用于对生物样品进行微生物分析的设备和方法

专利名称：用于对生物样品进行微生物分析的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于对生物样品进行分析的方法和设备，更加特别地涉及用于检验生 物样品内是否存在从细菌学来说相当浓度的微生物的微生物分析，所述生物样品-例如特 别地但不唯一地-是诸如尿和血液的体液样品。
背景技术：
为了检验病原体的存在，其通常是可能对人或动物的健康产生有害作用的微生 物，对生物样品特别是体液进行微生物分析是众所周知的。这类分析方法通常是在尿、血 液、粪以及缓冲剂上进行的。一般地，检验样品内部病原体的存在还不够，还需要将其分类， 即检验包括哪类微生物，从而确定对健康的危害性和给出需要的治疗。传统的用于尿样品的微生物分析方法是基于所谓的接种，其可用于将待分析的样 品分布到培养基上，并保持多个小时(通常是12小时或更长)，从而检验微生物群体是否在 培养基上生长。如果是这样，检查这些微生物以核实其性质。当必须分析更多的样品时，接种过程将持续非常长的时间，执行该过程的操作员 需要一些准备。处理大量样品会导致生物风险，以及可能将样品彼此混淆的风险，由此使患 者得到错误的分析结果。在Journal of Microbiological Methods (微生物学方法杂志)29 (1997) 103-114 上 F. Gardini 等的"A head space gas chromatographicapproach for the monitoring of the microbial cell activity and the cellviability evaluation" φ, Jffi^iT一禾中 基于气相色谱法来检测待分析样品内部的微生物活性的方法。这种气相色谱法用于确定样 品所处气氛中的二氧化碳(CO2)浓度，其中这种气氛是由于样品中的微生物代谢而产生的。 这种方法需要复杂且昂贵的设备以及较长的分析时间。US-A-4, 971，900描述了一种用于检测具有不同性质的样品-如尿-中的生物活 化剂的方法和设备。该方法是基于对样品上方的气氛中二氧化碳含量的分析，所述样品置 于培养基上。该分析持续数小时，用于通过二氧化碳随时间发展的趋势来确定任何病原体。 该分析方法需要非常长的时间，并且由于是根据二氧化碳发展的时间曲线的校正追踪来检 测微生物，因此不是特别地可靠。特别地，当样品内存在不同类型的病原菌时会产生多种问 题，所述病原菌会按照彼此不同的时间而发展。US-A-6，709，857描述了一种用于在包含待分析样品的瓶中以光学的方式检测气 体浓度的系统。该气体浓度可借助光热光谱法进行检测。US-A-5, 155，019描述了一种利用对密封在容器中的样品进行红外线分析来检测 样品中生物活性的存在，从而确定在容器内培养的样品上方的气氛中二氧化碳的存在和浓 度的方法。此外在这种情况下，需要特别长的时间进行分析，以及复杂的设备。US-A-5, 217，876描述了一种用于检测容器内样品中的微生物存在的方法。该方法 基于在培育有样品的容器中以光学方式检测指示物培养基的颜色变化的思想，该变化是由 于样品内微生物活性的存在进而发展二氧化碳而产生的。与前面提到的情况一样，同样地在这种情况下，需要长的分析时间，且确定样品中病原菌的存在不是特别可靠，因为它是基 于随时间的二氧化碳发展的趋势。在US-A-5，094, 955中描述了一种相似的方法。US-A-5, 482，842描述了另一种检测体液内特别是血液样品中的微生物的方法。该 分析通过红外光源和红外检测器执行。同样地在这种情况下，检测由于致病微生物的存在 而产生的二氧化碳的存在。二氧化碳的红外辐射吸收系数与通常处于瓶内样品水平高度上 方的气氛(在没有病原菌时)的红外辐射吸收系数不同。US-A-5, 856, 175描述了一种在体液样品中检测病原菌的设备，该设备与在 US-A-5, 094, 955 和 US-A-5, 217，876 中描述的相似。US-A-5, 814，474描述了一种用于直接检测培养瓶中微生物的设备。所描述的设备 用于分析尿、唾液或血液样品。基本上，这里描述的方法是基于对瓶中包含气氛的分析，该 瓶内插有培养样品。使瓶内气体通过气体传感器，以检测其成分，然后基于气体分析的结果 确定样品中存在的微生物。这种分析方法极其复杂，需要非常昂贵的传感器和长的分析时 间。

发明内容
根据一个方面，本发明提供一种方法，其简化和加快了对体液分析的操作，所述体 液特别地但不唯一地是尿。根据一些实施例，根据本发明的方法可以在多个样品中辨别确 定阳性样品和确定阴性样品，即辨别样品中存在至少一种病原菌，该病原菌必须在第二次 更加准确的分析阶段从确定不存在病原菌的样品中识别，因此执行进一步的分析没有用 处。通过这种方式，在可通过接种处理或其他已知的处理来执行的随后的样品分析阶 段中，仅处理一些最初考虑的样品，而不需要进一步处理确定阴性的样品。根据一个实施例，根据本发明的方法包括以下步骤a)将待分析的生物样品引入包含培养基的容器中；b)以第一时间间隔培育容器；c)在所述第一时间间隔之后，分析所述容器中的气氛；d)根据在所述气氛中检测到的二氧化碳的量，确定所述生物样品是包含病理学相 关的细菌负荷还是不包含病理学相关的细菌负荷。本发明大体上基于以下思想使用在样品内的气氛中检测到的二氧化碳量作为区 分确定阳性样品和确定阴性样品的参数，而不用于确定象传统的方法一样识别可能存在于 样品中的病原菌的类型。对于识别在阳性样品中存在的病原菌类型可在随后更加准确的分 析阶段进行，例如接种处理或其他已知的系统，如在本说明书引言部分提到的专利文献中 所描述的。然而，目前能够以可靠方式识别在样品中存在的微生物类型的最好方法是基于 接种的那些方法，其具有上面描述的缺陷。在本发明的一个实施例中，能够提供两个阀值，在每个单个培养样品容器内经过 给定时间后产生的二氧化碳含量与这两个阀值比较。在一些实施例中，将经过预定的培育 时间间隔后其二氧化碳含量比第一极限值大的样品归类为确定阳性，相反地将经过相同的 培育周期具有的二氧化碳含量比第二极限值小的样品归类为确定阴性。中间样品被认为是不确定的，为了分析的更高可靠性，可以对其进行详细地分析，以检验微生物的存在和类型。反之亦然，根据本发明的一个修改实施例，没有对不确定样品进行详细分析如接 种处理，如果需要，使其经过第二培育间隔，更新单个样品容器中存在的气氛。这种气氛的 更新可以消除存在的二氧化碳并增加氧，以便存在于样品中的微生物(如果有的话)代谢 的发展。在第二培育时间间隔后，再次对不确定样品检验容器气氛中的二氧化碳含量。然 后将该含量与阀值进行比较，所述阀值可区分确定阳性样品(确定阳性样品的二氧化碳含 量比阀值大)和确定阴性样品，确定阴性样品的二氧化碳含量比阀值小。通过这种第二操作方法，由于将通过第一分析阶段已经确定为不确定的样品进一 步分为确定阳性样品和确定阴性样品，能够进一步减少必须随后进行接种处理的样品。对 于确定阴性样品不必进行接种或其他分析处理来确定包含在其中的病原菌的类型。随附的权利要求中指出了根据本发明的其他有利实施例和方法的可能特征并在 下文参考一个实施例作更加详细地描述。根据一个不同的方面，本发明涉及一种对体液如尿等进行微生物分析的设备，包 括-包含所述样品的容器的培育区；-用于分析所述容器的内部气氛的分析仪；和-用于根据所述分析仪检测的二氧化碳含量将容器分类的分类系统。大体上地，在一些实施例中，该设备具有培育区，其中对包含在单个容器内的样品 培育一段合适的时间周期，例如大约一小时。然后通过分析仪分析样品，将其分类，即分成 阳性样品和阴性样品。在一个改进的实施例中，分类系统将经过该第一培育的样品分为确 定阳性样品、确定阴性样品和不确定样品。该设备具有用于不确定样品的第二培育区，如果 需要，在由于上述原因而更新不确定样品容器内的气氛后，不确定样品在第二培育区停留 第二培育时间间隔。可以在对单个样品执行第一培育的培育区执行第二培育阶段。设备可 由微处理器适当地控制，使得其在存储器中储存有关容器位置的信息，这些容器具有执行 了第一培育阶段的样品和执行了第二培育阶段的样品，从而避免在对包含在分析设备或仪 器内的不同样品执行第一和第二培育阶段的错误。所附的从属权利要求中指出了根据本发明的设备的其他有利特征和实施例并在 下文参考一个非限制性实施例作更加详细地描述。根据另一个方面，本发明的另一个目的是提供一种用于所述分析方法的试管以及 根据本发明的设备的用途。更加特别地，根据一个实施例，本发明的试管是包含适于微生物 生长的培养基以及置于试管内的磁性搅动元件的真空试管，所述微生物可能存在于试管所 指定的特定生物样品中。


通过结合下面的描述和附图将更好地理解本发明，所述附图示出了本发明的非限 制性实施例。更加特别地，图中图1示出了根据本发明的设备的平面图；图2示出了根据图1中的II-II的截面；
图3示出了根据图1中的III-III的截面；图4A和4B示出了分析仪以及用于从单个样品容器去除气氛的套管或针系统的细 节；图5A至5E示出了处理阳性样品的顺序；图6A至6F示出了处理不确定样品的顺序；图7示出了具有磁性搅动元件和外部搅动器的容器的纵向截面；以及图8示出了根据本发明的分析方法的流程图。
具体实施例方式参考图1-3，根据本发明的设备整个用附图标记1表示，包括用于装载容器P的支 架R的装载区3，其中单个容器P的支架包含待分析的生物样品，并被插入装载区和利用第 一输送带5按照箭头f5的方向进行处理。在示出的实施例中容器是具有密封帽的真空试管，但是应该理解如果需要，也可 以使用、密封不同类型的容器，来检测由于微生物的代谢而在容器内部累积的二氧化碳 (如果有的话)，所述微生物包含在样品中，并由于包含在试管内的培养基而生长，样品被 设置在该试管中。在装载区3附近布置有培育区7，培育区中设置有第二输送带9，用于按照箭头f9 的方向移动试管P的支架R。附图标记11通常表示包含不确定样品的试管P的搁置区，优选的是该试管容纳在 支架R中，所述不确定样品必须进行第二培育。在培育区7和搁置区11之间布置有用附图 标记13整体表示的分析仪、用附图标记15整体表示的分类器。分析仪对来自培育区7的 支架R中的每个试管P按照顺序分析试管内包含的气氛。根据分析仪13执行的分析结果， 分类器15将试管分类，将其细分成包含阳性样品的试管，即必须对其进行分析以确定包 含在样品中的致病微生物；包含阴性样品的试管，即不需要对其进一步分析，因为它们不含 有明显的病原菌；以及包含不确定样品的试管，其被输送到搁置区11以便进行第二培育阶 段。特别地在装载区3，设置有包含试管P的单支架R，试管中装有待分析的样品，所述 试管可通过由门17(图2)闭合的孔插入支架。输送带5将单支架R从装载区3的插入位 置步进地向传送单元21传送，该传送单元将试管P的单支架R从装载区3传送到培育区7。 在一些实施例中，传送单元21包括围绕滑轮25、27驱动的连续柔性元件23，所述滑轮中的 至少一个由马达驱动。一个或多个推进件29固定在该柔性元件23上，其可沿与输送带5的 进给方向f5垂直的方向按照箭头f21的方向推动包含试管P的单支架R，以对其进行处理。 传送单元也可以具有不同的结构，例如可以包括螺杆，具有推进件的游标与该螺杆啮合。螺 杆沿一个方向和相反方向的旋转可使游标和关联的推进件进给和返回。无论哪种结构都具有传送单元21，它可用于将包含待分析样品的试管P的单支架 R从装载区3移动到培育区7，所述装载区保持在低温以便抑制或减缓样品中存在的微生物 (如果有的话)代谢，所述培育区优选保持在受控的温度，例如大约37°C。在培育区7中，输送带9使具有试管P的单支架R从一位置向布置有分析仪13和 分类器15的分析和分类区步进地移动，在所述位置单支架从传送单元21被插入培育区7。
在分析分类区设置有第二传送单元31，其与传送单元21相似，例如包括在滑轮 35,37周围驱动的柔性元件33。一个或多个推进件39被约束在该柔性元件33上，用于将 单支架R以步进受控的运动推向分类器。传送单元31由未示出的可编程电子控制单元以 这样一种方式控制，使得每个支架R按照箭头f31步进地进给，使其离开输送带9和分别地 使容纳在支架R中的单个试管P通过分析仪13。通过这种方式，通过吸入包含在试管内的 气氛样品并确定由于致病微生物(如果有的话)的代谢作用而在试管中发展的二氧化碳含 量，对每个试管进行分析，其中在培育区7中在培育期间所述致病微生物包含在试管P中培 养的样品内。关于在传统分析系统中使用的培育时间，该培育具有适当的持续时间，并例如持 续大约1小时，输送带9编程为以一定的速度移动，使得培育时间大体上等于单支架从传送 单元21定位的位置移动到传送单元31定位的位置所需要的时间。同样特别地如图4所示，在该实施例中，分析仪加倍，包括用于以足够精度确定单 个试管P内二氧化碳含量的第一传感器41A和第二传感器41B。使用这种双布置，能够使设 备的分析速度加倍。每个传感器41A、41B可以是例如在US-A-6，255，653中描述的非分光 红外(NDIR)技术制造的，所述文献的内容被结合到本说明书中作为参考。每个传感器通过 相应的柔性管43A、43B连接到穿孔针45，图4中可看到其中的一个穿孔针。两个针45由滑 动件47承载，该滑动件可根据未示出的致动器施加的运动f47沿导向柱49竖直滑动。和 滑动件47构成一体的针45的升高下降运动用于使两个针45穿透试管P，每次试管都位于 滑动件47下方。以这样一种方式控制针45的下降，使得针保留在单个试管P的区域中，该 区域中有气体气氛，在图4中用G表示，并在不接触收集到试管P的最下部的生物样品C如 尿、血液或其他体液样品。针45的下降运动在试管P的帽T上穿孔，使得样品C上方的一 部分气体通过穿孔针45和柔性管43A、43B流向分析仪13的传感器41A、41B。图4A和4B 示出了穿孔针45穿过试管P的帽T以将穿孔针定位(图4B)在气体吸出位置的穿透运动。 单个试管P中的气体在过压的作用下通过相应的管43A、43B流向传感器41A、41B，所述过压 是由于在样品C中存在的微生物(如果有的话)代谢所发展的二氧化碳累积而在试管内部 产生的。传感器41A、41B能够以对下述目的来说足够的精度来检测在单个被分析试管中 存在的二氧化碳量。不需要高精度及长时间的或反复的检测，不是象在传统系统中的那样， 使用二氧化碳浓度的趋势作为确定样品中存在的微生物类型的主要参数。相反地，根据本 发明，重要之处大体上在于二氧化碳的存在作为样品中存在微生物代谢的指标，如果需要， 可在随后的对阳性样品进行的定量分析阶段确定微生物的性质。根据单个传感器41A、41B检测到的二氧化碳量，分类器15在包含于支架R中的单 个试管P上执行操作，下面将具体参考图5和6进行描述。分类器15可从由传送单元31步进进给的支架R中拾取单个试管P以便在搁置区 11将其分类，或者在积聚了阳性样品的位于下方的托盘51 (图2)中将其分类，或者也可以 将阴性样品保留在支架R中，该阴性样品随后由操作员取走并倒空试管P，或者简单地从分 析装置排出供操作员随后进行处理。更加特别地，在示出的实施例中，分类器15包括在大体上竖直的导向件55上导向 的滑动件53，该导向件具有按照双箭头f53(特别地参见图3)的运动。沿着滑动件53游标59可沿着导向件57移动，该导向件承载具有打开合拢元件的抓取器61，所述打开合拢元件 由游标59承载的致动器63控制。游标59具有按照双箭头f59 (图3)沿滑动件53的纵向 长度的运动。由于这两种运动f59和f53，抓取器61可以从支架R中抓取单个试管P，传送 单元31以步进的方式推动所述支架，从而将其通过井65排出到下面的空间51中，或者将 其插入到处于搁置区11中的两个支架R的一个或另一个之中。应该理解，搁置区11中支架R的数量可以和示出的不同。例如，可以仅提供一个 支架R，或者超过两个支架R，在这种情况下显然要以适当的方式扩展抓取器61和其游标59 在方向f59上的行程，使得可以到达在搁置区11中平行布置的所有支架R。图5A-5E示出了用于通过井65将包含阳性样品(即样品中存在的细菌负荷需要 进一步分析_如通过接种_以便检测存在的微生物类型)的试管P+排出到下面的空间51 中的抓取器61的移动。在图5A中，朝处于抓取器下方的试管P+降低打开的抓取器，所述 试管可通过按照由传送单元31致动的各支架的运动f31而承载在该位置。在图5B中，降 低抓取器然后合拢以抓住试管P+。在图5C中，通过从支架R上提取试管P+来提升试管，使 得利用按照运动f59将试管移动到井65的上方(图51D)，在此打开抓取器61以使试管P+ 落入井中(图5E)。试管P+通过井到达收集区，操作员可在此收集必须按照已知方法进行 分析的所有试管，以便检测包含在这些试管内的样品中存在的微生物类型。当必须用抓取器61拾取的试管P中的样品为阴性时，即当经过在培育区7中大约 1小时的培育后分析仪41A或41B在从试管P的上部取出的气氛中没有检测到相当多的二 氧化碳含量，则该试管保留在支架R中，然后在不使用抓取器61进行抓取的情况下，超过控 制器15定位的位置。可利用抓取器61拾取在试管内部气氛中已经检测到二氧化碳含量大于最小值 (低于该最小值则试管被认为是阴性)但小于最大值(高于该最大值则试管被认为是阳 性)的样品，并根据在图6A-6E中示意性示出的循环进行处理。图6A中，打开的抓取器准 备好降低到用P7表示的试管上，所述试管需要进行进一步的培育。图6B中，抓取器已经下 降并合拢在试管P7上。然后抓取器61按照箭头f53取出试管P7，并使其向处于搁置区11 中的一个支架R传送，所述支架具有如图6C和6D所示的超过排出井65的运动。当到达该 位置时，降低抓取器61将不确定试管f插入搁置区11的支架R(图6E)中，然后打开并升 高抓取器而使试管保留在支架中，接着返回到抓取位置抓取容纳在支架R中的新的试管P， 所述支架由传送单元31以步进的方式进给(图6F)。通过这种方式包含在试管f中的单个不确定样品累聚在搁置区11的支架R中， 所述不确定样品的二氧化碳含量介于两个静值_即最大值和最小值_之间，对于这些样品 需要进一步的培育。在一个修改实施例中，还可以对所有不确定样品进行进一步的分析，以检测包含 在其内部的微生物类型，这样就不需要提供搁置区11，或者使样品灭活并通过将其细分为 阳性和阴性而对试管进行简单分类，从而根据上述方法将不确定样品和阳性样品一起排出 到井65的正上方。也可以不提供排出井，而是在区域11中传送阳性样品和不确定样品，从 区域11以手动的方式拾取，以便用于检测样品内部的致病微生物的接种处理或其他处理， 而具有确定阴性样品的试管保留在来自第一培育区的初始支架R上。根据其他实施例，可以将阴性样品放置在排出井中，使得在来自培育区的支架R上没有试管。在实施例的另一个变型中，将确定阴性样品传送到搁置区11中，将确定阳性 样品从井排出到下面的区域中，而不确定样品可以保持在支架中以便再次将其插入装载 区。大体上地，重要的是至少在阳性试管和阴性试管之间进行分类，优选地在阳性试 管、阴性试管和不确定试管之间进行分类，所述不确定试管需要进行第二培育阶段。根据一些实施例，在搁置区11布置培育装置，使得可以直接在搁置区11中在处于 受控温度如大约37°C的培育状态下保持不确定试管P+，并在此以上面描述的方式对其进行 处理，在搁置区11中布置例如第二分析装置，或者将单支架从搁置区或第二培育区11传送 到传感器41A、41B起作用的区域。然而，根据优选的实施例，已经充满搁置区11的支架R由操作员拾取，并将其再次 插入装载区3，从而在培育区7中对其进行新的培育循环。为了使搁置区11中包含在试管)内的不确定样品进行在此存在的微生物代 谢，根据一些实施例，可以在搁置区11中布置通常用附图标记71表示的设备，该设备可将 氧或者无论如何包含氧的气体注入单个试管P中，所述试管处于搁置区11中。该设备71 例如包括可沿导向柱74竖直移动并承载一对穿孔针75A、75B的滑动件73，所述穿孔针能 够给处于搁置区11中的试管P穿孔并向其内部吹入氧或环境空气，所述氧或环境空气例如 由通过柔性管与针75A、75B连接的压缩机进给。例如通过两传送单元81A、81B可以在搁置 区11中进给支架R，以便能够被不确定样品f充满，并获得穿过设备71的穿孔，所述传送 单元81A、81B具有和传送单元21、31大体上相同结构且没有作更加详细的描述。通过这种方式，单支架R逐渐充满经过滑动件53下方的不确定试管P 并承载针 75A、75B下方的每个试管P，从而使试管接收能够发展微生物代谢的氧，由此将支架R推动 到搁置区11的外部，以便将其重新引入装载区3。该设备具有可以和机器的中央单元通信的用户接口，其中插入在装载区3中的支 架R已经经过了第一培育阶段并因此包含不确定试管，然后用新的试管装载到其中，所述 新的试管必须在培育区7执行第一培育。通过这种方式，由于具有与所有致动器相联的编码器，所述致动器用于处理通过 机器不同区域的支架，因此，机器能够在任意时刻知道哪个支架包含已经经过了第一培育 且目前正处于第二培育阶段的试管，以及哪个支架包含必须进行第一培育、分析和如果试 管的结果是不确定则进行第二培育(如果需要的话)的试管。可替换地，代替通过控制进 给运动来追踪单个试管，可以提供用于读取条形码或与试管相关联的其他编码的系统，以 便在其通过机器的路径上的主要位置处识别每个试管。当在培育区7(或者在一个修改实施例中，直接在搁置区11)对来自搁置区11的 包含不确定样品的试管(试管f )进行第二培育阶段时，通过分析仪13对其进行新的分 析。优选地将在第二分析中检测到的二氧化碳含量与单个阀值进行比较。包含大于阀值的 二氧化碳量的样品被认为是阳性，因此通过分类器15将其排出到井65中，而包含小于阀值 的二氧化碳量的样品被认为是阴性并保持在支架中，通过传送单元31的作用将其从培育 区7逐渐排出。用于在第二培育之后进行区别的阀值可以等于在进行第一培育阶段中用于分类 和区别试管的最小阀值或最大阀值。
图8A、8B的流程图示意性地概括了整个过程。该流程图示出了如何用待分析样品 填充单个试管然后将其插入设备中。随后，对试管进行培育一段时间ΔΤ，当培育结束时，去 除试管中的气氛。将检测到的二氧化碳量与第一阀值Smax和第二阀值Smin进行比较。如果 二氧化碳含量大于阀值Smax，则认为样品为阳性并由分类器15通过井65排出到下面的空间 51中。如果二氧化碳含量小于阀值Smin，则认为样品为阴性并将其保持在支架上，然后从机 器中排出。如果这两种情况都没有出现，则二氧化碳含量介于Smax和Smin之间，向试管中添 加氧以使得进行代谢，执行一定时间间隔的第二培育，在该实例中所述时间间隔持续的时 间ΔΤ与第一培育的时间间隔相同，当然这不是完全必须的，两个培育阶段也可以持续不 同的时间。当第二培育结束时，从试管去除气氛，将二氧化碳含量与单个阀值进行比较，在 示出的实施例中所述阀值是Smax，但是其也可以是Smin，或者是与Smax和Smin不同的阀值。如 果样品产生的二氧化碳量大于Smax，则认为其是阳性，否则认为其是阴性。为了使样品的培育最佳，根据一些实施例在培育区7中布置以适当的方式沿支架 的进给路径定位的搅动元件。为了简化附图，没有在图1至6示出这些搅动器，但是图7中 在单个试管P的下方示意性地示出了其中的一个搅动器。图7的搅动器通常用附图标记100 表示。其包括致动器101如电马达，该致动器可使磁性元件103旋转，如插入与马达101的 轴通过键连接的圆盘内部的磁性棒。磁性元件103可用作搅动元件107的磁性承载，所述 搅动元件包含在试管P内并浸没在处于同一样品试管P内的样品C中。由于轴101的旋转 作用，元件103和元件107之间的磁性耦合可使元件107旋转。元件107可以具有适当的 形状，例如具有翅片，以便使试管P中包含的样品C能够向上运动，从而使其在试管P内部 的培育状态最佳，所述试管中还包含有培养基。图7还示意性地示出了根据本发明的设备的其他可能特征，其由通常用111表示 的传感器构成并适于检测试管P内样品C的水平高度。传感器111可以是电容传感器或任 何其他类型的传感器。例如它可以包括通过透明度检测样品C的水平高度的发射/接收装 置。传感器111具有与试管P的轴线平行的竖直运动，用以检测试管中样品C的水平高度。 传感器111可以布置在设备1中任何合适的位置，例如在装载区3和培育区7之间的自由 区，如在图1中用111示意性指出的，使得可在使用传送单元1执行的将容纳在支架R中的 试管从装载区3移动到培育区7的过程中确定每个单个试管中的样品水平高度。确定每个试管P中的样品C的水平高度可以避免无意地将针或套管45的尖端浸 没到生物样品内，因为这种情况可能会损坏传感器41A、41B。机器的中央控制单元可以存储 在每个试管P中检测到的样品C的水平高度，从而允许承载针45的滑动件47总是可以执 行充分的下降运动而在试管P的帽T上穿孔，但还使得这些针不会接触到样品。使用上面描述的方法和设备，能够在第一培育期(例如大约1小时)后将大量包 含在试管P中的样品分类，将其归类为确定阳性样品、确定阴性样品以及不确定样品，如果 有的话。为了安全和简单，这些不确定样品可以被认为是阳性，或者对其进行第二培育循 环，由此根据图8A、8B的流程图中示意性概括的方法进行阳性样品和阴性样品之间的第二 次分类。最后，无论选择哪种方法，经过最多两个小时，就能够从大量样品获得关于确定阴 性样品的第一可靠结果，显著地减少了必须进行更长且更准确分析的样品，例如通过接种 来检测样品内存在的哪种微生物被归类为阳性。因此，仅仅对能够节省大量的成本和风险 的样品进行接种或其他分析。
相对于所有传统的分析方法来说，特别是在本说明书的引言部分提到的专利文献 中描述的那些分析方法，这样可以获得相当多的优点。为了使上述设备执行的分析自动进行，可以在生产阶段给单个试管P标记上单一 的编码。此外每个试管具有一个携带编码的标签、标识或类似物，例如以条形码的形式，以 双重单一的方式与患者数据连接，包含在试管中的样品C与所述患者相关联。设备1具有 条形码读取装置或类似物，其可读取在生产阶段施加给试管的单一编码和与患者相关联的 编码，包含在试管中的样品属于该患者。这两个编码由设备1的中央单元进行匹配，使得与 患者相关联的例如通过试管P的帽周围的标识施加的编码能够随后被去除，以便于对被认 为阳性的样品进行分析操作。这些分析_例如接种_实际上需要折断试管，因此具有损坏 条形码的风险，所述条形码可确定患者并施加在帽上。试管编码和患者编码之间的匹配通 过与设备1相联的读取装置执行，可在折断试管进行接种时避免遗失样品所属患者的数据 的风险。通过存储试管的标识码，以及使分析结果与试管编码相关联，随后的分析操作可 自动执行，所述标识码与患者编码一一对应。当已经执行了分析并获得结果时，可以再次将 其与患者数据匹配，从而可通过患者标识码以及相互关联的试管标识码简单地恢复数据。应该理解，附图仅仅示出了通过本发明的实际布置提供的一个实例，然而在不脱 离本发明中的概念的范围的情况下，该实例可以在形式和布置上改变。提供的随附权利要 求中的任何附图标记仅用于根据说明书和附图来方便权利要求的阅读，而不是以任何方式 限制这些权利要求表示的保护范围。
权利要求
一种对生物样品进行生物分析的方法，包括以下步骤a)将待分析的生物样品引入包含培养基的容器中；b)以第一时间间隔培育容器；c)在所述第一时间间隔之后，分析所述容器中的气氛；d)根据在所述气氛中检测到的二氧化碳的量，确定所述生物样品是包含病理学相关的细菌负荷还是不包含病理学相关的细菌负荷。
2.如权利要求1所述的方法，其中，如果生物样品包含病理学相关的细菌负荷，则将所 述生物样品归类为阳性，并对所述生物样品进行进一步分析以确定存在的微生物。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，如果生物样品不包含病理学相关的细菌负荷， 则将所述生物样品归类为阴性，不对所述生物样品进行进一步分析以确定存在的微生物。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，包括以下步骤-在所述第一时间间隔后，将所述容器内的气氛与二氧化碳浓度的最大值和最小值进 行比较；-如果气氛包含的二氧化碳量比最大值大，则将样品归类为阳性，并对其进行分析来检 测存在的微生物；-如果气氛包含的二氧化碳量比最小值小，则将样品归类为阴性，不对其进行分析以检 测存在的微生物；-如果气氛包含的二氧化碳量介于最大值和最小值之间，则将所述生物样品保持培育 第二时间间隔。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在所述第二培育时间间隔前将氧注入所述容器中。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中，在所述第二培育时间间隔结束时，再次分析所 述容器中的气氛，并根据在所述气氛中检测到的二氧化碳含量将生物样品归类为阳性或阴 性。
7.如权利要求6所述的方法，其中，根据容器气氛中的二氧化碳含量是大于还是小于 阀值，将在第二培育时间间隔后分析过的生物样品归类为阳性或阴性。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，如果在第二培育时间间隔后将生物样品归类为 阳性，则对其进行分析以确定存在的微生物，而如果将生物样品归类为阴性，则不对其进行 分析以确定存在的微生物。
9.如前述一项或多项权利要求所述的方法，其中，在所述第一培育时间间隔期间，将生 物样品保持在恒温状态。
10.如前述一项或多项权利要求所述的方法，其中，在所述第一培育时间间隔期间对生 物样品进行搅动。
11.如前述一项或多项权利要求所述的方法，其中，在所述第二培育时间间隔期间，将 生物样品保持在恒温状态。
12.如前述一项或多项权利要求所述的方法，其中，在所述第二培育时间间隔期间对生 物样品进行搅动。
13.如前述一项或多项权利要求所述的方法，其中，顺序分析多个生物样品，在所述第 一培育时间间隔后分析每个生物样品容器中的气氛，根据在所述气氛中检测到的二氧化碳 含量将各个生物样品归入以下组中的一个“阳性样品，对其进行进一步的分析以检测生物样品中存在的微生物； “阴性样品，不对其进行分析以检测存在的微生物； “不确定样品，对其进行第二培育时间间隔的第二培育。
14.如权利要求13所述的方法，其中在所述第二培育后，根据在各个容器的气氛中检 测到的二氧化碳含量将不确定样品随后归类到以下组中的一个-阳性样品，对其进行进一步的分析以检测生物样品中存在的微生物； -阴性样品，不对其进行所述分析。
15.一种用于对体液样品进行微生物分析的设备，包括 -包含所述样品的容器的培育区；-用于分析所述容器的内部气氛的分析仪；-用于根据所述分析仪检测的二氧化碳含量将容器分类的分类系统。
16.如权利要求15所述的设备，包括放置需要第二培育周期的样品的搁置区。
17.如权利要求15或16所述的设备，其中，所述分类系统将来自所述培育区的容器分 类，以将所述容器细分为-必须进行分析以识别在各个样品中存在的微生物的阳性容器； -不必执行分析以识别微生物的阴性容器； -进行第二培育的不确定容器。
18.如权利要求16和17所述的设备，其中，所述分类系统将阳性容器传送到阳性容器 拾取区，以及将不确定容器传送到所述第二搁置区。
19.如权利要求15、16、17或18所述的设备，其中，所述分类系统包括用于所述容器的 传送元件。
20.如权利要求15至19中的一项或多项所述的设备，其中，所述分析仪包括非分光红外二氧化碳传感器。
21.如权利要求15至20中的一项或多项所述的设备，其中，所述分析仪包括用于将所 述容器内部的气体吸出并以穿孔针终止的吸气管，所述穿孔针和所述容器具有相对的穿透 运动，以便借助所述穿孔针给所述容器穿孔。
22.如权利要求15至21中的一项或多项所述的设备，其中，所述分析仪包括两个二氧 化碳传感器和两个用于从两个容器内部同时吸出气体并以相应的穿孔针终止的吸气管，所 述穿孔针和所述容器具有穿孔针在所述容器中的相对穿透运动。
23.如权利要求15至22中的一项或多项所述的设备，其中，至少将所述培育区保持在 受控的温度。
24.如权利要求15至23中的一项或多项所述的设备，其中，在所述培育区布置搅动元 件，以便搅动所述容器中的样品。
25.如权利要求24所述的设备，其中所述搅动元件是磁性搅动器。
26.如权利要求15至25中的一项或多项所述的设备，包括用于装载待分析样品的装载区。
27.如权利要求28所述的设备，其中所述装载区被冷却。
28.如权利要求26或27所述的设备，包括位于所述装载区中的输送带，用于沿装载区 输送所述容器。
29.如权利要求28所述的设备，其中装载区中的所述输送带被设计成接收和输送容器 的支架。
30.如权利要求28或29所述的设备，包括将容器从装载区传送到培育区的传送单元。
31.如权利要求15至30中的一项或多项所述的设备，其中，在所述培育区布置输送带， 以便从培育开始位置到培育结束位置处理容器。
32.如权利要求30和31所述的设备，其中，所述传送单元布置成在培育开始位置附近。
33.如权利要求31或32所述的设备，其中，在所述培育结束位置附近布置取出器，所述 取出器将容器从第一培育区取出并使容器朝向所述分析仪移动。
34.如权利要求31、32或33所述的设备，其中，培育区的所述输送带布置和设计成输送 容器的支架。
35.如权利要求15至34中的一项或多项所述的设备，其中，在布置了培育区的水平高 度以下布置用于收集阳性样品容器的收集区。
36.如权利要求35所述的设备，包括用于通过重力将培育区的阳性样品传送到所述收 集区的井。
37.如权利要求15至36中的一项或多项所述的设备，包括在所述搁置区的输送带，用 于沿所述搁置区处理所述容器。
38.如权利要求37所述的设备，其中，在搁置区的所述输送带被设计成接收和输送容 器的支架。
39.如权利要求15至38中的一项或多项所述的设备，包括至少一个套管，用于将气体 或包含氧的气体混合物注入到所述容器中。
40.如权利要求21或22所述的设备，包括用于测量容器中包含的生物样品的水平高度 的测量仪器，所述测量仪器与所述吸气管相关联以避免所述穿孔针到达容器中样品的水平尚度。
41.一种如权利要求15至40中的一项或多项所述的设备，包括第二培育区，所述分类 器将必须进行第二培育的样品插入所述第二培育区。
42.一种容器，特别是用于生物分析的真空试管，包括培养基和在培养基内部的磁性搅动器。
全文摘要
一种用于对体液样品进行微生物分析的设备，包括包含所述样品的容器的培育区；用于分析所述容器的内部气氛的分析仪；和用于根据所述分析仪检测的二氧化碳含量将容器分类的分类系统。
文档编号G01N33/52GK101889207SQ200880119667
公开日2010年11月17日 申请日期2008年12月4日 优先权日2007年12月7日
发明者F·科科拉, M·梅洛尼 申请人:迪艾斯诊断锡耶纳股份公司