用于过滤复杂流体样本的过滤器装置

本发明关于一种用于过滤复杂流体样本的过滤器装置。本发明特别适用于生物制药、制药、医院以及食品和饮料行业的领域，以用于利用过滤复杂的流体样本执行生物负载测试。

过滤复杂的某些流体样本需要穿过第一过滤器或预滤器的两级过滤过程，第一过滤器或预滤器包括具有保持较大颗粒与流体样本分离的大孔隙的膜片，同时滤液收集在下游的容器中。滤液随后由第二级中的正常过滤处理。

如果两级在不同容器或过程中执行，则处理很复杂，且测试之前滞留物和/或滤液和/或样本流体的污染的风险在级中和级之间的任何点处都是高的。此外，用于此复杂流体样本的过滤器装置的容量常常是不适当的，太小而使得过滤器膜片的孔隙非常快地且在流体样本的全部体积经过预滤器之前阻塞，或太大而导致设备和清洁要求的过高成本。在第一情形中，必须使用若干装置，直到处理期望体积的流体样本。

实际上，存在以不锈钢的若干组合的预滤/过滤装置。此组合装置的一个缺点在于很小的容积和容量，以及处理中的难度，例如，开启和关闭装置的相应过滤漏斗。鉴于材料是不锈钢，这导致了处理期间的相对高的污染风险，且导致了系统的高清洁和高压灭菌要求。此装置的另一个缺点在于缺少观察相应过滤步骤的发展的可能性，使得存在装置在过滤完成之前打开的高风险。同时，假如预滤器级的过滤器膜片阻塞，例如，过滤器装置的打开存在仍在容器中的流体样本溢出和/或污染的风险。

因此，本发明的目的在于提供一种用于在两级过程中过滤复杂流体样本的过滤器装置，其准备使用来例如以对于过滤复杂的此样本执行生物负载测试，且其中上述污染风险最小化，且其处理容易且安全。此外，过滤器装置应当通过至少两级提供全部流体样本的生物负载测试的时间有效的性能。

为了解决该问题，本发明提供了一种如权利要求1中限定的用于过滤复杂流体样本的过滤器装置。过滤器装置的优选实施例在从属权利要求中限定。

用于过滤复杂流体样本的本发明的过滤器装置具有：第一过滤漏斗，其具有入口和出口，以及大小确定为接收待过滤的样本流体的内部空间；以及第二过滤漏斗，其具有入口和出口，以及大小确定为接收样本流体的全部体积的内部空间。第一过滤漏斗和第二过滤漏斗与位于其间的第一过滤介质(优选预滤器)按顺序布置，使得置于第一过滤漏斗的内部空间中的样本流体的体积可经过第一过滤介质，且收集在第二过滤漏斗的内部空间中。根据本发明，中间连接器设在第一过滤介质下游和第二过滤漏斗的内部空间上游，且该中间连接器具有用于使第二过滤漏斗的内部空间经由阀布置与外部气体源/大气和/或真空源连通的端口和/或排出口。

本发明的过滤器装置且尤其是提供的具有此端口和/或排出口和阀布置的中间连接器提供了将真空或亚环境压力有选择地施加到第二过滤漏斗的内部空间来促进经由第一过滤介质从第一过滤漏斗到第二过滤漏斗的过滤的可能性。

一旦样本流体的全部体积被收集在第二过滤漏斗中，则端口和/或排出口和阀布置可用于使第二过滤漏斗的内部空间与大气连通，以然后促进第二级中的进一步过滤直至过滤器装置且尤其是第二过滤漏斗可附接到其上的下游容器或滤头。

通过按照泄漏或排出口的规格调节阀布置而能够选择第二过滤漏斗中的亚环境压力或真空的水平，人们可出于避免产生泡沫和提高回收率的目的主动地控制和/或预先限定过滤速度。第二过滤漏斗中设置的压力水平可为环境压力与存在于第二过滤漏斗下游的真空滤头中的减小的压力之间的值，或换言之：第二过滤漏斗中的真空可小于真空滤头中的真空。

此外，第一过滤漏斗和第二过滤漏斗整体结合在过滤器装置中提供了一体式单元，其因此可用于使流体样本经历预滤和主过滤，而不需要在过滤级之间运送和/或分离过滤漏斗。这较大地减小了过程中的污染风险，且还减少了执行此复杂流体样本的两级过程所需的时间。

在优选实施例中，第一过滤漏斗和第二过滤漏斗与彼此整体结合连接，或与彼此可释放地连接。一体式结构进一步便于处理，而可释放连接提高了灵活性和再使用性，以及装置的清洁。

在优选实施例中，第一过滤漏斗和第二过滤漏斗可经由适于支承第一过滤介质的单独的过滤器支座连接，第一过滤介质优选为两级过程中的预滤器。出于此目的，第一过滤漏斗优选设有第一连接器结构，以用于将过滤器支座的匹配连接器结构可释放地机械地且密封地附接到第一过滤漏斗上，使得置于第一过滤漏斗的内部空间中的所有流体必须穿过第一过滤介质，以便被接收在第二过滤漏斗的内部空间中。

此外，过滤器支座优选具有第二连接器结构，以用于可释放地机械地且密封地附接到第二过滤漏斗的匹配连接器结构上，使得穿过第一过滤介质的所有流体被引导至第二过滤漏斗的入口。

过滤器支座优选具有不同于第二连接器结构的第三连接器结构，以用于可释放地机械地且密封地附接到下游设备的匹配连接器结构上，使得穿过第一过滤介质的所有流体被引导至下游设备，优选处理设备的容器或滤头。

在优选实施例中，中间连接器连接或可释放地连接在过滤器支座与第二过滤漏斗的入口之间。这提供了导致将各种过滤器支座与相同或不同的连接器结构和相同或不同的过滤漏斗组合的可能性的模块结构。这还便于装置的清洁的任务。

提供成与中间连接器和其结构连接的过滤器装置的阀布置优选包括三通阀和管路，其适于使第二过滤漏斗的内部空间经由中间连接器的端口与外部气源/大气和/或真空源有选择地连通。

在备选的优选实施例中，阀布置包括校准漏孔，其适于使第二过滤漏斗的内部空间经由中间连接器的端口与外部气源/大气连通。

对于两个备选方案，阀布置可与中间连接器整体结合，或在外部连接到或可连接到中间连接器的端口上。

作为优选，第一过滤漏斗和/或第二过滤漏斗至少部分透明，以允许内部空间中的流体水平的目视检查。这提高了安全性，因为使用者可监测一个或两个过滤级的发展，由此避免装置过早打开。此外，第一级和/或第二级中的过滤介质的任何过早堵塞都可容易地检测到。

尽管第一过滤介质优选为预滤器，但第二过滤漏斗可提供在出口下游，其中第二过滤介质例如可为另一预滤级或主过滤器。

整个装置可包括可释放地附接以闭合第一过滤漏斗的入口的盖。盖可为相容的，以便也可释放地附接来闭合第二过滤漏斗的入口。其它盖可提供成在装置并未使用时闭合第一过滤漏斗和第二过滤漏斗的出口，以避免污染。

第一过滤漏斗(并且可选的第二过滤漏斗)可制造成一次性的，且优选由塑料制成。如果预滤级涉及保持相对大量的颗粒使得由第一过滤漏斗执行的预滤器级必须重复，则该选择是有利的。在此情况下，成本和时间较短，因为第一过滤漏斗是可频繁地且以低成本替换的一次性零件。

作为优选，第一过滤漏斗和第二过滤漏斗可互换，且优选相同，以减少将减少和储存的零件的数目。

作为优选，真空源存在于滤头或过滤器装置的第二过滤漏斗可在过滤复杂流体样本的过程中附接到其上的其它下游设备中。

本发明的过滤器装置的优选实施例将参照附图描述为实例。在附图中：

图1为阐释各种元件的优选实施例的过滤器装置，以及

图2示出了穿过图1的过滤器装置过滤复杂流体样本的步骤的典型顺序；以及

图3示出了用于使用修改的过滤器装置过滤复杂流体样本的步骤的典型顺序，修改的过滤器装置具有作为阀布置的校准漏孔，以替代图2的装置中使用的三通阀。

用于过滤复杂流体样本的优选实施例的过滤器装置1包括至少两个优选相同的过滤漏斗2,3，其各自具有入口2a,3a、出口2b,3b，以及大小确定成接收待过滤的期望量的样本流体的内部空间2c,3c。尽管第一过滤漏斗的内部空间可小于第二过滤漏斗的内部空间，但第二过滤漏斗空间应当大小确定成使得其能够接收旨在处理的全部体积。

至少两个过滤漏斗与位于其间的第一过滤介质4按顺序布置，使得置于第一过滤漏斗2的内部空间2c的样本流体的全部体积可经过第一过滤介质4，且收集在第二过滤漏斗3的内部空间3c中。第一过滤介质4典型地为预滤器，且可为单层或多层膜片。其可固定或密封在过滤漏斗中，或可除去地设置在其中。

尽管装置描述和示为带有与彼此组合的两个过滤漏斗，但两个以上的过滤漏斗可按顺序附接，由此实现按顺序的多个过滤级。如果过滤漏斗相同且通过如下文进一步描述的匹配连接结构可机械地连接到彼此上，则这实现起来特别简单。

过滤漏斗的可释放连接优选借助于适于支承第一(或任何其它)过滤介质4的过滤器支座6来实现。出于此目的，第一过滤器漏斗2(或在过滤漏斗在此方面相同的任何其它过滤漏斗)设有第一连接器结构7，以用于将过滤器支座6的匹配连接器结构8可释放地且机械地且密封地附接到第一过滤漏斗2上，使得置于第一过滤漏斗2的内部空间2c中的所有流体必须穿过第一过滤介质4，而没有旁通。过滤器支座6具有用于可释放地且机械地且密封地附接到中间连接器12的匹配连接器结构10上的第二连接器结构9，使得穿过第一过滤器介质4的所有流体经由中间连接器12引导至第二过滤漏斗3的入口3a。

过滤器支座6可具有不同于第二连接器结构9的第三连接器结构11，以用于可释放地且机械地且密封地附接到下游设备的匹配连接器结构上，使得穿过第一过滤器介质4的所有流体被引导至可为第二过滤漏斗3的下游设备。连接器结构可为卡口类型的连接器结构或螺纹连接器结构或卡扣连接器结构或力配合连接器结构或其它机械连接器结构，其提供了充分的刚性连接和不透流体的连接。如果需要，则O形环或其它垫圈的密封元件可提供成形成不透流体性。

中间连接器12连接到或可释放的连接在过滤器支座6与第二过滤漏斗3的入口3a之间。为此，其具有匹配的连接器结构，以提供与两个元件的可释放和不透流体的连接，即，用于过滤器支座6的连接器结构10和用于第二过滤漏斗3的入口3a的另一个连接器结构18。中间连接器12可设有一个或两个O形环，以确保其上游和下游的过滤级或漏斗之间的空气完整性(以图1中的小圆表示)。中间连接器12可为如附图中所示的环或适配器类构件的形式。其可为单独的元件或可与过滤器支座6整体结合。

中间连接器12具有优选在侧向侧壁处的端口13。端口可经由管路连接到外部阀布置14上。作为备选，可为与下文所述的不同的备选方案的阀布置可整体结合到中间连接器(附图中未示出)中。

在一个备选方案中，阀布置可包括如图1和2中所示的三通阀14a，其可在不同位置之间切换，以允许第二过滤漏斗3的内部空间3c经由端口13与外部气源/大气和/或真空源选择性连通。在备选结构中，阀布置14可包括校准漏孔14b，其适于使第二过滤漏斗3的内部空间3c经由中间连接器12的端口13与气源或大气连通。该布置在图3中示出。

为了使第二或最下游的过滤漏斗与下游容器连接来用于接收滤液或与下游处理设备连接，其可经由连接器结构7或通过单独的适配器类结构直接地附接至此容器或设备，适配器类结构在连接器结构方面对应于过滤器支座6，且实际上其支承膜片5。在此情况下，过滤器支座还可具有第三连接器结构11，以用于连接到下游容器或其它处理设备上。此过滤器支座6设有第二过滤介质5，其可用作主过滤介质，或可取决于过滤要求代表另一个预滤器级。

如图1中所示，盖15可提供成以便可释放地附接来闭合第一过滤漏斗2的入口2a(或所有过滤漏斗，如果它们大小相同)。第一过滤漏斗(或所有过滤漏斗)和盖15可制造成一次性的，优选由塑料材料制造。它们还可为完全或部分透明的，以允许相应的内部空间中的流体水平的目视检查。部分透明可通过其它非透明材料中的窗口状透明插入物实现。作为备选，整个零件可由如玻璃或塑料的透明材料制成。

图2a到2e示出了使用图1中示出的本发明的过滤器装置过滤复杂流体样本的典型过滤过程的步骤的顺序。在该实例中，第一过滤漏斗2为预滤漏斗A，且第二过滤漏斗3为主过滤漏斗B。过滤器装置置于滤头16上，且进一步识别为D，其与真空源连通。三通阀14a进一步识别为C，且以其一个端口连接到中间连接器12的端口13上，以其另一个端口经由管路17连接到滤头16上，且以其第三端口与正常大气(或任何其它限定的大气或气源)连接。

在第一步骤(图2a)中，复杂样本流体的预先限定的期望体积被置于第一过滤漏斗A中，且三通阀C设置成使得连通提供在第二过滤漏斗B的内部空间与存在于滤头D中的真空源之间。真空或亚环境压力促进了通过第一过滤漏斗与第二过滤漏斗之间的第一过滤器或预滤器过滤流体样本。在第二步骤(2b)中，过滤仍进行，且在第三步骤(图2c)中，所有样本流体都接收在第二过滤漏斗B中。在该步骤中，三通阀C设置就位，使得真空源与第二过滤漏斗B的内部空间断开，且连通形成在大气(或外部气源)与第二过滤漏斗B的内部空间之间。这促进了样本流体通过第二过滤漏斗B的出口上游的第二过滤器或主过滤器到下游设备(或容器)D的快速进一步过滤，直到在第四步骤(图2d)中，已经处理所有的样本的流体。

如图2f中所示，在从第一到第二过滤漏斗过滤期间通过阀C施加到过滤装置A上的真空水平的控制可需要在过滤期间通向大气。

在对于不需要用于预滤的附加的真空或亚环境压力的过滤任务优选的备选实例中，三通阀可由如图3中所示的校准漏孔14b替换。使用与大气连接的校准漏孔(即，排出口)可有助于在此情况下防止过滤流体中的泡沫和泼溅，且可有助于避免(多个)过滤器支座上的膜片的变形。

校准漏孔14b可由二通阀替换，二通阀可设置在开启位置与闭合位置之间，且如果需要，则设置在中间部分开启位置，且/或由在永远开启或可有选择地开启的中间检测器的另一个排出口(未示出)替换。此排出口可允许施加到过滤装置A上的真空水平的降低，且回到过滤装置B中的大气压。校准漏孔可以以若干方式实现，例如，中间连接器自身中或如图3中所示的连接到端口上的单独的元件中的预先限定的尺寸的开孔，或如上文所述，通过两部分阀或专用的减压器。校准漏孔必须适于用于过滤的真空系统，且必须设置或校准成使得穿过校准漏孔的空气的量总是小于施加到第二过滤漏斗的真空的水平。类似的效果可通过三通阀14a获得，其中其仅部分地开启。然而，校准的漏孔有利之处在于其避免任何操纵，且对于特定过滤布置预设且避免任何外部连接。

根据以上描述，真空源存在于下游滤头中。然而，其可通过外部单独的专用真空源或泵来施加且连接到中间连接器12的端口13上。提供外部专用真空源是优选的，因为其提供了带有本发明的装置的自主两级过滤。

本发明已经基于第一过滤漏斗和第二过滤漏斗和连接器形成为单独构件且组装在一起(优选以可释放的方式)的实施例而描述。然而，除过滤介质外，整个过滤器装置还可部分地或完全地体现为一体式单元，其由相同材料形成或以它们不可在无破坏的情况下分开的一种方式由单独制造的构件组装在一起。