(57)【要約】【課題】コロニーから微生物の試料を取得し、その取得済み試料に複数の試験を受けさせる自動化された効率的な方法及びシステムを提供する。【解決手段】方法は、培養皿上で微生物のコロニーを突止め、選択する自動化ステップと、微生物の選択済みコロニーの試料を取得する自動化ステップと、試料を有するピックツールを懸濁液内に浸漬させることによって、微生物の試料の懸濁液を自動的に調整する自動化ステップとを含み、その後、ピックツールは、少なくとも垂直方向に振動されて、試料をピックツールから懸濁液内に放出する。装置及びシステムは、任意選択で、抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）用に調製される試料の下流処理を可能にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養皿上で微生物のコロニーを突止め、選択し、複数のアッセイのために、前記選択済みコロニーを有する単一試料懸濁液を調製するための方法であって、
培養皿上で微生物のコロニーを突止め、選択する自動化ステップと、
前記微生物の選択済みコロニーの試料を取得する自動化ステップと、
前記取得済み試料を、或る量の懸濁液媒体を有するコンテナであって、比濁計によって受取られるように適合される、コンテナ内に移送する自動化ステップと、
ロボットピックツールを使用して、前記取得済み試料の少なくとも一部分を前記懸濁液媒体内に移送することによって試料懸濁液を調製する自動化ステップと、
前記調製済み懸濁液のアリコートを自動的に取得する自動化ステップと、
第１のアッセイ用のレセプタクル上に前記懸濁液の一部分を分注する自動化ステップと、
前記試料の前記微生物の選択済みコロニーを同定するため、前記試料を有する前記第１のアッセイレセプタクルを、質量分析を実施するための装置に移送する自動化ステップと、
懸濁液の前記濁度が、自動化比濁計を使用する第２のアッセイについての所定の仕様内にあるかどうかを判定し、仕様内にある場合、前記測定済み濁度に基づいて前記第２のアッセイ用の前記分注容量を決定する自動化ステップと、
前記懸濁液が仕様内にあると判定される場合、前記懸濁液を前記第２のアッセイ用の試料コンテナに自動的に接種する自動化ステップと、
なお、前記懸濁液が、希釈なしで前記第２のアッセイで使用する場合、仕様内にないと判定される場合、前記第２のアッセイコンテナに接種する前に、前記懸濁液濁度を前記第２のアッセイに適する濁度に自動的に調整し、
前記第２のアッセイコンテナ内に前記懸濁液のアリコートを自動的に取得する自動化ステップと、
前記第２のアッセイ用のレセプタクルに前記適合済み懸濁液を自動的に接種する自動化ステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記質量分析はＭＡＬＤＩによって行われ、前記方法は、前記第１のアッセイ用の前記レセプタクル上に堆積される前記試料懸濁液の滴上にＭＡＬＤＩマトリックス溶液の滴をオーバーレイする自動化ステップを更に含み、前記レセプタクルはターゲットプレートであり、前記第２のアッセイは抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）であり、前記第２のアッセイレセプタクルはＡＳＴパネルである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ターゲットプレート上に堆積される前記試料懸濁液の滴は、前記ＭＡＬＤＩマトリックス溶液の滴がオーバーレイされる前に、乾燥することを許容され、任意選択で、前記乾燥済み懸濁液は、該乾燥済み懸濁液上に前記マトリックス溶液を塗布する前に、ギ酸でオーバーレイされる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ピック用のコロニーを、該コロニーの画像であって、画像情報から選択が行われる、該コロニーの画像を、培養皿上で微生物のコロニーを突止め、選択する前記自動化ステップの前に提供することによって選択する自動化ステップと、微生物の幾つかのコロニーを備える培養皿を設け、前記微生物の全てのコロニーを含む前記培養皿の初期画像を取得し、前記微生物の全てのコロニーを含む前記培養皿の前記初期画像をディスプレイ上に表示し、前記初期画像において微生物の少なくとも１つのコロニーを手動で選択するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記培養皿は、バーコード等の、前記培養皿を識別する個々の識別情報を備え、前記方法は、全てのコロニーを含む前記培養皿の前記初期画像を記憶し、前記微生物の少なくとも１つの手動で選択されるコロニーに関する情報を記憶し、中央制御コンピューターのメモリに前記培養皿の前記識別情報を記憶するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記培養皿の微生物の選択されるコロニーが受ける前記処理に関する処理命令を手動で入力し、前記処理命令を前記中央制御コンピューターの前記メモリに記憶するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記試料は、第１のロボットを使用して取得され、前記ピックツールはピペット先端である、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記培養プレート上で試料ピック公差領域を識別し、該識別される公差領域において前記培養皿の表面上で前記試料と接触状態になるよう前記第１のロボットによって担持されるピックツールを下げることを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ロボットは、前記取得済み試料を担持する前記ピックツールを、前記培養皿から前記第１のアッセイ用の前記試料コンテナに搬送し、前記方法は、前記第１のロボットを使用して前記培養皿の表面から前記ピックツールを持上げ、前記ピックツールから延在する試料のストリングの形成を検出するため、前記ピックツールが前記培養皿の前記表面から持上げられるときに前記ピックツールをモニターすることを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ピックツールは、静電容量又は撮像の一方を使用してモニターされる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
単一試料懸濁液を調製するための自動化システムにおいて、前記単一試料懸濁液から、前記試料内の微生物の同定（ＩＤ）及び微生物の抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）の両方のために複数のアリコートが取出される、自動化システムであって、
ＩＤアッセイ用の試料を調製するための第１のセクションであって、
平板培地を受取るための手段と、
なお、該システムは、前記平板培地の画像を取得するための撮像手段、及び、前記平板培地上のコロニーを識別し、前記画像情報から、前記コロニーを自動化試料ピックのために指定する手段と通信状態にあり、
ピックツールの自動ハンドリングのための第１のロボットと、
前記コロニーの前記場所を前記第１のロボットに通信するための手段と、
前記第１のロボットによる前記コロニーのピックを制御するための手段であって、前記第１のロボットは、前記ピック済み試料を第１の試料懸濁液調製ステーションまで搬送するように更に構成される、手段と、
前記第１の試料調製ステーションにおいて、懸濁液を懸濁液チューブ内に提供するための手段であって、前記ロボットピックツールは、前記ピック済み試料を前記懸濁液内に堆積するように構成される、手段と、
前記懸濁液の前記濁度を測定するための前記第１のステーションの比濁計であって、該自動化システムは、所定の濁度値を外れる前記濁度測定値に応答して、前記懸濁液チューブ内の試料の前記量又は懸濁液の前記量の一方を調整して、所定の範囲内の試料の濃度を有する懸濁液を提供する、比濁計と、
第２のロボットであって、前記第１のステーションにおいて前記懸濁液の第１のアリコートを取得し、前記ＩＤアッセイで使用するためのレセプタクルに接種するピペッターである、第２のロボットと、
前記懸濁液の残りの部分を有する前記懸濁液チューブを前記第１の試料懸濁液調製ステーションから第２の試料懸濁液調製ステーションまで搬送するための手段と、
前記懸濁液の前記濁度を測定するための前記第２の試料懸濁液ステーションの第２の比濁計と、
を備える、第１のセクションと、
なお、前記第２のロボットは、前記懸濁液チューブ内の前記試料の前記濃度を第２のアッセイ用の所定の濃度に調整し、調整済み濃度を有する前記試料懸濁液の第２のアリコートを取得し、前記懸濁液の第２のアリコートを前記ＡＳＴアッセイ用の試料チューブに接種するように更に構成され、
前記ＡＳＴアッセイ用のパネルに接種するための第２のセクションであって、該自動化システムは、前記接種済み試料チューブを前記第１のセクションから前記第２のセクションまで搬送するための手段を有し、該第２のセクションは、前記接種済み試料チューブからアリコートを取得し、前記取得済みアリコートを前記ＡＳＴパネルに接種するピペッターである第３のロボットを有する、第２のセクションと、
前記接種済みパネルを、ＡＳＴが実施される装置内にロードするローディングロボットと、
を備える、自動化システム。
【請求項１２】
前記第１のロボットは、前記ピックツールを自動的にピックアップし放出し、前記ピックツールは使い捨てピペット先端である、請求項１１に記載の自動化システム。
【請求項１３】
前記ＡＳＴ装置は少なくとも２つのドアを有するように構成され、前記第１のドアは、前記接種済みＡＳＴパネルを移送するため前記ローディングロボットから前記パネルを受取り、前記ローディングロボットは、把持器プレートを含むパネル把持器であり、前記把持器プレートは、前記３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャの前記アームに結合され、それにより、前記把持器プレートは、第１の位置から第２の位置まで結合軸の周りに旋回するように適合され、前記把持器プレートは、対象物上で把持するように適合される把持表面を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記培養皿からの前記試料を担持する前記ピックツールを前記第１のロボットが搬送するときに、試料のストリングが形成されるかどうかを検出するための検出器を更に備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ストリングは、前記ピックツールが前記培養皿から持上げられるときに前記ピックツールを光学的に又は電気的にモニターすることによって検出される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ストリングを切断するための機構を更に備え、該機構は、切断ツール、音波処理、乾燥、及び凍結からなる群から選択される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記切断ツールは、レーザー、ロッド、ワイヤ、及びブレードからなる群から選択される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記切断ツールは加熱式である、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
単一試料懸濁液を調製するための自動化システムにおいて、前記単一試料懸濁液から、前記試料内の微生物の同定（ＩＤ）及び微生物の抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）の両方のために複数のアリコートが取出される、自動化システムであって、
前記懸濁液がその中で調製される第１のステーションであって、ＩＤ及びＡＳＴのために複数のアリコートがそこから取得される前記試料懸濁液の調製を制御するコントローラーを備える、第１のステーションと、
前記コントローラーと通信状態にあるピックツールを、自動的に取得し、担持し、廃棄するように構成される第１のロボットであって、前記ピックツールはピペット先端であり、前記第１のロボットは、前記コントローラーによって制御されて、前記ピペット先端を取得し、該ピペット先端を使用して、前記第１のステーションによって受取られる培養皿から試料を収集し、前記コントローラーは、前記第１のロボットに指示して、前記ピックツールを、ピックされるよう指定されるコロニーが位置する前記培養皿上の前記場所まで運び、前記第１のロボットは、前記ピペット先端を前記指定済みコロニーと接触状態にもたらし、前記ピック済み試料を、懸濁液希釈剤がその中に配される懸濁液チューブまで運び、前記第１のロボットは、前記試料を担持する前記ピペット先端を前記懸濁液と接触状態にし、前記試料を前記懸濁液チューブ内に放出する、第１のロボットと、
懸濁液希釈剤を前記懸濁液チューブ内に分注する、前記コントローラーと通信状態にある懸濁液希釈剤分注器と、
コントローラーと通信状態にある比濁計であって、前記懸濁液の前記濁度を測定し、前記コントローラーは前記比濁計測定値に応答し、前記コントローラーは、前記比濁計測定値が所定の値又は値の範囲を外れる場合、前記懸濁液希釈剤分注器がより多くの希釈剤を添加するようにさせ、それにより、試料濁度を減少させること、前記ピックツールがより多くの試料をピックし前記懸濁液内に堆積させるようにさせ、それにより、試料濁度を増加させることのうちの１つ、又は、両方を行うことによって前記懸濁液内の前記試料の前記濃度を調整し、それにより、前記懸濁液内の前記試料濃度を調整することになる、比濁計と、
なお、前記第１のステーションは、第１のロボットピペッターを更に備え、前記コントローラーは、前記受信済み濁度測定値に基づいて、前記懸濁液濁度が前記所定の濁度値内にあると判定すると、前記ＩＤアッセイのために前記試料懸濁液の第１のアリコートを取得し、前記取得済みアリコートを前記ＩＤアッセイ用のレセプタクルに接種するよう前記第１のロボットピペッターに指令し、
前記コントローラーと通信状態にある第１の移送デバイスであって、前記コントローラーは、前記第１のアリコートが前記懸濁液チューブから取出された後に、前記第１のセクションにおいて前記懸濁液チューブを前記第１の場所から前記第２の場所まで移送するよう該移送デバイスに指令する、第１の移送デバイスと、
前記第２の場所の比濁計であって、前記コントローラーと通信状態にあり、前記コントローラーは、前記第２の場所で受信される前記懸濁液の前記測定済み濁度に応答して、前記懸濁液内の前記試料の前記濁度を前記ＡＳＴ試験用の所定の濁度に調整するよう前記第１のロボットピペッターを制御し、前記コントローラーは、前記調整済み濁度を有する前記懸濁液のアリコートを取得し、前記ＡＳＴ試験用のアッセイチューブに接種するよう前記第１のロボットピペッターを更に制御する、比濁計と、
前記コントローラーと通信状態にある第２の移送デバイスと、
を備え、前記コントローラーは、前記接種済みＡＳＴアッセイチューブを第２のステーションに移送するよう前記移送デバイスに指令し、前記コントローラーは前記第２のステーション内で第２のピペッターと通信状態にあり、前記コントローラーは、前記接種済みアッセイチューブからアリコートを取得し、前記アリコートをＡＳＴ試験用のパネル内に分注するよう前記第２のピペッターに指令し、前記第２のステーションは、前記第２のステーションから前記接種済みＡＳＴパネルを移送するための移送ロボットを更に備える、システム。
【請求項２０】
前記接種済みＡＳＴパネルを移送するための前記移送ロボットは、把持器プレートを含むパネル把持器であり、前記把持器プレートは、前記３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャの前記アームに結合され、それにより、前記把持器プレートは、第１の位置から第２の位置まで結合軸の周りに旋回するように適合され、前記把持器プレートは、対象物上で把持するように適合される把持表面を含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記培養皿からの前記試料を担持する前記ピックツールを前記第１のロボットが搬送するときに、試料のストリングが形成されるかどうかを検出するための検出器を更に備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ストリングは、前記ピックツールが前記培養皿から持上げられるときに前記ピックツールを光学的に又は電気的にモニターすることによって検出される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記ストリングを切断するための機構を更に備え、該機構は、切断ツール、音波処理、乾燥、及び凍結からなる群から選択される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記切断ツールは、レーザー、ロッド、ワイヤ、及びブレードからなる群から選択される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記切断ツールは加熱式である、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記コントローラーは、ピックされるよう指定される前記コロニーが位置する前記培養皿上の前記場所についてピック公差領域を画定する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２７】
単一試料懸濁液を調製するための自動化システムにおいて、前記単一試料懸濁液から、前記試料内の微生物の同定（ＩＤ）及び微生物の抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）の両方のために複数のアリコートが取出される、自動化システムであって、
ＩＤアッセイ用の試料を調製するための第１のセクションであって、
試料ピックステーション、試料懸濁液調製ステーション、ＩＤアッセイ用の前記調製済み懸濁液の第１のアリコートを試料プレートに接種するための第１の接種ステーション、及び前記調製済み懸濁液の第２のアリコートを試料チューブに接種するための第２の接種ステーションと、
なお、前記試料ピックステーションは、ロボットピックツール、平板培地媒体を受取るためのステージ、及び、前記平板培地媒体の画像であって、該画像から、前記平板培地媒体上の関心のコロニーの前記場所が認識され得る、前記平板培地媒体の画像を採取するための装置と通信状態にあるコントローラーを備え、前記ロボットピックツールは、前記コントローラーからの命令に応答して、ピペット先端を捕捉し、前記ピペット先端が前記関心のコロニーと接触状態になるまで前記ピペット先端を下げ、前記関心のコロニーを今や担持する前記ピペット先端を持上げ、前記コロニーを担持する前記ピペット先端を前記懸濁液調製ステーションまで移動させるように構成され、
前記懸濁液調製ステーションは、懸濁液キュベットを受取るための場所、懸濁液希釈剤を前記懸濁液キュベット内に分注するように構成される希釈剤分注器、及び、前記ロボットツールが前記ピック済み試料を前記希釈剤内に放出した後、前記懸濁液キュベット内の試料の前記濃度を測定するための比濁計を備え、
前記調製済み懸濁液から第１のアリコートを取得し、該第１のアリコートを前記ＩＤアッセイで使用するためのレセプタクル内に分注するように構成される第１のロボットピペッターであって、前記調製済み懸濁液を前記ＡＳＴ試験用の所定の範囲の濁度値のうちの１つの濁度値に希釈するよう更に構成される、第１のロボットピペッターと、
を備える、第１のセクションと、
なお、前記第１のロボットピペッターは、前記調製済みでかつ希釈済みの懸濁液の第２のアリコートを取得し、調製済みでかつ希釈済みの懸濁液の前記アリコートをＡＳＴ試験用の試料チューブに接種するように更に構成され、
前記接種済みＡＳＴ試料チューブを前記第２のセクションに移送するための移送機構であって、前記第２のセクションは、
前記接種済みＡＳＴ試料チューブからアリコートを取得し、前記アリコートをＡＳＴパネル内に分注する第２のロボットピペッターと、
前記パネルを把持し、前記パネルをＡＳＴ試験用の装置内に設置するロボット機構と、
を備える、移送機構と、
を備える、自動化システム。
【請求項２８】
前記接種済みＡＳＴパネルをＡＳＴ試験用の前記装置内に設置するための前記第２のセクション内の前記ロボット機構は、把持器プレートを含むパネル把持器であり、前記把持器プレートは、前記３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャの前記アームに結合され、それにより、前記把持器プレートは、第１の位置から第２の位置まで結合軸の周りに旋回するように適合され、前記把持器プレートは、対象物上で把持するように適合される把持表面を含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ロボットピックツールが前記平板培地媒体から持上げられるときに、試料のストリングが形成されるかどうかを検出するための検出器を更に備える、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記ストリングは、前記ピックツールが持上げられるときに前記ピックツールを光学的に又は電気的にモニターすることによって検出される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ストリングを切断するための機構を更に備え、該機構は、切断ツール、音波処理、乾燥、及び凍結からなる群から選択される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３２】
前記切断ツールは、レーザー、ロッド、ワイヤ、及びブレードからなる群から選択される、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記切断ツールは加熱式である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記コントローラーは、ピックされるよう指定されるコロニーが位置する前記培養皿上の前記場所についてピック公差領域を画定する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３５】
実験室用機器であって、
試験用の分析物を含むカートリッジを受取るための内部空間を画定するハウジングと、
前記ハウジングの第１の側で該ハウジングに結合され、該ハウジングの前記内部に試験用の複数のカートリッジを受取るように構成される第１のドアであって、前記カートリッジは手動操作によって受取られる、第１のドアと、
前記ハウジングの第２の側で該ハウジングに結合される第２のドアと、
ドアアクチュエーターと、
を備え、前記ドアアクチュエーターは、前記第２のドアに結合され、前記ドアアクチュエーターを自動的にアクティブ化するとすぐ前記ドアを動作させて、前記ハウジングの前記内部に試験用の複数のカートリッジを受取るように構成され、前記カートリッジは自動操作によって受取られる、実験室用機器。
【請求項３６】
前記第１のドアは、前記ハウジングに結合されるヒンジを含み、前記第１のドアは、前記ヒンジからオフセットした場所において手動印加式力を印加されるとすぐに前記ヒンジの周りに回転可能である、請求項３５に記載の実験室用機器。
【請求項３７】
前記ハウジングは、第２のドア開口を少なくとも部分的に画定するトラックを含み、前記第２のドアは、前記トラックに結合され、前記ドアアクチュエーターをアクティブ化するとすぐに前記トラックに沿って摺動可能である、請求項３６に記載の実験室用機器。
【請求項３８】
前記ドアアクチュエーターは自動コントローラーによって制御される、請求項３７に記載の実験室用機器。
【請求項３９】
前記ドアアクチュエーターはリニアアクチュエーターである、請求項３７に記載の実験室用機器。
【請求項４０】
前記リニアアクチュエーターは、送りねじ、ラックアンドピニオン、及び空気圧ピストンのうちの１つである、請求項３９に記載の実験室用機器。
【請求項４１】
前記ハウジングは、抗生物質感受性試験がその中で実施されるハウジングである、請求項３５に記載の実験室用機器。
【請求項４２】
前記ハウジングは、前記ドアアクチュエーターを非アクティブ化するように構成される手動オーバーライド機能を有する入力インターフェースを含む、請求項３５に記載の実験室用機器。
【請求項４３】
前記入力インターフェースは、前記第１のドアが閉鎖状態にあるとき、前記第１のドアに接続されるロック機構をアクティブ化するように構成される、請求項４２に記載の実験室用機器。
【請求項４４】
分析物を試験するための自動システムであって、
分析物を受取るように構成される内部空間を有するカートリッジと、
ハウジング、第１のドア、第２のドア、及びドアアクチュエーターを有する試験機器であって、前記ハウジングは前記カートリッジを受取るための内部空間を画定し、前記第１のドアは、前記ハウジングの第１の側で該ハウジングに結合され、手動操作のために構成され、前記第２のドアは、前記ハウジングの第２の側で該ハウジングに結合され、前記ドアアクチュエーターに結合される、試験機器と、
前記ドアアクチュエーターに結合されるコントローラーと、
を備える、自動システム。
【請求項４５】
前記コントローラーと通信状態にあるカートリッジ輸送システムを更に備え、該カートリッジ輸送システムは、自動調製及び試験のために前記カートリッジを輸送するように適合される、請求項４４に記載の自動システム。
【請求項４６】
前記コントローラーに結合されるカートリッジ調製ステーションを更に備える、請求項４５に記載の自動システム。
【請求項４７】
前記第１のドアは、前記ハウジングに結合されるヒンジを含み、前記第１のドアは、前記ヒンジからオフセットした場所において手動印加式力を印加されるとすぐに前記ヒンジの周りに回転可能である、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４８】
前記ハウジングは、第２のドア開口を少なくとも部分的に画定するトラックを含み、前記第２のドアは、前記トラックに摺動可能に係合され、前記コントローラーによって前記ドアアクチュエーターをアクティブ化するとすぐに前記トラックに沿って摺動可能である、請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記ドアアクチュエーターはリニアアクチュエーターである、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記リニアアクチュエーターは、送りねじ、ラックアンドピニオン、及び空気圧ピストンのうちの１つである、請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
前記試験機器はＩＤ／ＡＳＴ機器である、請求項４４に記載のシステム。
【請求項５２】
前記ハウジングは、前記ドアアクチュエーターを非アクティブ化するように構成される手動オーバーライド機能を有する入力インターフェースを含む、請求項４４に記載のシステム。
【請求項５３】
前記入力インターフェースは、前記第１のドアが閉鎖状態にあるとき、前記第１のドアに接続されるロック機構をアクティブ化するように構成される、請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
微生物学的試験パネルを移動させるための電気機械アセンブリであって、
アームを有する３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャであって、前記アームの上部表面は、前記モーター制御式フィクスチャに対して遠位の端において曲線部分を含む、３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャと、
把持器プレートを含むパネル把持器であって、前記把持器プレートは、前記３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャの前記アームに結合され、それにより、前記把持器プレートは、第１の位置から第２の位置まで結合軸の周りに旋回するように適合される、パネル把持器と、
を備え、
前記把持器プレートは、対象物上で把持するように適合される把持表面を含む、電気機械アセンブリ。
【請求項５５】
前記第１の位置は、前記把持表面が、前記アームの前記長手方向軸を横断する軸に対して約３０度の角度にあることを特徴とし、前記第２の位置は、前記把持表面が、前記アームの前記長手方向軸を横断する軸にほぼ等しい角度にあることを特徴とする、請求項５４に記載の電気機械アセンブリ。
【請求項５６】
前記把持器プレートは、１つ以上の側部レールを含む、請求項５５に記載の電気機械アセンブリ。
【請求項５７】
前記把持表面は、外部真空ポンプに接続される、前記把持表面上の吸引カップを更に含み、該吸引カップは負性空気圧を提供する、請求項５４に記載の電気機械アセンブリ。
【請求項５８】
前記アームに対する前記把持器プレートの前記旋回はねじりばねによって達成される、請求項５４に記載の電気機械アセンブリ。
【請求項５９】
微生物学的試験パネルを移動させるための方法であって、
アーム及び把持器プレートを有するパネル把持器を含む自動化システムを使用することであって、前記把持器プレートは前記アームの遠位端に取付けられ、前記把持器プレートは最初に第１の位置にあり、該第１の位置は、前記把持器プレートの上側部分が下側部分を基準にして前記自動化システムの中央領域に対して近位にあるような角度にあることと、
前記把持器プレートを、取出されるパネルに向かって、前記把持器プレートの下側部分が前記パネルの下側部分に対して近位になるまで移動させることと、
前記把持器プレートを前方に移動させ続け、前記パネルに接触させ、前記把持器プレートを、パネル表面と整列する軸によって規定される第２の位置に向かって旋回させることと、
前記把持器プレートの把持表面が前記第２の位置になると、前記パネルを、前記パネルの格納場所から取出すことであって、前記把持器プレートは、前記パネルを取出すときに前記第１の位置まで旋回することと、
前記自動化システムを動作させることであって、それにより、前記パネルを解除するため、目的機器まで前記アーム及び前記パネル把持器を移動させることと、
を含む、方法。
【請求項６０】
前記把持器プレートの前記第１の位置は、前記アームの長手方向軸を横断する軸に対して約３０度の角度にある前記把持器プレートの前記上側部分上で把持表面によって規定される、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
単一試料懸濁液を調製するための自動化システムにおいて、前記単一試料懸濁液から、前記試料内の微生物の同定（ＩＤ）及び第２の試験のために複数のアリコートが取出される、自動化システムであって、
ＩＤアッセイ用の試料を調製するための少なくとも１つの第１のセクションを備え、前記第１のセクションは、
平板培地を受取るための手段と、
なお、該自動化システムは、前記平板培地上でコロニーを識別し、該コロニーを自動化試料ピックのために指定するために使用される該平板コロニーの画像情報を提供するための撮像手段と通信状態にあり、
ロボットピックツールと、
前記コロニーの前記場所を前記ロボットピックツールに通信するための手段と、
前記ロボットピックツールによって前記コロニーのピックを制御するための手段であって、前記ロボットピックツールは、前記ピック済み試料を第１の試料懸濁液調製ステーションに搬送するように更に構成される、手段と、
前記第１の試料懸濁液調製ステーションにおいて懸濁液を懸濁液チューブ内に提供するための手段であって、前記ロボットピックツールは、前記ピック済み試料を前記懸濁液内に堆積するように構成される、手段と、
前記懸濁液の前記濁度を測定するための前記第１のステーションの比濁計であって、該自動化システムは、所定の濁度値を外れる前記濁度測定値に応答して、前記懸濁液チューブ内の試料の前記量又は懸濁液の前記量の一方を調整して、所定の範囲内の試料の濃度を有する懸濁液を提供する、比濁計と、
第１のロボットピペッターであって、前記第１のステーションにおいて前記懸濁液の第１のアリコートを取得し、前記ＩＤアッセイで使用するためのレセプタクルに接種する、第１のロボットピペッターと、
前記懸濁液の残りの部分を有する前記懸濁液チューブを前記第１の試料懸濁液調製ステーションから第２の試料懸濁液調製ステーションまで搬送するための手段と、
前記懸濁液の前記濁度を測定するための前記第２の試料懸濁液ステーションの第２の比濁計と、
を備え、
前記第１のロボットピペッターは、前記懸濁液チューブ内の前記試料の前記濃度を、第２のアッセイ用の所定の濃度に調整するように更に構成される、自動化システム。
【請求項６２】
前記第１のロボットピペッターは、調整済み濃度を有する前記試料懸濁液の第２のアリコートを取得し、該懸濁液の第２のアリコートを前記ＡＳＴアッセイ用の試料チューブに接種するために更に構成され、
前記自動化システムは、前記ＡＳＴアッセイ用のパネルに接種するための第２のセクションを更に備え、該自動化システムは、前記接種済み試料チューブを前記第１のセクションから前記第２のセクションまで搬送するための手段を有し、前記第２のセクションは、前記接種済み試料チューブからアリコートを取得し、該取得済みアリコートを前記ＡＳＴパネルに接種する第２のロボットピペッターを有する、請求項６１に記載の自動化システム。
【請求項６３】
前記接種済みＡＳＴパネルは、手動で取出され、ＡＳＴ試験用の装置内にロードされる、請求項６２に記載の自動化システム。
【請求項６４】
前記接種済みパネルを、ＡＳＴがその中で実施される装置内にロードするロボットを更に備え、前記ＡＳＴ装置は少なくとも２つのドアを有するように構成され、前記第１のドアは前記パネルローディングロボットから前記パネルを受取る、請求項６２に記載の自動化システム。
【請求項６５】
前記ロボットピックツールは、ピックツールを自動的にピックアップし解除し、前記ピックツールは使い捨てピペット先端である、請求項６４に記載の自動化システム。
【請求項６６】
前記接種済みＡＳＴパネルを移送するための前記ロボットは、把持器プレートを含むパネル把持器であり、前記把持器プレートは、前記３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャの前記アームに結合され、それにより、前記把持器プレートは、第１の位置から第２の位置まで結合軸の周りに旋回するように適合され、前記把持器プレートは、対象物上で把持するように適合される把持表面を含む、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
前記培養皿からの前記試料を前記ロボットピックツールが搬送するときに、試料のストリングが形成されるかどうかを検出するための検出器を更に備える、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６８】
前記ストリングは、前記ピックツールが前記培養皿から持上げられるときに前記ピックツールを光学的に又は電気的にモニターすることによって検出される、請求項６７に記載のシステム。
【請求項６９】
前記ストリングを切断するための機構を更に備え、該機構は、切断ツール、音波処理、乾燥、及び凍結からなる群から選択される、請求項６８に記載のシステム。
【請求項７０】
前記切断ツールは、レーザー、ロッド、ワイヤ、及びブレードからなる群から選択される、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７１】
前記切断ツールは加熱式である、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７２】
試験用の分析物を含むカートリッジを受取るための内部空間を画定するハウジングと、
前記ハウジングの第１の側で該ハウジングに結合され、該ハウジングの前記内部にＡＳＴ試験用の複数のパネルを受取るように構成される第１のドアであって、前記パネルは手動操作によって受取られる、第１のドアと、
前記ハウジングの第２の側で該ハウジングに結合される第２のドアと、
ドアアクチュエーターと、
を更に備え、前記ドアアクチュエーターは、前記第２のドアに結合され、前記ドアアクチュエーターを自動的にアクティブ化するとすぐ前記ドアを動作させて、前記ハウジングの前記内部に試験用の複数のパネルを受取るように構成され、前記パネルは前記第２のセクションから自動操作によって受取られる、請求項６３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年５月２８日に出願された米国仮出願第６２／１６７，５７７号、２０１６年４月５日に出願された米国仮出願第６２／３１８，４９４号、２０１５年５月２８日に出願された米国仮出願第６２／１６７，５９３号、及び２０１５年１２月１８日に出願された米国仮出願第６２／２６９，５４５号の出願日の利益を主張し、それらの開示は、引用することにより本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００２】
微生物のコロニーを突止め、選択し、質量分析法、特に、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析法（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ：Matrix Assisted Laser Desorption and Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry）を使用して微生物を同定するための方法及びシステム、並びに、実施するためのシステムが知られている。こうしたシステム及び方法は、Botma他に対する国際公開第２０１３／１４７６１０号に記載され、その開示は引用することにより本明細書の一部をなす。
【０００３】
ＭＡＬＤＩ分析は、生化学、免疫学、遺伝学、及び生物学における構造的問題を解決するための有用なツールである。試料は、気相中でイオン化され、飛行時間型（ＴＯＦ）分析器が使用されて、イオン質量を測定する。ＴＯＦ分析は、イオンが形成され、ドリフト領域に入るときに一定運動エネルギーまで加速されることで始まる。イオンは、イオン質量の平方根に比例する飛行時間の後に検出器に到達する。異なる質量のイオンが異なる時間に検出器に到達するため、質量スペクトルが生成される。
【０００４】
質量分析法は、一般に、新薬発見及び開発、ジェノタイピング、及びプロテオーム研究の分野における強力なツールであり得る。質量分析法の特定のタイプであるＭＡＬＤＩは、細菌及び微生物の特徴付け及び同定のために既に使用されてきた。現在の研究の傾向は、マイクロモルレベルから原子モルレベルまでの範囲の量の個々の試料を使用して益々多くの数の試料を分析することである。結果として、試料も小さくなっており、正しい量の微生物の効率的かつ信頼性のある採取、及び、ＭＡＬＤＩ機器で使用されるターゲットプレート上に、採取される量の試料を的確に堆積させることについての必要性が存在する。
【０００５】
典型的なＭＡＬＤＩ  ＴＯＦ  ＭＳオペレーションにおいて、分析される試料は、試料のイオン化を可能にすることになる金属又は他の材料であり得るＭＡＬＤＩターゲットプレート上にスポッティング又は堆積される。ＭＡＬＤＩターゲットプレートを調製するための一般に受入れられる方法は、微生物を含むことが疑われる試料を平板媒体からターゲットプレート上に直接スポッティング又は塗抹することである。試料の付加後に、マトリックス試薬が、試料のイオン化をサポートするためしばしば添加される。幾つかの場合に、抽出試薬が、同様に添加される。他の場合に、試料をターゲットプレートに付加する前に、オフライン抽出ステップが必要とされる場合がある。
【０００６】
ターゲットプレートが調製されると、ターゲットプレートは、ＭＡＬＤＩ機器内の固定位置に位置決めされる。ターゲットプレートは、複数の堆積スポット（例えば、単一ターゲットプレート上で２４〜３８４の堆積スポット）を有し、これらの堆積スポットは、ターゲットプレートの縁に関して固定配向を有する。ターゲットプレートは、Ｘ−Ｙステージ上に位置決めされるため、微生物のコロニーの取得済み試料は、選択済み堆積スポット上に堆積され得る。高電圧電位が、ターゲットプレートと金属グリッドとの間に維持される。この電圧は、所望の結果に応じて、維持又はパルス化され得て、真空がチャンバー内に生成される。レーザーが、試料／マトリックス内に放出され、イオンのプルームが形成される。電圧差が使用されて、イオンが分析され得るようイオンをフライトチューブまで加速する。分析は、飛行時間をイオン化成分の質量に直接関連付ける。
【０００７】
ターゲットの平坦性、マトリックスの量及びタイプ、試料の濃度、試料ターゲットの伝導性、堆積スポット上への設置精度、並びに他の変数を含む幾つかのパラメーターが、結果の品質に影響を及ぼし得る。
【０００８】
コロニーをピックし、そのコロニーをプレート上に直接堆積させることをプロセスが必要とするため、ピック済み試料を、他の分析の試料源として使用できない。その結果、試料に関して別の試験を実施することが所望される場合、試料の別の部分が、試験を実施するために採取されなければならない。複数のコロニーピックが、複数の試験のために必要とされるため、必要とされる処理時間の増加、及び、ピック済みの２つの試料間の差による矛盾する結果についての可能性が存在する。したがって、コロニーから微生物の試料を取得し、その取得済み試料に複数の試験を受けさせる自動化された効率的な方法及びシステムが求められ続けている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記で述べた問題の少なくとも１つを解決するため、本発明は、培養皿上で微生物のコロニーを突止め、選択し、ＭＡＬＤＩ及び少なくとも１つの他の試験を使用して選択済みコロニー内の微生物を同定するための自動化方法及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
方法は、培養皿上で微生物のコロニーを突止め、選択する自動化ステップと、微生物の選択済みコロニーの試料を取得する自動化ステップと、取得済み試料について懸濁液を調製する自動化ステップと、ターゲットプレート上に取得済み試料の一部分を分注し、試料の選択済みコロニーの微生物の同定のためＭＡＬＤＩを実施するための装置内にターゲットプレートを設置する自動化ステップと、別の試験のために懸濁液の別の部分を使用又は移送する自動化ステップとを含む。一実施形態において、第２の試験は抗生物質感受性試験（ＡＳＴ：antibiotic susceptibility test）である。ＡＳＴは、既存の自動化ＡＳＴ法（ＢＤ  Ｐｈｏｅｎｉｘ又はＶｉｔｅｋ）を使用することであり得る、又は、カービーバウアー（Kirby-Baur）法／ディスク拡散法、ディスク希釈法、ブロス希釈及び寒天希釈法、又は他の方法であり得る。
【００１１】
一実施形態において、懸濁液はキュベットにおいて調製される。キュベット内の懸濁液は、比濁計を使用して検査されて、試料の濁度が、ＭＡＬＤＩ試験に適すると判定される値の所定の範囲内の値であるかどうかを判定する。所定の範囲内の値でない場合、懸濁液内の試料の量又は希釈剤の量が、ターゲット濁度値を有する懸濁液を提供するように調整される。懸濁液のアリコートがＭＡＬＤＩ用のキュベットから取出されると、懸濁液は、再び検査され、懸濁液の濁度が比濁計によって決定される。今度は、懸濁液の濁度が評価されて、濁度が、第２の試験（例えば、ＡＳＴ試験）において試料を使用するのに適する濁度値の範囲内にあるかどうかを判定する。範囲内にない場合、懸濁液内の希釈剤の量が、適した濁度を有する懸濁液を提供するように調整される。
【００１２】
全てのステップは自動的に行われ、それが、大部分について、上記で述べた問題を排除する。その理由は、自動化が、ＭＡＬＤＩ機器からの不正確な結果、更なるコスト、及び時間の損失をもたらす望ましくない変動及び間違いを回避するからである。ステップのそれぞれを自動化することによって、これらの問題は、少なくともかなりの程度まで克服され得る。本分野において、ステップの少なくとも一部が手動でのみ実施され得ることが当然のことと考えられてきた。しかし、それと対照的に、本発明は、微生物のコロニーを突止め、選択し、ＭＡＬＤＩを使用して選択済みコロニー内の微生物を同定するために必要な全てのステップを自動化する可能性を初めて提供する。
【００１３】
懸濁液の調製を完全に自動化することによって、本発明は、ＭＡＬＤＩ同定及びＡＳＴ又は他の試験のために懸濁液を使用する正確でかつ再現性のある方法を提供する。方法は、ターゲットプレート上で、分注済み試料懸濁液上にＭＡＬＤＩマトリックス溶液のアリコートをオーバーレイする自動化ステップを更に含む。幾つかの実施形態において、ターゲットプレート上に堆積される分注済み試料懸濁液は、ＭＡＬＤＩマトリックス溶液のアリコートがオーバーレイされる前に乾燥することを可能にされる。更なる実施形態は、結果の向上のため、マトリックス試薬に先立って、ギ酸等の抽出試薬をスポッティングすることを含むことになる。
【００１４】
懸濁液を使用するこの代替の方法は、別の試験又は分析が、微生物のコロニーの試料に対して実施される場合に、更に著しく有用である。こうした更なる分析は、特に再現性がありかつ効率的な方法で、本発明による方法の一実施形態において実現される可能性があり、その実施形態において、方法は、試料懸濁液の第２のアリコートを取得する自動化ステップと、試料懸濁液の第２のアリコートをＡＳＴ試験用のブロス内に堆積させる自動化ステップと、接種済みＡＳＴブロスチューブを、感受性試験又は別の更なる分析を実施するための装置まで移送する自動化ステップとを更に含む。その結果、本発明の方法が使用されて、ＢＡＣＴＥＣ（商標）、Ｐｈｏｅｎｉｘ、ＭＧＩＴ、ＶＩＴＥＫ、及びＢａｃＴ／Ａｌｅｒｔを含むがそれに限定されない利用可能なＩＤ／ＡＳＴ機器内に給送され得る試料を自動的に取得又はピックし得る。
【００１５】
自動化方法の完全統合実施形態は、単一プロセスフローになるように組合された上記で述べたステップを含む。特に、微生物を担持する培養皿用のステージが設けられる。培養皿は、ステージ上に位置決めされる。ピックツール（例えば、ピペット）を保持するためのピックツールホルダーを有する自動化位置決めデバイスを有する自動化ピックツールが設けられる。位置決めデバイスは、それぞれ、培養皿の上の開始位置にピックツールを位置決めするため、また、培養皿に向かってまた培養皿から離れてピックツールを自動的に下げまた持上げするため、また、ピックツールを移送位置に位置決めするために配置される。ピックツールは、位置決めデバイスのピックツールホルダー内に位置決めされる。ピックツールは、培養皿の上の開始位置に設置され、微生物と接触状態にある培養皿に向かって自動的に下げられて、微生物の試料をピックアップする。ピックツールは、微生物の試料を担持しながら培養皿から移送位置まで自動的に持上げられる。自動懸濁液媒体分注器は、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に懸濁液媒体を自動的に分注するために設けられる。自動分注器は、初期量の懸濁液媒体を懸濁液内に自動的に供給する。位置決めデバイスは、ピックツールを培養皿の上から懸濁液の上の位置まで自動的に移動させる。位置決めデバイスは、懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体に向かってまた懸濁液媒体から離れてピックツールをそれぞれ下げまた持上げ、任意選択で、ピックツールを懸濁液チューブの上の待機位置に位置決めする。位置決めデバイスは、微生物の試料を有するピックツールが懸濁液媒体内に浸漬されている間に、ピックツールを、或る期間の間、直線垂直運動で振動させる。その期間が経過した後、ピックツールは、懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体から離れて待機位置まで持上げられる。濁度計（本明細書で、比濁計とも呼ばれる）は、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度の測定を実施するために設けられる。少なくとも、ピックツールが振動する期間が経過した後、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度は、濁度計によって測定され、測定済み濁度を示す最終測定値が提供される。
【００１６】
コントローラーは、位置決めデバイス、移送デバイス、自動懸濁液媒体分注器、及び濁度計に通信可能に接続されて、位置決めデバイスの移動、移送デバイスの移動、自動懸濁液媒体分注器の動作、及び濁度計の動作をそれぞれ自動的に制御する。コントローラーは、上記で述べたように、懸濁液を制御しモニターし、仕様内の濁度を有する懸濁液を提供するように動作する。
【００１７】
本発明は、自動的に、培養皿上の微生物のコロニーを選択し、微生物の試料の懸濁液を調製し、その懸濁液を使用して、少なくとも微生物同定及び抗生物質感受性の両方について試験するための上述した方法を実施するための微生物の試料の懸濁液の自動調製のための装置に更に関する。装置は、
微生物を担持する培養皿用のステージと、
ピックツール及びピックツールを保持するためのピックツールホルダーを有する位置決めデバイスであって、位置決めデバイスは、培養皿の上の開始位置にピックツールを位置決めするため、また、培養皿に向かってまた培養皿から離れてピックツールを自動的に下げまた持上げするため、また、ピックツールを移送位置に位置決めするためにそれぞれ配置される、ピックツール及び位置決めデバイスと、
懸濁液チューブを保持するための懸濁液チューブステーションと、
懸濁液チューブステーション内に保持される懸濁液チューブ内の懸濁液媒体を自動的に分注するための自動懸濁液媒体分注器と、
位置決めデバイスであって、それぞれ、ピックツールを、位置決めデバイスの移送位置から懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブの上の位置まで自動的に移送するための、また、懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体に向かってまた懸濁液媒体から離れてピックツールを下げまた持上げるための、また、ピックツールを懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブの上の待機位置に位置決めするためのものであり、移送デバイスは、或る期間の間、直線垂直運動でピックツールを振動させるために更に配置される、位置決めデバイスと、
懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度の測定を実施するための、また、測定済み濁度を示す最終測定値を提供するための濁度計と、
位置決めデバイス、移送デバイス、自動懸濁液媒体分注器、及び濁度計に通信可能に接続されて、位置決めデバイスの移動、移送デバイスの移動、自動懸濁液媒体分注器の動作、及び濁度計の動作をそれぞれ自動的に制御するコントローラーと、
を備える。
【００１８】
コントローラーは、
ａ）最終濁度測定値が、コントローラーのメモリに予め記憶される第１の閾値（最大値）より大きいかどうかを判定し、はい、である場合、コントローラーは、ステップｂ）（希釈）を実施するために配置され；又は、最終濁度測定値が、第１の閾値以下でかつコントローラーのメモリに予め記憶される第２の閾値（最小値）（第１の閾値は第２の閾値より大きい）以上であるかどうかを判定し、はい、である場合、コントローラーは、ステップｃ）（許容可能な濁度）を実施するために配置され；又は、最終濁度測定値が、第２の閾値より小さいかどうかを判定し、はい、である場合、コントローラーは、ステップｄ）（濃縮）を実施するために配置され；
ｂ）自動懸濁液媒体分注器を制御して、更なる量の懸濁液媒体を懸濁液チューブ内に供給し；
ｃ）更なる処理のために、懸濁液を有する懸濁液チューブが懸濁液チューブホルダーから取出され得るという信号を提供し；
ｄ）第１のピックツールについて述べた方法で、更なるピックツールを位置決めデバイスのピックツールホルダー内に位置決めする。
【００１９】
本発明による装置の更なる実施形態において、コントローラーは、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度を濁度計によって測定することが、懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体内にピックツールが浸漬される前に開始されるように濁度計を制御するために配置される。
【００２０】
本発明による装置の有利な実施形態において、ステップｄ）において、第１のピックツールは更なるピックツールとして設けられ、コントローラーは、更なるピックツールを位置決めデバイスのピックツールホルダー内に位置決めするための移送デバイスを制御するために配置される。
【００２１】
好ましくは、コントローラーは、懸濁液媒体の初期量、最終測定値、並びに第１の閾値及び／又は第２の閾値の値に基づいて懸濁液媒体の更なる量を決定するために配置される。特に、コントローラーは、上記で述べた方法で自動懸濁液媒体分注器を制御するために配置される。
【００２２】
本発明による完全自動デバイスにおいて、装置が、微生物を含む培養皿を、それぞれステージ上にまたステージから自動的に位置決めしまた取出すための自動培養皿位置決め及び取出しデバイスを備えるとき、コントローラーは、自動培養皿位置決め及び取出しデバイスに通信可能に接続されて、自動培養皿位置決め及び取出しデバイスの動作を制御するため、また、微生物を含む培養皿をステージ上に自動的に位置決めするために配置され、装置が、懸濁液コンテナを、それぞれ懸濁液コンテナステーション内にまた懸濁液コンテナステーションから自動的に位置決めしまた取出すための自動懸濁液コンテナ位置決め及び取出しデバイスを備えるとき、コントローラーは、自動懸濁液コンテナ位置決め及び取出しデバイスに通信可能に接続されて、自動懸濁液コンテナ位置決め及び取出しデバイスを制御するため、また、懸濁液コンテナを懸濁液コンテナステーション内に自動的に位置決めするために配置される。この場合、その後、更なる処理のために、懸濁液を有する懸濁液コンテナが懸濁液チューブコンテナステーションから取出され得るという信号が提供された後にだけ、コントローラーが、自動培養皿位置決め及び取出しデバイスによって培養皿がステージから自動的に取出されることを可能にするために配置されることが好ましい。さらに、コントローラーは、その後、内部に調製済み懸濁液を有する懸濁液コンテナが懸濁液コンテナステーションから取出され得るという信号の後にだけ、コントローラーが、自動懸濁液コンテナ位置決め及び取出しデバイスによって懸濁液コンテナを懸濁液コンテナステーションから自動的に取出すために好ましくは配置される。
【００２３】
本発明は、微生物のコロニーの試料を含む懸濁液の滴を、ＭＡＬＤＩ用のターゲットプレートの堆積スポット上に自動的に堆積させるための方法に更に関する。或る特定の実施形態において、システム及び方法は、別の試験（例えば、ＡＳＴ）のための試料用の供給源として懸濁液を使用するように構成される。
【００２４】
装置は、ピペッティングツール及びピペッティングツールを保持するためのピペッティングツールホルダーを有する位置決めデバイスを有する。位置決めデバイスは、微生物のコロニーの試料を含む懸濁液を保持する懸濁液チューブの上の開始位置にピペッティングツールを位置決めするために配置される。ピペッティングツールは、自動的に、懸濁液に入るまた懸濁液から出るようにピペッティングツールを下げまた持上げ、ピペッティングツールを移送位置にそれぞれ位置決めする。
【００２５】
ピペッティングツールは、或る量の懸濁液をピックアップし、その量の懸濁液を有するピペッティングツールを移送位置に持上げる。ピペッティングツールは、その量の懸濁液媒体を含むための、制御式弁によって閉鎖される加圧可能チャンバーを有する。
【００２６】
ターゲットプレートを保持するターゲットプレートホルダーが設けられ、ターゲットプレートは少なくとも１つの堆積スポットを有する。
【００２７】
装置は、ターゲットプレートをターゲットプレートホルダー内に位置決めする。
【００２８】
装置は、移送デバイスを含み、移送デバイスは、ピペッティングツールを位置決めデバイスの移送位置からターゲットプレートの堆積スポットのうちの１つのスポットの上の位置まで自動的に移送するため、また、ピックツール（例えば、ピペット先端）をターゲットプレートの上の予め規定された距離まで下げ、チャンバーを加圧し（例えば、圧力は約０．５バール〜１．１バールの範囲内であるが、それは、制限ではなく例証である）、約０．５μｌ〜３．０μｌの範囲の容量を有する懸濁液の滴が堆積スポットのうちの１つのスポット上に堆積される時間の間、弁を開口するためのものである。好ましくは、ピペッティングツールの形状は、ターゲットプレート上に懸濁液の滴を堆積させることが飛沫なし方式で起こるようなものである。
【００２９】
懸濁液チューブは、その後、第２の場所に移動される。第２の場所において、懸濁液の濁度は、第２の試験（例えば、ＡＳＴ）のために調整される。第２の場所は、懸濁液の濁度が第２の試験に適するかどうかを判定するための比濁計を有する。ピペッティングツールが、その後、使用されて、更なる懸濁液を取得し、別の試験（例えば、ＡＳＴ）用の容器に接種するためその懸濁液を使用する。
【００３０】
一実施形態において、単一試料懸濁液を調製するための自動化システムが述べられ、単一試料懸濁液から、試料内の微生物の同定（ＩＤ：identification）及び第２の試験のためのアリコートが取出される。他の実施形態において、自動化システムは、単一試料懸濁液を調製し、単一試料懸濁液から、試料内の微生物の同定（ＩＤ）及び微生物の抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）のためのアリコートが取出される。システムは、少なくともＩＤアッセイを実施するための第１のセクションを含む。第１のセクションは、自動搬送によって又は手動で平板培地を受取る機構を有する。システムは、培養プレートを光学的に検査する撮像装置を含み又は撮像装置と通信状態にあり、その画像から関心のコロニーが認識される。代替の実施形態において、画像が取得され、平板培地がシステムによって受取られる前に、コロニーが選択される。システムは、関心のコロニーの場所をプレート上で識別し、試験のためにピックされる関心のコロニーを指定する機構を含む。第１のセクションは、自動化ロボットピックツールを含む。システムは、同様に、ロボットピックツールと通信するコントローラーであって、ロボットピックツールに指示して、ピペットを捕捉し、その後、ピペットを関心のコロニーの上の場所まで運ぶ、コントローラーを含む。プレートの上部は、コロニーピックを容易にするように取り外されている。ロボットピックツールは、その後、ピペットを下げるため、先端が、関心のコロニーと接触状態になる。
【００３１】
コロニーがピックされた後、コントローラーは、ロボットピックツールに指令して、ピック済み試料を第１の試料懸濁液調製ステーションまで搬送する。任意選択で、システムは、コロニーがピックされた後にプレートの新しい画像を取込んで、ピックが正しい場所からのものであることを検証する。第１の試料懸濁液ステーションは、試料懸濁液を懸濁液チューブ又はキュベット又は他の適したレセプタクル内に分注する懸濁液分注器を有する。第１の試料懸濁液ステーションは、懸濁液チューブ又はキュベット内の液体の濁度を測定するための比濁計又は他の適した装置を有する。ロボットピックツールは、担持される試料を培養プレートから懸濁液内に放出する。幾つかの実施形態において、ロボットピックツールは、ピックツールを振動させて、懸濁液内への試料の放出を促進する。比濁計は、懸濁液の濁度を測定し、自動化システムは、所定の濁度値を外れる濁度測定値に応答して、懸濁液をＩＤアッセイにとって許容可能に重くする（すなわち、濁る）よう懸濁液を調整する。
【００３２】
第１のセクションは、第１のロボットピペッターを更に含む。第１のロボットピペッターは、第１のステーションにおいて懸濁液の第１のアリコートを取得し、ＩＤアッセイで使用するためレセプタクルに接種する。レセプタクル（例えば、ＭＡＬＤＩプレート）は、その後、システムから取出され、ＭＡＬＤＩを実施するための装置まで搬送される。レセプタクルは、機械的に又は手動で搬送され得る。懸濁液チューブ又はキュベットは、その後、第１のセクション内の場所であって、懸濁液の残りの部分が第２のアッセイ（例えば、ＡＳＴアッセイ）で使用されるために調製される場所まで搬送される。搬送は、コンベヤを使用する自動化手段による。
【００３３】
第１のセクションは、懸濁液の濁度を測定するため第２の試料懸濁液ステーションに第２の比濁計を有する。第１のロボットピペッターは、懸濁液チューブ又はキュベット内の試料の濃度を第２のアッセイ用の所定の濃度に調整し、また、調整済み濃度を有する試料懸濁液の第２のアリコートを取得し、懸濁液の第２のアリコートをＡＳＴアッセイ用の試料チューブに接種するように更に構成される。こうした試料チューブは、一般に、ＡＳＴブロスチューブと呼ばれる。
【００３４】
システムは、任意選択で、ＡＳＴアッセイ用のパネルを調製するための第２のセクションを有する。自動化システムは、接種済み試料チューブを第１のセクションから第２のセクションまで搬送するための自動化機構を有する。一実施形態において、接種済み試料チューブは、第２の試料懸濁液ステーション用のデッキを通して下げられ、デッキの下に搬送され、第２のセクションにおいてデッキの下から出る。第２のセクションは、接種済み試料チューブからアリコートを取得し、取得済みアリコートをＡＳＴパネルに接種する第２のロボットピペッターを有する。第２のセクションは、同様に、キャップ９９（図２６参照）を接種済みパネル内のキャップホールに、格納し、分配し、操作し、押込む手段を有する。第２のセクションは、同様に、ＡＳＴがその中で実施される装置内に接種済みパネルをロードするロボットを有し、ＡＳＴ装置は少なくとも２つのドアを有するように構成され、第１のドアはパネルローディングロボットからパネルを受取る。第２のドアは、接種済みパネルをユーザーによって手動でロードするためのものである。ＡＳＴ装置は、システムの第２のセクションに位置することを必要とされず、第２のセクションに隣接し得る。第２のセクションは、同様に、コントローラーを有し、コントローラーは、ＡＳＴ機器に通信可能に接続されて、ＡＳＴ機器の第１のドアに対するアクセス及び開口を要求し、スケジュールする。
【００３５】
本発明は、以下の図を参照して更に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】システムハウジングを含む本開示の一実施形態によるシステムの正面図である。
【図２】本開示の一実施形態による図１のシステムハウジング内のコンポーネントレイアウトの略図である。
【図３】本明細書で述べる方法を実装するのに適する例示的なコンポーネントを含む本開示の一実施形態による図１のシステムのアーキテクチャのブロック図である。
【図４Ａ】低容量単一キュベット比濁計の一実施形態の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａの低容量単一キュベット比濁計であって、比濁計を通って延在する水平平面に沿って切取られた、比濁計の上部断面図である。
【図５Ａ】図４Ａの低容量単一キュベット比濁計とともに使用するための本開示の一実施形態による単一キュベットの斜視図である。
【図５Ｂ】図４Ａの単一キュベット比濁計とともに使用するための本開示の別の実施形態による単一キュベットの斜視図である。
【図６】図４Ａの比濁計を使用して試料を調製するための１つのプロセスの実施形態を示すプロセスフロー図である。
【図７Ａ】本開示の一実施形態による連続キュベット比濁計の上部断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの連続キュベット比濁計であって、比濁計を通って延在する水平平面に沿って切取られた、比濁計の上部断面図である。
【図８】図７Ａの連続キュベット比濁計とともに使用するための本開示の一実施形態によるリニア低容量マルチキュベットアレイ／ストリップの斜視図である。
【図９】積重ね式キュベットの部分的に透明な斜視図である。
【図１０】本開示の別の実施形態による比濁計の斜視図である。
【図１１】図１０の比濁計の切欠き図であり、比濁計の透過光検出器経路を示す。
【図１２】図１０の透過光検出器経路を示す図１０の比濁計の更なる切欠き図であり、一方、同様に、光源及び透過光検出器を示す。
【図１３】図１０の比濁計の別の切欠き図であり、比濁計の散乱光検出器経路を示す。
【図１４】試料調製が測定済み試料濁度に基づく試料調製決定木の図である。
【図１５】ターゲットプレートからムコイド試料を取出すピペットを示す図であり、ピペットにおいてストリングが形成し始める。
【図１６】図１５のターゲットプレートを示す図であり、プレートの寒天表面からピペットが更に引離され、更に、ストリングを延長させる。
【図１７Ａ】ピペットが試料をピックするが、ストリングが全く形成されないときの、所定期間にわたる静電容量の変化を示す時間グラフである。
【図１７Ｂ】ピペットが試料をピックし、ストリングが形成されるときの、所定期間にわたる静電容量の変化を示す時間グラフである。
【図１８】本発明の一実施形態による自動化プロセスを示すフローチャートである。
【図１９】図１８の自動化プロセスのタイムラインを手動で実施する同等のプロセスのタイムラインと比較するフローチャートである。
【図２０】カートリッジ移送機器及び複数の試験機器と一緒の図１のシステムの略側面図である。
【図２１】試料を自動的に調製し、移送し、試験するための例示的なシステムの図であり、図２０のシステム、カートリッジ移送機器、及び試験機器を含み、また同様に、図３の例示的な微生物学試験カートリッジ及びコントローラー３０を含む。
【図２２】本開示の一実施形態によるカートリッジ移送機器のカートリッジ把持器であって、カートリッジ把持器がカートリッジ保持構造内のカートリッジに近づくときの、カートリッジ把持器の後面斜視図である。
【図２３】把持器プレートと自動化カートリッジ移送機器のアームとの間の旋回可能接続を強調する図２１のカートリッジ把持器の側面斜視図である。
【図２４】図２１のカートリッジ把持器の正面斜視図である。
【図２５】図２１の例示的な微生物学試験カートリッジを示す図である。
【図２６】カートリッジを一時的に格納するためのトレイを示す図である。
【図２７Ａ】手動ドアを含む図２０の試験機器のうちの１つの試験機器の正面斜視図である。
【図２７Ｂ】こうした機器の自動ドアを含む図２７Ａの試験機器の種々の斜視図である。
【図２７Ｃ】こうした機器の自動ドアを含む図２７Ａの試験機器の種々の斜視図である。
【図２７Ｄ】こうした機器の自動ドアを含む図２７Ａの試験機器の種々の斜視図である。
【図２８】図２８Ａ及びＢは、図３のコントローラーによって自動的に制御され得る例示的な試験機器コンポーネントの図である。図２８Ｃは、図３のコントローラーの例示的なアーキテクチャを更に示す図である。
【図２９】本開示の別の実施形態によるピックステーションの略図である。
【図３０】本開示の別の実施形態による図１のシステムハウジング内のコンポーネントレイアウトの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本明細書で使用するとき、「キュベット（cuvette）」及び／又は「マイクロキュベット（micro-cuvette）」及び／又は「低容量キュベット（low volume cuvette）」及び／又は「ＬＶＣ」及び／又は「試料容器（sample vessel）」又は「容器」は、液体懸濁液を受取るのに適したコンテナである。コンテナは、好ましくは、試験又は処理のために特定の空間及び配向で試験試料を保持するように設計される光学的に透明なプラスチック又はガラスで作られる。
【００３８】
本明細書で使用するとき、「アルゴリズム（algorithms）」は、１つ以上の数学的命令であり、１つ以上の数学的命令が使用されて、複数のデータ値を操作し、それにより、数学的値に基づいて決定を行い、その後、所望の出力を表す補正済みの又はより正確なデータ値を生成する。
【００３９】
本明細書で使用するとき、「増幅器（amplifier）」は、電子回路であり、電子回路が使用されて、より小さな元の電子信号を採取し、その振幅を増加させ、それにより、元の信号を表す比例的に大きな新しい信号を生成する。適した増幅器は、当業者によく知られており、本明細書で詳細に述べられない。
【００４０】
本明細書で使用するとき、「アナログ・デジタル変換器（analog to digital converter）」又は「Ａ／Ｄ変換器（A/D converter）」は、可変電気信号を採取し、その信号を、元の信号の振幅を表す数値に変換することが可能である電子デバイスである。
【００４１】
本明細書で使用するとき、「希釈（dilution）」は、液体希釈剤を濃縮溶液又は懸濁液に添加し、元の溶液又は懸濁液と比べて、溶液又は懸濁液内の低く均一な試料の濃度を有する新しい懸濁液又は溶液をもたらすことによって生成される溶液又は懸濁液を意味する。
【００４２】
本明細書で使用するとき、「レーザー（laser）」又は「レーザーダイオード（laser diode）」は、電流が印加されると、濃縮されかつ収束された光ビームを生成する電子デバイスである。
【００４３】
本明細書で使用するとき、「光減衰フィルター（light attenuation filter）」は、フィルターを通過するときに光を吸収し光の量を減少させるために光路内に設置されるデバイスであり、元の光源より比例的に低い強度を有する、フィルターを通過した光をもたらす。
【００４４】
本明細書で使用するとき、「発光ダイオード（light emitting diode）」又は「ＬＥＤ」は、電流が印加されると、特定のタイプ及び配向の光を放出する電子デバイスである。
【００４５】
本明細書で使用するとき、「マクファーランド（McFarland）」は、流体又は液体懸濁液内に分散する固体微粒子の量の尺度の単位である。
【００４６】
本明細書で使用するとき、「比濁計（nephelometer）」は、懸濁液内の固体粒子の量を測定することが可能である機器である。本明細書で使用するとき、「比濁法（nephelometry）」は、懸濁液内の懸濁物質の量が測定され得る方法を指す。
【００４７】
本明細書で使用するとき、「フォトダイオード（photo-diode）」及び／又は「検出器（detector）」は、所与の環境における光の強度を測定するために使用される電子デバイスである。
【００４８】
本明細書で使用するとき、「飽和済み（saturated）」及び／又は「飽和（saturation）」は、検出器が、生成することが可能である出力信号の最大量に達したポイントである。例えば、飽和を過ぎてそれを超える光を光検出器に付加することは、その最大動作能力に達した検出器出力信号の更なる変化を全く生じない。
【００４９】
本明細書で使用するとき、「懸濁液（suspension）」は、固体が液体中に均一に分配される溶液である。
【００５０】
本明細書で使用するとき、「濁度（turbidity）」は、溶液内の懸濁物質の量の測定値（すなわち、液体試料の曇り度）である。
【００５１】
本明細書において、微生物の選択済みコロニーのＩＤ及び抗生物質感受性の両方を決定するため、試料用の供給源である微生物のコロニーから単一懸濁液を調製するための方法及びシステムが述べられる。微生物を特徴付け同定するために使用される試料は、複数のコロニーが培地上で成長した状態の培養皿から通常取得されるため、試料が関心のコロニーから取得されることが重要である。関心のないコロニーから試料が採取される場合、時間及びＭＡＬＤＩ機器の効率的な使用が低下する。本発明は、皿上に存在する複数のコロニーの中から関心のコロニーを識別し選択するための自動化プロセスを企図する。コロニーを弁別するプロセスは、微生物の幾つかのコロニーを備える培養皿を設け、微生物の全てのコロニーを含む培養皿の初期画像を取得し、微生物の全てのコロニーを含む培養皿の初期画像をディスプレイ上に表示し、初期画像から微生物の少なくとも１つのコロニーを選択することによって少なくとも部分的に自動化され得る。
【００５２】
こうして、研究者又は分析者は、教育及び知識に基づいて関心のコロニーを選択し得る。特定の実施形態において、培養皿は、バーコード等の培養皿を識別する個々の識別情報を備え、方法は、全てのコロニーを含む培養皿の初期画像を記憶し、微生物の少なくとも１つの選択されるコロニーに関する情報を記憶し、中央制御コンピューターのメモリに培養皿の識別情報を記憶するステップを更に含む。更なる実施形態において、研究者又は分析者は、培養皿の微生物の選択されるコロニーが受ける処理に関する処理命令を手動で入力し得る。処理命令は、後で使用するため、中央制御コンピューターのメモリに記憶される。
【００５３】
一実施形態において、プレート上のコロニーは、「Colony Contrast Gathering」という名称の２０１５年４月２３日に出願され、また、国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０２８９１３号として出願された仮特許出願第６２／１５１，６８１号、及びまた「A System and Method for Image Acquisition Using Supervised High Quality Imaging」という名称の国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１５／０５２０１７号に記載される方法に従って撮像され、それらの出願は引用することにより本明細書の一部をなす。培地に対する異なるコロニーのコントラストは、コロニーを弁別して、自動化コロニーピックを促進する能力を提供する。他の所で述べるように、平板培地の画像は、本明細書で述べるシステムによって受信される前に別個の装置において取得され得る、又は、本明細書のシステムは、こうした画像がその中で取得されるモジュールと統合され得る。
【００５４】
培養皿の初期画像が取得された後、培養皿は、或る期間の間、培養されて、存在する場合、プレート上の微生物が成長することを可能にする。本発明の更なる実施形態において、方法は、培養皿用のステージ上に培養皿を位置決めする自動化ステップと、ステージ上に位置決めされた培養皿の画像を取得する自動化ステップと、培養皿の識別情報を取得する自動化ステップと、ピックツールデバイスの撮像デバイスによって取得される画像を培養皿の記憶済み初期画像と比較する自動化ステップであって、それにより、微生物の選択されるコロニーの場所に関する情報を取得し、また、任意選択で、微生物の選択されるコロニーに対して実施されるプロセスに関する処理命令を取得する、自動化ステップとを含む。ピックツールデバイス内に設置されるときの培養皿の画像を初期画像と比較することによって、選択されるコロニーの場所は、例えば、コンピューター化画像比較によって自動的に取得され得る。
【００５５】
別の実施形態において、寒天表面又は培養皿上の基準マーキングが、コロニーを再び突止めるために使用され得る。これらの基準マーキングは、製造中にプレート上に埋め込まれるか、ユーザー又は有機的成長によって適用されるか、又は、任意の適した手段によって皿又は寒天表面上に組込まれてもよい。マシンビジョン装置を使用して、皿の中心等の別の参照ポイントが検出され、その参照ポイントから、皿座標が決定され得る。バーコードは基準の一例である。皿上のコロニーの場所は、中心及び角度オフセットからバーコードゼロオフセットまでのその相対的距離を参照して決定され得る。皿が別のシステムまで移動され得るときにコロニーの相対的場所が決定されると、以下の２つのステップが実施される。皿は、例えば機械的手段によって芯出しされる。バーコードゼロオフセットは、例えば、バーコードラベルの存在を固定センサーに検出させ、バーコードスキャナーによってバーコードをスキャンしながら、皿を回転させることによって検出される。この時点で、皿の中心がわかっており、バーコードゼロオフセットがわかっており、したがって、直前に参照したコロニーの場所は、皿の中心及び角度オフセットからバーコードラベルまでの距離として記憶されるため、容易に計算され得る。方法は、ここで述べるように、第２のシステム（この例ではコロニーピッキングシステム）又はコロニー位置情報が必要とされる任意の他のシステム内でカメラ又はコンピュータービジョンシステムを必要としない。この例で使用されるゼロオフセットは、バーコードラベルに対してであるが、バーコードラベルは、皿の任意のユニークな基準特徴であり得る、又は、上記で述べたように皿に適用され得る。
【００５６】
培地の表面から微生物をピックアップするための１つの自動化方法及び装置は、Botma他に対する「Method For Picking Up Cell Material And Assembly For Performing Said Method」という名称の米国特許出願公開第２０１４／０２４２５７０号（米国シリアル番号第１４／３４７，８４１号）に記載され、その公開は、同一出願人によって所有され、引用することにより本明細書の一部をなす。
【００５７】
Botma他において述べるように、有利な実施形態において、方法は、ピックツールを、チェック位置に向かって接触位置から離れて所定の距離だけ取出し、上記ピックツールを上記チェック位置内に保持するステップと、チェック位置におけるピックツール及び支持体から構成されるシステムの電気容量を測定するステップとを更に含む。幾つかの場合、ピックアップされる試料材料は、非常に粘着性がある又は粘液性がある。ピックツールが、こうした試料材料と接触した後、試料から取外されるときに、薄いスレッドは、ピックツールと、培養皿内に残っている試料材料との間で接触状態のままである。この薄いスレッドは、断切られる、またおそらくは、ピックツールデバイスを汚染し得る。チェック位置におけるピックツール、及び、例えば、培養皿の上の数ミリメートルにあり得るピックツール支持体の電気容量を測定することによって、適切な処置がとられ得るよう、こうしたスレッドの存在を検出することが可能である。ピックツールを把持し放出するように適合されるピックツールホルダーがピックツールを取外し可能に保持するために設けられる実施形態において、残留スレッドの検出に対する自動化応答が実装され得る。例えば、チェック位置で測定される電気静電容量が、開始位置の開始電気静電容量と異なる場合にピックツールがピックツールホルダーから放出され得て、それにより、ピックツールは、培養皿内に落ち、その後、培養皿は廃棄されてもよい。これらのステップは、自動化方法で容易に実施され得るため、時間がかかる人間の介入は、ピックツール及び培養皿を廃棄するために全く必要でない。
【００５８】
一実施形態において、ピペット先端は、コロニーが配設される培地（例えば、寒天）の表面からコロニーをピックするために使用される。ピペットは、一実施形態において、吸引を使用して、コロニーを先端に引込み得る。他の実施形態において、コロニーをピペット先端に引込むために吸引は使用されず、コロニーとピペット先端との間の接触力だけで、コロニーをピペット先端に強制的に入れる。
【００５９】
本発明による方法のなお更なる実施形態において、方法は、微生物の試料の懸濁液を自動調製するステップを含む。こうした方法において、以下のステップが実施される。
【００６０】
第１のピックツールは、ピックツール（例えば、上記で述べたピペット先端ピックツール）を保持するためのピックツールホルダーを有する位置決めデバイスとともに設けられる。位置決めデバイスは、培養皿上で微生物の選択済みコロニーの取得済み場所の上の開始位置にピックツールを位置決めするために配置される。位置決めデバイスは、それぞれ、培養皿に向かってまた培養皿から離れてピックツールを自動的に下げまた持上げ、また、ピックツールを移送位置に位置決めする。
【００６１】
第１のピックツールは、位置決めデバイスのピックツールホルダー内に位置決めされる。ピックツールは、その後、培養皿上で微生物の選択済みコロニーの取得済み場所の上の開始位置に位置決めされる。ピックツールは、その後、自動的に下げられて、微生物コロニーに接触し、それにより、微生物の試料をピックアップする。ピックツールは、その後、微生物の収集済み試料とともに、培養皿から移送位置まで自動的に持上げられる。
【００６２】
少なくとも１つの懸濁液チューブを保持する懸濁液チューブホルダーが設けられる。懸濁液チューブは懸濁液チューブホルダー内に位置決めされる。本明細書で懸濁液チューブとして参照したが、懸濁液用の容器は、チューブ、バイアル、キュベット、又は懸濁液溶液を保持するための他の容器であり得る。
【００６３】
自動懸濁液媒体分注器は、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に懸濁液媒体を自動的に分注するために設けられる。自動分注器は、初期量の懸濁液媒体を懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に自動的に供給する。位置決めデバイスと別個である又は位置決めデバイスの一部であってもよい移送デバイスは、同様に、ピックツール（既に収集済みの試料を有する）を、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブの上の位置まで自動的に移送するために設けられる。移送デバイスは、懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体内にまた懸濁液媒体から離れてピックツール（及びピックツールによって担持される試料）を下げるまた持上げる。移送デバイスは、同様に、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブの上の待機位置にピックツールをそれぞれ位置決めする。
【００６４】
移送デバイスは、微生物の試料を有する第１のピックツールが懸濁液媒体内に浸漬されている間に、第１のピックツールを、或る期間の間、直線垂直運動で振動させて、試料を懸濁液媒体内に放出し、懸濁液を混合する。その期間が経過した後、第１のピックツールは、懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体から離れて待機位置まで持上げられる。代替的に、微生物試料を放出するための振動の代わりに、懸濁液媒体内に部分的に浸漬している間のピペット先端ピックツールによる反復吸引が利用されて、微生物の放出及び懸濁液の混合を実施し得る。
【００６５】
自動化方法において、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度を測定する濁度計が設けられる。一実施形態において、その濁度計は、２０１４年９月２９日に出願された米国仮特許出願シリアル番号第６２／０５６，９１１号及び国際出願ＰＣＴ／ＩＢ  ２０１５／００２７２号（国際公開第２０１６／０５１２６７号として公開された）に記載され、それらは、本発明の譲受人に譲渡され、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【００６６】
ピックツールがその間に振動する期間が経過した後に、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度は、濁度計によって測定され、測定済み濁度を示す最終測定値が提供される。
【００６７】
更なる実施形態において、位置決めデバイス、移送デバイス、自動懸濁液媒体分注器、及び濁度計に通信可能に接続されるコントローラーが設けられる。こうしたコントローラーは、位置決めデバイスの移動、移送デバイスの移動、自動懸濁液媒体分注器の動作、及び濁度計の動作をそれぞれ自動的に制御する。
【００６８】
図６を参照すると、一実施形態において、コントローラーは、最終濁度測定値が、コントローラーのメモリに予め記憶される第１の閾値（最大値）より大きいかどうかを判定する。はい、である場合、ステップｂ）（以下で述べる希釈）が実施される。最終濁度測定値が、第１の閾値以下でかつコントローラーのメモリに予め記憶される第２の閾値（第１の閾値は第２の閾値以上である）以上である場合、ステップｃ）（以下で述べる許容可能な濁度）が実施される。最終濁度測定値が、第２の閾値より小さい場合、ステップｄ）（以下で述べる濁度の増加）が実施される。
【００６９】
ステップｂ）にて、自動懸濁液媒体分注器が、自動的に制御されて、更なる量の懸濁液媒体を懸濁液チューブ内に供給する。ステップｃ）にて、更なる処理のために、懸濁液を有する懸濁液チューブが懸濁液チューブホルダーから取出されるという信号が提供される。
【００７０】
ステップｄ）によれば、更なるピックツールが取得され、更なるピックツールが、上述したように位置決めデバイスのピックツールホルダー内に位置決めされる。位置決めデバイスは、全て第１のピックツールについて述べたように、更なるピックツールを培養皿の上の開始位置に位置決めし、更なるピックツールを、微生物と接触状態になるよう培養皿に向かって自動的に下げて、微生物の更なる試料をピックアップし、微生物の試料を有する更なるピックツールを培養皿から離して移送位置まで自動的に持上げる。本明細書で述べるピックツールはピペットであるが、他の適したピックツールが、「Device And Apparatus For Collecting Microbial Growth From A Semi-Solid Surface」という名称の２０１５年４月８日に出願された米国仮出願第６２／１４４，５７４号及び２０１６年４月８日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０２６６２５号に記載され、それらは、引用することにより本明細書の一部をなす。
【００７１】
移送デバイスは、微生物の更なる試料を有する更なるピックツールを位置決めデバイスの移送位置から懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブの上の位置まで自動的に移送し、微生物の更なる試料を有する更なるピックツールを懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体内に下げ、微生物の更なる試料を有する更なるピックツールが懸濁液媒体内に浸漬されている間に、更なるピックツールを、或る期間の間、直線垂直運動で振動させる。その期間が経過した後、ピックツールは、懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体から離れて待機位置まで持上げられる。更なるピックツールが振動する期間が経過した後、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度は、濁度計によって測定され、測定済み濁度を示す更なる最終測定値が提供される。
【００７２】
試料が採取された後、なお別の実施形態において、ピペッティングシステムは、液体懸濁液におけるピペット先端の一連の迅速な引込み及び分注を実施し得る。例えば、ピペッティングシステムは、２０秒期間以内に最大約２４回、一連の引込みを反復し、約２５０μＬ〜３００μＬの試料を分注し得る。反復動作は、ピペットの先端に高せん断力を生成する。高せん断力は、微生物を含む試料のクランプ又はムコイドストランドの分散がより均一な懸濁液を生成することを可能にする。
【００７３】
こうして、高度な自動方式で微生物の試料の懸濁液を調製することが可能であり、一方、コントローラー及び濁度計によって、微生物の正しい分析を実施するのに常に十分である（再現性がある）微生物の量を含む懸濁液媒体を含む懸濁液チューブを提供することが可能である。
【００７４】
本発明による微生物の試料の懸濁液を自動調製するための方法の１つの更なる実施形態において、コントローラーは、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度を濁度計によって測定するステップが、ピックツールがその間に振動する期間中に更に実施されるように配置される。濁度計は、ピックツールがその間に振動する期間中に、測定される濁度を示すオンライン測定値をコントローラーに提供するために配置される。こうして、懸濁液内の微生物の量についての非常に速い自動決定が取得され得る。特に、振動中に、濁度のオンライン測定値が第１の閾値以下でかつ第２の閾値以上である場合、コントローラーは、ピックツールが待機位置まで持上げられるように移送デバイスの移動を制御し、また、コントローラーは、懸濁液を有する懸濁液チューブが、更なる処理のために懸濁液チューブホルダーから取外され得るという信号を更に提供する。こうして、ピックツールの振動は、十分な量の微生物を懸濁液媒体が含むときに停止されるため、方法は、非常に時間効率的に実施され得る。
【００７５】
ピックツールと濁度計のセンサーとの相互配置は、ピックツールの振動中に、ピックツールが濁度計の通路を遮らないようなものである。
【００７６】
本発明の一実施形態による微生物の試料の懸濁液を自動調製するための方法の更なる実施形態において、コントローラーは、ピックツールが懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体内に浸漬される前に、懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度を濁度計によって測定するステップが開始するように、濁度計を制御する等のために配置される。こうして、例えば、使用される初期懸濁液媒体が汚染されていないかどうかをチェックすることが可能である。さらに、これは、最終測定値を決定するときに有用である濁度についての開始値の指標を提供する。
【００７７】
微生物の試料の懸濁液を自動調製するための方法のなお更なる実施形態において、方法は、懸濁液チューブを保持するための懸濁液チューブホルダーを設けるステップを更に含む。懸濁液チューブホルダーは、回転可能懸濁液チューブホルダー内に保持される懸濁液チューブを回転させるように適合され得る。更なる実施形態において、コントローラーは、懸濁液チューブホルダーの回転を制御するため、回転可能懸濁液チューブホルダーに通信可能に接続されるように配置される。コントローラーは、懸濁液チューブ内に含まれる懸濁液媒体の濁度の測定中に、懸濁液チューブが回転するように更に配置される。懸濁液チューブのこうした回転は、回転的に互いから離間する懸濁液チューブ内の幾つかの位置における濁度測定値が、懸濁液の濁度のより正しい最終測定値をもたらすことを可能にする。こうした回転は、ピックツールから試料を放出するために必要でない。上述したピックツールの振動は、試料を放出するのに十分過ぎるほどである。
【００７８】
第１のピックツールと異なる更なるピックツールが使用され得るが、方法は、ステップｄ）にて、第１のピックツールが更なるピックツールとして設けられるときに経済的に実施され得て、位置決めデバイスのピックツールホルダー内での更なるピックツールの位置決めは、コントローラーの制御下でデバイスを移送デバイスによって実施される。
【００７９】
本発明による微生物の試料の懸濁液を自動調製するための方法のなお更なる実施形態において、更なる量の懸濁液媒体は、懸濁液媒体の初期量、最終測定値、並びに第１の閾値及び／又は第２の閾値の値に基づいてコントローラーによって決定される。これは、使用される懸濁液媒体の量を注意深く制御することを可能にする。したがって、懸濁液媒体は節約される。
【００８０】
幾つかの実施形態において、ピックツールが、懸濁液チューブに対して垂直直線運動で振動するため、懸濁液チューブの水平断面は、比較的小さい可能性がある。これは、より小さな懸濁液容量を使用することを可能にする。一実施形態において、コントローラーは、懸濁液の初期量の約０．１ｍｌ〜５ｍｌ、好ましくは約１ｍｌ未満（一例において約３００μｌ）を分注させる。他の実施形態において、懸濁液の容量は約０．５ｍｌ〜約２ｍｌである。一実施形態において、分注される容量は３００μｌである。こうした比較的少ない量の懸濁液媒体は、微生物の試料の正しい懸濁液を調製するのに十分である。
【００８１】
微生物の試料の懸濁液を自動調製するためのこうした方法において、約１６ｍｍの直径を有する伝統的な懸濁液チューブと比較すると比較的小さい、約２ｍｍ〜約１２ｍｍ、好ましくは約３ｍｍの最大断面直径を有するチューブ、バイアル、又はキュベットを懸濁液容器として使用することが可能である。チューブは、正方形、長方形、又は円形断面を有し得て、実際のキュベット形状は、主に設計選択の問題である。一実施形態において、チューブは、約６ｍｍ〜約１２ｍｍの直径を有する円である。１つの有利な実施形態において、直径は約１０ｍｍである。こうした比較的小さな懸濁液チューブによって、ピックツールが約５Ｈｚ〜約２５０Ｈｚの間の周波数で振動するよう移送デバイスの振動を制御するためにコントローラーが配置されるときに、ピックツールからの試料の正しい放出が取得される。この範囲内での周波数の選択は、主に設計選択の問題であり、形成される懸濁液の成分に依存することになる。容易に相互分散する試料及び溶液で形成される懸濁液の場合、５Ｈｚ〜１２Ｈｚの周波数が適切である場合がある。容易に懸濁液を形成しない成分の場合、約１００Ｈｚ以上の周波数が必要とされる場合がある。好ましくは、コントローラーは、ピックツールが、約０．５ｍｍ〜約４ｍｍ、好ましくは約２ｍｍ〜約３ｍｍ、最も好ましくは約１ｍｍの振幅で振動するよう移送デバイスの振動を制御するために配置され、それが、ピックツールからの試料の最適な放出をもたらす。ピックツールが振動する期間が約３秒〜約１２０秒、好ましくは約３０秒〜６０秒であるよう移送デバイスの振動をコントローラーが制御するために配置される実施形態において、完全な試料が、実質上全ての場合にピックツールから放出され得る。効率及びスループットについて、振動が、約３秒〜１０秒の間のみ必要とされ、６秒がほぼ平均最小振動時間である場合が有利である。
【００８２】
周波数、振幅、及び継続時間についての値は、特定の微生物の特性、例えば、ピックツールに対するその付着性に依存する。一実施形態において、撮像による検査が使用されて、上記で述べた好ましい値を最初に使用することによって、試料が、少なくとも大部分、ピックツールから放出されたか否かを推測し得る。ピックツール上に依然として一部の材料が残っている場合、垂直振動が、所与の範囲内で異なる値で反復される。
【００８３】
微生物の試料の懸濁液を調製するための自動化方法は、培養皿を、ステージ上にまたステージから自動的に位置決めしまた取出すための自動培養皿位置決め及び取出しデバイスを設けることを更に含む。コントローラーは、自動培養皿位置決め及び取出しデバイスに通信可能に接続されて、自動培養皿位置決め及び取出しデバイスの動作を制御する。こうして、ステージ上で培養皿（ターゲット微生物を担持する）を位置決めすることは、コントローラーの制御下で自動的に実施され得る。他の実施形態において、それぞれ、懸濁液チューブホルダー内にまた懸濁液チューブホルダーから懸濁液チューブを自動的に位置決めしまた取出す自動懸濁液チューブ位置決め及び取出しデバイスが設けられる。コントローラーは、自動懸濁液チューブ位置決め及び取出しデバイスの動作を制御するため自動懸濁液チューブ位置決め及び取出しデバイスに通信可能に接続されるため、懸濁液チューブホルダー内への懸濁液チューブの位置決めは、コントローラーの制御下で自動的に実施され得る。有利には、コントローラーは、その後、更なる処理のために懸濁液を有する懸濁液チューブが懸濁液チューブホルダーから取出され得るという信号が提供された後にだけ、自動培養皿位置決め及び取出しデバイスによって培養皿がステージから自動的に取出されることを許容されるように配置される。なお更なる実施形態において、コントローラーは、更なる処理のために懸濁液を有する懸濁液チューブが懸濁液チューブホルダーから取出され得るという信号が提供された後にだけ、自動懸濁液チューブ位置決め及び取出しデバイスによって懸濁液チューブが懸濁液チューブホルダーから自動的に取出されるように配置される。
【００８４】
本発明による方法のなお更なる実施形態において、識別マークが懸濁液チューブ上に設けられる。本方法によれば、懸濁液チューブの識別マークは、微生物の選択済みコロニーがそこから取得された培養皿のアイデンティティに対するリンクを持った状態で懸濁液の特性とともに、中央制御コンピューターのメモリに記憶される。これは、方法が非常に効率的な方法で自動的に働き得るだけでなく、取得される分析結果の正しくかつ高速な処理も達成されることを保証する。
【００８５】
本明細書で述べる方法の更なる実施形態において、ピペッティングツールが設けられて（別個に、又は、ピックツールデバイスが、ピペットを受取り使用するように適合される）、ＭＡＬＤＩプレート上に懸濁液の単数（又は複数の）アリコートを堆積させる、また同様に、他の下流分析（例えば、ＡＳＴ）のため懸濁液のアリコートを堆積させる。位置決めデバイスは、ピペッティングツールを保持するためのピペッティングツールホルダーとともに設けられる。位置決めデバイスは、ピペッティングツールを懸濁液チューブの上の開始位置に位置決めするために配置される。位置決めデバイスは、それぞれ、懸濁液内にまた懸濁液からピペッティングツールを自動的に下げまた持上げ、ピペッティングツールを移送位置に位置決めする。ピペッティングツールは、位置決めデバイスのピペッティングツールホルダーによって受取られる。位置決めデバイスは、ピペッティングツールを懸濁液チューブの上の開始位置に位置決めし、ピペッティングツールを懸濁液チューブ内の懸濁液に入るように下げ、ピペッティングツールを操作して、或る量の懸濁液をピックアップし、その量の懸濁液を有するピペッティングツールを移送位置まで持上げる。ピペッティングツールは、その量の懸濁液媒体を含むための、制御式弁によって閉鎖される加圧可能チャンバーを有する。
【００８６】
方法は、ターゲットプレートであって、少なくとも１つの堆積スポットを有する、ターゲットプレートを保持するためのターゲットプレートホルダーを提供する。ターゲットプレートは、ターゲットプレートホルダー内に位置決めされる。移送デバイスが設けられ、移送デバイスは、ピペッティングツールを位置決めデバイスの移送位置からターゲットプレートの堆積スポットのうちの１つのスポットの上の位置に自動的に移送し、ピペッティングツールをターゲットプレートの上の予め規定された距離まで下げる。チャンバーは、約０．５バール〜１．１バールの範囲内の圧力に加圧され、弁は、その後、約０．５μｌ〜３．０μｌの範囲内の容量を有する懸濁液の滴が、堆積スポット上に堆積される、特に、ターゲットプレートの堆積スポットのうちの１つのスポットのせいぜい約半分を覆う時間の間、開口する。その後、ピペッティングツールはターゲットプレートから持上げられる。特定の微生物の特性、例えば、その粘着性に応じて、圧力及び開口時間が調整されて、懸濁液の小滴を取得し、懸濁液の小滴は、再現性よく調製され、また、自動化プロセスの結果として、ターゲットプレート上に正確に堆積され得る。
【００８７】
ピペッティングツールが使用されて、上記で述べた方法でより多くの懸濁液を取得する。ピペッティングツールが、その後使用されて、他の分析用の容器（例えば、抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）を実施するための適した容器）内に懸濁液を分注する。
【００８８】
本発明による方法の好ましい実施形態において相互汚染を回避するため、ピペッティングツール、特に、その分注先端の形状は、ターゲットプレート又は他の容器上に懸濁液の滴を堆積させることが飛沫なし方式で起こるようなものである。使用される微生物の種類、特にその粘性に応じて、上記で述べた範囲内の正しい圧力及び上記で述べた範囲内の弁の開口時間を選択することに加えて、ピペッティングツールの適した形状が、飛沫なし方式で懸濁液の滴が堆積され得ることを保証することが明らかになった。
【００８９】
方法の更なる実施形態において、識別マークは、ターゲットプレート及び試料試験（例えば、ＡＳＴ）用の他の容器（複数の場合もある）上に設けられ、任意選択で、識別マークは、ターゲットプレートの堆積スポット上に設けられる。方法によれば、ターゲットプレート及び堆積スポットの識別マークは、微生物の選択済みコロニーがそこから取得された培養皿のアイデンティティに対するリンクを持った状態で懸濁液の特性とともに、中央制御コンピューターのメモリに全て記憶される。方法は、非常に効率的な方法で自動的に働き得るだけでなく、取得される分析結果の正しくかつ高速な処理も達成される。
【００９０】
方法の更なる実施形態において、ＡＳＴ等の更なる試験の実施を支援する容器等の調製済み容器は、チューブに微生物懸濁液及び他の適切な試薬が接種される場所から、更なるピペッターが混合物を容器からピペッティングし、試験のために使用されるカートリッジに接種する第２の場所まで移動されてもよい。こうしたカートリッジは、接種後に、カートリッジを、カートリッジ移送機器によって取出されるまで保持する保持構造内にロボットによって更に位置決めされてもよい。利用可能であるとき、カートリッジ移送機器は、カートリッジを保持構造からピックアップ又は把持し、カートリッジを、ＡＳＴ試験機器等の試験機器内に位置する別の保持構造まで移送する。
【００９１】
ＭＡＬＤＩ又はＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳによって実施される質量分析法が使用されて、微生物を同定する。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳオペレーションにおいて、微生物のコロニーの試料は、ＭＡＬＤＩ機器内の固定位置に保持されるターゲットプレート上にスポッティング又は堆積される。こうしたターゲットプレートは、通常、複数の堆積スポット（例えば、単一ターゲットプレート上に２４〜３８４の堆積スポット）を有する。これらの堆積スポットは、ターゲットプレートの縁に対して固定配向を有する。ターゲットプレートは、Ｘ−Ｙステージ上で位置決めされるため、微生物のコロニーの取得済み試料は、選択済み堆積スポット上に堆積され得る。特定の試料が堆積された場所は、Ｘ−Ｙ座標／パラメーターによって示され、中央制御コンピューターのメモリに記憶される。
【００９２】
図２に詳細に示さないが、Ｂで示す位置で移送トラック１８の下に位置決めされるターゲットプレート４２が示される。試料は、移送トラック１８に沿って培養皿３及び／又は懸濁液チューブ１１から位置Ｂのターゲットプレートの上まで移送され得て、そこで、試料は下げられて、ターゲットプレートの堆積スポット上に堆積される。図１に示す機構以外の他の移送機構が企図される。例えば、デッキ搭載式移送機構が配備され得る。
【００９３】
本発明は、試料を含む懸濁液を調製すること及び懸濁液をターゲットプレートの堆積スポット上に堆積させることに関して以下で詳細に述べられる。一般に、微生物のコロニーは、培養皿上で自動的に突止められ、検出される。微生物の選択済みコロニーの試料は、自動化方法で、例えば、コロニーと接触状態にもたらされるピックツールによって取得される。
【００９４】
微生物の特徴付け及び同定を実施するとき、通常、複数のコロニーが培養皿上で成長する。さらに、複数の異なる培養皿が装置を通して処理される。したがって、本発明は、例えば、バーコードによって、各培養皿を別々に識別する能力を提供し、またさらに、単一培養皿上のそれぞれの関心のコロニーが選択され、識別マークを与えられる。この点に関して、培養皿上で微生物のコロニーを突止め、選択する自動化ステップの前に、幾つかの微生物のコロニーを含むと判定された培養皿が提供される。培養皿の初期画像が取得される。画像は、微生物の全てのコロニーを含む。装置又は装置と通信状態で働くデバイスは、微生物の全てのコロニーを含む培養皿の初期画像をディスプレイ上に表示し、初期画像内で少なくとも１つの微生物のコロニーを選択する。こうして、研究者又は分析者は、十分な教育及び知識に基づいて関心のコロニーを選択し得る。一実施形態において、撮像情報が処理され、仕様に基づいてピックするためのコロニーが識別される。各培養皿が、バーコード等の、培養皿を識別する個々の識別情報を備えるため、全てのコロニーを含む培養皿の初期画像が記憶され、微生物の少なくとも１つの選択されるターゲットコロニーに関する情報（好ましくは、（電子）初期画像内に与えられるリンクを持った状態で）が記憶される。培養皿の全ての情報及び識別情報は、中央制御コンピューターのメモリに記憶され、それが、高い程度の正確さ及び処理のインテグリティを可能にする。
【００９５】
こうして、本明細書で述べる方法及び装置における唯一の考えられる手動操作は、関心のコロニーを選択する行為である。試料に関するデータの全ては、自動化方式で処理される。任意選択で、研究者又は分析者は、培養皿の微生物の選択されるコロニーが受ける処理に関する処理命令を手動で入力し得る。処理命令は、同様に、後で使用するため、中央制御コンピューターのメモリに記憶される。この手動行為の後、実施される全ての更なるステップは、信頼性がありかつ効率的な方法で自動化される。
【００９６】
この更なる自動化処理の場合、培養皿は、撮像デバイスを備えるピックツールデバイスの培養皿用のステージ上に自動的に位置決めされる。ピックツールデバイス内に位置決めされる培養皿の画像が取得され、培養皿の識別情報が加わって、ピックツールデバイスの撮像デバイスによって取得されるこの画像を培養皿の記憶済み初期画像と比較し、したがって、微生物の選択済みコロニーの場所に関する、また任選選択で、微生物の選択済みコロニーに対して実施されるプロセスに関する処理命令に関する情報を引出すことが可能である。培養皿がピックツールデバイス内に設置されるときの培養皿の画像を初期画像と比較することによって、選択されるコロニーの場所が、例えば、コンピューター化画像比較によって自動的に取得され得る。さらに、各ターゲットプレートは識別マークを備え、また任意選択で、ターゲットプレートの各堆積スポットは、個々の識別マーク又は場所識別子を有する。ＡＳＴのために使用される容器は、同様に、結果を正しい試料に関連付けるため識別マークを保持する。ターゲットプレート及び堆積スポットの識別マークを、微生物の選択済みコロニーがそこから取得された培養皿のアイデンティティに対するリンクを持った状態で懸濁液の特性とともに中央制御コンピューターに記憶した後、試験下の微生物の特定のコロニーに対する取得済みＭＡＬＤＩ／ＡＳＴ結果の正しいリンク付けは、正しいかつ自動化された方式で可能である。
【００９７】
試料がターゲットプレートの堆積スポットのうちの１つのスポットのせいぜい約半分を覆うとき、試料によって最初に覆われなかった堆積スポットの部分のＭＡＬＤＩ機器から取得される分析結果が、試料によって最初に覆われた堆積スポットの部分のＭＡＬＤＩ機器から取得される分析結果より意外にも著しく正確であることが発見された。堆積スポットの一部を覆う試料上にマトリックス材料の滴がオーバーレイした後に起こる結晶化が、覆われなかった堆積スポットの部分が同様に或る量の試料材料を含むこと、及び、この量が優れた分析結果を提供するのに著しく適することが仮定される。この作用についての原因である物理的又は化学的プロセスは、現時点で不明であるが、ＭＡＬＤＩの底流にある基本プロセスがわかると、おそらくより明確になり得る。
【００９８】
試料調製システム及び方法
ここで、培養皿からピックされる微生物のコロニーの試料から懸濁液が作られる本発明の方法の実施形態が、こうした方法を実施するための試料調製システム１０００の実施形態とともに述べられる。
【００９９】
図１は、本明細書で述べる方法を実施するためのシステム１０００を示す。システム１０００は、方法を実施するための、また、述べる方法を実施するコンポーネント用の環境を提供するハウジング１００５を含む。この点に関して、コンポーネントは、ハウジング１００５内で複数のステーションの間で分配される。左から右に、ハウジングは、受取りステーション１０１０、ピックステーション１０２０、調製ステーション１０３０、及び移送ステーション１０４０を提供する。受取りステーション１０１０は、関心の微生物を担持しているらしいと疑われる１つ以上の培養皿を受取り、こうした培養皿をピックステーション１０２０に自動的に給送する。ピックステーション１０２０は、自動的に、関心のコロニーを検出し、そのコロニーから試料をピックする。調製ステーション１０３０は、同定（ＩＤ）及び抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）等の試験のために試料を自動的に調製する。移送ステーション１０４０は、調製済みＡＳＴ試料をＡＳＴカートリッジ（本明細書でパネルとも呼ばれる）まで自動的に移送し、ＡＳＴカートリッジは、ＡＳＴシステムまで自動的に移送される。
【０１００】
一般的な方法において、自動化ピックツールデバイス８が設けられて、ピックツール６を取得し、そのツールを、ステージ２上に設置された培養皿３を支持するステージ２まで移送する。ピックの前に、関心のコロニー４が、培養皿３上で識別され、培養皿３上のその場所が決定される。コントローラー３０を通してその場所を知らされたピックツール６は、関心のコロニー４の上にピックツール６を移動させ、コロニーをピックする。ピックされると、ピック済み試料１９は、１つ以上のキュベット又は懸濁液チューブ１１内に移送される。さらに、懸濁液１４のアリコートが、懸濁液チューブ１１内に分注される。その分注は、好ましくは、ピック済みコロニー試料１９をチューブ１１内に移送する前に実施される。ピックツール６’は、その後、ピック済み試料１９を担持するピックツール６’の部分が、懸濁液１４内に浸漬されるように設置される。ピックツール６’は、微生物を放出するために振動する。濁度計２０は、懸濁液の濁度をモニターし、こうした情報をコントローラー３０に提供し、コントローラー３０は、ＩＤ及びＡＳＴ等の懸濁液のアリコートに対して実施される試験用の濃度仕様を用いて測定済み濁度を相互参照する。ＩＤ及びＡＳＴの両方についてのターゲット濃度は本明細書で述べられる。
【０１０１】
懸濁液が所望の濁度に達すると、懸濁液のアリコートが、チューブ１１からピペッティングされ、ＩＤ試験を実施するためのプレート４２に、懸濁液が接種される。ピペッティングツール４６は、その後、ＡＳＴ用の懸濁液の別のアリコートを取得する。幾つかの実施形態において、懸濁液は、ＡＳＴ用の懸濁液をピペッティングする前に、懸濁液による更なる希釈を必要とする場合がある。取得されると、ピペッティングツール４６は、その後、ＡＳＴ試験又は分子診断アッセイ等の他のアッセイのために懸濁液を容器８２内に分注する。こうした容器は、こうした更なる試験のために利用される試薬を含んでもよく、また、分注する前に、チューブ把持器ロボット５０によってバーコードスキャンされてもよい。
【０１０２】
その後、容器８２は、可動デバイス８０によって２次的場所まで移送される。この場所において、別のピペッティングツール６６は、懸濁液を容器８２からピペッティングし、試験カートリッジ９０に接種する。このカートリッジ９０は、接種の前に、カートリッジ移送ロボット７０によってカートリッジ充填ユニット７８の保持構造まで移動されてもよい。カートリッジ充填ユニット７８は、接種用の最適角度までカートリッジ９０を回転するように作動可能であってもよい。デキャッパーロボット（図示せず）は、ピペッター６０による接種のために必要に応じてカートリッジ９０からキャップを取外してもよい。カートリッジ９０が接種された後、カートリッジ９０は、移送機器２０００によって試験機器２０５０まで移送されてもよい（図２０参照）。試験が実施されると、システムは、その後、標本成長の定量化を示す最終標本レポート並びにＩＤ及びＡＳＴの結果を出力してもよい。
【０１０３】
方法は、ここで、システム１０００及びそのコンポーネントに関してより具体的に述べられる。図２は、システム１０００のハウジング１００５内に配設されるステーション１０２０、１０３０、及び１０４０を概略的に示す。
【０１０４】
ピックステーション１０２０は、寒天ゲル層等の栄養層５上に微生物４を含む培養皿３用のステージ２を備える。培養皿３は、受取りステーション１０１０から皿３を移送させる可動アーム（図示せず）によってステージ２上に位置決めされてもよい。受取りステーション１０１０は、他の上流実験室機材から複数の培養皿を自動的に受取り、皿３をステーション１０２０に給送する前に、皿を積重ね配置で配置してもよい。
【０１０５】
皿３がピックステーション１０２０で受取られると、コロニー識別及びコロニーピックが実施される。ステーション１０２０は、使い捨てピペット先端等のピックツールを解除可能に保持するためのピックツールホルダー９を備える位置決めデバイス８を含む。図示するように、ピックツールホルダー９は第１のピックツール６を保持する。位置決めデバイス８は、培養皿３の上の開始位置（図２において実線で示す）に第１のピックツール６を位置決めするために配置され、また、培養皿３に向かってまた培養皿３から離れて第１のピックツール６を自動的に下げまた持上げるために配置され、それにより、第１のピックツール６は、微生物４に接触し微生物４の試料１９をピックアップする位置（破線で示す）に位置決めされ得る。第１のピックツール６が試料１９をピックアップした後（保持した試料１９を有する第１のピックツールは６’として図２に示す）、位置決めデバイス８は、第１のピックツール６’を、持上げ、懸濁液チューブ１１の上に位置する移送位置「Ａ」に位置決めする。位置決めデバイス８は、好ましくは、移送トラック１８に沿って移送場所Ａまで水平に移動する前に、ピックツール６’を垂直に開始位置まで持上げる。これは、試料ピック中に形成する場合があるムコイドストリングによる汚染を防止するのを助ける場合がある。しかし、他の実施形態において、位置決めデバイス８は、移送位置Ａに向かって垂直及び水平の両方に同時に（図２において矢印で示す）移動してもよい。
【０１０６】
更に試験するためコロニーをピックするとき、一部のコロニーの特性は、上記で述べた粘着性がある又は粘液性がある特性である。これは、寒天表面からコロニーを取外すことを難しくするムコイド一貫性と呼ばれる。上記で述べたように、コロニーがピッキングデバイスによって接触された後、ムコイドストリングは、しばしば、ピッキングデバイスと寒天表面上のコロニーとの間で形成されることになる（図１５及び図１６）。このストリングは、制御された方法で断切ることが難しい可能性があり、機器内の他の試料及び表面の考えられる汚染に関する上記で述べた問題を呈する。
【０１０７】
コロニーを手動でピックするとき、ユーザーは、ストリング形成を見ることになり、ストリングをなくすため任意の数の手動動作を行う可能性がある。これは、ピッキングデバイスを回転させること及び／又はプレートの清浄部分上でデバイスをこすることを含む。ストリングが視覚的に観測され得るため、ユーザーは、ストリングが断切られるときを見ることになり、試験を進め得る。全てのこれらの処置は、相互汚染のリスクがほとんどない状態でとられ得る。
【０１０８】
ムコイドストリングの存在に対処するための自動化プロセスの一実施形態において、ストリングは、光学的に（例えば、カメラが使用されて、こうしたストリングをモニターし検出し得る）又は電界の変化をモニターすることによって検出される。ストリングは、周囲空気に対して伝導性がある。ストリングが検出されると、ストリングを断切るために任意の数の機械的デバイスが使用され得ることを専門家は理解するであろう。図１５を参照すると、自動化システム７００内に配設された培養皿７１０が示される。培養皿７１０は、培養皿７１０上に配設された寒天７２０を有し、寒天７２０上で多くの異なるコロニー７３０が形成された。ピペット先端７４０は、１つのコロニーと接触状態になるよう下げられ、ピペット先端７４０が引込められるときにストリング７５０が形成される。図１６を参照すると、ピペット先端７４０が寒天７２０の表面から引上げられ続けるため、ストリング７５０が伸張する。この時点でピペット先端を移動させることは、ストリングをシステム７００内の別の場所に移動させることになる。こうしたことは、システム７００内の別の場所においてストリングによる相互汚染を引起し得る。
【０１０９】
一実施形態において、コロニーがピックされ、ピペットがプレート表面から引込められて、ピック済み試料を懸濁液内に移送するため、ストリングの存在は、ピペット先端の静電容量をモニターすることによって検出される。ストリングは、ピックツールが試料から後退するため、静電容量の電荷の差を引起すことになる。
【０１１０】
静電容量レベルセンサーは、いろいろな固体、水性液、及び有機液体を検知し得る。静電容量検出は、静電容量回路に印加される無線周波数信号に依存する。静電容量（ｐＦ＝ピコファラド）をモニターすることによって、ムコイドストリングの形成が検出され得る。図１７Ａは、ピックツールが下りてきて、寒天の表面に接触するときの静電容量のプロットである。静電容量は、ピックツールが持上げられ寒天表面から離れると急速に低下する。図１７Ｂは、ピックツールが表面から離れるにつれてムコイドストリングが形成されるときの静電容量信号の変化を示す。静電容量は、ストリングが益々薄くなり、最終的に断切られるにつれてゆっくり低下する。
【０１１１】
伝導性レベルセンサーは、２つのセンサー間の低電圧レベルを使用する。ムコイドストリングが伝導性であるため、伝導率は、寒天表面がムコイドストリングによってピックツールに接続されている限り高いままであることになる。
【０１１２】
ストリングは、同様に光学的に検出されてもよい。プレートにわたる光学信号は、プレートとピペットとの間で形成されるストリングによって回折される。信号のこの遮断は、ソフトウェアによって検出され、それにより、ストリングの存在を示し得る。
【０１１３】
任意の数の機械的デバイスが、ストリングを除去するために使用され得る。好ましい解決策は、費用効果的であり、エーロゾルを生成しない又はシステム内の他のプレートを汚染しない。一部の細菌上のムコイドコーティングは、手動及び自動化システムにおいてピッキングを難しくする。ムコイドバイオフィルムは、生物を保護するが、生物に関する作業を難しくする。こうした例の場合、更なる自動化ステップ及び特徴が、ムコイド試料のピック後に設けられて、ストリングをなくし、システムの汚染を防止する。
【０１１４】
一実施形態において、抵抗加熱式ホットワイヤ又はブレードが設けられて、ムコイドストリングを切り開く。ワイヤ又はブレードは、切削デバイスを減菌するのに十分である温度まで加熱されるため、連続して再使用され得る。専門家は、微生物を殺すことによってワイヤ又はブレードを汚染除去することになるが、生物のエーロゾル放出をもたらし得るピック済み試料の迅速な気化を誘起するほどに熱くない、適した温度を選択し得る。
【０１１５】
非常に低い温度が、同様に、ストリングを断切るために使用され得る。ストリングが検知されると、ピペット先端に対する液体窒素の小噴霧は、ストリングを硬化させ、ストリングを断切ることになる。代替の実施形態において、氷点まで凍らされる切削プローブが使用されて、ムコイドストリングをスライスし、清浄な断切りを可能にするであろう。
【０１１６】
別の実施形態において、回転使い捨てロッドが使用されて、ストリングを断切る。ストリングが検知されると、切削ロッドは、ストリングと接触状態にもたらされる。代替の実施形態において、切削ロッドは、回転して、ムコイドストリングをロッドに巻付け、それにより、ストリングが断切られることを保証し得る。
【０１１７】
別の実施形態において、音波処理デバイスが設けられ、音波処理デバイスは、ピペット先端が寒天プレートから離れて移動し、ストリングを形成するときにストリングを断切る。例えば、超音波ホーンが、ピペット先端アダプターに接続される。ピックデバイスが寒天表面から引離されるときに、高周波数の短パルスが、ムコイドストランドを容易にせん断する。
【０１１８】
別の実施形態において、ストリングは、乾燥することを許容され、それにより、脆くなり、断切られる。乾燥時間は、プレートのそばに位置決めされる小ノズルによってストリング上に空気を吹付けることによって減少する。乾燥時間は、どの１つのピックについても時間を著しく増加させないように制御される。
【０１１９】
別の実施形態において、強い電流がストリングを通って流される。薄いムコイドストリングの自然抵抗は、ストリングの最も薄い（最小伝導性）部分において最大抵抗をもたらすことになる。この増加した抵抗が、ストリングを断切らせることになる。電流は、ストリングを断切るのに十分に強いが、生物のエーロゾル放出をもたらし得る迅速な気化を誘起するほどに強くないように選択される。
【０１２０】
ストリングが検出された後、先端は、寒天表面にわたって進められる（表面の上の３ｍｍ〜６ｍｍ）。ストリングが寒天上に落ち、先端が移動し続けるため、ストリングは、断切りポイントまで伸張されることになる。しかし、ストリングが、寒天の上で断切られることになるため、相互汚染のリスクは全くない。代替の実施形態において、迅速なジグザグパターンが使用されて、先端が寒天の上で方向を変更するときにストリングを断切る。
【０１２１】
代替の実施形態において、先端は、成長が全く存在しないプレート内の寒天に打込まれる。これは、清浄になるよう先端を拭い、ストリングを除去する。別の実施形態において、ピペット先端は、寒天表面にわたってプレートの縁まで移動される。ストリングは、プレートの縁で効果的に拭い去られ、ストリングはなくなることができる。
【０１２２】
別の実施形態において、ムコイドストリングが検出されるときに、先端の近くの小型真空デバイスが使用される。真空デバイスは、ＨＥＰＡフィルターシステムを使用して、ストリングを吸引し、環境汚染をなくすことになる。
【０１２３】
代替の実施形態において、ピペットは、ムコイドストリングにおいて見出される高分子量糖タンパク質を断切り得る粘液溶解薬で処理又はコーティングされる。こうした作用物質の一例は、ｎ−アセチル−ｌ−システインである。
【０１２４】
別の実施形態において、低出力レーザーは、プレートの側部から外れて位置決めされる。ピペッターがプレートエリアを去るとき、ピペット先端は、レーザービームのすぐ上に移動する。ストリングが存在する場合、ムコイドストリングは、その後、ビームを通って移動する。ムコイドストリングは、ストリングが断切られるポイントまで加熱されることになる。
【０１２５】
別の実施形態において、ストリングが検出されると、先端は、３６０度回転され得る。回転は、ムコイドストリングをカットオフする。別の実施形態において、ピペット先端は、上下に移動して、ピックが行われた場所と同じ場所で寒天表面に接触し、それにより、ストリングを断切る。タッチダウンするごとに、ピペット先端は一部容量を吸引する。これは、ムコイドストリングを外し、実際には、ストリングのほとんど又は一部をピペット先端に引込む。
【０１２６】
ピックステーション１０２０は、懸濁液媒体１４を含み得る懸濁液チューブ１１を保持するための懸濁液チューブホルダー１０を更に備える。本実施形態において、懸濁液チューブホルダー１０は、垂直軸Ｄの周りで懸濁液チューブ１１を回転させるための回転可能懸濁液チューブホルダーである。しかし、幾つかの実施形態において、チューブホルダー１０は固定式であってもよい。図示する懸濁液媒体１４は、自動懸濁液媒体分注器１２から分注され、自動懸濁液媒体分注器１２は、懸濁液チューブホルダー１０内に保持される懸濁液チューブ１１内に懸濁液媒体１４を自動的に分注するための分注ノズル１３を有する。しかし、幾つかの実施形態において、ピペッター４０等の自動化ピペッターは、チューブ１１内に懸濁液媒体１４を別個に分注してもよい。
【０１２７】
位置決めデバイス８は、同様に、懸濁液媒体１４に対する試料１９の自動移送を支援するための、位置決めデバイス８に組込まれる移送デバイス１５を含む。移送デバイス１５は、ピックツールホルダー９に接続され、試料１９がピックツール６’から放出されるのに十分である期間の間、ピックツール６’を直線垂直運動で振動させるように構成される。方法において、懸濁液チューブ１１に懸濁液媒体１４が接種され、ピックツール６’がチューブ１１の上の移送場所Ａの開始位置に位置決めされると、位置決めデバイス８は、ピックツール６’を懸濁液媒体１４内に下げる。図２に概略的に示すように、試料１９が浸漬された状態で、移送デバイス１５は、アクティブ化されて、ピックツール６’を振動させ、それにより、試料１９を懸濁液媒体１４内に放出する。その後、位置決めデバイス８は、開始位置と同一である場合がある懸濁液チューブ１１の上の待機位置にピックツール６を位置決めする。他の実施形態において、待機位置及び開始位置は、互いに異なってもよい。
【０１２８】
システム１０００は、同様に、懸濁液チューブホルダー１０内に保持される懸濁液チューブ１１内に含まれる懸濁液媒体１４の濁度の測定を実施するための濁度計２０を含む。当該技術分野において一般に知られているように、濁度計は、材料の濃度、本場合には、懸濁液媒体内で懸濁される微生物の濃度の尺度である測定値を提供し得る。図２に示すように、濁度計２０は、レーザー光を懸濁液媒体１４に向かってかつ懸濁液媒体１４を通して伝達するレーザー２１、及び、懸濁液媒体１４を通って伝達されるレーザー光の量を検出するセンサー２２を備える。好ましくは、センサー（図示せず）は、レーザー光の経路に垂直に配置されて、懸濁液によって散乱されたレーザー光の量を検出してもよい。
【０１２９】
システム１０００の動作は、コントローラー３０によって制御される。図３に概略的に示されるコントローラー３０は、プロセッサ３２及びメモリ３４を含む。コントローラー３０は、位置決めデバイス８、移送デバイス１５、自動懸濁液媒体分注器１２、及び濁度計２０に通信可能に接続されて、位置決めデバイス８の移動、移送デバイス１５の移動、自動懸濁液媒体分注器１２の動作、及び濁度計２０の動作を、それぞれ自動的に制御する。さらに、コントローラー３０は、例えば、ピックツールホルダー９、レーザー２１、及びセンサー２２等の装置の他の部分に、直接、通信可能に接続されてもよい。
【０１３０】
図２及び図３に示す実施形態において、コントローラー３０は、濁度計２０を制御するために配置され、それにより、ピックツール６’が懸濁液媒体１４内に浸漬される前に、懸濁液媒体１４の濁度測定が開始される。さらに、コントローラー３０は、ピックツール６’が懸濁液媒体１４内に浸漬される前に、ホルダー１０内に保持される懸濁液チューブ１１の回転を開始するため、また、懸濁液媒体１４の濁度の測定中に懸濁液チューブ１１の回転を維持するために回転可能な懸濁液チューブホルダー１０を制御する。コントローラー３０は、ピックツール６’がその間に振動する全期間中に濁度の測定が実施されるように濁度計２０を更に制御する。こうして、濁度計２０は、ピックツール６’がその間に振動する期間中に、その値が測定済み濁度、したがって微生物の濃度を示すオンライン測定値をコントローラー３０に提供する。
【０１３１】
上記で述べたように、コントローラー３０は、第１の閾値及び第２の閾値を記憶するメモリ３４を備える。第１の閾値は第２の閾値以上である。濁度計によって提供される濁度測定値が第１の閾値及び第２の閾値に等しい又は両者の間にある場合、懸濁液媒体内の微生物の濃度／量は、懸濁液１４を有する懸濁液チューブ１１が更に処理されることを可能にするのに十分である。測定済み濁度が第１の閾値と第２の閾値との間にある場合、コントローラー３０は、懸濁液チューブ１１内の懸濁液が更に処理され得るという信号を提供する。さらに、こうした状況において、ピックツール６は、例えば、廃棄物レセプタクルの上に位置決めデバイスを移動させ、ピックツールホルダーをアクティブ化して、ピックツール６を廃棄物レセプタクル内に放出することによって廃棄され得る。
【０１３２】
濁度計２０の最終測定値が、コントローラー３０のメモリ３４に予め記憶された第１の閾値より大きい場合、微生物の濃度は、高過ぎて、懸濁液チューブ１１内の懸濁液が更に処理されることを可能にしないと判定される。こうした状況において、コントローラー３０は、自動懸濁液媒体分注器１２又は何らかの他の媒体分注器を制御して、更なる量の懸濁液媒体１４を懸濁液チューブ１１内に供給する。懸濁液媒体１４のこの更なる量は、懸濁液媒体の初期量、最終測定値、並びに第１の閾値及び／又は第２の閾値の値に基づき、それにより、懸濁液チューブ１１内に既に存在する懸濁液媒体１４に対する更なる量の懸濁液媒体の付加は、濁度計２０による濁度の追加の又は更なる測定によって確認され得る、更なる処理についての要件を満たすチューブ１１の懸濁液媒体１４内の微生物の濃度をもたらすことになる。
【０１３３】
濁度計２０の最終測定値が、第２の閾値より小さい場合（懸濁液媒体１４内の微生物の濃度が低過ぎることを意味する）、コントローラー３０は、微生物４の更なる試料１９が第１のピックツール６によってピックアップされるように位置決めデバイス８を制御して、懸濁液媒体１４を更に濃縮する。代替的に、第１のピックツール６は廃棄されてもよく、第２のピックツールは、こうした更なる試料をピックアップするために使用され得る。この点に関して、最終測定値が閾値より小さいと判定されると、コントローラーは、位置決めデバイス８のピックツールホルダー９内の第１のピックツール６を、培養皿に向かってかつ微生物４と接触状態になるよう培養皿３の上の開始位置から下げられるように制御して、微生物４の更なる試料１９をピックアップする。その後、第１のピックツール６’は、微生物４の更なる試料１９とともに、培養皿から離れて懸濁液チューブ１１の上の移送場所Ａの開始位置まで自動的に持上げられる。その後、微生物の更なる試料を有するピックツール６’は、懸濁液媒体１４内に下げられ、微生物４の更なる試料１９を懸濁液媒体１４内に放出するための期間の間、直線垂直運動で移送デバイス１５によって振動させられる。再び、濁度が、振動中に測定され、測定値が、コントローラー３０のメモリ３４に記憶された第１の閾値及び第２の閾値と比較される。この場合、コントローラー３０は、位置決めデバイス８の移動を制御するために配置され得て、それにより、第１のピックツール６は、更なる試料が第１のピックツール６から少なくとも部分的に取外されると、振動中に、濁度計２０によって採取される濁度のオンライン測定値が第１の閾値以下でかつ第２の閾値以上である場合、待機位置まで持上げられる。
【０１３４】
測定済み濁度が閾値レベルより小さい場合、たった今述べた複数回の後続のコロニーピックによって、懸濁液媒体１４内の微生物の濃度が増加され得るが、他のプロシージャが、低過ぎると判定された測定済み濃度を考慮する代わりに実施され得る。この点に関して、以下でより詳細に述べるように、低濃度懸濁液の複数回の分注は、ＭＡＬＤＩプレートの同じスポット上に堆積され得る。これは、懸濁液媒体１４内ではなく、ＭＡＬＤＩプレート上で微生物４を濃縮する効果を有する。
【０１３５】
懸濁液チューブ１１、又は代替的に、本発明の装置で特に有用であるバイアル又はキュベットは、約２ｍｍ〜約１２ｍｍ、好ましくは約３ｍｍのターゲット最大寸法を有する断面を有する。これらの比較的小さな懸濁液チューブにおいて、コントローラー３０は、懸濁液媒体の供給される初期量が約０．１ｍｌ〜５ｍｌ、好ましくは約１ｍｌ未満であるように自動懸濁液媒体分注器１２又は他の媒体分注器を制御することができる。
【０１３６】
移送デバイス１５の振動は、ピックツール６’が、約０．５ｍｍ〜約４ｍｍ、好ましくは約２ｍｍ〜約３ｍｍの振幅を持って約５Ｈｚと約２５０Ｈｚとの間、好ましくは約１００Ｈｚの周波数で振動するようにコントローラー３０によって制御される。コントローラー３０は、移送デバイス１５の振動を制御するために更に配置され、それにより、ピックツール６’がその間に振動する期間は約３秒〜約１２０秒、好ましくは約３０秒〜約６０秒である。
【０１３７】
自動化システム及び方法の比濁計
種々の比濁計の実施形態がここで述べられる。ここで述べるこうした比濁計のうちの１つの比濁計が上記で述べた比濁計２０を構成し得ることが理解されるべきである。一実施形態において、自動化システム１０００で使用される比濁計は、米国仮出願第６２／０５６，９１１号に記載される比濁計であってよく、その出願は、本発明の譲受人に譲渡され、引用することにより本明細書の一部をなす。この実施形態において、濁度を測定する際に懸濁液は振動されない。
【０１３８】
別の比濁計の実施形態１００は、図４Ａ及び図４Ｂに示される。比濁計１００は、図４Ａに示すように比濁計ベース１０１の内部に入れられる懸濁液流体１２０を有するキュベット１１０として示す単一懸濁液チューブを収容するように設計される低容量比濁計である。比濁計１００は、同様に、光源１３０、収束レンズ１７０、側方散乱検出器１４０、透過光検出器１５０、及び光減衰フィルター１６０を含む（図４Ｂに最もよく示される）。試料１２０を有するキュベット１１０は、比濁計１００の中心でかつ比濁計ベース１００の内部に位置決めされる。光源１３０、散乱検出器１４０、及び透過光検出器１５０は、キュベット１１０の周りに互いに対して９０度の角度で位置決めされる。散乱検出器１４０は、試料懸濁液１２０を含むキュベット１１０に非常に接近してかつ光源１３０からの入射ビームに平行に位置決めされる。これは、散乱光に対する回折、屈折、及び反射の影響を最小にする。透過光検出器１５０は、光源１３０から１８０度に、すなわち対向して位置決めされる。検出器１５０は、同様に、入射光ビームに対して垂直に又は異なる角度で配向されて、その表面からの反射効果を減少させてもよい。光減衰フィルター１６０は、キュベット１１０と透過光検出器１５０との間に位置決めされる。この構成において、試料懸濁液は、容器１１０の内部で個々に処理され、比濁計１００は、散乱光及び／又は或る角度で被試験試料１２０を通過する透過光を検出する。
【０１３９】
比濁計１００等の低容量比濁計とともに使用するための、比較的少量の生物学的及び流体懸濁液を処理するために設計される低容量容器／キュベット（又はマイクロキュベット）の使用が企図される。図５Ａ及び図５Ｂは、こうした低容量キュベットの代替の実施形態を示す。キュベット１１０、１１０’は、光学的に透明なプラスチックから成形され、比濁計１００内で好都合に配向するように光学的に平滑な研磨部を有する最小にテーパーが付いた側部４３０、４４０を有する。キュベット１１０、１１０’は、単一使用用途のための個々のユニットとして構成されてもよい。しかし、一連のキュベットが懸濁液を調製するために使用される、以下で更に述べる幾つかの実施形態において、キュベット１１０、１１０’は、こうした用途のためのリニアアレイストリップとともに使用するために構成され得る。代替的に、キュベット１１０、１１０’は、複数の試料を同時に処理するために設計されたマトリックスアレイとともに使用するために構成されてもよい。マトリックスの実施形態において、複数の一連の懸濁液が並列に調製される。
【０１４０】
図示するように、キュベット１１０、１１０’は、上側部分４００と比較して比較的小容量を有する下側部分４１０を有する。懸濁液は、小容量部分４１０内で最初に調製される。したがって、懸濁液は、キュベット１１０、１１０’の下側部分４１０の内部に最初に配される。ターゲット微生物を含んでいるらしいと疑われる生物学的試料は、流体懸濁液に付加され、それと混合されて、試験試料懸濁液１２０を提供する。下側部分４１０内の懸濁液の濁度が測定される。この点に関して、キュベット１１０又は１１０’が比濁計１００に結合されるとき、光源１３０によって生成される光は、下側部分４１０の内部に配される試料懸濁液１２０を通過する。比濁計１００は、下側部分４１０によって散乱される光を検出器１４０及び１５０によって検出し、検出済みの光に基づいてキュベットの下側部分４１０内の試料の濁度を測定する。
【０１４１】
キュベット１１０、１１０’のそれぞれの下側部分４１０の下には、普通なら比濁計１００によって行われる濁度測定の精度に悪い影響を及ぼすことになる、試料懸濁液から沈降する大きな粒子を受取るように設計される「大きな微粒子（large particulate）」収集エリア４２０がある。低容量試料は、普通なら、微粒子汚染物質が、比濁計によって問い掛けられる懸濁液の部分から沈降することを可能にするには不十分な容量を有する。例えば、微粒子不純物を含む低容量懸濁液を通過する光は、懸濁液内の試料と不純物を区別しない場合があり、また、不正確なマクファーランド値（すなわち、濁度を示す値）をもたらし得て、その値は試料を不適切に処理させる。例えば、不正確なマクファーランド値は、誤った希釈を知らせる場合がある。不正確なマクファーランド値は、同様に、真のマクファーランド値がわかっていた場合、試料が更に処理されなかったと思われるときに、試料を下流で（例えば、ＡＳＴ又はＭＡＬＤＩのいずれかにより）処理させる場合がある。すなわち、真のマクファーランド値は、試料がＭＡＬＤＩ又はＡＳＴに適さないことをオペレーターに知らせたであろう。さらに、試料内の不純物の存在は、試験される試料の正確な濃度測定に干渉する場合がある。したがって、示す実施形態によるキュベット１１０、１１０’は、下側部分４１０を通過する直接光路の外にある、この別個の微粒子収集エリア４２０を提供する。微粒子汚染物質は、収集エリア４２０内に沈降し、下側部分４１０内で現れる試料懸濁液の被試験エリア内に留まらない。下側部分のセル長は、約５．５ｍｍの範囲内にあり、低容量試料が適切な濁度測定値を取得するのに十分なセル長を提供するように設計される。下側部分は、光が試料を通過し検出器１４０及び１５０によって取込まれるために試験試料懸濁液が調製されると、十分なセル長を提供するように設計される。好ましくは、下側部分４１０は、高度に研磨済みの光学材料又はほぼ光学的透明度を有する材料及び当業者に知られている他の光学的に透過性のある材料で作られる。こうした材料は、光が、キュベットの下側部分の壁４４０を干渉なしで通過することを可能にする。
【０１４２】
キュベット１１０、１１０’の小容量部分４１０を構成するために設計自由度の３つの寸法が存在することを当業者は認識するであろう。小容量部分４１０の寸法は、主に設計選択の問題である。一実施形態において、小容量部分４１０の寸法は、試料をキュベットの下側部分内に導入することになるデバイス（例えば、ピックツール）を受取るように構成される。例えば、また、制限としてではなく、キュベットの下側部分は、３ｍｍ直径のピックツールが、キュベット１１０又は１１０’の側部に接触せず、キュベットの光透過性を低下させることになるスクラッチ及び表面収差を生成しないように下側部分内に浸漬され回転させられるのに適切な空間を提供する寸法に作られる。
【０１４３】
もちろん、下側部分４１０の寸法は、試料の光学検査に対処しなければならない。特に、キュベット１１０、１１０’の下側部分４１０は、比濁計１００の光源１３０及び検出器１４０、１５０とともに働く寸法に作られる。したがって、キュベット設計に対する寸法制約は、比濁計１００の構成による。
【０１４４】
下側部分４１０の上には、上側部分４００があり、上側部分４００が使用されて、ＡＳＴ等の下流の用途における更なる処理のため、容器の内部に入れられる試料懸濁液を希釈する。上側部分４００は、下側部分４１０より広い幅及び長い長さを有する。好ましくは、容器の内部寸法は、生物学的試料と懸濁液流体との自動化混合に対処して、必要とされるときに容器の内部で直接、試験試料懸濁液を更に希釈するように設計される。動作時、キュベット１１０、１１０’の階層的容器設計は、キュベット内の試料懸濁液の濁度が、測定されることを可能にし、ターゲット濁度に達していない場合、試料を更に希釈し、濁度測定を繰返すことを可能にする。こうした構成は、リアルタイムに（すなわち、試料が光学的に問い掛けられているときに）試料の希釈を可能にする。さらに、階層的容器設計は、低容量試料懸濁液（例えば、約２００μＬ〜約５００μＬの容量を有する懸濁液）の濁度を測定することを可能にするが、試料希釈に対処する大容量の利益を有する。
【０１４５】
示すように、キュベット１１０、１１０’のそれぞれの上部階層又は上側部分４００は、ほぼ正方形又は長方形周縁部を有する。基本的に、上側部分４００の幾何学的構成は、設計選択の問題である。下部階層又は下側部分４１０は、同様に、ほぼ正方形周縁部を有する。この点に関して、キュベット１１０、１１０’は、下側部分４１０に比べて上側部分４００の断面寸法が大きいため、上部から下部に「入れ子式である（telescope）」。下部部分４１０の壁４４０が互いから或る角度になる（例えば、キュベットが円筒、楕円等でない）限り、キュベット１１０、１１０’についての代替の形状が、同様に企図される。下側部分４１０（すなわち、比濁計によって受取られる部分）の壁４４０を互いから或る角度で位置決めすることが、（円形チューブと比較して）光学信号に対するより少ない収差及び試験試料のよりよい混合を可能にすることが見出された。これは、示す実施形態１１０、１１０’に示され、下側部分４１０は、互いに垂直である４つの側部４４０を有し、それにより、正方形を規定する。さらに、上側部分４００は、側部４３０の寸法が側部４４０より幅広であることを除いて、同様に、互いに垂直である４つの側部４３０を有する。より小さい下側部分４１０は、比濁計ベース１０１及び／又はリニアキュベットアレイ（以下で述べる）によって受取られるように構成される。各キュベット１１０、１１０’の上部は、試料及び希釈剤／懸濁液媒体を受取るための開口４５０を有する。上側部分４００及び下側部分４１０の側壁４３０及び４４０は、それぞれ、平面表面によって規定される。いかなる特定の理論に束縛されるものではないが、キュベット１１０、１１０’を通過する光の回折及び屈折を平面表面が最小にすると思われる。さらに、キュベット／容器１１０、１１０’の正方形構成は、光路が、こうした容器１１０、１１０’の平面表面に直角に試料懸濁液及び容器を通過し中に入ることを可能にする。この構成は、同様に、キュベット１１０、１１０’に入り、キュベット１１０、１１０’を出るときの光源１３０の回折又は屈折についての可能性を最小にする。
【０１４６】
キュベット１１０、１１０’の種々の構成が企図される。図５Ａに示す実施形態において、キュベット１１０の上部部分４００は、下側部分４１０に対してテーパーが付けられる。側壁４３０が交差する上部部分４００の角は、真っ直ぐな縁４０１によって見られるように、下側部分４１０の角に整列する。テーパー付き縁４０１は、より幅広の上側部分４００とより狭い下側部分４１０との間の移行部を境界画定する。
【０１４７】
図５Ｂに示す他の実施形態１１０’において、側壁４３０が交差する上側部分４００の角は、側壁４４０が交差する下側部分４１０の角からオフセットする。こうしたオフセットは、図５Ｂに示すように、オフセット縁４０２において起こる。１つの特定の例において、下側部分４１０の角は、上部部分４００の角から４５度だけオフセットする。有利には、この構成は、キュベット１１０’が比濁計ベース１０１の内部に設置されると、光源１３０及び検出器１４０、１５０がキュベット１１０’の両側に配置されることを可能にする。
【０１４８】
図６のフローチャートに示す、濁度を測定するため比濁計１００及びキュベット１１０を使用する方法がここで述べられる。キュベット１１０は、手動で又は自動で比濁計ベース１００の内部に設置される。初期懸濁液流体（微生物がない）が、キュベット１００の内部に設置される。流体容量は約２００μＬ〜約５００μＬである。好ましくは、初期懸濁液流体容量は約３００μＬである。希釈が必要とされる場合、更なる流体がキュベット１１０に付加されて、指定されたマクファーランド値を取得し得る。次に、微生物を含んでいるらしいと疑われる生物学的試料が、キュベット１１０に付加され、懸濁液流体と混合されて、試験試料懸濁液１２０をもたらす。比濁計１００は、試験試料１２０の初期濁度を測定し、マクファーランド値がメモリ３４に記録される。試料懸濁液は、初期濁度の読み値が高過ぎる場合、更なる懸濁液流体を付加することによって更に希釈される。希釈は、一実施形態において自動化される。キュベット１１０の上側部分４００は、懸濁液流体の容量が下側部分４１０の容量を超えることを可能にする。比濁計１００は、希釈済み懸濁液の濁度を測定する。所定のマクファーランド値が取得されると、懸濁液は、下流の試験のために処理される、格納される、又は廃棄される。懸濁液は、必要な回数、希釈されて、所定のマクファーランド値を取得してもよい。
【０１４９】
光源１３０からの光は、キュベット１１０の内部に配される懸濁液１２０（例えば、被試験試料）に問い掛ける。表面（例えば、キュベット／容器１１０の平坦側壁４４０）に衝当する光は、本明細書で入射光と呼ばれる。懸濁液１２０の粒子から散乱される光は、本明細書で散乱光と呼ばれる。入射光の一部分は、キュベット表面によって反射される。屈折又は透過光は、表面（例えば、キュベット／容器１１０の平坦側壁４４０）を透過する入射光の部分である。
【０１５０】
動作時、透過光は、透過光検出器１５０によって受信される。例示的な実施形態において、透過光検出器１５０は、入射光路上に位置決めされて、懸濁液を透過する光の検出を最大にする。検出器１５０の表面が、非常に反射性がある事例において、検出器１５０は、検出器表面が光路軸に対してわずかな（９０度でない）角度で位置付けられるように位置決めされてもよい。検出器１５０を或る角度で位置決めすることは、光を懸濁液１２０内に戻るように反射することなく、又は、光を比濁計１００の他の部分に方向付けることなく、透過光の検出を最適化する。検出器１５０によって収集される光の強度は懸濁液の濁度に比例する。
【０１５１】
光減衰フィルター１６０は、透過光検出器１５０のすぐ前に位置決めされる。フィルターは、入射ビームの量に比例する量だけ検出器１５０に入射する光の強度を減少させる。例示的な実施形態において、フィルター１６０は、検出器１５０が飽和することなく動作することを可能にし、透過光の強度のわずかな変動を検出するのに十分な検出器動作強度帯域幅を提供する。
【０１５２】
比濁計１００は、同様に散乱光の量を測定する。散乱検出器１４０は、その検出表面が入射光路に平行でかつキュベット１１０の一方の側部に沿った状態で設置される。懸濁液試料１２０を通過する光の部分は、懸濁液内の粒子によって散乱する。側方散乱検出器１４０は、散乱光の一部を収集する。検出器１４０が収集する散乱光の量は、被試験懸濁液１２０内の粒子の量に比例する信号を提供する。懸濁液１２０の濁度を測定する一方法は、散乱検出器１４０によって収集される散乱光の量を、当該技術分野でよく知られている種々のアルゴリズムによって処理することである。散乱検出器１４０から収集されるデータは、種々の方法で透過率検出器１５０から収集されるデータと結合されてもよい。例えば、信号は、物理的に結合され得る、又は、検出器の値が数学的に操作されて、初期信号の精度及び信頼性を更に高めるように検出器の値を結合し得る。信号又はデータ値は、加算的に、減算的に、微分的に、等で結合されて、結合信号を表す結果信号を提供し得る。こうした結合は、プロセッサ３２によって実施され得る。検出器の値の信号がこうして結合されると、濁度を測定するための収集データの分解能及び精度を高めることが可能である。有利には、２つの別個の検出器から収集されるデータ（散乱及び透過データ）は、小容量試料についてより正確な結果を提供する場合がある。散乱測定が十分でない実施形態において、２重測定が有利である。透過光及び散乱光の両方の測定は、小容量の試料１２０を通る光路の長さが制限されるため、より正確である場合がある。
【０１５３】
例示的な実施形態において、散乱検出器１４０及び透過率検出器１５０は、標準的な高効率フォトダイオード検出器である。しかし、同様の特性を有する他の検出器が同様に使用されてもよい。適した検出器は、紫外線（ＵＶ）から赤外線（ＩＲ）までの可視光スペクトルにわたって動作する検出器を含む。適した検出器は、その線形応答曲線、サイズ、結果の再現性、並びに、低い光条件内で光路を働かせる／検出する能力、及び、測定可能な分解能を持って光強度の微妙な変動を検出する能力に基づいて選択されてもよい。例は、フォトダイオード、光電子増倍管、アバランシェ検出器、太陽電池、光抵抗器、光センサー等を含む。こうした検出器は、商業的に入手可能であり、当業者によく知られており、本明細書で詳細に述べられない。
【０１５４】
例示的な実施形態において、光源は、高強度発光ダイオード（ＬＥＤ）又はダイオードレーザーである。好ましくは、ＬＥＤ光の波長は、約６５０ｎｍである。好ましくは、検出器光の波長は赤色帯域（すなわち、約６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）以内である。しかし、当業者は、可視光の異なる周波数で問い掛け光を使用する場合がある。任意選択で、収束レンズ１７０（図４Ｂ）が使用されて、光を狭いビーム（例えば、直径が約３ｍｍであるビーム）に収束させる。収束レンズ１７０は、光源１３０の前に位置決めされる。収束レンズ１７０の使用は、光を光源１３０から容器／キュベットの試料エリア４１０の内部に集中させ、試験エリアから散乱される場合がある光の量を最小にする。試験エリア（すなわち、キュベット１１０の下側部分４１０）の外に散乱する光が、高い背景信号に起因して、試料濁度を測定するために散乱を使用できなくすることを当業者は知っている。収束光は、その後、キュベット１１０の面に垂直な角度で、収束レンズ１７０（図示せず）からキュベット１１０の下側部分４１０に入るように通過する。垂直角度は、光ビームが１つの媒体（例えば、空気）から別の媒体（例えば、キュベットの平坦表面側）に通過するときに起こる好ましくない回折及び屈折を軽減する。収束光ビームの経路は、光が検出器１４０及び１５０に向かって懸濁液を透過するときに維持される。光源１３０がダイオードレーザーである実施形態において、光ビームを収束させるために更なるレンズ１７０は必要とされない場合がある。これは、一部には、懸濁液に問い掛けるためコリメートされ収束された光を提供するレーザーの特性に起因する。収束レンズ１７０は、光源１３０がＬＥＤであり、光のコリメーション又は収束が所望される又は必要とされる実施形態において使用される。
【０１５５】
図７Ａ及び図７Ｂは、キュベットが、比濁計を通して直列に進められる別の比濁計の実施形態２００を示す。システムは、連続方式で比濁計を通して進められる一連のキュベット（以下に述べる）とともに使用するために設計される。個々のキュベット１１０は、キュベットの下側部分を図７Ａに示すチャネル２２０内に設置することによって比濁計ベース２０１の内部に直接設置されてもよい。代替的に、個々の容器１１０は、リニア容器アレイ３００の内部に最初に設置されてもよく、複数の容器を収容するリニアアレイ３００（図８）は、パススルーチャネル２２０を介して比濁計の内部に設置され得る。容器が、個々に比濁計ベースの内部に又はリニアアレイの内部に設置された後、上述したように、懸濁液がキュベット内で調製され、濁度が測定される。
【０１５６】
比濁計２００は、同様に、光源２３０、収束レンズ２７０、散乱検出器２４０、透過光検出器２５０、及び光減衰フィルター２６０を含み、それらは、図４Ｂの比濁計に関連して上述される。試料１２０を有するキュベット１１０は、比濁計２００の中心でかつ比濁計ベース２０１の内部に位置決めされる。光源２３０、散乱検出器２４０、及び透過光検出器２５０は、上述したように、キュベット１１０の周りに互いから９０度の角度で位置決めされる。側方散乱検出器２４０は、光源２３０からの入射ビームに平行に位置決めされる。散乱検出器２４０を被試験試料１２０に非常に接近してかつ入射光に平行に位置決めすることは、散乱光に対する回折、屈折、及び反射の影響を最小にする。透過光検出器２５０は、光源２３０から対向して位置決めされ、光源からの入射光は、透過光検出器に向かって伝搬する。検出器２５０は、同様に、入射光路に垂直に又は垂直から数度で位置決めされて、その表面からの反射効果を減少させてもよい。光減衰フィルター２６０は、キュベット１１０と透過光検出器２５０との間に位置決めされる。
【０１５７】
図８は、比濁計２００等の本発明の装置の一実施形態とともに使用するためのシリーズキュベットアレイ／レセプタクルを示す。この実施形態は、濁度測定のために設置される懸濁液チューブが回転する上述した実施形態と異なる。シリーズキュベットアレイ３００は、誘導式チャネル２２０に沿って移動するシリーズキュベットストリップである。ＬＥＤ光源２３０は、ストリップ３００を誘導する誘導式チャネル２２０の一方の側に設置される。ストリップ３００は、チャネル２２０に摺動可能に係合する。ストリップ３００は、同様に、好都合な積重ね、梱包、及び出荷のためのスタンドオフ又は他の構造５３０（図９）を含み得る。ストリップ３００は、比濁計を通して進められ、キュベットウェル３２０は、処理のために光源２３０と検出器２４０と検出器２５０との間に位置決めされる。処理が終了した後、リニアストリップ３００は、索引付けされ、次のキュベットに進められ、処理は、同じ比濁計を使用して後続の試料について継続してもよい。キュベットストリップ３００は、個々のユーザーのニーズに基づいて格納又は廃棄されてもよい。この実施形態において、単一比濁計は、個々のキュベットを取外し、それを新しいキュベットと置換する必要性なしで、複数の試料を効率的に処理するように設計される。リニアキュベットストリップ３００は、種々のキュベットの形状、サイズ、及び構成を持つように設計されてもよい。例えば、ストリップ３００のウェル３２０は、キュベットの設計に応じて、多少深く、幅広に、狭く、長く、短く等になるように設計されてもよい。さらに、ウェルは、個々のウェルの前後に互いに取付けられてもよい、又は、互いの隣に位置決めされるウェルに個々に挿入されてもよい。リニアアレイ３００の内部に縁４０２がある状態で複数のキュベット１１０’を設置することは、比濁計２００を通したキュベット１１０’のより効率的な輸送を可能にする。その理由は、キュベット１１０’が、直列に処理され、比濁計によって受取られ、更なる操作なしで測定され得るからである。
【０１５８】
図９に示す別の１つのシリーズキュベットの実施形態において、キュベットストリップは、積重ね可能であり、比濁計の構成に応じて、個々のキュベット又はリニアストリップのキュベットに分離され得る。示す実施形態において、キュベット５００はラック５１０によって担持される。ラック５１０は、キュベットがそこから懸垂保持される平坦表面を有する。平坦表面は、スコアリングされ（図示せず）て、キュベットが個々のキュベット又はストリップのキュベットに分離されることを可能にする。積重ね可能キュベットは、同様に、上述したスタンドオフ５３０を有する。積重ねを容易にするため、キュベット５００の下側部分５４０が、幅広の上側部分５５０によって受取られることに留意されたい。
【０１５９】
図１０は、光源５７０用のアパーチャ５７５、散乱光センサー用のアパーチャ６３５、及び透過光センサー用のアパーチャ６０５を示す比濁計５９０の斜視図である。
【０１６０】
図１１は、キュベット５００の下側部分５４０を通って透過する光用の経路を示す比濁計５９０の切欠き図である。光源（５７０、図１２）は、比濁計５９０のキュベットレセプタクル５８０の一方の側のアパーチャ５７５によって受取られる。アパーチャ５７５は、光源を受取る。センサー６００（図１２）は、アパーチャ５７５の真向いのアパーチャ６０５内に位置決めされ、キュベットの下側部分５４０は両者の間に位置決めされる。比濁計は蓋６２０を有する。
【０１６１】
図１２は、キュベット５００の下側部分５４０を通って散乱する光用の経路を示す比濁計５９０の切欠き図である。光源５７０（図１２）は、比濁計５９０のキュベットレセプタクル５８０の一方の側にある。センサー６３０（図１０）は、光源５７０に直交するアパーチャ６３５内に位置決めされ、キュベットの下側部分５４０は両者の間に位置決めされる。
【０１６２】
図１３は、キュベット５００の下側部分５４０を通って透過する光用の経路を示す比濁計５９０の切欠き図である。光源５７０は、比濁計５９０のキュベットレセプタクル５８０の一方の側のアパーチャ５７５によって受取られる。センサー６００とキュベット５００との間に光減衰フィルター６４０があり、光減衰フィルター６４０は、透過率検出器の前に設置されて、光強度を、センサーを飽和させないように使用可能なレベルまで減少させる。アパーチャ５７５は、光源５７０及び光信号を収束させるためのレンズ６５０を受取る。センサー６００は、アパーチャ５７５の真向いのアパーチャ６０５内に位置決めされ、キュベットの下側部分５４０は両者の間に位置決めされる。
【０１６３】
一実施形態において、試料は、キュベットの内部に配され、比濁計内に設置されると、個々に処理される。試料が処理され、マクファーランド値が取得されると、キュベットは、比濁計から取外され、新しいキュベットによって置換される。この実施形態において、１つ以上の比濁計は、個々に動作する。代替の実施形態において、比濁計は、連続する一連のキュベットを、測定のための比濁計に送出するように構成される。リニアキュベットチャネル２２０は、個々のキュベットウェル３２０のストリップ３００を受取る（図４Ｂ）。ストリップは、比濁計を通して搬送され、各キュベットが、本明細書の他の所で詳細に述べるように、測定のために光学的に問い掛けられるために停止する。
【０１６４】
本発明による濁度を測定する方法は自動化される。測定から収集されるデータは、更に処理されて、有意の結果を生成してもよい。これらの実施形態において、検出器からの信号は、信号増幅器に給送される。増幅器出力は、入力信号のデジタル表現を出力するアナログ・デジタル変換器回路に伝達され、入力信号のデジタル表現は、その後、種々のアルゴリズムを使用して処理されて、測定済み値がターゲット値であるかどうかを判定する。測定済み値がターゲット値より大きい場合、試料は、上述したように希釈され、濁度が再測定される。こうした再測定は、手動でオペレーターによって又は自動化方式で行われ得て、キュベットは、希釈のため比濁計から外に移送され、更なる測定のため比濁計に戻るように輸送される。使用可能な出力になるよう信号を処理するための方法が開発され、その方法は、種々の生物学的及び非生物学的試料のいろいろな希釈を使用し、マクファーランド値を懸濁液濃度に関連付ける。これらのデータが、その後、使用されて、アルゴリズムであって、データ曲線の線形性及びオフセットを補正して、濁度値について代表的な出力値を生成する、アルゴリズムを使用して更に分析され、ターゲット値と比較されるデータセットを生成する。このプロセスは、本明細書の他の所で述べるように、ターゲット濁度が取得されるまで繰返される。
【０１６５】
システム１０００は、同様に、コンベヤであって、その端位置が培養皿用のステージ２を形成し得る、コンベヤ、又は、コンベヤ及びステージ２であって、相互に位置決めされ、それにより、コンベヤの適切な運転によって、培養プレートがステージ上に輸送され、ステージから取外され得る、コンベヤ及びステージ２を備えてもよい。コンベヤは、微生物を含む培養皿を、それぞれ、ステージ上にまたステージから自動的に位置決めしまた取外すため、コントローラー３０によって制御される。示さない他の実施形態において、培養皿を、それぞれ、ステージ上にまたステージから自動的に位置決めしまた取外すための異なる手段が使用され得ることに留意されたい。特に、コントローラー３０は、懸濁液を有する懸濁液チューブが更なる処理のために懸濁液チューブホルダーから取外され得るという信号が提供された後にだけ、自動培養皿位置決め及び取外しデバイスによって培養皿がステージから自動的に取外されることを可能にするために配置される。これは、必要である場合、更なる試料をピックアップすることが常に可能であることを保証する。
【０１６６】
図２に示すように、本発明の装置１０００は、同様に、それぞれ、懸濁液チューブホルダー内にまた懸濁液チューブホルダーから懸濁液チューブを自動的に位置決めしまた取出すための自動懸濁液チューブ位置決め及び取出しデバイス（図示せず）を備えてもよい。こうした自動懸濁液チューブ位置決め及び取出しデバイスは、懸濁液チューブ１１を解除可能に把持するための把持手段を含んでもよい。やはり、コントローラー３０は、自動懸濁液チューブ位置決め及び取出しデバイスに通信可能に接続されて、自動懸濁液チューブ位置決め及び取出しデバイスの動作を制御し、懸濁液チューブ１１を懸濁液チューブホルダー１０内に自動的に位置決めするために配置されてもよい。コントローラー３０は、特に、懸濁液を有する懸濁液チューブが更なる処理のために懸濁液チューブホルダーから取外され得るという信号が提供された後にだけ、自動懸濁液チューブ位置決め及び取外しデバイスによって懸濁液チューブホルダーから懸濁液チューブを自動的に取外すために配置される。自動懸濁液チューブ位置決め及び取外しデバイスは、位置決めデバイス８の移動と独立に、レール１８に沿って移動可能であってよい。懸濁液チューブ１１はフェッチされ得て、十分な濃度の微生物を含む懸濁液媒体を有する懸濁液チューブは、細菌培養器等の更なる処理用の機材に渡され得る。マルチトラックシステムが、懸濁液チューブ位置決め及び取出しデバイス並びに位置決めデバイス８を、異なる場所であって、そこで異なるコンポーネントが存在する又は異なるプロセスが実施され得る、異なる場所に導き得ることに留意されたい。
【０１６７】
こうして調製される試料懸濁液は、ＭＡＬＤＩを使用して微生物の特徴付け又は同定を実施するために使用され、また任意選択で、ＡＳＴ等の他の分析のために使用される。ＭＡＬＤＩを使用して微生物を同定するため、試料懸濁液のアリコートが、ピペッティング又はピックツールを使用して取得され、このアリコートが、ターゲットプレート４２上に移送される。滴は、こうしたツール４６を使用することによって取得され得て、こうしたツール４６は、ピペッター４０の把持手段４９によって保持され、その後、位置Ａで懸濁液内に自動的に下げられる。このツール４６が懸濁液から外に持上げられると、懸濁液の滴は、このツール４６の先端に粘着することになり、このツール４６は、トラックに沿って位置Ｂに移送され得て、そこで、懸濁液を有するツール４６は、懸濁液の滴がターゲットプレート４２上の堆積スポット４４に接触するまで下げられる。懸濁液の少なくとも一部は、ツール４６がターゲットプレート４２から離れて持上げられた後に、堆積スポット４４上に残ることになる。代替的に、ピックツール６が、使用されて、懸濁液チューブ１１から或る量の懸濁液１４をピックアップし、この量を位置Ｂに移送し、懸濁液の滴をターゲットプレート４２上に堆積させ得る。懸濁液の滴がターゲットプレート４２上に堆積した後に、また特に、この滴が乾燥することを許容されたときに、ＭＡＬＤＩマトリックス溶液が、ターゲットプレート４２上に堆積した試料の量又は部分の上に自動的にオーバーレイされる。他の試験又は別の分析を実施するため、試料懸濁液の第２の滴が、同様な方法で取得され得て、こうした滴は、例えば、試験培養皿であって、感受性試験又は別の更なる分析を実施するため自動化方式で更に移送される、試験培養皿に自動的に移送されそこに堆積されてもよい。
【０１６８】
一実施形態において、マトリックス溶液は、ターゲットプレート４２上で複数のスポットにおいて分散される。これは、スループットを改善し、ピペット等のような消耗品のコストを低減する。この実施形態において、十分な容量のマトリックス溶液（すなわち、多くのターゲットスポット用のマトリックス溶液）は、ピペット内に吸引され、そのピペットが使用されて、複数のスポットに順次分注する。通常、１μＬ〜２０μＬの範囲内の低容量の流体を分注することは、分注される表面に流体液滴を接触させることであって、それにより、ターゲットプレートに接触する流体の表面張力がピペット先端４６から液滴をもぎ取ることを可能にすることを必要とする。ターゲットプレート表面上に液滴を「発射する（touching off）」プロセス中に、ピペット先端４６は、ターゲットプレート４２の表面に意図せずに接触し得る。ピペット先端４６がターゲットプレート４２に接触する場合、１つのターゲットプレートスポットから次のターゲットプレートスポットに試料材料を持越し、相互汚染をもたらすリスクが存在する。相互汚染を防止しようと努力して、静電容量液体検出がピペッター４０に統合されて、液滴がターゲットプレート４２に接触するときを検出する。静電容量液体検出が使用されて、以下のステップに従って、単一ピペット内の単一容量のマトリックス溶液から複数回の分注を行う。
【０１６９】
最初に、新しいピペット先端がピックされる。その後、乾燥した先端がターゲットプレート４２まで移動し、プレートは、非ターゲット位置でピペット先端４２によって接触されて、先端インターフェースに対するターゲットプレートの場所の精密な垂直（Ｚ）位置を決定し記録する。
【０１７０】
その後、十分な容量のマトリックス溶液がマトリックス試薬コンテナから吸引される。コンテナは、マトリックス溶液の蒸発を防止する隔壁を有する。マトリックス溶液が吸引され、先端がマトリックスコンテナから取外された後、隔壁は、先端４６をコーティングしたと思われるどんな残留マトリックス流体をも拭い去る。これは、液滴が、マトリックス溶液が先端から分注されると、先端の端に形成され、先端４６の側部を上に移動しないことになることを保証する。
【０１７１】
ピペット先端４６は、その後、ターゲットプレート４２に移動する。液滴は先端４６の端に形成される。先端４６は、液滴がターゲットプレートスポット４４に接触するまで垂直（Ｚ）方向に下に移動する。液滴がプレートに接触すると、静電容量検知回路は、液滴がプレート４２に接触していることを示す信号をもたらす。先端４６の垂直（Ｚ）位置がチェックされて、先端４６がプレート４２に接触していないことを確認する。先端４６がプレート４２に接触していない場合、マルチ分注プロセスが継続される。先端４６がプレート４２に接触している場合、先端４６は、ウエイスト内に吐出され、新しい先端が捕捉され、乾燥した先端が、ターゲットプレートに接触する位置に移動して、新しい先端がターゲットプレートに接触する垂直（Ｚ）位置を確立することになり、プロセスは、プレート４２上の全てのターゲットスポット４４にマトリックス溶液が接種されるまで継続する。
【０１７２】
同じ懸濁液からＩＤ及びＡＳＴ用の試料を取得すること
ＭＡＬＤＩ及びＡＳＴの両方の試験のために使用される１回のコロニーピックからの懸濁液の調製は、米国特許第９，１８０，４４８号に記載され、その特許は、本出願と同一の譲受人に譲渡され、その全体が本明細書の一部をなす。本明細書の開示は、試料調製装置（以降で、試料調製又は調製ステーション）を「Ｐｈｏｅｎｉｘ  ＡＰ」として、若しくはＡＳＴシステムをＢＤ  Ｐｈｏｅｎｉｘ（商標）として、又は、質量分析システムをＭＡＬＤＩとして参照する場合があるが、これらの用語の意味が、これらの商標名を有する装置に限定されるのではなく、実質的に同様の機能を有する装置を含んでもよいことが理解されるべきである。実質的に同様の機能を有する装置は、Ｖｉｔｅｋ（bioMerieux）及びＭｉｃｒｏＳｃａｎ（Siemens Healthcare）ＩＤ／ＡＳＴシステムを含んでもよい。
【０１７３】
一実施形態において、本明細書で述べる装置は、ＭＡＬＤＩ機器の微生物同定能力を、Ｐｈｏｅｎｉｘ、Ｐｈｏｅｎｉｘ  ＡＰ、ＢＡＣＴＥＣ、又はＥｐｉＣｅｎｔｅｒシステム等の実験室分析又は処理システムのＡＳＴ及びデータ処理能力と統合する。
【０１７４】
上述したように、懸濁液は、調製済みプレート３からピックされる又は血液培養バイアルから採取される微生物から調製される。一実施形態において、懸濁液チューブ１１には、微生物４が過剰接種される。チューブ１１は、有利には、ＩＤ及びＡＳＴの両方のための供給源として使用される。これは、同じ患者の試料だけでなく、同じ単離株もまた、ＩＤ及びＡＳＴ試験を受けることを保証する。
【０１７５】
懸濁液は、ＭＡＬＤＩに適する濃度のために調製される。ＭＡＬＤＩに適する懸濁液は、通常、約２のマクファーランド値を有する。自動化システムが使用されて、ピックツール６を用いて懸濁液チューブ１１に接種し、濁度をモニターし、ターゲット濁度を有する懸濁液を提供するため懸濁液を処理する。ターゲット濁度を有する懸濁液を提供するための自動化プロセスは、本明細書で詳細に述べられる。懸濁液は、その後、上述したようにＭＡＬＤＩプレート４２に接種するために使用される。上記で述べたように、システム１０００は、機械可読タグ及びコードの使用を通して、培養皿３を懸濁液チューブ１１及びＭＡＬＤＩプレート４２に関連付ける。一実施形態において、装置は、ＭＡＬＤＩプレート４２上のバーコードをスキャンし、プレートＩＤを、懸濁液チューブラック上のＲＦＩＤタグに書込む。システム１０００は、自動化ピペッター４０を使用して、ＭＡＬＤＩ試薬（例えば、ギ酸、マトリックス等）を自動的に添加して、本明細書で述べる分析のためにＭＡＬＤＩプレート４２上に分散される懸濁液を調製する。
【０１７６】
システム１０００は、自動ピペッター４０又は分注ノズル３０を使用して、その後、更なる溶液（例えば、脱イオン化水）をチューブ１１内に分注し、比濁計２０は、濁度をモニターして、ＡＳＴ又は他の診断試験（例えば、分子試験）に適する濁度を有する懸濁液を提供する。ターゲット濁度を有する懸濁液を提供するための自動化システム及び方法は、本明細書で詳細に述べられ、繰返されない。ＡＳＴの場合、ターゲット濁度は、約０．５マクファーランドであり、また通常、約０．２５マクファーランド以上である。ピペッター４０は、その後、アリコートをＡＳＴチューブ８２に移送する。試験チューブラック上のＲＦＩＤタグは、調整結果とともに更新される。
【０１７７】
図２に示すＡＳＴチューブ８２はＡＳＴチューブムーバー８０によって保持される。ＡＳＴチューブムーバー８０は、一般に、システムデッキ７の下に配設されるロボットであり、図２において垂直及び水平矢印で示すように、少なくとも２つの次元で移動するように構成される。特に、ＡＳＴチューブムーバー８０は、レセプタクル又は把持器等によってＡＳＴチューブ８２を保持し、ＡＳＴチューブ８２をデッキ７の下に移動させ、調製ステーション１０３０及び移送ステーション１０４０に位置する予め指定された位置の間でＡＳＴチューブ８２を移動させるようにそれぞれ構成される。この点に関して、デッキ７は、開口を有してもよく、その開口を通して、ムーバー８０は、これらの予め指定された位置でＡＳＴチューブ８２を持上げまた下げ得る。もちろん、懸垂保持式チューブ把持器ロボット５０が、デッキ７の下からではなくデッキ７の上の懸垂保持位置から、調製ステーション１０３０と移送ステーション１０４０との間でＡＳＴチューブ８２を移動させ得ることが同様に企図される。
【０１７８】
ＡＳＴチューブ８２は、ステーション１０４０内に格納されてもよい。ＡＳＴチューブ８２にアリコートを移送する前に、チューブ把持器ロボット５０は、把持手段５９によってＡＳＴチューブ８２を把持し、チューブ８２をその格納位置からバーコードスキャナーまで移動させて、コントローラー３０によってチューブ８２を登録する。その後、把持器ロボット５０は、チューブ８２をムーバーロボット８０に手渡す。ロボット８０は、その後、デッキ７の下で調製ステーション１０３０に位置する位置Ｃまでチューブ８２を往復動し、そこで、チューブ８２は、少なくとも部分的にデッキの上に持上げられる。ピペッター４０は、その後、希釈済み懸濁液のアリコートをチューブ１１から取出し、位置Ｃまで移動し、そしてその後、位置Ｃにおいて、アリコートをＡＳＴチューブ８２に接種する。チューブムーバー８０は、その後、図２に示すように、内部に懸濁液を有するチューブ８２’を移送ステーション１０４０に戻るように往復動する。
【０１７９】
ステーション１０４０にいる間、別のピペッター６０が、ＡＳＴチューブ８２’から懸濁液のアリコートを取出す。このアリコートを取出す前に、カートリッジ移送ロボット７０は、把持器手段７９によって空のＡＳＴカートリッジ９０を把持し、カートリッジ９０を、格納場所から、カートリッジ９０を保持するためのカートリッジ保持構造を含むカートリッジ充填ユニット７８まで移送する。ユニット７８は、接種を容易にするため、示すように、カートリッジ９０を垂直構成から傾斜構成まで旋回させるように移動可能であってもよい。デキャッパー（図示せず）は、同様に、接種する前にカートリッジ９０をシールするキャップを取外してもよい。ピペッター６０は、その後、希釈済み懸濁液をＡＳＴカートリッジ９０に自動的に接種する。ＡＳＴ懸濁液チューブ８２及びＡＳＴカートリッジ９０はともに、ＡＳＴ分析を受ける懸濁液を、懸濁液がそこから調製されたピックに関連付けることを可能にするコードを保持する。装置は、カートリッジを、カートリッジ９０に接種するために使用される懸濁液に関連付けるデータ管理システムを有する。システム１０００は、各懸濁液についてＭＡＬＤＩプレートＩＤ及びプレート位置を読取り、識別済み培養プレート３であって、培養プレート３のために調製された懸濁液を有する、識別済み培養プレート３からのピック済みコロニー、ＭＡＬＤＩプレート４２、関連する懸濁液が接種されるプレート４２上の位置、ＡＳＴ懸濁液チューブ８２、及びＡＳＴ懸濁液が接種されるＡＳＴカートリッジ９０との必要な関連付けを行う。ＡＳＴカートリッジに接種し、接種済みカートリッジに対してＡＳＴを実施する試験機器に接種済みカートリッジを搬送するための自動化が実現される。自動的に、接種済みカートリッジ９０をＡＳＴ試験機器内に移動させ、試験済みカートリッジをＡＳＴ試験機器から取外すための例示的なカートリッジ移送機器が以下で述べられる。
【０１８０】
積層技法を使用してＭＡＬＤＩプレートを調製すること
本発明の一実施形態において、懸濁液は、分注／積層法を使用してＭＡＬＤＩプレート４２上に自動的に堆積される。この方法は、「Method Of Sample Preparation For Maldi」という名称で、本出願と同一の譲受人に譲渡された、２０１４年８月１８日に出願された米国仮出願第６２／０３８，５０９号に記載され、その出願は、国際公開第２０１６０２８６８４号として公開された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２１０１５／４５５０６号として出願された。米国仮出願第６２／０３８，５０９号及び国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２１０１５／４５５０６号は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【０１８１】
本明細書で述べる溶液分注／積層法において、分注されることになる細菌懸濁液は、本明細書の他の所で述べたように、その濁度を決定するため最初に評価される。
【０１８２】
細菌懸濁液は、本明細書の他の所で述べるように作成される。溶液分注／積層法は、その名称によって示唆されるように、ＭＡＬＤＩによる同定のために溶液の２つ以上の層の形成を必要とする。選択済み容量の試料が、ＭＡＬＤＩプレート４２上に分注され、乾燥される。続いて、懸濁液の少なくとも第２のアリコートが、乾燥させた懸濁液上に（好ましくは同じ容量）分注される。分注は、上述した自動化方法を使用して達成される。第２の分注済みアリコートが乾燥される。任意選択で、懸濁液のより多くの層が堆積され乾燥され得る。２つ以上の層の最後の層が乾燥された後、試料は、（例えば、本明細書で述べるように、ギ酸を添加し、その後、試料にわたってマトリックスを適用することによって）ＭＡＬＤＩについて処理される。試料は、その後、ＭＡＬＤＩによって評価される。溶液分注／積層法は、グラム陽性菌及びグラム陰性菌の両方について有意に２．０未満のマクファーランド濁度値を有する液体試料について許容可能なＭＡＬＤＩ結果を提供すると判断された。
【０１８３】
例えば、一実施形態において、（上記で参照したように寒天プレートからピックされた細菌コロニーから調製され、水（質量分析グレード）に懸濁された）液体の細菌懸濁液が０．５マクファーランド値を有する場合、その値は２．０マクファーランド値よりも有意に小さく、これは、溶液分注／積層試料調製が、この試料をＭＡＬＤＩ用に調製するために使用されるべきであるという指標となる。
【０１８４】
ＭＡＬＤＩ用の試料を調製するため溶液分注／積層を使用すると決定した後、層当たりの懸濁液の量が選択される。０．５マクファーランド値を有する試料に関する上記の例において、少なくとも約３μｌであるが約４μｌを超えない層当たりの容量が選択される。層の数は濁度値及び試料容量によって左右される。層の容量が選択され、ＭＡＬＤＩプレート上に堆積されると、試料が乾燥される。正確な乾燥条件は設計選択の問題であり、ＭＡＬＤＩ試験用の試料のインテグリティを維持しながら迅速な乾燥が得られるように選択される。適した乾燥条件は当業者によって容易に決定される。例えば、乾燥ステップは周囲温度で、又は（例証的に、約４０℃〜約４５℃の）ホットプレートの助けを借りて完了され得る。乾燥した後、懸濁液の第２の層が第１の層の上に堆積される。第２の層は第１の層と同じ容量を有する。必要とされる場合、追加の層が付加され乾燥される。積層法は更なる時間及び資源を必要とするため、層の数はＭＡＬＤＩから正確な結果を得るために必要とされる数に限定される。
【０１８５】
溶液分注／積層試料の堆積に続いて、試料ターゲットウェルが、典型的なＭＡＬＤＩプロシージャ（７０％のギ酸及びマトリックスの添加）を使用して処理される。
【０１８６】
ＭＡＬＤＩ用の試料調製プロセスは種々の要因に依存するが、最も顕著にはｉ）懸濁液中の微生物の濃度、ｉｉ）懸濁液の容量、及びｉｉｉ）該当する場合、分注回数に依存すると判断された。微生物濃度は試料の濁度に反映される。大まかには、濁度が高ければ高いほど微生物濃度が高い。
【０１８７】
濁度は、本明細書の他の所で述べるように比濁計によって測定される。懸濁液の濁度が上記で述べたように評価されると、どのようにＭＡＬＤＩ用の試料調製をするかの決定が行われる。こうした決定は、濁度情報及び試料容量を評価することによって行われる。これらの実施形態において、試料情報はデータベースに入力される。（特定の試料に最も適する試料調製に関する情報を予めプログラムされる）データベースは、ＭＡＬＤＩ試料調製のための推奨方法を出力する。
【０１８８】
自動化システムにおいて、プロセッサは、試料に関して受信する情報に応じて、ＭＡＬＤＩ調製プロトコルを制御する。システムプロセッサは、本明細書で述べるように、測定済み濁度を所定の濁度閾値と比較する。試料濁度が濁度値の所定の範囲内にあるとプロセッサが判断する場合、プロセッサは、希釈済み試料の所定容量をＭＡＬＤＩプレート４２に転送する命令を提供する。自動化システムは、プロセッサからの命令に基づいてＭＡＬＤＩ用の試料を調製する（すなわち、本明細書の他の所で述べるように、ＭＡＬＤＩに先立つ、試料を固定するためのギ酸の添加及びそれに続く試料にわたるＭＡＬＤＩマトリックス溶液の適用）。濁度が所定の範囲を超えるとプロセッサが判定する場合、プロセッサは、典型的な値より少ない容量を使用してＭＡＬＤＩ試料を調製する命令を提供する（すなわち、０．５μｌが、通常、ＭＡＬＤＩプレート４２上に堆積される場合には、高濁度試料の代わりに０．２５μｌだけがＭＡＬＤＩプレート４２上に堆積される）。濁度が所定の範囲未満であるとプロセッサが判定する場合、堆積と堆積との間に試料を乾燥させながら、試料がＭＡＬＤＩプレート４２上に複数の層で堆積される。上記で述べたように、本明細書で述べる方法及び装置は、完全自動化の実施形態であるため、システムは、プロセッサからの命令に基づいて、本明細書で述べる上述した自動ピペッターを使用して、懸濁液をＭＡＬＤＩプレート４２上に分注する。
【０１８９】
図１４は、ＭＡＬＤＩプレート４２上への懸濁液の複数回の分注の自動化プロセスについてのプロセスフローを示す。懸濁液は、自動的に調製され、その濁度が本明細書の他の所で述べるように評価される。測定済み濁度が所定の範囲内にある場合、所定の容量を有するアリコートがＭＡＬＤＩプレート上に堆積される。測定済み濁度が所定の範囲より大きい場合、より少ない容量の試料がＭＡＬＤＩプレート４２上に堆積される。測定済み濁度が所定の範囲より小さい場合、分注と分注との間に乾燥を伴う、複数回の分注を使用する上述した試料調製プロトコルが使用される。
【０１９０】
１つの例示的な実施形態において、試料が取得され、懸濁液が調製される。濁度が測定される。濁度（マクファーランド単位）が約２と約６との間にある場合、約３μｌがＭＡＬＤＩプレート４２上に堆積される。試料濁度が約６より大きい場合、ＭＡＬＤＩプレート４２上に堆積される試料の量は、約１μｌまで低減される。試料濁度が約２より小さいが、約１〜約２の範囲内にある場合、約３μｌの試料が、ＭＡＬＤＩプレート４２上に堆積され、乾燥され、第２の３μｌ試料が、堆積され、乾燥される。試料濁度が約０．５〜約１である場合、懸濁液の３つの「層（layer）」、それぞれ約３μｌが、堆積され、乾燥される。試料濁度が約０．２５〜約０．５である場合、懸濁液の４つの「層」（それぞれ３μｌ）が、堆積され、乾燥される。
【０１９１】
試料が堆積され、乾燥された後、試料は、本明細書の他の所で述べたようにＭＡＬＤＩのために処理される。
【０１９２】
各懸濁液チューブは、ユニークな識別マークを備え、識別マークは、微生物の選択済みコロニーがそこから取得された培養皿のアイデンティティに対するリンクを持った状態で懸濁液の特性とともに、中央制御コンピューターのメモリに記憶されて、とりわけ、取得済み分析結果をその結果に関連する培養皿及びコロニーに正しくかつ高速にリンク付けする。
【０１９３】
なお更なる実施形態において、システムは、ＭＡＬＤＩ又はＡＳＴのいずれについても希釈が全く必要とされない所定の範囲の濁度を有する。濁度がこの所定の範囲（例えば、約０．５マクファーランド〜約２マクファーランド）内にある場合、懸濁液は、（懸濁液の濃度が、１回の分注で間に合うように十分に高くない場合）上述したように積層法を使用してＭＡＬＤＩプレート４２に接種するために使用され得る。この実施形態において、懸濁液チューブ内に接種される懸濁液の容量は、同様に、測定濁度に応じて変動する。例えば、懸濁液についてのマクファーランド値が０．５である場合、２５μｌの容量が懸濁液チューブ内に接種される。その同じ仕様について、比濁計が１マクファーランドの懸濁液を測定する場合、その懸濁液の１２．５μｌだけが使用されることになる。両方の分注は、ほぼ同じ量の微生物を懸濁液チューブ１１内に送出するが、０．５マクファーランドの懸濁液の容量は、１マクファーランドの懸濁液の容量の２倍である。したがって、懸濁液のマクファーランド値とＡＳＴチューブ８２内に接種される懸濁液の容量との間に反比例関係が存在する。マクファーランド値が高くなればなるほど、懸濁液チューブ１１内に接種される懸濁液の容量が小さくなる。これは、ＡＳＴの場合、分注される量が適切であるかどうかを判定する対象が、容量ではなく、チューブ１１内に接種される微生物の量であるからである。懸濁液が所定の範囲内にあると比濁計２０が判定する場合、その情報がコントローラー３０に通信され、コントローラー３０は、その後、ＭＡＬＤＩプレート４２に対する分注が積層法によって行われなければならないかどうか、又は、単一分注で十分であるかどうかを判定する。コントローラー３０は、同様に、分注される量を測定済み濁度の関数として指定することになるルックアップテーブルを参照して、ＡＳＴチューブ８２内に分注される懸濁液の容量を決定することになる。
【０１９４】
ＡＳＴ用のカートリッジの接種は、Clark他に対する米国特許第６，０９６，２７２号に記載され、その特許は引用することにより本明細書の一部をなす。実際には、懸濁液には、ＡＳＴ接種材料流体が接種され、ＡＳＴ接種材料流体は、その後、上述した流体移送用の自動化機構を使用して試験カートリッジ９０内に移送される。充填用の上部の接種ポートを有するＡＳＴカートリッジ９０は傾斜される（図２５参照）。ＡＳＴカートリッジ９０内の各ウェルには、ＡＳＴ接種材料流体が接種される。接種材料流体は、ＡＳＴカートリッジを蛇行方式で下に流れ、液体前面が吸収剤パッドに向かって進むにつれてウェルを充填する。各ウェルは、排出され、液体がウェルを充填することを可能にする。各ウェルは、一貫した量の液体を過剰部から分離し、隣接するウェル３１内の液体から各ウェルを隔離するシャープな円形リムを有する。パッドは過剰な液体を吸収する。
【０１９５】
図２に示すように、或る量の懸濁液が、把持手段（ピペッティングツールホルダーとして機能する）４９によって自動的に保持され位置決めされ得るピペッティングツール４６によって、懸濁液チューブ内に懸濁液から採取され得る。ピペッター４０は、懸濁液チューブ１１の上の開始位置にピペッティングツール４６を位置決めするため、また、懸濁液内にまた懸濁液から出てピペッティングツール４６を自動的に下げまた持上げするため、また、ピペッティングツール４６をＭＡＬＤＩプレート４２の上の移送位置Ｂに位置決めするためにそれぞれ配置される。ピペッティングツール４６は、懸濁液チューブ１１内の懸濁液内に下げられると、或る量の懸濁液をピックアップするため、それ自体知られている方法で（例えば、減圧を使用して）動作する。その後、その量の懸濁液を有するピペッティングツールは、移送位置まで持上げられる。その量を保持するため、ピペッティングツールは、制御式弁によって閉鎖される加圧可能チャンバーを備える。ピペッティングツール４６は、ターゲットプレート４２の堆積スポット４４のうちの１つのスポットの上の位置Ｂに自動的に移送される。この位置において、ピペッティングツール４６は、ターゲットプレート４２の上の予め規定された距離まで下げられ、その後、チャンバーは、約０．５バール〜１．１バールの範囲内の圧力に加圧される。弁は、その後、約０．５μｌ〜３．０μｌの範囲内の容量を有する懸濁液の滴が、堆積スポット４４上に堆積される、特に、ターゲットプレート４２の堆積スポットのうちの１つのスポットのせいぜい約半分を覆う時間の間、開口する。滴が堆積された後、ピペッティングツール４６は、ターゲットプレート４２から持上げられ、ピペッティングツール４６が廃棄されるか又は再使用のため清浄化され得る位置まで移送され得る。
【０１９６】
図１９は、図１８の自動化プロセスのタイムラインを、手動で実施される同等のプロセスのタイムラインと比較するフローチャートを示す。手動プロセスは最大４８時間かかることが示され、１８時間〜２４時間の培養期間を必要とし、その期間後にだけ、プレートが成長について評価される。対照的に、自動化プロセスは、（背景及び互いと比較して）コロニー間の比較的低いコントラストでも検出し得るため、標本が識別され、更なる試験（例えば、ＡＳＴ、ＭＡＬＤＩ）のために調製され得る前に、１２時間〜１８時間だけの培養が必要である。
【０１９７】
上記で述べた実施形態の更なる態様が、以下で述べられる。上記で述べたユーザーインターフェースは、培養プレートの画像をユーザーに提供する。ユーザーは、インターフェースと相互作用して、プレートから関心のコロニーをピックすることができる。
【０１９８】
ユーザーがコロニーを選択すると、装置は、ユーザーが試料処理のためにＭＡＬＤＩ、ＡＳＴのうちの１つ、又は両方を選択するためのメニュー選択を提供する。ピックツール（すなわち、本明細書の他の所で述べるピペット）のサイズに基づいて、装置は、ピック公差を提供して、コロニーが指定エリア内にピックされることを保証する。ピックツールは、その後、ターゲット上にロックされ、コロニーがピックされる。一実施形態において、ピック公差の直径は５ｍｍである。ピックツールが３ｍｍの直径を有する状態で、この距離は、ピック公差エリア内の１ｍｍ直径エリアがピックされることになることを保証する。処理の選択はコントローラーに送信されて、試料の処理をトレースすることを可能にする。
【０１９９】
図１〜図３のシステム概観は、同定（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ）及びＡＳＴ（抗生物質感受性試験）の調製場所及びユーザーインターフェースタッチスクリーン１００６を示す。図２は、その上にコロニー４を有する皿３が、システムのピックステーション１０２０まで移動されるピックについて指定されることを示す。皿３は、本明細書の上記で述べた方法でコロニーピックのために整列される。皿３は、その後、トレーサビリティのためにスキャンされる。
【０２００】
皿のカバーは、その後、取外され、ピペットピックツール６は、選択されるコロニー４の上に移動する。位置決めデバイス８は、ピペットピックツール６をピック位置から接種位置Ａまで移動させ、そこで、コロニーは、上記で述べたように懸濁液チューブ１１内に設置される。チューブ又はキュベットは、本明細書において上記で述べられている。ピペット６は、内部に既に存在する懸濁液を有するチューブ１１内に試料をもたらす。懸濁液が本明細書において上記で述べた所定のマクファーランド標準を満たすように、懸濁液の相対的量が制御される。
【０２０１】
試料、懸濁液等が本明細書で述べる方法及び装置の処理全体を通してトレース可能であるのと全く同じように、装置及び方法における消耗品はバーコードによって追跡可能である。装置は、装置内の消耗品の完全自動化在庫管理を可能にすることになる。
【０２０２】
懸濁液は、ＭＡＬＤＩターゲットプレート４２上に堆積されるときに、本明細書の他の所で述べたように複数の層でスポッティングされ得る。試料及びギ酸抽出剤の乾燥は、同様に上記で述べられている。ターゲットプレート４２上へのＭＡＬＤＩスポットの堆積、それに続くマトリックス溶液の堆積は、上記で述べたように自動化される。
【０２０３】
ＭＡＬＤＩ用のアリコートが懸濁液から取得された後、懸濁液は、ＡＳＴ試験のためチューブ８２に接種するために更に使用される。一実施形態において、コロニーピックの場合に比べて大きなピペット４６がＡＳＴチューブ接種のために使用される。一実施形態において、５０μｌピペットがコロニーピックのために使用され、１ｍｌピペット先端が、ＡＳＴ用の懸濁液を調製するために使用される。ＡＳＴ用のターゲット濁度は、一実施形態において、０．５マクファーランド（ＭｃＦ）である。内部にＡＳＴブロスを有するＡＳＴチューブがラックから取出される。一実施形態において、ブロスチューブは、同様に、Ａｌａｍａｒ  Ｂｌｕｅ（Alamar Biosciences、カルフォルニア州サクラメント所在）を含む。Ａｌａｍａｒ  Ｂｌｕｅは、酸化還元比色指示薬であり、代謝活性な成長生物の存在下で色調を深い青から明るいピンクに変える。感受性アッセイにおけるＡｌａｍａｒ  Ｂｌｕｅの使用は、当業者によく知られており、本明細書で詳細に述べられない。ＡＳＴチューブ８２は、消耗品、試薬、及び試料のシステム全体を通したトレーサビリティの一例証としてスキャンされる。キャップは、デキャッパーを使用してＡＳＴブロスチューブから取外され、キャップは、その後、廃棄され、その後、ＡＳＴブロスチューブ８２は、ＡＳＴパネル９０が接種される位置に移送される。接種位置は図２に示される。図２は、左のボトル内のＡＳＴブロスをＡＳＴパネル９０に接種するために使用される自動ピペッター６０を示す。染料が、ブロスの色を変化させるために使用される。図２は、０．５ＭｃＦの懸濁液をＡＳＴチューブに接種するために使用されるピペット４６を示す。図２は、ピペット４６が、溶液を反復して吸引し分注することによってＡＳＴチューブ８２内で懸濁液を混合するために使用されることを示す。
【０２０４】
図２は、接種用のＡＳＴパネル９０（別の消耗品）を提供する自動化を示す。図２はＡＳＴパネル９０接種を同様に示す。ＡＳＴパネル９０のリキャップが、同様に自動化される。図２は、したがって、ＩＤ及びＡＳＴの両方について試料調製のためのシームレスなプロセス及びワークフローを装置がどのように提供するかを示す。システム１０００は、同定（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ）、抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）のうちの１つだけ又は両方を実施するモジュール式組立品として構成され得る。本明細書で述べる装置が実験室全自動化のワークセル自動化等のより大きなシステムと統合され得ることが企図される。
【０２０５】
カートリッジ移送
したがって、システム１０００は、他の実験室システム／機器とともに使用されて、試料調製及び試験を完全に自動化するのを助け得る。図２０に示すように、システム１０００は、自動化カートリッジ移送機器２０００及び１つ以上のカートリッジ試験機器２０５０ａ〜２０５０ｄとともに利用されてもよい。上記で述べたように、システム１０００は、試験のためＡＳＴカートリッジ９０を自動的に調製し得る。示す実施形態において、カートリッジ移送機器２０００は、こうした調製済みＡＳＴカートリッジ９０をシステム１０００から複数のＡＳＴカートリッジ試験機器２０５０ａ〜２０５０ｄのうちの１つまで輸送するように特に構成される。
【０２０６】
ＡＳＴカートリッジ９０は、図２１、図２５、及び図２６に示すように、分析物／接種材料を試験するために利用可能な任意のカートリッジであり得る。例えば、カートリッジ９０は、ＢＤ  Ｐｈｏｅｎｉｘ（商標）ＩＤ／ＡＳＴパネル（Becton, Dickinson, and Co.、ニュージャージー州フランクリンレイクス所在）等の抗生物質感受性試験を実施するための任意のカートリッジであり得る。どのカートリッジが使用されても、こうしたカートリッジ９０は、一般に、例えば、微生物懸濁液又は血液培養を含み得る分析物を、カートリッジ９０の内部空間に接種するための入口９５を含む。こうした入口９５は、取外し可能キャップ又は隔壁９９によってシールされてもよい。例えば、システム１０００は、取外し可能キャップ９９をデキャップしリキャップするキャッパー／デキャッパー（図示せず）を移送ステーション１０４０内に含んでもよい。
【０２０７】
図２１に示すように、コントローラー３０は、システム１０００（図３に関して上記で述べた）、カートリッジ移送機器２０００、及びカートリッジ試験機器２０５０に結合される。コントローラー３０は、これらのシステム／機器１０００、２０００、２０５０ａ〜２０５０ｄのそれぞれを調節し制御して、カートリッジ調製、カートリッジ移送、及び試料試験を実施する。この点に関して、コントローラー３０は、カートリッジ試験機器２０５０のローディング及びアンローディングのタイプに応じて或る特定のタスクを実施するように構成される。例えば、コントローラー３０は、カートリッジ９０の調製システム１０００からカートリッジ試験機器２０５０までの手動及び／又は自動の分配／移送、試験機器２０５０の手動及び／又は自動のローディング、並びに試験機器２０５０からのカートリッジ９０の手動及び／又は自動の取外しであって、そのカートリッジ９０は、その後、ストレージ２００６又はウエイスト２００４まで手動で又は自動で移送され得る、手動及び／又は自動の取外しを可能にするように構成されてもよい。コントローラー３０は、図１に示すパネル１００６等のタッチスクリーンパネル内に組込まれた、示すデスクトップコンピューターの形態、又は、当該技術分野で知られている何らかの他の形態であり得る。代替的に、複数のコントローラーが利用され得る。例えば、コントローラー３０は、機器１０００及びカートリッジ移送機器２０００に接続されてもよく、一方、別のコントローラー（図示せず）は、試験機器２０５０に別個に接続され得る。こうしたコントローラーは、互いに通信して、カートリッジ移送を調節してもよい。
【０２０８】
カートリッジ移送機器
カートリッジ移送機器２０００は、図２０に最もよく示されるように、ｚ軸アーム２０１０、ｘ軸アーム２０１２、回転部材２０１４、カートリッジ把持器アセンブリ２０１５、及び真空ポンプ２００２を含む多軸ロボットであってもよい。カートリッジ把持器アセンブリ２０１５は、回転部材２０１４に接続され、回転部材２０１４は、カートリッジ把持器アセンブリ２０１５を回転させて、システム１０００を１つの配向に向かせ、試験機器２０５０ａ〜２０５０ｄを別の配向に向かせることができる。この点に関して、回転部材２０１４は、カートリッジ把持器アセンブリをｚ軸の周りに少なくとも１８０度回転させ得る。回転部材２０１４及びカートリッジ把持器アセンブリ２０１５は、それ自身、ｚ軸アーム２０１０に接続されるｘ軸アーム２０１２に接続されてもよい。ｚ軸アーム２０１０は、カートリッジ把持器アセンブリ２０１５を垂直方向に移動させて、垂直配置で積重ねられているものとして示す試験機器２０５０ａ〜２０５０ｄの任意の１つの試験機器にアクセスし得る。さらに、ｘ軸アーム２０１２は、カートリッジ把持器アセンブリ２０１５をシステム１０００と機器２０５０ａ〜２０５０ｄとの間でｘ軸に移動させ得る。
【０２０９】
図２２〜図２４は、可動アーム２０３０、支持アーム２０３８、及び把持器プレート／部材２０２０を全体的に含むカートリッジ把持器アセンブリ２０１５を示す。可動アーム２０３０は、支持アーム２０３８から懸垂保持され、ラックアンドピニオン機構等によって、支持アーム２０３８に対してその軸に沿って可動である。可動アーム２０３０は、図２３に最もよく示されるように、曲線上部表面２０３４を含む。把持器プレート２０２０は、曲線上部表面２０３４に隣接して可動アーム２０３０に旋回可能に結合され、両者を接続するカップリング２０３６の軸の周りに旋回する。曲線上部表面２０３４は、把持器プレート２０２０が第１の位置と第２の位置との間で旋回するときに把持器プレート２０２０を誘導し支持するのを助ける。
【０２１０】
旋回軸の周りの把持器プレート２０２０の旋回機能は、図２３に示すねじりばね２０３５の使用によって更に達成される。ねじりばね２０３５は、把持器プレート２０２０を可動アーム２０３０に結合するカップリング２０３６の周りに巻かれる。こうして、把持器プレート２０２０に力が加えられ、把持器プレート２０２０が第１の位置から第２の位置まで旋回するにつれて、ねじりばね２０３５の張力が増加する。張力が増加するにつれて、ねじりばね２０３５のポテンシャルエネルギーが増加して、第１の位置に向かって付勢される。この点に関して、示す構成におけるばね２０３５のポテンシャルエネルギーは、把持器プレート２０２０が第１の位置又は静止位置になるよう後方に傾斜するときに最も低いため、把持器プレート２０２０のカートリッジ接触表面２０２６は、図２３で最もよく示すように垂直軸に対して斜めである。第１の位置において、カートリッジ接触表面２０２６は、好ましくは、垂直軸に対して約３０度である。しかし、把持器プレート２０２０の角度が、静止位置にあるとき、３０度より大きくても小さくてもよいことが企図される。
【０２１１】
プレート２０２０の底端に加えられる力は、把持器プレート２０２０を静止位置から第２の位置又は移送位置（図示せず）に向かって移動させてもよい。第２の位置にあるとき、ばね２０３５は、プレート２０２０の底端から力が解除されると、プレートが静止位置に戻るように張力印加される。第２の位置において、把持器プレートのカートリッジ接触表面２０２６は、第１の位置の角度と異なる角度で位置決めされる。例えば、把持器プレート２０２０は、カートリッジ接触表面２０２６が第２の位置において好ましくは実質的に垂直であるように配向される。しかし、第２の位置は、第１の位置から旋回範囲内のほぼ任意の角度であることができ、また、把持器プレート２０２０が対向する表面２０７２と同一平面上で接触状態にもたらされる一般的に任意の角度である。対向する表面２０７２は、図２２に示すように、カートリッジ２０７０を把持器アセンブリ２０１５から受取る又はカートリッジ９０を把持器アセンブリ２０２０に手渡すカートリッジ保持構造２０７０の表面である。こうしたカートリッジ保持構造２０７０は、試験機器２０５０内にまた同様に、機器１０００内に位置し得る。代替的に、カートリッジ保持構造は、図２６に示すトレイ２０４０等のトレイであり得る。そのため、述べるように、把持器プレート２０２０は、静止位置と移送位置との間で旋回し得る。把持器プレート２０２０がＡＳＴカートリッジ９０等の対象物を把持し、取出し、再位置付けし、解除することを可能にするのは、カートリッジ把持器プレート２０２０が旋回する能力である。
【０２１２】
カートリッジ接触表面２０２６は、カートリッジ接触表面２０２６に接触するとすぐにカートリッジ９０を把持するように適合される。一例において、把持することは、把持器プレート２０２０のカートリッジ接触表面２０２６に負の空気圧を印加することによって達成される。負の空気圧を取得するため、吸引カップ２０２８が、プレートのカートリッジ接触表面２０２６に埋め込まれ（図２４参照）、カートリッジ接触表面２０２６内の開口を通して給送される空気圧導管２０３７に接続され、空気圧導管２０３７は、真空ポンプ２００２から真空を供給する（図２０参照）。
【０２１３】
使用方法において、把持器プレート２０２０は、把持器プレート２０２０が第１の位置にある間に、可動アーム２０３０によって、システム１０００内に位置してもよい第１のカートリッジ保持構造２０７０に向かって進められる（図２２参照）。この点に関して、把持器プレート２０２０の底縁は、把持器プレート２０２０の任意の他の部分に先立って、カートリッジ９０に達し、カートリッジ９０に接触する。把持器プレート２０２０をカートリッジ９０に向かってこうして進めることは、把持器プレート２０２０がカートリッジ９０に嵌合して係合し、カートリッジ９０をカートリッジホルダー２０７０から取外すのを助ける。把持器プレート２０２０がカートリッジ９０に接触すると、可動アーム２０３０は、進み続け、ねじりばねに力を印加し、把持器プレート２０２０を第１の位置から第２の位置まで旋回させる。把持器プレート２０２０のカートリッジ接触表面２０２６が、カートリッジ９０を保持する静止対向表面２０７２とほぼ同一平面になるときに第２の位置に達する。第２の位置において、カートリッジ接触表面２０２６は、同様に、カートリッジ表面９２（図２５参照）とほぼ同一平面になるため、真空が、カートリッジ９０を把持器プレート２０２０に対して付勢し、把持器プレート２０２０をカートリッジ９０上に保持する。
【０２１４】
その後、カートリッジ９０が把持器プレート２０２０に留められると、把持器アセンブリ２０１５は、カートリッジ保持構造２０７０から離れ、それが、第２の位置においてプレート２０２０を保持する力を除去し、それが、把持器プレート２０２０及びカートリッジ９０を、ばね２０３６の付勢下の第１の位置に戻す。これは、カートリッジ保持構造２０７０からカートリッジ９０を取外すのを助ける。さらに、可動アーム２０３０は、カートリッジ保持構造２０７０から離れる方向に支持アーム２０３８に沿って移動するため、支持アーム２０３８上のバンパー表面２０３９（図２４参照）は、把持器プレート２０２０によって保持されるカートリッジ９０の上側表面を押す。これは、把持器プレート２０２０を第２の位置に戻るように旋回させるため、カートリッジ９０は、実質的に垂直配向に配向する。これは、カートリッジ９０を受取るための別のカートリッジ保持構造２０７０までカートリッジ９０が輸送され得るように、把持器アセンブリ２０１５が回転部材２０１４によって回転するための、カートリッジ保持構造２０７０からのクリアランスを提供する。
【０２１５】
この点に関して、回転部材２０１４は、把持器アセンブリを、試験機器２０５０内に位置してもよい第２のカートリッジ保持構造２０７０に向かって回転させる。こうして回転させることは、把持器プレート２０２０が第２のカートリッジ保持構造２０７０に提示されることを可能にする。第２のカートリッジ保持構造２０７０に整列すると、可動アーム２０３０は、保持構造２０７０に向かって進められ、それが、カートリッジからバンパー表面２０３９を係脱させ、それにより、第２の位置においてカートリッジ９０及び把持器プレート２０２０を保持する力を解除する。これは、カートリッジ９０及びプレート２０２０が、第２の保持構造２０７０に向かって進むにつれて、第１の位置に移動するようにさせる。この点に関して、カートリッジ９０の底端は、第２のカートリッジ保持構造２０７０によって最初に受取られる。可動アーム２０３０が更に進むにつれて、第２のカートリッジ保持構造２０７０によって印加される抵抗は、カートリッジ９０を、保持構造２０７０の受取り表面２０７２とほぼ同一平面になるよう第２の位置に向かって旋回させるのを助ける。この時点で、カートリッジ９０は、保持構造２０７０によって受取られ、真空がターンオフされ、把持器プレート９０が離れて第１の位置に戻るように移動することが可能になる。
【０２１６】
カートリッジ把持器アセンブリ２０１５の代替の特徴が企図される。例えば、別の実施形態において、把持器プレート２０２０の旋回機能は、圧縮ばね（図示せず）の使用によって供給される。圧縮ばねは、把持器プレート２０２０と可動アーム２０３０の下部表面２０３２との間に設置される。第１の位置において、圧縮ばねは、比較的低いポテンシャルエネルギーを有する。把持器プレート２０２０が第１の位置から第２の位置まで旋回するにつれて、ばねが圧縮され、ばねのポテンシャルエネルギーが増加する。一変形において、圧縮ばねは、十分な圧縮力でプレロードをかけられて、把持器プレート２０２０が、カートリッジ保持構造２０７０と接触する前に、いずれの方向への傾斜も受けないことを保証する。ばねの圧縮は、アーム２０３０がプレート２０２０を１つの場所から別の場所に移動させるときに把持器プレート２０２０を所定の位置に保持するのに役立つ。
【０２１７】
なお別の実施形態において、把持器プレート２０２０の旋回機能は、引張ばね（図示せず）の使用によって達成される。上述した圧縮ばねの場合と同様に、引張ばねが、把持器プレート２０２０とアーム２０３０との間に設置される。しかし、この事例において、ばねは、アームの上部表面２０３４の上に設置される。これは、把持器プレート２０２０が第１の位置から第２の位置まで移動するにつれて、張力がばねにおいて増加し、把持器プレート２０２０に対するより多くのエネルギーを貯蔵することを保証する。上記圧縮ばねについての変形と同様の一変形において、引張ばねは、第１の位置において、張力においてプリロードがかけられ得る。
【０２１８】
別の実施形態において、エラストマー部材（図示せず）が使用されて、旋回機能を提供する。エラストマー部材は、把持器プレート２０２０が第１の位置から第２の位置まで旋回するときに平衡状態から変形し、その後、把持器プレートが第１の位置に戻るときにその元のサイズに戻る構造である。エラストマー部材は、好ましくは、把持器プレートがカートリッジ保持構造２０７０に接触しより近づくときに、静止機器との接触によって生成される抵抗力に応答して弾性変形を可能にするのに十分に低いヤング率を有する材料で作られる。
【０２１９】
別の実施形態において、波ばね（図示せず）が旋回機能を提供する。アセンブリ２０１５に関する波ばねの設置及び動作は、圧縮ばねのそれと同様であり、また、普通なら、当業者に知られている方法で位置付けられ取付けられる。
【０２２０】
他の実施形態において、上述したもの以外の受動的手段が使用されて、旋回機能を提供し得る。受動的な制御形態は、当業者によく知られており、本明細書で詳細に述べられない。
【０２２１】
更なる実施形態において、能動的手段が使用されて、旋回機能を提供し得る。能動的制御の例は、電気又は空気アクチュエーター等のリニアアクチュエーター、電気又は空気ピストン等のピストン、回転ボールねじ及びナット、並びにラックアンドピニオンを含む。同様に、当業者に知られている任意の他の能動的制御形態が企図される。
【０２２２】
上記の実施形態のうちの任意の実施形態において、把持器プレート２０２０は、特定のカートリッジサイズに適合するサイズに作られ得る。こうして、把持器プレートの寸法は、特定の幅又は長さに限定されない。さらに、把持器プレートの厚さは、主に設計選択の問題である。ただし、予想される対象物荷重を支持するために使用される材料を考慮して、その厚さで十分である場合に限る。
【０２２３】
同様に、上記の実施形態のうちの任意の実施形態において、把持器プレート２０２０のカートリッジ接触表面２０２６は、異なるカートリッジタイプ、形状、及びサイズと同一平面になるように適合され得る。例えば、接触表面２０２６は、把持器プレート２０２０の長さにわたって凹又は凸形状によって特徴付けられ得る。
【０２２４】
上記の実施形態のうちの任意の実施形態において、把持器プレート２０２０は、特定の対象物を把持するための種々の表面特徴を含むように適合され得る。例えば、図２５に示すカートリッジ９０は、把持器プレート２０２０によって把持するために使用され得る種々の特徴を含む。これらは、とりわけ、ほぼ長手方向に延びるカートリッジの中央領域の近くの隙間９３、カートリッジ９０の上部表面の中央部分内の凹状領域９４、カートリッジ９０の上側及び下側末端のバンプ９６を含む。
【０２２５】
これらのカートリッジ特徴を収容するため、接触表面２０２６は、カートリッジ９０上の対応する特徴に適合するように形作られ位置決めされる突出部を含み得る。把持器プレート２０２０は、同様に、カートリッジ９０の長手方向軸上で反対方向に力を加えるためバンプ２６の間で拡張するように構築され得る。換言すれば、把持器プレート２０２０は、バンプ９６をつかむように適合され得る。対向できる指部を有する構造等の別の把持器プレート構造が、カートリッジ９０の側部９８をクランプするように適合され得ることが同様に企図される。
【０２２６】
上記の実施形態のうちの任意の実施形態において、把持器プレート２０２０の表面２０２６は、把持され取出された対象物のアライメントを維持する構造を含み得る。一例において、把持器プレート２０２０に対する、取出されるカートリッジ９０の改善されたアライメントは、レール２０２７によって提供され、レール２０２７は、図２４に示すように、プレート２０２０の側部に平行に延び、かつ、プレートの上部から下部まで延在してもよい。
【０２２７】
ＡＳＴ用の試料カートリッジの自動化ローディング
図２７Ａ〜図２７Ｄは、例示的なカートリッジ試験機器２０５０を示す。特に、示すカートリッジ試験機器２０５０はＡＳＴ機器である。しかし、本明細書で述べる原理が、試料カートリッジの自動入力及び取出しが所望される任意の実験室機器に適用されてもよいことが理解されるべきである。
【０２２８】
カートリッジ試験機器２０５０は、一般に、内部にキャビティを画定するハウジング２０５２並びに上記キャビティにアクセスするための第１のドア又は手動ドア２０６０及び第２のドア又は自動ドア２０６６を含む。ハウジング２０５２は、個々のカートリッジ９０を受取るための複数のレセプタクル又はカートリッジ保持構造２０７３を含むキャビティ内に配設されるカートリッジホルダー２０５４を含んでもよい。カートリッジホルダー２０５４及びレセプタクルは、レセプタクルアクチュエーター２０７８（例えば、モーター及びベルト）のアクティブ化によってキャビティ内で移動可能であってもよいため、各レセプタクルは、カートリッジ９０を受取る又は取外すために開口するドアに対して提示可能である。一例において、カートリッジホルダー２０５４は、或る軸の周りに回転可能である複数のレセプタクル２０７３を有するドラムであり得る。
【０２２９】
図２７Ａに示すように、第１のドア２０６０は、全体的に、機器２０５０の第１の側（この実施形態において前と見なされる）に位置し、手動で操作可能である。第１のドア２０６０は、ハウジング２０５２に対してヒンジ上に搭載され、第１のドア２０６０が開口されることを防止するため、試験機器の動作中に自動ロック機構２０７４によってロックされ得る機械式若しくは磁気式ラッチ２０６４又はデッドボルトを含む。代替の実施形態において、ハウジング２０５２に対してヒンジ式接続状態にあるのではなく、第１のドア２０６０は、ドアが摺動して開口し閉鎖することを可能にするトラックに摺動可能に取付けられ得る。
【０２３０】
図２７Ｂ〜図２７Ｄに示すように、第２のドア２０６６は、全体的に、機器２０５０の第２の側（この実施形態において後と見なされる）に位置し、自動で操作可能である。第２のドア２０６６は、トラック２０５６内に摺動可能に位置決めされ、ドア２０６６が側部から側部へ摺動することを可能にし、また、リニア又はドアアクチュエーター２０７６、例えば、送りねじ、ラックアンドピニオン、空気圧シリンダー／ピストン、電動リニアアクチュエーター、又は何らかの他の機械又は電気機械デバイスに結合される。こうしたドアアクチュエーター２０７６は、ドア２０６４を開口し閉鎖する。トラック２０５６は、第２のドア開口の広がりを少なくとも部分的に画定する。第２のドア２０６６は、１つ又は複数のカートリッジホルダー２０５４を露出させてもよい。独立して動作する２つの後自動ドアが想定され、上部カートリッジホルダー又は下部カートリッジホルダーだけを露出させる柔軟性を可能にする。これは、更なるトラック２０５６及びドアアクチュエーター２０７６の使用を必要とする場合がある。
【０２３１】
試験機器２０５０は、第３のドア及び第４のドア等の更なるドアを含んでもよく、更なるドアは、機器２０５０の側部に配設されてもよく、また、手動又は自動で操作され得る。さらに、第２のドア２０６６は、代替的に、第１のドア２０６０が位置する前側に隣接して機器２０５０の側部に配設され得る。別の実施形態において、自動ドア２０６６は、手動ドア２０６０に統合され得るため、手動操作中に、自動ドア２０６６が、手動ドア２０６０とともに移動し、自動操作中に、手動ドア２０６０が閉鎖したままである間に、自動ドア２０６６だけが開口し閉鎖する。もちろん、試験機器２０５０が自動で操作され得るただ１つのドアを有し得ることが同様に企図される。
【０２３２】
上記で述べたように、試験機器２０５０は、移送機器２０００及び調製システム１０００を含み、コントローラー３０によって制御されるより広範なシステムにコンポーネントサブシステムとして組込まれ得る。したがって、試験機器２０５０は、コントローラー３０と通信する及び／又はコントローラー３０によって動作される機構２０７０を含み得る。こうした機構は、図２８Ａに示され、また全体的に、ユーザー入力インターフェース２０７１、ディスプレイインターフェース２０７２、並びにロック機構２０７４、ドアアクチュエーター２０７６、及びレセプタクルアクチュエーター２０７８を含むが、それに限定されない。
【０２３３】
図２７Ａに示すように、ハウジング２０５２は、同様に、ユーザー入力インターフェース２０７１及びディスプレイインターフェース２０７２を含んでもよい。ユーザーインターフェース２０７１は、ユーザー／オペレーターが、手動オーバーライド要求又は命令等のコマンド又は要求を入力することを可能にする１つ以上のプッシュボタン又はタッチスクリーンであり得る。例えば、試験機器２０５０が自動モードにあるとき、コントローラー３０は、第２のドア２０６６のためにドアアクチュエーター２０７６を動作させ、一方、コントローラー３０は、ロック機構２０７４を動作させて、第１のドア２０６０をロックしたままにする。入力インターフェース２０７１は、ユーザーが自動モードをオーバーライドできるように構成されてもよく、それにより、試験サイクルが終了すると、コントローラー３０は、ドアアクチュエーター２０７６をディセーブルし、ロック機構２０７４を動作させ、ユーザーが第１のドア２０６０を開口することを可能にする。さらに、ユーザー入力インターフェース２０７１は、カートリッジ９０がロードされているかアンロードされているかをユーザーが更に指定することを可能にするように構成されてもよい。コントローラー３０は、その後、適切なカートリッジ９０又はレセプタクルが手動ドア開口に対して適切に提示されるかどうかを判定し得る。
【０２３４】
ディスプレイインターフェース２０７２は、スクリーン又はＬＥＤ光であってもよい。ユーザーがユーザー入力インターフェース２０７１を介して手動モードを要求するとき、ディスプレイインターフェース２０７２は、機器２０５０内での試験が依然として行われており、試験が終了するまで第１のドア２０６０を開口できないという警告を提示してもよい。ディスプレイインターフェース２０７２は、同様に、メッセージを表示してもよい、又は、第１のドア２０６０が、手動ローディング又はアンローディングを行うためにアンロックされるときを示してもよい。ディスプレイインターフェース２０７２は、同様に、手動であれ、自動であれ、機器２０５０の現在のモードを表示してもよい。
【０２３５】
さらに、カートリッジ移送機器２０００は、コントローラー３０と通信する及び／又はコントローラー３０によって動作される機構２０４１を含み得る。こうした機構は、図２８Ｂに示され、また全体的に、カートリッジ把持器２０２０、カートリッジ並進アクチュエーター（複数の場合もある）２０３０、及びカートリッジ位置センサー（複数の場合もある）２０４８を含むが、それに限定されない。
【０２３６】
上記で述べたように、カートリッジ把持器プレート２０２０は、カートリッジ９０を留め解除するための吸引を提供する真空ポート／吸引カップ２０２８を含んでもよい。こうした吸引を提供する真空ポンプ２００２のオン／オフ動作は、コントローラー３０によって制御されてもよい。
【０２３７】
カートリッジ並進アクチュエーター２０３０は、移送機器２０００の運動を制御する。そのため、移送機器２０００が上記で述べたロボットである場合、並進アクチュエーター２０３０は、自動運動自由度をロボットに提供して、把持器プレート２０２０及び把持器プレート２０２０に取付けられる任意のカートリッジ９０を移動させる。コントローラー３０は、アクチュエーター２０３０を制御して、カートリッジ移動を指示し、また同様に、試験機器２０５０の手動モードが関わるときにアクチュエーター２０３０を非アクティブ化する。
【０２３８】
把持器プレート２０２０に取付けられるカートリッジ９０の位置及び配向を決定するため、移送機器２０００は、カートリッジ位置センサー２０４８を含んでもよく、カートリッジ位置センサー２０４８は、フィードバックループ上でコントローラー３０と通信して、カートリッジ移送を指示するのを助ける。
【０２３９】
上記で述べたように、コントローラー３０は、デスクトップコンピューター又は何らかの他のコンピューティングデバイスであってもよく、また、ディスプレイインターフェース２０７２並びにキーボード及びマウス等のユーザーインターフェース２０７１を含んでもよい。同様に、図２８Ｃに示すように、コントローラーのコンピューティングアーキテクチャは、一般に、プロセッサ３２及びメモリ３４を含む。図２８Ｃに示すように、コントローラーは、同様に、サブシステムインターフェース３６を含んでもよい。
【０２４０】
外部バスを含み得るサブシステムインターフェース３６は、コントローラー３０を、調製システム１０００、カートリッジ移送機器２０００、及びカートリッジ試験機器２０５０に結合する。特に、命令及びデータは、サブシステムインターフェース３６を介してコントローラー３０とコンポーネント２０７０との間で伝達される。
【０２４１】
メモリ／データストレージ３４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等を含み得る。メモリ３４は、プロセッサ制御命令３７及び記憶式データ３８を含む。プロセッサ制御命令３７は、例えば、ロック機構２０７４、ドアアクチュエーター２０７６、レセプタクルアクチュエーター２０７８、及び入力インターフェース２０７１の動作に関連する命令を含む。記憶式データ３８は、カートリッジ識別情報（バーコード情報又はシリアル番号等）、対応するレセプタクル識別情報、及びタイミング情報、試験開始時間、及び試験の長さを含んでもよい。
【０２４２】
自動化カートリッジ移送を含む方法の一実施形態において、カートリッジ９０は、試験デバイス２０５０に自動的にロードされ、試験デバイス２０５０から自動的にアンロードされる。こうした実施形態において、調製システム１０００は、上記で詳細に述べた試料をカートリッジ９０に接種することによってＡＳＴカートリッジ９０を調製する。より具体的には、カートリッジ９０は、カートリッジ９０の入口カバー９９（例えば、キャップ）を取外してもよい１つ以上のロボットによって自動的に接種される。ピペッター６０は、分析物をカートリッジ９０内に分注する。代替的に、入口は、隔壁によって覆われてもよく、その場合、ロボットは、針を利用して、隔壁を通してカートリッジ９０の内部に接種してもよい。その後、カートリッジ９０は、移送ステーション１０４０の中等、ピックアップ場所に設置されてもよく、調製システム１０００は、カートリッジ９０がいつでも試験できること及び調製が終了する時間をコントローラー３０に通知する。
【０２４３】
その後、コントローラー３０は、カートリッジ移送機器２０００を動作させ、カートリッジ移送機器２０００は、接種済みカートリッジ９０をピックアップし、それを、把持器アセンブリ２０１５及び並進アクチュエーター２０３０を介して、試験機器２０５０内のこうしたカートリッジ用の所定のレセプタクルまで移送する。コントローラー３０は、同様に、ドアアクチュエーター２０７６及びレセプタクルアクチュエーター２０７８をアクティブ化し、ドアアクチュエーター２０７６は試験機器２０５０の第２のドア２０６６を開口し、レセプタクルアクチュエーター２０７８は、カートリッジ位置センサー２０４８からのフィードバックを使用して開口する第２のドアと整列状態になるようレセプタクルを移動させる。
【０２４４】
移送機器２０００は、その後、カートリッジ９０をレセプタクル内に設置し、特定のカートリッジ／レセプタクル場所（キャリッジの他の細部に関連する）をコントローラー３０に通信する。移送機器２０００は、その後、コントローラー３０によって指令される更なるカートリッジ９０を取出す。通常、レセプタクルは、試験する前に、カートリッジ９０で完全に一杯に満たされる。カートリッジホルダー２０５４がコントローラー３０によって指令されるカートリッジで満たされると、このことが、移送機器２０００又は試験機器２０５０によって検知され、コントローラー３０に通信される。コントローラー３０は、その後、レセプタクルアクチュエーター２０７８を動作させ、レセプタクルアクチュエーター２０７８は、より多くの空のレセプタクルを第２のドア開口に対して提示する。レセプタクルの全てがコントローラー３０によって指令されるカートリッジで満たされると、コントローラー３０は、ドアアクチュエーター２０７６をアクティブ化し、ドアアクチュエーター２０７６は、第２のドア２０６６を閉鎖し、この実施形態ではＡＳＴである試験を始めるように試験機器２０５０に指令する。
【０２４５】
試験が終了すると、コントローラー３０は、ドアアクチュエーター２０７６をアクティブ化し、カートリッジ移送機器２０００又は別のカートリッジ移送機器を動作させて、試験済みカートリッジを、カートリッジ並進アクチュエーター２０３０を介して試験機器２０５０内のそれぞれのレセプタクルから取出す。こうしたカートリッジは、ストレージ２００６まで移動されてもよい。代替的に、移送機器２０００は、試験済みカートリッジを廃棄コンテナ２００４内にダンプしてもよい。このプロセスは、２４時間／１日、７日／１週間、連続して実施されてもよい。
【０２４６】
別の方法の実施形態において、試験デバイス２０５０は、手動でロード又はアンロードされ得る。最初に、機器２０５０は、自動モードに設定されてもよく、自動モードにおいて、移送機器２０００は、自動移送の第１の方法の実施形態に関して述べたように自動ローディング及びアンローディングを実施する。しかし、ユーザーが、試験機器２０５０の手動ローディング及びアンローディングを実施することを選択する場合、ユーザーは、ユーザーインターフェース２０７１に関わり合って、機器２０５０及び全体システムを手動モードに設定し得る。ユーザーインターフェース２０７１が関わり合うと、試験機器２０５０は、コントローラー３０に通知し、コントローラー３０は、ドアアクチュエーター２０７６をディセーブルし、また、試験が現在実施されているかどうかを判定する。カートリッジ移送機器２０００等の他のサブシステムが、コントローラー３０によって非アクティブ化されてもよい。試験が実施されていない場合、コントローラー３０は、ロック機構２０７４をアクティブ化し、ロック機構２０７４は第１のドア２０６０をアンロックする。試験が実施されている場合、コントローラー３０は、ドア２０６０をロックしたままにし、ディスプレイインターフェース２０７２を介して、ドア２０６０を開口できないことをユーザーに通知する又は示す。試験が終了すると、コントローラー３０は、第１のドア２０６０をアンロックし、進めることが許容されるという通知をユーザーに通知する。ユーザーは、その後、第１のドア２０６０を開口し、接種済みカートリッジ９０を試験機器２０５０に手動でロード又はアンロードし始めることができる。
【０２４７】
幾つかの実施形態において、ユーザーインターフェース２０７１は、単に手動モードをアクティブ化することではなく、手動ローディングが所望されるか手動アンローディングが所望されるかを指定すること等、更なる機能を提供する。特定のキャリッジ９０が取外しのために識別されてもよいことが同様に企図される。ユーザーが手動ローディングを指令する場合、コントローラー３０は、ロック機構２０７４をアクティブ化するとともに、第１のドア２０６０をアンロックし、レセプタクルアクチュエーター２０７８をアクティブ化して、１つ以上の空のレセプタクルを第１のドア開口と整列状態になるよう移動させる。逆に、手動アンローディングが選択されると、コントローラー３０は、レセプタクルアクチュエーター２０７８を動作させて、試験されたカートリッジを、手動でアンロードできるように、第１のドア開口に提示する。
【０２４８】
システム代替物
上記で論じた特徴の多数の変形、追加、及び組合せが、本発明から逸脱することなく利用され得る。例えば、図２９は、代替の調製システム１０００’を示す。システム１０００’は、受取りステーション１０１０、調製ステーション１０３０、及び移送ステーション１０４０等の幾つかのステーションを収容するハウジングを含む点で、システム１０００と同様である。しかし、システム１０００’は、そのピックステーション１０２０’に関して異なる。システム１０００に関して上記で述べたように、ステーション１０２０は、位置決めデバイス８を含み、位置決めデバイス８は、ピックツール６を担持し、こうしたピックツール６を使用して、プレート３上のコロニー４から試料をピックし、こうしたピック済みコロニーを懸濁液チューブ１１に移送する。こうした位置決めデバイス８は、懸濁液媒体内に浸漬されるとピックツールを振動させるために使用される移送デバイス１５を含む。
【０２４９】
ステーション１０２０’は、一方、位置決めデバイス８及び移送デバイス１５を分離する。この点に関して、位置決めデバイス８及び移送デバイス１５は、移送トラック１８に独立に接続される。移送デバイス１５は、ピックツール６を解除可能に保持するための把持ツール１７とともに移送ホルダー１６を備える。こうして、移送デバイス１５は、位置決めデバイス８まで移動されてもよく、それにより、把持ツール１７は、位置決めデバイス８からピックツール６を引き継ぎ得る。ピックツールホルダー９は、把持手段１７がピックツールを把持した後にピックツール６を解除する。図２９に示す実施形態において、微生物４の試料を予めピックしたピックツール６’は、移送デバイス１５によって懸濁液チューブ１１の上で、実線で示す開始位置に位置決めされる。移送デバイス１５は、懸濁液チューブ１１内に含まれる懸濁液媒体１４内にピックツール６’を下げるために配置され、その位置において、試料１９を有するピックツール６’は、図２９において破線で示すように懸濁液媒体１４内に浸漬される。この位置において、移送デバイス１５は、試料がピックツール６’から放出されるのに十分である期間の間、直線垂直運動でピックツール６’を振動させるためにアクティブ化される。その後、移送デバイス１５は、その内容物を放出したピックツール６を、懸濁液チューブ１１の上の待機位置に位置決めする。その待機位置は、図２９に示す実施形態において、移送デバイス１５の開始位置と同一である。その後、移送デバイスは、廃棄物レセプタクルの上でピックツール６を放出してもよく、その期間中に、位置決めデバイス８は、第２のピックツール及び第２の試料を既に取出していてもよい。こうして、この実施形態において、位置決めデバイスは、懸濁液媒体への試料の移送を通して、ピックツールを保持するのではなく、ピックツールを移送デバイス１５に手渡す。こうした実施形態は、ピックツールが、試料を保持するため能動的な吸引又は真空を必要としない場合に利用されてもよい。
【０２５０】
別の実施形態の調製システム３０００が図３０に示される。システム３０００は、受取りステーション（図示せず）、ピックステーション４０２０、調製ステーション４０３０、及び移送ステーション４０４０等の幾つかのステーションを収容するハウジングを含む点で、システム１０００と同様である。さらに、ピックステーション４０２０は、ピックツール３００６を担持する位置決めデバイス３００８を含み、調製ステーションは、ピペット先端３０４６を担持するピペッター２０４０を含む。しかし、懸濁液チューブ１１が、位置決めデバイス８によるピック済み試料１９の接種及びピペッター４０による懸濁済み試料の取出しのために同じ一般的な場所に留まるシステム１０００と違って、位置決めデバイス３００８及びピペッター３０４０は、それぞれのステーション３０２０、３０３０に退けられる。換言すれば、ピペッター３０４０は、懸濁液チューブ３０１１から懸濁済み試料を受取るため、調製ステーション４０３０からピックステーション４０２０まで移動せず、むしろ、懸濁液チューブ３０１１が、ピックツール３００６による接種後に、ピックステーション４０２０から調製ステーション４０３０まで移動する。
【０２５１】
これは、懸濁液チューブムーバー３０７０によって達成される。懸濁液チューブムーバー３０７０は、デッキ３００７の下に全体的に配設されるロボットであり、図３０において両方向矢印で示すように、少なくとも２つの次元で移動するように構成される。特に、懸濁液チューブムーバー３００７は、レセプタクル又は把持器等によって、懸濁液チューブ３０１１を保持し、懸濁液チューブ３０１１をデッキ３００７の下に移動させ、懸濁液チューブ３０１１を、ピックステーション及び調製ステーションにそれぞれ位置する予め指定された位置ＡとＡ’との間に移動させるように構成される。この点に関して、デッキは、ムーバーがそれを通して懸濁液チューブをこれらの予め指定された位置に持上げまた下げ得る開口を有してもよい。
【０２５２】
さらに、これらの位置Ａ及びＡ’のそれぞれは、レーザー又は光エミッター３０２１、３０６１及び検出器３０２２、３０６２を含む、上記で述べた比濁計のうちの１つの比濁計等の比濁計３０２０、３０６０を有する。そのため、ピックステーション４０２０に位置する第１の位置Ａは第１の比濁計３０２０を含み、調製ステーション４０３０に位置する第２の位置Ａ’は第２の比濁計３０６０を含む。一実施形態において、比濁計は、複数の光源及び検出器を含むこと等によって８つのキュベット内の濁度を同時に測定し得る８チャネルデバイスである。
【０２５３】
システム３０００を使用する方法において、培養皿３００３は、受取りステーションからピックステーション４０２０まで移動され、プラットフォーム３００２上に設置されてもよい。こうした皿３００３は、培地３００５及び１つ以上の微生物コロニーを含む。ターゲットコロニー３００４が選択され、ピックツール３００６がターゲットコロニー３００４の上に位置決めされる。ピックツール３００６は、下げられて、位置決めデバイス３００８によってターゲットコロニー３００４の試料３０１９を取出す。その後、位置決めデバイス３００８は、ピック済みコロニー３０１９をピックステーション４０２０内の懸濁液チューブ２０１１の上の位置Ａまで移動させる。位置決めデバイス３００８は、ピック済み微生物３０１９を下げ、それを懸濁液チューブ３０１１内の懸濁液媒体内に浸漬させる。移送デバイス３０１５は、ピックツール３００６を振動させて、微生物を懸濁液媒体内に放出する。比濁計３０２０は、懸濁液の濁度を測定する。微生物３００４の更なるピックは、所望の濁度が達成されるまで実施され得る。
【０２５４】
連続したコロニーピックを通して所望の濁度が達成されると、チューブムーバー３０７０は、内部に微生物懸濁液を有する懸濁液チューブ３０１１’を、デッキ３００７の下になるまで下げる。ムーバーは、その後、チューブ３０１１’を、調製ステーション４０３０に位置する第２のチューブ位置Ａ’に移動させる。その後、ムーバー３０７０は、ＭＡＬＤＩプレート３０４２の調製のためにデッキ３００７内の開口を通してチューブ３０１１’を持上げる。ＭＡＬＤＩプレートは、ピペッター３０４０によって調製され、ピペッター３０４０は、チューブ３０１１’の上の位置Ａ’まで移動し、チューブ３０１１’から懸濁液のアリコートを取出す。ピペッター３０４０は、その後、アリコートをＭＡＬＤＩプレート３０４２の上の位置Ｂまで移動させ、そこで、ピペッター３０４０は、先に詳細に述べるように、アリコートをＭＡＬＤＩプレート３０４０上で所定の場所３０４４に堆積させる。ＭＡＬＤＩプレート３０４２が調製されると、ピペッター３０４０は、その後、第２のチューブ位置Ａ’において懸濁液チューブ２０１１’内に脱イオン化水又は何らかの他の懸濁液媒体を吸引することができる。第２のチューブ位置Ａ’の比濁計３０６０は濁度を測定する。所望のマクファーランド数がＡＳＴについて達成されると、ピペッター３０４０は、位置Ａ’において懸濁液チューブ２０１１’からアリコートを吸引し、その後、そのアリコートを位置Ｃまで移送し、そこで、ピペッター３０４０は、懸濁液をＡＳＴブロスチューブ３０８２に接種する。ＡＳＴブロスチューブ３０８２は、チューブをデッキ３００７の下に下げ、チューブをデッキの下で移送ステーション４０４０内の位置まで輸送することによって、ムーバー３０７０の方法と同様な方法でＡＳＴチューブムーバー３０８０によって移送ステーション４０４０まで移動される。そこから、ＡＳＴチューブ３０８２内の試料は、上記で述べたように、ＡＳＴカートリッジ９０内に接種される。
【０２５５】
システム３０００の他の実施形態において、調製ステーション４０３０は、システムが、全部で３つの懸濁液チューブ位置（１つはピックステーション４０２０内にあり、２つは調製ステーション４０３０内にある）を含むように、２つのチューブ位置を含んでもよい。こうした実施形態において、調製ステーション４０３０内のチューブ位置のうちの１つのチューブ位置は、ＭＡＬＤＩプレート調製のために利用されてもよく、一方、調製ステーション４０３０内の他の位置は、ＡＳＴチューブ３０８２を調製するために利用されてもよい。この点に関して、ＭＡＬＤＩ調製用の懸濁液濁度がピックステーション４０２０の比濁計３０２０によって決定されていると思われるため、ＭＡＬＤＩ調製用のチューブ位置は、比濁計を持たなくてもよい。しかし、ＡＳＴチューブ調製用の懸濁液チューブ位置は、ピペッター２０４０が懸濁液をＡＳＴ用の適切なマクファーランド数まで希釈するのを支援するため比濁計３０６０を有することになる。
【図１】
2022001057.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2022001057.tif 000020
【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２７Ｄ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年10月4日(2021.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実験室用機器であって、
試験用の分析物を含むカートリッジを受取るための内部空間を画定するハウジングと、
前記ハウジングの第１の側で該ハウジングに結合され、該ハウジングの前記内部に試験用の複数のカートリッジを受取るように構成される第１のドアであって、前記カートリッジは手動操作によって受取られる、第１のドアと、
前記ハウジングの第２の側で該ハウジングに結合される第２のドアと、
ドアアクチュエーターと、
を備え、前記ドアアクチュエーターは、前記第２のドアに結合され、前記ドアアクチュエーターを自動的にアクティブ化するとすぐ前記ドアを動作させて、前記ハウジングの前記内部に試験用の複数のカートリッジを受取るように構成され、前記カートリッジは自動操作によって受取られる、実験室用機器。
【請求項２】
前記第１のドアは、前記ハウジングに結合されるヒンジを含み、前記第１のドアは、前記ヒンジからオフセットした場所において手動印加式力を印加されるとすぐに前記ヒンジの周りに回転可能である、請求項１に記載の実験室用機器。
【請求項３】
前記ハウジングは、第２のドア開口を少なくとも部分的に画定するトラックを含み、前記第２のドアは、前記トラックに結合され、前記ドアアクチュエーターをアクティブ化するとすぐに前記トラックに沿って摺動可能である、請求項２に記載の実験室用機器。
【請求項４】
前記ドアアクチュエーターは自動コントローラーによって制御される、請求項３に記載の実験室用機器。
【請求項５】
前記ドアアクチュエーターはリニアアクチュエーターである、請求項３に記載の実験室用機器。
【請求項６】
前記リニアアクチュエーターは、送りねじ、ラックアンドピニオン、及び空気圧ピストンのうちの１つである、請求項５に記載の実験室用機器。
【請求項７】
前記ハウジングは、抗生物質感受性試験がその中で実施されるハウジングである、請求項１に記載の実験室用機器。
【請求項８】
前記ハウジングは、前記ドアアクチュエーターを非アクティブ化するように構成される手動オーバーライド機能を有する入力インターフェースを含む、請求項１に記載の実験室用機器。
【請求項９】
前記入力インターフェースは、前記第１のドアが閉鎖状態にあるとき、前記第１のドアに接続されるロック機構をアクティブ化するように構成される、請求項８に記載の実験室用機器。
【請求項１０】
分析物を試験するための自動システムであって、
分析物を受取るように構成される内部空間を有するカートリッジと、
ハウジング、第１のドア、第２のドア、及びドアアクチュエーターを有する試験機器であって、前記ハウジングは前記カートリッジを受取るための内部空間を画定し、前記第１のドアは、前記ハウジングの第１の側で該ハウジングに結合され、手動操作のために構成され、前記第２のドアは、前記ハウジングの第２の側で該ハウジングに結合され、前記ドアアクチュエーターに結合される、試験機器と、
前記ドアアクチュエーターに結合されるコントローラーと、
を備える、自動システム。
【請求項１１】
前記コントローラーと通信状態にあるカートリッジ輸送システムを更に備え、該カートリッジ輸送システムは、自動調製及び試験のために前記カートリッジを輸送するように適合される、請求項１０に記載の自動システム。
【請求項１２】
前記コントローラーに結合されるカートリッジ調製ステーションを更に備える、請求項１１に記載の自動システム。
【請求項１３】
前記第１のドアは、前記ハウジングに結合されるヒンジを含み、前記第１のドアは、前記ヒンジからオフセットした場所において手動印加式力を印加されるとすぐに前記ヒンジの周りに回転可能である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ハウジングは、第２のドア開口を少なくとも部分的に画定するトラックを含み、前記第２のドアは、前記トラックに摺動可能に係合され、前記コントローラーによって前記ドアアクチュエーターをアクティブ化するとすぐに前記トラックに沿って摺動可能である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ドアアクチュエーターはリニアアクチュエーターである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記リニアアクチュエーターは、送りねじ、ラックアンドピニオン、及び空気圧ピストンのうちの１つである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記試験機器はＩＤ／ＡＳＴ機器である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ハウジングは、前記ドアアクチュエーターを非アクティブ化するように構成される手動オーバーライド機能を有する入力インターフェースを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
前記入力インターフェースは、前記第１のドアが閉鎖状態にあるとき、前記第１のドアに接続されるロック機構をアクティブ化するように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
微生物学的試験パネルを移動させるための電気機械アセンブリであって、
アームを有する３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャであって、前記アームの上部表面は、前記モーター制御式フィクスチャに対して遠位の端において曲線部分を含む、３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャと、
把持器プレートを含むパネル把持器であって、前記把持器プレートは、前記３軸ステッパーモーター制御式フィクスチャの前記アームに結合され、それにより、前記把持器プレートは、第１の位置から第２の位置まで結合軸の周りに旋回するように適合される、パネル把持器と、
を備え、
前記把持器プレートは、対象物上で把持するように適合される把持表面を含む、電気機械アセンブリ。
【請求項２１】
前記第１の位置は、前記把持表面が、前記アームの前記長手方向軸を横断する軸に対して約３０度の角度にあることを特徴とし、前記第２の位置は、前記把持表面が、前記アームの前記長手方向軸を横断する軸にほぼ等しい角度にあることを特徴とする、請求項２０に記載の電気機械アセンブリ。
【請求項２２】
前記把持器プレートは、１つ以上の側部レールを含む、請求項２１に記載の電気機械アセンブリ。
【請求項２３】
前記把持表面は、外部真空ポンプに接続される、前記把持表面上の吸引カップを更に含み、該吸引カップは負性空気圧を提供する、請求項２０に記載の電気機械アセンブリ。
【請求項２４】
前記アームに対する前記把持器プレートの前記旋回はねじりばねによって達成される、請求項２０に記載の電気機械アセンブリ。
【請求項２５】
微生物学的試験パネルを移動させるための方法であって、
アーム及び把持器プレートを有するパネル把持器を含む自動化システムを使用することであって、前記把持器プレートは前記アームの遠位端に取付けられ、前記把持器プレートは最初に第１の位置にあり、該第１の位置は、前記把持器プレートの上側部分が下側部分を基準にして前記自動化システムの中央領域に対して近位にあるような角度にあることと、
前記把持器プレートを、取出されるパネルに向かって、前記把持器プレートの下側部分が前記パネルの下側部分に対して近位になるまで移動させることと、
前記把持器プレートを前方に移動させ続け、前記パネルに接触させ、前記把持器プレートを、パネル表面と整列する軸によって規定される第２の位置に向かって旋回させることと、
前記把持器プレートの把持表面が前記第２の位置になると、前記パネルを、前記パネルの格納場所から取出すことであって、前記把持器プレートは、前記パネルを取出すときに前記第１の位置まで旋回することと、
前記自動化システムを動作させることであって、それにより、前記パネルを解除するため、目的機器まで前記アーム及び前記パネル把持器を移動させることと、
を含む、方法。
【請求項２６】
前記把持器プレートの前記第１の位置は、前記アームの長手方向軸を横断する軸に対して約３０度の角度にある前記把持器プレートの前記上側部分上で把持表面によって規定される、請求項２５に記載の方法。