CN101542263B - 用于自动调整样品的细菌培养液水平的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的各种实施例提供了例如用于自动调整样品的培养液水平的系统和方法。本发明的某些实施例可以使用传感器设备测量预备样品中存在的粒子的浓度，并确定为制备具有对应于选定的培养液水平的选定粒子浓度的样品而要添加到样品容器或从样品容器移走的稀释剂的量。本发明的实施例还可以使用自动流体学系统自动地添加或者移走稀释剂，以便制备具有选定的粒子浓度的样品。一旦实现并验证了选定的粒子浓度，则某些实施例也可以从样品容器中移走至少一部分样品，以使容器包括选定体积的样品。

Description

用于自动调整样品的细菌培养液水平的设备
技术领域
本发明的各种实施例一般地涉及用于制备具有标准的选定培养液水平的细菌样品的设备，所述标准的选定培养液水平例如由选定的粒子浓度表征。
背景技术
用于微生物的生物化学标识的微方法已被采用多年。例如，几个早期的出版物报告了使用试剂浸渍的纸盘和微试管方法来区分肠道细菌。此外，对小型化细菌标识系统的兴趣导致在1960年代晚期引入了几种商用系统。这些早期的小型化生物化学标识系统提供了诸如要求很少的存储空间，提供延长的保存期，提供标准化的质量控制，并且相对较易使用的优点。
今天所使用的现代流体培养基微量稀释测试起源于早在1942年就使用的用于确定来自临床样本的细菌隔离群的试管内抗菌敏感度测试(AST)的试管稀释测试。流体培养基稀释技术涉及通过连续的双重稀释使细菌暴露于液体介质中浓度下降的抗菌试剂中。其中不发生可见的细菌生长的最低抗菌试剂浓度被定义为最小抑菌浓度(MIC)。MIC是对抗菌敏感度的标准度量。
1956年，引入了使用用于进行快速准确稀释的标定精度螺旋线环和滴管的微滴定器系统，使连续稀释AST测试得以发展。微滴定器系统是准确的，并允许减少抗菌试剂的体积。术语“微量稀释”出现于1970年，用于描述在0.1mL或者更少体积的抗菌溶液中执行的MIC测试。
几种商业上可获得的系统使得用于MIC/AST测试的微量稀释过程自动化。例如，本发明各种实施例的受让人提供了能够一次执行100个AST和细菌标识测试的基于面板的系统(可购得的PhoenixTMID/AST系统)。这些系统包括一次性用品，其包括具有136个含干试剂的微孔(microwell)的密封的并自培养的模塑聚合物托盘。托盘包括：(1)细菌标识(ID)侧，该侧包括用于细菌ID的干培养基；和(2)AST侧，该侧具有变化的抗菌试剂浓度，以及在适当微孔位置的生长和荧光控制。
在这样的ID/AST系统中，细菌ID侧采用一系列显色和荧光生物化学测试来确定细菌有机体的标识。基于生长的培养基和酶培养基都被采用，以覆盖在给定样品中可能存在的分类群范围内的不同类型的反应性。这些ID测试基于微生物利用和各种指示剂系统检测到的培养基的后续退化。当隔离群能够利用碳水化合物培养基时，酸产生由酚红指示剂中的变化指示。此外，显色培养基在p硝基苯或p硝基苯胺化合物的酶水解后产生黄色。荧光培养基的酶水解导致释放荧光香豆素衍生物。利用特定碳来源的细菌有机体减少基于刃天青的指示剂。此外，在细菌ID侧提供了其他测试来检测细菌有机体水解、退化、减少或者利用细菌ID侧的微孔中存在的给定培养基的能力。
此外，基于面板的系统的AST侧利用基于流体培养基的微量稀释。例如，PhoenixTM系统利用氧化还原作用指示剂用于检测存在给定抗菌试剂时的有机体生长。在确定细菌生长时可以使用对指示剂变化的连续测量，以及细菌浊度测量(这里进一步描述)。每一个AST面板配置均包括几种抗菌试剂，具有较宽范围的双重加倍稀释浓度。在对每一种抗菌试剂的MIC值的解释中使用有机体ID。
这些基于面板的系统通常被作为整个ID/AST系统(例如PhoenixTM系统)的一次性部件提供。在这些系统中，一次性面板必须被暴露于具有选定有机体密度(例如由样品相对于McFarland(McF)标度的浊度定义)的样品。例如，PhoenixTM系统经常利用已用0.25McF或者0.5McF的目标有机体密度培养的面板。
因此，有效使用ID/AST系统要求手工制备具有被相对于McFarland标度标准化的选定粒子浓度(例如表示为浊度)的面板培养液。因此，期望培养液制备和处理上的改进。
发明内容
本发明的实施例可以包括用于自动制备具有选定粒子浓度(例如对应于选定的细菌密度)和/或选定体积的样品(例如培养液)。在一个实施例中，系统包括被配置用于容纳包括预备样品的样品容器的流体学系统，其中，流体学系统还被配置用于把稀释剂添加到样品容器和/或从样品容器移走至少一部分预备样品。所述系统还包括被配置用于测量预备样品中的粒子浓度的传感器设备(例如浊度计)和与流体学系统及传感器设备相连的控制器设备。控制器设备可以被配置用于从传感器设备接收测量的粒子浓度，并且确定为制备具有选定的粒子浓度(这在某些实施例中可以被表示为浊度测量)的样品而要被添加到样品容器的稀释剂的量和/或要从样品容器移走的预备样品的量。控制器设备还可以被配置用于控制流体学系统以便把所确定的量的稀释剂添加到样品容器和/或从样品容器移走所确定部分的预备样品，以便制备具有选定的粒子浓度的样品。此外，控制器设备还可以被配置用于控制流体学系统从样品容器移走至少一部分样品，以使样品容器包括具有选定体积的样品。在某些实施例中，控制器设备可以包括被配置用于接收用户输入的用户接口，所述用户输入包括选定的粒子浓度和/或选定的样品体积中的至少一个。
在某些实施例中，所述系统还可以被配置用于容纳对应于样品容器的测试容器。根据这些实施例，流体学系统还可以被配置用于将具有选定的粒子浓度和/或选定的体积的至少一部分样品转移到测试容器。此外，在某些这样的实施例中，流体学系统还可以被配置用于在测试容器中分配指示剂物质，并且随后在测试容器中将至少一部分样品和指示剂物质进行混合。
在某些系统实施例中，流体学系统可以被配置用于混合预备样品和/或完成的样品。例如，在某些实施例中，流体学系统可以被配置用于在确定其内悬浮的粒子的浓度之前混合预备样品。流体学系统也可以被配置用于在从样品容器移走至少一部分样品之前混合具有选定的粒子浓度的样品。
某些系统实施例还可以包括与控制器设备相连的机械系统(roboticsystem)。所述机械系统可以被配置用于把样品容器、测试容器、流体学系统和传感器设备中的至少一个相对彼此移动。在某些这样的实施例中，系统还可以包括机架(rack)，限定被配置用于容纳样品容器的ID开口和被配置用于容纳测试容器的测试开口。在某些系统实施例中，样品容器和机架中的至少一个可以包括附着于其上的唯一指示器，其中，所述唯一指示器对应于预备样品的身份和/或存在于所制备样品中的选定的粒子浓度。在各种系统实施例中，唯一指示器可以包括但不限于：条形码、字母数字标签、RFID标签，以及其他可被例如下游处理元件读取的指示器，如本文将进一步描述的那样，下游处理元件例如是被配置用于将所制备样品转移到标识和抗菌敏感度测试系统的接口。
在某些系统实施例中，机械系统还可以被配置成容纳机架以便把样品容器和测试容器中的至少一个相对于流体学系统和传感器设备移动。例如，在某些系统实施例中，机械系统可以被配置用于移动通过至少部分地由X轴、Y轴和Z轴定义的运动范围。在这些实施例中，机械系统可以包括被配置用于将机架沿着X轴移动的输送(shuttle)设备。
在包括限定被配置用于容纳样品容器的ID开口的机架的某些实施例中，所述机架还可以包括被配置用于容纳样品容器的样品容器接受器(receptacle)，其中，样品容器接受器被可滑动地置于ID开口中。在某些这样的实施例中，输送设备可以包括限定位于分析位置(例如沿着X轴)的传感器设备开口的底板。此外，根据这些实施例，传感器设备可以被置于传感器设备开口内，以便当机架被移动到分析位置时，ID开口大致和传感器设备开口位置对应。因此，样品容器接受器可以被插入传感器设备开口并靠近传感器设备，以使传感器设备能够测量样品容器中包括的预备样品中的粒子浓度。在某些这样的实施例中，机架还可以包括可操作地接合在机架和样品容器接受器之间的偏置元件，所述偏置元件被配置用于把样品容器接受器向着机架的上表面偏置。在某些这样的实施例中，所述系统还可以包括机械设备，其被配置用于可操作地接合样品容器接受器，和/或在机架移动到分析位置时把样品容器接受器向着机架的下表面推进并进入传感器设备开口。
在包括机械系统的某些系统实施例中，所述系统还可以包括分配针台(dispensingtipstation)，所述分配针台包括多个一次性分配针。在这样的实施例中，机械系统可以被配置用于在制备具有选定的粒子浓度和/或选定的体积的样品之后，自动地用多个一次性分配针中的至少一个替换与流体学系统可操作地接合的分配针。
在某些系统实施例中，机械系统还可以包括第一机械设备，第一机械设备包括与流体学系统流体连通的第一流体学头。第一机械设备可以被配置用于沿着Y轴和Z轴中的至少一个移动，以便当输送设备把机架沿着X轴移动到填充位置时，第一流体学头能够把稀释剂添加到样品容器，和/或从样品容器移走至少一部分预备样品。
此外，机械系统也可以包括第二机械设备，所述第二机械设备被配置用于沿着Z轴传送传感器设备(在某些实施例中它可以包括浊度计)，以便沿着Z轴把传感器设备靠近样品容器定位，使得当输送设备把机架沿着X轴移动到分析位置时，传感器设备能够测量样品容器内的预备样品中悬浮的粒子的浓度。在某些实施例中，系统和/或第二机械设备还可以包括环绕传感器设备的护套。根据某些这样的实施例，所述护套可以被配置用于和机架中的ID开口周围限定的通道配合，以便当机架被移动到分析位置时，当第二机械设备把传感器设备靠近样品容器定位时，在样品容器和传感器设备周围提供基本不透光的环境。在某些实施例中，第二机械设备还可以包括与流体学系统流体连通的第二流体学头。在这些实施例中，第二流体学头可以被配置用于把稀释剂添加到样品容器，和/或从样品容器移走至少一部分预备样品，以便制备其中具有选定的悬浮粒子浓度的样品。
根据某些包括第二机械设备的系统实施例，系统还可以包括被配置用于容纳传感器设备和/或第二流体学头(例如其中之一或者两者可以由第二机械设备传送)的清洗台。在这些实施例中，所述清洗台还可以被配置用于在样品制备周期期间和/或样品制备周期之间清洗传感器设备和第二流体学头中的至少一个。
本发明的各种实施例也可以包括接口，所述接口被配置用于把具有选定的粒子浓度的样品转移到标识和抗菌敏感度测试(ID/AST)系统，所述标识和抗菌敏感度测试系统被配置用于分析样品以便标识样品的至少一个细菌成分和/或确定所述至少一个细菌成分对抗菌化合物的敏感度。此外，某些系统实施例可以包括ID/AST系统，所述系统被配置用于分析样品以便标识样品的至少一个细菌成分和/或确定所述至少一个细菌成分对抗菌化合物的敏感度。根据某些这样的实施例，接口和/或集成的ID/AST系统可以被配置用于读取附着于机架和样品容器中的至少一个上的唯一指示器，以便被标识的至少一个细菌成分可被追踪到最初被包含在特定样品容器和/或机架中的预备样品。如这里所描述的那样，唯一指示器也可以至少部分地对应于所制备样品中选定的粒子浓度。
本发明的各种实施例也可以提供用于在包含预备样品的样品容器中自动制备具有选定的粒子浓度和/或选定的体积的样品的方法(以及在某些实施例中，对应的计算机程序产品)。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：使用传感器设备(在某些实施例中，传感器设备可以包括浊度计)测量悬浮在预备样品中的粒子浓度，并随后使用与传感器设备相连的控制器设备确定为制备具有选定的粒子浓度的样品而要被添加到样品容器的稀释剂的量，和/或要从样品容器移走的预备样品的量。各种方法实施例也可以包括以下步骤：使用与控制器相连的自动流体学系统，把所确定的量的稀释剂添加到样品容器，和/或使用与控制器设备相连的自动流体学系统，从样品容器移走所确定的量的预备样品，以便制备具有选定的粒子浓度的样品。本发明的某些方法实施例还包括用于使用自动流体学系统从样品容器移走至少一部分所制备的样品，以使样品容器包括具有选定体积的样品的步骤。如这里针对本发明的各种系统实施例所描述的那样，控制器设备可以包括用户接口。因此，某些方法实施例还可以包括用于通过与控制器设备相连的用户接口接收包括选定的粒子浓度和选定的样品体积中的至少一个的用户输入的步骤。
某些方法实施例还包括用于使用自动流体学系统把具有选定的粒子浓度和/或选定的体积的至少一部分样品转移到对应于样品容器的测试容器的步骤。根据某些这样的实施例，所述方法还可以包括用于使用自动流体学系统在测试容器中分配指示剂物质和使用自动流体学系统在测试容器中将所述至少一部分样品和指示剂物质进行混合的步骤。某些方法实施例也还可以包括使用自动流体学系统的各种混和步骤。例如，某些方法实施例还可以包括在确定悬浮在预备样品中的粒子浓度之前混合预备样品，和/或在从样品容器移走至少一部分样品之前混合具有选定的粒子浓度的样品的步骤。
某些方法实施例还可以包括减少或者防止各种样品容器和测试容器的交叉污染的步骤。例如，某些方法实施例还可以包括在从样品容器移走至少一部分样品之后，用存储在分配针台中的多个一次性分配针中的至少一个替换与自动流体学系统可操作地接合的分配针的步骤。此外，某些方法实施例还可以包括当传感器设备未使用时使用被配置用于容纳传感器设备的清洗台清洗传感器设备。
因此，本发明的各种实施例提供了许多益处，包括但不限于：提供用于自动制备具有悬浮其中的标准化的和大致准确的粒子浓度(例如被表征为针对McFarland标度测得的浊度)的样品的系统和方法；提供用于制备多个样品的系统和方法，该系统和方法能够减少或者防止样品之间的交叉污染；提供用于制备多个样品的系统和方法，该系统和方法与现有的基本自动化的细菌标识和AST测试系统和过程兼容，和/或包括所述现有的系统和过程。
在本发明的各种实施例的系统和方法中提供的这些益处和其他方面对于本领域技术人员来说将是明显的。
附图说明
因此已经概括地描述了本发明的各种实施例，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，其中：
图1根据本发明的一个实施例，示出了用于自动制备具有选定浊度水平和选定体积的样品的系统的操作的非限制性示意图；
图2根据本发明的一个实施例，示出了在用于自动制备具有选定浊度水平和选定体积的样品的系统中被配置成承载多个样品容器和对应的多个测试容器的托盘的非限制性透视图；
图3根据本发明的一个实施例，示出了用于自动制备具有选定浊度水平和选定体积的样品的系统的非限制性透视图；
图4根据本发明的一个实施例，示出了承载遮光护套环绕的浊度计和流体学头的第二机械设备与在样品容器托盘中限定的通道的交互作用的非限制性详细透视图；
图5根据本发明的一个实施例，示出了用于自动制备具有选定浊度水平和选定体积的样品的系统的非限制性侧视图；
图6根据本发明的一个实施例，示出了用于自动制备具有选定浊度水平和选定体积的样品的系统的非限制性顶视图；
图7根据本发明的一个实施例，示出了第二机械设备的非限制性详细透视图，所述第二机械设备承载遮光护套环绕的浊度计和流体学头，与在样品容器托盘中限定的通道可操作地接合，以在用于浊度测量的样品容器周围形成基本不透光的环境；
图8示出了用于自动制备具有选定浊度水平和选定体积的样品的方法和计算机程序产品的步骤的非限制性示意图；
图9根据本发明的一个实施例，示出了用于自动制备具有选定浊度水平和选定体积的样品的方法和计算机程序产品的步骤的非限制性示意图，所述步骤用于：测量浊度、确定稀释剂量、分配稀释剂和移走一部分样品；
图10根据本发明的一个实施例，示出了包括限定传感器开口的底板的输送设备的非限制性透视图；
图11根据本发明的一个实施例，示出了包括被配置用于容纳样品容器的样品容器接受器的机架的非限制性透视图；
图12示出了位于分析位置以使样品容器接受器可以被下降到传感器设备开口中的机架的非限制性剖视图；和
图13示出了被配置用于把具有选定的粒子浓度的样品转移到被配置用于分析所述样品的标识和抗菌敏感度测试系统的接口的非限制性透视图。
具体实施方式
在下文中将参考附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的一些而非全部的实施例。实际上，这些发明可以被以很多不同的形式具体实施，并且不应被理解为限于这里给出的实施例，相反，提供这些实施例以使本发明的公开满足现行法律的要求。相似的附图标记在全文中指示相似的元件。
这里在用于制备具有由选定的密度表征的标准水平的细菌样品的环境的上下文中描述本发明的各种实施例，所述样品用于分析放置在ID/AST一次性托盘中的样品的下游ID/AST过程，所述托盘包括：(1)细菌标识(ID)侧，包括用于细菌ID的干培养基；和(2)具有各种浓度的抗菌剂的AST侧，以及适当微孔位置处的生长和荧光控制。但是应该理解，这里描述的各种系统1、方法和计算机程序产品可被用于生产具有选定的粒子浓度(例如由浊度测量值表征)和/或选定的体积的各种不同的样品类型。例如，本发明的各种实施例可被用来生产和/或复制具有选定的粒子浓度(例如作为相对于McFarland标准的浊度水平测量)的溶液，所述溶液包括悬浮在灭菌盐稀释剂中的乳胶粒子预备样品。在其他的实施例中，自动传感器设备200、流体学系统100和控制器设备300可被用来生产和/或复制McFarland标准(例如0.5McFarland标准)，所述标准包括0.05mL的1.175％脱水氯化钡(BaCl2·2H2O)和9.95mL的1％硫酸(H2SO4)。
本发明的某些实施例可以包括用于自动制备具有其中悬浮选定的粒子浓度的样品和/或具有选定的体积的样品的系统1，所述样品可被优化用于下游过程(例如ID/AST过程)。如在图1中一般性示出的，系统1可以包括被配置用于容纳包含预备样品(例如取自一个或多个介质平板的细菌样品)的样品容器10(例如见图2)的流体学系统100。应该理解，可以使用自动和/或手工过程制备预备样品。例如，在某些实施例中，可以为下游ID/AST过程制备培养液预备样品。根据某些这样的示范性实施例，通过利用灭菌棉签头从几个不同的介质平板的其中之一提取相同形态的细菌群，并把这些菌群手工放置在以灭菌介质填充的试管中，可以制备ID/AST面板样品。然后，所得到的细菌样品可以悬浮在样品容器10中，并旋涡达选定的时间段。
如这里参考图4到图6进一步描述的那样，这里描述的各种系统实施例的流体学系统100的部件还可以被配置用于把稀释剂添加到10，和/或从样品容器10移走至少一部分预备样品。如这里进一步所描述的那样，流体学系统100可以包括与稀释剂的供应装置(例如灭菌盐蓄积池)流体连通的多个不同的流体学头435、425，以使流体学系统100能够把稀释剂分配到一个或多个样品容器10和/或测试容器20。此外，流体学系统100(和与其流体连通的各种流体学头435、425)也可以被配置成能够吸取、混和和/或旋涡预备样品和/或在系统1工作期间产生的具有选定的浊度水平的样品。此外，如这里进一步描述的那样，流体学系统100也可以可操作地接合一个或多个一次性分配针510(见图5，示出了包括分配针台500的系统1，其中与第一机械设备420可操作地接合的第一流体学头425可以从所述分配针台500“提取”一次性分配针510)。
在某些实施例中，流体学系统100包括自动吸移管管理器(pipettor)系统，该自动吸移管管理器系统利用一次性分配针510来防止各种ID试管10(和对应的测试试管20)的交叉污染。在这些实施例中，吸移管管理器可以执行从存储容器(例如包括盐溶液的蓄积池)到样品容器10的稀释剂流体转移，从而允许预备样品(例如包括细菌样品)被稀释到选定的粒子浓度(对应于McFarland值)。吸移管管理器也可以控制样品容器10的流体液面(和/或移走一部分样品以获得选定的体积)，以及从样品容器10把具有选定的浊度水平的预先确定的量的样品转移到相关联的测试容器20(例如AST容器)。吸移管管理器也可以被配置成把指示剂物质(即AST指示剂染料)添加到测试容器20。在某些包括具有自动吸移管管理器的流体学系统100的系统1实施例中，吸移管管理器也可以通过执行各种吸取和分配周期来执行各种样品混和步骤或功能。在某些实施例中，流体学系统100(例如包括自动吸移管管理器)也可以被配置用于吸取预备样品和/或具有选定的粒子浓度的制备样品，以便测量样品的体积。
在某些实施例中，流体学系统100(它可以被具体实施为由机械系统400的一个或多个部件承载的吸移管管理器)可以包括一个或多个传感器针(例如具有用于检测离子流体(例如预备样品和/或制备样品)的存在的嵌入其中的电容传感器的电容性吸液针)。与本文所述的控制器设备300协作的传感器针可以被配置用于确定样品容器10中的预备样品和/或制备样品的体积。例如，在某些实施例中，这些传感器针可以由能够相对于Z轴403移动通过一个运动范围(例如见图4)的机械系统400的部件承载。因为传感器针能够感测样品容器10中存在预备样品(或其他的离子流体)，并且因为标准样品容器10的最大体积是已知的(并且可以被编程到控制器设备300中)，所以沿着Z轴403传送传感器针的机械系统400的部件的位置可以指示样品容器10中的预备样品和/或制备样品的总体积。因此，根据这些实施例，机械系统400所承载(并与流体学系统100相连)的传感器针可以允许精确确定样品容器10内的体积。确定选定体积的制备样品对于制备其中既具有选定的粒子浓度也具有选定的体积的样品特别有益，所述选定的体积与被配置用于确定悬浮在样品中的粒子的身份和/或抗菌敏感度的ID/AST系统兼容。
此外，系统1还包括被配置用于测量样品容器10的预备样品中悬浮的粒子浓度的传感器设备200(也见图4，示出了由第二机械设备430承载的传感器设备200的头)。传感器设备200可以包括被配置用于在标准标度(例如McFarland标度)上测量悬浮液的浊度水平的模拟和/或数字光学仪器。例如，在某些实施例中，传感器设备200可以包括被配置用于产生浊度测量值的浊度计。在其他的实施例中，传感器设备200可以包括被配置用于测量以下各项中的至少一个的一个或多个光学设备：散射参数、透射率、反射率，和/或可能直接和/或间接地与样品中悬浮的粒子浓度相关的另外的光学参数。在某些实施例中，传感器设备200可以包括一个或多个光发射器(被配置用于产生可见和/或不可见频谱中的电磁能量)和一个或多个对应的被配置用于测量入射在样品上的电磁能量的透射率和/或反射率的光学接收器。在某些实施例中，传感器设备200也可以包括一个或多个用于和控制器设备300通信的电子接口，以便能够把测得的粒子浓度(例如，在某些实施例中被表示为浊度值)传输到控制器设备300。例如，传感器设备200可以通过计算机网络和/或直接“硬连线”连接与控制器设备300进行有线和/或无线通信。在某些实施例中，传感器设备200可以通过一个/或多个接口部件(例如RS-232接口)与控制器设备300通信。此外，在某些系统1实施例中，传感器设备200可以被“归零”(通过在样品容器10中放置基本纯净的盐溶液(例如见图7))和/或被校准到McFarland标准(通过在样品容器10中放置0.5和/或0.25McFarland标准溶液)。
此外，例如如图4和图12中所示，传感器设备200可以相对于本发明实施例的系统1的其他部件被设置在各个位置上。例如，在某些实施例中，传感器设备200可以被设置于传感器设备开口1020中(见图10)，所述开口被限定在可被配置用于移动包括一个或多个样品容器10的机架50的输送设备410的底板1010中(如将在本文中进一步描述的那样)。在其他实施例中，传感器设备200(和/或其接收器和/或发射器部分)可以由一个或多个机械设备430承载(例如如图4中所示)。
如图1中示意性所示，系统1还包括与流体学系统100和传感器设备200相连的控制器设备300。控制器设备300一般可以被具体实施为典型的计算机系统或处理元件，包括但不限于：微处理器、VLSI、ASIC等。控制器设备300也可以包括以下各项的一个或多个：存储设备(例如用于存储一个或多个选定的浊度水平、标准或校准浊度水平，和/或选定的体积)、用户接口700(例如包括显示器、键盘和/或鼠标接口)，和一个/或多个被配置成允许控制器设备300与有线或无线网络和/或一个或多个外部计算机系统通信的网络接口。
此外，如图1中一般性所示，控制器设备300可以被配置用于从传感器设备200接收测得的悬浮在预备样品中的粒子的浓度。此外，控制器设备300(和/或其中包括的处理器设备)还可以被配置用于确定为制备具有选定的粒子浓度(例如，它可以由控制器设备300预先定义，和/或由控制器设备300通过用户接口700接收)的样品而要被添加到样品容器10的稀释剂的量，和/或要从样品容器移走的预备样品的量。例如，控制器设备300(和/或其中包括的处理器)可以被配置用于计算为制备具有选定的浊度(例如至少部分地基于测得的浊度和McFarland标准浊度的关系)的样品而应该被添加到样品容器10的稀释剂的量，和/或要从样品容器移走的预备样品的量。
此外，控制器设备300也可以被配置用于控制流体学系统100(和一个或多个流体学头425、435，和/或与其流体连通的自动吸移管管理器)把所确定的量的稀释剂添加到样品容器10，和/或从样品容器10移走所确定的量的预备样品，以便制备具有选定的浊度水平的样品。此外，控制器设备300还可以被配置用于控制流体学系统100，以便从样品容器10移走(例如通过吸取)至少一部分样品，以使样品容器10包括选定体积的具有选定浊度的样品。如这里所描述的那样，控制器设备300也可以与机械系统的一个或多个部件410、420、430相连，所述机械系统可以被配置成相对于样品容器10传送和/或操纵流体学系统100的各个部分(和/或各个流体学头425、435)。
如图5中一般性所示，在某些系统1的实施例中，流体学系统100还可以被配置用于容纳对应于样品容器10的测试容器20(例如抗菌敏感度测试(AST)容器)(也见图2，示出了被配置成承载多个样品容器10和对应的多个测试容器20的托盘50)。流体学系统100(以及在某些实施例中，与其流体连通并由第一机械设备420承载的第一流体学头425)还可以被配置用于把具有选定的浊度水平和选定的体积的至少一部分样品从样品容器10转移到测试容器20。在某些系统1的实施例中，流体学系统100还可以被配置用于在测试容器20中分配指示剂物质(例如优化的比色分析氧化还原指示剂)，并且随后在测试容器20中把所述至少一部分样品和指示剂物质进行混和。在这样的实施例中，系统1还可以包括蓄积池，它包括可被自动吸移管管理器设备和/或由第一机械设备420承载的流体学头425移走和/或分配的指示剂物质的供给。此外，流体学系统100的各种部件也可以通过执行一系列吸取和分配周期，把指示剂物质和样品混和。
流体学系统100也可以被配置用于在系统1的各种实施例的工作期间执行许多其他的混和功能。如这里所描述的，流体学系统100在某些实施例中可以通过对样品容器10和/或测试容器20执行多个吸取和分配周期来执行这些混和功能。例如，在某些系统实施例中，流体学系统100还可以被配置用于在确定预备样品的浊度水平之前混和样品容器10中的预备样品(例如见图8的系统1和/或方法流程图中的步骤804)。在其他的系统1的实施例中，流体学系统还可以被配置用于在从样品容器10移走至少一部分样品之前混和具有选定的浊度水平的样品(例如见图8中所示的步骤808)。
如图1、3、5和6中一般性所示，系统1还可以包括与控制器设备300相连的机械系统400的各种部件410、420、430。如图1中示意性地所示，机械系统400可以被配置用于把样品容器10、测试容器20、流体学系统100和传感器设备200中的至少一个相对于彼此移动。为了便于使用机械系统400定位和移动离散数量的样品容器10(以及在某些实施例中，对应的测试容器20)，系统1也可以包括如图2中所示的机架50。在某些实施例中，机架50限定了被配置用于容纳样品容器10的ID开口51，和被配置用于容纳测试容器20的测试开口52。
在某些系统1的实施例中，机架50、样品容器10和测试容器20中的至少一个可以包括附着其上的唯一指示器，其中，所述唯一指示器对应于选定的粒子浓度和/或特定容器10、20内所包括的预备样品的身份。在这些实施例中，唯一指示器可以包括机器可读指示器和/或各种其他的唯一指示器，其可以包括但不限于：条形码、字母数字标签、RFID标签和/或这些指示器的组合。如这里进一步所描述的那样，这些唯一指示器可以被接口台1310(见图13)和/或下游的ID/AST系统读取，使得被本发明的各种系统1的实施例所制备和/或分析的样品可被追踪到特定的机架50和/或样品容器10(其可以通过唯一指示器被进一步追踪回例如特定的细菌样品)。在其中唯一指示器包括机器可读指示器(例如条形码和/或RFID编码的信息)的实施例中，系统1(和/或其控制器设备300)可以被配置用于周期性地读取唯一指示器，以便在特定样品和/或细菌样品被本发明的各种系统1的实施例处理时追踪其进度。
如图11中所示，唯一指示器1150可以被可操作地与可旋转状态轮1120接合，所述可旋转状态轮1120可以进一步可操作地与机架50接合。状态轮1120可以包括多个侧面，每一侧均包括例如和特定的选定粒子浓度(例如当机架50被前移到分析位置(如图12中一般性所示)时由传感器设备200测得)对应的唯一指示器1150。机架50可以定义状态窗1130，以使在任何时间多个唯一指示器1150中只有一个可被用户(和/或下游的指示器读取器(例如条形码扫描器))看到。如图12中所示，系统1可以包括旋转致动器1127，所述旋转致动器被配置用于在机架50处于系统1内的特定位置时(例如相对于传感器设备200的分析位置(如图12中一般性所示))选择性地接合状态轮1120的杆1125。旋转致动器1127可以和传感器设备200(通过例如控制器设备300)相连，以使旋转致动器1127可以响应于传感器设备200所确定的粒子浓度(在某些实施例中被表示为浊度)。因此，在某些实施例中，旋转致动器1127可以被配置用于使状态轮1120相对于机架50转动，以使得通过在机架50中限定的状态窗1130可见的唯一指示器1150大致对应于所制备样品中的选定的粒子浓度(例如被表示为McFarland标度上的浊度)。
如图6中一般性所示，机械系统400(和/或其输送设备410，包括X轴401输送设备)还可以被配置成容纳机架50以便把样品容器10和测试容器20中的至少一个相对于流体学系统100和传感器设备200移动。例如，如图6中一般性所示，如在本文将进一步描述的，机械系统400可以包括输送设备410，其包括用于容纳并沿着系统1的X轴401将机架50相对于第一机械设备420和/或第二机械设备430传送到一个或多个位置的对齐设备(例如调整尺寸以便容纳机架50的凹槽)，以使机械系统400的这些各种部件可以顺序地对样品容器10(和其中包括的样品)进行操作，以生产具有选定的粒子浓度和/或选定体积的样品。
如图10中一般性所示，输送设备410可以包括传动带1030，它被配置用于沿着系统1的X轴401将机架50相对于第一机械设备420和/或第二机械设备430传送到一个或多个位置，如本文将进一步描述的。输送设备410也可以包括一个或多个传送器1040，它被配置用于沿着例如Y轴402在进入队列中前移机架50。在某些实施例中，输送设备410(和相关联的传送器1040)可以以大致“U形”的路径把机架50从进入队列(例如在图6中所示系统1的实施例的左侧中所示)传送到输送设备410定义的X轴401路径，并且最终传送到退出队列(例如在图6中所示系统1的实施例的右侧中所示)。
如图10中一般性所示，在某些实施例中，输送设备410可以包括底板1010，其在沿着X轴401的分析位置上限定了传感器设备开口1020。根据这些实施例(例如如图12的剖视图中更详细地示出的那样)，传感器设备200可以被安装和/或置于传感器设备开口1020内，以便当机架50被沿着系统的X轴401移动到分析位置时，样品容器10可以被通过ID开口51(在某些实施例中，ID开口51可以完全穿过机架50组件的厚度延伸(例如图12中所示))降低到传感器设备开口1020中。参考图11和图12，在某些这样的实施例中，机架50可以包括被配置用于容纳样品容器10的样品容器接受器1110。如图12中具体所示，样品容器接受器1110可以被可滑动地置于ID开口51中，以便样品容器10可以被通过机架50向下压，并进入传感器设备开口1020，以使传感器设备200可以测量样品容器10中包括的样品中悬浮的粒子的浓度。在某些这样的实施例中，机架50还可以包括可操作地接合在机架50和样品容器接受器1110之间的偏置元件1210。在某些实施例中，偏置元件1210可以包括被配置用于把样品容器接受器1110向机架50的上表面1101偏置的弹簧。
在某些实施例中，系统还可以包括一个机械设备(例如图4中所示第二机械设备430)。该机械设备可以被配置用于可操作地接合样品容器接受器1110，以便当机架50被移动到分析位置时把样品容器接受器1110(及其中支持的样品容器10)压向机架50的下表面1102，并进入在输送设备410的底板1010中限定的传感器设备开口1020。在这样的实施例中，因为传感器设备200基本上被包围在低光的环境中(例如在传感器设备开口1020内)，所以当机械设备把样品容器接受器1110向下压并进入传感器设备开口1020时，在传感器设备200和样品容器10周围可以建立起基本不透光的环境。因此，根据这些实施例，第二机械设备430不需要传送传感器设备200，如图4中所示。但是，如这里进一步描述的那样，在这些实施例中可以包括护套432(例如见图4)，因为护套432可以可操作地接合样品容器接受器1110以便把样品容器接受器1110向下压并进入传感器设备开口1020。
此外，在某些这样的实施例中(如图4中一般性所示)，机械设备(例如包括第二机械设备430)可以包括与流体学系统100流体连通的流体学头435，其中，流体学头435被配置用于把稀释剂添加到样品容器10，和/或从样品容器10移走至少一部分预备样品，以便制备具有选定的粒子浓度的样品。
如图3中一般性所示，在某些系统1的实施例中，机械系统400可以包括各种部件410、420、430，它们被配置成移动通过至少部分地由X轴401、Y轴402和Z轴403定义的运动范围。根据某些这样的实施例，机械系统400可以包括被配置用于沿着X轴401移动机架50的输送设备410(例如这里针对图10所描述的)。如这里所描述的那样，在某些实施例中，输送设备410可以包括被配置用于大致沿线性轴移动以便能够沿着X轴401使托盘50前移的线性致动器设备。在某些系统1的实施例中，输送设备410可以使机架50沿着X轴401前移(和/或“转位(index)”)到一系列预先确定的“停止”位置，使得每一对样品容器10及对应的测试容器20可以以大致线性的方式被第一和第二机械设备420、430(以及由其承载的流体学头425、435和传感器200)服务，直到机架50所承载的所有容器10、20都已经被处理以产生一系列其中具有选定的悬浮粒子浓度和/或选定的体积的样品，所述选定的体积可以和例如一个或多个下游的ID/AST过程(例如由本发明的受让人生产的PhoenixTMID/AST系统)兼容。此外，如这里所描述的那样，输送设备410可以定义一个或多个用于在输送设备410上确定中心和/或可操作地接合机架50的对齐设备。例如，输送设备410可以定义一个或多个通道或者凹槽，用于容纳机架50的对应表面。在其他的实施例中，输送设备410可以包括被配置成容纳机架50的相应角或者侧壁的一个或多个柱或托架，以使输送设备410可以有效地相对于系统1的各种部件定位和/或转位机架50。如图10中所示，输送设备410也可以包括一个或多个被配置用于把机架50沿着系统1的X轴401传送到相对于第一机械设备420和/或第二机械设备430的一个或多个位置上的传动带1030，如这里进一步描述的那样。输送设备410也可以包括被配置用于沿着Y轴402在进入和/或退出队列中使机架50前移的一个或多个传送器1040。
在某些实施例中，输送设备410(和/或例如其退出队列传送器)可以被可操作地与接口1310(例如图13中一般性所示的“倾倒台”)接合。接口1310可以被配置用于容纳机架50以便帮助把处理过的具有选定的粒子浓度的样品转移到被配置用于分析样品的标识和抗菌敏感度测试(ID/AST)系统，以便标识样品的至少一个细菌成分和/或确定所述至少一个细菌成分对抗菌化合物的敏感度。例如，接口1310可以被可操作地与机械系统400的输出队列接合，以便能够容纳包括多个样品容器10和对应的多个测试容器20的机架50。
在某些实施例中，接口1320可以包括基本“独立”的组织台，所述组织台被配置用于把每一对样品容器10和测试容器20与对应的ID/AST一次性用品对齐，所述ID/AST一次性用品可以被面向下放置在被配置成容纳对应的一个或多个ID/AST一次性用品(例如由本发明的受让人制造的PhoenixTMID/AST一次性用品)的一个或多个对齐器1320中。如图13中一般性所示，在接口1310中限定的对齐器1320可以与被配置用于从置于机架50中的样品容器10和测试容器20接收处理过的样品的一个或多个倾倒口相连。接口1310因此可以提供方便的组织台，在所述组织台，用户可以很容易地观察和/或验证可以可操作地与可转动状态轮1120接合的唯一指示器1150，所述可转动状态轮1120可以进一步可操作地与机架50接合。如这里所描述的那样，唯一指示器1150可以选择性地指示在样品容器10和测试容器20其中之一中包括的已制备样品的特定的选定粒子浓度(例如当机架50被前移到分析位置时由传感器设备200测量(如图12中一般性所示))。因此，接口1310可以允许用户快速地观察和/或评估唯一指示器1150(例如，或者从视觉上，或者使用条形码扫描器)，以确保在把已制备样品施加到例如在一个或多个对齐器1320中包括的对应ID/AST一次性用品之前，在样品容器10和测试容器20其中之一中包含的已制备样品包括与ID/AST一次性用品基本兼容的选定粒子浓度。如图13中所示，倾倒台1310也可以包括被配置用于以最优角度定向对齐器1320(以及其中支持的任何ID/AST一次性用品)的倾斜部分1330，以使从样品容器10和/或测试容器20倾倒的已制备样品可以完全地通过可以在ID/AST一次性用品中限定的各种流体路径前进以到达一个或多个包括用于细菌ID和/或生长和荧光控制的干培养基的微孔。
此外，本发明的某些系统的实施例也可以包括标识和抗菌敏感度测试(ID/AST)系统，该系统被配置用于接收具有选定的粒子浓度的样品。例如，系统1可以包括集成的ID/AST系统(例如由本发明的受让人生产的PhoenixTMID/AST系统)，该系统被配置成接收例如可以被暴露给一个或多个根据图8和图9中示意性示出的过程、使用例如图3中一般性示出的系统1生产的样品的一个或多个ID/AST一次性用品。如这里所描述的那样，这些ID/AST系统还可以被配置用于标识样品的至少一个细菌成分(即“ID”确定)和/或确定样品内所述至少一个细菌成分对抗菌化合物的敏感度(即“AST”过程)。本发明的各种系统1的实施例制备具有精确粒子浓度(例如对应于特定最优细菌密度)的样品的能力在产生可用的AST结果时可能特别地有用。ID/AST系统可以包括例如在No.6,096,272号美国专利中一般性地公开的PhoenixTMID/AST系统，通过引用将其完全包括在本文中。
在某些系统1的实施例(如图5中一般性所示)中，机械系统400可以包括第一机械设备420，第一机械设备420包括与流体学系统100流体连通的第一流体学头425。第一机械设备420可以被配置用于沿着Y轴402和Z轴403中的至少一个移动(以便能够相对于样品容器10和测试容器20中的至少一个升高和/或降低第一流体学头425)。因此，当输送设备410把机架50沿着X轴401移动到填充位置时(例如大致邻近第一机械设备420的Y轴402行程)，使用第一流体学头425(它可以包括自动吸移管管理器)，第一机械设备420能够把稀释剂添加到样品容器10和/或从样品容器10(通过例如吸取)移走至少一部分预备样品。在某些系统1的实施例中，第一机械设备420可以包括被配置用于沿着Y轴前移和/或后退一个或多个流体学头425的一个或多个线性致动器。例如，在某些实施例中，第一机械设备420可以包括被配置用于沿着Y轴402和Z轴403独立移动的一个或多个“ZY机械手”。在这些实施例中，如图5中一般性所示，第一机械设备420的ZY机械手能够把第一流体学头425定位在以下其中至少一个之上：机架50中支持的ID和测试容器10、20；分配针台500；和废品容器650(被配置用于接收使用第一流体学头425从一个或多个容器10、20吸取的过量稀释剂和/或样品材料)。根据某些这样的实施例，系统1还可以包括具有多个一次性分配针510的分配针台500。在某些这样的实施例中，机械系统400(更具体地，第一机械设备420)可以被配置用于在制备具有选定浊度水平和选定的体积的样品之后，用多个一次性分配针510中的至少一个自动地替换与流体学系统100(和/或由第一机械系统420承载的第一流体学头425)可操作地接合的分配针510。在其他的系统1实施例中，机械系统400可以被配置用于在把至少一部分样品从样品容器10转移到测试容器20并把指示剂物质和样品混和之后，用多个一次性分配针510中的至少一个自动地替换与流体学系统100可操作地接合的分配针510。因此，当输送设备410沿着系统1的X轴401转位托盘50时，针对每一个新的样品容器10(及对应的测试容器20)，第一机械设备420能够把新的一次性分配针510用于用来处理具有选定浊度水平和选定体积的样品的各个分配和吸取周期。
在某些额外的系统1实施例中，机械系统400还可以包括第二机械设备430，它被配置用于沿着Z轴403传送传感器200(即用于相对于样品容器10升高和降低传感器设备200)(例如见图4和图7)，以便把传感器设备200沿着Z轴403靠近样品容器10定位。因此，第二机械设备430可以被配置用于当输送设备410把机架50沿着X轴401移动到分析位置时，最优地定位传感器设备200，以便测量样品容器10中的预备样品的浊度水平。在某些系统1的实施例中，如图4中一般性所示，机架50还可以在ID开口51周围限定通道55，通道55可以被确定大小并被配置成容纳与第二机械设备430可操作地接合的互补护套432。护套432可以被定位成基本包围传感器设备200(和/或其扫描头)，以便当第二机械设备430把传感器设备200沿Z轴403降低并进入大致靠近ID管10的位置时，护套432被配置成进入在托盘50中限定的通道55，以便在样品容器10和传感器设备200周围提供基本上不透光的环境。因此护套432可以被配置成使得传感器设备200从系统1工作的环境中存在的背景光被屏蔽，以使传感器设备200能够更好地提供被置于样品容器10中的样品的更准确的浊度读数。
如图4和图7中所示，第二机械设备430也可以包括与流体学系统100流体连通的第二流体学头435。在某些系统1的实施例中，第二流体学头435可以包括自动吸移管管理器设备(如这里针对流体学系统100的其他部件和第一流体学头425所描述的那样)。第二流体学头435可以被配置用于把稀释剂添加到样品容器10(在分配周期中)，和/或从样品容器10移走至少一部分预备样品(例如在吸取周期中)，以便制备具有选定的粒子浓度的样品。如这里针对其他的系统1的实施例所描述的那样，第二流体学头435也能够通过执行一个或多个吸取和分配周期混和样品容器10中的样品(例如，见图8的步骤808所示的“混和和验证取得的目标浓度”(McF)的步骤)。
如图6中所示，第二机械设备430可以包括机械臂，该机械臂被配置用于围绕机械臂的中心轴移动到相对于该中心轴的选定的角度位置Θ处。因此，在第二机械设备430包括第二流体学头435的实施例中，第二机械设备430可以被配置成能够移动通过角度Θ和/或沿着Z轴403移动以便从稀释剂蓄积池(例如包括灭菌盐溶液的供给)获取稀释剂的供给，并能够摆动角度Θ到达靠近样品容器10的位置，以便能够把稀释剂分配到样品容器10中。此外，在某些实施例中，如图6中所示，系统1还可以包括被配置用于当第二机械设备430未被使用时容纳传感器设备200和第二流体学头435的清洗台600。清洗台600还可以被配置用于当第二机械设备430被“停放”到清洗台600中时，在分配、吸取和/或测量周期之间清洗传感器200和第二流体学头435中的至少一个。
如图3中所示，某些系统1的实施例还可以包括与控制器设备300集成在一起和/或与其相连的用户接口700。用户接口700可以被配置用于接收用户输入，所述用户输入包括选定的粒子浓度和/或选定的样品体积中的至少一个。根据各种系统1的实施例，用户接口700可以包括显示器(例如触摸屏LCD)，和/或其他的用户接口部件，包括但不限于：键盘/小键盘、鼠标/轨迹球，和警报元件(例如扬声器和/或指示灯)。用户接口700因此也可以被配置用于允许用户监视和/或控制系统1的工作。例如，用户接口700可以给用户提供关于系统1状态的视觉和/或听觉反馈。这些反馈可以包括但不限于：稀释剂液面传感、警报、一次性分配针510库存状态、托盘50位置状态、样品容器10和/或测试容器20库存，和其他系统1的监视反馈。
如图8到9中一般性所示，本发明的各种实施例也可以提供用于在包括预备样品的样品容器10中自动制备具有选定的粒子浓度(例如在某些实施例中被表示为浊度水平)和/或选定的体积的样品的方法。如图9中一般性所示，所述方法可以首先包括步骤805，用于使用传感器设备200测量悬浮在预备样品中的粒子的浓度。所述方法还包括步骤806，用于使用与传感器设备200相连的控制器设备300确定整体稀释方案，该方案可以包括例如为制备具有选定的粒子浓度的样品而要被添加到样品容器10的稀释剂的量，和/或为避免从样品容器10中的任何溢出而在添加稀释剂之前要从样品容器10移走的预备样品的量。此外，所述方法还包括步骤807，用于使用与控制器设备300相连的自动流体学系统100，添加在步骤806中确定的所确定的量的稀释剂和/或移走所确定的量的预备样品，以便制备具有其中悬浮选定的粒子浓度的样品。最后，在某些实施例中，所述方法还包括步骤810，用于使用自动流体学系统100从样品容器10移走至少一部分样品，以使样品容器10包括具有选定的体积的样品。应该理解，例如在图8和图9中所示的方法可以由基本上自动的系统执行。
图8示出了本发明方法的另一个示范性实施例，包括为了在包含预备样品的样品容器10中制备具有选定的粒子浓度和/或选定的体积的样品可以执行的额外的方法步骤。应该理解，在图8中一般性描绘的步骤(特别是选定的粒子浓度(按对照McFarland(McF)标度测量的浊度示出))，步骤806-806a以及步骤807，特定于具有选定的0.25McF或0.5McF的浊度水平的示范性例子，它们分别概述了适于在下游的ID/AST过程中使用的选定的粒子浓度，所述下游的ID/AST过程例如是由本申请的受让人生产的PhoenixTMID/AST系统(该系统可以被设置成利用具有0.25McF或0.5McF密度的样品，至少部分地依赖于细菌的类型或被作为标识和/或测试目标以确定抗菌敏感度的其他粒子的类型)执行的过程。应该理解，本发明的各种方法实施例可以被用来制备具有除了图8中所示的那些示范值以外的各种选定的粒子浓度和/或体积的样品。
如图8中所示，各种方法实施例还可以包括步骤801，用于把消耗品加载到系统1中，例如这里针对图1一般性地描述的系统。消耗品可以包括但不限于：一次性分配针510；稀释剂(例如批量灭菌盐溶液)；和指示剂物质(例如可作为步骤812的一部分被分配到测试容器20中的批量AST指示剂物质)。所述方法还包括步骤802，用于给机架50加载预备样品(例如包括在如ID试管的样品容器10中)。一旦消耗品和样品机架50被加载后，过程可以开始(例如，见代表过程开始的单元800)。在某些实施例中，所述方法还可以包括步骤800a，用于在进入后续制备具有选定的粒子浓度和/或体积的样品的步骤之前，检查消耗品(例如AST试剂或者其他的消耗品)的库存和/或状态。如这里针对本发明的各种系统1的实施例所描述的那样，步骤800a可以由控制器设备300执行，并且步骤800a产生的结果可以在状态报告和/或通过用户接口700(例如显示器和/或警报指示器)通信的状态指示器中向用户展示。此外，如果在系统中未检测到一种或多种试剂或者其他消耗品，则在某些实施例中，控制器设备300可以自动地暂停图8中所示的方法(例如，见单元800b)。
此外，某些方法实施例还可以包括步骤804，用于在执行测量悬浮在预备样品中的粒子浓度(即使用浊度计或者其他的传感器设备200“读取”样品的密度)的步骤805之前，混和包含在样品容器10中的预备样品。如图8中所示，步骤804在某些实施例中还可以包括检测样品容器中的预备样品的液面(例如使用与控制器300相连的传感器针(即容性针))。通过例如使用由机械设备(例如图3和图5中一般性示出的第一机械设备420的一个或多个复制品)承载的一个或多个流体学头425，把一个或多个传感器针降低到样品容器10中，可以完成步骤804中的液面检测。步骤804还可以包括存储检测到的预备样品液面(例如使用与控制器设备300集成在一起的存储器设备)，用于以后与步骤810中获取的样品容器10流体液面进行比较。如这里针对各种系统1的实施例所描述的那样，任何混和步骤(例如步骤804)可以在一系列吸取和/或分配周期中由自动流体学系统100(例如吸移管管理器)执行。
如这里针对图8所示，所述方法还包括步骤805，用于测量(使用传感器设备200，例如浊度计)悬浮在预备样品中的粒子浓度。此外，至少部分地基于测得的粒子浓度(在某些实施例中被表示为浊度水平)，这里所描述的控制器设备300还可以被配置成执行步骤806，用于确定用于制备具有悬浮其中的选定的粒子浓度(并且将不会溢出和/或未充满具有已知体积的样品容器10)的样品的整体稀释方案(即要被添加到样品容器10的稀释剂的量，和/或要从样品容器10移走的预备样品的量)。
因此，如图8中所示，步骤806可以包括各种子过程和/或决策点，用于确定整体稀释方案的量，它可以包括为了达到具有其中悬浮的选定的粒子浓度的样品(给定在步骤805中测量的预备样品中悬浮的粒子的测量浓度)，而要被添加到样品容器10的稀释剂的量，和/或要从样品容器10移走的预备样品的量。例如，在其中粒子浓度被表示为浊度测量值的实施例中，步骤806a可以包括确定浊度水平(即例如McF“密度”)起初是否太低(即例如相对于0.25和0.5McF目标低于最小浊度)。如果步骤806a导致肯定结果(即密度太低)，则过程可以被停止(即样品容器10可以被退出)。如果密度(步骤805中所确定的浊度或测得的粒子浓度)足以允许应用所确定的稀释方案(见步骤806)，则方法可以前进到步骤807，如本文进一步讨论的那样。
如图8中一般性所示，步骤807一般包括把所确定的量的稀释剂添加到样品容器10或在添加稀释剂之前从样品容器10移走所确定的量的预备样品以防止例如与控制器设备300相连的样品容器10溢出(例如使用自动流体学系统100)，以便制备具有选定的粒子浓度的样品(即基本符合步骤806中所确定的稀释方案的样品)。依赖于在步骤805中所确定的检测到的粒子浓度(和在步骤806中所确定的对应的稀释方案)，所述方法可以包括把稀释剂添加到样品容器10(例如批量盐)，和/或从样品容器10(它可以包括稀释剂和一部分悬浮其中的样品粒子)移走整体预备样品的至少一部分，以便实现选定的目标稀释水平(它可以对应于样品中的选定的粒子浓度)。如这里所描述的那样，在某些实施例中，用户可以选择对于某些类型的ID和/或AST过程最优的一个或多个目标粒子密度。例如，在某些实施例中，选定的粒子浓度可以包括但不限于0.25McF和0.5McF。如图8中所示，步骤807还可以包括从样品容器10(它可以包括稀释剂以及悬浮其中的粒子)吸取流体以便把制备样品的液面“复位”到最初在步骤804中检测到的体积。
步骤808可以包括在使用自动流体学系统从样品容器移走至少一部分样品之前，混和具有其中悬浮选定的粒子浓度的样品。可以使用第二流体学头435(例如由第二机械设备430承载)，通过一个或多个吸取/分配周期执行步骤808。如图7中所示，因为步骤808可以由承载第二流体学头435和传感器设备200的第二机械设备430执行，所以步骤808也可以包括在使用自动流体学系统100从样品容器10移走至少一部分样品之前，(使用传感器设备200)验证样品的悬浮粒子浓度。
如步骤809中一般性所示，控制器300(和/或执行这里描述的方法实施例的用户)可以读取步骤808中确定的验证的粒子浓度，并且或者退出试管(如果从步骤808测得的粒子浓度并非大致等于选定的粒子浓度)，或者继续下游的方法步骤810-816。某些方法实施例还可以包括步骤810，用于使用第二传感器针(即由与机械设备420可操作地接合的一个或多个流体学头425承载的一次性容性针)验证样品容器10中的流体液面(即预备样品的液面)。如这里所描述的那样，机械系统400在某些实施例中可以包括一对专用机械设备420，其中，一个机械设备的任务是执行步骤808和步骤809(即执行步骤806中所确定的稀释方案所规定的分配和/或吸取步骤)，而另一个机械设备负责把一部分制备样品转移到对应的测试容器20，用于AST样品制备(见步骤811-814)。因此，第二“AST”制备机械设备420可以包括单独的流体学头425，它承载被配置用于在把至少一部分制备样品转移到对应的测试容器20之前，独立地验证样品容器10中的制备样品的液面的第二传感器针。
图8还示出了额外的方法步骤811，用于确定是否存在可对应于给定的样品容器10的测试容器20。如果不存在，则方法在步骤811结束。但是，如果存在测试容器20，则方法可以前进到步骤812-814，步骤812-814包括用于例如通过把指示剂物质添加和/或混和到一部分具有选定的粒子浓度和/或体积的样品，来使测试容器20为下游AST过程做准备的步骤。应该理解，在各种方法实施例中，步骤812-814可以由作为这里所描述的完整系统1的一部分的流体学系统100的一个或多个部件来执行。步骤812包括使用自动流体学系统100在测试容器20中分配指示剂物质，并使用自动流体学系统100进行混和。步骤813包括使用自动流体学系统100把具有选定的粒子浓度和/或选定的体积的至少一部分样品转移到对应于样品容器10的测试容器20，并使用自动流体学系统100在测试容器20中将所述至少一部分样品和指示剂物质进行混和。如这里针对各种系统1的实施例所描述的那样，例如作为步骤812和813的一部分执行的各种混和步骤可以由自动流体学系统100执行，所述自动流体学系统100包括被配置成重复地从测试容器20吸取和/或向测试容器20进行分配以取得期望的混和水平的自动吸移管管理器。此外，步骤814包括更新机架状态指示器(例如见图11中所示的可转动状态轮1120)。如这里针对图11所描述的那样，步骤814可以由被配置用于当机架50处于系统1内的特定位置(例如针对于传感器设备200的分析位置(如图12中一般性所示))时选择性地接合状态轮1120的杆1125的旋转致动器1127执行。旋转致动器1127可以(通过例如控制器设备300)与传感器设备200相连，以使旋转致动器1127可以响应于传感器设备200所确定的粒子浓度(在某些实施例中被表示为浊度)。因此，在某些实施例中，旋转致动器1127可以被配置用于把状态轮1120相对于机架50转动，以使通过机架50中限定的状态窗1130可见的唯一指示器1150大致对应于制备样品中的选定的粒子浓度(例如被表示为McFarland标度上的浊度)。
如图8中所示，各种方法实施例还可以包括步骤815，用于确定在系统1中是否存在额外的样品容器10。如果存在，则方法可以返回步骤807，以使在步骤806中所确定的稀释方案现在可以被应用于另一个样品容器10(在某些方法实施例中，它可以由被配置用于沿着系统1的轴线系统地前移包括样品容器10的机架50的输送设备410向前转位)。如果在步骤815中未检测到额外的样品容器10，则方法可以前进到步骤816，用于移走完成的样品容器10和对应的测试容器20的机架50，以供在要求具有选定的粒子浓度(例如下游微稀释ID/AST测试所要求的选定细菌密度)的样品的下游过程中使用。
此外，除了提供系统和方法以外，本发明还提供用于执行上述各种步骤和步骤的组合的计算机程序产品。所述计算机程序产品可以通过计算机可读存储介质运行，所述存储介质具有实施在介质中的计算机可读程序代码。参考图1，计算机可读存储介质可以是控制器设备300的一部分，并且可以实施执行上面所讨论的步骤的计算机可读程序代码。
在这个方面，图8和图9是根据本发明的示范性实施例的方法、系统1和计算机程序产品的框图、流程图和控制流图。将会理解，框图、流程图和控制流图的每一个框或者步骤，以及框图、流程图和控制流图中的框的组合，可以由计算机程序指令实施。这些计算机程序指令可以被加载到计算机或者其他的可编程装置上(例如包括这里所描述的控制器设备300)，以生成机器，以使在计算机或其他的可编程装置上执行的指令能够实现在框图、流程图或控制流框或步骤中规定的功能。这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读存储器中，所述存储器可以引导计算机或其他的可编程装置以特定的方式运行，以使存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实现在框图、流程图或控制流框或步骤中规定的功能的指令的产品。计算机程序指令也可以被加载到计算机或其他的可编程装置上，以便导致在计算机或其他的可编程装置上执行一系列可操作步骤来产生计算机实现的过程，以使在计算机或其他的可编程装置上执行的指令提供用于实施在框图、流程图或控制流框或步骤中规定的功能的步骤。
因此，框图、流程图和控制流图的框或者步骤支持用于执行特定功能的步骤和用于执行规定功能的程序指令的组合。还将会理解，框图、流程图和控制流图的每一个框或者步骤，以及框图、流程图和控制流图的框或者步骤的组合，可以由执行规定的功能或者步骤的专用的基于硬件的计算机系统或者专用的硬件和计算机指令的组合来实现。
受益于前述描述和相关联的附图中展示的教导的本发明所涉及领域的技术人员将想到这里给出的本发明的许多修改和其他实施例。因此，要理解，本发明不局限于所公开的具体实施例，并且修改和其他的实施例将被包括在所附权利要求的范围内。尽管这里采用了特定的术语，但是它们仅被以构思和描述性的意义使用，而非用于限制的目的。

Claims (42)

1.一种用于制备具有标准的选定培养液水平的细菌样品的系统，包括：
流体学系统，包括机架和流体转移设备，所述机架限定适于容纳至少一个样品容器的标识开口，所述样品容器包含预备样品，所述流体转移设备包括流体头以及自动吸移管管理器设备中的至少一个，流体学系统还被配置用于执行把稀释剂添加到样品容器和从样品容器移走至少一部分预备样品中的至少一个；
传感器设备，被配置用于测量预备样品中的粒子浓度以及传输所述粒子浓度；
与流体学系统及传感器设备信号连通的控制器设备；
控制器设备被配置用于从传感器设备接收测得的预备样品中的粒子浓度；
控制器设备还被配置用于确定为制备具有选定的粒子浓度的样品而要被通过所述流体转移设备添加到样品容器的稀释剂的量或要从样品容器移走的预备样品的量；
控制器设备还被配置用于控制所述流体转移设备把所确定的量的稀释剂添加到样品容器，或从样品容器移走所确定的量的预备样品，以便制备具有选定的粒子浓度的样品，其中一个或多个传感器针被用于测量所准备的样品的体积以确定所述样品是否具有选定体积；并且
其中所述流体学系统适合于通过与控制器设备相连的机械设备来相对移动所述样品容器和所述流体转移设备。
2.如权利要求1所述的系统，其中，控制器设备还被配置用于控制所述流体学系统从样品容器中移走至少一部分样品，以使样品容器包含具有选定体积的样品。
3.如权利要求1所述的系统，其中，传感器设备包括被配置用于测量粒子浓度作为预备样品的浊度的浊度计。
4.如权利要求1所述的系统，还包括：
所述机架包括被配置用于容纳样品容器的样品容器接受器，所述样品容器接受器被可滑动地置于标识开口中；和
与控制器设备相连的输送设备，所述输送设备被配置用于相对于传感器设备移动机架，所述输送设备包括限定位于分析位置的传感器设备开口的底板，并且其中，传感器设备被置于传感器设备开口内，使得当机架被移动到分析位置时，标识开口基本上和传感器设备开口位于同一位置，以使样品容器接受器和样品容器可以被插入传感器设备开口并靠近传感器设备，以使传感器设备能够测量样品容器中包含的预备样品中的粒子浓度。
5.如权利要求4所述的系统，还包括可操作地接合在机架和样品容器接受器之间的偏置元件，所述偏置元件被配置用于把样品容器接受器向着机架的上表面偏置，并且所述机械设备被配置用于可操作地接合样品容器接受器，所述机械设备还被配置用于在机架移动到分析位置时把样品容器接受器向着机架的下表面推进并进入传感器设备开口。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述机械设备还包括与流体学系统流体连通的流体学头，所述流体学头被配置用于执行把稀释剂添加到样品容器和从样品容器中移走至少一部分预备样品中的至少一个，以便制备具有选定的粒子浓度的样品。
7.如权利要求1所述的系统，其中，流体学系统还被配置用于容纳对应于样品容器的测试容器，并且其中，流体学系统还被配置用于将具有选定的粒子浓度和选定的体积的至少一部分样品转移到测试容器。
8.如权利要求7所述的系统，其中，流体学系统还被配置用于在测试容器中分配指示剂物质，并且随后在测试容器中将所述至少一部分样品和指示剂物质进行混合。
9.如权利要求8所述的系统，其中，流体学系统还被配置用于在传感器设备确定其中的粒子浓度之前混合预备样品。
10.如权利要求1所述的系统，其中，流体学系统还被配置用于在传感器设备确定其中的粒子浓度之前混合预备样品。
11.如权利要求1所述的系统，其中，流体学系统还被配置用于在从样品容器移走至少一部分样品之前混合具有选定的粒子浓度的样品。
12.如权利要求1所述的系统，所述机械系统还被配置成容纳所述机架以便使样品容器相对于流体学系统和传感器设备移动。
13.如权利要求11所述的系统，其中，样品容器和机架中的至少一个包括附着于其上的唯一指示器，其中，所述唯一指示器对应于预备样品的身份和选定的粒子浓度中的至少一个。
14.如权利要求13所述的系统，其中，唯一指示器从由以下各项组成的组中选择：
条形码；
字母数字标签；
射频识别标签；和
它们的组合。
15.如权利要求1所述的系统，其中所述机械系统还被配置成容纳所述机架以便使样品容器和测试容器中的至少一个相对于流体学系统和传感器设备移动。
16.如权利要求12所述的系统，其中，所述机械系统被配置用于移动通过至少部分地由X轴、Y轴和Z轴定义的运动范围，所述机械系统包括：
输送设备，被配置用于沿着X轴移动所述机架；和
第一机械设备，包括与流体学系统流体连通的第一流体学头，第一机械设备被配置用于沿着Y轴和Z轴中的至少一个移动，以便当输送设备把机架沿着X轴移动到填充位置时，第一流体学头能够执行把稀释剂添加到样品容器和从样品容器移走至少一部分预备样品中的至少一个。
17.如权利要求16所述的系统，还包括第二机械设备，被配置用于沿着Z轴传送传感器设备，以便沿着Z轴把传感器设备靠近样品容器定位，使得当输送设备沿着X轴把机架移动到分析位置时，传感器设备能够测量样品容器中的预备样品中的粒子浓度。
18.如权利要求15所述的系统，其中，机械系统被配置用于移动通过至少部分地由X轴、Y轴和Z轴定义的运动范围，所述机械系统包括：
输送设备，被配置用于沿着X轴移动机架；和
第一机械设备，包括与流体学系统流体连通的第一流体学头，第一机械设备被配置用于沿着Y轴和Z轴中的至少一个移动，以便当输送设备把机架沿着X轴移动到填充位置时，第一流体学头能够执行把稀释剂添加到样品容器和从样品容器移走至少一部分预备样品中的至少一个。
19.如权利要求18所述的系统，还包括第二机械设备，被配置用于沿着Z轴传送传感器设备，以便沿着Z轴把传感器设备靠近样品容器定位，使得当输送设备把机架沿着X轴移动到分析位置时，传感器设备能够测量样品容器中的预备样品中的粒子浓度。
20.如权利要求19所述的系统，其中，机架还在标识开口周围限定通道，并且其中，第二机械设备还包括环绕传感器设备的护套，所述护套被配置用于当机架被移动到分析位置、第二机械设备把传感器设备靠近样品容器定位时进入所述通道，以便在样品容器和传感器设备周围提供基本不透光的环境。
21.如权利要求19所述的系统，其中，第二机械设备包括与流体学系统流体连通的第二流体学头，第二流体学头被配置用于执行把稀释剂添加到样品容器和从样品容器移走至少一部分预备样品中的至少一个，以便制备具有选定的粒子浓度的样品。
22.如权利要求12所述的系统，其中，还包括分配针台，所述分配针台包括多个一次性分配针，并且其中，机械系统被配置用于在制备具有选定的粒子浓度和选定的体积的样品之后，自动地用多个一次性分配针中的至少一个替换与流体学系统可操作地接合的分配针。
23.如权利要求21所述的系统，其中，该系统还包括被配置用于在第二机械设备未使用时容纳传感器设备和第二流体学头的清洗台，所述清洗台还被配置用于清洗传感器设备和第二流体学头中的至少一个。
24.如权利要求1所述的系统，其中，控制器设备还包括被配置用于接收用户输入的用户接口，所述用户输入包括样品的选定的粒子浓度和选定的体积中的至少一个。
25.如权利要求1所述的系统，还包括环绕传感器设备的护套，所述护套被配置用于当传感器设备测量预备样品中的粒子浓度时，在样品容器和传感器设备周围提供基本不透光的环境。
26.如权利要求1所述的系统，还包括机械设备，被配置用于传送传感器设备，以便把传感器设备靠近样品容器定位，使得传感器设备能够测量样品容器中的预备样品中的粒子浓度，所述机械设备包括与流体学系统流体连通的流体学头，所述流体学头被配置用于执行把稀释剂添加到样品容器和从样品容器移走至少一部分预备样品中的至少一个，以便制备具有选定的粒子浓度的样品。
27.如权利要求1所述的系统，还包括：
与流体学系统流体连通的流体学头，所述流体学头被配置用于执行把稀释剂添加到样品容器和从样品容器移走至少一部分预备样品中的至少一个，以便制备具有选定的粒子浓度的样品；和
包括多个一次性分配针的分配针台，并且其中，流体学头被配置用于在制备具有选定的粒子浓度的样品之后，自动地用多个一次性分配针中的至少一个替换与流体学头可操作地接合的分配针。
28.如权利要求1所述的系统，还包括被配置用于容纳传感器设备的清洗台，所述清洗台还被配置用于在传感器设备未使用时清洗传感器设备。
29.如权利要求1所述的系统，还包括接口，所述接口被配置用于把具有选定的粒子浓度的样品转移到标识和抗菌敏感度测试系统，所述标识和抗菌敏感度测试系统被配置用于分析样品以便确定样品的至少一个细菌成分的身份和所述至少一个细菌成分对抗菌化合物的敏感度中的至少一个。
30.如权利要求13所述的系统，还包括接口，所述接口被配置用于把具有选定的粒子浓度的样品转移到标识和抗菌敏感度测试系统，所述标识和抗菌敏感度测试系统被配置用于分析样品以便确定样品的至少一个细菌成分的身份和所述至少一个细菌成分对抗菌化合物的敏感度中的至少一个，所述接口被配置用于读取唯一指示器，并把唯一指示器转移到标识和抗菌敏感度测试系统，以使被标识的至少一个细菌成分可被追踪到预备样品。
31.如权利要求1所述的系统，还包括被配置用于接收具有选定的粒子浓度的样品的标识和抗菌敏感度测试系统，所述标识和抗菌敏感度测试系统还被配置用于确定样品的至少一个细菌成分的身份和所述至少一个细菌成分对抗菌化合物的敏感度中的至少一个。
32.如权利要求13所述的系统，还包括被配置用于接收具有选定的粒子浓度的样品的标识和抗菌敏感度测试系统，所述标识和抗菌敏感度测试系统还被配置用于确定样品的至少一个细菌成分的身份和所述至少一个细菌成分对抗菌化合物的敏感度中的至少一个，所述标识和抗菌敏感度测试系统还被配置用于读取唯一指示器，并把唯一指示器分配给被标识的至少一个细菌成分，以使被标识的至少一个细菌成分可被追踪到预备样品。
33.一种用于在包含预备样品的样品容器中自动制备其中具有选定的粒子浓度和选定的体积的样品的方法，所述方法包括：
使用传感器设备测量预备样品中的粒子浓度；
将测得的粒子浓度传输到控制器设备；
使用与传感器设备相连的控制器设备，确定为制备具有选定的粒子浓度的样品而要被添加到样品容器的稀释剂的量和要从样品容器移走的预备样品的量中的至少一个；和
使用自动流体学系统把所确定的量的稀释剂添加到样品容器，或从样品容器移走所确定的量的预备样品，其中所述自动流体学系统响应于控制器设备，所述自动流体学系统包括机架，所述机架限定适于容纳初始包含预备样品的至少一个样品容器的标识开口，并且所述机架保持样品容器带有预备样品直到样品被制备，其中所述自动流体学系统与控制器设备相连以便制备具有选定的粒子浓度的样品，其特征在于测量所准备的样品的体积以确定所述样品是否具有选定体积。
34.如权利要求33所述的方法，还包括使用自动流体学系统从样品容器移走至少一部分样品，以使样品容器包含具有选定体积的样品。
35.如权利要求33所述的方法，其中，确定步骤包括：
确定是否可以通过添加所确定的量的稀释剂而不超过样品容器的最大体积来制备具有选定的粒子浓度的样品；和
确定是否可以通过添加所确定的量的稀释剂以制备至少具有最小体积的样品来制备具有选定的粒子浓度的样品。
36.如权利要求33所述的方法，还包括使用自动流体学系统把具有选定的粒子浓度和选定的体积的至少一部分样品转移到对应于样品容器的测试容器。
37.如权利要求36所述的方法，还包括：
使用自动流体学系统在测试容器中分配指示剂物质；和
使用自动流体学系统在测试容器中将所述至少一部分样品和所述指示剂物质进行混合。
38.如权利要求33所述的方法，还包括在确定预备样品中的粒子浓度之前使用自动流体学系统混合预备样品。
39.如权利要求33所述的方法，还包括在从样品容器移走至少一部分样品之前使用自动流体学系统混合具有选定的粒子浓度的样品。
40.如权利要求33所述的方法，其中，自动流体学系统还包括分配针台，所述分配针台包括多个一次性分配针，所述方法还包括在从样品容器移走至少一部分样品之后，用多个一次性分配针中的至少一个替换与自动流体学系统可操作地接合的分配针。
41.如权利要求33所述的方法，还包括使用被配置用于容纳传感器设备的清洗台清洗传感器设备。
42.如权利要求33所述的方法，还包括通过与控制器设备相连的用户接口接收用户输入，所述用户输入包括样品的选定的粒子浓度和选定的体积中的至少一个。
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