BRPI1012186B1 - Instrumento de detecção combinada para cultura de espécie em containers e instrumento para a identificação e/ou caracterização de um agente microbial em uma amostra - Google Patents

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BRPI1012186B1
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Ronnie J. Robinson
Mark S. Wilson
Christopher S. Ronsick
John D. Walsh
Jones Hyman
Thurman Thorpe
Bradford Clay
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Biomerieux Inc.
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Abstract

instrumento de detecção combinada para cultura de espt:cime em containers e instrumento para a identificação e/ou caracterização de um agente microbial em uma amostra um instrumento de detecção determina se um contêiner de espécime (exemplo, frasco de cultura sangufnea) é positivo para a presença de crescimento de agente microbial ali. quando o contêiner é considerado positivo é deixado a disposição (exemplo, transferido ou exposto a) de um instrumento automatizado desempenhando uma caracterização e/ou identificação do agente microbial. o instrumento de identificação e/ou caracterização remove uma parte da amostra do contêiner de espécime e coloca dentro de um separador disposto e um dispositivo de concentração. o agente microbial é concentrado através de um lise seletivo de material celular de agente não microbial que pode estar presente e centrifugando. um módulo de leitura lê o agente microbial concentrado usando métodos de espectroscópio, exemplo, medidas de fluorescência intr!nseca. tal interrogação pode ocorrer enquanto o agente microbial continua concentrado no dispositivo disposto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “INSTRUMENTO DE DETECÇÃO COMBINADA PARA CULTURA DE ESPÉCIME EM CONTAINERS E INSTRUMENTO PARA A IDENTIFICAÇÃO E/OU CARACTERIZAÇÃO DE UM AGENTE MICROBIAL EM UMA AMOSTRA”
REFERÊNCIA CRUZADA COM APLICATIVOS RELACIONADOS
Este aplicativo reivindica prioridade sob o 35 U.S.C. § 119(e) para (1) US provisional application serial n° 61/216,339, intitulado “Sistema para Combinar um Sistema de Cultura de Sangue de Detecção Rápida Não Invasiva com um Sistema de Caracterização e Separação Microbial Invasivo”, depositado em 15 de maio de 2009; (2) US Provisional Application serial n° 61/277,862, intitulado Mecanismo de Carregamento Automático para um Aparelho de Detecção Microbial”, depositado em 30 de setembro de 2009; e (3) US provisional application serial n° 61/337,597, intitulado “Aparelho de Detecção Microbial Automático”, depositado em 8 de fevereiro de 2010, o conteúdo do qual está incorporado aqui por referência.
Este aplicativo também está relacionado aos seguintes US patent application, o conteúdo do qual está incorporado aqui por referência:
US Serial N° 12/589,929, intitulado “Métodos para a Isolamento e Identificação de Microorganismos”, depositado em 30 de outubro de 2009.
US Serial N° 12/589,969, intitulado “Dispositivo de Separação para Uso na Separação, Identificação e/ou Caracterização de Microorganismos”, depositado em 30 de outubro de 2009.
US Serial N° 12/589,952, intitulado “Método para Separação, Identificação e/ou Caracterização de Microorganismos usando um Espectroscópio”, depositado em 30 de outubro de 2009.
US Serial N° 12/589,936, intitulado “Método para Separação, Identificação e/ou Caracterização de Microorganismos usando um Espectrômetro de Massa”, depositado em 30 de outubro de 2009.
US Serial N° 12/589,985, intitulado “Método para Separação e Caracterização de Microorganismos usando um Identificador de Agentes, depositado em 30 de outubro de 2009.
US Serial N° 12/589,968, intitulado “Método para Detecção, Identificação e/ou Caracterização de Microorganismos em um
2/140
Container Fechado”, depositado em 30 de outubro de 2009.
US Serial N° 12/589,976, intitulado “Método para Separação, Identificação e/ou Caracterização de Microorganismos usando um Espectroscópio Raman”, depositado em 30 de outubro de 2009.
Este aplicativo também está relacionado aos seguintes aplicativos depositados na mesma data deste aplicativo, o conteúdo que está incorporado aqui para referência:
Docket No. 09-271-A, serial No.______________________, “Aparato automatizado de detecção microbial”
Docket No. 09-271-A, serial No._________________Métodos para rápida identificação e/ou caracterização de um agente microbial em uma amostra.”
Docket No. 09-271-B, serial No.____________________, Sistema para rápida identificação e/ou caracterização de um agente microbial em uma 15 amostra.”
Declaração de Pesquisa patrocinada pelo Governo Federal
Não aplicável.
Antecedentes
Esta invenção soluciona uma longa necessidade sentida na 20 arte de instrumentos automatizados e métodos para uma rápida caracterização e/ou identificação de um agente microbial em uma amostra, como de sangue ou outras amostras biológicas, armazenadas em um contêiner de espécime
Como exemplo, o instrumento desta descoberta fornece informações como o tipo Gram (positivo ou negativo), morfologia, espécies ou outras 25 relevantes informações clínicas do agente microbial rapidamente e automaticamente.
Instrumentos existentes atualmente no mercado dos E.U.A. detectam o crescimento e por esta razão a presença de um microorganismo em uma amostra de sangue. Um determinado instrumento é o BacT/ALERT 3D instrumento : atualmente administrado pela bioMérieux, Inc. O instrumento recebe uma frasco de cultura de sangue contendo uma amostra de sangue, exemplo, proveniente de um paciente humano. O instrumento incuba a. Periodicamente durante a incubação uma unidade de detecção ótica no incubador analisa o sensor colorimétrico incorporado no interior do frasco para detectar se o crescimento microbial ocorreu dentro do. A unidade de detecção óptica, contêineres de espécimes e sensores são descritos na 35 literatura de patentes, veja U.S. patents 4,945,060; 5,094,955; 5,162,229; 5,164,796;
3/140
5,217,876; 5,795,773; e 5,856,175, todo o conteúdo de cada um do qual está incorporado como referência neste lugar. Outra arte de interesse prévia relacionada geralmente à detecção de microorganismos em uma amostra biológica inclui as seguintes patentes: U.S. 5,770,394, U.S. 5,518,923; U.S. 5,498,543, U.S 5,432,061, 5 U.S. 5,371,016, U.S. 5,397,709, U.S. 5,344,417, U.S. 5,374,264, U.S. 6,709,857; e U.S. 7,211,430.
Em instrumentos de detecção como o BacT/ALERT 3D e instrumentos similares, uma vez que a cultura de sangue testou positiva para a presença de microorganismos, é difícil de obter um alto nível de caracterização do 10 agente microbial, ou identificação das espécies de agente microbial, devido à interferência de componentes sanguíneos e artefatos do sistema descartáveis (exemplo, frasco) contendo a amostra. Por esta razão, métodos atuais usam a frasco ou outro contêiner descartável apropriado e instrumento relacionado para o crescimento natural e detecção de um microorganismo na amostra, como descrito 15 acima. Uma vez que os instrumentos indiquem que a frasco é positiva para presença de um agente microbial, de acordo com métodos atuais a frasco “positiva” é manualmente recuperada do instrumento e uma porção da amostra é manualmente removida do frasco e culturada em uma placa de Agar. Existem instrumentos na arte que automatizam a sequência de uma amostra média em uma placa de cultura e 20 incubar a placa. Um tal instrumento é descrito na US Patent 6,617,146. Depois do sequenciamento, a placa é manualmente colocada em um incubador e periodicamente inspecionada pelo crescimento de uma subcultura do microorganismo. Depois que a subcultura tenha crescido suficientemente, uma amostra da cultura é retirada da placa ' e colocada em um tubo de ensaio. O tubo de ensaio é então introduzido ainda dentro 25 de outro instrumento para um teste de identificação através de um cartão de amostra de teste disponível tendo uma multiplicidade de poços individuais. Os cartões amostra de testes disponíveis são conhecidos na literatura de patente, veja exemplo, U.S. Patents 4,118,280, 3,963,355, 4,018,65; 4,116,775 e 4,038,151, 5,609,828, 5,746,980, 5,766,553, 5,843,380, 5,869,005, 5,916,812, 5,932,177, 5,951,952, e 6,045,758, o 30 conteúdo completo que está incorporado por referência aqui.
O cartão de amostra de teste é então processado em um instrumento analítico conhecido nesta arte como o VITEK 2 instrumento do administrador. O instrumento VITEK 2 incuba e periodicamente lê os poços do cartão de amostra teste com a unidade de leitura. O crescimento da amostra em um ou mais 35 poços dos cartões resulta na identificação do agente microbial. O instrumento VITEK 2 é descrito na literatura de patentes, veja exemplo, U.S. Patents 5,762,873 e 6,086,824,
4/140 o conteúdo completo que está incorporado por referência aqui.
Todo este processo desde o momento da introdução da amostra no frasco de coleta de sangue para cultura, detecção da presença de microorganismo, e então identificação do microorganismo pelo instrumento VITEK 2 tipicamente leva de 2 a 5 dias. Somente os passos de identificação, ocorrendo após detecção positiva no frasco, tipicamente ocupa 1 a 3 desses dias.
Substancial, e potencialmente salvadora de vida, benefícios clínicos para um paciente são possíveis se o tempo que leva para a detecção e identificação de um agente microbial em uma amostra de sangue e reportando os resultados para um clínico podem ser reduzidos dos atuais 2 a 5 dias para menos de 1 dia. Um sistema que encontra essas necessidades teve, antigamente, iludido a arte. De qualquer modo, tal rápida identificação e/ou caracterização de um agente microbial em uma amostra biológica tal como uma amostra de sangue é feita provavelmente por esta invenção.
O Sistema para rapidamente identificar e/ou caracterizar um agente microbial aqui estabelecido pode ser vantajosamente combinado com um instrumento de detecção automática para detectar a presença de um agente no contêiner de espécimes, conforme descrito em incorporações aqui divulgadas. Nesta combinação, o sistema inventivo e os métodos combinam um instrumento de detecção prático para detectar um contêiner contendo uma amostra de sangue ou outra como sendo positiva para a presença de agente microbial, e rápida e automatizada identificação do agente. Em uma incorporação, o instrumento de detecção pode ser juntado ou integrado a uma identificação automática e/ou instrumento de caracterização conforme descrito aqui desempenhando passos adicionais necessários para identificação e/ou caracterização de um agente microbial no momento da detecção.
O sistema combinado resultante apresenta uma única solução automatizada para rápida identificação e/ou caracterização no momento da detecção, fornecendo um completo sistema de solução. O tempo total a partir do primeiro carregamento de uma amostra biológica em um contêiner de detecção (exemplo, frasco) para identificação e/ou caracterização é tipicamente menos de 24 horas na maioria dos casos. Além do mais, ao invés disso levar de um a três dias adicionais para obter a identificação e/ou caracterização do agente microbial depois do frasco ser testado positivo, como no método anterior, tais resultados podem potencialmente ser obtidos em menos de uma hora com o atual sistema inventivo e métodos. O instrumento desta descoberta também fornece a habilidade para proporcionar o rápido
5/140 e automatizado resultado da identificação e/ou caracterização a qualquer momento do dia ou da noite.
Os sistemas e métodos dessa descoberta têm outros benefícios e aspectos suplementares, incluindo o potencial de: (a) reduzir exposição do grupo de funcionários do laboratório a materiais afiados e riscos biológicos; reduzir trabalhos laboratoriais e erros de usuários; (c) aperfeiçoar o rastreamento de amostras, investigação e gerenciamento de informações; (d) interface para sistema de automação de laboratório; (e) melhora no fluxo de trabalho e ergonomia; (f) melhora a atenção ao paciente ao entregar informação acionável clinicamente relevante; e (g) produz resultados mais rápidos, por meio disso, diminuindo custos potencialmente ao focar antecipadamente na terapia anti-microbial e reduzindo estadias hospitalares.
Muitas vantagens e benefícios adicionais superiores à técnica anterior serão explicadas abaixo na seguinte descrição detalhada.
SUMÁRIO
Em geral um sistema automático é aberto para rápida detecção de um agente mícrobial em uma amostra e identificar e/ou caracterizar o agente microbiaI. Em uma forma, o sistema inclui um instrumento detector recebendo um contêiner de espécime contendo uma amostra. O instrumento de detecção inclui um aquecedor para incubar o contêiner de espécime e uma unidade de detecção interrogando o contêiner de espécime para detectar se o contêiner de espécime é positivo para a presença do agente mícrobial na amostra. O sistema inclui um suprimento de dispositivos separados dispostos. O sistema inclui e um instrumento de caracterização/identificação automático. Este instrumento recebe o contêiner de espécime detectado positivo pelo instrumento de detecção. O instrumento de detecção inclui (a) um aparelho removível de amostra para remover uma parte da amostra do contêiner de espécime e adicionar a parte a um dispositivo de separação obtido do suprimento dos dispositivos de separação; (b) uma estação de separação e concentração operativa no dispositivo de separação depois de receber a parte da amostra então para separar o agente mícrobial com o dispositivo de separação; (c) um módulo de identificação e/ou caracterização interrogando o agente mícrobial concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente mícrobial.
Em outro aspecto, a invenção pode ser vista como um método para uma rápida identificação e/ou caracterização de um agente mícrobial presente em uma amostra, a amostra é carregada em um contêiner de espécime, compreendendo desempenhar as seguintes etapas em um modo automático:
(a) Incubar o contêiner de espécime;
6/140 (b) Periodicamente interrogar o contêiner de espécime para determinar se é positivo para a presença de agente microbial no contêiner de espécime;
(c) Quando o contêiner de espécime determinado positivo, retirando uma parte da amostra do contêiner de espécime;
(d) Introduzindo a parte da amostra biológica em um dispositivo de separação disposto;
(e) Componentes de decomposição na parte da amostra biológica, tanto antes quanto depois de desempenhar a etapa (d);
(f) Separar e concentrar um agente microbial em um dispositivo de separação; e (g) analisar a concentração de agente microbial para identificar e/ou caracterizar o agente microbial.
As etapas (a)-(g) podem ser desempenhadas automaticamente com uma detecção integrada e um instrumento de identificação/ caracterização como descrito aqui.
Em uma personificação a etapa analisada (g) compreende a etapa de desempenhar uma análise espectroscópica do agente microbial concentrado. Em outra personificação a análise espectroscópica compreende um (i) espectroscópio fluorescente intrínseco ou (ii) um espectroscópio Raman.
O método pode incluir a etapa (f)(1) retirando o agente microbial concentrado do dispositivo de separação e ali é desempenhada a etapa (g) no agente microbial concentrado depois de retirado do dispositivo de separação.
A etapa de análise (g) pode incluir pelo menos um (i) desempenho de análise espectroscópica do agente microbial concentrado, (ii) desempenhar um espectroscópio de massa no agente microbial concentrado, (iii) desempenhar um teste molecular do agente microbial concentrado e (iv) introduzir o agente microbial concentrado em um dispositivo de teste de caracterização microbial e submeter o dispositivo de teste para análise.
Na configuração ligada, a etapa (a) e (b) são desempenhadas em um instrumento de detecção automático e onde as etapas (c), (d), (e) e (f) são desempenhadas em um instrumento de identificação e/ou caracterização automático.
Ainda em outro aspecto, a invenção pode ser vista como um método automático para uma rápida caracterização e/ou identificação de um agente microbial sido descoberto, compreendendo as seguintes etapas de: (a) proporcionar um subsistema de detecção tendo um local de entrada para receber os contêineres de espécime contendo amostras a serem testadas, e um aparelho de detecção para
7/140 detectar quando um contêiner de espécime se tornou positivo para a presença de um agente microbial em uma amostra em um contêiner de espécime; (b) quando um contêiner de espécime se torna positivo, automaticamente movendo o contêiner de espécime par um subsistema de identificação e/ou caracterização remoto do subsistema de detecção; (c) com o subsistema de caracterização e/ou identificação, automaticamente desempenhando as seguintes etapas: (1) retirar a parte da amostra do contêiner de espécime; (2) colocar a porção retirada da amostra em um dispositivo de separação disposto; (3) concentrar o agente microbial na parte retirada da amostra com o dispositivo de separação; e (4) analisar o agente microbial concentrado para caracterizar e/ou identificar o agente microbial.
Ainda em outro aspecto, um método automático para rápida caracterização e/ou identificação de um agente microbial tem sido descoberto, compreendendo as seguintes etapas: (a) receber um contêiner de espécime contendo uma amostra para ser testada em um instrumento de detecção, (b) detectar quando o contêiner de espécime se tornou positivo para a presença do agente microbial na amostra; (c) quando tal detecção tiver ocorrido, automaticamente remover a parte da amostra do contêiner de espécime e colocar a parte da amostra em um dispositivo de separação disposto; (d) separar e concentrar o agente microbial em um dispositivo de separação disposto, e (e) analisar o agente microbial concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbial.
Ainda em outro aspecto, um sistema de teste de amostra foi descoberto, compreendendo, em combinação: um subsistema de detecção tendo um local de entrada para receber contêineres de espécime contendo amostras para serem testadas, e um aparelho de detecção para detectar quando o contêiner de espécime se tornou positivo para a presença do agente microbial na amostra; um subsistema de identificação e/ou caracterização recebendo um contêiner de espécime positivo e tendo módulos para caracterizar e/ou identificar automaticamente o agente microbial no contêiner de espécime positivo; e um aparelho para transferir automaticamente um contêiner de detecção positiva do subsistema de detecção para o subsistema de identificação e/ou caracterização.
O aparelho para transferir automaticamente pode ter a forma de um sistema de transporte como descrito em muitas personificações abaixo. A transferência automaticamente pode ter a forma de uma montagem de braço robótico. Ainda em outra personificação, o sistema de transporte inclui um primeiro transportador e um segundo transportador, e onde o sistema compreende dois subsistemas de detecção em cadeia ou acopladas umas as outras pelo primeiro
8/140 transportador, e onde um dos sistemas de detecção é acoplado ao subsistema de identificação e/ou caracterização pelo segundo transportador, onde um espécime positivo detectado em qualquer um dos dois subsistemas de detecção é movido para o subsistema de identificação e/ou caracterização por meio de um segundo transportador.
Em algumas personificações descritas aqui, o módulo identificador no instrumento de identificação e/ou caracterização automático interroga o agente microbial concentrado enquanto ele contém no dispositivo de separação, e para essa finalidade o dispositivo de separação pode ser feito de materiais compatíveis e oticamente transparentes para facilitar uma interrogação ótica. Por exemplo, o módulo de identificação pode incluir os aspectos da US Serial N° 12/589,929, intitulada “Métodos para o isolamento e identificação de microorganismos”, depositada em 30 de outubro de 2009; US Serial N° 12/589,969; intitulada “Dispositivo de separação para uso na separação, identificação e/ou caracterização de microorganismos”, depositada em 30 de outubro de 2009; US Serial N° 12/589,952, intitulada “Método para separação, identificação e/ou caracterização de microorganismos usando um espectroscópio”, depositada em 30 de outubro de 2009; US Serial N° 589,936, intitulada “Método para separação, identificação e/ou caracterização de microorganismos usando um espectroscópio de massa”, depositado em 30 de outubro de 2009; US Serial N° 12/589,985, intitulado “Métodos para separação e caracterização de microorganismos usando agentes identificadores”, depositado em 30 de outubro de 2009; US Serial N° 12/589,968, intitulado “Método para detecção, identificação e/ou caracterização de microorganismos em um container fechado”, depositado em 30 de outubro de 2009 e US Serial N° 12/589,976, intitulado “Método para separação, identificação e/ou caracterização de microorganismos usando um espectroscópio Raman, depositado em 30 de outubro de 2009, o conteúdo total de cada um está incorporado aqui como referência. Uma variedade de tecnologias óticas estão sendo visualizadas para o uso no instrumento de identificação, incluindo, por exemplo, medições espectroscópicas tais como uma medição espectroscópica fluorescente intrínseca fluorescente do agente microbial concentrado, um espectroscópio de reflexão difusa, espectroscópio Raman, ou outras técnica óticas capazes de caracterizar e/ou identificar um microorganismo baseado em sua roupagem física ou química. Em outras personificações, o instrumento de identificação pode incluir um instrumento que remova todas as partes do agente microbial concentrado diretamente, exemplo, através do espectroscópio de massa, ou através de outro dispositivo de teste disposto (exemplo, uma tira de teste ou cartão de
9/140 teste).
Em aplicativos onde a lisagem da amostra é desejável como um incidente para a separação e a concentração do agente microbial no dispositivo de separação, um buffer lítico seletivo particular (“agente lítico”) pode não ser optima para : 5 todos os organismos que se espera encontrar na amostra. Neste caso onde uma amostra positiva não avisa uma identificação ou caracterização resulta devido a um processo de lisagem não óptimo, o sistema pode ser configurado para reprocessar automaticamente a amostra usando uma fórmula de buffer lítico alternativa. A informação nas medidas das taxas de crescimento em um instrumento de detecção 10 associado pode ser usado para selecionar a melhor fórmula de tampão de lise óptimo para reprocessar. Durante o reprocessamento, é esperado que um positivo real avisará um resultado. Entretanto, a amostra é considerada a ser uma determinação de positivo falso do subsistema de detecção. De acordo com uma configuração do instrumento muitos contêineres de diferentes tampão de lise estão inclusos no 15 instrumento e um tampão de lise selecionado é obtido, exemplo, carregado em um dispositivo de amostragem usado para retirar a amostra do contêiner de espécime.
Falsos positivos ocorrem com a detecção tecnológica conhecida na arte (exemplo, no instrumento BacT/ALERT) a uma taxa muito baixa. Entretanto, até que a cultura da amostra seja testada sob condições de incubação por 2.0 cinco dias, uma determinação final negativa da amostra não pode ser feita. Assim, em uma personificação possível, o instrumento de identificação/caracterização pode continuar a testar uma cultura de amostra falso “positivo” retornando automaticamente o contêiner de amostra ao modo de detecção/agitação/incubação de teste. De acordo com esta personificação testes contínuos ocorrem com uma incubação em prateleiras 25 alojadas no instrumento de identificação/caracterização. Uma personificação alternativa é retornar o contêiner de espécime a um instrumento de detecção associado. Automatização para reiniciar a incubação do contêiner de espécime é assim um aspecto opcional adicional da presente descoberta. Uma intervenção do 2 operador para reiniciar a incubação pode ser empregada, mas necessitará de 30 vigilância na parte da instituição que opera o instrumento de identificação.
Estes e muitos outros aspectos e características da descoberta serão discutidas abaixo em conjunto com os desenhos anexos:
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
As seguintes descrições detalhadas fazem referência aos 35 desenhos anexos. Entende-se que as personificações e as figuras anexadas aqui devem ser consideradas ilustrativas e oferecidas como meio de exemplo em vez de
10/140 restritiva.
A figura 1 é uma visão perspectiva de um sistema de automatização para a detecção não invasiva rápida de um agente microbial em um teste de amostra. Como mostrado, o sistema inclui um mecanismo de carregamento . 5 automático.
A figura 2 é uma visão perspectiva do sistema de detecção da figura 1, mostrando uma visão mais próxima do mecanismo de carregamento automático.
A figura 3 é uma visão perspectiva do sistema de detecção da 10 figura 1, que mostra um mecanismo de carregamento automático e uma gaveta mais baixa que abre para revelar um contêíner de perdas para contêineres que testaram negativamente para a presença do agente microbial.
A figura 4 é uma visão lateral de um dos contêineres de espécime processado em um sistema de detecção da figura 1-3. Enquanto o contêíner 15 de detecção pode ter uma variedade de formatos, em uma personificação é configurado como um frasco de cultura de sangue.
A figura 5A é uma visão elevada da lateral de uma das configurações do sistema de detecção da figura 1., com portas abertas acima e abaixo * mostrando as câmaras interiores e prateleiras para armazenar múltiplos contêineres do tipo mostrado na figura 4.
A figura 5B é uma visão perspectiva do sistema de detecção mostrado na figura 5A, com as portas abertas acima e abaixo mostrando as câmaras interiores e prateleiras para armazenar os múltiplos contêineres para o tipo mostrado na figura 4.
A figura 6 é uma visão perspectiva do mecanismo de transferência mostrado nas figuras 5A e 5B, mostrando trilhos de suporte verticais e horizontais. Também são mostrados o primeiro e o segundo mecanismo rotacional, que são operados para girar o mecanismo de transferência sobre um ou mais eixos.
A figura 7A é uma visão perspectiva da cabeça robótica e os trilhos de suporte vertical mostrados nas figuras 5A e 5B. Como mostrado na figura 7a, a cabeça robótica é posicionada em uma orientação vertical, desta forma o contêíner de espécime preso na cabeça robótica está também em uma orientação vertical.
A figura 7B é uma visão perspectiva da cabeça robótica e trilho de suporte mostrados nas figuras 5A e 5B. Como mostrado na figura 7B, a cabeça robótica é posicionada em uma orientação vertical, desta forma o contêíner que é preso na cabeça robótica está também em uma orientação vertical.
11/140
As figuras 8A-C mostram o carregamento no tempo decorrido de um contêiner de espécime na câmara de armazenamento da cabeça robótica mostrada nas figuras 5A e 5B. Como mostrado na figura 8A, o mecanismo de preensâo aperta o topo ou capa do contêiner. A figura 8B mostra o contêiner em uma posição intermediária no processo de carregamento. A figura 8B, mostra o contêiner depois de ser carregado na cabeça robótica.
As figuras 9A e 9B são visões lateral e perspectiva, respectivamente, de uma configuração alternativa do sistema de detecção das figuras 1_3 θ 5A-5B, com as portas acima e abaixo abertas mostrando a configuração alternativa para as estruturas de prender contêineres. Na personificação das figuras 9A e 9B, as prateleiras são colocadas em uma configuração de tambor ou tipo de cilindro.
A figura 10 é uma visão perspectiva de outra configuração do mecanismo de carregamento automático, mostrando um primeiro cinto transportador operável em um plano horizontal e um segundo cinto transportador operável em um plano vertical.
A figura 11 é uma visão perspectiva ainda de outra configuração do mecanismo de carregamento automática, mostrando um primeiro cinto transportador operável em um plano horizontal e um segundo cinto transportador tendo uma pluralidade de pás e operável em um plano vertical.
A figura 12 é uma visão perspectiva de uma caixa e capa proporcionada com um mecanismo de carregamento automático.
A figura 13 é uma visão perspectiva de uma das personificações de um mecanismo de carregamento automático mostrado isolado do sistema de detecção. De acordo com esta personificação, o mecanismo de carregamento automático compreende uma estação ou área de carregamento, um mecanismo de transporte e um local de entrada, para o carregamento automático completo de um contêiner de espécime. Uma parte de um lado da área de carregamento foi removida para mostrar detalhes adicionais do mecanismo de carregamento automático desta personificação.
A figura 14 é outra visão perspectiva do mecanismo de carregamento automático mostrado na figura 14. A área de carregamento de contêiner é mostrada como um ver através da característica para revelar outras características do mecanismo de carregamento automático, como descrito aqui.
A figura 15 é uma visão perspectiva mais próxima do mecanismo de carregamento tipo tambor, calha vertical, dispositivo de local e
12/140 dispositivo de transferência de sistema na figura 14. O mecanismo de carregamento tipo tambor, calha vertical, dispositivo de local e dispositivo de transferência de sistema são mostrados isolados do sistema de detecção.
A figura 16 é uma visão transversal do mecanismo de carregamento automático como mostram as figura 14-15. Mais especificamente, a figura 16 é uma visão transversal do mecanismo de carregamento tipo tambor e uma calha vertical mostrando o contêiner de espécie caindo através da calha. Como mostra a figura 16, o topo ou tampa do contêiner de amostra é segurado no lugar brevemente pela borda afilada ao tempo que o fundo do contêiner cai através da calha, assim elevando o contêiner de espécime.
A figura 17 é a visão perspectiva do aparato de detecção automática compreendendo o mecanismo de carregamento automático mostrado na figura 14. A área de carregamento do contêiner do mecanismo de carregamento automático é mostrada em uma localização acessível ao usuário em frente de um sistema automático para rápida detecção não-invasiva de um agente mícrobial. O sistema de detecção automática e a área de carregamento do contêiner são mostrados com painéis laterais removidos e/ou como visto através de características para revelar outros aspectos, como aqui descritos.
Figura 18 é a visão perspectiva de um aparato de detecção automático compreendendo um alternativo mecanismo de carregamento. A área de carregamento do contêiner do mecanismo de carregamento automático é mostrada em uma localização acessível ao usuário em frente de um sistema automático para rápida detecção não-invasiva de um agente mícrobial. O sistema de detecção automática e a área de carregamento do contêiner são mostrados com painéis laterais removidos e/ou como visto através de características para revelar outros aspectos, como aqui descritos.
A figura 19 é a visão lateral da parte inferior do sistema automático para rápida detecção não invasiva de um agente mícrobial mostrado na figura 17. O sistema automático de detecção é mostrado com um painel lateral removido para revelar outras características do sistema, aqui descritos.
A figura 20 é uma visão perspectiva da estrutura de suporte e do mecanismo automático de transferência mostrado nas figuras 17-19. Como mostrado, nesta personificação, o mecanismo automático de transferência compreende um suporte horizontal inferior, um suporte vertical, uma placa central e uma cabeça robótica para transferir um contêiner de espécime com um aparato de detecção interiormente. Para clarear, a estrutura de suporte e o mecanismo
13/140 automático de transferência são mostrados isoladamente do aparato de detecção.
As figuras 21A-B são visões perspectivas da placa central e da cabeça robótica de um mecanismo automático de transferência mostrado na figura 20. A cabeça robótica é mostrada com uma visão transversal do mecanismo de pinça. Como mostrado na figura 21A, a cabeça robótica está localizada na primeira extremidade da placa central e em uma orientação horizontal, de tal forma que o contêiner de espécime está também orientado em uma orientação horizontal. Na figura 21B, a cabeça robótica é mostrada localizada em uma segunda extremidade da placa central em uma orientação vertical, de tal forma que o contêiner de espécime está também orientando em uma orientação vertical.
A figura 22 é a visão perspectiva de uma configuração alternativa do aparato automático de detecção mostrando a interface do usuário, a tela de status, a tampa do dispositivo localizador e dois orifícios de contêiner positivo.
A figura 23 é a visão perspectiva mostrando outra configuração de desenho do aparato de detecção, Como mostrado na figura 23, o sistema de detecção compreende um primeiro aparato de detecção e um segundo instrumento de detecção.
A figura 24 é a visão perspectiva de ainda outra personificação do sistema automático de detecção. Como mostrado, o sistema de detecção automática compreende um primeiro aparato de detecção tendo um mecanismo automático de carregamento e um segundo ou aparato de detecção corrente abaixo ligado ou interligado ao primeiro aparato de detecção, como aqui descrito.
A figura 25A-C mostra um mecanismo de tempo decorrido de braço empurrador para empurrar o contêiner de espécime de um primeiro aparato de detecção para um segundo ou aparato de detecção corrente abaixo.
A figura 26 mostra uma visão perspectiva da estrutura de suporte e montagem de agitação mostrados isolados do sistema de detecção.
A figura 27A é a visão perspectiva da prateleira da estrutura de suporte e retenção característica para segurar o contêiner de espécime seguramente dentro da prateleira da estrutura de suporte.
A figura 27B mostra uma visão transversal da prateleira da estrutura de suporte e retenção característica mostrada na figura 27A.
A Figura 27 C é uma visão transversal do alto da prateleira da estrutura de suporte e retenção característica da figura 27A, mostrando uma representação esquemática de uma mola em espiral inclinada.
A figura 28A-B mostra a primeira e a segunda visão
14/140 perspectiva de um carregador conduzindo uma pluralidade de contêineres de espécimes para o aparato de detecção. Como mostrado, o carregador compreende uma pluralidade de furos de seguramento segurando uma pluralidade de contêineres de espécimes. A figura 28A também mostra duas pinças opostas características ou 5 seguradores e um mecanismo de liberação para liberar a pluralidade de contêineres de espécime na estação de carregamento, como aqui descrito.
A figura 29 mostra uma visão perspectiva de outra possível configuração para o sistema de detecção. Como mostrado na figura 29, o sistema de detecção inclui um mecanismo de liberação para liberar um ou mais contêineres de 10 espécime do carregador mostrado na figura 28A-B.
A figura 30 é um fluxograma mostrando os passos executados nesta operação do sistema de detecção.
A figura 31 é um diagrama de blocos de um instrumento automático para rápida identificação e/ou caracterização de um agente microbial 15 presente em uma amostra.
A figura 32 é uma visão perspectiva de uma possível configuração do instrumento mostrado na figura 31. O instrumento inclui uma prateleira de suporte de contêineres de espécime, um cassette de descartáveis (incluindo dispositivos de amostra e dispositivos de separação), um mecanismo de 20 transferência robótica, um aparato de remoção de amostras, um dispositivo de separação e concentração em forma de uma centrifuga, e uma identificação e/ou módulo de caracterização (estação de leitura) operando para interrogar o dispositivo de separação contendo um agente microbial concentrado para identificação e/ou caracterização do agente microbial. Em uma possível personificação, o instrumento da 25 figura 32 pode ser integrado com um instrumento de detecção automática (veja figura 58, 77-78 abaixo), caso em que a prateleira para contêineres de espécime é a mesma estrutura suportando os contêineres de espécime durante as operações de detecção. Alternativamente, o instrumento de identificação e/ou caracterização é localizado remotamente acoplado a um instrumento de detecção automática como mostrado na 30 figura 77 e descrito em nossa aplicação provisória anterior e em combinação com as figuras 1-30.
A figura 33 é a visão plana do topo do instrumento de identificação e/ou caracterização da figura 32, mostrando a prateleira de contêineres de espécime positivo em uma posição de incubação.
A figura 34 é a visão plana do topo do instrumento da figura 32, mostrando a prateleira para os contêineres de espécime positivos movidos para uma
15/140 posição para retirada da amostra da frasco para os testes de identificação e/ou caracterização.
A figura 35 é outra visão perspectiva da personificação das figuras 32-34.
A figura 36 é uma visão perspectiva de um dispositivo de separação o qual é usado em combinação com o instrumento de identificaçâo/caracterização da figura 31. O dispositivo de separação recebe uma parte das amostras de um contêiner de espécime positivo. O agente microbial está concentrado no fundo de um tubo capilar localizado no dispositivo de separação na 10 maneira aqui descrita. O agente microbial concentrado é então interrogado por um módulo de leitura para caracterizar e/ou identificar o agente microbial.
A figura 37 é a visão perspectiva do dispositivo de separação da figura 36.
A figura 38 é a visão transversal do dispositivo de separação 15 das figuras 36 e 37.
A figura 39 é a visão transversal de uma tampa de extremidade a qual está encaixada à extremidade inferior do dispositivo de separação das figuras 36-38.
A figura 40 é a visão transversal do dispositivo de separação 20 da figura 36, mostrando o agente microbial concentrado no tubo capilar do dispositivo de separação após a centrifugação.
A figura 41 é uma ilustração esquemática do agente microbial concentrado no dispositivo de separação da figura 36 sendo interrogado pelo módulo de leitura de identificaçâo/caracterização.
A figura 42 é a visão perspectiva de uma personificação alternativa do dispositivo de separação da figura 36.
A figura 43 é a transversal do dispositivo de separação da figura 42.
A figura 44 é uma ilustração de uma personificação de um 30 dispositivo de amostra descartável o qual é usado dentro do instrumento de identificação e/ou caracterização.
A figura 45 é uma visão perspectiva detalhada mostrando a operação de remoção do aparato de amostra no instrumento de identificação e/ou caracterização para pegar um dos dispositivos de amostra da figura 44 de um 35 “cassete” de dispositivos descartáveis. O cassete inclui uma multidão de dispositivos descartáveis da figura 46 ou 42 e uma multidão de dispositivos de amostra da figura
16/140
44.
A figura 46 é uma visão perspectiva detalhada mostrando a operação do aparato de remoção de amostra para esterilizar a tampa no topo do contêiner de detecção e ventilar o contêiner de detecção.
A figura 47 é uma ilustração mais detalhada do aparato de remoção de amostra na posição mostrada na figura 46.
A figura 48 é uma visão perspectiva detalhada mostrando a operação do aparato de remoção de amostra para retirar a parte da amostra de dentro do contêiner de detecção em um dos dispositivos de amostra descartáveis da figura 44.
A figura 49 é uma ilustração mais detalhada do aparato de remoção de amostra na posição da figura 48.
As figuras 50A-50C são três visões perspectivas do aparato de remoção de amostra mostrando as operações de descarte de amostra em um dos dispositivos de separação e transferência do dispositivo de amostra para o contêiner de lixo.
A figura 51 é a sequência de visão perspectiva do aparato de remoção de amostra mostrando a operação de transferência do dispositivo de separação para a estação de separação e concentração e interrogação ótica do dispositivo de separação no módulo de identificação e/ou caracterização.
A figura 52 é a ilustração mais detalhada da estação de separação e concentração e do módulo de identificação e/ou caracterização.
A figura 53 é a sequência de três visões perspectivas do instrumento de identificação e/ou caracterização mostrando as operações de apanhar um dispositivo de separação, transferindo o dispositivo de separação para o contêiner de lixo e colocando o dispositivo de separação no contêiner de lixo.
A figura 54 á uma ilustração mais detalhada da operação de colocar um dispositivo de separação dentro de um contêiner de lixo.
A figura 55 é um diagrama de blocos de uma configuração alternativa do instrumento de identificação e/ou caracterização no qual o agente microbial concentrado é removido do dispositivo de separação e analisado após a remoção. As análises podem ser efetuadas por qualquer um de um número de diferentes tipos de sistemas ou unidades, incluindo a unidade de teste diagnóstico molecular, a unidade de espectrometria de massa, ou um dispositivo de teste de identificação microbial e instrumento de processamento associado.
As figuras 56A-56C são um fluxograma mostrando os passos
17/140 realizados na operação dos dois automaticamente detectando a presença de agente microbial em um contêíner de espécime (figura 56A) e automaticamente identificando e/ou caracterizando o agente microbial (figura 56B e 56C).
A figura 57 é a visão perspectiva de uma segunda personificação de um instrumento para rápida e automática identificação e/ou caracterização de um agente microbial em uma amostra.
A figura 58 é a visão perspectiva do instrumento da figura 57, mostrando uma possível configuração das prateleiras de suporte de contêineres de espécime. Na personificação da figura 58, as prateleiras incluem características para incubação de contêineres de espécime, agitação dos contêineres de espécime, e detecção automática de crescimento microbial dentro dos contêineres de espécime. Deste modo, a figura 58 mostra uma personificação na qual os instrumentos automáticos de detecção e identificação podem ser combinados em um único instrumento.
A figura 59 é outra visão perspectiva das personificações das figuras 57 e 58. Um múltiplo eixo robô é usado para acessar os contêineres de espécime e efetuar a operação de amostras utilizando dispositivos de amostra descartáveis.
A figura 60 é uma visão perspectiva dos cassetes segurando dispositivos de amostragem dispostos e dispositivos de separação dispostos, que podem ser usados nos instrumentos de qualquer das figuras 32-35 ou 57-59.
A figura 61 é uma visão perspectiva de um eixo robô múltiplo usado na personificação da figura 59.
A figura 62 é uma visão perspectiva de um a personificação alternativa de um dispositivo de amostragem disposto, apresentando uma variação no designe geral mostrado na figura 44.
A figura 63 é uma visão transversal do dispositivo de amostragem da figura 62.
A figura 64 é uma visão detalhada do braço distal e proximal do robô da figura 61 mostrado na preensão do dispositivo de amostragem da figura 62.
A figura 65 é outra visão perspectiva detalhada do braço distal e proximal do robô da figura 61 mostrado na preensão do dispositivo de amostragem da figura 62.
A figura 66 é uma visão perspectiva do dispositivo de montagem da bomba no robô da figura 61 que opera para proporcionar vácuo e pressão positiva para o dispositivo de amostragem a fim de (a) retirar uma pequena
18/140 parte da amostra de um dos contêineres de espécime e (b) dispensar a amostra (opcionalmente depois de analisar a amostra lisada) dentro de um dos dispositivos de separação dispostos das figuras 36 e 60.
A figura 67 é uma visão perspectiva do robô da figura 61 desempenhando uma operação de amostragem em um dos contêineres usando um dispositivo de amostragem da figura 62.
A figura 68 é uma visão mais detalhada da operação de amostragem mostrada na figura 67.
A figura 69 é uma visão perspectiva do dispositivo de amostragem da figura 62 sendo colocado dentro de um vortexer mostrado nas figuras 56 e 57 a fim de facilitar o lise dos componentes celulares na amostra retirada de um dos contêineres de espécime.
A figura 69A é uma visão perspectiva do vortexer tendo uma cuba de aquecimento opcional ao redor do segurador do dispositivo de amostragem a fim de aquecer o segurador e manter a amostra no dispositivo de amostragem a 37 graus C.
A figura 70 é uma visão perspectiva do dispositivo de amostragem da figura 62 sendo segurado por uma mão de robô durante a operação de vortexação.
A figura 71A e 71B são visões transversal e lateral do vortexer e do dispositivo de amostragem.
As figuras 72A e 72B são visões transversais e perspectivas do segurador do dispositivo de amostragem incorporado dentro do vortexer.
As figuras 73A, 73B e 73C são visões transversais, perspectivas e laterais, respectivamente, de um dispositivo de amostragem e um dispositivo de separação antes da introdução da amostra de um dispositivo de amostragem dentro do dispositivo de separação. A figura 73D é uma outra visão perspectiva do dispositivo de separação e amostragem, com uma agulha de borracha do dispositivo de amostragem mostrado parcialmente removida a fim de mostrar a agulha do dispositivo de amostragem.
A figura 74 é uma visão perspectiva do dispositivo de amostragem em posição de injetar uma parte da amostra no dispositivo de separação.
A figura 75 é uma visão lateral da operação de injeção mostrada na figura 74.
A figura 76 é uma visão transversal dos dispositivos de separação e amostragem mostrados na operação de injeção.
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A figura 76A é uma visão detalhada do copo e do segurador do copo da figura 57, mostrado o copo recebendo um dos dispositivos de separação; a figura 78B mostra um dispositivo de separação sendo colocado no copo da figura 76A; a figura 76C é uma transversal do segurador de copo, dispositivo de separação e copo 5 da figura 76A.
A figura 77 é uma representação esquemática do instrumento de detecção para detectar um agente microbial em uma amostra biológica acoplada a um instrumento de identificação e/ou caracterização automático através de um transportador.
A figura 78 é uma representação esquemática de um instrumento de identificação e detecção automático que recebe contêineres de espécimes em uma forma automática, exemplo, através de um transportador.
A figura 79 é uma representação esquemática de um instrumento de identificação e detecção automático que recebe contêineres de 15 espécimes manualmente do usuário, exemplo, através de uma porta aberta em frente ao painel do instrumento. A personificação da figura 79 pode ser implementada, por exemplo, usando a colocação mostrada na figura 57.
A figura 80 é um diagrama em bloco esquemático mostrando um sistema de computador controlando a operação do instrumento das figuras 57-86.
As figuras 81A-C são um fluxograma mostrando a sequência das instruções de processamento que desempenham uma identificação e/ou caracterização do agente microbial concentrado usando medições fluorescentes intrínsecas.
As figuras 82-87 são parcelas de medições fluorescentes 25 intrínsecas (IF), e transformam o mesmo que ilustra o benefício das instruções de préprocessamento nas figuras 51A em termos de minimizar as variações de tensão para tensão em um grupo de organismo.
As figuras 88 e 89 são parcelas de uma primeira derivação da ? medição de logaritmos transformada IF mostrando o potencial de discriminação entre um subgrupo de espécies para agitação da altura das ondas de 315 e 415nm.
A figura 90 é uma visão perspectiva de uma segunda personificação de um dispositivo de separação que pode ser usado em conjunto com o instrumento de identificação e/ou caracterização da figura 1. O dispositivo de
2. separação desta personificação tem uma câmara de separação lítica e separa a câmara de separação que está conectada pelo canal de fluxo de um fluido.
A figura 91 é uma visão perspectiva da personificação do
20/140 dispositivo de separação da figura 90, mostrando uma placa acima e uma placa base separada do dispositivo de separação.
A figura 92 é uma visão de cima da parte do corpo da personificação do dispositivo de separação mostrado na figura 90.
A figura 93 é uma visão transversal ao longo da linha A-A da personificação do dispositivo de separação mostrado na figura 92.
A figura 94 é uma visão transversal ao longo da linha B-B da personificação do dispositivo de separação mostrado na figura 92.
A figura 95 é uma visão perspectiva de um dispositivo de separação e amostragem combinados que podem ser usados em conjunto com o instrumento de identificação/caracterização da figura 31.
A figura 96 é uma visão frontal do dispositivo de separação e amostragem mostrado na figura 65 com uma válvula de restrição mostrada na posição aberta.
A figura 97 é uma visão transversal do dispositivo de separação e amostragem mostrado na figura 96 com uma válvula de restrição mostrada na posição aberta.
A figura 98 é uma visão frontal do dispositivo de separação e amostragem combinado mostrado na figura 95 com uma válvula de restrição mostrada na posição fechada.
A figura 99 é uma visão transversal dispositivo de separação e amostragem combinado mostrado na figura 97 com uma válvula de restrição mostrada na posição fechada.
A figura 100 é uma visão perspectiva de uma segunda personificação de um dispositivo de separação e amostragem.
A figura 101 é uma visão transversal do dispositivo de separação e amostragem combinado mostrado na figura 100.
A figura 102 é uma visão transversal da válvula mostrada na figura 101.
A figura 103 é uma visão lateral da terceira personificação do dispositivo de separação e amostragem que pode ser usado em conjunto com o instrumento de identificação e/ou caracterização da figura 31.
A figura 104 é uma visão transversal do dispositivo de separação e amostragem mostrado na figura 103.
A figura 105 é uma visão aumentada do dispositivo de separação e amostragem mostrado na figura 103.
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A figura 106 é uma visão perspectiva de uma terceira personificação de um dispositivo de separação e amostragem combinado que pode ser usado em conjunto com o instrumento de identificação e/ou caracterização da figura 31.
A figura 107A é uma visão lateral do dispositivo de separação e amostragem combinado mostrado na figura 106.
A figura 107B é uma visão transversal do dispositivo de separação e amostragem combinado mostrado na figura 107A.
A figura 108A é uma visão lateral do dispositivo de separação e 10 amostragem combinado mostrado na figura 106.
A figura 108B é uma visão transversal do dispositivo de separação e amostragem combinado mostrado na figura 108A.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Como nota-se na seção de sumário, este documento descreve 15 um sistema automático para um instrumento e metodologia para detecção de um agente microbial presente dentro de um contêiner de espécime e um instrumento e metodologia para identificação e/ou caracterização automática do agente microbial. O instrumento e metodologia para detectar a presença de um agente microbial será estabelecida na Parte 1 (figuras 1-30). O instrumento e metodologia para identificação 20 e/ou caracterização de um agente microbial será descrito na Parte 2 (figuras 31-108).
As características para integrar os dois instrumentos em cada instrumento separado um a um instrumento combinado será descrito em vários pontos neste documento. Estas características podem incluir características de carregamento e descarregamento automático, características de transportador, e características de 25 manuseio robótico que opera nos contêineres de espécime, incluindo, mas não limitado aos contêineres de espécime em forma de frascos ou similares.
Parte 1 Instrumento Automático para Detecção de Contêiner de Espécime para Crescimento de Agente Microbial (Figuras 1-30)
Um sistema automático ou instrumento para detecção não 30 invasiva da presença de um agente microbial (exemplo, um microorganismo) em uma amostra de teste contendo dentro de um contêiner de amostra, exemplo, uma frasco de cultura, é descrito aqui. Uma personificação do sistema automático ou do instrumento é descrito aqui em conjunto com figuras 1-8C. Outras possíveis personificações e alternativas de designe são mostradas em conjunto com as figuras 35 9A-30, e descritas aqui. O sistema automático pode incluir uma ou mais das características a seguir: (1) um armazenamento, anexando uma câmara interior; (2)
22/140 um mecanismo de carregamento automático para carregar um ou mais contêineres na câmara interior do sistema; (3) um mecanismo de gerenciamento de contêiner automático ou dispositivo de locação para mover ou localizar um contêiner entre várias estações de fluxo de trabalho com o sistema; (4) mecanismo de transferência automática, para transferir um contêiner para o sistema; (5) uma ou mais estruturas para segurar contêineres para segurar uma pluralidade de contêineres de espécime, opcionalmente proporcionadas com um dispositivo de agitação; (6) uma unidade de detecção para detectar o crescimento de um agente microbial; e/ou (7) mecanismo para descarregar um contêiner de espécime do sistema. A fim de apreciar melhor como a personificação ilustrada do sistema de detecção opera, esta especificação pode descrever um aparelho de detecção automático no contexto de um instrumento de detecção particular (um instrumento de cultura de sangue) e contêiner de espécime (frasco de cultura de sangue). Entretanto, pessoas habilitadas na técnica irão rapidamente apreciar que o aparelho de detecção pode ser praticado em outras personificações, que variações da personificação específica divulgada aqui pode ter chegado a implementações particulares compatíveis, e que, entretanto, a presente descrição da personificação preferida e melhor modo de praticar a invenção é proporcionar por meio de ilustrações e não limitações.
Visão Geral do Sistema
Um sistema de detecção automática 100 (por exemplo, como ilustrado nas figuras 1-3 e 5A-5B) é descrito aqui que proporciona uma nova arquitetura e método par detecção automática de um agente microbial (exemplo, um microorganismo) que pode estar presente em uma amostra de teste ou amostra de espécime. Em geral, qualquer amostra de teste conhecida (exemplo, amostra biológica) pode Sr usada. Por exemplo, uma amostra de teste pode ser uma amostra clínica ou não suspeita de conter um ou mais agentes microbiais. Amostras clínicas, tais como fluido corpóreo, incluem, mas não limitam a sangue, serum, plasma, frações sanguíneas, líquido articular, urina, sêmem, saliva, fezes, fluido cerebroespinhal, conteúdo gástrico, secreções vaginais, tecidos homogeneizados, aspirado de medula óssea, osso homogeneizado, escarro, aspirados, cotonetes e cotonetes rinsates, outros fluidos corporais e similares. Amostras não clínicas que podem ser testadas incluem, mas não limitam a, alimentos, bebidas, farmacêuticas, cosméticos, água (exemplo, água de beber, água não potável, águas residuais), reatores de água do mar, ar, solo, esgoto, materiais de planta (exemplo, sementes, folhas, caules, raízes, folhas, frutos), produtos sanguíneos (exemplo, plaquetas, serum, plasma, frações de células de sangue branco, etc), doadores de órgão ou amostras de tecido, amostras
23/140 de guerra biológica e similares. Em uma personificação, a amostra biológica testada é uma amostra sanguínea.
Referindo-se agora às figuras 1-30, algumas configurações são possíveis para o sistema de detecção 100. Como mostra, por exemplo, nas figuras 1-3 e 5A-5B, o sistema de detecção automático 100 compreende armazenar 102 e um ou mais mecanismos automáticos para carregar (veja exemplo 200, figura 1), mover ou locar (não mostrado), transferir (veja exemplo 650, figuras 5A-5B), agitar (não mostrado) e/ou descarregar contêiner de espécime 500 dentro ou do sistema de detecção 100. O armazenador 102 compreende painéis dianteiros e traseiros 104B e 104B, painéis de lados opostos (exemplo, painéis do lado esquerdo e lado direito) 106A e 106B, um painel acima ou cobertura 108A e um painel no fundo ou chão 108B, que de um anexo, anexando uma câmara interior 620 (veja exemplo figuras 5A-5B) do sistema de detecção 100. Em uma personificação, a câmara interior 620 do sistema de detecção 100 é uma câmara de controle climático (exemplo, câmara de incubação com temperatura controlada onde a temperatura é mantida em aproximadamente 37°C) para promover ou aumentar o crescimento microbial. Como mostrado nas figuras 1-3, o armazenamento também pode incluir uma primeira porta ou local de entrada de contêiner 110, uma segunda porta ou local de má interpretação/erro 120, uma terceira porta ou local de saída de contêiner 130, um painel de acesso mais baixo 140 (figura 1) ou gaveta 142 (figura 3), e/ou um display de interface de usuário 150. Como conhecida na técnica, o painel de acesso mais baixo 140 ou gaveta 142 pode incluir um puxador 144. Também como mostrado na figura 1, o armazenamento 102 pode também compreender seções acima ou abaixo 160 e 170, opcionalmente cada um compreendendo uma porta operável (exemplo, portas superior e inferior) 162 e 172 (veja figura 5B). A porta superior e a porta inferior 172 são operáveis para permitir o acesso à câmara interior 620 do sistema de detecção 100, Entretanto, como uma habilidade da arte será apreciado que outra configuração de design é possível. Por exemplo, em outra possibilidade da personificação, o painel inteiro frontal compreende uma única porta operável (não mostrada).
Em uma possibilidade designada, como mostra, por exemplo, as figuras 1-3, a seção abaixo 170 pode ter um arquivo maior ou pegada do que a seção acima 160. De acordo com a personificação o armazenamento da seção mais abaixo 170 forma uma prateleira 180 em um topo da superfície da seção mais baixa 170 e adjacente a ou em frente a seção mais acima 160. Esta prateleira 180 pode proporcionar uma estação de trabalho para o usuário e/ou pontos de acesso ao fluxo de trabalho para o sistema de detecção 100. Além disso, a prateleira 180 pode
24/140 compreender meios de carregamento automático ou mecanismo 200. A prateleira 180 pode compreender locais de acesso para a primeira porta ou local de entrada de contêiner 110, a segunda porta ou o local mal interpretado/erro 120, e uma terceira porta ou local de saída contêiner positivo 130.
Em uma personificação, como mostrada, por exemplo, nas figuras 1-3 e 5A-5B, o sistema de detecção 100 pode compreender um mecanismo de carregamento automático 200, para o carregamento automático de um contêiner de espécime 500 no sistema de detecção 100. O mecanismo de carregamento automático 100 pode compreender uma estação ou área de carregamento de contêiner 202, um mecanismo de transporte 204 e uma primeira porta ou local de entrada 110. Em operação, um usuário ou técnico pode colocar um ou mais contêineres de espécime 500 (veja, exemplo figura 4) na área ou estação de carregamento de contêineres 202. Um mecanismo de transporte 204, por exemplo, um cinto transportador 206, transportará o contêiner de espécime para a primeira porta ou local de entrada de contêiner 110, e subsequentemente através da do local de entrada 110 e dentro do sistema de detecção 100, e aí carregando o contêiner no sistema. O mecanismo de armazenamento automático 200 é descrito em maior detalhe aqui.
Como uma das habilidades na técnica será apreciado, outros designs podem ser empregados para o mecanismo de carregamento automático e são descritos aqui de alguma forma. Por exemplo, mecanismos de carregamento automáticos alternativos são mostrados nas figuras 10-16. Em uma personificação, como mostrado nas figuras 13-16, e como descritas em maiores detalhes aqui, o sistema de detecção 100 pode ser empregar uma área de carregamento de contêiner 302. E um dispositivo de carregamento tipo tambor 308 para o carregamento automático de contêiner de espécime dentro do sistema de detecção 100.
Em outra personificação, como mostrado no exemplo nas figuras 14-15 e 18, o sistema de detecção automático 100 pode conter uma ou mais estações de fluxo de trabalho 404 para obter uma ou mais medidas, leituras, escaneamentos e/ou imagens de contêiner de espécime, aqui proporcionando informações, tais como, tipo de contêiner, número do lote do contêiner, data de expiração do contêiner, informações do paciente, tipo de amostra, tipo de teste, nível de preenchimento, medida de peso, etc. Entretanto, uma ou mais estações de fluxo de trabalho 404 podem compreender uma ou mais estações de gerenciamento de contêiner, tais como estação de pegar contêiner ou uma estação de transferência de contêiner. Por exemplo, sistema de detecção automático pode conter uma ou mais dos seguintes fluxos de trabalho: (1) uma estação de leitura de código de barras; (2) uma
25/140 estação de escaneamento de contêiner; (3) uma estação de imagem de contêiner; (4) uma estação de pesagem de contêiner; (5) uma estação de pegar contêiner; e/ou (6) uma estação de transferência de contêiner. De acordo com esta personificação, o sistema de detecção 100 pode ter um meio de gerenciamento de contêiner ou um 5 dispositivo localizador de contêiner 400, como mostra, por exemplo, nas figurar 13-15, e 24. Em operação, o dispositivo de gerenciamento de contêiner ou dispositivo localizador 400, opera para mover ou localizar um contêiner de espécime 500 para uma ou mais estações de fluxo de trabalho 404. Em uma configuração de designer, uma ou mais estações de fluxo de trabalho estão incluídas aqui para o 10 armazenamento 102 do sistema de detecção 100. Em uma personificação, como melhor mostrado nas figuras 14-15, o dispositivo de carregamento tipo tambor ou o tambor 308 e a calha verticalmente orientada 332 do mecanismo de carregamento automático 300 pode operar para depositar ou colocar um contêiner de espécime dentro do furo localizador 402, como descrito aqui. Em outra personificação, como 15 melhor mostrado, nas figuras 18 e 24, o mecanismo de transporte 204, ou cinto transportador 206, de um mecanismo de carregamento automático 200 pode operar para depositar ou colocar um contêiner de espécime dentro do furo localizador 402, como descrito aqui. Como conhecido na técnica, o sistema de detecção 100 pode compreender um ou mais trilhos guia (não mostrado) para guiar o contêiner de 20 espécime até o furo localizador 402. De acordo com estas ambas personificações, o dispositivo de gerenciamento de contêiner ou dispositivo localizador 400 pode assim girar para mover ou localizar um contêiner de espécime entre várias estações de fluxo de trabalho 404 dentro do sistema, como por exemplo, uma estação de leitura de código de barras, estações de escaneamento de contêiner, estação de imagem de 25 contêiner, estação de pesagem de contêiner, estação de pegar contêiner e/ou estação de transferência de contêiner. O dispositivo de gerenciamento de contêiner ou dispositivo localizador 400 é descrito em maiores detalhes aqui.
Como mostrado, por exemplo, nas figuras 5A-8C o sistema de detecção 100 pode também compreender um meio de transferência automático ou 30 mecanismo 650 para transferir os contêineres de espécime 500 dentro do armazenamento 102 do sistema de detecção 100. Por exemplo, mecanismo de transferência 650 pode transferir um contêiner de espécime 500 de uma localização de entrada ou porta 110 (veja, exemplo figuras 1-3), no interior da câmara 620 do sistema 2' de detecção 100, e colocar o contêiner 500 em uma das estruturas receptoras ou furos
602 contidos em uma de uma pluralidade de estruturas de segurança ou prateleiras
600. Em outra personificação, mecanismo de transferência 650 pode também ser
26/140 usado para rearranjar, transferir ou gerenciar contêiner de espécime 500 dentro do sistema. Por exemplo, em uma personificação, o mecanismo de transferência 650 pode ser usado para transferir um contêiner de espécime 500, detectar se é positivo para o crescimento microbial (referência aqui a contêiner “positivo”), da estrutura de segurança ou prateleira 600 para uma localização de contêiner positivo, tais como localização de saída de contêiner positivo ou porta 130 (veja exemplo figura 1) onde o usuário ou técnico pode facilmente remover o contêiner positivo 500 de um sistema de detecção 100. Em outra personificação, o mecanismo de transferência 650 pode ser usado para transferir um contêiner 500 determinado como negativo para crescimento microbial depois que tenha passado um tempo designado (referência aqui a contêiner “negativo”), da estrutura de seguramento ou prateleira 600 para um local de contêiner negativo dentro do sistema (exemplo, caixote de lixo de contêiner negativo 146 (veja exemplo figura 1)) onde o usuário ou técnico pode facilmente acessar caixote de lixo 146 para a remoção e ordenação dos contêineres 500. Como uma habilidade da técnica pode ser apreciada, outros designs podem ser empregados para o mecanismo de transferência automático que são descritos aqui. Por exemplo, outra configuração do designe é descrita aqui em conjunto com as figuras 17-21B.
O sistema de detecção 100 também incluirá um meio de detecção de crescimento (exemplo uma unidade de detecção) nos contêineres de espécime 500 (veja exemplo figura 27). Em geral, qualquer meio conhecido na técnica para detecção de crescimento microbial em um contêiner pode ser usado. Por exemplo, um já bem sabido na técnica, cada estação de seguramento ou prateleira 600 pode conter um sistema ótico de escaneamento linear que tenha capacidade de monitoramento de crescimento de microorganismo em cada contêiner de espécie 500. Em uma personificação, o sistema ótico pode interrogar um sensor (exemplo, um Sensor de Emulsão Líquida (LES) sensor) 514 (veja, exemplo figura 4) nos contêineres 500, assim detectando para o crescimento de microorganismo dentro do contêiner.
O sistema de detecção 100 pode também incluir um mecanismo de descarregamento automático para descarregar contêineres de espécime “positivo” e/ou “negativo” 500. Este mecanismo de descarregamento automático pode ser operado para assegurar que uma vez a leitura “positiva” ou “negativa” tenha sido feita para cada contêiner de espécime 500, o contêiner 500 é removido da estrutura receptora de contêiner ou furos 602 (veja, exemplo, figuras 5A e 5B), dando lugar para outro contêiner para ser carregado no sistema de detecção 100, assim aumentando o sistema de rendimento.
27/140
Contêiner de Espécime
O contêiner de espécime 500, mostrado, por exemplo, nas figuras 7 e 27B, e outras figuras, é mostrado na forma de frasco de cultura padrão (exemplo, um frasco de cultura sanguínea) é oferecida por meio de exemplo e não limitação. Como mostrado na figura 4, o contêiner de espécime 500 compreende uma tampa 502, um corpo 504, e uma base 506. O contêiner 500 pode incluir uma etiqueta de código de barras 508 para uma leitura automática do contêiner 500 dentro do sistema de detecção ou equipamento para do sistema. Como mostrado nas figurar 4 e 27B, a parte da tampa 502 do contêiner 500 tipicamente compreende uma porção de flecha ou pescoço 510 através do qual uma abertura 516 se estende para proporcionar uma comunicação com a câmara interior 518 do contêiner. Como mostrado na figura 27B, o contêiner também inclui um dispositivo de fechamento 512 (exemplo, um parador), opcionalmente tendo um septo perfurável e também pode ter um sensor 514 (exemplo, um sensor LES) formado ou colocado no fundo do contêiner 500 com propósito de detecção colorimétrica da presença de crescimento microbial no contêiner 500. A configuração do contêiner 500 não é particularmente importante e o sistema inventado e métodos podem ser adaptados a uma variedade de contêineres designados para culturar uma amostra de teste (exemplo, uma amostra de teste biológico). Os contêineres 500 do tipo mostrado nas figuras 4 e 27B são bem conhecidos na técnica e descritos na literatura de patente citada na seção de antecedentes deste documento.
Em uma personificação, os contêineres de espécime 500 são inoculados com uma amostra teste (exemplo, uma amostra biológica clínica ou não clínica) e são carregados/descarregados dentro/fora do sistema de detecção 100. O contêiner 500 pode compreender um crescimento ou cultura média (não mostrada) para promover e/ou aumentar o crescimento de microorganismo ou microbial. O uso de um crescimento ou cultura média (ou mediana) para cultivação de microorganismos é bem conhecida. Um crescimento compatível ou cultura média proporciona condições próprias nutricionais e ambientais para o crescimento de microorganismos e deve conter todos os nutrientes requeridos pelo microorganismo a ser cultivado no contêiner de espécime 500. Depois de um intervalo de tempo suficiente para permitir uma amplificação natural de microorganismos (este intervalo de tempo varia de espécie para espécie), o contêiner 500 é testado com o sistema de detecção 100 para presença de crescimento de microorganismo ou microbial. O teste pode ocorrer continuamente ou em uma base periódica de forma que o contêiner possa ser determinado como positivo para o crescimento de microorganismo o mais rápido
28/140 possível. ]
Na personificação, uma vez que o contêiner 500 é detectado positivo no sistema de detecção 100, o sistema notificará o operador através de um indicador 190 (exemplo, prompt visual), e/ou através de uma notificação no display de 5 interface do usuário 150, ou por outros meios.
Meios de Carregamento Automático ou Mecanismo
O sistema de detecção 100 pode incluir um meio ou mecanismo para carregar automaticamente um contêiner de espécime 500 dentro de um sistema de detecção 100. Em uma personificação como mostrada no exemplo nas 10 figuras 1-3 e 5A-5B, o mecanismo de carregamento automático 200 pode compreender uma estação de carregamento de contêiner ou área 202, um mecanismo de transporte 204 e um local de entrada ou porta 110. Entretanto, como seria apreciado por um habilidoso na técnica, o mecanismo de carregamento automático pode pegar muitas configurações diferentes. Por exemplo, outra configuração de 15 design de um mecanismo de carregamento automático 300 é descrito aqui em conjunto com as figuras 13-16. As várias configurações de design descritas aqui são para ilustração e não limitadas. O mecanismo de carregamento automático mostrado aqui (exemplo, figuras 1-3, 5A-5B e 13-16) são mostradas esquematicamente e as partes não são em escala.
Um usuário ou técnico pode transportar um ou mais contêineres de espécime 500 para o sistema de detecção 100 por qualquer meio conhecido e colocar os contêineres 500 em uma área ou estação de carregamento de contêiner 202. Por exemplo, em uma personificação, um usuário ou técnico pode usar um carregador designado para transportar uma pluralidade de contêineres de 25 espécime para a área ou estação de carregamento 202 do sistema de detecção 100.
Um possível carregador de design é mostrado nas figuras 28A e 28B. Como mostrado nas figuras 28A e 28B, o carregador 350 compreende um corpo 351 tendo superfícies na tampa e no fundo 352A e 352B, respectivamente : superfícies frontal e traseira 354A e 354B, respectivamente, superfícies do lado oposto
356A e 356B (exemplo, uma superfície do lado direito e uma superfície do lado esquerdo), respectivamente, e um par de seguradores para o usuário 358A e 358B, anexados para as citadas superfícies de lados opostos 356A e 356B. O corpo posteriormente compreende uma pluralidade através de buracos 360, cada configurado para segurar um único contêiner de espécime 500 aí. O corpo 351 talvez 35 possa compreender uma placa deslizante 362 operável de um encaixe deslizante 364 para deslizar adiante e para trás (veja, exemplo, flecha 366 na figura 28A) entre uma
29/140 posição “fechada” para reter os contêineres de espécime 500 carregados dentro do carregador 350, e os depositando dentro ou para um mecanismo de carregamento automático. O encaixe deslizante 364 pode posterior mente compreender uma mola, ou como significa, para fechar a placa deslizante 362 na posição “fechada” durante o transporte de um usuário para o sistema de detecção.
Como mostrado nas figuras 28A-29, o carregador 350 pode compreender um par de braços de alinhamento 368A e 368B e uma aba de liberação 370 operável com mecanismo de liberação 372 para liberar os contêineres de espécime 500 em um mecanismo de carregamento automático 200 de um sistema de detecção 100. O mecanismo de liberação 372 compreende um par de ranhuras 374 que correspondem ao par de braços de alinhamento 368A e 368B, para assegurar que o carregador 350 esteja propriamente alinhado na área ou estação de carregamento 202 para depositar os contêineres de espécime 300, e barra de liberamento 376. Em operação, um técnico transporta um carregador 350, contendo um ou mais contêineres de espécime 500, para o mecanismo de carregamento 200 e pressiona o carregador 350 contra a barra de liberação 376, com os braços de alinhamento 368A e 368B alinhados com as ranhuras correspondentes 374 do mecanismo de liberação 372. Pressionando o carregador 350 contra a barra de liberação 376, a aba de liberação 376 é empurrada ou deprimida, assim movendo a placa deslizante 362 para a posição de “aberta” e permitindo que os contêineres de espécime 500 caiam através dos furos 360 e para a área ou estação de carregamento 202. O técnico pode levantar o carregador 350 elevando-o para fora até que o corpo do carregador 351 e uma pluralidade destes furos 360 limpem os contêineres de espécime 500, assim depositando os contêineres do mecanismo de carregamento automático 200 para o carregamento automático no sistema de detecção 100. Como uma pessoa habilitada na técnica pode apreciar outras configurações de designe são possíveis.
Como mostrado nas figuras 1-3, a área ou estação de carregamento 202 é tipicamente uma área ou local facilmente acessível do mecanismo do carregamento automático 200 onde o usuário ou técnico pode colocar um ou mais contêineres 500 para carregar dentro do sistema de detecção 100. Uma vez na estação de carregamento 200, os contêineres 500 serão transportados, usando um mecanismo de transporte 204 da área ou estação de carregamento 202 para um local de entrada ou porta 110, e subsequentemente através de um local de entrada ou porta 110 e dentro do sistema de detecção 100. De acordo, o usuário ou técnico pode simplesmente colocar um ou mais contêineres de espécime 500 na área ou estação de carregamento 202 e ir embora, enquanto os contêineres 500 são automaticamente
30/140 carregados no sistema de detecção 100. Uma vez que os contêineres de espécime 500 tenham sido transportados para dentro do sistema, eles podem ser movidos para uma ou mais estações de fluxo de trabalho usando um dispositivo de gerenciamento de contêiner ou dispositivo de localização, e/ou transferir para uma estrutura de seguramento ou prateleiras, como descrito aqui.
Em uma personificação como mostrados nas figuras 1-3, 5A e 5B, o mecanismo de transporte 204 é um cinto transportador 206 operável para transportar (exemplo, transportar) os contêineres 500 para um local de entrada ou porta 110 e subsequentemente através do local de entrada ou porta 110 e então para o sistema de detecção 110. Entretanto, outros meios e mecanismos para transportar os contêineres de espécime 500 da área ou estação de carregamento 202 para o local de entrada ou porta 110 são visualizados, e podem incluir, mas não são limitados a, parafusos de alimentação, cintos de tempo tendo estrias ou placas moldadas, e similares. Em outras personificações o processo de carregamento automático de um contêiner de espécime 500 de um sistema de detecção 100 pode compreender a transferência de contêiner para uma estrutura de seguramento ou prateleira usando um mecanismo de transferência 650 ou mover o contêiner para uma ou mais estações de fluxo de trabalho usando um dispositivo localizador de contêiner (veja exemplo, figura 24, 400A), como descrito abaixo.
Como mostrado nas figuras 1-3, 5A e 5B, a área ou estação de trabalho 202 e mecanismo de transporte 204 compreendem um cinto transportador 206. De acordo com esta personificação, o usuário ou técnico pode colocar um ou mais contêineres de espécime 500 em uma área ou local específico (isto é, área ou estação de carregamento 202) do cinto carregador 206 para carregar automaticamente os contêineres 500 dentro do sistema de detecção 100. O cinto transportador 206 pode correr continuamente, ou pode ser ativado pela presença física de um contêiner 500 na área ou estação de carregamento 202. Por exemplo, um sistema controlador pode ser usado para operar um cinto transportador 206 (isto é, ligar ou desligar) baseado em um sinal (exemplo, um sensor de luz) indicando a presença, ou ausência, de um ou mais contêiner de espécime na estação de carregamento 202. Similarmente, um ou mais sensores podem ser usados no local de entrada ou porta 110 para indicar se o contêiner está impropriamente carregado e/ou caído e pode causar encravamento. O cinto transportador 206 opera para mover ou transportar os contêineres 500 de uma área ou estação de carregamento 202 (exemplo, a parte esquerda do cinto transportador 206, como mostrado na figura 1) para o local de entrada ou porta 110, assim acumulando um ou mais contêineres 500
31/140 no local de entrada ou porta 110 para ser carregado dentro do sistema de detecção 100. Tipicamente, como mostrado nas figuras 1-3 e 5A-5B a área ou estação de carregamento 202, o mecanismo de transporte 204 ou cinto transportador 206, o local de entrada ou porta 110 estão localizados fora, ou na armazenagem 102 do sistema de detecção 100. Em uma personificação, o mecanismo de carregamento automático 200 está localizado em uma prateleira 180 localizada na tampa da seção superior 170 e adjacente à seção superior 160 do sistema 100. Também, como mostrado, o mecanismo de transporte ou cinto transportador 206 tipicamente opera em um plano horizontal para manter dessa forma os contêineres de espécime 500 em uma orientação para cima ou vertical (isto é, de forma que a parte da tampa 506 do contêiner 500 fique para cima) para carregar dentro do sistema de detecção 100 (veja exemplo figuras 1-3 e 5A e 5B). Como mostram as figuras 1-3, o mecanismo de transporte ou o cinto transportador 206 move-se, por exemplo, da esquerda para a direita ou da área ou estação de carregamento 202 em direção ao local de entrada ou porta 110, para transportar um ou mais contêineres vazios 500 (veja, exemplo, figura 2, seta 208). Em outra personificação, como mostrada, por exemplo, nas figuras 1-3 e 10-11, o mecanismo de carregamento automático 200 compreenderá um ou mais trilhos de guia 210 localizados justapostos a um ou ambos os lados do mecanismo de transporte ou cinto transportador 206. Um ou mais trilhos de guia 210 funcionam para guiar ou direcionar os contêineres de espécime 500 para o local de entrada ou porta 110 durante a operação do mecanismo de transporte ou cinto transportador 206. Em uma personificação, os trilhos de guia operam para canalizar ou guiar os contêineres de espécime para uma linha de arquivo única atrás do mecanismo de carregamento automático 200, onde eles esperam a sua vez de ser carregados, um contêiner de cada vez, para dentro do sistema de detecção 100. Em outro aspecto de design, como mostrado, por exemplo, na figura 22, o sistema de detecção 100 pode compreender uma cobertura de dispositivo de local 406 que cobre o dispositivo de local (descrito aqui) e fecha a câmara do dispositivo de local interior (não mostrada) aqui. A cobertura do dispositivo de local 460 pode compreender um ou mais trilhos de guia de contêiner 462 para guiar um contêiner de espécime 500, assim que ele é transportado do mecanismo de carregamento automático 200 para o local de entrada ou porta 110, e subsequentemente para dentro da câmara interior, assim automaticamente carregando o conteúdo de espécime dentro do sistema. De acordo com essa personificação, a câmara de dispositivo de local interior (não mostrada) é considerada uma parte da câmara interior, que é descrita aqui.
Ainda em outra personificação, o mecanismo de carregamento
32/140 automático 200 pode compreender um meio ou dispositivo para ler ou identificar o contêiner de espécime 500 já que os contêineres entram no sistema de detecção 100. Por exemplo, os contêineres 500 podem incluir uma etiqueta com código de barras 508 que pode ser lida para a identificação de contêiner e rastreamento no sistema. De acordo com esta personificação o sistema de detecção 100 incluirá um ou mais leitores de código de barras (veja, exemplo, 410 nas figuras 14-15) em um ou mais locais dentro do sistema.
Por exemplo, o sistema de detecção 100 pode incluir um leitor de código de barrar num local de entrada ou porta 110 para ler, identificar e calcular os contêineres individuais 500 no controlador do sistema de detecção quando eles entram no sistema. Em outra personificação, o local da entrada ou porta 110 pode incluir meios ou dispositivos (exemplo, um rotador de contêiner ou uma mesa giratória, como descrito aqui) para girar o contêiner no local de entrada ou porta 110 para habilitar a leitura da etiqueta de código de barras 508. Em outra possível personificação, o mecanismo de transferência (veja, exemplo, figura 5B, 650) pode girar o contêiner 500 para habilitar a leitura da etiqueta de código de barras 508. Uma vez que o código de barras tenha sido lido, o mecanismo de transferência tipicamente transferirá o contêiner 500 do local de entrada ou porta 110 para uma de uma pluralidade de estruturas receptoras ou furos 602 em uma ou uma pluralidade de estruturas de seguramento ou prateleiras 600.
Ainda em outra personificação, se o código de barras 508 não pode ser propriamente lido, (exemplo, a etiqueta é mal interpretada ou ocorre erro de leitura) o controlador de sistema de detecção (não mostrado) pode direcionar o contêiner 500 para um local de mal interpretados/erro ou porta 120 para acesso do usuário ao contêiner com erro ou ilegível 500. O usuário pode recarregar o contêiner usando o mecanismo de carregamento automático 200 e/ou na discrição do usuário, pode opcionalmente manualmente carregar o contêiner 500 e colocar dentro do contêiner 500 informação no controlador do sistema (exemplo, usando a interface do usuário 150). Em outra personificação (não mostrada) para o carregamento de contêiner com alta prioridade e/ou para carregamento manual de contêiner onde a etiqueta tenha sido mal lida ou que tenha ocorrido erros de leitura.
Outra configuração de design do mecanismo de carregamento automático é mostrado na figura 10. Como mostrado na figura 10, o mecanismo de carregamento automático 200 compreende uma área ou estação de carregamento 202, um primeiro cinto transportador 206, e um local de entrada ou porta 110. O cinto transportador 206 opera para transportar os contêineres de espécime 500 de uma
33/140 borda esquerda do sistema 100 (isto é, o local da estação de carregamento 202) para o local de entrada ou porta 110. Neste exemplo, o movimento é da esquerda para a direita e está representado aqui por uma seta 220 na figura 10. O mecanismo de carregamento automático 200 pode compreender um trilho de guia 210 e um segundo cinto transportador 212, que opera ao redor dos componentes do gerador ou das rodas 214, 216. De acordo com esta personificação, o segundo cinto transportador 212 é orientado e operado em um plano vertical acima do primeiro cinto transportador horizontal 206, e pode operar no sentido horário ou anti-horário (isto é, mover o cinto da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda). A operação no sentido horário ou anti-horário do segundo cinto transportador orientado verticalmente 212 pode proporcionar ao contêiner de espécime 500 uma rotação no sentido horário ou anti-horário respectivamente, sobre um eixo vertical do contêiner. Os aplicativos têm encontrado que proporcionando um contêiner de espécime 500 com sentido horário ou anti-horário pode prevenir e/ou reduzir o encravamento ou o entupimento do mecanismo do carregamento automático 200 como uma pluralidade de contêiner de espécime 500 acumulados no local de entrada ou porta 110. Uma vez que os contêineres 500 tenham chegado no local de entrada ou porta 110 eles podem ser movidos para o sistema de detecção 110.
Ainda em outra personificação o mecanismo de carregamento 200 também pode conter uma borda de apoio (não mostrada) localizada em um plano horizontal embaixo do primeiro cinto transportador 206. Como uma pessoa habilitada na arte apreciaria, o cinto transportador 206 pode ter alguma elasticidade, flexibilidade, ou pode caso contrário, ser considerado “flexível”. Esta flexibilidade natural do cinto transportador 206 pode levar à instabilidade do contêiner de espécime 500 já que o contêiner é transportado através do cinto transportador 206 da área ou estação de carregamento 202 para o local da entrada ou primeira porta 110 e pode resultar em contêineres de espécie tombando ou caindo. Os aplicativos têm encontrado que incluindo uma borda de apoio semi rígida ou rígida abaixo do cinto transportador 206, este problema pode ser reduzido e/ou eliminado tudo junto, e então, reduzir e/ou prevenir o encravamento ou entupimento do mecanismo de carregamento 200 (por exemplo, com contêineres 500 que tenham caído). Em geral, qualquer material de borda de apoio pode ser usado. Por exemplo, a borda de apoio pode ser uma borda rígida ou semi-rígida feita de plástico, madeira ou metal.
Ainda em outra configuração do mecanismo do carregamento automático é mostrado na figura 11. Como mostrado na figura 11, o mecanismo de carregamento automático 200 pode compreender uma área ou estação de
34/140 carregamento 202, um cinto transportador 206 e um local de entrada ou porta 110. Também como mostrado, o cinto transportador 206 pode operar para transportar os contêineres de espécime 500 de uma borda frontal do sistema 100 (isto é, estação de carregamento 202) para o local de entrada ou porta 110. Neste exemplo, o movimento 5 do mecanismo de carregamento 200 é de frente para trás (isto é, da borda frontal para o instrumento da porta de carregamento 110) e é representado por uma seta 240 na figura 11. Como mostrado, o mecanismo de carregamento automático 200 pode compreender um ou mais trilhos de guia 210 para guiar um ou mais contêineres de espécie 500 para o local de entrada ou porta 110 como eles são transportados pelo 10 cinto transportador 206.
Opcionalmente, como mostrado na figura 11, o mecanismo de carregamento automático 200, de acordo com esta personificação, pode incluir um segundo mecanismo de transporte 230. Em uma personificação, um segundo mecanismo de transporte 230 pode compreender um segundo cinto transportador 232 15 localizado no, e operado no plano vertical acima do primeiro cinto transportador 206.
Como mostrado, o segundo mecanismo transportador 230 pode compreender uma pluralidade de pás ou placas 232 anexadas ao segundo cinto transportador 232. De acordo com esta personificação, o primeiro cinto transportador 206 opera para mover ou transportar um ou mais contêineres de espécime 500 de uma estação de 20 carregamento ou área 202 para o segundo mecanismo de transporte 230, onde os contêineres 500 são individualmente movidos ou transportados para um buraco ou espaço 234 entre as pás ou placas 236. O segundo cinto transportador 232 opera ao redor de um conjunto de geradores ou rodas de direção (não mostrados), e corre ou ' move, por exemplo, da esquerda para a direita através da borda de trás do mecanismo 25 de carregamento automático 200, e então, transportar os contêineres 500 da esquerda para a direita ao longo da parte de trás do mecanismo de carregamento 200 e para o local de entrada ou porta 110 (veja, exemplo, seta 250). Uma vez que os contêineres 500 tenham chegado ao local de entrada ou porta 110 eles podem ser movidos na direção do sistema de detecção 100. Ainda em outra personificação, o mecanismo de 30 carregamento automático 200 pode ser fechado ou encaixado em uma caixa protetora ou invólucro 260, como mostrado, por exemplo, na figura 12. De acordo com esta personificação, o mecanismo de carregamento automático 200, ou um ou mais componentes dele (isto é, uma ou mais áreas de carregamento, meios de transporte ; (isto é, cinto transportador 206) e/ou local de entrada ou porta (não mostrado)), pode ser armazenado ou encaixado em uma caixa protetora ou invólucro 260. A caixa protetora ou invólucro 260 terá uma abertura 262 proporcionando acesso para, e para
35/140 ' o contêiner de espécime carregado 500 para dentro/fora do mecanismo do carregamento automático 200 armazenado aqui. Opcionalmente, o armazenamento protetor ou invólucro 260 pode incluir meios de cobertura 264 que podem ser fechados ou tampados para proteger o mecanismo de carregamento automático 200, e/ou contêineres 500, contidos aqui. A cobertura pode ser uma tampa que pode ser fechada 266, como mostrado ou outra estrutura ou meio para fechar o armazenamento ou invólucro 260. Por exemplo, em outra personificação, a capa 264 pode ter uma cortina leve (não mostrada) que pode ser puxada sobre a abertura 262. O armazenamento protetor ou invólucro 260 pode também proporcionar uma prioridade 10 na porta de carregamento do contêiner 270 para o carregamento ou contêineres de alta prioridade (isto é, contêiner STAT) e/ou contêineres não lidos. Em uma personificação, um contêiner 500 pode ser carregado manualmente na porta de prioridade 270.
Outra personificação de um mecanismo de carregamento 15 automático é mostrado nas figuras 13-15. Como o mecanismo de carregamento automático descrito anteriormente, o mecanismo de carregamento automático 300 mostrado nas figuras 13-15 compreendem uma área ou estação de carregamento 302, um mecanismo de transporte 304 e um local de entrada de contêiner 306, para o completo carregamento automático de um ou mais contêineres de espécime 500 no 20 sistema de detecção 100.
A área de carregamento de contêiner 302 está em um local de fácil acesso no sistema de detecção 100 para permitir ao usuário colocar facilmente um ou mais contêineres de espécime 500 nele, como mostrado no exemplo na figura 17. De acordo com esta personificação, os contêineres de espécime 500 são 25 carregados em uma orientação vertical de forma que eles repousem na sua lateral, como mostrado no exemplo na figura 13. Uma vez que a área carregada de contêiner 302, os contêineres de espécime 500 podem ser transportados por um mecanismo de transporte 304 da área de carregamento de contêiner 302 para o local de entrada 306, de onde os contêineres 500 entrarão no sistema de detecção 100, como descrito em 30 mais detalhes aqui. Surpreendentemente, independentemente da orientação do contêiner de espécime 500 na área de carregamento 302 (isto é, independente se a parte da tampa 506 do contêiner 500 está tocando o sistema de detecção 100 ou saindo do sistema de detecção 100 (como mostrado no exemplo na figura 14)), o mecanismo de carregamento automático 300 desta personificação é capaz de 35 carregar contêiner de espécime 500 em um sistema de detecção 100.
Em uma personificação, a área ou estação de carregamento de
36/140 contêiner 302 compreende um reservatório de carregamento 303 que é capaz de segurar um ou mais contêineres de espécime 500, como mostrado no exemplo na figura 13. O reservatório de carregamento 303 pode ser designado para segurar contêineres de espécime de 1 a 100, de contêiner de espécime de 1 a 80, ou de contêiner de espécime de 1 a 50. A fim de facilitar os conceitos dos designs, o reservatório de carregamento pode segurar 100 ou mais contêineres de espécime 500. O mecanismo de carregamento automático 300 desta personificação pode compreender uma tampa ou cobertura (não mostrada), que o usuário ou técnico pode opcionalmente fechar para cobrir reservatório de carregamento 303 e área de carregamento 302. Vários designs são possíveis e contemplados para tampa ou a cobertura. Como mostrado nas figuras 13-14 o reservatório de carregamento 303 contém um mecanismo de transporte 304, por exemplo, uma rampa inclinada que inclina para baixo e em direção do local de entrada 306 de forma que o transporte dos contêineres de espécime 500 da área de carregamento 302 para o local da entrada 306. De acordo com esta personificação, a rampa inclinada permitirá que os contêineres de espécime rolem ou deslizem pela rampa para o local de entrada 306. Embora, a rampa inclinada é exemplificada em figuras outros designs são possíveis e contemplados para os meios de transporte ou mecanismo 304 para transportar os contêineres de espécime para entrada 306. Exemplo, em uma alternativa o conceito designa o mecanismo de transporte 304 que pode compreender um cinto transportador (não mostrado). De acordo com o conceito deste design o cinto transportador pode ser designado para segurar um ou mais contêineres e pode, opcionalmente, ser designado de forma que o cinto transportador se incline para baixo em direção ao local de entrada 306.
Uma vez que já esteja no local de entrada 306, um dispositivo de carregamento tipo tambor ou bateria 308 será usado para carregar os contêineres de espécime 500 dentro do sistema de detecção 100. Como mostrado, o dispositivo de carregamento tipo tambor 308 tem uma ou mais ranhuras orientada horizontalmente 310 para segurar um ou mais contêineres de espécime aqui. Cada ranhura individual 310 é capaz de segurar um único contêiner de espécime 500. Em uma personificação, o dispositivo de carregamento tipo tambor 308 tem uma pluralidade de ranhuras, por exemplo, ranhuras de 1 a 10, ranhuras de 1 a 8, ranhuras de 1 a 6, ranhuras de 1 a 5, ranhuras de 1 a 4 ou ranhuras de 1 a 3 para segurar os contêineres de espécime 500 aqui. Em outra personificação, o dispositivo de carregamento tipo tambor 308 pode ser designado a ter uma única ranhura capaz de segurar um único contêiner de espécime 500 aqui.
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O dispositivo de carregamento tipo tambor 308 é capaz de girar (no sentido horário, ou anti-horário) sobre um eixo horizontal e é capaz de pegar e carregar contêiner de espécime individual 500 dentro do sistema de detecção 100. Em operação, a rotação do tambor ou o dispositivo de carregamento tipo tambor pega um 5 contêiner de espécime 500 orientado horizontalmente em uma de uma pluralidade de ranhuras orientadas horizontalmente 310, e move o contêiner 500, por rotação do tambor ou do dispositivo de carregamento tipo tambor para um dispositivo de copo de vidro 330 (veja, exemplo figura 16).Qualquer meio conhecido na arte pode ser usado para rotação de um tambor ou de um dispositivo de carregamento tipo tambor 308. Por 10 exemplo, o sistema pode empregar o uso de um motor (não mostrado) e dirigir o cinto 316 para rotação do dispositivo de carregamento tipo tambor 308.
Em outra personificação, como mostrado na figura 13 o mecanismo de carregamento automático 300 desta personificação pode compreender uma porta de carregamento de contêiner única 312. Em operação, um usuário ou 15 técnico pode colocar um contêiner de espécime único dentro de uma porta de carregamento de contêiner única 312 para rapidez ou carregamento imediato, por exemplo, de um contêiner de espécime STAT. Uma vez colocado na porta de carregamento de contêiner única 312, o contêiner deixará cair ou cairá através da gravidade em um segundo mecanismo de transporte 314, por exemplo, uma rampa 20 inclinada que se inclina para baixo em direção do dispositivo de carregamento tipo tambor 308 para rapidez ou carregamento automático imediato do contêiner de espécime no sistema de detecção 100.
Como mostrado nas figuras 13-16, o tambor ou o dispositivo de j carregamento tipo tambor 308 gira em um plano vertical (isto é, ao redor ou em torno 25 de um eixo horizontal) para mover o contêiner de espécime 500 de um local de entrada 306 para um dispositivo de copo de vidro 330. O dispositivo de copo de vidro compreende uma ranhura aberta no topo de uma calha orientada verticalmente 333. Uma vez movido o dispositivo de copo de vidro 330 os contêineres de espécime são < colocados para cima (isto é, os contêineres de espécime são reposicionados de uma orientação de contêiner horizontal para uma orientação de contêiner vertical para cima) por um mecanismo excêntrico e calha orientada verticalmente 332. Em operação o mecanismo excêntrico (não mostrado) é capaz de sentir o topo e/ou o fundo do contêiner de espécime, e empurrar o contêiner de espécime 500 em uma direção horizontal da base do contêiner de espécime, assim permitindo à base 35 derrubar ou cair através de uma abertura de calha orientada verticalmente 332.
Portanto, o dispositivo de copo de vidro 330 opera para permitir ao contêiner 500
38/140 derrubar (através de gravidade) primeiro o fundo através de uma calha vertical 332 e dentro de um primeiro local de furo de um dispositivo de local de contêiner 400 (descrito aqui em outro lugar), assim reorientando o contêiner 500 em uma orientação vertical para cima.
Como mostrado, por exemplo, na figura 16, o dispositivo de copo de vidro330 tem duas bordas afiladas 334, uma em cada lado do tambor, cada uma sendo estreita na frente e grossa na borda traseira. As bordas 334 são alinhadas desta forma a parte da tampa 502 do contêiner 500 será pega ou segurada pela borda (isto é, a tampa se moverá sobre o lado de cima da borda de forma que a tampa descanse no topo da borda 334) enquanto o tambor gira. A borda 334 apenas segura a parte da tampa 502 do contêiner 500 no lugar brevemente, como o fundo do contêiner cai através da calha vertical 332. Além disso, o fundo ou a base 506 do contêiner não será pega ou segurada pela borda. Como alternativa, a borda afilada 334 atuará empurrando ou deslizando o fundo ou a base 506 do contêiner 500 em uma direção horizontal, do fundo 506 do contêiner 500 em direção ao topo ou parte da tampa 502 do contêiner (veja figura 4), como o tambor ou o dispositivo de carregamento tipo tambor 308 gira. Esta ação ajuda a assegurar que a extremidade da tampa 502 do contêiner está segura pelo topo da borda do rebordo 334, e assim permitindo o fundo 506 do contêiner 500 cair livremente através da calha vertical 332 e dentro do dispositivo localizador de contêiner 400. Tendo rebordo 334 em cada lado do tambor ou dispositivo de carregamento tipo tambor 308, orientação de contêiner 500 no tambor giratório não essencial. O contêiner 500 estará para cima pelo dispositivo de copo de vidro 330 independentemente da extremidade da tampa 502 do contêiner está no lado direito ou esquerdo (veja, exemplo figura 16) do dispositivo de carregamento tipo tambor 308, como os rebordos correspondentes 334 funcionarão para segurar a tampa ou o topo 502 do contêiner como o fundo 506 cairá através da calha vertical 332. Em outra personificação a calha vertical 332 pode compreender uma seção mais estreita 333 que ajuda a direcionar o contêiner caindo 500 dentro do dispositivo de localização de contêiner 400. Em operação, como o dispositivo de carregamento tipo tambor 308 gira sobre a ranhura aberta do topo da calha orientada verticalmente 332, a tampa ou a parte superior 502 do contêiner 500 é segurada na borda de fora do tambor por um ou mais rebordos 334 (veja, exemplo figura 16). Os rebordos 334 seguram a tampa ou a parte superior 502 do contêiner 500 no lugar enquanto permite que o fundo 506 do contêiner balançar ou cair livremente fora do tambor ou do dispositivo de carregamento tipo tambor 308 e dentro da calha orientada verticalmente 332, assim o contêiner 500 orientado verticalmente ou para cima
39/140 enquanto derruba ou cai através da gravidade através da calha orientada verticalmente 332 do primeiro fundo, como anteriormente descrito.
Meio de Gerenciamento de Contêiner ou Dispositivo Localízador
Como mostrado, por exemplo, nas figuras 13-15 18, e 25A 25C o sistema de detecção 100 pode compreender um dispositivo de gerenciamento de contêiner ou dispositivo localízador 400. O dispositivo de gerenciamento de contêiner ou dispositivo localízador 400 pode ser usado para gerenciar, mover ou ao contrário localizar um contêiner 500, uma vez dentro do armazenador 102 do sistema de detecção 100, entre várias estações de fluxo de trabalho 404. Em uma personificação, o dispositivo de gerenciamento de contêiner ou dispositivo localízador 400 pode ser usado em combinação o mecanismo de carregamento automático 300 mostrado nas figuras 13-15, como mostrado. Em outra personificação, o dispositivo de gerenciamento de contêiner ou dispositivo localízador 400 pode ser usado em combinação com o mecanismo de carregamento automático 200 mostrado, por exemplo, na figura 18. O dispositivo de gerenciamento de contêiner ou o dispositivo localízador 400 nas figuras 13-15 e 18 é mostrado esquemáticamente e as partes não em escala.
O dispositivo gerenciador de contêiner ou o dispositivo localízador 400 compreende um dispositivo tipo roda giratório ou disco giratório que contem um ou mais furos localizadores 402, por exemplo, de 1 a 10 furos localizadores, de 1 a 8 furos localizadores, de 1 a 5 furos localizadores, de 1 a 4 furos localizadores, de 1 a 3 furos localizadores 402. Em uma personificação, o dispositivo localízador compreende placas paralelas opostas ou discos (veja, exemplo, figuras 25A - 25C). Cada furo localízador individual 402 é capaz de segurar um único contêiner de espécime 500. Em operação, o dispositivo localízador 400 gira (na direção horária ou anti-horária) em um plano horizontal (e ao redor ou sobre um eixo vertical) para mover um contêiner individual 500 para ou ao redor de várias estações de fluxo de trabalho 404 (isto é, de estação para estação). Em uma personificação, a estação de fluxo de trabalho 404 é operável para obter uma ou mais medidas ou leituras do contêiner de espécime, por proporcionar informação sobre o contêiner tais como, número de lote de contêiner, data de validade do contêiner, informações do paciente, tipo de amostra, nível de preenchimento, etc. Em outra personificação, uma ou mais estações de fluxo de trabalho 404 podem compreender uma ou mais estações de gerenciamento de contêiner, tais como, estação de levantamento contêiner ou uma estação de transferência de contêiner. Por exemplo, um dispositivo localízador 400 é
40/140 capaz de mover um contêíner de espécime individual 500 para uma ou mais estações de fluxo de trabalho 404, tais como: (1) uma estação de leitura de código de barras; (2) estações de escaneamento de contêíner; (3) uma estação de imagem de contêíner; (4) uma estação de pesagem de contêíner; (4) estação de levantamento de contêíner; e/ou (5) uma estação de transferência de contêíner. Em outra personificação, uma ou mais dessas medidas e/ou leituras podem ocorrer na mesma estação. Por exemplo, peso de contêíner, escaneamento, imagem e/ou levantamento pode ocorrer em uma única localização de estação. Ainda outra personificação, o sistema de detecção pode conter uma estação de levantamento separada, Um contêíner pode ser levantado por um mecanismo de transferência (como descrito aqui) na localização de levantamento, e transferida para outras localizações (exemplo, para uma estrutura de seguramento e/ou dispositivo de agitação) dentro do sistema de detecção 100. Ainda outra personificação, o sistema de detecção 100 pode conter uma estação de transferência para transferir um container de espécime 500 para outro instrumento, exemplo, um segundo instrumento de detecção automático. De acordo com essa personificação, a estação de transferência pode comunicar-se com um dispositivo de transferência de sistema 440. Por exemplo, como mostrado, o dispositivo de transferência de sistema 440 pode ser um cinto transportador que permite ao contêiner de espécime ser transferido para outra localização dentro do sistema de detecção 100, ou em outra personificação, para outro instrumento (exemplo, um segundo sistema de detecção (como mostrado na figura 24)). Como mostrado nas figuras 14-15, o dispositivo localizador 400 compreende: (1) uma estação de entrada 412; (2) um leitor de código de barras e/ou estação de escaneamento 414; (3) uma estação de pesagem de contêiner 416; (4) uma estação de levantamento de contêiner 418; e (5) uma estação de transferência de sistema 420 para transferir o contêiner para outro instrumento. O dispositivo localizador pode compreender um dispositivo de disco giratório 406, para girar um contêiner para facilitar a leitura do código de barras e/ou escanear o contêiner, e/ou um dispositivo de pesagem ou escala 408 para pesar um contêiner.
Como descrito anteriormente, em operação, o dispositivo de gerenciamento de contêiner ou dispositivo localizador 400, opera para mover ou ao contrário localizar um contêiner de espécime dado 500 para uma determinada estação de fluxo de trabalho 404. Em uma personificação, essas estações de fluxo de trabalho 404 estão incluídas com armazenamento 102 do sistema de detecção 100. Por exemplo, como mostrado nas figuras 13-15 e 18, um mecanismo de carregamento automático pode depositar ou colocar um contêiner de espécime 500 dentro de um furo de localizador 402, como descrito aqui em outro lugar. Os meios de gerenciador
41/140 de contêiner ou dispositivo de localização 400 podem então girar para mover o contêiner de espécime ao redor de várias estações de fluxo de trabalho com o sistema, como por exemplo, uma estação de leitura de código de barras, estações de escaneamento de contêiner, uma estação de imagem de contêiner, uma estação de pesagem de contêiner, uma estação de levantamento de contêiner, e/ou uma estação de transferência de contêiner.
Meios de Transferência ou Mecanismo
Como mostrado, por exemplo, nas figuras 5-9B e 17-21, o sistema de detecção automática 100 pode compreender meios de transferência automáticos ou mecanismos operáveis pelo transferidor de um contêiner de espécime 500, e/ou para gerenciamento de contêiner, com o sistema. Como já descrito, a localização de entrada ou porta 110 recebe os contêineres de, por exemplo, um sistema de transporte 206 melhor mostrado nas figuras 1-3. Como os contêineres se acumulam na localização de entrada ou porta 110, os contêineres são movidos para dentro do sistema de detecção 100 onde um mecanismo de transferência (exemplo, um braço de transferência robótico com um meio de preensão de contêiner) pode levantar, ou o contrário receber, um contêiner de espécime individual 500 e transferir e colocar aquele contêiner dentro de uma estrutura de seguramento ou prateleira 600 dentro do sistema de detecção 100, como descrito em mais detalhes aqui. Como conhecido na arte, o mecanismo de transferência pode usar um sistema de visão (por exemplo, câmera), coordenadas dimensionais pré-programadas e/ou controlando o movimento de precisão para transferir um contêiner de espécime para, e carregar o contêiner de espécime dentro, da estrutura de seguramento ou prateleira 600.
Como mostrado nas figuras 1-3 e 13-15, os contêineres 500 são carregados dentro, e/ou transportados com, o sistema de detecção 100 usando um mecanismo de detecção automático 200 (figuras 1-3) ou 300 (figuras 13-15). Como mostrada, os contêineres 500 são tipicamente carregados no sistema de detecção 100 em uma orientação vertical (isto é, de forma que o topo ou a porção da tampa 502 do contêiner 500 está para cima). De acordo com uma personificação, os contêineres 500 são colocados ou segurados em uma pluralidade de estruturas de seguramento ou prateleiras 600, e opcionalmente agitadas para aumentar o crescimento dos microorganismos aqui. Como mostrado, por exemplo, nas figuras 5A e 5B, as estruturas receptoras ou furos 602 das estruturas de seguramento ou prateleiras 600 podem ser orientadas em um eixo horizontal. Portanto, de acordo com esta personificação, um mecanismo de transferência automático (veja, exemplo, figura 5B, 650) deve reorientar o contêiner 500, de uma orientação vertical para uma orientação
42/140 horizontal, durante a transferência de contêiner 500 do mecanismo de carregamento automático 200, 300 para estrutura de recebimento ou furos 602.
Em operação, o mecanismo de transferência automático (exemplo, figura 5B, 650 ou figura 20, 700) pode operar para transferir ou ao contrário mover, ou realocar, um contêiner de espécime 500 com uma câmara interior 620 do sistema de detecção 100. Por exemplo, em uma personificação, o mecanismo de transferência pode transferir um contêiner de espécime 500 de um local de entrada ou porta 110 para uma de uma pluralidade de estruturas de seguramento ou prateleiras 600. Em outra personificação, o mecanismo de transferência pode levantar um contêiner de espécime 500 do furo 402 de um dispositivo localizador de contêiner 400 e transferir o contêiner para uma estrutura de seguramento ou furo 602 da estrutura de seguramento ou prateleira 600. O mecanismo de transferência pode operar para colocar o contêiner 500 em uma das pluralidades de estruturas de recebimento de contêiner ou furos 602 que estão localizados em uma ou uma pluralidade de estruturas de seguramento ou prateleiras 600. Em outra personificação, o mecanismo de transferência pode operar para remover ou descarregar contêineres “positivo” e “negativo” de uma estrutura de seguramento ou prateleiras 600. Este mecanismo de descarregamento automático pode operar para assegurar que uma vez que uma leitura “positiva” ou “negativa” tenha sido feita para cada contêiner de espécime 500, o contêiner 500 é removido das estruturas de recebimento de contêiner ou furo 602, dando lugar para outro contêiner para ser carregado no sistema de detecção 100, aumentando assim o sistema de rendimento.
Em uma personificação, o mecanismo de transferência pode ser um braço de transferência robótica. Em geral, qualquer tipo de braço de transferência robótica conhecido na arte pode ser utilizado. Por exemplo, um braço de transferência robótica pode ser um braço robótico de eixos múltiplos (por exemplo, 2, 3, 4, 5 ou 6 eixos de braço robótico). O braço de transferência robótica pode operar para elevar e transferir um contêiner de espécime 500 (exemplo, uma frasco de cultura sanguínea) de um local de entrada ou porta 110 para uma pluralidade de estruturas recebedoras de contêiner ou furos 602 localizados em uma de uma pluralidade de estruturas de seguramento ou prateleiras 600 (opcionalmente tendo um dispositivo giratório). Além disso, para facilitar os movimentos necessários do mecanismo transferidor ou braço transferidor robótico, a câmara interior 620 do sistema de detecção 100, pode incluir um ou mais suportes para o braço de transferência robótica. Por exemplo, um ou mais suportes verticais e/ou um ou mais suportes horizontais podem ser proporcionados. O mecanismo de transferência ou o braço de
43/140 transferência robótica deslizará para cima e para baixo e através dos suportes quando necessário para acessar qualquer das estruturas receptoras ou buracos 602 das estruturas de seguramento ou prateleiras 600. Como descrito anteriormente, o braço de transferência robótica pode operar para mudar a orientação de um contêiner de espécime de uma orientação vertical (isto é, orientação para cima de forma que o topo 502 do contêiner 500 esteja para cima) para uma orientação horizontal (isto é, de forma que o contêiner 500 esteja colocado no seu lado), por exemplo, para facilitar na transferência de contêiner de uma estação de carregamento ou localização, e colocar com a estrutura de seguramento e/ou dispositivo de agitação.
Em uma personificação, o braço de transferência robótica é um braço robótico de dois ou três eixos e pode ser capaz de transferir o contêiner 500 em um ou mais eixos horizontais (por exemplo, eixos x- e/ou z-) e opcional mente um eixo vertical (eixo y-) para uma localização específica, como estruturas de recebimento de contêiner ou furos 602 descritos aqui. De acordo com esta personificação, um braço robótico de 2 eixos permitirá um movimento em 2 eixos (por exemplo, os eixos x-, y-, ez-).
Em outra personificação, os eixos 2 ou 3, o braço robótico pode empregar um ou mais movimentos giratórios, capazes de transferir ou movimentar o contêiner de espécime 500 girando um ou mais eixos. Este movimento giratório pode permitir ao braço de transferência robótica transferir um contêiner de espécime 500 de uma orientação de carregamento vertical para uma orientação horizontal. Por exemplo, o braço de transferência robótica pode empregar um movimento giratório para mover um contêiner de espécime girando sobre ou ao redor do eixo horizontal. Este tipo de braço de transferência robótica será definido como um braço robótico de 3, ou 4 eixos. Por exemplo, um braço robótico que permite movimentar em um eixo horizontal (o eixo x-), um eixo vertical (exemplo, eixo y-) e um eixo giratório será considerado um braço robótico de 3 eixos. Onde um braço robótico que permita o movimento em 2 eixos horizontais (exemplo, eixos x-, e z-) um eixo vertical (o eixo y-) e um eixo giratório será considerado um braço robótico de 4 eixos. Similarmente, um braço robótico que permita movimentar em um eixo horizontal único (exemplo, o eixo x-), um eixo vertical (eixo y-) e dois eixos giratórios também serão considerados um braço robótico de 4 eixos. Ainda em outra personificação, o braço de transferência robótica 700 pode ser um braço robótico de 4-, 5-, ou 6- eixos, permitindo assim o movimento nos eixos x-, y- e z-, assim como movimento giratório sobre, ou ao redor, um eixo (isto é, um robô de 5- eixos), dois eixos (isto é, um braço robótico de 5 eixos), ou todos os três horizontais (eixos x-, e z-) e eixos verticais (eixo y-) (isto é, um braço
44/140 robótico de 6 eixos).
Ainda em outra personificação, o braço de transferência robótica pode incluir um ou mais dispositivos para obtenção de medidas, escaneamentos e/ou leituras de contêiner de espécime 500. Por exemplo, braço de 5 transferência robótica pode incluir uma ou mais câmera de vídeo, sensores, escaners, e/ou leitor de código de barras pode ajudar na localização de contêiner, leitura de etiquetas de contêiner (exemplo, código de barras) escaneamento de contêiner, campo remoto de serviço do sistema, e/ou detectar alguma falha de contêiner possível no sistema. Ainda em outra possibilidade de design, o braço de transferência robótica 10 pode incluir um fornecimento de luz UV para ajudar na descontaminação automática, se necessário.
Uma possibilidade de design do mecanismo de transferência é mostrado nas figuras 6-8C. Como mostrado na figura 6, o mecanismo de transferência compreende um braço de transferência robótica 650, que compreende um trilho de 15 suporte horizontal acima 652A, um trilho de suporte horizontal abaixo 652B, um trilho de suporte vertical único 654 e uma cabeça robótica 656 que incluirá um mecanismo de preensão (não mostrado) para elevar, preensar ou ao contrário segurar um contêiner de espécime 500. O mecanismo de transferência mostrado nas figuras 6-8C é mostrado esquematicamente e as partes não em escala, por exemplo, os suportes 20 horizontais 652A, 652B, suporte vertical e cabeça robótica 656 mostrados não estão em escala. Como uma habilidade na arte seria apreciada, os suportes horizontais 652A, 652B, e suporte vertical podem ser aumentados ou diminuídos em tamanho se necessário. Como mostrado, a cabeça robótica 656 é suportada por um trilho de suporte vertical 654, que em turno é suportado por, acoplado a, e/ou anexado a trilhos 25 de suporte horizontais 652A e 652B. Também como mostrado na figura 6, o mecanismo de transferência pode compreender um ou mais suportes de montagem 696 que podem ser montados ao mecanismo de transferência no sistema de detecção.
Em operação, o trilho de suporte vertical 654 pode ser movido ao longo dos trilhos de suportes horizontais 652A e 652B, assim movendo o trilho de 30 suporte vertical 654 e a cabeça robótica 656 ao longo do eixo horizontal (exemplo, o eixo x-). Em geral, qualquer meio conhecido na arte pode ser usado para mover um trilho de suporte vertical 654 ao longo dos trilhos de suporte horizontais 652A e 652B. Como mostrado na figura 6, os trilhos de suporte abaixo e acima 652A e 652B, pode compreender eixos de rosca acima e abaixo (não mostrado) operável para dirigir 35 blocos de deslizamento horizontal abaixo e acima 659A e 659B, respectiva mente.
Também como mostrado na figura 6, os eixos abaixo e acima 652A e 652B podem
45/140 incluir uma cavidade, mangas reforçadas e alongadas 653A, 653B que se estendem na largura dos trilhos de suporte acima e abaixo 652A, 652B e assim rodeia as roscas de parafuso acima e abaixo (veja, exemplo, U.S. Patent N° 6,467,362). As mangas 653A, 653B cada uma compreenderá uma ranhura (veja, exemplo, 653C) na manga 653A, 653B que se estende no comprimento dos trilhos de suporte abaixo e acima 652A, 652B. Línguas rosqueadas (não mostrada) são proporcionadas para se estender através da ranhura (veja, exemplo, 653C) e tem roscas encaixáveis com os eixos de rosca (não mostrado) que são encaixados nas mangas reforçadas 653A, 653B. Como os eixos de rosca (não mostrado) dos trilhos de suporte abaixo e acima 652A, 652B são girados por um primeiro motor 657, as línguas rosqueadoras (não mostrado) movem horizontalmente blocos deslizantes 659A, 659B ao longo do comprimento longitudinal dos trilhos de suporte abaixo e acima 652A, 652B, movendo assim a cabeça robótica 656 ao longo do eixo horizontal (exemplo, o eixo x-) (novamente, veja, exemplo, U.S. Patent N° 6,467,362). Um primeiro motor 657 pode operar para girar eixos de rosca para baixo e para cima (não mostrado) e aqui dirigir para cima e para baixo blocos deslizantes horizontalmente 659A e 659B (cada um tendo roscas internas que encaixam nos eixos de rosca, respectivamente) em uma direção horizontal ao longo dos eixos de rosca acima e abaixo. Em uma possibilidade de design, o primeiro motor 657 pode ser usado para girar ambos eixos de rosca para baixo e para cima incluindo um cinto de direção 660 e selecionar polias 662 para girar um ou mais eixos de rosca (exemplo, o eixo de rosca abaixo) em paralelo com o primeiro eixo de rosca, já que o primeiro eixo de rosca é girado pelo motor 657.
Como mostrado na figura 6, o trilho de suporte vertical 654 pode compreender um eixo de direção rosqueado vertical (não mostrado) operável para dirigir um bloco deslizante vertical 655 e assim mover a cabeça robótica 656 ao longo de um eixo vertical (exemplo, o eixo y-). Em operação, um segundo motor 658 pode operar para girar um eixo de rosca vertical (não mostrado) e aqui dirigir um bloco de deslizamento vertical 655 em uma direção vertical ao longo do eixo de rosca vertical. Em outra personificação, como mostrada nas figuras 6-7B, e como descritas aqui embaixo, o eixo de rosca vertical pode compreender uma cavidade, uma manga reforçada alongada 654A que se estende no comprimento do trilho de suporte vertical 654. Uma língua rosqueada (não mostrada) é proporcionada para se estender através da ranhura (não mostrada) e tem roscas encaixadas com os eixos rosqueados (não mostrado). Como eixo de rosca (não mostrado) é girado por um motor 658 a língua de rosqueamento (não mostrado) move um bloco deslizante vertical 655, movendo assim a cabeça robótica 656 ao longo um eixo vertical (exemplo, eixo y-) (novamente, veja,
46/140 exemplo, U.S. Patent N° 6,467,362). O bloco de deslizamento vertical 655 pode ser anexado diretamente à cabeça robótica 656, ou como mostrado na figura 6, pode ser anexado a um primeiro mecanismo giratório 664. O bloco de deslizamento vertical 655 tem roscas internas (não mostrado) que se encaixam nos eixos verticais rosqueados e operam para dirigir o bloco deslizante vertical, e assim a cabeça robótica 656, em uma direção vertical, ao longo de um eixo vertical rosqueado.
O mecanismo de transferência 650 pode compreender um ou mais mecanismos giratórios operáveis para proporcionar um movimento rotacional sobre ou ao redor de um ou mais eixos. Por exemplo, como mostrado na figura 6, a cabeça robótica pode compreender um primeiro mecanismo giratório 664 para proporcionar um movimento giratório sobre ou ao redor do eixo y- e um segundo mecanismo giratório 665 para proporcionar um movimento giratório sobre ou ao redor do eixo x-. O primeiro mecanismo giratório 664 compreende um primeiro prato giratório 667 que pode ser anexada a cabeça robótica 656. O primeiro mecanismo giratório 664 compreende um primeiro motor giratório 668, e um primeiro pinhão de engrenagem 670 e uma primeira engrenagem de anel oposta 672, que opera para girar o primeiro prato giratório 667, e assim a cabeça robótica 656, sobre um eixo vertical (exemplo, sobre o eixo y-). Em uma personificação, como é bem conhecido na arte, o primeiro pinhão de engrenagem 670 e a primeira engrenagem de anel 672 podem proporcionar uma correia dentada (mão mostrada) ou uma característica de presas (não mostrada). A primeira placa giratória 667 pode ser diretamente anexado a cabeça robótica 656, ou como mostrado na figura 6, pode ser anexado ao segundo mecanismo giratório 665. Também como mostrado na figura 6, a primeira placa giratória 667 pode compreender uma placa dobrada para facilitar a colocação no segundo mecanismo giratório 665. O segundo mecanismo giratório 665, como o primeiro mecanismo giratório 664, compreende uma segunda placa giratória 674. Como mostrado na figura6, a segunda placa giratória 674 é anexada a cabeça robótica 656. O segundo mecanismo giratório 665 compreende um segundo motor 678, um segundo pinhão de engrenagem 680 e uma segunda engrenagem de anel 682 que opera para girar a segunda placa giratória 674, e assim a cabeça robótica 656, sobre um eixo horizontal (exemplo, o eixo x-). Em uma personificação, como já é conhecida na arte, o segundo pinhão de engrenagem 680 e a segunda engrenagem de anel 682 podem ser proporcionadas com dentes tipo presa (não mostrado) ou outra característica de presa (não mostrada).
A cabeça robótica 656, melhor mostrada na figura 7B, compreende um armazenamento fechado em uma câmara de armazenamento 685
47/140 para segurar um único contêiner de espécime 500 ali. A cabeça robótica compreende um mecanismo de presas 686 e um mecanismo de direção 688 para mover o mecanismo de presas 686, e assim um único contêiner de espécime 500, dentro e fora de um armazenador 684 e uma câmara de armazenamento 685. O mecanismo de presas 686, como mostrado em 7B, pode compreender uma mola 687 operável para pressionar sobre a aba do contêiner 500. Depois de transferir o contêiner de espécime 500 para uma estrutura de armazenamento 600, como descrito aqui em outro lugar, a cabeça robótica 656, e assim o mecanismo de presas 686, pode ser elevado ou abaixado relativa à estrutura de armazenamento 600 para aumentar o contêiner de espécime 500. O mecanismo de direção 688 compreende um motor 690, um trilho de guia 692, um eixo de pinça com rosca 694 e um bloco de direção com pinça 696, como mostrado na figura 7B. Em operação, o motor 690 vira o eixo de pinça em rosca 694, assim movendo o bloco de direção de pinça 696, e então o mecanismo de presas 686 ao longo do trilho de guia 692.
Outro design possibilitado do mecanismo de transferência é mostrado nas figuras 9A- 9B . Como mostrado nas figuras 9A-9B um mecanismo de transferência automático 820 é incorporado no sistema de detecção 100 mostrado nas figuras 9A-9B a fim de alcançar ou elevar um contêiner 500 do local de entrada ou porta 110, e mover ou transferir um contêiner 500 para uma dada estrutura de recebimento ou furo 802, de uma estrutura de armazenamento de tambor abaixo ou acima 800 (descrita aqui em outro lugar). O mecanismo de transferência automática 820 nesta personificação também é operável para mover um contêiner negativo 500 para uma lata de lixo 146, ou operar para mover um contêiner positivo para um local de contêiner positivo (veja, exemplo 130 na figura 1). Para proporcionar tal movimento, o mecanismo de transferência 820 inclui uma cabeça robótica 824 que pode incluir um mecanismo de presas 826 para elevar e segurar um contêiner 500, e girar uma haste de suporte 828 que se estende através da câmara interior 850 do sistema 100. Como mostrado, a cabeça robótica 824 é suportada por, acoplada a, e/ou anexada à haste de suporte giratório 828. Em geral o mecanismo de presas pode ser qualquer mecanismo de presas conhecido na arte. Em uma personificação, o mecanismo de presas pode ser um mecanismo de presas e um mecanismo de direção descrito aqui acima em conjunto com as figuras 6-8C. A cabeça robótica 824 é movível em qualquer posição ao longo da haste de suporte giratória 828. Em operação, a haste de suporte 828 pode girar sobre seu eixo longitudinal, dessa forma orientando a cabeça robótica 824 em direção ao cilindro acima ou abaixo ou uma estrutura de armazenamento de tambor 800A, 800B.
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Em uma personificação, a cabeça robótica 820 é operável para elevar um contêiner 500 do local de entrada ou porta 110 e carregar o contêiner 500 na primeira cabeça (isto é, primeira parte superior 502) dentro da estrutura de recebimento ou furos 802 das estruturas de armazenagem de tambor 800A, 800B.
Esta orientação expõe o fundo ou base 506 do contêiner 500 para uma unidade de detecção 810 que pode ler o sensor 514 localizado no fundo do contêiner 500 para detectar crescimento de microorganismos ou microbial dentro do contêiner.
Ainda outra possibilidade de design para o mecanismo de transferência é mostrado nas figuras 17-21B. Como mostrado nas figuras 17-21B, o 10 braço de transferência robótica 700 incluirá uma ou mais estruturas de suporte horizontal 702, uma ou mais estruturas vertical 704, e uma cabeça robótica 710 que incluirão uma ou mais características ou dispositivos (exemplo, um mecanismo de presas) para elevar, prender e/ou segurar um contêiner de espécime 500. A cabeça robótica 710 pode ser suportada por, acoplada a, e/ou anexada a um dos suportes 15 horizontais e/ou suportes verticais. Por exemplo, em uma personificação, como mostrado nas figuras 17-21B, o braço de transferência robótica 700 compreende uma estrutura de suporte horizontal mais baixo 702B e uma única estrutura de suporte vertical 704. Embora, não mostrado, como uma habilidade na arte seria apreciado uma 1. estrutura de suporte horizontal mais acima (não mostrado), ou outro meio similar pode 20 ser usado para suportar ou guiar a estrutura de suporte vertical. Em geral, qualquer meio conhecido na arte pode ser usado para mover a cabeça robótica 710 acima e abaixo do trilho de suporte vertical 704 como representado por uma seta 726 (veja figura 18)), e mover o trilho de suporte vertical 704 para a frente e para trás ao longo da(s) estrutura(s) de suporte horizontal 702B (como representado por uma seta 736 25 (veja figura 20)). Por exemplo, como mostrado na figura 20, o braço de transferência robótica 700 pode compreender um motor de direção vertical 720 e um cinto de direção vertical 722 que operará para transferir ou mover uma cabeça robótica 710 para cima ou para baixo (seta 726) o trilho de suporte vertical 704 para transferir ou mover um contêiner 500 ao longo (isto é, para cima e para baixo) um eixo vertical (isto 30 é, eixo y-). A estrutura de suporte vertical 704 pode compreender um trilho de guia vertical 728 e um bloco de suporte de cabeça robótica 708, como mostrado na figura 20. Portanto, a estrutura de suporte vertical 704, o trilho de guia vertical 728, o motor de direção vertical 720 e cinto de direção vertical 722 permitem ao braço de transferência 700 mover ou transferir o bloco de suporte de cabeça robótica 708, e 35 assim, a cabeça robótica 710 e o contêiner de espécime 500 ao longo do eixo y-.
Também, como mostrado na figura 20, o braço de transferência robótico 700 pode
49/140 compreender um primeiro motor de direção vertical 730, um cinto de direção horizontal 732 e um trilho de guia horizontal 738 que operará para mover a estrutura de suporte vertical 704 para a frente e para trás (isto é, da esquerda para a direita e /ou da direita para a esquerda) ao longo do trilho de guia horizontal 738, e assim um primeiro eixo horizontal (isto é, o eixo x-) com o armazenamento 102 do sistema de detecção 100 (veja seta 736)). Portanto, a(s) estrutura(s) de suporte horizontal 702Β, o primeiro motor de direção horizontal 730, o primeiro cinto de direção horizontal 732 e o trilho de guia horizontal 738 permitem ao braço de transferência robótica 700 mover ou transferir um contêiner de espécime 500 ao longo do eixo x-. Aplicativos tem descoberto que incluindo um suporte vertical que é movível ao longo do eixo horizontal permite um aumento da capacidade com o sistema de detecção já que o braço transferidor robótico é movível acima e a área aumentada com o instrumento. Além disso, os aplicativos acreditam que o braço de transferência robótica contendo um suporte vertical movível podem proporcionar um braço de transferência robótico mais confiável.
Como melhor mostrado nas figuras 27-21 Β, o mecanismo de transferência automática ou o braço de transferência robótica 700 pode compreender um deslizamento linear ou horizontal 706 e placa de articulação 750. Como mostrado, por exemplo, nas figuras 17-20, o deslizamento linear ou horizontal 706 suporta a cabeça robótica 710 e mecanismo de presas 712. O deslizamento linear ou horizontal 706 e a cabeça robótica 710 podem ser suportados por, acoplados a, e/ou anexados a, um bloco de suporte de cabeça robótica 708 e trilho de guia vertical 728 (anteriormente descritos). De acordo com esta personificação, o deslizador horizontal ou linear 706 pode ser movido para cima e para baixo (veja figura 18, seta 726) ao longo do eixo vertical (isto é, eixo y-) através do bloco de suporte de cabeça robótica 708 e trilho de guia vertical 728, para mover ou transferir uma cabeça robótica 710 e/ou contêiner de espécime 500 para cima e para baixo com armazenamento 102 do sistema de detecção 100 (isto é, ao longo do eixo vertical (eixo y-)). Como mostrado nas figuras 21 A- 21 Β, o deslizamento horizontal ou linear 706 pode compreender uma placa de articulação 750 compreendendo um trilho de guia de placa de articulação 752, uma articulação de ranhura 754, uma articulação de ranhura ressaltada seguidora 756 operável para permitir à cabeça robótica 710 deslizar ou mover-se ao longo do deslizamento horizontal ou linear 706, de frente para trás ou de trás para a frente (veja figura 18, seta 746), para transferir ou mover um contêiner 500 ao longo do segundo eixo horizontal (isto é, eixo z-). De acordo com essa personificação, um segundo motor de direção horizontal ou motor de deslizamento horizontal 760 e um cinto de
50/140 deslizador (não mostrado) pode ser usado para mover a cabeça robótica 710 ao longo do eixo z-. Portanto, o deslizamento horizontal ou vertical 706, o motor de Deslizamento horizontal e o cinto de deslizamento, permitem à cabeça robótica 710 mover ou transferir um contêiner de espécime 500 ao longo do eixo z-. Como conhecido na arte, um ou mais sensores (veja, exemplo, 764 na figura 21 A) pode ser usado para indicar a posição da cabeça robótica 710 no deslizamento horizontal ou linear 706.
Como mostrado nas figuras 21A-21B, já que a cabeça robótica 710 é movida ao longo de um deslizador horizontal ou linear 706, a placa de articulação 750, e o trilho de guia de placa de articulação 752, a ranhura de articulação 754 e uma articulação de ranhura ressaltada seguidora 756 gira o transportador da articulação 758 sobre ou ao redor do eixo horizontal (isto é, eixo z-), e assim, girar a cabeça robótica 710 de uma orientação horizontal (como mostrado na figura 21 A) para uma orientação vertical (como mostrado na figura 21B), ou vice versa. Como descrito aqui em outro lugar, a transferência de um contêiner 500 de uma orientação de entrada vertical para uma orientação horizontal pode ser necessária para depositar ou colocar o contêiner em uma estrutura receptora orientada horizontalmente ou furo 602 da estrutura de armazenamento ou prateleira 600. Portanto, a placa de articulação 750, a ranhura de articulação 754 e o carregador de articulação 758 permitem à cabeça robótica 710 a reorientar o contêiner da espécime 500 de uma orientação vertical, como carregado (veja, exemplo, figura 18) para uma orientação horizontal (como visto, exemplo, na figura 21 A), aí permitindo ao container de espécime 500 ser transferido de um mecanismo de carregamento automático (veja, exemplo, 200 na figura 18) para um furo em uma estrutura de seguramento (exemplo, 602 e 600 na figura 18) . Como mostrado na figura 20 o mecanismo de transferência automático também pode compreender um ou mais cadeias de gerenciamento de cabos 782, para gerenciar os cabos com o sistema de detecção 100, e um circuito de borda 784 para controlar o mecanismo de transferência robótica. Ainda em outra personificação, o braço de transferência robótica 700 pode compreender um mecanismo de quebra 786 que pode operar para pausar o cinto de direção vertical 722, assim prevenindo a pausa do fundo do instrumento (exemplo, devido à interrupção de força).
O braço de transferência robótica 700 pode compreender um mecanismo de presas 712 para elevar, prender ou ao contrário segurar um contêiner de espécime 500. Como mostrado, por exemplo, nas figuras 21A e 21B, o mecanismo de presas pode compreender dois ou mais dedos de presas 714. Entretanto, o mecanismo de presas 718 pode compreender um atuador linear 716 e um motor
51/140 atuador linear 718 que pode operar para mover o atuador linear para abrir e fechar os dedos de presas 714. Em operação, como já é bem conhecido na arte, o motor atuador 718 pode ser usado para mover o atuador linear 716 do mecanismo de garras 712 e então mover os dedos de presas 714. Por exemplo, o atuador linear pode ser movido em uma primeira direção (exemplo, em direção ao motor) para fechar os dedos e prender o contêiner 500. Reciprocamente, o atuador linear pode se mover em uma segunda direção (exemplo, fora do motor) para abrir os dedos de presas e aumentar o contêiner 500. Os aplicativos tem inesperadamente descoberto que o uso de um ou mais dedos de presas 714 permitem um mecanismo de presas 712 acomodar (isto é, levantar e/ou segurar) uma grande variedade de contêineres de espécimes diferentes 500. Além disso, os aplicativos tem encontrado que ao usar os dedos de garras 714 que se estendem de um quarto ( %) a um meio (½) a largura do contêiner de espécime 500, os dedos de garras acomodarão (isto é, elevarão e/ou segurarão) um número de contêineres bem conhecidos (exemplo, frascos de cultura de sangue de pescoço longo) na arte.
Como descrito aqui, o mecanismo de transferência automática ou o braço de transferência robótica 700 pode ser colocado sob o controle de um controlador de sistema (não mostrado) e programado para um gerenciador de contêiner de espécime 500 (exemplo, elevar, transferir, colocar e/ou remover o contêiner) com o sistema de detecção 100.
Ainda em uma outra personificação, já discutida aqui abaixo, o mecanismo de transferência 700 pode ser usado para um carregamento automático de contêineres 500 de espécime “positiva” e “negativa”.
Meios de Seguramento ou Estrutura com Meios de Agitação Opcional
Os meios de seguramento ou estrutura de sistema de detecção 100 pode tomar uma variedade de configurações físicas por manipular uma pluralidade de contêineres de espécime individual 500 de forma que um grande número de contêineres (exemplo, 200 ou 400 contêineres, dependendo da estrutura de seguramento específica usada) pode ser processada simultaneamente. Os meios de seguramento ou estrutura podem ser usados para estocar, agitar e/ou incubar um contêiner de espécime 500. Uma ou mais configurações possíveis são mostradas nas figuras 5A-5B, e outra possível configuração é mostrada nas figuras 9A e 9B. Estas configurações são proporcionadas como ilustração e não limitação. Como uma das habilidades da arte será apreciada, outros designs são possíveis e contemplados.
Como mostrado nas figuras 5A-5B e figuras 17-20, uma
52/140 possível configuração usa uma pluralidade de estruturas de seguramento de contêiner empilhados verticalmente ou prateleiras 600 cada uma tendo uma enorme quantidade de estruturas de recebimento de contêiner de espécime ou furos 602 cada um para segurar contêineres de espécime individual 500. De acordo com essa personificação, duas ou mais estruturas de seguramento de empilhamento vertical ou prateleiras 600 podem ser usadas. Por exemplo, de cerca de 2 a cerca de 40, de cerca de 2 a cerca de 30, de cerca de 2 a cerca de 20, de cerca de 2 a cerca de 15 estruturas de seguramento de empilhamento vertical ou prateleiras podem ser usadas. Referindo-se a figuras 5A-5B e 17-20, nesta configuração o sistema de detecção 100 inclui uma câmara interior de controle de clima 620, compreendendo uma câmara interior acima 622 e uma câmara interior abaixo 624, e uma pluralidade de estruturas de seguramento dispostas verticalmente ou prateleiras 600 (exemplo, como mostrado nas figuras 5A-5B, 15 estruturas de seguramento de empilhamento vertical ou prateleiras 600) cada uma tendo uma pluralidade de estruturas de recebimento de contêiner individual ou furos 602 aqui. Cada estrutura de seguramento individual ou prateleiras 600 pode compreender duas ou mais estruturas de recebimento de contêiner de furos 602. Por exemplo, cada estrutura de seguramento ou prateleira 600 pode compreender de cerca de 2 a cerca de 40, de cerca de 2 a cerca de 40, de cerca de 2 a cerca de 30, de cerca de 2 a cerca de 20 estruturas de recebimento de furos 602 aqui. Em uma personificação, como mostrada nas figuras 5A-5B, as estruturas de recebimento ou furos 602 podem compreender duas fileiras de estruturas de recebimento alinhadas verticalmente ou furos 602. Em uma personificação alternativa, as estruturas de recebimento ou furos 602 podem ser escalonadas, reduzindo assim a altura vertical de cada estrutura de seguramento individual ou prateleira 600 (veja, exemplo, figura 20), e aí permitindo um aumento de número de estruturas de seguramento total ou prateleiras 600. Em uma dada distância vertical com a câmara de incubação 620. Como mostrado, por exemplo, nas figuras 5A-5B, o sistema de detecção compreende 15 estruturas de seguramento ou prateleiras 600, cada uma compreendendo duas fileiras ou 10 estruturas de recebimento de contêiner individual ou furos 602, dando assim um sistema exemplificado nas figuras 5A-5B uma capacidade de contêiner total de 300. Em outro possível design de configuração, o aparelho de detecção pode compreender 16 prateleiras empilhadas verticalmente, cada uma contendo 25 estruturas de recebimento ou furos, dando assim uma capacidade de contêiner total a 400.
Além disso, cada uma das estruturas de recebimento de contêiner individual ou furos 602. Tem uma posição coordenada X e Y específica ou
53/140 endereço, onde X é a localização horizontal e Y é a localização vertical de cada estrutura recebedora de contêiner ou furo 602. Os furos individuais 602 são acessados por um mecanismo de transferência, tais como um braço de transferência robótica, por exemplo, como descrita aqui acima em conjunto com as figuras 17-21). Como mostrado nas figuras 17-21, o mecanismo de transferência automática 700 pode operar para mover a cabeça robótica 710, e assim, o contêiner de espécime 500, para uma posição X, Y específica em uma prateleira 600 e depositar o contêiner 500 ali. Em operação, o mecanismo de transferência automática 700 pode operar para levantar um contêiner de espécime 500 na estação de entrada 110 ou estação de levantamento 418 do dispositivo de localização de contêiner 400, mover um contêiner 500 determinado positivo para crescimento microbial ali para um contêiner positivo ou localização de saída 130, e/ou mover um contêiner 500 determinado negativo para crescimento microbial para uma localização de contêiner negativo ou cesto de lixo 146.
Em uma personificação, a estrutura de seguramento inteira ou prateleira 600 pode ser agitada por um dispositivo de agitação (não mostrado) para promover ou aumentar o crescimento do microorganismo. O dispositivo de agitação pode ser qualquer um dos meios conhecidos ou mecanismo para proporcionar agitação (exemplo, movimento de balanço de trás para a frente) para as estruturas de seguramento ou prateleiras. Em outra personificação as estruturas de seguramento ou prateleiras 600 podem ser balançadas em um movimento de trás para frente para agitação do fluído contido dentro dos contêineres. Por exemplo, as estruturas de seguramento ou prateleiras 600 podem ser balançadas de trás para a frente substancialmente de uma posição vertical para uma posição horizontal substancialmente, e repetida para proporcionar agitação do fluído contido dentro do contêiner. Ainda em outra personificação, as estruturas de seguramento ou prateleiras 600 podem ser balançadas de trás para frente de uma posição horizontal substancial mente para uma posição vertical 10 graus, 15 graus, 30 graus, 45 graus ou 60 graus da horizontal, e repetido para proporcionar agitação do fluído dentro dos contêineres. Em outra personificação, o movimento de balanço de uma posição horizontal substancialmente para uma posição vertical de cerca de 10 graus a cerca de 15 graus da horizontal pode ser preferida. Ainda em outra personificação, a estrutura de seguramento ou prateleira 600 pode ser balançada de trás para a frente em um movimento horizontal ou linear para proporcionar agitação do fluido contido nos contêineres. Nesta personificação, as estruturas de seguramento ou prateleiras 600 e estruturas de recebimento ou furos 602 podem ser orientados em uma posição vertical
54/140 ou alternativamente em uma posição horizontal. Os aplicativos tem descoberto que um movimento de agitação horizontal ou linear, com as estruturas 600, e assim as estruturas receptoras ou furos 602 e os contêineres de espécime 500, em uma orientação horizontal pode proporcionar uma agitação substancial coma energia de entrada mínima relativamente. Portanto, em algumas personificações, uma estrutura de seg ura mento horizontal ou prateleiras 600 de orientação e uma movimentação de agitação horizontal ou linear, pode ser preferida. Outros meios de agitar as estruturas de seguramento ou prateleiras 600, e assim, o fluido dentro dos contêineres de espécime 500 são contemplados e serão melhor compreendidos por uma pessoa com habilidade na arte. Este vai e vem, de movimentação de balanço horizontal e/ou linear pode ser repetido se desejado (exemplo, em vários ciclos e/ou velocidades) para proporcionar agitação do fluido dentro dos contêineres.
Um possível designe par o dispositivo de agitação é mostrado em conjunto com a figura 26, o dispositivo de agitação 626 compreendem um ou mais estruturas de seguramento 600 compreendendo uma pluralidade de furos de seguramento 602 para segurar uma pluralidade de contêineres de espécime 500. O dispositivo de agitação 626 compreende um motor de agitação 628, um acoplador excêntrico 630, um primeiro braço giratório 632, um segundo braço giratório ou braço articulado 634 e um dispositivo de rolamento de agitação de prateleira 636. Em operação, o motor de agitação 628 gira o acoplamento excêntrico 630 em um movimento fora do centro assim movimentando um primeiro braço giratório 632 em um movimento giratório fora do centro ou circular fora do centro. O movimento de giratório fora do centro do primeiro braço giratório 632 move um segundo braço giratório ou braço articulado 634 em um movimento linear (como representeado respectivamente por seta 635). O movimento linear do segundo braço giratório ou braço articulado 634 balança o dispositivo de rolamento de agitação de prateleira 636 em um movimento de balanço de vai e vem, assim proporcionando um movimento de agitação de balanço de vai e vem (representado por seta 638 da figura 26) para as estruturas de seguramento 600.
Em outro design possível de configuração, como mostrado nas figuras 9A e 9B, o sistema de detecção 100 pode incluir uma estrutura de seguramento acima e abaixo 800A e 800B na forma cilíndrica ou estrutura de tambor contendo uma multiplicidade de estruturas de recebimento de contêiner de espécime individual ou furos 802 para receber um dos contêineres 500. Nesta personificação, estruturas de seguramento de tambor ou cilíndricas 800A, 800B cada giro sobre um eixo horizontal para então proporcionar a agitação dos contêineres 500. De acordo
55/140 com esta personificação, cada estrutura de seguramento de tambor pode compreender de cerca de 8 a 20 fileiras (exemplo, de cerca de 8 a 20, de cerca de 8 a 18, ou de cerca de 10 para 1 cerca de 6 fileiras), cada uma compreendendo de cerca de 8 a 20 estruturas de recebimento de contêiner ou furos 802 (exemplo, de cerca de 8 a 20, de cerca de 8 a 18, de cerca de 10 a 16 estruturas de recebimento de furos 802).
Como descrito aqui abaixo, um mecanismo de transferência automática 820 é incorporada dentro do sistema de detecção 100 das figuras 9A-9B a fim de alcançar ou pegar um contêiner 500 da localização de entrada ou porta 110, e mover ou transferir o contêiner 500 para uma dada estrutura de recebimento ou furo 802, tanto para estrutura e recebimento de tambor mais abaixo ou mais acima 800, e depositar o contêiner 500 ali. O mecanismo de transferência automática 820 nesta personificação pode operar para mover um contêiner negativo 500 para uma lata de lixo 146, ou pode operar para mover um contêiner positivo para uma localização de contêiner positivo 130, como mostrado no exemplo, na figura 1. Também, como anteriormente descrito, a cabeça robótica 820 das figuras 9A-9B pode pegar um contêiner 500 de uma localização de entrada ou porta 110 e carregar o contêiner 500 primeira cabeça (isto é, primeira parte superior 502) dentro das estruturas de recebimento ou furos 802 das estruturas de seguramento de tambor 800A, 800B. Esta orientação expõe o fundo ou base 806 do contêiner 500 para uma unidade de detecção 810 que pode ler o sensor 514 localizado no fundo do contêiner para detectar o crescimento de microorganismo ou microbial dentro do contêiner. Como descrito aqui em algum outro lugar, contêineres negativos e positivos podem ser recuperados por um braço de transferi mento robótico e transferidos para outros locais no sistema. Por exemplo, um determinado contêiner “positivo” para crescimento microbial pode ser recuperado e transferido através de um mecanismo de transferência para uma localização de contêiner positivo ou porta onde um usuário ou técnico pode facilmente remover o contêiner positivo. Similarmente, um determinado contêiner “negativo” para crescimento microbial depois de passado um tempo designado pode ser transferido através de um mecanismo de transferência para uma localização de contêiner negativo ou lata de lixo para descarte.
Em outra personificação, a estrutura de seguramento ou prateleira 600 pode compreender uma característica de retenção operável para segurar ou ao contrário reter um contêiner de espécime 500 nas estruturas de recebimento ou furos 602 da prateleira 600. Como mostrado nas figuras 27A-27C, o dispositivo de retenção 860 compreende uma mola espiral inclinada 864 e uma placa
56/140 de seguramento em formato de v 862. De acordo com esta personificação, usando uma mola espiral inclinada 868, de pontos múltiplos da mola espiral contactam a superfície do contêiner para reter a frasco no furo da prateleira 602. As espirais da mola inclinada 864 são colocadas em um ângulo relativo ao eixo vertical do contêiner, como mostrado na figura 27C, que mostra espirais exageradas para demonstrar o ângulo espiral relativo para o eixo vertical do contêiner. Entretanto, tipicamente a mola inclinada 864 é uma mola espiral firme. Por exemplo, a mola inclinada 864 pode estar em um ângulo de cerca de 10 a 50 graus, de cerca de 20 a 40 graus, ou cerca de 30 graus (como mostrado na figura 27C), relativa ao eixo vertical do contêiner. A placa de seguramento em formato de v 862 é capaz de segurar e/ou reter tal mola espiral inclinada 864 relativa a, ou adjacente à estrutura de seguramento 600. Como mostrado, a placa de seguramento 862 compreende uma placa de retenção sulcada em v para reter a mola de espiral inclinada 864. A placa de retenção sulcada em v 864 previne qualquer movimento da mola 864 relativa ao contêiner 500 e/ou estrutura de seguramento 600. Portanto, ao contrário, uma mola de extensão tradicional, que tipicamente contactaria o contêiner em um ponto único (exemplo, uma mola plana), a mola espiral inclinada 864 pode ser retida rigidamente por um sulco em formato de v 862 enquanto que as espirais se flexionarão sobre pressão. O uso de molas inclinadas 864 permite ao carregamento de se espalhar, proporcionando assim um flexionamento uniforme.
Como mostrado, exemplo, nas figuras 27A e 27C, as estruturas de recebimento ou furos 602 compreendem uma ou mais costelas 868. Em uma possibilidade de design, como mostrada na figura 27C, duas dessas costelas 868 estão localizadas diretamente opostas à mola espiral inclinada 864. Estas duas costelas 868 formam um sulco que funciona para auto centralizar o contêiner 500 com o furo 602 ao longo da linha de centro vertical (como mostrado). Em operação, uma mola em espiral inclinada 864 aplica a força à parede do contêiner 500, assim segurando ou retendo o contêiner seguramente com o furo 602 da prateleira 600. Em uma personificação, as duas costelas 868 localizadas opostas à mola em espiral 864 pode ser espaçada de 30 a 90 graus à parte. Em outra personificação, as duas costelas 868 localizadas opostas à mola em espiral inclinada 864 pode ser espaçada cerca de 60 graus à parte. Também, como mostrado na figura 27C, a estrutura de seguramento pode compreender uma primeira fileira e uma segunda fileira de furos de seguramento paralelos, as fileiras de seguramento paralelas sendo capazes de, ou operáveis por, segurando uma pluralidade de contêineres aqui, e onde a estrutura de seguramento facilita compreender uma primeira mola em espiral inclinada localizada
57/140 adjacente à primeira fileira e a segunda mola em espiral inclinada adjacente à segunda fileira, onde cada uma das molas em espiral inclinadas são operáveis para reter a pluralidade de contêineres em tais furos de seguramento.
Usando a mola em espiral inclinada 864, retentor de sulco em v 862 e duas costelas 868 localizadas opostas à tal mola em espiral inclinada 864, a frasco sempre estará segura com segurança no mesmo local com o furo 602, independentemente de qualquer carregamento de lado aplicado através da agitação ou durante inserção de célula de prateleira. A mola em espiral inclinada 864 e o retentor de sulco em v 862 também permitem para o uso de um furo de segurança profundo menor 602 e estrutura de seguramento 600. O furo de seguramento menor 602 profundo permitirá a designs de contêineres múltiplos e alturas de contêiner a ser retidas igualmente bem, do mesmo jeito que permite mais superfícies de contêiner serem expostas à incubação de fluxo de ar no sistema.
Como um habilidoso na arte seria apreciado outros designs possíveis ou configurações para estrutura de seguramento ou estruturas 600 e/ou dispositivo de agitação são possíveis e são consideradas parte da presente invenção.
Unidade de Detecção
As várias possibilidades de configurações de design do sistema de detecção 100 para detectar o crescimento de agente microbial dentro do contêiner de espécime, como mostrado nas figuras 1-6, 9A-9B, 21A-21B e 27, podem incluir o uso de meios de detecção similares. Em geral, como qualquer meio conhecido na arte para monitorar e/ou interrogar um contêiner de espécime para detecção do crescimento microbial pode ser usado. Como anteriormente mencionado, os contêineres de espécime 500 podem ser monitorados continuamente, ou periodicamente, durante a incubação dos contêineres 500 no sistema de detecção 100, para detecção positiva de crescimento microbial. Por exemplo, em uma personificação, uma unidade de detecção (exemplo, 810 da figura 9B) lê o sensor 514 incorporado no fundo ou base 506 do contêiner 500. Uma variedade de tecnologias de sensor estão disponíveis na arte e podem ser compatíveis. Em uma possível personificação, a unidade de detecção pega medidas colorimétricas como descritas nas U.S. patents 4,945,060: 5,094,955; 5,162,229; 5,164,796; 5,217,876; 5,795,773; e 5,856,175, que estão incorporados aqui. Um contêiner positivo é indicado dependendo dessas medidas colorimétricas, como explicado nestas patentes. Alternativamente, a detecção também pode ser realizada usando um fluorescente intrínseco do microorganismo e/ou detecção de mudanças no espalhamento ótico da mídia (como divulgado, por exemplo, em uma co-pendente U.S. patent application serial n°
58/140
12/460,607, depositada em 22 de julho de 2009 e intitulada, “Método e Sistema para Detecção e/ou Caracterização de uma Partícula Biológica em uma Amostra”). Ainda em outra personificação, a detecção pode ser realizada por detecção ou senso de geração de compostos orgânicos voláteis na mídia ou no espaço da cabeça do contêiner. Várias configurações de design para unidade de detecção podem ser empregados dentro do sistema de detecção. Por exemplo, uma unidade de detecção pode ser proporcionada para uma prateleira inteira ou bandeja, ou unidade de detecção múltiplas podem ser proporcionadas por prateleira ou por bandeja.
Câmara interior de controle de temperatura
Como descrito anteriormente, o sistema de detecção 100 pode incluir uma câmara interior de controle de temperatura (ou câmara de incubação), para manter um ambiente para promover e/ou aumentar o crescimento de quaisquer agentes microbiais (exemplo, microorganismos) que possivelmente estarão presentes no contêiner de espécime 500. De acordo com esta personificação, o sistema de detecção 100 pode incluir um elemento de aquecimento ou uma ventoinha de ar quente para manter a constante temperatura dentro do interior da câmara citada. Por exemplo, em uma personificação, o elemento de aquecimento ou ventoinha de ar quente vai proporcionar e/ou manter o interior da câmara em uma temperatura elevada (isto é, a temperatura elevada acima da temperatura do espaço). Em outra personificação, o sistema de detecção 100 pode incluir um elemento de resfriamento ou uma ventoinha de ar frio (não mostrado) para manter o interior da câmara numa temperatura abaixo da temperatura do espaço. De acordo com essa personificação, a câmara interior ou câmara de incubação estará em uma temperatura por volta de 18°C a aproximadamente 45°C. Em uma personificação, a câmara interior pode ser uma câmara de incubação e pode ser mantida a uma temperatura de aproximadamente 35°C a aproximadamente 40°C, e preferivelmente a aproximadamente 37°C. Em outra personificação, a câmara interior pode ser mantida em uma temperatura abaixo da temperatura do espaço, por exemplo, de aproximadamente 18°C a aproximadamente 25°C, e preferivelmente a aproximadamente 22.5°C. Uma vantagem particular proporcionada é a habilidade de fornecer uma temperatura do ambiente mais constante para promover e/ou aumentar o crescimento microbial dentro do contêiner de espécime 500. O sistema de detecção 100 executa isto ao fornecer um sistema fechado, em que carregamento automático, transferência e descarregamento de contêineres de espécime 500 ocorrem sem a necessidade de abrir algum painel de acesso que deve de outra forma perturbar a temperatura de incubação (de aproximadamente 30° a 40°C, preferivelmente a aproximadamente 37°C) da câmara
59/140 interior 620.
Em geral, o sistema de detecção 100 pode empregar qualquer meio conhecido na arte de manter uma câmara de temperatura controlada para promover ou aumentar o crescimento microbial. Por exemplo, para manter uma 5 câmara de temperatura controlada, um ou mais elementos de aquecimento ou ventoinhas de ar quente, defletores e/ou outro equipamento apropriado conhecido na arte, pode ser usado para manter o interior do sistema de detecção 100 a uma temperatura apropriada para incubar o contêiner e promover e/ou aumentar o crescimento microbial.
Tipicamente, um ou mais elementos de aquecimento ou ventoinha de ar quente sobre controle do controlador do sistema são usados para manter a constante temperatura dentro da câmara interior 620 do sistema de detecção 100. Como conhecido na arte, o elemento de aquecimento ou a ventoinha de ar quente pode ser empregada em um número de localizações dentro da câmara interior.
Por exemplo, como mostrado nas figuras 5 e 6 um ou mais elementos de aquecimento ou ventoinhas de ar quente 740 podem ser posicionadas na base das estruturas de suporte ou prateleiras 600, para diretamente aquecer o ar através da pluralidade de estruturas de suporte ou prateleiras 600. Um ajuste similar pode ser fornecido na personificação das figuras 9A e 9B (veja exemplo, 840). Os detalhes das 20 características de incubação não são particularmente pertinentes, e são conhecidos na arte, por esse motivo uma descrição detalhada é omitida.
Interface de controlador e usuário
O sistema de detecção 100 vai incluir um controlador de i .. sistema (exemplo, um sistema de controle de computador) (não mostrado) e utensílio de empresa para controlar as várias operações e mecanismos do sistema.
Tipicamente, o controlador do sistema e o utensílio de empresa para controle da operação dos vários mecanismos do sistema podem ser qualquer controlador convencional ou utensílio de empresa conhecidos por aqueles de habilidade na arte. ; Em uma personificação, o controlador e o utensílio de empresa vai realizar todas as 30 operações necessárias para controlar os vários mecanismos do sistema, incluindo: carregamento automático, transferência automática, detecção automática e/ou descarregamento automático dos contêineres de espécime dentro do sistema. O controlador e o utensílio de empresa vai também fornecer para identificação e rastreamento dos contêineres de espécime dentro do sistema.
O sistema de detecção 100 pode também incluir uma interface de usuário 150 e sistema de controle de computador associado para operar o
60/140 carregamento do mecanismo, mecanismo de transferência, prateleiras, equipamento de agitação, aparato de incubação, e recebendo medições das unidades de detecção. Esses detalhes não são particularmente importantes e podem variar largamente. Quando um contêiner é detectado como sendo positivo, o usuário pode ser alertado via a interface do usuário 150 e/ou pelo indicador positivo 190 (veja, exemplo, figura 1) tornando-se ativa (isto é, uma luz indicadora liga) Conforme aqui descrito, em cima de uma determinação positiva, o contêiner positivo pode ser automaticamente movido para uma localização de contêiner positivo 130, mostrado para exemplo nas figuras 13, 10-11 e 22-24 para recuperação pelo usuário.
A interface de usuário 150 pode também fornecer um operador ou técnico de laboratório com condição de informação sobre contêineres carregados para o sistema de detecção. A interface de usuário pode incluir uma ou mais das seguintes características: (1) tela sensível ao toque; (2) teclado na tela de toque; (3) Status do sistema; (4) Alerta de positivos; (5) Comunicações para outros sistemas (DMS, LIS, BCES e outros instrumentos de detecção ou identificação); (6) Status do contêiner ou da frasco; (7) Recuperar contêineres e frascos; (8) Indicador Positivo visual e audível; (9) Acesso USB (copias de segurança e acesso externo ao sistema); e (10) Notificação remota de Positivos, Status do sistema e Mensagens de erro. Em outra personificação, como mostrado nas figuras 22-23, uma tela de atualização do status 152 pode ser usada para fornecer informação do status sobre carregamento de contêineres para dentro do sistema de detecção, tal como, por exemplo: (1) Localização do contêiner dentro do sistema; (2) informação do contêiner, tal como, informação do paciente, tipo de amostra, tempo de entrada, etc.; (3) Alertas de contêiner positivo e negativo (4) Temperatura da câmara interior; e (5) uma indicação de que o cesto de lixo está cheio e precisa ser esvaziado.
A aparência particular ou traçado do sistema de detecção e interface do usuário 150, e /ou tela de atualização do status 152, não é particularmente importante, e pode variar largamente. As figuras 1-2 mostram uma personificação possível, que é fornecido por meio de ilustração e não demarcação.
Descarregamento automático
O sistema de detecção 100 também pode fornecer para transferência automática ou descarregamento automático de contêineres de espécime 500 “positivo” ou “negativo”. Como descrito previamente, contêineres nos quais um agente microbial está presente são denominados contêineres “positivos”, e contêineres nos quais nenhum crescimento de microorganismo é detectado após um dado período de tempo são denominados contêineres “negativos”.
61/140
Uma vez um contêiner é detectado como positivo, o sistema de detecção vai notificar os resultados ao operador através de um indicador (exemplo, lembrete visual 190) e/ou através de notificação na interface do usuário 150. Referindo-se agora para as figuras 1-3 e 5A-5B, frascos positivas podem ser automaticamente recuperadas via mecanismo de transferência 650 (exemplo, braço robótico de transferência) e colocados em uma designada área de contêiner positivo, como uma localização ou porta de saída para contêiner positivo 130. Essa área de contêiner positivo será localizada fora da caixa do aparelho para fácil acesso do usuário ao contêiner. Em uma personificação, o contêiner será colocado em uma orientação vertical dentro da área de contêiner positivo. Em uma configuração de projeto, o descarregamento automático de um contêiner positivo vai empregar o uso de um tubo de transferência (não mostrado) através do qual um contêiner positivo (exemplo, uma frasco com cultura de sangue positiva) pode viajar para ser realocada para uma designada localização de contêiner positivo ou porta de saída 130. De acordo com esta característica de projeto, o mecanismo de transferência (exemplo, o braço robótico de transferência) vai descer ou caso contrário depositar o contêiner de espécime positivo em uma extremidade superior do tubo de transferência, e o contêiner vai viajar através do tubo de transferência via gravidade para a localização do contêiner positivo ou porta 130. Em uma personificação, o tubo de transferência (não mostrado) pode segurar um ou mais contêineres de espécime “positivo” neste lugar. Por exemplo, o tubo de transferência (não mostrado) pode segurar de aproximadamente 1 a aproximadamente 5, de aproximadamente 1 a aproximadamente 4, ou de aproximadamente 1 a aproximadamente 3 contêineres de espécime “positivo”. Em outra personificação, por exemplo, como mostrado na figura 22-24, a localização de contêiner positivo ou porta de saída 130 pode incluir poços fixados para um ou mais contêineres de espécime “positivos”, por exemplo, dois poços fixados para separadamente segurar dois contêineres de espécime “positivos”.
Em outra personificação do sistema de detecção 100, contêineres negativos podem ser transferidos pelo mecanismo de transferência 700 (exemplo, braço robótico de transferência) da estrutura de suporte ou prateleira 600 para a localização de contêiner negativo, como os cestos de lixo 146. Tipicamente, os contêineres vão ser liberados do braço robótico de transferência e soltos dentro do cesto de lixo 146, contudo outras personificações são contempladas e devem ser aparentes para alguém de habilidade na arte.
Em uma configuração de projeto, o descarregamento automático de um contêiner negativo vai empregar o uso de um tubo de transferência
62/140 (não mostrado) através do qual um contêiner negativo (exemplo, frasco com cultura de sangue negativa) pode viajar para ser realocada para uma localização designada de contêiner negativo, tal como um cesto de lixo 146. De acordo com este desenho de projeto, o mecanismo de transferência (exemplo, o braço robótico de transferência) vai descer ou caso contrário depositar o contêiner de espécime negativo em uma extremidade superior do tubo de transferência, e o contêiner vai viajar através do tubo de transferência via gravidade para a localização do contêiner negativo ou cesto de lixo 146. O sistema de detecção 100 pode também incluir uma porta de acesso 140 ou gaveta 142 que abre para fornecer acesso ao usuário à localização de contêiner negativo, tal como um cesto de lixo 146 de contêiner negativo. Em outra personificação, o cesto de lixo 146 pode incluir uma balança para pesar o cesto de lixo 146. Como alguém com habilidade na arte gostaria de apreciar, ao monitorar o peso do cesto de lixo 146, o controlador do sistema (não mostrado) pode determinar o quão cheio do cesto de lixo 146 está, e pode opcionalmente fornecer um sinal (exemplo, na interface do usuário 150) indicando ao usuário ou técnico que o cesto de lixo 146 está cheio e, portanto, necessita ser esvaziado.
Sistema automático de laboratório
Como mencionado acima, o sistema de detecção 100 desta descoberta pode levar a uma diferente variedade de possíveis configurações. Em tal configuração, particularmente adequado para um grande volume de implementações, é mostrado na figura 24. Como mostrado na figura 24, o sistema de detecção 100A pode sem empregado em um sistema automático de laboratório de microbiologia. Por exemplo, o instrumento de detecção 100 pode ser incluído como um componente de um sistema automático de laboratório. Nesta personificação, o instrumento de detecção 100A pode ser acoplado ou interligado a um ou mais outros adicionais módulos analíticos ou instrumentos para teste adicional. Por exemplo, como mostrado na figura 24, o instrumento de detecção 100A pode ser acoplado ou interligado a uma segunda unidade de detecção 100B. Contudo, em outras personificações, o instrumento de detecção pode ser interligado ou pelo contrário acoplado a um ou mais outros sistemas ou módulos. Esses outros sistemas ou módulos podem incluir, por exemplo, identificação do sistema de teste tal como o VITEK ou VIDAS sistemas da administradora bioMérieux, Inc., um tingidor Gram, uma unidade de espectrometria de massa, um sistema de teste de diagnóstico molecular, um prato de Petri, um sistema automático de caracterização e/ou identificação (como divulgado na co-pendente aplicativo de patente U.S. No. 60/216,339, intitulada “Sistema para rápida detecção não invasiva de um agente microbial em uma amostra biológica e identificação e/ou
63/140 caracterização de agente microbial”, depositado em 15 de maio de 2009) ou outro sistema analítico. Referindo-se agora à figura 24, um sistema automático de laboratório pode abranger um primeiro sistema de detecção 100A, e um segundo sistema detecção 100B. Em outra personificação, o sistema automático de laboratório pode compreender um primeiro sistema detecção 100A, um segundo sistema detecção 100B, e um sistema automático de caracterização/ídentificação (não mostrado). De acordo com essa personificação, contêineres positivos podem ser movidos ou transferidos do primeiro sistema de detecção 100A para o segundo sistema detecção 100B, e/ou subsequentemente para o sistema automático de caracterização/ídentificação, usando um dispositivo de transferência de sistema 440. Em outra personificação, o sistema de primeira detecção 100A pode ser acoplado a um módulo de identificação de microorganismo ou módulo de suscetibilidade antimicrobial (não demonstrado).
Como mostrado nas figuras 24-25C dois sistemas de detecção 100A e 100B são interligados por um dispositivo de transferência de sistema 440. Isso permite os contêineres a serem transferidos de um sistema de detecção para o outro no caso do primeiro estar cheio. Um similar dispositivo de transferência de sistema pode também ser fornecido para subseqüente transferência do contêiner de espécime 500 do segundo sistema de detecção 100B para os sistemas ou módulos subseqüentes, conforme descrito em outros lugares aqui. O mecanismo de transferência de sistema 441 compreende um primeiro dispositivo localizador de contêiner 400A tendo uma estação de transferência 420 para transferir um contêiner para um segundo ou instrumento corrente abaixo. O mecanismo de transferência de sistema 441 também compreende um braço empurrador 444 operável controlado por um motor empurrador 442 e uma ponte de transferência 446, como mostrado nas figuras 24-25C. Conforme mostrado, o braço empurrador 444 pode compreender um par de braços paralelos. Em operação, quando um contêiner a ser transferido é movido pela estação de transferência 420 do primeiro dispositivo localizador de contêiner 400A, um braço empurrador 444 é ativado para empurrar ou mover o contêiner da estação de transferência 420 através da ponte de transferência 446, para o sistema de detecção 100B corrente abaixo. Como mostrado, o braço empurrador 444 está conectado a um motor empurrador 442 via uma estrutura de suporte do braço empurrador 445. As figuras 25A-C mostra a transferência de um contêiner da estação de transferência 420 do primeiro sistema de detecção 100A para a correia transportadora 206B (veja a figura 24) do segundo sistema de detecção 100B, e mostra o contêiner em: (1) uma primeira posição (figura 25A) como o braço
64/140 empurrador começa a empurrar o contêiner através da ponte de transferência 446; (2) uma segunda ou intermediária posição (figura 25B) como o contêiner atravessa a ponte de transferência 446; e (3) a posição final (figura 25C) como o contêiner chega à correia transportadora (não mostrado) do sistema de detecção 100B corrente abaixo.
Além disso, como mostrado nas figuras 25A-25C, o dispositivo do sistema de transferência 440 pode mais além compreender um ou mais dispositivos localizadores de trilhos guia 450 anexados ao prato base do dispositivo localizador 404 via um ou mais suportes de trilhos guia 452, e/ou ponte de trilhos guia 446, 448, para guiar o contêiner do primeiro dispositivo localizador 400A e através da ponte 446 para a 10 correia transportadora 206B (veja figura 24) do mecanismo de carregamento automático 200B do sistema de detecção 100B corrente abaixo. Como seria bem conhecido na arte, a transferência de contêiner do primeiro sistema de detecção 100A para o segundo ou sistema de detecção 100B corrente abaixo, via operação do primeiro dispositivo localizador de contêiner 400A e braço empurrador 444, pode ser Í5 controlado pelo controlador do sistema. Tipicamente, como mostrado na figura 24, apenas o primeiro sistema de detecção 100A precisa incluir uma interface de usuário 150. O primeiro 100A e o segundo sistema de detecção podem mais além compreender telas de status 152B, 152B, porta de contêiner positivo 130A, 130B, menores painéis de acesso 140A, 140B, mecanismos de carregamento automático 20 200A, 200B e correias transportadoras 206A, 206B.
Além disso, de acordo com esta personificação, contêineres positivos podem ser transferidos para outros sistemas no sistema automático de laboratório. Por exemplo, como mostrado na figura 24, um contêiner 500 determinado positivo no primeiro sistema de detecção 100A pode ser transferido para o segundo 25 sistema de detecção 100B e/ou subseqüentemente para um sistema de caracterização/identificação automático 104 (descrito nas figuras 31, 57, 77) para automática caracterização e/ou identificação do agente microbial neste lugar.
Como alguém de habilidade na arte apreciaria outros possíveis desenhos ou configurações para o sistema automático de laboratório são possíveis e 30 são considerados parte desta invenção.
Método de operação
Em uma personificação, um método para detecção de crescimento de microorganismos é um sistema automático de detecção aqui descrito; o método compreende: (a) fornecer um contêiner de espécime compreendendo uma 35 cultura média para promover e/ou aumentar o crescimento do citado microorganismo;
(b) Infectando o dito contêiner de espécime com uma amostra de teste para ser
65/140 testada para a presença de microorganismos; (c) carregando o dito contêiner de espécime infectado dentro do citado sistema de detecção usando um mecanismo automático de carregamento; (d) transferindo o citado contêiner de espécime para uma estrutura de suporte localizada no interior do dito sistema de detecção usando um mecanismo automático de transferência, a citada estrutura de suporte compreende uma pluralidade de poços para fixar uma ou mais dos citados contêineres de espécime; e a dita estrutura de suporte opcionalmente providencia agitação dos citados contêineres de espécime para promover e/ou aumentar o crescimento de microorganismos neste lugar; (e) providenciando uma unidade de detecção para detectar o crescimento microbial no citado contêiner de espécime ao detectar um ou mais pelos produtos do crescimento de microorganismos no interior do citado contêiner; e (f) detectando o crescimento de um microorganismo usando a citada unidade de detecção e desse modo determinando o dito contêiner positivo para crescimento de microorganismos.
O método de operação do sistema de detecção 100 será agora descrito com referência a figura 30. Após infecção de contêiner de espécime 500 com uma amostra a ser testada (exemplo, por um técnico do laboratório ou médico) o contêiner de espécime 500 é entregue para o mecanismo automático de carregamento 200, para carregamento automático do contêiner de espécime 500 dentro do sistema de detecção 100.
No passo 540, o contêiner de espécime 500 está carregado dentro do sistema de detecção 100, exemplo, ao colocar o contêiner para a estação de carregamento 100 ou área 202 de um mecanismo de transporte 204, como mostrado, por exemplo, na figura 1. O contêiner de espécime 500 é então movido pelo mecanismo de transporte 204 (exemplo, uma correia de transporte) para um local de entrada ou porta 110, e subseqüentemente através do citado local de entrada ou porta 110 e dentro do sistema de detecção 100, desse modo carregando automaticamente o contêiner de espécime 500 dentro de sistema de detecção 100.
No passo 550, um mecanismo automático de transferência 700, tal como o braço robótico de transferência, como mostrado, por exemplo, nas figuras 5A-5B, pode então ser usado para transferir o contêiner 500 para, e depositar o contêiner dentro, uma estrutura de suporte ou prateleira 600 contidos dentro da câmara interior 620 do sistema de detecção 100.
No passo 560, o contêiner de espécime 500 é incubado no interior do sistema de detecção 100. O sistema de detecção 100 opcionalmente fornece agitação (exemplo, usando uma montagem de agitação) das estruturas de
66/140 suporte ou prateleiras 600, e/ou um ou mais ventoinhas de ar quente (veja, exemplo, 740 nas figuras 5A-5B) para proporcionar um ambiente de temperatura controlada, para promover e/ou aumentar o crescimento microbial no interior do contêiner de espécime 500.
No passo 570, o contêiner de espécime 500 é lido por uma unidade de detecção (veja, exemplo, 810 nas figuras 9A e 9B) para determinar se o contêiner de espécime 500 está positivo para crescimento microbial.
No passo 580, a leitura do contêiner de espécime é analisada para determinar se o contêiner está positivo para o crescimento de agente microbial (exemplo, um microorganismo) naquele local. Caso não, o processamento prossegue ao longo do ramo NO 582 e uma checagem é feita se o cronômetro tiver expirado (passo 584). Se o cronômetro tiver expirado, o contêiner é considerado negativo e o contêiner é transferido para o contêiner de lixo 146 (veja para exemplo a figura 1) no passo 586. Caso contrário, a incubação continua e a leitura do contêiner de espécime 500 (passo 580) continua periodicamente.
Se no passo 580, o contêiner de espécime 500 é determinado para ser positivo, o processamento prossegue para o ramo YES 590. Em uma personificação, o contêiner de espécime 500 é movido ou transferido usando o mecanismo automático de transferência (exemplo, o contêiner é automaticamente descarregado, conforme descrito em outros lugares aqui) para a localização do contêiner positivo ou porta 130 (veja para exemplo a figura 1) no passo 594 para acesso do usuário ao contêiner e/ou novo processamento. Em outra personificação, o contêiner de espécime pode ser transferido usando dispositivo de transferência de sistema para outro instrumento de detecção e/ou outro sistema analítico (exemplo, para um sistema automático de caracterização e/ou identificação 104 das figuras 31, 57, 77) para novo processamento.
Parte 2 Identificação e/ou caracterização automática de um agente microbial (Figuras 31-108)
I. Visão Geral
Um instrumento automático é aqui descrito que fornece uma nova arquitetura e método para identificação e/ou caracterização automática de um agente microbial em uma amostra de espécime, exemplo, amostra biológica. O instrumento de identificação e/ou caracterização 104 é mostrado na forma de diagrama de blocos na figura 31. Duas personificações são aqui descritas em excelentes detalhes, a primeira personificação descrita em combinação com as figuras
67/140
32-56 e a segunda personificação descrita em combinação com as figuras 57-76. As personificações do instrumento 104 operam em um contêiner de espécime 500 (figura 31) contendo uma amostra. Em um exemplo, o contêiner de espécime 500 é uma frasco de cultura padrão, exemplo, uma frasco de cultura de sangue, por conter neste local uma amostra de espécime, exemplo, uma amostra de sangue. A frasco pode ter acabado de ser testada positiva pelo instrumento de detecção 100 da seção anterior quando esta é entregue ao instrumento de identificação e/ou caracterização 104.
No geral, qualquer tipo de amostra que pode conter um agente microbial, exemplo, bactéria, fungo ou espécies de germes, pode ser testada no instrumento 104 e como exemplo amostras biológicas. Por exemplo, a amostra de espécime pode ser uma amostra clínica ou não clínica suspeita de conter um ou mais agentes microbiais. Amostras clínicas como um fluído corpóreo, incluído, mas não limitado a, sangue, soro, plasma, frações do sangue, líquido articular, urina, sêmen, saliva, fezes, líquido cefalorraquidiano, conteúdo gástrico, secreções vaginal, tecido homogeneizado, aspirados de medula óssea, osso homogeneizado, escarro, aspirados, cotonetes e algodão enxágue, outros fluídos corpóreos, e os similares. Amostras não clínicas que podem ser testadas inclui, mas não limita a, comestíveis, bebidas, produtos farmacêuticos, cosméticos, água (exemplo, água potável, água não potável e águas residuais), lastro de água do mar, ar, solo, esgoto, material vegetal (exemplo, semente, folhas, caules, raízes, flores, frutos), produtos do sangue (exemplo, plaquetas, soro, plasma, frações de células brancas do sangue, etc.), órgão do doador ou amostras de tecido, amostra de guerra biológica, e os similares.
Uma possível configuração para o instrumento 104 desta descoberta está em um sistema combinado no qual integra a detecção de um agente microbial em um contêiner de espécime (instrumento 100 da discussão anterior) com identificação e/ou caracterização automática do agente microbial. Esta abordagem combinada é também descrita em conjunção com a personificação da figura 27.
Nesta configuração, o contêiner de espécime 500 (figura 1) é infectado com uma amostra de espécime (exemplo, amostra clínica ou não clínica) e carregada/descarregado dentro/para um instrumento automático de detecção 102 (exemplo, figura 77).
Após um intervalo suficiente de tempo para permitir a natural amplificação de microorganismos (esse intervalo de tempo varia de espécie para espécie), o contêiner de espécime é testado dentro do instrumento de detecção 102 para a presença de um microorganismo. O teste ocorre em uma base periódica de modo que tão logo um contêiner de espécime é testado positivo isso pode ser
68/140 transferido para o instrumento de identificação e/ou caracterização 104 para mais adiante análise da amostra de espécime.
A detecção pode ser realizada usando uma variedade de tecnologias tal como o sensor colori métrico descrito na literatura de patente (veja U.S.
Patents 4,945,060; 5,094,955; 5,162,229; 5,164,796; 5,217,876; 5,795,773; e 5,856,175). A detecção também poderia ser realizada usando a fluorescência intrínseca do microorganismo, detecção de mudanças na dispersão ótica da mídia, ou detecção na geração de compostos orgânicos voláteis na mídia ou espaço da cabeça. Essas técnicas são conhecidas na arte e descritas na literatura de patentes previamente citadas na seção Antecedente deste documento.
Uma vez um contêiner de espécime 500 é detectado como positivo no instrumento de detecção automática 102 (veja figura 77), o instrumento de detecção 102 vai notificar o operador através de um indicador (exemplo, lembrete visual), ou via uma notificação na tela de interface do usuário, ou por outros meios. O 15 sistema pode ser estabelecido para analisar automaticamente um contêiner de espécime positivo ou necessitar de reconhecimento do usuário final antes de analisar amostras no instrumento de identificação/caracterização 104 descrito abaixo. Com caracterização automática, seria possível notificar o médico imediatamente via meios eletrônicos dos resultados do sistema de identificação/caracterização.
Uma vez o contêiner de espécime é determinado a ser positivo no instrumento de detecção 102, o contêiner de espécime positivo é entregue ou transferido para o instrumento de identificação e/ou caracterização 104 descrito abaixo. Veja figura 77. A maneira pela qual isso é feito pode variar largamente dependendo da configuração do médico do instrumento de detecção e identificação/caracterização 102 e 104. Um exemplo de como isso pode ser feito é descrito abaixo em conjunção com a figura 57. Referindo-se agora em particular a figura 31, o contêiner de espécime ou frasco 500 é recebida no instrumento de identificação e/ou caracterização 104, seja em um modelo automático ou manual. A ; maneira a qual isso ocorre não é particularmente importante e pode variar largamente 30 dependendo da configuração do instrumento 104. O contêiner de espécime 500 é colocado em uma adequada estrutura de suporte ou prateleira 1906 no instrumento de identificação e/ou caracterização 104. Figuras 32, 35, 57 e 58 mostra diversas configurações possíveis para a estrutura de suporte 1906. A estrutura de suporte 1906 ?-· é tipicamente adaptada para segurar uma grande quantidade de contêineres de espécime 500. A estrutura de suporte 1906 tem uma facilidade de girar os contêineres de espécime para posições inclinadas acima e abaixo horizontalmente para facilitar a
69/140 ventilação e a remoção da amostra, como descrito abaixo e opcionalmente agitação da amostra e desse modo promovendo o crescimento microbial. Em uma configuração alternativa, o contêiner de espécime positivamente declarado poderia permanecer nas prateleiras dentro do instrumento de detecção 102 e a amostragem poderia acontecer diretamente no instrumento de detecção.
O instrumento de identificação e/ou detecção 104 inclui um aparato de remoção de amostra 1912 que detêm ou agarra um dispositivo de amostragem descartável 1902. Juntos, eles operam para remover uma amostra de teste (isto é, uma parte do espécime de amostra no contêiner de espécime positivo 500) e subseqüentemente adiciona a parte para o dispositivo de separação 1904 (veja figuras 36-41). O dispositivo de separação 1904 pode levar várias formas, e uma configuração é aqui descrita na qual o dispositivo de separação inclui um reservatório (figura 38, item 2602) para receber a amostra e o tubo capilar 2604 conectado ao reservatório 2602. O instrumento de identificação/caracterização 104 inclui ainda a estação de separação e/ou concentração 1916, opcionalmente na forma de uma centrifuga, qual opera no dispositivo de separação 1904 de forma a separar o agente microbial dos outros componentes na amostra de teste e concentrar o agente microbial dentro do dispositivo de separação 1904. Em um exemplo, o agente microbial está concentrado na forma de uma massa de pastilha ou tipo pastilha na parte inferior do tubo capilar 2604 do dispositivo de separação 1904. O instrumento de identificação/caracterização ainda inclui um módulo de identificação e/ou caracterização ou estação de leitura (figura 31, 1918) o qual interroga o agente microbial concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbial.
O instrumento 104 recebe um cassete 1900 de descartáveis. Os descartáveis são de dois tipos: (1) dispositivos de amostragem 1902 para ventilar e remover a amostra de teste do contêiner de espécime 500, e (2) dispositivo de separação 1904 o qual recebe uma parte de uma amostra do contêiner 500 via dispositivo de amostragem 1902 e no qual o agente microbial na amostra teste é concentrado. Em configuração alternativa do instrumento as funções do dispositivo de amostragem 1902 e do dispositivo de separação 1904 são combinados em um único dispositivo descartável conforme mostrado nas figuras 60-78 caso em que o cassette 1900 vai apenas incluir uma grande quantidade de amostras combinadas e dispositivos de separação.
O instrumento 104 ainda inclui um mecanismo robótico de transferência 1910 o qual opera para acessar os descartáveis 1902 e 1904, contêineres de espécime positivo 500 mantidos no segurador ou prateleira 1906, um
70/140 contêiner de lixo 1908, um dispositivo de separação e concentração 1916, e o módulo de identificação 1918. O mecanismo robótico de transferência 1910 pode também operar para receber um contêiner de espécime positivo de um separado instrumento de detecção, e carregar o contêiner de espécime positivo dentro da estrutura de suporte ou prateleira 1906. O mecanismo robótico de transferência 1910 acessa o contêiner de lixo, estação de separação e concentração 1916, módulo de identificação 1918 e outros módulos ou componentes no instrumento 104 como necessário para realizar as funções descritas abaixo. O modo de construção do mecanismo de transferência 1910 pode variar largamente dependendo da configuração do instrumento 104.
O aparato de remoção de amostra 1912 é preferivelmente incorporado dentro, ou acoplado ao, mecanismo robótico de transferência 1910 conforme indicado pelas linhas tracejadas 1913. O aparato 1912 ainda inclui garras de robô e mecanismos de manuseio para agarrar um dos dispositivos de amostragem e ventilação 1902, o dispositivo de separação 1904 e/ou contêiner de espécime 500. O aparato de remoção de amostra 1912 é conectado a um sistema pneumático 1914 o qual permite funções de garras robóticas. O sistema pneumático 1914 pode incluir uma bomba de vácuo, conforme descrito na segunda personificação abaixo. A bomba de vácuo opera para fornecer vácuo para o dispositivo de amostragem e ventilação 1902 para extrair uma amostra do contêiner de espécime 500 e fornecer pressão positiva para o dispositivo de amostragem 1902 para injetar a amostra de um dispositivo de amostragem 1902 dentro do dispositivo de separação 1904. Esses aspectos do instrumento de identificação 1904 serão todos descritos em excelentes detalhes abaixo.
Em uma personificação, o módulo de identificação 1918 inclui uma fonte de luz (exemplo, uma fonte de luz de excitação) a qual ilumina o agente microbial concentrado no dispositivo de separação 1904. Em resposta à iluminação, o agente microbial concentrado emite um sinal fluorescente detectável, isto é, fluorescência intrínseca, como descrito abaixo. Em adendo, a iluminação do agente microbial concentrado pela fonte de luz vai gerar um sinal de refletância ou sinal de espalhamento Rayleigh; Esse sinal é do mesmo comprimento de onda da luz de excitação e proporciona informação adicional sobre a absorção do agente microbial. O sinal de refletância pode também fornecer a base de normalização dos dados de fluorescência. A configuração do módulo de identificação 1948 inclui um meio para dispersar espacialmente o espectro de refletância, o qual pode tomar a forma de um espectrômetro. Esses sinais de fluorescência e refletância (espectro) são capturados
71/140 pelo conjunto de sensores 1920 o qual gera sinais fornecidos a um computador 1924. O computador executa algoritmos para processar os sinais de refletância/fluorescência e responsavelmente identifica e/ou caracteriza o agente microbial. Em uma personificação, um relatório contendo o resultado da identificação ou caracterização é enviado para um dispositivo de saída 1926 (exemplo, exposição ou estação de trabalho de computador associada, pager, telefone celular ou serviço de e-mail). Os resultados podem incluir o tipo Gram clínico, informação direta do agente microbial (exemplo, ao gênero ou nível de espécie em uma hierarquia taxonômica), ou outra informação clínica a respeito do agente microbial na amostra.
Primeira Personificação (Figuras 31-56)
Aparelho de remoção de amostra e amostragem de contêiner de espécime (exemplo, frasco de cultura de sangue 500) (Figuras 31-35, 45-46, itens 1910 e 1912)
Um aparelho de remoção de amostra, em forma de cabeça de amostra 1912, recupera um dispositivo de amostragem 1902 (disposto) de um cassete 1900 de tais dispositivos (figuras 31, 35). Este dispositivo de amostragem 1902 (figura 44, veja também figuras 62, 63) podem tomar a forma de uma agulha com bainha estéril ou outros meios para furar um pausador ou outro membro de fechamento no contêiner de espécime 500 e ventilar o contêiner de espécime (se necessário) dessa forma para equilibrar a pressão da frasco com a pressão atmosférica. O dispositivo de amostragem (figura 44, 62, 1902) inclui um contêiner de amostragem ou câmara 3204 para segurar a amostra de teste retirada. A amostra de teste incluirá uma parte da amostra de espécime e qualquer cultura presente de mídia. Outra personificação possível é que o dispositivo de amostragem contém uma agulha com bainha estéril e está diretamente conectada ou incorporada no mecanismo de separação (isto é, uma amostra combinada e um dispositivo de separação, veja as figuras 90-108). O dispositivo de remoção de amostra 1912 pode incluir opcionalmente características para descontaminar a superfície da frasco antes da amostragem (se necessário).
O mecanismo de transferência robótica 1910 (figura 35) pode ser movido em três eixos de translação ortogonal mutuamente além de um eixo giratório ao redor de um dos eixos de translação ortogonal de forma a habilitar o posicionamento do aparelho de remoção de amostra 1912 oposto ao ponto de acesso (exemplo, pausador, ou septo) de cada contêiner de espécime/frasco 500enquanto a frasco é segurada nas prateleiras 2310 do segurador de contêiner de espécime 1906. O alinhamento de uma agulha com bainha 3202 do dispositivo de amostragem 1902 para o ponto de acesso de frasco pode tanto ser realizada por uma característica de
72/140 estivador criada no contêiner 500, um sistema de visão (exemplo, câmera) ou usando coordenadas dimensionais pré-programadas e um controlador de movimento de precisão do mecanismo de transferimento de robô 1910. A frasco 500 é preferencialmente primeiro inclinada para cima de forma que o espaço abaixo o ponto de espaço ou pausador contenha gases de espaço de cabeça e não líquido de mídia. A lógica para esta etapa é que o contêiner deve primeiro ser ventilado de forma que a pressão na frasco seja fechada para a pressão atmosférica. Isto prevenirá a ventilação de aerosóis da frasco e transferidor de fluido de acesso e sobrecarregar e possível derramamento no caso de uma situação sobre pressão.
Similarmente, se a cultura não tiver produzido produtos de significância (exemplo, gases de espaço de cabeça) ou microorganismo não é um “produtor de gás”, haverá uma condição sob pressão ou a pressão dentro da frasco será abaixo da pressão atmosférica que tornará a amostragem difícil. A ventilação asséptica equilibrará a pressão de forma que o fluído da amostra possa ser removido da frasco. Depois da ventilação apropriada, a frasco 500 é inclinada de forma que a porta de acesso da frasco seja orientada para baixo e o líquido da amostra possa ser transferido para um dispositivo de amostragem 1902. O dispositivo de amostragem retira, por exemplo, 0.5 ml, 1.0 ml, ou 2.0 ml de amostra de sangue/mfdia do contêiner de espécime. Alternativamente, um dispositivo tipo seringa deslocado positivo pode ser desenvolvido para proporcionar amostragem de contêineres de espécime sobre uma grande gama de vácuo ou condições de pressão.
Lise opcional de componentes na amostra de teste
Depois que a amostra de teste tenha sido retirada do contêiner de espécime 500, qualquer um dos componentes celulares contidos nele (exemplo, células sanguíneas) podem precisar ser lisados de forma que eles não interfiram com os processos de caracterização/identificação e separação descritos abaixo. A etapa de lise opcional pode ser desempenhada usando um tampão de lise (que é uma solução surfactante balanceada de pH) ou pode ser realizados usando sonicação. Ambas abordagens causam rompimento das paredes de células sanguíneas. A operação de lises podem ser desempenhadas adicionando um tampão de lises ao dispositivo de amostragem disposto 1902 tanto instrumento de caracterização e/ou identificação dentro e fora 104. Alternativamente, o tampão de lises pode ser misturado com uma amostra sanguínea/mídia durante o carregamento da amostra dentro do dispositivo de separação. Depois de o tampão de lises e amostra sanguínea/mídia serem combinadas, uma quantidade de agitações ou misturas necessárias para desempenhar para assegurar que o tampão de lise entre em contato com células
73/140 sanguíneas e ocorra a ruptura da parede celular. Em uma possível personificação, o mecanismo de transferência robótica pode mover para cima e para baixo ou ao contrário amortecer esta mistura. Em outra personificação, a estação de mistura (exemplo, vortexer como descrito na segunda personificação abaixo) pode ser incluído no instrumento 104 para amortecer esta mistura.
Como uma alternativa, o dispositivo de separação 1904 pode ter dois ou mais componentes separados por um gel termoresponsivo ou outro material de separação que permitirá ao tampão de lises e à mistura sanguínea/mídia ser combinada, e então passar através do dispositivo de separação de microorganismo.
Outra aproximação pode ser incorporada a um filtro para coletar os microorganismos em uma superfície e então resuspender os microorganismos em um inoculo para teste.
Visualiza-se que o dispositivo de separação múltipla 1904 pode ser proporcionado em um formato do tipo cartucho, cassete, disco ou fita para facilitar o conforto do usuário do sistema de carregamento.
A estação de separação e/ou concentração (figuras 31,51, item 1916) e dispositivo de separação (figuras 31,36-41,51, item 1904)
Depois de retirar o espécime do contêiner de espécime, e depois de um lise ótico dos componentes moleculares (exemplo, células sanguíneas) no dispositivo de amostragem 1902, a amostra é então injetada ou ao contrário introduzida em um dos dispositivos de separação 1904. Um agente microbial presente em uma amostra é separado dos outros componentes e concentrado dentro de uma pastilha ou massa tipo pastilha dentro do dispositivo de separação 1904.
Os detalhes da separação e/ou concentração de microorganismos no dispositivo de separação (1904) são descritos nos aplicativos de patentes relacionas incorporadas para referência aqui abaixo deste aplicativo, mas o método básico será descrito abaixo. A separação é realizada usando uma solução de densidade ou uma filtração de amortecimento de densidade. Em uma personificação, o dispositivo de separação 1904 é pré-carregado com o amortecimento de densidade. A separação e concentração ocorrem por meio de centrifugação do dispositivo de separação 1904.
O dispositivo de separação 1904 (figuras 36-41) eles mesmos podem tomar forma de um desenho de tubo capilar com um tubo capilar de seção transversal interna de 1 - 2 mm de diâmetro depositado com a solução de densidade. Acima, esta região de tubo capilar é uma estrutura em canudada que abre para cima
74/140 (isto, é, abre para uma área transversal maior) para proporcionar um reservatório de amostra sanguínea/ mídia e solução de densidade. A superfície de fundo do dispositivo de separação é feita de um material que tenha uma boa transmissão de luz visível e ultravioleta. O topo da estrutura tem uma aba que é aplicada antes da centrifugação. Em configurações alternativas o dispositivo de separação pode ser iluminado do lado em que caso a parte mais baixa do dispositivo de separação seja feito de um material que tenha uma boa transmissão de luz visível e ultravioleta; o formato transversal do tubo capilar pode ser circular ou quadrado.
Os componentes mexidos ou lisados (amortecimento de lise e amostra de teste) são carregados em um dispositivo de separação 1904 (veja figuras 50A-C e descrições abaixo) por meio de injeção da amostra do dispositivo de amostragem 1902 dentro do dispositivo de separação 1904. A solução de densidade é tanto carregada no dispositivo de separação 1904 ligado ao instrumento de caracterização e/ou identificação 104 ou, mais preferencialmente dispositivo de separação 1904 é enviado pré enchido com a solução de densidade. Depois que a amostra lisada ou misturada é carregada no dispositivo de separação 1904 e o dispositivo 1904 completado, o dispositivo de separação 1904 é carregado na centrífuga 19016. Alternativamente, esta aba é configurada com um septo. A amostra pode ser adicionada ao dispositivo 1904 perfurando o septo, prevenindo a necessidade de remoção e recolocação. A centrífuga é acionada e fiada, exemplo, por varias minutos em um rpm elevado. Esta ação causa ao agente microbial (que não é lisado) passar através da solução de densidade e concentrar na base do tubo capilar no dispositivo de separação 1904 de uma pastilha ou massa tipo pastilha bem mo fundo do tubo (veja figura 40, pastilha de agente microbial concentrada 2804). Em uma personificação, o dispositivo 1904 carregado com o tampão de densidade é centrifugado antes para carregar a amostra de teste para remover qualquer bolha de ar ou similar que possa, ao contrário, interferir nas etapas de concentração e/ou separação.
Modulo de caracterização/identificação (estação de leitura) para identificação e/ou caracterização microbial (figuras 31, 51,52 item 1918).
Depois que o dispositivo de separação 1904 tenha sido centrifugado como descrito acima, a centrífuga 1916 pode ser girada de forma que o dispositivo de separação 1904 está em uma posição de leitura onde o módulo de identificação e/ou caracterização (estação de leitura) 1918 possa interrogar um agente microbial concentrado e/ou separado (figura 40, pastilha 2804). Alternativamente, o dispositivo de separação 1904 pode ser removido da centrífuga pelo mecanismo de
75/140 transferimento robótico 1910 e colocado em uma estação de leitura em uma localização separada.
Em uma forma, a estação de leitura 1918 inclui um dispositivo de leitura ótica para interrogar o agente microbial concentrado (pastilha) com o dispositivo de separação 1904. Uma vez que um agente microbial/microorganismo na amostra sanguínea/mídia é forçada para o fundo da superfície do tubo capilar no dispositivo de separação 1904 (veja figuras 40, 41), o agente microbial estará em contato com a superfície do fundo. Em uma possível implementação, o dispositivo de leitura ótica observa o sinal fluorescente (exemplo, sinal fluorescente intrínseco) emitido do agente microbial concentrado devido à iluminação de uma fonte de luzes de excitação.
O sinal fluorescente (exemplo fluorescente intrínseco) resulta da excitação por uma fonte de luz IR ou espectro visível UV (veja figura 41). As fontes de luz podem ser uma lâmpada contínua como uma lâmpada de xênon ou deutério para UV e/ou uma lâmpada halogena de tungstênío para excitação IR visível. Uma vez que as fontes de luz tenham ampla taxa de emissão, a faixa de excitação pode ser reduzida usando filtros de passagem de faixa ótica. Outros métodos para emissão de largura de comprimento de ondas espectrais que podem ser utilizados incluem um filtro sintonizável ótico-acústíco, filtro sintonizador de cristal líquido, uma série de filtros de interferência ótica, espectrograma de prisma, e ainda outros. Alternativamente, lasers estão disponíveis em comprimento de onda distintos do ultravioleta para o próximo infra-vermelho; adicionalmente muitos métodos multiplicados são conhecidos para aqueles habilidosos na arte.
Alternativamente, diodos de emissão de luz podem ser usados como uma banda estrita de fontes de luz de excitação. LED’s estão disponíveis de um pico de comprimento de onda de 240 nm para até um excesso de 700nm com uma largura espectral de 20-40 nm. Os mesmos métodos para a redução da largura espectral podem ser incorporados com o LED para melhorar a discriminação entre excitação e emissão espectral.
A emissão de uma amostra pode ser medida por um meio compatível de discriminação espectral, mais preferencialmente empregando um espectro metro. O espectrômetro pode ser um escâner monocromático que detecta emissão específica de comprimento de ondas onde a saída do monocromador é detectada por um tubo fotomultiplicador e/ou o espectrômetro pode ser configurado como um espectrógrafo de imagem onde a saída é detectada por uma série de detectores de imagem tais como uma série de detectores de dispositivo de carga
76/140 acoplado (CCD). Em uma personificação, um discriminador permite a observação do sinal fluorescente e/ou espalhado por um meio de fotodetecção (tais como tubo fotomultiplicador, fotodiodo de avalanche, série de detectores CCD, um semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS) série de sensores de área e/ou série de 5 detectores de dispositivo de carga acoplada multiplicados (EMCCD) (figura 1, item 1920). Um sistema de lentes óticas (2904 na figura 41) em frente a série de sensores aumentará a área de 0.78 -2.0 mm2 formando o fundo do tubo capilar 2604 de forma que ele preencha a estrutura da série de sensores. Alternativamente, o acoplamento entre o dispositivo de separação disposto 1902 e a fibra ótica é uma fibra ótica direta 10 acoplada com o sistema de lentes; a sonda de fibra ótica é uma configuração em torno de seis na extremidade distal, com a extremidade proximal tendo uma configuração linear para a emissão de fibras para acoplar dentro da fenda de entrada de um espectrômetro. Um sinal fluorescente fortalecido em vários comprimentos de onda diferentes são adquiridos e gravados em uma memória de computador.
Uma configuração alternativa é reduzir o tubo capilar 2604 para menos de 1 mm de diâmetro para dar conta das amostras de biomassa mais baixas. Entretanto, a geometria da área capilar pode tomar outros formatos, tal como um formato retangular transversal interno. Outra personificação ótica é configurar o leitor 1- do tubo capilar do lado em vez do fundo. Existem dois benefícios possíveis a fazer assim: (1) evitar detritos ou fibras que sedimentam na base do tubo capilar e (2) proporcionar a oportunidade de identificar oticamente a presença de agentes polimicróbicos. Um tubo capilar de formato retangular pode ser preferido para este lado de aplicativo leitor.
O módulo de identificação e/ou caracterização 1918 inclui um 25 computador (figura 31, item 1924) que opera nas medidas de sinal fluorescente fortalecidas que são estocadas na memória. As medidas são comparadas a medidas de espectra fluorescentes experimentalmente determinadas para diferentes tipos de microorganismos (isto é Gram positivo, Gram Negativo, levedura, etc) que também são estocados na memória. O computador executa a classificação algorítmica e gera 30 um resultado de classificação para agente microbial, exemplo, Gram classificação,
Gram família, e espécies. Em uma configuração, facilita a análise do espectra do sinal fluorescente intrínseco capturado é realizado de forma que a caracterização e/ou identificação de espécies ou pelo menos as três probabilidades mais altas para a identificação de espécie é alcançada. Detalhes na execução do método pelo 35 computador para a identificação e/ou caracterização estão explicadas abaixo.
A identificação do tipo Gram, gram família e espécies também
77/140 podem ser realizadas usando uma avaliação de micro-Raman. Um espectrômetro Raman é uma técnica não de contato onde a amostra é iluminada por uma radiação de laser. A luz dispersada é tanto dispersada elasticamente ou inelasticamente pela interação com as moléculas que compreendem o agente microbial. A luz dispersada elasticamente é referida a dispersada Rayleigh e a luz dispersada inelasticamente é dispersada Raman. Um espectroscópio Raman tem sido mostrado para ser um método potencialmente viável para a identificação e/ ou caracterização de microorganismo pela examinação do espectra vibracional do microorganismo.
A iluminação a laser e uma coleção dispersada ótica são designadas para focar a viga a um tamanho de ponto limitado perto de difração. Este tamanho assegura um sinal de laser adequado no micróbio uma vez que a dispersão Raman é muito ineficiente. As coleções óticas são designadas para capturar eficientemente a luz dispersada e acoplá-la em um espectrômetro para análise. O sinal Raman pode ser adquirido em uma ou mais localizações e o sinal subsequente medido.
Uma vez que o sinal Raman seja obtido, é analisado para a localização e fortalecer os picos chave no espectra. Isto é comparado a conjuntos de dados de referência estocados de microorganismos conhecidos de forma que o Gram tipo, informação morfológica e identificação de espécies possam ser obtidas. O conjunto de informações de referência de microorganismos já conhecidos pode ser obtido no mesmo instrumento usando o mesmo método e instrumentos de leitura.
Os métodos usados para identificação são descritos em maiores detalhes nos aplicativos co-pendentes depositados em outubro de 2009 citados e incorporados aqui para referência no começo deste documento, e o leitor é direcionado a tal aplicativo de patente para detalhes futuros. Os métodos usando fluorescente intrínseco e um método de classificação hierárquica taxonômica são também explicados em detalhes abaixo.
Um dispositivo de amostragem disposto 1902 e um dispositivo de separação 1904 (figuras 31, 53, item 1908).
Depois da amostra de teste ser injetada do dispositivo de amostragem 1902 no dispositivo de separação 1904, o dispositivo de amostragem 1902 é descartado em um contêiner de biolixo 1908 com o instrumento de caracterização e/ou identificação 104. Depois da leitura do dispositivo de separação 1904, o dispositivo de separação 1904 também é descartado no contêiner de biolixo 1908. O contêiner de biolixo é periodicamente removido do instrumento de identificação e/ou caracterização e esvaziado, e então recolocado no instrumento de
78/140 identificação e/ ou caracterização.
Interface do Usuário
O instrumento de identificação 104 preferencialmente inclui uma interface de usuário (não mostrada) que proporciona um operador com 5 informação de status em relação ao contêiner de espécime carregado no instrumento ? de identificação. A interface do usuário pode incluir algumas ou todas as seguintes características:
• Display com tela de toque • Teclado na tela de toque · Status de sistema • Alerta positivo • Comunicação com outros sistemas (DMS, LIS, BCES & outros instrumentos de identificação ou detecção).
• Status de contêineres de espécime · Recuperar contêineres de espécime • Indicador positivo auditivo e visual • Acesso USB (acesso ao sistema externo e cópias de segurança).
• Notificação Remota ou Resultados de Identificação e/ou 20 Caracterização, Status de Sistema e Mensagens de Erro
A aparência particular ou disposição da interface de usuário não é particularmente importante.
Os resultados são enviados a um dispositivo de saída 1926 (figura 31), que pode ser uma memória de computador, instrumento de display, 25 impressora, Pager, telefone celular, assistente pessoal digital, servidor de e-mail, ou outro dispositivo. Os resultados tipicamente incluirão um ou mais dos seguintes: tipo gram clínico do agente microbial, identificação e/ou caracterização do agente microbial, ou outras informações clínicas.
Contêiner de Espécime 500
O contêiner de espécime 500 mostrado na figura 31 é designado para segurar e conter uma amostra e pode tomar a forma de um frasco de cultura padrão, exemplo, frasco de cultura sanguínea. Personificações preferidas de frasco incorporam um código de barras (figura 31) para a leitura automática do frasco 500 no instrumento de identificação e/ou caracterização 104 ou equipamento 35 desligado. O frasco 500 inclui um pausador (não mostrado) vedando o contêiner do ambiente tendo um septo perfurável. Opcionalmente, onde a frasco é usada tanto para
79/140 detecção e identificação automática, o frasco inclui uma detecção colorimétrica da presença de crescimento microbial no frasco 500. Os contêineres de espécime do tipo mostrado na figura 1 são bem conhecidos na arte e descritos na literatura de patente citada na cessão de antecedentes deste documento, desta forma uma descrição é desnecessária.
A configuração do frasco não é particularmente importante e o sistema inventivo e métodos podem ser adaptados a uma variedade de contêineres para conter uma amostra. Assim, a presente descrição de contêineres de espécime de cultura sanguínea é oferecida como exemplo e não limitação.
Descrição Detalhada da Primeira Personificação (figuras 31-56)
A figura 32 mostra uma configuração possível do instrumento de identificação e/ou caracterização 104, incluindo um cassete de dispostos 1900, uma prateleira ou segurador 1906 para contêineres de espécime positivo, um contêiner de lixo 1908, um mecanismo de transferência robótica 1910, um aparelho removedor de amostra 1912 que está anexado ou ao contrário acoplar o mecanismo de transferência robótica 1910, uma estação de concentração e separação 1916, e um módulo de identificação e/ou caracterização 1918. A figura 33 é uma visão plana de cima da disposição da figura 32. O segurador 1906 inclui três prateleiras que são orientadas em uma posição para incubação e recebimento de novos contêineres de espécime positivo, exemplo, de um instrumento de detecção remoto ou uma porta de carregamento manual. Na figura 34, as prateleiras são removidas para uma posição para remoção de amostra dos contêineres de espécime, e carregar a amostra no dispositivo de amostragem 1904.
A figura 35 é uma visão perspectiva do instrumento de identificação e/ou caracterização na posição da figura 34, mostrando o instrumento de identificação e/ou caracterização 104 em maiores detalhes. O segurador 1906 inclui três prateleiras separadas 2310, cada um segurando vinte contêineres de espécime 500. As prateleiras 2310 são giratórias como uma unidade sobre o eixo horizontal para inclinar os contêineres de espécime em uma posição orientada para cima (mostrado na figura 35) com o propósito de ventilar os contêineres de espécime e para uma orientação para baixo (veja figura 45) para remoção de amostra.
O mecanismo de transferência robótica 1910 inclui trilhos de guia vertical 2320 e trilhos de guia horizontal 2324. O aparelho de remoção de amostra 1912 é movido da esquerda para a direita e para cima e para baixo por meios de colares conectados aos trilhos de guia e um motor e um cinto dirigindo sob dispositivo (não mostrado, mas convencionado). Assim, o aparelho de remoção de amostra 1912
80/140 pode mover pra qualquer posição de frasco em três prateleiras 2310, quando os contêineres de espécime estão tanto na orientação acima ou abaixo. O aparelho de remoção de amostra 1912 pode mover para frente e para trás deslizando ao longo das guias 2322.
A figura 35 também indica que o instrumento 104 inclui eletrônicos 2300, que incluem um computador 1924 para processar medidas fluorescentes, uma memória 2302 de estocagem de resultados das análises e uma memória ou unidade de processamento 2304 para estocar código de programa para operação do instrumento de identificação e/ou caracterização 104. Os eletrônicos 2300 são preferencial mente localizados atrás de painéis compatíveis, que não são mostrados.
Cassete de dispostos
A figura 35 mostra um cassete 1900 de dispositivos dispostos que são carregados no instrumento de identificação e/ou caracterização 104. Este cassete 1900 inclui uma multiplicidade de dispositivos de amostragem 1902 e dispositivos de separação 1904.
O dispositivo de separação 1904 é mostrado nas figuras 36-41. Referindo-se a estas figuras, o dispositivo de separação consiste de um corpo 2402 que define um reservatório 2602 e um tubo capilar 2604 que é conectado ao reservatório 2602. O corpo 2402 define um eixo 2608 e um tubo capilar 2604 é orientado ao longo de um eixo 2608. A primeira extremidade do tubo capilar 2610 é conectada ao reservatório 2602 e a segunda extremidade 2612 do tubo capilar comunica-se com a parte do tubo 2702 de uma extremidade da peça 2502. O reservatório é acessado através da tampa removível 2404 que rosqueira para rosquear 2502 formadas na parte superior do corpo 2402. A parte mais abaixo do corpo 2402 é fechada por uma extremidade da peça 2502 que é afixada ao corpo por meio de um cume 2704 encaixando em um recuo correspondente 2606 no corpo e soldando ou usando um adesivo. A parede do fundo 2506 da extremidade da peça 2502 é de espessura reduzida como indicado na figura 38. A extremidade da peça incorpora um tubo capilar 2702 que é alinhado ao tubo capilar 2604 do corpo 2402. O corpo 2402 próximo à segunda extremidade do tubo capilar é feito oticamente de um material transparente; na personificação da figura 37 a extremidade da peça 2502 é oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica do agente microbial concentrado 2804 localizado no fundo do tubo capilar 2604. O dispositivo de separação 1904 é carregado com uma solução de densidade ou “almofada” 2802 (figura 40), tanto pré-carregada com material ou menos preferencialmente o material é
81/140 adicionado ao dispositivo de separação com um instrumento de identificação e/ou caracterização.
As figuras 42 e 43 mostram uma personificação de um dispositivo de separação 1904 em que o corpo do dispositivo de separação 1904 é uma construção de apenas uma peça. Paredes 3002 proporcionam suporte para a parte mais baixa do tubo capilar 2602. O corpo próximo da porção mais baixa do tubo capilar 2604 é feito de um oticamente de material transparente.
A figura 41 mostra a operação de interrogação de um agente microbial concentrado 2804 com o dispositivo de separação 1904, uma operação desempenhada pelo módulo de identificação 1918 das figuras 31 e 35. A luz de uma fonte de luz passa ao longo de uma fibra ótica 2902 e é direcionada pelo sistema de lentes 2904 para a base do dispositivo de separação 1904. A luz estimula a produção de fluorescente do agente microbial 2804 e o fluorescente é direcionado através de uma fibra ótica 2906 através de lentes 2904 e fibras 2902 para um sistema de dispersão de espectro em um módulo de identificação 1918 (figura 31) para a série de sensores (1920, figura 31).
O dispositivo de amostragem 1902 é mostrado esquematicamente e partes não escaladas na figura 44. O dispositivo 1902 pode tomar forma de um dispositivo tipo seringa tendo um corpo 3200 definindo uma câmara 3204 e uma agulha com bainha 3202. A câmara 3204 pode ser pré-carregada com um tampão de lise 3206. O topo da câmara 3204 é fechado. A câmara pode ter uma porta 3208 que permite ao dispositivo de amostragem se conectar a uma unidade pneumática ou de vácuo para facilitar a ventilação ou amostragem da amostra do frasco 500. O tampão de lise 3206 pode ser pré-carregado no dispositivo de amostragem 1902, ou pode ser carregado no dispositivo 1902 no instrumento na hora do uso.
Em uma personificação, o tampão de lise carregado no dispositivo de amostragem 1902 pode ser adaptado a espécie que se espera encontrar. Em uma possível configuração, vários reservatórios de tampões de lise selecionados estão presentes neste instrumento 104 e um dos tampões de lise é carregado no dispositivo no dispositivo de amostragem na hora do uso que é selecionado para ser o mais ótico para a amostra contida em um dado contêiner de espécime. Adicionalmente, a amostragem pode ser repetida com diferentes dispositivos de amostragem cada um contendo um tampão de lise seletivo diferente.
Aparelho de Remoção de Amostra (Cabeça de Amostragem)
1912
82/140
Ο aparelho de remoção de amostra 1912 das figuras 31 e 36 operam para remover uma parte da amostra biológica no contêiner de espécime positivo 500 do contêiner de detecção 500 e adicionar a parte ao dispositivo de separação 1904 obtido pelo fornecimento de dispositivos de separação 1900. A configuração física do aparelho de remoção de amostra 1912 pode tomar uma variedade de formas, dependendo da configuração dos contêineres de espécime, o dispositivo de amostragem, o dispositivo de separação. Em uma personificação ilustrada, um aparelho de remoção de amostra 1912 toma a forma de dedos articulados que se abrem e fecham de forma a alcançar o dispositivo de amostragem 1902 e o dispositivo de separação 1904. O aparelho de remoção de amostra 1912 é movido para uma posição requerida para amostragem e carregamento no dispositivo de separação por meios de operação de mecanismo de transferência robótica 1910.
Ventilação e Amostragem
Com referência a figura 45, o aparelho de remoção de amostra 1912 é movido para um posição onde ele é colocado diretamente acima de um dispositivo de amostragem 1902 no cassete 1900. Os dedos do aparelho de remoção de amostra 1902 agarram o dispositivo de amostragem 1902 e o aparelho 1912 é elevado para cima, removendo o dispositivo de amostragem 1902 do cassete 1900. Como mostrado na figura 46, os contêineres de espécime 500 são inclinados para cima. O paralizador no topo do frasco é esterelizado usando uma luz UV ou agente desinfetante (exemplo, alvejante ou álcool). Como mostrado na figura 47, a frasco é ventilada introduzindo uma agulha 3202 (figura 44) do dispositivo de amostragem através de um septo perfurável em um pausador do frasco 500, equilibrando a pressão no interior da frasco para as condições ambientes. A porta 3208 do dispositivo de amostragem pode ser conectada ao sistema pneumático (1914, figura 31) durante este processo, exemplo, uma bomba de diagrama rolante 1710 como mostrada na segunda personificação abaixo.
Como mostrada nas figuras 18 e 19, as prateleiras 2310 são então giradas para a orientação abaixo. O aparelho de remoção de amostra 1912, em conjunto com o sistema pneumático, retira uma amostra de teste (isto é, uma parte da amostra de espécime) do frasco 500 dentro do dispositivo de amostragem 1902.
Lise
O dispositivo de amostragem 1902 é opcionalmente carregado com aproximadamente 1ml de um tampão de lise 3206 (figura 44). Nesta personificação, uma amostra de teste de aproximadamente 2ml é removida da frasco 500 e misturada com o tampão de lise no dispositivo de amostragem 1902, exemplo,
83/140 por agitação do dispositivo 1902 depois do carregamento da amostra de teste no dispositivo de amostragem 1902. A operação de lise é selecionada para componentes de não microorganismos, exemplo, células sanguíneas, isto é, as células de agente microbial não são lisadas.
O tampão de lise 3206 lisa seletivamente as células indesejadas (isto é, células de não microorganismos) que podem estar presentes na amostra, exemplo, células sanguíneas e/ou células de tecido. O lise seletivo de células de não microorganismos permite a separação dos microorganismos de outros componentes que podem estar presentes na amostra. Portanto, a solução de lise é 10 uma que é capaz de selecionar células lisadas, exemplo, células de não microorganismos (exemplo, solubilízando membranas de células eucariótidas). A solução de lise pode compreender um ou mais detergentes, uma ou mais enzimas, ou uma combinação de um ou mais detergentes e uma ou mais enzimas.
Detergentes úteis podem incluir um ou mais detergentes líticos não desnaturante, tais como Triton® X-100 Triton® X-100-R, Triton® X-114, NP-40, Genapol® C-100, Genapol® X-100, Igepal® CA 630, Arlasolve™ 200, Beij® 96/97, CHAPS, Octilp-D-glicopiranosídeo, saponina, e éter nonaetileno glicol monododecil (C12E9, polidocenol). Opcionalmente, detergentes não desnaturantes podem incluir, tais como sulfato dodecil sódico, N-laurilsarcosina, desoxicolato de sódio, sais biliares, 20 bromato de hexadeciltrimetilamonio, SB3-10.SB3-12, amidosulfobetaino-14, e C7BzO.
Opcionalmente, solubilizantes podem também incluir, tais como Brij® 98, Brij® 58, Brij® 35, Tween® 80, Tween® 20, Pluronic® L64, Pluronic® P84, sulfobetainos não detergentes (NDSB201), amphipois (PMAL-C8), e metil-p-ciclodextrina. Em uma personificação, detergente polioxietileno detergentes podem ser preferidos. O 25 detergente polioxietileno pode compreender a estrutura C12-18/E9-10, onde C12-18 denomina um comprimento de cadeia de carbono de átomos de carbono 12 a 18 e ΕΘΙΟ denominam grupos de cabeça oxietilenos hidrofílicos de 9 a 10. Por exemplo, detergente polioxietileno pode ser selecionado de um grupo consistindo de Brij® 97, Brij® 96V, Genapol® C-100, Genapol®X-100, éter de nonaetileno glicol (polidocanol), 30 ou uma combinação dos mesmos. Ácido de etilenodiaminetetraacetico (EDTA)
A solução de lise pode compreender uma ou mais enzimas. Enzimas que podem ser usadas na soluções de lise incluem, sem limitação, enzimas que digerem ácidos nucléicos e outros materiais de incrustação da membrana (exemplo, proteinase XXIII, DNase, neuraminidase, polisacarídeo, Glucanex®, e 35 Pectinex®).
Em outra personificação, um ou mais agentes adicionais
84/140 podem ser usados, incluindo, por exemplo, agentes de redução tais como 2mercaptoetanol (2-Me) ou ditiotritol (DTT), agentes estabilizadores tais como magnésio, piruvato, e humectantes, e/ou agentes quelantes tais como ácido etilenodiaminetetraacetico (EDTA). A solução de lise pode ser amolada em qualquer pH que seja compatível para lisar as células desejadas, e depende de fatores múltiplos, incluindo sem limitação, o tipo da amostra, as células a serem lisadas, e o detergente usado. Em algumas personificações, o pH pode ser em uma taxa de cerca de 10 a 13. Tampões de compatíveis pH incluem qualquer tampão capaz de manter um pH na taxa desejada, exemplo cerca de 0.05M a 1.0M CAPS.
Dispositivo de separação em uma dispensa 1904 e separação/concentração
Como mostrado nas figuras 20A e 20B, o aparelho de remoção d amostra 1912 carrega um dispositivo de amostragem 1902 (carregado com um tampão de lise misturado e uma solução de amostra) para a posição de um dos dispositivos de separação 1902 no cassete 1900. O aparelho de remoção de amostra perfura a tampa do dispositivo de separação 1904 com a seringa 3202 do dispositivo de amostragem 1902 e injeta 0.5 a 1.0 ml da amostra de teste + tampão de lise misturado ao reservatório do dispositivo de separação 1904. O dispensador pode ser também desempenhado depois do capeamento do dispositivo de separação 1904 e recapeamento do dispositivo de separação 1904 depois do recapeamento. O aparelho de remoção de amostra então transfere o dispositivo de amostra 1902 para o contêiner de lixo 1908 como mostrado na figura 50C e depositado no contêiner de lixo.
Em uma personificação, a separação é carregada para a fora da etapa de centrifugação em que a amostra (exemplo, uma amostra lisada) é colocada no todo de um topo de aproximadamente 1ml de amortecedor de densidade de fase líquida 2802 (figura 40) anteriormente carregada no dispositivo de separação 1904 e o dispositivo 1904 é centrifugado sob condições (exemplo, 10,000g) que permite aos microorganismos serem isolados e concentrados (exemplo, os microorganismos de uma pastilha ou massa tipo pastilha no fundo e/ou lado do dispositivo de separação 1904). Amortecedor de Densidade refere-se a solução contendo uma densidade completamente homogênea. A densidade do amortecedor é selecionada de forma que os microorganismos na amostra passem através dos amortecedores enquanto outros componentes da amostra (exemplo, caldo de cultura sanguínea, detritos de células) permanecem no topo do amortecedor ou não passam todos pelo mesmo lugar através do amortecedor de densidade.
O material do amortecedor de densidade 2802 pode ser de
85/140 qualquer material que tenha uma taxa de densidade apropriada para os métodos desta invenção. Em geral, a densidade do amortecedor está na taxa de 1.025 a 1.120 g/ml. Em outra personificação, o material é de silica coloidal. A silica coloidal pode ser descoberta (exemplo, Ludox® (W.R. Grace, CT)) ou coberta, exemplo, com silano 5 (exemplo, PureSperm® (Nidacon lnt’l, Sweden) ou Isolate® (Irvine Scientific, Santa
Ana, CA)) ou polivinilpirrolidone (exemplo, Percoll™, Percoll™Plus (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)). A silica coloidal pode ser diluída em qualquer média compatível para formar a densidade própria, exemplo, soluções de sal balanceadas, salina fisiológica, e/ou 0.25M sucrose. Densidades compatíveis podem ser obtidas com a silica coloidal 10 a uma concentração de 15% a 80% v/v, exemplo, de 20% a 65% v/v. Outro material compatível para amortecedores de densidade é um agente de contraste iodado, exemplo, (Visipaque™ ou OptiPrep™). Densidades compatíveis podem ser obtidas com iohexol ou iodixanol em uma concentração de 10% a 25% w/v. Sucrose pode ser usado como um amortecedor de densididade a uma concentração de 10% a 30% w/v 15 exemplo, de 15% a 20% w/v, para amostras de cultura sanguínea. Outros materiais compatíveis que podem ser usados para preparar o amortecedor de densidade incluem baixa viscosidade, óleos de alta densidade, tais como óleo de imersão microscópica (exemplo, Type DF; Cargille Labs, New York), óleo mineral (exemplo Drakeol® 5, Draketex 50, Peneteck®; Penreco Co., Pennsylvania), óleo de silicone 20 (polidimetilsiloxano), óleo de fluorosilicone, silicone gel, metrizoate-Ficoll® (Lymphoprep™), exemplo, a uma concentração de 75% a 100% para amostras de cultura sanguínea, diatrizoato-dextrano (PolimorphoPrep™), exemplo, em uma concentração de 25% a 50% para amostras de cultura sanguínea, carboximetil celulose, hidroxipropilmetil celulose, oxido de polietileno (peso molecular mais 25 elevado), Pluronic® F127, Pluronic® F68, misturas de compostos de Pluronic®, ácidos poliacrílicos, álcool polivinil reticulado, pirrolidino de polivinil reticulado, PEG metil éter metacrilato, pectina, agarose, xantana, gelana, Phytagel®, sorbitol, Ficoll® (exemplo, Ficoll® 400 a uma concentração de 10% a 15% par amostras de cultura sanguínea), glicogêneo, cloreto de césio (exemplo, a uma concentração de 15% a 25% em 30 amostra de cultura sanguínea), fluidos de perfluorocarbono (exemplo, perfluoro-noctano), fluidos de hidrofluorocarbono (exemplo, Vertrel XF), e similares são bem conhecidos na arte.
Em uma personificação, o amortecedor de densidade é 1 selecionado de uma ou mais sílicas coloidais, iodixanol, iohexol, cloreto de césio, 35 metrizoate-Ficoll®, diatrizoato-dextrano, sucrose, Ficoll® 400, e/ou dextrano em qualquer combinação. O amortecimento de densidade pode também ser feito de uma
86/140 combinação de materiais, exemplo, uma combinação de sílica coloidal e óleo.
Transferência para uma estação de concentração e separação (Centrífuga)
Como mostrado na figura 51, depois de carregar o dispositivo de separação 1904 com uma amostra de teste lisada ou misturada, o aparelho de remoção de amostra 1912 recupera o dispositivo de separação carregado 1904, elevao para fora do cassete 1900, e move o dispositivo de separação 1904 para a centrífuga 1916. O separador 1904 é então colocado dentro do segurador ou posição de carregamento da centrífuga 1916.
Uma separação ou concentração de um agente microbial em uma amostra ocorre com o dispositivo de separação 1904 usando a centrífuga 1916.
A etapa de separação pode ser carregada para fora para separar os microorganismos de outros componentes da amostra (exemplo, não microorganismos ou componentes do mesmo) e concentrar os microorganismos em uma pastilha que possa ser interrogada com propósito de identificação e caracterização. A separação não precisa ser completa, isto é, não é requerido que 100% da separação ocorra. Tudo que se requer é que a separação dos microorganismos de outros componentes da amostra seja suficiente para permitir a interrogação da amostra dos microorganismos sem interferência substancial de outros componentes.
A centrífuga gira o dispositivo de separação 1904 em alta velocidade a fim de concentrar o agente microbial no fundo do tubo capilar no dispositivo de separação 1904. A combinação da ação do tampão de lise nas células de não microorganismos (exemplo, células sanguíneas), a presença de solução de densidade no dispositivo de separação 1904, e uma centrifugação, resultam em uma separação do agente microbial da mistura de sangue lisado/caldo e a concentração de agente microbial em uma pastilha ou massa tipo pastilha no fundo do tubo capilar, como mostrado na figuras 40 e 41.
Em uma personificação, o dispositivo de separação 1904 é centrifugado em uma estação 1916 usando um rotor de balanço para fora de forma que os microorganismos formem uma pastilha diretamente no fundo do dispositivo de separação 1904 (no fundo do tubo capilar mostrado nas figuras 8, 10 e 13). O dispositivo de separação 1904 é centrifugado a uma aceleração suficiente e por um tempo suficiente para que os microorganismos sejam separados (exemplo, uma pastilha formada) de outros componentes da amostra. A aceleração da centrifugação pode ser de 1,000 x g a 12,500 x g, etc. o tempo de centrifugação pode ser de 1
87/140 minuto a 5 minutos.
Leitura
O módulo de identificação e/ou caracterização (estação de leitura 1918), que é mostrado posicionado adjacente à centrifuga então interroga o agente microbial concentrado usando um espectroscópio fluorescente (exemplo, fluorescente intrínseco e/ou reflectante difuso), espectroscópio Raman ou outra técnica ótica. Em outra personificação, os microorganismos nas pastilhas podem ser interrogados usando técnicas de espectrômetro de massa, tais como espectrômetro de massa MALDI-TOF, espectroscópio de massa de ionização eletrospray de dessorção (DESI), espectrômetro de massa GC, espectrômetro de massa LC, espectrômetro de massa de ionização eletrospray (ESI) e espectrômetro de Tubo de Fluxo de íon Selecionado (SIFT). Como mostrado na figura 22, o módulo de identificação e/ou caracterização 1918 pose ser fisicamente localizado próximo a centrífuga 1916, no caso em que o dispositivo de separação 1904 não necessita ser movido por um mecanismo de transferência robótica. Alternativamente, o módulo de identificação e/ou caracterização 1918 pode ser localizado em uma diferente localização no instrumento de identificação e/ou caracterização e o mecanismo de transferência robótica opera para mover o dispositivo de separação para a localização do módulo de identificação e/ou caracterização 1918.
Transferência para o lixo.
Depois de lido, como mostrado na figura 23, o mecanismo de transferência robótica 1910 e um aparelho de remoção de amostra 1912 opera para levantar o dispositivo de separação 1904 da centrífuga 1916, transfere o dispositivo de separação 1904 lateralmente e coloca o no contêiner de lixo 1908. A figura 24 mostra o contêiner de lixo 1904 contendo uma multiplicidade de dispositivos de amostragem 1902 e os dispositivos de separação 1908. Quando o contêiner de 1908 está cheio ele é removido do instrumento e então recolocado com um contêiner de lixo vazio. Antes do disposto do dispositivo de separação, uma imagem fotográfica da região mais baixa do dispositivo de separação deve ser tirada com uma câmera (não mostrado) para verificar o processo de separação e proporcionar informações de valiosas na identificação do isolado, tal como tamanho da pastilha, formato, cor e densidade.
Processamento externo de agente microbial concentrado
Enquanto na presente personificação o agente microbial é interrogado enquanto está sendo localizado no dispositivo de separação 1904, é possível remover o agente microbial concentrado do dispositivo de separação e testálo diretamente para identificar e/ou caracterizar o agente microbial.
88/140
Nesta variação, referindo-se a figura 55, o dispositivo de separação 1904 é transferido para um dispositivo de remoção ou estação 4302. Na estação 4302, uma tampa 2404 do dispositivo de separação 1904 é removida e o agente microbial é então objeto de um ou mais testes adicionais. Em uma possível configuração, o agente microbial 2804 é fornecido para a uma unidade de teste de diagnóstico molecular 4310 que pode incluir uma tira de teste disposta ou similar e instrumento de processamento para identificação do agente.
Alternativamente, uma amostra do agente microbial pode ser aplicada a uma placa de espectrômetro de massa MALDI 4314 e a placa inserida na unidade de espectrômetro de massa 4312. Alternativa mente, o agente microbial pode ser entregue a um dispositivo de teste de identificação e/ou caracterização 4318 (exemplo, cartão de teste) e o cartão incubado e testado em um instrumento de processamento 4316.
III Método de Operação
A. Fluxoqrama (figuras 56A, B. C)
O método de operação do instrumento de identificação e/ou caracterização 104 em uma personificação em que o contêiner de espécime 500 é objeto de ambas etapas detecção e identificação serão agora descritas com referência as figuras 56A-56C.
O processo começa na etapa 4402 com o carregamento da amostra em um dos contêineres 500 e entrega do contêiner carregado 500 a um instrumento de detecção (como descrito acima em conjunto com as figuras 1-30). Veja figura 77, instrumento 102.
Na etapa 4404, o contêiner 500 é carregado no instrumento de detecção 102, exemplo, colocando o contêiner de detecção no transportador que entregada o contêiner ao instrumento de detecção ou manualmente carregando o contêiner. (Veja figuras 77 e 78 e a descrição destas figuras abaixo).
Na primeira etapa 4406, o contêiner 500 é incubado no instrumento de detecção 102.
Na etapa 4408 o contêiner de detecção é lido (por uma unidade de detecção no instrumento 102).
Na etapa 4410, a leitura do contêiner de detecção é analisada para, determinar se o contêiner é positivo. Se não, os bancos de processamento ao longo banco NO 4411 e ma checagem é feita se o tempo estiver expirado (etapa 4413). Se o tempo tiver expirado, a frasco é considerada negativa e a frasco é transferida para o contêiner de lixo na etapa 4414. Ao contrario, a incubação continua
89/140 e as etapas 4406, 4408 e 4410 continuam periodicamente.
Se na etapa 4410 o contêiner de detecção é positivo, o processamento continua para o banco YES 4416. O contêiner de detecção é movido para a localização de saída no instrumento de detecção na etapa 4418. Na etapa 4420 o contêiner de detecção é transferido para o instrumento de identificação e/ou caracterização 104, exemplo, movendo o contêiner de detecção 500 para um transportador e movendo-o para a localização de entrada do instrumento de identificação e/ou caracterização (veja figura 77). A transferência pode ocorrer de alguma outra maneira, os detalhes do qual pode variar amplamente.
Na etapa 4422 (figura 56B), o contêiner de detecção é colocado em uma prateleira 2310 do instrumento de identificação e/ou caracterização 104. O mecanismo de transferência robótica 1910 pode ser usado neste processo.
Na etapa 4424, o contêiner de detecção é ventilado assepticamente. Esta etapa pode ocorrer antes da elevação do dispositivo de amostragem ou pode ocorrer depois da elevação do dispositivo de amostragem, veja figuras 15 e 16.
Na etapa 4426, um dos dispositivos de amostragem 1902 é elevado do cassete 1900. O dispositivo de amostragem 1902é pré-carregado com o tampão de lise seletivo como mostrado na figura 15; alternativamente o tampão de lise é adicionado ao dispositivo de amostragem neste momento.
Na etapa 4428, uma tampa protetora (não mostrada), se encaixada, cobrindo a agulha 3202 do dispositivo de amostragem é removida.
Na etapa 4430, a agulha 3202 é inserida no contêiner 500 ventilado para cima (veja figuras 16 e 17).
Na etapa 4432, o contêiner de detecção é invertido (veja figuras 48 e 490 e uma pequena amostra (exemplo, amostra de 2.0ml) é removida do contêiner 500.
Na etapa 4434, o contêiner 500 é girado para uma orientação acima e a agulha 3202 do dispositivo de amostragem 1902 é removida.
Na etapa 44365, um pequeno volume (exemplo, amostra de 0.5ml) de ar é introduzido no dispositivo de amostragem. Isto pode der realizado automaticamente usando um sistema pneumático 1914 conectado ao dispositivo de amostragem.
Na etapa 4438, uma tampa protetora para a agulha 3202, se encaixada, é recolocada.
Na etapa 4440, o dispositivo de amostragem 1902 é invertido e
90/140 agitado para misturar por completo a amostra de teste com o tampão de lise seletivo.
Na etapa 4442, a tampa protetora da agulha 3202, se encaixada, é novamente removida. (Note: uma estação encaixada com as garras apropriadas ou características de alcance podem ser proporcionadas para remover automaticamente e recolocar a tampa da agulha ou alternativamente a tampa pode permanecer na agulha como descrito na segunda personificação)
Na etapa 4444, uma pequena parte da mistura positiva de tampão de lise/caldo é descartada no contêiner de lixo.
Na etapa 4446, o aparelho de remoção de amostra move o dispositivo 1902 para a posição acima um dos dispositivos de separação 1904 (veja figura 76) e fura a tampa com a agulha do dispositivo de amostragem. O dispositivo de amostragem 1904 é pré-carregado com um tampão de intensidade na personificação.
Em uma possível variação, o tampão de lise é também carregado no dispositivo de separação 1904 com um amortecedor de densidade, e a mistura de amostra e o tampão de lise toma lugar do dispositivo de separação 1904.
Na etapa 4448, o aparelho de remoção de amostra 1912 gentilmente adiciona 0.5 a 1 .Ornl da mistura de tampão de lise/amostra (isto é, amostra lisada) no topo do amortecedor de densidade ainda presente no reservatório do dispositivo de separação 1904. Veja figura 50A e 50B.
Na etapa 4450, o aparelho de remoção de amostra 1912 é movido para a posição de contêiner de lixo 1908 e o dispositivo de amostragem 1902 é descartado. Veja figura 50C.
Na etapa 4452, o aparelho de remoção de amostra retorna para o dispositivo de separação 1904 e eleva-o do cassete 1900 e move-o para a localização da estação de concentração e separação 1916, e coloca o dispositivo de separação 1904 na centrifuga. Veja figura 51.
Na etapa 4454, o ciclo de centrifugação é iniciado.
Na etapa 4456, depois de completado o processo de centrifugação, o dispositivo de separação é movido para o módulo de identificação e/ou caracterização 1918 (estação de leitura). Onde a estação de leitura é próxima a centrifuga, a centrifuga é girada para a posição de leitura onde o dispositivo de separação 1904 é posicionado para a leitura como mostrado na figura 11.
Na etapa 4460, depois de completada a operação de leitura, o dispositivo de separação 1904 é colocado no contêiner de lixo 1908 (veja figuras 53, 54).
Uma etapa de interrogação 4458, e a identificação e/ou
91/140 caracterização de microorganismos no módulo de identificação 1918.
Uma vez que os microorganismos presentes na amostra tenham sido isolados e/ou pastilizados no dispositivo de separação 1904, a amostra isolada ou partilha pode ser interrogada (exemplo, éspectroscopicamente) para caracterizar e/ou identificar os microorganismos na amostra ou pastilha na etapa 4458. A interrogação pode tomar lugar em uma maneira não invasiva, que é, a pastilha pode ser interrogada enquanto ele permanece no dispositivo de separação 1904. A habilidade de identificar os microorganismos de uma maneira não invasiva, opcionalmente acoplado ao mantedor do fechador de contêiner (hermeticamente fechado) por todo o processo de caracterização/identificação e automatizando o processo evita o manuseio constante de uma amostra infectada e/ou contaminada e aumenta muito a segurança do processo todo. Desta forma, a habilidade de caracterizar e/ou identificar microorganismos por ima interrogação direta sem processar a amostra ou pastilha (exemplo, re-suspensão, placamento, e crescimento de colônias), aumenta muito a velocidade com que a identificação/caracterização pode ser feita.
Em uma personificação, métodos de espectroscópio ótico podem ser usados para analisar uma ou mais propriedades intrínsecas dos microorganismos, exemplo, a propriedade presente no microorganismo na ausência de agentes adicionais, tais como, manchas, tinturas, agentes de ligação, etc. em outras personificações, métodos de espectroscópio ótico podem ser usados para analisar uma ou mais propriedades intrínsecas dos microorganismos, exemplo, uma propriedade que só pode ser detectada com a ajuda de agentes adicionais. A interrogação pode ser carregada para fora usando, por exemplo, em espectroscópio fluorescente, um espectroscópio de reflexão difusa, um espectroscópio infravermelho, um espectroscópio terahertz, espectroscópio de absorção e transmissão, espectroscópio Raman, incluindo a superfície Aprimorada do Espectroscópio Raman (SERS), espectroscópio Raman compensado espacialmente (SORS), espectroscópio Raman de transmissão, e/ou espectroscópio Raman de ressonância ou a combinação dos mesmos.
A interrogação de espectroscópio pode ser carregada para fora por qualquer técnica conhecida para aqueles habilidosos na arte para ser eficaz para detectar e/ou identificar uma ou mais propriedades intrínsecas ou extrínsecas de microorganismos. Por exemplo, a face frontal fluorescente (onde a luz excitante e emissão entra e deixa a mesma superfície ótica, e se a amostra é geralmente espessa oticamente, a luz de excitação penetra uma distância muito pequena dentro da
92/140 amostra (veja, exemplo, Eisinger, J., e J. Flores, “Fluorometria de face frontal e amostras de líquidos,Anal. Biochem. 94:14 (1983)) pode ser usado para a identificação de microorganismos em pastilhas. Outras formas de medida, tais como, reflectância, absorção, e/ou medidas de dispersão, podem também ser empregadas 5 na etapa 4458.
Tipicamente, a fonte de luz, ou fonte de excitação, resulta em excitação da amostra, seguida de medidas de emissão de fluorescência da amostra em pontos de tempos pré-determinados ou contínuamente. Similarmente, a luz refletida da interação da fonte de excitação com a amostra pode ser medida para 10 proporcionar dados pertinentes para identificação e/ou caracterização. A emissão de um amostra pode ser medida por qualquer meio compatível de discriminação espectral, mais preferencialmente empregando um espectrômetro.
Em uma presente personificação preferida, medidas de controle (exemplo, espectra fluorescente) são tomadas para microorganismos I5 conhecidos, assim permitindo a correlação de dados de medidas testadas com caracterização dos microorganismos de interesse usando vários métodos matemáticos conhecidos por aqueles habilidosos na arte. Os dados de teste medidos de microorganismos conhecidos é estocado em uma memória de máquina leitora, exemplo, com um instrumento 104 ele mesmo ou com um dispositivo de 20 processamento de dados associados, tais como estações de trabalho conectadas. Por exemplo, os dados de amostras sendo testadas por um instrumento 104 podem ser comparados com a linha base ou medidas de controle utilizando rotinas de software conhecidas para ou com habilidade de pessoas habilidosas na arte para desenvolver. ' Mais particularmente, os dados podem ser analisados pelo número de muItivariantes 25 de métodos analisados, tais como, por exemplo, Análise de Discriminação Geral (GDA), Análise Discriminante quadrada pelo menos Parcial (PLSDA), regressão quadrada pelo menos Parcial, Analise de Componente Principal (PCA), Análise de Fator Paralelo (PARAFAC), Análise de Rede Neutra (NNA) e/ou Máquina de Vetor de l Suporte (SVM). Estes métodos podem ser usados para classificar microorganismos desconhecidos de interesse na amostra a ser testada dentro de grupos relevantes (exemplo, espécies) baseadas em nomenclatura existente, e/ou em grupos de ocorrências naturais baseados no metabolismo dos organismos, patogenicidade e/ou virulência em desenhar sistemas para monitoramento, detecção e/ou caracterização de um organismo como descrito anteriormente.
Para aumentar os sinais fluorescentes (SERS) e Raman, os microorganismos podem ser cobertos com nanopartículas de ouro e/ou prata antes da
93/140 centrifugação, e/ou a superfície ótica interna pode ser pré-coberta com metais colóides de tamanho e formato particular (referências: Lakowics, Anal. Biochem. 337:171 (2005) para fluorescência; Efrima ET AL., J. Phys. Chem. B. (Carta) 102:5947 (1998) para SERS). Em outra personificação, as nanopartículas presentes no amortecedor de densidade antes da centrifugação e associação com os microorganismos já que os microorganismos passam através do amortecedor de densidade. As fontes de iluminação de amostra (veja figura 41), ou fonte de excitação, podem ser selecionadas de qualquer número compatível de fontes de luz como conhecido pelos habilidosos na arte. Qualquer parte do espectro eletromagnético que produz dados utilizáveis podem ser usados. Fontes de luz capazes de emitir ultravioleta, espectra infravermelho perto e/ou visível, assim como outras partes do espectro eletromagnético, podem ser utilizados e são conhecidos pelos habilidosos na arte. Por exemplo, fontes de luz podem ser lâmpadas continuas como as de lâmpadas de deuterônio ou xênon para a geração de luz ultravioleta e/ou lâmpadas halogenas de tungstênio para a geração de excitação infravermelha perto/visível. Estas fontes de luz proporcionam uma ampla taxa de emissão e a largura da banda espectral para excitação específica do comprimento de ondas pode ser reduzida usando filtros de interferência ótica, prismas e/ou grades óticas, como são conhecidas na arte.
Alternativamente, uma pluralidade de fontes de luz de banda estreita, tais como emissão de luz de d iodos e/ou laseres, podem ser espacialmente e/ou temporariamente multiplicada para proporcionar uma fonte de excitação de multi comprimento de onda. Por exemplo, luzes de emissão de diodo estão disponíveis de 240nm ao excesso de 900nm e as fontes tem uma largura de banda espectral de 2040 nm (largura completa na metade do máximo). Laseres estão disponíveis em comprimento de ondas distintos do ultravioleta para o próximo infravermelho e pode ser empregado usando métodos de multiplexidade bem conhecidos pelos habilidosos na arte, tais como um filtro sintonizável ótico acústico, filtro sintonizável de cristal líquido, uma série de filtros de interferência ótica, espectógrafo de prisma., e em qualquer combinação. Uma consideração na seleção de discriminador espectral entra dentro de uma conta de taxa de sintonização bem como o nível de seletividade. Por meio de ilustração, por exemplo, um discriminador pode utilizar uma taxa de comprimento de onda de 300 — 800 nm com a seletividade de 10nm. Estes parâmetros geralmente determinam a tecnologia ótima necessária para alcançar as taxas de sintonização bem como as de seletividade.
Tipicamente, a fonte de luz resulta em uma excitação da amostra, seguida por medições de emissões de fluorescência das amostras em pontos
94/140 de tempo pré-determinados ou continuamente. Similarmente, a luz refletida da interação da fonte de excitação com a amostra pode ser medida para proporcionar dados pertinentes para detecção e/ou caracterização.
A emissão da amostra pode ser medida por meios compatíveis 5 de discriminação espectral, mais preferencialmente empregando um espectrômetro. O espectrômetro pode ser um escaneador monocromático que detecta emissões específicas de comprimento de ondas onde as saídas do monocromador são detectados por um tudo fotomultiplicador e/ou espectrômetro pode ser configurado como um espectrômetro de imagem onde a saída é detectada por uma serie de 10 detectores de imagem tais como uma série de detectores de dispositivo de acoplamento de carga (CCD). Em uma personificação, um discrÍminador permite a observação do sinal espalhado e/ou fluorescente por meios de fotodetecção (tais como um tubo fotomultiplicador, fotodiodo de avalanche, série de detector CCD, e/ou série detectora de dispositivo (EMCCD) de acoplamento de carga multiplicada de 15 elétron).
As técnicas de espectroscópio são usadas para obter medidas que são preferencialmente proporcionadas como medidas de Matriz de Emissão de Excitação (EEM). Como usadas aqui, EEM é definido como intensidade de emissão < espectral luminescente ou substâncias fluorescentes como uma função de ambos comprimento de ondas de excitação e emissão, e inclui um espectro cheio ou um subconjunto do mesmo, onde um subconjunto pode conter um único ou múltipo par emissor/excitador. Adicionalmente, uma transversal do EEM com uma excitação consertado o comprimento da onda pode ser usado para permitir que mostre a emissão de espectra para um comprimento de onda de excitação específico e uma 25 transversal do EEM com uma excitação consertado o comprimento da onda pode ser usado para mostrar a excitação do espectra para um amostra. Em uma personificação, EEMs múltiplos são medidos em mais de um par de comprimento de onda de emissão-excitação específica, exemplo, pelo menos um 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, ou mais pares de comprimento de onda de emissão-excitação específica.
Foi descoberto que um espectroscópio fluorescente de face frontal proporciona uma vantagem na medição de propriedades refletantes e/ou fluorescentes de alto espaçamento e amostra altamente extintas. Em uma personificação, o método de face frontal pode ser particularmente útil. Por exemplo, fluorescente de face frontal pode ser particularmente útil em amostras altamente 35 absorventes, e assim, pode ser menos afetada por componentes de interferência que podem estar contidos aqui (exemplo, células sanguíneas e mídia de cultura
95/140 microbiológica). A superfície ótica do dispositivo de separação 1904 pode ser iluminada em tal ângulo para proporcionar resultados aceitáveis como conhecidos pelos habilidosos na arte, (exemplo, Eisinger, J., e J. Flores, “Fluorometro de face frontal de amostra de líquido,” Anal. Biochem. 94:15-21 (1983)). Em uma personificação, o sistema é designado de forma que as medidas de sistema de espectroscópio de luz refletida difusa em um mínimo de um ângulo fixado na dependência para emitir fluorescente emitidas um em mínimo de um ângulo fixado.
Ainda em outra personificação, as medidas de não espectrômetro do sistema de detecção que detecta o contêiner de espécime como “positivo” (item 102 na figura 77), tais como tempo de detecção e taxas de crescimento podem ser usadas para ajudar na caracterização e/ou identificação de microorganismos de uma amostra isolada ou pastilha. Adicional mente, medidas feitas de uma imagem fotográfica da região mais baixa do dispositivo de separação pode proporcionar informações valiosas na identidade do isolado, tais como tamanho de pastilha, formato, cor e densidade.
Em algumas personificações, caracterização e/ou identificação dos microorganismos na amostra isolada ou pastilha não necessita envolver identificação de espécies exatas. Caracterização engloba uma categorização ampla ou classificação de partículas biológicas bem como identificação atual de espécie única. Uma classificação de microorganismo de uma amostra isolada ou pastilha pode compreender determinação de características morfológicas e/ou fenotípicas para o microorganismo. Por exemplo, uma caracterização de partículas biológicas pode ser realizada baseada em diferenças observáveis, tais como, composição, formato, tamanho, agrupamento e/ou metabolismo. Em algumas personificações, a classificação de partículas biológicas de interesse podem requerer não antes do conhecimento das características de uma dada partícula biológica mas apenas requer correlações consistentes com medidas empíricas, assim, fazendo esse método mais geral e adaptável facilmente do que métodos baseados em eventos de ligação específicos ou reações metabólicas. Como usado aqui meios de “identificação” determinam para qual família, gênero, espécie, e/ou força um mecanismo desconhecido anteriormente a pertencer. Por exemplo, identificando um microorganismo não conhecido anteriormente para a família, gênero, espécie e/ou nível de força.
Em alguns casos, a caracterização abrange modelos de classificação que proporcionam informação útil suficiente para ser tomada uma ação. Como usado aqui, os modelos de classificação preferidos compreendem um
96/140 agrupamento em um ou mais dos seguintes: (1) Grupos Gram; (2) Grupos Gram Clínicos; (3) Grupos Terapêuticos; (4) Grupos Funcionais; e (5) Grupos de Fluorescência Intrínseca Natural.
(1) Grupos Gram: na classificação de grupo Gram, os microorganismos podem ser colocados em uma ou das três categorias de classificações ampla baseado em sua reação de coloração e tamanho do todo, tal grupo selecionado de um ou mais dos seguintes: (a) microorganismos Gram positivos que tingem de azul escuro com O tingimento Gram; (b) microorganismos Gram negativos que tingem de vermelho com o tingimento Gram; e (c) células de levedura que tingem de azul escuro com o tingimento Gram, mas são muitas células arredondadas largas que são distinguidas de bactéria por suas características morfológicas e tamanho.
(2) Grupos Gram Clínicos: os Grupos Gram Clínicos podem ser divididos em muitas subcategorias representando distinguindo características morfológicas. Estas subcategorias compreendem todas as informações clínicas relevantes reportadas por um tecnólogo de laboratório experiente, e assim proporcionar um alto nível de identificação que uma reação Gram positiva ou negativa. Esta classificação particular é muito útil porque ela elimina conceitos sobre confiança na qualidade de uma mancha e/ou o nível de habilidade do técnico lendo o esfregaço proporcionando informação relevante clinicamente equivalente com um sistema automático. Mais especificamente, as subcategorias de microorganismos baseada neste modelo de classificação pode ser selecionado de um ou mais dos seguintes: (a) cocci, que são pequenas células rodeadas; (b) diplococci; que são duas células redondas pequenas que se juntam juntas; (c) hastes, que são de formato retangular; e (d) bacilli, que são em formato de hastes. Exemplos, desta subcategoria que podem ser apurados Poe uma informação morfológica adicional inclui: (i) cocci Gram positivo; (ii) cadeias de cocci Gram positivo; (iii) aglomerados em cocci Gram positivo (isto é, aglomerados tipo uva”); (iv) diplococci de Gram positivo; (v) hastes de Gram positivo; (vi) endosforos com hastes de Gram positivo; (vii) hastes de Gram positivo; (víii) coccobacilli de Gram negativo; (ix) diplococci de Gram negativo; (x) levedura; e (xi) filamentos de fungos.
(3) Grupos Terapêuticos: os grupos terapêuticos compreendem espécies microbiais múltiplas que, quando isoladas de um tipo de espécime particular, são tratadas com a mesma classe de antibióticos ou mistura de antibióticos (exemplo, como descrito em “Guia Sanford para Terapia Antimicrobial 2003 j. Em muitos casos, identificar o nível de espécies não é requerido pelo clínico
97/140 para permitir uma troca na terapia empírica inicial para uma terapia mais de alvo porque mais de uma espécie pode ser tratada com a mesma escolha de antibiótico(s). Esta classificação de nível coloca corretamente estes microorganismos no “mesmo tratamento” em categorias de terapia únicas. Exemplos deste nível de caracterização incluem um nível de habilidade para distinguir a alta resistência Enterobacteriana (EB) espécies do sensitivo de espécie EB (Enterobacter spp. De E. coli), ou espécies de Candida fluconazola resistentes (glabrata e C. kruzei) de espécies de Candida sensíveis (C. albicans e C. kruzei), e assim por diante.
(4) Grupos funcionais: de acordo coma invenção, os microorganismos podem também ser colocados em vários grupos baseados em sua mistura metabólica, virulência e/ou características fenotípicas. Organizações não fermentativas, os organismos devem ser claramente distintos daqueles fermentativos. Assim, as espécies de microorganismo que produz hemolisina pode ser agrupados separadamente das espécies não hemóücas. Em alguns casos, estes grupos representa, categorias amplas que o nível de gênero (exemplo, coliformes, hastes não fermentativas de Gram negativo), alguns níveis no nível de gênero (exemplo,Enterococcus, Candida), e de alguma forma aqui perto para discriminar o nível de espécie (exemplo, estafilococo de coagulação negativa), estreptococci alfahemolítico, estreptococci betahemolítico, estafilococo de coagulação positiva isto é, exemplo, S. Aureus).
(5) Grupos (“IF”) de fluorescência intrínseca Natural: Od microorganismos também podem ser colocados em categorias baseadas em suas tendências naturais de se agrupar por suas características inata e/ou intrínseca. Alguns destes grupos podem ser comuns para categorias Terapêutica e Grupo Funcional. Estes agrupamentos podem compreender espécies individuais, tais como E. faecalis, S. pyogenes, ou P. aeruginosa tem assinatura IF de característica e/ou pode conter pequenos grupos de organismos com assinaturas IF conservadas relativamente tais como grupos K. pneumoniae-K. oxytoca ou E. aerogenes-E. cloacae.
(6) Além disso para medir propriedades intrínsecas de microorganismos (tais como fluorescente intrínseco) com propósito de identificação, os métodos podem utilizar agentes identificadores adicionais para ajudar no processo de separação e/ou identificação. Agentes que se ligam a microorganismos específicos, tais como ligações de afinidade, podem ser usados para separar microorganismos, para identificar a classe ou espécie de microorganismos (exemplo, através da ligação a uma única superfície proteína ou receptor) e/ou identificar uma característica do
98/140 microorganismo (exemplo, resistência de antibiótico). Agentes de identificação úteis incluem, sem limitação, anticorpos policlonais e monoclonais e fragmentos dos mesmos, (exemplo, identificação anti-Eap para S. aureus), sondas de acido nucléico, antibióticos (exemplo, penicilina, vancomicina, polimixina B), aptâmeros, peptídeos 5 miméticos, proteínas de ligação derivadas de fago, lecitinas, biomarcadores de imunidade inata hospedeira (proteínas de fase agudas, proteínas de ligação-LPS, CD14, lecitina de ligação manose, receptores tipo Toll), peptídeos de defesa hospedeiros (exemplo, defensores, catelicidinas, proteogrinas, magaininas), bacterocinas (exemplo, lantibióticos, tais como nisina, mersacidina, epídermina, 10 galidermina, e plantacirina C, e peptídeos de clase II), bacteriófagos, e fingimento seletivo para ácidos nucl~eicos, lipídios, carboidator, polisacarídeos, capsulas/lodo ou proteínas, ou qualquer combinação dos mesmos. Se o agente não dá ele mesmo um sinal detectável, o agente pode ser etiquetado para proporcionar um sinal detectável, tais como conjugando o agente a um indicador (exemplo, visível ou fluorescente). 15 Indicadores incluem, sem limitação, compostos fluorescentes, luminescentes, fosforescentes, radioativos, e/ou colorimétricos. O agente pode ser adicionado aos microorganismos em qualquer etapa nos métodos da invenção, exemplo. Quando a amostra é obtida, durante a lisagem, e/ou durante a separação. Em algumas personificações, a presença de um agente em uma pastilha pode ser determinada 2.0 durante a interrogação da pastilha. Outros agentes de identificação úteis incluem substratos para enzimas microbiais, agentes quelantes, agentes fotosensíveis, agentes de têmpera, agentes de redução, agentes de oxidação, tampão, acido, base, solvente, fixante, detergentes, surfactantes, desinfetantes (exemplo, alcoóis, alvejante, peridóxido de hidrogênio) e componentes tóxicos (exemplo, azida de sódio, cianido de 25 potássio) e inibidores metabólicos tais como cicloexamidas, etc. similarmente, muitos compostos fluorescentes para medição de viabilidade de célula microbial, potencial metabólico e/ou membrana pode ser usado como um agente identificador na presente invenção. Como seria prontamente apreciado por um habilidoso na arte, a <.· sensibilidade de um microorganismo particular a qualquer composto afetando seu 30 estado físico ou metabólico, tais como um antibiótico, podem ser prontamente apurado adicionando o composto à amostra, tampão de lise, amortecedor de densidade ou qualquer mistura do mesmo.
(7) Uma personificação de um método para desempenhar ? e/ou caracterizar agentes microbiais em uma amostra usando fluorescente intrínseco 35 serão agora descritos em conjunto com as figuras 81-89. Basicamente, o método pode personificado como uma sequência de instruções de processo de estocagem em
99/140 memória e executados usando um processador de dados ou computador. O método executa um algoritmo mostrado nas figuras 81 A- 81C que é designado para proporcionar a identificação de uma cultura sanguínea isolada (pastilha concentrada) dando um escaneamento de fluorescência intrínseca (IF) do isolado de um conjunto predeterminado de emissões de comprimento de onda de emissão.
(8) Em uma personificação preferida, o método é codificado como instruções de software implementando um algoritmo de identificação de nível múltiplo, os níveis diferentes correspondentes a níveis diferentes de uma hierarquia taxonômica. Algoritmos de classificação tradicional que pegam dados de saída e determinam a identificação de um uso de microorganismo em um único modelo de classificação. Dados de um escâner fluorescente intrínseco em um conjunto predefinido de comprimento de ondas de um organismo desconhecido, o algoritmo de identificação de nível múltipo classifica o organismos seguindo as manchas de uma hierarquia taxonômica - classe Gram, família, e espécies. Uma única característica é o uso de modelos de classificação separados em cada etapa de identificação do mais alto, Gram classe, a mais baixas, espécies. Adicionalmente, a aproximação incorpora o uso de modelos de classificação paralelas para avaliar a consistência dos resultados. Assim, a probabilidade de acerto na identificação e/ou caracterização é maximizada, e o resultado gerado pela identificação ou caracterização incorreta é minimizado. Um método de classificação hierárquica taxonômica de nível múltiplo é aplicável a outros conjuntos de dados que não os dados de fluorescência intrínseca (exemplo, pode ser usado um dado espectral Raman ou dado de massa espectral).
O método de identificação inclui um conjunto de etapas de processamento de dados (mostrado nos blocos 5102, 5104 e 5106 da figura 81A, e um conjunto de etapas de análise (os blocos remanescentes 5108, 5110, etc. nas figuras 81B, 81C). O método determina a identificação dos organismos em níveis múltiplos da hierarquia taxonômica. As etapas de pré-processamento são designadas para adquirir dados de escâner IF e desempenhar transformação de dados que minimizem as variações entre as diferentes tensões de um agente microbial com um dado grupo de organismos ou espécie. A etapa de análise de dados implementa uma identificação de nível múltiplo usando modelos de classificação, como serão entendidos pela seguinte discussão.
Como notado acima, as personificações preferidas proporcionam uma identificação de organismo no Gram, família, e níveis de espécies. Os organismos comumente encontrados em culturas sanguíneas que podem ser identificados por um algoritmo incluem, mas não necessariamente limitam, aqueles
100/140 listados na Tabela 1. Obviamente, para aplicativos diferentes (exemplo, comida, água, amostras ambientais, etc.) os organismos podem se diferenciar dos listados na Tabela 1, entretanto a metodologia é a mesma.
TABELA 1: LISTA DE IDENTIFICAÇÃO DE ORGANISMO ALGORITMO
DE FLUORESCÊNCIA INTRÍNSECA
Classe Gram Família Espécies
Gram-Negativa Enterobacteriaceae C. freundii
E. aerogenes
E. cloacae Complex
E. coli
K. oxytoca
K. pneumoniae
M. morganii
P. mirabilis
P. stuartií
P. vulgaris
S. enteritidis
S. marcescens
Moraxellaceae A. Baumanii
Neisseriaceae N. meningitidis
Pasteurellaceae H. influenzae
Pseudonomadaceae P. aeruginosa
Xanthomonadaceae S. maltophilia
Gram-positivas Enterococcaceae E. fàecalis
E. faecium
Listeriaceae L. monocytogenes
Staphylococcaceae S. aureus
S. capitis
S. epidermidis
S. hominis
S. lugdunensis
S. warneri
Streptococcaceae S. agalactiae
S. bovis
S. mitis / S. oralis
S. pneumoniae
S. pyogenes
Germes Ascomycetes C. albicans
C. glabrata
C. krusei
C. parapsilosis
C. tropicalis
Os módulos ou passos do processo mostrados na figura 81A-C serão agora descritos em detalhes.
Pré-processamento
Na etapa 5102: Obter o valor de fluorescência, nfj , para cada valor de excitação, i = 1,2, .... x , e cada emissão, j = 1,2, .... y , combinação. A relação
101/140 valor de emissâo/valor de excitação, deve cair dentro do intervalo (1.05,1.95).
Na etapa 5104: Para cada valor de fluorescência, ny, calcular o natural valor logaritmo, In (η0).
Na etapa 5106: Calcular ο Γ derivado de uma transformação logarítmica natural (da etapa 5104) para cada valor de emissão, j « 2,3, .... y-1, através de dado comprimento de onda de excitação, I.
É vantajoso transformar os dados brutos de fluorescência para minimizar a variação da tensão para deformação dentro de cada grupo de organismo, usando ambas as etapas 5104 e 5106. Adicionalmente, o processo de transformação iO tende a criar variação similar através de grupos de organismos. As figuras 82, 83 e 84 ilustram a título de exemplo os efeitos de desempenhar o descrito pré-processo para múltiplas tensões de Staphylococcus aureus avaliados através do intervalo de emissão a excitação 315. Na figura 82, cada linha representa o sinal de fluorescência de uma única tensão. A linha 5202 indica o sinal de fluorescência mediano em cada valor de 15 emissão. A figura 83 mostra a variação da tensão para deformação no sinal de fluorescência após aplicação da transformação logarítmica natural (na etapa 5104); note que a curva para todas as tensões estão juntas. A figura 84 mostra a variação da tensão para deformação a excitação de 315 nm após cálculo da primeira derivação da transformação logarítmica natural (na etapa 5106). Novamente, note que as curvas de 20 todas as tensões estão juntas, particularmente na faixa de emissão de 400-610 nm.
Como outro exemplo, a figura 85 mostra a variação da tensão para deformação a excitação no sinal de fluorescência de 415 nm para Candida parapsilosis, antes de executar as etapas de transformação. Note a larga variação na emissão na faixa de 400-650 nm. A variação da tensão para deformação a excitação 25 para esse organismo de 415 nm depois de realizar a transformação logarítmica natural é demonstrada na figura 86. A variação da tensão para deformação depois de realizar a primeira derivação de transformação é mostrada na figura 87. Note que na figura 87 a variação da tensão para deformação é muito reduzida.
Análises
Na etapa 5108: O primeiro nível de classificação nas análises depois de realizar os passos de pré-processo é a classificação Gram 5108. Neste passo, o processo inclui dois ramos, um representado pelas etapas 5110 e 5112 e outro representado pelas etapas 5114 e 5116. Afigura 81A não é para implicar que os ramos não poderíam ser realizados seqüencialmente; os ramos poderiam ser 35 realizados ou seqüencialmente ou em paralelo,
Na etapa 5110: Cálculo da distância da classificação Gram.
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Usando a primeira transformação derivativa para um conjunto pré-definido / pares de emissão, calcule a distância, da = [(m - may Σ1 (m - ma)] % para cada classe Gram definida neste modelo onde
- a = 1, 2, 3, representa as classes Gram definidas no modelo
- m representa o vetor de valores calculados da 1a derivativa, mij, para cada excitação / par de emissão i, j
- ma representa o vetor de valores médios ηΊ9@) de uma distribuição para cada classe a na excitação / par de emissão /, j
-1 representa a transposição do vetòr
- (m-ma) representa o vetor de diferenças ιη^-ma(9) para cada excitação / pares de emissão i, j
- Σ1 representa o inverso da matriz de covariância para o pré•i5 definido conjunto de excitação / pares de emissão. O conjunto de excitação e pares de emissão são experimental mente determinados a partir de medições de fluorescência (com o processamento realizado) de microorganismos conhecidos (veja figuras 88 e 89 e a discussão abaixo).
O termo “modelo” é usado para referir a um conjunto de 20 agentes microbiais conhecidos para os quais medições IF (incluindo transforma) na pré-determinada excitação de comprimentos de onda tenham sido previamente obtidos e para o qual o espécime é um candidato para classificação, exemplo, os agentes listados na Tabela 1.
> Na etapa 5112: Interpretação de Gram classificação.
- Deixe ug representar a máxima distância limiar
- Se todas as distâncias, d1f d2 e d3 são maiores que ug, o resultado da classificação é Desconhecido
- Ainda mais, determinar o valor de dmin, o valor mínimo de d^ d2 e d3
- Deixe wg representar o fator de baixo limiar de discriminação
- Se mais de uma distância, di, d2 e d3, forem menores que (dmin * Wq), o resultado de classificação é Baixa Discriminação entre as classes Gram possuindo distâncias menores do que (dmin * wq)
- Se apenas uma distância, di, d2 e d3 for menor que (dmin * wq), o resultado da classificação é a correspondente classe Gram.
Na etapa 5114: Classificação do cálculo de distância de todas
103/140 as famílias
Usando a primeira transformação derivativa para um conjunto pré-definido / pares de emissão, calcule a distância, da = [(m - may Σ'1 (m - ma)]1/2 para cada família de organismo definida no modelo onde
- a = 1, 2..... k, representa todas a famílias de organismos definidas no modelo
- Σ'1 representa o inverso da matriz de covariância para o prédefinido conjunto de excitação / pares de emissão, (mesma observação acima, o conjunto de excitação e os pares de emissão são experimental mente determinados)
- m representa o vetor de valores calculados da 1a derivativa, ma, para cada excitação / par de emissão i, j
- ma representa o vetor de valores médios ma(ij) de uma distribuição para cada classe a na excitação / par de emissão /, j
-1 representa a transposição do vetor
- (m- ma) representa o vetor de diferenças mjj~ma(ij) para cada excitação / pares de emissão i, j
Nota: O conjunto pré-definido de excitação / pares de emissão podem ser únicos para a Gram classificação contra todas as classificações das espécies
Na etapa 5116: Interpretação da classificação de todas as famílias
- Deixe uf representar a máxima distância limiar
- Se todas as distâncias, d^ d2, .... da, são maiores que uf, o resultado da classificação é Desconhecido
- Ainda mais, determinar o valor de dmifl, o valor mínimo de di, d2, da
- Deixe wf representar o fator de baixo limiar de discriminação
- Se mais de uma distância, db d2, da, for menor que (dmin * Wf), o resultado de classificação é Baixa Discriminação entre as famílias de organismos possuindo distâncias menores do que (dmin * wf)
- Se apenas uma distância, d1( d2, .... da, for menor que (dmjn * wq), o resultado da classificação é a família correspondente.
Na etapa 5118: Interpretações de classificação agrupada Gram e de todas as famílias para um resultado final de classificação Gram
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Se a classificação Gram é uma escolha única, o resultado da classificação agrupada é a classe Gram indicada se a classificação familiar está enquadrada na hierarquia taxonômica da classe Gram.
Se a classificação Gram é uma escolha única, e a classificação de todas as famílias é uma escolha única, o resultado da classificação agrupada é Desconhecido se a classificação familiar não está enquadrada na hierarquia taxonômica da classe Gram.
Se a classificação Gram é uma escolha única e a classificação de todas as famílias é uma baixa discriminação, a classificação agrupada é a classe Gram indicada se a família associada com a distância mais curta se enquadra na hierarquia taxonômica da classe Gram.
Se a classificação Gram é uma escolha única e a classificação de todas as famílias é uma baixa discriminação, a classificação agrupada é Desconhecida se a família associada com a distância mais curta não se enquadra na hierarquia taxonômica da classe Gram.
Se a classificação Gram é uma baixa discriminação e a classificação de todas as famílias é uma escolha única, o resultado da classificação agrupada é a classe Gram que corresponde à classe Gram inferior a qual a família reside na hierarquia taxonômica.
Se a classificação Gram é uma baixa discriminação e a classificação de todas as famílias é uma escolha única, o resultado da classificação agrupada é Desconhecido se nenhuma das classes Gram correspondem a uma classe Gram inferior a qual a família reside na hierarquia taxonômica.
Se a classificação Gram e a classificação de todas as famílias forem ambas Desconhecidas, o resultado da classificação agrupada é Desconhecido.
O processo então procede para a etapa 5120, Classificação de família Gram, um segundo nível de classificação. Essa etapa consiste nas sub-etapas 5122, 5124 e 5126.
Etapa 5122: Cálculo da distância de classificação de família Gram
Usando a primeira estimativa de derivativos para um conjunto pré-definido de excitação / pares de emissão que são específicos para o resultado de classificação Gram, calcule a distância, da = [(m - ma)' Σ’1 (m - ma)]1/2 para cada família de organismo definida no modelo onde
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- a = 1, 2,k, representa o número de famílias de organismos definidas no modelo
- Σ'1 representa o inverso da matriz de covariância para o prédefinido conjunto de excitação / pares de emissão (mesma observação acima a respeito dos pares)
- m representa o vetor de valores calculados da 1a derivativa, mij, para cada excitação / par de emissão /, j
- ma representa o vetor de valores médios ma^ de uma distribuição para cada classe a na excitação / par de emissão i, j
-1 representa a transposição do vetor
- (m - ma) representa o vetor de diferenças irij- para cada excitação / pares de emissão i, j
Na etapa 5124: Interpretação da classificação da família Gram
- Deixe ut representar a máxima distância limiar
- Se todas as distâncias, di, d2, .... da são maiores que ut, o resultado da classificação é Desconhecido
- Ainda mais, determinar o valor de d^n, o valor mínimo de d^ d2, .... da
- Deixe Wt representar o fator de baixo limiar de discriminação
- Se mais de uma distância, di, d2, .... da, for menor que (dmin* wt), o resultado de classificação é Baixa Discriminação entre as famílias de organismos possuindo distâncias menores do que (dmin* Wt)
- Se apenas uma distância, d-ι, d2, .... da, for menor que (dmin* wt), o resultado da classificação é a família correspondente.
Na etapa 5126 Resultado de classificação de família Gram
Se o resultado de classificação de família Gram é Desconhecido, a classificação do organismo de teste é finalizada no nível Gram.
Se o resultado de classificação de família Gram é Baixa Discriminação, a classificação do organismo de teste é finalizada como o Gram e famílias incluídos na baixa discriminação.
Se a classificação de família Gram resultar em família única, o dado IF do organismo de teste são mais adiante analisados para determinar se o nível de identificação de espécies pode ser determinado.
Na etapa 5128 Classificação de espécies de família Gram. As instruções de processamento prosseguem para um nível de classificação de espécies de família Gram, consistindo nas sub-etapas 5130, 5132, e 5134.
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Na etapa 5130 Cálculo da distância de classificação de espécies de família Gram Usando a primeira estimativa de derivativos para um conjunto pré-definido de excitação / pares de emissão que são específicos para o resultado de
5 classificação Gram, calcule a distância, da = [(m - ma)x Σ'1 (m - ma)] % para cada espécie de organismo definida no modelo onde - a = 1, 2, .... k, representa o número de espécies de
10 organismos definidas no modelo - Σ’1 representa o inverso da matriz de covariância para o prédefinido conjunto de excitação / pares de emissão (mesma observação anterior) - m representa o vetor de valores calculados da 1a derivativa, my, para cada excitação / par de emissão /, j
15 20 - ma representa o vetor de valores médios de uma distribuição para cada classe a na excitação / par de emissão i, j - t representa a transposição do vetor - (m - ma) representa o vetor de diferenças my - ma(y) para cada excitação / pares de emissão i, j Na etapa 5132 Interpretação da classificação de espécies de famílias Gram Deixe us representar a máxima distância limiar - Se todas as distâncias, d-ι, d2, .... da são maiores que ut, o resultado da classificação é Desconhecido
25 - Ainda mais, determinar o valor de dmin, o valor mínimo de d1f d2,.... da - Deixe ws representar o fator de baixo limiar de discriminação - Se mais de uma distância, di, d2, da, for menor que (dmin *
30 ws) , o resultado de classificação é Baixa Discriminação entre as espécies de organismos possuindo distâncias menores do que (dmin* ws) - Se apenas uma distância, d^ d2, da, for menor que (dmin* wt) , o resultado da classificação é a espécie correspondente. Na etapa 5134 Resultado da classificação de espécies de família Gram
35 Se o resultado da classificação de espécies de família Gram é Desconhecido, a classificação do organismo de teste é finalizada no nível de família e
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Gram.
Se o resultado da classificação de espécies de família Gram é Baixa Discriminação, a classificação do organismo de teste é finalizada como Gram, família e espécies incluídos na baixa discriminação.
Se a classificação de espécies de família Gram resultar uma única espécie, a classificação do organismo de teste é finalizada no nível Gram, família e espécie.
Na etapa 5136, os resultados determinados nas etapas 5131, 5118 e 5126 são retornados e relatados para o usuário, exemplo, em uma interface de 10 usuário para o instrumento de identificação, transmitido para uma estação de trabalho anexada, retornada para outro módulo de software, ou de outro modo gerada pelo usuário.
A respeito de identificação de organismo (etapas 5134, 5118 e 5126), discriminação entre espécies é possível somente se os valores da primeira Í5 derivativa (da transformação natural do logaritmo do valor de emissão) é única para cada espécie no modelo em alguma parte da faixa de emissão por ao menos uma corrente de ondas de excitação. As figuras 88 e 59 ilustram a potencial discriminação entre um subconjunto de espécies para corrente de onda de excitação 315 nm (figura 88) e 415 nm (Figura 89). Referindo-se a figura 88, é aparente que diversas das 20 espécies podem ser discriminadas das outras baseadas no primeiro derivativo na corrente de onda de excitação 315. O modelo matemático usa os valores do primeiro derivativo para emissões onde existem diferenças visuais como insumos para discriminar entre espécies. Usando seções selecionadas de valores através da faixa de emissão as seguintes espécies podem ser claramente discriminadas das outras: E. 25 coü, H. influenzae, P. aeruginosa, e S. pneumoniae. Em adendo, S. aureus e S. epidermidis podem ser discriminadas de outras espécies, mas não uma a outra. A seção de valores através da faixa de emissão de um dado comprimento de onde de excitação são os pares pré-definidos nas matrizes inversas Σ’1 nos cálculos de distância nas etapas processadas descritas acima. Esses pares podem, por exemplo, 30 ser excitação a 315 nm e os valores da faixa de emissão indicados pelos círculos mostrados na figura 88, isto é, (315/300-450), (315, 485-500), (315/570-580).
Referindo-se a figura 89, é aparente que as emissões no comprimento de ondas de excitação 415 nm têm a habilidade de discriminar entre espécies. Usando as selecionadas seções de valores através da faixa de emissão C. 35 parasi/opsis e P. aurginosa podem ser claramente discriminada das outras espécies. E é também de interesse notar a diferença entre os valores da primeira derivativa para
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S. aureus e S. epidermidis que ocorrem por volta da emissão 450 nm. Quando a informação das selecionadas seções de valores através da faixa de emissão para comprimentos de ondas 315 e 415 (figuras 88 e 89) é combinada, todas as espécies no modelo podem ser discriminadas uma das outras em uma alta taxa (> 97% confiança).
IV. Segunda personificação (figuras 57-76)
Uma segunda personificação do sistema de identificação 104 será descrito em conjunção com as figuras 57-76. Essa personificação é similar a primeira personificação das figuras 31-56 em termos de função e operação geral; as principais diferenças são (1) uma diferente construção do mecanismo robótico de transferência 1910; (2) uma disposição do vórtex da amostra e tampão de lise no dispositivo de amostragem 1902, e (3) inclusão de características de detecção opcional na prateleira segurando os contêineres de espécime 500 (veja figura 58) para detectar crescimento microbial dentro do contêiner 500 então o sistema de identificação é intimamente combinado com o sistema de detecção para detectar se o contêiner de espécime é positivo para a presença de um agente microbial. Alguns outros pontos de diferenciação dos detalhes de configuração da segunda personificação serão também notados na descrição seguinte.
Contudo, a segunda personificação, como a primeira personificação das figuras 31-56, divide os mesmos objetivos gerais e objetivos de desenho. Que é, a segunda personificação das figuras 57-76 automatiza a remoção de uma amostra de teste de um contêiner de espécime (preferivelmente logo depois de uma determinação positiva ter sido feita), automatiza o lise células de nãomicroorganismos na amostra de teste, automatiza o carregamento de amostras de lise dentro de um dispositivo de separação descartável, automatiza separação e concentração do agente microbial presente na amostra de lise no dispositivo de separação, e automatiza o interrogatório do agente microbial para identificar e/ou caracterizar o agente microbial.
Os frascos/contêineres de espécime 500 de cultura são carregados dentro de prateleiras ou estruturas de suporte do instrumento de identificação 104 ou manualmente ou automaticamente. Em uma configuração opcional, os contêineres de espécime 500 são testados para a presença de microorganismos por um subsistema de detecção que está incorporado nas prateleiras. Em um manual, método de arte prévia, sem automatização, um técnico removería o frasco de um separado instrumento de detecção após o frasco ser considerado “positivo”. Isso podería ser várias horas após a determinação do
109/140 diagnóstico, especialmente se a determinação é feita no meio da noite ou quando o laboratório não tem funcionários suficientes. Contudo, com o instrumento de identificação automática nesta personificação, as etapas de identificação automática e/ou caracterização do agente microbial podem proceder imediatamente, e . 5 automaticamente, após o contêiner de espécime ser considerado “positivo”.
No caso de medições de centrifugação lítica e fluorescência intrínseca, características das duas personificações ilustradas, pode ser desejável que a amostra seja processada para propósitos de identificação e/ou caracterização pouco depois de uma chamada positiva por um instrumento de detecção associado. Como o 10 frasco é chamado positivo os microorganismos estão em um exponencial estágio de crescimento. Essa fase de crescimento é distinguida da fase de latência e da fase de morte que são ambas antes e depois, respectivamente, da fase exponencial. Microorganismos nessa fase exponencial têm diferentes característica de expressão física e genética do que nas fases de latência e morte.
Ao automatizar esse processo de identificação e/ou caracterização, o técnico é removido do sistema. Identificação e/ou caracterização de agente microbial pode ocorrer muito mais rapidamente na presente personificação em comparação com abordagens anteriores.
A. Disposição do sistema
O instrumento de identificação 104 de acordo com a segunda personificação é mostrado na figura 57. O instrumento 104 inclui um primeiro cassette 1900A contendo uma pluralidade de dispositivos de separação descartáveis 1902 e um segundo cassette 1900B contendo uma pluralidade de dispositivos de separação descartáveis 1904. Uma prateleira ou estrutura de suporte 1906 inclui receptáculos 25 para segurar uma grande quantidade de contêineres 500 contendo amostras para testes de identificação. A prateleira 1906 é mostrada contendo no interior um recinto de incubação isolada 1812. O recinto 1812 inclui uma porta 1810 que é aberta pata expor os frascos 500 e permitir a ventilação dos frascos e a remoção de uma amostra 7' de teste via um mecanismo robótico de transferência 1910, aparto de remoção de 30 amostra 1912, e o dispositivo de amostragem 1902.
O mecanismo robótico de transferência 1910 inclui uma base giratória e articulações e seguimentos móveis entre as articulações de modo a permitir o mecanismo robótico de transferência 1910 e em particular estruturas de pinça incluídas no aparto de remoção de amostra ou cabeça de amostragem 1912 para 35 acessar os vários componentes no instrumento 104. Esses componentes incluem um dispositivo de separação e concentração (centrífuga 1916), os cassettes 1900A e
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1900Β, um vortexer 1814 para misturar um tampão de lise e uma amostra de teste no interior de um dispositivo de amostragem 1902, uma estação de leitura 1918, e vários contêineres 1802, 1804, 1806 contendo diferentes tampões de lise e ou almofadas de densidade na situação onde os tampões de lise e as almofadas de densidade são adicionados ao dispositivo de amostragem ou dispositivo de separação no momento da utilização. O mecanismo robótico de transferência 1910 é capaz de acessar cada um dos frascos 500 e opcionalmente agarrar e segurar os frascos 500. Deste modo, o mecanismo robótico de transferência 1910 pode opcionalmente ser o dispositivo para automaticamente carregar os frascos 500 dentro da estrutura de suporte ou prateleiras 1906. Alternativa mente, os frascos 500 podem ser carregados na prateleira manualmente via uma porta de acesso posicionado no lado oposto ao do recinto 1812 da porta 1810. Veja a figura 79, porta 4902.
Na configuração da figura 57, um suporte de copo de centrífuga 1800 segura um pequeno segurador tipo copo 1801 em que o dispositivo de separação 1904 é colocado (veja figura 76A); a combinação do dispositivo de separação 1904 e o segurados tipo copo 1801 são colocados dentro da centrífuga 1916 para separação e concentração do agente microbial no dispositivo de separação 1904. Após centrifugação, o dispositivo tipo copo 1801 é retornado segurador de copo 1800. O aparato de remoção de amostra 1912 agarra o dispositivo de separação e o mecanismo robótico de transferência coloca isso dentro do módulo de leitura/identificação 1918. O agente microbial concentrado no dispositivo de separação 1904 é interrogado pelo módulo de leitura/identificação 1918. A etapa de leitura pode incluir as características descritas acima, tal como medir espectros de fluorescência intrínseca da amostra e, com o auxílio de um computador, comparação dos espectros medidos a um conjunto de dados contendo espectros de agentes microbiais conhecidos e classificando usando um algoritmo de classificação. Após a leitura, o dispositivo de separação 1904 é colocado dentro de um contêiner de lixo (veja figuras 31,45, item 1908).
A figura 58 é uma ilustração de um mecanismo alternativo para o instrumento de identificação 104. Nesta personificação, as paredes ou painéis do recinto de incubação são removidos para mostrar uma personificação das prateleiras 1906 que segura os frascos 500. As prateleiras 1906 são incorporadas dentro de uma torre rotatória a qual gira sobre um eixo vertical. Instrumentação de detecção para detecção não-invasiva se o frasco que está positivo é incorporado nas prateleiras 1906. Esses aspectos são descritos em mais detalhes na co-pendente aplicação serial no.______, attorney docket No. 01145/MBHM 09-271-E, depositado na mesma data
111/140 que esta aplicação, cujo conteúdo está incorporado por referência neste documento. Portanto, nesta personificação as prateleiras 1906 e a associada função de instrumentação de detecção como um automático sistema de detecção 102 para determinar a presença de um agente microbial em um contêiner de espécime.
A figura 59 é outra visão perspectiva da personificação da figura 57, mostrando a centrífuga 1916, vortexer 1814 e o aparato de remoção de amostra 1912 incluído no mecanismo de transferência robótica 1910.
A figura 60 mostra os cassettes 1900A e 1900B de descartáveis em mais detalhes. Enquanto cada cassette é mostrado segurando vinte e 10 cinco dispositivos de amostragem descartáveis 1902 ou dispositivos de separação 1904, o número ou a disposição dos dispositivos 1902 e 1904 dentro de um cassette substituível não é importante.
B. Mecanismo robótico de transferência 1910 e aparato de remoção de amostra 1912 '5 A figura 61 é uma visão perspectiva do mecanismo robótico de transferência 1910. O mecanismo de transferência 1910 é mostrado na forma de um robô de seis eixos. O robô inclui seis articulações giratórias 1700 indicadas pelas setas e segmentos 1702 entre as articulações do robô que expandem ou contraem linearmente a fim de estender ou contrair ou de outra maneira mover a posição do 20 aparato de remoção de amostra 1912 colocado no final ferramental do braço do robô em um espaço tridimensional.
Um conjunto de bomba de diafragma rolante 1710 é ajustado no mecanismo robótico de transferência 1910 para aplicar vácuo ou pressão positiva y. para o dispositivo de amostragem 1902 via um tubo de conexão 3402 para facilitar a 25 ventilação e amostragem dos contêineres 500 conforme descrito abaixo. O sistema pneumático 1914 (figura 31) fornece controles pneumáticos para a pinça ferramental formando o aparato de remoção de amostra 1912.
O robô de seis eixos é escolhido para permitir flexibilidade e especialmente a capacidade de ventilação e de amostra do frasco. A pinça 30 pneumática 1954, veja figuras 64 e 65, é colocada no final ferramental do robô na última articulação rotativa. Placas anexadas à pinça 1954 seguram três extremidades de eficácia; que são três componentes de pinça separados: um 1956 para o dispositivo de amostragem 1902, um 1958 para o dispositivo de separação 1904 e contêineres de espécime 500, e um (não mostrado) para um tubo de vácuo que pode ser usado em 35 futuras configurações. Um conector 1952 é usado para anexar final livre do tubo 3402 para a montagem 3208 (figura 33) na extremidade proximal do dispositivo de
112/140 amostragem 1902. Um deslizador linear operado pneumaticamente 1950 é movido para frente para avançar ao conector 1952 para engatar com o dispositivo de amostragem 1902 e para trás para desengatar do dispositivo de amostragem quando o dispositivo 1902 é depositado no contêiner de lixo.
A pinça 1954 e deslizador linear 1950 são dirigidos pneumaticamente, com a pinça e o deslizador linear controlados pela mesma linha de ar (3602 figura 66). Válvulas de controle de fluxo (não mostradas) controlam a taxa de movimento da pinça e do deslizador linear. Quando o dispositivo de amostragem 1902 é para ser apanhado, o componente de pinça 1956 é posicionado em volta do dispositivo de amostragem 1902 com o componente 1656 aberto e o deslizador linear 1950 é retraído. Uma válvula de ar (não mostrada) é ativada para fechar a pinça 1954 e fechar o componente de pinça 1956 e avançar o deslizador linear 1950. Através de controles de fluxos, a pinça fecha primeiro, agarrando o dispositivo de amostragem 1902. Logo depois, o deslizador linear 1950 avança e engata o conector (1952 na figura 64) com o dispositivo de amostragem 1902. A tubulação 3402 conecta a montagem da bomba 1710 com o conector 1952 na figura 64 e dispositivo de amostragem 1902, assim estabelecendo a conexão a partir do dispositivo de amostragem 1902 para a bomba 1710 (figura 66) via tubulação 3402.
C. Dispositivo de amostragem 1902
O dispositivo de amostragem 1902 é mostrado nesta personificação nas figuras 62 e 63. A operação do dispositivo 1902 para a ventilação e amostragem dos contêineres 500 é descrita abaixo em conjunção com as figuras 66 e 67. A operação do dispositivo 1902 para injetar a amostra dentro do dispositivo de separação 1904 é descrita abaixo em conjunção com as figuras 73-76.
Referindo-se agora as figuras 62 e 63, o dispositivo de amostragem 1902 inclui uma agulha calibre 18 3202 possuindo uma revestimento de borracha 3214. Um conector luer 3212 conecta a agulha 3202 a um corpo de seringa de 5ml ou tubo 3200. Um 0.2 pm filtro hidrofóbico 3218 é acoplado ao corpo de seringa 3200 com uma montagem elastomérica 3210. Uma porta ou montagem 3208 recebe o tubo 3402 (figura 34) que é conectado à bomba de diafragma rolante 1710 adaptado no mecanismo de transferência robótica 1910 da figura 61.
O revestimento 3214 possui quatro funções: 1) revestir a agulha 3202 para evitar lesões por picadas de agulha, 2) manter a agulha 3202 estéril, 3) prevenir o vazamentos de componentes fora do tubo 3200, e 4) agir como uma mola para empurrar de volta ao lugar os componentes durante a amostragem a partir do contêiner de espécime 500 e a injeção do dispositivo de separação 1904 (veja as
113/140 figuras 74 e 45). O revestimento impede a agulha 3202 de furar ou se vincular a um septo ou um tampão encaixado na extremidade do contêiner de espécime 500.
Como a agulha é retirada a partir do septo o revestimento de borracha empurra contra o septo prevenindo o vínculo da agulha e do septo.
Similarmente, durante a injeção do dispositivo de separação a compressão tipo mola do revestimento 3214 empurra contra a tampa do parafuso do dispositivo de separação 1904 e previne a agulha de picar ou vincular a tampa.
O filtro hidrofóbico 3218 (figura 63) previne micróbios de contaminar o sistema de bombas e a tubulação. Uma vez que esse filtro é hidrofóbico, 10 líquido é impedido de passar para a bomba 170 da figura 61. Outra função do filtro além de prevenir contaminação, é a repetida retirada de líquidos. Uma vez o líquido toca o filtro 3218 nenhum ar pode ser evacuado a partir do tubo 3200 uma vez que a água bloqueia o fluxo de ar. Assim, a bomba 1710 pode continuar bombeando, mas o volume de líquido extraído será uma função do volume de tubulação e não a precisão 15 da bomba.
D. Montagem da bomba de vácuo 1710
A montagem da bomba de vácuo 1710 da figura 31 é mostrada isolada em visão perspectiva na figura 36. A bomba 1710 contém um diafragma rolante 1712 conectado a um atuador linear 1714. Válvulas solenóides 1716 e 1718 20 trocam a bomba de entrada para saída. Durante a etapa de ventilação, a qual os frascos 500 são ventilados para atmosfera usando o dispositivo de amostragem 1902, as válvulas solenóides 1716 e 1718 são acionadas para deixar ventilação com pressão positiva através do sistema (entrada). Também, durante amostragem a bomba atrai o fluído do frasco 500 para dentro do dispositivo de amostragem 1902.
O fluído é ejetado (saída) para o dispositivo de separação 1904 (nas figuras 73-74). Para ambos os modos de saída e entrada, o atuador linear 1714 continua a operar, movendo o diafragma rolante 1712 para a trás e para frente. Válvulas de retenção (não mostrado na figura 36) participam em controlar a direção do 2. fluído.
E. Ventilação e amostragem
As etapas de ventilação e amostragem são mostradas nas figuras 67 e 68. O robô 1910 primeiro apanha um dos dispositivos de amostragem 1902 do cassette 1900A. O robô 1910 move para a posição mostrada na figura 67. A porta 1810 é aberta. As prateleiras 1816 da figura 67 são rodadas para uma posição 35 apontando para cima e a ventilação ocorre por meio da inserção da agulha do dispositivo de amostragem 1902 dentro dos contêineres de espécime 500. As
114/140 prateleiras 1816 são então rodadas para uma posição apontando para baixo mostradas na figura 67 e a bomba 1710 opera para extrair uma pequena amostra de teste (exemplo, 0.5 a 1.0 ml) do contêiner de espécime 500 para o dispositivo de amostragem 1902. O dispositivo de amostragem 1902 é ou pré-carregado com um ; 5 agente lítico ou alternativamente o agente lítico é adicionado ao dispositivo de amostragem 1902 anterior as etapas de ventilação e amostragem. No caso onde o dispositivo de amostragem é carregado com agente lítico in-situ, o mecanismo robótico de transferência agarra um dos dispositivos de amostragem, acessa as soluções de agente lítico armazenados nos contêineres 1802, 1804, 1806 etc., veja figura 57, e 10 retira 1.0 a 2.0 ml de agente lítico no dispositivo de amostragem 1902 e então prossegue com as etapas de ventilação e amostragem.
F. Mistura de agente lítico e amostra no dispositivo de amostragem 1902
Como notado previamente, a personificação das figuras 27-46 15 incluem características para agitação do dispositivo de amostragem 1902 a fim de misturar a amostra de teste retirada do contêiner de espécime com o agente lítico presente no dispositivo de amostragem 1902, exemplo, por meio de vortexação.
A vortexação será agora descrita em conjunção com as figuras
59, e 69-72, mostrando o vortexer 1814. A única característica deste sistema é um 20 copo vortex 3900 o qual segura o dispositivo de amostragem 1902. O mecanismo robótico de transferência 1910 primeiro coloca o dispositivo de amostragem 1902 no copo vortex 3900 (veja figura 69), liberando o dispositivo de amostragem 1902, e então move para cima na posição mostrada na figura 70. Os dedos da pinça do robô 3450 então fecham folgadamente em torno do alto do filtro hidrofóbico 3218 (figuras 25 62, 63) do dispositivo de amostragem 1902. O dispositivo de amostragem 1902 é segurado folgadamente no copo do vortexer 3900 de modo que o vortexer 1814 pode ficar livre para agitar o dispositivo de amostragem 1902. Se estiver segurado apertadamente o vortexer 1814 não ficará livre para agitar a mistura amostra/ tampão de lise que está presente no dispositivo de amostragem 1902. A superfície inferior 30 1957 da ferramenta de pinça 1956 retém o dispositivo de amostragem no vortexer
1814 durante vortexing.
O vortexer 1814 inclui uma base 3902 que o copo ou segurador 3900 é montado via prendedores estendidos através de furos 4202 na orla 4204 do segurador 3900 como mostrado nas figuras 71-72. O canal interior 4200 do segurador 35 3900 é dimensionado para caber o dispositivo de amostragem 1902 como mostrado nas figuras 70 e 71. A vortexação mistura suficientemente a amostra e o tampão de
115/140 lise com um ciclo de 5 segundos a 3000 rpm.
Em uma configuração opcional, o copo vortex 3900 inclui elementos de aquecimento para manter a amostra no dispositivo de amostragem 1902 a 37 graus Celsius. O aquecimento pode assumir a forma de um aquecedor de resistência da bobina 3910 mostrado na figura 69A. A freqüência de agitação, duração e a temperatura do processo do vortex podem mudar para particulares amostras e tampões.
G. injeção de amostras misturadas em um dispositivo de separação 1904
Pode ser desejado primeiro carregar o dispositivo de separação na centrífuga e pré-girar o tampão lítico e assegurar que não há ar preso presente no tubo capilar do dispositivo de separação. Ainda, se o sistema ótico está configurado na centrífuga uma checagem de qualidade (exemplo, uma pré-leitura do dispositivo de separação antes de adicionar a amostra lisada) pode ser desempenhada. Uma checagem de controle de qualidade pode incluir inspeção para detritos ou fibras que possam estar presentes no dispositivo de separação, arranhões na superfície ótica, ou outros defeitos óticos. Depois que o vortexer 1814 completa a mistura da amostra e o tampão de lise no dispositivo de amostragem 1902, aproximadamente 1ml de parte da mistura é misturada a solução lisada (amostra lisada) é então injetado no dispositivo de separação disposto 1904. Esta operação pode ocorrer enquanto o dispositivo 1904 ainda está contido no cassete 1900B das figuras 56 e 57. A amostra misturada e o tampão de lise é mostrado como mistura 4302 na figura 43A. (a figura 73D mostra a bainha de borracha3214 mostrada parcialmente removida da agulha 3202 mas é apenas para melhor ilustrar a bainha e a agulha; a agulha é coberta por uma bainha durante o uso mostrado nas figuras 73B e 73C).
Para realizar a injeção da amostra no dispositivo de separação 1902, o mecanismo de transferência robótica posiciona o (carregado) dispositivo de amostragem 1902 sobre um dos dispositivos de separação 1904 como mostrado na figura 73A e assim começa a abaixar o dispositivo de amostragem 1902 e assim a agulha 3202 é forçada através da bainha de borracha 3214 e o septo 4300 proporcionado na tampa 2404 do dispositivo de separação 1904 de forma a colocar a ponta da agulha 3202 na câmara interior 2602 do dispositivo de separação. Veja figuras 74, 75 e 76. Esta ação comprime a bainha da borracha 3214 como mostrado nas figuras 74, 75, e 76, com a bainha 3214 atuando em uma mola e aplicando força na tampa 2404. Como mostrado na figura 76, a bomba de diafragma rolante 1710
116/140 opera para bombear ar para dentro do dispositivo de separação 1902, criando uma pressão positiva no interior do dispositivo de amostragem e assim forçando a mistura do tampão lise/amostra de teste 4302 a ser injetada através de uma agulha no dispositivo d separação 1904 como mostrado na figura 76. A mistura 4302 é colocada no topo 1.0ml de amortecedor de densidade 2802 já presente no dispositivo de separação 1904.
H. Transferência de dispositivo de separação carregado 1904 para dentro da centrífuga 1916.
Depois de transferir o dispositivo de separação carregado 3202 desta maneira, o mecanismo de transferência robótica 1910 começa a transferir o dispositivo de amostragem 1902 a um contêiner de lixo e então eleva o dispositivo de separação carregado 1904 e o coloca no copo 1801 segurado pelo segurador de copo 1800 (figura 58, figuras 76A-76C). Então, a combinação do copo 1801 e do dispositivo de separação 1904 é levada e levantada para fora do segurador 1800 (figura 76A) pelo mecanismo de transferência robótica 1910 e colocado na centrífuga 1916 (figura 58) para separação e concentração da amostra no dispositivo de separação 1904.
Em uma possível personificação, a centrífuga 1916 não é uma centrífuga indexada, isto é, ela não volta para a mesma posição depois de girar. A tampa da centrífuga é abeta e fechada por um cilindro pneumático. A posição da centrifuga é encontrada por uma câmera (não mostrada) no mecanismo de transferência robótica 1910. Uma foto da centrífuga foi tirada e o software de visão da máquina determina a posição da centrifuga então o dispositivo de separação 1902 pode ser colocado corretamente na centrifuga. Em particular, a câmera procura por uma marca fiduciária no rotor e o robô move par a posição apropriada no rotor da centrífuga. O dispositivo de separação 1904 é colocado dentro localização própria para manter o balanço na centrífuga 1916. A centrífuga pode ser configurada para ajustar girar um dispositivo de separação de cada vez (como no caso da primeira personificação), ou dispositivos múltiplos ao mesmo tempo como mostrado nas figuras 57-59.
O componente da máquina de visão (câmera) pode ser eliminado pelo uso de um rotor de centrífuga indexado. Nesta configuração, o rotor da centrífuga parará na mesma posição depois da centrifugação. Isto pode ser realizado por um mecanismo de presas para encaixarão rotor e move para trás de um sensor ótico par a posição correta. Este método pode eliminar complexidades (exemplo, luminosidade, algoritmos de software complexos) e custos associados com a visão da máquina, e assim para algumas implementações pode ser preferidas.
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l. Separação e concentração de um agente microbial em dispositivo de Separação 1904
A centrifuga opera para girar o dispositivo de separação 1902 em alta rotação por minuto por tempo suficiente para concentrar o espécime microbiológico no dispositivo de separação em uma pastilha ou massa tipo pastilha, como descrito em conjunto com a primeira personificação, exemplo 10,000g para 2 minutos. Durante a centrifugação as células sanguíneas vermelhas lisadas separam o topo do amortecedor de densidade e os micróbios intactos de uma pastilha no fundo do tubo capilar de 1mm 2604 no dispositivo de separação 1902 (veja figura 73A). A tampa da centrifuga é aberta usando um cilindro pneumático e o robô remove o dispositivo de separação 1902 e copo 1801. A posição do tubo capilar e segurador é determinada pela visão da máquina na etapa de colocação acima. O dispositivo de separação 1902 e copo são removidos como uma unidade da centrífuga 1918 e colocados no copo segurador 1800 (usando a ponta 1805 como um mecanismo de localização, veja figura 76C), e assim o robô 1910 leva o dispositivo de separação 1902 e move-o para a unidade de leitura 1918.
J. Leitura de um agente microbial concentrado em um dispositivo de separação 1904
A unidade de leitura 1918 interroga o agente microbial concentrado formando uma pastilha com o dispositivo de separação 1902 da maneira de descrita no comprimento acima. Os resultados (informação de caracterização e/ou identificação para agente microbial) são saídas para a interface do usuário do instrumento, uma estação de trabalho conectada, uma impressora, ou outro dispositivo de saída dependendo da configuração do instrumento.
K. Esterilização de contêiner de espécime 500 pausador
Em alguns aplicativos biológicos para o presente instrumento 104, o contêiner de espécime 500 é inoculado com uma amostra de espécime tal como fluido de corpo humano ou outros fluidos corporais normalmente estéreis. Isto é realizado injetando a amostra de espécime através de uma agulha para um pausador formado no topo do contêiner 500. Há uma chance que a amostra possa conter material bioinfectante. As vezes uma pequena gota de amostra de espécime, tal como sangue, pode ser deixada na superfície do pausador. É desejável esterilizar esta superfície antes da amostragem e processamento para evitar contaminação do contêiner 500 com ar ou micróbios de superfície.
Alguns métodos podem ser desenvolvidos para esterilizar a superfície em um modo automático. Este inclui:
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1) Esterilização UV da superfície pausadora. Luz ultravioleta é um método padrão para esterilizar superfícies. A automatização pode ser realizada anexando uma fonte de luz UV a um segundo robô ou mecanismo automático proporcionado no instrumento que moveria para a superfície pausadora par esterilização antes de ventilar a frasco ou remover uma amostra de teste.
2) Espumando a superfície com um desinfetante tal como álcool isopropileno ou outra química e então limpando a superfície limpa. Atualmente este é o método manual mais comum para esterilizar locais inoculados. Normalmente, cotonetes são molhados em um desinfetante e um técnico limpa a superfície antes de inocular a frasco ou remover a amostra. Uma limpeza mecânica é necessária no caso de placas de sangue seco na superfície já que uma espuma química não penetrar através do sangue. A espuma da superfície pode ser automática pressurizando um reservatório de desinfetante com ar e borrifá-lo na superfície do pausador. A limpeza mecânica pode ser realizada levando um cotonete ou tecido molhado e limpar a superfície do pausador. Outros métodos mecânicos de limpeza de superfície incluem um tecido molhado em desinfetante. Novamente, estes métodos podem ser realizados por meio de um mecanismo robótico de separação no instrumento 1910 com componentes de esterilização UV/espuma/limpando/apertando adicionais como o caso deve ser.
L. Outras configurações para mecanismo de transferência robótica 1910
Enquanto a segunda personificação mostra nas figuras 57-59 um uso de robô de seis eixos para o mecanismo de transferência robótica automática 1910 para realizar a transferência e posicionamento de componentes ou materiais no instrumento, este é uma das variedades de escolhas que podem ser feitas e o escopo da presente descoberta é entendida para abranger outros mecanismos de transferência robótica. Um braço robótico de eixos múltiplos foi escolhido porque é flexível. Novas etapas automáticas podem ser facilmente programadas sem requer maiores redesigns de ferramentas mecânicas. Uma vez estabilizado o processo, o robô pode ser substituído por um robô compacto mais simples, com menos eixos, ou um sistema Cartesiano (x,y,z). O sistema Cartesiano seria menos dispendioso que um robô de seis eixos. Um sistema Cartesiano é usado, por exemplo, na primeira personificação (veja figura 35).
M· Atuações elétricas
Poucos atuadores da segunda personificação (e em particular os aspectos de presa e deslizador de aparelhos de remoção de amostra 1912) são
119/140 operados por pneumáticos (ar comprimido). Mecanismos pneumáticos são simples para programar e desenhar, entretanto eles são responsáveis por algumas programações de laboratório e clinica onde o ar comprimido não está disponível. Estes atuadores podem ser substituídos por sistemas mecânicos/elétricos tais como direção 5 linear, passador e motor servo conectado a uma direção linear e solenóides.
N. Métodos de mistura alternativos
Na segunda personificação, um vortexer 1814 é usado para misturar uma amostra e tampão lítico. Um método diferente de mistura tais como sonificação ou mistura recíproca podem ser usados no lugar do vortexer.
O. Outros aplicativos para um sistema de Identificação
Nós descrevemos em detalhes um método e instrumento para automaticamente ventilar e amostrar um contêiner de espécime, exemplo, frasco de cultura sanguínea. A amostra é lisada e centrifugada para processar o agente microbial presente na amostra para analise. Esta característica do instrumento pode 15 ser aplicada a outros sistemas de diagnósticos e outros tipos de frasco de cultura. Estes sistemas podem incluir testes de biologia molecular ou frascos de cultura automática para amostras industriais. Amostras industriais podem incluir teste de esterilidade para drogas ou alimentos.
No caso de testes de biologia molecular deve ser muito 20 importante desempenhar um teste microbial durante o crescimento exponencial de um microorganismo. Durante a fase de crescimento exponencial a expressão genética dos micróbios é diferente do que durante a fase latente. Na fase latente, que é anterior a fase de crescimento exponencial, micróbios estão convertendo seu maquinário í _ genético para expressar proteínas para consumir os nutrientes de mídia que podem ser diferentes dos ambientados anterior. Quando os micróbios entram na fase exponencial a expressão genética já foi configurada.
Um instrumento de detecção automático (102), tais como os descritos aqui e em nosso outro aplicativo provisório anterior ou o sistema BacT/ALERT, pode determinar quando os micróbios começam a fase exponencial e o 30 método de identificação automática acima pode processar uma amostra assim que a fase exponencial começar. Em um método de cultura manual seria difícil de terminar quando exatamente os micróbios entram na fase exponencial já que isso implicaria na checagem dos frascos frequentemente para turvação. O início da fase exponencial pode ser esquecido pelo técnico, há um risco de os micróbios passarem a fase de 35 morte já que os nutrientes limitados são consumidos. Por isso, em uma personificação preferida do presente instrumento de identificação automaticamente processa os
120/140 contêineres de espécime positivos logo ou imediatamente depois de o contêiner ser considerado “positivo.
Em algumas personificações não clínicas do sistema de identificação, a etapa de lise é opcional ou não performada. Por isso, a provisão de um tampão lítico em um dispositivo de amostragem e vortexando o dispositivo de amostragem não são requeridos em todas as configurações possíveis do presente instrumento inventivo.
P. Reamostraqem de Contêineres de Espécime
O processo de ventilação, amostragem, separação e interrogação descritos acima podem ser repetidos no mesmo contêiner de espécime 500 como necessário. Em uma possível variação, um dado contêiner de espécime 500 é amostrado sucessivamente usando um dispositivo 1902 carregado com diferentes tampões líticos (exemplo, carregados em situ do fornecimento de tampão lítico no instrumento) e carregado em dispositivos de separação diferentes 1904 que são então objeto das etapas de separação e concentração e então leitura.
O instrumento 104 pode também desempenhar testes de identificação e/ou caracterização sem primeiro desempenhar a etapa de detecção; possivelmente encurtado o tempo de identificação. Este modo de operação pode ser empregado quando outros dados clínicos estão disponíveis que são preditivos de infecção. Condição do paciente, biomarcadores (exemplo, PCT) etc, são exemplos de dados que podem ser preditivos de infecção. Neste modo, os contêineres de espécime são carregados no instrumento de identificação 104 (exemplo, usando um design de prateleira da personificação), os frascos são incubados nas prateleiras proporcionadas no instrumento de identificação, e toda frasco é periodicamente mostrada e objetivada para a etapa de concentração e separação e a etapa de interrogação. Se uma dada amostra não está qualificada para ser identificada ou caracterizada na primeira iteração, o contêiner de espécime pode ser re-amostrado, exemplo, a cada 30 minutos, até que o crescimento de agente microbial tenha acontecido dentro do contêiner de espécime de forma que a etapa de leitura para aquela iteração subsequente retorna um resultado de identificação e/ou caracterização.
Q. Acoplando a um instrumento de detecção automático.
Em algumas personificações, o instrumento de identificação automática 104 da primeira e segunda personificação é fortemente acoplado a um instrumento de detecção automático configurado para determinar se um contêiner de espécime 500 é positivo para a presença de agente microbial. Esta fortemente acoplamento proporciona uma mão livre de contêineres de espécime positivo 500 de
121/140 um instrumento de detecção para o instrumento de identificação automático 104 assim que o contêiner de espécime é testado “positivo”.
Uma variedade de configurações de instrumentos para alcançar tal acoplamento são descritas em nossa patente provisória anterior U.S. serial 61/216,339 depositada em maio de 2009 e acima. Poucas opções são mostradas nas figuras 77 e 78. Na figura 77, um instrumento de detecção automática 102 é ligado a um transportador 4702 ao instrumento de caracterização e/ou identificação automático 104. As frascos chegando no instrumento de caracterização e/ou identificação automático 104 são levadas pelo mecanismo de transferência robótica 1910 e carregados nas prateleiras. Na figura 78, os frascos são proporcionados para uma detecção combinada e um instrumento de caracterização e identificação automático (exemplo, como estabelecido acima para a segunda personificação, veja figura 58 e a discussão acima). Nesta personificação, as prateleiras de segurando os contêineres de espécime 500 que chegam incluem instrumentação para detecção par sensores colorimétricos interrogativos incorporados no fundo dos frascos. Além disso, o instrumento combinado 102 + 104 é proporcionado com características de incubação, de forma que proporcione o fechamento de incubação 1812 das figuras 57 e 67.
Ainda outras configurações possíveis, como descrita acima na Parte 1. A figura 79 mostra uma personificação em que o instrumento combinado 102 + 104 inclui um aporta 4902 para carregamento manual das frascos nas prateleiras da detecção combinada e instrumento de caracterização e/ou identificação.
Em personificações das figuras 77-79, uma gaveta 4702 é proporcionada para proporcionar acesso para a remoção de lixo do instrumento, exemplo, contêineres de espécime, dispositivos de amostragem e dispositivos de separação.
A configuração física dos painéis externos para instrumentos das figuras 77-79 não são particularmente importantes e podem variar muito. Os instrumentos incluem uma interface de usuário gráfica e exibição 4704 que também pode variar muito.
R. Sistema de computador esquemático
A figura 80 é um diagrama em bloco esquemático mostrando o instrumento de caracterização e/ou identificação 104 e seus sistemas de controle de computador associados. Os detalhes mostrados na figura 80 podem variar muito e não são particularmente importantes, e entretanto, são proporcionados aqui como forma de exemplo e não limitação.
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Um computador rodando um LabVIEW (Instrumentos Nacionais) é conectado a dois computadores: (1) um computador 4904 através de uma conexão serial, e (2) um computador de controle de robô 4906 através de uma conexão de Ethernet. O computador 4904 controla as prateleiras 1906 e subsistemas de detecção associados para detectar se os frascos são positivos, controlar os motores de etapa que agitam (oscilando) a prateleira 1906 para proporcionar agitação durante a incubação através de um controlador de movimento 4908. O motor de etapa (não mostrado) permite as prateleiras serem precisamente colocadas na posição para ventilar e amostrar pelo mecanismo de transferência robótica 1910.
O computador LabVIEW 4902 consulta o computador 4904 para frascos positivas. O computador 4904 responde através de uma conexão serial e a ID da frasco, tempo de positivo e posição do fundo são analisados pelo computador LabVIEW 4902. A posição do frasco é enviada para o controlador de robô 4906 que abre aporta para as prateleiras (figura 27,1810) através de um sinal digital par um relé de controle de cilindros pneumáticos conectados à porta. O robô 1910 adquire um dispositivo de amostra 1902 e ventila a frasco e amostras como descrito acima.
U sinal digital do controlador de robô 4906 é enviado para relês para abrir e fechar a tampa da centrífuga 1916, inicia a centrífuga 1916 e controla o vortexer 1816. Controles de movimento de atuação linear nas bombas do diagrama de rolamento são controladas pelo computador LabVIEW 4902 através do controlador de movimento 4908.
Medidas de interrogação (exemplo, fluorescente intrínseca e/ou medidas de reflectancia difusa) capturadas pelo modulo de identificação 1918 são enviados ao computador LabVIEW 4902. O computador 4902 compara as medidas de espectro com o espectro de referencia estocado de amostras conhecidas para identificar e/ou caracterizar um agente microbial na amostra descrita acima. Para fazer esta comparação, o computador 4902 inclui uma memória (exemplo, disco rígido) contendo os dados de espectro de referência uma máquina leitora de códigos estocando instruções de software para desempenhar a comparação, exemplo, os algoritmos descritos anteriormente. O computador 4902 inclui uma unidade de processamento central convencional que opera na aquisição de dados e estocagem de dados de referência usando algoritmo(s) para gerar um resultado para amostras sob teste e proporcionar um retorno, exemplo, através de uma interface de usuário no instrumento ou periféricos anexados 4910. O computador 4902 pode se comunicar sobre uma rede de Protocolo de Internet 4914 com outros computadores 4912 localizados remotamente, exemplo, para compartilhar resultados de caracterização
123/140 e/ou identificação, estoca os resultados em uma base de dados remota, ou interfaceia com outros sistemas de informações de laboratórios.
S. Combinação de dispositivos de amostragem e separação dentro de um único dispositivo disposto
Como descrito anteriormente, o instrumento de identificação e/ou caracterização 104 inclui um aparelho de remoção de amostra 1912 que segura ou agarra um dispositivo de amostragem disposto 1902. Juntos, operam para remover a parte da amostra biológica no contêiner de espécime positivo 500 e adiciona a parte a um dispositivo de separação 1904. As funções de separar e amostrar podem ser desempenhadas em um único dispositivo disposto.
Referindo-se as figuras 90-94, o dispositivo de separação 6000 inclui um corpo 6002, geralmente no formato de um bloco, uma placa em cima 6004 e uma placa base 6006. O corpo contém uma janela ótica usada para medidas fluorescentes intrínsecas; o material formando as janelas oticamente limpas e não fluorescentes. Em geral, o corpo 6002 pode se moldado ou ao contrário formado por qualquer material plástico conhecido na arte. Como mostrado nas figuras 62-64, o corpo 6002 do dispositivo de separação 600 fecha a câmara lítica 6020, canal de ventilação 6020 e câmara de separação 6040 são orientadas ao longo de dois eixos horizontais e verticais paralelos 6022, 6042, definidos no corpo 6002, cada câmara tendo uma tampa e um fundo nas extremidades terminais. O canal 6030 proporciona uma primeira comunicação de fluido conectando a extremidade do fundo da câmara lítica a uma porta de vento ou bomba 6018 na placa superior 6004. Como mostrado nas figuras 93-94, o primeiro canal de comunicação de fluido compreende um sulco de fluxo de fluido de ventilação 6032 contendo na superfície superior 6034 do corpo 6002 e proporcionando comunicação de fluido entre a câmara lítica 6020e o canal de ventilação 6030. O canal de transferência de fluido 6036 proporciona um segundo canal de comunicação de fluido conectando a extremidade do fundo da câmara lítica 6020 a extremidade superior da câmara de separação 6040 pra transferir um tampão lítico e amostra da câmara lítica 6020 para a câmara de separação 6040. Como mostrado nas figuras 93 e 95, o segundo canal de comunicação de fluido compreende um sulco de fluxo de fluido de ventilação 6038 contendo na superfície superior 6034 do corpo 6002 e proporcionando comunicação de fluido entre a câmara lítica 6020 e a câmara de separação 6040. A câmara lítica 6020, canal de ventilação 6030 e canal de transferência de fluido 6036 estão abertas para a superfície de fundo 6010 do corpo 6002 do dispositivo 6000, como mostrado na figura 91. A superfície de fundo 6010 e o corpo 6002 podem compreender um sulco de fluxo de fluido baixo 6024
124/140 proporcionando comunicação de fluido entre o fundo da câmara lítica 6020 e o canal de ventilação 6030 e o canal de transferência de fluido 6036 através de um furo de válvula 6026 (descrito abaixo). A placa superior 6004 e paca de base 6006 podem ser anexadas ao corpo 6002 por qualquer meio conhecido na arte para encerramento ou ao contrario fechamento das câmaras 6020, 6040, e canais 6030, 6034. Por exemplo, a placa superior 6004 e /ou a placa base 6006 podem ser afixadas ao corpo soldando ou usando um adesivo.
Como mostrado na figura 91, o dispositivo de separação 6000 inclui uma porta atuadora de válvula 6008 que core através da placa superior 6004. A válvula 6012 é contida com um furo de válvula 6026 na superfície do fundo 6010 do corpo 6002, e é operável entre uma primeira parte e uma segunda parte através de um atuador externo (não mostrado). Quando a válvula 6012 está na primeira posição, um primeiro canal de comunicação de fluido é “aberto” do fundo da câmara lítica 6020 através de um canal de ventilação 6030 para a porta de bomba ou vento 6018. Este primeiro canal de comunicação de fluido aberto é operável para ventilar o excesso de pressão do dispositivo 6000 ou para proporcionar um vácuo para a câmara lítica 6020 através do uso de uma bomba (não mostrada). Quando a válvula 6012está em uma segunda posição, um segundo canal de comunicação de fluido é aberto” do fundo da câmara lítica 6020 através do canal de transferência de fluido 6036 para a câmara de separação 6040. Este segundo canal de comunicação de fluido aberto é operado para transferir o tampão lítico e amostra da câmara lítica 6020 para a câmara de separação 6040. Como mostrado na figura 92, a porta de bomba ou vento 6018 e aporta de entrada de amostra 6016 compreende canis abertos através da placa superior 6004. Em uma personificação possível, a porta de entrada de amostra 6016 compreende um septo perfurável (não mostrado). Em outra personificação, uma agulha de seringa (não mostrada) podem ser anexada ou afixada a porta de entrada de amostra 6016, permitindo assim o lítico e o dispositivo de separação operarem como o dispositivo de amostragem para diretamente obter uma amostra de um contêiner de espécime500.
Como mostrado na figura 93, a câmara de separação 6040 pode compreender um reservatório acima, uma seção cônica no meio e um tubo capilar abaixo 6048 todos colocados ao redor do eixo vertical central. Como mostrado, a uma seção cônica no meio conecta o reservatório superior de diâmetro maior e o tubo capilar de menor diâmetro 6048. Em uma personificação, a parede do fundo do tubo capilar 6048 é feito de um material transparente ótico para facilitar a interrogação ótica do agente microbial concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6048. Em outra personificação, o dispositivo de separação 6000 é feito de um
125/140 material oticamente transparente para facilitar a interrogação do agente microbial concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6048. Como mostrado, a parede do fundo oposto ao tubo capilar 6048 pode ser de uma espessura reduzida para facilitar a interrogação ótica como indicado na figura 92. Ainda em outra personificação, a interrogação ótica pode acontecer do lado do dispositivo 6000. De acordo com esta personificação, o bloco compreenderá uma seção entalhada 6010 e uma parede lateral de espessura reduzida justaposta ao tubo capilar 6048. De acordo com esta personificação, o dispositivo de separação 6000 é feito de um material transparente ótico para facilitar a interrogação do agente microbial concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6048.
Em operação, a câmara lítica 6020 pode carregar um tampão lise e uma amostra tirada de um contêiner de cultura positivo. Por exemplo, um dispositivo de amostragem 1902, como descrito aqui em outro lugar, pode ser usado para depositar separadamente ou em combinação um tampão lise e uma amostra de um contêiner de cultura positivo na câmara lítica 6020. Em outra personificação, o tampão de lise pode ser adicionado a câmara lítica 6020 do dispositivo de separação 6000 com subsistemas de identificação e/ou caracterização. Por exemplo, um dispositivo de amostragem 1902 pode ser usado para obter uma alíquota d tampão de lise (exemplo, de um reservatório de tampão de lise) que pode ser subsequentemente depositado na câmara lítica 6020 através da porta de entrada de amostra 6016 (exemplo, um septo perfurado) no corpo 6002. Em seguida, o dispositivo de separação 1902 pode ser usado para obter uma amostra de um contêiner de espécime positivo 500 e depositar aquela amostra na câmara lítica 6020 através de uma porta de câmara lítica 6020, exemplo, por agitação e/ou vortexação do dispositivo de amostragem 6000. A etapa de lise seletiva é permitida para proceder por um tempo suficiente para permitir que a reação de lise para ser substancialmente completadas (exemplo, de 1 a 5 minutos). Esta etapa de lise seletivo selectivamente lisa células indesejadas (isto é, células de não microorganismos) que podem apresentar na amostra, exemplo, células sanguíneas e/ou células de tecido. Em outra personificação, a câmara lítica 6020 pode ser pré-carregada com um tampão de lise e a amostra carregada na câmara lítica antes da agitação e/ou vortexação. Em outra personificação, o dispositivo de amostragem 6000 pode opcionalmente ser incubado para permitir que a etapa de lise continue mais rapidamente.
Depois desta etapa de lise, a amostra lisada e o tampão de lise podem ser transferidos para a câmara de separação 6040 através de um canal de fluxo de fluido 6030 para a separação de qualquer para a separação de qualquer
126/140 microorganismo sobre um pré-carregamento um amortecedor de densidade, como descrito aqui. A válvula 6012 é apertada para baixo externamente por um mecanismo atuador (não mostrado), assim abrindo o canal de fluxo de fluido 6030 entre a câmara lítica 6020 e a câmara de separação 6040. Uma bomba acima da câmara de separação 6040 desenha a mistura através do canal de fluxo de fluido 6030 para o topo da câmara de separação 6040. Em uma personificação, segurando um dispositivo de separação 6000 a um ângulo, o fluido pode fluir gentilmente para baixo do interior da parede da câmara de separação 6040 e fora do gradiente de densidade.
O instrumento de identificação/caracterização 104 inclui uma estação de concentração e/ou separação, opcionalmente na forma de uma centrífuga, que opera no dispositivo de separação 6000 para separar o agente microbial de outros produtos na parte da amostra biológica e concentrar o agente microbial no dispositivo de separação 6000. Em um exemplo, o agente microbial é concentrado na forma de pastilha ou massa tipo pastilha no fundo do tubo capilar 6060 do dispositivo de separação 6000.
O instrumento de identificação e/ou caracterização inclui um módulo de identificação e/ou caracterização ou estação de leitura (veja, exemplo, figura 31, 1918) que interroga o agente microbial concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbial.
Outra personificação tendo uma câmara de empilhada design é mostrada nas figuras 98-108B.
As figuras 95-99 ilustram um dispositivo de separação e amostragem combinados 6100. Como mostrado nas figuras 95-96 e 98, os dispositivos de separação e amostragem combinados incluem um alojamento acima 6102 e um alojamento abaixo 6104, e uma válvula de apertada flexível 6108 conectando o alojamento acima 6102 e o alojamento abaixo 6104. Como mostrado nas figuras 96 e 97, os fechamentos de alojamentos acima e as câmaras líticas 6120, os alojamentos abaixo 6140 fecham a câmaras de separação abaixo 6140, e a válvula apertada flexível 6108 define o canal de transferência de fluido 6130 ali. A câmaras lítica acima 6120, canal de transferência de fluido 6130 e câmara de separação abaixo 6140 podem ser orientadas ao redor do eixo central 6122.
O dispositivo de separação e amostragem combinada 6100 inclui um par de abas de compressão oposta 6110, um bloco atuador de válvula 6106 e braços atuadores opostos 6118 operáveis para abrir e “fechar” a válvula apertada flexível 6110. Em operação, o bloco atuador de válvula 6106 pode ser movido em uma primeira direção (exemplo, em direção as abas de compressão 6110, como
127/140 representadas por uma seta 6107) para “abrir” a válvula 6100. Movendo o bloco atuador 6106 em direção das abas de compressão 6110 os braços atuadores 6118 empurram as abas de compressão 6110 movendo as abas de compressão 6110 para fora da válvula apertada flexível para abrir a válvula 6108. Na posição aberta, o canal de fluxo de fluido 6130 é aberto permitindo a comunicação de fluido entre a câmara lítica acima 6120 e a câmara de separação baixa 6140 (como mostrado na figura 97). O bloco de atuador de válvula 6106 pode também ser movido em uma segunda direção (exemplo, fora das abas de compressão 6110, como representado pela seta 6109) para “fechar” a válvula 6108. Quando o bloco atuador 6106 é movido para fora das abas 6110os braços atuadores 6118 movem o par oposto de abas de compressão 6110 para a posição “fechada, assim fechando apertado a válvula de aperto flexível 6108 (como mostrada na figura 99).
Como mostrado nas figuras 95-96 e 98, o dispositivo de separação e amostragem combinados 6100 também incluem uma agulha de seringa 6112 para obter uma amostragem de um contêiner de espécime, e uma porta de vácuo 6114 para puxar a câmara de vácuo 6120, assim assistindo com o carregamento do dispositivo 6100. Opcionalmente a seringa pode compreender uma bainha (não mostrada) para proteger a agulha da seringa de danos e/ou contaminação. Também, como mostrado nas figuras 95, 96 e 98, um dispositivo de separação e amostragem combinados 6100 incluem uma porta de vácuo 6114. A porta de vácuo incluirá um filtro permeável de gás ou membrana hidrofóbica 6116 que permite a passagem de gases, mas para prevenir contaminação. Em operação, a porta de vácuo pode ser conectada a uma bomba (não mostrada) que pode aplicar um vácuo a um dispositivo de separação e amostragem 6100 para a captação da amostra do contêiner de espécime positivo.
Como mostrado nas figuras 97 e 99, a câmara de separação 6140 inclui um reservatório superior 6142, uma seção perfurada no meio 6144 e um tubo capilar inferior 6146 todos colocador ao redor do eixo 6122 abaixo da câmara lítica 6120. Como mostrado, a seção perfurada do meio 6144 conecta o reservatório de maior diâmetro superior 6142 e o tubo capilar de menor diâmetro. Em outra personificação, as paredes do fundo 6150 do tubo capilar são feitas de um material transparente ótico para facilitar a interrogação ótica do agente microbial concentrado (não mostrado), localizado no fundo do tubo capilar 6146. Em outra personificação, o dispositivo de separação 6100 é feito de um material transparente ótico para facilitar a interrogação ótica do agente microbial concentrado (não mostrado), localizado no fundo do tubo capilar 6146. Como mostrado, a parede do fundo 6150 oposta ao tubo
128/140 capilar 6146 pode ser de espessura reduzida para facilitar a interrogação ótica como indicado na figura 41.
Em operação, com a válvula de apertada flexível 6108 na posição fechada, a câmara lítíca 6120 pode ser carregada com tampão de lise e uma 5 amostra tirada de um contêiner de cultura positiva. Em uma personificação, o tampão de lise pode se adicionado a câmara lítica 6120 do dispositivo de separação 6100 usando uma agulha de seringa 6112. Por exemplo, a agulha da seringa 6112 pode ser usada para obter uma alíquota de tampão de lise (exemplo, de um reservatório de tampão de lise ), depositando o tampão de lise na câmara lítica 6120. Depois, a agulha 10 d seringa 6112 pode ser usada para obter uma amostra do contêiner de espécime positivo 500, depositando aquela amostra na câmara lítica 6120. O tampão de lise e a amostra são misturados com a câmara lítica exemplo, por agitação e/ou vortexação do dispositivo de amostragem 6100. A etapa de lise seletiva é permitida para continuar por tempo suficiente a permitir que a reação de lise seja substancialmente completada 15 (exemplo, de 1 a 5 minutos). Esta etapa seletiva de lise seletivamente lis células indesejadas (isto é, células de não microorganismos) que podem estar presentes na amostra, exemplo, células sanguíneas e/ou células de tecido. Em outra personificação, a câmara lítica 6120 pode ser pré-carregada com um tampão de lise e a amostra carregada na câmara lítica antes da agitação e/ou vortexação. Ainda em outra 20 personificação, o dispositivo de amostragem 6100 pode opcionalmente ser incubado para permitir que a etapa de lise seletiva proceda mais rapidamente.
Depois da etapa de lise, a amostra lisada e o tampão de lise pode ser transferida para a câmara de separação 6140 através do canal de fluxo de fluido 6130 para a separação de qualquer microorganismos sobre um pré-carregado 25 amortecedor de densidade, como descrito aqui. Para transferir a amostra lisada e o tampa de lise para a câmara de separação 6140, o par de abas opostas compressadas 6110 são movidas para aposição aberta , assim abrindo a válvula apertada flexível 6108 e permitindo a entrada de comunicação de fluido entre a câmara lítica 6120 e a câmara de separação 6140 através do canal de fluxo de fluido 30 6130. Com a válvula apertada flexível 6108 na posição aberta, a amostra lisada e o tampão de lise fluirão através da gravidade para o canal de fluxo de fluido6130 e para fora do amortecedor de densidade (não mostrado) contendo uma câmara de separação 6140. Em uma personificação, o seguramento do dispositivo de separação 6100 em um ângulo, o fluido pode fluir gentilmente para baixo do interior da parede da 35 câmara de separação 6140 e no gradiente de densidade.
O instrumento de caracterização e/ou identificação 104 inclui
129/140 uma estação de separação e/ou concentração, opcionalmente em forma de centrifuga, que opera no dispositivo de separação 6100 par assim separar o agente microbial de outros produtos na porção da amostra biológica e concentrar o agente microbial no dispositivo de separação 6100. Em um exemplo, o agente microbial é concentrado na 5 forma de pastilha ou massa tipo pastilha no fundo do tubo capilar 6160 do dispositivo de separação 6100.
Um instrumento de identificação/caracterização inclui um módulo de identificação e/ou caracterização ou estação de leitura (veja, exemplo, figura 31, 1918) que interroga o agente microbial concentrado para identificar e/ou 10 caracterizar o agente microbial como descrito anteriormente.
Outra personificação do dispositivo de separação e amostragem combinada 6300 é mostrado nas figuras 100-102. Como o dispositivo de separação e amostragem combinada é mostrado nas figuras 95-99, dispositivo de separação e amostragem combinada 6300 inclui um alojamento acima 6302 fechando 15 a câmara lítica 6320, um alojamento abaixo 6104 fechando a câmara de separação 6340, e uma válvula de aperto flexível 6308 definindo ali um canal de transferência de fluido 6130.
O dispositivo de separação d amostragem combinada 6300 compreende um par de abas de compressão 6310, um bloco atuador de válvula 6306 20 e um braço atuador oposto 6318 operável para “abrir e fechar” a válvula de aperto flexível 6308. Em operação, um bloco atuador de válvula 6306 pode ser movido em uma primeira direção (exemplo, em direção das abas de compressão 6310, como representado por uma seta 6307) para “abrir” a válvula 6308. Movendo o bloco atuador de 6306 em direção das abas de compressão 6310 os braços atuadores 6318 25 empurram as abas 6310 movendo as abas de compressão 6310 para fora da válvula de aperto flexível abrindo assim a válvula 6308. Na posição de aberta, o canal de fluxo de fluido 6330 é aberto permitindo a comunicação entre um acamara lítica superior 6320 e uma câmara de separação inferior 6140 (como mostrado na figura 101). O 2. bloco atuador de válvula 6306 também pode ser movido para fora das abas de compressão 6310 para uma posição “aberta” assim, fechando apertado o cabo de aperto flexível 6308 (não mostrado).
Como mostrado nas figuras 100-102, o dispositivo de separação e amostragem combinada 6300 também compreende uma agulha de i seringa 6312 para obter uma amostra de um contêiner de espécime positivo, uma porta de válvula 6314 para empurrar um vácuo na câmara lítica 6320, assim assistindo com o carregamento do dispositivo 6300. Opcionalmente, a seringa pode compreender
130/140 uma bainha (não mostrada) para proteger a agulha da seringa de danos e/ou contaminação. A porta de vácuo incluirá um filtro permeável de gás ou membrana hidrofóbica 6116 que permite a passagem dos gases, mas previne a contaminação do meio. O dispositivo de separação de amostragem combinada compreende uma camada de vácuo, que é opcionalmente pré-carregada com um vácuo e operável e conectada ao dispositivo de separação e amostragem 6300 para captação da amostra do contêiner de espécime positivo.
Referindo-se a figura 102, o mecanismo de válvula 6360 desta personificação compreende uma porta de bomba 6370 que permite uma bomba (não mostrada) a operar o pistão 6380 entre a posição de vácuo e a posição de ventilação. A válvula 6360 compreende uma câmara interior 6374, uma porta de vácuo 6376, e uma porta de ventilação 6378. Em operação, a bomba (não mostrada) pode mover o pistão para uma primeira posição ou posição de vácuo (como mostrado na figura 104) assim abrindo o canal de comunicação de fluido de tal válvula 6372, através da câmara interior 6374 e através da porta de vácuo 6376 para a câmara de vácuo 6362. Na primeira posição ou posição de vácuo, a válvula 6360 permite um vácuo a ser aplicado no dispositivo de separação e amostragem 6300, controlando assim a captação da amostra do contêiner de espécime positiva assim abrindo um canal de comunicação de fluido de tal porta de válvula 6372, através da câmara interior 6374 e através da porta de vácuo 6378, permitindo assim que o dispositivo de separação e amostragem ventile o contêiner de espécime antes da captação da amostra através do vácuo.
Como mostrado na figura 101, a câmara de separação 6340 pode compreender um reservatório acima 6342, uma seção perfurada no meio 6344 e um tubo capilar abaixo 6346 tudo colocado ao redor do eixo 6322 abaixo da câmara lítica 6320. Como mostrado, uma seção perfurada no meio 6344 conecta o reservatório acima de maior diâmetro 6342 e o tubo capilar de menor diâmetro 6346. Em uma personificação, a parede do fundo 6350 do tubo capilar 6346 é feita de um material transparente eticamente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbial concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6346. Em outra personificação, o dispositivo de separação 6300 é feito de um material transparente oticamente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbial concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6346. Como mostrado, a parede do fundo 6350 oposta ao tubo capilar 6346 pode ser de espessura reduzida para facilitar a interrogação ótica como indicado na figura 101.
Como uma das habilidades na arte seria apreciado, o
131/140 dispositivo de amostragem 6300 desta personificação opera de uma maneira similar a do dispositivo de separação e amostragem 6100 da primeira personificação. De acordo, uma descrição detalhada da operação desta personificação específica é excluída. Depois da etapa de lise ter sido realizada, o dispositivo de separação de 5 amostragem 6300 desta personificação poder ser centrifugado para separação e/ou pastilização de qualquer microorganismos contidos aqui. O dispositivo de separação e amostragem 6300 desta personificação pode ser pré-carregado com um tampão de lise e/ou amortecedor de densidade.
Referindo-se agora as figuras 130-104, uma terceira 10 personificação de um dispositivo de separação e amostragem 6200 é mostrado. O dispositivo de separação e amostragem 6200 inclui um alojamento superior 6202, um alojamento inferior 6204. Como mostrado na figura 104, o alojamento superior fecha uma câmara lítica superior 6220, o alojamento inferior fecha a câmara de separação inferior 6240, e a conexão giratória 6206 define um canal de transferência de fluido 15 6130 e assim por diante. A câmara lítica superior 6220, o canal de transferência de fluido 6230 e a câmara de separação inferior 6240 podem ser orientadas ao redor de um eixo central 6222, como mostrado na figura 74.
Em operação, a conexão giratória 6206 pode ser girada para uma posição de “aberta. Na posição de aberta, o canal de fluxo de fluido 6230 é 20 aberto permitindo a comunicação de fluido entre a camada lítica superior 6220 e uma câmara de separação inferior 6240 (como mostrado na figura 104). A conexão giratória 6206 também pode ser girada para a posição “fechada para fechar o canal de fluxo de fluido 6230. Como mostrado na figura 104, o canal de fluxo de fluido compreende um canal ou abertura superior 6232 através da conexão giratória da parte superior 25 6208 e um canal ou abertura inferior 6234 através da conexão giratória da parte inferior 6210. A conexão giratória 6206 desta personificação pode compreender uma gaxeta fechada 6218 entre a conexão giratória da parte superior 6208 e a conexão giratória da parte inferior 6210, como mostrado na figura 105, para prevenir vazamentos.
Como mostrado nas figuras 103-105 o dispositivo de separação e amostragem combinadas 6200 tudo compreende uma agulha 6212 para obter uma amostra de um contêiner de espécime positiva, uma porta de vácuo 6214 para retirar um vácuo d câmara lítica 6220, e permitir assim que uma amostra seja 2 carregada na câmara lítica 6260 do dispositivo 6200. Opcionalmente a seringa pode compreender uma bainha (não mostrada) par proteger a seringa de danos e/ou contaminação. A porta de vácuo 6214 incluirá um filtro permeável de gás ou
132/140 membrana hidrofóbica 6216 que permite a passagem dos gases, mas prevenindo contaminação. Em operação, uma porta de vácuo 6214 pode ser conectada a uma bomba (não mostrada) que pode aplicar um vácuo ao dispositivo de separação e amostragem 6200 para captação da amostra em um contêiner de espécime positivo.
Como mostrado na figura 104, a câmara de separação 6240 e um tubo capilar 6246 tudo colocado ao redor de um eixo 6222 abaixo da câmara lítica 6220. Como mostrado, a seção perfurada no meio 6244 conecta um reservatório acima de maior diâmetro 6242 e o tubo capilar de menor diâmetro 6246. Em uma personificação, o dispositivo de separação 6200 é feito de material transparente oticamente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbial concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6246 pode ser de espessura reduzida para facilitar a interrogação ótica como indicado na figura 104.
Como uma habilidade na arte seria apreciado, um dispositivo de separação e amostragem 6200 desta personificação opera de maneira similar ao dispositivo de separação e amostragem 6100 da primeira personificação. Portanto, uma descrição detalhada da operação desta personificação específica foi excluída. Depois que a etapa de lise foi realizada, o dispositivo de separação de amostragem 6200 desta personificação pode ser centrifugada para a separação e/ou pastilização de qualquer microorganismos contidos aqui. O dispositivo de separação e amostragem 6200 desta personificação pode ser pré-carregada com um tampão de lise e/ou amortecedor de densidade.
Referindo-se agora as figuras 106-108B, outra personificação do dispositivo de separação e amostragem combinado 6400 é mostrado. O dispositivo de separação e amostragem combinado 6400 inclui um alojamento superior 6402, um alojamento inferior 6404, uma válvula giratória 6406 conectando um alojamento superior 6402 e um alojamento inferior 6404. Como mostrado nas figuras 107B e 108B, a câmara de separação superior 6420, o alojamento inferior fecham a câmara de separação inferior 6440, e a válvula giratória 6306 define o canal de transferência de fluido 6430 e camada de separação inferior 6440 pose ser orientada em um eixo 6422, como mostrado nas figuras 77B e 78B.
Em operação, a válvula giratória 6406 pode ser girada através de uma de manivela 6408 para uma posição “aberta” 6434 (veja figura 108B). Na posição aberta, o canal de fluxo de fluido 6430 é aberto permitindo a comunicação entre a câmara lítica superior 6420 e a câmara de separação inferior 6440 9mostada na figura 108B). A válvula giratória 6406 também pode ser girada para a posição de “fechada” 6434 (veja figura 107B) para fechar o canal de fluxo de fluido 6430.
133/140
Como mostrado nas figuras 106-108B, um dispositivo de separação d amostragem combinado 6400 também compreende uma agulha de seringa 6412 para obter uma amostra do contêiner de espécime positivo, e um aporta de vácuo 6414 para puxar um vácuo da câmara lítica 6420, permitindo assim que uma amostra seja carregada na câmara lítica 6460 do dispositivo 6400. Opcionalmente, a seringa pode compreender uma bainha (não mostrada) para proteger a agulha da seringa de danos e/ou contaminação. A porta de vácuo 6414 incluirá um filtro permeável de gás ou membrana hidrofóbica 6416 que permite a passagem de gases, mas previne contaminação. Em operação, uma porta de vácuo 6414 pode ser conectada a uma bomba (não mostrada) que pode aplicar um vácuo no dispositivo de separação e amostragem 6400 para a capitação da amostra no contêiner de espécime positivo.
Como mostrado nas figuras 107B e 108B, a câmara de separação 6440 pode compreender um reservatório superior 6442, uma seção perfurada no meio 6444 e um tubo capilar inferior 6446 todos colocados ao redor de um eixo 6422 abaixo da câmara lítica 6420. Como mostrado, a seção perfurada no meio 6444 conecta o reservatório superior de maior diâmetro 6442 e o tubo capilar de menor diâmetro 6446. Em uma personificação, a parede do fundo 6450 do tubo capilar 6446 é feito de um material transparente oticamente para facilitar a interrogação de um agente microbial concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6446. Em outra personificação, o dispositivo de separação 6400 é feito de um material transparente oticamente para facilitar o ínterrogamento de um agente microbial concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6446. Como mostrado, a parede do fundo 6450 oposta ao tubo capilar 6446 pode ser de espessura reduzida para facilitar o ínterrogamento ótico como indicado nas figuras 107B e 108B.
Como uma habilidade na arte seria apreciado, um dispositivo de separação 6400 desta personificação opera de maneira similar ao dispositivo de separação e amostragem 6100 da primeira personificação. Portanto, uma descrição detalhada da operação desta personificação foi excluída. Depois da etapa de lise ter sido completada, o dispositivo de separação e amostragem 6400 desta personificação pode ser centrifugado para separação e/ou pastilização de qualquer dos microorganismos contidos aqui. O dispositivo de separação e amostragem 6400 desta personificação pode ser pré-carregada com um tampão e /ou um amortecedor de densidade.
T, Outras Vantagens e Características
Um número de outras vantagens e características são obtidas
134/140 pelos sistemas e métodos descritos aqui:
1. O sistema detecta o crescimento de microorganismos e facilita a amostragem uma vez que o crescimento microbial adequado ocorra então os microorganismos podem ser isolados, purificados e caracterizados do sangue (ou outra amostra) e preparado para o uso em e testado em um ID, AST, molecular ou outro sistema.
2. O sistema pode proporcionar:
• Carregamento e descarregamento automático • Incubação automática · Agitação automática de contêineres de espécime para acelerar a neutralização antibiótica • Sistema de detecção automática para melhorar o tempo de detecção • Amostragem de contêiner de detecção positivo no 15 momento de detecção e preparar automaticamente uma amostra purificada e apresentar a amostra a unidade de interrogação ótica.
• Segunda tecnologia de detecção opcional para caracterização de uma amostra purificada • Calibração automática de um sistema de detecção ótica · Sistema disposto de lixo automático
3- Gram clínico automático, fabricantes de antibióticos resistentes de identificação de nível de espécies e caracterização em 15 min de detecção de frasco positivo, com benefícios clínicos significantes atendentes.
4- Teste de caracterização e/ou identificação apenas 25 desempenhado em contêineres de espécime positiva.
5- Resultados de caracterização mais confiáveis (amostra imediata durante a fase de crescimento acelerado)
6- Caracterização de culturas durante fase exponencial é possível, assim como é a caracterização durante a fase estável ou parada.
7- Possibilidades de Cultura de Sangue Rápidas:
• Oportunidade/benefícios para amostras múltiplas do mesmo frasco.
• Incubar 4-8 horas e depois amostrar (iniciar modo) • Septicemia e/ou triagem de contêineres de espécime positivos
8- Melhorias no fluxo de trabalho principal
135/140 • Resultados Gram automáticos para cultura sanguínea • Identificação e/ou caracterização automática • Possibilidade de proporcionar uma amostra purificada para AST ou teste molecular
9- Suprimento de instrumentos de identificação e/ou caracterização dispostos em um cartucho para carregar facilmente
10- adicionar custos dispostos em apenas incorridos para contêineres de espécime positivos (quando tem valor clinico)
- potencial para economizar custos para amostras negativas 10 através de frascos sem sensores.
12- Apenas um sistema para caracterização e/ou identificação
13- Baixa complexidade em sistema de detecção de cultura sanguínea
14- o sistema de identificação e/ou caracterização pode ser configurado como um sistema externo, separado mas a vantagem de estar disponível para imediatamente amostrar contêineres de espécime positivos será perdido. Por isso, a personificação preferida acopla ao instrumento de caracterização e/ou identificação ao instrumento de detecção para facilitar a transferência automática de contêineres de espécime positivo. O sistema pode operar 24/7 com menos ou mais 20 interferência humana.
15- Potencial para completar a caracterização no tempo de detecção (espectroscópio fluorescente intrínseco, espectroscópio Raman, massa espectroscópica e outras tecnologias)
16- Processo de fabricação simplificado para cultura de frasco.
17- CO2 combinado ou outros sensores podem ser incluídos:
• Compatibilidade com sistemas anteriores • Detecção de contaminação durante a fabricação, transporte ou armazenagem,
I · Acomodar entradas atrasadas de contêineres em um sistema de incubação/leitura.
18- dispositivo de memória (tal como RFID) podem ser incluídos no sistema de armazenagem:
• Dados de uma cabeça inicial do frasco no momento da coleta da amostra (incluindo tempo), · Informação de um teste (pode ser usado para caracterização futura),
136/140 • Informações de fabricação (lote, data, validade, leituras iniciais, etc), • Informações sobre pacientes e amostras no momento adquirido no momento da coleta da amostra.
19- Transportador de entrada/saída para facilitar a automatização e alta capacidade das instalações.
20- Carregamento/descarregamento automático (através de um mecanismo de transferência robotizado ou transportador).
21- Desenho do instrumento de detecção sem gavetas melhoram a estabilidade térmica do sistema interno não expondo a área do incubador ao ar ambiente.
22- Movimento automático de contêineres de espécime de uma posição para outra ou de uma prateleira para outra se uma prateleira falhar (tolerância falsa)
23- Câmera de vídeo com analise de imagem no mecanismo de transferência robótica no instrumento de detecção e/ou o instrumento de identificação/caracterização para ajudar na:
• Localização de contêineres de espécime/dispostos, • Recuperação de condições de erro, • Detecção de derramamentos, • Problemas (serviço de campo não se conecta com a câmera para diagnóstico e reparo remoto).
24- Expansibilidade:
a) Capacidade/funcionalidade interna adicionando módulos/prateleiras
b) Externo adicionando outros instrumentos
25- Medidas de volume de sangue presentes na detecção de contêiner
a) Por peso ou oticamente
b) Ou acustícamente
c) Ou escaneamento ultrasônico
d) Ou outros métodos
26- Promove automaticamente a operação do sistema “Carrega e Vai”. Uma vez que os contêineres de espécime estejam fornecidos para um transportador de entrada ou mecanismos de transferência robótica, o resto da operação é automática e o operador pode atender a outras tarefas.
137/140
27- Apresentando um frasco em uma entrada ou saída para um ponto fixo no espaço para interfacear com outro sistema.
28- Pré planejamento automático antes de carregar ou rejeitar erros de contêineres de espécime para uma estação de retorno.
29- Verificar autenticidade de um produto para assegurar que o contêiner de espécime mão foi falsificado ou usado.
• Usando um método especifico de autenticação.
• Usando a câmera interna para ver o logotipo do fabricante, características de etiqueta, etc.
30- Proteção com senha para acessos aos contêineres de espécime positivos
31- Segurança:
• Eliminar exposição a farelos por vento e contêineres de espécime de amostragem • Reduzir pessoal em laboratório para materiais infecta ntes • Descontaminar automaticamente/manualmente os dispostos e/ou sistema • Descontaminar automaticamente os pausadores antes da amostragem • Ventilar automaticamente os contêineres de espécime para eliminar a exposição de risco para o pessoal do laboratório manuseando contêineres de espécime que tenham alta pressão interna devido ao gás produzindo organismos
Da descrição precedente, será apreciado que nós fechemos um sistema de detecção rápida para agente microbial em uma amostra e identificando e/ou caracterizando o agente microbial, compreendendo, em combinação:
Um instrumento de detecção (100/102, figuras 1-30) recebendo um contêiner de espécime 500 contendo uma amostra, o instrumento de detecção incluindo uma incubadora fechada para a incubação do contêiner de espécime e uma unidade de detecção interrogando um contêiner de espécime para detectar se o contêiner de espécime é positivo para a presença de agente microbial na amostra; fornecimento de dispositivo de separação dispostos (1904, pode também ser um dispositivo de separação e amostragem combinados das figuras 90-108); e um instrumento de caracterização/identificação (104, figuras 31-77) recebendo um contêiner de espécime detectado positivo pelo instrumento de detecção, e instrumento
138/140 de caracterização/identificação compreendendo: (a) um aparelho de remoção de amostra (1912, figura 31) operado para remover uma parte da amostra do contêiner de espécime e adicionar a parte ao dispositivo de separação (1904) obtido de um fornecedor de dispositivos de separação; (b) uma estação de concentração e separação (1916, figura 31) operativa em um dispositivo de separação depois de receber uma parte da amostra para então separar o agente microbial de outros produtos na amostra e concentrar o agente microbial no dispositivo de separação; e (c) um módulo de caracterização e/ou identificação (1918, figura 31) interrogando o agente microbial concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbial.
Em outro aspecto, nós descobrimos um método para rápida identificação e/ou caracterização de um agente microbial presente na amostra, a amostra carregada no contêiner de espécime. Compreendendo desempenhar as seguintes etapas de uma maneira automática:
(a) Incubar um contêiner de espécime 500; (b) interrogar periodicamente o contêiner de espécime para determinar se é positivo para a presença de agente microbial no contêiner de espécime; (c) quando o contêiner de espécime é determinado positivo, retira uma parte da amostra do contêiner de espécime; (d) introduzir uma porção de amostra biológica no dispositivo de separação disposto (1904); (e) lisar componentes na parte da amostra biológica, tanto antes quanto depois de desempenhar a etapa (d); (f) separar e concentrar um agente microbial em um dispositivo de separação; e (g) analisar o agente microbial concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbial. As etapas (a)-(g) podem ser desempenhadas automaticamente com um instrumento de caracterização/identificação e detecção integrados 104 como descrito acima.
Em uma personificação a etapa de análise (g) compreende a etapa de desempenhar uma análise espectroscópica de um agente microbial concentrado. Em outra personificação a analise de espectroscópio compreende um (i) espectroscópio fluorescente intrínseco ou (ii) espectroscópio Raman.
O método pode incluir a etapa (f)(1) retirar o agente microbial concentrado do dispositivo de separação e onde a etapa (g)é desempenhada no agente microbial concentrado depois da retirada do dispositivo de separação.
Analisar a etapa (g) pode incluir pelo menos um destes (i) desempenhar uma análise espectroscópica no agente microbial concentrado, (ii) desempenhar uma massa espectroscópica no agente microbial concentrado, (iii) desempenhar testes moleculares no agente microbial concentrado e (v) introduzir um agente microbial concentrado em um dispositivo de teste de caracterização microbial e
139/140 objetivar o dispositivo de teste para análise.
Na personificação divulgada, as etapas (a) e (b) são desempenhadas em um instrumento de detecção automático (100/102, figuras 1-30) e onde as etapas (c), (d), (e) e (f) são desempenhadas em um instrumento de identificação e/ou caracterização automático 104 (figuras 31-77).
Ainda em outro aspecto, um método para caracterização e/ou identificação de um agente microbial tenha sido descoberto, compreendendo as etapas de:
(a) Proporcionar um subsistema de detecção (100/102) tendo uma localização de entrada para receber contêineres de espécime 500 contendo amostras para serem testadas, e um aparelho de detecção quando um contêiner de espécime se tomou positivo para a presença de agente microbial em uma amostra em um contêiner de espécime; (b) quando um contêiner de espécime se torna positivo, movendo automaticamente o contêiner de espécime para um subsistema de caracterização e/ou identificação remoto do sistema de detecção (figura 77); (c) com o subsistema de caracterização e/ou identificação, desempenhando automaticamente as etapas: (1) retirar a parte da amostra do contêiner de espécime; (2) colocar a parte retirada da amostra no dispositivo de separação; (3) concentrar um agente microbial em uma parte retirada da amostra no dispositivo de separação; e (4) analisar o agente microbial para caracterizar e/ou identificar o agente microbial.
Ainda outro aspecto, um método automático para a caracterização e/ou identificação de um agente microbial tem sido descoberto, compreendendo as etapas:
(a) receber um contêiner de espécime contendo uma amostra a ser testada em um instrumento de detecção (100/102, figura 1-30); (b) detectar quando o contêiner de espécime se tornou positivo para a presença de agente microbial na amostra; (c) quando tal detecção tenha acontecido, remover automaticamente a parte da amostra do contêiner de espécime e colocar a parte da amostra no dispositivo de separação disposto 91904); (d) separar e concentrar o agente microbial em um dispositivo de separação disposto, e (e) analisar o agente microbial concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbial.
Ainda em outro aspecto, um sistema de teste de amostra tem sido descoberto, compreendendo, em combinação: um subsistema (100/102, figuras 1-30) tendo uma localização de entrada para receber contêineres de espécime contendo amostras para serem testadas, e um aparelho de detecção para detectar quando um contêiner de espécime se tornou positivo para a presença de agente
140/140 microbial na amostra; um subsistema de caracterização e/ou identificação recebendo um contêiner de espécime tendo módulos para caracterização e/ou identificação automaticamente de agente microbial em contêineres de espécime positivo; e uma aparelho para transferir automaticamente um contêiner detectado positivo de um subsistema de detecção para um subsistema de caracterização e/ou identificação.
O aparelho para transferir automaticamente pode tomar a forma de um sistema transportador como mostrado na figura 77. O transferimento automático também pode tomar a forma de um dispositivo de braço robótico como mostrado nas figuras 32, 35 e 57. Ainda em outra personificação, o sistema transportador inclui um primeiro transportador e um segundo transportador, e onde os sistemas compreendem dois subsistemas de detecção interligados e acoplados a cada um pelo primeiro transportador, e onde um dos subsistemas é acoplado ao subsistema de caracterização e/ou identificação pelo transportador, e onde um detector de espécime positivo nos dois subsistemas de detecção é movido para um subsistema de caracterização e/ou identificação por meios de um segundo transportador.
Presentemente preferido e alternativa de personificação do inventivo instrumento de caracterização e/ou identificação tem sido descrito com particularidades. Entretanto, pessoas habilitadas na arte entenderão que a variação dos detalhes das personificações divulgadas pode ser feita. Todas as questões que concernem o escopo da invenção serão respondidas por referência nas reivindicações anexadas.

Claims (15)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Sistema automático para rápida detecção de um agente microbial em uma amostra e identificação e/ou caracterização de agente microbial, caracterizada pelo fato de compreender, em combinação:
    um instrumento de detecção recebendo um contêiner de espécime contendo uma amostra, o instrumento de detecção incluindo um recinto aquecido para incubação de contêiner de espécime e uma unidade de detecção interrogando o contêiner de espécime para detectar se o contêiner de espécime é positivo para a presença de agente microbial em uma amostra;
    um suprimento de dispositivos de separação descartáveis; e um instrumento de identificação/caracterização recebendo um espécime de contêiner detectado positivo pelo instrumento de detecção, o instrumento de caracterização/identificação compreendendo:
    (a) um aparelho de remoção de amostra acoplado a um mecanismo de transferência robótico e operativo para remover uma parte da amostra a partir do contêiner de espécime e adicionar a porção a um dispositivo de separação obtido a partir do suprimento de dispositivos de separação.
    (b) uma estação de separação e concentração operativa no dispositivo de separação após receber uma parte da amostra de forma a separar o agente microbial de outros produtos na amostra e concentrar o agente microbial dentro do dispositivo de separação; e (c) um módulo de identificação e/ou caracterização interrogando o agente microbial concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbial, em que o mecanismo de transferência robótico move o dispositivo de separação da estação de separação e concentração para o módulo de identificação e/ou caracterização.
  2. 2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um mecanismo robótico de transferência para transferir o contêiner de espécime positivo do instrumento de detecção para o instrumento de identificação e caracterização:
  3. 3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o instrumento de detecção e o instrumento de identificação e caracterização são integrados em um único sistema e opera de uma maneira substancialmente totalmente automática para detectar o contêiner de espécime sendo
    Petição 870190071754, de 26/07/2019, pág. 9/12
    2/4 positivo para crescimento microbial para identificar e/ou caracterizar o agente microbial.
  4. 4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o contêiner de espécime compreende um elemento perfurável, e em que o instrumento de identificação/caracterização inclui um suprimento de dispositivos de amostragem descartáveis e opera para remover uma parte da amostra do contêiner de espécime usando um dos dispositivos de amostragem e em que referido o dispositivo de amostragem contém um seletivo tampão de lise.
  5. 5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estação de separação e concentração compreende uma centrífuga, e em que a centrífuga concentra o agente microbial em uma parte do dispositivo de separação:
  6. 6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de separação contem ao menos uma almofada de densidade e um tampão de lise seletivo.
  7. 7. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de separação é feito de ao menos em parte de um material transparente e em que o dispositivo de separação compreende um tubo capilar interno e em que uma parte periférica do tubo capilar contem o agente microbial concentrado, e em que o módulo de identificação e/ou caracterização opera para interrogar o agente microbial concentrado dentro do dispositivo de separação.
  8. 8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o módulo de caracterização e/ou identificação inclui instrumentação para detectar fluorescência intrínseca do agente microbial concentrado.
  9. 9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de identificação e/ou caracterização compreende um sistema para desempenhar Espectroscopia Raman no agente microbial concentrado.
  10. 10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de identificação e/ou caracterização inclui um subsistema para obter uma amostra de agente microbial concentrado do dispositivo de separação e interroga o agente microbial concentrado após remoção do dispositivo de separação.
  11. 11. Método para rápida identificação e/ou caracterização de um agente microbial presente em uma amostra, a amostra carregada dentro de um contêiner de espécime, caracterizado pelo fato de compreender a realização das seguintes etapas em uma maneira automática:
    (a) incubar o contêiner de espécime;
    Petição 870190071754, de 26/07/2019, pág. 10/12
    3/4 (b) periodicamente interrogar o contêiner de espécime para determinar se esse é positivo para a presença de agente microbial dentro do contêiner de espécime com um aparelho de remoção de amostras acoplado a um mecanismo de transferência robótico;
    (c) quando o contêiner de espécime é determinado positivo, retirando uma parte da amostra do contêiner de espécime;
    (d) introduzindo uma parte da amostra biológica dentro do dispositivo de separação descartável;
    (e) componentes lise na parte de amostra biológica, ou antes ou depois de realizar a etapa (d);
    (f) transferir o dispositivo de separação para uma estação de separação e concentração usando o mecanismo de transferência robótica;
    (g) separar e concentrar o agente microbial dentro do dispositivo de separação;
    (h) transferir o dispositivo de separação para um módulo de identificação e/ou caracterização utilizando o mecanismo de transferência robótica, e (i) analisar o agente microbial concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbial, em que os passos (a) - (i) são realizados automaticamente dentro de um instrumento integrado de detecção e identificação/caracterização.
  12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a análise da etapa (i) compreende a etapa de realizar uma análise espectroscópica do agente microbial concentrado e em que a análise espectroscópica compreende uma das (i) espectroscopias de fluorescência intrínseca ou (ii) espectroscopia Raman.
  13. 13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa (g)(1) retirando o agente microbial concentrado do dispositivo de separação e em que a etapa (i) é realizada no agente microbial concentrado após retirada do dispositivo de separação.
  14. 14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa (g) compreende a etapa de centrifugação do dispositivo separador.
  15. 15. Método, de acordo com a reivindicação 11 caracterizado
    Petição 870190071754, de 26/07/2019, pág. 11/12
    4/4 pelo fato de que a etapa (c) compreende a etapa de retirada da parte da amostra dentro de um dispositivo de amostragem descartável e em que a etapa (d) compreende a dispensa da parte da amostra dentro do dispositivo de separação e em que um dos dispositivos de amostragem descartável ou o dispositivo de separação é 5 pré-carregado com um tampão de lise seletivo.
BRPI1012186-2A 2009-05-15 2010-05-14 Instrumento de detecção combinada para cultura de espécie em containers e instrumento para a identificação e/ou caracterização de um agente microbial em uma amostra BRPI1012186B1 (pt)

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