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JP2012526996A - 試料内の微生物因子の迅速な同定および／または特徴付けのためのシステムおよび方法 - Google Patents

試料内の微生物因子の迅速な同定および／または特徴付けのためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

密閉された検体容器内に含まれる検体試料を試験する方法を提供する。試験試料は使い捨てサンプリング機器を使って検体容器から取り出す。試験試料の非微生物因子成分を溶解し、それによって溶解試料を生成する。溶解試料は使い捨て分離機器に移送する。試験試料に存在する微生物因子は使い捨て分離機器で濃縮する。濃縮された微生物因子は、例えば分光的にインタロゲートする。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本願は、２００９年５月１５日に出願された「非侵襲性の迅速検出血液培養システムと侵襲性微生物分離および特徴付けシステムとを組み合せるためのシステム」と題される、米国仮特許出願第６１／２１６，３３９号の恩恵を主張するものであり、これを本明細書に援用する。
本発明は、検体容器に保存された血液やその他の生体試料などの、試料内の微生物因子の迅速な特徴付けおよび／または同定を行う自動装置および方法について、当該技術分野で以前より感じられてきた必要性を解決するものである。一例として、本開示の装置および方法は、グラムタイプ（陽性または陰性）、形態、種に関する情報または微生物因子のその他の関連する臨床情報を迅速に、そして自動的に提供する。
血液試料内の微生物の増殖および、よって、微生物の存在を検出する装置は、現在米国の市場に存在する。このような装置には、本出願人であるバイオメリュー社のＢａｃＴ／ＡＬＥＲＴ ３Ｄ装置がある。本装置は、血液試料を含む血液培養瓶を、例えばヒト患者から受け取る。装置は瓶を培養する。培養中定期的に培養器内の光検出ユニットは、瓶に組み込まれた比色センサを分析して、瓶内で微生物の増殖が起こったかどうかを検出する。光検出ユニット、検体容器およびセンサは特許文献１〜７（米国特許第４，９４５，０６０号、同第５，０９４，９５５号、同第５，１６２，２２９号、同第５，１６４，７９６号、同第５，２１７，８７６号、同第５，７９５，７７３号および同第５，８５６，１７５号）に記載され、それら全体の内容を、本明細書に参考として援用する。生体試料内の微生物の検出に一般的に関する、該当するその他の先行技術には、特許文献８〜１７（米国特許第５，７７０，３９４号、同第５，５１８，９２３号、同第５，４９８，５４３号、同第５，４３２，０６１号、同第５，３７１，０１６号、同第５，３９７，７０９号、同第５，３４４，４１７号、同第５，３７４，２６４号、同第６，７０９，８５７号および同第７，２１１，４３０号）がある。
ＢａｃＴ／ＡＬＥＲＴ ３Ｄなどの検出装置および同様の装置では、血液培養瓶が微生物有無判定試験で一旦陽性となると、試料を含む使い捨てシステム（例えば瓶）における血液成分および人為的影響（アーチファクト）による干渉に起因して、微生物因子の種に関する高レベルの特徴付け、または同定を得ることは難しい。従って、現在の方法では上述の様に、試料内の微生物の自然増殖および検出のための、瓶またはその他の適切な使い捨て容器および関連装置を使用している。装置が一旦瓶の微生物因子の存在が陽性であることを示すと、現在の方法に従って、「陽性」瓶は装置から手動で回収され、試料の一部は手動で瓶から取り出され、寒天培地プレートで培養される。当該技術分野には、試料媒体の培養プレートに対する画線付け（ストリーキング）及び培養プレートの培養を自動化する装置がある。１つのこのような装置は、特許文献１８（米国特許第６，６１７，１４６号）に記載されている。ストリーキング後、このプレートを培養器の中に手動で設置し、微生物の継代培養の増殖を定期的に検査する。継代培養が十分に増殖した後、培養の試料をプレートから取って試験管内に設置する。試験管をその後、多数の個々のウェル（受容窪み）を有する使い捨ての試験試料カードを介して、同定試験のためにさらに別の装置に導入する。この使い捨て試験カードは、例えば、特許文献１９〜３２（米国特許第４，１１８，２８０号、同第３，９６３，３５５号、同第４，０１８，６５号、同第４，１１６，７７５号、同第４，０３８，１５１号、同第５，６０９，８２８号、同第５，７４６，９８０号、同第５，７６６，５５３号、同第５，８４３，３８０号、同第５，８６９，００５号、同第５，９１６，８１２号、同第５，９３２，１７７号、同第５，９５１，９５２号および同第６，０４５，７５８号）から周知であり、その全体の内容を本明細書に参考として援用する。
この試験試料カードはその後、当該技術分野において当該出願人のＶＩＴＥＫ２装置として知られる分析装置で処理される。ＶＩＴＥＫ２装置は培養し、試験試料カードのウェルを読み取り装置で定期的に読み取る。カードのうちの１つまたは複数のウェルにおける増殖は、微生物因子を同定することになる。ＶＩＴＥＫ２装置は、例えば特許文献３３及び３４（米国特許第５，７６２，８７３号および同第６，０８６，８２４号）に記載され、その内容を本明細書に参考として援用する。
米国特許第４，９４５，０６０号明細書、 米国特許第５，０９４，９５５号明細書 米国特許第５，１６２，２２９号明細書 米国特許第５，１６４，７９６号明細書 米国特許第５，２１７，８７６号明細書 米国特許第５，７９５，７７３号明細書 米国特許第５，８５６，１７５号明細書 米国特許第５，７７０，３９４号明細書 米国特許第５，５１８，９２３号明細書 米国特許第５，４９８，５４３号明細書 米国特許第５，４３２，０６１号明細書 米国特許第５，３７１，０１６号明細書 米国特許第５，３９７，７０９号明細書 米国特許第５，３４４，４１７号明細書 米国特許第５，３７４，２６４号明細書 米国特許第６，７０９，８５７号明細書 米国特許第７，２１１，４３０号明細書 米国特許第６，６１７，１４６号明細書 米国特許第４，１１８，２８０号明細書 米国特許第３，９６３，３５５号明細書 米国特許第４，０１８，６５号明細書 米国特許第４，１１６，７７５号明細書 米国特許第４，０３８，１５１号明細書 米国特許第５，６０９，８２８号明細書 米国特許第５，７４６，９８０号明細書 米国特許第５，７６６，５５３号明細書 米国特許第５，８４３，３８０号明細書 米国特許第５，８６９，００５号明細書 米国特許第５，９１６，８１２号明細書 米国特許第５，９３２，１７７号明細書 米国特許第５，９５１，９５２号明細書 米国特許第６，０４５，７５８号明細書 米国特許第５，７６２，８７３号明細書 米国特許第６，０８６，８２４号明細書
培養のために試料を血液回収瓶へ導入する時点から培養、微生物存在の検出、およびＶＩＴＥＫ２装置による微生物の同定までの、この全工程には典型的に２〜５日かかる。陽性瓶の検出後に行う同定ステップ単独では、典型的にはこれら日数のうち１〜３日を占める。
血液試料内の微生物因子の検出と同定、そして結果の臨床医への報告が現在の２〜５日から１日未満に短縮されれば、患者への実質的および潜在的な救命、臨床的恩恵を得ることができる。この必要性を満たすシステムは、これまで当該技術では実現されなかった。しかし、本発明によって、血液試料等、生体試料内の微生物因子の迅速な同定および／または特徴付けが可能になる。
本明細書に定める微生物因子の迅速な同定および／または特徴付けのためのシステムおよび方法は、検体容器内の因子の存在を検出する自動検出装置と有利に組み合せることができ、これは、私たちの先行仮出願および本願と同じ日に出願された、同時係属中の出願（代理人整理番号０９−２７１−ＵＳ）および本明細書に開示する実施形態に記載されている。この組み合せにおいて、本発明のシステムおよび方法は、血液またはその他の試料を含む容器を微生物因子の存在に関して陽性と検出するように作動する検出装置と、因子の迅速かつ自動的な同定とを組み合せた。一実施形態において、検出装置は、微生物因子の同定および／または特徴付けに必要な追加ステップを実行する、本明細書に記載の自動同定および／または特徴付け装置と、検出時に結合または一体化することができる。その結果生じる、組み合せのシステムは、検出時の迅速な同定および／または特徴付けのための独特な自動化ソリューションを呈し、完璧なシステムソリューションを提供する。生体試料を検出容器（例えば瓶）に最初に充填してから同定および／または特徴付けまでの全体の時間は、ほとんどの場合典型的には２４時間未満である。さらに、従来技術の様に、試験で瓶が陽性と出た後、微生物因子の同定および／または特徴付けを得るにはさらに１〜３日を要する代わりに、このような結果は、本発明のシステムおよび方法を使うと、１時間未満で得られる可能性がある。本開示による発明装置はまた、日中または夜のいつでも迅速かつ自動化された同定および／または特徴付けの結果を提供する能力も提供する。
本開示による発明のシステムおよび方法は、他の付随的な利益と特徴を持っており、これには下記のものへの可能性が含まれる：（ａ）研究所の人員が使い捨て針や生体有害物質へ露出されることの低減；（ｂ）研究所の労働者とユーザーエラーの低減；（ｃ）試料追跡、トレーサビリティおよび情報管理の向上；（ｄ）ラボラトリーオートメーションシステムへのインターフェース；（ｅ）ワークフローと人間工学の向上；（ｆ）臨床的に関連する実用的な情報の搬送による患者治療の向上；および（ｇ）より速く結果を提供することによる、より早期の適切な抗菌療法への集中と病院への滞在の低減。
本開示による本発明方法は、スタンドアローン装置として機能する自動同定装置として実現することができる。随意に、装置は検体容器の微生物因子の存在が陽性か否かを自動的に検出し、陽性であった場合には、瓶を自動的かつ迅速に微生物因子を同定および／または特徴付けする工程に進めるシステムおよびコンポーネントを備えることができる。
従来技術に対する本発明のさらに多くの利点及び利益を下記の詳細な説明において説明する。
例えば瓶などの検体容器に含まれる試料に存在する微生物因子の自動的な同定および／または特徴付けを提供する、システムおよび装置のアーキテクチャを以下に説明する。好ましい実施形態は、これらの特徴を完全に自動化された方法で、すなわち、処理ステップに直接的な人の関与なく、これら３つの特徴を達成する。本発明は、血液培養検体容器を処理し、血液中に存在する微生物因子の同定および／または特徴付を行うシステムという状況において以下に説明するが、本システムおよび方法は、他の種類の生物学または他の試料に適用することができる。
自動同定および／または特徴付け装置は、投入物として検体容器（例えば、培養瓶）を受け取る。このような検体容器は手動または自動で装置に提供される。１つの可能な実施形態では、検体容器は予め「陽性」、すなわち容器内での微生物の増殖が予め決定されており、従って容器内の微生物の存在はすでに検出されているものとすることができる。
自動同定／特徴付け装置は、自動処理ステップおよび／または機器を備える、これらはすなわち：
（ａ）検体容器から試験試料（すなわち検体試料の一部）を取り出し、随意的な溶解ステップが試料に対して行う前または後に、その試験試料を使い捨て分離機器に、追加するよう作動する試料取り出し機器；
（ｂ）分離・濃縮ステーション、すなわち遠心分離機などであり、これは試験試料（または随意的な溶解試料）を含む分離機器で作動し、微生物因子を試験試料内の他の成分から分離して、その微生物因子を分離機器内で、例えば、ペレットまたは濃縮されたペレット状の塊に濃縮する、該分離・濃縮ステーション；および
（ｃ）同定モジュール、例えば読み取りステーションであって、濃縮された微生物因子に対してインタロゲート（尋問的データ収集）して、微生物因子の同定および／または特徴付けを行う、該同定モジュール。
本明細書に記載するいくつかの実施形態では、同定モジュールは濃縮された微生物因子を、それが分離機器に含まれている間にインタロゲートし、そのため分離機器は適切な材料で製造され、光学的に透明であり、光学的インタロゲーション（尋問的データ収集）を容易にする。例えば、同定モジュールは、「微生物の単離と同定の方法」と題された、２００９年１０月３０日出願の米国特許出願第１２／５８９，９２９号；「微生物の分離、同定および／または特徴付けに使用する分離機器」と題された、２００９年１０月３０日出願の米国特許出願第１２／５８９，９６９号；「分光法を使った微生物の分離、同定および／または特徴付けの方法」と題された、２００９年１０月３０日出願の米国特許出願第１２／５８９，９５２号；「質量分析法を使った微生物の分離、同定および／または特徴付けの方法」と題された、２００９年１０月３０日出願の米国特許出願第１２／５８９，９３６号；「分光法を使った微生物の分離、同定および／または特徴付けの方法」と題された、２００９年１０月３０日出願の米国特許出願第１２／５８９，９５２号；「同定子を使った微生物の分離、同定および／または特徴付けの方法」と題された、２００９年１０月３０日出願の米国特許出願第１２／５８９，９８５号；「密閉容器内での微生物の検出、同定および／または特徴付けの方法」と題された、２００９年１０月３０日出願の米国特許出願第１２／５８９，９６８号；および「ラマン分光法を使った微生物の分離、同定および／または特徴付けの方法」と題された、２００９年１０月３０日出願の米国特許出願第１２／５８９，９７６号の特徴を有し、その全体の内容を、本明細書に参考として援用する。種々の光学技術が同定装置への使用に考えられてきた、これらの装置には、例えば分光測定器があり、これには例えば、濃縮された微生物因子から自家蛍光を測定する蛍光分光器、拡散反射分光器、ラマン分光器または化学的または物理的構成に基づいて微生物の特徴付けおよび／または同定を行うことのできるその他の技術などがある。その他の実施形態では、同定装置は濃縮された微生物因子の全てまたは一部を分離機器から取り出し、その濃縮された微生物因子を、例えば質量分析器または別の使い捨て試験機器（例えば、試験ストリップまたは試験カード）を介して直接分析する、その他の装置を備えることができる。
別の態様では、検体容器に含まれる生体試料内に存在する微生物因子の迅速な同定および／または特徴付けに関して記載された方法は、下記のステップを有する：
（ａ）生体試料の一部を検体容器から自動的に引き出すステップ；
（ｂ）生体試料のこの一部を分離機器に導入するステップ；
（ｃ）微生物因子を分離機器内で分離、濃縮するステップ；および
（ｄ）濃縮された微生物因子を分析して、微生物因子を同定および／または特徴付けするステップ
好ましい実施形態では、ステップ（ａ）〜（ｄ）を自動的に行う。
いくつかの実施形態では、ステップ（ａ）〜（ｄ）は同じ検体容器上で複数回、例えば、定期的に３０分毎に行うことができる。さらにこれらのステップは、検体容器に対して追加の培養ステップを行いながら定期的に行うことができる。従ってこの方法は、検出装置による陽性宣言の前に、早期の同定を提供することができる。この方法は、敗血症マーカー、臨床症状などの陽性培養を予測する無料の臨床情報を利用して、別の検出ステップを飛び越えて検体容器の培養に直接進み、サンプリング、分離および分析ステップを繰り返し、その間に微生物の増殖を検体容器内で生じさせることができる。
一実施形態では、この試料は生体試料、例えば生体液などでもよい。生体試料は、臨床的または非臨床的試料とすることができる。別の実施形態では、生体試料は血液試料を含み、この方法は、引き出した試験試料内に存在する血液成分を溶解するステップをさらに有する。溶解ステップは、分離機器もしくは検体容器から試料を抽出するために使用する使い捨てサンプリング機器または別の容器または機器内で行うことができる。
一実施形態では、同定装置の主要機能は、検体容器、例えば培養瓶などを自動的にサンプリングして、試料内に存在する微生物因子を同定することである。別の実施形態では、微生物因子の同定は、微生物が指数関数的増殖期にある間に起こる。システムの自動化によって、このタイムリーな処理が促進される。加えて、同定装置は最終的な同定／特徴付けの結果を臨床医のために作成し、報告することができる。
試料の溶解が望ましい用途では、特定の選択的溶解緩衝液（「溶解剤」）は、試料内で遭遇すると予想される全ての微生物に対して最適というわけではない。この場合、最適ではない溶解処理に起因して、陽性試料が同定または特徴付けに結果として現れない場合、システムは、代替の緩衝液の処方（formula）を使って、試料を自動的に再処理するように構成することができる。関連する検出装置で測定される増殖率に関する情報は、再処理のための最適な溶解緩衝液の処方（formula）を選択するために使用することができる。再処理の際、真陽性は結果として現れることが予想される。そうでなければ、試料は検出サブシステムから、偽陽性であると考えられる。従って、装置の一構成では、異なる溶解緩衝液のいくつかの容器を装置内に入れ、選択した溶解緩衝液を得る、例えば、検体容器から試料を引き出すために使用されるサンプリング機器に充填する。
偽陽性は、当該技術分野で周知の検出技術（例えば、ＢａｃＴ／ＡＬＥＲＴ（登録商標）装置）を使うと、大変低い率で発生する。しかしながら、培養試料が培養状態で５日間試験されるまでに、試料の最終的な陰性の決定を行うことはできない。従って、１つの可能な実施形態では、同定／特徴付け装置は、検体容器を試験の培養／撹拌／検出モードに自動的に戻すことによって、偽「陽性」の培養試料の試験を継続することができる。本実施形態によれば、連続試験は、同定／特徴付け装置内に格納された培養ラック内で生じる。代替実施形態では、検体容器を関連する検出装置に戻す。検体容器の培養を再開するための自動化は、よって本発明の付加的な随意態様である。培養の再開のためにオペレータの介入を用いてもよいが、同定装置を作動する施設（institution）側では用心が必要だろう。
別の態様では、本発明を、試料内に存在する微生物因子の迅速な同定および／または特徴付けのための自動同定および／または特徴付け装置と見なすことができる。本装置は、供給品としての使い捨て分離機器；それぞれが同定および／または特徴付けされる試料を含む、複数の検体容器を保持する保持構造体；ロボット搬送機構；ロボット搬送機構に連結して検体容器から試験試料（すなわち、検体試料の一部）を取り出し、それを分離機器のうちの１つに充填充填するように作動する試料取り出し機器；試験試料を受け取った後、微生物因子を試料の一部内でその他の生成物から分離し、その微生物因子を分離機器内で濃縮するように作動する、分離機器上で作動する分離・濃縮ステーション；および濃縮された微生物因子に対してインタロゲートして、微生物因子を特徴付けおよび／または同定する、同定および／または特徴付けモジュールを備える。
さらに別の態様では、検体容器内に含まれる検体試料内に存在する微生物因子を濃縮する方法を開示する。この方法は下記のステップ、すなわち（ａ）自動的に、ロボット装置を介して、試験試料を検体容器から、濃度緩衝液を充填した使い捨て機器に引き込むステップと、（ｂ）自動的に、ロボット装置を介して、使い捨て機器を遠心分離機内に設置するステップと、および（ｃ）使い捨て機器を遠心分離して、微生物因子を分離機器内で分離及び濃縮するステップとを有する。
別の態様では、密閉検体容器内に含まれる検体試料を試験する方法を開示する。この方法は下記のステップを有する：ａ）試験試料を検体容器から使い捨てサンプリング機器を使って取り出し、その試験試料を使い捨てサンプリング機器に含ませるステップ；ｂ）試験試料の非微生物因子成分を使い捨てサンプリング機器で溶解して、溶解試料を生成するステップ；ｃ）溶解された試料を使い捨て分離機器に搬送するステップ；ｄ）使い捨て分離機器内の試料の一部に存在する微生物因子を濃縮するステップ；およびｅ）濃縮された微生物因子を使い捨て分離機器内でインタロゲートするステップ。
別の態様では、検体試料に存在する不明の微生物因子の迅速な同定および／または特徴付けの方法を記載する。この方法は下記のステップを有する：ａ）自動的に、ロボット装置で試料を使い捨て分離機器内に設置するステップ；ｂ）使い捨て分離機器を遠心分離して、微生物因子を使い捨て分離機器内で分離及び濃縮するステップ；ｃ）微生物因子に対して分光学的にインタロゲートして、濃縮された微生物因子の分光学的測定値を取得するステップ；ｄ）この分光学的測定値を濃縮された周知の微生物因子の分光学的測定値を含む参照データと比較するステップ；およびｅ）比較ステップより不明の微生物因子を同定および／または特徴付けするステップ。
本発明方法のこれらのステップは、同じ検体容器で複数回、例えば、定期的に３０分毎に行うことができる。さらにこれらのステップは、検体容器を培養しながら定期的に行うことができる。この方法は、関連検出装置による陽性宣言の前に、早期の同定を提供することができる。この方法は、敗血症マーカー、臨床症状などの陽性培養を予測する無料の臨床情報を利用して、別の検出ステップを飛び越えて検体容器の培養に直接進み、同定および／または特徴付けのステップを繰り返し、その間に微生物の増殖を検体容器内で生じさせる。
さらに別の態様では、試料内に存在する微生物因子を濃縮する方法を開示する。試料は検体容器内に充填する。この方法は下記のステップを有する：（ａ）試料の一部を検体容器から使い捨てサンプリング機器に引き出すステップ；（ｂ）試料の一部を使い捨てサンプリング機器から、濃度緩衝液を充填した使い捨て分離機器に自動的に導入するステップと、および（ｃ）使い捨て分離機器を自動的に遠心分して、微生物因子を分離機器内で分離及び濃縮するステップとを有する。
この方法は、随意に、自動遠心分離ステップ（ｃ）を行う前に、試料内に存在する細胞成分を溶解するステップをさらに含んでもよい。１つの構成では、溶解ステップは使い捨てサンプリング機器内で行われる。溶解ステップは、サンプリング機器内で試料を選択的溶解緩衝液と混合するステップを有する。別の任意の構成では、本方法は下記のステップを有する：１）選択的溶解緩衝液を使い捨てサンプリング機器に自動的に加えるステップ；２）試料の一部を検体容器から選択的溶解緩衝液を含む使い捨てサンプリング機器に自動的に引き出すステップ；および３）選択的溶解緩衝液を試料と使い捨てサンプリング機器内で混合するステップ。
さらに別の態様では、試料内で微生物因子を同定および／または特徴付けする方法を開示し、この方法は次のステップすなわち、ａ）自家蛍光測定値を含む参照データを、多数の周知である微生物因子の濃縮から取得するステップと、ｂ）参照データを自動同定および／または特徴付け装置にアクセス可能な機械可読メモリカード内に記憶するステップと、および、ｃ）自動同定および／または特徴付け装置を準備する準備ステップであって、（１）不明の微生物因子を含む試料を使い捨て機器内で濃縮するロボットの自動装置；（２）使い捨て機器内で濃縮された微生物因子から自家蛍光測定値を取得することができる読み取りユニット、および（３）試料から取得した自家蛍光測定値を参照データと比較して、試料内の不明の微生物因子を自動的に同定および／または特徴付けする命令を実行する処理ユニットを備える自動同定および／または特徴付け装置を準備する、該準備ステップ。
同定装置のこれらの態様およびより多くの態様ならびに特徴を、添付図面につき以下に下記に述べる。
下記の詳細な説明は、添付図面につき行うものである。本明細書に開示する実施形態と図面は説明的なものであり、限定的というよりはむしろ例示的なものとして見なされることを意図している。
試料内に存在する微生物因子の迅速な同定および／または特徴付けのための自動装置のブロック図である。 図１に示す装置の１つの可能な実施形態の斜視図である。この装置は、検体容器を保持するラック、使い捨て機器（サンプリング機器と分離機器を含む）のカセット、ロボット搬送機構、試料取り出し機器、遠心分離機の形態の分離・濃縮機器および同定および／または特徴付けモジュール（読み取りステーション）であって、濃縮された微生物因子を含む分離機器に対してインタロゲートして、微生物因子の同定および／または特徴付けを行うモジュールを備える。１つの可能な実施形態では、図２の装置を自動検出装置（下記の図２８、図４７および図４８参照）と一体化させる。その場合、検体容器のラックは、検出動作中に検体容器を保持する構造と同じ構造である。あるいは、同定および／または特徴付け装置は、自動検出装置から離れて、しかし自動検出装置と連結して位置する。これは、図４７に示され、私たちの先行仮出願および本願と同じ日に出願された同時係属中の出願（代理人整理番号０９−２７１−ＵＳ）に記載されている。 図２の同定および／または特徴付け装置の上面図であり、培養のための１つの位置での陽性の検体容器のラックを示す。 図２の上面図であり、同定および／または特徴付け試験のために、瓶から試料を引き出す位置に移動された陽性の試料容器のラックを示す。 図２〜４に示す実施形態の別の斜視図である。 図１の同定／特徴付け装置とともに使用する分離機器の斜視図である。この分離機器は陽性検体容器から試料の一部を受け取る。微生物因子は、本明細書に記載する方法で、分離機器に位置する毛細管の底で濃縮する。濃縮した微生物因子はその後同定および／または特徴付け読み取りモジュールでインタロゲートし、微生物因子の特徴付けおよび／または同定を行う。 図６の分離機器の斜視図である。 図６および図７の分離機器の断面図である。 図６〜８の分離機器の下端部に取り付けるエンドキャップの断面図である。 図６の分離機器の断面図であり、遠心分離後の分離機器における毛細管内の濃縮された微生物因子を示す。 同定／特徴付けまたは読み取りモジュールによってインタロゲートする、図６の分離機器内の濃縮された微生物因子の概略図である。 図６に示す分離機器の代替的実施形態の斜視図である。 図１２に示す分離機器の断面図である。 同定および／または特徴付け装置内で使用される、使い捨てサンプリング機器の一実施形態の説明図である。 図１４のサンプリング機器のうち１つを使い捨て機器のカセットからピックアップする、同定および／または特徴付け装置内の試料取り出し機器の動作を示す詳細斜視図である。カセットは、図６または図１２の多数の分離機器と図１４の多数のサンプリング機器とを備える。 検出容器の上でストッパを滅菌して検出容器を通気する、試料取り出し機器の詳細斜視図である。 図１６に示す状態における試料取り出し機器のより詳細な説明図である。 検出容器内の試料の一部を図１４の使い捨てサンプリング機器の１つに引き出す試料取り出し機器の動作を示す詳細斜視図である。 図１８の位置の試料取り出し機器のより詳細な説明図である ＡからＣは、分離機器のうちの１つに試料を分注して、サンプリング機器を廃棄物容器へ搬送する動作を示す、試料取り出し機器の３つの斜視図である。 分離機器を分離・濃縮ステーションに搬送し、同定および／または特徴付けモジュール内における分離機器の光学的インタロゲーションの動作を示す、試料取り出し機器の一連の斜視図である。 分離・濃縮ステーションと同定および／または特徴付けモジュールのより詳細な説明図である。 分離機器をピックアップし、その分離機器を廃棄物容器に搬送して廃棄物容器内に設置する動作を示す、同定および／または特徴付け装置の一連の３段階における斜視図である。 分離機器を廃棄物容器に設置する動作のより詳細な説明図である。 濃縮された微生物因子を分離機器から取り出し、取り出し後に分析する、同定および／または特徴付け装置の代替構成のブロック図である。分析は多数の異なる種類のシステムまたはユニットのどれを使っても行うことができ、これには、分子診断試験ユニット、質量分析装置または微生物同定試験機器および関連処理装置がある。 検体容器内の微生物因子の存在を自動的に検出する動作ステップを示すフローチャートである。 微生物因子を自動的に同定する動作ステップを示すフローチャートである。 微生物因子を自動的に特徴付けする）動作ステップを示すフローチャートである。 試料中の微生物因子の迅速かつ自動的な同定および／または特徴付けする装置の第２実施形態の斜視図である。 図２７に示す装置の斜視図であり、検体容器を保持するラックの１つの実施形態を示す。図２８の実施形態において、ラックは検体容器の培養、検体容器の撹拌および検体容器内における微生物の増殖の特徴を備える。よって、図２８は、自動検出装置と自動同定装置とを１つの装置に組み合せる一実施形態を示す。 図２７および図２８に示す実施形態の別の斜視図である。多軸ロボットを使って検体容器にアクセスし、使い捨てサンプリング機器を使ってサンプリング動作を行う。 使い捨てサンプリング機器及び使い捨て分離機器を保持するカセットの斜視図であり、これは、図２〜図５または図２７〜図２９の何れかの装置で使用することができる。 図２９の実施形態で使用する多軸ロボットの斜視図である。 使い捨てサンプリング機器の代替的実施形態の斜視図であり、図１４に示す一般的な設計の変形を示す。 図３２のサンプリング機器の断面図である。 図３２のサンプリング機器の把持部を示す、図３１に示すロボットのアームの遠位端における詳細斜視図である。 図３２のサンプリング機器の把持部を示す、図３１に示すロボットのアームの遠位端における別の詳細斜視図である。 図３１に示すロボットのポンプ組立体の斜視図であり、この組立体は、サンプリング機器に真空と正圧を提供するように動作し、（ａ）検体容器のうちの１つから試料の少しの部分を引き出し、（ｂ）その試料を（試料の溶解後、随意に）図６および図３０に示す使い捨て分離機器のうち１つに分注する。 図３１のロボットの斜視図であって、このロボットは、図３２のサンプリング機器を使って、検体容器のうち１つにおいてサンプリング動作を行う。 図３７に示すサンプリング動作のより詳細な図である。 検体容器のうちの１つから引き出された試料内の細胞成分の溶解を促進するために、図２６および図２７に示す渦流発生器に設置される図３２のサンプリング機器の斜視図であり、 ホルダを加熱し、サンプリング機器内の試料を３７℃に維持するために、サンプリング機器のホルダの周囲に任意のコイルヒーターを備える渦流発生器の斜視図である。 渦流動作中ロボットハンドによって保持される、図３２のサンプリング機器の斜視図である。 Ａ，Ｂはそれぞれ渦流発生器及びサンプリング機器の側面図と断面図である。 Ａ，Ｂはそれぞれ渦流発生器に組み込まれるサンプリング機器のホルダの断面図と斜視図である。 試料をサンプリング機器から分離機器内へ導入する前のサンプリング機器及び分離機器の断面図である。 試料をサンプリング機器から分離機器内へ導入する前のサンプリング機器及び分離機器の側面図である。 試料をサンプリング機器から分離機器内へ導入する前のサンプリング機器及び分離機器の斜視図である。 サンプリング・分離機器の別の斜視図であり、サンプリング機器の針を示すために、サンプリング機器のゴム製の針被覆を部分的に切除して示している。 試料の一部を分離機器に注入する、所定位置におけるサンプリング機器の斜視図である。 図４４に示す注入動作の側面図である。 注入動作を示す、サンプリング・分離機器の断面図であり、 図２７のカップおよびカップホルダの詳細図であり、分離機器のうちの１つを受け取るカップを示す。 Ａのカップへ挿入する分離機器を示す。 は、Ａのカップホルダ、カップおよび分離機器の断面図である。 生体試料内の微生物因子を検出する検出装置の略図であり、検出装置はコンベアを介して自動同定および／または特徴付け装置に連結する。 自動的な方法、例えば、コンベアを介して検体容器を受け取る、組み合せた自動検出と同定装置の略図である。 組み合せた自動検出、同定装置の略図であり、この装置は、例えば装置の前面パネルのドアを開くことによって、ユーザから手動で検体容器を受け取る。図４９の実施形態は、例えば、図２７に示す配置を使って実現することができる。 図２７〜図４６の装置の動作を制御するコンピュータシステムを示すブロック図である。 自家蛍光測定値を使って、濃縮された微生物因子の同定および／または特徴付けを行う一連の処理命令を示すフローチャートである。 自家蛍光測定値を使って、濃縮された微生物因子の同定および／または特徴付けを行う一連の処理命令を示すフローチャートである。 自家蛍光測定値を使って、濃縮された微生物因子の同定および／または特徴付けを行う一連の処理命令を示すフローチャートである。 自家蛍光（ＩＦ）測定値のプロットとその変化であり、微生物基内の菌株間の変動を最小限にする点に関する、図５１Ａの前処理命令の恩恵を説明したものである。 自家蛍光（ＩＦ）測定値のプロットとその変化であり、微生物基内の菌株間の変動を最小限にする点に関する、図５１Ａの前処理命令の恩恵を説明したものである。 自家蛍光（ＩＦ）測定値のプロットとその変化であり、微生物基内の菌株間の変動を最小限にする点に関する、図５１Ａの前処理命令の恩恵を説明したものである。 自家蛍光（ＩＦ）測定値のプロットとその変化であり、微生物基内の菌株間の変動を最小限にする点に関する、図５１Ａの前処理命令の恩恵を説明したものである。 自家蛍光（ＩＦ）測定値のプロットとその変化であり、微生物基内の菌株間の変動を最小限にする点に関する、図５１Ａの前処理命令の恩恵を説明したものである。 自家蛍光（ＩＦ）測定値のプロットとその変化であり、微生物基内の菌株間の変動を最小限にする点に関する、図５１Ａの前処理命令の恩恵を説明したものである。 対数変換したＩＦ測定値の一次導関数のプロットであり、励起波長３１５ｎｍにおける種のアブセット間の識別可能性を示す。 対数変換したＩＦ測定値の一次導関数のプロットであり、励起波長４１５ｎｍにおける種のアブセット間の識別可能性を示す。 図１の同定／特徴付け装置とともに使用することのできる分離機器の第２実施形態における斜視図である。本実施形態の分離機器は、流体通路によって接続された分離された溶解チャンバと別々の分離チャンバとを備える。 図６０に示す分離機器の実施形態の斜視図であり、分離機器から分離した上板と底板とを示す。 図６０に示す分離機器の実施形態における本体部分の上面図である。 図６２に示す分離機器の実施形態のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図６２に示す分離機器の実施形態のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図１の同定／特徴付け装置とともに使用することのできる、組み合せたサンプリング・分離機器の斜視図である。 開位置のピンチバルブを備える、図６５に示す、組み合せたサンプリング・分離機器の正面図である。 開位置のピンチバルブを備える、図６６に示す、組み合せたサンプリング・分離機器の断面図である。 閉位置のピンチバルブを備える、図６５に示す、組み合せたサンプリング・分離機器の正面図である。 閉位置のピンチバルブを備える、図６７に示す、組み合せたサンプリング・分離機器の断面図である。 組み合せたサンプリング・分離機器の第２実施形態における斜視図である。 図７０に示す、組み合せたサンプリング・分離機器の断面図である。 図７１に示すバルブの断面図である。 図１の同定／特徴付け装置とともに使用することのできる、組み合せたサンプリング・分離機器の第３実施形態における側面図である。 図７３に示す、組み合せたサンプリング・分離機器の断面図である。 図７３に示す、組み合せたサンプリング・分離機器の分解図である。 図１の同定／特徴付け装置とともに使用することのできる、組み合せたサンプリング・分離機器の第３実施形態における斜視図である。 図７６に示す、組み合せたサンプリング・分離機器の側面図である。 図７７Ａに示す、組み合せたサンプリング・分離機器の断面図である。 図７６に示す、組み合せたサンプリング・分離機器の側面図である。 図７８Ａに示す、組み合せたサンプリング・分離機器の断面図である。
本明細書に記載の自動装置は、検体試料、例えば生体試料内における微生物因子の自動同定および／または特徴付けのための新しいアーキテクチャおよび方法を提供する。この同定および／または特徴付け装置１０４は、図１にブロック図の形態で示す。本明細書に２つの実施形態をかなり詳しく記載する。第１実施形態は図２〜図２６につき説明し、第２実施形態は、図２７〜図４６につき説明する。装置１０４の実施形態は、試料を含む検体容器５００（図１）で作動する。一例では、検体容器５００は、例えば血液試料などの検体試料を含む、例えば血液培養瓶などの標準培養瓶である。
一般に、バクテリア、菌類または酵母種などの微生物因子を含むいかなるタイプの試料も、例えば生体試料などに関して装置１０４内で試験することができる。例えば、検体試料は１つまたは複数の微生物因子を含む疑いのある臨床または非臨床試料とすることができる。体液などの臨床試料としては、以下のものに限定しないが、血液、血清、血漿、血液分画、関節液、尿、精液、唾液、大便、脳脊髄液、胃内容物、膣分泌物、組織ホモジネート、骨髄穿刺液、骨ホモジネート、痰、吸引物、スワッブおよびスワッブすすぎ水(swab rinsates)、その他の体液などがある。試験することのできる非臨床試料としては、以下のものに限定しないが、食品、飲物、医薬品、化粧品、水（例えば飲料水、携帯できない水および排水）、海水バラスト、空気、土、下水、植物原料（例えば、種、葉、茎、根、花、果実）、血液製剤（例えば、血小板、血清、血漿、白血球分画など）、ドナー臓器または組織試料、生物戦試料などがある。
本発明による装置１０４の１つのあり得る実施形態は、検体容器内での微生物因子の検出を、微生物因子の自動同定および／または特徴付けと一体化した組み合せシステムである。このような組み合せ手法は、先行仮出願および本願と同じ日に出願された、同時係属中の出願（代理人整理番号０９−２７１−ＵＳ）に記載されている。この組み合せ手法もまた、図２７の実施形態とともに説明する。
この実施形態では、検体容器５００（図１参照）に検体試料（例えば、臨床または非臨床試料）を接種し、自動検出装置１０２（例えば図４７参照）に装填、または装置から取り出す。微生物の自然増幅を行うのに十分な時間間隔（この時間間隔は種によって異なる）の後で、検体容器を検出装置１０２内で微生物の存在について試験する。試験は定期的に行い、検体容器の結果が陽性であると、すぐに同定および／または特徴付け装置１０４に搬送して、検体試料のさらなる分析を行うようにする。
検出は、比色センサなどの種々の技術を使って達成することができる。この比色センサは、特許文献（米国特許第４，９４５，０６０号明細書、５，０９４，９５５号明細書、５１６２，２２９号明細書、５，１６４，７９６号明細書、５，２１７，８７６号明細書、５，７９５，７７３号明細書および５，８５６，１７５号明細書参照）に記載されている。検出はまた、微生物の自家蛍光、媒体の光学散乱変化の検出または媒体もしくはヘッドスペースにおける揮発性有機物生成の検出によって達成される。これら技術は、当該技術分野において既知であり、本明細書の背景技術の部分に引用した特許文献に記載されている。
一旦検体容器５００が自動検出装置１０２（図４７参照）で陽性と検出されると、検出装置１０２は、インジケータ（例えばビジュアルプロンプト）もしくはユーザインターフェース表示の通知またはその他の手段によって操作者に通知する。システムは自動的に陽性の検体容器を分析する、又は以下に説明する同定／特徴付け装置１０４で試料分析を行う前にユーザの確認を必要とするように設定することができる。自動特徴付けを使うと、同定／特徴付けシステムからの結果は、電子的手段を介して即座に内科医に知らせることができる。
一旦検体容器が検出装置１０２内で陽性と決定されると、陽性の検体容器は、以下に記載する同定および／または特徴付け装置１０４に引き渡される(handed off)かまたは搬送される。図４７参照。これが達成される方法は、検出装置１０２および同定／特徴付け装置１０４の物理的構成によって大きく変わることがある。これをどのように達成するかの１つの例を、図２７につき以下に記載する。
ここでとくに図１を参照して説明すると、検体容器または瓶５００は、自動または手動で、同定および／または特徴付け装置１０４に受け取られる。これを行う方法は特に重要ではなく、装置１０４の構成によって大きく変わることがある。検体容器５００は、同定および／または特徴付け装置１０４の適切な保持構体またはラック１９０６内に配置する。図２、図５、図２７および図２８は、保持構体１９０６のいくつかの可能な実施形態を示す。保持構体１９０６は、典型的には多数の検体容器５００を保持するよう構成する。保持構体１９０６は、以下に記載するように、水平線の上方及び下方の傾斜位置まで検体容器を回転させて通気及び試料の取り出しを容易にし、また随意に、試料を撹拌することによって微生物の増殖を促進させる設備を備える。代替的実施形態では、陽性と宣言された検体容器を検出装置１０２内のラックに残し、サンプリングを検出装置から直接行うことができる。
同定および／または特徴付け装置１０４は試料取り出し機器１９１２を備え、これは使い捨てサンプリング機器１９０２を保持または把持する。これとともに、それらは試験試料（すなわち、陽性の検体容器５００内における検体試料の一部）を取り出し、その後その部分を分離機器１９０４（図６〜図１１参照）に加えるように動作する。分離機器１９０４はいくつかの形態をとることができ、そのうちの１つの実施形態を本明細書に記載するが、その実施形態では、分離機器は試料を受け取るリザーバ（図８、符号２６０２）およびリザーバ２６０２に連結される毛細管２６０４を備える。同定／特徴付け装置１０４は、分離および／または濃縮ステーション１９１６をさらに備え、これは任意に遠心分離機の形態とすることができ、分離機器１９０４上で作動して試験試料内で微生物因子を他の成分から分離し、微生物因子を分離機器１９０４内で濃縮する。一例では、微生物因子は分離機器１９０４の毛細管２６０４の底で、ペレットまたはペレット状の塊の形態に濃縮する。同定／特徴付け装置は、同定および／または特徴付けモジュールまたは読み取りステーション（図１における「１９１８」）をさらに備え、これは濃縮された微生物因子に対してインタロゲートして微生物因子を同定および／または特徴付けする。
装置１０４は使い捨て機器のカセット１９００を受け取る。使い捨て機器には次の２つの種類がある：（１）通気して試験試料を検体容器５００から取り出すサンプリング機器；および（２）分離機器１９０４であって、これはサンプリング機器１９０２を介して容器５００から試料の一部を受け取り、その中で試験試料内の微生物因子を濃縮する。装置の代替的実施形態では、サンプリング機器１９０２及び分離機器１９０４の機能を図６０〜図７８に示す単独の使い捨て機器に組み合せ、この場合、カセット１９００は、単に多数の組み合せたサンプリング及び分離機器を備える。
装置１０４は、使い捨て機器１９０２および１９０４にアクセスするように作動するロボット搬送機構１９１０、ホルダまたはラック１９０６に保持される陽性の検体容器５００、廃棄物容器１９０８、分離・濃縮機器１９１６および同定モジュール１９１８をさらに備える。ロボット搬送機構１９１０は、分離検出装置から陽性の検体容器を受け取り、陽性の検体容器を保持構造体またはラック１９０６に装填するようにも作動する。ロボット搬送機構１９１０は、装置内の廃棄物容器、分離・濃縮ステーション１９１６、同定モジュール１９１８およびその他のモジュールまたはコンポーネントに必要に応じてアクセスし、以下に記載する機能を行う。搬送機構１９１０の構成は、装置１０４の構成によって大きく異なることがある。
試料取り出し機器１９１２は好適には、点線１９１３で示すように、ロボット搬送機構１９１０と一体化または連結する。装置１９１２は通気およびサンプリング機器１９０２のうち１つを把持するロボット把持・取り扱い機構、分離機器１９０４および／または検体容器５００をさらに備える。試料取り出し機器１９１２を空気圧システム１９１４に連結し、ロボット把持機能が可能になる。空気圧システム１９１４は下記の第２の実施形態に記載する真空ポンプを含んでもよい。真空ポンプは真空を通気・サンプリング機器１９０２に提供して検体容器５００から試料を抜き出し、正圧をサンプリング機器１９０２に供給して試料をサンプリング機器１９０２から分離機器１９０２に注入する。同定装置１０４におけるこれら態様の詳細を全て以下に記載する。
一実施形態では、同定モジュール１９１８は光源（例えば励起光源）を備え、この光源は分離機器１９０４内の濃縮された微生物因子を照射する。照射に反応して、濃縮された微生物因子は以下に記載する検出可能な蛍光信号、すなわち自家蛍光を発する。加えて、光源による濃縮された微生物因子の照射により、反射信号、すなわちレイリー散乱信号が生じる；この信号は励起光と同じ波長であり、微生物因子の吸収に関する付加的情報を提供する。反射信号は、蛍光データの正規化の基礎も提供することもできる。同定モジュール１９１８の構成は、反射／蛍光スペクトルを空間的に分散する手段を備え、この手段は分光器の形態をとることができる。これら蛍光および反射信号（スペクトル）は、センサアレイ１９２０によって捕捉され、センサアレイはコンピュータ１９２４に供給する信号を生成する。コンピュータはアルゴリズムを実行して反射／蛍光信号を処理し、反応的に(responsively)微生物因子を同定および／または特徴付けする。一実施形態では、同定または特徴付けの結果を含むレポートを出力装置１９２６（例えば、表示または関連するコンピュータワークステーション、ページャ、携帯電話または電子メールサーバ）に送信する。結果には、臨床的なグラムタイプ、微生物因子の直接同定（例えば、分類階層(taxonomic hierarchy)における属もしくは種のレベルへの）または試料中の微生物因子に関するその他の臨床情報を含むことができる。
第１の実施形態（図１〜図２６参照）
試料取り出し機器および検体容器（例えば、血液培養瓶５００）からのサンプリング（図１〜図５、図１５および図１６、符号１９１０および１９１２参照）
試料ヘッド１９１２の形態の試料取り出し機器は、サンプリング機器のカセット１９００からサンプリング機器１９０２（使い捨て可能）を回収する（図１，５参照）。このサンプリング機器１９０２（図１４または図３２および図３３も参照のこと）は、無菌被覆針またはその他の手段の形態をとって、検体容器５００内のストッパや他の密封部材に穿孔し、そして検体容器（必要であれば）を通気して瓶の圧力を大気圧と平衡するようにすることができる。サンプリング機器（図１４、図３２、符号１９０２）は、引き出された試験試料を保持するサンプリング容器またはチャンバ３２０４を備える。試験試料は、検体試料の一部および存在するあらゆる培地を含む。別の可能な実施形態では、サンプリング機器は無菌被覆針を含み、分離機器（すなわち組み合せたサンプリング・分離機器、図６０〜図７８参照）に直接接続するか、または分離機器に組み込まれる。試料取り出し機器１９１２は、随意にサンプリング前に（必要であれば）瓶の表面を除染する特徴を備えることができる。
ロボット搬送機構１９１０（図５）は、たがいに直交する平行移動軸線のうち１つの周りにおける回転軸線に加え、相互に直交する３つの平行移動軸内を移動して、試料取り出し機器１９１２を各検体容器／瓶５００のアクセスポイント（例えば、ストッパまたは中隔）の反対側に位置決めするとともに、瓶を検体容器ホルダ１９０６のラック２３１０に保持する。サンプリング機器１９０２の被覆針３２０２の瓶アクセスポイントに対する位置合わせは、容器５００に組み込まれたドッキング機能、ビジョンシステム（例えばカメラなど）またはロボット搬送機構１９１０の予めプログラムされた次元座標および精密運動制御の何れかによって達成することができる。瓶５００は、好適には最初は上向きに傾斜させ、アクセスポイントまたはストッパの下の空間がヘッドスペースガスを含み、液体媒体を含まないようにする。このステップの論理的根拠は、容器を最初に通気して、瓶内の圧力を大気圧に近づけることである。このことによってエアロゾルの瓶からの通気、過剰な流体搬送および過剰充填ならびに瓶に圧力がかかりすぎた場合に起こり得る漏出を防ぐ。
同様に、培養が重大な副産物（ヘッドスペースガスなど）を生成しなかった場合、または微生物が「ガス発生体」でない場合、負圧状態、すなわち瓶内の圧力が大気圧を下回り、サンプリングが困難になる。無菌通気は圧力を平衡化して、流体試料が瓶から取り出すことができるようにする。
適切な通気の後、瓶５００を傾けて瓶のアクセスボートが下方に指向し、液体試料をサンプリング機器１９０２に搬送できるようにする。サンプリング機器は検体容器から例えば１つの媒体につき、０．５ｍｌ、１．０ｍｌまたは２．０ｍｌの試料を引き出す。あるいは、容積式注射器のような装置を開発して、検体容器のサンプリングを広範囲の真空または圧力状態で供給することもできる。
試験試料内における随意的な成分溶解
試験試料を検体容器５００から引き出した後、その中に含まれるあらゆる細胞成分（血球など）を溶解して、それらが以下に記載する分離および同定／特徴付け工程を妨げないようにする必要のある場合がある。任意の溶解ステップは、溶解緩衝液（ｐＨバランスのとれた界面活性剤溶液）を使って行うことができる、または超音波処理によって達成することができる。どちらの手法も血液細胞壁の破壊をもたらす。この溶解作業は、同定および／または特徴付け装置１０４の外部または内部の何れかにおいて、溶解緩衝液を使い捨てサンプリング機器１９０２に加えることによって行うことができる。あるいは、試料の分離機器１９０４への充填中に、溶解緩衝液を血液／媒体試料と混合することができる。溶解緩衝液と血液／媒体試料を混合した後、若干の撹拌または混合を行い、溶解緩衝液が血球と接触して細胞壁の破裂が確実に起こるようにする必要がある。１つの可能な実施形態では、ロボット搬送機構は上下または他の方向に動いてこの混合を達成することができる。別の実施形態では、混合ステーション（以下の第２実施形態に記載の渦流発生器等）を、このような混合を達成するため、装置１０４に備えることができる。
代替案として、分離機器１９０４は、熱応答性ジェルまたはその他の分離材料によって分離される２つの区画を有してもよく、これにより、溶解緩衝液と血液／媒体混合物を組み合せて微生物分離機器へと通すことができる。
別の手法では、フィルタを組み込んで表面上の微生物を回収し、その後試験のためにその微生物を接種材料に再浮遊させることができる。
複数の分離機器１９０４をカートリッジ、カセット、ディスクまたはストリップなどの形式で設け、ユーザのシステムへの装填を促進することが考えられる。
分離および／または濃縮ステーション（図１、図２１、符号１９１６参照）および分離機器（図１、図６〜図１１、符号１９０４参照）
検体を検体容器から引き出した後およびサンプリング機器１９０２内における細胞成分（血球など）の任意の溶解後、試料を分離機器１９０４のうちの１つに注入または導入する。試料内に存在する微生物因子を他の成分から分離し、分離機器１９０４内でペレットまたはペレット状の塊に濃縮する。
分離機器（１９０４）内での微生物の分離および／または濃縮の詳細は、本明細書に援用して組み入れられた上述の関連特許出願に記載されているが、基本的な方法を以下に記載する。分離は濃度溶液または濃度緩衝液の濾過を使って達成する。一実施形態では、分離機器１９０４には濃度緩衝液を予め充填する。分離と濃縮は分離機器１９０４の遠心分離手段によって行われる。
分離機器１９０４（図６〜図１１参照）自身は、濃度溶液を充填した、１〜２ｍｍ径の内部断面の毛細管を備える毛細管設計の形態をとることができる。この毛細管領域の上方は溝付き構造で、これは広がっており（すなわち、より大きな断面積に向かって拡開する）、血液／媒体試料と濃度溶液の容器を提供する。分離機器の底面は紫外線透過および可視光線透過に大変優れた材料で作られている。この構体の上方には蓋を設け、この蓋は遠心分離前に適用する。代替的実施形態では、分離機器を側面から照射し、この場合、分離機器の下位部は紫外線透過と可視光線透過に大変優れた材料で作り、毛細管の断面形状は円形または正方形とすることができる。
混合または溶解試料の内容物（溶解緩衝液および試験試料）は、サンプリング機器１９０２から分離機器１９０４へと試料を注入する手段によって、分離機器１９０４（図２０Ａ〜図２０Ｃおよび下記の記載参照）に充填する。濃度溶液は作業中(on-line)に同定および／または特徴付け装置１０４内の分離機器１９０４に充填するか、より好適には、分離機器１９０４は濃度溶液を予め充填してから出荷する。混合または溶解した試料を分離機器１９０４に充填して装置１９０４に蓋をした後、分離機器１９０４を遠心分離機１９１６に装填する。あるいは、この蓋を中隔で構成する。試料は中隔を穿孔することによって装置１９０４に加えることができ、蓋の取り外しや交換の必要性をなくすことができる。遠心分離機を起動し、例えば数分間、高回転数で回転させる。この動作によって微生物因子（溶解されていないもの）は濃度溶液を通り、分離機器１９０４内の毛細管の底部でペレットまたはペレット状の塊に濃縮される（図１０の濃縮された微生物因子ペレット２８０４参照）。一実施形態では、濃度緩衝液を充填した装置１９０４を試験試料の充填前に遠心分離して、分離および／または濃縮ステップの妨げとなる可能性のある気泡などを取り除く。
微生物同定および／または特徴付けのための同定／特徴付けモジュール（読み取りステーション）（図１，図２１，図２２，符号１９１８参照）
上述のように分離機器１９０４を遠心分離した後に、遠心分離機１９１６を回転させて分離機器１９０４が読み取り位置にくるようにする。この読み取り位置では、同定および／または特徴付けモジュール（読み取りステーション）１９１８が、分離および／または濃縮された微生物因子（図１０、ペレット２８０４）に対してインタロゲートすることができる。代案として、分離機器１９０４をロボット搬送機構１９１０によって遠心分離機から取り出し、別の場所の読み取りステーションに配置することができる。
１つの形態では、読み取りステーション１９１８は、分離機器１９０４内で濃縮された微生物因子（ペレット）に対してインタロゲートするための光学式読み取り装置組立体を備える。血液／媒体試料内の微生物／微生物因子は、分離機器１９０４内の毛細管の底面に押しやられるので（図１０、図１１参照）、微生物因子は底面と接触する。１つの可能な実施形態において、光学式読み取り装置組立体は、励起光源からの照射によって濃縮された微生物因子から発せられる蛍光信号（自家蛍光など）を観察する。
蛍光信号（例えば自家蛍光）は、ＵＶ、可視スペクトルまたはＩＲ光源（図１１参照）による励起から生じる。光源は、ＵＶ用ジュウテリウムまたはキセノンランプなどの連続ランプおよび／または可視／ＩＲ励起用タングステンハロゲンランプとすることができる。これらの光源は広範囲の発光を有するので、励起帯は光バンドパスフィルタを使って低減することができる。利用することのできる発光波長スペクトル幅のその他の方法には、音響光学可変同調フィルタ、液晶同調フィルタ、光干渉フィルタのアレイ、プリズム分光器およびその他のものがある。あるいは、レーザーは紫外線から近赤外線までの離散波長で利用でき、さらに多くの多重化方法が当業者には周知である。
あるいは、狭帯域励起光源として、発光ダイオードを使用することができる。ＬＥＤはスペクトル幅２０〜４０ｎｍで、２４０ｎｍ〜７００ｎｍを超えるピーク波長で利用できる。スペクトル幅を低減させる同じ方法をＬＥＤに組み込み、励起スペクトルと発光スペクトルの識別を向上させることができる。
試料からの発光は、スペクトル識別の適切な手段、最も好適には分光器を使って測定することができる。分光器は、特定の発光波長を検出し、これによってモノクロメータからの出力を光電子増倍管によって検出する走査モノクロメータとすることができる、および／または分光器を画像スペクトログラフとして構成し、これによって出力を電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器アレイなどの画像検出器アレイによって検出することができる。一実施形態では、識別子は光検出手段、例えば光電子増倍管、アバランシェフォトダイオード、ＣＣＤ検出器アレイ、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）エリアセンサアレイおよび／または電子増倍型ＣＣＤ（ＥＭＣＣＤ）検出器アレイ（図１、符号１９２０）などにより、蛍光および／または散乱信号の観察を可能にする。センサアレイの前面の光学レンズ系（図１１の２９０４）は、毛細管２６０４の底を形成する０．７８〜２．０ｍｍ２の領域を拡大し、それがセンサアレイのフレームを満たすようにする。代案として、使い捨て分離機器１９０２と光ファイバとの結合を非レンズ系に対して直接的光ファイバ結合とし、光ファイバプローブを遠位端において６アラウンド１形態（six around one configuration）にし、近位端は発光ファイバを分光器の入口スリットに連結するための線形形態にする。いくつかの異なる波長の蛍光信号強度を取得してコンピュータメモリに記憶する。
代替的実施形態においては、毛細管２６０４を直径１ｍｍ未満に低減し、少量バイオマス（生物量）試料用とする。さらに、毛細管領域のジオメトリは、他の形状、例えば長方形の内部断面とすることができる。別の随意的な実施形態は、底からではなく側面から毛細管を読み取る構成とする。この構成には以下の２つの恩恵が得られる可能性がある：（１）毛細管の底に沈殿する残滓や繊維の回避；および（２）多細菌病原体の存在を光学的に同定する機会の提供。長方形断面の毛細管はこの側面読み取り用途に好適である。
同定および／または特徴付けモジュール１９１８は、コンピュータ（図１、符号１９２４参照）を備え、コンピュータはメモリに記憶された蛍光信号強度の測定値を演算する。これらの測定値を、異なる種類の微生物（すなわちグラム陽性、グラム陰性、酵母菌など）の実験的に決定された蛍光スペクトル測定値と比較する。これらの測定値もまたメモリに記憶する。コンピュータは分類アルゴリズムを実行して、例えば、グラム分類、科および種などの微生物因子の分類結果を生成する。１つの構成では、捕捉した自家蛍光信号のスペクトルのさらなる分析を達成して、種の同定および／または特徴付けもしくは種の同定のための少なくとも上位３つの可能性を達成する。同定および／または特徴付けのためにコンピュータによって実行される方法の詳細を、以下に説明する。
グラムタイプ、グラムの型、科および種の同定もまたマイクロ−ラマン評価を使用して行うことができる。ラマン分光法は非接触技術であり、試料をレーザー光線によって照射する。散乱光は、微生物因子を含む分子との相互作用により、弾性的または非弾性的に散乱される。弾性的に散乱された光はレイリー散乱と呼ばれ、非弾性的に散乱された光はラマン散乱と呼ばれる。ラマン分光法は、微生物の振動スペクトルの実験により、微生物同定および／または特徴付けの潜在的に実行可能な方法であることが証明されている。
レーザー照射と散乱集光光学系は、光線を回析限界近くのスポットサイズに集光するように設計する。このサイズは微生物への十分なレーザー信号を確実にする、というのも、ラマン散乱は極めて非効率的だからである。集光光学系は散乱光を効率的に捕捉し、それを分析のために光学分光器に連結するように設計されている。ラマン信号は１つまたは複数の場所で取得することができ、取得した信号を平均化する。
ラマンスペクトルを取得した後、それを場所とスペクトル内の主要なピークについて分析する。これを記憶させた既知の微生物の参照データセットと比較し、グラムの型、形態学情報および種の同定を取得することができる。既知の微生物からの参照データセットは、同じ方法と読み取り装置を使って同じ装置で取得することができる。
同定に使用する方法は、本明細書に援用として組み込まれる、本明細書の冒頭に引用した２００９年１０月に出願された同時係属中の出願に詳しく記載されており、より詳細に関してはこれらの文献を参照されたい。自家蛍光と分類階層(taxonomic hierarchical)による分類法を使う方法については、詳細を以下に説明する。
サンプリング機器１９０２および分離機器１９０４の廃棄（図１、図２３、符号１９０８参照）
試験試料をサンプリング機器１９０２から分離機器１９０４に注入した後、サンプリング機器１９０２を同定および／または特徴付け装置１０４内のバイオ廃棄物容器１９０８に廃棄する。分離機器１９０４の読み取り後、この分離機器１９０４もバイオ廃棄物容器１９０８に廃棄する。バイオ廃棄物容器は同定／特徴付け装置から定期的に取り出し、空にして、同定／特徴付け装置に戻す。
ユーザインターフェース
同定装置１０４は、好適にはユーザインターフェース（図示せず）を備え、ユーザインターフェースは操作者に、同定装置に装填する検体容器に関する状況の情報を提供する。このユーザインターフェースは下記の特徴のいくつかまたは全てを含むことができる：
・タッチ画面表示
・タッチ画面上のキーボード
・システム状況
・陽性警報
・他のシステム（ＤＭＳ，ＬＩＳ，ＢＣＥＳおよびその他の検出または同定装置）との通信
・検体容器状況
・検体容器の回収
・視覚的および聴覚的な陽性インジケータ
・ＵＳＢアクセス（バックアップおよび外部システムのアクセス）
・同定および／または特徴付け結果、システム状況およびエラーメッセージの遠隔通知
ユーザインターフェースの具体的な外観または配置は特に重要ではない。
結果は出力装置１９２６（図１参照）に送信する。出力装置は、コンピュータメモリ、装置表示、プリンタ、ページャ、携帯電話、携帯端末、電子メールサーバまたはその他の装置とすることができる。結果には典型的に１つまたは複数の下記のものが含まれる：微生物因子の臨床的なグラムの型、微生物因子の種の同定および／または特徴付け、その他の臨床情報。
検体容器５００
図１に示す検体容器５００は、試料を保持して収容するように設計され、例えば、血液培養瓶などの標準的な培養瓶の形態をとることができる。瓶の好ましい実施形態は、同定／特徴付け装置１０４または装置外で瓶５００を自動的に読み取るためのバーコード（図１）を組み込むようにする。瓶５００は、穿刺可能な隔膜（セプタム）を備え、環境から容器を密閉するストッパ（図示せず）を備える。随意に、瓶が検出と自動同定の双方に使用される場合には、瓶は瓶の底に形成または配置した比色センサを有し、これは、瓶５００内における微生物の増殖の存在を比色検出するためのものである。図１に示す種類の検体容器は当該技術分野では既知であり、本文書の背景技術の部分に引用する特許文献に記載しており、よってさらなる記載は不必要である。
瓶の構成は特に重要ではなく、発明のシステムと方法は、試料を収容する種々の容器に適合できる。よって、血液培養検体容器のこの記載は一例として提供するものであり、制限するものではない。
II．第１の実施形態の詳細な説明（図１〜図２６参照）
図２は同定／特徴付け装置１０４の１つの可能な実施形態を示し、これは使い捨て可能なカセット１９００、陽性の検体容器のラックまたはホルダ１９０６、廃棄物容器１９０８、ロボット搬送機構１９１０、ロボット搬送機構１９１０に取り付けまたは連結される試料取り出し機器１９１２、分離・濃縮ステーション１９１６および同定および／または特徴付けモジュール１９１８を備える。図３は図２の配置の上面図である。ホルダ１９０６は３つのラックを備え、これらラックは１つの位置では、例えば、遠隔検出装置または手動装填ドアから受け取る新しい陽性の検体容器を受け取り、また培養をする向きに指向する。図４では、検体容器から試料を取り出し、その試料を分離機器１９０４へ充填する位置に移動している。
図５は図４の位置における同定／特徴付け装置の斜視図であり、同定／特徴付け装置１０４をさらに詳しく示す。ホルダ１９０６は３つの個別のラック２３１０を備え、各ラックは２０個の検体容器５００を保持する。ラック２３１０は水平軸の周りをユニットとして回転可能であり、検体容器の通気のために検体容器を上向き（図５参照）に傾斜させ、試料を取り出すために下向き（図１５参照）に傾斜させる。
ロボット搬送機構１９１０は、垂直ガイドレール２３２０および水平ガイドレール２３２４を備える。試料取り出し機器１９１２はカラーで左から右へ、そして上下に動かし、カラーはガイドレールならびにモータおよびベルト駆動サブ組立体に接続する（図示せず、しかし普通のもの）。よって試料取り出し機器１９１２は、検体容器が上向きか下向きの何れかの場合には、３つのラック２３１０内でどの瓶の位置にも動かすことができる。試料取り出し機器１９１２は、ガイド２３２２に沿って滑らせることにより、ガイド全体にわたってさらに動かすことができる。
図５はまた、装置１０４が電子装置２３００を備えることを示し、電子装置は蛍光測定値を処理するコンピュータ１９２４、分析結果を記憶するメモリ２３０２および同定／特徴付け装置１０４の動作のプログラムコードを記憶する他のメモリまたは処理装置２３０４を備える。電子装置２３００は好適には図示しない適切なパネルの背後に位置する。
使い捨て機器のカセット
図５は、同定／特徴付け装置１０４に装填する使い捨て可能なカセット１９００を示す。カセット１９００は多数のサンプリング機器１９０２および分離機器１９０４を含む。
分離機器１９０４を図６〜図１１に示す。これら図につき説明すると、分離機器は、本体２４０２より構成し、本体は、リザーバ２６０２およびリザーバ２６０２に接続される毛細管２６０４を画定する。本体２４０２は軸線２６０８を画定し、毛細管２６０４は軸線２６０８に沿って指向する。毛細管の第１端部２６１０はリザーバ２６０２に接続し、毛細管の第２端部２６１２は端部ピース２５０２の管状部分２７０２に連通する。リザーバには着脱式キャップ２４０４を介してアクセスし、キャップは本体２４０２の頂部に形成したネジ部２５０４にねじ付ける。本体２４０２の下方部分は端部ピース２５０２によって閉鎖し、この端部ピース２５０２は、本体の対応する凹所２６０６に嵌合するリッジ２７０４および溶接または接着剤の使用によって本体に固定する。端部ピース２５０２の底壁２５０６は、図８に示すように減少した厚さにする。端部ピースは毛細管２７０２を組み込み、この毛細管２７０２は本体２４０２の毛細管２６０４に整列する。毛細管の第２端部に隣接する側の本体２４０２は、光学的に透明な材料で形成し、図７の実施形態では、端部ピース２５０２は光学的に透明で、毛細管２６０４の底部にある、濃縮された微生物因子２８０４の光学的インタロゲーションを容易にする。分離機器１９０４には濃度溶液または「緩衝液」２８０２（図１０）を充填し、これは、予め充填しておく、またはあまり好適ではないが、同定／特徴付け装置内において分離機器に加える。
図１２および図１３は分離機器１９０４の実施形態を示し、この実施形態では分離機器１９０４の本体は一体ピースの構造とする。壁３００２は毛細管２６０２の下方部分の支持体をなす。毛細管２６０４の下方部分に隣接する本体は、光学的に透明な材料で形成する。
図１１は、分離機器１９０４内の濃縮された微生物因子２８０４のインタロゲーションの動作と図１および図５の同定モジュール１９１８によって行われる動作を示す。光源からの光は光ファイバ２９０２に沿って進み、レンズシステム２９０４によって分離機器１９０４の底部に方向付けされる。この光によって微生物因子２８０４からの蛍光の発生が促進され、蛍光は光ファイバ２９０６を介してレンズ２９０４とファイバ２９０２を通って同定モジュール（１９１８、図１）内のスペクトル分散システムからセンサアレイ（１９２０、図１）に指向する。
サンプリング機器１９０２は概略的に示され、図１４において部品の縮尺率は一定で描かれていない。機器１９０２は、チャンバ３２０４を画定する本体３２００および被覆針３２０２を備える注射器状の機器の形態を取ることができる。チャンバ３２０４には選択的溶解緩衝液３２０６を予め充填してもよい。チャンバ３２０４の頂部は密閉する。チャンバはポート３２０８を備えることができ、ポートによってサンプリング機器を真空または空気圧ユニットに接続することにより、通気または瓶５００からの試料のサンプリングを促進する。溶解緩衝液３２０６はサンプリング機器１９０２に予め充填する、または使用時に装置内の機器１９０２に充填することができる。
一実施形態では、サンプリング機器１９０２に充填する溶解緩衝液は、見つかることが予想される種に合わせて仕立てることができる。１つの可能な実施形態では、選択的溶解緩衝液のいくつかのリザーバを装置１０４内に配置し、溶解緩衝液のうちの１つを使用時にサンプリング機器に充填する。この溶解緩衝液は、当該検体容器に含まれる試料にとって最適のものとして選択する。加えて、サンプリングは、それぞれが異なる選択的溶解緩衝液を含む、異なるサンプリング機器で、繰り返して行うことができる
試料取り出し機器（サンプリングヘッド）１９１２
図１および図５の試料取り出し機器１９１２は、陽性検出容器５００内の生体試料の一部を検出容器５００から取り出し、その部分を分離機器１９００の供給源から取得した分離機器１９０４に加えるように作動する。試料取り出し機器１９１２の物理的な構成は、検体容器、サンプリング機器および分離機器の構成によって、種々の構成をとることができる。図示する実施形態では、試料取り出し機器１９１２は関節フィンガの形態をとり、フィンガは開閉して、サンプリング機器１９０２および分離機器１９０４を把持する。試料取り出し機器１９１２は、ロボット搬送機構１９１０の動作手段によって、サンプリング及び分離機器への装填のために必要な場所に移動させる。
通気及びサンプリング
図１５につき説明すると、試料取り出し機器１９１２は、カセット１９００内のサンプリング機器１９０２のうち１つに直接設置される場所に移動される。試料取り出し機器１９１２のフィンガはサンプリング機器１９０２を把持し、装置１９１２を引き上げ、サンプリング機器１９０２をカセット１９００から取り出す。図１６に示す様に、検体容器５００は上向きに傾斜する。瓶の上部のストッパは、ＵＶ光または滅菌剤（漂白剤またはアルコールなど）を使って消毒する。図１７に示すように、瓶を穿刺可能な隔膜を通してサンプリング機器の針３２０２（図１４）を瓶５００のストッパに導入することによって通気し、瓶内の圧力を大気状態の圧力と等しくする。サンプリング機器のポート３２０８は、この処理中に空気圧システム（１９１４、図１）、例えば下記の第２実施形態に示す回転ダイアグラムポンプ１７１０に接続することができる。
図１８および図１９に示すように、ラック２３１０をその後下向きに回転させる。試料取り出し機器１９１２は、空気圧システムと連動して試験試料（すなわち検体試料の一部）を瓶５００からサンプリング機器１９０２に抜き出す。
（溶解）
サンプリング機器１９０２には任意に約１ｍｌの溶解緩衝液３２０６（図１４）を充填する。本実施形態では、約２ｍｌの試験試料を瓶５００から取り出し、例えば、試験試料をサンプリング機器１９０２へ充填した後に機器１９０２を撹拌することによって、サンプリング機器１９０２内で溶解緩衝液と混合する。溶解作業は、例えば血球などの非微生物成分には選択的でない。すなわち、微生物因子細胞は溶解されない。
溶解緩衝液３２０６は、例えば血球および／または組織細胞などの、試料内に存在する所望されない細胞（すなわち非微生物細胞）を選択的に溶解する。非微生物細胞の選択的溶解によって、試料内に存在する他の成分から微生物を分離できるようになる。従って溶解液は、例えば非微生物細胞などの細胞を選択的に溶解することのできるものとする（例えば真核細胞膜を可溶化することによって）。この溶解液は１つまたは複数の界面活性剤、１つまたは複数の酵素もしくは１つまたは複数の界面活性剤と１つまたは複数の酵素との組み合せを含む。
有効な界面活性剤には、Ｔｒｉｔｏｎ（登録商標）Ｘ−１００、Ｔｒｉｔｏｎ（登録商標）Ｘ−１００−Ｒ、Ｔｒｉｔｏｎ（登録商標）Ｘ−１１４、ＮＰ−４０、Ｇｅｎａｐｏｌ（登録商標）Ｃ−１００、Ｇｅｎａｐｏｌ（登録商標）Ｘ−１００、Ｉｇｅｐａｌ（登録商標）ＣＡ６３０、Ａｒｌａｓｏｌｖｅ（商標）２００、Ｂｒｉｊ（登録商標）９６／９７、ＣＨＡＰＳ、オクチル−β−Ｄ−グルコピラノシド、サポニン、ノナエチレン・グリコール・モノドデシル・エーテル（Ｃ１２Ｅ９、ポリドカノール）などの１つまたは複数の非変性溶解界面活性剤がある。随意に、変性溶解界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム、Ｎ−ラウロイルサルコシン、デオキシコール酸ナトリウム、胆汁塩、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ＳＢ３−１０、ＳＢ３−１２、アミド硫酸−１４およびＣ７ＢｚＯを含むことができる。随意に、可溶化剤は、Ｂｒｉｊ（登録商標）９８、Ｂｒｉｊ（登録商標）５８、Ｂｒｉｊ（登録商標）３５、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）８０、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｌ６４、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｐ８４、非界面活性剤スルホベタイン（ＮＤＳＢ２０１）、アンフィポール（ＰＭＡＬ−Ｃ８）およびメチル−β−シクロデキストリンを含むことができる。一実施形態では、ポリオキシエチレン界面活性剤が好適である。ポリオキシエチレン界面活性剤はＣ１２−１８／Ｅ９−１０の構造より成り、この場合、Ｃ１２−１８は、１２〜１８個の炭素原子よりなる炭素鎖を意味し、Ｅ９−１０は９〜１０個のオキシエチレン親水性頭部基を意味する。例えば、ポリオキシエチレン界面活性剤は、Ｂｒｉｊ（登録商標）９７、Ｂｒｉｊ（登録商標）９６Ｖ、Ｇｅｎａｐｏｌ（登録商標）Ｃ−１００、Ｇｅｎａｐｏｌ（登録商標）Ｘ−１００、ノナエチレン・グリコール・モノドデシル・エーテル（ポリドカノール）またはそれらの組み合せ、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）から成るグループから選択することができる。
溶解液はまた、１つまたは複数の酵素を含むことができる。溶解液内で使用することのできる酵素としては、以下のものに限定しないが、核酸および他の膜を詰まらせる材料（例えば、プロテイナーゼＸＸＩＩＩ、デオキシリボヌクレアーゼ、ノイラミニダーゼ、多糖類、Ｇｌｕｃａｎｅｘ（登録商標）およびＰｅｃｔｉｎｅｘ（登録商標））を消化する酵素がある。
別の実施形態では、１つまたは複数の添加剤を使用することができる。添加剤としては、例えば、２−メルカプトエタノール（２−Ｍｅ）またはジチオスレイトール（ＤＴＴ）などの還元剤、マグネシウム、ピルビン酸および保湿剤などの安定剤、および／またはエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などのキレート剤がある。溶解液は所望の細胞を溶解するのに適切なあらゆるｐＨで緩衝することができ、複数の要因に作用される。これらの要因としては、以下のものに限定しないが、試料、溶解される細胞および使用される界面活性剤の種類がある。いくつかの実施形態では、ｐＨは約２〜約１３の範囲、例えば、約６〜約１３、約８〜約１３、約１０〜約１３とすることができる。適切なｐＨ緩衝液には、ｐＨを所望の範囲、例えば約０．０５Ｍ〜約１．０ＭＣＡＰＳに維持することのできるあらゆる緩衝液が含まれる。
分離機器１９０４への分注および分離／濃縮
図２０Ａおよび図２０Ｂに示すように、試料取り出し機器１９１２は、サンプリング機器１９０２（溶解緩衝液と試料溶液の混合液を充填したもの）をカセット１９００における１つの分離機器１９０２の位置に運ぶ。試料取り出し機器は、分離機器１９０４のキャップをサンプリング機器１９０２の針３２０２で穿刺し、０．５〜１．０ｍｌの試験試料および溶解緩衝液の混合物を分離機器１９０４のリザーバに注入する。分注は、分離機器１９０４のキャップを外した後に行い、この後に再びキャッを付けることができる。試料取り出し機器は、その後サンプリング機器１９０２を図２０Ｃに示す廃棄物容器１９０８に搬送し、それを廃棄物容器内に設置する。
一実施形態では、分離は遠心分離ステップによって実行することができ、遠心分離ステップでは、試料（例えば溶解試料）を分離機器１９０４に予め充填したおよそ１ｍｌの液相の濃度緩衝液２８０２（図１０）上に配置し、装置１９０４を微生物が分離および濃縮される（例えば、微生物が分離機器１９０４の底および／または側面でペレットまたはペレット状の塊を形成する）条件（例えば１０，０００ｇ）で遠心分離する。「濃度緩衝液」とは、完全に均一な濃度を有する溶液のことである。緩衝液の濃度は、試料内の微生物が緩衝液を通り、一方で試料の他の成分（例えば、血液培養ブロス、細胞破片など）は緩衝液の上部に残るか、または濃度緩衝液を最後まで通らないように選択する。
濃度緩衝液２８０２の材料は、本発明の方法に関して適切な濃度範囲を持つどんな材料であってもよい。一般に、緩衝液の濃度は約１．０２５〜約１．１２０ｇ／ｍｌの範囲である。一実施形態では、材料はコロイド状シリカである。コロイド状シリカは被覆しなくても（例えばＬｕｄｏｘ（登録商標）（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ，ＣＴ））、例えばシラン（例えば、ＰｕｒｅＳｐｅｒｍ（登録商標）（Ｎｉｄａｃｏｎ Ｉｎｔ’ｌ社、スウェーデン）またはＩｓｏｌａｔｅ（登録商標）（Ｉｒｖｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、カリフォルニア州サンタアナ））またはポリビニルピロリドン（例えば、Ｐｅｒｃｏｌｌ（商標）、Ｐｅｒｃｏｌｌ（商標）Ｐｌｕｓ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社、ミズーリー州セントルイス））で被覆してもよい。コロイド状シリカはあらゆる任意の適切な媒体で希釈して適切な濃度、例えば平衡塩類溶液、生理的食塩水、および／または０．２５Ｍスクロースを形成することができる。適切な濃度は濃度約１５％〜約８０％ｖ／ｖ、例えば約２０％〜約６５％ｖ／ｖのコロイド状シリカで得ることができる。濃度緩衝液の別の適切な材料はヨード造影剤、例えばイオヘキソール（Ｏｍｎｉｐａｑｕｅ（商標）、ＮｙｃｏＰｒｅｐ（商標）またはＮｙｃｏｄｅｎｚ（登録商標））およびイオジキサノール（Ｖｉｓｉｐａｑｕｅ（商標）またはＯｐｔｉＰｒｅｐ（商標））である。適切な濃度は、濃度約１０％〜約２５％ｗ／ｖのイオヘキソールまたはイオジキサノールで得ることができる。スクロースは濃度約１０％〜約３０％ｗ／ｖ、例えば約１５％〜約２０％ｗ／ｖの濃度緩衝液として血液培養試料に使用することができる。濃度緩衝液を提供するために使用することのできるその他の適切な材料には、低粘度、高濃度オイル、例えば顕微鏡用液浸油（例えば、Ｔｙｐｅ ＤＦ；Ｃａｒｇｉｌｌｅ Ｌａｂｓ，ニューヨーク州）、鉱油（例えばＤｒａｋｅｏｌ（登録商標）５，Ｄｒａｋｅｔｅｘ５０，Ｐｅｎｅｔｅｃｋ（登録商標）；Ｐｅｎｒｅｃｏ社、ペンシルバニア州）、シリコーン油（ポリジメチルシロキサン）、フルオロシリコーン油、シリコーンゲル、ｍｅｔｒｉｚｏａｔｅ−Ｆｉｃｏｌｌ（登録商標）（ＬｙｍｐｈｏＰｒｅｐ）があり、これらは、血液培養試料に対して例えば約７０％〜約１００％の濃度であり、ジアトリゾ酸・デキストラン（ＰｏｌｙｍｏｒｐｈｏＰｒｅｐ（商標））があり、これは血液培養試料に対して例えば濃度約２５％〜約５０％の濃度であり、カルボキシメチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、ポリエチレンオキシド（高分子量）、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ１２７、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ６８、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）化合物の混合物、ポリアクリル酸、架橋ポリビニルアルコール、架橋ポリビニルピロリジン、ＰＥＧメチルエーテルメタクリル樹脂、ペクチン、アガロース、キサンタン、ジェラン、Ｐｈｙｔａｇｅｌ（登録商標）、ソルビトール、Ｆｉｃｏｌｌ（登録商標）（例えば、血液培養試料に対して約１０％〜約１５％の濃度のＦｉｃｏｌｌ（登録商標）４００）、グリセロール、デキストラン（例えば、血液培養試料に対して約１０％〜約１５％の濃度）、グリコーゲン、塩化セシウム（例えば、血液培養試料に対して約１５％〜約２５％の濃度）、パーフルオロカーボン流体（例えば、オクタデカフルオロオクタン）、ハイドロフルオロカーボン流体（例えばＶｅｒｔｒｅｌ ＸＦ）などの当該技術分野において既知のものがある。一実施形態では、濃度緩衝液は、コロイド状シリカ、イオジキサノール、イオヘキソール、塩化セシウム、ｍｅｔｒｉｚｏａｔｅ−Ｆｉｃｏｌｌ（登録商標）、ジアトリゾ酸デキストラン、スクロース、Ｆｉｃｏｌｌ（登録商標）４００および／またはデキストランのうちの１つまたは複数からあらゆる組み合せで選択する。濃度緩衝液は、例えばコロイド状シリカと油の組み合せなど、材料の組み合せからも構成することができる。
分離・濃縮ステーション（遠心分離機）への搬送
図２１に示すように、分離機器１９０４に混合または溶解した試験試料を充填した後、試料取り出し機器１９１２は充填した分離機器１９０４を回収し、それをカセット１９００から持ち上げ、分離機器１９０４を遠心分離機１９１６へと移動させる。分離機器１９０４はそれから遠心分離機１９１６のホルダまたは装填位置に配置される。
試料内の微生物因子の分離及び濃縮は、遠心分離機１９１６を使って分離機器１９０４内で生じる。
分離ステップは、微生物を試料（例えば、非微生物またはその成分）の他の成分から分離して、微生物を同定および特徴付けの目的のためにインタロゲートできるペレット状に濃縮するために行うことができる。分離は完全なものである必要はない、すなわち、１００％の分離を起す必要はない。必要なことは、微生物の試料における他の成分からの分離は、他の成分から大きく妨げられることなく微生物に対してインタロゲーションが行える程度であればよい。
遠心分離機は、分離機器１９０４を高速で回転させ、微生物因子を分離機器１９０４内の毛細管の底に濃縮させる。非微生物細胞（例えば血球）に対する溶解緩衝液の作用、分離機器１９０４内における濃度溶液の存在、および遠心分離の相乗作用によって、溶解血液とブロスの混合物から微生物因子を分離し、微生物因子を図１０および図１１に示すように、毛細管の底にペレットまたはペレット状の塊に濃縮する。
一実施形態では、分離機器１９０４は振動回転子を使ってステーション１９１６内で遠心分離し、微生物が分離機器１９０４（図８、図１０および図１３に示す毛細管の底）の底に直接ペレットを形成するようにする。分離機器１９０４を十分な加速度と十分な時間で遠心分離し、微生物が試料の成分から分離される（例えばペレット状になる）ようにする。遠心分離の加速度は約１０００×ｇ〜約２０，０００×ｇ、例えば約２，５００×ｇ〜約約１５，０００×ｇ、例えば約７，５００×ｇ〜約１２，５００×ｇなどとすることができる。遠心分離時間は約３０秒〜約３０分、例えば約１分〜約１５分、約１分〜約５分とすることができる。
読み取り
遠心分離機に隣接する位置に示す同定および／または特徴付けモジュール（読み取りステーション１９１８）は、それから、蛍光分光法（例えば、自家蛍光および／または拡散反射）、ラマン分光法またはその他の光学技術を使って、濃縮された微生物因子に対してインタロゲートする。他の実施形態では、ペレット状の微生物を、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析、脱離エレクトロスプレーイオン化（ＤＥＳＩ）質量分析、ＧＣ質量分析、ＬＣ質量分析、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）質量分析および選択イオンフロー管（ＳＩＦＩ）分光分析などの質量分析を利用してインタロゲートすることができる。図２２に示すように、同定および／または特徴付けモジュール１９１８は、遠心分離機１９１６の近くに物理的に位置させてもよく、その場合、分離機器１９０４はロボット搬送機構によってさらに移動させる必要はない。あるいは、同定および／または特徴付けモジュール１９１８は、同定／特徴付け装置内の異なる場所に位置させてもよく、ロボット搬送機構は分離機器を同定および／または特徴付けモジュール１９１８の場所まで移動するように作動する。
廃棄物容器への搬送
読み取り後、図２３に示すように、ロボット搬送機構１９１０及び試料取り出し機器１９１２は分離機器１９０４を遠心分離機１９１６から持ち上げ、分離機器１９０４を横方向に移動させ、それを廃棄物容器１９０８内へ配置するように作動する。図２４は多数のサンプリング機器１９０２及び分離機器１９０４を含む廃棄物容器１９０８を示す。廃棄物容器１９０８が満杯になると、装置から取り出し、空の廃棄物容器と交換する。分離機器を廃棄する前に、分離機器の下方領域の画像をカメラ（図示せず）で撮影し、これにより、分離処理を検証し、またペレットのサイズ、形状、色および濃度などの単離の同定に関する価値のある情報を提供することができる。
濃縮された微生物因子の外部処理
上述の実施形態の間、濃縮された微生物因子に対してさらに分離機器１９０４内に置いたままでインタロゲートし、濃縮された微生物因子を分離機器から取り出し、微生物因子の同定および／または特徴付けを直接行うために試験することが可能である。
この変更実施形態を図２５につき説明
すると、分離機器１９０４を取り出し装置またはステーション４３０２に搬送する。ステーション４３０２では、分離機器１９０４のキャップ２４０４を取り外し、濃縮された微生物因子２８０４を分離機器１９０４から取り出す。微生物因子はそれから１つまたは複数の追加試験を受ける。１つの可能な実施形態では、微生物因子を分子診断試験ユニット４３１０に供給する。この試験ユニットは、因子の同定のための使い捨て試験ストリップなどおよび処理装置を備えることができる。あるいは、微生物因子の試料をＭＡＬＤＩ質量分析プレート４３１４に適用して、このプレートを質量分析ユニット４３１２に挿入する。あるいは、微生物因子を微生物同定および／または特徴付け試験機器４３１８（例えば試験カード）に搬送して、カードを処理装置４３１６で培養、試験することもできる。
III.動作の方法
Ａ．フローチャート（図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃ）
検体容器５００が検出及び同定ステップの両方を受ける実施形態における同定／特徴付け装置１０４の動作の方法を、図２６Ａ〜図２６Ｃにつき以下に説明する。
処理は、ステップ４４０２で、試料を容器５００における１個の容器に充填し、また充填した容器５００の検出装置への搬送を開始する（本願人による先の仮出願および同時係属中の出願、「自動微生物検出装置」、代理人整理番号０１１２０に記載）。図４７、装置１０２参照。
ステップ４４０４で、容器５００を検出装置１０２に装填する。これは例えば、検出装置に搬送するコンベアに検出容器を設置することによって、または容器を手動で装填することによって行う（図４７、図４８およびこれら図に関する以下の説明を参照）。
ステップ４４０６で、容器５００を検出装置１０２内で培養する。
ステップ４４０８で、検出容器を読み取る（装置１０２内の検出ユニットによって）。
ステップ４４１０では、検出容器の読み取りを分析して容器が陽性であるかどうかを決定する。陽性でない場合、処理はＮＯの分岐４４１１に沿って分かれ、タイマーが切れていないかどうかかを確認する（ステップ４４１２）。タイマーが切れている場合、瓶を陰性と見なし、瓶をステップ４４１４で廃棄物容器に搬送する。そうでなければ、培養を続け、ステップ４４０６、４４０８および４４１０を定期的に続けて行う。
ステップ４４１０で検出容器が陽性である場合、処理はＹＥＳの分岐４４１６に進む。ステップ４４１８で、検出容器を検出装置内の出口位置に動かす。ステップ４４２０で、検出容器を同定／特徴付け装置１０４に搬送する。例えばこれは検出容器５００をコンベア上に搬送し、それを同定／特徴付け装置の入口位置へ動かすことによって行う（図４７参照）。搬送は他の任意の方法で行うこともある。それに関する詳細は大きく異なることもある。
ステップ４４２２（図２６Ｂ）で、検出容器を同定／特徴付け装置１０４におけるラック２３１０のうち１つに設置する。ロボット搬送機構１９１０をこの工程で使用することができる。
ステップ４４２４で、検出容器を無菌通気する。このステップはサンプリング機器のピックアップ前、またはサンプリング機器のピックアップ後に行うこともできる。図１５および図１６参照。
ステップ４４２６で、サンプリング機器１９０２のうち１つをカセット１９００からピックアップする。サンプリング機器１９０２には図１５に示すように選択的溶解緩衝液を予め充填する、又は溶解緩衝液をこの時サンプリング機器に加える。
ステップ４４２８で、サンプリング機器の針３２０２を被覆する保護キャップ（図示せず）を、取り付けている場合には、取り外す。
ステップ４４３０で、針３２０２を、直立ベントを有する容器５００（図１６、図１７参照）に挿入する。
ステップ４４３２で、検出容器を反転させ（図１８および図１９参照）、少量の試料（例えば２．０ｍｌの試料）を容器５００から抜き出す。
ステップ４４３４で、容器５００を垂直な向きに回転させ、サンプリング機器１９０２の針３２０２を取り外す。
ステップ４４３６で、少量（例えば０．５ｍｌの試料）の空気をサンプリング機器に導入する。これは、サンプリング機器に接続される空気圧システム１９１４を使って自動的に達成することができる。
ステップ４４３８で、針３２０２用の保護キャップを、もし取り付けられているのであれば、交換する。
ステップ４４４０で、サンプリング機器１９０２を反転させ、撹拌して試験試料と選択的溶解緩衝液が完全に混ざるようにする。
ステップ４４４２で、針３２０２の保護キャップを、もし取り付けられているのであれば、再度取り外す。（注記：適切な把握または把持特徴の取り付けられたステーションを、針のキャップの自動的な取り外しと交換のために設けることができる。代案として、キャップは第２実施形態に記載のように、針につけたままであってもよい）。
ステップ４４４４で、陽性のブロスおよび溶解緩衝液の混合物の一部を廃棄物容器に廃棄する。
ステップ４４４６で、試料取り出し機器はサンプリング機器１９０２を分離機器１９０４のうち１つの上方場所へ搬送し（図３８参照）、キャップをサンプリング機器の針で穿刺する。本実施形態では、分離機器１９０４には濃度緩衝液を予め充填しておく。
１つの可能な変形では、溶解緩衝液も濃度緩衝液と一緒に分離機器１９０４に充填して、試料と溶解緩衝液の混合を分離機器１９０４内で生じさせる。
ステップ４４４８で、試料取り出し機器１９１２は、試料と溶解緩衝液の混合物（すなわち溶解試料）を０．５〜１．０ｍｌ、分離機器１９０４のリザーバ内にすでに存在する濃度緩衝液の上に徐々に加える。図２０Ａおよび図２０Ｂ参照。
ステップ４４５０で、試料取り出し機器１９１２を廃棄物容器１９０８の位置に移動させ、サンプリング機器１９０２を廃棄する。図２０Ｃ参照。
ステップ４４５２で、試料取り出し機器は分離機器１９０４に戻り、カセット１９００からそれをピックアップし、それを分離・濃縮ステーション１９１６の場所に移動させ、分離機器１９０４を遠心分離機に配置する。図２１参照。
ステップ４４５４で、遠心分離機サイクルを開始する。
ステップ４４５６で、遠心分離工程の完了後、分離機器を同定および／または特徴付けモジュール１９１８（読み取りステーション）に移動させる。読み取りステーションが遠心分離機に隣接する場合、遠心分離機は読み取り位置に回転し、そこで分離機器１９０４は図１１に示すように読み取りのために位置決めされる。
ステップ４４５８で、同定および／または特徴付けモジュールの分離機器１９０４の光学読み取りを開始する（図２１および図２２参照）。
ステップ４４６０で、読み取り動作の完了後、分離機器１９０４を廃棄物容器１９０８に配置する（図２３および図２４参照）。
Ｂ.インタロゲーションステップ４４５８および同定モジュール１９１８内での微生物の同定および／または特徴付け
試料内に存在する微生物が分離機器１９０４内で単離および／またはペレット状にされると、単離された試料またはペレットに対してインタロゲートして（例えば分光的に）、ステップ４４５８で試料内またはペレット状の微生物の特徴付けおよび／または同定を行うことができる。インタロゲーションは非侵襲的な方法で行うことができる、すなわち、ペレットは分離機器１９０４に残したままでインタロゲートすることができる。微生物を非侵襲的な方法で同定する能力は、随意に分離および特徴付け／同定処理中に、容器を密閉（例えば密閉シール）し続けることや手順の自動化と結び付けることによって、汚染および／または伝染性試料の一定処理を回避し、処理全体の安全性を大幅に上げる。さらに、試料やペレットの他の処理（例えば、再懸濁、平板培養およびコロニー増殖）なく、直接インタロゲーションによって微生物の特徴付けおよび／または同定を行う能力は、同定／特徴付けを行う速度を大幅に上げることができる。
一実施形態では、光学分光法を使って、微生物の１つまたは複数の固有特性、例えば、染色液、染料、結合剤などの添加剤がない場合の微生物内に存在する特性を分析することができる。別の実施形態では、光学分光法は、微生物の１つまたは複数の外因的特性、例えば、添加剤を用いてのみ検出することのできる特性、を分析するために使うことができる。インタロゲーションは、例えば、蛍光分光法、拡散反射分光法、赤外線分光法、テラヘルツ分光法、透過／吸光分光法、表面増強ラマン分光法（ＳＥＲＳ）、空間オフセットラマン分光法（ＳＯＲＳ）、透過ラマン分光法および／または共鳴ラマン分光法またはそれらの組み合せを含むラマン分光法を使って実行することができる。
分光インタロゲーションは、当業者に周知である微生物の１つまたは複数の固有または外因的特性の検出および／または同定に効果的であるといわれる、あらゆる技術によって実行することができる。例えば、前面蛍光分光法（励起および放射光は同じ光学面に入射して出射し、試料が一般に光学的に厚い場合、励起光は試料内に極めて短い距離にわたり入射する（例えば、Ｅｉｓｉｎｇｅｒ，ＪおよびＪ．Ｆｌｏｒｅｓの「Ｆｒｏｎｔ−ｆａｃｅ ｆｌｕｏｒｏｍｅｔｒｙ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｓａｍｐｌｅｓ」 Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ ９４：１５（１９８３年）参照）を、ペレット内の微生物の同定に使用することができる。落射蛍光、反射、吸光および／または散乱測定などのその他の測定の形態もステップ４４５８で用いることができる。
典型的に、光源すなわち励起光源は試料を励起し、続いて所定の時点または継続的な試料の蛍光の発光測定がある。同様に、励起光源の試料との相互作用からの反射光を測定して、同定および／または特徴付けの関連データを提供することができる。試料からの発光はスペクトル識別のあらゆる適切な手段、最も好適には分光器を用いて測定することができる。
現時点で好ましい実施形態では、既知の微生物には管理測定(control measurements)（例えば蛍光スペクトル）を使い、当業者に既知の種々の数学的方法を使って、測定した試験データと該当する微生物の特徴付けとの関連付けが可能となる。既知の微生物からの測定試験データは、マシンが読み取り可能なメモリ、例えば、装置１０４内または接続ワークステーションなどの関連データ処理装置内に記憶する。例えば、装置１０４によって試験される試料からのデータは、基準または管理測定値と比較することができる。比較は、当業者に既知の、または当業者の開発能力内のソフトウェアルーチンを使って行うことができる。より具体的には、データは多数の多変量分析方法、例えば、一般判別分析（ＧＤＡ）、部分最小二乗法判別分析（ＰＬＳＤＡ）、最小二乗回帰、主成分分析（ＰＣＡ）、パラレルファクタ分析（ＰＡＲＡＦＡＣ）、ニュートラルネットワーク分析（ＮＮＡ）および／またはサポートベクトルマシン（ＳＶＭ）などによって分析することができる。これらの方法は、試験される試料中の該当する不明の微生物を、既存の命名に基づいて関連する基（種など）および／または微生物の代謝、病原性および／または毒性に基づいて自然発症基に分類するために、上述のように、微生物のモニタリング、検出および／または特徴付けのシステムの設計にあたって使用することができる。
ラマン（ＳＥＲＳ）信号と蛍光信号を増強するために、微生物を遠心分離の前に金および／または銀のナノ粒子で被覆するか、または内部光学面を特定のサイズと形状の金属コロイドで予め被覆することができる（参照：蛍光に関しては、Ｌａｋｏｗｉｃｚ，Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．３３７：１７１（２００５）；ＳＥＲＳに関しては、Ｅｆｒｉｍａ氏等、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ．（Ｌｅｔｔｅｒ）１０２：５９４７（１９９８））。別の実施形態では、ナノ粒子は遠心分離の前に濃度緩衝液中に存在し、微生物が濃度緩衝液を通過する際に微生物と結び付く。
試料照射光源（図１１参照）すなわち励起光源は、当業者に既知のかなり多数の適切な光源から選択することができる。使用可能なデータを生成する電磁スペクトルのどの部分も使用することができる。紫外線、可視および／または近赤外スペクトルならびに電磁スペクトルのその他の部分に発光することのできる光源を利用することができ、これらは当業者に既知である。例えば、光源は、紫外線を発生させるジューテリウムまたはキセノンなどの連続ランプおよび／または可視／近赤外励起を発生させるタングステンハロゲンランプとすることができる。これらの光源は広い発光範囲を提供し、特定の励起波長のスペクトル帯域幅は、当該技術分野で周知の光学干渉フィルタ、プリズムおよび／または光学格子を使って低減することができる。
代案として、発光ダイオードおよび／またはレーザーなどの複数の狭帯域光源を空間的および／または時間的に多重して、多重波長励起光源を提供することもできる。例えば、発光ダイオードは２４０ｎｍから９００ｎｍ以上で利用することができ、光源は２０〜４０ｎｍ（半値幅）のスペクトル帯域幅を有する。レーザーは紫外線から近赤外までの離散波長で利用することができ、当業者に周知の多重化方法を使って用いることができる。
任意の光源によるスペクトル選択性は、走査モノクロメータなどのスペクトル識別を使って向上させることができる。識別には当業者に既知の他の方法を使用してもよい。これらの方法としては、音響光学可変波長フィルタ、液晶同調フィルタ、光学干渉フィルタアレイ、プリズム分光器、及びこれらの組み合せがある。スペクトル識別器の選択においては、同調性の範囲や選択性レベルを考慮する。例証として、例えば、識別器は、選択性１０ｎｍで、波長範囲３００から８００ｎｍを使用することができる。これらのパラメータは一般に、同調可能性範囲や選択性を得るのに必要な最適な技術を決定する。
典型的に、光源は試料の励起光源となり、所定時点におけるまたは連続的な試料蛍光発光の測定を続いて行う。同様に、励起光源の試料との相互作用からの反射光を測定して、検出および／または特徴付けに関するデータを提供することができる。
試料からの発光は、あらゆる適切なスペクトル識別の手段、最も好適には分光器を用いて測定することができる。分光器は特定の発光波長を検出し、それによってモノクロメータからの出力を光電子増倍管で検出する走査モノクロメータおよび／または分光器を撮像分光写真機として構成し、そうすることによって出力を電荷結合デバイス（ＣＣＣＤ）検出器アレイなどの撮像検出器アレイによって検出することもできる。一実施形態では、識別器によって、光検出手段（光電子増倍管、アバランシェフォトダイオード、ＣＣＤ検出器アレイおよび／または電子増倍型ＣＣＤ（ＥＭＣＣＤ）検出器アレイなど）による蛍光および／または散乱信号の観察が可能になる。
分光技術は、好適には、励起・蛍光マトリックス（ＥＥＭ）測定法として提供される測定を得るために使用する。本明細書で使用する場合、ＥＥＭは、励起および発光波長の両方の機能として、蛍光体の発光スペクトルの発光強度と定義し、全スペクトルまたはそのサブセットを含み、サブセットは単一または複数の励起／発光の対を含むことができる。加えて、固定励起波長を有するＥＥＭの断面は、特定の励起波長の発光スペクトルを示すために使用し、固定発光波長を有するＥＥＭの断面は、試料の励起スペクトルを示すために使用することができる。一実施形態では、複数のＥＥＭは２つ以上の特定の励起と発光の波長の対、例えば、少なくとも２，３，４，５，６，７，８，９，１０または１０以上の特定の励起と発光の波長の対で測定する。
前面蛍光分光法は、高度な散乱および高度な減光（quenching）試料の蛍光および／または反射特性の測定に利点を提供することがわかっている。一実施形態では、前面法は特に有用である。例えば、前面蛍光は高度に吸収性のある試料で特に有用である、というのも、励起と発光ビームは試料の全体を通過する必要はない、よってそこに含まれる干渉成分（例えば、血球、微生物学的培地）による影響を受けにくい。分離機器１９０４の光学面は、当業者に周知の容認できる結果を提供するような角度で照射することができる （例えば、Ｅｉｓｉｎｇｅｒ，Ｊ氏およびＪ．Ｆｌｏｒｅｓ氏「Ｆｒｏｎｔ−Ｆａｃｅ ｆｌｕｏｒｏｍｅｔｒｙ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｓａｍｐｌｅｓ」 Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．９４：１５−２１ （１９８３））。一実施形態では、システムを、分光システムが発光蛍光を最低１つの固定角度で測定するのに加え、拡散反射光を最低１つの固定角度で測定するように設計する。
さらに別の実施形態では、検体容器を「陽性」と検出した検出システムからの非分光測定（図４７の符号１０２）において、検出時間と増殖速度は、単離された試料またはペレットからの微生物の特徴付けおよび／または同定を補助するために使用することができる。加えて、分離機器の下部領域の写真画像からの測定は、ペレットサイズ、形状、色または濃度などの、単離された試料に関する価値ある情報を提供することができる。
いくつかの実施形態では、単離された試料またはペレットにおける微生物の特徴付けおよび／または同定は、厳密な種の同定を伴う必要はない。特徴付けは、生物学的粒子の広範囲のカテゴリー分けまたは分類ならびに単一種の実際の同定を含む。単離試料またはペレットからの微生物の分類は、微生物の表現型および／または形態学的特徴の決定を含むことができる。例えば、生物学的粒子の特徴付けは、組成、形状、大きさ、クラスタリングおよび／または代謝などの観察可能な違いに基づいて達成することができる。いくつかの実施形態では、該当する生物学的粒子の分類には当該生物学的粒子の特徴の予備的知識を必要とせず、経験的測定との整合のみを必要とし、よって本方法は、特定の結合事象や代謝反応に基づく方法よりも、より一般的ですぐに適用できるものとなる。本明細書で使用する場合、「同定」は、これまで不明の微生物がどの科、属、種、および／または株に属するのかを決定することを意味する。例えば、これまで不明の微生物を科、属、種および／または株レベルに同定することである。
場合によっては、特徴付けは分類モデルを含み、分類モデルは、とるべき行為に対する十分に役立つ情報を提供する。本明細書で使用する場合、好ましい分類モデルは下記のもののうちの１つまたは複数のものへの群分けを含む：（１）グラム群；（２）臨床的グラム群；（３）治療群；（４）機能群；および（５）自然自家蛍光群。
（１）グラム群：グラム群分類内で、微生物は、そのグラム染色反応と全体の大きさに基づき、３つの大きな分類カテゴリーのうちの１つに分類することができ、この群は下記のうちの１つまたは複数から選択する：（ａ）グラム染色で紺色に染色されるグラム陽性微生物；（ｂ）グラム染色で赤色に染色されるグラム陰性微生物；および（ｃ）酵母細胞であって、これらはグラム染色で紺色に染色され、それらの形態学的特徴と大きさによって細菌から識別される非常に大きな丸い細胞である酵母細胞。
（２）臨床的グラム群：グラム群は、際立った形態学的特徴を表すいくつかの下位カテゴリーにさらに分類することができる。これら下位カテゴリーには、経験ある研究所の化学技術者によって報告された関連臨床情報を全て含み、よって、陽性または陰性のグラム反応よりも高度なレベルの同定を提供する。この細かい分類は大変役に立つ、というのもこれは、自動化システムで同等の臨床的な関連情報を提供することによって、グラム染色の品質および／または染みを読み取る技術者のスキルレベルに頼ることへの懸念を取り除く。より具体的には、この分類モデルに基づく微生物の下位カテゴリーは、以下に記載するうちの１つまたは複数から選択することができる：（ａ）球菌：小さな丸い細胞；（ｂ）双球菌：結合した２つの小さな丸い細胞；（ｃ）ロッド：長方形の形状；および（ｄ）細菌：ロッド形状。さらなる形態学的情報によって確かめることのできるこれら下位カテゴリーの例には次のものが含まれる；（ｉ）グラム陽性球菌；（ｉｉ）グラム陽性連鎖球菌；（ｉｉｉ）グラム陽性塊球菌（すなわち「ぶどう状」の塊）；（ｉｖ）グラム陽性双球菌；（ｖ）グラム陽性ロッド；（ｖｉ）内生胞子を有するグラム陽性ロッド；（ｖｉｉ）グラム陰性ロッド；（ｖｉｉｉ）グラム陰性球悍菌；（ｉｘ）グラム陰性双球菌；（ｘ）酵母菌；および（ｘｉ）糸状菌。
（３）治療群：治療群は複数の微生物種を含み、これらは、特定の検体種類から単離されると、同じ種類の抗生物質または抗生物質の混合物によって処理される（例えば、「Ｓａｎｆｏｒｄ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ ＡｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌＴｈｅｒａｐｙ ２００８」に記載）。多くの場合、種レベルの同定を臨床医は必要とせず、これは、初期の経験的治療から、より標的化された治療への変化を可能にする、というのも、２つ以上の種を同じ抗生物質を選択して処理することができるからである。この分類レベルにより、これらの「同じ治療の」微生物は、単一の治療カテゴリーに正確に分類される。この特徴付けレベルの例には、高度耐性の腸内細菌（ＥＢ）種を敏感なＥＢ種（大腸菌からのエンテロバクター）から区別する能力、またはフルコナゾール耐性カンジダ種（グラブラータおよびクルセイ）を敏感なカンジダ種から区別する能力などがある。
（４）機能群：発明によれば、微生物は、代謝、毒性および／または表現型の特徴の混合に基づき、いくつかの群に分類することができる。非発酵性微生物は発酵性微生物から明確に区別することができる。さらに、溶血素を生成する微生物種は非溶解種とは別に群分けすることができる。場合によって、これらの群は属レベル（例えば、大腸菌、グラム陰性非発酵性ロッド）よりも幅広いカテゴリーを表し、属レベル（例えば、エンテロコッカス、カンジダ）である場合や、種レベル識別（例えば、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌、α型連鎖球菌、β型連鎖球菌、連鎖球菌、コアグラーゼ陽性ブドウ球菌、すなわち黄色ブドウ球菌）に近い場合もある。
（５）自然自家蛍光（「ＩＦ」）群：微生物は、それらの本来の特徴および／または自家蛍光の特性によって集まる自然な傾向に基づいても、カテゴリーに分類することができる。これら群のうちいくつかは、治療および機能群のカテゴリーに共通する。これらの群分けは個々の種であるフェカリス菌、化膿性連鎖球菌、緑膿菌などを含み、これらは特性ＩＦ痕跡（signatures）を有する、および／または、比較的保存されたＩＦ痕跡を有する微生物の小さな群を含み、これらには、肺炎桿菌、肺炎病原菌、エンテロバクター・エロゲネス、エンテロバクター・クロアカ群がある。
同定目的のための微生物の固有特性（自家蛍光など）の測定に加え、本方法ではさらなる同定剤を使用して分離および／または同定の処理を補助することができる。親和性リガンドなどの特定微生物に結合する薬剤は、微生物を分離して微生物の種類または種を同定するため（例えば、特有の表面タンパク質または受容体への結合によって）、および／または微生物の特性（例えば抗生物質耐性）を同定するために使用することができる。有用な同定剤としては、以下のものに限定しないが、単クローン性抗体および多クローン性抗体ならびにそれらの残留物（例えば、黄色ブドウ球菌同定のための抗細胞外接着タンパク質）、核酸プローブ、抗生物質（例えば、ペニシリン、バンコマイシン、ポリミキシンＢ）、アプタマー、ペプチド模倣薬、ファージ由来の結合タンパク質、レクチン、宿主先天性免疫バイオマーカー（急性期タンパク質、ＬＰＳ結合タンパク質、ＣＤ１４、マンノース結合レクチン、Ｔｏｌｌ様受容体）、宿主防御ペプチド（例えば、デフェンシン、カテリシジン、プロテグリン、マガイニン）、バクテリオシン（例えば、ランチビオティックスで、例えば、ナイシン、メルサシジン、エピデルミン、ガリデルミンおよびプランタリシンＣならびにクラスIIペプチドなど）、バクテリオファージならびに核酸、脂質、炭水化物、多糖類、カプセル／スライムまたはタンパク質、あるいはこれらのあらゆる組み合せに対して選択性のある染料がある。薬剤それ自身が検出可能な信号を発さない場合、その薬剤はマーカー（例えば、可視または蛍光灯）と共役して検出可能な信号を提供するようにラベル付けすることができる。マーカーとしては、以下のものに限定しないが、蛍光性、発光性、リン光性、放射性および／または比色性化合物がある。薬剤は本発明の方法のどのステップにおいても微生物に加えることができる。例えば、溶解および／または分離中に試料を採取する場合がある。いくつかの実施形態では、ペレット状の薬剤の存在は、ペレットのインタロゲーション中に決定することができる。その他の有用な同定剤には、微生物の酵素の基質、キレート剤、感光剤、消光剤、還元剤、酸化剤、緩衝液、酸、塩基、溶剤、固定剤、界面活性剤、表面活性剤、滅菌剤（例えば、アルコール、漂白剤、過酸化水素）および毒性化合物（例えば、アジ化ナトリウム、シアン化カリウム）ならびにシクロヘキサミドなどの代謝素子剤がある。同様に、微生物細胞の生存性、代謝および／または膜電位を測定する多くの蛍光化合物を本発明の同定剤として使用することができる。当業者には容易に理解できるように、化合物の物理状態または代謝、例えば抗生に影響を与える特定の微生物の感度(sensitivity)は、化合物を試料、溶解緩衝液、濃度緩衝液またはそれらの混合物に加えることによって迅速に確認することができる。
自家蛍光を使って試料内の微生物因子の同定および／または特徴付けを行う方法の実施形態を、図５１〜図５９につき以下に説明する。基本的に本方法はメモリに記憶して、従来のデータプロセッサまたはコンピュータを使って実行する一連の処理命令として実現することができる。本方法は図５１Ａ〜図５１Ｃに示すアルゴリズムを実行する。このアルゴリズムは、予め設定した一組の発光波長から分離株の自家蛍光（ＩＦ）走査を行って血液培養分離株（濃縮されたペレット）の同定を提供するよう構成する。
好ましい実施形態では、本方法を異なるレベルが異なるレベルの分類階層に対応する、マルチレベルの同定アルゴリズムを実行するソフトウェア命令としてコード化する。入力データを受け取って微生物の同定を決定する従来の分類アルゴリズムは、単一の分類モデルを使用する。不明の微生物の予め定義された一組の波長における自家蛍光走査からのデータを与えると、マルチレベルの同定アルゴリズムは、分類階層、すなわちグラムタイプ、科および種の分岐に沿って微生物を分類する。特徴的な点は、一番高いグラムタイプから一番低い種までの各同定ステップにおいて個々の分類モデルを使用することである。加えて、この手法は並列分類モデルの使用を組み入れ、結果間における整合性を評価する。このようにして、正確な同定および／または特徴付けの可能性は最大となり、不正確な同定または特徴付けの結果の発生は、最小限におさえられる。マルチレベルの分類階層法は、自家蛍光データに加えて、他のデータセットにも適用できる（例えば、これはラマンスペクトルデータまたは質量スペクトルデータにも使用できる）。
同定方法には、一組のデータ前処理ステップ（図５１Ａのブロック５１０２，５１０４および５１０６として示す）および一組の分析ステップ（図５１Ｂおよび図５１Ｃの残りのブロック５１０８，５１１０など）がある。本方法では、分類階層の複数のレベルにおいて微生物の同定を決定する。この前処理ステップは、ＩＦ走査データを取得し、当該微生物群または種内で微生物因子の異なる菌株間の変動を最小限におさえるデータ媒体変換するよう構成する。データ分析ステップでは、並列分類モデルを使って、マルチレベルでの同定を実行する。これは、下記の考察からも理解されるであろう。
上述のように、好ましい実施形態は、グラム、科および種レベルでの微生物の同定を提供する。アルゴリズムによって同定することのできる血液培養で一般に見られる微生物としては、表１に列挙するものがあるが、これに限定しない。明らかに、異なる用途（例えば食品、水、環境試料など）に関しては、微生物は表１に示すものとは異なるだろうが、方法論は同じである

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図５１Ａ〜図５１Ｃに示す処理ステップまたはモジュールをここに詳細に説明する。
前処理
ステップ５１０２：各励起値ｉ＝１，２，…，ｘ、各発光値ｊ＝１，２，…，ｙおよび組み合せの蛍光値ｎｉｊを得る。発光値／励起値の率はインターバルの範囲内（１．０５，１．９５）でなければならない。
ステップ５１０４：各蛍光値ｎｉｊに対して、自然対数値ｌｎ（ｎｉｊ）を計算する。
ステップ５１０６：各発光値ｊ＝１，２，…，ｙ−１に対して、当該励起波長ｉの自然対数変換の一次導関数（ステップ５１０４より）を計算する。
ステップ５１０４とステップ５１０６を使って、生の蛍光データを変換して、各微生物群内の菌株間の変動を最小限にすることは有利である。加えて、変換処理は微生物群に同様の変動を生成する傾向にある。図５２，５３および５４は、例として、励起３１５における発光範囲で評価された黄色ブドウ球菌の複数の菌株に対して、記載した前処理を行う効果を示す。図５２では、各線は１つの菌株からの蛍光信号を表す。線５２０２は各発光値の平均蛍光信号を示す。図５３は自然対数変換（ステップ５１０４）を適用した後の、蛍光信号内の菌株間の変動を示す。尚、菌株の全ての曲線は接近している。図５４は自然対数変換の一次導関数の計算（ステップ５１０６）後の３１５ｎｍの励起での菌株間の変動を示す。また、菌株の全ての曲線は、特に４００〜６１０ｎｍの発光範囲で非常に接近している。
別の例として、図５５は変換ステップを行う前の、カンジダ・パラシローシスの励起４１５ｎｍでの蛍光信号における菌株間の変動を示す。尚、４００〜６５０ｎｍの範囲では発光の変動が大きい。自然対数変換を行った後の４１５ｎｍの励起でのこの微生物の菌株間の変動を、図５６に示す。一次導関数変換を行った後の菌株間の変動を図５７に示す。尚、図５７では菌株間の変動が大きく減少している。
分析
ステップ５１０８：前処理ステップを行った後の分析における第１レベルの分類は、グラム分類５１０８である。このステップで、処理は２つの分岐を含み、１つはステップ５１１０および５１１２、そしてもう１つはステップ５１１４および５１１６で表される。図５１Ａは順次に分岐に沿って行うことができないことを意味しているのではなく、分岐は順次または平行して行うことができる。
ステップ５１１０：グラム分類距離の計算。予め定義された一組の励起／発光対における一次導関数変換を使って、モデルで定義された各グラム分類に関する距離を計算する。
ｄａ＝［（ｍ−ｍａ）ｔΣ−１（ｍ−ｍａ）]ｍ１／２
ここで
・ａ=１，２，３は、モデルで定義されたグラム分類を表す。
・ｍは励起／発光対ｉ，ｊそれぞれにおける一次導関数ｍｉｊの計算値のベクトルを表す。
・ｍａは、励起／発光対ｉ，ｊにおける各種類ａでの分布からの平均値ｍａ（ｉｊ）のベクトルを表す。
・ｔはベクトルの転置を表す。
・（ｍ−ｍａ）は励起／発光対ｉ，ｊにおけるそれぞれの差ｍｉｊ−ｍａ（ｉｊ）のベクトルを表す。
・Σ−１は予め定義された一組の励起／発光対における共分散行列の逆数を表す。一組の励起／発光対は、既知の微生物の蛍光測定値（実行された前処理を使ったもの）から経験的に決定する（図５８および図５９ならびに下記の考察を参照のこと）。
「モデル」という用語は、一組の既知である微生物因子のことを言うために用いられ、この一組の既知である微生物因子に関しては、所定の励起波長でＩＦ測定値（変換を含む）が予め得られており、検体が分類の候補である。例えば表１に記載の因子である。
ステップ５１１２：グラム分類の解釈
・ｕｇは最大距離閾値を表すものとする。
・全ての距離ｄ１，ｄ２，ｄ３がｕｇよりも大きい場合、分類結果は不明である。
・他に、ｄ１，ｄ２，ｄ３の最小値であるｄｍｉｎの値を決める。
・Ｗｑは低識別閾値係数を表すものとする。
・ｄ１，ｄ２，ｄ３のうち２つ以上の距離が（ｄｍｉｎ×Ｗｑ）未満の場合、分類結果は（ｄｍｉｎ×Ｗｑ）未満の距離を有するグラムタイプの間の低識別とする。
・ｄ１，ｄ２，ｄ３のうち１つの距離のみが（ｄｍｉｎ×Ｗｑ）未満の場合、分類結果は対応するグラムタイプ（型）となる。
ステップ５１１４:全科分類距離の計算
予め定義された一組の励起／発光対における一次導関数変換を使って、モデルで定められた各微生物の科の距離を計算する。
ｄａ＝［（ｍ−ｍａ）ｔΣ−１（ｍ−ｍａ）]ｍ１／２
ここで、
・ａ=１，２，…,ｋはモデルで定義された全ての微生物の科を表す。
・Σ−１は予め定義された一組の励起／発光対における共分散行列の逆数を表す（上述の備考と同様に、一組の励起と発光の対は実験的に決められる）。
・ｍは、励起／発光対ｉ，ｊそれぞれにおける一次導関数の計算値のベクトルを表す。
・ｍａは、励起／発光対ｉ，ｊそれぞれにおける各種類ａでの分布からの平均値ｍａ（ｉｊ）のベクトルを表す。
・ｔはベクトルの転置を表す。
・（ｍ−ｍａ）は励起／発光対ｉ，ｊにおける差ｍｉｊ−ｍａ（ｉｊ）のベクトルを表す。
尚、予め定義された一組の励起／発光対は、グラムタイプ対全ての種の分離に対して特有のものである。
ステップ５１１６： 全科分類の解釈
・ｕｆは最大距離閾値を表すものとする。
・全ての距離ｄ１，ｄ２，ｄ３がｕｆよりも大きい場合、分類結果は不明である。
・他に、ｄ１，ｄ２，ｄ３の最小値であるｄｍｉｎの値を決める。
・Ｗｆは低識別閾値係数を表すものとする。
・ｄ１，ｄ２，ｄ３のうち２つ以上の距離が（ｄｍｉｎ×Ｗｆ）未満の場合、分類結果は（ｄｍｉｎ×Ｗｆ）未満の距離を有する微生物科の間の低識別とする。
・ｄ１，ｄ２，ｄ３のうち１つの距離のみが（ｄｍｉｎ×Ｗｆ）未満の場合、分類結果は対応する科種類とする。
ステップ５１１８：最終的グラム分類結果を得るための、グラムおよび全ての科における分類解釈の集積（プーリング）
グラム分類が単一の選択で、全科分類が単一の選択である場合、集積した分類結果は、科分類がグラムタイプの分類階層に該当するのであれば、示されたグラムタイプとなる。
グラム分類が単一の選択で、全科分類が単一の選択である場合、集積した分類結果は、科分類がグラムタイプの分類階層に該当しないのであれば、不明である。
グラム分類が単一の選択で、全科分類が低識別である場合、集積した分類は、最短距離に関連する科がグラムタイプの分類階層に該当するのであれば、示されたグラムタイプである。
グラム分類が単一選択で、全科分類が低識別である場合、集積した分類は、最短距離に関連する科がグラムタイプの分類階層に該当しないのであれば、不明である。
グラム分類が低識別で、全科分類が単一の選択である場合、集積した分類結果は、科が分類階層に存在するグラムタイプに対応するグラムタイプである。
グラム分類が低識別で、全科分類が単一の選択である場合、集積した分類結果は、グラムタイプのどれもが、科が分類階層に存在するグラムタイプに対応しない場合、不明である。
グラム分類も全科分類も不明の場合、集積した分類結果は不明である。
次に処理はステップ５１２０のグラム科分類である第２レベル分類へと進む。このステップはサブステップ５１２２，５１２４および５１２６から成る。
ステップ５１２２：グラム科分類距離の計算
グラム分類結果に特有の予め定義された一組の励起／発光対における一次導関数の推定値を使って、モデルで定義される各微生物の科に関する距離を計算する。
ｄａ＝［（ｍ−ｍａ）ｔΣ−１（ｍ−ｍａ）]ｍ１／２
ここで、
・ａ=１，２，…,ｋはモデルで定義された微生物の科の数を表す。
・Σ−１は予め定義された一組の励起／発光対における共分散行列の逆数を表す（対に関する前述の備考と同様）。
・ｍは、励起／発光対ｉ，ｊそれぞれにおける一次導関数の計算値のベクトルを表す。
・ｍａは、励起／発光対ｉ，ｊそれぞれにおける各種類ａでの分布からの平均値ｍａ（ｉｊ）のベクトルを表す。
・ｔはベクトルの転置を表す。
・（ｍ−ｍａ）は励起／発光対ｉ，ｊそれぞれにおける差ｍｉｊ−ｍａ（ｉｊ）のベクトルを表す。
ステップ５１２４：グラム科分類の解釈
・ｕｔは最大距離閾値を表すものとする。
・全ての距離ｄ１，ｄ２，ｄ３がｕｔよりも大きい場合、分類結果は不明である。
・他に、ｄ１，ｄ２，ｄ３の最小値であるｄｍｉｎの値を決める。
・Ｗｔは低識別閾値係数を表すものとする。
・ｄ１，ｄ２，ｄ３のうち２つ以上の距離が（ｄｍｉｎ×Ｗｔ）未満の場合、分類結果は（ｄｍｉｎ×Ｗｔ）未満の距離を有する微生物科の間の低識別とする。
・ｄ１，ｄ２，ｄ３のうち１つの距離のみが（ｄｍｉｎ×Ｗｔ）未満の場合、分類結果は対応する科種類とする。
ステップ５１２６：グラム科分類結果
グラム科分類結果が不明の場合、試験微生物分類はグラムレベルで終了する。
グラム科分類結果が低識別の場合、試験微生物分類はグラムおよび低識別に含まれる科として終了する。
グラム科分類結果が単一の科の場合、試験微生物からのＩＦデータをさらに分析して種レベル同定が決められるかどうかを決める。
ステップ５１２８：グラム科種の分類。処理命令はグラム科種分類レベルへと進み、これは、サブステップ５１３０，５１３２および５１３４から成る。
ステップ５１３０：グラム科種分類距離の計算
グラム科結果に特有の予め定義された一組の励起／発光対における一次導関数の推定値を使って、モデルで定義される各微生物の種に関する距離を計算する。
ｄａ＝［（ｍ−ｍａ）ｔΣ−１（ｍ−ｍａ）]ｍ１／２
ここで、
・ａ=１，２，…,ｋはモデルで定義された微生物の種の数を表す。
・Σ−１は予め定義された一組の励起／発光対における共分散行列の逆数を表す（前述の備考と同様）。
・ｍは、励起／発光対ｉ，ｊそれぞれにおける一次導関数の計算値のベクトルを表す。
・ｍａは、励起／発光対ｉ，ｊにおける各種類ａでの分布からの平均値ｍａ（ｉｊ）のベクトルを表す。
・ｔはベクトルの転置を表す。
・（ｍ−ｍａ）は励起／発光対ｉ，ｊにおける差ｍｉｊ−ｍａ（ｉｊ）のベクトルを表す。
ステップ５１３２： グラム科種分類の解釈
・ｕｓは最大距離閾値を表すものとする。
・全ての距離ｄ１，ｄ２，ｄ３がｕｓよりも大きい場合、分類結果は不明である。
・他に、ｄ１，ｄ２，ｄ３の最小値であるｄｍｉｎの値を決める。
・Ｗｓは低識別閾値係数を表すものとする。
・ｄ１，ｄ２，ｄ３のうち２つ以上の距離が（ｄｍｉｎ×Ｗｓ）未満の場合、分類結果は（ｄｍｉｎ×Ｗｓ）未満の距離を有する微生物科の間の低識別とする。
・ｄ１，ｄ２，ｄ３のうち１つの距離のみが（ｄｍｉｎ＊Ｗｓ）未満の場合、分類結果は対応する種とする。
ステップ５１３４：グラム科種分類結果
グラム科種分類結果が不明の場合、試験微生物分類はグラムと科レベルで終了する。
グラム科種分類結果が低識別の場合、試験微生物分類は低識別に含まれるグラム、科および種で終了する。
グラム科種分類結果が単一の種の場合、試験微生物分類はグラム、科および種レベルで終了する。
ステップ５１３６で、ステップ５１３４，５１１８および５１２６で決定した結果をユーザに戻し、報告する。例えば、同定装置のユーザインターフェースに報告し、取り付けたワークステーションに送信し、別のソフトウェアモジュールに戻すか、そうでなければユーザのために生成する。
微生物同定（ステップ５１３４，５１１８，及び５１２６）に関して、種間の識別は、（発光値の自然対数変換の）一次導関数の値が少なくとも１つの励起波長における発光範囲のいくつかの部分において、各種に対して特有である場合のみ可能である。図５８および図５９は、励起波長３１５ｎｍ（図５８）および４１５ｎｍ（図５９）の種におけるサブセット間の識別の可能性を説明する。図５８を参照すると、種のうちいくつかは、励起波長３１５での一次導関数に基づいて、他のものから識別できることは明らかである。数学的モデルは発光の一次導関数値を使用し、この場合、視覚的な差は種間の識別をするための入力（すなわち参照データ）として存在する。発光範囲にわたる値の選択した区域を使って、下記の種を他のものから明らかに識別することができる。他のものとは、大腸菌、インフルエンザ菌、緑膿菌、および肺炎球菌である。さらに、黄色ブドウ球菌と表皮ブドウ球菌は他の種から識別することはできるが、相互に識別することはできない。当該励起波長での発光範囲にわたる値の区域は、上述の処理ステップの距離計算における逆行列Σ−１の予め定義された対である。これらの対は、例えば、３１５ｎｍでの励起および図５８の円によって示された発光値の範囲、すなわち、（３１５／３００〜４５０）、（３１５／４８５〜５００）、（３１５／５７０〜５８０）である。
図５９を参照すると、励起波長４１５ｎｍでの発光は、種間の識別を行う能力を有することは明らかである。発光範囲の値の選択された区域を使うと、カジンダ・パラプリソーシスと緑膿菌を他の種から明確に識別することができる。また興味深いことに、黄色ブドウ球菌と表皮ブドウ球菌の一次導関数値の差は、発光４５０ｎｍあたりで生じる。波長３１５および４１５（図５８、図５９）の発光範囲の値の選択された区域からの情報を組み合せると、モデルにおける全ての種を高い率（信頼性９７％以上）で相互に識別することができる。
上述の説明から、試料中の微生物因子の同定および／または特徴付けの方法を開示してきたことが理解できよう。この方法には下記のステップが含まれる：ａ）多数の既知である微生物因子の濃縮から自家蛍光測定値を含む参照データを得るステップ； b）自動同定および／または特徴付け装置（１０４）にアクセス可能なマシン読み取り可能なメモリ内に参照データを記憶させるステップ（例えば、図５０に示すコンピュータ内）；およびｃ）装置（１０４）に、（１）不明の微生物因子を含む試料を使い捨て機器（１９０４）内で濃縮するロボット自動装置（例えば１９１０、１９１６）；（２）使い捨て機器内の濃縮された微生物因子から自家蛍光測定値を得ることのできる読み取りユニット（１９１８）；および（３）試料から得た自家蛍光測定値を参照データと比較し、試料中の不明の微生物因子を自動的に同定／および特徴付けする命令を実行する処理ユニット（コンピュータ、図５０参照）を準備するステップ。一実施形態では、この方法は次のステップをさらに含むことができる：ｄ）表面増強ラマン分光（ＳＥＲＳ）測定値を含む第２参照データを多数の既知である微生物因子の濃縮から得るステップ；ｅ）第２参照データをマシン読み取り可能なメモリに記憶させるステップ；ｆ）読み取りユニットにおいて微生物因子のＳＥＲＳ測定を行わせるステップ；およびｇ）処理ユニットがＳＥＲＳ測定値を第２参照データと比較するさらなる命令を実行するステップ。
ＩＶ．第２実施形態（図２７〜図４６参照）
同定システム１０４の第２実施形態を図２７〜図４６につき説明する。この実施形態は、全体的な機能と動作に関しては、図１〜図２６の第１実施形態と同様である。主な違いは以下の通りである：（１）ロボット搬送機構１９１０の異なる構造；（２）サンプリング機器１９０２内の試料及び溶解緩衝液に渦流を発生させること；および（３）容器５００内で微生物の増殖を検出するために、試料容器５００（図２８参照）を保持するラック内で随意的な検出特徴部を設け、同定システムを検出システムと密接に組み合せて検体容器が微生物因子の存在に関して陽性であるかどうかを検出するようにすること。第２実施形態の細部における他のいくつかの相違点は、下記の記載でも述べる。
しかし、第２実施形態は、図１〜図２６の第１実施形態と同じ全体的な目標と設計目的を持っている。つまり、図２７〜図４６の第２の実施形態は、試験試料の検体容器からの取り出しを自動化し（好適には陽性の決定が行われたすぐ後に）、試験試料内の非微生物細胞の溶解を自動化し、溶解試料の使い捨て分離機器への充填を自動化し、分離機器内の溶解試料に存在する微生物因子の分離および濃縮を自動化し、微生物因子に対するインタロゲーションを自動化して微生物因子の同定および／または特徴付けを行う。
培養瓶／検体容器５００を手動または自動で同定装置１０４のラックまたは保持構造体に装填する。随意の構成では、検体容器５００を微生物の存在について検定サブシステムで試験する、サブシステムはラックに組み込む。手作業での従来技術の方法では、自動化せずに、瓶が「陽性」であるとみなされた後に技術者が別個の検出装置から瓶を取り出す。このことは診断決定から数時間かかることになり、特に、決定が夜中に行われる場合、又は研究所がスタッフ不足である場合、時間かかる。しかしながら、本実施形態の自動同定装置を使うと、微生物因子の自動同定および／または特徴付けステップは、検体容器が「陽性」とみなされた後、迅速かつ自動的に処理することができる。
説明する両方の実施形態の特徴である溶解遠心分離および自家蛍光測定の場合、試料は関連する検出装置による陽性決定のすぐ後に、同定および／または特徴付けのために処理することが所望される。瓶が陽性と決定された時、微生物は増殖における指数関数的段階にある。この増殖期は、それぞれ指数関数的増殖の前後にある遅滞期及び死滅期とは区別される。この指数関数的増殖期にある微生物は、遅滞期および死滅期とは異なる物理的および遺伝的表現の特性を持つ。
この同定および／または特徴付け工程を自動化することにより、技術者はシステムから排除される。微生物因子の同定および／または特徴付けは、従来の手法に比べて、本実施形態でははるかに迅速に行うことができる。
Ａ．システムレイアウト
第２実施形態による同定装置１０４を図２７に示す。装置１０４は、複数の使い捨てサンプリング機器１９０２を含む第１カセット１９００Ａおよび複数の使い捨て分離機器１９０４を含む第２カセット１９００Ｂを備える。ラックまたは保持構体１９０６は、同定試験用の試料を含む多数の容器５００を保持する入れ物を備える。ラック１９０６は、絶縁培養筐体１８１２内に収容した状態を示す。筐体１８１２はドア１８１０を有し、ドアを開けると、瓶５００が露出し、瓶の通気と試験試料の取り出しをロボット搬送機構１９１０、試料取り出し機器１９１２およびサンプリング機器１９０２を介して行うことができる。
ロボット搬送機構１９１０は回転ベース、可動の関節部および関節部間におけるセグメントを備え、ロボット搬送機構１９１０および具体的には試料取り出し機器またはサンプリングヘッド１９１２に設けた把持構体が、装置１０４内の種々のコンポーネントにアクセスできるようにする。これらのコンポーネントとしては、分離・濃縮機器（遠心分離機１９１６）、カセット１９００Ａおよび１９００Ｂならびに溶解緩衝液と試験試料をサンプリング機器１９０２内で混合する渦流発生器１８１４、読み取りステーション１９１８および種々の容器１８０２，１８０４，１８０６があり、これら容器は、溶解緩衝液および濃度緩衝液をサンプリング機器または分離機器に使用時に加える場合の、異なる溶解緩衝液および／または濃度緩衝液を含む。ロボット搬送機構１９１０は、瓶５００の各々にアクセスし、随意に瓶５００を把持および保持することができる。よって、ロボット搬送機構１９１０は、随意に瓶５００を保持構造体またはラック１９０６に自動的に装填する装置とすることができる。代案として、瓶５００は、ラックに手作業で筐体１８１２のドア１８１０とは反対側に位置するアクセスドア（図４９のドア４９０２参照）から装填することができる。
図２７の実施形態において、遠心分離カップホルダ１８００は小さいカップ状のホルダ１８０１を保持し、ホルダの中には分離機器１９０４を配置する（図４６Ａ参照）；分離機器１９０４およびカップ状ホルダ１８０１を組み合せたものを遠心分離機１９１６内に設置し、分離機器１９０４内で微生物因子の分離と濃縮を行う。遠心分離後、カップ状機器１８０１はカップホルダ１８００に戻す。試料取り出し機器１９１２は分離機器を把持し、ロボット搬送機構はそれを読み取り／同定モジュール１９１８内に配置する。分離機器１９０４内の濃縮された微生物因子を読み取り／同定モジュール１９１８によってインタロゲートする。読み取りステップは上述した特徴、例えば、試料の自家蛍光スペクトルの測定ならびにコンピュータの補助による測定スペクトルと既知微生物因子からのスペクトルを含むデータセットとの比較および分類アルゴリズムを使った分類である。読み取り後、分離機器１９０４を廃棄物容器（図１と図１５の符号１９０８参照）に配置する。
図２８は同定装置１０４の代替的実施形態を示す。この実施形態では、筐体から壁または板を取り除き、瓶５００を保持するラック１９０６の一実施形態が見えるようにしている。ラック１９０６は、垂直軸線の周りを回転する回転タレットに組み込む。瓶が陽性であるかどうかを非侵襲的に検出する検出装置をラック１９０６に組み込む。これらの態様は、本願と同じ日に出願され、その内容が本明細書に援用される、同時係属出願（代理人整理番号０１１４５／ＭＢＨＢ０９−２７１−Ｅ）によって詳しく記載される。従って、この実施形態では、ラック１９０６及び関連検出装置は、検体容器内の微生物因子の存在を決定する自動検出システム１０２として機能する。
図２９は図２７に示す実施形態の別の斜視図であり、ロボット搬送機構１９１０に含まれる遠心分離機１９１６、渦流発生器１８１４および試料取り出し機器１９１２を示す。
図３０は使い捨て機器のカセット１９００Ａおよび１９００Ｂをより詳細に示す。各カセットは、２５個の使い捨てサンプリング機器１９０２または分離機器１９０４を保持するものを示しているが、交換式カセット１９００内の機器１９０２および１９０４の個数または配列は重要ではない。
Ｂ.ロボット搬送機構１９１０及び試料取り出し機器１９１２
図３１はロボット搬送機構１９１０の斜視図である。搬送機構１９１０は６軸ロボットの形態で示す。ロボットは、矢印で示す６つの回転関節部１７００およびロボット関節部の間におけるセグメント１７０２を備え、セグメントは直線的に伸張、収縮して、３次元空間でロボットアームの操作端部に配置した試料取り出し機器１９１２の位置を延ばしたり縮めたりする、又は別の方法で動かす。転動ダイアフラムポンプ組立体１７１０をロボット搬送機構１９１０に取り付け、接続管３４０２を介してサンプリング機器１９０２に真空または正圧を加えて、以下に説明するように、容器５００の通気及びサンプリングを容易にする。空気圧システム１９１４（図１参照）は、試料取り出し機器１９１２を形成する把持操作の空気圧制御を提供する。
６軸ロボットは融通性、特に瓶を通気してサンプリングする能力が可能になるように選択される。空気圧把持部１９５４（図３４、図３５参照）は、最終回転関節部におけるロボットの操作端部に配置する。把持部１９５４に取り付けたプレートは３個のエンドエフェクタ、すなわち、３個の個別の把持コンポーネントがあり、サンプリング機器１９０２用の把持コンポーネント１９５６、分離機器１９０４と検体容器５００用の把持コンポーネント１９５８、及び後の構成で使用することのできる真空管用の把持コンポーネント（図示せず）である。コネクタ１９５２は、接続管３４０２の自由端をサンプリング機器１９０２の近位端の継手３２０８（図３３）に取り付けるために使用する。空気圧で作動するリニアスライド１９５０は前進してコネクタ１９５２のサンプリング機器１９０２に係合し、また機器１９０２を廃棄物容器に配置するとき、後退してサンプリング機器を離脱する。
把持部１９５４及びリニアスライド１９５０は空気圧駆動とし、把持部及びリニアスライドは同一送気ライン（図３６、符号３６０２参照）で制御する。流量制御弁（図示せず）は把持部及びリニアスライドの速度運動を制御する。サンプリング機器１９０２をピックアップすると、把持コンポーネント１９５６は、コンポーネント１９５６が開いてリニアスライド１９５０が後退した状態で、サンプリング機器１９０２の周りに位置する。空気弁（図示せず）は駆動して把持部１９５４を閉じ、把持コンポーネント１９５６を閉じて、リニアスライド１９５０は前進する。流量制御によって把持部は最初に閉じ、サンプリング機器１９０２をつかむ。すぐ後に、リニアスライド１９５０は前進し、コネクタ（図３４の１９５２）をサンプリング機器１９０２と係合させる。接続管３４０２は、ポンプ組立体１７１０を図３４のコネクタ１９５２およびサンプリング機器１９０２と接続し、これによって、サンプリング機器１９０２からポンプ１７１０（図３６）までの接続管３４０２を介した接続が、接続管３４０２を介して確立される。
Ｃ．サンプリング機器１９０２
この実施形態のサンプリング機器１９０２を図３２および図３３に示す。検体容器５００の通気及びサンプリングのための機器１９０２の動作を図３６および図３７につき以下に説明する。試料を分離機器１９０４に注入する機器１９０２の動作を図４３〜図４６につき以下に説明する。
ここで図３２と図３３を参照すると、サンプリング機器１９０２は、ゴム被覆３２１４を備える１８ゲージ針３２０２を備える。ルアー継手３２１２は、針３２０２を５ｍｌの注射器本体または管３２００に接続する。０．２μｍの疏水フィルタ３２１８を、弾性継手３２１０で注射器本体３２００に連結する。ポートまたは継手３２０８は、接続管３４０２（図３４）を受容し、この接続管３４０２は図３１に示すロボット搬送機構１９１０に取り付けた転動ダイアフラムポンプ１７１０に接続する。
被覆３２１４は以下の４つの機能を持つ：１）針３２０２を被覆して針の突き刺しによる負傷を回避する；２）針３２０２を無菌状態に保つ；３）管３２００からの成分漏れを防ぐ；および４）ばねとして作用し、検体容器５００からのサンプリングと分離機器１９０４の注入の際、成分を押し戻す（図４４および図４５参照）。被覆は、針３２０２が検体容器５００の端部に取り付けた隔膜またはストッパに付着したり、または結合したりするのを防ぐ。針を隔膜から引き抜くと、ゴム被覆は隔膜を押して針と隔膜がくっつかないようにする。同様に、分離機器の注入の間、被覆３２１４のばね状の圧縮によって、分離機器１９０４のスクリューキャップを押し、針がキャップに付着したり固着したりするのを防ぐ。
疏水フィルタ３２１８（図３３）は、微生物がポンプシステムおよび配管を汚染しないようにする。このフィルタは疏水性なので、液体が図３１のポンプ１７１０を通らないようにする。汚染を防ぐ以外にフィルタの別の機能としては、繰り返して流体を引き抜くことである。液体がフィルタ３２１８に触れると、管３２００からそれ以上空気は逃げることができない、とうのも、水が空気の流れを阻止するからである。よって、ポンプ１７１０はポンピングを続けることができるが、抜き出される液体の量は管の容積関数であって、ポンプのポンピング精度によるものではない。
Ｄ．真空ポンプ組立体１７１０
図３１の真空ポンプ組立体１７１０を図３６の斜視図で別個に示す。ポンプ１７１０は、リニアアクチュエータに接続する転動ダイアフラム１７１２を含む。電磁弁１７１６および１７１８は、ポンプを入力から出力に切り換える。瓶５００を、サンプリング機器１９０２を使用して大気に通気する通気ステップ中、電磁弁１７１６および１７１８を駆動して正圧でシステムを通気する（入力）。また、サンプリング中、ポンプは瓶５００からサンプリング機器１９０２に流体を引き入れる。流体は分離機器１９０４に排出（出力）される（図４３、図４４参照）。入力と出力の両方のモードに関して、リニアアクチュエータ１７１４は動作し続け、転動ダイアフラム１７１２を前後に動かす。チェック弁（図３６に図示せず）は、流体の方向を制御する役目を持つ。
Ｅ．通気及びサンプリング
通気及びサンプリングステップを図３７および図３８に示す。ロボット１９１０は、先ずサンプリング機器１９０２のうち１つをカセット１９００Ａからピックアップする。ロボット１９１０は図３７に示す位置に動く。ドア１８１０が開く。図３７のラック１８１６は上向き位置に回転し、サンプリング機器１９０２の針を検体容器５００に挿入することによって、通気が生じる。ラック１８１６はそれから図３７に示す下向き位置に回転し、ポンプ１７１０は、検体容器５００からサンプリング機器１９０２に少量の試験試料（例えば０．５〜１．０ｍｌ）を引き入れるように作動する。サンプリング機器１９０２には予め溶解剤を充填する、又は溶解剤を通気・サンプリングステップ前にサンプリング１９０２に加える。サンプリング機器に現場で(in-situ)溶解剤を充填する場合、ロボット搬送機構はサンプリング機器のうちの１つを把持し、容器１８０２，１８０４，１８０６など（図２７参照）に保管された溶解剤溶液にアクセスし、そして１．０〜２．０ｍｌの溶解剤をサンプリング機器１９０２に引き抜き、通気、サンプリングステップに進む。
Ｆ．溶解剤及び試料のサンプリング機器１９０２内での混合
上述したように、図２７〜図４６の実施形態には、サンプリング機器１９０２を撹拌して、検体容器から引き抜いた試験試料をサンプリング機器１９０２内に存在する溶解剤と、例えば渦流発生手段によって混合する特徴を有する。
渦流発生器１８１４を示す図２９および図３９〜図４２とともに、ここで渦流発生について説明する。このシステムのユニークな特徴は、サンプリング機器１９０２を保持する渦流カップ３９００である。ロボット搬送機構１９１０は、先ずサンプリング機器１９０２を渦流カップ３９００（図３９参照）に配置し、サンプリング機器１９０２を釈放し、図４０に示す位置まで上方に移動する。ロボット把持部のフィンガ３４５０は、サンプリング機器１９０２の疏水フィルタ３２１８（図３２、図３３）の上でゆるく閉じる。サンプリング機器１９０２は渦流発生器カップ３９００内にゆるく保持され、渦流発生器１８１４がサンプリング機器１９０２を自由に撹拌できるようにする。きつく保持すると、渦流発生器１８１４はサンプリング機器１９０２内に存在する試料と溶解緩衝液の混合物を自由に撹拌しない。把持操作部１９５６の底面１９５７は、渦発生中にサンプリング機器１９０２を渦発生器１８１４内に留まるよう規制する。
渦流発生器１８１４はベース３９０２を含み、ベースには、図４１および図４２に示すように、ホルダ３９００のフランジ４２０２の穴４２０２に貫通するファスナを介して、カップまたはホルダ３９００を取り付ける。ホルダ３９００の内部経路４２００は、図４０および図４１示すサンプリング機器１９０２に適合する大きさにする。渦流発生器は３０００ｒｐｍ、５秒サイクルで、試料と溶解緩衝液とを十分に混合する。
１つの随意的な実施形態では、渦流カップ３９００に加熱素子を設け、サンプリング機器１９０２内の試料を３７℃に維持する。加熱素子は、図３９Ａに示すコイル抵抗ヒーターの形態とすることができる。渦流発生処理の撹拌周波数、持続時間および温度は、試料と緩衝液によって変化させることができる。
Ｇ．混合した試料の分離機器１９０４への注入
最初に分離機器を遠心分離機に装填し、溶解緩衝液を予め回転させて、分離機器の毛細管の中に閉じ込められた空気が存在しないことを確認することが望ましい。また、遠心分離機の中に光学系が構成されている場合、品質確認（例えば、溶解試料を加える前に分離機器を予め読み取るなど）を行うことができる。品質管理の確認には、分離機器に存在する可能性のある残滓や線維、光学表面の傷または光学欠陥を含めることができる。渦流発生器１８１４がサンプリング機器１９０２内で試料と溶解緩衝液の混合を終えた後、混合した試料と溶解液（溶解試料）のおよそ１ｍｌの部分を使い捨て分離機器１９０４に注入する。この動作は、分離機器１９０４を図２６と図２７のカセット１９００Ｂに入れたままで行うことができる。混合した試料と溶解緩衝液を混合物４３０２として図４３Ａに示す（図４３Ｄは、針３２０２から部分的に抜き出した状態のゴム被覆３２１４を示すが、これは被覆と針をより良く説明するためだけのものである。針は、図４３Ｂ，図４３Ｃに示すように、使用中は被覆で覆う。）
試料の分離機器１９０２への注入を達成するために、図４３Ａに示すように、ロボット搬送機構は（充填された）サンプリング機器１９０２を分離機器１９０４のうち１つの上に置き、サンプリング機器１９０２を降下させ、これにより、針３２０２は、ゴム被覆３２１４及び分離機器１９０４のキャップ２４０４に設けた隔膜４３００の両方に強制的に貫通し、針３２０２の先端を分離機器の内部チャンバ２６０２内に配置する。図４４、図４５および図４６を参照されたい。この動作は図４４、図４５および図４６に示すゴム被覆３２１４を圧縮し、ゴム被覆３２１４がばねのように作用し、キャップ２４０４に力が加わる。図４６に示すように、転動ダイアフラムポンプ１７１０は、サンプリング機器１９０２に空気を送り込むように作動し、サンプリング機器の内部に正圧状態を生成し、これによって試験試料／溶解緩衝液の混合物４３０２は、針を介して図４６に示すように分離機器１９０４へと注入される。混合物４３０２は、分離機器１９０４内にすでに存在する１．０ｍｌの濃度緩衝液２８０２の上に分注される。
Ｈ．充填された分離機器１９０４の遠心分離機１９１６への搬送
分離機器１９０４をこのような方法で充填した後、ロボット搬送機構１９１０はサンプリング機器１９０２の廃棄物容器への搬送に進み、この後充填された分離機器１９０４をピックアップして、それをカップホルダ１８００（図２８、図４６Ａ〜図４６Ｃ）によって保持されたカップ１８０１内に配置する。それから、カップ１８０１と分離機器１９０４の組み合せをピックアップし、ロボット搬送機構１９１０でホルダ１８００（図４６Ａ）を上昇させ、遠心分離機１９１６（図２８）に設置して分離機器１９０４内で試料の分離と濃縮を行う。
１つの可能な実施形態では、遠心分離機１９１６はインデックス付きの遠心分離機ではない、すわわち、スピニング後には正確に同一位置にはこないものとする。遠心分離機の蓋は空気圧シリンダによって開閉する。遠心分離機の位置はロボット搬送機構１９１０のカメラ（図示せず）によって見つける。遠心分離機の写真をとり、マシン・ビジョン・ソフトウェアが遠心分離機の位置を決定し、分離機器１９０２が遠心分離機に正確に配置されるようにする。具体的には、カメラはロータ上の基準マークを探し、ロボットは遠心分離機のロータ内の適切な位置に移動する。分離機器１９０４を適切な場所に挿入して、遠心分離機１９１６内のバランスを維持する。
遠心分離機は、一度に１つの分離機器のみ（第１実施形態の場合のように）、または図２７〜図２９に示すように、１度に複数の機器をスピンさせる構成とすることができる。
マシン・ビジョン・コンポーネント（カメラ）は、インデックス付き遠心分離機ロータを使うことによって省略することができる。この構成では、遠心分離機ロータは、遠心分離後同じ位置に停止することができる。これは機械的クラッチを使ってロータを係合し、それを光学センサにより正しい位置まで移動させることによって達成される。この方法は複雑性（例えば、照射、複雑なソフトウェアアルゴリズムなど）やマシン・ビジョン関連の費用を削減し、よっていくつかの実装には好適である。
Ｉ．微生物因子の分離機器１９０４内での分離及び濃縮
遠心分離機は分離機器１９０４が高回転数で十分な時間回転するように作動し、微生物検体を分離機器内でペレットまたはペレット状の塊に濃縮する。これは、第１実施形態とともに説明されており、例えば、２分間に１０，０００ｇである。遠心分離中、溶解赤血球は濃度緩衝液の上部に分離され、無傷微生物は分離機器１９０２内の１ｍｍ毛細管２６０４の底でペレットを形成する（図４３Ａ参照）。遠心分離機の蓋を空気圧シリンダによって開き、ロボットは分離機器１９０４およびカップ１８０１を取り出す。毛細管とホルダの位置は、上述の設置ステップのように、マシン・ビジョンによって決定する。分離機器１９０４とカップ１８０１は、遠心分離機１９１８からユニットとして取り出し、カップホルダ１８００（位置決め機構としてのピン１８０５を使って（図４６Ｃ参照））に設置し、ロボット１９１０は分離機器１９０２をピックアップし、それを読み取りユニット１９１８に移動させる。
Ｊ．分離機器１９０４内での濃縮された微生物因子の読み取り
読み取りユニット１９１８は、上に詳細を示した方法で、分離機器１９０４内でペレットを形成する濃縮された微生物因子をインタロゲートする。結果（微生物因子の特徴付けおよび／または同定情報）は、装置のユーザインターフェース、接続されたワークステーション、プリンタまたはその他の出力装置に、装置の構成に応じて出力する。
Ｋ．検体容器５００ストッパの滅菌
本装置１０４の生物学的用途のいくつかにおいて、検体容器５００に人体の体液またはその他の通常無菌体液などの検体試料を接種する。これは容器５００の上部に形成されたストッパによって、針を介して検体試料を注入することによって達成される。試料は生体有害物質を含む可能性がある。血液などの検体試料の僅かな液滴がストッパの表面に残ることがよくある。この表面をサンプリングや処理の前に滅菌し、容器５００の空中を浮遊する微生物または表面の微生物による汚染を回避することが望ましい。
この表面を自動的に滅菌するいくつかの方法を開発することができる。これらの方法には下記のものがある。
１）ストッパ表面のＵＶ滅菌：紫外線は表面を滅菌するための標準的な方法である。自動化は、ＵＶ光源を第２ロボットに取り付けることによって、または瓶の通気または試験試料の取り出し前に滅菌のためにストッパの表面に移動する、装置内に設ける自動化機構によって達成することができる；
２）表面にイソプロピル・アルコールまたはその他の化学薬品などの殺菌剤を吹き付け、表面をきれいに拭き取る。目下これは接種部位を滅菌する最も一般的な手動による方法である。通常、スワッブ（swab）を殺菌剤に浸し、技術者は瓶の接種または試料の取り出し前に表面を拭き取る。表面上の乾燥した血斑の場合には、機械的な拭き取りが必要である、というのも、化学薬品のミストは血液を浸透しないからである。表面への吹き付けは、殺菌剤リザーバを空気で加圧し、その空気をストッパの表面に吹き付けることによって自動化することができる。機械的拭き取りは、スワッブまたは布製の雑巾を持ち上げてストッパの表面を拭き取ることにより、達成することができる。その他の表面拭き取りの機械的な方法には殺菌剤に浸したローリング生地(rolling fabric)がある。さらに、これらの方法は装置１０４における個々のロボット機構の手段や、既存のロボット搬送機構１９１０に追加の把持／拭き取り／吹き付け／ＵＶ滅菌コンポーネントを場合によって設けることによって、達成することができる。
Ｌ．ロボット搬送機構１９１０のその他の構成
図２７〜図２９に示す第２の実施形態は、自動ロボット搬送機構１９１０に６軸ロボットを使って、装置内におけるコンポーネントまたは材料の搬送や位置決めを達成するが、それは行うことのできる様々な選択のうちの１つであり、本発明の範囲はその他のロボット搬送機構を備えることも意図している。融通性があるため、多軸型ロボットアームが選択された。新しい自動化ステップは、大きな機械的操作部の再設計を必要とせずに、簡単にプログラムすることができる。一旦処理を確立すると、ロボットは、より少ない軸を有するより簡素でより小型のロボット、またはデカルト（ｘ、ｙ、ｚ）の自動化システムに交換することができる。デカルトシステムは６軸ロボットよりも安価である。デカルトシステムは、例えば第１実施形態（図５参照）で使用される。
Ｍ．電動アクチュエータ
第２実施形態（および具体的には試料取り出し機器１９１２の把持部及びスライドの態様）におけるアクチュエータの若干は、空気圧（圧縮空気）によって作動される。空気圧機構はプログラムと設計が簡単であるが、圧縮空気を利用することのできない臨床またはいくつかの実験設定には適していない。これらのアクチュエータは、リニアドライブ、ステッパおよびリニアドライブと電磁弁に接続されるサーボモータなどの電気的／機械的システムと置き換えることができる。
Ｎ．代替的な混合方法
第２実施形態では、渦流発生器１８１４を使って試料及び溶解緩衝液の積極的な混合を行う。超音波処理や往復混合などの異なる混合方法を渦流発生に代えて使用することができる。
Ｏ．同定システムのその他の用途
検体容器、例えば血液培養瓶の自動通気とサンプリングの方法および装置を詳しく説明してきた。試料を溶解、遠心分離し、試料内に存在する微生物因子を処理してさらに分析を行う。装置の特徴は、他の診断システムおよび他の種類の培養瓶に適用可能である。これらシステムには、産業試料用の分子生物学試験または自動培養瓶を含めることができる。産業試料には薬物または食物の滅菌試験を含めることができる。
分子生物学試験の場合、微生物の指数関数的増殖中に微生物試験を行うことは大変重要である。指数関数的増殖期中、微生物の遺伝的表出は遅滞期とは異なる。遅滞期、これは指数関数的増殖期の前であるが、微生物はそれらの遺伝子機構を変換してタンパク質を表出し、それらの以前の環境とは異なる培地栄養を消費する。微生物が指数関数的増殖期に入るとともに遺伝的表出が定まる。
本明細書または我々の仮出願に記載の自動検出装置（１０２）またはＢａｃＴ／ＡＬＥＲＴシステムは、いつ微生物が指数関数的増殖期を開始するかを決定し、上述の自動化同定方法は指数関数的増殖期が開始された直後に試料を処理することができる。手動による培養方法では、微生物がいつ指数関数的増殖期に入るのかを正確に決定するのは難しい、というのもこれには濁度のための瓶の頻繁なチェックを伴うからである。指数関数的増殖期の開始を技術者が見過ごしてしまうと、限られた栄養が消費されてしまうため、微生物が死滅期に入るリスクがある。従って、好ましい実施形態では、本発明による同定装置は容器が「陽性」と決定された後速やかに、または直後に、陽性の検体容器を自動的に処理する。
同定システムにおける他の非臨床的実施形態の若干では、溶解ステップは随意に行うまたは予め行わないようにする。従って、溶解緩衝液のサンプリング機器への供給とサンプリング機器の渦流発生は、本発明の装置のあらゆる可能な実施形態において必要とされない。
Ｐ．検体容器の再サンプリング
上述の通気、サンプリング、分離およびインタロゲーションの処理は、必要に応じて同じ検体容器５００で繰り返すことができる。１つの可能な変更実施形態では、当該検体容器５００を異なる溶解緩衝液を充填する（例えば、溶解緩衝液の供給源から現場で）サンプリング機器１９０２を使って連続的にサンプリングし、異なる分離機器１９０４に充填し、これらには分離・濃縮ステップそして読み取りステップを行う。
装置１０４は、最初の検出ステップを行わずに、同定および／または特徴付け試験を行うことができる。これによれば同定する時間を短縮することができる。この動作モードは、感染が予測される他の臨床データが利用できる場合に用いることができる。患者の状態、バイオマーカー（例えばＰＣＴ）などは、感染の予測を行うことができるデータの例である。このモードでは、検体容器を同定装置１０４（例えば、何れかの実施形態のラック設計を使って）に装填し、瓶を同定装置内に設けたラックで培養し、全ての瓶を定期的にサンプリングして、分離、濃縮ステップおよびインタロゲーションステップの処理を受けるようにする。当該試料が最初の反復で同定または特徴付けが行われなかった場合、検体容器は、例えば３０分毎に、微生物因子の十分な増殖が検体容器内で生じ、その次に反復される読み取りステップにより同定および／または特徴付け結果が出るまで、再度サンプリングすることができる。検体容器の培養は、検体容器の連続的なサンプリングの前とその最中に生じる。
Ｑ．自動検出装置との連係
いくつかの実施形態では、第１および第２の実施形態の自動同定装置１０４は、検体容器５００が微生物因子有無に関して陽性かどうかを決定するように構成された自動検出装置と堅く連係される。この堅い連係により、好適には、検出装置から自動同定装置１０４への陽性の検体容器５００の自動的な手渡しが、検体容器が「陽性」と出たらすぐに提供される。
このような連係を達成する種々の装置の構成は、２００９年５月１５日に出願された、本願人による先の米国仮特許出願第６１／２１６，３３９号に記載されている。いくつかのオプションを図４７および図４８に示す。図４７では、自動検出装置１０２は、コンベヤ４７０２を介して自動同定および／または特徴付け装置１０４に接続される。自動同定および／または特徴付け装置１０４に到着した瓶は、ロボット搬送機構１９１０によってピックアップされ、ラックに装填される。図４８では、瓶は、組み合せた検出ならびに自動同定および特徴付け装置（例えば第２の実施形態のために上記に説明されたようなもの、図２８および上述の考察を参照のこと）に提供される。この構成では、入ってくる検体容器５００を保持するラックは、瓶の底に組み込まれた比色センサのインタロゲーションを行う検出装置を備える。さらに、組み合せた装置１０２と１０４には、培養部、例えば図２７および図３７の培養筐体１８１２を設ける。
本願と同じ日に出願した同時係属中の出願（代理人整理番号０９−２７１−ＵＳ）に記載されるようなさらに他の実施形態が可能である。図４９は、組み合せた装置１０２と１０４が、瓶を組み合せた検出および同定／特徴付け装置のラックへ手動で装填するためのドア４９０２を含む実施形態を示す。
図４７〜図４９の実施形態では引き出し４７０２を設け、装置から廃棄物、例えば、検体容器、サンプリング機器および分離機器を取り出すためのアクセスを提供する。
図４７〜図４９に示す装置の外部板の物理的な構成は特に重要ではなく、大幅に変更することができる。装置は、グラフィカルユーザインタフェースと表示部４７０４を備え、これらも大幅に変更することができる。
Ｒ．コンピュータシステム概略図
図５０は概略ブロック図であり、同定および／または特徴付け装置１０４とその関連コンピュータ制御システムを示す。図５０に示す詳細は、大幅に変更することができ、特に重要ではなく、よって、ここに示すものはほんの一例で、制限するものではない。
ＬａｂＶＩＥＷ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社）を実行するコンピュータ４９０２を次の２つのコンピュータに接続する：（１）コンピュータ４９０４には直列接続で接続；（２）ロボット制御コンピュータ４９０６にはイーサネット（登録商標）で接続。コンピュータ４９０４はラック１９０６および瓶が陽性かどうかを検出する関連検出サブシステムを制御し、ラック１９０６を撹拌（振動）するステッパモータを制御して、モーションコントローラ４９０８を介して、培養中、撹拌を提供する。ステッパモータ（図示せず）は、ラックがロボット搬送機構１９１０によって通気とサンプリングを行うために正確に配置されるようにする。
ＬａｂＶＩＥＷコンピュータ４９０２は、コンピュータ４９０４に陽性の瓶について問い合わせを行う。コンピュータ４９０４は直列接続を通して応答し、瓶のＩＤ，陽性の時間および瓶の位置をＬａｂＶＩＥＷコンピュータ４９０２によって解析する。瓶の位置はロボットコントローラ４９０６に送信され、ロボットコントローラは、ドアに接続されるリレー制御空気圧シリンダへのデジタル信号によってラックへのドアを開く（図２７，１８１０）。ロボット１９１０はサンプリング機器１９０２を獲得し、上述のように、瓶と試料を通気する。
ロボットコントローラ４９０６からのデジタル信号はリレーに送信され、遠心分離機１９１６の蓋を開閉し、遠心分離機１９１６を起動し、渦流発生器１８１６を制御する。転動ダイアフラムポンプのリニアアクチュエータの動作制御は、モーションコントローラ４９０８を介してＬａｂＶＩＥＷコンピュータ４９０２によって制御される。
同定モジュール１９１８によって取得された自家蛍光測定値はＬａｂＶＩＥＷコンピュータ４９０２に送信される。コンピュータ４９０２は測定されたスペクトルを既知の試料からの記憶された基準スペクトルと比較し、上述のように、試料中の微生物因子の特定および／または特徴付けを行う。この比較を行うために、コンピュータ４９０２は基準スペクトルデータとソフトウェア命令を記憶した機械可読コードとを含むメモリ（例えばハードディスク）を備え、比較、例えば先に記載したアルゴリズム、を行う。コンピュータ４９０２は従来の中央演算処理装置を備え、これはアルゴリズムを使って取得したデータと記憶した参照データを演算し、試験中の試料の結果を生成し、装置のユーザインターフェースまたは取り付けた周辺装置４９１０を介して、レポートを提供する。コンピュータ４９０２はインターネットプロトコルネットワーク４９１４で他の遠くに位置する、例えばコンピュータ４９１２と通信を行い、同定および／または特徴付けの結果を共有して、リモートデータベースに結果を記憶するか、または他の実験室情報システムとインターフェースすることができる。
Ｓ．分離機器及びサンプリング機器の単独使い捨て可能機器としての組み合せ
先に記載したように、同定および／または特徴付け装置１０４は試料取り出し機器１９１２を備え、これは使い捨てサンプリング機器１９０２を保持または把持する。一緒に、それらは陽性の検出容器５００（試験試料）内の生体試料の一部を取り出し、その部分を分離機器１９０４に加えるように作動する。分離およびサンプリングの機能は単独の使い捨て機器内で行うことができる。
図６０〜図６４を参照すると、分離機器６０００は、一般にブロック状の本体６００２、上板６００４よび底板６００６を備える。本体は自家蛍光測定に使用するための光窓を含み、窓を形成する材料は光学的に透明で非蛍光性である。一般に、本体６００２は当該技術分野で知られる任意な既知のプラスチック材料で成形または形成することができる。図６２〜図６４に示すように、分離機器６０００の本体６００２は、溶解チャンバ６０２０、通気経路６０３０、流体搬送経路６０３４および分離チャンバ６０４０を含む。溶解チャンバ６０２０と分離チャンバ６０４０は、本体６００２内に画定される、２つの平行に隣接する垂直軸線６０２２，６０４２に沿って方向付けし、各チャンバは上部終端と下部終端を備える。通気経路６０３０は第１流体連絡経路を提供し、この経路は溶解チャンバの底端部を上板６００４の通気またはポンプポート６０１８に接続する。図６３と図６４に示すように、第１流体連絡経路はさらに、本体６００２の上部表面６０３４に含まれる通気流量溝６０３２を備え、溶解チャンバ６０２０と通気経路６０３０の間に流体連絡を提供する。流体搬送経路６０３６は、溶解チャンバ６０２０の底端部を分離チャンバ６０４０の上端部に接続する第２流体連絡経路を備え、溶解緩衝液と試料を溶解チャンバ６０２０から分離チャンバ６０４０に搬送する。図６３と図６５に示すように、第２流体連絡経路は、本体６００２の上部表面６０３４に含まれる通気流量溝６０３８をさらに備え、溶解チャンバ６０２０と分離チャンバ６０４０の間に流体連絡路を提供する。溶解チャンバ６０２０、通気経路６０３０および流体搬送経路６０３６は、図６１に示すように、装置６０００の本体６００２の底面６０１０に開いている。本体６００２の底面６０１０は、下部流量溝６０２４をさらに含み、バルブウェル６０２６（下記に詳細を示す）によって、溶解チャンバ６０２０、通気経路６０３０、流体搬送経路６０３６の底の間に流体連絡を提供する。上板６００４と底板６００６は当該技術分野で周知のあらゆる手段で本体６００２に取り付けることができ、チャンバ６０２０および６０４０ならびに経路６０３０および６０３４を閉じるか、さもなければシールする。例えば、上板６００４および／または底体６００６は溶接または接着剤を使って本体に取り付けることができる。
図６１に示すように、分離機器６０００はバルブ６０１２とバルブアクチュエータポート６００８を含み、ポートは上板６００４を貫通する。バルブ６０１２は本体６００２の底面６０１０のバルブウェル６０２６内に含まれ、外部アクチュエータ（図示せず）を介して、第１位置と第２位置との間で動作可能である。バルブ６０１２が第１位置にある場合、第１流体連絡経路は溶解チャンバ６０２０の底から通気経路６０３０を通って通気またはポンプポート６０１８まで「開く」。この開いた第１流体連絡経路は、機器６０００から過剰な圧力を通気するか、またはポンプ（図示せず）を使って溶解チャンバ６０２０へ真空を提供するように動作可能である。バルブ６０１２が第２位置にある場合、第２流体連絡経路は溶解チャンバ６０２０の底から流体搬送経路６０３６を通って分離チャンバ６０４０まで「開く」。この開いた第２流体連絡経路は、溶解緩衝液と試料を溶解チャンバ６０２０から分離チャンバ６０４０まで搬送するために動作可能である。図６２に示すように、通気またはポンプポート６０１８および試料入口ポート６０１６は、上板６００４を通る開経路を備える。１つの可能な実施形態では、試料入口ポート６０１６は穿孔可能な中隔（図示せず）をさらに備える。別の実施形態では、注射針（図示せず）を試料入口ポート６０１６に取り付けることができ、これによって、溶解・分離機器はサンプリング機器として作動することができ、検体容器５００から試料を直接得ることができる。
図６３に示すように、分離チャンバ６０４０は上部リザーバ、中部テーパ部および下部毛細管６０４８をさらに備えることができ、これらは全て中心垂直軸の周りに配置する。図のように、中部テーパ部は径の大きな上部リザーバと径の小さな毛細管６０４８とを接続する。一実施形態では、毛細管６０４８の底壁を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６０４８の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。別の実施形態では、分離機器６０００を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６０４８の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。図のように、毛細管６０４８と対向する底壁は厚さが減少しており、図６２に示すように光学的インタロゲーションを容易にする。さらに別の実施形態では、光学的インタロゲーションは機器６０００の側面から行うことができる。本実施形態によれば、ブロックはノッチ部６０１０および毛細管６０４８と並列する厚さの減少した側壁を備える。本実施形態によれば、分離機器６０００は光学的に透明な材料で形成し、毛細管６０４８の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。
動作にあたり、溶解チャンバ６０２０には、溶解緩衝液及び陽性の培養容器から採取した試料を充填することができる。例えば、本明細書の他のどこかに記載したサンプリング機器１９０２は、溶解緩衝液及び試料を、陽性の培養容器から溶解チャンバ６０２０へ別々にまたは組み合せて堆積させるために使用することができる。別の実施形態では、溶解緩衝液は特徴付け／同定サブシステム内の分離機器６０００の溶解チャンバ６０２０に加えることができる。例えば、サンプリング機器１９０２は溶解緩衝液（例えば、溶解緩衝液リザーバから）の一定分量であるアリコートを取得するために使用することができ、続いてアリコートは、本体６００２の試料入口ポート６０１６（例えば穿孔可能な中隔）を通して溶解チャンバ６０２０に堆積することができる。次に、サンプリング機器１９０２は陽性の検体容器５００から試料を採取し、その試料を、溶解チャンバポート６０１６を通して溶解チャンバ６０２０へ堆積するために使用することができる。溶解緩衝液及び試料はそれから溶解チャンバ６０２０内で、例えばサンプリング機器６０００の撹拌および／または渦流によって混合する。選択的溶解ステップは、溶解反応をほぼ完了させるのに十分な時間（例えば１〜５分）行うことができる。この選択的溶解ステップでは、試料に存在する、望まれない細胞（すなわち非微生物細胞）、例えば血球および／または組織細胞を選択的に溶解する。別の実施形態では、溶解チャンバ６０２０は、撹拌および／または渦流処理の前に、溶解チャンバに充填される溶解緩衝液および試料を予め充填することができる。一実施形態では、サンプリング機器６０００を随意に培養して、選択的溶解ステップをより迅速に進めることができる。
溶解ステップ後、溶解された試料及び溶解緩衝液を、流体経路６０３０を通して分離チャンバ６０４０に搬送し、本明細書に記載のように、予め充填された濃度緩衝液から微生物を分離することができる。バルブ６０１２を機械的アクチュエータ（図示せず）で外的に押し下げ、そうすることによって溶解チャンバ６０２０と分離チャンバ６０４０の間の流体経路６０３０を開く。分離チャンバ６０４０の上のポンプは、流体経路６０３０を通して混合物を分離チャンバ６０４０の上部まで引き込む。一実施形態では、分離機器６０００を斜めに保持することによって、流体は分離チャンバ６０４０の内壁を下って濃度勾配へゆっくり流れることができる。
同定／特徴付け装置１０４は、分離および／または濃縮ステーションをさらに備え、ステーションは任意で遠心分離機の形態でもよく、分離機器６０００上で作動し、微生物因子を生体試料の部分のその他の生成物から分離し、その微生物因子を分離機器６０００内で濃縮する。一例では、微生物因子は分離機器６０００の毛細管６０６０の底で、ペレットまたはペレット状の塊の形態に濃縮する。
同定／特徴付け装置は、同定および／または特徴付けモジュールまたは読み取りステーション（例えば図１の１９１８参照）をさらに備え、このステーションは濃縮された微生物因子をインタロゲートして、微生物因子を同定および／または特徴付けする。
積層チャンバ設計の別の実施形態を図６８〜図７８Ｂに示す。
図６５〜図６９は組み合せたサンプリング・分離機器６１００を示す。図６５〜６６と図６８に示すように、組み合せたサンプリング・分離機器６１００は上部ハウジング６１０２、下部ハウジング６１０４、および上部ハウジング６１０２と下部ハウジング６１０４とを接続する可撓性ピンチバルブ６１０８を備える。図６６、図６７に示すように、上部ハウジングは溶解チャンバ６１２０を含み、下部ハウジングは下部分離チャンバ６１４０を含み、可撓性ピンチバルブ６１０８はその内部を経る流体搬送経路６１３０を画定する。上部溶解チャンバ６１２０、流体搬送経路６１３０および下部分離チャンバ６１４０は中心軸線６１２２の周りに方向付けることができる。
組み合せたサンプリング・分離機器６１００は、互いに対向する１対の圧縮タブ６１１０、バルブアクチュエータブロック６１０６および互いに対向するアクチュエータアームであって、可撓性ピンチバルブ６１１０を「開」「閉」するように動作可能なアームをさらに備える。動作にあたり、バルブアクチュエータブロック６１０６を第１方向（例えば、矢印６１０７で示す圧縮タブ６１１０に向かう方向）に動かし、バルブ６１００を「開く」。アクチュエータブロック６１０６を圧縮タブ６１１０に向けて動かすことによって、アクチュエータアーム６１１８は圧縮タブ６１１０を押し上げ、圧縮タブ６１１０を可撓性ピンチバルブから引き離し、そうすることによって、バルブ６１０８を開く。開いた位置で、流体経路６１３０は開き、上部溶解チャンバ６１２０と下部分離チャンバ６１４０（図６７に示すように）の間の流体連通が可能になる。バルブアクチュエータブロック６１０６はまた、第２方向（例えば、矢印６１０９で示す圧縮タブ６１１０から離れる方向）にも動かし、バルブ６１０８を「閉じる」ことができる。アクチュエータブロック６１０６が圧縮タブ６１１０から離れる方向に移動すると、アクチュエータアーム６１１８は互いに対向する１対の圧縮タブ６１１０が「閉じ」位置に動き、これによって、可撓性ピンチバルブ６１０８を挟んで閉じる（図６９参照）。
図６５，図６６，図６８に示すように、組み合せたサンプリング・分離機器６１００も検体容器から試料を採取するためのシリンジ針６１１２および溶解チャンバ６１２０内を真空引きするための真空ポート６１１４を備え、それによって、装置６１００の充填を補助する。随意に、シリンジは損傷および／または汚染からシリンジ針を保護する被覆をさらに備えることもできる。また、図６５，図６６，図６８に示すように、組み合せたサンプリング・分離機器６１００は真空ポート６１１４を備える。真空ポートはガス透過フィルタまたは疏水性膜６１１６を備え、これによって、ガスを透過させることができ、しかも汚染を防ぐことができる。動作において、真空ポートをポンプ（図示せず）に接続させることができ、ポンプはサンプリング・分離機器６１００に真空を供給し、陽性の検体容器から試料を採取する。
図６７と図６９に示すように、分離チャンバ６１４０は上部リザーバ６１４２、中間テーパ部６１４４および下部毛細管６１４６を含み、これらは全て溶解チャンバ６１２０の下方で軸線６１２２の周りに配置する。図のように、中間テーパ部６１４４は径の大きな上部リザーバ６１４２と径の小さな毛細管６１４６とを接続する。一実施形態では、毛細管６１４６の底壁６１５０を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６１４６の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。別の実施形態では、分離機器６１００を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６１４６の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。図６７，図７９に示すように毛細管６１４６と対向する底壁６１５０は厚さを減少させ、光学的インタロゲーションを容易にする。
動作において、閉位置の可撓性ピンチバルブ６１０８を使って、溶解チャンバ６１２０には溶解緩衝液及び陽性の培養容器から採取した試料を充填することができる。一実施形態では、溶解緩衝液を分離機器６１００の溶解チャンバ６１２０にシリンジ針６１１２を使って加えることができる。例えば、シリンジ針６１１２は、溶解緩衝液を溶解チャンバ６１２０に堆積して、溶解緩衝液（例えば、溶解緩衝液リザーバから）の一定分量であるアリコートを採取するために使用することができる。次に、シリンジ針６１１２は、陽性の検体容器５００から試料を採取し、この試料を溶解チャンバ６１２０に堆積するのに使用することができる。溶解緩衝液及び試料はそれから溶解チャンバ６１２０内で、例えばサンプリング機器６１００の撹拌および／または渦流処理によって混合する。選択的溶解ステップは、溶解反応をほぼ完了させるのに十分な時間（例えば１〜５分）、行うことができる。この選択的溶解ステップは、例えば血球および／または組織細胞などの試料に存在する、望まれない細胞（すなわち非微生物細胞）を選択的に溶解する。別の実施形態では、溶解チャンバ６１２０には溶解緩衝液を前もって充填することができ、試料は撹拌および／または渦流処理の前に溶解チャンバに充填する。さらに別の実施形態では、サンプリング機器６１００は、随意に培養して、より迅速に進めるための選択的溶解ステップを行うことができる。
溶解ステップ後、溶解された試料及び溶解緩衝液は、流体経路６１３０を通して分離チャンバ６１４０に搬送し、本明細書に記載のように、予め充填した濃度緩衝液であらゆる微生物を分離することができる。溶解試料および溶解緩衝液を分離チャンバ６１４０に搬送するために、互いに対向する１対の圧縮タブを開位置に動かし、それによって可撓性ピンチバルブ６１０８を開き、流体経路６１３０により溶解チャンバ６１２０と分離チャンバ６１４０との間の流体連通を可能にする。開位置の可撓性ピンチバルブ６１０８により、溶解試料及び溶解緩衝液は流体経路６１３０において重力により、分離チャンバ６１４０に含まれる濃度緩衝液（図示せず）に流れる。一実施形態では、分離機器６１００を斜めに保持することによって、流体を分離チャンバ６１４０の内壁を下って濃度勾配へゆっくり流すことができる。
同定／特徴付け装置１０４は、分離および／または濃縮ステーションをさらに含み、ステーションは任意で遠心分離機の形態でもよく、これは分離機器６１００上で作動し、微生物因子を生体試料の部分のその他の生成物から分離し、その微生物因子を分離機器６１００内で濃縮する。一例では、微生物因子を分離機器６１００の毛細管６１６０の底で、ペレットまたはペレット状の塊の形態に濃縮する。
同定／特徴付け装置は、同定および／または特徴付けモジュールまたは読み取りステーション（例えば図１の１９１８参照）をさらに含み、これは濃縮された微生物因子をインタロゲートして、先に記載したように、微生物因子を同定および／または特徴付けする。
組み合せたサンプリング・分離機器６３００の別の実施形態を図７０〜図７２に示す。図６５〜図６９に示す組み合せのサンプリング・分離機器と同様に、この組み合せたサンプリング・分離機器６３００は、溶解チャンバ６３２０を包囲する上部ハウジング６３０２、分離チャンバ６３４０を包囲する下部ハウジング６１０４、および流体搬送経路６１３０を画定する可撓性ピンチバルブ６３０８を備える。
組み合せたサンプリング・分離機器６３００は、互いに対向する１対の圧縮タブ６３１０、バルブアクチュエータブロック６３０６および互いに対向するアクチュエータアームを備え、アクチュエータアームは、可撓性ピンチバルブ６３０８を「開」「閉」するように動作可能にする。動作にあたり、バルブアクチュエータブロック６３０６を第１方向（例えば、矢印６３０７で示す圧縮タブ６３１０に向かう方向）に動かせてバルブ６３０８を「開く」ことができる。アクチュエータブロック６３０６を圧縮タブ６３１０の方に動かすことにより、アクチュエータアーム６３１８は圧縮タブ６３１０を押し上げ、圧縮タブ６３１０を可撓性ピンチバルブから離し、これにより、バルブ６３０８を開く。開位置で、流体経路６３３０は開き、上部溶解チャンバ６３２０と下部分離チャンバ６１４０の間の流体連絡が可能になる（図７１参照）。バルブアクチュエータブロック６３０６はまた、第２方向（例えば、圧縮タブ６３０６から離れる方向）に動かして、バルブ６３０８を「閉じる」ことができる。アクチュエータブロック６３０６が圧縮タブ６３１０から離れる方向に移動すると、アクチュエータアーム６３１８は互いに対向する１対の圧縮タブ６３１０が「閉」位置に動き、これにより、可撓性ピンチバルブ６３０８を挟んで閉じる（図示せず）。
図７０〜図７２に示すように、組み合せたサンプリング・分離機器６３００は、陽性の検体容器から試料を採取するためのシリンジ針６３１２および溶解チャンバ６３２０内を真空引きするためのバルブポート６３１４も備え、それによって装置６３００への充填を補助する。随意に、シリンジは損傷および／または汚染からシリンジ針を保護する被覆（図示せず）をさらに備えることができる。真空ポートはガス透過フィルタまたは疏水性膜６１１６を備え、これによって、ガスは透過することができ、しかも汚染を防ぐことができる。組み合せたサンプリング・分離機器は真空チャンバをさらに備え、真空チャンバは随意に予め真空状態にし、バルブ６３６０を介してサンプリング・分離機器６３００に接続し、サンプリング・分離機器６３００に真空を加え、陽性の検体容器から試料を採取するように動作可能である。
図７２を参照すると、本実施形態のバルブ機構６３６０はポンプポート６３７０を備え、ポンプポートによって、ポンプ（図示せず）はプランジャ６３８０を真空位置と通気位置との間で作動させることができる。バルブ６３６０は内部チャンバ６３７４、真空ポート６３７６および通気ポート６３７８をさらに備える。動作において、ポンプ（図示せず）はプランジャを第１位置または真空位置（図７４に示す）に動かすことができ、そうすることによって、バルブポート６３７２から内部チャンバ６３７４及び真空ポート６３７６を経て、真空チャンバ６３６２まで流体連絡経路を開く。第１位置または真空位置では、バルブ６３６０によって真空をサンプリング・分離機器６３００に加えることができ、そうすることによって、陽性の検体容器からの試料の採取を制御する。プランジャ６３８０は、第２位置または通気位置にも動かすことができ、そうすることによって、流体連絡経路をバルブポート６３７２から内部チャンバ６３７４と通気ポート６３７８を通って開くことができ、これにより、サンプリング・分離機器は真空によって試料を採取する前に検体容器を通気することができる。
図７１に示すように、分離チャンバ６３４０は上部リザーバ６３４２、中間テーパ部６３４４および下部毛細管６３４６をさらに備えることができ、これらは全て溶解チャンバ６３２０の下方で軸線６３２２の周りに配置する。図のように、中間テーパ部６３４４は径の大きな上部リザーバ６３４２と径の小さな毛細管６３４６とを接続する。一実施形態では、毛細管６３４６の底壁６３５０を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６３４６の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。別の実施形態では、分離機器６３００を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６３４６の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。図７１に示すように、毛細管６３４６と対向する底壁６３５０は厚さを減少させ、光学的インター下―ションを容易にする。
当業者であれば理解できるように、本実施形態のサンプリング・分離機器６３００は、第１実施形態のサンプリング・分離機器６１００と同様の方法で作動する。従って、この特定実施形態における動作の詳細な説明は省く。溶解ステップが行われた後、本実施形態のサンプリング・分離機器６３００を遠心分離して、装置に含まれるあらゆる微生物の分離および／またはペレット形成を行う。本実施形態のサンプリング・分離機器６３００には、溶解緩衝液および／または濃度緩衝液を予め充填することができる。
ここで図７３および図７４につき説明すると、組み合せたサンプリング・分離機器６２００の第３実施形態を示す。組み合せたサンプリング・分離機器６２００は、上部ハウジング６２０２、下部ハウジング６２０４、および上部ハウジング６２０２と下部ハウジング６２０４とを接続する回転接続部６２０６を備える。図７４に示すように、上部ハウジングは上部溶解チャンバ６２２０を備え、下部ハウジングは下部分離チャンバ６２４０を備え、回転接続部６２０６は内部を貫通する流体搬送経路６２３０を画定する。上部溶解チャンバ６２２０、流体搬送経路６２３０および下部分離チャンバ６２４０は、図７４に示すように、中心軸線６２２２の周りに方向付けすることができる。
動作にあたり、回転接続部６２０６は「開」位置に回転させることができる。開位置では、流体経路６２３０は開いており、上部溶解チャンバ６２２０と下部分離チャンバ６２４０（図７４に示すように）の間の流体連通が可能となる。回転接続部６２０６もまた「閉」位置に回転させて、流体経路６２３０を閉じることができる。図７４に示すように、流体経路は、回転接続部６２０８の上部を通る上部開口または経路６２３２と、回転接続部６２１０の下位部を通る下部開口または経路６２３４を備える。本実施形態の回転接続部６２０６は、図７５に示すように、回転接続部６２０８の上位部と回転接続部６２１０の下位部との間にシールガスケット６２１８をさらに備えて漏れを防ぐことができる。
図７３〜図７５に示すように、組み合せたサンプリング・分離機器６２００は、陽性の検体容器から試料を採取するためのシリンジ針６２１２および溶解チャンバ６２２０内を真空引きするための真空ポート６２１４も備え、それによって試料を機器６２００の溶解チャンバ６２６０に充填する。随意に、シリンジは損傷および／または汚染からシリンジ針を保護する被覆（図示せず）をさらに備えることができる。真空ポートはガス透過フィルタまたは疏水性膜６２１６を備え、これによって、ガスは透過することができ、しかも汚染を防ぐことができる。動作にあたり、真空ポート６２１４をポンプ（図示せず）に接続することができ、ポンプはサンプリング・分離機器６２００に真空を加えて陽性の検体容器から試料を採取する。
図７４に示すように、分離チャンバ６２４０は、上部リザーバ６２４２、中間テーパ部６２４４および下部毛細管６２４６をさらに備えることができ、これらは全て溶解チャンバ６２２０の下方で軸線６２２２の周りに配置する。図のように、中部テーパ部６２４４は径の大きな上部リザーバ６２４２と径の小さな毛細管６２４６とを接続する。一実施形態では、毛細管６２４６の底壁６２５０を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６２４６の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。別の実施形態では、分離機器６２００を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６２４６の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。図７４に示すように、毛細管６２４６と対向する底壁６２５０の厚さを減少させ、光学的インタロゲーションを容易にする。
当業者であれば理解できるように、本実施形態のサンプリング・分離機器６２００は、第１の実施形態のサンプリング・分離機器６１００と同様の方法で作動する。従って、この特定実施形態における動作の詳細な説明は省く。溶解ステップが行われた後、本実施形態のサンプリング・分離機器６２００は遠心分離して、装置に含まれるあらゆる微生物の分離および／またはペレット形成を行う。本実施形態のサンプリング・分離機器６２００には溶解緩衝液および／または濃度緩衝液を予め充填することができる。
ここで図７６〜図７８Ｂにつき説明すると、組み合せたサンプリング・分離機器６４００の別の実施形態を示す。組み合せたサンプリング・分離機器６４００は、上部ハウジング６４０２、下部ハウジング６４０４、および上部ハウジング６４０２と下部ハウジング６４０４とを接続する回転弁６４０６を備える。図７７Ｂおよび図７８Ｂに示すように、上部ハウジングは上部溶解チャンバ６４２０を含み、下部ハウジングは下部分離チャンバ６４４０を含み、回転弁６４０６は内部を貫通する流体搬送経路６４３０を画定する。上部溶解チャンバ６４２０、流体搬送経路６４３０および下部分離チャンバ６４４０は、図７７Ｂおよび図７８Ｂに示すように、中心軸線６４２２の周りに方向付けすることができる。
動作にあたり、回転弁６４０６はバルブハンドル６４０８により「開」位置６４３４に回転させることができる（図７８Ｂ参照）。開位置では、流体経路６４３０は開き、上部溶解チャンバ６４２０と下部分離チャンバ６４４０の間の流体連通が可能になる（図７８Ｂ参照）。回転弁６４０６はさらに、「閉」位置６４３４に回転して（図７７Ｂ参照）、流体経路６４３０を閉じることができる。
図７６〜図７８Ｂに示すように、組み合せたサンプリング・分離機器６４００は陽性の検体容器から試料を採取するためのシリンジ針６４１２および溶解チャンバ６４２０内を真空引きするための真空ポート６４１４も備え、それによって試料を機器６４００の溶解チャンバ６４６０に充填する。随意に、シリンジは損傷および／または汚染からシリンジ針を保護する被覆（図示せず）をさらに備えることができる。真空ポート６４１４はガス透過フィルタまたは疏水性膜６４１６を備え、これによってガスは透過し、しかも汚染を防ぐことができる。動作にあたり、真空ポート６４１４をポンプ（図示せず）に接続することができ、ポンプはサンプリング・分離機器６４００に真空を加え、陽性の検体容器から試料を採取することができる。
図７７Ｂおよび図７８Ｂに示すように、分離チャンバ６４４０は上部リザーバ６４４２、中間テーパ部６４４４および下部毛細管６４４６をさらに備えることができ、これらは全て溶解チャンバ６４２０の下方で軸線６４２２の周りに配置する。図のように、中間テーパ部６４４４は径の大きな上部リザーバ６４４２と径の小さな毛細管６４４６とを接続する。一実施形態では、毛細管６４４６の底壁６４５０を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６４４６の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。別の実施形態では、分離機器６４００を光学的に透明な材料で形成し、毛細管６４４６の底に位置する濃縮された微生物因子（図示せず）の光学的インタロゲーションを容易にする。図７７Ｂおよび図７８Ｂに示すように、毛細管６４４６に対向する底壁６４５０は厚さを減少させ、光学的インタロゲーションを容易にする。
当業者であれば理解できるように、本実施形態のサンプリング・分離機器６４００は、第１の実施形態のサンプリング・分離機器６１００と同様の方法で作動する。従って、この特定実施形態における動作の詳細な説明は省く。溶解ステップが行われた後、本実施形態のサンプリング・分離機器６４００を遠心分離して、装置に含まれるあらゆる微生物の分離および／またはペレット形成を行う。本実施形態のサンプリング・分離機器６４００には溶解緩衝液および／または濃度緩衝液を予め充填することができる。
Ｔ．さらなる利点と特徴
本明細書に記載するシステムと方法によって、多数のさらなる利点と特徴が得られる。すなわち、
１．十分な微生物の増殖が起こると、システムは微生物の増殖を検出し、また容器のサンプリングを容易にし、これによって微生物を血液（または他の試料）から単離、精製、および特徴付けをし、またＩＤ，ＡＳＴ，分子または他のシステムで使用および試験するための調製ができる。
２．システムは下記のことを行うことができる：
・自動装填および取り出し；
・自動培養；
・抗生物質の中和を促進するための培養検体容器の自動撹拌；
・検出時間向上のための自動検出システム；
・検出時の陽性検出容器のサンプリングおよび精製試料の自動的な調製ならびにその試料の光学的インタロゲーションユニットへの提供；
・精製試料の特徴付けのための随意的２回目の検出；
・光学検出システムの自動較正；および
・自動廃棄処理システム
３.自動化された臨床的グラム、種レベルの同定抗生物質耐性マーカーおよび／または陽性の瓶の検出から１５分以内の、著しい臨床的利益を伴う特徴付けであって、これには著しい臨床的恩恵を伴う。
４．陽性の検体容器のみに関して行う特徴付けおよび／または同定試験
５．より信頼性の高い特徴付けの結果（増殖加速期中の迅速なサンプリング）
６．静止期または安定期の特徴付けのように、指数関数的増殖期にある培養の特徴付けが可能
７．迅速な血液培養の可能性：
・同一瓶による複数の試料に対する機会／恩恵；
・４〜８時間の培養及びサンプリング（ｓｔａｔモード）
・敗血症および／またはスクリーニング陰性検体容器
８．ワークフローの大幅な向上
・血液培養のグラム結果の自動化；
・自動化された自動同定および／または特徴付け
・ＡＳＴまたは分子試験のために精製試料を供給することが可能
９．装填を容易にするために、使い捨て機器をカートリッジ内の同定および／または特徴付け装置に供給
１０．追加される使い捨て機器の費用は、陽性の検体容器に対してのみ発生（臨床価値のある場合）
１１．センサのない瓶による、陰性の試料の費用を削減する可能性
１２．特徴付けおよび同定にシステムは１つですむ
１３．複雑性の低い血液培養検出システム
１４．同定および／または特徴付けシステムは、外付けの個別システムとして構成することができるが、陽性の検体容器を迅速にサンプリングできる利点が失われる。従って、好ましい実施形態では、同定および／または特徴付け装置を検出装置と連結し、陽性の検体容器の自動搬送を可能にする。システムは人の介入がほとんどまたは全くなく、２４時間／７日態勢で作動させることができる。
１５．検出時（自家蛍光分光法、ラマン分光法、質量分光法またはその他の技術）における完璧な特徴付けの可能性
１６．培養瓶の簡素化された製造工程
１７．ＣＯ２またはその他のセンサの組み合せを下記のために備えることができる：
・以前のシステムとの互換性；
・製造、搬送または保管中の汚染検出；および
・培養／読み取りシステムへ検体容器が遅れて入った場合の対応
１８.メモリ装置（ＲＦＩＤなど）を下記のものを記憶するために設けることができる：
・試料収集時における瓶の最初の読み取りからのデータ（時間を含む）；
・試験からの情報（後の特徴付けに使用）；
・製造情報（ロット、日付、期限、最初の読み取りなど）；
・試料収集時に取得した患者と試料の情報
１９．自動化と高容量インストールを可能にするコンベア入力／出力
２０．自動装填／取り出し（ロボット搬送機構またはコンベアを介して）
２１．引き出しのない検出装置の設計による、培養器の部分を外気にさらさないことによる、内部システムの熱安定性の向上
２２．検体容器の１つの位置から別の位置へ、またはラックが壊れた場合には１つのラックから別のラックへの自動的な移動（フォールト・トレランス）
２３．検出装置および／または同定／特徴付け装置の何れかのロボット搬送機構に画像分析付きビデオカメラを取り付け、下記を補助する：
・検体容器／使い捨て機器の位置；
・エラー状態からの回復；
・流出の検出；
・トラブルシューティング（フィールド・サービスをカメラに接続して、遠隔診断および修理が可能となる）。
２４．拡張性：
ａ）ラック／モジュールを追加することによる内部容量／機能性の拡張
ｂ）その他の装置を追加することによる外部への拡張
２５．検出容器に存在する血液量の以下のものによる測定；
ａ）重量または光学
ｂ）音響
ｃ）超音波走査
ｄ）その他の方法
２６．自動化により、システムの「ロード＆実行」動作が促進される。検体容器が入力コンベアまたはロボット搬送機構に供給されると、残りの動作は自動化され、操作者は他の業務に参加することができる。
２７．別のシステムへのインターフェースのために、入力または出力の瓶を空間の固定点に供給する。
２８．エラーの検体容器のリターンステーションへの装填、拒絶前の自動事前計画。
２９．製品の認証外観を検証して、偽の検体容器が使用されていないことを以下によって確かめる：
・特定の認証方法の使用；および
・内部カメラを使って、製造ロゴ、ラベル、特徴などを調べる。
３０．陽性の検体容器へアクセスするためのパスワードの保護
３１．陰性の検体容器の瓶廃棄物への自動分注
３２．安全性：
ａ）検体容器の通気およびサンプリングのために鋭利な露出部分を排除
ｂ）生体有害物質の実験人員の削減
ｃ）使い捨て機器および／またはシステムの手動／自動化汚染除去
ｄ）サンプリング前のストッパの汚染除去
ｅ）検体容器を自動通気することによる、ガス産出微生物によって高い内圧を持つ検体容器に実験人員がさらされるリスクを削減。
ここに本発明の好ましい実施形態および代替的実施形態を詳しく説明してきた。しかしながら、当業者であれば、開示した実施形態の詳細から変更例を作ることができることは理解できるであろう。本発明の範囲に関する全ての疑問は、添付の特許請求の範囲を参照すれば、明らかであろう。

Claims (61)

  1. 検体容器内に含まれる検体試料に存在する微生物因子の同定および／または特徴付けを行うための自動装置において、該自動装置は、
    検体容器から試験試料を自動的に取り出し、該試験試料を使い捨て分離機器に加えるように作動する試料取り出し機器；
    試験試料の受け取り後、微生物因子を前記試験試料内に存在する他の成分から分離し、前記微生物因子を前記分離機器で濃縮するように前記分離機器で作動する、分離・濃縮ステーション；および
    濃縮された前記微生物因子をインタロゲートして、前記微生物因子の同定および／または特徴付けを行う同定および／または特徴付けモジュール
    を組み合せて備える、自動装置。
  2. 請求項１に記載の装置において、該装置は、前記試料取り出し機器に連結されるロボット搬送機構をさらに備える、装置。
  3. 請求項２に記載の装置において、前記試料取り出し機器は、前記ロボット搬送機構に連結される把持構造を備え、前記試料取り出し機器は、使い捨てサンプリング機器を把持し、該使い捨てサンプリング機器を前記検体容器に関連して操作し、前記検体容器を通気して前記試験試料を前記サンプリング機器に引き出すように作動する、装置。
  4. 請求項３に記載の装置において、前記検体容器は血液培養瓶を備え、前記検体試料は血液試料を備える、装置。
  5. 請求項４に記載の装置において、前記瓶は穿刺可能な素子を備え、前記装置は該穿刺可能な素子を滅菌する機構をさらに備える、装置。
  6. 請求項３に記載の装置において、前記システムは、前記サンプリング機器に含まれる前記試験試料を選択的溶解緩衝液と混合する混合機器をさらに備え、該選択的溶解緩衝液は、前記サンプリング機器に最初に予め充填する、または前記装置内の前記サンプリング機器に追加されるようにした、装置。
  7. 請求項１に記載の装置において、前記分離・濃縮ステーションは遠心分離機を備え、該遠心分離機は前記分離機器の前記微生物因子の一部を濃縮する、装置。
  8. 請求項７に記載の装置において、前記分離機器は内部毛細管を備え、該毛細管の周辺部は、濃縮された前記微生物因子含み、前記同定および／または特徴付けモジュールは、濃縮された前記微生物因子を前記分離機器内でインタロゲートするように作動する、装置。
  9. 請求項１に記載の装置において、インタロゲートする前記同定および／または特徴付けモジュールは分光器を備える、装置。
  10. 請求項１に記載の装置において、前記装置は、さらに、濃縮された前記微生物因子の試料を前記分離機器から採取し、濃縮された前記微生物因子を前記分離機器から取り出した後に試験するサブシステムを備える、装置。
  11. 請求項１０に記載の装置において、前記サブシステムは質量分析ユニットを備える、装置。
  12. 請求項１に記載の装置において、前記装置は、さらに、選択的溶解緩衝液を予め充填した使い捨てサンプリング機器のカセットを備え、前記試料取り出し機器は、該サンプリング機器のうち１つを作動して、試験試料を前記検体容器から前記サンプリング機器のうち１つに引き込む、装置。
  13. 請求項１に記載の装置において、該装置は、さらに、
    使い捨てサンプリング機器のソースと、および
    選択的溶解緩衝液の１つまたは複数のソースと
    を備え、前記試料取り出し機器は、さらに、前記サンプリング機器のうち１つを作動し、選択的溶解緩衝液を前記サンプリング機器のうち１つに前記１つまたは複数の択的溶解緩衝液のソースから充填し、試験試料を前記検体容器から前記サンプリング機器のうち１つに搬送し、前記システムは、前記試験試料および前記溶解緩衝液で充填した前記サンプリング機器を撹拌または混合して、前記試験試料内で成分の溶解を促進させる手段を備える、装置。
  14. 請求項１に記載の装置において、該装置は、さらに、複数の検体容器を保持する１つまたは複数のラックを備える、装置。
  15. 請求項１４に記載の装置において、前記ラックは、前記ラックに保持した前記検体容器を水平線に対して上方及び下方に指向するように移動可能にした、装置。
  16. 請求項２に記載の装置において、前記ロボット搬送機構は、可動ロボットアームを有する多軸ロボットを備える、装置。
  17. 請求項１６に記載の装置において、前記試料取り出し機器は、前記ロボットアームに取り付けた把持素子を備える、装置。
  18. 請求項２に記載の装置において、前記ロボット搬送機構は、試料取り出し機器を組み込んだＸ／Ｙアドレス可能な搬送装置を備える、装置。
  19. 請求項１に記載の装置において、前記同定および／または特徴付けモジュールは、微生物因子の種レベルへの同定を決定する、装置。
  20. 請求項１に記載の装置において、前記同定および／または特徴付けモジュールは、微生物因子をグラム陽性またはグラム陰性として特徴付ける、装置。
  21. 試料の中に存在する微生物因子の迅速な同定および／または特徴付けのための自動同定および／または特徴付け装置において、該装置は、
    供給品としての使い捨て分離機器と、
    複数の検体容器を保持する保持構体であって、各検体容器は同定および／または特徴付けされる検体試料を含むものとした、該保持構体と、
    ロボット搬送機構と、
    前記ロボット搬送機構に連結し、試験試料を前記検体容器から取り出して、該試験試料を前記分離機器のうち１つに充填するように作動する、試料取り出し機器と、
    前記試験試料を受け取った後、前記分離機器で作動し、前記試験試料内に存在するかもしれない他の生成物から微生物因子を分離し、該微生物因子を前記分離機器内で濃縮する、分離・濃縮ステーションと、および
    濃縮された前記微生物因子をインタロゲートして、前記微生物因子の特徴付けおよび／または同定を行う、同定および／または特徴付けモジュールと
    を備える、装置。
  22. 請求項２１に記載の装置において、該装置は、さらに、供給品としての使い捨てサンプリング機器を備え、前記ロボット搬送機構および前記試料取り出し機器は、試験試料を前記検体容器からサンプリング機器の内の１つに引き込み、続いて該試験試料を前記サンプリング機器から前記分離機器に導入するように作動する、装置。
  23. 請求項２１に記載の装置において、前記検体容器は血液培養瓶を備え、前記検体試料は血液試料を備える、装置。
  24. 請求項２１に記載の装置において、前記サンプリング機器には選択的溶解緩衝液を予め充填する、装置。
  25. 請求項２１に記載の装置において、前記分離機器には選択的溶解緩衝液を予め充填する、装置。
  26. 請求項２１に記載の装置において、前記分離機器には濃度緩衝液を予め充填する、装置。
  27. 請求項２１に記載の装置において、該装置は、選択的溶解緩衝液を含む複数の容器をさらに備える、装置。
  28. 請求項２１に記載の装置において、前記同定および／または特徴付けモジュールは、濃縮された微生物因子の自家蛍光および／または拡散反射を測定する、装置。
  29. 請求項２１に記載の装置において、該装置は、前記サンプリング機器を撹拌する渦巻器をさらに備える、装置。
  30. 密閉された検体容器に含まれる検体試料を試験する方法において、該方法は、
    ａ）使い捨てサンプリング機器を使って前記検体容器から試験試料を取り出し、該試験試料を前記使い捨てサンプリング機器に含ませるステップと、
    ｂ）前記試験試料の非微生物因子成分を前記使い捨てサンプリング機器内で溶解して、溶解試料を生成するステップと、
    ｃ）前記溶解試料を使い捨て分離機器に送給するステップと、
    ｄ）前記使い捨て分離機器内の前記試料の一部に存在する微生物因子を濃縮するステップと、および
    ｅ）前記使い捨て分離機器内の濃縮された前記微生物因子をインタロゲートするステップと
    を有する、方法。
  31. 請求項３０に記載の方法において、該方法は、さらに、密閉された検体容器内の前記試料に対してステップａ）〜ｅ）を順次に繰り返すステップを有する、方法。
  32. 請求項３０に記載の方法において、前記溶解ステップｂ）は、前記使い捨てサンプリング機器内に含まれる前記試験試料と前記使い捨てサンプリング機器に予め充填された選択的溶解剤とを混合する混合ステップを有する、方法。
  33. 請求項３０に記載の方法において、前記溶解ステップｂ）は、自動的にステップａ）〜ｅ）を繰り返し、前記使い捨てサンプリング機器内に含まれる前記試験試料を前記使い捨てサンプリング機器に充填された選択的溶解剤と混合する混合ステップを有する、方法。
  34. 請求項３２に記載の方法において、前記混合ステップは、前記使い捨てサンプリング機器を保持する渦流発生器により行われる、方法。
  35. 請求項３０に記載の方法において、前記検体容器は血液培養瓶を備え、前記検体試料は血液試料を備える、方法。
  36. 請求項３０に記載の方法において、前記使い捨てサンプリング機器は、針と該針に接続したチャンバとを備える、方法。
  37. 請求項３６に記載の方法において、ステップｃ）は、空気圧システムを用いて前記試料を前記使い捨て分離機器に注入し、前記試料を前記チャンバから前記針を通して前記使い捨て分離機器に強制的に導入するステップを有する、方法。
  38. 請求項３６に記載の方法において、前記使い捨てサンプリング機器の前記針は、請求項１のステップａ）およびステップｃ）を行う間、弾性被覆で被覆する、方法。
  39. 請求項３０に記載の方法において、さらに、前記使い捨てサンプリング機器により前記検体容器を大気に通気するステップを有する、方法。
  40. 検体試料に存在する不明の微生物因子の同定および／また特徴付けを行う方法であって、該方法は、
    ａ）ロボット機器を使って自動的に前記試料を使い捨て分離機器内に設置するステップと、
    ｂ）前記使い捨て分離機器を遠心分離して、前記微生物因子を前記使い捨て分離機器内で分離、濃縮するステップと、
    ｃ）前記微生物因子を分光的にインタロゲートして、濃縮された前記微生物因子の分光測定値を得るステップと、
    ｄ）前記分光測定値を濃縮された既知の微生物因子の分光測定値を含む参照データと比較するステップと、および
    ｅ）前記比較ステップから前記不明の微生物因子を同定および／または特徴付けするステップと
    を有する、方法。
  41. 請求項４０に記載の方法において、前記微生物因子の前記分光測定は、自家蛍光分光法を使って行う、方法。
  42. 請求項４０に記載の方法において、前記使い捨て分離機器には遠心分離ステップの前に濃度緩衝液を充填する、方法。
  43. 請求項４０に記載の方法において、前記分光測定値は、前記使い捨て分離機器に含まれている間に、濃縮された前記微生物因子から得られる、方法。
  44. 請求項４０に記載の方法において、該方法は、さらに、濃縮された前記微生物因子を前記使い捨て分離機器から取り出し、濃縮された前記微生物因子に関してさらに分析試験を行うステップを有する、方法。
  45. 請求項４０に記載の方法において、前記試料は生体試料を含む、方法。
  46. 請求項４５に記載の方法において、前記試料は血液試料を含む、方法。
  47. 試料内の微生物因子の同定および／または特徴付けを行う方法であって、該方法は、
    ａ）自家蛍光測定値を含む参照データを、多数の既知である微生物因子の濃縮物から得るステップと、
    ｂ）前記参照データを、自動同定および／または特徴付け装置にアクセス可能な機械可読メモリに記憶させるステップと、
    ｃ）前記自動同定および／または特徴付け装置を準備する装置準備ステップであって、（１）不明の微生物因子を含む試料を使い捨て機器内で濃縮するロボットの自動装置、（２）前記使い捨て機器内で濃縮された微生物因子から自家蛍光測定値を得ることができる読み取りユニット、および（３）前記試料から得た前記自家蛍光測定値を前記参照データと比較して、前記試料内における前記不明な微生物因子の同定および／または特徴付けを自動的に行う命令を実行する処理ユニットを備えた、該装置準備ステップと
    を有する、方法。
  48. 請求項４７に記載の方法において、該方法は、さらに、
    ｄ）表面増強ラマン分光（ＳＥＲＳ）測定値を含む第２参照データを、多数の既知である微生物因子の濃縮から取得するステップと、
    ｅ）前記第２参照データを前記機械可読メモリに記憶するステップと、
    ｆ）ＳＥＲＳ測定を行う前記読み取りユニット機器を前記試料に含めるステップと、および
    ｇ）前記処理ユニットは前記ＳＥＲS測定値を前記第２参照データと比較するさらなる命令を実行するステップと
    を有する、方法。
  49. 請求項４７に記載の方法において、前記ロボット装置は、前記使い捨てサンプリング機器を用いて、検体容器から前記試料を自動的に取り出し、前記試料を前記使い捨てサンプリング機器内で溶解するように作動する試料取り出し機器を備えた、方法。
  50. 請求項４７に記載の方法において、前記試料は生体試料を含む、方法。
  51. 請求項５０に記載の方法において、前記生体試料は血液試料を含む、方法。
  52. 請求項５１に記載の方法において、前記装置は、前記検体容器に保管された血液試料内の微生物因子の同定および／または特徴付けの自動装置を備える、方法。
  53. 請求項４７に記載の方法において、前記装置は、さらに、前記微生物因子を前記使い捨て機器内で遠心分離する遠心分離機を備える、方法。
  54. 検体容器に充填した試料内に存在する微生物因子を濃縮する方法において、該方法は、
    ａ）前記試料の一部を前記検体容器から使い捨てサンプリング機器に自動的に引き込むステップと、
    ｂ）前記試料の一部を前記使い捨てサンプリング機器から、濃度緩衝液を装填した使い捨て分離機器に自動的に導入するステップと、および
    ｃ）前記使い捨て分離機器を自動的に遠心分離し、前記微生物因子を前記分離機器内で分離、濃縮するステップと
    を有する方法。
  55. 請求項５４に記載の方法において、該方法は、さらに、前記自動遠心分離ステップｃ）を行う前に、前記試料内に存在する細胞成分を溶解するステップを有する、方法。
  56. 請求項５５に記載の方法において、前記溶解ステップは前記使い捨てサンプリング機器内で行われる、方法。
  57. 請求項５５に記載の方法において、前記溶解ステップは、前記試料と選択的溶解緩衝液とを前記サンプリング機器内で混合するステップを有する、方法。
  58. 請求項５４に記載の方法において、該方法は、さらに、
    １）選択的溶解緩衝液を前記使い捨てサンプリング機器に自動的に加えるステップと、
    ２）前記試料の一部を前記検体容器から、前記選択的溶解緩衝液を含む前記使い捨てサンプリング機器に自動的に引き込むステップと、および
    ３）前記選択的溶解緩衝液を前記試料と前記使い捨てサンプリング機器内で混合するステップと
    を有する、方法。
  59. 請求項５４に記載の方法において、ステップａ），ｂ）およびｃ）を、前記検体容器内に含まれる前記試料に対して自動的に２回以上行う、方法。
  60. 請求項５４に記載の方法において、該方法は、さらに、ステップａ），ｂ）およびｃ）を行う前、および行っている最中に、前記検体容器を培養するステップを有する、方法。
  61. 請求項５５に記載の方法において、前記試料は血液試料とし、前記検体容器は血液回収瓶とする、方法。
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