CN103180454B - 生物灭菌指示器系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物灭菌指示器(BI)系统和方法。所述系统可包括BI和包括凹部的读取装置。所述BI可包括壳体，所述壳体可包括第一部分和可在第一“未激活”位置与第二“激活”位置之间移动的第二部分。所述读取装置可检测以下状态中的至少一者：(i)当所述凹部为空时；(ii)当所述生物灭菌指示器设置在所述凹部中并且所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置时，以及(iii)当所述生物灭菌指示器设置在所述凹部中并且所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置时。所述方法可包括检测上述状态中的至少一者，其可用于检测所述生物灭菌指示器的激活状态。
Description
技术领域
本发明整体涉及灭菌指示器系统和方法，具体地讲涉及生物灭菌指示器系统和方法。
背景技术
在诸如保健行业的许多行业中，以及在其他行业应用中，可能有必要监测用来对诸如医疗设备、仪器以及其他一次性和非一次性制品的设备进行灭菌的处理的有效性。在这些情况下，灭菌通常被定义为完全破坏诸如微生物（包括诸如病毒和孢子的结构）的所有能存活生物活性源的过程。作器该无菌指示器具有一批制品来分析灭菌处理的致死率。生物和化学无菌指示器均已被使用。
一种标准类型的生物无菌指示器包括已知量的测试微生物，例如嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)（以前称为嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)）或萎缩芽孢杆菌(Bacillusatrophaeus)（以前称为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)）孢子，其抵抗特定灭菌处理的能力可比其他污染生物体大许多倍。在指示器受到灭菌处理后，生物活性源（例如，孢子）可在营养培养基中培养，以确定是否有任何生物活性源在灭菌处理后存活，并且源代谢和/或生长表明灭菌处理不足以破坏所有生物活性源。
可用的化学无菌指示器可以在灭菌处理结束时立即读取。但是，结果仅表明在灭菌处理过程中存在特定的条件，如存在特定的化学剂或温度，并潜在地表明已达到该条件一段时间。反之，生物活性源对实际存在的所有条件的反应，可能是对于在实现灭菌中灭菌处理如何有效的更直接且更可靠的测试。
发明内容
本发明的一些方面提供一种生物灭菌指示器系统。该系统可包括生物灭菌指示器和读取装置。生物灭菌指示器可包括壳体，该壳体包括第一部分和适合连接于第一部分的第二部分，当连接到第一部分时，第二部分能够相对于第一部分在第一位置和第二位置之间移动。生物灭菌指示器还可包括容器，该容器容纳液体并且其尺寸被设计成能够设置在壳体中。该容器的至少一部分可以是易碎的，并且该容器能够设置在壳体的至少第一部分中。该容器可具有第一状态，其中当壳体的第二部分位于第一位置时，该容器是完整的，并且可具有第二状态，其中当壳体的第二部分位于第二位置时，该容器是碎裂的。读取装置可包括凹部。该凹部的尺寸被设计成接纳生物灭菌指示器的至少一部分以及被构造成检测下述状态中的至少一者的读取装置：(i)当凹部为空时；(ii)当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时；以及(iii)当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时。
本发明的一些方面提供了一种用于检测生物灭菌指示器的激活状态的方法。该方法可包括提供生物灭菌指示器和读取装置。生物灭菌指示器可包括壳体，该壳体包括第一部分和适合连接于第一部分的第二部分，第二部分能够相对于第一部分在第一位置和第二位置之间移动。该生物灭菌指示器还可包括容纳液体的容器。该容器的至少一部分可以是易碎的，并且该容器能够设置在壳体的至少第一部分中。该容器可具有第一状态，其中当壳体的第二部分位于第一位置时，该容器是完整的，并且可具有第二状态，其中当壳体的第二部分位于第二位置时，该容器是碎裂的。读取装置可包括凹部，该凹部的尺寸被设计成接纳生物灭菌指示器的至少一部分。该方法还可包括检测下述状态中的至少一者：(i)当凹部为空时；(ii)当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时，以及(iii)当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时；
本发明的一些方面提供一种生物灭菌指示器系统。该系统可包括生物灭菌指示器和读取装置。生物灭菌指示器可包括壳体，该壳体可包括第一部分和适合连接于第一部分的第二部分。第二部分能够相对于第一部分（例如，当连接于第一部分时）在第一位置和第二位置之间移动。生物灭菌指示器还可包括容器，该容器容纳液体并且其尺寸被设计成能够设置在壳体中。该容器的至少一部分可以是易碎的，并且该容器能够设置在壳体的至少第一部分中。该容器可具有第一状态，其中当壳体的第二部分位于第一位置时，该容器是完整的，并且可具有第二状态，其中当壳体的第二部分位于第二位置时，该容器是碎裂的。读取装置可包括至少一个凹部。该凹部的尺寸可被设计成接纳生物灭菌指示器的至少一部分。读取装置可用于生成以下信号中的至少一者：表明凹部为空的第一信号；表明生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置的第二信号；以及表明生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置的第三信号。
本发明的一些方面提供了一种用于检测生物灭菌指示器的激活状态的方法。该方法可包括提供生物灭菌指示器和读取装置。该生物灭菌指示器可包括壳体，该壳体可包括第一部分和适合连接于该第一部分的第二部分。第二部分能够相对于第一部分（例如，当连接于第一部分时）在第一位置和第二位置之间移动。该生物灭菌指示器还可包括容纳液体的容器。该容器的至少一部分可以是易碎的，且该容器可被设置在该壳体的至少该第一部分中。该容器可具有第一状态，其中当壳体的第二部分位于第一位置时，该容器是完整的，并且可具有第二状态，其中当壳体的第二部分位于第二位置时，该容器是碎裂的。读取装置可包括凹部，该凹部的尺寸被设计成接纳生物灭菌指示器的至少一部分。该方法还可包括当凹部为空时生成第一信号，将生物灭菌指示器设置在读取装置的凹部中以及生成以下信号中的至少一者：当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时的第二信号；以及当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时的第三信号。
通过考虑具体实施方式和附图，本发明的其它特征和方面将变得显而易见。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的生物灭菌指示器系统的透视图，该生物灭菌指示器系统包括至少一个设置在读取装置中的生物灭菌指示器。
图2为图1的生物灭菌指示器的分解透视图，该生物灭菌指示器包括具有第一部分和第二部分的壳体。
图3为图1的生物灭菌指示器系统沿图1的线3-3截取的侧剖视图，该生物灭菌指示器被示为处于第一状态并且生物灭菌指示器的壳体的第二部分被示为位于第一位置。
图4为图1-3的生物灭菌指示器系统的侧剖视图，该生物灭菌指示器系统被示为处于第二状态并且生物灭菌指示器的壳体的第二部分被示为位于第二位置。
图5为图1的读取装置的示意框图。
图6为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的壳体的第二部分的透视图。
图7为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的壳体的第二部分的透视图。
图8为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的壳体的第二部分的透视图。
图9为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的透视图。
图10为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器系统的局部侧剖视图，该生物灭菌指示器系统包括在透视图中所示的生物灭菌指示器。
图11为沿图3中所示的线11-11截取的图1-5的一部分读取装置的俯视剖面图，为清楚起见省去了一些部分并且为清楚起见省去了在由线11-11限定的平面上的物体。
图12为沿图1中所示的线12-12截取的图1-5的一部分读取装置的前剖视图，为清楚起见省去了一些部分并且为清楚起见省去了越过由线12-12限定的平面的物体。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施例之前，应当理解本发明在其应用中并不受限于在下文描述中提及的或下列附图中所示的结构细节和部件布置。本发明可具有其他实施例，并且能够以多种方式实践或实施。另外还应理解，本文中所用的用语和术语的目的是为了进行说明，不应被认为是限制性的。本文中所用的“包括”、“包含”或“具有”以及它们的变化形式意在涵盖其后所列举的项目及其等同项目以及附加项目。除非另有规定或限制，术语“支承”和“连接”及其变型形式被广义地使用，并且既包括直接的又包括间接的支撑和连接。另外，“连接”和“结合”不限于物理或机械连接或结合。应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可采用其他实施例，并且可进行结构或逻辑上的改变。此外，诸如“前”、“后”、“顶部”、“底部”之类的术语仅用于描述组成单元彼此之间的关系，而绝不用来描述装置的具体取向，也不用来指示或暗示装置的必要或需要的取向，或用来规定本文所述发明在使用过程中的操作、安装、显示或设置方式。
本发明整体涉及生物灭菌指示器系统和方法。生物灭菌指示器有时也称为“生物无菌性指示器”或简称“生物指示器”。本发明的生物灭菌指示器系统和方法的一些实施例包括可用于确定灭菌处理的致死率的独立式生物灭菌指示器。系统可包括生物灭菌指示器以及被构造成可分析生物灭菌指示器并通知使用者（例如，在视觉上、听觉上等）灭菌处理的致死率的读取装置或检测器。
加压蒸汽或其他通用灭菌剂可用于对在保健环境中所用的设备及补给品进行灭菌。小型独立式指示器例如生物灭菌指示器可用于验证灭菌处理的功效。这些指示器可以是生物性的并且可包含生物活性源。
在灭菌工序后用于培育生物活性源（例如，孢子）的营养培养基可存在于整个灭菌工序中，但其不得为生物活性源所触及除非有此需要。例如，易碎的小袋或容器（例如，玻璃安瓿瓶之类的安瓿瓶）可与生物活性源隔离而容纳板上的培养基，并且该容器可为易碎的以在需要时（例如，在灭菌处理后）使生物活性源与培养基彼此流体连通。促进微生物生长的营养物和营养培养基在本领域是已知的并且可见于例如“Handbook of Microbiological Media”by Ronald Atlas,published byCRC Press,Boca Raton,FL（微生物培养基手册，Ronald Atlas，佛罗里达州波卡拉顿CRC出版社出版）中。Matner等人（美国专利No.5,073,488，其全文以引用方式并入本文中）介绍了一种用于培养和检测生物灭菌指示器中的细菌孢子的营养培养基，该营养培养基可用于本发明的生物灭菌指示器中。
通常，要对生物活性源（例如，微生物）加以选择，以用于抵抗特定灭菌处理的生物灭菌指示器中。本发明的生物灭菌指示器包括一个或多个已知生物活性源（例如，微生物菌种）的活菌数量或培养物。此类生物活性源可以是微生物孢子的形式。生物灭菌指示器中的测试源或者经成功的灭菌周期被杀灭，或者如果灭菌周期出于某种原因不足够则存活下来。有时至少部分地使用细菌孢子而不是生物体的营养体型，因为已知营养体细菌相对容易地被灭菌处理杀灭。孢子还可具有优秀的存储特性并且能够将其休眠状态留存多年。因此，在一些实施例中，标准化孢子菌株的种菌的灭菌可提供在灭菌室中所有微生物已经发生失活的高可信度。
仅作为举例而言，本发明将用于生物灭菌指示器的一个或多个生物活性源描述为“孢子”，但是应理解，要对用于生物灭菌指示物的具体实施例的源类型（例如，孢子）加以选择，使其对所设想的特定灭菌处理具有高度抗性。因此，本发明的不同实施例可使用不同的生物活性源，这取决于特定实施例有意采用的灭菌处理。为简单起见，术语“孢子”在本发明中通篇使用，但应当理解，在本发明的生物灭菌指示器中也可使用其他生物活性源，例如微生物（例如，细菌、真菌、病毒等）、孢子（例如，细菌、真菌等）酶、酶活性的底物、ATP、微生物代谢物或它们的组合。
短语“生物活性”通常指与生物细胞相关的任何特定催化过程或过程组。生物活性的非限定性例子包括分解酶活性（例如，碳水化合物发酵途径）、合成酶活性（例如，核酸、氨基酸或蛋白质合成）、耦合反应（例如，代谢途径）、生物分子介导的氧化还原反应（例如，电子传递系统）以及生物发光反应。“预定的”生物活性意指该方法针对特定生物过程（例如，酶反应）或生物过程组（例如，生化途径）的检测。本领域的普通技术人员应当理解，某些预定的生物活性可与特定类型的细胞（例如，癌细胞或微生物）或病理过程相关。
相似地，应当理解，本发明中所用的短语，包括术语“孢子”，例如“孢子载体”、“孢子贮存室”、“孢子区域”、“孢子生长室”等仅仅为了简单起见而使用，但是此类部件、元件或短语同样适用于其他生物活性源并且并非旨在仅指孢子。例如，上述短语也可称为“源载体”、“源区域”、“源贮存室”、“源生长室”等。
将孢子和培养基集合在一起的过程可称为生物灭菌指示器的“激活”。也就是说，当相对于生物灭菌指示器使用时，术语“激活”及其变型形式通常可指促使生物灭菌指示器的孢子与液体或培养基（例如，包含用于孢子的营养培养基的水性混合物）流体连通。例如，当生物灭菌指示器中容纳有培养基的易碎容器至少部分地碎裂、刺破、刺穿、压碎、破裂等，使得培养基与孢子流体连通时，生物灭菌指示器可被描述为已“激活”。换句话讲，当孢子暴露于此前与孢子分开封装的培养基时，生物灭菌指示器被激活。
在生物灭菌指示器经受灭菌周期之后，灭菌装载物（例如，包括需要灭菌的物品和生物灭菌指示器）可从灭菌器移除。处理生物灭菌指示器的第一步骤中的一个步骤可包括激活生物灭菌指示器。在一些实施例中，激活可包括关闭生物灭菌指示器，其可包括将生物灭菌指示器的一部分（例如，顶盖）相对于生物灭菌指示器的另一部分（例如，管件、基座、管状体等）移动。在一些实施例中，生物灭菌指示器的内部在灭菌期间可保持与环境流体连通，但是在灭菌后与环境隔离。例如，在一些实施例中，生物灭菌指示器的顶盖可在灭菌期间在第一位置连接到生物灭菌指示器的管件，该第一位置保持生物灭菌指示器的内部和环境之间流体连通。在灭菌后，可将顶盖进一步按压到管件上（例如，按压至第二位置，其中生物灭菌指示器的内部不再与环境流体连通）以保持无菌并减少用于支持孢子的代谢活动和/或生长（如果仍然能活）的培养基（例如，液体）的蒸发率。培养基可在灭菌期间被容纳并在灭菌之后释放到生物灭菌指示器的内部。例如，在灭菌期间培养基可与孢子隔离而封装在易碎容器中，该易碎容器在灭菌后可至少部分地碎裂（例如，随着相对于生物灭菌指示器的管件或基座移动顶盖而发生），使培养基与孢子流体连通以确保为孢子提供适当营养物。
在本发明的一些实施例中，关闭生物灭菌指示器（例如，相对于另一部分移动一部分以密封内部）可包括或引起容纳有培养基的易碎容器的碎裂，使得关闭生物灭菌指示器引起生物灭菌指示器的激活。
本发明总体上还涉及用于确定生物灭菌指示器的一部分是否相对于生物灭菌指示器的另一部分移动了足够的量（例如）以表明生物灭菌指示器已“激活”的系统和方法。也就是说，本发明的系统和方法的一些实施例可用于检测和/或确认“顶盖闭合”。再者，在一些实施例中，本发明的系统和方法可用于检测生物灭菌指示器是否已激活以及培养基和孢子是否彼此流体连通。例如，在一些实施例中，可检测生物灭菌指示器的顶盖相对于生物灭菌指示器的另一部分的位置以确定该易碎容器是完整的还是破损的，并且此类信息可表明培养基和孢子是否彼此流体连通。因此，本发明的一些实施例能可靠地分析生物灭菌指示器的一部分相对于另一部分的位置以确定生物灭菌指示器是否已激活。在一些实施例中，作为另外一种选择或除此之外，可通过检测生物灭菌指示器的特定腔室（例如，孢子生长室或检测室）中存在的液体（例如，生长培养基）确认生物灭菌指示器的激活。此类液体或流体检测在2010年11月1日提交、名称为“Biological SterilizationIndicator System and Method”（生物灭菌指示器系统和方法）的共同未决的美国专利申请No.61/408,997中有更详细的描述。
确认生物灭菌指示器的激活情况可能是重要的，因为如果液体或培养基不可用于孢子，则生物灭菌指示器无法正确运行，这可能损害给定的灭菌处理取得的功效。
本发明的生物灭菌指示器可用于多种灭菌处理，包括但不限于暴露于蒸汽（例如，高压蒸汽）、干热、气体或液体物剂（例如，环氧乙烷、过氧化氢、过乙酸、臭氧或它们的组合）、辐射或者它们的组合。在灭菌处理中的至少一些处理中，包括或者可遇到高温，例如50℃、100℃、121℃、132℃、134℃等。另外，可能遇到高压和/或真空，例如15psi(1×105Pa)。
在特定系统中使用的孢子根据使用的灭菌处理进行选择。例如，对于蒸汽灭菌处理，可以使用嗜热脂肪地芽孢杆菌或嗜热脂肪芽孢杆菌。又如，对于环氧乙烷灭菌处理，可以使用萎缩芽孢杆菌（以前称为枯草芽孢杆菌）。在一些实施例中，抗灭菌处理的孢子可包括（但不限于）如下诸项中的至少一者：嗜热脂肪地芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、萎缩芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、产孢梭菌(Clostridiumsporogenes)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)或它们的组合。
可适用于本发明的生物灭菌指示器的酶和底物在美国专利No.5,073,488（Matner等人）、5,418,167（Matner等人）和5,223,401（Foltz等人）中确定，所述专利的全部公开内容以引用方式并入本文中。
合适的酶可包括水解酶类和/或源自诸如嗜热脂肪芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的产芽孢微生物的酶类。可用于本发明生物灭菌指示器的来自产芽孢微生物的酶类可包括β-D-葡萄糖苷酶、α-D-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、丁酸酯酶、辛酸酯酶脂肪酶、肉豆蔻酸脂肪酶、亮氨酸氨基肽酶、缬氨酸氨基肽酶、胰凝乳蛋白酶、磷酸水解酶、α-D-半乳糖苷酶、β-D-半乳糖苷酶、酪氨酸氨基肽酶、苯丙氨酸氨基肽酶、β-D-葡糖醛酸酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡糖苷酶、β-D-纤维二糖糖苷酶、丙氨酸氨基肽酶、脯氨酸氨基肽酶和脂肪酸酯酶。
生物灭菌指示器的一些实施例可包括与酶反应形成可检测产物的发色底物和/或荧光底物（M.Roth,Methods of Biochemical Analysis,Vol.17,D.Block,Ed.,Interscience Publishers,New York,1969,p.89（M.Roth，生化分析的方法，第17卷，D.Block编辑，Interscience Publishers出版社，纽约，1969年，第89页），其以引用方式并入本文中；S.Udenfriend,Fluorescence Assay in Biology and Medicine,Academic Press,New York,1962,p.312（S.Udenfriend，生物学和医学的荧光分析，学术出版社，纽约，1962年，第312页）；以及D.J.R.Lawrence,Fluorescence Techniques for the Enzymologist,Methods in Enzymology,Vol.4,S.P.Colowick and N.O.Kaplan,Eds.,Academic Press,New York,1957,p.174（D.J.R.Lawrence，酶学家的荧光技术，《酶学方法》，第4卷，S.P.Colowick和N.O.Kaplan编辑，学术出版社，纽约，1957年，第174页）。这些底物根据它们产生视觉上可检测的信号的方式可分为两类。第一类底物与酶反应形成本身发色或发荧光的酶修饰产物。第二类底物所形成的酶修饰产物须再与另一种或多种化合物反应才能产生颜色或荧光信号。
因此，短语“可检测产物”可指能够通过下文所述的任何检测方法或过程而检测到的任何分子、化合物、物质、底物等，或它们的组合。例如，此类可检测产物可以是生物活性源生存能力的标志，并且此类产物的检测通常可表明灭菌处理的失败或不足。
在一些实施例中，活性酶源可以是(1)源自适当微生物的纯化分离酶；(2)具有固有酶或通过基因工程添加酶的微生物；和/或(3)在孢子形成或生长期间已添加酶的微生物，使得酶与微生物结合或相连，例如在孢子形成期间添加到孢子并且结合在孢子中的酶。在一些实施例中，可用作酶源的微生物包括孢子状态或营养体状态的细菌或真菌。在一些实施例中，酶源包括芽孢杆菌属、梭菌属、脉孢菌属、假丝酵母属或者这些种类微生物的组合。
α-D-葡萄糖苷酶已在嗜热脂肪芽孢杆菌的孢子中鉴定，嗜热脂肪芽孢杆菌例如以“ATCC8005”和“ATCC7953”商购自马里兰州罗克维尔市美国模式培养物保藏所(American Type Culture Collection,Rockville,Md)的那些。β-D-葡萄糖苷酶已在枯草芽孢杆菌（例如，可以以“ATCC9372”从美国模式培养物保藏所商购获得）中发现。
在采用分离的酶的情况中，或者在用作酶源的微生物不比天然污染物更耐灭菌条件的情况中，可使另一常用来监测灭菌条件的微生物随该酶源一起经受灭菌周期。在这种情况中，本发明的方法可包括将灭菌周期后残留的任何活微生物与含水营养培养基一起温育以确认灭菌效果的步骤。
一般地，监测灭菌处理的有效性可包括将本发明的生物灭菌指示器放在灭菌器中。在一些实施例中，灭菌器包括灭菌室，灭菌室的尺寸可设计为容纳多个待灭菌的制品，并且配备有从灭菌室中排出空气和/或其它气体的装置和用于向灭菌室添加灭菌剂的装置。本发明的生物灭菌指示器能够设置在杀菌器内最难以灭菌的区域中（例如，排出口的上方）。或者，当本发明的生物灭菌指示器置于灭菌室中时，该生物灭菌指示器能够设置在待灭菌的制品附近（或通常接近该制品）。此外，生物灭菌指示器能够设置在可用于杀菌器的过程验证设备中。
灭菌处理还可以包括将待灭菌的制品和生物灭菌指示器暴露于灭菌剂。在一些实施例中，可在将灭菌室中存在的任何空气或其他气体的至少一部分排出灭菌室后，将灭菌剂添加到灭菌室中。或者，也可不排放灭菌室而加入灭菌剂。一系列的排放步骤可以用于确保灭菌剂到达灭菌室中所有需要的区域并且接触所有待灭菌的制品，包括生物灭菌指示器。
一般地，在将生物灭菌指示器经受灭菌周期后，可将液体（如生长培养基、可与固体生长培养基混合的水等，或者它们的组合）传至孢子。如上所述，将液体引入孢子的步骤可称为“激活步骤”。如果孢子在灭菌周期后仍存活，则液体将促成孢子的代谢活动和/或生长，并且可研究这种代谢活动和/或生长。如果观察到生长，通常认定灭菌周期是无效的。
图1-4示出了根据本发明一个实施例的生物灭菌指示器系统10。该生物灭菌指示器系统10包括读取装置12（有时也称为“检测器”、“读出器”、“分析设备”等）和一个或多个生物灭菌指示器100。特别是，如图1所示，读取装置12可包括一个或多个凹部或凹陷14。每个凹部14的尺寸可被设计成接纳生物灭菌指示器100的至少一部分。每个凹部14可具有固定和/或保持生物灭菌指示器100的至少一部分所需的任何形状、尺寸或构造。在一些实施例中，如图1所示，读取装置12的每个凹部14的尺寸可被设计成接纳一个生物灭菌指示器100，并且每个凹部14可被构造成可一次分析一个生物灭菌指示器100并且输出结果。在读取装置12中可采用的多种结构的例子在美国专利No.6,025,189（Bolea等人）中有所描述，该专利以引用方式并入本文中。
又如图1中所示，读取装置12还可包括显示器和/或用户界面16，其可在视觉上显示来自读取装置12的多种输出和/或可从使用者接收输入（例如，通过多按钮膜片开关）。可显示的多种输出可包括（但不限于）错误或错误代码、分析或致死率结果、给定凹部14中的生物灭菌指示器100的存在、其他合适的输出或它们的组合。在一些实施例中，如图1所示，读取装置12可包括正面18或在正面18上的其他部件，该正面包括显示器和/或用户界面16，并且可以成角度以便于触及凹部14和/或便于查看显示器16。此外，在一些实施例中，读取装置12可包括大致水平的或平的顶壁20，该顶壁可便于多个读取装置12在彼此顶部上堆叠，使得多个读取装置12可根据需要同时运行和读取。以下参照图3-5更详细地描述读取装置12和生物灭菌指示器系统10的操作。首先，参照图2-4详细描述生物灭菌指示器100。
生物灭菌指示器
图2-4更详细地示出了生物灭菌指示器100。生物灭菌指示器的其他合适的实施例在名称为“Biological Sterilization Indicator and Methodof Using Same”（生物灭菌指示器及其使用方法）（代理人案卷号65578WO003）的共同未决的PCT专利申请No.PCT/US2010/041010；名称为“Biological Sterilization Indicator System and Method”（生物灭菌指示器系统和方法）的美国专利申请No.61/408,997，名称为“Biological Sterilization Indicator and Method of Using Same”（生物灭菌指示器及其使用方法）的美国专利申请No.61/408,988；以及名称为“Biological Sterilization Indicator”（生物灭菌指示器）的美国专利申请No.61/408,977中有所描述。这些专利的全文以引用方式并入本文中。
生物灭菌指示器100可包括壳体102，该壳体可包括第一部分104和第二部分106（例如，顶盖），该第一部分和第二部分适合连接于一起以提供独立成套的生物灭菌指示器。在一些实施例中，第一部分104和第二部分106可由相同的材料形成，并且在一些实施例中，第一部分104和第二部分106可由不同的材料形成。壳体102可限定生物灭菌指示器100的贮存室103，在其中可设置其他部件并且在灭菌处理期间可导入灭菌剂。
壳体102可由至少一个不透液的壁限定，例如第一部分104的壁108和/或第二部分106的壁110。应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，也可采用一件式整体壳体102，或者第一和第二部分104和106可具有其他形状、尺寸或相关结构。壳体102（例如，壁108和110）的合适材料可包括（但不限于）玻璃、金属（例如，箔）、聚合物（例如，聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚亚苯基(PPE)、聚乙烯、聚苯乙烯(PS)、聚酯（例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA或丙烯酸树脂）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、环状烯烃聚合物(COP)、环状烯烃共聚物(COC)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)）、陶瓷或者它们的组合。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可包括易碎容器120，该容器容纳有液体（例如，水性混合物）122并且其尺寸被设计成可被接纳于生物灭菌指示器100中，例如在壳体102的至少一部分中（例如，至少在壳体102的第一部分104中）。易碎容器120可由多种材料形成，包括（但不限于）金属（例如，箔）、聚合物（例如，以上针对壳体102所列举的聚合物的任一种）、玻璃（例如，玻璃安瓿瓶）中的一种或多种以及它们的组合。在一些实施例中，容器120仅有一部分是易碎的，例如，容器120可包括易碎部分或盖（例如，易碎遮挡、薄膜、隔膜等）。易碎容器120可具有第一状态，其中易碎容器是完整的并且液体122容纳在其中，以及具有第二状态，其中容器120的至少一部分是碎裂的。在容器120的第二状态中，例如当容器120设置在生物灭菌指示器100中时，液体122可与生物灭菌指示器100的贮存室103流体连通。
如在图示实施例中所示，容器120可固定在生物灭菌指示器100内的适当位置和/或通过插入件130碎裂，这在下文中将更详细地描述。
壳体102的第一部分104可适于封装生物灭菌指示器100的大部分部件，并且可称为“管件”、“管状体”、“基座”等。壳体102可包括贮存室103，该贮存室可由壳体102的第一部分104和第二部分106中的一者或两者限定。生物灭菌指示器100还可包括被设置为与贮存室103流体连通的孢子或其他生物活性源115（或孢子座位）。如图2所示，壳体102的第二部分106可包括一个或多个孔口107以提供壳体102内部（如贮存室103）与环境之间的流体连通。例如，该一个或多个孔口107可在灭菌处理过程中提供孢子115与环境之间的流体连通，并且可充当进入生物灭菌指示器100的入口和充当灭菌剂通道164的入口（下文有更详细的描述）。在一些实施例中，壳体102的第二部分106可连接于壳体102的第一部分104的第一（例如敞开的）末端101，并且孢子115能够设置在壳体102的第一部分104中与第一末端101相对的第二（例如封闭的）末端105。
在一些实施例中，遮挡或过滤器（例如，无菌遮挡；未示出）能够设置在灭菌剂通道164中（例如，在孔口107所形成的入口处）以防止污染性的或外来的生物体、物体或材料进入生物灭菌指示器100。此类遮挡可包括能透过气体但不能透过微生物的材料，并且可通过多种连接方式连接到壳体102，所述连接方式包括（但不限于）粘合剂、热密封、超声焊接等。或者，遮挡可通过连接到壳体102的第一部分104的支承结构（例如，第二部分106）来连接到灭菌剂通道164（例如，以搭扣配合式接合、螺旋配合式接合、压装配合式接合或者它们的组合的方式连接）。在暴露于灭菌剂的过程中，灭菌剂可穿过遮挡进入灭菌剂通道164并与孢子115接触。
在一些实施例中，如图2所示，壳体102可包括可至少部分地被内壁（或局部壁）118、凸脊、隔离部、凸缘等分开的下部114和上部116，在其中可形成开口117，该开口提供下部114和上部116之间的流体连通。在一些实施例中，壳体102的第一部分104的下部114（有时仅称为“下部114”或“壳体102的下部114”）可适于容纳孢子115或孢子座位。在一些实施例中，下部114可称为壳体102的“检测部分”或“检测区域”，因为可查询下部114的至少一部分确认孢子生长的迹象。另外，在一些实施例中，壳体102的第一部分104的上部116（为简单起见，有时称为“上部116”或“壳体102的上部116”）可适于容纳易碎容器120的至少一部分，特别是在激活前。
在一些实施例中，如图2-4所示，至少部分地由壳体102的上部116限定的贮存室103的部分可称为第一室（或贮存室、区、区域或空间）109，至少部分地由壳体102的下部114限定的贮存室103的部分可称为第二室（或贮存室、区、区域或空间）111。在一些实施例中，第二室111可称为“孢子生长室”或“检测室”，并且可包括为获知孢子活力而供查询的容积，以确定灭菌处理的功效。
第一室109和第二室111可被设置成彼此流体连通，以允许灭菌剂和液体122从（即通过）第一室109移动到第二室111。在一些实施例中，第一室109与第二室111之间的流体连接程度（例如，连接第一室109和第二室111的开口（如开口117）的大小）可在激活步骤（即液体122从容器120释放出来）之后增加、与激活步骤同时增加和/或根据激活步骤而增加。在一些实施例中，对第一室109（例如，上部116中）与第二室111（例如，下部114中）之间的流体连通（或流体连接的程度）的控制可由插入件130的至少一部分提供。
在灭菌期间以及当容器120处于未碎裂即第一状态时，容器120可设置并保持在第一室109中。当容器120处于第一状态时，孢子115可封装在第二室111中并且与环境流体连通。第一室109和第二室111可被构造成使得容器120不存在于第二室111中，尤其是容器120没有处于未碎裂即第一状态时。当容器120碎裂并且液体122释放到壳体102的内部时，灭菌剂在灭菌期间可（例如从第一室109）移至第二室111中，并且液体122在激活期间可（例如从第一室109）移至第二室111中。
因此，当容器120处于第一状态时，第一室109和第二室111可彼此流体连通并且与环境连通（例如，在灭菌期间）。例如，第一室109和第二室111可通过一个或多个孔口107与环境流体连通。在一些实施例中，第一室109和第二室111可以一定方式与环境流体连通，使得在灭菌剂进入生物灭菌指示器100时第一室109位于第二室111的上游。即，第一室109能够设置在灭菌剂入口（例如，一个或多个孔口107）与第二室111之间，并且灭菌剂入口能够设置在第一室109而不是在第二室111的相对侧上。
如图2-4所示，在一些实施例中，特别是当容器120处于第一状态时，第一室109可由第一部分104和第二部分106中的一者或两者限定。另外，在一些实施例中，第一室109可包括第一末端112，其位置邻近壳体102的第一部分104的开口端101、邻近壳体102的第二部分106，并且/或者至少部分地由壳体102的第二部分106限定。第一室109还可包括第二末端113，其位置邻近第二室111并与之流体连通并且朝向壳体102的封闭端105。第一室109的第一末端112可由壳体102的第一部分104和/或第二部分106限定。
又如图2-4中所示，在一些实施例中，第二室111可包括第一末端124和第二末端125，该第一末端的位置邻近第一室109并与之流体连通并且朝向壳体102的开口端101，该第二末端至少部分地由外壳102的封闭端105限定、包括该封闭端或与之邻近。
换句话讲，如图2-4所示，生物灭菌指示器100可包括纵向DL，并且在一些实施例中，第一室109可纵向设置在第二室111的上方。
在一些实施例中，第二室111可至少部分地由生物灭菌指示器100的封闭端105限定、可包括该封闭端或可被设置成与之邻近。另外，在一些实施例中，第二室111可小于（例如，在体积和/或横截面积上）小于第一室109和容器120中液体122的体积这二者中的至少一者，该液体在生物灭菌指示器100激活时将被释放。因此，在此类实施例中，第二室111可呈现出气封效果，其中存在于第二室111中的气体（例如，空气）可抑制流体流入第二室111中。在一些实施例中，如在下文中更详细地描述，允许第二室111排气到生物灭菌指示器100的另一部分的流体通道可便于流体流入第二室111中。
在一些实施例中，壁118（有时称为“分隔壁”）可以是呈角度的或倾斜的，例如相对于壳体102的纵向DL（例如，其中纵向DL沿壳体102的长度延伸）以非零度和非直角的角度取向。壁118这样成角度或倾斜可便于在灭菌之后和在容器120已碎裂以释放液体122后液体122从上部116移动到下部114。
如图2所示，在一些实施例中，可通过壳体102的内部尺寸的变化至少部分地形成壁118。例如，如图所示，可通过从第一室109中的第一纵向位置到第二室111中的第二纵向位置减小横截面积而形成壁118。另外，仅作为举例而言，壳体102的内横截面形状可在从第一室109到第二室111的过渡处从在第一室109中大致呈圆形（例如，具有一个占周长的50%不到的扁平侧面）变化至在第二室111中大致呈平行六面体形（例如，大致呈正方形）。
此外，在一些实施例中，也可通过壳体102的外部尺寸的变化至少部分地形成壁118。如图2所示，在一些实施例中，壳体102包括台阶（或凸脊、突出部、过渡部等）123，该台阶与壁118成一致角度（如果壁118成角度的话）并且包括在壳体102的外形和尺寸上的变化。然而，应当理解在一些实施例中，即使壳体102的内部尺寸变化以形成具有不同于第一室109的横截面形状或尺寸的第二室111，也无需使壳体102的外形和尺寸变化或随内部形状和/或尺寸的变化而一致地变化。例如，在一些实施例中，台阶123能够相对于纵向DL基本垂直地取向。
在一些实施例中，贮存室103的体积为至少约0.5毫升(mL)，在一些实施例中，至少约1mL，并且在一些实施例中，至少约1.5mL。在一些实施例中，贮存室103的体积不大于约5mL，在一些实施例中，不大于约3mL，并且在一些实施例中，不大于约2mL。
在一些实施例中，易碎容器120的体积为至少约0.25mL，在一些实施例中，至少约0.5mL，并且在一些实施例中，至少约1mL。在一些实施例中，易碎容器120的体积为不大于约5mL，在一些实施例中，不大于约3mL，并且在一些实施例中，不大于约2mL。
在一些实施例中，易碎容器120中所含的液体122的体积为至少约50微升，在一些实施例中，至少约75微升，并且在一些实施例中，至少约100微升。在一些实施例中，易碎容器120中所含的液体122的体积不大于约5mL，在一些实施例中，不大于约3mL，并且在一些实施例中，不大于约2mL。
在一些实施例中，第一室109（即由壳体102的第一部分104的上部116形成）的体积为至少约500微升（或立方毫米），在一些实施例中，至少约1000微升，在一些实施例中，至少约2000微升，并且在一些实施例中，至少约2500微升。在一些实施例中，第一室109的体积不大于约5000微升，在一些实施例中，不大于约4000微升，并且在一些实施例中，不大于约3000微升。在一些实施例中，第一室109的体积为约2790微升或2800微升。
在一些实施例中，第二室111（即由壳体102的第一部分104的下部114形成）的体积为至少约5微升，在一些实施例中，至少约20微升，并且在一些实施例中，至少约35微升。在一些实施例中，第二室111的体积不大于约250微升，在一些实施例中，不大于约200微升，在一些实施例中，不大于约175微升，并且在一些实施例中，不大于约100微升。在一些实施例中，第二室111的体积为约208微升或210微升。
在一些实施例中，第二室111的体积为第一室109的体积的至少约5%，并且在一些实施例中，为至少约7%。在一些实施例中，第二室111的体积不大于第一室109的体积的约20%，在一些实施例中，不大于约15%，在一些实施例中，不大于约12%，并且在一些实施例中，不大于约10%。在一些实施例中，第二室111的体积为第一室109的体积的约7.5%。
在一些实施例中，第二室111的体积不大于容器120中所容纳的液体122的体积的约60%，在一些实施例中，不大于约50%，并且在一些实施例中，不大于约25%。在一些实施例中，将第二室111的体积设计为显著小于容器120中所容纳的液体122的体积可确保额外的液体体积可补偿意外的蒸发。
在一些实施例中，第一室109（即，由壳体102的第一部分104的上部116形成）在第一室109与第二室111之间的过渡处或在邻近第二室111的位置处的横截面积（或平均横截面积）为至少约25mm2；在一些实施例中，至少约30mm2；并且在一些实施例中，至少约40mm2。在一些实施例中，第一室109在第一室109与第二室111之间的过渡处或在邻近第二室111的位置处的横截面积不大于约100mm2，在一些实施例中，不大于约75mm2，并且在一些实施例中，不大于约50mm2。
在一些实施例中，第二室111（即，由壳体102的第一部分104的下部114形成）在第一室109与第二室111之间的过渡处或在邻近第一室109的位置处的横截面积为至少约5mm2，在一些实施例中，至少约10mm2，并且在一些实施例中，至少约15mm2。在一些实施例中，第二室111的横截面积（或平均横截面积）不大于约30mm2，在一些实施例中，不大于约25mm2，并且在一些实施例中，不大于约mm2。
在一些实施例中，在第一室109与第二室111之间的过渡处第二室111的横截面积可不大于约第一室109在过渡处的横截面积的60%，在一些实施例中，不大于约50%，在一些实施例中，不大于约40%，并且在一些实施例中，不大于约30%。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可包括基材119。在一些实施例中，如图2-4中所示，基材119的尺寸可被设计成可邻近壁118而设置，特别是设置于壁118的顶部上。基材119能够设置在生物灭菌指示器100的上部116与下部114之间，并且在一些实施例中，可至少部分地限定第一室109和第二室111。如此，在一些实施例中，基材119能够设置在容器120与孢子115之间。在一些实施例中，基材119能够设置在第一室109中或设置在壁118的第一室侧，使得基材119不位于第二室111中。
另外，基材119可被设置成使得第二室111之外的分析信号（例如，荧光）的散射最小化。在一些实施例中，根据基材119的材料组成，基材119还可从溶液吸收可妨碍从生物灭菌指示器100准确读取信号的染料、指示试剂或其他物质（即，“抑制剂”）。在一些实施例中，如图2所示，基材119可包括一个或多个孔口121，该孔口被构造成可控制（即，根据数量、尺寸、形状和/或位置来促成和/或限制）在生物灭菌指示器100的第一室109与第二室111之间的流体移动，特别是当容器120碎裂时，可便于液体122移动至孢子115。仅作为举例而言，如图所示，当孔口121设置于基材119的中心前部（或“前方”）时，观察到具体的益处或优点。在图1-4所示的实施例中，生物灭菌指示器100或其中的部件的“前部”通常可描述为朝向平面126。通常，生物灭菌指示器100的“前部”可指将由读取装置12查询的生物灭菌指示器100的部分。
另外，仅作为举例而言，孔口121示为环形或圆形；然而，也可以采用其他的截面孔口形状，并且也在本发明的范围内。此外，仅作为举例而言，如图2所示，基材119在第一室109与第二室111之间的过渡处被成形为基本上充满第一室的横截面积。然而，也可以采用基材119的其他形状，并且可适于容纳壳体102、第一室109、第二室111、壁118或生物灭菌指示器100的另一部件。
在一些实施例中，基材119可由多种材料制成以实现上述功能中的一者或多者。基材材料的例子可包括（但不限于）棉、玻璃绒、布料、非织造聚丙烯、非织造人造丝、非织造聚丙烯/人造丝共混物、非织造尼龙、非织造玻璃纤维或其他非织造纤维、滤纸、多孔疏水和亲水膜、玻璃纤维、开孔聚合物泡沫、半渗透性塑料薄膜（例如，粒子填充薄膜、热致相分离(TIPS)膜等）以及它们的组合。例如，在基材119可用于选择性地浓缩一种或多种指示试剂（例如，溴甲酚紫(BCP)）的实施例中，基材119可由带电尼龙（例如，以商品名“MAGNAPROBE”（例如，0.45微米孔径、30cm×3m卷、目录号NP0HY00010、材料编号1226566）得自宾夕法尼亚州特里沃斯市通用电气水处理及工艺过程处理公司(GE Water & Process Technologies,Trevose,PA)的带电转移膜）制成。
基材119在共同未决的美国专利申请No.61/408,988和61/408,977中有更详细的描述，这些专利各自以引用方式全文并入本文中。可采用基材119的方法和系统的例子还在名称为“Method of Detecting aBiological Activity”（检测生物活性的方法）的共同未决的美国专利申请No.61/408,887和名称为“Method of Detecting a Biological Activity”（检测生物活性的方法）的美国专利申请No.61/408,966中有所描述，这些专利各自以引用方式全文并入本文中。
在一些实施例中，插入件130、壁118和/或基材119或其中的开口中的一者或多者的至少一部分可提供在第一室109（例如，在上部116中）与第二室111（例如，在下部114中）之间的流体连通，以及/或者可控制第一室109与第二室111（例如，通过控制第一室109与第二室111之间的流体连接的程度）之间的流体连通。
生物灭菌指示器100可包括第一流体通道160，该第一流体通道可被设置成可流体连接第一室109和第二室111，并且可允许灭菌剂（例如在灭菌期间，当容器120处于未碎裂即第一状态时）和/或液体122（例如在灭菌之后和在激活期间，当容器120处于碎裂状态即第二状态时）到达孢子115。在图示实施例中，第一流体通道160通常可由以下一者或多者限定：(1)插入件130，例如，通过下述孔口177、在插入件130中形成的开口和/或绕插入件130的任何开放空间，例如，在插入件130（例如，其前部）与壳体102之间；(2)壁118，例如由壁118限定的孔口117；(3)基材119，例如在其中形成的孔口121或基材119附近的任何开放空间，例如在基材119（例如，其前部）与壳体102之间；(4)壳体102，例如，在其中形成的任何开口或空间；以及它们的组合。因此，以箭头大体上表示第一流体通道160，如图3所示。
生物灭菌指示器100还可包括第二流体通道162，该第二流体通道被设置成可将第二室111与诸如第一室109的生物灭菌指示器100的另一室或部分流体连接。例如，当灭菌剂和/或液体122流入第二室111中时，第二流体通道162还可被设置成允许置换先前存在于第二室111中的气体并将其排出第二室111。因此，在下文中将更详细地描述的第二流体通道162可用作生物灭菌指示器100中的内部排放口。
在一些实施例中，基材119可在第一室109与第二室111之间提供物理屏障或阻塞，其考虑到以下各项中的至少一项：控制灭菌剂递送到第二室111中的递送率/杀伤率；控制第二室111之外的孢子115和/或可检测产物的扩散；当容器120处于碎裂状态即第二状态时，控制到第二室111（和到孢子115）的液体122递送率；或它们的组合。
由于在一些实施例中，基材119在激活期间（即，当容器120处于第二状态时）提供物理屏障以将液体122递送到第二室111，因此可对基材119中的孔口121和/或基材119的角度进行控制以产生所需的液体递送率。除此之外，或者作为另一种选择，第二流体通道162可为在第二室111中捕集的任何气体（例如，空气）提供排放口以便于在需要时移动液体122通过或经过基材119并进入第二室111中。
除此之外，或者作为另一种选择，壳体102可被构造（例如，由适当的材料制成和/或用微结构凹槽或其他物理表面修改形式构造）成便于在需要时将液体122排入第二室111。
在一些实施例中，液体122可包括用于孢子的营养培养基，例如将促进存活孢子萌发的萌发培养基。在一些实施例中，液体122可包括水（或另一种溶剂），其可与营养物混合而形成营养培养基。合适的营养物可包括促进存活孢子的萌发和/或生长所需的营养物，并且可以以干燥形式（如粉末形式、片剂形式、胶囊形片剂形式、胶囊形式、薄膜或涂层、包埋在小珠或其他载体中、另一合适的形状或构造或者它们的组合）提供于贮存室103中，例如在生物灭菌指示器100的靠近孢子115的区域中。
营养培养基通常可被选择成可引发孢子（如果能活）的萌发和初始生长。营养培养基可包括一种或多种糖，包括（但不限于）葡萄糖、果糖、纤维二糖等，或者它们的组合。营养培养基还可包括盐，包括（但不限于）氯化钾、氯化钙等，或者它们的组合。在一些实施例中，营养物还可包括至少一种氨基酸，包括（但不限于）甲硫氨酸、苯基丙氨酸和色氨酸中的至少一种。
在一些实施例中，营养培养基可包含指示分子或试剂，例如具有随孢子的萌发或生长而变化的光学性质的指示分子。合适的指示分子或试剂可包括（但不限于）pH指示分子（例如，溴甲酚紫(BCP)、溴甲酚绿(BCG)、氯酚红(CPR)、溴百里酚蓝(BTB)、溴酚蓝(BPB)、其他磺酞染料、甲基红或它们的组合）、酶底物（例如，4-甲基伞形酮-α-D-葡糖苷）、DNA结合染料、RNA结合染料、其他合适的指示分子或它们的组合。在一些实施例中，溴甲酚紫和4-甲基伞形酮-α-D-葡糖苷的组合代表可一起使用的一对指示试剂的例子。例如，该组合可用于检测诸如碳水化合物发酵生成最终酸产物的第一生物活性以及诸如α-D-葡糖苷酶活性的第二生物活性。例如，这些活性可表明在生物灭菌指示器受到灭菌处理后是否存在活孢子。溴甲酚紫可以以约0.03g/L的浓度（例如）用于水性混合物。4-甲基伞形酮-α-D-葡糖苷可在例如约0.05至约0.5g/L（例如，约0.05g/L、约0.06g/L、约0.07g/L、约0.08g/L、约0.09g/L、约0.1g/L、约0.15g/L、约0.2g/L、约0.25g/L、约0.3g/L、约0.35g/L、约0.4g/L、约0.45g/L、约0.5g/L）的浓度（例如）用于水性混合物。
如图2-4所示，生物灭菌指示器100还可包括插入件130。在一些实施例中，插入件130可适于保持或承载容器120，使得容器120在灭菌过程中完好地保持在与孢子115分开的某个位置。也就是说，在一些实施例中，插入件130可包括（或用作）容器120的支座132，特别是在容器120在激活步骤（即其中液体122从容器120中释放并引至孢子115的步骤，可出现在灭菌处理之后）中被打破之前。在一些实施例中，插入件130还可被适配成让容器120能够在壳体102中至少一定程度地移动，如相对于壳体102纵向移动。图1-4中所示的实施例的插入件130在下文中有更详细的描述。其他合适的插入件和支座的例子在共同未决的美国专利申请No.61/226,937（代理人案卷号65578US002）中有所描述。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可包括孢子载体135，如图2-4所示。然而，在一些实施例中，可改进插入件130以包括适于容纳孢子115的部分。例如，在一些实施例中，插入件130和孢子载体135可一体地形成为一个插入件，该插入件包括用于保持和在需要时最终碎裂容器120的第一部分和用于容纳在生物灭菌指示器100的区域中的孢子115的第二部分，该生物灭菌指示器在灭菌期间（即，在碎裂之前）与容器120分离。
如图2-4所示，孢子载体135可包括孢子贮存室136（其也可称为凹陷部、削痕、凹部、凹进等），在其中孢子115可直接设置或设置在基底上。在采用被设置成在液体122从容器120中释放出来时与该液体进行混合的营养培养基的实施例中，营养培养基能够设置在孢子贮存室136附近或当中，并且当水从容器120中释放出来时营养培养基可与水进行混合（例如，溶于水中）。仅作为举例而言，在以干燥形式提供营养培养基的实施例中，该干燥形式可存在于贮存室103内、孢子贮存室136内、孢子的基材上或者它们的组合。在一些实施例中，可以采用液体和干燥营养培养基的组合。
在一些实施例中，孢子贮存室136的容积为至少约1微升，在一些实施例中，为至少约5微升，并且在一些实施例中，为至少约10微升。在一些实施例中，孢子贮存室136的容积不大于约250微升，在一些实施例中，不大于约175微升，并且在一些实施例中，不大于约100微升。
如图3和4所示，生物灭菌指示器100还可包括肋条或凸起165，该肋条或凸起可与壳体102的壁108连接或一体形成，并且可设置为例如相对于读取装置12的检测系统（例如，光学检测系统）将孢子载体135保持在壳体102的所需位置和/或以所需的角度或取向保持。
如图2-4所示，壳体102的第二部分106可适合连接于第一部分104。例如，如图1-4所示，第二部分106可适合连接于壳体102的第一部分104的上部116（例如，第一末端101）。在一些实施例中，如图1-4所示，第二部分106可为顶盖的形式，该顶盖的尺寸被设计成接纳壳体102的第一部分104的至少一部分。
如图3所示，在激活之前，第二部分106可以相对于第一部分104位于第一“未激活”位置148，而容器120可处于完整状态即第一状态。如图4所示，壳体102的第二部分106可以相对于第一部分104移动到第二“激活”位置150（例如，当第二部分106完全按下时），而容器120可处于碎裂状态即第二状态。例如，在灭菌之后，生物灭菌指示器100可通过移动第二部分106从第一位置148至第二位置150（即，移动足够的量）而激活，使得容器120碎裂并且从容器120释放液体122，允许液体122与孢子115流体连通。生物灭菌指示器100可在将生物灭菌指示器100设置于读取装置12的凹部14之前、在将生物灭菌指示器100设置于凹部14之后或当生物灭菌指示器100设置于凹部14时（即，生物灭菌指示器100可滑入凹部14就位，并且第二部分106可继续被按压直到其位于第二位置150，例如，在其中凹部14的底部提供足够抵抗力以将第二部分106移至其第二位置150）激活。第二位置150可比第一位置148更靠近生物灭菌指示器100的第一部分104的封闭端105。
在壳体102的第一部分104和第二部分106之间可采用多种连接方式，以让第一部分104和第二部分106可移除地彼此连接到一起，所述方式包括（但不限于）重力（例如，一个部件能够设置在另一个部件或其配合部分的顶部之上）、螺纹、压装配合式接合（有时也称“摩擦配合式接合”或“干涉配合式接合”）、搭扣配合式接合、磁铁、粘合剂、热密封、其他合适的可移除的连接方式以及它们的组合。在一些实施例中，生物灭菌指示器100无需重新打开，第一部分104和第二部分106无需可移除地互相连接到一起，而是可永久性或半永久性彼此连接到一起。此类永久性或半永久性连接方式可包括（但不限于）粘合剂、缝线、缝钉、螺钉、钉子、铆钉、平头钉、卷边、焊接（如声波（如超声波）焊接）、任何热粘结技术（例如，向被连接的一个或两个部件施加热和/或压力）、搭扣配合式接合、压装配合式接合、热密封、其他合适的永久性或半永久性连接方式以及它们的组合。本领域的普通技术人员将会认识到，某些永久性或半永久性连接方式也可适于被移除，反之亦然，并且仅仅是为了举例说明才按此方式分类。
如图3-4所示，第二部分106可在相对于第一部分104的第一纵向位置148与相对于第一部分104的第二纵向位置150之间移动；然而，应当理解，生物灭菌指示器100可以构造得不相同，使得第一位置148和第二位置150相对于壳体102的第一部分104和第二部分106中的一者或两者不一定为纵向位置。
第二部分106还可包括密封部156（例如，凸出部、凸起、翼部、凸缘、O形环等或者它们的组合），该密封件可被设置成可接触第一部分104的第一末端101，特别是，接触第一部分104的开口上端部157以在第二部分106移动到第二位置150并且液体122从容器120释放出来后关闭或密封（例如，气密地密封）生物灭菌指示器100。密封部156可呈多种形式，在图3和4中以举例方式显示为形成与第二部分106的壁110组合在一起的内环或腔体，其尺寸被设计成接纳壳体102的第一部分104的上端部157以密封生物灭菌指示器100。
在一些实施例中，密封部156和上端部157中的一者或两者还可包括各自被构造成可接合上端部157和密封部156中的另一者的结构（如凸起），以使壳体102的第二部分106连接到壳体102的第一部分104。
另外，在一些实施例中，壳体102的第二部分106可连接到壳体102的第一部分104，以在激活后密封生物灭菌指示器100使其与环境隔离。这种密封可防止液体122从容器120释放后被污染、蒸发或溢出，以及/或者可防止生物灭菌指示器100的内部受污染。
密封部156可被构造为在生物灭菌指示器100的纵向DL上具有适应不同程度或等级的封闭的长度。即，在一些实施例中，壳体102的第二部分106的“第二位置”150可以是任何位置，在其中密封部156的至少一部分接合壳体102的第一部分104的一部分（例如，上端部157）使得生物灭菌指示器100的内部被密封而与环境隔离。可相应地构造生物灭菌指示器100和生物灭菌指示器系统10，使得在读取装置12检测到第二部分106已移至第二位置150时使用者获知密封部156被接合。
以下具体参照图2-4更详细地描述插入件130。
如图3所示，在激活之前，第二部分106能够相对于第一部分104处于第一位置148。在第一位置148，容器120可完好地保持在与下部114或孢子115分开的位置，液体122可包含在容器120内。
如图4所示，在灭菌之后，生物灭菌指示器100可被激活而从容器120释放出液体122，从而将液体122送至孢子115。也就是说，壳体102的第二部分106能够相对于第一部分104移动到第二位置150。当第二部分106从第一位置148移动至第二位置150时，壳体102的第二部分106的密封部156可接合第一部分104的上端部157以将生物灭菌指示器100的贮存室103密封而与环境隔离。在此类实施例中，第二部分106可以在第二位置150可逆地接合第一部分104，并且在一些实施例中，第二部分106可以不可逆地接合第一部分104。然而，应当理解，第一部分104和第二部分106的结构和连接方式仅作为举例在图3和4中示出，并且上述的任一连接方法均可在壳体102的第一部分104和第二部分106之间采用。
插入件130可适于保持或承载容器120，使得容器120在灭菌过程中完好地保持在与孢子115分开的某个位置。也就是说，如上所述，在一些实施例中，插入件130可包括（或用作）容器120的支座132，特别是在容器120在激活步骤（即其中液体122从容器120中释放并引至孢子115的步骤，通常出现在灭菌处理之后）中被打破之前。
另外，插入件130可适于将容器120完好保持在壳体102中的一个位置，该位置能维持容器120与壳体102之间和/或容器120和壳体102中的任何其他部件或结构（例如，插入件130的至少一部分，如支座132等）之间的至少最低限度的间距（例如，最低限度的间隔横截面积），例如在生物灭菌指示器100中维持基本上恒定的灭菌剂通道164。在一些实施例中，插入件130可适于将容器120保持在壳体102中基本上一致的位置。
在一些实施例中，如图2所示，壳体102的至少一部分可包括锥形部分146，其中壳体102（例如，壁108和/或其内表面）在壳体102的纵向DL总体上逐渐变细。因此，壳体102中的横截面积可能总体上沿着纵向DL减少。
在一些情况中，如不提供维持容器120周围（例如，容器120和周围结构之间）的至少最低限度的间距的方式，则有可能容器120会变成在壳体102中（例如，在锥形部分146中）被设置成导致它阻塞或堵住灭菌剂通道164。但是，本发明的生物灭菌指示器100被设计成能防止发生这种情况。例如，在图1-4所示的实施例中，插入件130（特别是支座132）可被构造成将容器120保持在壳体102的锥形部分146之外，使得在激活之前在生物灭菌指示器100的任何取向上在容器120周围都维持至少最低限度的横截面积。例如，在图1-4所示的实施例中，即使生物灭菌指示器100被倒置，容器120可能倒落而与插入件130脱离接触，但在任何取向下，在生物灭菌指示器100被激活之前容器120都不被移动成稍微更靠近锥形部分146或孢子115。另外，在激活之前，容器120与壳体102和/或插入件130之间的最低限度的间距可得到维持，以提供例如在容器120周围的基本上恒定的灭菌剂通道164。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100的各部件其相对大小和位置可被构造成使得在激活之前，容器120被完好保持在生物灭菌指示器100中基本上一致的部位。这种构造可提供基本上恒定的灭菌剂通道164，并可将容器120维持在一个位置，在该位置容器120即使在生物灭菌指示器100激活之前会在其中移动的话，也不能够充分移动。
在一些实施例中，插入件130的至少一部分适于让容器120在第一（纵向）位置和第二（纵向）位置之间相对于壳体102例如纵向地在壳体102中移动，在第一位置时，容器120是完整的，而在第二位置时容器120的至少一部分是碎裂的。仅作为举例而言，插入件130可包括一个或多个凸出部或臂158（仅以举例方式显示了在容器120周围间隔开的两个凸出部158），这两个凸出部适于在激活之前保持并支承容器120，并适于在激活过程中（例如当第二部分106相对于壳体102的第一部分104移动时）允许容器120在壳体102中移动。凸出部158也可被适配成（例如，被成形和/或设置成）可在生物灭菌指示器激活时以所需方式使容器120碎裂。因此，插入件130有时可用于在激活之前使容器120保持完整，并且可在激活期间用于使容器120破碎。因此，插入件130或其一部分有时可称为“支座”（例如，支座132）和/或“破碎器”。
仅作为举例而言，凸出部158在图2-4中显示为连接到基座或支承部127，该基座或支承部适于靠接分隔壁118。例如，基座127的尺寸可被设计成可被接纳于贮存室103中，并且其尺寸被设计成可置于分隔壁118的顶部上、邻接分隔壁或者以其他方式结合或连接到分隔壁。与生物灭菌指示器100的内部结构的此类连接可提供必要的阻抗和力以在需要时破碎容器120。然而，在一些实施例中，插入件130不包括基座127，并且凸出部158可连接于壳体102或形成壳体102的一部分。在一些实施例中，插入件130与壳体102一体形成或由壳体提供。
如图2-4所示，插入件130还可包括侧壁131，该侧壁连接凸出部158并且被成形为适应壳体102的内表面和/或容器120的外表面。这种侧壁131可为凸出部158提供支承和刚度以有助于以一致的方式将容器120可靠地破碎。侧壁131也可被成形为或尺寸设计为可在激活期间当其在壳体102中移动时以所需方式导向容器120，例如以便通过所需方式接触凸出部158以可靠地碎裂容器120。
侧壁131和/或壳体102的壁108（或其内表面）也可被成形为限定生物灭菌指示器100的第二流体通道162的至少一部分，例如在插入件130的外表面与壳体102的内表面之间。在一些实施例中，在一起限定第二流体通道162的插入件130和壳体102（例如，在壳体102的壁108中）的一者或两者中可形成沟槽。
第二流体通道162可在生物灭菌指示器100中提供内部排放口，以便在以下期间当液体122从容器120释放出来时允许捕集的空气逸出生物灭菌指示器100的第二室111：(1)激活期间，以便于将液体122移动到生物灭菌指示器100的孢子室111中；和/或(2)灭菌期间，以便将灭菌剂输入孢子室111（即，与孢子115接触）中。第二流体通道162在共同未决的美国专利申请No.61/408,988中有更详细的描述。
仅作为举例而言，凸出部158被示出为较有刚性且固定。也就是说，在一些实施例中，凸出部158在壳体102中移动时可能不适于大幅弯曲、扭曲、变形或以其他方式顺从容器120。相反，在一些实施例中，如图2-4所示，凸出部158可各自被构造成具有上端159，并且在激活之前容器120可置于该上端上并且保持完整。如图3所示，在一些实施例中，凸出部158可被设置成可使容器120在其倒圆的末端碎裂，例如当采用椭圆形或胶囊形状的容器120时。
使凸出部158形成支座132的至少一部分的一个潜在优点是，当容器120碎裂时，容器120的底部可成为敞开，使得液体122可相对容易和可靠地从容器120释放并向孢子115移动。
在此类实施例中，插入件130可用来在与容器120的平坦侧面基本垂直的方向上将容器120碎裂，例如在使用椭圆形或胶囊形的容器120时。在此类实施例中，可实现沿着容器120的侧面使其碎裂，同时在容器120的下端周围保持一些空隙，以便于当容器120碎裂时使液体122从容器120流到孢子115的附近。
如上所述，凸出部158可适于随着容器120相对于壳体102移动（例如，沿纵向DL移动）而使容器120碎裂，例如所述移动随着壳体102的第二部分106相对于壳体102的第一部分104移动（例如，从第一位置148移动到第二位置150）而发生。
在一些实施例中，凸出部158可包括一个或多个边缘（例如，锥形边缘）或尖端或者以其他方式被构造为使挤压力集中以增加在邻近凸出部158的区域中对容器120的压力，且便于更容易地并在一个或多个所需区域中使容器120碎裂。在一些实施例中，这种力量集中可减少使第二部分106相对于第一部分104移动并使容器120（或其一部分）碎裂所需的总作用力或力量。
如图2-4所示，凸出部158与插入件130的基座127一体形成；然而，应当理解，凸出部158也可与壳体102的壁108一体形成。另外，在一些实施例中，凸出部158可连接于壳体102，或者凸出部158和基座127可由单独的插入件提供。在此类实施例中，凸出部158可各自为单独的插入件，或者多个凸出部158可由一个或多个插入件提供。另外，插入件130可被构造成靠接于壁118，以防止插入件130的第一部分移动到孢子115附近（例如，壳体102的下部114）。
另外，在一些实施例中，如图2-4所示，凸出部158可沿着纵向DL延伸一定距离，并且凸出部158的长度和/或厚度（例如，其可沿着长度变化）可被定制成使容器120在壳体102的所需位置以所需方式碎裂。凸出部158的构造在图2-4中仅作为举例示出。
一般而言，每个凸出部158（仅以举例方式）示出为厚度沿纵向DL朝向孢子115增加（例如，朝着容器120或壳体102的中央向内增加）。这种构造可随着容器120向孢子115移动而减少容器120的可用截面积，所述移动例如因为第二部分106移向第二位置150而发生。
此外，生物灭菌指示器100在图2-4中仅以举例方式示出为包括两个凸出部158和侧壁131，但应当理解，可采用一个凸出部158或者在结构允许的情况下采用尽可能多的凸出部和其他构造。另外，凸出部158的形状和尺寸可根据需要确定，具体取决于壳体102的形状和尺寸、容器120的形状和尺寸、插入件130的形状和尺寸和/或使容器120碎裂所需的方式和位置。
如上所述，在一些实施例中，壳体102的至少一部分可为锥形（参见例如图2中的锥形部分146）。因此，壳体102中的横截面积可能总体上沿着纵向DL减少。然而，应当理解，壳体102的内部尺寸通常可沿着纵向DL在锥形部分中减少，而壳体102的外部尺寸则不变。在一些实施例中，壳体102的外部尺寸可沿着其长度方向是一致的，尽管壳体102的内部部分沿着其长度方向逐渐变细。在一些实施例中，一个或多个凸出部158可单独地沿纵向DL改变厚度（即朝向容器120，例如在径向上），使得随着激活过程中容器120在壳体102中移动，容器120的可用截面积总体上递减，即使壳体102的尺寸不改变（例如，即使壳体102不包括任何锥形部分146，无论在内部还是在外部）。
如图2-4所示，每个凸出部158的上端159包括圆形的、弧形的或弓形的表面，这可便于容器120从其中容器120至少部分地居于凸出部158的上端159之上的第一位置148移动到一个位置，在该位置容器120受力而至少部分地进入各凸出部158之间（或壳体102的壁108与一个或多个凸出部158之间）的较小截面的区域中。另外，圆形上端159可防止容器120的过早破碎，而这可防止生物灭菌指示器100的过早激活（即液体122的过早释放）。
在一些实施例中，如图3所示，插入件130的大小和形状可被设计成允许容器120被支持在凸出部158上方并在邻近一个或多个凸出部158的朝内表面的任何部分的区域之外，以防止生物灭菌指示器100被意外或过早地激活。此类构造还可防止因震动或材料膨胀（例如，由于灭菌处理过程中暴露于热所致）而发生的意外破碎。
如图2-4所示，支座132（其可至少部分地由凸出部158的上端159形成）可被构造成可保持容器120的底部，而凸出部158可被设置成在容器位于壳体102中时在容器120底部附近的位置使容器120碎裂。此类构造可使得容器120可以在其底部附近被打破，并且可便于液体122从容器120的排出，而这可提高液体122对孢子115的可利用率，和可提高液体122释放出来与孢子115（例如，与孢子贮存室136）形成流体连通的可靠性。但这种构造仅以举例方式示出，应当理解，凸出部158可被构造并设置成可按任何所需方式使容器120碎裂。
本发明的一些实施例以相对低的力实现易碎容器120的最佳且安全的破碎，同时增强液体122向生物灭菌指示器100的孢子区域（例如，壳体102的第二室111）的转移和/或提高在生物灭菌指示器100的孢子区域中液体122的容量。另外，本发明的一些实施例用来驱使液体到达生物灭菌指示器100的特定区域，例如生物灭菌指示器100的孢子检测区域（例如，第二室111）。
在图1-4所示的实施例中，插入件130被示出为包括两个在容器120周围和/或在侧壁131的周围大致等距间隔的凸出部158。然而，在一些实施例中，侧壁131可包括从侧壁131径向向内延伸的一个实心的（例如，大致环形或半环形的）凸出部158。此外，在一些实施例中，除图中所示之外，侧壁131可进一步环绕壳体102的内表面延伸。但是，通过采用一个或多个较窄（例如，在角度尺寸上）的凸出部158，如图2-4所示的那些凸出部，可提供围绕容器120的基本上恒定或基本上无阻挡的灭菌剂通道164。
无论插入件130是包括一个或多个凸出部158还是侧壁131，插入件130均可被构造成可将容器120保持在壳体102中的一致位置，从而在灭菌过程中提供基本上恒定的灭菌剂通道164。例如，插入件130可将容器120保持在基本上一致的位置，而不是让容器120能够在激活之前（例如，在灭菌过程中）在壳体102中移动或转动（例如，径向和/或纵向），这可给灭菌剂留出在容器120的外表面和壳体102的内表面之间的基本上一致和相对无阻挡的通道，发生意外堵塞的机会极少或不存在。
如图2-4所示，插入件130还可包括相对于生物灭菌指示器（例如，当插入件130设置在生物灭菌指示器中时）的纵向DL大致水平或垂直地设置的一个或多个凸出部161。凸出部161可称为“第二凸出部”或“水平凸出部”，而用于保持和/或破碎容器120的凸出部158可称为“第一凸出部”或“垂直凸出部”。第二凸出部161不像基座127那样向下倾斜。因此，第二凸出部161可用于多种用途。例如，第二凸出部161可在碎裂容器120的力下稳定插入件130（例如，有助于将插入件130保持在生物灭菌指示器100的壳体102中的所需位置）。另外，第二凸出部161可用于在容器被碎裂后保留和/或收集容器120的碎裂部分，以防止此类碎裂部分移动到生物灭菌指示器中的孢子的附近，这样的移动可能对孢子生长和/或孢子生长的检测造成不良影响。可采用第二凸出部161的其他形状和构造，其仍然允许流体向下移动到孢子115，而同时防止固体向下移动至孢子115。
在一些实施例中，插入件130（例如，基座127）可适于取得以下效果中的一种或多种：促成或允许流体流入（例如，液体122的移动）壳体102的第二室111（即，下部114）中；使碎裂容器120的碎片或部分（例如，固体）向壳体102的第二室111中的移动减至最小，即收集和/或保留容器120的碎裂部分；和/或使孢子115和/或信号向壳体102的第二室111之外的扩散减至最小。例如，在一些实施例中，基座127可被构造成可用作格栅或过滤器。在一些实施例中，通过荧光指示器/分子（如荧光团）或其他标志物来测定孢子生长。在一些实施例中，如果在激活之后生物灭菌指示器100中的液位处于孢子115的位置的上方，则此类分子或标志物或者孢子115本身可移动或扩散而离开孢子贮存室或者移动或扩散到孢子贮存室136之外，并潜在地移动或扩散到壳体102的第二室111之外。因此，灭菌指示器100的一些部分（例如，插入件130）可被构造成可抑制多种指示器、分子和/或标志物意外扩散到生物灭菌指示器100的第二室111之外。在一些实施例中，如上所述，基材119也可防止此类不期望的扩散。
在图1-4所示的实施例中，插入件130的基座127通常为U形或马蹄形并且包括中央孔口177（参见图2），该孔口便于灭菌过程中灭菌剂向孢子115的移动和激活过程中液体122向孢子115的移动。基座127的马蹄形状可增大在壳体102的上部116（即，第一室109）和下部114（即，第二室111）之间的开口；然而，该形状仅作为举例示出，并且可采用其他形状。
在一些实施例中，插入件130可描述为包括一个或多个向下延伸的凸出部127，该凸出部适于靠接或以其他方式连接到壁118或生物灭菌指示器100的另一个内部结构以便为插入件130提供基座或支承部，从而防止在激活之前插入件130和容器120相对于壳体102的移动，以及/或者形成阻挡或力以有助于在激活期间使容器120破碎。因此，在一些实施例中，基座127也可称为“第三凸出部”127。
如图2-4所示，在一些实施例中，插入件130可被构造成整体地位于生物灭菌指示器100的第一室109中，使得插入件130不伸进第二室111中，在该第二室中插入件可能会干扰查询或检测过程。此外，插入件130可被构造成可抑制生物灭菌指示器100的另一部分（例如，碎裂的容器120）进入第二室111中。
图2-4所示的插入件130关于中心纵向对称线大致对称，因此存在有两个相同的第一凸出部158、两个相同的第二凸出部161和两个相同的第三凸出部127。然而，插入件130并不需要包括任何对称线，第一凸出部158无需彼此相同，第二凸出部161无需彼此相同，并且第三凸出部127也无需彼此相同。插入件和多种凸出部158、161和127的大小和位置可被设计成适于控制灭菌剂通道164，例如可定制生物灭菌指示器100的杀灭/存活率、防止容器120的意外碎裂、便于容器120在壳体102中的移动、相配于或接合于壳体102和/或控制容器120的破碎。
仅作为举例而言，图2-4所示的插入件130示出为整体件，该整体件包括至少下列功能：用于在激活前保持容器120并在激活期间碎裂容器120；允许容器120在壳体102中移动；提供基本上恒定的灭菌剂通道164，在激活后收集和/或保持碎裂容器120的部分（或至少部分地防止碎裂容器120的部分进入壳体102的第二室111中）；以及/或者在激活后使孢子115和/或信号从第二室111到壳体102的上部116的扩散减至最小。然而，应当理解，在一些实施例中，插入件130可包括多个部分，这些部分可能不是单个整体件的一部分，并且这些部分中的每一个都可适于完成上述功能中的一个或多个。
插入件130被称为“插入件”，是因为在图2-4所示的实施例中，执行上述功能的器件可被插入壳体102的贮存室103（特别是，第一室109）中。然而，应当理解，插入件130也可由壳体102本身或者生物灭菌指示器100的另一部件来提供，并且不需要必须可被插入壳体102中。出于简便起见，在本说明书通篇中将描述到术语“插入件”，但应当理解，该术语并不意在具有限制意义，并且应当理解，可使用其他能执行一个或多个上述功能的等同结构来代替可插入的插入件130或者与可插入的插入件组合使用。此外，在图2-4所示的实施例中，插入件130既可以插入壳体102中也可以从壳体取出，具体而言是插入壳体102的第一部分104（和第一室109）中和从中移除。然而，应当理解，尽管插入件130可插入壳体102中，但插入件130无需可从壳体102移除，而是可固定连接于壳体102，使得在将插入件130设置在所需位置后抑制插入件130从壳体102移除。
在一些实施例中，壳体102的至少一部分（例如，壳体102的下部114）可对某个电磁辐射波长或波长范围透明（例如，当采用可见光光学检测方法时，对于可见光而言是透明的），这可便于孢子生长的检测。也就是说，在一些实施例中，如图2-4所示，壳体102的至少一部分可包括或形成检测窗口167。
另外，在一些实施例中，如图2所示，壳体102的至少一部分（例如，下部114）可包括一个或多个平坦壁168。此类平坦壁168可便于孢子生长的检测（例如，光学检测）。另外，在图1-5所示的实施例中，壳体102的第一部分104的壁108可包括台阶区域，例如台阶123（如上所述）、平至圆过渡部、过渡区或台阶152（下文中将更详细地描述）以及倾斜壁或台阶170。倾斜壁170可用于减小壳体102的下部或检测部分114的总体厚度和尺寸，使得除内部尺寸之外，壳体102的外部尺寸也被减小。在生物灭菌指示器100的下部114的尺寸和/或厚度上的这种减小可有助于检测。另外，具有一个或多个结构，例如台阶和/或倾斜壁123、152、170可允许生物灭菌指示器100仅在一个取向上连接于读出器或检测设备（例如，读取装置12的凹部14），使得生物灭菌指示器100被“键配合”于此类装置，这可将使用者的错误减至最小并且增强检测过程的可靠性。在一些实施例中，生物灭菌指示器100的一个或多个部分能够相对于读取装置键配合。
本发明的生物灭菌指示器通常在灭菌过程中保持液体122和孢子115分开但又相对紧密邻近（例如，在独立成套的生物灭菌指示器100内），使得液体122和孢子115在暴露于灭菌处理后可容易地组合。可在检测过程期间温育液体122和孢子115（例如，读取装置12可温育生物灭菌指示器100），或者可在检测过程之前温育生物灭菌指示器100。在一些实施例中，当将孢子与液体122一起温育时，可使用室温以上的温育温度。例如，在一些实施例中，温育温度为至少约37℃，在一些实施例中，温育温度为至少约50℃（例如，56℃），并且在一些实施例中，至少约60℃。在一些实施例中，温育温度不大于约60℃，在一些实施例中，不大于约50℃，并且在一些实施例中，不大于约40℃。
检测过程可适于检测孢子115（例如，从孢子贮存室136内）或围绕孢子115的液体122的可测变化。也即，检测过程可适于检测多种特性，包括但不限于电磁辐射（例如，在紫外、可见光和/或红外波段）、荧光、发光、光散射、电子性质（电导、阻抗等或者它们的组合）、浊度、吸收、拉曼光谱、椭圆光度法等或者它们的组合。对这些特性的检测可通过荧光计、分光光度计、比色计等或者它们的组合中的一种或多种来进行。在一些实施例中，例如在测量荧光、可见光等的实施例中，通过以特定的波长进行检测来测量可测变化。
由于作为孢子生存能力的标志的生化反应，孢子和/或液体122可被适配成（例如，被标记成）产生一个或多个上述特性。结果，不存在可测变化（例如，与基线或背景读数相比）可表示有效的灭菌处理，而存在可测变化则可表示无效的灭菌处理。在一些实施例中，可测变化可包括一个或多个上述特性的变化率（例如，增加的荧光、降低的浊度等）。
在一些实施例中，孢子生存能力可以通过利用酶活性来确定。如在Matner等人的标题为“Rapid Method for Determining Efficacy of aSterilization Cycle and Rapid Read-out Biological Indicator”（测定灭菌周期的有效性的快速方法及快速读出生物指示器）的美国专利No.5,073,488（其以引用方式并入本文）中所述，对于特定类型的孢子可进行酶类的鉴定，在所述孢子中该酶具有特别有用的特性，可利用该特性测定灭菌处理的有效性。此类特性可包括以下几项：1）当经受足以将1×106的测试微生物的总数减少大约6个对数单位（即，减少至大约为零，如缺乏测试微生物长出时测得的那样）的灭菌条件时，酶具有与通过与酶底物系统反应所测量的“背景”相等的残留活性；和（2）当经受仅仅足以将1×106的测试微生物的总数减少至少1个对数单位但小于6个对数单位的灭菌条件时，酶具有的酶活性大于通过与酶底物系统反应所测量的“背景”。酶底物系统可包括底物或底物的混合物，底物受到酶的作用而产生可检测的酶修饰产物，如可测变化所证实的那样。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100可以以单侧模式进行分析，其中生物灭菌指示器100仅包括一个设置为例如靠近孢子115的检测窗（例如，图2的检测窗167）。但是，在一些实施例中，生物灭菌指示器100可包括超过一个检测窗（例如，由壳体102的下部114的两个平行壁168的全部或一部分所形成的窗），使得生物灭菌指示器100可通过超过一个检测窗进行分析。在采用多个检测窗的实施例中，检测窗可并排设置（类似于单侧模式），或者检测窗能够相对于彼此成角度（例如，90度、180度等）取向。
一般地，孢子115被设置在与贮存室103流体连通的孢子贮存室136内。在一些实施例中，孢子贮存室136形成贮存室103的一部分（例如，第二室111的一部分）。如图3所示，贮存室103在灭菌过程中与环境流体连通（例如，通过孔口107），以允许灭菌剂在灭菌处理的过程中进入贮存室103来对孢子115进行灭菌。容器120可被构造为在灭菌过程中容纳液体122，以防止液体122在灭菌过程中与孢子115、贮存室103和灭菌剂流体连通。
现在将更详细地描述孢子115和/或孢子贮存室136的各种细节。
在一些实施例中，孢子115可直接设置在壳体102的下部114中，或者孢子115能够设置在孢子贮存室（如孢子贮存室136）中（例如，在图2-4所示的实施例中由孢子载体135提供）。无论孢子115直接设置在壳体102的下部114还是在孢子贮存室中，孢子115都可以以多种方式提供。在一些实施例中，孢子115可在孢子悬浮液中，该孢子悬浮液可被设置在生物灭菌指示器100中的所需部位并被干燥。在一些实施例中，孢子115可在基材（未显示）上提供，该基材可被设置和/或紧固在生物灭菌指示器100中的所需部位。一些实施例可包括以干燥形式提供的孢子115和在基材上提供的孢子115的组合。
在一些实施例中，基材可被设置成支撑孢子115和/或帮助将孢子115维持在所需座位。此类基材可包括多种材料，包括（但不限于）纸张、聚合物（例如，以上针对壳体102所列举的聚合物的任一种）、粘合剂（例如，丙烯酸酯、天然或合成橡胶、硅树脂、硅树脂聚脲、异氰酸酯、环氧树脂或它们的组合)、织造布、非织造布、微孔材料（例如，微孔聚合物材料）、反射材料（例如，金属箔）、玻璃、瓷、陶、凝胶形成材料（例如，瓜耳胶）或它们的组合。除此之外，或者作为另外一种选择，这种基材可包括或被结合到亲水涂层，以便于使液体122与孢子115密切接触（例如，当所采用的液体122为含水液体时）。除此之外，或者作为另外一种选择，这种亲水涂层可施加到任何设置成使液体122和孢子115成流体结合(fluidly couple)的流体通道。在一些实施例中，除了亲水涂层，或者代替亲水涂层，可将疏水涂层施加到壳体102的其他部分（壳体102的下部114）和/或孢子贮存室136，使得液体122优先移动到与孢子115接触。
生物灭菌指示器100的一些实施例不包括孢子载体135。相反，孢子贮存室136由壳体102的下部114自身提供，孢子115可被设置在下部114中、被吸附在下部114的内表面或壁上或这两种情况的组合。在一些实施例中，孢子115可在被设置在壳体102的下部114中的基材上提供。
在一些实施例中，孢子115可被设置在一个孢子座位中或者在多个孢子座位中，这些座位都可被设置在贮存室103中、壳体102的下部114中和/或孢子贮存室136中。在一些实施例中，具有多个孢子座位的话可最大程度地使孢子暴露于灭菌剂和暴露于液体122，可改进制造过程（例如，通过将每个孢子座位放置在生物灭菌指示器100内的凹部，可便于孢子的放置），且可改进检测特性（例如，因为处于一个大的孢子座位的中间的孢子可能不那么容易检测）。在采用多个孢子座位的实施例中，每个孢子座位都可以包括单独的、已知数量的孢子，以及/或者每个孢子座位都可以包括不同的孢子，使得可以测试多种孢子类型。通过采用多种类型的孢子，生物灭菌指示器100可以用于各种灭菌处理，并且针对特定的灭菌处理可以分析特定的孢子座位，或者多种类型的孢子可以用来进一步测试灭菌处理的有效性或者说可信度。
另外，在一些实施例中，生物灭菌指示器100可包括多个孢子贮存室136，且每个孢子贮存室136可包括一个或多个孢子座位115。在采用多个孢子贮存室136的一些实施例中，所述多个孢子贮存室136可被设置成与贮存室103流体连通。
在一些实施例中，孢子115可用适于装在孢子115和/或孢子贮存室136当中或之上的盖（未示出）覆盖。这种盖可有助于在制造、灭菌和/或使用过程中将孢子维持在生物灭菌指示器100的所需区域内。如果采用盖的话，其可由基本上不会妨碍检测过程和/或至少部分地能透过目标电磁辐射波长的材料形成。另外，取决于盖的材料构成，在一些实施例中，盖可便于顺着孢子115芯吸液体122（例如，营养物培养基）。在一些实施例中，所述盖还可包含促成流体流入孢子贮存室136（或流到孢子115）中的结构，例如毛细管通道、亲水性微孔纤维或膜等，或者它们的组合。此外，在一些实施例中，盖可以隔离信号，或增强信号，这可以有助于检测。无论孢子115被设置在孢子贮存室136内还是直接设置在壳体102的下部114中，都可以采用这种盖。另外，这种盖可在采用多个孢子座位的实施例中采用。所述盖可以包括多种材料，包括（但不限于）纸张、聚合物（例如，以上针对壳体102所列举的聚合物中的任一种）、粘合剂（例如，丙烯酸酯、天然或合成橡胶、硅树脂、硅树脂聚脲、异氰酸酯、环氧树脂或它们的组合）、织造布、非织造布、微孔材料（例如，微孔聚合物材料）、玻璃、瓷、陶、凝胶形成材料（例如，瓜耳胶）或它们的组合。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可包括改性的内表面，如反射表面、白色表面、黑色表面、或适合于优化表面光学性质的其他表面改性。反射表面（例如，由金属箔提供）可被设置成可将从分析或检测装置输送到孢子贮存室136的信号朝向分析设备反射和/或将孢子贮存室136内生成的任何信号朝向分析设备反射。因此，反射表面可用于改进来自生物灭菌指示器100的信号（例如，改进信号的强度）。此类反射表面可分别由如下各项提供：壳体102的内表面；连接到壳体102的内表面的材料；孢子贮存室136的内表面；连接到孢子贮存室136的内表面的材料或类似物；或可形成孢子底物的一部分或连接到孢子底物的反射表面；或它们的组合。
类似地，在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可包括白色和/或黑色表面，该表面设置为增强和/或降低从分析设备输送到孢子贮存室136中的特定信号，以及/或者设置为增强和/或降低孢子贮存室136内生成的特定信号。仅作为举例而言，白色表面可用于增强信号，黑色表面可用于减少信号（例如，噪声）。
在一些实施例中，孢子115能够设置在官能化表面上，以促进孢子115在期望的表面上固定化。例如，此类官能化表面可由壳体102的内表面、孢子贮存室136的内表面来提供，可形成孢子基材的一部分或者结合到孢子基材等等，或者它们的组合。
在一些实施例中，孢子115被设置（例如，通过涂覆施加方法或其他施加方法）在微结构化表面或微复制型表面上（例如，诸如在Halverson等人的PCT公开No.WO2007/070310、Hanschen等人的美国公开No.US2003/0235677和Graham等人的PCT公开号WO2004/000569中所公开的那些微结构化表面，所有这些专利均以引用方式并入本文）。例如，这种微结构化表面可由壳体102的内表面提供，可由孢子贮存室136的内表面提供，可形成孢子基材的一部分或者连接到孢子基材、或类似物、或它们的组合。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可包括凝胶形成材料，该凝胶形成材料设置成在液体122从容器120中释放出来时与孢子115和液体122组合。例如，凝胶形成材料可被设置在孢子115附近（例如，在孢子贮存室136中）、在壳体102的下部114中，可形成孢子基材的一部分或者结合到孢子基材，等等，或者它们的组合。当液体122与孢子接触时，这种凝胶形成材料可以形成包含孢子和营养物质的凝胶（例如，水凝胶）或基质。凝胶形成材料（例如，瓜耳胶）可能特别有用，因为它具有在水合时形成凝胶的能力，能有助于使信号（例如，荧光）局部化，能将孢子115固定就位，能有助于将孢子115的扩散和/或来自孢子贮存室136的信号的扩散减至最低，以及/或者能增强检测。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可以包括吸收剂或芯吸材料。例如，芯吸材料可被设置在孢子115附近（例如，在孢子贮存室136中），可形成孢子基材的一部分或者结合到孢子基材，等等，或者它们的组合。这种芯吸材料可包括多孔的芯吸垫、浸泡垫等，或者它们的组合，以便于使液体122与孢子紧密接触。
在一些实施例中，易碎容器120可被构造成便于以所需方式使易碎容器120碎裂。例如，在一些实施例中，易碎容器120的下部可由较薄和/或较弱的材料形成，使得下部优先地比易碎容器120的另一部分容易碎裂。另外，在一些实施例中，易碎容器120可包括多个设置成便于以所需方式使易碎容器120碎裂的特征，包括但不限于薄的和/或弱化的区域、刻线、穿孔等，或者它们的组合。
易碎容器120可具有第一封闭状态和第二开放状态，在第一封闭状态中，液体122被包含在易碎容器120内，而在第二开放状态中，易碎容器120发生碎裂，液体122被释放而进入贮存室103和/或孢子贮存室136中，并与孢子115流体连通。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100可以手动方式进行激活（例如，可将第二部分106移动到第二位置150）。在一些实施例中，生物灭菌指示器100可通过读取装置12而激活（例如，当生物灭菌指示器100设置在读取装置12中时）。在一些实施例中，生物灭菌指示器100可通过独立于读取装置12的设备（例如，激活设备）激活，例如，通过在将生物灭菌指示器100设置在读取装置12的凹部14中之前将生物灭菌指示器100设置在该设备中。在一些实施例中，生物灭菌指示器100可由读取装置12、独立于读取装置12的设备和手动激活中的两者或更多者的组合来激活。
生物灭菌指示器100和另一设备（如读取装置12）中的一者或两者可进一步被构造成可抑制易碎容器120的过早或意外碎裂。例如，在一些实施例中，生物灭菌指示器100、激活设备或读取装置12可包括锁具或锁定机构，该锁具或锁定机构被设置成可防止壳体102的第二部分106进入第二位置150，除非有此需要。在此类实施例中，在该锁移动、移除或解锁之前，生物灭菌指示器100不能被激活。除此之外，或者作为另外一种选择，在一些实施例中，生物灭菌指示器100、激活设备和/或读取装置12可包括被设置成可防止在激活之后壳体102的第二部分106从第二位置150移回第一位置148的锁具或锁定机构。
在一些实施例中，如图2-4所示，壳体的至少一部分可以是平坦的（例如，平行壁168），并且可以相对于孢子贮存室136基本上是平坦的，而且各平行壁168中的一个或两个或者它们的部分（例如，检测窗167）其大小可设计为使得壁168（或检测窗167）的至少一个尺寸基本上匹配孢子贮存室136和/或孢子座位115的至少一个尺寸。换句话说，壁168或其一部分（例如，检测窗167）可包括与孢子贮存室136和/或孢子座位115的横截面积基本上相同大小的横截面积。壁168/检测窗167和孢子贮存室136和/或孢子座位115之间的这种大小匹配可使在检测或分析过程中检测到的信号最大化。作为另外一种选择，或者除此之外，壁168或检测窗167其大小可设计为使其匹配贮存室103（例如，至少一个尺寸或横截面积的大小可被设计为匹配）。各检测区域之间的这种大小匹配可改进孢子分析和检测。
对于图2-4所示的生物灭菌指示器100，至少生物灭菌指示器100的设置孢子115的部分是相对薄的（即“z尺寸”被减至最小），使得从孢子到壁168（或检测窗167）的光程被减至最短和/或干扰物质在液体122（或营养培养基）中的任何效应被减至最低。
在使用时，可将生物灭菌指示器100与一批要灭菌的物品放在一起进行灭菌处理。在灭菌期间，灭菌剂通过灭菌剂通道164与贮存室103（即，第一室109和第二室111）、孢子贮存室136和孢子115流体连通，使得灭菌剂可到达孢子以生成无菌孢子。另外，在灭菌期间，易碎容器120处于封闭状态并且至少部分地由插入件130的支座132保持完整。当易碎容器120处于封闭状态时，液体122不受灭菌剂破坏并且不与贮存室103（特别是，至少部分地由壳体102的下部114形成的第二贮存室111）、孢子贮存室136、孢子115或灭菌剂通道164流体连通。
在灭菌之后，可使用生物灭菌指示器100来测定灭菌处理的有效性。如果壳体102的第二部分106先前锁定在第一位置148，则其可被解锁并且从第一位置148（参见图3）移动至第二位置150（参见图4）以使生物灭菌指示器100被激活。第二部分106的这种移动可造成易碎容器120在壳体102中例如沿着纵向DL）从各凸出部158的上端159上方的位置移动到各凸出部158的内部当中的某个位置，这可造成易碎容器120碎裂。使易碎容器120碎裂，可使易碎容器120从其封闭状态变成其开放状态，从而使液体122释放到贮存室103中并使其与孢子贮存室136和孢子115流体连通。液体122可包含孢子的营养培养基（例如，萌发培养基），或者液体122可接触干燥形式（例如，粉末形式或片剂形式）的营养培养基以形成营养培养基，使得形成包含经灭菌的孢子和营养培养基的混合物。然后可在检测或分析过程之前或检测或分析过程中温育该混合物，并可查询生物灭菌指示器100以确认孢子生长的迹象。
为检测孢子115中的可测变化，可在液体122和孢子115组合后立即分析生物灭菌指示器100以获得基线读数。之后，可检测任何偏离基线读数的可测变化。生物灭菌指示器100可连续地或间断地进行监测和测量。在一些实施例中，可以在测量可测变化之前执行温育步骤的一部分或全部。在一些实施例中，温育可在一个温度下（例如，在37℃、在50-60℃等温度下）进行，而可测变化的测量可在另一不同的温度下（例如，在室温、25℃或37℃下）进行。
生物灭菌指示器100的读取时间（即，用于测定灭菌处理的有效性的时间）可以在一些实施例中少于8小时、在一些实施例中少于1小时、在一些实施例中少于30分钟、在一些实施例中少于15分钟、在一些实施例中少于5分钟以及在一些实施例中少于1分钟。
生物灭菌指示器系统
现在将参照图3-5描述生物灭菌指示器系统10。图3和4以沿图1的线3-3截取的剖面示出了图1的生物灭菌指示器系统10，并且图5示出了读取装置12的一个实施例的框图。
短语“读取装置”通常指用来“读取”生物灭菌指示器100以检测生物灭菌指示器100的孢子115是否在灭菌处理后存活的一个或多个器件，其作为判断灭菌处理的功效的一种装置。短语“读取装置”的含义涵盖执行此类检测所需的机械和电子部件的任何组合。另外，在本发明中，读取装置12或其一部分被构造成检测生物灭菌指示器100是否已激活。因此，第一装置或读取装置12的部分可专用于确定生物灭菌指示器100的激活状态，并且第二装置或读取装置12的另一部分可专用于确定灭菌处理的功效。当不止一个装置用作读取装置12时，这些装置无需直接连接在一起。因此，即使短语“读取装置”通篇用作被构造成检测激活和灭菌的功效，也应当理解这种发明还包括第一装置或读取装置用于检测激活并且第二装置或读取装置用于检测灭菌功效的情况。然而，当单一装置用于检测激活和灭菌功效时，可发现一些特定优点。
如图5所示，在一些实施例中，读取装置12可在无使用者干预的情况下同时处理多个生物灭菌指示器100。另外，读取装置12可将温育部位和读出器部位组合在共同位置。对于每个凹部14可独立地读出荧光值。如图3-5所示，在一些实施例中，读取装置12可包括温育块21，其可为在多个凹部14中的生物灭菌指示器100的温育保持稳定和一致的温度。仅作为举例而言，读取装置12被示为包括十个凹部14，这些凹部均可独立地处理生物灭菌指示器100。读取装置12的每个凹部14可包括在读取装置12的显示器16上的相应显示区域（例如，液晶显示屏）以将生物灭菌指示器的处理结果显示给使用者，并且显示凹部14的数量、剩余时间、温度和/或其他一般信息。
如图3和4所示，在一些实施例中，温育块21的尺寸和形状可设计为（例如，“键配合”）以适应生物灭菌指示器100或其一部分的形状（例如，尤其是生物灭菌指示器100的下部114的外形）。温育块21的这种设计可允许生物灭菌指示器100的稳定和一致的温育，这可允许产生稳定的分析或查询结果（例如，稳定的荧光读数），同时仍允许生物灭菌指示器100为读取装置12的光学/检测系统（例如，下文中更详细描述的第二传感器54）提供无阻挡的检测窗口167（例如，扁平检测窗口167）。
在一些实施例中，温育块21可以是一个一体形成的部件，其有单独的部分或区段用来与读取装置12的各个凹部14相互作用。在一些实施例中，每个凹部14可备有自身的独立且分开的温育块21。不论用于整个读取装置12的温育块12的机械构造如何，对应于读取装置12的凹部14的每个温育块21均可独立于邻近的温育块21而运行并且可根据需要（例如，通过气隙）与此类邻近温育块21热隔离和绝缘。
在一些实施例中，读取装置12可包括三个印刷电路板组件(PCBA)，即主PCBA45、发光二极管(LED)PCBA47和生物灭菌指示器(BSI)检测器PCBA49。图5示出了在主PCBA45中的主电路模块的分解图。主PCBA45可为LED PCBA47、BSI检测器PCBA49以及显示器16和加热器（例如，柔性电阻加热器）提供控制功能，并且可协调它们的相互影响和依赖性。加热器可热连接到温育块21，该温育块可热连接到读取装置12的一个或多个凹部14。
在采用十个凹部14的实施例中，LED PCBA47可容纳十个LED（例如，UV LED）-每个示例凹部14有一个LED。LED可用作生物灭菌指示器100的激发源。BSI检测器PCBA49可包括十个第一传感器52，其可用于检测在对应凹部14中的生物灭菌指示器100的存在，以及生物灭菌指示器100的第二部分106的大致位置，如在下文中更详细地描述。
如图5所示，在一些实施例中，主PCBA45可包括三个微控制器：主微控制器60、光学微控制器62和显示微控制器64。这三个微控制器60、62和64可共同称为读取装置12的“控制器”51。
在图3和4中示意性地示出的控制器51可被构造成可控制读取装置12的各个处理和执行部分。一般来讲，控制器51（或微控制器60、62和64）可以是合适的电子装置，例如，可编程逻辑控制器（“PLC”）、微处理器、个人计算机（“PC”）、其他工业/个人计算机设备或它们的组合。因此，控制器51可包括硬件部件和软件部件，并且有意广义地涵盖此类部件的组合。控制器51仅示意性地示于图3和4中，但本领域的普通技术人员应当理解读取装置12的各部件可以（例如）通过有线或无线通信与控制器51交互作用的多种方式。图5所示的控制器51的分解图仅作为举例示出。
主微控制器60可控制励磁驱动电路66以与LED PCBA47共同驱动激发源，例如LED。励磁驱动电路66可包括十通道恒流驱动器，其中每个通道被单独控制并且可连接到LED PCBA47上的LED（例如，UV LED）阵列。该十通道电流驱动器的各通道可被校准/标准化成可适应通道与通道之间的变型形式。主微控制器60还可通过与BSI检测器PCBA49共同控制BSI检测电路73（例如，该电路在采用十个凹部14的实施例中可包括十个电路）而检测生物灭菌指示器100的插入和/或激活。BSI检测电路73可各自包括传感器，例如近距离传感器（例如，参照图3和4在下文中更详细地描述的第一传感器52），其可允许主微控制器60监测生物灭菌指示器100相对于对应凹部14的插入或移除，以及生物灭菌指示器100的激活情况的检测。主微控制器60也可获得来自光学微控制器62的辐射读数；对显示微控制器64进行控制并通过以太网通信69与主计算机68通信。
光学微控制器62可提供对检测电路75（例如，在采用十个凹部14的实施例中可包括十个电路）的控制。此类检测电路75可各自包括检测器如光电二极管（例如，第二传感器54的检测器74，下文将参照图3和4更详细描述）。光学微控制器62还可通过加热器控制部分76对温育块21进行温度控制。加热器控制部分76可包括监测温育块21的温度并相应地打开和关闭温育块21的闭环系统。
此外，在一些实施例中，读取装置12（例如，光学微控制器62）可适于将温度变化对读取装置12的多种电子部件（例如，检测电路75（例如，用于荧光检测））的影响减至最小。也就是说，在一些实施例中，可测定并消除多种光学部件的温度变化。在此类实施例中，多种光学部件的温度和/或环境温度可被监测，校正系数可被确定，并且该校正系数可用来标准化此类光学部件（例如，检测电路75的检测器74）的输出。此类调整可最小化可能因温度变化导致的输出波动，并且可提高读取装置12的分析结果的准确性（例如，关于灭菌功效）。
显示微控制器64可从主微控制器60接收信息、可生成字符集并且可显示信息和/或捕集来自显示器和/或用户界面16的信息。显示器16可显示状态信息并将错误代码提供给使用者。
又如图3和4所示，读取装置12可包括与读取装置12的每个凹部14相关联的专用检测系统55。在一些实施例中，检测系统55可与读取装置12的不止一个凹部14相关联（例如，从其接收信号、向其传送电磁辐射和/或在总体上与之互动）；然而，在读取装置12的每个凹部14与独立的专用检测系统55相关联时已观察到具体益处。专用检测系统55可包括全部或一部分BSI检测电路73、励磁驱动电路66和/或检测电路75。
在图3和4中，以剖视图示出了一个凹部14、一个生物灭菌指示器100和一个检测系统55。如图所示，在一些实施例中，检测系统55可包括设置为与第一部分104的信号调制特征153对齐的第一传感器52和第二传感器54。第一传感器52可通过将环境光归零而校准。在一些实施例中，第一传感器52可被设置成可检测生物灭菌指示器100在凹部14中的存在以及生物灭菌指示器100的第二部分106的位置（例如，以便确认生物灭菌指示器100的激活）。在一些实施例中，第二传感器54可用于确认生物灭菌指示器100已正确地设置（例如，完全就位于)凹部14中（例如，以便可靠地确认激活），以及/或者针对孢子生长，例如在孢子115或围绕孢子115的液体中的可测变化，通过查询壳体102的下部114（或第二室111或其一部分）而进行检测或分析过程。在一些实施例中，第一传感器52单独地用于确认生物灭菌指示器100的激活。
至少部分地由于生物灭菌指示器100、读取装置12的凹部14和第二传感器54的设计，因此生物灭菌指示器100的整个下部114可通过第二传感器54查询，这可产生比现有系统更快的阳性（例如，孢子活力和灭菌周期失效）结果。每个凹部14可由其自身对应的专用检测系统55（例如，光学检测系统）独立地查询。在一些实施例中，读取装置12可包括被设置用于防止在凹部14之间的串扰的一个或多个遮挡。
在一些实施例中，读取装置12可包括可连接到一起以限定凹部14的至少一部分和/或容纳检测系统55（例如，包括第一传感器52、激发源72和检测器74）的多个部件或元件。如仅作为举例在图3和4中所示，读取装置12可包括其尺寸被设计成接纳温育块21的第一框架构件80和其尺寸被设计成接纳激发源72和检测器74的第二框架构件82。如图3、4、11和12所示，可将第一框架构件80和第二框架构件82构造为连接到一起或具有相配的内接合件或配合件。另外，在一些实施例中，读取装置12还可包括第三框架构件84，其可与第一框架构件80和第二框架构件82中的至少一者连接，并且特别是，可形成用于第二框架构件82的盖。
如图11和12所示，其中示出了切过读取装置12的水平和垂直横截面（为了清楚起见，未示出生物灭菌指示器100），在一些实施例中，温育块21、第一框架构件80、第二框架构件82和第三框架构件84中的一者或多者可包括一个或多个凸起、凹陷或肋条，所述凸起、凹陷或肋条被构造为与相邻部件的相配部分互相配合（例如，与温育块21和框架构件80、82和84中的一者或多者互相配合）以形成一个或多个遮挡，这些遮挡设置在相邻凹部14之间以防止凹部14之间的电磁辐射（例如，可见光和/或紫外光）的串扰。
参照图11和12，在一些实施例中，温育块21可包括沿温育块21的上面、底面和侧面延伸的多个沟槽86。另外，第一框架构件80可包括多个凸起和肋条88，其中每一个的尺寸被设计成可被接纳于温育块21的沟槽86中。虽然在所示实施例中，沟槽86和相应的肋条88被示出为沿温育块21的三个侧面或边缘以及第一框架构件80连续地延伸，但应当理解，在一些实施例中，仅一个或多个分立的沟槽86和肋条88是必需的，它们可位于温育块21和/或位于第一框架构件80的一个或多个侧面或边缘上。
继续参见图11，在一些实施例中，第一框架构件80还可包括形成在后表面中的多个沟槽90。第二框架构件82可包括多个凸起和肋条92，其中每一个的尺寸被设计成可被接纳于第一框架构件80的沟槽90中。还可以有在第二框架构件82和第三框架构件84之间的类似的额外连接。另外，如图11所示，在一些实施例中，第一框架构件80和温育块21可至少部分地限定多个凹部14，第二框架构件82可包括一个或多个与凹部14对齐的凹陷，这些凹陷被构造成可容纳激发源72和/或专用于相邻凹部14的检测器74。例如，如图11所示，在一些实施例中，第二框架构件82可包括多个第一凹陷94，其中每个用于容纳激发源72的至少一部分，以及多个第二凹陷96，其中每个用于容纳检测器74的至少一部分。
温育块21、第一框架构件80和第二框架构件82的这种连接考虑到这三个部件连接在一起以至少部分地限定凹部14、至少部分地容纳符合凹部14的激发源72和检测器74以及限定第一系列的遮挡即多个遮挡85（例如，由沟槽86和肋条88中的一者或两者限定，参见图11和12）和设置在凹部14之间的第二系列的遮挡即多个遮挡87（例如，由沟槽90和肋条92中的一者或两者限定）。在凹部14之间可采用另外的遮挡，并且在第二框架构件82和第三框架构件84之间设有配合结构。
读取装置12在图3、4、11和12中被示出为包括温育块21和三个框架构件80、82和84，以至少部分地限定凹部14和在凹部14之间的遮挡结构。然而，应当理解少至一个和多至必需数量的框架构件或温育块均可用来限定凹部14和遮挡结构。另外，沟槽86和90和肋条88和92可交换使用。例如，在一些实施例中，温育块21可包括与沟槽88等配合的多个肋条86。在不脱离本发明的精神和范围的前提下，任何类似的内部接合结构可用于形成一个或多个遮挡85、87以防止凹部14之间的串扰。此外，在一些实施例中，读取装置12可包括仅一个系列的遮挡而非至少两个（即，遮挡85和87）。
如上所述，在一些实施例中，生物灭菌指示器的第二部分106相对于第一部分104的充分闭合（例如，充分的顶盖闭合）可以是激活步骤成功的表征。在此类实施例中，读取装置12可包括用于检测第二部分106的位置的装置。例如，第一传感器52可被设置成可检测以下情况的至少一者：(i)当对应于第一传感器52的凹部14为空，并且输出第一信号时；(ii)当生物灭菌指示器100设置在凹部14中，第二部分106位于第一位置148或至少不位于第二位置150，并且输出第二信号时；以及(iii)当生物灭菌指示器100设置在凹部14中并且第二部分106位于第二位置150时。读取装置12的控制器51可接收第一信号、第二信号或第三信号，并且基于接收到的信号执行不同动作。
如上所述，在一些实施例中，第二部分106的第二位置150可以处于任何位置，在其中密封部156或其一部分接合壳体102的第一部分104的一部分（例如，上端部157）。因此，读取装置12（例如，控制器51）可包括为了指示第二部分106位于“第二位置”第三信号所需到达的阈值，例如，在其中密封部156被接合并且生物灭菌指示器100的内部被密封而与环境隔离。这样的阈值可适应不同等级或程度的第二部分106的闭合。例如，在一些实施例中，即使当第二部分106的仅一个边缘（例如，下边缘）与第一传感器52对齐或对于第一传感器52“可见”时，也可达到该阈值，第一传感器52可将第三信号发送至控制器51，并且可确定生物灭菌指示器100的充分激活和密封。可能是这样的情况，例如，密封部156的尺寸被设计成（例如，在生物灭菌指示器100的纵向DL上具有足够的长度）并且阈值被限制为使得当达到阈值时密封部156已被接合。另一方面，在当第二部分106的仅一个边缘与第一传感器52对齐时密封部156并不充分接合的实施例中，可调整阈值使得第三信号不被发送到控制器51，直到第二部分106进一步移动到第一部分104上而产生达到或超过该阈值的信号才发送。
如果控制器51从第一传感器52接收第一信号，则控制器51可将错误代码或某个输出电平输出到显示器16以向操作者表明凹部14为空。相似地，如果控制器51从第一传感器52接收第二信号，则控制器51可将错误代码或某个输出电平输出到显示器16以向操作者表明生物灭菌指示器100设置在对应凹部14中，但是第二部分106不位于第二位置150或生物灭菌指示器100尚未激活。如果控制器51从第一传感器52接收第三信号，则控制器51可开始引发孢子生长和/或检测过程，或者分析结果将被输出到显示器16而不输出错误代码。
在一些实施例中，读取装置12可仅检测和生成（例如，控制器51可输出）第一信号（即，凹部14为空）和第三信号（即，生物灭菌指示器100被激活）。然而，在一些实施例中，读取装置12可生成第一信号、第二信号和第三信号。因此，在一些实施例中，读取装置12可生成第一信号、第二信号和第三信号中的至少两者。
如上所述，生物灭菌指示器100可在以下情况下被激活：当生物灭菌指示器100设置在读取装置12的凹部14中时；在其被设置在凹部14中之前；和/或当生物灭菌指示器100置于凹部14中时，通过按压第二部分106使生物灭菌指示器100定位在凹部14中。生物灭菌指示器100可手动激活（例如，在插入到读取装置12的凹部14之前、期间或之后）或通过使用激活装置（例如，通过将生物灭菌指示器100置放进与读取装置12分离的装置中）而激活。
在一些实施例中，不论生物灭菌指示器100在凹部14之中还是在凹部14之外被激活，读取装置12可被构造成可确定第二部分106是否位于第二位置150，并且在生物灭菌指示器100的激活被确认之前不引发孢子生长和分析过程。然而，在一些实施例中，读取装置12可进行孢子生长和/或检测过程，但是可向使用者提供错误代码或某个输出电平以告知使用者：生物灭菌指示器100未正确设置在凹部14中，生物灭菌指示器100尚未激活；孢子生长和/或检测过程无法完成；孢子生长和/或检测过程无法开始；以及分析结果可能有问题等等，或它们的组合。此类错误代码或来自读取装置12的输出可显示在读取装置12的显示器16中。
在一些实施例中，用于核实灭菌处理的功效的检测过程（例如，其可由光学微控制器62控制并可包括检测电路75的操作）可采用荧光检测以查询第二室111或其一部分。例如，如图3和4所示，在一些实施例中，第二传感器54可适于荧光检测并可包括被构造并设置成可以特定频率或一系列频率发出电磁辐射的至少一个发光体或激发源（例如，发光二极管(LED)）72以及被构造并设置成可用于检测从第二室111或其一部分发出的某些频率的电磁辐射的检测器（例如，光电二极管之类的辐射检测器）74。激发源72和检测器74之间的锐角仅作为举例示出；然而，应当理解其他构造也是可用的，其包括（但不限于）直角、钝角、通道（例如，180度）构造等，或它们的组合。本领域的普通技术人员所知的多种过滤器可用于实现所需的频率辐射和/或检测。激发源72可以第一频率的电磁辐射激发多种荧光分子，该电磁辐射可促使荧光分子发荧光并以第二频率发出电磁辐射，然后其可由第二传感器54的检测器74检测。可采用本领域的普通技术人员通常所知的荧光检测的其他细节。
如上所述，在一些实施例中，第二传感器54的至少一部分可用于确认生物灭菌指示器100已正确地设置在（例如，完全就位）凹部14中。也就是说，在一些实施例中，如图3和4所示，第一传感器52可设置为朝向凹部14的顶部并邻近生物灭菌指示器100上的某个位置，其中当位于第二位置150时，第二部分106将停留在该位置。在此类实施例中，第一传感器52可检测凹部14的上部（或区域）15是否为空，但是当上部15不为空时，第一传感器52不能确认凹部14的下部（或区域）17不为空。也就是说，如上所述，在一些实施例中，生物灭菌指示器100和凹部14能够相对于彼此是“键配合”，使得生物灭菌指示器100仅在一个取向上能够设置在凹部14中。如果生物灭菌指示器100以不正确的取向（例如，错误地绕纵向DL转过）设置在凹部14中，则第一传感器52可检测到凹部14的上部15不为空，但生物灭菌指示器100可能未完全就位于凹部14中。在此类实施例中，第一传感器52不能检测到第一部分104或第二部分106中任一者的任何信号调制特征153并且不能与之对齐。在此类情况下，第二传感器54的至少一部分可用于确认生物灭菌指示器100位于凹部14的下部17中。如图3和4所示，第二传感器54可设置为朝向凹部14的底部（即，邻近凹部14的下部17）并且可被设置成可检测凹部14的下部17是否为空。
在一些实施例中，如图3和4所示，凹部14可以是细长的并且可包括纵向。当生物灭菌指示器100设置在凹部14中时，生物灭菌指示器100的纵向DL可大致沿（或大致对齐）凹部14的纵向而取向。在此类实施例中，凹部14的上部15可为第一纵向部分或区域15，而凹部14的下部17可为与第一纵向部分或区域15间隔一定纵向距离的第二纵向部分或区域17。
在此类实施例中，第二传感器54可被构造成生成表示凹部14的下部17为空的第四信号和表示凹部14的下部17不为空的第五信号。在一些实施例中，第二传感器54可被构造成生成表示液体122存在于生物灭菌指示器100的下部114中的第六信号。被设计用于检测流体在生物灭菌指示器的特定室或区域中的存在情况的系统的例子在共同未决的美国专利申请No.61/408,997中有所描述。在一些实施例中，第二传感器54可被构造成生成表示孢子活力（即，灭菌周期失败）的第六信号（或第七信号，如果采用液体检测功能）和表示孢子死亡（即，灭菌周期成功）的第七信号（或第八信号，如果采用液体检测功能）。
在那些采用第二传感器54以另外确定生物灭菌指示器100在凹部14中的正确定位以便根据来自第一传感器52的信号来确认激活的实施例中，在一些实施例中，当控制器51从第一传感器52接收第三信号并从第二传感器54接收第五信号时，读取装置12可引发孢子生长流程（或仅仅在显示分析结果时不记录错误代码）。另一方面，当控制器51从第一传感器52接收第一信号或第二信号并从第二传感器54接收第四信号时，读取装置12或者可防止引发分析过程，或者在显示分析结果时报告错误代码。仅为了清楚起见，第一传感器52的信号被称为“第一信号”、“第二信号”以及“第三信号”，并且第二传感器54的信号被称为“第四信号”和“第五信号”等；然而，应当理解，所有信号标号仅出于清楚和简单的目的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，其他信号标号可用于描述由第一传感器52和第二传感器54生成的输出信号。
如上所述，第二传感器54可包括激发源72和可用于荧光检测的检测器74，例如，在分析生物灭菌指示器100以确定孢子活力时。在一些实施例中，相同的激发源72和检测器74可用于生成第四和/或第五信号以确认生物灭菌指示器100在凹部14中的位置，以及/或者确认生物灭菌指示器100的激活。虽然示出并描述了这种构造的第二传感器54，但本领域的普通技术人员应当理解，其他构造和类型的传感器（例如，下文相对于第一传感器52描述的那些中的任一种）或部件也可用于第二传感器54中以确认生物灭菌指示器100的位置和/或激活情况。
在一些实施例中，第一传感器52可包括光遮断器（例如，透射式和/或反射式）、电容式传感器、其他合适的近距离传感器或它们的组合中的至少一者。光遮断器可检测在传感器和反射器之间（即反射式）或在发射器和接收器之间（即透射式）中断光束的物体。因此，在一些实施例中，第一传感器52可包括与上文相对于第二传感器54所述类似的激发源和检测器。然而，在一些实施例中，第一传感器52的激发源和检测器可彼此靠近，例如位于同一壳体中。例如，在采用反射式光遮断器的实施例中，第一传感器52可通过将电磁辐射发射到凹部14的相邻部分中并且感测反射信号而检测第二部分106的位置。在一些实施例中，第一部分104和/或第二部分106可包括一个或多个可修改由第一传感器52发出的信号的信号调制特征，使得反射信号的调制会被第一传感器52检测到。多种信号调制特征可用于第一部分104、第二部分106和/或生物灭菌指示器100的其他部件。在图3和4所示的实施例中，第一部分104可包括当电磁辐射被反射回第一传感器52时可用来改变第一传感器52所接收的信号的信号调制特征153。
仅作为举例而言，信号调制特征153在图1-4的实施例中被示出为或包括平至圆过渡部或台阶152。在一些实施例中，特别是在采用反射式传感器的那些实施例中，如果第一传感器52将信号发射到空的凹部14中，则反射回第一传感器52的信号将低于其他接收到的（例如，反射的）信号。此外，如果第一传感器52将信号发射到第一部分104或第二部分106的平滑部分（例如，光滑平坦表面或光滑圆形表面）上，则接收到的（例如，反射的）信号将高于其他信号。另一方面，如果第一传感器52检测到平至圆过渡部152，则第一传感器52接收到的反射信号将处于相对低的信号和相对高的信号的中间，使得实质上显著不同的信号能为第一传感器52所接收，并且能成为不同的情况的表征。
参照图3和4的实施例，如果凹部14为空，则第一传感器52将接收低信号并发送第一信号至控制器51。如果生物灭菌指示器100设置在凹部14中，但第二部分106不位于第二位置150，如图3所示，则第一传感器52将接收中间信号，因为由第一传感器52发射的信号的至少一部分将被第一部分104的暴露的信号调制特征153（即，平至圆过渡部152）偏转。然后，第一传感器52将发送第二信号至控制器51。然而，如果第二部分106已移动至第二位置150（或当第二部分106被移动至第二位置150时），如图4所示，则第一传感器52将接收高信号，因为第二部分106将已移动足够的量来覆盖或遮掩第一部分104的信号调制特征153而不被第一传感器52检测到。当信号调制特征153被第二部分106遮盖并且不再暴露于或对准第一传感器52时，来自第一传感器52的信号不会被信号调制特征153偏转。相反，当第二部分106位于第二位置150时，第一传感器52将从第二部分106的平滑外表面接收相对高的信号。在此类实施例中，可配置读取装置12使得相对高的信号导致第一传感器52将第三信号发送至控制器51，因为生物灭菌指示器100设置在凹部14中并且第二部分106已移动至第二位置150。
也就是说，在图1-4所示的实施例中，生物灭菌指示器100的第一部分104包括信号调制特征153，并且当第二部分106位于第一位置148（或不位于第二位置150）时，但并非当第二部分106位于第二位置150（即，第二部分106位于其第二位置150时遮挡信号调制特征153）时，该信号调制特征可暴露于读取装置12，可为该读取装置所访问、读取和/或检测。因此，在图1-4的实施例中，第一传感器52可生成：当凹部14为空时的第一信号；第二信号，当生物灭菌指示器100设置于凹部14中，并且生物灭菌指示器100的第二部分106不位于第二位置150，例如位于第一位置148时（参见图3），依据第一部分104的暴露的信号调制特征153，该第二信号显著不同于第一信号；以及第三信号，当生物灭菌指示器100设置于凹部14中，第二部分106位于第二位置150并且信号调制特征153不再暴露时（参见图4），该第三信号显著不同于第一信号和第二信号。
除此之外，或者作为另一种选择，在一些实施例中，第二部分106可包括信号调制特征。图6示出了根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的壳体的第二部分206。如图6所示，第二部分206可类似于图2-4中的第二部分106，不同的是第二部分206可包括信号调制特征253。举例来说，信号调制特征253包括邻近第二部分206的底边的向内延伸的倾斜面、壁即偏转区252。也就是说，倾斜面252可适合以不同于第二部分206的外表面的邻近部分的方式来偏转光。在一些实施例中，倾斜面252可被称为凹陷。例如，当第二部分206位于其第二位置时这种信号调制特征253可被第一传感器52感测。
相似地，图7示出了根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的壳体的第二部分306。如图7所示，第二部分306可类似于第二部分106和206，不同的是图7的第二部分306可包括信号调制特征353。举例来说，信号调制特征353包括邻近第二部分306的底边的向外延伸的倾斜面、壁即偏转区352。倾斜面352可适合以不同于第二部分306的外表面的邻近部分的方式来偏转光。在一些实施例中，倾斜面352可被称为凸起、凸缘或凸脊。再者，例如，当第二部分306位于其第二位置时这种信号调制特征353可被第一传感器52感测。
图8示出了根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的壳体的第二部分406。如图8所示，在一些实施例中，第二部分406可包括信号调制特征453。举例来说，信号调制特征453包括标贴452或其他颜色或表面修饰，其提供第二部分406独有的信号，例如当第二部分406位于其第二位置时，其为第一传感器52提供独特的高信号或独特的低信号（即，相对于空的凹部或生物灭菌指示器的第一部分）。标贴452可包括颜色、染料和/或表面抛光，其例如相对于生物灭菌指示器的壳体的第一部分生成独特的高信号或独特的低信号。除此之外，或者作为另外一种选择，标贴452可包括图形、条形码或第二部分406独有的其他识别特征，使得标贴452或其一部分例如相对于生物灭菌指示器的壳体的第一部分而生成独特信号。在此类实施例中，当第二部分406位于其第二或封闭位置时，传感器（例如，图1-5中的读取装置12的第一传感器52）可配置为与标贴452或其所需部分对齐，使得传感器可确认（即，通过标贴452独有的信号）第二部分406已移动足够的量而使容器碎裂并使生物灭菌指示器激活（和/或密封）。在其他实施例中，生物灭菌指示器的第一部分可包括这样的标贴：该标贴在第二部分406位于其第一位置时提供独特信号，但当第二部分406位于其第二位置时，该标贴被第二部分406遮挡。
在诸如图6-8中所示的那些的实施例中，第二部分206、306、406可包括信号调制特征253、353、453，而不是第一部分104包括信号调制特征，并且信号调制特征253、353、453能够设置在第二部分206、306、406上，使得当第二部分206、306、406位于第二位置150时，信号调制特征253、353、453与第一传感器52对齐。在此类实施例中，第一传感器52可生成：当凹部14为空时的第一信号；第二信号，当生物灭菌指示器100设置于凹部14中并且第二部分206、306、406不位于第二位置150时（例如，位于第一位置148），该第二信号显著不同于第一信号；以及第三信号，当生物灭菌指示器100设置于凹部14中，并且生物灭菌指示器100的第二部分206、306、406位于第二位置150时，依据第二部分206、306、406的暴露的信号调制特征253、353、453，该第三信号显著不同于第一信号和第二信号。在一些实施例中，如下文参照图10所述，第一部分104和第二部分106均可包括信号调制特征，并且在此类实施例中，可采用不止一个第一传感器52。
如图6-8所示，第二部分106、206、306、406可包括多种信号调制特征（例如，信号调制特征253、353和453）。也就是说，第二部分106、206、306、406可包括上文关于图2-4的第一部分104的信号调制特征153所描述的任一信号调制特征，或它们的组合。
读取装置12（例如，第一传感器52）可用来感测生物灭菌指示器100的多种信号调制特征。如上所述，在一些实施例中，生物灭菌指示器100的第一部分104和/或第二部分106可包括信号调制特征，所述信号调制特征可被读取装置12检测或感测以（例如）指示生物灭菌指示器100是否已激活。然而，在一些实施例中，生物灭菌指示器100的另一部分可包括可生成独特而不同的第二信号和第三信号的信号调制特征。例如，在一些实施例中，容器120、插入件130和/或生物灭菌指示器100的另一部分可包括一个或多个信号调制特征。可采用的信号调制特征的其他例子将在下文中参照图9-10更详细地描述。
信号调制特征153，尤其是图2-4所示的平至圆过渡部152，仅作为举例示出；然而，应当理解，除图2-4所示的信号调制特征153之外或作为替代，可采用多种信号调制特征153。例如，在一些实施例中，不论生物灭菌指示器100的哪些部件包括、提供或连接到信号调制特征153，信号调制特征153可包括（但不限于）：凸起、凸缘、凸脊、凹陷或其他表面形状变化或偏转部位或区域，例如，图2-4中的平至圆过渡部152、倾斜面，例如图6和7中的倾斜面252和352等；提供独特的高反射信号或独特的低反射信号的标贴或颜色或表面变化，例如图8中的标贴452；表面修饰，例如图9中所示和下文所述；产生独特信号的补充材料或添加物（例如，金属填充树脂）；其他合适的信号调制特征；或它们的组合。类似于其他信号调制特征，表面修饰可提供信号的偏转、吸收、衍射和/或漫射，并且可包括（但不限于）蚀刻表面（例如，由化学蚀刻工艺，诸如等离子蚀刻，如电晕腐蚀等形成）、磨蚀表面（例如，由机械（例如，磨蚀工艺、喷砂等或它们的组合）或光学（例如，激光）工艺形成）、微结构化或微复制型表面（例如，由微复制工艺形成）、不同的纹理化表面或表面抛光（例如，由模制或制造工艺形成）、其他合适的表面修饰或它们的组合。在一些实施例中，信号调制特征153可包括不同于生物灭菌指示器100的相邻区域的光学性质（例如，颜色、不透明度/半透明度、折射率等）。
图9示出了根据本发明另一个实施例的生物灭菌指示器500。与图2-4所示实施例中的组成单元和结构相对应的组成单元和结构用500系列的相同附图标记给出。为了更完整地描述图9所示实施例的结构和组成单元（以及这些结构和组成单元的替代形式），可参考上文参照图2-4进行的描述。
生物灭菌指示器500包括由第一部分504和第二部分506组成的壳体502，所述第一部分和第二部分相对于彼此移动（例如）以在灭菌之后激活（并密封）生物灭菌指示器500。生物灭菌指示器500类似于图2-4中的生物灭菌指示器100，不同的是生物灭菌指示器500包括平至圆过渡部552形式的第一信号调制特征553以及表面修饰部552’形式的第二信号调制特征553’。特别是，表面修饰部552’采用纹理化表面的形式，但是应当理解多种其他信号调制特征，诸如上述的那些，可用作第二信号调制特征553’。仅作为举例，图9所示的实施例的纹理化表面可由模制导件（molding guide）（例如，具有D-2完工面的MT11010）制出的纹理形成，使得在用于形成壳体502，特别是形成壳体502的第一部分504的制备（例如，模制）过程期间形成纹理。
在生物灭菌指示器500的第一部分504上的信号调制特征553、553’的这种组合或增多可用来（例如）确保当第二部分506位于其第一位置548时第一传感器52从第一部分504接收信号，所述信号明显不同于当第二部分506位于其第二位置（未示出）时从第二部分506接收的信号。另外，在一些实施例中，当生物灭菌指示器100在凹部14中错误取向时，表面修饰部552’可给出较可靠的失效模式，例如，因为生物灭菌指示器100的背面不会如平滑的第二部分106那样产生类似的信号。因此，第一传感器（例如，图1-5中的读取装置12的第一传感器52）将从表面修饰部552’（例如，如果生物灭菌指示器100在凹部14中被错误地转过正确取向）接收独特的中间信号并从平滑的第二部分106接收独特的高信号。因此，当第二部分106位于其第二位置时，未正确取向的生物灭菌指示器100不会对第一传感器提供同样的信号，并且当生物灭菌指示器100在凹部14中未正确地取向时，给出明确的信号。
表面修饰部552’还可用来最小化或抑制环境光到达生物灭菌指示器500的检测室或待查询区域（例如第二室，就像是图2-4中的第二室111）。表面修饰部552’仅作为举例被示出为和描述为纹理化表面。然而，包括一个或多个任一上述信号调制特征的其他表面修饰部也可用来抑制环境光到达生物灭菌指示器500的某些部分。例如，所述表面修饰部可另增地或作为替代地包括：颜料（例如，染料）；反射表面；可以不透明；可包括防止环境光进入生物灭菌指示器500的其他合适的光学性质；或它们的组合。
在一些实施例中，环境光可影响分析或检测技术，例如荧光检测，该技术用来分析生物活性源的生长或活性。通过对壳体502的表面（例如，外表面或内表面）的至少一部分进行修饰，可使此类环境光散射并且防止其沿生物灭菌指示器500传播到会影响分析结果的区域。表面修饰部552’的构造和位置仅作为举例示出并且可以采用，使得当壳体502的第二部分506位于第二或封闭位置时，生物灭菌指示器500附近的任何环境光会与壳体502的第一部分504上的表面修饰部552’相遇，并且被表面修饰部552’充分散射，以防止环境光进入生物灭菌指示器500并到达生物灭菌指示器500的下部（例如，图2-4中的下部114）或检测室（例如，图2-4中的第二室111）。在一些实施例中，例如图9所示的实施例，表面修饰部552’能够设置在第一部分504上。在此类实施例中，经由任何途径进入生物灭菌指示器500的任何环境光将被表面修饰部552’散射；例如，通过第二部分506（例如，如果第二部分506并非完全不透明）的光；通过第二部分506中的孔口，例如图2中孔口107（例如，通过设置在孔口上方的遮挡或过滤器）的光；在第二部分206的下方经过的光（例如，在生物灭菌指示器500与在检测期间其中设置有生物灭菌指示器500的读取装置的凹部之间）；或它们的组合。
其他类似的表面改性方法可用来防止环境光到达生物灭菌指示器500的某些部分，其中此类环境光可干扰分析或检测过程。用于测试环境光是否到达生物灭菌指示器500的某些部分的方法可包括关闭任何激发源，例如读取装置的图3-4中的激发源72（例如，LED），以及使用检测器，例如图3-4中的检测器74，以查看任何环境光是否在可对应于和干扰检测过程的频率（例如450nm）下被检测器（例如，如果检测器指示非零发光条件）检测到。
图10示出了根据本发明另一个实施例的生物灭菌指示器系统10’。生物灭菌指示器系统10’包括读取装置12’和生物灭菌指示器600。读取装置12’类似于图1-4中的读取装置12，因此，读取装置12’设有与读取装置12基本相同的附图标记，另外的或不同的组成单元在数字后标有(’)符号。与图1-4所示实施例中的组成单元和结构相对应的生物灭菌指示器600的组成单元和结构用600系列中的相同附图标记标注。为了更完整地描述图10所示实施例的结构和组成单元（以及这些结构和组成单元的替代形式），可参考上文参照图1-4进行的描述。
生物灭菌指示器600包括由第一部分604和第二部分606形成的壳体602，该第一部分和第二部分相对于彼此可在第一位置648（以虚线显示）与第二位置650（以实线显示）之间移动（例如，以便在灭菌之后激活（和密封））生物灭菌指示器600）。如图10所示，第二部分606包括邻近第二部分606（类似于图6中的第二部分206）的底边、向内延伸的表面652的形式的信号调制特征653。另外，第一部分604包括平至圆过渡部652’形式的信号调制特征653’，其类似于上述图2-4中的生物灭菌指示器100的信号调制特征。
图10的生物灭菌指示器系统10’可起到与图1-5中的生物灭菌指示器系统10类似的作用，并且可包括类似的部件，不同的是读取装置12’包括第三传感器（或另外的“第一”传感器）52’。如图10所示，在一些实施例中，当第二部分606位于第二位置650时，第一传感器52可设置为邻近第二部分606的信号调制特征653，使得当第二部分606位于第一位置648时，第一部分604的平滑外壁（即，不在平至圆过渡部652’的区域中）将提供独特的高信号至第一传感器52，但是当第二部分606位于第二位置650时，第二部分606将阻止此类独特的高信号并且将独特的信号（例如，独特的中间信号）提供给第一传感器52。另一方面，当生物灭菌指示器600完全就位于读取装置12’的凹部14中时，第三传感器52’可被设置为邻近第一部分604的信号调制特征653’，使得当第二部分606位于第一位置648或第二位置650时，来自信号调制特征653’的独特修正信号可被第三传感器52’检测到。
在此类实施例中，第一传感器52可生成（并且控制器51可接收）：当凹部14为空时的第一信号（例如，相对低的信号）；依据暴露的第一部分604的平滑外壁/表面的第二信号，在生物灭菌指示器600设置在凹部14中并且第二部分606不位于第二位置650（例如，位于第一位置648）时生成，该第二信号显著不同于第一信号；以及依据第二部分206的信号调制特征653的第三信号，在生物灭菌指示器600设置于凹部14中，并且第二部分606位于第二位置650时生成，该第三信号显著不同于第一信号和第二信号。
另外，第三传感器52’可生成（并且控制器51可接收）当凹部14为空时的第一信号（例如，相对低的信号）；以及依据第一部分604的信号调制特征653’、显著不同于第一信号的第二信号。另外，第三传感器52’将表明生物灭菌指示器600未正确地设置在凹部14中，因为在一些实施例中，当生物灭菌指示器600在凹部14中被转过位（即未正确就位）时，第三传感器52’可生成显著不同于第一信号和第二信号的第三信号。例如，如果生物灭菌指示器600在凹部14中未被正确取向，则第三传感器52’将不再与第一部分604的信号调制特征653’对齐而确认生物灭菌指示器600完全就位于凹部14中，而是第三传感器52’与生物灭菌指示器600的其他部分（例如，与信号调制特征653’相对的平滑外壁）对齐并且生成比信号调制特征653’的独特信号相对高的信号。因此，当第三传感器52’发送第二信号并且第一传感器52发送第三信号至控制器51时，控制器51可开始引发孢子生长和/或检测过程，或分析结果将在不含错误代码的情况下输出至显示器16。
第一传感器52和第三传感器52’可形成专用于图10所示的凹部14的专用检测系统55’的一部分，并且该系统还可包括第二传感器54。如上所述，第二传感器54可包括激发源72和检测器74，并且可用于确认生物灭菌指示器600完全就位于凹部14中（例如，可靠地确认生物灭菌指示器600的激活），以及/或者通过针对孢子生长查询生物灭菌指示器600来进行检测或分析过程。
虽然生物灭菌指示器系统10和10’、生物灭菌指示器100、500和600以及第二部分106、206、306、406、506和606在上文中作为一些单独实施例作了描述，但应当理解，本发明的生物灭菌指示器系统可包括上文所述和图1-10所示的各种结构和组成单元的任何能实现所需生物灭菌指示器系统功能的组合。
此外，即使相对于读取装置12和生物灭菌指示器系统10仅示出和描述了一个第一传感器52，并且相对于读取装置12’和生物灭菌指示器系统10’示出和描述了两个第一传感器52、52’，但根据本发明应当理解，可根据需要使用多个此类第一传感器52来检测在生物灭菌指示器100、600的多种部件上的多个信号调制特征，以确认生物灭菌指示器100、600的第二部分106、606已移动足够的量并且确认生物灭菌指示器100、600的激活。
实施例
实施例1为生物灭菌指示器系统，该系统包括：
生物灭菌指示器，其包括：
壳体，其包括
第一部分，和
第二部分，其适合连接于第一部分，当连接到第一部分时，第二部分能够相对于第一部分在第一位置与第二位置之间移动；和
容器，其容纳液体并且尺寸被设计成能够设置在壳体中，容器的至少一部分是易碎的，容器设置在壳体的至少第一部分中，容器具有第一状态和第二状态，在第一状态下，当壳体的第二部分位于第一位置时，容器是完整的，在第二状态下，当壳体的第二部分位于第二位置时，容器是碎裂的；和
读取装置，其包括凹部，该凹部的尺寸被设计成接纳生物灭菌指示器的至少一部分，该读取装置适于生成以下信号中的至少一者：
指示凹部为空的第一信号，
表明生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置的第二信号，和
表明生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置的第三信号。
实施例2为一种检测生物灭菌指示器的激活状态的方法，该方法包括：
提供生物灭菌指示器，其包括：
壳体，其包括
第一部分，和
第二部分，其适合连接于第一部分，第二部分能够相对于第一部分在第一位置与第二位置之间移动；和
容器，其容纳液体，容器的至少一部分是易碎的，容器设置在壳体的至少第一部分中，容器具有第一状态和第二状态，在第一状态下，当壳体的第二部分位于第一位置时，容器是完整的，在第二状态下，当壳体的第二部分位于第二位置时，容器是碎裂的；
提供读取装置，其包括凹部，该凹部的尺寸被设计成接纳生物灭菌指示器的至少一部分；
当凹部为空时，生成第一信号；
将生物灭菌指示器设置在读取装置的凹部中；和
生成以下信号中的至少一者：
当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时的第二信号，和
当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时的第三信号。
实施例3为生物灭菌指示器系统，该系统包括：
生物灭菌指示器，其包括：
壳体，其包括
第一部分，和
第二部分，其适合连接于第一部分，当连接到第一部分时，第二部分能够相对于第一部分在第一位置与第二位置之间移动；和
容器，其容纳液体并且尺寸被设计成能够设置在壳体中，容器的至少一部分是易碎的，容器设置在壳体的至少第一部分中，容器具有第一状态和第二状态，在第一状态下，当壳体的第二部分位于第一位置时，容器是完整的，在第二状态下，当壳体的第二部分位于第二位置时，容器是碎裂的；和
读取装置，其包括凹部，该凹部的尺寸被设计成接纳生物灭菌指示器的至少一部分，读取装置被构造成检测以下状态中的至少一者：
当凹部为空时，
当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时，和
当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时。
实施例4为一种检测生物灭菌指示器的激活状态的方法，该方法包括：
提供生物灭菌指示器，其包括：
壳体，其包括
第一部分，和
第二部分，其适合连接于第一部分，第二部分能够相对于第一部分在第一位置与第二位置之间移动；和
容器，其容纳液体，容器的至少一部分是易碎的，容器设置在壳体的至少第一部分中，容器具有第一状态和第二状态，在第一状态下，当壳体的第二部分位于第一位置时，容器是完整的，在第二状态下，当壳体的第二部分位于第二位置时，容器是碎裂的；
提供读取装置，其包括凹部，该凹部的尺寸被设计成接纳生物灭菌指示器的至少一部分；和
检测以下状态中的至少一者：
当凹部为空时；
当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时，和
当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时。
实施例5为任一上述实施例的系统或方法，其中壳体的第一部分包括开口端和封闭端，并且其中壳体的第二部分适合连接于壳体的第一部分的开口端。
实施例6为任一上述实施例的系统或方法，其中第二位置比第一位置更靠近壳体的第一部分的封闭端。
实施例7为任一上述实施例的系统或方法，其中当壳体的第二部分位于第一位置时，生物灭菌指示器对环境开放，并且其中当壳体的第二部分位于第二位置时，生物灭菌指示器被密封而与环境隔离。
实施例8为任一上述实施例的系统或方法，其中壳体包括纵向，并且其中壳体的第二部分能够相对于第一部分在第一位置与第二位置之间沿纵向移动。
实施例9为任一上述实施例的系统或方法，其中当壳体的第二部分位于第一位置时，容器处于第一状态，并且其中当壳体的第二部分位于第二位置时，容器处于第二状态。
实施例10为任一上述实施例的系统或方法，其中读取装置被构造用于培养生物灭菌指示器。
实施例11为任一上述实施例的系统或方法，其中当生物灭菌指示器设置在读取装置的凹部中时，并且当生物灭菌指示器位于读取装置的凹部之外时，壳体的第二部分能够相对于壳体的第一部分移动。
实施例12为任一上述实施例的系统或方法，其中生物灭菌指示器和凹部相对于彼此键配合，使得生物灭菌指示器仅在一个取向上完全置入凹部内。
实施例13为任一上述实施例的系统或方法，其中壳体包括纵向，并且其中容器可随着壳体的第二部分在第一部分与第二部分之间移动而在壳体的纵向上移动。
实施例14为任一上述实施例的系统或方法，其中在灭菌期间壳体的第二部分位于第一位置，而在激活之后壳体的第二部分位于第二位置。
实施例15为实施例3-14中任一实施例的系统或方法，其中读取装置被构造成生成以下信号中的至少一者：
当凹部为空时的第一信号；
当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时的第二信号；和
当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时的第三信号。
实施例16为实施例3-15中任一实施例的系统，其中读取装置被构造成生成至少一个信号，每个信号指示被检测的状态之一。
实施例17为实施例4-16中任一实施例的方法，还包括将生物灭菌指示器设置在读取装置的凹部中。
实施例18是实施例4-17中任一实施例的方法，还包括：
当凹部为空时，生成第一信号；
将生物灭菌指示器设置在读取装置的凹部中；和
生成以下信号中的至少一者：
表明当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时的第一信号，和
表明当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时的第二信号。
实施例19为实施例15的系统或实施例18的方法，其中读取装置被构造成在产生第一信号或第二信号时生成错误代码。
实施例20为任一上述实施例的系统或方法，其中读取装置包括邻近壳体的第一部分和壳体的第二部分中至少一者的信号调制特征而设置的第一传感器。
实施例21为任一上述实施例的系统或方法，其中读取装置包括被构造成可感测生物灭菌指示器的信号调制特征的第一传感器。
实施例22为实施例21的系统或方法，其中生物灭菌指示器的壳体的第一部分和壳体的第二部分中的至少一者包括信号调制特征。
实施例23为实施例15和19中任一实施例的系统或实施例18-19中任一实施例的方法，其中生物灭菌指示器的壳体的第一部分包括信号调制特征，并且其中第二信号至少部分地由壳体的第一部分的信号调制特征确定。
实施例24为实施例15、19和23中任一实施例的系统或实施例18-19和23中任一实施例的方法，其中生物灭菌指示器的壳体的第二部分包括信号调制特征，并且其中第三信号至少部分地由壳体的第二部分的信号调制特征确定。
实施例25为任一上述实施例的系统或方法，其中生物灭菌指示器的壳体的第一部分包括信号调制特征，当壳体的第二部分位于第一位置时，该信号调制特征暴露于读取装置，并且当壳体的第二部分位于第二位置时，其不暴露于读取装置。
实施例26为任一上述实施例的系统或方法，其中读取装置包括当凹部为空时被构造成生成第一信号的第一传感器，并且其中生物灭菌指示器的壳体的第一部分包括信号调制特征，当壳体的第二部分位于第一位置时，该信号调制特征暴露于第一传感器，并且当第二部分位于第二位置时，其被第二部分遮挡，使得第一传感器生成：
依据所述信号调制特征的第二信号，在生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时生成，该第二信号不同于第一信号，以及
第三信号，当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时，该第三信号不同于第一信号和第二信号。
实施例27为实施例25或26的系统或方法，其中在生物灭菌指示器的壳体的第一部分上的信号调制特征包括在壳体的第一部分的外表面上的平至圆过渡区域。
实施例28为实施例25-27中任一实施例的系统或方法，其中在生物灭菌指示器的壳体的第一部分上的信号调制特征包括凸起和凹陷中的至少一者。
实施例29为实施例25-28中任一实施例的系统或方法，其中在生物灭菌指示器的壳体的第一部分上的信号调制特征包括结合在壳体的第一部分的外表面上的标贴。
实施例30为实施例25-29中任一实施例的系统或方法，其中在生物灭菌指示器的壳体的第一部分上的信号调制特征包括在壳体的第一部分的外表面上的表面修饰。
实施例31为实施例25-30中任一实施例的系统或方法，其中在壳体的第一部分上的信号调制特征为第一信号调制特征，并且其中壳体的第二部分包括当壳体的第二部分位于第二位置时暴露的第二信号调制特征。
实施例32为实施例29的系统或方法，其中第一信号调制特征不同于第二信号调制特征。
实施例33为任一上述实施例的系统或方法，其中生物灭菌指示器的壳体的第二部分包括信号调制特征，当壳体的第二部分位于第二位置时，该信号调制特征暴露于读取装置，并且当壳体的第二部分位于第一位置时，其不暴露于读取装置。
实施例34为任一上述实施例的系统或方法，其中读取装置包括被构造成在凹部为空时生成第一信号的第一传感器，并且其中壳体的第二部分包括当壳体的第二部分位于第二位置时暴露的信号调制特征，使得第一传感器生成：
第二信号，当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第一位置时，该第二信号不同于第一信号，和
依据所暴露的信号调制特征的第三信号，在生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时生成，该第三信号不同于第一信号和第二信号。
实施例35为实施例33或34中任一实施例的系统或方法，其中在生物灭菌指示器的壳体的第二部分上的信号调制特征包括凸起和凹陷中的至少一者。
实施例36为实施例33-35中任一实施例的系统或方法，其中在生物灭菌指示器的壳体的第二部分上的信号调制特征包括标贴。
实施例37为实施例33-36中任一实施例的系统或方法，其中在生物灭菌指示器的壳体的第二部分上的信号调制特征包括光学性质。
实施例38为实施例33-37中任一实施例的系统或方法，其中在生物灭菌指示器的壳体的第二部分上的信号调制特征包括表面修饰。
实施例39为任一上述实施例的系统或方法，其中读取装置包括设置为邻近凹部的第一传感器，该第一传感器被构造成生成第一信号、第二信号和第三信号中的至少一者。
实施例40为实施例39的系统或方法，其中读取装置包括第二传感器，该第二传感器被构造成生成表明生物灭菌指示器是否完全就位于凹部中的至少一种信号。
实施例41为任一上述实施例的系统或方法，其中读取装置包括：
邻近凹部的第一区域而设置的第一传感器，第一传感器被构造成生成以下信号中的至少一者：
表明凹部的第一区域为空的第一信号，
表明生物灭菌指示器设置在凹部的第一区域中并且壳体的第二部分位于第一位置的第二信号，和
表明生物灭菌指示器设置在凹部的第一区域中并且壳体的第二部分位于第二位置的第三信号；和
邻近凹部的第二区域而设置的第二传感器，第二传感器被构造成生成以下信号中的至少一者：
表明凹部的第二区域为空的第四信号，和
表明生物灭菌指示器设置在凹部的第二区域中的第五信号。
实施例42为实施例41的系统或方法，其中读取装置被构造成在第二传感器产生第四信号时生成错误代码。
实施例43为实施例41或42的系统或方法，其中读取装置被构造成在第一传感器产生第一信号或第二信号并且第二传感器产生第五信号时生成错误代码。
实施例44为实施例41-43中任一实施例的系统或方法，其中凹部的第一区域为上部区域，并且其中凹部的第二区域为下部区域。
实施例45为实施例41-44中任一实施例的系统或方法，其中凹部的第一区域为凹部的第一纵向区域，并且其中凹部的第二区域为凹部的第二纵向区域，其与第一区域间隔一定纵向距离。
实施例46为实施例20、21和26-45中任一实施例的系统或方法，其中第一传感器包括光遮断器。
实施例47为实施例40-46中任一实施例的系统或方法，其中第二传感器包括荧光检测系统，该荧光检测系统包括激发光源和检测器。
实施例48为实施例40-46中任一实施例的系统或方法，其中第二传感器包括光遮断器。
实施例49为实施例2、4-14和17-48中任一实施例的方法，还包括将壳体的第二部分从第一位置移动至第二位置以激活生物灭菌指示器。
实施例50为实施例49的方法，其中将壳体的第二部分从第一位置移动至第二位置发生在将生物灭菌指示器定位在凹部中之前，使得在生物灭菌指示器设置在凹部中之前生成第一信号，并且当生物灭菌指示器设置在凹部中时，生成第三信号而不生成第二信号。
实施例51为实施例49的方法，其中将壳体的第二部分从第一位置移动至第二位置发生在将生物灭菌指示器定位在凹部之后，使得在生物灭菌指示器设置在凹部中之前生成第一信号，并且当生物灭菌指示器设置在凹部中时，生成第二信号，并且当壳体的第二部分移动至第二位置时，生成第三信号。
实施例52为实施例18-19、23-24和39-40中任一实施例的方法，其中由邻近凹部的第一区域而设置的读取装置的第一传感器生成第一信号、第二信号和第三信号，其中读取装置还包括邻近凹部的第二区域而设置的第二传感器，并且该方法还包括用第二传感器生成以下信号中的至少一者：
表明凹部的第二区域为空的第四信号，和
表明生物灭菌指示器存在于凹部的第二区域中的第五信号。
实施例53为实施例15、19、23-24和39-40中任一实施例的系统，其中读取装置被构造成仅生成第一信号和第三信号。
实施例54为实施例15、19、23-24和39-40中任一实施例的系统，其中读取装置被构造成生成第一信号、第二信号和第三信号中的至少两者。
实施例55为任一上述实施例的系统或方法，其中生物灭菌指示器的壳体的至少一部分包括表面修饰。
实施例56为一种生物灭菌指示器，该生物灭菌指示器包括：
壳体；
容器，其容纳液体并且尺寸被设计成能够设置在壳体中，容器的至少一部分是易碎的，容器具有第一状态和第二状态，在第一状态下，容器是完整的并且液体不与壳体的内部流体连通，在第二状态下，容器是碎裂的并且液体与壳体的内部流体连通；
壳体中的第一室，当容器处于第一状态时，容器设置在其中；和
壳体中的第二室，当容器处于第一状态时，容器和液体不设置在其中，第二室包括生物活性源，当容器处于第一状态时，该生物活性源不与液体流体连通，并且当容器处于第二状态时，该生物活性源与液体流体连通；并且
其中壳体的至少一部分包括被设置成可抑制环境光到达生物灭菌指示器的第二室的表面修饰。
实施例57为实施例56的生物灭菌指示器，其中表面修饰包括纹理化表面。
实施例58为实施例56或57的生物灭菌指示器，其中生物灭菌指示器的壳体包括：
第一部分，和
第二部分，其适合连接于第一部分，当连接到第一部分时，第二部分能够相对于第一部分在第一位置与第二位置之间移动；并且
其中壳体的第一部分包括表面修饰。
实施例59为实施例58的生物灭菌指示器，其中表面修饰位于壳体的第一部分的上部。
实施例60为实施例56-59中任一实施例的生物灭菌指示器，其中表面修饰被配置成可散射环境光。
实施例61为实施例56-60中任一实施例的生物灭菌指示器，其中表面修饰被设置成可在生物灭菌指示器设置在读取装置的凹部中时抑制环境光到达生物灭菌指示器的第二室。
上面描述并在附图示出的实施例仅作为举例呈现，并无意于作为对本发明的概念和原则的限制。这样，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对各组成单元及其构造和布置进行各种改变。以下权利要求书描述了本发明的各种特征和方面。
Claims (32)
1.一种生物灭菌指示器系统，所述系统包括：
生物灭菌指示器，所述生物灭菌指示器包括：
壳体，所述壳体包括
第一部分，和
第二部分，所述第二部分适合连接于所述第一部分，当连接于所述第一部分时，所述第二部分能够相对于所述第一部分在第一位置与第二位置之间移动；
容器，所述容器容纳液体并且其尺寸被设计成能够设置在所述壳体中，所述容器的至少一部分是易碎的，所述容器设置在所述壳体的至少所述第一部分中，所述容器具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，当所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置时，所述容器是完整的，在所述第二状态下，当所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置时，所述容器是碎裂的；和
位于所述壳体的所述第一部分和第二部分中的至少一者上的至少一个信号调制特征，所述至少一个信号调制特征被设置为可检测的，以指示当所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置或第二位置时；和
读取装置，所述读取装置包括：
凹部，所述凹部的尺寸被设计成接纳所述生物灭菌指示器的至少一部分；和
第一传感器，所述第一传感器邻近所述凹部定位，并且被设置用于检测所述凹部为空时，以及检测所述生物灭菌指示器的至少一个信号调制特征，以确定当所述生物灭菌指示器设置在所述凹部中时所述壳体的所述第二部分相对于所述壳体的所述第一部分的位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中至少一个信号调制特征位于所述壳体的所述第一部分上，当所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置时，所述至少一个信号调制特征暴露于所述第一传感器，并且当所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置时，所述至少一个信号调制特征不暴露于所述第一传感器。
3.根据权利要求2所述的系统，其中在所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第一部分上的所述信号调制特征包括在所述壳体的所述第一部分的外表面上的平至圆过渡区域。
4.根据权利要求2所述的系统，其中在所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第一部分上的所述信号调制特征包括以下至少一者：
凸起，
凹陷，
结合在所述壳体的所述第一部分的外表面上的标贴，以及
在所述壳体的所述第一部分的外表面上的表面修饰。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的系统，其中在所述壳体的所述第一部分上的所述信号调制特征为第一信号调制特征，并且其中所述壳体的所述第二部分包括当所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置时暴露于所述第一传感器的第二信号调制特征。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第二部分包括信号调制特征，当所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置时，所述信号调制特征暴露于所述第一传感器，并且当所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置时，所述信号调制特征不暴露于所述第一传感器。
7.根据权利要求6所述的系统，其中在所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第二部分上的所述信号调制特征包括表面修饰。
8.根据权利要求6所述的系统，其中在所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第二部分上的所述信号调制特征包括以下至少一者：
凸起，
凹陷，
标贴，和
光学性质。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述壳体的所述第一部分包括至少一个信号调制特征，并且其中所述壳体的所述第二部分包括至少一个信号调制特征。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述第一传感器是多个第一传感器中的一个，并且其中每个第一传感器被设置用于检测至少一个信号调制特征。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述至少一个信号调制特征包括以下至少一者：表面修饰，补充材料或添加剂，及其组合。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述至少一个信号调制特征包括以下至少一者：凸起，凹陷，平至圆过渡部，倾斜面，标贴，染料，补充材料或添加剂，及其组合。
13.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述第一传感器包括光遮断器。
14.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，还包括邻近所述凹部而定位的第二传感器，所述第二传感器被设置用于确定灭菌功效。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述至少一个信号调制特征包括凸缘和凸脊中的至少一者。
16.一种检测生物灭菌指示器的激活状态的方法，所述方法包括：提供生物灭菌指示器，所述生物灭菌指示器包括：
壳体，所述壳体包括
第一部分，和
第二部分，所述第二部分适合连接于所述第一部分，所述第二部分能够相对于所述第一部分在第一位置与第二位置之间移动；
容器，所述容器容纳液体，所述容器的至少一部分是易碎的，所述容器设置在所述壳体的至少所述第一部分中，所述容器具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，当所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置时，所述容器是完整的，在所述第二状态下，当所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置时，所述容器是碎裂的；和
位于所述壳体的所述第一部分和第二部分中的至少一者上的至少一个信号调制特征，所述至少一个信号调制特征被设置为可检测的，以指示当所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置或第二位置时；
提供读取装置，所述读取装置包括：凹部，所述凹部的尺寸被设计成接纳所述生物灭菌指示器的至少一部分；和邻近所述凹部定位的第一传感器；
利用所述读取装置的所述第一传感器检测所述凹部为空时；以及
利用所述读取装置的所述第一传感器检测所述生物灭菌指示器的至少一个信号调制特征，以确定当所述生物灭菌指示器设置在所述凹部中时所述壳体的所述第二部分相对于所述壳体的所述第一部分的位置。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
当所述凹部为空时，利用所述第一传感器生成第一信号；
将所述生物灭菌指示器设置在所述读取装置的所述凹部中；和
生成以下信号中的至少一者：
利用所述第一传感器生成表明所述生物灭菌指示器设置在所述凹部中并且所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置的第二信号，和
利用所述第一传感器生成表明所述生物灭菌指示器设置在所述凹部中并且所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置的第三信号。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括在产生所述第一信号或所述第二信号时利用所述读取装置生成错误代码。
19.根据权利要求16所述的方法，其中至少一个信号调制特征位于所述壳体的所述第一部分上，当所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置时，所述至少一个信号调制特征暴露于所述第一传感器，并且当所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置时，所述至少一个信号调制特征不暴露于所述第一传感器。
20.根据权利要求19所述的方法，其中在所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第一部分上的所述信号调制特征包括在所述壳体的所述第一部分的外表面上的平至圆过渡区域。
21.根据权利要求19所述的方法，其中在所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第一部分上的所述信号调制特征包括以下至少一者：
凸起，
凹陷，
结合在所述壳体的所述第一部分的外表面上的标贴，以及
在所述壳体的所述第一部分的外表面上的表面修饰。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其中在所述壳体的所述第一部分上的所述信号调制特征为第一信号调制特征，并且其中所述壳体的所述第二部分包括当所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置时暴露于所述第一传感器的第二信号调制特征。
23.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第二部分包括信号调制特征，当所述壳体的所述第二部分位于所述第二位置时，所述信号调制特征暴露于所述第一传感器，并且当所述壳体的所述第二部分位于所述第一位置时，所述信号调制特征不暴露于所述第一传感器。
24.根据权利要求23所述的方法，其中在所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第二部分上的所述信号调制特征包括表面修饰。
25.根据权利要求23所述的方法，其中在所述生物灭菌指示器的所述壳体的所述第二部分上的所述信号调制特征包括以下至少一者：
凸起，
凹陷，
标贴，和
光学性质。
26.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述壳体的所述第一部分包括至少一个信号调制特征，并且其中所述壳体的所述第二部分包括至少一个信号调制特征。
27.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述第一传感器是多个第一传感器中的一个，并且其中每个第一传感器被设置用于检测至少一个信号调制特征。
28.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述至少一个信号调制特征包括以下至少一者：表面修饰，补充材料或添加剂，及其组合。
29.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述至少一个信号调制特征包括以下至少一者：凸起，凹陷，平至圆过渡部，倾斜面，标贴，染料，补充材料或添加剂，及其组合。
30.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述第一传感器包括光遮断器。
31.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，还包括邻近所述凹部而定位的第二传感器，所述第二传感器被设置用于确定灭菌功效。
32.根据权利要求29所述的方法，其中所述至少一个信号调制特征包括凸缘和凸脊中的至少一者。
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