用于计划和排序自动化测试程序的系统和方法与流程

用于计划和排序自动化测试程序的系统和方法
[0001]
优先权本申请根据35 usc
ꢀ§ꢀ
119要求2018年1月12日提交的美国临时专利申请序列号62/617,163和2018年4月25日提交的美国临时专利申请序列号62/662,592的优先权的权益。这些申请中的每一个通过引用以其整体并入本文并且用于所有目的。
[0002]
公开领域本公开涉及体外诊断装置、系统和方法，特别是微生物诊断装置。本文所述的系统和方法可以涉及微生物样品的自动化孵育和处理。
[0003]
背景抗微生物剂已经改变了医学实践，使得曾经的致死感染更容易治疗并挽救数百万人的生命。已经证明快速施用抗微生物剂降低死亡率，尤其是在严重感染(如败血症)中。在这些严重的情况下，最常使用高效、广谱的抗微生物剂，因为关于生物体(例如，物种)的信息通常是未知的。这些广谱抗微生物剂可能具有严重的副作用，引起器官损伤、延长恢复和住院，并且在一些情况下增加死亡率。此外，抗微生物剂的过度使用已经引起抗微生物剂抗性生物体的增多，这已经成为对公共健康的严重且日益增长的威胁。越来越多的证据表明，通过使用靶向抗微生物剂疗法，可以降低(例如，最小化)患者死亡率，可以缩短恢复，并且医院可以在患者住院和昂贵抗微生物剂的使用最小化两方面省钱。
[0004]
然而，通常在取样后2-3天传递靶向抗微生物疗法通常所需的完整信息。目前的抗微生物剂敏感性测试(ast)可能需要超过8小时来确定和传递相关和有用的信息，其通常不足以提供同一天的结果。因为许多临床实验室按12小时轮班操作，这意味着可操作的ast信息直到第二天之前对于开处方者是不可用的。
[0005]
一些系统通过将患者样品暴露于一组抗微生物剂稀释系列并测量其随时间的生长来执行患者样品的表型ast测试。生长可以通过测量溶液浊度或由微生物代谢触发的染料的荧光来间接地和最经常地通过光学测量。通过定量比较光学信号，这些系统确定成功抑制测试微生物生长的每种抗微生物剂的稀释系列中的最低浓度。该值(称为最小抑制浓度(mic))通常被临床医生用来确定最有效的抗微生物剂和剂量，即，以递送靶向抗微生物剂疗法。此外，可以与mic一起或替代mic来报告敏感(s)、中间(i)或抗性(r)的定性敏感性结果(qsr)。
[0006]
为了得到mic和qsr结果，将给定微生物在标准化营养肉汤(例如muller hinton肉汤)中的生长与其在多个抗微生物剂稀释条件(例如，跨2x稀释系列)中的生长进行比较。手动地，生长通常仅在16-24小时后测量一次，如clinical & laboratory standards institute (clsi)所定义。如前所述，一些自动化系统通过定期(例如20分钟)探询每个测试孔中的微生物生长来缩短该时间。该过程可能冗长，并且通常不是由技术人员执行。然后使用专有算法分析生长曲线，所述专有算法包括生长曲线的绝对值、孔之间的相对值、速率、积分等的分析。
[0007]
历史上，与其中自动化和新的测定开发已减少了从样品到结果的时间的临床化学和血液学领域相比，微生物学临床实验室中的自动化滞后。在过去的30年中已经开发了三
种主要的商业自动化ast系统；所有这些都被设计成使通常由高度训练的技术人员完成的操作自动化。这些自动化系统执行的操作表面上类似于在免疫测定、核酸测试、细胞学等领域中开发的自动化系统执行的操作(例如，样品孵育、流体处理等)。然而，表型ast应用要求这些操作在通常与现有的自动化装置的设计限度不相容的条件下进行。
[0008]
概述本公开提供了用于使自动化ast系统中的工艺流程流线化、使通量最大化并且使到结果的时间最小化的系统和方法。
[0009]
在一方面，本公开涉及自动化ast系统，其包括两部分：第一部分，其被配置为执行递归操作(例如，孵育样品，直到其中的微生物生长足以执行ast测试序列)；以及第二部分，其与第一部分空间上分离并且被配置为对ast盒执行固定的操作序列(例如，ast测试序列)。所述系统可以包括用于在所述第一部分和第二部分之间移动ast盒的组件，例如在系统的第一部分和第二部分竖直分离的那些情况下的升降器；或者对于水平分离的系统，在两端的培养箱开口，每个开口可以从系统的一部分进入(例如，第一开口可以从系统的第一部分进入，第二开口可以从系统的第二部分进入)。在一些实施方案中，所述系统包括用于在所述培养箱组件和用于测量光学信号的组件之间移动ast盒的台架和效应器臂。
[0010]
继续本发明的该方面，在一些实施方案中，递归操作评估ast盒的至少一个孔中的微生物生长，直到达到微生物生长的预定的水平。该操作可以包括(a)在适合微生物生长的条件下在培养箱组件中孵育所述ast盒，和(b)测量所述ast盒的至少一个孔中与微生物生长相关的光学信号。在这些情况下，所述自动化系统任选地包括具有在第三轴上操作的可伸展大浅盘的两轴平台或具有效应器的臂，用于在所述培养箱组件和用于测量所述光学信号的组件之间移动所述ast盒。在一些情况下，所述固定的操作序列包含将多个孔的每个孔中的微生物与表面结合试剂接触，并且将所述微生物与未结合的表面结合试剂分离。在这些情况的子集中，对于不同的ast盒或在单独ast盒内的不同区域，所述固定的操作序列不同。
[0011]
在另一方面，本公开涉及执行抗微生物剂敏感性测试(ast)序列的方法，所述方法包括：将多个ast盒插入自动化ast系统中，然后在适合微生物生长的条件下，将所述多个ast盒孵育第一预定的间隔；递归地评估每个ast盒的至少一个孔中微生物生长的水平(例如借助于代谢测定和/或光学测量)，直到微生物生长的水平超过预定的阈值，然后释放所述ast盒；将从所述递归评估步骤释放的一个或多个ast盒分组到多板批次的ast盒中；以及利用受限访问资源使所述多板批次的ast盒经受确定性处理序列，所述受限访问资源任选地是离心机、流体处理站或光学信号测量站。在一些情况下，对于所述多板批次的ast盒中的每个ast盒中的多个孔，所述确定性处理序列包含：使所述孔中的微生物与包含表面结合试剂的溶液接触；将所述微生物与包含所述表面结合试剂的溶液分离；在不包含所述表面结合试剂的溶液中冲洗所述微生物至少一次；评估存在于所述孔中的表面结合试剂的水平；以及对于每个ast盒，基于存在于所述ast盒的不同孔中的表面结合试剂的比较，确定在所述ast盒的所述多个孔中以不同量存在的抗微生物剂的定性敏感性结果(qsr)或最小抑制浓度(mic)中的至少一个并且将所述qsr或mic报告给所述自动化ast系统的用户。在一些情况下，递归地评估每个ast盒的至少一个孔中微生物生长的水平的步骤包括孵育未释放到所述多板批次的ast盒中的每个ast盒达第二预定的间隔，所述第二预定的间隔比所述第
一预定的间隔更短。将所述微生物与包含所述表面结合试剂的溶液分离的步骤可以包括在离心机中离心所述ast盒。在一些情况下，由所述访问受限资源执行的操作要求将偶数的ast盒负载到所述访问受限资源中，并且任选地，所述访问受限资源负载有第一多板批次和第二多板批次，所述第一多板批次和第二多板批次处于所述确定性处理序列的不同阶段。
[0012]
继续本公开的该方面，在一些实施方案中，所述确定性处理序列被组织为多个操作周期，并且其中根据管线序列，在所述确定性处理序列期间，将多板批次移入和移出所述访问受限资源，所述管线序列使在其中所述访问受限资源空闲的所述确定性处理序列期间的操作周期的数量最小化。在一些情况下，例如，基于所述管线序列并且任选地基于来自批次聚合器管线序列的输入，确定性处理序列器控制新的多板批次进入所述确定性处理序列的速率。在这些实施方案中，所述确定性处理序列可以分成多个子序列，当多个多板批次在所述确定性处理序列中运行时，每个子序列任选地包括在仪器的相同的站上并行执行的一个或多个任务。或者，可以实施所述方法，使得对于单个多板批次，所述子序列不同时执行。
[0013]
在根据本公开的该方面的一些实施方案中，基于由所述自动化ast系统正在处理的盒的数目，在所述批次经受所述确定性处理序列之前，限定所述多板批次的ast盒的尺寸，并且其中最大批次尺寸从一个板到多个(例如2、4、6、8、10、12个)板增加。一些实施方案通过以下的一个或多个来表征：所述受限访问资源是离心机，其尺寸能一次离心多达6、10、12、14或16个ast盒；在孵育所述多个ast盒和递归地评估微生物生长的水平的步骤期间，将所述多个ast盒分组为单个板批次；插入所述多个ast盒的步骤包括以每12分钟多达4个板的速率将至少ast盒插入所述自动化ast系统中；和/或在将ast盒插入到所述系统中的步骤和对于相同的ast盒，将所述qsr或mic报告给所述自动化ast系统的用户的步骤之间平均流逝不多于8小时，或者不多于6小时。
[0014]
附图简述图1描述根据本公开的实施方案的示例性工艺流程。
[0015]
图2描述根据本公开的实施方案的示例性工艺流程。
[0016]
图3描述根据本公开的某些实施方案的由批次聚合器进行的样品排队和再排队。
[0017]
图4描述根据本公开的实施方案的示例性工艺流程。
[0018]
图5描述根据本公开的一些实施方案的示例性工艺流程。
[0019]
图6a、6b、6c和6d描述根据本公开的示例性自动化ast系统。
[0020]
图7描述用于自动化ast系统的最优计划的工作流程。
[0021]
图8描述用于自动化ast系统的最优计划的工作流程。
[0022]
详细描述概述在整个本公开中，提到样品、系列和作业。术语样品是指以任何合适的形式由本公开的系统或方法处理的任何样品，所述形式包括多孔板或筒形式。术语系列是指由本公开的系统对单独样品执行的过程步骤的序列。单独样品的每组系列称为作业。还提到样品板、ast面板、ast盒和/或ast筒。这些术语可以互换使用，以指用患者样品接种并根据以下公开内容的各种实施方案由自动化ast系统处理的多孔容器。
[0023]
selux diagnostics (boston, mass.)最近已经开发了自动化ast系统，其可以基于一种或多种终点测定而不是目前可得的商业系统所使用的生长曲线产生快速表型ast结
果。这些系统的操作描述于vacic等人的美国专利号10,161,948中，其通过引用并入本文。在临床实验室中实施这样的系统的一个挑战涉及确定性操作(例如，以固定序列和/或在确定的时间执行的培养基交换、光学探询等操作)与非确定性和/或递归操作(例如，对于充分的微生物生长的检查点)的集成。
[0024]
参考图1，在一些实施方案中，根据本公开的单个工艺流程可以在逻辑上分为由判定点120分离的非确定性子过程110 (作业a)和确定性子过程130 (作业b)的组。在一些情况下，工艺流程包含多个并行的非确定性过程110a-110n和多个并行的确定性过程130a-130n，每个过程由多个相应的判定点120a-120n分离。或者，根据本公开的工艺流程可以包含非确定性过程(作业a) 111、判定点121和可以在判定点121之后执行的多个操作131、132、133。工艺流程可以在单独样品上执行，或者可以在判定点的任一侧分批执行。
[0025]
参考图2，在根据本公开的一种类型的工作流程中，将样品负载到装置210 (例如，抗微生物剂敏感性测试系统，如下面描述的那些)中。获得样品的数量220，并且将样品序列地排队或者分批计划用于非确定性子过程(作业a)，并且存储在数据结构(例如，阵列、列表)中。在运行作业a 230并经过判定点240 (例如，测试中的样品的光学探询)之后，样品队列可以基于它们准备从当前操作释放的准备状态来分类，或者再排队250到作业a 230，或者释放到确定性子过程260。在产生释放样品的列表之后，将样品放置到最佳批次270中，并计划280用于作业b 290。在完成确定性子过程之后，报告分析的结果300。
[0026]
在本文所述的工作流程中，可以在过程的任何非确定性部分之后将样品排队。在给定的周期(例如，每2、5、10、20、30、60分钟，或每1、2、3、4、5、6、7、8小时)，基于过程需要，将样品的批次从队列释放到过程的确定性部分中。
[0027]
如果子过程的非确定性序列跟随确定性序列，则将批次再次分开成单独样品(或最逻辑的批次)，并且可以通过非确定性序列独立地处理。可以继续制作和分开用于过程的确定性和非确定性部分的批次的该流程，直到对于所有样品完成该过程。
[0028]
计划可以基于一个或多个作业车间优化算法来执行，所述算法例如但不限于最短处理时间、最短空闲时间、启发式规则等。类似地，对于多个样品，可以并行执行作业a。在这种情况下，第一计划将在开始作业a之前发生，其中最佳批次由计划算法和系统设计确定。在每个判定点，对样品列表分类并附加新的样品。准备释放的样品在作业b队列中被分批和计划。
[0029]
图3中的实例流程图描述本文所述的示例性计划过程。在t=0时，将多个板(例如，10个板)负载到系统中。在该实例中，在判定点之后，在t=t时，确定样品s2、s5、s6和s3准备好用于下一作业，而样品s4、s1和s10将在t=t+1时准备好(或预期准备好)，并且样品s7、s9和s8将在t=t+2时准备好(或预期准备好)。批次聚合器将释放第一组板并为作业b计划它们，而第2组和第3组将返回到初始队列。如果将另外的板(例如，s11、s12、s13和s14)加入到系统中，则新的队列将看起来像(s4、s1、s10、s7、s9、s8、s11、s12、s13、s14)。在下一判定点，基于获得的s11、s12、s13和s14等的信息，可以发生另一再排队。
[0030]
图4显示具有由时间依赖性检查点门控的非确定性前半部分的一般测定。在检查点之后，样品被重新分批、最优计划并发送用于处理。图5说明基于表面结合终点测定的抗微生物剂敏感性测定的实例，在表面结合终点测定之前的是充分的生长检查和代谢测定。充分的生长测定允许细菌和抗生素的无指示剂染料孵育，类似于手动肉汤微量稀释测定。
染料的不存在允许所述染料对细菌生长(即代谢)的干扰降低(例如，最小)。只有少数对照孔可以含有用于监控细菌生长的染料。在另一实施方案中，可以使用吸光度、前向或向后光散射或细菌自身荧光来无染料地测量生长。这部分测定在板负载时是非确定性的，并且对应于图1-4中的作业a。该过程可以是序列的，或者如果硬件允许的话，可以使用一些逻辑批处理。一旦实现了充分的生长，就可以将板在一组新的逻辑批次中分批，并重新计划以允许最佳的通量。
[0031]
即使当实施了如上所述的通量优化步骤时，本领域技术人员将理解，由于物理系统约束以及其他因素，在任何过程中都可能出现瓶颈。例如，在如上所述的自动化ast过程中，被重新分批的样品可能占据仪器的孵育站，限制了通过相同的站对另外的筒的处理。由于在台架和基于非确定性操作移动样品的夹具臂之间的物理干扰的可能性，也可能发生瓶颈。减少这样的瓶颈的一种机制是物理地分离确定性和非确定性操作，例如通过将这些操作中涉及的站放置在仪器的不同侧或水平上。部件的竖直分层可能是特别有利的，因为竖直分层仪器将比未分层的仪器占据更少的占地面积，并且占地面积在许多临床实验室中是奇缺的。
[0032]
图6显示自动化ast系统的一个实例，其在实施本文描述的一个或多个计划方法的同时分离ast样品序列的不同操作。例如，样品计划方法可以包括基于在图5中描述的实例工作流程的子过程的确定性和非确定性序列两者。将系统600分成两个子系统或区域(例如，底板)：上底板610 (其包括专用于处理工作流程的非确定性部分的站)和下底板650 (其包括专用于处理工作流程的确定性部分的站)。系统600可以包括样品负载区620，在所述区中操作者插入新的样品用于处理。在一些情况下，操作者可以将一个或多个孔板、托盘或筒负载到系统中。上底板610可以包括具有末端效应器(例如，夹具)的台架625、光学读取器630、一个或多个培养箱(例如，振荡培养箱) 615以及流体处理站或系统605。一旦在非确定性子过程中实现了充分的生长，就可以将板在批次中排队(例如，分批用于更好(例如，更有效)的排序和通量)，并将它们发送到下底板用于处理。在一些情况下，可以使用升降器640 (例如，竖直机器人装置)将板送至下底板，升降器可以用作在两个底板上的两个子系统之间的握手或同步工具。条件1和批次聚合器(在图5中描述的)之间的部分测定可以在任一底板上进行。在一些情况下，由于另外的孵育，将该部分的测定分配至上底板可以是更加空间有效的，并且可以减少在下底板上从培养箱重复引入和移除样品。在一些情况下，例如在空间不是问题的情况下，可以将该部分的测定分配到下底板。在一些情况下，升降器640的控制可以分配给运行更复杂过程的底板(例如，底部底板)。这允许控制该底板的进板速率，以允许该底板的最优稳态批处理(例如，最高通量)，并因此允许整个系统的最优稳态批处理。
[0033]
下底板650被配置为以有效的(例如，最佳的)批次对板分组，并且可以包括具有末端效应器/夹具的台架655、混合器和射流站660、光学读取器665、样品分离站670 (例如，离心机)。系统600还包括流体存储680和废料容器690。在一些情况下，可以加入用于将板保持在其它站之间的等待站655作为缓冲器，以允许更好地利用那些站(例如，具有夹具的台架、混合器等)。
[0034]
批次尺寸是一个变量，其可能特别可用于优化处理序列，用于充分利用有限容量的资源(例如离心机)。图7和8显示用于基于离心的处理序列的实例计划序列。图7说明4个
板的批次的优化的计划，需要具有8个板容量的离心机。图8说明使用2个板的批次优化的相同序列，需要仅具有6个板容量的离心机以实现相同的总通量。虽然不希望受任何理论的约束，但据信因为图8的优化的序列中的离心机具有一次处理多达三个批次的能力，所以管线操作的效果比它们在其中离心机(或其它访问受限系统资源)携带较少批次的另一系统中可能的效果更显著。另外，并且同样不希望受任何理论的约束，本领域技术人员将理解，在图5中描述的工作流程包括三个离心步骤，并且通过利用具有至少三个批次的容量的离心机，可能有可能在过程的所有三个阶段以高度管线方式处理批次，改进离心机的利用(定义为操作时间除以总系统时间)。技术人员还将理解，最佳批次尺寸受若干因素影响，包括访问受限资源(例如，离心机)的容量，以及其它子系统的处理时间，基于自动化终点的ast系统和方法本文所述的系统和方法可以涉及用于执行多个测定测试序列的自动化快速抗微生物剂敏感性测试系统，其中测试系统可以被配置为至少：接收负载的测试板；将负载的测试板移动到孵育组件；在孵育组件中孵育并搅动测试板内的接种的样品；至少一次、定期测量测试板的多个对照孔中的样品生长的量；响应于确定对照孔中的生长水平满足或超过生长的阈值水平，停止孵育；对测试板中的孵育的样品执行一个或多个终点测定；测量从所述终点测定获得的来自测试板的所述多个孔中的样品的一个或多个光学输出，所述光学输出对应于保留在所述多个孔中的每一个中的微生物的量；以及报告以下中的至少一种：保留在每个所述多个孔和多种抗微生物剂中的微生物的最小抑制浓度和/或定性敏感性解释。
[0035]
例如，在一些实施方案中，可以将待测试的样品接种到测试面板(例如，筒(例如，测试托盘(例如，孔板(例如，微孔板(例如，96或384微孔板(例如，微量滴定板))))))。在一些情况下，将筒负载到系统中，然后可以基本上自动化处理而无需人为交互(例如，使用机器人技术)，直到过程结束。过程结果可以例如在显示屏上报告并与实验室信息系统(lis)联通。另外，每个筒可以由条形码或其它独特标记(例如，激光雕刻、直接部件标记、rfid或其它标记/识别)独特地限定，所述条形码或其它独特标记可以由用户在负载之前扫描或由系统自动化扫描以识别筒和其中待测试的样品。另外，一个ast面板(例如微孔板(例如96或384微孔板))可以含有2个或更多个临床样品(例如多重面板)。
[0036]
在一些实施方案中，筒可以包括多个测试筒室(例如孔)，各自含有液体或干燥形式的抗微生物剂。在一些情况下，每个孔可以含有不同的抗微生物剂类型和/或浓度。在一些情况下，在将筒负载到系统中之前，筒可以在孔中具有干燥的抗微生物剂。在一些情况下，筒可以具有悬浮在培养基(例如，流体，诸如营养肉汤，例如mueller hinton 肉汤)中的抗微生物剂。在一些情况下，筒可以具有抗微生物剂膜形式的抗微生物剂。在一些情况下，筒可以具有固体形式的抗微生物剂。筒可以接种含有微生物的样品并负载到快速ast诊断装置中。本文所述的微生物可以衍生自生物样品。在一些实施方案中，生物样品衍生自临床样品(例如，其可以源自患者样品)。生物样品的实例可以包括全血、血浆、血清、痰、尿、粪便、白细胞、红细胞、血沉棕黄层、泪液、粘液、唾液、精液、阴道液、淋巴液、羊水、脊髓液或脑脊液、腹膜渗出液、胸膜渗出液、渗出液、点状物(punctates)、上皮涂片、活检、骨髓样品、来自囊肿或脓肿的液体、滑液、玻璃体液或房水、洗眼液或抽吸液、支气管肺泡灌洗液、支气管灌洗液或肺灌洗液、肺抽吸液以及器官和组织(包括但不限于肝、脾、肾、肺、肠、脑、心脏、肌肉、胰腺等)、拭子(包括但不限于伤口拭子、口腔拭子、喉拭子、鼻拭子、阴道拭子、尿道拭
子、宫颈拭子、直肠拭子、病变拭子、脓肿拭子、鼻咽拭子等)及其任何组合。还包括细菌培养物或细菌分离物、真菌培养物或真菌分离物。在一些情况下，可以在微生物接种之前执行一个或多个稀释、分离和/或培养步骤。
[0037]
在一些实施方案中，在负载自动化ast系统之前，可以将筒预热到对应于期望的孵育温度的温度。在一些情况下，预热可能是有用的，因为标准空气对流培养箱通常需要30-60分钟来将测试板带至期望的工作温度。预热可能特别可用于与本文所述的系统和方法一起使用，用于执行快速ast，因为典型的期望的孵育时间低于8小时，并且在大多数情况下低于7小时、低于6小时、低于5小时、低于4小时或低于3小时。在一些实施方案中，在预热筒后，在一种或多种抗微生物剂存在下，微生物的孵育在30分钟内发生。
[0038]
在一些实施方案中，可以将筒中的多个含有液体的孔预热至约30℃至约40℃的温度。在一些实施方案中，预热可以基本上均匀地加热筒的孔。在一些实施方案中，基本上均匀加热孔可以包括加热筒，使得筒上的最高温度孔和筒上的最低温度孔之间的百分比温差小于约5%。也就是说，在一些实施方案中，跨筒(例如，孔之间)的温度变化小于约5%。在一些情况下，通过向筒中加入至少一种温度为至少约25℃的流体来预热筒。
[0039]
在一些实施方案中，可以将筒预热小于约15分钟。在一些情况下，将筒预热约1分钟、约2分钟、约5分钟、约10分钟或约15分钟。在一些实施方案中，通过辐射加热、传导加热和/或对流加热中的至少一种来预热筒。例如，辐射加热可以包括红外辐射加热。在一些实例中，可以通过传导和对流加热来预热筒。例如，至少一个加热表面可以执行传导和对流加热。在一些实施方案中，可以通过辐射加热以及传导和对流加热两者来预热筒。在一些实施方案中，筒不是仅通过对流加热来预热。
[0040]
在一些实施方案中，本文的系统和方法提供了快速ast从技术人员对接种筒的负载到结果(例如，最小抑制浓度和clsi断点解释)的自动化。在一些情况下，筒由技术人员负载，并且生物体识别(id)信息(例如，物种)诸如金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus)可以输入或者可以通过系统的软件接口自动化获得。采用这种方式，可以利用使用其它方法获得的id信息，所述其它方法例如质谱法(例如maldi-tof)、基于核酸杂交的检测(例如荧光原位杂交或fish)和/或多重聚合酶链反应(pcr)测试。在一些情况下，具有比色染料和荧光染料的筒可以用于微生物id，本领域技术人员称为生物化学测试。
[0041]
在一些实施方案中，本文所述的系统可以孵育筒，并且在将筒负载到系统中之后限定的时间段(例如，至少2小时)之后，在单个时间点或定期探询生长检查孔以执行检查点测定。一旦检测到生长检查孔中的样品的充分生长，本文所述的系统就可以开始终点测定。检查点测定通常涉及生长(使用营养肉汤中的微生物)至无生长(使用其中不含微生物的营养肉汤)和/或"及时冷冻" (fit)对照(相对于另一个具有在非营养培养基(如盐水)中的微生物的对照孔，测量生长或无生长对照孔)的直接(例如吸光度、浊度法)或间接光学测量(例如代谢染料的荧光读出)。间接测量可以包括孔的荧光测量，其中报道物可以是通过微生物代谢转化为荧光形式的氧化还原染料(例如刃天青)。在这样的情况下，存在于孔中的微生物越多，则转化为荧光形式的染料的量越大，因此测量到的荧光水平越高。即，存在于孔中的微生物越多，转化为荧光形式越快，导致荧光产物的浓度越高，因此可以测量到的荧光水平越高。在一些实施方案中，可以利用ph敏感染料(例如酚红)。
[0042]
在确定样品在生长孔中实现充分生长时，本文所述的系统和方法可以开始一个或
多个终点测定。终点测定可以包括一种或多种液体处理(例如加入设计用于与微生物结合的放大剂)、样品分离(例如离心、磁分离或真空过滤)和抽吸步骤，在此期间，可以将在先前的液体加入步骤中与微生物的表面结合的任何未结合的放大剂洗去，最后可以测量光学信号并与抗微生物剂稀释度关联，并可以确定mic和/或qsr。多个终点测定可以在相同的孔和/或不同的孔中执行。多个终点测定对于获得准确的mic和/或qsr数据可能是有利的。
[0043]
在最后的步骤中，可以利用时间门控发光(例如，时间分辨荧光)来测量来自放大剂的光学信号。在一些情况下，方法可以允许激发放大剂分子并检测发射的光，所述发射的光可以在时间上(例如，检测可以被延迟并且当所有自身荧光已经消失时，在激发之后发生)和在光谱上(例如，激发波长可以与发射相距超过100纳米(nm)，这允许使用较便宜的带通滤波器)分离。在一些实施方案中，可以通过加入被结合的分子催化改变的基质来实现扩增，并且可以测量光学输出。该光学信号可以包括吸光度信号、荧光信号和/或化学发光信号。在一些实施方案中，信号可以包括电化学发光(ecl)。在一些实施方案中，上转换纳米颗粒可以用作报告分子。
[0044]
可以由所述系统执行的终点测定包括但不限于以下：代谢测定、表面结合探针测定、化学探针测定、生物化学探针测定、atp测定、核酸探针测定、双链核酸探针测定、光学密度测定、视觉测定和ph分子探针测定。
[0045]
在一些实施方案中，使用分离(例如离心)步骤从微生物表面分离未结合的放大剂。离心利用微生物和周围流体的密度差异来产生微生物沉淀。如本领域技术人员将理解的，可以使用这些分离方法，其使用100-20,000 g (其中g是地球重力加速度)的相对离心力(rcf)。rcf越大，通常需要的分离时间越短。筒(例如96或384微孔板)的典型上限值(例如最高预期的合理值)为约5,000 g，以降低筒物理降解(例如碎裂或破裂)的可能性。在一些实施方案中，离心子系统可以产生在离心系统中产生的所需相对离心力，所述相对离心力可以为约2,000g至约5,000 g (例如，约2,500 g至约4,000 g (例如，约2,500 g))。在一些实施方案中，离心可以执行至少2.5分钟。在一些情况下，2.5分钟可以包括实现期望的离心速度的时间(例如，上升时间)，其可以是例如约45秒。将分离系统配置为离心系统设计可以允许样品(例如，筒)更容易地被机器人夹具接近以负载和卸载筒。这有助于允许样品处理的完全自动化。在一些实施方案中，离心系统可以被配置为在每个离心机转子位置容纳多个板(例如，通过将板彼此堆叠)。这样的堆叠允许在4位置离心机中同时离心至少4个筒且多达16个筒。在一些情况下，如果正在处理奇数个筒，则可以使用一个或多个压舱物板来平衡离心机。可以与机器人负载器相容的、可以被改变以与本文所述的测试系统相容并与其一起实施的市售可得的离心机由beverly, mass.和tuttlingen, germany, us的hettich lab technology; san jose, calif., us的bionex solutions, inc., 和santa clara, calif., us的agilent technologies制造。
[0046]
备选地或另外地，如本文所讨论的，在一些实施方案中，微生物的沉淀可以使用磁分离来完成。例如，可以加入具有适当表面官能化的可为纳米和/或微米尺寸的磁性颗粒以与微生物表面结合。终点测定的结合可以与磁性颗粒结合同时进行(竞争性测定)，或者在磁性捕获之后(作为与沉淀结合或者在溶液中再悬浮之后)进行。在一些情况下，磁性捕获可以是可缩回的以允许再悬浮，并且可以并入在允许轨道或轴向搅动的支架中。在一些情况下，分离可以使用过滤(例如真空过滤)进行。在其它情况下，分离可能不必分离未结合的
探针。
[0047]
前述公开内容已经集中于少量的示例性工作流程和系统，但是本领域技术人员将理解，在不背离本公开内容的精神的情况下可以进行某些修改。本领域技术人员将认识到或能够使用不多于常规实验确定本文所述的具体实施方案的某些等同物。这样的等同物旨在包括在以下权利要求中。