生物灭菌指示器及其使用方法

专利名称：生物灭菌指示器及其使用方法
生物灭菌指示器及其使用方法技术领域
本发明总体涉及灭菌指示器，具体涉及生物灭菌指示器。
技术背景
在许多产业如健康护理产业中，以及在其他产业应用中，可能有必要监测用来对诸如医疗器械、仪器以及其他一次性和非一次性制品的设备进行灭菌的处理的有效性。在这些情形中，灭菌(sterilization) —般定义为完全破坏包括诸如病毒和孢子的结构在内的所有的活微生物的过程。作为标准操作，医院拥有无菌性(sterility)指示器，该无菌性指示器具有一批制品来测定灭菌处理的杀菌力。生物无菌性指示器和化学无菌性指示器都有利用。
一种标准类型的生物无菌性指示器包括已知量的测试微生物，例如嗜热杆菌(Geobacillus stearothermophilus)(以前称为嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus))或萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)(以前称为枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis))孢子，其抵抗灭菌处理的能力比大多数污染生物体大许多倍。在指示器暴露于灭菌处理后，可将孢子在营养介质中温育，以确定在灭菌处理中是否有任何孢子存活，其中孢子生长表示灭菌处理不足以杀死所有的微生物。尽管已作出了改进，但是确凿无疑地肯定上述事实还是需要太长的时间，令人不可接受。
现有的化学灭菌性指示器可在灭菌处理过程结束时立即进行读数。但是，结果仅表明在灭菌处理过程中存在特定的条件，如存在特定的化学剂或温度，并潜在地表明达到了该条件一段时间。
通常认为，活体生物体对实际存在的所有条件的响应，是灭菌处理在实现灭菌方面能有多大有效性的更直接和可靠的检验。因此，一直需要这样的生物无菌性指示器，其能够在灭菌处理完成之后没有过多延迟就能指示灭菌处理的有效性，并且还能以高可信度水平表明灭菌处理中达到了各种无菌性参数。发明内容
本发明的一个方面提供一种生物灭菌指示器。该生物灭菌指示器可包括壳体，该壳体可包括第一部分和被适配成结合到该第一部分的第二部分。该第二部分能够相对于该第一部分在第一位置和第二位置之间移动。该生物灭菌指示器还可包括包含液体的容器。 该容器的至少一部分可以是易碎的，且该容器可被设置在该壳体的至少该第一部分中。该生物灭菌指示器还可包括设置在该壳体中的孢子贮存室和设置在该壳体中的突出部。该突出部可被构造成(a)在所述壳体的第二部分处于所述第一位置时，将所述容器完好保持在所述壳体中的一个部位，在所述部位中，维持所述壳体和所述凸出部中的至少一者与所述容器之间的空间的最低限度的横截面积，和(b)在该壳体的第二部分从该第一位置移动到该第二位置时，使该容器碎裂。
本发明的另一方面提供一种生物灭菌指示器。该生物灭菌指示器可包括壳体，该壳体可包括第一部分和被适配成结合到该第一部分的第二部分。该第二部分能够相对于该第一部分在第一位置和第二位置之间移动。该生物灭菌指示器还可包括包含液体的容器。 该容器的至少一部分可以是易碎的，且该容器可被设置在该壳体的至少该第一部分中。该生物灭菌指示器还可包括设置在该壳体中的孢子贮存室、被设置成在该壳体的第二部分处于该第一位置时将该容器完好保持在该壳体中的某个部位的承载件、和被设置成在该壳体的第二部分被从该第一位置移动到该第二位置时使该容器碎裂的凸出部。该承载件可被设置成使该容器响应该壳体的第二部分在其第一位置和该第二位置之间的移动而移动。另外，该承载件被设置成维持该壳体、该承载件和该凸出部中的至少一者与该容器之间所界定的空间的至少最低限度的横截面积。
本发明的另一个方面提供一种测试灭菌处理的致死率的方法。该方法可包括提供包括壳体的生物灭菌指示器，该壳体可包括第一部分和被适配成结合到该第一部分的第二部分。该壳体的第二部分能够相对于该第一部分在第一位置和第二位置之间移动。该方法还可包括提供包含液体的容器。该容器的至少一部分可以是易碎的，且该容器可被设置在该壳体的至少该第一部分中。该方法还可包括提供设置在该壳体中的孢子贮存室。该方法还可包括在该壳体的第二部分处于该第一位置时维持该容器周围的空间的最低限度的横截面积。该方法还可包括使该壳体的第二部分相对于该壳体的第一部分从该第一位置移动到该第二位置，和响应该第二部分从该第一位置移动到该第二位置而使该容器碎裂。
通过考虑具体实施方式
和附图，本发明的其它特征和方面将变得清楚。


图1是根据本发明的一个实施例的生物灭菌指示器的分解透视图，该生物灭菌指示器包括嵌件。
图2是图1的生物灭菌指示器在激活之前的装配的侧面截面图。
图3是图1和图2的生物灭菌指示器在激活之后的侧面截面图。
图4是图1-3的生物灭菌指示器在激活之前的顶部截面图。
图5是图1-4的嵌件的透视图。
图6是根据本发明的另一个实施例的生物灭菌指示器的侧面截面图。
图7是图6的生物灭菌指示器的顶部截面图。
图8是根据本发明的另一个实施例的生物灭菌指示器的侧面截面图。
图9是图8的生物灭菌指示器的顶部截面图，其中为清楚起见除去了一些部分。
图10是根据本发明的另一个实施例的生物灭菌指示器的分解透视图。
图11是图10的生物灭菌指示器在激活之前的装配的侧面截面图。
图12是图10和图11的生物灭菌指示器在激活之后的侧面截面图。
图13是图10-12的生物灭菌指示器的顶部截面图。
图14是根据本发明的另一个实施例的嵌件的透视图。
图15是根据本发明的另一个实施例的嵌件的透视图。
图16是根据本发明的另一个实施例的嵌件的透视图。
图17是根据本发明的另一个实施例的嵌件的透视图。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施例之前，应当理解本发明在其应用中并不受限于在下文描述中提及的或下列附图中所示的结构细节和部件设置。本发明可具有其他实施例， 并且能够以多种方式实践或实施。另外应该理解的是，本文中所用的用语和术语的目的是为了进行说明，不应被认为是限制性的。本文中所用的“包括”、“包含”或“具有”以及它们的变化形式意在涵盖其后所列举的项目及其等同项目以及附加项目。除非另外规定或限制， 否则术语“支撑”和“结合”及其变型形式以其广义使用，并且涵盖直接和间接支撑和结合。 另外，“连接”和“结合”不限于物理或机械连接或结合。应当理解，可利用其它实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以作出结构或逻辑改变。另外，诸如“前部”、“后部”、 “顶部”和“底部”等之类的术语仅用于描述元件，因为它们彼此相关，而绝非意在述及设备的特定方位、指示或暗示必需或必要的设备的方位或者指定在使用中将要如何使用、安装、 显示或定位本文描述的本发明。
本发明总体涉及灭菌指示器，具体涉及生物灭菌指示器。生物灭菌指示器有时也称为“生物无菌性指示器”或简称“生物指示器”。本发明的生物灭菌指示器的一些实施例是独立成套的，可用来确定灭菌处理的致死率。本发明总体涉及该生物灭菌指示器的构造， 该构造容许至少以下方面中的一个或多个在灭菌过程中容纳液体使其与孢子分开并在灭菌之后容许该液体和孢子组合在一起；支持装有该液体的易碎容器(例如安瓿)(例如在灭菌过程中支持在该生物灭菌指示器中与孢子分开的某个部位)；将该液体从该易碎容器释放出来(例如在该生物灭菌指示器的激活过程中)和/或控制该液体向该生物灭菌指示器中的孢子部位的移动；容许该容器在该生物灭菌指示器中的移动；提供基本上恒定的灭菌剂路径；收集和/或保留该碎裂了的容器的碎部(例如以防止碎部移动到孢子的近邻)； 和/或使孢子和/或信号从该生物灭菌指示器的孢子部位或检测区域的扩散离开减至最低 (例如以增强检测)。
一般来讲，选择对特定灭菌处理有抵抗力的微生物用于生物灭菌指示器。本发明的生物灭菌指示器包括已知种类的微生物的活培养物，通常为微生物孢子的形式。生物灭菌指示器中的试验微生物要么被成功的灭菌循环杀灭，要么如果灭菌循环出于某种原因不足够的话能存活下来。有时至少部分地使用细菌孢子而不是生物体的营养体型，因为已知营养体细菌相对容易地被灭菌处理杀灭。孢子还具有良好的存储特性并且能够多年维持其休眠状态。结果，标准化孢子菌株的接种物的灭菌可高度可信地指示灭菌室中已经发生所有微生物的失活。
仅以举例方式来说，本发明将用于生物灭菌指示器的微生物描述为“孢子”，但是应理解，要对用于生物灭菌指示器的具体实施例的微生物类型(例如孢子)加以选择，使其对所设想的具体灭菌过程具有高度的抵抗力。因此，本发明的不同实施例可使用不同的微生物，这取决于具体实施例所意图的灭菌过程。在本说明书中为简明起见使用了术语“孢子”，但应理解，也可改为将其他形式的微生物、酶或者它们的组合用于本发明的生物灭菌指不器。
本发明的生物灭菌指示器可用于多种灭菌处理，包括但不限于暴露于蒸汽(例如高压蒸汽)、干热、气体或液体物剂(例如环氧乙烷、过氧化氢、过氧乙酸、臭氧或者它们的组合)、辐射或者它们的组合。在所述灭菌处理中的至少一些中，在处理中包括或者可能遇到高温，例如50°C、100°C、12TC、132°C、1；34°C等。另外，可能遇到高压和/或真空，例如 15psi (IX IO5Pa)。
在特定系统中使用的孢子根据使用的灭菌处理进行选择。例如，对于蒸汽灭菌处理，可以使用嗜热脂肪地芽孢杆菌(GecAacillus stearothermophilus)或嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus) 0又如，对于环氧乙烷灭菌处理， 可以使用萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)(以前称为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis))。在一些实施例中，抗灭菌处理的孢子可以包括(但不限于)如下诸项中的至少一者嗜热脂肪地芽孢杆菌(GecAacillus stearothermophilus)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、萎缩芽孢杆菌 (Bacillus atrophaeus) > lEL^v^ifelf lif (Bacillus megaterium) ^n^ifelf lif (Bacillus coagulans)、产抱梭菌(Clostridium sporogenes)、短小芽抱杆菌(Bacillus pumilus)或它们的组合。
可适用于本发明的生物灭菌指示器的酶和底物在美国专利5，073，488 (Matner等人)、5，418，167 (Matner等人)和5，223，401 (R)Itz等人)中确定，所述专利在全部公开内容以引用方式并入本文。
合适的酶包括水解酶类和/或衍生自产孢子微生物如脂肪嗜热芽孢杆菌 (Bacillus stearothermophilus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的酶类。可用于本发明生物灭菌指示器的来自产孢子微生物的酶类可包括β-D-葡萄糖苷酶、α-D-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、丁酸酯酶、辛酸酯酶脂肪酶、肉豆蔻酸脂肪酶、亮氨酸氨基肽酶、缬氨酸氨基肽酶、胰凝乳蛋白酶、磷酸水解酶、α-D-半乳糖苷酶、β-D-半乳糖苷酶、 酪氨酸氨基肽酶、苯丙氨水氨基肽酶、β-D-葡糖醛酸酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、N-乙酰-β -氨基葡糖苷酶、β -D-纤维二糖糖苷酶、丙氨酸氨基肽酶、脯氨酸氨基肽酶和脂肪酸酯酶。
能与酶反应形成可检测的产物且适用于本发明的灭菌指示器的发色底物和荧光底物是本领域公知的。(M. Roth, Methods of Biochemical Analysis，第 17 卷， D.Block 编辑，Interscience Publishers, New York，1969，第 89 页(通过引用并入本文)；S. Udenfriend, Fluorescence Assay in Biology and Medicine, Academic Press, New York, 1962,第 312 页；及 D. J. R. Lawrence, Fluorescence Techniques for the Enzymologist, Methods in Enzymology,第 4 卷，S. P. Colowick 禾口 N. 0. Kaplan 编辑， Academic Press, New ^rk，1957，第174页)。这些底物根据它们产生视觉上可检测的信号的方式可分为两类。第一类底物与酶反应形成本身发色或发荧光的酶修饰产物。第二类底物所形成的酶修饰产物必须进一步与另外的(一种或多种)化合物反应才能产生颜色或荧光信号。
在一些实施例中，活性酶的来源可以是(1)纯化的、分离的酶，该酶衍生自适当微生物；( 微生物，该酶固有于其中或者通过遗传工程添加于其中；和/或C3)微生物，该酶已在孢子形成或生长的过程中添加于其中，使得该酶与该微生物相结合或相关联，例如在孢子形成的过程中添加到孢子中的酶，从而该酶结合在该孢子内。在一些实施例中，可用作酶的来源的微生物包括孢子状态或营养体状态的细菌或真菌。在一些实施例中，酶来源包括芽孢杆菌属、梭菌属、脉孢菌属、假丝酵母属或者这类微生物的组合。
α-D-葡萄糖苷酶已在脂肪嗜热芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)的孢子中鉴定，所述脂肪嗜热芽孢杆菌例如市售获自美国模式培养物保藏所(Rockville，Md) 的“ATCC 8005”和“ATCC 7953”。β-D-葡萄糖苷酶已在枯草芽孢杆菌(例如可以以“ATCC 9372”从美国模式培养物保藏所市售获得)中发现。
在采用分离的酶的情况中，或者在用作酶来源的微生物不比天然污染物更耐灭菌条件的情况中，可使另一常用来监测灭菌条件的微生物随该酶来源一起暴露于灭菌循环。 在这种情况中，本发明的方法可包括将灭菌循环后残留的任何活微生物与含水营养物培养基一起温育以确认灭菌效果的步骤。
一般地，监测灭菌处理的有效性可包括将本发明的生物灭菌指示器放在灭菌器中。在一些实施例中，灭菌器包括灭菌室，灭菌室的尺寸可被确定成能容纳多个待灭菌的制品，并且装备有从灭菌室中排出空气和/或其它气体的装置和用于向灭菌室添加灭菌剂的装置。本发明的生物灭菌指示器可被设置在灭菌器中最难以进行灭菌的区域中(例如，排出口的上方)。或者，当本发明的生物灭菌指示器置于灭菌室中时，该生物灭菌指示器可被设置成邻近待灭菌的制品(或大致在该制品的近邻)。此外，生物灭菌指示器可被设置在可用于灭菌器中的灭菌处理验证装置(process challenge device)中。
灭菌处理还可以包括将待灭菌的制品和生物灭菌指示器暴露于灭菌剂。在一些实施例中，可在将灭菌室中存在的任何空气或其他气体的至少一部分排放出灭菌室后，将灭菌剂加到灭菌室中。或者，也可不排放灭菌室而加入灭菌剂。可以采用一系列的排放步骤来确保灭菌剂到达灭菌室中所有需要的区域并且接触所有需要的待灭菌制品，包括生物灭菌指示器。
一般地，在已将生物灭菌指示器暴露于灭菌循环后，可将液体(例如生长培养基、 可与固体生长培养基混合的水等，或者它们的组合)传到孢子。将液体传到孢子的步骤可称为“激活步骤”。如果孢子经历灭菌循环而存活下来，液体将促进孢子的生长，而这种生长可被检查。如果观察到生长，通常认定灭菌循环是无效的。
一些现有的系统包括在生物指示器内的玻璃安瓿，该玻璃安瓿可如下进行打破 将生物指示器压挤或弯曲(例如用手)，或者将盖件压向安瓿而迫使安瓿被盖件破开。但是，这种现有的系统可伴随有各种局限性或者潜在的危险。
通过将生物指示器弯曲或压挤来使安瓿碎裂会潜在地造成人身伤害，例如如果破碎的玻璃切穿生物指示器的壁的话。如果生物指示器在灭菌循环(其可使生物指示器的壁软化)后仍温热的话，这尤其会成问题。将生物指示器弯曲还会产生因生物指示器壁受过度应力而造成的不透明折痕(例如如果壁是由塑料形成的话)，这会干扰对孢子生长的检测(例如如果使用光学方法来阐明孢子生长的话)。
另外，在现有的采用盖件来打破安瓿的系统中，可通过迫使安瓿被压缩使其碎裂来实现安瓿的打破。用这种方法使安瓿碎裂所需的力量可能十分高，这对于使用者来说可能造成人类工程学上的问题。一些现有的使用盖件进行激活的系统包括附接于盖件的楔或垫片，所述楔或垫片迫向(lodge against)安瓿的侧面以使其碎裂。在这种系统中，安瓿往往在安瓿顶部附近被打破(例如邻近安瓿的中部或更上方)，这可让安瓿的下部分维持完好，可让安瓿中的液体保留在安瓿的底部，和可减少可供孢子利用的液体的量。另外，在一些现有的系统中，安瓿或易碎容器的碎部(例如玻璃碎片)会在孢子附近积累，这会降低液体对孢子的可利用率(availability)，和会干扰对孢子生长的检测。
另一方面，本发明的一些实施例提供用相对较低的力量来最佳且安全地打破易碎容器，同时增强液体向生物灭菌指示器的孢子区域的转移和/或增强液体在生物灭菌指示器的孢子区域中的保留。另外，本发明的一些实施例有助于将液体驱送到生物灭菌指示器的特定区域，如生物灭菌指示器的孢子检测区域。
图1-5显示根据本发明一个实施例的生物灭菌指示器100。生物灭菌指示器100 可包括壳体102，该壳体可包括第一部分104和第二部分106 (例如盖件)，该第一部分和第二部分被适配成结合在一起以提供独立成套的生物灭菌指示器。在一些实施例中，第一部分104和第二部分106可由相同的材料形成，而在一些实施例中，第一部分104和第二部分 106可由不同的材料形成。
壳体102可由至少一个不透液体的壁界定，所述壁例如第一部分104的壁108和 /或第二部分106的壁110。应理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，也可采用一件式一体壳体102，或者第一和第二部分104和106可具有其他形状尺寸和相对结构。壳体102 (例如壁108和110)的合适材料可包括但不限于玻璃、金属(例如箔)、聚合物(例如聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯(polythyene)、聚苯乙烯、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA或丙烯酸树脂)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABQ、环状烯烃聚合物(COP)、环状烯烃共聚物(COC)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT))、陶瓷或者它们的组合。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可包括装有液体122的易碎容器120。易碎容器120可由多种材料形成，包括但不限于金属(例如箔)、聚合物(例如以上针对壳体 102所列举的聚合物的任何一种)、玻璃(例如玻璃安瓿)中的一种或多种以及它们的组合。在一些实施例中，容器120仅有一部分是易碎的，例如容器120可包括易碎覆盖件(例如易碎阻挡件、薄膜、隔膜等)。图4显示在容器120底部附近某个部位获取的生物灭菌指示器100的顶部截面图。
壳体102的第一部分104可被适配成容纳生物灭菌指示器100的多数部件。壳体 102可包括贮存室103，该贮存室可由壳体102的第一部分104和第二部分106中的一者或两者界定。生物灭菌指示器100还可包括设置成与贮存室103成流体连通的孢子115或孢子座位(locus)。如图1中所示，壳体102的第二部分106可包括一个或多个孔口 107以提供壳体102内部(例如贮存室10 与外界之间的流体连通。例如，该一个或多个孔口 107 可在灭菌处理过程中提供孢子115与外界之间的流体连通，且可充当进入生物灭菌指示器 100的进口和充当灭菌剂路径164的进口(下文有更详细的描述)。在一些实施例中，如图 2中所示，壳体102的第二部分106可结合到壳体102的第一部分104的第一端101，且孢子115可被设置在壳体102的第一部分104的与第一端101相对的第二端105。
在一些实施例中，阻挡件(例如无菌阻挡件；未显示)可被设置在灭菌剂路径164 中(例如在孔口 107所形成的进口处)以防止污染性的或外来的生物体、物体或材料进入生物灭菌指示器100。这种阻挡件可包括能透过气体但不能透过微生物的材料，且可通过多种结合手段结合到壳体102，所述结合手段包括但不限于粘合剂、热密封、超声波焊接等。 或者，阻挡件可通过结合到壳体102的第一部分104的支撑结构(如第二部分106)来结合到灭菌剂通道164(例如以按扣配合式接合、螺旋配合式接合、压装配合式接合或者它们的组合的方式结合)。在暴露于灭菌剂的过程中，灭菌剂可穿过阻挡件进入灭菌剂路径164并与孢子115接触。
在一些实施例中，如图1-5中所示，壳体102可包括可至少部分地被内壁118、突架 (ledge)、隔离件(partition)等分开的下部分114和上部分116，在其中可形成开口 117， 该开口提供下部分114和上部分116之间的流体连通。在一些实施例中，如图1-5中所示， 壳体102的第一部分104的下部分114(为简单起见有时称为“下部分114”或“壳体102的下部分114”，或者称为“孢子生长室”)可被适配成容纳孢子115或孢子座位。在一些实施例中，下部分114可称为壳体102的“检测部分”或“检测区域”，因为可检查下部分114的至少一部分确认孢子生长的迹象。另外，在一些实施例中，壳体102的第一部分104的上部分116(为简单起见有时称为“上部分116”或“壳体102的上部分116”)可被适配成容纳易碎容器120的至少一部分，特别是在激活前。
在一些实施例中，壁118(有时称为“分隔壁”)可以是呈角度的或倾斜的，例如相对于壳体102的纵向D1 (例如其中纵向D1沿着壳体102的长度延伸)以非零度和非直角的角度取向。壁118这样成角度或倾斜可有利于在灭菌之后和在容器120已被打破以释放液体122后液体122从上部分116移动到下部分114。
在一些实施例中，液体122可以包括用于孢子的营养培养基，例如将促进活孢子萌芽的萌发培养基。在一些实施例中，液体122可以包括水(或另一种溶剂)，其可与营养物质混合而形成营养培养基。合适的营养物可包括促进存活的孢子的萌发和/或生长所必需的营养物，且可以以干燥形式(例如粉末形式、片剂形式、胶囊形片剂形式、胶囊形式、薄膜或涂层、包埋在小珠或其他承载件中、另一合适的形状或构造或者它们的组合)提供在贮存室103中，例如在生物灭菌指示器100的靠近孢子115的区域中。
营养培养基通常被选择成可引发孢子(如果是活的)的发芽和初始生长。营养培养基可以包括一种或多种糖，包括(但不限于)葡萄糖、果糖、纤维二糖等，或者它们的组合。营养培养基还可以包括盐，包括(但不限于)氯化钾、氯化钙等，或者它们的组合。在一些实施例中，营养物质还可以包括至少一种氨基酸，包括(但不限于)甲硫氨酸、苯基丙氨酸和色氨酸中的至少一种。
在一些实施例中，营养培养基可以包含指示分子，例如具有随孢子的萌发或生长而变化的光学性质的指示分子。合适的指示分子可以包括(但不限于)PH指示分子、酶底物、DNA结合染料、RNA结合染料、其它合适的指示分子或者它们的组合。
如图1-5中所示，生物灭菌指示器100还可包括嵌件130。在一些实施例中，嵌件 130可被适配成支持或负载容器120，使得容器120在灭菌过程中被完好保持在与孢子115 分开的某个部位。也即，在一些实施例中，嵌件130可包括(或者充当)容器120的承载件 132，特别是在容器120在激活步骤(即其中液体122从容器120中释放出来并被传到孢子 115的步骤，通常出现在灭菌处理之后)中被打破之前。
在一些实施例中，嵌件130还可被适配成让容器120在壳体102中移动，例如相对于壳体102纵向移动。这种移动可由连接部134提供。连接部134的一个例子在图1_5中示出，其包括活动铰链或折页135，以让连接部134可弯曲。也可采用其他的能让容器120 保持被承载件132支持并让其在壳体102中移动的合适结构，如偏动元件(例如弹簧)、可变长度的连接部(例如伸缩式连接部)等或者它们的组合。
在一些实施例中，嵌件130还可被适配成容纳孢子115。例如，如图1_5中所示，在一些实施例中，嵌件130可包括孢子贮存室136，其中孢子115可直接地或在基材上进行设置。在采用被设置成在液体122从容器120中释放出来时与该液体进行混合的营养物培养基的实施例中，营养物培养基可被设置在孢子贮存室136附近或当中，且当水从容器120中释放出来时营养物培养基可与水进行混合(例如溶于水中)。仅以举例方式来说，在其中营养物培养基以干燥形式提供的实施例中，该干燥形式可存在于贮存室103内、孢子贮存室 136内、孢子的基材上或者它们的组合。在一些实施例中，可以采用液体营养培养基和干燥营养培养基的组合。
在一些实施例中，孢子115可被直接设置在壳体102的下部分114中，或者孢子 115可被设置在孢子贮存室如孢子贮存室136中(例如在图1-5中所示的实施例中由嵌件 130提供)。无论孢子115被直接设置在壳体102的下部分114还是在孢子贮存室如孢子贮存室136中，孢子115都可以以多种方式提供。在一些实施例中，孢子115可在孢子悬浮液中，该孢子悬浮液可被设置在生物灭菌指示器100中的所需部位并被干燥。在一些实施例中，孢子115可在基材(未显示)上提供，该基材可被设置和/或紧固在生物灭菌指示器 100中的所需部位。一些实施例可包括以干燥形式提供的孢子115和在基材上提供的孢子 115的组合。
在一些实施例中，基材可被设置成支撑孢子115和/或帮助将孢子115维持在所需座位。这种基材可包括多种材料，包括但不限于纸张、聚合物(例如以上针对壳体110 所列举的聚合物的任何一种)、粘合剂(例如丙烯酸酯、天然或合成橡胶、硅树脂、硅树脂聚脲、异氰酸酯、环氧树脂或者它们的组合)、织造布、非织造布、微孔材料(例如微孔聚合物材料)、反射材料(例如金属箔)、玻璃、瓷、陶、凝胶形成材料(例如瓜尔豆胶)或者它们的组合。除此之外，或者作为另外一种选择，这种基材可包括或被结合到亲水涂层，以有利于使液体122与孢子115密切接触(例如当所采用的液体122为含水液体时)。除此之外，或者作为另外一种选择，这种亲水涂层可施加到任何设置成使液体122和孢子115成流体结合(fluidly couple)的流体通道。在一些实施例中，除了亲水涂层，或者代替亲水涂层，可将疏水涂层施加到壳体102的其他部分(壳体102的下部分114)和/或孢子贮存室136， 使得液体122优先移动到与孢子115接触。
在一些实施例中，嵌件130不包括孢子贮存室136。在一些实施例中，孢子贮存室 136由壳体102的下部分114本身提供，孢子115可被设置在下部分114中、吸附到下部分 114的内表面或壁、或者这两种情况的组合。在一些实施例中，孢子115可在被设置在壳体 102的下部分114中的基材上提供。在一些实施例中，贮存室103的至少部分地由壳体102 的上部分116界定的那部分可称为“第一贮存室” 109，而贮存室103的至少部分地由壳体 102的下部分114界定的那部分可称为“第二贮存室” 111，第一贮存室109和第二贮存室 111可被设置成互相成流体连通，以让灭菌剂和液体122从第一贮存室109移动到第二贮存室111。在一些实施例中，第一贮存室109和第二贮存室111之间的流体连接的程度(例如连接第一贮存室109和第二贮存室111的开口如开口 117的大小)可在激活步骤(即液体122从容器120释放出来)之后增加、与该激活步骤同时增加和/或响应该激活步骤而增加。在一些实施例中，对第一贮存室109(例如上部分116)和第二贮存室111(例如下部分114)之间的流体连通(或者流体连接的程度)的控制可由嵌件130的至少一部分提供。
如图2和3中所示，壳体102的第二部分106可适于结合到第一部分104。例如， 如图1-4中所示，第二部分106可被适配成结合到壳体102的第一部分104的上部分116。 在一些实施例中，如图1-4中所示，第二部分106可为盖件的形式，该盖件其尺寸被确定成使其能接纳壳体102的第一部分104的至少一部分。
如图2中所示，在灭菌过程中和在激活之前，第二部分106可相对于第一部分104 处于第一位置148。如图3中所示，在灭菌之后，生物灭菌指示器100可被激活以从容器120 释放出液体122，从而使液体122移动到孢子115。也即，壳体102的第二部分106可相对于第一部分104移动到第二位置150。仅以举例方式来说，在图1-4中所示的实施例中，壳体102的第一部分104包括在其外表面的梯部或垂悬部152，第二部分106包括唇部或突出部154，该唇部或突出部可被适配成在第二部分106被从第一位置148移动到第二位置150 时接合第一部分104上的梯部152。在这种实施例中，第二部分106可以在第二位置150可逆地接合第一部分104，而在一些实施例中，第二部分106可以不可逆地接合第一部分104。
在壳体102的第一部分104和第二部分106之间可采用多种结合手段，以让第一部分104和第二部分106可移除地互相结合在一起，所述手段包括但不限于重力(例如一个部件可被设置在另一部件或其配合部分的顶上)、螺纹、压装配合式接合(有时也称“摩擦配合式接合”或“干涉配合式接合”)、按扣配合式接合、磁铁、粘合剂、热密封、其他合适的可移除的结合手段以及它们的组合。在一些实施例中，生物灭菌指示器100不需要重新打开，第一部分104和第二部分106不需要可移除地互相结合在一起，而是可永久性或半永久性互相结合在一起。这些永久性或半永久性结合手段可以包括(但不限于)粘合剂、缝线、 缝钉、螺钉、钉子、铆钉、平头钉、卷边、焊接(如声波(如超声波)焊接)、任何热粘结技术 (例如，向被结合在一起部件中的一个或两个施加热量和/或压力)、按扣配合式接合、压装配合式接合、热密封、其他合适的永久性或半永久性结合手段以及它们的组合。本领域的普通技术人员将会知道，某些永久性或半永久性结合手段也被适配成可移除，反之亦然，并且仅仅是以举例方式按这种方式进行分类。
在图1-4中所示的实施例中，第二部分106被显示为在相对于第一部分104的第一纵向位置148和相对于第一部分104的第二纵向位置150之间能够移动；但应理解，生物灭菌指示器100可改为另外进行构造，使得第一和第二位置148和150相对于壳体102的第一部分104和第二部分106之一或两者而言不必是纵向位置。
第二部分106还可包括密封件156(例如凸出部、突出部、翼部、法兰、0形圈等或者它们的组合)，该密封件可被设置成接触壳体102的第一部分104的开放上端157，以在第二部分106移动到第二位置150且液体122从容器120释放出来后封闭或封住(例如密封)生物灭菌指示器100。密封件156可呈多种形式，在图2和3以举例方式显示为形成内环，该内环与第二部分106的壁110 —起其尺寸被确定成使其能接纳壳体102的第一部分 104的上端157以封住生物灭菌指示器100。
在一些实施例中，除了以上所述的梯部152和突出部巧4之间的结合之外，还可使用密封件156和壳体102的第一部分104的上端157之间的结合，或者可使用密封件156 和壳体102的第一部分104的上端157之间的结合代替以上所述的梯部152和突出部巧4 之间的结合。例如，密封件156和上端157中的一者或两者还可包括被构造成分别接合上端157和密封件156中的另一者的结构(例如突出部)，以使壳体102的第二部分106结合到壳体102的第一部分104。
另外，在一些实施例中，可使壳体102的第二部分106结合到壳体102的第一部分 104 (例如通过梯部152和突出部巧4和/或密封件156和壳体102的第一部分104的上端 157)，以在激活后封住生物灭菌指示器100使其隔绝周围环境。这种密封可防止液体122 在其被从容器120中释放出来后受污染或泄漏，和/或可防止生物灭菌指示器100的内部受污染。
现将具体参照图5更详细地描述嵌件130。如图5中所示和如上所提到，在一些实施例中，嵌件130可包括承载件132。在图1-5中所示的实施例中，承载件132包括三个臂 142，它们通过杯形基座144连接在一起，臂142和基座144其形状和尺寸被确定成使其能架住容器120的一部分。仅以举例方式来说，臂142和基座144被显示为其形状和尺寸被确定成使其能支持具有圆末端的容器120的底部；但应理解，承载件132可改为被构造成支持具有另一不同形状的容器120。
在一些实施例中，如图1-5中所示，承载件132可以是可在壳体102中发生移动 (例如纵向移动)，例如响应壳体102的第二部分106被从其第一位置148移动到其第二位置150而发生移动。也即，如图2和3中所示，承载件132可包括其中容器120不发生碎裂的第一位置(例如第一纵向位置)和其中容器120发生碎裂的第二位置(例如第二纵向位置)。承载件132的第一位置可对应于壳体102的第二部分106的第一位置148，而承载件 132的第二位置可对应于壳体102的第二部分106的第二位置150。
臂142的至少一部分可由柔性材料形成，使得臂142可发生移动或弯曲，例如响应承载件132被在壳体102中移动而发生移动或弯曲。例如，在图1-5中所示的实施例中，壳体102的至少一部分(例如第一部分104)可包括锥形部分146，其中壳体102(例如至少壁108的内表面)通常在纵向D1逐渐变细。结果，壳体102中的截面面积通常会沿着纵向 D1减少。在图1-4中所示的实施例中，锥形部分146被显示为整个壁108逐渐变细的结果。 但应理解，壳体102的内部尺寸通常可沿着纵向D1在锥形部分中减少，而壳体102的外部尺寸则不变。在一些实施例中，壳体102的外部尺寸可沿着其长度方向是相同的，尽管壳体 102的内部部分沿着其长度方向逐渐变细。
在图1-5中所示的实施例中，随着壳体102的第二部分106被从第一位置148 (参见图幻移动到第二位置150(参见图幻，第二部分106接触(例如直接地或间接地)容器 120，从而造成容器120在壳体102的锥形部分146中纵向向下移动，例如凭借嵌件130的连接部134来移动。随着容器120被在壳体102中移动，供给承载件132和容器120的横截面积减少，从而造成承载件132的臂142压挤容器120并冲击容器120的外表面。
在一些实施例中，如图5中所示，嵌件130还可包括一个或多个肋部或凸出部158， 所述肋部或凸出部被设置成使挤压力集中以增加在邻近凸出部158的区域中对容器120的压力，并有利于更容易地和在一个或多个所需区域使容器120碎裂。凸出部158还可起到至少部分地支持容器120的一部分的作用，且凸出部158可减少使第二部分106在第一位置148和第二位置150之间移动并使容器120(或其一部分)碎裂所需要的总作用力或力量。
在一些实施例中，嵌件130的臂142可相对于容器120的外表面向内/向外(例如径向向内/向外)发生移动，例如响应承载件132在壳体102中纵向移动而向内/向外发生移动，而使承载件132在壳体102中纵向移动是响应壳体102的第二部分106在其第一位置148和其第二位置150之间移动而造成。臂142的这种柔韧性可有利于压挤或挤压容器120。在一些实施例中，如图5中所示，一个或多个臂142可包括外凸出部162，该外凸出部设置成接触壁108的内表面(或壳体102的第一部分104的内表面)并随着壳体102 的第二部分106被在第一位置148和第二位置150之间移动而贴合该表面。这种贴合作用可进一步控制和有利于容器120在壳体中的移动和/或容器120的碎裂。在一些实施例中， 一个或多个臂142(以及凸出部158)的第一位置可对应于壳体102的第二部分106的第一位置148(和/或承载件132的第一位置)。另外，在一些实施例中，一个或多个臂142(以及凸出部158)的第二位置可对应于壳体102的第二部分106的第二位置150(和/或承载件132的第二位置)。
如图2和3中所示，臂142(以及结合到臂142的任何东西，如凸出部158)可径向移动朝向或移动离开容器120的外表面，该移动是在其中凸出部158不使容器120碎裂或者可能甚至不接触容器120的第一位置(例如第一径向位置)和其中凸出部158使容器 120碎裂的第二位置(例如第二径向位置)之间发生。
在一些实施例中，嵌件130的至少一部分可以是或包括“打破器”，且可被适配成打破或打开容器120以释放出液体122。例如，在一些实施例中，凸出部158(或者凸出部 158与嵌件130的另一部分如承载件132和/或臂142相组合)可称为生物灭菌指示器100 的“打破器”。
如图1-5中所示，具体而言在图5中，承载件132被构造成支持容器120的底部部分，而臂142和凸出部158被设置成在容器120被设置在壳体102中时在容器120底部附近的部位使容器120碎裂。这种构造可使得容器120可以在其底部附近被打破，且可有利于液体122从容器120的排出，而这可提高液体122对孢子115的可利用率，和可提高液体 122释放出来与孢子115(例如与孢子贮存室136)成流体连通的可靠性。这种构造是仅以举例方式示出的，但是应理解，臂142可比所示的更短或更长，且凸出部158可被设置成比所示的更高或更低，以按任何所需的方式使容器120碎裂。
在一些实施例中，嵌件130不包括被设置成将挤压力集中在容器120上的肋部或凸出部158，相反，臂142本身会随着第二部分106被从第一位置148移动到第二位置150 而挤压容器120并使其碎裂。容器120被显示为椭圆形胶囊或安瓿，其具有两个由平坦、基本上直的侧壁连接的半球形或圆角末端。在这种容器实施例中，如图1-5中所示，臂142(无论臂142是否包括凸出部158)可被构造成围绕容器120的末端延伸足够远，使得臂142被设置成在容器120的平坦壁上的某个位置(例如容器120可能最脆弱的位置)使容器120 碎裂。例如，臂142和/或凸出部158可被设置成在与容器120的平坦侧面基本上垂直的方向接触容器120。这种实施例可减少使容器120碎裂所需要的总打破力(和激活力)。椭圆形胶囊形状的容器120是仅以举例方式示出的，但是应理解，有多种容器构造可采用，且嵌件130和承载件132可被设置成对任何容器形状都起作用。在一些实施例中，承载件132 可被设置成在圆角末端使容器120碎裂。例如，图6-7、8-9、10-13和14-17中所示的实施例各自包括被适配成在容器的圆角末端使容器碎裂的嵌件(和承载件)。
在一些实施例中，承载件132的基座144可被设置成有利于在容器120被碎裂后液体122向孢子115的移动。例如，在一些实施例中，基座144可包括孔口或者该基座的大部分可包括孔口，该孔口被设置成有利于在容器120被碎裂后液体122移动经过承载件 132。
在一些实施例中，如图2中所示，嵌件130其尺寸和形状可被确定成使其能让容器 120在灭菌过程中和在激活之前被支持在壳体102的锥形部分146之外，以防止生物灭菌指示器100的意外或过早激活。这种构造还可防止因震动或材料膨胀(例如由于灭菌处理过程中暴露于热所致)而发生的无意打破。
在图1-5中所示的实施例中，嵌件130包括三个臂142，它们在容器120周围沿圆周方向等距间隔。但是，并不必要如此。在一些实施例中，一个臂142就足以既在激活之前支持容器120又在壳体102的第二部分106移动到第二位置150时使容器120碎裂。在一些实施例中，可采用嵌件130上的元件和壳体102上(例如第一部分104的壁108上)的元件的组合来支持容器120和/或使容器120碎裂。
如图2和4中所示，无论嵌件130是否包括一个或多个臂142，臂142 (例如它们本身或者与壳体102的一部分相组合)可被设置成将壳体102在容器120中支持在一致的部位，以在灭菌过程中提供基本上恒定的灭菌剂路径164。例如，嵌件130可将容器120支持在基本上一致的位置，而不是让容器120在激活之前(例如在灭菌过程中)在壳体102中移动或转动(例如径向和/或纵向)，这可给灭菌剂留出在容器120的外表面和壳体102的内表面之间的基本上一致和相对畅通无阻的路径，发生无意堵住的机会极少或不存在。
如图4中所示，各臂142不需要都是完全相同的形状或大小，而是其大小和位置可被确定成使其能控制灭菌剂路径164，例如定制生物灭菌指示器100的杀灭/存活率，防止容器120的无意碎裂，有利于容器120在壳体102中的移动，配合或接合壳体102和/或控制容器120的打破。
如图2中所示，在第一位置148，容器120可被完好保持在与下部分114或孢子贮存室136分开的位置，液体122可被包含在容器120内。另外，如图4中所示，在第一位置 148，嵌件130特别是承载件132可用来将容器120支持在壳体102中的这样一个位置，在该位置，容器120和壳体102之间和/或容器120和设置在壳体102中的任何其他结构或部件(例如嵌件130的至少一部分，如承载件132等)之间的空间的最低限度的横截面积得到维持。
在一些情况中，如不提供维持容器120周围(例如容器120和周围结构之间)的至少最低限度的间距的手段，则有可能容器120会变成在壳体102中(例如在锥形部分146 中)被设置成导致它阻塞或堵住灭菌剂路径164。但是，本发明的生物灭菌指示器100被设计成能防止发生这种情况。例如，在图1-5中所示的实施例中，嵌件130(特别是承载件 132)可被设置成将容器120支持在壳体102的锥形部分146之外，使得在激活之前在生物灭菌指示器100呈任何取向的情况下在容器120周围都维持至少最低限度的横截面积。例如，在图1-5中所示的实施例中，尽管生物灭菌指示器100被翻倒过来，容器120可能倒落而与嵌件130脱离接触，但在任何取向下，在生物灭菌指示器100被激活之前容器120都不会移动成更靠近锥形部分146或孢子115。另外，在激活之前，容器120和壳体102和/或嵌件130之间的最低限度的间距可得到维持，以提供例如在容器120周围的基本上恒定的灭菌剂路径164。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100的各部件其相对大小和位置可被构造成使得在激活之前，容器120被完好保持在生物灭菌指示器100中基本上一致的部位。这种构造可提供基本上恒定的灭菌剂路径164，并可将容器120维持在这么一个位置，在该位置， 容器120即使在生物灭菌指示器100激活之前会在其中移动的话，也不能够充分移动。
参照图2、3和5和如上所提到，连接部134可包括一个或多个铰链或折页135。连接部134还可包括一个或多个邻近铰链135的区段137，所述区段可随着铰链135被打开或封闭而彼此移动靠近或离开(例如开放或收缩)。如图2中所示，在激活之前，铰链135可相对开放或张开，使得邻近铰链135的区段137被分开第一幅度。如图3中所示，在激活之后，铰链135可相对封闭或收缩，使得邻近铰链135的区段137被分开第二较小的幅度。也即，如图2中所示，在激活之前，连接部134可具有第一构造，而如图3中所示，在激活之后， 连接部134可具有第二构造。
如图3中所进一步显示，在连接部134的第二构造中，连接部134的区段137可收缩叠放在一起，且可被设置成基本上堵住或封闭壳体102的上部分116和下部分114之间的开口 117。连接部134的这个第二构造可防止容器120的破碎部分(例如碎片)在生物灭菌指示器100中向下移动到壳体102的下部分114中，在该下部分114中，容器120的碎部会干扰孢子生长和/或孢子生长的检测。如图3中所示，承载件132的基座144还可收集或保留容器120的碎部以防止这些碎部在壳体102中向下移动。
另外，连接部134的第二构造可防止孢子115和/或一个或多个检测信号扩散到壳体102的下部分114之外，这可增强对任何孢子生长的检测。例如，在一些实施例中，通过荧光指示剂/分子(例如荧光团)或其他标志物来测定孢子生长。在一些实施例中，如果在激活之后生物灭菌指示器100中的液位在孢子115的部位的上方，则这种分子或标志物或者孢子115本身可移动或扩散离开孢子贮存室136或者移动或扩散到孢子贮存室136 之外，并潜在地移动或扩散到壳体102的下部分114之外。
在一些实施例中，壳体102的至少一部分例如壳体102的下部分114可对某个电磁辐射波长或者波长范围透明(例如当采用光学检测方法时)，这可有利于孢子生长的检测。也即，在一些实施例中，壳体102的至少一部分可包括或形成检测窗167。
另外，在一些实施例中，如图1-5中所示，壳体102的至少一部分例如下部分114 可包括一个或多个平坦壁168。这种平坦壁168可有利于孢子生长的检测(例如光学检测)。另外，在图1-5中所示的实施例中，壳体102的第一部分104的壁108可包括一个或多个阶梯区域，如以上所述的梯部152以及锥形壁或梯部170。锥形壁170可起到减少壳体 102的下部分或检测部分114的总厚度和大小的作用，这可有利于检测。另外，具有一个或多个梯部和/或锥形壁152、170的话，可让生物灭菌指示器100以唯一一个取向结合到读数器或检测装置，使得生物灭菌指示器100相对于读数器被“锁定”，这可以使用户误差减至最低并提高检测处理的可靠性。
仅以举例方式来说，图1-5中所示的嵌件130被显示为一体装置，其包括至少以下部件用于在激活之前支持容器120的部件，用于在激活过程中使容器120碎裂的部件；用于让容器120在壳体102中移动的部件；用于提供基本上恒定的灭菌剂路径164的部件， 用于提供孢子贮存室136的部件；用于在激活之后收集和/或保留碎裂的容器120的碎部 (或者至少部分地防止碎裂的容器120的碎部移动到壳体102的下部分114中)的部件；和 /或用于在激活之后使孢子115和/或信号从下部分114向壳体102的上部分116的扩散减至最低的部件。但应理解，在一些实施例中，嵌件130可包括多个部分，这些部分可能不是单个一体装置的零件，且这些部分中的每一个都可被适配成完成上述功能中的一个或多个。
嵌件130的一体构造还可有利于容器120在壳体102中的移动。例如，由于嵌件 130从其支撑容器120的部位一直延伸到壳体102中的贮存室103的基座，因此随着第二部分106被从第一位置148移动到第二位置150，嵌件130的底部可压向壳体102的基座 169。通过让嵌件130 —直延伸到壳体102的基座169，可获得必要的阻力和力量来让承载件132(及容器120)在壳体102中相对于孢子贮存室136和壳体102的下部分114移动， 和/或来使容器120碎裂。但应理解，其他的构造也是可能的并可采用。例如，在一些实施例中，如图10-13中所示和下文描述的实施例，嵌件130可被设置成邻接分隔壁118以提供必要的阻力和力量来使容器120碎裂。
另外，嵌件130被称为“嵌件”，是因为在图1-5中所示的实施例中，执行上述功能的装置是可被嵌入到壳体102的贮存室103中的装置。但应理解，嵌件130可改为由壳体 102本身或者生物灭菌指示器100的另一部件来提供，且不需要必定可嵌入到壳体102中。 出于简便起见，在本说明书通篇中将描述到术语“嵌件”，但应理解，该术语并不意在具有限制意义，且应认识到，可使用其他能执行一个或多个上述功能的等同结构来代替可嵌入的嵌件130或者与可嵌入的嵌件130组合使用。此外，在图1-5中所示的实施例中，嵌件130 既可以嵌入壳体102中也可以从壳体102取出，具体而言是嵌入壳体102的第一部分104中和从中移除。但应理解，尽管嵌件130可嵌入壳体102中，但嵌件130不必需可从壳体102 移除，而是可固定结合到壳体102，使得在将嵌件130设置在所需的部位后防止嵌件130从壳体102脱除。
本发明的生物灭菌指示器通常在灭菌过程中保持液体122和孢子115分开但又相对紧密近邻(例如在独立成套的生物灭菌指示器100内)，使得液体122和孢子115在暴露于灭菌处理后可容易地组合。液体122和孢子115可在检测处理的过程中进行温育，或者生物灭菌指示器100可在检测处理之前进行温育。在一些实施例中，当将孢子与液体122 — 起温育时，可使用室温以上的温育温度。例如，在一些实施例中，温育温度为至少约37°C，在一些实施例中，温育温度为至少约50°C (例如56°C )，在一些实施例中，至少约60°C。在一些实施例中，温育温度不大于约60°C，在一些实施例中，不大于约50°C，在一些实施例中， 不大于约40°C。
检测处理可被适配成检测来自孢子(例如来自孢子贮存室136内)的可检测变化。也即，检测处理可被适配成检测多种特性，包括但不限于电磁辐射(例如在紫外、可见光和/或红外波段)、荧光、发光、光散射、电子性质(电导、阻抗等或者它们的组合)、浊度、 吸收、拉曼光谱、椭圆光度法等或者它们的组合。对这些特性的检测可通过荧光计、分光光度计、比色计等或者它们的组合中的一种或多种来进行。在一些实施例中，例如在测量荧光、可见光等的实施例中，通过以特定的波长进行检测来测量可检测变化。
由于作为孢子生存能力的标志的生化反应，孢子和/或液体可被适配成(例如被标记成)产生一个或多个上述特性。结果，若无可检测变化(例如，与基线或背景读数相比)则可表示灭菌处理有效，而有可检测变化则可表示灭菌处理无效。在一些实施例中，可检测变化可包括一个或多个上述特性的变化率(例如，增加的荧光、降低的浊度等)。
在一些实施例中，孢子存活率可以通过利用酶活性来确定。如在Matner等人的标题为"Rapid Method for Determining Efficacy of a Sterilization Cycle and Rapid Read-out Biological Indicator'^测定灭菌循环的有效性的快速方法及快速读出生物指示器)的美国专利No. 5，073，488(其以引用方式并入本文)中所述，对于特定类型的孢子可进行酶类的鉴定，在所述孢子中该酶具有特别有用的特性，可利用该特性测定灭菌处理的有效性。这类特性可包括以下(1)该酶当经历了会足以降低IX IO6个试验微生物的群体达约6个对数(即达到约零个试验微生物的群体，如由试验微生物无长出所测得)的灭菌条件时，其残余活性等于由与该酶的底物系统的反应所测得的“背景值”；和( 该酶当经历了只足以降低1 X IO6个试验微生物的群体达至少1个对数但小于6个对数的灭菌条件时，其酶活性大于由与酶底物系统的反应所测得的“背景值”。酶底物系统可包括底物或底物的混合物，底物受到酶的作用而产生可检测的酶改性产物，这由可检测变化明示。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100可以以单侧模式进行测试，其中生物灭菌指示器100仅包括一个设置成例如靠近孢子115的检测窗(例如图1的检测窗167)。但是，在一些实施例中，生物灭菌指示器100可包括超过一个检测窗(例如由壳体102的下部分114的两个平行壁168的全部或一部分所形成的窗)，使得生物灭菌指示器100可通过超过一个检测窗进行测试。在采用多个检测窗的实施例中，检测窗可并排设置(类似于单侧模式)，或者检测窗可相对于彼此成角度(例如90度、180度等)取向。
一般地，孢子115被设置在与贮存室103成流体连通的孢子贮存室136内。在一些实施例中，孢子贮存室136形成贮存室103的一部分。如图2中所示，贮存室103在灭菌过程中与周围环境成流体连通(例如通过孔口 107)，以让灭菌剂在灭菌处理的过程中进入贮存室103来对孢子115进行灭菌。容器120可被设置成在灭菌过程中装着液体122，以防止液体122在灭菌过程中与孢子115、贮存室103和灭菌剂成流体连通。
在一些实施例中，孢子115可被设置在一个孢子座位中或者在多个孢子座位中， 这些座位都可被设置在贮存室103中、壳体102的下部分114中和/或孢子贮存室136中。 在一些实施例中，具有多个孢子座位的话可最大程度地使孢子暴露于灭菌剂和暴露于液体 122，可改进制造过程(例如通过将每个孢子座位放置在生物灭菌指示器100内的凹部，可有利于孢子的放置)，且可改进检测特性(例如因为处于一个大的孢子座位的中间的孢子可能不那么容易检测)。在采用多个孢子座位的实施例中，每个孢子座位都可以包括单独的、已知数量的孢子，和/或每个孢子座位都可以包括不同的孢子，使得可以测试多种孢子类型。通过采用多种类型的孢子，生物灭菌指示器可以用于各种灭菌处理，并且针对特定的灭菌处理可以分析特定的孢子座位，或者多种类型的孢子可以用来进一步测试灭菌处理的有效性或者说可信度。
另外，在一些实施例中，生物灭菌指示器100可包括多个孢子贮存室136，且每个孢子贮存室136可包括一个或多个孢子座位115。在采用多个孢子贮存室136的一些实施例中，所述多个孢子贮存室136可被设置成与贮存室103成流体连通。
在一些实施例中，孢子115可用被适配成装在孢子贮存室136当中或之上的覆盖件(未显示)覆盖。这种覆盖件可有助于在制造、灭菌和/或使用过程中将孢子维持在生物灭菌指示器100的所需区域内。如果采用覆盖件的话，其可由基本上不会妨碍检测处理和/或至少部分地能透过目标电磁辐射波长的材料形成。另外，取决于覆盖件的材料构成，在一些实施例中，覆盖件可有利于顺着孢子115芯吸液体122(例如营养物培养基)。在一些实施例中，覆盖件还可包含有利于流体流入孢子贮存室136中的特征，如毛细管通道、亲水性微孔纤维或膜等，或者它们的组合。此外，在一些实施例中，覆盖件可以隔离信号，或增强信号，这可以有助于检测。无论孢子115被设置在孢子贮存室136内还是直接设置在壳体102的下部分114中，都可以采用这种覆盖件。另外，这种覆盖件可在采用多个孢子座位的实施例中采用。覆盖件可以包括各种材料，包括(但不限于)纸张、聚合物(例如，以上对壳体110所列举的聚合物中的任一种)、粘合剂(例如，丙烯酸酯、天然或合成橡胶、硅树脂、硅树脂聚脲、异氰酸酯、环氧树脂，或者它们的组合)、织造布、非织造布、微孔材料(例如，微孔聚合物材料)、玻璃、瓷、陶、凝胶形成材料(例如，瓜耳豆胶)，或者它们的组合。
在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可以包括改性的内表面，如反射表面、白色表面、黑色表面、或适合于使表面的光学性质最优化的另一种表面改性。反射表面(例如由金属箔提供)可被设置成将被从测试或检测装置输送到孢子贮存室136的信号反射回到测试装置和/或将孢子贮存室136内产生的任何信号反射回到测试装置。结果，反射表面可起到改进来自生物灭菌指示器100的信号(例如改进信号的强度)的作用。这种反射表面可由壳体102的内表面、结合到壳体102的内表面的材料、孢子贮存室136的内表面、结合到孢子贮存室136的内表面的材料来提供；可形成孢子基材的一部分或者结合到孢子基材；等等；或者它们的组合。
类似地，在一些实施例中，生物灭菌指示器100还可包括白色和/或黑色表面，所述表面设置成增强和/或降低被从测试装置输送到孢子贮存室136中的特定信号，和/或设置成增强和/或降低孢子贮存室136内产生的特定信号。仅以举例方式来说，白色表面可用来增强信号，黑色表面可用来减少信号(例如噪声)。
在一些实施例中，孢子可被设置在官能化表面上，以促进孢子115在期望的表面上的固定化。例如，这种官能化表面可由壳体102的内表面、孢子贮存室136的内表面来提供，可形成孢子基材的一部分或者结合到孢子基材，等等，或者它们的组合。
在一些实施例中，孢子115被设置(例如通过涂覆施加方法或别的施加方法)在微结构化的或微复制的(micror印licated)表面上(例如诸如Halverson等人，PCT
发明者塞拉嘉·常德拉帕蒂, 杰弗里·C·佩德森, 杰弗里·D·史密斯 申请人:3M创新有限公司