Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройствам и способам для приготовления, исследования и обнаружения кислотоустойчивых палочковидных бактерий с применением микроскопического исследования препарата мокроты. Эффективный анализ видимых в микроскоп изображений играет существенную роль в лабораторных методах исследования. В странах с низким уровнем дохода и развивающихся странах доступ к дорогим способам и устройствам микроскопического исследования ограничен. Следовательно, прямое микроскопическое исследование является основным способом обнаружения кислотоустойчивых палочковидных бактерий при диагностике пациента с туберкулезом легких. Прямая микроскопия может быть недорогим и эффективным методом диагностики пациента с туберкулезом легких, но имеет присущие ей недостатки, такие как низкая и изменяющаяся точность. Причиной низкой точности может служить изменяющееся качество способов исследования, неадекватные размеры образцов, отсутствие необходимого оборудования или ресурсов, и/или работающие с повышенной нагрузкой или недостаточно квалифицированные специалисты. Имеется потребность в системе и способе обнаружения кислотоустойчивых бактерий, который являлся бы более эффективным и менее дорогостоящим, оставаясь при этом точным и легко осуществимым без специальной подготовки.
Раскрытие изобретения
Различные варианты осуществления изобретения относятся к узлу для подготовки пробы для определения в пробе наличия по меньше мере одного вида микроорганизмов (например, кислотоустойчивых палочковидных бактерий). Согласно одному варианту осуществления, узел может содержать пипетку, выполненную с возможностью забора пробы из образца. Согласно некоторым вариантам осуществления узел может дополнительно содержать картридж формирования изображения, выполненный с возможностью сообщения по текучей среде и необратимого соединения с пипеткой, так что проба внутри картриджа является биологически изолированной.
Согласно одному варианту осуществления пипетка может содержать вход, пробозаборную камеру и размещенный между ними ствол. Картридж формирования изображения может содержать приемник пипетки, выполненный с возможностью по меньшей мере частично вмещать ствол пипетки и с возможностью необратимого соединения с ним. Дополнительно, пипетка может быть выполнена с возможностью сообщения по текучей среде с картриджем изображения при сжатии пробозаборной камеры.
Согласно одному варианту осуществления предложен картридж формирования изображения для подготовки пробы для определения количества по меньшей мере одного вида микроорганизмов. Картридж формирования изображения может содержать приемник пипетки, выполненный с возможностью соединения с пипеткой, содержащей пробу, так, что проба является биологически изолированной в нем. Дополнительно, картридж формирования изображения может содержать по меньшей мере один реагент для подготовки пробы к получению изображения. Картридж формирования изображения может содержать камеру формирования изображения, выполненную с возможностью сообщения по текучей среде с пипеткой, причем предусмотрена возможность распределения подготовленной пробы в камере формирования изображения для получения ее изображения.
Согласно другому варианту осуществления картридж формирования изображения может содержать по меньшей мере один клапан, размещенный между камерой формирования изображения и пипеткой, причем указанный по меньшей мере один клапан выполнен с возможностью обеспечивать поток образца из пипетки в картридж формирования изображения, когда пипетка соединена с картриджем изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления, клапан может дополнительно иметь возможность обеспечивать самодозирование образца пробы путем подачи образца пробы из пипетки в камеру формирования изображения при нажатии пробозаборной камеры пипетки и обеспечения возврата образца пробы из камеры изображения в пипетку, при прекращении сжатия пробозаборной камеры пипетки. Согласно некоторым вариантам осуществления картридж формирования изображения может дополнительно содержать по меньшей мере один канал, образованный между камерой формирования изображения и пипеткой, причем указанный канал выполнен с возможностью обеспечивать соединение по текучей среде между указанными элементами. Картридж формирования изображения может дополнительно содержать блистерную камеру картриджа, находящуюся в сообщении по текучей среде с камерой формирования изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления блистерная камера картриджа дополнительно содержит блистер картриджа, содержащий по меньшей мере один обесцвечивающий реагент. Согласно некоторым вариантам осуществления блистер картриджа выполнен с возможностью выпускать указанный по меньшей мере один обесцвечивающий реагент при приложении усилия к блистеру картриджа.
Дополнительно, картридж формирования изображения может содержать сборник жидкости, такой как капиллярная камера, сообщающаяся по текучей среде с камерой формирования изображения, причем капиллярная камера выполнена с возможностью удаления избыточного обесцвечивающего реагента из камеры изображения.
Согласно некоторым вариантам осуществления, картридж формирования изображения может дополнительно содержать пометки, выполненные с возможностью представления информирующего указания количества пробы, поступившей в камеру формирования изображения. Картридж формирования изображения может дополнительно содержать пористую крышку камеры изображения, причем пористая крышка камеры изображения выполнена так, что обеспечивает высушивание пробы в камере формирования изображения и предотвращение прохождение биологических загрязнений, содержащихся в пробе, через крышку камеры изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления, крышка камеры изображения содержит гидрофобный мембранный материал. Картридж формирования изображения может дополнительно содержать магнит, расположенный в камере формирования изображения. Магнит может быть выполнен с возможностью перемещения от одного конца камеры изображения до противоположного конца камеры изображения для распределения в ней пробы. Согласно некоторым вариантам осуществления, картридж формирования изображения может содержать любой магнитный материал, выполненный с возможностью перемещения от одного конца камеры изображения до противоположного конца камеры изображения при приложении к нему магнитной силы для распределения пробы внутри камеры изображения.
Согласно некоторым вариантам осуществления предложена пипетка для взятия пробы. Пипетка может содержать вход, пробозаборную камеру и расположенный между ними ствол. Пипетка может содержать по меньшей мере один красящий реагент, содержащийся в пробозаборной камере. Дополнительно, пипетка может быть выполнена с возможностью втягивания пробы через вход и ствол в пробозаборную камеру при приведении в действие пробозаборной камеры. В одном варианте осуществления, пипетка может содержать по меньшей мере один красящий реагент, размещенный на внутренней поверхности пробозаборной камеры. В другом варианте осуществления пипетка может содержать по меньшей мере один красящий реагент, который представляет собой дегидратированную пленку материала, размещенную на внутренней поверхности пробозаборной камеры. Согласно конкретному варианту осуществления красящий состав может содержать порошок аурамин. В некоторых вариантах осуществления красящий состав может быть дополнительно предназначен для разжижения пробы. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления, красящий состав может содержать гидроксид натрия, тринатриевый цитрат и N-ацетил-L-цистеин. Пипетка может дополнительно содержать саше пипетки, содержащее по меньшей мере один растворяющий реагент для регидратации и/или повторного растворения красящего состава при смешивании с растворяющим реагентом. Кроме того, саше пипетки может быть выполнено с возможностью высвобождать растворяющий реагент при приложении к нему усилия, которое вызывает по меньшей мере частичный разрыв саше пипетки. Согласно некоторым вариантам осуществления пипетка выполнена с возможностью выпускать пробу из входа при приведении в действие пробозаборной камеры.
Согласно другому варианту осуществления изобретения предложен способ подготовки пробы для определения наличия по меньшей мере одного вида микроорганизмов в пробе. Способ может содержать этапы, на которых производят забор пробы пипеткой, и необратимым образом соединяют пипетку с картриджем изображения, так что образец является биологически изолированным внутри нее. Способ может дополнительно включать этап, на котором окрашивают пробу красящим составом, расположенным в пипетке. Согласно одному варианту осуществления, способ может включать этап, на котором выдают желаемое количество окрашенной пробы из пипетки в камеру формирования изображения, образованную в картридже формирования изображения. Способ может дополнительно включать этап, на котором распределяют окрашенную пробу внутри камеры изображения. Дополнительно, способ может включать этап, на котором высушивают окрашенную пробу внутри камеры изображения. В некоторых вариантах осуществления способ включает этап, на котором в камеру формирования изображения подают обесцвечивающий реагент. Дополнительно, способ может предусматривать удаление из камеры изображения избытка обесцвечивающего реагента. Дополнительно, способ может включать этап, на котором получают изображение пробы в камере формирования изображения. Далее, способ может включать этап, на котором определяют, присутствуют ли в указанной пробе кислотоустойчивые палочковидные бактерии.
Краткое описание чертежей
После общего описания изобретения, дальнейшее описание приведено со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые не обязательно приведены с соблюдением масштаба и на которых:
на фиг. 1 показана система для определения образца в пробе согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан узел картриджа согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 показана пипетка, предназначенная для сбора образца пробы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4А показан картридж формирования изображения, выполненный с возможностью соединения с пипеткой для обработки образца согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 4В показан вид сверху картриджа формирования изображения, выполненного с возможностью соединения с пипеткой для обработки образца согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 4С показано поперечное сечение картриджа формирования изображения с фиг. 4В по линии В-В согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 5А показан вид с покомпонентным разделением элементов картриджа формирования изображения и пипетки согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 5В показан вид с покомпонентным разделением элементов картриджа формирования изображения согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 5С показан вид с покомпонентным разделением элементов картриджа формирования изображения согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 6А показана опорная пластина картриджа формирования изображения согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 6В показана опорная пластина картриджа формирования изображения согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 6С показано поперечно сечение основания картриджа формирования изображения с фиг. 6В по линии Α-A согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 7 показан клапан картриджа формирования изображения согласно некоторым вариантам осуществления изобретения; и
на фиг. 8 показана блок-схема, иллюстрирующая способ обнаружения образца в пробе согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 9 показан вид с покомпонентным разделением элементов пипетки, выполненной с возможностью сбора пробы образца согласно другим вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 10 показан вид с покомпонентным разделением элементов картриджа формирования изображения и пипетки согласно другим вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 11 показан вид с покомпонентным разделением элементов картриджа формирования изображения согласно другим вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 12 показаны виды сверху и снизу опорной пластины картриджа формирования изображения согласно другим вариантам осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Ниже более подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны некоторые, но не все варианты осуществления изобретения. Настоящее изобретение может быть осуществлено во множестве различных видов и не должно рассматриваться, как ограниченное изложенными здесь вариантами осуществления. Указанные варианты осуществления приведены для соблюдения соответствия настоящего описания установленным требованиям законодательства. В тексте описания одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами позиций. Используемые здесь термины верхний, нижний, боковой, вверх, вниз, в направлении наверх, в направлении вниз, вертикальный, горизонтальный и подобные им не означают наличие соответствующих ограничений во всех вариантах осуществления, а используются для того, чтобы описать относительное направление или ориентацию в примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фигурах.
Различные варианты осуществления изобретения относятся в целом к узлу для приготовления, анализа и обнаружения вида в пробе или образце. Например, вид может быть отмечен с помощью одного или более реагентов. В некоторых вариантах осуществления узел может быть предназначен для облегчения обнаружения вида микроорганизмов, например кислотоустойчивых палочковидных бактерий, с применением прямой микроскопии пробы мокроты. Количество и/или присутствие вида может быть определено путем анализа изображений образца, полученных с применением устройства получения изображений. Согласно некоторым вариантам осуществления узел представляет собой герметичный контейнер и/или картридж, закрытый по отношению к наружной окружающей среде так, что он является биоизолированным, что препятствует загрязнению образца из наружной окружающей среды и/или загрязнению наружной окружающей среды содержимым узла, картриджа или пипетки. Таким образом, варианты осуществления изобретения обеспечивают преимущество перед известными устройствами, состоящее в уменьшении загрязнения образца и воздействия на пользователя. Дополнительно и/или альтернативно, варианты осуществления изобретения могут обеспечивать по сравнению с известными устройствами преимущество, состоящее в возможности стандартизированного исследования образцов и/или обеспечении решения для исследования образцов с минимальными затратами времени, обучения и/или инструктирования.
Согласно одному варианту осуществления, на фиг. 1 показана система 100 для обнаружения кислотоустойчивых палочковидных бактерий с применением микроскопии препарата мокроты. Система 100 в целом содержит микроскоп 160, имеющий источник 140 освещения и увеличивающий объектив 150, узел 110 картриджа, вычислительное устройство 120, устройство 130 получения изображений и канал 125 передачи данных между вычислительным устройством 120 и устройством 130 получения изображений. В некоторых вариантах осуществления устройство 130 получения изображений может быть выполнено с возможностью получения множества изображений 135 образца, размещенного внутри узла 110 картриджа. Устройство 130 получения изображений может быть функционально связано с микроскопом 160 и согласно одному варианту осуществления содержит камеру на приборах с зарядовой связью (ПЗС-камеру), которая может производить черно-белые или цветные изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления, устройство 130 получения изображений может содержать КМОП-камеру (КМОП - комплементарная структура металл-оксид-полупроводник), которая может производить черно-белые и/или цветные изображения. Обычно, такое устройство 130 получения изображений может включать в себя соответствующее устройство захвата кадра (не показано) для облегчения получения изображения. Оба устройства: устройство 130 получения изображений и соответствующее устройство захвата кадра для удобства обозначены здесь как «устройство 130 получения изображений». В некоторых случаях вместо устройства 130 получения изображений и микроскопа 160 могут применять, например, линейный планшетный сканер и управляемый источник излучения. Несмотря на то, что в вариантах осуществления изобретения предусмотрены различные конфигурации системы 100, различные варианты осуществления описаны здесь применительно к устройству 130 получения изображений и связанному с ним микроскопу 160. Следовательно, специалисту понятны возможности и методики, относящиеся к указанным различным конфигурациям для реализации описанных здесь вариантов осуществления. Далее, несмотря на то, что в соответствии с описанными вариантами устройство 130 получения изображений представляет собой ПЗС-камеру, понятно, что устройство получения изображений может представлять собой любое устройство, выполненное с возможностью производить изображение, например, камеру, сканер, и/или любое устройство, выполненное с возможностью получения множества изображений. Согласно одному варианту осуществления, устройство получения изображений представляет собой флуоресцентный микроскоп. Согласно некоторым вариантам осуществления устройство получения изображений может быть выполнено в виде внешнего флуоресцентного микроскопа. В некоторых вариантах осуществления устройство получения изображений может быть выполнено в виде эпифлуоресцентного микроскопа. Устройство получения изображений может быть выполнено с возможностью получения изображений низкого и/или высокого разрешения с любым желаемым увеличением, различными областями исследования и/или в различных полях обзора, которые могут соответствовать всему образцу или части образца и/или узла 110 картриджа.
Устройство 130 получения изображений может быть выполнено с возможностью передавать данные изображения по каналу 125 передачи данных на вычислительное устройство 120. Соответственно, вычислительное устройство 120 может быть выполнено с возможностью определять наличие вида микроорганизмов, таких как кислотоустойчивые палочковидные бактерии, основываясь, по меньшей мере частично, на данных изображения полученных изображений образца. Согласно одному варианту осуществления, вычислительное устройство 120 может быть выполнено с возможностью использования алгоритмов получения оптического изображения для автоматического определения количества и/или наличия вида микроорганизмов. Например, изображение узла 110 может быть получено посредством автоматического процесса с применением устройства 130 получения изображений, канала 125 передачи данных и/или вычислительного устройства 125. Согласно некоторым вариантам осуществления, устройство 130 получения изображений, канал 125 передачи данных и/или вычислительно устройство 125 могут быть объединены в единое устройство. Дополнительно и/или альтернативно узел 110 картриджа может применяться совместно с операциями, выполняемыми вручную, в ходе которых пользователь получает изображение образца внутри узла 110 картриджа и визуально исследует полученное изображение образца, чтобы определить присутствие вида микроорганизмов.
Устройство 130 получения изображений обычно выполнено с возможностью получения множества изображений 135 образца, размещенного в узле 110 картриджа посредством увеличивающего объектива 150, при этом изображения 130 могут дополнительно содержать цифровое изображение, имеющее соответствующие данные изображения, для обозначения которых использован общий термин «изображение 135». Согласно некоторым вариантам осуществления, образец и/или узел 110 картриджа могут быть освещены источником 140 освещения. Соответственно, изображения 135 образца и/или узла 110 картриджа могут быть получены устройством 130 получения изображений. Дополнительно и/или альтернативно, устройство 130 получения изображений может быть выполнено с возможностью обмена данными с вычислительным устройством 120 по каналу 125 передачи данных, который может обеспечивать проводную или беспроводную связь между устройством 130 получения изображений и вычислительным устройством 120. В некоторых вариантах осуществления вычислительное устройство 120 может быть выполнено с возможностью анализа изображения 135 на наличие кислотоустойчивых палочковидных бактерий, основываясь по меньшей мере частично, на исследуемых областях изображения 135. Специалистам понятно, что вычислительное устройство 120 может представлять собой любой подходящий процессор или обрабатывающий элемент, выполненный с возможностью обмена данными с устройством получения изображений, а также анализа множество изображений, как описано в настоящей заявке.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, система 100 может дополнительно содержать узел 110 картриджа, который может включать в себя пипетку 200 и картридж 210 формирования изображения, как показано на фиг. 2. Узел 110 картриджа может быть выполнен в виде закрытого или биоизолированного узла. В частности, соединение пипетки 200 с картриджем 210 формирования изображения может образовывать биологически изолированную систему, выполненную с возможностью препятствовать проникновению любого чужеродного биологического материала внутрь узла 110 картриджа или выходу такого материала наружу из узла 110 картриджа. Согласно некоторым вариантам осуществления, узел 110 картриджа может включать в себя фильтрующие мембраны или подобные приспособления рядом с любыми отверстиями узла картриджа с тем, чтобы обеспечить предотвращение, ограничение и/или препятствие прохождения через отверстия потенциально опасных бактериальных частиц или биологических загрязнений и их выход из узла картриджа, пропуская, при этом через отверстие газообразное вещество для снижения возможного повышенного давления. В том случае, если система 100 получает изображения 135 образца и/или узла 110 картриджа, узел 110 картриджа может быть выполнен с возможностью размещения пипетки 200 так, что пипетка 200 соединена с картриджем 210 формирования изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления, система 100 может быть выполнена с возможностью размещения в ней картриджа 210 формирования изображения так, что при установке картриджа 210 формирования изображения картридж 210 формирования изображения выравнивается с микроскопом 160 и/или устройством 130 получения изображений для получения множества изображений образца. Несмотря на то, что картридж 210 формирования изображения может иметь разные размеры и конфигурации, как более подробно показано ниже, согласно одному примерному варианту осуществления картридж 210 формирования изображения имеет около 70-80 мм в длину, около 50-60 мм в ширину и около 20 мм в толщину. В некоторых вариантах осуществления узел 110 картриджа может иметь около 100 мм в длину, если с картриджем 210 формирования изображения соединена пипетка 200. Согласно одному варианту осуществления, узел 110 картриджа может иметь примерно 115 мм в длину, если с картриджем 210 формирования изображения соединена пипетка 200.
Согласно некоторым вариантам осуществления пипетка 200 может быть выполнена с возможностью забора биологической пробы, содержащей мокроту. Как показано на фиг. 3 и 9, пипетка 200 может содержать вход 330 пипетки, ствол 320 пипетки, пробозаборную камеру 300 и саше 310 пипетки. В некоторых вариантах осуществления пипетка может иметь общую длину, определяемую длиной пробозаборной камерой 300, стволом 320 пипетки и входом 330 пипетки.
Согласно одному варианту осуществления, пипетка может иметь примерно 50-60 мм в длину. В некоторых вариантах осуществления, длина пипетки может составлять примерно от 85 до 100 мм. Хотя длина пипетки может варьироваться, специалистам понятно, что варианты осуществления изобретения могут включать в себя пипетку подходящей длины, так что пипетка может должным образом принимать пробу мокроты из 50-миллилитровой конической пробирки для сбора образцов, но в то же время достаточно короткой, чтобы вязкая проба могла перемещаться ко входу 330 пипетки, подниматься до ствола 320 пипетки и входить в пробозаборную камеру 300 для дальнейшей обработки и/или анализа. Согласно некоторым вариантам осуществления, ствол 320 пипетки может содержать пометки, так, что пользователь в ходе процесса дозирования может легко определить количество образца мокроты, забранного пипеткой 200. Например, ствол 320 пипетки может иметь градуировку, указывающую на увеличение дозируемого объема по мере расположения отметок градуировки от входа 330 пипетки к пробозаборной камере. В некоторых вариантах осуществления изобретения, ствол 320 пипетки может иметь по меньшей мере две градуировочные метки, указывающие минимальный и максимальный объем для измерения количества пробы образца.
Согласно особенно предпочтительному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, пипетка 200 может включать в себя вход 330 пипетки, который позволяет надлежащим образом осуществлять забор пробы образца. Всасывание вязкой пробы образца пипеткой, имеющей узкий конец, может быть затруднено. Соответственно, согласно вариантам осуществления изобретения, может быть предусмотрена пипетка, вход 330 которой может иметь наконечник с отверстием немного большим, чем отверстия обычных канюлей шприца. Например, вход 330 может иметь диаметр около 3-5 мм. В некоторых вариантах осуществления, вход 330 пипетки может образовывать отверстие с острым краем, выполненное с возможностью разрезать, разделять и/или забирать пробу мокроты. Таким образом, пипетка позволяет пользователю надлежащим образом получать даже самую вязкую мокроту, которая является желательной для проведения анализа частью образца. Дополнительно, вход 330 пипетки и ствол 320 пипетки могут иметь такую форму, чтобы их можно было разместить в картридже 210 формирования изображения, так, чтобы вход 330 пипетки и ствол 320 пипетки были вставлены в приемник 400 пипетки картриджа 210 формирования изображения таким образом, чтобы после соединения картриджа 210 формирования изображения и пипетки 200 их движение в обратном направлении было бы невозможным. Например, может быть предотвращено движение в обратном направление узла пипетки 200 и картриджа 210 формирования изображения так, что приложение усилия в направлении противоположном направлению вставки является недостаточным для удаления пипетки 200 из картриджа 210 формирования изображения. В других вариантах осуществления соединение пипетки 200 и картриджа 210 формирования изображения может быть осуществлено в виде простой конфигурации соединения защелкиванием. В каждом варианте осуществления между наконечником пипетки и приемником 400 пипетки имеется жидкостное уплотнение. Согласно одному варианту осуществления, пипетка 200 может быть соединена с картриджем изображения посредством резьбового соединения, соединения защелкивания или посадкой с натягом. Таким образом, такое соединение может предотвращать отсоединение пипетки 200 от картриджа 210 формирования изображения в случае приложения усилия в направлении, противоположном направлению установки. В другом варианте осуществления, приемник 400 пипетки может содержать удерживающую шайбу или фиксатор, так что при установке входа 330 пипетки и ствола 320 пипетки в приемник 400 пипетки происходит зацепление удерживающей шайбы или фиксатора для фиксации пипетки 200 на картридже 210 формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления приемник 400 пипетки может включать в себя зубчатый механизм, выполненный с возможностью входить в зацепление с пипеткой 200. Например, приемник пипетки может включать в себя множество выступающих зубцов 401 так, что войдя в зацепление с ними пипетка может перемещаться только в направлении к приемнику пипетки. Соответственно, при зацеплении по меньшей мере одного зубца 340 со множеством выступающих зубцов 401 пипетка 200 может быть вставлена в приемник 400 пипетки, но не может быть вынута из приемника пипетки.
В некоторых вариантах осуществления приемник 400 пипетки может включать в себя шайбу 406, как показано на фиг. 5В. В частности, шайба 406 может быть размещена внутри приемника 400 пипетки и выполнена с возможностью сцепления с пипеткой 200, когда пипетка 200 вставлена в приемник 400 пипетки. Соответственно, шайба 406 может иметь форму «звезды» и быть выполнена с возможностью зажимать, «схватывать» и/или другим образом входить в зацепление с пипеткой 200, когда пипетка 200 вставлена в приемник 400 пипетки, так, что пипетка 200 не может быть удалена из приемника 400 пипетки после того, как шайба 406 вошла в зацепление с пипеткой 200. В некоторых вариантах осуществления, когда пипетка 200 захвачена и вставлена внутрь приемника 400 пипетки, приемник 400 пипетки может быть выполнен таким образом, чтобы охватывать участок пипетки, используемый для забора пробы образца. Таким образом, приемник 400 пипетки может покрывать участок пипетки 200, используемый для получения пробы образца и минимизировать доступ к этому участку, таким образом, минимизиуря риск загрязнения окружающей среды пробой образца.
Согласно некоторым вариантам осуществления, пипетка 200 может дополнительно содержать пробозаборную камеру 300. Проба вязкой мокроты может быть отмерен в пипетку 200 посредством входа 330 пипетки. Это можно выполнить путем нажатия на пробозаборную камеру 300 без разрыва саше, чтобы создать вакуум для втягивания образца через вход 330 пипетки и ствол 320 пипетки в камеру пипетки. Далее, количество отмеренного образца может быть измерено посредством градуировочных меток на стволе 320 пипетки, когда образец входит в ствол 320 пипетки. После забора образца в пипетку 200 и соединения пипетки с картриджем 210 формирования изображения, образец может быть окрашен, разжижен и/или обработан для определения наличия кислотоустойчивых палочковидных бактерий. В другом варианте осуществления, количество отмеренного образца может быть измерено после того, как пипетка соединена с картриджем, после того, как образец был окрашен, разжижен и/или обработан другим образом и/или после перемещения образца из пипетки в картридж формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления количество отмеренного образца может быть измерено внутри самого картриджа формирования изображения, как показано более подробно в настоящем описании.
Согласно одному предпочтительному аспекту настоящего изобретения внутри пробозаборной камеры 300 расположено саше 310 пипетки. В некоторых вариантах осуществления саше 310 пипетки может включать в себя красящий состав, предназначенный для окрашивания и/или разжижения вязкой пробы мокроты. Дополнительно и/или альтернативно, пробозаборная камера 300 может включать в себя красящий состав, предназначенный для окрашивания и/или разжижения вязкой пробы мокроты. В некоторых вариантах осуществления красящий состав может содержать пленку полностью высушенного порошка аурамин, нанесенного на внутреннюю поверхность пробозаборной камеры 300. Согласно некоторым вариантам осуществления, внутренняя поверхность пробозаборной камеры 300 может содержать полностью высушенный красящий состав, а саше 310 пипетки может включать в себя разжижающий реагент, предназначенный для разжижения красящего состава и/или вязкого образца мокроты. В некоторых вариантах осуществления разжижающий реагент может содержать гидроксид натрия и натрия цитрат. Согласно некоторым вариантам осуществления, пробозаборная камера 300 может включать примерно 200 мл раствора, содержащего 2% гидроксида натрия, 1,45% натрия цитрата, который может быть объединен со 100 мл примерно 0,5 мг/мл-10 мг/мл аурамина, растворенного в 70% этаноле, который затем полностью высушен с получением красящего состава, покрывающего внутреннюю поверхность пробозаборной камеры 300. В других вариантах осуществления могут применять дитиотреитол (ДТТ), отбеливатель, другие восстановители или другое вещество, предназначенное для разжижения мокроты.
Дополнительно, саше 310 пипетки может включать в себя реагент, содержащий 300 мл 70%-ного этанола, разбавленного водой. В некоторых вариантах осуществления саше 310 пипетки может содержать реагент, содержащий 300 мл примерно 20-70%-ного этанола, разбавленного водой.
Саше 310 пипетки может быть выполнено таким образом, чтобы при его разрыве высвобождался реагент.
После разрыва саше 310 пипетки и высвобождения содержимого размещенных в нем реагентов в пробозаборную камеру 300, реагент смешивается с красящим составом и пробой мокроты, находящейся внутри пробозаборнорй камеры, так чтобы произошло окрашивание и разжижение пробы мокроты для дальнейшей обработки. Реагент может способствовать регидратации красящего состава, что может привести к получению окрашенной пробы мокроты, содержащей примерно 2 части пробы мокроты и 3 части смеси, содержащей аурамин, гидроксид натрия и натрия цитрат в 23%-ном водном растворе этанола. В некоторых вариантах осуществления смесь может содержать около 0,33 мг/мл аурамина, 13,3 мг/мл гидроксида натрия и/или 9,67 мг/мл натрия цитрата в водном растворе 23%-ного этанола. Несмотря на вышеуказанные объемы пробы мокроты, красящего состава, приведенные в описанных вариантах осуществления, и состава реагента, специалисту понятно, что указанные величины могут варьироваться, так, чтобы соотношение пробы мокроты, разжижающего компонента красящего состава и красящего компонента красящего состава, такого как аурамин, оставалось 2:2:1 соответственно. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления пипетка выполнена с возможностью забора образца с последующим окрашиванием и/или разжижением образца для обработки. В других вариантах осуществления, например, в варианте, показанном на фиг. 9, саше 310 может быть выполнено из поливинилдхлорида (ПВХ), полиэтиленового материала низкой плотности (ПНП), политетрафторэтиленовой (ПТФЭ) пленки и/или любого другого материала, пригодного для ограничения или устранения генерации отходящего газа, например, материала для изоляции алюминия от жидкости после использования содержимого саше, и/или саше может быть охвачено таким материалом.
Один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения включает в себя эффективный способ обнаружения наличия кислотоустойчивых палочковидных бактерий. В частности, некоторые варианты осуществления могут обеспечивать эффективный способ минерализации и/или разжижения пробы мокроты и флуоресцентного окрашивания пробы для определения присутствия кислотоустойчивых палочковидных бактерий. Дополнительно, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают окрашивание пробы мокроты без необходимости нагревания или промывания пробы. Как упомянуто выше в отношении окрашивания и разжижения пробы мокроты, для закрепления образца после его окрашивания и разжижения не требуется нагревания. В случае удаления избытка реагента ОГ также можно опустить этап промывки, как более подробно будет описано ниже.
Микобактериальные клетки, такие как кислотоустойчивые палочковидные бактерии, захватываются слизью пробы мокроты и с трудом поддаются обнаружению в необработанных пробах мокроты. Соответственно, некоторые варианты осуществления предусматривают наличие красящих составов, предназначенных для разжижения пробы мокроты, что приводит к выпуску микроорганизмов, таких как кислотоустойчивые палочковидные бактерии из слизи. Красящий состав может быть одновременно предназначен для разжижения пробы мокроты. Таким образом, вязкость пробы может быть уменьшена в достаточной степени для облегчения распределения пробы для проведения анализа. Кроме того, предполагается, что этанол способствует внедрению флуоресцентного красителя в структуры клеточной оболочки миколевой кислоты, путем проникновения через клеточную оболочку. Таким образом, добавление этанола может усилить флуоресценицию, по сравнению с обычным окрашиванием аурамином. Дополнительно, добавленный этанол может действовать как фиксатор для крясящего состава по сравнению с традиционно используемыми агентами, такими как изопропиловый спирт, который может не обеспечивать правильное приготовление пробы. Однако, количество добавленного этанола может существенно влиять на пробу. Добавление избыточного количества этанола в образец может на самом деле препятствовать дисперсии и вместо этого вызвать агрегацию клеток. Тем не менее, как было показано, при надлежащем количестве этанола, разбавление этанолом способствует дисперсии образца, а также микроорганизмов в образце, что проявляется в лучшем распределением клеток на слайде.
В альтернативном варианте осуществления вместо саше 310 пипетки можно использовать стеклянную пробирку, при этом для того, чтобы высвободить реагент пользователь может разбить пробирку. В другом альтернативном варианте осуществления, краситель аурамин может содержаться в саше 310 пипетки с этанолом, тогда как внутри пробозаборной камеры 300 дегидратируют только гидроксид натрия. Таким образом, пипетка 200 может включать в себя различные реагенты и способы содержания этих реагентов для выполнения надлежащей подготовки образца для формирования изображения.
Кроме того, несмотря на то, что согласно описанным вариантам осуществления, что пипетка 210 может иметь разные размеры и конфигурации, в одном варианте пипетка может иметь длину около 85-100 мм, длину пробозаборной камеры 300 около 35-50 мм, длину ствола 320 около 30-50 мм и длину входа 330 около 3-10 мм. В одном примере, диаметр пробозаборной камеры 300 больше диаметров ствола 320 и входа 330, тогда как диаметр ствола больше, чем диаметр входа. Соответственно, описанные здесь варианты осуществления могут обеспечивать взятие пробы, так как различные диаметры участков пипетки могут предотвратить застревание внутри пипетки вязкой пробы. В целом, пипетка 210 может иметь круглое поперечное сечение, хотя понятно, что согласно альтернативным вариантам могут иметь место различные поперечные сечения.
Согласно особо предпочтительному аспекту некоторых вариантов осуществления узел 110 картриджа может включать в себя картридж 210 формирования изображения, дополнительно содержащий камеру 410 формирования изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления картридж формирования изображения может дополнительно содержать приемник 400 пипетки, определяющий отверстие 405 для установки через него пипетки 200. В некоторых вариантах осуществления картридж формирования изображения может дополнительно включать в себя блистерную камеру 420, содержащую обесцвечивающий реагент-гаситель (ОГ). Блистерная камера 420 картриджа может быть выполнена разрушаемой при приложении усилия к блистерной камере 420 картриджа, так что реагент ОГ может входить в камеру 410 формирования изображения при разрушении блистерной камеры 420. В некоторых вариантах осуществления картридж формирования изображения может включать дополнительные разрушающие элементы, выполненные с возможностью способствовать разрушению блистера картриджа, размещенного внутри блистерной камеры 420 картриджа. В некоторых вариантах осуществления дополнительные разрушающие элементы отлиты за одно целое и/или соединены с блистерной камерой картриджа. Дополнительно и/или альтернативно картридж 210 формирования изображения может содержать сборник 430 жидкости, такой как капиллярная камера, выполненная с возможностью удаления избыточного реагента ОГ из камеры 410 формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления, картридж 210 формирования изображения может содержать по меньшей мере один опорный элемент 212, как показано на фиг. 6С. Таким образом, когда картридж 210 формирования изображения размещен на поверхности, например, на плоской поверхности (например, рабочем месте), по меньшей мере один опорный элемент 212 предотвращает контакт указанной поверхности с нижней поверхностью картриджа 210 формирования изображения. Соответственно, картридж 210 формирования изображения может иметь по меньшей мере один опорный элемент 212, который предпочтительно защищает поверхность картриджа 210 формирования изображения от накопления артефактов изображения (например, грязи, пыли и т.п.) и/или от повреждения (например, царапин, трещин и т.п.).
Согласно некоторым вариантам осуществления картридж 210 формирования изображения может содержать опорную пластину 500, как показано на фиг. 5А, 5В, 10, и 11. Согласно некоторым вариантам осуществления опорная пластина 500 выполнена так, что имеет гидрофильные свойства. Таким образом, опорная пластина 500 может содержать гидрофильный материал и/или быть обработанной таким образом, чтобы проявлять гидрофильные свойства. В некоторых вариантах осуществления опорная пластина 500 картриджа 210 формирования изображения может быть обработана таким образом, что она проявляет гидрофильные свойства. Согласно некоторым вариантам осуществления опорная пластина 500 может содержать обработанный материал полиметилметакрилат, являющийся гидрофильным. Дополнительно и/или альтернативно опорная пластина 500 может содержать циклический олефиновый полимер, полистирол или поликарбонатный материал. Согласно некоторым вариантам осуществления опорная пластина 500 может содержать любой оптически подходящий пластик, который может быть выполнен так, чтобы проявлять гидрофильные свойства. В некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным, что гидрофильными являются только каналы, тогда как верхние поверхности являются слегка гидрофобными, например, с углом смачивания в диапазоне примерно от 40° до 50°.
В некоторых вариантах осуществления опорная пластина 500 может определять по меньшей мере участок камеры 410 формирования изображения. Материал опорной пластины 500 может быть гидрофильным, так что по меньшей мере участок камеры 410 формирования изображения может быть выполнен так, чтобы проявлять тенденцию к гидрофильности. Согласно некоторым вариантам осуществления участок камеры 410 формирования изображения, образованный в опорной пластине 500, может быть обработан материалом, составом и/или другим подобным образом так, чтобы уменьшить гидрофобность участка камеры 410 формирования изображения, образованного в опорной пластине 500. Согласно некоторым вариантам осуществления обработка участка камеры 410 формирования изображения, образованного в опорной пластине 500, может обеспечить лучшую смачиваемость и/или улучшенное размазывание окрашенной и/или обработанной пробы. Дополнительно и/или альтернативно, обработка участка камеры 410 формирования изображения, образованного в опорной пластине 500, может также минимизировать неблагоприятное взаимодействие между материалом опорной пластины, таким как полиметилметилакрилат и пробой, такой как вязкая мокрота, которое может привести к появлению нежелательных артефактов изображения. Примеры обработки могут включать в себя обработку кислородной плазмой, прививочную полимеризацию различных мономеров, таких как этиленоксид или гексаметилдисилоксан, поглощение поверхностно-активных веществ, поглощение блок-сополимеров и/или другие виды обработки. Другие примеры обработки участка камеры 410 формирования изображения опорной пластины 500 могут включать в себя способы жидкостной химической полимеризации для прививания полимеров. В некоторых вариантах осуществления поверхностная обработка может включать в себя покрытие полиэтиленоксидом или диоксидом кремния посредством плазменной полимеризации мономера этилен-оксида и/или смеси гексаметилдисилоксана и кислорода на участке камеры 410 формирования изображения опорной пластины 500.
Согласно некоторым вариантам осуществления камера 410 формирования изображения может быть закрыта крышкой 520, как показано на фиг. 5В, 10 и 11. Крышка 520 камеры изображения может содержать пористый материал, предназначенный для того, чтобы обеспечить высушивание образца внутри камеры 410 формирования изображения, при этом предотвращая прохождение через крышку 520 камеры изображения микроорганизмов (например, микобактерий) или других биологических загрязнителей, сохраняя, таким образом, биоизоляцию картриджа 210 формирования изображения. Таким образом, крышка 520 камеры может быть выполнена так, что она способствует удержанию биологической пробы внутри картриджа 210 формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления, крышка 520 камеры изображения может быть изготовлена из гидрофобной поликарбонатной мембраны, имеющей поры размером приблизительно 0,4 μηi. Несмотря на то, что в вариантах осуществления настоящего изобретения описана крышка 520 камеры изображения из гидрофобного поликарбонатного материала, специалистам понятно, что крышка 520 камеры изображения может быть изготовлена из любого материала, толерантного к реагенту ОГ, который может включать этанол. Согласно некоторым вариантам осуществления, крышка 520 камеры изображения может иметь гидрофобные свойства. Дополнительно и/или альтернативно, крышка 520 камеры изображения может содержать такой материал как гидрофобный поликарбонатный материал, выполненный с возможностью выдерживать низкий рН и наличие этанола в реагенте ОГ, при этом препятствуя прохождению жидкости через поры крышки камеры изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления, крышка 520 камеры изображения может в сухом состоянии иметь фоновую автофлуоресценцию. В некоторых вариантах осуществления крышка 520 камеры изображения может быть окрашена в черный или любой другой нефлуоресцирующий или неотражающий цвет.
В некоторых вариантах осуществления картридж 210 формирования изображения может также включать магнит 530, предназначенный для распределения или размазывания пробы внутри камеры 410 формирования изображения. Например, магнит 530 может представлять собой любой материал, выполненный с возможностью притягиваться или отталкиваться магнитной силой и может быть размещен внутри камеры 410 формирования изображения, которая может иметь форму продолговатого канала внутри опорной пластины 500. Кроме того, камера 410 формирования изображения может включать в себя множество направляющих, размещенных внутри камеры 410 формирования изображения, при этом направляющие выполнены с возможностью удерживать на себе магнит 530. Форма направляющих может быть такой, что они проходят полностью от одного конца камеры 410 формирования изображения до противоположного конца. В некоторых вариантах осуществления множество направляющих могут иметь примерно 0,1 мм в высоту и примерно 0,5 мм в ширину. Согласно одному варианту осуществления, продолговатая камера 410 формирования изображения может иметь примерно 1 мм в высоту и примерно 65 мм в длину. Дополнительно, камера 410 формирования изображения может иметь примерно 4 мм в ширину в основании каналов на направляющих и примерно от 5 до 5,2 в ширину в положении над направляющими. Соответственно, магнит 530 может быть выполнен с возможностью свободного перемещения внутри камеры 410 формирования изображения, и при этом частично поддерживаться расположенными в ней направляющими. В некоторых вариантах осуществления магнит 530 может иметь размеры примерно 5 мм на 5 мм на 0,9 мм. Тем не менее, магнит 530 может иметь любой желаемый размер так, чтобы размазывать образец внутри камеры 410 формирования изображения и не создавать помехи для камеры 410 изображения и/или крышки 520 камеры изображения.
Согласно некоторым вариантам, магнит 530 может быть выполнен с возможностью перемещения в камере 410 формирования изображения. Например, магнит 530 может быть выполнен с возможностью перемещения от одного конца камеры 410 формирования изображения в противоположный конец камеры 410 формирования изображения. В частности, для перемещения магнита 530 от одного конца к противоположному концу камеры 410 формирования изображения может быть предусмотрен внешний по отношению к камере формирования изображения магнит. Пользователь может перемещать камеру формирования изображения над внешним магнитом. В другом варианте осуществления, пользователь может перемещать внешний магнит над камерой формирования изображения.
Соответственно, внешний магнит может обеспечить магнитную силу, притягивающую магнит 530 в камере 410 формирования изображения. Поскольку внешний магнит обеспечивает магнитную силу, притягивающую магнит 530 в камере 410 формирования изображения, в одном варианте осуществления пользователь может перемещать картридж 210 изображений вперед и назад над внешним магнитом. Таким образом, магнит 530 в камере 410 формирования изображения остается в неподвижном положении по отношению к внешнему магниту, тогда как внешний магнит обеспечивает силу магнитного притяжения, пока пользователь перемещает картридж 210 формирования изображения назад и вперед по отношению к внешнему магниту. Соответственно, магнит 530 может переходить от одного конца камеры 410 формирования изображения до противоположного конца камеры 410 формирования изображения путем перемещения картриджа 210 формирования изображения над внешним магнитом. Следует понимать, что для распределения пробы внутри камеры 410 формирования изображения могут быть использованы другие механизмы в соответствии с дополнительным вариантами осуществления. Например, могут быть использованы немагнитные элементы, такие как шарикоподшипники, для распределения пробы путем наклона картриджа 210, при этом масса такого элемента больше, чем вязкость пробы. Другие исполнительные устройства могут быть использованы для дозирования, такие как магнитно-управляемые приводы или клапаны, для распределения пробы.
Согласно некоторым вариантам осуществления, картридж 210 формирования изображения может дополнительно включать в себя средство контроля обработки, например, лунку 411 контроля обработки, как показано на фиг. 6А и 12. В некоторых вариантах осуществления камера 410 формирования изображения может определять лунку 411 контроля обработки. Например, лунка 411 контроля обработки может быть представлять собой неглубокую лунку, образованную по длине камеры 410 формирования изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления, лунка 411 контроля обработки может быть выполнена с возможностью индикации, что образец должным образом обработан и готов для анализа. Например, лунка 411 контроля обработки может включать в себя примерно 3 мл силиконового адгезива. В некоторых вариантах осуществления лунка 411 контроля обработки может включать в себя материал, выполненный с возможностью окрашивания под воздействием правильно окрашенной пробы образца. Как упоминалось ранее, для распределения или размазывания образца в камере 410 формирования изображения может быть использован магнит 530. Таким образом, когда магнит распределяет надлежащим образом подготовленную пробу образца внутри камеры 410 формирования изображения, должным образом подготовленная проба может воздействовать на лунку 411 контроля обработки по мере перемещения магнита от первого конца к противоположному концу камеры 410 формирования изображения.
Согласно некоторым вариантам осуществления, должным образом окрашенная проба, оставит краситель на силиконовом адгезиве, имеющемся внутри лунки 411 контроля обработки. Если проба был подготовлена неправильно, элемент контроля обработки укажет на то, что проба не была правильно подготовлена. Например, в том случае если проба была подготовлена неправильно, на силиконовый адгезив, расположенный внутри лунки 411 контроля обработки, не попадет краситель. Согласно другому варианту осуществления, в том случае, силиконовый клей, расположенный внутри лунки 411 контроля обработки, может обесцвечиваться, если проба не была должным образом подготовлена. Таким образом, лунка 411 контроля обработки может обеспечивать средство контроля обработки, которое производит более яркое цветное пятно на более темном фоне, указывая на то, что образец был окрашен, подвержен воздействию реагента ОГ, должным образом обработан и/или готов к дальнейшему анализу.
В некоторых вариантах осуществления картридж 210 формирования изображения может дополнительно содержать опорную пластину 500, которая может образовывать, по меньшей мере, часть блистерной камеры 420 картриджа. В некоторых вариантах осуществления блистерная камера 420 картриджа может быть образована по меньшей мере частью опорной пластины 500, блистером 510 картриджа и/или их комбинацией. Согласно некоторым вариантам осуществления, блистер 510 картриджа может включать в себя реагент ОГ. В некоторых вариантах осуществления блистер 510 картриджа может быть выполнен с возможностью выпуска реагента ОГ в камеру 410 формирования изображения. Например, блистер 510 картриджа может представлять собой разрушаемый блистер, при этом часть блистера картриджа выполнена с возможностью разрушения при приложении к ней силы. В некоторых вариантах осуществления блистерная камера 420 картриджа может включать в себя по меньшей мере один разрушающий элемент, предназначенный для разрушения блистера картриджа. При разрушении блистера 510 картриджа, между блистерной камерой 420 картриджа и камерой 410 формирования изображения устанавливается сообщение по текучей среде. Например, канал сообщения по текучей среде между блистерной камерой 420 картриджа и камерой 410 формирования изображения может быть образован каналом 415 обесцвечивающего реагента-гасителя (ОГ). Таким образом, пользователь может прикладывать усилие к блистеру 510 картриджа, вызывая разрушение блистера 510 картриджа и высвобождение реагента ОГ в камере 410 формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления реагент ОГ может содержать по меньшей мере одно из веществ из группы, включающей: хлористо-водородную кислоту, синий краситель Эванса, этанол и/или глицерин. В других вариантах осуществления, например, как показано на фиг. 12, различные элементы (такие как, например, канал 415 обесцвечивающего реагента - гасителя) могут иметь различные конфигурации.
Дополнительно и/ли альтернативно, картридж 210 формирования изображения может включать в себя опорную пластину 500, которая определяет, по меньшей мере часть сборника 430 жидкости, такого как капиллярная камера. В некоторых вариантах осуществления, сборник 430 жидкости может дополнительно содержать капиллярную подушку 550, выполненную с возможностью поглощать избыток реагента ОГ из камеры 410 формирования изображения. Таким образом, камера 410 формирования изображения может сообщаться по текучей среде со сборником 430 жидкости. Согласно некоторым вариантам, сборник 430 жидкости может включать вход 560 сборника жидкости, расположенный между камерой 410 формирования изображения и сборником 430 жидкости, как показано на фиг. 6А. В других вариантах осуществления, например, как показано на фиг. 12, вход 560 сборника жидкости отсутствует. В некоторых вариантах осуществления вход 560 сборника жидкости может быть выполнен с возможностью обеспечения прохождения избыточного реагента ОГ, когда картридж 210 формирования изображения ориентирован определенным образом, как показано на фиг. 6В и 6С. Например, как показано на фиг. 6С, вход 560 сборника жидкости может быть расположен таким образом, что только часть глубины камеры 410 формирования изображения сообщается по текучей среде с входом 560 сборника жидкости. В частности, на фиг. 6 показано поперечное сечение вида с фиг. 6В по линии Α-A и в направлении к нижней половине картриджа формирования изображения ниже линии А-А. Вход 560 сборника жидкости может быть расположен в направлении верхней половины камеры 410 формирования изображения таким образом, что входная часть входа 560 сборника жидкости сообщается по текучей среде с верхней половиной камеры 410 формирования изображения. Таким образом, реагент ОГ может протекать в камеру 410 формирования изображения, и оставаться на размазанной пробе мокроты до тех пор, пока пользователь не перевернет картридж 210 формирования изображения и/или ориентирует картридж 210 формирования изображения таким образом, что избыток реагента ОГ потечет выше нижней части камеры 410 формирования изображения и в сборник 430 жидкости через вход 560 сборника жидкости, расположенный вблизи верхней части камеры 410 формирования изображения. В одном варианте осуществления камера 410 формирования изображения может иметь глубину около 1 мм, а вход 560 сборника жидкости сообщается по текучей среде примерно с верхом 0,5 мм камеры 410 формирования изображения. В альтернативном варианте, можно использовать пассивный капиллярный механизм. Например, могут применять пассивный капиллярный насос, который позволяет реагенту ОГ медленно впитываться путем механического регулирования расхода всасывания, тем самым устраняя необходимость в переворачивании картриджа, а также в соответствующем шаге способа.
Согласно некоторым вариантам осуществления, картридж 210 формирования изображения может дополнительно включать в себя по меньшей мере одно выпускное отверстие 590, находящееся в сообщении по текучей среде с камерой 580 перелива, и вентиляционные каналы 585, 586, образованные в опорной пластине 500. В частности, выпускное отверстие 590 может быть предназначено для обеспечения выпуска избыточных газов из узла 210 картриджа. Например, при обработке пробы мокроты в пипетке 200 и/или картридже 210 формирования изображения, давление внутри пипетки 200 и/или 210 изображения может повыситься из-за образования газообразного вещества, такого как газообразный водород. Образование газообразного вещества может вызвать перемещение в камеру формирования изображения недозированной пробы. Таким образом, вентиляционные каналы 585, 586 и камера 580 переполнения могут собирать образовавшиеся побочные газообразные продукты, в то время как выпускное отверстие 590 может обеспечить выпуск избыточных газообразных побочных продуктов и/или давления, созданного в процессе обработки пробы мокроты. Выпускное отверстие 590 может быть расположено под крышкой 520 таким образом, что предотвращено высвобождение любых биологических агентов через выпускное отверстие и крышку. В некоторых вариантах осуществления картридж 210 формирования изображения может быть выполнен таким образом, чтобы предотвращать, препятствовать, и/или запрещать выпуск любых биологических агентов и/или предотвращать потерю жидкостных уплотнений, предназначенных для удержания пробы в картридже формирования изображения, даже если выпускное отверстие 590 заблокировано, а в картридже формирования изображения создается избыток газообразных побочных продуктов и/или избыточное давление. Согласно одному из вариантов осуществления камера 410 формирования изображения может сообщаться по текучей среде с приемником 400 пипетки, блистерной камерой 420 картриджа, и/или сборником 430 жидкости. В других вариантах осуществления, например, как показано на фиг. 12, выпускное отверстие 590 может иметь другую конфигурацию. Согласно некоторым вариантам осуществления, картридж 210 формирования изображения может дополнительно включать в себя по меньшей мере один клапан 620, выполненный с возможностью обеспечить вытекания пробы из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения картриджа 210 формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления, приемник 400 пипетки и камера 410 формирования изображения могут сообщаться по текучей среде друг с другом, а картридж изображения может включать в себя клапан 620, расположенный на пути потока между камерой 410 формирования изображения и приемником 400 пипетки, как показано на фиг. 5А и 10. Как показано на фиг. 6А, в опорной пластине 500 образован впускной канал 575. Между входом пипетки 330 и впускным каналом 575 может быть расположен клапан 620. В одном варианте осуществления клапан 620 может быть встроен в приемник 400 пипетки, как показано на фиг. 5С. В некоторых вариантах осуществления картридж 210 формирования изображения может включать в себя по меньшей мере один клапан 620, предназначенный для обеспечения перетекания пробы из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения через впускной канал 575 и дополнительно предназначенный для обеспечения течения части пробы от камеры 410 формирования изображения назад в пипетку 200 через возвратный канал 570. Таким образом, картридж 210 формирования изображения может обеспечивать, посредством по меньшей мере пипетки 200, самодозирование пробы для анализа. Согласно одному варианту осуществления, картридж 210 формирования изображения может включать по меньшей мере один клапан 620, предназначенный для обеспечения перетекания пробы из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения, с предотвращением перетекания пробы обратно в пипетку 200, когда соответствующее количество пробы дозировано из пипетки, имеющей метки градуировки. Следует понимать, что для дозирования пробы из пипетки в камеру формирования изображения и далее могут быть использованы клапаны 620 разных типов. Следует понимать, что клапаны 620 разных типов могут обеспечить разные желаемые функции, такие как обеспечение самодозирования пробы и/или предотвращение потока пробы в обратном направлении. В качестве примеров клапана 620 можно упомянуть трехходовой клапан, односторонний обратный клапан, двойной обратный клапан, клапан типа «утиный нос» и/или разбухающий дисковый клапан. В некоторых вариантах осуществления, разбухающий дисковый клапан может содержать материал, включающий полиакриламид.
Например, как показано на фиг. 7, элемент 620, такой как двойной обратный клапан, может быть выполнен с возможностью обеспечения течения пробы мокроты из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения, когда пипетка 200 нажата по направлению потока А. Аналогичным образом, впускной клапан может быть настроен так, чтобы при освобождении пипетки 200 только воздух мог возвращаться в пипетку 200 по направлению потока В, и предотвращать возврат в пипетку 200 пробы мокроты, размещенной внутри камеры 410 изображения. Например, узел двойного обратного клапана может быть выполнен так, что он имеет по меньшей мере две заслонки. Первая заслонка 622 может быть выполнена с возможностью открываться вдоль пути потока А, только при приложении к ней положительного давления. Кроме того, первая заслонка 622 может быть выполнена с возможностью закрытия при приложении к ней отрицательного давления. Вторая заслонка 624 может быть выполнена с возможностью открытия вдоль пути потока В только при приложении к ней отрицательного давления. Дополнительно, вторая заслонка 624 может быть выполнена с возможностью закрытия при приложении к ней положительного давления. Таким образом, узел двойного обратного клапана выполнен с возможностью обеспечивать прохождение жидкости из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения, когда пробозаборная камера 300 пипетки нажата или приведена в действие иным образом.
Дополнительно, в вариантах осуществления может быть дополнительно предусмотрено самодозирование пробы мокроты из пробозаборной камеры 300 пипетки в камеру 410 формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления дозирующий клапан 620 может обеспечивать передачу пробы мокроты из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения так, что количество пробы мокроты внутри камеры изображения примерно равно количеству, соответствующему максимальному объему наполнения, как показано на фиг. 6А. Соответственно, в вариантах осуществления может быть предложен самодозирующий картридж формирования изображения, выполненный с возможностью дозирования надлежащее количество пробы без необходимости точного измерения. В некоторых вариантах осуществления, если пипетка 200, выполненная с возможностью соединения с приемником 400 пипетки, соединена с приемником пипетки, количество пробы мокроты может быть перемещено из пробозаборной камеры 300 пипетки в картридж формирования изображения без необходимости точного дозирования. Как показано на фиг. 6А, опорная пластина 500, выполненная с возможностью обеспечивать самодозирование пробы, после того, как проба была получена с помощью пипетки 200, может содержать возвратный канал 570 с размещенной в нем разбухающей вставкой 610. В некоторых вариантах осуществления возвратный канал 570 может соответствовать максимальному объему заполнения пробы внутри камеры 410 формирования изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления, при нажатии на пипетку 200 происходит вытекание пробы из пипетки в картридж 210 формирования изображения по впускному каналу 575. Согласно некоторым вариантам осуществления, когда образец мокроты перемещается из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения, вставки 610 внутри впускного канала 575 и возвратного канала 570 увлажняются. Согласно некоторым вариантам осуществления, при увлажнении вставок 610 происходит увеличение их размеров. Согласно некоторым вариантам осуществления, вставки 610 могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с клапаном 620 для того, чтобы переместить из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения порцию пробы мокроты, количество которой находится между минимальным и максимальным количеством, обозначенными маркировками, линиями или другими индикаторами на опорной пластине. В других вариантах осуществления, например, варианте, показанном на фиг. 12, минимальные или максимальные обозначения отсутствуют. Согласно другому варианту осуществления вставки 610 могут взаимодействовать с дозирующим клапаном 620 так, чтобы обеспечить прохождение такого количества пробы мокроты из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения, которое находится примерно между минимальным и максимальным количествами, которые могут быть определены расположением впускного канала 575 и возвратного канала 570. В некоторых вариантах осуществления при нажатии на пробозаборную камеру 300 пипетки происходит перемещение пробы мокроты из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения. Таким образом, вставка 610, размещенная внутри впускного канала 575, может начать расширяться. Когда количество пробы, прошедшее из пипетки 200 в картридж 410 формирования изображения станет больше максимального количества, вставка 610, расположенная в возвратном канале 570, может расшириться при прохождении избыточного количества мокроты через возвратный канал 570. Соответственно, дозирующий клапан 620 может быть выполнен с возможностью обеспечения удаления избыточного количества пробы мокроты из камеры 410 формирования изображения назад в пипетку 200. Например, дозирующий клапан может быть выполнен с возможностью обеспечивать проход жидкости из пипетки 200 в камеру 410 формирования изображения посредством первой заслонки 620 при нажатии пробозаборной камеры 300 пипетки, и обеспечивать возврат жидкости из возвратного канала 570 через вторую заслонку 624 при окончании нажатия на пробозаборную камеру 300 пипетки. Таким образом, варианты осуществления изобретения предпочтительно обеспечивают самодозирование пробы мокроты внутри картриджа 210 формирования изображения для анализа, после забора порции пробы мокроты пипеткой 200 путем обеспечения циркулирующего потока жидкости, пробы и/или других веществ, имеющихся в пипетке 200 через впускной канал 570, камеру 410 формирования изображения и возвратный канал 575.
В альтернативном варианте, картридж 210 формирования изображения может включать в себя дозирующий клапан 625 типа «утиный нос», как показано на фиг. 5В. Дозирующий клапан 625 типа «утиный нос» может быть выполнен с возможностью открытия для обеспечения прохода текучей среды между пипеткой 200 и картриджем 410 формирования изображения. В частности, когда пробозаборная камера 300 пипетки нажата, увеличение давления, приложенного к дозирующему клапану 625 типа «утиный нос» может привести к открытию дозирующего клапана 625 типа «утиный нос». Когда давление, прикладываемое к дозирующему клапану 625 типа «утиный нос» возвращается к давлению, которое ниже заданного уровня, дозирующий клапан 625 типа «утиный нос» закрывается. В некоторых вариантах осуществления возвратный канал 575 может обходить дозирующий клапан 625 типа «утиный нос», так что образец может вернуться в пипетку 200, при устранении нажатия на пробозаборную камеру 300 пипетки.
В некоторых вариантах осуществления картридж 210 формирования изображения может включать в себя вставки 610, выполненные с возможностью блокирования впускного канала 575 и возвратного канала 570, соединенного по текучей среде с камерой 410 формирования изображения. Например, вставки 610 могут быть вставлены во впускной канал 575 и обратный канал 570, соединенный по текучей среде с камерой 410 формирования изображения таким образом, что, когда вставки 610 смачиваются текучей средой, пробой, и/или другой жидкостью, вставки 610 расширяются, таким образом, блокируя каналы и перекрывая проход дополнительным жидкостям проходить. Согласно некоторым вариантам, вставки 610 могут содержать кристаллы полиакриламида, выполненные с возможностью набухать при попадании воды, так что вставки 610 абсорбируют жидкости достаточно медленно, чтобы позволить надлежащему количеству пробы пройти через впускной канал в камеру 410 формирования изображения, после чего по прошествии времени вставки расширяются и блокируют впускной и/или выпускной каналы после того, как желаемое количество пробы передано, дозировано, или иным образом подано в камеру 410 формирования изображения. В другом варианте осуществления вставки 610 могут содержать по меньшей мере полиакриламидный материал.
Согласно некоторым вариантам, вставки 610 могут содержать пористый материал, который расширяется при смачивании жидкостью, пробой, и/или другими жидкостями. Дополнительно и/или альтернативно, вставки могут содержать пористый материал, выполненный с возможностью значительно уменьшать пористость материала при смачивании жидкостью, пробой, и/или другими жидкостями. В некоторых вариантах осуществления вставки 610 могут быть пористыми, чтобы первоначально обеспечить поток текучей среды через них, а затем после смачивания жидкостью, пробой, и/или другими жидкостями, проходящей через них, предотвращают поток жидкости, пробы, и/или других жидкостей после уменьшения и/или устранения пористости материала.
Согласно особенно предпочтительному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ обнаружения микроорганизмов, таких как кислотоустойчивые палочковидные бактерии, посредством микроскопии мазка мокроты, как показано на фиг. 8. Некоторые варианты осуществления обеспечивают обнаружение кислотоустойчивых палочковидных бактерий, таких как микобактерий туберкулеза. Согласно одному варианту осуществления, пользователь может взять пробу для исследования с помощью пипетки 200. См. блок 700. Пользователь может получить желаемое количество пробы мокроты с помощью пипетки 200, путем вставки входа 330 пипетки в контейнер с образцом, втягивания пробы в пипетку 200 через вход 330 пипетки и дозирования пробы с использованием меток градуировки, нанесенных вдоль ствола 320 пипетки. Согласно некоторым вариантам, пользователь может втянуть в пипетку 200 приблизительно 0,2 мл пробы мокроты.
После забора в пипетку 200 желаемого количества пробы, пользователь может поместить пипетку 200 в картридж 210 формирования изображения через отверстие 405 приемника 400 пипетки. См. Блок 702. В некоторых вариантах осуществления, пользователь может поместить пипетку 200 в картридж 210 изображения через отверстие 405 приемника 400 пипетки таким образом, что пипетка 200 соединена с картриджем изображения без возможности перемещения в обратном направлении.
После того, как пипетка 200 была закреплена в приемнике 400 пипетки, пользователь может затем вызвать разрыв саше 310 пипетки в пробозаборной камере 300, что приведет к окрашиванию пробы мокроты красящим составом. См. Блок 704. Саше 310 пипетки может быть выполнено с возможностью разрыва при приложении к нему усилия. В некоторых вариантах осуществления, саше 310 пипетки может включать в себя реагент, выполненный с возможностью регидратировать и/или повторно растворять красящий состав, расположенный на внутренней поверхности пробозаборной камеры 300. После того как пользователь разрушает саше 310 пипетки и выпускает растворяющий реагент в пробозаборную камеру 300, пользователь может встряхнуть картридж 210 формирования изображения, чтобы инициировать окрашивание и/или разжижение пробы мокроты, расположенной внутри пипетки 200. После встряхивания картриджа 210 формирования изображения для инициирования смешивания, окрашивания и разжижения мокроты, расположенной в пипетке 200, соединенной с картриджем 210 формирования изображения, пользователь может затем ожидать в течение некоторого времени, чтобы обеспечить надлежащую подготовку пробы. В некоторых вариантах осуществления пользователь может ожидать до пятнадцати минут. В другом варианте осуществления, пользователь может ожидать около пяти минут. Согласно еще одному варианту осуществления, время ожидания может составлять приблизительно до двух минут. Во время ожидания надлежащего окрашивания, пользователь может опционально встряхивать картридж по своему желанию.
После того как образец мокроты был правильно окрашен и обработан, пользователь может опционально ориентировать картридж 210 формирования изображения так, что пипетка 200 расположена в вертикальном положении, а пробозаборная камера 300 пипетки 200 расположена над входом 330 пипетки. После расположения пипетки в вертикальном положении, пользователь может затем точно дозировать пробы из пипетки 200 в картридж 210 формирования изображения в соответствии с видимыми отметками, расположенными на картридже формирования изображения, которые могут инструктировать пользователя относительно максимального и/или минимального количества подлежащей распределению пробы. В другом варианте осуществления пользователь может точно распределять пробы из пипетки 200 в картридж 210 формирования изображения, который может быть выполнен с возможностью отмерять соответствующее количество пробы из пипетки в картридж формирования изображения. Например, возвратный канал 570 может быть расположен таким образом, что избыток пробы удаляется из картриджа 210 формирования изображения, а оставшееся количество пробы, находящееся внутри картриджа формирования изображения, является надлежащим количеством пробы. Соответственно, пользователь может затем поместить окрашенный образец мокроты в картридж формирования изображения, нажав на пробозаборную камеру 300 пипетки. См. блок 706. Нажатие на пробозаборную камеру 300 пипетки может привести в действие клапан, такой как дозирующий клапан 620, как было упомянуто выше. В некоторых вариантах осуществления пользователь может дозировать образец мокроты из пипетки 200 в картридж 210 формирования изображения путем нажатия на пробозаборную камеру 300 пипетки и получения подтверждения, что соответствующее количество окрашенной пробы вошло в картридж 210 формирования изображения. Согласно одному варианту картридж 210 формирования изображения может включать в себя видимые отметки, предназначенные для того, чтобы предоставлять пользователю обратную связь, подтверждающую, что соответствующее количество пробы мокроты находится в камере 410 формирования изображения картриджа 210 формирования изображения. Видимые отметки могут включать в себя линию минимального и максимального заполнения, расположенные вдоль камеры 410 формирования изображения картриджа 210 формирования изображения. Согласно одному варианту осуществления, картридж 210 формирования изображения может дополнительно содержать возвратный канал 570, расположенный выше линии максимального уровня. Таким образом, если пользователь помещает в камеру 410 формирования изображения избыточное количество окрашенной пробы, то избыточное количество окрашенной пробы возвращается через возвратный канал 570 обратно в пипетку. Несмотря на то, что дозирование пробы мокроты в камеру 410 формирования изображения может быть выполнено путем манипуляций с картриджем, выполняемых вручную, следует понимать, что дозирование может быть осуществлено с использованием автоматизированного процесса, с устранением, таким образом, необходимости участия пользователя. Например, нажатие на пробозаборную камеру 300 или приведение в действие другого механизма может приводить к подаче точного количества пробы в камеру 410 формирования изображения.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, пользователь может распределить примерно 60 мл окрашенной, сжиженной и/или обработанной пробы мокроты в камеру 410 формирования изображения картриджа 210 формирования изображения. После того как пользователь поместил желаемое количество окрашенной пробы в камеру 410 формирования изображения, пользователь может распределить окрашенный образец внутри камеры 410 формирования изображения, путем перемещения магнита 530 в камере 410 формирования изображения вперед и назад. См. блок 708. Магнит 530 может быть выполнен с возможностью переходить от одного конца камеры 410 формирования изображения в противоположный конец камеры 410 формирования изображения. В частности, пользователь может взять картридж 210 формирования изображения и перемещать картридж формирования изображения над стационарным магнитом, расположенным снаружи картриджа 210 формирования изображения, выполняя возвратно-поступательное движение параллельно продольному направлению камеры 410 формирования изображения. Соответственно, стационарный магнит может обеспечить магнитную силу, которая притягивает магнит 530, расположенный внутри камеры 410 формирования изображения, смещая магнит 530, который остается неподвижным относительно внешнего магнита. Таким образом, когда пользователь перемещает картридж 210 изображений вперед и назад, магнит 530 перемещается из одного конца камеры 410 формирования изображения к противоположному концу камеры 410 формирования изображения, распределяя, таким образом, окрашенный образец по камере 410 формирования изображения.
Затем, в некоторых вариантах осуществления пользователь может обеспечить высушивание распределенной пробы, расположенной внутри камеры 410 формирования изображения. См. Блок 710. Согласно некоторым вариантам, распределенная окрашенная проба мокроты может быть высушена примерно за 10 минут. В другом варианте осуществления, распределенная окрашенная проба мокроты может быть высушена в камере 410 формирования изображения в течение 30 минут. Еще в одном варианте осуществления, распределенный окрашенная проба мокроты может быть высушена в течение приблизительно 60 минут.
Согласно некоторым вариантам, распределенная окрашенная проба мокроты может быть высушена в течение примерно 90 минут. Количество времени, необходимое для высушивания распределенной окрашенной пробы мокроты может варьироваться и зависеть от температуры окружающей среды, влажности, и/или других факторов окружающей среды. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть предусмотрены дополнительные средства для высушивания окрашенной распределенной пробы мокроты, расположенной внутри камеры 410 формирования изображения.
После высушивания пробы мокроты внутри камеры 410 формирования изображения, пользователь может поместить камеру 410 формирования изображения обесцвечивающий реагент-гаситель (ОГ). См. блок 712. Согласно некоторым вариантам, реагент ОГ может быть размещен внутри блистерной камеры 420 картриджа. Блистерная камера 420 картриджа может быть образована по меньшей мере частью опорной пластины 500, блистером 510 картриджа, и/или их комбинацией. Согласно некоторым вариантам осуществления, блистерная камера 420 картриджа может быть образована блистером 510 картриджа, выполненным с возможностью выпуска реагента ОГ в камеру 410 формирования изображения. Пользователь может разорвать блистер 510 картриджа, что приведет к попаданию реагента ОГ в камеру 410 формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления объем реагента ОГ может составлять по меньшей мере 300 мл. Согласно некоторым вариантам осуществления объем реагента ОГ может составлять по меньшей мере 450 мл. В некоторых вариантах осуществления объем реагента ОГ может составлять примерно от 400 до 450 мл. В еще одном варианте осуществления объем реагента ОГ может составлять примерно 425 мл. Соответственно, объем реагента ОГ является достаточным для того, чтобы камера 410 формирования изображения была по существу заполнена и вся длина камеры 410 изображения покрыта реагентом ОГ.
После того, как реагент ОГ поступает в камеру 410 формирования изображения, пользователь может затем ожидать некоторое время, чтобы позволить реагенту ОГ удалить краситель из пробы перед тем, как удалить избыток реагента ОГ из камеры 410 формирования изображения. См. блок 714. Согласно некоторым вариантам осуществления, пользователь может подождать приблизительно 3 минуты. Затем пользователь может ориентировать картридж 210 формирования изображения так, чтобы удалить избыток реагента ОГ из камеры 410 формирования изображения. Например, пользователь может ориентировать картридж 210 таким образом, что сборник 430 жидкости и пробозаборная камера 300 пипетки направлены к нижней части картриджа 210 формирования изображения. Соответственно, после удаления реагента ОГ из камеры 410 формирования изображения, пользователь может затем подождать дополнительное количество времени, чтобы обеспечить высушивание обработанной пробы мокроты внутри камеры 410 формирования изображения. См. блок 716. После высушивания пробы картридж 210 формирования изображения готов к формированию изображения и микроскопическому исследованию. Образец может быть стабильным в течение определенного периода времени (например, по меньшей мере, около 2 часов), в целях облегчения поточной обработки проб.
Соответственно, картридж 210 формирования изображения может быть помещен в систему 100 для получения изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления, картридж 210 формирования изображения может дополнительно содержать выравнивающие опоры, расположенные около камеры 410 формирования изображения таким образом, чтобы совместить камеру 410 формирования изображения с микроскопом 160. См. блок 718. После того, как картридж совмещен с микроскопом 160 и/или устройством 130 формирования изображения, устройство 130 может выполнить множество изображений 135 обрабатываемой пробы. Соответственно, вычислительное устройство 120 может принимать данные изображения, соответствующие множеству изображений, полученных с помощью устройства 130 получения изображения. Согласно некоторым вариантам, вычислительное устройство 120 может быть выполнено с возможностью анализа и определения количества кислотоустойчивых палочковидных бактерий на изображение так, чтобы определить является ли результат исследования положительным или отрицательным, основываясь по меньшей мере частично на количестве кислотоустойчивых палочковидных бактерий. См. блок 720.
Согласно некоторым вариантам осуществления, картридж 200 изображения может быть собран множеством различных способов. Например, компоненты картриджа формирования изображения могут быть собраны вместе с помощью чувствительного к давлению адгезива, с помощью термической и/или ультразвуковой сварки, и/или с помощью прокладки. В некоторых вариантах осуществления, могут быть использованы, например, чувствительные к давлению ламинаты в сочетании с тепловым прессованием. В одном варианте осуществления, картридж 210 формирования изображения может быть собран путем размещения внутри опорной пластины 500 клапанов 620 и капиллярной подушки 550. Опорная плита 500 может содержать слой с нижней этикеткой 504, которая может содержать метки, штрих-код, и/или другие видимые знаки для идентификации картриджа 210. Затем в опорную пластину 500 может быть помещен магнит 530 и блистер 510 картриджа. Затем крышка 520 камеры изображения может быть собрана с верхней этикеткой 502 и ламинирована с ранее собранной опорной пластиной 500 и нижней этикеткой 504. После соединения верхней этикетки 502 с опорной плитой 500 и нижней этикеткой 504, к картриджу 210 изображения может быть прикреплен приемник 400 пипетки. Согласно некоторым вариантам, картридж 210 формирования изображения может быть собран путем соединения опорной пластины 500 с верхней этикеткой 502 и нижней этикеткой 504 таким образом, что верхняя и нижняя этикетки представляют собой жидкостные уплотнения для отсеков, камер и/или каналов опорной пластины 500.
В некоторых вариантах осуществления, приемник 400 пипетки может быть соединен с картриджем 210 формирования изображения с использованием клея. В другом варианте приемник 400 пипетки может быть соединен с картриджем 210 формирования изображения путем фрикционной посадки и/или соединения защелкиванием. Кроме того, приемник 400 пипетки может быть прикреплен к картриджу 210 изображения с помощью ультразвуковой и/или тепловой сварки. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, нижняя этикетка 504, опорная пластина 500, верхняя этикетка 502 и/или приемник 400 пипетки могут быть соединены друг с другом с помощью тепловой и/или ультразвуковой сварки. При использовании тепловой и/или ультразвуковой сварки исключается применение клеевых материалов. В процессах тепловой и/или ультразвуковой сварки могут применять компрессионные уплотнения, при этом для уплотнения и сборки вышеупомянутых компонентов друг с другом используют несколько точек уплотнения.
Согласно некоторым вариантам, нижняя этикетка 504 может быть прикреплена к опорной пластине 500 с помощью чувствительного к давлению адгезива. После того, как нижняя этикетка 504 соединена с опорной пластиной 500, между верхней этикеткой 502 и опорной пластиной 500 может быть расположена прокладка. В некоторых вариантах осуществления прокладка может содержать термопластичный эластомер. Кроме того, верхняя этикетка 502 может содержать материал, сходный с материалом опорной пластины 500 и может быть дополнительно выполнена с возможностью соединения с опорной пластиной фрикционной посадкой и/или защелкиванием. Соответственно, верхняя этикетка 502 и опорная пластина 500 могут быть надежно соединены друг с другом, при этом между ними размещена прокладка. Прокладка может быть выполнена с возможностью обеспечения непроницаемого для текучей среды уплотнения, когда верхняя этикетка 502 механически прижата к опорной пластине 500. Кроме того, прокладка может содержать одну или несколько интегрированных в нее вставок 610 или клапанов 620, таким образом, отсутствует необходимость в отдельной сборке указанных клапанов и вставок.
В другом варианте осуществления, картридж 210 формирования изображения может быть собран путем размещения внутри сборника 430 жидкости опорной пластины 500 подушки 550 затекания, как показано на фиг. 5В и 1.
Согласно другому варианту осуществления, картридж 210 формирования изображения может быть собран путем размещения любого подходящего устройства, выполненного с возможностью улавливания жидкости в сборник 430 жидкости опорной пластины 500. Сборник 430 жидкости может быть выполнен с возможностью удаления избытка жидкости, жидкостей пробы и/или обесцвечивающего реагента из камеры 410 формирования изображения картриджа 210 формирования изображения. Опорная пластина 500 дополнительно может содержать метки, штрих-код, и/или другие видимые знаки для идентификации картриджа 210. Кроме того, в камеру 410 формирования изображения может быть помещен магнит 530, а в блистерную камеру 420 картриджа блистер 510 картриджа. После того как блистер 510 картриджа, магнит 530, и капиллярная подушка 550 вставлены в блистерную камеру 420 картриджа, камеру 410 формирования изображения, и сборник 430 жидкости, соответственно, поверх собранной опорной пластины 500 может быть расположен первый ламинат 505 для скрепления компонентов. Над первым ламинатом, полученным путем теплового ламинирования, может быть размещена крышка 520 камеры изображения, которая может быть дополнительно закреплена путем размещения второго ламината 506, полученного путем теплового ламинирования.
Дополнительно и/или альтернативно, второй тепловой ламинат 506, полученный путем теплового ламинирования, может быть предназначен для закрепления верхней покрывающей пластины 507 для формирования картриджа 210. В некоторых вариантах осуществления между вторым ламинатом 506 и верхней покрывающей пластиной может быть расположен 507 дозирующий клапан 625 типа «утиный нос». Дополнительно и/или альтернативно, второй ламинат 506 может быть выполнен с возможностью крепления дозирующего клапана 625 типа «утиный нос» к верхней покрывающей пластине 507. В некоторых вариантах осуществления, верхняя покрывающая пластина 507 может быть соединена с приемником 400 пипетки путем фрикционной посадки и/или другими подобными средствами. Соответственно, верхняя покрывающая пластина 507 может быть выполнена с возможностью приема приемника 400 пипетки и соединение по текучей среде между приемником 400 пипетки и камерой 410 формирования изображения картриджа 210 формирования изображения.
Соответственно, варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают ряд преимуществ для определения присутствия кислотоустойчивых палочковидных бактерий, таких как микобактерии туберкулеза. Например, в вариантах осуществления настоящего изобретения предложен узел картриджа для анализа пробы в биологически-изолированной системе. Таким образом, уменьшается количество ошибок при обнаружении присутствия вида в пробе, например, ошибок, связанных с загрязнением пробы. Кроме того, для обработки пробы мокроты в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения требуется меньше технической подготовки.
Кроме того, уменьшено воздействие на специалистов потенциально опасных бактерий. Картридж формирования изображения может быть также изготовлен из недорогих и легко собираемых компонентов, что обеспечивает возможность одноразового применения картриджа.
Специалистам в данной области техники понятно, что возможны различные модификации и другие варианты осуществления описанных здесь изобретений, которые будут иметь преимущества изобретения, раскрытого в вышеприведенном описании и проиллюстрированного на приложенных чертежах. Таким образом, следует понимать, что изобретения не ограничены описанными конкретными вариантами осуществления. Применяемые термины использованы в общем смысле и только с целью описания и, следовательно, не ограничивают объем изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| КАРТРИДЖНЫЙ УЗЕЛ | 2017 |
|
RU2771563C2 |
| РАСПРЕДЕЛЯЮЩАЯ МАШИНА ДЛЯ ПРЕДШЕСТВЕННИКА АЭРОЗОЛЯ | 2016 |
|
RU2731085C2 |
| ИНГАЛЯТОР, ВЫПОЛНЕННЫЙ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ, ХРАНЯЩЕЙСЯ В СРЕДСТВЕ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ КОНТЕЙНЕРА | 2016 |
|
RU2696147C1 |
| КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕМ СМЕННОГО БЛОКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ | 2014 |
|
RU2629767C1 |
| КАРТРИДЖ ДЛЯ ТОНЕРА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УСТРОЙСТВЕ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ | 2012 |
|
RU2589769C2 |
| КАПСУЛА В БЛИСТЕРЕ И КОНТЕЙНЕР ДЛЯ СИСТЕМЫ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ АЭРОЗОЛЬ | 2016 |
|
RU2706924C2 |
| ГАЗОТУРБИННЫЙ АГРЕГАТ С СУЖАЮЩИМСЯ ЖИДКОСТНЫМ КАНАЛОМ ФОРСУНКИ | 2014 |
|
RU2664904C2 |
| ДРЕНАЖНАЯ ПРОДУВКА НАРУЖНОЙ КАМЕРЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СМЕШИВАНИЯ | 2014 |
|
RU2657080C2 |
| ВНУТРИСКВАЖИННЫЙ ИНСТРУМЕНТ И СПОСОБ ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА МНОЖЕСТВА БОКОВЫХ СТВОЛОВ СКВАЖИНЫ | 2019 |
|
RU2765923C1 |
| ВОЗДУШНАЯ ОЧИСТКА ВНУТРЕННЕЙ КАМЕРЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СМЕШИВАНИЯ | 2014 |
|
RU2657072C2 |
Группа изобретений относится к области обнаружения микроорганизмов. Узел для подготовки пробы для определения в пробе наличия по меньшей мере одного вида микроорганизмов содержит пипетку, выполненную с возможностью забора пробы из образца, причем пипетка содержит вход, пробозаборную камеру и расположенный между ними ствол; а также картридж формирования изображения, выполненный с возможностью соединения с пипеткой так, чтобы образовать биологически изолированную систему. При этом картридж формирования изображения содержит приемник пипетки, выполненный с возможностью (а) по меньшей мере частично вмещать ствол пипетки и (b) соединяться с пипеткой так, чтобы образовать уплотнение по текучей среде посредством (i) резьбового соединения, (ii) соединения защелкиванием, (iii) посадки с натягом, (iv) зубчатого механизма, (v) удерживающей шайбы и фиксатора или (vi) зажимной шайбы в форме «звезды». Также раскрывается картридж формирования изображения для подготовки пробы, а также способ подготовки пробы для определения наличия по меньшей мере одного вида микроорганизмов в пробе. Группа изобретений обеспечивает уменьшение загрязнения образца и воздействия на пользователя. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 12 ил.
1. Узел для подготовки пробы для определения в пробе наличия по меньшей мере одного вида микроорганизмов, содержащий:
пипетку, выполненную с возможностью забора пробы из образца, причем пипетка содержит вход, пробозаборную камеру и расположенный между ними ствол; и
картридж формирования изображения, выполненный с возможностью соединения с пипеткой так, чтобы образовать биологически изолированную систему, причем картридж формирования изображения содержит приемник пипетки, выполненный с возможностью (а) по меньшей мере частично вмещать ствол пипетки и (b) соединяться с пипеткой так, чтобы образовать уплотнение по текучей среде посредством (i) резьбового соединения, (ii) соединения защелкиванием, (iii) посадки с натягом, (iv) зубчатого механизма, (v) удерживающей шайбы и фиксатора или (vi) зажимной шайбы в форме «звезды».
2. Узел по п. 1, в котором вид микроорганизмов включает в себя кислотоустойчивые палочковидные бактерии.
3. Узел по п. 1, в котором пипетка выполнена с возможностью сообщения по текучей среде с картриджем формирования изображения при сжатии пробозаборной камеры.
4. Узел по п. 1, в котором указанный ствол имеет по меньшей мере две градуировочные метки, указывающие минимальный и максимальный объем, предназначенные для измерения количества пробы.
5. Узел по п. 1, в котором пипетка содержит саше пипетки, расположенное внутри пробозаборной камеры, причем саше пипетки содержит по меньшей мере один регидратирующий реагент; в пробозаборной камере содержится по меньшей мере один красящий реагент, причем пипетка выполнена с возможностью втягивания пробы через вход и ствол в пробозаборную камеру при приведении в действие пробозаборной камеры.
6. Узел по п. 5, в котором указанный по меньшей мере один красящий реагент размещен на внутренней поверхности пробозаборной камеры и представляет собой дегидратированную пленку материала, содержащего по меньшей мере одно из следующего: гидроксид натрия, тринатриевый цитрат, N-ацетил-L-цистеин и порошок аурамин.
7. Узел по п. 5, в котором саше пипетки содержит по меньшей мере один регидратирующий реагент, выполненный с возможностью регидратировать красящий реагент, когда саше пипетки высвобождает указанный по меньшей мере один регидратирующий реагент.
8. Узел по п. 5, в котором саше пипетки выполнено с возможностью высвобождать регидратирующий реагент при приложении к нему усилия, которое вызывает, по меньшей мере частичный, разрыв саше пипетки.
9. Узел по п. 5, в котором пипетка выполнена с возможностью выпускать пробу из входа при приведении в действие пробозаборной камеры.
10. Узел по п. 5, в котором ствол включает в себя по меньшей мере две градуировочные метки, обозначающие минимальный и максимальный объем, причем градуировочные метки предназначены для дозирования количества пробы.
11. Узел по любому из пп. 1-4, в котором приемник пипетки и пипетка выполнены с обеспечением возможности вставления входа пипетки и ствола пипетки в приемник пипетки так, что приложение усилия в направлении, противоположном направлению вставления, является недостаточным для удаления пипетки из картриджа формирования изображения.
12. Узел по п. 1, в котором картридж формирования изображения дополнительно содержит камеру формирования изображения, выполненную с возможностью сообщения по текучей среде с пипеткой, причем камера формирования изображения содержит распределительное устройство, обеспечивающее возможность распределения по меньшей мере части пробы в камере формирования изображения.
13. Картридж формирования изображения для подготовки пробы для определения количества по меньшей мере одного вида микроорганизмов, содержащий:
приемник пипетки, выполненный с возможностью соединения с пипеткой, содержащей пробу, так, что проба биологически изолирована;
по меньшей мере один реагент для подготовки пробы к получению изображения;
камеру формирования изображения, содержащую распределительное устройство, обеспечивающее возможность распределения по меньшей мере части пробы в камере формирования изображения; и
по меньшей мере один канал, образованный между камерой формирования изображения и пипеткой, обеспечивающий между ними возможность сообщения по текучей среде.
14. Картридж по п. 13, дополнительно содержащий по меньшей мере один клапан, размещенный между камерой формирования изображения и пипеткой, причем указанный по меньшей мере один клапан выполнен с возможностью обеспечивать поток пробы из пипетки в картридж формирования изображения, когда пипетка соединена с картриджем формирования изображения.
15. Картридж по п. 13, в котором приемник пипетки выполнен с возможностью соединения с пипеткой посредством (i) резьбового соединения, (ii) соединения защелкиванием, (iii) посадки с натягом, (iv) зубчатого механизма, (v) удерживающей шайбы и фиксатора или (vi) зажимной шайбы в форме «звезды».
16. Картридж по п. 13, дополнительно содержащий блистерную камеру картриджа, находящуюся в сообщении по текучей среде с камерой формирования изображения.
17. Картридж по п. 16, в котором блистерная камера картриджа дополнительно содержит блистер картриджа, содержащий по меньшей мере один обесцвечивающий реагент.
18. Картридж по п. 17, в котором блистер картриджа выполнен с возможностью выпускать указанный по меньшей мере один обесцвечивающий реагент при приложении усилия к блистеру картриджа.
19. Картридж по п. 17, дополнительно содержащий капиллярную камеру, сообщающуюся по текучей среде с камерой формирования изображения, причем капиллярная камера выполнена с возможностью удаления избыточного обесцвечивающего реагента из камеры изображения.
20. Картридж по п. 13, дополнительно содержащий метки, выполненные с возможностью представления информации, указывающей количество пробы, поступившей в камеру формирования изображения.
21. Картридж по п. 13, дополнительно содержащий пористую крышку камеры изображения, причем пористая крышка камеры изображения выполнена так, чтобы обеспечивать возможность высушивания пробы в камере формирования изображения и предотвращать прохождение биологических загрязнений, содержащихся в пробе, через крышку камеры изображения.
22. Картридж по п. 21, в котором крышка камеры изображения содержит гидрофобный мембранный материал.
23. Картридж по п. 13, причем распределительное устройство представляет собой магнит, расположенный в камере формирования изображения, причем магнит выполнен с возможностью перемещения от одного конца камеры изображения до противоположного конца камеры изображения для распределения в ней пробы.
24. Способ подготовки пробы для определения наличия по меньшей мере одного вида микроорганизмов в пробе, включающий в себя этапы, на которых:
производят забор пробы пипеткой;
соединяют пипетку с картриджем формирования изображения так, чтобы образовать уплотнение по текучей среде с обеспечением биологической изоляции пробы;
окрашивают пробу красящим составом, расположенным в пипетке, и выдают желаемое количество окрашенной пробы из пипетки в камеру формирования изображения, образованную в картридже формирования изображения; и
распределяют окрашенную пробу внутри камеры изображения.
25. Способ по п. 24, причем для распределения окрашенной пробы внутри камеры изображения используют распределительное устройство, расположенное внутри камеры изображения.
26. Способ по п. 24, дополнительно включающий этап, на котором высушивают окрашенную пробу внутри камеры изображения.
27. Способ по п. 26, дополнительно включающий этап, на котором в камеру формирования изображения подают обесцвечивающий реагент.
28. Способ по п. 27, дополнительно включающий этап, на котором удаляют из камеры изображения избыток обесцвечивающего реагента.
29. Способ по п. 24, дополнительно включающий этап, на котором получают изображение пробы в камере формирования изображения.
30. Способ по п. 24, дополнительно включающий этап, на котором определяют, присутствуют ли в указанной пробе кислотоустойчивые палочковидные бактерии.
31. Способ по любому из пп. 24-30, причем пипетка содержит вход и ствол, картридж формирования изображения содержит приемник пипетки, при этом этап соединения включает в себя вставление входа пипетки и ствола пипетки в приемник пипетки так, что приложение усилия в направлении, противоположном направлению вставления, является недостаточным для удаления пипетки из картриджа формирования изображения.
32. Способ по любому из пп. 24-30, в котором соединение пипетки с картриджем формирования изображения выполняют посредством (i) резьбового соединения, (ii) соединения защелкиванием, (iii) посадки с натягом, (iv) зубчатого механизма, (v) удерживающей шайбы и фиксатора или (vi) зажимной шайбы в форме «звезды».
| US 2010055668 A1, 04.03.2010 | |||
| US 2003186456 A1, 02.10.2003 | |||
| US 2005232813 A1, 20.10.2005 | |||
| US 2012201726 A1, 09.08.2012. |
