0104] 如图1所示，在一些实施方案中，样品检测系统100可包括样品检测容器102。样品检测容器102可被构造成用顶盖104闭合，使得样品检测容器102和顶盖104可以可移除地或永久性地联接在一起。

[0105] 样品检测容器102可适于容纳待分析(例如，一种或多种感兴趣分析物)的样品。样品通常是液体样品，在一些实施方案中，是稀释的液体样品(即，样品中的任何感兴趣分析物以低浓度存在)，并且在一些实施方案中，是稀释的含水样品。样品检测容器102可被设计为所需的尺寸和形状，以容纳待分析样品，并且样品检测容器102和顶盖104的形状和构造仅以举例的方式示出。

[0106] 如图1所示，样品检测容器102可以是具有封闭端或基部112(例如，锥形封闭端112)和开口端114的细长管，并且顶盖104可包括封闭端或基部116和开口端118。顶盖104的开口端118的尺寸可被设计为接纳样品检测容器102的至少一部分，并且特别是接纳样品检测容器102的开口端114，使得顶盖104和样品检测容器102联接在一起时可封闭和/或覆盖样品检测容器102的开口端114。

[0107] 一般来讲，可如下所述使用图1的样品检测系统100实施样品检测方法：可将样品置于样品检测容器102中，并可将顶盖104联接到样品检测容器102以封闭样品检测容器102。然后可使封闭或加盖样品检测容器102朝样品检测容器102的封闭端112离心，以形成样品检测容器102中的样品的浓缩物，例如保留在微腔136中的样品的浓缩物。然后，在将浓缩物保留在样品检测容器102中同时，可针对感兴趣分析物解析浓缩物。因此，在一些实施方案中，“浓缩物”(即，样品的较高浓度部分)也可称为“保留物”。在一些实施方案中，可通过如下方式解析浓缩物：倒置样品检测容器102使离心所得的样品上清液向远离微腔136的方向排出，并且经由样品检测容器102的封闭端112解析微腔136中的浓缩物。

[0108] 采用样品检测容器102的示例性样品检测方法将参照图4在下文中进行更详细的描述。

[0109] 通过进一步举例的方式，顶盖104包括内表面120，该内表面包括一个或多个突出部121，并且样品检测容器102包括外表面122，该外表面包括与开口端114相邻的一条或多条轨道或螺纹123。顶盖104的突出部121被构造成配合和接合样品检测容器102的螺纹123，使得顶盖104和样品检测容器102可以联接在一起。

[0110] 图1所示的突出部121和螺纹123的具体样式包括一系列周向间隔的突出部121和螺纹123，使得顶盖104上的任何突出部121可以联接到样品检测容器102上的任何螺纹123并且通过使顶盖104和样品检测容器102相对于彼此旋转(例如，如果使用4组突出部121/螺纹123并且这4组突出部/螺纹围绕顶盖104的内表面120和样品检测容器102的外表面122均匀间隔，则旋转90度)而从未锁定位置转到锁定位置。样品检测容器102与顶盖104之间所示的联接机构仅以举例的方式示出，作为用于闭合样品检测容器102的有效装置。

[0111] 在一些实施方案中，样品检测容器102和顶盖104可以通过某种方式联接在一起，使得样品检测系统100的内部与环境隔绝(例如，形成液密密封、气密密封或者它们的组合)。例如，在一些实施方案中，可在样品检测容器102与顶盖104之间采用一个或多个密封件(例如，O形环)，或样品检测容器102和顶盖104中的一者或两者可包括一个或多个密封件(例如，O形环)。

[0112] 样品检测容器102和顶盖104可由多种材料形成，所述材料包括但不限于聚合物材料、金属(例如，铝、不锈钢等)、陶瓷、玻璃以及它们的组合。聚合物材料的示例可包括但不限于聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯及它们的组合等)、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、其他能够形成自支承容器的合适聚合物材料、或者它们的组合。术语“自支承”一般用来指在自身重量下不会塌缩或变形的物体。例如，如果一个袋子在自身重量下不能维持其形状，而是塌缩或变形，那么该袋子就不是“自支承”的。样品检测容器102和顶盖104可由相同材料或不同材料形成。

[0113] 样品检测容器102和顶盖104或者它们的一部分可以是基本上透明的、非透明的(即，基本上不透明的)或介于两者之间(如，半透明)，并可具有任何合适的尺寸，具体取决于待分析的样品的类型、量和/或尺寸以及待收集和解析的浓缩物的类型、量和/或尺寸。样品检测容器102或至少与微腔136相邻的部分优选地是基本上透明的。在一些实施方案中，样品检测容器102的容量可为至少约1mL、至少约5mL、至少约10mL、至少约25mL、至少约50mL、至少约100mL或至少约250mL。即，在一些实施方案中，样品检测容器102的容量或容积可处于约1mL至约250mL的范围内，在一些实施方案中，可处于约1mL至约100mL的范围内。

[0114] 样品检测容器102和顶盖104的形状、尺寸和联接装置在上文进行了描述且仅以举例的方式在图1中示出。然而，应当理解，样品检测容器102和顶盖104可以采用多种形状和尺寸。另外，可采用多种联接方式将样品检测容器102和顶盖104可移除地和/或永久地联接在一起，所述联接装置包括但不限于螺纹(如图中所示或其他方式)、夹具(例如，弹簧支承夹具、按扣型夹具等)、夹子(例如，弹簧支承夹等)、系带(例如，扎线带)、一个或多个磁铁、胶带、粘合剂、胶粘剂、扣合接头(例如，其中顶盖104用作掀盖)、压合接头(有时也称作“摩擦配合接头”或“干涉配合接头”)、热粘结(例如，对要联接的一个或两个组件加热和/或施压)、焊接(例如，声波(如超声)焊接)、其他合适的联接方式、以及它们的组合。

[0115] 如图2和图3所示，样品检测容器102的封闭端112可包括(即，终止于)适于保留待分析的样品浓缩物的一个或多个微腔136，微腔136朝样品检测容器102的开口端114打开。微腔136可包括孔、凹陷、凹槽等以及它们的组合中的至少一个，使得微腔136限定被构造成保留样品浓缩物的内部容积(例如，微量容积或更小容积)。在一些实施方案中，如图1至图
3、图4和图5所示，样品检测容器102可包括单个微腔136。在一些实施方案中，样品检测容器
102可包括几个微腔136，然而，应当指出的是，一般来讲，使微腔136的数量最小化，以使其中可保留样品浓缩物的总体积最小化，从而使所保留的样品浓缩物中的感兴趣分析物(如果存在)的浓度最大化。

[0116] 在一些实施方案中，样品检测容器102可包括一个或多个围绕微腔136的突出部143。这种突出部或支撑结构143可在形成和使用期间支撑微腔136。

[0117] 在一些既有系统中，采用大量微腔、凹陷部、孔等来增大仅一种感兴趣分析物(例如，1个菌落形成单位(cfu)的感兴趣细菌)将最终处于一个给定微腔中的可能性。对于量化给定样品中存在的感兴趣分析物的数量而言，这种构型尤其有用。然后可扫描这些微腔，(例如)以确定是否存在感兴趣分析物，同时对存在的分析物的量进行表征。然而，本发明人发现，如果最大量(或相对少量)的一种感兴趣分析物存在于一个给定微腔中，则该个微腔中的浓度可相对较低，导致该样品的检测时间更长。例如，如果样品包含10cfu的感兴趣细菌并且10cfu中的每一者最终都处于单独微腔中，则与所有10cfu最终处于相同微腔中的情况相比需更长时间检测它们的存在。

[0118] 因此，本发明人发现，如果可使微腔的数量最小化，则可存在于样品中的所有感兴趣分析物将更可能以较小的总体积或全部体积一起浓缩在较少数量的微腔中，从而浓度更高，并且可甚至进一步缩短检测时间。然而，以前的教导内容所提出的不同于这种构造，因为最大程度减少微腔的数量会减弱或消除(即，损失)量化感兴趣分析物的能力。但这可大大缩短确定是否存在感兴趣分析物所用的检测时间。为此，可用单个微腔实现特定优点。

[0119] 因此，在一些实施方案中，样品检测容器102可包括不超过10个微腔，在一些实施方案中，不超过8个微腔，在一些实施方案中，不超过5个微腔，在一些实施方案中，不超过4个微腔，在一些实施方案中，不超过3个微腔，在一些实施方案中，不超过2个微腔，在一些实施方案中，不超过1个微腔。为简单起见，将图1至图3、图4和图5的微腔136描述为单个微腔，但应当理解，如果采用多于一个的微腔，这种描述也适用于多个微腔136。

[0120] 如图3中所示，在一些实施方案中，微腔136可包括开口端(开口或顶部开口)144、一个或多个侧壁142、基部146以及纵向轴线A。如图1和图2所示，微腔136的纵向轴线A也可为样品检测容器102和样品检测系统100的纵向轴线A。在一些实施方案中，如图所示，微腔136、样品检测容器102和顶盖104以纵向轴线A为中心。纵向轴线A通常垂直于微腔136的横剖面(即，相对于该微腔的横剖面正交地取向)，并且可穿过微腔136的顶部开口144和基部
146。微腔136的这种横剖面可在其顶部开口144和基部146之间沿着微腔136的高度在任何地方截取。纵向轴线A也可被称为垂直轴线或标称离心/沉淀轴线，即位于样品检测容器102中的样品在离心时，沿其经受离心力的轴线(不考虑小半径(即，台式)离心机的已知影响)。
微腔136的其他可能形状和构型在图3A至图3C中示出，并且在下文中进行了更详细的描述。

[0121] 图3所示的微腔136具有大致呈梯形剖面的形状(即，截头圆锥三维形状)。应当理解，微腔136可包括多种形状，只要微腔136的形状能够保留样品浓缩物。换句话讲，每个凹槽136的形状和尺寸可以被设计成给样品浓缩物提供容器或孔。一般来讲，微腔136被构造成(例如，其形状和大小被设计成)在样品检测容器102处于任何取向时，(例如，通过毛细作用力)保留微腔136中的浓缩物154。

[0122] 不管微腔136是否包括孔、凹陷或者它们的组合，合适的凹槽形状的示例可包括但不限于多种多面体形状、平行六面体、拟柱体、棱柱体等、以及它们的组合。例如，微腔136可以为多面体、圆锥体、截头圆锥体、棱锥体、截头棱锥体、球体、部分球体、半球体、椭球体、穹顶、圆柱体、立体角、其他合适的形状以及它们的组合。此外，微腔136可具有多种剖面形状(包括如图3所示的竖直剖面、水平剖面或者它们的组合)，包括但不限于：平行四边形、带圆角的平行四边形、矩形、正方形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形、三角形、梯形、星形、其他多边形、其他合适的剖面形状以及它们的组合中的至少一种。

[0123] 如图1至图3所示，样品检测容器102还可包括壁138(即，内壁)，该壁限定样品检测容器102的内表面的至少一部分。壁138延伸至微腔136(例如，朝微腔渐缩)，壁138的至少一部分位于邻近微腔136的顶部开口144。一般来讲，短语“位于邻近微腔的顶部开口”是指壁138(或其一部分)一直延伸至微腔136的顶部开口144(如图所示)，或一直延伸至小于微腔
136的横向尺寸(即，如上所述的代表性尺寸x、y)的1倍(最好小于0.5X或小于0.25X)的位置。在一些实施方案中，代表性横向尺寸可以是微腔136在其顶部开口144处的横向尺寸。

[0124] 壁138的至少一部分朝微腔136倾斜，并且具有相对于微腔136的纵向轴线A以有效角α取向的倾斜度。有效角α可大于45度且小于90度。如上所述，90度上限有利于任何感兴趣分析物在微腔136中的收集。即，有效角α被构造成用于使样品向微腔136中的收集和沉降最大化，使得在离心下，感兴趣分析物(例如，微生物)被引导到微腔136中。如上进一步所述，45度下限有利于使未保留在微腔136中的任何剩余上清液远离微腔136排出，以将样品的浓缩物隔离在微腔136中(例如，当在离心后倒置样品检测容器102时)，使得保留体积约等于(或小于)由微腔136限定的容积。

[0125] 在一些实施方案中，有效角α可为至少46度；在一些实施方案中，至少47度；在一些实施方案中，至少48度；在一些实施方案中，至少49度；在一些实施方案中，至少50度；在一些实施方案中，至少55度；在一些实施方案中，至少60度；在一些实施方案中，至少65度；并且在一些实施方案中，至少70度。

[0126] 在一些实施方案中，有效角α可不大于89度；在一些实施方案中，不大于88度；在一些实施方案中，不大于87度；在一些实施方案中，不大于86度；在一些实施方案中，不大于85度；在一些实施方案中，不大于80度；并且在一些实施方案中，不大于75度。

[0127] 在一些实施方案中，有效角α可大于50度且小于90度。在一些实施方案中，有效角α的范围可为50至80度；并且在一些实施方案中，60至80度。

[0128] 仅以举例的方式，图1至图3、图4和图5的样品检测容器102的有效角α为60度。

[0129] 壁138、特别是其有效角α控制感兴趣分析物在微腔136中的收集以及感兴趣分析物在微腔136中的所得浓度。为了提供所需效应，壁138(例如，壁138的面积)相对于微腔136而言(例如，相对于通往微腔136的开口区域而言)应当显著较大。因此，至少壁138的以有效角α取向(并位于微腔136附近)的该部分可具有为微腔136的代表性尺寸(例如，相对于纵向轴线A正交地取向)至少5倍的长度(参见例如图3中的长度L)。例如，在一些实施方案中，壁138(或以有效角α取向的其相关部分)可具有横向尺寸(例如，在其顶部开口144处)5倍的长度。图3示出了微腔136的顶部开口144的横向尺寸X。如图3中进一步所示，清晰示出的壁138的该部分的长度L具有至少5X的长度。

[0130] 在一些实施方案中，壁138的长度可为至少10X，在一些实施方案中，至少15X，在一些实施方案中，至少20X，在一些实施方案中，至少50X，在一些实施方案中，至少100X，在一些实施方案中，至少200X，在一些实施方案中，至少500X，并且在一些实施方案中，至少1000X。

[0131] 顶部开口横向(即，x,y)尺寸一般在本发明用作代表性横向尺寸，因为壁138与微腔136之间的界面在技术上是显著的(例如，以使微腔136中的感兴趣分析物收集最大化，同时允许上清液在微腔的顶部开口144上方流动并夹断于该顶部开口处，例如当倒置样品检测容器102时)。然而，其他尺寸也可被用作代表性尺寸，只要该代表性尺寸能够指示相对于壁长度的微腔136数量级。例如，在一些实施方案中，可使用微腔136的基部146(例如，如果采用的是平坦基部)，或可使用在微腔136的高度上截取的平均横向尺寸，等等。

[0132] 当微腔136的数量最小化(例如，单个微腔)时，可特别观察到控制壁138的有效角α而得到的有益效果。随着微腔136的数量增加，例如达到数百或数千，壁138的有效角α可对结果不太有效。例如，如果样品检测容器102的封闭端112包括数千个微腔，则位于样品检测容器102一侧上的微腔附近的壁138的部分不会靠近位于样品检测容器102的相对侧(例如，直径上相对的一侧)上的微腔附近的壁138的部分。在此类构造中，与壁138的有效角α相比，上清液在微腔上方远离微腔的排出将可能更加受控于限定微腔的微结构化上壁表面。这是使本发明的微腔136的数量最小化的另一个原因。

[0133] 在一些实施方案中，如图3所示，微腔136可包括拔模角β，使得微腔136的一个或多个侧壁142相对于各自的基部146以非零且非直角的角度取向。在一些实施方案中，拔模角β可表示为微腔136的侧壁142与竖直方向(即，与平坦基部146垂直或正交的线或面)之间的夹角。在一些实施方案中，拔模角β可为至少约5度，在一些实施方案中，至少约10度，在一些实施方案中，至少约12.5度，并且在一些实施方案中，至少约15度。在一些实施方案中，拔模角β不大于约50度，在一些实施方案中，不大于约30度，在一些实施方案中，不大于约25度，并且在一些实施方案中，不大于约20度。在一些实施方案中，拔模角β在约10度至约15度的范围内。在一些实施方案中，拔模角β为14度。

[0134] 在图3所示的实施方案中，微腔136的基部146是平坦的且平面的(即，具有面积)，并且相对于纵向轴线A基本上正交地取向。然而，由于微腔136可能存在其他形状，因此基部146不必是平面的，而是可包括与顶部开口144具有最大间距的点或线。此外，即使在采用平面基部146的实施方案中，基部146也不必完全平坦，而是可为至少部分地弯曲、平坦或者它们的组合。此外，即使在采用平坦平面基部146的实施方案中，基部146也不必正交于纵向轴线A。

[0135] 此外，在图3所示的实施方案中，微腔136被示出为具有不同的对称线，并且基部146相对于开口144居中。然而，应当理解，微腔136不必包括任何对称线，并且基部146(不论基部146是否包括点、线或面)也不必相对于微腔136的开口144居中。

[0136] 如果采用多于一个的微腔136，这些微腔136可具有相同的尺寸和形状；然而，应当理解，所有微腔136不必具有相同的尺寸或形状。即，微腔136均可由大致相同的形状和尺寸、相同或相似的形状但不同的尺寸、不同的形状但相似的尺寸、不同的形状和尺寸、或者它们的组合所形成。

[0137] 图3A至图3C示出了根据本公开的另外实施方案的样品检测容器102A、102B和102C的特写视图。样品检测容器102A,102B,102C各自包括微孔136A,136B,136C、纵向轴线A’,A”,A”’和分别以有效角α’,α”,α”’取向的壁138A,138B,138C。

[0138] 图3A示出了样品检测容器102A，其中壁138A为弯曲的，因此包括多个斜坡。例如，为了进行示意性的说明，示出了有效角α’,α2’,α3’。然而，位于邻近微腔136A的部分壁138A为微腔136A的顶部开口144A的横向尺寸X的至少5倍，并且弯曲壁138A的多个倾斜度(即，多个有效角α’,α”,α”’)均大于45度且小于90度。图3A因此表示根据本发明的样品检测容器的“壁”可为弯曲的或包括多个斜坡，只要所述多个斜坡全都相对于微腔纵向轴线成大于45度且小于90度的有效角α取向，并且只要壁在这些倾斜区中具有足够显著以产生所需效应的总长度，即为微腔在其顶部开口处的横向尺寸至少5倍的总长度。

[0139] 图3B示出了样品检测容器102B(或壁138)，该样品检测容器包括位于壁138(或以有效角α”取向的部分壁)与微腔136之间的平坦区域(即，相对于纵向轴线A”以90度取向)。然而，平坦区域的尺寸相对于微腔136或壁138来说并不明显，其长度R小于顶部开口144B处微腔136B的横向尺寸X的1倍，在一些实施方案中，小于0.5X，在一些实施方案中，小于
0.25X。除了平坦区域之外，样品检测容器102与图1至图3的样品检测容器102基本上相同。

[0140] 图3C示出了具有圆形底部和圆形顶部开口的微腔136C。拐点I限定微腔136C与壁138C或以有效角α”’取向的壁部分相交的位置。如图所示，在一些实施方案中，拐点I可限定微腔136C的顶部开口144C，以使得在此类实施方案中，微腔136C的横向尺寸X在拐点I的高度处截取。微腔136C的这种弯曲上表面可由模制伪影得到。然而，本发明的“壁”138C相对于微腔136在尺寸上足够显著，使得壁136C不仅仅是模制伪影。本发明的样品检测容器的“壁”具有相对于微腔的显著尺寸，使得“壁”不指模制工艺的纯粹伪影(例如，或无意的结果)。

[0141] 继续参照图1至图3的实施方案，在一些实施方案中，微腔136(例如，相对于样品检测容器102的其余部分)可包括表面改性(例如，诸如亲水/亲油表面处理或涂层)以有利于保留感兴趣浓缩物。

[0142] 在一些实施方案中，如图所示，样品检测容器102可被描述为包括样品检测容器102的第一侧140中的微腔136，所述第一侧通常面向样品检测容器102的内部(或“内侧”)，并且通常包括样品检测容器102的内表面124或其一部分。具体地，第一侧140可包括内表面
124，微腔136可在其中形成，使得微腔136的顶部开口144朝样品检测容器102的第一侧140并且朝样品检测容器102的内部打开。样品检测容器102还可包括具有外表面149的第二侧
141(参见例如图3)，所述第二侧通常分别与第一侧140和内表面124相对。第二侧141可面向样品检测容器102的外侧，例如，远离样品检测容器102。因此，保留在样品检测容器102(即，微腔136)中的浓缩物可以从第二侧141进行解析，例如在样品检测容器102的至少一部分(例如，封闭端或基部112和/或第二侧141)基本上透明的实施方案中。

[0143] 如上所述，在一些实施方案中，样品检测容器102的容积(即，样品检测容器102的容量)可在约1mL至约250mL的范围内。因此，在一些实施方案中，样品的体积可为至少约1mL，在一些实施方案中，至少约10mL，并且在一些实施方案中，至少约100mL。在一些实施方案中，样品的体积不大于约200mL，在一些实施方案中，不大于约100mL，在一些实施方案中，不大于约75mL，并且在一些实施方案中，不大于约50mL。在一些实施方案中，样品的体积在约1mL至约100mL的范围内。

[0144] 在一些实施方案中，样品检测容器102有能力保留的浓缩物的体积和/或微腔136包括的容积(或微腔136包括的收集体积)不大于1μL；在一些实施方案中，不大于500纳升(nL)；在一些实施方案中，不大于250nL；在一些实施方案中，不大于200nL；在一些实施方案中，不大于100nL；在一些实施方案中，不大于50nL；在一些实施方案中，不大于25nL；并且在一些实施方案中，不大于10nL。

[0145] 在一些实施方案中，样品检测容器102(或容器108的“接收器”部分)的容积与保留在微腔136中的样品浓缩物(或保留物)的体积之比为至少约100:1(102:1)，在一些实施方案中，至少约1000:1(103:1)，在一些实施方案中，至少约10,000:1(104:1)，在一些实施方案中，至少约100,000:1(105:1)；在一些实施方案中，至少约108:1；在一些实施方案中，至少约9 10 11
10:1；在一些实施方案中，至少约10 :1；并且在一些实施方案中，至少约10 :1。在一些实施方案中，样品检测容器102的容积与微腔136中浓缩物的体积之比在约100:1至约1011:1的范围内。

[0146] 在一些实施方案中，浓度增加(即，保留在微腔136中的所得浓缩物的浓度(例如，较为致密的物质的浓度，例如感兴趣分析物的浓度)除以初始样品的浓度，表示为比值)可为至少约100:1(102:1)，在一些实施方案中，至少约1000:1(103:1)，在一些实施方案中，至少约10,000:1(104:1)，并且在一些实施方案中，至少约100,000:1(105:1)。在一些实施方案中，浓度效率在约10:1至约105:1的范围内。

[0147] 参照图4，现在将描述样品检测方法150，此时将继续参照图1至图3的样品检测系统100，且微腔136以举例说明的目的示意性地示出。

[0148] 如图4所示，在第一步骤150A中，样品152可定位在样品检测容器中，并且顶盖104可联接到样品检测容器102以封闭样品检测容器102。如第二步150B所示，可在朝微腔136的第一方向(或取向)D1上离心样品检测系统100(即，样品检测容器102)。这种离心过程可形成样品152的浓缩物154和上清液156，并且可使包含样品152中较为致密物质的浓缩物154(参见图5)移入微腔136中。“浓缩物”154通常可包括离心过程所形成的样品沉淀物，但也可包括样品的至少一些上清液或稀释剂，如下文将参照图5所详细描述。

[0149] 在图4的步骤150B所示的离心步骤中，在微腔136中形成和保留浓缩物154所需的离心g力、持续时间和/或循环次数可根据样品152的组成、感兴趣分析物等因素中的一者或多者而变化。在一些实施方案中，浓缩感兴趣分析物所需的g力大小可取决于分析物的尺寸和密度、稀释剂的密度和粘度以及样品检测容器102中样品152的体积(即，样品检测容器102中样品152的高度限定了分析物在指定的g力作用下迁移到达微腔136所需的距离)。沉降速度(V，单位为厘米每秒(cm/s))可用公式1近似得到：

[0150] V＝2ga2(ρ1-ρ2)/9η  (1)

[0151] 其中g＝单位为cm/s2的加速度(即，单位为gs×980cm/s2的g力)，ρ1＝单位为g/cm3的分析物密度，ρ2＝单位为g/cm3的样品介质(例如，稀释剂)的密度，η＝单位为泊(g/cm/s)的粘度系数，a＝单位为厘米的分析物半径(假设为球形形状)。在一些离心机中，g力可以由转速(例如，单位为转数每分钟(RPM))和样品与转子中心的距离来决定(即，在相同的转速下，如果样品位置与转子定位的距离越远，则样品所受的g力越大)。因此，为了收集样品152中可能位于距微腔136最远处的感兴趣分析物，可计算转子中心与设置在最靠近转子处的样品152高度之间的距离，以估计将需要多少g力来使感兴趣分析物在样品152中移动最远距离，从而最大程度增加感兴趣分析物的收集量。

[0152] 可使用上述公式计算沉降速度，然后可通过感兴趣分析物(如果存在)将需要行进的距离(例如，最大距离)除以该沉降速度来计算离心时间(即，持续时间)。另选地，可使用期望的时间和距离来估计沉降速度，然后可使用公式1计算所需的g力。

[0153] 在一些实施方案中，离心步骤中的g力可为至少约500·g(例如，在海平面高度的2
地面上为500*9.8m/s)，在一些实施方案中，至少约1000·g，并且在一些实施方案中，至少约5000·g。在一些实施方案中，离心步骤中的g力可不大于约100,000·g，在一些实施方案中，不大于约50,000·g，在一些实施方案中，不大于约10,000·g。

[0154] 在一些实施方案中，离心步骤的持续时间可为至少约1分钟，在一些实施方案中，至少约5分钟，并且在一些实施方案中，至少约10分钟。在一些实施方案中，离心步骤的持续时间可不大于约120分钟，在一些实施方案中，不大于约60分钟，并且在一些实施方案中，不大于约20分钟。

[0155] 如图4的步骤150C中所示，然后可以将样品检测容器102(即，样品检测系统100)倒置，使得由离心步骤得到的上清液156从微腔136滗析出来，而浓缩物154则仍然保留在微腔136中。术语“倒置”在本文中用来指改变取向，可包括以各种角度取向，而不限于使取向改变180度。微腔136可适于在正常重力(例如，在标准重力下，即，在海平面处的地球重力加速度标准值为9.8m/2)下保留浓缩物154。

[0156] 在一些实施方案中，倒置步骤可包括将容器108倒置至少20度(例如，从-10度到+10度，或从0度到+20度等)，在一些实施方案中，至少45度，在一些实施方案中，至少60度，在一些实施方案中，至少90度，并且在一些实施方案中，180度。例如，在其中顶盖104取向为-
90度(例如，相对于水平方向)的实施方案中，如图4的步骤150A和150B中所示，容器108可能需要倒置至少90度(例如，倒置到0度)或更大角度才足以使上清液156远离保留在微腔136中的浓缩物154排出。

[0157] 如上所述，出于确保排出上清液156时浓缩物154基本上被容纳在微腔136中和/或避免发生湍流的目的，无需严格控制倒置本公开的样品检测容器的速度。

[0158] 如图4的步骤150D中所示，然后可从样品检测容器102的外侧或外部(即，从样品检测容器102的第二侧141)解析微腔136中的浓缩物154，如大箭头所表示。大箭头被示出为竖直朝下指向微腔136(即，指向其基部146)，但应当理解，可从任何所需的方向解析微腔136。如上所述，样品检测容器102或其至少一部分可以是基本上透明的，以便能够从第二侧141解析(例如，光学解析)浓缩物154。另外，此类实施方案可采用永久联接在一起的样品检测容器102和顶盖104，因为检测或解析步骤可从样品检测系统100的外侧进行，使得无需为了解析步骤而将顶盖104与样品检测容器102分开。另外，在此类实施方案中，如图4的步骤
150D中所示，上清液156可充当湿度贮存器以免浓缩物154在检测/解析过程可得以完成前大量蒸发。

[0159] 浓缩物154的解析可包括任何上述的用于检测样品中的感兴趣分析物的检测方法，包括光学解析方法，例如光学扫描、成像或任何上述的其他方法。例如，荧光检测可包括以第一频率朝微腔136中的浓缩物154导入电磁能量，并以第二频率检测从微腔136中的浓缩物154发射的电磁能量。通过进一步举例的方式，比色检测可包括在微腔136中的浓缩物154处发射宽频率范围的电磁能量(即，宽频谱光)，并检测微腔136中至少一部分浓缩物154的透射比和吸光度中的至少一个。

[0160] 在一些实施方案中，微腔136可包括由样品检测容器102的第二侧(或第二主表面)141的至少一部分形成的基部146，并且该基部基本上透明，使得可从样品检测容器102的第二侧141(即，从样品检测系统100的外侧)看到微腔136的内容物。在此类实施方案中，微腔
136的任何侧壁都可为基本上不透明的，从而防止孔之间产生串扰并提高检测(尤其是光学检测或解析)的效果。

[0161] 在一些实施方案中，样品检测容器102的至少一部分可包括基本上透明的光学窗口。光学窗口可至少部分地与微腔136共延(即，重叠)，使得可从样品检测容器102的外侧(尤其是从样品检测容器102的第二侧141)看到微腔136(及其内容物)。

[0162] 图5示出了样品检测容器102的示意性特写剖面图，其中浓缩物154保留在样品检测容器102的微腔136中。如图5所示，微腔136可在样品检测容器102的内表面124(或第一侧140)中形成。

[0163] 在一些实施方案中，如图5所示，浓缩物154可包含不溶性物质158和液体160，所述液体还可包含可溶性物质，尤其是密度低于不溶性物质158的可溶性物质。浓缩物154、尤其是不溶性物质158(如果存在)可包含感兴趣分析物(例如，感兴趣微生物或代表感兴趣微生物的分析物)(如果存在于样品152中)。液体160可包含样品152的上清液156的至少一部分。

[0164] 在图4中示出以及如上所述的样品检测方法150可提供对样品152的浓缩物154(即，任何可能存在于样品152中的感兴趣分析物)的有效收集，样品152和/或浓缩物154的损失极少。例如，可通过在图4所示的离心步骤150B期间将样品检测容器102中的浓缩物154(包含感兴趣分析物，如果存在)基本上“捕集”来实现高效收集。浓缩物154的浓度通常可比样品152中可能存在的任何感兴趣分析物的样品152高得多。

[0165] 根据离心步骤中采用的离心参数和/或样品检测容器102中采用的微腔136的数量、形状和尺寸，可确定保留在样品检测容器102中的浓缩物154的质量和/或体积。即，样品检测容器102(和/或离心步骤)可根据样品152进行构造以浓缩所需感兴趣分析物。在一些实施方案中，由于样品检测容器102的微腔136的容积是恒定的，因此每次可使用样品检测容器102来获得预测的体积。现在将更详细地描述样品检测容器102的微腔136。

[0166] 如图5进一步所示，微腔136可在样品检测容器102的内表面124中形成。在一些实施方案中，一个或多个微腔136可通过多种方法形成，包括多种微复制方法，其包括但不限于模制(例如，注射模制)、其他合适的技术或者它们的组合。在一些实施方案中，用于制成微腔136的工具(例如，模具)可通过多种方法形成，包括但不限于涂覆、浇铸、蚀刻(例如，化学蚀刻、机械蚀刻、反应离子蚀刻等、以及它们的组合)、烧蚀(例如，激光烧蚀等)、光刻、立体光刻、显微机械加工、滚花(例如，切滚或酸强化滚花)、刻痕、切削等、或者它们的组合。

[0167] 微腔136适于保留图4中所示的且如上所述的离心步骤150B所得到的浓缩物154。

[0168] 在图5所示的实施方案中，微腔136的形状被设计为包括(例如，其基部146处的)边或角。这种边或角可有利于保留微腔136中的浓缩物154，并且可防止浓缩物154在正常重力下从微腔136移出。例如，在浓缩物154具有高表面能或浓缩物154包含被吸引到构成样品检测容器102内表面124的材料的分子的实施方案中，浓缩物154可优先地被吸引到微腔136的边和/或角(即，在这些地方浓缩物154可保持与两个或更多个表面接触)，而不是光滑的单个表面。

[0169] 如上所述，壁138的有效角α可受控制以在上清液156排走时(即在离心和倒置后)使浓缩物154的保留体积最小化。具体地，大于45度的有效角α有利于使未保留在微腔136中的任何剩余上清液远离微腔136排出，以将样品152的浓缩物154隔离在微腔136中(例如，当在离心后倒置样品检测容器102时)，使得保留体积约等于(或小于)由微腔136限定的容积。

[0170] 即，样品检测容器102可被构造成使得浓缩物154的总保留体积与微腔容积之比为约1。在一些实施方案中，(浓缩物154的)总保留体积与微腔容积之比可为小于5；在一些实施方案中，不大于2；在一些实施方案中，不大于1.5；并且在一些实施方案中，不大于1.25。

[0171] 如图5中所示，当有效角α为60度时，保留体积可等于或小于微腔容积。较大保留体积在样品检测容器102中可能呈现何种外观的一个示例用虚线155示出。实施例部分中的实施例4和5展示了有效角α和总保留体积与微腔136容积之比之间的关系以及检测时间。

[0172] 图6和图7示出了根据本公开的另一个实施方案的样品检测系统200，其中类似的数字代表类似的元件。图6和图7的样品检测系统200共享许多与上文结合图1至图5所述的样品检测系统100相同的元件、特征和功能。参考以上附图1至附图5的描述，以更完整地说明图6至图7所示实施方案的特征和元件(以及这些特征和元件的替代形式)。上文结合图1至图5所述的任何特征可应用于图6至图7的实施方案，反之亦然。

[0173] 样品检测系统200包括样品检测容器202和顶盖204。如图6和图7所示，样品检测容器202可以是具有封闭端或基部212(例如，锥形封闭端212)和开口端214的细长管。仅以举例的方式，顶盖204被示出为包括尺寸被设计为被接纳在样品检测容器202的开口端214中的部分(例如，突起部)213。顶盖204进一步被示出为包括凸块或凸缘215，以有助于在需要时从样品检测容器202移除顶盖204。仅以举例的方式，样品检测容器202和顶盖204被构造成通过扣合类型的接头联接在一起。在一些实施方案中，样品检测容器202和顶盖204中的一者或两者可包括联接到其上或与其一体化形成的密封件(例如，O形环)，以在样品检测容器202和顶盖204联接在一起时提供密封的容器。

[0174] 样品检测容器202的封闭端212可包括(即，终止于)适于保留待分析的样品浓缩物的一个或多个微腔236，微腔236朝样品检测容器202的开口端214打开。封闭端212还可包括壁238，此壁延伸至微腔236并且以有效角α(即，相对于纵向轴线A’)取向。封闭端212还可包括一个或多个围绕微腔236的突出部243。

[0175] 图6和图7的样品检测系统200和图1至图5的样品检测系统100之间的主要区别在于样品检测容器102,202的总尺寸/容积和纵横比(即，长度与横向尺寸(例如，直径或宽度)之比)。样品检测容器102的纵横比小于样品检测容器202的纵横比。

[0176] 此外，样品检测容器102的横向尺寸(例如，直径)大于样品检测容器202的直径。因此，如果微腔136与微腔236相同或数量级相同，那么微腔136与样品检测容器102横向尺寸(例如，直径)之比小于微腔236与样品检测容器202横向尺寸(例如，直径)之比。

[0177] 然而，样品检测容器102和样品检测容器202两者都具有以大于45度且小于90度的有效角α取向的壁138、238。以举例的方式，样品检测容器202具有60度的有效角α。对如图1至图3、图4和图5及图6至图7所示构造的样品检测容器进行测试(参见实施例)并显示均能在离心后有效保留样品的一部分，同时使保留体积最小化(即，使微腔136、236上方的任何液滴或悬液最小化)。

[0178] 图8A至图8D和图9A至9D为在倒置容器后对比(图8A至图8D)样品检测容器和本发明样品检测容器中的流体动力学的示意图。引入图8A至图8D作对比以进行示意说明。如实施例8中更详细所述，使用高速成像系统生成在倒置容器后在容器中发生的流体动力学的视频。图8A至图8D和图9A至图9D中所示的四张图像来源于从该视频的四个时间点拍摄的实际快照。还目视观察到具有变化有效角α的其他容器也呈现出图8A至图9D中显示的相同现象。如上所述的这种倒置步骤将一般在离心步骤后发生，以将样品浓缩并将样品的沉淀物(即，样品的最致密部分)送入微腔中。

[0179] 在图8A至图8D中，样品检测容器为具有45度有效角α的对比容器。在图9A至图9D中，样品检测容器为本发明的一个实施方案，并且以举例的方式，具有60度的有效角α。

[0180] 如图8A至图8D和图9A至9D中所示，当将容器倾斜时，液体(例如，样品的上清液)穿过沿着容器的下表面(即，如图8A至图8D中所示的“下”表面)形成的液体薄膜从容器排出，迫使空气-液体界面向容器中(即，朝微腔)进一步移动。同时，连接气相、液相和固相的接触线顺着容器的上表面向下滑动，最终接近微腔。如果在容器的上表面上的接触线达到微腔的角之前空气-液体界面接触容器中的底壁，这会导致过量液体留在容器中，即，微腔之上，使得保留体积肯定大于微腔容积。然而，剩余液体(即，微腔之上)的体积仍然足够小，使得重力将不能够除去液滴，并且表面张力将防止过量液体轻易远离微腔排出。因此，本发明人已发现，移动中的界面与容器的壁相互作用的动力学因此在确定微腔之上是否保留有任何过量液体方面起着关键作用。

[0181] 如通过将图8A至图8D与图9A至图9D比较所示，本发明人惊讶地发现，在有效α为45度时，而不是在有效角α为60度时(或仅以举例的方式，在图9A至图9D中示出了大于45度–60度的其他有效角α)，过量液体保留在容器中的微腔之上。不希望受理论的约束，本发明人推导出这可能是两种相关机制的结果。第一，空气-液体界面与容器中的底壁之间的夹断事件一般将比在具有更低有效角α的容器中更快速地发生，因为更低有效角α迫使位于微腔附近的容器壁“更靠近”该界面(如图8A至图8D中所示)。第二，有效角α更大(如图9A至图9D中所示)的表面上接触线的速度通常也会更高(即，在倒置期间)，从而允许接触线更快速地(即，对于60度而非45度的有效角α而言更快速地)达到微腔的边并固定在适当位置。

[0182] 图10-14示出了根据本发明的一个实施方案的样品检测系统300，其中类似的数字表示类似的元件。图10至图14的样品检测系统300共用许多与上文分别针对图1至图5和图6至图7所述的样品检测系统100和200相同的元件、特征和功能。为了更完整地描述图10-14所示实施方案的特征和元件(以及这些特征和元件的替代形式)，参考上文结合图1-7作的描述。上文针对图1至图5或图6至图7所述的任何特征可适用于图10至图14的实施方案，反之亦然。

[0183] 样品检测系统300示出了图1至图3、图4和图5的样品检测容器102(或图6至图7的样品检测容器202)可如何配合过滤组件使用，所述过滤组件可用于在使用样品检测容器102浓缩样品之前预过滤样品。样品检测容器102仅以举例的方式示出，但应当理解，本公开的任何样品检测容器可替代地用于样品检测系统300中。

[0184] 样品检测系统300可包括第一容器(或“第一容器组件”)303(参见图10、11和14)和第二容器(或“第二容器组件”)305(参见图3、4和5)。第二容器305可包括样品检测容器102。在一些实施方案中，样品检测系统300可用于浓缩样品以形成浓缩物(例如位于微腔136中，如下文所述)，还可用于解析浓缩物中是否有感兴趣分析物，即用于检测感兴趣分析物的存在或不存在。

[0185] 如图10、图11和图14所示，第一容器303可包括适于容纳样品(例如大体积含水样品)的接收器部分(或“第一部分”)306和包括可被构造成保留样品中的感兴趣分析物(如果存在)的过滤器312的过滤器部分(或“第二部分”)308。过滤器部分308和接收器部分306可被构造成可移除地联接在一起以形成第一容器303。

[0186] 如图12至图14所示，第二容器305可包括过滤器部分308(即样品过滤器部分308)和样品检测容器102，该样品检测容器102也可称为“检测部分”或“第三部分”。因此，过滤器部分308在第一容器303和第二容器305中均可使用。如上所述，样品检测容器102可包括微腔136，所述微腔适于在第二容器305暴露于离心力作用下时接收样品浓缩物，并且还适于2
在正常重力(例如在标准重力下，即海平面处地球重力加速度的标准值，9.8m/s)下保留样品浓缩物的至少一部分。

[0187] 通常，第一容器303可用于通过使样品通过过滤器部分308，并且特别是通过过滤器312而对其进行过滤，以形成样品的滤液和过滤物。然后可将过滤器部分308从第一容器303的接收器部分306上拆下，并联接到样品检测容器102以形成第二容器305。随后第二容器305可朝着微腔136离心，以将至少一部分过滤物从过滤器312移动到微腔136。这样做时，可以形成样品的沉淀物和上清液。可(例如)通过倒置第二容器305而将上清液从微腔136滗析出来，并且浓缩物可保留在微腔136中。浓缩物可包括沉淀物，所述沉淀物可包含一种或多种感兴趣分析物(如果存在于样品中)。

[0188] 本公开的示例性样品检测方法将参照图14在下文中进行更详细的描述。现在将对样品检测系统300进行更详细的描述。

[0189] 第一容器303并更具体地接收器部分306可适于容纳待分析(例如，一种或多种感兴趣分析物)的样品。第一容器303(或接收器部分306)的尺寸和形状可根据需要进行设计以便适应待分析的样品，并且接收器部分306和过滤器部分308的形状和构造是仅以举例的方式示出。

[0190] 接收器部分306和过滤器部分308可由多种材料形成，包括但不限于上文结合图1至图3、图4和图5的样品检测容器102和顶盖104所述的材料。接收器部分306、过滤器部分308和样品检测容器102可由相同或不同材料形成。

[0191] 接收器部分306可包括至少部分地限定贮存器318的第一端314，以及被构造成联接到过滤器部分308(即直接地或间接地)的第二端316。第一端314可以是开口端或封闭端。仅以举例的方式，在图10和图11中，第一端314是封闭的，并且第二端316是开口的，以便在诸如将接收器部分306联接到过滤器部分308之前，样品可通过第二端316添加到贮存器318中。然而，在一些实施方案中，第一端314可以是开口的，以允许样品通过第一端314添加到贮存器318中，并且第一端314可保持开口状态，或可用覆盖物或盖子封闭。

[0192] 如图10所示，第一容器303还可包括用于将过滤器部分308和接收器部分306联接在一起的过滤器连接组件320。在一些实施方案中，过滤器连接组件320可以(如，可移除地或永久性地)联接到接收器部分306，并且在一些实施方案中，过滤器连接组件320可与接收器部分306一体地形成。仅以举例的方式，过滤器连接组件320在图10和图11中被示出为适于在接收器部分306和过滤器部分308之间联接。

[0193] 如图10所示，在一些实施方案中，过滤器连接组件320可包括连接器322和垫圈324。垫圈324可被构造成联接在连接器322和接收器部分306之间。在一些实施方案中，如图所示，垫圈324的尺寸可被设计为接纳在接收器部分306的第二端316中，并且垫圈324还可包括孔或小孔326，所述孔或小孔326的尺寸被设计为接纳连接器322的第一端323。例如，孔
326的形状和尺寸可被设计为接纳连接器322的连接管321。此类构造可有助于在接收器部分306和过滤器部分308之间形成密封(例如不透液密封、气密密封或者它们的组合)，从而密封住第一容器303的内部以使其与环境隔绝，同时通过其中形成的小孔326维持接收器部分306和过滤器部分308之间的流体连通。垫圈324、连接器322和接收器部分306的第二端
316的形状和构造仅以举例的方式示出；然而，应当理解，这些元件可采用任何形状、构造和相对结构以实现相同的功能。

[0194] 如上所述，连接器322可包括被构造成联接到接收器部分306的第一端323以及被构造成联接到过滤器部分308的第二端325。仅以举例的方式，第二端325示出为包括螺纹327，所述螺纹基本上与上文所述以及图1和图2中所示的样品检测容器102上的螺纹或轨道
123相同。连接器322上的螺纹327配合和接合过滤器部分308的突出329(参见图12)，以允许过滤器部分308旋紧在过滤器连接组件320上，以用于联接过滤器连接组件320和接收器部分306。仅以举例的方式(如图12所示)，过滤器部分308(并且特别是过滤器外壳332)可包括突出329，所述突出基本上与样品检测系统100的顶盖104上的突出121相同。在一些实施方案中，接收器部分306或过滤器部分308自身可包括过滤器连接组件320的所有特征。另选地，在一些实施方案中，接收器部分306和过滤器部分308可被构造成直接联接到彼此。

[0195] 过滤器部分308和接收器部分306之间(或过滤器部分308和样品检测容器102之间)的螺纹连接仅以举例的方式示出；然而，在一些实施方案中，通过在这些组件之间采用摩擦配合(如，压力配合)或搭扣配合型联接装置而增强可制造性。

[0196] 如图10和图11所示，过滤器连接组件320(例如连接器322)还可包括在过滤过程中用作空气入口的通气口328和过滤器插塞330，尤其在其中接收器部分306的第一端314为闭合状态的实施方案中。过滤器插塞330可用于在过滤过程中当入口空气进入第一容器303时对其进行过滤。在一些实施方案中，过滤器插塞330可以由疏水材料(如，聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)或者它们的组合)形成，以防止样品从通气口328渗漏出来以及污染物进入通气口328。

[0197] 过滤器部分308可包括被构造成容纳和保持过滤器312的过滤器外壳332。仅以举例的方式，如图12所示，过滤器312可抵靠过滤器外壳332的上表面331定位。如图12进一步所示，过滤器外壳332的上表面331可包括或至少部分地限定与出口339流体连通的多个小孔337(参见图10和图11)。此类出口339可充当第一容器303和/或过滤器部分308的出口，并且可以联接到抽吸源(未示出)以执行过滤步骤，从而使样品移动通过接收器部分306、过滤器连接组件320(若采用)和过滤器部分308。

[0198] 在一些实施方案中，过滤器312(例如其周边)可超声焊接到过滤器外壳332(如，外壳332内的过滤器312的周边将坐落于其上的凸缘或法兰)。这种超声焊接可提供气密密封，另外提供了用于将过滤器312联接到过滤器外壳332的方法。在又一些实施方案中，过滤器312可与过滤器外壳332一体地形成，或夹在两个配合部件之间。

[0199] 过滤器部分308(或过滤器外壳332)可包括第一端344和第二端345，所述第一端包括过滤器312和出口339，所述第二端被构造成(例如可移除地)联接到接收器部分306(即，直接地或间接地联接，如通过过滤器连接组件320)和样品检测容器102，如下所述。例如，如图12所示，在一些实施方案中，第二端345可包括螺纹329，用于与过滤器连接组件320(或如果未采用过滤器连接组件320，则为接收器部分306)的螺纹327和样品检测容器102的螺纹123联接。此外，仅以举例的方式，在一些实施方案中，第二端345的尺寸可以被设计为接纳过滤器连接组件320的第二端325(或反之亦然)。另选地，如果未采用过滤器连接组件320，则第二端345可被构造成直接联接到接收器部分306。

[0200] 此外，如图10和图12所示，在一些实施方案中，可在过滤器外壳332(即过滤器312之间)和过滤器连接组件320(或如果未采用过滤器连接组件320，则为接收器部分306)之间和/或在过滤器外壳332(即过滤器312之间)和样品检测容器102之间采用垫圈(例如O形环)335。此类垫圈335可增强接收器部分306(例如，或过滤器连接组件320)和过滤器部分308之间的密封性。仅以举例的方式，已显示在第一容器303(图10)和第二容器305(图12)中采用了相同的垫圈335；然而，无需一定如此。

[0201] 如上文所述，过滤器312可被构造成保留样品中的感兴趣分析物(如果存在)。过滤器312可按照尺寸、电荷、亲和力或其他合适的方式进行构造以保留感兴趣分析物。上述的任何过滤器或膜均可在本公开中使用。

[0202] 特别地，示例性过滤器312可通过(例如)TIPS(热致相分离)工艺、SIPS(溶剂致相分离)工艺、VIPS(蒸气致相分离)工艺、拉伸工艺、径迹蚀刻或电纺(如，PAN纤维膜)制得。合适的膜材料包括(例如)聚烯烃(如，聚乙烯和/或聚丙烯)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯(PVDF)、纤维素酯和/或者它们的组合。

[0203] 合适的膜可以表征为多孔膜或纳米纤维膜。纳米纤维过滤膜可以具有小于5μm，例如小于1μm的纤维直径。纳米纤维膜可以由(例如)聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、纤维素酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛和/或者它们的组合制备。

[0204] 可以制备某些TIPS聚烯烃膜，以使得它们具有膜结构的单一均匀区，每个区具有不同的孔微结构。在其他情况下，TIPS膜可以被制备成包括两个或更多个区的多区式膜，每个区具有不同的孔微结构。多区式TIPS膜可能包括不同的区，或者可能在两个不同的区之间具有过渡区。此类多区式过滤器由于能够高效洗脱，故可能特别适用于本公开的系统和方法。在采用此类多区式过滤器的实施方案中，过滤器的包括最小孔区的一侧可以用作第一侧313。

[0205] 示例性过滤膜包括诸如美国专利No.4,539,256、美国专利No.4,726,989、美国专利No.4,867,881、美国专利No.5,120,594、美国专利No.5,260,360、国际专利公布No.WO2010/078234、国际专利公布No.WO2010/071764、PCT公布WO2011/152967和PCT公布WO2011/153085中所述的膜。

[0206] 过滤器312可包括在过滤步骤期间面向接收器部分306以及在离心步骤期间面向样品检测容器102(并且特别地面向微腔136)的第一侧313，以及面向出口339的第二侧315。在过滤期间，样品被分为保留在过滤器312的第一侧313上的过滤物351(参见图13和图14)和滤液。如上文所述，滤液可以被弃去，或可以重新通过样品处理过程以试图获得另外的感兴趣分析物，或以其他方式进行处理。

[0207] 虽然过滤物351可被描述为保留在过滤器312的第一侧313上，但这不一定意味着过滤物351不存在于过滤器312的任何深度中(如可以是具有宽分布孔径的多孔聚合物膜的情况)。相反，这意味着样品从第一侧313被过滤通过过滤器312抵达第二(相对)侧，并且第一侧313为过滤器312的在过滤期间面向接收器部分306而在离心期间面向样品检测容器102的一侧。可能的是过滤物的至少一些可存在于过滤器312的第一侧313的表面下方，即，至少部分地进入过滤器312的深度。然而，可采用某些过滤器或某些类型的过滤器(如，多区式过滤器、均孔过滤器)以防止样品移动进入过滤器312过深，因为移动进入过深将需要大量的时间和洗脱工作以从过滤器312取回过滤物351。

[0208] 如图14所示，过滤器部分308(例如，过滤器外壳332)的第二端345与过滤器连接组件320的第二端325(或接纳部分306的第二端316)可以联接在一起，并取向为第一取向(如，直立)。可以将样品352添加到接收器部分306的贮存器318，过滤器部分308的出口339可联接到抽吸源，并且样品352可以沿第一方向D1朝过滤器312进行过滤，样品352的滤液从过滤器部分308流出，而样品352的过滤物351则保留在过滤器312的第一侧313上。

[0209] 在一些实施方案中，接收器部分306和过滤器部分308或其部分可以是基本上透明的、非透明的(即，基本上不透明的)或介于两者之间(如，半透明)，并可具有任何合适的尺寸，这些均取决于待分析的样品的类型、数量和/或尺寸以及待收集和解析的浓缩物的类型、数量和/或尺寸。

[0210] 现在将结合图12至图14描述第二容器305。如上文所述，第二容器305可包括过滤器部分308和样品检测容器102。样品检测容器102可包括微腔136。

[0211] 样品检测容器102的第一端112包括微腔136，并且第二端114被构造成联接到过滤器部分308的第二端345。如图12中所示，在一些实施方案中，样品检测容器102的第二端114的尺寸可被设计为接纳在过滤器部分308(即，过滤器外壳332)中，并且螺纹123可被构造成与过滤器部分308的突出部329(参见图12)配合且啮合，这和螺纹123与图1至图3、图4和图5的样品检测系统100的顶盖104的突出部121配合且啮合的方式相同。此类接合可允许样品检测容器102和过滤器部分308通过螺纹连接在一起，并且特别地，可移除地联接在一起。然而，在一些实施方案中，过滤器部分308和样品检测容器102可通过其他方式(如，上述那些中的任一种)可拆卸地联接在一起或永久性地联接在一起(例如，在其中样品检测容器102和过滤器部分308将无需分离的实施方案中)。在此类实施方案中，整个第二容器305可以为一次性的，并且可以在进行检测处理后被弃去。然而，应当理解，在一些实施方案中，样品检测容器102的尺寸可相反地被设计为接纳过滤器外壳308的至少一部分。

[0212] 仅以举例的方式，样品检测容器102被示出为第二容器305的较大部分，使得样品检测容器102充当第二容器305的管或贮存器，并且过滤器部分308充当第二容器305的顶盖或上盖。然而，应当理解，可以调整第二容器305的组件的尺寸、形状以及相对尺寸，以适合特定的样品或情形。

[0213] 样品检测容器102的第一侧140(参见图2、图3和图13)通常面向第二容器305的内部，并且样品检测容器102的第二侧141通常面向第二容器305的外部。因此，第二侧141通常还将面向远离过滤器部分308的方向。因此，保留在样品检测容器102中的浓缩物可以从第二侧141进行解析，例如在其中样品检测容器102的至少一部分(例如，第一(封闭)端112和/或第二侧141)基本上透明的实施方案中。在一些实施方案中，微腔136的至少一部分(例如，其基部146)可以基本上透明，以便从第二侧141查看、检测和/或解析微腔136中的内容物。

[0214] 如图12和图13所示，在一些实施方案中，用于在过滤步骤中除去滤液并执行第一样品浓缩步骤的过滤器部分308的出口339可以(例如)通过顶盖317密封或封闭。例如，顶盖317可以在过滤步骤之后联接到出口339，并且特别是在过滤器部分308与样品检测容器102联接到一起以形成第二容器305时联接到出口。

[0215] 在一些实施方案中，待检测感兴趣分析物的初始样品体积(即，在任何浓缩步骤(包括过滤和/或离心)之前的样品体积)可以为至少约5mL；在一些实施方案中，为至少约10mL；在一些实施方案中，为至少约25mL；在一些实施方案中，为至少约50mL；在一些实施方案中，为至少约100mL；在一些实施方案中，为至少约500mL；在一些实施方案中，为至少约
1L；在一些实施方案中，为至少约2L；在一些实施方案中，为至少约5L；并且在一些实施方案中，为至少约10L。

[0216] 在一些实施方案中，样品检测容器102或第二容器305的容积可在约1mL至约250mL的范围内。因此，在一些实施方案中，样品的体积(如，由初始样品352的过滤物351以及过滤之后添加的一种或多种稀释剂形成的样品)可以为至少约1mL；在一些实施方案中，为至少约10mL；并且在一些实施方案中，为至少约100mL。在一些实施方案中，样品的体积不大于约200mL；在一些实施方案中，不大于约100mL；在一些实施方案中，不大于约75mL；并且在一些实施方案中，不大于约50mL。在一些实施方案中，样品的体积在约1mL至约100mL的范围内。

[0217] 在一些实施方案中，样品检测容器102或第二容器305的容积与保留在样品检测容器102中的样品浓缩物(或保留物)的体积之比为至少100:1(102:1)；在一些实施方案中，为至少约1000:1(103:1)；在一些实施方案中，为至少约10,000:1(104:1)，在一些实施方案中，至少约100,000:1(105:1)；在一些实施方案中，至少约108:1；在一些实施方案中，至少约109:1；在一些实施方案中，至少约1010:1；并且在一些实施方案中，至少约1011:1。在一些实施方案中，样品检测容器102或第二容器305的容积与保留在样品检测容器102中的浓缩物的体积之比在约100:1至约1011:1的范围内。

[0218] 与图1至图3、图4和图5的样品检测系统100一样，在一些实施方案中，浓度增加(即，保留在样品检测容器102中的所得浓缩物的浓度(例如，较为致密的物质的浓度，诸如感兴趣分析物的浓度)，除以初始样品的浓度(过滤之前或之后)，表示为比值)可以为至少约100:1(102:1)；在一些实施方案中，至少约1000:1(103:1)；在一些实施方案中，至少约10,000:1(104:1)；并且在一些实施方案中，至少约100,000:1(105:1)。在一些实施方案中，浓度效率在约10:1至约105:1的范围内。

[0219] 在一些实施方案中，图10和11的接纳部分306可具有至少约1mL、至少约5mL、至少约10mL、至少约25mL、至少约50mL、至少约100mL或至少约250mL的容量。即，在一些实施方案中，接收器部分306的容量或容积可处于约1mL至约250mL的范围内，并且在一些实施方案中，可处于约1mL至约100mL的范围内。在一些实施方案中，过滤器部分308、样品检测容器102和/或第二容器305可具有不大于约1mL、不大于约2mL、不大于约5mL或不大于约10mL的容量。

[0220] 接收器部分306、过滤器部分308和样品检测容器102的形状、尺寸和联接方式在上文进行了描述且仅以举例的方式在图10至图14中示出。然而，应当理解，接收器部分306、过滤器部分308和样品检测容器102可以采用多种形状和尺寸。另外，可采用多种联接方式将接收器部分306和过滤器部分308以及过滤器部分308和样品检测容器102可移除地和/或永久地联接在一起，所述联接方式包括但不限于螺纹(如图中所示)；夹具(例如，弹簧支承夹具、按扣型夹具等)；夹子(例如，弹簧支承夹等)；系带(例如，扎线带)；一个或多个磁铁；胶带；粘合剂；胶粘剂；钩环扣件；扣合接头(例如，其中过滤器外壳308用作掀盖)；压合接头(有时也称作“摩擦配合接头”或“干涉配合接头”)；热粘结(例如，对要联接的一个或两个组件加热和/或施压)；焊接(例如，声波(如超声)焊接)；其他合适的联接方式；以及它们的组合。

[0221] 参照图14，现在将描述样品检测方法350，此时将继续参照图10至图13的样品检测系统300，且微腔136以举例说明的目的示意性地示出。

[0222] 样品检测方法350的第一步骤(即，过滤步骤)在上文结合第一容器303进行了描述。过滤步骤有时可以称为样品检测方法350的第一浓缩步骤，并且随后的离心步骤有时可以称为第二浓缩步骤，使得样品检测方法350可以被描述为包括两个浓缩步骤以获得可以解析感兴趣分析物的样品浓缩物。

[0223] 然后可使用多种方式从过滤器312中取回截留在过滤器312的第一侧313上的样品352的过滤物351，所述多种方式包括但不限于洗脱、搅拌、洗涤、用于从过滤器312取回过滤物351的其他合适的方式、或者它们的组合。例如，在一些实施方案中，取回过滤物351可包括向过滤器部分308(或第二容器305)添加一种或多种稀释剂(例如洗脱溶液和/或洗涤溶液)。洗脱溶液可被配置用于通过诸如破坏过滤物351和过滤器312之间的任何亲和力而从过滤器312中洗脱过滤物351。在一些实施方案中，在向过滤器部分308添加一种或多种稀释剂之后，可将样品检测容器102联接到过滤器部分308以形成第二容器305，并且可以对第二容器305进行搅动以帮助除去过滤器312中的过滤物351。由此可形成新“样品”352’，其包含过滤物351和添加的任何稀释剂。

[0224] 特别地，在图10至图14所示出的实施方案中，在形成第二容器305时，样品检测容器102的第二(开口)端114可以插入到过滤器部分308的第二(开口)端345中，并且过滤器部分308的突出部329与样品检测容器102的螺纹123可以螺纹连接到一起。

[0225] 如图14的第三步骤中所示，然后可将第二容器305倒置成第二取向，并以第二方向(或取向)D2朝样品检测容器102离心(参见图14的第四步骤)。此离心过程可引起包含初始样品352(和过滤后的样品352’)中更致密物质的浓缩物354移入样品检测容器102，更具体地移入在样品检测容器102中形成的微腔136。“浓缩物”354通常可包括离心过程所形成的样品352、352'的沉淀物，但也可包括样品352、352'的至少一些上清液或稀释剂，如上文所述。

[0226] 图14的第四步骤中所示的离心步骤一般可遵照上述图4的离心步骤150B，以形成微腔136中的样品352、352’的浓缩物354以及样品的上清液356。

[0227] 如图14的第五步骤所示，然后可以在离心之后将第二容器305倒置，使得由离心步骤得到的上清液356从微腔136滗析出来，而浓缩物354则仍然保留在微腔136中。图14的第五步骤中所示的倒置步骤一般可遵照上述图4的倒置步骤150C。

[0228] 如图14的最终(第六)步骤中所示，然后可以解析(例如，光学解析)微腔136中的浓缩物354，如大箭头所描绘。大箭头被示出为朝微腔136笔直向下引导，但应当理解，微腔136可从任何所需方向解析。图14的解析(或检测)步骤一般可遵照上述图4的解析步骤150D。

[0229] 如图14所示，在一些实施方案中，第二容器305的过滤器部分308和样品检测容器102可以在离心步骤、倒置步骤和检测或解析步骤中保持联接在一起(例如，通过可拆卸的或永久的联接)，并且上清液356可充当湿度贮存器以免浓缩物354在检测/解析过程可得以完成前大量蒸发。

[0230] 在一些实施方案中，可将上清液356从第二容器305中取出并弃去或用于后续处理步骤(例如，重复的离心步骤)。

[0231] 在图14中分别示出以及如上所述的样品检测方法350可提供对样品352、352’的浓缩物354(即，任何可能存在于样品352、352’中的感兴趣分析物)的有效收集，样品352、352’和/或浓缩物354的损失极少。例如，可通过在图14的第四步骤中示出的离心步骤期间将样品检测容器102中的浓缩物354(包含感兴趣分析物(如果存在))基本上“捕集”来实现高效收集。浓缩物354中感兴趣分析物的浓度通常比样品352、352'中可能存在样品352、352'的任何感兴趣分析物的浓度高得多。

[0232] 上面描述并在附图示出的实施方案仅以举例方式提供，并非旨在作为对本公开的概念和原理的限制。这样，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本公开的实质和范围的情况下可以对各元件及其构造和排列进行各种改变。

[0233] 本文中引用的所有参考文献和出版物明确地以全文引用方式并入本公开。

[0234] 以下实施方案旨在说明本公开而非进行限制。

[0235] 实施方案

[0236] 1.一种样品检测容器，所述样品检测容器适于容纳和浓缩样品以用于检测存在的感兴趣分析物，所述容器包括：

[0237] 被构造成接纳样品的开口端；

[0238] 包括微腔的封闭端，所述微腔包括顶部开口、基部和相对于所述微腔的横剖面垂直的纵向轴线，所述微腔被构造成提供毛细作用力以保留感兴趣样品；和

[0239] 延伸到所述微腔的壁，其中位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少一部分具有相对于所述微腔的所述纵向轴线以有效角α取向的斜坡，其中所述有效角α大于45度且小于90度，并且其中以所述有效角α取向的、位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少所述部分具有所述微腔的所述顶部开口的横向尺寸至少5倍的长度。

[0240] 2.根据实施方案1所述的样品检测容器，其中所述纵向轴线穿过所述微腔的所述顶部开口和所述基部。

[0241] 3.根据实施方案1或2所述的样品检测容器，其中所述微腔为单个微腔。

[0242] 4.根据实施方案1-3中任一项所述的样品检测容器，其中所述样品检测容器包括不超过10个微腔。

[0243] 5.根据实施方案1-4中任一项所述的样品检测容器，其中所述样品检测容器包括不超过5个微腔。

[0244] 6.根据实施方案1-5中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔被构造成在包含所述样品的所述容器受到离心力时接纳所述样品的浓缩物，并且其中所述微腔还适于在正常重力下保留所述样品的所述浓缩物的至少一部分。

[0245] 7.根据实施方案1-6中任一项所述的样品检测容器，其中所述有效角α足以在离心力下在所述微腔中浓缩所述样品，同时在倒置所述样品检测容器时实现所述上清液的充分排出，以将所述样品的浓缩物保留在所述微腔中，而没有过量液体位于由所述微腔的所述顶部开口限定的平面上方。

[0246] 8.根据实施方案1-7中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔具有容积，并且其中所述微腔和所述壁被构造成使得所述样品检测容器中的保留浓缩物体积与所述微腔容积之比不大于2。

[0247] 9.根据实施方案1-8中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔具有容积，并且其中所述微腔和所述壁被构造成使得所述样品检测容器中的保留浓缩物体积与所述微腔容积之比不大于1.5。

[0248] 10.根据实施方案1-9中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔具有容积，并且其中所述微腔和所述壁被构造成使得所述样品检测容器中的保留浓缩物体积与所述微腔容积之比不大于1。

[0249] 11.根据实施方案1-10中任一项所述的样品检测容器，其中所述有效角α为至少50度。

[0250] 12.根据实施方案1-11中任一项所述的样品检测容器，其中所述有效角α为至少60度。

[0251] 13.根据实施方案1-12中任一项所述的样品检测容器，其中所述有效角α不大于80度。

[0252] 14.根据实施方案1-13中任一项所述的样品检测容器，其中所述有效角α在50度至80度的范围内。

[0253] 15.根据实施方案1-14中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔还包括侧壁，并且其中所述侧壁包括至少10度的拔模角。

[0254] 16.根据实施方案1-15中任一项所述的样品检测容器，其中所述样品检测容器由聚烯烃、环状烯烃共聚物、聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、聚苯乙烯或它们的组合中的至少一个形成。

[0255] 17.根据实施方案1-16中任一项所述的样品检测容器，其中位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少所述部分具有至少65度的静态水表面接触角。

[0256] 18.根据实施方案1-17中任一项所述的样品检测容器，其中位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少所述部分具有至少25度的动态后退水表面接触角。

[0257] 19.根据实施方案1-18中任一项所述的样品检测容器，其中位于所述微腔的所述顶部开口附近的所述壁的至少所述部分具有通过小于500nm的粗糙度平均(Ra)值来表征的表面粗糙度。

[0258] 20.根据实施方案1-19中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔限定不大于1微升的容积。

[0259] 21.根据实施方案1-20中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔限定不大于100纳升的容积。

[0260] 22.根据实施方案1-21中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔限定不大于10纳升的容积。

[0261] 23.根据实施方案1-22中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔的所述基部为基本上透明的，使得可以从所述样品检测容器外侧看到所述微腔的内容物。

[0262] 24.根据实施方案23所述的样品检测容器，其中所述微腔的侧壁为基本上不透明的。

[0263] 25.根据实施方案1-24中任一项所述的样品检测容器，其中所述微腔包含试剂。

[0264] 26.根据实施方案25所述的样品检测容器，其中所述试剂包括底物、酶、生长试剂、裂解试剂或它们的组合中的至少一个。

[0265] 27.根据实施方案1-26中任一项所述的样品检测容器，其中感兴趣分析物包括大肠杆菌和大肠菌群中的至少一个。

[0266] 28.根据实施方案1-27中任一项所述的样品检测容器，其中所述样品为水。

[0267] 29.一种用于检测样品中存在的感兴趣分析物的系统，所述系统包括：

[0268] 第一容器组件，所述第一容器组件包括过滤器部分，所述过滤器部分包括过滤器，所述过滤器具有第一侧并且包括位于第一侧上的样品的过滤物；和

[0269] 第二容器组件，所述第二容器组件包括联接到实施方案1-28中任一项所述的样品检测容器的过滤器部分，过滤器部分和样品检测容器联接在一起，使得过滤器的第一侧面向样品检测容器的微腔。

[0270] 30.一种用于检测样品中存在的感兴趣分析物的方法，所述方法包括：

[0271] 提供实施方案1-28中任一项所述的样品检测容器；

[0272] 将样品定位在所述样品检测容器中；

[0273] 将样品检测容器朝微腔离心，以形成样品的沉淀物和上清液；

[0274] 在将所述样品检测容器离心后，将所述样品检测容器倒置以从所述微腔滗析出所述上清液的至少一部分，使得所述样品的浓缩物保留在所述微腔中，所述浓缩物包含所述沉淀物。

[0275] 31.根据实施方案30所述的方法，该方法还包括解析所述微腔中的浓缩物中是否有感兴趣分析物。

[0276] 32.一种用于检测样品中存在的感兴趣分析物的方法，所述方法包括：

[0277] 提供包括过滤器部分的第一容器组件，所述过滤器部分包括被构造成保留来自所述样品的感兴趣分析物的过滤器，所述过滤器具有第一侧并且包括位于所述第一侧上的所述样品的过滤物；

[0278] 将所述过滤器部分联接到实施方案1-28中任一项所述的样品检测容器以形成第二容器组件，所述过滤器部分和所述样品检测容器联接在一起，使得所述过滤器的所述第一侧面向所述样品检测容器的所述微腔；

[0279] 将所述第二容器组件朝所述微腔离心，以使来自所述过滤器的所述过滤物朝所述样品检测容器的所述微腔移动，以形成所述样品的沉淀物和上清液；以及

[0280] 在将所述第二容器组件离心后，将所述第二容器组件倒置以从所述样品检测容器滗析出所述上清液的至少一部分，使得所述样品的浓缩物保留在所述第二容器组件的所述样品检测容器的所述微腔中，所述浓缩物包含所述沉淀物。

[0281] 33.根据实施方案32所述的方法，该方法还包括解析所述微腔中的浓缩物中是否有感兴趣分析物。

[0282] 34.一种用于检测样品中存在的感兴趣分析物的存在的方法，所述方法包括：

[0283] 提供第一容器组件，该第一容器组件包括适于容纳样品的接纳部分以及适于可拆卸地联接到接纳部分的过滤器部分，该过滤器部分包括被构造成保留来自样品的感兴趣分析物的过滤器，该过滤器具有第一侧；

[0284] 通过将样品从接纳部分沿第一方向朝着过滤器的第一侧移动而对样品进行过滤，以在过滤器的第一侧上形成样品过滤物，同时除去样品滤液；

[0285] 将第一容器组件的接纳部分与过滤器部分分离；

[0286] 将所述过滤器部分联接到实施方案1-28中任一项所述的样品检测容器以形成第二容器组件，所述过滤器部分和所述样品检测容器联接在一起，使得所述过滤器的所述第一侧面向所述样品检测容器的所述微腔；

[0287] 将所述第二容器组件离心，以使所述过滤物从所述过滤器沿第二方向朝所述第二容器组件的所述样品检测容器的所述微腔移动，以形成所述样品的沉淀物和上清液，所述第二方向与所述第一方向不同；

[0288] 在将所述第二容器组件离心后，将所述第二容器组件倒置以从所述样品检测容器滗析出所述样品的所述上清液的至少一部分，使得所述样品的浓缩物保留在所述样品检测容器的所述微腔中，所述浓缩物包含所述沉淀物；以及

[0289] 解析所述微腔中的浓缩物中是否有感兴趣分析物。

[0290] 35.根据实施方案31、33和34中任一项所述的方法，其中在小于3小时内在所述微腔中检测到存在时的感兴趣分析物。

[0291] 36.根据实施方案31和33-35中任一项所述的方法，该方法还包括在倒置之后和解析之前对所述样品检测容器进行温育。

[0292] 37.根据实施方案31和33-36中任一项所述的方法，其中解析所述微腔中的浓缩物包括解析吸光度、透射比、荧光、化学发光以及它们的组合中的至少一个。

[0293] 38.根据实施方案31和33-37中任一项所述的方法，其中解析所述微腔中的浓缩物包括光学解析所述微腔中的浓缩物。

[0294] 39.根据实施方案38所述的方法，其中光学解析包括解析所述微腔中的浓缩物的荧光。

[0295] 40.根据实施方案38或39所述的方法，其中光学解析包括：

[0296] 朝微腔中的浓缩物导入第一频率的电磁能量，以及

[0297] 检测从微腔中的浓缩物发射出的第二频率的电磁能量。

[0298] 41.根据实施方案38所述的方法，其中光学解析包括以比色法解析所述浓缩物。

[0299] 42.根据实施方案38或41所述的方法，其中光学解析包括：

[0300] 在微腔中的浓缩物处发射宽频率范围的电磁能量，以及

[0301] 检测微腔中的浓缩物的至少一部分的透射比和吸光度中的至少一个。

[0302] 43.根据实施方案31和33-42中任一项所述的方法，其中解析所述微腔中的浓缩物包括，检测指示感兴趣分析物的光线。

[0303] 44.根据实施方案31和33-43中任一项所述的方法，其中解析所述微腔中的浓缩物包括，通过吸光度、反射率和荧光中的至少一个检测光线。

[0304] 45.根据实施方案31和33-44中任一项所述的方法，其中解析所述微腔中的浓缩物包括，以免疫学方法检测感兴趣分析物。

[0305] 46.根据实施方案31和33-45中任一项所述的方法，其中解析所述微腔中的浓缩物包括，以基因方法检测感兴趣分析物。

[0306] 47.根据实施方案31和33-46中任一项所述的方法，其中解析所述微腔中的浓缩物包括，检测从所述样品的活细胞中释放出的酶。

[0307] 48.根据实施方案31和33-47中任一项所述的方法，其中解析所述微腔中的浓缩物包括，以比色法、荧光法、发光法或它们的组合检测感兴趣分析物。

[0308] 49.根据实施方案31和33-48中任一项所述的方法，其中所述微腔形成于所述样品检测容器的第一侧中，并且所述第一侧被定位成在离心过程中面向所述过滤器部分，其中所述样品检测容器还包括与所述第一侧相对的第二侧，并且其中解析所述微腔中的浓缩物包括从所述样品检测容器的所述第二侧解析所述微腔中的浓缩物。

[0309] 50.根据实施方案49所述的方法，其中所述检测部分的所述第二侧包括基本上透明的光学窗口。

[0310] 51.根据实施方案50所述的方法，其中所述光学窗口与所述微腔的至少一部分共延。

[0311] 52.根据实施方案31和33-51中任一项所述的方法，其中所述第二容器组件的所述过滤器部分和所述样品检测容器在所述离心步骤、所述倒置步骤和所述解析步骤中保持联接在一起。

[0312] 53.根据实施方案31和33-52中任一项所述的方法，其中解析所述微腔中的浓缩物是在所述第二容器组件的所述样品检测容器保持联接到所述第二容器组件的所述过滤器部分的情况下进行，使得所述上清液充当湿度贮存器。

[0313] 54.根据实施方案31和33-53中任一项所述的方法，其中所述上清液在所述解析步骤中保留在所述第二容器组件中以充当湿度贮存器。

[0314] 55.根据实施方案30-54中任一项所述的方法，该方法还包括向所述过滤器部分添加洗脱溶液，所述洗脱溶液适于将所述过滤物从所述过滤器上洗脱下来。

[0315] 56.根据实施方案30-55中任一项所述的方法，其中向所述过滤器部分添加洗脱溶液发生在将所述过滤器部分联接到所述样品检测容器以形成第二容器组件之前。

[0316] 57.根据实施方案30-56中任一项所述的方法，该方法还包括在离心之前对所述第二容器组件的至少所述过滤器部分进行搅动，其中搅动有助于将所述过滤物从所述过滤器除去。

[0317] 58.根据实施方案30-57中任一项所述的方法，该方法还包括在对所述第二容器组件进行离心之前向所述过滤器部分中添加稀释剂。

[0318] 59.根据实施方案30-58中任一项所述的方法，该方法还包括对所述第二容器组件进行离心之前对所述第二容器组件进行搅动。

[0319] 60.根据实施方案30-59中任一项所述的方法，其中当所述第二容器组件处于第一取向时进行搅动，并且其中离心以第二取向进行，其中所述第二取向与所述第一取向不同。

[0320] 61.根据实施方案30-60中任一项所述的方法，该方法还包括在离心之前对所述容器进行温育，以使所述样品中微生物(若存在)生长。

[0321] 62.根据实施方案29所述的系统或根据实施方案30-61中任一项所述的方法，其中所述过滤器包括下列中的至少一个：聚烯烃多孔膜、乙烯-氯三氟乙烯共聚物多孔膜、聚丙烯腈多孔膜、聚碳酸酯多孔膜、聚酯多孔膜、纤维素酯多孔膜、聚酰胺多孔膜、聚醚砜多孔膜、聚砜多孔膜、聚偏二氟乙烯(PVDF)多孔膜、聚丙烯腈纳米纤维膜、PVDF纳米纤维膜、纤维素酯纳米纤维膜、聚醋酸乙烯酯或聚乙烯醇纳米纤维膜、或聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维膜或它们的组合。

[0322] 63.根据实施方案29或62所述的系统或根据实施方案30-62中任一项所述的方法，其中所述过滤器包括

[0323] 由热致相分离(TIPS)工艺形成的膜以及

[0324] 纳米纤维膜中的至少一个。

[0325] 64.根据实施方案29、62和63中任一项所述的系统或根据实施方案30-63中任一项所述的方法，其中所述过滤器包括多个多孔区，并且其中所述过滤器的所述第一侧包括最小的孔区。

[0326] 下面的工作实施例和预测性实施例旨在说明本公开而非进行限制。

[0327] 实施例

[0328] 定义

[0329] ·SMD：单个微腔设备

[0330] ·微腔：微腔是在热塑性或热固性材料中形成的孔。微腔由二维(如剖面)形状(如，正方形、六边形、圆形)表征，其具有顶部开口、一个或多个侧壁以及基部(或底部)。微腔的近似容积按以下公式计算：

[0331] V＝1/3h(A1+A2+√A1.A2)

[0332] 其中，h为深度/高度，A1为基部的面积，并且A2为顶部开口的面积。

[0333] 体积的计算方法为：(i)基部面积加(ii)顶部开口面积加(i)和(ii)乘积的平方根，再乘以深度(高度)并除以3。

[0334] ·开始时间：在图像中首次观察到荧光的时间。微腔的图像以固定间隔采集，例如1小时后、2小时后、3小时后等。实施例中记录的时间代表在图像中首次观测到荧光的时间。
实际开始时间是显示出荧光的图像与上一个图像之间的时间。

[0335] 材料与仪器

[0336] ·COC-S-04–透明环状烯烃共聚物，高湿度屏障； 8007S-04；美国肯塔基州佛罗伦萨的Topas先进聚合物公司(Topas Advanced Polymers Gmbh；Florence,KY)[0337] ·PMMA—WF100聚(甲基丙烯酸甲酯)；日本东京的三菱丽阳株式会社(Mitsubishi Rayon Co Ltd,Tokyo,Japan)

[0338] ·COLILERTTM培养基–COLILERTTM大肠菌群/大肠杆菌试验培养基；美国缅因州韦斯特布鲁克的爱德士实验室(IDEXX Laboratories,Inc.；Westbrook,ME)。对于“实施例”，该培养基如下制备：将来自Snap Pack的用于100mL样品的培养基混合于100mL的无菌水中。

[0339] ·过滤器A—直径30mm以配合所用的装置，涂覆了聚乙二醇的0.34μm多区式TIPS膜(R1933-7/PEG)，其根据名称为“Filtration Methods and Devices”(过滤方法和装置)的PCT专利公布No.WO 2011/156251的实施例和说明进行制备。使用名称为“PROCESS FOR MAKING COATED POROUS MATERIALS”(用于制备带涂层的多孔材料的方法)的PCT专利公布No.WO 2011/153085中所述的材料和程序在膜上涂布聚乙二醇(PEG)。

[0340] ·过滤器B—直径30mm以配合所用的装置，聚碳酸酯Isopore膜–0.40μm；美国马萨诸塞州比尔里卡的密理博公司(Millipore,Billerica,MA)

[0341] ·过滤器C—直径30mm以配合所用的装置，HAWP型MF-Millipore膜–混合纤维素酯–0.45μm；美国马萨诸塞州比尔里卡的密理博公司(Millipore,Billerica,MA)[0342] ·多用途离心机—多用途离心机(型号5810R)，带摇摆斗转头(A-4-81)，离心机及其转头均由美国纽约州霍波格的艾本德公司(Eppendorf；Hauppauge NY)制造

[0343] ·成像系统—照明/荧光立体显微镜(型号SteREO Lumar.V12)，使用照明光(照明成像仪)或荧光(荧光成像仪)；利用AxioCam MRc 5照相机和AxioVision 4.6.3版程序捕集图像，所有这些均获自美国新泽西州索恩伍德的卡尔蔡司显微成像公司(Carl Zeiss Microimaging,Inc.,Thornwood NJ)。

[0344] ·真空组件—真空组件-AIR CADET真空/压力站，型号420-3901；马萨诸塞州沃尔瑟姆的赛默飞世尔科技公司(Thermo Fisher Scientific Inc.,Waltham,MA)。

[0345] 样品检测容器的制备

[0346] 1—具有单个微腔的注模1.5mL样品检测容器(SMD1-SMD2)

[0347] 使用精密加工制备包括单个微腔的插件模具，以便对具有单个微腔的1.5mL样品检测容器进行注模。最初进行CAD设计以制备单微腔装置芯(SMD芯1)，从而模制具有单个微腔的光学透明的1.5mL容器(图15A和图15B)。该设计是在容器底部模制锥形微腔的截头，所述容器的有效角α为45度。容器的唇缘以一定方式设计，使得其可用来自标准1.5mL微量离心容器的顶盖封闭。使用CAD文件通过精密机加工制造钢模芯，以在模芯中形成所需特征的反面。该模具被设计成使得用于模制单个微腔的嵌件模可与用于模制具有多种不同微腔(例如微腔的尺寸和形状、有效角等)的容器的其他嵌件模互换。

[0348] 进行第二CAD设计以制备SMD芯2，从而模制在有效角为60°的容器的底部处具有截头锥微腔的诸如图6和图7中、特别是图16A和图16B中所示的容器。表1中示出了模制容器SMD1和SMD2中单个微腔的特征。

[0349] 用树脂COC-S-04或PMMA在KraussMaffei注模机(型号K65-CX；德国慕尼黑的克劳斯玛菲技术公司(KraussMaffei technologies；Munich,Germany))中对具有单个微腔的1.5mL容器SMD1或SMD2进行注模。将用于每个封盖的树脂粒料进行熔化(COC-S-04在232至
238℃下熔化，PMMA在215至227℃下熔化)，然后在16,000psi下进行注塑。模具温度保持为
66℃并且两种树脂的注入时间均为0.78秒。每个容器均单独进行模制。

[0350] 表1.1.5mL模制容器中的微腔的特征

[0351]

[0352] 2—注塑成型得到的具有单个微腔的10mL容器(SMD3-SMD4)

[0353] 进行CAD设计以制备SMD芯3(图17A和图17B)和SMD芯4(图18A和图18B)，从而模制分别在有效角为45度和60度的容器的底部处具有截头锥微腔的10mL容器。每个容器的唇缘被设计为具有扭锁机构，以使得其可用顶盖(参见例如图1、图2和图4的顶盖104)封闭或联接到过滤器保持器(参见例如图10至图14的过滤器外壳332)，如上文针对图1、图2、图4和图12至图14所述。SMD模芯4(SMD4)基本上与图1至图3、图4、图5和图12至图14的样品检测容器
102相同。表2中示出了模制容器SMD3和SMD4中单个微腔的特征。

[0354] 表2.10mL模制容器中微腔的特征

[0355]

[0356] 具有单个微腔的10mL容器SMD3或SMD4在KraussMaffei注塑机(型号K65-CX；德国慕尼黑克劳斯玛菲技术公司(KraussMaffei technologies；Munich,Germany))中使用树脂COC-S-04注塑成型。将用于过滤器保持器的每个顶盖的树脂粒料在232至238℃下熔化，然后在16,000psi下注塑。模制温度保持在66℃，并且注塑时间为0.78秒。每个容器单独进行模制。

[0357] 来自模制容器的单个微腔的扫描电子显微术

[0358] 在微腔之上切削模制容器，然后安装在铝短插芯(aluminum stub)上，并用金/钯溅涂。然后使用JSM-7001F扫描电子显微镜(日本东京的日本电子株式会社(JEOL Ltd,Tokyo,Japan))检查这些容器。在初始检查后，通过浸入液氮中并用锤子敲打，来对圆盘进行横截。将该剖面安装在另一个短插芯上进行溅射涂布，并如前文所述检查。以偏离短插芯表面70度的视角拍摄表面图像；以垂直剖面表面的视角拍摄剖面图像。在50×和150×的放大倍数下捕捉图像。

[0359] SMD1容器的光学图像示于图19A、19B、19C和19D中；SMD2示于图20A、20B、20C和20D中；SMD3示于图21A、21B、21C和21D中；SMD4示于图22A、22B、22C和22D中。

[0360] 模制过滤设备的制备

[0361] 进行CAD设计以制备用以保持30mm膜过滤器(参见例如图10和图12至图14的过滤器312)的过滤器保持器(诸如图10至图14的包括过滤器外壳332的过滤器部分308)；用以联接到过滤器保持器的、包括连接器(诸如图10、图11和图14的连接器322)和垫圈(诸如图10的垫圈324)的过滤器连接组件(诸如图10、图11和图14的过滤器连接组件320)；以及用以在膜过滤器与过滤器连接组件之间提供密封件的垫圈(诸如图10和图12的垫圈335)。过滤器连接组件的垫圈(即图10的垫圈324)可用于将过滤器连接组件和过滤器夹持器的其余部分联接到样品瓶(例如图10至图11和图14的接收器部分306)。使用聚丙烯通过注塑成型制造过滤器夹持器和连接器，并使用医用级 181-55MED热塑性弹性体(德克萨斯州休斯顿埃克森美孚化工公司(ExxonMobil Chemical Company,Houston,TX))制造垫圈。连接器具有通气口(例如图10至图11的通气口328)以匹配由烧结的聚丙烯形成的插塞(例如图10至图11的插塞330)，从而允许真空过滤期间的空气运动。连接器锁定到过滤器夹持器(例如通过上文结合图10和图11所述的螺纹连接)。过滤器连接组件的垫圈(即图10的垫圈324)配合到连接器颈杆上，并被用于将样品瓶连接至过滤器连接组件(所述过滤器连接组件又连接至过滤器夹持器/外壳)。

[0362] 用于测试的细菌培养物的制备

[0363] 实施例中所用的细菌培养物在表3中示出，它们均购自美国弗吉尼亚州马纳萨斯的美国典型培养物保藏中心(American Type Culture Collection,ATCC；Manassas,VA)。

[0364] 表3.实施例中所用的细菌菌株

[0365]

[0366]

[0367] 通过如下方式制备测试用培养物：将表3中的靶细菌菌株的纯培养物接种到TSB(BD胰酶大豆肉汤；美国新泽西州富兰克林湖的碧迪公司(Becton,Dickinson and Co.,Franklin Lakes,NJ))中，并在37℃下生长过夜。将培养物在Butterfield氏磷酸盐缓冲液(美国新泽西州皮斯卡特维的沃特曼有限公司(Whatman Inc.；Piscataway,NJ))中连续稀1
释，获得对于接种到水样品中所需的每毫升所需的菌落形成单位(cfu)。使用包含约10 –
102cfu/mL的最终两个连续稀释液制备用于测试或平板接种的样品。使用3MTM PETRIFILMTM大肠杆菌/大肠菌群计数板(明尼苏达州圣保罗3M公司(3M Co.,St.Paul,MN))定量细菌稀释液中大肠杆菌和其他大肠菌群的细菌浓度。根据制造商的说明制备和使用平板，并在37TM TM
℃下温育过夜。使用3M  PETRIFILM 读板机(3M公司(3M Co.))对板进行读数以确定cfu/mL。

[0368] 糖染料底物培养基的制备

[0369] 培养基如下制备：将5克(g)胰蛋白(美国密歇根州底特律的Difco实验室(DifcoLaboratories,Detroit,MI))、5g氯化钠、1g山梨醇、1g色氨酸、2.7g磷酸氢二钾、2g磷酸二氢钾和0.1g十二烷基硫酸钠(均购自美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma Aldrich,St.Louis,MO))与1000mL双蒸水相混合。将培养基在121℃下高压消毒15分钟。

[0370] 将表4中所示的染料底物溶解于DMSO(二甲基亚砜(DMSO，美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)))中形成每毫升DMSO含100毫克糖底物的溶液。将底物溶液添加到培养基，得到每毫升培养基40微克糖底物(μg/mL)的终浓度。

[0371] 表4.糖染料底物

[0372]

[0373]

[0374] 备注：为参考实施例和每个实施例各制备三个样品并测试。虽然实施例是以单数形式描述的，但制备并测试了三个重复样。报告的计数为结果的平均值。荧光开始时间记录首次在图像中观测到荧光的时间。

[0375] 参考实施例—选择用于大肠杆菌/大肠菌群检测的糖染料底物

[0376] a)使用半乳糖苷酶底物检测大肠杆菌

[0377] 根据上述工序制备含糖酶底物的培养基，并将其分配到黑色96孔透光底微量滴定板(美国纽约州罗切斯特的耐洁公司(Nalgene Nunc International,Rochester,NY))中。如上所述制备大肠杆菌培养物，并连续稀释获得所需的cfu/mL量。将10μL连续稀释的细胞接种到96孔板的培养基中，使得每个孔中容纳的量为大约1cfu、10cfu或100cfu，并且每个接种量至少接种了三个孔。用10微升巴特菲尔德氏缓冲液制备对照孔。将平板置于37℃下温育，并使用Tecan Infinite 200PRO多模式读板机(美国北卡罗来纳州德罕的帝肯美国公司(Tecan US,Inc.Durham,NC))在动力学模式下进行读数。记录随时间变化的荧光强度。将信号值高于初始读数(背景值)50倍的时间点确立为检测时间。结果在表5中示出。所测试的所有底物均在大肠杆菌生长时显示出荧光，过了约15至17小时后检测到100微升中有1cfu大肠杆菌。

[0378] 表5.使用半乳糖苷酶底物检测大肠杆菌

[0379]

[0380] b)使用葡糖苷酸酶底物和半乳糖苷酶底物的组合检测大肠杆菌

[0381] 根据大肠杆菌检测工序制备、测试培养基并分析所得数据，不同的是使用葡糖苷酸酶底物(Mu-GlcU或Res-GlcU)和半乳糖苷酶底物(Flu-di-Gal或Res-Gal)的组合作为糖染料底物，如表6所示。将培养基分配到96孔微量滴定板中并将经过连续稀释的培养物接种到孔中，获得大约1cfu、10cfu或100cfu的量。每个接种量至少接种了三个孔。表6中的数据表明，在单个孔中使用两种不同底物的组合时，葡糖苷酸酶和半乳糖苷酶的酶活性可以各自通过在不同时间(小时)的荧光进行检测。细菌浓度越高，就能越快检测到反应。

[0382] 表6.使用葡糖苷酸酶和半乳糖苷酶底物检测大肠杆菌

[0383]

[0384] c)使用Flu-di-gal检测大肠菌群

[0385] 使用表7所列的细菌重复实施例a)中概述的用于检测大肠杆菌的工序。将用Flu-di-gal制备的培养基分配到96孔微量滴定板中，并接种经过连续稀释的培养物，使得每个孔中的量为大约1cfu、10cfu或100cfu。每个接种量至少接种了三个孔。表7中的数据表明Flu-di-gal是一种合适的半乳糖苷酶底物，适用于检测大肠菌群。

[0386] 表7.使用Flu-di-gal检测大肠菌群

[0387]

[0388] 实施例1–通过离心在SMD1(有效角＝45度)和SMD2(有效角＝60度)的微腔中浓集细菌

[0389] 分别在1mL的Butterfield氏缓冲液(沃特曼公司(Whatman))中制备大肠杆菌和产气肠杆菌的细菌悬浮液，从而得到大约101–102cfu/mL缓冲液，并将其转移至SMD1和SMD2容器中。制备每种细菌悬浮液的六个容器，并用从1.5mL微量离心容器(Plastibrand微管，德国韦尔泰姆的普兰德公司(Brand GmbH&Co.KG,Wertheim,Germany))切下以形成大体如图6至图7中所示的顶盖形状的顶盖紧紧封闭。然后将容器放入具有甩平式转头(1154)的Hettich Mikro 22微量离心机(德国图特林根的海蒂诗公司(Andreas Hettich GmbH&Co.KG,Tuttlingen,Germany))中，并以13000RPM(18,890×g)离心10分钟。另外，还将单独容器放入具有固定角转头(转头F-45-30-11)的Eppendorf 5417R离心机(美国纽约州霍波格的艾本德公司(Eppendorf,Hauppauge,NY))中以13,375RPM(19,000×g)离心10分钟。

[0390] 离心后，取出容器；取出上清液，并根据制造商的说明书接种到用于大肠杆菌和产气肠杆菌的3MTM PetrifilmTM大肠杆菌/大肠菌群计数板上。将平板在37℃下温育过夜，然后使用3MTM PetrifilmTM读板机对平板进行读数以确定菌落形成单位(cfu)。百分比回收率(即，微腔中捕集的细菌的百分比)如下计算：从初始1mL样品中的cfu减去上清液中的cfu，再乘以100。每种类型容器的微腔中的百分比回收率示于表8中。微腔中的细菌的回收率与容器中的类似，而与所用离心机和投入cfu无关。

[0391] 表8.SMD1(45度)和SMD2(60度)中的大肠杆菌和产气肠杆菌的百分比回收率[0392]

[0393]

[0394]

[0395] 实施例2—通过离心在SMD3(有效角＝45度)和SMD4(有效角＝60度)的微腔中浓集细菌

[0396] 分别在10mL的Butterfield氏缓冲液(沃特曼公司(Whatman))中制备大肠杆菌和产气肠杆菌的细菌悬浮液，从而得到大约101–102cfu/mL缓冲液，并将其转移至SMD3和SMD4容器中。为每种细菌悬浮液分别准备六个容器。使用打孔机从聚丙烯片材冲切出直径为30mm的圆盘(1mm厚)，置于过滤器保持器上(即，密封住过滤器保持器中的开口—参见图12的小孔337)并用于封闭容器SMD3和SMD4的开口第一端。即，过滤器保持器经改进而形成样品检测容器SMD3和SMD4的简单顶盖(例如，类似于图1、图2和图4的顶盖104)。过滤器保持器的基部中的开口用聚乙烯顶盖(美国俄亥俄州利玛的美国塑料公司(U.S.Plastic Corp,Lima,OH)—参见图12中的顶盖317)封闭。将容器放入摇摆斗离心机转头中，并在多用途离心机中以4000RPM(3220×g)离心15分钟。离心后，取出容器，并将每个容器中的上清液过滤通过采用25mm微量分析过滤器保持器(密理博公司(Millipore))的0.45μm混合纤维素酯过滤器(HAWP02500，美国马萨诸塞州比尔里卡的密理博公司(Millipore,Billerica,MA))。过滤器保持器安装有采用0.45μm混合纤维素酯的25mm过滤器并装配有15ml漏斗。将过滤夹持器的基部连接到与真空组件附接的真空烧瓶上；将离心后容器中的上清液添加到漏斗中，并在约508mm汞柱的真空压力下通过过滤器过滤。

[0397] 根据制造商的说明书对3MTM PETRIFILMTM大肠杆菌/大肠菌群计数板(用于大肠杆菌和产气肠杆菌)进行水化。用无菌镊子将滤膜从过滤片夹中小心取出，并放置到水化平板上，将平板在37℃下温育过夜。在3MTM PetrifilmTM读板机(美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company；St,Paul MN))中和/或手动地对板进行读数以确定菌落形成单位(cfu)。微腔中的百分比回收率(即，微腔中捕集的细菌的百分比)如下计算：离心之前的初始10mL样品中的cfu减去滤膜上的cfu，再除以初始10mL样品中的cfu并乘以100。微腔中的百分比回收率示于表9中。

[0398] 表9.SMD3(45度)和SMD4(60度)中的大肠杆菌和产气肠杆菌的百分比回收率[0399]

[0400] 实施例3–通过离心浓集在SMD3(45度)和SMD4(60度)的微腔中的细菌的扫描电子显微术

[0401] 用10mL无菌水制备大肠杆菌细菌悬浮液，形成约106cfu/mL的浓度，并转移到SMD3和SMD4容器中。按照实施例2的方式，使用打孔机从聚丙烯片材冲切出直径为30mm的圆盘(1mm厚)，置于过滤器保持器上并用于紧紧封闭容器SMD3和SMD4。过滤器保持器的基部中的开口用聚乙烯顶盖(美国塑料公司(U.S.Plastic Corp))封闭。将容器置于摇摆斗离心机转头中，并在多用途离心机中以4000RPM(3220×g)离心10分钟。离心后，取出容器，并移出上清液。用无菌棉签除去容器中留下的任何液体，并立即处理样品。

[0402] 将模制容器的微腔以上部分切下，然后安装到铝短插芯上，并用金/钯溅射涂布。然后使用JSM-7001F扫描电子显微镜(日本电子株式会社(JEOL Ltd))检查这些容器。以偏离短插芯表面70°的视角拍摄表面图像。在3000×的放大倍数下捕捉图像。

[0403] SMD3和SMD4容器每一者的微腔内部的细菌的光学图像分别示于图23A和图23B中。

[0404] 实施例4–SMD1(45度)和SMD2(60度)中的细菌的检测

[0405] 在1mL COLILERTTM培养基中制备包含101–102cfu的大肠杆菌悬浮液，并分配到SMD1和SMD2容器中，然后使用从1.5mL微量离心容器(Plastibrand微管)切下的顶盖紧紧封闭容器。以类似方式制备对照样品，但使用10μL的巴特菲尔德氏缓冲液。然后将容器放入具有甩平式转头(1154)的Hettich Mikro 22微量离心机(海蒂诗公司(Andreas Hettich GmbH&Co.KG))或具有固定角转头(转头F-45-30-11)的Eppendorf 5417R离心机(艾本德公司(Eppendorf))中。在13000RPM(19,000×g)下将容器离心10min。离心后，取出容器，缓慢倒置，使培养基(即，上清液)远离微腔回流，并在37℃下温育。每小时使用在“材料与仪器”处所述的成像仪使容器的微腔成像。

[0406] 在96孔微量滴定板中，在COLILERTTM培养基中对相同的初始大肠杆菌悬浮液进行测试，如参比实施例中所述。

[0407] 与SMD2容器(有效角＝60度)不同，在倒置容器时，SMD1容器(有效角＝45度)在微腔的顶部开口上方包含过量液体，使得保留体积基本上大于微腔的容积。SMD2中液体的顶面表现为与微腔的顶部开口在同一水平上，使得保留的体积基本上等于微腔的容积。为了测量过量液体的量，将容器排干，擦去边缘周围的过量液体，并使用10μL移液管(目录号PR-10，加利福尼亚州奥克兰的锐宁仪器公司(Rainin Instrument LLC,Oakland,CA))测量容器中的过量液体的量。平均来说，SMD1容器的过量液体为约2.3μL(与微腔的57nL容积相比，表11)。对于SMD2容器而言，无法移取出任何液体。

[0408] 如表10中所示，大约经过3小时在SMD2容器中开始观测到荧光，经过5小时在SMD1容器中开始观测到荧光，并且经过15小时在微量滴定板中开始观测到荧光。在对照样品中未观测到高于背景的荧光。固定角转头或甩平式转头的使用不影响SMD1容器中的过量液体的量或SMD1或SMD2容器中荧光的起始的差别。

[0409] 表10：检测到10cfu大肠杆菌的时间的比较

[0410]

[0411]

[0412] *“有”是指观察到荧光；“无”则是指未观察到荧光。

[0413] 表11.总保留体积与微腔容积之比及检出时间

[0414]

[0415] *0表示液体无法测量

[0416] 实施例5–SMD3(45度)和SMD4(60度)中的细菌的检测

[0417] 在10mL的COLILERTTM培养基中制备包含101–102cfu的大肠杆菌悬浮液，并分配到SMD3和SMD4容器中。按照实施例2和3的方式，使用打孔机从聚丙烯片材冲切出直径为30mm的圆盘(1mm厚)，置于过滤器保持器上并用于紧紧封闭容器SMD3和SMD4。过滤器保持器的基部中的开口用聚乙烯顶盖(美国塑料公司(U.S.Plastic Corp))封闭。将容器放入摇摆斗离心机转头中，并在多用途离心机中以4000RPM(3220×g)离心15分钟。离心后，取出容器，缓慢倒置，使培养基远离微腔回流，并在37℃下温育。每小时使用荧光成像仪使容器的微腔成像。

[0418] 在96孔微量滴定板中，在COLILERTTM培养基中对相同的初始大肠杆菌悬浮液进行测试，如参比实施例中所述。

[0419] 与SMD4(有效角＝60度)不同，SMD3容器(有效角＝45度)显示在倒置容器后在微腔的顶部开口上方有过量液体。不论所用体积如何(1mL或10mL)，该行为都是类似的。为了测量微腔开口上方的过量液体的量，将容器排干，擦去边缘周围的过量液体，并使用10μL移液管(目录号PR-10，锐宁仪器公司(Rainin Instrument LLC))测量容器中的过量液体的量。平均来说，SMD3容器的过量液体为约4.4μL(与微腔的57nL容积相比，表13)。SMD4容器中移取不出液体。

[0420] 如表12中所示，大约经过3小时在SMD4容器中开始观测到荧光，经过7小时在SMD3容器中开始观测到荧光，并且经过15小时在微量滴定板中开始观测到荧光。在对照样品中未观测到高于背景的荧光。

[0421] 表12：检测到10cfu大肠杆菌的时间的比较

[0422]

[0423] *“有”是指观察到荧光；“无”则是指未观察到荧光。

[0424] 表13.总保留体积与微腔容积之比及检出时间

[0425]

[0426] *0表示液体无法测量

[0427] 实施例6–SMD4中的细菌的检测

[0428] 在10mL的COLILERTTM培养基中制备包含101–102cfu细菌(产气肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌、肺炎克雷伯菌)的细菌悬浮液，并分配到SMD4容器中。对照样品以类似方法制备，但采用100μl的Butterfield氏缓冲液。对于包含产气肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌或肺炎克雷伯菌的每种细菌悬浮液，向COLILERTTM培养基中补充加入40μg/mL的Mu-gal或Flu-gal，以对每种菌株提供两个不同样品。如上所述，使用打孔机从聚丙烯片材冲切出直径为30mm的圆盘(1mm厚)，置于过滤器保持器内部，然后用于紧紧封闭容器。过滤器保持器的基部中的开口用聚乙烯顶盖(美国塑料公司(U.S.Plastic Corp))封闭。将容器放入摇摆斗离心机转头中，并在多用途离心机中以4000RPM(3220×g)离心15分钟。离心后，取出容器，缓慢倒置，使培养基远离微腔回流，并在37℃下温育。每小时使用荧光成像仪使容器的微腔成像。

[0429] 大约经过3小时，开始观测到荧光。在对照样品中未观测到高于背景的荧光。

[0430] 实施例7–倒置速度对残留液滴在微腔上方的保留的影响

[0431] 将10mg荧光素溶于100mL蒸馏水中制得荧光素钠盐(西格玛奥德里奇公司(Sigma Aldrich))的溶液。将1mL溶液分配到SMD1和SMD2容器中，然后使用从1.5mL微量离心容器(Plastibrand微管)切下的顶盖紧紧封闭容器。将10mL溶液分配到SMD3和SMD4容器中。如上所述，使用打孔机从聚丙烯片材冲切出直径为30mm的圆盘(1mm厚)，置于过滤器保持器内部，然后用于紧紧封闭容器。过滤器保持器的基部中的开口用聚乙烯顶盖(美国塑料公司(U.S.Plastic Corp))封闭。根据实施例1中的程序，将SMD1和SMD2容器放入具有摆动转头的微量离心机进行离心。根据实施例2中的程序，将SMD3和SMD4容器放入具有摇摆斗转头的多用途离心机中进行离心。然后将容器以微腔朝下的方式放在M8474型Thermolyne Vari Mix摇床(美国爱荷华州迪比克的Barnstead Thermolyne公司(Barnstead Thermolyne,Dubuque,IA))中并以表14所示的各种速度旋转。旋转角度为60度(从倒置位置-30度到竖立位置+30度)，并根据完成60度旋转所花的时间计算速度(单位为度/秒)。完成旋转使容器处于倒置位置后，使用荧光成像仪对微腔进行成像和分析。

[0432] 检查图像是否在各个容器中的微腔顶部开口上方留有过量液体。表14中的结果示出了容器SMD1和SMD3中(即，有效角α＝45°的容器中)过量液体的存在。不论倒置速度如何，保留液体的顶表面都处于与SMD2和SMD4中(即，有效角α＝60°的容器中)的微腔开口相同的水平。

[0433] 表14–倒置速度对微腔表面上方的残留液滴的影响

[0434]

[0435]

[0436] 否＝微腔上方未观测到液体。

[0437] 是＝微腔上方观测到2-4微升

[0438] 实施例8–倒置单微腔容器后液体行为的视频捕获

[0439] 将一种蓝色食品色素溶液(美国马里兰州亨特谷的味好美公司(McCormik&Company Inc.,Hunt Valley,MD))以1:100稀释于100mL蒸馏水中。将1mL溶液分配到SMD1和SMD2容器中，然后使用从1.5mL微量离心容器(Plastibrand微容器)切下的顶盖紧紧封闭容器。将5mL溶液分配到SMD3和SMD4容器中。如上所述，使用打孔机从聚丙烯片材冲切出直径为30mm的圆盘(1mm厚)，置于过滤器保持器内部，然后用于紧紧封闭容器。过滤器保持器的基部中的开口用聚乙烯顶盖(美国塑料公司(U.S.Plastic Corp))封闭。根据实施例1中的程序，将SMD1和SMD2容器放入具有摆动转头的微量离心机进行离心。根据实施例2中的程序，将SMD3和SMD4容器放入具有摇摆斗转头的多用途离心机中进行离心。

[0440] 离心后，取出容器并直立地固定在附接到实验支架的标准三爪变向夹中。缓慢转动夹子，以倒置容器。使用光源照明容器。当液体沿着容器的壁流动时，使用Photron FASTCAM Ultima APX高速成像系统(加利福尼亚州圣地亚哥的Photron美国公司(Photron USA Inc.,San Diego,CA))以250帧/秒或500帧/秒拍摄视频。使用该视频观测液体沿着容器的壁流动时液体的界面。SMD1和SMD3(即，有效角α＝45°的容器)清楚显示微腔顶部开口上方保留有过量液体。相反，SMD2或SMD4(即，有效角α＝60°的容器)显示保留液体的顶表面处于与微腔的开口相同的水平。

[0441] 把在四个时间点从该视频捕获的SMD1和SMD2容器的光学图像转换为示意性线图，这些线图分别示于图8A-8D和图9A-9D中，并且在上文中有所描述。

[0442] 实施例9–各种有效角的样品检测容器中的液体行为

[0443] 通过快速原型法制备具有30、40、45、50、55、60、65、70、75和80(图24A-24J)度的角度的小容器(1.5ml)。在立体光照型机(Viper SI2 系统)中按照制造商说明书使用可紫外线固化的环氧树脂组合物( 60塑料)由CAD图制作容器。环氧树脂组合物与机器均由美国南卡罗来纳州罗克希尔的3D系统公司(3D Systems Corporation；Rock Hill SC)制造。由于微腔不能由快速原型法制备，微腔应处于的区域被设计为以锥形方式渐变为尖点。角度越大，锥越平坦，且仍会形成一个点，不过这个点不那么尖锐。

[0444] a)使用颜色实现可视化：将一种蓝色食品色素溶液(味好美公司(McCormik&Company Inc.))以1:100稀释于100mL蒸馏水中。将1ml溶液分配到各种角度容器中，然后使用从1.5ml微量离心容器(Plastibrand微管)切下的顶盖紧紧封闭容器。将容器缓慢倒置，并以颠倒位置放在桌上。在白光下目视观察并使用成像仪观察容器顶端处的液体的存在。注意到，在有效角为30、40和45度的容器中存在过量液体，而在有效角为50、55、60、65、70、
75和80度的容器中没有过量液体。

[0445] b)使用荧光实现可视化：将10mg荧光素溶于100mL蒸馏水中，制成荧光素钠盐溶液(西格玛奥德里奇公司(Sigma Aldrich))。将1ml溶液分配到各种角度容器中，然后使用从1.5ml微量离心容器(Plastibrand微管)切下的顶盖紧紧封闭容器。将容器缓慢倒置，并以颠倒位置放在桌上。目视观察并使用荧光成像仪观察容器顶端处的液体的存在。再次注意到，在有效角为30、40和45度的容器中存在过量液体，而在有效角为50、55、60、65、70、75和
80度的容器中没有过量液体。

[0446] c)过量液体的测量：

[0447] 1)将1ml的蒸馏水分配到各种角度容器中，并且缓慢倒置容器以将水倒空。然后将容器颠倒地放置在拭镜纸(Kimwipe)上，以除去容器边缘上的任何液体。使容器保持处于倒置位置，并使用20μl(PR-20)或10μl(PR-10)或2μl(PR-2)移液管(锐宁仪器公司(Rainin Instrument LLC))测量存在于容器顶端处的过量液体的量。对5个不同容器(即，平行样)进行测量，并且每种测量重复至少五次。平均结果报告于表15中。在有效角为50度及以上的容器中无法测出液体，并且在表15中表示为零。

[0448] 2)对比VoluPac管(美国纽约州波希米亚的赛多利斯公司(SartoriusCorporation,Bohemia,NY)的5μl毛细管上方的侧壁的所测角度为约40度。使用量角器测量角度。将1mL的蒸馏水分配到VoluPac管中，并且缓慢倒置这些管以将水倒空。然后将管颠倒放置在Kimtech Science KimwipesTM(金佰利公司(Kimberly-Clark Professional))上，以移除管边缘上的任何液体。使管保持倒置位置，并如上所述测量存在于管顶端的过量液体的量。存在于VoluPac管中的毛细管顶端上方的过量液体的平均量为12μl(表15)。还类似地对容器SMD1、SMD2、SMD3和SMD4测量过量液体。还计算了总保留液体体积(过量液体加上毛细管/微腔的容积)与毛细管/微腔的容积之比(表16)。

[0449] 表15.在具有各种有效角的容器的顶端处过量液体的量

[0450]

[0451] *0指示液体无法测量

[0452] 表16.保留的总体积与毛细管/微腔容积之比

[0453]

[0454]

[0455] *0表示液体无法测量

[0456] 实施例10—模制圆盘的接触角测量

[0457] 如在PCT专利公布No.WO2013/003308的制备例“Preparation  of Microstructures,3–Injection Molded Lids”(微结构的制备，3–注模封盖)中所述那样制备PMMA(WF100聚(甲基丙烯酸甲酯)，日本东京的三菱丽阳株式会社(Mitsubishi Rayon Co Ltd,Tokyo,Japan))、COC1(透明环状烯烃共聚物，TopasTM 8007X10，美国肯塔基州佛罗伦萨的Topas先进聚合物公司(Topas Advanced Polymers Gmbh,Florence KY))、COC2(透明环状烯烃共聚物，高湿度屏障；TopasTM 8007S-04，Topas先进聚合物公司(Topas Advanced Polymers Gmbh))、PC(Lexan聚碳酸酯；HPS1R；德克萨斯州休斯敦的SABIC美国公司(SABIC Americas Corp.,Houston TX))、COP(透明环状烯烃聚合物；ZeonorTM 1430R，肯塔基州路易维尔的瑞翁化学公司(Zeon Chemicals L.P.,Louisville KY))的模制圆盘。在VCA 2500XE Video接触角系统上使用座滴法测定模制聚合物的平坦侧的静态和动态接触角。使用VCA-
2500XE图像分析软件对数据进行分析。仪器和软件可购自美国马萨诸塞州比尔里卡的AST Products公司(AST Products,Inc.,Billerica MA)。

[0458] 在测定静态接触角时，室温下向表面滴加1μL水滴。当液滴在表面上形成后立即测量右侧接触角和左侧接触角，同时缩回注射器尖。

[0459] 在测定动态接触角时，向表面滴加1μL液滴，并用设置为中速的注射器向液滴添加或从液滴中吸取水。获得的视频图像帧显示液滴何时膨胀或收缩的对称性最高，以测定前进和后退动态接触角。以前进与后退接触角之间的差值计算滞后量。结果在表17中示出。

[0460] 表17.静态和动态接触角测量

[0461]

[0462]

[0463] 实施例11—模制容器的接触角测量

[0464] 使用如实施例10中阐释的座滴法测定模制容器SMD3和SMD4的静态接触角。切割模制容器，检测靠近锥角的平坦表面。此外，还检测了容器外侧表面。对四个样品进行测试，平均结果报告于表18中。

[0465] 表18.静态接触角测量

[0466]

[0467] 实施例12–表面处理对模制容器液体行为的影响

[0468] 首先利用详细描述于美国专利No.5,888,594中的设备对模制容器进行等离子体处理，该专利全文以引用的方式并入本文中。

[0469] a)硅烷(SiH4):O2处理：将模制容器放置在圆柱形筒电极上，并用泵使室降至5×10(-4)托的基础压力。将氩气以500sccm(标准立方厘米/分钟)的流量引入室中，等离子体点火，并且在500瓦的功率下维持30秒。将氧气以500sccm的流量引入室中，并且等离子体在500瓦的功率下维持60秒。之后是分别以150和500scc流量进行四甲基硅烷(TMS)蒸气和氧气处理，并且等离子体在500瓦的功率下维持60秒。在四甲基硅烷蒸气和氧气中进行等离子体处理之后，将2％硅烷(SiH4)和氧气分别以1000和500sccm的流量引入室中，并且等离子体在500瓦的功率下维持60秒。在这些等离子体处理步骤过程中，所述室中的压力为在5-10毫托的范围内。该处理使表面变成亲水性。然后将等离子体室与大气连通，从室中取出经过等离子体处理的模制容器并将其标记为SMD1-1、SMD2-1、SMD3-1、SMD4-1(表19)。

[0470] b)TMS:O2处理：另一组模制容器采用氩气等离子体然后是TMS蒸气和氧气进行类似的处理。在氩等离子体处理之后，将TMS蒸气和氧气分别以50和500sccm的流量引入室中，并且等离子体在500瓦的功率下维持60秒。在这些等离子体处理步骤过程中，所述室中的压力为在5-10毫托的范围内。然后将等离子体室与大气连通，从室中取出经过等离子体处理的模制容器并将其标记为SMD1-2、SMD2-2、SMD3-2、SMD4-2(表19)。

[0471] c)TMS处理：以类似的方式处理另一组模制容器，先用氩等离子体处理，然后用TMS蒸气以150sccm的流量处理，并且等离子体在500瓦的功率下维持60秒。经过TMS蒸气处理后，将等离子体室与大气连通，从室中取出经过等离子体处理的模制容器并将其标记为SMD1-3、SMD2-3、SMD3-3、SMD4-3(表19)。

[0472] d)全氟己烷(C6F14)处理：以类似的方式处理另一组模制容器，先用氩等离子体处理，然后用C6F14蒸气以145sccm的流量处理，并且等离子体在1000瓦的功率下维持120秒。经过C6F14蒸气处理后，将等离子体室与大气连通，从室中取出经过等离子体处理的模制容器并将其标记为SMD1-4、SMD2-4、SMD3-4、SMD4-4(表19)。

[0473] 将未处理的模制容器标记为SMD1-0、SMD2-0、SMD3-0、SMD4-0(表19)。基于处理的疏水性顺序为C6F14>TMS>TMS-O2>硅烷-O2，其中处理硅烷-O2为亲水的。未处理的容器因性质上是聚合物而呈疏水性，并且介于TMS处理与TMS:O2处理之间。

[0474] 液体行为的可视化：将10mg荧光素溶于100mL蒸馏水中制得荧光素钠盐(西格玛奥德里奇公司(Sigma Aldrich))的溶液。将1ml溶液分配到SMD1和SMD2容器中，然后使用从1.5ml微量离心容器(Plastibrand微管)切下的顶盖紧紧封闭容器。将10ml溶液分配到SMD3和SMD4容器中。如上所述，使用打孔机从聚丙烯片材冲切出直径为30mm的圆盘(1mm厚)，置于过滤器保持器内部，然后用于紧紧封闭容器。过滤器保持器的基部中的开口用聚乙烯顶盖(美国塑料公司(U.S.Plastic Corp))封闭。根据实施例1中的程序，将SMD1和SMD2容器放入具有摆动转头的微量离心机进行离心。根据实施例2中的程序，将SMD3和SMD4容器放入具有摇摆斗转头的多用途离心机中进行离心。离心后，缓慢倒置容器，然后使用荧光成像仪对微腔进行成像和分析。

[0475] 检查图像是否在各个容器中的微腔顶部开口上方留有过量液体。表19中的结果示出了不论何种处理，在容器SMD1和SMD3中都存在过量液体。对于除硅烷氧(亲水)处理之外的所有处理而言，保留液体的顶表面处于与SMD2和SMD4中的微腔开口相同的水平。

[0476] 表19.单微腔模制容器的未处理和处理表面中的液体行为

[0477]

[0478] 实施例13–粗糙度测量

[0479] 在微腔之上切削模制容器SMD3和SMD4，并在三个位置中测量每个样品的表面形貌–(1)靠近微腔，(2)锥形表面的中心(即，微腔与边缘之间)，以及(3)靠近锥形的边缘。使用10×物镜和1.0×场透镜，用Wyko NT9800干涉仪(美国亚利桑那州图森市的布鲁克公司(Bruker Corporation,Tucson,AZ))进行测量。将相邻的框架连接在一起，以便数字化地增加视场，并得到更大的连续测量区域。以VSI模式使用仪器，该模式具有全分辨率、1×扫描速度、单扫描模式，并且调制阈值设定在2％。对数据进行处理以去除倾斜角和圆柱面曲率，然后对每个感兴趣区域进行粗糙度计算。使用 分析软件计算粗糙度参数Ra和Rq。对两个样品计算的粗糙度值列于表20中。样品SMD4的粗糙度值一般低于SMD3的粗糙度值。
SMD4和SMD3的材料构成相同，故粗糙度差异可能是由模制工件造成的。

[0480] 表20.样品图像的分隔区域的粗糙度值

[0481]

[0482] Ra：表面轮廓高度的绝对值的算术平均值

[0483] Rq：带测量的平方的函数。表面的RMS粗糙度与平均粗糙度类似，唯一的不同在于表面粗糙度轮廓绝对值的平方平均值。

[0484] 实施例14–过滤设备的制备

[0485] 过滤器部分(参见图10和图11的过滤器部分308)包括过滤器保持器(参见图10至图14的过滤器保持器332)和过滤器连接组件(参见图10、图11和图14的过滤器连接组件320)，它们被构造成通过多个(即，四个周向等距的)配合扭锁螺纹和突出部(如图10和图12中所示)联接在一起。过滤器设置在过滤夹持器中，垫圈在过滤器和过滤器连接组件的连接器之间形成密封。连接器具有排放口，排放口配有过滤器塞。过滤器塞由 疏水性聚乙烯片材POR-4902(美国乔治亚州费尔本的Porex科技公司(Porex Technologies,Fairburn,GA))形成，并被切割以匹配排放口的尺寸。垫圈(参见图10的垫圈324)的尺寸被设计为接纳连接器的顶部颈部(参见例如图10的连接器320的第一端321)，即，以摩擦配合方式滑动到顶部之上，从而形成被构造成联接到样品瓶的颈部的过滤器连接组件(即，垫圈被构造成接纳于样品瓶(或接纳部分—参见例如图10、图11和图14的接纳部分306)的开口中)。本实施例的样品瓶(或接收器部分)为1升的聚丙烯样品瓶(Nalgene 2087窄口经济型样品瓶，目录号2087-0032；Nalgene Nunc，美国纽约罗切斯特的赛默飞世尔科技公司(Thermo Fisher Scientific；Rochester NY))。样品瓶(接收器部分)与过滤器部分的组合形成了根据本公开的样品检测系统的“第一容器”(参见图10、图11和图14的第一容器303)。

[0486] 使用打孔机从一片材料上冲切下30mm非织造载体(Uniblend 135，湿法成网聚酯/纤维素混合过滤介质，美国俄亥俄州辛辛那提市的中西部过滤材料公司(Midwest Filtration,LLC,Cincinnati,OH))并插入过滤夹持器，然后安放过滤器(过滤器A、过滤器B或过滤器C)。将过滤器连接组件连接在过滤器部分与样品瓶之间，然后将过滤器部分的另一端连接到真空组件(即，抽吸源)并过滤以将细菌的至少一部分捕获在过滤器上。将真空组件连接至真空烧瓶或真空歧管，所述真空烧瓶或真空歧管上可连接多个部件。在、真空过滤后，断开过滤器连接组件与样品瓶的连接，并用聚乙烯顶盖(美国塑料制品公司(U.S.Plastic Corp)；参见图12的顶盖317)封闭过滤夹持器的基部。将过滤器保持器与过滤器连接组件分开，并且将过滤器保持器联接到样品检测容器SMD3或SMD4，以形成样品检测系统的第二容器(本发明采用SMD4作为第二容器305，图12至图14中示出了该第二容器)。垫圈可用于帮助防止在处理期间发生泄漏，并且可如图12所示那样采用。

[0487] 实施例15–使用过滤设备回收细菌

[0488] 制备大肠杆菌的细菌悬浮液并连续稀释，得到包含约100cfu/mL的稀释液。将三个1000mL样品瓶(Nalgene)装满1000mL无菌水，并将1mL悬浮液添加到每个样品瓶中。将根据实施例14的程序构造的过滤器连接组件与过滤器A、过滤器B或过滤器C组装起来，并通过垫圈连接到注满的样品瓶。将过滤夹持器的基部放置到与真空组件附接的真空烧瓶上，并在约508mm汞柱的真空压力下通过过滤器对样品进行过滤。过滤之后，断开过滤夹持器与真空设备的联接，从过滤夹持器上取下过滤器连接组件，在无菌条件下将每个过滤器膜从过滤TM TM
夹持器上取下并放置到根据制造商说明书制得的水化3M  PETRIFILM 大肠杆菌/大肠菌群计数板(3M公司(3M Co.))上，然后在37℃下温育过夜。使用3MTM PETRIFILMTM读板机(3M公司(3M Co.))并/或手动地对板进行读数，以确定菌落形成单位(cfu)。表21中所示的结果表明至少约87％的细菌得到回收。

[0489] 表21：经过过滤的大肠杆菌回收率

[0490]

[0491] 实施例16–待经过滤的水样在洗脱之后从其回收细菌

[0492] 制备三份1000mL包含大肠杆菌的水样并根据实施例15的程序使用过滤器A-C中的每一者对它们进行过滤。过滤之后，将过滤器保持器与真空设备分开，对过滤器保持器的基部加盖，并将过滤器连接组件与过滤器保持器分开。将包含过滤物的过滤器保持器联接到包含5mL Butterfield氏磷酸盐缓冲液(沃特曼公司(Whatman Inc.))的SMD4样品检测容器。将所得“第二容器”以过滤器部分朝下的方式在室温下涡旋(恒速涡旋混合器，伊利诺伊州巴达维亚的VWR国际有限公司(VWR Intl.LLC；Batavia,IL))2分钟，以将细菌从过滤器上洗脱下来。根据制造商的说明书，将经涡旋处理的样品在3MTM PETRIFILMTM大肠杆菌/大肠菌群计数板(3M公司(3M Co.))上铺板，并在37℃下温育过夜。使用3MTM PETRIFILMTM读板机(3M公司)对计数板进行读数并确定菌落形成单位(cfu)，每种过滤器的结果在表22中示出。过滤器A表现出最高的大肠杆菌回收率(约72％，表22)。

[0493] 表22：经过过滤和洗脱的大肠杆菌回收率

[0494]

[0495] 实施例17–待经过滤的水样在样品检测容器中生长后检测其中的细菌

[0496] 制备三份1000mL包含10cfu大肠杆菌的水样并根据实施例15的程序使用过滤器A对它们进行过滤。过滤之后，将过滤器保持器与真空设备分开，对过滤器保持器的基部加盖，并将过滤器连接组件与过滤器保持器分开。将包含过滤物的过滤器保持器联接到包含10mL所制备的COLILERTTM培养基的SMD4样品检测容器。过滤器保持器与样品检测容器SMD4的组合在本实施例中充当“第二容器”(参见图12至图14)。

[0497] 对照样品以类似方法制备，但采用1mL的巴特菲尔德氏缓冲液。

[0498] 将第二容器以过滤器部分朝下的方式在室温下涡旋(恒速涡旋混合器，VWR)2分钟，然后在多用途离心机中以4000RPM(3220×g)离心(即，朝微腔)20分钟。离心之后，从离心机中取出第二容器并将其缓慢倒置，以使培养基远离微腔流回容器中。然后将第二容器以倒置位置在37℃下进行温育。使用荧光成像仪对结构进行成像。大约经过3小时，在微腔中开始观测到荧光。在第3小时或更晚(最迟至温育的第18小时)，未在对照样品中观测到荧光。

[0499] 实施例18–待经过滤的水样在过滤器上生长、接着在样品检测容器中生长后检测其中的细菌

[0500] 制备三份1000mL包含10cfu大肠杆菌的水样并根据实施例15的程序使用过滤器A对它们进行过滤。过滤之后，将过滤器保持器与真空设备分开，对过滤器保持器的基部加盖，并将过滤器连接组件与过滤器保持器分开。将包含过滤物的过滤器保持器联接到包含10mL所制备的COLILERTTM培养基的SMD4样品检测容器。过滤器保持器与样品检测容器的组合在本实施例中充当“第二容器”(参见图12至图14)。

[0501] 对照样品以类似方法制备，但采用1mL的巴特菲尔德氏缓冲液。

[0502] 将第二容器以过滤器部分朝下的方式涡旋(恒速涡旋混合器，VWR)2分钟，然后以过滤器部分朝下的方式放置在振荡培养箱(型号Innova4000，康涅狄格州恩菲尔德的新布伦瑞克科学公司(New Brunswick Scientific,Enfield,CT))中，并在37℃下以300rpm摇动1分钟。然后将第二容器放入多用途离心机中以4000RPM(3220×g)离心(即，朝微腔)20分钟。离心之后，从离心机中取出第二容器并将其缓慢倒置，以使培养基远离微腔流回容器中。然后将第二容器以倒置位置在37℃下进行温育。使用荧光成像仪对结构进行成像。大约
2小时(总时间为3小时，其中在过滤器上生长1小时)时，在微腔中观测到荧光的起始。在2小时或更晚(最迟至温育的18小时)时，未在对照样品中观测到荧光。

[0503] 以下权利要求书描述了本公开的各个特征和方面。