[发明专利]用于基于氧化还原反应测定微生物的浓度和微生物对抗感染剂的敏感性的装置、系统和方法

说明书

本文公开了用于确定样品中微生物的浓度并确定此类微生物对一种或多种抗生素或其它类型的抗感染剂的敏感性的各种方法、设备和系统。更具体地，公开了基于氧化还原反应定量微生物的方法，以及使用某些氧化还原电位(ORP)传感器定量此类微生物的系统和设备。此外，还公开了用于确定微生物对一种或多种抗感染剂的敏感性和敏感性程度的方法，以及用于这种测定的多路复用系统。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月3日提交的第62/567,648号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及微生物或传染原的体外检测，并且更具体地，涉及用于确定微生物或传染原的浓度以及此类微生物或传染原对抗感染剂的敏感性的装置、系统和方法。

背景技术

对于医院、疗养院和其它健康护理环境中的健康护理专业人员来说，由抗感染剂抗性微生物或传染原(infectious agent)引起的感染是一个重大问题。为了防止其抗性谱(resistance profile)的扩大，快速检测此类微生物至关重要。当面对此类感染时，对于临床医师而言，优选的做法是合理地使用抗感染化合物，优选仅使用缓解感染所需的那些化合物。然而，当今最常见的现象是向患者给予广谱抗感染剂以确保治疗的充分性。这倾向于产生具有多种抗感染剂抗性的微生物。理想地，在确定微生物的存在后立即检测该微生物对抗感染剂的敏感性。

用于检测微生物中抗感染剂抗性的现有方法和仪器包括用于分离微生物的昂贵且劳动密集的微生物培养技术，并且包括测试诸如琼脂盘扩散或肉汤微量稀释，其中抗感染剂以液体悬浮液、纸盘或在琼脂培养基上的干燥的梯度(dried gradient)引入。但是，这些方法需要熟练技术人员的人工解释，并且容易出现技术或临床医生失误。

虽然此类组(panel)或培养基的自动化检查可以减少临床医师失误的可能性，但是目前用于进行这些检查的仪器通常很复杂，并且需要添加报告分子或使用昂贵的部件，例如透明的氧化铟锡(ITO)电极。另外，目前的仪器通常依赖于所研究样品的光学读出，这需要庞大的检测设备。

由于上述限制和约束，需要使用改进的装置、系统和方法以快速有效地检测患者样品中的抗感染剂抗性微生物。

发明内容

本发明描述了用于检测样品中的传染原对一种或多种抗感染剂的敏感性的各种装置、系统和方法。在一个实施方案中，一种确定传染原浓度的方法可以包括用稀释溶液(dilutive solution)稀释包含传染原的样品以产生稀释的样品。该方法可以进一步包括将稀释的样品引至传感器，使得稀释的样品与传感器的氧化还原活性材料流体连通。该方法还可以包括使用至少一个联接至传感器的参数分析器在一段时间内监测稀释的样品的氧化还原电位(ORP)，以确定样品中传染原的浓度。可以在稀释的样品中不存在任何添加的报告分子的情况下监测ORP。

在另一个实施方案中，公开了一种确定传染原浓度的系统。该系统包括计量导管，该计量导管构造为将稀释溶液输送至包含传染原的样品以产生稀释的样品。该系统可以包括氧化还原活性材料、被构造为将稀释的样品引至传感器的样品输送导管以及与传感器联接的至少一个参数分析器。当稀释的样品与传感器的氧化还原活性材料流体连通时，参数分析器可以被构造为在一段时间内监测稀释的样品的ORP。可以在稀释的样品中不存在任何添加的报告分子的情况下监测ORP，以确定样品中传染原的浓度。