用于鑒定生物樣品中細(xì)菌的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于鑒定和定量生物樣品中的微生物例如細(xì)菌的系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，其包括：一個(gè)用于維持在測(cè)試之前和測(cè)試中樣本的最適宜的預(yù)定溫度的冷卻、加熱和風(fēng)扇裝置；一個(gè)用于將樣本和轉(zhuǎn)盤對(duì)準(zhǔn)的可視的、圓的和軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)；一個(gè)用于將樣本從轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)移到離心機(jī)的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)；一個(gè)用于最小化離心機(jī)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的平衡系統(tǒng)；一個(gè)用于樣本存放系統(tǒng)的抗翻轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)的安全系統(tǒng)；一個(gè)用于分配存儲(chǔ)的生理鹽水的液體分配臂；以及用于排出和處置以將液體排出到系統(tǒng)外部的排放口。
【專利說明】
用于鑒定生物樣品中細(xì)菌的系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2009年9月21號(hào)提交的第61/244,118號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該 臨時(shí)申請(qǐng)通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及對(duì)生物樣品（例如，尿液）中的微生物(例如，細(xì)菌)進(jìn)行鑒定和定量的 系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，其包括:一個(gè)用于維持在測(cè)試之前和測(cè)試中樣本的 最適宜的預(yù)定溫度的冷卻、加熱和風(fēng)扇裝置;一個(gè)用于將樣本和轉(zhuǎn)盤對(duì)準(zhǔn)的可視的、圓的和 軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)；一個(gè)用于將樣本從轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)移到離心機(jī)的轉(zhuǎn)移系統(tǒng);一個(gè)用于最小化離心機(jī)旋 轉(zhuǎn)振動(dòng)的平衡系統(tǒng);一個(gè)用于樣本存放系統(tǒng)的抗翻轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)的安全系統(tǒng)；一個(gè)用于分配存儲(chǔ) 的生理鹽水的液體分配臂；以及用于排出和處置以將液體排出到系統(tǒng)外部的排放口。
【背景技術(shù)】
[0004] 通常，用于鑒定微生物(例如，尿液樣品中的細(xì)菌）的當(dāng)前實(shí)踐包括復(fù)雜、漫長(zhǎng)且昂 貴的用于在微生物實(shí)驗(yàn)室中鑒定和明確微生物的工藝。在當(dāng)前工藝中，實(shí)驗(yàn)室接收樣品。然 后，對(duì)這些樣本進(jìn)行分類、標(biāo)記，隨后通過無菌環(huán)將它們接種到血瓊脂培養(yǎng)基上。隨后將這 些樣本插入到專用培養(yǎng)箱中保持24小時(shí)。一天后，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員對(duì)這些樣本進(jìn)行陽(yáng)性和陰 性培養(yǎng)物的篩選。通常，大多數(shù)培養(yǎng)物是陰性的并采用手工報(bào)告。陽(yáng)性培養(yǎng)物的有機(jī)體被分 離并懸浮于生化流體中。這包括產(chǎn)生生化廢棄物的懸浮、稀釋、渦旋和濁度測(cè)量。隨后將懸 浮液暴露于多種試劑下對(duì)培養(yǎng)物進(jìn)行種類鑒定和抗生素易感性測(cè)試。經(jīng)過另一 6至24小時(shí) 的培養(yǎng)之后，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員解釋和報(bào)告結(jié)果。整個(gè)過程通常采取11個(gè)步驟和花費(fèi)50個(gè)小時(shí) 來獲得樣本結(jié)果，該過程勞動(dòng)繁重。
[0005] 共有的US 2007/0037135A1的美國(guó)專利申請(qǐng)公開文本公開了一種鑒定和定量懸浮 于液體中生物樣品的系統(tǒng)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過引用并入本文。如該參考文獻(xiàn)所公開，樣品皿 用于容納生物樣品。該參考文獻(xiàn)陳述這些在本領(lǐng)域中被認(rèn)為是眾所周知的皿通常呈方形或 矩形(具有容納樣品的井區(qū)域），并且由例如玻璃的透明材料或聚合材料制成。然而，該參考 文獻(xiàn)未能公開所述皿的任何具體描述/設(shè)計(jì)。
[0006] 因此尤其對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)室程序的種類鑒定，需要提供一種具有更高效率、更少耗 時(shí)且需要更少勞力的過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的系統(tǒng)使獲取樣本結(jié)果的現(xiàn)有系統(tǒng)簡(jiǎn)化。本系統(tǒng)是環(huán)保的，允許快速診斷、 結(jié)果一致、無需試劑，并可進(jìn)行多功能診斷。根據(jù)共有的PCT申請(qǐng)US2008/079533所公開的一 個(gè)實(shí)施方式，生物樣品包含在一次性盒中。一次性盒具有與患者ID相關(guān)聯(lián)的條形碼。將一次 性盒插入盒匣中，隨后將盒匣插入處理樣本的樣品處理器中。將制備的樣本轉(zhuǎn)移至光學(xué)皿 中，然后將盒匣插入分析樣本的光學(xué)分析儀中。光學(xué)分析儀分析并產(chǎn)生能夠?qū)?xì)菌進(jìn)行最 終處理的完整結(jié)果。本系統(tǒng)不需要老練的操作人員并能給出快速的結(jié)果。
[0008] 根據(jù)一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種用于冷卻和控制光學(xué)分析中的多個(gè)光學(xué)杯內(nèi)樣 本的溫度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤，用于支持多個(gè)一次性盒，每個(gè)一次性盒支撐一次性光學(xué) 杯，所述一次性光學(xué)杯包含將由光學(xué)分析儀進(jìn)行光學(xué)分析的樣本。所述轉(zhuǎn)盤具有多個(gè)入口 和出口，每個(gè)與所述一次性盒之一相關(guān)聯(lián)。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)臺(tái)，具有多個(gè)入口和出口， 每個(gè)與所述轉(zhuǎn)盤中的入口和出口之一相關(guān)聯(lián)。一個(gè)隔熱板，被置于所述轉(zhuǎn)臺(tái)下，并包括至少 一個(gè)熱電冷卻器，用于冷卻通過從所述轉(zhuǎn)盤到所述轉(zhuǎn)臺(tái)的入口和出口而循環(huán)的氣體，以控 制樣本的溫度。轉(zhuǎn)臺(tái)包括包括由隔板分開的頂板和底板，其中光學(xué)杯和一次性盒是塑料的， 這樣通過轉(zhuǎn)臺(tái)和塑料的一次性盒和光學(xué)杯而產(chǎn)生的對(duì)流冷卻用于快速冷卻光學(xué)杯中的樣 本。根據(jù)一種設(shè)計(jì)，用于冷卻和控制樣本溫度的所述系統(tǒng)位于光學(xué)分析儀內(nèi)，且適于冷卻樣 本到所需溫度，并保持樣本溫度在所需溫度，直到光學(xué)分析儀內(nèi)的樣本處理結(jié)束。
[0009] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種用于防止保存在盒匣內(nèi)的樣本受污染的系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)包括:一個(gè)盒匣，用于支持多個(gè)一次性盒，每個(gè)盒適于支撐含有用于分析的樣本的 容納器;一個(gè)蓋，其適于與盒匣協(xié)同，以密封盒匣的頂部;至少一個(gè)鎖定組件，用于將蓋固定 在位置上。該系統(tǒng)還包括附著于蓋上并可以移除的把手。
[0010] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種用于對(duì)準(zhǔn)盒匣內(nèi)樣本的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，所述對(duì)準(zhǔn)系 統(tǒng)包括:至少一個(gè)槽口，其相對(duì)于盒匣外部邊的表面而向內(nèi)延伸，一個(gè)質(zhì)量控制盒，其位于 所述至少一個(gè)槽口的附近，以及一個(gè)傳感器，其用于檢測(cè)槽口和質(zhì)量控制盒的位置。所述槽 口和質(zhì)量控制盒提供固定位置，所述固定位置是初始化測(cè)試和功能的，作為包含于盒匣內(nèi) 的盒的初始點(diǎn)。所述對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)還包括多個(gè)位于盒匣內(nèi)的控制開口，所述控制開口用于接納 質(zhì)量控制盒。徑向?qū)?zhǔn)標(biāo)識(shí)，位于盒匣基板頂部表面，用于提供有關(guān)盒匣口內(nèi)盒置放的可視 化參考。質(zhì)量控制盒還可以提供測(cè)試參考以保證適當(dāng)?shù)毓δ苌蠝y(cè)試裝置。
[0011] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種用于圓周對(duì)準(zhǔn)盒匣內(nèi)樣本以使樣本反射信號(hào) 最優(yōu)的方法，所述盒匣包括轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)部件，所述方法包括:將光應(yīng)用于樣本，提供組件用于 測(cè)量來自樣本的光的反射，沿著大約9°弧度向前和向后旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)部件直到光反射 信號(hào)最大。
[0012] 仍根據(jù)另一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種用于機(jī)架部件的抗傾翻系統(tǒng)，所述機(jī)架部件 存放多個(gè)用于樣本處理器的存儲(chǔ)抽屜，所述機(jī)架部件包括：用于容置存儲(chǔ)抽屜的多個(gè)垂直 和水平軌道，以及基礎(chǔ)軌道，所述抗傾翻系統(tǒng)系統(tǒng)包括至少一個(gè)可延伸/可縮回腿，以便于 從基礎(chǔ)軌道延伸。所述抗傾翻系統(tǒng)包括用于防止一次拉出多于一個(gè)存儲(chǔ)抽屜的鎖定機(jī)構(gòu)。
[0013] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種用于防止樣本處理器內(nèi)的樣本結(jié)晶的方法，包 括提供加熱裝置，用于將位于盒匣內(nèi)的樣本加熱，并保持樣本在所需的溫度。優(yōu)選地，樣本 保持在37 °C或體溫附近。
[0014] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種在用于實(shí)施生物樣本測(cè)試的處理器單元內(nèi)使 用的風(fēng)扇/過濾器裝置，所述裝置包括:一個(gè)風(fēng)扇，其用于將空氣導(dǎo)入并穿過處理器單元，所 述空氣具有預(yù)定溫度，用于在所述單元內(nèi)保持所述預(yù)定溫度。所述裝置進(jìn)一步包括:一個(gè)過 濾器，其用于過濾穿過和從處理單元出來的空氣，以及一個(gè)反饋控制循環(huán)，其用于調(diào)整風(fēng)扇 的速度以保持處理器單元內(nèi)的空氣在預(yù)定的溫度。優(yōu)選地，風(fēng)扇是ffiPA風(fēng)扇。。所述裝置可 以包括位于鄰近過濾器位置的壓力傳感器，用于測(cè)量過濾器出口的壓降以指示過濾器需要 更換。
[0015] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種在生物測(cè)試系統(tǒng)中使用的處理器單元，所述處 理器單元包括:一個(gè)加熱系統(tǒng)，其用于加熱樣本到預(yù)定溫度;一個(gè)風(fēng)扇/過濾器裝置，其用于 保持樣本在預(yù)定溫度;一個(gè)轉(zhuǎn)移臂裝置，其用于從盒匣將一個(gè)管轉(zhuǎn)移到離心機(jī)。所述轉(zhuǎn)移臂 裝置包括6連桿，其中6連桿包括:被置于盒匣對(duì)面的一對(duì)臂，其中每一個(gè)臂包括一對(duì)夾持 器，以用于一次移動(dòng)兩管，使得一次可以總共從盒匣移動(dòng)四管到離心機(jī)。每一臂包括光學(xué)傳 感器，用于定位管的位置。夾持器根據(jù)保存于盒匣和離心機(jī)位置口內(nèi)的管的位置的不同間 距而軸向調(diào)整。
[0016] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種用于減少部分裝載離心機(jī)振動(dòng)的方法，包括： 提供至少一個(gè)平衡管并可選擇地將至少一個(gè)平衡管放置在離心機(jī)中，用于平衡和分布離心 機(jī)的重量，由此減少旋轉(zhuǎn)期間的振動(dòng)。所述至少一個(gè)平衡管包括具有加重的底部，以便管的 整個(gè)重量與包括樣本的管的重量相等。計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)可以用于確定含樣本的管和至少 一個(gè)平衡管的最佳放置位置。
[0017] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明應(yīng)用于，一種在生物測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)與處理器單元一起使用的 液體分配臂，所述液體分配臂包括:一個(gè)與處理液相關(guān)聯(lián)的第一端，一個(gè)和管相關(guān)聯(lián)的第二 端，以及一個(gè)用于抽取所述處理液體到所述管內(nèi)的栗。所述栗適于利用吸力從所述管移除 所述處理液。至少一個(gè)排出口，用于排出所述不需要的處理液并將所述液體放置在處理單 元的外部位置。所述臂和排出口可相對(duì)于管在繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以用于管的移除。加熱器可以用于 在分配所述液體到所述管之前加熱所述處理液到預(yù)定的溫度。
[0018] 在一實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，其包括多個(gè)一次性盒，其中每個(gè)盒包括四 個(gè)一次性部件，包括一個(gè)離心管，一個(gè)具有l(wèi)ml容積的第一移液管尖，一個(gè)光學(xué)杯或皿，以及 一個(gè)具有具有〇.5ml容積的第二移液管尖。根據(jù)另一設(shè)計(jì)，光學(xué)杯或皿可以是矩形容器，并 且優(yōu)選為具有上部矩形開口和相對(duì)于矩形開口向內(nèi)并向下延伸的漸縮區(qū)域的噴射成型的 塑料。所述光學(xué)杯或皿容納樣品，例如生物樣品、化學(xué)樣品或毒性樣品，例如用于光學(xué)分析 的尿液。如果該樣品是尿液樣品，則可對(duì)用于尿液中的微生物或有機(jī)體(例如，細(xì)菌)進(jìn)行光 學(xué)分析。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施方式中，該系統(tǒng)包括：多個(gè)一次性盒，其用于容置多個(gè)一次性部件，該 一次性盒包括一個(gè)離心管、一個(gè)移液管尖以及一個(gè)光學(xué)尿液樣品皿;一個(gè)樣品處理器，其用 于接收多個(gè)一次性盒，并且被配置為處理和制備每個(gè)一次性盒的尿液樣品并將尿液樣品轉(zhuǎn) 移至每個(gè)一次性盒對(duì)應(yīng)的光學(xué)皿中；以及一個(gè)光學(xué)分析儀，用于接收具有包含經(jīng)處理的尿 液樣品的光學(xué)皿的一次性盒并且分析和產(chǎn)生樣本結(jié)果。在樣品處理器中對(duì)尿液樣品進(jìn)行處 理并且在光學(xué)分析儀中對(duì)其進(jìn)行分析的整個(gè)過程對(duì)于單個(gè)樣品需要約30分鐘，對(duì)于42個(gè)樣 品需要長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)。
[0020] 本發(fā)明的一次性盒和一次性部件相比于目前使用的盒和部件由于其提高了效率， 提高了工作量并節(jié)約了時(shí)間和金錢而具備優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)橹苽浠蛱幚砟蛞簶悠匪璧牟考?被方便地設(shè)置在一處，即在盒中。此外，處理/分析尿液樣品所需的人力和人工處理較少。此 外，還很方便的是盒及其部件是一次性的。也就是說，這些物品不需要為了下一尿液樣本鑒 定過程而消毒，并且使對(duì)工作區(qū)和/或周圍環(huán)境的污染最小。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種冷卻和控制光學(xué)杯或皿中用于光學(xué) 分析的樣品（例如，尿液樣品）溫度的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可設(shè)置在對(duì)一個(gè)或多個(gè)樣品進(jìn)行分析的 光學(xué)分析儀中。
[0022] 轉(zhuǎn)臺(tái)，優(yōu)選為鋁質(zhì)，光學(xué)杯或皿以及一次性盒優(yōu)選由塑料制成，因此能夠通過鋁材 料和塑料材料使對(duì)流冷卻發(fā)生用于快速冷卻樣本，然后在樣本或樣品光學(xué)分析期間保持樣 本在所需的溫度。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種用于冷卻和控制光學(xué)分析時(shí)樣本溫度的系 統(tǒng)，以便保持樣本信號(hào)用于對(duì)樣本中的生物可作出充足的分析。
[0024] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，流體樣品可以是例如生物樣品、化學(xué)樣品或毒性樣品，例如 對(duì)樣品中的有機(jī)體或微生物(例如，細(xì)菌)的類型和數(shù)量進(jìn)行光學(xué)分析的尿液樣品。
[0025]通過下列結(jié)合附圖的說明書，本發(fā)明的這些以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易 見。
【附圖說明】
[0026] 圖1A是具有多個(gè)一次性盒的盒匣的俯視透視圖；
[0027] 圖1B是用于圖1A所示的盒匣的一次性盒的俯視透視圖；
[0028] 圖2是以透視的方式示出圖1B的一次性盒的部件的主視剖面圖；
[0029]圖3A是樣品處理器的透視圖，以透視的方式示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的樣品處理器的 多個(gè)部件；
[0030] 圖3B是樣品處理器的另一個(gè)透視圖，以透視的方式示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的樣品處 理器的多個(gè)部件；
[0031] 圖4A是光學(xué)分析儀的透視圖，以透視的方式示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的光學(xué)分析儀的 多個(gè)部件；
[0032] 圖4B是光學(xué)系統(tǒng)的透視圖，以透視的方式示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的光學(xué)件的多個(gè)部 件；
[0033] 圖4C是光學(xué)分析儀的另一個(gè)透視圖，以透視的方式示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的光學(xué)分 析儀的多個(gè)部件；
[0034] 圖5是示出了可設(shè)置于分光儀狹縫入口處的反射的凸"角"的示意圖；
[0035] 圖6是離心機(jī)的透視圖，以透視的方式示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的離心機(jī)的多個(gè)部件； [0036]圖7是樣品處理器的另一個(gè)透視圖，以透視的方式示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的樣品處 理器的多個(gè)部件；
[0037]圖8A是根據(jù)本發(fā)明可選實(shí)施方式用于支撐包括光學(xué)杯的一次性部件的一次性盒 的透視圖；
[0038]圖8B是沿線IX A-IX A的剖面圖，以透視的方式示出了圖8A所示的一次性盒和包 括光學(xué)杯的一次性部件；
[0039]圖8C是具有圖8A和8B所示的多個(gè)一次性盒的盒匣的俯視透視圖；
[0040]圖8D是不含圖8A所示的一次性部件的一次性盒的透視圖，示出了用于將盒緊固在 盒匣內(nèi)的連接夾；
[0041 ]圖8E是圖8D所示的盒的側(cè)視圖；
[0042]圖8F是圖8D所示的盒的反向側(cè)視圖；
[0043] 圖9A是示出了本發(fā)明的光學(xué)杯的透視圖，該光學(xué)杯具有部分地覆蓋光學(xué)杯容器內(nèi) 表面的鋁制帶狀襯料；
[0044] 圖9B是示出了本發(fā)明的光學(xué)杯的透視圖，該光學(xué)杯具有完全地覆蓋光學(xué)杯容器的 內(nèi)表面的鋁制帶狀襯料；
[0045] 圖9C是示出了圖9A所示的帶狀襯料的一部分的局部放大透視圖，其通過卷邊工藝 連接至本發(fā)明的光學(xué)杯的凸緣；
[0046]圖10是示出了圖9A和9B所示的容器的涂覆有鋁涂層的內(nèi)表面的俯視圖；
[0047]圖11A是圖9A所示的帶狀襯料的局部放大透視圖，該帶狀襯料通過單向保持突起 連接至容器；
[0048] 圖11B是圖9A所示的帶狀襯料的透視圖，該帶狀襯料通過熱撐銷連接至容器；
[0049] 圖11C是圖9A所示的帶狀襯料的局部放大透視圖，該帶狀襯料通過卡扣機(jī)構(gòu)連接 至容器；
[0050] 圖12是示出了本發(fā)明的矩形容器的又一實(shí)施方式的透視圖；
[0051]圖13A是示出了根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)中提供的氣體噴射路徑的示意 圖并且涉及被轉(zhuǎn)變成氣流冷卻的液體冷卻；
[0052]圖13B是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)，用于冷卻樣本的氣體噴射路徑的示意 圖；
[0053]圖14A是示出了利用圖13A的冷卻系統(tǒng)，對(duì)承載一次性光學(xué)杯的一次性盒進(jìn)行支撐 的轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤中的多個(gè)空氣通道的俯視透視圖；
[0054]圖14B是示出了圖14A的轉(zhuǎn)盤的仰視透視圖；
[0055]圖15B是冷室部件的俯視透視圖；
[0056]圖15C是冷室部件的仰視透視圖；
[0057]圖1?是冷室部件的底板透視圖；
[0058]圖15E是冷室部件的頂板透視圖；
[0059] 圖15F是利用圖13B的冷卻系統(tǒng)示出支撐一次性盒的轉(zhuǎn)盤的俯視圖，其中轉(zhuǎn)盤輪流 運(yùn)送一次性光學(xué)杯和轉(zhuǎn)盤中的多個(gè)空氣過道；
[0060] 圖16是用于分光儀的部件的布置的不意圖；
[00611圖17是在圖16的布置中使用的光柵的響應(yīng)的曲線圖，示出吸收效率與照明光束波 長(zhǎng)之間的關(guān)系；
[0062] 圖18是示出了本發(fā)明的光學(xué)讀取器的照明裝置的立體視圖；
[0063] 圖19是示出了由圖18的照明裝置產(chǎn)生的光束從光源至樣本的傳播路徑的示意圖；
[0064] 圖20是示出了反射率與圖18的照明裝置中的轉(zhuǎn)向鏡波長(zhǎng)之間的曲線圖；
[0065] 圖21是示出了定位在圖18的照明裝置中的光學(xué)杯的示意圖；
[0066] 圖22A是示出用在圖1A盒匣中的蓋體部件的俯視圖；
[0067] 圖22B是示出沿著圖22A的蓋體部件B-B線的側(cè)視圖；
[0068] 圖23A是示出包括根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)槽口的轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)部件的放大透視圖；
[0069] 圖23B是圖23A的轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)部件的俯視圖；
[0070] 圖23C是圖23A的轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)部件的基板俯視圖；
[0071 ]圖23D是圖23C的"d"部分的對(duì)準(zhǔn)槽口的放大圖；
[0072]圖24A是在樣本處理器中使用的機(jī)架部件的透視圖，其中機(jī)架部件包括抗傾翻特 征；
[0073]圖24B是圖24A的樣本處理器的機(jī)架部件的示意圖；
[0074]圖25A-25C是用于加熱處理器內(nèi)樣本的加熱器部件的透視圖；
[0075]圖26A是在離心機(jī)中使用的平衡管的剖面圖；
[0076]圖26B是圖26A的由"B"所圈的放大圖；
[0077]圖27A是在處理器單元內(nèi)使用的風(fēng)扇/過濾器裝置的后視圖；
[0078] 圖27B是圖27A的風(fēng)扇/過濾器裝置的側(cè)視圖；
[0079] 圖27C是圖27A的風(fēng)扇/過濾器裝置的俯視圖；
[0080] 圖27D是圖27A的包括背門的風(fēng)扇/過濾器裝置的主視圖；
[0081] 圖27E是圖27A的移除背門的風(fēng)扇/過濾器裝置的后視圖；
[0082] 圖27F是圖27A的風(fēng)扇/過濾器裝置的背面放大透視圖；
[0083]圖28A是具有6連桿轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的透視圖；
[0084]圖28B是包括一對(duì)轉(zhuǎn)移臂的轉(zhuǎn)盤的側(cè)視圖；
[0085]圖28C是示出與圖28A的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)一起使用的夾持機(jī)構(gòu)的示意圖；
[0086]圖28D示出了從轉(zhuǎn)盤到離心機(jī)的圓周隔開的變化；
[0087]圖29A是示出用于分配存儲(chǔ)的生理鹽水和吸收液體和分配臂的側(cè)視圖；
[0088]圖29B是示出分配臂/關(guān)于轉(zhuǎn)盤用于從系統(tǒng)排出液體到外部的排出口的示意圖； [0089]圖29C示出了圖29B的包括用于排出液體栗的排出口。
【具體實(shí)施方式】
[0090] 將參照附圖描述本發(fā)明，圖中相同的參考標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)于相同的元件。
[0091] 為了下文的描述，涉及本發(fā)明的空間或方向用語(yǔ)如其在附圖中的指向。然而，可以 理解，除非明顯指定為相反，本發(fā)明可以假定多種可選的變型。還可以理解，附圖所示和以 下說明書中所描述的具體部件只是本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。因此，與本文所公開的實(shí)施 方式相關(guān)的具體尺寸和其它物理特性不被認(rèn)為是限制性的。
[0092] 圖1A至圖7公開了于2008年10月10號(hào)提交的PCT申請(qǐng)US2008/079533中闡述的用于 鑒定尿液中細(xì)菌的系統(tǒng)，該申請(qǐng)是共有的并且在此引入其全部?jī)?nèi)容作為參考。參照?qǐng)D1A、 1B、2、3A、3B、4A-4C，用于鑒定尿液樣品中細(xì)菌的系統(tǒng)包括:一次性盒12 (圖1B和2);樣品處 理器14(圖3A、3B、6和7);以及光學(xué)分析儀16(圖4A、4B和4C)。如圖1A和2所示，盒12包括四個(gè) 一次性部件，分別是離心管18、容積為lml的第一移液管尖20、光學(xué)杯或皿22以及容積為 0.5ml的第二移液管尖24?？梢岳斫猓?dāng)前描述的創(chuàng)造性系統(tǒng)適于鑒定任何流體中的細(xì)菌并 且不限于尿液中所包含的細(xì)菌樣品。
[0093] 離心管18是具有細(xì)長(zhǎng)主體18b和漸縮末端18a的容器。通常，最初離心管18包含尿 液樣品，第一移液管尖20可用于稀釋尿液可溶解的組成成分，第二移液管尖24可用于將稀 釋的尿液樣品轉(zhuǎn)移至光學(xué)杯或皿22中用于光學(xué)分析。一次性盒12及其一次性部件18、20、22 和24可由易于成型且制造成本低的塑性材料制成。
[0094]仍然參照?qǐng)D2,一次性部件18、20、22和24分別容納在一次性盒12的隔開的位置30、 32、34和36中。如圖所示，接納和裝載第一移液管尖20的隔間32底部是封閉的，從而第一移 液管尖20的任何滴液都不會(huì)污染一次性盒12下方的表面。各個(gè)部件18、20、22和24經(jīng)由分別 附接于各個(gè)部件18、20、22和24的唇緣40、42、46和48懸掛在其對(duì)應(yīng)的位置30、32、34和36中， 唇緣40、42、46和48由一次性盒12的上表面50支撐。
[0095] 參照?qǐng)D2和4A，光學(xué)杯或皿22可用于圖4A的光學(xué)分析儀16中。優(yōu)選地，用生理鹽水 制備尿液樣品，這是因?yàn)樯睇}水使背景熒光最小并且保持細(xì)菌的完整性，這在尿液分析 過程中使用光學(xué)件時(shí)尤為重要。光學(xué)杯或皿22包括反射涂層以助于光學(xué)分析。光學(xué)杯或皿 22可由ABS塑性材料、玻璃或例如鋁的金屬材料制成，并且涂覆或覆層有反射材料?？蛇x地， 在光學(xué)杯或皿22的制造過程中，可將反射材料層合并到塑料、玻璃或金屬材料中。如圖2最 佳示出，光學(xué)杯或皿22包括漸縮末端22a以助于光學(xué)分析?？深A(yù)見光學(xué)分析儀16(圖4A、4B和 4C)中的UV光源射向杯或皿22的中部下以用于對(duì)杯或皿22中的尿液樣本進(jìn)行光學(xué)分析。 [0096] 隨后將均包含有四個(gè)一次性部件18、20、22和24的多個(gè)一次性盒12插入圖1A頂部 所示的盒匣26中，隨后將盒匣26裝載到如圖3A所示的樣品處理器14中。盒匣26包含有多個(gè) 一次性盒12，其中一部分盒被編號(hào)，每個(gè)盒12具有與患者樣本配對(duì)的唯一條形碼，如圖1A中 28所示?？蛇x地，可將盒匣26插入到對(duì)尿液樣品進(jìn)行光學(xué)分析的設(shè)備中。優(yōu)選地，用于在樣 品處理器中獲得經(jīng)處理的尿液樣品的同一盒匣26被用于對(duì)經(jīng)處理的尿液樣品進(jìn)行光學(xué)分 析的設(shè)備中。
[0097]圖3A和3B的樣品處理器14包括:離心機(jī)31，容納多個(gè)一次性盒12的轉(zhuǎn)盤15,支撐轉(zhuǎn) 盤15的可旋轉(zhuǎn)臺(tái)41，光學(xué)皿22;用于夾起每個(gè)一次性盒12中的離心管18(圖1A和1B)并將離 心管18插入離心機(jī)31中的可旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)33,用于通過移液管尖20(圖1B和2)稀釋尿液樣 品中溶解的材料并通過移液管尖24將稀釋的樣品轉(zhuǎn)移至光學(xué)杯或皿22(圖2)的兩個(gè)可移動(dòng) 的流體轉(zhuǎn)移臂35、35a，以及用于出于稀釋目的而將水輸送至樣品的注射栗分配流體系統(tǒng) 37。樣品處理器14還包括具有可旋轉(zhuǎn)臺(tái)41的抽屜38,當(dāng)將抽屜38插入樣品處理器14時(shí)，可旋 轉(zhuǎn)臺(tái)41接納和支撐盒匣26并使其旋轉(zhuǎn)。抽屜38包括使盒匣26旋轉(zhuǎn)的盒匣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（未示 出）。樣品處理器還包括:離心機(jī)31，其用于接收離心管18以用于對(duì)管18中的樣品進(jìn)行離心 處理;兩個(gè)可移動(dòng)的流體轉(zhuǎn)移臂35和35a，其用于在生理鹽水中稀釋溶解的材料；以及注射 栗分配流體系統(tǒng)37，其將干凈的流體輸送至樣品以用于稀釋樣品。圖3A殼體右邊所示的控 制單元27控制樣品處理器14的通風(fēng)、過濾以及電源管理。
[0098] 樣品處理器14還包括:抽屜38,其用于將轉(zhuǎn)盤15插入樣品處理器14;條形碼讀取器 58,其用于識(shí)別盒12;移液系統(tǒng)43;以及計(jì)量系統(tǒng)45,其用于管理移液系統(tǒng)43和分配流體系 統(tǒng)37。
[0099]通常，離心管18內(nèi)包含經(jīng)過濾的尿液的約2ml樣品，該樣品由用戶放入離心管中。 可通過對(duì)樣品進(jìn)行離心，通過使用用容積為1.0ml的第一移液管尖20在兩個(gè)傾移周期中傾 移出上清液，然后用鹽水或水重新填充離心管18使該樣品被鹽溶液或水充分稀釋。然后使 用容積為〇.5ml的第二移液管尖24從離心管18抽取約500yl的流體并將這500yl流體分配至 指定的患者的對(duì)應(yīng)光學(xué)杯或皿22中。隨后將第二移液管尖24插入第一移液管尖20中并適當(dāng) 地處理這兩個(gè)移液管尖20和24。相信可用一個(gè)移液管尖取代兩個(gè)移液管尖來進(jìn)行稀釋和抽 取。該過程可以手動(dòng)或自動(dòng)完成。
[0100]通過安裝在可旋轉(zhuǎn)臺(tái)41(圖1A)上的多個(gè)一次性盒12來完成盒匣26的裝載和卸載。 手動(dòng)抽屜包括盒匣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（未示出）。一旦盒匣26被插入到樣品處理器14中，用于可旋轉(zhuǎn) 臺(tái)41的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（未示出）使盒匣26旋轉(zhuǎn);條形碼讀取器（圖4A中的元件58)盤點(diǎn)樣品，水平 傳感器(未示出）驗(yàn)證樣品劑量適當(dāng)；并且第二傳感器(未示出）驗(yàn)證所有必需的一次性部件 18、20、22和24(圖2)全部包含在每個(gè)一次性盒12中。
[0101] 現(xiàn)在描述離心管18 (圖2所示）向離心機(jī)31 (圖3A和3B)的轉(zhuǎn)移。離心機(jī)31的離心機(jī) 蓋31a被定向以允許可旋轉(zhuǎn)的夾持機(jī)構(gòu)單元33獲取并裝載離心機(jī)31。可旋轉(zhuǎn)臺(tái)41的驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)被配置為使每個(gè)一次性盒12的離心管18相對(duì)于可旋轉(zhuǎn)的夾持機(jī)構(gòu)單元33對(duì)準(zhǔn)就位。可旋 轉(zhuǎn)的夾持機(jī)構(gòu)33的夾持器33a選取用于從盒匣26轉(zhuǎn)移至離心機(jī)31的離心管18。離心機(jī)轉(zhuǎn)子 (未示出）被配置為使離心機(jī)31的空閑的離心機(jī)固定器對(duì)準(zhǔn)到裝載位置上。被稱為"Theta Z 夾持器"的夾持器33a是徑向構(gòu)件，該構(gòu)件旋轉(zhuǎn)并上下運(yùn)動(dòng)用于夾起離心管18并將其置于離 心機(jī)31的空閑的離心機(jī)固定器上。在將所有的離心管18置于離心機(jī)31中之后，離心機(jī)31的 蓋31a關(guān)閉。
[0102]離心機(jī)31 (圖6)被自動(dòng)操作為以約12，000g離心力使離心管18旋轉(zhuǎn)約2分鐘。離心 機(jī)31包括管固定器，該管固定器被配置為使各個(gè)離心管18依據(jù)離心機(jī)31的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)約90 度。離心機(jī)允許精確定位和位置跟蹤，從而在離心之后使正確的管返回盒匣中的盒。該操作 導(dǎo)致存在于尿液樣品中的細(xì)菌在離心管18底部形成固態(tài)。
[0103] 存在兩個(gè)流體轉(zhuǎn)移臂35、35a(圖3A和3B)，用于同時(shí)從兩個(gè)一次性盒12的兩個(gè)樣品 中移除上清液。在兩個(gè)流體轉(zhuǎn)移臂35、35a (圖3A和3B)獲得容積為lml的移液管尖20 (圖2)之 后，流體轉(zhuǎn)移臂35、35a(圖3A和3B所示）的每個(gè)連續(xù)兩次來到離心管18,每次在使移液管尖 20返回其在被取樣的一次性盒上的位置之前、以及在繼續(xù)對(duì)被旋轉(zhuǎn)以對(duì)準(zhǔn)樣品處理器14的 取樣位置的一次性盒12中的下一次取樣之前都從管18抽取流體并將其分配至樣品處理器 14的廢棄口（未示出）。
[0104]圖7示出了注射栗分配流體系統(tǒng)37,用于將水或生理鹽水輸送至樣品以用于稀釋 目的。在上一段描述的已經(jīng)從離心管18傾移出的廢棄流體經(jīng)由系統(tǒng)37被干凈的處理流體所 替代。兩個(gè)注射栗將該干凈的處理流體分配到在上一步驟中移除了廢棄流體的離心管18 中。在最后的重新填充步驟中，使用較少量的干凈流體以使離心管18中的細(xì)菌水平達(dá)到要 求的濃度。
[0105]在已經(jīng)用干凈的流體充分地稀釋離心管18中的樣品之后，兩個(gè)流體轉(zhuǎn)移臂35、35a (圖3A和3B)中的一個(gè)將離心管18中經(jīng)處理的樣品轉(zhuǎn)移至其對(duì)應(yīng)的一次性盒12的光學(xué)杯或 皿22中。流體轉(zhuǎn)移臂35、35a中的一個(gè)抓取至今還沒有在該過程中使用的容積為0.5ml的移 液管尖24。使用具有較小容積的移液管尖24從離心管18中抽取約500yl的流體并將其分配 到指定患者的對(duì)應(yīng)光學(xué)杯或皿22中。隨后通過流體轉(zhuǎn)移臂35或35a將具有較小容積的移液 管尖24插入具有較大容積的移液管尖20以用于處理兩個(gè)移液管尖20、24。
[0106] 此處描述的計(jì)量/傾移、計(jì)量/重新填充、以及計(jì)量/流體轉(zhuǎn)移過程是為了優(yōu)選地獲 得所溶解的材料的約1，〇〇〇,〇〇〇: 1稀釋液并且將尿液樣品中的細(xì)菌保留在離心管18中。這 可通過以下步驟完成：1)通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的手段以12,000g離心力對(duì)尿液樣品進(jìn) 行離心；2)通過第一移液管尖20傾移出約95 %的流體;3)用生理鹽水替換步驟2)中傾移出 的溶液；以及4)通過第一移液管尖20至少重復(fù)步驟1)、2)、3)五次。隨后通過第二移液管尖 24將離心管18中最終處理的尿液樣品傾移至光學(xué)杯或皿22中。
[0107] 隨后光學(xué)杯或皿22中最終處理的尿液樣品可用于光學(xué)分析，以確定光學(xué)杯或皿22 的尿液樣品中微生物的身份和/或數(shù)量。該信息可通過使用如前述第2007/0037135A1號(hào)美 國(guó)專利申請(qǐng)公開文本所公開的系統(tǒng)獲得。
[0108]對(duì)于盒匣26中的各個(gè)一次性盒12,上述用于一個(gè)離心管18的各個(gè)步驟是在樣品處 理器14中完成的?？梢岳斫猓鱾€(gè)一次性盒12的廢棄流體被處理到樣品處理器14的容器(未 示出）中或直接進(jìn)入下水道。當(dāng)樣品處理器14準(zhǔn)備用于處理下一批尿液樣品的下一次操作 而卸載盒匣26時(shí)，廢棄的一次性用品、即一次性盒12和一次性部件18、20、22和24仍然留在 盒厘26上被手動(dòng)移除。
[0109]下面的步驟涉及在制備經(jīng)由圖4A、4B和4C的光學(xué)分析儀16進(jìn)行分析的過程中對(duì)尿 液樣品進(jìn)行處理。通常在測(cè)試管中獲得尿液樣品。該樣品經(jīng)過10微米過濾器，由此獲得2ml 樣品并將其置于離心管18中。想要的稀釋樣品、即仍保留尿液樣品中細(xì)菌的溶解材料的1， 000,000:1稀釋液通過如下步驟獲得：以約12,000g離心力對(duì)這2ml樣品進(jìn)行離心；以及傾移 出95%的流體。將后一步驟重復(fù)五次，每次都用生理鹽水替換傾移出的溶液。為該過程選擇 生理鹽水是因?yàn)樗巩?dāng)將處理的尿液樣品插入光學(xué)分析儀16時(shí)開始起作用的背景熒光最 小，并且保持細(xì)菌的完整性。
[0110] 參照?qǐng)D8A、8B和8C，其示出了一次性盒的可選實(shí)施方式，該一次性盒通常如112所 示，可用于鑒定和定量樣品（例如，尿液樣品）中的污染物、例如微生物，微生物例如為細(xì)菌。 一次性盒112容納和裝載包括離心管118、移液管尖120和光學(xué)杯或皿122的多個(gè)一次性部 件。具體參照?qǐng)D8B，移液管尖120具有預(yù)定的容積，例如，從0. lml到約10ml，優(yōu)選地從lml到 2ml。離心管118是具有細(xì)長(zhǎng)主體118b和漸縮末端118a的容器。通常，最初離心管118包含樣 品，移液管尖120可用于稀釋溶解的樣品組成成分并且將稀釋的尿液樣品轉(zhuǎn)移至光學(xué)杯或 皿122中用于光學(xué)分析。一次性盒112及其一次性部件118、120和122可由易于噴射成型且制 造成本低的ABS塑性材料制成。
[0111] 仍然參照?qǐng)D8A和8B，一次性部件118、120和122分別容納在一次性盒112的分開的 隔間130、132和134中。如圖所示，用于接納和裝載移液管尖120的隔間132底部是封閉的，使 得移液管尖120的任何滴液都不會(huì)污染一次性盒112下方的表面。部件118、120通過唇緣 140、142分別懸掛在其各自的隔間130、132中，唇緣140、142附接至其對(duì)應(yīng)的部件118、120并 且由一次性盒112的上表面150支撐。通過類似的方式，光學(xué)杯或皿122通過光學(xué)杯或皿122 的凸緣154懸掛在其對(duì)應(yīng)的隔間134中，凸緣154由一次性盒112的上表面150支撐。隔間130 和132通常呈圓筒形并基本與離心管118和移液管尖120等長(zhǎng)。用于定位和支撐光學(xué)杯或皿 122的隔間134基本上被封閉在一次性盒112中并具有與光學(xué)杯或皿122類似的結(jié)構(gòu)。
[0112] 光學(xué)杯或皿122是一種容器并且優(yōu)選地包括反射涂層或反射層以助于光學(xué)分析。 光學(xué)杯或皿122在圖9A和9B中示出并在下面進(jìn)一步詳細(xì)討論。具體地，光學(xué)杯或皿122的內(nèi) 表面涂有反射材料或包含反射材料層。光學(xué)杯或皿122可由例如ABS塑性材料或玻璃的非反 射材料制成，或者其可由例如鋁的金屬材料制成。在后一種實(shí)例中，也就是說，如果光學(xué)杯 或皿122由非反射材料制成，則可以涂覆或覆層有反射材料。可選地，在光學(xué)杯或皿122的制 造過程中，反射材料層可被合并到塑料或玻璃。如圖9A最佳示出，光學(xué)杯或皿122具有下部 漸縮區(qū)域124以助于樣本的光學(xué)分析，可以預(yù)見的是，光學(xué)分析中提供的紫外光源被引導(dǎo)至 光學(xué)杯或皿122中用于樣本的光學(xué)分析，相關(guān)的更多內(nèi)容將在下面討論。
[0113] -次性盒112優(yōu)選地是噴射成型的并且由ABS塑料制成，優(yōu)選地由非反射的黑色塑 料制成。一次性盒112具有隔間130、132和134,用于定位和支撐上面所討論的離心管18、移 液管尖120和光學(xué)杯或皿122。隔間130和132通常呈圓筒形以接納圓筒形的離心管118和移 液管尖120,用于在一次性盒112中充分支撐離心管118和移液管尖120。然而，用于定位和支 撐光學(xué)杯或皿122的隔間134,尤其當(dāng)光學(xué)杯或皿122呈矩形時(shí)，不需要被模制成與光學(xué)杯或 皿122具有相同的結(jié)構(gòu)。在此情況下，用于在一次性盒112中支撐光學(xué)杯或皿122的隔間134 通?？砂ň匦伍_口 158(圖8A)，矩形開口 158位于一次性盒112的上表面150中，光學(xué)杯或 皿122的上凸緣154與一次性盒112的上表面150接合并由其支撐，光學(xué)杯或皿122懸掛于一 次性盒中?？蛇x地，用于定位和支撐光學(xué)杯或皿122的隔間134可以是完全封閉的并且具有 與矩形光學(xué)杯或皿122類似的結(jié)構(gòu)。
[0114] 如上面討論且如圖8C所示，均包含一次性部件118、120和122的多個(gè)一次性盒112 可被插入盒匣126中，然后盒匣126可被插入樣品處理器14中，例如圖3A所示的處理器。每個(gè) 一次性盒112可具有與患者初始樣本配對(duì)的唯一條形碼128。可選地，盒匣126可被插入對(duì)樣 品進(jìn)行光學(xué)分析的設(shè)備，如圖4所示的光學(xué)分析儀16。優(yōu)選地，用于在樣品處理器中獲得經(jīng) 處理的尿液樣品的相同轉(zhuǎn)盤被用于對(duì)經(jīng)處理的樣品進(jìn)行光學(xué)分析的設(shè)備中。
[0115] 如8D、8E和8F示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的不包含一次性部件118、120和122 的一次性盒112,其中設(shè)置了連接夾113、115和117。這些連接夾113、115、117在水平方向沿 著盒112主體側(cè)部114的底邊部延伸。如圖8D和8E所示，連接夾115可包括垂直延伸的對(duì)準(zhǔn)構(gòu) 件116。該垂直延伸的構(gòu)件116可用于在插入到盒匣126的過程中對(duì)準(zhǔn)盒112。連接夾113、 115、117被配置為與盒匣126中的盒開口協(xié)作，如圖8C所示，以在其內(nèi)形成卡扣裝置，將盒 112附接到這個(gè)開口中。因此，在此實(shí)施方式中，盒匣126中的盒開口能夠包括適當(dāng)?shù)膴A開口 (未示出），所述夾開口被配置為與盒112的夾113、115、117和對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件116協(xié)作。
[0116]通常，離心管118可首先容納經(jīng)過濾的樣本的例如1ml到約2ml的樣品。然后，通過 對(duì)樣品離心、通過用移液管尖120在兩個(gè)傾移周期中傾移出上清液、隨后通過用生理鹽水或 水重新填充離心管118,使該樣品被生理鹽水或水充分稀釋。然后，可使用移液管尖120從離 心管118抽取預(yù)定量的流體，例如100~500yl的流體，并且將該流體分配至指定患者的對(duì)應(yīng) 光學(xué)杯或皿122中。
[0117] 上一段討論的計(jì)量/傾移、計(jì)量/重新填充、以及計(jì)量/液體轉(zhuǎn)移過程可優(yōu)選地用于 獲得樣品中溶解的材料的約1，〇〇〇,〇〇〇: 1稀釋液，并且將樣品（例如，生物樣品）中的污染物 (例如，細(xì)菌)保留在離心管118中。這可通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：1)通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的 手段以12，000g離心力對(duì)樣品進(jìn)行離心；2)通過移液管尖120傾移出約95 %的流體;3)用生 理鹽水替換步驟2)中的傾移溶液；以及4)用移液管尖120至少重復(fù)步驟1)、2)、3)五次。隨后 通過移液管尖120將離心管118中最終處理的尿液樣品傾移至光學(xué)杯或皿122中。
[0118] 隨后光學(xué)杯或皿122中最終處理的樣品可用于光學(xué)分析，以確定樣品中微生物的 身份和/或數(shù)量。該信息可通過用前述第2007/0037135A1號(hào)的美國(guó)專利申請(qǐng)公開文本所公 開的系統(tǒng)獲得
[0119] 圖9A和9B示出了通常如122所示的光學(xué)杯或皿，其包括矩形容器123,該矩形容器 具有井156和與井156鄰接的矩形開口 158,矩形開口 158用于接收隨后裝載在井156中的流 體樣品。如上所述，光學(xué)杯或皿122可由玻璃或塑料制成，優(yōu)選地由噴射成型的塑料制成。流 體樣品可以是例如生物、化學(xué)或毒性樣品，例如，例如對(duì)樣品中的有機(jī)體或微生物(例如，細(xì) 菌)的類型和數(shù)量進(jìn)行光學(xué)分析的尿液樣品。容器123的井156通過間隔的側(cè)壁160和162、間 隔的端壁164和166以及底板168形成。間隔的側(cè)壁160和162以及間隔的端壁164和166形成 鄰接矩形開口 158的凸緣170。如圖9A和9B所示，端壁166具有上部區(qū)域172和下部漸縮區(qū)域 124,下部漸縮區(qū)域124從端壁166的上部區(qū)域172向內(nèi)延伸并且相對(duì)于端壁166的上部區(qū)域 172和矩形開口 158向下延伸，使得底板168的長(zhǎng)度小于矩形開口 158的長(zhǎng)度。
[0120] 具體參照?qǐng)D9A，光學(xué)杯或皿122還包括帶狀襯料174,帶狀襯料174延伸端壁164、底 板168、端壁166的上部區(qū)域172和端壁166的下部漸縮區(qū)域124的全部長(zhǎng)度，以覆蓋端壁164、 底板168、端壁166的上部區(qū)域172和端壁166的下部漸縮區(qū)域124的內(nèi)表面。因?yàn)閹钜r料 174的各個(gè)面都接觸液體樣品，所以其可被稱為"濕的"帶狀襯料。帶狀襯料174優(yōu)選地由例 如鋁的反射材料制成。帶狀襯料174由一片沖模的鋁制成，在將帶狀襯料174安裝至井156中 之前，所述沖模鋁可被成形為與由端壁164、底板168、端壁166的下部漸縮區(qū)域124和端壁 166的上部區(qū)域172形成的結(jié)構(gòu)相符。
[0121] 光學(xué)杯或皿12 2可由已知材料制成，以使在可能被樣品的光學(xué)分析所使用的入射 光激發(fā)的、從材料中浸出的污染物最少。如上所述，光學(xué)杯或皿122可以是噴射成型的并且 由例如ABS塑料或玻璃的材料制成?？深A(yù)見的是，在光學(xué)杯或皿122的容器123中的樣品或樣 本的光學(xué)分析中所提供的紫外光被引導(dǎo)至井156的漸縮區(qū)域124用于樣本的光學(xué)分析，并且 被包括端壁166的下部漸縮區(qū)域124的帶狀襯料174反射。如上所述，光學(xué)杯或皿122的材料、 帶狀襯料174的反射材料以及端壁166的下部漸縮區(qū)域124協(xié)同工作以增強(qiáng)紫外光的反射， 從而更有效地收集樣品的熒光發(fā)射以用于鑒定和定量樣品中的有機(jī)體或微生物、例如細(xì) 菌，并且同時(shí)使背景熒光最小和/或使來自容器或容器濕表面的樣品流體的污染物最少。從 光學(xué)杯或皿122收集樣品的熒光發(fā)射的更多細(xì)節(jié)將在下面描述。
[0122] 圖9B圖示了可選地，如果需要從側(cè)壁160和162以及端壁164、底板168、端壁166的 下部漸縮區(qū)域124和端壁166的上部區(qū)域172收集光用于樣品的光學(xué)分析，則光學(xué)杯或皿122 可包括完整襯料176。完整襯料176被成形和形成為基本上包覆或覆蓋側(cè)壁160和162、端壁 164、底板168、端壁166的下部漸縮區(qū)域124和端壁166的上部區(qū)域172的內(nèi)表面。就光學(xué)分析 儀的紫外光而言，圖9B所示的完整襯料176所起的作用與圖9A所示的光學(xué)杯或皿122的井 156中的帶狀襯料174所起的作用類似。
[0123] 圖9A的帶狀襯料174和圖9B的完整襯料176可被拋光以獲得用于光學(xué)杯或皿122中 紫外光反射的期望表面光潔度。拋光工藝可在用于形成濕的帶狀襯料174或濕的完整襯料 176的反射材料上進(jìn)行，或者在沖模和成形工藝之前當(dāng)反射材料即鋁還是未加工的片狀時(shí) 進(jìn)行，或者當(dāng)襯料174和176通過體拋光工藝成形和插入到光學(xué)杯或皿122時(shí)進(jìn)行。也就是 說，可在沖模和成形工藝之前對(duì)反射材料進(jìn)行拋光，或者可對(duì)沖模的零件進(jìn)行拋光。
[0124] 圖9C圖示了圖9A的濕的帶狀襯料174可通過卷邊工藝緊固至光學(xué)杯或皿122。在此 情況下，濕的帶狀襯料174的一端178被折彎以符合圍繞由端壁166形成的凸緣154部分的外 輪廓并位于該凸緣的外輪廓下，端178通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的卷邊工藝固定至凸緣 154。盡管圖9C未示出，但是可以理解，帶狀襯料174的另一端可被折彎以符合圍繞由端壁 164形成的凸緣154部分的外輪廓并位于該凸緣的外輪廓下，然后通過卷邊工藝固定至凸緣 154〇
[0125] 還應(yīng)理解，雖未示出，但在圖9B的完整襯料176被安裝在光學(xué)杯或皿122中的情況 下，襯料176可通過卷邊工藝緊固至凸緣154。完整襯料176可通過級(jí)進(jìn)模被沖模和折疊并且 被展開)用于安裝在光學(xué)杯或皿122中。襯料174和176都可被纏繞在卷軸上，光學(xué)杯或皿122 能夠在自動(dòng)制造過程中被容易地組裝。也就是說，襯料174和176可位于卷軸上，從而機(jī)器能 夠被給送有卷軸和插入光學(xué)杯或皿122中的襯料。
[0126] 圖9A和圖9B示出了用于光學(xué)杯或皿122的反射材料，作為被制造、形成或成形以插 入或安裝在容器123的井156中的單獨(dú)片。本發(fā)明預(yù)想可用如圖10中標(biāo)號(hào)為180的薄反射材 料層代替襯料174和176涂覆在光學(xué)杯或皿122上。在此實(shí)施方式中，光學(xué)杯或池122可被噴 射成型為具有期望的表面光潔度并且通過真空金屬化工藝或電鍍工藝涂覆有薄反射材料 層180,例如純鋁。工業(yè)上已經(jīng)表明涂覆具有一定深度的容器的內(nèi)表面可能存在一定的困 難。在這種情況下，可能需要提供定制的電極以實(shí)現(xiàn)光學(xué)杯或皿122的容器123的井156中涂 層的期望覆蓋和均勻性。反射材料涂層180可類似于圖9B的完整襯料176全部地沿著容器 123的側(cè)壁160和162、端壁164和166以及底板168的內(nèi)表面延伸，或者可類似于圖9A所示的 帶狀襯料174部分地沿著容器123的端壁164、底板168、端壁166的下部漸縮區(qū)域124以及端 壁166的上部區(qū)域的內(nèi)表面延伸。
[0127] 圖11A、11B和11C示出了將帶狀襯料174緊固在光學(xué)杯或皿122的容器123中的另外 系統(tǒng)。具體地，圖11A圖示了帶狀襯料174可通過單向保持突起175緊固至由端壁164形成的 凸緣170部分，單向保持突起175以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式貫穿帶狀襯料174和凸緣 170。例如，對(duì)于單向保持突起175,容器123具有帶小"齒"的柱并且襯料具有孔或開口，一旦 襯料被定位在柱上，柱的"齒"防止襯料移動(dòng)并因此防止其滑出容器123,雖未示出，但可以 理解，帶狀襯料174的另一端也可通過類似的方式附接至由端壁166形成的凸緣170部分。
[0128] 圖11B具體示出了帶狀襯料174的一端可通過熱撐銷182緊固至由端壁164形成的 凸緣170部分，帶狀襯料174的另一端可通過熱撐銷184緊固至由端壁166形成的凸緣170部 分。熱撐銷182和184對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是公知的。例如，通常，熱撐銷182和184是大 體光滑的，一旦帶狀襯料174被定位在銷182、184上，使端部受熱變形，從而防止帶狀襯料 174滑出容器123。
[0129] 圖11C具體示出了帶狀襯料174的一端可通過卡扣機(jī)構(gòu)186在靠近凸緣170處被緊 固在端壁164中。卡扣機(jī)構(gòu)186可通過用工具剝?nèi)ツＶ撇牧隙纬捎诙吮?64中。如果帶狀襯 料174由鋁制成，因?yàn)殇X具有足夠的撓性從而可被容易地卡扣到卡扣機(jī)構(gòu)186，所以帶狀襯 料174可被牢固地保持在卡扣機(jī)構(gòu)186中。盡管在圖11C中未示出，但是可以理解，端壁166還 包括類似的卡扣機(jī)構(gòu)186以用于將帶狀襯料174的另一端緊固到光學(xué)杯或池122的容器123 中。
[0130] 圖12示出了包括上部件190和下部件192的兩件式結(jié)構(gòu)的光學(xué)杯或皿188。如圖所 示，上部件190具有矩形主體193,矩形主體193包括鄰接凸緣196的矩形開口 194,凸緣196由 間隔的側(cè)壁198和199以及端壁200和201形成。雖未示出，但是上部件190在底部也是完全開 放的并且具有鋸齒狀部分202。下部件192具有矩形開口 204，矩形開口 204由間隔的側(cè)壁206 和207、端壁208和209以及底板210形成。下部件192的端壁209具有用于重定向光的漸縮區(qū) 域212。漸縮區(qū)域212從矩形開口 194向下延伸并且向下延伸至底板210,從而使底板210的長(zhǎng) 度小于矩形開口 204的長(zhǎng)度。
[0131] 上部件190和下部件192通過裝配至下部件192矩形開口 204的鋸齒狀部分202而連 接在一起，這兩個(gè)部件190和192可通過選自超聲波、對(duì)焊工藝；超聲波、剪焊工藝;壓合工 藝;卡扣工藝；以及使用在結(jié)合過程中將兩個(gè)部件190和192固定在一起的壓合或卡扣的溶 劑焊接工藝的方法結(jié)合在一起。在這種示例中，下部件192足夠淺，以使下部件192的間隔的 側(cè)壁206和207、端壁208和209以及底板210的期望臨界光學(xué)內(nèi)表面優(yōu)選地以與上述參照?qǐng)D 10討論的使用具有深井156的光學(xué)杯或皿122的一些缺點(diǎn)相比具有成本效益的方式、通過真 空金屬化工藝涂覆有反射材料180,例如鋁。上部件190可被當(dāng)作裙?fàn)畈炕蚍罏R屏障，從而防 止樣品流出光學(xué)杯或皿188。
[0132] 可以理解，本發(fā)明的光學(xué)杯或皿122和188的上凸緣可用于將光學(xué)杯或皿122和188 支撐在盒匣126中所使用的一次性盒112的上表面150上，以用于處理樣品并且對(duì)樣品進(jìn)行 光學(xué)分析。另外，光學(xué)杯或皿122和188的反射表面使得來自光學(xué)分析儀的紫外光可被向下 引導(dǎo)到杯或皿中，并且如下所詳細(xì)討論的被反射表面和漸縮區(qū)域反射，以更高效和有效地 產(chǎn)生在獲得用于光學(xué)分析樣本所需信息中所必要的熒光發(fā)射用于鑒定和定量例如樣本(例 如，尿液樣本)中的有機(jī)體或微生物、例如細(xì)菌。
[0133] 下面將描述如PCT專利申請(qǐng)PCT/US2008/079533所公開的、圖4A、4B和4C的光學(xué)分 析儀16。雖然附圖示出了根據(jù)圖1A、1B和2所示的實(shí)施方式的盒12，但是認(rèn)為，圖8A和8F的可 選的盒連同圖9A-9C、10、11A-11C和12的杯或皿設(shè)計(jì)122和/或188也可與光學(xué)分析儀16-起 使用。參照?qǐng)D4A，光學(xué)分析儀16包括:光學(xué)系統(tǒng)44(在4B和4C中更詳細(xì)地示出）；熱控制單元 (未示出）；具有接納和支撐盒匣54并使其旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)臺(tái)52的抽屜51，盒匣54包含用于接 收一次性盒12的多個(gè)固定器56,在盒12中，光學(xué)杯或皿22包含待分析的、經(jīng)處理的尿液樣 品；以及條形碼讀取器58(圖4A)。
[0134] 可以理解，具有包含用于光學(xué)分析的、經(jīng)處理的尿液的光學(xué)杯或皿22、122或128的 盒12或112被置于盒匣54的固定器56中。圖4A示出了安裝在可旋轉(zhuǎn)臺(tái)52上的盒匣54被裝載 到光學(xué)分析儀16中。手動(dòng)將抽屜51拉出以用于裝載和卸載盒匣54。抽屜51包括熱控制單元 (未示出）和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（未示出）。當(dāng)盒匣54被裝載到可旋轉(zhuǎn)臺(tái)52上時(shí)，盒匣54和抽屜51的對(duì) 準(zhǔn)部件允許操作人員將盒匣54正確定向在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和熱控制單元上。一旦抽屜51和盒匣54 被手動(dòng)插入到光學(xué)分析儀16中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使盒匣54旋轉(zhuǎn)，同時(shí)條形碼讀取器站58(圖4A)盤 點(diǎn)樣品。水平傳感器(未示出）驗(yàn)證各個(gè)光學(xué)或皿22包含有正確的樣品量。當(dāng)用戶界面顯示 光學(xué)杯或皿22中的所有樣品都已被分析完畢時(shí)，操作人員能夠操作光學(xué)分析儀16,當(dāng)光學(xué) 分析儀16的任何部件運(yùn)動(dòng)時(shí)或當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)44的紫外光源打開時(shí)，防止抽屜51被打開。
[0135] 圖4A示出了可旋轉(zhuǎn)臺(tái)52上的盒匣54被定位在光學(xué)分析儀16中。光學(xué)分析儀16還包 括相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)44精確定位抽屜51的機(jī)械鎖定系統(tǒng)(未示出）。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被配置為自動(dòng)地 旋轉(zhuǎn)盒匣54以將各個(gè)盒12定位在條形碼讀取站58中并與光學(xué)系統(tǒng)44精確地對(duì)準(zhǔn)。第二機(jī)械 鎖定系統(tǒng)(未示出）用于將各個(gè)光學(xué)杯或皿22緊固在其相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)44的合適位置用于 光學(xué)分析。
[0136] 圖4A示出了光學(xué)杯或皿22的熱控制。優(yōu)選地，各個(gè)光學(xué)杯或皿22的溫度被降低至 使細(xì)菌的新陳代謝減緩而使熒光信號(hào)增強(qiáng)的溫度。作為熱電冷卻器(TEC)的熱控制單元47 冷卻位于盒匣54下方的可旋轉(zhuǎn)臺(tái)52上的大型貯熱體60。貯熱體60(圖4A)直接與光學(xué)杯或皿 22接觸。
[0137] 在可替代的實(shí)施方式中，本發(fā)明包括用于冷卻和控制由一次性盒所承載的本發(fā)明 的光學(xué)杯或皿22中的樣品溫度的系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)在樣本的光學(xué)分析中有特別的應(yīng)用， 這是因?yàn)闊晒庑盘?hào)會(huì)隨著溫度的改變而改變，所以導(dǎo)致對(duì)樣本分析的不充分。
[0138] 圖13A示出了基于本發(fā)明的一個(gè)設(shè)計(jì)的用于輸送水的系統(tǒng)的示意圖，所輸送的水 冷卻空氣，空氣進(jìn)而被輸送以冷卻樣本。更具體地，光學(xué)分析儀16包括對(duì)支撐多個(gè)一次性盒 (未示出）的轉(zhuǎn)盤15進(jìn)行封裝的殼體72,所述一次性盒支撐包含樣本的光學(xué)杯或皿（未示 出）。管道系統(tǒng)74圍繞轉(zhuǎn)臺(tái)80外周并且包括繞轉(zhuǎn)臺(tái)80運(yùn)送水的上翅管76和下翅管78。如圖 13A左邊的箭頭A1所示，冷凍水從熱電冷卻器(TEC)(未示出）被輸送至上翅管76,并且如圖 13右邊的箭頭A2所示，冷卻水以約0.5~1.0加侖每分鐘的速率從上翅管76被輸送至熱電制 冷器或冷卻器。輸送至上翅管76的冷凍水的溫度保持在用于冷卻樣本的期望溫度的±0.1 °C之間。這是通過檢測(cè)輸送至熱電制冷器的冷卻水(如箭頭A2所示）的溫度，并且通過該信 息將正從TE制冷器輸送的冷凍水(如箭頭A1所示）的水溫調(diào)整至充分冷卻樣本并將其保持 在期望溫度下所需的溫度而實(shí)現(xiàn)的。多個(gè)粗黑箭頭A3表示圍繞下翅管78的空氣向上被抽入 扁平封裝風(fēng)扇82(即低廓形風(fēng)扇），多個(gè)粗黑箭頭A4表示空氣從扁平封裝風(fēng)扇82行進(jìn)至轉(zhuǎn)臺(tái) 80、向上進(jìn)入轉(zhuǎn)臺(tái)80的開口84并且通過轉(zhuǎn)盤15的開口，如箭頭A5所示。
[0139] 如圖14A最佳示出，轉(zhuǎn)盤15的上表面86具有多個(gè)區(qū)域，一些區(qū)域由參考標(biāo)號(hào)88表 示。每個(gè)區(qū)域88形成腔室并具有開口 90。由扁平封裝風(fēng)扇82分配的來自轉(zhuǎn)臺(tái)80開口 84的冷 卻氣體穿過開口90進(jìn)入?yún)^(qū)域88的對(duì)應(yīng)腔室中。如圖15最佳示出，轉(zhuǎn)盤15的下表面92包括內(nèi) 轂94、從內(nèi)轂94延伸的多個(gè)徑向肋96、以及外環(huán)98,外環(huán)98連接至徑向肋96并且包括用于將 冷卻氣體輸送至安裝在轉(zhuǎn)盤15上表面86的區(qū)域88中的多個(gè)開口 90。開口 90可以是0.156英 寸的孔。因?yàn)檗D(zhuǎn)盤15具有約48個(gè)隔間或區(qū)域88,每個(gè)隔間或區(qū)域88具有開口 90,所以穿過開 口 90并輸送到隔間或區(qū)域88中的冷卻氣體的噴射氣流速率的范圍可以為從約15~20立方 英尺每分鐘。
[0140] 參考圖14A和14B，可以理解，形成轉(zhuǎn)盤15的每個(gè)區(qū)域88支撐一個(gè)一次性盒112,類 似于如圖2和3A所示的盒112。每個(gè)一次性盒112包含離心管118、移液管尖120和用于裝載樣 本的一次性光學(xué)杯或皿122(圖14A)。離心管118和移液管尖120通常用于制備和處理一次性 光學(xué)杯或皿122中的樣品以用于在圖13A的光學(xué)分析儀16中對(duì)樣本中的污染物(例如，有機(jī) 體)進(jìn)行光學(xué)分析。每個(gè)盒被容納在一個(gè)隔間中。如圖14A所示，每個(gè)隔間具有如圖8D所示的 接納夾113、115和117的下凹陷唇部。此外，圖8D的對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件116適于與對(duì)接納一次性盒112 的對(duì)應(yīng)隔間進(jìn)行限定的相鄰壁之一協(xié)作，使得對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件接觸一個(gè)隔間壁并且另一個(gè)隔間壁 接觸與對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件116對(duì)置的壁114以用于水平對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件116是可選的并且以透視的方 式在圖8E中示出。
[0141] 優(yōu)選地，轉(zhuǎn)臺(tái)80由鋁制成，一次性盒112和光學(xué)杯或皿122是噴射成型的透明塑料。
[0142] 圖13B示出了根據(jù)本發(fā)明另一設(shè)計(jì)的示意圖，說明用于傳送冷卻空氣給轉(zhuǎn)盤15的 空氣噴射的路徑。部件270中的一對(duì)TEC模塊278冷卻"冷板" 271，272，274，其輪流冷卻周圍 空氣，并且通過空氣栗或徑向風(fēng)扇279，該空氣提供給樣本。冷卻的空氣，如由箭頭A6所示， 通過轉(zhuǎn)臺(tái)280的至少一個(gè)或多個(gè)開口 284和轉(zhuǎn)盤15的開口而向上提供。
[0143] 冷室部件270封裝轉(zhuǎn)盤15，包括"冷板"，包含頂板271，如圖15B和15E最佳示出，底 板272，如圖15D最佳示出，由隔板274而隔離。絕緣底部部件275，如圖15C最佳示出，位于底 板272的下方。絕緣底部部件有一對(duì)孔276 JEC模塊278通過任一孔276延伸與底板272接觸， 并冷卻它。所述空氣利用徑向風(fēng)扇279通過盒轉(zhuǎn)移或消失。多個(gè)開口 284延伸通過頂板和底 板271，272和隔板274,用于提供冷卻的空氣到腔室部分288。頂板271的多個(gè)返回開口 285用 于冷空氣通過腔室288而循環(huán)，以便更溫暖的空氣經(jīng)過TEC模塊278而回收用于再次冷卻。
[0144] 如圖15F的最佳示出，轉(zhuǎn)盤15的上表面286具有多個(gè)部分，部分由參考數(shù)字288表 示。每一部分形成腔室，通過入口 290和出口 291實(shí)現(xiàn)冷空氣的循環(huán)。如上所述，由徑向風(fēng)扇 279分配的冷空氣來自頂板和底板271，272的開口 284，并通過入口 290進(jìn)入各自腔室部分 288,然后通過出口291而流出。入口和出口290,291可以是0.156英寸的洞。因?yàn)檗D(zhuǎn)盤15具有 大約40-50個(gè)組件或部分288,每一個(gè)組件或部分288具有入口 290和出口 291，然后通過入口 和出口 290,291循環(huán)，并進(jìn)入組件或部分288的冷空氣流射的空氣流速的范圍大約是15到20 每分鐘立方英尺?？梢岳斫獾氖墙M件或部分88,288的數(shù)量可以改變。
[0145] 再次參照?qǐng)D13A，13B，14A和15F，在光學(xué)分析儀16中，由區(qū)域88,288組成的轉(zhuǎn)盤15 由轉(zhuǎn)臺(tái)80支撐，轉(zhuǎn)臺(tái)80逐個(gè)地將光學(xué)杯或皿122(圖14A，15F)放置和定位在光學(xué)系統(tǒng)（未示 出）下。參照?qǐng)D13A和13B描述的本發(fā)明冷卻系統(tǒng)被操作以使光學(xué)杯或皿122中的樣本冷卻至 期望的溫度。例如，在圖13A和13B的冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)約5分鐘之后，可將各個(gè)樣品從室溫冷卻 至期望溫度，例如約25-18°C，隨后溫度可被控制在期望溫度的±0.5°C內(nèi)直至完成樣品的 光學(xué)分析。由于轉(zhuǎn)臺(tái)80是鋁的，一次性盒112和光學(xué)杯或皿122是塑料的，并且光學(xué)杯或皿 122被支撐在一次性盒12中，一次性盒12進(jìn)而被支撐在轉(zhuǎn)盤15的區(qū)域88,288中，因此使用對(duì) 流冷卻以助于冷卻噴射氣體在樣品的快速冷卻中穿過開口 90進(jìn)入?yún)^(qū)域88，288。
[0146] 本發(fā)明的又一實(shí)施方式設(shè)想一種類似于上面參考圖13A和14A描述和示出的轉(zhuǎn)臺(tái)。 鋁塊被置于轉(zhuǎn)臺(tái)下，并且具有與轉(zhuǎn)臺(tái)相關(guān)聯(lián)的通道用于將冷凍氣體從TEC模塊運(yùn)送至轉(zhuǎn)臺(tái)， 并且將冷卻氣體從轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)送至TEC模塊，并因此從轉(zhuǎn)盤運(yùn)送至TEC模塊用于冷卻樣品并且隨 后以上文參照?qǐng)D13A和14A描述的類似方式冷卻樣本的溫度。
[0147] 現(xiàn)在對(duì)光學(xué)分析儀16的光學(xué)系統(tǒng)44進(jìn)行描述。圖4B更詳細(xì)地示出了該光學(xué)系統(tǒng)。 光學(xué)系統(tǒng)44包括三個(gè)單獨(dú)的單元，即激發(fā)單元44(a)、光學(xué)收集單元44(b)和分光儀。激發(fā)由 紫外(UV)光源提供，紫外光源優(yōu)選地為L(zhǎng)ED(發(fā)光二極管）。一組五個(gè)LED模塊提供激發(fā)單元 44(a)并以五種不同激發(fā)波長(zhǎng)順序地向每個(gè)樣品杯或皿22、122或188提供激發(fā)信號(hào)，五種不 同激發(fā)波長(zhǎng)按照相同的順序應(yīng)用于每個(gè)樣品杯或皿22、122或188。激發(fā)時(shí)間約為每種波長(zhǎng) 14秒。激發(fā)發(fā)射是通過透鏡和濾光片44(d)進(jìn)行引導(dǎo)的，以被引導(dǎo)至皿22、122或188中樣品 的上表面。為了使每個(gè)激發(fā)波長(zhǎng)的形狀變窄或控制每個(gè)激發(fā)波長(zhǎng)的形狀，使用窄帶濾光片。 這些濾光片沿向下的方向?qū)⒓ぐl(fā)波長(zhǎng)E引導(dǎo)至樣品杯或皿22,并且熒光發(fā)射F沿向上方向從 匣的相同位置被反射回光學(xué)收集單元。熒光發(fā)射可通過濾光片裝置進(jìn)行分離和引導(dǎo)。圖4C 示出了光學(xué)系統(tǒng)44的定位。如前所述，機(jī)械鎖定部件定位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得樣品杯或皿22精確 地對(duì)準(zhǔn)。該精確對(duì)準(zhǔn)允許熒光發(fā)射反射至允許進(jìn)行熒光測(cè)量的光學(xué)系統(tǒng)44。使用光學(xué)元件 (未示出）聚集熒光發(fā)射并將其引導(dǎo)至分光儀以用于測(cè)量。
[0148] 此外，光學(xué)收集單元包括光學(xué)元件以聚集杯或皿122中樣品的熒光發(fā)射并將其引 導(dǎo)至分光儀。
[0149] 光學(xué)系統(tǒng)44(圖4B和4C)可包括具有CCD(電荷耦合器件）光子探測(cè)器的Czerny-Turner(柴爾尼-特納)分光儀，由此熒光光子在接觸CCD裝置之前被多個(gè)反射鏡反射。發(fā)射 的熒光通過累積一段時(shí)間后在CCD裝置上被監(jiān)控。還設(shè)想采用鄰近入射狹縫和CCD裝置的附 加柱面透鏡對(duì)柴爾尼-特納分光儀進(jìn)行修改以提高光子利用率。此外，如圖5示意性地示出， 反射的凸"角"H可設(shè)置于分光儀SM的狹縫S入口處以引導(dǎo)附加的光子穿過狹縫S。
[0150]參照?qǐng)D4A，光學(xué)系統(tǒng)44具有不透光的外罩或殼體64以使進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)44的光最 少，(XD裝置的照相機(jī)包括熱電冷卻器(TEC)(未示出）用于將熱量從照相機(jī)芯片轉(zhuǎn)移至光學(xué) 系統(tǒng)44的外罩或殼體64。
[0151]現(xiàn)在將對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的分光儀進(jìn)行描述。本發(fā)明分光儀的部件的布置接收從光學(xué)收 集系統(tǒng)射出的照明光束，光學(xué)收集系統(tǒng)與在光學(xué)分析儀中使用的光學(xué)杯或皿相鄰，光學(xué)分 析儀鑒定和定量樣本中的污染物(例如，細(xì)菌)的存在。
[0152] 首先參照?qǐng)D16,本發(fā)明的分光儀300與具有多個(gè)透鏡的光學(xué)收集單元232和容納尿 液樣本的光學(xué)杯或皿188結(jié)合使用。分光儀300在與光學(xué)收集單元232和光學(xué)杯或皿188的照 明光束的傳播路徑相同的路徑上包括:分光儀狹縫302,緊鄰光學(xué)收集單元232被設(shè)置；以及 第一柱面透鏡304,緊鄰狹縫302被設(shè)置。第一準(zhǔn)直反射鏡306和第二準(zhǔn)直反射鏡308位于第 一柱面透鏡304的最左側(cè)，光柵310位于光學(xué)收集單元232底部。第二柱面透鏡312和C⑶傳感 器314在圖16中位于光柵310的左側(cè)。
[0153] 來自光源(未示出）的照明光束以上面討論的方式進(jìn)入光學(xué)杯或皿188,熒光從光 學(xué)杯或皿188發(fā)出并穿過光學(xué)收集單元232的透鏡。熒光光束從光學(xué)收集單元232穿過分光 儀狹縫302并穿過第一柱面透鏡304。熒光光束從第一柱面透鏡304沿第一光路朝向第一光 準(zhǔn)直反射鏡306傳播。該光束從第一準(zhǔn)直反射鏡306被反射并且沿著第二光路穿過光柵310 傳播。焚光光束在光柵310中被分散成多個(gè)分散的光束，這些分散的光束被光柵310反射并 且沿著第三光路朝向第二準(zhǔn)直反射鏡308傳播。這些分散的光束撞擊第二準(zhǔn)直反射鏡308， 第二準(zhǔn)直反射鏡308使這些分散的光束沿著第四光路、朝向并穿過第二柱面透鏡312聚焦。 來自第二柱面透鏡312的分散光束隨后被CCD傳感器314接收。光譜信息被CCD傳感器314捕 獲以用于對(duì)光學(xué)杯或皿188中的尿液樣本進(jìn)行光學(xué)分析。
[0154] 第一反射鏡306、第二反射鏡308和光柵310優(yōu)選地為球形并且具有3英寸的直徑。 光柵310優(yōu)選地為具有1200線每毫米（1pm)且在300nm的波長(zhǎng)區(qū)域照耀10.4°的平面衍射光 柵。這種合適的光柵通過Newport公司制造的型號(hào)為53-030R的產(chǎn)品獲得。
[0155] 圖17中示出了這種類型的光柵310的光柵響應(yīng)，其中線L1代表S-平面，線L2代表P-平面并且線L3代表S-平面和P-平面的平均。通過圖21的曲線圖可以理解，最佳的吸收效率 發(fā)生在300~400nm波長(zhǎng)區(qū)域，該區(qū)域?yàn)楸景l(fā)明的分光儀300所需的光柵所關(guān)心的區(qū)域。
[0156] 再次參照?qǐng)D16,第一柱面透鏡304和第二柱面透鏡312由熔融石英制成并且是被稱 為現(xiàn)貨部件或C0TS的部件。鄰近分光儀狹縫302設(shè)置的第一柱面透鏡304位于距狹縫302約 10.7mm處并且是型號(hào)為CLCX-15.00-10.2-UV的CVI，鄰近CCD傳感器314設(shè)置的第二柱面透 鏡 312 是型號(hào)為 RCX-40025 ? 4-15 ? 3-UV 的 CVI。
[0157] 仍然參照?qǐng)D16，鄰近分光儀狹縫302的第一準(zhǔn)直反射鏡306具有約400m的標(biāo)稱半 徑，第二準(zhǔn)直反射鏡308具有約350m的標(biāo)稱半徑。第一準(zhǔn)直反射鏡306與第二準(zhǔn)直反射鏡308 的焦距比可被調(diào)整以使照明光束的300~420nm的光譜適合(XD傳感器314的芯片。
[0158] (XD傳感器314可以是Hamamatsu的型號(hào)為S7031-1008的芯片，該芯片寬約25mm、長(zhǎng) 約emnuCXD傳感器314優(yōu)選地為使用熱電冷卻器(TEC)的單級(jí)冷卻單元。對(duì)于300~400nm的 帶寬范圍，同時(shí)也是本發(fā)明所關(guān)心的波長(zhǎng)范圍，優(yōu)選的CCD傳感器314的芯片的量子效率約 為 50%。
[0159] 仍然參照?qǐng)D16，分光儀狹縫302的尺寸標(biāo)稱為2.8mm寬、5mm長(zhǎng)。通過10nm FWHM的源 帶寬和源輸出波長(zhǎng)的三角函數(shù)，圖16的系統(tǒng)在CCD傳感器314平面處的光譜寬度為12.5nm FWHM。圖16所示的分光儀300的接收角約為0.4NA(納埃）。
[0160]在本發(fā)明的裝置300中，第一柱面透鏡304傾向于捕捉從分光儀狹縫302射出的熒 光束的附加輻射并隨后引導(dǎo)該輻射穿過圖16的光學(xué)系統(tǒng)。接近CCD傳感器314平面的第二柱 面透鏡312傾向于將該輻射聚焦到CCD平面中約6mm長(zhǎng)的像素上。發(fā)明人認(rèn)為，相比于不包括 類似于本發(fā)明透鏡304和312的傳統(tǒng)分光儀，第一柱面透鏡304和第二柱面透鏡312的結(jié)合提 高了圖20所示的分光儀300的通過量。
[0161 ]圖16所示的分光儀300通?？深愃朴诮徊鍯zerny-Turner的布局，特別外加第一柱 面透鏡304和第二柱面透鏡312,以產(chǎn)生低分辨率（小于10nm)但高靈敏度的分光儀，用于 300nm~420nm范圍的波長(zhǎng)。(XD傳感器314的平面表示長(zhǎng)度為25mm的探測(cè)器。
[0162] 樣品處理器14具有HEPA空氣過濾系統(tǒng)，以在過濾由樣品處理器14排出的空氣的過 程中用于通風(fēng)目的。
[0163] 還設(shè)想LED的強(qiáng)度被監(jiān)控以使發(fā)射的熒光與激發(fā)熒光的強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)。具體地，由光 學(xué)分析儀16獲取的信息可用于生成類似于第2007/0037135A1號(hào)美國(guó)申請(qǐng)公布文本的圖5至 9的曲線圖，該申請(qǐng)是共有的且其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文，該曲線圖的更多細(xì)節(jié)將在下 文描述。該曲線圖代表樣品杯或皿22中細(xì)菌的濃度、熒光強(qiáng)度、發(fā)射波長(zhǎng)和激發(fā)波長(zhǎng)。
[0164] 用于對(duì)在鑒定和定量樣品中污染物的光學(xué)分析儀16中使用的光學(xué)杯或皿122中的 光進(jìn)行激發(fā)和光學(xué)收集的照明裝置在圖18至21示出并且將在下文詳細(xì)描述。
[0165] 第7,277,175B2號(hào)美國(guó)專利文獻(xiàn)中示出了一種公知的測(cè)量系統(tǒng)，該專利文獻(xiàn)公開 了用于對(duì)液體樣品的性質(zhì)進(jìn)行波長(zhǎng)選擇性測(cè)量的系統(tǒng)和方法。更具體地，該系統(tǒng)包括光源、 光學(xué)輸送系統(tǒng)、至少兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)、樣品保持組件、濾光片組件、傳輸系統(tǒng)和探測(cè)器。該濾光 片組件可以是包含在濾光片輪內(nèi)的一組濾光片。該系統(tǒng)可提供少量液體樣品的性質(zhì)測(cè)量， 該測(cè)量允許將選擇性波長(zhǎng)濾光片插入位于測(cè)量位置附近的光具組中以增加信噪比。然而該 系統(tǒng)不提供用于對(duì)尿液樣本中的細(xì)菌進(jìn)行光學(xué)分析的、具有增強(qiáng)信噪比的緊湊光學(xué)讀取 器。
[0166] 本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)，其包括具有緊湊的載具組裝置的光學(xué)讀取 器，所述載具組裝置產(chǎn)生校準(zhǔn)光并將其引導(dǎo)至樣本用于光學(xué)分析，并且提供增強(qiáng)的信噪比 用于改進(jìn)的樣本分析。首先參照?qǐng)D18,本發(fā)明的光學(xué)讀取器214包括照明裝置216、用于產(chǎn)生 照明光束的光源218、第一光學(xué)系統(tǒng)220、第二光學(xué)系統(tǒng)221、錨床222、以及位于第二光學(xué)系 統(tǒng)221與錨床222之間的濾光片輪223。光源218可以是氙燈、LED、氘燈及其它。雖然圖18中示 出了濾光片輪223，但也可采用線性變化的濾光片。第一光學(xué)系統(tǒng)220包括載具224，載具224 具有支撐轉(zhuǎn)向鏡和濾光片(未示出）的殼體226。第二光學(xué)系統(tǒng)221包括載具228,載具228具 有支撐轉(zhuǎn)向鏡和濾光片(未示出）的殼體230。如圖18所示，第一光學(xué)系統(tǒng)220的載具224延伸 到第二光學(xué)系統(tǒng)221的殼體230中，以將第一光學(xué)系統(tǒng)220連接至第二光學(xué)系統(tǒng)221。第二光 學(xué)系統(tǒng)221的載具228延伸到濾光片輪223、第二光學(xué)系統(tǒng)221的殼體230和錨床222中，以將 第二光學(xué)系統(tǒng)221連接至錨床222。錨床222包括:轉(zhuǎn)向鏡(未示出），其位于槽222a的右側(cè)，槽 222a如圖21所示用于接納包含流體樣品的光學(xué)杯或皿；以及光學(xué)收集裝置232,位于槽222a 上方，包含多個(gè)透鏡(更多內(nèi)容在下面討論）。
[0167] 如本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所知，濾光片用于使只在光譜的特定區(qū)域中的光透過并且 用于改變或修改光束的總體或相對(duì)能量分布。轉(zhuǎn)向鏡位于不同位置點(diǎn)以改變光傳播的方 向。透鏡用于對(duì)光進(jìn)行聚焦或非聚焦以允許不同光學(xué)效果。狹縫通常是具有特定形狀的開 口。光束穿過狹縫傳播至光柵并進(jìn)入探測(cè)裝置，例如CCD照相機(jī)。
[0168] 圖18所示的照明裝置216還包括濾光片輪223。如上述第7,277,175B2號(hào)美國(guó)專利 文獻(xiàn)第4欄第10至23行所公開的，濾光片輪包括一組濾光片，預(yù)先選擇的濾光片可被置于校 準(zhǔn)的電磁輻射的光路中。預(yù)先選擇的濾光片基本選擇預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透射。通?；谄?望的待測(cè)樣品以及由電磁輻射和樣品的相互作用引起的吸收(或發(fā)射)帶的光譜寬度對(duì)濾 光片進(jìn)行預(yù)先選擇。對(duì)于生物樣品，電磁輻射吸收集中200nm~800nm的波長(zhǎng)(A)上，主要集 中于 230nm、260nm 和 280nm。
[0169] 用于光學(xué)收集裝置232的透鏡可以是商用現(xiàn)貨(COTS)部件。
[0170] 圖19示出了以標(biāo)號(hào)234表示的通常照明光束，示出了由現(xiàn)有透鏡裝置產(chǎn)生的、從光 源到樣本的光束路徑的理論仿真。在圖23中，燈或光源(未示出）位于第一透鏡系統(tǒng)H、I、J和 K的左側(cè)，第二透鏡系統(tǒng)距離第一透鏡系統(tǒng)約為8英寸，并在位于圖19最右側(cè)的系統(tǒng)的照明 鞋狀孔（illumination shoe aperture)(未示出）處輸出。在本發(fā)明中，圖18的照明裝置216 減少圖19的照明光束234的長(zhǎng)度，照明裝置216合并濾光片輪223。濾光片輪223可裝載多個(gè) 窄帶濾光片，即在紫外光范圍內(nèi)。在這種情況下，圖18所示的光源218的輻射可被限制為 260nm~300nm的波長(zhǎng)?？蛇x地，濾光片輪223可裝載提供全部光譜及相關(guān)波長(zhǎng)的濾光片。此 外，如上所述，還可用線性變化的濾光片替代濾光片輪223。圖18的照明裝置216的第一光學(xué) 系統(tǒng)220和第二光學(xué)系統(tǒng)221中的轉(zhuǎn)向鏡(未示出）為主要反射紫外光譜帶的定制濾光片。 [0 171]圖18示出了定制濾光片的圖，定制濾光片為Newport公司提供的Newport薄膜，其 用作圖18的照明裝置216的第一光學(xué)系統(tǒng)220和第二光學(xué)系統(tǒng)221中的轉(zhuǎn)向鏡。如圖所示，這 些定制濾光片在紫外光范圍內(nèi)、即200nm~380nm的波長(zhǎng)內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)高的反射率、即約為 100，并且在可見光(VIS)和紅外（IR)范圍內(nèi)、即約400nm~608nm的波長(zhǎng)內(nèi)產(chǎn)生低反射率，即 68至低于10。因此濾光片可以是濾去可見光、近紅外和/或遠(yuǎn)紅外的濾光片。
[0172] 第US2008/079533號(hào)PCT申請(qǐng)中的也在上文詳細(xì)討論并用在圖1A、1B和2的盒12中 的光學(xué)杯或皿22具有細(xì)長(zhǎng)圓筒主體和下部漸縮末端。在該設(shè)計(jì)中，光學(xué)分析儀中的紫外 (UV)光源射向皿中部下并進(jìn)入下部漸縮末端以用于對(duì)生物樣本進(jìn)行光學(xué)分析。圖12A-12C、 13、14A-14C所示的光學(xué)杯或皿122和圖15所示的杯或皿188被設(shè)計(jì)為使在杯或皿122、188中 透射光線的熒光感測(cè)最優(yōu)。
[0173] 圖21是圖18的照明裝置216的錨床或注射靴222和光學(xué)收集裝置232的示意性側(cè)視 圖，如上所述，光學(xué)杯或皿122被定位在錨床222的槽222a中。
[0174] 再次參照?qǐng)D9A、9B、10和21，其示出了可用于本發(fā)明的光學(xué)讀取器中的光學(xué)杯或皿 122的一個(gè)實(shí)例。光學(xué)杯或皿122包括矩形容器123,矩形容器123具有下部漸縮區(qū)域124和內(nèi) 反射表面。容器123還包括兩個(gè)平行的間隔的側(cè)壁160和162、兩個(gè)間隔的端壁164和166、以 及水平底板168,第一端壁164具有鄰接水平底板168的漸縮區(qū)域124。光學(xué)杯或皿122的水平 底板168的寬度約為7_，側(cè)壁160、162和第二端壁166的深度約為18_，第一端壁164的深度 約為11mm，水平底板168的長(zhǎng)度約為16mm，漸縮區(qū)域124的長(zhǎng)度約為7mm。漸縮區(qū)域124相對(duì)于 第一端壁164的夾角約為45°。
[0175] 仍然參照?qǐng)D21，光學(xué)杯或皿122的內(nèi)表面是反射性的并且優(yōu)選地由具有高品質(zhì)表 面光潔度或小于50埃微觀粗糙度的鋁制成。光學(xué)杯或皿122可由低濾出和熒光信號(hào)材料、例 如塑料或玻璃制成。光學(xué)杯或皿122可以是噴射成型并隨后通過蒸發(fā)的鋁實(shí)施金屬化步驟 的塑料。這種方法將允許通過成批涂覆工藝進(jìn)行低成本機(jī)械制造。制造用于本發(fā)明的光學(xué) 杯或皿122的進(jìn)一步方法是如圖9A所示沿著容器123的內(nèi)表面長(zhǎng)度使用鋁箱襯料帶174,襯 料帶174如上所討論的形成第一端壁164、下部漸縮區(qū)域124、底板168和第二端壁166的形 狀。容納在光學(xué)杯或皿122中的液體樣本的容量約為955yl。
[0176] 再次參照?qǐng)D21，線L1代表進(jìn)入的照明光束。該照明光束由圖22所示的照明裝置216 產(chǎn)生并且穿過幾乎使該照明光束校準(zhǔn)的狹縫(未示出）。狹縫具有約4X4平方毫米的橫截面 并位于錨床222中。照明光束通過位于如上所述的錨床222中的轉(zhuǎn)向鏡235被反射到光學(xué)杯 或皿122中。光束L2遇到的第一表面是光學(xué)杯或皿122的下部漸縮區(qū)域124的45°內(nèi)表面。反 射光束L3在由線L4表示的液體容量中穿過光學(xué)杯或皿122。光束在撞擊第二端壁166的反射 內(nèi)表面后返回至45°下部漸縮區(qū)域124的反射內(nèi)表面，隨后熒光向上被發(fā)射，射出光學(xué)杯或 皿122并且射向錨床222。光束的擴(kuò)散由本發(fā)明的光學(xué)讀取器214(圖18)的光學(xué)系統(tǒng)控制，并 且在其返回錨床222時(shí)可通常具有約5 X 5_的橫截面。
[0177] 可以理解，考慮到杯或皿122,光學(xué)杯或皿122中的光束被引導(dǎo)以使得其在樣本的 液體容量中穿行時(shí)不照到光學(xué)杯或皿122的底部或底板168。位于槽222a上的光學(xué)收集裝置 232包括標(biāo)為236、238、240和242的多個(gè)透鏡，并且如圖21中表示發(fā)射的熒光射線的線L5、L6 和L7所示觀察光學(xué)杯或皿122的底板168和光學(xué)杯或皿122中的液體。光學(xué)熒光收集裝置232 讀取樣本的液體容量的約47%。通過除去光學(xué)杯或皿122底板168的照明并限制光學(xué)收集裝 置232以僅觀察光學(xué)杯或皿122(圖9A和9B)的底板168而不觀察側(cè)壁160、162和端壁164、 166,可使光學(xué)收集裝置232所看到的光學(xué)杯或皿122的背景熒光最小或者幾乎被消除。光線 追蹤建模顯示，理論上可獲得1 〇〇〇倍較小噪聲的因子。這對(duì)實(shí)現(xiàn)較大的信噪比是極其有利 的。通過消除來自光學(xué)杯或皿122的熒光噪聲，信號(hào)變得更加顯著，并且能夠?qū)崿F(xiàn)更高的保 真度和靈敏度。照明光束的透射和發(fā)射的熒光的測(cè)量可在每個(gè)樣品上同時(shí)進(jìn)行，或者可在 熒光測(cè)量過程中停止對(duì)樣品的照明。
[0178]下列方程式詳細(xì)說明了 SNR(信噪比）計(jì)算：
[0180] S表不信號(hào)，Bf表不背景焚光，以及Br表不考慮樣本中液態(tài)水而發(fā)生的拉曼背景。對(duì) 于現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)讀取器，信噪比（SNR)約為8.1，并具有來自熒光的超過1.5e6的噪聲光子 和來自信號(hào)的le4光子。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)中，期望將噪聲減至1.5e4噪聲光子，并且期望將信 號(hào)提高至約1.2e4光子。根據(jù)這些結(jié)果，預(yù)計(jì)本發(fā)明產(chǎn)生的信噪比將約為73。
[0181]如上所述，光學(xué)分析儀16提供被用于鑒定尿液樣品中細(xì)菌類型的結(jié)果。這可通過 將光學(xué)分析儀16連接至計(jì)算機(jī)模塊(未示出）并且將光學(xué)分析儀獲取的例如熒光發(fā)射信息 輸入計(jì)算機(jī)模塊而實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)模塊可對(duì)尿液樣品的熒光激發(fā)-發(fā)射矩陣進(jìn)行多元分析，從 而以上述美國(guó)專利文獻(xiàn)US 2007/0037135A1中所公開的類似方法鑒定和定量尿液樣品。在 此，該系統(tǒng)包括：具有激發(fā)光源的熒光激發(fā)模塊、用于定位樣品以接收光源的樣品接口模 塊、熒光發(fā)射模塊和探測(cè)設(shè)備。上述計(jì)算機(jī)模塊連接至熒光模塊。多元分析可包括用于鑒定 和定量尿液樣品的擴(kuò)展的偏最小二乘分析。
[0182] 仍然還設(shè)想，使用"同源管"將不同LED封裝輸出混合成統(tǒng)一的紫外光源。本發(fā)明所 使用的典型的"同源管"將與本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的"同源管"類似。
[0183] 現(xiàn)在參考圖22A和22B，其示出了蓋體，通常由400表示，用于與盒匣和轉(zhuǎn)盤15-起 使用。蓋體可靠地放置在盒匣26上面，用于轉(zhuǎn)移裝滿的盒匣從一個(gè)位置到另一個(gè)位置。蓋體 400防止飛濺/泄漏來自樣本皿12，122和污染樣本的內(nèi)容。蓋體400可以由已知的任何材料 構(gòu)成，例如有機(jī)玻璃，其他高分子材料，玻璃或金屬之類。把手402可以添附到蓋體400,其可 以通過已知的任何附件，例如螺紋等來實(shí)現(xiàn)。把手402可以移除或暫時(shí)地添附到蓋體400。蓋 體400與盒匣26和/或轉(zhuǎn)盤15協(xié)同用于鎖定蓋體的位置。該鎖定系統(tǒng)可以是任何已知的系 統(tǒng)。根據(jù)一種設(shè)計(jì)，鎖定鍵406通過蓋體400并通過轉(zhuǎn)盤15的中央部分408延伸，與位于中央 部分408的鍵槽匹配。轉(zhuǎn)盤15的中央部分408通過盒匣26的中央部分延伸，用于鎖定蓋體400 和轉(zhuǎn)盤15的盤基15 '之間的盒匣。由人拔出的力可以用于鎖定鍵406以使從鍵槽410拔出或 撤回鎖定鍵400并移除蓋體400。
[0184] 現(xiàn)在參考圖23A-23D，其說明了對(duì)準(zhǔn)槽口 416與傳感系統(tǒng)（未示出）協(xié)同，光學(xué)對(duì)準(zhǔn) 在盒匣426中的有關(guān)質(zhì)量控制盒412的樣本，如圖23B所示。對(duì)準(zhǔn)槽口 416從基板420的外周邊 418外內(nèi)擴(kuò)展成為轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)部件，通常以415來表示。對(duì)準(zhǔn)槽口 416和質(zhì)量控制盒412提供固 定位置，該位置用于初始測(cè)試，在依次測(cè)試中，該功能作為初始位置或者包含在盒匣426內(nèi) 的盒12,112的初始點(diǎn)。盒12,112內(nèi)的樣本測(cè)試可以用于任一連續(xù)樣本，如同盒匣426/轉(zhuǎn)盤 部件415旋轉(zhuǎn)以測(cè)試預(yù)定數(shù)量的位于盒匣426內(nèi)的盒12,112。轉(zhuǎn)盤部件415包括多個(gè)用于接 納盒12,112的槽428。對(duì)準(zhǔn)槽口 416位于質(zhì)量控制槽428A，配置用于僅接納質(zhì)量控制盒412。 同樣，質(zhì)量控制盒412與樣本接納盒12，112配置不同，因此其僅適用于質(zhì)量控制槽428A。
[0185] 基板420還包括徑向?qū)?zhǔn)標(biāo)識(shí)430。這些標(biāo)識(shí)430可以是線條，例如印制于基板420 的彩色或白色線條，或者是印制于或位于槽428里面的基板420上，用于提供可視化參考以 確保槽428內(nèi)的盒12,112適當(dāng)?shù)膹较蚨ㄎ?。盒?26內(nèi)的盒12,112位置不適當(dāng)，將覆蓋該標(biāo) 識(shí)430，因此適當(dāng)位置的盒12，112將反映該標(biāo)識(shí)430。
[0186] 質(zhì)量控制盒412還可以用于作為參考樣本。質(zhì)量控制盒412內(nèi)容的應(yīng)當(dāng)測(cè)試導(dǎo)致顯 示有細(xì)菌的假陽(yáng)性，因此這種顯示表示測(cè)試裝置存在問題。
[0187] 測(cè)試系統(tǒng)還包括盒12，112的圓周對(duì)準(zhǔn)性能以優(yōu)化在皿22，122中的樣本的反射信 號(hào)。典型的盒匣426包括四十二個(gè)盒12，112，其基于360°圓的盒匣，為每個(gè)盒提供大概為9° 的偏移。為了優(yōu)化皿的反射，一種可知的優(yōu)點(diǎn)是通過向后和向前旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤部件415大約9° 弧，直到樣本光產(chǎn)生最大的反射信號(hào)，來微調(diào)每個(gè)盒12,112/皿22,122有關(guān)由光分析儀發(fā)射 光的位置。當(dāng)該反射信號(hào)最大時(shí)，皿22，122圓周對(duì)準(zhǔn)用于最佳測(cè)試。
[0188] 現(xiàn)參考圖24A和24B，其表示用于容置在系統(tǒng)中使用的多個(gè)模塊442的機(jī)架部件 440。該機(jī)架部件440包括機(jī)柜441，其包含多個(gè)垂直和水平軌444,446。整個(gè)機(jī)架部件440包 括安裝于輪腳450上的輪子448。還提供了水平腳452。機(jī)架部件440具有抗傾翻的特征，包括 多個(gè)可擴(kuò)展/可伸縮腳454，其從鄰近于機(jī)架部件440前部456的基礎(chǔ)軌道455延伸。在定位機(jī) 架部件440后，腳454從基軌455向外延伸，其與垂直軌道呈垂直的方向。腳454的延伸將防止 提取模塊442時(shí)存儲(chǔ)機(jī)架440傾翻。腳還應(yīng)當(dāng)從機(jī)架部件440撥出任何模塊442前延伸。根據(jù) 進(jìn)一步的改進(jìn)，提供一種固定機(jī)構(gòu)用于僅允許同一時(shí)間單個(gè)模塊442處于打開狀態(tài)。如果抗 傾翻腳454不起作用或完全延伸，固定機(jī)構(gòu)還可以用于阻止任何模塊的打開。
[0189] 現(xiàn)參考圖25A-25C，其表示加熱器，通常以470來表示，用于與樣本處理器單元14 一 起使用。該加熱器470用于保持處理液大約處于37°C。該處理液流可以向所需樣本添加，以 便樣本保持和/或維持于體溫。保持樣本在體溫可以防止樣本結(jié)晶，其通常發(fā)生在樣本冷卻 時(shí)。加熱器470包括頂部427,底部474以及在它們之間延伸的主體部分476。加熱器盒元件 478,溫度控制探頭480和熱敏電阻探頭482通過管484和套486而環(huán)繞，所有這些元件都包含 在主體部分476中。加熱器主體476由加熱器盒元件478控制溫度，而溫度控制探頭480用于 溫度控制的反饋。液體在管484中注射使溫度轉(zhuǎn)移能夠?qū)崿F(xiàn)，液體溫度改變對(duì)加熱器主體 476的溫度。加熱器470位于注射栗626盒和計(jì)量臂或液體臂620之間的路徑上，如圖29A所 不。
[0190] 離心機(jī)31可以包括一個(gè)或多個(gè)平衡管490,如圖26A所示。這些管490可以包括一個(gè) 加重底部492以便它們的重量與所裝的樣本管的重量大體上相等。這些平衡管490可以策略 性地位于離心機(jī)31中用于分散部分填充離心機(jī)31的重量，并在旋轉(zhuǎn)中減少振動(dòng)。平衡管490 的最佳放置可以由計(jì)算機(jī)控制，其基于處理樣本的數(shù)量，定位離心機(jī)內(nèi)的這些管來識(shí)別最 佳位置。圖26B示出了放大的管490頂部494。該頂部494包括肩495，496,以及位于肩495和 496之間的夾持區(qū)域498。這些肩可以起到引導(dǎo)作用以協(xié)助機(jī)械臂抓住夾持區(qū)域498中的管 490,由計(jì)算機(jī)控制的離心機(jī)31的自動(dòng)裝載。肩495還可以作為阻止部件用于與斗內(nèi)轉(zhuǎn)子頂 部表面的協(xié)同，其位于離心機(jī)31中以將管490容置在斗的開口內(nèi)。
[0191] 如圖27A-27F所示，風(fēng)扇和HEPA過濾器(高效微?？諝膺^濾器)裝置，通常以500表 示，可以提供用于處理通過處理器單元14的加熱空氣，以使處理器單元14內(nèi)的空氣保持于 37 °C或體溫。該裝置500可以位于殼體27內(nèi)，如圖3A所示。HEPA過濾器防止細(xì)菌有機(jī)物的空 氣傳播。部分ffiPA過濾器達(dá)到99.995 %的效率，確保保護(hù)等級(jí)高水準(zhǔn)防止疾病的空氣傳播。 風(fēng)扇502位于殼體504和門部件506內(nèi)，其可以接入過濾器(未示出）。防護(hù)欄510用于保護(hù)風(fēng) 管512。反饋控制循環(huán)用于調(diào)整風(fēng)扇速度并控制內(nèi)部空氣溫度為所需的溫度。如果處理器單 元14的內(nèi)部溫度過熱，則風(fēng)扇速度將增加?；蛘?，如果空氣溫度過冷，則降低風(fēng)扇速度。此 外，鄰近于HEPA過濾器的壓力傳感器可以測(cè)量空氣出口穿過的壓力。當(dāng)出口空氣的壓力下 降變得足夠高，這就指示過濾器需要更換
[0192] 現(xiàn)參考圖28A，其表示6連桿傳輸系統(tǒng)，通常以600表示，用于將盒匣26內(nèi)盒12的樣 本管轉(zhuǎn)移到離心機(jī)31。轉(zhuǎn)移系統(tǒng)600包括塔件610和自動(dòng)部件612。該轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可以替換圖3A 所示的可旋轉(zhuǎn)的夾持器33,33A。轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括一對(duì)臂602,如圖28B所示，用于同步移除盒匣 26兩邊的離心管18。臂包括一對(duì)夾持器604,如圖28C所示，其每個(gè)可以一次移動(dòng)兩個(gè)管到離 心機(jī)。因此，可以一次轉(zhuǎn)移四個(gè)管18。位于臂602上光傳感器606用于感測(cè)盒匣26內(nèi)的管18的 位置，和/或確定是否樣本管18出現(xiàn)在轉(zhuǎn)盤15的特定槽內(nèi)。由于轉(zhuǎn)盤15上槽的圓周位置可以 不同于盒31上的圓周位置，6連桿系統(tǒng)600可以調(diào)整夾持器604之間的軸距以調(diào)整該空間的 不同。參考圖28D，其示出了圓周間隔變化，從具有的距離⑴)轉(zhuǎn)盤15(a)改變?yōu)榫哂械木嚯x ⑴'）離心機(jī)31(aV 2)。
[0193] 圖29A-29C示出了液體分配臂620,包括連接到處理流體源622的第一端621，用于 檢索和分配處理液，例如緩沖生理鹽水，并通過第二端623進(jìn)入離心機(jī)18,用于沖洗樣本或 稀釋樣本。分配臂620與排出口 625協(xié)同并可以提供吸力去掉離心機(jī)18內(nèi)的處理液，并通過 排出口 625將所吸附的液體排出到系統(tǒng)外面。在沖洗樣本后，額外的處理液621可以注入到 離心管18直到達(dá)到所需液體的要求。在這所示的液體分配臂620/排出口 622可以替換如圖 3A所示的流體轉(zhuǎn)移臂35,35a以及注射栗分配流體系統(tǒng)37。如圖29B所示，這些分配臂620和 排出口 625可以位于轉(zhuǎn)盤的任一邊。如圖29A所示，任一分配臂620可以包括吸管尖624,其用 于分配處理液到每一管18內(nèi)。優(yōu)選地是處理液通過加熱器470保持在大約37°C的體溫，如上 通過圖25A-25C示出所述。注射栗626優(yōu)選地用于注射液體到管中。該吸管尖端624還可以用 于從管內(nèi)移除液體并處理液體到排出口以排出到系統(tǒng)的外部。分配臂620垂直或徑向移動(dòng)， 排出口可以根據(jù)轉(zhuǎn)盤軸而轉(zhuǎn)動(dòng)，并可以從轉(zhuǎn)盤縮回實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的移除。如圖29C所示，排出口 622可以根據(jù)重力流出液體，如630所示，進(jìn)入流出箱或利用栗將廢棄液流出到排出溝或外 部容器630。廢棄物，例如一次性盒12盒一次性組件18，20，22，24保留在盒匣26內(nèi)，當(dāng)盒匣卸 載用于準(zhǔn)備處理器處理下批樣本的之后操作時(shí)，由人工移除。
[0194] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，流體樣品可以是例如生物、化學(xué)或毒性樣品，例如，例如 對(duì)樣品中的有機(jī)體或微生物(例如，細(xì)菌)的類型和數(shù)量進(jìn)行光學(xué)分析的尿液樣品。
[0195] 已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。在閱讀和理解前述的詳細(xì)說明的基 礎(chǔ)上進(jìn)行明顯的修改和更改。而本發(fā)明也旨在被解釋為包括所有這樣的修改和更改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于在光學(xué)分析中冷卻和控制多個(gè)光學(xué)杯中樣本溫度的系統(tǒng)，包括： 轉(zhuǎn)盤，用于支撐多個(gè)一次性盒，每個(gè)一次性盒支撐一個(gè)一次性光學(xué)杯，所述一次性光學(xué) 杯內(nèi)含將由光學(xué)分析儀進(jìn)行光學(xué)分析的樣本； 所述轉(zhuǎn)盤具有多個(gè)入口和出口，每個(gè)口與所述一次性盒之一相關(guān)聯(lián)； 轉(zhuǎn)臺(tái)，其具有多個(gè)入口和出口，每個(gè)口與所述轉(zhuǎn)盤中的所述入口和出口之一相關(guān)聯(lián)； 隔熱板，位于所述轉(zhuǎn)臺(tái)下，所述隔熱板包括至少一個(gè)熱電冷卻器，用于冷卻通過從所述 轉(zhuǎn)盤到所述轉(zhuǎn)臺(tái)的入口和出口而循環(huán)的氣體，以冷卻樣本的溫度。2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)臺(tái)包括由隔板分開的頂板和底板，其中光學(xué)杯和一 次性盒是塑料的，其中通過轉(zhuǎn)臺(tái)和塑料的一次性盒和光學(xué)杯而產(chǎn)生的對(duì)流冷卻用于快速冷 卻光學(xué)杯中的樣本。3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述用于冷卻和控制樣本溫度的系統(tǒng)位于光學(xué)分析 儀內(nèi)。4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中位于光學(xué)分析儀內(nèi)用于冷卻和控制樣本溫度的所述 系統(tǒng)調(diào)整用于冷卻樣本至所需溫度，并保持樣本溫度在所需溫度，直到光學(xué)分析儀內(nèi)的樣 本處理結(jié)束。5. -種用于防止保存在盒匣內(nèi)的樣本污染的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:盒匣，用于支持多個(gè) 一次性盒，每個(gè)盒用于支撐容納器，容納器內(nèi)含用于分析的樣本； 蓋體，用于與盒匣協(xié)同，以密封盒匣的頂部； 至少一個(gè)鎖定組件，用于保持蓋體的位置。6. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，包括附著于蓋體上的可以移除把手。7. -種用于對(duì)準(zhǔn)盒匣內(nèi)樣本的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，所述對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)包括:至少一個(gè)槽口，其相對(duì)于 盒匣外部邊的表面而向內(nèi)延伸；質(zhì)量控制盒，其鄰近地位于所述至少一個(gè)槽口；傳感器，用 于檢測(cè)槽口和質(zhì)量控制盒的位置。8. 如權(quán)利要求7所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中槽口和質(zhì)量控制盒設(shè)有固定位置，在所述固定位 置初始化測(cè)試，且作為包含于盒匣內(nèi)的盒的初始化點(diǎn)。9. 如權(quán)利要求7所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括一個(gè)位于盒匣內(nèi)的質(zhì)量控制開口，所述質(zhì)量控制 開口用于接納質(zhì)量控制盒。10. 如權(quán)利要求7所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括徑向?qū)?zhǔn)標(biāo)識(shí)，其位于盒匣基板頂部表面，用于 提供有關(guān)盒匣口內(nèi)盒替換的可視化參考。11. 如權(quán)利要求7所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中質(zhì)量控制盒提供測(cè)試參考以保證適當(dāng)?shù)毓δ苌?測(cè)試裝置。12. -種用于機(jī)架部件的抗傾翻系統(tǒng)，所述機(jī)架部件存放有用于樣本處理器的多個(gè)存 儲(chǔ)抽屜，所述機(jī)架部件包括：用于存放所述存儲(chǔ)抽屜的多個(gè)垂直和水平的軌道，以及基礎(chǔ)軌 道，所述抗傾翻系統(tǒng)系統(tǒng)包括至少一個(gè)可延伸/可縮回腿，所述腿用于從基礎(chǔ)軌道延伸。13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，包括用于防止一次拉出多于一個(gè)存儲(chǔ)抽屜的鎖定機(jī)構(gòu)， 鎖定機(jī)構(gòu)用于防止抽屜從開口直到所述至少一條可以從基礎(chǔ)軌道延伸的腿。14. 一種用于防止樣本處理器內(nèi)的樣本結(jié)晶的方法，包括提供加熱裝置，用于將位于盒 匣內(nèi)的處理流體加熱到樣本所需的溫度，并保持樣本在所需的溫度。15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中樣本保持在大約37 °C。16. -種在用于實(shí)施生物樣本測(cè)試的處理器單元內(nèi)使用的風(fēng)扇/過濾器裝置，所述裝置 包括： (a) 風(fēng)扇，用于將空氣進(jìn)入并通過處理器單元，所述空氣具有預(yù)定溫度，用于在所述單 元內(nèi)保持所述預(yù)定溫度； (b) 過濾器，用于過濾穿過和從處理單元出來的空氣， (c) 反饋控制循環(huán)，用于調(diào)整風(fēng)扇的速度以保持處理器單元內(nèi)的空氣在預(yù)定的溫度。17. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其中風(fēng)扇是HEPA風(fēng)扇，位于鄰近過濾器的位置。18. 如權(quán)利要求16所述的裝置，包括位于鄰近過濾器位置的壓力傳感器，用于測(cè)量過濾 器出口的壓降以指示過濾器需要更換。19. 一種在生物測(cè)試系統(tǒng)中使用的處理器單元，所述處理器單元包括： 加熱系統(tǒng)，用于加熱樣本到預(yù)定溫度； 風(fēng)扇/過濾器裝置，用于保持樣本在預(yù)定溫度； 轉(zhuǎn)移臂裝置，用于從盒匣轉(zhuǎn)移到離心機(jī)。20. 如權(quán)利要求19的處理器單元，其中轉(zhuǎn)移臂裝置包括一個(gè)6連桿。21. 如權(quán)利要求20所述的處理器單元，其中所述6連桿包括:一對(duì)臂，用于調(diào)整盒匣反面 的位置，其中每一臂包括一對(duì)夾持器，用于一次移動(dòng)兩個(gè)管，以及用于從盒匣到離心機(jī)的一 次可以總共移動(dòng)四個(gè)管。22. 如權(quán)利要求21所述的處理器單元，其中每一臂包括光學(xué)傳感器，用于定位管的位 置。23. 如權(quán)利要求21所述的處理器單元，其中夾持器被配置為根據(jù)保存于盒匣和離心機(jī) 位置口內(nèi)的管的位置的不同間距而軸向調(diào)整。24. -種用于減少部分裝載離心機(jī)振動(dòng)的方法，包括:提供至少一個(gè)平衡管并可選擇地 將至少一個(gè)平衡管放置在離心機(jī)中，用于平衡和分布離心機(jī)的重量，由此減少旋轉(zhuǎn)期間的 振動(dòng)。25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述至少一個(gè)平衡管包括具有加重的底部，以便管 的整個(gè)重量與包括樣本的管的重量相等。26. 如權(quán)利要求24所述的方法，包括設(shè)置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用于確定含樣本管和至少一 個(gè)平衡管的最佳放置位置包。27. -種在生物測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)與處理器單元一起使用的液體分配臂，所述液體分配臂包 括：與處理液相關(guān)聯(lián)的第一端，和管相關(guān)聯(lián)的第二端，用于栗浦所述處理液體到所述管的 栗。28. 如權(quán)利要求27所述的分配臂，其中所述栗用于利用吸力從所述管移除所述處理液。29. 如權(quán)利要求28所述的分配臂，包括至少一個(gè)排出口，用于排出所述不需要的處理液 并將所述液體放置在處理單元的外部位置。30. 如權(quán)利要求29所述的分配臂，其中所述臂和排出口可相對(duì)于管樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)以便移除 管。31. 如權(quán)利要求27所述的分配臂，包括加熱器，用于在分配所述液體到所述管之前加熱 所述處理液到預(yù)定的溫度。
【文檔編號(hào)】G01N35/02GK106053867SQ201610638715
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2010年9月21日 公開號(hào)201610638715.9, CN 106053867 A, CN 106053867A, CN 201610638715, CN-A-106053867, CN106053867 A, CN106053867A, CN201610638715, CN201610638715.9
【發(fā)明人】蓋爾·英格伯, 威廉·G·阿特伯里, 戴夫·荷利, 托馬斯·A·克勞斯, 約翰·S·勞德, 詹森·A·舍費(fèi)爾, 舍伍德·塔爾伯特, 約翰·塔拉瑞格
【申請(qǐng)人】Pocared診斷公司