Способ количественного переноса анализируемых образцов
Группа изобретений относится к способу количественного переноса аналитических образцов и устройству для его осуществления. Способ заключается в переносе количества аналитов, таких как микроорганизмы, антитела/антигены, вещества антибактериального действия, нуклеотиды, антибиотики, гормоны, последовательности ДНК, ферменты, органический материал, биологический материал или материал биологического происхождения, обогащающие добавки или селективные добавки для сред культивирования. Способ включает предварительное создание по существу гомогенной смеси предопределенного исходного количества по меньшей мере аналита и жидкости и получение значения концентрации или известного количества аналита в смеси. Затем вводят в смесь по меньшей мере собирающую часть устройства для взятия образцов. Указанное устройство имеет корпус-держатель, собирающую часть, включающую первую часть корпуса-держателя и множество волокон, прикрепленных и расположенных на первой части корпуса-держателя посредством флокирования, задающих флокированную собирающую часть, или флок-тампон, так, чтобы собрать часть смеси на собирающую часть. Затем извлекают собирающую часть устройства для взятия образцов из смеси, причем на собирающей части удерживается предопределенное известное количество смеси для перенесения. После высушивают или лиофилизируют по меньшей мере собирающую часть, на которой находится предопределенное количество смеси для перенесения, с целью получения устройства для взятия образцов с предварительным дозированием предопределенного количества высушенного или лиофилизированного аналита на собирающей части. Достигаемый при этом технический результат заключается в обеспечении количественно правильного переноса аналитов при снижении риска их загрязнения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил., 9 пр, 3 табл.
Настоящее изобретение относится к способу количественного переноса аналитических образцов. Этот способ применим, например, в клинических, диагностических и общих аналитических областях в целях обеспечения отбора и переноса предопределенных известных количеств аналитических образцов к месту их применения для анализа или тестов различной природы.
Этот способ, в частности, применим для отбора и переноса различных веществ, таких как, например: микроорганизмы, антитела/антигены, вещества антибактериального действия, нуклеотиды, антибиотики, гормоны, последовательности ДНК, ферменты, обогащающие добавки или селективные добавки для среды для культивирования, и в целом органический материал, биологический материал или материал биологического происхождения или тому подобное.
Предшествующий уровень техники включает весьма многочисленные области применения, в которых должны быть использованы известные количества аналитов, таких как органические или биологические вещества, для различных аналитических или диагностических потребностей. Например, внутрифирменное планирование для проверки микробиологического качества включает использование стандартных культур микроорганизмов для проверки того, что требования, указанные эталонными стандартами, выполнены. С этой целью проводят микробиологические контроли для проверки и оценки лабораторных способов и методов, которые могут, например, включать контроль эффективности селективных и питательных компонентов почвы, используемой для культивирования микроорганизмов, а также проверку эффективности операции инактивации микроорганизмов, либо в других случаях для других целей.
Следующий известный пример представлен диагностическими наборами, которые обеспечены положительными и отрицательными контролями идентифицируемого вещества и которые обеспечивают контроль и оценку как самого набора, так и метода тестирования и приготовления образца для анализа. Например, в скрининговых и идентификационных тестах на бактерии, применяемых при оценке присутствующих и предшествующих инфекций, как, например, в конкретном случае Staphylococcus aureus в тесте на агглютинацию, положительный контроль осуществляют, используя образец бактерии, который должен обеспечить очевидную агглютинацию, тогда как отрицательный контроль той же бактерии не должен показать никакой агглютинации в пределах предопределенного времени, включенного в аналитический протокол.
В следующем примере в исследовательских наборах для ингибиторов пищевых матриц, как в конкретном случае исследования на антибактериальные агенты при проверке молочной продукции, положительный контроль осуществляют, используя раствор, содержащий антибиотик, который должен обеспечить положительный результат в установленные периоды времени и в соответствии с методами тестирования.
Обычно положительные контроли поставляют в жидкой форме или в лиофилизированном виде в гранулах или порошке для регидратации перед применением, поскольку ограниченная стабильность регидратированных положительных контролей значительно ограничивает срок их использования. Кроме того, количественный выход в случае контролей, поставляемых на носителе, обычно ограничен, поэтому, чтобы получить положительный ответ теста, существует общая тенденция использования избытка контрольного образца вещества, которое нужно исследовать, например превышения количественного порога для каждого теста.
Как известно в области тестов на устойчивость микроорганизмов, после выделения микроорганизма необходимо определить, какое вещество может бороться с этим микроорганизмом и в какой концентрации. Обычно эти тесты проводят путем приготовления серии разведений, начиная с известного маточного раствора. Метод приготовления разведений трудоемок и, следовательно, обладает отрицательным экономическим эффектом на производительность процессов, проводимых в аналитической лаборатории. Устройства для сбора и переноса известного типа, обычно используемые в лаборатории, составляют, например, пастеровские пипетки, шприцы, тампоны или ложки.
Во всех цитируемых выше примерах и во всех методологиях переноса аналитов и их последующего анализа в целом существуют многочисленные проблемные области. Эти проблемные области связаны, например, со сложностью методов приготовления аналитов и трудностях при их переносе и консервации. Примечательно, что для долговременной консервации множества аналитов требуются очень специфичные и контролируемые условия окружающей среды. Правильное количественное определение аналитов также часто является сложным, особенно в случае использования очень малых количеств аналитов, поскольку единственный способ получения желаемого малого количества состоит в приготовлении при необходимости раствора аналита, имеющего известную концентрацию, и в непосредственном извлечении части раствора сразу после его приготовления.
Чтобы провести анализ, часто требуются длительные, сложные и дорогостоящие операции. Кроме того, различные известные аналитические способы требуют использования крайне точных количеств аналита для проведения сравнительных тестов или других анализов, и их часто трудно получить, кроме как с помощью тонких и трудоемких операций. Иными словами, на предшествующем уровне техники невозможно получать различные типы аналита каждый раз, когда существует необходимость в нем, в количествах и определенных формах, подходящих для требуемого применения.
Основная цель настоящего изобретения состоит в устранении одной или более чем одной из проблем, встречающихся на предшествующем уровне техники. Цель настоящего изобретения состоит в разработке способа переноса количеств аналитов, который обеспечивает как получение образца, так и количественно правильный и точный перенос аналитов.
Следующая цель настоящего изобретения состоит в разработке способа количественного переноса аналитов, также являющегося весьма эффективным для аналитов, которые трудно собирать, переносить, консервировать или обрабатывать.
Следующая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы сделать доступным способ количественного переноса аналитов, который снижает риск загрязнений со стороны пользователей.
Следующая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы сделать доступным способ количественного переноса аналитов, который является применимым и эффективным для широкого разнообразия аналитов.
Следующая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы сделать доступным способ количественного переноса аналитов, который обеспечивает аналиты, готовые для использования в аналитических или диагностических тестах, а также в количествах, являющихся очень малыми и точными.
Следующая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы сделать доступным способ количественного переноса аналитов, который обеспечивает устройство для взятия образцов с предварительным дозированием, высвобождающий известное предопределенное количество аналита и/или любое количество, даже очень малое количество, аналита, и/или при котором этот способ может быть реализован для широкого ряда аналитов и/или при котором устройство с предварительным дозированием обеспечивает аналиты в состоянии быстрого использования. Следующая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы сделать доступным способ количественного переноса аналитов, который обеспечивает значительное уменьшения сложности, времени и затрат, вовлеченных в проведение широкого ряда диагностических анализов и тестов.
Следующая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы сделать доступным способ количественного переноса аналитов, который является простым и экономичным в применении.
Эти и другие цели, кроме них, которые более полно выявляются на основании приведенного ниже описания, по существу достигаются способом количественного переноса аналитов, как изложено в одном или более чем одном пункте прилагаемой формулы изобретения, которые взяты по одному или в комбинации, либо в любой комбинации с одной или более чем одной из описанных характеристик.
Изобретение также относится к способу в соответствии с одним или более чем одним пунктом прилагаемой формулы изобретения, относящимся к способу, где стадию получения смеси по существу в гомогенном состоянии осуществляют путем вортексирования и/или встряхивания с использованием устройства для встряхивания.
Изобретение также относится к способу в соответствии с одним или более чем одним пунктом прилагаемой формулы изобретения, относящимся к способу, дополнительно включающему стадию выполнения устройства с предварительным дозированием, обеспечивающего предопределенное известное количество аналита.
Кроме этого изобретение относится к способу в соответствии с одним или более чем одним пунктом прилагаемой формулы изобретения, относящимся к способу, где стадии помещения по меньшей мере собирающей части и извлечения собирающей части оператор осуществляет вручную, и/или где способ дополнительно включает по меньшей мере стадию извлечения стерильного устройства из герметично закрытой и стерильной упаковки перед введением собирающей части в смесь.
Далее изобретение относится к способу в соответствии с одним или более чем одним пунктом прилагаемой формулы изобретения, относящимся к способу, при котором стадию введения собирающей части в смесь осуществляют путем прямого погружения собирающей части по меньшей мере в микроконтейнер, либо с помощью насоса для микрообъемов.
Далее изобретение относится к способу в соответствии с одним или более чем одним пунктом прилагаемой формулы изобретения, относящимся к способу, для осуществления стадий способа по пп. 1-8. В качестве не ограничивающего примера теперь следует подробное описание некоторых предпочтительных воплощений изобретения, где:
Фиг. 1 представляет собой технологическую схему, схематично иллюстрирующую некоторые воплощения способа по изобретению;
Фиг. 2 представляет собой вид сбоку устройства в соответствии с воплощением настоящего изобретения;
Фиг. 2а представляет собой вид детали устройства, изображенного на Фиг. 2, относящейся к собирающей части;
Фиг. 3 представляет собой контейнер в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
На Фиг. 1 проиллюстрирован способ количественного переноса аналитов по настоящему изобретению, который включает по меньшей мере стадии предварительного создания (стадия А на Фиг. 1) по существу гомогенной смеси по меньшей мере предопределенного исходного количества аналита и жидкости; получения (стадия А4) по меньшей мере известной концентрации аналита в смеси; введения (стадия В) по меньшей мере собирающей части 3 устройства 1 для взятия образцов, имеющего корпус-держатель 2, в смесь, где собирающая часть 3 включает первую часть 2а корпуса-держателя 2 и совокупность волокон 6, прикрепленных и расположенных на первой части 2а корпуса-держателя 2 путем флокирования, чтобы определить флокированную собирающую часть 3, или флок-тампон, так чтобы собрать часть смеси на собирающую часть 3.
В настоящем изобретении выражение "по существу гомогенный" относится к смесям, обычно определяемым как гомогенные, в которых компоненты больше не являются разделяемыми и находятся в одной фазе (например, растворы), а также к типам смесей, которые обычно считают гетерогенными, но которые в любом случае проявляют на макроскопическом уровне высокий уровень взаимного смешения, который препятствует макроскопическому разделению различных компонентов. Например, "по существу гомогенный" используют как относящийся к каждому веществу, которое является по существу постоянным в достаточно малых количествах, даже если это получается только в течение ограниченного периода времени благодаря преднамеренной стадии смешивания компонентов смесей. Иными словами, "по существу гомогенный" можно относить к смеси между аналитом и жидкостью, в которой с достаточной степенью точности возможно определить количество аналита, содержащееся в определенном количестве смеси, отбираемой в качестве образца, содержащееся в определенном количестве смеси, которое может быть собрано собирающей частью 3 устройства 1 для взятия образцов, чтобы определить количество собранного аналита. Смесь может быть насыщенной или ненасыщенной, и может также иметь выпавший осадок на дне, поскольку частью по существу гомогенной смеси, представляющей интерес, является часть, в которой желаемая концентрация может быть определена, и по существу однородная в различных зонах смеси.
Способ, кроме того, включает стадию извлечения (стадия С на Фиг. 1) собирающей части 3 устройства 1 для взятия образцов из смеси, где при этом на собирающей части 3 удерживается предопределенное известное количество смеси для перенесения. Этот способ может быть нацелен на перенесение аналитов, таких как, например, микроорганизмы, антитела/антигены, вещества антибактериального действия, нуклеотиды, антибиотики, гормоны, последовательности ДНК, ферменты, органический материал, биологический материал или материал биологического происхождения, обогащающие добавки или селективные добавки для среды культивирования или тому подобное. Стадия предварительного создания смеси может включать подстадии предварительного создания (стадия А1) предопределенного исходного количества аналита; смешивания (стадия А2) этого предопределенного исходного количества аналита с жидкостью с целью получения смеси предопределенного исходного количества аналита и жидкости и/или стадию придания смеси по существу гомогенности (стадия A3), например, путем вортексирования и/или путем перемешивания с использованием встряхивающего устройства. Смесь может быть предварительно создана, например, в подходящем контейнере. Стадию получения известного значения концентрации аналита в смеси можно осуществлять путем смешивания известного количества аналита с известным количеством жидкости и/или посредством стадии измерения значения концентрации аналита в смеси.
Способ может дополнительно включать стадию измерения (стадия С1) количества смеси, эффективно удерживаемой в собирающей части 3 во время стадии извлечения собирающей части 3 устройства для взятия образцов из смеси. Стадию измерения можно осуществлять посредством сравнения между исходной массой смеси до введения собирающей части 3 и конечной массой смеси после извлечения собирающей части 3 или путем сравнения между массой устройства 1 для взятия образцов до введения смеси и массой устройства 1 для взятия образцов после извлечения из смеси.
Способ может дополнительно включать стадию дегидратации, высушивания (стадия D) или лиофилизации (стадия Е) по меньшей мере собирающей части 3, в которой находится предопределенное количество смеси для перенесения, с целью получения устройства 1 для взятия образцов с предварительным дозированием, имеющего предопределенное количество высушенного или лиофилизированного аналита на собирающей части 3. Стадию высушивания можно осуществлять, например, путем высушивания в печи или путем искусственной вентиляции, либо использования другого известного способа, пригодного для обработки конкретного аналита. Устройство 1 для взятия образцов с предварительным дозированием включает корпус-держатель 2 и флокированную собирающая часть 3, в которой находится предопределенное известное количество аналита для перенесения и/или предопределенное и высушенное известное количество аналита для перенесения.
Способ может также включать стадии введения собирающей части 3 в вакуумный контейнер (известного типа и, следовательно, не проиллюстрированный на фигурах) и создания разрежения или вакуума в контейнере. Данную стадию создания разрежения или вакуума можно осуществлять во время стадии высушивания или лиофилизации, либо в другой момент, отдельно от стадии высушивания или лиофилизации.
Способ может дополнительно включать стадию восстановления или регидратации (стадия F) предопределенного количества высушенного или лиофилизированного аналита на собирающей части 3, например по меньшей мере питательным и/или гидратирующим раствором, с целью получения предопределенного количества регидратированного аналита на собирающей части 3.
Способ может дополнительно включать стадию высвобождения (стадия G) по меньшей мере 85% или по меньшей мере 90% или по меньшей мере 95% предопределенного количества для перенесения смеси или предопределенного количества аналита посредством прямого посева на чашку Петри или разведения в жидкой среде, чтобы дать возможность проведения анализа аналита. Способ может также включать одну или более чем одну стадию анализа аналита, высвобожденного таким образом.
Способ может дополнительно включать стадии введения собирающей части 3, на которой находится аналит, в контейнер 7, такой как, например, пробирка, закрытия контейнера 7 крышкой 5 или покрытием и перенесения контейнера 7, содержащего собирающую часть 3, и/или стадию предварительного создания в контейнере 7 предопределенного количества вещества 8, предназначенного для превращения в жидкость и/или консервирования аналита, и/или стадию перемешивания, встряхивания или вращения контейнера 7, содержащего собирающую часть 3 с аналитом, с предопределенной скоростью, и предназначенную для превращения аналита в жидкость. Теперь следует описание устройства 1 для взятия образцов, который служит также для перенесения количества аналита, в соответствии с воплощением изобретения.
При ссылке на фигуры 1 обозначает в полном объеме ручное устройство 1 для взятия образцов и перенесения количеств аналитов различной природы и композиции. Устройство 1 для взятия образцов включает корпус-держатель 2, который можно удлинять, и/или он может быть по существу стержневой формы. Корпус-держатель 2 может иметь какую-либо секцию, которая может быть даже переменной вдоль всего его продольного удлинения. Корпус-держатель 2 снабжен первой частью 2а, например концевой частью, определяющей собирающую часть 3 для аналита, второй частью 2b, которая является центральной и имеет по существу стержневую форму, и третьей частью 2с, которая является концевой частью, при которой корпус 2 может вручную захватываться оператором, или которая может быть соединена с дополнительным захватываемым элементом 4, таким как крышка 5 для пробирки или тому подобное.
Собирающая часть 3 для аналита может соответствовать форме тампона. Собирающая часть 3 является флокированной, выполненной путем флокирования множества волокон 6 на первом конце 2а корпуса. Волокна 6, флокированные на первом конце, могут быть изготовлены из негидрофильного материала, например, нейлона, но собирающая часть 3 является гидрофильной за счет капиллярного эффекта благодаря свойствам волокон 6 и их распределению на корпусе-держателе 2. Иными словами, собирающая часть 3 может быть представлена в виде непрерывного слоя волокон 6, изготовленных из материала, по существу не адсорбирующего аналит, но имеющих форму упорядоченного множества капиллярных пустот 9, в которых предопределенное количество аналита может удерживаться за счет впитывания, и из которых количество аналита может впоследствии количественно высвобождаться в момент анализа, например, путем трения собирающей части 3 на специальной поверхности высвобождения.
Пример данного типа флок-тампона проиллюстрирован в патенте ЕР 1608268, принадлежащем настоящему Заявителю, содержание которого, касающееся структуры флок-тампона, включено в целях ссылки в настоящее описание.
Как описано в цитируемом выше патенте, нанесение путем флокирования образует на обрабатываемом конце устройства 1 для взятия образцов непрерывный и гомогенный слой множества волокон 6 в виде упорядоченной структуры, по существу перпендикулярных каждой точке первой части 2а корпуса-держателя 2, и где каждое из них по существу параллельно соседним волокнам 6. Соответствующее упорядоченное множество капиллярных пустот 9 определяется между волокнами 6, где пустоты 9 могут собрать предопределенное количество аналита и удерживать его путем впитывания за счет капиллярности.
Флокированный слой может впоследствии количественно высвобождать собранный аналит, например, путем трения на поверхности или посредством разведения аналита в разбавителе. Флокированная собирающая часть 3 имеет такую конфигурацию и размеры, чтобы собрать по существу известное количество аналита и/или смеси, или собрать количество смеси, составляющее, например, от 5 до 1000 микролитров, от 10 микролитров до 500 микролитров, либо от 50 до 200 микролитров, либо от 80 до 120 микролитров. Волокна 6 могут быть расположены на корпусе-держателе 2 по существу упорядоченным путем и таким образом, чтобы образовать по существу непрерывный слой на собирающей части 3, и/или расположены на собирающей части 3 таким образом, чтобы определить множество капиллярных пустот 9, предназначенных для абсорбции смеси за счет капиллярности. Волокна имеют линейную плотность или число волокон от 1,7 до 3,3 дтекс, и/или имеют длину, составляющую от 0,6 до 3 мм. Волокна 6 могут быть флокированы на собирающей части 3 корпуса-держателя 2 с плотностью распределения на поверхности, например, составляющей от 50 до 500 волокон на мм2 или от 100 до 200 волокон на мм2. Слой волокон может определять абсорбционную емкость, например, по меньшей мере 0,5 мкл на мм2, либо по меньшей мере 0,6 мкл на мм2, либо по меньшей мере 0,7 мкл на мм2, либо по меньшей мере 0,75 мкл на мм2. Волокна 6 могут быть изготовлены по существу из негидрофильного материала или материала, который не абсорбирует смесь или аналит, и/или из материала, выбранного из: полиамида, вискозного волокна, полиэфира, углеродного волокна, альгината, натурального материала, который не является абсорбирующим в отношении смеси, либо из смеси вышеуказанных материалов.
Корпус-держатель 2 может проявлять продольное удлинение, которое составляет от 2 см до 20 см, либо от 3 см до 18 см, либо от 6 см до 16 см, и/или толщину или диаметр в перпендикулярном сечении к его центральной оси, который составляет от 0,5 мм до 5 мм, либо от 1 мм до 3 мм, либо от 1,5 до 2,5 мм.
Собирающая часть 3 может проявлять продольное удлинение, которое составляет от 8 см до 0,5 см, либо от 5 см до 1 см, и/или диаметр или толщину, включающую волокна 6, от 10 мм до 1 мм, либо от 8 мм до 2 мм, либо от 5 мм до 2,5 мм.
Собирающая часть 3 может быть представлена в любой подходящей форме для конкретного типа аналита, который нужно отобрать, например, округлой или с одной или более чем одной подвижной границей.
Корпус-держатель 2 может быть снабжен промежуточной подвижной частью, предназначенной для облегчения избирательной разборки корпуса 2, в его промежуточном положении между первым концом и вторым концом, например, с целью облегчения введения собирающей части 3 в контейнер 7 для транспортировки.
Устройство 1 для взятия образцов может включать множество опорных корпусов, где каждый снабжен собирающей частью 3, имеющей устройство или форму, которые являются различающимися и специально сконструированными для сбора конфетного типа аналита, либо для сбора конкретного количества аналита. Устройство 1 для взятия образцов может дополнительно включать контейнер 7 для транспортировки аналита, имеющий внутренний удерживающий объем 10 и отверстие 11 для доступа. Контейнер 7 может представлять собой пробирку для транспортировки образцов биологического материала или материала биологического происхождения. Устройство 1 для взятия образцов может дополнительно включать крышку 5, которая подвижно устанавливается в отверстие для доступа, чтобы избирательно закрывать контейнер 7.
Устройство 1 для взятия образцов может дополнительно включать по меньшей мере высушивающий или обезвоживающий элемент, например пакет, содержащий силикагель, находящийся в контейнере 7 или в другом удобном положении. Контейнер 7 и/или крышка 5 и/или корпус-держатель 2 могут быть выполнены из полимерного материала, например, из полистирола или полипропилена, и/или из материала, пригодного для использования с биологическими материалами или материалами биологического происхождения. Контейнер 7 и/или крышка 5 и/или корпус-держатель 2 можно стерилизовать.
Устройство 1 для взятия образцов может дополнительно включать герметично закрытую упаковку (не проиллюстрированную на фигурах, поскольку она относится к известному типу), в которой корпус-держатель 2 и/или контейнер 7 и крышка 5 могут находиться до использования для сбора аналита. Корпус-держатель 2, упаковка, контейнер 7 и крышка 5 могут быть стерильными.
Изобретение, кроме того, обеспечивает выполнение набора для проведения диагностических или химических тестов, таких как положительные или отрицательные контроли, или для перенесения лабильных веществ в водную среду для культивирования добавки для среды, включающего по меньшей мере устройство 1 для взятия образцов вышеописанного типа, и дополнительно включающего средства для высушивания или лиофилизации предопределенного количества смеси на собирающей части 3 устройства 1 для взятия образцов и/или средства для восстановления предопределенного количества высушенного или лиофилизированного аналита или на собирающей части 3 устройства 1 для взятия образцов, такие как, например, пробирки, содержащие питательные и/или гидратирующие растворы.
Как упомянуто выше, изобретение дает возможность сконструировать и выполнить устройства для переноса аналитов с предварительным дозированием по существу с полным высвобождением собранного аналита в желаемый момент применения, где количество применимого аналита составляет по меньшей мере 85% собранного образца аналита.
Устройства с предварительным дозированием пригодны для различных применений, которые относятся к области диагностики, химии, фармацевтики, косметики, пищевых продуктов, контроля воды и т.д. Среди аналитов, образцы которых можно отбирать, а затем делать доступными для лабораторного использования, можно упомянуть, например, приведенные ниже:
аналиты биологической и микробиологической природы, такие как, например, микроорганизмы, антитела, антигены, гормонально активные вещества, олигонуклеотиды или последовательности ДНК, ферменты и т.д.;
аналиты химической природы, такие как, например, антибиотики, обогащающие добавки, содержащие белки, селективные добавки и т.д.
Для лучшего понимания характеристик и преимуществ изобретения ниже в данной заявке приведены некоторые конкретные, но не ограничивающие примеры практического выполнения со ссылкой на предпочтительное воплощение, представленное флок-тампоном, на конце которого нанесен слой волокон 6, таких как, например, нейлоновые волокна, путем флокирования. Следующее применение составляет перенос органического материала, имеющего происхождение из различных областей организма или окружающей среды. Кроме того, исключительно для неограничивающей иллюстрации изобретения, приведена таблица, в которой суммированы основные области применения системы с предварительным дозированием по отношению к исследуемому веществу в соответствующих тестах.
| Область применения | Вещество |
| 1. Микроорганизмы | |
| 2. Антитела/антигены | |
| Контроль качества | 3. Антибиотики |
| 4. Гормоны | |
| 5. Последовательности ДНК | |
| S. Ферменты | |
| Тесты на чувствительность | 7. Антибиотики |
| Среды для культивирования | 8. Обогащающие добавки |
| 9. Селективные добавки |
Пример 1
В первом воплощении изобретение применяют к переносу количества живых и стабилизированных микроорганизмов, например, для применения набора контроля качества в области микробиологии. Устройство для отбора образцов с предварительным дозированием применяют для переноса живых микроорганизмов, где это устройство осуществляет подходящий процесс дегидратации, обеспечивает консервацию и транспортировку живых и стабильных популяций микроорганизмов; в то же время, устройство 1 для взятия образцов в форме тампона обеспечивает подходящую систему для прямого посева образца аналита на чашку или твердый субстрат или для разведения в растворителе или в жидкой среде.
Набор включает флок-тампон, на котором посредством процесса впитывания и последующей лиофилизации собирают определенную колонию микроорганизмов при известной концентрации. Область применения этих устройств охватывает различные клинические и пищевые отрасли. Набор включает средства восстановления лиофилизированной колонии, то есть пробирки, содержащие питательные и/или гидратирующие растворы.
Далее будет описан конкретный пример, относящийся к Escherichia Coli АТСС 25922. Однако подобные результаты могут быть получены с другими микроорганизмами.
В настоящем примере флок-тампоны с предварительным дозированием лиофилизированных микроорганизмов выполнены в количественной форме: примерно 300 КОЕ Escherichia Coli переносится на тампон, подвергается процессу лиофилизации, а затем изымается в конце сушки. Устройства с предварительным дозированием лиофилизированных микроорганизмов можно применять в качестве эталонных стандартов при микробиологическом контроле качества в различных областях, таких как, например, фармацевтическая промышленность, тестирование воды и сточной воды, пищевая промышленность, косметическая промышленность и другие.
Необходимое условие применения этого устройства для гарантии стандартизации аналитических способов состоит в том, что высвобождение образца, депонированного на собирающей части 3 устройства 1 для взятия образцов, должно быть осуществлено полностью во время применения. С целью применения устройств 1 для взятия образцов с предварительным дозированием флокированную собирающую часть 3 пропитывают путем использования микробиологического раствора известной концентрации, таким образом, чтобы гарантировать, что суммарное количество примерно 300 КОЕ переносится на каждый тампон. Количество вносимых микроорганизмов, которое нужно использовать в конкретном тампоне, может находиться в диапазоне от 10 до 200 мкл, и в конкретном случае составляет 100 мкл. Используемая концентрация суспензии микроорганизмов составляет примерно 3000 КОЕ/мл; суспендирование микроорганизмов при желаемой концентрации непосредственно осуществляют в средствах консервации, которые содержат криопротективные вещества и нейтрализующие агенты, которые способны консервировать жизнеспособность клеток. Введение суспензии микроорганизмов в тампоны достигается путем прямого погружения в микролунки; подобным образом, можно использовать микрообъемный насос. Тампон помещают в подходящий контейнер под давлением, который может поддерживать технологию понижения давления и лиофилизации, которая представляет собой дегидратацию, и по окончании процесса его герметично закрывают непосредственно в состоянии пониженного давления. Тесты устройства 1, проводимые для оценки переноса известного количества образца, относятся к проверке извлечения собранных колоний, их жизнеспособности и стабильности во времени в различных условиях консервации. Тесты проводят непосредственно путем посева на твердую среду или путем растворения в известном объеме, в частности 500 мкл, гидратирующего вещества. Сравнение для проверки переноса осуществляли, используя такой же посев собранного образца с использованием микропипетки.
В приведенной ниже таблице представлены средние значения подсчетов, проведенных после прямого посева на твердую среду предварительно дозированных тампонов с Escherichia Coli в сравнении с подобными результатами, полученными с использованием общепринятого волюметрического способа для переноса суспензии микроорганизмов, такого как микропипетка. Данные относятся к выборке из 50 предварительно дозированных тампонов.
| Тип | Подсчет с микропипеткой | Подсчет предварительно дозированного тампона | Диапазон (минимум-максимум) | Среднее извлечение % |
| Е. coli | 297,8 | 285,8 | 293-279 | 96% |
В таблице приведены средние значения подсчетов, проведенные путем разведения предварительно дозированного тампона в 500 мкл PBS (фосфатно-солевой буфер) и посева на твердую среду всего образца, таким образом согласующиеся с подобными результатами, полученными с использованием для переноса суспензии микроорганизмов общепринятого волюметрического способа, такого как микропипетка. Данные относятся к выборке из 50 предварительно дозированных тампонов.
| Тип | Подсчет с микропипеткой | Подсчет предварительно дозированного тампона | Диапазон (минимум-максимум) | Среднее извлечение % |
| Е. coli | 297,8 | 288,1 | 290-286 | 97% |
Показано, что флок-тампон является отличным устройством количественного переноса для сохранения колоний микроорганизмов с помощью процесса лиофилизации. Воспроизводимость системы является хорошей, как и ее стабильность во времени.
Пример 2
Во втором воплощении изобретения устройство 1 для взятия образцов содержится в наборе контроля качества в диагностических системах иммуноферментного типа с растеканием в радиальном направлении, таких как наборы для гриппа, Strep А, МРЗС (метициллин-резистентный золотистый стафилококк), ВИЧ, RSV (респираторно-синцитиальный вирус) и тому подобные. В конкретном случае устройство 1 для взятия образцов используют для переноса антигенов/антител, которое после процесса дегидратации обеспечивает консервацию и стабилизацию аналита. Система с предварительным дозированием с количеством аналита, модулируемым в соответствии с LOD (пределом чувствительности или порогом отсечения) конкретного теста, обеспечивает положительный контроль, применимый в стандартном диагностическом наборе сравнения.
Набор включает флок-тампон, на который определенный антиген или антитело при известной концентрации помещают путем впитывания и последующего процесса высушивания. Область применения этих устройств охватывает различные клинические и фармацевтические области применения. Набор включает средства, которые обеспечивают выполнение теста. Они представляют собой устройства, на которые нанесены антигены или антитела, к которым чувствителен данный набор (в случае положительных контролей), либо без антигена/антитела, либо с антигенами/антителами, которые отличаются от мишеней набора (в случае отрицательных контролей).
Кроме того, эти контроли имеют целью проиллюстрировать конечному пользователю, как должны быть представлены положительные и отрицательные результаты теста. Устройство 1 для взятия образцов, снабженное непрерывным слоем полимерной композиции, обеспечивает взаимодействие адсорбентного типа с переносимыми аналитами, гарантируя полный сбор аналита средствами растворения без абсорбции внутри слоя. Этот механизм поверхностного взаимодействия является гарантией полного высвобождения аналита во время применения.
Пример 3
В третьем воплощении изобретения устройство 1 для взятия образцов содержится в наборе контроля качества для исследования на ингибирующие вещества в молоке и его производных; подобные применения также возможны для других пищевых матриц. В данном случае устройство 1 для взятия образцов предназначено для переноса антибактериальных веществ, который успешно обеспечивает подходящую дегидратирующую систему для дегидратации для консервации аналита. Система с предварительным дозированием с предопределенным количеством антибактериального вещества обеспечивает после регидратации положительный контроль для стандартного теста в образце молока. Набор включает флок-тампон, на котором вследствие процесса высушивания прикреплен определенный антибиотик известной концентрации. Данный набор включает средства, которые обеспечивают проведение теста. Они представляют собой устройства, на которые нанесены антибиотики, к которым этот набор чувствителен (в случае положительных контролей), либо без какого-либо антибиотика, либо с антибиотиками, которые отличаются от мишеней набора (в случае отрицательных контролей). Кроме того, эти наборы имеют целью проиллюстрировать для пользы конечного пользователя, как должны быть представлены положительные и отрицательные результаты теста.
Пример 4
В четвертом воплощении изобретения устройство 1 для взятия образцов содержится в наборе для проверки устойчивости к антибиотикам определенных микроорганизмов (MIC, минимальная концентрация ингибитора). В данном случае устройство 1 для взятия образцов для переноса антибактериальных веществ последовательно обеспечивает соответствующую систему для дегидратации, чтобы стабилизировать депонированные антибиотики и сделать их доступными в тестах на устойчивость микроорганизмов. Набор содержит серию флок-тампонов, на которых посредством процесса впитывания и высушивания прикреплено определенное количество антибактериального вещества известной концентрации. Область применения этих устройств охватывает различные клинические и фармацевтические области применения.
Пример 5
В пятом воплощении изобретения устройство 1 для взятия образцов содержится в наборе контроля качества биохимическими способами. В данном случае устройство 1 для взятия образцов предназначено для переноса нуклеотидов и обеспечивает после подходящего процесса регидратации консервацию и стабилизацию аналита. Система с предварительно дозированным количеством аналита, модулируемым в соответствии с порогом отсечения конкретного теста, обеспечивает положительный контроль, который можно использовать в стандартном диагностическом способе. Этот набор содержит флок-тампон, на котором посредством процесса впитывания и высушивания прикреплен определенный нуклеотид в известной концентрации. Область применения этих устройств охватывает различные клинические и фармацевтические области применения. Данный набор включает средства, которые обеспечивают выполнение теста. Они представляют собой устройства, на которые нанесены нуклеотиды, которые могут взаимодействовать с реактивами стандартных устройств, в случае положительных контролей, либо без нуклеотидов, в случае отрицательных контролей. Кроме того, эти контроли имеют цель иллюстрации для конечного пользователя, как должны быть представлены положительные и отрицательные результаты теста.
Пример 6
В шестом воплощении изобретения устройство 1 для взятия образцов содержится в наборе контроля качества в тестах на обнаружение гормонов (например, тестах на беременность, допинговом контроле и т.д.). В данном случае устройство 1 для взятия образцов предназначено для переноса гормонов, который после осуществления процесса дегидратации обеспечивает консервацию и стабилизацию аналита. Система с предварительным дозированием с количеством модулированного аналита в соответствии с LOD (пределом чувствительности или порогом отсечения) конкретного теста обеспечивает положительный контроль, применимый в стандартном диагностическом наборе.
Этот набор содержит флок-тампон, на котором посредством процесса впитывания и высушивания прикреплен определенный гормон в известной концентрации. Область применения этих устройств охватывает различные клинические и пищевые области применения.
Данный набор включает средства, которые обеспечивают выполнение теста. Они представляют собой устройства, на которые нанесены гормоны, к которым данный набор чувствителен (в случае положительных контролей), либо без каких-либо гормонов, либо с гормонами, отличающимися от гормонов-мишеней набора (в случае отрицательных контролей). Кроме того, эти контроли имеют целью проиллюстрировать для конечного пользователя, как должны быть представлены положительные и отрицательные результаты теста.
Пример 7
В седьмом воплощении изобретения устройство 1 для взятия образцов содержится в наборе для количественного переноса биологических образцов, имеющих происхождение из различных областей организма, либо образцов окружающей среды, собранных с поверхностей. В частности, устройство 1 для взятия образцов используют для количественного переноса клинических образцов, таких как моча, фекалии, смывы из бронхов, ноздрей, влагалища, глотки, паховой области и других участков поверхности. Эта область применения относится к контролю загрязнения образцов микроорганизмами.
Пример 8
В восьмом воплощении изобретения устройство 1 для взятия образцов используют для количественного переноса данного органического образца, включающего сперму, слюну, кровь. Эта область применения относится к анализу нуклеиновых кислот, содержащихся в образце.
Пример 9
В следующем воплощении изобретения устройство 1 для взятия образцов содержится в наборе для переноса, консервации и высвобождения определенных обогащающих добавок и/или селективных добавок для сред для культивирования. Устройство 1 для взятия образцов для количественного переноса веществ для повышения продуктивности среды для культивирования (например, аминокислот, сахаров, белков и т.д.) или веществ, которые обеспечивают рост определенных микроорганизмов, при этом предотвращая рост других (таких как, например, соли, антибиотики, химические вещества и т.д.), при специальном впитывании и дегидратации обеспечивает получение системы с предварительным дозированием, которая непосредственно применима в правильном объеме жидкой среды.
Многие из веществ, используемых для обогащения среды для культивирования, обладают ограниченной стабильностью в гидратированном состоянии; это ограничивает и подвергает риску использование самой среды. Преимущество устройства 1 для взятия образцов с предварительным дозированием состоит в том, что данная система доступна и готова к использованию, обеспечивая продление срока годности среды для культивирования путем упрощения управления принимаемыми мерами и консервации самой среды. Область применения таких устройств охватывает различные клинические, пищевые и фармацевтические области применения.
Настоящее изобретение обеспечивает одно или более чем одно из описанных ниже преимуществ.
Во-первых, изобретение обеспечивает выполнение способа и устройства, выполненного в соответствии с этим способом, которое устраняет проблемы, встречающиеся на предшествующем уровне техники.
Способ по изобретению приводит к получению образца и переноса, которые являются количественно верными и точными, различных типов аналитов очень эффективным путем, даже при аналитах, которые трудны для взятия образца, переноса, консервации или обработки.
Кроме того, изобретение обеспечивает аналиты, которые являются готовыми к использованию в аналитических или диагностических исследованиях, в количествах, которые могут быть очень малыми и точными, благодаря получению предварительно дозированных количеств, готовых к использованию.
Изобретение обеспечивает значительное снижение сложности, времени и затрат, вовлеченных в осуществление широкого ряда диагностических анализов и тестов.
Благодаря изобретению могут быть выполнены системы с предварительным дозированием с различными антибактериальным веществами, благодаря которым последующее внесение микроорганизмов в среду для выращивания с добавлением к ним систем с предварительно дозированными антибактериальными агентами в различных количествах обеспечивает простое определение чувствительности и устойчивости микроорганизма.
Кроме того, изобретение обеспечивает получение количественного положительного или отрицательного контроля в форме, пригодной для применения в конкретных случаях, так чтобы иметь возможность коррелировать ответ набора на действительную концентрацию положительного контроля, приводя в результате к преимуществу в связи с избеганием добавления избыточного стандартного образца.
Применение системы, предварительно дозированной предопределенным количеством лиофилизированных микроорганизмов, в формате, который можно быстро приспособить к самому применению, приводит к значительному снижению затрат и времени на соответствующие методы.
Наконец, изобретение является простым и экономичным для применения.
1. Способ переноса количества аналитов, таких как микроорганизмы, антитела/антигены, вещества антибактериального действия, нуклеотиды, антибиотики, гормоны, последовательности ДНК, ферменты, органический материал, биологический материал или материал биологического происхождения, обогащающие добавки или селективные добавки для сред культивирования, включающий по меньшей мере стадии:
предварительного создания по существу гомогенной смеси предопределенного исходного количества по меньшей мере аналита и жидкости, получения значения концентрации или известного количества аналита в смеси;
введения в смесь по меньшей мере собирающей части (3) устройства (1) для взятия образцов, имеющего корпус-держатель (2), собирающую часть (3), включающую первую часть (2а) корпуса-держателя (2), и множество волокон (6), прикрепленных и расположенных на первой части (2а) корпуса-держателя (2) посредством флокирования, задающих флокированную собирающую часть (3), или флок-тампон, так, чтобы собрать часть смеси на собирающую часть (3);
извлечения собирающей части (3) устройства (1) для взятия образцов из смеси, где при этом на собирающей части (3) удерживается предопределенное известное количество смеси для перенесения; и
высушивания или лиофилизации по меньшей мере собирающей части (3), на которой находится предопределенное количество смеси для перенесения, с целью получения устройства (1) для взятия образцов с предварительным дозированием предопределенного количества высушенного или лиофилизированного аналита на собирающей части (3).
2. Способ по п. 1, где стадия предварительного создания смеси включает стадии:
предварительного создания предопределенного исходного количества аналита;
смешивания предопределенного исходного количества аналита с жидкостью с целью получения смеси предопределенного исходного количества аналита в жидкости, и/или стадию:
получения по существу гомогенной смеси.
3. Способ по п. 1, где стадию получения известного значения концентрации аналита в смеси осуществляют путем смешивания известного количества аналита с известным количеством жидкости и/или посредством стадии измерения значения концентрации аналита в смеси.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию измерения количества смеси, которое эффективно удерживается в собирающей части (3) во время стадии извлечения собирающей части (3) устройства (1) для взятия образцов из смеси и/или где стадию измерения осуществляют путем сравнения между исходной массой смеси перед введением в собирающую часть (3) и конечной массой смеси после извлечения собирающей части (3), либо путем сравнения между массой устройства (1) для взятия образцов до введения в смесь и массой устройства (1) для взятия образцов после извлечения из смеси.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадии введения собирающей части (3) в вакуумный контейнер и создания по существу условий вакуума в вакуумном контейнере во время стадии высушивания или лиофилизации или независимо от стадии высушивания или лиофилизации.
6. Способ по п. 5, дополнительно включающий стадию восстановления или регидратации предопределенного количества высушенного или лиофилизированного аналита на собирающей части (3), например посредством по меньшей мере питательного и/или гидратирующего раствора с целью получения предопределенного количества регидратированного аналита на собирающей части (3), и/или дополнительно включающий стадию высвобождения по меньшей мере 85%, или по меньшей мере 90% или по меньшей мере 95% предопределенного количества смеси для перенесения или предопределенного количества аналита посредством прямого посева на чашку или разведения в жидкой среде с целью обеспечения осуществления анализа аналита.
7. Способ по п. 1, где флокированная собирающая часть (3) устроена так, чтобы принимать по существу известное количество смеси, или собирать количество, составляющее от 5 до 1000 микролитров смеси, либо от 10 до 500 микролитров смеси, либо от 50 до 200 микролитров смеси, либо от 80 до 120 микролитров смеси, и/или собирать количество, составляющее по меньшей мере 0,5 мкл на мм2, по меньшей мере 0,6 мкл на мм2, либо по меньшей мере 0,7 мкл на мм2, либо по меньшей мере 0,75 мкл на мм2, и/или в которой волокна (6) расположены на первой части (2а) корпуса-держателя (2) по существу упорядоченным путем, и таким образом, чтобы образовать по существу непрерывный слой на собирающей части (3), и/или расположены на собирающей части (3) таким образом, чтобы задать множество капиллярных пустот (9), приспособленных для поглощения смеси за счет капиллярности.
8. Способ по п. 7, где волокна (6) имеют линейную плотность или число волокон, составляющее от 1,7 до 3,3 дтекс, и/или длину, составляющую от 0,6 до 3 мм, и/или плотность распределения волокон (6) на поверхности собирающей части (3), составляющую от 50 до 500 волокон на мм2 или от 100 до 200 волокон на мм2, и/или изготовлены по существу из негидрофильного или неадсорбирующего материала в отношении смеси, и/или из материала, выбранного из: полиамида, вискозного волокна, полиэфира, углеродного волокна, альгината, натурального материала, который не является адсорбирующим в отношении смеси, либо из смеси вышеуказанных материалов.
9. Устройство (1) для взятия образцов с предварительным дозированием, содержащее корпус-держатель (2) и флокированную собирающую часть (3), где собирающая часть (3) снабжена предопределенным известным количеством аналита для перенесения и/или предопределенным известным количеством высушенного аналита для перенесения, предпочтительно применяемое посредством способа по любому из пп. 1-8.
10. Набор для проведения диагностических или химических тестов, таких как положительные или отрицательные контроли, или для перенесения лабильных веществ в гидратированной фазе в среды для культивирования, включающий по меньшей мере устройство (1) для взятия образцов по п. 9, и/или дополнительно включающий средства для высушивания или лиофилизации предопределенного количества смеси на собирающей части (3) устройства (1) для взятия образцов и/или средства для восстановления предопределенного количества высушенного или лиофилизированного аналита на собирающей части (3) устройства (1) для взятия образцов.
11. Набор для проведения диагностических или химических тестов по п. 10, где средства для восстановления предопределенного количества высушенного или лиофилизированного аналита на собирающей части (3) устройства (1) для взятия образцов представляют собой пробирки, содержащие питательные и/или гидратирующие растворы.
