专利名称：用于样品中的微生物剂的快速的识别和/或表征的系统和方法
用于样品中的微生物剂的快速的识别和/或表征的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2009年5月15日提交的名称为“System for Combining aNon-invasive Rapid Detection Blood Culture System with an Invasive MicrobialSeparation and Characterization System(用于组合非侵入性快速检测血液培养系统与侵入性微生物分离和表征系统的系统)”的美国临时专利申请第61/216，339号的权益，其并入本文。背景本发明解决了本领域中对于用于迅速地表征和/或识别被储存在试样容器中的样品例如血液或其他生物样品中的微生物剂(microbial agent)的自动化仪器和方法的长 期需要。作为实施例，本公开的仪器和方法迅速地和自动地提供关于微生物剂的革兰氏类型(阳性的或阴性的)、形态、物种或其他相关的临床信息的信息。目前在美国的市场上具有检测血液样品中的微生物的生长并且因此检测血液样品中的微生物存在的仪器。一种这样的仪器是本发明的受让人bi0M6rieuX有限公司的BacT/ALERT 3D仪器。该仪器接收容纳血液样品的血液培养瓶，血液样品例如来自人类患者。该仪器培育(incubate)瓶子。在培育期间，培育器中的光学检测单元周期性地分析被结合入瓶子的比色传感器(colorimetric sensor)以检测微生物生长是否已经在瓶子内发生。光学检测单元、试样容器和传感器在专利文献中被描述，见美国专利4，945，060 ；5，094，955 ;5，162，229 ;5，164，796 ;5，217，876 ;5，795，773 ;和 5，856，175，这些专利文献中的每个的全部内容均通过引用并入本文。其他大体上与生物样品中的微生物的检测有关的所关心的现有技术包括以下专利U. S. 5，770，394、U. S. 5，518，923 ；U. S. 5，498，543、U. S. 5，432，061、U. S. 5，371，016、U. S. 5，397，709、U. S. 5，344，417、U. S. 5，374，264、U. S. 6，709，857 ;和 U. S. 7，211，430。在检测仪器例如BacT/ALERT 3D和相似的仪器中，一旦血液培养瓶已经被测试为对于微生物存在是阳性的，那么获得高水平的微生物剂的表征或微生物剂的物种的识别是困难的，这是由于血液组分以及人工制品的用于容纳样品的一次性系统(例如瓶子)的干扰。因此，目前的方法使用瓶子或其他合适的一次性容器以及有关的仪器以用于样品中的微生物的自然生长和检测，如上文描述的。一旦仪器指示出瓶子对于微生物剂的存在是阳性的，那么根据目前的方法，“阳性”瓶子被手动地从仪器取回并且样品的一部分被手动地从瓶子移除并且在琼脂板上培养。在本领域中具有使样品培养基(sample medium)在培养板上的划线培养(streaking)以及对板的培育实现自动化的仪器。一种这样的仪器在美国专利6，617，146中描述。在划线培养之后，板被手动地放置在培育器中并且被周期地检查微生物的次代培养物的生长。在次代培养物已经充分地生长之后，培养物的样品被从板取得并且放置在试管中。然后试管被引入又另一个仪器中，以通过具有多个单独的槽道(well)的一次性测试样品卡进行识别测试。一次性测试卡是在专利文献中已知的，见例如美国专利 4，118，280,3, 963，355,4, 018，65 ;4，116，775 和 4，038，151,5, 609，828、5，746，980,5, 766，553,5, 843，380,5, 869，005,5, 916，812,5, 932，177,5, 951，952 和6，045，758，其全部内容通过引用并入本文。然后测试样品卡在本领域中已知的分析仪器例如本受让人的VITEK 2仪器中被处理。VITEK 2仪器培育测试样品卡并且使用读数器单元周期地读取测试样品卡的槽道。在卡的其中的一个或多个槽道中的样品的生长产生微生物剂的识别。VITEK 2仪器在专利文献中描述，见例如美国专利5，762，873和6，086, 824，其内容通过引用并入本文。从将样品引入血液收集瓶子中的时刻至培养、微生物存在的检测以及然后微生物的被VITEK 2仪器的识别的这一整个过程通常耗费2-5天。在阳性的瓶子检测之后发生的识别步骤通常独自占用这些天中的1-3天。如果血液样品中的微生物剂的检测和识别以及向临床医师报告结果所耗费的时间可以被从目前的2-5天减少至少于一天，那么对于患者而言的很大的并且潜在地能够挽救生命的临床益处是可能的。到目前为止本领域中尚没有满足这种需要的系统。然而，本发明使对生物样品例如血液样品中的微生物剂的这样的快速的识别和/或表征成为可能。 本文提出的用于迅速地识别和/或表征微生物剂的系统和方法可以被有利地与用于检测试样容器中的剂(agent)的存在的自动化检测仪器组合，如在我们的在先临时申
请中以及在与本申请同一个日期提交的共同待审的申请序列号第__号，案卷
号09-271-US中以及在本文公开的实施方案中描述的。在这种组合中，本发明的系统和方法组合了这样一种检测仪器，该检测仪器操作成检测容纳有对于微生物剂存在是阳性的血液或其他样品的容器，以及微生物剂的快速的和自动化的识别。在一个实施方案中，检测仪器可以被耦合于或集成于如本文描述的在检测时进行微生物剂的识别和/或表征所必需的另外的步骤的自动化识别和/或表征仪器。所得到的组合的系统提出用于在检测时进行快速的识别和/或表征的独特的自动化解决方案，提供了完整的系统解决方案。从首先将生物样品加载入检测容器(例如瓶子)中至识别和/或表征的总时间在大多数情况下通常少于24小时。此外，不同于如现有技术中的在瓶子被测试为是阳性的之后另外耗费一至三天以获得微生物剂的识别和/或表征，这样的结果在使用本发明的系统和方法时可以潜在地在少于一个小时内获得。本公开的仪器还提供在白昼或黑夜的任何时间提供快速的和自动化的识别和/或表征结果的能力。本公开的系统和方法具有其他附带的益处和特征，包括以下的潜力(a)减少实验室人员向锋利的和生物公害的材料的暴露；(b)减少实验室劳动力和使用者错误；(c)改进样品追踪、跟踪能力和信息管理；(d)与实验室自动化系统的接口连接；(e)改进工作流程和人体工学；(f)通过递送临床上相关的可行为信息来改进患者护理；以及(g)通过更早地集中于合适的抗微生物治疗和减少住院时间提供更快的结果，由此潜在地减少成本。本公开内容的方法可以在作为独立仪器的自动化识别仪器中实施。可选择地，仪器可以包括用于自动化检测试样容器是否对于微生物剂的存在是阳性的以及如果是这样的话那么行进至处理瓶以自动地和迅速地识别和/或表征微生物剂的系统和部件。许多另外的相对于现有技术的优点和益处将在下文在以下的详细描述中被解释。概述下文描述提供在被容纳在试样容器例如瓶中的样品中存在的微生物剂的自动化识别和/或表征的系统和仪器架构。优选的实施方案以全自动化的方式实现这些特征，即不具有在处理步骤中的直接的人类干预。本发明将在下文在用于处理血液培养试样容器和识别和/或表征在血液中存在的微生物剂的系统的内容中被描述，然而系统和方法适用于其他的类型的生物样品或其他样品。自动化识别和/或表征仪器接收试样容器(例如培养瓶)作为输入。这样的试样容器可以被手动地或自动地提供至仪器。在一个可能的实施方案中，试样容器被预先确定为是“阳性的”，即对于其中的微生物生长来说，并且因此微生物在容器内的存在已经被检测到。自动化识别/表征仪器包括自动化的处理步骤和/或设备，即(a)样品移除设备，其能操作成从试样容器移除测试样品(即试样样品的一部分)并且将测试样品加入一次性分离装置，在对样品进行可选择的溶解步骤之前或之后；(b)分离和浓缩站，例如离心机或类似物，其在容纳测试样品(或可选择地溶解的 样品)的分离装置上操作，从而将微生物剂从可以在测试样品中的其他组分分离并且时分离装置内的微生物剂浓缩，例如以小球或被浓缩的小球状的块体的形式；以及(C)识别模块，例如读取站，其询问被浓缩的微生物剂以识别和/或表征微生物剂。在本文描述的某些实施方案中，识别模块在被浓缩的微生物剂被容纳在分离装置内时询问被浓缩的微生物剂，并且为此分离装置可以由合适的材料制造并且是光学上透明的以帮助光学询问。例如，识别模块可以包括以下特征于2009年10月30日提交的名称为“Methods for the isolation and identification of microorganisms (用于微生物的隔离和识别的方法)”的美国序列号12/589，929;于2009年10月30日提交的名称为 “Separation device for use in the separation, identification and/or characterization of microorganisms (用于微生物的分离、识别和/或表征的分离装置)”的美国序列号12/589,969 ;于2009年10月30日提交的名称为“Method forseparation, identification and/or characterization of microorganisms usingspectroscopy (用于微生物的使用光谱学的分离、识别和/或表征的方法)”的美国序列号12/589, 952 ;于 2009 年 10 月 30 日提交的名称为“Method for separation, identificationand/or characterization of microorganisms using mass spectrometry(用于微生物的使用质谱的分离、识别和/或表征的方法)”的美国序列号12/589,936 ;于2009年 10 月 30 日提交的名称为 “Method for separation and characterization ofmicroorganisms using identifier agents (用于微生物的使用识别物剂的分离和表征的方法)”的美国序列号12/589,985 ;于2009年10月30日提交的名称为“Methodfor detection, identification and/or characterization of microorganisms in asealed container (用于密封容器中的微生物的检测、识别和/或表征的方法)”的美国序列号12/589，968 ；以及于2009年10月30日提交的名称为“Method for separation,identification and/or characterization of microorganisms using ramanspectroscopy (用于微生物的使用拉曼光谱的分离、识别和/或表征的方法)”的美国序列号12/589，976，其整个内容通过引用并入本文。设想多种用于在识别仪器中使用的光学技术，包括例如光谱测定，例如测量来自被浓缩的微生物剂的固有荧光的荧光光谱、漫反射光谱、拉曼光谱、或其他能够基于微生物的化学的或物理的组成表征和/或识别微生物的光学技术。在其他实施方案中，识别仪器可以包括另外的从分离装置移除被浓缩的微生物剂的全部或一部分并且直接地，例如通过质谱或通过另一种一次性的测试装置(例如测试条或测试卡片)分析被浓缩的微生物剂的仪器。在另一个方面，描述用于对被容纳在试样容器中的生物样品中存在的微生物剂进行快速的识别和/或表征的方法，包括进行以下步骤(a)自动地从试样容器抽出生物样品的一部分；(b)将生物样品的该部分引入分离装置中；(C)使分离装置内的微生物剂分离和浓缩；以及(d)分析被浓缩的微生物剂以识别和/或表征微生物剂。
在优选的实施方案中，步骤(a)-(d)被自动地进行。在某些实施方案中，步骤(a)-(d)可以对同一个试样容器进行多次，例如周期性地每三十分钟。此外，步骤可以在试样容器经受另外的培育步骤时周期性地进行。因此，本方法可以在检测仪器的阳性声明之前提供早期的识别。方法可以利用预测阳性的培养例如脓毒症标记物、临床表现等等的互补的临床信息以绕过分离检测步骤并且直接地前进至试样容器的培育并且当微生物生长在试样容器中发生时重复的取样、分离和分析步骤。在一个实施方案中，样品可以是生物样品，例如生物流体。生物样品可以是临床的或非临床的样品。在另一个实施方案中，生物样品包括血液样品并且方法还包括使所抽出的测试样品中存在的血液组分溶解的步骤。溶解步骤可以在分离装置中或在用于从试样容器提取样品的一次性取样装置中或在另一个容器或装置中进行。在一个实施方案中，识别仪器的主要功能是自动地对试样容器例如培养瓶进行取样，以识别在样品中存在的微生物剂。在另一个实施方案中，微生物剂的识别在生物在指数生长阶段中时发生。系统自动化帮助这种及时的处理。此外，识别仪器可以向临床医师提供和报告最终的识别/表征结果。在其中样品的溶解是期望的的应用中，特定的选择性的溶解缓冲剂(“溶解剂”)对于所有的预期在样品中遇到的生物可能不是最优的。在阳性的样品由于非最优的溶解过程而不产生识别或表征结果的这种情况下，系统可以被配置为自动地使用可选择的溶解性缓冲剂制剂再处理样品。关于在相关联的检测仪器中测量的生长速率的信息可以被用于选择对于再处理来说最优的溶解缓冲剂制剂。当再处理时，预期的是，真阳性将产生结果。否贝U，样品通过检测子系统而被认为是假阳性确定。因此，在仪器的一个配置中，不同的溶解缓冲剂的多个容器被包括在该仪器中，并且所选择的溶解缓冲剂被获得，例如被加载入用于从试样容器抽出样品的取样装置中。对于本领域中已知的检测技术(例如在BacT/ALERT仪器中)，假阳性以非常低的比率发生。然而，直到培养样品在培育条件下已经被测试五天，样品的最终的阴性确定才能够被作出。因此，在一个可能的实施方案中，识别/表征仪器可以通过自动地将试样容器返回至测试的培育/搅拌/检测模式而继续测试假的“阳性”培养样品。根据本实施方案，继续的测试在被容纳在识别/表征仪器中的培育机架内发生。可选择的实施方案是将试样容器返回至相关联的检测仪器。因此，自动地再引发试样容器的培育是本公开的另外的可选择的方面。可以利用操作者干预来再引发培育，但是将需要对机构的操作识别仪器的部分的警戒。
在另一个方面，本发明可以被视为用于对样品中存在的微生物剂进行快速的识别和/或表征的自动化识别和/或表征仪器。该仪器包括一次性分离装置的供应部；保持结构，其用于保持多个试样容器，每个容纳待识别和/或表征的样品；机器人传递机构；样品移除设备，其被耦合于机器人传递机构，该样品移除设备能操作成从试样容器移除测试样品(即试样样品的一部分)并且将所述部分加载入分离装置中的一个中；分离和浓缩站，其在接收测试样品之后在分离装置上操作，从而将微生物剂从所述样品的所述部分中的其他产物分离并且在分离装置内浓缩微生物剂；以及识别和/或表征模块，其询问被浓缩的微生物剂以表征和/或识别微生物剂。在又一个方面，公开用于浓缩在被容纳在试样容器内的试样样品中存在的微生物剂的方法。方法包括以下步骤(a)通过机器人设备自动地将测试样品从试样容器抽出而送入一次性装置中，其中一次性装置加载有密度缓冲物；(b)通过机器人设备自动地将一次性装置放置入离心机中，以及(C)离心一次性装置，以由此在分离装置内分离和浓缩微生物剂。在另一个方面，公开测试被容纳在被密封的试样容器内的试样样品的方法。方法 包括以下步骤a)使用一次性取样装置从试样容器移除测试样品并且将测试样品容纳在一次性取样装置中；b)使一次性取样装置内的测试样品的非微生物剂组分溶解，由此生成溶解的样品；c)将溶解的样品递送至一次性分离装置；d)在一次性分离装置内浓缩在所述样品的所述部分中存在的微生物剂；以及e)询问一次性分离装置内的被浓缩的微生物剂。在另一个方面，描述用于对试样样品中存在的未知的微生物剂进行快速的识别和/或表征的方法。方法包括以下步骤a)使用机器人设备自动地将样品放置在一次性分离装置内；b)离心一次性分离装置，由此在一次性分离装置内分离和浓缩微生物剂；c)使用光谱法询问微生物剂以获得被浓缩的微生物剂的光谱测量；d)将所述光谱测量与包括被浓缩的已知的微生物剂的光谱测量的基准数据比较，以及e)从比较步骤识别和/或表征未知的微生物剂。本发明的方法的步骤可以对同一个试样容器进行多次，例如周期性地每三十分钟。此外，步骤可以在试样容器经受培育时周期性地进行。本方法可以通过相关联的检测仪器提供阳性声明之前的早期的识别。方法可以利用预测阳性的培养例如脓毒症标记物、临床表现等等的互补的临床信息以绕过分离检测步骤并且直接地前进至试样容器的培育并且当微生物生长在试样容器中发生时重复用于识别和/或表征的步骤。在又一个方面,公开用于浓缩样品中存在的微生物剂的方法。样品被加载入试样容器中。方法包括以下步骤(a)自动地将样品的一部分从试样容器抽出而送入一次性取样装置中；(b)自动地将所述样品的所述部分从一次性取样装置引入一次性分离装置中，分离装置加载有密度缓冲物；以及(C)自动地离心一次性分离装置，以由此在分离装置内分离和浓缩微生物剂。方法可以可选择地还包括在进行自动的离心步骤(C)之前使样品中存在的细胞组分溶解的步骤。在一个配置中，溶解步骤在一次性取样装置内进行。溶解步骤包括将样品与选择性的溶解性缓冲剂在取样装置内混合的步骤。在另一个可选择的配置中，方法包括以下步骤1)自动地将选择性的溶解性缓冲剂加入一次性取样装置中；2)自动地将样品的一部分从试样容器抽出而送入含有选择性的溶解性缓冲剂的一次性取样装置中，以及3)将选择性的溶解性缓冲剂与样品在一次性取样装置内混合。在又一个方面，公开识别和/或表征样品中的微生物剂的方法，包括以下步骤a)从多种已知的微生物剂的浓度获得包括固有荧光测量的基准数据；b)将所述基准数据存储在自动化识别和/或表征仪器可访问的机器可读的存储器中；以及c)在所述仪器中提供(I)浓缩一次性装置内的含有未知的微生物剂的样品的机器人自动化设备，(2)能够从一次性装置中的被浓缩的微生物剂获得固有荧光测量的读取单元，以及(3)处理单元，所述处理单元执行将从样品获得的固有荧光测量与基准数据比较并且自动地识别和/或表征样品中的未知的微生物剂的指令。识别仪器的这些和很多更多的方面和特征将在下文参照所附的附图被讨论。附图简述以下的详细描述参照了所附的附图。意图是，本文所公开的实施方案和附图被认 为是例证性的并且以示例而不是限制性的方式被提供。图I是用于对在样品中存在的微生物剂进行快速的识别和/或表征的自动化仪器的框图。图2是在图I中示出的仪器的一种可能的配置的透视图。仪器包括用于保持试样容器的机架、一次性物品(包括取样装置和分离装置)的暗盒、机器人传递机构、样品移除设备、离心机形式的分离和浓缩装置以及识别和/或表征模块(读取站)，识别和/或表征模块(读取站)操作成询问容纳被浓缩的微生物剂的分离装置以进行微生物剂的识别和/或表征。在一个可能的实施方案中，图2的仪器可以与自动检测仪器(见下文的图28、47-48)集成，在这种情况下，用于试样容器的机架是在检测操作期间保持试样容器的同一个结构。可选择地，识别和/或表征仪器位于自动检测仪器的远方但是被耦合于自动检测仪器，如图47中所示的以及在我们的在先临时申请和在与本申请同一个日期提交的共同待决的美国申请序列号_代理人案卷号09-271-US中描述的。图3是图2的识别和/或表征仪器的俯视平面图，示出了阳性试样容器的机架在一个用于培育的位置中。图4是图2的仪器的俯视平面图，示出了用于阳性试样容器的机架被运动至用于将样品从瓶子抽出的位置以进行识别和/或表征测试。图5是图2-4的实施方案的另一个透视图。图6是被与图I的识别/表征仪器共同地使用的分离装置的透视图。分离装置从阳性试样容器接收样品的一部分。微生物剂在以本文描述的方式位于分离装置中的毛细管的底部处浓缩。然后被浓缩的微生物剂被识别和/或表征读取模块询问以表征和/或识别微生物剂。图7是图6的分离装置的透视图。图8是图6和7的分离装置的横截面图。图9是被装配至图6-8的分离装置的下端的端帽的横截面图。

图10是图6的分离装置的横截面图，示出了在离心之后的在分离装置的毛细管中的被浓缩的微生物剂。图11是图6的分离装置中的被浓缩的微生物剂正在被识别/表征或读取模块询问的示意性图示。
图12是图6的分离装置的可选择的实施方案的透视图。图13是图12的分离装置的横截面。图14是在识别和/或表征仪器内使用的一次性取样装置的一个实施方案的图示。图15是示出了识别和/或表征仪器中的样品移除设备的从一次性装置的暗盒拾取图14的取样装置中的一个的操作的详细透视图。暗盒包括多个图6或12的分离装置以及多个图14的取样装置。图16是示出了样品移除设备的对检测容器的顶部处的阻挡器进行杀菌以及使检测容器通风的操作的详细透视图。图17是在图16中示出的位置中的样品移除设备的更详细的图示。
图18是示出了样品移除设备的将检测容器内的样品的一部分抽出送入图14的一次性取样装置中的一个中的操作的详细透视图。图19是在图18的位置中的样品移除设备的更详细的图示。图20A-20C是样品移除设备的三个透视图，示出了将样品分配入分离装置中的一个中并且将取样装置传递至废物容器的操作。图21是样品移除设备的一序列的透视图，示出了将分离装置传递至分离和浓缩站并且在识别和/或表征模块中对分离装置进行光学询问的操作。图22是分离和浓缩站以及识别和/或表征模块的更详细的图示。图23是识别和/或表征仪器的一序列的三个透视图，示出了拾取分离装置、将分离装置传递至废物容器并且将分离装置放置在废物容器中的操作。图24是将分离装置放入废物容器中的操作的更详细的图示。图25是识别和/或表征仪器的可选择的配置的框图，其中被浓缩的微生物剂被从分离装置移除并且在移除之后被分析。分析可以通过多个不同类型的系统或单元中的任何一个进行，系统或单元包括分子诊断测试单元、质谱单元、或微生物识别测试装置以及相关联的处理仪器。图26A-26C是示出了在自动地检测微生物剂在试样容器中的存在(图26A)和自动地识别和/或表征微生物剂(图26B和26C)的操作中进行的步骤的流程图。图27是用于样品中的微生物剂的快速的和自动的识别和/或表征的仪器的第二实施方案的透视图。图28是图27的仪器的透视图，示出了用于保持试样容器的机架的一种可能的配置。在图28的实施方案中、机架包括用于试样容器的培育的特征、用于试样容器的搅拌的特征以及用于试样容器内的微生物生长的自动检测的特征。因此，图28示出了其中自动检测和识别仪器可以被组合为单一的仪器的一个实施方案。图29是图27和28的实施方案的另一个透视图。多轴机器人(multiple axisrobot)用于接近试样容器并且使用一次性取样装置进行取样操作。图30是容纳一次性取样装置和一次性分离装置的暗盒的透视图，暗盒可以在图
2-5或27-29的仪器中使用。图31是图29的实施方案中所使用的多轴机器人的透视图。图32是一次性取样装置的可选择的实施方案的透视图，示出了在图14中示出的大体上的设计的变化。
图33是图32的取样装置的横截面图。图34是被示出为夹紧图32的取样装置的图31的机器人的臂的远端的详细的透视图。图35是被示出为夹紧图32的取样装置的图31的机器人的臂的远端的另一个详细的透视图。图36是在图31的机器人上的泵组件的透视图，泵组件操作成向取样装置提供真空和正压，以(a)从试样容器中的一个抽出样品的小部分以及(b)将样品分配入图6和30的一次性分离装置中的一个中(可选择地在使样品溶解之后)。图37是使用图32的取样装置对试样容器中的一个进行取样操作的图31的机器人的透视图。图38是在图37中示出的取样操作的更详细的视图。 图39是图32的取样装置的透视图，该取样装置被放入图26和27中示出的旋涡器(vortexer)中以利于在从试样容器中的一个抽出的样品中的细胞组分的溶解。图39A是旋涡器的透视图，该旋涡器具有可选择的围绕取样装置的保持器的盘管加热器以加热保持器并且将取样装置内的样品保持在37摄氏度。图40是在涡流操作期间正在被机器人手保持的图32的取样装置的透视图。图41A和41B是旋涡器和取样装置的侧视图和横截面图。图42A和42B是用于被结合入旋涡器中的取样装置的保持器的横截面图和透视图。图43A、43B和43C分别是在样品从取样装置被引入分离装置中之前取样装置和分离装置的横截面图、侧视图和透视图。图43D是取样和分离装置的另一个透视图，其中取样装置的橡胶针护套显示为被部分地除去，以示出取样装置的针。图44是处在适当位置中用于将样品的一部分注射入分离装置中的取样装置的透视图。图45是在图44中示出的注射操作的侧视图。图46是取样装置和分离装置的示出了注射操作的横截图。图46A是图27的杯和杯保持器的详细视图，示出了杯接收分离装置中的一个；图46B示出了被插入图46A的杯中的分离装置；图46C是图46A的杯保持器、杯以及分离装置的横截面。图47是通过传送器而耦合于自动识别和/或表征仪器的用于检测生物样品中的微生物剂的检测仪器的示意性的图示。图48是以自动的方式例如通过传送器来接收试样容器的组合的自动检测和识别仪器的示意性的图示。图49是由使用者例如通过打开在仪器的前面板中的门来手动地接收试样容器的组合的自动检测和识别仪器的示意性的图示。图49的实施方案可以例如采用在图27中示出的布置被实施。图50是示出了控制图27-46的仪器的操作的计算机系统的示意性的框图。图51A-C是示出了一序列的处理指令的流程图，其使用固有荧光测量来进行对被浓缩的微生物剂的识别和/或表征。
图52-57是固有荧光(IF)测量及其变换的曲线图，其图示了图51A的预处理指令在最小化生物组内的菌株与菌株间的差异(strain-to-strain variation)的方面的益处。图58和59是对数变换的IF测量的一阶导数的曲线图，示出了在315nm和415nm的激发波长的物种的子集之间的识别潜在性。图60是可以与图I的识别/表征仪器共同地使用的分离装置的第二实施方案的透视图。本实施方案的分离装置具有分离的溶解室和分离的分离室，二者被流体流动通道连接。图61是图60的分离装置实施方案的透视图，示出了被从分离装置分离的顶板和基部板。图62是在图60中示出的分离装置实施方案的主体部分的俯视图。图63是沿着图62中示出的分离装置实施方案的线A-A的横截面图。 图64是沿着图62中示出的分离装置实施方案的线B-B的横截面图。图65是可以与图I的识别/表征仪器共同地使用的组合的取样和分离装置的透视图。图66是具有被示出为在打开位置中的夹管阀(pinch valve)的在图65中示出的组合的取样和分离装置的前视图。图67是具有被示出为在打开位置中的夹管阀的在图66中示出的组合的取样和分离装置的横截面图。图68是具有被示出为在关闭位置中的夹管阀的在图65中示出的组合的取样和分离装置的前视图。图69是具有被示出为在关闭位置中的夹管阀的在图67中示出的组合的取样和分离装置的横截面图。图70是组合的取样和分离装置的第二实施方案的透视图。图71是图70中示出的组合的取样和分离装置的横截面图。图72是图71中示出的阀的横截面图。图73是可以与图I的识别和/或表征仪器共同地使用的组合的取样和分离装置的第三实施方案的侧视图。图74是图73中示出的组合的取样和分离装置的横截面图。图75是图73中示出的组合的取样和分离装置的分解图。图76是可以与图I的识别/表征仪器共同地使用的组合的取样和分离装置的第三实施方案的透视图。图77A是图76中示出的组合的取样和分离装置的侧视图。图77B是图77A中示出的组合的取样和分离装置的横截面图。图78A是图76中示出的组合的取样和分离装置的侧视图。图78B是图78A中示出的组合的取样和分离装置的横截面图。详细描述I.概述本文描述了一种自动化仪器，其提供用于试样样品例如生物样品中的微生物剂的自动识别和/或表征的新的构造和方法。识别和/或表征仪器104在图I中以框图形式示出。两个实施方案在本文中被很详细地描述，第一实施方案参照图2-26描述并且第二实施方案参照图27-46描述。仪器104的实施方案在容纳样品的试样容器500 (图I)上操作。在一个实例中，试样容器500是用于将试样样品例如血液样品容纳在其中的标准培养瓶，例如血液培养瓶。通常，任何类型的可以含有微生物剂，例如细菌、真菌或酵母物种的样品都可以被在例如用于生物样品的仪器104中测试。例如，试样样品可以是被怀疑含有一种或多种微生物剂的临床的或非临床的样品。临床的样品，例如体液，包括但不限于血液、血清、血浆、血液成份、关节液、尿、精液、唾液、粪便、脑脊液、胃内容物、阴道分泌物、组织均质物、骨髓抽取液、骨均质物、痰、抽吸物、拭子和拭子擦洗物、其他体液、以及类似物。可以被测试的非临床的样品包括但不限于食品、饮料、药物、化妆品、水(例如饮用水、非饮用水和废水)、海水压载物、空气、土壤、污水、植物材料(例如种子、叶、茎、根、花、果实)、血液制品(例如血小板、血清、血浆、白细胞部分等等)、捐献器官或组织样品、生物战样品、以及类似物。一个可能的用于本公开的仪器104的配置是在一种组合系统中，该组合系统将试样容器中的微生物剂的检测与微生物剂的自动识别和/或表征集成。这样的组合 的方法在在先临时申请中以及在与本申请同一个日期提交的共同待审的申请序列号第
_号，案卷号09-271-US中描述。这种组合的方法还参照图27的实施方案被描述。在本配置中，试样容器500(图I)被接种有试样样品(例如临床的或非临床的样品)并且加载/卸载入自动化检测仪器102中/从自动化检测仪器102加载/卸载出来(例如图47)。在足以允许微生物的自然放大的时间间隔(该时间间隔在物种之间不同)之后，试样容器在检测仪器102内被测试微生物的存在。测试周期性地进行，使得如果试样容器被测试为是阳性的，那么其立即可以被传递至识别和/或表征仪器104以进行试样样品的进一步的分析。检测可以使用多种技术来实现，例如在专利文献中描述的比色传感器(colorimetric sensor)(见美国专利 4，945，060 ;5，094，955 ;5，162，229 ;5，164，796 ；5，217，876 ;5，795，773 ;和5，856，175)。检测还可以使用微生物的固有荧光、对培养基的光学散射的变化的检测、或对培养基或顶部空间中的挥发性有机物的生成的检测来实现。这些技术是本领域中已知的并且在本文件的背景部分中的上文所引用的专利文献中被描述。一旦试样容器500在自动化检测仪器102 (见图47)中被检测为是阳性的，那么检测仪器102将通过指示物(例如视觉提示)、或通过在用户界面显示器处的通知、或通过其他手段来通知操作者。系统可以被设置为自动地分析阳性试样容器，或需要终端用户在下文描述的识别/表征仪器104中进行样品分析之前确认。当采用自动表征时，通过电子工具立即通知医师来自识别/表征系统的结果，这将是可能的。一旦试样容器在检测仪器102中被确定为是阳性的，那么阳性试样容器被切换或传递至下文描述的识别和/或表征仪器104。见图47。实现这一点的方式可以根据检测和识别/表征仪器102和104的物理配置而广泛地变化。能够实现这一点的方式的一个实施例在下文参照图27描述。现在具体地参照图I，试样容器或瓶子500被接收在识别和/或表征仪器104中，以自动的或手动的方式。其发生的方式不是特别重要的，并且可以根据仪器104的配置而广泛地变化。试样容器500被放置在识别和/或表征仪器104中的合适的保持结构或机架1906中。图2、5、27和28示出了多个可能的用于保持结构1906的配置。保持结构1906典型地适合于保持多个试样容器500。保持结构1906具有这样一种设施,该设施用于将试样容器旋转至高于和低于水平的倾斜位置以利于通风和样品移除，如下文描述的，以及可选择地有利于样品的搅拌并且由此促进微生物生长。在可选择的配置中，被宣布是阳性的试样容器可以保留在检测仪器102内的机架中，并且取样可以从检测仪器直接地发生。识别和/或表征仪器104包括保持或夹持一次性取样装置1902的样品移除设备1912。其共同地操作以移除测试样品(即在阳性试样容器500中的试样样品的一部分)，并且然后将该部分加入分离装置1904(见图6-11)中。分离装置1904可以采取多种形式，并且本文描述了一种配置，在该配置中分离装置包括用于接收样品的储存器(图8，项2602)和被连接于储存器2602的毛细管2604。识别/表征仪器104还包括分离和/或浓缩站1916，分离和/或浓缩站1916可选择地为离心机的形式并且在分离装置1904上操作从而将微生物剂从测试样品中的其他组分分离并且将分离装置1904内的微生物剂浓缩。在一个示例中，微生物剂以小球或小球状的团块的形式在分离装置1904的毛细管2604的底部 中被浓缩。识别/表征仪器还包括询问被浓缩的微生物剂以识别和/或表征微生物剂的识别和/或表征模块或读取站(图1，1918)。仪器104接收一次性物品的暗盒1900。一次性物品具有两种类型(I)取样装置1902，其用于使试样容器500通风和从试样容器500移除测试样品，以及(2)分离装置1904，其通过取样装置1902从容器500接收样品的一部分并且测试样品中的微生物剂在分离装置1904中被浓缩。在仪器的可选择的配置中，取样装置1902和分离装置1904的功能被组合为单一的一次性装置，如图60-78中所示的，在这种情况下暗盒1900将仅包括多个组合的取样和分离装置。仪器104还包括操作成接近一次性物品1902和1904的机器人传递机构1910、被保持在保持器或机架1906中的阳性试样容器500、废物容器1908、分离和浓缩装置1916、以及识别模块1918。机器人传递机构1910还可以操作成从分离的检测仪器接收阳性试样容器，并且将阳性试样容器加载入保持结构或机架1906中。机器人传递机构1910根据需要而接近废物容器、分离和浓缩站1916、识别模块1918和仪器104中的其他模块或部件，以进行下文描述的功能。传递机构1910的构建的方式可以根据仪器104的配置而广泛地变化。样品移除设备1912优选被结合入或耦合于机器人传递机构1910，如由虚线1913表示的。设备1912还包括用于夹持通风和取样装置1902、分离装置1904和/或试样容器500中的一个的机器人夹紧和操纵机构。样品移除设备1912被连接于能够进行机器人夹紧功能的气动系统1914。气动系统1914可以包括真空泵，如在下文的第二实施方案中描述的。真空泵操作成向通风和取样装置1902提供真空以从试样容器500吸取样品，并且向取样装置1902提供正压以将来自取样装置1902的样品注射入分离装置1904中。识别仪器104的这些方面将全部在下文更详细地描述。在一个实施方案中，识别模块1918包括照射分离装置1904中的被浓缩的微生物剂的光源(例如激发光源)。响应于照射，被浓缩的微生物剂发射出可检测的荧光信号，即固有荧光，如下文描述的。此外，光源对被浓缩的微生物剂的照射将产生反射信号或瑞利散射信号；这种信号具有与激发光相同的波长并且提供另外的关于微生物剂的吸收的信息。反射信号还可以提供荧光数据的归一化的基础。识别模块1918的配置包括用于在空间上分散反射/荧光光谱的工具，其可以采取分光计的形式。这些荧光和反射信号(光谱)被传感器阵列1920捕获，传感器阵列1920产生向计算机1924供应的信号。计算机执行算法以处理反射/荧光信号并且响应地识别和/或表征微生物剂。在一个实施方案中，具有识别或表征结果的报告被发送至输出装置1926(例如显示器或相关联的计算机工作站、寻呼机、移动电话或电子邮件服务器)。所述结果可以包括临床程序类型、对微生物剂的直接识别(例如达到分类层系中的属或种水平)、或有关样品中的微生物剂的其他临床信息。第一实施方案(图1-26)样品移除设备和从试样容器(例如血液培养瓶500)的取样(图1-5、15-16,项1910 和 1912)以样品头1912的形式的样品移除设备从取样装置1902的暗盒1900取回取样装 置1902( —次性的)(图1、5)。该取样装置1902(图14，也参见图32、33)可以采取无菌有护套的针或其他器具的形式，以用于刺穿试样容器500中的阻挡器或其他封闭器构件并且 使试样容器通风(如果必要的话)从而使瓶子压力和大气压力平衡。取样装置(图14、32，1902)包括用于保持被抽出的测试样品的取样容器或室3204。测试样品将包括试样样品的一部分和任何存在的培养基。另一个可能的实施方案是取样装置含有无菌有护套的针并且被直接地连接于或结合入分离装置中(即组合的取样和分离装置，见图60-78)。样品移除设备1912可以可选择地包括用于在取样之前净化瓶子的表面的特征(如果需要的话)。机器人传递机构1910(图5)除了以围绕三个互相正交的平移轴线之一的一个旋转轴线运动之外，还可以以这三个互相正交的平移轴线运动，从而能够在瓶子被保持在试样容器保持器1906的机架2310中时将样品移除设备1912定位为与每个试样容器/瓶子500的接近部位(例如阻挡器或隔膜)相对。取样装置1902的有护套的针3202与瓶子接近部位的对准可以通过内置于容器500的停靠特征、视觉系统(例如照相机)或使用预编程的维度坐标和控制机器人传递机构1910的精确运动来实现。瓶子500优选被首先向上倾斜，使得在接近部位或阻挡器下方的空间容纳顶部空间气体并且不容纳液体培养基(liquid media)。本步骤的基本原理是容器应当首先被通风使得瓶子中的压力接近大气压力。这将防止气溶胶从瓶子的通风以及过量的流体传递和过分充满以及在瓶子过压状态的情况下的可能的溢出。相似地，如果培养尚未生成显著的副产物(例如顶部空间气体)或微生物不是“气体生产者”，那么将有压力不足条件，或瓶子内部的压力将低于大气压力，这将使取样困难。无菌性的通风将平衡压力，使得流体样品可以被从瓶子移除。在合适的通风之后，瓶子500被倾斜，使得瓶子的进入口被向下定向并且液体样品可以被传递至取样装置1902。取样装置从试样容器抽出血液/培养基的例如O. 5ml、I. 0ml、或2. Oml样品。可选择地，正排量注射器(positive displacement syringe)状的装置可以被开发以提供在真空或压力条件的宽范围内的对试样容器的取样。测试样品中的组分的可选择的溶解在测试样品已经被从试样容器500抽出之后，其中所含有的任何细胞组分(例如血细胞)可能需要被溶解，使得它们不干扰下文描述的分离和识别/表征过程。可选择的溶解步骤可以使用溶解缓冲剂(其是PH被平衡的表面活性剂溶液)来进行或可以使用超声处理来实现。两种途径都导致血细胞壁的破裂。溶解操作可以通过离线地或在识别和/或表征仪器104内将溶解缓冲剂加入一次性取样装置1902中来进行。可选择地，溶解缓冲剂可以在样品向分离装置1904中的加载期间与血液/培养基样品混合。在溶解缓冲剂和血液/培养基样品被组合之后，需要进行一定量的搅拌或混合，以确保溶解缓冲剂接触血细胞以及细胞壁破裂发生。在一个可能的实施方案中，机器人传递机构可以向上和向下或以其他方式运动以实现这种混合。在另一个实施方案中，混合站(例如在下文的第二实施方案中描述的旋涡器)可以被包括在仪器104中以实现这种混合。作为替代形式，分离装置1904可以具有两个隔间，该两个隔间被热响应性凝胶分隔或被其他将允许溶解缓冲剂和血液/培养基混合物被组合然后穿过而进入微生物分离装置中的分离材料分隔。另一个途径可以结合过滤器，以将微生物收集在表面上并且然后将微生物再悬浮入接种物中以进行测试。 设想，多个分离装置1904可以以诸如管壳(cartridge)、暗盒、圆盘或条的形式被 提供，以利于使用者容易加载系统。分离和/或浓缩站(图1、21，项1916)和分离装置(图1、6_11、21，项1904)在试样从试样容器的抽出之后，并且在取样装置1902中的细胞组分(例如血细胞)的可选择的溶解之后，然后样品被注射或以其他方式引入分离装置1904中的一个中。样品中存在的微生物剂被从其他组分分离并且在分离装置1904内被浓缩为小球或小球状的团块。分离装置1904中的微生物的分离和/或浓缩的细节在上文的通过引用被并入本申请的相关专利申请中描述，但是基本的方法将在下文描述。分离使用密度溶液或密度缓冲物过滤来实现。在一个实施方案中，分离装置1904预加载有密度缓冲物。分离和浓缩借助于分离装置1904的离心而发生。分离装置1904(图6-11)本身可以采取被密度溶液填充的l_2mm直径内横截面毛细管的毛细管设计的形式。在该毛细管区域上方处是开放(即通向较大的横截面区域)的槽形结构，以提供用于血液/培养基样品和密度溶液的储存器。分离装置的底部表面由具有非常好的紫外线和可见光透射的材料制成。结构的顶部具有在离心之前施用的盖子。在可选择的配置中，分离装置可以被从侧面照射，在这种情况下分离装置的下部分由具有非常好的紫外线和可见光透射的材料制成；毛细管的横截面形状可以是圆形的或正方形的。被混合的或被溶解的样品内容物(溶解缓冲剂和测试样品)借助于将来自取样装置1902的样品注射入分离装置1904中而被加载入分离装置1904中(见图20A-C和下文的描述)。密度溶液被在识别和/或表征仪器104中在线地加载入分离装置1904中，或更优选地分离装置1904被装载成预填充有密度溶液。在混合的或溶解的样品被加载入分离装置1904中并且装置1904被加盖之后，分离装置1904被加载入离心机1916中。可选择地，该盖子被配置有隔膜。样品可以通过刺穿隔膜而被加入装置1904，这防止了对盖子移除和更换的需要。离心机被激活和旋转，例如以高rpm进行几分钟。这种动作使微生物剂(未被溶解的)经过密度溶液并且在分离装置1904中的毛细管的基部处浓缩为在管的最底部中的小球或小球状的团块(见图10，被浓缩的微生物剂小球2804)。在一个实施方案中，加载有密度缓冲物的装置1904在测试样品的加载之前被离心，以除去任何气泡或可能以其他方式干扰分离和/或浓缩步骤的类似物。用于微生物识别和/或表征的识别/表征模块(读取站)(图1、21、22，项1918)在分离装置1904已经如上文描述的被离心之后，离心机1916可以被旋转，使得分离装置1904在读取位置中，在读取位置，识别和/或表征模块(读取站)1918可以询问被分离的和/或被浓缩的微生物剂(图10，小球2804)。可选择地，分离装置1904可以被机器人传递机构1910从离心机移除并且被放置在处于分离位置中的读取站中。在一个形式中，读取站1918包括用于询问分离装置1904内的被浓缩的微生物剂(小球)的光学读取器组件。因为血液/培养基样品中的微生物/微生物剂在分离装置1904中被强迫至毛细管的底部表面(见图10和11)，所以微生物剂将与底部表面接触。在一个可能的实施方案中，光学读取器组件观察由于来自激发光源的照射而从被浓缩的微生物剂发射出的荧光信号(例如固有荧光信号)。
荧光信号(例如固有荧光)来源于被UV、可见光谱或IR光源的激发(见图11)。光源可以是连续灯，例如用于UV的氘灯或氙灯和/或用于可见/IR激发的卤钨灯。因为这些光源具有宽范围的发射，所以激发带可以使用光带通滤光器来减小。其他可以使用的用于发射波长谱宽的方法包括声光可调滤波器、液晶可调滤波器、一系列的光学干涉滤光片、棱镜光谱仪和其他仪器。可选择地，以从紫外至近红外的分立波长形式的激光是可用的；此夕卜，大量的多路方法是本领域技术人员已知的。可选择地，发光二极管可以被用作窄带激发光源。从240nm至超过700nm的峰值波长的具有20-40nm的谱宽的LED是可用的。上文的用于谱宽的减小的方法可以与LED的方法结合，以改进激发光谱和发射光谱之间的区分。从样品的发射可以通过光谱区分的任何合适的工具来测量，最优选采用分光计。分光计可以是扫描单色器，该扫描单色器检测特定的发射波长，由此使来自该单色器的输出被光电倍增管检测；和/或分光计可以被配置为成像摄谱仪，由此输出被成像检测器阵列例如电荷耦合器件(CCD)检测器阵列检测。在一个实施方案中，鉴别器允许荧光和/或散射信号通过光电探测手段(例如光电倍增管、雪崩光电二极管、CCD检测器阵列、互补金属氧化物半导体(CMOS)区域传感器阵列和/或电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)检测器阵列)(图1，项1920)来观察。在传感器阵列的前方的光学透镜系统(图11中的2904)将使形成毛细管2604的底部的O. 78-2. Omm2区域放大，使得其填充传感器阵列的框架。可选择地，一次性分离装置1902和光纤之间的耦合是没有透镜系统的直接光纤耦合；光纤探针是在远端处的六个围绕一个的配置，使近端具有用于发射纤维的线性配置以耦合入分光计的进入狭缝。以多个不同的波长的荧光信号强度被获取和保存在计算机存储器中。可选择的配置是将毛细管2604减小至在直径上少于Imm以适应低生物质样品。此夕卜，毛细管区域的几何形状可以采取其他形状，例如矩形形状的内横截面。另一个可选择的实施方案是将毛细管的读取配置成用从侧面读取来代替从底部读取。这样做有两个可能的益处(1)避免了沉降至毛细管的基部的碎片或纤维以及(2)提供了在光学上识别多种微生物剂存在的机会。矩形形状的毛细管可以优选用于这种侧面读取应用。识别和/或表征模块1918包括针对被存储在存储器中的荧光信号强度测量而进行操作的计算机(图1，项1924)。所述测量与对也被存储在存储器中的不同类型的微生物(即革兰氏阳性的、革兰氏阴性的、酵母等等)的通过实验确定的荧光光谱测量进行比较。计算机执行分类算法，并且产生微生物剂的分类结果，例如革兰氏分类、革兰氏族和物种。在一个配置中，被捕获的固有荧光信号的光谱的进一步分析被实现，使得物种识别和/或表征或对于物种识别的至少最高的三个概率(top three probabilities)被实现。对由计算机执行的用于识别和/或表征的方法的细节在下文进行解释。革兰氏类型、革兰氏科和物种的识别还可以使用微拉曼评价来实现。拉曼光谱是一种非接触技术，其中样品被激光辐射照射。散射光通过与包括微生物剂的分子相互作用而被弹性地或非弹性地散射。被弹性地散射的光称为瑞利散射，而被非弹性地散射的光是拉曼散射。拉曼光谱已经被表明是潜在地可行的通过微生物的振动光谱的检验而进行的微生物识别和/或表征的方法。激光照射和散射聚集光学系统被设计为将光束聚焦成受近衍射限制的斑点尺寸。该尺寸确保在微生物上有足够的激光信号，因为拉曼散射是非常无效率的。聚集光学系统被设计为高效率地捕获散射光并且将其耦合入光学分光计中以进行分析。拉曼信号可以在一个或多个位置处被获取并且后续的信号被平均化。 一旦拉曼光谱被获得，便针对光谱中的关键的峰的位置和强度对其进行分析。将结果与已知的微生物的被存储的基准数据集比较，从而可以获得革兰氏类型、形态信息和物种识别。来自已知的微生物的基准数据集可以在相同的仪器中使用相同的方法和读取仪器来获得。用于识别的方法在本文件起始处的通过引用并入本文的于2009年10月提交的共同待决的申请中被更详细地描述，并且读者被引导至这样的专利申请以获得进一步的细节。采用固有荧光和分类层系分类方法的方法也在下文被详细地解释。取样装置1902和分离装置1904的处理(图1、23，项1908)在测试样品被从取样装置1902注射入分离装置1904中之后，取样装置1902被丢弃入在识别和/或表征仪器104内的生物废物容器1908中。在分离装置1904的读取之后，分离装置1904也被丢弃在生物废物容器1908中。生物废物容器被周期性地从识别/表征仪器除去并且被清空，并且然后被放回至识别/表征仪器中。用户界面识别仪器104优选包括向操作者提供有关被加载入识别仪器的试样容器的状态信息的用户界面(未示出)。用户界面可以包括以下特征中的某些或全部 触摸屏显示器 在触摸屏上的键盘。 系统状态 阳性警报·向其他系统(DMS、LIS、BCES&其他检测或识别仪器)的通信。 试样容器状态 取回试样容器 视觉和听觉阳性指示物· USB接口(后备物(back ups)和外部系统接口) 识别和/或表征结果、系统状态和错误信息的远程通知用户界面的具体的外观或布局不是特别重要的。
结果被发送至输出装置1926(图I)，输出装置1926可以是计算机存储器、仪器显示器、打印机、寻呼机、移动电话、个人数字助理、电子邮件服务器或其他装置。结果将典型地包括以下中的一个或多个微生物剂的临床革兰氏类型、微生物剂的物种的识别和/或表征、或其他临床信息。试样容器500图I中示出的试样容器500被设计为保持和容纳样品并且可以采取标准培养瓶例如血液培养瓶的形式。瓶子的优选的实施方案结合用于识别/表征仪器104或离线设备内的瓶子500的自动读取的条形码(图I)。瓶子500包括将容器与环境密封开的具有可刺穿的隔膜的阻挡器(未示出)。可选择地，如果瓶子被既用于检测又用于自动识别，那么瓶子包括比色传感器，该比色传感器被形成或放置在瓶子的底部中以用于瓶子500中的微生物生长的存在的比色检测的目的。图I中示出的类型的试样容器是本领域中熟知的并且在本文件的背景部分中引用的专利文献中被描述，因此进一步的描述是不必要的。瓶子的配置不是特别重要的，并且本发明的系统和方法可以被配适成适合用于容纳样品的多种容器。因此，血液培养试样容器的本发明的描述是以示例而不作为限制的方 式被提供。II.第一实施方案的详细描述(图1-26)图2示出了识别/表征仪器104的一个可能的配置，包括一次性物品的暗盒1900、用于阳性试样容器的机架或保持器1906、废物容器1908、机器人传递机构1910、被附接于或以其他方式稱合于机器人传递机构1910的样品移除设备1912、分离和浓缩站1916和识别和/或表征模块1918。图3是图2的布置的俯视平面图。保持器1906包括三个机架，三个机架被定向为处在用于培育和例如从远程检测仪器或手动加载门来接收新的阳性试样容器的一种位置中。在图4中，机架被运动至用于从试样容器移除样品和将样品向分离装置1904中加载的位置。图5是在图4的位置中的识别/表征仪器的透视图，更详细地示出了识别/表征仪器104。保持器1906包括三个分离的机架2310，每个机架2310保持二十个试样容器500。机架2310作为单元而围绕水平轴线可旋转，将试样容器倾斜为向上的取向(在图5中示出)从而实现使试样容器通风的目的以及将试样容器倾斜为向下的取向(见图15)从而实现样品移除的目的。机器人传递机构1910包括竖直导轨2320和水平导轨2324。样品移除设备1912借助于被连接于导轨的轴环以及马达皮带驱动组件(未示出，但是是常规的)而从左至右和向上向下运动。因此，当试样容器呈向上的或向下的取向时，样品移除设备1912可以运动至三个机架2310中的瓶子位置中的任何位置。样品移除设备1912还可以通过沿着导轨2322滑动而向前和向后运动。图5还表不出仪器104包括电子设备2300,电子设备2300包括用于处理突光测量的计算机1924、存储分析的结果的存储器2302以及另外的用于存储用于识别/表征仪器104的操作的程序代码的存储器或处理单元2304。电子设备2300优选位于在合适的面板(未不出)的后方。一次性物品的暗盒图5示出了被加载入识别/表征仪器104中的一次性装置的暗盒1900。暗盒1900包括多个取样装置1902和分离装置1904。分离装置1904在图6-11中示出。参照这些附图，分离装置由主体2402组成，主体2402界定储存器2602和被连接于储存器2602的毛细管2604。主体2402界定轴线2608并且毛细管2604被沿着轴线2608定向。毛细管2610的第一端被连接于储存器2602，并且毛细管的第二端2612与端件2502的管部分2702连通。储存器通过可移除的帽2404来被接近，其中可移除的帽2404螺纹连接至在主体2402的顶部部分处形成的螺纹2502上。主体2402的下部分通过端件2502来封闭，其中端件2502借助于装配入主体中的相应的凹陷部2606中的脊2704以及焊接或使用粘合剂而附着于主体。端件2502的底部壁2506具有如图8中表示的减小的厚度。端件包括与主体2402的毛细管2604对准的毛细管2702。紧邻毛细管的第二端的主体2402由光学透明材料制成；在图7的实施方案中，端件2502是光学上透明的，以利于位于毛细管2604的底部处的被浓缩的微生物剂2804的光学询问。分离装置1904加载有密度溶液或“缓冲物” 2802(图10)，被预加载有材料或较不优选地在识别/表征仪器内将材料加入分离装置中。
图12和13示出了分离装置1904的其中分离装置1904的主体是一体构造的实施方案。壁3002提供对于毛细管2602的下部分的支撑。紧邻毛细管2604的下部分的主体由光学透明材料制成。图11示出了分离装置1904内的被浓缩的微生物剂2804的询问操作，该操作由图I和5的识别模块1918来实施。来自光源的光沿着光纤2902经过并且被透镜系统2904引导至分离装置1904的基部。光刺激荧光从微生物剂2804的产生，并且荧光通过光纤2906被引导经过透镜2904和光纤2902到达识别模块(1918，图I)中的光谱色散系统，到达传感器阵列(1920，图I)。取样装置1902在图14中被示意性地并且部分不按比例地示出。装置1902可以采取注射器状的装置的形式，该注射器状的装置具有界定室3204的主体3200和有护套的针3202。室3204可以预加载有选择性的溶解缓冲剂3206。室3204的顶部被密封。室可以具有端口 3208，端口 3208允许取样装置被连接于真空或气动单元以利于通风或样品从瓶子500的取样。溶解缓冲剂3206可以被预加载入取样装置1902中，或其可以在使用时在仪器中加载入装置1902中。在一个实施方案中，被加载入取样装置1902中的溶解缓冲剂可以被设计用于预期被发现的物种。在一个可能的配置中，选择性的溶解缓冲剂的多个储存器存在于仪器104中，并且溶解缓冲剂中的被选择为对于被容纳在给定试样容器中的样品是最优的一种溶解缓冲剂在使用时被加载入取样装置1902。此外，样品可以被各自容纳有不同选择性的溶解缓冲剂的不同取样装置来重复。样品移除设备(取样头)1912图I和5的样品移除设备1912操作成从阳性检测容器500除去在阳性检测容器500中的生物样品的一部分，并且将该部分加入至从分离装置的供应部1900获得的分离装置1904。样品移除设备1912的物理配置可以根据试样容器、取样装置和分离装置的配置而采取多种形式。在图示的实施方案中，样品移除设备1912采取打开和关闭从而夹持取样装置1902和分离装置1904的关节指状物的形式。样品移除设备1912被运动至所需的位置，以借助于机器人传递机构1910的操作来取样并向分离装置中加载。
通风和取样参照图15，样品移除设备1912被运动至一位置，在该位置，样品移除设备1912被直接地放置在暗盒1900中的取样装置1902中的一个的上方。样品移除设备1912的指状物夹紧取样装置1902并且设备1912被向上升高，从暗盒1900移除取样装置1902。如图16中所示的，试样容器500被向上倾斜。在瓶子的顶部处的阻挡器使用紫外光或消毒剂(例如漂白剂或醇)而被杀菌。如图17中所示的，瓶子通过将取样装置的针3202(图14)引入穿过瓶子500的阻挡器中的可刺穿的隔膜而被通风，将瓶子的内部内的压力平衡至环境条件的压力。取样装置的端口 3208在该过程期间可以被连接于气动系统(1914，图I)，例如如下文的第二实施方案中所示的滚动线式泵(rolling diagram pump) 1710。如图18和19中所示的，机架2310然后被旋转至向下的取向。样品移除设备1912与气动系统共同地将测试样品(即试样样品的一部分)从瓶子500抽出而送入取样装置1902 中。
溶解取样装置1902可选择地加载有约Iml的溶解缓冲剂3206 (图14)。在本实施方案中，约2ml测试样品被从瓶子500移除，并且在测试样品加载入取样装置1902中之后例如通过装置1902的搅拌而在取样装置1902中与溶解缓冲剂混合。溶解操作对非微生物组分例如血细胞是选择性的，即微生物剂细胞不被溶解。溶解缓冲剂3206选择性地溶解可能在样品中存在的非期望的细胞(即非微生物细胞)，例如血细胞和/或组织细胞。非微生物细胞的选择性的溶解允许微生物从其他可能在样品中存在的组分的分离。因此，溶解溶液是能够选择性地溶解细胞例如非微生物细胞(例如通过溶解真核细胞膜)的一种溶解溶液。溶解溶液可以包含一种或多种洗涤剂、一种或多种酶、或一种或多种洗漆剂和一种或多种酶的组合。有用的洗涤剂可以包括一种或多种非变性的溶解性洗涤剂，例如Triton X-100Triton X-100-R,Triton X-114,NP-40,Genapol C-100,Genapol X-100, Igepal CA 630、41'1&801￥6111200、&'。@96/97、(通 3、辛基β _D_批喃葡萄糖苷、皂苷和单十二烷基九乙二醇醚(C12E9，p0lid0Cen0l)。可选择地，可以包括变性的溶解性洗涤剂，例如十二烷基硫酸钠、N-十二烷基肌氨酸、脱氧胆酸钠、胆盐、十六烷基三甲基溴化铵、SB3-10、SB3-12、胺基硫代甜菜碱-14和C7Bz0。可选择地，还可以包括增溶剂，例如Brij 98、Brij 58、Bri j 35、Tween 80、Tween 20、Pluronic L64、Pluronic P84、非洗漆剂硫代甜菜喊(NDSB201)、amphipols (PMAL-C8)、和甲基-β -环糊精。在一个实施方案中，聚氧乙烯洗漆剂可以是优选的。聚氧乙烯洗涤剂可以包含结构C12_18/E9_1(l，其中C12-18表示12至18个碳原子的碳链长度并且E9-10表示9至10个聚氧乙烯亲水头基团。例如，聚氧乙烯洗涤剂可以选自由 fcij 97、fcij 96V、Genapol C_100、Genapol X_100、单十二烷基九乙二醇醚(polidocanol)、乙二胺四乙酸(EDTA)或其组合组成的组。溶解溶液还可以包含一种或多种酶。可以在溶解溶液中使用的酶包括但不限于消化核酸的酶和其他堵塞膜的材料(membrane-fouling material)的酶(例如蛋白酶XXIII、脱氧核糖核酸酶、神经氨酸苷酶、多糖酶、Glucanex 和Pectinex )。在另一个实施方案中，可以使用一种或多种另外的剂，包括例如还原剂例如2-巯基乙醇(2-Me)或二硫苏糖醇(DTT)，稳定剂例如镁、丙酮酸盐和湿润剂，和/或螯合剂例如乙二胺四乙酸(EDTA)。溶解溶液可以以任何适合于溶解所期望的细胞的pH来被缓冲，并且PH将取决于多种因素，包括但不限于样品的类型、待被溶解的细胞以及所使用的洗涤剂。在某些实施方案中，pH可以在约2至约13、例如约6至约13、例如约8至约13、例如约10至约13的范围内。合适的pH缓冲剂包括任何能够将pH保持在期望的范围内的缓冲剂,所述范围例如约O. 05M至约I. OM CAPS。向分离装置1904中的分配以及分离/浓缩如图20A和20B中所示的，样品移除设备1912将取样装置1902(加载有被混合的溶解缓冲剂和样品溶液)携带至暗盒1900中的分离装置1902中的一个的位置。样品移除设备使用取样装置1902的针3202刺穿分离装置1904的帽，并且将O. 5至I. Oml的测试样品+溶解缓冲剂混合物注射入分离装置1904的储存器中。分配还可以在使分离装置1904打开盖之后和在重新加盖之后重新加盖分离装置1904之后被进行。然后样品移除设备将取样装置1902传递至废物容器1908，如图20C中所示的，并且将其存放入废物容器中。在一个实施方案中，分离通过离心步骤进行，在离心步骤中样品(例如被溶解的 样品)被放置在之前被加载在分离装置1904中的约Iml液相密度缓冲物2802(图10)的顶部上，并且装置1904在允许微生物被分离和浓缩的条件下(例如10，OOOg)被离心(例如微生物在分离装置1904的底部和/或侧面形成小球或小球状的团块)。“密度缓冲物”是指具有整个溶液的同质的密度的溶液。缓冲物的密度被选择成使得样品中的微生物穿过缓冲物，而样品的其他组分(例如血液培养肉汤、细胞碎片)保留在缓冲物的顶部或不穿过贯穿整个密度缓冲物。用于密度缓冲物2802的材料可以是任何具有对于本发明的方法合适的密度范围的材料。通常，缓冲物的密度在约I. 025g/ml至约I. 120g/ml的范围内。在一个实施方案中，材料是硅胶。硅胶可以是不被包覆的(例如Ludox (ff. R. Grace，加利福尼亚州))或被例如娃烧(例如 PureSperm (Nidacon Int' I,瑞典)或 Isolate (Irvine Scientific,圣安娜，加利福尼亚州))或聚乙烯卩比咯烧酮(例如Percol I 、Perco 11 Plus (Sigma-Aldrich,圣路易斯，密苏里州))包覆的。硅胶可以以任何合适的介质来稀释，以形成合适的密度，例如平衡的盐溶液、生理盐水和/或O. 25M蔗糖。合适的密度可以使用以约15 %至约80 % v/v例如约20%至约65% v/v浓度的硅胶来获得。另一种合适的用于密度缓冲物的材料是被碘化的对比剂，例如碘海醇(Omnipaque NycoPrep 或Nycodenz )和碘克沙醇(Visipaque 或OptiPrep )。合适的密度可以使用以约10%至约25% w/v浓度的碘海醇或碘克沙醇获得。蔗糖可以被用作对于血液培养样品的以约10%至约30% w/v例如约15%至约20%w/v浓度的密度缓冲物。其他合适的可以被用于制备密度缓冲物的材料包括低粘度高密度油，例如显微镜浸镜油(例如Type DF ；Cargille Labs,纽约)、矿物油(例如Drakeol 5、Draketex 50、Peneteck- ;Penreco Co.,宾夕法尼亚州)、娃油(聚二甲娃氧烧)、氟化娃油、娃凝胶、metrizoate-Ficoll (LymphoPrep ),例如以对于血液培养样品的约75%至约100%的浓度,泛影酸葡聚糖(PolymorphoPrep ),例如以对于血液培养样品的约25%至约50%的浓度，羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚环氧乙烷(高分子量)、Plur0nic F127、Pluronic F68、Pluronic 化合物的混合物、聚丙烯酸、交联的聚乙烯醇、交联的聚乙烯批咯烷、PEG丙烯酸甲基醚、果胶、琼脂糖、黄原胶、结冷胶、Phytage I 、山梨糖醇、Fi co 11 (例如以对于血液培养样品的约10%至约15%的浓度的Ficoll 400)、甘油、葡聚糖(例如以对于血液培养样品的约10%至约15%的浓度)、糖原、氯化铯(例如以对于血液培养样品的约15%至约25%的浓度)、全氟化碳流体(例如全氟正辛烷)、氢氟烃流体(例如VertrelXF)，以及如本领域中熟知的类似物。在一个实施方案中，密度缓冲物选自硅胶、碘克沙醇、碘海醇、氯化铯、甲基泛影酸-Ficol I 、泛影酸葡聚糖、蔗糖、ficol I 400和/或葡聚糖的以任何组合的一个或多个。密度缓冲物还可以由材料的组合组成，例如硅胶和油的组合。向分离和浓缩站(离心机)的传递如图21中所示的，在使用被混合的或被溶解的测试样品加载分离装置1904之后，样品移除设备1912取回被加载的分离装置1904，将其从暗盒1900提升出来，并且将分离装置1904运动至离心机1916。然后分离器1904被放置入离心机1916的保持器或加载位置中。样品中的微生物剂的分离和浓缩使用离心机1916而在分离装置1904内发生。 分离步骤可以被实施成将微生物从样品的其他组分(例如非微生物或其组分)分离以及将微生物浓缩为为了识别和表征目的而能够被询问的小球。分离不必须是完全的，即不要求发生100%分离。全部的要求是，微生物从样品的其他组分的分离应当足以允许微生物的询问而没有来自其他组分的很大的干扰。离心机在高速下旋转分离装置1904，以将微生物剂浓缩在分离装置1904内的毛细管的底部中。溶解缓冲剂在非微生物细胞(例如血细胞)上的作用、分离装置1904内的密度溶液的存在以及离心的组合会导致微生物剂从被溶解的血液/肉汤混合物分离以及微生物剂在毛细管的底部中浓缩为小球或小球状的团块，如图10和11中所示的。在一个实施方案中，分离装置1904在站1916中使用甩开转头(swing out rotor)来被离心，使得微生物直接在分离装置1904的底部上形成小球(在图8、10和13中示出的毛细管的底部中)。分离装置1904被在充分的加速度下离心并且持续充分的时间，以使微生物从样品的其他组分中分离(例如小球被形成)。离心加速度可以是约1，OOOXg至约20，000 X g、例如约2，500 X g至约15，000 X g、例如约7，500 X g至约12，500 X g等等。离心时间可以是约30秒至约30分钟、例如约I分钟至约15分钟,例如约I分钟至约5分钟。读取被示出为毗邻于离心机而定位的识别和/或表征模块(读取站1918)然后使用荧光光谱(例如固有荧光和/或漫反射率)、拉曼光谱或其他光学技术来询问被浓缩的微生物齐U。在其他实施方案中，小球中的微生物可以使用质谱测定技术来被询问，例如MALDI-T0F质谱测定、解吸电喷雾电离(DESI)质谱测定、GC质谱测定、LC质谱测定、电喷雾电离(ESI)质谱测定和选择性离子流管(SIFT)光谱测定。如图22中所示的，识别和/或表征模块1918可以物理地定位成紧邻离心机1916，在这种情况下分离装置1904不需要被机器人传递机构进一步运动。可选择地，识别和/或表征模块1918可以位于识别/表征仪器内的不同的位置中，并且机器人传递机构操作成将分离装置运动至识别和/或表征模块1918的位置。向废物的传递在读取之后，如图23中所示的，机器人传递机构1910和样品移除设备1912操作成将分离装置1904从离心机1916提升，将分离装置1904侧向地传递并且将其放置在废物容器1908中。图24示出了废物容器1904容纳多个取样装置1902和分离装置1908。当废物容器1908装满时，其被从仪器移除并且然后被空的废物容器代替。在分离装置的处理之前，分离装置的下区域的摄影图像可以使用照相机(未示出)被取得，以验证分离过程并且提供关于分离物的身份的重要的信息，例如小球尺寸、形状、颜色和密度。被浓缩的微生物剂的外部处理虽然在上文的实施方案中被浓缩的微生物剂在其仍然位于分离装置1904内时被询问，但是可以从分离装置移除被浓缩的微生物剂并且直接地测试其以识别和/或表征微生物剂。在本变化形式中，参照图25，分离装置1904被传递至移除装置或站4302。在站4302，分离装置1904的帽2404被移除并且被浓缩的微生物剂2804被从分离装置1904移除。然后微生物剂经受一个或多个另外的测试。在一个可能的配置中，微生物剂被供应至分子诊断测试单元4310，分子诊断测试单元4310可以包括一次性测试条或类似物以及用于剂的识别的处理仪器。可选择地，微生物剂的样品可以被施用于MALDI质谱测定板4314， 并且板可以被插入质谱测定单元4312中。可选择地，微生物剂可以被递送至微生物识别和/或表征测试装置4318 (例如测试卡)，并且该卡可以在处理仪器4316中被培育和测试。III.操作的方法流程图(图26A、B、C)现在将参照图26A-26C来描述在试样容器500经受检测和识别两个步骤的实施方案中识别/表征仪器104的操作方法。过程在步骤4402处以样品向容器500中的一个容器的加载以及被加载的容器500向检测仪器的递送来开始(如在我们的在先临时申请中以及在共同待审的申请序列号
第_号，“Automated microbial detection apparatus (自动化微生物检测设
备)”，案卷号01120中描述的)。见图47，仪器102。在步骤4404，容器500被加载入检测仪器102中，例如通过将检测容器放置在将容器递送至检测仪器的传送器上或通过手动地加载容器。(见图47和48和这些图的在下文的描述)在步骤4406，容器500被在检测仪器102内培育。在步骤4408，检测容器被读取(通过仪器102中的检测单元)。在步骤4410，检测容器的读取被分析以确定容器是否是阳性的。如果否，那么过程沿着否支链4411分支，并且检查计时器是否已经到期(步骤4412)。如果计时器已经到期，那么瓶子被认为是阴性的并且瓶子在步骤4414被传递至废物容器。否则，培育继续并且步骤4406、4408和4410周期地继续。如果在步骤4410检测容器是阳性的，那么过程前进至是分支4416。检测容器在步骤4418被运动至在检测仪器中的离开位置。在步骤4420检测容器被传递至识别/表征仪器104，例如通过将检测容器500运动至传送带上并且将其运动入识别/表征仪器的入口位置中(见图47)。传递可以通过某些其他方式发生，其的细节可以广泛地变化。在步骤4422 (图26B)，检测容器被放置入识别/表征仪器104的机架2310中的一个中。机器人传递机构1910可以在本过程中使用。在步骤4424，检测容器被无菌地通风。本步骤可以在取样装置的拾取之前发生或可以在拾取取样装置之后发生，见图15和16。在步骤4426，取样装置1902中的一个被从暗盒1900拾取。取样装置1902预加载有如图15中所示的选择性的溶解缓冲剂；可选择地，溶解缓冲剂被在本时刻加入取样装置。在步骤4428，如果装配了覆盖取样装置的针3202的保护性帽(未示出)，则保护性帽被移除。在步骤4430，针3202被插入直立的被通风的容器500中(见图16和17)。在步骤4432，检测容器被反转(见图18和19)并且少量样品(例如2. Oml样品)被从容器500移除。在步骤4434，容器500被旋转至直立的取向并且取样装置1902的针3202被移除。在步骤4436，小体积(例如O. 5ml样品)的空气被引入取样装置中。这可以使用 被连接于取样装置的气动系统1914来自动地实现。在步骤4438，如果装配了用于针3202的保护性帽，则保护性帽被更换。在步骤4440，取样装置1902被反转和搅拌以将测试样品与选择性的溶解缓冲剂彻底混合。在步骤4442，如果装配了用于针3202的保护性帽，如果适合的话，则保护性帽被再次移除。(注意装配有合适的夹紧或夹持特征的站可以被提供，以用于自动地移除和更换针的帽或可选择地帽可以保留在针上，如在第二实施方案中描述的)在步骤4444，阳性的肉汤/溶解缓冲剂混合物的小部分被丢弃入废物容器中。在步骤4446，样品移除设备将取样装置1902运动至在分离装置1904中的一个的上方的位置(见图38)并且使用取样装置的针刺穿帽。分离装置1904预加载有本实施方案中的密度缓冲物。在一个可能的变化形式中，溶解缓冲剂还被加载入具有密度缓冲物的分离装置1904中并且样品和溶解缓冲剂的混合在分离装置1904内发生。在步骤4448，样品移除设备1912轻轻地将O. 5ml至I. Oml的样品/溶解缓冲剂混合物(即溶解的样品)加入已经在分离装置1904的储存器中存在的密度缓冲物的顶部。见图20A和20B。在步骤4450，样品移除设备1912被运动至废物容器1908的位置并且取样装置1902被丢弃。见图20C。在步骤4452，样品移除设备返回至分离装置1904并且将其从暗盒1900拾取出来并且将其运动至分离和浓缩站1916的位置并且将分离装置1904放置入离心机中。见图21。在步骤4454，开始离心机循环。在步骤4456，在离心过程完成之后，分离装置被运动至识别和/或表征模块1918(读取站)。如果读取站紧邻离心机，那么离心机被旋转至读取位置，其中分离装置1904被定位以如11中所示的进行读取。在步骤4458，开始识别和/或表征模块中的分离装置1904的光学扫描(见图21、22)。在步骤4460，在读取操作完成之后，分离装置1904被放置入废物容器1908中(见图 23,24)。B.询问步骤4458，和在识别模块1918中的微生物的识别和/或表征
一旦在样品中存在的微生物已经在分离装置1904中被分离和/或小球化，那么被分离的样品或小球可以在步骤4458中被询问(例如利用光谱方法)以表征和/或识别样品或小球化的微生物。询问可以以非侵入的方式发生，即小球可以在其保留在分离装置1904中时被询问。以非侵入的方式识别微生物、可选择地伴随使在分离和表征/识别过程中容器自始至终被保持密封(例如气密密封)以及使程序自动化的能力，这些能力避免了对被污染的和/或传染性的样品的持续操纵并且很大地增加了整个过程的安全性。此外，通过直接询问来表征和/或识别微生物而不用对样品或小球进一步处理(例如再悬浮、平板接种和菌落的生长)的这种能力很大地增大了可以进行识别/表征的速度。在一个实施方案中，光学光谱方法可以被用于分析微生物的一种或多种固有性质，例如在不存在另外的剂例如染色剂、染料、结合剂等等时在微生物内存在的性质。在其他实施方案中，光学光谱方法可以被用于分析微生物的一种或多种非固有的性质，例如仅在另外的剂的辅助下才能够被检测的性质。询问可以使用下述光谱来实施，例如荧光光谱 法、漫反射光谱法、红外光谱法、太赫兹光谱法、透射和吸收光谱法、拉曼光谱或其组合，拉曼光谱包括表面增强拉曼光谱(SERS)、空间位移拉曼光谱(SORS)、透射拉曼光谱和/或共振拉曼光谱。光谱询问可以通过本领域技术人员已知的对于检测和/或识别微生物的一种或多种固有的或非固有的性质有效的任何技术来进行。例如，正面荧光(其中激发光和发射光进入和离开同一个光学表面，并且如果样品是大体上光学厚的，那么激发光穿透至样品中非常短的距离(见例如Eisinger, J.和 J. Flores,“Front-face fluorometry of liquidsamples (液体样品的正面突光分析)” Anal. Biochem. 94 :15(1983))可以被用于小球中的微生物的识别。其他形式的测量，例如落射荧光、反射、吸收和/或散射测量，也可以在步骤4458中采用。典型地，光源或激发源导致样品的激发，随后在预确定的时间点或连续地进行样品的荧光的发射测量。相似地，来自激发源与样品的相互作用的反射光可以被测量，以提供与识别和/或表征有关的数据。从样品的发射可以通过光谱区分的任何合适的工具来测量，最优选采用分光计。在目前优选的实施方案中，对已知的微生物进行控制测量(例如荧光光谱)，从而允许使用本领域技术人员已知的各种数学方法将被测量的测试数据与关心的微生物的表征相关联。来自已知的微生物的被测量的测试数据存储在机器可读的存储器中，例如在仪器104本身内的或在相关联的数据处理装置例如被连接的工作站内。例如，来自正在被仪器104测试的样品的数据可以利用本领域技术人员已知的或本领域技术人员能够开发的软件程序而被与基线或控制测量比较。更特别地，数据可以被许多的多变量分析方法分析，例如一般化判别分析(GDA)、偏最小二乘法判别分析(PLSDA)、偏最小二乘法回归、主成分分析(PCA)、平行因子分析(PARAFAC)、神经网络分析(NNA)和/或支持向量机(SVM)。这些方法可以被用于在对如上文描述的用于监测、检测和/或表征生物的系统进行设计时将正在被测试的样品中的关心的未知的微生物基于现有的命名法而分类为有关的组(例如物种)，和/或基于生物的新陈代谢、致病性和/或毒力而分类为天然存在的组。对于增强拉曼(SERS)和荧光信号，微生物可以在离心之前被金和/或银纳米粒子覆层，和/或内光学表面可以被具有特定的尺寸和形状的金属胶体预涂覆(参考文献Lakowicz, Anal. Biochem. 337 171 (2005)用于参考突光；Efrima 等人,J. Phys. Chem.B. (Letter) 102 =5947(1998)用于参考SERS)。在另一个实施方案中，纳米粒子在离心之前在密度缓冲物中存在，并且在微生物经过密度缓冲物时与微生物相关联。样品照明源(见图11)或激发源可以选自任何数量的如本领域技术人员已知的合适的光源。可以使用电磁波谱的生成有用数据的任何部分。能够进行在紫外、可见和/或近红外光谱以及电磁波谱的其他部分中的发射的光源可以被使用并且是本领域技术人员已知的。例如，光源可以是连续灯，例如用于生成紫外光的氘或氙弧灯和/或用于生成可见/近红外激发的卤钨灯。这些光源提供宽发射范围，并且对于具体的激发波长的光谱带宽可以使用光学干涉滤光片、棱柱和/或光栅来被减小，如本领域中熟知的。可选择地，多个窄带光源，例如发光二极管和/或激光器，可以在空间上和/或在时间上是多路的，以提供多波长激发源。例如，从240nm至大于900nm的发光二极管是可用的，并且光源具有20-40nm(半最大值全宽度)的光谱带宽。在从紫外至近红外的分立的波长方面激光器是可用的，并且可以使用为本领域技术人员所熟知的多路方法来采用激光 器。这些光源中的任何的光谱选择性可以通过使用光谱区分工具例如扫描单色器而被改进。其他的区分的方法可以被使用，如本领域技术人员已知的，例如声光可调滤波器、液晶可调滤波器、一系列光学干涉滤光片、棱镜光谱仪等等，以及以任何组合的形式。在选择光谱鉴别器时的一种考虑将调整能力的范围以及选择性的水平考虑在内。例如，以例证的方式，鉴别器可以利用具有IOnm的选择性的300-800nm的波长范围。这些参数大体上确定为了实现调整能力范围以及选择性所必需的最优的技术。典型地，光源导致样品的激发，随后在预确定的时间点或连续地进行样品的荧光的发射测量。相似地，来自激发源与样品的相互作用的反射光可以被测量，以提供与检测和/或表征有关的数据。从样品的发射可以通过光谱区分的任何合适的工具来测量，最优选采用分光计。分光计可以是扫描单色器，该扫描单色器检测特定的发射波长，由此使来自从该单色器的输出被光电倍增管检测；和/或分光计可以被配置为成像摄谱仪，由此输出被成像检测器阵列例如电荷耦合器件(CCD)检测器阵列检测。在一个实施方案中，鉴别器允许荧光和/或散射信号通过光电检测工具(例如光电倍增管、雪崩光电二极管、CCD检测器阵列和/或电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)检测器阵列)来观察。分光技术用于获得这样的测量，即被优选提供为激发-发射矩阵(EEM)测量。如在本文中使用的，EEM被定义为荧光物质的发光光谱发射强度，其作为激发波长和发射波长二者的函数，并且EEM包括全光谱或其子集，其中子集可以含有单一的或多个的激发/发射对。此外，具有固定的激发波长的EEM的横截面可以用于示出对于具体的激发波长的发射光谱，并且具有固定的发射波长的EEM的横截面可以用于示出对于样品的激发光谱。在一个实施方案中，多个EEM在多于一个具体的激发-发射波长对下被测量，例如至少在2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个具体的激发-发射波长对下。已经发现，正面荧光光谱提供在测量高度散射的且高度淬火的样品的荧光和/或反射性质中的优势。在一个实施方案中，正面方法可以是特别有用的。例如，正面荧光可能在高度吸收性的样品中是特别有用的，这是因为激发束和发射束不需要行进经过样品的大部分，并且因此可以几乎不被其中可能所含有的干扰组分(例如血细胞和微生物培养基)影响。分离装置1904的光学表面可以以使得提供可接受的结果的角度来被照明，如本领域技术人员已知的，(例如 Eisinger, J.和 J. Flores, “Front-face fluorometry of liquidsamples (液体样品的正面荧光分析法)”Anal. Biochem. 94 :15-21 (1983))。在一个实施方案中，系统被设计为使得光谱系统除了以最小的一个固定角度来测量被发射的荧光外，还以最小的一个固定角度来测量被漫反射的光。在又另一个实施方案中，来自将试样容器检测为“阳性”的检测系统(图47中的项102)的非光谱测量，例如探测时间和生长速率，可以被用于辅助对来自被分离的样品或小球的微生物进行表征和/或识别。此外，从分离装置的下区域的摄影图像取得的测量可以提供与被分离物的身份有关的重要信息，例如小球尺寸、形状、颜色和密度。在某些实施方案中，对被分离的样品或小球中的微生物的表征和/或识别不需要涉及精确的物种的识别。表征包括生物颗粒的宽泛的编目或分类以及单一的物种的实际的识别。对来自被分离的样品或小球的微生物的分类可以包括微生物的表型和/或形态特征的确定。例如，生物颗粒的表征可以基于可观察到的差异例如组成、形状、尺寸、成簇和/或 新陈代谢而被实现。在某些实施方案中，所关心的生物颗粒的分类可以不需要在先知晓给定的生物颗粒的特征，而是仅需要与经验上的测量存在一致的相关性，从而使这种方法比基于具体的结合事件或代谢反应的方法更通用并且更容易地可适应。如在本文中使用的，“识别”意指确定先前未知的微生物属于什么科、属、物种和/或菌株。例如，识别先前未知的微生物属于什么科、属、物种和/或菌株级别。在某些情况下，表征包括分类模型，分类模型提供对于待被采取的行动足够有用的信息。如在本文中使用的，优选的分类模型包括组成以下中的一个或多个(1)革兰氏组；(2)临床革兰氏组；(3)治疗组；(4)功能组；以及(5)自然固有荧光组。(I)革兰氏组在革兰氏组分类内，微牛物可以基于它们的革兰氏染色反应和总尺寸而被放置入三个宽泛的分类种类中的一个中，所述组选自以下中的一个或多个(a)使用革兰氏染色被染成深蓝色的革兰氏阳性微生物；(b)使用革兰氏染色被染成红色的革兰氏阴性微生物；和(C)酵母细胞，其使用革兰氏染色被染成深蓝色但是在它们的形态特征和尺寸上是与细菌不同的非常大的圆形细胞。(2)临床革兰氏组革兰氏组还可以被分为代表区别性的形态特征的多个亚类。这些亚类包括所有的被有经验的实验室技术人员报告的相关的临床信息，并且因此提供比阳性的或阴性的革兰氏反应更高的水平的识别。这种具体的分类是非常有利于的，这是因为其通过使用自动化系统来提供临床上等效的相关的信息从而消除了对依赖于革兰氏染色的品质和/或读取显微镜涂片的技术人员的技术水平的顾虑。更具体地，微生物的基于这种分类模型的亚类可以选自以下中的一个或多个(a)球菌，其是小的圆形的细胞；(b)双球菌，其是被结合在一起的两个小的圆形的细胞；(c)杆状菌(rods)，其是矩形的形状；以及(d)杆菌，其是杆状的。这些可以通过另外的形态信息被确定的亚类的实例包括(I)革兰氏阳性球菌；(ii)成链状的革兰氏阳性球菌；(iii)成簇状的(即“葡萄状”的团簇)革兰氏阳性球菌；(iV)革兰氏阳性双球菌；(V)革兰氏阳性杆状菌；(Vi)具有内生孢子的革兰氏阳性杆状菌；(vii)革兰氏阴性杆状菌；(viii)革兰氏阴性球杆菌；(ix)革兰氏阴性双球菌；(X)酵母；以及(xi)丝状真菌。
(3)治疗组治疗组包括多个微生物物种，这些微生物物种在被从具体的试样类型分离时被同一类的抗生素或抗生素的混合物治疗(例如，如在“Sanford Guide toAntimicrobial Therapy 2008”中描述的)。在很多情况下，临床医生不需要种级别的身份来使得能够进行从初始的经验疗法向更有针对性的疗法的改变，这是因为多于一个物种可以被抗生素的同一个选择治疗。这种分类级别正确地将这些“相同治疗”的微生物置于单一的治疗种类中。这种表征水平的实例包括将高度抵抗性的肠杆菌科(EB)物种与敏感的EB物种(来自大肠杆菌(E. coli)的肠杆菌属菌(Enterobacter spp.))区别开，或将对氟康唑抵抗性的念珠菌属(Candida)物种(光滑念珠菌(C. glabrata)和克鲁斯念珠菌(C.kruzei))与敏感的念珠菌属物种(白色念珠菌(C. albicans)和近平滑念珠菌(C. parapsilosis))区别等等。(4)功能组:根据本发明，微生物还可以基于新陈代谢的、毒力的和/或表型的特征的组合而被置于多个组中。非发酵性生物可以与发酵性生物被清楚地区分。此外，生成溶血素的微生物物种可以独立于非溶血的物种而被分组。在某些情况下,这些组代表比属级别更宽泛的种类(例如大肠菌类、革兰氏阴性的非发酵的杆状菌)，某些处于属级别(例如肠球菌属(Enterococcus)、念珠菌属)，并且某些具有更接近于种级别的分辨(例如对凝 固酶阴性的葡萄球菌、α -溶血性链球菌、β -溶血性链球菌、对凝固酶阳性的葡萄球菌即金黄色葡萄球菌(S. aureus))。(5)自然固有荧光(“IF”)组:微生物还可以基于通过其自然的和/或固有荧光特征而组合在一起的自然趋势来被置于各个种类中。这些组中的某些可以是与治疗组种类和功能组种类所共有的。这些分组可以包括具有特征性IF特征的分别的物种，例如粪肠球菌(E. faecali)、化脓性链球菌(S. pyogenes)或铜绿假单胞菌(P. aeruginosa),和/或可以含有具有相对保守的IF特征的小生物群落，例如肺炎克雷伯氏菌(K. pneumoniae)-产酸克雷伯氏菌组(K. oxytoca)或产气肠杆菌(E. aerogenes)-阴沟肠杆菌(E. cloacae)组。除为了识别目的而测量微生物的固有性质(例如固有荧光)之外，方法可以使用另外的识别物剂以辅助分离和/或识别过程。结合于特定的微生物的剂，例如亲合力配体，可以被用于分离微生物，以识别微生物的类别或物种(例如通过结合于独特的表面蛋白质或受体)和/或识别微生物的特征(例如抗生素抗性)。有用的识别物剂包括但不限于单克隆和多克隆抗体及其片段(例如用于金黄色葡萄球菌识别的抗-Eap)、核酸探针、抗生素(例如青霉素、万古霉素、多粘菌素B)、适体、肽模拟、噬菌体衍生的结合蛋白、凝集素、宿主天然免疫生物标记物(急性期蛋白、LPS结合蛋白、CD14、甘露糖结合凝集素、鸣钟状受体)、宿主防卫肽(例如防御素、抗菌肽、proteogrins、蛙皮素)、细菌素(例如抗生素，例如乳酸链球菌素、美杀菌素、表皮素、gallidermin,以及植物乳杆菌素C、以及II型肽)、噬菌体、以及对核酸选择性的染料、脂质、碳水化合物、多糖、胶囊剂/粘液或蛋白质、或其的组合任何。如果剂本身不给出可检测信号，那么剂可以被标记以提供可检测信号，例如通过将剂共轭于标记物(例如可见的或突光的)。标记物包括但不限于突光的、发光的、发磷光的、放射性的和/或比色的化合物。剂可以在本发明的方法中的任何步骤被加入微生物，例如当样品被获得时、在溶解期间和/或在分离期间。在某些实施方案中，剂在小球中的存在可以在小球的询问期间被确定。其他有用的识别物剂包括微生物酶的底物、螯合剂、光增敏剂、猝灭剂、还原剂、氧化剂、缓冲剂、酸、碱(base)、溶剂、固定剂、洗涤剂、表面活性剂、消毒剂(例如醇、漂白剂、过氧化氢)以及有毒化合物(例如叠氮化钠、氰化钾)以及代谢抑制剂例如环己酰亚胺等等。相似地，用于测量微生物细胞生活力、新陈代谢和/或膜电位的许多荧光化合物可以在本发明中被用作识别物剂。如本领域技术人员将容易地意识到的，具体的微生物对于任何影响其物理状态或新陈代谢的化合物例如抗生素的敏感性可以通过将该化合物加入样品、溶解缓冲剂、密度缓冲物或其的任何混合物中而被迅速地确定。现在将参照图51-59来描述用于使用固有荧光对样品中的微生物剂进行识别和/或表征的方法的一个实施方案。基本地，该方法可以被实施为一系列的处理指令，该一系列的处理指令被存储在存储器中并且使用常规的数据处理器或计算机来执行。该方法执行图 51A-51C中示出的算法，其被设计为在给出来自预先限定组的发射波长的分离物的固有荧光(IF)扫描下，提供对血液培养分离物(被浓缩的小球)的识别。在优选的实施方案中，所述方法被编码以作为实施多级别识别算法的软件指令，不同的级别相应于分类层系的不同的级别。取得输入数据并且确定微生物的识别的传统的分类算法使用单一的分类模型。当被给予来自以未知生物的在预先确定组的波长下的固有荧光扫描的数据时，多级别识别算法根据分类层系的分支——革兰氏类别、科和物种而将生物分类。独特的特征是在从最高的革兰氏类别至最低的物种的每个识别步骤使用独立的分类模型。此外，该方法结合了平行的分类模型的使用，以评估结果之间的一致性。因此，精确的识别和/或表征的概率被最大化，并且不正确的识别或表征结果的产生被最小化。多级别分类层系分类方法适用于除了固有荧光数据之外的其他数据集(例如其可以被用于拉曼光谱数据或质谱数据)。识别方法包括一组数据预处理步骤(被示出为图5IA的块5102、5104和5106)以及一组分析步骤(图51B、51C中的其余的块5108、5110等等)。该方法以分类层系的多级别来确定生物的识别。预处理步骤被设计为获取IF扫描数据，并且进行使给定的生物组或物种内的微生物剂的不同菌株之间的变化最小化的数据变换。数据分析步骤使用平行的分类模型来实施多级别的识别，作为将从以下的讨论被理解的。如上文提出的，优选的实施方案提供以革兰氏级别、科级别和物种级别的生物识另IJ。在血液培养物中普遍发现的可以被算法识别的生物包括但不是必须受限于表格I中列出的那些。明显地，对于不同的应用(例如食品、水、环境样品等等)，生物可以是不同于表I中列出的那些生物，然而方法是相同的。表I :固有荧光算法识别生物列表
权利要求
1.一种自动化仪器，用于识别和/或表征被容纳在试样容器内的试样样品中存在的微生物剂，组合地包括 样品移除设备，其能操作成自动地从所述试样容器移除测试样品并且将所述测试样品加入一次性分离装置； 分离和浓缩站，其在接收所述测试样品之后在所述分离装置上操作，从而将所述微生物剂从能够在所述测试样品中存在的其他组分分离并且使所述分离装置内的所述微生物剂浓缩；以及 识别和/或表征模块，其询问所浓缩的微生物剂以识别和/或表征所述微生物剂。
2.根据权利要求I所述的仪器，还包括被耦合于所述样品移除设备的机器人传递机构。
3.根据权利要求2所述的仪器，其中所述样品移除设备包括被耦合于所述机器人传递机构的夹紧结构，所述样品移除设备能操作成夹紧一次性取样装置并且相对于所述试样容器操纵所述一次性取样装置，从而使所述试样容器通风并且将所述测试样品抽出而送入所述取样装置中。
4.根据权利要求3所述的仪器，其中所述试样容器包括血液培养瓶，并且其中所述试样样品包括血液样品。-
5.根据权利要求4所述的仪器，其中所述瓶包括T刺穿的元件，并且其中所述仪器还包括用于给所述可刺穿的元件^菌的机构。
6.根据权利要求3所述的仪器，其中所述系统还包括混合设备，所述混合设备用于将被容纳在所述取样装置中的所述测试样品与选择性的溶解缓冲剂混合，该选择性的溶解缓冲剂或者初始地预先加载入所述取样装置中或者在所述仪器中被加入所述取样装置。
7.根据权利要求I所述的仪器，其中所述分离和浓缩站包括离心机，并且其中所述离心机将所述分离装置的一部分中的所述微生物剂浓缩。
8.根据权利要求7所述的仪器，其中所述分离装置包括内毛细管，并且其中所述毛细管的外周部分容纳所浓缩的微生物剂，并且其中所述识别和/或表征模块操作以询问所述分离装置内的所浓缩的微生物剂。
9.根据权利要求I所述的仪器，其中所述识别和/或表征模块询问包括光谱法。
10.根据权利要求I所述的仪器，还包括用于从所述分离装置获得所浓缩的微生物剂的样品并且在所浓缩的微生物剂从所述分离装置移除之后测试所浓缩的微生物剂的子系统。
11.根据权利要求10所述的仪器，其中所述子系统包括质谱单元。
12.根据权利要求I所述的仪器，还包括预加载有选择性的溶解缓冲剂的一次性取样装置的暗盒，并且其中所述样品移除设备操作所述取样装置中的一个，从而将测试样品从所述试样容器抽出而送入所述取样装置中的一个中。
13.根据权利要求I所述的仪器，还包括 一次性取样装置的源；以及 选择性的溶解缓冲剂的一个或多个源； 其中所述样品移除设备操作所述取样装置中的一个，从而将选择性的溶解缓冲剂从所述选择性的溶解缓冲剂的一个或多个源加载入所述取样装置中的一个中并且从而将测试样品从所述试样容器传递入所述取样装置中的一个中，并且 其中所述系统还包括用于搅拌或混合加载有所述测试样品和所述溶解缓冲剂的所述取样装置以促进所述测试样品中的组分的溶解的工具。
14.根据权利要求I所述的仪器，还包括用于保持多个试样容器的一个或多个机架。
15.根据权利要求14所述的仪器，其中所述机架可运动以将被保持在其中的所述试样容器定向在高于水平的位置和低于水平的位置之间。
16.根据权利要求2所述的仪器，其中所述机器人传递机构包括具有可运动机器人臂的多轴机器人。
17.根据权利要求16所述的仪器，其中所述样品移除设备包括被附接于所述机器人臂的夹紧元件。
18.根据权利要求2所述的仪器，其中所述机器人传递机构包括并入所述样品移除设备的X/Y可寻址传递装置。
19.根据权利要求I所述的仪器，其中所述识别和/或表征模块关于物种级别来确定所述微生物剂的身份。
20.根据权利要求I所述的仪器，其中所述识别和/或表征模块将所述微生物剂表征为革兰氏阳性的或革兰氏阴性的。
21.一种用于对样品中存在的微生物剂进行快速的识别和/或表征的自动化识别和/或表征仪器，包括 一次性分离装置的供应部； 保持结构，其用于保持多个试样容器，每个容纳待识别和/或表征的试样样品； 机器人传递机构； 样品移除设备，其被耦合于所述机器人传递机构，所述样品移除设备能操作成从所述试样容器移除测试样品并且将所述测试样品加载入所述分离装置中的一个中； 分离和浓缩站，其在接收所述测试样品之后在所述分离装置上操作，从而将所述微生物剂从能够在所述测试样品中存在的其他产物分离并且使所述分离装置内的所述微生物剂浓缩；以及 识别和/或表征模块，其询问所浓缩的微生物剂以表征和/或识别所述微生物剂。
22.根据权利要求21所述的仪器，其中所述仪器还包括一次性取样装置的供应部，并且其中所述机器人传递机构和所述样品移除设备操作以将测试样品从所述试样容器抽出而送入所述取样装置中的一个中并且然后将所述测试样品从所述取样装置引入所述分离装置中。
23.根据权利要求21所述的仪器，其中所述试样容器包括血液培养瓶，并且其中所述试样样品包括血液样品。
24.根据权利要求21所述的仪器，其中所述取样装置预加载有所述选择性的溶解缓冲剂。
25.根据权利要求21所述的仪器，其中所述分离装置预加载有选择性的溶解缓冲剂。
26.根据权利要求21所述的仪器，其中所述分离装置预加载有密度缓冲物。
27.根据权利要求21所述的仪器，还包括多个容纳选择性的溶解缓冲剂的容器。
28.根据权利要求21所述的仪器，其中所述识别和/或表征模块测量所浓缩的微生物剂的固有荧光和/或漫反射率。
29.根据权利要求21所述的仪器，还包括用于搅动所述取样装置的旋涡器。
30.一种测试被容纳在被密封的试样容器内的试样样品的方法，包括以下步骤 a)使用一次性取样装置从所述试样容器移除测试样品并且将所述测试样品容纳在所述一次性取样装置中； b)使所述测试样品的非微生物剂组分在所述一次性取样装置内溶解，由此生成溶解的样品； c)将所溶解的样品递送至一次性分离装置； d)在所述一次性分离装置内浓缩所述样品的所述部分中存在的微生物剂；以及 e)询问所述一次性分离装置内的所浓缩的微生物剂。
31.根据权利要求30所述的方法，还包括然后对密封的试样容器内的样品重复步骤a) -e)的步骤。
32.根据权利要求30所述的方法，其中溶解步骤b)包括将被容纳在所述一次性取样装置内的所述测试样品与被预加载入所述一次性取样装置中的选择性的溶解剂混合的步骤。
33.根据权利要求30所述的方法，其中溶解步骤b)包括在自动地实施步骤a)-e)的仪器内将被容纳在所述一次性取样装置内的所述测试样品与被预加载入所述一次性取样装置中的选择性的溶解剂混合的步骤。
34.根据权利要求32所述的方法，其中混合步骤在保持所述一次性取样装置的旋涡器机器的辅助下进行。
35.根据权利要求30所述的方法，其中所述试样容器包括血液培养瓶，并且其中所述试样样品包括血液样品。
36.根据权利要求30所述的方法，其中所述一次性取样装置包括注射器，所述注射器具有针以及被连接于所述针的室。
37.根据权利要求36所述的方法，其中步骤c)包括以下步骤在用于强迫所述样品从所述室经过所述针进入所述一次性分离装置中的气动系统的辅助下将所述样品注射入所述一次性分离装置中。
38.根据权利要求36所述的方法，其中所述一次性取样装置的所述针在权利要求I的步骤a)和步骤c)的进行期间被套有回弹性护套。
39.根据权利要求30所述的方法，还包括在所述一次性取样装置的辅助下将所述试样容器向大气通风的步骤。
40.一种识别和/或表征试样样品中存在的未知的微生物剂的方法，包括以下步骤 a)使用机器人设备自动地将所述样品放置在一次性分离装置内； b)离心所述一次性分离装置，由此使所述一次性分离装置内的所述微生物剂分离和浓缩； c)使用光谱法询问所述微生物剂以获得所浓缩的微生物剂的光谱测量； d)将所述光谱测量与包括被浓缩的已知的微生物剂的光谱测量的基准数据比较，以及 e)从比较步骤识别和/或表征所述未知的微生物剂。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述微生物剂的所述光谱测量使用固有荧光光谱法进行。
42.根据权利要求40所述的方法，其中所述一次性分离装置在离心步骤之前加载有密度缓冲物。
43.根据权利要求40所述的方法，其中所述光谱测量在所浓缩的微生物剂被容纳在所述一次性分离装置内时从所浓缩的微生物剂获得。
44.根据权利要求40所述的方法，还包括以下步骤从所述一次性分离装置移除所浓缩的微生物剂以及对所浓缩的微生物剂进行另外的分析测试。
45.根据权利要求40所述的方法，其中所述样品包括生物样品。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述样品包括血液样品。
47.一种识别和/或表征样品中的微生物剂的方法，包括以下步骤 a)从多种已知的微生物剂的浓度获得包括固有荧光测量的基准数据； b)将所述基准数据存储在自动化识别和/或表征仪器可访问的机器可读的存储器中； c)在所述仪器中提供(I)浓缩一次性装置内的含有未知的微生物剂的样品的机器人自动化设备，(2)能够从所述一次性装置中的所浓缩的微生物剂获得固有荧光测量的读取单元，以及(3)处理单元，所述处理单元执行将从所述样品获得的所述固有荧光测量与所述基准数据比较并且自动地识别和/或表征所述样品中的所述未知的微生物剂的指令。
48.根据权利要求47所述的方法，还包括以下步骤 d)从多种已知的微生物剂的浓度获得包括表面增强拉曼光谱(SERS)测量的第二基准数据； e)将所述第二基准数据存储在所述机器可读的存储器中； f)使用于对所述样品进行SERS测量的设备包括在所述读取单元中；以及 g)所述处理单元执行另外的比较所述SERS测量与所述第二基准数据的指令。
49.根据权利要求47所述的方法，其中所述机器人设备包括样品移除设备，所述样品移除设备能操作成在一次性取样装置的辅助下自动地从试样容器移除所述样品并且使所述样品在所述一次性取样装置内溶解。
50.根据权利要求47所述的方法，其中所述样品包括生物样品。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述生物样品包括血液样品。
52.根据权利要求51所述的方法，其中所述仪器包括用于识别和/或表征被储存在试样容器中的血液样品中的微生物剂的自动化仪器。
53.根据权利要求47所述的方法，其中所述仪器还包括浓缩所述一次性装置内的所述微生物剂的离心机。
54.—种用于浓缩样品中存在的微生物剂的方法,所述样品被加载入试样容器中，所述方法包括进行以下步骤 (a)自动地将所述样品的一部分从所述试样容器抽出而送入一次性取样装置中； (b)自动地将所述样品的所述部分从所述一次性取样装置引入一次性分离装置中，所述分离装置加载有密度缓冲物；以及 (C)自动地离心所述一次性分离装置，以由此使所述分离装置内的所述微生物剂分离和浓缩。
55.根据权利要求54所述的方法，还包括在进行自动的离心步骤(c)之前使所述样品中存在的细胞组分溶解的步骤。
56.根据权利要求55所述的方法，其中溶解步骤在所述一次性取样装置内进行。
57.根据权利要求55所述的方法，其中溶解步骤包括将所述样品与选择性的溶解缓冲剂在所述取样装置内混合的步骤。
58.根据权利要求54所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤1)自动地将选择性的溶解缓冲剂加入所述一次性取样装置中；2)自动地将所述样品的一部分从所述试样容器抽出而送入含有所述选择性的溶解缓冲剂的所述一次性取样装置中，以及3)将所述选择性的溶解缓冲剂与所述样品在所述一次性取样装置内混合。
59.根据权利要求54所述的方法，其中步骤a)、b)和c)对被容纳在所述试样容器内的所述样品自动地进行不止一次。
60.根据权利要求54所述的方法，还包括在步骤a)、b)和c)的进行之前和期间培育所述试样容器的步骤。
61.根据权利要求55所述的方法，其中所述样品包括血液样品，并且其中所述试样容器包括血液收集瓶。
全文摘要
测试被容纳在被密封的试样容器内的试样样品的方法。测试样品使用一次性取样装置从试样容器移除。测试样品的非微生物剂组分被溶解，由此生成溶解的样品。溶解的样品被递送至一次性分离装置。在测试样品中的微生物剂在一次性分离装置内浓缩。被浓缩的微生物剂被询问，例如使用光谱法。
文档编号G01N33/50GK102803959SQ201080031982
公开日2012年11月28日 申请日期2010年5月14日 优先权日2009年5月15日
发明者罗尼·J·鲁宾逊, 马克·S·威尔逊, 克里斯托弗·S·龙西克, 约翰·D·沃尔什, 琼斯·海曼, 布拉德福德·克莱 申请人:生物梅里埃有限公司