专利名称：微生物分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微生物分析系统，用于分析载体(s叩port)例如 微孔薄膜过滤单元，从而检测在那些载体上是否存在微生物。
背景技术：
分析这种载体的一种方法包括第一阶段，在载体上作用，以使 得微生物包含的生物材料可以接近，这是通过将它们加热到它们的裂解 温度来实现的，在裂解温度，它们的包膜被破坏。
然后在那些载体上沉积试剂，试剂与因此变得可以接近的微生物 含有的成分发生反应。
例如可以检测广谱(universal)新陈代谢指示器，微生物中含有 的最普通的腺苷三磷酸盐(ATP)，通过将它与一种试剂相接触，该试剂 通过发光揭示出ATP的存在(称为"生物发光试剂")，所述发光使得能 够注意到微生物的存在，同时不必等待菌落(colony)形成在凝胶生长
介质上并变得肉眼可见。
发射的光的量是ATP的质量的函数并因此是微生物数目的函数。
特别是从欧洲专利申请1 826 548中可以获知一种机器，其包括
微波腔，其中接纳有待加热的载体，从而进行它包括的微生物的裂解。
发明内容
本发明涉及提供一种分析系统，包括相同类型的机器，但是同时 提供更好的性能，并且更加可靠和多价(polyvalent)。
为此，提供一种微生物分析系统，其特征在于，它包括 _载体，适用于在平坦表面的附近保持微生物，所述载体是预定 的类型，特定的结构准则与所述预定类型相关联；和-分析机，包括 -磁控管；
_微波腔，连接到所述磁控管，并设置成在谐振模式工作； -用于接纳所述载体的容座，设置成在所述腔中在预定位置
接纳所述载体，从而在所述位置至少在所述平坦表面的附近加热所述载
体；
-阻挡件，用于调节所述腔的谐振模式，所述阻挡件部分地 进入所述腔中，所述阻挡件取决于所述预定类型而处于预定的方位； -用于识别所述特定结构准则的装置；和 _控制单元，连接到所述磁控管和所述识别装置，并且适用 于对于所述载体验证是否满足所述特定的结构准则，并且如果不满足的 话拒绝开始分析循环。
待分析载体在微波腔中的存在影响了波的传播，谐振模式在腔中 的建立因此取决于待分析的载体的类型。
用于调节谐振模式的阻挡件因此设置成根据待分析载体的类型来 调节所述腔中的谐振模式，对于给定类型的载体，阻挡件的位置例如提 前通过所述腔的校准而建立，是在载体存在的情况下。
因此，在根据本发明系统中，通过识别装置，控制单元验证待分 析的载体实际上是要被分析的那些类型，从而确定可以高效地加热所述 载体。如果不是这种情况，那么控制单元不会开始任何分析循环，从而 避免错误负面的风险。
根据本发明的系统因此确保了可以性能良好地加热载体以及可靠 的分析。
根据对于制造商和使用来说由于简化和方便而言优选的特征，所 述机器还包括用于使所述阻挡件在所述腔中运动的装置，所述控制单元 同样连接到所述运动装置，并适用于命令所述运动装置以改变在所述载 体的加热过程中所述阻挡件在所述腔中的位置。
在加热过程中，阻挡件的运动使得可以补偿载体上水的蒸发，因 为蒸发否则将会在一些情况中造成这样的风险，即使得所述腔失调(其 将不再在谐振状态中工作)。根据与上述相同的原因而优选的其它特征，所述识别装置适用于 识别多个特定的结构准则，每个结构准则都与载体的相应预定类型相关 联，并且所述机器还包括用于将所述阻挡件在所述腔中运动的装置，所 述单元包括存储器，存储器中对于每个预定类型记录有所述阻挡件的预 定方位，所述单元同样连接到所述运动装置，并适用于-
_对于待分析的载体验证是否满足其中一个所述结构准则； -如果不满足则拒绝开始分析循环；
-并且如果满足，并且如果所述阻挡件还没有处于所述存储器中 记录的、并与载体的预定类型相关联的预定方位，其中满足了所述载体 预定类型的结构准则，那么命令所述运动装置从而使得所述阻挡件在所 述腔中处于所述预定方位。
因此，当机器用于分析多个不同类型的载体时，控制单元与识别 装置和运动装置配合从而能够确保所述腔在谐振模式工作，这是通过根 据所识别的载体预定类型来适配阻挡件的位置而实现的。
根据其它优选特征
-所述控制单元还适用于在所述载体的加热过程中命令所述运动 装置以改变所述阻挡件在所述腔中的方位；
-每个结构准则是这样的准则，即属于相对应类型的载体的结构 参数的预定范围；
_所述结构参数是所述载体的高度；
-所述识别装置包括超声传感器；
_用于接纳所述载体的所述容座属于所述载体的输送装置，适用 于将所述载体移动到所述预定位置；
_所述输送装置包括一机构，所述机构用于将所述容座平移运动 用于接纳所述载体；
-所述腔具有两个反射元件和矩形横截面的引导装置，所述引导 装置在所述反射元件之间延伸；
-所述引导装置具有沿着所述横截面的大的侧的两个大的表面和 沿着所述横截面的小的侧的两个小的表面，并且在所述预定位置，所述 载体的所述平坦表面垂直于所述引导装置的所述大的表面和所述小的表面；
-所述引导装置在其中一个小的表面处具有窗口，用于使所述载 体通过；
_所述窗口是矩形的；
-所述窗口的大的侧垂直于所述大的表面；
-所述机器还包括沿着所述窗口的每个大的侧的金属板；
_位于所述腔和所述磁控管之间的所述反射元件包括中间开口；
_所述开口是矩形的；
-所述开口由微波可以透过的薄膜覆盖；
_彼此相邻的至少一系列的湿气排出孔形成在限定所述腔的其中 一个壁中；
-所述阻挡件的运动装置包括用于使所述阻挡件平移运动的机构； -所述阻挡件由特氟龙制成；
-机器还包括红外传感器，传感器设置成通过孔测量所述平坦表 面的温度，所述孔形成在限定所述腔的其中一个壁中，所述传感器连接 到所述控制单元，以将所述磁控管的操作作为所测量温度的函数而调 节；
-所述孔形成在与反射元件相对的所述反射元件中，位于腔和磁 控管之间；
-所述载体包括微孔薄膜和围绕所述薄膜的管状壁。
通过下面的说明，参照附图，本发明的特征和优点将显而易见， 下面的说明是优选的，但不是限制性的实例，附图中 图1是根据本发明的透视图2是与图1类似的视图，但其中，没有示出机器的保护盖；
图3是机器的透视剖视图，是沿着机器的输送装置的往复运动件
的路径上中间的竖直平面截取的；
图4是与图3类似的视图，但是在横向于图3的横截面的平面上
截取的，对应于机器的微波腔的对称中间平面；图5、 6、 7分别是透视图，从上方从两个不同的角度和平面截取， 示出了隔离的机器的输送通道，其中，输送过滤单元以进行分析的往复 运动件在运动，并且气压回路与该输送通道相连，并且图5中从左到右 是单元上的喷射工作台、用于测量单元发射的光的工作台、以及用于加 热该单元的工作台。
图8-11是与图6类似的四个视图，但是是沿着通道的中间对称平 面截取的透视图，并且分别示出了往复运动件处于下列位置用于接纳 过滤单元以进行分析的位置，其中，它通过通道窗口从管道中伸出；喷 射位置，其中，它位于喷射装置的下面，喷射装置接纳在用于接纳喷射 工作台的容座中；测量位置，其中，它位于发光测量工作台的光电倍增 管的下面；以及加热位置，其中，它位于加热工作台的微波腔中。
图12是与图IO类似的视图，但是处于这样的位置，用于保护防 止测量工作台的光的元件已经移动以将过滤单元与光隔离开；
图13和14是喷射工作台的两个部分放大图，示出了喷射装置的
致动器，分别处于致动器的臂离开装置的位置和那些臂与装置相接触的
图15是与图14类似的视图，但是是剖视图，图16是与图15类 似的视图，但是示出了致动器的臂处于它们的用于致动所述装置的泵的 位置，从而发射液滴射束；
图17是与图13类似的视图，但是示出了装置和用于接纳装置的 容座，它们已经被转过半圈；
图18和19分别是与图3和4类似的视图，但是以两个不同的横 截面单独并放大示出了加热工作台的微波腔；
图20是从图2中右侧观察的机器的透视图21和22都是微波腔的示意图，分别示出了加热时过滤单元在 微波腔中所处的位置和腔的电线的分布；
图23是该腔沿着图21所示的平面XXIII的截面的示意图，并且 示出了在微波腔中建立立波的谐振状态的情况中电磁场的振幅；和
图24是机器包括的逻辑控制单元和机器的不同元件的示意图，它 可以向该元件发送指令和/或从该元件接收数据。
具体实施例方式
图l-12所示的机器1包括接连设置的喷射工作台(station) 2、 用于测量发光的工作台3和加热工作台4、以及输送通道5，输送通道 5用于过滤单元6，从而使该单元从一个工作台到达另一个工作台。
机器1还包括输送装置10 (图15)，用于通道中的该单元；与 该通道相连的气压回路11 (图6)、逻辑控制单元12 (图24)、用户接 口13和壳体14，壳体14保护所有这些部件(图1)。
图1中的壳体14具有三个可拆的入口 (access)门15、 16、 17 和输送通道的封闭(obturation)盖18。
在所示的实例中，这个机器设置用于分析过滤单元，例如单元6， 图18中放大地示出，并且具有第一管状部20、第二管状部21、那些部 分的连接壁22、以及该壁22处的微孔薄膜23。薄膜23适用于在将液 体或气体过滤通过薄膜的步骤中或者另外通过将固体与该薄膜相接触 而保持微生物。
特别是图15、 16所示的机器的输送装置10包括可在输送通道5 中运动的往复运动件(shuttle) 30以及用于该往复运动件的输送机构 31。
设置用于接纳过滤单元6的往复运动件30具有卡圈(collar) 35 和圆形孔32以及围绕该孔的环形槽33，不透光的密封件34接纳在该 槽33中。
输送机构31包括两个带36、位于通道的每个端部处的一组齿轮 37、以及电动机38，电动机38使所述齿轮旋转，并驱动所述带和往复 运动件的运动。
往复运动件30通过它的边缘连接到带36，并因此可在接纳位置(图 8)、位于喷射工作台下面的喷射位置(图9)、位于测量工作台下面的 测量位置(图10)和加热位置(图11)之间活动，在接纳位置，往复 运动件从机器的通道中伸出。
图5所示的通道5由两个板41和42限定，所述两个板彼此平行 设置，并且通过矩形凸缘43连接在一起，所述凸缘43围绕它的整个边缘闭合所述通道，除了在图2中左边可以看到的端部处，其中，后者具 有窗口 40，往复运动件可以穿过该窗口以处于它的用于接纳过滤单元6 的位置。
当往复运动件30没有处于它的接纳位置时，壳体14的盖子18通 过弹簧(不可见)封闭窗口 40，在没有往复运动件的情况下，弹簧通 过在该窗口上的弹性恢复作用使得盖子18闭合。
图13-17所示的喷射工作台2包括固定到板41的基座45，适用 于接纳喷射装置7的旋转托架(cradle) 46，用于该装置的致动器47， 围绕所述托架的保护裙座48 (图2)，以及条形码读取装置49。
托架46包括接纳在基座45的壳体中的接纳容座52、电动机53(图 3)和带54。
容座52具有基本柱形的部分55 (图15)，部分55具有喇叭形的 内表面56，以及环形边缘57，边缘57在最靠近通道5的该部分的端部 处突出到部分55的内部。在部分55中，设置有环形槽58。
带54连接到电动机的轴，并接纳在容座52的槽58中，从而当电 动机工作时使它旋转。
致动器47包括两个可移动的臂61以及步进电动机64 (图15)、 和带60，臂61作用在装置7上，以使得试剂液滴能够喷射到过滤单元 6的薄膜23上，所述带60适用于将所述可移动的致动臂旋转地移动。 每个臂包括中间主体62，在其端部处，连接有致动指63，致动指63将 抵靠着该装置。
容座52设置成接纳喷射装置7，喷射装置7从所有相同类型的多 个喷射装置中选择。
在所示的实例中，这种装置包括环状件(annulus) 66、喷射钟形 件(bell) 67、吸收垫68 (图8)、储存器71、喷嘴72、泵73和识别 物74。
垫68设置在钟形件67和环状件66之间，所述垫在它的中间具有 开口 65。
储存器71通过空气滤清器69和液体滤清器70 (从而通过利用该 滤清器用试剂重新填充它，能够重新使用该装置)与外部连通，滤清器69形成通气口。
储存器71具有支承(bearing)环75以及钟形件67的支承环76。 在所示的实例中，储存器71容纳试剂，该试剂通过发光揭示出ATP 的存在。
泵73具有入口孔77和输送孔78，入口孔77通向储存器71中， 输送孔通向喷嘴72中，所述泵并适用于由朝着彼此移动的储存器71和 喷嘴72 (图16)致动，从而从该喷嘴射出液滴射流。
识别物74 (图15和16)此处是自粘附的标签，其粘接到储存器 71的壁，并具有条形码标记。
读取装置49设置成转向储存器71。
图2-12所示的测量工作台3包括光电倍增管80，位于通道的每 一侧上的基座81和基座82，位于光电倍增管侧上的封闭装置83和位 于与光电倍增管相反侧上的封闭装置84。
封闭装置83具有位于基座81和光电倍增管80之间的柱状封闭套 环85，以及机构86，用于该套环平行于光电倍增管的平移运动，所述 机构包括电动机和一组带轮和带，使得能够进行该运动。
封闭装置84包括活塞88和电动机89，电动机适用于向活塞传递 平移运动。活塞包括头部90、轴91和结合到活塞头的泡沫盘92(图3)。
图18-20所示的加热工作台4包括具有大致平行六面体形状的微 波腔100、磁控管101、和将该腔连接到磁控管的波导102、以及装置 109,用于调节该腔的谐振模式。
腔100和通道5形成处理封壳(enclosure)。
加热工作台4，用于磁控管101的正确工作，并如图20所示，包 括高压变压器103，电路断路器104，级联(series)过滤器105，高 压整流电路106，接触件107，和变换器108，用于加热磁控管的灯丝。
腔100包括两个元件110和111，所述两个元件可反射电磁波，所 述腔IOO还包括上部主体112和下部主体113，共同限定在所述反射元 件之间延伸的矩形横截面的引导装置119，引导装置119具有沿着横截 面的大的侧的两个大的内表面114和115、和沿着横截面的小的侧的两 个小的内表面116和117。在输送通道处，内表面116具有矩形轮廓的窗口 118，使得能够穿 过往复运动件30。
主体112 (相应的113)通过凸缘120 (相应的121)固定到通道， 并通过凸缘122 (相应的123)固定到反射元件110 (相应的111)。
反射元件lll利用一板形成，所述板设置有中心的矩形开口 125， 称为光圈(iris)，并且由塑料材料126 (此处，Mylar )覆盖。
在管道处，位于光电倍增管80和腔IOO之间，在与凸缘120和121 相同高度处，这些后者通过板127延伸，板127紧靠着通道的板40和 41设置，从而使得波的泄露最小化。
在反射元件110中，设置有孔130，在孔130周围，固定有基座 131，基座131中接纳有红外传感器132，传感器132微微倾斜，并指 向该腔的中心。
上部主体112和下部主体113均在表面115位于其处的一侧具有 一系列彼此相邻的孔135，从而腔100与气压回路11的湿气排出管连 通，同时不会显著导致波的泄露。
在上部主体112中，同样在表面114位于其处的一侧形成有孔136。
装置109包括大致柱形的特氟龙的阻挡件(obstacle) 137以及一 机构，该阻挡件通过孔136穿过上部主体112，该机构用于横向于表面 114和115的平移运动138 (设置有电动机和一组带轮)，从而能够通过 平移运动改变腔100内存在的特氟龙的体积。
磁控管101设置成以2.45 GHz的频率发射行波(travelingwave)， 该行波通过波导102被引导到腔中，波通过光圈125进入腔100。
行波被反射元件110和111反射，从而它在腔100内产生谐振的 立波状态(regime)，其中的电场产生的场线平行于封壳的小的表面116、 117。这个谐振场产生了一连串的振幅波节(node)和波腹(antinode)， 如图23示意性所示。如下所述，当待加热的物品设置在振幅波腹处时， 这个状态使得可以非常有效并快速地加热该物品。
机器还具有超声传感器19 (图24中示意性示出)，使得可以通过 朝着处于接收位置的往复运动件30发送超声波并分析由该传感器发送 给逻辑控制单元12的反射波，来确保放在处于接收位置的往复运动件上的过滤单元6实际上匹配于要由机器分析的单元的其中一种类型的 类型，传感器向控制单元12传送过滤单元6的装置参数以验证(例如 它的高度或它的外部直径，它的空间结构等)，并且使得可以识别它的 类型。
对于每个机器，在机器设置用于单个类型过滤单元的情况中，阻 挡件137的位置提前固定(在工厂中试验之后，借助于网络分析器，从 而在过滤单元6存在的情况下在腔100中建立谐振状态)。
传感器19然后使得可以确保能够满足与待分析的载体类型相关联 的结构(arrangement)准则，也就是说，实际上，将被分析的类型的 单元6在往复运动件30的接收位置中设置在往复运动件30上。
这个传感器将过滤单元6的高度值提供给控制单元12，单元12验 证该高度实际上是否是用来分析的单元的高度，其中具有一定的误差容 限的可能的差异，这是由于单元之间的尺寸差异造成的。
如果该高度属于提前设置的数值范围(例如对于12毫米高的单元， [ll毫米；13毫米])，然后控制单元12命令开始循环，并且如果该高 度不一致(在该范围外)那么控制单元12拒绝开始分析循环，并且警 示操作者(操作者例如可能已经将过滤单元放置就位，该单元不是用于 由机器分析的类型，或者操作者忘记了移走该单元的盖子，这种情况考 虑到具有和不具有盖子时单元高度差而由传感器12检测)。
当机器用于分析不同类型的载体时，也就是说不同的尺寸和结构， 具有与每种类型载体相关的具体的识别准则(例如属于预定的数值范 围)和阻挡件138的预定位置，所述识别准则和预定位置最初记录在存 储器171中(在工厂中通过网络分析器确定那些位置之后)。
对于每个待分析的新的过滤单元6，控制单元12因此在传感器19 传送的装置参数的基础上识别出引入机器的载体的类型，并且命令用于 运动的装置138从而使得阻挡件137处于腔100中的预定位置，该位置 记录在存储器171中，与所识别的载体类型相联系。
更特别的，谐振状态对于多个不稳定源很灵敏，并且特别是对于 将物品引入腔100中很灵敏，例如单元6，并且阻挡件137使得能够精 密调节腔100，从而优化在单元6处于腔中的情况下用于获得该状态的条件。
图6-12所示的气压回路11包括具有叶片的涡轮机150，具有空 气入口孔和出口孔；珀耳帖效应温度调节装置151，紧靠涡轮机设置； 冷却风扇152,用于该温度调节系统；消音器153;空气滤清器154;
微生物过滤器155;和阀156。
空气滤清器154通过管道连接到消音器153，消音器153本身连接 到涡轮机150的入口孔，它的出口孔连接到微生物过滤器155,过滤器 155本身连接到用于往复运动件30的输送通道5，这是通过利用一管道 在孔157 (图8)处通向该输送通道中而实现的，孔157形成在输送通 道的横向凸缘43中，并位于测量工作台3和喷射工作台2之间，在测 量工作台的附近。
靠着涡轮机并置的温度调节装置151使得可以获得输送通道内的 温度调节空气(处于基本恒温的)，该装置本身通过风扇152冷却，风 扇152设置成靠近装置的冷却散热器。
气压回路ll通过排空通道(flue) 159延续到微波腔IOO外，通 道159由两个管道形成，这两个管道通过孔口 135与腔的内部连通，那 些管道在T形接头158处连接在一起，从而到达(attain)阀156的入 口孔，该阀的出口孔通过管道引出，它在封壳的外部连接到该管道。
过滤器153和154设置成使得它们可以由操作者方便地更换，操 作者可以通过开启门17来接近它们。
用户接口 13具有触摸屏，该触摸屏连接到控制单元12，以使得使 用者能够阅读信息，以给出指令或者对机器进行参数设置，启动循环等。
如图24所示，不同的致动电动机，光电倍增管，磁控管，用户接 口，不同的处理工作台，以及不同的传感器，连接到逻辑控制单元12， 该单元包括微型计算机170和相连的存储器171。
上述那些以外的多个传感器设置在不同的处理工作台，并且连接 到该单元12以检查装置的工作状态，特别是用于检测喷射装置7旁边 的盖子18的开启的传感器，以及多个往复运动件位置传感器。
单元12特别适用于管理用于开始或停止分析循环的指令，从而从 操作者接收指令，该指令来自接口 13，或者将来自光电倍增管、来自条形码读取装置或者例如来自致动器电动机的数据存储在所述存储器 中。
下面将描述该机器的工作。
两个预备的操作必须由机器执行，即净化操作，以对往复运动件
30在其中被输送的封壳进行消毒，以及校准致动器的操作，以获得喷 射装置7的最优的喷射，装置7放置在容座中。
在净化步骤，操作者夹持住普通过滤单元6，他在该单元6的薄膜 上沉积了一定体积的液体灭菌剂，例如500毫升的过氧化氢(仏02)， 35% 浓度，该体积被薄膜吸收。
过滤单元6然后被放置在处于接收位置的往复运动件30上，并且 以设计速度被带到微波腔100。磁控管101由单元12控制，从而在该 腔内建立上述的谐振立波的状态，从而加热液体过氧化氢，从而将它在 微波腔中蒸发。
一旦这个加热步骤已经执行，往复运动件30以低速(设计速度的 大约8%)在通道5内朝着喷射工作台2移动，以使得过氧化氢蒸气能 够在整个通道5内扩散，并且因此破坏可能存在于它的表面上的细菌。 一旦往复运动件已经到达喷射装置7的下面，气态的过氧化氢被保持作 用15分钟，然后命令该往复运动件以设计速度返回到腔100，以进行 相同类型的第二循环(加热，然后往复运动件以低速运动到喷射装置， 以及气体的作用)。
一旦这两个循环已经执行，阀156开启，并且气压回路的涡轮机 151被命令进行送风从而干燥所述蒸发的过氧化氢并且使其去活化，并 且从而将它排出。
设置在机器内的电路板放置成使得避免电路被过氧化氢过早氧化。
其它之前的步骤包括校准喷射工作台2的致动器47，以确定对于 每个喷射装置7而言致动器的臂61紧靠装置7的行进角度位置的最优 端部，装置7放置在托架46中，从而获得最佳的可能的喷射。
更特别的，在消耗品(consumable)的造型上装置尺寸的差异意 味着需要对于每个装置7执行这个校准步骤。在第一阶段，操作者开始将装置7加载到机器中。为此，他打开 门15，从而将从多个相同装置中选择的喷射装置7放置到旋转托架46 的容座52中，该装置的套环76抵靠着容座的边界57。
如果需要，单元12然后命令读取装置49读取所述装置的储存器 71上的标签74，这是通过下面的方式实现的通过命令容座52旋转， 从而将装置转动以将标签74的条形码放置成面对着读取装置(图15)。
如果因此由读取装置传送给控制单元12的数据还没有存储在单元 的存储器中(新的消耗品)，单元开始对于该装置的新的校准阶段，它 还没有将其存储在存储器中。它在存储器171中记录由读取装置49在 标签74上读取的新的消耗品的识别数据，并且命令电动机64驱动臂 61以低速(小于装置的设计致动速度)旋转，直到它们在套环75处接 触消耗品。同时，单元12从电动机64接收并且处理参数，该参数代表 由臂施加在装置上的力，此处是电动机消耗的电流，以及代表那些臂的 角度位置的参数，此处是电动机步进的数目。
单元12控制电动机，直到测量的力的参数达到了预定的阈值，该 阈值对应于致动该装置的泵所需要的力，也就是说，使得储存器71和 喷嘴72朝着彼此(如图16所示)。当该参数达到该阈值时，单元在它 的存储器中记录所述臂的位置参数(是以电动机步进的数目)，并且命 令致动器的臂提升。
通过所述校准步骤，控制单元12对于给定的条形码关联了致动器 的臂的行进位置的最优端部。
在这个阶段喷射的液体被回收到一个杯子中，该杯子由使用者提 前放置在往复运动件30中，往复运动件30然后被放在喷射工作台2的 下面。
如果装置7已经对于单元12是已知的(已经校准的消耗品)，它 在它的存储器中搜索与该消耗品相关的臂的行进位置的端部的角度值， 同时不必再次进行上述步骤。
机器现在准备好从该时刻t。开始以执行分析过滤单元6的完整循 环，下面将描述，控制单元12等待来自操作者的指令。
在没有操作者指令的情况下，阀156和盖子18闭合，并且涡轮机150然后由单元12命令以根据第一模式工作，第一模式涉及保持轻微
的加压(高于大气压大约20帕斯卡，如对于清洁的房间)，从而避免将
灰尘或者细菌引入通道5或者腔100中。
在这种操作模式下，盖子和阀闭合，从而，涡轮机150的通过量 (throughput)被故意选择的较低，并且恰好足以补偿轻微的泄露，该
泄露可能沿着通道5和腔100存在。
当操作者希望执行循环时，他通过接口13的触摸屏指示给单元12。 单元12然后命令往复运动件30运动到它的接收位置，从窗口 40
伸出。在它运动过程中，往复运动件与盖子18接触，并且驱动盖子在
时刻L开启。
从该时刻仁开始，并且只要盖子18开启，涡轮机150就被命令根 据第二工作模式而工作，其中，它吹出的空气通过量引起空气沿着从孔 157到机器的窗口 40的方向的层流，从而避免在盖子开启时细菌能够 通过该窗口进入。
操作者然后将待分析的过滤单元6放置在可移动的往复运动件30上。
通过超声传感器19，并且如之前所述，机器然后检测过滤单元6 实际上已经放置在往复运动件30上，并且单元的尺寸实际上与用于被 分析的那些相一致。
如果消耗品是一致的，那么单元12然后命令电动机38致动所述 带36，从而将往复运动件30从它的接收位置运动到它的测量位置，位 于测量工作台3的下面。
在这个运动过程中，当往复运动件30整个穿过窗口 40时，机器l 的盖子18通过弹性恢复作用而闭合，从而用于在封闭环境下执行下面 的步骤。
当盖子18已经通过往复运动件30的回退在时刻t2闭合时，涡轮 机150然后被控制单元12命令从而根据上述第一模式工作，第一模式 涉及保持轻微的加压。
当薄膜23放置在测量工作台3下面时，通过光电倍增管80执行 第一发光测量，从而确定由过滤单元6的塑料材料以及薄膜23发射的磷光中的自然衰减(fall-off)(对于空白试验的第一曲线)。
往复运动件30然后被命令回到喷射装置2的下面，电动机64然 后被单元12命令从而将臂61以用于降低该臂的设计速度移动到在校准 阶段中提前记录的位置。臂61接下来被保持在适合的位置持续特定的 时间段，然后再次以用于抬高所述臂的设计速度被抬高。
臂的行进位置的端部，降低和抬高的速度，以及被保持在适合位 置的时间段，根据制造商提供的装置7的泵73的特性而确定，从而确 保该泵的最佳的致动和重新灌注(re-priming)，从而使得喷射尽可能 均匀和可重复。
还应当注意，喷嘴72，喷射钟状件67，吸收垫68，和该垫的开口 65的直径，用于确保喷射尽可能均匀，也就是说，适用于仅使得射束 的最均匀的部分通过(射束的边缘部分被捕获在垫子中)，同时防止液 滴弹动(后者被垫子吸收)。射流的所选择的部分因此沉积在薄膜的整 个有用表面上。
通过液滴进行的喷射使得可以充分地将沉积的液体分开以避免任 何稀释的风险。液滴应当理解意味着这样的小液滴，其对于这样喷射的 射流充分小，以形成喷雾。
试剂因此与薄膜上存在的外来ATP接触，不是来自它保持的微生 物的，而是来自外部污染物，例如在运输时或者在过滤阶段。
在外来ATP存在的情况下放置试剂产生了化学反应，这种化学反 应产生了光，并消耗了外来ATP。如此消耗的外来ATP将不会与分析循 环的随后的步骤的过程相干扰。试剂将不会与微生物的ATP反应，因为 在循环的这个阶段，微生物的包膜(envelope)仍然可以保护后者防止 试剂。
为了优化液滴沉积的均匀性，电动机53被命令以驱动所述带54, 并且因此将容座52在它的平面中并相对于它的中心转过半圈(180度)， 是沿着从装置7朝着单元6的喷射的大致方向，在这个旋转过程中往复 运动件30保持不动，并且在容座52的下面。这样，容座52和往复运 动件30进入与在容座52旋转之前它们所处的相对角度位置不同的相对 角度位置。单元12然后第二次命令致动器47的臂61在薄膜上执行液滴射束的第二喷射操作。
往复运动件30然后再次被放置在光电倍增管80下面，从而建立 第二基准曲线，用于测量发光，该发光来自试剂和外来ATP的接触(对 于空白试验的第二曲线)。
往复运动件30接下来运动到微波腔100中的预定位置，处于振幅 波腹处，从而加热薄膜23，其中薄膜的平坦表面24垂直于引导装置119 的大的表面114、 115和小的表面116、 117(图18、 19和21)。
为此，并且如前所述，单元12在时刻t3命令磁控管101，从而谐 振状态建立在腔100中，单元12然后从该时刻开始命令气压回路11的 阀156开启，以及涡轮机150根据第三模式工作，第三模式提供最大通 过量，从而在薄膜23的加热过程中排空腔100中停留的湿气，该湿气 由于蒸发薄膜中含有的水而产生，并且其不仅会扰动所述腔的谐振模 式，而且会沿着该腔的壁凝结。
输送器10和腔100设置成允许往复运动件30在这样的位置处设 置在腔中，该位置中，薄膜23处于用于实现该薄膜加热的最优的预定 位置，也就是说并且如图21和23所示，平行于电场线，处于振幅波腹 处，并且垂直于引导装置的大的和小的表面(图21和23)。
还应当注意，如图22所示，开口 118设置成不会造成腔的电线 (line of current) 140的切割，从而尽可能减小对于谐振状态的扰 动，该扰动是由于用于使往复运动件通过的开口而造成的。
这样，当谐振状态在腔100中建立时，它能够使得非常快的加热 薄膜23，其在数秒内达到了大约100°C的温度。
单元12命令磁控管101，从而红外传感器132测量并发送给单元 12的薄膜表面24的温度达到温度设定(此处100。C)，并且它可以在该 值周围调节。传感器因此定向成使得测量过滤单元6的薄膜的上表面的 中心的温度，同时不会被特氟龙阻挡件137所阻碍。由于薄膜23的厚 度非常小，因此在它的表面处测量的温度基本对应于它内部的温度，从 而，薄膜被相对均匀地加热。这个薄膜同样设置成谐振状态(以立波的 波长)使得可以在它的整个表面上均匀地加热该薄膜。
在温度升高到温度设定值的过程中，在微生物开始裂解(lysis)之前，提前沉积的试剂通过该加热被去除，从而在试剂和微生物的ATP 之间没有相互作用，因为在微生物发生裂解的时候，所有的试剂已经通 过薄膜的加热而被去除。
一旦提前沉积的试剂己经被去除，大部分微生物的包膜因此仅被 破坏(并且微生物的ATP因此可以接近)，从而微生物的大部分ATP没
有被该试剂消耗。
另外，试剂的去除通过下面的事实而被促进，即温度的升高促进 了薄膜的部分干燥，使得加热更加有效地去除试剂。
通过微波进行加热使得可以仅提供基于薄膜上的水的量计量所需 的能量，同时不会产生残余的热，残余的热会扰动方法的接下来的步骤。
另外，薄膜吸收的微波能量与待加热的水的体积成比例，从而， 薄膜吸收的能量以自身的方式调节，能量自然分布在水的体积较大的大 部分区域中。
加热步骤之后，已经经历裂解的微生物的ATP可以接近，从而可 分析。单元12命令磁控管在时刻t4停止，阀156闭合，并且涡轮机 150恢复到第一模式。
由于分析循环根据提前建立的时间表而进行，因此时刻t。到"对 于单元12是已知的，从而，不需要传感器来命令涡轮机在t。到L之间 操作模式进行变化(机器中存在的传感器，特别是用于盖子18的开度 的传感器，是唯一地位于其处以确保该循环正确进行)。
应当注意，在涡轮机的第二和第三工作模式中，虽然寻求高的通 过量，但是涡轮机保持能够提供充分的加压，从而穿过过滤器155，过 滤器155具有直径非常小的孔，从而保持微生物，这产生了大的压力损 失。
还应当注意，通向通道中的孔157距离窗口 40足够远(也就是说 超过一定距离)，以允许在这个窗口处建立层流，并且还保持距离微波 腔100充分远，从而不会将停留在该腔中的剩余湿气的一部分吸入沿着 窗口 40方向产生的空气层流中(并且因此将污染的风险最小化)。
往复运动件30然后移动，从而再次被放置在光电倍增管80下面， 从而建立新的校准曲线(用于空白试验的第三曲线)，以确定响应于薄膜加热而发射的光。
往复运动件30接下来被放置在喷射工作台2的喷射装置7的下面， 从而在其处经历之前描述的两个连续的喷射操作，其中容座52在两个 喷射操作之间旋转180度，沿着喷射的大致方向，从而获得试剂在薄膜 上尽可能均匀的沉积。
往复运动件30然后再次被放置在光电倍增管80的下面，从而测 量这时来自试剂与微生物的ATP相接触产生的发光。
在进行上述每一个这些光的测量时，封闭套环85被降低，如图12 所示，并且变得容纳在往复运动件的槽33中，紧靠0形环密封件34， 并且活塞88抬高(活塞的泡沬盘92抵靠往复运动件30)，从而在通过 光电倍增管80进行测量的过程中，将光电倍增管80和过滤单元6与所 有外部光完全隔离开。
这样获得的发光曲线与提前获得的不同的校准曲线(对于空白测 试的曲线)进行比较，从而根据它推断出来自存在于薄膜上的微生物 ATP发射的光量。为此，单元12将彼此进行比较，特别是那些曲线的 振幅和积分值，因此对于微生物的ATP发射的光可以相对于其它现象发 射的光(例如，材料的天然荧光，过滤单元的加热，或者由于去除外部 ATP而造成的剩余的光)而辨别出来。因此可以以高度的敏感性推断出 存在于薄膜上的、并且来自微生物的ATP的质量。
在一个变形中，并且如果需要，取决于载体的类型，在载体加热 过程中，在t3和t4之间，单元12命令所述运动装置138以改变阻挡件 137的位置，从而通过阻挡件137的运动补偿薄膜23上水的蒸发，并 且其会存在使得所述腔失调(detune)的风险(其然后将不再在谐振状 态下工作)
在另一个变形中，阻挡件137在腔100中的位置根据该单元的薄 膜23上存在的估算的装料(charge)而设置(也就是说，取决于已经 保持在薄膜上的滤液的特性(nature))。
在另一个变形中，控制单元12不是通过温度而是通过能量(power) 来调节所述加热。
本发明不限于上述的实施例，而是包括它的任何变形。
权利要求
1. 一种微生物分析系统，其特征在于，它包括-载体(6)，适用于在平坦表面(24)的附近保持微生物，所述载体(6)是预定的类型，特定的结构准则与所述预定类型相关联；和-分析机(1)，包括-磁控管(101)；-微波腔(100)，连接到所述磁控管(101)，并设置成在谐振模式工作；-用于接纳所述载体(6)的容座(30)，设置成在所述腔(100)中在预定位置接纳所述载体(6)，从而在所述位置至少在所述平坦表面(24)的附近加热所述载体(6)；-阻挡件(137)，用于调节所述腔(100)的谐振模式，所述阻挡件部分地进入所述腔(100)中，所述阻挡件(137)取决于所述预定类型而处于预定的方位；-用于识别所述特定结构准则的装置(19)；和-控制单元(12)，连接到所述磁控管(101)和所述识别装置(19)，并且适用于对于所述载体(6)验证是否满足所述特定的结构准则，并且如果不满足的话拒绝开始分析循环。
2. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述机器还包括用于 使所述阻挡件(137)在所述腔(100)中运动的装置(138)，所述控制 单元(12)同样连接到所述运动装置(138)，并适用于命令所述运动装 置(138)以改变在所述载体(6)的加热过程中所述阻挡件(137)在 所述腔(100)中的位置。
3. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述识别装置(19) 适用于识别多个特定的结构准则，每个结构准则都与载体的相应预定类 型相关联，并且所述机器还包括用于将所述阻挡件(137)在所述腔(100) 中运动的装置(138)，所述单元(12)包括存储器(171)，存储器中对 于每个预定类型记录有所述阻挡件(137)的预定方位，所述单元(12)同样连接到所述运动装置(138)，并适用于-对于待分析的载体验证是否满足其中一个所述结构准则； -如果不满足则拒绝开始分析循环；_并且如果满足，并且如果所述阻挡件还没有处于所述存储器 (171)中记录的、并与载体的预定类型相关联的预定方位，其中满足 了所述载体预定类型的结构准则，那么命令所述运动装置(138)从而 使得所述阻挡件(137)在所述腔(100)中处于所述预定方位。
4. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制单元(12) 还适用于在所述载体(6)的加热过程中命令所述运动装置(138)以改变 所述阻挡件(137)在所述腔(100)中的方位。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，每个结构 准则是这样的准则，即属于相对应类型的载体(6)的结构参数的预定 范围。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述结构参数是所述 载体(6)的高度。
7. 如权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述识别 装置包括超声传感器(19)。
8. 如权利要求卜7中任一项所述的系统，其特征在于，用于接纳 所述载体(6)的所述容座(30)属于所述载体(6)的输送装置(10)， 适用于将所述载体(6)移动到所述预定位置。
9. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述输送装置(10) 包括一机构(36， 37， 38)，所述机构用于将所述容座(30)平移运动 用于接纳所述载体(6)。
10. 如权利要求1-9中任一项所述的系统，其特征在于，所述腔 (IOO)具有两个反射元件(IIO， 111)和矩形横截面的引导装置(119)，所述引导装置在所述反射元件(110, 111)之间延伸。
11. 如权利要求IO所述的系统，其特征在于，所述引导装置(119) 具有沿着所述横截面的大的侧的两个大的表面(114， 115)和沿着所述 横截面的小的侧的两个小的表面(116， 117)，并且在所述预定位置， 所述载体(6)的所述平坦表面(24)垂直于所述引导装置(119)的所 述大的表面(114， 115)和所述小的表面(116， 117)。
12. 如权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述引导装 置(119)在其中一个小的表面(116)处具有窗口 (118)，用于使所述 载体(6)通过。
13. 如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述窗口 (118) 是矩形的。
14. 如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述窗口 (118) 的大的侧垂直于所述大的表面(114， 115)。
15. 如权利要求13或14所述的系统，其特征在于，所述机器(l) 还包括沿着所述窗口 (118)的每个大的侧的金属板(127)。
16. 如权利要求10-15中任一项所述的系统，其特征在于，位于 所述腔(100)和所述磁控管(101)之间的所述反射元件(111)包括 中间开口 (125)。
17. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述开口 (125) 是矩形的。
18. 如权利要求16或17所述的系统，其特征在于，所述开口 (125) 由微波可以透过的薄膜(126)覆盖。
19. 如权利要求1-18中任一项所述的系统，其特征在于，彼此相 邻的至少一系列的湿气排出孔(135)形成在限定所述腔(100)的其中 一个壁中。
20. 如权利要求2-19中任一项所述的系统，其特征在于，所述阻 挡件(137)的运动装置(138)包括用于使所述阻挡件(137)平移运动的机构。
21. 如权利要求1-20中任一项所述的系统，其特征在于，所述阻 挡件(137)由特氟龙制成。
22. 如权利要求1-21中任一项所述的系统，其特征在于，机器(l) 还包括红外传感器(132)，传感器(132)设置成通过孔(130)测量所 述平坦表面(24)的温度，所述孔(130)形成在限定所述腔(100)的 其中一个壁(110)中，所述传感器(132)连接到所述控制单元(12)，以将所述磁控管的操作作为所测量温度的函数而调节。
23. 如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述孔(130)形 成在与反射元件(111)相对的所述反射元件(110)中，位于腔(100) 和磁控管(101)之间。
24. 如权利要求1-23中任一项所述的系统，其特征在于，所述载 体(6)包括微孔薄膜(23)和围绕所述薄膜(23)的管状壁(20， 21, 22)。
全文摘要
一种微生物分析系统，包括载体(6)，适用于在平坦表面(24)的附近保持微生物，所述载体(6)是预定的类型，特定的结构准则与所述预定类型相关联；分析机(1)，包括磁控管；微波腔(100)，连接到所述磁控管，并设置成在谐振模式工作；用于接纳所述载体(6)的容座(30)；阻挡件(137)，用于调节所述腔(100)的谐振模式，所述阻挡件部分进入所述腔(100)中，所述阻挡件(137)取决于所述预定类型而处于预定的位置；用于识别所述特定结构准则的装置；和控制单元，连接到所述磁控管和所述识别装置，并且适用于对于所述载体(6)验证是否满足所述特定的装置准字，并且如果不满足的话拒绝开始分析循环。
文档编号C12Q1/04GK101413022SQ20081016670
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月17日
发明者B·昂热尔, P·盖东, S·奥利维耶 申请人:米利波尔公司