專利名稱：用于診斷分析的集成裝置及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對生物樣品進(jìn)行診斷分析的集成裝置及相關(guān)的方法。本發(fā)明用于檢查所述樣品中一種或多種細(xì)菌的存在，并鑒別其類型，以便試驗(yàn)與所鑒別細(xì)菌相匹配的適宜的抗菌素，以建立可能的抗菌素治療。
待分析的生物樣品或初級生物樣品可以是例如尿、腦脊液、粘膜、稀釋的血液或其他。
背景技術(shù)：
在診斷分析領(lǐng)域中，已知有多種技術(shù)可檢查生物樣品中存在的細(xì)菌并鑒別細(xì)菌種類，并確定一組對抗所鑒別類型的細(xì)菌生長有效的抗菌素。該最后的操作在技術(shù)上稱作“抗菌素敏感度試驗(yàn)”。
已知的用于抗菌素敏感度試驗(yàn)的技術(shù)提供了在分離的細(xì)菌菌落中的抗生素功能的驗(yàn)證，因此預(yù)示了需要長時間的前分離程序，對此必須還要加上隨后驗(yàn)證抗菌素功能所需的時間。
已知系統(tǒng)的另一個缺點(diǎn)是生化型分析技術(shù)的普遍使用。
特別是對于嚴(yán)重感染，細(xì)菌生長與抗菌素敏感度試驗(yàn)之間的時間可能過長，使患者承擔(dān)危險(xiǎn)。發(fā)現(xiàn)患者是陽性時，醫(yī)務(wù)界人士通常給患者使用廣譜抗菌素，即一種覆蓋多種類型細(xì)菌的抗菌素，以便縮短治療時間。
廣譜抗菌素的缺點(diǎn)之一是，盡管它們對抗細(xì)菌生長有效，但是可能發(fā)生的情形是不僅不是所有細(xì)菌菌落被消除，而且存活菌落的細(xì)菌可能變得對所選抗菌素耐受而繁殖，從而增加了感染。
本發(fā)明的目的是獲得用于生物樣品診斷分析的集成裝置，該裝置能夠提供高水平的自動化及執(zhí)行速度，能夠在短時間內(nèi)檢查樣品是否陽性，至少通過類型學(xué)鑒別細(xì)菌的類型，例如球菌或桿菌，然后進(jìn)行抗菌素敏感度試驗(yàn)。
申請人已經(jīng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)并實(shí)施了本發(fā)明，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并達(dá)到此目的和其他目的和優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明概述所述本發(fā)明的特征在于主要權(quán)利要求，同時從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的其他特征或主要發(fā)明思路的變體。
依照以上目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置包含第一容納構(gòu)件和第二容納構(gòu)件，每一構(gòu)件在本方法的特定步驟中有其特定功能，它們被放置于基本上集成的結(jié)構(gòu)中。
在第二容納構(gòu)件中，在第一分析區(qū)，放置有多個容器，每個容器內(nèi)裝有待分析的生物樣品。將與生物樣品混合的營養(yǎng)肉湯(eugenic broth)或營養(yǎng)培養(yǎng)土壤引入所述容器中，其可促進(jìn)細(xì)菌生長以用于分析。
在同一集成結(jié)構(gòu)中，本裝置還包含第一檢查構(gòu)件，其用于在第一步中檢查含有與營養(yǎng)肉湯混合的生物樣品的容器中的內(nèi)容物。第一個檢查步驟，或篩選步驟，可檢查樣品中細(xì)菌的存在與否，如果確定，則鑒別至少細(xì)菌的類型。該鑒別過程至少根據(jù)細(xì)菌的形態(tài)進(jìn)行，將它們區(qū)分為例如其中形態(tài)以球形居多的球菌，及其中形態(tài)以棒狀居多的桿菌。
在集成結(jié)構(gòu)中，還存在第二檢查構(gòu)件，其在第二容納構(gòu)件的第二分析區(qū)以及當(dāng)細(xì)菌已經(jīng)生長時所進(jìn)行的第二步中，能夠檢查通過存在生長的細(xì)菌而富集的每一陽性生物樣品對根據(jù)所鑒別的細(xì)菌類型所選擇的抗菌素組中的一系列抗菌素的響應(yīng)。
由此進(jìn)行的分析是自動化的，并且當(dāng)其進(jìn)行時基本上不需要任何操作者的干預(yù)。該分析基于細(xì)菌對所測試的系列抗菌素的響應(yīng)是敏感還是耐受而迅速提供結(jié)果。
根據(jù)一種變體，第一容納構(gòu)件包含冷卻單元，其具有保持純生物樣品特性不變的功能，防止相對細(xì)菌負(fù)載量(bacterial charge)發(fā)生改變。
根據(jù)另一個變體，第二容納構(gòu)件包含與第一分析區(qū)及第二分析區(qū)相連的加熱單元。加熱單元與由營養(yǎng)肉湯行使的功能一起，促進(jìn)并加速陽性生物樣品的細(xì)菌生長。
根據(jù)另一個變體，陽性生物樣品通過攪拌構(gòu)件保持?jǐn)噭印?br> 在另一個變體中，在同一集成結(jié)構(gòu)中，該裝置包含自動化選擇構(gòu)件，其能夠采集所需量的特定生物樣品。
在第一步驟中，一定量的樣品通過試管采集，并分配到位于第一分析區(qū)的相應(yīng)容器中；在第二步驟中，從第一個分析區(qū)的容器中采集一定量的樣品，并分配或分到位于第二分析區(qū)的一個或多個容器中。
選擇構(gòu)件包含至少采集與分配裝置，其配有針頭構(gòu)件和抓握構(gòu)件，能夠?qū)υ嚬芑蛉萜鳟a(chǎn)生動作。
根據(jù)本發(fā)明的裝置還包含控制單元，其能夠控制及命令至少選擇構(gòu)件，和第一與第二檢查構(gòu)件。該控制單元可以被放置在集成結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或外部。
根據(jù)一種變體，第一及第二檢查構(gòu)件包含發(fā)射電磁輻射、例如相干光的構(gòu)件，以及檢測所述電磁輻射的構(gòu)件。發(fā)射器構(gòu)件及檢測構(gòu)件基本上在圓周上放置，根據(jù)正在進(jìn)行的檢查步驟，該圓周的中心為含有待分類生物樣品的容器，或含有已經(jīng)相對于細(xì)菌類型進(jìn)行分類并將進(jìn)行抗菌素敏感度試驗(yàn)的生物樣品的容器。
第一及第二檢查構(gòu)件提供了顯示細(xì)菌濃度生長對時間的曲線，根據(jù)這些曲線，控制單元檢查細(xì)菌的存在、鑒別其類型并鑒別用于可能的抗菌素治療的抗菌素。生長曲線亦描述了細(xì)菌的形態(tài)。
根據(jù)一種變體，提供了驗(yàn)證或反檢查步驟，以便評價檢查已正確進(jìn)行。為此，在集成結(jié)構(gòu)內(nèi)部，該裝置包含第三檢查構(gòu)件，其能夠分析由每個陽性生物樣品所產(chǎn)生的氣體的光譜含量。
根據(jù)另一個變體，在第一檢查步驟之后提供了驗(yàn)證步驟，其將試劑物質(zhì)例如氫氧化鉀與一種或多種生物樣品混合，并分析每個生物樣品與所述試劑物質(zhì)的反應(yīng)時間。


本發(fā)明的這些及其他特性將通過以下實(shí)施方案的優(yōu)選形式描述而變得更加明顯，它們作為非限制性實(shí)施例給出，并參考附圖，其中-圖1是根據(jù)本發(fā)明用于診斷分析的集成裝置的示意圖；-圖2是圖1裝置細(xì)節(jié)的示意圖；-圖3是圖1裝置另一細(xì)節(jié)的示意圖；-圖4是圖1裝置另一細(xì)節(jié)的示意圖；-圖5是圖3的變體的示意圖；-圖6是圖2的變體的示意圖；-圖7是根據(jù)本發(fā)明用于診斷分析的方法的流程圖；-圖8顯示了圖1裝置的變體。
實(shí)施方案優(yōu)選形式的詳細(xì)描述參見圖1，根據(jù)本發(fā)明用于診斷分析的集成裝置10包含在集成結(jié)構(gòu)11中的第一容器12，其含有多支試管13，每支試管中裝有純生物樣品，例如尿、腦脊液、粘膜或稀釋的血液。
第一容器12與此處未顯示的冷卻單元相連，其設(shè)定或保持純生物樣品溫度在約2℃至8℃范圍內(nèi)，以防止生物樣品特性的任何變化，并保持細(xì)菌負(fù)載量的穩(wěn)定。
裝置10還包含在第一分析區(qū)14a中的第二容器14，多個培養(yǎng)容器15放置在相關(guān)底座17中。
第二容器14與此處未顯示的加熱單元相連，將加熱待分析的生物樣品至約35℃至37℃的溫度，以便促進(jìn)任何可能存在的細(xì)菌的生長。
控制單元18，例如電子計(jì)算器，可在集成結(jié)構(gòu)11的內(nèi)部或外部，其與集成裝置10相連。
集成裝置10還包含移動與選擇單元20，其由控制單元18控制，由導(dǎo)桿21組成，在導(dǎo)桿上的可動支座22以線性方式移動，由第一馬達(dá)23通過第一傳送帶24驅(qū)動?？蓜又ё?2包含頭25，以此限制臂26，與借助第二傳送帶28能夠移動的第二馬達(dá)27相連，一個選擇頭30自由地在臂26上滑動。
選擇頭30(圖2)包含采集及分配針頭31，握住試管13或容器15的握具32，和能夠選擇性移動針頭31及握具32的致動器33。更為準(zhǔn)確地說，握具32具有開放位置32a及封閉位置32b，以限制試管13或容器15，例如從第一容器12移開后者至第二容器14。
選擇頭30與泵結(jié)構(gòu)35通過管子36相連，管子最好是可彎曲的，例如由橡膠制成?？刂茊卧?8驅(qū)動泵結(jié)構(gòu)35借助針頭31采集并分配所需量的生物樣品。
集成裝置10還包含清洗區(qū)域37，其由例如槽組成，用于針管31的內(nèi)部及外部滅菌，這有利地在每次采集和分配生物樣品操作后進(jìn)行，以防所采集與分配的不同生物樣品之間細(xì)菌負(fù)載量的任何污染。
對于第一分析區(qū)14a的每個底座17而言，第二容器14有利地包含已知類型的第一檢查裝置40(圖3)，其具有激光發(fā)射器41，以此第一傳感器42與第二傳感器43相連，它們分別相對于激光發(fā)生器41約90°及150°，并且能夠檢測由激光發(fā)射器41發(fā)出的穿過容器15的光。
由第一傳感器42與第二傳感器43收集的數(shù)據(jù)通過調(diào)節(jié)裝置44被傳送到控制單元18，其放大、過濾并處理所收集的數(shù)據(jù)。
對于第二分析區(qū)14b的每個底座17而言，第二容器14還有利地含有已知類型并與第一檢查裝置40相似的第二檢查裝置49(圖5)。第二檢查裝置49包含激光發(fā)射器41，其與單個傳感器50相連，該傳感器可在與約180°角相對的圓周弧移動，且通過由控制單元18驅(qū)動的未顯示在圖中的馬達(dá)移動。
在此情況下，由傳感器50收集的數(shù)據(jù)也通過調(diào)節(jié)裝置44發(fā)送到控制單元18。
第一與第二檢查裝置40與49中的每一個均包含攪拌單元45(圖4)，其裝有受控制單元18控制的攪拌馬達(dá)46，以便使機(jī)械連接于攪拌馬達(dá)46的第一磁體47旋轉(zhuǎn)，且繼而能夠使第二磁體48旋轉(zhuǎn)，第二磁體48插在相應(yīng)的容器15內(nèi)部以混合其中的內(nèi)容物。
如此前描述的集成裝置10按照如圖7中的參考數(shù)字60一般所示的方法操作，其提供了以下步驟。
在第一采集與分配步驟61中，控制單元18驅(qū)動移動與選擇單元20以便從各個試管13采集所需量的特定純生物樣品，并分配所述量至放置在第一分析區(qū)14a中的已滅菌并其內(nèi)含有營養(yǎng)肉湯的容器15中。
營養(yǎng)肉湯可在分配生物樣品之前已經(jīng)存在于容器15中，或其可于之后加入?？赡艽嬖诘募?xì)菌的生長在容器15中進(jìn)行。
當(dāng)?shù)谝徊杉c分配步驟61結(jié)束時，繼之以鑒別步驟62，在此期間控制單元18激活第一檢查裝置40，使得每一裝置40的傳感器42、43周期性地檢測由激光發(fā)射器41周期性發(fā)射的激光。
在存在繁殖的細(xì)菌時，生物樣品發(fā)出散射光信號，其由控制單元18處理，以便從孵育開始后約45分鐘開始提供表示細(xì)菌隨時間生長的特定曲線。
從兩個傳感器42與43提供的信號，獲得兩條可能細(xì)菌的生長曲線，其具有各自斜率與偏移倒數(shù)(reciprocal divergence)，這使得可以檢查細(xì)菌的存在并鑒別它的種類。
隨后，控制單元18鑒別細(xì)菌屬于球菌類型，其生長曲線的偏移倒數(shù)使得它們與桿菌類型區(qū)別開來。
從第二傳感器43獲得的信號定義了與細(xì)菌負(fù)載量相對于時間發(fā)展有關(guān)的第一曲線，該曲線與被分類為球菌或桿菌的細(xì)菌類型相關(guān)。此外，從第二傳感器43與第一傳感器42獲得的信號之間的關(guān)系定義了第二曲線，由該曲線可得出細(xì)菌類型，特別是細(xì)菌的形態(tài)。
因此，用第一檢查裝置40，控制單元18檢查相應(yīng)容器15中細(xì)菌的存在，如果確定，則通過分析由第二傳感器43與第一傳感器42獲得的信號之間的關(guān)系鑒別細(xì)菌的類型。
細(xì)菌生長計(jì)數(shù)的靈敏度閾值從約50cfu(菌落形成單位)/ml開始，即每毫升生物樣品形成菌落的單位數(shù)，最高至約1億cfu/ml。集成裝置10因此能夠進(jìn)行診斷分析，其靈敏度范圍根據(jù)樣品的類型是無菌或來自中流而異。
控制單元18與輸出裝置19(圖3)相連接，在這種情況下，在此未示出的打印機(jī)或外部存儲裝置，例如硬盤、軟盤，分別打印及存儲至少有關(guān)控制單元18提供的曲線的數(shù)據(jù)。后者也根據(jù)鑒別細(xì)菌的生長類型存儲曲線，以便提供用于核實(shí)和/或比較每次所進(jìn)行檢查的數(shù)據(jù)庫。
此外，控制單元18借助第一檢查裝置40，檢查生物樣品對于分析的適用性，例如通過評價其濁度、借助輸出裝置給出可能不適用的信號和/或借助聲音信號器發(fā)出信號。
當(dāng)鑒別步驟62結(jié)束時，繼之以第二采集與分配步驟64，在此期間控制單元18驅(qū)動移動與選擇單元20，以便采集陽性生物樣品，其由生長細(xì)菌存在而富集，并在前面的鑒別步驟62期間被識別，以便分配其進(jìn)入位于第二分析區(qū)14b的第一15a及第二15b容器組中。
根據(jù)一種變體，在此步驟期間，可能使用測量儀器(未在圖中顯示)以使所取細(xì)菌混懸液的濃度標(biāo)準(zhǔn)化，然后，細(xì)菌混懸液將被用于進(jìn)行抗菌素敏感度試驗(yàn)及細(xì)菌鑒別試驗(yàn)。
為此目的，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案對移動和選擇單元20應(yīng)用測量細(xì)菌混懸液濁度的儀器，以便根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)度例如已知的McFarland標(biāo)度對其濃度進(jìn)行定量。
根據(jù)此標(biāo)度的細(xì)菌濃度用使用輻射的光度計(jì)構(gòu)建，輻射通常在500-700nm范圍，其穿過細(xì)菌混懸液，在其對面得到檢測。每個McFarland標(biāo)度格對應(yīng)于吸收間隔。以此方式，濁度標(biāo)度與McFarland標(biāo)度相關(guān)聯(lián)，在采集與分配步驟中，可將所取細(xì)菌混懸液的濃度標(biāo)準(zhǔn)化，從而在隨后進(jìn)行抗菌素敏感度試驗(yàn)與細(xì)菌鑒別試驗(yàn)的步驟中獲得更為可靠的結(jié)果。例如，為此目的，可以使用檢查裝置40作為測量與McFarland標(biāo)度相關(guān)的濁度的裝置。
每個陽性生物樣品可以從已在第一分析區(qū)14a的各個容器15中所含的營養(yǎng)肉湯中生長的生物樣品中采集，或直接從相應(yīng)試管13中所含純生物樣品采集，這種情況沒有營養(yǎng)肉湯。
更準(zhǔn)確地說，在每一第一容器15a中，僅存在所分配的相應(yīng)陽性生物樣品，也稱作參比樣品，而每一第二容器15b中還存在抗菌素?？刂茊卧?8根據(jù)在鑒別步驟62期間確定、鑒別的細(xì)菌類型，鑒別這些抗菌素中的每一種。
每一種抗菌素均以液體形式存在，以備分配，或現(xiàn)制備，以便優(yōu)化為用以發(fā)揮作用的最后濃度。
在第二采集與分配步驟64后，繼之以抗菌素的敏感度試驗(yàn)步驟65，在此期間控制單元18借助第一檢查裝置40，分析參比樣品以及容器15b中所含經(jīng)不同抗菌素處理的生物樣品的細(xì)菌生長曲線。
更準(zhǔn)確地說，控制單元18比較參比樣品的生長曲線與用不同抗菌素處理的生物樣品的生長曲線或抑制曲線，以便檢查抗菌素的有效性。
所述生長曲線或抑制曲線的分析，例如像Kirby-Bauer法的相應(yīng)的抑菌圈(inhibition halo)，借助功能確定抗菌素的體外有效性，分別為耐受(R)、敏感(S)或中間(I)，其分別表示細(xì)菌對抗菌素的耐受程度怎樣，以及對抗菌素敏感度怎樣。
曲線可以用圖表示，并由輸出裝置19打印，并且表示每種臨床類型或檢查要求所要求的抗菌素治療的有效百分?jǐn)?shù)。
抗菌素相對于特定生物樣品的有效性百分?jǐn)?shù)以相對于參比生物樣品的0％(S＝敏感)至100％(R＝耐受)的百分?jǐn)?shù)表示，如解釋的那樣，參比生物樣品未加入任何抗菌素。
控制單元18還檢查每毫升生物樣品形成菌落的單位數(shù)cfu/ml，且對于每個特定生物樣品，基于預(yù)先定義的數(shù)據(jù)，將該cfu值以與細(xì)菌負(fù)載量相關(guān)的方式與分配的適量抗菌素相聯(lián)系。
以此方式，抗菌素功能的控制與檢查從治療的觀點(diǎn)來看是特別正確的，假定抗菌素的功能與生物樣品自身中存在的細(xì)菌量相關(guān)。
在一個實(shí)施方案中，為了相對于細(xì)菌類型對抗菌素作出最好選擇，提供驗(yàn)證步驟63，其在鑒別步驟62之后和第二采集與分配步驟64之前進(jìn)行。
對每個生物樣品均進(jìn)行驗(yàn)證步驟63，以在第一子步驟中驗(yàn)證通過分析所揭示曲線斜率的關(guān)系判定的鑒別正確與否。該驗(yàn)證步驟允許一個前提假設(shè)，即球菌類型的細(xì)菌對應(yīng)于分類為Gram+的細(xì)菌，而桿型細(xì)菌對應(yīng)于分類為Gram-的細(xì)菌。這一假設(shè)至少就下尿道感染分析而言是合理的。
第一子步驟提供了細(xì)菌類型、特別是GRAM-及GRAM+的細(xì)菌種類的鑒別，例如根據(jù)已知的Halebian法。根據(jù)這一方法，GRAM+及GRAM-菌在3％濃度氫氧化鉀存在時反應(yīng)，以選擇方式形成細(xì)菌膜的破裂溶解。更準(zhǔn)確地說，GRAM-菌在加入KOH后破裂溶解，使培養(yǎng)肉湯粘稠，不像GRAM+菌，其達(dá)此狀態(tài)需要更長的時間。
控制單元18，例如借助第一檢查裝置40，檢查生物樣品的粘度與時間的關(guān)系，并基于時間差異，識別細(xì)菌類型以確認(rèn)此前在鑒別步驟62期間進(jìn)行的生長曲線的類型學(xué)分析。
在第二子步驟期間，控制單元18僅對陽性樣品進(jìn)行樣品分析，不再借助第一檢查裝置40，而是借助第二檢查裝置49，得到跨越180°全角度的讀數(shù)。這一讀數(shù)的范圍允許檢測激光擴(kuò)散的所有變量，允許構(gòu)建對每種細(xì)菌類型均易鑒別的特征性生長曲線。
在另一方案中，集成裝置10還包含在集成結(jié)構(gòu)11中的第三檢查裝置52(圖6)，其包含讀數(shù)池53，在此情況下在泵結(jié)構(gòu)35內(nèi)，還包含質(zhì)譜儀54、分光光度計(jì)55、例如紅外分光光度計(jì)及氣相色譜儀53。
當(dāng)細(xì)菌生長已經(jīng)發(fā)生并已檢測到時，在第三子步驟期間控制單元18驅(qū)動移動與選擇單元20，使針頭31在密閉隔絕各個容器15、15a、15b的塞子上打孔。
通過泵結(jié)構(gòu)35，采集所需量的存在于各個容器15、15a、15b的生物樣品與塞子之間空間內(nèi)的氣體。將該一定量的氣體轉(zhuǎn)移到讀數(shù)池53，以便可通過質(zhì)譜儀54、分光光度計(jì)55或氣相色譜53進(jìn)行檢驗(yàn)。
本發(fā)明允許進(jìn)行任何屬性或來源的生物樣品中存在的細(xì)菌的培養(yǎng)分析，包括擦洗樣品，例如醫(yī)院環(huán)境中，特別有利于保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生。
從生物樣品放入集成裝置10開始，在約24h內(nèi)可自動獲得結(jié)果。此外，臨床報(bào)告可自動打印，且以數(shù)據(jù)庫的方式存儲。
顯然，可以對前述集成裝置10及方法60進(jìn)行修改或添加部件和/或步驟而不偏離本發(fā)明的領(lǐng)域及范圍。
例如，可將全部試管13運(yùn)到第二容器14中，且后續(xù)的分析步驟在所述試管13中進(jìn)行。此外，含生物樣品的試管13可直接放置在第二容器14中。
還提供的是，馬達(dá)可與第一容器12相連，以便賦予振動運(yùn)動，以混合試管13中的內(nèi)容物。
第一容器12可具有圓柱形或相似形狀，且在其表面有側(cè)面的底座，用于相應(yīng)的試管13。
還可提供的是集成裝置10借助控制單元18可檢查在特別生物樣品中的殘余抗菌素效力(RAP)，以便確認(rèn)確定生物樣品所涉及的患者是否服用抗菌素。
根據(jù)另一個變體，第二檢查裝置49可相應(yīng)于第一分析區(qū)14a放置，以檢查細(xì)菌的存在并鑒別細(xì)菌的類型。
還可以在每個底座17放置讀數(shù)裝置38(圖2)，例如受控制單元18控制的條碼讀數(shù)器。讀數(shù)裝置38可閱讀打印在每個容器15、15a、15b標(biāo)簽上的條碼，以便唯一鑒別容器15、15a、15b、其中所含的生物樣品以及由此生物樣品所取自的患者。
還提供的是控制單元18可存儲移動與選擇單元20所進(jìn)行的替換、取樣及分配。以此方法，任何容器15、15a、15b中的內(nèi)容物總能夠與相應(yīng)的患者相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)圖8所示的變體，不同于圖4所示的容器組15，使用標(biāo)準(zhǔn)類型的板66，該板包含多個凹孔67，其功能是用作細(xì)菌生長及上述生化反應(yīng)的容器。
標(biāo)準(zhǔn)類型的板66含有96或384個凹孔67，相對于使用圓柱形容器15的相似裝置，標(biāo)準(zhǔn)板的使用可大大地減少整個裝置的體積。
具有96凹孔的標(biāo)準(zhǔn)板有8.5cm×12.5cm的表面，圓柱形凹孔67的大小為7mm×9mm。具有384個凹孔的相似板占據(jù)相同的表面，但每個凹孔67可容納最多80μl。
這類小號板66的使用不僅具有產(chǎn)生更少量的潛在感染物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，還能允許進(jìn)行生化反應(yīng)以鑒別細(xì)菌的種類。
為此目的，凹孔67之一將填充以參比培養(yǎng)物，大量其他凹孔67將填充以同樣的細(xì)菌混懸液，其中將加入適當(dāng)濃度的不同抗菌素，以便選擇最適合的一種。
使用檢測濁度的系統(tǒng)，可評價歷經(jīng)數(shù)小時每個凹孔67中的生長或抑制動力學(xué)，濁度檢測系統(tǒng)的組成為檢測光源68，在其對面即板66的對面，為濁度計(jì)69。
可利用的大量凹孔也允許將相同細(xì)菌混懸液加入其他凹孔，在每個凹孔67中將加入不同的化學(xué)試劑。這些不同的化學(xué)試劑將在系列凹孔67中造成與特定細(xì)菌種類相聯(lián)系的不同的顏色組合。顏色組合的檢測可借助傳感器，該傳感器包含面對放置的光源70、在板66對面的CCD相機(jī)71，或者借助其他適宜的傳感器。然后，可將檢測的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂茊卧?8，其通過適當(dāng)?shù)乃惴ā⒏鶕?jù)所得顏色組合區(qū)分不同的細(xì)菌種類。
權(quán)利要求
1.用于診斷分析的集成裝置，該裝置用以檢查在與營養(yǎng)培養(yǎng)肉湯混合的至少一種生物樣品中細(xì)菌的存在，以鑒別至少一種細(xì)菌類型，并試驗(yàn)選自至少對所述被鑒別細(xì)菌類型是特征性的抗生素組的一系列抗菌素，鑒別出有效的抗菌素以確定抗菌素治療，其特征在于它包含在集成結(jié)構(gòu)(11)內(nèi)的第一檢查構(gòu)件(40，49)和第二檢查構(gòu)件(49，40)，第一檢查構(gòu)件(40，49)能夠檢查細(xì)菌的存在以定義相應(yīng)的陽性生物樣品并鑒別至少一種存在于所述陽性生物樣品中的細(xì)菌類型以定義所述抗菌素組，第二檢查構(gòu)件(49，40)能夠檢查每一種陽性生物樣品對通過所述第一檢查構(gòu)件(40，49)定義的所述抗菌素組的一系列抗菌素的敏感或耐受反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所需量的每種陽性生物樣品直接與所述系列抗菌素中的至少一種抗菌素混合，以檢查細(xì)菌相對于沒有與任何抗菌素混合的所需量的所述陽性或參比樣品對所述抗菌素的敏感性和耐受性。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于其包含放置于所述集成結(jié)構(gòu)(11)內(nèi)的第一(12)和第二容納構(gòu)件(14)，并且其特征在于所述第二容納構(gòu)件(14)定義了第一(14a)和第二(14b)分析區(qū)，所述第一檢查構(gòu)件(40，49)至少與所述第一分析區(qū)(14a)相連，且所述第二檢查構(gòu)件(49，40)與所述第二分析區(qū)(14b)相連。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述第一容納構(gòu)件(12)能夠含有多個試管(13)，在每支試管中存在純的生物樣品，冷卻構(gòu)件與所述容納構(gòu)件(12)相連以保證正確地保存所述純生物樣品。
5.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于所述第二容納構(gòu)件(14)包含加熱單元，能夠加熱所述生物樣品以促進(jìn)細(xì)菌生長。
6.如權(quán)利要求3至5任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于它包含能夠采集所需量的試管(13)中所含純生物樣品的選擇構(gòu)件(20)，以將其分配到特定容器(15)中，特定容器(15)含有營養(yǎng)肉湯并放置于與所述第一檢查構(gòu)件(40，49)相連的所述第一分析區(qū)(14a)中。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述選擇構(gòu)件(20)能夠采集所需量的放置于所述第一分析區(qū)(14a)中的容器(15)中所含的確定陽性生物樣品，以將它分入放置于所述第二分析區(qū)(14b)中的多個第一和第二容器(15a，15b)中。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述選擇構(gòu)件(20)與將存在于所取混懸液中的細(xì)菌濃度標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件相互協(xié)作。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件包含能夠檢測混懸液濁度并根據(jù)McFarland標(biāo)度將其濃度分類的光度計(jì)。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于對至少通過所述第一檢查構(gòu)件(40，49)鑒別的所述細(xì)菌類型是特征性的所述抗菌素組的抗菌素被加入到每一所述第二容器(15b)中，且特征在于所述確定的陽性或參比生物樣品基本上獨(dú)占存在于每一所述第一容器(15a)內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于所述第二檢查構(gòu)件(40，49)能夠?qū)⑺龆鄠€第二容器(15b)的每一容器所含生物樣品的細(xì)菌負(fù)載量的發(fā)展與所述第一容器(15a)中所含相應(yīng)的確定陽性生物樣品的細(xì)菌負(fù)載量的發(fā)展進(jìn)行比較。
12.如上述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述第一和第二檢查構(gòu)件(40，49)的每一個包含發(fā)射電磁輻射的發(fā)射器構(gòu)件(41)和檢測通過所述容器(15，15a，15b)的所述電磁輻射的檢測構(gòu)件(42，43，50)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于所述第一檢查構(gòu)件(40)的檢測構(gòu)件包括至少兩個固定的傳感器元件(42，43)，且特征在于所述第二檢查構(gòu)件(49)的檢測構(gòu)件包括至少可移動的傳感器元件(50)。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于第一和第二檢查構(gòu)件(40，49)的檢測構(gòu)件包括至少可移動的傳感器元件(50)。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于所述固定傳感器元件(42，43)分別放置于相對于所述發(fā)射器構(gòu)件(41)約90°和150°，且沿著以所述容器(15，15a，15b)為中心的圓周。
16.如上述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的集成裝置，其特征在于其在所述集成結(jié)構(gòu)(11)中還包含第三檢查構(gòu)件(52)，其能夠檢查陽性生物樣品以評價通過第一檢查構(gòu)件(40，49)和/或第二檢查構(gòu)件(49，40)進(jìn)行的檢查的正確性。
17.權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于所述第三檢查構(gòu)件(52)包含能夠分析由每一陽性生物樣品所產(chǎn)生氣體的光譜含量的裝置(54，55，56)。
18.如權(quán)利要求6至17的任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述選擇構(gòu)件(20)包含移動至少采集和分配針頭(30)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于其在所述集成結(jié)構(gòu)(11)中還包含洗滌和滅菌裝置(37)以洗滌并滅菌所述采集和分配針頭(30)。
20.如權(quán)利要求6至19的任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于它包含能夠鑒別每一所述容器(15)的讀數(shù)構(gòu)件(38)，以便將它與其中所含的生物樣品和所述生物樣品所取自的患者相聯(lián)系。
21.如權(quán)利要求6至20的任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于它還包含控制單元(18)，其能夠至少存儲通過所述選擇構(gòu)件(20)進(jìn)行的轉(zhuǎn)移、取樣和分配。
22.如權(quán)利要求1至5的任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于其在所述第一分析區(qū)(14a)中還包含定義多個凹孔(67)的板(66)，每一凹孔能夠填充以細(xì)菌混懸液和有關(guān)的抗菌素，以選擇用于特定細(xì)菌的最適宜抗菌素。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于它包含檢測濁度的構(gòu)件(68，69)，該構(gòu)件能夠檢測在含有細(xì)菌混懸液和有關(guān)抗菌素的每一所述凹孔(67)中的生長或抑制動力學(xué)。
24.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中在至少一些所述凹孔(67)中的細(xì)菌混懸液中加入化學(xué)試劑，其特征在于它包含檢測由所述化學(xué)試劑產(chǎn)生的顏色組合的構(gòu)件(70，71)，以便根據(jù)獲得的顏色組合辨別細(xì)菌的種類。
25.用于診斷分析的方法，該方法用以檢查在與營養(yǎng)培養(yǎng)肉湯混合的至少一種生物樣品中細(xì)菌的存在，以鑒別至少一種細(xì)菌類型，并試驗(yàn)選自至少對所述被鑒別細(xì)菌類型是特征性的抗生素組的一系列抗菌素，鑒別出有效的抗菌素以確定抗菌素治療，其特征在于它包括下列步驟-第一檢查步驟(62)，在此期間檢查多個生物樣品的內(nèi)容物以檢查細(xì)菌的存在，以定義多個陽性生物樣品，并鑒別至少細(xì)菌的類型，以定義所述抗菌素組；-第二檢查步驟(65)，在此期間檢查每一陽性生物樣品對所述第一檢查步驟(62)中所定義的所述抗菌素組中的一系列抗菌素的敏感或耐受反應(yīng)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于在所述第二檢查步驟(65)中，每一種陽性生物樣品與所述系列抗菌素的至少一種抗菌素混合，以檢查細(xì)菌相對于沒有加入抗菌素的陽性參比樣品對所述抗菌素的敏感性和耐受性。
27.權(quán)利要求25或26所述的方法，其特征在于它還包括在所述第一檢查步驟(62)之前進(jìn)行的第一選擇步驟(61)，在此期間取所需量的放置于第一容納構(gòu)件(12)中的各個試管(13)中所含的純生物樣品，并分配至放置于第二容納構(gòu)件(13)中并含有所述營養(yǎng)肉湯以促進(jìn)細(xì)菌生長的容器(15)中。
28.權(quán)利要求25、26或27所述的方法，其特征在于它還包括在所述第一檢查步驟(62)之后和所述第二檢查步驟(65)之前進(jìn)行的第二選擇步驟(64)，在此期間取所需量的通過存在生長的細(xì)菌而富集的特定陽性生物樣品，以將它分入多個第二容器(15b)中，每一第二容器(15b)中存在至少對所述細(xì)菌類型是特征性的所述抗菌素組的抗菌素。
29.權(quán)利要求25至28的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于它還包括在所述第一檢查步驟(62)之后的驗(yàn)證步驟(63)，以驗(yàn)證從所述第一檢查步驟(62)中獲得的細(xì)菌類型鑒定的正確性，其提供了將試劑物質(zhì)與一種或多種所述生物樣品混合，并分析后者的每一個與所述試劑物質(zhì)的反應(yīng)時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于診斷分析的集成裝置，其用以檢查在與營養(yǎng)培養(yǎng)肉湯混合的至少一種生物樣品中細(xì)菌的存在，以鑒別細(xì)菌的類型，并試驗(yàn)一系列抗菌素，鑒別出有效的抗菌素以確定抗菌素治療。該裝置包含第一檢查構(gòu)件和第二檢查構(gòu)件，第一檢查構(gòu)件用以檢查細(xì)菌的存在，以定義相應(yīng)的陽性生物樣品并鑒別存在于所述陽性生物樣品中的細(xì)菌的類型以定義所述的抗菌素組，第二檢查構(gòu)件用以檢查每一種陽性生物樣品對通過第一檢查構(gòu)件定義的抗菌素組的一系列抗菌素的敏感或耐受反應(yīng)。
文檔編號C12M1/34GK101048513SQ200580036625
公開日2007年10月3日 申請日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月25日
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