ИНКУБАТОР, ПРОБОПРИЕМНИК, НАБОР И СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛА ПРОБЫ
INCUBATOR, SAMPLE RECEIVER, SET  AND METHOD FOR EXAMINING THE SAMPLE MATERIAL

Настоящее изобретение относится к инкубатору и его применению для культивирования микроорганизмов и/или для проведения химической реакции, в частности биохимической реакции.
Изобретение относится также к пробоприемнику для культивирования микроорганизмов и/или для проведения химической реакции в инкубаторе, а также к применению пробоприемника для исследования материала пробы, содержащегося в пространстве пробоприемника, предназначенном для размещения пробы.
Кроме того, настоящее изобретение относится к набору, включающему инкубатор и пробоприемник для культивирования микроорганизмов и/или для проведения химической реакции.
Изобретение относится также к способу исследования материала пробы, в частности для обнаружения промежуточного и/или конечного продукта химической реакции и/или метаболита, и/или продукта обмена веществ, и/или нуклеиновой кислоты, и/или последовательности нуклеиновых кислот.
Инкубаторы, обозначаемые также как термостаты, представляют собой устройства, в которых могут создаваться и поддерживаться контролируемые условия инкубации (обозначаемые также как условия культивирования) для различных процессов развития и роста микроорганизмов. В частности, они служат для создания и поддержания микроклимата с условиями, регулируемыми по влажности воздуха и температуре.
Кроме того, инкубаторы могут применяться также для того, чтобы можно было бы создавать конкретные условия для протекания и/или завершения химической реакции.
В сфере пищевых продуктов пробы (такие как, например, пробы пищевых продуктов и/или соскобы) отбирают и предпочтительно вносят в культуру в пробоприемники, выполненные в виде перистальтических ячеек-гомогенизаторов, вместе с культуральной средой. Затем ячейки могут быть перенесены в первый инкубатор для последующей инкубации. Далее, как правило, часть пробы из ячейки переносят в пробоприемник, выполненный в виде агаровой пластины для селекции, и снова культивируют во втором инкубаторе. Затем агаровые пластины могут быть проверены в отношении роста микроорганизмов, таких как, например, бактерии и грибы. Перед утилизацией биологического материала микроорганизмы должны быть инактивированы и предпочтительно уничтожены. Для инактивации, как правило, применяют автоклав.
Микроорганизмы культивируют, как уже было указано ранее, в пробоприемниках, таких как чашки Петри или ячейки для культивирования. Однако вследствие этого возникает значительный риск заражения лаборатории и работающего в ней персонала, так как, в частности, из чашек, во-первых, может легко происходить утечка их содержимого, а, кроме того, многие отдельные стадии, осуществляемые при культивировании, анализе, инактивации, а также при прочих процедурах, для осуществления требуют привлечения особо обученного персонала. В частности, при перемещении микроорганизмов из одного пробоприемника в другой пробоприемник может происходить заражение, так как для этого требуется открыть пробоприемник рукой. Поэтому было бы крайне желательным избегать перемещения биологического материала после инокуляции культуральной среды.
Вследствие действительно сложных технологических стадий общего культивирования, анализа и инактивации возникает высокий риск заражения окружающей среды и персонала. Поэтому требуется разработать устройство, а также способ обнаружения, благодаря которым уменьшается или даже устраняется риск заражения окружающей среды и персонала.
Кроме того, для культивирования и инактивации микроорганизмов необходимо применять по меньшей мере один прибор. Так, как правило, требуется по меньшей мере один инкубатор для культивирования и один автоклав или тому подобное устройство для инактивации. К тому же, при анализе может требоваться измерительное устройство для определения экспериментального параметра. Поэтому требуется создать единое устройство, которое было бы приемлемым для того, чтобы культивирование и инактивацию пробы, а в случае необходимости даже анализ пробы, можно было бы осуществлять предпочтительно без дополнительного лабораторного оборудования.
Таким образом, существует задача создать инкубатор ранее указанного типа, пробоприемник, совместимый с инкубатором, и способ исследования материала пробы, благодаря которым устраняются указанные недостатки.
Решение этой задачи достигается за счет комбинации признаков по п. 1 формулы изобретения. Таким образом, согласно настоящему изобретению для решения задачи предложен инкубатор указанного ранее типа, имеющий камеру для размещения пробоприемника, в которой может быть установлен пробоприемник, нагревательное устройство для изменения температуры в камере для размещения пробоприемника и/или в пробоприемнике, установленном в камере для размещения пробоприемника, и устройство для инактивации пробы, предназначенное для инактивации пробы в пробоприемнике, который установлен в камере для размещения пробоприемника. Таким образом, благодаря устройству по настоящему изобретению, выполненному в виде инкубатора, впервые можно осуществлять дорогостоящие способы культивирования микроорганизмов и/или проведения химической реакции с уменьшенным составом оборудования, так как инкубатор оснащен запираемым предохранительным барьером, благодаря которому может предотвращаться ситуация, при которой анализируемая проба в активированном или активном состоянии может попасть наружу и привести к заражению. Устройство для инактивации пробы согласно возможному варианту осуществления может быть выполнено в виде исполнительного устройства, которое при срабатывании активирует и/или открывает средство для инактивации пробоприемника, предпочтительно инактивирующую капсулу.
Другое решение указанной ранее задачи, возможно, на более независимом изобретательском уровне, которое, однако, может быть рассмотрено в комбинации с указанным ранее решением, характеризуется признаками пункта формулы изобретения, относящегося к инкубатору. Таким образом, согласно настоящему изобретению для решения задачи предложен инкубатор указанного ранее типа, имеющий камеру для размещения пробы, в которую проба может быть помещена непосредственно, нагревательное устройство для изменения температуры в камере для размещения пробы и устройство для инактивации пробы, предназначенное для инактивации пробы в камере для размещения пробы. Таким образом, в этом варианте осуществления достигаются похожие преимущества, более подробно изложенные в предыдущем абзаце, причем имеется различие. Различие состоит в отличающейся утилизации инактивированной пробы, так как в данном случае необходимо утилизировать пробу не вместе с камерой для размещения пробы, а отдельно от нее. При этом камера для размещения пробы, располагаемая или расположенная, например, в инкубационном пространстве инкубатора, предпочтительно может быть выполнена отделяемой от других конструктивных элементов инкубатора. Это облегчает опорожнение камеры для размещения пробы. Особенно предпочтительным может быть вариант, в случае которого камера для размещения пробы выполнена в виде трубки. Более предпочтительно речь может идти о камере для размещения пробы, изготовленной по меньшей мере частично из металла. Таким образом, камеру для размещения пробы можно с большой частотой использовать повторно, так как она после использования может быть просто очищена и промыта.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы инкубатор был оснащен блоком управления для задания по меньшей мере одной программы. В случае задаваемой программы речь может идти, например, о программе инкубации, посредством которой могут регулироваться условия инкубации микроорганизмов. Альтернативно или дополнительно к этому в случае программы речь может идти о программе инактивации, посредством которой могут регулироваться условия инактивации микроорганизмов. Альтернативно или дополнительно к этому программа может быть выполнена в виде программы для задания условий реакции для проведения химической реакции. Таким образом, неправильное обслуживание инкубатора можно лучше предотвращать за счет того‚ что благодаря блоку управления выполняемая программа может быть задана предварительно. Это значительно упрощает обслуживание инкубатора, так как благодаря этому больше не требуется, чтобы пользователь самостоятельно устанавливал создаваемые инкубатором необходимые условия и изменял их в случае необходимости по истечении заданного времени. Это дает возможность осуществлять почти полностью автоматизированную процедуру культивирования, анализа и инактивации.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления альтернативно или дополнительно к указанным здесь предпочтительным вариантам осуществления может быть предусмотрено, чтобы инкубатор имел предохранительную блокировку, адаптированную для того, чтобы закрывающий элемент после размещения пробоприемника и закрытия камеры для размещения пробоприемника, осуществляемого посредством закрывающего элемента, оставался заблокированным до завершения заданной программы и/или до ввода уполномоченным пользователем кода для открывания. Это дает возможность в лучшей степени гарантировать исключение неправильного обслуживания инкубатора, в частности вследствие открытия инкубатора, так что обслуживание становится возможным даже без привлечения специального персонала.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления альтернативно или дополнительно к указанным здесь предпочтительным вариантам осуществления может быть предусмотрено, чтобы инкубатор имел предохранительную блокировку, адаптированную для того, чтобы закрывающий элемент после размещения пробы в камере для размещения пробы и закрытия инкубационного пространства и/или камеры для размещения пробы, осуществляемого посредством закрывающего элемента, оставался заблокированным до завершения заданной программы и/или до ввода уполномоченным пользователем кода для открывания. Таким образом, также и в данном случае может быть в лучшей степени гарантировано исключение неправильного обслуживания инкубатора, в частности вследствие открытия инкубатора, так что обслуживание становится возможным даже без привлечения специального персонала.
Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы инкубатор был оснащен по меньшей мере одним измерительным устройством для выполнения измерения по меньшей мере одного экспериментального параметра. При этом предпочтительно может быть предусмотрено, чтобы измерительное устройство было адаптировано или могло быть адаптировано для того, чтобы осуществлять непрерывное измерение по меньшей мере одного экспериментального параметра. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления более предпочтительным может быть случай, когда измерение может осуществляться внутри пробоприемника, установленного в камере для размещения пробоприемника. Альтернативно или дополнительно к этому предпочтительным может быть вариант, в случае которого измерение может осуществляться внутри камеры для размещения пробы. Таким образом, пользователь имеет возможность независимо и без применения другого оборудования проводить анализ пробы предпочтительно без необходимости извлечения пользователем пробы из инкубатора и/или из камеры для размещения пробоприемника.
2
Согласно другому особенно предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы по меньшей мере одно измерительное устройство было адаптировано для того, чтобы определять один или несколько экспериментальных параметров, выбранных из группы, которую составляют оптическая плотность, цветная реакция, импеданс, значение pH, состав газа, в частности содержание кислорода и/или содержание CO в жидкости и/или в надосадочной жидкости, спектроскопическая характеристика, электрохимическая характеристика, превращение субстрата и/или химического реагента, флуоресценция, люминесценция, нуклеиновые кислоты и/или последовательность нуклеиновых кислот, клеточная масса, пептиды, белки.
Еще более предпочтительным может быть также вариант, в случае которого инкубатор оснащен одним или несколькими измерительными устройствами из группы, которую составляют блок хроматографирования, в частности блок высокоэффективной жидкостной хроматографии и/или блок тонкослойной хроматографии, масс-спектрометр, блок иммунохроматографии с латеральным потоком, спектроскопический блок, в частности блок спектроскопии комбинационного рассеяния и/или блок NIR-спектроскопии (ближней инфракрасной спектроскопии), блок измерения флуоресценции, блок измерения люминесценции, блок капиллярного электрофореза, блок определения характеристик белков, блок определения характеристик нуклеиновых кислот, блок иммуноферментного анализа, в частности блок анализа с антителами и/или блок анализа с иммуногранулами.
Для того чтобы предпочтительно во время выполнения программы инкубации и/или без снятия, в частности, указанной ранее предохранительной блокировки иметь возможность вводить вещество в инкубатор и/или в содержащийся нем пробоприемник и/или отбирать пробу из инкубатора и/или из пробоприемника, может быть целесообразным вариант, в случае которого в инкубаторе имеется по меньшей мере одно отверстие для внесения химического вещества и/или биологической субстанции в пробоприемник и/или для селективного отбора материала пробы, предпочтительно пробы стерильного материала, из пробы, содержащейся в инкубаторе. Альтернативно или дополнительно к этому предпочтительным может быть также вариант, в случае которого предусматривают отверстие для внесения химического вещества и/или биологической субстанции в камеру для размещения пробы и/или для селективного отбора материала пробы, в частности пробы стерильного материала, из камеры для размещения пробы. Для обеспечения возможности предотвращать заражение пространства вне инкубатора при отборе части пробы, предпочтительно может быть предусмотрен вариант, в случае которого отверстие оснащают химическим и/или биологическим, и/или физическим средством селективного отбора для отделения микроорганизмов. Средство селективного отбора может быть выполнено, например, в виде фильтра, в частности в виде фильтрующей мембраны и/или в виде фильтрующей смолы. Альтернативно или дополнительно средство селективного отбора может быть выполнено в виде очистной колонки. Альтернативно или дополнительно к предпочтительным вариантам осуществления согласно другому предпочтительному варианту осуществления особенно целесообразным может быть случай, когда отверстие предпочтительно выполнено в указанном ранее закрывающем элементе. Особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого отверстие может закрываться герметично, в частности быть воздухонепроницаемым и/или водонепроницаемым, и/или стойким к действию давления. Герметичность может достигаться, например, благодаря уплотняющему средству.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления также может быть предусмотрено, чтобы инкубатор был оснащен смотровым окном, через которое можно осуществлять оптическое измерение характеристик на пробе или в пробе внутри камеры для размещения пробоприемника и/или внутри камеры для размещения пробы. Это дает возможность особенно просто производить оптические измерения.
Указание "внутри камеры для размещения пробоприемника" или "внутри пробоприемника" в смысле настоящей заявки может означать, что место измерения находится внутри камеры для размещения пробоприемника и/или внутри установленного в ней пробоприемника, при этом измерительное устройство для выполнения предпочтительно оптических измерений расположено вне камеры для размещения пробоприемника и/или вне или внутри пробоприемника. Например, предпочтительным может быть вариант, в случае которого пробоприемник оснащен измерительным устройством, расположенным внутри пространства для размещения пробы. Измерительное устройство может быть выполнено в частности в виде чувствительного элемента для измерения физических и/или химических свойств.
Равным образом, выражение "внутри камеры для размещения пробы" может означать, что место измерения находится внутри камеры для размещения пробы, при этом измерительное устройство для выполнения предпочтительно оптических измерений расположено вне камеры для размещения пробы, в частности в инкубационном пространстве, или внутри камеры для размещения пробы.
Таким образом, согласно другому предпочтительному варианту осуществления альтернативно или дополнительно к этому может быть предусмотрено, чтобы инкубатор был оснащен оптическим чувствительным элементом для выполнения оптических измерений пробы, причем оптический чувствительный элемент предпочтительно располагают внутри или вне камеры для размещения пробоприемника. Расположение измерительного устройства вне камеры для размещения пробоприемника имеет преимущество в том, что возможны более простое обслуживание и/или калибровка измерительного устройства, в частности, также во время выполнения измерения. Расположение внутри камеры для размещения пробоприемника имеет преимущество в том, что результат измерения иногда бывает более точным.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления альтернативно или дополнительно к этому может быть предусмотрено расположение оптического чувствительного элемента внутри или вне камеры для размещения пробы. Оптический чувствительный элемент предпочтительно может быть расположен в ином или в указанном ранее инкубационном пространстве.
Для обеспечения возможности осуществлять улучшенное перемешивание инкубируемой пробы согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы инкубатор был оснащен встряхивающим и/или перемешивающим устройством для перемешивания пробы внутри пробоприемника и/или внутри камеры для размещения пробы.
Особенно целесообразным может быть также вариант, в случае которого инкубатор оснащен детектирующим устройством для того, чтобы контролировать процесс размножения и/или биохимическую активность по меньшей мере одного вида микроорганизмов внутри пробоприемника, установленного в камере для размещения пробоприемника. Это дает возможность лучше и проще исследовать рост микроорганизмов, содержащихся в пробе, предпочтительно без необходимости открывать и/или разблокировать инкубатор и, в частности, приемлемую или указанную ранее предохранительную блокировку.
По тем же основаниям особенно целесообразным может быть также вариант, в случае которого инкубатор оснащен детектирующим устройством для того, чтобы контролировать процесс размножения и/или биохимическую активность по меньшей мере одного вида микроорганизмов внутри камеры для размещения пробы.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы инкубатор был оснащен блоком инъектора для подачи по меньшей мере одного вещества в пробоприемник и/или в камеру для размещения пробы. Этот вариант позволяет предпочтительно во время выполнения программы и/или в заблокированном состоянии инкубатора вводить вещества в пробоприемник и/или в камеру для размещения пробы для того, чтобы, например, изменять условия инкубации и/или инициировать химическую реакцию, предпочтительно реакцию обнаружения.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления особенно целесообразным может быть случай, когда посредством программы, заданной приемлемым или предпочтительно указанным ранее блоком управления могут регулироваться и/или изменяться одно или несколько биологических и/или химических, и/или физических условий инкубации. При этом блок управления предпочтительно может автоматически регулировать и изменять предварительно заданное условие инкубации в зависимости от заданной программы. В качестве условия инкубации предпочтительно приемлемыми являются, например, один или несколько параметров, выбранных из группы, которую составляют температура, давление, излучение, электронные составляющие, электрический ток, влажность воздуха, ускорение, частота вращения и/или встряхивания, состав атмосферы, значение pH и/или проводимость. Таким образом, благодаря инкубатору за счет регулирования разных условий можно культивировать множество разных микроорганизмов и/или проводить множество разных химических реакций.
Согласно предпочтительному варианту осуществления для обеспечения особенно надежной инактивации анализируемой пробы в инкубаторе может быть предусмотрено, чтобы устройство для инактивации пробы позволяло инактивировать пробу одним или несколькими способами инактивации, выбранными из группы, которую составляют физическая, механическая, термическая, химическая, биологическая инактивация и/или инактивация излучением. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления устройство для инактивации пробы может быть выполнено в виде по меньшей мере одного устройства, выбранного из группы, которую составляют автоклав, суховоздушный стерилизатор, блок газификации, блок облучения, микроволновый блок, электронно-лучевой блок, ультразвуковой блок, вакуумный блок, блок кавитации, блок срезающих усилий и/или блок подачи инактивирующего средства, в частности для подачи химического вещества и/или биологической субстанции.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы нагревательное устройство содержало нагревательную манжету, которая образует камеру для размещения пробоприемника или расположена на внутренней стороне камеры для размещения пробоприемника. При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого нагревательная манжета окружает пробоприемник в положении размещения. Таким образом, обеспечивается возможность особенно равномерного нагрева всего объема пробоприемника, установленного в камере для размещения пробоприемника, так что в пробоприемнике можно везде создать одинаковые условия инкубации.
Альтернативно или дополнительно может быть предусмотрен также вариант, в случае которого нагревательная манжета, в частности указанная ранее, образует инкубационное пространство или расположена на внутренней стороне инкубационного пространства. При этом камера для размещения пробы может располагаться или может быть расположена в инкубационном пространстве.
Согласно также предпочтительному варианту осуществления альтернативно или дополнительно к этому может быть предусмотрено, чтобы нагревательное устройство содержало по меньшей мере одну нагревательную панель. При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого по меньшей мере одну нагревательную панель располагают в области дна камеры для размещения пробоприемника и/или в любом элементе или в конкретном элементе, закрывающем камеру для размещения пробоприемника. Это дает возможность также осуществлять как можно более равномерный нагрев всего объема пробоприемника, установленного в камере для размещения пробоприемника. Альтернативно или дополнительно к этому может быть целесообразным вариант, в случае которого инкубатор оснащают магнитным перемешивающим устройством. Магнитное перемешивающее устройство может быть расположено или выполнено в области дна.
Альтернативно или дополнительно к этому нагревательное устройство также может быть адаптировано для того, чтобы нагрев осуществлять воздухом, излучением, нагреванием омического сопротивления или жидкостью.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы инкубатор был оснащен аналитическим блоком, адаптированным для того, чтобы после выполнения программы инактивации, предпочтительно в автоматическом режиме, осуществлять анализ на предмет того, была ли проведена инактивация успешно. Это дает возможность лучше контролировать, прошла ли стадия инактивации успешно действительно или требуется в случае необходимости выполнять следующую и/или другую программу инактивации. При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого открывание камеры для размещения пробоприемника и/или инкубатора возможно только при успешной инактивации, в частности, благодаря предпочтительно автоматическому разблокированию приемлемой или указанной ранее предохранительной блокировки.
Для обеспечения возможности предотвращать утечку пробы из инкубатора, например, при повреждении пробоприемника, предпочтительным может быть вариант, в случае которого камера для размещения пробоприемника и/или инкубационное пространство могут быть закрыты герметично. В частности, при этом предпочтительным может быть вариант, в случае которого камера для размещения пробоприемника и/или инкубационное пространство могут быть закрыты с обеспечением водонепроницаемости и/или паронепроницаемости, и/или воздухонепроницаемости, и/или стойкости к действию давления. Это дает возможность при выполнении любой программы с разными условиями предотвращать утечку пробы из инкубатора.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы инкубатор был оснащен устройством распознавания, адаптированным для того, чтобы предотвращать закрытие и/или активирование инкубатора в случае, когда в камере для размещения пробоприемника установлен пробоприемник, не совместимый с инкубатором, или совместимый пробоприемник установлен в камере для размещения пробоприемника в неправильном положении. Это дает возможность во время работы инкубатора предотвращать повреждение пробоприемника, установленного в инкубаторе, и/или собственно инкубатора.
Особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого инкубатор оснащен по меньшей мере одним исполнительным устройством, адаптированным для того, чтобы открывать капсулу пробоприемника, в частности инактивирующую капсулу и/или индикаторную капсулу, и/или вызывать срабатывание открывающего элемента и/или средства для открывания на пробоприемнике. Исполнительное устройство предпочтительно может быть адаптировано для того, чтобы открывать капсулу пробоприемника без необходимости открывать инкубатор и/или разблокировать предохранительную блокировку.
Кроме того, другое, независимое решение указанной ранее задачи обеспечивается благодаря пробоприемнику для культивирования микроорганизмов и/или для проведения химической реакции в инкубаторе с признаками независимого пункта, относящегося к пробоприемнику. При этом, в частности, для решения указанной ранее задачи предложен пробоприемник для культивирования микроорганизмов и/или для проведения химической реакции в инкубаторе, имеющий пространство для размещения пробы, которое посредством предохранительного затвора может быть закрыто без возможности открытия. В этой связи указание "может быть закрыто без возможности открытия" может означать, что пробоприемник после закрытия может быть открыт только путем разрушения, то есть при ненадлежащем использовании. Поэтому в случае надлежащего использования открытие пробоприемника не может быть выполнено после того, как пробоприемник был однажды закрыт. Поэтому особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого пробоприемник выполнен в виде изделия одноразового использования, которое после однократного использования должно быть утилизировано.
Для обеспечения возможности предотвращать утечку анализируемой пробы из пробоприемника согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы пробоприемник можно было бы герметично закрывать посредством предохранительного затвора. При этом особенно предпочтительным может являться вариант, в случае которого пробоприемник посредством предохранительного затвора может быть закрыт с обеспечением водонепроницаемости и/или паронепроницаемости, и/или воздухонепроницаемости, и/или стойкости к действию давления. При этом герметичность может достигаться благодаря уплотняющему средству.
Для обеспечения возможности смешивания нескольких веществ или субстанций внутри пробоприемника предпочтительно без его открытия согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено оснащение пробоприемника магнитной перемешивающей палочкой. При этом, в частности, целесообразным может быть вариант, в случае которого перемешивающая палочка находится в пространстве для размещения пробы и предпочтительно на дне пространства для размещения пробы.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы пробоприемник был оснащен по меньшей мере одним измерительным устройством для выполнения измерения предпочтительно в непрерывном режиме по меньшей мере одного экспериментального параметра. Измерительное устройство предпочтительно может быть адаптировано для того, чтобы выполнять измерение внутри пробоприемника, установленного в камере для размещения пробоприемника. Указание "внутри пробоприемника" в смысле настоящей заявки может означать, что место измерения находится внутри пространства для размещения пробы, при этом измерительное устройство для выполнения предпочтительно оптического измерения расположено вне пространства для размещения пробы и/или вне пробоприемника. Однако измерительное устройство может быть расположено также внутри пространства для размещения пробы и/или пробоприемника.
2
Согласно другому особенно предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы по меньшей мере одно измерительное устройство было адаптировано для того, чтобы определять один или несколько экспериментальных параметров, выбранных из группы, которую составляют оптическая плотность, цветная реакция, импеданс, значение pH, состав газа, в частности содержание кислорода и/или содержание CO в жидкости и/или в надосадочной жидкости, спектроскопическая характеристика, электрохимическая характеристика, превращение субстрата и/или химического реагента, флуоресценция, люминесценция, нуклеиновые кислоты и/или последовательность нуклеиновых кислот, клеточная масса, пептиды, белки. Это дает возможность анализировать множество разных экспериментальных параметров. Также может быть предусмотрено, чтобы несколько пробоприемников, например, набор, было оснащено соответствующими разными измерительными устройствами для того, чтобы тем самым иметь возможность выполнять соответствующие разные определения.
Альтернативно или дополнительно к этому также может быть предусмотрено, чтобы пробоприемник был оснащен одним или несколькими измерительными устройствами из группы, которую составляют блок иммунохроматографии с латеральным потоком, блок капиллярного электрофореза, блок определения характеристик белков, блок определения характеристик нуклеиновых кислот, блок иммуноферментного анализа, в частности блок анализа с антителами и/или блок анализа с иммуногранулами. Пробоприемник предпочтительно оснащают блоком иммунохроматографии с латеральным потоком, активируемым посредством исполнительного устройства инкубатора.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы пробоприемник был оснащен по меньшей мере одним шлюзовым каналом для внесения химического вещества и/или биологической субстанции в пространство для размещения пробы и/или для селективного отбора материала пробы, в частности пробы стерильного материала, из пробы, содержащейся в пространстве для размещения пробы. В этой связи выражение "проба стерильного материала" может означать, что материал пробы, отобранный из пространства для размещения пробы, вне пространства для размещения пробы не содержит микроорганизмов. Таким образом, через шлюзовой канал можно извлекать материал пробы из пространства для размещения пробы, не открывая предохранительный затвор.
При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого шлюзовой канал оснащен химическим и/или биологическим, и/или физическим средством селективного отбора для отделения микроорганизмов. Средство селективного отбора предпочтительно может быть выполнено в виде фильтра. При этом фильтр предпочтительно может быть выполнен в виде фильтрующей мембраны и/или в виде фильтрующей смолы. Альтернативно или дополнительно к этому средство селективного отбора может быть выполнено также в виде очистной колонки. Благодаря этому может быть гарантировано, что вне пробоприемника не происходит заражение микроорганизмами, при этом возможно одновременно осуществлять внесение и/или отбор через шлюз пробоприемника. В частности, это дает возможность отбирать материал пробы, который, например, является приемлемым для анализа, выполняемого вне пробоприемника.
Для обеспечения возможности осуществлять как можно более простое манипулирование с целью облегчения внесения и/или отбора через шлюз закрытого пробоприемника согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы шлюзовой канал был выполнен в предохранительном затворе и/или в виде патрубка или в патрубке.
Для обеспечения возможности выполнять простое, предпочтительно оптическое измерение внутри пространства для размещения пробы согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы пробоприемник был по меньшей мере частично выполнен цилиндрической формы и/или пробоприемник был по меньшей мере частично светопроницаемым и предпочтительно прозрачным. При этом предпочтительно может быть предусмотрено, чтобы боковая цилиндрическая поверхность пробоприемника была выполнена по меньшей мере частично светопроницаемой и/или была оснащена светопроницаемым смотровым окном.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы пробоприемник был оснащен инактивирующей капсулой, содержащей инактивирующее средство, которое благодаря срабатыванию открывающего элемента может быть высвобождено в пространство для размещения пробы. При этом предпочтительно может быть предусмотрено, чтобы инактивирующая капсула была расположена внутри пространства для размещения пробы. Целесообразным может быть также вариант, в случае которого инактивирующее средство представляет собой реагент для стерилизации. Открывающий элемент предпочтительно может быть выполнен на указанном ранее исполнительном устройстве инкубатора, так что открывающий элемент может срабатывать благодаря исполнительному устройству в случае размещения пробоприемника в инкубаторе.
Для обеспечения возможности лучше предотвращать нежелательное повреждение и утечку содержимого согласно предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы капсула была выполнена из упругого материала. Для обеспечения возможности открывания капсулы может быть целесообразным вариант, в случае которого открывающий элемент, выполненный в виде штыря или штифта, благодаря срабатыванию открывающего элемента пробивает стенку капсулы или открывает затвор капсулы. Открывающий элемент предпочтительно расположен внутри капсулы.
Согласно предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы пробоприемник был оснащен индикаторной капсулой со средством обнаружения для детектирования химического вещества и/или биологической субстанции в пробе, уже содержащейся в пространстве для размещения пробы. При этом индикаторная капсула предпочтительно может быть расположена внутри пространства для размещения пробы. Индикаторная капсула может быть предусмотрена также для обнаружения антигена и/или нуклеиновой кислоты, и/или последовательности нуклеиновых кислот. Индикаторная капсула может быть открыта благодаря срабатыванию приемлемого и предпочтительно указанного ранее средства для открывания, при этом средство обнаружения может быть высвобождено в пространство для размещения пробы. В особенно предпочтительном варианте осуществления может быть предусмотрено, чтобы индикаторная капсула содержала тест-систему для иммунохроматографии с латеральным потоком, которая благодаря срабатыванию средства для открывания может быть по меньшей мере частично введена в пространство для размещения пробы. Таким образом, особенно просто выполняемый и тем не менее надежный анализ пробы можно проводить без необходимости ввода пользователем каких-либо веществ или субстанций в пробоприемник, например, через шлюзовой канал. С этой целью пробоприемник оснащен собственным блоком обнаружения, который инициируется предпочтительно автоматически, например, как часть регулируемой программы инкубатора. Открывающий элемент предпочтительно расположен внутри капсулы.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы в пробоприемнике была заранее помещена реакционная или культуральная среда в порошкообразной форме, которая может быть растворена благодаря прибавлению воды и/или другого растворителя. Реакционная среда может, например, представлять собой или содержать буферное вещество для регулирования значения pH. Культуральная среда также может содержать буферное вещество. Альтернативно или дополнительно она может содержать другие вещества, необходимые для роста микроорганизмов, такие как, например, сахар, соли, аминокислоты и витамины. Особенно предпочтительным может быть вариант, в случае которого среда содержит индикатор pH, такой как феноловый красный.
Благодаря предварительному помещению среды в пробоприемник можно предотвращать применение пользователем ненадлежащей среды, что затем в наихудшем случае может даже привести к ложному результату, например, в случае, когда микроорганизмы гибнут в среде и поэтому результат ложным образом оказывается отрицательным, хотя микроорганизмы в пробе содержатся. Благодаря преимущественно безводной порошкообразной форме среда может храниться долго и может быть использована только при добавлении воды или другого растворителя.
Кроме того, настоящее изобретение относится к набору, включающему инкубатор, соответствующий настоящему описанию и формуле изобретения, и пробоприемник, соответствующий настоящему описанию и формуле изобретения, причем пробоприемник является совместимым с камерой для размещения пробоприемника в инкубаторе и/или выполнен для нее. Набор имеет преимущество, состоящее в том, что пользователь получает пробоприемник, подходящий к инкубатору, так что неправильное обслуживание или ненадлежащее использование может предотвращаться лучше. Набор предпочтительно может содержать также несколько пробоприемников, которые, например, могут быть предусмотрены для проведения разных исследований.
Для проведения анализа материала пробы, отобранного из пробоприемника, согласно предпочтительному варианту осуществления набор может содержать средство детектирования для обнаружения в пробе химического вещества и/или биологической субстанции. При этом средство детектирования предпочтительно может быть выполнено отдельно от инкубатора и/или пробоприемника. В случае материала пробы речь может идти о пробе стерильного материала, который отобран из пробоприемника и не содержит микроорганизмов. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления средство детектирования может быть выполнено в виде изделия одноразового использования, например, в виде одноразовой тест-системы.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления инкубатор может быть оснащен в камере для размещения пробоприемника направляющим устройством, которое взаимодействует с ответным направляющим устройством на пробоприемнике так, что пробоприемник может быть вдвинут в камеру для размещения пробоприемника в предназначенном и предпочтительно точно в предназначенном положении. Таким образом, ошибочное размещение пользователем пробоприемника в инкубаторе или применение пользователем пробоприемника, не совместимого с инкубатором, может предотвращаться в еще более хорошей степени.
Для обеспечения возможности посредством набора осуществлять разные исследования согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы набор содержал несколько пробоприемников с соответствующими разными средами. Среда может представлять собой, например, культуральную среду и/или реакционную среду. При этом на пробоприемнике может быть размещено указание о том, для какого исследования предусмотрены и приемлемы пробоприемник и/или содержащаяся в нем среда. Таким образом, пользователь может осуществлять множество разных исследований пробы.
Другое, независимое решение указанной ранее задачи достигается также благодаря способу согласно комбинации отличительных признаков независимого пункта, относящегося к способу. Таким образом, согласно настоящему изобретению для решения задачи предлагается, в частности, способ исследования материала пробы, включающего стадии, на которых:
- осуществляют подготовку материала исследуемой пробы и перемещают пробу в пробоприемник, причем в случае пробоприемника речь предпочтительно идет о пробоприемнике, соответствующем настоящему описанию и формуле изобретения;
- размещают пробоприемник в камере для размещения пробоприемника в инкубаторе, причем в случае инкубатора речь идет предпочтительно об инкубаторе, соответствующем настоящему описанию и формуле изобретения;
- закрывают камеру для размещения пробоприемника;
- выполняют программу инкубации, причем предпочтительно по меньшей мере одно условие инкубации, выбранное из группы, которую составляют температура, давление, вакуум, излучение, электронные составляющие, электрический ток, влажность, ускорение, частота вращения и/или встряхивания, состав атмосферы, значение pH, токопроводимость субстрата, регулируют и/или изменяют во время выполнения программы инкубации;
- выполняют программу инактивации;
- осуществляют утилизацию пробоприемника вместе с содержащимся в нем материалом пробы.
Согласно другому независимому решению также предложен способ указанного ранее типа, включающий по меньшей мере следующие стадии, на которых:
- осуществляют подготовку материала исследуемой пробы и перемещают пробу в камеру для размещения пробы в инкубаторе, соответствующем настоящему описанию и формуле изобретения;
- закрывают камеру для размещения пробы и/или инкубационное пространство;
- выполняют программу инкубации, причем предпочтительно по меньшей мере одно условие инкубации, выбранное из группы, которую составляют температура, давление, вакуум, излучение, электронные составляющие, электрический ток, влажность, ускорение, частота вращения и/или встряхивания, состав атмосферы, значение pH, токопроводимость субстрата, регулируют и/или изменяют во время выполнения программы инкубации;
- выполняют программу инактивации;
- осуществляют утилизацию материала пробы опорожнением камеры для размещения пробы.
В частности, указанный ранее способ может быть предусмотрен для обнаружения промежуточного и/или конечного продукта химической реакции и/или метаболита, и/или продукта обмена веществ, и/или нуклеиновой кислоты, и/или последовательности нуклеиновых кислот.
Способ по настоящему изобретению впервые предоставляет возможность осуществлять инкубацию и последующую инактивацию пробы только в одном пробоприемнике или в одной камере для размещения пробы. Это позволяет уменьшить риск заражения при работе с исследуемой пробой, так что исследование может осуществляться без другого лабораторного оборудования.
В отношении способа по настоящему изобретению и его других предпочтительных вариантов осуществления также имеют силу преимущества, указанные ранее в отношении устройства.
Для предотвращения утечки пробы из пробоприемника согласно предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы пробоприемник после перемещения пробы закрывался без возможности открытия. При этом закрывание пробоприемника предпочтительно может осуществляться посредством предохранительной блокировки на пробоприемнике.
Для облегчения утилизации инактивированной пробы после выполнения стадии инактивации утилизация пробоприемника может производиться с коммунальными отходами. Этот вариант возможен потому, что пробоприемник даже после инактивации пробы закрыт без возможности открытия, так что при надлежащем использовании открытие пробоприемника невозможно. Благодаря инактивации проба является также безвредной для человека и окружающей среды.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления отбор материала пробы из пробоприемника или камеры для размещения пробы может производиться во время и/или после выполнения программы инкубации. Для обеспечения возможности снижать риск заражения до возможно более низкого уровня, причем с возможностью осуществлять исследование даже без оборудования лаборатории, может быть целесообразным вариант, в случае которого материал пробы стерильно фильтруют во время отбора из пробоприемника или камеры для размещения пробы. Отбор можно производить альтернативно или дополнительно также после выполнения программы инактивации. Благодаря отбору исследование отобранного материала пробы может производиться вне пробоприемника и/или вне инкубатора. При этом могут проводиться другие исследования как в закрытом пробоприемнике, так и в закрытом инкубационном пространстве, что иногда обеспечивает еще более точное исследование пробы.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления альтернативно или дополнительно может быть предусмотрен вариант, в случае которого во время и/или после выполнения программы инкубации осуществляют измерение экспериментального параметра материала пробы внутри пробоприемника и/или внутри камеры для размещения пробы или во время программы инкубации осуществляют непрерывное измерение экспериментального параметра материала пробы внутри пробоприемника и/или внутри камеры для размещения пробы. Таким образом, исследование материала пробы можно проводить также внутри пробоприемника и/или внутри камеры для размещения пробы без открытия пробоприемника и/или инкубатора. Благодаря этому может заметно снижаться риск заражения пространства вокруг инкубатора.
Для обеспечения возможности эффективно предотвращать ненадлежащее открытие инкубатора согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы во время выполнения программы инкубации и/или программы инактивации камера для размещения пробоприемника и/или инкубационное пространство были заблокированы без возможности открыть их. При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого блокировка, предпочтительно автоматически, снимается, как только заканчивается выполнение программы инкубации и/или программы инактивации. Для еще более безопасного осуществления способа альтернативно или дополнительно к этому также может быть предусмотрен вариант, в случае которого блокировка снимается только тогда, когда уполномоченный пользователь вводит код разблокирования.
Для обеспечения возможности дальнейшего расширения спектра возможных исследований согласно предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы по меньшей мере одна проба, отобранная из пробоприемника и/или из камеры для размещения, затем анализируется вне инкубатора. При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого для обнаружения химического вещества и/или биологической субстанции, предпочтительно метаболита или продукта обмена веществ применяют средство детектирования.
Для создания как можно более идеальных условий для реакции и/или роста согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы в пробоприемник заранее была помещена или внесена культуральная среда до или после перемещения пробы. При этом более предпочтительным может быть вариант, в случае которого культуральная среда находится в порошкообразной форме и ее растворяют прибавлением воды и/или другого растворителя, а затем в пробоприемник перемещают пробу.
Для дальнейшего уменьшения риска заражения окружающего пространства и находящегося поблизости персонала согласно другому предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено использование приемлемого или конкретного отверстия на инкубаторе и/или приемлемого или конкретного шлюзового канала на пробоприемнике для газообмена и/или для выравнивания давления. С этой целью отверстие или шлюзовой канал могут быть оснащены клапаном, предпочтительно клапаном избыточного давления.
Изобретение относится также к применению пробоприемника, соответствующего настоящему описанию и формуле изобретения, для исследования материала пробы, содержащейся в пространстве пробоприемника, предназначенном для размещения пробы, предпочтительно для обнаружения промежуточного и/или конечного продукта химической реакции и/или метаболита, и/или продукта обмена веществ, причем исследование осуществляют внутри инкубатора, соответствующего настоящему описанию и формуле изобретения. Инкубатор и/или пробоприемник во время осуществления исследования предпочтительно находится в закрытом состоянии.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению инкубатора, соответствующего настоящему описанию и формуле изобретения, для культивирования и инактивации микроорганизмов. При этом во время культивирования и/или инактивации предпочтительно может осуществляться измерение по меньшей мере одного экспериментального параметра. Для повышения безопасности инкубатор во время культивирования и инактивации может блокироваться.
in situ
При этом культивирование и/или инактивация предпочтительно происходят , то есть без промежуточной стадии переноса из инкубатора. Таким образом, опасность заражения окружающей среды вследствие, например, разрыва или протечки пробоприемника может быть уменьшена или устранена.
Таким образом, настоящее изобретение относится к инкубатору и его применению для культивирования микроорганизмов и/или для проведения химической реакции, причем инкубатор имеет камеру для размещения пробоприемника, предназначенную для установки пробоприемника, нагревательное устройство для изменения температуры в камере для размещения пробоприемника и/или в пробоприемнике, установленном в камере для размещения пробоприемника, и устройство для инактивации пробы, предназначенное для инактивации пробы в пробоприемнике, установленном в рабочем положении в камере для размещения пробоприемника. Собственно пробоприемник не представляет собой часть инкубатора, а только совместим с ним.
Далее изобретение более подробно описывается на основе нескольких иллюстративных примеров осуществления, но при этом не ограничивается этими примерами осуществления. Другие примеры осуществления основываются на комбинации отличительных признаков отдельных или нескольких пунктов формулы изобретения друг с другом и/или с отдельными или несколькими отличительными признаками примеров осуществления.
Показано:
на фиг. 1: схематическое изображение примера осуществления инкубатора по настоящему изобретению и пробоприемника по настоящему изобретению, причем там же обозначены отдельные стадии способа по настоящему изобретению;
на фиг. 2: вариант осуществления пробоприемника по настоящему изобретению в схематическом изображении;
на фиг. 3: перемещение пробы в пробоприемник, причем пробоприемник находится в открытом положении;
на фиг. 4: закрытый пробоприемник, причем проба находится в пространстве для размещения пробы в культуральной среде;
на фиг. 5: стадия инкубации, причем пробу, содержащуюся в пространстве для размещения пробы, инкубируют при обеспечении идеальных условий реакции и/или роста;
на фиг. 6: запуск реакции определения благодаря срабатыванию средства для открывания, при этом происходит исследование пробы;
на фиг. 7: стадия инактивации, причем благодаря срабатыванию открывающего элемента инактивирующее средство высвобождается из инактивирующей капсулы в пространство для размещения пробы.
На фиг. 1 представлен в целом инкубатор, отмеченный позицией под номером 1. Инкубатор 1 предназначен для культивирования микроорганизмов 2 и/или для проведения химической реакции. В случае химической реакции речь может идти, например, о биохимической реакции.
Инкубатор 1 имеет камеру 3 для размещения пробоприемника, в которой может быть размещен пробоприемник 4. Инкубатор 1 оснащен также нагревательным устройством 5, которое служит для изменения температуры в камере 3 для размещения пробоприемника. Таким образом, если пробоприемник 4 установлен в камере 3 для размещения пробоприемника, то в нем также может изменяться температура. Кроме того, инкубатор 1 оснащен устройством 6 для инактивации пробы, которое предусмотрено для инактивации пробы 7 в пробоприемнике 4, установленном в камере 3 для размещения пробоприемника.
В другом, не показанном на фигурах варианте осуществления инкубатора 1 вместо камеры 3 для размещения пробоприемника может быть предусмотрено инкубационное пространство. Внутри инкубационного пространства расположена камера для размещения пробы, в которую непосредственно может быть загружена инкубируемая проба. Таким образом, в случае этого варианта осуществления установка пробоприемника в инкубатор не предусматривается, а инкубацию, анализ и инактивацию пробы проводят внутри камеры для размещения пробы. При этом в следующем далее описании другие ссылки на этот вариант осуществления отсутствуют. Однако подразумевается, что описанные далее отличительные признаки относятся также и к варианту осуществления с камерой для размещения пробы.
Таким образом, благодаря инкубатору 1 можно, даже вне специальной лаборатории, адаптированной в отношении безопасности, проводить микробиологические и/или биохимические исследования пробы, так как инкубатор 1 в данном случае создает приемлемое закрытое испытательное пространство, в котором можно осуществлять инкубацию и инактивацию пробы 7. Таким образом, инкубатор 1 может предпочтительно применяться для того, чтобы можно было бы проводить исследования пищевых продуктов, например, на предприятии общественного питания или в продовольственном магазине.
Для возможности выполнения специальной программы для осуществления способа в инкубаторе 1, предпочтительно в автоматическом режиме, инкубатор 1 оснащен блоком управления 8. Блок управления 8 обеспечивает задание разных программ для того, чтобы можно было бы осуществлять по меньшей мере одну стадию инкубации и/или по меньшей мере одну стадию инактивации на основе программы инкубации и/или инактивации. Благодаря этому пользователь имеет возможность посредством блока управления 8 выбирать программу, например, особым образом ориентированную на конкретный пищевой продукт и/или микроорганизм, для того, чтобы таким образом можно было бы проводить предпочтительно в автоматическом режиме инкубацию, исследование и инактивацию пробы 7.
Инкубатор 1 оснащен также предохранительной блокировкой 9, адаптированной для того, чтобы закрывающий элемент 10 инкубатора 1 можно было бы открыть только после завершения блоком управления 8 заданной программы и/или после ввода уполномоченным пользователем кода для открывания, или после осуществления других действий по разблокированию. Особенно предпочтительным может быть вариант, в случае которого предохранительная блокировка 9 адаптирована для того, чтобы закрывающий элемент 10 после размещения пробоприемника 4 в камере 3 для размещения пробоприемника и закрытия камеры 3 для размещения пробоприемника, осуществляемого посредством закрывающего элемента 10, оставался заблокированным до завершения заданной программы, так что открытие перед осуществлением стадии инактивации для инактивации пробы 7, содержащейся в пробоприемнике 4, невозможно. Таким образом, это может предотвращать заражение вне инкубатора 1.
Для обеспечения возможности проводить исследование пробы 7 инкубатор 1 оснащен по меньшей мере одним измерительным устройством 11. Измерительное устройство 11 предпочтительно адаптировано для того, чтобы в непрерывном режиме осуществлять измерение по меньшей мере одного экспериментального параметра, в частности, во время выполнения заданной программы. При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого непрерывное измерение осуществляют во время программы инкубации. Измерение по меньшей мере одного экспериментального параметра может осуществляться при этом внутри пробоприемника 4, установленного в камере 3 для размещения пробоприемника. Это означает, что место измерения находится внутри пробоприемника 4, хотя измерительное устройство 11 расположено вне и/или внутри пробоприемника 4. Однако также может быть предусмотрен вариант, в случае которого измерительное устройство 11 имеет чувствительный элемент и/или датчик, который входит в пробоприемник 4 для того, чтобы обеспечивать возможность осуществлять там измерение по меньшей мере одного экспериментального параметра.
2
Измерительное устройство 11 предпочтительно адаптировано для того, чтобы определять один или несколько экспериментальных параметров, выбранных из группы, которую составляют оптическая плотность, цветная реакция, импеданс, значение pH, состав газа, в частности содержание кислорода и/или содержание CO в жидкости и/или в надосадочной жидкости, спектроскопическая характеристика, электрохимическая характеристика, превращение субстрата и/или химического реагента, флуоресценция, люминесценция, нуклеиновые кислоты и/или последовательность нуклеиновых кислот, клеточная масса, пептиды, белки. Таким образом, целесообразным может быть вариант, в случае которого инкубатор оснащен одним или несколькими измерительными устройствами 11 из группы, которую составляют блок хроматографирования, предпочтительно блок высокоэффективной жидкостной хроматографии и/или блок тонкослойной хроматографии, масс-спектрометр, блок иммунохроматографии с латеральным потоком, спектроскопический блок, предпочтительно блок спектроскопии комбинационного рассеяния и/или блок NIR-спектроскопии, блок измерения флуоресценции, блок измерения люминесценции, блок капиллярного электрофореза, блок определения характеристик белков, блок определения характеристик нуклеиновых кислот, блок иммуноферментного анализа, предпочтительно блок анализа с антителами и/или блок анализа с иммуногранулами.
Для того чтобы предпочтительно во время выполнения программы иметь возможность вводить химическое вещества и/или биологическую субстанцию в пробоприемник 4 и/или для того чтобы из пробоприемника 4 отбирать материал из пробы 7, содержащейся в инкубаторе 1, инкубатор 1 оснащен по меньшей мере одним отверстием 12. Предпочтительно закрываемое отверстие 12 благодаря своему исполнению со средством селективного отбора 13 обеспечивает только селективный отбор материала пробы, который не содержит микроорганизмов и, следовательно, является стерильным. Средство селективного отбора 13 может быть выполнено, например, в виде фильтра. При этом особенно предпочтительные варианты исполнения фильтра могут представлять собой фильтрующая мембрана и/или фильтрующая смола. Однако альтернативно или дополнительно средство селективного отбора 13 может быть выполнено также в виде очистной колонки. Для отбора и ввода предпочтительно предусматривают отдельно выполненное отверстие 12.
Как можно видеть на фиг. 1, по меньшей мере одно отверстие 12 расположено в закрывающем элементе 10. Таким образом, отверстие 12 максимально просто может быть доступным для пользователя, когда он осуществляет испытание. Отверстие 12 может быть герметично закрыто, например, уплотняющим средством. Особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого отверстие 12 предпочтительно может закрываться уплотняющим средством.
Инкубатор 1 оснащен также смотровым окном 14, через которое можно осуществлять оптическое измерение характеристик пробы 7. При этом проба 7 может анализироваться внутри пробоприемника 4, установленного в камере 3 для размещения пробоприемника. С этой целью инкубатор 1 оснащен оптическим чувствительным элементом 15, при этом посредством оптического чувствительного элемента 15 можно осуществлять оптическое измерение характеристик на пробе или в пробе 7. Оптический чувствительный элемент 15 может быть расположен внутри или вне камеры 3 для размещения пробоприемника, так как через смотровое окно 14 измерения можно выполнять также вне камеры 3 для размещения пробоприемника.
Для обеспечения как можно более хорошего смешивания пробы 7 со средой 38 инкубатор 1 оснащен встряхивающим и/или перемешивающим устройством 16.
Для обеспечения возможности обнаруживать процесс размножения и/или биохимическую активность по меньшей мере одного вида микроорганизмов 2 внутри пробоприемника 4, установленного в камере 3 для размещения пробоприемника, инкубатор 1 оснащен детектирующим устройством 17. Детектирующее устройство 17 может быть выполнено, например, в виде части измерительного устройства 11, причем пользователь может непосредственно видеть результат, свидетельствующий о том, идет ли процесс размножения и/или заметна ли биохимическая активность.
Инкубатор 1 оснащен также блоком инъектора 18, предусмотренным для подачи по меньшей мере одного вещества в пробоприемник 4. Таким образом, пользователь может предпочтительно без открытия инкубатора 1 вводить химическое вещество или биологическую субстанцию в пробоприемник 4 посредством блока инъектора 18, например, во время выполнения программы.
Блок управления 8 адаптирован для того, чтобы осуществлять регулирование одного или нескольких биологических и/или химических, и/или физических условий инкубации. Блок управления 8 может быть, например, адаптирован для того, чтобы иметь возможность регулировать одно или несколько условий инкубации из группы, которую составляют температура, давление, излучение, электронные составляющие, электрический ток, влажность воздуха, ускорение, частота вращения и/или встряхивания, состав атмосферы, значение pH и/или проводимость. Таким образом, благодаря инкубатору 1 можно осуществлять разные химические реакции и/или культивирование разных микроорганизмов.
Для обеспечения возможности посредством инкубатора 1 надежно инактивировать пробу 7, содержащуюся в пробоприемнике 4, устройство 6 для инактивации пробы может быть адаптировано для того, чтобы инактивировать пробу 7 одним или несколькими способами инактивации. При этом инактивация предпочтительно может осуществляться физической, механической, термической, химической, биологической инактивацией и/или инактивацией излучением. Термин "инактивация" может относиться к уничтожению микроорганизмов, инактивации вирусов и/или к обезвреживанию химического вещества.
Устройство 6 для инактивации пробы может быть выполнено, например, в виде по меньшей мере одного устройства, выбранного из группы, которую составляют автоклав, суховоздушный стерилизатор, блок газификации, блок облучения, микроволновый блок, электронно-лучевой блок, ультразвуковой блок, ваккуумный блок, блок кавитации, блок резания и/или блок подачи инактивирующего средства, предпочтительно для подачи химического вещества и/или биологической субстанции.
Для обеспечения особенно равномерного нагревания пробоприемника 4, установленного в камере 3 для размещения пробоприемника, нагревательное устройство 5 оснащено нагревательной манжетой 19, покрывающей камеру 3 для размещения пробоприемника на внутренней стороне. Таким образом, нагревательная манжета 19 окружает пробоприемник 4 в положении размещения, так что становится возможной равномерная теплоотдача.
Нагревательное устройство 5 содержит также нагревательную панель 20, которая может быть расположена в области дна камеры 3 для размещения пробоприемника и/или в закрывающем элементе 10 камеры 3 для размещения пробоприемника.
Инкубатор 1 оснащен блоком анализа 21. Блок анализа 21 обеспечивает проведение анализа на предмет того, была ли успешной инактивация пробы посредством устройства 6 для инактивации пробы. При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого блок анализа 21 сопряжен электронной цепью с блоком управления 8 и/или предохранительной блокировкой 9, так что открытие камеры 3 для размещения пробоприемника возможно только при успешной инактивации. Таким образом, предохранительная блокировка 9 остается активной до момента, когда посредством блока анализа 21 будет установлено, что инактивация пробы была успешной.
Если пробоприемник 4 внутри камеры 3 для размещения пробоприемника в инкубаторе 1 повреждается нежелательным образом так, что происходит утечка материала пробы 7, то благодаря уплотняющему элементу, который обеспечивает водонепроницаемое и/или паронепроницаемое, и/или воздухонепроницаемое, и/или стойкое к действию давления закрывание камеры 3 для размещения пробоприемника закрывающим элементом 10, может предотвращаться заражение окружающего пространства и находящегося поблизости персонала.
Инкубатор 1 оснащен устройством распознавания 22, которое распознает случаи, когда в камере 3 для размещения пробоприемника установлен пробоприемник, несовместимый с инкубатором 1, или совместимый пробоприемник 4 установлен в неправильном положении. При этом устройство распознавания может закрывать закрывающий элемент 10 и/или предотвращать активирование инкубатора 1. Это дает возможность избегать риска повреждения вследствие применения несовместимого пробоприемника или ненадлежащего использования инкубатора 1.
Инкубатор 1 оснащен исполнительным устройством 23, которое может взаимодействовать с открывающим элементом 34 и/или средством для открывания 37 на пробоприемнике 4. Таким образом, исполнительное устройство 23 может извне служить для того, чтобы открывать инактивирующую капсулу 34 и/или индикаторную капсулу 25 в пробоприемнике 4, когда инкубатор 1 закрыт и/или работает.
На фиг. 1 показан пример осуществления по настоящему изобретению способа исследования материала пробы 7, причем на первой стадии исследуемую пробу 7 перемещают в пробоприемник 4. Затем пробоприемник 4 закрывают и помещают в камеру 3 для размещения пробоприемника в инкубаторе 1. Далее камера 3 для размещения пробоприемника в инкубаторе 1 закрывается посредством закрывающего элемента 10 и блокируется посредством предохранительной блокировки 9. Затем при посредстве блока управления 8 может осуществляться программа инкубации, причем условия инкубации могут быть заданы произвольно или определены предварительно.
Во время выполнения программы инкубации анализ пробы 7 может осуществляться внутри пробоприемника 4 посредством измерительного устройства 11, 28. Это может, например, служить для обнаружения роста микроорганизмов 2 в пробе 7. Если, например, рост микроорганизмов 2 превышает принятое предельное значение, то пищевой продукт, из которого отобрана проба, должен быть утилизирован.
Во время осуществления стадии инкубации материал пробы 7 может быть отобран из пробоприемника 4 для того, чтобы иметь возможность проводить другие анализы отобранного материала пробы 7.
Во время выполнения программы инкубации и последующей программы инактивации камера 3 для размещения пробоприемника в инкубаторе 1 заблокирована, так что она не может быть открыта пользователем. После выполнения стадии инкубации выполняют программу инактивации для того, чтобы осуществить инактивацию материала пробы 7, содержащегося в пробоприемнике 4.
После окончания программы инактивации инкубатор 1 разблокируется, так что становится возможным доступ к пробоприемнику 4 в камере 3 для размещения пробоприемника и пробоприемник 4 может быть извлечен.
Затем пробоприемник 4 вместе с содержащейся в нем пробой 7 может быть утилизирован. Благодаря инактивации пробы 7, содержащейся в пробоприемнике 4, он может быть утилизирован с коммунальными отходами.
На фиг. 2-7 показан пример осуществления пробоприемника 4 по настоящему изобретению. Пробоприемник 4 предназначен для культивирования микроорганизмов 2 и/или для проведения химической реакции, предпочтительно биохимической реакции, в инкубаторе 1.
Пробоприемник 4 оснащен предохранительным затвором 27, посредством которого пространство 26 для размещения пробы может быть закрыто без возможности открытия. Это означает, что пространство 26 для размещения пробы после закрытия посредством предохранительного затвора 27 может быть открыто только путем разрушения пробоприемника 4, так как открытие пробоприемника 4 после закрытия не предусмотрено. Таким образом, это позволяет предотвращать ненадлежащее использование пользователем, так что необходимый стандарт безопасности может быть соблюден просто и заметно уменьшен риск заражения человека и окружающей среды.
Для обеспечения возможности использовать пробоприемник 4 в возможно большем числе разных программ инкубации и/или инактивации пробоприемник 4 посредством предохранительного затвора 27 может быть закрыт с обеспечением водонепроницаемости и/или паронепроницаемости, и/или воздухонепроницаемости, и/или стойкости к действию давления.
Пробоприемник 4 может быть оснащен перемешивающим устройством, выполненным, например, в виде магнитной перемешивающей палочки 41. Таким образом, например, сухая среда 38 может быть подготовлена в пробоприемнике 4 простым растворением при прибавлении воды или другого растворителя.
2
Пробоприемник 4 может быть оснащен собственным измерительным устройством 28, которое предпочтительно адаптировано для непрерывного выполнения измерения по меньшей мере одного экспериментального параметра. При этом измерительное устройство 28 может быть адаптировано, например, для того, чтобы определять один или несколько экспериментальных параметров, выбранных из группы, которую составляют оптическая плотность, цветная реакция, импеданс, значение pH, состав газа, в частности содержание кислорода и/или содержание CO в жидкости и/или в надосадочной жидкости, спектроскопическая или электрохимическая характеристика, превращение субстрата и/или химического реагента, флуоресценция, люминесценция, нуклеиновые кислоты и/или последовательность нуклеиновых кислот, клеточная масса, пептиды и/или белки. Таким образом, пробоприемник 4 может быть оснащен одним или несколькими измерительными устройствами 28 из группы, которую составляют блок иммунохроматографии с латеральным потоком, блок капиллярного электрофореза, блок определения характеристик белков, блок определения характеристик нуклеиновых кислот, блок иммуноферментного анализа, в частности блок анализа с антителами и/или блок анализа с иммуногранулами.
Для обеспечения возможности, например, вводить в закрытый пробоприемник 4 посредством блока инъектора 18 инкубатора 1 химическое вещество и/или биологическую субстанцию пробоприемник 4 оснащен шлюзовым каналом 29. Для обеспечения возможности препятствовать тому, чтобы микроорганизмы могли нежелательным образом мигрировать из пространства 26 для размещения пробы, шлюзовой канал 29 оснащен средством селективного отбора 30 для отделения микроорганизмов. Средство селективного отбора 30 может быть выполнено, например, в виде химического и/или биологического, и/или физического средства селективного отбора 30. Особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого средство селективного отбора 30 выполнено в виде фильтра, предпочтительно в виде фильтрующей мембраны и/или фильтрующей смолы. Однако средство селективного отбора 30 может быть выполнено также в виде очистной колонки. Шлюзовой канал 29 расположен в предохранительном затворе 27 пробоприемника 4. Как можно видеть на фиг. 1, шлюзовой канал 29 может быть выполнен в виде патрубка 42. Шлюзовой канал 29, выполненный в виде патрубка 42, может иметь преимущество, состоящее в том, что он может проходить через отверстие 12, выполненное на закрывающем элементе 10 инкубатора 1, и, таким образом, в рабочем положении по меньшей мере часть патрубка 42 выступает наружу из камеры 3 для размещения пробоприемника и/или находится за пределами камеры 3 для размещения пробоприемника. Таким образом, введение и/или отбор через шлюзовой канал 29 может осуществляться более просто. Шлюзовой канал 29 может быть закрыт, например, уплотняющим средством. Альтернативно или дополнительно шлюзовой канал 29 может быть адаптирован для того, чтобы в пробоприемнике 4 осуществлять выравнивание давления. С этой целью шлюзовой канал 29 может быть оснащен, например, клапаном, предпочтительно клапаном избыточного давления.
Пробоприемник 4 имеет форму, адаптированную к камере 3 для размещения пробоприемника в инкубаторе 1. При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого пробоприемник 4 по меньшей мере частично выполнен цилиндрической формы. Пробоприемник 4 имеет по меньшей мере одно светопроницаемое смотровое окно 32, так что можно осуществлять оптическое измерение на материале или в материале пробы 7, содержащейся в пробоприемнике 4, измерительным устройством 11, 28, расположенным вне пробоприемника 4. Смотровое окно 32 предпочтительно выполнено в боковой цилиндрической поверхности 31 пробоприемника 4.
Пробоприемник 4 содержит инактивирующую капсулу 24, расположенную внутри пространства 26 для размещения пробы. В инактивирующей капсуле 24 содержится инактивирующее средство 31, которое может представлять собой, например, реагент для стерилизации. Благодаря срабатыванию исполнительного устройства 23 на инкубаторе и/или открывающего элемента 34 на пробоприемнике 4 инактивирующее средство 33 может быть высвобождено из инактивирующей капсулы 24. При этом исполнительное устройство 23 может приводить в действие открывающий элемент 34, так что он пробивает стенку капсулы и/или открывает затвор 35 капсулы. Открывающий элемент 34 предпочтительно выполнен в виде штыря или штифта, расположенного внутри инактивирующей капсулы 24. Стенка капсулы выполнена упругой, так что, с одной стороны, обеспечивается некоторая ударопрочность, а с другой стороны, может обеспечиваться простое открывание посредством открывающего элемента 34.
Пробоприемник 4 содержит также индикаторную капсулу 25, расположенную внутри пространства 26 для размещения пробы. Индикаторная капсула 25 содержит средство обнаружения 36 для детектирования химического вещества и/или биологической субстанции. При этом особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого индикаторная капсула 25 предназначена для детектирования антигена и/или нуклеиновой кислоты, и/или последовательности нуклеиновых кислот. Индикаторная капсула может быть открыта благодаря срабатыванию исполнительного устройства 23 и/или средства для открывания 37. Благодаря срабатыванию исполнительного устройства 23 может срабатывать также средство для открывания 37, так что средство обнаружения 36 может быть высвобождено в пространство 26 для размещения пробы. При этом индикаторная капсула 25 выполнена из упругого материала. Это обстоятельство дает преимущество, состоящее в том, что, с одной стороны, она является ударопрочной, а с другой стороны, может быть просто открыта средством для открывания 37. Средство для открывания 37 предпочтительно выполнено в виде штыря и/или штифта. Особенно целесообразным может быть вариант, в случае которого индикаторная капсула 25 содержит тест-систему для иммунохроматографии с латеральным потоком, которая благодаря срабатыванию средства для открывания 37 может быть введена по меньшей мере частично в пространство 26 для размещения пробы. Средство обнаружения 36 альтернативно или дополнительно может представлять собой также химический реагент, который вступает в реакцию обнаружения. При этом реакция обнаружения может сопровождаться, например, обнаруживаемым изменением окраски.
На фиг. 1-7 показаны отдельные стадии манипуляций, которые могут быть осуществлены с пробоприемником 4.
На фиг. 3 материал пробы 7 сначала вводят в пространство 26 для размещения пробы в пробоприемнике 4.
После ввода материала пробы 7 в пробоприемник 4 предохранительный затвор 27 закрывают и блокируют, так что последующее открывание в дальнейшем становится невозможным (см. фиг. 4).
Как показано на фиг. 5, затем осуществляют стадию инкубации, во время которой посредством блока управления 8 могут регулироваться идеальные условия для реакции и/или роста.
На фиг. 6 показана стадия обнаружения. Благодаря срабатыванию средства для открывания 37 сначала высвобождается средство обнаружения 36, в частности тест-система для иммунохроматографии с латеральным потоком, в среду 38, причем затвор 35 капсулы открывается благодаря срабатыванию средства для открывания 37.
После проведения обнаружения, которое может проявляться, например, в виде изменения окраски, как показано на стадии 7, осуществляют стадию инактивации. При этом благодаря срабатыванию открывающего элемента 34 в инактивирующей капсуле 24 открывается затвор 35 капсулы за счет того‚ что средство для открывания 34 пробивает стенку капсулы. Затем инактивирующее средство 33, содержащееся в инактивирующей капсуле 24, может быть высвобождено в пространство 26 для размещения пробы, чтобы инактивировать содержащуюся в нем пробу 7 и содержащиеся в нем микроорганизмы 2.
Затем может быть утилизирован весь пробоприемник 4.
Для обеспечения возможности предотвращать ввод в камеру 3 для размещения в инкубаторе 1 несовместимого пробоприемника 4 или совместимого пробоприемника 4 в неправильном положении камера 3 для размещения пробоприемника снабжена направляющим устройством 39, а пробоприемник 4 имеет совместимое с ним ответное направляющее устройство 40. Благодаря направляющему устройству 39 и ответному направляющему устройству 40 может быть обеспечено надлежащее положение пробоприемника 4 при вводе в камеру 3 для размещения пробоприемника. Таким образом, ошибочная установка пробоприемника 4 в камере 3 для размещения пробоприемника исключается. В частности, при осуществлении движения пробоприемника внутри инкубатора 1 при ненадлежащем вводе пробоприемника 4 в камеру 3 для размещения пробоприемника может происходить повреждение пробоприемника 4 и соответственно утечка материала пробы.
Перечень обозначений
1
Инкубатор
2
Микроорганизмы
3
Камера для размещения пробоприемника
4
Пробоприемник
5
Нагревательное устройство
6
Устройство для инактивации пробы
7
Проба/материал пробы
8
Блок управления
9
Предохранительная блокировка
10
Закрывающий элемент
11
Измерительное устройство
12
Отверстие
13
Средство селективного отбора
14
Смотровое окно
15
Оптический чувствительный элемент
16
Встряхивающее и перемешивающее устройство
17
Устройство для детектирования
18
Блок инъектора
19
Нагревательная манжета
20
Нагревательная панель
21
Блок анализа
22
Устройство распознавания
23
Исполнительное устройство
24
Инактивирующая капсула
25
Индикаторная капсула
26
Пространство для размещения пробы
27
Предохранительный затвор
28
Измерительное устройство
29
Шлюзовой канал
30
Средство селективного отбора
31
Боковая цилиндрическая поверхность
32
Смотровое окно
33
Инактивирующее средство
34
Открывающий элемент
35
Затвор капсулы
36
Средство обнаружения
37
Средство для открывания
38
Среда
39
Направляющее устройство
40
Ответное направляющее устройство
41
Магнитная перемешивающая палочка
42
Патрубок.