WO2020148322A1 - Vorrichtung mit schutzstufenbereich zum direkten oder indirekten nachweis eines oder mehrerer biostoffe oder eines oder mehrerer stoffe in zumindest einer probe, die einen biostoff enthalten kann - Google Patents

Vorrichtung mit schutzstufenbereich zum direkten oder indirekten nachweis eines oder mehrerer biostoffe oder eines oder mehrerer stoffe in zumindest einer probe, die einen biostoff enthalten kann Download PDF

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    • B01L2200/143Quality control, feedback systems
    • B01L2200/145Detecting door closure

Definitions

  • the present invention relates to the field of the investigation of substances, for example for the detection of pathogenic substances in one or more samples taken from an organism, for example a human or animal organism, and / or from an object, for example a soil sample or a hygiene swab from surfaces , was obtained.
  • the present application relates to a device for the direct or indirect detection of one or more substances in a sample, which may contain a biological substance, or for the direct or indirect detection of one or more biological substances in a sample.
  • microorganisms, cell cultures and endoparasites including their genetically modified forms
  • TSE transmissible spongiform encephalopathy
  • Biological substances such as bacteria, viruses and fungi, are ubiquitous in the environment. Some of these bio-substances have the ability to cause diseases in humans. According to the current state of science, biological agents are classified in one of the following risk groups, RG, according to their risk of infection:
  • Risk group 1 biological substances that are unlikely to cause disease in humans
  • Risk group 2 Biological substances that can cause an illness in humans and could pose a danger to employees; spreading among the population is unlikely; effective prevention or treatment is usually possible
  • RG3 Risk group 3
  • RG4 Risk group 4
  • BioStoffV Occupational Safety
  • activities with biological substances may only be carried out in the protection level areas provided for this purpose, i.e. laboratories or comparable facilities.
  • certain protective measures have to be taken. This essentially includes structural measures, access restrictions, technical specifications such as B.
  • Constant suppression in the protection level area Constant suppression in the protection level area, filtration of supply and exhaust air, sealability for the purpose of fumigation, hygienic aspects, storage of biological substances under lock and key, the presence of sterilization units and options for safe disposal, as specified, for example, in Annex II of the BioStoffV.
  • risk group 4 includes biological substances that cause a serious illness To evoke people and pose a serious threat to workers, with the potential for proliferation among the population and effective prevention or treatment may not be possible. In crisis areas, this is aggravated by the fact that there may be no reliable electricity and / or water supply or waste disposal. This problem could be solved by not carrying out the investigation on site, but instead sending the potentially infectious material to one or more international reference laboratories, however, such transport of potentially infectious material involves further dangers.
  • the likelihood that pathogens can be detected in the test material or sample material decreases the longer the time between sample collection and examination of the sample.
  • the actual shipment also harbors dangers, for example that the potentially infectious material is released due to an accident or incorrect handling during transportation. For this reason, and above all because of the enormous time advantage (it takes significantly less time until a result is available), such potentially infectious samples are not sent, and an investigation at the outbreak site is preferred, for example in the field laboratories mentioned above.
  • a mobile container laboratory which, for example, meets the highest safety standard for examining biological substances of risk group 4.
  • This is a mobile unit, for example with the dimensions of an ISO container, which has the actual laboratory room with the equipment for sample preparation / sample analysis contained therein, which is provided by a or several employees are entered, so that the employee can carry out the sample preparation / examination within the sample room.
  • a decontamination shower can be provided.
  • Such a container laboratory is mobile and can be moved to the place of use by ship and / or vehicle and can be entered there by the employees in order to carry out the necessary examinations. Examples of such container laboratories are described in WO 03/088886 A1, WO 2015/079273 A1, US 7,985,382 B1, CN 203 683 155 U and CN 102 795 146 A.
  • Such mobile container laboratories allow the examination of the potentially infectious material on site by appropriately trained personnel who work in the laboratory, but despite their mobility, these laboratories are only complex using appropriate transport mechanisms, such as cranes, transport vehicles, ships, movable, which is associated with a corresponding logistical effort. Furthermore, it is necessary that the trained personnel is also on site to carry out the necessary examinations in the laboratory set up, so that the corresponding laboratories must also meet the relevant requirements for the protection of the employees.
  • Measurement systems are also known in the prior art which carry out automatic sample preparation and sample analysis, for example the system from Cepheid known under the brand GenExpert. Such systems work with prepared cartridges that contain, for example, all reagents for the detection and / or preparation of the sample before the actual analysis. After removal, the sample is placed in the cartridge and then made available to the automatic system for analysis, which outputs the results of the analysis.
  • these are systems which are not suitable for the examination of samples, which may possibly contain biological substances, since none of the necessary protective functions, for example to protect the person who uses the system, from biological substances of risk group 4 provide.
  • Such an automatic test system would in principle be replaceable for the investigation of such biological substances, but also of biological substances of risk groups 1 to 3, but only within the existing laboratories approved for handling such samples or within the above-mentioned mobile laboratories.
  • such an automatic system can, for example, be part of the apparatus that is located within the laboratory in which the employees examine the biological substances.
  • the situation summarized above in connection with the examination of samples, which may possibly contain biological substances, is disadvantageous in that the examination of such samples or of potentially infectious material, which may contain biological substances of the different risk groups, requires at least RG2 to use appropriately equipped laboratories that fulfill the necessary protective measures for the people employed in them in order to examine the samples.
  • the present invention is based on the object of creating an approach which makes it possible in a simple manner to examine samples which may possibly contain a biological substance.
  • the present invention provides a device for the direct or indirect detection of one or more substances in at least one sample, the device comprising the following features: at least one closed chamber which has at least one lockable access, at least one automatic measuring device arranged in the chamber for automatic direct or indirect detection of one or more substances in the at least one sample, at least one inactivation device arranged in the chamber for inactivating biological substances, at least one automatic handling device arranged in the chamber, which is designed to receive the sample and to move the sample or a sample material to the measuring device, and at least one controller that can be used with the closable device Access, the measuring device, the inactivation device and the handling device, wherein the control is effective to
  • the present invention provides a device with at least one closed chamber, which has at least one lockable access, at least one receptacle arranged in the chamber, which is prepared around an automatic measuring device for automatic direct or indirect detection of one or more substances in at least one sample to record at least one inactivation device arranged in the chamber for inactivating biological substances, at least one automatic handling device arranged in the chamber, which is designed to receive the sample or the sample material and to move the sample or the sample material, and at least one controller which is connected to the lockable access, the inactivation device and the handling device, the Control is effective to
  • the controller being connectable to a measuring device accommodated in the receptacle in order to control the measuring device in order to analyze the Perform sample or sample material.
  • the present invention avoids the problems set out in the prior art in connection with the potential dispatch of infectious material or the problems in connection with the setting up of mobile laboratories in that a device is created which can be readily used by untrained laboratory personnel, for example by Doctors, nurses or other helpers can be operated, whereby at the same time the minimum requirements for handling biological substances of the above-mentioned risk groups are given.
  • the sample is received and processed for analysis within the closed chamber and then inactivated in order to inactivate potentially present biological substances in the sample, as required by the BioStoffV or other equivalent regulations in other countries.
  • the device according to the invention thus requires no access by people or employees in the actual laboratory room, which only the required analysis devices and a handling device, for. B. in the form of a robot, so that the laboratory space can be dimensioned small, so that it can be dimensioned such that it cannot be entered by a person.
  • This enables the device according to the invention to be designed with dimensions and a weight (for example up to 50 kg), so that the device as a whole can be carried by the user and can be brought to a desired location and used there without logistical effort.
  • a mobile device is thus created which can also be used on site as a closed system with a protection level range or taking protective measures for activities involving biological substances outside one of the defined laboratory environments described above, which can also be referred to as a mini-laboratory with a protection level range .
  • the device according to the invention can either already be equipped with one or more measuring devices or one or more automatic measuring devices in order to carry out certain analyzes of a sample.
  • the device can be equipped in such a way that measuring devices can be arranged interchangeably in the closed chamber, which has the advantage that the device can be equipped with suitable measuring devices depending on the material to be examined, for example by the user of the device, who arranges the corresponding measuring devices of the measuring devices in the chamber before he leaves for the place of use.
  • the device comprises a disinfection device for disinfecting a chamber interior and the devices arranged therein, the chamber and the devices arranged therein have surfaces which are resistant to the disinfection process used,
  • the device comprises a ventilation device which is designed to maintain a constant suppression in the chamber, at least between the locking and unlocking of the access, the ventilation device being designed to supply air into the chamber and to remove air from the chamber , and wherein the ventilation device comprises one or more filters and is designed to block the supply air and / or the exhaust air through the filter, eg a high performance particulate filter, to guide
  • the device comprises an emergency power supply, for example in the form of a battery or an independently operating power unit, e.g. a fuel-operated generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator,
  • an emergency power supply for example in the form of a battery or an independently operating power unit, e.g. a fuel-operated generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator,
  • the lockable access includes a lock with interlocking doors
  • the inactivation device comprises an autoclave or an equivalent sterilization unit,
  • the inactivation device is also designed to inactivate contaminated solid and liquid waste before removal from the chamber,
  • the inactivation device is also designed to inactivate waste water before removal from the chamber,
  • the device according to the invention is supplemented by one or more of the units specified above in order to implement additional protective measures, such as are known, for example, from the BioStoffV, for example protective measures 2, 4 and 5, 9, 11 and 13, 12, 16, 17 and / or 21 according to Appendix II of the BioStoffV.
  • additional protective measures such as are known, for example, from the BioStoffV, for example protective measures 2, 4 and 5, 9, 11 and 13, 12, 16, 17 and / or 21 according to Appendix II of the BioStoffV.
  • Exemplary embodiments provide a device with a disinfection device for disinfecting a chamber interior and the devices arranged therein, the chamber and the devices arranged therein having surfaces which are resistant to the disinfection method used.
  • a device is created which includes the protective measures for handling biological substances of risk group 2 which are binding according to BioStoffV, for example protective measures 11 and 13 according to Appendix II BioStoffV.
  • the device comprises an emergency power supply, for example in the form of a battery or an independently operating power unit, e.g. a fuel-operated generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator,
  • an emergency power supply for example in the form of a battery or an independently operating power unit, e.g. a fuel-operated generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator,
  • the inactivation device comprises an autoclave or an equivalent sterilization unit,
  • the inactivation device is also designed to inactivate contaminated solid and liquid waste before removal from the chamber.
  • the device additionally comprises one or more of the optional protective measures specified in Appendix II of the BioStoffV in connection with the handling of biological substances of risk group 2, namely protective measures 9, 16 or 21.
  • the inactivation device is further configured to inactivate contaminated solid and liquid waste prior to removal from the chamber, and
  • At least the chamber floor of the chamber is fluid impermeable.
  • the device comprises the binding protective measures specified in Appendix II of the BioStoffV for the handling of biological substances of risk group 3, namely protective measures 11 and 13, 12 and 16.
  • Embodiments create a device that has one or more of the following features:
  • the device comprises a ventilation device which is designed to maintain a constant suppression in the chamber, at least between the locking and unlocking of the access, the ventilation device being designed to supply air into the chamber and to remove air from the chamber , and wherein the ventilation device comprises one or more filters and is designed to guide the supply air and / or the exhaust air through the filter, for example a high-performance suspended matter filter,
  • the device comprises an emergency power supply, for example in the form of a battery or an independently operating power unit, e.g. a fuel-operated generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator,
  • an emergency power supply for example in the form of a battery or an independently operating power unit, e.g. a fuel-operated generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator,
  • the lockable access includes a lock with interlocking doors
  • the inactivation device comprises an autoclave or an equivalent sterilization unit,
  • the inactivation device is also designed to inactivate waste water before removal from the chamber.
  • the device for handling biological substances of risk group 3 is supplemented by the optional protective measures specified in Appendix II of the BioStoffV, namely protective measures 2, 4 and 5, 9, 17 or 21.
  • An aeration device configured to maintain constant depression in the chamber, at least between the locking and unlocking of the access, the ventilation device being configured to supply air into the chamber and to remove air from the chamber, and wherein the ventilation device comprises one or more filters and is designed to lead the supply air and / or the exhaust air through the filter, for example a high-performance particle filter, and An emergency power supply, for example in the form of a battery or an independently operating power generator, for example a fuel-operated generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator,
  • the lockable access comprises a lock with interlocking doors
  • the inactivation device has an autoclave or an equivalent sterilization unit
  • the inactivation device is further configured to inactivate contaminated solid and liquid waste before removal from the chamber and waste water before removal from the chamber, and
  • the chamber floor, the chamber inner walls and the chamber ceiling of the chamber are impermeable to fluids.
  • a device which contains the binding protective measures for handling biological substances of risk group 4 specified in the BioStoffV, namely protective measures 2, 4 and 5, 9, 11 and 13, 12, 16 and 17 and 21.
  • embodiments of the present invention depending on the examination material to be analyzed, provide suitable configurations of the device, since biological substances of risk group 2 require a different structure for implementing the protective measures than devices or systems in which a material is to be examined, in the biological substances of risk group 3 or 4 may be included or are to be expected, for example tuberculosis or plague pathogens, which fall into risk group 3, or Lassa or Ebola viruses, which fall into risk group 4.
  • Embodiments create a device in which the inactivation device is designed to physically (e.g. thermally, under pressure, by means of ionizing radiation, UV radiation or steam sterilization) or chemically (e.g. with chlorine dioxide, hydrogen peroxide, ozone, sodium hypochlorite, aldehydes, chlorine, iodine) , Phenols, alcohols, ethylene oxide).
  • physically e.g. thermally, under pressure, by means of ionizing radiation, UV radiation or steam sterilization
  • chemically e.g. with chlorine dioxide, hydrogen peroxide, ozone, sodium hypochlorite, aldehydes, chlorine, iodine
  • Exemplary embodiments create a device in which the control is effective in order to control the measuring device, so that after the introduction of the one or more samples to be examined, the measuring method runs fully automatically according to a programmed measuring protocol.
  • Exemplary embodiments provide a device in which the control is effective in order to provide the measurement data and results generated by the measuring device for storage or transmission to an external location, for example via a wired and / or wireless communication system.
  • Embodiments create a device in which the control comprises a user interface and / or a data interface for connection to a wired and / or wireless communication system.
  • GMOs Process with genetically modified organisms
  • Embodiments provide a device in which the measuring chamber has a sample vessel for receiving the sample or sample material and for receiving one or more reagents, e.g. Detection and / or sample preparation reagents.
  • reagents e.g. Detection and / or sample preparation reagents.
  • Exemplary embodiments provide a device in which the device has one or more reservoirs for the reagents and / or can be equipped with one or more sample vessels in which the reagents are contained, and the control is effective to control the automatic handling device in order to
  • Exemplary embodiments provide a device with a sample preparation device for preparing the sample before the measurement, for example by cell disruption, extraction, isolation, enrichment and / or cleaning by filtration or centrifugation, sample transfer steps.
  • Embodiments provide an apparatus in which the sample preparation device uses one or more reagents, e.g. Detection and / or sample preparation reagents, prepared before being fed to the measuring device, wherein the device has one or more reservoirs for the reagents or detection kits and / or can be equipped with one or more sample vessels in which the reagents, e.g. in liquid or solid form, and wherein the controller is connected to the sample preparation device and is effective to
  • Control the automatic handling device in order to move the sample or the sample material or the sample vessel to the measuring device.
  • Exemplary embodiments provide a device in which the at least one sample is provided in a sample container, the automatic handling device being designed to receive the sample container, to take the sample or the sample material from the sample container, and the sample or the sample material to the measuring device and / or move to the sample preparation device.
  • Embodiments provide an apparatus in which the at least one sample is provided in a sample container, the sample container having one or more reagents, e.g. Detection and / or sample preparation reagents, wherein the automatic handling device is designed to
  • Exemplary embodiments provide a device in which the sample container is closed, for example with a septum, the automatic handling device being designed to open the sample container.
  • sample or sample material from the sample container, e.g. by means of a cannula, a capillary or a smear sampler, and / or
  • Reagents e.g. Detection and / or sample preparation reagents.
  • sample or sample material from the sample container, e.g. by means of a cannula, a capillary or a smear sampler, and / or
  • the device further comprising a reagent transfer device to transfer the reagents, e.g. Provide detection and / or sample preparation reagents, the sample preparation device or the measuring device.
  • a reagent transfer device to transfer the reagents, e.g. Provide detection and / or sample preparation reagents, the sample preparation device or the measuring device.
  • Embodiments create a device in which the handling device comprises one or more robots.
  • Embodiments provide an apparatus with a power supply configured to be powered by a power grid and / or by a generator, e.g. a fuel-operated generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator.
  • a generator e.g. a fuel-operated generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator.
  • Exemplary embodiments create a device in which the chamber is dimensioned such that the chamber cannot be entered or cannot be walked on by a user or a person.
  • Exemplary embodiments create a device in which the sample or the sample material contains several substances or biological substances.
  • Embodiments provide an apparatus in which multiple samples, e.g. on a sample rack, inserted and measured fully automatically.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to a first exemplary embodiment, which is used for the direct or indirect detection of one or more substances in at least one sample
  • FIG. 2 shows a device according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a schematic, isometric illustration of the device from FIG. 1 or
  • Fig. 4 shows different ways in which a user can wear the device according to the invention
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention for realizing a mini-biological substance laboratory according to the present invention, which enables the protective measures for handling substances that potentially contain biological substances of risk level 2,
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention for realizing a mini-biological substance laboratory according to the present invention, which enables the protective measures for handling substances which potentially contain biological substances of risk level 3,
  • Fig. 7 shows an embodiment of the device according to the invention for realizing a mini bio-laboratory according to the present invention, which the Protective measures for the handling of substances that potentially contain biological substances of risk level 4,
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the device according to the invention in accordance with a further exemplary embodiment, which additionally has a sample preparation unit,
  • FIG. 9 shows an example of a sample vessel, which holds the sample material and different reagents separately from one another, and
  • FIG. 10 shows an example of a computer system for realizing the control of the device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to a first exemplary embodiment, which is used for the direct or indirect detection of one or more substances in at least one sample.
  • 1 shows the device 100, which has at least one closed chamber 102.
  • the chamber 102 comprises at least one lockable access 104.
  • the chamber 102 is formed, for example, by a base 108, side walls 108, for example single-walled, double-walled or multi-walled side walls, and by a cover, not shown in FIG. 1.
  • Within the chamber 102 there is at least one automatic measuring device M1 for the automatic direct or indirect detection of one or more substances in the at least one sample P which is provided to the device 100.
  • one or more further automatic measuring devices M2 can be provided, as is indicated by dashed lines in FIG. 1.
  • an inactivation device I for inactivating biological substances which may possibly be contained within the sample P to be examined.
  • An automatic handling device R for example in the form of a robot, for example with one or more grippers 112, is also arranged within the chamber 102.
  • the robot R is provided to pick up the sample P and to move the sample P or the sample material contained therein to the measuring device M1.
  • the device 100 comprises a controller S, which in the case of FIG. 1
  • the embodiment shown is arranged on an outer wall of the chamber 102 and is connected to the lockable access 104, the measuring device M1, the inactivation device I and the handling device R via corresponding control lines S1 to S4.
  • the control S is operative to control the automatic handling device or the robot R so that the latter picks up the sample P, for example with the gripper 112.
  • the control S controls the lockable access 104 via the control line S1 in order to open the access 104, for example a hermetically lockable door.
  • a sample P provided at the access 104 for example a sample that is held by a user of the device 104, is picked up by the gripper 112 of the robot R and moved into the interior of the chamber 102.
  • the controller S is operative to hermetically lock the lockable access 104 after the sample has been introduced into the chamber 102, so that after the sample P has been introduced into the chamber 102 and until the sample P has been deactivated, access to the chamber 102 is not possible or prevented from the outside.
  • the controller S also controls the robot R so that the sample P or the sample material contained therein, which is to be examined, is moved to the measuring device M1.
  • the corresponding control takes place via the control line S4.
  • the control S controls the measuring device Mi through the control line S2 in order to carry out an analysis of the sample or the sample material.
  • the inactivation device I is activated in order to ensure inactivation of any biological substances contained in the sample.
  • the controller S controls the deactivation device via the control line S3.
  • the inactivation device I causes, for example, the release of suitable agents, such as gases, other fluids or radiation, in the chamber 102 in order to inactivate all the biological substances located in the chamber.
  • suitable agents such as gases, other fluids or radiation
  • the sample or the sample material can be moved into the inactivation device I and inactivated there.
  • the controller S unlocks the access 104 via the control line S1 in order to allow access to the chamber 102 from the outside, so that, for example, a user of the device 100 can take the sample from the chamber.
  • 2 shows a device according to a further exemplary embodiment of the present invention. Elements that have already been described with reference to FIG. 1 are provided with the same reference symbols in FIG. 2 and will not be described again.
  • the device according to FIG. 2 differs from the device according to the first exemplary embodiment, which was described with reference to FIG. 1, in that the device 100 does not have automatic measuring devices M1, M2, but instead at least one in the chamber 102 arranged receptacle A1, which is prepared to receive an automatic measuring device.
  • a measuring device as described with reference to FIG.
  • the device 100 can be used to enable direct or indirect detection of one or more substances in at least one sample.
  • one or more additional receptacles A2 can be provided.
  • the receptacles are designed in such a way that different measuring devices or measuring devices or measuring modules, for example existing in the prior art, can be mechanically accommodated by the receptacle device, the connections required for activation via line S2 by the controller S as well as the required connections are provided for the supply of energy.
  • the device 100 according to the second exemplary embodiment has the advantage that, depending on the requirements, it can be equipped with the suitable measuring devices before the user moves it to the place of use.
  • the functionality of the device shown in FIG. 2 is similar to the functionality of the device shown in FIG. 1, except that the controller S can be connected via the control line S2 to a measuring device arranged in the receptacle A1 in order to control it for analysis. Otherwise, the controller S is connected to the other elements of the chamber 102 and the access 104 via the control lines S1, S2 and S4 in order to control them in a manner as described above in connection with FIG. 1. In the exemplary embodiment shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic, isometric illustration of the device 100 from FIG. 1 or FIG. 2 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 schematically shows the device 100 which has the chamber 102 which is formed by the base, the side walls and by the cover 110 now shown in FIG. 3.
  • the automatic measuring device M, the inactivation device I and the handling device R are arranged within the chamber 102.
  • FIG. 3 shows the control S, which can have a screen 114 and a keyboard 116, for example.
  • the device 100 is dimensioned such that the chamber 102 is only designed to accommodate the elements described above, the handling of the sample or the sample material taking place automatically within the chamber.
  • the chamber is therefore dimensioned such that a user of the device 100 cannot enter it. In other words, the chamber is not accessible.
  • the device 100 can have carrying handles 118a, 118b, so that the device 100 can be carried by its user.
  • the devices according to the invention according to FIGS. 1 to 3 are not limited to the illustrated embodiments.
  • the body of the device 100 which includes the chamber 102, can have any shape.
  • the arrangement of the elements within the chamber can also be freely selected depending on the circumstances, for example the number of devices contained in the chamber, as will be explained in more detail below.
  • the control S can also be arranged differently.
  • the device 100 is a device that can be easily carried by a user, so that it can be brought to the place of use in a simple manner without the logistical effort required in the prior art. Since all analysis steps are carried out in the hermetically sealed interior or within the hermetically sealed chamber 102, the device according to the invention can also be used by not specially trained laboratory personnel, in particular for the detection of substances which potentially contain biological substances which can be treated according to the invention, because of: the provision of the inactivation device, for example the protective measure specified in accordance with the BioStoffV regarding the inactivation of biological substances is fulfilled.
  • FIG. 4 shows various possibilities of how a user 120 can carry the device 100 according to the invention, for example in the form of a backpack (see FIG.
  • the device according to the invention can additionally be equipped with wheels 122, so that the user 120 can pull the device 100 behind him by the handle 118 (see FIG. 4 (c)) or push it in front of him. It can also be provided to move the device 100 according to the invention through an unmanned flying object, for example by means of a drone, or to design the device 100 according to the invention as a flightable object.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention for realizing a mini bio-laboratory according to the present invention, which enables the protective measures for handling substances that potentially contain bio-substances of risk level 2.
  • the device according to the invention in this case includes, in addition to the elements already described, a disinfection device D, which is connected to the controller S, for example, via the control line S5.
  • the disinfection device serves to disinfect the interior of the chamber 102 and the devices arranged therein.
  • the chamber 102 and the devices disposed therein have surfaces that are resistant to the disinfection process used.
  • the methods used for disinfection can use various means, for example chemical means, in order to disinfect the interior of the chamber and the arranged devices.
  • the means can also comprise physical means, for example ionizing radiation.
  • the disinfection device can use a thermal disinfection method.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of the present invention for realizing a device that is able to analyze substances that may contain biological substances that are assigned to risk group 3 according to BioStoffV.
  • the structure of the device according to FIG. 6 is similar to the structure according to FIG. 5, and the additional disinfection device D already described above is also provided here.
  • a modified in- Activation device used which is designed to inactivate waste arising during the analysis, for example contaminated solid or liquid waste, such as residues of reagents and the like, before removal from the chamber 102.
  • at least the chamber floor 106 is designed to be fluid-impermeable in order to ensure that, for example, agents used in the disinfection process, liquid agents cannot escape from the interior of the chamber.
  • the embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 6 can be used not only for the analysis of substances which may contain biological substances of risk group 3, but of course also for the analysis of substances which may contain biological substances of risk group 2.
  • FIG. 7 shows yet another exemplary embodiment of the device according to the invention, which is equipped to enable the analysis of substances which can potentially contain biological substances of risk group 4.
  • the structure is similar to the device according to FIG. 6, wherein in addition to the devices described with reference to FIG. 6, a ventilation device B and an emergency power supply N are provided within the chamber 102.
  • an alternative inactivation device I " is also provided, which according to this embodiment is designed as an autoclave or equivalent sterilization device, and is capable, in addition to inactivating the sample or the sample material, also producing contaminated solid or liquid waste and waste water prior to removal the chamber 102 to inactivate.
  • FIG. 1 is designed as an autoclave or equivalent sterilization device, and is capable, in addition to inactivating the sample or the sample material, also producing contaminated solid or liquid waste and waste water prior to removal the chamber 102 to inactivate.
  • the bottom 106, the lid or the ceiling of the chamber 102 and the side walls or inner walls of the chamber 102 are designed to be fluid-impermeable, so that when the chamber interior is disinfected, it is prevented from escaping either by liquid means or by gaseous means becomes.
  • the ventilation device B is connected to the control S via the control line S6 and serves to maintain a constant suppression in the chamber 102 at least between the time of locking and unlocking the access 104.
  • the ventilation device is also designed to supply air into the chamber (->) and to remove air from the chamber ( ⁇ -), wherein one or more filters F1, F2 can be provided to filter the supply air and / or the exhaust air .
  • the filters can be designed, for example, as high-performance particulate filters.
  • the emergency power supply N can also be connected to the control S via a control line S7 and serves to include all elements within the device 100, in particular also the control S, in the event of a power failure of the normally provided power supply, which is not shown in the figures To supply energy in order to maintain the protective measures for the handling of substances in risk group 4 as specified in the Biological Substances Ordinance.
  • the connection of the emergency power supply to the various elements of the device 100 is shown schematically in FIG. 7 by the connections 124, which lead from the emergency power supply N to the various devices.
  • the emergency power supply comprises a battery or an independently operating generator, e.g. B. a fuel-operated generator, for. B. diesel generator, a solar generator, a wind generator or a hydropower generator.
  • the access is further configured in the form of a lock, which has two lockable doors 104a (outer door) and 104b (inner door) with a lock chamber 104c arranged therebetween.
  • the device shown in FIG. 7 enables the analysis of substances which potentially include biological substances of risk group 4.
  • the device according to FIG. 7 similar to the device according to FIG. 6, can also be used for the examination of substances which comprise biological substances of risk group 2 or biological substances of risk group 3.
  • the control can be set so that only the devices necessary to fulfill the present protective measures are activated or controlled.
  • the devices described above serve for the direct or indirect detection of substances and / or biological substances which are contained within a sample or within a sample material P which is provided to the device.
  • these samples or sample materials can contain substances or biological substances
  • the detection that is to be carried out by the measuring device can either be a detection of a substance within the potentially biological substance-containing sample or the potentially biological substance-containing sample material or detection of one or more biological substances within the sample or the sample material ..
  • Substances can, for example, clinico-chemical parameters such as enzymes (eg ALT (GPT), AP (alkaline phosphatase), AP (heat-stable), AST (GOT), cholinesterase, CK (Creatine kinase), GLDH (glutamate dehydrogenase), GPX (glutathione peroxidase), LDH (lactate dehydrogenase), lipase (DGGR), PLI (pancreatic lipase immunoreactivity), TLI test (trypsin-like immunoreactivity), a-amylase, a-HBDH (a-hydroxybutyrate dehydrogenase), y -GT (g-glutamyl transferase)), substrates (e.g.
  • enzymes eg ALT (GPT), AP (alkaline phosphatase), AP (heat-stable), AST (GOT), cholinesterase, CK (Creatine kinas
  • albumin albumin, bilirubin (total), bilirubin II (direct), cholesterol, cholesterol; high density lipoprotein (HDL), cholesterol: low density lipoprotein (LDL), cystatin C. , Fructosamines, bile acids, total protein, glucose, uric acid, urea, creatinine, lactate, NEFA (non-esterified free fatty acids), SDMA (symmetrical dimethylarginine), taurine, triglycerides, ß-HBS (ß-hydroxybutyrate)), minerals and Electrolytes (e.g.
  • erythrocytes small blood count (erythrocytes, leukocytes, hemoglobin and hematocrit), MCHC, MCH, MCV, Re ticulocytes, platelets)
  • coagulation e.g., D-dimers, DIC profile, factor IX, factor VIII, factor X, factor XI, factor XII, factor XIII, precallikrein, plasminogen, protein C, protein S, protein Z , Fibrinogen, PTT (partial thromboplastin time), quick test, thrombin time, thromboelastography, platelet antibody, Von Willebrand antigen), blood group determination (genetic and serological); Urine parameters (e.g.
  • cystine, ornithine, lysine and arginine (COLA test), protein-creatinine ratio (UP / C), amino acids (e.g. Fanconi screening), urine protein electrophoresis, urine sediment, urinary stone analysis, microalbumin, NSBA (fractionated net acid -Base excretion)); immunological parameters (e.g.
  • acetylcholine receptor antibodies antinuclear antibodies (ANA), C-reactive protein (CRP), Coombs test (direct / indirect), protein electrophoresis, haptoglobin, immunoglobulin A (IgA), immunoglobulin G (IgG, also in newborns) , Immunoglobulin M (IgM), immune status, leukemia profile and classification, rheumatoid factors (Waaler-Rose test), serum amyloid A (SAA), platelet antibody); endocrine- logical parameters and tumor markers (eg 17-OH progesterone, ACTH (adrenocorticotropic hormone), aldosterone, androstenedione, cortisol, cortisol from saliva, erythropoietin, IGF-1 (insulin-like growth factor 1, STH equivalent ), Insulin, Luteinizing Hormone (LH), Normetanephrin / Metanephrin, Oestradio
  • folic acid vitamin A, vitamin B1, vitamin B12, vitamin B2, vitamin B6, vitamin D3 (25 OH), vitamin E, ß-carotene
  • Drug levels e.g. cyclosporin, digoxin, potassium bromide, phenobarbital, anti-inflammatory drugs, glucocorticoids, NSAID, sedatives / tranquilizers, stimulants, tricyclic Antidepressants
  • poisoning substances e.g. lead, thallium, heavy metals
  • other chemical substances including radioactive substances
  • both the substance and the organic substance can be detected.
  • the proof is not necessarily provided by proof of the organic substance itself or of the substance itself, but this can also be verified indirectly.
  • the indirect detection can, for example, be based on substances formed by the organic substance, e.g. B. virulence factors, metabolites, toxins, enzymes. Direct detection of the organic material can e.g. B. on surface structure proteins, DNA or RNA.
  • indirect detection can be done, for example, about the product of a reaction.
  • the substance glucose can be converted into d-D-gluconolactone and H2O2 in a reaction catalyzed by glucose oxidase.
  • FC ⁇ reacts with a colorless, reduced chromogen in a reaction catalyzed by a peroxidase to form H2O and a colored, oxidized chromogen, which can be measured photometrically (the reduced chromogen and the enzymes glucose oxidase and peroxidase and possibly contain a reaction buffer).
  • Direct detection of a substance, e.g. of electrolytes, can be done by flame photometry.
  • the present invention enables various activities with potentially biofuel-containing material to be carried out in an automated manner within a closed interior 102 of the device or system, in accordance with the requirements of the BioStoffV or corresponding other state requirements, which is achieved by the provision of the inactivation device for safe biological substance inactivation.
  • the possibility is thus created to carry out activities with biofuel-containing material outside of laboratories with corresponding protection level ranges, and the system or device according to the invention can be used or set up anywhere outside of a laboratory environment, so that, for example, on site the examinations can be carried out and the problematic sample dispatch described above can thus be dispensed with.
  • test material is traditionally or conventionally sent to a clinical microbiological laboratory with the appropriate protection level.
  • the test material is obtained, for example, from a patient with a bacterial infection, e.g. B. by wound smear, urine, nasopharyngeal smear, bronchial secretion, pleural puncture, cerebrospinal fluid.
  • the pathogen is identified in the clinical-microbiological laboratory and an antibiogram (antibiotic sensitivity test) is created.
  • the bacteria causing the infection are cultivated and propagated from the test material, then isolated to obtain pure cultures and processed and processed using various techniques and processes to identify the species and the strain, and if necessary stored and stored.
  • an inactivation takes place, e.g. B. by autoclaving.
  • the system is self-contained and can be set up anywhere outside of a laboratory environment, so that it is no longer necessary to send samples.
  • the sample container is made available to the system via the access.
  • the handling device can, for example, also comprise a sample carriage or, alternatively, the sample carriage by means of which the sample is introduced into the interior of the chamber 102.
  • a barcode reader or another identification device can be provided, with an identification assigned to the sample, e.g. B.
  • a program can be selected, which is executed by the control, z. B. for bacterial detection, identification of species, sensitivity testing or screening, z. B. on MRSA. All Process steps run automatically within the chamber without the need for operation by specially trained specialist staff. If one considers, for example, the device shown in FIG. 7, it can be used without further ado, since this device ensures, on the basis of the ventilation device, that the required contamination safety is given, that is, no biological agents, e.g. B. in the form of contaminated process air, reach the outside, which is made possible, for example, by the use of sterile filters in the ventilation device B.
  • control S is designed in such a way that the device can no longer be opened after insertion or after the sample has been loaded, so that access is restricted.
  • the disinfectability of the device is ensured by means of the disinfection device D, e.g. B. by fumigation, radiation or chemical disinfection.
  • the inactivation device I, G or I “ensures that any biological substances contained in the sample are inactivated, for example by fumigation, by radiation, by chemical treatment or by an autoclaving process.
  • the control S is further configured such that the access 104 can only be opened again after the deactivation has taken place, and the measured sample can be taken and fed to the regular disposal system, for example household waste.
  • the system preferably also comprises the necessary emergency power supply N in order to ensure the desired protection level and the operation of the units required for this in the event of a power failure.
  • the device according to the invention can be used, for example, in the field of health and medical diagnostics, e.g. B. from the family doctor, in the nursing home, at the veterinarian, in crisis areas, for example an Ebola outbreak region. It can also be used in the environmental field, e.g. B. to examine soil samples or water samples for Legionella or faecal germs. Also in the field of food hygiene the device of the invention are used, for. B. for microbiological analysis of meat products. In the field of animal husbandry, the device according to the invention can, for. B. to detect pathogens in stables. The device according to the invention is also used in the field of hygiene, for example for checking cleaning and disinfection measures by examining corresponding hygiene samples.
  • the field of health and medical diagnostics e.g. B. from the family doctor, in the nursing home, at the veterinarian, in crisis areas, for example an Ebola outbreak region. It can also be used in the environmental field, e.g. B. to examine soil samples or water samples for Legionella
  • the device according to the invention is not limited to certain measuring devices M, rather any suitable measuring devices can be used to implement the device, depending on the substance to be examined.
  • the measuring devices can comprise one or more measuring devices that are permanently installed in the device.
  • the measuring devices can also be provided interchangeably in order to adapt the device to the substance to be examined.
  • the measuring devices shown and mentioned there can be interchangeable by a suitable receiving unit for recording instead of the actual measuring device different measuring units is provided, which is already fully wired to the control and has the necessary connections for power supply or power supply of the measuring unit, so that by selecting a suitable control program, the control is able to properly control the measuring device used.
  • the system can, for example, a measuring device for optical reading, z. B. absorption, fluorescence, phosphorescence or for electronic reading.
  • the system or the device can be operated by a user via the control using suitable control and evaluation software. After the sample to be examined has been introduced, the method runs fully automatically according to the programmed measurement protocol.
  • the system can be equipped with individual detection reagent reservoirs, e.g. B. tanks, or special sample vessels in which the detection reagents, for. B. be in liquid or solid form, be equipped.
  • the entire process flows, such as B. Reagent addition, incubation, mixing and measuring as well as data evaluation, data storage and data transfer are carried out automatically. After the measurement, all organic substances are inactivated by a suitable process.
  • the generated measurement data and results can be evaluated by the control, and the data obtained can be saved and archived.
  • provision can be made to connect the system to a network for secure data transmission, and the system as such can be configured, for example, as an IoT device.
  • the system can be powered by a conventional power connection, but also by solar energy.
  • the fully automatic mode of operation of the system minimizes the risk to users from exposure to organic substances, which enables operation by untrained personnel.
  • the device according to the invention enables various activities with potentially biofuel-containing material to be carried out automatically in the interior of the device.
  • these activities also include all types of sample preparation, e.g. B. cell disruption, enrichment, z. B. by filtration or centrifugation, sample transfer steps, in addition to the method for the actual detection (directly or indirectly) of the substances or biological substances from the various sample materials, for. B. from clinical test material, environmental samples, hygiene samples or samples from the field of food analysis.
  • an inactivation is always provided for the safe inactivation of biological material, e.g. B.
  • ionizing radiation by thermal or chemical inactivation or inactivation by means of ionizing radiation, UV radiation or steam sterilization.
  • cell culture-based or microbiological-cultural detection methods molecular biological, immunological, radiological, serological, clinical-chemical and other methods for the potentially infectious test material can also be used.
  • methods for sensitivity testing of known biological substances on substances such as antibiotics, e.g. B. antibiograms, antivirals, novel agents, chemicals and the like are used.
  • Radioactive substances or ionizing radiation can also be used, in which case additional structural measures for radiation shielding may be provided. Activities with genetically modified organisms can also be carried out.
  • a first example concerns the molecular biological detection of Ebola, for example from blood samples.
  • the potentially infectious sample P is placed locked in the lock chamber 104c.
  • the system or controller then closes and locks the outer door 104a and opens the inner lock door 104b, and the sample container containing the sample is automatically opened, for example using the handling device R, and the sample is transferred, for example, to a detection cartridge. After this takes place within the hermetically sealed interior 102, there is no risk of infection for the user.
  • the detection cartridge for example, all reagents for sample preparation, e.g. B.
  • the cartridge is the measuring device for automatic measurement according to a measurement protocol, z. B. a fluorescence measurement, and the recorded data are evaluated by the controller and the measurement data are output. Then the cartridge content and the pathogen-containing primary sample are inactivated, e.g. B. the blood test. If the sample material is to be saved, e.g. B. in the case of multiple determination or confirmation of the result by detection with another method, it can alternatively be provided to close the sample vessel again and disinfect it from the outside. An interior disinfection can then be carried out via the disinfection device D, e.g. B.
  • the measuring chamber 102 and the lock chamber 104 together with an external disinfection of the sample vessel before opening the lock.
  • the measuring device in the form of the GenExpert from Cepheid (http://www.cepheid.com/en/cepheid-solutions / clinical-ivd-tests / critical-infectious-diseases / xpert-ebola) can be used to carry out this method .
  • Another example of an application of the device according to the invention is the immunological detection via a lateral flow test, which detects the detection of the Ebola virus antigen VP40 in the test material, e.g. B. allows a serum or a throat swab.
  • the potentially infectious sample P namely the serum or the throat section, is introduced into the interior 102 of the system 100 according to FIG. 7 in a closed manner, via the lock 104, the system is locked via the control and the sample container is opened automatically, for example by the handling device R, in that the robot removes or breaks through a cover of the sample vessel, for example with its gripper, and removes the sample material located therein.
  • the sample can be placed in an extraction buffer and then exposed to an incubation with mixing, if necessary with a temperature control.
  • a test cassette is then loaded, and after a period of time determined for the incubation, the result is read from the test cassette, e.g. B. a color change in a chromatographic test.
  • the results are read out and output and the test cassette and the primary sample are deactivated as described above.
  • the sample material can also be picked up and taken up again in the sample vessel, which is then closed again.
  • the interior is then disinfected and, if necessary, an external disinfection of the sample vessel.
  • the measuring device can use the method “Stada Diagnostik Ebola Rapid lateral flow fest” (htps: //www.stada-diaanostik.de/ebola/ebola- Schnelltest.html) offered by Stada, for example.
  • FIG. 7 Another example of the use of the device according to the invention according to FIG. 7 is a microbiological-cultural method for the identification and sensitivity testing of bacteria, e.g. B. Yersinia pestis using micro or macro dilution techniques.
  • the sample material to be examined e.g. For example, a blood culture with a septicemic course of the infection is again introduced into the system in a closed manner, using the lock according to FIG. 7.
  • the system is locked and the blood culture is incubated in order to grow bacteria.
  • the material is then automatically removed from the blood culture using the handling device R. If necessary, further treatment and cultural cultivation on solid nutrient media, for example selective nutrient media, can be provided fully automatically within the system in order to obtain pure cultures.
  • solid nutrient media for example selective nutrient media
  • a bacterial suspension is transferred to cartridges which are equipped with reagents for corresponding detection reactions for biochemical pathogen identification, and after incubation a measurement is carried out, for example by absorption or fluorescence.
  • the measurement data is then output, for example in the form of a display of the identified pathogens.
  • an additional cartridge or a microtiter plate (microdilution process) or a tube (macrodilution process) can be loaded automatically, in which a selection of antibiotics or other chemicals / active substances to be analyzed in various concentrations are available with the bacterial suspension.
  • a turbidity Exercise measurement around the evaluation and the measurement data output in the form of an antibiogram and an identification for the therapy of suitable antibiotics and an identification of new active substances.
  • the bacterial suspension, the sample material, if it should not be available for further analysis, the microtiter plate or the cartridges are inactivated.
  • the interior is then disinfected and the sample container disinfected.
  • the Biomerieux, Vitec ID / AST System https://www.biomerieux.de/klinische- diagnostik / vitekr-2-compact) method can be used for such a procedure.
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of the device according to the invention in accordance with a further exemplary embodiment, in which, in addition to the elements described with reference to FIG. 1, a sample preparation unit PV is provided, which is connected via the control line S8 to the control S, which prepares the sample performed before the analysis by reagents, for example detection and / or sample preparation reagents.
  • the controller S is designed to control the handling device R, so that a sample P obtained is fed to the sample preparation unit PV before being fed to the measuring device, which is then controlled accordingly in order to use the corresponding reagents to prepare the samples for the measurement.
  • the prepared sample is then transferred from the sample preparation unit PV to the measuring unit M1 using the handling device.
  • the sample preparation unit can also be part of the measuring device and have corresponding containers or cartridges (possibly with reagents already contained) into which the sample material is introduced by the handling device.
  • sample preparation unit shown with reference to FIG. 8 can also be used with the devices described with reference to FIGS. 5, 6 and 7.
  • no sample preparation unit is required, for example in situations in which the sample vessel itself also has the reagents for the detection reaction and / or for sample preparation in addition to the actual sample or the sample material.
  • the sample material can be provided together with the reagents required for the detection and / or for the preparation by providing a sample vessel which has a plurality of vessels or Containers which receive the sample material and the different reagents separately from each other, as is shown schematically with reference to FIG. 9.
  • no reagent storage within the system for example within a reservoir of the same, is necessary; rather, the handling or handling device R can be designed to carry out the sample and reagent transfer from one vessel into another to the finished measurement solution. After the measurement has been completed, the entire strip with the used remaining reagents can be inactivated, removed and disposed of.
  • control described above can be implemented in various ways, for example in hardware using analog and / or digital circuits, in software, by executing instructions by one or more universal or Special processors or as a combination of hardware and software.
  • embodiments of the controller can be implemented in the form of a computer system or other processing system.
  • 10 shows an example of a computer system 200 for implementing the control.
  • Computer system 200 includes one or more processors 202, e.g. a special or a general digital signal processor.
  • the processor 202 is connected to a communication infrastructure 204 such as a bus or a network.
  • the computer system 200 comprises a main memory 206, for example a random access memory (RAM), and a secondary memory 208, for example a hard disk drive and / or a removable storage drive. Secondary memory 208 may allow computer programs or other instructions to be loaded into computer system 200.
  • the computer system 200 may further include a communication interface 210 to enable software and data to be transferred between the computer system 200 and external devices. Communication can take place in electronic, electromagnetic, optical or other signals that can be processed by a communication interface. Communication can use a wire or cable, fiber optics, a telephone line, a cellular phone connection, an RF connection, and other communication channels 212.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in zumindest einer Probe umfasst zumindest eine geschlossene Kammer, die zumindest einen verschließbaren Zugang aufweist, zumindest eine in der Kammer angeordnete automatische Messvorrichtung zum automatischen direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in der zumindest einen Probe, zumindest eine in der Kammer angeordnete Inaktivierungsvorrichtung zum Inaktivieren von Biostoffen, zumindest eine in der Kammer angeordnete automatischen Handhabungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Probe aufzunehmen, und die Probe oder ein Probenmaterial zu der Messvorrichtung zu bewegen, und zumindest eine Steuerung, die mit dem verschließbaren Zugang, der Messvorrichtung, der Inaktivierungsvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung verbunden ist. Die Steuerung ist wirksam, um die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe aufzunehmen, den verschließbaren Zugang hermetisch zu verriegeln, um nach einem Einbringen der Probe in die Kammer und bis zur Inaktivierung der Probe einen Zugriff auf die Kammer von außen zu verhindern, die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe oder das Probenmaterial zu der Messvorrichtung zu bewegen, die Messvorrichtung anzusteuern, um eine Analyse der Probe oder des Probenmaterials durchzuführen, die Inaktivierungsvorrichtung anzusteuern, um eine Inaktivierung von Biostoffen zu bewirken, und den verschließbaren Zugang nach der Inaktivierung zu entriegeln, um einen Zugriff auf die Kammer von außen zur Entnahme der Probe aus der Kammer zu ermöglichen.

Description

VORRICHTUNG MIT SCHUTZSTUFENBEREICH ZUM DIREKTEN ODER INDIREKTEN NACHWEIS EINES ODER MEHRERER BIOSTOFFE ODER EINES ODER MEHRERER STOFFE IN ZUMINDEST EINER PROBE, DIE EINEN BIOSTOFF
ENTHALTEN KANN
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Untersuchung von Stoffen, beispielsweise zum Nachweis von pathogenen Stoffen in einer oder mehreren Proben, die von einem Organismus, beispielsweise einem menschlichen oder tierischen Organismus, und/oder von einem Gegenstand, beispielsweise einer Bodenprobe oder einen Hygieneabstriche von Oberflächen, erhalten wurde. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Anmeldung auf eine Vorrichtung zum direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in einer Probe, die einen Biostoff enthalten kann, oder zum direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Biostoffe in einer Probe.
Gemäß der Biostoffverordnung, BioStoffV, 2013, die auf der Umsetzung der Richtlinie 2010/32/EU des Rates vom 10. Mai 2010 beruht, sind Biostoffe
1. Mikroorganismen, Zellkulturen und Endoparasiten einschließlich ihrer gentechnisch veränderten Formen,
2. mit Transmissibler Spongiformer Enzephalopathie (TSE) assoziierte Agenzien, die den Menschen durch Infektionen, übertragbare Krankheiten, Toxinbildung, sensibilisierende oder sonstige, die Gesundheit schädigende Wirkungen gefährden können.
Biostoffe, beispielsweise Bakterien, Viren und Pilze, sind in der Umwelt ubiquitär verbreitet. Einige dieser Biostoffe besitzen die Fähigkeit, bei Menschen Krankheiten hervorzurufen. Biostoffe werden entsprechend dem von ihnen ausgehenden Infektionsrisiko nach dem Stand der Wissenschaft in eine der folgenden Risikogruppen, RG, eingestuft:
Risikogruppe 1 (RG1): Biostoffe, bei denen es unwahrscheinlich ist, dass sie beim Menschen eine Krankheit Hervorrufen, Risikogruppe 2 (RG2): Biostoffe, die eine Krankheit beim Menschen hervorrufen können und eine Gefahr für Beschäftigte darstellen könnten; eine Verbreitung in der Bevölkerung ist unwahrscheinlich; eine wirksame Vorbeugung oder Behandlung ist normalerweise möglich,
Risikogruppe 3 (RG3): Biostoffe, die eine schwere Krankheit beim Menschen hervorrufen und eine ernste Gefahr für Beschäftigte darstellen können; die Gefahr einer Verbreitung in der Bevölkerung kann bestehen, doch ist normalerweise eine wirksame Vorbeugung oder Behandlung möglich,
Risikogruppe 4 (RG4): Biostoffe, die eine schwere Krankheit beim Menschen hervorrufen und eine ernste Gefahr für Beschäftigte darstellen; die Gefahr einer Verbreitung in der Bevölkerung ist unter Umständen groß; normalerweise ist eine wirksame Vorbeugung oder Behandlung nicht möglich.
Im Infektionsschutzgesetz (IfSG - Gesetz zur Verhütung und Bekämpfung von Infektionskrankheiten beim Menschen) und in der Biostoffverordnung (BioStoffV, Arbeitsschutz) sind gesetzliche Vorgaben angegeben und der Umgang mit Biostoffen geregelt. Tätigkeiten mit Biostoffen dürfen gemäß BioStoffV nur in dafür vorgesehenen Schutzstufenbereichen, also Laboratorien oder vergleichbaren Einrichtungen, durchgeführt werden. Je nach Einstufung der Biostoffe in Risikogruppen sind bestimmte Schutzmaßnahmen zu erfüllen. Hierzu zählen im Wesentlichen bauliche Maßnahmen, Zugangsbeschränkungen, technische Vorgaben, wie z. B. ständiger Unterdrück im Schutzstufenbereich, Filtration von Zu- und Abluft, Abdichtbarkeit zum Zweck der Begasung, hygienische Aspekte, Aufbewahrung von Biostoffen unter Verschluss, Vorhandensein von Sterilisationseinheiten und Möglichkeiten zur sicheren Entsorgung, wie es beispielsweise im Anhang II der BioStoffV angegeben ist.
Tätigkeiten mit solchen Biostoffen werden bisher in dafür zugelassenen Laboratorien durchgeführt. In klassischen, chemisch-mikrobiologischen Diagnostik-Laboratorien werden z. B. Systeme zur Identifikation von Bakterien bzw. zum Bestimmen der Empfindlichkeit gegenüber Antibiotika, z. B. Vitek2, BioMerieux, Phoenix, Becton Dickinson, aufgesteilt. Die Laboratorien verfügen über einen entsprechenden Schutzstufenbereich und in der Regel ist in den Räumlichkeiten zusätzlich eine Inaktivierungseinheit, z. B. in Form eines Autoklav, vorhanden. Die Tätigkeiten mit den Biostoffen werden von entsprechend geschultem Per- sonal durchgeführt. Die Biostoffverordnung regelt die Maßnahmen zum Schutz des Personals bei Tätigkeiten mit biologischen Arbeitsstoffen oder Biostoffen entsprechend der Risikogruppe, in der ein Biostoff eingestuft ist, entsprechend §3 BioStoffV.
Außerhalb der oben genannten Laboratorien oder vergleichbarer Einrichtungen mit entsprechendem Schutzbereich sind Tätigkeiten mit Biostoffen gemäß der BiostoffV nicht zulässig.
In besonderen Situationen, beispielsweise bei einem Ebola-Ausbruch, werden am Ausbruchsort Feldlaboratorien aufgestellt. In solchen Situationen ist es eine große Herausforderung, eine sichere Arbeitsumgebung für Beschäftigte bzw. für Personal beim Umgang mit Biostoffen zu schaffen, insbesondere beim Umgang mit Biostoffen der höheren Risikogruppen, beispielsweise der Risikogruppe 4. Die Risikogruppe 4 umfasst Biostoffe, die eine schwere Krankheit beim Menschen Hervorrufen und eine ernste Gefahr für Beschäftigte darstellen, wobei die Gefahr einer Verbreitung in der Bevölkerung groß sein kann und eine wirksame Vorbeugung oder Behandlung gegebenenfalls nicht möglich ist. In Krisengebieten kommt erschwerend hinzu, dass gegebenenfalls keine zuverlässige Strom- und/oder Wasserversorgung bzw. Müllentsorgung gegeben ist. Diese Problematik wäre dadurch lösbar, die Untersuchung nicht vor Ort durchzuführen, sondern das potentiell infektiöse Material an eines oder mehrere internationale Referenzlaboratorien zu versenden, allerdings birgt ein solcher Transport von potentiell infektiösem Material weitere Gefahren. Zum einen sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass Erreger im Untersuchungsmaterial oder Probenmaterial nachweisbar sind, je mehr Zeit zwischen Probengewinnung und Untersuchung der Probe liegt. Auch der eigentliche Versand birgt Gefahren, beispielsweise dass das potentiell infektiöse Material aufgrund eines Unfalls oder einer fehlerhaften Handhabung während des Transports freigesetzt wird. Daher und vor allem auch wegen des enormen Zeitvorteils (es wird deutlich weniger Zeit benötigt bis zum Vorliegen eines Ergebnisses) wird auf den Versand solcher potentiell infektiösen Proben verzichtet, und eine Untersuchung am Ausbruchsort bevorzugt, beispielsweise in den oben genannten Feldlaboratorien.
Im Stand der Technik sind verschiedene Ansätze zur Realisierung solcher Feldlaboratorien bekannt, beispielsweise in Form eines mobilen Container-Laboratoriums, welches beispielsweise den höchsten Sicherheitsstandard zur Untersuchung von Biostoffen der Risikogruppe 4 erfüllt. Hierbei handelt es sich um eine mobile Einheit, beispielsweise mit den Abmessungen eines ISO-Containers, der den eigentlichen Laborraum mit den darin enthaltenen Apparaturen zur Probenvorbereitung/Probenuntersuchung aufweist, der durch einen oder mehrere Beschäftigte betreten wird, so dass der Beschäftigte innerhalb des Probenraums die Probenvorbereitung/Probenuntersuchung durchführen kann. Zusätzlich kann eine Dekontaminierungsdusche vorgesehen sein. Ein solches Container-Laboratorium ist mobil und kann mittels Schiffen und/oder Fahrzeugen an den Einsatzort bewegt werden und dort durch die Beschäftigten betreten werden, um die erforderlichen Untersuchungen durchzuführen. Beispiele für solche Container-Laboratorien sind in der WO 03/088886 A1 , der WO 2015/079273 A1 , der US 7,985,382 B1 , der CN 203 683 155 U und der CN 102 795 146 A beschrieben.
Solche mobilen Container-Laboratorien ermöglichen zwar die Untersuchung des potentiell infektiösen Materials vor Ort durch entsprechend geschultes Personal, welches in dem Laboratorium arbeitet, allerdings sind diese Laboratorien, trotz ihrer Mobilität, nur aufwändig unter Verwendung entsprechender Transportmechanismen, wie beispielsweise Kräne, Transportfahrzeuge, Schiffe, bewegbar, was mit einem entsprechenden logistischen Aufwand einhergeht. Ferner ist es erforderlich, dass das geschulte Personal ebenfalls vor Ort ist, um in dem aufgestellten Laboratorium die erforderlichen Untersuchungen durchzuführen, so dass die entsprechenden Laboratorien auch die entsprechenden Voraussetzungen zum Schutz der Beschäftigten erfüllen müssen.
Im Stand der Technik sind ferner Messsysteme bekannt, welche eine automatische Probenvorbereitung und Probenuntersuchung durchführen, beispielsweise das unter der Marke GenExpert bekannte System von Cepheid. Solche Systeme arbeiten mit vorbereiteten Kartuschen, die beispielsweise alle Reagenzien zum Nachweis und/oder zur Vorbereitung der Probe vor der eigentlichen Analyse beinhalten. Die Probe wird nach Entnahme in die Kartusche eingebracht, und dann dem automatischen System zur Analyse bereitgestellt, welches die Ergebnisse der Analyse ausgibt. Hierbei handelt es sich allerdings um Systeme, welche nicht für die Untersuchung von Proben, die gegebenenfalls Biostoffe enthalten können, geeignet sind, da keine der erforderlichen Schutzfunktionen, beispielsweise zum Schutz der Person, die das System verwendet, vor Biostoffen der Risikogruppe 4 bereitstellen. Für die Untersuchung solcher Biostoffe, aber auch von Biostoffen der Risikogruppen 1 bis 3, wäre ein solches automatisches Testsystem zwar grundsätzlich ersetzbar, allerdings nur innerhalb der existierenden, für die Handhabung solcher Proben zugelassener Laboratorien oder innerhalb der oben genannten mobilen Laboratorien. Mit anderen Worten kann ein solches automatisches System beispielsweise Teil der Apparaturen sein, die sich innerhalb des Laboratoriums befinden, in dem die Beschäftigten die Biostoffe untersuchen. Die oben zusammengefasste Situation im Zusammenhang mit der Untersuchung von Proben, die unter Umständen Biostoffe enthalten können, ist dahin gehend nachteilhaft, dass zur Untersuchung solcher Proben bzw. von potentiell infektiösem Material, welches Biostoffe der unterschiedlichen Risikogruppen enthalten kann, es mindestens ab RG2 erforderlich ist, entsprechend ausgestatete Laboratorien einzusetzen, die die erforderlichen Schutzmaßnahmen für die darin beschäftigten Personen erfüllen, um die Proben zu untersuchen. Obwohl die oben angesprochene Problematik im Zusammenhang mit dem Versand von infektiösem Material durch den Einsatz mobiler Container-Laboratorien gelöst werden kann, erfordern diese immer noch den Einsatz von Beschäftigten innerhalb des Laborraums, so dass zusätzlich zum logistischen Aufwand zur Bewegung der Container- Laboratorien an die entsprechenden Einsatzorte auch der Einsatz von entsprechend geschultem Personal erforderlich ist. Die Erfordernisse an die Logistik und/oder an das Personal sind gegebenenfalls nicht ohne weiteres an jedem Ort, an dem eine Untersuchung von infektiösem Material durchgeführt werden soll, erreichbar.
Ausgehend von dem oben skizzierten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Ansatz zu schaffen, der es auf einfache Art ermöglicht, Proben, die unter Umständen einen Biostoff enthalten können, zu untersuchen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in zumindest einer Probe, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale umfasst: zumindest eine geschlossene Kammer, die zumindest einen verschließbaren Zugang aufweist, zumindest eine in der Kammer angeordnete automatische Messvorrichtung zum automatischen direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in der zumindest einen Probe, zumindest eine in der Kammer angeordnete Inaktivierungsvorrichtung zum Inaktivieren von Biostoffen, zumindest eine in der Kammer angeordnete automatischen Handhabungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Probe aufzunehmen, und die Probe oder ein Probenmaterial zu der Messvorrichtung zu bewegen, und zumindest eine Steuerung, die mit dem verschließbaren Zugang, der Messvorrichtung, der Inaktivierungsvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Steuerung wirksam ist, um
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe aufzunehmen,
• den verschließbaren Zugang hermetisch zu verriegeln, um nach einem Einbringen der Probe in die Kammer und bis zur Inaktivierung der Probe einen Zugriff auf die Kammer von außen zu verhindern,
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe oder das Probenmaterial zu der Messvorrichtung zu bewegen,
• die Messvorrichtung anzusteuern, um eine Analyse der Probe oder des Probenmaterials durchzuführen,
• die Inaktivierungsvorrichtung anzusteuern, um eine Inaktivierung von Biostoffen zu bewirken, und
• den verschließbaren Zugang nach der Inaktivierung zu entriegeln, um einen Zugriff auf die Kammer von außen zur Entnahme der Probe aus der Kammer zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung, mit zumindest einer geschlossenen Kammer, die zumindest einen verschließbaren Zugang aufweist, zumindest einer in der Kammer angeordneten Aufnahme, die vorbereitet ist, um eine automatische Messvorrichtung zum automatischen direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in zumindest einer Probe aufzunehmen, zumindest einer in der Kammer angeordneten Inaktivierungsvorrichtung zum Inaktivieren von Biostoffen, zumindest einer in der Kammer angeordneten automatischen Handhabungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Probe oder das Probenmaterial aufzunehmen, und die Probe oder das Probenmaterial zu bewegen, und zumindest einer Steuerung, die mit dem verschließbaren Zugang, der Inaktivierungsvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Steuerung wirksam ist, um
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe aufzunehmen,
• den verschließbaren Zugang hermetisch zu verriegeln, um nach einem Einbringen der Probe in die Kammer und bis zur Inaktivierung der Probe einen Zugriff auf die Kammer von außen zu verhindern,
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe oder das Probenmaterial in der Kammer zu bewegen,
• die Inaktivierungsvorrichtung anzusteuern, um eine Inaktivierung von Biostoffen zu bewirken, und
• den verschließbaren Zugang nach der Inaktivierung zu entriegeln, um einen Zugriff auf die Kammer von außen zur Entnahme der Probe aus der Kammer zu ermöglichen, wobei die Steuerung mit einer in der Aufnahme aufgenommenen Messvorrichtung verbindbar ist, um die Messvorrichtung anzusteuern, um eine Analyse der Probe oder des Probenmaterials durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die im Stand der Technik dargelegten Probleme im Zusammenhang mit dem potentiellem Versand von infektiösem Material bzw, die Probleme im Zusammenhang mit dem Aufstellen mobiler Laboratorien dadurch, dass eine Vorrichtung geschaffen wird, die ohne weiteres durch nicht-geschultes Laborpersonal, beispielsweise durch Ärzte, Krankenschwestern oder sonstige Helfer bedienbar ist, wobei gleichzeitig die Mindestvoraussetzungen zur Handhabung von Biostoffen der oben genannten Risikogruppen gegeben ist. Mit anderen Worten schaffen Ausführungsbeispiele der Erfindung ein Mini- Biostofflabor (auch als MBSL-Labor bezeichnet - MBSL = Mobile Bio Safety Level) oder Mini-Biostofflaboratorium mit den Mindestvoraussetzungen für die Handhabung von Biostoffen dadurch, dass innerhalb einer geschlossenen Kammer eine Untersuchung durchgeführt werden kann, ohne dass ein Benutzer der Vorrichtung eingreifen muss. Der eigentliche Laborraum wird durch den Benutzer nicht betreten, so dass dieser sicher vor potentiell bei der Analyse freigesetzten Biostoffen geschützt ist. Durch die erfindungsgemäße Bereitstellung der automatischen Handhabungsvorrichtung wird die Probe entgegengenommen und innerhalb der geschlossenen Kammer zur Analyse verarbeitet und anschließend erfolgt eine Inaktivierung, um potentiell in der Probe befindliche Biostoffe zu inaktivieren, wie dies die BioStoffV oder auch andere, gleichwertige Verordnungen in anderen Staaten fordert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert somit keinerlei Zutritt von Personen oder Beschäftigten in den eigentlichen Laborraum, der lediglich die erforderlichen Analysegeräte und eine Handhabungsvorrichtung, z. B. in Form eines Roboters, aufweist, so dass der Laborraum klein dimensioniert sein kann, also so dimensioniert sein kann, dass er durch eine Person nicht betretbar ist. Dies ermöglicht eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Abmessungen und einem Gewicht (beispielsweise bis zu 50kg), so dass die Vorrichtung als Ganzes durch den Benutzer tragbar ist und ohne logistischen Aufwand an einen erwünschten Ort gebracht und dort eingesetzt werden kann.
Gemäß Ausführungsbeispielen wird somit eine mobile Vorrichtung geschaffen, die als geschlossenes System mit Schutzstufenbereich bzw. unter Berücksichtigung von Schutzmaßnahmen für Tätigkeiten mit Biostoffen außerhalb einer der oben beschriebenen definierten Laborumgebungen auch vor Ort eingesetzt werden kann, was auch als Mini-Labor mit Schutzstufenbereich bezeichnet werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann entweder bereits mit einem oder mehreren Messgeräten oder ein oder mehreren automatischen Messvorrichtungen ausgestattet sein, um bestimmte Analysen einer Probe durchzuführen. Bei anderen Ausgestaltungen kann die Vorrichtung so ausgestatet sein, dass Messvorrichtungen austauschbar in der geschlossenen Kammer angeordnet werden können, was den Vorteil bringt, dass die Vorrichtung abhängig vom zu untersuchenden Material mit geeigneten Messvorrichtungen bestückt werden kann, beispielsweise durch den Benutzer der Vorrichtung, der die entsprechenden Messgeräte der Messvorrichtungen in der Kammer anordnet, bevor er zum Einsatzort aufbricht.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
• die Vorrichtung umfasst eine Desinfektionsvorrichtung zum Desinfizieren eines Kam- merinnenraums und der darin angeordneten Vorrichtungen, wobei die Kammer und die darin angeordneten Vorrichtungen Oberflächen aufweisen, die bezüglich des verwendeten Desinfizierungsverfahrens beständig sind,
• die Vorrichtung umfasst eine Belüftungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um in der Kammer, zumindest zwischen dem Verriegeln und dem Entriegeln des Zugangs, einen ständigen Unterdrück aufrechtzuerhalten, wobei die Belüftungsvorrichtung ausgebildet ist, um Luft in die Kammer zuzuführen und um Luft aus der Kammer abzuführen, und wobei die Belüftungsvorrichtung ein oder mehrere Filter umfasst und ausgebildet ist, um die Zuluft und/oder die Abluft durch das Filter, z.B. ein Hochleistungsschwebstoff-Filter, zu führen,
• die Vorrichtung umfasst eine Notstromversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie oder eines eigenständig arbeitenden Stromaggregats, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator,
• der verschließbare Zugang umfasst eine Schleuse mit gegeneinander verriegelbaren Türen,
• die Inaktivierungsvorrichtung umfasst einen Autoklav oder eine gleichwertige Sterilisationseinheit,
• die Inaktivierungsvorrichtung ist ferner ausgebildet, um kontaminierte feste und flüssige Abfälle vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren,
• die Inaktivierungsvorrichtung ist ferner ausgebildet, um Abwässer vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren,
• der Kammerboden der Kammer ist fluidundurchlässig, und
• die Kammerinnenwände und die Kammerdecke der Kammer sind fluidundurchlässig.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Vorrichtung durch ein oder mehrere der oben angegebenen Einheiten ergänzt, um zusätzliche Schutzmaßnahmen, wie sie beispielsweise aus der BioStoffV bekannt sind, zu realisieren, beispielsweise die Schutzmaßnahmen 2, 4 und 5, 9, 11 und 13, 12, 16, 17 und/oder 21 gemäß Anlage II der BioStoffV.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung mit einer Desinfektionsvorrichtung zum Desinfizieren eines Kammerinnenraums und der darin angeordneten Vorrichtungen, wobei die Kammer und die darin angeordneten Vorrichtungen Oberflächen aufweisen, die bezüglich des verwendeten Desinfizierungsverfahrens beständig sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung geschaffen, die die gemäß BioStoffV verbindlichen Schutzmaßnahmen zur Handhabung von Biostoffen der Risikogruppe 2 umfasst, beispielsweise die Schutzmaßnahmen 11 und 13 gemäß Anlage II BioStoffV.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
• die Vorrichtung umfasst eine Notstromversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie oder eines eigenständig arbeitenden Stromaggregats, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator,
• die Inaktivierungsvorrichtung umfasst einen Autoklav oder eine gleichwertige Sterilisationseinheit,
• die Inaktivierungsvorrichtung ist ferner ausgebildet, um kontaminierte feste und flüssige Abfälle vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zusätzlich eine oder mehrere der im Anhang II der BioStoffV im Zusammenhang mit der Handhabung von Biostoffen der Risikogruppe 2 angegebenen optionalen Schutzmaßnahmen, nämlich die Schutzmaßnahmen 9, 16 oder 21.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung mit
• einer Desinfektionsvorrichtung zum Desinfizieren eines Kammerinnenraums und der darin angeordneten Vorrichtungen, wobei die Kammer und die darin angeordneten Vorrichtungen Oberflächen aufweisen die bezüglich des verwendeten Desinfizierung s verfall re ns beständig sind,
• wobei die Inaktivierungsvorrichtung ferner ausgebildet ist, um kontaminierte feste und flüssige Abfälle vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren, und
• wobei zumindest der Kammerboden der Kammer fluidundurchlässig ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung die verbindlichen Schutzmaßnahmen, die im Anhang II der BioStoffV zur Handhabung von Biostoffen der Risikogruppe 3 angegeben sind, nämlich die Schutzmaßnahmen 1 1 und 13, 12 und 16.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: • die Vorrichtung umfasst eine Belüftungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um in der Kammer, zumindest zwischen dem Verriegeln und dem Entriegeln des Zugangs, einen ständigen Unterdrück aufrechtzuerhalten, wobei die Belüftungsvorrichtung ausgebildet ist, um Luft in die Kammer zuzuführen und um Luft aus der Kammer abzuführen, und wobei die Belüftungsvorrichtung ein oder mehrere Filter umfasst und aus- gebildet ist, um die Zuluft und/oder die Abluft durch das Filter, z.B. ein Hochleistungsschwebstoff-Filter, zu führen,
• die Vorrichtung umfasst eine Notstromversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie oder eines eigenständig arbeitenden Stromaggregats, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator,
• der verschließbare Zugang umfasst eine Schleuse mit gegeneinander verriegelbaren Türen,
• die Inaktivierungsvorrichtung umfasst einen Autoklav oder eine gleichwertige Sterilisationseinheit,
• die Inaktivierungsvorrichtung ist ferner ausgebildet, um Abwässer vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung zur Handhabung von Biostoffen der Risikogruppe 3 um die im Anhang II der BioStoffV angegebenen optionalen Schutzmaßnahmen ergänzt, nämlich durch die Schutzmaßnahmen 2, 4 und 5, 9, 17 oder 21.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung mit:
• einer Desinfektionsvorrichtung zum Desinfizieren eines Kammerinnenraums und der darin angeordneten Vorrichtungen, wobei die Kammer und die darin angeordneten Vorrichtungen Oberflächenaufweisen, die bezüglich des verwendeten Desinfizierungsverfahrens beständig sind,
• einer Belüftungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um in der Kammer, zumindest zwischen dem Verriegeln und dem Entriegeln des Zugangs, einen ständigen Unterdrück aufrechtzuerhalten, wobei die Belüftungsvorrichtung ausgebildet ist, um Luft in die Kammer zuzuführen und um Luft aus der Kammer abzuführen, und wobei die Belüftungsvorrichtung ein oder mehrere Filter umfasst und ausgebildet ist, um die Zuluft und/oder die Abluft durch das Filter, z.B. ein Hochleistungsschwebstoff-Filter, zu führen, und • einer Notstromversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie oder eines eigenständig arbeitenden Stromaggregats, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator,
• wobei der verschließbare Zugang eine Schleuse mit gegeneinander verriegelbaren Türen umfasst,
• wobei die Inaktivierungsvorrichtung einen Autoklav oder eine gleichwertige Sterilisationseinheit aufweist,
• wobei die Inaktivierungsvorrichtung ferner ausgebildet ist, um kontaminierte feste und flüssige Abfälle vor der Entnahme aus der Kammer und Abwässer vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren, und
• wobei der Kammerboden, die Kammerinnenwände und die Kammerdecke der Kammer fluidundurchlässig sind.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung geschaffen, die die in der BioStoffV angegebenen verbindlichen Schutzmaßnahmen zur Handhabung von Biostoffen der Risikogruppe 4 beinhaltet, nämlich die Schutzmaßnahmen 2, 4 und 5, 9, 11 und 13, 12, 16 und 17 und 21.
Somit schaffen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung abhängig vom zu analysierenden Untersuchungsmaterial geeignete Ausgestaltungen der Vorrichtung, da Biostoffe der Risikogruppe 2 einen anderen Aufbau zur Umsetzung der Schutzmaßnahmen erfordern, als Vorrichtungen oder Systeme, in denen ein Material untersucht werden soll, in dem Biostoffe der Risikogruppe 3 oder 4 gegebenenfalls enthalten sind oder zu erwarten sind, beispielsweise Tuberkulose-Erreger oder Pest-Erreger, die in die Risikogruppe 3 fallen, o- der Lassa- oder Ebola-Viren, die in die Risikogruppe 4 fallen.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Inaktivierungsvorrichtung ausgebildet ist, um Biostoffe physikalisch (z.B. thermisch, unter Druck, mittels ionisierender Strahlung, UV-Strahlung oder Dampfsterilisation) oder chemisch (z.B. mit Chlordioxid, Wasserstoffperoxid, Ozon, Natriumhypochlorid, Aldehyde, Chlor, lod, Phenole, Alkohole, Ethylenoxid) zu inaktivieren.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Steuerung wirksam ist, um die Messvorrichtung anzusteuern, so dass nach Einbringen der einen oder mehreren zu untersuchenden Proben das Messverfahren nach einem programmierten Messprotokoll vollautomatisch abläuft. Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Steuerung wirksam ist, um die durch die Messvorrichtung generierten Messdaten und Ergebnisse für eine Speicherung oder eine Übertragung an eine externe Stelle, z.B. über ein leitungsgebundenes und/oder drahtloses Kommunikationssystem, bereitzustellen.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Steuerung eine Benutzerschnittstelle und/oder eine Datenschnittstelle zur Verbindung mit einem leitungsgebundenen und/oder drahtlosen Kommunikationssystem umfasst.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Messvorrichtung eines oder mehrere der folgenden Nachweisverfahren einsetzt:
• in-vivo-Methoden, z.B. in Form von Tierversuchen, oder Versuchen mit Pflanzen
• Zellkultur-basierten oder mikrobiologisch-kulturellen Nachweisverfahren,
• Protein-chemische, molekularbiologische, immunologische, radiologische, serologische, zytologische, mikrobiologische, parasitologische, virulogische, hämatologische, hämostaseologische, endokrinologische, histologische, klinisch-chemische, chemische und physikalische Methoden,
• Verfahren zur Empfindlichkeitsprüfung von Biostoffen auf Substanzen wie Antibiotika, z.B. Antibiogramme, Antimycotika, Chemotherapeutika, Zytostatika, Fungizide, Herbizide, Virostatika, neuartige Wirkstoffe und andere Chemikalien,
• Verfahren mit gentechnisch veränderten Organismen, GVO.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Messkammer ein Probengefäß zur Aufnahme der Probe oder des Probenmaterials und zur Aufnahme einer oder mehrerer Reagenzien, z.B. Nachweis- und/oder Probenvorbereitungs-Reagenzien, umfasst.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Vorrichtung ein oder mehrere Reservoirs für die Reagenzien aufweist und/oder mit einem oder mehreren Probengefäßen bestückbar ist, in denen die Reagenzien enthalten sind, und wobei die Steuerung wirksam ist, um die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um
• die Messvorrichtung mit einem Probengefäß zu bestücken, und/oder
• Reagenzien in das Probengefäß der Messvorrichtung einzubringen. Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung mit einer Probenvorbereitungsvorrichtung zum Vorbereiten der Probe vor der Messung, z.B. durch Zellaufschluss, Extraktion, Isolation, Anreicherung und/oder Reinigung durch Filtration oder Zentrifugation, Probentransferschritte.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Probenvorbereitungsvorrichtung die Probe unter Verwendung eines oder mehrerer Reagenzien, z.B. Nachweis- und/oder Probenvorbereitungs-Reagenzien, vor dem Zuführen zu der Messvorrichtung vorbereitet, wobei die Vorrichtung ein oder mehrere Reservoirs für die Reagenzien oder Nachweis- Kits aufweist und/oder mit einem oder mehreren Probengefäßen bestückbar ist, in denen die Reagenzien, z.B. in flüssiger oder fester Form, enthalten sind, und wobei die Steuerung mit der Probenvorbereitungsvorrichtung verbunden ist und wirksam ist, um
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, die Probe zu der Probenvorbereitungsvorrichtung zu bewegen,
• die Probenvorbereitungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe oder das Probenmaterial mit einer oder mehreren der Reagenzien zu behandeln oder um die Probe oder das Probenmaterial in ein Probengefäß umzufüllen,
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe oder das Probenmaterial oder das Probengefäß zu der Messvorrichtung zu bewegen.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die zumindest eine Probe in einem Probenbehälter bereitgestellt wird, wobei die automatische Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um den Probenbehälter aufzunehmen, die Probe oder das Probenmaterial aus dem Probenbehälter zu entnehmen, und die Probe oder das Probenmaterial zu der Messvorrichtung und/oder zu der Probenvorbereitungsvorrichtung zu bewegen.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die zumindest eine Probe in einem Probenbehälter bereitgestellt wird, wobei der Probenbehälter eine oder mehrere Reagenzien, z.B. Nachweis- und/oder Probenvorbereitungs-Reagenzien, enthält, wobei die automatische Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um
• den Probenbehälter aufzunehmen,
• die Probe oder das Probenmaterial mit Reagenzien aus dem Probenbehälter zu behandeln bzw. vorzubereiten, und
• die behandelte bzw. vorbereitete Probe oder das Probenmaterial zu der Messvorrichtung zu der Probenvorbereitungsvorrichtung zu bewegen. Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der der Probenbehälter verschlossenen ist, z.B. mit einem Septum, wobei die automatische Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um den Probenbehälter zu öffnen.
Ausführungsbeispieie schaffen eine Vorrichtung, bei der die Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um:
• einen verschlossenen Probenbehälter zu öffnen, und/oder
• die Probe bzw. das Probenmaterial aus dem Probenbehälter zu entnehmen, z.B. mittels einer Kanüle, einer Kapillare oder eines Abstrichprobennehmers, und/oder
• einen Probentransfer zu der Probenvorbereitungsvorrichtung und/oder zu der Messvorrichtung durchzuführen, und/oder
• Reagenzien, z.B. Nachweis- und/oder Probenvorbereitungs-Reagenzien, bereitzustellen.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um:
• einen verschlossenen Probenbehälter zu öffnen, und/oder
• die Probe bzw. das Probenmaterial aus dem Probenbehälter zu entnehmen, z.B. mittels einer Kanüle, einer Kapillare oder eines Abstrichprobennehmers, und/oder
• einen Probentransfer zu der Probenvorbereitungsvorrichtung und/oder zu der Messvorrichtung durchzuführen,
wobei die Vorrichtung ferner eine Reagenztransfereinrichtung umfasst, um die Reagenzien, z.B. Nachweis- und/oder Probenvorbereitungs-Reagenzien, der Probenvorbereitungsvorrichtung oder der Messvorrichtung bereitzustellen.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Handhabungsvorrichtung einen oder mehrere Roboter umfasst.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, mit einer Leistungsversorgung, die ausgebildet ist, um durch ein Stromnetz und/oder durch ein Stromaggregat, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator, gespeist zu werden.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Kammer derart dimensioniert ist, dass die Kammer durch einen Benutzer oder eine Person nicht betreten werden kann bzw. nicht begehbar ist. Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der die Probe bzw. das Probenmaterial mehrere Stoffe oder Biostoffe enthält.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung, bei der gleichzeitig mehrere Proben, z.B. auf einem Proben-Rack, eingebracht und vollautomatisch gemessen werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, die zum direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in zumindest einer Probe dient,
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 zeigt eine schematische, isometrische Darstellung der Vorrichtung aus Fig. 1 oder
Fig. 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 zeigt verschiedene Möglichkeiten, wie ein Benutzer die erfindungsgemäße Vorrichtung tragen kann;
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Realisierung eines Mini-Biostofflabors gemäß der vorliegenden Erfindung, welches die Schutzmaßnahmen zur Handhabung von Stoffen ermöglicht, die potentiell Biostoffe der Risikostufe 2 enthalten,
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Realisierung eines Mini-Biostofflabors gemäß der vorliegenden Erfindung, welches die Schutzmaßnahmen zur Handhabung von Stoffen ermöglicht, die potentiell Biostoffe der Risikostufe 3 enthalten,
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Realisierung eines Mini-Biostofflabors gemäß der vorliegenden Erfindung, welches die Schutzmaßnahmen zur Handhabung von Stoffen ermöglicht, die potentiell Biostoffe der Risikostufe 4 enthalten,
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, die zusätzlich eine Probenvorbereitungseinheit aufweist,
Fig 9 zeigt ein Beispiel eines Probengefäßes, welches das Probenmaterial und verschiedenen Reagenzien getrennt voneinander aufnimmt, und
Fig 10 zeigt ein Beispiel eines Computersystems zur Realisierung der Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden gleiche, gleichwertige oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, die zum direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in zumindest einer Probe dient. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung 100, die zumindest eine geschlossen Kammer 102 aufweist. Die Kammer 102 umfasst zumindest einen verschließbaren Zugang 104. Die Kammer 102 ist beispielsweise durch einen Boden 108, Seitenwände 108, beispielsweise einwandige, zweiwandige oder mehrwandige Seitenwände, und durch einen in Fig. 1 nicht dargestellten Deckel gebildet. Innerhalb der Kammer 102 befindet sich zumindest eine automatische Messvorrichtung M1 zum automatischen direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in der zumindest einen Probe P, die der Vorrichtung 100 bereitgestellt wird. Gemäß Ausführungsbeispielen können eine oder mehrere weitere automatische Messvorrichtungen M2 vorgesehen sein, wie dies in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. In der Kammer 102 befindet sich ferner eine Inaktivierungsvorrichtung I zum Inaktivieren von Biostoffen, die möglicherweise innerhalb der zu untersuchenden Probe P enthalten sein können. Innerhalb der Kammer 102 ist ferner eine automatische Handhabungsvorrichtung R, beispielsweise in Form eines Roboters beispielsweise mit einem oder mehreren Greifern 112 angeordnet. Der Roboter R ist vorgesehen, um die Probe P aufzunehmen und die Probe P oder das darin enthaltene Probenmaterial zu der Messvorrichtung M1 zu bewegen. Ferner umfasst die Vorrichtung 100 eine Steuerung S, die bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel an einer Außenwand der Kammer 102 angeordnet ist und über entsprechende Steuerleitungen S1 bis S4 mit dem verschließbaren Zugang 104, der Messvorrichtung M1 , der Inaktivierungsvorrichtung I und der Handhabungsvorrichtung R verbunden ist.
Zum direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in der der Vorrichtung 100 bereitgestellten Probe P ist die Steuerung S wirksam, um die automatische Handhabungsvorrichtung bzw. den Roboter R anzusteuern, so dass dieser die Probe P, beispielsweise mit dem Greifer 112, aufnimmt. Gemäß Ausführungsbeispielen kann hierfür vorgesehen sein, dass die Steuerung S über die Steuerleitung S1 den verschließbaren Zugang 104 ansteuert, um den Zugang 104, beispielsweise eine hermetisch verriegelbare Tür, zu öffnen. Eine am Zugang 104 bereitgestellte Probe P, beispielsweise eine Probe, die durch einen Benutzer der Vorrichtung 104 gehalten wird, wird von dem Greifer 112 des Roboters R aufgenommen und in das Innere der Kammer 102 bewegt. Die Steuerung S ist wirksam, um den verschließbaren Zugang 104, nach dem Einbringen der Probe in die Kammer 102 hermetisch zu verriegeln, so dass nach dem Einbringen der Probe P in die Kammer 102 und bis zur Inaktivierung der Probe P ein Zugriff auf die Kammer 102 von außen nicht möglich bzw. verhindert ist. Die Steuerung S steuert den Roboter R ferner dahin gehend an, dass die Probe P oder das darin enthaltene Probenmaterial, welches zu untersuchen ist, zu der Messvorrichtung M1 bewegt wird. Die entsprechende Ansteuerung erfolgt über die Steuerleitung S4, Die Steuerung S steuert durch die Steuerleitung S2 die Messvorrichtung Mi , um eine Analyse der Probe oder des Probenmaterials durchzuführen. Nach Abschluss der Analyse erfolgt eine Ansteuerung der Inaktivierungsvorrichtung I, um eine Inaktivierung von möglicherweise in der Probe enthaltenen Biostoffen sicherzustellen. Die Steuerung S bewirkt die Ansteuerung der Inaktivierungsvorrichtung über die Steuerleitung S3. Abhängig von der Ausgestaltung der Vorrichtung 100 bewirkt die Inaktivierungsvorrichtung I beispielsweise das Freisetzen von geeigneten Mitteln, wie Gase, andere Fluide oder Strahlung, in der Kammer 102, um alle innerhalb der Kammer befindlichen Biostoffe zu inaktivieren. Bei anderen Ausgestaltungen kann die Probe bzw. das Probenmaterial in die Inaktivierungseinrichtung I bewegt werden und dort inaktiviert werden.
Nach Inaktivierung bewirkt die Steuerung S über die Steuerleitung S1 eine Entriegelung des Zugangs 104, um einen Zugriff auf die Kammer 102 von außen zu ermöglichen, so dass beispielsweise ein Benutzer der Vorrichtung 100 die Probe aus der Kammer entnehmen kann. Die Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Elemente, die bereits anhand der Fig. 1 beschrieben wurden, sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht erneut beschrieben. Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, welches anhand der Fig. 1 beschrieben wurde, dahin gehend, dass die Vorrichtung 100 keine automatischen Messvorrichtungen M1 , M2 aufweist, sondern stattdes- sen zumindest eine in der Kammer 102 angeordnete Aufnahme A1 , die vorbereitet ist, um eine automatische Messvorrichtung aufzunehmen. Beispielsweise kann eine Messvorrichtung, wie sie anhand der Fig. 1 beschrieben wurde, eingesetzt werden, um einen direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in zumindest einer Probe zu ermöglichen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann eine oder mehrere zusätzliche Aufnahmen A2 vorgesehen sein. Die Aufnahmen sind so ausgestaltet, dass unterschiedliche, beispielsweise im Stand der Technik existierende Messgeräte oder Messvorrichtungen bzw. Mess- module durch die Aufnahmevorrichtung mechanisch aufgenommen werden können, wobei ferner die erforderlichen Anschlüsse zur Ansteuerung über die Leitung S2 durch die Steuerung S sowie die erforderlichen Anschlüsse zur Versorgung mit Energie bereitgestellt sind. Gegenüber der Vorrichtung aus dem ersten Ausführungsbeispiel hat die Vorrichtung 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass diese abhängig von den Erforderlichkeiten mit den geeigneten Messvorrichtungen bestückbar ist, bevor diese durch den Benutzer zum Einsatzort bewegt wird.
Die Funktionalität der anhand der Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ist ähnlich wie die Funktionalität der anhand der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, außer dass die Steuerung S über die Steuerleitung S2 mit einer in der Aufnahme A1 angeordneten Messvorrichtung verbindbar ist, um diese zur Analyse anzusteuern. Ansonsten ist die Steuerung S mit den anderen Elementen der Kammer 102 und dem Zugang 104 über die Steuerleitungen S1 , S2 und S4 verbunden, um diese auf eine Art und Weise anzusteuern, wie dies oben im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben wurde. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Steuerung S verschiedene Ansteuerprogramme enthalten, die beispielsweise in einem Speicher abgelegt sind, wobei abhängig davon, welche Art von Messgerät in der Aufnahme L1 platziert wird, die Steuerung entweder automatisch dieses Messgerät erkennt, oder durch Angabe des angeordneten Typs von Messgerät das geeignete Steuerprogramm zum Ansteuern der Messvorrichtung aus dem Speicher lädt, um, wenn die Vorrichtung zum Einsatz kommt, die Messvorrichtung entsprechend anzusteuern. Fig. 3 zeigt eine schematische, isometrische Darstellung der Vorrichtung 100 aus Fig. 1 oder Fig. 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In Fig. 3 ist schematisch die Vorrichtung 100 gezeigt, die die Kammer 102 aufweist, die durch den Boden, die Seitenwände und durch den in Fig. 3 nunmehr dargestellten Deckel 110 gebildet ist. Innerhalb der Kammer 102 sind, wie schematisch dargestellt ist, die automatische Messvorrichtung M, die Inaktivierungsvorrichtung I und die Handhabungsvorrichtung R angeordnet. Zugriff auf den Innenraum bzw. auf die Kammer 102, beispielsweise zur Aufnahme bzw. zur Entnahme einer Probe erfolgt über den verriegelbaren Zugang 104. Ferner zeigt Fig. 3 die Steuerung S, die beispielsweise einen Bildschirm 114 und eine T astatur 116 aufweisen kann. Die Vorrichtung 100 ist derart dimensioniert, dass die Kammer 102 lediglich zur Aufnahme der oben beschriebenen Elemente ausgelegt ist, wobei innerhalb der Kammer die Handhabung der Probe bzw. des Probenmaterials automatisch erfolgt. Die Kammer ist also so dimensioniert, dass diese durch einen Benutzer der Vorrichtung 100 nicht betreten werden kann. Mit anderen Worten ist die Kammer also nicht begehbar. Die Vorrichtung 100 kann gemäß Ausführungsbeispielen Tragegriffe 118a, 118b aufweisen, so dass die Vorrichtung 100 durch deren Benutzer getragen werden kann.
An dieser Stelle sein darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 bis Fig. 3 nicht auf die dargestellten Ausgestaltungen beschränkt sind. Anstelle der quaderförmigen Ausgestaltungen kann der Körper der Vorrichtung 100, welcher die Kammer 102 beinhaltet, eine beliebige Form haben. Auch die Anordnung der Elemente innerhalb der Kammer ist abhängig von den Gegebenheiten frei wählbar, beispielsweise der Anzahl der in der Kammer enthaltenen Vorrichtungen, wie es nachfolgend noch näher erläutert wird. Ebenso kann die Steuerung S auch anders angeordnet sein.
Wie erwähnt handelt es sich bei der Vorrichtung 100 gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen um eine Vorrichtung, die durch einen Benutzer ohne weiteres getragen werden kann, so dass diese ohne den i Stand der Technik erforderlichen logistischen Aufwand auf einfache Art und Weise an den Einsatzort gebracht werden kann. Da alle Analyseschritte im hermetisch abgeschlossenen Innenraum bzw. innerhalb der hermetisch abgeschlossenen Kammer 102 durchgeführt werden, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch durch nicht speziell geschultes Laborpersonal verwendet werden, insbesondere zum Nachweis von Stoffen, die potentiell Biostoffe enthalten, welche erfindungsgemäß behandelt werden können, da aufgrund der Bereitstellung der Inaktivierungsvorrichtung die beispielsweise gemäß der BioStoffV vorgegebene Schutzmaßnahme betreffend die Inaktivierung von Biostoffen erfüllt wird. Fig. 4 zeigt verschiedene Möglichkeiten, wie ein Benutzer 120 die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 tragen kann, beispielsweise in Form eines Rucksacks (siehe Fig. 4(a)), oder in Form eines Koffers (siehe Fig. 4(b)). Alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich mit Rädern 122 ausgestattet sein, so dass der Benutzer 120 die Vorrichtung 100 an dem Griff 118 hinter sich herziehen kann (siehe Fig. 4(c)) oder vor sich herschieben kann. Ebenso kann vorgesehen sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 durch ein unbemanntes Flugobjekt, z.B. mittel eines Drohne, zu bewegen oder die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 als flugfähiges Objekt auszugestalten.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert, gemäß denen Vorrichtungen bereitgestellt werden, welche die Schutzmaßnahmen gemäß der BioStoffV zur Handhabung von Stoffen, die potentiell Biostoffe der Risikogruppen 2, 3 und 4 enthalten, realisieren. Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Realisierung eines Mini-Biostofflabors igemäß der vorliegenden Erfindung, welches die Schutzmaßnahmen zur Handhabung von Stoffen ermöglicht, die potentiell Biostoffe der Risikostufe 2 enthalten. Verglichen mit Fig. 1 umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung in diesem Fall zusätzlich zu den bereits beschriebenen Elementen eine Desinfektionsvorrichtung D, die beispielsweise über die Steuerleitung S5 mit der Steuerung S verbunden ist. Die Desinfektionsvorrichtung dient zum Desinfizieren des Innenraums der Kammer 102 und der darin angeordneten Vorrichtungen. Die Kammer 102 sowie die darin angeordneten Vorrichtungen haben Oberflächen, die bezüglich des verwendeten Desinfizierungsverfahrens beständig sind. Gemäß Ausführungsbeispielen können die zur Desinfizierung eingesetzten Verfahren verschiedene Mittel einsetzen, beispielsweise chemische Mittel, um ein Desinfizieren des Kammerinnenraums und der angeordneten Vorrichtungen zu bewirken. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die Mittel auch physikalische Mittel umfassen, beispielsweise eine ionisierende Strahlung. Bei wiederum anderen Ausführungsbeispielen kann die Desinfektionsvorrichtung ein thermisches Verfahren zum Desinfizieren anwenden.
Die Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Realisierung einer Vorrichtung, die in der Lage ist, Stoffe zu analysieren, die Biostoffe enthalten können, die der Risikogruppe 3 gemäß BioStoffV zugeordnet sind. Der Aufbau der Vorrichtung gemäß Fig. 6 ist ähnlich zu dem Aufbau gemäß Fig. 5, und auch hier ist die bereits oben beschriebene, zusätzliche Desinfektionsvorrichtung D vorgesehen. Ferner wird eine modifizierte In- aktivierungsvorrichtung verwendet, die ausgebildet ist, um während der Analyse anfallende Abfälle, beispielsweise kontaminierte feste oder flüssige Abfälle, wie Reste von Reagenzien und dergleichen, vor der Entnahme aus der Kammer 102 zu inaktivieren. Ferner ist zumindest der Kammerboden 106 fluidundurchlässig ausgestaltet, um sicherzustellen, dass beispielsweise beim Desinfektionsvorgang eingesetzte Mittel, flüssige Mittel nicht aus dem Kammerinnenraum nach außen auftrete n können.
Die anhand der Fig. 6 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann nicht nur zur Analyse von Stoffen verwendet werden, die gegebenenfalls Biostoffe der Risikogruppe 3 enthalten, sondern selbstverständlich auch zur Analyse von Stoffen, die gegebenenfalls Biostoffe der Risikogruppe 2 aufweisen können.
Fig. 7 zeigt ein wiederum weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welches ausgestattet ist, um die Analyse von Stoffen zu ermöglichen, die potentiell Biostoffe der Risikogruppe 4 enthalten können. Der Aufbau ist ähnlich zur Vorrichtung gemäß Fig. 6, wobei zusätzlich zu den anhand der Fig. 6 beschriebenen Vorrichtungen innerhalb der Kammer 102 eine Belüftungsvorrichtung B und eine Notstromversorgung N vorgesehen ist. Ferner ist eine wiederum alternative Inaktivierungsvorrichtung I“ vorgesehen, die gemäß dieser Ausführungsform als Autoklav oder gleichwertige Sterilisationseinrichtung ausgebildet ist, und in der Lage ist, neben dem Inaktivieren der Probe bzw. des Probenmaterials auch anfallende kontaminierte feste oder flüssige Abfälle sowie Abwässer vor der Entnahme aus der Kammer 102 zu inaktivieren. Gemäß Fig. 7 ist der Boden 106, der Deckel bzw. die Decke der Kammer 102 sowie die Seitenwände bzw. Innenwände der Kammer 102 fluidundurchlässig ausgestaltet, so dass beim Desinfizieren des Kammerinnen- raums entweder durch flüssige Mittel oder durch gasförmige Mittel ein Austreten derselben vermieden wird.
Die Belüftungsvorrichtung B ist über die Steuerleitung S6 mit der Steuerung S verbunden und dient dazu, in der Kammer 102 zumindest zwischen dem Zeitpunkt des Verriegelns und dem Entriegeln des Zugangs 104 einen ständigen Unterdrück aufrechtzuerhalten. Die Belüftungsvorrichtung ist ferner ausgebildet, um Luft in die Kammer zuzuführen (->) und um Luft aus der Kammer abzuführen (<-), wobei ein oder mehrere Filter F1 , F2 vorgesehen sein können, um die Zuluft und/oder die Abluft zu filtern. Die Filter können z.B. als Hochleistungsschwebstofffilter ausgeführt sein. Die Notstromversorgung N kann ebenfalls über eine Steuerleitung S7 mit der Steuerung S verbunden sein und dient dazu, alle Elemente innerhalb der Vorrichtung 100, insbesondere auch die Steuerung S, im Fall eines Stromausfalls der normalerweise vorgesehenen Stromversorgung, die in den Figuren nicht dargestellt ist, mit Energie zu versorgen, um die gemäß der Biostoffverordnung vorgegebenen Schutzmaßnahmen für die Handhabung von Stoffen der Risikogruppe 4 aufrechtzuerhalten. Die Verbindung der Notstromversorgung mit den verschiedenen Elementen der Vorrichtung 100 ist in Fig. 7 schematisch durch die Anschlüsse 124 dargestellt, die ausgehend von der Notstromversorgung N zu den verschiedenen Vorrichtungen führen. Gemäß Ausführungsbeispielen umfasst die Notstromversorgung eine Batterie oder ein eigenständig arbeitendes Stromaggregat, z. B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, z. B. Dieselgenerator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zugang ferner in Form einer Schleuse ausgestaltet, die zwei gegeneinander verriegelbare Türen 104a (Außentür) und 104b (Innentür) mit dazwischen angeordneter Schleusenkammer 104c aulweist.
Die anhand der Fig. 7 dargestellte Vorrichtung ermöglicht die Analyse von Stoffen, die potentiell Biostoffe der Risikogruppe 4 umfassen. Selbstverständlich kann auch die Vorrichtung gemäß Fig. 7, ähnlich wie die Vorrichtung gemäß Fig. 6 zur Untersuchung von Stoffen herangezogen werden, die Biostoffe der Risikogruppe 2 oder Biostoffe der Risikogruppe 3 umfassen. In diesen Fällen kann die Steuerung so eingestellt sein, dass nur die zur Erfüllung der vorliegenden Schutzmaßnahmen notwendigen Vorrichtungen aktiviert bzw. angesteuert werden.
Die oben beschriebenen Vorrichtungen dienen, wie erwähnt, zum direkten oder indirekten Nachweis von Stoffen und/oder Biostoffen, die innerhalb einer Probe bzw. innerhalb eines Probenmaterials P, welches der Vorrichtung bereitgestellt wird, enthalten sind. Diese Proben bzw. Probenmaterialien können, wie erwähnt, Stoffe oder Biostoffe enthalten, und der Nachweis, der durch die Messvorrichtung durchgeführt werden soll, kann entweder ein Nachweis eines Stoffes innerhalb der potentiell Biostoff-haltigen Probe bzw. des potentiell Biostoff-haltigen Probenmaterials sein oder ein Nachweis eines oder mehrerer Biostoffe innerhalb der Probe bzw. des Probenmaterials.. Stoffe können beispielsweise klinisch-chemische Parameter wie Enzyme (z.B. ALT (GPT), AP (alkalische Phosphatase), AP (hitzestabil), AST (GOT), Cholinesterase, CK (Kreatinkinase), GLDH (Glutamatdehydrogenase), GPX (Glutathionperoxidase), LDH (Lactatdehydrogenase), Lipase (DGGR), PLI (Pancrea- tic Lipase Immunoreactivity), TLI-Test (Trypsin-like Immunoreactivity), a-Amylase, a-HBDH (a-Hydroxybutyrat-Dehydrogenase), y-GT (g-Glutamyl-T ransferase)), Substrate (z.B. Albumin, Bilirubin (gesamt), Bilirubin II (direkt), Cholesterin, Cholesterin; High Density Lipoprotein (HDL), Cholesterin: Low Density Lipoprotein (LDL), Cystatin C, Fructosamine, Gal lensäuren, Gesamt-Eiweiß, Glucose, Harnsäure, Harnstoff, Kreatinin, Lactat, NEFA (Nicht veresterte freie Fettsäuren), SDMA (Symmetrisches Dimethylarginin), Taurin, Triglyceride, ß-HBS (ß-Hydroxybutyrat)), Mineralstoffe und Elektrolyte (z.B. Ca (Calcium), Ca (Calcium) ionisiert, CI (Chlorid), Co (Kobalt), Cu (Kupfer), Fe (Eisen), K (Kalium), Mg (Magnesium), Mn (Mangan), Na (Natrium), Phosphat anorganisch, Se (Selen), Zn (Zink); hämatologische Parameter wie Blutbild (z.B. kleines Blutbild (Erythrozyten, Leukozyten, Hämoglobin und Hämatokrit), MCHC, MCH, MCV, Retikulozyten, Thrombozyten)), Gerinnung (z.B, D-Di- mere, DIC-Profil, Faktor IX, Faktor VIII, Faktor X, Faktor XI, Faktor XII, Faktor XIII, Präkallikrein, Plasminogen, Protein C, Protein S, Protein Z, Fibrinogen, PTT (Partielle Thromboplastinzeit), Quick-Test, Thrombinzeit, Thromboelastographie, Thrombozyten-Antikörper, Von-Willebrand-Antigen), Blutgruppenbestimmung (genetisch und serologisch); Harn-Parameter (z.B. Cystin, Ornithin, Lysin und Arginin (COLA Test), Eiweiß-Kreatinin-Verhältnis (U-P/C), Aminosäuren (z.B. Fanconi-Screening), Harneiweißelektrophorese, Harnsediment, Harnsteinanalyse, Mikroalbumin, NSBA (fraktionierte Netto-Säure-Basen-Ausschei- dung)); immunologische Parameter (z.B. Acetylcholinrezeptor-Antikörper, Antinukleäre Antikörper (ANA), C-reaktives Protein (CRP), Coombs-Test (direkt/indirekt), Eiweißelektrophorese, Haptoglobin, Immunglobulin A (IgA), Immunglobulin G (IgG, auch bei Neugeborenen), Immunglobulin M (IgM), Immunstatus, Leukämie-Profil und Klassfizierung, Rheuma- Faktoren (Waaler-Rose-Test), Serum Amyloid A (SAA), Thrombozyten-Antikörper); endo- krinologische Parameter und Tumormarker (z.B. 17-OH-Progesteron, ACTH (Adreno-corti- cotropes Hormon), Aldosteron, Androstendion, Cortisol, Cortisol aus Speichel, Erythropoetin, IGF-1 (Insulin-iike Growth Factor 1 , STH-Äquivalent), Insulin, Luteinisierendes Hormon (LH), Normetanephrin/Metanephrin, Oestradiol, Östronsulfat, PAG (Pregnancy Associated Glycoprotein), Parathormon (PTH), Parathormon-rP (Parathormon-related Protein), PMSG (Pregnant Mare Serum Gonodotropin), pro-BNP, Progesteron, Relaxin, Serotonin, T3 (Trijodthyronin gesamt), T4 (Thyroxin gesamt), TSH, Testosteron, Thyreoglobulin-Antikörper, Troponin I, TSH (Thyreoidea-stimulierendes Hormon), Tumormarker AFP (Alpha-Feto- Protein), Tumormarker CEA (Carcino-embryonales Antigen)); Vitamine (z.B. Folsäure, Vitamin A, Vitamin B1 , Vitamin B12, Vitamin B2, Vitamin B6, Vitamin D3 (25 OH), Vitamin E, ß-Carotin); Medikamentenspiegel (z.B. Cyclosporin, Digoxin, Kaliumbromid, Phenobarbital, Antiphlogistika, Glukokortikoide, NSAID, Sedativa/T ranquilizer, Stimulantien, Trizyklische Antidepressiva); vergiftende Substanzen (z.B. Blei, Thallium, Schwermetalle) und weitere chemische Stoffe (auch radioaktive Stoffe), Elemente und Verbindungen umfassen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können sowohl der Stoff als auch der Biostoff nachgewiesen werden. Der Nachweis erfolgt nicht zwingend durch Nachweis des Biostoffs selbst oder des Stoffes selbst, vielmehr kann dieser auch indirekt nachgewiesen werden. Bei Biostoffen kann der indirekte Nachweis beispielsweise aufgrund von Stoffen, die durch den Biostoff gebildet werden, z. B. Virulenzfaktoren, Stoffwechselprodukte, Toxine, Enzyme, erfolgen. Ein direkter Nachweis des Biostoffs kann z. B. über Oberflächen-Struktur- proteine, DNA oder RNA erfolgen. Beim Nachweis von Stoffen kann ein indirekter Nachweis beispielsweise über das Produkt einer Reaktion erfolgen. Beispiel: der Stoff Glucose kann bei einer durch Glucoseoxidase katalysierten Reaktion in d-D-Gluconolacton und H2O2 umgesetzt werden. In einer Folgereaktion reagiert F C^mit einem farblosen, reduzierten Chro- mogen in einer durch eine Peroxidase katalysierten Reaktion zu H2O und einem farbigen, oxidierten Chromogen, welches photometrisch gemessen werden kann (im Nachweisreagenz wären hier das reduzierte Chromogen und die Enzyme Glucoseoxidase und Peroxidase und ggf. ein Reaktionspuffer enthalten). Ein direkter Nachweis eines Stoffes, z.B. von Elektrolyten, kann flammenphotometrisch erfolgen.
Wie aus der obigen Erläuterung der Ausführungsbeispiele deutlich wird, ermöglicht die vorliegende Erfindung die Durchführung verschiedener Tätigkeiten mit potentiell biostoffhaltigem Material auf automatische Art und Weise innerhalb eines geschlossenen Innenraums 102 der Vorrichtung bzw. des Systems, entsprechend den Vorgaben der BioStoffV oder entsprechender anderer staatlicher Vorgaben, was durch die Bereitstellung der Inaktivierungsvorrichtung, zur sicheren Biostoff-Inaktivierung erreicht wird. Erfindungsgemäß wird somit die Möglichkeit geschaffen, Tätigkeiten mit biostoffhaltigem Material auch außerhalb von Laboratorien mit entsprechenden Schutzstufenbereichen durchzuführen, und das erfindungsgemäße System bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an jedem beliebigen Ort auch außerhalb einer Laborumgebung verwendet werden bzw. aufgestellt werden, so dass beispielsweise vor Ort die Untersuchungen durchgeführt werden können und damit der oben beschriebene, problematische Probenversand entfallen kann. Beispielsweise kann direkt nach der Entnahme/Gewinnung der Probe diese in das System bzw. in die Vorrichtung eingebracht und analysiert werden, ohne dass speziell geschultes Laborpersonal, da aufgrund der am Ende des Vorgangs durchgeführten Inaktivierung die Erfordernisse der Biostoffverordnung eingehalten sind. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird nachfolgend anhand eines mikrobiologischen Nachweises einer bakteriellen Infektion erläutert, wobei zunächst eine klassische Vorgehensweise dargestellt wird, die, wie ohne weiteres ersichtlich ist, sehr aufwändig ist. Anschließend daran wird der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel erläutert, woraus sich ohne weiteres die erfindungsgemäßen Vorteile ergeben. Zum mikrobiologischen Nachweis einer bakteriellen Infektion wird klassischerweise bzw. herkömmlicherweise Untersuchungsmaterial in ein klinisch-mikrobiologisches Laboratorium mit entsprechender Schutzstufe eingeschickt. Das Untersuchungsmaterial wird beispielsweise von einem Patienten mit bakterieller Infektion gewonnen, z. B. durch Wundabstrich, Urin, Nasen-Rachen-Abstrich, Bronchialsekret, Pleurapunktat, Liquor. Im klinisch-mikrobiologischen Laboratorium wird der Erreger identifiziert und ein Antibiogramm (Antibiotikaempfindlichkeitsprüfung) wird erstellt. Im Laboratorium werden aus dem Untersuchungsmaterial die Infektions-verursachenden Bakterien angezüchtet und vermehrt, anschließend zum Erhalt von Reinkulturen isoliert und zur Identifikation der Spezies und des Stamms mittels verschiedener Techniken und Verfahren ver- und bearbeitet und gegebenenfalls aufbewahrt und gelagert. Bevor das Untersuchungsmaterial sowie die daraus angezüchteten Kulturen dem Entsorgungssystem zugeführt werden können, erfolgt eine Inaktivierung, z. B. durch Autoklavieren. Nachteil der oben beschriebenen Vorgehensweise ist, dass alle beschriebenen Aufgaben Tätigkeiten nach der BioStoffV sind, und daher nur in einem Laboratorium mit entsprechendem Schutzstufenbereich gemäß Anlage II BioStoffV durchgeführt werden dürfen, wobei die Durchführung selbst nur durch ausgebildetes Fachpersonal zulässig ist.
Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung vermieden. Das System ist in sich geschlossen und kann an jedem beliebigen Ort auch außerhalb einer Laborumgebung aufgestellt werden, so dass zunächst schon der Probenversand entfällt. Direkt nach Entnahme/Gewinnung der Probe, die in einem Probengefäß eingebracht werden kann, in dem bereits alle festen und flüssigen Nachweisreagenzien und gegebenenfalls Zusätze zur selektiven Erregeranzucht enthalten sind, wird das Probengefäß über den Zugang dem System bereitgestellt. Die Handhabungsvorrichtung kann z.B. zusätzlich zum Roboter auch einen Probenschlitten oder alternativ hierzu den Probenschlitten umfassen, mittels dem die Probe in das Innere der Kammer 102 eingebracht wird. Ferner kann ein Barcode-Leser oder eine andere Identifikationsvorrichtung vorgesehen sein, wobei über eine der Probe zugeordnete Identifizierung, z. B. über einen Barcode, ein Programm ausgewählt werden kann, welches durch die Steuerung ausgeführt wird, z. B. zum Bakteriennachweis, zur Identifikation der Spezies, zur Empfindlichkeitsprüfung oder zum Screening, z. B. auf MRSA. Alle Prozessschritte laufen innerhalb der Kammer automatisch ab, ohne dass eine Bedienung durch speziell geschultes Fachpersonal erforderlich wäre. Betrachtet man beispielsweise die anhand der Fig. 7 gezeigte Vorrichtung, so kann diese ohne weiteres eingesetzt werden, da diese Vorrichtung aufgrund der Belüftungsvorrichtung sicherstellt, dass die erforderliche Kontaminationssicherheit gegeben ist, also keine Biostoffe, z. B. in Form von kontaminierter Prozessluft, nach außen gelangen, was beispielsweise durch den Einsatz von Sterilfiltern in der Belüftungsvorrichtung B ermöglicht wird. Wie oben beschrieben, ist die Steuerung S so ausgestaltet, dass nach dem Einbringen oder nach der Probenbestückung die Vorrichtung nicht mehr geöffnet werden kann, der Zugang also beschränkt ist. Mittels der Desinfektionsvorrichtung D ist die Desinfizierbarkeit der Vorrichtung sichergestellt, z. B. durch Begasung, Bestrahlung oder chemische Desinfektion. Die Inaktivierungseinrichtung I, G oder I“ stellt sicher, dass möglicherweise in der Probe enthaltene Biostoffe inaktiviert werden, beispielsweise durch Begasung, durch Bestrahlung, durch chemische Behandlung oder durch einen Autoklavier-Prozess. Die Steuerung S ist ferner ausgestaltet, dass erst nach erfolgter Inaktivierung der Zugang 104 wieder geöffnet werden kann, und die gemessene Probe entnommen und dem regulären Entsorgungssystem, beispielsweise dem Hausmül!, zugeführt werden kann. Vorzugsweise umfasst das System auch noch die erforderliche Notstromversorgung N, um im Fall eines Stromausfalls die erwünschte Schutzstufe und den Betrieb der hierfür erforderlichen Einheiten sicherzustellen.
Erfindungsgemäß wird somit eine Möglichkeit geschaffen, Analysen von Stoffen, die potentiell Biostoffe enthalten können, auch außerhalb einer Laborumgebung durchzuführen. Ferner ist eine Vor-Ort-Messung direkt nach der Probenentnahme möglich. Eine manuelle Probenvorbereitung kann entfallen. Ebenso entfällt ein Probenversand bzw. Transport von potentiell infektiösem Material. Die Ergebnisse der Untersuchung liegen direkt nach Abschluss der Untersuchung vor, so dass sich gegenüber herkömmlichen Ansätzen, die den Versand und die Untersuchung an entfernten Orten beinhalten, ein deutlicher Zeitgewinn bis zum Vorliegen der Ergebnisse gegeben ist. Die Sicherheit und der Schutz der Benutzer der Vorrichtung ist gegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise im Bereich der Gesundheit und der medizinischen Diagnostik eingesetzt werden, z. B. vom Hausarzt, im Pflegeheim, beim Tierarzt, in Krisengebieten, beispielsweise einer Ebola-Ausbruchsregion. Ferner kann sie im Bereich der Umwelt eingesetzt werden, z. B. um Bodenproben oder Wasserproben auf Legionellen oder Fäkalkeime zu untersuchen. Auch im Bereich der Lebensmittelhygiene kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt werden, z. B. zur mikrobiologischen Untersuchung von Fleischwaren. Im Bereich der Tierhaltung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung z. B. zum Nachweis von Erregern in Ställen eingesetzt werden. Auch im Bereich der Hygiene findet die erfindungsgemäße Vorrichtung Anwendung, beispielsweise zur Überprüfung von Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen, indem entsprechende Hygiene-Proben untersucht werden.
Wie oben bereits erläutert wurde, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht auf bestimmte Messvorrichtungen M beschränkt, vielmehr können beliebige, geeignete Messvorrichtungen zur Realisierung der Vorrichtung, abhängig von dem zu untersuchenden Stoff verwendet werden. Wie anhand der Fig. 1 erläutert wurde, können die Messvorrichtungen eine oder mehrere Messvorrichtungen umfassen, die in der Vorrichtung fest installiert sind. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können, wie es anhand der Fig. 2 erläutert wurde, die Messvorrichtungen auch austauschbar vorgesehen sein, um die Vorrichtung an den zu untersuchenden Stoff anzupassen. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass auch bei den Ausführungsbeispielen, die anhand der Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 beschrieben wurden, die dort gezeigten und erwähnten Messvorrichtungen austauschbar sein können, indem anstelle der eigentlichen Messvorrichtung eine geeignete Aufnahmeeinheit zur Aufnahme unterschiedlicher Messeinheiten bereitgestellt wird, die bereits vollständig mit der Steuerung verkabelt ist und über die erforderlichen Anschlüsse zur Stromversorgung bzw. Leistungsversorgung der Messeinheit verfügt, so dass durch Auswahl eines geeigneten Steuerprogramms die Steuerung in der Lage ist, die eingesetzte Messvorrichtung ordnungsgemäß anzusteuern.
Das System kann beispielsweise eine Messvorrichtung zur optischen Auslesung, z. B. Absorption, Fluoreszenz, Phosphoreszenz oder zur elektronischen Auslesung aufweisen. Über die Steuerung kann unter Verwendung einer geeigneten Ansteuerungs- und Auswertesoftware das System bzw. die Vorrichtung von einem Benutzer bedient werden. Nach dem Einbringen der zu untersuchenden Probe läuft das Verfahren nach dem programmierten Messprotokoll vollautomatisch ab. Gemäß Ausführungsbeispielen kann das System mit einzelnen Nachweis-Reagenz-Reservoiren, z. B. Tanks, oder speziellen Probengefäßen, in denen die Nachweis-Reagenzien, z. B. in flüssiger oder fester Form vorliegen, bestückt sein. Die gesamten Prozessabläufe, wie z. B. Reagenzzugabe, Inkubation, Mischen und Messen sowie die Datenauswertung, Datenspeicherung und Datentransfer erfolgen automatisch. Nach der Messung werden alle Biostoffe durch ein geeignetes Verfahren inakti- viert, beispielsweise durch ein vom Robert-Koch-I nstitut geprüftes und anerkanntes Desinfektionsmittel und -Verfahren. Die generierten Messdaten und Ergebnisse können durch die Steuerung ausgewertet werden, wobei die erhaltenen Daten gespeichert und archiviert werden können. Gemäß Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, das System an ein Netz zur sicheren Datenübertragung anzuschließen, und das System als solches kann beispielsweise als IoT-Gerät ausgestaltet sein. Die Stromversorgung des Systems kann über einen herkömmlichen Stromanschluss, aber auch über Solarenergie erfolgen.
Erfindungsgemäß ermöglicht die vollautomatische Arbeitsweise des Systems eine Minimierung der Gefährdung der Benutzer durch eine Biostoff-Exposition, wodurch die Bedienung durch ungeschultes Personal ermöglicht wird.
Wie im Zusammenhang mit den obigen Ausführungsbeispielen erläutert wurde, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, dass im Innenraum der Vorrichtung verschiedene Tätigkeiten mit potentiell biostoffhaltigem Material automatisiert durchgeführt werden kann. Gemäß Ausführungsbeispielen zählen zu diesen Tätigkeiten auch sämtliche Arten von Probenvorbereitung, z. B. Zellaufschluss, Anreicherung, z. B. durch Filtration oder Zentrifugation, Probentransferschritte, neben dem Verfahren zum eigentlichen Nachweis (direkt oder indirekt) der Stoffe oder Biostoffe aus den diversen Probenmaterialien, z. B. aus klinischem Untersuchungsmaterial, Umweltproben, Hygieneproben oder Proben aus dem Bereich der Lebensmittelanalytik. Erfindungsgemäß ist immer eine Inaktivierung vorgesehen, zur sicheren Biostoff-Inaktivierung, z. B. durch eine thermische oder chemische Inaktivierung oder eine Inaktivierung mittels ionisierender Strahlung, UV-Strahlung oder Dampfsterilisation. Neben in-vivo-Methoden, z. B. in Form von Tierversuchen, Zellkultur-basierten oder mikrobiologisch-kulturellen Nachweisverfahren sind auch molekularbiologische, immunologische, radiologische, serologische, klinisch-chemische und andere Methoden für das potentiell infektiöse Untersuchungsmaterial einsetzbar. Darüber hinaus können auch Verfahren zur Empfindlichkeitsprüfung bekannter Biostoffe auf Substanzen wie Antibiotika, z. B. Antibiogramme, Virustatika, neuartige Wirkstoffe, Chemikalien und Ähnliches zum Einsatz kommen. Ferner können radioaktive Substanzen oder ionisierende Strahlung eingesetzt werden, wobei in diesem Fall gegebenenfalls zusätzliche bauliche Maßnahmen zur Strahlungsabschirmung vorgesehen sind. Ferner können auch Tätigkeiten mit gentechnisch veränderten Organismen durchgeführt werden. Nachfolgend werden beispielhaft einige Ansätze zum Nachweis von Biostoffen und Stoffen unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 7 dargestellt. Ein erstes Beispiel betrifft den molekularbiologischen Nachweis von Ebola, beispielsweise aus Blutproben. In einem solchen Szenario wird die potentiell infektiöse Probe P verschlossen in die Schleusenkammer 104c gestellt. Das System bzw. die Steuerung schließt und verriegelt anschließend die äußere Tür 104a und öffnet die innere Schleusentür 104b, und der die Probe enthaltene Probenbehälter wird beispielsweise unter Verwendung der Handhabungsvorrichtung R automatisch geöffnet und die Probe wird beispielsweise in eine Nachweiskartusche überführt. Nachdem dies innerhalb des hermetisch abgeschlossenen Innenraums 102 erfolgt, besteht keinerlei Infektionsgefahr für den Benutzer. In der Nachweiskartusche können beispielsweise sämtliche Reagenzien für die Probenvorbereitung, z. B. für den Zellaufschluss, für die Nukleinsäureamplifikation (Heizzyklen) und die Detektion vorgesehen sein. Die Kartusche wird der Messvorrichtung zur automatischen Durchführung der Messung entsprechend einem Messprotokoll, z. B. einer Fluoreszenzmessung, zugeführt, und die erfassten Daten werden durch die Steuerung ausgewertet und die Messdaten werden ausgegeben. Anschließend erfolgt die Inaktivierung des Kartuscheninhalts und der Erreger-haltigen Primärprobe, z. B. der Blutprobe. Sofern das Probenmaterial aufgehoben werden soll, z. B. im Falle einer Mehrfachbestimmung bzw. Bestätigung des Ergebnisses durch den Nachweis mit einer anderen Methode, kann alternativ vorgesehen sein, das Probengefäß wieder zu verschließen und von außen zu desinfizieren. Anschließend kann über die Desinfektionsvorrichtung D eine Innenraumdesinfektion durchgeführt werden, z. B. der Messkammer 102 und der Schleusenkammer 104, zusammen mit einer äußeren Desinfektion des Probengefäßes vor dem Öffnen der Schleuse. Zur Durchführung dieses Verfahrens kann beispielsweise die Messvorrichtung in Form des GenExpert der Firma Cepheid (http://www.cepheid.com/en/ cepheid-solutions/clinical-ivd-tests/critical-infectious- diseases/xpert-ebola) eingesetzt werden.
Ein weiteres Beispiel für einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der immunologische Nachweis über einen Lateral-Flow-Test, der den Nachweis des Ebola-Virus-An- tigens VP40 im Untersuchungsmaterial, z. B. einem Serum oder einem Rachenabstrich ermöglicht. Wiederum wird die potentiell infektiöse Probe P, nämlich das Serum oder der Rachenabschnitt, verschlossen in den Innenraum 102 des Systems 100 gemäß Fig. 7 eingebracht, über die Schleuse 104, das System wird über die Steuerung verriegelt und der Probenbehälter wird automatisch geöffnet, beispielsweise durch die Handhabungsvorrichtung R, indem der Roboter beispielsweise mit seinem Greifer eine Abdeckung des Probengefäßes entfernt oder durchbricht und das darin befindliche Probenmaterial entnimmt. Nachdem dies alles innerhalb des hermetisch abgeschlossenen Innenraums 102 durchgeführt wird, besteht keine Infektionsgefahr für den Benutzer. Im Rahmen einer automatischen Probenvorbereitung kann die Probe in einen Extraktionspuffer eingebracht werden und anschließend unter Mischen einer Inkubation ausgesetzt werden, gegebenenfalls mit einer Temperierung. Anschließend wird eine Testkassette geladen, und nach Ablauf einer für die Inkubation bestimmte Zeitspanne wird das Ergebnis an der Testkassette abgelesen, z. B. ein Farbwechsel bei einem chromatographischen Test. Die Ergebnisse werden ausgelesen und ausgegeben und die Testkassette sowie die Primärprobe wird, wie oben beschrieben, inaktiviert. Alternativ kann auch das Probenmaterial aufgehoben werden und wieder in dem Probengefäß aufgenommen werden, welches dann wieder verschlossen wird. Wie oben bereits beschrieben, erfolgt anschließend die Innenraumdesinfektion und gegebenenfalls eine äußere Desinfektion des Probengefäßes. Für ein solches Verfahren kann die Messvorrichtung gemäß Fig. 7 das z.B. von Stada angebotene Verfahren„Stada Diagnostik Ebola Rapid lateral flow fest“ (htps://www.stada-diaanostik.de/ebola/ebola- schnelltest.html) einsetzen.
Wiederum ein weiteres Beispiel für den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 7 ist ein mikrobiologisch-kulturelles Verfahren zur Identifikation und Sensitivitätstestung von Bakterien, z. B. Yersinia pestis unter Verwendung von Mikro- oder Makrodilutionsverfahren. Das zu untersuchende Probenmaterial, z. B. eine Blutkultur bei septikämischem Verlauf der Infektion, wird wiederum verschlossen in das System eingebracht, unter Verwendung der Schleuse gemäß Fig. 7. Das System wird verriegelt und die Blutkultur wird bebrütet, um Bakterien anzuzüchten. Anschließend wird das Material aus der Blutkultur automatisch unter Verwendung der Handhabungsvorrichtung R entnommen. Gegebenenfalls kann eine weitere Behandlung und kulturelle Anzucht auf festen Nährmedien, beispielsweise Selektivnährmedien, zum Erhalt von Reinkulturen vollautomatisch innerhalb des Systems vorgesehen sein. Eine Bakteriensuspension wird in Kartuschen, die mit Reagenzien für entsprechende Nachweisreaktionen zur biochemischen Erregeridentifizierung bestückt sind, überführt und nach Inkubation erfolgt eine Messung, beispielsweise durch Absorption oder Fluoreszenz. Anschließend erfolgt die Ausgabe der Messdaten, beispielsweise in Form einer Anzeige der identifizierten Erreger. Parallel hierzu kann eine automatische Beladung einer weiteren Kartusche bzw. einer Mikrotiterplatte (Mikrodilutationsverfahren) oder eines Röhrchens (Makrodilutionsverfahren) durchgeführt werden, in denen eine Auswahl von Antibiotika oder anderen Chemikalien/zu analysierende Wirkstoffe in verschiedenen Konzentrationen vorliegen mit der Bakteriensuspension. Nach Inkubation erfolgt eine Trü- bungsmessung, um die Auswertung sowie die Messdatenausgabe in Form eines Antibiogramms und einer Identifikation zur Therapie geeigneter Antibiotika und einer Identifikation neuer Wirkstoffe. Abschließend erfolgt eine Inaktivierung der bakterienhaltigen Suspension, des Probenmaterials, falls es nicht für weitere Analysen zur Verfügung stehen soll, der Mikrotiterplatte oder der Kartuschen. Anschließend erfolgt die Innenraumdesinfektion sowie die Desinfektion des Probengefäßes. Für eine solche Vorgehensweise kann beispielsweise das Verfahren Biomerieux, Vitec ID/AST System (https://www.biomerieux.de/klinische- diagnostik/vitekr-2-compact) eingesetzt werden.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei, in der zusätzlich zu den anhand der Fig. 1 beschriebenen Elementen eine Probenvorbereitungseinheit PV vorgesehen ist, die über die Steuerleitung S8 mit der Steuerung S verbunden ist, die eine Vorbereitung der Probe vor der Analyse durch Reagenzien, beispielsweise Nachweis- und/oder Probenvorbereitungsreagenzien, durchführt. Die Steuerung S ist ausgebildet, um die Handhabungsvorrichtung R anzusteuern, so dass eine erhaltene Probe P vor dem Zuführen zur Messvorrichtung der Probenvorbereitungseinheit PV zugeführt wird, die dann entsprechend angesteuert wird, um die entsprechenden Reagenzien anzuwenden, um die Proben für die Messung vorzubereiten. Anschließend erfolgt die Überführung der vorbereiteten Probe von der Probenvorbereitungseinheit PV zur Messeinheit M1 unter Verwendung der Handhabungsvorrichtung. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann die Probenvorbereitungseinheit auch Teil der Messvorrichtung sein, und entsprechende Behältnisse oder Kartuschen (ggf. mit bereits enthaltenen Reagenzien) aufweisen, in die das Probenmaterial durch die Handhabungseinrichtung eingebracht wird.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die anhand der Fig. 8 gezeigte Probenvorbereitungseinheit auch bei den anhand der Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 beschriebenen Vorrichtungen eingesetzt werden kann.
Bei anderen Ausführungsbeispielen ist keine Probenvorbereitungseinheit erforderlich, beispielsweise in Situationen, in denen das Probengefäß selbst neben der eigentlichen Probe bzw. dem Probenmaterial auch die Reagenzien für die Nachweisreaktion und/oder für die Probenvorbereitung aufweist. Beispielsweise kann das Probenmaterial gemeinsam mit den für den Nachweis und/oder die für die Vorbereitung erforderlichen Reagenzien bereitgestellt werden, indem ein Probengefäß vorgesehen ist, welches eine Mehrzahl von Gefäßen oder Behältnissen aufweist, welche das Probenmaterial und die verschiedenen Reagenzien getrennt voneinander aufnehmen, wie dies anhand der Fig. 9 schematisch dargestellt ist. In diesem Fall ist keine Reagenzlagerung innerhalb des Systems, beispielsweise innerhalb eines Reservoirs desselben, erforderlich, vielmehr kann die Hantierungs- oder Handhabungsvorrichtung R ausgestaltet sein, den Proben- und Reagenztransfer von einem Gefäß in ein anderes bis zur fertigen Messlösung durchzuführen. Nach Ablauf der Messung kann der gesamte Streifen mit den verbrauchten Rest-Reagenzien inaktiviert, entnommen und entsorgt werden.
Die oben beschriebene Steuerung, wie sie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz kommt, kann auf verschiedene Art und Weisen realisiert werden, beispielsweise in Hardware unter Verwendung analoger und/oder digitaler Schaltungen, in Software, durch Ausführung von Anweisungen durch einen oder mehrere Universal- oder Spezialprozessoren oder als Kombination von Hardware und Software. Zum Beispiel können Ausführungsformen der Steuerung in Form eines Computersystems oder eines anderen Verarbeitungssystems implementiert werden. Fig. 10 zeigt ein Beispiel eines Computersystems 200 zur Realisierung der Steuerung. Das Computersystem 200 umfasst einen oder mehrere Prozessoren 202, z.B. einen speziellen oder einen allgemeinen digitalen Signalprozessor. Der Prozessor 202 ist mit einer Kommunikationsinfrastruktur 204 wie einem Bus oder einem Netzwerk verbunden. Das Computersystem 200 umfasst einen Hauptspeicher 206, beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM), und einen sekundären Speicher 208, beispielsweise ein Festplattenlaufwerk und/oder ein entfernbares Speicherlaufwerk. Der sekundäre Speicher 208 kann das Laden von Computerprogrammen oder anderen Anweisungen in das Computersystem 200 ermöglichen. Das Computersystem 200 kann ferner eine Kommunikationsschnittstelle 210 enthalten, um die Übertragung von Software und Daten zwischen dem Computersystem 200 und externen Geräten zu ermöglichen. Die Kommunikation kann in elektronischen, elektromagnetischen, optischen oder anderen Signalen erfolgen, die von einer Kommunikationsschnittstelle verarbeitet werden können. Die Kommunikation kann einen Draht oder ein Kabel, Faseroptik, eine Telefonleitung, eine Mobiltelefonverbindung, eine HF-Verbindung und andere Kommunikationskanäle 212 verwenden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen dienen lediglich zur Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der Anordnungen und der hierin beschriebenen Details für Fachleute offensichtlich sind. Der Schutzumfang ist daher nur durch den Umfang der folgenden Patentansprüche begrenzt.

Claims

Patentansprüche , Vorrichtung zum direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in zumindest einer Probe, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale umfasst: zumindest eine geschlossene Kammer, die zumindest einen verschließbaren Zugang aufweist, zumindest eine in der Kammer angeordnete automatische Messvorrichtung zum automatischen direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in der zumindest einen Probe, zumindest eine in der Kammer angeordnete Inaktivierungsvorrichtung zum Inaktivieren von Biostoffen, zumindest eine in der Kammer angeordnete automatischen Handhabungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Probe aufzunehmen, und die Probe oder ein Probenmaterial zu der Messvorrichtung zu bewegen, und zumindest eine Steuerung, die mit dem verschließbaren Zugang, der Messvorrichtung, der Inaktivierungsvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Steuerung wirksam ist, um
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe aufzunehmen,
• den verschließbaren Zugang hermetisch zu verriegeln, um nach einem Einbringen der Probe in die Kammer und bis zur Inaktivierung der Probe einen Zugriff auf die Kammer von außen zu verhindern,
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe oder das Probenmaterial zu der Messvorrichtung zu bewegen,
• die Messvorrichtung anzusteuern, um eine Analyse der Probe oder des Probenmaterials durchzuführen,
• die Inaktivierungsvorrichtung anzusteuern, um eine Inaktivierung von Biostoffen zu bewirken, und
• den verschließbaren Zugang nach der Inaktivierung zu entriegeln, um einen Zugriff auf die Kammer von außen zur Entnahme der Probe aus der Kammer zu ermöglichen.
2. Vorrichtung, mit zumindest einer geschlossenen Kammer, die zumindest einen verschließbaren Zugang aufweist, zumindest einer in der Kammer angeordneten Aufnahme, die vorbereitet ist, um eine automatische Messvorrichtung zum automatischen direkten oder indirekten Nachweis eines oder mehrerer Stoffe in zumindest einer Probe aufzunehmen, zumindest einer in der Kammer angeordneten Inaktivierungsvorrichtung zum Inaktivieren von Biostoffen, zumindest einer in der Kammer angeordneten automatischen Handhabungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Probe oder das Probenmaterial aufzunehmen, und die Probe oder das Probenmaterial zu bewegen, und zumindest einer Steuerung, die mit dem verschließbaren Zugang, der Inaktivierungsvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Steuerung wirksam ist, um
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe aufzunehmen,
• den verschließbaren Zugang hermetisch zu verriegeln, um nach einem Einbringen der Probe in die Kammer und bis zur Inaktivierung der Probe einen Zugriff auf die Kammer von außen zu verhindern,
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe oder das Probenmaterial in der Kammer zu bewegen,
• die Inaktivierungsvorrichtung anzusteuern, um eine Inaktivierung von Biostoffen zu bewirken, und
• den verschließbaren Zugang nach der Inaktivierung zu entriegeln, um einen Zugriff auf die Kammer von außen zur Entnahme der Probe aus der Kammer zu ermöglichen, wobei die Steuerung mit einer in der Aufnahme aufgenommenen Messvorrichtung verbindbar ist, um die Messvorrichtung anzusteuern, um eine Analyse der Probe oder des Probenmaterials durchzuführen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: die Vorrichtung umfasst eine Desinfektionsvorrichtung zum Desinfizieren eines Kam- merinnenraums und der darin angeordneten Vorrichtungen, wobei die Kammer und die darin angeordneten Vorrichtungen Oberflächen aufweisen, die bezüglich des verwendeten Desinfizierungsverfahrens beständig sind, die Vorrichtung umfasst eine Belüftungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um in der Kammer, zumindest zwischen dem Verriegeln und dem Entriegeln des Zugangs, einen ständigen Unterdrück aufrechtzuerhalten, wobei die Belüftungsvorrichtung ausgebildet ist, um Luft in die Kammer zuzuführen und um Luft aus der Kammer abzuführen, und wobei die Belüftungsvorrichtung ein oder mehrere Filter umfasst und ausgebildet ist, um die Zuluft und/oder die Abluft durch das Filter, z.B. ein Hochleistungsschwebstoff-Filter, zu führen, die Vorrichtung umfasst eine Notstromversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie oder eines eigenständig arbeitenden Stromaggregats, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator, der verschließbare Zugang umfasst eine Schleuse mit gegeneinander verriegelbaren Türen, die Inaktivierungsvorrichtung umfasst einen Autoklav oder eine gleichwertige Sterilisationseinheit, die Inaktivierungsvorrichtung ist ferner ausgebildet, um kontaminierte feste und flüssige Abfälle vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren, die Inaktivierungsvorrichtung ist ferner ausgebildet, um Abwässer vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren, der Kammerboden der Kammer ist fluidundurchlässig, und die Kammerinnenwände und die Kammerdecke der Kammer sind fluidundurchlässig.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Desinfektionsvorrichtung zum Desinfizieren eines Kammerinnenraums und der darin angeordneten Vorrichtungen, wobei die Kammer und die darin angeordneten Vorrichtungen Oberflächen aufweisen, die bezüglich des verwendeten Desinfizierungsverfahrens beständig sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: die Vorrichtung umfasst eine Notstromversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie oder eines eigenständig arbeitenden Stromaggregats, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator, die Inaktivierungsvorrichtung umfasst einen Autoklav oder eine gleichwertige Sterilisationseinheit, die Inaktivierungsvorrichtung ist ferner ausgebildet, um kontaminierte feste und flüssige Abfälle vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit: einer Desinfektionsvorrichtung zum Desinfizieren eines Kammerinnenraums und der darin angeordneten Vorrichtungen, wobei die Kammer und die darin angeordneten Vorrichtungen Oberflächen aufweisen die bezüglich des verwendeten Desinfizierungsverfahrens beständig sind, wobei die Inaktivierungsvorrichtung ferner ausgebildet ist, um kontaminierte feste und flüssige Abfälle vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren, und wobei zumindest der Kammerboden der Kammer fluidundurchlässig ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: die Vorrichtung umfasst eine Belüftungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um in der Kammer, zumindest zwischen dem Verriegeln und dem Entriegeln des Zugangs, einen ständigen Unterdrück aufrechtzuerhalten, wobei die Belüftungsvorrichtung ausgebildet ist, um Luft in die Kammer zuzuführen und um Luft aus der Kammer abzuführen, und wobei die Beiüftungsvorrichtung ein oder mehrere Filter umfasst und ausgebildet ist, um die Zuluft und/oder die Abluft durch das Filter, z.B. ein Hochleistungs- schwebstoff-Filter, zu führen, die Vorrichtung umfasst eine Notstromversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie oder eines eigenständig arbeitenden Stromaggregats, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator, der verschließbare Zugang umfasst eine Schleuse mit gegeneinander verriegelbaren Türen, die Inaktivierungsvorrichtung umfasst einen Autoklav oder eine gleichwertige Sterilisationseinheit, die Inaktivierungsvorrichtung ist ferner ausgebildet, um Abwässer vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit: einer Desinfektionsvorrichtung zum Desinfizieren eines Kammerinnenraums und der darin angeordneten Vorrichtungen, wobei die Kammer und die darin angeordneten Vorrichtungen Oberflächenaufweisen, die bezüglich des verwendeten Desinfizierungsverfahrens beständig sind, einer Belüftungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um in der Kammer, zumindest zwischen dem Verriegeln und dem Entriegeln des Zugangs, einen ständigen Unterdrück aufrechtzuerhalten, wobei die Belüftungsvorrichtung ausgebildet ist, um Luft in die Kammer zuzuführen und um Luft aus der Kammer abzuführen, und wobei die Belüftungsvorrichtung ein oder mehrere Filter umfasst und ausgebildet ist, um die Zuluft und/oder die Abluft durch das Filter, z.B. ein Hochleistungsschwebstoff-Filter, zu führen, und einer Notstromversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie oder eines eigenständig arbeitenden Stromaggregats, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator, wobei der verschließbare Zugang eine Schleuse mit gegeneinander verriegelbaren Türen umfasst, wobei die Inaktivierungsvorrichtung einen Autoklav oder eine gleichwertige Sterilisationseinheit aufweist, wobei die Inaktivierungsvorrichtung ferner ausgebildet ist, um kontaminierte feste und flüssige Abfälle vor der Entnahme aus der Kammer und Abwässer vor der Entnahme aus der Kammer zu inaktivieren, und wobei der Kammerboden, die Kammerinnenwände und die Kammerdecke der Kammer fluidundurchlässig sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Inaktivierungsvorrichtung ausgebildet ist, um Biostoffe thermisch, chemisch, mittels ionisierender Strahlung, UV-Strahlung oder Dampfsterilisation zu inaktivieren.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuerung wirksam ist, um die Messvorrichtung anzusteuern, so dass nach Einbringen der einen oder mehreren zu untersuchenden Proben das Messverfahren nach einem programmierten Messprotokoll vollautomatisch abläuft.
1 1. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuerung wirksam ist, um die durch die Messvorrichtung generierten Messdaten und Ergebnisse für eine Speicherung oder eine Übertragung an eine externe Stelle, z.B. über ein leitungsgebundenes und/oder drahtloses Kommunikationssystem, bereitzustellen.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuerung eine Benutzerschnittstelle und/oder eine Datenschnittstelle zur Verbindung mit einem leitungsgebundenen und/oder drahtlosen Kommunikationssystem umfasst.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Messvorrichtung eines oder mehrere der folgenden Nachweisverfahren einsetzt:
• in-vivo-Methoden, z.B. in Form von Tierversuchen, oder Versuchen mit Pflanzen
• Zellkultur-basierten oder mikrobiologisch-kulturellen Nachweisverfahren,
• Protein-chemische, molekularbiologische, immunologische, radiologische, serologische, zytologische, mikrobiologische, parasitologische, virulogische, hä- matologische, hämostaseologische, endokrinologische, histologische, klinischchemische, chemische und physikalische Methoden,
• Verfahren zur Empfindlichkeitsprüfung von Biostoffen auf Substanzen wie Antibiotika, z.B. Antibiogramme, Antimycotika, Chemotherapeutika, Zytostatika, Fungizide, Herbizide, Virostatika, neuartige Wirkstoffe und andere Chemikalien,
• Verfahren mit gentechnisch veränderten Organismen, GVO.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Messkammer ein Probengefäß zur Aufnahme der Probe oder des Probenmaterials und zur Aufnahme einer oder mehrerer Reagenzien, z.B. Nachweis- und/oder Probenvorberei- tungs-Reagenzien, umfasst.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Vorrichtung ein oder mehrere Reservoirs für die Reagenzien aufweist und/oder mit einem oder mehreren Probengefäßen bestückbar ist, in denen die Reagenzien enthalten sind, und wobei die Steuerung wirksam ist, um die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um
• die Messvorrichtung mit einem Probengefäß zu bestücken, und/oder
• Reagenzien in das Probengefäß der Messvorrichtung einzubringen.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Probenvorbereitungsvorrichtung zum Vorbereiten der Probe vor der Messung, z.B. durch Zellaufschluss, Extraktion, Isolation, Anreicherung und/oder Reinigung durch Filtration oder Zentrifugation, Probentransferschritte.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Probenvorbereitungsvorrichtung die Probe unter Verwendung eines oder mehrerer Reagenzien, z.B. Nachweis- und/oder Pro- benvorbereitungs-Reagenzien, vor dem Zuführen zu der Messvorrichtung vorbereitet, wobei die Vorrichtung ein oder mehrere Reservoirs für die Reagenzien oder Nach- weis-Kits aufweist und/oder mit einem oder mehreren Probengefäßen bestückbar ist, in denen die Reagenzien, z.B. in flüssiger oder fester Form, enthalten sind, und wobei die Steuerung mit der Probenvorbereitungsvorrichtung verbunden ist und wirksam ist, um
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, die Probe zu der Probenvorbereitungsvorrichtung zu bewegen,
• die Probenvorbereitungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe oder das Probenmaterial mit einer oder mehreren der Reagenzien zu behandeln oder um die Probe oder das Probenmaterial in ein Probengefäß umzufüllen,
• die automatische Handhabungsvorrichtung anzusteuern, um die Probe oder das Probenmateriai oder das Probengefäß zu der Messvorrichtung zu bewegen.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zumindest eine Probe in einem Probenbehälter bereitgestellt wird, wobei die automatische Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um den Probenbehälter aufzunehmen, die Probe oder das Probenmaterial aus dem Probenbehälter zu entnehmen, und die Probe oder das Probenmaterial zu der Messvorrichtung und/oder zu der Probenvorbereitungsvorrichtung zu bewegen.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zumindest eine Probe in einem Probenbehälter bereitgestellt wird, wobei der Probenbehälter eine oder mehrere Reagenzien, z.B. Nachweis- und/oder
Probenvorbereitungs-Reagenzien, enthält, wobei die automatische Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um den Probenbehälter aufzunehmen, die Probe oder das Probenmaterial mit Reagenzien aus dem Probenbehälter zu behandeln bzw. vorzubereiten, und die behandelte bzw. vorbereitete Probe oder das Probenmaterial zu der Messvorrichtung zu bewegen
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, bei der der Probenbehälter verschlossenen ist, z.B. mit einem Septum, wobei die automatische Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um den Probenbehälter zu öffnen,
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um:
einen verschlossenen Probenbehälter zu öffnen, und/oder
die Probe bzw, das Probenmateria! aus dem Probenbehätter zu entnehmen, z.B. mittels einer Kanüle, einer Kapillare oder eines Abstrichprobennehmers, und/oder
einen Probentransfer zu der Probenvorbereitungsvorrichtung und/oder zu der Messvorrichtung durchzuführen, und/oder
Reagenzien, z.B Nachweis- und/oder Probenvorbereitungs-Reagenzien, bereitzustellen.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei der die Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, um:
einen verschlossenen Probenbehälter zu öffnen, und/oder
die Probe bzw. das Probenmaterial aus dem Probenbehälter zu entnehmen, z.B. mittels einer Kanüle, einer Kapillare oder eines Abstrichprobennehmers, und/oder
einen Probentransfer zu der Probenvorbereitungsvorrichtung und/oder zu der
Messvorrichtung durchzuführen, wobei die Vorrichtung ferner eine Reagenztransfereinrichtung umfasst, um die Reagenzien, z.B. Nachweis- und/oder Probenvorbereitungs-Reagenzien, der Probenvorbereitungsvorrichtung oder der Messvorrichtung bereitzustellen.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Handhabungsvorrichtung einen oder mehrere Roboter umfasst.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Leistungsversorgung, die ausgebildet ist, um durch ein Stromnetz und/oder durch ein Stromaggregat, z.B. einen mit Brennstoff betriebenen Generator, einen Solargenerator, einen Windgenerator oder einen Wasserkraftgenerator, gespeist zu werden.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kammer derart dimensioniert ist, dass die Kammer durch einen Benutzer oder eine Person nicht betreten werden kann bzw. nicht begehbar ist.
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Probe bzw. das Probenmaterial mehrere Stoffe oder Biostoffe enthält.
27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der gleichzeitig mehrere Proben, z.B. auf einem Proben-Rack, eingebracht und vollautomatisch gemessen werden.
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