ES2958488T3 - Realización de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana y sistemas y métodos relacionados - Google Patents

Realización de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana y sistemas y métodos relacionados Download PDF

Info

Publication number
ES2958488T3
ES2958488T3 ES17786740T ES17786740T ES2958488T3 ES 2958488 T3 ES2958488 T3 ES 2958488T3 ES 17786740 T ES17786740 T ES 17786740T ES 17786740 T ES17786740 T ES 17786740T ES 2958488 T3 ES2958488 T3 ES 2958488T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
test
wells
cartridge
incubation
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17786740T
Other languages
English (en)
Inventor
Aleksandar Vacic
Nathan Purmort
Eric Stern
Anna Passernig
Paul Otten
Randall Tragni
Ronan Hayes
Andriy Tsupryk
Bruce Richardson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Selux Diagnostics Inc
Original Assignee
Selux Diagnostics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Selux Diagnostics Inc filed Critical Selux Diagnostics Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2958488T3 publication Critical patent/ES2958488T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041—Oxides or hydroxides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/18—Testing for antimicrobial activity of a material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/0099—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor comprising robots or similar manipulators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/028—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having reaction cells in the form of microtitration plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1065—Multiple transfer devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/10—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus by centrifugation ; Cyclones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48—Automatic or computerized control
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/02—Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
    • G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00039—Transport arrangements specific to flat sample substrates, e.g. pusher blade
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00108—Test strips, e.g. paper
    • G01N2035/00118—Test strips, e.g. paper for multiple tests
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00148—Test cards, e.g. Biomerieux or McDonnel multiwell test cards
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00237—Handling microquantities of analyte, e.g. microvalves, capillary networks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00356—Holding samples at elevated temperature (incubation)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00475—Filters
    • G01N2035/00485—Filters combined with sample carriers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00524—Mixing by agitating sample carrier
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584—Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722—Communications; Identification
    • G01N35/00732—Identification of carriers, materials or components in automatic analysers
    • G01N2035/00821—Identification of carriers, materials or components in automatic analysers nature of coded information
    • G01N2035/00841—Identification of carriers, materials or components in automatic analysers nature of coded information results of the analyses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0401—Sample carriers, cuvettes or reaction vessels
    • G01N2035/0418—Plate elements with several rows of samples
    • G01N2035/0425—Stacks, magazines or elevators for plates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

En algunos aspectos, los sistemas automatizados de prueba rápida de susceptibilidad antimicrobiana para realizar una secuencia de prueba de múltiples ensayos pueden incluir un conjunto de incubación automatizado que tiene un conjunto de nido adaptado para albergar al menos un panel de prueba que tiene una pluralidad de pocillos para recibir una muestra que comprende microorganismos que se originan en un muestra clínica, facilitando el conjunto de incubación la incubación de uno o más paneles de prueba para someterse a la secuencia de prueba de múltiples ensayos; un conjunto de manipulación robótica configurado para aceptar uno o más paneles de prueba entrantes y moverlos hacia y desde el conjunto de incubación para la incubación entre cada ensayo de la secuencia de prueba de múltiples ensayos; un conjunto automatizado de manipulación de líquidos configurado para intercambiar uno o más fluidos en la pluralidad de pocillos de los paneles de prueba; y un conjunto óptico para interrogar y leer cada ensayo de la secuencia de prueba de múltiples ensayos que se realiza en la pluralidad de pocillos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Realización de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana y sistemas y métodos relacionados
APLICACIONES RELACIONADAS
Esta solicitud reivindica la prioridad y el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de los Estados Unidos Número de Serie 62/326,525, depositada el 22 de abril de 2016, titulada "Device for Rapid Antibiotic Susceptibility Testing", y el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de los Estados Unidos Número de Serie 62/393,936, depositada el 13 de septiembre de 2016, titulada "Device for Rapid Antibiotic Susceptibility Testing".
CAMPO TÉCNICO
Esta divulgación se refiere en general a las pruebas de susceptibilidad antimicrobiana, y más específicamente a la realización de pruebas rápidas automatizadas de susceptibilidad antimicrobiana y sistemas y métodos relacionados.
FONDO
Los antimicrobianos han transformado la práctica de la medicina, facilitando el tratamiento de infecciones antes letales y salvando millones de vidas. Se ha demostrado que la administración rápida de antimicrobianos reduce la mortalidad, especialmente en casos graves como la septicemia. En estos casos graves, se utilizan los antimicrobianos más potentes, ya que normalmente se desconoce la información sobre el organismo (por ejemplo, la especie). Estos antimicrobianos de amplio espectro pueden tener efectos secundarios graves, causar daños orgánicos, prolongar la recuperación y la estancia hospitalaria y, en algunos casos, aumentar la mortalidad. Además, el uso excesivo de antimicrobianos ha provocado el aumento de organismos resistentes a los antimicrobianos, que se han convertido en una amenaza grave y creciente para la salud pública. Cada vez hay más pruebas que demuestran que los programas de gestión de antibióticos pueden optimizar el tratamiento de las infecciones y reducir los efectos adversos asociados al uso y abuso de antimicrobianos, además de aumentar las tasas de curación, reducir los fracasos terapéuticos y aumentar el porcentaje de terapias correctas. Mediante el uso de una terapia antimicrobiana específica, se puede reducir (por ejemplo, minimizar) la mortalidad de los pacientes, acortar la recuperación y los hospitales pueden ahorrar dinero tanto en la estancia de los pacientes como en minimizar el uso de antimicrobianos caros.
Sin embargo, la información completa que suele necesitarse para una terapia antimicrobiana específica suele obtenerse entre 2 y 3 días después de la toma de la muestra. Las pruebas actuales de susceptibilidad antimicrobiana (AST) pueden requerir más de 8 horas para determinar y ofrecer información pertinente y útil, lo que no suele ser suficiente para proporcionar un resultado el mismo día. En el mejor de los casos, esto puede obligar a ajustar las terapias antimicrobianas al día siguiente.
Algunos sistemas realizan pruebas fenotípicas de organismos patógenos exponiéndolos a un conjunto de series de diluciones antimicrobianas y midiendo su crecimiento a lo largo del tiempo. El crecimiento puede medirse indirectamente y, con mayor frecuencia, ópticamente midiendo la turbidez de la solución o la fluorescencia de un colorante desencadenada por el metabolismo del microorganismo. Por comparación cuantitativa de la señal óptica, estos sistemas determinan la concentración más baja en series de dilución de cada antimicrobiano que inhibe con éxito el crecimiento del microorganismo ensayado. Este valor, conocido como concentración inhibitoria mínima (MIC), suele ser utilizado por los médicos para determinar el antimicrobiano y la dosis más eficaces, es decir, administrar una terapia antimicrobiana específica. Además, el resultado de susceptibilidad cualitativa (QSR) en forma de susceptible (S), intermedio (I) y resistente (R) puede notificarse con o en lugar de la MIC.
Históricamente, la automatización en los laboratorios clínicos de microbiología ha sido lenta en comparación con las áreas de química clínica y hematología, donde la automatización y el desarrollo de nuevas pruebas han reducido el tiempo desde la muestra hasta el resultado. En los últimos 30 años se han desarrollado tres sistemas de uso común diseñados para automatizar operaciones que suelen realizar técnicos altamente cualificados.
Para realizar una prueba fenotípica, se mide la dependencia del crecimiento de un microorganismo dado en un caldo nutritivo normalizado (por ejemplo, caldo Muller Hinton) y en presencia de un antimicrobiano. Los antimicrobianos pueden prepararse como series de dilución 2x. Manualmente, el crecimiento suele medirse una sola vez, al cabo de 16-24 horas, según la definición del Clinical & Laboratory Standards Institute (CLSI). Algunos sistemas automatizados, como se ha mencionado anteriormente, acortan este tiempo interrogando periódicamente el crecimiento de microorganismos en cada pocillo de prueba (por ejemplo, 20 minutos). Este proceso puede ser tedioso y normalmente no lo realizan los técnicos. A continuación, las curvas de crecimiento se analizan mediante algoritmos propios que incluyen el análisis de valores absolutos, relativos entre pozos, tasas, integrales, etc., de las curvas de crecimiento.
El documento US 5 856 193 A divulga un sistema según el preámbulo de la reivindicación 1. El documento US 2010/124763 A1 describe un método para detectar microorganismos.
RESUMEN
La invención se refiere a un sistema automatizado de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana según la reivindicación 1 y a un método para realizar secuencias de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana de prueba múltiple según la reivindicación 9. Las realizaciones ventajosas se exponen en las reivindicaciones dependientes. En algunos aspectos, los sistemas y métodos descritos en el presente documento pueden ayudar a proporcionar una solución para lograr resultados de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana de alta sensibilidad y rápidos (por ejemplo, en el mismo turno) utilizando pruebas de criterio de valoración basados en la amplificación de la presencia de microorganismos que permiten detectar diferencias mínimas de crecimiento y medir los efectos de los antimicrobianos más rápidamente que los métodos tradicionales, como los que implican densidad óptica, nefelometría o fluorometría. Además, los sistemas y métodos aquí descritos pueden permitir la detección del crecimiento filamentoso utilizando la superficie como indicador del crecimiento del microorganismo en lugar de enfoques que impliquen colorante metabólico o dispersión y absorción de la luz. Además, los sistemas y métodos aquí descritos pueden permitir la obtención de resultados AST para especies y cepas de crecimiento lento retrasando el inicio de la prueba de crecimiento en el criterio de valoración hasta que se haya observado un crecimiento suficiente del microorganismo para obtener resultados precisos.
Típicamente, las pruebas de alta sensibilidad que se basan en la amplificación (p. ej., catalítica) sólo pueden realizarse una vez, ya que los productos químicos necesarios para esas pruebas suelen destruir el microorganismo diana. Por lo tanto, los sistemas y métodos descritos en el presente documento suelen utilizar dos tipos de pruebas para abordar esta cuestión. En algunos casos, puede realizarse primero una prueba preliminar (por ejemplo, de control) y repetirse periódicamente para interrogar el crecimiento de microorganismos no inhibidos (es decir, sin presencia de antibióticos). Estas pruebas de punto de control pueden realizarse en pocillos denominados en el presente documento pocillos de control. Ejemplos de pocillos de control típicos son un pocillo de crecimiento que contiene microorganismos en caldo nutritivo y un pocillo de control de contaminación que sólo contiene caldo nutritivo. El sistema interroga ópticamente el crecimiento/no crecimiento (por ejemplo, absorbancia, colorante metabólico de fluorescencia, etc.) y una vez que se alcanza y detecta una relación particular y/o un cambio cinético entre los pocillos de control, pueden iniciarse una o más pruebas de criterio de valoración (por ejemplo, una prueba de amplificación o una prueba de crecimiento) en muestras dispuestas en otras porciones del panel de prueba (por ejemplo, el resto o todo el panel de prueba). Las muestras, por ejemplo, pueden incluir microorganismos procedentes de una muestra clínica. Para la comprobación del crecimiento y la determinación de la MIC pueden utilizarse pocillos adicionales, como los que contienen microorganismos en solución salina u otros medios que no favorecen el crecimiento de los microorganismos (es decir, debido a la falta de nutrientes). Estos pocillos pueden contener concentraciones de microorganismos similares a las de la muestra de partida y denominarse control "congelado en el tiempo" (por ejemplo, FIT).
En algunos casos, los sistemas y métodos aquí descritos pueden implementarse para proporcionar pruebas más rápidas que algunos sistemas convencionales. Por ejemplo, aunque algunos sistemas automatizados pueden acelerar el tiempo de obtención de resultados, ninguno está actualmente autorizado para ofrecer resultados en un plazo de 5 horas, que puede ser la definición de resultados "en el mismo turno" para muchos laboratorios clínicos. Debido a esta lentitud en la obtención de resultados y a que los resultados AST son complejos y pueden requerir la interpretación de expertos para la acción clínica, estos sistemas convencionales pueden dar lugar a un retraso de un día entre el inicio de las pruebas de susceptibilidad y la acción clínica.
Se incluye una cámara de incubación para mantener una temperatura de crecimiento óptima para el organismo sometido a prueba. A diferencia de otros sistemas convencionales, los sistemas y métodos aquí descritos incluyen una incubadora que proporciona o permite de otro modo la agitación de los paneles de prueba. En algunos casos, la agitación orbital puede mejorar la oxigenación y permitir una exposición continua y más uniforme de los microorganismos a los nutrientes del medio de cultivo. La agitación puede aumentar aún más la uniformidad de la exposición de los microorganismos a los compuestos antimicrobianos. Estos pueden, en algunos casos, aumentar el crecimiento y acortar el tiempo necesario para cuantificar la MIC y/o QSR.
Los sistemas aquí descritos incluyen un sistema óptico que puede incluir una fuente de excitación óptica (p. ej., lámpara de xenón, diodo emisor de luz (LED)), un conjunto de filtros ópticos (p. ej., filtros discretos, monocromadores) con las características deseadas (p. ej., paso de banda, parada de banda, longitud de onda central, anchura media máxima completa (FWHM)), y un detector óptico (p. ej., tubo fotomultiplicador). Los sistemas ópticos también pueden incluir sistemas electrónicos de adquisición y procesamiento de datos utilizados para recoger y procesar datos. En algunos casos, el sistema óptico puede incluir uno o más componentes, como fibra óptica y óptica de recogida, anidados en, o dispuestos de otro modo dentro o sobre, un brazo robótico utilizado para mover los cartuchos por todo el sistema. Esta configuración puede ayudar a conseguir un procesamiento de muestras y un tiempo de lectura de resultados más rápidos. Estas ópticas pueden transportar una señal desde los cartuchos hasta el detector y la electrónica de tratamiento de datos. Se incluye un sistema de manejo de líquidos que se utiliza para suministrar y/o extraer (por ejemplo, aspirar) reactivos hacia y desde los pocillos de prueba dentro de los cartuchos.
Se incluye un método de separación que puede utilizarse para eliminar el exceso de fluido de los pocillos de prueba que podría interferir con las diversas pruebas realizadas. Este paso puede formar parte del proceso de lavado e incluye la centrifugación.
Otros procedimientos de separación que no forman parte de la presente invención son la separación magnética o la filtración al vacío. La separación por centrifugación se utiliza para separar los microorganismos en pellets.
La separación va seguida de una etapa de proceso de aspiración para eliminar el líquido sobrenadante. En algunas realizaciones, el término secuencia de lavado puede referirse a una centrifugación, aspiración y tampón líquido adicional (por ejemplo, tampón de prueba o de lavado).
El conjunto de incubación puede incluir un sistema de accionamiento para agitar el conjunto de nido que lleva el al menos un panel de prueba. El sistema de accionamiento puede configurarse para impartir una velocidad orbital variable al conjunto del nido. La velocidad puede oscilar entre 100 y 650 RPM. El radio de una órbita de agitación puede ser ajustable. El radio de una órbita de agitación puede ser de 1 mm a 10 mm aproximadamente.
El conjunto óptico puede montarse sobre o formarse integralmente dentro de un brazo robótico del conjunto de manipulación robótica. El conjunto óptico puede configurarse para medir al menos una de las siguientes magnitudes: absorbancia, fluorescencia, luminiscencia, fluorescencia resuelta en el tiempo o luminiscencia temporizada emitida por la muestra durante la secuencia de pruebas de prueba múltiple. Una longitud de onda de excitación para generar una emisión de fluorescencia puede ser de aproximadamente 560 nm y una longitud de onda de la emisión puede ser de aproximadamente 590 nm. Una longitud de onda de excitación para generar una emisión de luminiscencia temporizada puede ser de aproximadamente 280 nm a aproximadamente 360 nm y una longitud de onda de la emisión puede ser de aproximadamente 608 nm a aproximadamente 623 nm. El conjunto óptico puede incluir dos o más filtros ópticos para la interrogación y lectura de cada prueba de la secuencia de prueba múltiple que se realiza en la pluralidad de pocillos. Se pueden disponer dos filtros ópticos en un componente de indexación configurado para colocar selectivamente un primer filtro óptico en línea con una fuente de excitación y un segundo filtro óptico en línea con un detector óptico. El componente de indexación puede incluir un segundo conjunto de dos filtros, y donde un movimiento de indexación del componente de indexación reemplaza el filtro óptico en línea con la fuente de excitación y el filtro óptico en línea con el detector óptico. El conjunto de manejo de fluidos incluye un sistema de adición de líquidos y un sistema de aspiración. Los reactivos pueden almacenarse en un recipiente desechable. El contenedor puede desecharse y sustituirse después de al menos cada turno, al menos cada 1 día, al menos cada 5 días o al menos cada semana. El contenedor puede desecharse y sustituirse después de al menos cada secuencia de prueba, cada 10 secuencias de prueba, cada 20 secuencias de prueba, cada 50 secuencias de prueba o cada 100 secuencias de prueba.
El sistema puede configurarse para procesar simultáneamente al menos 2, al menos 4, al menos 6, al menos 8, al menos 10 o al menos 12 paneles de prueba. El sistema puede configurarse para producir una secuencia de pruebas de al menos 2, al menos 4, al menos 6, al menos 8, al menos 10, al menos 12, al menos 16, al menos 20 paneles de pruebas por hora. La duración del procesamiento de un panel de pruebas a través de la secuencia de pruebas, desde la inserción del panel de pruebas en el sistema hasta la obtención de un resultado, puede ser inferior a 8 horas, menos de 6 horas, menos de 5 horas, menos de 4 horas, menos de 3 horas o menos de 2 horas.
Según la invención, se proporciona un método para realizar secuencias de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana de prueba múltiple según la reivindicación 9.
La manipulación de líquidos puede incluir la realización de uno o más pasos de adición de líquidos por aspiración. La realización de la prueba de criterio de valoración puede incluir una pluralidad de pasos de unión. Una especie de amplificación de los pasos de unión puede incluir un catalizador. Una especie de amplificación de los pasos de unión puede incluir un quelato de europio.
Los métodos y sistemas de prueba pueden configurarse para procesar simultáneamente al menos 2, al menos 4, al menos 6, al menos 8, al menos 10, o al menos 12 paneles de prueba. Los métodos y sistemas de prueba pueden configurarse para producir una secuencia de prueba de al menos 2, al menos 4, al menos 6, al menos 8, al menos 10, al menos 12, al menos 16, al menos 20 paneles de prueba por hora. La duración del procesamiento de un panel de pruebas a través de la secuencia de pruebas, desde la inserción del panel de pruebas en el sistema de pruebas hasta la obtención de un resultado utilizando los métodos, puede ser inferior a 8 horas, inferior a 6 horas, inferior a 5 horas, inferior a 4 horas, inferior a 3 horas o inferior a 2 horas.
En algunos aspectos, los dispositivos de manipulación de cartuchos de muestras del sistema de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana pueden incluir: una porción de agarre robótica que tiene una interfaz configurada para ser acoplada por un mecanismo de agarre de un brazo robótico; y un conjunto de dedos de elevación dimensionados y configurados para soportar un cartucho de muestra, los dedos de elevación definen una plataforma de cartucho.
Las realizaciones pueden incluir una o más de las siguientes características.
El conjunto de dedos puede incluir una o más características de posicionamiento del cartucho que definen la plataforma del cartucho y limitan el deslizamiento del cartucho con respecto a los dedos. Las características de posicionamiento del cartucho pueden incluir crestas verticales. Los dedos pueden estar separados lateralmente al menos aproximadamente 5 cm. Un extremo distal de al menos uno de los dedos puede ser cónico.
La interfaz de la porción de agarre robótica puede incluir un conjunto de protuberancias que se extienden lateralmente para acoplarse al mecanismo de agarre del brazo robótico. Un extremo distal de la porción de agarre puede ser ajustable en anchura de al menos aproximadamente 3 pulgadas a aproximadamente 4 pulgadas. El mecanismo de agarre puede accionarse, al menos en parte, mediante un actuador lineal y un acoplamiento para articular uno o más brazos de agarre. El mecanismo de agarre puede ser accionado, al menos en parte, por un mecanismo de resorte lineal en conexión con un acoplamiento para articular uno o más brazos de agarre.
En algunos aspectos, los sistemas de incubación para un sistema de prueba de muestras pueden incluir: un marco escalonado configurado que comprende uno o más pisos, cada piso que comprende: una etapa para acomodar un cartucho de prueba de muestras; una o más características de posicionamiento de cartucho que se extienden desde la etapa; y un conjunto de rebajes para acomodar un dispositivo de manipulación de cartucho de prueba; y un sistema de agitación configurado para generar un movimiento repetido del marco escalonado.
Las realizaciones pueden incluir una o más de las siguientes características.
El marco escalonado puede incluir múltiples pisos donde cada piso comprende dos superficies para acomodar dos cartuchos de prueba de muestras. La una o más características de posicionamiento del cartucho pueden incluir una cresta vertical a lo largo de un extremo delantero o trasero de la etapa para acomodar un cartucho de prueba. El suelo puede incluir un elemento calefactor dispuesto en o a lo largo del escenario.
El sistema de agitación puede configurarse para agitar axial u orbitalmente el bastidor. El sistema de agitación puede incluir un sistema de agitación rotacional que tenga un componente oscilante giratorio. El sistema de agitación puede incluir una superficie de apoyo a lo largo de la cual el componente oscilante giratorio interactúa durante la rotación. La superficie de apoyo puede incluir un cojinete de rodillos. El componente oscilante giratorio puede incluir un contrapeso. El sistema de agitación puede incluir uno o más actuadores lineales. El sistema de agitación puede incluir una o más superficies de apoyo lineales. El sistema de agitación puede incluir dos superficies de apoyo lineales colocadas sustancialmente perpendiculares entre sí. El sistema de agitación puede incluir dos carriles de cojinetes lineales y etapas deslizantes configuradas para deslizarse a lo largo de los carriles de cojinetes.
El sistema de agitación puede configurarse para agitar el bastidor a lo largo de una trayectoria orbital con un radio inferior a 25 mm aproximadamente. El sistema de agitación puede configurarse para agitar el bastidor a lo largo de una trayectoria orbital con un radio comprendido entre 1 mm y 12 mm aproximadamente. El sistema de agitación puede configurarse para variar un radio de la trayectoria orbital de agitación. El sistema de agitación puede configurarse para agitar el bastidor a lo largo de una trayectoria orbital a una velocidad superior a unas 75 revoluciones por minuto. El sistema de agitación puede configurarse para agitar el bastidor a lo largo de una trayectoria orbital a una velocidad de entre 150 revoluciones por minuto y 650 revoluciones por minuto. El sistema de agitación puede configurarse para variar la velocidad a la que el bastidor se desplaza a lo largo de la trayectoria orbital de agitación.
El sistema de incubación puede incluir una cubierta a lo largo de una cara frontal del bastidor. El marco puede definir una abertura delantera a lo largo de una cara delantera y una abertura trasera a lo largo de una cara trasera. El bastidor puede estar configurado para recibir un cartucho de un usuario a través de la abertura delantera y el cartucho puede ser extraído por un dispositivo de manipulación de un sistema automatizado a través de la abertura trasera.
En algunos aspectos, los métodos para aspirar fluido de una o más cámaras en un cartucho pueden incluir: desplazar uno o más microorganismos suspendidos en el fluido dentro de las cámaras utilizando una fuerza centrífuga; y aspirar un primer fluido de una primera cámara desde una ubicación sustancialmente opuesta a los microorganismos desplazados con respecto a una región central de la primera cámara.
Las realizaciones pueden incluir una o más de las siguientes características.
El desplazamiento de uno o más microorganismos suspendidos en el fluido puede incluir hacer pasar el cartucho por un sistema de centrifugación. La aspiración del primer fluido de la primera cámara puede incluir la disposición de una boquilla de aspiración de un sistema de procesamiento de fluidos acoplado al brazo robótico en la primera cámara.
Los métodos pueden incluir la aspiración de un segundo fluido de una segunda cámara desde una ubicación sustancialmente opuesta a un segundo conjunto de microorganismos desplazados con respecto a una región central de la segunda cámara. La aspiración del segundo fluido de la segunda cámara puede tener lugar en una ubicación dentro de la segunda cámara que es diferente de la ubicación en la que el primer fluido es aspirado de la primera cámara dentro de las respectivas regiones centrales de la primera y segunda cámaras. La aspiración del segundo fluido de la segunda cámara puede tener lugar en un lugar de la segunda cámara que sea sustancialmente opuesto al lugar en el que se aspira el primer fluido de la primera cámara con respecto a una región central del cartucho.
Varios aspectos de los sistemas y métodos aquí descritos pueden tener una o más de las siguientes ventajas.
En algunos aspectos, los sistemas y métodos aquí descritos proporcionan pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana (AST) y determinación de concentraciones inhibitorias mínimas (MIC) para paneles antimicrobianos. Estas CMI, junto con la especie de microorganismo y el antimicrobiano, se utilizan para determinar la interpretación del punto de rotura del Instituto de Normas Clínicas y de Laboratorio (CLSI) a fin de proporcionar el resultado AST clínico para cada combinación de especie de microorganismo y antimicrobiano. Dichos resultados adoptan la forma de Susceptible (S), Intermedio (I) o Resistente (R) según la publicación M-100S del CLSI. Para determinados antibióticos, pueden utilizarse los términos No Susceptible (NS) y Sin Interpretación (NI).
Según las normas de microbiología del CLSI, una MIC de un antimicrobiano dado para una especie y cepa dadas de un microorganismo se define como la concentración más baja del antimicrobiano en series de dilución dobles que inhibe el crecimiento del microorganismo. Según los manuales del CLSI y el documento de orientación de la FDA para los sistemas AST automatizados, una norma típicamente preferida para este procedimiento se realiza manualmente, tras 16-20 horas de incubación de un cartucho de placas de micropocillos de fondo redondo de 96 pocillos, y tras la inoculación con una muestra en caldo Muller-Hinton. Los cartuchos que cumplen los requisitos de las dimensiones estándar de las microplacas pueden resultar ventajosos para su manipulación. La lectura puede ser realizada manualmente (por ejemplo, a ojo) por un técnico cualificado. Este procedimiento es muy engorroso, a menudo caro y suele requerir mucho tiempo de los técnicos y planificación operativa. En los últimos 30 años se han introducido varios sistemas automatizados. Muchos sistemas automatizados aceleran la determinación del crecimiento de microorganismos mediante el uso de sondas ópticas. Aunque estos sistemas pueden acelerar la determinación del crecimiento, a menudo no son capaces de proporcionar resultados AST precisos dentro del límite de 5 horas "en el mismo turno" deseado o exigido por los laboratorios de microbiología. En tales sistemas, un algoritmo determina la MIC después de recopilar una cantidad suficiente de información (por ejemplo, relativa a la cantidad de crecimiento, tasa, etc.) de tal manera que el algoritmo puede decidir la MIC con un alto nivel de confianza. Por ello, los resultados no se comunican a una hora determinada (por ejemplo, una hora predefinida), sino de forma dispersa a lo largo de un periodo de 24 horas. La incapacidad de entregar los resultados del LAP en un horario consistente y dentro del mismo turno de trabajo (por ejemplo, para un médico o una enfermera), a menudo retrasa la entrega de terapias antimicrobianas específicas, ralentiza la recuperación y puede, en algunos casos, aumentar la mortalidad.
Los sistemas y métodos descritos en el presente documento abordan y reducen algunos de los inconvenientes discutidos anteriormente con respecto a los sistemas anteriores mediante la separación del proceso en dos o más pasos. Por ejemplo, en primer lugar, se ejecuta una secuencia de pruebas preliminares (por ejemplo, una prueba de punto de control) durante un periodo de tiempo (por ejemplo, de 2 a 4 horas) tras el inicio de la incubación. Si el crecimiento medido durante la prueba de punto de control se considera suficiente, el sistema puede iniciar la secuencia de análisis (por ejemplo, los pruebas de criterio de valoración (por ejemplo, las pruebas finales de crecimiento/viabilidad (por ejemplo, una prueba de amplificación)). Si el crecimiento medido durante la prueba de punto de control no se considera suficiente, el sistema puede incubarse durante un periodo de tiempo adicional (por ejemplo, 8 horas) desde que se detecta el organismo de crecimiento lento (es decir, debido a la falta de crecimiento suficiente según la prueba de punto de control) y podría utilizar el tiempo de crecimiento adicional antes de realizar la prueba de criterio de valoración. Se espera que estos organismos de crecimiento lento representen menos del 5% de todos los casos analizados. Alternativamente, los sistemas pueden programarse para interrogar periódicamente el crecimiento en pocillos de control hasta que se alcance un crecimiento suficiente para iniciar la prueba de criterio de valoración.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Fig. 1A es una vista en perspectiva de un ejemplo de sistema de prueba de susceptibilidad antimicrobiana, que puede tener un sistema de centrifugado para eliminar el exceso de fluidos de los pocillos de prueba. La Fig. 1B es una vista superior de un ejemplo de sistema de prueba de susceptibilidad antimicrobiana, que no forma parte de la presente invención, que puede tener un sistema de captura magnética para eliminar el exceso de fluidos de los pocillos de prueba. La Fig. 1C es una vista en perspectiva de un ejemplo de sistema de captura magnética. La Fig. 2A es una vista en perspectiva de un ejemplo de cartucho, por ejemplo, con 96 pocillos de prueba. La Fig. 2B es una vista en perspectiva de un ejemplo de cartucho, por ejemplo, con 384 pocillos de prueba.
La Fig. 3 es una vista en perspectiva de un ejemplo de bandeja de montaje de consumibles, que aloja puntas desechables y reactivos.
La Fig. 4 es una vista en perspectiva de un ejemplo de montaje de carga, que facilita la carga de cartuchos y bandejas de montaje de consumibles.
La Fig. 5A es una vista en perspectiva de un ejemplo de sistema de manipulación de líquidos. La Fig. 5B es una vista en perspectiva de una parte inferior del sistema de manipulación de líquidos que ilustra dos conjuntos de componentes de manipulación de líquidos. La Fig. 5C es una vista esquemática lateral de una boquilla de aspiración dispuesta en un lado opuesto de un pocillo desde un gránulo de microorganismo.
La Fig. 6A es una vista en perspectiva de un sistema de incubación por agitación. La Fig. 6B es una vista en perspectiva de una parte inferior del sistema de incubación por agitación, que ilustra los cartuchos soportados sobre un mecanismo de agitación.
FIGs. 7A-7C son vistas en perspectiva que muestran una tapa cerrada sobre los cartuchos.
La Fig. 8A es una vista en perspectiva de un sistema de incubación con una bandeja que contiene dos cartuchos. La Fig. 8B es una vista en perspectiva de un sistema de incubación con tres bandejas apiladas, cada una de las cuales contiene dos cartuchos. La Fig. 8C es una vista en perspectiva de un sistema de incubación con una bandeja que contiene cuatro cartuchos. La Fig. 8D es una vista en perspectiva de un sistema de incubación con tres bandejas apiladas, cada una con cuatro cartuchos.
La Fig. 9A es una vista esquemática de un sistema óptico de ejemplo, formado por un haz de fibras y espejos para entregar y detectar luz. La Fig. 9B es una vista esquemática de un sistema óptico de ejemplo, formado por múltiples lentes y espejos para entregar y detectar luz.
La Fig. 10 es una vista en perspectiva de un ejemplo de sistema de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana. La Fig. 11 es una vista en perspectiva de un ejemplo de componente de manipulación de cartuchos, que ilustra una vista en corte de un cartucho sobre el mismo.
La Fig. 12 es una vista en perspectiva de un ejemplo de subsistema de incubación para su uso en un sistema de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana.
La Fig. 13 es una vista en perspectiva de un ejemplo de subsistema de agitación de muestras que tiene un componente oscilante giratorio.
La Fig. 14 es una vista en perspectiva de un ejemplo de subsistema de agitación que tiene un conjunto de actuadores lineales multidireccionales.
La Fig. 15 es una vista en perspectiva de un ejemplo de subsistema de agitación de muestras que tiene un componente oscilante giratorio y un conjunto de superficies de apoyo lineales multidireccionales.
FIGs. 16A y 16B son vistas en perspectiva y superior, respectivamente, de un sistema óptico que tiene filtros ópticos de componente a índice utilizados para excitar la luz proporcionada a, e interrogar la luz emitida desde, una muestra.
La Fig. 17 es una vista en perspectiva de un dispositivo robótico de agarre para manipular cartuchos y otros componentes de manipulación de cartuchos de los sistemas de prueba.
La Fig. 18 es una vista esquemática de un cartucho que muestra un ejemplo de configuración de pocillos para realizar una prueba de punto de control y una o más pruebas de criterio de valoración.
La Fig. 19 es un diagrama de flujo de un método de ejemplo para realizar una secuencia de prueba de susceptibilidad antimicrobiana de ejemplo.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
En algunos aspectos, los sistemas y métodos aquí descritos pueden referirse a sistemas automatizados de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana para realizar una secuencia de pruebas de prueba múltiple, donde los sistemas de pruebas pueden configurarse para al menos: recibir un panel de prueba cargado; mover el panel de prueba cargado a un conjunto de incubación; incubar y agitar una muestra inoculada dentro del panel de prueba en el conjunto de incubación; al menos una vez, medir periódicamente una cantidad de crecimiento de la muestra en una pluralidad de pocillos de control del panel de prueba; en respuesta a la determinación de que un nivel de crecimiento en los pocillos de control alcanza o supera un nivel umbral de crecimiento, detener la incubación; realizar uno o más pruebas de criterio de valoración en las muestras incubadas en el panel de prueba; medir un resultado óptico de la muestra en la pluralidad de pocillos del panel de prueba, correspondiendo el resultado óptico a una cantidad de microorganismo restante en cada uno de la pluralidad de pocillos; e informar de al menos uno de los siguientes datos: una concentración inhibitoria mínima de y/o una interpretación cualitativa de susceptibilidad para el microorganismo restante en cada uno de la pluralidad de pocillos y la pluralidad de antimicrobianos.
Las muestras a ensayar se inoculan en un panel de prueba (p. ej., un cartucho (p. ej., una bandeja de prueba (p. ej., una placa de pocilios (p. ej., una placa de micropocillos (p. ej., una placa de 96 o 384 micropocillos (p. ej., una placa de microtitulación)))))). En algunos casos, los cartuchos se cargan en el sistema y, a continuación, pueden manipularse de forma sustancialmente automática sin interacción humana (por ejemplo, mediante robótica) hasta el final del proceso. Los resultados del proceso pueden notificarse, por ejemplo, en una pantalla de visualización y comunicarse a un sistema de gestión de la información de laboratorio (LIMS). Además, cada cartucho puede definirse unívocamente mediante un código de barras u otra marca única (por ejemplo, grabado por láser, marcado directo de piezas, RFID u otra marca/identificación) que puede ser escaneada por un usuario antes de la carga o automáticamente por el sistema para identificar el cartucho y las muestras que se van a analizar en él.
En algunas realizaciones, los cartuchos pueden incluir una pluralidad de cámaras de cartuchos de prueba (por ejemplo, pocillos), cada una de las cuales contiene una forma líquida o seca de un antimicrobiano. En algunos casos, cada pocillo puede contener un tipo y/o concentración de antimicrobiano diferente. En algunos casos, el cartucho puede tener los antimicrobianos secos en los pocillos antes de que el cartucho se cargue en el sistema. En algunos casos, el cartucho puede tener antimicrobianos suspendidos en un medio (por ejemplo, un fluido, como un caldo nutritivo, por ejemplo, el caldo Mueller Hinton). En algunos casos, el cartucho puede tener antimicrobianos en forma de película antimicrobiana. En algunos casos, el cartucho puede tener antimicrobianos en forma sólida. El cartucho puede inocularse con una muestra que contenga microorganismos y cargarse en el aparato de diagnóstico rápido AST. Los microorganismos aquí descritos pueden proceder de muestras biológicas. En algunas realizaciones, la muestra biológica procede de una muestra clínica (por ejemplo, que puede proceder de una muestra de un paciente). Ejemplos de muestras biológicas pueden incluir sangre total, plasma, suero, esputo, orina, heces, glóbulos blancos, glóbulos rojos, capa leucocitaria, lágrimas, moco, saliva, semen, fluidos vaginales, líquido linfático, líquido amniótico, líquido cefalorraquídeo o espinal, derrames peritoneales, derrames pleurales, exudados, punteados, frotis epiteliales, biopsias, muestras de médula ósea, fluidos de quistes o abscesos, líquido sinovial, humor vítreo o acuoso, lavados o aspirados oculares, lavado broncoalveolar, lavado bronquial o lavado pulmonar, aspirados pulmonares y órganos y tejidos, incluidos, entre otros, hígado, bazo, riñón, pulmón, intestino, cerebro, corazón, músculo, páncreas y similares, hisopos (incluidos, sin limitación, hisopos de heridas, hisopos bucales, hisopos de garganta, hisopos nasales, hisopos vaginales, hisopos uretrales, hisopos cervicales, hisopos rectales, hisopos de lesiones, hisopos de abscesos, hisopos nasofaríngeos, y similares), y cualquier combinación de los mismos. También se incluyen cultivos de bacterias o aislados de bacterias, cultivos de hongos o aislados de hongos. En algunos casos, pueden realizarse uno o más pasos de dilución, aislamiento y/o cultivo antes de la inoculación del microorganismo. En algunas realizaciones, antes de cargar el sistema<a>S<t>automatizado, el cartucho puede precalentarse a una temperatura que corresponda a la temperatura de incubación deseada. El precalentamiento puede ser útil en algunos casos, ya que las incubadoras de convección de aire estándar suelen tardar entre 30 y 60 minutos en llevar un panel de prueba a la temperatura de trabajo deseada. El precalentamiento puede ser particularmente útil para su uso con los sistemas y métodos descritos en el presente documento para realizar AST rápidos, ya que los tiempos de incubación típicos deseados son inferiores a 8 horas y, en la mayoría de los casos, inferiores a 7 horas, menos de 6 horas, menos de 5 horas, menos de 4 horas o menos de 3 horas. En algunas realizaciones, la incubación de los microorganismos en presencia de uno o más antimicrobianos se produce en los 30 minutos siguientes al precalentamiento del cartucho. En algunas realizaciones, la pluralidad de líquido en el cartucho puede ser precalentado a una temperatura que es de aproximadamente 30 ° C a aproximadamente 45 ° C. En algunos casos, el precalentamiento puede calentar de manera sustancialmente uniforme los pocillos del cartucho. En algunas realizaciones, el calentamiento sustancialmente uniforme de los pocillos puede incluir el calentamiento del cartucho de modo que un porcentaje de diferencia de temperatura entre un pocillo de temperatura más alta en un cartucho y un pocillo de temperatura más baja en el cartucho que sea inferior a aproximadamente el 5%. Es decir, en algunas realizaciones, una variación de temperatura a través del cartucho (por ejemplo, de pozo a pozo) es inferior a aproximadamente el 5%. En algunos casos, el cartucho se precalienta mediante una adición de al menos un fluido a una temperatura de al menos aproximadamente 25°C al cartucho.
En algunas realizaciones, el cartucho puede precalentarse durante menos de aproximadamente 15 minutos. En algunos casos, el cartucho se precalienta durante 1 minuto, 2 minutos, 5 minutos, 10 minutos o 15 minutos. En algunas realizaciones, el cartucho se precalienta mediante al menos uno de los siguientes métodos: calentamiento radiativo, calentamiento por conducción y/o calentamiento por convección. Por ejemplo, el calentamiento radiativo puede incluir el calentamiento radiativo por infrarrojos. En algunos ejemplos, el cartucho puede precalentarse por conducción y convección. Por ejemplo, al menos una superficie de calentamiento puede realizar el calentamiento por conducción y convección. En algunas realizaciones, el cartucho puede precalentarse tanto por calentamiento radiativo como por calentamiento por conducción y convección. En algunas realizaciones, el cartucho no se precalienta únicamente por convección.
En algunas realizaciones, los sistemas y métodos aquí descritos proporcionan la automatización de un AST rápido, desde la carga de un cartucho inoculado por un técnico hasta un resultado (p. ej., concentración inhibitoria mínima e interpretación del punto de rotura CLSI). En algunos casos, el cartucho es cargado por un técnico y la información de identificación (ID) del organismo (por ejemplo, especie), como Staphylococcus aureus, puede ser introducida o puede ser obtenida automáticamente por la interfaz de software del sistema. De este modo, se puede utilizar la información de identificación obtenida mediante otros métodos como la espectrometría de masas (por ejemplo, MALDI-TOF) o las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) multiplex. En algunos casos, puede utilizarse un cartucho con colorantes colorimétricos y fluorométricos para la identificación de microorganismos, lo que los expertos en la materia conocen como pruebas bioquímicas.
En algunas realizaciones, los sistemas descritos en el presente documento pueden incubar cartuchos y, después de un período de tiempo definido (por ejemplo, al menos 2 horas) después de que un cartucho se carga en el sistema, interrogar a los pocillos de control de crecimiento en un único punto de tiempo o periódicamente para realizar la prueba de punto de control. Una vez detectado un crecimiento suficiente de la muestra en el pocillo de comprobación del crecimiento, los sistemas aquí descritos pueden iniciar pruebas de criterio de valoración. La prueba de punto de control suele implicar mediciones ópticas directas (por ejemplo, absorbancia, nefelometría) o indirectas (por ejemplo, lectura de la fluorescencia de un colorante metabólico) del crecimiento (utilizando un microorganismo en caldo nutritivo), del no crecimiento (utilizando caldo nutritivo sin microorganismos en él) y del control FIT (midiendo los pocillos de control del crecimiento o del no crecimiento en relación con otro pocillo de control con microorganismos en un medio no nutritivo, como una solución salina). Las mediciones indirectas pueden incluir mediciones fluorométricas de pocillos donde un reportero puede ser un colorante redox que se convierte en una forma fluorescente a través del metabolismo del microorganismo (por ejemplo, resazurina). En tales casos, cuantos más microorganismos estén presentes en un pocillo, mayor será la cantidad de colorante convertido a forma fluorescente y, por lo tanto, se medirá un mayor nivel de fluorescencia. Es decir, cuantos más microorganismos estén presentes en un pocillo, más rápida será la conversión a la forma fluorescente, lo que dará lugar a una mayor concentración de producto fluorescente y, por tanto, se podrá medir un mayor nivel de fluorescencia. En algunas realizaciones, pueden utilizarse colorantes sensibles al pH (por ejemplo, rojo de fenol).
T ras determinar un crecimiento suficiente de la muestra en el pocillo de crecimiento, los sistemas y métodos aquí descritos inician una o más pruebas de criterio de valoración. Las pruebas de criterio de valoración incluyen uno o más pasos de manipulación de líquidos, separación de muestras (es decir, centrifugación; la separación magnética y la filtración al vacío son ejemplos que no forman parte de la presente invención) y aspiración durante los cuales se une un amplificador a la superficie del microorganismo, se puede lavar el reactivo no unido y, por último, se puede medir una señal óptica y correlacionarla con diluciones antimicrobianas y determinar la MIC y/o QSR. Pueden realizarse múltiples pruebas de criterio de valoración en los mismos pocillos y/o en pocillos diferentes. Las múltiples pruebas de criterio de valoración pueden ser ventajosas para obtener datos precisos de MIC y/o QSR.
En un paso final, se puede utilizar una luminiscencia temporizada (por ejemplo, fluorescencia resuelta en el tiempo) para medir una señal óptica del amplificador. En algunos casos, los métodos pueden permitir la excitación de una molécula amplificadora y la detección de la luz emitida, que pueden separarse tanto temporalmente (por ejemplo, la detección puede retrasarse y producirse después de la excitación, cuando toda la autofluorescencia se ha extinguido) como espectralmente (por ejemplo, la longitud de onda de excitación puede estar separada más de 100 nanómetros (nm) de la emisión, lo que permite utilizar filtros de paso de banda menos costosos). En algunas realizaciones, la amplificación puede lograrse mediante la adición de un sustrato que es modificado catalíticamente por la molécula unida y puede medirse la salida óptica. Esta señal óptica puede incluir señales de absorbancia, señales de fluorescencia y/o señales de quimioluminiscencia. En algunas realizaciones, la señal puede incluir electroquimioluminiscencia (ECL). En algunas realizaciones, las nanopartículas upconverting pueden utilizarse como moléculas informadoras.
Las pruebas de criterio de valoración que puede realizar el sistema incluyen, entre otras, las siguientes: una prueba metabólica, una prueba de sonda de unión superficial, una prueba de sonda química, una prueba de sonda bioquímica, una prueba de ATP, una prueba de sonda de ácido nucleico, una prueba de sonda de ácido nucleico de doble cadena, una prueba de densidad óptica, una prueba visual y una prueba de sonda molecular de pH.
FIGS. 1A y 1B ilustran dos ejemplos de sistemas de pruebas para realizar las secuencias de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana descritas en el presente documento. Como se describe a continuación, ambos sistemas están configurados para ser compatibles con cartuchos y pueden admitir configuraciones de cartuchos de placas de 96 micropocillos y cartuchos de placas de 384 micropocillos. El ejemplo de la FIG 1A ilustra un sistema de pruebas 50 que tiene un sistema de separación que utiliza una centrifugadora 100. Mientras que el ejemplo de la FIG 1B, como se discute más adelante, ilustra un sistema de prueba 75, que no forma parte de la presente invención, que tiene un sistema de separación 101 que utiliza magnetismo para separar una muestra en componentes deseados para su análisis.
Los sistemas de prueba pueden ser típicamente configurados para operar en potencia 120/240V 50/60Hz AC. El tamaño y la forma de los sistemas de prueba pueden variar en función de los componentes específicos dispuestos en ellos y del entorno en el que se vayan a utilizar. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el sistema de pruebas puede tener un volumen inferior a 1 m3 (por ejemplo, en volumen total, incluidos los depósitos de fluidos externos). En algunas realizaciones, los sistemas de prueba pueden tener una huella que es menos de aproximadamente 1,0 m2 (por ejemplo, una huella que es menos de 1,0 m2 incluyendo cualquier depósito de fluido externo).
Los sistemas de prueba pueden configurarse para funcionar en diversas condiciones de funcionamiento y almacenamiento. Los sistemas de prueba pueden configurarse para operar en un rango de aproximadamente 15 grados centígrados a aproximadamente 35 grados centígrados. Los sistemas de prueba pueden configurarse para funcionar en un intervalo de presión ambiental de entre 80 y 110 kPa aproximadamente. Los sistemas de prueba pueden configurarse para funcionar en un intervalo de aproximadamente 25% a aproximadamente 85% de humedad relativa, sin condensación. Los sistemas de prueba pueden configurarse para funcionar a altitudes de hasta aproximadamente 2.000 m sobre el nivel del mar. Los sistemas de prueba pueden configurarse para que tengan un grado de protección contra la entrada de polvo y humedad de IP 20. Por ejemplo, esto puede limitar el acceso de objetos del tamaño de un dedo o más a partes peligrosas del dispositivo.
Los sistemas de prueba están configurados de tal manera que, una vez cargados, los cartuchos se mueven a través de los sistemas automáticamente con poca o ninguna manipulación por parte del operador. Esto puede aumentar el rendimiento y reducir el tiempo de trabajo y los errores. Por ejemplo, el sistema 50 puede incluir un sistema robótico de transferencia (por ejemplo, un brazo robótico de 3 ejes) 200 con una pinza y un subconjunto 501 de recogida de luz. La pinza puede utilizarse para exponer (por ejemplo, destapar) los cartuchos y moverlos entre los subconjuntos del sistema para procesar una muestra. El subconjunto de captación de luz 501 puede incluir o estar conectado de otro modo a una red óptica (por ejemplo, fibra óptica), que puede utilizarse para transportar una o más señales ópticas (por ejemplo, luz) desde el subconjunto de captación de luz 501 a un subsistema de lectura óptica 500. En algunas realizaciones, la recogida de luz de la muestra que se está analizando, la lectura y la medición se pueden integrar y procesar con un único subsistema al que da servicio el brazo robótico 200. El subsistema puede incluir una etapa de movimiento x-y para mover los cartuchos y/o el sistema óptico para abordar cada pocilio del panel de prueba dentro de los cartuchos.
Un dispositivo de carga (p. ej., cajón) 300 puede utilizarse para cargar cartuchos (p. ej., cartuchos 700, 701) en el sistema. Una vez cargados, el sistema robotizado de transferencia 200 puede mover los cartuchos al subconjunto de incubación 400 para iniciar el procesamiento. El subconjunto de incubación 400 está configurado para proporcionar un calentamiento y agitación controlados de las muestras y cartuchos para realizar las distintas pruebas. En algunas realizaciones, el subconjunto de incubación 400 puede incluir un sistema de control de la humedad configurado para controlar o modificar la humedad del aire que rodea las muestras.
El subsistema de recogida óptica 501 puede configurarse para realizar periódicamente una o más pruebas de criterio de valoración, que pueden incluir la comprobación de pocillos de control y la determinación de si se alcanza un crecimiento suficiente para iniciar la prueba de criterio de valoración. Una vez iniciada la prueba de criterio de valoración, las placas pueden transferirse a un subconjunto de manipulación de líquidos 601 mediante un sistema robótico 600. Alternativamente, la manipulación de líquidos puede realizarse en otro lugar dentro del sistema de prueba 50, incluso dentro de otros subconjuntos, como dentro del sistema de separación (es decir, el sistema de centrifugación) o el subconjunto de incubación. El subconjunto de manipulación de líquidos 601 también puede realizar la aspiración, el lavado y la adición de solución a y desde los pocillos individuales del cartucho. Por ejemplo, cuando se centrifuga un cartucho, los gránulos de microorganismos resultantes pueden no distribuirse uniformemente en todos los pocillos de la placa. Por ejemplo, esto podría deberse a la colocación de un cartucho plano tangente al radio de rotación de la centrifugadora y paralelo a su eje de rotación. Esta colocación, combinada con la fuerza centrífuga generada por el movimiento orbital, puede distribuir los gránulos de forma no uniforme por los pocillos del cartucho. En algunos casos, la centrifugación puede distribuir los gránulos a una posición más externa con respecto al centro de órbita del movimiento de agitación. En algunos casos, ciertos tipos de cartuchos, como las placas con pocillos con fondo en forma de U o de V, pueden resistir mejor que un pocillo con fondo plano la dispersión radial del pellet durante la centrifugación. Como tal, es típicamente beneficioso para la aspiración tener en cuenta la posición variable del pellet colocando la boquilla de aspiración lejos del pellet en cada pocillo del cartucho. La Fig. 5C representa un ejemplo de boquilla de aspiración 604 dispuesta frente a un pellet. Por lo tanto, el fluido puede ser aspirado desde diferentes ubicaciones o regiones dentro de cada pozo del cartucho basado en las posiciones esperadas del pellet. En algunos casos, los gránulos a lo largo del lado izquierdo del cartucho pueden distribuirse hacia el lado izquierdo de cada uno de los pocillos (por ejemplo, en las posiciones de las 6 a las 12 horas (por ejemplo, en las posiciones de las 9 a las 12 horas)), y los gránulos a lo largo de un lado derecho del cartucho pueden distribuirse hacia un lado derecho de cada uno de los pocillos individuales (por ejemplo, en las posiciones de las 12 a las 6 horas (por ejemplo, en las posiciones de las 12 a las 3 horas)). Por lo tanto, se puede aspirar fluido de los pocillos a lo largo del lado izquierdo del cartucho en una posición opuesta a lo largo del lado derecho del pocillo (por ejemplo, en las posiciones de las 12 a las 6 horas (por ejemplo, en las posiciones de las 3 a las 6 horas)) y puede aspirarse fluido de los pocillos a lo largo del lado derecho del cartucho en una posición opuesta a lo largo del lado izquierdo del pocillo (por ejemplo, en las posiciones de las 6 a las 12 horas (por ejemplo, en las posiciones de las 6 a las 9 horas)). Por supuesto, las ubicaciones o regiones concretas que se indican aquí se ofrecen a modo de ejemplo y son posibles otras configuraciones.
El subconjunto de centrifugación 100 está configurado para separar microorganismos (por ejemplo, microorganismos de origen microbiano, (por ejemplo, una bacteria, una célula fúngica, una arquea y un protozoo)) dentro de la muestra de otro fluido o componentes dentro del pozo. Por ejemplo, la centrifugación puede granular microorganismos dentro de la muestra basándose en el gradiente de densidad y puede utilizarse para separar microorganismos con moléculas reporteras de amplificación unidas de moléculas no unidas que comprenden caldo nutritivo de crecimiento o moléculas reporteras de colorante metabólico.
FIG. 1B muestra otro ejemplo, que no forma parte de la presente invención, de un sistema de prueba 75, que incluye un aparato que utiliza un sistema de separación por captura magnética 101. El sistema de separación magnética 101 puede incluir un soporte 110 con un dispositivo de separación magnética 111 dispuesto sobre él. En algunos casos, el soporte 110 puede incluir un subsistema de agitación 112 que imparte agitación orbital o axial sobre un cartucho posicionado en el soporte 110. El soporte de captura magnética 110 puede incluir uno o más componentes generadores de campo magnético para generar un campo magnético dentro de una muestra dispuesta sobre él. Por ejemplo, el soporte de captura magnética 110 puede incluir una matriz bidimensional de elementos magnéticos 1110 en una configuración que corresponde a los pocillos del cartucho. En algunos ejemplos, los elementos magnéticos 1110 pueden estar distribuidos de manera sustancialmente uniforme a través del soporte para acoplarse con los paneles de prueba cuando están dispuestos dentro del soporte. Por ejemplo, 96 (u otro número correspondiente al número de pocillos de un cartucho) elementos magnéticos (por ejemplo, imanes (por ejemplo, imanes cilíndricos)) pueden colocarse cada uno debajo de un pocillo de un cartucho de 96 pocillos, 24 imanes cilíndricos colocados en el espacio intersticial entre los pocillos de un cartucho de 96 pocillos, 96 imanes en forma de cilindro abierto colocados cada uno debajo de un pocillo de un cartucho de 96 pocillos para capturar material magnético en forma de anillo alrededor del centro del pocillo. Se pueden utilizar distribuciones similares de elementos magnéticos para cartuchos de 384 pocillos, pero con 384 elementos magnéticos. En algunos ejemplos, el dispositivo de separación magnética 111 puede configurarse para ser retráctil, por ejemplo, para variar o eliminar el campo magnético que se aplica a las muestras en el panel de prueba, para permitir la manipulación de líquidos y la resuspensión de partículas magnéticas in situ. En algunos ejemplos, el soporte magnético 110 puede acoplarse a (por ejemplo, fijarse sustancialmente a) una estación de agitación orbital o axial 112. Por ejemplo, los agitadores orbitales pueden incluir un componente giratorio descentrado (por ejemplo, un sistema excéntrico de levas). Los agitadores orbitales también pueden estar formados por múltiples actuadores axiales (por ejemplo, una mesa x-y). En algunos casos, pueden incluirse estaciones agitadoras adicionales para incubar la reacción y aumentar la velocidad de unión de las reacciones de la prueba de criterio de valoración mediante agitación. A menos que se indique lo contrario, el sistema de pruebas 75 puede incluir uno o más componentes o características del sistema de pruebas 50 descrito en el presente documento.
FIGS. 2A y 2B ilustran cartuchos de ejemplo que pueden utilizarse con los sistemas de prueba 50, 75 descritos en el presente documento. Por ejemplo, FIG. 2A representa un ejemplo de placa de 96 pocillos 700 que define 96 recipientes individuales (por ejemplo, cámaras (por ejemplo, pocillos)) que pueden contener cada uno una muestra y someterse a pruebas. En algunos casos, la placa puede ser un cartucho estándar de placas ANSI de 96 pocillos. Además, FIG. 2B representa un ejemplo de cartucho de placa de 384 pocillos 701 que define 384 recipientes individuales (por ejemplo, cámaras (por ejemplo, pocillos)) que pueden contener cada uno una muestra para someterla a prueba. En algunos casos, la placa puede ser una placa estándar ANSI de 384 pocillos. En algunas realizaciones, los cartuchos de placas de pocillos pueden incluir cartuchos de fondo plano, cartuchos de fondo en V y/o cartuchos de fondo en U. En algunos casos, los cartuchos pueden ser de poliestireno, que puede ser transparente u opaco. Aunque los cartuchos de 96 y 384 pocillos se describen principalmente en este documento, son posibles otros ejemplos. Por ejemplo, el cartucho puede incluir cualquier número de pocillos, como al menos 2, 4, 6, 8, 12, 24, 48, 96, 192, 384, 1536 o más pocillos.
Como se describe en el presente documento, los cartuchos pueden utilizarse para contener diversas combinaciones de fluidos con el fin de llevar a cabo múltiples secuencias de pruebas, como una prueba de punto de control, una prueba metabólica y una o más pruebas de criterio de valoración. En algunos casos, un cartucho puede tener un conjunto de pocillos utilizados para facilitar la prueba de punto de control y un conjunto de pocillos utilizados para facilitar las pruebas de criterio de valoración. A modo de ejemplo, en algunas realizaciones, refiriéndonos brevemente a la FIG. 18, un cartucho 1700 puede incluir una matriz de pocillos dispuestos en filas y columnas. El cartucho 1700 puede incluir un conjunto de pocillos de control 1710c y un conjunto de pocillos de prueba antimicrobiana 1710t. En el ejemplo de la FIG. 18, el conjunto de pocillos de control 1710c incluye dos pocillos y el conjunto de pocillos de prueba 1710t puede incluir el resto de pocillos a lo largo de la placa. En algunas realizaciones, el conjunto de pocillos de control 1710c puede incluir al menos dos pocillos, donde un pocillo es un pocillo de crecimiento 1710g y otro pocillo es un pocillo de no crecimiento 1710ng. Como se detalla más adelante, en algunas realizaciones, el pocillo de crecimiento puede incluir, o inocularse para que incluya, una combinación de caldo y una muestra tal que los microorganismos de la muestra puedan crecer dentro del caldo durante un periodo de incubación. Normalmente, no se añaden antimicrobianos al pozo de crecimiento. Mientras que, en algunas realizaciones, el pocillo de no crecimiento 1710ng puede incluir, o ser inoculado para incluir, caldo sin la muestra (es decir, caldo en ausencia de los microorganismos de la muestra). Normalmente, tampoco se añaden antimicrobianos al pozo sin crecimiento. Así, durante un periodo de incubación, el pocillo de no crecimiento puede servir de referencia en comparación con el pocillo de crecimiento en el que los microorganismos pueden crecer.
Los pocillos de prueba 1710t pueden incluir cualquiera de varias combinaciones de la muestra y varios tipos y concentraciones de antimicrobianos para los que se puede analizar la susceptibilidad. En algunos casos, las filas de pocillos pueden dedicarse a un antimicrobiano concreto y la concentración de ese antimicrobiano puede variar entre columnas. Por ejemplo, un cartucho puede tener una fila de pocillos conteniendo penicilina donde cada pocillo de izquierda a derecha contiene una concentración creciente de penicilina.
Por supuesto, son posibles otros ejemplos. Por ejemplo, los diferentes pocillos y conjuntos de pocillos pueden colocarse en cualquiera de las diversas ubicaciones a lo largo de un cartucho. Además, los diferentes conjuntos de pozos (por ejemplo, pozos de control y pozos de prueba) pueden incluir más o menos pozos individuales a lo largo del cartucho. Además, en algunos casos, no todos los pozos se utilizan/ocupan durante las pruebas.
[0069]Una serie de dilución antimicrobiana puede congelarse, secarse o prepararse fresca antes de la inoculación en placa con una muestra. En algunos casos, la inoculación de los cartuchos puede realizarse a mano o mediante un sistema automatizado. En algunos ejemplos, como en los casos de placas antimicrobianas frescas, puede utilizarse un sistema automatizado de manipulación de líquidos para preparar el cartucho con series de dilución antimicrobiana. Los procesos de inoculación pueden incluir cualquiera de los diversos procesos que pueden ser convencionales en la técnica.
Componentes Consumibles
Como se muestra en la FIG. 3, uno o más reactivos utilizados para el procesamiento de líquidos dentro del sistema 50 pueden almacenarse dentro de una bandeja de consumibles 750. El consumible 750 incluye típicamente una bandeja 751 y una tapa 752. El interior del consumible puede estar sellado con una capa de sellado (por ejemplo, lámina) 753 que protege su contenido de los ambientes, como de la humedad, de la luz y de la evaporación. La lámina 753 puede ser perforada por el sistema de manipulación de líquidos o retirada por el usuario. La bandeja 751 incluye una o más cubetas de reactivos 754, una o más cubetas de lavado 755 y uno o más soportes de puntas de pipeta 756. El consumible 750 puede configurarse para proporcionar una cantidad adecuada (p. ej., volumen) de los fluidos y otros consumibles (p. ej., puntas de pipeta/boquillas) necesarios para ejecutar múltiples secuencias de pruebas. En algunas realizaciones, el consumible 750 puede incluir reactivos y consumibles suficientes para al menos 10 (por ejemplo, al menos aproximadamente 20-100) cartuchos al día por sistema. En algunas realizaciones, los reactivos pueden almacenarse adicional o alternativamente en botellas de mayor volumen. Tanto los consumibles 750 como las botellas para contener reactivos pueden refrigerarse. En algunos casos, la refrigeración puede realizarse dentro del sistema de prueba. En algunos casos, cada reactivo consumible 750 o botella recién cargada puede incluir información de identificación (por ejemplo, un código de barras) que se lee (por ejemplo, se escanea) antes o durante la carga en el sistema. En algunos ejemplos, el sistema puede notificar a un usuario (por ejemplo, un operador) si un consumible está vacío (es decir, carece de un volumen suficiente de un reactivo para realizar una secuencia de prueba) o si el contenido está caducado. En tales casos, el sistema puede pedir al usuario que cargue un nuevo consumible 750.
El consumible 750 puede diseñarse y configurarse para soportar el almacenamiento en un intervalo de temperaturas (p. ej., entre aproximadamente 0 °C y aproximadamente 10 °C (p. ej., aproximadamente 4 °C nominales)) durante un periodo de tiempo de conservación (p. ej., hasta aproximadamente 6 meses) sin afectar sustancialmente al rendimiento de la prueba. En algunas realizaciones, el consumible puede proporcionar suficiente protección contra la luz (por ejemplo, para bloquear la entrada de luz en el consumible). Por ejemplo, en algunos casos, el consumible puede ser opaco. Esto puede ayudar a preservar algunos reactivos que son sensibles a la luz y pueden degradarse cuando se exponen a la luz durante largos periodos de tiempo. En algunas realizaciones, el consumible puede utilizarse en un entorno de 35°C durante un máximo de 12 horas sin afectar sustancialmente al rendimiento de la prueba. En algunos casos, las 12 horas pueden corresponder a un turno típico de 10 horas con 2 horas de margen.
En algunas realizaciones, como en el ejemplo ilustrado en la FIG. 4, el cajón de carga 300 puede utilizarse para cargar cartuchos 700 y/o la bandeja de consumibles 750 en el sistema. Una vez cargadas, el sistema robotizado 200 desplaza las placas 700 entre los distintos subsistemas. En los casos en los que se utiliza una bandeja de consumibles de reactivos 750, el consumible 750 puede cargarse en un cajón 300 junto con los cartuchos 700 y desplazarse mediante una pinza robótica hasta el lugar adecuado dentro del sistema. En algunos ejemplos, el consumible 750 está configurado para tener un tamaño (por ejemplo, una huella) sustancialmente similar al de los cartuchos 700, lo que puede simplificar los sistemas de carga y descarga, así como los sistemas de pinzas robóticas.
Sistemas de Manipulación de Fluidos
En referencia a las FIGS. 5A y 5B, los sistemas de prueba pueden incluir un conjunto de procesamiento de fluidos 601 que tiene varios componentes que pueden ser individualmente o en combinación para entregar y retirar fluidos hacia y desde los cartuchos. En algunas realizaciones, el conjunto de procesamiento de fluidos se monta en un sistema robótico multieje separado 600 (mostrado en las FIGs. 1A y 1B) e incluyen componentes de suministro de reactivos (p. ej., boquillas) 602, componentes de lavado de muestras (p. ej., boquillas) 603 y componentes de aspiración de muestras (p. ej., boquillas) 604. Los componentes de manipulación de fluidos y las boquillas pueden incluir dispositivos de pipeteo (por ejemplo, cabezales de pipeteo monocanal y/o multicanal) o cualquiera de los otros tipos de colectores. En algunas realizaciones, el conjunto de procesamiento de fluidos incluye vías de fluidos discretas (por ejemplo, no multiplexadas) para cada líquido dispensado (por ejemplo, reactivos, tampón de lavado, etc.) con 4 dedicadas a reactivos y 3 dedicadas a tampones.
Para cada desplazamiento de reactivos y fluidos tampón, el conjunto de procesamiento de fluidos 601 está configurado para dispensar un volumen objetivo específico por pocillo en un periodo de tiempo máximo objetivo. Por ejemplo, para un cartucho de 96 pocillos, el fluido puede dispensarse en menos de aproximadamente 20 segundos. En algunos casos, este período de tiempo puede definirse desde el momento en que el líquido comienza a llenar el primer pocillo hasta el momento en que el líquido termina de llenar el último pocillo del cartucho. En algunos ejemplos, la dispensación de fluidos puede completarse en menos de aproximadamente 10 segundos utilizando un casete de bomba peristáltica de 5 microlitros con un colector de 8 canales. Para un cartucho de 384 pocillos, el fluido puede dispensarse en menos de aproximadamente 80 segundos.
Sólo a modo de ejemplo, en algunas realizaciones, el conjunto de procesamiento de fluidos 601 puede dispensar los siguientes volúmenes nominales de cada líquido de prueba uniformemente a través del cartucho:
Se puede lograr cualquiera de las diversas tolerancias de procesamiento de fluidos. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el conjunto de procesamiento de fluidos 601 puede, por ejemplo, dispensar los líquidos tampón con una precisión de /-3% de la nominal y una precisión de 3% de coeficiente de variación (CV). El conjunto de procesamiento de fluidos también puede, por ejemplo, dispensar los líquidos reactivos con una exactitud de /- 2% del valor nominal y una precisión de 2,5% CV. El conjunto de procesamiento de fluidos puede, en algunas realizaciones, dispensar líquidos reactivos y tampón utilizando diferentes tecnologías de dispensación para lograr la exactitud y la precisión. Por ejemplo, la dispensación puede realizarse utilizando un colector multicanal con una entrada común o un cabezal multicanal de desplazamiento de fluido (por ejemplo, aire, agua o aceite) (por ejemplo, una pipeta) con canales individuales dispensados en paralelo. El conjunto de procesamiento de fluidos 601 también puede configurarse para no tocar el líquido de los pocillos del cartucho con las boquillas dispensadoras durante su uso. En algunas realizaciones, el sistema está configurado para realizar de forma sustancialmente automática (por ejemplo, automáticamente) la limpieza de rutina necesaria para evitar la obstrucción o acumulación de residuos en las boquillas del dispensador.
El suministro de fluido a través de los diversos componentes de manipulación puede ser impulsado por uno o más dispositivos de bombeo (por ejemplo, bombas de desplazamiento positivo, bombas de desplazamiento de aire, dispositivos de jeringa, bombas peristálticas y/o bombas de diafragma). Desde la salida de la bomba, los fluidos pueden dispensarse a través de un colector que consta de 1 o más entradas de fluido (desde la bomba) y 1 o más salidas de fluido (por ejemplo, 1, 8, 12, 16, 96 o 384). Tales colectores, combinados con 1 o más bombas (por ejemplo, 1, 2, 8, 12, 16, 96, 384) pueden dispensar fluido en 1 o más (por ejemplo, 1, 8, 12, 16, 96, 384) pocillos de microplacas simultáneamente o en "tiras" (por ejemplo, filas o columnas de microplacas sucesivas o intercaladas). Los sistemas fluídicos adecuados pueden ser fabricados por empresas como Accel Biotech de Los Gatos, California, EE.UU.; Hamilton Robotics de Reno, Nevada, EE.UU.; Tecan de Maennedorf, Suiza; o Beckman-Coulter de Brea, California, EE.UU..
Sistemas de Pinzas y Robótica
La manipulación de los cartuchos, como el movimiento de los cartuchos entre los distintos subconjuntos o la cobertura y cobertura de los cartuchos para su procesamiento, a lo que se hace referencia en el presente documento comode-lidding,se puede realizar utilizando un componente de manipulación robótica, como una pinza robótica de 3 ejes. Como se expone más adelante, la pinza permite una carga y descarga sustancialmente automatizada hacia y desde la centrifugadora 100, la incubadora de agitación 400, el lector óptico 500 y los subsistemas de manipulación de líquidos 601. Para un análisis óptico y una lectura más rápidos, los componentes del sistema óptico pueden acoplarse al cabezal de agarre 501, por ejemplo, utilizando fibra óptica y elementos ópticos apropiados, para permitir una mejor captación de la luz.
Refiriéndose brevemente a la FIG. 17, una pinza (p. ej., mecanismo de agarre) 201 puede incluir un par de componentes de agarre (p. ej., brazos angulares) 203. Los brazos 203 pueden conectarse mediante enlaces 205 a una barra de transferencia 207 para articular los brazos. La barra de transferencia 207 puede ser accionada por un actuador lineal (por ejemplo, un motor paso a paso que accione un mecanismo de husillo) 209 para mover el extremo libre (por ejemplo, los extremos distales) de los brazos de agarre en un movimiento de cierre (por ejemplo, de pinzamiento) utilizando un pivote 211. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el accionador puede tirar de la barra de transferencia 207 hacia el accionador para hacer pivotar los brazos 203 sobre el pivote 211 y cerrar los brazos. El actuador también puede empujar la barra de transferencia 207 lejos del actuador para hacer pivotar los brazos 203 alrededor del pivote 211 para abrir los brazos. Son posibles otros tipos de configuraciones de enganche. El movimiento de cierre puede articular los brazos para colocar los extremos libres de los brazos en una orientación sustancialmente paralela (por ejemplo, posición cerrada o de agarre), permitiendo a la pinza agarrar y retener un objeto. En algunas realizaciones, los brazos 203 pueden incluir uno o más elementos de retención 215 para ayudar a agarrar y sujetar varias superficies de un componente sujetado y reducir la probabilidad de que el componente sujetado se deslice de la pinza. Por ejemplo, los elementos de retención pueden incluir una superficie texturizada o de goma (por ejemplo, un pie de goma). En algunos casos, la posición y la fuerza de sujeción de los brazos y los elementos de retención pueden ser ajustables.
Este mecanismo de agarre puede incluir además sistemas configurados para facilitar el desplazamiento vertical (por ejemplo, en el eje z), ya sea por separado o como parte del componente de manipulación robótica al que puede conectarse. Los brazos de agarre 203 se pueden predisponer pasivamente (p. ej., mediante un mecanismo de resorte lineal (p. ej., muelles)) a una posición de inicio determinada (p. ej., abierta o cerrada).
La pinza 201 también puede incluir una ubicación de montaje 213 para una o más herramientas o sistemas. Por ejemplo, en algunos ejemplos, los sistemas ópticos pueden montarse en la ubicación de montaje para que el lector óptico de fibra óptica pueda inspeccionar los pozos. La ubicación de montaje 213 puede acoplarse a la pinza 201 mediante una o más barras guía 217 conectadas a la pinza o directamente a un brazo robótico.
Los objetos a agarrar pueden incluir tapas de cartuchos, accesorios de agarre (por ejemplo, otros agarradores como un dispositivo de elevación de cartuchos (por ejemplo, el sistema de transferencia 1200 y los dedos de elevación 1202 discutidos más adelante)), o los propios cartuchos. En algunos casos, los brazos de agarre 203 pueden configurarse para agarrar y manipular un cartucho de modo que el cartucho pueda bajarse a un sistema de centrifugado.
Sistemas de Incubación
La incubación de las muestras a ensayar en un cartucho puede ser un aspecto importante de los sistemas de prueba fenotípico de susceptibilidad antimicrobiana aquí descritos. En algunos ejemplos, las temperaturas de la incubadora pueden mantenerse a una temperatura constante, como por ejemplo, a o menos de aproximadamente 45 grados centígrados (por ejemplo, menos de aproximadamente 35 grados centígrados (por ejemplo, de aproximadamente 33 grados centígrados a aproximadamente 35 grados centígrados (por ejemplo, 35 grados centígrados)). Las temperaturas de la incubadora pueden controlarse mediante calefactores, un sistema de circulación de aire y dispositivos adecuados para dirigir el aire (por ejemplo, conductos). El calor puede transportarse a los cartuchos desde estos calentadores o mediante una combinación de otras técnicas, como convección, conducción, radiación o advección. Se espera que las temperaturas superiores a aproximadamente 35 grados centígrados puedan aumentar la velocidad de crecimiento, pero pueden interferir con algunos antimicrobianos, como la oxacilina, o influir negativamente en ellos. Sin embargo, en algunas realizaciones, como en el caso de paneles de prueba en los que no estén presentes estos antimicrobianos, la incubación puede realizarse a una temperatura más alta. Además, pueden controlarse otras condiciones, como los gases y los gases ambientales presentes, para la incubación. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los sistemas de incubación están configurados para generar las condiciones deseadas para la incubación que promuevan el crecimiento de microorganismos, como aire ambiente, condiciones anaeróbicas o hasta un 10% de CO<2>.
Además, la agitación de los cartuchos y de las muestras que contienen, como la agitación orbital o axial, puede utilizarse durante la incubación para promover una mejor oxigenación de los microorganismos y una exposición uniforme a los nutrientes en los medios de crecimiento (por ejemplo, un medio líquido, sólido o semisólido). La agitación puede consistir en uno o más (por ejemplo, 1,2, 3, 4, 5, 6) ejes lineales, orbitales (por ejemplo, circulares, elipsoidales, etc.), o movimientos semi-orbitales realizados periódicamente con un ciclo de trabajo definido particular de 1-100%. En algunas realizaciones, el cartucho se agita mediante agitación mecánica, acústica y/o magnética. En algunos casos, la agitación mecánica es orbital. La velocidad y el desplazamiento de la agitación pueden ajustarse (p. ej., optimizarse) específicamente para la configuración del panel de prueba para obtener un rendimiento adicional. Por ejemplo, los paneles de prueba que tienen pocilios de menor tamaño (p. ej., diámetro), como los de los cartuchos de 384 pocillos, pueden beneficiarse de una agitación realizada con mayor frecuencia y menor diámetro de órbita (en el caso de la agitación orbital) en comparación con los pocillos de mayor tamaño, como los de los cartuchos de 96 pocillos. Este cambio en la agitación puede ser útil para mantener el líquido en los pocillos del cartucho girando suavemente dentro del pocillo a medida que cambia la geometría de la placa.
Cabe señalar que la agitación, tal como se utiliza en el presente documento, puede referirse al movimiento generado que generalmente es insuficiente para causar lo que un experto en la materia entendería como mezcla. Es decir, los expertos en la materia entienden que la mezcla de la solución favorece las tasas de crecimiento de los microorganismos en grandes volúmenes de solución de crecimiento (p. ej., >10 ml) al mejorar la aireación de la solución. Las pruebas AST por microdilución en caldo suelen realizarse en cartuchos compuestos por pocillos con dimensiones laterales <12 mm. Por ejemplo, en un ejemplo, para lograr una mezcla adecuada en pocillos con dimensiones laterales <12 mm, las frecuencias de agitación orbital son de al menos 500 revoluciones por minuto (rpm). Sin embargo, estas frecuencias pueden inhibir el crecimiento de microorganismos en pocillos con dimensiones laterales <12 mm debido a la elevada tensión y cizallamiento de los microorganismos.
En algunas realizaciones, los métodos prevén promover el crecimiento de microorganismos agitando el cartucho a una frecuencia o un radio insuficientes para lograr la mezcla de la solución. La agitación de los cartuchos y de las muestras que contienen, como la agitación orbital o axial, puede utilizarse durante la incubación para promover una mejor oxigenación de los microorganismos y una exposición uniforme a los nutrientes en los medios de crecimiento. Sorprendentemente, se descubrió que las frecuencias y radios de agitación que inducían la submezcla mejoraban las tasas de crecimiento de los microorganismos.
En algunas realizaciones, agitar el cartucho a una frecuencia o un radio insuficiente para lograr la mezcla de la solución puede dar lugar a una mayor relación de crecimiento entre el crecimiento de microorganismos con agitación del cartucho en comparación con el crecimiento de microorganismos sin agitación del cartucho.
Varios diseños de incubadoras pueden ser implementados con los sistemas de prueba aquí descritos. Por ejemplo, los diseños compactos de incubadoras tipo nido, mostrados en la FIG. 6A y 6B, lo que permite un sistema compacto de alta capacidad en el que se pueden apilar y procesar varios cartuchos a la vez. En algunas realizaciones, una configuración de nido puede incluir un bastidor 410 que tiene una o más paredes laterales 412 que forman cámaras de almacenamiento de cartuchos individuales (por ejemplo, nidos) 414. En algunos casos, la cámara de almacenamiento puede configurarse para tener una huella que corresponda a (por ejemplo, que sea ligeramente mayor que para alojar) un cartucho. En algunos ejemplos, el bastidor 410 y/o las cámaras de almacenamiento individuales 414 pueden calentarse para proporcionar un calentamiento más consistente (por ejemplo, uniforme) y rápido de los cartuchos dispuestos en ellos. En algunos ejemplos, cada nido 414 está dimensionado y configurado para alojar 4 placas apiladas una encima de otra. Sin embargo, se pueden acomodar otros números de placas en función del tamaño del nido. En algunas realizaciones, las incubadoras pueden tener una capacidad de al menos 10 cartuchos. Los cartuchos pueden apilarse con o sin componentes separadores (por ejemplo, separadores (por ejemplo, separadores térmicamente conductores)) dispuestos entre los cartuchos. Por ejemplo, en algunos casos, los componentes de separación formados por uno o más materiales conductores térmicos pueden disponerse entre los cartuchos para un calentamiento más uniforme y rápido. En algunos casos, los sistemas y métodos aquí descritos pueden permitir realizar pruebas más rápidas y probar más cartuchos que algunos sistemas convencionales. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el sistema de prueba puede producir un rendimiento de al menos 4 cartuchos en aproximadamente una hora, al menos 6 cartuchos en aproximadamente una hora, al menos 8 cartuchos en aproximadamente una hora, y/o al menos 10 cartuchos en aproximadamente una hora. En algunas realizaciones, el sistema de prueba puede producir un rendimiento de al menos aproximadamente 50 cartuchos por turno del mismo día, y/o al menos aproximadamente 100 cartuchos por turno del mismo día.
En algunas realizaciones, los cartuchos son precalentados antes de ser cargados en el sistema, por ejemplo, a una temperatura que está en o cerca de la temperatura de trabajo de la incubadora. Por ejemplo, en algunos casos, el precalentamiento puede realizarse rápidamente utilizando un material térmicamente conductor (por ejemplo, una placa metálica) que tenga una estructura superficial que permita un mejor contacto térmico con la placa. En algunos casos, el precalentamiento puede realizarse utilizando un calentador (por ejemplo, un calentador de infrarrojos, un calentador electromagnético (por ejemplo, radiación electromagnética (por ejemplo, microondas)). En algunas realizaciones, el calentamiento puede llevarse a cabo dentro del sistema de prueba, por ejemplo, en la estación de carga.
Como se discutió anteriormente, se puede lograr un mejor crecimiento (por ejemplo, más rápido y constante) durante la incubación agitando la muestra de una manera que permita la oxigenación y una mejor distribución de los nutrientes del medio de crecimiento en todo el pozo del cartucho. Se puede aplicar cualquiera de los diversos sistemas de agitación para impartir movimiento a las muestras. Por ejemplo, en las FIGs. 6A y 6B, un sistema conductor 420 puede ser utilizado para impartir un movimiento orbital para agitar la muestra en un movimiento circular. En algunos casos, el sistema conductor 420 puede controlar la velocidad orbital y el radio del movimiento del bastidor 410. En algunos casos, la velocidad orbital y el radio pueden ser variables (por ejemplo, ajustables) para lograr una variedad de velocidades y radios diferentes. Además, en algunos casos, la velocidad orbital y/o el radio pueden ser variables durante el funcionamiento. Por ejemplo, un radio de agitación orbital (p. ej., radio orbital) de la muestra puede ser inferior a aproximadamente 25 mm (p. ej., de 1 mm a aproximadamente 12 mm (p. ej., de 1 mm a aproximadamente 10 mm (p. ej., de 1 mm a aproximadamente 8 mm (p. ej., de 1 mm a aproximadamente 3 mm (p. ej., de 2 mm a aproximadamente 3 mm))))). El sistema conductor 420 puede ser accionado por cualquiera de las diversas combinaciones de motor, correas, engranajes, levas u otros componentes electromecánicos. En algunos casos, la velocidad orbital y el radio de movimiento pueden ser regulados por el usuario y ajustados (por ejemplo, optimizados) para diferentes formatos de paneles y muestras a ensayar. Por ejemplo, en algunos ejemplos, las placas de 384 pocillos pueden agitarse a lo largo de una órbita que tenga un diámetro de aproximadamente 4 milímetros y las placas de 96 pocilios pueden agitarse a lo largo de una órbita que tenga un diámetro de aproximadamente 8 milímetros.
Además del diámetro de la órbita, la velocidad de rotación orbital también puede afectar a las tasas de crecimiento de microorganismos. Por ejemplo, la agitación orbital se produce a una frecuencia superior a unas 50 revoluciones por minuto. En algunos ejemplos, la agitación orbital se produce a una frecuencia superior a unas 350 revoluciones por minuto (rpm). En algunos ejemplos, la agitación orbital se produce a una frecuencia inferior a unas 750 revoluciones por minuto. En algunos ejemplos, la agitación orbital se produce a una frecuencia de unas 150 revoluciones por minuto. Por ejemplo, se ha demostrado que velocidades comprendidas entre 150 rpm y 650 rpm promueven tasas aceptables de crecimiento de microorganismos.
En algunas realizaciones, la agitación orbital se produce a una frecuencia superior a unas 50 revoluciones por minuto. En algunos ejemplos, la agitación orbital se produce a una frecuencia superior a unas 350 revoluciones por minuto. En algunos ejemplos, la agitación orbital se produce a una frecuencia inferior a unas 750 revoluciones por minuto. En algunos ejemplos, la agitación orbital se produce a una frecuencia de unas 150 revoluciones por minuto. En algunas realizaciones, el radio (por ejemplo, el radio orbital) puede ser superior a aproximadamente 2 mm. En algunas realizaciones, el radio puede ser de aproximadamente 25 mm.
En algunos casos, puede no ser necesario que la agitación de los cartuchos se realice continuamente durante todo el tiempo de incubación, pero un ciclo de trabajo de al menos el 10% puede ser beneficioso.
Se puede acceder a los nidos de la incubadora 414 desde una variedad de ubicaciones diferentes, como la parte superior o los laterales. En algunos casos, en referencia a las FIGs. 7A-7C, se puede utilizar un actuador (por ejemplo, un actuador lineal) 440 para abrir los nidos desde la parte superior, lateral o en configuración de concha de almeja. Por ejemplo, el actuador 440 puede configurarse para accionar una tapa 450 utilizada para cubrir los cartuchos (por ejemplo, encerrar los cartuchos dentro de las cámaras de almacenamiento 414).
Los cartuchos también pueden alojarse en otras configuraciones. Por ejemplo, en algunas realizaciones, se utiliza una incubadora de varios niveles (p. ej., incubadora de varios pisos (p. ej., tipo hotel)). En referencia a las FIGs. 8A-8D, las incubadoras de estilo hotel 760a , 760B, 760C, 760D pueden incluir una o más bandejas de retención de cartuchos (por ejemplo, pisos) 765 por las que se puede acceder a diferentes cartuchos 700. Los pisos 765 pueden configurarse para alojar cualquier variedad de números diferentes de cartuchos 700. Por ejemplo, cada planta puede alojar de 1 a 4 (o más) placas 700.
Como se ha representado, las incubadoras pueden incluir mecanismos de desplazamiento (por ejemplo, actuadores) para impulsar el movimiento de los distintos pisos de modo que se pueda acceder a los cartuchos que se encuentran en ellos. Por ejemplo, los actuadores pueden empujar selectivamente uno o más de los pisos para abrir el hotel y deslizar hacia fuera un piso para que los cartuchos puedan ser retirados para su procesamiento por el sistema, como la separación de muestras o el análisis óptico. En referencia a las FIGs. 8A y 8B, la incubadora puede incluir un actuador lineal 770A para los pisos 765. En referencia a las FIGs. 8C y 8D, la incubadora puede incluir un actuador 770B basado en rotación, como un servomotor o motor paso a paso conectado a una varilla roscada acoplada a una tuerca roscada complementaria para abrir y cerrar las puertas o cubiertas de la incubadora. A medida que el accionador 770B hace girar la varilla roscada, la tuerca puede desplazarse axialmente a lo largo de la varilla, acercándose y alejándose del accionador. En algunos casos, el sistema puede configurarse de forma que los pisos permanezcan fijos en general y la pinza robótica esté configurada para alcanzar la incubadora y recuperar los cartuchos.
Mientras que los sistemas se han descrito generalmente como implementando agitación de la muestra (por ejemplo, agitación) en asociación con la incubadora, otros ejemplos son posibles. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el sistema de prueba puede incluir uno o más subconjuntos de agitación independientes. A menos que se indique lo contrario, los subconjuntos de agitación independientes pueden incluir los sistemas de agitación descritos en el presente documento asociados a la incubadora (por ejemplo, el accionador 770A o el accionador 770B).
En algunas realizaciones, cada piso tiene control de temperatura y retroalimentación de temperatura separados. Se puede utilizar un sistema de control de la temperatura (por ejemplo, un termopar, un termistor o sensores de temperatura basados en semiconductores) para la retroalimentación de la temperatura. En algunos casos, puede utilizarse un regulador proporcional-integrativo-derivativo (PID) para controlar la temperatura. Las ganancias proporcional (P), integral (I) y derivativa (D) suelen optimizarse para lograr una velocidad de calentamiento adecuada y reducir las fluctuaciones de temperatura (por ejemplo, las oscilaciones en torno a una temperatura objetivo), ya que algunos antimicrobianos no son estables a temperaturas superiores a 35 grados Celsius. En algunas realizaciones, el control de la temperatura puede lograrse de forma convectiva mediante la circulación de aire caliente. En algunos casos, se puede utilizar tanto el calentamiento por convección como por conducción. Adicional o alternativamente, la humedad relativa puede ser controlada para reducir (por ejemplo, minimizar) la evaporación de líquido de los cartuchos. Por ejemplo, los sistemas pueden configurarse para limitar la evaporación de un pocillo de un cartucho a un valor igual o inferior a aproximadamente el 2% del volumen inicial de líquido durante un periodo de tiempo, como por ejemplo 3 horas. En algunas realizaciones, el sistema puede controlar la humedad en la incubadora a aproximadamente 80% dentro de aproximadamente /-10%.
Separación de muestras
Según la invención, se utiliza un paso de centrifugación para separar el amplificador no unido de la superficie del microorganismo utilizando el subsistema de centrifugación 100 descrito anteriormente. Según un ejemplo que no forma parte de la presente invención, se utiliza el subsistema de separación magnética 101 descrito anteriormente. La centrifugación utiliza las diferencias en las densidades de los microorganismos y el fluido circundante para crear pellets de microorganismos. Como puede apreciar un experto en la materia, estos métodos de separación utilizan fuerzas centrífugas relativas (RCF) de 100 a 20.000 g (donde g es la aceleración gravitatoria de la Tierra). Cuanto mayor sean las RCF, menor será el tiempo de separación necesario. El valor límite típico (por ejemplo, el valor razonable más alto esperado) para los cartuchos, como las placas de 96 o 384 micropocillos, es de aproximadamente 5.000 g's para reducir la probabilidad de que los cartuchos se degraden físicamente, por ejemplo, que se astillen o se rompan. En algunas realizaciones, el subsistema de centrifugación puede generar las fuerzas centrífugas relativas deseadas generadas en los sistemas de centrifugación que pueden ser de aproximadamente 2.000 g a aproximadamente 5.000 g (por ejemplo, aproximadamente 2.500 g a aproximadamente 4.000 g (por ejemplo, aproximadamente 2.500 g)). En algunas realizaciones, la centrifugación puede realizarse durante al menos 2,5 minutos. En algunos casos, los 2,5 minutos pueden incluir el tiempo necesario para alcanzar la velocidad de centrifugación deseada (por ejemplo, el tiempo de aceleración), que puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 45 segundos. Configurar el sistema de separación para que sea un diseño de sistema de centrifugación puede permitir que se acceda más fácilmente a las muestras (por ejemplo, el cartucho) mediante una pinza robótica para cargar y descargar cartuchos. Esto permite automatizar totalmente el procesamiento de las muestras. En algunas realizaciones, el sistema de centrifugación puede configurarse para acomodar múltiples placas por posición del rotor de centrifugación (por ejemplo, apilando placas unas sobre otras). Dicho apilamiento permite la centrifugación simultánea de al menos 4 cartuchos y hasta 16 cartuchos en una centrifugadora de 4 posiciones. En algunos casos, si se está procesando un número impar de cartuchos, se pueden utilizar una o más placas de lastre para equilibrar la centrífuga. Las centrifugadoras disponibles comercialmente, que pueden ser compatibles con cargadores robóticos, que pueden modificarse para ser compatibles e implementarse con los sistemas de prueba descritos en el presente documento son fabricadas por Hettich Lab Technology de Beverly, Massachusetts y Tuttlingen, Alemania, EE.UU.; BioNex Solutions, Inc. de San José, California, EE.UU., y Agilent Technologies de Santa Clara, California, EE.UU..
[0101]En algunos ejemplos que no forman parte de la presente invención, la granulación de microorganismos puede llevarse a cabo mediante separación magnética. Por ejemplo, pueden añadirse partículas magnéticas, que pueden ser de tamaño nanométrico y/o micrométrico, con una funcionalización superficial adecuada para que se unan a la superficie del microorganismo. La unión de la prueba de criterio de valoración puede realizarse simultáneamente con la unión de la partícula magnética (prueba competitiva) o después de la captura magnética (ya sea como unión a un pellet o después de la resuspensión en solución). En algunos casos, la captura magnética puede ser retráctil para permitir la resuspensión y puede incorporarse a un soporte que permita la agitación orbital o axial. En otros ejemplos, que no forman parte de la presente invención, la separación puede realizarse mediante filtración al vacío. Alternativa o adicionalmente, en algunos casos, la separación puede no ser necesaria para separar las sondas no unidas, aunque este ejemplo tampoco forma parte de la presente invención.
Sistemas Ópticos
Los sistemas de prueba aquí descritos incluyen sistemas ópticos para interrogar el crecimiento de microorganismos en los cartuchos. Por ejemplo, los sistemas ópticos suelen incluir una fuente de luz de excitación, uno o más filtros, una óptica de recogida de luz y uno o más detectores. En algunas realizaciones, las señales ópticas pueden medirse utilizando detectores en forma de tubo fotomultiplicador (PMT). La ganancia del PMT se ajusta en función de las señales ópticas detectadas en los pocillos de control dentro de los cartuchos para permitir un amplio rango dinámico.
La fuente de luz de excitación puede incluir cualquiera de los diversos componentes emisores de luz. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la fuente de excitación puede incluir una lámpara de xenón. Otros ejemplos de posibles fuentes de luz de excitación pueden incluir fuentes de luz de banda ancha, como lámparas halógenas de tungsteno, diodos emisores de luz (LED) y láseres.
Los conjuntos de filtros o monocromadores (por ejemplo, rejillas de difracción) para excitación y emisión pueden diseñarse y configurarse en función de los reactivos utilizados en el prueba y de la química de amplificación que se aplique. Por ejemplo, en algunos casos en los que se utiliza resazurina, pueden utilizarse filtros de excitación para excitar la muestra con luz a una longitud de onda de aproximadamente 560 nm y filtros de emisión para detectar la luz emitida por la muestra a aproximadamente 590 nm (por ejemplo, tras la reducción a resorufina). En otro ejemplo, en los casos en que se utilicen amplificadores basados en lantánidos, puede emplearse la fluorescencia resuelta en el tiempo (TRF) o la luminiscencia temporizada (TGL). En otro ejemplo, en los casos en que se utiliza europio (por ejemplo, criptato de europio), pueden utilizarse filtros de excitación para excitar la muestra con luz a una longitud de onda de aproximadamente 330 nm (por ejemplo, con banda de 80 nm) y filtros de emisión para detectar la luz emitida por la muestra a aproximadamente 615 nm (por ejemplo, con banda de 10 nm). La excitación y el detector suelen estar sincronizados, ya que la TGL utiliza pulsos cortos y ventanas temporales retardadas para la medición debido a la larga vida útil de las moléculas informadoras de lantánidos. Por ejemplo, para el Europio, se puede utilizar un retardo de 100-200 microsegundos (ps) entre la extinción de la fuente de luz de excitación y el inicio de la medición de la luz emitida por la muestra. Por ejemplo, puede utilizarse un periodo de 200-600 ps para medir la luz emitida por la muestra (es decir, ventana de integración).
La electrónica de lectura para los detectores ópticos (por ejemplo, PMT) puede permitir salidas tanto analógicas como digitales. En ambos modos, la salida de corriente del PMT se convierte utilizando un amplificador de transimpedencia que puede permitir una amplificación variable. En el modo digital, la salida del amplificador puede alimentarse a un comparador (por ejemplo, discriminador) con un umbral variable y un formador de impulsos que convierten una señal de entrada en una señal de impulsos digitales (por ejemplo, onda cuadrada) que luego pueden contarse. Esta señal digital puede ajustarse a varias convenciones de nivel de tensión digital (por ejemplo, TTL, CMOS). El número de impulsos digitales generados corresponde así al número de fotones que llegan al detector. Se puede utilizar un fotodiodo separado para normalizar el recuento de fotones a la energía de la luz incidente y minimizar las variaciones entre los pulsos de excitación (por ejemplo, dividiendo la luz incidente mediante un espejo dicroico). Alternativa o adicionalmente, en algunas realizaciones, el detector óptico es un sensor CCD, un sensor CMOS, un fotodiodo de avalancha, o un fotomultiplicador de silicio o matrices de los mismos para la lectura simultánea de pluralidad de pozos. En algunas realizaciones, la corriente de salida de un PMT puede ser alimentada a un integrador de carga seguido de un digitalizador. La señal integrada durante la ventana de integración corresponde a la energía luminosa incidente emitida por la muestra. Alternativa o adicionalmente, la detección del pico de la señal de salida del integrador de carga puede utilizarse como un indicador de la energía luminosa emitida por la muestra.
En algunos casos, los detectores ópticos pueden medir fluorescencia en longitudes de onda de excitación y emisión y anchos de banda compatibles con uno o más reactivos disponibles comercialmente, tales como resazurina y/o reactivo de viabilidad celular Thermo Fisher AlamarBlue®, cuando se disuelven en disolventes adecuados y luego se reducen metabólicamente para formar Resorufina (es decir, una prueba metabólica). Como se explica más adelante, los sistemas pueden incluir un filtro de excitación de 560 nm con un ancho de banda de 15 nm y un filtro de emisión de 590 nm con un ancho de banda de 20 nm. En algunas realizaciones, tienen un rango de sensibilidad del detector de fluorescencia de 10 μM a 100 |jM de Resorufina. En algunas realizaciones, los detectores ópticos pueden tener un rango de sensibilidad de 40 fM a 600 nM de europio, por ejemplo, para pruebas de unión.
En algunas realizaciones, los detectores ópticos pueden presentar una ganancia del detector TGL ajustable por software. Esto permite que los detectores ópticos ajusten automáticamente la ganancia de cada cartucho basándose en los pocillos calibradores bajo y alto para optimizar la señal medida. En algunos casos, los detectores ópticos ajustan dinámicamente la ganancia y el escalado del detector TGL en función de la señal medida en cada uno de los pocillos calibrador alto y bajo, de forma que la señal del calibrador bajo se sitúe aproximadamente al 5-10% del rango del detector y la señal del calibrador alto se sitúe aproximadamente al 90-95% del rango del detector. Estos dos pocillos representan las extensiones mínima y máxima de la señal medida. 5% y 95% pueden utilizarse para permitir la medición de pocillos que pueden quedar ligeramente fuera del rango de señal de los calibradores. Los detectores ópticos pueden tener un rango de sensibilidad de detector de fluorescencia de aproximadamente 40 fM a aproximadamente 600 nM de Europio. Actualmente, la sensibilidad mínima adecuada para la química de la prueba es de 365 nM de europio. Sin embargo, la sensibilidad por debajo de 365 nM de europio es deseable para apoyar la optimización continua de la prueba y futuras reducciones en el tiempo de procesamiento de AST.
El detector puede configurarse para medir TGL con una duración del destello de excitación de 100 js /- 10 js . En algunos casos, el detector puede medir la TGL utilizando un retardo de 200 js /- 20 js tras la excitación antes de medir la emisión. En algunos casos, el detector puede medir la TGL utilizando un tiempo de 300 js /- 30 js para la integración de la señal de emisión en el detector. En algunos casos, el detector puede medir TGL a longitudes de onda de excitación y emisión compatibles con el criptato de europio NH2de Cisbio cuando está disuelto en agua. Por ejemplo, el reactivo Cisbio Europium cryptate NH2puede estar disponible como parte Cisbio # 65EU2ABB. En algunos ejemplos, los sistemas ópticos pueden utilizar un filtro de excitación de 330 nm con un ancho de banda de 80 nm y un filtro de emisión de 615 nm con un ancho de banda de 8 nm. En algunos casos, el detector puede medir la TGL de todos los pocillos de un cartucho de 96 pocillos en menos de 1,5 minutos aproximadamente. Este tiempo puede incluir el tiempo para medir los pocillos del calibrador y realizar el ajuste de la ganancia. En algunos casos, el detector puede medir la TGL de todos los pocillos de un cartucho de 384 pocillos en menos de aproximadamente 6,0 minutos. Este tiempo puede incluir el tiempo para medir los pocillos del calibrador y realizar el ajuste de la ganancia. En algunos casos, el detector puede realizar la excitación y emisión TGL desde la parte superior del cartucho. Como ya se ha comentado, esto puede permitir el uso de cartuchos opacos.
En algunas realizaciones, los sistemas ópticos aquí descritos pueden configurarse para medir la fluorescencia de todos los pocillos de un cartucho de 96 pocillos en menos de aproximadamente 1,0 minuto. En algunos casos, los sistemas ópticos pueden configurarse para medir la fluorescencia de todos los pocillos de un cartucho de 384 pocillos en menos de aproximadamente 4,0 minutos. Como se representa en los ejemplos ilustrados y descritos en el presente documento, el sistema óptico se configura típicamente para realizar la excitación y emisión de fluorescencia desde la parte superior del cartucho (por ejemplo, por encima de los pocillos). Esto permite utilizar cartuchos opacos. En algunas realizaciones, los sistemas pueden configurarse para excitar y medir la luz de múltiples pocillos simultáneamente (por ejemplo, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, o 24 pocillos). En algunas realizaciones, los sistemas pueden configurarse para excitar y medir la luz de dos o más conjuntos de filas de múltiples pocillos simultáneamente. Por ejemplo, un sistema óptico puede incluir un cabezal óptico con dos filas de componentes que se colocarán sobre los pocillos. En algunas realizaciones, la excitación y la medición del pozo adyacente pueden retrasarse para reducir (por ejemplo, minimizar) la diafonía. En algunas realizaciones, los pocillos pueden estar hechos de material opaco para reducir o eliminar la diafonía de los pocillos adyacentes. En tales casos, la excitación y la medición de la emisión de los pozos adyacentes pueden realizarse simultáneamente.
Los sistemas ópticos pueden incluir varias configuraciones de entrega y transmisión de luz. En algunas realizaciones, en referencia a la FIG. 9A, un sistema óptico 900 incluye una fuente de excitación está acoplada a un conjunto de haz de fibras (por ejemplo, un haz de fibras bifurcado) 910 que tiene una porción de emisión 910<a>y una porción de excitación 910B. El haz de fibras bifurcado puede tener dos haces de fibras dispuestos en un extremo común y separarse en dos tramos (por ejemplo, la porción de emisión 910A y la porción de excitación 910B) en el otro extremo. Los tipos de fibra utilizados en cada tramo pueden ser iguales o diferentes, lo que permite optimizar el diámetro del núcleo de la fibra o la gama de longitudes de onda en función de la aplicación. El conjunto de fibra de dos trayectorias 910 con dos trayectorias de luz separadas permite el uso de diferentes filtros ópticos dependiendo de las longitudes de onda de excitación y emisión deseadas de la molécula informadora. La luz de una fuente de excitación 920 se dirige a un pocillo 710 del cartucho y se enfoca utilizando elementos ópticos apropiados (por ejemplo, lentes) 970. El mismo sistema óptico puede utilizarse para recoger la luz del pozo 710 y guiarla hasta un detector 930. En algunas realizaciones, un sistema óptico incluye un cabezal óptico con múltiples haces de fibras para interrogar múltiples pocillos de un cartucho. Por ejemplo, un cabezal óptico puede incluir una matriz de haces de fibras cuyos extremos distales están separados entre sí y configurados para alinearse con los pocilios del cartucho. Por ejemplo, el cabezal óptico puede tener una o más filas de extremos distales de haces de fibras (por ejemplo, dos filas de 8 haces de fibras) que se colocarán sobre los pocillos. Se pueden utilizar filtros de emisión apropiados 940 para seleccionar o filtrar las longitudes de onda de la luz recibida y medida por el detector 930. Además, se pueden utilizar filtros de excitación apropiados 941 para seleccionar o filtrar las longitudes de onda de la luz dirigida a la muestra.
Haciendo breve referencia a las FIGs. 16A y 16B, un sistema óptico 975 puede incluir una fuente de excitación que se acopla a un conjunto de haz de fibras (por ejemplo, un haz de fibras bifurcado) 910 que tiene una porción de emisión 910A y una porción de excitación 910B, que puede ser similar al sistema 900 descrito e ilustrado en la FIG. 9A. Sin embargo, en algunas realizaciones, los sistemas ópticos incluyen un sistema para ajustar o cambiar los filtros ópticos con el fin de realizar una o más pruebas utilizando diferentes longitudes de onda de luz para la excitación de una muestra o la emisión de luz de una muestra. Por ejemplo, un sistema puede incluir un componente de indexación (por ejemplo, una rueda de indexación) 977 configurado para cambiar los filtros de excitación y emisión (por ejemplo, al mismo tiempo). En algunas realizaciones, la rueda 977 puede indexarse entre dos pruebas diferentes que se estén realizando para proporcionar los filtros ópticos deseados. En algunos casos, el sistema puede incluir un conjunto de dos filtros ópticos (por ejemplo, un primer filtro de excitación 941A y un primer filtro de emisión 940A) dispuestos en la rueda de indexación 977 que está configurada para posicionar selectivamente un primer filtro óptico (por ejemplo, el primer filtro de excitación 941A) en línea con la fuente de excitación 920 y un segundo filtro óptico (por ejemplo, el primer filtro de emisión 940A) en línea con el detector óptico 930. La rueda de indexación 977 puede incluir otros conjuntos de dos filtros (por ejemplo, un segundo filtro de excitación 941B y un segundo filtro de emisión 940B), donde un movimiento de indexación de la rueda de indexación 977 reemplaza el filtro óptico en línea con la fuente de excitación y el filtro óptico en línea con el detector óptico. En algunos casos, los filtros individuales de un conjunto pueden colocarse en lados opuestos de la rueda 977. En algunas realizaciones, la rueda 977 puede ser una rueda de indexación de seis posiciones para posicionar hasta seis combinaciones de conjuntos de filtros ópticos. El componente de indexación puede configurarse para indexar a cualquiera de varias velocidades y por cualquiera de varias técnicas. Por ejemplo, el sistema 975 puede incluir un motor 979 acoplado a la rueda 977, por ejemplo mediante una correa, para girar la rueda 977 y cambiar los filtros.
Otras realizaciones son posibles. Por ejemplo, en referencia a la FIG. 9B los sistemas de detección óptica 950 pueden configurarse de modo que la excitación, la detección y el procesamiento de datos se realicen dentro del mismo subconjunto en el que el cartucho puede cargarse utilizando la pinza robótica. El sistema de detección óptica 950 puede incluir una fuente de excitación óptica 920 configurada para producir y emitir una señal óptica a la muestra en un pozo 710 y un detector 930 para recibir una señal óptica de la muestra. El sistema 950 puede incluir un sistema de reflectores (por ejemplo, espejos) 960 y lentes 970 para dirigir la luz al pozo de muestra 710.
En algunas realizaciones, el subsistema óptico incluye una etapa x-y (por ejemplo, un pórtico robótico o una mesa de traslación) que permite al detector interrogar cada pocillo del panel de prueba. Por ejemplo, la platina x-y puede mover un cartucho en relación con el detector, de modo que el detector pueda situarse por encima de todos los diferentes pocillos del cartucho para procesar cada una de las muestras. Alternativa o adicionalmente, el cartucho puede configurarse para permanecer en su lugar (por ejemplo, estático) mientras el detector se mueve en relación con el cartucho.
Cada cartucho puede contener una combinación de antimicrobianos y una serie definida de dilución doble de cada antimicrobiano. Además, cada cartucho puede contener pocillos de control, como un pocillo de control de crecimiento, un pocillo de control de no crecimiento (contaminación) y un pocillo de control salino. El pocillo de control salino puede representar un control FIT aproximadamente igual a la concentración inicial de microorganismo en el inóculo. Los cartuchos pueden incluir múltiples pocillos (por ejemplo, cartucho de 96 pocillos o cartucho de 384 pocillos) con una cubierta (por ejemplo, una tapa extraíble) y un identificador (por ejemplo, un código de barras) que define de forma única la configuración antimicrobiana y un código único, que define la placa y puede asociarse a una muestra única conforme a la HIPAA. Una vez encontrado un punto de rotura MIC y CLSI, el sistema puede permitir la visualización de este resultado mediante una interfaz gráfica de usuario y la comunicación con LIMS.
En algunas realizaciones, el sistema de pruebas 50 incluye una bandeja de residuos separada donde se pueden desechar los cartuchos procesados. Por ejemplo, una vez completada la prueba de criterio de valoración, los paneles de prueba pueden ser analizados (por ejemplo, medidos). Los cartuchos procesados pueden desecharse tras el análisis. En algunas realizaciones, los cartuchos pueden desecharse automáticamente, por ejemplo, utilizando el sistema robotizado de transferencia 200. En algunas realizaciones, los cartuchos procesados pueden desecharse cargándolos de nuevo en la estación de carga 300, donde un usuario puede retirarlos del sistema y desecharlos adecuadamente.
Sistema de Ejemplo
FIG. 10 es una vista en perspectiva de un ejemplo de sistema de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana 1050. El sistema de prueba 1050 puede incluir una pinza robótica (por ejemplo, del sistema robótico de transferencia 1200) para manipular los cartuchos de muestras 700 dentro del sistema, el sistema incluye uno o más subconjuntos de incubación 1400, un subconjunto de manipulación de líquidos 1601 controlado por un sistema robótico 1600, un subconjunto de centrifugación 1100, así como cualquiera de los diversos subconjuntos y componentes discutidos anteriormente con respecto a los otros sistemas de prueba de ejemplo. En algunas realizaciones, el sistema 1050 incluye una plataforma (p. ej., área de preparación, (p. ej., escenario)) 1800 para actuar como área de colocación o retención de cartuchos. Por ejemplo, la etapa 1800 puede disponerse entre un subconjunto de incubación 1400 y un sistema de agitación 1300. En algunos casos, la platina 1800 puede configurarse para subir y bajar con respecto a otros componentes, como el subconjunto de incubación 1400. Por ejemplo, la platina puede montarse sobre uno o varios actuadores. A menos que se indique lo contrario, los componentes y subconjuntos del sistema de pruebas 1050 pueden ser los mismos o similares a los componentes discutidos con respecto a los otros sistemas de pruebas de ejemplo.
FIG. 11 es una vista en perspectiva de un ejemplo de componente de manipulación de cartuchos 1200. Como se ha comentado anteriormente, el sistema robótico de transferencia (por ejemplo, un brazo robótico de 3 ejes) 1200 puede incluir uno o más componentes de agarre o transporte de cartuchos. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el sistema robótico de transferencia de cartuchos 1200 incluye un conjunto de dedos de elevación 1202 dimensionados y configurados para soportar un cartucho 700 (que se muestra cortado). El conjunto de dedos 1202 puede definir una o más características laterales de posicionamiento del cartucho (por ejemplo, crestas verticales) 1204 para limitar que un cartucho se deslice inadvertidamente fuera del sistema de transferencia 1200 durante el movimiento del cartucho. Los dedos pueden colocarse sustancialmente paralelos entre sí y separarse para acomodar una o más superficies sobre las que se colocará el cartucho. En algunos casos, los dedos pueden estar separados por al menos unas 2 pulgadas (por ejemplo, al menos unas 3 pulgadas). En algunos casos, las características de posicionamiento 1204 pueden posicionarse para definir una abertura (por ejemplo, un rebaje de plataforma) 1208 que tiene una huella que corresponde a la del cartucho. Por ejemplo, cada dedo 1202 puede tener una característica de posicionamiento 1204 a lo largo de su borde lateral más externo.
En efecto, el sistema de transferencia 1200 y los dedos de elevación 1202 pueden servir como una carretilla elevadora para agarrar y manipular los cartuchos dentro del sistema. En algunas realizaciones, los dedos de elevación 1202 incluyen una punta biselada o en ángulo para ayudar a deslizarse bajo un cartucho. En algunas realizaciones, los dedos de elevación 1202 están formados resilientemente de tal manera que pueden desviarse bajo un cartucho y volver a su posición inicial una vez que el cartucho está completamente posicionado en la abertura 1208. Los dedos de elevación 1202 también pueden estar configurados para ser delgados (por ejemplo, tener un perfil bajo) con el fin de llegar a espacios reducidos, como dentro del subconjunto de incubación, para recuperar los cartuchos. El sistema de transferencia 1200 también puede definir una o más características de montaje (por ejemplo, interfaces) 1210 mediante las cuales el brazo robótico puede acoplarse al sistema de transferencia 1200. Por ejemplo, los elementos de retención 215 de los brazos de agarre 203 pueden acoplarse a las interfaces 1210 cuando los brazos 203 se articulan para cerrar y agarrar el sistema 1200. En algunas realizaciones, el sistema de transferencia tipo horquilla 1200 y los dedos de elevación 1202 pueden utilizarse en combinación con el mecanismo de agarre 201 cuando los cartuchos se introducen y extraen de una zona con poca altura libre, como el subsistema de incubación 1400 que se describe a continuación. En algunas realizaciones, el propio mecanismo de agarre 201 (por ejemplo, los brazos 203) se utilizan para agarrar un cartucho directamente cuando el cartucho se va a entregar o recuperar de zonas profundas, como dentro de la centrifugadora.
FIG. 12 es una vista en perspectiva de un ejemplo de subsistema de incubación 1400 para su uso en el sistema de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana 1050. En algunos casos, el sistema de prueba 1050 puede incluir más de uno (por ejemplo, dos) subsistemas de incubación 1400. Como se ha representado, el subsistema de incubación 1400 puede configurarse para alojar múltiples cartuchos (por ejemplo, 12 cartuchos). Por ejemplo, el subsistema de incubación 1400 puede incluir una estructura escalonada que tiene una torre 1401 con múltiples pisos 1402, donde cada piso 1402 puede alojar uno o más cartuchos para incubación. Los pisos 1402 pueden configurarse para interactuar con el portador robótico de cartuchos (por ejemplo, los dedos de elevación) 1202. Por ejemplo, para cada cartucho a alojar, el piso 1402 puede definir uno o más (por ejemplo, un par) de rebajes 1404 dimensionados y configurados para alojar los dedos de elevación durante el depósito o la extracción de un cartucho de la incubadora. Por ejemplo, los huecos 1404 pueden tener una anchura y una altura mayores que las de los dedos. En algunos casos, los huecos 1404 pueden tener una altura lo suficientemente grande como para que cuando los dedos coloquen el cartucho en una plataforma 1406 del piso 1402, los dedos 1202 puedan bajarse a los huecos 1404 con la holgura adecuada para que puedan retirarse (por ejemplo, deslizarse hacia afuera) sin perturbar el cartucho. En algunas realizaciones, el piso 1402 define un elemento de posicionamiento (por ejemplo, un reborde vertical) 1408 a lo largo de su extremo delantero o trasero, tal como a lo largo de la plataforma 1406 para limitar la capacidad del cartucho de deslizarse inadvertidamente o caer fuera del piso 1402. Así, los dedos 1202 pueden insertar el cartucho en la incubadora por encima de la cresta 1408, bajar el cartucho sobre la plataforma 1406 una vez que el cartucho haya despejado la cresta 1408, bajar los dedos 1202 hasta que estén lo suficientemente profundos en el hueco 1404 para que el cartucho esté lo suficientemente alejado de los dedos 1202 como para despejar las características de posicionamiento 1204, y luego los dedos 1202 pueden retirarse de la incubadora.
La incubadora 1400 puede incluir una cubierta (por ejemplo, una puerta) 1410 que puede abrirse y cerrarse para contener los cartuchos durante la incubación. En algunos casos, la puerta 1410 y/o un marco de la incubadora pueden incluir uno o más topes rotacionales para limitar que la puerta 1410 se desplace o se abra más allá de un punto de parada deseado. En algunos casos, los topes pueden hacer que la puerta 1410 sirva de estante delante de los cartuchos. En algunos ejemplos, el usuario puede abrir la puerta 1410, colocar manualmente los cartuchos a probar en el subsistema de incubación 1400, y cerrar la puerta. Además, el subsistema de incubación puede incluir cualquiera de los diversos sistemas de calentamiento y/o subsistemas de agitación. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los pisos 1402 pueden incluir un elemento calefactor en o a lo largo de la etapa 1406 a lo largo de la cual se dispone el cartucho durante la incubación. En algunos casos, apilando los pisos 1402 uno encima del otro, los cartuchos pueden ser intercalados entre dos pisos y así ser calentados desde arriba y desde abajo.
Los cartuchos pueden ser insertados y removidos de la incubadora 1400 de varias maneras. Por ejemplo, en algunos ejemplos, un usuario puede cargar los cartuchos por la parte delantera (por ejemplo, abriendo la puerta 1410) y el sistema de pruebas puede retirar los cartuchos de la incubadora 1400 desde un lado opuesto (por ejemplo, la parte trasera). Adicional o alternativamente, el sistema de pruebas puede retirar los cartuchos de la parte frontal de la incubadora. FIG. 13 es una vista en perspectiva de un ejemplo de subsistema de agitación de muestras (por ejemplo, sistema de agitación rotacional) 1300 que tiene un componente oscilante giratorio. Los subsistemas de agitación pueden utilizarse en asociación con los subsistemas de incubación o como subconjuntos independientes. En el ejemplo de la FIG. 10, los subsistemas de agitación pueden utilizarse tanto para uno o más subsistemas de incubación 1400 como para uno o más sistemas autónomos 1300. El subsistema de agitación rotacional 1300 puede incluir un motor (por ejemplo, servo) 1302 que hace girar un rotor 1304 que tiene una interfaz descentrada (por ejemplo, excéntrica) 1306, tal como un dispositivo de leva, que imparte un movimiento rotacional, oscilante sobre un cartucho cuando el motor 1302 gira de acuerdo con los diversos métodos de agitación descritos anteriormente. En algunos casos, el rotor 1304 puede incluir un peso de contrapeso para reducir o limitar las vibraciones durante la agitación. El rotor 1304 puede interactuar con una plataforma 1310 que se mueve a lo largo de la trayectoria oscilante con la interfaz 1306. En algunos ejemplos, la plataforma 1310 puede disponerse a lo largo de una o más superficies de apoyo para proporcionar una traslación suave y sin interrupciones a lo largo de su trayectoria oscilante. Por ejemplo, en algunos casos, la plataforma 1310 puede estar dispuesta sobre uno o más cojinetes (por ejemplo, rodillos) 1312.
Adicionalmente o alternativamente, el sistema de prueba 1050 puede incluir subsistemas de agitación que utilizan movimiento lineal para generar agitación de la muestra. Por ejemplo, en referencia a la FIG. 9B 14, un subsistema de agitación de muestras (por ejemplo, agitador multidireccional) 1400 puede incluir uno o más (por ejemplo, un conjunto de dos) actuadores lineales multidireccionales 1403 que pueden accionar una plataforma 1412 en múltiples direcciones. El conjunto de actuadores 1403 puede colocarse en varias configuraciones. Por ejemplo, los actuadores 1403 se colocan sustancialmente perpendiculares entre sí. En los casos en que se desee una agitación circular u orbital, los dos actuadores pueden moverse en secuencia entre sí para hacer que los cartuchos se desplacen a lo largo del radio y la velocidad deseados.
Adicionalmente o alternativamente, el sistema de prueba 1050 puede incluir subsistemas de agitación que utilizan una combinación de movimiento rotacional y lineal para generar agitación de la muestra. Por ejemplo, en referencia a la FIG.
9B 15, un subsistema de agitación de muestras (por ejemplo, un agitador multidireccional) 1500 puede incluir dos o más (por ejemplo, dos conjuntos de dos) componentes multidireccionales de reducción de la fricción lineal (por ejemplo, superficies de apoyo lineales) 1502 a lo largo de los cuales pueden deslizarse en combinación diferentes plataformas 1512 para permitir que la torre 1401 y los cartuchos que contiene se desplacen a lo largo de una trayectoria orbital que puede impulsar una plataforma 1512 en múltiples direcciones. En algunos casos, las superficies de apoyo pueden incluir carriles de apoyo lineales y etapas deslizantes configuradas para deslizarse a lo largo de los carriles de apoyo. Por ejemplo, una primera plataforma 1512A puede configurarse para deslizarse con respecto a una base a lo largo de un primer conjunto de superficies de apoyo 1503A, como a lo largo de un eje x. Una segunda plataforma 1512B puede configurarse para deslizarse con respecto a la primera plataforma 1512A a lo largo de un segundo conjunto de superficies de apoyo 1503B, tal como a lo largo de un eje y sustancialmente perpendicular. El movimiento lineal combinado a lo largo de diferentes ejes y ser utilizado para generar un movimiento sustancialmente orbital. Para accionar la torre 1401, el subsistema de agitación 1500 puede incluir un motor (p. ej., servo) 1302 que hace girar un rotor que tiene una interfaz descentrada (p. ej., excéntrica), como un dispositivo de leva, que imparte un movimiento rotatorio y oscilante a un cartucho cuando el motor 1302 gira de acuerdo con los diversos métodos de agitación descritos anteriormente. En algunos casos, el rotor 1304 puede incluir un peso de contrapeso para reducir o limitar las vibraciones durante la agitación. Mientras que el movimiento de rotación puede ser impartido por el motor 1302, las superficies de apoyo lineales se pueden utilizar para restringir o guiar el movimiento de la torre 1401.
Los sistemas y componentes de ejemplo aquí descritos pueden utilizarse para llevar a cabo cualquiera de los diversos procesos de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana. Como se ha comentado anteriormente, los sistemas aquí descritos pueden facilitar los procesos de prueba mediante los cuales se pueden cargar las muestras y el sistema puede manipular automáticamente las muestras y los fluidos necesarios para el prueba. Un ejemplo de secuencia de método se muestra en la FIG. 19 y se describen a continuación.
Antes de cargarla en el sistema, cada muestra (por ejemplo, que contenga microorganismos para los que se vaya a realizar la prueba de susceptibilidad) puede diluirse y ajustarse a una concentración inicial adecuada deseada según la norma CLSI (por ejemplo, 3-7e5 UFC/ml (UFC = unidad formadora de colonias)). En algunas realizaciones, el diluyente es un medio de crecimiento, como el caldo Mueller-Hinton. La muestra y el diluyente pueden añadirse al cartucho. Como se ha comentado anteriormente, en algunos casos, la muestra y el diluyente pueden añadirse a los pocillos de prueba (por ejemplo, los pocillos 1710t) y a algunos de los pocillos de control (por ejemplo, el pocillo de crecimiento 1710g). En algunos casos, el diluyente por sí mismo (es decir, sin muestra añadida) puede añadirse a uno de los pocillos de control (por ejemplo, un pocillo sin crecimiento). Una vez inoculado el cartucho y leído el identificador del cartucho y asociado a una muestra, el cartucho (por ejemplo, el cartucho 700, 701) puede colocarse en un cajón de carga (por ejemplo, el cajón 300) y cargarse en el sistema. Como se ha comentado anteriormente, el cajón de carga 300 puede alojar una pluralidad de paneles de prueba. Alternativamente, el cartucho puede cargarse directamente en el sistema de incubación (por ejemplo, el sistema de incubación 1400). Como se ha comentado anteriormente, se puede realizar un precalentamiento antes de cargar el cartucho en el sistema de incubación.
En los casos en que se utiliza colorante metabólico para la prueba de punto de control, el colorante puede almacenarse en el cartucho durante el proceso de envasado del cartucho y puede añadirse antes o después de la inoculación de dicho cartucho con la muestra o puede añadirse por el sistema después de la carga. Una vez cargado en el sistema, en algunos ejemplos, una pinza robótica (por ejemplo, del sistema robótico de transferencia 200) puede mover el cartucho a una incubadora (por ejemplo, la incubadora 400). En otros ejemplos, los cartuchos se cargan directamente en la incubadora (por ejemplo, la incubadora 1400). La temperatura de la incubadora puede ajustarse entre aproximadamente 33°C y aproximadamente 39°C (por ejemplo, típicamente entre aproximadamente 33°C y aproximadamente 35°C). Si un cartucho no contiene determinados antimicrobianos sensibles a la temperatura, puede aumentarse la temperatura de incubación para favorecer un crecimiento más rápido. Como se ha comentado anteriormente, los sensores de temperatura (por ejemplo, termopares, termistores o basados en silicio) pueden utilizarse para proporcionar información al controlador de temperatura que, a su vez, controla el calentador. Cada nido de incubación (por ejemplo, el nido 414) puede permitir el calentamiento desde el fondo y los lados. En algunos casos, cada nido de la incubadora puede permitir un calentamiento uniforme por los lados y el fondo. Por ejemplo, se puede proporcionar circulación de aire para permitir un calentamiento más uniforme. Además, se puede controlar la humedad para reducir o limitar la evaporación del fluido. Durante la incubación, puede producirse la agitación de la muestra, y la velocidad de agitación orbital puede ajustarse utilizando, por ejemplo, el sistema de accionamiento 420 que tiene un motor, correas, engranajes, levas, etc., conectados directa o indirectamente.
Durante la incubación, los pocillos de control (por ejemplo, el control de crecimiento, el control de no crecimiento y el control FIT) pueden ser interrogados periódicamente (por ejemplo, después de un tiempo predeterminado) hasta que el algoritmo determine que se ha detectado suficiente crecimiento. Alternativamente, el sistema puede programarse para interrogar a estos pocillos sólo una vez después de un cierto período de tiempo (por ejemplo, 3 horas) después del inicio de la incubación. Por ejemplo, el sistema puede interrogar (por ejemplo, inspeccionar ópticamente) el crecimiento en los pocillos de control (por ejemplo, el pocillo de crecimiento 1710g frente al pocillo sin crecimiento 1710ng). En algunas realizaciones, esto puede incluir retirar el cartucho de la incubadora con una pinza robótica y utilizar el sistema óptico para observar el crecimiento dentro del pocillo de crecimiento. En algunas realizaciones, un cartucho puede ser retirado de la incubadora 1400 utilizando el sistema de transferencia 1200 y los dedos de elevación 1202 y el sistema óptico montado en el brazo robótico (por ejemplo, el sistema 900) puede interrogar a los pocillos de control tan pronto como se retira el cartucho.
Después de esta interrogación, el sistema determina si continuar la incubación para promover el crecimiento adicional de los microorganismos antes de iniciar la prueba de criterio de valoración o iniciar la prueba de criterio de valoración. Por ejemplo, comparando las señales del pocillo de crecimiento y del pocillo sin crecimiento, así como la evolución temporal del crecimiento, el sistema puede determinar cuándo iniciar la prueba de criterio de valoración.
Una vez que el sistema determina que ha habido suficiente crecimiento de los microorganismos dentro de los pocillos de control y se puede proceder con la prueba de criterio de valoración, se realiza la separación (es decir, centrifugación) para granular los microorganismos. Por ejemplo, el sistema puede colocar un cartucho en la centrifugadora 100 en el ejemplo de la FIG. 1A, la centrifugadora 1100 del ejemplo de la FIG. 10, o, en un ejemplo que no forma parte de la presente invención, el sistema de separación por captura magnética 101 del ejemplo de la FIG. 1B y 1C. En algunos casos, el sistema de transferencia y los dedos de elevación 1202 pueden entregar el cartucho a través de una abertura en la centrífuga 1100, por ejemplo, después de interrogar a los pocillos de control sin colocar el cartucho de nuevo en la incubadora 1400.
Después de separar el microorganismo del diluyente, por ejemplo, utilizando la centrífuga, la muestra puede someterse a aspiración. La aspiración es útil para eliminar el diluyente, que puede mejorar la señal de fondo de la prueba de criterio de valoración. Por ejemplo, el brazo robótico puede recuperar el cartucho del sistema de separación para que el sistema de manipulación de fluidos pueda eliminar parte o la totalidad del diluyente. En algunos casos, el sistema de transferencia y los dedos de elevación 1202 recuperan el cartucho a través de una abertura de la centrífuga 1100, y colocan el cartucho en una ubicación accesible por el subconjunto de manipulación de líquidos 1601. En algunos ejemplos, durante el suministro o la extracción del líquido (y/o durante el análisis óptico), la pinza puede colocar el cartucho en cualquiera de las diversas ubicaciones dentro del sistema. Por ejemplo, el cartucho puede colocarse en un subconjunto existente o en un subconjunto que sea una ubicación específicamente dedicada que permita una adición y aspiración precisas del líquido (por ejemplo, planitud, estabilidad). En algunos casos, los cartuchos pueden colocarse en la incubadora 1400, en el sistema de agitación autónomo 1300 o en la etapa de elevación/descenso 1800. El subconjunto de manejo de líquidos 1601 puede entonces moverse a una ubicación por encima del cartucho y bajar de tal manera que las boquillas de aspiración 604 entren en los pozos para que el exceso de fluido pueda ser eliminado. Como se describe en la FIG. 5C, las boquillas de aspiración 604 pueden colocarse en diferentes lugares en función de la ubicación prevista del pellet. A continuación, se pueden añadir una o más soluciones para unir la molécula informadora a las superficies de los microorganismos. En algunos casos, las soluciones pueden añadirse simultánea o secuencialmente. Las soluciones pueden incluir cualquiera de los diversos tampones, enlazadores y/o moléculas informadoras (por ejemplo, catalizadores, amplificadores, etc.). En algunas realizaciones, se pueden llevar a cabo pasos adicionales de separación, aspiración y lavado para eliminar los reactivos no unidos, reducir la unión inespecífica y aumentar la relación señal-ruido. Dependiendo de la molécula informadora que se utilice, los métodos de prueba también pueden incluir la adición de un reactivo sustrato que genere una señal amplificada. Puede aplicarse agitación, como agitación (por ejemplo, orbital o axial) para acelerar las reacciones de unión. Por ejemplo, después de que el subconjunto de manipulación de fluidos 1601 suministre las moléculas informadoras, por ejemplo utilizando las boquillas de suministro de reactivos 602, el sistema de transferencia y los dedos de elevación 1202 pueden volver a colocar el cartucho en la incubadora 1400 o en el sistema de agitación autónomo 1300.
En algunas realizaciones, el cartucho y las muestras se devuelven a uno o más conjuntos para su posterior agitación o incubación. Por ejemplo, el cartucho puede colocarse de nuevo en la incubadora 1400 o en un sistema de agitación 1300. En algunas realizaciones, el cartucho y las muestras que contienen la sonda metabólica pueden volver a colocarse en la incubadora durante aproximadamente 1 hora.
La señal óptica puede entonces medirse. La señal óptica puede generarse a partir de diversas fuentes, como absorbancia, fluorescencia, fluorescencia resuelta en el tiempo, quimioluminiscencia, electroquimioluminiscencia o prueba de conversión ascendente de fotones. En algunas realizaciones, esta medición de la señal óptica puede incluir retirar el cartucho de la incubadora o del sistema de agitación con una pinza robótica y utilizar el sistema óptico para inspeccionar los pocillos. Como se discute en el presente documento, en algunos casos, el sistema óptico puede emitir luz de una determinada longitud de onda (por ejemplo, alrededor de 560 nm) para excitar la muestra y puede detectar la luz emitida por la muestra a una longitud de onda diferente (por ejemplo, alrededor de 590 nm). Basándose en el nivel de intensidad de la luz emitida por la muestra, se puede determinar la presencia o ausencia de crecimiento de microorganismos para los distintos pares antimicrobiano-microorganismo en el pocillo.
Por lo tanto, para cada par antimicrobiano-microorganismo analizado, el sistema puede leer las señales ópticas de cada pocilio analizado y enviar un conjunto de datos al algoritmo para su procesamiento. En algunas realizaciones, un array incluye señales de cada uno de los pocillos en series de dilución doble y los 3 pocillos de control (por ejemplo, positivo, sin crecimiento y FIT). El conjunto para un antimicrobiano dado puede incluir pruebas metabólicas redox y de criterio de valoración. El algoritmo también puede corregir y normalizar cada conjunto de datos utilizando pocillos de control y encontrar una concentración inhibitoria mínima (MIC) relativa y/o un resultado de susceptibilidad cualitativa (QSR) para al menos un antimicrobiano que reduzca la función de coste definida. A continuación, los valores MIC notificados se convierten en una tabla de búsqueda de puntos de rotura CLSI. Los valores de conversión pueden actualizarse cada año y se encuentran en el documento M100 publicado por el CLSI.
Alternativa o adicionalmente, en algunas realizaciones, se pueden llevar a cabo una o más pruebas de criterio de valoración. Pueden comprender una prueba que utilice la amplificación de la unión superficial (por ejemplo, un indicador de fluorescencia resuelta en el tiempo). En algunos casos, el indicador puede ser uno o más lantánidos, como europio, estroncio, terbio, samario y disprosio, o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, el sistema de manipulación de fluidos puede dispensar otro reactivo en los pocillos de prueba del cartucho. En algunos casos, el sistema de manipulación de fluidos puede suministrar una cantidad de una fracción química (p. ej., glutaraldehído) y una cantidad de criptato de europio a cada pocillo que se va a analizar mediante las boquillas de suministro de reactivos 602. Otros ejemplos de pruebas de criterio de valoración incluyen, entre otras, las siguientes: una prueba metabólica, una prueba de sonda de unión superficial, una prueba de sonda química, una prueba de sonda bioquímica, una prueba de ATP, una prueba de sonda de ácido nucleico, una prueba de sonda de ácido nucleico de doble cadena, una prueba de densidad óptica, una prueba visual y una prueba de sonda molecular de pH.
Una vez añadido el amplificador de unión, el cartucho puede agitarse de nuevo para promover la unión del amplificador a los microorganismos diana. Por ejemplo, el cartucho puede volver a colocarse en la incubadora 1400 o en el sistema de agitación 1300.
Tras agitación adicional, las muestras pueden someterse a separación adicional. Por ejemplo, el sistema de transferencia y los dedos de elevación 1202 pueden retirar el cartucho de la incubadora 1400 o la agitación 1300 colocarlo de nuevo en la centrifugadora 1100 para formar un pellet de microorganismo. A continuación, los pocillos pueden aspirarse para eliminar el fluido del pocillo. En algunos casos, una o más secuencias de lavado pueden realizarse dispensando y aspirando un fluido de lavado en el pocillo. Por ejemplo, el fluido de lavado puede dispensarse en los pocillos utilizando las boquillas 603 de componentes de lavado de muestras y puede aspirarse de los pocillos utilizando las boquillas 604 de aspiración. Las secuencias de lavado y aspiración pueden ayudar a eliminar el reactivo no unido y otros fluidos o partículas de los pocillos y reducir la unión inespecífica, lo que puede ser útil para aumentar la relación señal-ruido y producir mejores resultados ópticos durante la interrogación por el sistema óptico.
Aunque en el presente documento se han descrito varias realizaciones, debe entenderse que se han presentado y descrito únicamente a modo de ejemplo, y no limitan las reivindicaciones presentadas en el presente documento a ninguna configuración o componente estructural en particular. Por lo tanto, la amplitud y el alcance de una realización preferida no deben estar limitados por ninguna de las estructuras o realizaciones ejemplares descritas anteriormente, sino que deben definirse únicamente de acuerdo con las reivindicaciones siguientes.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema automatizado de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana (50, 1050) para realizar una secuencia de pruebas de prueba múltiple, el sistema comprende:
un conjunto de incubación automatizado (400, 1400) que comprende un conjunto de nido adaptado para i) alojar al menos un panel de pruebas (700, 701, 1700) que tenga una pluralidad de pocillos (1710c, 1710t, 1710g) para recibir una muestra que comprenda microorganismos procedentes de una muestra clínica, facilitando el conjunto de incubación (400) la incubación de uno o más paneles de pruebas (700, 701, 1700) para someterlos a la secuencia de pruebas de prueba múltiple;
un conjunto robótico de manipulación (200, 201, 1200) configurado para aceptar uno o más paneles de prueba entrantes (700, 701, 1700) y moverlos hacia y desde el conjunto de incubación para la incubación entre cada prueba de la secuencia de pruebas de prueba múltiple;
un conjunto automatizado de manipulación de líquidos (601, 1601) configurado para intercambiar uno o más fluidos en la pluralidad de pozos (1710c, 1710t, 1710g) de los paneles de prueba (700, 701, 1700), en el que el conjunto automatizado de manipulación de líquidos (601) comprende un sistema de adición de líquidos (602, 603) y un sistema de aspiración (604); y
un conjunto óptico (500, 501, 900, 950, 975) para la interrogación y lectura de cada prueba de la secuencia de prueba múltiple que se realiza en la pluralidad de pocillos (1710c, 1710t, 1710g),
caracterizado en el queel sistema automatizado de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana comprende un conjunto de separación de muestras configurado para separar los microorganismos de un resto de la muestra dentro de los pocillos (1710c, 1710t, 1710g) del panel de pruebas (700, 701, 1700), formando así un gránulo de los microorganismos dentro de cada uno de la pluralidad de los pocillos (1710c, 1710t, 1710g) del panel de prueba (700, 701, 1700),en el queel conjunto de separación de muestras comprende un sistema de centrifugación , yen el queel sistema de aspiración automatizado (604) se controla para extraer fluido de una porción de un pocillo (1710c, 1710t, 1710g) del panel de prueba (700, 701, 1700) que está alejado del precipitado formado por el sistema de separación de muestras basándose en una ubicación esperada del precipitado, yen el queel conjunto de incubación está configurado para agitar el panel de prueba (700, 701, 1700) durante la incubación.
2. El sistema (50, 1050) de la reivindicación 1, en el que el conjunto de incubación (400, 1400) comprende un sistema de accionamiento (420, 1300, 1500) para agitar el conjunto de nido que lleva el al menos un panel de prueba (700, 701, 1700), opcionalmente en el que el sistema de accionamiento (420) está configurado para impartir una velocidad orbital al conjunto de nido que es variable.
3. El sistema (50, 1050) de la reivindicación 1, en el que el conjunto óptico (500, 501, 900, 950, 975) está configurado para medir al menos una de las siguientes magnitudes: absorbancia, fluorescencia, luminiscencia, fluorescencia resuelta en el tiempo o luminiscencia temporizada emitida desde la muestra durante la secuencia de pruebas de prueba múltiple.
4. El sistema (50, 1050) de la reivindicación 3, en el que una longitud de onda de excitación para generar una emisión de fluorescencia es de aproximadamente 560 nm y una longitud de onda de la emisión es de aproximadamente 590 nm o en el que una longitud de onda de excitación para generar una emisión de luminiscencia temporizada es de aproximadamente 280 nm a aproximadamente 360 nm y una longitud de onda de la emisión es de aproximadamente 608 nm a aproximadamente 623 nm.
5. El sistema (50, 1050) de la reivindicación 1, en el que el conjunto óptico (500, 501, 900, 950, 975) comprende dos o más filtros ópticos para la interrogación y lectura de cada prueba de la secuencia de pruebas de prueba múltiple que se realiza en la pluralidad de pocillos, opcionalmente en el que dos filtros ópticos están dispuestos en un componente de indexación (977) configurado para posicionar selectivamente un primer filtro óptico (941A) en línea con una fuente de excitación (920) y un segundo filtro óptico (940A) en línea con un detector óptico (930).
6. El sistema (50, 1050) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema automatizado de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana está configurado para procesar simultáneamente al menos 2, al menos 4, al menos 6, al menos 8, al menos 10, o al menos 12 paneles de pruebas (700, 701, 1700).
7. El sistema (50, 1050) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema automatizado de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana está configurado para producir una secuencia de pruebas de al menos 2, al menos 4, al menos 6, al menos 8, al menos 10, al menos 12, al menos 16, al menos 20 paneles de pruebas (700, 701, 1700) por hora.
8. El sistema (50, 1050) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema automatizado de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana está configurado para procesar un panel de pruebas (700, 701, 1700) a través de la secuencia de pruebas desde la inserción del panel de pruebas (700, 701, 1700) en el sistema automatizado de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana hasta la obtención de un resultado en menos de 8 horas, menos de 6 horas, menos de 5 horas, menos de 4 horas, menos de 3 horas o menos de 2 horas.
9. Un método para realizar secuencias de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana de prueba múltiple, el método comprende:
inocular una muestra que comprenda un microorganismo derivado de una muestra clínica en una pluralidad de pocillos (1710c, 1710t, 1710g) de un panel de prueba (700, 701, 1700), conteniendo al menos una parte de la pluralidad de pocillos (1710c, 1710t, 1710g) uno o más antimicrobianos de una pluralidad de antimicrobianos para la inoculación de la muestra;
cargar el panel de pruebas (700, 701, 1700) en un sistema automatizado de pruebas rápidas de susceptibilidad antimicrobiana (50, 1050) para realizar una secuencia de pruebas de prueba múltiple; y
hacer funcionar el sistema de prueba (50, 1050) para:
trasladar el panel de prueba cargado (700, 701, 1700) a un conjunto de incubación (400, 1400); incubar y agitar la muestra inoculada en el conjunto de incubación (400, 1400);
medir al menos una vez una cantidad de crecimiento de la muestra en una pluralidad de pocillos de control (1710c, 1710g) de la pluralidad de pocillos (1710c, 1710t, 1710g);
en respuesta a la determinación de que un nivel de crecimiento en los pocillos de control (1710c, 1710g) alcanza o supera un nivel umbral de crecimiento, detener la incubación;
realizar una o más pruebas de criterio de valoración en muestras incubadas en el panel de prueba (700, 701, 1700);
medir una salida óptica de la muestra en la pluralidad de pocillos (1710c, 1710t, 1710g) del panel de prueba (700, 701, 1700), correspondiendo la salida óptica a una cantidad del microorganismo restante en cada uno de la pluralidad de pocillos (1710c, 1710t, 1710g); y
informar de al menos uno de los siguientes datos: una concentración inhibitoria mínima de y/o una interpretación cualitativa de la susceptibilidad para el microorganismo restante en cada uno de la pluralidad de pocillos (1710c, 1710t, 1710g) y la pluralidad de antimicrobianos,
en el que la prueba de criterio de valoración comprende una etapa de manipulación de líquidos,caracterizado en quela prueba de criterio de valoración comprende un paso de centrifugación para crear un pellet de microorganismos y un paso de aspiración para eliminar fluido de una porción de un pocillo (1710c, 1710t, 1710g) del panel de prueba (700, 701, 1700) que está lejos del pellet basado en una localización esperada del pellet.
10. El método de la reivindicación 9, donde la realización de la prueba de criterio de valoración comprende uno o más de: incubación o agitación de la muestra o en el que la realización de la prueba de criterio de valoración comprende una pluralidad de pasos de unión, opcionalmente en el que la manipulación de líquidos comprende la realización de uno o más pasos de adición de líquidos por aspiración.
11. El método de la reivindicación 10, en el que una especie de amplificación de los pasos de unión comprende un catalizador o quelato de europio.
ES17786740T 2016-04-22 2017-04-21 Realización de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana y sistemas y métodos relacionados Active ES2958488T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662326525P 2016-04-22 2016-04-22
US201662393936P 2016-09-13 2016-09-13
PCT/US2017/028906 WO2017185012A1 (en) 2016-04-22 2017-04-21 Performing antimicrobial susceptibility testing and related systems and methods

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2958488T3 true ES2958488T3 (es) 2024-02-09

Family

ID=60116411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17786740T Active ES2958488T3 (es) 2016-04-22 2017-04-21 Realización de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana y sistemas y métodos relacionados

Country Status (11)

Country Link
US (3) US10161948B2 (es)
EP (2) EP3446130B1 (es)
JP (2) JP6850340B2 (es)
CN (1) CN109313208A (es)
AU (2) AU2017252564B2 (es)
BR (1) BR112018071543A2 (es)
CA (1) CA3021813A1 (es)
ES (1) ES2958488T3 (es)
IL (1) IL262486A (es)
WO (1) WO2017185012A1 (es)
ZA (1) ZA201807032B (es)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9623405B2 (en) * 2015-03-03 2017-04-18 HighRes Biosolutions, Inc. Pipettor system
KR20240070706A (ko) * 2015-04-06 2024-05-21 메소 스케일 테크놀러지즈, 엘엘시 소모성 진탕 장치를 포함하는, 전기화학발광을 이용하여 검정법을 수행하기 위한 고처리율 시스템
CA3048213A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Eric Stern Methods for improved rapid antimicrobial susceptibility testing
WO2018144161A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-09 Counsyl, Inc. High throughput automatic diagnostic system for removing microplate lids
WO2018144918A1 (en) 2017-02-03 2018-08-09 SeLux Diagnostics, Inc. Antimicrobial cartridges and processes for antimicrobial susceptibility testing
CA3071462A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-07 Microbedx, Inc. Device for optimization of microorganism growth in liquid culture
WO2019108124A1 (en) * 2017-11-30 2019-06-06 Ascilion Ab A system for assessing microbial susceptibility to antibiotic agents
US11268960B2 (en) 2018-01-10 2022-03-08 SeLux Diagnostics, Inc. Assays for improving automated antimicrobial susceptibility testing accuracy
CA3088169A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 SeLux Diagnostics, Inc. Systems and methods for scheduling and sequencing automated testing procedures
BR112020019404A2 (pt) * 2018-03-27 2021-01-05 SeLux Diagnostics, Inc. Sistema, método e interface para processar paralelo de testes de susceptibilidade antimicrobiana usando amostras diferentes
WO2019204784A1 (en) 2018-04-19 2019-10-24 First Light Biosciences, Inc. Detection of targets
US11407970B2 (en) * 2018-06-01 2022-08-09 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Automated bacteria identification and antibiotic susceptibility profiling device
US11390900B2 (en) 2018-06-08 2022-07-19 SeLux Diagnostics, Inc. Antimicrobial cartridges and processes for multiplexed antimicrobial susceptibility testing
AU2019301054A1 (en) 2018-07-11 2021-02-04 SeLux Diagnostics, Inc. Assays and reagents for antimicrobial susceptibility testing
JP2020051961A (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社日立ハイテク 検体移載機構
WO2020073018A2 (en) * 2018-10-04 2020-04-09 First Light Diagnostics, Inc. Test cartridges
WO2020072890A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-09 SeLux Diagnostics, Inc. Carrier for automated microbiology sample processing
WO2020102528A1 (en) 2018-11-16 2020-05-22 SeLux Diagnostics, Inc. System, method and interface for parallel processing of antimicrobial susceptibility tests using different samples
EP3666381B1 (de) * 2018-12-14 2022-02-09 Eppendorf AG Laborautomat zur automatischen behandlung von laborproben
US12085563B2 (en) 2018-12-21 2024-09-10 Kenota Inc. Flow assay analyzer
US20220042066A1 (en) * 2018-12-21 2022-02-10 Qvella Corportation Systems and methods for microcolony growth and microbial cell characterization
US20220111378A1 (en) * 2019-01-17 2022-04-14 Genecapture, Inc. Methods and systems for determining target sensitivity to a therapeutic formula
US11007524B2 (en) * 2019-01-18 2021-05-18 National Tsing Hua University Automatic microfluidic system for rapid personalized drug screening and testing method for personalized antibiotic susceptibility
CN110057808A (zh) * 2019-05-27 2019-07-26 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 样本旋转架及拉曼光谱检测仪
US11590502B2 (en) 2019-07-01 2023-02-28 General Electric Company Assessment of micro-organism presence
US11597960B2 (en) 2019-07-01 2023-03-07 General Electric Company Assessment of micro-organism presence
FR3098417B1 (fr) * 2019-07-12 2023-06-30 Michel Louis Albert Gazeau Dispositif automatique d'extraction de composants biologiques a partir de multiples echantillons, executant deux methodes distinctes de separation, la centrifugation et le champ magnetique
CN110699241B (zh) * 2019-10-28 2024-08-20 军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所 一种自动化消毒效果快速评价装置及方法
US20210162398A1 (en) * 2019-12-03 2021-06-03 RPI Consulting, LLC Medical testing device
ES2784462A1 (es) 2020-02-28 2020-09-25 Sener Aeroespacial Sau Sistema de control del desarrollo de un cultivo en un medio solido en una incubadora robotizada
KR102551052B1 (ko) 2020-12-28 2023-07-04 주식회사 어큐노스 항생제 감수성 검사방법 및 장비
MX2024008728A (es) * 2022-01-14 2024-07-22 Deepull Diagnostics S L Sistemas, metodos y dispositivos para pruebas de susceptibilidad a antimicrobianos.
USD981591S1 (en) 2022-05-05 2023-03-21 Singular Genomics Systems, Inc. Sample cartridge
WO2024054455A1 (en) * 2022-09-05 2024-03-14 Astradx, Inc. Platform for antimicrobial susceptibility testing and bacterial identification

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4448534A (en) * 1978-03-30 1984-05-15 American Hospital Corporation Antibiotic susceptibility testing
ATE136939T1 (de) * 1989-01-17 1996-05-15 Alamar Biosciences Lab Inc Vorrichtung und verfahren zum testen der antimikrobiellen empfindlichkeit von mikroorganismen
FI922003A (fi) * 1992-05-04 1993-11-19 Wallac Oy Skakare/inkubator
US5885791A (en) * 1995-11-16 1999-03-23 The Research And Development Institute, Inc. Antifungal and antibacterial susceptibility assay
AU715627B2 (en) * 1996-02-21 2000-02-03 Biomerieux Vitek, Inc. Automatic sample testing machine
US5762873A (en) * 1996-02-21 1998-06-09 Biomerieux Vitek, Inc. Automatic sample testing machine
BR9816342B1 (pt) * 1997-05-23 2012-06-26 cámara de incubação para um aparelho de teste microbiológico diagnóstico.
JP2002543434A (ja) * 1999-04-29 2002-12-17 デイド マイクロスキャン インコーポレーテッド 迅速な抗菌物質感受性アッセイと微生物同定を組み合わせたシステム
US6351690B1 (en) * 2000-01-21 2002-02-26 Virologic, Inc. Automated method and system for performing antiviral drug susceptibility and resistance testing
AU2001247971A1 (en) * 2000-02-14 2001-08-27 Orchid Biosciences, Inc. Well plate holder
US20030082551A1 (en) * 2001-09-28 2003-05-01 Zarling David A. High-throughput gene cloning and phenotypic screening
US7270784B2 (en) * 2003-04-30 2007-09-18 Aurora Discovery, Incorporated Automated laboratory for high-throughput biological assays and RNA interference
JP2005261260A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd 微生物または細胞の検査装置及び検査方法
DE102005020384A1 (de) * 2005-05-02 2006-11-09 Therainvention Gmbh Spektroskopisches Verfahren zum Nachweis von Analyten
US7901624B2 (en) * 2006-09-26 2011-03-08 Becton, Dickinson And Company Device for automatically adjusting the bacterial inoculum level of a sample
US20100012763A1 (en) 2006-12-22 2010-01-21 Robert Ernest Boardman Spooler
FI20075439A0 (fi) * 2007-06-12 2007-06-12 Wallac Oy Automatisoitu instrumentointi ja menetelmä näytteiden mittaamiseksi
KR101759995B1 (ko) * 2008-10-31 2017-07-31 바이오메리욱스, 인코포레이티드. 미생물의 분리, 특성규명 및/또는 동정에 사용하기 위한 분리 장치
WO2010062350A1 (en) * 2008-10-31 2010-06-03 Biomerieux, Inc. Methods for detection, characterization and/or identification of microorganisms in a sealed container
CN201637743U (zh) * 2010-02-09 2010-11-17 深圳市爱康电子有限公司 一种酶标板定位、振荡、孵育一体机
CN202018457U (zh) * 2011-01-28 2011-10-26 烟台华上生物科技有限公司 一种微孔板孵育振荡器
WO2013130875A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 President And Fellows Of Harvard College Rapid antibiotic susceptibility testing
CN203044299U (zh) * 2013-01-28 2013-07-10 苏州培英实验设备有限公司 一种大容量双层往复振荡器
WO2014167173A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 Oy Growth Curves Ab Ltd. Shake system
CN203569078U (zh) * 2013-11-01 2014-04-30 山东鑫科生物科技股份有限公司 一种血液培养仪
JP6619544B2 (ja) * 2014-03-19 2019-12-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ 検査装置
US11041871B2 (en) * 2014-04-16 2021-06-22 Bd Kiestra B.V. System and method for incubation and reading of biological cultures
CN105251399A (zh) * 2015-11-04 2016-01-20 上海大学 一种直线往复/圆周振荡机构
CN105457877B (zh) * 2015-12-16 2018-06-01 上海大学 多模式振荡机构

Also Published As

Publication number Publication date
US10161948B2 (en) 2018-12-25
EP3446130A4 (en) 2019-11-20
ZA201807032B (en) 2020-01-29
EP3446130B1 (en) 2023-09-06
WO2017185012A1 (en) 2017-10-26
JP6850340B2 (ja) 2021-03-31
EP4303312A2 (en) 2024-01-10
BR112018071543A2 (pt) 2019-02-26
AU2017252564B2 (en) 2021-12-23
US20240069049A1 (en) 2024-02-29
AU2021277713A1 (en) 2021-12-23
AU2017252564A1 (en) 2018-11-15
IL262486A (en) 2018-12-31
US20180088141A1 (en) 2018-03-29
AU2021277713B2 (en) 2023-10-19
EP4303312A3 (en) 2024-03-13
EP3446130A1 (en) 2019-02-27
US11828766B2 (en) 2023-11-28
JP2019515311A (ja) 2019-06-06
US20190128910A1 (en) 2019-05-02
CN109313208A (zh) 2019-02-05
JP2021103172A (ja) 2021-07-15
CA3021813A1 (en) 2017-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2958488T3 (es) Realización de pruebas de susceptibilidad antimicrobiana y sistemas y métodos relacionados
US20200240977A1 (en) System for Conducting the Identification of Bacteria in Urine
US20030032171A1 (en) Automated random access microbiological analyzer
ES2276953T3 (es) Dispositivo de prueba de identificacion para analizador microbiologico de acceso aleatorio.
US20020155590A1 (en) Canister for inventorying susceptability test devices in an automated microbiological analyzer
US6855540B2 (en) Reagent container and canister for use in an automated microbiological analyzer
US6632654B1 (en) Canister for inventorying susceptability test devices in an automated microbiological analyzer
US6776966B2 (en) Canister for inventorying identification test devices in an automated microbiological analyzer