阅读说明：本技术 使用分离液进行样品浓缩和检测的系统和方法 (System and method for sample concentration and detection using separation fluid ) 是由 R·拉亚戈帕尔 K·J·哈尔威森 于 2014-12-16 设计创作，主要内容包括：本公开提供了使用分离液浓缩样品和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。所述微腔可包含所述样品离心所得浓缩物。所述容器还可容纳位于所述微腔和所述微腔外侧的所述样品的上清液之间的分离液。所述分离液的密度可大于所述样品的所述上清液的密度,并且所述分离液与所述上清液的界面张力可为至少0.05N/m。所述分离液可为无毒且惰性的。所述方法可包括在将所述样品检测容器离心后向所述样品检测容器添加所述分离液,以从所述微腔中置换出位于所述微腔外侧的所述上清液。(The present disclosure provides systems and methods for concentrating a sample and detecting an analyte of interest using a separation fluid. The system can include a sample detection container, which can include a microcavity. The microcavity may contain a concentrate from centrifugation of the sample. The container may also contain a separation liquid between the microcavity and the supernatant of the sample outside the microcavity. The separation liquid may have a density greater than a density of the supernatant of the sample, and an interfacial tension of the separation liquid and the supernatant may be at least 0.05N/m. The separation liquid may be non-toxic and inert. The method can include adding the separation fluid to the sample detection vessel after centrifuging the sample detection vessel to displace the supernatant fluid located outside the microcavity from the microcavity.)

使用分离液进行样品浓缩和检测的系统和方法

本申请是申请号为201480068898.4、申请日为2014年12月16日、名称为“使用分离液进行样品浓缩和检测的系统和方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

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

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

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和基部，并且可被构造成提供毛细作用力，以保留感兴趣样品。微腔可包括样品离心所得样品浓缩物，该浓缩物可包含沉淀物和至少一部分上清液。该容器还可包括位于微腔和上清液之间的分离液，所述上清液位于所述微腔外侧。分离液的密度可大于样品上清液的密度，并且其与上清液的界面张力为至少0.05N/m。分离液可为无毒且惰性的。

本公开的一些方面可提供一种用于检测样品中存在的感兴趣分析物的方法。该方法可包括提供样品检测容器。该容器可包括被构造成接纳样品的开口端，以及包含微腔的封闭端。微腔可包括顶部开口和基部，并且被构造成提供毛细作用力，以保留感兴趣样品。该方法还可包括将样品定位在样品检测容器中；以及朝微腔离心样品检测容器，以形成样品的沉淀物和上清液。该方法还可包括在将样品检测容器离心后向样品检测容器添加分离液，以从微腔中置换出位于微腔外侧的上清液，使得样品浓缩物保留在微腔中，该浓缩物包含沉淀物。分离液可在微腔和位于微腔外侧的上清液之间移动。分离液的密度可大于样品上清液的密度，并且其与上清液的界面张力为至少 0.05N/m。分离液可为无毒且惰性的。

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

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。

图2为图1的样品检测容器的分解侧剖面图。

图3为图1和图2的样品检测容器的特写侧剖面图。

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。

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。

图5为图1至图4的样品检测容器的一部分的特写局部示意性剖面图，如图4所示截取。

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。

图7为图6的样品检测容器的分解侧剖面图。

图8为根据本公开的另一个实施方案的样品检测容器的侧正视图。

图9为图8的样品检测容器的一部分的特写局部示意性剖面图，如图8 所示截取。

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。

图11为图10的第一容器组件的装配透视图。

图12为根据本公开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的过滤器部分和图1至图3、图4和图5的样品检测容器。

图13为图12的第二容器组件的装配侧剖面图。

图14示出了根据本公开的另一个实施方案的样品检测方法，其示出图 10至图11的第一容器组件和图12至图13的第二容器组件的侧正视图。

图15A为实施例中所用的样品检测容器SMD1的侧剖面图，SMD1的单个微腔与壁之间的有效角α为45度。

图15B为图15A的SMD1的微腔的特写侧剖面图。

图16A为实施例中所用的样品检测容器SMD2的侧剖面图，SMD2的单个微腔与壁之间的有效角α为60度。

图16B为图16A的SMD2的微腔的特写侧剖面图。

图17A为实施例中所用的样品检测容器SMD3的侧剖面图，SMD3的单个微腔与壁之间的有效角α为45度。

图17B为图17A的SMD3的微腔的特写侧剖面图。

图18A为实施例中所用的样品检测容器SMD4的侧剖面图，SMD4的单个微腔与壁之间的有效角α为60度。

图18B为图18A的SMD4的微腔的特写侧剖面图。

图19为实施例中所用的样品检测容器MS1的侧剖面图，MS1的微腔表面包含多个微腔。

图20A为实施例中所用的样品检测容器MS2的侧剖面图，MS2的微腔表面包含多个微腔。

图20B为图20A的MS2的微腔表面的特写侧剖面图。

图21A至图21D为图15A和图15B的SMD1的微腔的光学显微图。

图22A至图22D为图16A和图16B的SMD2的微腔的光学显微图。

图23A至图23D为图17A和图17B的SMD3的微腔的光学显微图。

图24A至图24D为图18A和图18B的SMD4的微腔的光学显微图。

图25A至图25D为图19的MS1的微腔表面的光学显微图。

图26A至图26D为图20A和图20B的MS2的微腔表面的光学显微图。

图27A至图27B分别为实施例中SMD3和SMD4容器的微腔内部细菌的光学显微图。

图28A至图28J示出了根据实施例9测试的具有不同有效角的容器的侧剖面图。

具体实施方式

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。

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，水安全测试法规可能会要求测试设备能够检测100mL水中1个集落形成单位(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。

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。

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。

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(Escherichiacoli)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。

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包括一个或多个微腔，所述微腔被构造成接纳和保留样品浓缩物(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。在一些实施方案中，样品检测容器可包括延伸至(例如，逐渐变细至)微腔的壁(或侧壁或倾斜壁)，并且位于邻近微腔顶部开口处的壁的一部分可具有斜面，该斜面以相对于微腔纵向轴线的有效角α取向。在一些实施方案中，样品检测容器可包括或被构造成接纳分离液，该分离液被用于将微腔中容纳的浓缩物与位于微腔外侧(例如，微腔上部)的大部分液体(例如，离心所得的上清液)分离(例如，相分离)，以将浓缩物与样品的其余部分分离。具体地，分离液被构造成位于大部分上清液下方并位于微腔上方，使得分离液被构造成位于微腔(及其内容物)与微腔外侧上清液之间。

为简明起见，将主要描述一个微腔；然而应当理解，关于单个微腔的任何描述也可扩展至包括多个微腔，或“微腔表面”。

本公开的一些方法通常可包括提供样品检测容器；将待测样品定位在样品检测容器中；将样品检测容器以朝微腔沿第一方向离心，以形成样品的沉淀物和上清液；以及在离心后向样品检测容器添加分离液，以从微腔中置换出位于微腔外侧的上清液，以及将容纳在微腔中的样品浓缩物与上清液有效分离。

因此，本发明人发现，通过采用分离液在微腔中分离样品的浓缩物可缩短在样品中检测感兴趣分析物的时间。浓缩物的这种分离通常会将感兴趣分析物的解析量降到最低，这样将最大程度增加感兴趣分析物(如果存在)的所得浓度，从而最大程度缩短检测感兴趣分析物所需的时间。

本公开的一些方法还可包括在将样品检测容器离心后倒置样品检测容器，以从微腔中倾析出至少一部分上清液和分离液，使得样品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。解析可在微腔中进行，即使当分离液保留在微腔上方的容器中时也是如此。

如下文更详细地描述，并且如实施例中所例示，本发明人发现，当分离液的密度大于样品的上清液密度且液液界面张力为至少50达因/厘米 (0.05N/m)时，具有特别的益处和优势。另外，分离液通常为无毒的，从而不会对待测样品(如果存在)中的感兴趣分析物(例如，细菌、孢子、酶、 DNA、RNA、代谢产物等)产生有毒或其他有害效果。此外，分离液通常是惰性的，这样分离液不会与样品检测体系(包括样品或样品检测容器的任何部分)发生化学反应。此外，分离液在样品的上清液和/或水中通常具有非常低的溶解度(例如，小于1％)。

本公开的样品检测容器可包括一个或多个微腔。本文描述、示出和例举了具有单个微腔的样品检测容器以及具有微腔表面的样品检测容器(即，多个微腔通常构成样品检测容器的内表面)。

在一些实施方案中，样品检测容器可包括向下延伸至一个或多个微腔的壁，并且在一些实施方案中，容器壁的至少一部分可朝所述一个或多个微腔向下逐渐变细，例如以便于样品中的感兴趣分析物移动至一个或多个微腔中，特别是当采用相对较少数量的微腔时。在这样的实施方案中，壁可以有效角α逐渐变细或成角度。

有效角α可在约0度和90度之间变化。在一些实施方案中，当描述有效角α时特别感兴趣的壁部分是位于邻近微腔顶部开口处的壁部分。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。

在一些情况下(例如，在不采用本公开的分离液的情况下)，将容器构造成包括至少部分邻近微腔并以有效角α取向的壁，可最大程度提高微腔中感兴趣分析物的收集(和保留)，同时通过沉淀(例如，离心)方法得到的大部分上清液从微腔(例如，通过倒置容器)的引流也最大程度增加(即，过量上清液不保留在微腔上方(即，微腔顶部开口上方或由微腔顶部开口限定的平面上方)的容器内)。换句话讲，在一些实施方案中，将容器构造成包括以有效角α取向的壁可最大程度增加感兴趣分析物的浓度，特别是当采用一个或几个如下所述的微腔时。关于有效角α的其他细节可参见提交于 2013年12月20日的美国专利申请No.61/918,977，该专利申请全文以引用方式并入本文。

尽管其他此前的系统和方法可浓缩样品并且能够相对早地检测感兴趣分析物，但本公开的系统和方法通过采用分离液以在一个或多个微腔中有效分离样品的浓缩物，从而实现了更早的检测。

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，本公开的采用分离液的系统和方法有效获得了大体容纳于微腔内的浓缩物，与是否采用倒置无关，并且尤其是与倒置速度无关。

“大体容纳”通常可指浓缩物容纳于微腔内，且可容纳较大体积样品或浓缩物的微腔上方没有可见的(即，用肉眼或裸眼)分离液。

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。

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。

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)。

具体地，在一些实施方案中，本公开的系统和方法可包括进行第一浓缩步骤，该第一浓缩步骤包括使用被构造成保留一种或多种感兴趣分析物的过滤器过滤初始样品，以在过滤器的一侧形成过滤物；任选地向过滤物添加一种或多种稀释液并使用过滤物和任何添加的稀释液作为新样品或第二样品；以及进行浓缩步骤，该浓缩步骤包括将第二样品浓缩(例如基于密度)至一个微腔(或多个微腔)内，其中微腔可用作单独的小容积(例如微升或纳升数量级)“试管”，从而得到样品中高浓度感兴趣分析物(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。

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。

然而，如上所述，即使不使用这种多区过滤器，本公开的系统和方法仍然比仅过滤系统和方法更有效，因为本公开的系统和方法除采用过滤外还将例如通过离心将洗脱的过滤物样品进一步浓缩到一个微腔(或多个微腔)中，以缩短感兴趣分析物的检测时间。

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。

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％。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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(Bacilluscereus)；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(Listeriamonocytogenes)；肉毒杆菌 (Clostridium botulinum)；产气荚膜梭菌(Clostridiumperfringens)；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(Yersiniaenterocolitica)；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。

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。

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。

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。

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。

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、 Tergitol 4、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。

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。

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。

“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。

“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。

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。

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％。

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。

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。

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。

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。

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％。

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，可在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中、添加到用于形成待测样品的过滤物(例如，与稀释液一起)或上清液中、涂覆和/或风干在一个或多个微腔中(微腔将被用作样品浓缩物的检测容器)、或者它们的组合。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

在一些实施方案中，单个微腔的容积可为至少约1皮升(pL)，在一些实施方案中，至少约10pL，在一些实施方案中，至少约100pL，并且在一些实施方案中，至少约1000pL(1nL)。在一些实施方案中，微腔容积可不大于约1,000,000pL(1μL)，在一些实施方案中，不大于约100,000pL，并且在一些实施方案中，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。

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％。

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％。

“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。

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。

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。示例性静态和动态接触角测定方法如实施例10和11所述。

在一些实施方案中，样品检测容器(例如，其中可形成本公开的微腔) 的至少内表面的静态水表面接触角(例如，静态和/或动态)(例如，可在结构化表面上或在相同材料的光滑非结构化表面上测定)可为至少约50度，在一些实施方案中，至少约65度，在一些实施方案中，至少约75度，在一些实施方案中，至少约85度，在一些实施方案中，至少约95度，在一些实施方案中，至少约100度，并且在一些实施方案中，至少约130度。

在一些实施方案中，样品检测容器(例如，其中可形成本公开的微腔) 的至少内表面的动态前进表面接触角(例如，可在结构化表面上或在相同材料的光滑非结构化表面上测定)可为至少约50度，在一些实施方案中，至少约65度，在一些实施方案中，至少约75度，在一些实施方案中，至少约85 度，在一些实施方案中，至少约95度，在一些实施方案中，至少约100度，并且在一些实施方案中，至少约130度。

在一些实施方案中，样品检测容器(例如，其中可形成本公开的微腔) 的至少内表面的动态后退表面接触角(例如，可在结构化表面上或在相同材料的光滑非结构化表面上测定)可为至少约25度，在一些实施方案中，至少约35度，在一些实施方案中，至少约45度，在一些实施方案中，至少约65 度，在一些实施方案中，至少约75度，在一些实施方案中，至少约90度，并且在一些实施方案中，至少约100度。

在一些实施方案中，样品检测容器的内表面(例如，以有效角(例如，在不同位置)取向的壁的内表面，参见实施例12)可具有不妨碍微腔中感兴趣分析物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，内表面的表面粗糙度可通过以下方式进行表征，平均粗糙度(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)。

在一些实施方案中，样品检测容器内表面的表面粗糙度可通过以下方式来表征，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。然后可将封闭或加盖的样品检测容器102朝样品检测容器102的封闭端112离心，以在样品检测容器102中形成例如保留在微腔136中的样品浓缩物，并且上清液(例如，大部分上清液)将位于微腔 136上方。然后可向样品检测容器102添加本公开的分离液，该样品检测容器被构造成在微腔136与大部分上清液之间移动，以将微腔136中的浓缩物与样品的其余部分分离。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，可通过以下方法解析浓缩物：倒置样品检测容器102以从微腔136中排出离心所得的样品上清液和分离液，并解析微腔136中的浓缩物，例如通过样品检测容器 102的封闭端112。

采用样品检测容器102的一个示例性样品检测方法将在下文结合图4更详细地说明。

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。

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。

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)。

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。

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。

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。

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可包括多个微腔136。在一些实施方案中，可最大程度减少微腔136的数量，以便最大程度减小可保留样品浓缩物的总体积，从而最大程度增大所保留样品浓缩物中的感兴趣分析物(如果存在)的浓度。

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。这种突出部或支承结构143可在形成和使用期间，尤其是采用单个微腔或几个微腔时，用于支承微腔(或多个微腔)136。

在一些实施方案中，可采用大量的微腔136(例如)来增加仅有一种感兴趣分析物(例如，1菌落形成单位(cfu)的感兴趣细菌)将停留在一个给定微腔136中的概率。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，如果一个给定微腔136中存在最多一种(或相对少量的)感兴趣分析物，那么该微腔136中的浓度可能相对较低，从而导致需要较长的时间来检测该样品。例如，如果样品包含10cfu的感兴趣细菌，并且10cfu中的每cfu都停留在单独的微腔136中，那么这将比所有10cfu停留在同一个微腔136中需要更长的时间来检测感兴趣细菌的存在。

因此，本发明人发现，如果可最大程度减少微腔的数量，那么样品中可能存在的所有感兴趣分析物将更有可能以更小总体积或整体体积在更少数量的微腔136中被浓缩在一起，从而获得更高的浓度，甚至还可缩短检测时间。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，如果不是特别需要量化感兴趣分析物，可利用单个微腔136实现特定的优势。如果需要进行量化，本公开的样品检测容器可包括多个微腔，以有利于进行量化。

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。

如图3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和纵向轴线A。如图1和图2所示，微腔136的纵向轴线A还可以是样品检测容器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。

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。

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。

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。

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一般可在0度至90度的范围内。如上所述，90度的上限可有利于在微腔136中收集任何感兴趣分析物。即，有效角α可被构造成最大程度增加被收集和沉淀到微腔136中的样品量，使得在离心作用下，感兴趣分析物(例如，微生物)将被引导至微腔136中。如实施例所例示，利用本公开的系统和方法测试了45度和60度的有效角α。然而，本发明人发现，本公开的采用分离液的系统和方法的性能不依赖于有效角。

壁138(尤其是其有效角α)可有利于在微腔136中收集感兴趣分析物，并且有利于获得微腔136中的感兴趣分析物的浓度。在一些实施方案中，壁 138(例如，壁138的面积)可相对于微腔136(例如，相对于微腔136的开口面积)明显大很多。因此，以有效角α取向(并且位于邻近微腔136)的壁138的至少一部分的长度(参见例如，图3的长度L)可为微腔136的代表性尺寸(例如，相对于纵向轴线A正交地取向的尺寸)的至少5倍。例如，在一些实施方案中，壁138(或以有效角α取向的壁相关部分)的长度可为 (例如，顶部开口144处)横向尺寸的5倍。图3示出了微腔136的顶部开口144处的横向尺寸X。如图3进一步所示，清楚示出的壁138的部分长度 L为至少5X。

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。

顶部开口的横向尺寸(即，x、y)在本公开中通常被用作代表性横向尺寸，因为这是壁138与微腔136之间的界面位置。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。

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。

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。

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。

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。

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。

图3A示出了样品检测容器102A，其中壁138A是弯曲的，因此其包括多个倾斜度。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。因此，图3A展示了根据本公开的样品检测容器的“壁”可以是弯曲的或可包括多个倾斜度。

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。

图3C示出了具有圆底和圆形顶部开口的微腔136C。拐点I限定微腔 136C与壁138C或(例如)以有效角α”’取向的部分壁交会的地方。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，因此，在此类实施方案中，微腔136C的横向尺寸X可在拐点I的高度处截取。微腔136C的这种弯曲上表面可由模制工件形成。然而，一般来讲，如果本公开的样品检测容器的壁被描述为以有效角α取向，那么本公开的这种“壁” (例如，壁138C)的尺寸相对于微腔136足够大，使得壁136C不仅仅是模制工件。

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)可包括有利于保留感兴趣浓缩物的表面改性(例如，亲水/亲油表面处理或涂覆)。

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。

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。

在一些实施方案中，样品检测容器102具有保留浓缩物体积的容量，并且/或者多个(如果采用)微腔136(或微腔表面)的收集体积为至少约1微升(μL)，在一些实施方案中，至少约5μL，在一些实施方案中，至少约10μL，并且在一些实施方案中，至少约25μL。在一些实施方案中，样品检测容器 102具有保留浓缩物体积的容量，并且/或者多个(如果采用)微腔136(或微腔表面)的收集体积为不大于约200μL，在一些实施方案中，不大于约 100μL，在一些实施方案中，不大于约75μL，并且在一些实施方案中，不大于约50μL。在一些实施方案中，样品检测容器102具有保留浓缩物体积的容量，并且/或者多个微腔136(或微腔表面)的收集体积在约1μL至约100μL 的范围内。在一些实施方案中，这些容积可表示为每单位面积的容积(例如，μL/cm²)，使得微腔表面的收集体积可不依赖于样品检测容器102的总尺寸。

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。

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。

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

如图4所示，在第一步150A中，可将样品152定位于样品检测中，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。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。

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：

V＝2ga²(ρ1-ρ2)/9η (1)

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。

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。

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，在海平面高度的地面上为500*9.8m/s²)，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。

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。

如图4的步骤150C所示，然后可将一种或多种分离液157添加到样品检测容器102中。例如，可暂时从样品检测容器102上移除顶盖104，以添加分离液157，然后通过将顶盖104联接到样品检测容器102重新封闭样品检测系统100。

如图4的步骤150C所示，分离液157有效地从微腔136中置换出位于微腔136外侧(即，位于微腔136的顶部开口144上方)的上清液156，使得样品152的浓缩液154被保留且分离在微腔136中。即，分离液157在位于微腔136中的样品152浓缩物154和样品检测容器102中的样品剩余物之间移动，使得分离液157有效地将容纳在微腔136中的浓缩物154与样品152 的大部分上清液156分离。

因此，在图4的方法150的步骤150C处，分离液157位于微腔136上方的样品检测容器102中。令人惊奇的是，分离液157具有在不破坏微腔136 中的浓缩物154的情况下，有效地将浓缩物154与大部分上清液156分离的能力。也就是说，本发明人发现，分离液157可用于将微腔136中的浓缩物 154与上清液156分离，同时保持微腔136保留浓缩物154的能力，即，不会增加浓缩物154的体积，浓缩物的体积增加会引起感兴趣分析物的浓度降低且检测时间延长。此外，由于分离液157可有效分离浓缩物154，因此无需从样品检测容器102中移除上清液156和分离液157，也无需将上清液和分离液从微孔136中吸走(例如，通过倒置样品检测容器102)。这种移除上清液156和/或分离液157的方法仍然是可能的，但在快速检测微腔136中的感兴趣分析物时不需要。

分离液157之所以具有将浓缩物154与大部分上清液156有效分离的能力，可能至少部分是由于分离液157具有足以使分离液157向下移动至样品检测容器102的底部(即，移向微腔136)以置换上清液156的密度，而且与样品152、尤其是与样品152的上清液156具有足够的界面张力(即，液液界面张力)。分离液157之所以具有在不破坏浓缩物154的情况下，分离微腔136中的浓缩物154的能力，还可能至少部分是由于分离液157与样品 152(即，上清液156)之间的界面张力。

分离液157与样品152(即，上清液156)之间足够的界面张力可确保分离液157和上清液156(均位于微腔136处和微腔136上方的大部分液体中)之间的正确分离。换句话讲，分离液157与样品152(即，上清液156) 之间足够的界面张力可确保将微腔136中的浓缩物154与微腔136上方的大部分液体(即，上清液156)正确分离。

具体地，分离液157的密度可大于样品152的上清液156(即，位于微腔136外侧的大部分上清液)的密度。在一些实施方案中，分离液157的密度可大于(例如，用于含水样品的)水，具体地，分离液157的密度可为至少1.2g/mL(或g/cm³)。在一些实施方案中，分离液157的密度可为至少 1.3g/mL，在一些实施方案中，至少1.4g/mL，在一些实施方案中，至少1.5g/mL，在一些实施方案中，至少1.6g/mL，在一些实施方案中，至少1.7g/mL，在一些实施方案中，至少1.8g/mL，在一些实施方案中，至少1.9g/mL，并且在一些实施方案中，至少2.0g/mL。在一些实施方案中，分离液157的密度可不大于3.0g/mL，在一些实施方案中，不大于2.8g/mL，在一些实施方案中，不大于2.5g/mL，在一些实施方案中，不大于2.3g/mL，并且在一些实施方案中，不大于2.0g/mL。在一些实施方案中，分离液157的密度在1.2g/mL至1.94g/mL 的范围内。在一些实施方案中，分离液157的密度在1.4g/mL至1.94g/mL的范围内。

换句话讲，在一些实施方案中，分离液157的密度可比样品152(即，上清液156)的密度大至少0.2g/mL，在一些实施方案中，大至少0.3g/mL，在一些实施方案中，大至少0.4g/mL，在一些实施方案中，大至少0.5g/mL，在一些实施方案中，大至少0.6g/mL，在一些实施方案中，大至少0.7g/mL，在一些实施方案中，大至少0.8g/mL，在一些实施方案中，大至少0.9g/mL，在一些实施方案中，大至少1.0g/mL。在一些实施方案中，分离液157的密度可比样品152(即，上清液156)的密度大不超过2.0g/mL，在一些实施方案中，大不超过1.8g/mL，在一些实施方案中，大不超过1.5g/mL，在一些实施方案中，大不超过1.3g/mL，并且在一些实施方案中，大不超过1.0g/mL。在一些实施方案中，分离液157的密度可比样品152(即，上清液156)的密度大0.2g/mL至0.94g/mL。在一些实施方案中，分离液157的密度可比样品 152(即，上清液156)的密度大0.4g/mL至0.94g/mL。

就含水样品152而言，分离液157的密度可比水的密度大至少0.2g/mL，在一些实施方案中，大至少0.3g/mL，在一些实施方案中，大至少0.4g/mL，在一些实施方案中，大至少0.5g/mL，在一些实施方案中，大至少0.6g/mL，在一些实施方案中，大至少0.7g/mL，在一些实施方案中，大至少0.8g/mL，在一些实施方案中，大至少0.9g/mL，并且在一些实施方案中，大至少1.0g/mL。在一些实施方案中，分离液157的密度可比水的密度大不超过2.0g/mL，在一些实施方案中，大不超过1.8g/mL，在一些实施方案中，大不超过1.5g/mL，在一些实施方案中，大不超过1.3g/mL，并且在一些实施方案中，大不超过 1.0g/mL。在一些实施方案中，分离液157的密度可比水的密度大0.2g/mL至 0.94g/mL。在一些实施方案中，分离液157的密度可比水的密度大0.4g/mL 至0.94g/mL。

此外，分离液157与样品152、尤其是与上清液156的界面张力(即，液液界面张力)可为至少50达因/厘米(0.05N/m)；在一些实施方案中，至少52达因/厘米(0.052N/m)；在一些实施方案中，至少55达因/厘米 (0.055N/m)；在一些实施方案中，至少56达因/厘米(0.056N/m)；在一些实施方案中，至少60达因/厘米(0.06N/m)；在一些实施方案中，至少65达因/厘米(0.065N/m)。

在一些实施方案中，分离液157的表面张力可不大于20达因/厘米 (0.02N/m)；在一些实施方案中，不大于19达因/厘米(0.019N/m)；在一些实施方案中，不大于18达因/厘米(0.018N/m)；在一些实施方案中，不大于17达因/厘米(0.017N/m)；在一些实施方案中，不大于16达因/厘米 (0.016N/m)；在一些实施方案中，不大于15达因/厘米(0.015N/m)；在一些实施方案中，不大于10达因/厘米(0.01N/m)。

在一些实施方案中，分离液157与样品152(例如，上清液156)之间的界面张力可通过计算(即，通过从样品152(例如，上清液156)的表面张力中减去分离液157的表面张力)来估计。

在一些实施方案中，如果样品152是含水的，那么分离液157与样品152 (或上清液156)之间的界面张力可通过找出或计算分离液157与水之间的界面张力来估算。例如，在一些实施方案中，分离液157与水之间的界面张力可为至少50达因/厘米(0.05N/m)；在一些实施方案中，至少52达因/厘米(0.052N/m)；在一些实施方案中，至少55达因/厘米(0.055N/m)；在一些实施方案中，至少56达因/厘米(0.056N/m)；在一些实施方案中，至少60达因/厘米(0.06N/m)；并且在一些实施方案中，至少65达因/厘米 (0.065N/m)。

此外，可能有必要最大程度减少样品152(例如，沉淀物或任何感兴趣分析物和/或上清液156)在分离液157中的扩散和/或溶解，反之亦然。例如，在一些实施方案中，分离液157在样品152(例如，上清液156)中的溶解度可小于1％(或10,000ppm)，在一些实施方案中，小于0.1％(或1,000ppm)，在一些实施方案中，小于0.01％(或100ppm)。

就含水样品152而言，分离液157的特征在于在水中的溶解度小于1％ (或10,000ppm)，在一些实施方案中，小于0.1％(或1,000ppm)，在一些实施方案中，小于0.01％(或100ppm)。

在一些实施方案中，分离液157中的样品152(或水)的溶解度可小于 1％(或10,000ppm)，在一些实施方案中，小于0.1％(或1,000ppm)，在一些实施方案中，小于0.01％(或100ppm)。

如上所述，分离液157对于样品检测系统(包括样品检测容器102、样品152和样品152中可能存在的任何感兴趣分析物)还可以为无毒且惰性的。

在一些实施方案中，分离液157还可以是无色的，以提供(并且不会干扰)用于解析微腔136的多种解析方法。例如，对于一些类型的检测(例如，荧光)，分离液157可被构造成允许从上方(即，通过分离液157)、从下方和/或从侧激发微腔136，以及从上方、从下方和/或从侧检测微腔。

短语“无色”一般用来指如下物体或基底，其透射波长处于紫外(例如，约200nm至约400nm；“UV”)光谱和/或可见(例如，约400nm至约700nm；“Vis”)光谱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和/或Vis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和/或Vis光谱中的选定波长(或范围)的至少约90％。

在一些实施方案中，分离液157可包括含有碳氟化合物、氟碳衍生物、全氟化合物、其他合适的混合物或者它们的组合的液体；满足本公开限制条件的其他液体；或者它们的组合。基于碳氟化合物的液体的示例可包括以商品名3M^TMFLUORINERT^TM(美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company, St.Paul,MN))购得的电子液体；以商品名3M^TMNOVEC^TM(3M公司(3M Company))购得的工程流体；以商品名(美国特拉华州威尔明顿的杜邦公司(Dupont,Wilmington,DE))购得的氟化油；其他合适的基于碳氟化合物的液体；或者它们的组合。一般来讲，“全氟化合物”是碳链上的所有氢被氟代替的有机氟化合物，其中该分子还包含至少一种不同的原子或官能团。一般来讲，“碳氟化合物”是通过用氟原子替换碳氢化合物中的一个或多个氢原子而形成的化合物。碳氟化合物有时被称为全氟化碳。

如图4的步骤150D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，如大箭头所表示)解析(例如，光学解析)微腔136中的浓缩物154。大箭头被示出为竖直朝上指向微腔136(即，指向其基部146)，但应当理解，可从任何所需的方向(例如，包括通过分离液157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无色的，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所示，上清液156和分离液157保留在微腔136的上方，这可避免浓缩物154在检测/解析过程完成前大量蒸发。

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。

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。

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)。

另选地，如图4的步骤150E所示，可(例如)在检测之前将样品检测容器102(即，样品检测系统100)倒置，使得离心步骤所得的上清液156 和分离液157从微腔136中滗析出来，而浓缩物154仍然保留在微腔136中。如图步骤150E的大箭头所示，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，如大箭头所表示)解析(例如，光学解析)微腔136中的浓缩物154。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，在此类实施方案中，如图4的步骤150D所示，上清液156(和分离液157)可用作湿度贮存器，以避免浓缩物154在检测/解析过程完成前大量蒸发。

如步骤150E进一步所示，因为分离液157比上清液156浓稠，所以当样品检测系统100倒置时，分离液157朝顶盖104移动。

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。

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，在顶盖104以-90度取向(例如，相对于水平方向)的实施方案中，如图4的步骤150A和步骤150B所示，可能需要将容器108倒置至少90度(例如，倒置到0度)或更大角度，以便从保留在微腔 136中的浓缩物154充分排出上清液156(如果需要此类排出)。

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。

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。

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。

如图5所示，分离液157可将微腔136中的浓缩物154与微腔136上方的大部分上清液156(见图4)分离，使得分离液157覆盖微腔136的顶部开口144，并且将微腔136中的浓缩物154与样品152的其余部分(例如，位于微腔136上方或外侧的大部分上清液)分离。

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)的有效收集和分离，同时样品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。

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。

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。

微腔136适于保留从图4及如上所述的离心步骤150B所得的浓缩物 154。

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。

图5还示出了壁138的有效角α。如上所述，图1至图3、图4和图5 的样品检测容器102的壁138的有效角α以举例的方式被示出为60度。此外，仅以举例的方式示出单个微腔136。

如图5进一步所示，分离液157可分离微腔136中的样品152的浓缩物 154，使得所保留的体积约等于(或小于)微腔136所限定的容积。

即，在本公开采用分离液157的系统和方法中，浓缩物154的总保留体积和微腔容积之比为约1。

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。

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。

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。

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。

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。

仅以举例的方式，样品检测容器202的有效角α为60度。测试了被构造为如图1至图3、图4和图5、图6至图7所示的样品检测容器，以及有效角为45度的类似样品检测容器(参见实施例)，测试结果表明，当采用本公开的分离液时，在离心之后可有效保留一部分样品。

图8和图9示出了根据本公开的另一个实施方案的样品检测系统400，其中类似的数字代表类似的元件。图8和图9的样品检测系统400共享许多与上文结合图1至图5所述的样品检测系统100以及图6和图7的样品检测系统200相同的元件、特征和功能。参考以上附图1至附图7的描述，以更完整地说明图8至图9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7所述的任何特征可应用于图8至图9的实施方案，反之亦然。

样品检测系统400包括样品检测容器402。系统400的顶盖未在图8中示出，但应当理解，各种配套顶盖中的任一种均可用于有效封闭和密封样品检测容器402，例如样品检测系统100的顶盖104。可利用上述联接装置中的任一种，任选地采用一种或多种密封件(例如，O型环)，将样品检测容器 402联接到任何这种顶盖。

如图8所示，样品检测容器402可以是具有封闭端或基部412(例如，非锥形封闭端412)和开口端414的细长管。样品检测容器402的封闭端412 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436，微腔436朝样品检测容器402的开口端414打开。仅以举例的方式，样品检测容器402被示出为包括平坦的内表面424，微腔表面在其中形成，使得样品检测容器402包括多个微腔436。上文所述的微腔136的任何特征、替代形式和制备方法也可应用于图8和图9的多个微腔436中的每一个。

具体地，微腔436在样品检测容器402的第一侧440中形成，所述第一侧通常面向样品检测容器402的内部(或“内侧”)，并且通常包括样品检测容器402的内表面424或其一部分。具体地，第一侧440可包括内表面424，微腔436可在其中形成，使得每个微腔436的顶部开口444朝样品检测容器 402的第一侧440并且朝样品检测容器402的内部打开(参见图9)。样品检测容器402还可包括与第一侧440大致相对的第二侧441。第二侧441可面向样品检测容器402的外侧，例如，远离样品检测容器402。因此，可从第二侧441解析保留在样品检测容器402中(即，微腔436中)的浓缩物。

测试了被构造为如图8至图9所示的样品检测容器(参见实施例)，测试结果表明，当采用本公开的分离液时，在离心之后可有效保留一部分样品。

仅以举例的方式，图9示出了采用分离液157使样品检测容器402经受图4的步骤150A至150D后样品检测容器402的特写示意图。

如图9所示，分离液157可将微腔436中的浓缩物454与(即，位于微腔436上方和图9的视图外的)大部分上清液分离，使得分离液157覆盖每个微腔436的顶部开口444，并且将每个微腔436中的浓缩物454与样品452 的其余部分(例如，位于微腔436上方或外侧的大部分上清液)分离。

在一些实施方案中，如图9所示，浓缩物454可包含不溶性物质458和液体460，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458 的可溶性物质。浓缩物454、尤其是不溶性物质458(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)(如果存在于样品中)。液体460可包含样品的上清液的至少一部分。

如图9进一步所示，分离液157可分离微腔436中的样品浓缩物454，使得所保留的体积约等于(或小于)多个微腔436所限定的收集体积。即，在本公开采用分离液157的系统和方法中，浓缩物454的总保留体积和微腔收集体积之比为约1。此外，对于每个单独的微腔436而言，保留在每个微腔436中的浓缩物454总保留体积与单独的微腔容积之比为约1。

如上文结合图8所述，微腔436可在样品检测容器402的内表面424中形成。然而，在一些实施方案中，另选地或除此之外，微腔436可在可联接到(例如，抵靠定位在)样品检测容器402内表面424的至少一部分的基底 (或衬套或膜)中形成。在采用基底(或膜)的实施方案中，基底的厚度可为至少约25微米，在一些实施方案中，至少约100微米，并且在一些实施方案中，至少约400微米。在一些实施方案中，基底的厚度可不大于约2000 微米，在一些实施方案中，可不大于约1000微米，并且在一些实施方案中，可不大于约250微米。

在一些实施方案中，基底可为可以由各种合适的材料形成的膜，所述材料包括但不限于聚烯烃(例如，聚丙烯、聚乙烯或者它们的共混物)、烯烃共聚物(例如，与乙酸乙烯酯的共聚物)、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(尼龙-6和尼龙-6,6)、聚氨酯、聚丁烯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚碳酸酯、聚苯乙烯、液晶聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯腈、环状聚烯烃或者它们的组合。在一些实施方案中，膜可包含选自以下物质的化合物：l-(3-甲基-正-丁基氨基)-9,10-蒽二酮、1-(3-甲基-2-丁基氨基)-9,10-蒽二酮、1-(2-庚基氨基)-9,10- 蒽二酮、1,1,3,3-四甲基丁基-9,10-蒽二酮、1,10-十亚甲基-双-(-1-氨基-9,10-蒽二酮)、1,1-二甲基乙氨基-9,10-蒽二酮以及l-(正丁氧基丙基氨基)-9,10-蒽二酮。在一些实施方案中，膜材料可包含固化聚合物。这种固化聚合物可来源于树脂，所述树脂选自：衍生自环氧化物、聚酯、聚醚和聚氨酯的丙烯酸酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸基树脂；烯键式不饱和化合物；具有至少一个丙烯酸酯侧基的氨基塑料衍生物；衍生自异氰酸酯和多元醇(或多胺)的聚氨酯(聚脲)；具有至少一个丙烯酸酯侧基的异氰酸酯衍生物；不同于丙烯酸化环氧化物的环氧树脂；以及它们的混合物和组合。

如图9进一步所示，微腔436可至少部分地由多个壁442限定，每个微腔436可进一步由基部446限定。在一些实施方案中，壁442可以是限定单独的腔的交叉壁442，而不是具有长度的通道。

在一些实施方案中，一个或多个微腔436可限定微腔表面(或微结构化表面)439。仅以举例的方式，微腔表面439在图8中被示出为延伸横跨样品检测容器402的整个底表面，然而，在一些实施方案中，微腔表面439可能仅呈现在样品检测容器400的基部的一部分中。

在此类实施方案中，微腔表面439可通过多种方法形成，包括多种微复制方法，其包括但不限于浇铸、涂覆、模制和/或压合技术、其他合适的技术或者它们的组合。例如，微腔表面439的微结构化可通过下列方法中的至少一种形成：(1)利用具有微结构化图案的工具浇铸熔融的热塑性塑料，(2) 将流体涂覆到具有微结构化图案的工具上，使流体固化，移除所得的薄膜，和/或(3)使热塑膜穿过压料辊从而压在具有微结构图案的工具(例如，凸模具)上(即，压印)。可使用本领域的技术人员已知的多种技术中的任一种来形成该工具，技术的选择部分取决于工具材料和所需外形的特征。其他合适的技术包括蚀刻(例如，化学蚀刻、机械蚀刻、反应离子刻蚀等、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。

形成微腔表面439的替代方法包括热塑性挤出法、可固化流体涂覆法以及压印热塑层(也可固化)法。关于基底或膜材料以及形成微腔表面439的各种工艺的其他信息可见于例如，Halverson等人的PCT公布No.WO 2007/070310和美国公布No.US 2007/0134784；Hanschen等人的美国公布No. US 2003/0235677；Graham等人的PCT公布No.WO2004/000569；Ylitalo等人的美国专利No.6,386,699；Johnston等人的美国公布No.US 2002/0128578 和美国专利No.US 6,420,622、US 6,867,342和US 7,223,364，这些专利中的每一篇均以引用方式并入本文。

通过微复制，可在不使用相对复杂的加工技术的情况下，大规模制备微腔表面439，所得的产品之间无显著差异。在一些实施方案中，通过微复制可制备在制备中和制备后可保留个体特征保真度的微腔表面，并且产品之间的差异不超过约50微米。在一些实施方案中，微腔表面439在制备中和制备后保留个体特征保真度，产品之间的差异不超过25微米。在一些实施方案中，微腔表面439包括具有个体特征保真度的外形(即，物体、位置或其区域的表面特征)，所述个体特征保真度以约50微米至0.05微米之间的分辨率得以保持，在一些实施方案中，以约25微米至1微米之间的分辨率得以保持。

微腔436适于保留从图4的离心步骤150B所得的浓缩物454。图9所示的每个微腔436具有大致呈矩形的剖面形状并且由至少两个壁442和基部或封闭端446形成，并且每个微腔436与相邻的微腔436被壁442分开。每个微腔436还包括开口端或顶部开口444。应当理解，微腔436可包括多种形状，以便能够保留浓缩物154。换句话讲，每个微腔436的形状和尺寸可以被设计成给浓缩物454提供容器或孔。

此外，图9中示出的微腔436仅以举例的方式示出为规则地排列(例如为格形阵列)。然而，应当理解，微腔436可包括多种规则排列或阵列、不规则排列或者它们的组合。在一些实施方案中，微腔436在局部或较小范围内不规则排列，但该不规则排列在较大范围内为重复或有序的。另选地，在一些实施方案中，微腔436在较小范围内有序排列，但该有序区域在较大范围内不规则排列。

此外，在图4所示的实施方案中，所有的壁442均具有相同的尺寸和形状。然而，应当理解，壁可能具有多种其他形状。例如，壁442的剖面形状不必是大致的矩形，而是可包括上述剖面形状中的任何一种。

壁442和微腔436可通过多种尺寸、维度、壁442或微腔436之间的距离、相对尺寸等来表征。壁442通常具有诸如厚度、高度、长度、宽度等之类的维度。微腔436通常具有带有诸如半径、直径、高度、宽度、长度等维度的容积。通常，壁442和/或微腔436的尺寸、形状和间隔被设计成在样品检测容器402为任意取向时，将浓缩物454保持在微腔436中(如，通过毛细作用力)。

在一些实施方案中，壁442的平均厚度可为至少约1微米，在一些实施方案中，至少约5微米，并且在一些实施方案中，至少约10微米。在一些实施方案中，壁442的平均厚度可不大于约50微米，在一些实施方案中，不大于约30微米，并且在一些实施方案中，不大于约20微米。

在一些实施方案中，壁442的形状和/或尺寸可设计为使得壁442的顶部表面的面积最小，从而任何被收集在壁142的顶部表面上的物质可转移到相邻的微腔436中。例如，在一些实施方案中，壁442可包括朝顶部表面的渐缩部。在一些实施方案中，顶部表面可包括凸面形状。在一些实施方案中，可采用渐缩部和凸面形状的组合。在一些实施例中，顶部表面并非呈弧形，而是平坦的；然而，限定微腔436的开口444的顶部表面平滑，没有或者几乎没有明显的边缘。

在一些实施方案中，可选择任何给定区域中的壁442和微腔436的构造，使得壁或微腔的平均间距P(即，分别为相邻的壁442或微腔436之间的中心至中心距离)为至少约1微米；在一些实施方案中，为至少约10微米；并且在一些实施方案中，为至少约50微米。在一些实施方案中，壁或微腔的平均间距P不大于约1000微米，在一些实施方案中，不大于约800微米，在一些实施方案中，不大于约600微米，在一些实施方案中，不大于约500微米，在一些实施方案中，不大于约200微米，在一些实施方案中，不大于约150 微米，并且在一些实施方案中，不大于约100微米。在一些实施方案中，间距P可在50微米至850微米范围内。

一般来讲，微腔436的堆积密度越高(例如，用平均微腔密度或平均孔密度来表示)，通常给定面积内的样品检测容器402的第一侧440可以容纳的浓缩物454越多。另外，在一些实施方案中，如果微腔表面439包括更多的介于微腔436之间的平台区域(land area)，则有可能样品中更致密的部分(例如，包含感兴趣分析物)可以被离心到平台区域上。因此，一般来讲，优选在微腔表面439上有较高的微腔密度，以便有较高的捕集可能性。

在一些实施方案中，平均微腔密度为至少约20个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约30个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约70个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约100个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约150 个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约200个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约500个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约800个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约900个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约1000 个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约2000个微腔/cm²，在一些实施方案中，至少约3000个微腔/cm²。在一些实施方案中，微腔密度可为约825个微腔/cm²。

在一些实施方案中，壁442的平均高度或微腔436的平均深度(即每个微腔436的封闭端或基部446与微腔436的开口端或顶部开口444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，壁442的平均高度或微腔436 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。在图9中所示的实施方案中，壁高度基本上与微腔深度相同；然而，应当理解并不一定如此。例如，在一些实施方案中，微腔436包括凹进去甚至低于壁442的底部的部分，使得微腔的深度大于壁的高度。然而，即使在这些实施方案中，以上尺寸范围也可适用。

如上所述，在一些实施方案中，微腔436可各自包括拔模角β。然而，为简单起见，图9的微腔436未示出此类拔模角β。

图10至图14示出了根据本公开的一个实施方案的样品检测系统300，其中类似的数字一般代表类似的元件。图10至图14的样品检测系统300共享许多与上文分别结合图1至图5、图6至图7和图8至图9所述的样品检测系统100、200和400相同的元件、特征和功能。为更全面地说明图10至图14中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)，参考上文附图1至附图9的说明。上文结合图1至图5、图6至图7或图8至图9所述的任何特征可应用于图10至图14的实施方案，反之亦然。

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。

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、图11和图14)和第二容器(或“第二容器组件”)305(参见图3、图4和图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。

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。

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/s²) 下保留样品浓缩物的至少一部分。

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。然后第二容器305可朝着微腔136离心，以将至少一部分过滤物从过滤器312移至微腔136。这样做时，可以形成样品的沉淀物和上清液。可使用诸如分离液将上清液从微腔136中分离出来，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)。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

如图14所示，过滤器部分308的第二端345(例如过滤器外壳332)与过滤器连接组件320的第二端325(或接收器部分306的第二端316)可以联接在一起，并取向为第一取向(如，向上)。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。

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。

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。

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可被构造成按一定方式配合和接合过滤器部分308的突出329，所述方式与螺纹123配合和接合图1至图3、图4 和图5中样品检测系统100的顶盖104的突出121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能够通过其他装置(例如任何上述装置)可移除地联接在一起。在一些实施方案中，整个第二容器305可以为一次性的，并且可在检测过程后被弃去。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

如使用图1至图3、图4和图5的样品检测系统100，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，例如感兴趣分析物的浓度)除以初始样品(过滤前或过滤后)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。

在一些实施方案中，图10和图11的接收器部分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。

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。

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。

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。

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。

特别地，在图10至图14中所示的实施方案中，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329(参见图12)和样品检测容器102的螺纹123可以螺纹连接到一起。

如图14的第三步所示，然后可将第二容器305倒置为第二取向并在朝样品检测容器102的第二方向(或取向)D₂离心(参见图14的第四步)。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。图14的第四步中显示的离心步骤通常可在上述图4的离心步骤150B之后进行。

如图14的第五步所示，然后可将一种或多种分离液357添加到样品检测容器102中。例如，可暂时从样品检测容器102上移除过滤器部分308，以添加分离液357，然后通过将过滤器部分308联接到样品检测容器102重新封闭第二容器305。

如图14的第五步所示，分离液357有效地从微腔136中置换出位于微腔136外侧的上清液356，使得样品352、352'的浓缩物354被保留在微腔136 中。即，分离液357在位于微腔136中的浓缩物354和样品检测容器102中的样品剩余物之间移动，使得分离液357有效地将容纳在微腔136中的浓缩物354与大部分上清液356分离。

如图14(即通过方法350中两个可选的第六步)进一步所示，然后可解析微腔136中的浓缩物354(例如，通过光学解析)，或者先倒置再解析。图14的最后两个可选步骤中以大箭头表示解析。如第一个可选解析步骤中所示，上清液356和分离液357可在解析期间保持在微腔136之上(即覆盖其顶部开口)。

如第二个可选解析步骤中所示，可(例如)在检测之前将样品检测容器 102(即第二容器305)倒置，使得离心步骤所得的上清液356和分离液357 从微腔136中滗析出来，而浓缩物354仍然保留在微腔136中。图14的第二个可选的第六步中显示的倒置步骤通常可在上述图4的倒置步骤150E之后进行。

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，并且分离液357可以是无色的，以便能够从任何所需取向解析(例如，光学解析)浓缩物354。图14的两个可选的解析(或检测)步骤通常可在上述图4 的两个可选的解析步骤150D和150E之后进行。

如第二个可选解析步骤进一步所示，因为分离液357比上清液356浓稠，所以当第二容器305倒置时，分离液357朝过滤器部分308移动。

在一些实施方案中，尤其当第二容器305被倒置时，上清液356可从第二容器305移除并弃去，或在后续处理步骤(例如重复离心步骤)中使用。

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)的有效收集和分离，样品352、352’和/或浓缩物354的损失极少。例如，可通过在图14的第四步中所示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”以及后续添加分离液357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。

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。

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。

以下实施方案旨在说明本公开而非进行限制。

实施方案

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和基部，并且被构造成提供毛细作用力以保留感兴趣样品，其中所述微腔包括所述样品离心所得样品浓缩物，并且其中所述浓缩物包含沉淀物和至少一部分上清液；和

位于容器中微腔之上的分离液，其中所述分离液定位在微腔和位于微腔外侧的上清液之间；

其中分离液的密度大于样品的上清液的密度，并且分离液与上清液的界面张力为至少0.05N/m，并且

其中分离液为无毒且惰性的。

2.一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：

提供样品检测容器，所述样品检测容器包括：

被构造成接纳样品的开口端，和

包括微腔的封闭端，所述微腔包括顶部开口和基部，并且

被构造成提供毛细作用力以保留感兴趣样品；

将样品定位在样品检测容器中；

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；

在离心样品检测容器后，向样品检测容器添加分离液，以从微腔中置换出位于微腔外侧的上清液，使得样品的浓缩物保留在微腔中，所述浓缩物包含沉淀物，其中所述分离液在微腔和位于微腔外侧的上清液之间移动；

其中分离液的密度大于样品的上清液的密度，并且分离液与上清液的界面张力为至少0.05N/m，并且

其中分离液为无毒且惰性的。

3.根据实施方案1所述的样品检测容器或者根据实施方案2所述的方法，其中分离液的密度为至少1.2g/ml。

4.根据实施方案1或3所述的样品检测容器或者根据实施方案2或3 所述的方法，其中分离液的密度比水大至少0.2g/ml。

5.根据实施方案1和3-4中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-4中任一项所述的方法，其中分离液的表面张力不大于 0.02N/m。

6.根据实施方案1和3-5中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-5中任一项所述的方法，其中分离液与上清液的界面张力为至少0.055N/m。

7.根据实施方案1和3-6中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-6中任一项所述的方法，其中样品为含水的，并且其中分离液与水的界面张力为至少0.05N/m。

8.根据实施方案1和3-7中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-7中任一项所述的方法，其中样品为含水的，并且其中分离液与水的界面张力为至少0.055N/m。

9.根据实施方案1和3-8中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-8中任一项所述的方法，其中分离液的水中溶解度小于1％。

10.根据实施方案1和3-9中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-9中任一项所述的方法，其中分离液是无色的。

11.根据实施方案1和3-10中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-10中任一项所述的方法，其中分离液包括基于碳氟化合物的液体。

12.根据实施方案1和3-11中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-11中任一项所述的方法，其中微腔为单个微腔。

13.根据实施方案1和3-11中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-11中任一项所述的方法，其中微腔为多个微腔之一。

14.根据实施方案1和3-13中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-13中任一项所述的方法，其中微腔适于在容器受到离心力作用时接纳样品的浓缩物，并且其中微腔还适于在正常重力下保留样品的浓缩物的至少一部分。

15.根据实施方案1和3-14中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-14中任一项所述的方法，其中样品检测容器由聚烯烃、环烯烃共聚物、聚碳酸酯、丙烯酸、聚苯乙烯、其他合适的聚合物材料或者它们的组合中的至少一个形成。

16.根据实施方案1和3-15中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-15中任一项所述的方法，其中微腔包括不大于1微升的容积。

17.根据实施方案1和3-16中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-16中任一项所述的方法，其中微腔具有截头圆锥形状或截头棱锥形状。

18.根据实施方案1和3-17中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-17中任一项所述的方法，其中微腔包括侧壁，并且其中侧壁包括至少10度的拔模角。

19.根据实施方案1和3-18中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-18中任一项所述的方法，其中容器的内表面具有至少65 度的静态水表面接触角。

20.根据实施方案1和3-19中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-19中任一项所述的方法，其中容器的内表面具有至少25 度的动态后退水表面接触角。

21.根据实施方案1和3-20中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-20中任一项所述的方法，其中容器的内表面具有通过小于500nm的粗糙度平均(Ra)值来表征的表面粗糙度。

22.根据实施方案1和3-21中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-21中任一项所述的方法，其中微腔的基部基本上是透明的，使得微腔的内容物可从样品检测容器的外侧看见。

23.根据实施方案22所述的样品检测容器或方法，其中微腔的侧壁基本上是不透明的。

24.根据实施方案1和3-23中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-23中任一项所述的方法，其中微腔包含试剂。

25.根据实施方案24所述的样品检测容器或方法，其中所述试剂包括底物、酶、生长试剂、裂解试剂或者它们的组合中的至少一个。

26.根据实施方案1和3-25中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-25中任一项所述的方法，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。

27.根据实施方案1和3-26中任一项所述的样品检测容器或者根据实施方案2-26中任一项所述的方法，其中样品为水。

28.一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第一侧上的样品的过滤物；和

第二容器组件，所述第二容器组件包括联接到实施方案1-27 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。

29.根据实施方案2所述的方法，其中将样品定位在样品检测容器中包括：

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样品的感兴趣分析物的过滤器，该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；以及

将过滤器部分联接到样品检测容器以形成第二容器组件，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。

30.根据实施方案2所述的方法，其中将样品定位在样品检测容器中包括：

提供第一容器组件，所述第一容器组件包括适于容纳所述样品的接收器部分以及适于可移除地联接到所述接收器部分的过滤器部分，所述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；

通过使样品从接收器部分沿第一方向朝过滤器的第一侧移动来过滤样品，以在过滤器的第一侧上形成样品的过滤物，同时除去样品的滤液；以及

将第一容器组件的接收器部分与过滤器部分分离；

将过滤器部分联接到样品检测容器以形成第二容器组件，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。

31.根据实施方案2、29或30所述的方法，该方法还包括解析微腔中的浓缩物是否有感兴趣分析物。

32.根据实施方案31所述的方法，该方法还包括在解析前温育样品检测容器。

33.根据实施方案31或32所述的方法，其中在短于3小时内在微腔中检测感兴趣分析物(如果存在)。

34.根据实施方案31-33中任一项所述的方法，其中解析微腔中的浓缩物包括解析吸光度、透射比、荧光、化学发光及其组合中的至少一个。

35.根据实施方案2和29-34中任一项所述的方法，其中解析微腔中的浓缩物包括光学解析微腔中的浓缩物。

36.根据实施方案35所述的方法，其中光学解析包括解析微腔中的浓缩物的荧光。

37.根据实施方案35或36所述的方法，其中光学解析包括

朝微腔中的浓缩物导入第一频率的电磁能量，以及

检测从微腔中的浓缩物发射出的第二频率的电磁能量。

38.根据实施方案35所述的方法，其中光学解析包括以比色法解析浓缩物。

39.根据实施方案35或38所述的方法，其中光学解析包括

在微腔中的浓缩物处发射宽频率范围的电磁能量，以及

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。

40.根据实施方案35-39中任一项所述的方法，其中光学解析微腔中的浓缩物包括光学扫描微腔。

41.根据实施方案35-40中任一项所述的方法，其中光学解析微腔中的浓缩物包括对微腔进行成像。

42.根据实施方案31-41中任一项所述的方法，其中解析微腔中的浓缩物包括检测指示感兴趣分析物的光。

43.根据实施方案31-42中任一项所述的方法，其中解析微腔中的浓缩物包括通过吸光度、反射率或荧光检测光。

44.根据实施方案31-43中任一项所述的方法，其中解析微腔中的浓缩物包括以免疫方法检测感兴趣分析物。

45.根据实施方案31-44中任一项所述的方法，其中解析微腔中的浓缩物包括以基因方法检测感兴趣分析物。

46.根据实施方案31-45中任一项所述的方法，其中解析微腔中的浓缩物包括检测从样品的活细胞中释放出的酶。

47.根据实施方案31-46中任一项所述的方法，其中解析微腔中的浓缩物包括以比色法、荧光法、发光法或者它们的组合检测感兴趣分析物。

48.根据实施方案31-47中任一项所述的方法，其中微腔形成于样品检测容器的第一侧中，并且第一侧被定位成在离心期间面向过滤器部分，其中样品检测容器还包括与第一侧相对的第二侧，并且其中解析微腔中的浓缩物包括从样品检测容器的第二侧解析微腔中的浓缩物。

49.根据实施方案48所述的方法，其中检测部分的第二侧包括基本上透明的光学窗口。

50.根据实施方案48或49所述的方法，其中光学窗口与微腔的至少一部分共延。

51.根据实施方案31-50中任一项所述的方法，其中第二容器组件的过滤器部分和样品检测容器在解析步骤中保持联接在一起。

52.根据实施方案31-51中任一项所述的方法，其中上清液和分离液在解析步骤中残留在第二容器组件的微腔之上。

53.根据实施方案2和29-52中任一项所述的方法，其中所述方法不包括倒置样品检测容器以从微腔中滗析出上清液的至少一部分。

54.根据实施方案2和29-52中任一项所述的方法，该方法还包括倒置样品检测容器以从微腔中滗析出分离液和位于微腔外侧的上清液。

55.根据实施方案29-54中任一项所述的方法，该方法还包括向过滤器部分添加洗脱溶液，该洗脱溶液适于将过滤物从过滤器上洗脱下来。

56.根据实施方案55所述的方法，其中向过滤器部分添加洗脱溶液发生在将过滤器部分联接到样品检测容器以形成第二容器组件之前。

57.根据实施方案29-55中任一项所述的方法，该方法还包括在离心之前对第二容器组件的至少过滤器部分进行搅动，其中搅动有助于将过滤物从过滤器除去。

58.根据实施方案29-57中任一项所述的方法，该方法还包括在对第二容器组件进行离心之前向过滤器部分中添加稀释剂。

59.根据实施方案29-58中任一项所述的方法，该方法还包括在对第二容器组件进行离心之前对第二容器组件进行搅动。

60.根据实施方案59所述的方法，其中当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第一取向不同。

61.根据实施方案29-60中任一项所述的方法，该方法还包括在离心之前对第二容器组件进行温育，以使样品中的微生物(如果存在)生长。

62.根据实施方案28所述的系统或者根据实施方案29-61中任一项所述的方法，其中所述过滤器包含聚烯烃多孔膜、乙烯-三氟氯乙烯共聚物多孔膜、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、或聚乙烯缩丁醛纳米纤维膜或者它们的组合中的至少一个。

63.根据实施方案28或62所述的系统或者根据实施方案29-62中任一项所述的方法，其中过滤器包括

由热致相分离(TIPS)工艺形成的膜以及

纳米纤维膜中的至少一个。

64.根据实施方案28和62-63中任一项所述的系统或者根据实施方案 29-63中任一项所述的方法，其中过滤器包括多个多孔区，并且其中过滤器的第一侧包括最小的孔区。

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。

实施例

定义

·SMD：单个微腔设备

·MS：微腔表面，包括多个微腔的表面

·微腔：微腔是在热塑性或热固性材料中形成的孔。每个微腔由二维(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：

其中h是深度(高度)，A₁是基部的面积，A₂是顶部开口的面积。

容积的计算方法为：(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。

·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。

材料与仪器

·COC-S-04—透明的环烯烃共聚物，高防潮性；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)

·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)

·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公司(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。

·过滤器A—30mm直径以匹配所用设备，0.34μm多区式TIPS膜，涂覆有根据WO2011/156251中的实施例和说明所制备的聚乙二醇 (R1933-7/PEG))。该膜使用WO2011/153085中描述的材料和程序用聚乙二醇(PEG)涂覆。

·过滤器B—30mm直径以匹配所用设备，均孔膜，聚碳酸酯–0.40μm；美国马萨诸塞州比尔里卡的密理博公司(Millipore,Billerica,MA)

·过滤器C—30mm直径以匹配所用设备，MF-Millipore膜，HAWP型–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)

·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

·多用途离心机—多用途离心机(型号5804)，带摇摆斗转头(A-4-44)，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

·成像系统1—照明/荧光立体显微镜(型号SteREOLumar.V12)，使用照明光(照明成像仪)或荧光(荧光成像仪)；利用AxioCam MRc 5摄像头和AxioVision 4.6.3版程序捕捉图像，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有限公司(Carl ZeissMicroimaging,Inc.,Thornwood NJ)。

·成像系统2—照明/荧光倒置显微镜(型号DMI6000B)，使用照明光 (照明成像仪)或荧光(荧光成像仪)；使用DFC365FX摄像头和 LAS AF 3.1.0版软件捕捉图像，所有这些均获自美国伊利诺伊州布法罗格罗夫徕卡显微系统公司(Leica Microsystems,Inc.,Buffalo Grove, IL)。

·真空组件—AIR CADET真空/加压站，型号420-3901；美国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)。

样品检测容器的制备

1—注塑成型得到的具有单个微腔的1.5mL样品检测容器(SMD1-SMD2)

使用精密机加工来制造包含单个微腔的嵌件模，以用于具有单个微腔的 1.5ml容器的注塑成型。首先进行了一份CAD设计来制造单个微腔设备模芯 (SMD模芯1)，以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。容器的唇缘按一定方式设计，使其可以用标准1.5ml微量离心管的顶盖封闭。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。

然后进行了第二份CAD设计来制造SMD模芯2，以模制诸如图6和图 7中所示的容器，尤其是图16A和图16B中所示的容器，该容器底部具有锥形微腔的截头，并且有效角α为60度。表1中示出了模制容器SMD1和SMD2 中单个微腔的特征。

具有单个微腔的1.5ml容器SMD1或SMD2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或PMMA注塑成型。将用于每个容器的树脂粒料熔化(COC-S-04在232℃至238℃之间熔化，PMMA在 215℃至227℃之间熔化)，然后在16,000psi下注入。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。

表1.1.5ml模制容器中微腔的特征

2—注塑成型得到的具有单个微腔的10mL容器(SMD3-SMD4)

进行了CAD设计来制造SMD模芯3(图17A和图17B)以及SMD模芯4(图18A和图18B)，以分别模制有效角为45度和60度、容器底部具有锥形微腔的截头的10mL容器。容器的唇缘被设计为具有旋转闭锁机制，使得该容器可用顶盖(参见，如图1至图2和图4的顶盖104)封闭或联接到过滤器夹持器(参见，如图10至图14的过滤器外壳332)，如上文结合图1至图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。

表2.10mL模制容器中微腔的特征

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。将用于每个顶盖/过滤器夹持器的树脂粒料在232℃至238℃之间熔化，然后在16,000psi下注入。模具温度保持为66℃并且注入时间为0.78秒。每个容器均单独进行模制。

3—注塑成型得到的具有微腔表面的20mL和100mL样品检测容器(MS1-MS2)

进行了CAD设计来制造MS1模芯(图19)和MS2模芯(图20A和图 20B)，以分别模制20ml容器和100ml容器，每个容器的容器平坦底部均具有多个微腔，每个微腔具有棱锥截头形状。虽然图中未示出MS1的微腔表面的近距离视图，但MS1中采用了与针对MS2所示微腔表面(参见图20A和图20B)相同的微腔表面。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。MS1的唇缘被设计为具有旋转闭锁机制，使得该容器可用顶盖(参见，如图1至图2和图4的顶盖104)封闭或联接到过滤器夹持器(参见，如图10至图14的过滤器外壳332)，如上文结合图1至图2、图4和图 12至图14所述。MS2的唇缘被设计为使用标准翻盖封闭。表3中示出了模制容器MS1和MS2中微腔的特征。

表3—微腔表面(MS)的物理尺寸

**纵横比(深度除以顶部尺寸)

具有微腔表面的20ml和100ml容器MS1或MS2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。将用于每个容器的树脂粒料在232℃至238℃之间熔化，然后在16,000psi下注入。模具温度保持为66℃并且注入时间为0.78秒。每个容器均单独进行模制。

单个微腔(来自模制容器SMD1-SMD4)和微腔表面(来自模制容器MS1-MS2)的扫描 电子显微镜分析

将模制容器的微腔或微腔表面以上部分切去，然后安装到铝短插芯上，并用金/钯溅射涂布。然后，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))对其进行检查。初次检查后，将样品浸入液氮中并用锤子敲打来取其剖面。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。

SMD1容器的光学图像示于图21A、图21B、图21C和图21D中；SMD2 示于图22A、图22B、图22C和图22D中；SMD3示于图23A、图23B、图 23C和图23D中；SMD4示于图24A、图24B、图24C和图24D中；MS1 示于图25A、图25B、图25C和图25D中；并且MS2示于图26A、图26B、图26C和图26D中。

模制过滤设备的制备

进行了CAD设计来制造过滤器夹持器(例如包括图10至图14的过滤器夹持器332的过滤器部分308)，用于夹持30mm膜过滤器(参见，如图 10和图12至图14的过滤器312)；包括连接器(例如图10、图11和图14 的连接器322)和垫圈(例如图10的垫圈324)的过滤器连接组件(例如图 10、图11和图14的过滤器连接组件320)，用于联接到过滤器夹持器；以及垫圈(例如图10和图12的垫圈335)，用于提供膜过滤器和过滤器连接组件之间的密封。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)。

用于测试的细菌培养物的制备

实施例中所用的细菌培养物在表4中示出，它们均购自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)。

表4.实施例中所用的细菌菌株

用于测试的培养物的制备方法为：将靶细菌菌株(见表4)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BD公司(Becton, Dickinson and Co.,FranklinLakes,NJ))中并在37℃下生长过夜。将培养物在巴特菲尔德氏磷酸盐缓冲液(美国新泽西州皮斯卡塔韦的沃特曼有限公司 (Whatman Inc.；Piscataway,NJ))中连续稀释以获得所需的菌落形成单位 (cfu)每毫升，以用于接种到水样中。使用包含约10¹–10²cfu/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3M^TMPETRIFILM^TM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37℃下温育过夜。使用3M^TMPETRIFILM^TM读板机(3M 公司(3M Co.))对板进行读数以确定cfu/mL。

糖染料底物培养基的制备

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。

将表5所示的染料底物溶解于DMSO(二甲亚砜，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。

表5.糖染料底物

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。

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

a)使用半乳糖苷酶底物检测大肠杆菌

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。结果示于表6中。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。

表6.使用半乳糖苷酶底物检测大肠杆菌

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

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7中的数据表明，在单个孔中使用两种不同底物的组合时，可通过在不同时间(h)的荧光检测葡糖苷酸酶和半乳糖苷酶各自的酶活性。细菌浓度越高，就能越快检测到反应。

表7.使用葡糖苷酸酶和半乳糖苷酶底物检测大肠杆菌

c)使用Flu-di-gal检测大肠菌群

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8中的数据表明，Flu-di-gal是一种合适的半乳糖苷酶底物，用于检测大肠菌群。

表8.使用Flu-di-gal检测大肠菌群

实施例1—使用基于碳氟化合物的液体作为分离液，将容纳在微腔中的液体与 (即，微腔上方的)大部分液体分离

基于碳氟化合物的液体/流体，例如3M^TM Fluorinert^TM电子液体(3M^TMFluorinert^TM Electronic Liquids)和3M^TM Novec^TM工程流体(3M^TM Novec^TM Engineeredfluids)(表9；3M公司(3M Company))，是疏水性的并且比水重，当与水混合时，其会发生相分离并移至底部。检测这些复合物，看它们是否能够作为本公开的分离液用于将封闭的毛细管和微腔中的液体与大部分液体(如，离心后在毛细管和微腔上方的上清液)分离并保持分离以便能够进行快速检测。根据制造商说明书，使用Kruss K100仪器(美国北卡罗来纳州马休斯镇的克鲁斯公司(Kruss,Matthews,NC))，通过Wilhelmy吊板技术(Wilhelmy platetechnique)测量Fluorinert^TM电子液体(Fluorinert^TM Electronic Liquids)与蒸馏水之间的界面张力(表9)。对于不能进行测量的液体，通过从水表面张力(72达因/cm(0.072N/m))减去分离液表面张力来计算界面张力(表9)。FC-40和FC-43的测量值和计算值吻合(表9)。

表9.所用分离液的特性(对3M技术文件进行调整得到)

a使用Wilhelmy吊板与Kruss K100仪器测得

b从水表面张力(72达因/cm(0.072N/m))减去基于碳氟化合物的液体表面张力计算得到

ND：未测定

N/A：不适用

a)分离VoluPac管中的液体：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该溶液分配到VoluPac(美国纽约州波西米亚的赛多利斯公司(SartoriusCorporation,Bohemia,NY)管中，然后将管置于具有水平转头(1154)的Hettich Mikro 22微量离心机(Hettich Mikro 22 microcentrifuge)(德国图特林根县的安德烈亚斯海蒂斯公司(Andreas Hettich GmbH&Co.KG,Tuttlingen,Germany))中，在13000RPM(18,890×g)下离心10min。离心后，将管取出，并用移液吸头将约250μl的分离液(表9) 添加到每根管中。表9中所列的所有分离液均下移至管底，但停留在毛细管上方。这样有效地将毛细管中的液体与大部分液体分离。

b)单微腔容器：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该溶液分配到SMD1 和SMD2容器中，并使用顶盖将容器牢固封闭，其中所述顶盖切取自1.5ml 微量离心容器(Plastibrand微管(Plastibrandmicrotubes)，德国威尔特海姆的普兰德公司(Brand GmbH&Co.KG,Wertheim,Germany))，形成大致如图6至图7所示的顶盖形状。将7ml溶液分配到SMD3和SMD4容器中。使用打孔机从聚丙烯片材上冲切下直径30mm的圆盘(1mm厚)，并将其置于过滤夹持器上(即，将开口密封在过滤夹持器中，参见图12的小孔337)，用于封闭容器SMD3和SMD4开口的第一端。即，对过滤夹持器进行改造，形成适用于样品检测容器SMD3和SMD4的简易顶盖(例如，与图1、图2 和图4的顶盖104相似)。用聚乙烯顶盖(美国俄亥俄州利马的美国塑料制品公司(U.S.PlasticCorp,Lima,OH)，参见图12中的顶盖317)封闭过滤夹持器基部的开口。然后，将SMD1和SMD2容器置于具有水平转头(1154) 的Hettich Mikro 22微量离心机(Hettich Mikro22microcentrifuge)(德国图特林根县的安德烈亚斯海蒂斯公司(Andreas Hettich GmbH&Co.KG, Tuttlingen,Germany))中，在13000RPM(18,890×g)下离心10min。将SMD3 和SMD4容器置于摇摆斗离心机转头中，并在5810R型多用途离心机 (Multipurpose Centrifuge,Model 5810R)中以4000RPM(3220×g)离心15 分钟。离心后，取出容器，取表9中所列分离液约250μl添加到SMD1和SMD2 容器中，取2mL所述分离液添加到SMD3和SMD4容器中。表9中所列的所有分离液均下移至容器底部。用成像系统2(倒置荧光显微镜)对微腔进行成像。获得的图像显示微腔中荧光的存在以及大部分液体与微腔内液体的 (即，通过分离液)分离。

c)微腔表面容器：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10mL和25mL的溶液分别分配到MS1和MS2容器中。如实施例1b所述的那样改造过滤夹持器，形成适用于样品检测容器MS1的顶盖。用聚乙烯顶盖(美国塑料制品公司 (U.S.Plastic Corp)，参见图12中的顶盖317)封闭过滤夹持器基部的开口。用切取自3M^TM掀盖式稀释瓶(3M^TM Flip-Top Dilution Bottle)(3M公司(3M Co.))的聚丙烯顶盖封闭MS2容器(100ml)。将硅胶垫圈与顶盖一起使用，以提供紧密的密封。将容器置于摇摆斗离心机转头中，并在5804型多用途离心机(Multipurpose Centrifuge,Model5804)中以5000RPM(4400×g)离心 15分钟。离心后，将4ml FC-43、FC-77或HFE-7200添加到MS1容器中，将8ml FC-43、FC-77或HFE-7200添加到MS2容器中。分离液使液体下移至容器底部并覆盖微腔表面。用成像系统2(倒置荧光显微镜)对微腔进行成像。获得的图像显示微腔中荧光的存在以及大部分液体与微腔内液体的分离。

实施例2—在使用和不使用分离液的情况下通过离心浓缩SMD1(有效角＝45度)和 SMD2(有效角＝60度)微腔中的细菌

分别用1mL巴特菲尔德氏缓冲液(3M公司(3M Co.))制备大肠杆菌和产气肠杆菌的细菌悬浮液，形成约10²cfu/mL缓冲液，并转移到SMD1和 SMD2容器中。将每种细菌悬浮液制备十二个容器份，并用切取自1.5ml微量离心管(Plastibrand微管(Plastibrandmicrotubes))的顶盖牢固密封。然后，将容器置于具有水平转头(1154)的Hettich Mikro22微量离心机(Hettich Mikro 22 microcentrifuge)(德国图特林根县的安德烈亚斯海蒂斯公司 (Andreas Hettich GmbH&Co.KG,Tuttlingen,Germany))中，在13000RPM (18,890×g)下离心10min。此外，还在具有固定角转头(Rotor F-45-30-11) 的Eppendorf 5417R离心机(Eppendorf 5417R centrifuge)(艾本德 (Eppendorf))中以13,375RPM(19,000×g)旋转容器10min。

离心后，将一组三个容器取出；根据制造商说明书，用1mL移液器 (PR-1000，美国加利福尼亚州奥克兰市的瑞宁仪器公司(Rainin Instruments, LLC,Oakland,CA))移出上清液，并接种到用于大肠杆菌和产气肠杆菌的 3M^TM PETRIFILM^TM大肠杆菌/大肠菌群计数板上。将250μL分离液FC-43或 FC-77或HFE-7200添加到用于各分离液的另一组三个容器中，分离液使大部分液体(即，上清液)与微腔中的液体(即，浓缩液)分离。用1mL移液器(PR-1000，瑞宁仪器公司(Rainin Instruments,LLC))移出由分离液从微腔分离的液体(即，大部分上清液)，并接种到用于大肠杆菌和产气肠杆菌的3M^TM PETRIFILM^TM大肠杆菌/大肠菌群计数板(3M^TM PETRIFILM^TM E.coli/Coliform Count Plates)上。在37℃下将平板温育过夜，然后用3M^TM PETRIFILM^TM读板机(3M^TM PETRIFILM^TM Plate Reader)读数，以确定菌落形成单位(cfu)。从初始1mL样品中的cfu减去大部分上清液中的cfu，再除以投入的cfu并乘以100，由此计算回收率百分比(即，微腔中捕集的细菌的百分比)。微腔中的平均回收率百分比示于表10和表11中。在使用和未使用分离液分离大部分液体的容器中，微腔中细菌的回收率相似。

表10.SMD1(45度)和SMD2(60度)中大肠杆菌的回收率百分比

表11.SMD1(45度)和SMD2(60度)中产气肠杆菌的回收率百分比

实施例3—在使用和不使用分离液的情况下通过离心浓缩SMD3(有效角＝45度)和 SMD4(有效角＝60度)微腔中的细菌

分别用1mL巴特菲尔德氏缓冲液(3M公司(3M Co.))制备大肠杆菌和产气肠杆菌的细菌悬浮液，形成约10²cfu/mL缓冲液，并转移到装有6mL 巴特菲尔德氏缓冲液的SMD3和SMD4容器中。将每种细菌悬浮液制备十二个容器份。如实施例1b所述的那样改造过滤夹持器，形成适用于容器的顶盖。将容器置于摇摆斗离心机转头中，并在5810R型多用途离心机(Multipurpose Centrifuge,Model 5810R)中以4000RPM(3220×g)离心15分钟。

离心后，取出一组三个容器，并通过使用25mm微量分析过滤夹持器的 0.45μm混合纤维素酯滤膜(HAWP02500)(美国马萨诸塞州比尔里卡的密理博公司(Millipore,Billerica,MA))对每个容器中的上清液进行过滤。过滤夹持器配有25mm 0.45μm混合纤维素酯滤膜，并组装有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。将 2ml分离液FC-43或FC-77或HFE-7200添加到用于各分离液的另一组三个容器中，分离液使大部分液体(即，微腔上方的大部分上清液)与微腔中的液体(即，浓缩液)分离。使用10mL血清学一次性无菌移液管( 10mL serological disposablesterile pipet)(目录号357551，美国马萨诸塞州图克斯伯里的康宁生命科学公司(Corning Life Sciences,Tewksbury,MA)) 将各个容器中的上清液从分离液中移出，并如上所述通过0.45μm混合纤维素酯滤膜(HAWP02500，密理博公司(Millipore))过滤。

根据制造商说明书使3M^TM PETRIFILM^TM大肠杆菌/大肠菌群计数板 (3M^TMPETRIFILM^TM E.coli/Coliform Count Plates)与水化合。用无菌镊子将滤膜从过滤夹持器上小心取出并置于水化平板上，在37℃下将平板温育过夜。在3M^TM PETRIFILM^TM读板机(3M^TMPETRIFILM^TM Plate Reader)上并/或手动地对平板进行读数，以确定菌落形成单位(cfu)。从离心前初始样品中的cfu减去滤膜上的cfu，再除以投入的cfu并乘以100，由此计算微腔中的回收率百分比(即，微腔中捕集的细菌的百分比)。微腔中的平均回收率百分比示于表12中。在使用和未使用分离液分离大部分液体的容器中，微腔中细菌的回收率相似。

表12.SMD3(45度)和SMD4(60度)中大肠杆菌和产气肠杆菌的回收率百分比

实施例4—用扫描电子显微镜检查通过离心浓缩于SMD3(45度)和SMD4(60度)微腔 中的细菌

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。如实施例1b所述的那样改造过滤夹持器，形成适用于容器的顶盖。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。

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，用JSM-7001F扫描电子显微镜(JSM-7001F Scanning Electron Microscope)(日本电子株式会社(JEOL Ltd))对其进行检查。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。

SMD3和SMD4容器中每个的微腔内细菌光学图像分别在图27A和图 27B中示出。

实施例5—在使用和不使用分离液的情况下通过离心浓缩MS1和MS2容器微腔中的 细菌

分别用10mL和100mL巴特菲尔德氏缓冲液(3M公司(3M Co.))制备大肠杆菌和产气肠杆菌细菌悬浮液，形成约10²cfu的总量，并转移到MS1 和MS2容器中。针对MS1和MS2容器中的每一个将每种细菌悬浮液制备十二个容器份。如实施例1b所述的那样改造过滤夹持器，形成适用于MS1容器的顶盖。用切取自3M^TM掀盖式稀释瓶(3M^TM Flip-Top DilutionBottle)(3M 公司(3M Co.))的聚丙烯顶盖封闭MS2容器(100ml)。将容器置于摇摆斗离心机转头中，并在5804型多用途离心机(Multipurpose Centrifuge,Model 5804)中以5000RPM(4400×g)离心15分钟。如实施例3所述，离心后，取出一组三个容器，并通过0.45μm混合纤维素酯滤膜(HAWP02500，密理博公司(Millipore))对每个容器中的上清液进行过滤。将分离液FC-43、 FC-77或HFE-7200添加到用于各分离液的另一组三个容器中，其中向MS1 容器添加4ml分离液，向MS2容器添加8ml分离液，分离液使大部分液体(即，上清液)与微腔中的液体(即，浓缩液)分离。使用10mL血清学一次性无菌移液管(10mLserological disposable sterile pipet)(目录号 357551，康宁生命科学公司(CorningLife Sciences))将各个容器中的上清液从分离液中移出，并通过0.45μm混合纤维素酯滤膜(HAWP02500，密理博公司(Millipore))过滤，如实施例3所述。

根据制造商说明书使3M^TM PETRIFILM^TM大肠杆菌/大肠菌群计数板 (3M^TMPETRIFILM^TM E.coli/Coliform Count Plates)与水化合。用无菌镊子将滤膜从过滤夹持器上小心取出并置于水化平板上，在37℃下将平板温育过夜。在3M^TM PETRIFILM^TM读板机(3M^TMPETRIFILM^TM Plate Reader)上并/或手动地对平板进行读数，以确定菌落形成单位(cfu)。从离心前初始样品中的cfu减去滤膜上的cfu，再除以投入的cfu并乘以100，由此计算微腔中的回收率百分比(即，微腔中捕集的细菌的百分比)。微腔中的平均回收率百分比示于表13中，在使用和未使用分离液分离大部分液体的容器中，微腔中细菌的回收率相似。

表13.MS1和MS2微腔中大肠杆菌和产气肠杆菌的回收率百分比

实施例6—在使用和不使用分离液的情况下检测SMD1(45度)和SMD2(60度)容器中 的细菌

在1mL COLILERT^TM培养基中制备包含10¹–10²cfu的大肠杆菌悬浮液，将其分配到SMD1和SMD2容器中，并使用切取自1.5ml微量离心管 (Plastibrand微管(Plastibrandmicrotubes))的顶盖牢固密封。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，将容器置于具有水平转头(1154)的Hettich Mikro 22微量离心机(安德烈亚斯海蒂斯公司 (Andreas Hettich GmbH&Co.KG))或具有固定角转头(Rotor F-45-30-11) 的Eppendorf 5417R离心机(艾本德(Eppendorf))中。在13000RPM(19,000×g) 下将容器离心10min。离心后，将一组三个容器取出，缓慢倒置以使培养基离开微腔流回容器中，然后以倒置位置在37℃下温育容器。将250μl分离液 FC-43、FC-77或HFE-7200添加到用于各分离液的另一组三个容器中，并以竖直位置在37℃下温育容器。分离液因其比水性样品介质(水)重(即，致密)而移至容器底部，并使微腔中的液体(即，浓缩液)与大部分液体(即，上清液)分离。这基本上起到了与倒置容器以将大部分液体从微腔中分离相同的作用，并充当倒置容器以将大部分液体从微腔中分离的有效替代形式。

使用成像系统1(立体显微镜)对倒置容器的微腔进行成像，并且每小时用成像系统2(倒置荧光显微镜)对装有分离液的容器的微腔进行一次成像。

在96孔微量滴定板中的COLILERT^TM培养基中对相同的初始大肠杆菌悬浮液进行测试，如参考实施例中所述。

倒置容器后，不同于SMD2容器(有效角＝60度)，SMD1容器(有效角＝45度)在微腔的顶部开口上方包含过量液体，使得保留的体积大于微腔的容积。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。要测量顶部开口上方过量液体的量，将容器排空，并将边缘周围的液体擦净，然后用10μl移液器(目录号PR-10，瑞宁仪器公司(Rainin Instrument LLC))测量过量液体的量。平均而言，SMD1 容器的保留体积为约2.3μl(相对于57nL微腔容积，表14)。SMD2容器中微腔上方移取不出液体。分离液的使用避免了在微腔的顶部开口上方出现过量液体的问题，因为无论容器的有效角是多少，分离液都会移至容器底部并覆盖在微腔的顶部开口上。

如表15所示，大约3小时后，在倒置的SMD2容器中开始观察到荧光，大约5小时后，在倒置的SMD1容器中开始观察到荧光，并且15小时后，在微量滴定板中开始观察到荧光。然而，大约3小时后，在容纳分离液FC-43、FC-77或HFE-7200的容器SMD1和SMD2中均开始观察到荧光。3小时或更长时间(最多至24小时的温育)后，在对照样品中未看到背景上的荧光增强。使用固定角转头还是水平转头在有分离液和没有分离液的情况下对 SMD1和SMD2容器中荧光的出现均没有影响。

表14.有分离液和没有分离液的容器中保留的总体积与微腔的容积之比以及检测 时间

*0表示液体无法测量

a由于微腔的顶部开口被分离液覆盖，故在其上方无法看到水相，将保留的过量液体假设为0。

表15—在有分离液和没有分离液的情况下在SMD1(45度)和SMD2(60度)中检测到 10cfu大肠杆菌的时间对比

*“有”是指观察到荧光；“无”则是指未观察到荧光。

实施例7—在使用和不使用分离液的情况下检测SMD3(45度)和SMD4(60度)容器中 的细菌

在1mL的COLILERT^TM培养基中制备包含10cfu的大肠杆菌悬浮液，并将其分配到装有6mL COLILERT^TM培养基的SMD3和SMD4容器中。如实施例1b所述的那样改造过滤夹持器，形成适用于SMD3和SMD4容器的顶盖。将容器置于摇摆斗离心机转头中，并在多用途离心机5810R中以4000RPM (3220×g)离心15分钟。离心后，将一组三个容器取出，缓慢倒置以使培养基离开微腔流回容器中，然后以倒置位置在37℃下温育容器。将2mL分离液FC-43或FC-77或HFE-7200添加到用于各分离液的另一组三个容器中，并以竖直位置在37℃下温育容器。分离液因其比水性样品介质(水)重(致密)而移至容器底部，并使微腔中的液体(即，浓缩液)与大部分液体(即，上清液)分离。这基本上起到了与倒置容器以将大部分液体从微腔中分离相同的作用，并充当倒置容器以将大部分液体从微腔中分离的有效替代形式。

使用成像系统1(立体显微镜)对倒置容器的微腔进行成像，并且每小时用成像系统2(倒置荧光显微镜)对装有分离液的容器的微腔进行一次成像。偶尔也使用如图4的150E所示的成像系统1观察呈倒置位置的有分离液的容器。在96孔微量滴定板中的COLILERT^TM培养基中检测到与参考实施例所述相同的初始大肠杆菌悬浮液。倒置容器后，不同于SMD4容器(有效角＝60度)，SMD3容器(有效角＝45度)在微腔的顶部开口上方有过量液体。类似地，这种现象与所用的体积无关(1或10mL)。要测量微腔的顶部开口上方过量液体的量，将容器排空，并将边缘周围的液体擦净，然后用10μl移液器(目录号PR-10，瑞宁仪器公司(RaininInstrument LLC))测量过量液体的量，并且平均而言，SMD3容器的过量液体的量为约4.4μl(相对于57nL 微腔容积，表16)。SMD4容器中移取不出液体。分离液的使用避免了在微腔的顶部开口上方出现过量液体的问题，因为无论容器的有效角是多少，分离液都会移至容器底部并覆盖在微腔的顶部开口上。

如表17所示，大约3小时后，在倒置的SMD4容器中开始观察到荧光，大约7小时后，在倒置的SMD3容器中开始观察到荧光，并且15小时后，在微量滴定板中开始观察到荧光。然而，大约3小时后，在容纳分离液FC-43、 FC-77或HFE-7200的容器SMD3和SMD4中均开始观察到荧光。在装有分离液的容器中，容器倒置后也能观察到微腔中的荧光。3小时或更长时间(最多至24小时的温育)后，在对照样品中未看到背景上的荧光增强。

表16.有分离液和没有分离液的容器中保留的总体积与微腔的容积之比以及检测时间

*0表示液体无法测量

a由于微腔的顶部开口被分离液覆盖，故在其上方无法看到水相，将保留的过量液体假设为0。

表17.在有分离液和没有分离液的情况下在SMD3(45度)和SMD4(60 度)容器中检测到10cfu大肠杆菌的时间对比

*“有”是指观察到荧光；“无”则是指未观察到荧光。

实施例8—检测有分离液和没有分离液的容器中微腔表面的细菌

在COLILERT^TM培养基中制备包含10cfu的大肠杆菌悬浮液，并将其分配到MS1(10ml)和MS2(100ml)容器中。如实施例1b所述的那样改造过滤夹持器，形成适用于MS1容器的顶盖。用切取自3M^TM掀盖式稀释瓶(3M^TM Flip-Top Dilution Bottle)(3M公司(3M Co.))的聚丙烯顶盖封闭MS2容器(100ml)。将硅胶垫圈与顶盖一起使用，以提供紧密的密封。在多用途离心机5804中以5000RPM(4400×g)对容器离心15分钟。离心后，将一组三个容器取出，缓慢倒置以使培养基离开微腔流回容器中，然后以倒置位置在 37℃下温育容器。将分离液FC-43、FC-77或HFE-7200添加到用于各分离液的另一组三个容器中，其中向MS1容器添加4mL分离液，向MS2容器添加 8ml分离液，并以竖直位置在37℃下温育容器。分离液因其比水性样品介质 (水)重(即，致密)而移至容器底部，并使微腔中的液体(即，浓缩液) 与大部分液体(即，上清液)分离。这基本上起到了与倒置容器以将大部分液体从微腔中分离相同的作用，并充当倒置容器以将大部分液体从微腔中分离的有效替代形式。

使用成像系统1(立体显微镜)对倒置容器的微腔进行成像，并且每小时用成像系统2(倒置荧光显微镜)对装有分离液的容器的微腔进行一次成像。偶尔也使用成像系统1观察呈倒置位置的有分离液的容器。

在96孔微量滴定板中的COLILERT^TM培养基中对相同的初始大肠杆菌悬浮液进行测试，如参考实施例中所述。

如表18所示，大约5小时后，在倒置容器和有分离液FC-43、FC-77或 HFE-7200的容器中均开始观察到荧光。在装有分离液的容器中，容器倒置后也能观察到微腔中的荧光。5小时或更长时间(最多至24小时的温育)后，在对照样品中未看到背景上的荧光增强。

表18.检测到10cfu大肠杆菌的时间对比

*“有”是指观察到荧光；“无”则是指未观察到荧光。

实施例9—在使用和不使用分离液的情况下不同角度的样品检测容器中的液体行 为

通过快速成型制作具有30、40、45、50、55、60、65、70、75和80(图 28A至图28J)度角的小容器(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。由于不能通过快速成型制作微腔，故将应为微腔的区域设计成形状为尖点的锥。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。

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 该溶液分配到不同角度的容器中，并使用切取自1.5ml微量离心管(Plastibrand 微管(Plastibrand microtubes))的顶盖将容器牢固封闭。将用于各个有效角的一组三个容器缓慢倒置，并以颠倒位置放在桌上。用肉眼并使用成像器1 (立体显微镜)在白光下观察容器(无分离液)顶端存在的液体。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。

将250μL分离液FC-43、FC-77或HFE-7200添加到具有各自的有效角并装有1mL食品色素溶液的另一组三个容器中。用肉眼并使用成像器2(倒置显微镜)在白光下观察有分离液的容器。无论容器的有效角是多少，分离液都会移至容器底部(较大密度)，并使大部分液体从容器顶部分离。

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该溶液分配到不同角度的容器(具有各自有效角的三个容器)中，并使用切取自1.5mL 微量离心管(Plastibrand微管(Plastibrandmicrotubes))的顶盖将容器牢固封闭。将容器缓慢倒置，并以颠倒位置放在桌上。用肉眼并使用荧光成像器 1(立体显微镜)观察容器(无分离液)顶端存在的液体。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。

将250μL分离液FC-43、FC-77或HFE-7200添加到具有各自有效角并装有1mL荧光素溶液的另一组三个容器中。用肉眼并使用成像器2(倒置显微镜)观察有分离液的容器顶端存在的液体。无论容器的有效角是多少，分离液都会移至容器底部(较大密度)，并使大部分液体从容器顶部分离。

c)测量过量液体

1)将1ml蒸馏水分配到不同角度的容器中，并缓慢倒置容器以将水清空。然后将容器颠倒放置在Kimtech Science Kimwipes^TM(美国佐治亚州罗斯韦尔的金佰利公司(Kimberly-Clark Professional,Roswell,GA))上，以移除容器边缘上的任何液体。使容器保持倒置位置，并使用20μl(PR-20)或10μl(PR-10) 或2μl(PR-2)移液器(瑞宁仪器公司(Rainin Instruments LLC))测量存在于容器顶端的过量液体的量。对具有各自有效角的5个不同容器进行了测量，每个测量重复至少五次。平均结果记录于表19中。不能测量有效角为50度及以上的容器中的液体，在表19中以0表示。

将250μl分离液FC-43、FC-77或HFE-7200添加到具有各自有效角并装有1mL蒸馏水的另一组三个容器中。用肉眼观察有分离液的容器顶端存在的液体，以寻找顶端上方的水相分离，如果能够观察到分离，则将保留的过量液体假设为0(表19)。

2)测得的比较VoluPac管(美国纽约州波西米亚的赛多利斯公司 (SartoriusCorporation,Bohemia,NY))的5μL毛细管上方容器壁的角度为约40度。使用量角器测量角度。将1mL蒸馏水分配到五个VoluPac管中，并缓慢倒置管以将水清空。然后将管颠倒放置在Kimtech Science Kimwipes^TM (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管中毛细管顶端上方的过量液体的平均量为12μL(表19)。

还以类似的方法测量了容器SMD1、SMD2、SMD3和SMD4的过量液体，结果在表19中示出。将250μL分离液FC-43、FC-77或HFE-7200添加到装有1mL蒸馏水的另一组三个容器中。用肉眼观察有分离液的容器顶端存在的液体，以寻找顶端上方的水相分离，如果能够观察到分离，则将保留的过量液体假设为0(表19)。

还计算了保留的总液体体积(过量液体加毛细管/微腔的容积)与毛细管 /微腔的容积之比(表20)。

表19.具有不同有效角的容器顶端的过量液体的量

*0表示液体无法测量

a由于容器顶端被分离液覆盖，故在其上方无法看到水相，将保留的过量液体假设为0。

表20.保留的总体积与毛细管/微腔容积之比

*0表示液体无法测量

a由于容器顶端被分离液覆盖，故在其上方无法看到水相，将保留的过量液体假设为0。

实施例10—模制圆盘的接触角测量

如PCT专利公布No.WO2013/003308的制备性实施例“Preparation ofMicrostructures,3–Injection Molded Lids”(制备微观结构，3–注塑封盖)中所述制作PMMA(WF100聚(甲基丙烯酸甲酯)，日本东京三菱丽阳有限公司 (Mitsubishi Rayon CoLtd,Tokyo,Japan))、COC-X-10(透明的环烯烃共聚物，TOPAS^TM8007X10，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))、COC-S-04(透明的环烯烃共聚物，高防潮性；TOPAS^TM8007S-04，Topas先进聚合物公司(TopasAdvanced Polymers Gmbh))、PC(Lexan聚碳酸酯；HPS1R；美国德克萨斯州休斯敦的沙特基础工业公司(SABIC Americas Corp.,Houston TX))、 COP(透明的环状烯烃聚合物；Zeonor^TM 1430R，美国肯塔基州路易斯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扁平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)。

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。

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。结果示于表21中。

表21.静态和动态接触角测量

实施例11—模制容器的接触角测量

如实施例10阐述的那样，使用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。检测四种样品，并将平均结果记录在表22中。

表22.静态接触角测量

实施例12—粗糙度测量

在微腔上方切割容器SMD3和SMD4，在如下三个位置处测量每个样品的表面形貌：(1)靠近微腔、(2)锥形表面中心(即，微腔和边缘之间) 以及(3)靠近锥边缘。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(BrukerCorporation,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％。处理数据以移除倾斜和圆柱形曲率，并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在表23中列出。SMD4的粗糙度值比 SMD3的粗糙度值低。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。

表23.样品图像的分隔区域的粗糙度值

Ra：表面轮廓高度的绝对值的算术平均值

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。

实施例13—制备过滤装置

过滤器部分(参见图10和图11的过滤器部分308)包括过滤夹持器(参见图10至图14的过滤夹持器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)，这些部件被构造成通过多个(即，四个等周向间隔的)配合的扭锁螺纹和突出部(如图10和图12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杆部(参见例如图 10的连接器320的第一端部321)，即，通过滑到摩擦件中的顶部上来形成被构造成联接样品瓶的颈杆的过滤器连接组件(即，垫圈被构造成接纳于样品瓶(或接收器部分—参见例如图10、图11和图14的接收器部分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)。

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(MidwestFiltration,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和样品瓶之间，然后将过滤夹持器的另一端连接至真空组件(即，抽吸源)，并在过滤器上进行过滤以捕集细菌的至少一部分。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。断开过滤夹持器与过滤器连接组件的联接，并将该过滤夹持器联接到样品检测容器SMD3或SMD4或MS1，形成样品检测系统的第二容器(采用SMD4的此类第二容器的示例在图12至图14中以举例的方式示出为第二容器305)。垫圈可用于帮助防止在处理过程中发生渗漏，并且可如图12所示的那样采用。

实施例14—使用过滤装置回收细菌

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。为每个过滤器制备三份1000mL样品。将根据实施例13所述的工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夹持器上取下并放置到根据制造商说明书制得的水化3M^TM PETRIFILM^TM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3M^TM PETRIFILM^TM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24中所示的平均结果表明，至少87％的细菌得到了回收。

表24.过滤回收大肠杆菌的回收率

实施例15—将已过滤水样洗脱后回收细菌

为每个过滤器制备三份1000mL包含大肠杆菌的水样，并根据实施例14 所述的工序使用过滤器A-C中的每一者对其进行过滤。过滤后，断开过滤夹持器与真空设备的联接，给过滤夹持器的基部加盖，并断开过滤器连接组件与过滤夹持器的联接。将包含过滤物的过滤夹持器联接到装有5mL巴特菲尔德磷酸缓冲液(3M公司(3M Co.))的SMD4或MS1样品检测容器。在室温下将所得“第二容器”涡旋处理(恒速涡旋混合器，美国伊利诺伊州巴达维亚的VWR国际公司(VWR Intl.LLC；Batavia IL))2分钟，期间过滤器部分在下面，以便从过滤器上洗脱细菌。根据制造商的说明书，将经涡旋处理的样品在3M^TMPETRIFILM^TM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3M^TMPETRIFILM^TM读板机(3M公司(3M Co.))对计数板进行读数并确定菌落形成单位(cfu)，每种过滤器的平均结果在表25中示出。过滤器A的大肠杆菌回收率最高(约72％至73％；表 25)。

表25.经过滤和洗脱的大肠杆菌的回收率

*投入：130cfu

实施例16—检测在单个微腔样品检测容器SMD3和SMD4中生长后的已过滤水样中 的细菌

为每个容器制备六份1000mL各自包含10cfu大肠杆菌的水样，并根据实施例14所述的工序使用过滤器A对其进行过滤。过滤后，断开过滤夹持器与真空设备的联接，给过滤夹持器的基部加盖，并断开过滤器连接组件与过滤夹持器的联接。将包含过滤物的过滤夹持器联接到装有7mL制备好的 COLILERT^TM培养基的样品检测容器SMD3或SMD4。在本实施例中，该过滤夹持器和样品检测容器SMD3或SMD4的组合充当“第二容器”。

以类似方法制备对照样品，但将1mL巴特菲尔德氏缓冲液纳入1000mL 水中。

在室温下涡旋处理(恒速涡旋混合器，VWR)第二容器2分钟，期间过滤器部分在下面，然后根据实施例1b中所述的工序在多用途离心机中以 4000RPM(3220×g)离心(即，朝微腔)20min。离心后，将一组三个样品检测容器SMD3或SMD4从离心机中取出，缓慢倒置以使培养基离开微腔流回容器中，然后以倒置位置在37℃下进行温育。将2mL分离液FC77添加到另一组三个样品检测容器中，并以竖直位置在37℃下温育容器。如上所述，分离液移至容器底部，基本上起到了与倒置容器以将大部分液体从微腔中分离相同的作用。

使用成像系统1(立体显微镜)对倒置容器的微腔进行成像，并每小时用成像系统2(倒置荧光显微镜)对装有分离液的容器的微腔进行一次成像。

倒置容器后，不同于SMD4容器(有效角＝60度)，SMD3容器(有效角＝45度)在微腔的顶部开口上方有过量液体。分离液的使用避免了在微腔的顶部开口上方出现过量液体的问题，因为无论容器的有效角是多少，分离液都会移至容器底部并覆盖在微腔的顶部开口上，从而将微腔中的样品浓缩物与大部分上清液分离。

如表26所示，大约3小时后，在倒置的SMD4容器中开始观察到荧光，大约7小时后，在倒置的SMD3容器中开始观察到荧光。然而，大约3小时后，在容纳分离液FC77的样品检测容器SMD3和SMD4中均开始观察到荧光。3小时或更长时间(最多至24小时的温育)后，在对照样品中未看到背景上的荧光增强。

实施例17—检测在微腔表面容器MS1中生长后的已过滤水样中的细菌

制备六份1000mL各自包含10cfu大肠杆菌的水样，并根据实施例14所述的工序使用过滤器A对其进行过滤。过滤后，断开过滤器外壳与真空设备的联接，给过滤夹持器的基部加盖，并断开过滤器连接组件与过滤夹持器的联接。将包含过滤物的过滤夹持器联接到装有10mL制备好的COLILERT^TM培养基的MS1样品检测容器。在本实施例中，该过滤夹持器和样品检测容器 MS1的组合充当“第二容器”。

以类似方法制备对照样品，但将1mL巴特菲尔德氏缓冲液纳入1000mL 水中。

在室温下涡旋处理(恒速涡旋混合器，VWR)第二容器2分钟，期间过滤器部分在下面，然后根据实施例1c中所述的工序在多用途离心机中以 4000RPM(3220×g)离心(即，朝微腔)20min。离心后，将一组三个MS1 检测容器取出，缓慢倒置以使培养基离开微腔流回容器中，然后以倒置位置在37℃下进行温育。将4mL分离液FC77添加到另一组三个MS1检测容器中，并以竖直位置在37℃下进行温育。如上所述，分离液移至容器底部，基本上起到了与倒置容器以将大部分液体从微腔中分离相同的作用。

使用成像系统1(立体显微镜)对倒置容器的微腔进行成像，并且每小时用成像系统2(倒置荧光显微镜)对装有分离液的容器的微腔进行一次成像。

如表26所示，大约5小时后，在倒置容器和装有分离液FC77的容器中均开始观察到荧光。分离液的使用避免了在离心后倒置样品检测容器，因为分离液都会移至容器底部并覆盖在微腔的顶部开口上，从而将微腔中的样品浓缩物与大部分上清液分离。5小时或更长时间(最多至24小时的温育)后，在对照样品中未看到背景上的荧光增强。

表26—从已过滤水样中检测到10cfu大肠杆菌的时间对比

以下权利要求书描述了本公开的各个特征和方面。

本申请还涉及以下项目。

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和基部，并且被构造成提供毛细作用力以保留感兴趣样品，其中所述微腔包括所述样品离心所得样品浓缩物，并且其中所述浓缩物包含沉淀物和至少一部分上清液；和

位于所述容器中所述微腔和所述上清液之间的分离液，所述上清液位于所述微腔外侧；

其中所述分离液的密度大于所述样品的所述上清液的密度，并且所述分离液与所述上清液的界面张力为至少0.05N/m，并且

其中所述分离液为无毒且惰性的。

2.一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：

提供样品检测容器，所述样品检测容器包括：

被构造成接纳样品的开口端，和

包括微腔的封闭端，所述微腔包括顶部开口和基部，并且被构造成提供毛细作用力以保留感兴趣样品；

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，向所述样品检测容器添加分离液，以从所述微腔中置换出位于所述微腔外侧的所述上清液，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，其中所述分离液在所述微腔和位于所述微腔外侧的所述上清液之间移动；

其中所述分离液的密度大于所述样品的所述上清液的密度，并且所述分离液与所述上清液的界面张力为至少0.05N/m，并且

其中所述分离液为无毒且惰性的。

3.根据项目1所述的样品检测容器或者根据项目2所述的方法，其中所述分离液的密度为至少1.2g/ml。

4.根据项目1或3所述的样品检测容器或者根据项目2或3所述的方法，其中所述分离液的密度比水大至少0.2g/ml。

5.根据项目1和3至4中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2至 4中任一项所述的方法，其中所述分离液的表面张力不大于0.02N/m。

6.根据项目1和3至5中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2至 5中任一项所述的方法，其中所述分离液与所述上清液的界面张力为至少0.055N/m。

7.根据项目1和3至6中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2至 6中任一项所述的方法，其中所述样品为含水的，并且其中所述分离液与水的界面张力为至少0.05N/m。

8.根据项目1和3至7中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2至 7中任一项所述的方法，其中所述样品为含水的，并且其中所述分离液与水的界面张力为至少0.055N/m。

9.根据项目1和3至8中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2至 8中任一项所述的方法，其中所述分离液的水中溶解度小于1％。

10.根据项目1和3至9中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2至 9中任一项所述的方法，其中所述分离液是无色的。

11.根据项目1和3至10中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2 至10中任一项所述的方法，其中所述分离液包括基于碳氟化合物的液体。

12.根据项目1和3至11中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2 至11中任一项所述的方法，其中所述微腔为单个微腔。

13.根据项目1和3至11中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2 至11中任一项所述的方法，其中所述微腔为多个微腔之一。

14.根据项目1和3至13中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2 至13中任一项所述的方法，其中所述微腔包含不大于1微升的容积。

15.根据项目1和3至14中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2 至14中任一项所述的方法，其中所述微腔具有截头圆锥形状或截头棱锥形状。

16.根据项目1和3至15中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2 至15中任一项所述的方法，其中所述微腔包括侧壁，并且其中所述侧壁包括至少10度的拔模角。

17.根据项目1和3至16中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2 至16中任一项所述的方法，其中所述容器的内表面具有至少65度的静态水表面接触角。

18.根据项目1和3至17中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2 至17中任一项所述的方法，其中所述容器的内表面具有至少25度的动态后退水表面接触角。

19.根据项目1和3至18中任一项所述的样品检测容器或者根据项目2 至18中任一项所述的方法，其中所述容器的内表面具有通过小于 500nm的粗糙度平均(Ra)值来表征的表面粗糙度。

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项目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.根据项目2所述的方法，其中将样品定位在所述样品检测容器中包括：

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；以及

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，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。

22.根据项目2所述的方法，其中将样品定位在所述样品检测容器中包括：

提供第一容器组件，所述第一容器组件包括适于容纳所述样品的接收器部分以及适于可移除地联接到所述接收器部分的过滤器部分，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；

通过使所述样品从所述接收器部分沿第一方向朝所述过滤器的所述第一侧移动来过滤所述样品，以在所述过滤器的所述第一侧上形成所述样品的过滤物，同时移除所述样品的滤液；以及

将所述第一容器组件的所述接收器部分与所述过滤器部分分离；

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，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。