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专利名称:用于鉴定生物样品中细菌的系统的制作方法
技术领域:
本发明涉及对生物样品(例如,尿液)中的微生物(例如,细菌)进行鉴定和定量的系统。更具体地,本发明涉及一种系统,其包括一个用于维持在测试之前和测试中样本的最适宜的预定温度的冷却、加热和风扇装置;一个用于将样本和转盘对准的可视的、圆的和轴对准系统;一个用于将样本从转盘转移到离心机的转移系统;一个用于最小化离心机旋转振动的平衡系统;一个用于样本存放系统的抗翻转设计的安全系统;一个用于分配存储的生理盐水的液体分配臂;以及用于排出和处置以将液体排出到系统外部的排放口。
背景技术:
通常,用于鉴定微生物(例如,尿液样品中的细菌)的当前实践包括复杂、漫长且昂贵的用于在微生物实验室中鉴定和明确微生物的工艺。在当如工艺中,实验室接收样品。然后,对这些样本进行分类、标记,随后通过无菌环将它们接种到血琼脂培养基上。随后将这些样本插入到专用培养箱中保持24小时。一天后,实验室技术员对这些样本进行阳性和阴性培养物的筛选。通常,大多数培养物是阴性的并采用手工报告。阳性培养物的有机体被分离并悬浮于生化流体中。这包括产生生化废弃物的悬浮、稀释、涡旋和浊度测量。随后将悬浮液暴露于多种试剂下对培养物进行种类鉴定和抗生素易感性测试。经过另一
6至24小时的培养之后,实验室技术员解释和报告结果。整个过程通常采取11个步骤和花费50个小时来获得样本结果,该过程劳动繁重。共有的US2007/0037135A1的美国专利申请公开文本公开了一种鉴定和定量悬浮于液体中生物样品的系统,该申请的内容通过引用并入本文。如该参考文献所公开,样品皿用于容纳生物样品。该参考文献陈述这些在本领域中被认为是众所周知的皿通常呈方形或矩形(具有容纳样品的井区域),并且由例如玻璃的透明材料或聚合材料制成。然而,该参考文献未能公开所述皿的任何具体描述/设计。因此尤其对于上述实验室程序的种类鉴定,需要提供一种具有更高效率、更少耗时且需要更少劳力的过程。
发明内容
本发明的系统使获取样本结果的现有系统简化。本系统是环保的,允许快速诊断、结果一致、无需试剂,并可进行多功能诊断。根据共有的PCT申请US2008/079533所公开的一个实施方式,生物样品包含在一次性盒中。一次性盒具有与患者ID相关联的条形码。将一次性盒插入盒匣中,随后将盒匣插入处理样本的样品处理器中。将制备的样本转移至光学皿中,然后将盒匣插入分析样本的光学分析仪中。光学分析仪分析并产生能够对细菌进、行最终处理的完整结果。本系统不需要老练的操作人员并能给出快速的结果。根据一方面
,本发明应用于,一种用于冷却和控制光学分析中的多个光学杯内样本的温度的系统。该系统包括转盘,用于支持多个一次性盒,每个一次性盒支撑一次性光学杯,所述一次性光学杯包含将由光学分析仪进行光学分析的样本。所述转盘具有多个入口和出口,每个与所述一次性盒之一相关联。该系统进一步包括转台,具有多个入口和出口,每个与所述转盘中的入口和出口之一相关联。一个隔热板,被置于所述转台下,并包括至少一个热电冷却器,用于冷却通过从所述转盘到所述转台的入口和出口而循环的气体,以控制样本的温度。转台包括包括由隔板分开的顶板和底板,其中光学杯和一次性盒是塑料的,这样通过转台和塑料的一次性盒和光学杯而产生的对流冷却用于快速冷却光学杯中的样本。根据一种设计,用于冷却和控制样本温度的所述系统位于光学分析仪内,且适于冷却样本到所需温度,并保持样本温度在所需温度,直到光学分析仪内的样本处理结束。根据另一方面,本发明应用于,一种用于防止保存在盒匣内的样本受污染的系统,所述系统包括一个盒匣,用于支持多个一次性盒,每个盒适于支撑含有用于分析的样本的容纳器;一个盖,其适于与盒匣协同,以密封盒匣的顶部;至少一个锁定组件,用于将盖固定在位置上。该系统还包括附着于盖上并可以移除的把手。根据另一方面,本发明应用于,一种用于对准盒匣内样本的对准系统,所述对准系统包括至少一个槽口,其相对于盒匣外部边的表面而向内延伸,一个质量控制盒,其位于所述至少一个槽口的附近,以及一个传感器,其用于检测槽口和质量控制盒的位置。所述槽口和质量控制盒提供固定位置,所述固定位置是初始化测试和功能的,作为包含于盒匣内的盒的初始点。所述对准系统还包括多个位于盒匣内的控制开口,所述控制开口用于接纳质量控制盒。径向对准标识,位于盒匣基板顶部
表面,用于提供有关盒匣口内盒置放的可视化参考。质量控制盒还可以提供测试参考以保证适当地功能上测试装置。根据另一方面,本发明应用于,一种用于圆周对准盒匣内样本以使样本反射信号最优的方法,所述盒匣包括转盘基础部件,所述方法包括将光应用于样本,提供组件用于测量来自样本的光的反射,沿着大约9°弧度向前和向后旋转所述转盘基础部件直到光反射信号最大。仍根据另一方面,本发明应用于,一种用于机架部件的抗倾翻系统,所述机架部件存放多个用于样本处理器的存储抽屉,所述机架部件包括用于容置存储抽屉的多个垂直和水平轨道,以及基础轨道,所述抗倾翻系统系统包括至少一个可延伸/可缩回腿,以便于从基础轨道延伸。所述抗倾翻系统包括用于防止一次拉出多于一个存储抽屉的锁定机构。
根据另一方面,本发明应用于,一种用于防止样本处理器内的样本结晶的方法,包括提供加热装置,用于将位于盒匣内的样本加热,并保持样本在所需的温度。优选地,样本保持在
37°C或体温附近。根据另一方面,本发明应用于,一种在用于实施生物样本测试的处理器单元内使用的风扇/过滤器装置,所述装置包括一个风扇,其用于将空气导入并穿过处理器单元,所述空气具有预定温度,用于在所述单元内保持所述预定温度。所述装置进一步包括一个过滤器,其用于过滤穿过和从处理单元出来的空气,以及一个反馈控制循环,其用于调整风扇的速度以保持处理器单元内的空气在预定的温度。优选地,风扇是HEPA风扇。。所述装置可以包括位于邻近过滤器位置的压力传感器,用于测量过滤器出口的压降以指示过滤器需要更换。根据另一方面,本发明应用于,一种在生物测试系统中使用的处理器单元,所述处理器单元包括一个加热系统,其用于加热样本到预定温度;一个风扇/过滤器装置,其用于保持样本在预定温度;一个转移臂装置,其用于从盒匣将一个管转移到离心机。所述转移臂装置包括6连杆,其中6连杆包括被置于盒匣对面的一对臂,其中每一个臂包括一对夹持器,以用于一次移动两管,使得一次可以总共从盒匣移动四管到离心机。每一臂包括光学传感器,用于定位管的位置。夹持器根据保存于盒匣和离心机位置口内的管的位置的不同间距而轴向调整。根据另一方面,本发明应用于,一种用于减少部分装载离心机振动的方法,包括提供至少一个平衡管并可选择地将至少一个平衡管放置在离心机中,用于平衡和分布离心机的重量,由此减少旋转期间的振动。所述至少一个平衡管包括具有加重的底部,以便管的整个重量与包括样本的管的重量相
等。计算机控制的系统可以用于确定含样本的管和至少一个平衡管的最佳放置位置。根据另一方面,本发明应用于,一种在生物测试系统内与处理器单元一起使用的液体分配臂,所述液体分配臂包括一个与处理液相关联的第一端,一个和管相关联的第二端,以及一个用于抽取所述处理液体到所述管内的泵。所述泵适于利用吸力从所述管移除所述处理液。至少一个排出口,用于排出所述不需要的处理液并将所述液体放置在处理单元的外部位置。所述臂和排出口可相对于管在绕轴转动,以用于管的移除。加热器可以用于在分配所述液体到所述管之前加热所述处理液到预定的温度。在一实施方式中,本发明涉及一种系统,其包括多个一次性盒,其中每个盒包括四个一次性部件,包括一个离心管,一个具有Iml容积的第一移液管尖,一个光学杯或皿,。根据另一设计,光学杯或皿可以是矩形容器,并且优选为具有上部矩形开口和相对于矩形开口向内并向下延伸的渐缩区域的喷射成型的塑料。所述光学杯或皿容纳样品,例如生物样品、化学样品或毒性样品,例如用于光学分析的尿液。如果该样品是尿液样品,则可对用于尿液中的微生物或有机体(例如,细菌)进行光学分析。在一个实施方式中,该系统
包括多个一次性盒,其用于容置多个一次性部件,该一次性盒包括一个离心管、一个移液管尖以及一个光学尿液样品皿;一个样品处理器,其用于接收多个一次性盒,并且被配置为处理和制备每个一次性盒的尿液样品并将尿液样品转移至每个一次性盒对应的光学皿中;以及一个光学分析仪,用于接收具有包含经处理的尿液样品的光学皿的一次性盒并且分析和产生样本结果。在样品处理器中对尿液样品进行处理并且在光学分析仪中对其进行分析的整个过程对于单个样品需要约30分钟,对于42个样品需要长达2小时。本发明的一次性盒和一次性部件相比于目前使用的盒和部件由于其提高了效率,提高了工作量并节约了时间和金钱而具备优点,这是因为制备或处理尿液样品所需的部件被方便地设置在一处,即在盒中。此外,处理/分析尿液样品所需的人力和人工处理较少。此外,还很方便的是盒及其部件是一次性的。也就是说,这些物品不需要为了下一尿液样本鉴定过程而消毒,并且使对工作区和/或周围环境的污染最小。根据本发明的另一个方面,本发明提供了一种冷却和控制光学杯或皿中用于光学分析的样品(例如,尿液样品)温度的系统,该系统可设置在对一个或多个样品进行分析的光学分析仪中。转台,优选为铝质,光学杯或皿以及一次性盒优选由塑料制成,因此能够通过铝材料和塑料材料使对流冷却发生用于快速冷却样本,然后在样本或样品光学分析期间保持样本在所需的温度。在一个实施方式中,本发明提供一种用于冷却和控制光学分析时样本温度的系统,以便保持样本信号用于对样本中的生物可作出充足的分析。在另一个实施方式中,流体样品可以是例如生物样品、化学样品或毒性样品,例如对样品中的有机体或微生物
(例如,细菌)的类型和数量进行光学分析的尿液样品。通过下列结合附图的说明书,本发明的这些以及其它目的和优点将变得显而易见。
图IA是具有多个一次性盒的盒匣的俯视***图;图IB是用于图IA所示的盒匣的一次性盒的俯视***图;图2是以***的方式示出图IB的一次性盒的部件的主视剖面图;图3A是样品处理器的***图,以***的方式示出了本发明的系统的样品处理器的多个部件;图3B是样品处理器的另一个***图,以***的方式示出了本发明的系统的样品处理器的多个部件;图4A是光学分析仪的***图,以***的方式示出了本发明的系统的光学分析仪的多个部件;图4B是光学系统的***图,以***的方式示出了本发明的系统的光学件的多个部件;图4C是光学分析仪的另一个***图,以***的方式示出了本发明的系统的光学分析仪的多个部件;图5是示出了可设置于分光仪狭缝入口处的反射的凸“角”的示意图;图6是离心机的***图,以***的方式示出了本发明的系统的离心机的多个部件;图I是样品处理器的另一个***图,以***的方式示出了本发明的系统的样品处理器的多个部件;图
8A是根据本发明可选实施方式用于支撑包括光学杯的一次性部件的一次性盒的***图;图8B是沿线IXA-IXA的剖面图,以***的方式示出了图8A所示的一次性盒和包括光学杯的一次性部件;图8C是具有图8A和8B所示的多个一次性盒的盒匣的俯视***图;图8D是不含图8A所示的一次性部件的一次性盒的***图,示出了用于将盒紧固在盒匣内的连接夹;图8E是图8D所示的盒的侧视图8F是图8D所示的盒的反向侧视图;图9A是示出了本发明的光学杯的***图,该光学杯具有部分地覆盖光学杯容器内表面的铝制带状衬料;图9B是示出了本发明的光学杯的***图,该光学杯具有完全地覆盖光学杯容器的内表面的铝制带状衬料;图9C是示出了图9A所示的带状衬料的一部分的局部放大***图,其通过卷边工艺连接至本发明的光学杯的凸缘;图10是示出了图9A和9B所示的容器的涂覆有铝涂层的内表面的俯视图;图IlA是图9A所示的带状衬料的局部放大***图,该带状衬料通过单向保持突起连接至容器;图IlB是图9A所示的带状衬料的***图,该带状衬料通过热撑销连接至容器;图IlC是图9A所示的带状衬料的局部放大***图,该带状衬料通过卡扣机构连接
至容器;图12是示出了本发明的矩形容器的又一实施方式的***图;图13A是示出了根据本发明的一种设计,冷却系统中提供的气体喷射路径的示意图并且涉及被转变成气流冷却的液体冷却;图
13B是示出了根据本发明的另一种设计,用于冷却样本的气体喷射路径的示意图;图14A是示出了利用图13A的冷却系统,对承载一次性光学杯的一次性盒进行支撑的转盘和转盘中的多个空气通道的俯视***图;图14B是示出了图14A的转盘的仰视***图;图15A是示出了利用了图13B冷却系统的冷室部件的放大***图;图15B是图15A的冷室部件的俯视***图;图15C是图15A的冷室部件的仰视***图;图15D是图15A的冷室部件的底板***图;图15E是图15A的冷室部件的顶板***图;图15F是利用图13B的冷却系统示出支撑一次性盒的转盘的俯视图,其中转盘轮流运送一次性光学杯和转盘中的多个空气过道;图16是用于分光仪的部件的布置的示意图;图17是在图16的布置中使用的光栅的响应的曲线图,示出吸收效率与照明光束波长之间的关系;图18是示出了本发明的光学读取器的照明装置的立体视图;图19是示出了由图18的照明装置产生的光束从光源至样本的传播路径的示意图;图20是示出了反射率与图18的照明装置中的转向镜波长之间的曲线图;图21是示出了定位在图18的照明装置中的光学杯的示意图;图22k是示出用在图IA盒匣中的盖体部件的俯视图;图22B是示出沿着图22A的盖体部件B-B线的侧视图;图23A是示出包括根据本发明的对准槽口的转盘基础部件的放大***图23B是图23A的转盘基础部件的俯视图;图23C是图23A的转盘基础部件的基板俯视图;图