KR20230169444A - 식별 및 항생제 감수성 시험용 미생물 샘플을 수득 및 준비하기 위한 자동화된 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
배양 접시 상의 미생물 콜로니의 위치를 결정하여 선택하고, 수득한 샘플에 대해 복수의 하류 시험(미생물 식별 시험 및 항생제에 대한 미생물의 감수성을 확인하는 시험을 포함하는)을 수행하기 위한 방법 및 자동화된 장치가 개시된다. 본 방법은, 배양 접시 상의 미생물 콜로니의 위치를 결정하고 선택하는 자동화된 단계; 선택된 미생물 콜로니의 샘플을 입수하는 자동화된 단계; 및 샘플을 갖는 선취 도구를 현탁물에 침지하여 미생물 샘플의 현탁물을 자동으로 준비하는 자동화된 단계를 포함하고, 그 후 선취 도구는 적어도 수직 방향으로 진동되어 선취 도구로부터 샘플을 현탁물내에 방출시킨다. 현탁물이 샘플내 미생물의 식별 및 항생제 감수성 시험을 위한 샘플 소스로서 사용되기에 충분한 현탁물내 미생물 농도가 보장되도록 현탁물의 혼탁도가 모니터링된다. 본 장치 및 시스템은 항생제 감수성 시험(AST)을 위해 준비된 샘플의 하류 처리를 선택적으로 가능하게 한다. 이러한 장치는 AST 시험을 위한 AST 패널의 접종 후의 추가 처리를 포함한다. 이러한 추가 처리는 캡핑 및 접종된 패널을 AST 기구에 전달하는 것을 포함한다.
Description
본 출원은 2015년 5월 28일에 출원된 미국 가 출원 62/167,577, 2016년 4월 5일에 출원된 미국 가출원 62/318,494, 2015년 5월 28일에 출원된 미국 가출원 6 2/167,593, 및 2015년 12월 18일에 출원된 미국 가출원 62/269,545에 대한 우선권을 청구하며, 이들 미국 가출원의 개시 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
미생물 콜로니의 위치를 찾아 선택하고 질량 분광법, 특히 MALDI-TOF-MS(Matrix Assisted Laser Desorption and Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry) 및 수행 시스템을 사용하여 미생물을 식별하기 위한 방법 및 시스템이 알려져 있다. 이러한 시스템 및 방법은 Botma 등의 WO2013/147610(이의 개시 내용은 본 명세서에 참조에 의해 포함됨)에 기재되어 있다.
MALDI-분석은 생화학, 면역학, 유전학 및 생물학에서 구조적인 문제를 해결하기 위한 유용한 도구이다. 샘플을 기체 상태에서 이온화하고, 비행 시간(TOF) 분석기를 사용하여 이온 질량을 측정한다. TOF 분석은, 이온이 형성되고 드리프(drift) 영역에 들어감에 따라 일정한 운동 에너지로 가속될 때 시작된다. 이온은 그의 질량의 제곱근에 비례하는 비행 시간을 따라 검출기에 도달한다. 서로 다른 질량의 이온이 다른 시간에 검출기에 도달하기 때문에 질량 스펙트럼이 생성된다.
질량 분광법은 일반적으로 약물 발견 및 개발, 유전자형 분석 및 프로테오좀 연구 분야에서 강력한 도구가 될 수 있다. 질량 분광법의 구체적인 타입인 MALDI는 박테리아 및 미생물의 특징 규명 및 식별에 이미 사용되어 오고 있다. 현재의 연구 경향은, 개개 샘플을 마이크로 몰(mole) 레벨에서 원자 몰 레벨까지 이르는 양으로 사용하여 더 많은 수의 샘플을 분석하는 것이다. 결과적으로, 샘플 역시 더 작아지고 있어, 적량의 미생물을 효율적으로 또한 신뢰성있게 수집하고 또한 수집된 양의 샘플을 MALDI 기구에 사용되는 타겟 플레이트에 정확히 배치할 필요가 있다.
전형적인 MALDI TOF MS 작업에서, 분석 대상 샘플은, 샘플 이온화를 가능하게 하는 금속 또는 다른 재료일 수 있는 MALDI 타겟 플레이트에 점재되거나 배치된다. MALDI 타겟 플레이트를 준비하기 위한 통상적으로 허용되는 방법은, 미생물을 포함하는 것으로 의심되는 샘플을 플레이팅된(plated) 매질로부터 타겟 플레이트 상에 직접 점재시키거나 바르는 것이다. 샘플의 추가 후에, 종종 매트릭스 시약을 추가하여 샘플 이온화를 도와 준다. 어떤 경우에는, 추출 시약이 또한 추가된다. 다른 경우에는, 샘플을 타겟 플레이트에 추가하기 전에 오프-라인 추출 단계가 필요할 수 있다.
일단 타겟 플레이트가 준비되면, 그 테겟 플레이트는 MALDI 기구에서 고정 위치에 위치한다. 타겟 플레이트는 복수의 배치 지점(예컨대, 단일 타겟 플레이트 상의 24 내지 384 개 배치 지점)을 가지며, 이들 배치 지점은 타겟 플레이트의 가장자리에 대해 고정된 배향을 갖는다. 타겟 플레이트는 X-Y 스테이지에 위치하고, 그래서 수득한 미생물 콜로니 샘플이 선택된 배치 지점에 배치될 수 있다. 높은 전압 포텐셜이 타겟 플레이트와 금속 그리드 사이에 유지된다. 이 전압은 원하는 결과에 따라 유지되거나 펄스화될 수 있고 챔버 내에 진공이 생성된다. 레이저가 샘플/매트릭스 안으로 발사되고 이온의 플럼(plume)이 형성된다. 전압차를 사용하여 이온을 비행 튜브를 따라 위로 가속시키고, 그래서 이온들이 분석될 수 있다. 분석은 비행 시간을 이온화된 요소의 질량에 직접 관련시킨다.
타겟의 평평도, 매트릭스의 양과 종류, 샘플의 농도, 샘플 타겟의 전도성, 배치 지점 상에의 배치 정확도 및 다른 변수를 포함한 여러 파라미터가 결과의 질에 영향을 줄 수 있다.
과정은 콜로니(colony)를 선취(picking)하고 그 콜로니를 플레이트 상에 직접 배치하는 것을 필요로 하기 때문에, 선취된 샘플은 다른 분석의 샘플 소스로서 사용될 수 없다. 따라서, 샘플에 대한 다른 시험을 수행하는 것이 요망되는 경우, 시험을 수행하기 위해 샘플의 다른 부분을 얻어야 한다. 다수의 시험을 위해서는 다수의 콜로니 선취가 요구되므로, 필요한 처리 시간이 증가되며, 또한 2개의 선취된 샘플 사이의 차이로 인해 일치하지 않는 결과가 나타날 수 있다. 그래서, 콜로니로부터 미생물의 샘플을 얻고 그 수득한 샘플을 다수의 시험을 받게 하는 자동화된 효율적인 방법 및 시스템이 계속 추구되고 있다.
위에서 언급한 문제들 중의 적어도 하나를 해결하기 위해, 본 발명은, 배양 접시 상의 미생물 콜로니의 위치를 결정하여 선택하고 또한 선택된 콜로니 내의 미생물을 MALDI 및 적어도 하나의 다른 시험을 사용하여 식별하기 위한 자동화된 방법 및 시스템을 제공한다. 본 방법은, 배양 접시 상의 미생물 콜로니의 위치를 결정하고 선택하는 자동화된 단계; 선택된 미생물 콜로니 샘플을 입수하는 자동화된 단계; 수득한 샘플을 위한 현탁물을 준비하는 자동화된 단계; 수득한 샘플의 일부분을 타겟 플레이트 상에 분배하고 선택된 미생물 콜로니 샘플을 식별하기 위해 MALDI를 수행하기 위한 장치에 타겟 플레이트를 배치하는 자동화된 단계; 및 다른 시험을 위해 현탁물의 다른 부분을 사용하거나 전달하는 자동화된 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 제2 시험은 항생제 감수성 시험(AST)이다. AST는 기존의 자동화된 AST 방법(BD Phoenix 또는 Vitek)을 사용하여 수행될 수 있고 또는 Kirby-Baur/디스크 확산, 디스크 희석, 브로스(broth) 및 한천(agar) 희석 또는 다른 방법으로 수행될 수 있다.
일 실시 형태에서, 현탁물은 큐벳(cuvette)에서 준비된다. 비탁계를 사용하여 큐벳 내의 현탁물을 검사하여, 샘플의 현탁도가 MALDI 시험에 적합한 것으로 결정된 미리 결정된 값의 범위내에 있는 값인지를 판단한다. 샘플의 현탁도가 미리 결정된 값의 범위내에 있지 않으면, 샘플의 양 또는 현탁물 내 희석제의 양을 조정하여, 목표 혼탁도 값을 갖는 현탁물을 제공한다. 일단 현탁물의 분액이 MALDI를 위해 큐벳으로부터 제거되면, 현탁물을 다시 검사하고 또한 비탁계로 그 현탁물의 혼탁도를 결정한다. 이때 현탁물의 혼탁도를 평가하여, 샘플을 제2 시험(예컨대, AST 시험)에서 사용하기에 적합한 혼탁도 값의 범위 내에 혼탁도가 있는지를 판단한다. 범위 내에 있지 않으면, 현탁물 내 희석제의 양을 조정하여 적절한 혼탁도를 갖는 현탁물을 제공한다.
모든 단계들은 자동으로 행해지며, 그래서, 위에서 언급한 문제들이 대부분이 해결되는데, 자동화로 인해, 바람직하지 않은 변화 및 실수(MALDI 기구로부터의 부정확한 결과, 추가 비용 및 시간 손실을 초래하게 됨)가 회피되기 때문이다. 각 단계를 자동화함으로써, 이들 문제는 적어도 큰 정도로 극복될 수 있다. 본 기술 분야에서, 단계들 중의 적어도 일부만 수동으로 수행될 수 있지만, 이와는 달리, 본 발명은, 미생물 콜로니의 위치를 결정하여 선택하고 또한 선택된 콜로니 내의 미생물을 MALDI 를 사용하여 식별하기 위해 필요한 모든 단계를 자동화할 수 있는 가능성을 처음으로 제공한다.
현탁물 준비를 완전히 자동화함으로써, 본 발명은 MALDI 식별 및 AST 또는 다른 시험을 위해 현탁물을 사용하는 정확하고 재현 가능한 방법을 제공한다. 본 방법은 타겟 플레이트 상에 있는 분배된 샘플 현탁물 위에 MALDL 매트릭스 용액의 분액을 놓는 자동화된 단계를 더 포함한다. 어떤 실시 형태에서, 타겟 플레이트 상에 배치되어 있는 분배된 샘플 현탁물은, MALDL 매트릭스 용액의 분액이 위에 놓이기 전에 건조될 수 있다. 추가 실시 형태는 향상된 결과를 위해 매트릭스 시약에 앞서 포름산과 같은 추출 시약을 점재시키는 것을 포함한다.
현탁물을 사용하는 이 대안적인 방법은 또한, 미생물 콜로니 샘플에 대해 다른 시험 또는 분석이 수행되어야 하는 경우에 극히 유용하다. 상기 방법이 샘플 현탁물의 제2 분액을 얻는 자동화된 단계; 샘플 현탁물의 제2 분액을 AST 시험을 위한 브로스에 배치하는 자동화된 단계; 및 접종된 AST 브로스 튜브를 감수성 시험 또는 다른 추가적인 분석을 수행하기 위한 장치에 전달하는 자동화된 단계를 더 포함하는 본 발명에 따른 방법의 일 실시 형태에서, 그러한 추가적인 분석이 특히 재현 가능하고 효율적인 방식으로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은, BACTECTM, Phoenix, MGIT, VITEK 및 BacT/Alert를 포함하는(이에 한정되지 않음) 이용 가능한 ID/AST 기구 안으로 공급될 수 있는 샘플을 자동으로 얻거나 선취하기 위해 사용될 수 있다.
자동화된 방법의 완전 통합된 실시 형태는 단일의 처리 흐름으로 결합되는 전술한 단계들을 포함한다. 구체적으로, 미생물을 적재한 배양 접시를 위한 스테이지가 제공된다. 배양 접시는 스테이지 상에 위치한다. 선취 도구(예컨대, 피펫)을 유지하기 위한 선취 도구 홀더를 갖는 자동화된 위치설정 장치를 갖는 자동화된 선취 도구가 제공된다. 위치설정 장치는, 선취 도구를 배양 접시 위쪽의 출발 위치에 위치시키고 또한 선취 도구를 배양 접시 쪽으로 자동으로 하강시키고 또한 그로부터 멀어지게 자동으로 상승시키며 선취 도구를 전달 위치에 위치시키기 위해 배치된다. 선취 도구는 위치설정 장치의 선취 도구 홀더에 위치한다. 선취 도구는 배양 접시 위쪽의 출발 위치에 배치되며, 배양 접시 쪽으로 자동으로 하강되어 미생물과 접촉하여 그 미생물의 샘플을 픽업한다. 선취 도구는 미생물의 샘플을 가지고 배양 접시로부터 멀어지게 자동으로 상승되어 전달 위치로 가게 된다. 현탁물 튜브 홀더에 유지되는 현탁물 튜브에 현탁물 매질을 자동으로 분배하기 위한 자동 현탁물 매질 분배기가 제공된다. 자동 분배기는 초기량의 현탁물 매질을 현탁물 안으로 자동으로 공급한다. 위치설정 장치는 배양 접시 위쪽으로부터 선취 도구를 현탁물 위쪽의 위치로 자동으로 이동시킨다. 위치설정 장치는 선취 도구를 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질 안으로 하강시키고 또한 그로부터 멀어지게 상승시키며, 또한 선택적으로, 현탁물 튜브 위쪽의 대기 위치에 선취 도구를 위치시킨다. 미생물의 샘플을 갖는 선취 도구가 현탁물 매질에 침지되어 있을 때 위치설정 장치는 선취 도구를 일정 시간 동안 선형 수직 방향 운동으로 진동시킨다. 그 일정 시간이 지난 후에, 선취 도구는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질로부터 대기 위치로 상승된다. 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도를 측정하기 위한 혼탁도계(여기서는 비탁계라고도 함)가 제공된다. 적어도 선취 도구가 진동되는 시간이 지난 후에, 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도가 혼탁도계에 의해 측정되고 또한 측정된 혼탁도를 나타내는 최종 측정값이 제공된다.
위치설정 장치의 운동, 전달 장치의 운동, 자동 현탁물 매질 분배기의 작동 및 혼탁도계의 작동을 각각 자동으로 제어하기 위해 제어기가 위치설정 장치, 전달 장치, 자동 현탁물 매질 분배기 및 현탁도계에 통신 연결되어 있다. 제어기는 현탁물을 제어하고 모니터링하며 또한 앞에서 설명한 바와 같은 사양 내의 혼탁도를 갖는 현탁물을 제공하도록 작동한다.
본 발명은 또한, 배양 접시 상의 미생물 콜로니를 자동으로 선택하고 미생물 샘플의 현탁물을 준비하고 또한 그 현탁물을 사용하여 적어도 미생물 식별 및 항생제 감수성을 시험하기 위한 전술한 방법을 수행하기 위해 미생물 샘플의 현탁물을 자동으로 준비하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는,
미생물이 적재된 배양 접시를 위한 스테이지;
선취 도구 및 선취 도구를 유지하기 위한 선취 도구 홀더를 갖는 위치설정 장치 - 위치설정 장치는, 선취 도구를 배양 접시 위쪽의 출발 위치에 위치시키고 또한 선취 도구를 배양 접시 쪽으로 자동으로 하강시키며 또한 그로부터 멀어지게 자동으로 상승시키고 선취 도구를 전달 위치에 위치시키기 위해 배치됨 -;
현탁물 튜브를 유지하기 위한 현탁물 튜브 스테이션;
현탁물 튜브 스테이션에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 현탁물 매질을 자동으로 분배하기 위한 자동 현탁물 매질 분배기;
선취 도구를 위치설정 장치의 전달 위치로부터, 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브 위쪽의 위치로 자동으로 전달하고 또한 선취 도구를 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질 안으로 하강시키고 또한 그로부터 멀어지게 상승시키며 또한 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브 위쪽의 대기 위치에 선취 도구를 위치시키기 위한 위치설정 장치 - 전달 장치는 일정 시간 동안 선취 도구를 선형 수직 방향 운동으로 진동시키기 위해 더 배치됨 -;
현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도를 측정하고 또한 측정된 혼탁도를 나타내는 최종 측정값을 제공하기 위한 혼탁도계; 및
위치설정 장치의 운동, 전달 장치의 운동, 자동 현탁물 매질 분배기의 작동 및 혼탁도계의 작동을 각각 자동으로 제어하기 위해 위치설정 장치, 자동 현탁물 매질 분배기 및 현탁도계에 통신 연결되어 있는 제어기를 가지고 있다.
제어기는,
a) 최종 혼탁도 측정값이 제어기의 메모리에 미리 저장되어 있는 제1 문턱값(최대값) 보다 높은지를 판단하고, 만약 높으면 제어기는 단계 b)(희석)를 수행하고, 또는 최종 혼탁도 측정값이 제1 문턱값 이하이고 또한 제어기의 메모리에 미리 저장되어 있는 제2 문턱값(최소값) 이상인지를 판단하고(제1 문턱값은 제2 문턱값 보다 큼), 만악 그렇다면, 제어기는 단계 c)(허용 가능한 혼탁도)를 수행하며, 또는 최종 측정 값이 제2 문턱 값 아래인지를 판단하고, 만약 그렇다면 제어기는 단계 d)(농축)를 수행하게 되며;
b) 자동 현탁물 매질 분배기를 제어하여 추가량의 현탁물 매질을 현탁물 튜브 안으로 공급하게 하고;
c) 현탁물을 갖는 현탁물 튜브가 추가 처리를 위해 현탁물 튜브 홀더로부터 제거될 수 있다는 신호를 제공하며, 또는
d) 제1 선취 도구에 대해 전술한 방식으로 추가 선취 도구를 위치설정 장치의 선취 도구 홀더에 위치시킨다.
본 발명에 따른 장치의 추가 실시 형태에서, 제어기는, 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도를 혼탁도계로 측정하는 것이, 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질에 선취 도구가 침지되기 전에 시작되도록 혼탁도계를 제어하기 위해 배치된다.
본 발명에 따른 장치의 일 유리한 실시 형태에서, 단계 d)에서 제1 선취 도구는 추가 선취 도구로서 제공되고, 제어기는 추가 선취 도구를 위치설정 장치의 선취 도구 홀더에 위치시키기 위해 전달 장치를 제어하기 위해 배치된다.
바람직하게는, 제어기는, 현탁물 매질의 초기량, 최종 측정 값 및 제1 및/또는 제2 문턱값에 근거하여 현탁물 매질의 추가량을 결정하기 위해 배치된다. 특히, 제어기는 자동 현탁물 매질 분배기를 전술한 방식으로 제어하기 위해 배치된다.
본 발명에 따른 완전 자동 장치에서, 장치가 미생물을 포함하는 배양 접시를 스테이지 상에 자동으로 위치시키고 또한 그로부터 자동으로 제거하기 위한 자동 배양 접시 위치/제거 장치를 포함하는 경우, 제어기는 자동 배양 접시 위치/제거 장치의 작동을 제어하기 위해 자동 배양 접시 위치/제거 장치에 통신 연결되고 또한 미생물을 포함하는 배양 접시를 스테이지 상에 자동으로 위치시키기 위해 배치되며, 상기 장치가 현탁물 용기를 현탁물 용기 스테이션에 자동으로 위치시키고 또한 그로부터 자동으로 제거하기 위한 자동 현탁물 용기 위치/제거 장치를 포함하는 경우, 제어기는 자동 현탁물 용기 위치/제거 장치의 작동을 제어하기 위해 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치에 통신 연결되어 있고 또한 현탁물 용기를 현탁물 용기 스테이션에 자동으로 위치시키기 위해 배치된다. 이 경우, 제어기는, 현탁물을 갖는 현탁물 용기가 추가 처리를 위해 현탁물 튜브 용기 스테이션으로부터 제거될 수 있다는 신호가 제공된 후에만 배양 접시가 자동 배양 접시 위치/제거 장치에 의해 스테이지로부터 자동으로 제거될 수 있게 해주기 위해 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 제어기는, 준비된 현탁물을 갖는 현탁물 용기가 현탁물 용기 스테이션으로부터 제거될 수 있다는 신호가 제공된 후에만 현탁물 용기를 자동 현탁물 용기 위치/제거 장치에 의해 현탁물 용기 스테이션으로부터 자동으로 제거하기 위해 배치된다.
본 발명은 또한 미생물 콜로니 샘플을 포함하는 현탁물의 액적을 MALDI를 위 타겟 플레이트의 배치 지점 상에 자동으로 배치하기 위한 방법에 관한 것이다. 어떤 실시 형태에서, 상기 시스템 및 방법은 다른 시험(예컨대, AST)을 위한 샘플 소스로서 현탁물을 사용하도록 구성된다.
상기 장치는 피펫팅 도구 및 이 피펫팅 도구를 유지하기 위한 피펫팅 도구 홀더를 갖는 위치설정 장치를 갖는다. 위치설정 장치는 미생물 콜로니 샘플을 포함하는 현탁물을 유지하는 현탁물 튜브 위쪽의 출발 위치에 피펫팅 도구를 위치시키기 위해 배치된다. 피펫팅 도구는 피펫팅 도구를 현탁물 안으로 자동으로 하강시키고 또한 그 밖으로 자동으로 상승시키며 피펫팅 도구를 전달 위치에 위치시킨다.
피펫팅 도구는 일정량의 현탁물을 픽업하고, 그 일정량의 현탁물을 갖는 피펫팅 도구를 전달 위치로 상승시킨다. 피펫팅 도구는 일정량의 현탁물 매질을 수용하기 위해 피제어 밸브에 의해 폐쇄되는 가압 가능한 챔버를 갖는다.
타켓 플레이트를 유지하는 타겟 플레이트 홀더가 제공되고, 타겟 플레이트는 적어도 하나의 배치 지점을 갖는다.
상기 장치는 타겟 플레이트를 타겟 플레이트 홀더에 위치시킨다.
상기 장치는, 피펫팅 도구를 위치설정 장치의 전달 위치로부터 타겟 플레이트의 배치 지점 중의 하나의 위쪽에 있는 위치로 자동으로 전달하고 또한 선취 도구(예컨대, 피펫 팁)를 타겟 플레이트 위쪽의 미리 정해진 거리까지 하강시켜 챔버를 가압하고(예컨대, 약 0.5 bar 내지 1.1 bar 범위의 압력, 하지만 이러한 압력은 실례적인 것이지 한정적이지 않음) 또한 약 0.5 ㎕ 내지 3.0 ㎕의 부피를 갖는 현탁물의 액적이 배치 지점 중의 하나에 배치되어 있는 시간 동안 밸브를 개방하기 위한 전달 장치를 포함한다. 바람직하게는, 피펫팅 도구의 형상은, 현탁물의 액적을 타겟 플레이트 상에 배치하는 것이 튐(splash)이 없는 방식으로 일어나도록 되어 있다.
그런 다음 현탁물 튜브는 제2 위치로 이동된다. 제2 위치에서, 현탁물의 혼탁도는 제2 시험(예컨대, AST)에 맞게 조정된다. 제2 위치는 현탁물의 혼탁도가 제2 시험에 적합한지를 판단하기 위한 비탁계를 갖는다. 그런 다음 피펫팅 도구를 사용하여 추가적인 현탁물을 얻고 또한 그 현탁물을 사용하여 다른 시험(예컨대, AST)을 위한 용기에 접종한다.
일 실시 형태에서, 샘플 내 미생물의 식별(ID) 및 제2 시험을 위한 분액이 취해지는 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템이 설명된다. 다른 실시 형태에서, 자동화된 시스템은, 샘플 내 미생물의 식별(ID) 및 미생물의 항생제 감수성(AST)을 위한 분액이 취해지는 현탁물의 단일 샘플을 준비한다. 시스템은 ID 분석을 수행하기 위한 적어도 하나의 제1 섹션을 포함한다. 제1 섹션은 플레이팅된 배양물을 자동 전달 또는 수동으로 수용하는 기구를 갖는다. 시스템은 배양 플레이트를 광학적으로 검사하는 영상촬영 장치를 포함하거나 그 장치와 통신하며, 그 영상으로부터 관심 대상 콜로니가 식별된다. 대안적인 실시 형태에서, 플레이팅된 배양물이 시스템에 의해 수용되기 전에 영상이 얻어지고 콜로니가 선택된다. 시스템은, 플레이트 상의 관심 대상 콜로니의 위치를 식별하고 시험을 위해 선취될 관심 대상 콜로니를 지정하기 위한 기구를 포함한다. 제1 섹션은 자동화된 로봇형 선취 도구를 포함한다. 시스템은 또한, 로봇형 선취 도구와 통신하고 그 로봇형 선취 도구에 지시하여 피펫을 얻게 하고 또한 그 피펫을 관심 대상 콜로니 위쪽의 위치로 전달하는 제어기를 포함한다. 플레이트의 정상부는 콜로니 선취를 용이하게 하도록 제거되었다. 그런 다음 로봇형 선취 도구가 피펫을 하강시켜, 팁이 관심 대상 콜로니와 접촉하게 된다.
콜로니가 선취된 후에, 제어기는 로봇형 선취 도구에 지시하여, 선취된 샘플을 제1 샘플 현탁물 준비 스테이션에 전달하게 한다. 선택적으로, 선취가 정확한 위치에서 이루어진 것임을 확인하기 위해 콜로니가 선취된 후에 시스템은 플레이트의 새로운 영상을 찍게 된다. 제1 샘플 현탁물 스테이션은, 샘플 현탁물 액체를 현탁물 튜브 또는 큐벳 또는 다른 적절한 수용부내에 분배하는 현탁물 분배기를 갖는다. 제1 샘플 현탁물 스테이션은 현탁물 튜브 또는 큐벳 내에 있는 액체의 혼탁도를 측정하기 위한 비탁계 또는 다른 적절한 장치를 가지고 있다. 로봇형 선취 도구는 배양 플레이트로부터 가져온 샘플을 현탁물 액체 안으로 방출한다. 어떤 실시 형태에서, 로봇형 선취 도구는 선취 도구를 진동시켜, 샘플이 현탁물 안으로 방출되는 것을 용이하게 해준다. 비탁계는 현탁물의 혼탁도를 측정하고, 자동화된 시스템은, 미리 결정된 혼탁도 값 밖에 있는 혼탁도 측정값에 응답하여, 현탁물을 조정하여 ID 분석을 위해 허용 가능하게 무겁게(즉, 혼탁하게) 만든다.
제1 섹션은 제1 로봇형 피펫터(pipettor)를 더 포함한다. 제1 로봇형 피펫터는 제1 스테이션에서 현탁물의 제1 분액을 얻고 ID 분석에 사용되는 수용부에 접종한다. 그런 다음, 수용부(예컨대, MALDI 플레이트)가 시스템으로부터 제거되어, MALDI를 수행하기 위한 장치에 전달된다. 수용부는 기계적으로 또는 수동으로 전달될 수 있다. 그런 다음 현탁물 튜브 또는 큐벳은 제1 섹션 내의 위치로 전달되고, 이 위치에서 현탁물의 나머지 부분이 제2 분석(예컨대, AST 분석)에 사용되도록 준비된다. 전달은 컨베이어를 사용하여 자동화된 수단에 의해 이루어진다.
제1 섹션은 현탁물의 혼탁도를 측정하기 위한 제2 비탁계를 제2 샘플 현탁물 스테이션에서 가지고 있다. 제1 로봇형 피펫터는, 현탁물 튜브 또는 큐벳 내의 샘플의 농도를 제2 분석을 위한 미리 결정된 농도로 조정하고 또한 조정된 농도를 갖는 샘플 현탁물의 제2 분액을 얻고 또한 AST 분석을 위한 샘플 튜브를 현탁물의 제2 분액으로 접종하도록 더 구성되어 있다. 이러한 샘플 튜브를 일반적으로 AST 브로스 튜브라고 한다.
상기 시스템은 선택적으로 AST 분석을 위한 패널을 준비하기 위한 제2 섹션을 갖는다. 자동화된 시스템은 접종된 샘플 튜브를 제1 섹션으로부터 제2 섹션으로 전달하기 위한 자동화된 기구를 갖는다. 일 실시 형태에서, 접종된 샘플 튜브는 제2 샘플 현탁물 스테이션을 위한 데크(deck)를 통해 하강되어 이 데크 아래로 전달되고, 제2 섹션에서 데크 아래에서 나오게 된다. 제2 섹션은, 접종된 샘플 튜브에서 분액의 취하여 AST 패널에 얻어진 분액을 접종하는 제2 로봇형 피펫터를 가지고 있다. 제2 섹션은 또한, 마개(99)(도 26 참조)를 보관하고 분배하며 조작하고 또한 접종된 패널에 있는 마개 구멍 안으로 눌러 끼우기 위한 수단을 가지고 있다. 제2 섹션은 또한, AST가 수행되는 장치 안으로 접종된 패널을 로딩하는 로봇을 가지며, AST 장치는 적어도 2개의 도어를 갖도록 구성되어 있고, 제1 도어는 패널 로딩 로봇으로부터 패널을 받는다. 제2 도어는 접종된 패널을 사용자에 의해 수동으로 로딩하기 위한 것이다. AST 장치는 시스템의 제2 섹션에 위치될 필요는 없고 그에 인접해 있을 수 있다. 제2 섹션은 또한, AST 기구에 통신 연결되어 AST 기구의 제1 도어를 요청하고 이 도어에 대한 접근을 계획잡고 또한 개방하는 제어기를 갖는다.
다음의 도면을 참조하여 본 발명을 더 설명하도록 한다.
도 1은 시스템 하우징을 포함하는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 시스템의 정면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 도 1의 시스템 하우징 내에 있는 구성품 레이아웃의 개략도이다.
도 3은 여기서 설명하는 방법을 실행하는데에 적합한 예시적인 구성품을 포함하는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 도 1의 시스템의 구조의 블럭도이다.
도 4a는 저 부피 단일 큐벳 비탁계의 일 실시 형태의 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 저 부피 단일 큐벳 비탁계를 통과하는 수평면을 따라 취한 그 비탁계의 상단면도이다.
도 5a는 도 4a의 저 부피 단일 큐벳 비탁계와 함께 사용되는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 단일 큐벳의 사시도이다.
도 5b는 도 4a의 단일 큐벳 비탁계와 함께 사용되는 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 단일 큐벳의 사시도이다.
도 6은 도 4a의 비탁계를 사용하여 샘플을 준비하기 위한 일 과정의 실시 형태를 도시하는 과정 흐름도이다.
도 7a는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 연속적인 큐벳 비탁계의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 연속적인 큐벳 비탁계를 통과하는 수평면을 따라 취한 그 비탁계의 상단면도이다.
도 8은 도 7a의 연속적인 큐벳 비탁계와 함께 사용되는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 선형 저 부피 다중 큐벳 어레이/스트립의 사시도이다.
도 9는 적층된 큐벳의 부분적으로 투명한 사시도이다.
도 10은 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 비탁계의 사시도이다.
도 11은 도 10의 바탁계의 투과 광 검출기 경로를 도시하는 그 비탁계의 절취도이다.
도 12는 도 10의 투과 광 검출기 경로를 도시하고 또한 광원 및 투과 광 검출기를 도시하는 도 10의 비탁계의 추가 절취도이다.
도 13은 도 10의 비탁계의 산란 광 검출기 경로를 도시하는 그 비탁계의 다른 절취도이다.
도 14는 샘플 준비가 측정된 샘플 혼탁도에 근거하는 샘플 준비 결정 트리(tree)이다.
도 15는 스트링이 형성되기 시작하는 타겟 플레이트로부터 점액질 샘플을 제거하는 피펫을 도시한다.
도 16은 도 15의 타겟 플레이트를 도시하는 것으로, 피펫이 플레이트의 한천 표면으로부터 멀어지게 더 끌어 당겨져 있어 스트링이 더 연장되어 있다.
도 17a는 피펫이 샘플을 선취하지만 스트링은 형성되지 않을 때 시간에 따른 캐패시턴스의 변화를 도시하는 시간 그래프이다.
도 17b는 피펫이 샘플을 선취하고 스트링이 형성될 때 시간에 따른 캐패시턴스의 변화를 도시하는 시간 그래프이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동화 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 19는 도 18의 자동화 과정의 타임라인을 수동으로 수행되는 비슷한 과정의 타임라인과 비교하는 흐름도이다.
도 20은 도 1의 시스템을 카트리지 전달 기구 및 복수의 시험 기구와 함께 나타낸 개략 측면도이다.
도 21은 샘플을 자동으로 준비하고, 전달하고 또한 시험하기 위한 시스템의 일 예를 나타내는 도로, 시스템, 카트리지 전달 기구 및 도 20의 시험 전달 기구 또한 도 3의 예시적인 미생물학적 시험 카트리지와 제어기(30)를 포함한다.
도 22는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 카트리지 전달 기구의 카트리지 그립퍼의 배면 사시도로, 그립퍼는 카트리 유지 구조체 내의 카트리지에 접근하고 있다.
도 23은 도 21의 카트리지 그립퍼의 측면 사시도로, 그립퍼 플레이트와 자동화 카트리지 전달 기구의 아암 사이의 회전 가능한 커플링을 강조한다.
도 24는 도21의 카트리지 그립퍼의 정면 사시도이다.
도 25는 도 21의 예시적인 미생물학적 시험 카트리지를 도시한다.
도 26은 카트리지를 임시로 보관하기 위한 트레이를 도시한다.
도 27a는 수동 도어를 포함하는 도 20의 시험 기구 중 하나의 정면 사시도이다.
도 27b ∼ 27d는 도 27a의 시험 기구의 다양한 배면도, 그러한 기구의 자동 도어를 포함한다.
도 28a는 도 3의 제어기에 의해 자동으로 제어될 수 있는 시험 기구 구성품의 예를 나타내는 도이다.
도 28b는 도 3의 제어기에 의해 자동으로 제어될 수 있는 예시적인 전달 기구 구성품의 예를 나타내는 도이다.
도 28c는 도 3의 제어기의 예시적인 구조를 더 도시하는 도이다.
도 29는 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 선취 스테이션의 개략도이다.
도 30은 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 도 1의 시스템 하우징 내부의 구성품 레이아웃의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 도 1의 시스템 하우징 내에 있는 구성품 레이아웃의 개략도이다.
도 3은 여기서 설명하는 방법을 실행하는데에 적합한 예시적인 구성품을 포함하는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 도 1의 시스템의 구조의 블럭도이다.
도 4a는 저 부피 단일 큐벳 비탁계의 일 실시 형태의 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 저 부피 단일 큐벳 비탁계를 통과하는 수평면을 따라 취한 그 비탁계의 상단면도이다.
도 5a는 도 4a의 저 부피 단일 큐벳 비탁계와 함께 사용되는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 단일 큐벳의 사시도이다.
도 5b는 도 4a의 단일 큐벳 비탁계와 함께 사용되는 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 단일 큐벳의 사시도이다.
도 6은 도 4a의 비탁계를 사용하여 샘플을 준비하기 위한 일 과정의 실시 형태를 도시하는 과정 흐름도이다.
도 7a는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 연속적인 큐벳 비탁계의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 연속적인 큐벳 비탁계를 통과하는 수평면을 따라 취한 그 비탁계의 상단면도이다.
도 8은 도 7a의 연속적인 큐벳 비탁계와 함께 사용되는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 선형 저 부피 다중 큐벳 어레이/스트립의 사시도이다.
도 9는 적층된 큐벳의 부분적으로 투명한 사시도이다.
도 10은 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 비탁계의 사시도이다.
도 11은 도 10의 바탁계의 투과 광 검출기 경로를 도시하는 그 비탁계의 절취도이다.
도 12는 도 10의 투과 광 검출기 경로를 도시하고 또한 광원 및 투과 광 검출기를 도시하는 도 10의 비탁계의 추가 절취도이다.
도 13은 도 10의 비탁계의 산란 광 검출기 경로를 도시하는 그 비탁계의 다른 절취도이다.
도 14는 샘플 준비가 측정된 샘플 혼탁도에 근거하는 샘플 준비 결정 트리(tree)이다.
도 15는 스트링이 형성되기 시작하는 타겟 플레이트로부터 점액질 샘플을 제거하는 피펫을 도시한다.
도 16은 도 15의 타겟 플레이트를 도시하는 것으로, 피펫이 플레이트의 한천 표면으로부터 멀어지게 더 끌어 당겨져 있어 스트링이 더 연장되어 있다.
도 17a는 피펫이 샘플을 선취하지만 스트링은 형성되지 않을 때 시간에 따른 캐패시턴스의 변화를 도시하는 시간 그래프이다.
도 17b는 피펫이 샘플을 선취하고 스트링이 형성될 때 시간에 따른 캐패시턴스의 변화를 도시하는 시간 그래프이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동화 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 19는 도 18의 자동화 과정의 타임라인을 수동으로 수행되는 비슷한 과정의 타임라인과 비교하는 흐름도이다.
도 20은 도 1의 시스템을 카트리지 전달 기구 및 복수의 시험 기구와 함께 나타낸 개략 측면도이다.
도 21은 샘플을 자동으로 준비하고, 전달하고 또한 시험하기 위한 시스템의 일 예를 나타내는 도로, 시스템, 카트리지 전달 기구 및 도 20의 시험 전달 기구 또한 도 3의 예시적인 미생물학적 시험 카트리지와 제어기(30)를 포함한다.
도 22는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 카트리지 전달 기구의 카트리지 그립퍼의 배면 사시도로, 그립퍼는 카트리 유지 구조체 내의 카트리지에 접근하고 있다.
도 23은 도 21의 카트리지 그립퍼의 측면 사시도로, 그립퍼 플레이트와 자동화 카트리지 전달 기구의 아암 사이의 회전 가능한 커플링을 강조한다.
도 24는 도21의 카트리지 그립퍼의 정면 사시도이다.
도 25는 도 21의 예시적인 미생물학적 시험 카트리지를 도시한다.
도 26은 카트리지를 임시로 보관하기 위한 트레이를 도시한다.
도 27a는 수동 도어를 포함하는 도 20의 시험 기구 중 하나의 정면 사시도이다.
도 27b ∼ 27d는 도 27a의 시험 기구의 다양한 배면도, 그러한 기구의 자동 도어를 포함한다.
도 28a는 도 3의 제어기에 의해 자동으로 제어될 수 있는 시험 기구 구성품의 예를 나타내는 도이다.
도 28b는 도 3의 제어기에 의해 자동으로 제어될 수 있는 예시적인 전달 기구 구성품의 예를 나타내는 도이다.
도 28c는 도 3의 제어기의 예시적인 구조를 더 도시하는 도이다.
도 29는 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 선취 스테이션의 개략도이다.
도 30은 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 도 1의 시스템 하우징 내부의 구성품 레이아웃의 개략도이다.
여기서 사용되는 "큐벳(cuvette)" 및/또는 "마이크로 큐벳" 및/또는 "저 부피 큐벳" 및/또는 "LVC" 및/또는 "샘플 용기" 또는 "용기"는 액체 현탁물을 수용하는데에 적합한 용기이다. 이 용기는 바람직하게는, 시험 샘플을 시험 또는 처리를 위해 특정한 공간 및 배향으로 유지하도록 설계된 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 유리로 만들어진다.
여기서 사용되는 "알고리즘"은, 수학적 값에 근거하여 결정을 하고 그런 다음 원하는 출력을 나타내는 보정된 또는 더 정확한 데이타 값을 생성하도록 데이타의 값을 조작하기 위해 사용되는 하나 이상의 수학적 지시이다.
여기서 사용되는 "증폭기"는, 더 작은 원래의 전자 신호를 취하고 그의 진폭을 증가시켜 원래의 신호를 나타내는 비례적으로 더 큰 새로운 신호를 생성하기 위해 사용되는 전자 회로이다. 적절한 증폭기는 당업자에게 잘 알려져 있고 여기서는 상세히 설명하지 않는다.
여기서 사용되는 "아날로그-디지털 변환기" 또는 "A/D 변환기"는, 가변적인 전기 신호를 취하고 이 신호를 원래의 신호의 진폭을 나타내는 값으로 전환할 수 있는 전자 장치이다.
여기서 사용되는 "희석"은, 농축된 용액 또는 현탁물에 액체 희석제를 추가하여 생성되는 용액 또는 현탁물을 의미하여, 그 결과, 용액 또는 현탁물 내의 샘플의 균일한 농도가 원래 보다 더 낮은 새로운 현탁물 또는 용액이 얻어지게 된다.
여기서 사용되는 "레이저" 또는 "레이저 다이오드"는, 전류가 가해질 때 농축된 그리고 집속된 광 비임을 발생시키는 전자 장치이다.
여기서 사용되는 "광 감쇠 필터"는, 광이 필터를 통과함에 따라 그 광의 양을 흡수하여 감소시켜, 필터를 통과한 광이 원래의 광원 보다 비례적으로 더 낮은 세기를 갖게 하도록 광 경로에 배치되는 장치이다.
여기서 사용되는 "발광 다이오드" 또는 "LED"는, 전류가 가해질 때 특정한 종류와 배향의 광을 방출하는 전자 장치이다.
여기서 사용되는 "McFarland"는, 유체 또는 액체 현탁물에 분산되어 있는 고형물 입자의 양의 척도의 단위이다.
여기서 사용되는 "비탁계"는, 현탁물 내의 고형물 입자의 양을 측정할 수 있는 기구이다. 여기서 사용되는 "비탁법"은 현탁물 내의 현탁된 고형물의 양을 측정할 수 있는 방법을 말한다.
여기서 사용되는 "광 다이오드" 및/또는 "검출기"는, 주어진 환경에서 광의 세기를 측정하기 위해 사용되는 전자 장치이다.
여기서 사용되는 "포화된" 및/또는 "포화"는, 검출기가 발생시킬 수 있는 출력 신호의 최대량에 도달한 점이다. 예컨대, 포화를 지나 더 많은 광을 광 검출기에 추가해도, 최대 작동 능력에 도달한 검출기 출력 신호에서 추가 변화는 나타나지 않는다.
여기서 사용되는 "현탁물"은, 고형물이 액체 내에 균일하게 분산되어 있는 용액이다.
여기서 사용되는 "혼탁도"는, 용액 내 현탁된 고형물 양의 측정치이다(즉, 액체 샘플의 탁한 정도)
선택된 미생물 콜로니의 ID 및 항생제 감수성을 결정하기 위한 샘플 소스인 미생물 콜로니로부터 단일 현탁물을 준비하기 위한 방법 및 시스템이 여기서 설명된다. 미생물을 특성화하고 식별하기 위해 사용되는 샘플은 일반적으로 배양물에서 증식된 복수의 콜로니를 갖는 배양 접시로부터 얻어지므로, 샘플이 관심 대상의 콜로니로부터 얻어지는 것이 중요하다. 관심 대상이 아닌 콜로니로부터 샘플이 취해지면, 시간 및 MALDI 기구의 효율적인 사용이 악화된다. 본 발명은 접시에 존재하는 복수의 콜로니 중에서 관심 대상 콜로니를 식별하고 선택하기 위한 자동화 과정을 고려한다. 콜로니를 구별하는 과정은, 다수의 미생물 콜로니를 포함하는 배양 접시를 제공하고, 모든 미생물 콜로니를 포함하는 배양 접시의 초기 영상을 얻고, 모든 미생물 콜로니를 포함하는 배양 접시의 초기 영상을 디스플레이에 표시하며 또한 초기 영상으로부터 적어도 하나의 미생물 콜로니를 선택함으로써 적어도 부분적으로 자동화될 수 있다.
이렇게 해서, 연구자 또는 분석자는 교육 및 지식에 근거하여 관심 대상 콜로니를 선택할 수 있다. 일 특정한 실시 형태에서, 바코드와 같은, 배양 접시를 식별하는 개별적인 식별 요소가 배양 접시에 제공되고, 본 방법은 모든 콜로니를 포함하는 배양 접시의 초기 영상을 저장하고, 적어도 하나의 선택된 미생물 콜로니에 대한 정보를 저장하며, 또한 배양 접시의 식별을 중앙 제어 컴퓨터의 메모리에 저장하는 단계를 더 포함한다. 추가적인 실시 형태에서, 연구자 또는 분석자는 배양 접시의 선택된 미생물 콜로니에 행해질 처리에 대한 처리 지시를 수동으로 입력할 수 있고, 그 처리 지시는 나중에 사용되기 위해 중앙 제어 컴퓨터의 메모리에 저장된다.
일 실시 형태에서, 플레이트 상의 콜로니는, "Colony Contrast Gathering" 이라는 명칭으로 2015년 4월 23일에 출원되었고 또한 "A System and Method for Image Acquisition Using Supervised High Quality Imaging" 이라는 명칭으로 PCT/US2016/028913 및 PCT/EP2015/052017로서 출원된 가 특허 출원 62/151,681(이들 출원은 본 명세서에 참조에 의해 포함됨)에 기재되어 있는 방법에 따라 영상 촬영된다. 배양 배지(culture medium)에 대한 다른 콜로니의 대비는 콜로니를 구별할 수 있는 능력을 제공하여 자동화된 콜로니 선취(pick)를 용이하게 해준다. 다른 곳에서 언급한 바와 같이, 플레이팅된 배양물의 영상이 여기서 설명되는 시스템에 의해 수용되기 전에 별도의 장치에서 얻어질 수 있거나 또는 시스템은 그러한 영상이 얻어지는 모듈과 통합될 수 있다.
배양 접시의 초기 영상이 얻어진 후, 그 배양 접시는 플레이트 상의 미생물(존재하는 경우)이 증식될 수 있는 시간 동안 접종된다. 본 발명의 추가 실시 형태에서, 본 방법은, 배양 접시를 배양 접시용 스테이지에 위치시키고, 스테이지에 위치하는 배양 접시의 영상을 얻고, 배양 접시의 식별 요소를 얻고, 선택된 미생물 콜로니의 위치에 대한 정보를 얻고 또한 선택적으로 선택된 미생물 콜로니에 대해 수행될 처리에 대한 처리 지시를 얻기 위해, 선취 도구 장치의 영상촬영 장치에 의해 얻어진 영상을 배양 접시의 저장된 초기 영상과 비교하는 자동화된 단계들을 포함한다. 배양 접시가 선취 도구 장치에 배치되어 있을 때 배양 접시의 영상을 초기 영상과 비교하여, 선택된 콜로니의 위치가 예컨대 컴퓨터화된 영상 비교로 자동으로 얻어질 수 있다.
다른 실시 형태에서, 콜로니를 재위치시키기 위해, 한천 표면 또는 배양 접시에 있는 기점 마킹(fiducial marking)을 사용할 수 있다. 이들 기점 마킹은 제조 중에 플레이트에 매립되거나 사용자 또는 유기 성장에 의해 가해질 수 있거나 또는 적절한 수단으로 접시 또는 한천 표면에 편입될 수 있다. 기계 비젼 장치를 사용하여, 접시 좌표가 결정될 수 있는 접시의 중심과 같은 다른 기준점이 검출된다. 바코드가 기점의 일예이다. 접시에 있는 콜로니의 위치는 중심으로부터의 상대 거리 및 바코드 제로 오프셋에 대한 각도 오프셋을 참조하여 결정될 수 있다. 일단 콜로니의 상대 위치가 결정되면, 접시는 다른 시스템으로 이동될 수 있고, 이 시스템에서 다음과 같은 2개의 단계가 수행된다. 접시는 예컨대 기계적 수단에 의해 중심 맞춤된다. 바코드 라벨의 존재를 검출하고 바코드를 바코드 스캐너로 스캔하기 위해 고정 센서를 가지면서 접시를 회전하여 바코드 제로 오프셋을 검출한다. 이때 접시의 중심이 알려지고 또한 바코드 제로 오프셋이 알려지며, 그래서 앞에서 참조된 콜로니의 위치는 저장될 때 접시 중심까지의 거리 및 바코드 라벨에 대한 각도 오프셋으로서 쉽게 계산될 수 있다. 여기서 설명하는 본 방법은 제2 시스템(이 예에서는 콜로니 선취 시스템) 또는 콜로니 위치 정보가 요구되는 다른 시스템에서 카메라 또는 컴퓨터 비젼 시스템을 필요로 하지 않는다. 이 예에서 사용되는 제로 오프셋은 바코드 라벨에 대한 것이지만, 접시의 어떤 고유한 기점 요소라도 될 수 있거나 위에서 언급한 바와 같은 접시에 가해질 수 있다.
배양 배지의 표면으로부터 미생물을 픽업하기 위한 일 자동화된 방법 및 장치가, "Method For Picking Up Cell Material And Assembly For Performing Said Method" 이라는 명칭을 가지며 Botma 등에게 허여된 미국 특허 공보 2014/0242570 (US Serial No. 14/347,841)에 기재되어 있으며, 이 미국 특허는 공동으로 소유되며 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
Botma 등의 특허에 기재되어 있는 바와 같이, 일 유리한 실시 형태에서 본 방법은 접촉 위치로부터 선취 도구를 검사 위치 쪽으로 미리 결정된 거리 만큼 제거하고 상기 선취 도구를 검사 위치에 유지시키며 또한 검사 위치에서 선취 도구와 지지부로 구성된 시스템의 전기적 용량을 측정하는 단계를 더 포함한다. 어떤 경우에, 픽업될 샘플 재료는 매우 끈적끈적하거나 미끈미끈하다. 선취 도구가 그러한 샘플 재료와 접촉한 후에 샘플로부터 제거될 때, 선취 도구와 배양 접시에 남아 있는 샘플 재료 사이의 접촉부에서 얇은 실이 남아 있을 수 있다. 이 얇은 실은 끊어져 선취 도구 장치를 오염시킬 수 있다. 검사 위치(예컨대, 배양 접시 위쪽으로 수 밀리미터일 수 있음)에서 선취 도구와 선취 도구 지지부의 전기적 용량을 측정하여, 그러한 실의 존재를 검출할 수 있고, 그래서 적절한 조치를 취할 수 있다. 선취 도구를 제거 가능하게 유지하기 위한 선취 도구 홀더가 제공되어 있는 실시 형태에서(선취 도구 홀더는 선취 도구를 잡고 놓아 주도록 되어 있음), 남아 있는 실의 검출에 대한 자동화된 반응이 수행될 수 있다. 예컨대, 검사 위치에서 측정된 전기 캐패시턴스가 출발 위치에서의 출발 전기 캐패시턴스와 다르면 선취 도구가 선취 도구 홀더로부터 자유롭게 될 수 있고, 그래서 선취 도구가 배양 접시 안으로 떨어지게 되며, 그 후에 배양 접시는 버려질 수 있다. 이들 단계는 자동화 방식으로 쉽게 수행될 수 있고, 그래서 선취 도구와 배양 접시를 버리기 위해 시간 소모적인 인간의 개입이 필요 없다.
일 실시 형태에서, 피펫 팁을 사용하여, 콜로니가 배치되어 있는 배양 배지(예컨대, 한천)의 표면으로부터 콜로니를 선취한다. 일 실시 형태에서 피펫은 흡입을 사용하여 콜로니를 팁 안으로 끌어들일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 콜로니를 피펫 팁 안으로 끌어들이기 위해 흡입을 사용하지 않고, 콜로니와 피펫 팁 사이의 접촉력에 의해서만 콜로니가 피펫 팁 안으로 들어가게 된다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시 형태에서, 본 방법은 미생물 샘플의 현탁물을 자동으로 준비하는 단계를 포함한다. 이러한 방법에서는 다음과 같은 단계들이 수행된다.
제1 선취 도구가 위치설정 장치와 함께 제공되고, 위치설정 장치는 선취 도구(예컨대, 전술한 피펫 팁 선취 도구)를 유지하기 위한 선취 도구 홀더를 갖는다. 위치설정 장치는 배양 접시에 있는 선택된 미생물 콜로니의 얻어진 위치 위쪽의 출발 위치에 선취 도구를 위치시키기 위해 배치된다. 위치설정 장치는 선취 도구를 배양 접시 쪽으로 또한 그로부터 멀어지게 자동으로 하강 및 상승시키고 선취 도구를 전달 위치에 위치시킨다.
제1 선취 도구는 위치설정 장치의 선취 도구 홀더에 위치한다. 그런 다음 선취 도구는 배양 접시에 있는 선택된 미생물 콜로니의 얻어진 위치 위쪽의 출발 위치에 위치한다. 그런 다음 선취 도구는 자동으로 하강되어 미생물 콜로니와 접촉하여 미생물 샘플을 픽업한다. 그런 다음 선취 도구는 모인 미생물 샘플과 함께 배양 접시로부터 전달 위치로 자동으로 상승된다.
적어도 하나의 현탁물 튜브를 유지하는 현탁물 튜브 홀더가 제공된다. 이 현탁물 튜브는 현탁물 튜브 홀더에 위치한다. 여기서는 현탁물 튜브라고 하지만, 현탁물을 위한 용기는 현탁물 용액을 유지하기 위한 튜브, 비알(vial), 큐벳 또는 다른 용기일 수 있다.
현탁물 튜브 홀더에 유지되는 현탁물 튜브에 현탁물 매질을 자동으로 분배하기 위한 자동 현탁물 매질 분배기가 제공된다. 이 자동 분배기는 현탁물 튜브 홀더에 유지되는 현탁물 튜브 안으로 초기량의 현탁물 매질을 자동으로 공급한다. 현탁물 튜브 홀더에 유지되는 현탁물 튜브 위쪽의 위치로 선취 도구(이미 모인 샘플을 가지고 있음)를 자동으로 전달하기 위한 전달 장치가 제공되며, 이 전달 장치는 위치설정 장치와는 별개이거나 위치설정 장치의 일부분일 수 있다. 전달 장치는 선취 도구(및 그 선취 도구에 적재된 샘플)를 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질 안으로 하강시키고 또한 그로부터 멀어지게 상승시킨다. 전달 장치는 또한 현탁 튜브 홀더에 유지되는 현탁물 튜브 위쪽의 대기 위치에 선취 도구를 위치시킨다.
제1 선취 도구가 미생물 샘플과 함께 현탁물 매질 안에 침지되어 있을 때 전달 장치는 일정 시간 동안 제1 선취 도구를 선형 수직 방향 운동으로 진동시켜 샘플을 현탁물 매질 안으로 방출하여 그 현탁물을 혼합한다. 그 일정 시간이 지난 후에, 제1 선취 도구는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질로부터 대기 위치로 상승된다. 대안적으로, 미생물 샘플을 방출하기 위한 진동 대신에, 피펫 팁 선취 도구가 부분적으로 현탁물 매질에 침지되어 있을 때 반복적인 흡인을 이용하여, 미생물의 방출 및 현탁물의 혼합을 실시할 수 있다.
자동화된 방법에서, 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도를 측정하는 혼탁도계가 제공된다. 일 실시 형태에서, 그 혼탁도계는 2014년 9월 29일에 출원된 미국 가 특허 출원 62/056,911 및 PCT/IB2015/00272(WO2016/051267로서 공개되었음)에 기재되어 있고, 이것들은 본원과 공동으로 양도되어 있고 또한 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
선취 도구가 진동되는 시간이 지난 후에, 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도는 혼탁도계로 측정되고, 측정된 혼탁도를 나타내는 최종 측정값이 제공된다.
추가적인 실시 형태에서, 위치설정 장치, 전달 장치, 자동 현탁물 매질 분배기 및 현탁도계에 통신 연결되어 있는 제어기가 제공된다. 이러한 제어기는 예컨대 위치설정 장치의 운동, 전달 장치의 운동, 자동 현탁물 매질 분배기의 작동 및 혼탁도계의 작동을 각각 자동으로 제어한다.
도 6을 참조하면, 일 실시 형태에서, 제어기는 최종 혼탁도 측정 값이 제어기의 메모리에 미리 저장되어 있는 제1 문턱값(최대 값) 보다 높은지를 판단한다. 만약 높으면 단계 b)(아래에서 설명하는 희석)가 수행된다. 최종 혼탁도 측정 값이 제1 문턱 값 이하이고 또한 제어기의 메모리에 미리 저장되어 있는 제2 문턱 값 이상이면(제1 문턱 값은 제2 문턱 값과 같거나 큼), 단계 c)(아래에서 설명하는 허용 가능 혼탁도)가 수행된다. 최종 측정 값이 제2 문턱 값 아래이면, 단계 d)(아래에서 설명하는 바와 같이 혼탁도를 증가시키는 것)가 수행된다.
단계 b)에서 자동 현탁물 매질 분배기가 자동으로 제어되어 추가량의 현탁물 매질을 현탁물 튜브 안으로 공급하게 된다. 단계 c)에서는, 현탁물을 갖는 현탁물 튜브가 추가 처리를 위해 현탁물 튜브 홀더로부터 제거되는 신호가 제공된다.
단계 d)에 따라 추가 선취 도구가 얻어지고, 이 선취 도구는 전술한 바와 같은 위치설정 장치의 선취 도구 홀더에 위치한다. 위치설정 장치는 추가 선취 도구를 배양 접시 위쪽의 출발 위치에 위치시키고, 그 추가 선취 도구를 배양 접시 쪽으로 자동으로 하강시켜 미생물과 접촉시켜 추가적인 미생물 샘플을 픽업하고, 이 미생물 샘플과 함께 추가 선취 도구를 배양 접시로부터 전달 위치로 자동으로 상승시키게 되며, 이들 모두는 제1 선취에 대해 설명한 바와 같다. 여기서 설명하는 선취 도구는 피펫이지만, 다른 적절한 선취 도구가, "Device And Apparatus For Collecting Microbial Growth From A Semi-Solid Surface" 라는 명칭으로 2015년 4월 8일에 출원된 미국 가출원 62/144,574 및 2016년 4월 8일에 출원된 PCT/US2016/026625에 기재되어 있고, 이것들은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
전달 장치는 추가적인 미생물 샘플을 갖는 추가 선취 도구를 위치설정 장치의 전달 위치로부터 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브 위쪽의 위치로 자동으로 전달하고, 또한 추가적인 미생물 샘플을 갖는 추가 선취 도구를 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질 안으로 하강시키고, 추가적인 미생물 샘플을 갖는 추가 선취 도구가 현탁물 매질에 침지되어 있을 때 추가 선취 도구를 일정 시간 동안 선형 수직 방향 운동으로 진동시킨다. 그 일정 시간이 지난 후에, 선취 도구는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질로부터 대기 위치로 상승된다. 추가 선취 도구가 진동되는 시간이 지난 후에, 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도가 혼탁도계에 의해 측정되고, 측정된 혼탁도를 나타내는 추가적인 최종 측정값이 제공된다.
또 다른 실시 형태에서, 샘플이 얻어진 후에, 피펫팅 시스템은 액체 현탁물에서 피펫 팁의 일련의 신속한 흡인과 분배를 수행할 수 있다. 예컨대, 피펫팅 시스템은 20 초의 시간 내에 최대 약 24 회의 일련의 흡인을 반복할 수 있고 또한 300 ㎕ 샘플 중의 약 250 ㎕을 분배할 수 있다. 반복적인 작용에 의해 피펫의 팁에 서 높은 전단력이 발생된다. 이 높은 전단력에 의해 미생물을 포함하는 샘플의 덩어리 또는 점액질 스트랜드의 분산이 가능하게 되어 더 균일한 현탁물을 만들 수 있다.
이렇게 해서, 미생물 샘플의 현탁물을 발전된 자동 방식으로 준비할 수 있고, 제어기와 혼탁도계에 의해, 미생물의 정확한 분석을 수행하기에 항상 충분한(그리고 재현 가능한) 양의 미생물을 포함하는 현탁물 매질을 수용하는 현탁물 튜브를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른, 미생물 샘플의 현탁물을 자동으로 준비하기 위한 방법의 일 추가적인 실시 형태에서, 제어기는, 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도를 혼탁도계로 측정하는 단계가 선취 도구가 진동되는 시간 동안 추가적으로 수행되도록 배치되며, 혼탁도계는 선취 도구가 진동되는 시간 동안 측정된 혼탁도를 나타내는 온라인 측정값을 제어기에 제공하기 위해 배치된다. 이렇게 해서, 현탁물 내의 미생물의 양을 극히 신속하게 자동으로 결정할 수 있다. 특히, 진동 중에 혼탁도의 온라인 측정값이 제1 문턱값 이하이고 또한 제2 문턱값 이상이면, 제어기는 선취 도구가 대기 위치로 상승되도록 전달 장치의 운동을 제어하고, 또한 제어기는 현탁물을 갖는 현탁물 튜브가 추가 처리를 위해 현탁물 튜브 홀더로부터 제거될 수 있다는 신호를 더 제공한다. 이렇게 해서, 현탁물 매질이 충분한 양의 미생물을 포함할 때 선취 도구의 진동이 멈추게 되고, 그래서 상기 방법은 극히 시간 효율적인 방식으로 수행될 수 있다.
선취 도구와 혼탁도계의 센서의 상호 배치는, 선취 도구의 진동 중에 선취 도구가 혼탁도계의 길을 방해하지 않도록 되어 있다.
여기서 일 실시 형태에 따른, 미생물 샘플의 현탁물을 자동으로 준비하기 위한 방법의 추가 실시 형태에서, 제어기는, 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도를 혼탁도계로 측정하는 단계가, 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질에 선취 도구가 침지되기 전에 시작되도록 혼탁도계를 제어하기 위해 배치된다. 이렇게 해서, 예컨대, 사용되는 초기 현탁물 매질이 오염되어 있지 않은지를 확인할 수 있다. 또한, 이는 최종 측정 값을 결정하는데에 유용한 혼탁도에 대한 출발 값을 나타낸다.
미생물 샘플의 현탁물을 자동으로 준비하기 위한 방법의 또 다른 실시 형태에서, 본 방법은 현탁물 튜브를 유지하기 위한 현탁물 튜브 홀더를 제공하는 단계를 더 포함한다. 현탁물 튜브 홀더는 회전 가능한 현탁물 튜브 홀더에 유지되어 있는 현탁물 튜브를 회전시키도록 될 수 있다. 추가 실시 형태에서, 제어기는 현탁물 튜브 홀더의 회전을 제어하기 위해 회전 가능한 현탁물 튜브 홀더에 통신 연결되도록 배치된다. 제어기는, 현탁물 튜브에 수용되어 있는 현탁물 매질의 혼탁도를 측정하는 동안에 현탁물 튜브가 회전되도록 배치된다. 현탁물 튜브의 이러한 회전에 의해, 회전적으로 서로 이격되어 있는 현탁물 튜브 내의 다수의 위치에서 혼탁도 측정이 가능하게 되어, 현탁물의 혼탁도의 더 정확환 최종 측정이 이루어진다. 선취 도구로부터 샘플을 놓아 주기 위해 그러한 회전은 필요 없다. 전술한 바와 같은 선취 도구의 진동은 샘플을 놓아 주기에 매우 충분하다.
제1 선취 도구와는 다른 추가 선취 도구가 사용될 수 있지만, 본 방법은, 단계 d)에서 제1 선취 도구가 추가 선취 도구로서 제공될 때 경제적인 방식으로 수행될 수 있고, 또한 추가 선취 도구를 위치설정 장치의 선취 도구 홀더에 위치시키는 것은 제어기의 제어 하에서 전달 장치에 의해 수행된다.
본 발명에 따른, 미생물의 샘플의 현탁물을 자동으로 준비하기 위한 방법의 또 다른 실시 형태에서, 현탁물 매질의 추가량은, 현탁물 매질의 초기량, 최종 측정 값 및 제1 및/또는 제2 문턱값에 근거하여 제어기에 의해 결정된다. 이렇게 해서, 사용되는 현탁물 매질의 양을 주의 깊게 제어할 수 있다. 따라서, 현탁물 매이질이 보존된다.
어떤 실시 형태에서, 선취 도구는 현탁물 튜브에 대해 수직 방향 선형 운동으로 진동되므로, 현탁물 튜브의 수평 단면은 비교적 작을 수 있다. 그래서. 더 작은 현탁물 부피를 사용할 수 있다. 일 실시 형태에서, 제어기는 약 0.1 ml 내지 5 ml, 바람직하게는 약 1 ml(일 예에서는 약 300 ㎕) 미만의 초기량의 현탁물 액체가 분배되게 해준다. 다른 실시 형태에서, 현탁물 액체의 부피는 약 0.5 ml 내지 약 2 ml 이다. 일 실시 형태에서, 분배되는 부피는 300 ㎕ 이다. 비교적 적은 이러한 양의 현턱물 매질은 미생물 샘플의 정확한 현탁물을 준비하기에 충분하다.
미생물 샘플의 현탁물을 자동으로 준비하기 위한 이러한 방법에서, 현탁물 용기로서, 약 2 내지 약 12 mm, 바람직하게는 약 3 mm의 최대 단면 치수(약 16 mm의 직경을 갖는 전통적인 현탁물 튜브에 비해 비교적 작음)를 갖는 튜브, 비알 또는 큐벳을 사용할 수 있다. 튜브는 정사각형, 직사각형 또는 둥근 단면을 가질 수 있고, 실제 큐벳 형상은 대체로 설계 선택의 문제이다. 일 실시 형태에서, 튜브는 약 6 내지 약 12 mm의 직경을 갖는 원형이다. 일 유리한 실시 형태에서, 직경은 약 10 mm 이다. 비교적 작은 그러한 현탁물 튜브의 경우, 선취 도구로부터 샘플의 정확한 방출은, 선취 도구가 약 5 Hz 내지 약 250 Hz의 진동수로 진동하도록 제어기가 전달 장치의 진동을 제어하도록 배치되어 있을 때, 얻어진다. 이 범위 내에서의 진동수 선택은 대개 설계 선택의 문제이고, 형성되는 현탁물의 구성 성분에 달려 있을 것이다. 현탁물이 서로 쉽게 분산되는 샘플과 용액으로 형성되는 경우, 5 ∼ 12 Hz 의 진동수가 적정할 수 있다. 현탁물을 쉽게 형성하지 않는 구성 성분에 대해서는, 약 100 Hz 이상의 진동수가 필요할 수 있다. 바람직하게는, 제어기는, 선취 도구가 약 0.5 mm 내지 약 4 mm, 바람직하게는 약 2 mm 내지 약 3 mm, 가장 바람직하게는 약 1 mm의 진폭으로 진동하도록 전달 장치의 진동을 제어하도록 배치되고, 그 결과 샘플이 선취 도구로부터 최적으로 방출된다. 선취 도구가 진동하는 시간이 약 3 초 내지 약 120 초, 바람직하게는 약 30 ∼ 60 초가 되도록 전달 장치의 진동을 제어하도록 제어기가 배치되는 실시 형태에서, 사실상 모든 경우에 전체 샘플이 선취 도구로부터 방출될 수 있다. 효율 및 처리량을 위해서는, 진동은 단지 약 3 내지 10 초간 필요한 것이 유리하고, 6초가 대략 평균적인 최소 진동 시간이다.
진동수, 진폭 및 지속 시간에 대한 값은 특정 미생물의 특성, 예컨대 선취 도구에 대한 부착성에 달려 있다. 일 실시 형태에서, 영상 촬영에 의한 검사를 사용하여, 먼저 위에서 언급된 바람직한 값을 사용하여 샘플이 적어도 대부분 선취 도구로부터 방출되었는지의 여부를 추론할 수 있다. 선취 도구에 일부 재료가 여전히 남아 있으면, 수직 방향 진동이 다른 값에서 주어진 범위 내에서 반복된다.
미생물 샘플의 현탁물을 준비하기 위한 자동화된 방법은, 배양 접시를 자동으로 위치시키고 또한 그 배양 접시를 스테이지로부터 자동으로 제거하기 위한 자동 배양 접시 위치/제거 장치를 제공하는 것을 추가로 포함한다. 제어기는 자동 배양 접시 위치/제거 장치의 작동을 제어하기 위해 자동 배양 접시 위치/제거 장치에 통신 연결된다. 이렇게 해서, 배양 접시(타겟 미생물이 적재됨)를 스테이지 상에 위치시키는 것을 제어기의 제어 하에서 자동으로 수행할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 현탁물 튜브를 현탁물 튜브 홀더에 자동으로 위치시키고 또한 그 홀더로부터 자동으로 제거하는 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치가 제공된다. 제어기는 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치의 작동을 제어하기 위해 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치에 통신 연결되고, 그래서 현탁물 튜브를 현탁물 튜브 홀더에 위치시키는 것을 제어기의 제어 하에서 자동으로 수행할 수 있다. 유리하게, 제어기는, 현탁물을 갖는 현탁물 튜브가 추가 처리를 위해 현탁물 튜브 홀더로부터 제거될 수 있다는 신호가 제공된 후에만 배양 접시가 자동 배양 접시 위치/제거 장치에 의해 스테이지로부터 자동으로 제거될 수 있도록 배치된다. 또 다른 추가 실시 형태에서, 제어기는, 현탁물을 갖는 현탁물 튜브가 추가 처리를 위해 현탁물 튜브 홀더로부터 제거될 수 있다는 신호가 제공된 후에만 현탁물 튜브 홀더가 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치에 의해 현탁물 튜브 홀더로부터 자동으로 제거되도록 배치된다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 추가 실시 형태에서, 식별 마크가 현탁물 튜브에 제공된다. 본 방법에 따르면, 현탁물 튜브의 식별 마크는 선택된 미생물 콜로니가 얻어진 배양 접시의 아이덴티티(identity)에 연계되어 현탁물의 특성과 함께 중앙 제어 컴퓨터의 메모리에 저장된다. 이리하여, 본 방법은 극히 효율적인 방식으로 자동으로 작동될 수 있을 뿐만 아니라, 얻어진 분석 결과가 정확하게 또한 신속하게 처리될 수 있다.
여기서 설명되는 방법의 추가 실시 형태에서, 현탁물의 분액(또는 다수의 분액)을 MALDI 플레이트 상에 배치하고 또한 다른 하류 분석(예컨대, AST)를 위한 현탁물의 분액을 배치하는 피펫팅 도구가 제공된다(개별적으로 제공되거나 또는 선취 도구 장치가 피펫을 받아 사용하도록 되어 있음). 피펫팅 도구를 유지하기 위한 피펫팅 도구 홀더를 갖는 위치설정 장치가 제공된다. 이 위치설정 장치는 피펫팅 도구를 현탁물 튜브 위쪽의 출발 위치에 위치시키기 위해 배치된다. 위치설정 장치는 피펫팅 도구를 현탁물 안으로 자동으로 하강시키고 또한 밖으로 자동으로 상승시키며 또한 피펫팅 도구를 전달 위치에 위치시킨다. 피펫팅 도구는 위치설정 장치의 피펫팅 도구 홀더에 의해 수용된다. 위치설정 장치는 피펫팅 도구를 현탁물 튜브 위쪽의 출발 위치에 위치시키고, 피펫팅 도구를 현탁물 튜브 내의 현탁물 안으로 하강시키며 또한 일정량의 현탁물을 픽업하도록 피펫팅 도구를 작동시키며 또한 그 일정량의 현탁물을 갖는 피펫팅 도구를 전달 위치로 상승시키게 된다. 피펫팅 도구는, 일정량의 현탁물 매질을 수용하기 위해 피제어 밸브에 의해 폐쇄되는 가압 가능한 챔버를 갖는다.
본 방법은 타겟 플레이트를 유지하기 위한 타겟 플레이트 홀더를 제공하고, 타겟 플레이트는 적어도 하나의 배치 지점을 갖는다. 타겟 플레이트는 타겟 플레이트 홀더에 위치한다. 피펫팅 도구를 위치설정 장치의 전달 위치로부터 타겟 플레이트의 배치 지점 중의 하나의 위쪽에 있는 위치로 자동으로 전달하고 또한 피펫팅 도구를 타겟 플레이트 위쪽의 미리 정해진 거리까지 하강시키는 전달 장치가 제공된다. 챔버는 약 0.5 bar 내지 1.1 bar 범위의 압력까지 가압되고, 그런 다음 밸브는, 약 0.5 내지 3.0 ㎕의 부피를 갖는 현탁물의 액적이 배치 지점에 배치되어 특히 타겟 플레이트의 배치 지점 중 하나의 거의 대략 절반을 덮게 되는 시간 동안 밸브가 개방된다. 그후 피펫팅 도구는 타겟 플레이트로부터 상승된다. 재현 가능하게 준비될 수 있고 또한 자동화된 과정의 결과로 타겟 플레이트 상에 정확하게 배치될 수 있는 작은 액적의 현탁물을 얻기 위해, 특정 미생물의 특성, 예컨대 그의 부착성에 따라 압력과 개방 시간을 조절할 수 있다.
앞에서 설명한 방식으로 피펫팅 도구를 사용하여 더 많은 현탁물을 얻는다. 그런 다음 피펫팅 도구를 사용하여 현탁물을 다른 분석을 위한 용기(예컨대, 항생제 감수성 시험(AST)을 수행하기 위한 적절한 용기) 안으로 분배한다.
교차 오염을 피하기 위해, 본 발명에 따른 방법의 일 바람직한 실시 형태에서, 피펫팅 도구, 특히 그의 분배 팁의 형상은, 타겟 플레이트 또는 다른 용기 상에 현탁물의 액적을 배치하는 것이 튐(splash)이 없는 방식으로 일어나도록 되어 있다. 사용되는 미생물의 종류, 특히 그의 부착성에 따라, 정확한 압력을 위에서 언급된 범위 내에서 선택하고 또한 밸브 개방 시간을 위에서 언급된 범위 내에서 선택하는 것에 추가로, 피펫팅 도구의 적절한 형상에 의해, 현탁물의 액적이 튐이 없는 방식으로 배치될 수 있는 것으로 나타났다.
방법의 추가 실시 형태에서, 식별 마크가 타겟 플레이트 및 샘플 시험(예컨대, AST)을 위한 다른 용기(들)에 제공되고 또한 선택적으로 식별 마크를 타겟 플레이트의 배치 지점에 제공한다. 본 방법에 따르면, 타겟 플레이트 및 배치 지점의 식별 마크는, 선택된 미생물 콜로니가 얻어진 배양 접시의 아이덴티티에 연계되어 현탁물의 특성과 함께 모두 중앙 제어 컴퓨터의 메모리에 저장된다. 본 방법은 극히 효율적인 방식으로 자동으로 작동될 수 있을 뿐만 아니라, 얻어진 분석 결과의 정확하고 신속한 처리가 이루어진다.
본 방법의 더 추가의 실시 형태에서, AST와 같은 추가 시험의 수행을 도와주는 용기와 같은 준비된 용기가, 튜브가 미생물 현탁물 및 다른 적절한 시약으로 접종되는 위치로부터, 추가 피펫터(pipettor)가 용기로부터 혼합물을 빨아올려 시험에 사용되는 카트리지를 접종하는 제2 위치로 이동될 수 있다. 접종 후에 이러한 카트리지는 로봇에 의해 유지 구조체 안으로 더 위치될 수 있고, 이 유지 구조체는 카트리지가 카트리지 전달 기구에 의해 회수될 때까지 그 카트리지를 유지하게 된다. 이용 가능하면, 카트리지 전달 기구는 유지 구조체로부터 카트리지를 픽업하거나 잡아서 그 카트리지를 AST 시험 기구와 같은 시험 기구 내에 위치하는 다른 유지 구조체에 전달하게 된다.
MALDI 또는 MALDI-TOF-MS에 의해 실행되는 바와 같은 질량 분광법을 사용하여 미생물을 식별한다. MALDI-TOF-MS 작업에서, 미생물 콜로니의 샘플이, MALDI 기구에서 고정된 위치에 유지되는 타겟 플레이트 상에 점재되거나 배치된다. 이러한 타겟 플레이트는 일반적으로 복수의 배치 지점(예컨대, 단일 타겟 플레이트 상의 24 내지 384 개 배치 지점)을 갖는다. 이들 배치 지점은 타겟 플레이트의 가장자리에 대해 고정된 배향을 갖는다. 타겟 플레이트는 X-Y 스테이지 상에 위치하여, 선택된 배치 지점에 미생물 콜로니의 수득한 샘플이 배치될 수 있다. 특정 샘플이 배치된 위치는 X-Y 좌표/파라미터로 나타내지고 중앙 제어 컴퓨터의 메모리에 저장된다.
도 2에는 상세히 나타나 있지 않지만, 타겟 플레이트(42)는 "B"로 나타나 있는 위치에서 전달 트랙(18) 아래에 위치하는 것으로 도시되어 있다. 샘플은 전달 트랙(18)을 따라 배양 접시(3) 및/또는 현탁물 튜브(11)로부터 위치(B)에서 타겟 플레이트 위쪽으로 전달될 수 있고, 거기서 샘플은 하강되어 타겟 플레이트의 배치 지점에 배치된다. 도 1에 도시되어 있는 것과는 다른 전달 기구를 생각할 수 있다. 예컨대, 데크에 장착되는 전달 기구가 배치될 수 있다.
샘플을 포함하는 현탁물을 준비하고 이 현탁물을 타겟 플레이트의 배치 지점에 배치하는 것과 관련하여 본 발명을 아래에서 상세히 설명할 것이다. 일반적으로, 미생물 콜로니는 배양 접시에 자동으로 위치하고 검출된다. 선택된 미생물 콜로니의 샘플이 예컨대 그 콜로니와 접촉하는 선취 도구에 의해 자동화된 방식으로 얻어진다.
미생물의 특성 규명 및 식별을 수행할 때, 통상적으로 복수의 콜로니가 배양 접시에서 증식된다. 추가로, 복수의 다른 배양 접시가 장치를 통해 처리된다. 따라서, 본 발명은 예컨대 바코드로 각 배양 접시를 개별적으로 식별할 수 있고, 또한 단일 배양 접시에 있는 관심 대상의 각 콜로니가 선택되고 식별 마크를 부여 받게 된다. 이와 관련하여, 미생물 콜로니를 배양 접시에 위치시키고 선택하는 자동화된 단계 전에, 다수의 미생물 콜로니를 포함하도록 결정된 배양 접시가 제공된다. 이 배양 접시의 초기 영상이 얻어진다. 이 영상은 모든 미생물 콜로니를 포함한다. 기구 또는 이 기구와 통신하여 작동하는 장치가, 모든 미생물 콜로니를 포함하여 배양 접시의 초기 영상을 디스플레이에 표시하고 초기 영상에 있는 적어도 하나의 미생물 콜로니를 선택한다. 이렇게 해서, 연구자 또는 분석자가 철저한 교육 및 지식에 근거하여 관심 대상의 콜로니를 선택할 수 있다. 일 실시 형태에서, 영상촬영 정보가 처리되고 콜로니가 사양에 근거하여 선취를 위해 식별된다. 각 배양 접시에는 바코드와 같은 배양 접시를 식별하는 개별적 식별 요소가 제공되므로, 모든 콜로니를 포함하는 배양 접시의 초기 영상이 저장되고, 적어도 하나의 선택된 타겟 미생물 콜로니에 관한 정보가 저장된다(바람직하게는 (전자) 초기 영상에 주어져 있는 연계를 가지고). 배양 접시의 모든 정보 및 식별 요소가, 높은 정확도와 처리 무결성을 가능하게 해주는 중앙 제어 컴퓨터의 메모리에 저장된다.
이렇게 헤서, 여기서 설명하는 방법과 장치에서 유일한 잠재적인 수동 작동은 관심 대상의 콜로니를 선택하는 행위이다. 샘플에 관한 모든 데이타는 자동화된 방식으로 처리된다. 선택적으로, 연구자 또는 분석자는 배양 접시의 선택된 미생물 콜로니에 행해질 처리에 관한 처리 지시를 수동으로 입력할 수 있다. 이 처리 지시는 또한 나중에 사용되기 위해 중앙 제어 컴퓨터의 메모리에 저장된다. 이 수동적인 행위 후에, 수행되는 모든 추가 단계들은 신뢰적이고 효율적인 방식으로 자동화된다.
이 자동화된 추가 처리를 위해 배양 접시는 영상촬영 장치를 포함하는 선취 도구 장치의 배양 접시를 위한 스테이지 상에 자동으로 위치한다. 선취 도구 장치에 위치하는 배양 접시의 영상이 얻어지고, 배양 접시의 식별 요소와 함께, 선취 도구 장치의 영상촬영 장치에 얻어진 이 영상을 배양 접시의 저장되어 있는 초기 영상과 비교하고, 그래서 선택된 미생물 콜로니의 위치 및 선택적으로 그 선택된 미생물 콜로니에 대해 수행될 처리에 관한 처리 지시에 관한 정보를 얻을 수 있다. 배양 접시가 선취 도구 장치에 배치될 때 배양 접시의 영상을 초기 영상과 비교하여, 선택된 콜로니의 위치를 예컨대 컴퓨터화된 영상 비교에 의해 자동으로 얻을 수 있다. 또한, 각 타겟 플레이트에는 식별 마크가 제공되고, 선택적으로, 타겟 플레이트의 각 배치 지점은 개별적인 식별 마크 또는 위치 식별자를 갖는다. AST를 위해 사용되는 용기는 결과를 정확한 샘플과 관련시키는 식별 마크를 지니고 있다. 선택된 미생물 콜로니가 얻어진 배양 접시의 아이덴티티에 연계되어 현탁물의 특성과 함께 타겟 플레이트와 배치 지점의 식별 마크를 중앙 제어 컴퓨터의 메모리에 저장한 후에, 얻어진 MALDI/AST 결과를 시험 중인 특정한 미생물 콜로니에 정확하게 연계시키는 것이, 정확하고 자동화된 방식으로 가능하게 된다.
샘플이 타겟 플레이트의 배치 지점 중의 하나의 거의 대략 절반을 덮는 경우, 처음에 샘플로 덮히지 않은 배치 지점의 부분의 MALDI 기구로부터 얻어진 분석 결과는, 처음에 샘플로 덮힌 배치 지점의 부분의 MALDI 기구로부터 얻어진 분석 결과 보다 놀랍게도 훨씬 더 정확한 것으로 나타났다. 매트릭스 재료의 액적이 배치 지점의 일부분을 덮는 샘플 위에 놓인 후에 일어나는 결정화에 의해, 덮히지 않은 배치 지점의 부분 또한 일정량의 샘플 재료를 포함하고 이 양은 우수한 분석 결과를 제공하기에 아주 적절하다고 생각된다. 이때, 이러한 효과에 대한 원인이 되는 물리적 또는 화학적 과정은 명확하지 않지만, 아마도 MALDI의 기반이 되는 기본적인 과정이 알려지면 더 명확하게 될 수 있을 것이다.
샘플 준비 시스템 및 방법
이제, 배양 접시로부터 선취된 미생물 콜로니의 샘플로부터 현탁물이 만들어지는 본 발명의 방법을 이러한 방법을 수행하기 위한 샘플 준비 시스템(1000)의 일 실시 형태와 함께 설명하도록 한다.
도 1은 여기서 설명하는 방법을 수행하기 위한 시스템(1000)을 나타낸다. 이 시스템(1000)은, 본 방법을 실행하기 위한 또한 설명하는 방법을 수행하는 구성품을 위한 환경을 제공하는 하우징(1005)을 포함한다. 이와 관련하여, 구성품은 복수의 스테이션 사이에서 하우징(1005) 내에 분산되어 있다. 좌측에서 우측으로, 하우징은 수용 스테이션(1010), 선취 스테이션(1020), 준비 스테이션(1030), 및 전달 스테이션(1040)을 제공한다. 수용 스테이션(1010)은 관심 대상 미생물을 보유하고 있는 것으로 의심되는 하나 이상의 배양 접시를 수용하고 이러한 배양 접시를 선취 스테이션(1020)에 자동적으로 공급한다. 선취 스테이션(1020)은 관심 대상 콜로니를 자동적으로 검출하고 그 콜로니로부터 샘플을 선취한다. 준비 스테이션(1030)은 식별(ID) 및 항생제 감수성 시험(AST)과 같은 시험을 위한 샘플을 자동으로 준비한다. 전달 스테이션(1040)은 준비된 AST 샘플을 AST 캐리지(여기서는 패널이라고도 함)에 자동으로 전달하고, 그 캐리지는 AST 시스템에 자동으로 전달된다.
일반적인 방법에서, 선취 도구(6)를 얻고 스테이지에 배치되어 있는 배양 접시(3)를 지지하는 스테이지(2)에 그 도구를 전달하기 위해 자동화된 선취 도구 장치(8)가 제공되어 있다. 선취 전에, 배양 접시(3)에서 관심 대상 콜로니(4)가 식별되고 또한 배양 접시 상에서의 위치가 결정된다. 제어기(30)를 통해 위치를 통보 받은 선취 도구(6)가 선취 도구(6)를 관심 대상 콜로니(4) 위로 이동시키고 콜로니를 선취한다. 일단 선취되면, 선취된 샘플(19)은 하나 이상의 큐벳 또는 현탁물 튜브(11) 안으로 전달된다. 현탁물 액체(14)의 분액이 현탁물 튜브(11) 안으로 분배되고, 이는 바람직하게는 선취된 콜로니 샘플(19)이 튜브(11) 안으로 전달되기 전에 수행된다. 그런 다음 선취 도구(6')는, 선취된 샘플(19)이 적재된 선취 도구(6')의 부분이 현탁물 액체(14)에 침지되도록 배치된다. 선취 도구(6')는 미생물을 방출시키기 위해 진동된다. 혼탁도계(20)가 현탁물의 혼탁도를 모니터링하고 이러한 정보를 제어기(30)에 제공하며, 이 제어기는, 측정된 혼탁도를, ID 및 AST와 같은, 현탁물의 분액에 대해 수행될 시험에 대한 농도 사양과 상호 참조한다. ID 및 AST 모두에 대한 목표 농도를 여기서 설명한다.
일단 현탁물이 원하는 혼탁도에 도달하면, 현탁물의 분액이 튜브(11)로부터 빨아 올려지고 ID 시험을 수행하기 위한 플레이트(42)에 현탁물이 접종된다. 그런 다음 피펫팅 도구(46)는 AST를 위한 현탁물의 다른 부분 표면을 얻는다. 어떤 실시 형태에서, 현탁물은 AST를 위한 현탁물을 빨아올리기 전에 현탁물 액체로 추가로 희석하는 하는 것을 필요로 할 수 있다. 일단 얻어지면, 피펫팅 도구(46)는 AST 시험 또는 분자 진단 분석과 같은 다른 분석을 위한 용기(82) 안으로 현탁물을 분배한다. 이러한 용기는 그러한 추가 시험에 이용되는 시약을 포함할 수 있고, 분배 전에 튜브 그립퍼 로봇(50)에 의해 바코드 스캔될 수 있다.
그 후, 용기(82)는 이동 장치(80)에 의해 이차 위치로 전달된다. 이 위치에서, 다른 피펫팅 도구(66)가 용기(82)로부터 현탁물을 빨아올리고 시험 카트리지(90)에 접종하게 된다. 이 카트리지(90)는 접종 전에 카트리지 전달 로봇(70)에 의해 카트리지 충전 유닛(78)의 유지 구조체로 이동될 수 있다. 카트리지 충전 유닛(78)은 카트리지(90)에 접종하기 위한 최적의 각도로 회전시키도록 작동할 수 있다. 마개 제거 로봇(나타나 있지 않음)이 피펫터(60)를 통해 접종하기 위해 필요에 따라 카트리지(90)로부터 마개를 제거할 수 있다. 카트리지(90)에 접종된 후에, 이 카트리지는 전달 기구(2000)에 의해 시험 기구(2050)(도 20 참조)에 전달될 수 있다. 일단 시험이 수행되면, 시스템은 표본 증식의 정량화 및 ID와 AST의 결과를 나타내는 최종 표본 보고서를 출력할 수 있다.
이제, 시스템(1000) 및 이의 구성품에 대해 본 방법을 더 구체적으로 설명한다. 도 2는 시스템(1000)의 하우징(1005) 내에 배치되어 있는 스테이션(1020, 1030, 1040)을 개략적으로 나타낸다.
선취 스테이션(1020)은 한천(agar) 겔의 층과 같은 영양 층(5) 상에서 미생물(4)을 포함하는 배양 접시(3)를 위한 스테이지(2)를 포함한다. 배양 접시(3)는, 접시(3)를 수용 스테이션(1010)으로부터 전달하는 이동 아암(나타나 있지 않음)을 통해 스테이지(2) 상에 위치될 수 있다. 수용 스테이션(1010)은 다른 상류 실험실 장비로부터 복수의 배양 접시를 자동적으로 받을 수 있고, 접시(3)를 스테이션(1020)에 공급하기 전에 그 복수의 배양 접시를 적층 형태로 배치할 수 있다.
일단 접시(3)가 선취 스테이션(1020)에 수용되면, 콜로니 식별 및 콜로니 선취가수행된다. 스테이션(1020)은 위치설정 장치(8)를 포함하고, 이 장치는 일회용 피펫 팁과 같은 선취 도구를 해제 가능하게 유지하기 위한 선취 도구 홀더(9)를 포함한다. 나타나 있는 바와 같이, 선취 도구 홀더(9)는 제1 선취 도구(6)를 유지한다. 위치설정 장치(8)는 배양 접시(3) 위쪽의 출발 위치(도 2에서 실선으로 나타나 있음)에 제1 선취 도구(6)를 위치시키기 위해 배치되어 있고, 또한 제1 선취 도구(6)를 배양 접시(3) 쪽으로 자동으로 하강시키고 또한 그로부터 멀어지게 상승시키기 위해 배치되어 있고, 그래서 제1 선취 도구(6)는, 미생물(4)과 접촉하여 이 미생물(4)의 샘플(19)을 픽업하는 위치(파선으로 나타나 있음)에 위치될 수 있다. 제1 선취 도구(6)가 샘플(19)을 픽업한 후에(샘플(19)이 유지되어 있는 제1 선취 도구는 도 2에서 6'으로 나타나 있음), 위치설정 장치(8)가 제1 선취 도구(6')를 상승시켜, 현탁물 튜브(11) 위에 위치하는 전달 위치(A)에 위치시킨다. 위치설정 장치(8)는 바람직하게는 전달 트랙(18)을 따라 수평 방향으로 전달 위치(A)로 이동하기 전에 수직 방향으로 선취 도구(6')를 출발 위치로 상승시킨다. 이는 샘플 선취 중에 형성될 수 있는 점액질 스트링에 의한 오염을 방지하는데에 도움을 줄 수 있다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 위치설정 장치(8)는 전달 위치(A) 쪽으로 수직 방향 및 수평 방향(도 2에서 화살표로 나타나 있는 바와 같은) 모두로 이동할 수 있다.
추가 시험을 위해 콜로니를 선취할 때 일부 콜로니의 특성은 위에서 언급한 끈적끈적하거나 미끈미끈한 특성이다. 이는 한천 표면으로부터 콜로니를 제거하는 것을 어렵게 만드는 접액질 농도라고 한다. 위에서 언급한 바와 같이, 콜로니가 선취 장치에 접촉한 후에, 종종 선취 장치와 한천 표면 상의 콜로니 사이에 점액질 스트링이 형성될 것이다(도 15 및 16). 이 스트링은 제어된 방식으로 끊기가 어려울 수 있고, 기구 내의 다른 샘플 및 표면의 잠재적인 오염과 관련하여 위에서 언급한 문제를 준다.
콜로니를 수동으로 선취할 때, 사용자는 스트링 형성을 보게 될 것이고, 스트링을 제거하기 위해 어떤 수의 수동적인 동작이라도 취할 수 있다. 이는 선취 장치를 회전시키고 그리고/또는 선취 장치를 플레이트의 깨끗한 부분에 문지르는 것을 포함한다. 스트링이 시각적으로 관찰될 수 있기 때문에, 사용자는 스트링이 언제 끊어질지를 알 것이며 시험을 진행할 수 있다. 이들 모든 조치는 교차 오염의 위험이 거의 없이 취해질 수 있다.
점액질 스트링의 존재를 처리하기 위한 자동화 과정의 일 실시 형태에서, 스트링은 광학적으로 검출되거나(예컨대, 이러한 스트링을 모니터링하고 검출하기 위해 카메라가 사용될 수 있음) 또는 전기장의 변화를 모니터링하여 검출된다. 스트링은 주변 공기에 대해 전도성을 갖는다. 일단 스트링이 검출되면, 당업자는, 어떤 수의 기계적 장치라도 사용하여 스트링을 끊을 수 있음을 알 것이다. 도 15를 참조하면, 자동화된 시스템(700)에 배치되어 있는 배양 플레이트(710)가 도시되어 있다. 이 배양 플레이트(710) 상에는 한천(720)이 배치되어 있고, 그 한천 상에는 많은 다른 콜로니(730)가 형성되어 있다. 피펫 팁(740)이 하강되어 한 콜로니와 접촉하고, 그 피펫 팁이 후퇴됨에 따라, 스트링(750)이 형성된다. 도 16을 참조하면, 피펫 팁(740)이 한천(720)의 표면으로부터 위쪽으로 계속 끌어 당겨짐에 따라, 스트링(750)이 길어지게 된다. 이때 피펫 팁을 이동시키면, 스트링은 시스템(700) 내의 다른 위치로 이동하게 된다. 이렇게 되면, 시스템(700) 내의 다른 위치에서 스트링에 의한 교차 오염이 생길 수 있다.
일 실시 형태에서, 스트링의 존재는, 콜로니가 선취되고 선취된 샘플을 현탁물 안으로 전달하기 위해 피펫이 플레이트 표면으로부터 후퇴될 때 피펫 팁의 캐패시턴스를 모니터링하여 검출된다. 선취 도구가 샘플로부터 후퇴됨에 따라 스트링은 캐패시턴스의 대전의 차이를 초래할 것이다.
캐패시턴스 레벨 센서는 다양한 고체, 수성 및 유기 액체를 감지할 수 있다. 캐페시턴스 검출은 캐패시턴스 회로에 가해지는 무선 주파수 신호에 의존한다. 캐패시턴스(ρF = 피코페럿)를 모니터링하여, 점액질 스트링의 형성을 검출할 수 있다. 도 17a는 선취 도구가 내려가 한천의 표면에 접촉함에 따른 캐패시턴스를 나타내는 그래프이다. 선취 도구가 한천 표면으로부터 멀어지게 위로 상승될 때 캐패시턴스는 빠르게 저하한다. 도 17b는 선취 도구가 표면으로 멀어지게 이동함에 따라 점액질 스트링이 형성될 때 용량성 신호의 변화를 도시한다. 스트링이 점점 얇아져 결국 끊어짐에 따라 캐패시턴스는 서서히 감소한다.
전도성 레벨 센서는 두 센서 사이에 저 전압 레벨을 사용한다. 점액질 스트링이 전도성을 갖기 때문에, 한천 표면이 점액질 스트링에 의해 선취 도구에 연결되어 있는 한 전도성은 높게 유지될 것이다.
스트링은 또한 광학적으로 검출될 수 있다. 플레이트를 가로지르는 광학 신호는 플레이트와 피펫 사이에 형성되는 스트링에 의해 회절된다. 이 신호 차단은 소프트웨어에 의해 검출될 수 있고 그리하여 스트링의 존재를 나타낸다.
스트링을 제거하기 위해 어떤 수의 기계적 장치라도 사용할 수 있다. 바람직한 방안은 비용 효과적이고 에어로졸을 발생시키거나 시스템 내의 다른 플레이트를 오염시키지 않는다. 어떤 박테리아 상의 점액질 코팅은 수동 및 자동화된 시스템에서 선취를 어렵게 만든다. 점액질 바이오 필름은 유기체를 보호해주지만 그를 가지고 하는 작업을 어렵게 만든다. 예컨대, 스트링을 제거하고 시스템의 오염을 방지하기 위해, 점액질 샘플의 선취 후에 추가적인 자동화 단계 및 특징적 사항이 제공된다.
일 실시 형태에서, 점액질 스트링을 자르기 위해, 저항 가열되는 핫 와이어(hot wire) 또는 블레이드가 제공된다. 핫 와이어 또는 블레이드는, 절단 장치가 연속적으로 재사용될 수 있도록 그 절단 장치를 살균하기에 충분한 온도로 가열된다. 당업자는, 미생물을 죽여 와이어 또는 블레이드에 대한 오염을 제거하지만 유기체의 에어로졸 방출을 일으킬 수 있는 선취된 샘플의 빠른 증발을 유도할 만큼 고온은 아닌 적절한 온도를 선택할 수 있다.
매우 낮은 온도 또한 스트링을 끊는데 사용될 수 있다. 일단 스트링이 감지되면 액체 질소의 작은 스프레이가 피펫 팁에 공급되어 스트링을 경화시켜 그 스트링을 끊어지게 할 것이다. 일 대안적인 실시 형태에서, 냉동되도록 냉각되는 절단 프로브가 사용되어, 점액질 스트링을 절단하여 깔끔한 끊어짐을 가능하게 한다.
다른 실시 형태에서, 회전하는 일회용 로드를 사용하여 스트링을 끊는다. 스트링이 감지되면, 절단 로드가 그 스트링과 접촉된다. 대안적인 실시 형태에서는, 스트링이 끊어지도록, 절단 로드가 회전하여 점액질 스트링을 그 로드 주위에 감을 수 있다.
다른 실시 형태에서, 피펫 팁이 스트링을 형성하면서 한천 플레이트로부터 멀어지게 이동할 때 스트링을 끊는 초음파 처리 장치가 제공된다. 예컨대, 초음파 호른(horn)이 피펫 팁 어댑터에 연결된다. 선취 장치가 한천 표면으로부터 멀어지게 끌어 당겨질 때 고 주파수의 짧은 펄스에 의해 점액질 스트랜드가 쉽게 잘리게 된다.
다른 실시 형태에서, 스트링은 건조되고 그래서 취성을 갖게 되며 부러질 수 있다. 플레이트 옆에 위치하는 작은 노즐로 공기를 스트링 상으로 불면 건조 시간이 감소된다. 건조 시간은 임의의 한 선취에 대한 시간을 크게 증가시키지 않도록 제어된다.
다른 실시 형태에서, 강한 전류가 스트링에 흐르게 된다. 얇은 점액질 스트링의 자연적인 저항으로 인해, 스트링의 가장 얇은(최소의 전도성을 갖는) 부분에서의 저항이 최대가 될 것이다. 증가된 저항에 의해 스트링은 끊어져 분리될 것이다. 전류는, 스트링을 끊기에 충분히 강하지만 유기체의 에어로졸 방출을 일으킬 수 있는 빠른 증발을 유도할 만큼 강하지는 않도록 선택된다.
스트링이 검출된 후에, 팁은 한천 표면을 가로질러(그 표면으로부터 위쪽으로 3 ∼ 6 mm 떨어져서) 전진된다. 스트링이 한천에 내려 앉고 팁이 계속 이동함에 따라, 스트링은 끊어질 때가지 늘어날 것이다. 그러나, 스트링은 한천 위에서 끊어질 것이므로, 교차 오염의 위험은 없다. 대안적인 실시 형태에서, 팁이 한천 위에서 방향을 변경할 때 스트링이 끊어지도록 빠른 지그재그 패턴이 사용된다.
대안적인 실시 형태에서, 증식이 없는 경우에 팁은 플레이트 내의 한천 내로 펀칭된다. 이리하여, 팁이 깨끗이 닦이게 되고 스트링이 제거될 것이다. 다른 실시 형태에서, 피펫 팁은 한천 표면을 가로질러 플레이트의 가장자리로 이동된다. 스트링은 플레이트의 가장자리에서 효과적으로 닦이고 스트링이 제거된다.
다른 실시 형태에서, 점액질 스트링이 검출되면, 팁 근처의 작은 진공 장치가 사용된다. 진공은 스트링을 진공 흡인하여 주변 오염을 제거하기 위해 HEPA 필터 시스템을 사용할 것이다.
대안적인 실시 형태에서, 피펫은 점액질 스트링에서 발견되는 고분자량 당단백질을 분해할 수 있는 점액 용해제로 처리되거나 코팅되어 있다. 이러한 점액 용해제의 일 예가 n-아세틸-l-시스테인이다.
다른 실시 형태에서, 플레이트의 옆에 저 출력 레이저가 위치한다. 피펫터가 플레이트 영역을 떠날 때, 피펫 팁은 레이저 비임의 바로 위쪽에서 이동하게 된다. 스트링이 존재하면, 점액질 스트링이 레이저 비임을 통과할 것이다. 점액질 스트링은 끊어질 때까지 가열된다.
다른 실시 형태에서, 스트링이 검출되면, 팁은 360도 회전될 수 있다. 이 회전에 의해 점액질 스트링이 절단된다. 다른 실시 형태에서, 피펫 팁은 선취가 일어난 곳과 동일한 위치에서 상하로 이동하여 한천 표면에 접촉하여 스트링을 끊게 된다. 각 접촉시 피펫 팁은 어떤 양을 흡인하게 된다. 이리하여, 점액질 스트링이 분리되고 실제로 스트링의 대부분 또는 일부가 피펫 팁 안으로 끌려 들어가게 된다.
선취 스테이션(1020)은, 현탁물 매질(14)을 수용할 수 있는 현탁물 튜브(11)를 유지하기 위한 현탁물 튜브 홀더(10)를 더 포함한다. 본 실시 형태에서, 현탁물 튜브 홀더(10)는 현탁물 튜브(11)를 수직 축선(D) 주위로 회전시키기 위한 회전 가능한 현탁물 튜브 홀더이다. 그러나, 어떤 실시 형태에서, 튜브 홀더(10)는 움직이지 않을 수 있다. 나타나 있는 바와 같이, 현탁물 매질(14)은 자동 현탁물 매질 분배기(12)로부터 분배되며, 그 분배기는 현탁물 튜브 홀더(10)에 유지되어 있는 현탁물 튜브(11)에 현탁물 매질(14)을 자동으로 분배하기 위한 분배 노즐(13)을 가지고 있다. 그러나, 어떤 실시 형태에서, 피펫터(40)와 같은 자동화된 피펫터가 개별적으로 현탁물 매질(14)을 튜브(11) 안으로 분배할 수 있다.
위치설정 장치(8)는 이 안에 편입되어 있는 전달 장치(15)를 또한 포함하는데, 이 전달 장치는 샘플(19)을 현탁물 매질(14)에 자동으로 전달하는데 도움을 주기 위한 것이다. 전달 장치(15)는 선취 도구 홀더(9)에 연결되어 있고, 샘플(19)이 선취 도구(6')로부터 방출되기에 충분한 시간 동안 선취 도구(6')를 선형 수직방향 운동으로 진동시키도록 구성되어 있다. 본 방법에서, 일단 현탁물 튜브(11)가 현탁물 매질(14)로 접종되고 선취 도구(6')가 튜브(11) 위쪽의 전달 위치(A)에서 출발 위치에 위치하면, 위치설정 장치(8)가 선취 도구(6')를 현탁물 매질(14) 안으로 하강시키게 된다. 도 2에 개략적으로 나타나 있는 바와 같이, 샘플(19)이 침지된 상태에서, 전달 장치(15)가 활성화되어 선취 도구(6')를 진동시켜 샘플(19)을 현탁물 매질(14)내에 방출시킨다. 그 후, 위치설정 장치(8)는 선취 도구(6)를 현탁물 튜브(11) 위쪽의 대기 위치에 위치시키고, 그 대기 위치는 출발 위치와 동일할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 대기 위치와 출발 위치는 서로 다를 수 있다.
시스템(1000)은 또한 혼탁도계(20)를 포함하는데, 이 혼탁도계는 현탁물 튜브 홀더(10)에 유지되어 있는 현탁물 튜브(11)에 수용되어 있는 현탁물 매질(14)의 현탁도를 측정하기 위한 것이다. 일반적으로 당업계에 알려져 있는 바와 같이, 혼탁도계는, 재료의 농도, 본 경우에는, 현탁물 매질에 현탁되어 있는 미생물의 농도의 척도가 되는 측정 값을 제공할 수 있다. 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 혼탁도계(20)는 레이저 광을 현탁물 매질(14) 쪽으로 보내어 이에 통과시키는 레이저(21) 및 현탁물 매질(14)를 통해 전달되는 레이저 광의 양을 검출하는 센서(22)를 포함한다. 바람직하게는, 현탁물에 의해 산란된 레이저 광의 양을 검출하는 센서(도면에는 나타나 있지 않음)가 레이저 광의 경로에 수직하게 배치될 수 있다.
시스템(1000)의 작동은 제어기(30)로 제어된다. 도 3에 개략적으로 나타나 있는 바와 같이, 제어기(30)는 프로세서(32)와 메모리(34)를 포함한다. 제어기(30)는, 위치설정 장치(8)의 운동, 전달 장치(15)의 운동, 자동 현탁물 매질 분배기(12)의 작동 및 혼탁도계(20)의 작동을 각각 자동으로 제어하기 위해, 위치설정 장치(8), 전달 장치(15), 자동 현탁물 매질 분배기(12) 및 혼탁도계(20)에 통신 연결되어 있다. 추가로, 제어기(30)는 예컨대 선취 도구 홀더(9), 레이저(21) 및 센서(22)와 같은 장치의 다른 부분에 직접 통신 연결될 수 있다.
도 2 및 3에 나타나 있는 실시 형태에서, 제어기(30)는, 선취 도구(6')가 현탁물 매질(14)에 침지되기 전에 현탁물 매질(14)의 현탁도 측정이 시작되도록 현탁도계(20)를 제어하기 위해 배치되어 있다. 추가로, 제어기(30)는, 선취 도구(6')가 현탁물 매질(14)에 침지되기 전에 홀더(10)에 유지되어 있는 현탁물 튜브(11)의 회전을 시작하고 또한 현탁물 매질(14)의 현탁도가 측정되는 동안에 현탁물 튜브(11)의 회전을 유지시키기 위해, 회전 가능한 현탁물 튜브 홀더(10)를 제어한다. 제어기(30)는, 선취 도구(6')가 진동되는 전체 시간 동안에 혼탁도의 측정이 수행되도록 혼탁도계(20)를 더 제어한다. 이렇게 해서, 선취 도구(6')가 진동되는 전체 시간 동안에 혼탁도계(20)는 온-라인 측정값을 제어기(30)에 제공하고, 이 측정값은 측정된 혼탁도 및 미생물의 농도를 나타낸다.
위에서 언급한 바와 같이, 제어기(30)는, 제1 및 제2 문턱값을 저장하는 메모리(34)를 포함한다. 제1 문턱값은 제2 문턱값 이상이다. 혼탁도계에 의해 제공되는 혼탁도 측정값이 제1 및 제2 문턱값과 같거나 그 사이에 있으면, 현탁물 매질 내의 미생물의 농도/양은 현탁물(14)을 갖는 현탁물 튜브(11)가 더 처리될 수 있기에 충분하다. 측정된 혼탁도가 제1 문턱값과 제2 문턱값 사이에 있는 경우, 제어기(30)는 현탁물 튜브(11) 내의 현탁물이 더 처리될 수 있다는 신호를 제공한다. 추가로, 이 경우에, 예컨대, 위치설정 장치를 폐기물 수용부 위로 이동시키고 또한 선취 도구 홀더를 활성화시켜 선취 도구(6)를 폐기물 수용부내에 방출시켜, 선취 도구(6)를 버릴 수 있다.
현탁도계(20)의 최종 측정값이 제어기(30)의 메모리(34)에 미리 저장되어 있는 제1 문턱값 보다 높은 경우에, 미생물의 농도는, 현탁물 튜브(11) 내의 현탁물이 더 처리될 수 있기에 너무 높은 것으로 판단된다. 이러한 경우, 제어기(30)는, 추가량의 현탁물 매질(14)를 현탁물 튜브(11) 안으로 공급하기 위해 자동 현탁물 매질 분배기(12) 또는 일부 다른 매질 분배기를 제어한다. 이 추가량의 현탁물 매질(14)는 현탁물 매질의 초기량, 최종 측정값 및 제1 및/또는 제2 문턱값에 근거하며, 그래서, 현탁물 튜브(11)에 이미 존재하는 현탁물 매질(14)에 추가량의 현탁물 매질을 추가하면, 혼탁도계(20)에 의한 혼탁도의 추가 측정으로 확인할 수 있는 바와 같이, 추가 처리를 위한 요건을 만족하는, 튜브(11)의 현탁물 매질(14) 내의 미생물 농도가 얻어질 것이다.
현탁도계(20)의 최종 측정값이 제2 문턱값 보다 낮은 경우에(이는 현탁물 매질(14) 내의 미생물 농도가 너무 낮음을 의미함), 제어기(30)는, 현탁물 매질(14)를 더 농축시키기 위해 미생물(4)의 추가 샘플(19)이 제1 선취 도구(6)에 의해 픽업되도록 위치설정 장치(8)를 제어하게 된다. 대안적으로, 제1 선취 도구(6)는 버려질 수 있고, 그러한 추가 샘플을 픽업하기 위해 제2 선취 도구가 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 최종 측정값이 문턱값 보다 낮은 것으로 판단되면, 제어기는, 위치설정 장치(8)의 선취 도구 홀더(9)에 있는 제1 선취 도구(6)가 배양 접시(3) 위쪽의 출발 위치로부터 그 배양 접시 쪽으로 하강되어 미생물(4)과 접촉하여 그 미생물(4)의 추가 샘플(19)을 픽업하도록 제1 선취 도구(6)를 제어하게 된다. 그 후, 제1 선취 도구(6')는 미생물(4)의 추가 샘플(19)과 함께 배양 접시로부터 현탁물 튜브(11) 위쪽의 전달 위치(A)에 있는 출발 위치로 자동으로 상승된다. 그런 다음, 선취 도구(6')는 미생물의 추가 샘플과 함께 현탁물 매질(14) 안으로 하강되고, 현탁물 매질(14) 내에 있는 미생물(4)의 추가 샘플(19)을 방출하기 위해 일정 시간 동안 선형 수직 방향 운동으로 전달 장치(15)에 의해 진동된다. 다시 진동 동안에 혼탁도가 측정되고, 측정값은 제어기(30)의 메모리(34)에 저장되어 있는 제1 및 제2 문턱값과 비교된다. 이 경우, 제어기(30)는, 진동 중에 혼탁도계(20)로 얻어진 혼탁도의 온-라인 측정값이 제1 문턱값 이하이고 또한 제2 문턱값 이상인 경우, 일단 추가 샘플이 적어도 부분적으로 제1 선취 도구(6)로부터 제거되면 그 제1 선취 도구가 대기 위치로 상승되도록 위치설정 장치(8)의 운동을 제어하기 위해 배치될 수 있다.
측정된 혼탁도가 문턱 레벨 보다 낮은 경우에 방금 설명한 바와 같이, 현탁물 매질(14) 내의 미생물의 농도는 다수의 다음 콜로니 선취에 의해 증가될 수 있지만, 너무 낮은 것으로 판단된 측정 농도를 나타나게 하는 다른 절차가 대신 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, MALDI 플레이트의 동일한 지점에 저 농도 현막물의 다수의 분배물이 배치될 수 있다. 이러면, 현탁물 매질(14)가 아닌 MALDI 플레이트에서 미생물(4)이 농축되는 효과가 얻어진다.
본 발명의 장치에 특히 유용한 현탁물 튜브(11), 또는 대안적으로 비알(vial) 또는 큐벳은 약 2 내지 약 12 mm, 바람직하게는 약 3 mm의 목표 최대 치수를 갖는 단면을 갖는다. 이들 비교적 작은 현탁물 튜브에서, 제어기(30)는, 공급되는 현탁물 매질의 초기량이 약 0.1 ∼ 5 ml, 바람직하게는 약 1 ml 보다 작도록 자동 현탁물 매질 분배기(12) 또는 다른 매질 분배기를 제어할 수 있다.
전달 장치(15)의 진동은, 선취 도구(6')가 약 0.5 mm 내지 약 4 mm, 바람직하게는 약 2 mm 내지 약 3 mm의 진폭으로 약 5 Hz 내지 약 250 Hz, 바람직하게는 약 100 Hz의 진동수로 진동하도록 제어기(30)에 의해 제어된다. 제어기(30)는 또한, 선취 도구(6')가 진동하는 시간이 약 3 초 내지 약 120 초, 바람직하게는 약 30 초 내지 약 60 초가 되도록 전달 장치(15)의 진동을 제어하기 위해 배치된다.
자동화된 시스템 및 방법의 비탁계
이제 다양한 비탁계의 실시 형태를 설명한다. 이제 설명하는 이러한 비탁계 중의 어떤 것도 앞에서 설명한 비탁계(20)를 구성할 수 있음을 이해해야 한다. 일 실시 형태에서, 자동화된 시스템(1000)에서 사용되는 비탁계는, 공동으로 양도되어 있고 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 미국 가출원 62/056,911에 기재되어 있는 비탁계일 수 있다. 이 실시 형태에서, 현탁물은 혼탁도가 측정될 때에는 진동되지 않는다.
다른 실시 형태의 비탁계(100)가 도 4a 및 4b에 나타나 있다, 비탁계(100)는, 도 4a에 나타나 있는 바와 같이 비탁계 기부(101) 내에 배치되어 있는 현탁물 유체(120)를 갖는 큐벳(110)으로서 도시되어 있는 단일의 현탁물 튜브를 수용하도록 설계된 저 부피 비탁계이다. 비탁계(100)는 또한 광원(130), 집속 렌즈(170), 측면 산란 검출기(140), 투과 광 검출기(150), 및 광 감쇠 필터(160)(도 4b에 가장 잘 나타나 있음)를 포함한다. 샘플(120)을 갖는 큐벳(110)은 비탁계 기부(100) 내부에서 비탁계(100)의 중심에 위치한다. 광원(130), 산란 검출기(140) 및 투과 광 검출기(150)는 큐벳(110) 주위에서 서로에 대해 90도 각도로 위치한다. 산란 검출기(140)는 샘플 현탁물(120)을 수용하는 큐벳(110) 근처에서 입사 광원(130)에 평행하게 위치한다. 이리하여, 산란 광에 대한 회절, 굴절 및 반사의 영향이 최소화된다. 투과 광 검출기(150)는 광원(130)으로부터 180도로 또는 그 반대편에 위치한다. 검출기(150)는 그의 표면으로부터의 반사 영향을 줄이기 위해 입사 광 비임에 수직하게 또는 다른 각도로 배향될 수 있다. 광 감쇠 필터(160)는 큐벳(110)과 투과 광 검출기(150) 사이에 위치한다. 이 구성에서, 샘플 현탁물은 용기(110) 내부에서 개별적으로 처리되고, 비탁계(100)는 시험되는 샘플(120)을 어떤 각도로 통과하는 산란 및/또는 투과 광을 검출한다.
비탁계(100)와 같은 저 부피 비탁계와 함께 사용되며 비교적 소량의 생물학적 유체 현탁물을 처리하도록 설계된 저 부피 용기/큐벳(또는 마이크로 큐벳)의 사용을 생각할 수 있다. 도 5a 및 5b는 이러한 저 부피 큐벳의 대안적인 실시 형태를 나타낸다. 큐벳(110, 110')은 광학적으로 투명한 플라스틱으로 몰딩되며, 최소한으로 테이퍼진 측면(430, 440)을 가지고 있으며, 이들 측면은 비탁계(100) 내부에서 편리하게 배향되도록 광학적으로 매끄럽게 연마되어 있다. 큐벳(110, 110')은 일회용의 개별적인 유닛으로서 구성될 수 있다. 그러나, 아래에서 더 설명하는 바와 같이, 일련의 큐벳을 사용하여 현탁물을 준비하는 어떤 실시 형태에서는, 큐벳(110, 110')은 그러한 용도를 위해 선형적인 어레이 스트립과 함께 사용되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 큐벳(110, 110')은 다수의 샘플을 동시에 처리하도록 설계된 매트릭스 어레이와 함께 사용되도록 구성될 수 있다. 매트릭스 실시 형태에서, 다수의 현탁물 시리즈가 병렬적으로 준비된다.
나타나 있는 바와 같이, 큐벳(110, 110')은 상측 부분(400)에 비해 비교적 작은 부피를 갖는 하측 부분(410)을 갖는다. 현탁물은 처음에 작은 부피의 부분(410)에서 준비된다. 그러므로 현탁물은 먼저 큐벳(110, 110')의 하측 부분(410) 내부에 배치된다. 타겟 미생물을 포함하는 것으로 의심되는 생물학적 샘플이 유체 현탁물에 추가되고 혼합되어 시험 샘플 현탁물(120)을 제공한다. 하측 부분(410)에 있는 현탁물의 혼탁도가 측정된다. 이와 관련하여, 큐벳(110 또는 110')이 비탁계(100)에 결합되면, 광원(130)에 의해 발생된 광이 하측 부분(410) 내부에 배치되어 있는 샘플 현탁물(120)을 통과하게 된다. 비탁계(100)는 하측 부분(410)에 의해 산란된 광을 검출기(140, 150)를 통해 검출하고, 검출된 광에 근거하여 큐벳의 하측 부분(410)에 있는 샘플의 혼탁도를 측정한다.
큐벳(110, 110') 각각의 하측 부분(410) 밑에는 "큰 입자" 집결 영역(420)이 있는데, 이 집결 영역은 샘플 현탁물로부터 침전되는 큰 입자를 수용하도록 설계되어 있고, 그렇지 않으면 그 큰 입자는 비탁계(100)에 의해 이루어지는 혼탁도 측정의 정확도에 나쁜 영향을 줄 것이다. 그렇지 않으면, 저 부피 샘플은 현탁물 중에서 비탁계에 의해 조사되는 부분으로부터 입자 오염물이 침전될 수 있게 하기에 불충분한 부피를 갖는다. 예컨대, 입자 불순물을 함유하는 저 부피 현탁물을 통과하는 광은 현탁된 샘플과 불순물을 구별하지 못할 수 있고, 샘플이 부적절하게 처리되게 하는 부정확한 McFarland 값(즉, 혼탁도를 나타내는 값)을 낼 수 있다. 예컨대, 부정확한 McFarland 값은 잘못된 희석을 알려줄 수 있다. 부정확한 McFarland 값은 또한, 참인 McFarland 값이 알려져 있는 경우, 샘플이 더 처리되지 않았을 때 샘플이 하류에서 처리되게(예컨대, AST 또는 MALDI에 의해) 할 수 있다. 즉, 참인 McFarland 값은 샘플이 MALDI 또는 AST에 적합하지 않았음을 작업자에게 알려주었을 것이다. 추가로, 샘플내에서 불순물의 존재는 시험되고 있는 샘플의 정확도 농도 측정을 방해할 수 있다. 따라서, 나타나 있는 실시 형태에 따른 큐벳(110, 110')은, 하측 부분(410)을 통과하는 직접 광 경로의 외부에 있는 이 개별적인 입자 집결 영역(420)을 제공한다. 입자 오염물은 집결 영역(420) 안으로 침전하고 샘플 현탁물의 피시험 영역에 남아 있지 않으며, 이는 하측 부분(410)에서 발생된다. 하측 부분의 셀 길이는 약 5.5 mm 이고, 저 부피 샘플이 적정한 혼탁도 측정값을 얻기에 충분한 셀 길이를 제공하도록 설계되어 있다. 하측 부분은, 일단 시험 샘플 현탁물이 준비되면 광이 샘플을 통과하여 검출기(140, 150)에 의해 포착되기에 충분한 셀 길이를 제공하도록 설계되어 있다. 바람직하게는, 하측 부분(410)은 고 연마 광학 재료 또는 거의 광학적 투명성을 갖는 재료 및 당업자에게 알려져 있는 광학적으로 투과적인 다른 재료로 만들어진다. 그러한 재료는 광이 간섭 없이 큐벳의 하측 부분의 벽(440)을 통과할 수 있게 해준다.
당업자는, 큐벳(110, 110')의 작은 부피 부분(410)을 구성하기 위한 3개의 설계 자유 치수가 있음을 알 것이다. 작은 부피 부분(410)의 치수는 대체로 설계 선택의 문제이다. 일 실시 형태에서, 작은 부피 부분(410)의 치수는 샘플을 큐벳의 하측 부분 안으로 도입하게 될 장치(예컨대, 선취 도구)를 수용하도록 되어 있다. 예컨대 그리고 비제한적으로, 큐벳의 하측 부분은, 선취 도구가 큐벳(110 또는 110')의 측면과 접촉하여, 광학적 투명도를 악화시키게 되는 긁힘 및 표면 결함을 만들지 않도록 3 mm 직경의 선취 도구가 하측 부분 내에 침지되어 회전할 수 있게 해주는 적정한 여지를 제공하도록 치수 결정된다.
물론, 하측 부분(410)의 치수는 샘플의 광학 검사를 수용해야 한다. 구체적으로, 큐벳(110, 110')의 하측 부분(410)은 비탁계(100)의 광원(130) 및 검출기(140, 150)와 함께 작업하도록 치수 결정된다. 그러므로, 큐벳 설계에 대한 치수 제약은 비탁계(100)의 구성에 따른다.
하측 부분(410) 위쪽에는 상측 부분(400)이 있는데, 이 상측 부분은 AST와 같은 하류에서의 추가 처리를 위해 용기 내부에 배치되어 있는 샘플 현탁물을 희석하기 위해 사용된다. 상측 부분(400)은 하측 부분(41)) 보다 큰 폭과 길이를 갖는다. 바람직하게는, 용기의 내부 치수는, 필요시 용기 내부에서 시험 샘플 현탁물을 직접 더 희석하기 위해 생물학적 샘플과 현탁물 유체의 자동화된 혼합이 이루어질 수 있도록 설계되어 있다. 작업시, 큐벳(110, 110')의 단층식 용기 설계에 의해, 그 안에 있는 샘플 현탁물의 혼탁도가 측정될 수 있고, 또한 목표 혼탁도가 도달되지 않았으면, 샘플을 더 희석하고 혼탁도 측정을 반복할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 샘플을 실시간으로(즉, 샘플이 광학적으로 조사받고 있는 중에) 희석할 수 있다. 추가로, 단층식 용기 설계에 의해, 저 부피 샘플 현탁물(예컨대, 약 200 ㎕ 내지 약 500 ㎕의 부피를 갖는 현탁물)의 혼탁도를 측정할 수 있고 그러면서도 샘플 희석을 수용하는 더 큰 부피의 이점을 가질 수 있다.
나타나 있는 바와 같이, 큐벳(110, 110') 각각의 정상 단층(tier) 또는 상측 부분(400)은 대략 정사각형 또는 직사각형 외곽을 갖는다. 기본적으로 상측 부분(400)의 기하학적 구성은 설계 선택의 문제이다. 바닥 단층 또는 하측 부분(410) 또한 대략 정사각형 외곽을 갖는다. 이와 관련하여, 상측 부분(400)의 단면 치수가 하측 부분(410)에 비해 크기 때문에 큐벳(110, 110')은 위에서 아래로 "단축(telescoping)"된다. 바닥 부분(410)의 벽(440)들이 서로 각도를 이룬다면(예컨대, 큐벳은 원통형, 타원형 등이 아님), 큐벳(110, 110')에 대한 대안적인 형상도 생각할 수 있다. 하측 부분(410)(즉, 비탁계에 수용되는 부분)의 벽(440)들을 서로 각도를 이루게 배치하면(둥근 형상의 튜브와 비교하여), 광학 신호에 대한 결함이 더 적어지고 또한 시험 샘플의 더 양호한 혼합이 가능하게 되는 것으로 밝혀졌다. 이는 나타나 있는 실시 형태(110, 110')에 도시되어 있는데, 이 실시 형태에서, 하측 부분(410)은 서로 수직이어서 정사각형을 형성하는 4개의 측면(440)을 갖는다. 추가로, 상측 부분(400)은, 측면(430)의 치수가 측면(440) 보다 넓다는 것을 제외하고, 서로 수직인 4개의 측면(430)을 갖는다. 더 작은 하측 부분(410)은, 비탁계 기부(101) 및/또는 선형 큐벳 어레이(아래에서 설명함)에 수용되도록 구성되어 있다. 각 큐벳(110, 110')의 정상부는 샘플 및 희석제/현탁물 매질을 받기 위한 개구(450)를 가지고 있다. 상측 부분(400) 및 하측 부분(410)의 측벽(430, 440)은 평평한 표면에 의해 규정된다. 어떤 특정한 이론에 구속되는 것은 아니지만, 평평한 표면은 큐벳(110, 110')을 통과하는 광의 회절과 굴절을 최소화하는 것으로 생각된다. 추가로, 큐벳(110, 110')의 정사각형 구성에 의해, 광 경로는 그러한 용기(110, 110')의 평평한 표면에 대해 직각으로 샘플 현탁물 및 용기를 통해 안으로 들어갈 수 있다. 이러한 구성에 의해, 광원(130)이 큐벳(110, 110')에 들어가고 나갈 때 그 광원의 회절 또는 굴절에 대한 가능성이 최소화된다.
큐벳(110, 110')의 다양한 구성을 생각할 수 있다. 도 5a에 나타나 있는 실시 형태에서, 큐벳(110)의 상측 부분(400)은 하측 부분(410) 쪽으로 테이퍼져 있다. 곧은 가장자리(401)로 볼 수 있는 바와 같이, 측벽(430)들이 교차하는 상측 부분(400)의 코너는 하측 부분(410)의 코너와 정렬된다. 테이퍼형 가장자리(401)는 더 넓은 상측 부분(400)과 더 좁은 하측 부분(410) 사이의 천이부를 형성한다.
도 5b에 나타나 있는 다른 실시 형태(110')에서, 측벽(430)들이 교차하는 상측 부분(400)의 코너는, 측벽(440)들이 교차하는 하측 부분(410)의 코너로부터 오프셋되어 있다. 이러한 오프셋은 도 5b에 도시되어 있는 바와 같은 오프셋 가장자리(402)에서 일어난다. 일 특정한 예에서, 하측 부분(410)의 코너는 상측 부분(400)의 코너로부터 45도 만큼 오프셋되어 있다. 유리하게, 이러한 구성에 의해, 큐벳(110')이 비탁계 기부(101) 내부에 배치될 때 광원(130)과 검출기(140, 150)는 큐벳(110')의 어느 쪽에도 배치될 수 있다.
도 6의 흐름도에 나타나 있는 바와 같은, 혼탁도를 측정하기 위해 비탁계(100) 및 큐벳(110)을 사용하는 방법을 지금부터 설명한다. 큐벳(110)은 수동 또는 자동으로 비탁계 기부(100) 내부에 배치된다. 초기 현탁물 유체(미생물이 없음)가 큐벳(100) 내부에 배치된다. 유체 부피는 약 200 ㎕ 내지 약 500 ㎕ 이다. 바람직하게, 초기 현탁물 유체 부피는 약 300 ㎕이다. 특정된 McFarland 값을 얻기 위해 희석이 필요하면 추가 유체가 큐벳(110)에 추가될 수 있다. 다음, 미생물을 포함하는 것으로 의심되는 생물학적 샘플이 큐벳(110)에 추가되어 현탁물 유체와 혼합되어 시험 샘플 현탁물(120)을 얻는다. 비탁계(100)가 시험 샘플(120)의 초기 혼탁도를 측정하고 McFarland 값이 메모리(34)에 기록된다. 초기 혼탁도 판독값이 너무 높으면, 추가적인 현탁물 유체를 추가하여 샘플 현탁물을 더 희석한다. 일 실시 형태에서 희석은 자동화되어 있다. 큐벳(110)의 상측 부분(400)은 현탁물 유체의 부피가 하측 부분(410)의 부피를 초과할 수 있게 해준다. 비탁계(100)는 희석된 현탁물의 혼탁도를 측정한다. 일단 미리 결정된 McFarland 값이 얻어지면, 현탁물은 하류 시험을 위해 더 처리되거나, 보관되거나 또는 버려지게 된다. 현탁물은 원하는 McFarland 값을 얻기 위해 필요한 횟수 만큼 희석될 수 있다.
광원(130)에서 나온 광이 큐벳(110) 내부에 배치되어 있는 현탁물(120)(예컨대, 시험 대상 샘플)을 조사한다. 표면(예컨대, 큐벳/용기(110)의 평평한 측벽(440))에 부딪히는 광을 여기서는 입사 광이라고 한다. 현탁물(120)의 입자로부터 산란된 광을 여기서는 산란 광이라고 한다. 입사 광의 일 부분은 큐벳 표면에 의해 반사된다. 굴절된 또는 투과된 광은, 입사 광 중에서 표면(예컨대, 큐벳/용기(110)의 평평한 측벽(440))을 투과하는 부분이다.
작업시, 투과 광은 투과 광 검출기(150)에 의해 수용된다. 예시적인 실시 형태에서, 투과 광 검출기(150)는 현탁물을 투과하는 광의 검출을 최대화하기 위해 입사 광 경로 상에 위치한다. 검출기(150)의 표면이 높은 반사성을 갖는 경우, 검출기(150)는, 검출기 표면이 광 경로 축선에 대해 약간의 각도를 이루어(90도는 아님) 위치하도록 위치될 수 있다. 검출기(150)를 어떤 각도로 위치시킴으로써, 광이 다시 현탁물(120) 안으로 반사되거나 광이 비탁계(100)의 다른 부분으로 보내짐이 없이 투과 광의 검출을 최적화할 수 있다. 검출기(150)에 의해 모여진 광의 세기는 현탁물의 혼탁도에 비례한다.
광 감쇠 필터(160)가 투과 광 검출기(150)의 바로 앞에 위치한다. 그 필터는 입사 비임의 양에 비례하는 양 만큼, 검출기(150)에 입사하는 광의 세기를 감소시킨다. 예시적인 실시 형태에서, 필터(160)는 검출기(150)가 포화 없이 작동할 수 있게 해주고 또한 투과 광의 세기의 약간의 변화도 검출하기에 충분한 검출기 작동 세기 대역폭을 제공한다.
비탁계(100)는 또한 산란 광의 양을 측정한다. 산란 검출기(140)는 그의 검출면이 입사 광 경로에 평행하게 또한 큐벳(110)의 일 측면을 따라 있도록 배치된다. 광 중에서 현탁물 샘플(120)을 통과하는 부분은 그 현탁물 내의 입자에 의해 산란된다. 측면 산란 검출기(140)는 산란 광의 일부를 모은다. 검출기(140)가 모으는 산란 광의 양은, 시험되는 현탁물(120) 내 입자의 양에 비례하는 신호를 제공한다. 현탁물(120)의 혼탁도를 측정하는 일 방법은, 산란 검출기(140)에 의해 모여진 산란 광의 양을 당업계에 잘 알려져 있는 다양한 알고리즘을 통해 처리하는 것이다. 산란 검출기(140)로부터 수집된 데이타는 투과 검출기(150)로부터 수집된 데이타와 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예컨대, 신호는, 초기 신호의 정확성과 신뢰성을 더 향상시키는 방식으로 물리적으로 조합될 수 있거나 또는 그것을 조합하도록 수학적으로 조작된 검출기 값일 수 있다. 신호 또는 데이타 값은 더하는 식으로, 감하는 식으로 또는 차분적으로 조합되어, 조합 신호를 나타내는 최종 신호를 제공할 수 있다. 이러한 조합은 프로세서(32)에 의해 수행될 수 있다. 검출기 값의 신호가 이렇게 조합되면, 혼탁도를 측정하기 위한 수집된 데이타의 분해능과 정확도를 향상시킬 수 있다. 유리하게, 2개의 개별적인 검출기로부터 수집된 데이타(산란 데이타 및 투과 데이타)는 작은 부피의 샘플에 대해 더 정확한 결과를 제공할 수 있다. 산란 측정이 충분하지 않는 실시 형태에서는 이중 측정이 유리하다. 작은 부피의 샘플(120)을 통과하는 광 경로의 제한된 길이 때문에, 투과 광 및 산란 광 수율 모두의 측정이 더 정확할 수 있다.
예시적인 실시 형태에서, 산란 검출기(140) 및 투과 검출기(150)는 표준적인 고 효율 광 다이오드 검출기이다. 그러나, 유사한 특성을 갖는 다른 검출기도 사용될 수 있다. 적절한 검출기는, 자외선(UV)에서 적외선(IR)까지의 가시광 스펙트럼에 걸쳐 작동하는 검출기를 포함한다. 적절한 검출기는 검출기의 선형적인 응답 곡선, 크기, 결과의 재현성, 및 낮은 광 조건 내에서 작동하고/광 경로를 검출하고 또한 측정 가능한 분해능으로 광 세기의 미소한 변화를 검출할 수 있는 능력에 근거하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 광 다이오드, 광 증배 관, 쇄도(avalanche) 검출기, 태양 전지, 광 레지스터, 광 센서 등이 있다. 이러한 검출기는 상업적으로 구입 가능하고, 당업자에게 잘 알려져 있어 여기서 상세히 설명하지 않겠다.
예시적인 실시 형태에서, 광원은 고 세기의 발광 다이오드(LED) 또는 다이오드 레이저이다. 바람직하게는, LED 광의 주파수는 약 650 nm 이다. 바람직하게는, 검출기 광의 파장은 적색 대역(즉, 약 620 nm 내지 750 nm) 내에 있다. 그러나, 당업자라면 가시 광의 다른 주파수의 조사 광을 사용할 수 있을 것이다. 선택적으로, 집속 렌즈(170)(도 4b)가 사용되어 광을 좁은 비임(예컨대, 약 3 mm의 직경을 갖는 비임)으로 집속시킨다. 집속 렌즈(170)는 광원(130)의 앞에 위치한다. 집속 렌즈(170)의 사용에 의해, 광원(130)에서 나온 광은 용기/큐벳의 샘플 영역(410) 내에 집중되고 또한 시험 영역으로부터 산란될 수 있는 광의 양이 최소화된다. 당업자는, 시험 영역(즉, 큐벳(110)의 하측 부분(410))의 외부에서 산란된 광은 높은 배경 신호로 인해 산란이 샘플 혼탁도의 측정에 사용될 수 없게 함을 알고 있다. 그런 다음, 집속된 광은 큐벳(110)의 면에 수직인 각도로 집속 렌즈(170)(나타나 있지 않음)로부터 큐벳(110)의 하측 부분(410) 안으로 들어가게 된다. 수직 각도는, 광의 비임이 일 매체(예컨대, 공기)로부터 다른 매체(예컨대, 큐벳의 평평한 표면측)로 갈 때 생기는 원치 않는 회절과 굴절을 완화시킨다. 집속된 광 비임의 경로는, 광이 현탁물을 통과해 검출기(140, 150) 쪽으로 갈 때 유지된다. 광원(130)이 다이오드 레이저인 실시 형태에서, 광 비임을 집속시키기 위한 추가적인 렌즈(170)는 필요 없을 수 있다. 이는 부분적으로, 현탁물을 조사하기 위해 줄맞춤된(colliminated) 그리고 집속된 광을 제공하는 레이저의 특성 때문이다. 광원(130)이 LED 이고 또한 원하는 경우 또는 필요에 따라 광의 줄맞춤 또는 집속이 일어나는 실시 형태에서 집속 렌즈(170)가 사용된다.
도 7a 및 7b는, 큐벳이 직렬로 비탁계를 통해 전진되는 다른 실시 형태의 비탁계(200)를 도시한다. 시스템은, 연속적인 방식으로 비탁계를 통해 전진되는 일련의 큐벳(아래에서 설명됨)과 함께 사용되도록 설계되어 있다. 도 7a에 나타나 있는 바와 같이, 큐벳의 하측 부분을 채널(220) 안으로 배치하여, 개별 큐벳(110)이 직접 비탁계 기부(201)의 내부에 배치될 수 있다. 대안적으로, 개별 용기(110)가 먼저 선형 용기 어레이(300) 내부에 배치될 수 있고, 다수의 용기를 수용하는 선형 어레이(300)(도 8)가 채널(220)을 통과하여 비탁계 내부에 배치될 수 있다. 용기가 개별적으로 또는 선형 어레이 내부에서 비탁계 기부의 내부에 배치된 후에, 현탁물이 큐벳에 준비되고 전술한 바와 같이 혼탁도가 측정된다.
비탁계(200)는 또한 광원(230), 집속 렌즈(270), 산란 검출기(240), 투과 광 검출기(250) 및 광 감쇠 필터(260)를 포함하고, 이것들은 도 4b의 비탁계와 관련하여 전술한 바와 같다. 샘플(120)을 갖는 큐벳(110)은 비탁계 기부(201) 내부에서 장치의 중심에 위치한다. 광원(230), 산란 검출기(240) 및 투과 광 검출기(250)는 전술한 바와 같이 큐벳(110) 주위에서 서로에 대해 90도 각도로 위치한다. 측면 산란 검출기 표면(240)은 광원(230)에서 나오는 입사 광 비임에 평행하게 위치한다. 산란 검출기(240)가 시험 대상 샘플(120) 근처에서 입사 광원에 평행하게 위치됨으로써, 산란 광에 대한 회절, 굴절 및 반사의 영향이 최소화된다. 투과 광 검출기(250)는 광원(230의 반대편에 위치하고 광원에서 나온 입사 광은 투과 광 검출기 쪽으로 전파된다. 검출기(250)는 그의 표면으로부터의 반사 효과를 줄이기 위해 입사 광 경로에 수직하게 또는 수직으로부터 몇도 벗어나서 위치될 수 있다. 광 감쇠 필터(260)는 큐벳(110)과 투과 광 검출기(250) 사이에 위치한다.
도 8은 비탁계(200)과 같은, 본 발명의 장치의 일 실시 형태에 사용되는 시리즈 큐벳 어레이/수용부를 도시한다. 이 실시 형태는, 현탁물 튜브가 혼탁도 측정을 위해 배치되도록 회전되는 전술한 실시 형태와 다르다. 시리즈 큐벳 어레이(300)는 안내 채널(220)을 따라 이동되는 시리즈 큐벳 스트립이다. LED 광원(230)은 스트립(300)을 안내하는 안내 채널(220)의 일 측면에 배치된다. 스트립(300)은 채널(220)과 슬라이딩 가능하게 결합된다. 스트립(300)은 편리한 적층, 패키징 및 운송을 위한 스탠드-오프 또는 다른 구조체(530)(도 9)을 또한 포함할 수 있다. 스트립(300)은 비탁계를 통해 전진되며, 큐벳 웰(well)(320)이 처리를 위해 광원(230)과 검출기(240, 250) 사이에 위치한다. 처리가 완료된 후에, 선형 스트립(300)은 인덱싱되어 다음 큐벳으로 전진될 수 있고, 동일한 비탁계를 사용하여 다음 샘플을 위해 처리가 계속된다. 큐벳 스트립(300)은 개별적인 사용자의 요구에 따라 보관되거나 폐기될 수 있다. 이 실시 형태에서, 단일 비탁계가 개별 큐벳을 제거하여 새로운 큐벳으로 교체할 필요 없이 다수의 샘플을 효율적으로 처리하도록 설계되어 있다. 선형 큐벳 스트립(300)은 다양한 큐벳 형상, 크기 및 구성으로 설계될 수 있다. 예컨대, 스트립(300)의 웰(320)은 큐벳 설계에 따라 다소 깊거나, 넓거나, 좁거나, 길거나 또는 짧도록 설계될 수 있다. 추가로, 웰들은 개별 웰을 가로질러 서로에 부착될 수 있거나 서로의 옆에 위치하는 웰 안으로 개별적으로 삽입될 수 있다. 가장자리(402)를 갖는 다수의 큐벳(110')을 선형 어레이(300) 내부에 배치하면, 큐벳들이 직렬로 처리될 수 있고 추가적인 조작 없이 비탁계에 수용되어 측정될 수 있으므로, 비탁계(200)를 통한 큐벳(110')의 더 효율적인 전달이 가능하게 된다.
도 9에 나타나 있는 다른 하나의 시리즈 큐벳 실시 형태에서, 큐벳 스트립은 적층 가능하고, 비탁계 구성에 따라 개별적인 큐벳 또는 큐벳의 선형 스트립으로 분리될 수 있다. 나타나 있는 실시 형태에서, 큐벳(500)은 랙(510)에 의해 지탱된다. 이 랙(510)은 큐벳이 매달리는 평평한 표면을 갖는다. 이 평평한 표면은 큐벳이 개별적인 큐벳 또는 큐벳의 스트립으로 분리될 수 있도록 새김눈 처리되어 있다(나타나 있지 않음). 적층 가능한 큐벳은 또한 전술한 바와 같은 스탠드-오프(530)를 가지고 있다. 적층을 용이하게 하기 위해 큐벳(500)의 하측 부분(540)은 더 넓은 상측 부분(550)에 수용됨을 유의해야 한다.
도 10은 광원(570)을 위한 구멍(575), 산란 광 센서를 위한 구멍(635) 및 투과 광 센서를 위한 구멍(605)을 나타내는 비탁계(590)의 사시도이다.
도 11은 큐벳(500)의 하측 부분(540)을 투과하는 광의 경로를 나타내는 비탁계(590)의 절취도이다. 광원(570)(도 12)은 비탁계(590)의 큐벳 수용부(580)의 일측면에 있는 구멍(575)에 수용된다. 이 구멍(575)은 광원을 수용한다. 센서(600)(도 12)는 구멍(575)의 바로 반대편에 있는 구멍(605)에 위치하고, 이들 구멍 사이에 큐벳(540)의 하측 부분이 위치한다. 비탁계는 뚜껑(620)을 가지고 있다.
도 12는 큐벳(500)의 하측 부분(540)을 통해 산란되는 광의 경로를 나타내는 비탁계(590)의 절취도이다. 광원(570)(도 12)은 비탁계(590)의 큐벳 수용부(580)의 일측에 있다. 센서(630)(도 10)는 광원(570)에 수직인 구멍(635)에 위치하고, 이들 사이에 큐벳(540)의 하측 부분이 위치한다.
도 13은 큐벳(500)의 하측 부분(540)을 투과하는 광의 경로를 나타내는 비탁계(590)의 절취도이다. 광원(570)은 비탁계(590)의 큐벳 수용부(580)의 일측면에 있는 구멍(575)에 수용된다. 센서(600)와 큐벳(500) 사이에는 광 감쇠 필터(640)가 있고, 이 필터는 투과 검출기의 앞에 배치되어 광 세기를 센서를 포화시키지 않는 사용 가능한 수준으로 감소시키게 된다. 구멍(575)이 광원(570) 및 광학 신호를 집속시키기 위한 렌즈(650)를 수용한다. 센서(600)는 구멍(575)의 바로 반대편에 있는 구멍(605)에 위치하고, 이들 구멍 사이에 큐벳(540)의 하측 부분이 위치한다.
일 실시 형태에서, 샘플은 비탁계 안으로 배치될 때 큐벳 내부에 배치되고 개별적으로 처리된다. 샘플이 처리되고 McFarland 값이 얻어진 후에, 큐벳은 비탁계로부터 제거되어 새로운 큐벳으로 교체된다. 이 실시 형태에서, 하나 이상의 비탁계가 독립적으로 작동된다. 일 대안적인 실시 형태에서는, 비탁계는 연속적인 큐벳 시리즈를 측정을 위해 비탁계에 전달하도록 구성되어 있다. 선형 큐벳 채널(220)이 개별 큐벳 웰(320)의 스트립(300)을 수용한다(도 4b). 이 스트립은 비탁계를 통해 전달되며, 여기 다른 곳에서 상세히 설명하는 바와 같이, 각 큐벳이 측정을 위해 광학적으로 조사받도록 멈추게 된다.
본 발명에 따른 혼탁도 측정 방법은 자동화되어 있다. 측정으로 수집된 데이타는 더 처리되어 의미 있는 결과를 발생시킬 수 있다. 이들 실시 형태에서, 검출기로부터의 신호는 신호 증폭기에 공급된다. 증폭기 출력은 입력 신호의 디지털 표현을 출력하는 아날로그-디지털 변환기에 전달되며, 입력 신호는 다양한 알고리즘을 사용하여 더 처리되어, 측정값이 목표 값에 있는지를 판단하게 된다. 측정값이 목표 값 보다 높으면, 샘플은 전술한 바와 같이 희석되며, 혼탁도가 재측정된다. 이러한 재측정은 작업자에 의해 수동으로 또는 자동화된 방식으로 행해질 수 있고, 큐벳은 희석을 위해 비탁계 밖으로 전달되고 추가 측정을 위해 다시 비탁계에 보내지게 된다. 신호를 사용 가능한 출력으로 처리하기 위한 방법은, 다양한 생물학적 및 비생물학적 샘플의 가변적인 희석을 사용하고 또한 McFarland 값과 현탁물 농도를 관련시켜 개발된다. 그런 다음, 이들 데이타를 사용하여 데이타 세트를 생성하고, 데이타 세트는, 혼탁도 값에 대한 대표적인 출력 값을 생성하기 위해 데이타 곡선의 선형성과 오프셋을 보정하는 알고리즘을 사용하여 더 분석되고 목표 값과 비교된다. 이 과정은, 여기 다른 곳에서 설명하는 바와 같이 목표 혼탁도가 얻어질 때까지 반복된다.
시스템(1000)은 컨베이어를 또한 포함할 수 있는데, 이 컨베이어의 끝 위치는 배양 접시 또는 컨베이어를 위한 스테이지(2) 및 컨베이어의 적절한 작동으로 배양 플레이트가 스테이지 상으로 전달되고 또한 그 스테이지로부터 제거될 수 있도록 서로 위치될 수 있는 스테이지(2)를 형성할 수 있다. 컨베이어는, 미생물을 포함하는 배양 접시를 스테이지 상에 자동으로 위치시키고 또한 그로부터 제거하기 위해 제어기(30)에 의해 제어된다. 나타나 있지 않은 다른 실시 형태에서는, 배양 접시를 스테이지 상에 자동으로 위치시키고 또한 그로부터 제거하기 위한 다른 수단이 사용될 수 있음을 유의해야 한다. 특히, 제어기(30)는, 현탁물을 갖는 현탁물 튜브가 추가 처리를 위해 현탁물 튜브 홀더로부터 제거될 수 있다는 신호가 제공된 후에만 배양 접시가 자동 배양 접시 위치/제거 장치에 의해 스테이지로부터 자동으로 제거될 수 있게 해주기 위해 배치된다. 이리하여, 필요시 항상 추가적인 샘플을 픽업할 수 있게 된다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 장치(1000)는, 현탁물 튜브를 현탁물 튜브 홀더에 자동으로 위치시키고 또한 그로부터 제거하기 위한 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치(나타나 있지 않음)를 또한 포함할 수 있다. 이러한 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치는 현탁물 튜브(11)를 해제 가능하게 잡기 위한 잡기 수단을 포함할 수 있다. 마찬가기로, 제어기(30)는, 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치의 작동을 제어하고 또한 현탁물 튜브(11)를 현탁물 튜브 홀더(10)에 자동으로 위치시키기 위해 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치에 통신 연결되기 위해 배치될 수 있다. 제어기(30)는 특히, 현탁물을 갖는 현탁물 튜브가 추가 처리를 위해 현탁물 튜브 홀더로부터 제거될 수 있다는 신호가 제공된 후에만 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치에 의해 현탁물 튜브 홀더를 현탁물 튜브 홀더로부터 자동으로 제거하기 위해 배치된다. 자동 현탁물 튜브 위치/제거 장치는 위치설정 장치(8)의 운동과는 독립적으로 레일(18)을 따라 움직일 수 있다. 현탁물 튜브(11)를 가지고 올 수 있고, 충분한 농도의 미생물을 포함하는 현탁물 매질을 갖는 현탁물 튜브가 배양 배지와 같은 추가 처리용 장비에 인계될 수 있다. 멀티트랙 시스템이 현탁물 튜브 위치/제거 장치 및 위치설정 장치(8)를 다른 구성품이 존재하거나 과정이 수행될 수 있는 다른 위치로 안내할 수 있다.
이렇게 준비된 샘플 현탁물은 MALDI를 사용하여 미생물의 특성화 또는 식별을 수행하기 위해 사용되며, 또한 선택적으로는, AST와 같은 다른 분석에 사용될 수 있다. MALDI를 사용하여 미생물을 식별하기 위해, 피펫팅 또는 선취 도구를 사용하여 샘플 현탁물의 분액이 얻어지고, 이 분액은 타겟 플레이트(42) 상으로 전달된다. 피펫터(40)의 잡기 수단(49)에 의해 유지되고 위치(A)에서 현탁물안에 자동으로 하강되는 도구(46)를 사용하여 액적이 얻어질 수 있다. 이 도구(46)가 현탁물 밖으로 상승되면, 그 현탁물의 액적이 이 도구(46)의 팁에 부착될 것이며, 도구는 트랙을 따라 따라 위치(B)로 전달될 수 있고, 이 위치에서 현탁물과 함께 도구(46)는, 현탁물의 액적이 타겟 플레이트(42) 상의 배치 지점(44)에 접촉할 때까지 하강된다. 도구(46)가 타겟 플레이트(42)로부터 멀어지게 상승된 후에 현탁물의 적어도 일부분은 배치 지점(44)에 남아 있을 것이다. 대안적으로, 선취 도구(6)가 사용되어, 현탁물 튜브(11)로부터 일정량의 현탁물(14)을 픽업하여 이 양을 위치(B)로 전달할 수 있고 또한 현탁물의 액적을 타겟 플레이트(42) 상에 배치할 수 있다. 현탁물의 액적이 타겟 플레이트(42) 상에 배치된 후에, 그리고 특히, 이 액적이 건조된 후에, 타겟 플레이트(42) 상에 배치되어 있는 샘플의 상기 양 또는 부분 위에 MALDI 매트릭스 용액이 자동으로 놓이게 된다. 다른 시험 또는 다른 분석을 수행하기 위해, 샘플 현탁물의 제2 액적이 유사한 방식으로 얻어질 수 있고, 그러한 액적은 예컨대 시험 배양 접시에 자동으로 전달되어 배치되며, 이 시험 배양 접시는 감수성 시험 또는 다른 추가적인 분석을 수행하기 위해 자동화된 방식으로 더 전달된다.
일 실시 형태에서, 매트릭스 용액은 다수의 지점에서 타겟 플레이트(42) 상에 분산된다. 이리하여, 처리량이 개선되고 또한 피펫 등과 같은 소모품의 비용이 줄어든다. 이 실시 형태에서, 충분한 양의 매트릭스 용액(즉, 많은 타겟 지점을 위한 매트릭스 용액)이 피펫 안으로 흡인되고, 그 피펫을 사용하여, 다수의 지점에 순차적으로 분배한다. 일반적으로, 1 ㎕ 내지 20 ㎕ 범위의 작은 부피의 유체를 분배하는 경우에는, 타겟 플레이트와 접촉하는 유체의 표면 장력이 피펫 팁(46)으로부터 액적을 끌어당겨 떼어내도록 분배되기 위해 유체 액적을 표면에 접촉시키는 것이 필요하다. 액적을 타겟 플레이트 표면상으로 "발사"하는 과정 동안에, 피펫 팁(46)은 의도치 않게 타겟 플레이트(42)의 표면에 접촉할 수 있다. 피펫 팁(46)이 타겟 플레이트(42)에 접촉하면, 샘플 재료가 한 타겟 플레이트 지점으로부터 다음 지점으로 넘어가 교차 오염을 초래하는 위험이 있다. 이 교차 오염을 방지하기 위해, 용량성 액체 검출이 피펫터(40)에 통합되어, 액적이 타겟 플레이트(42)에 접촉하는 때를 검출한다. 용량성 액체 검출을 사용하여, 다음과 같은 단계에 따라 단일의 피펫으로 단일 부피의 매트릭스 용액으로부터 다수의 분배물을 만든다.
먼저, 새로운 피펫 팁을 선취한다. 그 후, 건식 팁이 타겟 플레이트(42)로 이동되어 이 플레이트가 비타겟 위치에서 피펫 팁(42)과 접촉하여, 팁 인터페이스까지의 타겟 플레이트의 정확한 수직 방향(Z) 위치를 결정하고 기록한다.
그런 다음, 충분한 부피의 매트릭스 용액이 매트릭스 시약 용기로부터 흡인된다. 이 용기는 매트릭스 용액의 증발을 방지하는 격벽을 가지고 있다. 매트릭스 용액이 증발되고 또한 팁이 매트릭스 용기로부터 제거된 후에, 팁(46)을 코팅했을 수 있는 잔류 매트릭스 유체를 격벽이 닦아 낸다. 이리하여, 매트릭스 용액이 팁으로부터 분배될 때 액적이 그 팁의 단부에 형성될 것이고 팁(46)의 측면을 따라 위로 이동하지 않을 것이다.
그런 다음, 피펫 팁(46)은 타겟 플레이트(42)로 이동된다. 팁(46)의 단부에 액적이 형성된다. 액적이 타겟 플레이트 지점(44)에 접촉할 때까지 팁(46)은 수직 방향(Z)으로 아래로 이동된다. 액적이 플레이트에 접촉하면, 용량성 감지 회로가, 액적이 플레이트(42)에 접촉하고 있음을 나타내는 신호를 발생시킨다. 팁(46)이 플레이트(42)에 접촉하고 있지 않음을 확인하기 위해, 팁(46)의 수직 방향(Z) 위치가 검사된다. 팁(46)이 플레이트(42)에 접촉하고 있지 않으면, 다중 분배 과정이 계속된다. 팁(46)이 플레이트(42)에 접촉하고 있으면, 그 팁(46)은 폐기될 것이고, 새로운이 팁이 얻어지고, 건식 팁이 제위치로 이동되어 타겟 플레이트에 접촉하여 새로운 팁-타겟 플레이트 접촉 수직 방향(Z) 위치를 정하고, 플레이트(42) 상의 모든 타겟 지점(44)이 매트릭스 용액으로 접종될 때까지 과정은 계속된다.
동일한 현탁물로부터 ID 및 AST용 샘플 얻기
MALDI 및 AST 시험 모두에 사용되는 일 콜로니 선취로부터 현탁물을 준비하는 것이, 본 출원과 공동으로 양도되어 있고 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 미국 특허 9,180,448에 기재되어 있다. 여기서의 개시에서, 샘플 준비 장치(이하, 샘플 준비 또는 준비 스테이션)는 "Phoenix AP"를 말하거나 또는 AST 시스템은 BD PhoenixTM을 말할 수 있고 또는 질량 분광 시스템은 MALDI를 말할 수 있지만, 이들 용어의 의미는 이들 상표명을 갖는 장치에 한정되지 않고, 실질적으로 유사한 기능을 갖는 장치를 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 실질적으로 유사한 기능을 갖는 장치는 Vitek(bioMerieux) 및 MicroScan(Siemens Healthcare) ID/AST 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 여기서 설명하는 장치는 MALDI 기구의 미생물 색별 능력을 Phoenix, Phoenix AP, BACTEC, 또는 EpiCenter system과 같은 실험실 분석 또는 처리 시스템의 AST 및 데이타 처리 능력과 통합한다.
전술한 바와 같이, 현탁물은, 준비된 플레이트(3)로부터 선취된 또는 혈액 배양 비알로부터 취해진 미생물로부터 준비된다. 일 실시 형태에서, 현탁물 튜브(11)는 미생물(4)로 과접종된다. 튜브(11)는 유리하게는 ID 및 AST 모두를 위한 소스로서 사용된다. 이리하여, 동일한 환자 샘플 뿐만 아니라 동일한 격리물이 ID 및 AST 시험을 받을 수 있다.
현탁물은 MALDI에 적합한 농도로 준비된다. MALDI에 적합한 현탁물은 일반적으로 약 2의 McFarland 값을 갖는다. 자동화된 시스템을 사용하여 현탁물 튜브(11)를 선취 도구(6)로 접종하고 혼탁도를 모니터링하며 또한 현탁물을 처리하여 목표 혼탁도를 갖는 현탁물을 제공한다. 목표 혼탁도를 갖는 현탁물을 제공하기 위한 자동화된 과정을 여기서 상세히 설명한다. 그런 다음, 현탁물을 사용하여, 전술한 바와 같이 MALDI 플레이트(42)를 접종한다. 위에서 언급한 바와 같이, 시스템(1000)은, 기계 판독 가능한 태그 및 코드의 사용을 통해 배양 접시(3)를 현탁물 튜브(11) 및 MALDI 플레이트(42)와 관련시킨다. 일 실시 형태에서, 장치는 MALDI 플레이트(42)에 있는 바코드를 스캔하고 플레이트 ID를 현탁물 튜브 랙에 있는 RFID 태그에 기록한다. 시스템(1000)은 자동화된 피펫터(40)를 사용하여 MALDI 시약(예컨대, 포름산, 매트릭스 등)을 자동으로 추가하여, 여기서 설명하는 바와 같이, 분석을 위해 MALDI 플레이트(42)에 분배되는 현탁물을 준비한다.
그런 다음, 시스템(1000)은 자동 피펫터(40) 또는 분배 노즐(30)을 사용하여, 추가 용액(예컨대, 탈이온수)을 튜브(11) 안으로 분배하고 비탁계(20)가 혼탁도를 모니터링하여, AST 또는 다른 진단 시험(예컨대, 분자 시험)에 적합한 혼탁도를 갖는 현탁물을 재공한다. 목표 혼탁도를 갖는 현탁물을 제공하기 위한 자동화된 시스템 및 방법은 여기서 상세히 설명되고, 반복되지 않는다. AST의 경우, 목표 혼탁도는 약 0.5 McFarland 이고 일반적으로 약 0.25 McFarland 이상이다. 그런 다음, 피펫터(40)가 AST 튜브(82)에 분액을 전달한다. 시험 튜브 랙에 있는 RFID 태그는 조절 결과로 업데이트된다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, AST 튜브(82)는 AST 튜브 이동기(80)에 의해 유지된다. AST 튜브 이동기(80)는 일반적으로 시스템 데크(7) 아래에 배치되는 로봇이고, 도 2에서 수직 방향 화살표와 수평 방향 화살표로 도시되어 있는 바와 같이, 적어도 2 차원으로 움직인다. 특히, AST 튜브 이동기(80)는 예컨대 수용부 또는 그립퍼로 AST 튜브(82)를 유지하고 또한 AST 튜브(82)를 데크(7) 아래로 이동시키고 또한 AST 튜브(82)를 준비 스테이션(1030)과 전달 스테이션(1040)에 각각 위치하는 미리 지정된 위치들 사이로 이동시킨다. 이와 관련하여, 데크(7)는 개구를 갖는데, 미리 지정된 이들 위치에서 이동기(80)가 AST 튜브(82)를 그 개구를 통해 상승시키고 하강시킬 수 있다. 물론, 현가식 튜브 그립퍼 로봇(50)이 데크(7) 아래로부터가 아닌 데크(7) 위쪽의 현가 위치로부터 AST 튜브(82)를 준비 스테이션(1030)과 전달 스테이션(1040) 사이로 이동시킬 수 있다.
AST 튜브(82)는 스테이션(1040) 내부에 보관될 수 있다. 분액이 AST 튜브(82)에 전달되기 전에, 튜브 그립퍼 로봇(50)이 그립핑 수단(59)을 통해 AST 튜브(82)를 잡아 튜브(82)를 그의 보관 위치로부터 바코드 스캐너로 이동시켜 제어기(30)로 튜브(82)를 등록하게 된다. 그후, 그립퍼 로봇(50)은 튜브(82)를 이동기 로봇(80)에 건네준다. 그런 다음 로봇(80)은, 데크(7) 아래의 튜브(82)를 준비 스테이션(1030)에 위치하는 위치(C)로 이동시키고, 이 위치에서 튜브(82)는 적어도 부분적으로 데크 위쪽으로 상승된다. 그런 다음, 피펫터(40)가 희석된 현탁물의 분액을 튜브(11)로부터 회수하여 위치(C)로 이동시키고, 그런 다음 그 위치(C)에서 AST 튜브(82)에 분액을 접종한다. 그런 다음, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 튜브 이동기(80)가 현탁물이 들어 있는 튜브(82')를 다시 전달 스테이션(1040)에 보내게 된다.
스테이션(1040)에 있을 때, 다른 피펫터(60)가 AST 튜브(82')로부터 현탁물의 분액을 회수한다. 이 분액의 회수 전에, 카트리지 전달 로봇(70)이 그립퍼 수단(79)을 통해 빈 AST 카트리지(90)를 잡고 이 카트리지(90)를 보관 위치로부터 카트리지 충전 유닛(78)에 전달하고, 이 충전 유닛은 카트리지(90)를 유지하기 위한 카트리지 유지 구조체를 포함한다. 유닛(78)은 접종을 용이하게 하기 위해 카트리지(90)를 나타나 있는 바와 같이 수직 상태로부터 경사 상태로 회전시키도록 움직일 수 있다. 마개 제거기(나타나 있지 않음)가 카트리지(90)를 밀봉하는 마개를 접종 전에 제거할 수 있다. 그런 다음 피펫터(60)는 AST 카트리지(90)에 희석된 현탁물을 자동으로 접종하게 된다. AST 현탁물 튜브(82) 및 AST 카트리지(90)는, AST 분석을 받은 현탁물을 현탁물이 준비된 선취와 관련시킬 수 있게 해주는 코드를 지니고 있다. 상기 장치는 카트리지를 카트리지(90)에 접종하기 위해 사용되는 현탁물과 관련시키는 데이타 관리 시스템을 가지고 있다. 시스템(1000)은 각 현탁물에 대해 MALDI 플레이트 ID 및 플레이트 위치를 읽고, 또한 준비된 현탁물을 갖는 식별된 배양 플레이트(3) 및 MALDI 플레이트(42)로부터 선취된 콜로니, 관련된 현탁물로 접종된 플레이트(42) 상의 위치, AST 현탁물 튜브(82) 및 AST 현탁물로 접종된 AST 카트리지(90)로 필요한 관련을 만든다. AST 카트리지에 접종하고 접종된 카트리지를 접종된 카트리지에서 AST를 수행하는 시험 기구에 전달하기 위해 자동화가 제공된다. 접종된 카트리지(90)를 AST 시험 기구 안으로 자동으로 이동시키고 또한 시험된 카트리지를 그 기구로부터 제거하기 위한 예시적인 카트리지 전달 기구를 아래에서 설명한다.
층상화 기술을 사용하여 MALDI 플레이트를 준비하기
본 발명의 일 실시 형태에서, 현탁물은 분배/층상화 방법을 사용하여 MALDI 플레이트(42) 상에 자동으로 배치된다. 이 방법은 "Method Of Sample Preparation For Maldi" 라는 명칭으로 2014년 8월 18일에 출원되어 본 출원과 공동 양도되어 있는 미국 가출원 62/038,509(WO2016028684로 공개된 PCT/US21015/45506로서 출원되었음)에 기재되어 있다. 미국 가출원 62/038,509 및 PCT/US21015/45506는 전체적으로 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
여기서 설명하는 용액 분배/층상화 방법에서, 분배될 박테리아 현탁물을 먼저 평가하여, 여기 다른 곳에서 설명하는 바와 같이 그의 혼탁도를 결정한다.
박테리아 현탁물은 여기 다른 곳에서 설명하는 바와 같이 만들어진다. 용액 분배/층상화 방법은, 그 이름이 암시하듯이, MALDI에 의한 식별을 위해 2개 이상의 용액 층을 형성하는 것을 필요로 한다. 선택된 부피의 샘플이 MALDI 플레이트(42) 상에 분배되어 건조된다. 이어서, 현탁물의 적어도 제2 분액이 건조된 현탁물 상에 분배된다(바람직하게는 동일한 부피로). 분배는 전술한 자동화된 방법을 사용하여 이루어진다. 분배된 제2 분액이 건조된다. 선택적으로, 더 많은 현탁물 층이 배치되고 건조될 수 있다. 2개 이상의 층 중의 마지막 층이 건조된 후에, MALDI를 위해 샘플이 처리된다(예컨대, 여기서 설명하는 바와 같이, 포름산을 추가하고 샘플 위에 매트릭스를 가하여). 그런 다음 샘플은 MALDI로 평가된다. 용액 분배/층상화 방법은, 그람 양성 및 그람 음성 박테리아 모두에 대해 2.0 보다 상당히 작은 McFarland 혼탁도 값을 갖는 액체 샘플에 대해 허용 가능한 MALDI 결과를 제공하기 위해 결정된 것이다.
예컨대, 일 실시 형태에서, 액체 박테리아 현탁물(위에서 언급한 바와 같이, 한천 플레이트로부터 선취되어 물(질량 분광 등급)에 현탁된 박테리아 콜로니로부터 준비됨)이 0.5 McFarland 값을 갖는 경우, 이 값은 2.0 McFarland 값 보다 상당히 낮은데, 이는 MALDI를 위해 이 샘플을 준비하기 위해서는 용액 분배/층상화 샘플 준비를 사용해야 함을 나타낸다.
MALDI를 위한 샘플을 준비하기 위해 용액 분배/층상화를 사용하기로 결정한 후에, 층 당 현탁물의 양을 선택한다. 0.5 McFarland 값을 갖는 샘플을 갖는 위의 예에서는, 적어도 약 3 ㎕ 이고 약 4 ㎕를 초과하지 않는 층 당 부피가 선택된다. 층의 수는 혼탁도 값과 샘플 부피에 의해 결정된다. 일단 층의 부피가 선택되고 MALDI 플레이트 상에 배치되면, 샘플이 건조된다. 정확한 건조 조건은 설계 선택의 문제이고, MALDI 시험을 위한 샘플 무결성을 보존하면서 신속한 건조를 제공하도록 선택된다. 적절한 건조 조건은 당업자에 의해 쉽게 결정된다. 예컨대, 건조 단계는 주변 온도에서 또는 핫 플레이트(실례를 들어, 약 40℃ 내지 약 45℃)의 도움으로 완료될 수 있다. 건조 후에, 제2 현탁물 층이 제1 층 위에 배치된다. 제2 층은 제1 층과 동일한 부피를 갖는다. 필요한 경우, 추가 층이 추가되고 건조된다. 층상화 방법에서는 추가적인 시간과 자원이 필요하므로, 층의 수는 MALDI로부터 정확한 결과를 얻기 위해 필요한 수로 제한된다.
용액 분배/층상화 샘플 배치에 이어서, 전형적인 MALDI 절차를 사용하여 샘플 타겟 웰이 처리된다(70% 포름산 및 매트릭스의 추가).
MALDI를 위한 샘플 준비 과정은 다양한 인자, 하지만 대개는 ⅰ) 현탁물 내 미생물의 농도; ⅱ) 현탁물의 부피; 및 ⅲ) 적용 가능한 경우, 분배물의 수에 달려 있는 것으로 나타났다. 미생물 농도는 샘플의 혼탁도로 나타난다. 대개, 혼탁도가 높을 수록, 미생물 농도가 높게 된다.
혼탁도는 여기 다른 곳에서 설명하는 바와 같은 비탁계로 측정된다. 일단 현탁물의 혼탁도가 앞에서 설명한 바와 같이 평가되면, MALDI를 위한 샘플 준비를 어떻게 할 것인가를 결정한다. 이러한 결정은, 혼탁도 정보 및 샘플 부피를 평가하여 이루어진다. 이들 실시 형태에서, 샘플 정보는 데이타베이스에 입력된다. 데이타베이스(특정한 샘플에 가장 적합한 샘플 준비에 대한 정보로 미리 프로그램되어 있음)는 MALDI 샘플 준비를 위한 추천된 방법을 출력한다.
자동화된 시스템에서, 프로세서는, 이 프로세서가 받은 샘플에 대한 정보에 따라 MALDI 준비 프로토콜을 제어한다. 시스템 프로세서는 측정된 혼탁도를 여기서 설명하는 바와 같은 미리 결정된 혼탁도 문턱값과 비교하게 된다. 샘플 혼탁도가 미리 결정된 혼탁도 값의 범위 내에 있는 것으로 프로세서가 판단하면, 그 프로세서는 미리 결정된 부피의 희석된 샘플을 MALDI 플레이트(42)에 전달하라는 지시를 제공한다. 자동화된 시스템은 프로세서로부터의 지시에 근거하여 MALDI를 위한 샘플을 준비한다(즉, 여기 다른 곳에서 설명하는 바와 같이, MALDI 전에 샘플을 고정하기 위해 포름산을 추가하고 다음에 MALDI 매트릭스 용액을 샘플 위에 가하게 됨). 혼탁도가 미리 결정된 범위 보다 높은 것으로 프로세서가 판단하면, 프로세서는 일반적인 경우 보다 작은 부피를 사용하여 MALDI를 준비하라는 지시를 재공하게 된다(즉, 통상적으로 0.5 ㎕이 MALDI 플레이트(42) 상에 배치되는 경우, 고 혼탁도 샘플에 대해서는 대신에 단지 0.25 ㎕만 MALDI 플레이트(42) 상에 배치됨). 혼탁도가 미리 결정된 범위 아래에 있는 것으로 프로세서가 판단하면, 샘플은 MALDI 플레이트(42) 상에 층으로 배치되고, 배치 사이에 샘플이 건조된다. 위에서 언급한 바와 같이, 여기서 설명하는 방법과 장치는 완전 자동화된 실시 형태이므로, 시스템은 프로세서로부터의 지시에 근거하여 현탁물을 MALDI 플레이트(42) 상에 분배하기 위해 여기서 설명한 자동 피펫터를 사용한다.
도 14는 현탁물을 MALDI 플레이트(42) 상에 다수 분배하는 자동화된 과정에 대한 과정 흐름을 도시한다. 현탁물은 자동으로 준비되고 그의 혼탁도는 여기 다른 곳에서 설명하는 바와 같이 평가된다. 측정된 혼탁도가 미리 결정된 범위 내에 있으면, 미리 결정된 부피를 갖는 분액이 MALDI 플레이트 상에 배치된다. 측정된 혼탁도가 미리 결정된 범위 보다 높으면, 더 작은 부피의 샘플이 MALDI 플레이트(42) 상에 배치된다. 측정된 혼탁도가 미리 결정된 범위 보다 작으면, 분배 사이에 건조가 있는 다수의 분배를 사용하는 전술한 샘플 준비 프로토콜이 사용된다.
일 예시적인 실시 형태에서, 샘플이 얻어지고 현탁물이 준비된다. 혼탁도가 측정된다. 혼탁도(단위: McFarland)가 약 2 내지 약 6 이면, 약 3 ㎕가 MALDI 플레이트(42) 상에 배치된다. 샘플 혼탁도가 약 6 ㎕ 보다 높으면, MALDI 플레이트(42) 상에 배치되는 샘플의 양은 약 1 ㎕ 로 감소된다. 샘플 혼탁도가 약 2 보다 작지만 약 1 내지 약 2의 범위에 있으면, 약 3 ㎕의 샘플이 MALDI 플레이트(42) 상에 배치되고 건조되며, 또한 3 ㎕의 제2 샘플이 배치되고 건조된다. 샘플 혼탁도가 약 0.5 내지 약 1 이면, 3개의 현탁물 "층"(각 층은 약 3 ㎕임)이 배치되고 건조된다. 샘플 혼탁도가 약 0.25 내지 약 0.5 이면, 4개의 현탁물 "층"(각 층은 3 ㎕임)이 배치되고 건조된다.
샘플이 배치되고 건조된 후에, 샘플은 여기 다른 곳에서 설명한 바와 같이 MALDI를 위해 처리된다.
각 현탁물 튜브는 고유의 식별 마크를 포함하는데, 특히 얻어진 분석 결과를 그 결과에 관련된 배양 접시 및 콜로니와 정확하게 또한 신속하게 연계시키기 위해, 선택된 미생물 콜로니가 얻어진 배양 접시의 아이덴티티(identity)에 연계되어 현탁물의 특성과 함께 식별 마크는 중앙 제어 컴퓨터의 메모리에 저장된다.
다른 추가적인 실시 형태에서, 시스템은 MALDI 또는 AST를 위한 희석이 필요 없는 미리 결정된 혼탁도 범위를 갖는다. 혼탁도가 이 미리 결정된 범위(예컨대, 약 0.5 내지 약 2 McFarland) 내에 있으면, 위에서 설명한 층상화 방법을 사용하여, 현탁물을 사용해 MALDI 플레이트(42)에 접종할 수 있다(현탁물의 농도가 하나의 분배로 진행하기에 충분히 높지 않으면). 이 실시 형태에서, 현탁물 튜브 안으로 접종되는 현탁물의 부피는 측정된 혼탁도에 따라서도 변하게 된다. 예컨대, 현탁물에 대한 McFarland 값이 0.5 이면, 25 ㎕의 부피가 현탁물 튜브내에 접종된다. 그러면, 그 동일한 사양에 대해, 비탁계가 1 McFarland 현탁물을 측정하면, 12.5 ㎕의 현탁물만이 사용될 것이다. 두 분배는 거의 동일한 양의 미생물을 현탁물 튜브(11) 안으로 전달하지만, 0.5 McFarland 현탁물의 부피는 1 McFarland 현탁물의 부피의 2배이다. 그러므로, 현탁물의 McFarland 값과 AST 튜브(82) 안으로 접종되는 현탁물의 부피 간에는 반비례 관계가 있다. McFarland 값이 높을 수록, 현탁물 튜브(11) 안으로 접종되는 현탁물의 부피는 더 낮아지게 된다. 왜냐하면, AST의 경우, 분배된 양이 적정한지를 판단하는 것은, 튜브(11) 안으로 접종되는 미생물의 양이지, 부피가 아니기 때문이다. 현탁물이 미리 결정된 범위 내에 있는 것으로 비탁계(20)가 판단하면, 정보가 제어기(30)에 전달되고, 그러면 이 제어기는 MALDI 플레이트(42) 상으로의 분배가 층상화 방법으로 행해져야 할지 아니면 단일 분배가 충분한지를 판단하게 된다. 제어기(30)는 또한, 측정된 혼탁도의 함수로 분배량을 규정하는 룩업 테이블을 참조하여 AST 튜브(82) 안으로 분배될 현탁물의 부피를 결정할 것이다.
AST용 카트리지의 접종이 Clark 등에게 허여된 미국 특허 6,096,272(본 명세서에 참조에 의해 포함됨)에 기재되어 있다. 실제로, 현탁물은 AST 접종물 유체 안으로 접종되고, 그런 다음 그 접종물 유체는 위에서 설명한 유체 전달용 자동화 기구를 사용하여 시험 카트리지(90) 안으로 전달된다. AST 카트리지(90)는 정상부에 있는 접종 포트로 충전을 위해 기울어진다(도 25 참조). AST 카트리자(90)에 있는 각 웰이 AST 접종물 유체로 접종된다. 액체 전선이 흡수제 패드 쪽으로 진행함에 따라, 접종물이 AST 카트리지를 따라 아래로 구불구불하게 흘러 웰을 충전하게 된다. 각 웰은 배기되어 액체가 그 웰을 충전할 수 있다. 각 웰은 날카로운 원형 테두리를 가지고 있어, 일정한 양의 액체를 잉여 액체부터 분리하고 또한 각 웰을 인접 웰(31) 내의 액체로부터 격리시킨다. 상기 패드는 잉여 액체를 흡수한다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 현탁물 튜브 내의 현탁물로부터 일정량의 현탁물이 피펫팅 도구(46)에 의해 취해질 수 있고, 그 피펫팅 도구는 잡기 수단(49)(피펫팅 도구 홀더로서 기능함)에 의해 자동으로 유지되고 위치될 수 있다. 피펫터(40)는, 피펫팅 도구(46)를 현탁물 튜브(11) 위쪽의 출발 위치에 위치시키고 또한 피펫팅 도구(46)를 현탁물 내외로 자동으로 하강 및 상승시키며 또한 피펫팅 도구(46)를 MALDI 플레이트(42) 위쪽의 전달 위치(B)에 위치시키기 위해 배치되어 있다. 피펫팅 도구(46)가 현탁물 튜브(11) 내의 현탁물 안으로 하강될 때, 피펫팅 도구(46)는 그 자체 알려져 있는 방식으로 작동되어(예컨대, 부압을 사용하여) 일정량의 현탁물을 픽업하게 된다. 그후, 일정량의 현탁물을 갖는 피펫팅 도구는 전달 위치로 상승된다. 그 양을 유지하기 위해, 피펫팅 도구는 피제어 밸브에 의해 폐쇄되는 가압 가능한 챔버를 포함한다. 피펫팅 도구(46)는 타겟 플레이트(42)의 배치 지점(44) 중 하나의 위쪽에 있는 위치(B)로 자동으로 전달된다. 이 위치에서, 피펫팅 도구(46)는 타겟 플레이트(42) 위쪽의 미리 정해진 거리까지 하강되고, 그후, 챔버는 약 0.5 bar 내지 1.1 bar의 압력으로 가압된다. 그런 다음, 약 0.5 내지 3.0 ㎕의 부피를 갖는 현탁물의 액적이 배치 지점(44) 상에 배치되어 특히 타겟 플레이트(42)의 배치 지점 중 하나의 거의 대략 절반을 덮게 되는 시간 동안 밸브가 개방된다. 액적이 배치된 후에, 피펫팅 도구(42)는 타겟 플레이트(42)로부터 상승되어, 버려지거나 재사용을 위해 정화될 수 있는 위치로 전달될 수 있다.
도 19는 도 18의 자동화된 과정의 타임라인을 수동으로 수행되는 비슷한 과정의 타임라인과 비교하는 흐름도를 나타낸다. 수동 과정은 최대 48 시간 걸리는 것으로 나타났고 또한 18 ∼ 24 시간의 배양 기간을 필요로 하고, 이 기간 후에만 플레이트가 증식에 대해 평가를 받게 된다. 이와는 달리, 자동화된 과정은 콜로니 간에 심지어 비교적 불량한 대비(배경 및 서로에 비교하여)를 검출할 수 있으므로, 표본이 추가 시험(에컨대, AST, MALDI)을 위해 식별 및 준비될 수 있기 전에 단지 12 내지 18 시간의 배양이 필요하다.
앞에서 설명한 실시 형태의 추가적인 양태를 아래에서 설명한다. 앞에서 설명한 사용자 인터페이스가 배양 플레이트의 영상을 사용자에게 제공한다. 사용자는 그 인터페이스와 상호 작용하여 플레이트로부터 관심 대상 콜로니를 선취하게 된다.
사용자가 한 콜로니를 선택하면, 장치는 사용자가 샘플 처리를 위해 MALDI 및 AST 중의 하나 또는 둘 모두를 선택할 수 있도록 메뉴 선택안을 제공한다. 선취 도구(즉, 여기 다른 곳에서 설명한 피펫)의 크기에 근거하여, 장치는 콜로니가 지정된 영역에서 선취될 수 있게 해주는 선취 허용 공차를 제공한다. 그런 다음, 선취는 타겟 상에 고정되고 콜로니가 선취된다. 일 실시 형태에서, 선취 허용 공차의 직경은 5 mm 이다. 3 mm의 직경을 갖는 선취 도구의 경우, 이 거리는 선취 허용 공차 영역 내의 1 mm 직경 영역이 선취되는 것을 보장해 준다. 처리 선택은 제어기에 보내져 샘플의 처리에 대한 추적을 가능하게 해준다.
도 1 ∼ 3에 있는 시스템 개관은 식별(MALDI-TOF) 및 AST(항생제 감수성) 준비 위치 및 사용자 인터페이스 터치스크린(1006)을 도시한다. 도 2는 선취를 위해 지정되어 있는 콜로니(4)를 갖는 접시(3)가 시스템의 선취 스테이션(1020)으로 이동되는 것을 도시한다. 접시(3)는 여기서 전술한 방식으로 콜로니 선취를 위해 정렬되어 있다. 그런 다음 접시(3)는 추적성에 대해 스캔된다.
그런 다음 접시의 덮개가 제거되고 피펫 선취 도구(6)가 선택된 콜로니(4) 위로 이동된다. 위치설정 장치(8)는 피펫 선취 도구(6)를 선취 위치로부터 접종 위치(A)로 이동시키고, 이 접종 위치에서 콜로니는 전술한 바와 같이 현탁물 튜브(11) 안으로 배치된다. 튜브 또는 큐벳은 여기서 전술한 바와 같다. 피펫(6)은 샘플을 튜브(11)(이 안에는 이미 현탁물 액체가 존재함) 안으로 보낸다. 현탁물의 상대량은, 현탁물이 여기서 전술한 바와 같은 미리 결정된 McFarland 기준을 만족하도록 제어된다.
샘플 처럼 현탁물 등은 여기서 설명하는 방법 및 장치에서의 처리 전체에 걸쳐 추적될 수 있고, 그래서 바코드로 추적가능한 장치 및 방법의 소모품이다. 장치는 이 장치 내의 소모품에 대한 완전 자동화된 재고 제어를 제공한다.
현탁물이 MALDI 타겟 플레이트(42)에 배치될 때, 그 현탁물은 여기 다른 곳에서 설명한 바와 같이 층층이 점재될 수 있다. 샘플 및 포름산 추출물의 건조 또한 전술한 바와 같다. 타겟 플레이트(42) 상의 MALDI 지점을 배치하고 다음에 매트릭스 용액을 배치하는 것은 전술한 바와 같이 자동화되어 있다.
MALDI에 대한 분액이 현탁물로부터 얻어진 후에, 그 현탁물은 AST 시험을 위해 튜브(82)에 접종하는데에 더 사용된다. 일 실시 형태에서, 콜로니 선취를 위한 것 보다 큰 피펫(46)이 AST 튜브 접종을 위해 사용된다. 일 실시 형태에서, 50 ㎕ 피펫이 콜로니 선취를 위해 사용되고, AST를 위한 현탁물을 준비하기 위해서는 1 ml 피펫 팁이 사용된다. 일 실시 형태에서 AST를 위한 목표 혼탁도는 0.5 McFarland(McF)이다. AST 브로스로 충진된 AST 튜브가 랙으로부터 빼내진다. 일 실시 형태에서, 브로스 튜브는 Alamar Blue(Alamar Bioscience, Sacramento, Calif.)를 또한 포함한다. Alamar Blue는, 대사 작용적인 증식 유기체의 존재 하에서 진한 청색에서 밝은 핑크색으로 색조가 변하는 산화-환원 비색계 인디케이터이다. 감수성 검사시에 Alamar Blue를 사용하는 것은 당업자에게 잘 알려져 있고 여기서 상세히 설명하지 않겠다. 시스템 전체에서 소모품, 시약 및 샘플의 추적 가능성의 일 실례로서 AST 튜브(82)가 스캔된다. 마개 제거기를 사용하여 AST 브로스 튜브로부터 마개를 제거하여 버리고, 그 후, AST 브로스 튜브(82)는 AST 패널(90)이 접종되는 위치로 전달된다. 접종 위치는 도 2에 도시되어 있다. 도 2는 좌측에 있는 병에 들어 있는 AST 브로스를 AST 패널(90)에 접종하기 위해 사용되는 자동 피펫터(60)를 도시한다. 브로스의 색을 변화시키기 위해 염료가 제공된다. 도 2는 0.5 McF 현탁물을 AST 튜브에 접종하기 위해 사용되는 피펫(46)을 도시한다. 도 2는 용액을 반복적으로 흡인하고 분배하여 AST 튜브(82) 내의 현탁물을 혼합하기 위해 사용되는 피펫(46)을 도시한다.
도 2는 접종을 위한 AST 패널(90)(다른 소모품)을 제공하는 자동화를 도시한다. 도 2는 또한 AST 패널(90)의 접종을 도시한다. AST 패널(90)에 마개를 다시 씌우는 것도 자동화되어 있다. 그러므로, 도 2는 장치가 ID 및 AST 모두를 위한 샘플 준비를 위한 연속적인 과정 및 작업 흐름을 어떻게 제공하는지를 도시한다. 시스템(1000)은 식별(MALDI-TOF)과 항생제 감수성(AST) 중의 단지 하나 또는 둘 모두를 수행하는 모듈형으로 구성될 수 있다. 여기서 설명하는 장치는 Total Lab Automation의 Work Cell Automation과 같은 대형 시스템과 통합될 수 있다.
카트리지 전달
따라서, 시스템(1000)은 샘플 준비 및 시험을 완전 자동화하는 것을 도와 주기 위해 다른 실험실 시스템/기구와 함께 사용될 수 있다. 도 20에 나타나 있는 바와 같이, 시스템(1000)은 자동화된 카트리지 전달 기구(2000) 및 하나 이상의 카트리지 시험 기구(2050a-d)와 함께 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 시스템(1000)은 시험을 위해 AST 카트리지(90)를 자동으로 준비할 수 있다. 나타나 있는 실시 형태에서, 카트리지 전달 기구(2000)는 특히 그러한 준비된 AST 카트리지(90)를 시스템(1000)으로부터 복수의 AST 카트리지 시험 기구(2050a-d) 중의 하나에 전달하도록 구성되어 있다.
도 21, 25 및 26에 나타나 있는 바와 같은 AST 카트리지(90)는 피분석물/접종물을 시험하는데에 이용가능한 어떤 카트리지라도 될 수 있다. 예컨대, 카트리지(90)는 BD PhoenixTM ID/AST Panel(Becton, Dickinson, and Co., Franklin Lakes, NJ)와 같은, 항생제 감수성 시험을 수행하기 위한 어떤 카트리지라도 될 수 있다. 어떤 카트리지가 사용되더라도, 그러한 카트리지(90)는 일반적으로, 카트리지(90)의 내부 공간에 피분석물을 접종하기 위한 입구(95)를 포함하고, 피분석물은 예컨대 미생물 현탁물 또는 혈액 배양물을 포함할 수 있다. 이러한 입구(95)는 제거 가능한 마개 또는 격벽(99)으로 밀봉될 수 있다. 예컨대, 시스템(1000)은 전달 스테이션(1040) 내에서 마개 부착/제거기(나타나 있지 않음)를 포함할 수 있고, 이것은 제거 가능한 마개(99)를 제거하거나 다시 부착한다.
도 21에 도시되어 있는 바와 같이, 제어기(30)는 시스템(1000)(도 3과 관련하여 전술한 바와 같은), 카트리지 전달 기구(2000), 및 카트리지 시험 기구(2050)에 연결되어 있다. 제어기(30)는 카트리지 준비, 카트리지 전달 및 샘플 시험을 수행하기 위해 이들 시스템/기구(1000, 2000, 2050a-d) 각각을 조정하고 제어하게 된다. 이와 관련하여, 제어기(30)는 카트리지 시험 기구(2050)의 로딩 및 언로딩의 종류에 따라 특정한 임무를 수행하도록 구성되어 있다. 예컨대, 제어기(30)는 준비 시스템(1000)으로부터 카트리지 시험 기구(2050)로의 카트리지(90)의 수동 및/또는 자동 분배/전달, 시험 기구(2050)의 수동 및/또는 자동 로딩, 및 시험 기구(2050)로부터의 카트리지(90)의 수동 및/또는 자동 제거를 가능하게 하도록 구성될 수 있고, 시험 기구는 보관부(2006) 또는 폐기부(2004)에 수동 또는 자동으로 전달될 수 있다. 제어기(30)는 도 1에 나타나 있는 패널(1006)과 같은 터치스크린 패널에 편입되는, 나타나 있는 데스크탑 컴퓨터 또는 당업계에 알려져 있는 몇몇 다른 형태일 수 있다. 대안적으로, 다수의 제어기가 사용될 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 기구(1000)와 카트리지 전달 기구(2000)에 연결될 수 있고, 다른 제어기(나타나 있지 않음)는 개별적으로 시험 기구(2050)에 연결될 수 있다. 이러한 제어기들은 카트리지 전달을 조정하기 위해 서로 통신할 수 있다.
카트리지 전달 기구
도 20에 가장 잘 나타나 있는 카트리지 전달 기구(2000)는, z-축 아암(2010), x-축 아암(2012), 회전 부재(2014), 카트리지 그립퍼 어셈블리(2015), 및 진공 펌프(2002)를 포함하는 다축 로봇일 수 있다. 카트리지 그립퍼 어셈블리(2015)는 회전 부재(2014)에 연결되며, 이 회전 부재는 한 배향으로 시스템(1000) 쪽을 향하고 다른 배향으로는 시험 기구(2050a-d) 쪽을 향하도록 카트리지 그립퍼 어셈블리(2015)를 회전시킬 수 있다. 이와 관련하여, 회전 부재(2014)는 z-축 주위로 카트리지 그립퍼 어셈블리를 적어도 180도로 회전시킬 수 있다. 회전 부재(2014) 및 카트리지 그립퍼 어셈블리(2015)는 x-축 아암(2012)에 연결될수 있고, 이 아암 자체는 z-축 아암(2010)에 연결되어 있다. z-축 아암(2010)은, 수직 배치로 적층되어 있는 있는 것으로 나타나 있는 시험 기구(2050a-d) 중의 어느 하나에 접근하도록 카트리지 그립퍼 어셈블리(2015)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 추가적으로, x-축 아암(2012)은 카트리지 그립퍼 어셈블리(2015)를 시스템(1000)과 기구(2050a-d) 사이에서 x-축 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 22 ∼ 24는, 일반적으로 가동 아암(2030), 지지 아암(2038) 및 그립퍼 플레이트/부재(2020)를 포함하는 카트리지 그립퍼 어셈블리(2015)를 나타낸다. 가동 아암(2030)은 지지 아암(2038)에 매달려 있고, 예컨대 랙-피니언 기구에 의해 지지 아암의 축선을 따라 지지 아암(2038)에 대해 움직일 수 있다. 가동 아암(2030)은 곡선형 정상 표면(2034)(도 23에 가장 잘 나타나 있음)을 포함한다. 그립퍼 플레이트(2020)는 곡선형 정상 표면(2034)에 인접하여 가동 아암(2030)에 피봇식으로 연결되어 있고, 그립퍼 플레이트와 가동 아암을 서로 연결하는 커플링(2036)의 축선 주위로 회전한다. 곡선형 정상 표면(2034)은 그립퍼 플레이트(2020)가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전할 때 그 그립퍼 플레이트를 안내하고 지지하는 것을 도와 준다.
회전 축선을 중심으로 하는 그립퍼 플레이트(2020)의 회전 기능은 비틀림 스프링(2035)(도 23에 나타나 있음)의 사용을 통해 더 달성된다. 비틀림 스프링(2035)은, 그립퍼 플레이트(2020)와 가동 아암(2030)을 서로 연결해 주는 커플링(2036) 주위에 감겨 있다. 이렇게 해서, 그립퍼 플레이트(2020)에 힘이 가해져 그립퍼 플레이트(2020)가 제1 위치로부터 제2 위치로 회전함에 따라, 비틀림 스프링(2035)의 장력이 증가된다. 장력이 증가함에 따라, 비틀림 스프링(2035)의 포텐셜 에너지가 증가하여 제1 위치 쪽으로 편향된다. 이와 관련하여, 나타나 있는 구성에서는, 스프링(2035)의 포텐셜 에너지는 그립퍼 플레이트(2020)가 제1 위치 또는 휴지(resting) 위치로 뒤로 경사질 때 가장 낮으며, 그래서, 도 23에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이, 카트리지 접촉 표면(2026)이 수직 축선에 대해 경사지게 된다. 제1 위치에서, 카트리지 접촉 표면(2026)은 수직 축선에 대해 바람직하게는 약 30도이다 그러나, 그립퍼 플레이트(2020)의 각도는 휴지 위치에서는 30 보다 크거나 작을 수 있다.
플레이트(2020)의 바닥 단부에 가해지는 힘에 의해 그립퍼 플레이트(2020)는 휴지 위치로부터 제2 위치 또는 전달 위치(나타나 있지 않음)로 이동될 수 있다. 제2 위치에 있을 때, 스프링(2035)이 인장되며, 그래서, 플레이트(2020)의 바닥으로부터 힘이 해제되면, 그 플레이트는 휴지 위치로 복귀하게 된다. 제2 위치에서, 그립퍼 플레이트의 카트리지 접촉 표면(2026)은 제1 위치와는 다른 각도로 위치한다. 예컨대, 그립퍼 플레이트(2020)는, 카트리지 접촉 표면(2026)이 제2 위치에서는 바람직하게 실질적으로 수직이도록 배향된다. 그러나, 제2 위치는 제1 위치로부터의 회전 범위 내에서 거의 어떤 각도라도 될 수 있고, 일반적으로 카트리지(2020)가 대향 표면(2072)과 평평하게 접촉하게 되는 각도이다. 도 22에 나타나 있는 바와 같은 대향 표면(2072)은, 그립퍼 어셈블리(2015)로부터 카트리지(2070)를 받거나 또는 카트리지(90)를 그립퍼 어셈블리(2020)에 전달하는 카트리지 유지 구조체(2070)의 표면이다. 이러한 카트리지 유지 구조체(2070)는 시험 기구(2050) 및 기구(1000)에 위치될 수 있다. 대안적으로, 카트리지 유지 구조체는 도 26에 나타나 있는 트레이(2040)와 같은 트레이일 수 있다. 따라서, 설명하는 바와 같이, 그립핑 플레이트(2020)는 휴지 위치와 전달 위치 사이에서 회전할 수 있다. 그립퍼 플레이트(2020)가 AST 카트리지(90)와 같은 대상물을 잡고, 회수하고, 재위치시키고 또한 자유롭게 놓아 줄 수 있는 것은, 카트리지 그립퍼 플레이트(2020)의 회전 능력이다.
카트리지 접촉 표면(2026)은 카트리지(90)의 접촉시 이 카트리지를 잡도록 되어 있다. 일 예에서, 잡기는 그립퍼 플레이트(2020)의 카트리지 접촉 표면(2026)에 음의 공기 압력을 가하여 달성된다. 음의 공기 압력을 얻기 위해, 흡입 컵(2028)이 플레이트의 카트리지 접촉 표면(2026)에 매립되어 있고(도 24 참조), 플레이트(2026)에 있는 개구를 통해 공급을 받는 공압 도관(2037)에 연결되어 있고, 그 개구는 진공 펌프(2002)(도 20 참조)로부터 진공을 공급한다.
일 사용 방법에서, 그립퍼 플레이트(2020)가 제1 위치에 있는 중에(도 22 참조), 그립퍼 플레이트(2020)는 가동 아암(2030)을 통해 제1 카트리지 유지 구조체(2070)(시스템(1000)에 위치될 수 있음)쪽으로 전진된다. 이와 관련하여, 그립퍼 플레이트(2020)의 바닥 가장자리가 그립퍼 플레이트(2020)의 다른 부분 보다 먼저 카트리지(90)에 도달하여 이 카트리지(90)와 접촉하게 된다. 이렇게 그립퍼 플레이트(2020)를 카트리지(90) 쪽으로 전진시키면, 그립퍼 플레이트(2020)가 카트지(90)와 짝을 이루어 결합하고 또한 카트리지 홀더(2070)로부터 카트리지(90)를 이탈시키는데에 도움이 된다. 그립퍼 플레이트(2020)가 카트리지(90)와 접촉할 때, 가동 아암(2030)은 계속 전진하게 되고, 이에 따라 비틀림 스프링에 힘이 가해지고 그립퍼 플레이트(2020)가 제1 위치로부터 제2 위치로 회전하게 된다. 제2 위치는, 그립퍼 플레이트(2020)의 카트리지 접촉 표면(2026)이 카트리지(90)를 유지하는 움직이지 않는 대향 표면(2072)과 거의 평평하게 될 때 도달된다. 제2 위치에서, 카트리지 접촉 표면(2026)은 또한 카트리지 표면(92)(도 25 참조)과 대체로 평평하게 되어, 진공 압력에 의해 카트리지(90)가 그립퍼 플레이트(2020)에 밀리고 이 그립퍼 플레이트(2020)가 카트리지에 유지된다.
그후, 카트리지(90)가 그립퍼 플레이트(2020)에 고정되면, 그립퍼 어셈블리(2015)가 카트리지 유지 구조체(2070)로부터 멀어지게 이동하고, 이에 따라, 플레이트(2020)를 제2 위치에 유지시키는 힘이 제거되어, 그립퍼 플레이트(2020) 및 카트리지(90)가 스프링(2036)의 편향 하에서 제1 위치로 복귀하게 된다. 이는 카트리지 유지 구조체(2070)로부터 카트리지(90)를 제거하는데에 도움을 준다. 추가적으로, 가동 아암(2030)은 카트리지 유지 구조체(2070)로부터 멀어지는 방향으로 지지 아암(2038)을 따라 이동하며, 그래서 지지 아암(2038)에 있는 범퍼 표면(2039)(도 24 참조)이 그립퍼 플레이트(2020)에 의해 유지되고 있는 카트리지(90)의 상부 표면에 밀리게 된다. 이리하여, 그립퍼 플레이트(2020)가 다시 제2 위치로 회전되어, 카트리지(90)가 실질적으로 수직인 배향으로 배향된다. 이렇게 해서, 그립퍼 어셈블리(2015)가 회전 부재(2014)에 의해 회전될 수 있도록 카트리지 유지 구조체(2070)로부터 틈이 제공되며, 그래서 카트리지(90)가 다른 카트리지 유지 구조체(2070)를 받기 위해 그 다른 카트리지 유지 구조체에 전달될 수 있다.
이와 관련하여, 회전 부재(2014)는 그립퍼 어셈블리를 제2 카트리지 유지 구조체(2070) 쪽으로 회전시키고, 제2 카트리지 유지 구조체는 시험 기구(2050) 내부에 위치될 수 있다. 이렇게 회전시키면, 그립퍼 플레이트(2020)가 제2 카트리지 유지 구조체(2070)에 주어질 수 있다. 가동 아암(2030)은, 제2 카트리지 유지 구조체(2070)와 정렬되면, 유지 구조체(2070) 쪽으로 전진되며, 이 유지 구조체는 카트리지로부터 범퍼 표면(2039)을 분리시키며, 그리하여, 카트리지(90)와 그립퍼 플레이트(2020)를 제2 위치에 유지시키는 힘이 해제된다. 이리하여, 그것이 제2 유지 구조체(2070) 쪽으로 전진함에 따라 카트리지(90)와 플레이트(2020)는 제1 위치로 이동된다. 이와 관련하여, 카트리지(90)의 바닥 단부가 먼저 제2 카트리지 유지 구조체(2070)에 의해 수용된다. 가동 아암(2030)이 더 전진함에 따라, 제2 카트리지 유지 구조체(2070)에 의해 가해지는 저항은 카트리지(90)를 제2 위치 쪽으로 회전시키는 것을 도와주며, 그래서 카트리지는 유지 구조체(2070)의 수용 표면(2072)과 대체로 평평하게 된다. 이때, 카트리지(90)는 유지 구조체(2070)에 의해 수용되며, 진공이 꺼져 그립퍼 플레이트(90)가 다시 제1 위치로 이동될 수 있다.
카트리지 그립퍼 어셈블리(2015)의 대안적인 특징적 사항이 가능하다. 예컨대, 다른 실시 형태에서, 그립퍼 플레이트(2020)의 회전 기능은 압축 스프링(나타나 있지 않음)의 사용을 통해 공급된다. 이 압축 스프링은 그립퍼 플레이트(2020)와 가동 아암(2030)의 바닥 표면(2032) 사이에 배치된다. 제1 위치에서, 압축 스프링은 비교적 낮은 포텐셜 에너지를 갖는다. 그립퍼 플레이트(2020)가 제1 위치로부터 제2 위치로 회전함에 따라, 스프링이 압축되고 이 스프링의 포텐셜 에너지가 증가된다. 일 변형예에서는, 그립퍼 플레이트(2020)가 카트리지 유지 구조체(2070)와 접촉하기 전에는 어느 방향으로도 기울어지지 않도록 하기 위해, 압축 스프링은 충분한 압축력으로 예압된다. 스프링의 압축은, 아암(2030)이 플레이트(2020)를 한 위치로부터 다른 위치로 이동시킬 때 그립퍼 플레이트(2020)를 위치 유지시키는 역할을 한다.
또 다른 실시 형태에서, 그립퍼 플레이트(2020)의 회전 기능은 인장 스프링(나타나 있지 않음)의 사용을 통해 달성된다. 전술한 압축 스프링의 경우 처럼, 인장 스프링은 그립퍼 플레이트(2020)와 아암(2030) 사이에 배치되지만, 이 경우에는, 스프링은 아암의 정상 표면(2034) 위에 배치된다. 이리하여, 그립퍼 플레이트(2020)가 제1 위치로부터 제2 위치로 이동함에 따라 스프링의 장력이 증가하여, 제2 위치 쪽으로 가면서 더 많은 에너지가 저장된다. 위의 압축 스프링에 대한 것과 유사한 변형예에서, 인장 스프링은 제1 위치에서 인장으로 예압될 수 있다.
다른 실시 형태에서, 탄성중합체 부재(나타나 있지 않음)를 사용하여 회전 기능을 제공한다. 탄성중합체 부재는, 그립퍼 플레이트(2020)가 제1 위치로부터 제2 위치로 회전할 때 평형 상태로부터 변형되고 또한 그립퍼 플레이트가 제1 위치로 복귀할 때에는 원래의 크기로 복귀하는 구조이다. 탄성중합체 부재는 바람직하게는, 그립퍼 플레이트가 접촉을 하고 카트리지 유지 구조체(2070)에 가까워짐에 따라 고정 기구와의 접촉에 의해 발생되는 저항력에 응하여 탄성 변형이 가능하기에 충분히 낮은 영률(Young's modulus)을 갖는 재료로 만들어진다.
다른 실시 형태에서, 파형(wave) 스프링(나타나 있지 않음)이 회전 기능을 제공한다. 어셈블리(2015)에 대한 파형 스프링의 배치 및 작동은 압축 스프링의 경우와 유사하고, 당업자에게 알려져 있는 방식으로 위치하고 부착될 것이다.
다른 실시 형태에서, 전술한 것과는 다른 피동적인 수단을 사용하여 회전 기능을 제공할 수 있다. 피동적인 제어기 형태는 당업자에게 잘 알려져 있고 여기서는 상세히 설명하지 않겠다.
추가 실시 형태에서, 능동적인 수단을 사용하여 회전 기능을 제공할 수 있다. 능동적인 제어기의 예를 들면, 전기 또는 공압 액츄에이터와 같은 선형 액츄에이터, 전기 또는 공압 피스톤과 같은 피스톤, 회전하는 볼 스크류와 너트, 및 랙과 피니언이 있다. 또한, 당업자에게 알려져 있는 다른 능동적인 제어기 형태도 가능하다.
위의 실시 형태 중 어느 하나에서, 그립퍼 플레이트(2020)는 특정한 카트리지 크기에 맞는 크기로 될 수 있다. 이리하여, 그립퍼 플레이트의 치수는 특정한 폭 또는 길이에 한정되지 않는다. 추가로, 그립퍼 플레이트의 두께는, 예상되는 대상물의 하중을 지지하는데에 사용되는 재료의 관점에서 충분하다면 대개 설계 선택의 문제이다.
또한, 위의 실시 형태 중 어느 하나에서, 그립퍼 플레이트(2020)의 카트리지 접촉 표면(2026)은 다른 카트리지 종류, 형상 및 크기에 맞도록 될 수 있다. 예컨대, 접촉 표면(2026)은 그립퍼 플레이트(2020)의 길이에 걸쳐 오목한 또는 볼록한 형상을 특징으로 할 수 있다.
위의 실시 형태 중 어느 하나에서, 그립퍼 플레이트(2020)는 특정한 대상물을 잡기 위한 다양한 표면 요소를 포함하도록 될 수 있다. 예컨대, 도 25에 도시되어 있는 카트리지(90)는 그립퍼 플레이트(2020)에 의해 잡히는데에 사용될 수 있는 다양한 요소를 포함한다. 이들 요소는 특히 대체로 길이 방향으로 있는 카트리지의 중심 영역 근처에 있는 간격 틈(93), 카트리지(90)의 정상 표면의 중심부에 있는 오목한 영역(94), 카트리지(90)의 상하측 말단부에 있는 범프(bump)(96)를 포함한다.
이들 카트리지의 요소를 수용하기 위해, 접촉 표면(2026)은 카트리지(90)에 있는 대응하는 요소에 맞도록 성형되고 위치하는 돌출부를 포함할 수 있다. 그립퍼 플레이트(2020)는 카트리지(90)의 길이 방향 축선 상에서 상호 반대 방향으로 힘을 가하기 위해 범프(26) 사이에서 확장되도록 또한 구조화될 수 있다. 다시 말하면, 그립퍼 플레이트(2020)는 범프(96)를 잡도록 될 수 있다. 또한, 대향 가능한 핑거를 갖는 것과 같은 다른 그립퍼 플레이트 구조체가 카트리지(90)의 측면(98) 상에 클램핑하도록 될 수 있다.
위의 실시 형태 중 어느 하나에서, 그립퍼 플레이트(2020)의 표면(2026)은 잡혀 회수된 대상물의 정렬을 유지하는 구조체를 포함할 수 있다. 일 예에서, 그립퍼 플레이트(2020)에 대한 회수된 카트리지(90)의 개선된 정렬은 레일(2027)에 의해 제공되며, 도 24에 도시되어 있는 바와 같이, 이 레일은 플레이트(2020)의 측면에 평행하고 플레이트의 정상부로부터 바닥으로 연장되어 있다.
AST를 위한 샘플 카트리지의 자동화된 로딩
도 27a ∼ 27d는 예시적인 카트리지 시험 기구(2050)를 나타낸다. 특히, 나타나 있는 카트리지 시험 기구(2050)는 AST 기구이다. 그러나, 여기서 설명하는 원리는 샘플 카트리지의 자동적인 입력 및 제거가 요망되는 어떤 실험실 기구에도 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
카트리지 시험 기구(2050)는 일반적으로 안에 공동부를 형성하는 하우징(2052) 및 그 공동부에 접근하기 위한 제1 또는 수동 도어(2060)와 제2 또는 자동 도어(2066)를 포함한다. 하우징(2052)은 공동부 안에 배치되는 카트리지 홀더(2054)를 포함할 수 있으며, 이 카트리지 홀더는 개별 카트리지(90)를 수용하기 위한 복수의 수용부 또는 카트리지 유지 구조체(2073)를 포함한다. 카트리지 홀더(2054) 및 수용부는 수용부 액츄에이터(2078)(예컨대, 모터와 벨트)의 작동에 의해 공동부 내부에서 움직일 수 있어, 카트리지(90)를 수용하거나 제거하기 위한 도어 개구에 각 수용부가 주어질 수 있다. 일 예에서, 카트리지 홀더(2054)는 축선 주위로 회전 가능한 복수의 수용부(2073)를 갖는 드럼일 수 있다.
도 27a에 나타나 있는 바와 같이, 제1 도어(2060)는 일반적으로 기구(2050)의 제1 측(이 실시 형태에서는 전방)에 위치하고 수동으로 작동될 수 있다. 제1 도어(2060)는 힌지로 하우징(2052)에 장착되고 기계적 또는 자기적 랫치(latch)(2064) 또는 데드볼트(deadbolt)를 포함하며, 이는 제1 도어(2060)가 열리는 것을 방지하기 위해 시험 기구의 작동 중에 자동 잠금 기구(2074)에 의해 잠궈질 수 있다. 일 대안적인 실시 형태에서, 제1 도어(2060)는, 하우징(2052)에 힌지 연결되지 않고, 도어가 슬라이딩하여 개폐될 수 있게 해주는 트랙에 슬라이딩 가능하게 부착될 수 있다.
도 27b ∼ 27d에 나타나 있는 바와 같이, 제2 도어(2066)는 대체로 기구(2050)의 제2 측(이 실시 형태에서는 후방)에 위치하고 자동적으로 열릴 수 있다. 제2 도어(2066)는 트랙(2056)에 슬라이딩 가능하게 위치하며, 이 트랙은 도어(2066)가 옆으로 슬라이딩할 수 있게 해주고 또한 리드스크류, 랙과 피니언, 공압 실린더/피스톤, 동력식 선형 액츄에이터 또는 몇몇 다른 기계적 또는 전기-기계적 장치와 같은 선형 또는 도어 액츄에이터(2076)에 연결되어 있다. 이러한 도어 액츄에이터(2076)는 도어(2064)를 열고 닫는다. 트랙(2056)은 적어도 부분적으로 제2 도어 개구의 확장을 규정한다. 제2 도어(2066)는 하나의 또는 복수의 카트리지 홀더(2054)를 노출시킬 수 있다. 상측 카트리지 홀더 또는 하측 카트리지 홀더만 노출시키는 유연성을 허용하는 독립적으로 작동하는 2개의 후방 자동 도어가 가능하다. 이 경우에는 추가적인 트랙(2056)과 도어 액츄에이터(2076)의 사용이 필요할 수 있다.
시험 기구(2050)는 추가적인 도어, 예컨대, 기구(2050)의 측면에 배치될 수 있고 수동 또는 자동으로 작동될 수 있는 제3 및 제4 도어를 포함할 수 있다. 추가로, 제2 도어(2066)는 대안적으로 제1 도어(2060)가 위치하는 전방측에 인접하는 기구(2050)의 일 측에 배치될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 자동 도어(2066)는 수동 도어(2060)에 통합될 수 있고, 그래서 수동 작동 중에, 자동 도어(2066)는 수동 도어(2060)와 함께 움직이고, 자동 작동 중에는, 자동 도어(2066)만 개폐되고 수동 도어(2060)는 닫힌 상태로 유지된다. 물론, 시험 기구(2050)는 자동적으로 작동될 수 있는 단지 하나의 도어를 가질 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 시험 기구(2050)는, 전달 기구(2000) 및 준비 시스템(1000)을 포함하고 제어기(30)에 의해 제어되는 더 넓은 시스템에 구성품 서브시스템으로서 편입될 수 있다. 따라서, 시험 기구(2050)는, 제어기(30)와 통신하고 그리고/또는 그 제어기에 의해 작동되는 요소(2070)를 포함할 수 있다. 이러한 요소는 도 28a에 도시되어 있고, 일반적으로 사용자 입력 인터페이스(2071), 디스플레이 인터페이스(2072), 잠금 기구(2074), 도어 액츄에이터(2076) 및 수용부 액츄에이터(2078)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
도 27a에 나타나 있는 바와 같이, 하우징(2052)은 또한 사용자 입력 인터페이스(2071) 및 디스플레이 인터페이스(2072)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(2071)는, 사용자/작업자가 수동 무시 요청 또는 지시와 같은 명령 또는 요청을 입력할 수 있게 해주는 하나 이상의 누름 버튼 또는 터치 스크린일 수 있다. 예컨대, 시험 기구(2050)가 자동 모드에 있을 때, 제어기(30)는 제2 도어(2066)를 위한 도어 액츄에이터(2076)를 작동시키고, 제어기(30)는 잠금 기구(2074)를 작동시켜 제1 도어(2060)를 잠금 상태로 유지시킨다. 입력 인터페이스(2071)는, 시험 사이클이 완료되면 제어기(30)가 도어 액츄에이터(2076)을 비활성화시키고 잠금 기구(2074)를 작동시켜 사용자가 제1 도어(2060)를 열 수 있도록 사용자가 자동 모드를 무시할 수 있도록 구성될 수 있다. 추가로, 사용자 입력 인터페이스(2071)는, 카트리지(90)가 로딩 또는 언로딩되고 있는지 사용자가 더 확인할 수 있게 해주도록 구성될 수 있다. 그리고 제어기(30)는 적절한 카트리지(90) 또는 수용부가 수동 도어 개구에 적절히 주어지는 지를 판단할 수 있다.
디스플레이 인터페이스(2072)는 스크린 또는 LED 광일 수 있다. 사용자가 사용자 입력 인터페이스(2071)를 통해 수동 모드를 요청하면, 디스플레이 인터페이스(2072)는, 기구(2050) 내의 시험이 여전히 일어나고 있고 또한 시험이 완료될 때까지는 제1 도어(2060)가 열릴 수 없다는 경고를 줄 수 있다. 디스플레이 인터페이스(2072)는 또한, 수동 로딩 또는 언로딩의 시작을 위해 제1 도어(2060)가 잠금해제될 때 메시지 또는 알림을 표시할 수 있다. 디스플레이 인터페이스(2072)는 또한 수동이든 자동이든 기구(2050)의 현재 모드를 표시할 수 있다.
추가적으로, 카트리지 전달 기구(2000)는 제어기(30)와 통신하고/통신하거나 그 제어기에 의해 작동되는 요소(2041)를 포함할 수 있다. 이러한 요소는 도 28b에 도시되어 있고, 일반적으로, 카트리지 그립퍼(2020), 카트리지 병진 이동 액츄에이터(들)(2030), 및 카트리지 위치 센서(들)(2048)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
위에서 언급한 바와 같이, 카트리지 그립퍼 플레이트(2020)는, 카트리지(90)를 고정하고 해제하기 위한 흡입을 제공하는 진공 포트/흡입 컵(2028)을 포함할 수 있다. 이러한 흡입을 제공하는 진공 펌프(2002)의 온/오프 작동은 제어기(30)에 의해 제어될 수 있다.
카트리지 병진 이동 액츄에이터(2030)는 전달 기구(2000)의 운동을 제어한다. 따라서, 전달 기구(2000)가 전술한 바와 같이 로봇인 경우, 병진 이동 액츄에이터(2030)는 그립퍼 플레이트(2020) 및 이에 부착되는 카트리지(90)를 이동시키기 위해 자동적인 운동 자유도를 갖는 로봇을 제공한다. 시험 기구(2050)의 수동 모드가 취해지면 제어기(30)는 카트리지 운동을 지시하고 또한 액츄에이터(2030)를 비활성화시키기 위해 액츄에이터(2030)를 제어한다.
그립퍼 플레이트(2020)에 부착되어 있는 카트리지(90)의 위치와 배향을 결정하기 위해, 전달 기구(2000)는 카트리지 위치 센서(2048)를 포함할 수 있고, 이 센서는 카트리지 전달을 지시하는 것을 도와 주기 위해 피드백 루프로 제어기(30)와 통신한다.
위에서 언급한 바와 같이, 제어기(30)는 데스크탑 컴퓨터 또는 몇몇 다른 계산 장치일 수 있고, 디스플레이 인터페이스(2072) 및 키보드 및 마우스와 같은 사용자 인터페이스(2071)를 포함할 수 있다. 또한, 도 28c에 나타나 있는 바와 같이, 제어기의 계산 구조는 일반적으로 프로세서(32)와 메모리(34)를 포함한다. 도 28c에 나타나 있는 바와 같이, 제어기는 또한 서브시스템 인터페이스(36)를 포함할 수 있다.
외부 버스를 포함할 수 있는 서브시스템 인터페이스(36)는 제어기(30)를 준비 시스템(1000), 카트리지 전달 기구(2000), 및 카트리지 시험 기구(2050)에 연결한다. 특히, 지시 및 데이타는 서브시스템 인터페이스(36)를 통해 제어기(30)와 요소(2070) 사이에 전달된다.
메모리/데이타 저장부(34)는 RAM, ROM, 플래시 메모리 등을 포함할 수 있다. 메모리(34)는 프로세서 제어 지시(37) 및 저장된 데이타(38)를 포함한다. 프로세서 제어 지시(37)는 예컨대 잠금 기구(2074), 도어 액츄에이터(2076), 수용부 액츄에이터(2078), 및 입력 인터페이스(2071)의 작동에 관련된 지시를 포함한다. 저장된 데이타(38)는 카트리지 식별 요소(예컨대, 바코드 정보 또는 일련 번호), 대응하는 수용부 식별 요소, 및 타이밍 정보, 시험 시작 시간 및 시험 길이를 포함할 수 있다.
자동화된 카트리지 전달을 포함하는 방법의 일 실시 형태에서, 카트리지(90)는 자동으로 로딩되고 또한 시험 장치(2050)로부터 자동으로 언로딩된다. 이러한 실시 형태에서, 준비 시스템(1000)은 위에서 상세히 설명한 바와 같이 카트리지(90)에 샘플을 접종하여 AST 카트리지(90)를 준비한다. 보다 구체적으로, 카트리지(90)는 하나 이상의 로봇을 통해 자동으로 접종되며, 그 로봇은 카트리지(90)의 입구 덮개(99)(예컨대, 마개)를 제거할 수 있다. 피펫터(60)는 피분석물을 카트리지(90) 안으로 분배한다. 대안적으로, 입구는 격벽으로 덮힐 수 있고, 이 경우 로봇은 그 격벽을 통해 카트리지(90)의 내부에 접종하기 위해 바늘을 이용할 수 있다. 그후, 카트리지(90)는 전달 스테이션(1040)의 내부와 같은 픽업 위치에 배치될 수 있고, 준비 시스템(1000)은, 카트리지(90)가 시험 준비가 되어 있고 시간 준비가 완료되었음을 제어기(30)에 알려져 준다.
그후, 제어기(30)는 카트리지 전달 기구(2000)를 작동시키고, 이 카트리지 전달 기구는 접종된 카트리지(90)를 픽업하고 이를 그립퍼 어셈블리(2015) 및 병진 이동 액츄에이터(2030)를 통해, 시험 기구(2050)에 있는 그러한 카트리지를 위한 미리 결정된 수용부에 전달한다. 제어기(30)는 또한 도어 액츄에이터(2076) 및 수용부 액츄에이터(2078)를 활성화시키고, 수용부 액츄에이터는 시험 기구(2050)의 제2 도어(2066)를 열고, 카트리지 위치 센서(2048)로부터의 피드백을 사용하여 수용부를 제2 도어 개구와 정렬시킨다.
그런 다음 전달 기구(2000)는 카트리지(90)를 수용부 안에 배치하고 특정한 카트리지/수용부 위치(카트리지의 다른 특정 요소와 관련되어 있음)를 제어기(30)에 전달한다. 그런 다음 전달 기구(2000)는 제어기(30)의 지시에 따라 추가적인 카트리지(90)를 회수한다. 일반적으로, 시험 전에 수용부에는 카트리지(90)가 완전히 배치될 것이다. 제어기(30)의 지시에 따라 카트리지 홀더(2054)에 카트리지(90)가 배치되면, 이는 전달 기구(2000) 또는 시험 기구(2050)에 의해 감지되며 제어기(30)에 전달된다. 그런 다음 제어기(30)는 수용부 액츄에이터(2078)를 작동시키고, 이 액츄에이터는 더 많은 빈 수용부를 제2 도어 개구에 준다. 제어기(30)의 지시에 따라 일단 모든 수용부에 카트리지가 배치되면, 제어기(30)는 도어 액츄에이터(2076)를 활성화시키고, 이 도어 액츄에이터는 제2 도어(2066)를 폐쇄하고 시험을 시작하라고 시험 기구(2050)에 지시하게 되며, 이 실시 형태에서 그 시험은 AST 이다.
일단 시험이 완료되면, 제어기(30)는 도어 액츄에이터(2076)를 활성화시키고, 카트리지 전달 기구(2000) 또는 다른 카트리지 전달 기구를 작동시켜, 시험된 카트리지를 카트리지 병진 이동 액츄에이터(2030)를 통해 시험 기구(2050) 내의 각각의 수용부로부터 제거한다. 그러한 카트리지는 보관부(2006)로 이동될 수 있다. 대안적으로, 전달 기구(2000)는 시험된 카트리지를 폐기 용기(2004) 안으로 버릴 수 있다. 이 과정은 24시간/일, 7일 일주일 동안 연속적으로 수행될 수 있다.
다른 방법 실시 형태에서, 시험 장치(2050)는 수동으로 로딩 또는 언로딩될 수 있다. 처음에, 기구(2050)는 자동 모드로 설정될 수 있고, 이 자동 모드에서는, 자동 전달의 제1 방법 실시 형태와 관련하여 전술한 바와 같이 전달 기구(2000)는 자동 로딩 및 언로딩을 수행한다. 그러나, 사용자가 시험 기구(2050)의 수동 로딩 또는 언로딩을 수행하기로 선택한 경우, 그 사용자는 사용자 인터페이스(2071)를 사용하여 기구(2050)와 전체 시스템을 수동 모드로 설정할 수 있다. 사용자 인터페이스(2071)가 조작되면, 시험 기구(2050)가 제어기(30)에 통지를 하고, 제어기는 도어 액츄에이터(2076)를 비활성화시키고 현재 수행되고 있는 시험이 있는지를 판단한다. 카트리지 전달 기구(2000)와 같은 다른 서브시스템이 제어기(30)에 의해 비활성화될 수 있다. 시험이 수행되고 있지 않으면, 제어기(30)가 잠금 기구(2074)를 활성화시키고, 이 잠금 기구는 제1 도어(2060)를 잠금 해제한다. 시험이 수행되고 있으면, 제어기(30)는 도어(2060)를 잠금 상태로 유지키거나 또는 도어(2060)가 열릴 수 없음을 디스플레이 인터페이스(2072)를 통해 사용자에게 알려준다. 일단 시험이 완료되면, 제어기(30)는 제1 도어(2060)를 잠금 해제하고, 시험을 진행할 수 있음을 사용자에게 알려준다. 그러면 사용자는 제1 도어(2060)를 열어, 접종된 카트리지(90)를 갖는 시험 기구(2050)를 수동으로 로딩하거나 언로딩하기 시작한다.
어떤 실시 형태에서, 사용자 인터페이스(2071)는, 단지 수동 모드를 활성화시키는 것이 아니라, 수동 로딩 또는 언로딩이 바람직한가를 특정하는 것과 같은 추가적인 기능성을 제공한다. 또한, 제거될 특정 카트리지(90)가 확인될 수 있다. 사용자가 수동 로딩을 지시하는 경우, 제어기(30)는, 잠금 기구(2074)를 활성화시키는 것과 더불어, 제1 도어(2060)를 잠금 해제하고, 또한 수용부 액츄에이터(2078)를 활성화시켜 하나 이상의 빈 수용부를 제1 도어 개구와 정렬시킨다. 반대로, 수동 언로딩이 선택되면, 제어기(30)는 수용부 액츄에이터(2078)를 작동시켜, 시험된 카트리지를 제1 도어 개구에 주며, 그래서 카트지가 수동으로 언로딩될 수 있게 한다.
시스템의 대안예
위에서 논의된 사항의 많은 변화, 추가 및 조합이 본 발명에서 벗어남이 없이 이용될 수 있다. 예컨대, 도 29는 일 대안적인 준비 시스템(1000')을 나타낸다. 이 시스템(1000')은, 수용 스테이션(1010), 준비 스테이션(1030), 및 전달 스테이션(1040)과 같은 여러 스테이션을 수용하는 하우징을 포함한다는 점에서 시스템(1000)과 유사하다. 그러나, 시스템(1000')은 그의 선취 스테이션(1020')에 대해서 다르다. 시스템(1000)에 대해 전술한 바와 같이, 스테이션(1020)은 선취 도구(6)를 지니고 있는 위치설정 장치(8)를 포함하고, 그러한 선취 도구(6)를 사용하여 플레이트(3) 상의 콜로니(4)로부터 샘플을 선취하고 그러한 선취된 콜로니를 현탁물 튜브(11)에 전달한다. 그러한 위치설정 장치(8)는 전달 장치(15)를 포함하고, 선취 도구가 현탁물 매질에 침지되어 있을 때 그 전달 장치(15)를 사용하여 선취 도구를 진동시킨다.
한편, 스테이션(1020')은 위치설정 장치(8)와 전달 장치(15)를 분리한다. 이와 관련하여, 위치설정 장치(8) 및 전달 장치(15)는 서로 독립적으로 전달 트랙(18)에 연결되어 있다. 전달 장치(15)는 선취 도구(6)를 해제 가능하게 유지하기 위한 잡기 도구(17)를 갖는 전달 홀더(16)를 포함한다. 이렇게 해서, 전달 장치(15)는 위치설정 장치(8)로 이동할 수 있고, 그래서 잡기 도구(17)가 위치설정 장치(8)로부터 선취 도구(6)를 인계받을 수 있다. 잡기 수단(17)이 선취 도구를 잡은 후에 선취 도구 홀더(9)는 선취 도구(6)를 자유롭게 놓아 준다. 도 29에 나타나 있는 실시 형태에서, 사전에 미생물(4)의 샘플을 픽업한 선취 도구(6')는 전달 장치(15)에 의해 현탁물 튜브(11) 위쪽의 출발 위치(실선으로 나타나 있음)에 위치한다. 전달 장치(15)는, 현탁물 튜브(11)에 들어 있는 현탁물 매질(14) 안으로 선취 도구(6')를 하강시키기 위해 배치되고, 이 위치에서 샘플(19)을 갖는 선취 도구(6')는 도 29에서 파선으로 나타나 있는 바와 같이 현탁물 매질(14)에 침지된다. 이 위치에서, 샘플이 제2 선취 도구(6')로부터 방출되기에 충분한 시간 동안 선취 도구(6')를 선형 수직 방향 운동으로 진동시키기 위해 전달 장치(15)가 활성화된다. 그후, 전달 장치(15)는 내용물이 방출된 선취 도구(6)를 현탁물 튜브(11) 위쪽의 대기 위치에 위치시키고, 도 29에 나타나 있는 실시 형태에서 그 대기 위치는 전달 장치(15)의 출발 위치와 동일하다. 그후, 전달 장치는 선취 도구(6)를 폐기물 수용부 위에서 자유롭게 놓아줄 수 있고, 이 시간 동안에 위치설정 장치(8)는 제2 선취 도구와 제2 샘플을 이미 회수했을 수 있다. 따라서, 이 실시 형태에서 위치설정 장치는, 현탁물 매질에의 샘플 전달을 통해 선취 도구를 유지하지 않고 선취 도구를 전달 장치(15)에 건네 준다. 이러한 실시 형태는 선취 도구가 샘플을 유지하기 위해 작용 흡입 또는 진공을 필요로 하지 않는 경우에 이용될 수 있다.
다른 실시 형태의 준비 시스템(3000)이 도 30에 나타나 있다. 이 시스템(3000)은, 수용 스테이션(나타나 있지 않음), 선취 스테이션(4020), 준비 스테이션(4030), 및 전달 스테이션(4040)과 같은 여러 스테이션을 수용하는 하우징을 포함한다는 점에서 시스템(1000)과 유사하다. 추가로, 선취 스테이션(4020)은 선취 도구(3006)를 지니고 있는 위치설정 장치(3008)를 포함하고, 준비 스테이션은 피펫 팁(3046)을 지니고 있는 피펫터(2040)를 포함한다. 그러나, 위치설정 장치(8)를 통해 선취된 샘플(19)을 접종하고 또한 현탁된 샘플을 피펫터(40)를 통해 회수하기 위해 현탁물 튜브(11)가 동일한 일반적인 위치에 유지되는 시스템(1000)과는 달리, 위치설정 장치(3008) 및 피펫터(3040)는 각각의 스테이션(3020, 3030)에 보내진다, 다시 말해, 피펫터(3040)가 현탁된 샘플을 현탁물 튜브(3011)로부터 회수하기 위해 준비 스테이션(4030)으로부터 선취 스테이션(4020)으로 이동하지 않고, 선취 도구(3006)에 의한 접종 후에, 현탁물 튜브(3011)가 선취 스테이션(4020)으로부터 준비 스테이션(4030)으로 이동된다.
이는 현탁물 튜브 이동기(3070)에 의해 달성된다. 현탁물 튜브 이동기(3070)는 일반적으로 데크(3007) 아래에 배치되는 로봇이고, 도 30에서 이중 화살표로 도시되어 있는 바와 같이 적어도 2차원적으로 움직이도록 구성되어 있다. 특히, 현탁물 튜브 이동기(3007)는 예컨대 수용부 또는 그립퍼로 현탁물 튜브(3011)를 유지하고 이 현탁물 튜브(3011)를 데크(3007) 아래로 이동시키고 또한 선취 스테이션과 준비 스테이션에 각각 위치하는 미리 지정된 위치(A, A') 사이에 현탁물 튜브(3011)를 이동시키도록 구성되어 있다. 이와 관련하여, 데크는 개구를 가질 수 있고, 이 개구를 통해 이동기가 이들 미리 지정된 위치에서 현탁물 튜브를 상승 및 하강시킬 수 있다.
추가로, 이들 위치(A, A') 각각은 전술한 비탁계 중의 하나와 같은 비탁계(3020, 3060)를 가지며, 이 비탁계는 레이저 또는 광 방출기(3021, 3061) 및 검출기(3022, 3062)를 포함한다. 따라서, 선취 스테이션(4020)에 위치하는 제1 위치(A)는 제1 비탁계(3020)를 포함하고, 준비 스테이션(4030)에 위치하는 제2 위치(A')는 제2 비탁계(3060)를 포함한다. 일 실시 형태에서, 비탁계는 예컨대 다수의 광원 및 검출기를 포함함으로써 8개의 큐벳에서 혼탁도를 동시적으로 측정할 수 있는 8-채널 장치이다.
시스템(3000)을 사용하는 방법에서, 배양 접시(3003)가 수용 스테이션으로부터 선취 스테이션(4020)으로 이동되고 플랫폼(3002) 상에 위치될 수 있다. 그러한 접시(3003)는 배양 배지(3005) 및 하나 이상의 미생물 콜로니를 포함한다. 타겟 콜로니(3004)가 선택되고 선취 도구(3006)는 타겟 콜로니(3004) 위쪽에 위치한다. 선취 도구(3006)는 위치설정 장치(3008)를 통해 하강하여 타겟 콜로니(3004)의 샘플(3019)을 회수한다. 그후, 위치설정 장치(3008)는 선취된 콜로니(3019)를 선취 스테이션(4020) 내의 현탁물 튜브(2011) 위쪽의 위치(A)로 이동시킨다. 위치설정 장치(3008)는 선취된 미생물(3019)을 하강시켜 현탁물 튜브(3011) 내의 현탁물 매질 안으로 침지시킨다. 전달 장치(3015)가 선취 도구(3006)를 진동시켜 미생물을 현탁물 매질내에 방출시킨다. 비탁계(3020)는 현탁물의 혼탁도를 측정한다. 미생물(3004)의 추가적인 선취는 원하는 혼탁도가 얻어질 때까지 수행될 수 있다.
일단 원하는 혼탁도가 연속적인 콜로니 선취를 통해 얻어지면, 미생물 현탁물이 들어 있는 현탁물 튜브(3011')가 데크(3007) 아래에 있을 때까지 튜브 이동기(3070)가 그 현탁물 튜브를 하강시킨다. 그런 다음, 이동기는 튜브(3011')를 준비 스테이션(4030)에 위치하는 제2 튜브 위치(A')로 이동시킨다. 그 후, MALDI 플레이트(3042)를 준비하기 위해 이동기(3070)가 데크(3007)에 있는 개구를 통해 튜브(3011')를 상승시킨다. MALDI 플레이트는 피펫터(3040)에 의해 준비되며, 이 피펫터는 튜브(3011') 위쪽의 위치(A')로 이동하여 그 튜브로부터 현탁물의 분액을 회수한다. 그런 다음 피펫터(3040)는 분액을 MALDI 플레이트(3042) 위쪽의 위치(B)로 이동시키고, 위에서 상세히 설명한 바와 같이, 그 위치에서 피펫터(3040)는 미리 결정된 위치(3044)에서 분액을 MALDI 플레이트(3040) 상에 배치한다. 일단 MALDI 플레이트(3042)가 준비되면, 피펫터(3040)는 제2 튜브 위치(A')에서 탈이온수 또는 몇몇 다른 현탁물 매질을 현탁물 튜브(2011') 안으로 흡인한다. 비탁계(3060)는 제2 튜브 위치(A')에서 혼탁도를 측정한다. 일단 AST에 대해 원하는 McFarland 값이 얻어지면, 피펫터(3040)는 위치(A')에서 현탁물 튜브(2011')로부터 분액을 흡인하고 그런 다음 그 분액을 위치(C)로 전달하고, 이 위치에서 피펫터(3040)는 AST 브로스 튜브(3082)에 현탁물을 접종한다. AST 브로스 튜브(3082)는, 튜브를 데크(3007) 아래로 하강시켜 데크 아래에서 전달 스테이션(4040) 내의 위치로 전달하여 이동기(3070)와 유사한 방식으로 AST 튜브 이동기(3080)를 통해 전달 스테이션(4040)으로 이동된다. 거기서, 전술한 바와 같이 AST 튜브(3082) 내의 샘플이 AST 카트리지(90)내에 접종된다.
시스템(3000)의 다른 실시 형태에서, 준비 스테이션(4030)은 2개의 튜브 위치를 포함할 수 있는데, 그래서 시스템은 총 3개의 현탁물 튜브 위치를 포함하며, 한 현탁물 튜브 위치는 선취 스테이션(4020)에 있고 2개의 현탁물 튜브 위치는 준비 스테이션(4030)에 있다. 이러한 실시 형태에서, 준비 스테이션(4030) 내에 있는 튜브 위치 중의 하나는 MALDI 플레이트 준비를 위해 이용될 수 있고, 준비 스테이션(4030) 내에 있는 다른 위치는 AST 튜브(3082)를 준비하는데에 이용될 수 있다. 이와 관련하여, MALDI 준비를 위한 튜브 위치는 비탁계를 갖지 않을 수 있는데, MALDI 준비를 위한 현탁물 혼탁도가 선취 스테이션(4020)에서 비탁계(3020)에 의해 결정되었을 것이기 때문이다. 그러나, AST 튜브 준비를 위한 현탁물 튜브 위치는, 현탁물을 AST에 대한 적절한 McFarland 값으로 희석함에 있어 피펫터(2040)를 도와주는 비탁계(3060)를 가질 것이다.
Claims (62)
- 샘플내 미생물의 식별(ID)및 미생물의 항생제 감수성(AST) 시험을 위해 분액들이 취해지는 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템으로서,
ID 분석을 위한 샘플을 준비하기 위한 제1 섹션을 포함하고,
상기 제1 섹션은 플레이팅된(plated) 배양물을 수용하기 위한 수단을 포함하고,
상기 시스템은, 상기 플레이팅된 배양물의 영상을 얻기 위한 영상촬영 수단 및 플레이팅된 배양물 상에서 콜로니를 식별하고 영상 정보로부터 자동화된 샘플 선취를 위한 콜로니를 지정하는 수단과 통신하며,
상기 자동화된 시스템은 또한,
선취 도구의 자동 취급을 위한 제1 로봇;
상기 콜로니의 위치를 상기 제1 로봇에 전달하기 위한 수단;
상기 제1 로봇에 의해 상기 콜로니의 선취를 제어하기 위한 수단으로서, 상기 제1 로봇은 선취된 샘플을 제1 샘플 현탁물 준비 스테이션으로 운반하도록 더 구성되는, 수단;
제1 샘플 준비 스테이션에서 현탁물 액체를 현탁물 튜브 안으로 제공하기 위한 수단으로서, 상기 로봇형 선취 도구는 선취된 샘플을 현탁물 액체 안으로 배치하도록 구성되는, 수단;
상기 현탁물의 혼탁도를 측정하기 위한 상기 제1 샘플 현탁물 준비 스테이션에 위치된 비탁계로서, 상기 자동화된 시스템은, 미리 결정된 혼탁도 값의 밖에 있는 혼탁도 측정값에 응답하여, 샘플의 양 또는 현탁물 튜브 내의 현탁물의 양 중의 하나를 조정하여, 미리 결정된 범위 내의 샘플 농도를 가진 현탁물을 제공하는, 비탁계;
제1 샘플 현탁물 준비 스테이션에서 현탁물의 제1 분액을 취하여 ID 분석에 사용되는 수용부에 접종하는 피펫터(pipettor)인 제2 로봇;
상기 현탁물의 나머지를 가진 현탁물 튜브를 상기 제1 샘플 현탁물 준비 스테이션에서 제2 샘플 현탁물 준비 스테이션으로 전달하기 위한 수단;
상기 현탁물의 혼탁도를 측정하기 위해 상기 제2 샘플 현탁물 준비 스테이션에 위치한 제2 비탁계;
AST 분석을 위한 패널에 접종하기 위한 제2 섹션으로서, 상기 자동화된 시스템이 접종된 샘플 튜브를 상기 제1 섹션에서 제2 섹션으로 운반하기 위한 수단을 가지며; 상기 제2 섹션이, 접종된 샘플로부터 분액을 입수하여 입수한 분액을 AST 패널에 접종하는 피펫터인 제3 로봇을 구비하는, 제2 섹션; 및
상기 접종된 패널을 AST가 수행되는 장치에 로딩(loading)하는 로딩 로봇을 포함하고,
상기 제2 로봇은, 상기 현탁물 튜브 내의 샘플의 농도를 제2 분석을 위해 미리 결정된 농도로 조정하고; 조정된 농도를 갖는 샘플 현탁물의 제2 분액을 수득하고; AST 분석을 위한 샘플 튜브에 상기 현탁물의 제2 분액을 접종하도록 더 구성된, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 로봇은 상기 선취 도구를 자동화된 방식으로 픽업 및 방출하고,
상기 선취 도구는 일회용 피펫 팁인, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 AST가 수행되는 장치는 적어도 2개의 도어를 갖도록 구성되어 있고, 제1 도어는 접종된 AST 패널의 전달을 위해 상기 로딩 로봇으로부터 패널을 받으며, 상기 로딩 로봇은 그립퍼 플레이트를 포함하는 패널 그립퍼이고, 상기 그립퍼 플레이트는 이동식 아암에 연결되어 있어, 그립퍼 플레이트가 제1 위치로부터 제2 위치로 연결 축선 주위로 회전하도록 되어 있고, 상기 그립퍼 플레이트는 대상물을 잡도록 되어 있는 잡기 표면을 포함하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 제1 로봇이 샘플을 탑재하는 선취 도구를 배양 접시로부터 이동시킴에 따라 샘플의 스트링이 형성되는지를 검출하기 위한 검출기를 더 포함하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 스트링은, 선취 도구가 상기 배양 접시로부터 떨어져 상승됨에 따라 상기 선취 도구를 광학적으로 또는 전기적으로 모니터링함으로써 검출되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 자동화된 시스템은 상기 스트링을 자르기 위한 기구를 더 포함하고, 상기 기구는 절단 도구, 초음파 처리, 건조 및 냉동으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 절단 도구는 레이저, 로드, 와이어 및 블레이드로 이루어진 군으로부터 선택되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 절단 도구는 가열되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 샘플내 미생물의 식별(ID) 및 미생물의 항생제 감수성(AST) 검사를 위해 분액이 취해지는 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템으로서,
ID 및 AST를 위한 제1 분액이 수득되는 샘플 현탁물의 준비를 제어하는 제어기를 포함하는, 현탁물이 준비되는 제1 스테이션;
상기 제어기와 통신하여 자동화된 방식으로 선취 도구를 입수, 탑재 (carrying) 및 폐기하도록 구성되어 있는 제1 로봇으로서, 상기 선취 도구는 피펫 팁이고, 상기 제1 로봇은 피펫 팁을 취하도록 상기 제어기에 의해 제어되며, 피펫 팁을 사용하여 상기 제1 스테이션에 의해 수용된 배양 접시로부터 샘플을 채집하고, 상기 제어기는 선취되도록 지정된 콜로니가 위치하는 배양 접시 상의 위치에 선취 도구를 이동하도록 상기 제1 로봇에 지시하고, 제1 로봇은 피펫 팁을 지정된 콜로니와 접촉시키고, 선취할 샘플을 취하여 현탁물 희석제가 배치되는 현탁물 튜브로 운반하며, 상기 제1 로봇은 샘플이 탑재된 피펫 팁을 상기 현탁물과 접촉시키고, 샘플을 현탁물 튜브내에 방출시키는, 제1 로봇;
현탁물 희석제를 현탁물 튜브에 분배하도록 상기 제어기와 통신하는 현탁물 희석제 분배기;
상기 제어기와 통신하는 비탁계로서, 상기 비탁계는 상기 현탁물의 혼탁도를 측정하고, 비탁 측정값에 응답하여 상기 제어기는, 상기 비탁 측정값이 미리 결정된 값 밖에 있으면 상기 제어기는, 상기 현탁물 희석제 분배기가 더 많은 희석제를 추가하게 하여 샘플 현탁도를 감소시키도록 하여 현탁물 내의 샘플 농도를 조정하고, 상기 제어기는 상기 비탁 측정값이 미리 결정된 값의 범위 밖에 있으면 선취 도구가 현탁물 내의 더 많은 샘플을 선취해 배치하여 샘플 현탁도를 증가시키도록 하여 현탁물 내의 샘플 농도를 조정하는, 비탁계;
상기 제어기와 통신하는 제1 전달 장치로서, 상기 제1 분액이 상기 현탁물 튜브에서 취해진 후, 상기 제어기는, 현탁물 튜브를 제1 스테이션 내 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키도록 상기 전달 장치에 지시하는, 제1 전달 장치;
상기 제2 위치에 위치하며 상기 제어기와 통신하는 비탁계로서, 상기 제어기는, 제2 스테이션에 수용되어 있는 현탁물의 측정된 혼탁도에 응답하여, 상기 제1 로봇형 피펫터를 제어하여 현탁물 내의 샘플의 혼탁도를 AST 시험을 위한 미리 결정된 혼탁도로 조정하고, 상기 제어기는 조정된 혼탁도를 갖는 현탁물의 분액을 수득하여 AST 시험을 위한 분석 튜브에 접종하도록 상기 제1 로봇형 피펫터를 더 제어하는, 비탁계; 및
상기 제어기와 통신하는 제2 전달 장치를 포함하며,
상기 제어기는 상기 전달 장치에 지시하여 접종된 AST 분석 튜브를 제2 스테이션에 전달하게 하고, 상기 제어기는 상기 제2 스테이션에 있는 제2 피펫터와 통신하며, 상기 제어기는 접종된 분석 튜브로부터 분액을 취하여 분액을 AST 시험을 위한 패널내에 분배하도록 상기 제2 피펫터에 지시하며, 상기 제2 스테이션은 접종된 AST 패널을 제2 스테이션으로부터 전달하기 위한 전달 로봇을 더 포함하며,
상기 제1 스테이션은 제1 로봇형 피펫터를 더 포함하고, 상기 제어기는 혼탁도 측정값에 근거하여, 현탁물 혼탁도가 미리 결정된 혼탁도 값 내에 있는 것으로 판단되면, 제어기는 ID 분석을 위해 샘플 현탁물의 제1 분액을 취하여 ID 분석을 위한 수용부에 취한 분액을 접종하도록 상기 제1 로봇형 피펫터에 지시하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제9항에 있어서,
접종된 AST 패널의 전달을 위한 상기 전달 로봇은 그립퍼 플레이트를 포함하는 패널 그립퍼이고,
상기 그립퍼 플레이트는 이동식 아암에 연결되어 있어, 그립퍼 플레이트가 제1 위치로부터 제2 위치로 연결 축선 주위로 회전하도록 되어 있고,
상기 그립퍼 플레이트는 대상물을 잡도록 되어 있는 잡기 표면을 포함하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 자동화된 시스템은 상기 제1 로봇이 샘플이 적재된 선취 도구를 상기 배양 접시로부터 이동시킴에 따라 샘플의 스트링이 형성되는지를 검출하기 위한 검출기를 더 포함하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 스트링은, 상기 선취 도구가 상기 배양 접시에서 떨어져 상승함에 따라 선취 도구를 광학적으로 또는 전기적으로 모니터링함으로써 검출되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 자동화된 시스템은 상기 스트링을 자르기 위한 기구를 더 포함하고, 상기 기구는 절단 도구, 초음파 처리, 건조 및 냉동으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 절단 도구는 레이저, 로드, 와이어 및 블레이드로 이루어진 군으로부터 선택되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 절단 도구는 가열되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 제어기는 선취되도록 지정된 콜로니가 위치하는 배양 접시 상의 위치에 대한 선취 허용 공차 영역을 규정하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 샘플 내 미생물의 식별(ID) 및 미생물의 항생제 감수성(AST) 시험을 위해 분액이 취해지는 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템으로서,
ID 분석을 위한 샘플을 준비하기 위한 제1 섹션;
준비된 현탁물로부터 제1 분액을 취하여 제1 분액을 ID 분석에 사용되는 수용부내에 분배하도록 구성되어 있으며, 준비된 현탁물을 AST 시험을 위한 혼탁도 값의 미리 결정된 범위 내의 한 값으로 희석하도록 더 구성되어 있고, 준비 및 희석된 현탁물의 제2 분액을 취하여 상기 준비 및 희석된 현탁물의 상기 분액을 AST 시험하기 위한 샘플 튜브에 접종하도록 더 구성되어 있는, 제1 로봇형 피펫터; 및
접종된 AST 샘플 튜브를 상기 제2 섹션에 전달하기 위한 전달 기구를 포함며고,
상기 제1 섹션은, 샘플 선취 스테이션, 샘플 현탁물 준비 스테이션, ID 분석을 위한 준비된 현탁물의 제1 분액을 샘플 플레이트에 접종하기 위한 제1 접종 스테이션, 및 준비된 현탁물의 제2 분액을 샘플 튜브에 접종하기 위한 제2 접종 스테이션을 포함하고,
상기 샘플 선취 스테이션은 로봇형 선취 도구, 플레이팅된 배양 배지(culture media)를 수용하기 위한 스테이지, 및 플레이팅된 배양 배지 상의 관심 대장 콜로니의 위치를 식별할 수 있는 플레이팅된 배양 배지의 영상을 얻기 위한 장치와 통신하는 제어기를 포함하고,
상기 로봇형 선취 도구는, 제어기로부터의 지시에 응답하여, 피펫 팁을 취하고, 피펫 팁이 관심 대상 콜로니와 접촉할 때까지 피펫 팁을 하강시키며, 관심 대상 콜로니가 적재된 피펫 팁을 상승시키고, 상기 콜로니가 적재된 피펫 팁을 상기 현탁물 준비 스테이션으로 이동시키게 되며,
상기 현탁물 준비 스테이션은, 현탁물 큐벳(cuvette)을 수용하기 위한 위치, 현탁물 희석제를 상기 현탁물 큐벳내에 분배하도록 구성된 희석제 분배기, 및 상기 로봇형 선취 도구가 선취된 샘플을 희석제내에 방출시킨 후에 현탁물 큐벳 내의 샘플의 농도를 측정하기 위한 비탁계를 포함하고,
상기 제2 섹션은,
접종된 AST 샘플 튜브에서 분액의 취하여 상기 분액을 AST 패널내에 분배하는 제2 로봇형 피펫터; 및
상기 패널을 잡고 패널을 AST 시험용 장치에 배치하는 로봇형 기구를 포함하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제17항에 있어서,
접종된 AST 패널을 AST 시험용 장치에 배치하기 위해 상기 제2 섹션에 있는 상기 로봇형 기구는 그립퍼 플레이트를 포함하는 패널 그립퍼이고, 상기 그립퍼 플레이트는 이동식 아암에 연결되어 있어, 그립퍼 플레이트가 제1 위치로부터 제2 위치로 연결 축선 주위로 회전하도록 되어 있고, 상기 그립퍼 플레이트는 대상물을 잡도록 되어 있는 잡기 표면을 포함하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제17항에 있어서,
상기 자동화된 시스템은 상기 로봇형 선취 도구가 상기 플레이팅된 배양 배지로부터 상승될 때 샘플의 스트링이 형성되는지를 검출하기 위한 검출기를 더 포함하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제19항에 있어서,
상기 스트링은, 상기 선취 도구가 상승될 때 선취 도구를 광학적으로 또는 전기적으로 모니터링함으로써 검출되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제19항에 있어서,
상기 자동화된 시스템은 상기 스트링을 자르기 위한 기구를 더 포함하고, 상기 기구는 절단 도구, 초음파 처리, 건조 및 냉동으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제21항에 있어서,
상기 절단 도구는 레이저, 로드, 와이어 및 블레이드로 이루어진 군으로부터 선택되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제22항에 있어서,
상기 절단 도구는 가열되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제22항에 있어서,
상기 제어기는 선취되도록 지정된 콜로니가 위치하는 배양 접시 상의 위치에 대한 선취 허용 공차 영역을 규정하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제1항의 자동화된 시스템에서 사용되는 실험실 기구로서,
시험을 위한 피분석물을 포함하는 카트리지를 수용하기 위한 내부 공간을 형성하는 하우징;
상기 하우징의 제1 측에서 하우징에 연결되어 있고, 시험을 위한 복수의 카트리지를 상기 하우징의 내부에 수용하도록 구성되어 있는 제1 도어로서, 상기 카트리지는 수동 작동으로 수용되는, 제1 도어;
상기 하우징의 제2 측에서 하우징에 연결되어 있는 제2 도어; 및
상기 제2 도어에 연결되어 있는 도어 액츄에이터를 포함하며,
상기 도어 액츄에이터는 도어 액츄에이터의 자동적인 활성화시 도어를 작동시켜 시험을 위한 복수의 카트리지를 하우징의 내부에 수용하도록 구성되어 있고, 상기 카트리지는 자동 작동으로 수용되는, 실험실 기구. - 제25항에 있어서,
상기 제1 도어는 상기 하우징에 연결되는 힌지(hinge)를 포함하고, 상기 힌지로부터 오프셋된 위치에 힘이 수동으로 가해지면, 상기 제1 도어는 상기 힌지 주위로 회전할 수 있는, 실험실 기구. - 제26항에 있어서,
상기 하우징은 제2 도어 개구를 적어도 부분적으로 규정하는 트랙을 포함하고, 상기 제2 도어는 상기 트랙에 부착되어 있고 상기 도어 액츄에이터의 활성화시 상기 트랙을 따라 슬라이딩할 수 있는, 실험실 기구. - 제27항에 있어서,
상기 도어 액츄에이터는 자동 제어기에 의해 제어되는, 실험실 기구. - 제27항에 있어서,
상기 도어 액츄에이터는 선형 액츄에이터인, 실험실 기구. - 제29항에 있어서,
상기 선형 액츄에이터는 리드스크류, 랙과 피니언, 및 공압 피스톤 중의 하나인, 실험실 기구. - 제25항에 있어서,
상기 하우징은 항생제 감수성 시험이 수행되는 하우징인, 실험실 기구. - 제25항에 있어서,
상기 하우징은 상기 도어 액츄에이터를 비활성화시키도록 구성되어 있는 수동 무시(override) 기능을 갖는 입력 인터페이스를 포함하는, 실험실 기구. - 제32항에 있어서,
상기 입력 인터페이스는, 상기 제1 도어가 폐쇄 상태에 있을 때 제1 도어에 연결되어 있는 잠금 기구를 활성화시키도록 구성되어 있는, 실험실 기구. - 제11항의 자동화된 시스템에서 사용되는 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템으로서,
피분석물을 수용하도록 구성되어 있는 내부 공간을 갖는 카트리지;
하우징, 제1 도어, 제2 도어 및 도어 액츄에이터를 구비한 시험 기구; 및
상기 도어 액츄에이터에 연결되어 있는 제어기를 포함하며,
상기 하우징은 상기 카트리지를 수용하기 위한 내부 공간을 형성하며, 상기 제1 도어는 상기 하우징의 제1 측에서 하우징에 연결되어 있고 또한 수동으로 작동되도록 구성되어 있고, 상기 제2 도어는 상기 하우징의 제2 측에서 하우징에 연결되어 있으며 상기 도어 액츄에이터에 연결되어 있는, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제34항에 있어서,
상기 자동 시스템은 상기 제어기와 통신하는 카트리지 전달 기구를 더 포함하고, 카트리지 전달 기구는 자동 준비 및 시험을 위해 상기 카트리지를 전달하도록 되어 있는, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제35항에 있어서,
상기 자동 시스템은 상기 제어기에 연결되어 있는 카트리지 준비 스테이션을 더 포함하는, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제34항에 있어서,
상기 제1 도어는 상기 하우징에 연결되는 힌지를 포함하고, 상기 힌지로부터 오프셋된 위치에 힘이 수동으로 가해지면, 상기 제1 도어는 상기 힌지 주위로 회전할 수 있는, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제37항에 있어서,
상기 하우징은 제2 도어 개구를 적어도 부분적으로 규정하는 트랙을 포함하고, 상기 제2 도어는 슬라이딩 가능하게 상기 트랙과 결합되어 있고 또한 상기 제어기에 의해 상기 도어 액츄에이터가 활성화되면 상기 트랙을 따라 슬라이딩할 수 있는, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제38항에 있어서,
상기 도어 액츄에이터는 선형 액츄에이터인, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제39항에 있어서,
상기 선형 액츄에이터는 리드스크류, 랙과 피니언, 및 공압 피스톤 중의 하나인, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제34항에 있어서,
상기 시험 기구는 ID 및 AST 기구인, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제34항에 있어서,
상기 하우징은 상기 도어 액츄에이터를 비활성화시키도록 구성되어 있는 수동 무시 기능을 갖는 입력 인터페이스를 포함하는, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제42항에 있어서,
상기 입력 인터페이스는, 상기 제1 도어가 폐쇄 상태에 있을 때 제1 도어에 연결되어 있는 잠금 기구를 활성화시키도록 구성되어 있는, 피분석물을 시험하기 위한 자동 시스템. - 제1항의 자동화된 시스템에서 사용되는 미생물학적 시험 패널을 이동시키기 위한 전기기계적 어셈블리로서,
이동식 아암; 및
그립퍼 플레이트를 포함하는 패널 그립퍼를 포함하며,
상기 아암의 정상 표면 (top surface)은 모터 제어식 고정구에 대해 원위에 있는 단부에서 곡선형 부분을 포함하고,
상기 그립퍼 플레이트는 상기 이동식 아암에 연결되어 있어, 그립퍼 플레이트가 제1 위치로부터 제2 위치로 연결 축선 주위로 회전하도록 되어 있고,
상기 그립퍼 플레이트는 대상물을 잡도록 되어 있는 잡기 표면을 포함하는, 미생물학적 시험 패널을 이동시키기 위한 전기기계적 어셈블리. - 제44항에 있어서,
상기 제1 위치는, 상기 잡기 표면이 상기 아암의 길이방향 축선에 대한 횡방의 축선에 대해 대략 30도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하고, 상기 제2 위치는, 상기 잡기 표면이 상기 아암의 길이방향 축선에 대한 횡방향의 축선과 대략 동일한 각도로 있는 것을 특징으로 하는, 미생물학적 시험 패널을 이동시키기 위한 전기기계적 시스템. - 제45항에 있어서,
상기 그립퍼 플레이트는 하나 이상의 측면 레일을 포함하는, 미생물학적 시험 패널을 이동시키기 위한 전기기계적 시스템. - 제44항에 있어서,
상기 잡기 표면은 외부 진공 펌프에 연결되는 표면에서 흡입 컵을 더 포함하고, 흡입 컵은 음의 공기 압력을 제공하는, 미생물학적 시험 패널을 이동시키기 위한 전기기계적 시스템. - 제44항에 있어서,
상기 아암에 대한 그립퍼 플레이트의 회전은 비틀림 스프링으로 달성되는, 미생물학적 시험 패널을 이동시키기 위한 전기기계적 시스템. - 제1항의 자동화된 시스템에서 사용되는 미생물학적 시험 패널을 이동시키기 위한 방법으로서,
아암 및 그립퍼 플레이트를 갖는 패널 그립퍼를 포함하는 자동화된 시스템을 사용하는 단계로서, 상기 그립퍼 플레이트는 상기 아암의 원위 단부에 부착되어 있고, 그립퍼 플레이트는 처음에 제1 위치에 있고, 제1 위치는, 그립퍼 플레이트의 상측 부분이 하측 부분에 대해 상기 자동화된 시스템의 중심 영역 가까이에 있도록 하는 각도로 있는, 단계;
상기 그립퍼 플레이트의 하측 부분이 상기 패널의 하측 부분 가까이에 있을 때까지 그립퍼 플레이트를 회수될 패널 쪽으로 이동시키는 단계;
상기 그립퍼 플레이트를 앞으로 계속 이동시켜 상기 패널과 접촉하게 하고 또한 그립퍼 플레이트를 제2 위치 쪽으로 회전시키는 단계로서, 상기 제2 위치는 패널 표면과 정렬되는 축선에 의해 규정되는, 단계;
상기 그립퍼 플레이트의 잡기 표면이 상기 제2 위치에 있으면 상기 패널을 보관 위치로부터 회수하는 단계로서, 상기 패널의 회수시 상기 그립퍼 플레이트는 상기 제1 위치로 회전하게 되는 단계; 및
상기 자동화된 시스템을 작동시켜, 상기 아암과 패널 그립퍼를 목적지 기구로 이동시켜 패널을 방출하는 단계를 포함하는, 미생물학적 시험 패널을 이동시키기 위한 방법. - 제49항에 있어서,
상기 그립퍼 플레이트의 상기 제1 위치는, 상기 아암의 길이방향 축선에 대한 횡방향의 축선에 대해 대략 30도의 각도로 그립퍼 플레이트의 상측 부분에 있는 잡기 표면에 의해 규정되는, 미생물학적 시험 패널을 이동시키기 위한 방법. - 샘플 내 미생물 콜로니의 식별(ID) 및 제2 시험을 위해 분액을 취하기 위한 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템으로서,
ID 분석을 위한 샘플을 준비하기 위한 적어도 하나의 제1 섹션;
로봇형 선취 도구;
상기 로봇형 선취 도구에 상기 미생물 콜로니의 위치를 전달하기 위한 수단;
상기 로봇형 선취 도구에 의한 상기 미생물 콜로니의 선취를 제어하기 위한 수단;
현탁물 액체를 제1 샘플 현탁물 준비 스테이션에서 현탁물 튜브 안으로 제공하기 위한 수단;
상기 현탁물의 혼탁도를 측정하기 위해 상기 제1 샘플 현탁물 준비 스테이션에 있는 비탁계;
상기 제1 샘플 현탁물 준비 스테이션에서 상기 현탁물의 제1 분액을 얻고 또한 ID 분석에 사용되는 수용부를 접종하는 제1 로봇형 피펫터;
상기 현탁물의 나머지 부분을 갖는 현탁물 튜브를 상기 제1 샘플 현탁물 준비 스테이션으로부터 제2 샘플 현탁물 준비 스테이션으로 전달하기 위한 수단; 및
상기 현탁물의 혼탁도를 측정하기 위해 상기 제2 샘플 현탁물 준비 스테이션에 있는 제2 비탁계를 포함하며,
상기 제1 섹션은 플레이팅된 배양물을 수용하기 위한 수단을 포함하고,
상기 자동화된 시스템은, 상기 플레이팅된 배양물 상의 콜로니를 식별하고 자동화된 샘플 선취를 위한 콜로니를 지정하기 위해 사용되는, 플레이팅된 콜로니의 영상 정보를 제공하기 위한 영상촬영 수단과 통신하며,
상기 로봇형 선취 도구는 선취된 샘플을 제1 샘플 현탁물 준비 스테이션에 전달하도록 더 구성되며,
상기 로봇형 선취 도구는 선취된 샘플을 현탁물 액체내에 배치하도록 구성되며;
상기 자동화된 시스템은, 미리 결정된 혼탁도 값의 밖에 있는 혼탁도 측정값에 응답하여, 샘플의 양 또는 현탁물 튜브 내의 현탁물의 양 중의 하나를 조정하여, 미리 결정된 범위 내의 샘플 농도를 갖는 현탁물을 제공하며,
상기 제1 로봇형 피펫터는 현탁물 튜브내 샘플 농도를 제2 분석을 위한 미리 결정된 농도로 조정하도록 더 구성되어 있는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제51항에 있어서,
상기 제1 로봇형 피펫터는, 조정된 농도를 갖는 샘플 현탁물의 제2 분액을 취하고 AST 분석을 위한 샘플 튜브에 현탁물의 상기 제2 분액을 접종하도록 더 구성되어 있고,
상기 자동화된 시스템은, AST 분석을 위한 패널에 접종하기 위한 제2 섹션을 더 포함하고,
상기 자동화된 시스템은 접종된 샘플 튜브를 상기 제1 섹션으로부터 제2 섹션으로 전달하기 위한 수단을 가지며, 상기 제2 섹션은, 접종된 샘플 튜브로부터 분액을 취하여 분액을 AST 패널에 접종하는 제2 로봇형 피펫터를 가지고 있는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제52항에 있어서,
상기 접종된 AST 패널은 수동으로 제거되어 AST 시험용 장치에 로딩되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제52항에 있어서,
상기 자동화된 시스템은, AST가 수행되는 장치 안으로 상기 접종된 패널을 로딩하는 로봇을 더 포함하고, 상기 AST가 수행되는 장치는 적어도 2개의 도어를 가지도록 구성되어 있고, 제1 도어는 패널 로딩 로봇으로부터 패널을 수령하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제54항에 있어서,
상기 로봇형 선취 도구는 선취 도구를 자동적으로 픽업 및 방출하며, 상기 선취 도구는 일회용 피펫 팁인, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제55항에 있어서,
상기 접종된 AST 패널을 전달하기 위한 로봇은 그립퍼 플레이트를 포함하는 패널 그립퍼이고, 상기 그립퍼 플레이트는 이동식 아암에 연결되어 있어, 그립퍼 플레이트가 제1 위치로부터 제2 위치로 연결 축선 주위로 회전하도록 되어 있고, 상기 그립퍼 플레이트는 대상물을 잡도록 되어 있는 잡기 표면을 포함하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제55항에 있어서,
상기 자동화된 시스템은, 상기 로봇형 선취 도구가 상기 배양 접시로부터 샘플을 이동시킬 때 샘플의 스트링이 형성되는지를 검출하기 위한 검출기를 더 포함하는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제57항에 있어서,
상기 스트링은, 선취 도구가 상기 배양 접시로부터 떨어져 상승될 때 선취 도구를 광학적으로 또는 전기적으로 모니터링함으로써 검출되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제58항에 있어서,
상기 자동화된 시스템은 상기 스트링을 자르기 위한 기구를 더 포함하고, 상기 기구는 절단 도구, 초음파 처리, 건조 및 냉동으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제59항에 있어서,
상기 절단 도구는 레이저, 로드, 와이어 및 블레이드로 이루어진 군으로부터 선택되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제59항에 있어서,
상기 절단 도구는 가열되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템. - 제53항에 있어서,
상기 자동화된 시스템은,
시험을 위한 피분석물을 포함하는 카트리지를 수용하기 위한 내부 공간을 형성하는 하우징;
상기 하우징의 제1 측에서 하우징에 연결되어 있고, AST 시험을 위한 복수의 패널을 상기 하우징의 내부에 수용하도록 구성되어 있는 제1 도어로서, 상기 패널은 수동 작동으로 수용되는, 제1 도어;
상기 하우징의 제2 측에서 하우징에 연결되어 있는 제2 도어; 및
상기 제2 도어에 연결되어 있는 도어 액츄에이터를 더 포함하고,
상기 도어 액츄에이터는 도어 액츄에이터의 자동적인 활성화시 도어를 작동시켜 시험을 위한 복수의 패널을 상기 하우징의 내부에 수용하도록 구성되어 있고, 상기 패널은 자동 작동에 의해 상기 제2 섹션으로부터 수용되는, 현탁물의 단일 샘플을 준비하기 위한 자동화된 시스템.
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