BRPI1012879B1

BRPI1012879B1 - sistema e método para ventilação e amostragem automáticas de um recipiente de espécime de cultura

Info

Publication number: BRPI1012879B1
Application number: BRPI1012879-4A
Authority: BR
Inventors: S Ronsick Christopher; D Walsh John; Hyman Jones; s wilson Mark; J Robinson Ronnie
Original assignee: Bio Merieux Inc
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2019-10-29
Also published as: JP2015130864A; US10047387B2; WO2010132805A3; EP2430456B1; JP6019143B2; WO2010132805A2; US9574219B2; US8911987B2; US20100291615A1; AU2010248809A1; US20180298419A1; AU2010248809B2; CA2760982C; US8609024B2; CA2760982A1; CN102460177B; WO2010132823A2; US20100291618A1; CN102460177A; BRPI1012879A2

Abstract

"sistema e método para ventilação e amostragem automáticas de um recipiente de espécime de cultura" é revelado um aparelho para ventilação e/ou amostragem automatizada de um recipiente de espécime tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente. o aparelho inclui uma prateleira mantendo o recipiente de espécime; um dispositivo de ventilação e/ou amostragem tendo uma agulha, uma câmara em comunicação de fluido com a agulha e um orifício em comunicação de fluido com a câmara; um mecanismo de transferência robótico móvel em relação à prateleira; um aparelho de remoção da amostra preso no mecanismo de transferência robótico tendo aspectos de garra para segurar o dispositivo de ventilação. o aparelho de remoção da amostra e o mecanismo de transferência robótico são móveis em relação ao recipiente de espécime de modo a inserir automaticamente a agulha do dispositivo de ventilação através do fechamento do recipiente de espécime para ventilar, dessa maneira, o interior do recipiente de espécime e obter o equilibrio entre o interior do recipiente de espécime e a atmosfera e recolher uma porção da amostra do recipiente de espécime para dentro do dispositivo de ventilação e/ou amostragem.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA E MÉTODO PARA VENTILAÇÃO E AMOSTRAGEM AUTOMÁTICAS DE UM RECIPIENTE DE ESPÉCIME DE CULTURA”

Referência cruzada com pedidos relacionados

Esse pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C. § 119(e) para o pedido provisório US no. serial 61/216.339, depositado em 15 de maio de 2009, o conteúdo do qual é incorporado por referência aqui.

Precedentes

Essa invenção é direcionada para métodos automatizados e aparelho para obter uma amostra de um recipiente de espécime usado para cultivar uma amostra e para ventilar o recipiente para a atmosfera.

Instrumentos existem atualmente no mercado nos E.U.A. que detectam o crescimento e, portanto, a presença de um micro-organismo em uma amostra sanguínea. Tal instrumento é o instrumento BacT/ALERT 3D do presente procurador bioMérieux, Inc.. O instrumento recebe um frasco com cultura de sangue contendo uma amostra sanguínea, por exemplo, de um paciente humano. O instrumento incuba o frasco. Periodicamente durante a incubação, uma unidade de detecção ótica na incubadora analisa um sensor colorimétrico incorporado no frasco para detectar se o crescimento microbiano ocorreu dentro do frasco. A unidade de detecção ótica, os recipientes de espécime e os sensores são descritos na literatura de patente, ver patentes U.S. 4.945.060, 5.094.955, 5.162.229, 5.164.796, 5.217.876, 5.795.773 e 5.856.175, o conteúdo completo de cada uma das quais é incorporado por referência aqui. Outra técnica anterior de interesse relacionada geralmente com a detecção de micro-organismos em uma amostra biológica inclui as patentes seguintes: U.S. 5.770.394, U.S. 5.518.923, U.S. 5.498.543, U.S. 5.432.061, U.S. 5.371.016, U.S. 5.397.709, U.S. 5.344.417, U.S. 5.374.264, U.S. 6.709.857 e U.S. 7.211.430.

Nos instrumentos de detecção, tal como BacT/ALERT 3D e instrumentos similares, depois que o frasco da cultura sanguínea foi ensaiado positivo para a presença do micro-organismo, é difícil obter um alto nível de caracterização do agente microbiano, ou a identificação das espécies do agente microbiano, devido à interferência dos componentes do sangue e artefatos do sistema descartável (por exemplo, frasco) contendo a amostra. Portanto, métodos atuais usam um frasco ou outro recipiente descartável adequado e um instrumento relacionado para o crescimento natural e a detecção de um micro-organismo na amostra, como descrito acima. Depois que o instrumento indica que o frasco é positivo para a presença de um agente microbiano, de acordo com os métodos atuais, o frasco “positivo” é

2/69 manualmente recuperado do instrumento e uma porção da amostra é manualmente removida do frasco e cultivada em uma placa de ágar. Existem instrumentos na técnica que automatizam o riscamento de um meio de amostra em uma placa de cultura e a incubação da placa. Tal instrumento é descrito na Patente U.S. 6.617.146. Depois do riscamento, a placa é manualmente colocada em uma incubadora e periodicamente inspecionada com relação ao crescimento de uma subcultura do micro-organismo. Depois que a subcultura se desenvolveu suficientemente, uma amostra da cultura é retirada da placa e colocada em um tubo de ensaio. O tubo de ensaio é então introduzido em ainda outro instrumento para ensaio de identificação através de um cartão de amostra de ensaio descartável tendo vários poços individuais. Os cartões de ensaio descartáveis são conhecidos na literatura de patente, ver, por exemplo, Patentes U.S. 4.118.280, 3.963.355, 4.018.65, 4.116.775 e 4.038.151, 5.609.828, 5.746.980, 5.766.553, 5.843.380, 5.869.005, 5.916.812, 5.932.177, 5.951.952 e 6.045.758, o conteúdo completo das quais é incorporado por referência aqui.

O cartão da amostra de ensaio é então processado em um instrumento analítico conhecido na técnica como o instrumento VITEK 2 do procurador. O instrumento VITEK 2 incuba e lê periodicamente os poços do cartão da amostra de ensaio com uma unidade leitora. O crescimento da amostra em um ou mais dos poços dos cartões resulta na identificação do agente microbiano. O instrumento VITEK 2 é descrito na literatura de patente, ver, por exemplo, Patentes U.S. 5.762.873 e 6.086.824, o conteúdo das quais é incorporado por referência aqui.

Esse processo completo do momento da introdução da amostra no frasco de coleta do sangue até a cultura, detecção da presença do microorganismo e depois identificação do micro-organismo pelo instrumento VITEK 2 demora tipicamente 2-5 dias. As etapas de identificação somente, que ocorrem depois da detecção do frasco positivo, ocupa tipicamente 1-3 desses dias.

Benefícios clínicos substanciais, e potencialmente de salvamento de vida, para um paciente são possíveis se o tempo que demora para a detecção e a identificação de um agente microbiano em uma amostra de sangue e relato dos resultados para um médico pudesse ser reduzido dos atuais 2-5 dias para menos do que um dia. Um sistema que satisfaça essa necessidade não foi possível até agora na técnica. Entretanto, tal identificação e/ou caracterização rápida de um agente microbiano em uma amostra biológica, tal como uma amostra sanguínea, se torna possível por essa invenção.

Os métodos e aparelho dessa revelação são úteis por seus

3/69 próprios méritos; entretanto, eles são particularmente úteis quando implementados em um instrumento para rapidamente identificar e/ou caracterizar um agente microbiano como descrito no nosso pedido provisório anterior, no pedido de patente copendente N° de série____________, documento de procuração No. 09-271-US, depositado na mesma data que esse pedido e nas modalidades reveladas aqui.

Sumário

Em um aspecto, é fornecido um aparelho para ventilação automatizada de um recipiente de espécime tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente. O aparelho inclui uma prateleira mantendo o recipiente de espécime; um dispositivo de ventilação tendo uma agulha, uma câmara em comunicação de fluido com a agulha e um orifício em comunicação de fluido com a câmara; um mecanismo de transferência robótico móvel em relação à prateleira e um aparelho de remoção da amostra preso no mecanismo de transferência robótico tendo aspectos de garra para segurar o dispositivo de ventilação. O aparelho de remoção da amostra e o mecanismo de transferência robótico são móveis em relação ao recipiente de espécime de modo a inserir automaticamente a agulha do dispositivo de ventilação através do fechamento do recipiente de espécime para ventilar, dessa maneira, o interior do recipiente de espécime e obter o equilíbrio entre o interior do recipiente de espécime e a atmosfera.

Em outro aspecto, um método automatizado é revelado para ventilar um recipiente de espécime na forma de um frasco tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente, compreendendo as etapas de: manter o frasco em uma prateleira; automaticamente e com a ajuda do aparelho robótico agarrar um dispositivo de ventilação tendo uma agulha, uma câmara conectada na agulha e um orifício unido na câmara; mover automaticamente o aparelho robótico de modo a colocar o dispositivo de ventilação em uma posição próxima do frasco na prateleira; inserir automaticamente a agulha do dispositivo de ventilação através do fechamento, de modo a colocar a agulha no interior do frasco e trazer o interior do recipiente de espécime para o equilíbrio com a atmosfera através da agulha, câmara e orifício.

Em outro aspecto, é revelado um aparelho para a amostragem automatizada de um recipiente de espécime tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente. O aparelho inclui uma prateleira mantendo o recipiente de espécime; um dispositivo de amostragem tendo uma agulha, uma câmara em comunicação de fluido com a agulha e um orifício em comunicação de fluido com a câmara; um mecanismo de transferência robótico móvel em relação à

4/69 prateleira; um aparelho de remoção da amostra preso no mecanismo de transferência robótico tendo aspectos de garra para segurar o dispositivo de amostragem e um sistema pneumático unido no orifício do dispositivo de amostragem. O aparelho de remoção da amostra e o mecanismo de transferência robótico são móveis, de modo a inserir automaticamente a agulha do dispositivo de amostragem através do fechamento do recipiente de espécime, o sistema pneumático operativo para puxar uma porção de uma amostra contida dentro do recipiente de espécime para dentro da câmara do dispositivo de amostragem através da agulha.

Em ainda outro aspecto, é revelado um método automatizado para amostragem de um recipiente de espécime na forma de um frasco tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente. O método inclui as etapas de (a) manter o frasco em uma prateleira; (b) automaticamente e com a ajuda do aparelho robótico segurar um dispositivo de amostragem tendo uma agulha, uma câmara unida na agulha e um orifício unido na câmara; (c) mover automaticamente o aparelho robótico, de modo a colocar o dispositivo de amostragem em uma posição próxima do frasco na prateleira; (d) inserir automaticamente a agulha do dispositivo de amostragem através do fechamento, de modo a colocar a agulha no interior do frasco e (e) aplicar vácuo no orifício do dispositivo de amostragem de modo a puxar uma porção de uma amostra contida no frasco para dentro do dispositivo de amostragem.

Em ainda outro aspecto, é revelado um dispositivo de amostragem para um recipiente de espécime tendo um fechamento, por exemplo, septo, vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente. O dispositivo de amostragem inclui uma agulha e um corpo unido na agulha definindo uma câmara em comunicação de fluido com a agulha. O corpo inclui o orifício que forma uma abertura no corpo, o orifício em comunicação de fluido com a câmara.

Em uso, o orifício proporciona um aspecto de fixação para receber um tubo unindo o dispositivo de amostragem em um sistema pneumático. Junto com o sistema pneumático, quando a agulha é inserida no recipiente de espécime, o orifício pode ser usado para ventilar o recipiente de espécime para a atmosfera ou receber vácuo e, dessa maneira, remover uma porção da amostra dentro do recipiente de espécime e manter a porção na câmara do dispositivo de amostragem.

O dispositivo de amostragem pode incluir diversos aspectos opcionais, incluindo um filtro hidrofóbico colocado dentro do corpo próximo ao orifício; um revestimento para a agulha e um agente lítico seletivo armazenado dentro da

5/69 câmara do dispositivo de amostragem. O dispositivo de amostragem pode incluir um tubo tendo uma primeira extremidade unida no orifício e uma segunda extremidade unida em um sistema pneumático aplicando seletivamente vácuo ao tubo, por exemplo, para retirar uma porção da amostra do recipiente de espécime.

Em uma configuração, o dispositivo de amostragem é na forma de um corpo alongado semelhante a uma seringa tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta, a primeira extremidade unida na agulha, a câmara formada entre a primeira e a segunda extremidades e o orifício fica próximo da segunda extremidade. Outras configurações do dispositivo de amostragem são também consideradas, incluindo configurações nas quais o dispositivo de amostragem também serve a uma segunda função, a saber, para separar e concentrar um agente microbiano dentro do dispositivo.

Em outro aspecto, a invenção pode adotar a forma de um cassete mantendo vários dispositivos de amostragem como descrito acima. O cassete pode também ser configurado para manter vários dispositivos de separação descartáveis também.

Em ainda outro aspecto, um aparelho de amostragem é revelado na forma de um cassete formando um suporte para receber vários dispositivos de amostragem, cada um dos dispositivos de amostragem compreendendo uma agulha, um corpo unido na agulha e definindo uma câmara em comunicação de fluido com a agulha, o corpo ainda compreendendo um orifício formando uma abertura no corpo, o orifício em comunicação de fluido com a câmara, em que o corpo compreende um corpo alongado semelhante a uma seringa tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta, a primeira extremidade unida na agulha, a câmara formada entre a primeira e a segunda extremidades e em que o orifício fica próximo da segunda extremidade e em que os dispositivos de amostragem são recebidos no cassete com a segunda extremidade estendida para cima do cassete para facilitar a captura de um individual dos dispositivos de amostragem com o aparelho de garra robótico.

Em ainda outro aspecto, um dispositivo revelado que é configurado para ambos amostrar um recipiente de espécime tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente e para a separação e a concentração de um agente microbiano presente em uma amostra de ensaio retirada do recipiente de espécime. O dispositivo inclui uma agulha, um corpo unido na agulha e definindo uma câmara lítica em comunicação de fluido com a agulha, o corpo ainda compreendendo um orifício formando uma abertura no corpo, o orifício em

6/69 comunicação de fluido com a câmara lítica, uma câmara de separação em comunicação com a câmara lítica e uma válvula ou semelhante unindo a câmara lítica com a câmara de separação. A câmara lítica pode ser pré-carregada com um agente lítico seletivo que é usado para quebrar as células do agente não microbiano presentes em uma amostra de ensaio retirada do recipiente de espécime. Alternativamente, o agente lítico seletivo pode ser carregado na câmara lítica no momento do uso.

Breve descrição dos desenhos

A descrição detalhada seguinte faz referência às figuras do desenho anexas. É planejado que as modalidades e as figuras reveladas aqui sejam consideradas ilustrativas e oferecidas por meio de exemplo ao invés de restritivas. Em particular, o aparelho de ventilação e amostragem inventivo dessa revelação será descrito em conjunto com várias modalidades de um instrumento automatizado para identificação e/ou caracterização rápida de um agente microbiano dentro de um recipiente de espécime. Esse ambiente para uso do aparelho dessa revelação é oferecido por meio de exemplo e não limitação.

A figura 1 é um diagrama de blocos de um instrumento automatizado para identificação e/ou caracterização rápida de um agente microbiano presente em uma amostra. Os aspectos de ventilação e amostragem dessa revelação são implementados no instrumento da figura 1; entretanto, eles poderíam ser implementados em outros instrumentos ou em instrumentos de identificação com configurações diferentes.

A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma configuração possível do instrumento mostrado na figura 1. O instrumento inclui uma prateleira para manter os recipientes de espécime, um cassete de descartáveis (incluindo dispositivos de amostragem e dispositivos de separação), um mecanismo de transferência robótico, um aparelho de remoção da amostra, um dispositivo de separação e concentração na forma de uma centrífuga e um módulo (estação de leitura) de identificação e/ou caracterização operando para interrogar um dispositivo de separação contendo um agente microbiano concentrado para identificação e/ou caracterização do agente microbiano. Em uma modalidade possível, o instrumento da figura 2 poderia ser integrado com um instrumento de detecção automatizado (ver figuras 28, 47-48 abaixo), em cujo caso a prateleira para os recipientes de espécime é a mesma estrutura que mantém os recipientes de espécime durante as operações de detecção. Alternativamente, o instrumento de identificação e/ou caracterização fica localizado remotamente, mas unido em um instrumento de detecção automatizado

7/69 como mostrado na figura 47 e descrito no nosso pedido provisório anterior e pedido de patente US copendente No. de Série__________, documento de procuração No. 09271-US, depositado na mesma data que esse pedido.

A figura 3 é uma vista plana superior do instrumento de identificação e/ou caracterização da figura 2, mostrando a prateleira de recipientes de espécime positivo em uma posição para incubação.

A figura 4 é uma vista plana superior do instrumento da figura 2, mostrando a prateleira para os recipientes de espécime positivo movida para uma posição para retirada da amostra do frasco para ensaio de identificação e/ou caracterização.

A figura 5 é outra vista em perspectiva da modalidade das figuras 2-4.

A figura 6 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de separação que é usado em conjunto com o instrumento de identificação/caracterização da figura 1. O dispositivo de separação recebe uma porção da amostra de um recipiente de espécime positivo. O agente microbiano fica concentrado no fundo de um tubo capilar localizado no dispositivo de separação na maneira descrita aqui. O agente microbiano concentrado é então interrogado por um módulo de leitura de identificação e/ou caracterização para caracterizar e/ou identificar o agente microbiano.

A figura 7 é uma vista em perspectiva do dispositivo de separação da figura 6.

A figura 8 é uma vista do corte do dispositivo de separação das figuras 6 e 7.

A figura 9 é uma vista do corte de uma tampa de extremidade que é encaixada na extremidade inferior do dispositivo de separação das figuras 6-8.

A figura 10 é uma vista do corte do dispositivo de separação da figura 6, mostrando o agente microbiano concentrado no tubo capilar no dispositivo de separação depois da centrifugação.

A figura 11 é uma ilustração esquemática do agente microbiano concentrado do dispositivo de separação da figura 6 sendo interrogado pelo módulo de identificação/caracterização ou leitura.

A figura 12 é uma vista em perspectiva de uma modalidade alternativa do dispositivo de separação da figura 6.

A figura 13 é um corte do dispositivo de separação da figura 12.

8/69

A figura 14 é uma ilustração de uma modalidade de um dispositivo de amostragem descartável que é usado dentro do instrumento de identificação e/ou caracterização.

A figura 15 é uma vista em perspectiva detalhada mostrando a operação do aparelho de remoção da amostra no instrumento de identificação e/ou caracterização para pegar um dos dispositivos de amostragem da figura 14 de um cassete dos dispositivos descartáveis. O cassete inclui vários dispositivos de separação das figuras 6 ou 12 e vários dispositivos de amostragem da figura 14.

A figura 16 é uma vista em perspectiva detalhada mostrando a operação do aparelho de remoção da amostra para esterilizar a rolha em cima do recipiente de detecção e ventilar o recipiente de detecção.

A figura 17 é uma ilustração mais detalhada do aparelho de remoção da amostra na posição mostrada na figura 16.

A figura 18 é uma vista em perspectiva detalhada mostrando a operação do aparelho de remoção da amostra para retirar uma porção da amostra dentro do recipiente de detecção em um dos dispositivos de amostragem descartáveis da figura 14.

A figura 19 é uma ilustração mais detalhada do aparelho de remoção da amostra na posição da figura 18.

As figuras 20A-20C são três vistas em perspectiva do aparelho de remoção da amostra mostrando as operações de preparação da amostra em um dos dispositivos de separação e transferência do dispositivo de amostragem para o recipiente de refugo.

A figura 21 é a sequência das vistas em perspectiva do aparelho de remoção da amostra mostrando as operações de transferência do dispositivo de separação para a estação de separação e concentração e interrogação ótica do dispositivo de separação no módulo de identificação e/ou caracterização.

A figura 22 é uma ilustração mais detalhada da estação de separação e concentração e do módulo de identificação e/ou caracterização.

A figura 23 é uma sequência de três vistas em perspectiva do instrumento de identificação e/ou caracterização mostrando as operações de pegada do dispositivo de separação, transferência do dispositivo de separação para o recipiente de refugo e colocação do dispositivo de separação no recipiente de refugo.

A figura 24 é uma ilustração mais detalhada da operação de colocação do dispositivo de separação no recipiente de refugo.

A figura 25 é um diagrama de blocos de uma configuração

9/69 alternativa do instrumento de identificação e/ou caracterização no qual o agente microbiano concentrado é removido do dispositivo de separação e analisado depois da remoção. A análise poderia ser executada por qualquer um de diversos tipos diferentes de sistemas ou unidades, incluindo uma unidade de ensaio diagnóstico molecular, uma unidade de espectrometria de massa ou um dispositivo de ensaio de identificação microbiana e instrumento de processamento associado.

As figuras 26A-26C são um diagrama de fluxo mostrando as etapas executadas na operação tanto da detecção automática da presença de um agente microbiano em um recipiente de espécime (figura 26A) quanto de identificação e/ou caracterização automática do agente microbiano (figuras 26B e 26C).

A figura 27 é uma vista em perspectiva de uma segunda modalidade de um instrumento para identificação e/ou caracterização rápida e automatizada de um agente microbiano em uma amostra.

A figura 28 é uma vista em perspectiva do instrumento da figura 27, mostrando uma configuração possível das prateleiras para manter os recipientes de espécime. Na modalidade da figura 28, as prateleiras incluem aspectos para incubação dos recipientes de espécime, agitação dos recipientes de espécime e detecção automatizada do crescimento microbiano dentro dos recipientes de espécime. Assim, a figura 28 mostra uma modalidade na qual os instrumentos automatizados de detecção e identificação podem ser combinados em um único instrumento.

A figura 29 é outra vista em perspectiva das modalidades das figuras 27 e 28. Um robô de eixo geométrico múltiplo é usado para acessar os recipientes de espécime e executar a operação de amostragem usando dispositivos de amostragem descartáveis.

A figura 30 é uma vista em perspectiva de cassetes mantendo dispositivos de amostragem descartáveis e dispositivos de separação descartáveis, que podem ser usados nos instrumentos de qualquer uma das figuras 2-5 ou 27-29.

A figura 31 é uma vista em perspectiva de um robô de eixo geométrico múltiplo usado na modalidade da figura 29.

A figura 32 é uma vista em perspectiva de uma modalidade alternativa de um dispositivo de amostragem descartável, apresentando uma variação no projeto geral mostrado na figura 14.

A figura 33 é uma vista do corte do dispositivo de amostragem da figura 32.

A figura 34 é uma vista em perspectiva detalhada da

10/69 extremidade distai do braço do robô da figura 31 mostrado segurando o dispositivo de amostragem da figura 32.

A figura 35 é outra vista em perspectiva detalhada da extremidade distai do braço do robô da figura 31 mostrado segurando o dispositivo de amostragem da figura 32.

A figura 36 é uma vista em perspectiva do conjunto de bomba no robô da figura 31 que opera para produzir vácuo e pressão positiva para o dispositivo de amostragem a fim de (a) retirar uma pequena porção da amostra de um dos recipientes de espécime e (b) preparar a amostra (opcionalmente depois de quebrar a amostra) em um dos dispositivos de separação descartáveis das figuras 6 e 30.

A figura 37 é uma vista em perspectiva do robô da figura 31 executando uma operação de amostragem em um dos recipientes de espécime usando o dispositivo de amostragem da figura 32.

A figura 38 é uma vista mais detalhada da operação de amostragem mostrada na figura 37.

A figura 39 é uma vista em perspectiva do dispositivo de amostragem da figura 32 sendo colocado em um criador de vórtice mostrado nas figuras 26 e 27 a fim de facilitar a quebra dos componentes celulares na amostra retirada de um dos recipientes de espécime.

A figura 39A é uma vista em perspectiva do criador de vórtice tendo um aquecedor espiral opcional ao redor do suporte do dispositivo de amostragem a fim de aquecer o suporte e manter a amostra dentro do dispositivo de amostragem em 37 graus C.

A figura 40 é uma vista em perspectiva do dispositivo de amostragem da figura 32 sendo mantido pela mão do robô durante a operação de criação de vórtice.

As figuras 41A e 41B são vistas lateral e do corte do criador de vórtice e dispositivo de amostragem.

As figuras 42A e 42B são vistas do corte e em perspectiva de um suporte para o dispositivo de amostragem incorporado no criador de vórtice.

As figuras 43A, 43B e 43C são vistas do corte, lateral e em perspectiva, respectivamente, do dispositivo de amostragem e do dispositivo de separação antes da introdução da amostra do dispositivo de amostragem no dispositivo de separação. A figura 43D é outra vista em perspectiva do dispositivo de amostragem e separação, com o revestimento de borracha da agulha no dispositivo de

11/69 amostragem mostrado parcialmente removido a fim de mostrar a agulha do dispositivo de amostragem.

A figura 44 é uma vista em perspectiva do dispositivo de amostragem na posição para injetar uma porção da amostra no dispositivo de separação.

A figura 45 é uma vista lateral da operação de injeção mostrada na figura 44.

A figura 46 é uma vista do corte dos dispositivos de amostragem e separação mostrando a operação de injeção.

A figura 46A é uma vista detalhada do copo e suporte do copo da figura 27, mostrando o copo recebendo um dos dispositivos de separação; a figura 46B mostra um dispositivo de separação sendo inserido no copo da figura 46A; a figura 46C é um corte do suporte do copo, copo e dispositivo de separação da figura 46A.

A figura 47 é uma representação esquemática de um instrumento de detecção para detecção de um agente microbiano em uma amostra biológica unida em um instrumento automatizado de identificação e/ou caracterização através de um transportador.

A figura 48 é uma representação esquemática de um instrumento automatizado combinado de detecção e identificação que recebe recipientes de espécime em um modo automatizado, por exemplo, através de um transportador.

A figura 49 é uma representação esquemática de um instrumento automatizado combinado de detecção e identificação que recebe recipientes de espécime manualmente de um usuário, por exemplo, através da abertura de uma porta em um painel frontal do instrumento. A modalidade da figura 49 poderia ser implementada, por exemplo, usando a disposição mostrada na figura 27.

A figura 50 é um diagrama de blocos esquemático mostrando um sistema de computador controlando a operação do instrumento das figuras 27-46.

A figura 51 é uma vista em perspectiva de uma segunda modalidade de um dispositivo de separação que pode ser usado em conjunto com o instrumento de identificação/caracterização da figura 1. O dispositivo de separação dessa modalidade tem uma câmara lítica separada e uma câmara de separação separada que são unidas por um canal de fluxo do fluido.

A figura 52 é uma vista em perspectiva da modalidade do dispositivo de separação da figura 51, mostrando uma placa superior e placa de base

12/69 separadas do dispositivo de separação.

A figura 53 é uma vista superior da porção de corpo da modalidade do dispositivo de separação mostrado na figura 51.

A figura 54 é uma vista do corte ao longo da linha A-A da modalidade do dispositivo de separação mostrado na figura 53.

A figura 55 é uma vista do corte ao longo da linha B-B da modalidade do dispositivo de separação mostrado na figura 53.

A figura 56 é uma vista em perspectiva de um dispositivo combinado de amostragem e separação que pode ser usado em conjunto com o instrumento de identificação/caracterização da figura 1.

A figura 57 é uma vista frontal do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 56 com uma válvula constritíva mostrada na posição aberta.

A figura 58 é uma vista do corte do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 57 com a válvula constritíva mostrada na posição aberta.

A figura 59 é uma vista frontal do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 56 com uma válvula constritíva mostrada na posição fechada.

A figura 60 é uma vista do corte do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 58 com a válvula constritíva mostrada na posição fechada.

A figura 61 é uma vista em perspectiva de uma segunda modalidade de um dispositivo combinado de amostragem e separação.

A figura 62 é uma vista do corte do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 61.

A figura 63 é uma vista do corte da válvula mostrada na figura 62.

A figura 64 é uma vista lateral de uma terceira modalidade de um dispositivo combinado de amostragem e separação que pode ser usado em conjunto com o instrumento de identificação e/ou caracterização da figura 1.

A figura 65 é uma vista do corte do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 64.

A figura 66 é uma vista explodida do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 64.

A figura 67 é uma vista em perspectiva de uma terceira

13/69 modalidade de um dispositivo combinado de amostragem e separação que pode ser usado em conjunto com o instrumento de identificação/caracterização da figura 1.

A figura 68A é uma vista lateral do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 67.

A figura 68B é uma vista do corte do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 68A.

A figura 69A é uma vista lateral do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 67.

A figura 69B é uma vista do corte do dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado na figura 69A.

Descrição detalhada

I. Visão geral

Um instrumento automatizado é descrito aqui que proporciona uma nova arquitetura e método para a identificação e/ou caracterização automatizadas de um agente microbiano em uma amostra do espécime, por exemplo, amostra biológica. O instrumento de identificação e/ou caracterização 104 é mostrado na forma de diagrama de blocos na figura 1. Duas modalidades são descritas aqui em mais detalhes, uma primeira modalidade descrita em conjunto com as figuras 2-26 e uma segunda modalidade descrita em conjunto com as figuras 27-46. As modalidades do instrumento 104 operam em um recipiente de espécime 500 (figura 1) contendo uma amostra. Em um exemplo, o recipiente de espécime 500 é um frasco de cultura padrão, por exemplo, um frasco de cultura de sangue, para conter uma amostra do espécime nele, por exemplo, uma amostra de sangue.

Os aspectos de ventilação e amostragem dessa invenção são incluídos como aspectos do instrumento 104, como será evidente a partir da discussão seguinte.

Em geral, qualquer tipo de amostra que possa conter um agente microbiano, por exemplo, bactérias, fungos ou espécies de levedura, pode ser ensaiado no instrumento 104, tal como, por exemplo, amostras biológicas. Por exemplo, a amostra do espécime pode ser uma amostra clínica ou não clínica suspeita de conter um ou mais agentes microbianos. Amostras clínicas, tais como um fluido corpóreo, incluem, mas não são limitados a, sangue, soro, plasma, frações do sangue, fluidos das juntas, urina, sêmen, saliva, fezes, fluido cérebroespinhal, conteúdos gástricos, secreções vaginais, homogeneizados do tecido, aspirados da medula óssea, homogeneizados do osso, catarro, aspirados, chumaços de algodão e enxagues de chumaços de algodão, outros fluidos corpóreos e assim por diante. Amostras não

14/69 clínicas que podem ser ensaiadas incluem, mas não são limitadas a, gêneros alimentícios, bebidas, remédios, cosméticos, água (por exemplo, água potável, água não potável e água de despejo), balastros de água do mar, ar, solo, água de esgoto, material de planta (por exemplo, sementes, folhas, caules, raízes, flores, fruto), produtos do sangue (por exemplo, plaquetas, soro, plasma, frações da célula sanguínea branca, etc.), amostras de órgão ou tecido de doador, amostras de guerra biológica e assim por diante.

Uma configuração possível para o instrumento 104 dessa revelação está em um sistema combinado que integra a detecção de um agente microbiano em um recipiente de espécime com a identificação e/ou caracterização automática do agente microbiano. Tal abordagem combinada é descrita no pedido provisório anterior e no pedido de patente copendente N° de série ________, documento de procuração No. 09-271-US, depositado na mesma data que esse pedido. Essa abordagem combinada é também descrita em conjunto com a modalidade da figura 27.

Nessa configuração, um recipiente de espécime 500 (figura 1) é inoculado com uma amostra do espécime (por exemplo, amostra clínica ou não clínica) e carregado/descarregado para dentro/para fora de um instrumento de detecção automatizado 102 (por exemplo, figura 47). Depois de um intervalo de tempo suficiente para permitir o aumento natural do micro-organismo (esse intervalo de tempo varia de espécie para espécie), o recipiente de espécime é ensaiado dentro do instrumento de detecção 102 com relação à presença de um micro-organismo. O ensaio ocorre em uma base periódica, de modo que tão logo o recipiente de espécime seja ensaiado positivo, ele pode ser transferido para o instrumento de identificação e/ou caracterização 104 para análise adicional da amostra do espécime.

A detecção pode ser realizada usando uma variedade de tecnologias, tal como o sensor colorimétrico descrito na literatura de patente (ver Patentes U.S. 4.945.060, 5.094.955, 5.162.229, 5.164.796, 5.217.876, 5.795.773 e 5.856.175). A detecção podería também ser realizada usando fluorescência intrínseca do micro-organismo, detecção de mudanças na dispersão ótica dos meios ou detecção na geração de orgânicos voláteis nos meios ou espaço vazio. Essas práticas são conhecidas na técnica e descritas na literatura de patente previamente citada na seção de Precedentes desse documento.

Depois que um recipiente de espécime 500 é detectado como positivo no instrumento de detecção automatizado 102 (ver figura 47), o instrumento de detecção 102 notificará o operador através de um indicador (por exemplo, aviso

15/69 visual) ou através de uma notificação no monitor da interface do usuário ou por outro modo. O sistema pode ser configurado para analisar automaticamente um recipiente de espécime positivo ou exigir o conhecimento do usuário final antes da análise da amostra no instrumento de identificação/caracterização 104 descrito abaixo. Com a caracterização automática, seria possível notificar o médico imediatamente através de meio eletrônico sobre os resultados do sistema de identificação/caracterização.

Depois que um recipiente de espécime é determinado como sendo positivo no instrumento de detecção 102, o recipiente de espécime positivo é retirado ou transferido para o instrumento de identificação e/ou caracterização 104 descrito abaixo. Ver figura 47. A maneira na qual isso é realizado pode variar amplamente dependendo da configuração física dos instrumentos de detecção e identificação/caracterização 102 e 104. Um exemplo de como isso pode ser realizado é descrito abaixo em conjunto com a figura 27.

Com referência agora em particular à figura 1, um recipiente de espécime ou frasco 500 é recebido no instrumento de identificação e/ou caracterização 104, em um modo automatizado ou manual. A maneira na qual isso ocorre não é particularmente importante e pode variar amplamente dependendo da configuração do instrumento 104. O recipiente de espécime 500 é colocado em uma estrutura de sujeição adequada ou prateleira 1906 no instrumento de identificação e/ou caracterização 104. As figuras 2, 5, 27 e 28 mostram várias configurações possíveis para a estrutura de sujeição 1906. A estrutura de sujeição 1906 é tipicamente adaptada para manter vários recipientes de espécime 500. A estrutura de sujeição 1906 tem uma instalação para girar os recipientes de espécime para posições inclinadas acima e abaixo da horizontal para facilitar a ventilação e a remoção da amostra, como descrito abaixo e, opcionalmente, a agitação da amostra e dessa forma promover o crescimento microbiano. Em uma configuração alternativa, o recipiente de espécime positivamente declarado podería permanecer nas prateleiras dentro do instrumento de detecção 102 e a amostragem podería ocorrer diretamente a partir do instrumento de detecção.

O instrumento de identificação e/ou caracterização 104 inclui um aparelho de remoção da amostra 1912 que mantém ou agarra um dispositivo de ventilação e/ou amostragem descartável 1902. Juntos, eles operam para ventilar o recipiente de espécime e remover uma amostra de ensaio (isto é, uma porção da amostra do espécime no recipiente de espécime positivo 500) e adicionar subsequentemente a porção em um dispositivo de separação 1904 (ver figuras 6-11). O dispositivo de separação 1904 pode adotar várias formas e uma configuração é

16/69 descrita aqui na qual o dispositivo de separação inclui um reservatório (figura 8, item 2602) para receber a amostra e um tubo capilar 2604 unido no reservatório 2602. O instrumento de identificação/caracterização 104 ainda inclui uma estação de separação e/ou concentração 1916, opcionalmente na forma de uma centrífuga, que opera no dispositivo de separação 1904 de modo a separar o agente microbiano de outros componentes na amostra de ensaio e concentrar o agente microbiano dentro do dispositivo de separação 1904. Em um exemplo, o agente microbiano fica concentrado na forma de um pélete ou massa semelhante a um pélete no fundo do tubo capilar 2604 do dispositivo de separação 1904. O instrumento de identificação/caracterização ainda inclui um módulo de identificação e/ou caracterização ou estação de leitura (figura 1, 1918) que interroga o agente microbiano concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbiano.

O instrumento 104 recebe um cassete 1900 de descartáveis. Os descartáveis são de dois tipos: (1) dispositivos de amostragem 1902 para ventilação e remoção de uma amostra de ensaio do recipiente de espécime 500 e (2) dispositivos de separação 1904 que recebem uma porção da amostra do recipiente 500 através do dispositivo de ventilação e/ou amostragem 1902 e no qual o agente microbiano na amostra de ensaio está concentrado. Na configuração alternativa do instrumento, as funções do dispositivo de ventilação e/ou amostragem 1902 e do dispositivo de separação 1904 são combinadas em um único dispositivo descartável como mostrado nas figuras 51-60, em cujo caso o cassete 1900 incluirá somente vários dispositivos combinados de amostragem e separação.

O instrumento 104 ainda inclui um mecanismo de transferência robótico 1910 que opera para acessar os descartáveis 1902 e 1904, os recipientes de espécime positivos 500 mantidos no suporte ou prateleira 1906, um recipiente de refugo 1908, o dispositivo de separação e concentração 1916 e o módulo de identificação 1918. O mecanismo de transferência robótico 1910 pode também operar para receber um recipiente de espécime positivo de um instrumento de detecção separado e carregar o recipiente de espécime positivo na estrutura de sujeição ou prateleira 1906. O mecanismo de transferência robótico 1910 acessa o recipiente de refugo, estação de separação e concentração 1916, módulo de identificação 1918 e outros módulos ou componentes no instrumento 104 quando necessário para executar as funções descritas abaixo. A maneira de construção do mecanismo de transferência 1910 pode variar amplamente dependendo da configuração do instrumento 104.

O aparelho de remoção da amostra 1912 é preferivelmente incorporado, ou unido, ao mecanismo de transferência robótico 1910, como indicado

17/69 pelas linhas tracejadas 1913. O aparelho 1912 ainda inclui mecanismos de garra e manipulação do robô para agarrar um dos dispositivos de ventilação e amostragem 1902, o dispositivo de separação 1904 e/ou o recipiente de espécime 500. O aparelho de remoção da amostra 1912 é unido em um sistema pneumático 1914 que possibilita funções de garra robóticas. O sistema pneumático 1914 pode incluir uma bomba a vácuo, como descrito na segunda modalidade abaixo. A bomba a vácuo opera para produzir vácuo para o dispositivo de ventilação e amostragem 1902 para puxar uma amostra do recipiente de espécime 500 e prover pressão positiva para o dispositivo de amostragem 1902 para injetar a amostra do dispositivo de amostragem 1902 no dispositivo de separação 1904. Todos esses aspectos do instrumento de identificação 104 serão descritos em mais detalhes abaixo.

Em uma modalidade, o módulo de identificação 1918 inclui uma fonte de luz (por exemplo, uma fonte de luz de excitação) que ilumina o agente microbiano concentrado no dispositivo de separação 1904. Em resposta à iluminação, o agente microbiano concentrado emite um sinal de fluorescência detectável, isto é, fluorescência intrínseca, como descrito abaixo. Além disso, a iluminação do agente microbiano concentrado pela fonte de luz gerará um sinal de refletância ou sinal de dispersão Rayleigh; esse sinal é do mesmo comprimento de onda da luz de excitação e provê informação adicional sobre a absorção do agente microbiano. O sinal de refletância pode também prover a base da normalização dos dados de fluorescência. A configuração do módulo de identificação 1918 inclui um recurso para dispersar espacialmente o espectro de refletância/fluorescência, que pode adotar a forma de um espectrômetro. Esses sinais de fluorescência e refletância (espectro) são capturados por uma formação de sensores 1920 que gera sinais fornecidos para um computador 1924. O computador executa algoritmos para processar os sinais de refletância/fluorescência e identifica e/ou caracteriza de modo responsivo o agente microbiano. Em uma modalidade, um relatório contendo o resultado de identificação ou caracterização é enviado para um dispositivo de saída 1926 (por exemplo, monitor ou estação de trabalho de computador associado, paginador, telefone celular ou servidor de e-mail). Os resultados podem incluir tipo gram clínico, identificação direta do agente microbiano (por exemplo, o gênero ou nível de espécie em uma hierarquia taxonômica) ou outras informações clínicas com relação ao agente microbiano na amostra.

Primeira Modalidade (figuras 1-26)

Aparelho de remoção da amostra e amostragem do recipiente de espécime (por exemplo, frasco de cultura de sangue 500) (figuras 1-5, 15-16, itens

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1910 e 1912)

Um aparelho de remoção da amostra, na forma de uma cabeça de amostra 1912, recupera um dispositivo de amostragem 1902 (descartável) de um cassete 1900 de tais dispositivos (figuras 1, 5). Esse dispositivo de amostragem 1902 (figura 14, ver também figuras 32, 33) pode adotar a forma de uma agulha revestida estéreo ou outro recurso para penetrar em uma rolha ou outro elemento de fechamento no recipiente de espécime 500 e ventilar o recipiente de espécime (se necessário) de modo a equilibrar a pressão do frasco com a pressão atmosférica. O dispositivo de amostragem (figuras 14, 32, 1902) inclui um recipiente de amostragem ou câmara 3204 para manter a amostra de ensaio retirada. A amostra de ensaio incluirá uma porção da amostra do espécime e qualquer meio de cultura presente. Outra modalidade possível é que o dispositivo de amostragem contenha a agulha revestida estéreo e seja direta mente unido ou incorporado no dispositivo de separação (isto é, um dispositivo combinado de amostragem e separação, ver figuras 60-78). O aparelho de remoção da amostra 1912 pode incluir opcionalmente aspectos para descontaminar a superfície do frasco antes da amostragem (se necessário).

O mecanismo de transferência robótico 1910 (figura 5) pode ser movido em três eixos geométricos de translação mutuamente ortogonais além de um eixo geométrico rotacional ao redor de um dos eixos geométricos de translação ortogonal de modo a ser capaz de posicionar o aparelho de remoção da amostra 1912 oposto ao ponto de acesso (por exemplo, rolha ou septo) de cada recipiente/frasco do espécime 500 enquanto o frasco é mantido nas prateleiras 2310 do suporte do recipiente de espécime 1906. O alinhamento de uma agulha revestida 3202 do dispositivo de amostragem 1902 no ponto de acesso do frasco pode ser realizado por um aspecto de acoplamento embutido no recipiente 500, um sistema de visão (por exemplo, câmera) ou usando coordenadas dimensionais pré-programadas e controle com movimento de precisão do mecanismo de transferência robótico 1910. O frasco 500 é preferivelmente, em primeiro lugar, inclinado para cima de modo que o espaço abaixo do ponto de acesso ou rolha contém os gases do espaço vazio e não meios líquidos. A razão física para essa etapa é que o recipiente deve ser primeiro ventilado de modo que a pressão no frasco fique próxima da pressão atmosférica. Isso impediría a ventilação dos aerossóis do frasco e transferência excessiva de fluido e transborda mento e possível derramamento no caso de uma situação de sobrepressão do frasco.

Similarmente, se a cultura não produziu subprodutos significativos (por exemplo, gases do espaço vazio) ou o micro-organismo não é um

19/69 “produtor de gás”, existirá uma condição de subpressão ou a pressão dentro do frasco ficará abaixo da pressão atmosférica, o que tornaria a amostragem difícil. A ventilação asséptica equilibrará a pressão, de modo que uma amostra do fluido pode ser removida do frasco.

Depois da ventilação apropriada, o frasco 500 é inclinado, de modo que o orifício de acesso do frasco é orientado para baixo e uma amostra do líquido pode ser transferida para o dispositivo de amostragem 1902. O dispositivo de amostragem retira, por exemplo, uma amostra de 0,5 mL, 1,0 ou 2,0 mL de sangue/meios do recipiente de espécime. Alternativamente, um dispositivo semelhante a uma seringa de deslocamento positivo poderia ser desenvolvido para prover a amostragem dos recipientes de espécime através de uma ampla faixa de condições de vácuo ou pressão.

As funções de ventilação e amostragem poderíam ser executadas por dispositivos descartáveis separados 1902, cada um tendo a configuração das figuras 14 e 32. Alternativamente, as funções de ventilação e amostragem poderíam ser executadas por um dispositivo que inclui as funções de separação e concentração, ver figuras 51-60 e a discussão abaixo.

Quebra opcional dos componentes na amostra de ensaio

Depois que a amostra de ensaio foi retirada do recipiente de espécime 500, quaisquer componentes celulares contidos nela (por exemplo, células sanguíneas) podem precisar ser quebrados de modo que eles não interfiram com os processos de separação e identificação/caracterização descritos abaixo. A etapa de quebra opcional pode ser executada usando um tampão de quebra (que é uma solução tensoativa de pH balanceado) ou pode ser realizada usando sonicação. Ambas as abordagens causam o rompimento das paredes da célula sanguínea. A operação de quebra pode ser executada adicionando o tampão de quebra ao dispositivo de amostragem descartável 1902 fora de linha ou dentro do instrumento de identificação e/ou caracterização 104. Alternativamente, o tampão de quebra pode ser misturado com a amostra de sangue/meios durante o carregamento da amostra no dispositivo de separação 1904. Depois que o tampão de quebra e a amostra de sangue/meios são combinados, uma quantidade de agitação ou mistura precisa ser executada para garantir que o tampão de quebra contate as células sanguíneas e a ruptura da parede da célula ocorra. Em uma modalidade possível, o mecanismo de transferência robótico pode se mover para cima e para baixo ou de outra forma realizar essa mistura. Em outra modalidade, uma estação de mistura (por exemplo, um criador de vórtice como descrito na segunda modalidade abaixo) pode ser incluída no

20/69 instrumento 104 para realizar essa mistura.

Como uma alternativa, o dispositivo de separação 1904 poderia ter dois compartimentos separados por um gel responsivo ao calor ou outro material de separação que permitiría que o tampão de quebra e a mistura de sangue/meios fossem combinados, depois atravessariam para dentro do dispositivo de separação do micro-organismo.

Outra abordagem poderia incorporar um filtro para coletar os micro-organismos em uma superfície e depois suspender novamente os microorganismos em um inóculo para o ensaio.

É previsto que múltiplos dispositivos de separação 1904 possam ser providos em um formato tais como um cartucho, cassete, disco ou faixa para facilitar a comodidade do carregamento do sistema pelo usuário.

Estação de separação e/ou concentração (figuras 1, 21, item 1916) e dispositivo de separação (figura 1, 6-11,21, item 1904)

Depois da retirada do espécime do recipiente de espécime e depois da quebra opcional dos componentes celulares (por exemplo, células sanguíneas) no dispositivo de amostragem 1902, a amostra é então injetada ou de outra forma introduzida em um dos dispositivos de separação 1904. Um agente microbiano presente na amostra é separado dos outros componentes e concentrado em um pélete ou massa semelhante ao pélete dentro do dispositivo de separação 1904.

Os detalhes da separação e/ou concentração do microorganismo no dispositivo de separação (1904) são descritos nos pedidos de patente relacionados incorporados por referência nesse pedido acima, mas o método básico será descrito abaixo. A separação é realizada usando uma solução de densidade ou filtragem da almofada de densidade. Em uma modalidade, o dispositivo de separação 1904 é pré-carregado com a almofada de densidade. A separação e a concentração ocorrem por meio da centrifugação do dispositivo de separação 1904.

O próprio dispositivo de separação 1904 (figuras 6-11) pode tomar a forma de um desenho de tubo capilar com um tubo capilar de seção transversal interna de 1 - 2 mm de diâmetro cheio com a solução de densidade. Acima dessa região do tubo capilar está uma estrutura acanalada que abre (isto é, abre para uma área transversal maior) para prover um reservatório para a amostra de sangue/meios e a solução de densidade. A superfície inferior do dispositivo de separação é feita de um material que tem transmissão de luz visível e ultravioleta muito boa. O topo da estrutura tem uma tampa que é aplicada antes da centrifugação.

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Nas configurações alternativas, o dispositivo de separação poderia ser iluminado a partir do lado, em cujo caso a porção inferior do dispositivo de separação é feita de um material que tem transmissão de luz visível e ultravioleta muito boa; a forma transversal do tubo capilar pode ser circular ou quadrada.

Os conteúdos da amostra misturados ou quebrados (tampão de quebra e amostra de ensaio) são carregados no dispositivo de separação 1904 (ver figuras 20A-C e a descrição abaixo) por meio da injeção da amostra do dispositivo de amostragem 1902 para o dispositivo de separação 1904. A solução de densidade é carregada no dispositivo de separação 1904 em linha no instrumento de identificação e/ou caracterização 104 ou, mais preferivelmente, o dispositivo de separação 1904 é expedido pré-cheio com a solução de densidade. Depois que a amostra misturada ou quebrada é carregada no dispositivo de separação 1904 e o dispositivo 1904 tampado, o dispositivo de separação 1904 é carregado em uma centrífuga 1916. Alternativa mente, essa tampa é configurada com um septo. A amostra pode ser adicionada no dispositivo 1904 perfurando o septo, prevenindo a necessidade de remoção e substituição da tampa. A centrífuga é ativada e girada, por exemplo, por vários minutos em alta rpm. Essa ação faz com que o agente microbiano (que não está quebrado) atravesse a solução de densidade e concentre na base do tubo capilar no dispositivo de separação 1904 em um pélete ou massa semelhante ao pélete bem no fundo do tubo (ver figura 10, pélete do agente microbiano concentrado 2804). Em uma modalidade, o dispositivo 1904 carregado com a almofada de densidade é centrifugado antes do carregamento da amostra de ensaio para remover quaisquer bolhas de ar ou semelhante que possam interferir com a etapa de separação e/ou concentração.

Novamente, um dispositivo combinado de amostragem e separação poderia ser usado para remover uma amostra de ensaio do recipiente de espécime e a concentração do agente microbiano; ver figuras 51-60 e a discussão abaixo.

Módulo de identificação/caracterização (estação de leitura) para a identificação e/ou caracterização microbiológica (figuras 1,21, 22, item 1918)

Depois que o dispositivo de separação 1904 foi centrifugado como descrito acima, a centrifuga 1916 pode ser girada de modo que o dispositivo de separação 1904 fique em uma posição de leitura onde um módulo de identificação e/ou caracterização (estação de leitura) 1918 possa interrogar o agente microbiano separado e/ou concentrado (figura 10, pélete 2804). Alternativamente, o dispositivo de separação 1904 pode ser removido da centrífuga pelo mecanismo de transferência

22/69 robótico 1910 e colocado em uma estação de leitura em uma localização separada.

Em uma forma, a estação de leitura 1918 inclui um conjunto de leitura ótica para interrogar o agente microbiano concentrado (pélete) dentro do dispositivo de separação 1904. Desde que o agente do micro-organismo/microbiano na amostra de sangue/meios é forçado para a superfície inferior do tubo capilar no dispositivo de separação 1904 (ver figuras 10 e 11), o agente microbiano ficará em contato com a superfície inferior. Em uma implementação possível, o conjunto de leitura ótica observa o sinal de fluorescência (por exemplo, sinal de fluorescência intrínseca) emitido do agente microbiano concentrado devido à iluminação de uma fonte de luz de excitação.

O sinal de fluorescência (por exemplo, fluorescência intrínseca) resulta da excitação por uma fonte de luz de UV, espectro visível ou IR (ver figura 11). As fontes de luz poderíam ser lâmpadas de séries contínuas tal como uma lâmpada de deutério ou xenônio para UV e/ou uma lâmpada de tungstênio halogênio para excitação visível/IR. Desde que essas fontes de luz têm um amplo alcance de emissão, a faixa de excitação pode ser reduzida usando filtros de faixa de passagem óticos. Outros métodos para a largura espectral do comprimento de onda de emissão que podem ser utilizados incluem um filtro sintonizável acústico-ótico, filtro sintonizável de cristal líquido, uma formação de filtros de interferência ótica, espectrografia prismática e ainda outros. Alternativamente, lasers estão disponíveis em comprimentos de onda discretos desde o ultravioleta até perto do infravermelho; adicionalmente muitos métodos de multiplexação são conhecidos para aqueles versados na técnica.

Alternativamente, diodos emissores de luz podem ser usados como fontes de luz de excitação de banda estreita. LED’s estão disponíveis de um comprimento de onda máximo de 240 nm até além de 700 nm com uma largura espectral de 20-40 nm. Os mesmos métodos para a redução da largura espectral podem ser incorporados com os LED’s para melhorar a discriminação entre os espectros de excitação e emissão.

A emissão da amostra pode ser medida por qualquer recurso adequado de discriminação espectral, mais preferivelmente utilizando um espectrômetro. O espectrômetro pode ser um monocromador de varredura que detecta comprimentos de onda de emissão específicos, por meio do que a saída do monocromador é detectada por um fotomultiplicador e/ou o espectrômetro pode ser configurado como uma espectrografia de geração de imagem, por meio da qual a saída é detectada por uma formação detectora de geração de imagem tal como uma

23/69 formação detectora do dispositivo de carga acoplada (CCD). Em uma modalidade, um discriminador permite a observação do sinal de fluorescência e/ou dispersão por um recurso de fotodetecção (tais como um tubo do fotomultiplicador, fotodiodo de avalanche, formação detectora do CCD, uma formação de sensor de área do semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS) e/ou formação detectora do dispositivo de carga acoplada de multiplicação de elétron (EMCCD) (figura 1, item 1920). Um sistema de lente ótica (2904 na figura 11) em frente da formação de sensor ampliará a área de 0,78 - 2,0 mm² que forma o fundo do tubo capilar 2604, de modo que ele enche o quadro da formação de sensor. Alternativamente, o acoplamento entre o dispositivo de separação descartável 1902 e a fibra ótica é o acoplamento direto da fibra ótica sem um sistema de lente; a sonda de fibra ótica é uma configuração de seis ao redor de um na extremidade distai, com a extremidade proximal tendo uma configuração linear para as fibras de emissão se unirem na fenda de entrada de um espectrômetro. A intensidade do sinal de fluorescência em vários comprimentos de onda diferentes é adquirida e salva em uma memória do computador.

Uma configuração alternativa é reduzir o tubo capilar 2604 para menos do que 1 mm de diâmetro para considerar as amostras de biomassa pequena. Além do mais, a geometria da área capilar pode adotar outras formas, tal como uma seção transversal interna em formato retangular. Outra modalidade opcional é configurar a leitura do tubo capilar a partir do lado ao invés de da base. Existem dois benefícios possíveis para fazer isso: (1) evitar detritos ou fibras que sedimentam na base do tubo capilar e (2) fornecer a oportunidade de identificar oticamente a presença dos agentes de vários micróbios. Um tubo capilar em formato retangular pode ser preferido para essa aplicação de leitura lateral.

O módulo de identificação e/ou caracterização 1918 inclui um computador (figura 1, item 1924) que opera nas medições da intensidade do sinal de fluorescência que são armazenadas na memória. As medições são comparadas com medições dos espectros de fluorescência determinados de modo experimental para tipos diferentes de micro-organismos (isto é, gram-positivo, gram-negativo, levedura, etc.) que estão também armazenadas na memória. O computador executa um algoritmo de classificação e gera um resultado de classificação para o agente microbiano, por exemplo, classificação gram, família gram e espécie. Em uma configuração, a análise adicional dos espectros do sinal de fluorescência intrínseco capturado é realizada de modo que a identificação e/ou caracterização da espécie ou pelo menos as três probabilidades principais para a identificação das espécies é

24/69 realizada. Detalhes sobre os métodos executados pelo computador não são particularmente importantes para a invenção atual e, portanto uma discussão detalhada é omitida com o intuito de brevidade.

Descarte do dispositivo de amostragem 1902 e dispositivo de separação 1904 (figuras 1,23, item 1908)

Depois que a amostra de ensaio é injetada do dispositivo de amostragem 1902 para dentro do dispositivo de separação 1904, o dispositivo de amostragem 1902 é descartado em um recipiente de refugo biológico 1908 dentro do instrumento de identificação e/ou caracterização 104. Depois da leitura do dispositivo de separação 1904, o dispositivo de separação 1904 é também descartado no recipiente de refugo biológico 1908. O recipiente de refugo biológico é periodicamente removido do instrumento de identificação/caracterização e esvaziado e depois reposto dentro do instrumento de identificação/caracterização.

Interface do Usuário

O instrumento de identificação 104 inclui preferivelmente uma interface do usuário (não mostrada) que mune um operador com a informação do estado quanto aos recipientes de espécime carregados no instrumento de identificação. A interface do usuário pode incluir alguns ou todos os aspectos seguintes:

• Monitor com tela sensível ao toque • Teclado na tela sensível ao toque • Estado do sistema • Alerta de positivos • Comunicações para outros sistemas (DMS, LIS, BCES &

outros instrumentos de detecção ou identificação).

• Estado do recipiente de espécime • Recuperação dos recipientes de espécime • Indicador visual e audível de positivo • Acesso USB (cópias e acesso externo do sistema) • Notificação remota dos resultados de identificação e/ou caracterização, mensagens do estado do sistema e erro

A aparência particular ou leiaute da interface do usuário não é particularmente importante.

Os resultados de identificação são enviados para um dispositivo de saída 1926 (figura 1), que pode ser uma memória do computador, monitor do instrumento, impressora, paginador, telefone celular, assistente digital

25/69 pessoal, servidor de e-mail ou outro dispositivo. Os resultados incluirão tipicamente um ou mais do seguinte: tipo gram clínico do agente microbiano, identificação e/ou caracterização das espécies do agente microbiano ou outras informações clínicas.

Recipiente de espécime 500

O recipiente de espécime 500 mostrado na figura 1 é projetado para manter e conter uma amostra e pode adotar a forma de um frasco de cultura padrão, por exemplo, frasco de cultura de sangue. Modalidades preferidas do frasco incorporam um código de barras (figura 1) para leitura automatizada do frasco 500 dentro do instrumento de identificação/caracterização 104 ou equipamento fora de linha. O frasco 500 inclui uma rolha (não mostrada) vedando o recipiente do ambiente tendo um septo perfurável. Opcionalmente, onde o frasco é usado para ambas, a detecção e a identificação automatizada, o frasco inclui um sensor colo ri métrico formado ou colocado no fundo do frasco para finalidades de detecção colorimétrica da presença do crescimento microbiano no frasco 500. Recipientes de espécime do tipo mostrado na figura 1 são bem conhecidos na técnica e descritos na literatura de patente citada na seção de Precedentes desse documento, portanto uma descrição adicional é desnecessária.

A configuração do frasco não é particularmente importante e o sistema inventivo e métodos podem ser adaptados a uma variedade de recipientes para conter uma amostra. Assim, a presente descrição dos recipientes de espécime de cultura de sangue é oferecida por meio de exemplo e não limitação.

II. Descrição Detalhada da Primeira Modalidade (figuras 1-26)

A figura 2 mostra uma configuração possível do instrumento de identificação/caracterização 104, incluindo o cassete de descartáveis 1900, uma prateleira ou suporte 1906 para recipientes de espécime positivos, um recipiente de refugo 1908, um mecanismo de transferência robótico 1910, um aparelho de remoção da amostra 1912 que é preso ou unido no mecanismo de transferência robótico 1910, uma estação de separação e concentração 1916 e o módulo de identificação e/ou caracterização 1918. A figura 3 é uma vista plana superior da disposição da figura 2. O suporte 1906 inclui três prateleiras que são orientadas em uma posição para incubação e recepção de novos recipientes de espécime positivos, por exemplo, de um instrumento de detecção remoto ou uma porta de carregamento manual. Na figura 4, as prateleiras são movidas para uma posição para remoção da amostra dos recipientes de espécime e carregamento da amostra no dispositivo de separação 1904.

A figura 5 é uma vista em perspectiva do instrumento de

26/69 identificação/caracterização na posição da figura 4, mostrando o instrumento de identificação/caracterização 104 em detalhes adicionais. O suporte 1906 inclui três prateleiras separadas 2310, cada uma mantendo vinte recipientes de espécime 500. As prateleiras 2310 são giratórias como uma unidade ao redor do eixo geométrico horizontal para inclinar os recipientes de espécime para a orientação ascendente (mostrada na figura 5) para finalidades de ventilação dos recipientes de espécime e para uma orientação descendente (ver figura 15) para remoção da amostra.

O mecanismo de transferência robótico 1910 inclui barras de guia verticais 2320 e uma barra de guia horizontal 2324. O aparelho de remoção da amostra 1912 é movido da esquerda para direita e para cima e para baixo por meio de colares conectados nas barras de guia e um subconjunto de acionamento de motor e correia (não mostrado, porém convencional). Assim, o aparelho de remoção da amostra 1912 pode se mover para qualquer uma das posições do frasco nas três prateleiras 2310, quando os recipientes de espécime estão na orientação ascendente ou descendente. O aparelho de remoção da amostra 1912 pode ainda se mover longitudinalmente deslizando ao longo dos guias 2322.

A figura 5 também indica que o instrumento 104 inclui eletrônica 2300, que inclui um computador 1924 para processar as medições de fluorescência, uma memória 2302 armazenando os resultados da análise e uma memória adicional ou unidades de processamento 2304 para armazenar o código do programa para operação do instrumento de identificação/caracterização 104. A eletrônica 2300 fica preferivelmente localizada atrás de painéis adequados, que não são mostrados.

Cassete de descartáveis

A figura 5 mostra um cassete 1900 de dispositivos descartáveis que é carregado no instrumento de identificação/caracterização 104. O cassete 1900 inclui vários dispositivos de amostragem 1902 e dispositivos de separação 1904.

O dispositivo de separação 1904 é mostrado nas figuras 6-11. Com referência a essas figuras, o dispositivo de separação consiste de um corpo 2402 que define um reservatório 2602 e um tubo capilar 2604 que é unido no reservatório 2602. O corpo 2402 define um eixo geométrico 2608 e o tubo capilar 2604 é orientado ao longo do eixo geométrico 2608. Uma primeira extremidade do tubo capilar 2610 é conectada no reservatório 2602 e a segunda extremidade 2612 do tubo capilar se comunica com uma porção de tubo 2701 de uma biqueira 2502. O reservatório é acessado através de uma tampa removível 2404 que atarraxa sobre roscas 2502 formadas na porção superior do corpo 2402. A porção inferior do corpo 2402 é isolada

27/69 por uma biqueira 2502 que é afixada no corpo por meio de uma crista 2704 que se ajusta em um recesso correspondente 2606 no corpo e a soldagem ou uso de um adesivo. A parede inferior 2506 da biqueira 2502 é de espessura reduzida como indicado na figura 8. A biqueira incorpora um tubo capilar 2702 que é alinhado com o tubo capilar 2604 do corpo 2402. O corpo 2402 próximo da segunda extremidade do tubo capilar é feito de um material oticamente transparente; na modalidade da figura 7, a biqueira 2502 é oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica do agente microbiano concentrado 2804 localizado no fundo do tubo capilar 2604. O dispositivo de separação 1904 é carregado com uma solução de densidade ou “almofada” 2802 (figura 10), pré-carregada com o material ou menos preferivelmente o material é adicionado no dispositivo de separação dentro do instrumento de identificação/caracterização.

As figuras 12 e 13 mostram uma modalidade do dispositivo de separação 1904 na qual o corpo do dispositivo de separação 1904 é de uma construção de uma peça. As paredes 3002 proporcionam suporte para a porção inferior do tubo capilar 2602. O corpo próximó à porção inferior do tubo capilar 2604 é feito de um material oticamente transparente.

A figura 11 mostra a operação de interrogação do agente microbiano concentrado 2804 dentro do dispositivo de separação 1904, uma operação executada pelo módulo de identificação 1918 das figuras 1 e 5. A luz de uma fonte de luz passa ao longo de uma fibra ótica 2902 e é direcionada pelo sistema de lente 2904 para a base do dispositivo de separação 1904. A luz estimula a produção da fluorescência do agente microbiano 2804 e a fluorescência é direcionada via a fibra ótica 2906 através da lente 2904 e fibra 2902 para uma formação de sensor CCD (1920, figura 1).

O dispositivo de amostragem 1902 é mostrado esquematicamente em partes sem escala na figura 14. O dispositivo 902 pode adotar a forma de um dispositivo semelhante a uma seringa tendo um corpo 3200 definindo uma câmara 3204 e uma agulha revestida 3202. A câmara 3204 pode ser précarregada com um tampão de quebra seletivo 3206. O topo da câmara 3204 é vedado. A câmara pode ter um orifício 3208 que permite que o dispositivo de amostragem seja conectado em uma unidade de vácuo ou pneumática para facilitar a ventilação ou amostragem de uma amostra do frasco 500. O tampão de quebra 3206 pode ser précarregado no dispositivo de amostragem 1902 ou ele pode ser carregado no dispositivo 1902 no instrumento no momento do uso.

O tampão de quebra carregado no dispositivo de amostragem

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1902 pode ser adequado para a(s) espécie(s) esperada(s). Em uma configuração possível, vários reservatórios de tampões de quebra seletivos estão presentes no instrumento 104 e um dos tampões de quebra é carregado no dispositivo de amostragem 1902 no momento do uso.

. 5 Aparelho de Remoção da Amostra (Cabeça de Amostragem)

1912

O aparelho de remoção da amostra 1912 das figuras 1 e 5 opera para remover uma porção da amostra biológica no recipiente positivo 500 do recipiente 500 e adicionar a porção em um dispositivo de separação 1904 obtido do 10 abastecimento de dispositivos de separação 1900. A configuração física do aparelho de remoção da amostra 1912 pode adotar uma variedade de formas, dependendo da configuração dos recipientes de espécime, do dispositivo de amostragem e do dispositivo de separação. Na modalidade ilustrada, o aparelho de remoção da amostra 1912 adota a forma de pontas articuladas que abrem e fecham de modo a segurar o 15 dispositivo de amostragem 1902 e o dispositivo de separação 1904. O aparelho de remoção da amostra 1912 é movido para a posição exigida para amostragem e carregamento no dispositivo de separação por meio da operação do mecanismo de transferência robótico 1910.

Ventilação e amostragem

2.0 Com referência à figura 15, o aparelho de remoção da amostra

1912 é movido para uma posição onde ele é colocado diretamente sobre um dos dispositivos de amostragem 1902 no cassete 1900. As pontas do aparelho de remoção da amostra 1912 seguram o dispositivo de amostragem 1902 e o aparelho 1912 é levantado, removendo o dispositivo de amostragem 1902 do cassete 1900. Como 25 mostrado na figura 16, os recipientes de espécime 500 são inclinados para cima. A rolha no topo do frasco é esterilizada usando luz UV ou um agente desinfetante (por exemplo, descorante ou álcool). Como mostrado na figura 17, o frasco é ventilado pela introdução da agulha 3202 (figura 14) do dispositivo de amostragem através de um septo perfurável na rolha do frasco 500, igualando a pressão no interior do frasco com 30 essa das condições ambientes. O orifício 3208 do dispositivo de amostragem pode ser conectado no sistema pneumático (1914, figura 1) durante esse processo, por exemplo, uma bomba de esquema rolante 1710, como mostrado na segunda modalidade abaixo.

; Como mostrado nas figuras 18 e 19, as prateleiras 2310 são então giradas para a orientação descendente. O aparelho de remoção da amostra 1912, em conjunto com o sistema pneumático, retira uma amostra de ensaio do frasco

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500 para dentro do dispositivo de amostragem 1902.

Quebra

O dispositivo de amostragem 1902 é opcionalmente carregado com aproximadamente 1 mL de um tampão de quebra 3206 (figura 14). Nessa modalidade, uma amostra de ensaio de aproximadamente 2 mL é removida do frasco 500 e misturada com o tampão de quebra no dispositivo de amostragem 1902, por exemplo, pela agitação do dispositivo 1902 depois do carregamento do dispositivo de amostragem 1902. A operação de quebra é seletiva para o componente sem microorganismo (por exemplo, as células sanguíneas), isto é, as células do agente microbiano não são quebradas.

O tampão de quebra 3206 quebra seletivamente as células indesejadas (isto é, células sem micro-organlsmos) que possam estar presentes na amostra, por exemplo, células sanguíneas e/ou células de tecido. A quebra seletiva das células sem micro-organismo permite a separação dos micro-organismos de outros componentes que possam estar presentes na amostra. Dessa forma, a solução de quebra é uma que é capaz de seletivamente quebrar as células, por exemplo, células sem micro-organismo (por exemplo, pela solubilização das membranas da célula eucariótica). A solução de quebra pode compreender um ou mais detergentes, uma ou mais enzimas ou uma combinação de um ou mais detergentes e uma ou mais enzimas.

Detergente útil pode incluir um ou mais detergentes líticos sem desnaturação, tais como TrítontB) X-100, Triton® X-100-R, Triton® X-114, NP-40, Genapol® C-100, Genapol® X-100, Igepal® CA 630, Arlasolve™ 200, Brij® 96/97, CHAPS, octil β-D-glucopiranosil, saponina e nonaetileno glicol monododecil éter (C12E9, polidocanol). Opcionalmente, detergentes líticos desnaturados podem ser incluídos, tais como sulfato dodecil de sódio, N-laurilsarcosina, desoxicolato de sódio, sais de bile, brometo de hexadeciltrimetilamônio, SB3-10, SB3-12, amidosulfobetaína14 e C7BzO. Opcionalmente, solubilizadores podem também ser incluídos, tais como Brij® 98, Brij® 58, Brij® 35, Tween® 80, Tween® 20, Pluronic® L64, Pluronic® P84, sulfobetaínas não detergentes (NDSB 201), anfipol (PMAL-C8) e metil-p-ciclodextrina. Em uma modalidade, detergentes do detergente de polioxietileno podem ser preferidos. O detergente de polioxietileno pode compreender a estrutura Ci₂.i8/É9-io> onde C12-18 representa um comprimento de cadeia de carbono de 12 a 18 átomos de carbono e E9-10 representa de 9 a 10 grupos principais hidrófilos de oxietileno. Por exemplo, o detergente de polioxietileno pode ser selecionado do grupo consistindo de Brij® 97, Brij® 96V, Genapol® C-100, Genapol® X-100, nonaetileno glicol

30/69 monododecil éter (polidocanol) ou uma combinação desses, ácido etilenodiaminotetracéti co (E DTA).

A solução de quebra pode também compreender uma ou mais enzimas. Enzimas que podem ser usadas nas soluções de quebra incluem, sem limitação, enzimas que digerem ácidos nucléicos e outros materiais de obstrução de membrana (por exemplo, proteinase XXIII, DNase, neuraminidase, polissacaridase, Glucanex®e Pectinex®).

Em outra modalidade, um ou mais agentes adicionais podem ser usados incluindo, por exemplo, agentes redutores tais como 2-mercaptoetanol (2Me) ou ditiotreitol (DTT), agentes estabilizadores tais como magnésio, piruvato e umectantes e/ou agentes quelantes, tais como ácido etilenodiaminotetracético (EDTA). A solução de quebra pode ser tamponada em qualquer pH que seja adequado para quebrar as células desejadas e dependerá de múltiplos fatores, incluindo sem limitação, o tipo da amostra, as células a serem quebradas e o detergente usado. Em algumas modalidades, o pH pode ficar em uma faixa de aproximadamente 2 a aproximadamente 13, por exemplo, aproximadamente 6 a aproximadamente 13, por exemplo, aproximadamente 8 a aproximadamente 13, por exemplo, aproximadamente 10 a aproximadamente 13. Tampões de pH adequado incluem qualquer tampão capaz de manter um pH na faixa desejada, por exemplo, aproximadamente 0,05 M a aproximadamente 1,0 M CAPS.

Preparação no dispositivo de separação 1904 e separação/concentração

Como mostrado nas figuras 20A e 20B, o aparelho de remoção da amostra 1912 transporta o dispositivo de amostragem 1902 (carregado com uma solução misturada de tampão de quebra e amostra) para a posição de um dos dispositivos de separação 1902 no cassete 1900. O aparelho de remoção da amostra perfura a tampa do dispositivo de separação 1904 com a agulha 3202 do dispositivo de amostragem 1902 e injeta 0,5 a 1,0 mL da mistura da amostra + tampão de quebra dentro do reservatório do dispositivo de separação 1904. A preparação podería também ser executada depois de destampar o dispositivo de separação 1904 e tampar novamente o dispositivo de separação 1904 depois de tampar novamente. O aparelho de remoção da amostra então transfere o dispositivo de amostragem 1902 para o recipiente de refugo 1908, como mostrado na figura 20C e o deposita no recipiente de refugo.

Em uma modalidade, a separação é executada por uma etapa de centrifugação na qual a amostra (por exemplo, uma amostra quebrada) é colocada

31/69 em cima de uma almofada de densidade de fase líquida de aproximadamente 1 mL 2802 (figura 10) previamente carregada no dispositivo de separação 1904 e o dispositivo 1904 é centrifugado sob condições (por exemplo, 10.000 g) que permitem que os micro-organismos sejam isolados e concentrados (por exemplo, os micro5 organismos formam um pélete ou massa semelhante ao pélete no fundo e/ou lados do dispositivo de separação 1904). A “almofada de densidade” se refere a uma solução tendo uma densidade homogênea do começo ao fim. A densidade da almofada é selecionada tal que os micro-organismos na amostra atravessam a almofada enquanto outros componentes da amostra (por exemplo, caldo de cultura do sangue, fragmentos 10 de célula) permanecem em cima da almofada ou não passam completamente através da almofada de densidade.

O material para a almofada de densidade 2802 pode ser qualquer material que tenha a faixa de densidade apropriada para os métodos dessa invenção. Em geral, a densidade da almofada fica na faixa de aproximadamente 1,025 15 a aproximadamente 1,120/mL. Em uma modalidade, o material é sílica coloidal. A sílica coloidal pode ser sem revestimento (por exemplo, Ludox® (W.R. Grace, CT)) ou revestida, por exemplo, com silano (por exemplo, PureSperm® (Nidacon lnt’l, Suécia) ou Isolate® (Irvine Scientific, Santa Ana, CA)) ou polivinilpirrolidona (por exemplo, Percoll™, Percoll™ Plus (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)) . A sílica coloidal pode ser 20 diluída em qualquer meio adequado para formar a densidade apropriada, por exemplo, soluções salinas balanceadas, salina fisiológica e/ou 0,25 M de sacarose. Densidades adequadas podem ser obtidas com a sílica coloidal em uma concentração de aproximadamente 15% a aproximadamente 80% v/v, por exemplo, aproximadamente 20% a aproximadamente 65% v/v. Outro material adequado para almofadas de 25 densidade é um agente de contraste iodado, por exemplo, ioexol (Omnipaque™ NycoPrep™ ou Nycodenz®) e iodixanol (Visipaque™ ou OptiPrep™). Densidades adequadas podem ser obtidas com ioexol ou iodixanol em uma concentração de aproximadamente 10% a aproximadamente 25% p/v. Sacarose pode ser usada como uma almofada de densidade em uma concentração de aproximadamente 10% a 30 aproximadamente 30% p/v, por exemplo, aproximadamente 15% a aproximadamente 20% p/v para amostras de cultura do sangue. Outros materiais adequados que podem ser usados para preparar a almofada de densidade incluem óleos de baixa densidade, baixa viscosidade, tal como óleo de imersão de microscópio (por exemplo, tipo DF, ; Cargille Labs, Nova York), óleo mineral (por exemplo, Drakcol® 5, Draketex 50,

Peneteek®; Penreco Co., Pensilvânia), óleo de silicone (polidimetilsiloxano), óleo de fluorossilicone, gel de silicone, metrizoate-Ficoll® (LymphoPrep™), por exemplo, em

32/69 uma concentração de aproximadamente 75% a aproximadamente 100% para amostras de cultura do sangue, diatrizoato-dextran (PolimorphoPrep™), por exemplo, em uma concentração de aproximadamente 25% a aproximadamente 50% para amostras de cultura do sangue, carboximetilcelulose, hidroxipropilmetilcelulose, óxido de polietileno (alto peso molecular), Pluronic® F127, Pluronic® F68, misturas de compostos de Pluronic®, ácido poliacrílico, álcool polivinílico reticulado, pirrolidona polivinílica reticulada, PEG metil éter metacrilato, pectina, agarose, xantana, gelana, Phytagel®, sorbitol, Ficoll® (por exemplo, Ficoll® 400 em uma concentração de aproximadamente 10% a aproximadamente 15% para amostras de cultura do sangue), glicerol, dextrana (por exemplo, em uma concentração de aproximadamente 10% a aproximadamente 15% para amostras de cultura do sangue), glicogênio, cloreto de césio (por exemplo, em uma concentração de aproximadamente 15% a aproximadamente 25% para amostras de cultura do sangue), fluidos perfluorocarbonos (por exemplo, perfluoro-n-octano), fluidos de hidrofluorocarbono (por exemplo, Vertrel XF) e assim por diante como são bem conhecidos na técnica. Em uma modalidade, a almofada de densidade é selecionada de um ou mais de sílica coloidal, iodixanol, ioexol, cloreto de césio, metrizoate-Ficoll®, diatrizoato-dextran, sacarose, Ficoll® 400 e/ou dextrana em qualquer combinação. A almofada de densidade pode também ser composta de uma combinação de materiais, por exemplo, uma combinação de sílica coloidal e óleo.

Transferência para estação de separação e concentração (Centrífuga)

Como mostrado na figura 21, depois do carregamento do dispositivo de separação 1904 com a amostra de ensaio misturada ou quebrada, o aparelho de remoção da amostra 1912 recupera o dispositivo de separação 1904 carregado, o levanta para fora do cassete 1900 e move o dispositivo de separação 1904 para a centrífuga 1916. O separador 1904 é então colocado em um suporte ou posição de carregamento da centrífuga 1916.

Uma separação e concentração do agente microbiano na amostra ocorrem dentro do dispositivo de separação 1904 usando a centrífuga 1916.

A etapa de separação pode ser executada para separar os micro-organismos de outros componentes da amostra (por exemplo, sem microorganismos ou componentes dos mesmos) e para concentrar os micro-organismos em um pélete que pode ser interrogado para finalidades de identificação e caracterização. A separação não tem que ser completa, isto é, não é exigido que 100% de separação ocorra. Tudo que é exigido é que a separação dos micro-organismos dos outros

33/69 componentes da amostra seja suficiente para permitir a interrogação dos microorganismos sem interferência substancial dos outros componentes.

A centrífuga gira o dispositivo de separação 1904 em alta velocidade a fim de concentrar o agente microbiano no fundo do tubo capilar dentro do dispositivo de separação 1904. A combinação da ação do tampão de quebra nas células sem micro-organismos (por exemplo, células sanguíneas), da presença da solução de densidade dentro do dispositivo de separação 1904 e da centrifugação resulta na separação do agente microbiano da mistura quebrada de sangue/caldo e a concentração do agente microbiano em um pélete ou massa semelhante ao pélete no fundo do tubo capilar, como mostrado nas figuras 10 e 11.

Em uma modalidade, o dispositivo de separação 1904 é centrifugado na estação 1916 usando um rotor de balanço de modo que os microorganismos formam um pélete diretamente sobre o fundo do dispositivo de separação 1904 (no fundo do tubo capilar mostrado nas figuras 8, 10 e 13). O dispositivo de separação 1904 é centrifugado em uma aceleração suficiente e por um tempo suficiente para que os micro-organismos sejam separados (por exemplo, um pélete formado) de outros componentes da amostra. A aceleração da centrifugação pode ser aproximadamente 1.000 x g a aproximadamente 20.000 x g, por exemplo, aproximadamente 2.500 x g a aproximadamente 15.000 x g, por exemplo, aproximadamente 7.500 x g a aproximadamente 12.500 x g, etc. O tempo de centrifugação pode ser aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 30 minutos, por exemplo, aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 15 minutos, por exemplo, aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 5 minutos.

Leitura

O módulo de identificação e/ou caracterização (estação de leitura 1918), que é mostrado posicionado adjacente à centrífuga então interroga o agente microbiano concentrado usando espectroscopia de fluorescência (por exemplo, fluorescência intrínseca e/ou refletância difusa), espectroscopia Raman ou outra técnica ótica. Em outras modalidades, os micro-organismos no pélete podem ser interrogados usando técnicas de espectrometria de massa, tais como espectrometria de massa MALDI-TOF, espectrometria de massa de ionização de dessorção por eletrospray (DESl), espectrometria de massa GC, espectrometria de massa LC, espectrometria de massa de ionização por eletrospray (ESI) e espectrometria de tubo de fluxo iônico selecionado (SIFT). Como mostrado na figura 22, o módulo de identificação e/ou caracterização 1918 pode ficar fisicamente localizado próximo da centrífuga 1916, em cujo caso o dispositivo de separação 1904 não precisa ser movido

34/69 mais pelo mecanismo de transferência robótico. Alternativamente, o módulo de identificação e/ou caracterização 1918 podería ficar localizado em uma localização diferente dentro do instrumento de identificação/caracterização e o mecanismo de transferência robótico opera para mover o dispositivo de separação para a localização do módulo de identificação e/ou caracterização 1918.

Transferência para refugo

Depois da leitura, como mostrado na figura 23, o mecanismo de transferência robótico 1910 e o aparelho de remoção da amostra 1912 operam para levantar o dispositivo de separação 1904 da centrífuga 1916, transferem o dispositivo de separação 1904 lateralmente e o coloca no recipiente de refugo 1908. A figura 24 mostra o recipiente de refugo 1904 contendo vários dispositivos de amostragem 1902 e os dispositivos de separação 1908. Quando o recipiente de refugo 1908 está cheio, ele é removido do instrumento e depois substituído por um recipiente de refugo vazio. Antes do descarte do dispositivo de separação, uma imagem fotográfica da região inferior do dispositivo de separação pode ser tirada com uma câmera (não mostrada) para verificar o processo de separação e fornecer informação valiosa sobre a identidade do isolado, tais como tamanho do pélete, forma, cor e densidade.

Processamento externo do agente microbiano concentrado

Embora na modalidade acima o agente microbiano concentrado seja interrogado enquanto ele ainda está localizado no dispositivo de separação 1904, é possível remover o agente microbiano concentrado do dispositivo de separação e ensaiá-lo diretamente para identificar e/ou caracterizar o agente microbiano.

Nessa variação, com referência à figura 25, o dispositivo de separação 1904 é transferido para um dispositivo ou estação de remoção 4302. Na estação 4302, a tampa 2404 do dispositivo de separação 1904 é removida e o agente microbiano concentrado 2804 é removido do dispositivo de separação 1904. O agente microbiano é então submetido a um ou mais ensaios adicionais. Em uma configuração possível, o agente microbiano é fornecido para uma unidade de ensaio diagnóstico molecular 4310 que pode incluir uma tira de ensaio descartável ou semelhante e instrumento de processamento para identificação do agente. Alternativa mente, uma amostra do agente microbiano poderia ser aplicada em uma placa de espectrometria de massa MALDI 4314 e a piaca inserida em uma unidade de espectrometria de massa 4312. Alternativamente, o agente microbiano poderia ser entregue para um dispositivo de ensaio de caracterização e/ou identificação microbiana 4318 (por exemplo, cartão de ensaio) e o cartão incubado e ensaiado em um instrumento de

35/69 processamento 4316.

III. Método de Operação

Fluxograma (figuras 26A, B, C)

O método de operação do instrumento de identificação/caracterização 104 em uma modalidade na qual o recipiente de espécime 500 é submetido a ambas as etapas de detecção e identificação será agora descrito com referência às figuras 26A-26C.

O processo começa na etapa 4402 com o carregamento de uma amostra em um dos recipientes 500 e entrega do recipiente carregado 500 para um instrumento de detecção (como descrito no nosso pedido de patente provisório anterior e no pedido de patente copendente No. Serial _________, “Automated microbial detection apparatus, documento de procuração No. 01120). Ver figura 47, instrumento 102.

Na etapa 4404, o recipiente 500 é carregado no instrumento de detecção 102, por exemplo, colocando o recipiente de detecção no transportador que passa o recipiente para o instrumento de detecção ou pelo carregamento manual do recipiente. (Ver figuras 47 e 48 e a descrição dessas figuras abaixo).

Na etapa 4406, o recipiente 500 é incubado dentro do instrumento de detecção 102.

Na etapa 4408, o recipiente de detecção é lido (por uma unidade de detecção no instrumento 102).

Na etapa 4410, a leitura do recipiente de detecção é analisada para determinar se o recipiente é positivo. Se negativo, o processamento desvia ao longo do ramal NÃO 4411 e é feita uma verificação se um cronômetro expirou (etapa 4412). Se o cronômetro expirou, o frasco é julgado negativo e o frasco é transferido para o recipiente de refugo na etapa 4414. De outra forma, a incubação continua e as etapas 4406, 4408 e 4410 continuam periodicamente.

Se na etapa 4410 o recipiente de detecção é positivo, o processamento prossegue para o ramal SIM 4416. O recipiente de detecção é movido para a localização de saída no instrumento de detecção na etapa 4418. Na etapa 4420, o recipiente de detecção é transferido para o instrumento de identificação/caracterização 104, por exemplo, movendo o recipiente de detecção 500 sobre um transportador e o movendo para a localização de entrada do instrumento de identificação/caracterização (ver figura 47). A transferência podería ocorrer por alguma outra maneira, os detalhes da qual podem variar amplamente.

Na etapa 4422 (figura 26B), o recipiente de detecção é

36/69 colocado em uma das prateleiras 2310 do instrumento de identificação/caracterização 104. O mecanismo de transferência robótico 1910 pode ser usado nesse processo.

Na etapa 4424, o recipiente de detecção é ventilado de modo asséptico. Essa etapa pode ocorrer antes de pegar o dispositivo de amostragem ou pode ocorrer depois de pegar o dispositivo de amostragem, ver figuras 15 e 16.

Na etapa 4426, um dos dispositivos de amostragem 1902 é retirado do cassete 1900. O dispositivo de amostragem 1902 é pré-carregado com um tampão de quebra seletivo como mostrado na figura 15; alternativamente, o tampão de quebra é adicionado no dispositivo de amostragem nesse momento.

Na etapa 4428, uma tampa protetora (não mostrada), se montada, cobrindo a agulha 3202 do dispositivo de amostragem é removida.

Na etapa 4430, a agulha 3202 é inserida em um recipiente ventilado vertical 500 (ver figuras 16 e 17).

Na etapa 4432, o recipiente de detecção é invertido (ver figuras 18 e 19) e uma pequena amostra (por exemplo, uma amostra de 2,0 mL) é removida do recipiente 500.

Na etapa 4434, o recipiente 500 é girado para uma orientação vertical e a agulha 3202 do dispositivo de amostragem 1902 é removida.

Na etapa 4436, um pequeno volume (por exemplo, uma amostra de 0,5 mL) do ar é introduzido no dispositivo de amostragem. Isso poderia ser realizado automaticamente usando o sistema pneumático 1914 conectado no dispositivo de amostragem.

Na etapa 4438, uma tampa protetora para a agulha 3202, se montada, é reposta.

Na etapa 4440, o dispositivo de amostragem 1902 é invertido e agitado para misturar completamente a porção da amostra com o tampão de quebra seletivo.

Na etapa 4442, a tampa protetora para a agulha 3202, se montada, é novamente removida. (Nota: uma estação montada com aspectos apropriados de garra ou captura poderia ser provida para remover e substituir automaticamente a tampa da agulha ou alternativamente a tampa poderia permanecer na agulha como descrito na segunda modalidade.)

Na etapa 4444, uma pequena porção da mistura positiva de tampão de quebra/caldo é descartada em um recipiente de refugo.

Na etapa 4446, o aparelho de remoção da amostra move o dispositivo de amostragem 1902 para a posição acima de um dos dispositivos de

37/69 separação 1904 (ver figura 38) e perfura a tampa com a agulha do dispositivo de amostragem. O dispositivo de separação 1904 é pré-carregado com a almofada de densidade nessa modalidade.

Em uma variação possível, o tampão de quebra é também carregado no dispositivo de separação 1904 com a almofada de densidade e a mistura da amostra e do tampão de quebra acontece dentro do dispositivo de separação 1904.

Na etapa 4448, o aparelho de remoção da amostra 1912 gentilmente adiciona 0,5 a 1,0 mL da mistura da amostra/tampão de quebra em cima da almofada de densidade já presente no reservatório do dispositivo de separação 1904. Ver figuras 20A e 20B.

Na etapa 4450, o aparelho de remoção da amostra 1912 é movido para a posição do recipiente de refugo 1908 e o dispositivo de amostragem 1902 é descartado. Ver figura 20C.

Na etapa 4452, o aparelho de remoção da amostra retorna para o dispositivo de separação 1904 e o levanta para fora do cassete 1900 e o move para a localização da estação de separação e concentração 1916 e coloca o dispositivo de separação 1904 na centrífuga. Ver figura 21.

Na etapa 4454, o ciclo da centrífuga é iniciado.

Na etapa 4456, depois da conclusão do processo de centrifugação, o dispositivo de separação é movido para o módulo de identificação e/ou caracterização 1918 (estação de leitura). Onde a estação de leitura está próxima da centrífuga, a centrífuga é girada para uma posição de leitura onde o dispositivo de separação 1904 fica posicionado para leitura como mostrado na figura 11.

Na etapa 4458, a varredura ótica do dispositivo de separação 1904 no módulo de identificação e/ou caracterização é iniciada (ver figura 21,22).

Na etapa 4460, depois da conclusão da operação de leitura, o dispositivo de separação 1904 é colocado dentro do recipiente de refugo 1908 (ver figuras 23, 24).

IV. Segunda modalidade (figuras 27-46)

Uma segunda modalidade do instrumento de identificação 104 será descrita em conjunto com as figuras 27-46. Essa modalidade é similar a primeira modalidade das figuras 1-26 em termos de funcionamento geral e operação; as diferenças principais são (1) uma construção diferente do mecanismo de transferência robótico 1910; (2) uma provisão para a criação de vórtice da amostra e tampão de quebra no dispositivo de amostragem 1902 e (3) a inclusão de aspectos de detecção opcionais na prateleira que mantém os recipientes de espécime 500 (ver figura 28)

38/69 para detectar o crescimento microbiano dentro do recipiente 500, de modo que o sistema de identificação é intimamente combinado com um sistema de detecção para detectar se um recipiente de espécime é positivo para a presença de um agente microbiano. Uns poucos outros pontos de diferenciação nos detalhes da configuração da segunda modalidade também serão observados na descrição seguinte.

Entretanto, a segunda modalidade, como a primeira modalidade das figuras 1-26, compartilha as mesmas metas gerais e objetivos de projeto. Isto é, a segunda modalidade das figuras 27-46 automatiza a remoção de uma amostra de ensaio de um recipiente de espécime (preferivelmente logo depois que uma determinação positiva tenha sido feita), automatiza a quebra das células sem micro-organismos na amostra do ensaio, automatiza o carregamento da amostra quebrada em um dispositivo de separação descartável, automatiza a separação e a concentração do agente microbiano presente na amostra quebrada no dispositivo de separação e automatiza a interrogação do agente microbiano para identificar e/ou caracterizar o agente microbiano.

Os recipientes de espécime/frasco de cultura 500 são carregados em prateleiras ou estruturas de sujeição do instrumento de identificação 104 manual ou automaticamente. Em uma configuração opcional, os recipientes de espécime 500 são ensaiados com relação à presença de micro-organismos por um subsistema de detecção que é incorporado nas prateleiras. Em um método manual da técnica anterior, sem automação, o técnico removería um frasco de um instrumento de detecção separado depois que o frasco é classificado como “positivo”. Isso podería ser várias horas depois da determinação diagnostica, especialmente se a determinação é feita no meio da noite ou quando o laboratório está vazio. Entretanto, com o instrumento de identificação automatizado nessa modalidade, as etapas de identificação e/ou caracterização automatizada do agente microbiano podem prosseguir imediata e automaticamente depois que o recipiente de espécime é classificado como “positivo”.

No caso da centrifugação lítica e medição de fluorescência intrínseca, aspectos de ambas as modalidades ilustradas, pode ser desejável que a amostra seja processada com finalidades de identificação e/ou caracterização logo depois de uma chamada positiva por um instrumento de detecção associado. Quando o frasco é considerado positivo, os micro-organismos estão em um estágio exponencial de crescimento. Essa fase de crescimento é distinta da fase de retardo e fase de morte que são antes e depois, respectivamente, da fase exponencial. Os micro-organismos nessa fase exponencial têm características de expressão genética e

39/69 física diferentes do que a fase de retardo e de morte.

Pela automação desse processo de identificação e/ou caracterização, o técnico é excluído do sistema. A identificação e/ou caracterização do agente microbiano podem ocorrer muito mais rapidamente nas presentes modalidades comparado com as abordagens anteriores.

A. Leiaute do sistema

O instrumento de identificação 104 de acordo com uma segunda modalidade é mostrado na figura 27. O instrumento 104 inclui um primeiro cassete 1900A contendo uma pluralidade de dispositivos de amostragem descartáveis 1902 e um segundo cassete 1900B contendo uma pluralidade de dispositivos de separação descartáveis 1904. Uma prateleira ou estrutura de sujeição 1906 inclui receptáculos para manter vários recipientes 500 contendo amostras para ensaio de identificação. A prateleira 1906 é mostrada contida dentro de um invólucro de incubação isolado 1812. O invólucro 1812 inclui uma porta 1810 que é aberta para expor os frascos 500 e permitir a ventilação dos frascos e a remoção de uma amostra do ensaio através de um mecanismo de transferência robótico 1910, aparelho de remoção da amostra 1912 e o dispositivo de amostragem 1902.

O mecanismo de transferência robótico 1910 inclui uma base rotativa e juntas móveis e segmentos entre as juntas de modo a permitir que o mecanismo de transferência robótico 1910 e em particular as estruturas de garra incluídas no aparelho de remoção da amostra ou cabeça de amostragem 1912 acessem os vários componentes no instrumento 104. Esses componentes incluem um dispositivo de separação e concentração (centrífuga 1916), os cassetes 1900A e 1900B, um criador de vórtice 1814 para misturar um tampão de quebra e a amostra de ensaio dentro do dispositivo de amostragem 1902, uma estação de leitura 1918 e vários recipientes 1802, 1804, 1806 contendo diferentes tampões de quebra e/ou almofadas de densidade na situação onde os tampões de quebra e as almofadas de densidade são adicionados no dispositivo de amostragem ou dispositivo de separação no momento do uso. O mecanismo de transferência robótico 1910 é capaz de acessar cada um dos frascos 500 e opcionalmente segurar e manter os frascos 500. Assim, o mecanismo de transferência robótico 1910 pode ser opcionalmente o dispositivo para carregar automaticamente os frascos 500 na estrutura de sujeição ou prateleira 1906. Alternativamente, os frascos 500 poderíam ser carregados na prateleira manualmente através de uma porta de acesso posicionada no lado oposto do invólucro 1812 da porta 1810. Ver figura 49, porta 4902.

Na configuração da figura 27, um suporte do copo da

40/69 centrífuga 1800 mantém um pequeno suporte semelhante a copo 1801 no qual o dispositivo de separação 1904 é colocado (ver figura 46A); a combinação do dispositivo de separação 1904 e suporte semelhante a copo 1801 é colocada na centrífuga 1916 para separação e concentração do agente microbiano no dispositivo de separação 1904. Depois da centrifugação, o dispositivo semelhante a copo 1801 é retornado para o suporte de copo 1800. O aparelho de remoção da amostra 1912 segura o dispositivo de separação e o mecanismo de transferência robótico o coloca no módulo de leitura/identificação 1918. O agente microbiano concentrado no dispositivo de separação 1904 é interrogado pelo módulo de leitura/identificação 1918. A etapa de leitura pode incluir os aspectos descritos acima, tais como medir os espectros da fluorescência intrínseca da amostra e, com a ajuda de um computador, a comparação dos espectros medidos com um conjunto de dados contendo espectros de agentes microbianos conhecidos e classificação usando um algoritmo de classificação. Depois da leitura, o dispositivo de separação 1904 é colocado em um recipiente de refugo (ver figuras 1,15, item 1908).

A figura 28 é uma ilustração de uma disposição alternativa para o instrumento de identificação 104. Nessa modalidade, as paredes ou painéis do invólucro de incubação são removidos para mostrar uma modalidade das prateleiras 1906 que mantêm os frascos 500. As prateleiras 1906 são incorporadas em uma torre rotativa que gira ao redor de um eixo geométrico vertical. A instrumentação de detecção para detectar de modo não invasivo se um frasco é positivo é incorporada nas prateleiras 1906. Esses aspectos são descritos em mais detalhes no pedido de patente copendente N° de série __________, documento de procuração No.

01145/MBHB 09-271-E, depositado na mesma data que esse pedido, cujo conteúdo é incorporado por referência aqui. Dessa forma, nessa modalidade, as prateleiras 1906 e a instrumentação de detecção associada funcionam como um sistema de detecção automatizado 102 para determinar a presença de um agente microbiano em um recipiente de espécime.

A figura 29 é outra vista em perspectiva da modalidade da figura 27, mostrando a centrífuga 1916, o criador de vórtice 1814 e o aparelho de remoção da amostra 1912 incluídos no mecanismo de transferência robótico 1910.

A figura 30 mostra os cassetes 1900A e 1900B dos descartáveis em mais detalhes. Embora cada cassete seja mostrado mantendo vinte e cinco dispositivos de amostragem descartáveis 1902 ou dispositivos de separação 1904, o número ou a disposição dos dispositivos 1902 e 1904 dentro de um cassete substituível 1900 não é importante.

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B. Mecanismo de transferência robótico 1910 e aparelho de remoção da amostra 1912

A figura 31 é uma vista em perspectiva do mecanismo de transferência robótico 1910. O mecanismo de transferência 1910 é mostrado em uma forma de um robô de seis eixos geométricos. O robô inclui seis juntas rotacionais 1700 indicadas pelas setas e segmentos 1702 entre as juntas do robô que expandem ou contraem linearmente a fim de estender ou contrair ou de outra forma mover a posição do aparelho de remoção da amostra 1912 colocado na extremidade de instrumento do braço do robô no espaço tridimensional. Um conjunto de bomba de diafragma rolante 1710 é montado no mecanismo de transferência robótico 1910 para aplicar vácuo ou pressão positiva no dispositivo de amostragem 1902 através de um tubo de conexão 3402 para facilitar a ventilação e amostragem dos recipientes 500, como descrito abaixo. O sistema pneumático 1914 (figura 1) provê controles pneumáticos para os instrumentos de garra que formam o aparelho de remoção da amostra 1912.

Um robô de seis eixos geométricos é escolhido por possibilitar flexibilidade, especialmente a capacidade de ventilar e amostrar o frasco. Uma garra pneumática 1954, ver figuras 34 e 35, é colocada na extremidade de instrumento do robô na última junta rotativa. Placas presas na garra 1954 mantêm três executores de extremidade; isto é, existem três componentes de garra separados: um 1956 para o dispositivo de amostragem 1902, um 1958 para o dispositivo de separação 1904 e recipientes de espécime 500 e um (não mostrado) para um tubo de vácuo que pode ser usado em configurações futuras. Um conector 1952 é usado para prender a extremidade livre do tubo 3402 no encaixe 3208 (figura 33) na extremidade proximal do dispositivo de amostragem 1902. Uma corrediça linear pneumaticamente operada 1950 é movida para frente para avançar o conector 1952 para engatar com o dispositivo de amostragem 1902 e para trás para desengatar do dispositivo de amostragem quando o dispositivo 1902 é depositado no recipiente de refugo.

A garra 1954 e a corrediça linear 1950 são acionadas pneumaticamente, com a garra e a corrediça linear controladas a partir da mesma linha de ar (3602 figura 36). Válvulas de controle de fluxo (não mostradas) controlam a taxa de movimento na garra e corrediça linear. Quando o dispositivo de amostragem 1902 é para ser capturado, o componente de garra 1956 é posicionado ao redor do dispositivo de amostragem 1902 com o componente 1956 aberto e a corrediça linear 1950 retraída. Uma válvula pneumática (não mostrada) é ativada para fechar a garra 1954 e fechar o componente de garra 1956 e avançar a corrediça linear 1950. Através de controles de fluxo, a garra fecha primeiro, apanhando o dispositivo de amostragem

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1902. Logo depois, a corrediça linear 1950 avança e engata o conector (1952 na figura 34) com o dispositivo de amostragem 1902. A tubulação 3402 conecta o conjunto de bomba 1710 com o conector 1952 na figura 34 e dispositivo de amostragem 1902, dessa maneira estabelecendo uma conexão do dispositivo de amostragem 1902 com a bomba 1710 (figura 36) através da tubulação 3402.

C. Dispositivo de amostragem 1902

O dispositivo de amostragem 1902 nessa modalidade é mostrado nas figuras 32 e 33. A operação do dispositivo 1902 para ventilar e amostrar um recipiente de espécime 500 é descrita abaixo em conjunto com as figuras 36 e 37. A operação do dispositivo 1902 para injetar a amostra no dispositivo de separação 1904 é descrita abaixo em conjunto com as figuras 43-46.

Com referência agora às figuras 32 e 33, o dispositivo de amostragem 1902 inclui uma agulha de medida 18 3202 tendo um revestimento de borracha 3214. Um encaixe luer 3212 conecta a agulha 3202 em um corpo ou tubo da seringa de 5 mL 3200. Um filtro hidrofóbico de 0,2 pm 3218 é acoplado no corpo da seringa 3200 com um encaixe elastomérico 3210. Um orifício ou encaixe 3208 recebe o tubo 3402 (figura 34) que é conectado na bomba do diafragma rolante 1710 montado no mecanismo de transferência robótico 1910 da figura 31.

O revestimento 3214 tem quatro funções: 1) revestir a agulha 3202 para evitar ferimentos por picada de agulha, 2) manter a agulha 3202 estéril, 3) impedir o vazamento dos componentes do tubo 3200 e 4) agir como mola para retroceder os componentes durante a amostragem do recipiente de espécime 500 e a injeção do dispositivo de separação 1904 (ver figuras 44 e 45). O revestimento impede que a agulha 3202 prenda ou grude no septo ou rolha montada na extremidade do recipiente de espécime 500. Quando a agulha é retirada do septo, o revestimento de borracha empurra contra o septo impedindo a união da agulha e septo. Similarmente, durante a injeção do dispositivo de separação, a compressão semelhante a uma mola do revestimento 3214 empurra contra a tampa de rosca do dispositivo de separação 1904 e impede que a agulha prenda ou grude na tampa.

O filtro hidrofóbico 3218 (figura 33) impede que micróbios contaminem o sistema de bombeamento e tubulação. Desde que esse filtro é hidrofóbico, é impedido que o líquido passe para a bomba 1710 da figura 31. Outra função do filtro além de impedir a contaminação é a retirada de fluido repetível. Depois que o líquido toca o filtro 3218, nenhum ar a mais pode ser evacuado do tubo 3200 desde que a água bloqueia o fluxo do ar. Assim, a bomba 1710 pode continuar o bombeamento, mas o volume do líquido extraído será uma função do volume da

43/69 tubulação e não da precisão da bomba.

D. Conjunto de bomba a vácuo 1710

O conjunto de bomba a vácuo 1710 da figura 31 é mostrado isolado na vista em perspectiva na figura 36. A bomba 1710 contém um diafragma rolante 1712 conectado em um atuador linear 1714. Válvulas de solenoide 1716 e 1718 alternam a bomba da entrada para saída. Durante a etapa de ventilação, na qual os frascos 500 são ventilados para a atmosfera usando o dispositivo de amostragem 1902, as válvulas de solenoide 1716 e 1718 são acionadas para deixar a pressão positiva ventilar através do sistema (entrada). Também, durante a amostragem, a bomba puxa o fluido do frasco 500 para dentro do dispositivo de amostragem 1902. O fluido é ejetado (saída) para o dispositivo separador 1904 (figuras 43-44). Para ambos os modos de entrada e saída, o atuador linear 1714 continua a operar, movendo o diafragma rolante 1712 de um lado para outro. Válvulas de retenção (não mostradas na figura 36) tomam parte no controle da direção do fluido.

E. Ventilação e Amostragem

As etapas de ventilação e amostragem são mostradas nas figuras 37 e 38. O robô 1910 primeiro pega um dos dispositivos de ventilação e/ou amostragem 1902 do cassete 1900A. O robô 1910 move para a posição mostrada na figura 37. A porta 1810 é aberta. As prateleiras 1816 da figura 37 são giradas para uma posição apontando para cima e a ventilação ocorre por meio da inserção da agulha do dispositivo de amostragem 1902 nos recipientes de espécime 500. As prateleiras 1816 são então giradas para uma posição apontando para baixo mostrada na figura 37 e a bomba 1710 operada para puxar um pequeno volume da amostra (0,5 a 1,0 mL) do recipiente de espécime 500 para dentro do dispositivo de amostragem 1902. O dispositivo de amostragem 1902 é pré-carregado com o agente lítico ou alternativamente o agente lítico é adicionado na amostragem 1902 antes das etapas de ventilação e amostragem. No caso onde o dispositivo de amostragem é carregado com o agente lítico no local, o mecanismo de transferência robótico segura um dos dispositivos de amostragem, acessa as soluções do agente lítico armazenadas nos recipientes 1802, 1804, 1806, etc., ver figura 27, e puxa 1,0 a 2,0 mL do agente lítico para dentro do dispositivo de amostragem 1902 e depois prossegue com as etapas de ventilação e amostragem.

F. Mistura do agente lítico e amostra no dispositivo de amostragem 1902

Como mencionado previamente, a modalidade das figuras 2746 inclui aspectos para misturar a amostra de ensaio e o tampão de quebra, por

44/69 exemplo, pela criação do vórtice no dispositivo de amostragem 1902 a fim de misturar a amostra retirada do recipiente de espécime com o agente lítico presente no dispositivo de amostragem 1902.

A criação do vórtice será agora descrita em conjunto com as figuras 29 e 39-42, mostrando o criador de vórtice 1814. Um aspecto único desse sistema é um copo de vórtice 3900 que mantém o dispositivo de amostragem 1902. O mecanismo de transferência robótico 1910 primeiro coloca o dispositivo de amostragem 1902 no copo de vórtice 3900 (ver figura 39), solta o dispositivo de amostragem 1902 e depois move para cima para a posição mostrada na figura 40. As pontas de garra do robô 3450 então fecham frouxamente ao redor do filtro hidrofóbico acima 3218 (figuras 32, 33) do dispositivo de amostragem 1902. O dispositivo de amostragem 1902 é mantido frouxamente no copo do criador de vórtice 3900, de modo que o criador de vórtice 1814 pode ficar livre para agitar o dispositivo de amostragem 1902. Se ele é mantido firmemente, o criador de vórtice 1814 não fica livre para agitar a mistura de amostra/tampão de quebra que está presente no dispositivo de amostragem 1902. A superfície inferior 1957 do instrumento de garra 1956 retém o dispositivo de amostragem 1902 no criador de vórtice 1814 durante a criação do vórtice.

O criador de vórtice 1814 inclui uma base 3902 na qual o copo ou suporte 3900 é montado como através de prendedores que se estendem através de furos 4202 no flange 4204 do suporte 3900, como mostrado nas figuras 41-42. O canal interior 4200 do suporte 3900 é dimensionado para adaptar o dispositivo de amostragem 1902, como mostrado nas figuras 40 e 41. A criação do vórtice mistura suficientemente a amostra e o tampão de quebra com um ciclo de 5 segundos em 3000 rpm.

Em uma configuração opcional, o copo do vórtice 3900 inclui elementos de aquecimento para manter a amostra no dispositivo de amostragem 1902 em 37 graus C. O aquecimento pode adotar a forma de um aquecedor resistivo espiral 3910 mostrado na figura 39A. A frequência de agitação, duração e temperatura do processo do vórtice podem mudar para amostras particulares e tampões.

G. Injeção da amostra misturada no dispositivo de separação 1904

Pode ser desejável carregar, primeiro, o dispositivo de separação na centrífuga para pré-girar o tampão lítico e garantir que nenhum ar preso fique presente no tubo capilar do dispositivo de separação. Também, se o sistema ótico é configurado na centrífuga, uma verificação de qualidade (por exemplo, uma

45/69 pré-leitura do dispositivo de separação antes de adicionar a amostra quebrada) pode ser executada. As verificações de controle de qualidade poderíam incluir a inspeção por fragmentos ou fibras que possam estar presentes no dispositivo de separação, arranhões nas superfícies óticas ou outros defeitos óticos. Depois que o criador de vórtice 1814 completa a mistura da amostra e tampão de quebra no dispositivo de amostragem 1902, aproximadamente 1 mL de uma porção da solução misturada de amostra e quebra é então injetada no dispositivo de separação descartável 1904. Essa operação pode ocorrer enquanto o dispositivo de separação 1904 está ainda contido dentro do cassete 1900B das figuras 26 e 27. A amostra e o tampão de quebra misturados são mostrados como mistura 4302 na figura 43A. (A figura 43D mostra o revestimento de borracha 3214 mostrado parcialmente removido da agulha 3202, mas isso é somente para ilustrar melhor o revestimento e a agulha; a agulha fica coberta pelo revestimento durante o uso como mostrado nas figuras 43B e 43C.)

Para realizar a injeção da amostra no dispositivo de separação 1902, o mecanismo de transferência robótico posiciona o dispositivo de amostragem 1902 (carregado) sobre um dos dispositivos de separação 1904, como mostrado na figura 43A, e depois prossegue para abaixar o dispositivo de amostragem 1902, de modo que a agulha 3202 é forçada através de ambos o revestimento de borracha 3214 e o septo 4300 provido na tampa 2404 do dispositivo de separação 1904, de modo a colocar a ponta da agulha 3202 na câmara interior 2602 do dispositivo de separação. Ver figuras 44, 45 e 46. Essa ação comprime o revestimento de borracha 3214, como mostrado nas figuras 44, 45 e 46, com o revestimento 3214 agindo sobre uma mola e aplicando força na tampa 2404. Como mostrado na figura 46, a bomba de diafragma rolante 1710 opera para bombear o ar para dentro do dispositivo de amostragem 1902, criando pressão positiva no interior do dispositivo de amostragem e dessa maneira forçando a injeção da mistura da amostra do ensaio/tampão de quebra 4302 através da agulha para dentro do dispositivo de separação 1904, como mostrado na figura 46. A mistura 4302 é preparada em cima da almofada de densidade de 1,0 mL já presente no dispositivo de separação 1904.

H. Transferência do dispositivo de separação carregado 1904 para dentro da centrifuga 1916

Depois do carregamento do dispositivo de separação 3202 dessa maneira, o mecanismo de transferência robótico 1910 prossegue para transferir o dispositivo de amostragem 1902 para um recipiente de refugo, e depois pegar o dispositivo de separação carregado 1904 e colocá-lo no copo 1801 mantido pelo suporte de copo 1800 (figura 28, figuras 46A-46C). A seguir, a combinação do copo

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1801 e dispositivo de separação 1904 é segurada e retirada do suporte 1800 (figura 46A) pelo mecanismo de transferência robótico 1910 e colocada na centrífuga 1916 (figura 28) para a separação e concentração da amostra no dispositivo de separação 1904.

Em uma modalidade possível, a centrífuga 1916 não é uma centrífuga indexada, isto é, ela não vem para a mesma posição exata depois da rotação. A tampa da centrífuga é aberta e fechada por um cilindro pneumático. A posição da centrífuga é encontrada por uma câmera (não mostrada) no mecanismo de transferência robótico 1910. Uma imagem da centrífuga é tirada e software de visão de máquina determina a posição da centrífuga, de modo que o dispositivo de separação 1904 pode ser colocado corretamente na centrífuga. Em particular, a câmara procura uma marca de confiança no rotor e o robô se move para a posição apropriada no rotor da centrífuga. O dispositivo de separação 1904 é inserido na localização apropriada para manter o equilíbrio na centrífuga 1916.

A centrífuga podería ser configurada para apenas girar um dispositivo de separação de cada vez (como no caso da primeira modalidade) ou múltiplos dispositivos de uma vez, como mostrado nas figuras 27-29.

O componente de visão da máquina (câmera) podería ser eliminado usando um rotor de centrífuga indexado. Nessa configuração, o rotor da centrífuga pararia na mesma posição depois da centrifugação. Isso podería ser realizado usando uma embreagem mecânica para engatar o rotor e movê-lo além de um sensor ótico para a posição correta. Esse método podería eliminar complexidades (por exemplo, iluminação, algoritmos de software complexos) e custos associados com a visão da máquina e assim, para algumas implementações, pode ser preferido.

I. Separação e concentração do agente microbiano no dispositivo de separação 1904

A centrífuga opera para girar o dispositivo de separação 1902 em altas revoluções por minuto por tempo suficiente para concentrar o espécime microbiológico dentro do dispositivo de separação em um pélete ou massa semelhante ao pélete, como descrito em conjunto com a primeira modalidade, por exemplo, 10.000 g por 2 minutos. Durante a centrifugação, as células sanguíneas vermelhas quebradas separam para o topo da almofada de densidade e os micróbios intactos formam um pélete no fundo do tubo capilar de 1 mm 2604 no dispositivo de separação 1902 (ver figura 43A). A tampa da centrífuga é aberta usando um cilindro pneumático e o robô remove o dispositivo de separação 1902 e o copo 1801. A posição do tubo capilar e do suporte é determinada pela visão da máquina como na etapa de colocação acima. O

47/69 dispositivo de separação 1902 e o copo 1801 são removidos como uma unidade da centrífuga 1918 e colocados no suporte de copo 1800 (usando o pino 1805 como um mecanismo de localização, ver figura 46C) e depois o robô 1910 pega o dispositivo de separação 1902 e o move para a unidade de leitura 1918.

J. Leitura do agente microbiano concentrado no dispositivo de separação 1904

A unidade de leitura 1918 interroga o agente microbiano concentrado que forma o pélete dentro do dispositivo de separação 1902. Os detalhes não são pertinentes para essa revelação. Os resultados (informação de caracterização e/ou identificação para o agente microbiano) são liberados para a interface do usuário do instrumento, uma estação de trabalho conectada, uma impressora ou outro dispositivo de saída dependendo da configuração do instrumento.

K. Esterilização da rolha do recipiente de espécime 500

Em algumas aplicações biológicas para o presente instrumento 104, o recipiente de espécime 500 é inoculado com uma amostra do espécime, tal como fluidos corpóreos humanos ou outros fluidos corpóreos normalmente estéreis. Isso é realizado injetando a amostra através de uma agulha em uma rolha formada no topo do recipiente 500. Existe uma chance que a amostra possa conter material perigoso biologicamente. Frequentemente, uma pequena gota da amostra, tal como sangue, pode ser deixada na superfície da rolha. É desejável esterilizar essa superfície antes da amostragem e processamento para evitar a contaminação do recipiente 500 com micróbios na superfície ou transportados pelo ar.

Vários métodos poderíam ser desenvolvidos para esterilizar essa superfície em uma maneira automatizada. Esses incluem:

1) Esterilização com UV da superfície da rolha. A luz ultravioleta é um método padrão de esterilização de superfícies. A automação podería ser realizada fixando uma fonte de luz UV em um segundo robô ou mecanismo de automação provido no instrumento que moveria para a superfície da rolha para esterilização antes de ventilação do frasco ou remoção de uma amostra de ensaio.

2) Borrifar a superfície com um desinfetante, tal como álcool isopropílico ou outra substância química e depois esfregar a superfície. Atualmente, esse é o método manual mais comum de esterilização dos locais de inoculação. Normalmente, chumaços de algodão são embebidos em um desinfetante e um técnico esfrega a superfície antes de inocular o frasco ou remover uma amostra. A limpeza mecânica é necessária no caso de pontos secos de sangue na superfície desde que um borrifo químico pode não penetrar através do sangue. O borrifo da superfície pode

48/69 ser automatizado pressurizando um reservatório de desinfetante com ar e pulverizando esse sobre a superfície da rolha. A limpeza mecânica pode ser realizada pegando um chumaço de algodão ou tecido de limpeza e esfregando a superfície da rolha. Outros métodos mecânicos de limpeza da superfície incluem um tecido enrolado embebido no desinfetante. Novamente, esses métodos poderíam ser realizados por meio de um mecanismo robótico separado no instrumento 104 ou provendo o mecanismo de transferência robótico existente 1910 com componentes adicionais de captura/limpeza/borrifo/esterilização com UV conforme o caso.

L. Outras configurações para o mecanismo de transferência robótico 1910

Embora a segunda modalidade mostrada nas figuras 27-29 use um robô de seis eixos geométricos para o mecanismo de transferência robótico de automação 1910 para realizar a transferência e o posicionamento dos componentes ou materiais no instrumento, essa é apenas uma de uma variedade de escolhas que poderíam ser feitas e o escopo da presente revelação é planejado para abranger outros mecanismos de transferência robóticos. Um braço de robô de múltiplos eixos geométricos foi escolhido porque ele é flexível. Novas etapas de automação podem ser facilmente programadas sem exigir novos projetos de instrumentos mecânicos principais. Depois que o processo é estabelecido, o robô poderia ser substituído por um robô mais simples e mais compacto, com menos eixos geométricos ou um sistema de automação cartesiano (x,y,z). O sistema cartesiano seria mais barato do que o robô de seis eixos geométricos. Um sistema cartesiano é usado, por exemplo, na primeira modalidade (ver figura 5).

M. Atuadores elétricos

Uns poucos dos atuadores da segunda modalidade (e em particular os aspectos de garra e corrediça do aparelho de remoção da amostra 1912) são operados por pneumática (ar comprimido). Mecanismos pneumáticos são simples para programar e projetar, entretanto eles não são acessíveis a ajustes clínicos ou algum outro laboratorial onde ar comprimido não está disponível. Esses atuadores podem ser substituídos por sistemas elétricos/mecânicos, tais como acionamentos lineares, motor escalonador e servomotor conectado em acionamentos lineares e solenoides.

N. Métodos de misturas alternativos

Na segunda modalidade, um criador de vórtice 1814 é usado para misturar vigorosamente a amostra e o tampão lítico. Um método de mistura diferente, tal como sonicação ou mistura recíproca, poderia ser usado no lugar da

49/69 criação do vórtice.

O. Outras aplicações para o sistema de identificação

Nós descrevemos em detalhes um método e instrumento para automaticamente ventilar e amostrar um recipiente de espécime, por exemplo, frasco de cultura de sangue. A amostra é quebrada e centrifugada para processar o agente microbiano presente na amostra para análise adicional. Os aspectos do instrumento podem ser aplicáveis a outros sistemas diagnósticos e outros tipos de frascos de cultura. Esses sistemas poderíam incluir ensaios biológicos moleculares ou frascos de cultura automatizada para amostras industriais. Amostras industriais poderíam incluir ensaio de esterilidade de fármacos ou alimentos.

No caso de ensaios biológicos moleculares, pode ser muito importante executar um ensaio microbiano durante o crescimento exponencial de um micro-organismo. Durante a fase do crescimento exponencial, a expressão genética dos micróbios é diferente do que durante a fase de retardo. Na fase de retardo, que é antes da fase do crescimento exponencial, os micróbios estão convertendo o seu mecanismo genético para expressar proteínas para consumir os nutrientes dos meios que podem ser diferentes de seu ambiente prévio. Quando os micróbios entram na fase exponencial, a expressão genética já se estabeleceu.

Um instrumento de detecção automatizado (102), tal como esse descrito aqui e no nosso pedido de patente provisório anterior ou o sistema BacT/ALERT®, pode determinar quando os micróbios começam a fase exponencial e o método de identificação automatizado acima pode processar uma amostra logo depois que a fase exponencial começa. Em um método de cultura manual, seria difícil determinar quando exatamente os micróbios entram na fase exponencial desde que isso acarretaria a verificação dos frascos frequentemente com relação à turvação. Caso o começo da fase exponencial seja perdido pelo técnico, existe o risco que os micróbios passem para a fase de morte quando os nutrientes limitados são consumidos. Portanto, nas modalidades preferidas, o presente instrumento de identificação processa automaticamente os recipientes de espécime positivos tão logo ou imediatamente depois que o recipiente é considerado como “positivo”.

Em algumas outras modalidades não clínicas do sistema de identificação, a etapa de quebra é opcional ou não pré-formada. Portanto, a provisão de um tampão lítico no dispositivo de amostragem e a criação de vórtice do dispositivo de amostragem não são exigidas em cada configuração possível do presente instrumento inventivo.

P. Nova amostragem dos recipientes de espécime

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O processo de ventilação, de amostragem, de separação e de interrogação descrito acima pode ser repetido no mesmo recipiente de espécime 500 quando necessário. Em uma variação possível, um dado recipiente de espécime 500 é amostrado sucessivamente usando os dispositivos de amostragem 1902 carregados com diferentes tampões líticos (por exemplo, carregados no local a partir do abastecimento dos tampões líticos no instrumento) e carregados em dispositivos de separação diferentes 1904 que são então submetidos às etapas de separação e concentração e depois leitura.

O instrumento 104 pode também executar o ensaio de identificação e/ou caracterização sem executar primeiro a etapa de detecção; possivelmente reduzindo o tempo para a identificação. Esse modo de operação poderia ser utilizado quando outros dados clínicos estão disponíveis que são proféticos da infecção. A condição do paciente, marcadores biológicos (por exemplo, PCT), etc. são exemplos de dados que poderíam ser proféticos da infecção. Nesse modo, recipientes de espécime são carregados no instrumento de identificação 104 (por exemplo, usando os projetos de prateleira de qualquer modalidade), os frascos são incubados nas prateleiras providas no instrumento de identificação e cada frasco é periodicamente amostrado e submetido à separação e etapa de concentração e a etapa de interrogação. Se uma dada amostra não pode ser identificada ou caracterizada na primeira iteração, o recipiente de espécime pode ser amostrado novamente, por exemplo, a cada 30 minutos, até que crescimento suficiente do agente microbiano tenha ocorrido dentro do recipiente de espécime, tal que a etapa de leitura para essa iteração subsequente retorna um resultado de identificação e/ou caracterização. A incubação do recipiente de espécime ocorre antes e durante a amostragem sequencial do recipiente de espécime.

Q. Acoplamento no instrumento de detecção automatizado

Em algumas modalidades, o instrumento de identificação automatizado 104 da primeira e da segunda modalidades é firmemente acoplado em um instrumento de detecção automatizado configurado para determinar se um recipiente de espécime 500 é positivo para a presença de um agente microbiano. Esse acoplamento firme preferivelmente proporciona a retirada automatizada dos recipientes de espécime positivos 500 de um instrumento de detecção para o instrumento de identificação automatizado 104 tão logo o recipiente de espécime seja ensaiado como “positivo”.

Uma variedade de configurações de instrumento para realizar tal acoplamento é descrita no nosso pedido anterior de patente provisório U.S. No. de

51/69 série 61/216.339, depositado em 15 de maio de 2009. Umas poucas opções são mostradas nas figuras 47 e 48. Na figura 47, um instrumento de detecção automatizado 102 é unido através do transportador 4702 no instrumento automatizado de identificação e/ou caracterização 104. Frascos que chegam ao instrumento automatizado de identificação e/ou caracterização 104 são capturados pelo mecanismo de transferência robótico 1910 e carregados nas prateleiras. Na figura 48, os frascos são providos para um instrumento combinado de detecção e identificação e caracterização automatizadas (por exemplo, como apresentado acima para a segunda modalidade, ver figura 28 e a discussão acima). Nessa configuração, as prateleiras que mantêm os recipientes de espécime que chegam 500 incluem instrumentação de detecção para interrogar sensores colori métricos incorporados no fundo dos frascos. Além disso, o instrumento combinado 102 + 104 é munido com aspectos de incubação, tal como fornecendo o invólucro de incubação 1812 das figuras 27 e 37.

Ainda outras configurações são possíveis, como descrito no pedido de patente copendente No. de série____________depositado na mesma data que esse pedido, documento de procuração No. 09-271-US. A figura 49 mostra uma modalidade na qual o instrumento combinado 102 + 104 inclui uma porta 4902 para o carregamento manual dos frascos para as prateleiras do instrumento combinado de detecção e identificação/caracterização.

Nas modalidades das figuras 47-49, uma gaveta 4702 é fornecida para prover acesso para remover o refugo do instrumento, por exemplo, recipientes de espécime, dispositivos de amostragem e dispositivos de separação.

A configuração física dos painéis externos para os instrumentos das figuras 47-49 não é particularmente importante e pode variar amplamente. Os instrumentos incluem uma interface gráfica do usuário e monitor 4704 que podem também variar amplamente.

R. Esquemático do sistema de computador

A figura 50 é um diagrama de blocos esquemático mostrando o instrumento de identificação e/ou caracterização 104 e seu sistema de controle de computador associado. Os detalhes mostrados na figura 50 podem variar amplamente e não são particularmente importantes e, portanto, são fornecidos aqui por meio de exemplo e não limitação.

Um computador 4902 executando LabVIEW (Natíonal Instruments) é conectado em dois computadores: (1) um computador 4904 através de uma conexão em série e (2) um computador de controle robótico 4906 através de uma conexão da Ethernet. O computador 4904 controla as prateleiras 1906 e o subsistema

52/69 de detecção associado para detectar se os frascos são positivos, controla os motores escalonadores que agitam (oscilam) a prateleira 1906 para produzir agitação durante a incubação através de um controlador de movimento 4908. Um motor escalonador (não mostrado) permite que a prateleira seja colocada precisamente em posição para ventilação e amostragem pelo mecanismo de transferência robótico 1910.

O computador LabVIEW 4902 consulta o computador 4904 com relação aos frascos positivos. O computador 4904 calcula respostas através da conexão em série e o ID do frasco, o tempo de positivo e a posição do frasco são analisados pelo computador LabVIEW 4902. A posição do frasco é enviada para o controlador do robô 4906 que abre a porta para as prateleiras (figura 27, 1810) através de um sinal digital para um relé controlando cilindros pneumáticos conectados na porta. O robô 1910 adquire um dispositivo de amostragem 1902 e ventila o frasco e amostras como descrito acima.

Um sinal digital do controlador do robô 4906 é enviado para relés para abrir e fechar a tampa da centrífuga 1916, iniciar a centrífuga 1916 e controlar o criador de vórtice 1814. O controle de movimento do atuador linear na bomba de diafragma rolante é controlado pelo computador LabVIEW 4902 através de um controlador de movimento 4908.

Medições de interrogação (por exemplo, medições de fluorescência intrínseca) capturadas pelo módulo de identificação 198 são enviadas para o computador LabVIEW 4902. O computador 4902 compara os espectros medidos com espectros de referência armazenados de amostras conhecidas para identificar e/ou caracterizar o agente microbiano na amostra, como descrito acima. Para fazer essa comparação, o computador 4902 inclui uma memória (por exemplo, disco rígido) contendo os dados dos espectros de referência e o código legível por máquina armazenando instruções de software para executar a comparação, por exemplo, os algoritmos descritos previamente. O computador 4902 inclui uma unidade de processamento central convencional que opera nos dados adquiridos e dados de referência armazenados usando o(s) algoritmo(s) para gerar um resultado para a amostra sob ensaio e proporciona um relatório, por exemplo, através de uma interface do usuário no instrumento ou periféricos anexos 4910. O computador 4902 pode se comunicar através de uma rede de protocolo da Internet 4914 com outros computadores remotamente localizados 4912, por exemplo, para compartilhar resultados de identificação e/ou caracterização, armazenar os resultados em um banco de dados remoto ou fazer interface com outros sistemas de informação laboratorial.

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S. Combinação dos dispositivos de separação e amostragem em um único dispositivo descartável.

Como descrito previamente, o instrumento de identificação e/ou caracterização 104 inclui um aparelho de remoção da amostra 1912 que mantém ou segura um dispositivo descartável de ventilação e/ou amostragem 1902. Juntos, eles operam para ventilar o recipiente de espécime e remover uma porção da amostra biológica no recipiente de detecção positivo 500 e adicionar a porção em um dispositivo de separação 1904. As funções de ventilação e amostragem poderíam ser executadas por dispositivos descartáveis separados 1902. Adicionalmente, as funções de ventilação, amostragem e separação poderíam ser executadas em um único dispositivo descartável como descrito nessa seção.

Com referência às figuras 51-55, um dispositivo de separação 6000 inclui um corpo 6002, geralmente na forma de um bloco, uma placa superior 6004 e uma placa de base 6006. O corpo contém uma janela ótica usada para medições de fluorescência intrínseca; o material que forma a janela oticamente claro e não fluorescente. Em geral, o corpo 6002 pode ser moldado ou de outra maneira formado de qualquer material plástico conhecido na técnica. Como mostrado nas figuras 53-55, o corpo 6002 do dispositivo de separação 6000 envolve uma câmara lítica 6020, um canal de ventilação 6030, um canal de transferência de fluido 6034 e uma câmara de separação 6040. A câmara lítica 6020 e a câmara de separação 6040 são orientadas ao longo de dois eixos geométricos verticais paralelos e adjacentes 6022, 6042, definidos no corpo 6002, cada câmara tendo extremidades terminais superior e inferior. O canal de ventilação 6030 provê um primeiro canal de comunicação de fluido conectando a extremidade inferior da câmara lítica em um orifício de ventilação ou bombeamento 6018 na placa superior 6004. Como mostrado nas figuras 54-55, o primeiro canal de comunicação de fluido ainda compreende uma ranhura de fluxo do fluido de ventilação 6032 contida na superfície superior 6034 do corpo 6002 e propiciando a comunicação de fluido entre a câmara lítica 6020 e o canal de ventilação 6030. O canal de transferência de fluido 6036 proporciona um segundo canal de comunicação de fluido conectando a extremidade inferior da câmara lítica 6020 na extremidade superior da câmara de separação 6040 para transferir um tampão lítico e amostra da câmara lítica 6020 para a câmara de separação 6040. Como mostrado nas figuras 54 e 56, o segundo canal de comunicação de fluido ainda compreende uma ranhura de fluxo do fluido de ventilação 6038 contida na superfície superior 6034 do corpo 6002 e propiciando a comunicação de fluido entre a câmara lítica 6020 e a câmara de separação 6040. A câmara lítica 6020, canal de ventilação

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6030 e canal de transferência de fluido 6036 são abertos para uma superfície inferior 6010 do corpo 6002 do dispositivo 6000, como mostrado na figura 52. A superfície inferior 6010 do corpo 6002 pode ainda compreender uma ranhura de fluxo de fluido inferior 6024 propiciando a comunicação de fluido entre o fundo da câmara lítica 6020 e o canal de ventilação 6030 e o canal de transferência de fluido 6036 através de um poço de válvula 6026 (descrito mais abaixo). A placa superior 6004 e a placa de base 6006 podem ser presas no corpo 6002 por qualquer modo conhecido na técnica para fechar ou de outra forma vedar as câmaras 6020, 6040 e os canais 6030, 6034. Por exemplo, a placa superior 6004 e/ou a placa de base 6006 podem ser afixadas no corpo pela soldagem ou pelo uso de um adesivo.

Como mostrado na figura 52, o dispositivo de separação 6000 inclui uma válvula 6012 e um orifício do atuador da válvula 6008 que se estendem através da placa superior 6004. A válvula 6012 fica contida dentro de um poço de válvula 6026 na superfície inferior 6010 do corpo 6002 e é operável entre uma primeira posição e uma segunda posição através de um atuador externo (não mostrado). Quando a válvula 6012 está em uma primeira posição, um primeiro canal de comunicação de fluido é “aberto” a partir do fundo da câmara lítica 6020 através do canal de ventilação 6030 para o orifício de ventilação ou bombeamento 6018. Esse primeiro canal de comunicação de fluido aberto é operável para ventilar a pressão excessiva do dispositivo 6000 ou para produzir um vácuo para a câmara lítica 6020 através do uso de uma bomba (não mostrada). Quando a válvula 6012 está em uma segunda posição, um segundo canal de comunicação de fluido é “aberto” a partir do fundo da câmara lítica 6020 através do canal de transferência de fluido 6036 para a câmara de separação 6040. Esse segundo canal de comunicação de fluido aberto é operável para transferir o tampão lítico e amostra da câmara lítica 6020 para a câmara de separação 6040. Como mostrado na figura 62, o orifício de ventilação ou bombeamento 6018 e o orifício de entrada da amostra 6016 compreendem canais abertos através da placa superior 6004. Em uma modalidade possível, o orifício de entrada da amostra 6016 ainda compreende um septo perfurável (não mostrado). Em outra modalidade, uma agulha de seringa (não mostrada) pode ser presa ou afixada no orifício de entrada da amostra 6016, dessa maneira permitindo que o dispositivo lítico e de separação opere adicionalmente como um dispositivo de ventilação e/ou amostragem para obter diretamente uma amostra de um recipiente de espécime 500.

Como mostrado na figura 54, a câmara de separação 6040 pode ainda compreender um reservatório superior, uma seção cônica central e um tubo capilar inferior 6048, todos dispostos ao redor de um eixo geométrico vertical

55/69 central. Como mostrado, a seção cônica central conecta o reservatório superior de diâmetro mais largo e o tubo capilar de diâmetro menor 6048. Em uma modalidade, a parede inferior do tubo capilar 6048 é feita de um material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não 5 mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6048. Em outra modalidade, o dispositivo de separação 6000 é feito de um material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6048. Como mostrado, a parede inferior oposta ao tubo capilar 6048 pode ser de uma espessura reduzida para facilitar a interrogação 10 ótica como indicado na figura 53. Em ainda outra modalidade, a interrogação ótica pode ocorrer a partir do lado do dispositivo 6000. De acordo com essa modalidade, o bloco compreenderá uma seção de entalhe 6010 e uma parede lateral de espessura reduzida justaposta ao tubo capilar 6048. De acordo com essa modalidade, o dispositivo de separação 6000 é feito de um material oticamente transparente para 15 facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6048.

Em operação, a câmara lítica 6020 pode ser carregada com um tampão de quebra e uma amostra tirada de um recipiente de cultura positivo. Por exemplo, um dispositivo de amostragem 1902, como descrito em outra parte aqui, 20 pode ser usado para depositar separadamente ou em combinação, um tampão de quebra e uma amostra de um recipiente de cultura positivo dentro da câmara lítica 6020. Em outra modalidade, o tampão de quebra pode ser adicionado na câmara lítica 6020 do dispositivo de separação 6000 dentro do subsistema de caracterização/identificação. Por exemplo, o dispositivo de amostragem 1902 pode ser 25 usado para obter uma fração do tampão de quebra (por exemplo, de um reservatório do tampão de quebra) que pode ser subsequentemente depositada na câmara lítica 6020 através do orifício de entrada da amostra 6016 (por exemplo, um septo perfurável) no corpo 6002. A seguir, o dispositivo de amostragem 1902 pode ser usado para obter uma amostra de um recipiente de espécime positivo 500 e depositar essa 30 amostra na câmara lítica 6020 através do orifício da câmara lítica 6016. O tampão de quebra e a amostra são então misturados dentro da câmara lítica 6020, por exemplo, pela agitação e/ou criação de vórtice do dispositivo de amostragem 6000. A etapa de quebra seletiva pode prosseguir por um tempo suficiente para permitir que a reação de quebra seja substancialmente completada (por exemplo, de 1 a 5 minutos). Essa 35 etapa de quebra seletiva quebra seletivamente células indesejadas (isto é, células sem micro-organismos) que possam estar presentes na amostra, por exemplo, células

56/69 sanguíneas e/ou células do tecido. Em outra modalidade, a câmara lítica 6020 pode ser pré-carregada com um tampão de quebra e a amostra carregada na câmara lítica antes da agitação e/ou criação do vórtice. Em uma modalidade, o dispositivo de amostragem 6000 pode ser opcionalmente incubado para permitir que a etapa de quebra seletiva prossiga mais rapidamente.

Depois da etapa de quebra, a amostra quebrada e o tampão de quebra podem ser transferidos para a câmara de separação 6040 através do canal de fluxo do fluido 6030 para a separação de quaisquer micro-organismos sobre uma almofada de densidade pré-carregada, como descrito aqui. A válvula 6012 é abaixada externamente por um atuador mecânico (não mostrado), dessa maneira abrindo o canal de fluxo do fluido 6030 entre a câmara lítica 6020 e a câmara de separação 6040. Uma bomba acima da câmara de separação 6040 puxa a mistura através do canal de fluxo do fluido 6030 para o topo da câmara de separação 6040. Em uma modalidade, mantendo o dispositivo de separação 6000 em um ângulo, o fluido pode fluir gentilmente descendo a parede interior da câmara de separação 6040 e no gradiente de densidade.

O instrumento de identificação/caracterização 104 ainda inclui uma estação de separação e/ou concentração, opcionalmente na forma de uma centrífuga, que opera no dispositivo de separação 6000 de modo a separar o agente microbiano de outros produtos na porção da amostra biológica e concentrar o agente microbiano dentro do dispositivo de separação 6000. Em um exemplo, o agente microbiano fica concentrado na forma de um pélete ou massa semelhante ao pélete no fundo do tubo capilar 6060 do dispositivo de separação 6000.

O instrumento de identificação/caracterização ainda inclui um módulo de identificação e/ou caracterização ou estação de leitura (ver, por exemplo, figura 1, 1918) que interroga o agente microbiano concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbiano.

Outra modalidade tendo um projeto de câmara empilhada é mostrada nas figuras 59-69B.

As figuras 55-60 ilustram um dispositivo combinado de amostragem e separação 6100. Como mostrado nas figuras 55-56 e 59, o dispositivo combinado de amostragem e separação 6100 inclui um alojamento superior 6102, um alojamento inferior 6104 e uma válvula constritiva flexível 6108 unindo o alojamento superior 6102 e o alojamento inferior 6104. Como mostrado nas figuras 57 e 58, o alojamento superior envolve uma câmara lítica superior 6120, o alojamento inferior envolve uma câmara de separação inferior 6140 e a válvula constritiva flexível 6108

57/69 define um canal de transferência de fluido 6130 através dela. A câmara lítica superior 6120, canal de transferência de fluido 6130 e câmara de separação inferior 6140 podem ser orientados ao redor de um eixo geométrico central 6122.

O dispositivo combinado de amostragem e separação 6100 ainda inclui um par de projeções de compressão opostas 6110, um bloco atuador de válvula 6106 e braços do atuador opostos 6118, operáveis para “abrir” e “fechar” a válvula constritiva flexível 6110. Em operação, o bloco atuador de válvula 6106 pode ser movido em uma primeira direção (por exemplo, para as projeções de compressão 6110, como representado pela seta 6107) para “abrir” a válvula 6100. Pelo movimento do bloco atuador 6106 para as projeções de compressão 6110, os braços do atuador 6118 empurram para cima as projeções de compressão 6110 movendo as projeções de compressão 6110 para longe da válvula constritiva flexível, dessa maneira abrindo a válvula 6108. Na posição aberta, o canal de fluxo do fluido 6130 é aberto permitindo a comunicação de fluido entre a câmara lítica superior 6120 e a câmara de separação inferior 6140 (como mostrado na figura 58). O bloco atuador de válvula 6106 pode também ser movido em uma segunda direção (por exemplo, para longe das projeções de compressão 6110, como representado pela seta 6109) para “fechar” a válvula 6108. Quando o bloco atuador 6101 é movido para longe das projeções de compressão 6110, os braços do atuador 6118 movem o par de projeções de compressão opostas 6110 para uma posição “fechada”, dessa maneira fechando a válvula constritiva flexível 6108 (como mostrado na figura 60).

Como mostrado nas figuras 56-57 e 59, o dispositivo combinado de amostragem e separação 6100 também inclui uma agulha de seringa 6112 para obter uma amostra de um recipiente de espécime, e um orifício de vácuo 6114 para puxar o vácuo dentro da câmara lítica 6120, dessa maneira ajudando com o carregamento do dispositivo 6100. Opcionalmente, a seringa pode ainda compreender um revestimento (não mostrado) para proteger a agulha da seringa contra danos e/ou contaminação. Também, como mostrado nas figuras 56-57 e 59, o dispositivo combinado de amostragem e separação 6100 inclui um orifício de vácuo 6114. O orifício de vácuo incluirá um filtro permeável ao gás ou membrana hidrofóbica 6116 que permite que os gases passem, mas evita a contaminação. Em operação, o orifício de vácuo pode ser conectado em uma bomba (não mostrada) que pode aplicar vácuo ao dispositivo de amostragem e separação 6100 para a retirada de uma amostra de um recipiente de espécime positivo.

Como mostrado nas figuras 58 e 60, a câmara de separação 6140 inclui um reservatório superior 6142, uma seção cônica central 6144 e um tubo

58/69 capilar inferior 6146, todos dispostos ao redor do eixo geométrico 6122 abaixo da câmara lítica 6120. Como mostrado, a seção cônica central 6144 conecta o reservatório superior de diâmetro mais largo 6142 e o tubo capilar de diâmetro menor 6146. Em uma modalidade, a parede inferior 6150 do tubo capilar 6146 é feita de um 5 material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6146. Em outra modalidade, o dispositivo de separação 6100 é feito de um material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6146. Como mostrado, a parede 10 inferior 6150 oposta ao tubo capilar 6146 pode ser de uma espessura reduzida para facilitar a interrogação ótica como indicado nas figuras 58 e 60.

Em operação, com a válvula constritiva flexível 608 na posição fechada, a câmara lítica 6120 pode ser carregada com um tampão de quebra e uma amostra tirada de um recipiente de cultura positivo. Em uma modalidade, o tampão de 15 quebra pode ser adicionado na câmara lítica 6120 do dispositivo de separação 6100 usando a agulha da seringa 6112. Por exemplo, a agulha da seringa 6112 pode ser usada para obter uma fração do tampão de quebra (por exemplo, de um reservatório do tampão de quebra), depositando o tampão de quebra na câmara lítica 6120. A seguir, a agulha da seringa 6112 pode ser usada para obter uma amostra de um 20 recipiente de espécime positivo 500, depositando essa amostra na câmara lítica 6120.

O tampão de quebra e a amostra são então misturados dentro da câmara lítica 6120, por exemplo, pela agitação e/ou criação de vórtice no dispositivo de amostragem 6100. A etapa de quebra seletiva pode prosseguir por um tempo suficiente para permitir que a reação de quebra seja substancialmente completada (por exemplo, de 1 25 a 5 minutos). Essa etapa de quebra seletiva quebra seletivamente células indesejadas (isto é, células sem micro-organismos) que possam estar presentes na amostra, por exemplo, células sanguíneas e/ou células de tecido. Em outra modalidade, a câmara lítica 6120 pode ser pré-carregada com um tampão de quebra e a amostra carregada / na câmara lítica antes da agitação e/ou criação do vórtice. Em ainda outra modalidade, o dispositivo de amostragem 6100 pode ser opcionalmente incubado para permitir que a etapa de quebra seletiva prossiga mais rapidamente.

Depois da etapa de quebra, a amostra quebrada e o tampão de quebra podem ser transferidos para a câmara de separação 6140 através do canal de fluxo do fluido 6130 para a separação de quaisquer micro-organismos sobre uma 35 almofada de densidade pré-carregada, como descrito aqui. Para transferir a amostra quebrada e o tampão de quebra para a câmara de separação 6140, o par de

59/69 projeções de compressão opostas 6110 é movido para a posição aberta, dessa maneira abrindo a válvula constritiva flexível 6108 e permitindo a comunicação de fluido entre a câmara lítica 6120 e a câmara de separação 6140 através do canal de fluxo do fluido 6130. Com a válvula flexível 6108 na posição aberta, a amostra quebrada e o tampão de quebra fluirão via gravidade através do canal de fluxo do fluido 6130 e para a almofada de densidade (não mostrada) contida na câmara de separação 6140. Em uma modalidade, mantendo o dispositivo de separação 6100 em um ângulo, o fluido pode fluir gentilmente para baixo da parede interior da câmara de separação 6140 e no gradiente de densidade.

O instrumento de identificação/caracterização 104 ainda inclui uma estação de separação e/ou concentração, opcionalmente na forma de uma centrífuga, que opera no dispositivo de separação 6100 de modo a separar o agente microbiano de outros produtos na porção da amostra biológica e concentrar o agente microbiano dentro do dispositivo de separação 6100. Em um exemplo, o agente microbiano fica concentrado na forma de um pélete ou massa semelhante ao pélete no fundo do tubo capilar 6160 do dispositivo de separação 6100.

O instrumento de identificação/caracterização ainda inclui um módulo de identificação e/ou caracterização ou estação de leitura (ver, por exemplo, figura 1, 1918) que interroga o agente microbiano concentrado para identificar e/ou caracterizar o agente microbiano como descrito previamente.

Outra modalidade do dispositivo combinado de amostragem e separação 6300 é mostrada nas figuras 61-63. Como o dispositivo combinado de amostragem e separação mostrado nas figuras 56-60, o dispositivo combinado de amostragem e separação 6300 inclui um alojamento superior 6302 envolvendo uma câmara lítica 6320, um alojamento inferior 6104 envolvendo uma câmara de separação 6340 e uma válvula constritiva flexível 6308 definindo através dela um canal de transferência de fluido 6130.

O dispositivo combinado de amostragem e separação 6300 ainda compreende um par de projeções de compressão opostas 6310, um bloco atuador de válvula 6306 e braços do atuador opostos 6318 operáveis para “abrir” e “fechar a válvula constritiva flexível 6308. Em operação, o bloco atuador de válvula 6306 pode ser movido em uma primeira direção (por exemplo, em direção às projeções de compressão 6310, como representado pela seta 6307) para “abrir” a válvula 6308. Pelo movimento do bloco atuador 6306 para as projeções de compressão 6310, os braços do atuador 6318 empurram as projeções de compressão 6310 para cima movendo as projeções de compressão 6310 para longe da válvula

60/69 constritiva flexível, dessa forma abrindo a válvula 6308. Na posição aberta, o canal de fluxo do fluido 6330 é aberto permitindo a comunicação de fluido entre a câmara lítica superior 6320 e a câmara de separação inferior 6140 (como mostrado na figura 62). O bloco atuador de válvula 6306 pode também ser movido em uma segunda direção (por exemplo, para longe das projeções de compressão 6306) para “fechar” a válvula 6308. Quando o bloco atuador 6306 é movido para longe das projeções de compressão 6310, os braços do atuador 6318 movem o par de projeções de compressão opostas 6310 para uma posição “fechada”, dessa maneira fechando a válvula constritiva flexível 6308 (não mostrada).

Como mostrado nas figuras 61-63, o dispositivo combinado de amostragem e separação 6300 também compreende uma agulha da seringa 6312 para obter uma amostra de um recipiente de espécime positivo, um orifício de válvula 6314 para puxar o vácuo dentro da câmara lítica 6320, dessa maneira ajudando com o carregamento do dispositivo 6300. Opcionalmente, a seringa pode ainda compreender um revestimento (não mostrado) para proteger a agulha da seringa contra danos e/ou contaminação. O orifício de vácuo incluirá um filtro permeável ao gás ou membrana hidrofóbica 6116 que permite que os gases passem, mas impede a contaminação. O dispositivo combinado de amostragem e separação ainda compreende uma câmara de vácuo, que é opcionalmente pré-carregada com vácuo e operável conectada no dispositivo de amostragem e separação 6300 via uma válvula 6360 para aplicar vácuo no dispositivo de amostragem e separação 6300 para a retirada de uma amostra de um recipiente de espécime positivo.

Com referência à figura 63, o mecanismo de válvula 6360 dessa modalidade compreende um orifício de bomba 6370 que permite que uma bomba (não mostrada) opere o êmbolo 6380 entre uma posição de vácuo e uma posição de ventilação. A válvula 6360 ainda compreende uma câmara interior 6374, um orifício de vácuo 6376 e um orifício de ventilação 6378. Em operação, a bomba (não mostrada) pode mover o êmbolo para uma primeira posição ou uma posição de vácuo (como mostrado na figura 65), dessa maneira abrindo um canal de comunicação de fluido do dito orifício de válvula 6372 através da câmara interior 6374 e através do orifício de vácuo 6376 para a câmara de vácuo 6362. Na primeira posição ou posição de vácuo, a válvula 6360 permite que vácuo seja aplicado no dispositivo de amostragem e separação 6300, dessa maneira controlando a retirada de uma amostra do recipiente de espécime positivo. O êmbolo 6380 pode também ser movido para uma segunda posição ou posição de ventilação, dessa maneira abrindo um canal de comunicação de fluido do dito orifício de válvula 6372 através da câmara interior 6374

61/69 e através do orifício de vácuo 6378, dessa forma permitindo que o dispositivo de amostragem e separação ventile um recipiente de espécime antes da retirada de uma amostra através do vácuo.

Como mostrado na figura 62, a câmara de separação 6340 pode ainda compreender um reservatório superior 6342, uma seção cônica central 6344 e um tubo capilar inferior 6346, todos dispostos ao redor do eixo geométrico 6322 abaixo da câmara lítica 6320. Como mostrado, a seção cônica central 6344 conecta o reservatório superior de diâmetro mais largo 6342 e o tubo capilar de diâmetro menor 6346. Em uma modalidade, a parede inferior 6350 do tubo capilar 6346 é feita de material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6346. Em outra modalidade, o dispositivo de separação 6300 é feito de um material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6346. Como mostrado, a parede inferior 6350 oposta ao tubo capilar 6346 pode ser de uma espessura reduzida para facilitar a interrogação ótica como indicado na figura 62.

Como alguém versado na técnica verificaria, o dispositivo de amostragem e separação 6300 dessa modalidade opera em uma maneira similar como o dispositivo de amostragem e separação 6100 da primeira modalidade. Dessa forma, uma descrição detalhada da operação dessa modalidade específica é excluída. Depois que a etapa de quebra foi executada, o dispositivo de amostragem e separação 6300 dessa modalidade pode ser centrifugado para a separação e/ou peletização de quaisquer micro-organismos contidos nele. O dispositivo de amostragem e separação 6300 dessa modalidade pode ser pré-carregado com um tampão de quebra e/ou uma almofada de densidade.

Com referência agora às figuras 64-67, uma terceira modalidade de um dispositivo combinado de amostragem e separação 6200 é mostrada. O dispositivo combinado de amostragem e separação 6200 inclui um alojamento superior 6202, um alojamento inferior 6204 e uma conexão rotativa 6206 conectando o alojamento superior 6202 e o alojamento inferior 6204. Como mostrado na figura 65, o alojamento superior envolve uma câmara lítica superior 6220, o alojamento inferior envolve uma câmara de separação inferior 6240 e a conexão rotativa 6206 define um canal de transferência de fluido 6130 através dela. A câmara lítica superior 6220, o canal de transferência de fluido 6230 e a câmara de separação inferior 6240 podem ser orientados ao redor de um eixo geométrico central 6222, como mostrado na figura 65.

62/69

Em operação, a conexão rotativa 6206 pode ser girada para uma posição “aberta”. Na posição aberta, o canal de fluxo do fluido 6230 é aberto permitindo a comunicação de fluido entre a câmara lítica superior 6220 e a câmara de separação inferior 6240 (como mostrado na figura 65). A conexão rotativa 6206 pode também ser girada para uma posição “fechada” para fechar o canal de fluxo do fluido 6230. Como mostrado na figura 65, o canal de fluxo do fluido compreende uma abertura superior ou canal 6232 através da porção superior da conexão rotativa 6208 e uma abertura inferior ou canal 6234 através da porção inferior da conexão rotativa 6210. A conexão rotativa 6206 dessa modalidade pode ainda compreender uma gaxeta de vedação 6218 entre a porção superior da conexão rotativa 6208 e a porção inferior da conexão rotativa 6210, como mostrado na figura 66, para evitar vazamentos.

Como mostrado nas figuras 64-66, o dispositivo combinado de amostragem e separação 6200 também compreende uma agulha de seringa 6212 para obter uma amostra de um recipiente de espécime positivo e um orifício de vácuo 6214 para puxar o vácuo dentro da câmara lítica 6220, dessa maneira permitindo que uma amostra seja carregada dentro da câmara lítica 6260 do dispositivo 6200. Opcionalmente, a seringa pode ainda compreender um revestimento (não mostrado) para proteger a agulha da seringa contra dano e/ou contaminação. O orifício de vácuo 6214 incluirá um filtro permeável ao gás ou membrana hidrofóbica 6216 que permite que os gases passem, mas evita a contaminação. Em operação, o orifício de vácuo 6214 pode ser conectado em uma bomba (não mostrada) que pode aplicar vácuo no dispositivo de amostragem e separação 6200 para a retirada de uma amostra de um recipiente de espécime positivo.

Como mostrado na figura 65, a câmara de separação 6240 pode ainda compreender um reservatório superior 6242, uma seção cônica central 6244 e um tubo capilar inferior 6246, todos dispostos ao redor do eixo geométrico 6222 abaixo da câmara lítica 6220. Como mostrado, a seção cônica central 6244 conecta o reservatório superior de diâmetro mais largo 6242 e o tubo capilar de diâmetro menor 6246. Em uma modalidade, a parede inferior 6250 do tubo capilar 6246 é feita de um material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6246. Em outra modalidade, o dispositivo de separação 6200 é feito de um material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6246. Como mostrado, a parede inferior 6250 oposta ao tubo capilar 6246 pode ser de uma

63/69 espessura reduzida para facilitar a interrogação ótica como indicado na figura 65.

Como alguém versado na técnica verificaria, o dispositivo de amostragem e separação 6200 dessa modalidade opera em uma maneira similar como o dispositivo de amostragem e separação 6100 da primeira modalidade. Dessa forma, uma descrição detalhada da operação dessa modalidade específica é excluída. Depois que a etapa de quebra foi executada, o dispositivo de amostragem e separação 6200 dessa modalidade pode ser centrifugado para a separação e/ou peletização de quaisquer micro-organismos contidos nele. O dispositivo de amostragem e separação 6200 dessa modalidade pode ser pré-carregado com um tampão de quebra e/ou uma almofada de densidade.

Com referência agora às figuras 67-69B, outra modalidade de um dispositivo combinado de amostragem e separação 6400 é mostrada. O dispositivo combinado de amostragem e separação 6400 inclui um alojamento superior 6402, um alojamento inferior 6404 e uma válvula rotativa 6406 conectando o alojamento superior 6402 e o alojamento inferior 6404. Como mostrado nas figuras 68B e 69B, o alojamento superior envolve uma câmara lítica superior 6420, o alojamento inferior envolve uma câmara de separação inferior 6440 e a válvula rotativa 6406 define um canal de transferência de fluido 6430 através dela. A câmara lítica superior 6420, o canal de transferência de fluido 6430 e a câmara de separação inferior 6440 podem ser orientados ao redor de um eixo geométrico central 6422, como mostrado nas figuras 68B e 69B.

Em operação, a válvula rotativa 6406 pode ser girada através de uma alça de válvula 6408 para uma posição “aberta” 6434 (ver figura 79B). Na posição aberta, o canal de fluxo do fluido 6430 é aberto permitindo a comunicação de fluido entre a câmara lítica superior 6420 e a câmara de separação inferior 6440 (como mostrado na figura 69B). A válvula rotativa 6406 pode também ser girada para uma posição “fechada 6434 (ver figura 68B) para fechar o canal de fluxo do fluido 6430.

Como mostrado nas figuras 67-69B, o dispositivo combinado de amostragem e separação 6400 também compreende uma agulha de seringa 6412 para obter uma amostra de um recipiente de espécime positivo e um orifício de vácuo 6414 para puxar o vácuo dentro da câmara lítica 6420, dessa maneira permitindo que uma amostra seja carregada para dentro da câmara lítica 6460 do dispositivo 6400. Opcionalmente, a seringa pode ainda compreender um revestimento (não mostrado) para proteger a agulha da seringa contra dano e/ou contaminação. O orifício de vácuo 6414 incluirá um filtro permeável ao gás ou membrana hidrofóbica 6416 que permite que os gases passem, mas evita a contaminação. Em operação, o orifício de vácuo

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6414 pode ser conectado em uma bomba (não mostrada) que pode aplicar vácuo no dispositivo de amostragem e separação 6400 para a retirada de uma amostra de um recipiente de espécime positivo.

Como mostrado nas figuras 68B e 69B, a câmara de separação 6440 pode ainda compreender um reservatório superior 6442, uma seção cônica central 6444 e um tubo capilar inferior 6446, todos dispostos ao redor do eixo geométrico 6422 abaixo da câmara lítica 6420. Como mostrado, a seção cônica central 6444 conecta o reservatório superior de diâmetro mais largo 6442 e o tubo capilar de diâmetro menor 6446. Em uma modalidade, a parede inferior 6450 do tubo capilar 6446 é feita de um material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6446. Em outra modalidade, o dispositivo de separação 6400 é feito de um material oticamente transparente para facilitar a interrogação ótica de um agente microbiano concentrado (não mostrado) localizado no fundo do tubo capilar 6446. Como mostrado, a parede inferior 6450 oposta ao tubo capilar 6446 pode ser de uma espessura reduzida para facilitar a interrogação ótica como indicado nas figuras 68B e 69B.

Como alguém versado na técnica verificaria, o dispositivo de amostragem e separação 6400 dessa modalidade opera em uma maneira similar como o dispositivo de amostragem e separação 6100 da primeira modalidade. Dessa forma, uma descrição detalhada da operação dessa modalidade específica é excluída. Depois que a etapa de quebra foi executada, o dispositivo de amostragem e separação 6400 dessa modalidade pode ser centrifugado para a separação e/ou peletização de quaisquer micro-organismos contidos nele. O dispositivo de amostragem e separação 6400 dessa modalidade pode ser pré-carregado com um tampão de quebra e/ou uma almofada de densidade.

Da discussão acima, será verificado que nós revelamos um aparelho para ventilação automatizada de um recipiente de espécime (500) tendo um fechamento (por exemplo, septo) vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente, compreendendo:

uma prateleira (por exemplo, figura 5, 1906) mantendo o recipiente de espécime 500;

um dispositivo de ventilação (1902, figura 14, figura 32) tendo uma agulha 3202, uma câmara 3202 em comunicação de fluido com a agulha e um orifício 3208 em comunicação de fluido com a câmara (figuras 14, 32, 43A); (Nota: o dispositivo de ventilação pode tomar a forma de um dos dispositivos combinados de

65/69 separação e amostragem mostrados nas figuras 51-59 particularmente se configurado com uma agulha) um mecanismo de transferência robótico (1910, figuras 1, 5, 247) móvel em relação à prateleira;

um aparelho de remoção da amostra (1912, figuras 1, 5, 15, 17, 27, 37, 38), preso no mecanismo de transferência robótico tendo aspectos de garra para segurar o dispositivo de ventilação;

em que o aparelho de remoção da amostra e o mecanismo de transferência robótico são móveis em relação ao recipiente de espécime de modo a inserir automaticamente a agulha do dispositivo de ventilação através do fechamento do recipiente de espécime para ventilar, dessa forma, o interior do recipiente de espécime e obter o equilíbrio entre o interior do recipiente de espécime e a atmosfera. (Figuras 16, 38)

Como discutido acima, a prateleira é móvel entre uma primeira posição na qual o recipiente de espécime está orientado em uma orientação ascendente (figuras 16, 17) e uma segunda posição na qual o recipiente de espécime está orientado em uma orientação descendente (figuras 18, 19) e na qual a inserção da agulha do dispositivo de ventilação ocorre enquanto a prateleira é movida para a primeira posição (figuras 16,17).

Como mostrado na modalidade da figura 32A, o dispositivo de ventilação 1902 pode incluir um filtro hidrofóbico 3218 posicionado dentro do dispositivo de ventilação próximo ao orifício.

O aparelho ainda inclui um sistema pneumático 1914 (figura 1) acoplado no orifício 3208 do dispositivo de ventilação, por exemplo, como mostrado nas figuras 14 e 34 (via o tubo 3402 conectado na bomba de vácuo 1710 da figura 31). Assim, o sistema pneumático 1910 pode incluir um tubo 3402 tendo uma primeira extremidade conectada no orifício do dispositivo de ventilação (ver figura 34) e uma segunda extremidade conectada em uma bomba pneumática (figura 36).

Como discutido acima, em algumas modalidades, o dispositivo de ventilação 1902 é carregado com um agente lítico seletivo (ver figura 14). Em algumas modalidades, o dispositivo de ventilação 1902 inclui um revestimento cobrindo a agulha (ver figuras 32, 43, revestimento 3214). O revestimento pode ser flexível (ver figuras 44-46) e o revestimento flexível cobre uma porção da agulha externa ao recipiente de espécime durante a ventilação do recipiente de espécime (figura 38).

Como mencionado acima, o mecanismo de transferência

66/69 robótico 1910 pode adotar uma variedade de formas, incluindo um braço de robô de múltiplos eixos geométricos (ver figuras 31, 37). Alternativamente, o mecanismo de transferência robótico pode tomar a forma de um robô cartesiano móvel em pelo menos duas direções ortogonais em relação à prateleira 1906 (ver figura 5). Como mostrado nas figuras 5 e 35, o aparelho de remoção da amostra pode incluir pontas de garra (ver 1956, figuras 34, 35). Como mostrado na figura 34, o aparelho de remoção da amostra inclui uma corrediça 1952 acoplada na primeira extremidade do tubo 3402, a corrediça móvel em relação ao dispositivo de ventilação 1902 para avançar a primeira extremidade do tubo 3402 sobre o orifício 3208 do dispositivo de ventilação 1902.

Também será verificado que nós descrevemos um aparelho para a amostragem automatizada de um recipiente de espécime tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente, compreendendo: uma prateleira 1906 mantendo o recipiente de espécime, um dispositivo de amostragem 1902 tendo uma agulha, uma câmara em comunicação de fluido com a agulha e um orifício em comunicação de fluido com a câmara; um mecanismo de transferência robótico 1910 móvel em relação à prateleira; um aparelho de remoção da amostra 1912 preso no mecanismo de transferência robótico tendo aspectos de garra para segurar o dispositivo de amostragem 1902 e um sistema pneumático 1914 acoplado no orifício do dispositivo de amostragem (por exemplo, via o tubo 3402); onde o aparelho de remoção da amostra e o mecanismo de transferência robótico são móveis de modo a inserir automaticamente a agulha do dispositivo de amostragem através do fechamento do recipiente de espécime, o sistema pneumático operativo para puxar uma porção de uma amostra contida dentro do recipiente de espécime para dentro da câmara do dispositivo de amostragem via a agulha. (Figuras 15, 18, 19, 37, 38). (Nota: o dispositivo de amostragem pode tomar a forma de um dos dispositivos combinados de separação e amostragem mostrados nas figuras 51-69.)

Em uma modalidade, o aparelho de remoção da amostra 1912 insere primeiro a agulha 3202 no recipiente de espécime enquanto o recipiente de espécime é girado para a primeira posição ascendente para ventilar dessa maneira o recipiente de espécime 500 e depois retira a amostra do recipiente de espécime depois que a prateleira é girada para uma segunda posição descendente.

Um método automatizado para ventilar um recipiente de espécime na forma de um frasco tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente foi revelado compreendendo as etapas de:

67/69 manter o frasco 500 em uma prateleira 1906 (figura 5); automaticamente e com a ajuda do aparelho robótico segurar um dispositivo de ventilação tendo uma agulha, uma câmara conectada na agulha e um orifício conectado na câmara (figuras 14, 15); mover automaticamente o aparelho robótico de modo a colocar o dispositivo de ventilação em uma posição próxima do frasco na prateleira (figuras 16, 17); inserir automaticamente a agulha do dispositivo de ventilação através do fechamento de modo a colocar a agulha no interior do frasco (figura 17) e trazer o interior do recipiente de espécime para o equilíbrio com a atmosfera via a agulha, câmara e orifício.

O método pode incluir uma etapa de mover a prateleira de modo a colocar o frasco em uma orientação ascendente e executar a etapa de inserção automática enquanto o frasco está na orientação ascendente, como mostrado nas figuras 16 e 17. O método pode também incluir as etapas de mover a prateleira de modo a colocar o frasco em uma orientação descendente;

aplicar vácuo no orifício do dispositivo de amostragem e puxar uma porção de uma amostra contida no frasco para o dispositivo de amostragem. (Figuras 18 e 19).

Em uma configuração possível, o dispositivo de amostragem 1902 é carregado com um agente lítico seletivo antes da etapa de retirada (ver figura 14, o dispositivo 1902 é pré-carregado com o agente lítico ou senão o agente lítico é adicionado de um recipiente 1802 dentro do instrumento 104, ver figura 27, por exemplo, usando a função de vácuo do sistema pneumático 1914 e a tubulação 3402).

Em outro aspecto, é revelado um método automatizado para amostrar um recipiente de espécime na forma de um frasco 500 tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente, compreendendo as etapas de: (a) manter o frasco em uma prateleira 1906; (b) autoiriaticamente e com a ajuda do aparelho robótico 1910/1912 segurar um dispositivo de amostragem 1902 tendo uma agulha 3202 (figuras 14, 32), uma câmara 3204 conectada na agulha e um orifício 3208 conectado na câmara; (c) automaticamente mover o aparelho robótico de modo a colocar o dispositivo de amostragem em uma posição próxima do frasco na prateleira (figuras 6, 17); (d) automaticamente inserir a agulha do dispositivo de amostragem através do fechamento de modo a colocar a agulha no interior do frasco (figuras 18-19, 38) e (e) aplicar vácuo no orifício do dispositivo de amostragem de modo a puxar uma porção de uma amostra contida no frasco para dentro do dispositivo de amostragem.

O método pode incluir uma etapa de mover a prateleira de

68/69 modo a colocar o frasco em uma orientação descendente e executar a etapa de inserção automática enquanto o frasco está na orientação descendente. (Figuras 18, 19). O método pode ainda incluir a etapa de mover a prateleira de modo a colocar o frasco em uma orientação ascendente e no qual a etapa de inserir a agulha do dispositivo de amostragem é executada enquanto o frasco está na orientação ascendente; e no qual o método ainda compreende a etapa de ventilar o frasco para a atmosfera antes da etapa de aplicação de vácuo no orifício do dispositivo de amostragem. (Figuras 16, 17).

Em uma modalidade, o método inclui uma etapa de carregar o dispositivo de amostragem com um agente lítico seletivo antes da etapa de inserir a agulha do dispositivo de amostragem através do fechamento do recipiente de espécime, por exemplo, de um recipiente 1802 do agente lítico seletivo (figura 27) no momento do uso.

O método de amostragem pode ser repetido mais do que uma vez. Assim, em um aspecto, o método pode incluir as etapas de repetir as etapas (b), (c), (d) e (e) mais de uma vez no mesmo frasco.

Como mostrado nas figuras 44-46, o método pode ainda compreender a etapa de injetar um pouco ou toda a porção da amostra dentro do dispositivo de amostragem para dentro de um dispositivo de separação descartável 1902 usado para a separação e a concentração de um agente microbiano presente na amostra.

O método de amostragem ainda inclui a etapa de quebrar componentes celulares da amostra dentro do dispositivo de separação 1904. O método pode também incluir a etapa de centrifugar o dispositivo de amostragem 1902 para separar e concentrar um agente microbiano dentro do dispositivo de amostragem. (Como mencionado acima, o dispositivo de amostragem pode tomar a forma de um dos dispositivos combinados de separação e amostragem mostrados na figuras 5169).

O método de amostragem pode ainda incluir a etapa de incubar o frasco enquanto o frasco é mantido na prateleira, por exemplo, na modalidade mostrada nas figuras 27-29 onde a prateleira fica posicionada dentro de um invólucro de incubação 1812.

Como usado aqui, o termo “agulha” é planejado para ser interpretado amplamente como referência a um elemento semelhante a uma ponta oca. Isto é, a agulha 3202 (figuras 14, 33) no dispositivo de amostragem e/ou ventilação 1902 poderia ter uma variedade de formas, tal como uma ponta oca

69/69 plástica.

Modalidades atualmente preferidas e alternativas do instrumento inventivo de identificação e/ou caracterização automatizada foram descritas com particularidade. Entretanto, pessoas versadas na técnica entenderão 5 que podem ser feitas variações dos detalhes das modalidades reveladas. Todas as perguntas quanto ao escopo da invenção devem ser respondidas por referência às reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para a amostragem automatizada de um recipiente de espécime tendo um fechamento vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma prateleira mantendo o recipiente de espécime, um dispositivo de amostragem tendo uma agulha, uma câmara em comunicação de fluido com a agulha e um orifício em comunicação de fluido com a câmara, em que o aparelho de amostragem inclui uma bainha flexível cobrindo a agulha que empurra contra uma tampa do recipiente da amostra para evitar que a agulha se ligue à tampa;

um mecanismo de transferência robótico móvel em relação à prateleira, o mecanismo de transferência robótico compreendendo um braço robótico multi-eixo;

um aparelho de remoção da amostra preso no mecanismo de transferência robótico tendo aspectos de garra para segurar o dispositivo de amostragem, em que o movimento do aparelho de remoção de amostras é controlado pelo mecanismo de transferência robótico; e um sistema pneumático compreendendo uma bomba localizada no mecanismo de transferência robótico e acoplado no orifício do dispositivo de amostragem, o sistema pneumático operativo para recolher uma porção de uma amostra contida dentro do recipiente de amostra na câmara do aparelho de amostragem através da agulha, o sistema pneumático compreende ainda um primeiro tubo tendo uma primeira extremidade ligada a bomba e uma segunda extremidade ligada a porta do aparelho de amostragem e um segundo tubo tendo uma primeira extremidade ligada à bomba e uma segunda extremidade ligada aos aspectos de garra;

em que o aparelho de remoção da amostra e o mecanismo de transferência robótico são móveis em relação ao recipiente de espécime, de modo a inserir automaticamente a agulha do dispositivo de amostragem através do fechamento do recipiente de espécime, para ventilar um interior do recipiente de espécime e obter equilíbrio entre o interior do recipiente de espécime e a atmosfera.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a prateleira é móvel entre uma primeira posição na qual o recipiente de espécime está orientado em uma orientação ascendente e uma segunda posição na qual o recipiente de espécime está orientado em uma orientação descendente e na qual a inserção da agulha do dispositivo de amostragem ocorre enquanto a prateleira

Petição 870190071789, de 26/07/2019, pág. 11/13

2/3 é movida para a primeira posição.
3. Aparelho, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de amostragem descartável ainda compreende um filtro hidrofóbico posicionado dentro do dispositivo de amostragem próximo ao orifício.
4. Aparelho, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de amostragem é carregado com um agente lítico seletivo.
5. Aparelho, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o revestimento flexível cobre uma porção da agulha externa ao recipiente de espécime durante o recolhimento da amostra para dentro do dispositivo de amostragem.
6. Aparelho, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de transferência robótico compreende um robô cartesiano móvel em pelo menos duas direções octogonais em relação à prateleira.
7. Aparelho, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o aparelho de remoção da amostra insere primeiro a agulha no recipiente de espécime enquanto o recipiente de espécime é girado para a primeira posição para ventilar dessa maneira o recipiente de espécime e depois retira a amostra do recipiente de espécime depois que a prateleira é girada para a segunda posição.
8. Método automatizado para amostrar um recipiente de espécime na forma de um frasco tendo uma tampa vedando o interior do recipiente de espécime do ambiente, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

(a) fornecimento do aparelho de acordo com a reivindicação 1;

(b) manter o frasco em uma prateleira;

(c) automaticamente e com a ajuda do aparelho robótico segurar um dispositivo de amostragem tendo uma agulha, uma câmara conectada na agulha e um orifício conectado na câmara;

(d) automaticamente mover o aparelho robótico de modo a colocar o dispositivo de amostragem em uma posição próxima do frasco na prateleira;

(e) automaticamente inserir a agulha do dispositivo de amostragem através da tampa de modo a colocar a agulha no interior do frasco e (f) aplicar vácuo no orifício do dispositivo de amostragem de modo a puxar uma porção de uma amostra contida no frasco para dentro do

Petição 870190071789, de 26/07/2019, pág. 12/13

3/3 dispositivo de amostragem.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de:

mover a prateleira de modo a colocar o frasco em uma orientação ascendente e no qual a etapa de inserir a agulha do dispositivo de amostragem é executada enquanto o frasco está na orientação ascendente; e no qual o método ainda compreende a etapa de ventilar o frasco para a atmosfera antes da etapa de aplicação de vácuo no orifício do dispositivo de amostragem.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de carregar o dispositivo de amostragem com um agente lítico seletivo antes da etapa de inserir a agulha do dispositivo de amostragem através do fechamento do recipiente de espécime, opcionalmente e/ou ainda compreendendo a etapa de injetar um pouco ou toda a porção da amostra dentro do dispositivo de amostragem para dentro de um dispositivo de separação descartável.