[发明专利]获取和制备用于鉴定和抗生素敏感性试验的微生物样品的自动化方法和系统

说明书

一种方法和自动化设备，用于定位和选择培养皿上的微生物菌落，和将获得的样本经历多种下游试验，包括鉴定所述微生物的试验和识别微生物对抗生素的敏感性的试验。所述方法包括如下自动化步骤：定位和选择培养皿上的微生物的菌落；获取选择的微生物菌落的样本；通过将带有样本的拾取工具浸入悬浮液自动地制备微生物的样本的悬浮液，之后所述拾取工具在至少垂直方向振荡以将所述样本从所述拾取工具释放到悬浮液中。悬浮液的浊度被监控以确保悬浮液中的微生物浓度是足够的，使得所述悬浮液被用作进行样本中的微生物的鉴定和抗生素敏感性试验的样本源。所述设备和系统任选地提供制备用于抗生素敏感性试验(AST)的样本的下游处理。该设备包括用于AST试验的AST板的接种之后的进一步处理。该进一步处理包括将接种的板加盖并转移到AST仪器。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2015年5月28日提交的美国临时申请号62/167,577，2016年4月5日提交的美国临时申请号62/318,494，2015年5月28日提交的美国临时申请号62/167,593，和2015年12月18日提交的美国临时申请号62/269,545的权益，以上全部专利申请的公开内容通过引用并入本文。

背景技术

定位和选择微生物菌落并用质谱学(特别是MALDI-TOF-MS(基质辅助激光解吸和电离飞行时间质谱))鉴定微生物的方法和系统，和执行的系统是已知的。这样的系统和方法被描述于Botma等的WO2013/147610中，其公开内容通过引用并入本文。

MALDI分析是一种有用的工具，用于解决生物化学、免疫学、遗传学和生物学的结构性问题。样本在气相下电离，并使用飞行时间(TOF)分析仪来测量离子质量。TOF分析从离子形成时并且随着离子进入漂移区被加速至某一恒定动能时开始。离子在经过与其质量的平方根成正比的飞行时间后到达一个探测器。之所以能生成质量谱，是因为质量不同的离子到达探测器的时间不同。

质谱分析法在药物发现与开发、基因分型和蛋白质组研究领域通常是一种强大的工具。MALDI，一种特殊质谱类型，已在细菌和微生物的表征与鉴定领域得到了应用。目前的研究趋势是用从微摩尔水平到阿托摩尔(atomic-mole)水平范围的大量个体样本来分析越来越大数目的样本。结果是样本也变得更小，这就需要对合适数量的微生物进行高效和可靠的获取，并且能将所获取的一定数量的样本存放在MALDI仪器中使用的靶板上。

在典型的MALDI TOF MS操作中，将待分析样本点样或沉积在MALDI靶板上，其可以为允许样本离子化的金属或其他材料。通常接受的用于制备MALDI靶板的方法是将怀疑含有微生物的样本从铺板培养基直接点样或涂抹在靶板上。在样本的添加后，基质试剂经常被加入以支持样本电离。在一些情况下也加入萃取剂。在其他情况下，需要在样本加入到靶板上之前可以要求进行离线萃取步骤。

一旦靶板被制备好，它被放置在MALDI仪器中的一个固定位置。靶板上有多个沉积点(例如单个靶板上有24到384个沉积点)，并且这些沉积点相对于靶板边缘的方向是固定的。靶板放置在一个X-Y载物台上，这样就能把从微生物菌落中获得的样本沉积在选定的沉积点上。在靶板和金属格栅之间保持高压电位。此电压既可以维持恒定，也可以是脉冲的，这取决于需要的结果和腔室内产生的真空度。激光被发射到样本/基质内，形成一团离子雾。电压差用来使离子加速进入飞行管内，以对这些离子进行分析。分析将飞行时间和离子化组分的质量直接关联。

有多个参数能够影响结果的质量，包括靶的平度、基质的量和类型、样本的浓度、样本靶的导电性、沉积点的设置精度、以及一些其他的可变因素。

因为过程需要拾取菌落并且将其直接沉积在板上，拾取的样本不能被用于其他分析的样本源。因此，如果期望在样本上实施其他试验，样本的另一部分必须被获取以实施该试验。因为对多种试验来说需要多次菌落拾取，需要增长的处理时间和由于两次拾取样本之间的差异造成的不一致的结果的可能性。因此，仍然需要探索用于从菌落获得微生物的样本和将获得的样本提供用于多种试验的自动化的、有效的方法和系统。

发明概要