用于动物追踪的装置和方法

专利名称：用于动物追踪的装置和方法
技术领域：
本发明一般地涉及识别动物。更具体而言，本发明涉及基于动物识别符(identifiers)和生物样品的用于识别和追踪动物的装置和方法。
背景技术：
目前存在很多动物识别系统，例如耳标签、打烙印、纹身、可视标签、条形码、无线射频识别(“RFID”)嵌入、RFID标签、DNA取样及视网膜成像。这些技术的每一种都在保持性(retention)、可变更性(alterability)、成本或使用的舒适度上有缺点。例如，耳标签、RFID标签和可视标签会出现保持性问题，因为动物可能在篱笆、树木或其它障碍物上划破和弄坏标签。而且，标签、烙印和纹身可能被改变，而RFID嵌入物可能被去除掉。
虽然DNA取样和视网膜成像在保持性和可更改性方面没有同样的缺点，然而目前的DNA取样和视网膜成像的方法也是不完善的。当前的DNA取样技术使用从动物提取的组织样品来识别具体动物。必须按照专门技术处理组织样品，并且对在野外的动物个体无法提供可容易获得的识别。此外，必须冷冻组织样品以保持较长一段时间。同样，视网膜成像技术需要昂贵的设备，而且如同DNA样品，由当前的视网膜成像技术所产生的识别信息难于与在野外的具体动物相匹配。尽管存在这些不足，DNA取样和视网膜成像是可对活的动物进行可靠的定量质量控制检查(quantitative quality control auditing)的仅有技术。
在追踪从出生到消费的动物或其肉制品的过程中，没有一种现有技术得以有效的应用。这是值得关注的，因为食品动物处在由大量生物剂引起的污染的危险之中，包括但不限于猪瘟(Hog Cholera)、禽流感(Avian Influenza)、非洲猪热症(African Swine Fever)、牛海绵状脑病(Bovine Spongiform Encepholpathy)、口蹄疫(Foot and Mouth Disease)、新城疫(Newcastle Disease)、霍乱(Cholera)、志贺菌病(Shigellosis)、炭疽(Anthrax)、天花(Smallpox)、鼠疫(Plague)、埃博拉病毒(Ebola)、肉毒中毒(Botulism)、裂谷热病毒(Rift Valley Fever Virus)及生物工程病原体(bioengineered pathogens)。由于目前使用的快速牲畜生产及加工系统，在动物之间和对于接触这些动物或其肉制品的人，便存在着这样的疾病物质(disease agent)快速传递和转移的可能。如果没有完善明确的用于食品动物的动物识别和追踪方法，肉类供应的污染或者掺假——或者是自然的，或者是人为状况的结果(例如生物恐怖行动(bioterrorism))——可以一直不被发现，直到已有大量的人或动物受到影响。准确并快速地识别并追踪从出生到消费的动物个体及其肉制品的能力对遏制污染或疾病爆发的任何事件或最小化所产生的任何不利影响是极为重要的。另外，现有系统通常还未被用于有效地识别、追踪和选择动物例如肉类生产动物中的基因型、性状(traits)或动物特征，这些动物经常变换场所和所有者。
发明概述 本发明的实施方案提供识别、取样和追踪动物的系统和方法，所述系统和方法基本消除或减少了以前所开发的动物识别与追踪系统及方法的缺点。具体而言，本发明的实施方案包括识别装置(identification device)，该装置包括标签部分(tag portion)和样品部分(sample portion)。标签部分可以被构造为以本领域已知的任何方法连接在动物上。样品部分可以可分开地(detachably)与标签部分连接，而且可以包括可从动物收集生物样品的生物收集器(biological collector)。根据本发明的一个实施方案，标签部分可以包括孔(aperture)，该孔使得来自动物的血液可以汇集。样品部分可以被这样放置，当样品部分脱离标签部分时，可允许生物样品收集器穿过样品点被拉出，以收集血样。这可以允许在与动物标识被分配给动物时几乎相同的时间从动物收集生物样品。可以分析生物样品以确定该动物的基因身份、品种、谱系(pedigree)、遗传潜能(genetic potential)，并为重要的加工、生产和健康性状预测表型。
而且，本发明的实施方案提供追踪动物的方法，该方法包括分配给动物动物标识(animal identification)，收集来自该动物的生物样品以及将该动物与其所位于的每个场所联系起来。本发明的实施方案可以进一步包括确定与该动物在同一时间位于同一场所的一组动物，这是基于该组动物中的每个动物与该组动物中的每个动物所处的场所之间的联系来完成的。这可以帮助对潜在地与被疾病或其它污染所侵袭的动物接触的动物进行定位。基于所预测的表型、品种或谱系，这也可以协助动物的繁殖、喂养和生产策略的管理。另外，本发明的实施方案可以包括将动物分配到对应于一起被屠宰的动物的组中。本发明的实施方案可以进一步包括识别肉制品，确定该肉制品与该动物所属的组相关，查找对应于属于该组的动物集合的每个动物的一组生物样品，以及将该肉制品的分析与该组生物样品的至少一部分的分析进行比较，以测定该肉制品来自该动物。
本发明的另一个实施方案可以包括存储在计算机可读媒介上的一组计算机指令，这些指令可以通过处理器被执行，以接收动物的动物标识，并将该动物标识与表示该动物所处的每个场所的场所标识联系起来。基于动物标识以及联系的场所标识，所述计算机指令也可以被执行以确定动物所处的每个场所，以及确定在重叠的时间期间位于相同场所的动物的一组动物标识。另外，所述计算机指令也可以被执行以确定与组群标识相关的一组动物标识。
通过允许在一个过程中将动物标识分配给动物并从该动物收集生物样品，本发明的实施方案提供了优于以前所开发的动物识别和追踪系统的技术优势。
通过收集生物样品——可以凭其对动物标识的分配进行审查，本发明的实施方案提供了优于以前所开发的动物识别和追踪系统的又一个优势。
通过本发明的实施方案而提供的又一个优势为其提供了野外识别动物的易读系统(例如标签)，而同时也提供了高度可靠的识别来源(例如生物样品)。
由本发明的实施方案所提供的又一个优势为可以在收获后和收获前追踪动物。
作为由本发明的实施方案所提供的另外的优势，可以识别与特定动物潜在接触的动物。这有助于查找生物事件(bio-incident)的来源以及控制该生物事件。
本发明的标识装置，包括追踪方法，对识别、追踪和挑选动物，例如亲代和谱系测定(parentage and pedigree determination)、品种测定、后代选择、增值产品的标记(branding)及证实、动物种系和特有遗传资源(proprietary genetics)的保护、遗传潜能(genetic potential)的测定、表型预测、饲养场管理以及繁殖与克隆策略的管理是有用的。


通过参考下面的说明以及附图，可以获得对本发明及其优势更全面的了解，在说明书和附图中，同样的标示数字表示同样的特征，其中 图1为用于为动物提供动物标识并从动物收集生物样品的识别装置的图示 图2为生物样品被收集后，识别装置的样品部分的一个实施方案的图示； 图3为根据本发明的识别装置的样品部分的另一个实施方案的图示； 图4为根据本发明的一个实施方案的识别装置的片段视图的图示； 图5A为防干扰识别装置的实施方案的图示，图5B为可用在图5A的装置中的膜的一个实施方案的图示； 图6为识别装置的另一个实施方案的图示； 图7A和7B为根据本发明的一个实施方案的应用装置的图示； 图8为根据本发明的一个实施方案，用于识别和追踪动物的系统的图示； 图9为根据本发明的一个实施方案，用于识别和追踪动物的系统的图示； 图10为解释用于追踪动物的一个实施方案的流程图； 图11图解了根据本发明的一个实施方案，识别潜在地被生物事件或疾病侵袭的动物的一个实施方案； 图12为解释基于收获后污染，用来识别潜在地被生物事件或疾病侵袭的动物的方法的一个实施方案的流程图； 图13图解了用于核查动物标识的方法的一个实施方案；和 图14为用于追踪动物的系统的一个实施方案的图示。
发明详述 本发明优选的实施方案在附图中被阐明，同样的数字被用于指代各个附图的同样及相应的部分。
本发明的实施方案提供了识别、取样和追踪动物的系统和方法。根据本发明的一个实施方案，识别装置(identification device)可以放置在动物身上。识别装置可以包含标签部分，其被构造为附着在动物上，和样品部分，其被构造为保留来自动物的生物样品。每个标签部分和样品部分可以包含共同的标识符(例如数字、条形码、RFID或本领域中已知的其它标识符)。因为标签部分和样品部分每个都包含共同的标识，所以生物样品和特定的动物可以被容易地联系起来。
图1为装置100的图示，该装置用于为动物提供动物标识，并且几乎同时收集来自该动物的生物样品。装置100可以包括标签部分(tag portion)102和样品部分(sample portion)104，在本发明的一个实施方案中，每个部分可以主要由耐用塑料或金属制成。在本发明的一个实施方案中，样品部分104可以被部分插入到标签部分102中，而且可以通过摩擦力(friction)、胶粘剂、接头(connector)或本领域中已知的其它方式与标签部分102连接。样品部分104可以进一步包括生物样品收集器(biological sample collector)，以收集来自动物的生物样品，例如血样。在本发明的一个实施方案中，样品部分104可以相对于标签部分102被这样放置，即，使生物样品收集器被放置在接近取样位置的地方。例如，可以通过在标签部分102中的孔(aperture)106限定取样位置，孔106可以允许血液流入、渗入或以其它方式接触样品部分104。
标签部分102可以以本领域中已知的任何常规的方式被附着在动物上，例如通过系在动物的耳上。在附着的期间，施用装置(其结合图7A被讨论)可以在大约与孔106对齐的区域刺破动物。然后血液可以汇集在孔106中。当样品部分104与标签部分102分离时，通过例如在方向105上的拉动，可以拉动生物样品收集器穿过所汇集的血液，从而收集血样。因为可以在施用标签部分的过程中收集生物样品，所以可以在几乎相同的时间分配动物标识和收集生物样品。
标签部分102和样品部分104可以分别包括匹配动物标识(animalidentification)108和动物标识110。另外，它们可以包括相应的机器可读标识(machine readable identification)(例如条形码112和条形码114，或RFIDs)，这些机器可读标识是计算机或自动化系统可识别的。通过在标签部分和样品部分上引入匹配标识，可以将动物标识分配给动物，并可以将动物标识与来自该动物的生物样品联系起来。在本发明的一个实施方案中，与各装置100相联系的动物标识可以是唯一的动物标识。通过将相应的标识纳入到标签部分和样品部分上，生物样品便可以容易地与具体动物标识联系起来。
因此，本发明的一个实施方案可以包含标签部分和与该标签部分可拆离地连接的样品部分。标签部分可以被构造为以本领域中已知的任何方法附着于动物。尽管由耳标签所示例的，该标签部分可以包括可以以任何方式被附着于动物上的标签(例如附着在耳、翼上，或以本领域已知的任何其它方式)。样品部分可以与标签部分可分离地连接着，而且可以包括可从动物收集生物样品的生物收集器。在本发明的一个实施方案中，当样品部分脱离标签部分时，生物样品可以被收集。例如，标签部分可以包含孔，该孔使得在标签部分的附着期间血液可以汇集。当样品部分从标签部分撤掉时，生物收集器部分可以收集所汇集的血液的样品。
图2为生物样品已被收集后，样品部分104的一个实施方案的图示。样品部分104可以包括与图1的孔106交搭的孔202。在施用识别装置期间，动物可以在孔202附近的区域被刺破。当将样品部分从识别装置的标签部分移走时，在收集器部分206上可以产生血涂片(blood smear)204。收集器部分206可以包括在本领域中已知的任何生物样品收集器208。例如，收集器部分206可以包括FTA纸208(FTA为Kent England的Whatman Group，Whatman International Ltd.的商标)，用于收集并稳定血样。正如本领域普通技术人员应当理解的，FTA纸是已经受过化学处理的纸，其使纯DNA可快速分离。通过FTA纸所收集的DNA样品在室温下可保持稳定数年，因此易于被存档。FTA纸可以包括用FTA化学品渗透的各种重量的纸。根据本发明的一个实施方案，具有足够耐用性的FTA纸可以被粘着到收集器部分206的塑料或金属衬背上。在本发明的其它实施方案中，FTA纸可以以任何合适的方式附着于样品部分104，正如本领域普通技术人员应当理解的。
根据本发明的一个实施方案，可以参照标签部分来放置样品部分104，以使生物样品收集器208接近于血液汇集点。当样品部分104相对于标签部分被移动时，可以产生与生物样品收集器208接触的血涂片204，生物样品收集器可以捕获来自血涂片的血样。样品部分104可以被制成易于运输的形状(例如在封套中或样品部分的架上)，而且可以包括可产生适合长期储存的稳定生物样品的生物样品收集器208，例如FTA纸。动物标识110和条形码114可以有助于从样品部分的档案中自动化地检出样品部分104。通过生物和/或化学方法，可以处理所收集的生物样品以进行分析。在所收集的生物样品中可以被分析的分子的例子包括DNA和RNA标记、成因遗传突变(causative genetic mutation)、靶向DNA和RNA序列(targeted DNA and RNA sequence)、全基因组DNA和RNA序列、蛋白质、肽、激素、糖类、脂质、小分子、抗原、抗体和/或影响动物的舒适与健康的任何其它化学成分，包括动物宿主病原体和感染剂(infectious agent)。
图3为根据本发明的样品部分104的另一个实施方案的图示。除包括生物样品收集器208之外，样品部分104可以包括试剂302，所述试剂被放置在其可以与血涂片204接触的位置。试剂302可以被附着到样品部分104上或嵌入样品部分104中。应当注意，本领域中已知的任何试剂都可以被包括到样品部分104中。试剂302可以包括试剂矩阵(matrix)304，其被配置为可以检测血涂片202中的指示动物的健康或表现(performance)的各种分子。应当注意，本领域中已知的任何试剂都可以被嵌入样品部分104中或附着到样品部分104上。
图4为识别装置100沿图1的A-A线的切片图的图示。识别装置100可以包括标签部分102和样品部分104，其中标签部分102包括凸形部分(maleprotion)402和凹形部分(female portion)404。在图3的实施方案中，样品部分104可以至少部分地被凹形部分404包围。凸形部分402可以包括杆406，其中穿刺楔(piercing wedge)408具有比杆宽的表面410。穿刺楔408可以具有锋利边缘，而且可以被设计为可在最少流血情况下容易地刺穿动物，并锁在凹形部分404中。使用施用装置，如在图7A中所述的装置，凸形部分的楔408和杆406穿过动物体的某部分，例如其耳朵(由411表示)，并进入到凹形部分404的中空轴412中。楔408可以由在插入到轴412的时候可以变形的材料制成，可以允许轴412的直径比表面410的稍小。
在本发明的一个实施方案中，穿刺楔408可以进入可以比轴412宽的底座部分(seating portion)414，并膨胀或变形程度降低。在楔408已经完全进入底座部分414之后，表面410可以停留在表面416上，防止穿刺楔408向后移动回到轴412的下面，因此，将凸形部分402和凹形部分404锁在一起。通过这种方式，楔408可以被插入到凹形部分404中，但不会被轻易移走。凸形/凹形部分是以示例的方式被提供，应当注意，可以以本领域中已知的任何方式使识别装置100附着于动物，而且可以引入本领域中已知的用于防止标签被破坏或遗失的系统。
凸形部分402、凹形部分404和样品部分104可以含有孔(例如穿过凹形部分404的孔106，穿过样品部分104的孔202和穿过凸形部分402的孔420)。根据本发明的一个实施方案，例如通过位于施用装置上的一格子针(a grid of pins)(图5A中的506)，可以经过孔420来刺穿动物。所述的针格可以刺穿与孔对齐的动物身体部分，然后血液可以汇集到孔106和孔202的区域中。在本发明的另一个实施方案中，孔并没有自始至终地通过凹形部分404和样品部分104。相反，凹形部分404可以具有一个与孔420近似地对准并面向该孔的孔，当通过孔420刺穿动物时，血液可以与样品部分104接触。换句话说，孔106不必完全地通过凹形部分402，而是需要仅仅提供一个开口，以使样品部分102可以收集来自样品点的血液。
在本发明的一个实施方案中，可以在凸形部分402上靠近孔420的位置设计升高或凸起区422，以便将耳朵移动至更靠近凹形部分404，并且在一看见血液汇集时可以形成更紧密的接触。凹形部分404可以包括可接纳凸起区422的相应的凹进或凹入区424，这样便有助于在耳411与凹形部分404之间形成更紧密的接触。
样品部分104可以部分被包围在凹形部分404中，而且可以经由接头，例如可碎塑料片(breakable plastic tab)426和428，通过摩擦或以本领域中已知的任何其它方式与凹形部分404连接。在本发明的一个实施方案中，通过在方向105上拉动样品部分104，可以使样品部分104与凹形部分404分开。当样品部分104离开凹形部分404时，收集器部分206可以被拉出并经过取样点(例如血液汇集点)，从而收集到血样。在这种情况下，收集器部分206被放置于充分接近血液汇集的位点，这样，当样品部分104从凹形部分404移走时，血液将涂抹在收集器部分206和生物样品收集器208(例如FTA纸)上。
在本发明的又一个实施方案中，标签部分102可以让血液以任何方式与样品部分104接触。例如，凹形部分404在其面向凸形部分的一侧可以部分或完全打开，当识别装置100被应用时，使样品部分104与耳411直接接触。当样品部分104与凹形部分404分离时，可以经过被施用装置穿孔的耳411的区域拉出收集器部分206。在本发明的另一个实施方案中，收集器部分206可以被放置在最接近取样点之处，这样，在不必分离样品部分104与标签部分102的情况下，便可以使血液与收集器部分206接触。
因此，本发明的一个实施方案可以包括识别装置，其包括用于附着于动物的标签部分和与该标签部分可拆分地连接的样品部分，样品部分进一步包含可收集来自动物的生物样品的生物样品收集器(例如FTA纸或本领域中已知的其它样品收集器)。在本发明的一个实施方案中，该标签部分被构造为当标签部分附着于动物时，可允许血液与样品部分接触。样品部分可以被构造可以收集血样，或者是当其在适当位置时或是当其脱离标签部分时进行收集。
本发明的另一个实施方案可以包括识别装置，该识别装置包括标签部分，其带有被构造为可以防干扰的(tamperproof)样品部分。图5A为识别装置的一种防干扰实施方案的片段图的图示，图5B为与图5A的防干扰识别装置一起使用的膜的一个实施方案的图示。识别装置包含透明膜502，当样品部分104与凹形部分404分离时，该透明膜便层置(layer)于收集器部分206上。透明膜紧密结合在样品部分104的收集器部分206上。在透明膜已被置于卡片之后，新样品可以被恰当地保存在样品部分的生物收集器206上。如果试图去除透明膜，那么收集器部分的一部分会与透明膜一起被去掉，这是直观的，可作为证据推定样品部分104和收集器部分206已经被干扰过。在本发明的一个实施方案中，一旦透明膜从收集器部分206上去除，则其不可以被再应用。
透明膜502可以由薄塑料制成，并且在边缘周围层置有强胶粘剂504。用可移去的非粘性膜覆盖胶粘剂部分，以防止透明膜502粘附于其本身或不期望的表面。透明膜502平放在盒子506的内部，该盒子为识别装置100的凹形部分404的模制部分。盒子506具有延伸到凹形部分404的洞中并毗邻样品部分104的模制珠(molded bead)508。透明膜502的引导边缘(leading edge)510被附着(被合并)到识别装置100的样品部分104，作为制作过程的一部分。覆盖粘接材料504的非粘性涂层的前沿被锚定(被合并)到识别装置100的凹形部分404的塑性体中。识别装置100以任何方式被附着在动物上，收集来自动物的生物样品。当样品部分104在方向105上从识别装置100的凹形部分404移走时，透明膜502被拉出盒子504，因为引导边缘510被附着在样品部分104上。当透明膜502被拉出盒子506时，覆盖胶粘剂504的非粘性部分剥落，因为前沿被锚定在识别装置100的凹形部分404的主体上。当它被拉出盒子506时，盒子的珠状部分508对透明膜502施加压力，使得透明膜502上暴露的胶粘剂504与样品部分104接触，并在收集器部分206边缘四周形成强粘接。透明膜502被全部转移到样品部分104上，并紧紧覆盖收集器部分206。任何从收集器部分206去除透明膜502的尝试都可以显示出干扰的迹象。
图6为识别装置100的另一个实施方案的图示。装置100可以包括标签部分102和样品部分104。在本发明的一个实施方案中，标签部分102和样品部分104主要由耐用塑料或金属制成。样品部分104可以包括生物样品收集材料，以收集来自动物的生物样品，例如血样。在本发明的一个实施方案中，可以相对于标签部分102来放置样品部分104，以使生物样品收集器被放置在接近取样点处。在图6的实施方案中，样品部分104可以至少部分地被标签部分102包围，而且可以在方向105上移开样品部分104。标签部分102可以限定出孔(由孔106表示)，在该孔处动物可以被穿刺以取出血样。
标签部分102和样品部分104可以分别包括匹配动物标识108和动物标识110。另外，它们可以包括相应的机器可读标识(machine readable identification)(例如RFID芯片602和条形码114)，这些机器可读标识可以通过计算机或自动化系统识别。通过在标签部分和样品部分上引入匹配标识，可以将动物标识分配给动物，并且可以将该动物标识与来自动物的生物样品联系起来。使用标签部分102上的RFID芯片，将动物标识传送到计算机或自动化系统是有用的，因为标签部分102上的条形码可以被污物弄模糊，使得在不先清洗标签部分的情况下动物标识难于被自动检测。可以使用任何的或不使用机器可读标识(例如条形码、RFIDs、计算机可识符号或本领域中已知的其它机制)，所述标识用于使动物标识能够通过计算机系统进行自动化确定。
根据本发明的一个实施方案，标签部分102可以包括试剂604和嵌入式生物传感器(imbedded biosensors)606。试剂604可以包括本领域中已知的任何试剂，它们可以被用于诊断动物的健康状况与特性。在本发明的一个实施方案中，试剂604可以与动物的皮肤或排泄物反应，以检测该动物的健康状况或特性。在本发明的另一个实施方案中，试剂604可以包括被配置为指示动物的基因型的试剂，例如基于来自被施用该试剂的动物的生物样品。这使得动物的基因型可以在野外被检测，从而可帮助指导例如动物的照料和饲养，以生产更好的肉制品。也可以引入生物传感器606以检测动物的感染、健康和特性特征。在生产过程期间通过检测器610可以读取特定的生物传感器(例如生物传感器608)，以帮助识别患病动物或收集关于动物的其它数据。
图7A为根据本发明的一个实施方案的施用装置700的图示。施用装置700可以包括用于识别装置的凸形部分402的凸形部分基座(male portion base)702和用于凹形部分404的凹形部分基座(female portion base)704。本发明的一个实施方案中，凹形部分基座704和凸形部分基座702可以构成角度，以使识别装置(参见图13B)更容易地施用于动物耳部。可以以本领域中已知的任何方式将凸形部分402和凹形部分404紧固到其各自的基座上。凸形部分基座702可以包括穿刺装置706，其被设计为可以刺穿耳朵411而产生生物样品。在本发明的一个实施方案中，穿刺装置706可以为一格子的针、单个的针、刀片或可以引起耳411出血的其它任何装置。穿刺装置706可以是凸形部分基座702的组成部分，或者可以以本领域中已知的任何方式连接到凸形部分基座702上(例如机械加工、焊接法(welding)、铆接、螺旋或本领域中已知的其它连接方案)。穿刺装置706可以穿过凸形部分404中的孔(例如图4的孔420)。在本发明的一个实施方案中，凸形部分基座702可以包括插入到凸形部分402的杆406中的锁销。锁销可以是空的，当施用识别装置的时候，可使药或其它物质被导入到动物中。
通过施力于手柄708和手柄710，可以使凸形部分基座702和凹形部分基座704并在一起。当凸形部分基座702和凹形部分基座704被合到一起时，穿刺楔408将通过耳411，进入轴412中并被锁在底座部分中，如结合图4所论述的情况。另外，穿刺装置706将刺穿凹形部分704的106附近的耳711。血液可以汇集在孔106处，直到凸形部分基座702和凹形部分基座704被分开。然后凹形部分104中的样品部分被移走，当样品部分的生物样品收集器被拉动经过孔106中的汇集血液时，该收集器便收集到血样。以这种方式，使用标签，可以将动物标识分配给动物，而且在几乎同一时间，可以从动物收集生物样品。
在本发明的一个实施方案中，标签部分可以保留在动物身上，而生物样品可以被存档。因为是针对动物个体来储存生物样品，所以通过将动物的新生物样品与存档样品比较，可以确定动物的身份。如果对于相应的动物标识，新生物样品与存档生物样品不匹配，则可以表明标签部分被扰动或被改变。
将生物样品与附在动物上的标签部分联系起来的能力使得对动物及其肉制品的识别和追踪变得容易。根据本发明的一个实施方案，使用识别装置，每个动物可以被分配一个动物标识。另外，可以容纳动物的每个场所(例如农场、加工厂或其它任意定义的位置)可以被指定以位置标识(premises identification)。使用将动物标识与位置标识联系起来的数据库，可以将动物与具体的位置联系起来。另外，通过使动物标识与所有者标识联系起来，数据库可以将动物与所有者联系起来。当动物变换所有者和/或场所时，可以更新与该动物的动物标识相关的位置和/或所有者标识。通过追踪每个动物的位置和/或所有者，数据库可以有效地追踪动物在其一生中在整个生产过程中的历程。另外，通过保存动物的生物样品，可以对生产特定肉制品的动物进行收获后(post-harvest)识别，这是基于将肉制品与动物的存档生物样品进行比较来完成的。
图8为根据本发明的一个实施方案用于追踪动物的系统800的图示。在肉制品的生产过程内，动物可以处于各种位置。例如，动物个体可以在农场802，它在那里出生，可以在饲养场804进行准备，在加工/包装厂806进行收获以及在食品店808，销售给终端消费者。本发明的实施方案可以使动物个体在整个生产过程被追踪，包括收获后，而且使各个动物个体可以基于其所有者、位置或其它因素而被联系在一起。
根据本发明的一个实施方案，每个动物可以被分配一个动物标识(由810表示)，例如，通过以耳标签、RFID标签、RFID植入物或其它识别装置的形式，为动物提供识别装置。另外，可以从动物取得生物样品(例如血液、黏液、流体、组织、皮肤或本领域中已知的其它生物样品)。生物样品可以与分配给动物的动物标识联系起来，而且可以被存档在样品存档位置812。在图1-6中，图解说明了装置的实施方案，该装置用于使用识别装置的标签部分对动物分配标识，并且在几乎相同的时间使用识别装置的样品部分从动物得到生物样品。
本发明的实施方案也可以对位置(premises)分配标识。可以任意定义位置，可包括动物可能所处的和/或与其它动物接触的任何地方，例如饲养者、农场、牧场、拍卖场(auction yards)、公共场所(fair ground)、交通工具、生产厂、屠宰场、商店或其它场所。举例来说，农场802、饲养场804、加工厂806及食品店808每个都可以被分配位置ID。另外，每个动物所有者可以被指定一个所有者标识。在本发明的一个实施方案中，通过集中登记处814可以管理动物、位置和所有者标识，以确保每个动物、位置和/或所有者被指定唯一的标识。
基于被保存在数据库816中的动物标识、所有者标识及位置标识之间的联系，本发明的一个实施方案可以追踪整个生产过程中动物的历程。直到收获，基于附在动物上的识别装置(例如标签、RFID植入物或本领域已知的其它识别装置)，可以确定特定动物的独特身份，因此，可以容易地对动物进行从位置到位置，从所有者到所有者的追踪。举例来说，当动物在农场802出生时，动物饲养者可以给动物分配唯一的标识，例如通过将包含唯一的动物标识号的耳标签附着在该动物上。动物饲养员可以将该唯一的动物标识、所有者标识及位置标识传送到数据库816。当动物转移到饲养场104时，饲养场工作人员可以读取来自例如耳标签的动物标识，并将动物标识和饲养场标识发送到数据库816，以更新该动物的位置标识。因此，每当动物改变位置和/或所有者的时候，数据库816都可以被更新以反映这些变化。
在收获之后，唯一的动物标识通常不能从附着在动物上的装置来确定，因为动物尸体或肉制品不可能带着识别装置走。为帮助在收获后识别动物，可以从动物取出生物样品。例如，在农场802的动物饲养员可以在他分配动物标识的同时从动物取出生物样品。该生物样品可以在存档位置812被存档。为识别产生肉制品的动物，例如在基因型鉴定实验室818，将从肉制品取出的生物样品与存档生物样品比较。如果从肉制品取出的生物样品匹配于存档生物样品，则可以确定产生肉制品的动物的身份。
为了减少来自肉制品的样品所必须比较的存档生物样品的数量，在收获位置(例如加工厂806)，动物及其各自肉制品可以被指定一个组标识(groupidentification)。可以使用组标识号来识别被一起收获的家畜的集合。在本发明的一个实施方案中，每组可以被定义为最小的可能生产单元，在那里不会发生动物组分(animal part)的相互混合。收获点工作人员可以将组标识号连同加工厂的位置标识、收获日期以及构成该组的动物的所有个体标识的列表提供给数据库816。在这种情况下，为识别生产肉制品的动物，可以将来自肉制品的生物样品与仅仅那些作为生产肉制品的小组的成员的动物的存档生物样品进行比较。因此，将单独的动物标识与组标识联系起来，可以促进证实已经被污染的肉制品的真实身份的能力。
例如在加工/包装厂，可以实施组标识的应用。在美国，USDA肉类检查机构(USDAMeat Inspection Service)目前要求在美国用于消费而出售的所有收获的肉制品应当被标注USDA检查标记(USDA Inspection Mark)，而且要求在每个包装厂工作的USDA官员应当监测标注过程并对标注过程的确认具有监督责任。除USDA检查标记外，许多包装厂也用具体的批号标注肉制品，这使得在必要时可以追踪并召回被污染的产品。不幸的是，目前的批标注并没有在所有包装厂标准化。而且，目前的USDA标注实践仅允许识别在给定日期生产的一“批(batch)”肉制品，不能够识别组成收获组的单独动物个体。加工/包装厂可以修改批号以配合组标识。
数据库816(例如关系数据库)可以保存动物标识和相关所有者、位置与组标识的记录。另外，数据库116可以包括可追踪动物与具体所有者、位置和组标识发生联系的时间期间的数据。如果在动物的生存期间，发生了生物事件(例如疾病或生物工程剂(bio-engineered agent)的传染)，数据库可以基于动物的动物标识而查找所有者和位置标识。这就对在任何的给定时间期间何人拥有该动物和该动物位于何处提供了指示。从所有者和位置标识，可以使用数据库816查找在重叠的时间期间内与该所有者和位置标识有联系的其它动物标识。以这种方式，可以识别潜在地与患病或受感染动物接触的动物。基于在数据库116中与动物的动物标识有关联的当前位置和/或所有者标识，可以查找到每一个这样的动物。以这种方式，可以查找可能已经感染疾病或者被污染的动物，使对疾病或污染的追踪和封锁变得容易。通过以任意的等级将最初被鉴定为患病或暴露于生物事件的动物隔离，可以重复该过程。
就收获前事件举例，假定在饲养场的动物被鉴定为患有口蹄疫。根据本发明的一个实施方案，受感染动物的动物标识可以从例如附在动物上的耳标签读取。可以任选地将生物样品从受感染的动物中取出，并与相应动物标识的存档样品比较，以确保受感染动物的标识是正确的。基于给定的动物标识可以查询数据库816，以找到受感染动物的起源(例如出生的农场)，受感染动物在其整个生存期所居的场所以及受感染动物改变场所的日期。另外，可以查询数据库816以确定在重叠时间期间内与受感染动物处于相同场所的另外的可疑动物。也可以从数据库116中找到另外的可疑动物居住的位置以及另外的可疑动物当前的位置。然后可以查找可疑动物，并进行检验，以确定它们是否也感染口蹄疫。通过找到能够出现受感染动物的最后共同场所，可以确定爆发的来源和起源。然后可以控制该爆发，并基于爆发的类型和范围采取进一步的行动。
对于肉类供应的污染或掺假(例如对于收获后生物事件而言)，根据数据库816中的数据，与受感染肉制品的同一组标识有关联的各动物个体可以被鉴定。可以在存档处812查找对应于与该组标识有关联的每个动物标识的生物样品。在基因型鉴定实验室818，可以将来自受感染肉制品的DNA图谱与由选择的生物样品产生的DNA图谱比较，以确定产生受污染肉制品的该组中的具体动物。然后基于受感染动物的标识，可以查询数据库816，以查出所有者和位置标识，从而可以重现动物在整个生产过程中的历程。
就收获后事件举例，假定某个城市的公共卫生官员确定在人之间疾病的爆发的共同来源是源于消费了购自该城市数个不同超级市场的牛排。从包装或超级市场记录可以确定牛排的组ID号，而且可以召回受感染组中所有的肉制品。另外，可以查询数据库816，以确定受感染组ID号被建立的日期、时间和位置，以及包括在该受感染组中的动物的名单。可以从受感染肉制品中取出生物样品，将其与该组中的动物的存档样品比较，以确定该组中哪些动物产生了受感染牛排。对于产生受感染牛排的动物，可以查询数据库816以查找受感染动物的起源(例如出生的农场)，受感染动物在其整个生存期居住的位置以及受感染动物改变位置的日期，如上述收获前示例所讨论。此外，可以查询数据库816，以定位可能被感染的另外的动物，如在收获前章节中所述，因此可以实施控制爆发所必需的步骤。
关于磨碎的肉(ground meat)，可能要求更具辩论性的方法。碎肉可以来自多重来源，一个碎肉馅饼可以含有来自多达1000只动物个体的动物组织。在本发明的一个实施方案中，可以将污染产品解离，稀释并植板，以使每孔包含单一来源的细胞聚合物(即，每个孔含有来自单一来源动物的细胞)。可以对这些分离的细胞组群进行基因型鉴定，并与来自动物组的个体的存档样品比较，直到所有来源动物被识别。然后就每个来源动物可以查询数据库816，以确定每个动物所处的位置，以及动物何时处于每个位置。根据此信息，可以识别另外的潜在受感染动物及肉制品，如在收获前章节中所述。
除了识别产生特定肉制品的动物之外，可以使用存档生物样品实现核查目的(audit purpose)。例如，可以将取自生产过程中动物个体的核查样品(auditsample)(例如血液、组织或本领域中已知的其它生物样品)与同附在该动物上的识别装置上的动物标识相关的存档样品比较。如果新样品与相同动物标识的存档样品不匹配，这可以表明，附着在该动物上的识别装置已经被不适当地更改。如果在核查生物样品与存档样品之间存在差异，可以对所述差异进行调查。
在本发明的一个实施方案中，可以基于单核苷酸多态性(SNP)分析，比较新生物样品与存档样品。如本领域普通技术人员所理解，可以使用多个SNP标记来确定从种群中随机选择的个体可以具有与存档生物样品一样的精确的基因型的概率。使用保守的概率匹配率(conservative probability match rate)，为了使核查样品与随机存档样品的匹配概率达到1比98,000,000，则要求有处于中等程度等位基因频率(intermediate allele frequencies)的26至27个标记。如果使用额外的SNP标记，比如30至40个，则在两个动物之间进行识别的精确性将增加。如果基于SNP分析的核查样品与存档样品比较结果匹配，那么核查样品与存档样品收集自相同动物的概率便较高。如果样品不匹配，可以进行调查以解决该差异。应当注意，SNP分析是以示例的方式被提供的，可以使用用于比较生物样品的任何方案。
为了评价系统800风险和鉴定问题范围，根据本发明的一个实施方案，在整个生产过程的不同阶段，可以核查动物及肉制品，检查与其相应的存档样品的身份匹配。对于核查样品与存档样品之间的每一比较而言，有两种结果是可能的要么核查样品以基础概率(underlying probability)与存档样品匹配，即它是相同的动物(概率匹配率(probability match rate))，要么核查样品与存档样品不匹配。可以对与其相应的存档样品基因型不匹配的任何核查样品进行调查。在本发明的一个实施方案中，第一级别调查可以允许当前的所有者纠正错误，方式为通过提交他/她认为将正确地识别存档样品和被发现弄错的核查样品的新核查样品进行检验。如果这些可以容易地一致，则无需进一步的检验。然而，如果样品不能一致，则进行调查以确定错误的可能来源，并且检验适当的样品以确定错配样品的原因。表1列举了可以被识别的个体的数量，给定了错配样品的实际比例。
表1
必须被取样以确保符合要求的个体的数量可以取决于错配家畜或其它动物的数量以及所需置信水平的级别(即可接受的风险级别)。如果很少的个体发生错配，那么为正确估计在整个种群中的错配样品的真正比例，则必须对更大数量的个体进行核查。可以确立风险容限(risk tolerance)，以确定一年中将要进行取样的家畜的数量。假定本发明应用于美国的牛产业，并假定每年对每98,000,000头牛的0.5％的种群进行检查，500,000头牛将被取样并与存档样品比较。因此，每年将对1,000,000个样品进行基因型鉴定(500,000个核查样品和500,000存档样品)。
从符合性核查(compliance audit)的结果可以确定错配样品的估计比例(表2)。如果外推到98,000,000头牛的整个种群，可以在99％的置信水平估计整个牛种群中错配牛的数量。例如，如果错配牛的估计比例为1/100，那么取样500,000头牛将导致在整个牛种群中错配牛的预测数量在944,568和1,015,432之间。
表2
因此，本发明的实施方案可以基于动物标识和生物样品，提供用于追踪动物(牛、家禽、猪或本领域中已知的其它动物)的系统。尽管根据肉类加工业进行了讨论，在其中可以实施动物追踪的任何领域中都可以追踪动物(例如林业、宠物养殖业等)。本发明的实施方案可以任选地包括基于生物样品对指定的动物标识进行核查，以提供更可靠的追踪。
图9为根据本发明的一个实施方案用于识别和追踪动物的系统的图示。在图9中，在生产过程中，动物902从产地的农场802转移到饲养场804，到加工厂806。在加工厂806，动物902可以被转变为肉制品904，并运输到食品店808。举例来说，在识别装置上(例如耳标签906)，动物902可以被分配动物追踪号码(例如动物标识)72456379102345。另外，举例来说，产地农场802可以被分配位置标识12345，饲养场804被分配位置标识12256，加工厂806被分配位置标识14567，食品店806被分配位置标识23409。为简化起见，已将所有者标识省略。
各个位置可以以各种方式将信息提供给数据库816。例如，使用计算机910，农场802可以通过网络908(例如局域网、广域网、全球计算机网络、因特网、无线网络或本领域中已知的其它网络)将数据提供到数据库816。计算机910可以读取来自标签906的条形码或RFID，并依照任何网络通信协议(例如远程登录、FTP上载、HTTP邮寄、专有协议或本领域中已知的其它网络通信方案)可以将动物追踪号码、位置标识和日期提供到数据库816。同样，分别使用计算机912和914，饲养场804和食品店808可以将信息提供到数据库816。另一方面，加工厂806可以将信息提供给管理者916，人工输入到数据库816。例如通过传真机918可以提供该信息。因此，通过各种方法可以将数据传递到数据库816，包括但不限于网络通信或人工输入。
当动物902最初在农场802被分配其动物追踪号码时，由计算机910通过网络908可以将动物追踪号码、位置标识和日期传递到数据库816。可以在数据库816中建立记录920(记录920a-d代表具有标识号码72456379102345的动物在生产过程中在不同地点的记录)，该记录列出了动物标识，该动物被分配该标识的日期以及相关的位置标识。因此，基于来自农场802的输入建立起记录920a。
每次动物改变位置时，记录920可以被更新。当动物902转移到饲养场804时，该记录可以被更新以反映转移的日期和新位置，如在记录920b中所示。同样，当动物902转移到加工厂806时，该记录可以被更新以反映转移的日期和新位置，如在记录920c中所示。当动物902被收获时，收获的日期可以被记录，如在记录920d中所示。另外，在收获时，动物902可以被分配到具有组ID号78639的组中。对于组78639，记录922可以反映出收获的日期、在该组中各个动物的各自的动物标识号以及收获的位置。当肉制品904被运送到食品店808时，可以建立记录924，该记录显示发货日期和肉制品被发送的位置。
当动物902可以通过识别装置906被识别时，如果生物事件发生了，或者动物902感染了接触性传染病，可以查询数据库816，查询对应于动物追踪号码72456379102345的记录920。基于记录920，可以了解动物902所处的地方以及动物902处在每个位置时的日期。通过交叉参考基于位置与日期之间的交集的数据库记录，可以查出与动物902在具体位置潜在接触的其它动物。例如，通过查找包含位置ID 12256和日期2与日期3之间的日期的记录之间的交集，可以鉴别在饲养场804与动物902潜在接触的每个动物。从数据库816也可以确定每个这些另外的动物的曾经居住的位置以及其目前的位置。基于该信息，可以查找这些另外的动物并进行检验，以确定是否它们也被污染或受到感染。通过找到患病或受感染动物的最后的共同位置，可以确定爆发的来源或起源。
在肉类供应有收获后污染或掺假的情况下，基于食品店记录、包装或其它方案，可以确定例如肉制品904的组标识号(例如组ID 78639)。根据组ID 78639，可以访问记录924，以确定肉制品904所处过的任何其它位置。另外，可以访问记录922，以确定属于同一组的其它动物。在这种情况下，根据记录922，可以识别动物902为具有组ID 78639的组的成员。通过比较来自污染肉(例如肉制品904)的DNA样品与该组中的动物所存档的生物样品，可以识别动物902为产生肉制品904的动物。当动物902被识别为产生肉制品904的动物时，可以访问记录920，以确定动物902所处过的位置以及动物902在每个位置的日期。可以识别可能已经与动物902接触的另外的动物，如在收获前章节中所述的。
在上述实施例中，基于数据库记录，可以追踪关于动物和位置的数据。然而，应当理解，可以以任何形式保存数据，例如通过由指针联系在一起的关系数据库中条目(entry)作为文件或索引文件，或根据本领域中已知的任何其它可搜索的数据存储方案。另外的数据也可以被保存，并将其与动物和位置联系起来，例如所有者标识或任何其它任意定义的数据。可以在任何合适的程序设计结构中和/或根据本领域中已知的任何语言保存数据。
因此，可以使用数据库816来随时间追踪关于动物的身份、所有权及位置的信息。数据库816可以提供高度可利用的、安全的计算机系统，用于识别和追踪动物。可以配置公众可得的或专有的软件应用用于数据查询、检索和分析，而且可以实施综合的安全与核查系统，以保护数据的完整性并使结果有效。可以在集中位置配置数据库816，或者可以使数据库816分布在几个位置。数据环境可以是24×7×365全天候可利用的，以便既支持正在进行的数据提交，又可支持用于追踪和识别动物并对生物事件作出反应的查询需要。在本发明的一个实施方案中，数据库816遵循一种高度安全的因特网数据入口的模型。数据库816的授权用户通过因特网电子提交并查询数据。支持中心可以管理所有非网络(例如电话、传真或其它非网络通信)数据提交和查询。数据库816也可以与位于存档点和DNA基因型鉴定实验室的计算机系统交互并支持该计算机系统。
图10为图解用于追踪动物的方法的一个实施方案的流程图。在步骤1002，动物可以被分配标识，例如动物追踪号码。根据本发明的一个实施方案，可以将标识号以携带条形码或RFID的标签的形式附着在动物上。在本发明的另一个实施方案中，可以将动物打烙印，为动物提供植入物，或根据本领域中已知的任何其它动物标识技术提供标识。另外，可以从动物取出生物样品(步骤1004)，可以将该生物样品与动物标识联系起来并存档(步骤1006)。图1图解了用于为动物提供动物标识并收集生物样品的装置的一个实施方案，尽管可以使用用于分配动物标识和收集样品的任何方案。
可以收集动物标识连同所有者标识和位置标识，并将其存储在例如数据库中(步骤1008)。因此，在步骤1002-1008中，动物可以被指定标识，该标识可以与动物的所有者和位置标识相关联。另外，可以从动物收集生物样品并存档。然而，随着时间的逝去，动物可能改变位置或所有者。每次发生这种情况时，可以更新动物的位置和/或所有者数据(步骤1010和步骤1012)。例如，通过扫描与具体动物的动物识别装置相关联的条形码或读取RFID，并将动物标识连同新位置和/或所有者标识发送到数据库而完成这一步骤。
收获后，一般是不能够从识别装置来确定唯一的动物标识的，因为识别装置随着动物尸体或肉制品走是不可能的。因此，在收获地点，可以分配组标识(例如组ID号)(步骤1014)，将动物与肉制品联系起来。可以使用组ID号识别一起被收获的牛(或其它动物)的组。可以在收获的最初点分配组ID号，每个组可以被定义为最小的可能生产单元，在那里不会发生动物组分的相互混合。收获点的工作人员可以将组ID号连同收获发生的位置识别、收获的日期以及组成该组的动物的所有各个动物标识的列表提供到数据库(步骤1016)。将各个动物标识与组ID号联系起来可以使追踪过程的进行变得容易，而且提高了证实已经被污染的肉制品的真正身份的能力。
总言之，本发明的一个实施方案可以包括对动物分配动物标识，收集来自动物的生物样品以及将动物与该动物所处的每个位置联系起来。通过将动物的动物标识与每个位置的位置标识联系起来，可以将动物与每个位置联系起来。另外，本发明的实施方案可以包括通过例如将动物标识与每个所有者的所有者标识联系起来而将该动物与所有者联系起来。也可以将动物与包含一组动物的组联系起来。根据本发明的一个实施方案，动物组可以被定义为不会发生动物组分的相互混合(co-mingling of animal parts)的最小生产单元。应当注意，对动物分配动物标识与收集生物样品可以几乎同时发生，例如使用识别装置，如结合图1所述的装置。
图11图解了用于识别潜在受生物事件或疾病侵袭的动物的方法的一个实施方案。在步骤1102，可以识别暴露于疾病物质(disease agent)或其它有害事件的动物。通过识别动物所处过的每个位置以及该动物在这些位置的时间期间，可以再现动物在生产过程的历程(步骤1104)。在步骤1106，通过交叉参考位置标识和日期，可以识别与在步骤1102所识别的动物潜在接触的动物(即可疑动物)。在步骤1108，可以确定每个可疑动物(或其肉制品)的当前位置(例如从图8的数据库816中)，并可以检验可疑动物和/或肉制品(步骤1110)，以确定它们是否也被感染(步骤1112)。如果可疑动物被感染，则可以将它划分为另外的受感染动物(步骤1114)。同样，如果肉制品被发现受到污染，该肉制品所来自的动物可以被划分为另外的受感染动物。在步骤1116，对每个可疑动物可以重复步骤1108到步骤1114，在步骤1118，对在步骤1112发现的每个另外的受感染动物可以重复步骤1102-1116。通过发现可产生受感染可疑动物的最后的共同位置(commonlocation)，可以确定爆发的来源和起源(步骤1120)，然后基于爆发的类型和范围，可以控制爆发并采取进一步行动(步骤1122)。
因此，本发明的一个实施方案可以包括查找第一动物所处过的每一位置。基于来自动物组的每个动物与每个动物所处过的位置之间的关联，本发明的实施方案也可以包括确定在重叠的时间期间与第一动物位于相同地点的一组动物。换句话说，可以识别动物、位置和时间之间的交集，以确定在特定位置潜在地相互接触的动物。这可以帮助识别潜在地被生物事件、疾病或污染影响的动物，以及帮助确定污染生物事件、疾病或污染的起源，从而可以实施适当的遏制措施。
图12为根据本发明的一个实施方案的流程图，说明了基于收获后污染，用于识别潜在地被生物事件或疾病影响的动物的方法的一个实施方案。在步骤1202，使用本领域中已知的用于检测污染肉制品的任何方案，可以识别污染肉制品。基于污染肉制品，可以确定相应的组标识(步骤1204)，并将该组中的肉制品召回(步骤1206)。可以对被召回肉制品进行检验，以确定是否另外的肉制品被影响。
对于一组肉制品，例如通过查询将组标识与各个动物标识联系起来的数据库，可以确定该组的组成动物(步骤1208)。在步骤1210，可以访问该组中的每个动物的存档生物样品，并将其与受感染肉制品比较，以确定哪个动物产生了感染肉制品。例如，比较可以基于受感染肉制品和存档样品的SNP分析，或本领域中已知的任何其它生物材料分析。应当注意，如果在组中所有生物样品被比较之前，肉制品与生物样品之间的比较产生了匹配，则可以仅将该组的部分生物样品与感染肉制品进行比较。换句话说，一旦发现了具体肉制品的匹配生物样品，则肉制品与生物样品之间的比较可以终止。在本发明的另一个实施方案中，可以将肉制品与每个存档生物样品比较，以识别产生该肉制品的动物。
当对产生感染肉制品的动物进行识别时，可以确定该动物在整个生产过程中的历程(步骤1212)。在本发明的一个实施方案中，可以通过查询数据库来进行这一步骤，该数据库将动物的标识与动物在具体位置和/或为具体所有者所拥有时的日期联系起来。然后可以识别另外的可疑动物和受感染动物，如结合图11所述的。
因此本发明的实施方案可以包括选择肉制品，确定该肉制品与一个组相关，查找与属于该组的一组动物中的每个动物对应的一组生物样品，以及比较该肉制品的分析与至少一部分该组生物样品的分析，以确定该肉制品由特定的动物产生。可替代地，可以将肉制品与任意的生物样品组比较，以确定该肉制品由特定的动物产生。
图13图解了用于核查动物标识的方法的一个实施方案。在步骤1302，可以从被指定动物标识的动物收集生物核查样品。在步骤1304，可以将该核查样品与对应于相同动物标识的存档生物样品比较。可以基于本领域中已知的任何生物样品分析进行该比较，包括但不限于SNP分析。如果核查样品与相同动物标识的存档样品不匹配，如在步骤1306所确定，则可以在步骤1308开始调查，以使这种差异一致。本发明的一个实施方案可以允许当前所有者纠正错误，方式为通过提交他/她认为将可以正确识别存档样品和被发现弄错的核查样品的新核查样品进行检验。如果这些可以容易地得以一致，则无进一步的检验被执行。然而，如果样品不能一致，则对确定错误的可能来源的调查进行鉴定，并对适当的样品进行检验，以确定错配样品的原因。
图14为用于追踪动物的系统1400的一个实施方案的图示。在系统1400中，集中式计算机系统1402可以通过网络908(例如国际互联网络或因特网、无线网络、局域网、万维网、光纤通道网络或本领域已知的其他数据通信网络)接收来自远程计算机的信息，例如来自图9的计算机912。作为举例，集中式计算机系统1402可以包括主处理器1404，总线1406，主存储介质1408，I/O接口1410，图形接口1412，网络接口1414和从存储介质1416。其它装置可以被连接到系统1402或者为系统1402的一部分，作为举例，包括但不限于控制器、显示器、鼠标、键盘等。系统1402可以包括可使用各种协议与另外的网络通信的另外的接口，而且可以包括用于管理功能的接口。
主处理器1404通过总线1406与其它组件通信。该主处理器1404可以是通用处理器、限制性处理器，例如ASIC或微控制器，或其它指令执行机器。主存708(例如RAM、ROM、磁存储或本领域中已知的其它存储介质)可以提供暂时记忆或存储空间，用于主处理器1404上的程序执行。主处理器1404以本领域中已知的任何方式与主存通信。从存储介质1416也可以包括任何计算机可读存储介质，例如硬盘驱动器、CD-ROM、软盘、磁带驱动器、光存储介质、存储器或本领域中已知的其它存储介质。主处理器1404可以与从存储媒体通信，以读取和/或写入/写出存储介质1416。使用网络接口(例如网络接口1414)，通过网络，计算机系统1402可以与其它计算设备(例如用户设备，网络服务器等)通信。通过网络，使用任何公众可利用的或专有的网络通信协议，在主处理器上运行的计算机指令可以访问其它计算机。
在本发明的一个实施方案中，存储介质1416可以存储一组可通过处理器1404执行的计算机指令1420。在执行期间，部分计算机指令1420和数据可以被存储在主存储器1408上，正如本领域普通技术人员所理解的。处理器1404可以执行计算机指令1420，以保存并更新动物标识和相关数据的数据库816。
计算机912同样可以包含主处理器1422(例如CPU、ASIC或本领域中已知的其它处理器)、总线1424、主存储介质1426、I/O接口1428、网络接口1430和从存储介质1432。其它装置可以被连接到系统912或者为系统912的一部分，作为举例，包括但不限于控制器、显示器、鼠标、键盘等。扫描设备1434(例如条形码扫描仪、RFID读卡机或本领域已知的其它扫描设备)通过I/O接口1428被连接到计算机912。计算机912可以包括可使用各种协议与另外的网络通信的另外的接口，而且可以包括用于管理功能的接口。从存储介质1432可以包括可通过主处理器1422执行的计算机指令1436，以收集来自动物识别装置1440的信息，并通过网络908执行与计算机系统1402通信的协议。
工作中，使用例如扫描设备1434，计算机指令1436可以被执行以读取来自识别装置1440的动物标识(例如图9中的动物标识号72456379102345)。计算机指令1436可以通过网络908将动物标识连同例如位置标识(例如饲养场的位置标识12256)传送给计算机系统1402。在计算机系统1402，计算机指令1420可被执行以更新数据库816，从而建立动物标识与位置标识之间的联系。另外，基于由计算机912提供的时间或由计算机系统1402所确定的时间，计算机指令1420可以记录这种联系的时间条目(time entry)。每次该具体动物改变位置时，计算机指令1420可以更新动物标识号72456379102345的联系，以反映新的位置和时间信息。计算机指令1420可以是进一步可执行的，以建立在动物标识与所有者标识之间的联系以及在动物标识与组标识之间的联系。
根据本发明的一个实施方案，计算机指令1420可以查询数据库816，以确定在相同时间位于相同位置的动物。举例来说，计算机指令1420可以被执行以查找与动物标识号72456379102345相关的位置标识。根据图9，这些位置标识可以为12345、12256、14567和23409。另外，计算机指令1420可以确定动物标识号72456379102345与这些位置中的每个位置建立联系的日期。根据该信息，计算机指令1420可以确定在重叠时间期间内与相同位置标识相联系的另外的动物标识，以及与这些另外的动物标识中的每一个相联系的当前位置标识。因此，可以查找与具有标识号码72456379102345的动物潜在接触的动物。同样，可以执行计算机指令1420，以确定另外的动物标识，其与动物标识72456379102345关联相同的组标识和/或所有者标识。以这种方式，可以确定被一起屠宰和/或共同拥有的动物。
在图14的实施例中，可以以数据库格式保存动物标识、位置标识、所有者标识和/或组标识之间的联系。然而，应当注意，可以以本领域中已知的任何数据存储格式存储该信息，而且使用任何合适的程序结构和/或语言可以访问该信息。另外，虽然在图14中被显示在单个存储介质上，计算机指令1420和数据库816可以被分配到多个存储介质中。计算机912和计算机系统1402每个都可以包含独立设备(standalone device)、分布式设备(distributed device)或与其它过程共享组件(例如处理器、存储器、接口、控制器)的设备。
因此，本发明的一个实施方案可以包括一组存储在计算机可读介质上的计算机指令，其可通过处理器执行，以接收第一动物的第一动物标识，并将该第一动物标识与该第一动物所处的每个位置的位置标识联系起来。也可以执行该计算机指令，基于第一动物标识和关联的位置标识确定该第一动物所处的每个位置，以及确定在重叠的时间期间位于相同地点的动物的一组动物标识。另外，可以执行该计算机指令，以确定与组标识和/或所有者标识关联的一组动物标识。
虽然主要是就管理生物事件的情况讨论了动物的识别和追踪，应当注意到，本发明的实施方案可以识别、取样及追踪动物以用于各种目的。除了对生物事件和疾病爆发进行监测、分析、控制和遏制之外，集成的动物识别、取样和追踪程序也可以被用于其它重要的应用，包括亲代和谱系测定、品种测定、遗传改良、动物种系与遗传学保护、增值产品的标记和证实、具有特定性状和遗传潜力的动物的来源分析和选择以及繁殖和克隆策略的管理。
例如，在本发明的一个实施方案中，在数据库中，可以将另外的数据与动物标识联系起来，包括但不限于基因型信息、性状(traits)和生长特性(growthperformance)数据。这可以使得可单独对动物进行有效识别、追踪和分选，对每个动物的基因型和性状或特征进行准确和完整的记录保存，以及使用生长特性数据对每个动物产生经济终端点测定(economic end point determination)。因此，本发明提供了用于分选和追踪动物对象的方法。本发明的一个实施方案可以包括将标识分配给许多动物对象并推断动物对象的性状。例如，可以将标识分配给第一动物对象和第二动物对象。另外，从动物对象的生物样品可以推断第一动物对象和第二动物对象的性状。通过包括鉴定至少一种单核苷酸多态性的核苷酸出现的方法，可以对每个动物对象进行推理，其中所述的核苷酸出现与所述的性状是相关的。本发明的实施方案可以包括基于推断的性状而对第一动物对象和第二动物对象进行分选。本发明的实施方案可以进一步包括使用如结合图1所述的动物识别装置识别第一动物对象和第二动物对象，以及使用数据库或其它数据存储格式，如结合图8所述，追踪该第一动物对象和第二动物对象。然而，在这种情况下，数据库可以进一步包括与具体性状有关的信息，这样，除了位置标识、动物标识、所有者标识和/或其它参数之外，可以通过性状搜索动物。
本发明另一个实施方案包括分配标识和测量第一动物对象和第二动物对象的身体特征，以及基于推断的性状和测量的身体特征分选和追踪该第一动物对象和该第二动物对象。身体特征可以是，例如重量、品种、类型或骨架大小(framesize)，而且可以使用本领域中已知的很多方法进行测量，例如通过使用超声波。可以将身体特征信息存储在数据库或者其它数据存储介质中。
另一方面，本发明提供动物的识别和追踪，所述动物的遗传变异已被分析，而且该遗传性变异将导致产生具有一致的期望特征的动物，例如有效地产生高的瘦肉百分比和低的脂肪百分比的动物。因此，一方面，本发明提供了针对某一性状而对动物进行识别、选择及繁殖的方法。该方法包括从动物候选者的核酸样品推断用于繁殖计划的一组候选动物的性状。通过包括鉴定至少一种单核苷酸多态性(SNP)的核苷酸出现的方法，进行该推断，其中所述的核苷酸出现与所述的性状相关。然后，针对所述性状，从具有期望性状的候选动物的组中选择个体，用于繁殖计划。使用数据库，例如图8的数据库816，可以识别共同具有特定性状的动物，所述数据库可以基于动物标识追踪动物。在本发明的一个实施方案中，通过动物标识可以将遗传样品联系起来。使用例如结合图1所述的识别装置，可以分配动物标识，而且在几乎同时，可以取得遗传样品。
另一方面，本发明提供用于克隆目的的具有特定性状或一系列性状的动物对象的识别和追踪。此方法包括鉴定出在动物对象中至少两种SNP的核苷酸出现，从动物对象分离祖细胞(progenitor cell)，以及从祖细胞产生克隆动物。该方法可以进一步包括在鉴定核苷酸出现(nuleotide occurrences)之前，鉴定动物对象的性状，其中该动物对象具有期望的性状，并且其中所述至少两种SNP影响该性状。
因此，本发明的实施方案可以识别并追踪具有优良性状的动物，该优良性状被非常精确地预测，通过选择，其可以被用于鉴定下一代的亲本。可以将这些方法施加于细胞核或原种繁殖级别(nucleus or elite breeding level)，在这种情况下，改进的性状将随时间推移流入动物的整个种群中，或可以在倍增或基础亲本级别(multiplier or foundation parent level)被实施，以将亲本分选至最为符合遗传所需。本发明的实施方案可以包括识别和追踪动物，以使确定最适宜的雄性和雌性亲本更容易，从而使显性和上位性的遗传组分(genetic component)最大化，由此最大化市场动物中的混种优势(heterosis)及杂种优势(hybrid vigor)。
另一方面，本发明的实施方案提供被诊断健康状态的动物的识别和追踪。此方法包括根据受体的核苷酸样品得出关于受体动物的健康状态的性状的推论。通过鉴定核苷酸样品中单核苷酸多态性(SNP)的至少一种核苷酸出现而得到该推论，其中该核苷酸出现与性状有关。
对于本发明的这一实施方案，对于各个被识别的动物个体，可以被追踪的健康状态为对疾病或传染的抗性，对病原体传染或病原体的散发的敏感性，所述病原体例如大肠杆菌、沙门氏菌、利斯特菌和潜在地对人类致病的其它生物，可以被追踪的状态还可以是免疫状态(immune status)的调控和对抗原的应答，对气胀(bloat)、肝脓肿(liver abscess)或布勒综合症(buller syndrome)的敏感性，先前对感染或寄生虫的暴露，或呼吸或消化组织的健康。
例如，本发明的这一实施方案可以用于，从来自对象动物的核酸样品，识别和追踪具有推断的牛肉特征的牛(即，所述性状是牛肉的特征)。例如可以由本发明的方法追踪的推断牛肉特征包括总体品质(overall quality)、五花肉(marbling)、鲜红色肉产量(red meat yield)、嫩度及类似特征。因此，本发明提供用于识别活牛的方法，所述活牛具有或缺乏可产生很好地肥瘦均匀的牛肉的遗传潜力。这样的信息可以被养牛者用于引导小牛进入特定的繁殖方案(breedingregimen)，满足特定的营销计划的需求。这样的信息也可以被用于识别对繁殖和/或克隆而言属于遗传上优良的候选者的牛。这样的信息也可以被用于识别遗传劣等的牛，以将其筛选出繁殖或克隆计划。本发明的实施方案也可以被用于识别和追踪动物，所述动物已使用推断品种特异性的方法进行了分析。这样的信息对于增值动物产品的品质标记(quality branding)和证实也是有用的。
因此，从动物取出的生物样品可以被用于确定关于动物的很多信息，包括遗传性状。在例如数据库中，性状可以与具体动物联系在一起，该具体动物将动物标识和性状联系起来。通过在数据库中将动物标识与位置和/或所有者标识联系起来，可以在整个生产过程中追踪该具体动物。如果需要具有具体性状(或其它特性)的动物，可以查询数据库，查询具有感兴趣性状的动物。基于性状与动物标识之间的联系，从数据库可以识别出具有该性状的具体动物。基于动物的动物标识和位置标识之间的联系，可以识别出具有感兴趣性状的具体动物的位置。基于随动物而动的识别装置，可在所述位置对动物进行身体上的识别。
尽管在此参考例证性的实施方案，详细描述了本发明，应当理解，这些描述仅仅是作为举例，并不被解释为限制。因此，应当进一步理解，对参考本说明书的本领域普通技术人员而言，在本发明的实施方案在细节上的很多变化以及本发明的另外的实施方案将是显而易见的，而且可以被本领域普通技术人员获得。这里认为，所有这样的变化和另外的实施方案都在本发明的范围之内，如权利要求所要求的。
权利要求
1.追踪动物的方法，包括分配动物标识给第一动物；从所述第一动物收集生物样品；和将所述第一动物与所述第一动物所处的每个位置联系起来。
2.权利要求1所述的方法，其中将所述第一动物与所述第一动物所处的每个位置联系起来进一步包括，将所述动物标识与每个位置的位置标识联系起来。
3.权利要求1所述的方法，进一步包括将所述第一动物与所述第一动物的每个所有者联系起来。
4.权利要求3所述的方法，其中将所述第一动物与所有者联系起来进一步包括，使所述动物标识与每个所有者的所有者标识联系起来。
5.权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述第一动物与该动物所处的每个位置之间的联系，确定所述第一动物所处过的每个位置。
6.权利要求5所述的方法，进一步包括基于来自动物组的每个动物和每个动物所处的位置之间的联系，确定在重叠的时间期间内与所述第一动物处于相同场所的一组动物。
7.权利要求1所述的方法，进一步包括将所述第一动物分配到组中，其中所述组包含一组动物。
8.权利要求7所述的方法，其中组包含最小的生产单位，其中不会发生动物组分的互混。
9.权利要求7所述的方法，进一步包括识别肉制品；确定所述肉制品与所述第一动物所属的组联系在一起；查找对应于属于所述组的动物集合中的每个动物的一组生物样品；将所述肉制品的分析与所述生物样品组的至少一部分样品的分析进行比较，以确定所述第一动物产生所述肉制品。
10.权利要求9所述的方法，进一步包括基于所述第一动物与该动物所处的每个位置之间的联系，确定所述第一动物所处过的每个位置。
11.权利要求1所述的方法，进一步包括识别肉制品；将所述肉制品与一组存档生物样品进行比较，以确定所述第一动物产生了所述肉制品。
12.权利要求1所述的方法，其中分配动物标识与收集生物样品发生在大约相同的时间。
13.包含存储在计算机可读介质上的一组计算机指令的设备，所述计算机指令可通过计算机处理器被执行以接收第一动物的第一动物标识；和将所述第一动物标识与所述第一动物所处的每个位置的位置标识联系起来。
14.权利要求13所述的设备，其中该组计算机指令进一步被执行，将所述第一动物标识与所述第一动物的每个所有者的所有者标识联系起来。
15.权利要求13所述的设备，其中所述计算机指令进一步被执行，基于所述第一动物标识和关联的位置标识来确定所述第一动物所处过的每个位置。
16.权利要求15所述的设备，其中所述计算机指令进一步被执行以确定一组动物标识，其中该组动物标识中的每一个动物标识和所述的第一动物标识在重叠的时间期间内，与至少一个共同的位置标识相联系。
17.权利要求16所述的设备，其中该组动物标识中的每一个动物标识对应于在所述重叠的时间期间与所述的第一动物处于相同位置的动物。
18.权利要求17所述的设备，其中所述计算机指令进一步被执行，以确定与该组动物标识中的每一个动物标识相关联的当前位置标识。
19.权利要求13所述的设备，其中所述计算机指令进一步被执行，以将包括所述第一动物标识的第一组动物标识与表示组的组标识联系起来。
20.权利要求19所述的设备，其中所述计算机指令进一步被执行以接收所述组标识；和确定所述组的每一个动物标识。
21.权利要求20所述的设备，其中所述计算机指令进一步被执行，基于所述第一动物标识和相关联的位置标识来确定所述第一动物所处过的每个位置。
22.权利要求21所述的设备，其中所述计算机指令进一步被执行以确定第二组动物标识，其中所述第二组动物标识中的每一个动物标识与所述第一动物标识在重叠的时间期间内，与至少一个共同的位置标识相联系。
23.用于识别动物的装置，包括标签部分，其用于附着在动物上；和样品部分，其与所述标签部分可分离地结合，所述样品部分进一步包含生物样品收集器以收集来自所述动物的生物样品。
24.权利要求23所述的装置，其中所述标签部分进一步包含凸形部分；凹形部分。
25.权利要求24所述的装置，其中所述凸形部分限定了第一孔，通过所述第一孔，穿刺装置可以刺穿动物而产生血样；和所述凹形部分限定了第二孔，通过所述第二孔，所述血样可以与所述样品部分接触。
26.权利要求25所述的装置，其中所述样品部分被至少部分地包围在所述凹形部分中，并且其中所述生物样品收集器接近于所述第二孔。
27.权利要求26所述的装置，其中所述样品部分被放置为，当所述样品部分与所述凹形部分分离时，允许所述生物样品收集器经过所述第二孔而被拉出，从而收集到血样。
28.权利要求25所述的装置，其中所述凸形部分进一步包括接近所述第一孔的凸起区，从而当所述识别装置被附着到动物上时，增加所述动物与所述凹形部分之间的接触。
29.权利要求28所述的装置，其中所述凹形部分进一步包括凹入区，所述凹入区被构形为接收所述凸起区，从而当所述识别装置被附着到动物上时，增加所述动物与所述凹形部分之间的接触。
30.权利要求23所述的装置，其中所述标签部分限定了孔。
31.权利要求30所述的装置，其中所述孔被构造为，当所述标签部分附着在动物上时允许血液接触所述样品部分。
32.权利要求31所述的装置，其中所述样品部分被放置为，当所述样品部分与所述标签部分分离时，允许所述生物样品收集器经过所述孔而被拉出，从而收集到血样。
33.权利要求23所述的装置，其中所述样品部分和所述标签部分进一步包含相应的动物标识。
34.权利要求33所述的装置，其中所述标签部分进一步包含机器可读动物标识。
35.权利要求23所述的装置，其中所述生物样品收集器进一步包含FTA纸。
36.权利要求23所述的装置，其中所述标签部分被构造为，当所述标签部分附着在动物上时允许血液与所述样品部分接触。
37.权利要求23所述的装置，其中所述样品部分被构造为，当所述样品部分与所述标签部分分离时，可收集到血样。
38.权利要求23所述的装置，进一步包含结合到所述样品部分的膜。
39.权利要求38所述的装置，其中；所述膜被构造为，在所述生物样品被收集的大约相同时间覆盖生物样品收集器。
40.权利要求23所述的装置，进一步包含用于穿刺组织的单个针或一格针。
41.追踪动物的方法，包括分配动物标识给动物；收集来自所述动物的生物样品，并将所述生物样品与所述动物标识联系起来；和将所述动物标识与至少一个位置标识联系起来。
42.权利要求41所述的方法，进一步包括基于所述生物样品，确定所述动物的性状。
43.权利要求42所述的方法，进一步包括将所述性状与所述动物标识联系起来。
44.权利要求43所述的方法，进一步包括基于所述性状与所述动物标识之间的联系，识别具有所述性状的动物；基于所述动物的动物标识和具体的位置标识之间的联系，查找所述动物的位置。
45.权利要求42所述的方法，进一步包括；在与分配所述动物标识大约相同的时间，收集生物样品；和由所述生物样品确定所述性状。
全文摘要
用于追踪动物的装置和方法。更具体而言，本发明的实施方案提供追踪动物的方法，其包括分配动物标识(110)给第一动物，从第一动物收集生物样品以及使第一动物与该第一动物所处的每个位置联系起来。本发明进一步提供识别装置(100)，其包括标签部分(102)和样品部分(104)。以本领域中已知的任何方法，标签部分可以被构造成可以附着在动物上。样品部分可以可分开地与标签部分结合，而且可以包括生物收集器(208)，该收集器可以收集来自动物的生物样品。
文档编号G09F3/00GK1867249SQ200480030263
公开日2006年11月22日 申请日期2004年8月27日 优先权日2003年9月4日
发明者D·凡廷, S·贝茨, B·弗兹, S·K·丹尼斯, T·霍尔姆 申请人:Mmi基因组公司