專利名稱：處理檢驗樣品的緊湊集成系統(tǒng)的制作方法
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及檢驗生物的、微生物的、化學(xué)的或其他類型樣品的檢驗裝置以及相關(guān)儀器和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生物和其他類型的樣品能夠起反應(yīng)，并且使用包括透射比和/或熒光光學(xué)分析等不同技術(shù)來經(jīng)受化學(xué)或光學(xué)分析。分析的目的可以是識別樣品中的未知生物制品或目標(biāo)、確定樣品中的物質(zhì)濃度、或確定生物制品是否對某些抗生素敏感、以及將有效治療由此制品導(dǎo)致的感染的抗生素濃度。
在二十世紀(jì)七十年代中后期，與本申請人的受讓人和其相關(guān)前任一起工作的工程師和科學(xué)家發(fā)展了一種技術(shù)，其使用包含多個小樣本腔室的密封檢驗樣品插件來進行生物樣品的光學(xué)分析。此技術(shù)與相關(guān)儀器和裝置在工業(yè)界稱為“Vitek系統(tǒng)”。Vitek系統(tǒng)曾經(jīng)(并且將繼續(xù))獲得商業(yè)上的成功。
在專利文獻中已知用于Vitek系統(tǒng)的插件，例如參看美國專利4,118,280、3,963,355、4,018,65；4,116,775以及4,038,151。在美國專利Des.382,647、Des.414,272、5,609,828、5,746,980、5,766,553、5,843,380、5,869,005、5,916,812、5,932,177、5,951,952以及6,045,758中描述了更新版本的插件。
發(fā)展的插件用于識別可能存在于樣品中的未知微生物和已知生物體對準(zhǔn)確校準(zhǔn)的抗生素濃度的敏感性。在插件生產(chǎn)期間，腔室充滿用于各種生物制品的不同類型生長介質(zhì)或充滿不同濃度的抗生素，并且覆蓋有透明密封帶。
插件具有外部傳遞管口，作為允許流體樣品進入插件的機構(gòu)。插件進一步包括內(nèi)部流體通道結(jié)構(gòu)，其允許流體從傳遞管口進入插件的腔室。吸管狀傳遞管的一端插入傳遞管口內(nèi)。另一端插入包含待檢驗流體樣品的敞口容器(例如檢驗管)內(nèi)。根據(jù)Charles等人的專利即美國專利No.4,188,280的現(xiàn)有技術(shù)的教示，具有接附的傳遞管和檢驗管的插件放置于稱為Vitek填充器密封器的獨立的真空和填充密封機內(nèi)。填充密封機產(chǎn)生真空。當(dāng)釋放真空時，流體樣品從檢驗管吸入傳遞管內(nèi)，并且通過插件的內(nèi)部管路且進入所有的樣品腔室內(nèi)。在Charles等人的‘280專利的現(xiàn)有技術(shù)的儀器中，在插件的腔室加載了樣品后，將插件人工地插入密封機的密封器模塊的狹槽內(nèi)，在那兒切割并且熔化傳遞管，以密封插件的內(nèi)部。
隨后將插件人工地從填充器/密封器模塊內(nèi)移開，并且載入讀取和培養(yǎng)機內(nèi)，稱為Vitek讀取器，也如Charles等人的‘280專利內(nèi)所描述的。讀取和培養(yǎng)機在理想溫度下培養(yǎng)插件。提供光學(xué)讀取器，用于進行插件腔室的透射比檢驗?；旧希寮谧x取機內(nèi)堆疊成列，并且光學(xué)系統(tǒng)在插件列上下移動，一次一個地將插件拉入透射比光學(xué)器件內(nèi)，讀取插件，并將插件放回插件列中。
早期Vitek系統(tǒng)的設(shè)備(如Charles等人的‘280專利內(nèi)所描述的)具有幾個局限性，因為需要填充器/密封器和讀取器這兩個機器來處理和分析插件。此外，需要額外的時間和勞動力來進行插件的完全分析。本申請人的受讓人后來發(fā)展了一種全自動的儀器并且使之商業(yè)化，在此涉及并且在本領(lǐng)域中稱為“Vitek 2”儀器。Vitek 2儀器在單一儀器內(nèi)使得真空加載和密封操作自動化，并且將它們與培養(yǎng)和讀取相結(jié)合。在幾個專利內(nèi)，包括美國專利5,762,873和6,086,824，對整個儀器進行了描述，其公開的內(nèi)容在此作為參考引入。
簡單地說，“Vitek 2”系統(tǒng)提供了自動樣品檢驗機，其進行敏感性檢驗的稀釋、在真空站用樣品填充插件、并且通過切割傳遞管來密封插件，并且進行插件的培養(yǎng)和光學(xué)透射比和熒光分析，所有這些全部自動進行。該機器提供了新的移液和稀釋站，允許流體加入檢驗管或從一個檢驗管傳遞到另一個檢驗管。該機器能夠同時進行置于單個檢驗管內(nèi)的樣品的敏感性和識別檢驗。該機器提供樣品的快速、自動識別和敏感性檢驗。
儀器使用樣品碟或“舟皿”以及檢驗樣品定位或輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)在各個站之間以圍繞矩形底盤的四個分開路徑來移動“舟皿”。在加載站處，用戶將加載了插件和含樣品的檢驗管的盒放于舟皿內(nèi)。定位系統(tǒng)的設(shè)計是這樣的，使得其基本上允許進行在底盤上的站的定制構(gòu)造。能夠容易實現(xiàn)機器的擴展，以包括額外的傳送帶和讀取站、或例如稀釋站或真空站的在中間處理站中的附加類型。
美國專利5,736,102、5,762,874、5,798,182、5,798,084、5,853,667和5,897,835中描述了Vitek 2儀器的檢驗樣品定位系統(tǒng)。美國專利5,798,085、5,853,666和5,888,455中描述了光學(xué)讀取站。美國專利5,925,884和6,156,565中描述了培養(yǎng)站。美國專利5,965,090中描述了真空加載站。美國專利5,891,396中描述了切割和密封站。以上所列的所有專利的全部內(nèi)容在此作為參考引入。
如同最初Vitek系統(tǒng)的情況，Vitek 2系統(tǒng)也獲得了商業(yè)上的成功。在大型診所或檢驗實驗室中，Vitek 2系統(tǒng)尤其受歡迎，這些診所或?qū)嶒炇姨貏e需要大容量和高吞吐量的檢驗系統(tǒng)。然而，存在較小的實驗室和診所，其需要當(dāng)前技術(shù)水平的診斷和樣品檢驗儀器的功能和特征，但不一定需要如Vitek 2系統(tǒng)所提供的大容量和全自動。在本領(lǐng)域中需要如Vitek 2的當(dāng)前技術(shù)水平的樣品處理儀器，但其更緊湊、更低成本以及更簡潔、更適于中小型樣品檢驗企業(yè)。本發(fā)明提供了滿足此要求的儀器和操作方法。
雖然此背景討論提出了本發(fā)明與最接近的已知現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的內(nèi)容，但本發(fā)明的系統(tǒng)的不同方面和特征適用于現(xiàn)在在本領(lǐng)域中已知或日后可能會得到發(fā)展的其他類型的樣品檢驗和處理系統(tǒng)。因此，本發(fā)明人不會將本發(fā)明的范圍限定為任何特殊的樣品檢驗裝置形式、儀器或檢驗規(guī)程。此外，除了在本說明書中所描述的生物樣品檢驗和特殊儀器，本發(fā)明系統(tǒng)的特征也適用于其他類型的檢驗和其他儀器結(jié)構(gòu)，參考后附的權(quán)利要求書，其回答了所有涉及本發(fā)明范圍的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，描述了用于處理多個檢驗樣品以及用于接收檢驗樣品的檢驗樣品裝置的集成系統(tǒng)。在單獨的流體容器中接收檢驗樣品。儀器包括用于承載多個單獨流體容器和多個檢驗樣品裝置的載體。放置檢驗樣品裝置的每一個，與儲存在單獨流體容器的一個內(nèi)的檢驗樣品流體連通。儀器進一步包括真空站，其具有門，以便適合于將載體人工插入真空站內(nèi)、并將載體從真空站內(nèi)人工移出。真空站進一步包括真空源?？刂普婵赵?，以便將檢驗樣品從單獨流體容器載入到各自的檢驗樣品裝置中。
儀器進一步包括一組處理模塊，其形成載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)。這些模塊位于遠離真空站的地方，也就是，用戶必須將載體從真空站中人工移出，隨后在完成真空加載檢驗樣品后，將載體人工載入載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)內(nèi)。這些模塊包括用于進行檢驗樣品裝置的光學(xué)測量的模塊。載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)與真空站集成入單一儀器內(nèi)。
在第二方面，提供了用于處理多個檢驗樣品和檢驗樣品裝置的集成系統(tǒng)。系統(tǒng)使用保持成間隔關(guān)系的多個流體容器和多個檢驗樣品裝置的載體，檢驗樣品裝置的每個具有傳遞管，其在檢驗樣品裝置和在載體接收的流體容器中的一個容器之聞提供流體連通。該系統(tǒng)包括真空站，其適于將載體人工插入真空站內(nèi)并且從真空站移出載體。第一門為用戶提供至真空站的通路。該儀器進一步包括遠離真空站的載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)。載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)包括模塊或設(shè)備，用于通過切割和密封傳遞管來密封檢驗裝置、培養(yǎng)檢驗裝置、以及讀取檢驗裝置。提供第二門來給定通路，由此用戶能夠?qū)⑤d體人工插到載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)內(nèi)。
在另一方面，提供了一種方法，以利用檢驗樣品裝置來處理多個包含在敞口容器內(nèi)的檢驗樣品。容器和檢驗樣品裝置由載體承載。檢驗樣品裝置的每個具有傳遞管，其在檢驗樣品裝置和在載體內(nèi)接收的流體容器中的一個容器之間提供流體連通。此方法包括以下步驟將載體人工放置在具有腔的真空站內(nèi)，并為真空站腔施加真空，以便由此將檢驗樣品批量傳遞到檢驗樣品裝置內(nèi)；在傳遞完成后，人工將載體從所述真空站腔內(nèi)移出；將載體人工放置在遠離真空站的自動的載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)內(nèi)，以及用載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)內(nèi)的傳送系統(tǒng)將載體自動移到模塊上，自動密封檢驗樣品裝置并且將檢驗樣品載入培養(yǎng)站內(nèi)。隨后培養(yǎng)檢驗裝置，并且通過讀取站周期性讀取。真空站與載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)集成到單一的檢驗樣品處理儀器內(nèi)。


圖1是用于處理檢驗樣品及檢驗樣品裝置的緊湊、集成的系統(tǒng)的優(yōu)選實施例透視圖。該儀器左邊包括真空站，用于真空加載載體接收的檢驗樣品裝置，右邊包括分開的載體和檢驗樣品裝置處理子系統(tǒng)，在通過真空站加載檢驗樣品裝置后，其處理載體和檢驗樣品裝置。
圖2是圖1中儀器的前面正視圖。
圖3是圖1中儀器的俯視圖。
圖3A是圖1中儀器的前視圖，具有開啟的前門和面板，并移走了頂部面板和用戶通路頂部。
圖3B是門開啟的真空腔的詳細(xì)前視圖，顯示了帶有檢驗樣品裝置的加載的載體和定位于真空腔內(nèi)的檢驗管的布局。
圖4和5分別是圖1中儀器的俯視圖和前視圖的圖解，顯示了儀器內(nèi)特定子組件和子系統(tǒng)的通常位置；熟悉這些圖將有助于理解隨后視圖中的更詳細(xì)的附圖，特別是圖16-21。
圖6是呈現(xiàn)多腔室檢驗樣品插件形式的檢驗樣品裝置的正視圖。設(shè)計圖1-5中的儀器，從而依靠載體每次處理一批圖6的插件。載體接收多個圖6的檢驗樣品插件以及多個敞口容器，例如包含待檢驗流體樣品的檢驗管。
圖7是加載了檢驗樣品裝置和敞口容器的載體的透視圖。當(dāng)檢驗樣品裝置和容器置于載體內(nèi)時，放置檢驗樣品裝置中的每一個為依靠如圖所示的傳遞管與敞口容器內(nèi)的樣品流體連通。
圖8是圖7中空載體的透視圖。
圖9是圖7中空載體的另一個透視圖。
圖10是圖7中載體的俯視平面圖。
圖11是圖7中載體的側(cè)面正視圖。
圖12是與圖11中所示相對的圖7中的載體的側(cè)面正視圖。
圖13是圖7中載體的端視圖，顯示了手柄。
圖14是圖7中載體的相對的端視圖。
圖15是圖7中載體的仰視平面圖。
圖16是圖1中儀器的前透視圖，移走了廢物收集和載體加載/卸載門，并移走了前部用戶通路門。
圖17是圖1和16中儀器的透視圖，移走了全部儀器面板和門，通常顯示了儀器的前側(cè)和左側(cè)，以便更好地說明儀器的子系統(tǒng)和子部件，特別是真空、廢物處置和檢驗樣品裝置讀取器子系統(tǒng)。
圖18是圖1和16中儀器的另一個透視圖，移走了全部儀器面板和門，通常顯示了儀器的前側(cè)和右側(cè)，以便更好地說明儀器的子系統(tǒng)和子部件，特別是廢物處置、密封器和培養(yǎng)站子系統(tǒng)。
圖19是圖16和17中儀器的俯視平面圖。
圖20是圖16-19中儀器的前面正視圖。
圖21是移走了頂部面板的儀器的頂部透視圖，以便更好說明儀器的各個部件和子系統(tǒng)。
圖22是圖20中的密封器站的分解透視圖。
圖23是圖22中的密封器站的另一個分解透視圖。
圖24是密封器組件的裝配透視圖。
圖25是插件自動加載器子組件的側(cè)視圖。
圖26是圖25中的插件自動加載器子組件的透視圖。
圖27和28是兩個透視圖，顯示了圖25和26中的插件自動加載器子組件將插件載入圖1中儀器的培養(yǎng)站內(nèi)的操作。
圖29是傳送組件的分解透視圖，該組件移動圖7-17中的載體通過圖1的儀器中的載體和檢驗樣品裝置處理子系統(tǒng)的各個模塊或站。
圖30是圖29中的傳送組件的俯視平面圖。
圖31是圖29和30中的傳送組件的端視圖。
圖32是圖29-31中的接合載體的塊的詳細(xì)透視圖。
圖33是顯示加載的載體通過檢測站的運動的視圖，檢測站檢測載體相對于儀器內(nèi)特定處理模塊的位置，特定處理模塊這兒指圖25和26中的插件自動加載器子組件。
圖34是詳細(xì)流程圖，顯示了使用儀器和相關(guān)載體、檢驗樣品容器和檢驗樣品裝置的流程以及步驟順序。
圖35顯示了培養(yǎng)站，移走了前蓋面板，以便更好的說明傳送帶。
圖36顯示了培養(yǎng)站，移走了傳送帶，從而顯示空氣臺內(nèi)的狹槽，風(fēng)動工作臺為溫度計提供通路，從而直接測量培養(yǎng)站的空氣溫度。
圖37顯示了培養(yǎng)站的前蓋的一部分，具有用于接收溫度計的容器。
圖38是圖27中的培養(yǎng)站這部分的側(cè)視圖，顯示了保持溫度計的容器。
具體實施例方式
系統(tǒng)概觀現(xiàn)在將連同圖1-5對用于處理檢驗樣品的緊湊、高吞吐量儀器的目前的優(yōu)選實施例的概觀進行描述。隨后將連同圖6-34對儀器的結(jié)構(gòu)和操作細(xì)節(jié)進行描述。
在所說明的實施例中，儀器10處理一批呈多腔室檢驗樣品插件形式的檢驗樣品裝置。圖6中顯示了代表性的檢驗樣品插件100，并將隨后描述。插件100最初加載在圖7-15中所示的盒(載體)200內(nèi)。載體200進一步承載一組包含流體樣品的流體容器(檢驗管)106(圖7)。放置每個檢驗樣品裝置100為依靠圖6和7中所示的傳遞管102與相關(guān)流體容器106流體連通。以以下描述的方式，依靠儀器10中的真空加載站將樣品載入插件內(nèi)。
圖1-5中的儀器10是整個樣品檢驗系統(tǒng)的樣品處理和數(shù)據(jù)采集部分。整個系統(tǒng)包括分開的獨立的識別站，在此掃描檢驗樣品裝置上的條形碼，將插件載入載體200內(nèi)，并將條形碼施加到載體上并掃描載體。這些功能類似于Fanning等人的美國專利5,869,006中描述的分開的識別系統(tǒng)，該專利在此作為參考引入。整個系統(tǒng)進一步包括具有計算機處理系統(tǒng)的工作站，該計算機處理系統(tǒng)從儀器中的讀取系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)的這些識別和計算機處理方面并不與本發(fā)明特別相關(guān)，僅是在其相關(guān)范圍內(nèi)，將對其進行進一步討論。
所說明的儀器設(shè)計為較小且較低成本，替代較復(fù)雜的樣品檢驗儀器，例如以上參考的Fanning等人的專利中所描述的系統(tǒng)，以用于診所和工業(yè)市場中的中低檔范圍的應(yīng)用。該儀器提供檢驗樣品裝置的半自動填充、密封和加載，如以下將詳細(xì)描述的。然而，與現(xiàn)有技術(shù)的Fanning等人的‘006專利以及Vitek 2儀器支持自動稀釋和移液功能相反，這些功能由用戶人工或使用其他裝備來脫機進行。換言之，用戶準(zhǔn)備樣品，使得樣品能夠從其相關(guān)的檢驗管中直接載入檢驗樣品裝置內(nèi)。將連同圖34的工作流程圖來更詳細(xì)地討論這些脫機作業(yè)。
如同Vitek 2儀器的情況，圖1-5中的儀器10提供真空站300，以將流體樣品灌輸入圖6中的檢驗樣品插件100的腔室104內(nèi)。然而，在本系統(tǒng)中，真空加載是半自動進行的，如在此所描述的，而不是全自動進行的。特別是，用戶將加載的載體人工放入真空站內(nèi)。當(dāng)流體樣品進入插件100的腔室104時，流體樣品再水合先前在制造時載入插件腔室內(nèi)的試劑。
在真空加載后，再將載體200人工放入儀器10中分開的分隔間內(nèi)，其包含載體和檢驗樣品裝置處理子系統(tǒng)50。此子系統(tǒng)50包括密封站400，其通過切割流體傳遞管102來操作以密封插件。儀器10包括插件自動加載器子系統(tǒng)500，其每次將一個插件100自動載入培養(yǎng)站600內(nèi)。培養(yǎng)站600包括保持插件的旋轉(zhuǎn)傳送帶。在精確控制的溫度下保持插件。培養(yǎng)系統(tǒng)包括插件彈出機構(gòu)，其從傳送帶每次彈出一個插件，并將插件放在傳送組件700上，傳送組件將插件運送到插件讀取器子系統(tǒng)800中。插件讀取器子系統(tǒng)800包括透射比光學(xué)器件站，其進行插件100的腔室104的周期性比色讀取。軟件算法確定了單個試劑腔室104在式樣上的變化，并且將這些式樣轉(zhuǎn)變?yōu)樯矬w識別或多組抗菌劑結(jié)果。當(dāng)認(rèn)為讀取完成時，插件100通過插件傳送組件700送到插件處置系統(tǒng)900中，其保持插件，以便用戶從儀器中移出。如果需要進一步讀取，插件移回培養(yǎng)站600內(nèi)，以便進一步培養(yǎng)和額外讀取。
在儀器中提供載體傳送系統(tǒng)1000，用于在儀器10的載體和檢驗樣品裝置處理子系統(tǒng)50的內(nèi)部來回移動加載的載體200。連同圖29-33對傳送組件1000進行描述。
可以按比例擴大或縮小圖1-5和16-33中的儀器，以提供同時處理60個或甚至更多檢驗樣品插件的容量。本討論將集中在連續(xù)處理六個全加載的載體(60個檢驗樣品裝置)的實施例上?？梢岳斫馔ㄟ^提供更大的傳送帶培養(yǎng)站或第二個培養(yǎng)站以及第二個光學(xué)器件站和相關(guān)插件傳送組件，容量可以加倍。
儀器10進行樣品腔室(檢驗樣品插件)的填充和培養(yǎng)/光學(xué)讀取的所有控制。儀器10也支持檢驗預(yù)處理的兩步用戶流程試劑水合和樣品灌輸(真空加載)。檢驗預(yù)處理后緊接著在儀器中自動進行的步驟使用在儀器內(nèi)策略地放置的條形碼讀取器來進行盒和檢驗裝備的驗證，插件傳遞管密封，將檢驗樣品插件載入培養(yǎng)站內(nèi)，讀取插件，卸載以及返回處理過的載體和檢驗管給用戶。一旦將插件100載入培養(yǎng)系統(tǒng)600內(nèi)，儀器在檢驗處理期間控制培養(yǎng)溫度、光學(xué)讀取，并將數(shù)據(jù)傳遞到工作站計算機處理系統(tǒng)中。檢驗一結(jié)束，依靠將檢驗樣品插件傳送到插件處置系統(tǒng)900中，儀器隨后彈出插件。
門和用戶界面特征件(圖1-3B)現(xiàn)在首先參考圖1-3B，儀器10包括一組面板12，其覆蓋內(nèi)部樣品處理設(shè)備。在圖16及以下等中更詳細(xì)地描述內(nèi)部處理設(shè)備。面板12包括鉸接的真空門302，其為真空腔304提供通路，真空腔是儀器中的真空加載系統(tǒng)300的一部分。用戶以圖3B所示方式將全部或部分加載的盒200(一組可達10個的檢驗樣品插件100，每個通過傳遞管102連接到相關(guān)檢驗管106上，如圖7所示)放入真空腔304內(nèi)，并且關(guān)閉真空門302。在腔304內(nèi)抽真空，真空的釋放將流體樣品載入檢驗樣品插件100的腔室內(nèi)。如圖4所示，真空系統(tǒng)300進一步包括真空泵組件306，其為真空腔室304提供真空。
儀器進一步包括鉸接的加載/卸載門14。用戶開啟此門，從而露出載體加載和卸載站16，在圖3A中顯示得最好，并且將載體(加載了的)引入載體和檢驗樣品裝置處理子系統(tǒng)50內(nèi)。加載的載體200(真空加載剛剛完成)放置在機器內(nèi)的載體加載站16處，以便隨后在儀器內(nèi)處理(密封、培養(yǎng)、讀取、處置)。儀器內(nèi)的傳送系統(tǒng)1000接合加載的載體200，并且進行以將載體作為一個單元移動到儀器內(nèi)的站上，如以下所詳細(xì)描述的。
儀器進一步包括廢物通路門902，其是插件處置系統(tǒng)900的部分。門902是用戶獲取至廢物分隔間904的通路的裝置。筒(圖16的906)形的可移除容器放置在廢物分隔間904中。讀取處理完成后，檢驗樣品插件下落到筒906中。當(dāng)筒充滿時，移走筒，丟棄插件，筒重新放入廢物分隔間904內(nèi)。
儀器進一步包括前部用戶通路門18、頂部用戶通路門20、及頂部維修面板側(cè)面以及后部面板，其與本討論不相關(guān)。這些門為定期清潔儀器或維修儀器內(nèi)的部件提供了通路。在處理期間，為了用戶安全以及確保插件的不中斷處理，限制至儀器10內(nèi)部的通路。儀器10通過傳感器監(jiān)控所有門的狀態(tài)。為移動零件提供通路的門，例如前部用戶通路門18和加載/卸載門14，也具有受監(jiān)控的門鎖。
真空門302和加載/卸載門14是圓形凹入門。這些門在相反方向樞轉(zhuǎn)，以暢通無阻地將盒200從真空腔304傳遞到加載站16。用于這些門的鉸鏈中的棘爪允許門保持大于90°的開啟，直到用戶準(zhǔn)備將其關(guān)閉。當(dāng)門關(guān)閉時，鉸鏈凹入并從視圖中隱藏。
儀器包括緊湊的用戶界面22。用戶界面包括鍵盤和液晶顯示器屏幕，其位于用戶界面前部面板上，在儀器10的左上端，如圖1所示。儀器使用屏幕來傳達關(guān)于其操作和狀況的信息。也可以連同液晶顯示器使用可聽指示器，從而當(dāng)作業(yè)完成或發(fā)生錯誤時通知用戶。使用鍵盤來響應(yīng)指令，將命令送到儀器上，以及進行其他功能。與真空門和加載/卸載門相鄰的指示器燈為用戶提供額外的狀況信息。
檢驗樣品裝置100特征件(圖6)所說明的實施例設(shè)計為處理呈現(xiàn)多腔室檢驗樣品插件形式的檢驗樣品裝置。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解儀器以及其組成部件可以構(gòu)造為處理其他類型的檢驗樣品設(shè)備，本發(fā)明并不限于檢驗樣品設(shè)備的任何特定形式或設(shè)計。
圖6中顯示了代表性的檢驗樣品插件。插件100為平的、薄的物體，具有由清楚的、透氧的透明密封帶覆蓋的前部和后部表面。插件包含64個檢驗樣品腔室104和內(nèi)部流體通道網(wǎng)108，其將腔室的每一個連接到流體吸入口110和流體分配歧管上。流體傳遞管102以所示方式自動插入流體吸入口108，并且使用O’Bear等人的美國專利6,309,890的教示鎖定在適當(dāng)位置。在真空加載插件期間，流體樣品120從流體傳遞管102進入插件100，并且沿內(nèi)部流體通道網(wǎng)108的線路行進。流體樣品填充插件的腔室104，其中流體再水合干燥的試劑或生長介質(zhì)。在培養(yǎng)條件下，插件腔室內(nèi)的試劑和流體樣品內(nèi)的微生物之間發(fā)生發(fā)應(yīng)。作為此反應(yīng)的結(jié)果，穿過腔室的光的透射比發(fā)生變化。通過在光的特定波長獲取透射比測量，儀器10內(nèi)的光學(xué)器件定期讀取插件100的腔室。
在專利文獻中詳細(xì)描述了與所說明實施例一起使用的插件，因此省略了更詳細(xì)的討論。讀者可針對以下美國專利以得到進一步的細(xì)節(jié)5,609,828、5,746,980、5,670,375、5,932,177、5,916,812、5,951,952、6,309,890和5,804,437。這些專利的每一個都在此作為參考引入。
載體200特征件(圖7-15)現(xiàn)在參考圖7-15，載體200或盒是塑料模制部件，其保持一組檢驗樣品插件100和相關(guān)的檢驗管106。在所說明的實施例中，載體200在特殊配合的狹槽202內(nèi)保持最多10個檢驗插件。盒200的前部204具有用于每個檢驗管106的檢驗管狹槽206。出于識別的目的，橫過盒前面以1-10給狹槽編號。右側(cè)的手柄208允許單手運送的能力。在平面板部分215中，可移除的條形碼標(biāo)簽210貼在載體200的相對側(cè)(參見圖7和14)。當(dāng)由儀器10中的條形碼讀取器讀取時，條形碼210提供了盒的識別。檢驗樣品插件的每一個都貼有條形碼210，如圖7所示。
在將載體放置到真空腔304(圖3A)中進行填充過程前，用戶利用病人離析的管106(或更一般地說，流體樣品)和檢驗插件100加載載體200。載體200和如圖3B所示的真空腔304中的接收機構(gòu)的不對稱形狀確保了載體200正確地載入儀器內(nèi)(即手柄208朝向儀器前面)。在真空加載過程完成時，用戶開啟真空腔304的門302，并從真空腔304中去除載體200，且將其放置于加載/卸載站16中。
載體200是傳送系統(tǒng)1000的主要部件。傳送系統(tǒng)1000中的特定塊特征件能夠使傳送系統(tǒng)移動載體通過載體和檢驗樣品裝置處理子系統(tǒng)50內(nèi)的處理站，并且返回至加載/卸載站16。傳送系統(tǒng)內(nèi)的光學(xué)中斷傳感器檢測形成于載體200底部的狹槽212(圖8、9和15)。光學(xué)中斷傳感器和狹槽允許儀器的微控制器追蹤盒位置。中斷狹槽212是形成于肋214內(nèi)的U形空隙，肋形成于載體200的底部。每個狹槽212定位成與直接位于狹槽上方的插件位置配準(zhǔn)。因此，當(dāng)中斷傳感器檢測到狹槽212的位置，它們也就檢測到了相關(guān)插件的位置。該特征使精確的插件定位變得容易，以便進行自動密封操作和從載體200自動將插件載入培養(yǎng)站內(nèi)的入口狹槽。
真空站300特征件(圖1-4、7、17)參考圖1-4和7，用戶將例如顯示于圖7的加載了檢驗樣品插件100和檢驗管106的載體200放入圖3A的真空腔304，并關(guān)閉門302。通過用戶界面22的鍵盤來啟動真空過程。真空腔門302上的硅密封件306壓靠前面板表面308，以密封真空腔304。真空泵組件306(圖4、17)內(nèi)的真空泵開始從腔304抽空氣。空氣通過傳遞管并向上穿過檢驗管106內(nèi)的懸浮液或流體樣品而逸出插件管路和腔室。每個插件內(nèi)部的管路和腔室現(xiàn)在處于真空中。
利用Fanning等人的美國專利5,965,090中教示的真空位移原理，該專利的內(nèi)容在此作為參考引入，真空站用檢驗管106內(nèi)灌輸?shù)膽腋∫禾畛洳寮?。在微控制器控制下通過氣動伺服反饋系統(tǒng)監(jiān)控并調(diào)節(jié)真空的變化率。
特別地，在短時間后，以受控的速率從真空腔釋放真空。腔內(nèi)部增加的空氣壓力迫使懸浮液從每個檢驗管106通過傳遞管102且進入插件100的內(nèi)部流體管路和腔室104。當(dāng)然，真空腔內(nèi)的載體中的所有插件同時發(fā)生此過程。結(jié)果是在載體200內(nèi)真空加載所有插件100?，F(xiàn)在載體200已準(zhǔn)備好插入圖3A的加載站16，并在其中由儀器10的剩余部分內(nèi)的載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)50來處理。
載體和檢驗樣品裝置處理子系統(tǒng)(圖1、4、5、16-33)因為載體200和檢驗裝置100已在真空站300內(nèi)處理，載體200現(xiàn)在已準(zhǔn)備好放入加載站16內(nèi)，并由這兒總稱為載體和檢驗樣品裝置處理子系統(tǒng)50的儀器子系統(tǒng)的剩余部分來處理。該組部件包括傳送系統(tǒng)1000、密封站400、插件自動加載器子組件500、培養(yǎng)站600、插件傳送子系統(tǒng)700、光學(xué)讀取站800和處置系統(tǒng)900。在本部分將詳細(xì)描述這些特征件。
載體加載和卸載站16(圖1、3A、16)加載/卸載站16是操作員人工加載填充的插件的載體的地方，以開始密封、培養(yǎng)和讀取過程。加載/卸載門14(圖1)總是保持鎖定，除非用戶準(zhǔn)備好加載或卸載載體。在圖16的顯示中，從儀器中去除了門14，以便更好地說明加載/卸載站16。
加載的載體200(圖3B、7)通過打開加載/卸載站門14來載入儀器10中。加載區(qū)域的反射傳感器1040(圖17)用來感測載體200在加載/卸載站16中的存在。加載/卸載站16上方的指示燈32給用戶指示加載/卸載站的狀態(tài)。一旦門14關(guān)閉，處理循環(huán)自動開始。
以以下描述的方式，通過拉或推載體穿過儀器內(nèi)的每個處理站，傳送系統(tǒng)1000(圖29-33)移動載體200。利用模制入載體底部的狹槽212(如上所述)和策略地放置在傳送系統(tǒng)1000中的光學(xué)傳感器1050A-C(圖29)，儀器微控制器追蹤載體200位于的位置和傳送系統(tǒng)的狀態(tài)。傳送系統(tǒng)1000從加載/卸載站16移動載體至讀取載體條形碼(圖7)和檢驗樣品條形碼的條形碼掃描器，密封器站400，將插件載入傳送帶培養(yǎng)站600的插件自動加載器站500，并返回至加載/卸載站16，以便移走載體200和檢驗管加上傳遞管102的剩余物。載體停放在加載/卸載站16，門14解鎖，并且由加載/卸載指示燈32通知操作員。隨后可以移走載體200，以允許處置處理過的檢驗管106和傳遞管102的廢物，使得載體準(zhǔn)備好檢驗下一批檢驗插件和相關(guān)流體樣品。
條形碼讀取器站60(圖4、5、20、17)條形碼讀取器站60(圖4、5)通常定位在儀器10內(nèi)的讀取站800下方。當(dāng)它們通過站時，站60自動掃描每個載體200和載體200內(nèi)的檢驗插件上的條形碼信息(參見圖7)。條形碼讀取器站60包括條形碼掃描器62(圖20)和插件傳感器1042(圖17)。插件傳感器1042位于培養(yǎng)組件600的殼體上，盡可能靠近盒內(nèi)的插件。插件傳感器1042確認(rèn)載體200內(nèi)插件100的存在和狹槽位置。載體底部的狹槽212允許傳送系統(tǒng)1000在條形碼掃描器62前方定位每個插件。
如圖7所示，每個插件100具有工廠貼加的條形碼120，其包括例如檢驗類型、批號、過期日期和唯一的順序號等信息。在將插件載入載體200內(nèi)時，當(dāng)在分開的工作站處掃描插件條形碼120時，通過核實如用戶指示的那樣來加載插件100，儀器的條形碼讀取器62提供了額外的安全度。如果不在分開的工作站處掃描條形碼(“加載并運行”模式)，可以使用實驗室技術(shù)員的工作單來核實插件100按指示載入載體200內(nèi)。
允許成功掃描的載體200和檢驗管100繼續(xù)前往密封器站400。由于如丟失或損壞的條形碼、過期插件和不支持的插件類型等錯誤，不能在站60處讀取的載體200和插件100返回至加載/卸載站16，并通過用戶界面22或指示器燈32通知用戶。給予用戶機會，以在有限時間內(nèi)去改正問題并且再次加載載體200。
密封器站400(圖4、6、7和17-24)參考圖4、6、7和17-24，在檢驗插件100能夠培養(yǎng)和讀取前，檢驗樣品插件的腔室104必須與外界環(huán)境密封隔開。密封器站400為載入載體200內(nèi)的所有插件提供了此功能，每次一個。使用可縮回的加熱的鎳鉻合金絲402，密封器站400熔化并密封傳遞管102，并由此密封插件?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述此操作。
在載體200載入儀器內(nèi)之后，傳送系統(tǒng)1000內(nèi)的傳送塊接合載體200，并沿著傳送系統(tǒng)軌道拖拉盒200通過載體傳感器1040、插件傳感器1042及條形碼掃描器62。如果載體通過檢查，其沿著傳送系統(tǒng)1000的軌道朝向加載/卸載門14移回，在此處，密封器站400操作，以切割并密封載體200內(nèi)的所有插件。
特別地，在載體200移動穿過站400時，熱金屬絲402向下且成角度平移穿過外殼或殼體406的孔口404，至載體200內(nèi)的傳遞管102的相同高度，并由此暴露到每個傳遞管102。當(dāng)載體200通過載體傳送系統(tǒng)1000緩慢前進時，每個傳遞管被迫通過熱金屬絲402。熱金屬絲402導(dǎo)致塑料傳遞管102熔化，分開傳遞管的大部分，其掉落于檢驗管106內(nèi)。傳遞管的剩余部分形成短的密封短管(例如長1.5mm)，其從插件內(nèi)的流體吸入口110(圖6)向外延伸。在完成密封處理時，切斷至金屬絲402的電源，且其縮回至其殼體406內(nèi)，以消除用戶接觸。由微控制器控制的恒流源來控制金屬絲402的溫度，如Karl等人的美國專利5,891,396中所描述的，其內(nèi)容在此作為參考引入。
密封器切割傳遞管102的整個操作類似于Karl等人的‘396專利里所描述的過程。當(dāng)插件100移動通過密封器時，傳遞管102被迫通過熱金屬絲402，其熔化塑料并密封插件。金屬絲402及其相關(guān)組件408隨后縮回至殼體406內(nèi)。隨后移動載體200至插件自動加載器站500，其側(cè)向移動插件脫離載體200并進入培養(yǎng)系統(tǒng)600的入口孔口。
密封器組件400在幾個方面是獨特的a)其電子控制的方法，b)其機械對準(zhǔn)，c)預(yù)加載特征件，在此在切割和密封傳遞管之前，每個插件偏置靠著儀器內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)，及d)防止未經(jīng)許可的用戶接近的特征件。
對于特征a)，通過在熱金屬絲402內(nèi)維持恒定電流，并按照插件/盒的循環(huán)要求縮回或延伸金屬絲402穿過孔口404，微控制器確?？煽壳懈詈兔芊?。
對于特征b)，密封器殼體或外殼406以角度定向金屬絲組件408和相關(guān)驅(qū)動機構(gòu)410，以只使用一個馬達412來允許金屬絲402對準(zhǔn)，以便控制水平和垂直位置。通過調(diào)整殼體406在儀器內(nèi)的安裝或驅(qū)動機構(gòu)410對殼體的對準(zhǔn)，和/或在固件內(nèi)設(shè)定馬達412的限制位置，來實現(xiàn)金屬絲的對準(zhǔn)。
對于特征c)和d)，金屬絲402及其相關(guān)組件408以及驅(qū)動機構(gòu)410通常放置于殼體406內(nèi)。防護罩416覆蓋入口孔口406。當(dāng)插件位于密封的適當(dāng)位置時，馬達412通電，馬達運轉(zhuǎn)，以向下并成角度移動金屬絲組件408穿過孔口406。該動作導(dǎo)致防護罩416向旁邊移動至縮回位置。金屬絲組件408中并位于金屬絲402前部的彈簧加載的墊片414接觸插件100的邊緣，并利用螺旋彈簧415來預(yù)先加載或偏置插件100靠著儀器內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)或擋塊。固定結(jié)構(gòu)的形式是橫桿604，其沿著培養(yǎng)站600的殼體602的表面在長度方向延伸。當(dāng)然其他構(gòu)造是可能的。隨后當(dāng)插件100移動通過靜止的密封器金屬絲402時，金屬絲402切割穿過傳遞管，以產(chǎn)生均一長度的短管。在密封操作完成后，馬達412通電，以將金屬絲組件408縮回至殼體406內(nèi)。在其進行時，旋轉(zhuǎn)的防護罩416由重力縮回至關(guān)閉位置，以覆蓋孔口404?？卓?04的這種覆蓋防止了用戶獲取至縮回?zé)峤饘俳z402的通路。
當(dāng)載體200接近密封器站時，傳送系統(tǒng)1000降低其運動至慢速。在密封器站400的馬達412通電，以移動金屬絲子組件408通過孔口404，并暴露金屬絲402。墊片或“底板”414安裝在密封器金屬絲402前面大約2.0mm處。通過顯示于圖22中的壓縮彈簧415，底板彈簧加載。底板或墊片414用單個有肩螺釘420安裝，并包括防旋轉(zhuǎn)的特征件。當(dāng)插件100接近熱金屬絲402時，底板414與插件初始接觸，使彈簧415偏轉(zhuǎn)并靠著培養(yǎng)組件面板602上的橫桿604(圖27)給插件100預(yù)先加載。這保證了傳遞管短管長度的一致性。載體200通過熱金屬絲402的向前運動切割傳遞管102，熔化塑料傳遞管102并密封每個插件。在密封載體內(nèi)所有插件100之后，傳送系統(tǒng)100再次沿著其軌道倒轉(zhuǎn)方向，插件的每一個放置為配準(zhǔn)插件自動加載器系統(tǒng)500，以載入傳送帶培養(yǎng)站600，以便培養(yǎng)。
在優(yōu)選實施例中的密封器金屬絲402是加熱的18規(guī)格的鎳鉻合金A金屬絲，其安裝在金屬外殼或殼體406內(nèi)部的滑動塊機構(gòu)422上。殼體406以角度定位驅(qū)動機構(gòu)410，并使延伸的密封器金屬絲/預(yù)加載的底板414處于正確的高度，防止用戶接近密封器金屬絲402和驅(qū)動機構(gòu)。驅(qū)動機構(gòu)410以角度安裝，以簡化水平和垂直對準(zhǔn)。步進馬達412與水平成30°角延伸熱金屬絲安裝塊426，以同時調(diào)整水平和垂直位置。當(dāng)然這個角度在不同實施例中可以改變，并能夠在例如20°至70°之間改變。通過固件控制馬達412的界限，密封器金屬絲402的精確對準(zhǔn)是可以調(diào)整的，以確保均一的1.0至2.5mm之間的短管長度。當(dāng)完成切割和密封操作時，步進馬達412縮回?zé)峤饘俳z組件408，直至原位位置傳感器428感測到驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)的塊426上的標(biāo)記424(參見圖22)。該組件包括鏈448，其用來保護給切割金屬絲402供應(yīng)電流的導(dǎo)線446。
當(dāng)熱金屬絲組件408和安裝塊426縮回時，旋轉(zhuǎn)保護罩416由于重力下落并覆蓋殼體開口404。保護罩416具有柄腳430和凸緣452。在組裝單元時，凸緣452定位于殼體406的伸長開口454內(nèi)。當(dāng)塊426靠近縮回的原位位置時，凸緣452接觸安裝塊426的肩部426。柄腳430和凸緣452防止用戶提升保護罩416及獲取至熱金屬絲的通路。當(dāng)密封器馬達412通電時，其導(dǎo)致銷462滑動穿過驅(qū)動機構(gòu)400內(nèi)的狹槽460，并由此延伸熱金屬絲安裝塊422。通過與塊422的表面的接觸，保護性的保護罩406被推開，這導(dǎo)致保護罩向上旋轉(zhuǎn)，暴露出熱金屬絲402和預(yù)先加載的底板414。微控制器給金屬絲402供應(yīng)恒定電流，其足夠產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臏囟?，用于?dāng)插件通過時，通過熔化塑料并留下管的小短管來切割穿過傳遞管，以便從大氣密封插件內(nèi)部。
插件自動加載器站500(圖20和25-28)現(xiàn)在參考圖20和25-28，儀器10進一步包括插件自動加載器站500，其將密封的插件100載入培養(yǎng)站600內(nèi)。在插件密封之后，載體200移動至自動加載器站500。載體200底部的狹槽212(圖8)允許傳送系統(tǒng)1000將每個插件直接定位在培養(yǎng)器600的入口狹槽610的前面，最好地顯示在圖28中。載體中的狹槽通過儀器內(nèi)部的微控制器自動確定并追蹤。
自動加載器站500包括位于載體200上方的往復(fù)的、馬達驅(qū)動的推進器機構(gòu)502。機構(gòu)502側(cè)向推動插件100脫離載體200，進入培養(yǎng)站600的傳送帶(圖中未示)。培養(yǎng)站600的傳送帶是以其側(cè)面定向的(繞其水平軸線旋轉(zhuǎn))圓形的傳送帶，具有30或60個狹槽。狹槽中的一個定位在6點鐘的位置，直接對準(zhǔn)插件入口狹槽610。推進器機構(gòu)502返回原位，傳送系統(tǒng)1000和傳送帶指向下一個插件位置。以同樣的方式進行加載載體200內(nèi)的下一個插件。一旦完成所有插件的加載，傳送系統(tǒng)1000將載體200和檢驗管106返回至加載/卸載站14，并通過指示器32和用戶界面22來通知用戶。
現(xiàn)在特別參考圖25-28，自動加載器包括馬達504，馬達驅(qū)動接附于插件推進器機構(gòu)502的塊506。塊506具有內(nèi)螺紋，其接合側(cè)向延伸越過載體200的路徑的螺紋軸510。當(dāng)馬達504驅(qū)動塊506時，塊506和接附的推進器502沿著引導(dǎo)器508滑動。推進器502接觸載體內(nèi)的插件100，并將插件自動插入于培養(yǎng)站600的狹槽610內(nèi)。板612內(nèi)的孔口接收軸510和引導(dǎo)器50g的頂端512和514，板612安裝在培養(yǎng)站的殼體602上，如圖27和28所示。一對引導(dǎo)器612引導(dǎo)插件100進入狹槽610。
培養(yǎng)站600(圖16-20、35-38)現(xiàn)在將連同圖16-20和35-38來描述儀器10中的培養(yǎng)站600。培養(yǎng)站包括圓形的傳送帶604(圖35)。一組形成培養(yǎng)外殼的可移除的通路蓋630覆蓋傳送帶。傳送帶依靠馬達632旋轉(zhuǎn)，如圖18所示。培養(yǎng)站600及其相關(guān)傳送帶的結(jié)構(gòu)和操作基本上和專利文獻中提出的相同，參見美國專利6,024,921、6,136,270和6,155,565,其內(nèi)容在此作為參考引入。同時參看美國專利5,762,873。因此，出于簡潔的目的，省略了對培養(yǎng)站600的構(gòu)造的詳細(xì)描述。
一旦密封檢驗樣品插件并且通過入口狹槽610將插件載入傳送帶內(nèi)，在檢驗期間(可達18小時)期間或直至滿足預(yù)定的時間分配，它們保持在傳送帶604內(nèi)。時間分配對于每個試劑或插件的類型可改變。傳送帶包含在溫度受控的腔(培養(yǎng)器)內(nèi)，由通路蓋630封閉。
在優(yōu)選實施例中的傳送帶604本身包括四個四分體(稱為四元體或四元組)，如美國專利6,136,270中所教示的，合起來能夠在培養(yǎng)器內(nèi)保持多達60個檢驗插件。替代構(gòu)造是可能的。通過位于傳送帶頂部和底部的光學(xué)傳感器來完成傳送帶的定位，光學(xué)傳感器讀取傳送帶外邊緣上的定位狹槽?？梢元毩⒁谱呙總€傳送帶四分體，以便清理。然而，為了處理插件，所有四個傳送帶四元組都必須位于適當(dāng)位置。
培養(yǎng)器系統(tǒng)調(diào)整傳送帶內(nèi)插件的溫度。通過使用由微控制器監(jiān)控的精確熱敏電阻器來監(jiān)控和控制溫度，維持平均的傳送帶溫度在35.5±1℃。在培養(yǎng)器蓋的前面提供了分開的用戶安裝的探針溫度計的通路，如下所解釋的。這允許用戶使用獨立校準(zhǔn)的溫度計來核實培養(yǎng)器溫度的精確度。旋轉(zhuǎn)的傳送帶系統(tǒng)將檢驗插件輸送到插件傳送系統(tǒng)700，其每小時4次將插件移動到讀取器站800，直至檢驗完成。讀取器頭部光學(xué)器件掃描每個插件，并將其返回至培養(yǎng)器。傳送帶包括插件彈出機構(gòu)640，最好地顯示于圖18中，其從傳送帶12點鐘的位置彈出插件，并將其放置在檢驗插件傳送系統(tǒng)700(圖16)內(nèi)，以傳遞至光學(xué)器件站800并返回至培養(yǎng)站600。這和例如美國專利5,762,873中描述的相同。
圖35是傳送帶604和圖1中的培養(yǎng)站600的前部透視圖，移走了幾個培養(yǎng)站的蓋面板，以便更好地說明傳送帶604。蓋面板形成傳送帶604的外殼，并將傳送帶604與環(huán)境條件隔離。
傳送帶604垂直安裝，并繞水平軸線旋轉(zhuǎn)。在站600的上部提供了通風(fēng)道622，以允許空氣從培養(yǎng)站的前部(包含傳送帶604)流通到隔板652后面的站后部。在平行于隔板652并定位在隔板后面的后蓋面板內(nèi)放置有小孔，以允許數(shù)量受控制的環(huán)境空氣進入站內(nèi)。通風(fēng)道622包括隔板652內(nèi)的孔口，以允許空氣在隔板和后蓋面板之間沿隔板后側(cè)向下流動，在此其被吹到加熱空氣的加熱器上，并以圖36中顯示的方式，由第二個風(fēng)扇吹入定位在傳送帶604后面的空氣分配臺624內(nèi)。
傳送帶604具有多個狹槽614，用于接收檢驗樣品插件。傳送帶具有大致開放的前側(cè)部分623，及相對的面向空氣臺624和隔板652的后側(cè)部分，插件通過前側(cè)部分在傳送帶加載站處引入至傳送帶最低部分處的狹槽614內(nèi)。
圖36是圖35的培養(yǎng)站的透視圖，移走了傳送帶604，以便更好地顯示培養(yǎng)站的空氣臺624和空氣分配蓋板625的特征件?？諝馀_624從隔板652后面的加熱器和風(fēng)扇組件接收暖空氣?？諝馀_624具有封閉空氣臺624的空氣分配蓋板625，空氣臺定位為配準(zhǔn)傳送帶604的狹槽614。蓋板625具有多個形成在其中的伸長開口626，其將暖空氣引至傳送帶的后側(cè)部分和傳送帶狹槽內(nèi)插件上。為了促進足夠的空氣流經(jīng)插件上，鄰近并位于空氣分配蓋板625對面的傳送帶的后側(cè)部分大致開放并且沒有阻塞，以允許大致不中斷的空氣流經(jīng)檢驗樣品插件上。
凹口670形成在鄰近空氣臺的側(cè)面處，以允許溫度計探針進入空氣臺624內(nèi)部，由此允許用戶在空氣流經(jīng)檢驗樣品插件之前獲得空氣臺內(nèi)空氣的即時溫度讀數(shù)。如圖37所示，插入保持器或容器672安裝到培養(yǎng)站殼體的蓋面板602上，與凹口670配準(zhǔn)，由此提供將溫度計保持在適當(dāng)位置的裝置。容器672包括夾住溫度計676的柄腳674，如圖38所示。溫度計676的表面包括顯示溫度的顯示器。在圖38中以虛線顯示溫度計676的探針。
相信這兒描述的溫度監(jiān)控系統(tǒng)在此類型的儀器中的應(yīng)用是獨特的。本設(shè)計簡化了直接讀出溫度計676的集成。使用保持器672在空氣臺624內(nèi)部的合適角度和位置定位溫度計頂端，溫度計能夠測量培養(yǎng)器空氣臺溫度。外部的溫度計676給出了內(nèi)部溫度的直接而精確的讀數(shù)，而不用打擾正進行的檢驗。
我們的溫度監(jiān)控系統(tǒng)具有很多獨特的特征，其最有意義的特征是外部溫度計的位置。溫度計探針以這樣的方式定位，使其在空氣接觸插件前直接監(jiān)控暖空氣。此位置是有意義的，因為當(dāng)空氣通過插件時，空氣稍微冷卻，而需監(jiān)控的溫度是其開始接觸插件的空氣溫度。進行了廣泛的試驗，以找出精確反映培養(yǎng)器內(nèi)部溫度的易接近的位置。溫度計的定位是重要的，并且由系統(tǒng)的幾個獨特特征來輔助。第一，具有模制入培養(yǎng)器機架內(nèi)的凹口670，在此裝配溫度計探針頂端(參見圖36)。此凹口允許溫度計測量流經(jīng)空氣臺后面的空氣，否則這是不可到達的。溫度計定位的第二個獨特特征是溫度計保持器或容器672，如圖38中看出的。該支座將溫度計676保持在一個角度，這個角度對于在凹口中定位探針是必需的(參見圖38)。此成角度的入口允許探針穿過傳送帶而不干涉?zhèn)魉蛶У倪\動。其也將溫度計保持在距培養(yǎng)器隔板652前面的合適距離處，使得探針頂端不接觸隔板。此支座也具有夾子674，以便將溫度計保持在適當(dāng)位置。溫度計咬接在容器672內(nèi)，不能沿著將影響其視覺讀數(shù)的三個軸線中的任何一個滑動。但是溫度計能夠在適當(dāng)位置旋轉(zhuǎn)，因為這不影響溫度讀數(shù)的精確度。
用戶的方便之處是系統(tǒng)設(shè)計為使用標(biāo)準(zhǔn)的可追蹤的1/8英寸直徑的探針溫度計。如果溫度計斷裂或失去了校準(zhǔn)，其可以容易地更換。咬接容器也允許容易地移走溫度計，以便清理和校準(zhǔn)。雖然考慮工業(yè)界用戶來設(shè)計了此外部監(jiān)控系統(tǒng)，但是診所的用戶也理解人工核實儀器固件所報告的溫度的容易性。另一個好處是溫度計報告的溫度是即時的。固件只以運行中的三分鐘均值來報告培養(yǎng)器溫度。如果需要即時溫度，用戶能夠容易地人工測量溫度。合適的溫度計676包括FisherScientific Traceable Jumbo Display Digital Thermometer(零件號14-648-47)和VWR Scientific Products Jumbo DisplayDigital Thermometer(零件號77776-720)。
插件傳送系統(tǒng)700(圖16、17和20)如圖16、17和20中最佳顯示的，儀器包括插件傳送系統(tǒng)700，其從培養(yǎng)站600將插件傳遞通過光學(xué)讀取站800，以便讀取插件100中的腔室104。插件傳送系統(tǒng)700基本上與先前的美國專利5,798,085、5,853,666和5,888,455中描述的相同，其在此作為參考引入。因此，為了簡潔，省略了更詳細(xì)的描述?；旧?，插件以垂直姿態(tài)保持在帶704和突出物702之間，并依靠來回驅(qū)動帶704的馬達，從右向左及從左向右地移動插件。突出物包括狹槽特征件，當(dāng)帶來回驅(qū)動插件時，用于將插件保持在垂直位置。當(dāng)插件移動通過透射比光學(xué)器件頭部時，插件以以下解釋的精確方式移動，以跨越腔室寬度在多個位置得到插件內(nèi)腔室的每一個的透射比測量。插件包括內(nèi)置的對準(zhǔn)傳感器止動孔130(圖6)，以便精確地在光學(xué)系統(tǒng)中定位腔室。
讀取站800(圖4、5、16和17)一旦插件放置在插件傳送系統(tǒng)700內(nèi)，它們移動通過讀取站800。讀取站包括兩個垂直定向的透射比光學(xué)器件模塊802(參見圖16和17)，與插件內(nèi)的腔室列的方向相同。每個模塊802從一列腔室獲得測量。合起來，模塊802同時獲得兩列腔室的插件腔室的透射比測量。光學(xué)讀取器站800的構(gòu)造和操作方式基本上與先前的美國專利5,798,085、5,853,666和5,888,455中描述的相同，因此為了簡潔，這兒將只闡述總的概觀和討論。和這些專利不同，所說明的實施例只提供透射比測量，但通過將模塊802中的一個更換為熒光模塊(參見美國專利5,925,884)或添加熒光模塊來提供三個模塊，當(dāng)然可以進行如這些專利中描述的熒光測量。當(dāng)然可以提供額外的模塊。
定位并由透射比光學(xué)系統(tǒng)模塊802讀取插件100，并且插件返回至插件從其彈出的傳送帶狹槽。在儀器中不進行數(shù)據(jù)分析；收集并發(fā)送光學(xué)數(shù)據(jù)至遠程工作站進行分析。如果儀器和工作站之間的通信沒有建立，原始數(shù)據(jù)可以成隊列等候并稍后發(fā)送到工作站。
讀取器站800掃描插件100中的每一個，每15分鐘一次，每小時掃描四次。每次讀取插件時，插件返回至傳送帶進行培養(yǎng)，直至下一個讀取循環(huán)。在最后一次讀取循環(huán)完成后，插件傳送通過光學(xué)器件，至插件處置系統(tǒng)900，以便將插件彈出至廢物收集容器內(nèi)。
讀取器系統(tǒng)800和插件傳送系統(tǒng)700一起進行插件定位和光學(xué)數(shù)據(jù)采集，以便周期性地監(jiān)控檢驗插件的腔室內(nèi)生物體的生長。通過測量每個腔室隨時間變化的光學(xué)透射比，光學(xué)透射比數(shù)據(jù)用來量化生物體生長。所說明實施例當(dāng)前支持兩個類型的光學(xué)器件模塊802。第一個模塊802具有660nm的發(fā)光二極管照明光源用于每個腔室。另一個模塊802具有428nm和568nm的發(fā)光二極管用于每個腔室。當(dāng)然發(fā)展具有另外波長的第三個模塊是可能的。
每個光學(xué)器件模塊802具有8個測量發(fā)光二極管，使其能夠讀取每列的8個樣品腔室。每個插件具有8(或16)列腔室，總共每個插件有64個腔室。每個模塊802不僅包括用于每個腔室的透射比發(fā)光二極管光源，而且包括用于每個腔室的檢測器，其在發(fā)光二極管的光通過腔室后捕獲光。檢測器使用硅光電二極管。當(dāng)具有其8列8個樣品腔室的插件移動通過模塊802的光學(xué)路徑(從發(fā)光二極管到光電二極管)時，進行采樣。當(dāng)傳送系統(tǒng)700以16個空間分開的步驟移動插件時，讀取系統(tǒng)橫過每個腔室掃描，每個步驟進行3次讀取。此數(shù)據(jù)隨后進行處理，以減小在腔室中可能形成的任何氣泡的影響。平滑讀數(shù)，并選取峰值。
在模塊802內(nèi)的發(fā)射器和檢測器殼體裝有鉸鏈，以便于維護和接近光學(xué)器件區(qū)域，用于清理。此檢測系統(tǒng)能夠在內(nèi)部通過空氣為30％至100％的透射(沒有光至全部光)進行自動校準(zhǔn)。在讀取每個插件前，光學(xué)器件自動校準(zhǔn)到100％的透射通過空氣。
處置系統(tǒng)900(圖16、17、20)一旦完成對檢驗樣品插件100的培養(yǎng)和光學(xué)檢驗，自動從培養(yǎng)站600的傳送帶中移走插件，通過讀取器站800，并傳遞至處置系統(tǒng)900。處置系統(tǒng)包括保持廢物容器906的處置外殼904和斜道908，斜道將插件從插件傳送系統(tǒng)700的邊緣引入滑槽910，滑槽直接定位在廢物容器906的上方。廢物容器可以從儀器10中移走，并通過圖1中顯示的門902進入。簡單地通過操作傳送系統(tǒng)700中的帶向左以載著插件通過左側(cè)突出物702的邊緣，插件被傳送至斜道908上。
廢物收集站900位于儀器10前部的真空站300的下方。其容納可移走的廢物容器906(參見圖16)和檢測何時安裝容器的傳感器(圖中未示)。當(dāng)廢物容器906滿了或堵塞了，依靠用戶界面22來通知用戶。在其清空后，儀器中的軟件追蹤添加到容器中的插件數(shù)目。
載體傳送系統(tǒng)1000(圖29-33)儀器10包括系統(tǒng)1000，用于將載體200從加載和卸載站16傳送通過載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)50。在圖29-33中孤立顯示了傳送系統(tǒng)1000，以便于更好地說明此系統(tǒng)的部件。從檢查例如圖17、19和20的其余附圖以及從以下討論中，將理解其與儀器10中的各個模塊的相互關(guān)系。
基本上，傳送系統(tǒng)100包括載體200和來回移動載體200的傳送子組件1002。傳送子組件1002包括呈塊的形式的接合盒的構(gòu)件1004，其適合于以以下描述的方式接合載體。構(gòu)造并布置傳送子組件1002，使其沿著單一縱軸線在載體加載和卸載站16、密封站400和培養(yǎng)加載站500之間來回移動塊1004和載體200。
傳送子組件1002包括轉(zhuǎn)動螺紋軸1010的線性促動器馬達1006。在有螺紋的螺母1005(圖32)中接收螺紋軸1010，螺母接附于塊1004上。圓柱形的引導(dǎo)構(gòu)件1008在馬達/引導(dǎo)桿支座1018和前軸承支座1020之間延伸。前軸承支座1020固定到傳送子組件1002的基座1016上，如圖29所示。一對起模頂桿1012從驅(qū)動螺母接合滑塊1022向上延伸，穿過塊1004中的孔口1024。彈簧1026將起模頂桿偏置到下部的位置，使得當(dāng)塊1004定位在加載/卸載站14處時，起模頂桿1012的下邊緣接觸在基座1016中形成的斜道或凸輪表面1014。當(dāng)塊1004由馬達1006朝向儀器后部移動時，起模頂桿乘斜道1014向上，并由此延伸穿過孔口1024。在該上部位置，起模頂桿可隨后接觸載體200下側(cè)面上的特征件，并當(dāng)馬達1006移動塊1004朝向儀器后部時，由此沿軌道1030拖拉載體至條形碼讀取站60。
在操作中，如圖17所示的定位在培養(yǎng)站殼體的側(cè)面上的反射傳感器1040檢測載體在加載和卸載站16中的存在。當(dāng)線性促動器馬達1006轉(zhuǎn)動軸1010時，塊1004從儀器10的前部移動，且兩個起模頂桿1012提升從而接合檢驗樣品載體200。依靠模制入傳送子組件1002的基座1016內(nèi)的凸輪表面1014來提升頂桿1012。頂桿1012接附于驅(qū)動螺母接合滑塊1022，其保持有球軸承輪子(圖中未示)。當(dāng)指引馬達1006移動塊1004至儀器后部時，球軸承乘凸輪表面1014向上，提升頂桿1012。載體200隨后被拖拉至儀器內(nèi)，通過第二個反射傳感器1042(也顯示在圖17中)，傳感器計數(shù)檢驗樣品插件的數(shù)目并確定其在載體中的位置。載體200及其檢驗樣品插件隨后出現(xiàn)在條形碼讀取器站60，其讀取檢驗樣品插件100和載體200上的條形碼。
在讀取條形碼后，馬達反轉(zhuǎn)并朝向儀器前部移動載體，朝向加載和卸載站14。在向前的行程中，使用密封站400中的熱金屬絲，且密封檢驗樣品插件。馬達1006再次反轉(zhuǎn)，載體200移動至插件自動加載器站500，并放置在檢驗樣品插件能夠被推離載體200且進入培養(yǎng)站600的位置。
三個光學(xué)中斷傳感器1050A、1050B和1050C(圖29和30)在整個行程中追蹤載體200的位置。三個傳感器1050安裝在單個印刷電路板1052上，其咬接入傳送子組件基座1016內(nèi)。載體200在可移走的并且可更換的耐磨條1054上滑動。耐磨條1054使載體200和基座1016之間的摩擦降到最小。
如上所述，線性促動器步進馬達1006移動塊1004。塊1004限制起模頂桿1012。馬達的軸1010幾乎延伸子組件1002的整個長度。軸1010的端部在座架1020內(nèi)旋轉(zhuǎn)，最好地顯示在圖29中。馬達端部安裝在鋁支架1018內(nèi)。馬達1006間接地通過四個控制振動的墊圈和有肩螺釘來安裝到支架1018上。
旋轉(zhuǎn)馬達1006沿著軸1010的長度驅(qū)動梯形螺紋的螺母1005(圖32)。螺母1005壓入鋁塊1056內(nèi)，鋁塊通過兩個控制振動的墊圈1058和有肩螺釘1060間接地結(jié)合到驅(qū)動塊1004上。有肩螺釘1060允許螺母1005自我對準(zhǔn)，防止螺母1005與軸1010結(jié)合。墊圈1058防止螺母1005產(chǎn)生的噪聲傳播通過驅(qū)動塊1004和傳入基座1016內(nèi)。
驅(qū)動塊1004由螺母1005水平移動。當(dāng)朝向儀器前部移動時，塊1004上的支承表面1060推動載體200的后表面220(圖14)。當(dāng)朝向儀器后部移動時，兩個起模頂桿112提升穿過驅(qū)動塊中的孔1024，從而接合樣品載體下側(cè)面上的肋222(參見圖15)。
當(dāng)驅(qū)動塊1004位于前部時，塊對于插入儀器內(nèi)的新樣品載體200來說起止動塊的功能。當(dāng)驅(qū)動塊1004位于儀器后部時，反射傳感器1064(圖29)檢測驅(qū)動塊，并向儀器微控制器指示塊1004位于其原位位置。
三個光學(xué)中斷傳感器1050A、1050B和1050C安裝在印刷電路板1052上。電路板1052的使用去除了將傳感器直接安裝到基座1016上所需要的導(dǎo)線螺釘。傳感器1050A、1050B和1050C檢測載體200下側(cè)面上的凹口212，如上所解釋的。每個凹口對應(yīng)著檢驗樣品插件的位置。傳感器在印刷電路板上位于插件計數(shù)器反射傳感器位置(傳感器1050A)、條形碼讀取位置(傳感器1050B)及培養(yǎng)器加載位置(傳感器1050C)處。傳感器1050A-C允許連續(xù)監(jiān)控載體的位置。
起模頂桿子組件包括兩個安裝入鋁塊1022內(nèi)的垂直頂桿1012，鋁塊在頂桿基部處包含兩個起輪子作用的球軸承滾子(圖中未示)。輪子滾動的水平表面1066在接近儀器前部處具有梯級，以提供凸輪或斜道表面1014。梯級有角度，以允許輪子滾上和滾下，從而提升和降低頂桿1012。驅(qū)動塊1004和起模頂桿子組件主體之間的頂桿上的壓縮彈簧1070，確保起模頂桿子組件在滾下凸輪1014時下降。
提供橫桿1072，以約束載體向前和向后的運動。耐磨條1054安裝在基座1016的左、右水平表面上，如圖29所示，以便為載體200滑動提供低摩擦和磨損的表面。
儀器培養(yǎng)器站600的前蓋602為傳送系統(tǒng)提供三個功能。第一，水平肋1080(圖17)防止檢驗樣品插件在插入培養(yǎng)站600之前滑離載體200的右側(cè)面。第二，靠近前部安裝的反射傳感器1040(也參見圖17)確定何時載體200出現(xiàn)在加載站中。第三，恰好安裝于傳感器1040后部的傳感器1042計數(shù)檢驗樣品插件100并確定其在載體200上的位置。
如最好地顯示于圖3A和16中的，儀器的前面板在加載和卸載站16中具有錐形的入口通道，以便加載載體200。插入載體200，直至其接觸驅(qū)動塊1014。關(guān)閉門14，傳感器1040記錄載體的出現(xiàn)。門14和驅(qū)動塊1004之間的空間是這樣的，使得如果其出現(xiàn)在加載和卸載站中，反射傳感器1040將總是檢測載體200。
控制電子設(shè)備和固件儀器10包括控制電子設(shè)備和固件，用于控制儀器的各個模塊和子系統(tǒng)的操作?？刂齐娮釉O(shè)備是常規(guī)的。在當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展水平下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從目前的披露中利用一般的努力能夠開發(fā)出這種電子設(shè)備和固件。
工作流程(圖34)現(xiàn)在將連同圖34以及其他附圖一起來描述儀器10的工作流程和處理步驟。在步驟1100，用戶脫機準(zhǔn)備樣品的培菌液、將流體樣品載入檢驗管、掃描插件100上的條形碼、并將插件100和檢驗管載入載體(盒)200?？梢岳梅至⒌臈l形碼掃描器脫機掃描條形碼?？梢栽诜至⒌淖R別站進行掃描步驟，識別站具有工作站或計算機，其編程序為接收關(guān)于被檢驗的樣品、使用的插件上條形碼的掃描、及載體條形碼的掃描的信息。
在步驟1102，用戶開啟真空腔門302，并將加載的載體(如圖7中的)載入真空腔304，參見圖3A。用戶隨后關(guān)閉門302，由此密封該腔。
在步驟1104，用戶利用用戶界面22的鍵盤來開始真空循環(huán)填充插件。
在步驟1106，真空泵通電，在真空腔304內(nèi)部產(chǎn)生真空。真空位移以以上描述的方式填充載體內(nèi)的插件。
在步驟1108，進行檢驗，以查看試劑填充是否成功。監(jiān)控真空斜率和時間，以保證試劑填充。
在步驟1110，如果試劑填充不成功，如步驟1112所指示的，中止載體處理，用戶從真空站300中移走載體200。
在步驟1114，如果試劑填充成功了，用戶從真空腔304中卸載載體200。
在步驟1116，用戶開啟門14，并人工將載體放置入加載和卸載站16中。傳感器1040(圖17)進行載體檢測。
在步驟1118，傳送系統(tǒng)1000將載體200移動至條形碼讀取器站60。在途中，插件傳感器1042(圖17)檢測載入載體的插件1000。
在步驟1120，讀取器站60中的條形碼掃描器讀取載體內(nèi)的和插件上的條形碼。載體和插件的條形碼與脫機掃描的條形碼進行比較(如果此掃描已完成)。
在步驟1122，儀器確定是否成功讀取條形碼。如果沒有，過程進行步驟1124，在此傳送系統(tǒng)1000將載體移回至加載/卸載站16，并解鎖門14。在步驟1126，如果可能的話，用戶更正錯誤。
如果成功讀取條形碼，過程進行到步驟1128。在此步驟，傳送系統(tǒng)將載體移動至密封器站400。
在步驟1130，密封器站400運行，以以上描述的方式來密封載體中檢驗樣品插件的每一個。傳遞管剩余物下落至檢驗管內(nèi)。剩余的短管密封檢驗樣品插件。
在步驟1132，進行檢查，以確定所有插件的密封是否成功。這通過監(jiān)控?zé)崦芊馄鹘饘俳z的電流、監(jiān)控密封器馬達步及監(jiān)控傳送馬達步來完成，并且如果沒有錯誤，密封器工作成功。
如果密封步驟沒有成功，過程進行到步驟1142，中止檢驗，并且處理進行到步驟1138。
如果密封步驟成功，傳送系統(tǒng)1000將載體200移動到插件自動加載器系統(tǒng)500，如步驟1134所指示的。之前描述了插件自動加載器。
在步驟1136，插件自動加載器站500運行，以便一次一個將插件載入培養(yǎng)站600的傳送帶內(nèi)。培養(yǎng)器的傳送帶可以旋轉(zhuǎn)或指引至任何可利用的位置，以容納下一個插件。
在步驟1138，在步驟1136完成后，傳送系統(tǒng)1000移動具有檢驗管和傳遞管剩余物的載體200至加載和卸載站16。
在步驟1140，用戶移走載體200并處置檢驗管及其所容物?，F(xiàn)在載體已準(zhǔn)備好再次使用。
在步驟1144，現(xiàn)在插件100容納在培養(yǎng)站600內(nèi)，在此在恒定溫度下培養(yǎng)插件。
在步驟1146，將插件周期性地推出其傳送帶的狹槽，并放置入插件傳送系統(tǒng)700，在此它們來回往返至讀取系統(tǒng)800。插件中所有腔室的讀取設(shè)計為每15分鐘進行一次。
在步驟1148，光學(xué)器件模塊802獲取的透射比測量通過儀器10中的通信端口或接口傳輸?shù)椒至⒌墓ぷ髡尽?br> 在步驟1150，進行檢查，以確定插件讀取是否完成。這將例如通過是否在腔室的一個或多個中發(fā)生反應(yīng)，使得插件的周期性讀取指示能夠確定樣品的識別或樣品的敏感性來進行。如果檢驗沒有完成(即需要進行更多的讀取)，處理進行到路徑1152，插件送回至其傳送帶中的狹槽，以進行更多的培養(yǎng)和額外讀取，并重復(fù)步驟1144、1146、1148和1150。
如果在步驟1150完成讀取了，進行檢查以確定處置站外殼904中的廢物容器是否滿。如果滿了，在步驟1158通知用戶。如果沒滿，插件傳送系統(tǒng)700將插件全程移動到左側(cè)，通過突出物702的端部，并且插件下落至處置系統(tǒng)的滑槽910內(nèi)，并落入外殼904中的廢物容器內(nèi)。
在步驟1162，用戶周期性地清空廢物容器。
從上述描述中，應(yīng)該理解我們已經(jīng)描述了用檢驗樣品裝置100來處理多個包含在敞口容器106中的檢驗樣品的方法，載體200承載容器和檢驗樣品裝置；檢驗樣品裝置100的每一個具有傳遞管102，其在載體200中接收的檢驗樣品裝置100和流體容器106中的一個之間提供流體連通，如圖7所示。該方法包括以下步驟將載體200人工放置在具有腔304的真空站300內(nèi)，并為真空站腔304施加真空，以便由此將檢驗樣品批量傳遞到檢驗樣品裝置100內(nèi)；在傳遞完成后，人工將載體200從真空站腔304內(nèi)移出；將載體200人工放置在遠離真空站300的自動的載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)50內(nèi)，以及用傳送系統(tǒng)1000自動移動載體。載體在檢驗裝置處理子系統(tǒng)50中移動，檢驗裝置處理子系統(tǒng)50具有模塊，這些模塊自動地a)密封檢驗樣品裝置(密封器站400)，b)培養(yǎng)檢驗樣品裝置(培養(yǎng)站600)，及c)讀取檢驗樣品裝置(讀取站800)。如附圖所示，真空站300與載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)50集成到單一的整體的緊湊的檢驗樣品處理儀器10內(nèi)。
根據(jù)檢驗裝置的構(gòu)造和其他因素，對所披露實施例的細(xì)節(jié)有所變動是預(yù)期的?？紤]到以上原因，本發(fā)明的范圍可參考后附的權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
1.一種用于處理多個檢驗樣品以及用于接收所述檢驗樣品的檢驗樣品裝置的集成系統(tǒng)，所述檢驗樣品接收在單獨的流體容器中，該系統(tǒng)包括載體，其用于承載多個所述單獨的流體容器和多個所述檢驗樣品裝置，所述檢驗樣品裝置的每一個放置為與儲存在所述單獨的流體容器中的一個內(nèi)的檢驗樣品流體連通；真空站，其適合于將所述載體人工插入所述真空站內(nèi)，并將所述載體從所述真空站內(nèi)人工移出，所述真空站進一步包括真空源，控制所述真空源，以便將所述檢驗樣品從所述單獨的流體容器內(nèi)載入到各自的檢驗樣品裝置中；及遠離所述真空站的載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)，其包括用于處理所述載體和檢驗樣品裝置的模塊，所述模塊包括對所述檢驗樣品裝置進行光學(xué)測量的模塊，其中，所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)和所述真空站集成到單個儀器內(nèi)，其中，在所述檢驗樣品的真空加載完成后，所述載體人工地載入所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)包括傳送系統(tǒng)，其沿著單一縱軸線在接收所述載體的加載站和所述模塊之間移動所述載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述模塊進一步包括密封所述檢驗樣品裝置的密封站。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述模塊進一步包括培養(yǎng)站和自動加載站，其中，所述檢驗樣品裝置自動從所述載體中移出并插入所述培養(yǎng)站內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)包括1)遠離所述真空站的載體加載和卸載站；2)傳送系統(tǒng)，其用于從所述加載和卸載站傳送所述載體通過所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)；3)用于密封所述檢驗樣品裝置的密封系統(tǒng)；4)用于培養(yǎng)所述檢驗樣品裝置的培養(yǎng)站；5)自動加載站，其用于從所述載體將所述檢驗樣品裝置移入所述培養(yǎng)站內(nèi)；6)用于讀取所述檢驗樣品裝置的讀取站；及7)處置系統(tǒng)，在所述檢驗樣品裝置的讀取完成后，其接收所述檢驗樣品裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括載體讀取站，其具有至少一個讀取器，用于讀取應(yīng)用在a)所述載體和b)所述檢驗樣品裝置上的機器可讀的標(biāo)記。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述檢驗樣品裝置包括多腔室的檢驗樣品插件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述傳送系統(tǒng)包括適合于接合所述載體的接合載體構(gòu)件，其中，構(gòu)造并布置所述傳送系統(tǒng)，使其沿著單一縱軸線在所述載體加載和卸載站、所述密封站和所述自動加載站之間來回移動所述載體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括一組覆蓋所述儀器的面板，所述面板進一步形成儀器的前部；用于所述系統(tǒng)的用戶界面；提供將所述載體載入所述真空站的通路的第一門；提供將所述載體載入所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)的通路的第二門；及提供至處置系統(tǒng)的通路的第三門，在所述模塊完成處理所述檢驗裝置后，處置系統(tǒng)接收所述檢驗裝置。
10.一種用于處理多個檢驗樣品以及用于接收所述檢驗樣品的檢驗樣品裝置的集成系統(tǒng)，所述檢驗樣品接收在單獨的流體容器中，所述系統(tǒng)與保持成間隔關(guān)系的多個所述流體容器和多個所述檢驗樣品裝置的載體一起使用，所述檢驗樣品裝置的每個具有傳遞管，其在所述載體中接收的所述檢驗樣品裝置和所述流體容器中的一個容器之間提供流體連通，該系統(tǒng)包括真空站，其適合于將所述載體人工插入所述真空站內(nèi)并且從所述真空站移出所述載體，所述真空站進一步包括真空源，控制所述真空源，以便將所述檢驗樣品從所述單獨的流體容器內(nèi)載入到各自的檢驗樣品裝置中；提供至所述真空站的通路的第一門；遠離所述真空站的載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)，所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)包括用于密封所述檢驗裝置、培養(yǎng)所述檢驗裝置、及讀取所述檢驗裝置的設(shè)備；及為所述載體提供至所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)的通路的第二門。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)包括1)遠離所述真空站的載體加載和卸載站，其適合于將所述載體人工插入所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)，并從所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)移出所述載體；2)傳送子組件，其用于從所述加載和卸載站傳送所述載體通過所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)；3)用于切割所述傳遞管和密封所述檢驗樣品裝置的密封系統(tǒng)；4)用于培養(yǎng)所述檢驗樣品裝置的培養(yǎng)站；5)自動加載站，其用于從所述載體將檢驗樣品裝置移入所述培養(yǎng)站內(nèi)；6)用于讀取所述檢驗樣品裝置的讀取站；及7)處置系統(tǒng)，在所述檢驗樣品裝置的讀取完成后，其接收所述檢驗樣品裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述傳送子組件包括適合于接合所述載體的接合載體構(gòu)件，其中，構(gòu)造并布置所述傳送子組件，使其沿著單一縱軸線在所述載體加載和卸載站、所述密封站和所述自動加載站之間來回移動所述載體。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括提供至所述處置系統(tǒng)的通路的第三門。
14.一種利用檢驗樣品裝置來處理多個包含在敞口容器內(nèi)的檢驗樣品的方法，所述容器和檢驗樣品裝置由載體承載；所述檢驗樣品裝置的每個具有傳遞管，其在所述載體內(nèi)接收的所述檢驗樣品裝置和所述流體容器中的一個容器之間提供流體連通；該方法包括以下步驟將所述載體人工放置在具有腔的真空站內(nèi)，并為所述真空站腔施加真空，以便由此將所述檢驗樣品批量傳遞到所述檢驗樣品裝置內(nèi)；在所述傳遞完成后，人工將所述載體從所述真空站腔內(nèi)移出；將所述載體人工放置在遠離所述真空站的自動的載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)內(nèi)，用所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)內(nèi)的傳送系統(tǒng)將所述載體自動移到模塊，這些模塊自動地a)密封所述檢驗樣品裝置，b)培養(yǎng)所述檢驗樣品裝置，及c)讀取所述檢驗樣品裝置；及其中，所述真空站與所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)集成到單一的檢驗樣品處理儀器內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，該載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)進一步包括1)載體加載和卸載站，其適合于將所述載體人工插入所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)，并從所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)人工移出所述載體；2)傳遞子系統(tǒng)，其用于從所述加載和卸載站傳送所述載體通過所述載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)；3)用于密封所述檢驗樣品裝置的密封系統(tǒng)；4)用于培養(yǎng)所述檢驗樣品裝置的培養(yǎng)站；5)自動加載加載站，其用于從所述載體將所述檢驗樣品裝置移入所述培養(yǎng)站內(nèi)；6)用于讀取所述檢驗樣品裝置的讀取站；及7)處置系統(tǒng)，在所述檢驗樣品裝置的讀取完成后，其接收所述檢驗樣品裝置；8)條形碼讀取站，及9)載體和檢驗樣品裝置檢測站。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述傳送子組件包括適合于接合所述載體的接合載體構(gòu)件，其中，構(gòu)造并布置所述傳送子組件，使其沿著單一縱向在所述載體加載和卸載站、所述密封站和所述自動加載加載站之間來回移動所述載體。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述檢驗樣品裝置包括多腔室的檢驗樣品插件。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括具有蓋面板的培養(yǎng)站，所述蓋面板為測量所述培養(yǎng)站的溫度的溫度計提供了通路，所述溫度計提供了所述培養(yǎng)站內(nèi)部的即時溫度的視覺指示。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述培養(yǎng)站進一步包括傳送帶和空氣分配腔，空氣通過空氣分配腔供給到所述傳送帶，其中，所述溫度計監(jiān)控所述空氣分配腔的溫度。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括具有蓋面板的培養(yǎng)站，所述蓋面板為測量所述培養(yǎng)站的溫度的溫度計提供了通路，所述溫度計提供了所述培養(yǎng)站內(nèi)部的即時溫度的視覺指示。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述培養(yǎng)站進一步包括傳送帶和空氣分配腔，空氣通過空氣分配腔供給到所述傳送帶，其中，所述溫度計監(jiān)控所述空氣分配腔的溫度。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括傳感器和鎖的系統(tǒng)，以控制和監(jiān)控至儀器外殼的用戶通路。
23.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括條形碼讀取站，用于讀取載體和檢驗樣品裝置上的條形碼。
24.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括傳感器站，用于確定載體的存在和載體中檢驗樣品裝置的存在與位置。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括以下步驟將載體移動到條形碼讀取站和確定載體存在以及載體中檢驗樣品裝置的存在與位置的站。
全文摘要
一種集成的儀器使用一次性的檢驗裝置來處理流體檢驗樣品。在載體中承載檢驗裝置。儀器包括接收載體的真空站，用于用待檢驗流體樣品批量加載檢驗裝置。用戶從真空站移出載體，并將其插入分立的載體和檢驗裝置處理子系統(tǒng)的加載站內(nèi)。此子系統(tǒng)包括移動載體穿過儀器的傳送系統(tǒng)，在此各個模塊對檢驗裝置進行操作，包括密封檢驗裝置、將檢驗裝置載入培養(yǎng)站、檢驗裝置的培養(yǎng)、檢驗裝置的讀取及檢驗裝置的處置。
文檔編號G01N35/04GK1875279SQ200480032134
公開日2006年12月6日 申請日期2004年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者R·M·布蘭頓, M·J·朱斯丁, J·C·比肖普, J·S·亞姆, R·J·波爾斯特, M·J·范寧 申請人:拜奧梅留克斯公司