CN101892149A - 用于供给自动接种装置的系统和使用这种自动装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将样品接种在基质上的自动接种机的供给系统，其特征在于它包括优选绕基本上垂直的轴(X13)可旋转的转台(13)和优选绕转台具有的基本上水平的轴(X14)可旋转的臂(14)，在上述臂的远端(16)包括用于固定接种管(18)的装置和用于抬升或降低臂的装置(71、72)。

Description

用于供给自动接种装置的系统和使用这种自动装置的方法

技术领域

本发明涉及用于用要进行分析的样品，通常是基本上液态的样品，接种培养基基质的自动装置领域，它更具体地涉及取样和例如在皮氏培养皿中的基质上接种的系统。

背景技术

在自动接种装置中，通过使用接种管，每个样品由自动装置在样品槽中取样，然后使用相同的接种管将样品分布在基质表面上。在每次接种之间，清洗接种管以避免下一个样品污染是适宜的。

在现有技术的自动装置中，接种管浸在若干个槽中，第一个槽含有消毒剂，接下来两个含有用于淋洗消毒剂的灭菌水。这种方法描述在文献US B5,547,872中。

接种管必须从在相应的槽中收集样品的区域移动到样本通常以螺旋形样式必须进行分布的接种区，然后移动至每个清洗站，接着进入每个清洗槽。在所有的情况中，接种管的移动是线性的，例如通过驱动架。

在每个位置，接种管必须降低或抬升，例如，以浸入样品槽或浸在清洗液的槽中。

对现有技术的装置的维护是需慎重处理的。此外，它们不具有令人满意的接种样式实现的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供能够解决前面提到的缺点的系统，尤其是简单而廉价的系统，允许简单、可靠和有效率地处理样品和可能的清洗产品。

根据本发明，用于将样品接种在基质上的自动接种装置的这样一种供给系统，其特征在于它包括优选绕基本上垂直的轴可旋转的转台和优选绕上述转台具有的基本上水平的轴可旋转的臂，上述臂的远端包括用于固定接种管的装置和用于抬升或降低上述臂的装置。用于抬升或降低上述臂的装置包括可移动活塞，从底部到顶部，反之亦然，上述活塞优选设置在轴附近，以便臂支承在上述活塞的上端。

用于固定接种管的装置优选是无需工具的固定装置。

优选地，它们可以包括，

-环，拟固定，优选粘接，在接种管上；

-将环相对于远端臂轴向和横向定位的装置，和

-将环保持在远端臂上的装置。

轴向和横向定位装置可以包括在环上的圆锥形表面和形成在远端中的外壳的圆锥形表面，上述圆锥形表面具有基本相同的角度，优选期望一个陷在另一个中。

将环保持在位置上的装置可以包括在环上的周边肋筋和设置用于螺纹连接在盖上并与肋筋共同作用以和末端一起使环夹紧的螺母。

接种管优选地形成在柔性管的末端。

优选地，该管是固定的，以便它是完全可接触的，可安装的和/或可拆卸的，而无需工具。为确保只有该管可由样品污染，该管优选地具有一个长度，以便它提供足够用于储存足够用于接种的样品体积的内部体积。为了使这个长度适当的设置在控制器中，它可以包括筒，以缠绕该管的一部分。

此外，本发明的系统优选地包括机动抽吸装置，优选带有注射器，置于该管的上游，设置用于通过接种管至少吸取和分布样品。它还可以包括分配装置，设置成以便抽吸装置也可以通过接种管在相关槽中吸取至少一种产品，然后释放上述产品。

优选地，分配装置设置成以便抽吸装置可以通过接种管吸取两种相互独立的产品，每种产品具有特定的储存容器，然后独自释放每种产品。有利地，一种产品是消毒剂，优选酒精，另一种是淋洗助剂，优选蒸馏水。

该系统优选地包括适合期望含有基质的皮氏培养皿的装置。

本发明还涉及一种使用根据本发明的系统接种皮氏培养皿的方法。

附图说明

本发明的几个具体实施例将在下面作为非限制例子并参考附图进行描述，其中：

图1示意性地说明根据本发明的自动接种装置的操作过程。

图2是示意性地说明用于图1的自动装置的供给的根据本发明的系统的剖视图，该系统包括安装在旋转转台上的臂。

图3是说明用于固定接种管至图2的臂的末端的装置的半截面图。

图4和5说明根据本发明的接种方法的实施的不同方式。

图6是用于要接种在图1的自动装置中的产品的储存和取样区的剖视图。

图7是清洗图3的接种管的装置的剖视图。

图8是类似图4和5的视图，其中皮氏培养皿(Petri dish)是正方形的，以相互平行的直线形式进行接种。

图9是类似图8的视图，其中接种采用基本相似的正方形形式。

具体实施方式

图1说明了用要进行分析的样品3接种基质2的自动系统。在该举例说明的例子中，基质包含在皮氏培养皿4中，处于凝胶的形状，产品3基本上是液态的。

该举例说明的系统包括用于要测试的样品的供给区11和接种区12。它包括装置10，以在供给区收集样品3，并将其至少部分放置在基质2的表面上。自动装置包括托盘6，绕垂直轴X6转动。托盘6构成用于皮氏培养皿4的支持物。其通过马达7至少间接地围绕其轴X6旋转。

根据本发明的接种方法更具体地参照图4和5进行描述。

取样装置包括转台13，在马达15的作用下，绕垂直轴X13可旋转。转台装配有臂14。臂14在垂直平面中可移动，相对于转台13，绕转台13具有的基本上水平的轴X14旋转。臂14的远端16具有柔性管17，带有上述管的一个末端18，从臂16向下延伸形成接种管18。转台将参考图2和3进行更详细地描述。优选地，管子由非粘性材料制成，例如聚乙烯(四氟乙烯)。这种设置是特别有利的，因为它限制了粘连，尤其是当样品具有比较粘稠的稠度时。

图1的自动装置进一步包括用于接种管的清洗装置20。在该举例说明的例子中，清洗装置20包括溢流槽21、用于从清洗槽21排放污液的排放装置22和用于上述通过抽吸排放的污液的保存容器23。在所示的例子中，排放装置22包括隔膜泵。保存容器由塞子24塞住。塞子由具有管道形状的通风口25穿过。这条管道25配备有0.2微米的过滤器26，从而保护大气免受任何可能的微生物污染。溢流槽21及其使用将参考图7进行更详细地描述。

图1的自动装置还包括用于含有清洗接种管18的液体的储存容器31和32。优选地，这些储存容器的每一个均是可拆卸的，必要时可以整个更换。每个储存容器31、32的形状制成类似由带有通风口34的塞子33塞住的瓶子，用于维持圆柱体内部在大气压力下，从而转移其内含有的液体。

每个通风口34配备有过滤器35，例如0.2微米的过滤器，以确保在相应的储存容器中的液体的无菌。两储存容器的最初储存容器31包含消毒剂36，在所示的例子中是酒精36。第二储存容器32包含淋洗助剂37，在所示的例子中是蒸馏水37。

自动装置40进一步包括抽吸装置40和供给装置41，用于由自动装置1操作的不同的液体3、36和37。在这个举例说明的例子中，抽吸装置包括注射器40，由其中滑动有活塞43的圆柱体42构成。活塞由马达44优选步进电机驱动。

供给装置在这里由3个阀门50和51扼要表示。在这3个阀门中，第一阀门50包括两个位置；第一位置，如图所示，可以通过管17吸取或释放液体。第一阀门50的第二位置允许将注射器40和用于清洗液36和37的供应管52连接。管52包括两个部分521和522，每个部分与清洗液的各自的储存容器31和32连接。

第二和第三阀门51每一个分配给清洗液的各自的储存容器31和32。在第一打开位置51A，每个阀门51允许液体在各自的管52中流动。在第二闭合位置51B，如图1所示，每个阀门51阻止各自的液体从管52中流出。

传感器55设置在每个侧元件521、522中。传感器55设置用于检测在侧元件中液体的存在与否。在侧元件之一中液体不存在则发出命令停止自动装置1并更换或填充相应的储存容器。

优选地，从管中取的样品充分保持在注射器40的下游，以便它不能被样品污染。

因此，柔性管设置有足够的长度，以便其内部体积可以包含足够的样品用于接种。为了能够在自动装置1内设置管的这个长度，它包括筒57，柔性管17的一个部分17A缠绕在其周围。优选地，筒57包括成型螺旋，管部分17A沿该成型螺旋设置，优选地，用按钮固定在螺旋内。

因此制作后，柔性管17整个长度是可见的和可接触的。它是通过相互锁止和按钮组装的，因此它是无需工具即可拆卸的。

在所示的例子中，自动装置包括不锈钢主体，其上设置了组成它的各种元件。主体没有显示在图1中。其包括基本上水平的平台62，特别地在图2、6、7和8中可见。

我们现在将大致描述一个接种循环。

样品首先储存在供给区，例如，在容器60中。

臂14移至取样位置14A，以便接种管18位于容器60上。然后臂14降低，以便接种管浸入样品中至深度PA。阀门50位于位置50A，使用注射器40吸取足够部分样品进入管中。

然后臂抬升，接着通过绕其轴X13旋转转台13从而移动至位置14B，详细地显示在图1中，用于基质2的接种。臂14再次降低，以便接种管与基质足够接近从而以期望的精度放置样品。通过转台13绕其轴X13和平台6绕其轴X6的旋转运动的组合，样品根据预先限定的样式自动放置。该样式可以是螺旋形或点的组合和/或同心圆的圆圈或圆弧，如图4和5所示的。

一旦接种完成，臂抬升，然后通过转台13绕其轴X13的旋转从而移至清洗位置14C，以清洗接种管。使用注射器40，仍在管内的残留样品被排放到排放槽21中；第一阀门50通常在位置50A。然后臂14降低，以便接种管18浸入排放槽中。

阀门50置于位置50B，第三阀门51保持关闭，在位置51B，第二阀门51置于位置51A，操作注射器以便其充满酒精36。然后，第一阀门50和第二阀门51的位置变换，在圆柱体42中推动活塞43，以便使酒精36通过洗刷柔性管17的整个长度排放至槽21中。柔性管17的内部因此充分消毒。在接种管位置的管的外部也消毒了，因为槽21充满了酒精。

阀门50回复到位置50B，第二阀门51保持关闭，在位置51B，第三阀门51置于位置51A，操作注射器以便其充满蒸馏水37。然后，第一阀门50和第二阀门51的位置变换，在圆柱体42中推动活塞43，以便使蒸馏水37通过洗刷柔性管17的整个长度排放至槽21中。柔性管17的内部因此充分淋洗。在接种管位置的管的外部也冲洗了，因为槽21充满了蒸馏水37。

然后可以开始新的循环了。

样品保持在注射器的下游；该注射器和管的上游部分仅交替包含酒精36或水37。当处理样品，首先进行采样，然后接种时，是残留水作为注射器40的活塞43和样品之间的液体活塞。

我们现在参考图2描述转台13。转台基座61包括基本圆盘，并配备有周边裙边610。平台62包括圆形孔63。凸起的边缘64形成在平台62中位于孔63的周围。裙边610设置用于覆盖住凸起的边缘64，以便它们共同作用以防止液体和/或固体穿透进入自动装置1的主体65内。

驱动装置66在基座下延伸至主体内。它们至少间接固定至转台13的电机15。该基座还带有限定臂14的故障恢复水平轴X14并支承上述臂的U形夹(clevis)67。相对于轴X14，与其远端16相对，臂包括近端68，其上固定有对重69，以便臂的故障恢复基本上毫不费力。近端68和配重69就在基座61的上方。

圆柱体71从基座61垂直向上延伸。圆柱体放在U形夹和远端16之间，靠近U形夹67。臂将其自身重量支承在圆柱体71的垂直移动的上端72上。因此，臂14在由转台13具有的垂直平面内可移动。臂14的远端16和圆柱体71的末端72一起抬升或落下。半球形盖73盖住并保护转台13的内部。

图3描述用于将管固定至臂14的末端16的具体装置。该组合体包括下列元件，每一个基本上均可用于旋转，彼此同轴安装：

-外壳75，从顶部至底部穿过末端16；

-环76，拟粘接在管上，在环的下游延伸的管的部分形成接种管18；

-螺母77，用于将环保持在外壳中。

外壳75从底部到顶部包括足够用于接种管18穿过的小直径的圆柱形部分91、圆锥形变大部分82和大直径的圆柱形部分84，其和圆锥形部分形成断层(escarpment)85。内部85是有螺纹的。

环76从上游到下游包括圆锥形部分91，以与外壳75的部分82相同的角度逐渐变大。圆锥形部分设置用于相互合作以将环横向和纵向定位在外壳75中，同样地将接种管相对于臂14的末端16横向和纵向定位。部分91的最大直径大于部分82的最大直径，从而在圆柱形部分94内，部分91延伸超过部分82。在圆锥形部分91上，环包括径向延伸超出圆锥形部分的环形肋筋93和径向远离肋筋93的圆柱形部分94。

螺母77包括设置用于环76的圆柱形部分94通过的轴向圆柱形钻孔96和设置用于抵靠在环的肋筋93上的前表面97。因此，当装配实现时，螺母与外壳75的内螺纹协调一致，该螺母的前表面支承在肋筋上并将环保持在外壳中的位置上。因此，接种管然后相对于臂的末端16保持在固定的限定位置。

我们现在将描述用于改进的接种皮氏培养皿的原因。

在现有技术的自动装置中，样品以形成螺旋形的样式接种在基质上。该样式通过以恒定线速度径向移动接种管，同时皮氏培养皿以恒定角速度自转来实现。这种方法是特别有利的，因为随着远离皮氏培养皿的中心，允许逐步减少样品的表面密度。然而，结果的解释是复杂的，需要对使用的接种装置特殊的特定图表。错误解释的风险是重要的。

建议根据本发明产生如同心圆99的样式。作为现有技术的螺旋，密度随离培养皿中心的距离而不同，但其在相同圆圈上保持恒定，解释得到简化，因为它不再依赖在其下分析培养结果的对角(subtended angle)。在图4所示的例子中，该样式包括3组，每组3个闭合圆圈靠近在一起。各组的圆圈非常接近，它们具有非常接近的密度。因此，每组明显对应确定的浓度。为了改进结果的准确性，自动装置有利地包括用于变换皮氏培养皿的旋转速度的装置，以便密度基本上相同于同组的圆圈。

在图5的操作模式中，缩小比例显示，圆圈已经限定为圆圈99的圆弧。这种样式产生类似的结果。然而，当完成圆圈时，它避免放置样品至前面接种的区域。

我们现在将参考图6的剖面来描述取样区11。取样区11包括在平台62中的圆形孔101，孔的周边边缘的形状像凸起的边缘102。圆柱形槽103置于孔101中。裙边104从容器的上边缘105延伸，支承在平台62上，围绕上述凸起的边缘102。裙边104覆盖住上述凸起的边缘102，以便它们共同作用以防止液体和/或固体穿透进入自动装置1的主体65内。

要接种的产品，即样品3包含在杯子106中，其上边缘107支承在容器103的上边缘105上。因此，样品3可以提供给或从自动装置移走，而没有溢漏进仍由容器103保护的装置的主体的危险。此外，如果产品3泄漏在容器中，它是可拆卸的，可以拆卸用于清洗。

在取样期间，接种管18期望浸入深度PA，其在杯子106的边缘107处测量。

我们现在将通过参考图7描述溢流槽和清洗方法的操作。

溢流槽21基本上具有围绕垂直轴旋转的形状。它包括两个同轴碗111和112，具有共用基座113。内碗111专门设计用于容纳接种管18和清洗液36和37。它的形状是狭窄的，所以它径向提供足够但不过度的空间以容纳接种管并允许液体36和37绕接种管流动。外碗112设计成用于当溢流时回收液体流进碗111。两碗111和112分别包括形成在基座113中的排放管114和115，并在这里连接形成一根连接到排空泵22的管116。

如转台13和容器103，排放槽21插入到平台62的孔117中。槽21包括裙边119，从外碗112的上边缘延伸并覆盖住孔117的凸起的边缘118。该装置，如上所解释的，为容器103保护内部65，可以使槽21可容易拆卸的，特别用于清洗。

当在基板2上接种完成时，如前面所解释的，臂14的末端旋转到位置14C，在该位置，接种管18在槽21的上方，优选在外碗112的上方，以便管17清洗掉残留的未用于接种的样品。

然后，臂移动在位置14C1，在该位置，接种管18浸入内碗111深度PB。在消毒操作期间，接种管保持在这个位置。如前所述，在该操作中，酒精36流入管，所以从接种管18排出。然后酒精充满内碗超过其上边缘120，因为它溢流进入外碗。因此，在内碗111中酒精的液位始终是相同的，基本上等于内碗111的上边缘120。深度PB选择高于在碗106中采样采用的深度PA。这一步对于可能已经在采样期间污染的任何高度均确保接种管18的外部消毒。

然后，臂移动至位置14C2，在该位置，接种管18浸入内碗111深度PC。在冲洗操作期间，接种管保持在这个位置。如前所述，在该操作中，水37流过管，从接种管18排出。然后水充满内碗超过其上边缘120，因为它溢流进入外碗。因此，在内碗111中的水位始终是相同的，基本上等于内碗111的上边缘120。深度PC选择高于先前用于消毒的深度PB。这一过程确保以前用于清洁接种管18的酒精彻底冲洗掉，将不会意外对未来接种进行灭菌。

图8和9说明了用于根据本发明的接种方法实施的两种样式。在这些例子中，皮氏培养皿4是正方形的。

在图8所示的例子中，接种是以相互平行的具有基本相同长度的直线131的形式进行的。线131分为3组，每组3条线。同组的线在它们之间具有大约相同的密度。左边呈现的组包括高密度的3条线，右边呈现的组包括低密度的3条线，中间组包括中密度的3条线。

在图9所示的例子中，接种是以直线形成正方形132的形式进行的。正方形自身是相似的，围绕相同的中心。正方形132分为3组，每组2个正方形。同组的所有正方形的线在它们之间具有大约相同的密度。最里面呈现的组包括具有高密度的线，最外面呈现的组包括具有低密度的线，中间组包括中密度线。

当然，本发明不仅限于前面描述的例子。

因此，如果不是转台，可以设置用于接种管的线性位移的装置。

同样，如果不是设置成可拆卸的，溢流槽或样品区的容器可以设置成通过直接冲压进自动装置的平台成形和固定。

溢流槽，如图1示意性所示，可以具有长方形形状，由两个用壁隔开的分隔室组成，用于从一个分隔室溢流进另一个。

不是仅仅圆圈样式，除此以外，它还可以是预定的带有更厚或更薄的特别是点的特别样式。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (16)

1.一种用于供给将样品(3)接种在基质(2)上的自动接种装置(1)的系统，其特征在于，它包括优选绕基本上垂直的轴(X13)可旋转的转台(13)和优选绕上述转台具有的基本上水平的轴(X14)可旋转的臂(14)，上述臂的远端(16)包括用于固定接种管(18)的装置(75，97)和用于抬升或降低臂的装置(71，72)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，用于抬升或降低上述臂的装置包括从底部到顶部移动的反之亦然的活塞(72)，上述活塞(72)优选设置在轴(X14)附近，以便臂支承在上述活塞的上端(72)。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，用于固定接种管(18)的装置(75，97)采用固定无需工具的方式。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，用于固定接种管(18)的装置(75，97)包括：

环(76)，拟固定在接种管(18)上，优选粘接；

将环(76)相对于臂(14)的远端(16)轴向和横向定位的装置(82，91)，和

将环(76)保持在臂(14)的远端(16)上的装置(77，93)。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，轴向和横向定位装置包括在环(76)上的圆锥形表面(91)和形成在远端(16)中的外壳(75)的圆锥形表面(82)，上述圆锥形表面(82，91)具有基本相同的角度，优选期望一个(91)陷在另一个(82)中。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，将环保持的装置(77，93)包括在上述环上的周边肋筋(93)和设置用于螺纹连接在末端(16)上并与上述肋筋共同作用以和上述末端(16)一起使环夹紧的螺母(77)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，接种管(18)是柔性管(17)的末端。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，柔性管(17)是完全可接触的和可拆卸的，而无需工具。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，柔性管具有这样一个长度以便它提供足够用于储存用于接种的足够样品体积的内部体积。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，它包括筒(57)，以缠绕该管的一部分(17A)。

11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，它包括机动抽吸装置(40，44)，优选带有注射器(40)，置于该管的上游，设置用于通过接种管(18)至少吸取和分布样品。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，它还包括分配装置(50，51)，设置成以便抽吸装置(40，44)并通过接种管(18)在相关的储存容器(31，32)中吸取至少一种产品(36，37)，然后释放上述产品。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，分配装置(50，51)设置成以便抽吸装置(40，44)可以通过接种管(18)吸取两种相互独立的产品(36，37)，每种产品具有特定的储存容器(31，32)，然后独自释放每种产品。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，产品中的一种是消毒剂(36)，优选酒精，另一种是淋洗助剂(37)，优选蒸馏水。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其特征在于，它包括适合期望含有基质的皮氏培养皿的装置(6)。

16.一种用于接种皮氏培养皿的方法，其特征在于，它使用根据前述任一权利要求所述的装置。

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