[發(fā)明專利]用于具有比色傳感器的血培養(yǎng)瓶的檢測器裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280067584.3
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN104053991A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 布拉德福德·G·克萊
• 申請（專利權）人: 生物梅里埃有限公司
• 主分類號: G01N33/48
• 分類號: G01N33/48
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;鄭霞

背景

用于培養(yǎng)存在微生物的血液的瓶子以及用于以無創(chuàng)性方式分析這種瓶子的相關儀器在本領域中是已知的，并且在專利文獻中進行了描述。參見美國專利第5,858,769、5,795,773、4,945,060、5,094,955、5,164,796、5,217,876以及5,856,175號。上面列出的專利的瓶子和儀器已經(jīng)成功地通過本受讓人用商標BacT/ALERT進行了商業(yè)化。

在這些血培養(yǎng)儀器中描述的瓶子利用了置于瓶子的底部并且與所述樣品培養(yǎng)基接觸的比色傳感器，以確定細菌生長的存在/不存在。一旦在瓶子中存在的液體生長培養(yǎng)基中加入臨床/工業(yè)樣品并且發(fā)生繁殖，二氧化碳的濃度就會隨微生物數(shù)量的增加而增加；二氧化碳是細菌生長的呼吸作用的副產(chǎn)物。此外，還可以通過傳感器監(jiān)測與微生物生長有關的培養(yǎng)基pH的變化。在美國專利第4,945,060號中并且還在由Thorpe等人于1990年7月發(fā)表在臨床微生物學雜志的第1608-1612頁的文章“BacT/Alert:an?Automated?Colorimetric?Microbial?Detection?System”中描述了BacT/ALERT傳感器和監(jiān)測電子設備的基本操作。在此以引用方式并入了‘060專利以及Thorpe等人的文章。

附圖的圖1中示出了在‘060專利中描述的基本的比色傳感系統(tǒng)。紅色發(fā)光二極管(LED)(4)照射到BacT瓶子(1)的底部。比色傳感器(2)被放置在瓶子(1)的底部。LED光相對瓶子(1)的底表面為45度角照射到傳感器上。大多數(shù)的光穿透瓶子的結構并且照射到比色傳感器(2)上。一部分光將會從塑料瓶材料和45度角處的傳感器(2)反射到瓶子的底表面，但是沿與照射光相反的方向(例如，反射角等于入射角)。從傳感器的表面和內(nèi)部散射出了許多剩余的光。隨著瓶子中的CO₂百分比從0％變化到100％，傳感器(2)改變其顏色；相應地，傳感器的顏色從藍色變化到黃色。硅光電檢測器(5)“凝視”傳感器(2)中的來自LED的光與傳感器相互作用的區(qū)域(即，連續(xù)監(jiān)測散射的強度信號)。通過光電檢測器檢測到的散射光的強度是與瓶子(1)內(nèi)的CO₂水平成比例的。圖1還示出了相關聯(lián)的電子設備，所述電子設備包括電源(6)、電流-電壓轉(zhuǎn)換器(7)以及低通濾波器(8)。

圖2是由圖1的光電檢測器(5)接收到的信號的曲線圖。用光纖探針代替圖1中的光電檢測器(5)收集了數(shù)據(jù)。光纖探針通向可見光譜儀，其用強度(反射率單位)和波長的函數(shù)示出散射光。每條曲線的形狀是在指定的CO₂水平下的LED強度分布與比色傳感器(2)的反射率的卷積。

當圖1的硅光電檢測器(5)取代了光纖探針時，通過光電檢測器產(chǎn)生了與圖2中示出的積分的波長信號成比例的光電流。換句話說，硅光電檢測器(5)將頻譜響應積分成光電流。接著，使用跨阻放大器將該光電流轉(zhuǎn)換成電壓信號。

雖然圖1的BacT/ALERT傳感系統(tǒng)是魯棒性的并且已經(jīng)在血培養(yǎng)系統(tǒng)中成功使用了許多年，但是它確實有一些需要的地方。首先，如果血培養(yǎng)瓶(1)朝細胞移動(例如，沿z軸的位移，這樣其移離了光電檢測器的位置)，那么系統(tǒng)(如目前所實施了的)將該移動檢測為強度降低。然而，該強度降低被儀器解釋為瓶子中的CO₂水平降低，但實際上這可能沒有發(fā)生。由于該效應與瓶子的反射率隨二氧化碳含量增加(象征細菌生長)而增加的效應相反，故有可能系統(tǒng)將把平移的瓶視為沒有生長(即，假陰性情況)。

同樣，隨著臨床實驗室中的儀器的老化，光學系統(tǒng)可能積累了灰塵或者光學材料經(jīng)歷了透射率隨時間減小。例如，隨著塑料的老化，由于光效應、特別是由于累積的(灰塵)或者反復使用清潔劑，它們的透射率可能會減小。這些效應將不會影響讀數(shù)，但是將表現(xiàn)為響應于系統(tǒng)的漂移。定期校準檢查可以補償這種漂移。因此，存在長期感到但尚未滿足的需求，所述需求為擁有光學系統(tǒng)中的透射的實時監(jiān)測儀以及調(diào)節(jié)或者補償這些誤差源中的一些的功能，特別是在其中瓶子沒有被完全安裝在容器中并且其不在標稱位置或者起始位置(具有一定的遠離光檢測器裝置的Z軸位移)的情況下。

感興趣的其他現(xiàn)有技術包括以下美國專利：7,193,717、5,482,842、5,480,804、5,064,282、5,013,155、6,096,272、6,665,061、4,248,536、以及于1994年11月24日發(fā)表的公開的PCT申請WO?94/26874。

概述

本文公開了用于包含比色傳感器的血培養(yǎng)瓶的改進的檢測裝置。