專利名稱：：用于鑒定尿中細(xì)菌的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于鑒定和定量尿樣品中微生物例如細(xì)菌的系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及用于鑒定尿樣品中細(xì)菌的系統(tǒng)，其包括1)用于容納包括離心管、兩個不同容積的移液管吸頭和光學(xué)杯或比色杯的一次性部件的一次性盒或保持器(holder)；2)用于處理或制備尿樣品的樣品處理器；和3)用于分析處理過的尿樣品的光學(xué)分析儀。具有四個部件的一次性盒用于樣品處理器中，而且光學(xué)杯或比色杯尤其用于光學(xué)分析儀中。
背景技術(shù)：
：通常，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室中用于鑒定尿樣品中微生物例如細(xì)菌的當(dāng)前實(shí)踐，涉及復(fù)雜、冗長且昂貴的鑒定和具體說明微生物的過程。當(dāng)前的過程中，實(shí)驗(yàn)室接收樣品(sample)。然后將這些樣本(specimen)分類標(biāo)記，之后利用無菌環(huán)將它們接種到血瓊脂培養(yǎng)基上。然后將這些樣本插入到專用培養(yǎng)箱，保持24小時(shí)。一天后，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員篩選樣本的陽性和陰性培養(yǎng)物。通常，大多數(shù)的培養(yǎng)為陰性的，而且被人工報(bào)告。分離陽性培養(yǎng)的有機(jī)體并懸浮于生化流體中。這涉及懸浮、稀釋、渦旋和濁度測量，從而產(chǎn)生生化廢棄產(chǎn)物。然后將懸浮液暴露于許多試劑下對培養(yǎng)物進(jìn)行種類鑒定和抗生素易感性測試。在另一個6-24小時(shí)培養(yǎng)周期后，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員解釋和報(bào)告研究結(jié)果。全部的過程通常采取11個步驟，耗費(fèi)50個小時(shí)以獲得樣本結(jié)果，而且該過程是勞動密集型的。通常，共同擁有的美國公開US2007/0037135Al號公開了鑒定和定量懸浮在液體中的生物樣品的系統(tǒng)，其內(nèi)容在此通過引用并入。該公開的段落W038]規(guī)定使用樣品比色杯(cuvette)。據(jù)說這些比色杯在本領(lǐng)域內(nèi)是熟知的，而且形狀通常為正方形或矩形(具有適宜的范圍以包含樣品)和由諸如玻璃的透明材料或聚合材料制成。因此，尤其對于上述種類鑒定的實(shí)驗(yàn)室程序而言，需要提供效率更高、耗時(shí)更少、要求勞動力更少的過程。發(fā)明概述本發(fā)明的系統(tǒng)使獲得樣本結(jié)果的當(dāng)前系統(tǒng)有效率。該系統(tǒng)是環(huán)保的，能夠快速診斷，結(jié)果可靠，不需要試劑而且是多功能診斷的。尿樣品包含于一次性盒(cartridge)內(nèi)，其容納四個一次性部件，即離心機(jī)、兩個不同容積的移液管吸頭和光學(xué)比色杯。盒標(biāo)有條形碼，與患者的標(biāo)識符(ID)綁定。將盒插入到盒匣(magazine)中，然后將盒匣插入到處理樣本的樣品處理器中。將制備的樣本轉(zhuǎn)移到光學(xué)比色杯中然后將盒匣插入到分析樣本的光學(xué)分析儀中。光學(xué)分析儀分析并產(chǎn)生能最終處理細(xì)菌的完整結(jié)果。該系統(tǒng)不要求富有經(jīng)驗(yàn)的操作者而且可快速給出結(jié)果。該系統(tǒng)提高了效率，改善了工作量，節(jié)約了時(shí)間和金錢而且操作簡便。樣品制備可與樣本分析過程平行進(jìn)行，且可同時(shí)分析1-50份樣本。該系統(tǒng)包括多個一次性盒，其用于容納包括離心管、容積為Iml的第一移液管吸頭、光學(xué)尿樣品比色杯和容積為0.5ml的第二移液管吸頭的多個一次性部件；樣品處理器，其用于接收多個一次性盒和經(jīng)配置處理和制備每個一次性盒的尿樣品及將尿樣品轉(zhuǎn)移到每個一次性盒的各自的光學(xué)比色杯中；以及光學(xué)分析儀，其用于接收具有含有處理過的尿樣品的光學(xué)比色杯的盒并分析、產(chǎn)生樣本結(jié)果。樣品處理器中處理尿樣本和光學(xué)分析儀中對它們進(jìn)行分析的全部過程，對單個樣本而言耗費(fèi)約20分鐘，對50個樣本而言達(dá)2小時(shí)。一次性盒和一次性部件提高了效率，改善了工作量，節(jié)約了時(shí)間和金錢，因?yàn)槟驑悠分苽浠蛱幚硭匦璧牟考憷匚挥谝粋€地方，即在盒中。此外，尿樣品處理/分析所需的部件的人力或人工操作更少。因?yàn)楹屑捌洳考橐淮涡缘?，因而也增加了便利性。換而言之，這些物品在下一個尿樣本鑒定過程中不需要消毒，而且使工作區(qū)域和/或周圍環(huán)境的污染最小化。本發(fā)明的樣品處理器使處理尿樣品以用于分析的當(dāng)前實(shí)踐有效率。本發(fā)明的樣品處理器為自動化的，十分緊湊的，整裝的而且不需要任何試劑。將尿樣品注射到由移動性盒承載的離心管中。樣本標(biāo)有條形碼而且與也標(biāo)有條形碼的盒綁定。將盒安裝于盒匣中，然后將盒匣被插入到為分析作準(zhǔn)備而處理樣本的樣品處理器中。樣品處理器不要求富有經(jīng)驗(yàn)的操作者而且快速處理樣品或樣本。樣品處理器提高了效率，改善了工作量，節(jié)約了時(shí)間和金錢而且操作簡便。幾個樣品的處理對單個樣本而言進(jìn)行約20分鐘，對約50個樣本而言達(dá)1小時(shí)。光學(xué)分析儀包括含光學(xué)系統(tǒng)、熱控制以及抽屜，所述抽屜具有旋轉(zhuǎn)臺(rotatabletable)，用于接收、支撐和旋轉(zhuǎn)含有多個帶有光學(xué)杯或比色杯的一次性盒的盒匣，其中光學(xué)杯或比色杯含有待分析的尿樣品。光學(xué)分析儀也包括用于盤點(diǎn)尿樣品的條形碼讀出器和用以證實(shí)每一個光學(xué)杯或比色杯含有正確體積的處理過的尿樣品的水平傳感器。當(dāng)帶有盒匣的抽屜被插入到光學(xué)分析儀中時(shí)，支撐盒匣的旋轉(zhuǎn)臺的驅(qū)動機(jī)構(gòu)使盒匣旋轉(zhuǎn)，并使盒匣相對于條形碼讀出器對準(zhǔn)，然后使盒匣旋轉(zhuǎn)并使盒匣相對于光學(xué)系統(tǒng)對準(zhǔn)。光學(xué)系統(tǒng)包括激發(fā)模塊單元(excitationmoduleunit)、光采集模塊單元(opticalcollectionunit)禾口分光計(jì)。在增加熒光信號時(shí)，將每一個杯或比色杯的溫度降低到將使尿樣品中細(xì)菌的新陳代謝減慢的溫度。熱控制使大的熱質(zhì)冷卻，該熱質(zhì)位于旋轉(zhuǎn)平臺上，在含有帶有尿樣品杯或比色杯的一次性盒的盒匣下面。紅外線溫度傳感器探測并監(jiān)控每一個尿樣品的溫度。相關(guān)的用于鑒定尿樣品中微生物的類型并對其定量的方法包括的步驟如下獲得尿樣品；使尿樣品通過10微米過濾器；獲得2ml的過濾尿并將其置于離心管中；通過以12，OOOg離心力(g-force)離心2ml樣品，傾析出約95%的離心管內(nèi)的流體，并用鹽溶液代替傾析出的溶液，重復(fù)這些步驟約5次而獲得的保留尿樣品中細(xì)菌的尿中溶解物的1,000,0001的稀釋液；將最終的溶液轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯或比色杯中；并將光學(xué)杯或比色杯進(jìn)行具有光學(xué)器件的光學(xué)分析，其包括利用至少5種不同的波長激發(fā)尿樣品，收集并檢測熒光發(fā)射；將熒光發(fā)射光譜引導(dǎo)到分光計(jì)。本發(fā)明的這些及其他目標(biāo)和優(yōu)勢根據(jù)下文的描述結(jié)合附圖變得明晰。圖IA為具有多個一次性盒的盒匣的頂立體圖。7圖IB為圖IA中所顯示的盒匣中所用的一次性盒的頂立體圖。圖2為以剖視方式圖示圖1的一次性盒的部件的前剖視圖。圖3A為樣品處理器的立體圖，其以剖視方式圖示本發(fā)明系統(tǒng)的樣品處理器的幾個部件。圖3B為樣品處理器的另一立體圖，其以剖視方式圖示本發(fā)明系統(tǒng)的樣品處理器的幾個部件。圖4A為光學(xué)分析儀的立體圖，其以剖視方式圖示本發(fā)明系統(tǒng)的光學(xué)分析儀的幾個部件。圖4B為光學(xué)系統(tǒng)的立體圖，其以剖視方式圖示本發(fā)明系統(tǒng)的光學(xué)器件的幾個部件。圖4C為光學(xué)分析儀的另一立體圖，其以剖視方式圖示本發(fā)明系統(tǒng)的光學(xué)分析儀的幾個部件。圖5為圖示可提供于分光計(jì)狹縫入口處的反射凸?fàn)睢敖?，?mirroredconvex“horn，，)的示意圖。圖6為離心機(jī)的立體圖，其以剖視方式圖示本發(fā)明系統(tǒng)的離心機(jī)的幾個部件。圖7為樣品處理器的另一立體圖，其以剖視方式圖示本發(fā)明系統(tǒng)的樣品處理器的幾個部件。發(fā)明詳述將通過參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述，其中同樣的參考編號對應(yīng)于同樣的元件。參考圖1-4，用于進(jìn)行尿樣品中細(xì)菌鑒定的系統(tǒng)包括一次性盒12(圖1和2)；樣品處理器14(圖3A、3B、6和7)；以及光學(xué)分析儀16(圖4A、4B和4C)。如圖1和2所示，盒12含有4個一次性部件，其為離心管18、容積為Iml的第一移液管吸頭、光學(xué)杯或比色杯22和容積為0.5ml的第二移液管吸頭24?？梢岳斫獾氖牵壳八龅陌l(fā)明系統(tǒng)適合于鑒定任何流體中細(xì)菌，并不限于尿中所含的細(xì)菌樣品。離心管18為容器，該容器具細(xì)長體18b，該細(xì)長體18帶有18a所指示的錐形末端。通常，離心管18首先含有尿樣品，且第一移液管吸頭20可用于稀釋溶解尿的組成成分，而第二移液管吸頭24可用于將稀釋的尿樣品轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯或比色杯22，用于光學(xué)分析。一次性盒12及其一次性部件18、20、22以及24可由易于塑造且生產(chǎn)成本低廉的塑膠材料制成。仍然參考圖2，一次性部件18、20、22和24的每一個都分別被包含在一次性盒12的單獨(dú)位置30、32、34和36。如所示，接收并運(yùn)載第一移液管吸頭20的隔間32的底部是封閉的，從而來自第一移液管的任何點(diǎn)滴將不會污染一次性盒12的下表面。部件18、20、22和24的每一個經(jīng)由分別附接于每個部件18、20、22和24的邊緣(Iip)40、42、46和48懸掛于其各自的位置30、32、34和36，每個部件18、20、22和24由一次性盒12的上表面50支撐。參考圖2和4A，光學(xué)杯或比色杯22可用于圖4A的光學(xué)分析儀16中。優(yōu)選地，利用鹽溶液制備尿樣品，因?yàn)辂}溶液使背景熒光最小化，同時(shí)維持細(xì)菌的完整性，這在尿分析過程中利用光學(xué)器件時(shí)尤其重要。光學(xué)杯或比色杯22包括輔助光學(xué)分析的反射涂層。光學(xué)杯或比色杯22可由ABS塑膠材料、玻璃或金屬材料，例如鋁制成，然后涂覆或覆有反射材料?？蛇x地，在制造光學(xué)杯或比色杯22中，反射材料層被合并到塑膠材料、玻璃或金屬材料上。如圖2中最佳所示，光學(xué)杯或比色杯22包括22a所指示的輔助光學(xué)分析的錐形末端。8可預(yù)期的是光學(xué)分析儀16(圖4A、4B和4C)中的UV光源被向下引導(dǎo)到杯或比色杯22的中間，用于對杯或比色杯22中的尿樣本進(jìn)行光學(xué)分析。然后將每一個都含有4個一次性部件18、20、22和24的幾個一次性盒12插入到圖1頂部所示的盒匣26中，然后將盒匣26裝載到如圖3所示的樣品處理器14中。盒匣26含有幾個一次性盒12，其中一些是編號的，每一個盒12都有如圖1中28所指示的唯一的條形碼，其與患者的樣本匹配。然可選地后將盒匣26插入到用以進(jìn)行尿樣品光學(xué)分析的裝置中。優(yōu)選將樣品處理器中獲得處理過的尿樣品所用的同一盒匣26用于對處理過的尿樣品進(jìn)行光學(xué)分析的裝置。圖3A和3B的樣品處理器14含有離心機(jī)30；旋轉(zhuǎn)性夾鉗機(jī)構(gòu)32，其撿取每一個一次性盒12的離心管18(圖1)并將離心管18插入到離心機(jī)30；兩個移動性流體轉(zhuǎn)移臂34、34a，其用于經(jīng)由移液管吸頭20(圖1和2)稀釋尿樣品中溶解的物質(zhì)并經(jīng)由移液管吸頭24將稀釋的樣品轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯或比色杯22(圖2)中；以及注射泵分配流體系統(tǒng)(syringepumpdispenserfluidsystem)36，其用于為達(dá)到稀釋目的而將水送遞到樣品。樣品處理器14也包括抽屜38，其具有一個旋轉(zhuǎn)臺40，當(dāng)抽屜38插入到樣品處理器14中時(shí)，旋轉(zhuǎn)臺40接收、支撐并旋轉(zhuǎn)盒匣26。抽屜38含有旋轉(zhuǎn)盒匣26的盒匣驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出)。通常，離心管18含有約2ml的由使用者放入到離心管中的過濾過的尿的樣品。然后可利用鹽溶液或水，通過離心樣品隨后使用容積為1.Oml的第一移液管吸頭20傾析出兩個傾析周期中的上清液，隨后用鹽溶液或水再灌滿離心管18來充分稀釋樣品。然后用容積為0.5ml的第二移液管吸頭24自離心管18抽取500μ1流體，然后將這500μ1流體分配到指定患者的各自的光學(xué)杯或比色杯22。然后將第二移液管吸頭24插入到第一移液管吸頭20中，并適當(dāng)處理移液管吸頭20、24這兩者。可以相信的是，可用一個移液管吸頭而不是兩個移液管吸頭稀釋和抽取。這一過程可手動或自動完成。利用安裝在旋轉(zhuǎn)臺40上的幾個一次性盒12(圖1和2)，實(shí)現(xiàn)盒匣26的裝卸。手動控制的抽屜含有盒匣驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出)。一旦將盒匣26插入到樣品處理器14中，旋轉(zhuǎn)臺40的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出)就使盒匣26旋轉(zhuǎn)；條形碼讀出器(圖4Α中的部件58)盤點(diǎn)樣品，水平傳感器(未示出)證實(shí)樣品的劑量正確；第二傳感器(未示出)證實(shí)所有必需的一次性部件18、20、22和24(圖2)都包含在每一個一次性盒12中?，F(xiàn)在將描述離心管18(圖2)向離心機(jī)30(圖3Α和3Β)的轉(zhuǎn)移。離心機(jī)30的離心機(jī)蓋30a定向允許旋轉(zhuǎn)性夾鉗機(jī)構(gòu)單元32接近并裝載離心機(jī)30。配置旋轉(zhuǎn)性平臺40的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，以使每一個一次性盒12的離心管18相對于旋轉(zhuǎn)性單元32對準(zhǔn)。旋轉(zhuǎn)性夾鉗機(jī)構(gòu)32的夾鉗32a選擇離心管18以自盒匣26轉(zhuǎn)移到離心機(jī)30。離心機(jī)轉(zhuǎn)子(未示出)經(jīng)配置，使離心機(jī)30的空離心機(jī)保持器對準(zhǔn)裝載位置。稱為“ThetaZ夾鉗”的夾鉗32a為輻射狀構(gòu)件，其旋轉(zhuǎn)和上下運(yùn)動以撿取并將離心管18放置到離心機(jī)30的空離心管支架中。在所有的離心管18都被放置到離心機(jī)30中后，離心機(jī)30的蓋關(guān)閉。離心機(jī)30(圖6)自動運(yùn)轉(zhuǎn)，以約12，OOOg離心力使離心管18旋轉(zhuǎn)約2分鐘。離心機(jī)30包括管支架，其經(jīng)配置，在離心機(jī)30旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ)上使每個離心管18旋轉(zhuǎn)約90度。因離心機(jī)允許精確定位和位置追蹤，從而在離心后，使正確的離心管返回盒匣中的盒。這一作用使存在于尿樣品中的細(xì)菌在離心管18的底部形成固體。有兩個流體轉(zhuǎn)移臂34、34a(圖3A和3B)，用于自兩個一次性盒12的兩個樣品中9一次移除上清液。在兩個流體轉(zhuǎn)移臂34、34a(圖3A和3B)獲得容積為Iml的移液管吸頭20(圖2)后，流體轉(zhuǎn)移臂34和34a(圖3々和3B)的每一個對離心管18進(jìn)行兩次連續(xù)的行進(jìn)(trip)，每次都自管18中抽出流體，并在使移液器吸頭20返回其一次性盒上的取樣位置前，且在經(jīng)旋轉(zhuǎn)而對準(zhǔn)樣品處理器14的取樣位置的一次性盒12中繼續(xù)下一次取樣前，將該流體分配到樣品處理器14的廢棄口(未示出)。注射泵分配流體系統(tǒng)36，其用于為稀釋目的而向樣品送遞水或鹽水。如上述段落中所述的自離心管18傾析出的廢棄流體，經(jīng)由系統(tǒng)36被干凈的處理流體所代替。兩個注射泵將該干凈的處理流體分配到在上一個步驟中廢棄流體已自其中移除的離心管18中。在最終的再灌滿步驟期間，使用較少量的干凈流體以便使離心管18中的細(xì)菌水平達(dá)到要求的濃度。在利用干凈的流體充分稀釋離心管18中的樣品后，兩個流體轉(zhuǎn)移臂34，34a(圖3A和3B)中的一個將離心管中處理過的樣品轉(zhuǎn)移到其各自一次性盒12的光學(xué)杯或比色杯22。流體轉(zhuǎn)移臂34、34a中的一個抓住其直到現(xiàn)在還沒有在這一過程中使用的容積為0.5ml的移液管吸頭24。容積較小的移液管吸頭24被用于自離心管18抽取約500μ1，并將這流體分配到指定患者的各自的光學(xué)杯或比色杯22。然后經(jīng)由流體轉(zhuǎn)移臂34或34a，將容積更小的這一移液管吸頭24插入到容積更大的移液管吸頭20中，以處理移液管吸頭20、24兩者。上文所述的測量/傾析、測量/再灌滿和測量/流體轉(zhuǎn)移過程優(yōu)選獲得溶解的、將細(xì)菌保留在離心管18中尿樣品的物質(zhì)的約1，000，0001的稀釋液。這可通過以下步驟實(shí)現(xiàn)1)通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的方法，以12，OOOg離心力離心尿樣品；2)通過用第一移液管吸頭20傾析出約95%的流體；3)用鹽溶液代替2)傾析出的溶液；及4)通過用第一移液管20重復(fù)步驟1)、2)和3)至少5次。然后經(jīng)由第二移液管24，將離心管18中最終處理過的尿樣品傾析到光學(xué)杯或比色杯22中。然后可將光學(xué)杯或比色杯22中最終處理過的尿樣品可用于光學(xué)分析，以在光學(xué)杯或比色杯22中確定尿樣品中微生物的身份和/或數(shù)量。這種信息可通過使用如上述美國專利發(fā)表No.2007/0037135Al所公開的系統(tǒng)來獲得。就一個離心管18所敘述的步驟中的每一個，是在就盒匣26中每一個一次性盒12的樣品處理器14中完成的?？梢岳斫獾氖敲恳粋€一次性盒12的廢棄液被處理到樣品處理器14的貯藏器(receptacle，未示出)中或直接垂直進(jìn)入排水管(drain)。當(dāng)盒匣26在樣品處理器14處理下一批尿樣品的下一次操作作準(zhǔn)備時(shí)是未裝載的，則廢棄的一次性用品，即一次性盒12和一次性部件18、20、22和24仍保持在盒匣26上，將其手動移除。下述的步驟涉及在準(zhǔn)備經(jīng)由圖4A、4B和4C的光學(xué)分析儀分析的過程中，處理尿樣品。通常，在試管中獲得尿樣品。將該樣品通過10微米過濾器，并自此獲得2ml樣品，并將其置于離心管18中。所想要得到的稀釋樣品，即仍保離尿樣品中細(xì)菌的溶解物質(zhì)的1，000,0001稀釋液，通過以下步驟獲得以約12，OOOg離心力離心該2ml樣品，并傾析出95%的流體。后一步驟重復(fù)5次，其中每次都用鹽溶液代替傾析出的溶液。選擇鹽溶液用于這一過程是因?yàn)樗苁贡尘盁晒庾钚』瑫r(shí)維持細(xì)菌的完整性，而背景熒光在處理過的尿樣品被插入到光學(xué)分析儀16時(shí)開始起作用?，F(xiàn)在將描述圖4A、4B和4C的光學(xué)分析儀16。參考圖4A，光學(xué)分析儀16包括光學(xué)系統(tǒng)44(圖4B和4C中顯示更多的細(xì)節(jié))；熱控單元(未示出)；抽屜50以及條形碼讀出器58(圖4A)，抽屜50具有旋轉(zhuǎn)臺52，旋轉(zhuǎn)臺52接收、支撐和旋轉(zhuǎn)含有多個支架56的盒匣54，支架56接收一次性盒12，且一次性盒12中的杯或比色杯22含有待分析的處理過的尿樣品。應(yīng)當(dāng)理解的是，將具有杯或比色杯22的盒12置于盒匣54的支架56，所述杯或比色杯22含有用于光學(xué)分析的處理過的尿樣品。圖4A圖示安裝在被裝載進(jìn)入光學(xué)分析儀16的旋轉(zhuǎn)臺52上的盒匣54。手動拉出抽屜50以裝載和卸載盒匣54。抽屜50含有熱控單元(未示出)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出)。盒匣54和抽屜50的對準(zhǔn)特征允許操作者在盒匣54被裝載到旋轉(zhuǎn)臺52上時(shí)，將盒匣54正確地定向于驅(qū)動機(jī)構(gòu)和熱控制單元上。一旦抽屜50和盒匣54被手動插入到光學(xué)分析儀16中，驅(qū)動機(jī)構(gòu)就使盒匣54旋轉(zhuǎn)，同時(shí)條形碼讀出器站(barcodereaderstation)58(圖4A)盤點(diǎn)樣品。水平傳感器(未示出)證實(shí)，每一個光學(xué)杯或比色杯22都含有正確的樣品體積。當(dāng)用戶界面指示已分析杯或比色杯22中所有的樣品和阻止打開抽屜50時(shí)，操作者可接近光學(xué)分析儀16，且當(dāng)光學(xué)分析儀16的任一部件在運(yùn)行中或光學(xué)系統(tǒng)44的UV光源打開時(shí)，防止抽屜5被打開。圖4A圖示當(dāng)被定位在光學(xué)分析儀16中時(shí)旋轉(zhuǎn)臺52上的盒匣54。光學(xué)分析儀16還包括機(jī)械鎖定系統(tǒng)(未示出)，其將抽屜50相對于光學(xué)系統(tǒng)44精確定位。驅(qū)動機(jī)構(gòu)經(jīng)配置，自動旋轉(zhuǎn)盒匣54而將每一個盒12定位到條形碼讀出器站58并與光學(xué)系統(tǒng)44精確對準(zhǔn)。第二機(jī)械鎖定系統(tǒng)(未示出)用于確保每一個杯或比色杯22處于其相對于進(jìn)行光學(xué)分析的光學(xué)系統(tǒng)44的正確位置。圖4A圖示光學(xué)杯或比色杯22的熱控制。優(yōu)選，每一個杯或比色杯22的溫度降低到其可使細(xì)菌新陳代謝減慢而同時(shí)增加熒光信號的溫度。作為熱電冷卻器的熱控制單元46，冷卻位于盒匣54下面的旋轉(zhuǎn)性平臺52上的大熱質(zhì)60。熱質(zhì)60(圖4A)直接接觸光學(xué)杯或比色杯22，而且紅外線溫度傳感器(未示出)探測及監(jiān)控每一個樣品在光學(xué)系統(tǒng)44中旋轉(zhuǎn)和定位之前的溫度?，F(xiàn)在對光學(xué)分析儀16的光學(xué)系統(tǒng)44進(jìn)行描述。圖4B顯示了光學(xué)系統(tǒng)的更多細(xì)節(jié)。光學(xué)系統(tǒng)44含有三個獨(dú)立的單元，就是說，激發(fā)單元44(a)、光采集單元44(b)以及分光計(jì)。激發(fā)由紫外線(UV)光源提供，其優(yōu)選為LED(發(fā)光二極管)。提供給激發(fā)部件44(a)的一系列五個LED模塊以五種不同的激發(fā)波長，依次向每一個樣品杯或比色杯22提供激發(fā)信號，將該激發(fā)波長以同樣的順序應(yīng)用于每一個樣品杯或比色杯22。激發(fā)時(shí)間約為14秒/波長。激發(fā)發(fā)射經(jīng)由透鏡和濾光器44(d)被引導(dǎo)，引導(dǎo)到如圖2中所示的比色杯22中樣品的上表面。為使每個激發(fā)波長狹窄或控制其形狀，使用狹窄的帶寬濾光片。這些濾光器將激發(fā)波長E以向下方向引導(dǎo)到樣品杯或比色杯22，而熒光發(fā)射物F將自盒體(cassette)的同一位置以向上的方向被反射到光采集單元。熒光發(fā)射可經(jīng)由濾光器的排列而分開和定向。圖4C圖示光學(xué)系統(tǒng)44的定位。如上文所述，機(jī)械鎖定特征定位驅(qū)動機(jī)構(gòu)，從而使樣品杯或比色杯22精確對準(zhǔn)。這一精確對準(zhǔn)允許熒光發(fā)射反射到光學(xué)系統(tǒng)44，從而允許測量熒光。利用光學(xué)元件(未示出)聚集熒光發(fā)射物并將其引導(dǎo)到用于測量的分光計(jì)。另外，光采集單元包括光學(xué)元件，其聚集杯或比色杯22中樣品的熒光發(fā)射物并將其導(dǎo)向分光計(jì)。光學(xué)系統(tǒng)44可包括帶有CXD(電荷耦合裝置)光子探測器的查爾尼-特納(Czemy-Tumer)分光計(jì)，借此熒光光子在接觸C⑶裝置前被幾個鏡子反射。發(fā)射的熒光通過整合一段時(shí)間在CXD器件上受到監(jiān)控。也可以預(yù)想的是，用鄰近入射狹縫和CXD裝置的另外的柱狀透鏡改進(jìn)查爾尼-特納(Czemy-Tumer)分光計(jì)，以提高光子使用效率。另外，如圖5所示意性圖示的，可以將反射凸?fàn)罱荋提供于分光計(jì)SM狹縫入口處，以引導(dǎo)其他光子穿過狹縫S。參考圖4A，光學(xué)系統(tǒng)44包括防光罩(light-tightenclosure)或外殼(housing)64,以便能使進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)44的光最少，而且C⑶裝置的照相機(jī)包括熱電冷卻器(thermalelectriccooler,TEC)(未示出)，以將熱量自照相機(jī)芯片轉(zhuǎn)移到光學(xué)系統(tǒng)44的罩或外殼64。樣品處理器14和光學(xué)分析儀16這兩者都具有HEPA空氣過濾系統(tǒng)，其在過濾進(jìn)出樣品處理器14和光學(xué)分析儀16的空氣中用于通風(fēng)目的。樣品處理器14和光學(xué)分析儀16在操作期間也有輕微的正壓。然而，當(dāng)允許使用者打開門時(shí)，這一壓力將降低至大氣壓。樣品處理器14和光學(xué)分析儀16這兩者的動力由安裝在電源模塊(powersupplymodule)上的單獨(dú)的齒輪提供。還可以預(yù)想的是，監(jiān)控LED強(qiáng)度，以使發(fā)射的熒光與激發(fā)熒光的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)。尤其是，通過光學(xué)分析儀16獲得的信息，可以用于產(chǎn)生類似于美國專利公開2007/0037135Al號圖的圖5-圖9的圖，下文做了更詳細(xì)的描述。圖代表樣品杯或比色杯22中細(xì)菌的濃度、熒光強(qiáng)度、發(fā)射波長以及激發(fā)波長。如上文所述，光學(xué)分析儀16提供結(jié)果，然后該結(jié)果用于鑒定尿樣品中細(xì)菌的類型。通過使光學(xué)分析儀16與計(jì)算機(jī)模塊(未示出)耦合，及將光學(xué)分析儀16的所獲得的諸如熒光發(fā)射的信息輸入計(jì)算機(jī)模塊來完成這一過程。計(jì)算機(jī)模塊可在尿樣品的熒光激發(fā)_發(fā)射矩陣上進(jìn)行多元分析，以便以類似于上述美國專利公開2007/0037135Al號所公開的方式鑒定和定量尿樣品。在此，該系統(tǒng)包括熒光激發(fā)模塊，其包括激發(fā)光源，將定位樣品以接收光源的樣品界面模塊(sampleinterfacemodule)，熒光發(fā)射模塊和檢測裝置。上述的計(jì)算機(jī)模塊與熒光模塊耦合。多元分析可包括用于鑒定和定量尿樣品的擴(kuò)展的偏最小—^^l/r(extendedpartialleastsquaredanalysis)。可更進(jìn)一步預(yù)想的是，“同源管(homogenitortube)”可用于將不同的LED程序包輸出混合到統(tǒng)一的UV光源。典型的用于本發(fā)明的“同源管”類似于本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的那些。已參考優(yōu)選實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了描述。在閱讀和理解上述詳述基礎(chǔ)上其他人會想到明顯的改進(jìn)和改變。因此意圖將本發(fā)明解釋為其包括所有此類改進(jìn)和改變。1權(quán)利要求用于鑒定和定量流體樣品中微生物的一次性盒，包括盒體；未處理的流體樣品的管；多個一次性部件，包括所述盒體所接收的離心管；移動性移液管吸頭；光學(xué)杯或比色管，含有用于光學(xué)分析的處理過的流體樣品；光學(xué)杯或比色管，具有錐形末端和用于提高光學(xué)分析的反射表面，光源在錐形末端中傳播以用于對處理過的尿樣品進(jìn)行光學(xué)分析。2.如權(quán)利要求1所述的盒，還包括第二移液管吸頭。3.如權(quán)利要求1所述的盒，其中所述移液管吸頭的容積為1.Oml04.如權(quán)利要求2所述的盒，其中所述第二移液管吸頭的容積為0.5ml。5.如權(quán)利要求1所述的盒，其中所述流體樣品為尿。6.如權(quán)利要求1所述的盒，其中所述移液管吸頭固定在所述一次性盒內(nèi)。7.如權(quán)利要求1所述的盒，其中所述的光源為紫外(UV)光。8.如權(quán)利要求1所述的盒，其中所述的盒體標(biāo)有條形碼。9.用于容納處理過的流體樣品和在光學(xué)分析中使用的光學(xué)杯或比色杯，包括具有錐形末端和用于提高光學(xué)分析的反射表面的容器，光源在錐形末端中傳播以用于對所述流體樣品進(jìn)行光學(xué)分析。10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)杯或比色管，其中所述流體樣品為尿。11.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)杯或比色管，其中所述光源為紫外(UV)光。12.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)杯或比色管，其中所述容器由選自塑膠、玻璃和鋁的材料制成，且其中所述反射表面選自包括涂層材料或材料層。13.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)杯或比色管，其中所述反射表面為所述容器的內(nèi)反射表14.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)杯或比色管，其中所述容器由一次性材料制成。15.用于制備進(jìn)行尿樣品中微生物鑒定和定量所用的流體樣品的樣品處理器，包括a)旋轉(zhuǎn)臺；和b)由旋轉(zhuǎn)臺支撐、適于包含盒的盒匣，其含有用于容納包括離心管和光學(xué)杯或比色杯的多個一次性部件的多個盒。16.如權(quán)利要求15所述的樣品處理器，還包括第二移液管吸頭。17.如權(quán)利要求15所述的樣品處理器，其中所述移液管吸頭的容積為1.0ml。18.如權(quán)利要求16所述的樣品處理器，其中所述第二移液管吸頭的容積為0.5ml。19.如權(quán)利要求15所述的樣品處理器，其中所述流體樣品為尿。20.如權(quán)利要求15所述的樣品處理器，還包括離心機(jī)，用于接收對其中的所述尿樣品進(jìn)行離心的所述多個盒的離心管。21.如權(quán)利要求15所述的樣品處理器，還包括將每一個離心管從所述盒匣轉(zhuǎn)移到所述離心機(jī)及返回原處的旋轉(zhuǎn)性夾鉗機(jī)構(gòu)。22.如權(quán)利要求16所述的樣品處理器，還包括移動性流體轉(zhuǎn)移臂，用于通過使用移液管稀釋所述流體樣品中的溶解的物質(zhì)和通過使用所述第二移液管吸頭將稀釋的流體尿轉(zhuǎn)移到每一個盒的光學(xué)杯或比色杯。23.如權(quán)利要求15所述的樣品處理器，還包括注射泵分配流體系統(tǒng)，用于將干凈的流體送遞到流體樣品以稀釋所述流體樣品中溶解的物質(zhì)。24.如權(quán)利要求15所述的樣品處理器，其中所述流體樣品為尿。25.為鑒定和定量流體樣品中微生物作準(zhǔn)備而所說處理流體樣品的方法，其步驟包括a)獲得流體樣品；b)使所述流體樣品通過過濾器；c)獲得過濾的流體樣品的樣品并將其置于離心管中；d)通過進(jìn)行下列步驟，獲得所述流體樣品中溶解的物質(zhì)的稀釋液同時(shí)保留所述流體樣品中的細(xì)菌1)離心步驟c)的所述樣品；2)傾析出步驟1)的離心管中流體的一部分；3)用鹽溶液代替步驟2)的傾析出的溶液；以及e)將步驟4)的最終溶液轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯或比色杯用于分析。26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述流體樣品為尿。27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中步驟d)產(chǎn)生約1，000，0001的稀釋液。28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述步驟(d)(1)的樣品以約12，OOOg離心力離心。29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中約95%的步驟(d)(2)的流體被傾析出。30.用于分析流體樣品的光學(xué)分析儀，包括a)具有旋轉(zhuǎn)臺和盒匣的抽屜，所述盒匣由所述旋轉(zhuǎn)臺支撐并適于含有多個帶有杯或比色杯的盒，每一個杯或比色杯含有流體樣品；和b)用于分析每一個流體樣品的光學(xué)系統(tǒng)。31.如權(quán)利要求30所述的光學(xué)分析儀，還包括條形碼讀出器站。32.如權(quán)利要求30所述的光學(xué)分析儀，還包括熱控制，其位于旋轉(zhuǎn)臺下面，且經(jīng)配置降低和保持每一個流體樣品的溫度以減慢細(xì)菌的新陳代謝同時(shí)增加熒光信號。33.如權(quán)利要求30所述的光學(xué)分析儀，還包括探測和監(jiān)控每一個流體樣品的溫度的紅外線溫度傳感器。34.如權(quán)利要求31所述的光學(xué)分析儀，還包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于自動地使所述旋轉(zhuǎn)臺和所述多個帶有杯或比色杯的盒旋轉(zhuǎn)并使所述旋轉(zhuǎn)臺和所述多個帶有杯或比色杯的盒相對于所述條形碼讀出器和所述光學(xué)系統(tǒng)對準(zhǔn)就位。35.如權(quán)利要求30所述的光學(xué)分析儀，還包括在相對于光學(xué)系統(tǒng)的位置上維持所述抽屜的第一機(jī)械鎖定系統(tǒng)。36.如權(quán)利要求30所述的光學(xué)分析儀，還包括維持每一個杯或比色杯相對于所述光學(xué)系統(tǒng)就位的第二機(jī)械鎖定系統(tǒng)。37.如權(quán)利要求30所述的光學(xué)分析儀，其中所述光學(xué)系統(tǒng)由激發(fā)模塊單元、光采集單元和分光計(jì)組成。38.如權(quán)利要求30所述的光學(xué)分析儀，其中所述激發(fā)模塊單元包括多個以多個不同的激發(fā)波長依次向每一個液體樣品提供激發(fā)信號的LED模塊；其中所述光采集單元為CCD光子探測器；和其中所述的分光計(jì)為查爾尼_特納分光計(jì)。39.如權(quán)利要求37所述的光學(xué)分析儀，其中所述分光計(jì)包括入射狹縫、位于鄰近所述入射狹縫的柱狀透鏡和反射凸?fàn)罱?，以引?dǎo)其他光子穿過入射狹縫。40.如權(quán)利要求37所述的光學(xué)分析儀，其中所述的流體樣品為尿。41.用于進(jìn)行流體樣品中微生物鑒定和定量的系統(tǒng)，包括多個一次性盒，用于容納多個包括離心管、移動性移液管吸頭、包含未處理的流體樣品的管以及光學(xué)樣品杯或比色杯的一次性部件；樣品處理器，用于接收所述多個一次性盒且經(jīng)配置制備流體樣品并將所述流體樣品轉(zhuǎn)移到每一個所述一次性盒的各自的光學(xué)樣品杯或比色杯；以及光學(xué)分析儀，用于接收所述多個一次性盒并分析所述流體樣品中包含的微生物的類型和數(shù)量。42.如權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，還包括第二移液管吸頭。43.如權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中所述移液管吸頭的容積為1.0ml。44.如權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其中所述第二移液管吸頭的容積為0.5ml。45.如權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中所述流體樣品為尿。46.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述移液管吸頭固定于所述一次性盒內(nèi)。47.如權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中所述一次性盒還包括盒體。48.如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述盒體標(biāo)有條形碼。49.如權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中所述光學(xué)杯或比色杯包括具有錐形末端和提高光學(xué)分析的反射表面的容器，光源在錐形末端中傳播以用于對所述流體樣品進(jìn)行光學(xué)分析。50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述光源為紫外(UV)光。51.52.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述容器由選自包括塑膠、玻璃和鋁的材料制成，且其中所述反射表面選自包括涂層材料或材料層。53.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述反射表面為所述容器的內(nèi)反射表面。54.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述容器由一次性材料制成。55.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述的流體樣品為尿。56.鑒定流體樣品中微生物類型和數(shù)量的方法，其步驟包括a)獲得流體樣品；b)使所述流體樣品通過過濾器；c)獲得過濾的流體的樣品并將其置于離心管中；d)通過進(jìn)行下列步驟，獲得尿樣品中溶解的物質(zhì)的稀釋液同時(shí)保留所述尿樣品中細(xì)菌1)離心步驟c)的樣品；2)傾析出步驟1)的離心管中流體的一部分；3)用鹽溶液代替步驟2)的傾析出的溶液；和e)將步驟4)的最終溶液轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯或比色杯；以及f)對光學(xué)杯或比色杯進(jìn)行具有光學(xué)器件的光學(xué)分析，其包括利用多個不同的波長激發(fā)所述流體樣品，收集并檢測所述熒光發(fā)射以及將熒光發(fā)射引導(dǎo)到分光計(jì)。57.如權(quán)利要求56所述的方法，其中步驟d)產(chǎn)生約1，000，0001的稀釋液。58.如權(quán)利要求56所述的方法，其中步驟(d)(1)的樣品以約12，OOOg離心力離心。59.如權(quán)利要求56所述的方法，其中約95%的步驟(d)(2)的流體被傾析出。60.如權(quán)利要求25所述的方法，其中在步驟d(3)后，還包括重復(fù)步驟(1)、(2)以及(3)和然后將最終的溶液轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯或比色杯以進(jìn)行分析的步驟。61.如權(quán)利要求25所述的方法，其中在步驟(d)(3)后，還包括多次重復(fù)步驟(1)、(2)以及(3)和然后將最終的溶液轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯或比色杯以進(jìn)行分析的步驟。62.如權(quán)利要求61所述的方法，其中所述多次為至少5次。63.如權(quán)利要求56所述的方法，其中在步驟d(3)后，還包括重復(fù)步驟(1)、(2)以及(3)和然后將最終的溶液轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯或比色杯以進(jìn)行分析的步驟。64.如權(quán)利要求56所述的方法，其中在步驟(d)(3)后，還包括多次重復(fù)步驟(1)、(2)以及(3)和然后將最終的溶液轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯或比色杯以進(jìn)行分析的步驟。65.如權(quán)利要求64所述的方法，其中所述多次為至少5次。66.如權(quán)利要求30所述的光學(xué)分析儀，還包括熱控制以維持每一個流體樣品的溫度。67.如權(quán)利要求38所述的光學(xué)分析儀，其中所述多個LED模塊為至少5個LED模塊。全文摘要用于進(jìn)行尿樣品中微生物例如細(xì)菌鑒定和定量的系統(tǒng)，包括1)用于容納包括離心管、容積為1ml的移液管吸頭、容積為0.5ml的第二移液管吸頭和光學(xué)杯或比色杯的四個一次性部件的幾個一次性盒；2)用于接收一次性盒和處理尿樣品的樣品處理器，包括將處理過的尿樣品轉(zhuǎn)移到光學(xué)杯；和3)用于接收一次性盒和經(jīng)配置分析尿樣品中微生物的類型和數(shù)量的光學(xué)分析儀。具有包括光學(xué)杯或比色杯的部件的一次性盒用于樣品處理器中，而且含有處理過的尿樣品的光學(xué)杯或比色杯用于光學(xué)分析儀中，以鑒定和定量存在于處理過的尿樣品中微生物的類型。文檔編號G01N33/493GK101918581SQ200880118227公開日2010年12月15日申請日期2008年10月10日優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日發(fā)明者K·布賴恩·斯科特,喬納森·古爾菲科爾,凱文·賽德斯基,加爾·英戈博爾,卡羅爾·斯蒂爾曼,史蒂文·E·胡克比,威廉·G·愛特爾伯利,戴夫·霍利,托馬斯·A·克勞辛,拉塞爾·H·巴恩斯,約瑟夫·D·丹尼斯,約翰·S·勞朵,約翰·泰拉瑞科,舍伍德·塔爾博特,賈森·A·斯查弗爾,道格拉斯·E·博伊德申請人:普凱爾德診斷技術(shù)有限公司