CN101043949A - 用于对流体进行取样并检测其中分析物的器具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于检测流体中的分析物的器具，该器具包括具有开口端(1.2)和封闭端(1.1)的第一腔室(1)和具有两个开口端(2.1、2.2)的第二腔室(2)，其中所述第一腔室的封闭端容纳包含用于检测所述分析物的物质的介质(1.3)，所述第二腔室的一个开口端(2.1)与所述第一腔室的开口端(1.2)是可连接的，并且所述第二腔室的另一个开口端具有用于取出预定体积的所述流体的装置(2.3.2)。

Description

用于对流体进行取样并检测其中分析物的器具
技术领域
本发明涉及用于对流体进行取样并检测其中分析物的器具。
背景技术
在各种应用中适用于检测样品中的分析物的器具早已为人所知。例如，CA 2056581、DE 3613794、EP 0005891、EP 0285792、EP 0611001、GB A 1467439和US 4,946,777中已描述了在诸如牛奶、肉汁、血清和尿液之类的流体中测定抗菌化合物，特别是例如先锋霉素、青霉素、四环素及其衍生物的抗生素以及例如磺胺嘧啶和类似化合物(磺胺类药剂)的化疗药剂的残余物的微生物试验方法。上述文献均涉及利用试验微生物的即用试验，并根据指示剂分子所示的变化，例如pH指示剂和/或氧化还原指示剂的颜色变化，而给出结果。上述试验系统通常包括试验介质(例如琼脂)，试验组分存在于其中。所述试验组分可以是试验微生物、指示剂分子和/或营养物，但本领域的技术人员也可想到其它组分。在目前已知的大多数试验系统的实例中，试验介质包含在容器内，所述容器例如是试管或微量滴定板的开孔。然后需要将待分析样品引入所述容器，置于试验介质上。通常将所述容器密封以防止污染，并且在某些情况下，提供装有所需组分(例如营养物)的辅助容器，所述所需组分从所述辅助容器转移到装有试验介质的容器。
目前市场上出售和/或文献中描述的试验系统的问题是它们需要用户进行多个操作。由于所有操作都会产生误差，因此操作个数多导致可能的误差个数多，从而使试验系统相对不可靠且不便利。例如，给定的试验系统可能需要如下操作：打开安瓿、添加营养物、在注射器上连接移液管、用吸管/注射器取出样品以及将样品置于试验介质上。在大多数情况下，这些操作中有许多或全部需要在无菌条件下进行。与目前市场上出售和/或文献中描述的试验系统相关的另一个问题是容易产生不期望的交叉污染。
通过对设备进行简化来降低试验系统中的误差风险已经是现有技术着力解决的一个问题。例如，EP 0271102描述了一种样品收集器具，其中使用吸液材料吸收需要量的样品，而不必使用复杂的设备。然而，这种改进的试验系统和方法仍需要多个器具和工艺步骤，其中每个都会引入误差风险。因此，依然需要不存在上述问题的改进试验系统。
发明概述
本发明的一个目的是提供用于测定流体中的分析物的器具和改进方法。本发明的器具可使这种测定前所未有地易于操作。本发明提供了一种用于检测流体中的分析物的器具，所述器具包括具有封闭端1.1和开口端2.2的腔室0，其中包含可用于检测所述分析物的物质的试验介质1.3存在于所述腔室0中的所述封闭端1.1，并且其中所述开口端2.2具有用于取出预定体积所述流体的装置。
此外，本发明提供了一种用于测定流体中存在或不存在分析物的方法，所述方法包括：
(a)将所述器具的所述腔室0的所述开口端2.2插入所述流体；
(b)可选地对所述腔室0施加外部压力，然后释放压力；
(c)从所述流体中取回所述器具；
(d)可选地从所述器具的内部移除过量的流体直到达到所需体积；
(e)翻转所述器具，以使保留在所述器具中的所述流体与适用于检测所述分析物的试验介质1.3接触。
而且，本发明提供了上述器具在对流体进行取样和分析中的用途。
发明详述
下面给出的术语和缩略语在本文中通篇使用，其定义如下。
术语“CFU”为菌落形成单位(Colony Forming Unit)的缩写，它是指能够生产微生物菌落的微生物的微生物孢子、微生物的部分发芽的孢子、植物细胞或植物细胞的孢子的数目。
术语“收集环(drip ring)”是指附着在器具外部并完全包围该器具的装置，其设计目的是在器具被上下翻转时将存在于器具外部的所有流体容纳到收集环中。当器具为圆柱形时，收集环也为圆柱形。同样，当器具为任何其它形状时，收集环具有与器具相同的形状。
术语“流体”是指倾向于流动或与其容器外形共形的物质(如液体)。
术语“胶凝剂”是指帮助将混合物变为凝胶或使其具有凝胶形式的化合物。
术语“指示剂”是指用于在特定物质(例如酸、碱、氧化剂或还原剂)的存在下显示(例如通过颜色的改变或荧光)混合物(例如溶液或凝胶)状态的物质。例如，术语“指示剂”可指一种或多种被称为pH指示剂的化合物，也指一种或多种被称为氧化还原指示剂的化合物。而且，术语“指示剂”可指两种或多种不同类型的指示剂的混合物，例如pH指示剂和氧化还原指示剂的组合。通常，当使用两种或多种指示剂时，这些指示剂共同作用，以使指示效果比单独使用每种指示剂时更高。
术语“营养物”是促进本发明的实施方式所用的微生物生长和/或微生物生长所需的一种或多种营养物质或成分。
术语“取样器具”是指借助其将流体样品加入试验介质的器具。这样的器具可以是容器，可选地具有体积刻度。这样的容器可以是毛细管、注射器、移液管或自动移液系统。这样的注射器或移液管可以如下方式设计：只用一种操作模式就可从待分析流体中取出预定体积。或者，取样器具是适于从固体材料(例如肉类)获得流体样品的器具。在本发明中，取样器具的容器可以装备有适于切割固体样品的刃口，随后可在取样器具中挤压该固体样品，直到获得流体样品。
术语“孢子”是指原始的、通常为单细胞的、通常耐环境的休眠或繁殖体，其由植物或微生物产生并能发展成这种植物或微生物。
术语“试验介质”是指固体组合物，优选溶胶或凝胶形式，例如包含胶凝剂。胶凝剂的合适例子为琼脂、海藻酸及其盐、角叉菜胶、明胶、羟丙基胍尔胶及其衍生物、刺槐豆胶(Carob胶)、经加工的麒麟菜属海藻等。然而，本领域的技术人员应当理解，其它类型的固体试验介质可以基于载体材料，例如陶瓷、棉、玻璃、金属颗粒、纸、任何形状或形式的聚合物、硅酸盐、海绵、毛，等等。通常，试验介质包含一种或多种指示剂，但是这些化合物也可以在试验方法进行中添加。试验介质包含一种或多种类型的作为检测剂的试验微生物。可选地，试验介质还可以包含营养物、稳定剂、以阳性或阴性方式改变对特定抗微生物化合物的敏感度的物质、和/或增粘剂。可改变对特定抗微生物化合物的物质的例子是提高试验生物对磺胺化合物或草酸或氢氟酸的盐的敏感度的抗叶酸剂，例如欧美德普(ormethoprim)、四氧普林(tetroxoprim)和甲氧苄啶(trimethoprim)，它们可提高对四环素的敏感度。增粘剂的例子是抗坏血酸甲基硅烷醇果胶质酸酯、卡波姆(carbomer)、羧甲基纤维素、十六碳醇、鲸蜡醇、鲸蜡酯、椰油酰胺DEA、乳化蜡、葡萄糖、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、月桂酰胺DEA、亚油酰胺DEA、硅酸镁铝盐、麦芽糊精、PEG-8二硬脂酸盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、PVP/十六烯共聚物、氯化钠、硫酸钠、大豆酰胺丙基甜菜碱(soyamidopropyl betaine)、黄原胶等。或者，也可以外源地添加上述试验介质的可选成分。
术语“阈值”是指一定的浓度值，高于该值，给定的分析物被看作存在；而低于该值，所述分析物被看作不存在。通常，对于具体样品中的具体分析物，阈值由当地、地区或地区间机构给定，但也可以针对特定的研究目的而预先设定。
在本发明的第一方面，提供了一种器具(其例子见图1)，包括具有封闭端1.1和开口端1.2的第一腔室1和具有两个开口端的第二腔室2，其中所述第一腔室的封闭端适于容纳包含用于检测分析物的物质的介质1.3，所述第二腔室的一个开口端2.1与所述第一腔室的开口端是可连接的，并且所述第二腔室的另一个开口端2.2具有取出预定体积的所述流体的装置。这里，“是可连接的”是指所述第一和第二腔室的两个开口端可以通过独立部件彼此连接，也可以直接连接，例如在制造过程中用任何种类的胶或与所述腔室的制造中所用的相同材料将两个腔室焊接在一起。
所述第二腔室2的所述另一个开口端2.2可选用端盖5密封，所述端盖5例如是螺帽、易碎端盖、膜式合叶或任何其它合适的密封装置。优选地，所述另一个开口端2.2的直径可使样品和/或介质组分的蒸发保持最小。在现有技术已知的许多器具中，所述蒸发导致试验系统的精度损失。考虑到这一点，开口端2.2的合适直径为0.01-2cm，优选0.05-1cm，更优0.1-0.5cm，最优选0.2-0.3cm。尽管其它形状也可被想到而且并非不适合本发明，但是所述第一和第二腔室的通常形状为圆柱形，其直径为0.2-10cm，优选0.4-5cm，更优选0.6-2cm，最优选0.9-1.4cm，其长度为0.5-20cm，优选1-10cm，更优选2-8cm，最优选3-5cm。通常，长度与直径之比为0.1-100，优选1-50，更优选2-20，最优选5-10。
构造本发明的器具的合适材料是塑料，例如聚丙烯酸类、聚碳酸酯类、聚乙烯、聚氯乙烯等。本发明的第一方面的器具可以使用本领域技术人员已知的标准方案容易地制造。可以使用常规和公知的方法，例如注塑和吹塑，来制造本发明的全部器具。可用标准成型设备(可调整为所需尺寸)采用多种材料来制造这些器具。可以采用数种方式将试验介质引入本发明的器具。其中一种方式如图7所示，包括分别制造第一和第二腔室，然后将试验介质插入第一腔室，之后将第一和第二腔室彼此附接。当由两个独立的腔室构造时，这种构造方法可用于本发明的全部器具。另一种方式如图10所示，通过例如吹塑或注塑一体化制造器具，然后通过开口端2.2引入试验介质。当一体化构造时，此构造方法可用于本发明的全部器具。最优选地，试验介质以液体形式在升高温度下(如70-150℃)引入器具，之后例如通过冷却至较低温度(如-10-50℃)使试验介质固化。也可以采用其它将液体转化为固体的方法，例如光化学转化、辐射以及其它化学转化。
优选地，待取出的流体是含有或不含一种或多种待检测分析物的流体。这样的流体的例子是饮料、血液、乳膏、蛋液、果汁、蜂蜜、肉汁、奶、奶制品、尿液等。待取出的流体的体积通常为0.01-10ml，优选0.05-5ml，更优选0.1-1ml，最优选0.2-0.5ml。待检测的分析物的例子是抗生素、碳水化合物、激素、金属、微生物、核酸、肽、盐、毒性组分等。
在本发明的第一方面的一种实施方式中，所述器具可以结合包含可用于检测分析物的物质的介质。这种器具的优点是，取样和测量可以在同一器具中进行，并且该器具与样品分析所用的相同。这减少了用户进行的操作量，从而降低了错误的发生并提高了可靠性。因此，这里提供了部分填充试验介质(例如载体材料)和/或包含可用于检测流体中的分析物的物质的试验介质的器具。本领域的技术人员应当认识到，本发明第二方面的器具可以填充各种各样的适于检测各种分析物的介质。这样的试验介质可以包含指示剂或可以本身就是指示剂。优选地，试验样品是固体，优点是当器具旋转时试验介质保持原状。
在第二种实施方式中，器具可以部分填充液体，例如包含可用于检测流体中的分析物的物质的溶液。为了防止损失该液体，第一腔室的封闭端包括插件，该插件被构造成在为了取出流体样品翻转器具时所述液体无法离开器具。
试验介质可以是适于检测流体中的分析物的任何介质。该介质可以包含指示剂或由指示剂组成。例如，为了检测流体中的抗生素，试验介质或液体还可以包含试验生物体、试验生物体的营养物、可提供固态的物质以及至少一种指示剂。在这里，合适的营养物是碳源和氮源，它们存在很多商业可得的品种。典型的成分是氨基酸、单糖、维生素等。低聚糖也可作为营养物。优选地，低聚糖在水溶液中部分可溶，并且优选地，低聚糖包含一个或多个葡萄糖单元。更优选地，低聚糖是相对短链的低聚糖，例如二糖、三糖、四糖或五糖。最优选地，低聚糖是二糖，例如纤维二糖、龙胆二糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖或海藻糖。合适的三糖是麦芽三糖、松三糖和蜜三糖。
本领域的技术人员十分了解制备合适的试验介质的方法。US4,946,777中给出了一个例子。为了清楚起见，下面引用该文所述的方法(其仅为许多例子中的一个)。
在具有以下组成的介质上接种培养Bacillus stearothermophilus var.calidolactis L.M.D.74.1：
-Bacto营养物琼脂，Difco编号0001(15g)
-Bacto琼脂，Difco编号0140(5g)
-右旋糖(0.5g)
-MnSO4·H2O(30mg)
-蒸馏水，至1000ml，
将其在120℃下灭菌20分钟。
接种之后，将介质在60℃下培养至少48小时，直到观察到良好的孢子形成。然后收集孢子、用蒸馏水洗涤并在4℃下保存。通过在具有以下组成的介质上试验来检测活孢子的量：
-Bacto琼脂，Difco编号0140(20g)
-Bacto胰蛋白胨，Difco编号0123(8.5g)
-植物蛋白胨，BBL编号11905(1.5g)
-右旋糖(5g)
-蒸馏水，至1000ml，
将其在120℃下灭菌20分钟。
接种之后，将介质在60℃下培养48小时，之后对菌落计数。向孢子悬浮液中添加蒸馏水或去除其中的水，直到每毫升悬浮液包含约108个活胚种。将上述每毫升包含108个胚种的悬浮液的百分之一添加到以下溶液中：
-Bacto琼脂，Difco编号0140(12g)
-氯化钠(9g)
-蒸馏水，至1000ml，
将其在120℃下灭菌20分钟。
通过加热使介质液化，然后在60℃下冷却。将0.5ml由此得到的介质装入本发明的各种尺寸的每个器具中，并在器具保持直立位置时使器具中的内容物固化。将器具在4℃下保存。
US 4,946,777中还描述了制备所谓的营养盘(Nutrient Disc)，其作用是在试验开始时加入试验介质(可理解为图2的另一个腔室3)。此制剂不仅可用于营养盘，而且各个内容物也可添加到上述试验介质中，这是本领域的技术人员容易实现的。为了清楚起见，这里再次引用了营养盘的制备方法：
(a)用蒸馏水稀释溶解于9.2ml的0.02N NaOH的溴甲酚紫(0.1g)，直到形成25ml
(b)右旋糖50g
蒸馏水50ml
(c)Bacto胰蛋白胨，Difco编号0123(34g)
植物蛋白胨，BBL编号11905(6g)
蒸馏水100ml
通过流过Seitz过滤器将溶液(a)和(b)灭菌，并在110℃下对介质(c)灭菌30分钟，并且将介质(c)保持为悬浮液。将5份的溶液(a)、2份的溶液(b)和3份的悬浮液(c)混合在一起，然后将0.04ml所得溶液与截面尺寸约8mm的滤纸盘接触，然后将所述盘干燥。
本领域的技术人员应当认识到，适用于本发明的第一方面的指示剂不仅仅是上面提到的溴甲酚紫，实际上还有许多其它指示剂。特别适用的指示剂(从一种状态变为另一种状态)可以提供视觉上可察觉的信号，例如颜色变化或荧光。试验介质中的指示剂的量为0.01-50g/l，优选0.1-10g/l，更优选0.5-5g/l，最优选1-3g/l。这样的指示剂可以选自手册，例如“H.J.Conn’s Biological Stains”，R.D.Lillie ed.，Baltimore，1969。优选的指示剂是pH指示剂和/或氧化还原指示剂。合适的指示剂的例子是酸性蓝120、酸性橙51、酸性黄38、茜素酸、茜素蓝、天青A、天青B、碱性蓝3、亮黑、亮甲酚蓝、亮红MOO(Brilliant Crocein MOO)、亮黄、溴甲酚绿、溴甲酚紫、溴苯酚蓝、溴苯酚红、溴百里酚蓝、氯甲酚绿、刚果红、间甲酚紫、花青、靛卡红、杰纳斯绿B、石蕊、亚甲基蓝、耐尔蓝A、Nitrazol黄(也称为硝嗪黄)、邻硝基酚、对硝基酚、1-10菲咯啉、酚酞、藏红O、劳氏紫、百里酚蓝、甲苯胺蓝和二甲苯酚蓝。
优选地，提供固态的物质是胶凝剂和/或载体材料。试验介质中胶凝剂的量为1-200g/l试验介质，优选2-50g/l，更优选5-20g/l，最优选7-15g/l。优选的胶凝剂是琼脂和明胶。
试验生物体优选为嗜热试验生物体，例如Bacillus菌种(优选Bacillusstearothermophilus)、Escherichia coli菌种或Streptococcus菌种(优选Streptococcus thermophilus)。这些菌种可以作为能够生成菌落的单元(或菌落形成单元，CFU)被引入试验。所述CFU可以是孢子、植物细胞或两者的混合物。所述CFU的浓度被表示为菌落形成单元每毫升试验介质(CFU/ml)，并且通常为1×105-1×1012CFU/ml，优选1×106-1×1010CFU/ml，更优选2×106-1×109CFU/ml，最优选5×106-1×108CFU/ml，或者还更优选5×106-2×107CFU/ml。
在本发明的第一方面的第三种实施方式中，第一与第二腔室是不可分离的，并形成一个具有封闭端1.1和开口端2.2的腔室0。
在本发明的第一方面的第四种实施方式中，所述用于取出预定量流体的装置是第二腔室中的插件(图1A中的2.3.2)，其可形成具有预定体积的空间2.3.1。优选地，所述插件以如下方式被成形：当器具的第二腔室的所述另一个开口端被置于流体中时，所述流体进入器具，并且当器具从流体中移出时，所述第二腔室中的所述空间保留了等于所述空间体积的流体量。器具可以构造成在将器具插入流体然后从流体移开时可发生上述现象。或者，器具可以构造成流体可由于产生压降而被吸入，并且由于产生过压而被挤出。为了做到这点，器具的至少部分是由柔性材料构造。优选地，所述材料的形状可以通过施加压力而改变。所述压力应当高于大气压，并优选所述压力应当处于人手能够轻松达到的范围，即0.1-10MPa，优选0.15-5MPa，更优选0.2-1MPa。
在本发明的第一方面的第五种实施方式中，所述用于取出预定量流体的装置是所述第二腔室上的由至少一个体积刻度组成的一组体积刻度(图1B的2.3.3)。为了确定器具中存在的流体量，所述至少一个体积刻度以及器具的内容物从外部可见。优选地，器具由足够透明的材料构造。器具可以构造成流体可由于产生压降而被吸入并由于产生过压而被挤出，如第一种实施方式所示。
在第六种实施方式(其例子由图2给出)中，提供了包括如上所述的第一腔室和第二腔室以及第三腔室3的器具，其中可通过施加压力使第一和/或第二腔室与第三腔室之间的分隔件3.1破裂。所述压力应当高于大气压，并优选所述压力应当处于人手能够轻松达到的范围，即0.15-10MPa，优选0.2-5MPa，更优选0.3-1MPa。第三腔室可用于存储组分，例如营养物和/或试验生物体和/或指示剂化合物和/或(生物)催化剂等。某些应用可能需要在将流体引入试验介质之前的短时间内或甚至在将流体引入试验介质之后添加各种组分。在这些情况下，使用第三腔室来存储所述组分被证明是有利的。有利地，所述组分是片剂形式，以使可以轻松地将其挤过分隔第一与第二腔室的壁面。对用于取出预定量流体的装置的要求与上述对本发明的第一方面的要求相同。
在第七种实施方式中，第一和第二腔室通过可折叠部件连接，如图3和图4所示。此实施方式的优点是，可以方便地将第一腔室装填介质，然后可以将其密封。移除密封后，折叠可折叠部件4.1以使两个腔室的开口端相结合。如图5所示，数个根据本实施方式的器具可用部件4.1彼连结，可以通过例如穿孔线4.1.4容易地取下单个器具。
在第八种实施方式中，本发明的第一方面的器具可被构造成使得流体样品可从固体获得。例如，这可通过以下方式实现：在所述第二腔室的所述另一个开口端提供刃口，由此可以从固体材料(例如肉、鱼或水果)切下样品。容纳所述样品的器具部分由柔性材料制成，以使流体可以通过施加压力从所述样品取出。
图1-11示出了本发明的第一方面的器具。这些图给出的描述并不限制本发明的器具的形状和尺寸。例如，在图1中，第二腔室2被示为截头圆锥形。然而，其它形状，例如矩形和/或椭圆形也是允许的。同样，图2-11中的腔室的形状和半径比也不限于所示的那些。第一腔室1的半径可以小于或大于第二腔室2的半径。其它变例也包含在本发明中。为了方便起见，第一腔室可以如下方式形成：具有刻度和/或形状可变形以便于施加压力。
在本发明的第二方面，提供了确定流体中是否存在分析物的方法，包括如下步骤：将本发明第一方面的器具的第二腔室的开口端插入所述流体；取出流体样品；使所述流体样品与包含可用于检测分析物的物质的试验介质接触。
在第一种实施方式中，为了检测抗生素，试验介质包含微生物的CFU和至少一种指示剂以及可选的用于微生物的营养物。优选地，试验介质是包含胶凝剂和/或载体材料的溶胶或凝胶。有利地，本方法还提供了使添加流体样品之前微生物的生长最小的条件。这样的条件包括不适宜的温度和/或不适宜的pH值和/或缺少生长所必需的营养物，只要这些条件不对所有CFU的存在造成不可逆转的破坏。在添加流体样品之后，可以在不存在抗生素的条件下在对微生物生长来说足够长的时间上进行微生物的生长。通过可选地在接触所述流体样品之前添加营养物和/或升高温度和/或提供能够生长微生物的pH值来促进生长。或者，这些条件可在流体样品与试验介质接触之前建立。通过观察指示剂是否变化来检测微生物的生长。
在本发明的第二方面的第二种实施方式中，抗生素是β-内酰胺抗生素，例如先锋霉素或青霉素衍生物。这样的衍生物的例子是羟氨苄青霉素、氨苄青霉素、头孢羟氨苄(cefadroxil)、头孢拉定(cefradine)、头孢噻呋(ceftiofur)、头孢氨苄(cephalexin)、青霉素G、青霉素V和替卡西林(ticarcillin)，当然许多其它类似的β-内酰胺也是已知的，并可以用于本发明的方法。
在本发明的第二方面的第三种实施方式中，试验微生物被培养一段预定的时间，时间长度优选为0.5-4小时，更优选0.75-3小时，最优选1.0-2.75小时。优选地，微生物在预定温度(优选微生物的最佳生长温度)下培养。例如，如果使用热稳定微生物，则所述温度优选为40-70℃，更优选50-65℃，最优选60-64℃。可选地，所述反应可借助于恒温装置进行。或者，微生物生长所需时间等于含有已知量的分析物的标定样品引起指示剂变化所需的时间。当样品中的分析物浓度低于阈值时发生后一种变化。
在本发明的第二方面的第四种实施方式中，营养物作为独立的源添加，例如作为片剂、盘或纸过滤器。而且，其它化合物例如指示剂、稳定剂和/或抗叶酸剂也可作为独立的源添加，或可选地结合到营养物介质中。
通过所用的一种或多种指示剂是否变化来确定是否存在抗生素。例如，如果这种变化是颜色变化，则所述颜色变化可肉眼观察到。但是，在本发明的一种实施方式中，采用产生数字图像数据的配置，或产生模拟图像数据并将所述模拟图像数据转化为数字图像数据、然后通过计算机处理器翻译所述数字图像数据的配置，来确定所述颜色变化。国际专利申请WO 03/033728中描述了这样的配置，该配置例如可以是读样装置，如连接到个人计算机上的扫描仪，通过引用结合上述文献，下面对其简要说明。
该配置可用于检测牛奶中的残余抗生素。通常使用可购得的Delvotest和BR-test。Delvotest包括琼脂基体、成酸微生物的CFU以及颜色指示剂。采用上述配置，可以自动扫描试验板中每个样品的底部。反射光的颜色和亮度被记录在三个变量(每个变量描述一个颜色分量)中，例如所谓的L*a*b*模型。在L*a*b*模型中，颜色谱被分成二维矩阵。通过两个变量“a”和“b”记录此矩阵中的颜色的位置。变量L表示强度(例如，从淡蓝到深蓝)。可以构造包含a值、b值和L值的判别式，形成如下复合函数：
Z＝wL·L+wa·a+wb·b
其中，wL、wa和wb分别为L值、a值和b值的权重因子。可以通过“判别分析”来计算这些权重因子的值，以使组平均值与散布呈现最大的偏离。通过以依赖于残余物和样品类型的预定方式结合L*a*b*模型中的两个或多个颜色分量，可以实现精确检测。实际上，可以通过实验预先确定试验在阳性与阴性结果之间变换的特定Z值(阈值)。
在本发明的第三方面中，提供了进行本发明的方法的工具包。这样的工具包包括一个或多个填充有试验介质的根据本发明的第一方面的器具。所述器具可以是任何形状和尺寸，并且可由任何可用的材料制成，只要能够观察到指示剂的变化。
可选地，所述工具包包括用于在培养过程中密封所述填充有试验介质的器具的装置和/或带有使用说明的插件和/或用于设置培养所需时间的装置。
在本发明的第三方面的第一种实施方式中，所述工具包还包括包含在本发明的第一方面的器具的第二腔室中的营养物。优选地，所述营养物包含于例如片剂、盘或纸过滤器的介质中。其量可预定以避免在加料所需量时出现错误。还可以作为独立源添加其它化合物，例如指示剂、稳定剂和/或抗叶酸剂，或者可选地将它们结合在营养物介质中。
在第三方面的第二种实施方式中，所述工具包包括恒温装置，借助于该装置，可将试验样品保持在预设温度。该温度可以是微生物表现出充分生长的温度。优选地，所述恒温装置以可以容纳所述装有试验介质的容器的方式来设计。可选地，该恒温装置连接至用于设定培养所需时间的装置，从而在经过预设时间之后停止加热和/或冷却。
在本发明的第三方面的第三种实施方式中，所述工具包包括装载计算机程序的数据载体，所述程序适用于指示计算机分析从读样装置获得的数字数据。所述数据载体可以是任何适于存储数字信息的载体，例如CD-ROM、磁盘、DVD、记忆棒、磁带等。有利地，所述装载有计算机程序的数据载体还可以方便地存取适用于本发明的方法的最新的可用计算机程序。
附图说明
图1示出了本发明的器具的两种实施方式(分别为图1A和lB)。两种实施方式均包括具有封闭端1.1和开口端1.2的第一腔室1以及具有两个开口端2.1和2.2的第二腔室2。在第一腔室1内，在封闭端1.1可以存在包含可用于检测分析物的物质的介质1.3。开口端2.2可以具有取出预定量的待分析流体的装置。在图1A的实施方式中，所述装置是由第二腔室2内的插件2.3.2形成的空间2.3.1。在图1B的实施方式中，所述装置是第二腔室2的外部的一个或多个体积刻度2.3.3。腔室1和2组合形成本发明的器具，即腔室0。
图2示出了本发明的器具的两种实施方式(分别为图2A和2B)。两种实施方式均包括图1已示出的特征。此外，在图2中，第三腔室3与第一腔室1附接。颗粒可例如以片剂形式存储在第三腔室3中。形成第一腔室1与第三腔室3之间的分隔3.1的材料由当从第三腔室3外部对其内容物施加压力时可破裂的材料构造，以使内容物可以进入第一腔室1内部。或者，第三腔室3可与第二腔室2附接。
图3给出了本发明的器具的一种实施方式，其中第一腔室1被示为与第二腔室2连接。该连接由部件4.1实现，该部件处于打开位置并且可以折叠成封闭位置(见图4)。部件4.1的形状并不是特别重要，但使用矩形是有利的，例如当在“可撕下”的基体中组装数个器具时(见图5)。部件4.1可为任意厚度，但本领域的技术人员清楚，为了分别通过开孔4.2和4.3接合腔室1和2，需要特定的最小厚度，而当部件4.1折叠时需要特定的最大厚度，如图4所示。开孔4.2和4.3可用可移除的材料(例如带子、塑料或膜合叶)密封。此材料可以有利地与部件4.1的表面以其覆盖开孔4.2和4.3的方式附接。在密封腔室1和/或2之前，可将有助于检测分析物的组分加入这些腔室。例如，对于某些类型的微生物抗菌试验，可以有利地在实际分析开始之前的短时间内向可用于检测分析物的物质中提供颗粒、小球或片剂形式的营养物和/或指示剂。这样的颗粒、小球或片剂可在密封前加入腔室2。明显地，为了有效的存储所述颗粒、小球和片剂，腔室2的另一个开口端2.2也应当封闭。优选地，这通过可轻松移除的封盖系统来进行。
图4示出了处于封闭位置的图3给出的实施方式。当图3的打开位置的开孔4.2和4.3的可选存在的密封被移除时，可使器具处于封闭位置，并在移除可选的封盖系统之后使用。有利地，选择密封以使在密封移除之后，粘结材料保留在部件4.1的表面上，从而在沿着图4的封闭位置的线4.1.1折叠该部件之后，部件4.1的部件4.1.2和4.1.3以优选液封和气封的方式彼此连结。
图5示出了彼此连结的根据图3的数个器具。在图5中，12个器具以3×4矩阵彼此连结，然而该图也涵盖了以任意矩阵排列的任意个数的器具。理想地，这些器具采用便于拆下单个器具的部件4.1(例如具有穿孔线4.1.4的合成材料)彼此连结。
图6示出了本发明的一种实施方式，其中器具包括腔室1和2以及可移除的盖5。此外，该器具包括一定区域的适于暂时变形的柔性材料6。此区域(可选地，也存在于器具的相对侧)可用手指按压，并且被设计成：当将开口端2.2(移除可移除盖5之后)置入待分析流体并释放压力时，可以取出预定量的流体。可选地，本发明的器具还可包括所谓的收集环7。在器具插入待分析流体之后，其外部附着有少量的样品流体，而此少量流体可能会在器具置入例如加热装置时落入该加热装置，收集环的作用就是收集此少量样品流体。图6的器具包括用于取出预定量流体的装置；所述装置为腔室2，可以通过上述柔性材料区域6将流体填充到腔室2中。
图7示出了制造本发明的器具(更具体为图6所示器具)的可能方法。通过注塑或吹塑分别构造腔室1和2，然后用试验介质部分填充腔室1。当试验介质充分固化后，例如通过胶粘或优选通过咬合在一起将腔室1和2彼此附接以得到腔室0。
图8示出了本发明的器具(更具体为图6所示器具)的操作方法。在第一步骤(箭头A)中，例如通过破碎和/或旋转移除所述可移除的盖。然后将器具置入待分析的流体(箭头B)，并通过如箭头C所示施加压力以取出流体。当完成取出流体后，按照箭头D翻转器具，由此使流体与试验介质接触，随后可将器具放置在例如培养器中。
图9示出了本发明的一种实施方式，其中器具包括腔室0，其包括腔室1、2和可移除的盖5。此外，所述器具包括一定区域的适于暂时变形的柔性材料6。此区域(可选地，也存在于器具的相对侧)可用手指按压，并且被设计成：当将开口端2.2(移除可移除盖5之后)置入待分析流体并释放压力时，可以取出预定量的流体。图9还示出了可选的收集环7。图9的器具包括用于取出预定量的流体的装置2.3；所述装置是由第二腔室2内的插件2.3.2形成的另一个腔室2.3.1。
图10示出了制造本发明的器具(更具体为图9所示器具)的可能方法。通过注塑或吹塑构造腔室1和2，优选在一个操作中构造腔室1和2，以形成腔室0，然后用试验介质沿箭头E通过开口端2.2部分填充所述器具。优选地，例如通过注射针例如在升高温度下以液体形式引入试验介质。然后，可以采用本领域技术人员公知的常规密封技术附接可移除盖5。
图11示出了本发明的器具(更具体地为图9所示器具)的操作方法。在第一步骤(箭头F)中，例如通过破碎和/或旋转移除所述可移除的盖5。然后将器具置入待分析的流体，并通过如箭头H1所示施加压力以沿箭头G1取出流体。当完成取出流体后，再次沿箭头H2施加压力，从而沿箭头G2去除过量流体，由此将所需量的流体保留在器具中的另一腔室2.3.1中。然后按照箭头J翻转器具，由此使流体与试验介质接触，随后可将器具放置在例如培养器中。

Claims (14)

1.用于检测流体中的分析物的器具，包括具有封闭端(1.1)和开口端(2.2)的腔室(0)，其中包含可用于检测所述分析物的物质的试验介质(1.3)存在于所述腔室(0)中的所述封闭端(1.1)，并且其中所述开口端(2.2)具有用于取出预定量的所述流体的装置(2.3)。
2.如权利要求1的器具，还包括至少一个适于暂时变形的柔性材料的区域(6)。
3.如权利要求1或2的器具，还包括收集环(7)。
4.如权利要求1-3中任何一项的器具，其中所述腔室(0)包括具有开口端(1.2)和封闭端(1.1)的第一腔室(1)以及具有两个开口端的第二腔室(2)，其中所述第二腔室的一个开口端(2.1)与所述第一腔室的开口端(1.2)相连接。
5.如权利要求4的器具，其中所述第一腔室的所述开口端(1.2)通过可折叠部件(4.1)与所述第二腔室的所述开口端(2.1)相连接，所述可折叠部件(4.1)包括两个开孔(4.2和4.3)，所述第一腔室和所述第二腔室在所述可折叠部件(4.1)的同一侧与所述开孔相连接，并且当沿着与连接所述两个开孔中心的直线垂直并与其中点相交的直线折叠所述可折叠部件之后，在所述可折叠部件(4.1)另一侧的所述开孔(4.2和4.3)彼此相邻接。
6.如权利要求1-5中任何一项的器具，其中所述用于取出预定量的流体的装置包括另一个腔室(2.3.1)。
7.如权利要求1-5中任何一项的器具，其中所述用于取出预定量的所述流体的装置包括体积刻度(2.3.3)。
8.如权利要求1-7中任何一项的器具，还包括第三腔室3，其中腔室(0)与所述第三腔室(3)两者的内部被适于通过施加压力破坏的材料(3.1)分隔开。
9.如权利要求8的器具，其中所述第三腔室(3)包含选自生长促进剂、指示剂、微生物、营养物和增敏剂的物质。
10.如权利要求1-9中任何一项的器具，其中所述腔室(0)的开口端(2.2)被可移除的盖(5)封闭。
11.用于检测流体中存在或不存在分析物的方法，包括：
(a)将如权利要求1-9中任何一项的器具的所述腔室(0)的开口端(2.2)插入所述流体；
(b)可选地对所述腔室(0)施加外部压力，然后释放压力；
(c)从所述流体取回所述器具；
(d)可选地从所述器具的内部移除过量的流体，直到获得所需的量；
(e)翻转所述器具，以使保留在所述器具中的流体与适于检测所述分析物的试验介质(1.3)接触。
12.如权利要求11的方法，其中所述分析物是抗生素，并且所述试验介质包含试验微生物和至少一种指示剂。
13.如权利要求12的方法，还包括：
(f)在一定条件下用所述流体培养所述试验微生物，以使得如果在所述流体样品中不存在抗生素，所述试验微生物生长；
(g)通过指示剂适宜地检测所述试验微生物的生长或生长抑制。
14.如权利要求1-10中任何一项的器具在对流体进行取样和分析中的用途。
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