專利名稱：微生物分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微生物分析系統(tǒng)，用于分析載體(support)例如 微孔薄膜過濾單元，從而檢測在那些載體上是否存在微生物。
背景技術(shù)：
分析這種載體的一種方法包括在其上沉積試劑，該試劑與微生物 包含的成分反應(yīng)，從而推斷出它們的存在。
例如可以檢測廣譜(universal)新陳代謝指示器，微生物中含有 的最普通的腺苷三磷酸鹽(ATP)，通過將它與一種試劑相接觸，該試劑 通過發(fā)光揭示出ATP的存在(稱為"生物發(fā)光試劑")，所述發(fā)光使得能 夠注意到微生物的存在，同時不必等待菌落(colony)形成在凝膠生長 介質(zhì)上并變得肉眼可見。
發(fā)射的光的量是ATP的質(zhì)量的函數(shù)并因此是微生物數(shù)目的函數(shù)。
一種用于通過發(fā)光測量來進行分析的機器特別在歐洲專利申請1 826 548中描述。
這種機器包括噴射工作臺，其將試劑液滴的射流沉積在每個載體 上以進行分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及提供一種分析系統(tǒng)，其具有相同類型的機器，同時， 提供良好的性能，并且方便且經(jīng)濟。
為此，提供一種用于載體的微生物分析的系統(tǒng)，其特征在于，它
包括
-多個噴射裝置，均以相同的預(yù)定方式設(shè)置有識別物、儲存器、 噴嘴、和泵，所述泵具有通向所述儲存器中的入口孔和通向所述噴嘴中的輸送孔，所述泵適用于由朝著彼此移動的所述儲存器和所述噴嘴致
動，從而從所述噴嘴發(fā)射液滴的射束；
_分析機器，包括用于噴射所述載體的工作臺，適用于接納并且 致動所述噴射裝置，所述噴射工作臺包括
-容座，用于接納所述裝置；
-該裝置的識別物的讀取裝置；
-所述泵的致動器，包括活動單元和所述活動單元的驅(qū)動電動機， 活動單元作用在該裝置上從而使它的儲存器和它的噴嘴朝著彼此移動；
-控制單元，連接到致動器和讀取裝置，所述單元包括微型計算 機和存儲器，所述微計算機和存儲器適用于
命令讀取裝置讀取該裝置的識別物的數(shù)據(jù)，
向所述致動器發(fā)送指令并處理表示由電動機施加在該裝置上的力 的參數(shù)、以及代表活動單元位置的參數(shù)，和
如果所述裝置的識別物的數(shù)據(jù)還沒有記錄在所述存儲器中；
a) 將所述識別物的數(shù)據(jù)記錄在所述存儲器中；
b) 命令所述電動機從而將裝置的活動單元以第一預(yù)定速度移動， 并且當代表由電動機施加的力的參數(shù)超過預(yù)定閾值時，將代表所述活動 單元位置的參數(shù)記錄在所述存儲器中，然后命令電動機從而將所述活動 單元移動遠離裝置；
c) 命令所述電動機從而將所述活動單元以大于第一速度的第二預(yù) 定速度移動到一位置，該位置對應(yīng)于被記錄的代表所述位置的參數(shù)，以 將所述活動單元保持在所述位置持續(xù)預(yù)定的時間段，并且命令電動機從 而將所述活動單元以第三預(yù)定速度移動遠離所述裝置，通過這樣，泵被 致動，從而從所述噴嘴發(fā)射液滴射流，并且其然后被恢復(fù)到它的初始位 置；
并且如果裝置的識別物的數(shù)據(jù)已經(jīng)記錄在所述存儲器中，根據(jù)段 落c)直接命令所述電動機。
多個可互換裝置的存在，所述裝置均能夠位于噴射工作臺中，使 得可以通過實際的并且可靠的方式來對機器重新供應(yīng)試劑，或者甚至從 裝置中含有的多種試劑中選擇適合的試劑。通過每個裝置的邏輯單元進行的識別和校準使得可以確保最平穩(wěn) 的并且可重復(fù)的噴射，即使是更換裝置時也一樣。
以比裝置致動的設(shè)計速度更低的速度校準以在載體上噴射使得可 以精確地確定對于每個裝置用于致動活動單元的最優(yōu)位置，同時不會使 得被校準的裝置劣化，并且從而有效克服裝置尺寸的差異(例如當它們 通過模制而獲得時)。
然后可以以設(shè)計速度來致動裝置的泵，用于活動單元的運動，所 述速度高于校準的速度。
如果裝置已經(jīng)被校準，存儲器中每個裝置的存儲和與每個被記錄 裝置相關(guān)的最優(yōu)位置另外避免必須重新執(zhí)行校準。
因此獲得的致動器的運動的可重復(fù)性還提供了載體上高質(zhì)量的噴射。
根據(jù)對于制造商和使用來說由于簡化和方便而優(yōu)選的特征 -表示電動機施加的力的參數(shù)是電動機消耗的電流；
-致動器的電動機是步進電動機，并且，代表活動單元位置的參
數(shù)是電動機步進的數(shù)目； -所述讀取裝置是條形碼讀取裝置；
-所述活動單元包括至少一個臂，所述臂適用于在所述儲存器周
圍抵靠每個裝置的套環(huán)； -多個裝置中的每個裝置還包括噴射鐘形件和緊靠所述鐘形件安
裝的吸收墊；
-所述墊具有中心開口，所述開口的直徑適用于使得當裝置位 于接納容座中時，射流的一部分能夠在它的整個區(qū)域上穿過所 述開口，并且沉積在整個載體上，和/或
-用于接納所述裝置的所述容座可移動，所述噴射工作臺適用于 沿著通常的噴射方向噴射到所述載體上，并且還包括一裝置， 所述裝置用于驅(qū)動用于接納裝置的所述容座沿著所述通常的噴 射方向相對于用于接納載體的容座旋轉(zhuǎn)，所述控制單元適用于 使得用于接納所述裝置的容座和用于接納所述載體的所述容座 從相對于所述通常噴射方向的第一相對角度位置到達第二相對角度位置，第二相對角度位置不同于所述第一位置，并且根據(jù) 段落C)命令所述電動機處于所述第一位置，并且然后處于所 述第二位置0


通過下面的說明，參照附圖，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將顯而易見， 下面的說明是優(yōu)選的，但不是限制性的實例，附圖中 圖l是根據(jù)本發(fā)明的透視圖2是與圖1類似的視圖，但其中，沒有示出機器的保護蓋；
圖3是機器的透視剖視圖，是沿著機器的輸送裝置的往復(fù)運動件 的路徑上中間的豎直平面截取的；
圖4是與圖3類似的視圖，但是在橫向于圖3的橫截面的平面上 截取的，對應(yīng)于機器的微波腔的對稱中間平面；
圖5、 6、 7分別是透視圖，從上方從兩個不同的角度和平面截取， 示出了隔離的機器的輸送通道，其中，輸送過濾單元以進行分析的往復(fù) 運動件在運動，并且氣壓回路與該輸送通道相連，并且圖5中從左到右 是單元上的噴射工作臺、用于測量單元發(fā)射的光的工作臺、以及用于加 熱該單元的工作臺。
圖8-11是與圖6類似的四個視圖，但是是沿著通道的中間對稱平 面截取的透視圖，并且分別示出了往復(fù)運動件處于下列位置用于接納 過濾單元以進行分析的位置，其中，它通過通道窗口從管道中伸出；噴 射位置，其中，它位于噴射裝置的下面，噴射裝置接納在用于接納噴射 工作臺的容座中；測量位置，其中，它位于發(fā)光測量工作臺的光電倍增 管的下面；以及加熱位置，其中，它位于加熱工作臺的微波腔中。
圖12是與圖IO類似的視圖，但是處于這樣的位置，用于保護防 止測量工作臺的光的元件已經(jīng)移動以將過濾單元與光隔離開；
圖13和14是噴射工作臺的兩個部分放大圖，示出了噴射裝置的 致動器，分別處于致動器的臂離開裝置的位置和那些臂與裝置相接觸的 位置；
圖15是與圖14類似的視圖，但是是剖視圖，圖16是與圖15類似的視圖，但是示出了致動器的臂處于它們的用于致動所述裝置的泵的 位置，從而發(fā)射液滴射束；
圖17是與圖13類似的視圖，但是示出了裝置和用于接納裝置的 容座，它們己經(jīng)被轉(zhuǎn)過半圈；
圖18和19分別是與圖3和4類似的視圖，但是以兩個不同的橫 截面單獨并放大示出了加熱工作臺的微波腔；
圖20是從圖2中右側(cè)觀察的機器的透視圖21和22都是微波腔的示意圖，分別示出了加熱時過濾單元在 微波腔中所處的位置和腔的電線的分布；
圖23是該腔沿著圖21所示的平面XXIII的截面的示意圖，并且 示出了在微波腔中建立立波的諧振狀態(tài)的情況中電磁場的振幅；和
圖24是機器包括的邏輯控制單元和機器的不同元件的示意圖，它 可以向該元件發(fā)送指令和/或從該元件接收數(shù)據(jù)。
具體實施例方式
圖1-12所示的機器l包括接連設(shè)置的噴射工作臺(station) 2、 用于測量發(fā)光的工作臺3和加熱工作臺4、以及輸送通道5，輸送通道 5用于過濾單元6，從而使該單元從一個工作臺到達另一個工作臺。
機器1還包括輸送裝置10 (圖15)，用于通道中的該單元；與 該通道相連的氣壓回路11 (圖6)、邏輯控制單元12 (圖24)、用戶接 口13和殼體14，殼體14保護所有這些部件(圖1)。
圖1中的殼體14具有三個可拆的入口 (access)門15、 16、 17 和輸送通道的封閉(obturation)蓋18。
在所示的實例中，這個機器設(shè)置用于分析過濾單元，例如單元6， 圖18中放大地示出，并且具有第一管狀部20、第二管狀部21、那些部 分的連接壁22、以及該壁22處的微孔薄膜23。薄膜23適用于在將液 體或氣體過濾通過薄膜的步驟中或者另外通過將固體與該薄膜相接觸 而保持微生物。
特別是圖15、 16所示的機器的傳送裝置10包括可在輸送通道5 中運動的往復(fù)運動件(shuttle) 30以及用于該往復(fù)運動件的輸送機構(gòu)31。
設(shè)置用于接納過濾單元6的往復(fù)運動件30具有卡圈(collar) 35 和圓形孔32以及圍繞該孔的環(huán)形槽33，不透光的密封件34接納在該 槽33中。
輸送機構(gòu)31包括兩個帶36、位于通道的每個端部處的一組齒輪 37、以及電動機38，電動機38使所述齒輪旋轉(zhuǎn)，并驅(qū)動所述帶和往復(fù) 運動件的運動。
往復(fù)運動件30通過它的邊緣連接到帶36，并因此可在接納位置(圖 8)、位于噴射工作臺下面的噴射位置(圖9)、位于測量工作臺下面的 測量位置(圖10)和加熱位置(圖11)之間活動，在接納位置，往復(fù) 運動件從機器的通道中伸出。
圖5所示的通道5由兩個板41和42限定，所述兩個板彼此平行 設(shè)置，并且通過矩形凸緣43連接在一起，所述凸緣43圍繞它的整個邊 緣閉合所述通道，除了在圖2中左邊可以看到的端部處，其中，后者具 有窗口 40，往復(fù)運動件可以穿過該窗口以處于它的用于接納過濾單元6 的位置。
當往復(fù)運動件30沒有處于它的接納位置時，殼體14的蓋子18通 過彈簧(不可見)封閉窗口 40，在沒有往復(fù)運動件的情況下，彈簧通 過在該窗口上的彈性恢復(fù)作用使得蓋子18閉合。
圖13-17所示的噴射工作臺2包括固定到板41的基座45，適用 于接納噴射裝置7的旋轉(zhuǎn)托架(cradle) 46，用于該裝置的致動器47， 圍繞所述托架的保護裙座48 (圖2)，以及條形碼讀取裝置49。
托架46包括接納在基座45的殼體中的接納容座52、電動機53(圖 3)和帶54。
容座52具有基本柱形的部分55 (圖15)，部分55具有喇叭形的 內(nèi)表面56，以及環(huán)形邊緣57，邊緣57在最靠近通道5的該部分的端部 處突出到部分55的內(nèi)部。在部分55中，設(shè)置有環(huán)形槽58。
帶54連接到電動機的軸，并接納在容座52的槽58中，從而當電 動機工作時使它旋轉(zhuǎn)。
致動器47包括兩個可移動的臂61以及步進電動機64 (圖15)、和帶60,臂61作用在裝置7上，以使得試劑液滴能夠噴射到過濾單元 6的薄膜23上，所述帶60適用于將所述可移動的致動臂旋轉(zhuǎn)地移動。 每個臂包括中間主體62，在其端部處，連接有致動指63，致動指63將 抵靠著該裝置。
容座52設(shè)置成接納噴射裝置7，噴射裝置7從所有相同類型的多 個噴射裝置中選擇。
在所示的實例中，這種裝置包括環(huán)狀件(armulus) 66、噴射鐘形 件(bell) 67、吸收墊68 (圖8)、儲存器71、噴嘴72、泵73和識別 物74。
墊68設(shè)置在鐘形件67和環(huán)狀件66之間，所述墊在它的中間具有 開口 65。
儲存器71通過空氣濾清器69和液體濾清器70 (從而通過利用該 濾清器用試劑重新填充它，能夠重新使用該裝置)與外部連通，濾清器 69形成通氣口。
儲存器71具有支承(bearing)環(huán)75以及鐘形件67的支承環(huán)76。 在所示的實例中，儲存器71容納試劑，該試劑通過發(fā)光揭示出ATP 的存在。
泵73具有入口孔77和輸送孔78，入口孔77通向儲存器71中， 輸送孔通向噴嘴72中，所述泵并適用于由朝著彼此移動的儲存器71和 噴嘴72 (圖16)致動，從而從該噴嘴射出液滴射流。
識別物74 (圖15和16)此處是自粘附的標簽，其粘接到儲存器 71的壁，并具有條形碼標記。
讀取裝置49設(shè)置成轉(zhuǎn)向儲存器71。
圖2-12所示的測量工作臺3包括光電倍增管80，位于通道的每 一側(cè)上的基座81和基座82，位于光電倍增管側(cè)上的封閉裝置83和位 于與光電倍增管相反側(cè)上的封閉裝置84。
封閉裝置83具有位于基座81和光電倍增管80之間的柱狀封閉套 環(huán)85，以及機構(gòu)86，用于該套環(huán)平行于光電倍增管的平移運動，所述 機構(gòu)包括電動機和一組帶輪和帶，使得能夠進行該運動。
封閉裝置84包括活塞88和電動機89，電動機適用于向活塞傳遞平移運動?；钊^部90、軸91和結(jié)合到活塞頭的泡沫盤92(圖3)。
圖18-20所示的加熱工作臺4包括具有大致平行六面體形狀的微 波腔100、磁控管101、和將該腔連接到磁控管的波導(dǎo)102、以及裝置 109，用于調(diào)節(jié)該腔的諧振模式。
腔100和通道5形成處理封殼(enclosure)。
加熱工作臺4，用于磁控管101的正確工作，并如圖20所示，包 括高壓變壓器103，電路斷路器104，級聯(lián)(series)過濾器105，高 壓整流電路106，接觸件107，和變換器108，用于加熱磁控管的燈絲。
腔IOO包括兩個元件110和111，所述兩個元件可反射電磁波，所 述腔100還包括上部主體112和下部主體113，共同限定在所述反射元 件之間延伸的矩形橫截面的引導(dǎo)裝置119，引導(dǎo)裝置119具有沿著橫截 面的大的側(cè)的兩個大的內(nèi)表面114和115、和沿著橫截面的小的側(cè)的兩 個小的內(nèi)表面116和117。
在輸送通道處，內(nèi)表面116具有矩形輪廓的窗口 118，使得能夠穿 過往復(fù)運動件30。
主體112 (相應(yīng)的113)通過凸緣120 (相應(yīng)的121)固定到通道， 并通過凸緣122 (相應(yīng)的123)固定到反射元件110 (相應(yīng)的111)。
反射元件lll利用一板形成，所述板設(shè)置有中心的矩形開口 125， 稱為光圈(iris)，并且由塑料材料126 (此處，Mylar )覆蓋。
在管道處，位于光電倍增管80和腔100之間，在與凸緣120和121 相同高度處，這些后者通過板127延伸，板127緊靠著通道的板40和 41設(shè)置，從而使得波的泄露最小化。
在反射元件110中，設(shè)置有孔130，在孔130周圍，固定有基座 131，基座131中接納有紅外傳感器132，傳感器132微微傾斜，并指 向該腔的中心。
上部主體112和下部主體113均在表面115位于其處的一側(cè)具有 一系列彼此相鄰的孔135，從而腔100與氣壓回路11的濕氣排出管連 通，同時不會顯著導(dǎo)致波的泄露。
在上部主體112中，同樣在表面114位于其處的一側(cè)形成有孔136。 裝置109包括大致柱形的特氟龍的阻擋件(obstacle) 137以及一機構(gòu)，該阻擋件通過孔136穿過上部主體112，該機構(gòu)用于橫向于表面 114和115的平移運動138 (設(shè)置有電動機和一組帶輪)，從而能夠通過 平移運動改變腔100內(nèi)存在的特氟龍的體積。
磁控管101設(shè)置成以2. 45 GHz的頻率發(fā)射行波(traveling wave), 該行波通過波導(dǎo)102被引導(dǎo)到腔中，波通過光圈125進入腔100。
行波被反射元件110和111反射，從而它在腔100內(nèi)產(chǎn)生諧振的 立波狀態(tài)(regime)，其中的電場產(chǎn)生的場線平行于封殼的小的表面116、 117。這個諧振場產(chǎn)生了一連串的振幅波節(jié)(node)和波腹(antinode)， 如圖23示意性所示。如下所述，當待加熱的物品設(shè)置在振幅波腹處時，
這個狀態(tài)使得可以非常有效并快速地加熱該物品。
機器還具有超聲傳感器19 (圖24中示意性示出)，使得可以通過 朝著處于接收位置的往復(fù)運動件30發(fā)送超聲波并分析由該傳感器發(fā)送 給邏輯控制單元12的反射波，來確保放在處于接收位置的往復(fù)運動件 上的過濾單元6實際上匹配于將由機器分析的單元的其中一種類型的 類型，傳感器向控制單元12傳送過濾單元6的裝置參數(shù)以驗證(例如 它的高度或它的外部直徑，它的空間結(jié)構(gòu)等)，并且使得可以識別它的 類型。
對于每個機器，在機器設(shè)置用于單個類型過濾單元的情況中，阻 擋件137的位置提前固定(在工廠中試驗之后，借助于網(wǎng)絡(luò)分析器，從 而在過濾單元6存在的情況下在腔100中建立諧振狀態(tài))。
傳感器19然后使得可以確保能夠滿足與待分析的載體類型相關(guān)聯(lián) 的結(jié)構(gòu)(arrangement)準則，也就是說，實際上，將被分析的類型的 單元6在往復(fù)運動件30的接收位置中設(shè)置在往復(fù)運動件30上。
這個傳感器將過濾單元6的高度值提供給控制單元12，單元12驗 證該高度實際上是否是用來分析的單元的高度，其中具有一定的誤差容 限的可能的差異，這是由于單元之間的尺寸差異造成的。
如果該高度屬于提前設(shè)置的數(shù)值范圍(例如對于12毫米高的單元， [ll毫米；13毫米])，然后控制單元12命令開始循環(huán)，并且如果該高 度不一致(在該范圍外)那么控制單元12拒絕開始分析循環(huán)，并且警 示操作者(操作者例如可能已經(jīng)將過濾單元放置就位，該單元不是用于由機器分析的類型，或者操作者忘記了移走該單元的蓋子，這種情況考
慮到具有和不具有蓋子時單元高度差而由傳感器12檢測)。
當機器用于分析不同類型的載體時，也就是說不同的尺寸和結(jié)構(gòu)， 具有與每種類型載體相關(guān)的具體的識別準則(例如屬于預(yù)定的數(shù)值范 圍)和阻擋件138的預(yù)定位置，所述識別準則和預(yù)定位置最初記錄在存 儲器171中(在工廠中通過網(wǎng)絡(luò)分析器確定那些位置之后)。
對于每個待分析的新的過濾單元6，控制單元12因此在傳感器19 傳送的裝置參數(shù)的基礎(chǔ)上識別出引入機器的載體的類型，并且命令用于 運動的裝置138從而使得阻擋件137處于腔100中的預(yù)定位置，該位置 記錄在存儲器171中，與所識別的載體類型相聯(lián)系。
更特別的，諧振狀態(tài)對于多個不穩(wěn)定源很靈敏，并且特別是對于 將物品引入腔100中很靈敏，例如單元6，并且阻擋件137使得能夠精 密調(diào)節(jié)腔100，從而優(yōu)化在單元6處于腔中的情況下用于獲得該狀態(tài)的 條件。
圖6-12所示的氣壓回路11包括具有葉片的渦輪機150，具有空 氣入口孔和出口孔；珀耳帖效應(yīng)溫度調(diào)節(jié)裝置151，緊靠渦輪機設(shè)置； 冷卻風(fēng)扇152,用于該溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)；消音器153;空氣濾清器154; 微生物過濾器155;和閥156。
空氣濾清器154通過管道連接到消音器153，消音器153本身連接 到渦輪機150的入口孔，它的出口孔連接到微生物過濾器155，過濾器 155本身連接到用于往復(fù)運動件30的輸送通道5，這是通過利用一管道 在孔157 (圖8)處通向該輸送通道中而實現(xiàn)的，孔157形成在輸送通 道的橫向凸緣43中，并位于測量工作臺3和噴射工作臺2之間，在測 量工作臺的附近。
靠著渦輪機并置的溫度調(diào)節(jié)裝置151使得可以獲得輸送通道內(nèi)的 溫度調(diào)節(jié)空氣(處于基本恒溫的)，該裝置本身通過風(fēng)扇152冷卻，風(fēng) 扇152設(shè)置成靠近裝置的冷卻散熱器。
氣壓回路ll通過排空通道(flue) 159延續(xù)到微波腔IOO外，通 道159由兩個管道形成，這兩個管道通過孔口 135與腔的內(nèi)部連通，那 些管道在T形接頭158處連接在一起，從而到達(attain)閥156的入口孔，該閥的出口孔通過管道引出，它在封殼的外部連接到該管道。
過濾器153和154設(shè)置成使得它們可以由操作者方便地更換，操 作者可以通過開啟門17來接近它們。
用戶接口 13具有觸摸屏，該觸摸屏連接到控制單元12,以使得使 用者能夠閱讀信息，以給出指令或者對機器進行參數(shù)設(shè)置，啟動循環(huán)等。
如圖24所示，不同的致動電動機，光電倍增管，磁控管，用戶接 口，不同的處理工作臺，以及不同的傳感器，連接到邏輯控制單元12， 該單元包括微型計算機170和相連的存儲器171。
上述那些以外的多個傳感器設(shè)置在不同的處理工作臺，并且連接 到該單元12以檢查裝置的工作狀態(tài)，特別是用于檢測噴射裝置7旁邊 的蓋子18的開啟的傳感器，以及多個往復(fù)運動件位置傳感器。
單元12特別適用于管理用于開始或停止分析循環(huán)的指令，從而從 操作者接收指令，該指令來自接口 13，或者將來自光電倍增管、來自 條形碼讀取裝置或者例如來自致動器電動機的數(shù)據(jù)存儲在所述存儲器 中。
下面將描述該機器的工作。
兩個預(yù)備的操作必須由機器執(zhí)行，即凈化操作，以對往復(fù)運動件 30在其中被輸送的封殼進行消毒，以及校準致動器的操作，以獲得噴 射裝置7的最優(yōu)的噴射，裝置7放置在容座中。
在凈化步驟，操作者夾持住普通過濾單元6，他在該單元6的薄膜
上沉積了一定體積的液體滅菌劑，例如500毫升的過氧化氫(&02)， 35%
濃度，該體積被薄膜吸收。
過濾單元6然后被放置在處于接收位置的往復(fù)運動件30上，并且
以設(shè)計速度被帶到微波腔100。磁控管101由單元12控制，從而在該 腔內(nèi)建立上述的諧振立波的狀態(tài)，從而加熱液體過氧化氫，從而將它在 微波腔中蒸發(fā)。
一旦這個加熱步驟已經(jīng)執(zhí)行，往復(fù)運動件30以低速(設(shè)計速度的 大約8%)在通道5內(nèi)朝著噴射工作臺2移動，以使得過氧化氫蒸氣能 夠在整個通道5內(nèi)擴散，并且因此破壞可能存在于它的表面上的細菌。 一旦往復(fù)運動件已經(jīng)到達噴射裝置7的下面，氣態(tài)的過氧化氫被保持作用15分鐘，然后命令該往復(fù)運動件以設(shè)計速度返回到腔100，以進行 相同類型的第二循環(huán)(加熱，然后往復(fù)運動件以低速運動到噴射裝置， 以及氣體的作用)。
一旦這兩個循環(huán)已經(jīng)執(zhí)行，閥156開啟，并且氣壓回路的渦輪機 151被命令進行送風(fēng)從而干燥所述蒸發(fā)的過氧化氫并且使其去活化，并 且從而將它排出。
設(shè)置在機器內(nèi)的電路板放置成使得避免電路被過氧化氫過早氧化。
其它之前的步驟包括校準噴射工作臺2的致動器47，以確定對于 每個噴射裝置7而言致動器的臂61緊靠裝置7的行進角度位置的最優(yōu) 端部，裝置7放置在托架46中，從而獲得最佳的可能的噴射。
更特別的，在消耗品(consumable)的造型上裝置尺寸的差異意 味著需要對于每個裝置7執(zhí)行這個校準步驟。
在第一階段，操作者開始將裝置7加載到機器中。為此，他打開 門15，從而將從多個相同裝置中選擇的噴射裝置7放置到旋轉(zhuǎn)托架46 的容座52中，該裝置的套環(huán)76抵靠著容座的邊界57。
如果需要，單元12然后命令讀取裝置49讀取所述裝置的儲存器 71上的標簽74，這是通過下面的方式實現(xiàn)的通過命令容座52旋轉(zhuǎn)， 從而將裝置轉(zhuǎn)動以將標簽74的條形碼放置成面對著讀取裝置(圖15)。
如果因此由讀取裝置傳送給控制單元12的數(shù)據(jù)還沒有存儲在單元 的存儲器中(新的消耗品)，單元開始對于該裝置的新的校準階段，它 還沒有將其存儲在存儲器中。它在存儲器171中記錄由讀取裝置49在 標簽74上讀取的新的消耗品的識別數(shù)據(jù)，并且命令電動機64驅(qū)動臂 61以低速(小于裝置的設(shè)計致動速度)旋轉(zhuǎn)，直到它們在套環(huán)75處接 觸消耗品。同時，單元12從電動機64接收并且處理參數(shù)，該參數(shù)代表 由臂施加在裝置上的力，此處是電動機消耗的電流，以及代表那些臂的 角度位置的參數(shù)，此處是電動機步進的數(shù)目。
單元12控制電動機，直到測量的力的參數(shù)達到了預(yù)定的閾值，該 閾值對應(yīng)于致動該裝置的泵所需要的力，也就是說，使得儲存器71和 噴嘴72朝著彼此(如圖16所示)。當該參數(shù)達到該閾值時，單元在它的存儲器中記錄所述臂的位置參數(shù)(是以電動機步進的數(shù)目)，并且命 令致動器的臂提升。
通過所述校準步驟，控制單元12對于給定的條形碼關(guān)聯(lián)了致動器 的臂的行進位置的最優(yōu)端部。
在這個階段噴射的液體被回收到一個杯子中，該杯子由使用者提 前放置在往復(fù)運動件30中，往復(fù)運動件30然后被放在噴射工作臺2的 下面。
如果裝置7已經(jīng)對于單元12是已知的(已經(jīng)校準的消耗品)，它 在它的存儲器中搜索與該消耗品相關(guān)的臂的行進位置的端部的角度值， 同時不必再次進行上述步驟。
機器現(xiàn)在準備好從該時刻t。開始以執(zhí)行分析過濾單元6的完整循 環(huán)，下面將描述，控制單元12等待來自操作者的指令。
在沒有操作者指令的情況下，閥156和蓋子18閉合，并且渦輪機 150然后由單元12命令以根據(jù)第一模式工作，第一模式涉及保持輕微 的加壓(高于大氣壓大約20帕斯卡，如對于清潔的房間)，從而避免將 灰塵或者細菌引入通道5或者腔100中。
在這種操作模式下，蓋子和閥閉合，從而，渦輪機150的通過量 (throughput)被故意選擇的較低，并且恰好足以補償輕微的泄露，該 泄露可能沿著通道5和腔100存在。
當操作者希望執(zhí)行循環(huán)時，他通過接口 13的觸摸屏指示給單元12。
單元12然后命令往復(fù)運動件30運動到它的接收位置，從窗口 40 伸出。在它運動過程中，往復(fù)運動件與蓋子18接觸，并且驅(qū)動蓋子在 時刻t,開啟。
從該時刻t,開始，并且只要蓋子18開啟，渦輪機150就被命令根 據(jù)第二工作模式而工作，其中，它吹出的空氣通過量引起空氣沿著從孔 157到機器的窗口 40的方向的層流，從而避免在蓋子開啟時細菌能夠 通過該窗口進入。
操作者然后將待分析的過濾單元6放置在可移動的往復(fù)運動件30上。
通過超聲傳感器19，并且如之前所述，機器然后檢測過濾單元6實際上已經(jīng)放置在往復(fù)運動件30上，并且單元的尺寸實際上與用于被 分析的那些相一致。
如果消耗品是一致的，那么單元12然后命令電動機38致動所述 帶36，從而將往復(fù)運動件30從它的接收位置運動到它的測量位置，位 于測量工作臺3的下面。
在這個運動過程中，當往復(fù)運動件30整個穿過窗口 40時，機器l 的蓋子18通過彈性恢復(fù)作用而閉合，從而用于在封閉環(huán)境下執(zhí)行下面 的步驟。
當蓋子18已經(jīng)通過往復(fù)運動件30的回退在時刻t閉合時，渦輪 機150然后被控制單元12命令從而根據(jù)上述第一模式工作，第一模式 涉及保持輕微的加壓。
當薄膜23放置在測量工作臺3下面時，通過光電倍增管80執(zhí)行 第一發(fā)光測量，從而確定由過濾單元6的塑料材料以及薄膜23發(fā)射的 磷光中的自然衰減(fall-off)(對于空白試驗的第一曲線)。
往復(fù)運動件30然后被命令回到噴射裝置2的下面，電動機64然 后被單元12命令從而將臂61以用于降低該臂的設(shè)計速度移動到在校準 階段中提前記錄的位置。臂61接下來被保持在適合的位置持續(xù)特定的 時間段，然后再次以用于抬高所述臂的設(shè)計速度被抬高。
臂的行進位置的端部，降低和抬高的速度，以及被保持在適合位 置的時間段，根據(jù)制造商提供的裝置7的泵73的特性而確定，從而確 保該泵的最佳的致動和重新灌注(re-priming)，從而使得噴射盡可能 均勻和可重復(fù)。
還應(yīng)當注意，噴嘴72，噴射鐘狀件67，吸收墊68,和該墊的開口 65的直徑，用于確保噴射盡可能均勻，也就是說，適用于僅使得射束 的最均勻的部分通過(射束的邊緣部分被捕獲在墊子中)，同時防止液 滴彈動(后者被墊子吸收)。射流的所選擇的部分因此沉積在薄膜的整 個有用表面上。
通過液滴進行的噴射使得可以充分地將沉積的液體分開以避免任 何稀釋的風(fēng)險。液滴應(yīng)當理解意味著這樣的小液滴，其對于這樣噴射的 射流充分小，以形成噴霧。試劑因此與薄膜上存在的外來ATP接觸，不是來自它保持的微生 物的，而是來自外部污染物，例如在運輸時或者在過濾階段。
在外來ATP存在的情況下放置試劑產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，這種化學(xué)反 應(yīng)產(chǎn)生了光，并消耗了外來ATP。如此消耗的外來ATP將不會與分析循 環(huán)的隨后的步驟的過程相干擾。試劑將不會與微生物的ATP反應(yīng)，因為 在循環(huán)的這個階段，微生物的包膜(envelope)仍然可以保護后者防止 試劑。
為了優(yōu)化液滴沉積的均勻性，電動機53被命令以驅(qū)動所述帶54， 并且因此將容座52在它的平面中并相對于它的中心轉(zhuǎn)過半圈(180度)， 是沿著從裝置7朝著單元6的噴射的大致方向，在這個旋轉(zhuǎn)過程中往復(fù) 運動件30保持不動，并且在容座52的下面。這樣，容座52和往復(fù)運 動件30進入與在容座52旋轉(zhuǎn)之前它們所處的相對角度位置不同的相對 角度位置。單元12然后第二次命令致動器47的臂61在薄膜上執(zhí)行液
滴射束的第二噴射操作。
往復(fù)運動件30然后再次被放置在光電倍增管80下面，從而建立 第二基準曲線，用于測量發(fā)光，該發(fā)光來自試劑和外來ATP的接觸(對 于空白試驗的第二曲線)。
往復(fù)運動件30接下來運動到微波腔100中的預(yù)定位置，處于振幅 波腹處，從而加熱薄膜23，其中薄膜的平坦表面24垂直于引導(dǎo)裝置119 的大的表面114、 115和小的表面116、 117 (圖18、 19和21)。
為此，并且如前所述，單元12在時刻t3命令磁控管101，從而諧 振狀態(tài)建立在腔100中，單元12然后從該時刻開始命令氣壓回路11的 閥156開啟，以及渦輪機150根據(jù)第三模式工作，第三模式提供最大通 過量，從而在薄膜23的加熱過程中排空腔100中停留的濕氣，該濕氣 由于蒸發(fā)薄膜中含有的水而產(chǎn)生，并且其不僅會擾動所述腔的諧振模 式，而且會沿著該腔的壁凝結(jié)。
輸送器10和腔100設(shè)置成允許往復(fù)運動件30在這樣的位置處設(shè) 置在腔中，該位置中，薄膜23處于用于實現(xiàn)該薄膜加熱的最優(yōu)的預(yù)定 位置，也就是說并且如圖21和23所示，平行于電場線，處于振幅波腹 處，并且垂直于引導(dǎo)裝置的大的和小的表面(圖21和23)。還應(yīng)當注意，如圖22所示，開口 118設(shè)置成不會造成腔的電線 (line of current) 140的切割，從而盡可能減小對于諧振狀態(tài)的擾 動，該擾動是由于用于使往復(fù)運動件通過的開口而造成的。
這樣，當諧振狀態(tài)在腔100中建立時，它能夠使得非?？斓募訜?薄膜23，其在數(shù)秒內(nèi)達到了大約100。C的溫度。
單元12命令磁控管101，從而紅外傳感器132測量并發(fā)送給單元 12的薄膜表面24的溫度達到溫度設(shè)定(此處IO(TC),并且它可以在該 值周圍調(diào)節(jié)。傳感器因此定向成使得測量過濾單元6的薄膜的上表面的 中心的溫度，同時不會被特氟龍阻擋件137所阻礙。由于薄膜23的厚 度非常小，因此在它的表面處測量的溫度基本對應(yīng)于它內(nèi)部的溫度，從 而，薄膜被相對均勻地加熱。這個薄膜同樣設(shè)置成諧振狀態(tài)(以立波的 波長)使得可以在它的整個表面上均勻地加熱該薄膜。
在溫度升高到溫度設(shè)定值的過程中，在微生物幵始裂解(lysis) 之前，提前沉積的試劑通過該加熱被去除，從而在試劑和微生物的ATP 之間沒有相互作用，因為在微生物發(fā)生裂解的時候，所有的試劑已經(jīng)通 過薄膜的加熱而被去除。
一旦提前沉積的試劑已經(jīng)被去除，大部分微生物的包膜因此僅被 破壞(并且微生物的ATP因此可以接近)，從而微生物的大部分ATP沒
有被該試劑消耗。
另外，試劑的去除通過下面的事實而被促進，即溫度的升高促進 了薄膜的部分干燥，使得加熱更加有效地去除試劑。
通過微波進行加熱使得可以僅提供基于薄膜上的水的量計量所需 的能量，同時不會產(chǎn)生殘余的熱，殘余的熱會擾動方法的接下來的步驟。
另外，薄膜吸收的微波能量與待加熱的水的體積成比例，從而， 薄膜吸收的能量以自身的方式調(diào)節(jié)，能量自然分布在水的體積較大的大 部分區(qū)域中。
加熱步驟之后，已經(jīng)經(jīng)歷裂解的微生物的ATP可以接近，從而可 分析。單元12命令磁控管在時刻t4停止，閥156閉合，并且渦輪機 150恢復(fù)到第一模式。
由于分析循環(huán)根據(jù)提前建立的時間表而進行，因此時刻t。到t4對于單元12是已知的，從而，不需要傳感器來命令渦輪機在t。到仁之間 操作模式進行變化(機器中存在的傳感器，特別是用于開啟蓋子18的 傳感器，是唯一地位于其處以確保該循環(huán)正確進行)。
應(yīng)當注意，在渦輪機的第二和第三工作模式中，雖然尋求高的通 過量，但是渦輪機保持能夠提供充分的加壓，從而穿過過濾器155，過 濾器155具有直徑非常小的孔，從而保持微生物，這產(chǎn)生了大的壓力損 失。
還應(yīng)當注意，通向通道中的孔157距離窗口 40足夠遠(也就是說 超過一定距離)，以允許在這個窗口處建立層流，并且還保持距離微波 腔100充分遠，從而不會將停留在該腔中的剩余濕氣的一部分吸入沿著 窗口 40方向產(chǎn)生的空氣層流中(并且因此將污染的風(fēng)險最小化)。
往復(fù)運動件30然后移動，從而再次被放置在光電倍增管80下面， 從而建立新的校準曲線(用于空白試驗的第三曲線)，以確定響應(yīng)于薄 膜加熱而發(fā)射的光。
往復(fù)運動件30接下來被放置在噴射工作臺2的噴射裝置7的下面， 從而在其處經(jīng)歷之前描述的兩個連續(xù)的噴射操作，其中容座52在兩個 噴射操作之間旋轉(zhuǎn)180度，沿著噴射的大致方向，從而獲得試劑在薄膜 上盡可能均勻的沉積。
往復(fù)運動件30然后再次被放置在光電倍增管80的下面，從而測 量這時來自試劑與微生物的ATP相接觸產(chǎn)生的發(fā)光。
在進行上述每一個這些光的測量時，封閉套環(huán)85被降低，如圖12 所示，并且變得容納在往復(fù)運動件的槽33中，緊靠0形環(huán)密封件34， 并且活塞88抬高(活塞的泡沫盤92抵靠往復(fù)運動件30)，從而在通過 光電倍增管80進行測量的過程中，將光電倍增管80和過濾單元6與所 有外部光完全隔離開。
這樣獲得的發(fā)光曲線與提前獲得的不同的校準曲線(對于空白測 試的曲線)進行比較，從而根據(jù)它推斷出來自存在于薄膜上的微生物 ATP發(fā)射的光量。為此，單元12將彼此進行比較，特別是那些曲線的 振幅和積分值，因此對于微生物的ATP發(fā)射的光可以相對于其它現(xiàn)象發(fā) 射的光(例如，材料的天然熒光，過濾單元的加熱，或者由于去除外部ATP而造成的剩余的光)而辨別出來。因此可以以高度的敏感性推斷出
存在于薄膜上的、并且來自微生物的ATP的質(zhì)量。
在沒有示出的變形中，致動器的活動單元具有單個臂61。 在另一個變形中，活動單元沒有被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)以致動所述泵，而是
沿著大致的噴射方向平移運動。
本發(fā)明不限于上述的實施例，而是包括它的任何變形。
權(quán)利要求
1. 一種用于載體(6)的微生物分析的系統(tǒng)，其特征在于，它包括-多個噴射裝置(7)，均以相同的預(yù)定方式設(shè)置有識別物(74)、儲存器(71)、噴嘴(72)、和泵(73)，所述泵具有通向所述儲存器(71)中的入口孔(77)和通向所述噴嘴(72)中的輸送孔(78)，所述泵(73)適用于由朝著彼此移動的所述儲存器(71)和所述噴嘴(72)致動，從而從所述噴嘴(72)發(fā)射液滴的射束；-分析機器(1)，包括用于噴射所述載體(6)的工作臺(2)，工作臺(2)適用于接納并且致動所述噴射裝置(7)，所述噴射工作臺(2)包括-容座(52)，用于接納所述裝置；-該裝置的識別物(74)的讀取裝置(49)；-所述泵(73)的致動器(47)，包括活動單元(61)和所述活動單元(61)的驅(qū)動電動機(64)，活動單元(61)作用在該裝置(7)上從而使它的儲存器(71)和它的噴嘴(72)朝著彼此移動；-控制單元(12)，連接到致動器(47)和讀取裝置(49)，所述單元(12)包括微型計算機(170)和存儲器(171)，所述微計算機和存儲器適用于命令讀取裝置(49)讀取該裝置的識別物(74)的數(shù)據(jù)，命令所述致動器(47)并處理表示由電動機(64)施加在該裝置(7)上的力的參數(shù)、以及代表活動單元(61)位置的參數(shù)，和如果所述裝置(7)的識別物(74)的數(shù)據(jù)還沒有記錄在所述存儲器(171)中；a)將所述識別物(74)的數(shù)據(jù)記錄在所述存儲器(171)中；b)命令所述電動機(64)從而將裝置(7)的活動單元(61)以第一預(yù)定速度移動，并且當代表由電動機(64)施加的力的參數(shù)超過預(yù)定閾值時，將代表所述活動單元(61)位置的參數(shù)記錄在所述存儲器(171)中，然后命令電動機(64)從而將所述活動單元(61)移動遠離裝置(7)；c)命令所述電動機(64)從而將所述活動單元(61)以大于第一速度的第二預(yù)定速度移動到一位置，該位置對應(yīng)于被記錄的代表所述位置的參數(shù)，以將所述活動單元(61)保持在所述位置持續(xù)預(yù)定的時間段，并且命令電動機(64)從而將所述活動單元(61)以第三預(yù)定速度移動遠離所述裝置，通過這樣，泵(73)被致動，從而從所述噴嘴(72)發(fā)射液滴射流，并且其然后被恢復(fù)到它的初始位置；并且如果裝置的識別物(74)的數(shù)據(jù)已經(jīng)記錄在所述存儲器(171)中，根據(jù)段落c)直接命令所述電動機(64)。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，代表由電動機(64) 施加的力的參數(shù)是電動機(64)消耗的電流。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，致動器(47)的 電動機(64)是步進電動機，并且，代表活動單元(61)位置的參數(shù)是 電動機步進的數(shù)目。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述讀取 裝置(49)是條形碼讀取裝置。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述活動 單元(61)包括至少一個臂，所述臂適用于在所述儲存器(71)周圍抵 靠每個裝置的套環(huán)(75)。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，多個裝置 中的每個裝置(7)還包括噴射鐘形件(67)和緊靠所述鐘形件(67) 安裝的吸收墊(68)。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，墊(68)具有中心開 口 (65)，所述開口的直徑適用于使得當裝置(7)位于接納容座(52)中時，射流的一部分能夠在它的整個區(qū)域上穿過所述開口 (65)，并且 沉積在整個載體(6)上。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于接納 所述裝置的所述容座(52)可運動，所述噴射工作臺(2)適用于沿著 通常的噴射方向噴射到所述載體上，并且還包括裝置(53， 54)，所述 裝置(53， 54)用于驅(qū)動用于接納裝置(7)的所述容座(52)沿著所 述通常的噴射方向相對于用于接納載體(6)的容座(30)旋轉(zhuǎn)，所述 控制單元(12)適用于使得用于接納所述裝置(7)的容座(52)和用 于接納所述載體(6)的所述容座(30)從相對于所述通常的噴射方向 的第一相對角度位置到達第二相對角度位置，第二相對角度位置不同于 所述第一位置，并且根據(jù)段落c)命令所述電動機(64)處于所述第一 位置，并且然后處于所述第二位置。
全文摘要
一種用于載體的微生物分析的系統(tǒng)，包括多個噴射裝置(7)，裝置的識別物品(74)的讀取器(49)，該裝置的致動器(47)，包括活動單元(61)和所述活動單元(61)的驅(qū)動電動機，控制單元，連接到致動器(47)和讀取器(49)，所述控制單元適用于命令所述致動器(47)從而將活動單元(61)朝著裝置(7)以預(yù)定速度移動，并且將代表所述活動單元位置的參數(shù)記錄在存儲器(171)中，當電動機施加的力超過預(yù)定閾值時，然后命令電動機(64)，從而將所述活動單元(61)移動遠離裝置(7)。
文檔編號G01N21/76GK101413025SQ200810166709
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
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