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生物检测载体及其制备

阅读：824发布：2020-05-08

专利汇可以提供生物检测载体及其制备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且各实施方式涉及在检测用品上均匀沉积检测病原体混合物的方法和系统，所述检测用品用于检测电磁辐射或其他灭菌过程的灭菌效果。所述系统包括用于以可拆卸方式将所述检测用品固定至所述系统上的保持机构。所述系统还包括用于将所述检测病原体混合物均匀沉积在所述检测用品的参考表面上的检测病原体施加器。所述系统构造为使得所述检测用品和检测病原体施加器当中的至少一者可相对于另一者移动。多个检测病原体混合物液滴或多条检测病原体混合物线以形成预定检测病原体图案的方式沉积于所述参考表面上，所述预定检测病原体图案例如为排成多行多列的液滴。通过确定所述检测病原体施加器的施加头至所述检测用品的参考表面的距离，可有助于保持检测病原体混合物液滴或检测病原体混合物线之间的一致性。，下面是生物检测载体及其制备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种装置，其特征在于，包括：
保持机构，所述保持机构用于以可拆卸方式固定检测用品，使得所述检测用品的至少一个参考表面暴露；以及
病原体分布机构，所述病原体分布机构用于在暴露的所述检测用品的参考区域上均匀分布检测病原体混合物。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参考区域经过处理以改善其表面润湿特性。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参考区域经过处理以改善对所述检测病原体混合物的附着力。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测病原体混合物包括病毒、细菌、真菌、酵母菌/霉菌、孢子或化疗剂当中的至少一类。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述检测病原体混合物在所述参考区域上的基本均一分布。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述检测病原体混合物沉积为一条或多条连续线的分布，所述一条或多条连续线中的每一个均具有确定长度和确定宽度。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述检测病原体混合物沉积为多个单独液滴的分布。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测病原体混合物的分布包括将多份所述检测病原体混合物以确定的干化时间间隔施加。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测病原体混合物的均匀分布包括将所述检测病原体混合物按确定的图案分布。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述病原体分布机构包括：
自动定位系统，所述自动定位系统用于以可重复方式将施加结构移至所述参考区域附近的多个确定位置；以及
自动施加系统，所述自动施加系统用于引导所述施加结构以可重复方式将多份所述检测病原体混合物引入至所述参考区域的所述表面周围。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述自动定位系统控制所述施加结构在至少两个维度上的移动。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述自动定位系统用于以可重复方式将所述施加结构的至少一个施加孔定位于距所述参考区域预设距离处。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述自动定位系统包括用于确定所述施加结构与所述参考区域的所述表面之间的距离的至少一个距离传感器。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述自动定位系统的所述至少一个距离传感器用于确认至少部分所述检测病原体的分布。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述自动定位系统包括控制系统，所述控制系统用于生成表示暴露的所述检测用品的所述参考区域的多个轮廓的至少一种数据结构。
16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述施加结构用于将确定体积的所述检测病原体混合物形成为施加孔的开口处的液滴，而所述自动定位系统用于允许所述液滴与所述参考区域的所述表面接触。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述施加结构包括施加头，所述施加头基本上呈圆柱形或基本上呈筒形。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述施加头为多个施加头中的一个。
19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述分离机构包括振动装置、静电电荷生成装置、泵送装置、加热装置及曝气装置当中的至少一者。
20.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述施加结构设置为相对于所述参考区域往复运动。
21.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述施加结构包括微滴施加器，所述微滴施加器用于将基本精确体积的所述检测病原体混合物引入所述参考区域的所述表面周围。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述施加结构包括压力控制装置，所述压力控制装置用于提供正压和负压，所述正压和所述负压用于在所述施加结构的施加孔处形成并保持所述基本精确体积的所述检测病原体。
23.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述液滴的体积在约0.001μl和约0.1ml之间。
24.一种用于消毒装置检测的检测用品的制造方法，其特征在于，包括：
由保持机构以可拆卸方式固定检测用品，使得所述检测用品的至少一个参考表面暴露；以及
由病原体分布机构在暴露的所述检测用品的参考区域上均匀分布检测病原体混合物。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述检测病原体混合物在所述参考区域上的基本均一分布，所述检测病原体混合物包括病毒、细菌、真菌、酵母菌/霉菌、孢子或化疗剂当中的至少一类。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述检测病原体混合物的均匀分布包括将所述检测病原体混合物按确定的图案分布。
27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在暴露的所述检测用品的参考区域上均匀分布检测病原体混合物包括：
由自动定位系统以可重复方式将施加结构移至所述参考区域附近的多个确定位置；以及
由自动施加系统引导所述施加结构以可重复方式将多份所述检测病原体混合物引入至所述参考区域的所述表面周围。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，引导所述施加结构以可重复方式将多份所述检测病原体混合物引入包括：
将确定体积的所述检测病原体混合物形成为所述施加结构的施加孔的开口处的液滴；
以及允许所述液滴与所述参考区域的所述表面接触。
29.一种检测用品制备装置，其特征在于，包括：
基台；
与所述基台连接的保持机构，所述保持机构用于支撑检测用品；
相对于所述基台固定的门架结构；
以可移动方式连接至所述门架结构定的检测病原体施加器；以及
与所述检测病原体施加器流体连通的至少一个施加头，所述至少一个施加头用于将多份检测病原体经由所述至少一个施加头从所述检测病原体施加器递送至所述检测用品，其中，所述检测病原体的每一份均具有确定体积。
30.根据权利要求29所述的检测用品制备装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于引导所述检测用品和所述至少一个施加头当中的一者相对于另一者的移动，所述控制器还用于引导形成每一份所述检测病原体。
31.根据权利要求30所述的检测用品制备装置，其特征在于，所述控制器用于将多份所述检测病原体按照确定图案递送至所述检测用品。
32.根据权利要求29所述的检测用品制备装置，其特征在于，所述检测病原体施加器用于贮存由病毒、细菌、真菌、酵母菌/霉菌、孢子或化疗剂当中的至少一类构成的检测病原体混合物。

说明书全文

生物检测载体及其制备

技术领域

[0001] 本公开内容总体涉及在检测用品上沉积病原体的系统和方法，尤其但不仅仅涉及利用自动化系统将病原体在检测用品上均匀沉积成分布图案。

背景技术

[0002] 消毒过程(在病原消除和/或灭活程度较高时也可称灭菌过程)用于使医疗器材达到生物学意义上的“安全”状态。此类清洁程序对于医学领域以及有赖于复用型医疗器材的患者具有重要意义。为了降低患者感染风险，复用型器材必须具有较低的病原存在量，或较低的“生物负荷”。某些医疗器材以无菌方式制造(即在无菌环境中制造)或在制造过程中灭菌，并且仅在给定患者身上使用一次。由于使用后便丢弃，因此此类型的医疗器材无需消毒或灭菌。然而，其他医疗器材旨在重复使用，而且用后需要恢复至适合再次用于相同或其他患者的状态。此类复用型医疗器材可通过在使用后浸入化学液的方式消毒，或者通过其他方式消毒。

[0003] 许多类型的医疗器材因高度专业化、价格昂贵以及其他各种原因而使得用后丢弃这一做法并不可行。另外，此类医疗器材可能对化学液浸泡、毒气或蒸汽中暴露、高压釜或烘箱等高温处理等常见消毒或灭菌方法较为敏感，或者可能在此类消毒或灭菌方法下发生损坏或报废。还有一类可能不适合高强度消毒/灭菌方法的医疗器材为成像探头，如光学成像探头、超声成像探头以及其他体内或体外成像探头。

[0004] 经证明，对于某些类型的医疗器材，在X射线、γ射线及其他波长的电磁辐射中的暴露是一种有效的灭菌手段。然而，电磁辐射灭菌的效率和效果可随医疗器材上的病原量和病原类型、医疗器材上的病原分布、医疗器材的表面材料以及医疗器材的表面轮廓、结构及状况的不同而不同。此外，医疗器材是否能够达到适当的消毒或灭菌水平取决于所使用的辐射能量类型(通常由波长决定)、功率水平(即单位时间内传递的能量大小)、电磁辐射处理中传递的总能量剂量以及其他可变因素。

[0005] 在美国等市场中，消毒剂和消毒剂施用系统需要接受包括官方分析化学家协会(AOAC)生物检测方案在内的各种标准的检测，通过后方可售卖。此类检测要求在标准载体上接种各种病原体(即活的细菌及孢子、病毒、霉菌、真菌等)。因为以往的消毒剂为液体化学品，而且以往的复用型医疗器材一般为手术刀、夹具、牵开器、牙科工具等金属结构，此类检测方法经过发展演变以反映液体化学品消毒过程，并通过易于实施且可再现的检测方案适当模拟此类过程。经过发展演变，目前常用的标准载体通常由瓷器、玻璃、不锈钢或其某种组合制成。标准载体可以为简单圆盘或长方片。此外或替代地，标准载体也可制成所谓“青霉素圆筒”(Penicylinder)的标准形式，该标准形式为一种小尺寸的圆柱形载体，其使用缘由在于为含接种悬浮液的中等尺寸试管提供一种易于接种且小而紧凑的参考表面这一主观需求。此类青霉素圆筒在制备之后，先通过在液体消毒剂内以完全浸没、浸泡且经常搅拌的方式暴露不同时间长度而接受暴露处理，然后在洗涤后恢复残余的存活病原体，最后实施生物检测获得定量结果。类似地，以涤纶、丝线或其他合适材料手工绑扎的“缝线环”为另一种评价针对适合在液体内浸泡的医疗产品或器材的液体消毒剂的消毒功效时常用的检测用品。

[0006] 为了鉴定针对特定医疗产品或器件的特定消毒过程是否合格，通常需要在实际的医疗器材上实施所谓的“模拟使用”检测。在制备检测所用载体或医疗器材方面，生物检测实验室采用的标准方法为，通过手动滴液法在检测用品上滴加掺有病原体的水悬浮液，或者在适于完全浸没时，将检测用品完全浸没在病原体悬浮液内。

[0007] 在测试不适合在液体内完全浸没或者不能暴露于某些有毒化学品或有毒气体的医疗器材时，手动滴液法往往成为在医疗器材或检测载体上接种的唯一可行方法。然而，该方法产生的病原体分布常常严重缺乏一致性，而且无法代表体内污染导致的实际污染状况。当应该对明确界定的检测区域接种时，单单将含有已知数量病原体的少量体积悬浮液(即病原体的计数和浓度已知)施加于目标表面这一做法并不能使病原体随后在该目标表面上分布开来。与将青霉素圆筒或缝线环完全浸没时病原体易于均匀分布在整个表面上的情形不同，病原体在液滴沉积的位置处的浓度会高至与现实情况不符。合适检测用品的制造应寻求能够获得生物学意义上的相关性以及以每单位面积的“计数”或“菌落形成单位”(CFU)计的代表性种群密度，而且检测用品的制造应该具有再现性，但是由于手动滴液法非常不稳定，而且取决于操作技术，因此无法实现上述目标。

[0008] 经证明，通过手动移液法产生检测用品时，检测结果会随液滴尺寸的减小、液滴数量的增大以及液滴按照AOAC标准规定的方式分布于整个检测区域上而稳步提升。在实际操作中，手动滴液法滴出体积大致相同的液滴数的极限为100个左右。尽管如此，由于每次在同一滴落点上沉积相对较大量的病原体，因此手动滴液仍然存在易于使病原体在检测用品的局部小区域内过度富集的问题。此外，由于悬浮液存在表面张力，而且许多常用表面具有相关的非润湿性，因此滴落的液滴一般并不“四散铺展”，而是仍然以球形或半球形的形式存在。当此类液滴变干后，病原体仍旧以不符合实际情况的高浓度“残留”于极小的区域内。

[0009] 手动滴加大量液滴这一做法还受人类能力的限制。人类难以将液滴精准地滴加在各个指定位置上，而且人类聚精会神在多个载体样本上反复执行该操作的能力也有限。此外，期待人类能够按照通常做法以手动滴液管精准地滴出相同的小体积液体这一想法本身就不合常理。

[0010] 以手动滴液法产生检测用品还存在其他缺点。例如，由于材料可由一地点转移至另一地点，手动滴液法还可能导致交叉污染。再如，某些表面部分的润湿性可能会远远大于其他表面部分的润湿性，从而使得某些“斑点区域”的尺寸大于其他“斑点区域”的尺寸，进而使得整个处理区域上的病原体分布失去均一性。另一可导致结果无法预料的因素在于常用的“半球”近似法。在此类情形中，“半球理论”假设液体滴落在表面上后，球形液滴变成半球形状，但同时体积不变，因此所得半球的直径大于原来完整球体的直径。

[0011] 为了使所得到的病原体的分布更加均一，有时会以常用的物理化学方法和技术尝试提高表面润湿性。此类方法可通过电晕放电，或以表面活性剂或其他化学润湿剂进行预处理而将检测用品表面改性。还有一些方法通过在病原体悬浮液中加入化学试剂而实现上述目的。然而，此类方法可能会降低检测精度，影响病原体对消毒剂的敏感性，并引发其他误差，因此不得不慎用。

[0012] 本背景技术部分的所有内容并不一定为现有技术，也不应仅因其处于背景技术部分中而视为现有技术。同样地，除非明确指出属于现有技术，否则背景技术部分中指出的任何现有技术问题或其相关内容不应视为现有技术。相反地，背景技术部分中的任何描述内容均应视为本发明人对特定问题的解决之道的一部分，其本身或本来便可具有创造性。

发明内容

[0013] 为了提高检测结果的再现性，与将掺有病原体的悬浮液手动滴液至检测用品上的标准生物实验室方法相比，本公开内容的发明构思可实现显著的改进。该手动滴液法在检测用品的实际制备过程中存在仅能滴加100滴左右体积约为一微升(μl)或半微升液滴的限制，而且即使在可滴加样品数有限的这一情况下，也往往无法精确或恒定地实现再现的病原体面积分布(CFU/面积)。已经发现，当每次滴加的样品量降至约0.5μl以下时，手动滴液器的体积分辨率和精确度随滴加体积的减小而加速下滑。虽然某些制造商声称其总体积最小的枪头可达0.2μl的分辨率，但是经确认，其在此类“小”体积下的一致再现性却差强人意(例如，相对标准差(RSD)一般为百分之六(6％))。此外，由于人类手工滴液会导致不同液滴样品之间缺乏位置准确性和再现性，因此即使是合理数量液滴，也难以手动跟踪和施加。因此，需要一种可实现更高再现性的自动化系统。

[0014] 在本公开内容的实施方式中，描述了一种精度符合要求的自动施加分配系统，用于制备经生物悬浮液处理的检测用品。该自动化系统设置为生产检测用品用于对医疗器材消毒系统的性能进行检验和核定。在一些实施方式中，通过在XYZ施加机械台上安装微滴输出阀而大幅提高经人工污染的检测用品的再现性。该自动化系统制备的检测用品更能代表“污染”探头的表面状况，其中，病原体分布良好，不会像手动滴液法在一个位置上一次沉积较大量的病原体时一样发生特定位置处的过度富集。所提出的自动化系统通过沉积彼此紧邻的离散微滴，能够大致实现检测用品目标区域的均匀“涂敷”。在一些实施方式中，微滴密度约为50～200个液滴/平方厘米(cm2)，而且在一些实施方式中，理想目标为100个液滴/1.0cm2。在其他实施方式中，也可在检测用品上沉积连续液珠状、喷雾状或成片状的掺有病原体的液体悬浮液。

[0015] 本发明的各实施方式涉及在检测用品上均匀沉积检测病原体混合物的方法和系统，该检测用品用于检测电磁辐射等特定方法对检测用品的灭菌效果。所述系统包括用于以可拆卸方式将所述检测用品固定至所述系统上的保持机构。所述系统还包括用于将所述检测病原体混合物均匀沉积在所述检测用品参考表面上的检测病原体施加器，也称病原体分布机构。该系统构造为使得所述检测用品或检测病原体施加器相对于另一者移动，或者使得两者均可彼此相对移动，从而实现检测病原体混合物的均匀沉积。在各实施方式中，多个检测病原体混合物液滴或多条检测病原体混合物线以预定检测病原体图案沉积于所述参考表面上，所述预定检测病原体图案例如为排成多行多列的液滴。在各实施方式中，通过接触传感器(例如，在施加头触碰检测用品情形下的力反馈传感器，即一种用于碰触表面等物的辅助探测元件)或非接触传感器(例如，基于光线的传感器、基于声音的传感器、基于电磁场传感器等)确定所述检测病原体施加器的施加头至所述检测用品的参考表面的距离。该距离例如用于使检测病原体混合物液滴或检测病原体混合物线之间保持一致性。

[0016] 在第一实施方式中，一种装置包括：保持机构，所述保持机构用于以可拆卸方式固定检测用品，使得所述检测用品的至少一个参考表面暴露；以及病原体分布机构，所述病原体分布机构用于在暴露的所述检测用品的参考区域上均匀分布检测病原体混合物。

[0017] 在部分此类实施方式中，所述参考区域经过处理以改善其表面润湿特性。在部分此类实施方式中，所述参考区域经过处理以改善对检测病原体混合物的附着力。在一些实施方式中，所述检测病原体混合物包括病毒、细菌、真菌、酵母菌/霉菌、孢子或化疗剂当中的至少一类。

[0018] 在部分此类第一实施方式中，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述检测病原体混合物在所述参考区域上的基本均一分布。在其他实施方式中，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述检测病原体混合物作为在确定长度和确定宽度的所述参考区域上的连续薄膜的分布。在其他实施方式中，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述检测病原体混合物沉积为一条或多条连续线的分布，所述一条或多条连续线中的每一个均具有确定长度和确定宽度。在一些实施方式中，所述检测病原体混合物的均匀分布可包括所述检测病原体混合物沉积为多个单独液滴的分布。在其他实施方式中，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述检测病原体混合物的多层分布。有时，所述检测病原体混合物的分布包括以确定的干化时间间隔施加所述检测病原体混合物的多个部分。

[0019] 在部分此类第一实施方式中，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述将检测病原体混合物按照确定图案分布。所述确定图案可包括多行多列的所述检测病原体混合物液滴，或者所述确定图案可包括所述检测病原体混合物的多个非接触阵列的分布。在部分此类情形中，所述检测病原体混合物的多个非接触阵列分布包括第一阵列和第二阵列，所述第一阵列先于所述第二阵列沉积，而且在该第二阵列沉积之前干化。在一些情形中，第一液滴的阵列形式的沉积与第二液滴的阵列形式的沉积之间的干化时间可至少为100毫秒。在所述多行中，可选择某些行与其相邻行相对偏移。在所述多列中，可选择某些列与其相邻列相对偏移。

[0020] 根据某些第一实施方式，所述装置包括自动定位系统，所述自动定位系统用于以可重复方式将施加结构移至所述参考区域附近的多个确定位置；以及自动施加系统，所述自动施加系统用于引导所述施加结构以可重复方式将多份所述检测病原体混合物引入至所述参考区域的所述表面周围。在部分此类情形中，所述自动定位系统控制所述施加结构在至少两个维度上的移动，而且在此类及其他情形中，所述自动定位系统控制所述施加结构在至少三个维度上的移动。在一些情形中，所述自动定位系统用于以可重复方式将所述施加结构的至少一个施加孔定位于距所述参考区域预设距离处。其中，所述自动定位系统可包括用于确定所述施加结构与所述参考区域的表面之间距离的至少一个距离传感器；所述自动定位系统的至少一个距离传感器可在一些情形中用于确认至少部分所述检测病原体的分布。此外或替代地，所述自动定位系统的至少一个距离传感器可包括至少一个力反馈传感器。在一些实施方式中，所述自动定位系统包括控制系统，该控制系统用于生成表示暴露的所述检测用品的参考区域的多个轮廓的至少一种数据结构。

[0021] 此外，在某些第一实施方式中，所述施加结构用于将确定体积的所述检测病原体混合物形成为施加孔的开口处的液滴，而所述自动定位系统用于允许所述液滴与所述参考区域的表面接触。在此类情形中，所述施加结构可包括施加头，所述施加头可用于在所述液滴接触所述参考区域的表面时引起该液滴分离。所述施加头可基本上呈圆柱形或基本上呈筒形。该施加头可以为多个施加头中的一个。在此类情形中，所述多个施加头可形成施加头阵列。

[0022] 在部分第一实施方式中，所述施加结构包括使所述液滴与所述施加结构分离的分离机构。在部分此类情形中，所述分离机构包括振动装置(如声学振动装置、机械振动装置或其他振动装置)、静电电荷生成装置、泵送装置、加热装置及曝气装置当中的至少一者。所述施加结构可设置为相对于所述参考区域往复运动。此外或替代地，所述施加结构可设置为相对于所述参考区域转动。

[0023] 在第一实施方式的一些情形中，所述施加结构包括微滴施加器，所述微滴施加器用于将基本精确体积的所述检测病原体混合物引入所述参考区域的所述表面周围。其中，在一些情形中，所述微滴施加器可设置为根据所述自动施加系统提供的控制信号释放出所述基本精确体积的检测病原体混合物。在一些实施方式中，所述施加结构包括压力控制装置。所述压力控制装置可用于提供正压和负压，其中，所述正压和负压用于在所述施加结构的施加孔处形成并保持所述基本精确体积的所述检测病原体。在一些情形中，所述液滴的体积在约0.001μl和约0.1ml之间。

[0024] 在第二实施方式中，一种用于消毒装置检测的检测用品的制造方法包括：由保持机构以可拆卸方式固定检测用品，使得所述检测用品的至少一个参考表面暴露；以及由病原体分布机构在暴露的所述检测用品的参考区域上均匀分布检测病原体混合物。在部分此类情形中，所述检测病原体混合物的均匀分布包括所述检测病原体混合物在所述参考区域上的基本均一分布，所述检测病原体混合物包括病毒、细菌、真菌、酵母菌/霉菌、孢子或化疗剂当中的至少一类。

[0025] 在一些情形中，所述检测病原体混合物的均匀分布包括将所述检测病原体混合物按照确定图案分布。在部分第二实施方式中，在暴露的所述检测用品的参考区域上均匀分布检测病原体混合物包括：由自动定位系统以可重复方式将施加结构移至所述参考区域附近的多个确定位置；以及由自动施加系统指导所述施加结构以可重复方式将多份所述检测病原体混合物引入至所述参考区域的所述表面周围。在此类及其他某些实施方式中，引导所述施加结构以可重复方式将多份所述检测病原体混合物引入包括：将确定体积的所述检测病原体混合物形成为所述施加结构的施加孔的开口处的液滴；以及允许所述液滴与所述参考区域的表面接触。

[0026] 在第三实施方式中，一种检测用品制备装置包括基台以及与所述基台连接的保持机构。所述保持机构用于支撑检测用品。所述检测用品制备装置还包括相对于所述基台固定的门架结构以及以可移动方式连接至所述门架结构固定的检测病原体施加器。所述检测用品制备装置还包括与所述检测病原体施加器流体连通的至少一个施加头。其中，所述至少一个施加头用于将多份检测病原体经由所述至少一个施加头从所述检测病原体施加器递送至所述检测用品，而且检测病原体的每一份均具有确定体积。在第三实施方式的一些情形中，所述检测用品制备装置还包括控制器，所述控制器用于引导所述检测用品和所述至少一个施加头当中的一者相对于另一者的移动。在此类情形中，所述控制器还用于指导形成每一份所述检测病原体。在部分此类情形中，所述控制器用于将多份所述检测病原体按照确定图案递送至所述检测用品。在第三实施方式的一些情形中，所述检测病原体施加器用于贮存由病毒、细菌、真菌、酵母菌/霉菌、孢子或化疗剂当中的至少一类构成的检测病原体混合物。

[0027] 本发明内容部分用于对以下具体实施方式部分中进一步详细描述的某些概念进行简单介绍。除非另有明确说明，否则本发明内容部分既不表示所要求保护的技术方案的关键或必要特征，也不旨在限制所要求保护的技术方案的范围。附图说明

[0028] 参考附图，对本公开内容的实施方式进行描述，这些实施方式并不构成限制，也非本公开内容的全部实施方式。除非另有指明，否则各图中的类似附图标记表示类似部件。附图中，各元件的尺寸和相对位置并不一定按比例绘制。例如，为了清楚，可对各元件的形状进行选择、放大及以某种方式放置。图中所示元件的特定形状的选择目的在于易于辨识。

[0029] 为了能够更好地理解本发明，以下将结合附图，对具体实施方式部分进行描述。附图中：

[0030] 图1A至图1D为自动化检测病原体沉积系统的说明性示例的各种视图；

[0031] 图2A至图2B所示为检测用品上的检测病原体图案的不同说明性示例；

[0032] 图3A至图3B所示为将检测病原体混合物液滴沉积成检测病原体图案时的沉积顺序的说明性示例；

[0033] 图4A至图4B所示为将检测病原体混合物液滴沉积成检测病原体图案时的另一沉积顺序的说明性示例；

[0034] 图5A所示为带有距离测量位置的检测用品上的检测病原体图案；

[0035] 图5B所示为用于以可拆卸方式容纳多个检测用品的固定装置的实施方式；

[0036] 图6为控制检测病原体系统在检测用品上沉积检测病原体的计算系统的系统图；

[0037] 图7为将检测病原体在检测用品上沉积成检测病原体图案的方法的一种实施方式的一般逻辑流程图。

具体实施方式

[0038] 为了使所公开的实施方式能被完全理解，以下将结合附图给出某些具体细节。然而，本领域技术人员可以理解的是，所公开的实施方式能够按各种方式组合后付诸实践，而且这些组合方式可以省去上述具体细节当中的一项或多项，或者进一步加入其他方法、部件、装置、材料等。另外，为了避免对各实施方式的描述造成不必要的模糊，本文省去了对包括但不限于通信系统和网络在内的与本公开内容环境相关但众所周知的结构或部件的描述。此外，各种实施方式可以为方法、系统、介质、装置或其他单个此类机构或此类机构的组合。相应地，各实施方式既可以完全为硬件实施方式，也可以完全为软件实施方式，又可以为将软件和硬件方面融合在一起的实施方式。

[0039] 在本说明书、权利要求书及附图中，除非上下文另外明确指出，否则以下词语采取与本文明确相关的含义。“本文”一词是指本申请相关的说明书、权利要求书及附图。“在一种实施方式中”、“在另一实施方式中”、“在各实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在其他实施方式中”这些短语及其变形形式是指本公开内容的一个或多个特征、结构、功能、限制或特性，而且除非上下文另外明确指出，否则并不限于相同或不同实施方式。本文中使用的“或”一词为包容意义上的“或”，相当于“A、B或A和B”、或“A、B、C或其任意组合”，而且如果列出其他成分，则仍旧以同等方式对待。除非上下文另外明确指出，否则“根据”一词并不独指根据列出之物，而是还可根据其他未列出的另外的特征、功能、方面或限制。另外，在本说明中，未指明个数之处均同时包含单个或多个两种含义。

[0040] 在本公开内容中，某些数值由科学记数法表示。为了避免在本公开内容中造成混乱，当字母符号“e”后跟有指数时，其用于表示“乘以十的指数幂”。例如，1000000一值可表示为1e6，1.0e6或1×106。相应地，80450一值可表示为8.045e4，而0.000008045可表示为8.045e-6。同样地，本文中还可使用对数表示法。在此类情形中，本文中的每一对数均固定以十(10)为底。对数为求幂运算的逆运算。因此，当本文中出现某个数的“对数”或“LOG”这
7
一说法时，是指该数在10这一固定底数下的指数。例如，“10”的“7”次幂(即10)也可表示为
7LOG。

[0041] 消毒过程将目标区域内的一种或多种存活病原体的存在量降低至可接受的最小允许负荷水平或该水平以下，其中，“存活”病原体为被认为有繁殖能力的病原体。与此相对，失活病原体为在物理层面上被消除、杀死、破坏、剥夺繁殖能力或处理至在其他某种意义上可认为处于安全状态的病原体。灭菌过程将目标区域内的一种或多种病原体的存在量降至无法检测出该病原体的菌落形成单位(CFU)的水平，也就是说，可认为已不存在该病原体的水平。由此可见，灭菌可视为将消毒力度逐渐加大至使得无任何存活病原体得以存留的一种极限状态。例如，灭菌可以为一种需要将所有残留生物物质消除至不存在可导致患者体内产生免疫反应的致热原(即细胞壁)或其他潜在生物活性物质的过程。消毒过程(在病原消除和/或灭活程度较高时也可称灭菌过程)用于使医疗器材达到生物学意义上的“安全”状态。在本文中，只要不违背本公开内容的发明原理，“消毒”和“灭菌”两词可在其任何语境下互换使用。

[0042] “检测用品”一词是指包括至少一个用于在其上检测电磁辐射或一种或多种其他灭菌方法的灭菌效果的参考表面的物品。检测用品或至少检测用品的参考表面可由一种或多种不同类型材料制成，此类材料例如为，但不限于，钢、陶瓷、玻璃、石油类材料、植物类材料、哺乳动物组织、丝线类或编织类材料、或者其他材料。检测用品可基本上为平面结构(如平坦结构)，且一般为二维结构。在一些实施方式中，检测用品的参考区域大约为八平方厘米(8cm2)。检测用品也可以为具有角落、曲线、轮廓、凹陷、突起、图案、凸面、凹面等的三维结构。检测用品例如为超声探头，但该例既不构成限制，也非唯一一例。检测用品例如具有至少一个基本呈圆柱形的表面，但该例既不构成限制，也非唯一一例。检测用品例如基本上无裂缝、裂纹及堵塞之处，但该例既不构成限制，也非唯一一例。

[0043] “检测病原体”一词是指待沉积至用于检测电磁辐射或一种或多种其他灭菌方法的消毒或灭菌效果的检测用品上的物质，如病原体。检测病原体例如包括但不限于病毒、细菌、真菌、酵母菌/霉菌、孢子、化疗剂、化学毒剂、化学品、其他有毒物质或其他被认为具有某种生物活性的物质。

[0044] 在一些情形中，检测病原体可悬浮于液体、凝胶或其他某些悬浮剂或调配物中，以形成检测病原体混合物。在一些情形中，所述悬浮剂为水性悬浮剂，而且检测病原体混合物的质量百分比为90～95％。在一些情形中，细菌、病毒、真菌孢子、霉菌/酵母菌或其他病原体的质量占检测病原体混合物质量的百分比小于或约等于百分之一(1％)。在其他情形中，检测病原体也具有不同浓度。

[0045] 检测病原体混合物内还可存在其他成分，如pH调控剂或缓冲剂、分散剂、稳定剂或其他对检测病原体混合物有所益处的成分。在一些情形中，检测病原体混合物内含有用于提高其稳定性、分散性、悬浮性、均一性或其他物理或化学特性的成分。在一些情形中，检测病原体混合物内可含有干扰成分，以用于模拟天然生物材料对消毒剂或消毒方法的消毒效果的潜在作用。此类成分例如包括牛/人血清白蛋白(BSA/HSA)、胎牛血清(FCS)及金属盐(如钾盐、钠盐、钙盐、镁盐等)，但这些列举的示例既不构成限制，也非所有的示例。对于任何其他非病原体成分的纳入或排除，本公开内容并不详细展开。

[0046] “检测病原体混合物”一词是指待沉积至检测用品的至少一个参考表面上的样品。检测病原体混合物既可含检测病原体本身，也可含检测病原体与本文所述其他液体或物质的组合。检测病原体混合物可例如为检测病原体与其他液体、固体、气体、凝胶或其他物质的悬浮液、溶液、调配物或其他组合形式。在一些实施方式中，除非上下文另外明确指出，“检测病原体”和“检测病原体混合物”两词可互换使用。

[0047] 在检测用品上沉积检测病原体混合物这一行为也可称为“接种物的表面接种”。在此类和其他情形中，还可使用“穿刺”一词。其中，“穿刺”意味着在已有的混合物中添加一种或多种指定成分，而且多数情况下为液体成分。

[0048] 在一些实施方式中，在检测用品上施加检测病原体的目标在于，每八平方厘米2 7
(8cm)处理区域上施加约10 (即7LOG)个检测病原体。在一些情形中，一种或多种检测用品的处理区域(即参考区域)处于约四平方厘米(4cm2)至约12平方厘米(12cm2)或更大范围。在一些实施方式中，检测病原体的浓度可根据待沉积悬浮物质的总体积进行调节。例如，对于选定的体积，可根据待沉积的微滴数，通过数学组合方式(如乘法)获得微滴尺寸。在一些情形中，75～100微升(μl)体积的检测病原体混合物以约100滴的液滴数沉积至8cm2的参考区域上，每一滴液滴的体积为0.75～1.0μl。在此类及其他实施方式中，检测病原体混合物的检测病原体浓度可以为每毫升1.5e8～5.0e8个菌落形成单位(CFU/ml)。因此，在此类及其他实施方式中，约100个液滴可以在每个检测用品上形成1.3～2.7e6 CFU。

[0049] 经证明，某些高水平消毒(HLD)方法可实现6LOG的检测病原体削减效果。相应地，制备的合格检测用品的病原体量为上述量的约1.5倍～10倍。在检测环境内实施的一种检测情形中，8cm2的检测区域上施加的液滴数或“斑点”数为840个。在该检测情形中，所形成的每一斑点的体积约为0.075μl(即75纳升(nl))，悬浮液的总施加体积为63μl，而且以交错图案均匀分布于8cm2的检测区域内。初始悬浮液的浓度约为1.0e8 CFU/ml，约含6.3e6个存活病原体，分布于8cm2的检测区域内后，该8cm2检测区域的病原体分布密度为8.5e7个/cm2。当然，其他检测病原体浓度也可在本公开内容的考虑之列。

[0050] 目标区域的“润湿”涵盖刚刚沉积的检测混合物液滴在其局部表面区域四散铺展至足以令人接受的程度这一概念。在本文所述的实施方式中，期望检测病原体液滴均匀分布于检测用品表面的大部分乃至整个参考区域内，从而使得检测用品表面的参考区域基本上由检测混合物润湿。与此相反，病原体在局部小区域内的富集，参考区域的很大一部分(在一种局限情况下，整个参考区域)无法得到利用，往往是一种不乐见的情形。鉴于医疗器材在实际使用过程中受到污染时一般并不会呈现出极高的病原体浓度或局部区域完全不连续的病原体浓度，因此上述情形下的浓度无法模拟医疗器材在使用过程中受到污染时的体内状况。与此相反，当医疗器材在实际使用过程中受到污染时，病原体倾向于更加平滑地分布或者“涂抹”于整个表面，而且一般不会发生局部的高浓度富集。因此，不希望制备无法反映医疗器械与污染表面的接触的检测用品。在一些情形中，检测病原体浓度最好具有适当的均匀性。在一些情形中，检测病原体最好具有适当的较低浓度，从而使得整个处理表面上的总病原体负荷量或面积计数密度(ACD)降低并具有合适的空间分布均质性。在许多此类情形中，检测病原体混合物的相邻液滴优选不互相接触或结合在一起。已经发现，均匀分布的病原体密度不但能更好地模拟真实的内源污染情况，而且还能更好地模拟本文所述的在完全浸没的青霉素圆筒表面产生均匀的病原体分布的传统方法。此类均匀的病原体密度还具有能够更好地模拟本文所述的在完全浸没于接种肉汤或悬浮液内的整个青霉素圆筒表面上产生更均匀的分布的传统方法的优点。

[0051] 例如，就青霉素圆筒而言，本文所述青霉素圆筒具有大约为五平方厘米(5cm2)的合适表面积，该表面积包括完整的青霉素圆筒的内外两面。按本文所述的传统方法使用时(即当将青霉素圆筒“浸泡”时)，青霉素圆筒的整个表面或至少大部分表面由悬浮液内所含的病原体均匀覆盖，从而使得青霉素圆筒的整个表面基本上完全以病原体接种。就青霉素圆筒的表面积覆盖情况而言，本文所述的至少一些检测用品实施方式制成为2cm×6cm的尺寸。在此类情形中，所述检测用品的接种参考面积为约6cm2～8cm2。在至少一些实施方式中，接种面积(即所述检测用品的约6cm2～8cm2的参考面积)为随后待由紫外线(如UVC)等消毒方法处理的检测用品的面积。在至少部分此类情形中，接种参考面积小于检测用品的总表面积，而且在至少部分此类情形中，检测用品形成有供其悬挂的开孔的上部不接种。在一些情形中，检测用品的周长边缘(如约2mm)不接种，从而使得接种参考面积区域处于内侧。

[0052] 理想的情况是避免相邻液滴重新结合(即“渗化”)成为单个液滴，这是因为该单个液滴变干后，会增大局部ACD。渗化是指液体的一个或多个前沿因前移，依靠毛细作用移动或沿表面的其他移动而离开其应有边界的现象，该现象既可以为有意造成的现象，也可以为无意发生的现象。在一些情形中，渗化包括一方液体移动并汇入另一方液体的现象，其中，另一方液体既可移动，也可不动。在此方面，已经进行过大量的试验，包括将检测混合物施加至某些载体表面上，尤其疏水性表面上。在此类情形中已经发现，在施加水性溶液、悬浮液及混合物等低粘度流体时，施加后的检测混合物在参考区域表面上形成大致为半球形的液滴，而不是通过均匀平展铺开而将参考区域表面完全润湿。导致液滴偏离形成大致半球形状的因素主要取决于表面能以及所形成的液滴气液界面接触角，其中，所述气液界面接触角为液滴与检测用品参考区域内的固体表面形成接触之处的接触角。除此之外，已经发现，在干净的玻璃表面上，低粘度流体倾向于适度地以更大的程度润湿，从而形成润湿直径更大且更加偏离半球形状的座滴。因此，依据表面特性和悬浮液的流体行为，可以选择性地增大各检测病原体沉积液滴之间的特定间距，以确保其不会“渗化”至相邻的沉积液滴上，而且还可通过针对相邻沉积液滴选择干化时间而使得先沉积的液滴能够在沉积相邻液滴前干化。

[0053] 在本文所述的实施方式中，悬浮的检测病原体以基本均一的方式分布于整个悬浮液相中，而且不因其密度与液相密度极其接近而发生沉降或乳化。此外，病原体不会因凝絮，聚集或大量粘附在施加结构的内表面上而使得悬浮液浓度在施加过程中发生显著意义上的变化。因此，在一些实施方式中，在检测病原体制备后且沉积前的一段“适当”长度的时间内，无需进行搅拌或搅动，在一些情形中，所述“适当”长度的时间小于或等于约60分钟。然而，在其它一些实施方式中，可以在一种或多种沉积方法的实施过程中，对检测病原体储槽进行周期性的搅动或混合。

[0054] 悬浮液微滴的干化实验表明，在微滴干化过程中，检测病原体通常倾向于向干化液滴的气液界面方向移动。这一现象的原因可能在于，在干化过程中，随着液滴内的液体逐渐蒸发，液滴外壁逐渐收缩/回缩，从而将检测病原体“俘获”。虽然目前尚未对各种悬浮液(如水溶液)沉积于不同表面上后的确切病原体面积密度分布进行过详尽的研究，但是本公开内容根据初步观察和初步估计认为，当考虑整个处理区域时，在微滴随干化而逐渐收缩的过程中，ACD(即每单位面积的病原体数)仍保持符合要求的一致性。由于干化过程中检测病原体混合物形成的坑洼处的实际形状可能对ACD具有影响或甚至具有强烈影响，因此所沉积的微滴或其他检测病原体混合物形式最好具有一致的大小和形状，以减少检测病原体在微滴内可能发生的迁移。该迁移可能是由悬浮剂(如水)的蒸发所导致的对流，以及其他与浓度梯度和扩散有关的作用力引起的。考虑到检测病原体干化后残留物外周部分的局部ACD可能会高于或低于检测病原体残留物中央部分的局部ACD，因此在一些情形中，通过使沉积的斑点足够小且使其相互靠近，避免因斑点极大而使得检测病原体残留物形成相互分离的不同厚层的问题。

[0055] 表1所示为一组检测数据。在表1中，第一列为检测病原体样品的具体液滴体积，第二列为液滴或“斑点”的大约直径，第三列为检测病原体施加器实施方式的检测孔尖规格，第四列为检测病原体混合物剂量为10μl时的大约液滴数。

[0056] 表1：递送10μl检测病原体剂量时的检测数据

[0057]

[0058]

[0059] 在至少一种实施方式中，每一总面积约为八平方厘米(8cm2)的两厘米乘四厘米检测用品的理想液滴数介于200和1000之间。在一些实施方式中，液滴沉积密度为每平方厘米至少50个液滴。特定单位面积内可施加的液滴数可取决于自动化检测病原体沉积系统的一项或多项物理限制或操作限制。例如，如果自动化检测病原体沉积系统的最小可寻址间距为200微米，则沿8cm2检测用品的某一条线，每mm最多能滴大约5滴。在该情形中，在某条线上能够沉积的总液滴数为5×40＝200滴。如果邻线之间的步长同样为每毫米5条线，则总液滴数约为20×200＝4000滴。当检测用品设有1毫米的边界时，则总液滴数可降至约3420滴。在其他情形中，自动化检测病原体沉积系统还可具有500微米、750微米等其他可寻址间距。

[0060] 在一些情形中，检测病原体混合物内可加入干扰剂，以原位模拟因人类蛋白的存在而使得消毒难度更高时的情形。在此类情形中，干扰剂的质量占检测病原体混合物质量的百分比通常小于或等于约百分之五(5％)。美国和欧洲当局推荐的一种此类干扰剂为人血清白蛋白(HSA)。另一种此类干扰剂为模拟阴道液(SVF)。其他干扰剂也在考虑之列。所述干扰剂可制成实际或模拟水悬浮液的形式。在一些情形中，由于干扰剂的量极小，并不会对混合物的物理性质产生有意义的影响，因此无需模拟病原体。

[0061] 在一些情形中，检测病原体混合物的粘度接近或稍高于蒸馏水的粘度，例如比蒸馏水的粘度最多高10％。

[0062] 检测病原体混合物通常无对本文所述检测病原体沉积系统实施方式的流体路径内的任何阀门或其他运动部件造成额外机械磨损的风险。对于粘附至所述流体路径的非一次性部件或部分(如阀门、管壁、储槽等)上的任何病原体、干扰剂、表面活性剂、清洁剂或其他物质，可以使用特定清洁方法将其去除。所述特定清洁方法可包括加热、化学、电磁或其他灭菌手段。当本文所述检测病原体沉积系统实施方式在不同次操作内施加含不同病原体的检测病原体混合物时，所述特定清洁方法可随之变化或升级，从而降低交叉污染的可能性。在至少一些实施方式中，通过使用已经润湿且能够在单次使用后丢弃的部件，在不实施清洁的情况下避免相关污染的风险。例如，可以采用一次性储槽、一次性成套施加针/施加套管以及一次性管道或阀门元件等相应流体路径元件当中的任何一种或多种。

[0063] “检测病原体图案”一词是指检测病原体或检测病原体混合物在检测用品上的大致均匀分布。检测病原体图案可例如为但不限于阵列、多个基本上同心的圆圈、片块、单线、多线、多个单独液滴、多层、矩阵、指定和确定区域内的随机分布、参考区域的整个预定部分的连续薄膜(如干化前、干化后或干化前后具有确定长度、确定宽度和确定厚度的连续薄膜)等。所述大致均匀分布是在具有相同尺寸、相同形状、相同表面类型以及/或者其他某些相同特性的检测用品的两个或两个以上区域的背景下理解的。当所述两个或两个以上的多个区域经检测病原体或检测病原体混合物处理时，检测用品的此两个或两个以上区域当中的一个区域在体积、间距、干化后的残留病原体质量以及/或者其他某些检测病原体分布特性方面，处于检测用品的此两个或两个以上区域当中的另一区域的75％、85％、95％或更高百分比范围内。

[0064] 参考以下对本发明优选实施方式的详细描述，可更加容易地理解本发明。需要理解的是，本文用词仅出于描述具体实施方式的目的，并不旨在构成限制。还需要理解的是，除非本文特别指出，否则本文用词的含义均为其在相关领域中的已知传统含义。

[0065] 图1A至图1D为自动化检测病原体沉积系统100说明性示例的各种视图。图1A为自动化检测病原体沉积系统100说明性示例的透视图。图1B、图1C和图1D分别为图1A所示自动化检测病原体沉积系统100说明性示例的俯视图、前视图及侧视图。

[0066] 系统100包括基台104，门架102以及检测病原体施加器106。检测病原体施加器106构造为与门架102以可移动方式连接，以使得检测病原体施加器106能够相对于基台104的顶面105沿X轴方向水平移动以及沿Z轴方向垂直移动。门架102构造为与基台104以可移动方式连接，以使得门架102和检测病原体施加器106能够相对于基台104的顶面105沿Y轴方向水平移动。

[0067] 基台104构造为包括保持机构115，该保持机构在图1A至图1D中设于基台104的顶面105上。在其他实施方式中，保持机构115也可设于不同位置，或采用不同的取向。保持机构115构造为将检测用品112以可拆卸方式固定于系统100的一部分(如基台104)上，并同时将检测用品112的参考表面113保持于可接受来自检测病原体施加器106的检测病原体混合物施加的位置。虽然图1A至图1D将保持机构115示为保持一个检测用品112，但是本发明实施方式不限于此。在其他实施方式中，保持机构115也可构造为以可拆卸方式固定多个相互接合的或分离的不同检测用品。

[0068] 检测病原体施加器106构造为在检测用品112的参考表面113上将检测病原体沉积为检测病原体图案，从而实现检测病原体混合物在整个参考表面113上的均匀且可重复的分布。系统100用于沉积检测病原体物种种群的浓度或体积已知的检测病原体混合物的已知量或其它方式确定的量。。如本文所述，检测病原体可通过悬浮或其他方式融合于液态的缓冲液、混合物或其他某些调配物(如水性液体)中。在至少一个此类实施方式中，检测病原体占检测病原体混合物的5％或5％以下，其中，允许检测病原体被检出的检测下限含量为大于0％。在一些实施方式中，检测病原体混合物可按照国际官方分析化学家协会(AOAC)的至少一种官方方法具体确定。在一些实施方式中，检测病原体混合物还可含有可用来模拟体内状况的其他缓冲物、矿物质(如金属盐)以及生物材料(如白蛋白(如人白蛋白或牛白蛋白)、粘液、血清、胎牛血清及其他生物物质(如蛋白质、肽或酶))，以增强或干扰病原体状况或其对电磁辐射(EMR)的敏感性或仅仅阻挡某些种类的EMR况的。

[0069] 在一些实施方式中，检测病原体施加器106包括悬浮液储槽108以及施加头110。悬浮液储槽108构造为贮存检测病原体混合物，或者对其从检测病原体施加器106向施加头110的流动以及向检测用品112的参考表面113上的流动进行控制。悬浮液储槽108的体积一般可以为三立方厘米(3cc)、五立方厘米(5cc)、10cc、30cc或其他某些体积。在每个检测用品112的检测病原体混合物标称总沉积体积为10μl的情形下，处理100个检测用品112需消耗的总体积为一毫升(1ml)，即一立方厘米(1cc)。为了减小整个操作运行程中空气体积压力变化的影响(例如，在重力给料系统中)以接种多个检测用品112，可以选择体积更大的储槽，并在其中加入远多于所需消耗量的检测病原体混合物。

[0070] 施加头110构造为将检测病原体混合物(如检测病原体的接种悬浮液)递送至参考表面113。根据检测病原体混合物在检测用品112上的施加方式以及所选的检测病原体图案，施加头110可以为液体进料辊(例如，具有用于贮存一定体积的检测病原体混合物的空腔和至少一个用于供检测病原体混合物滴出的开孔的辊)、液体进料刷或装载刷(如毛细管进料递送系统)、压力进料槽或压力进料孔、液体装载丝网印刷机构、施加套管、施加针或其他某些流体传送及沉积机构。在至少一种实施方式中，施加头110的形状可以为内直径约为0.05～1.0毫米的圆锥形，或者大致呈圆柱形，或者大致呈圆筒形，或者为具有供检测病原体混合物沉积至参考表面113的出料孔的其他某些形状。在至少一个其他实施方式中，所述施加器制成表面(如硅氧树脂)柔软顺应的且刻有所选图案的“印刷垫”。在该情形中，所述印刷垫先以检测病原体混合物处理，然后与检测用品112连通(如挤压在其上)，从而使得检测病原体混合物沉积于参考表面113上。该柔软印刷垫的顺应性在施加其检测病原体悬浮液有效负载时，使得参考表面113更可能具有良好的接触和检测病原体递送效果即使该参考表面113是不规则或翘曲形状的参考表面113。

[0071] 在其他实施方式中，施加头110可包括机械、数字、手动和/或自动控制式雾化头，从而使得检测病原体施加器106能够将检测病原体混合物“喷洒”于检测用品112的参考表面113上。此类型的检测病原体施加器106可包括一个或多个喷嘴或其他开口，用于将液体形式(如，雾化的)的病原体悬浮液以空气承载的液滴形式喷出，这些液滴从施加头110喷出后，经过一定距离沉积在参考表面113上。此类装置可包括一个或多个带有单喷头，多喷头阵列或其他液体雾化机构(电喷雾型、热喷墨型、振动筛网雾化型或压力波(如超声波)驱动型元件等)的压电驱动型喷雾器。

[0072] 在一些实施方式中，检测病原体施加器106可包括用于将检测病原体施加器106加压至约0.1～10PSI(例如，在至少一种实施方式中，为约2PSI)的压力源，该加压操作可包括通过加压悬浮液储槽108而使在施加头110的出料孔处形成本文所述的给定体积的检测病原体混合物液滴。其中，加压机构可响应于定时器、压力传感器或其他某些压力控制机构而被操作。该加压系统可设置为在压电晶体泵内施加高压(如高达约10000PSI)。所述加压可通过压缩空气、氮气或其他介质实现。在至少一种实施方式中，检测病原体施加器106可包括置于悬浮液储槽108和施加头110之间的流体泵(如活塞式注射泵、蠕动泵或其他此类装置等机械式排量泵)。在其他实施方式中，可通过称重传感器对检测病原体施加器106进行称重，以跟踪在参考表面113沉积检测病原体混合物液滴过程中的流体质量损失状况。此外，也可利用电流体技术或电容测量系统等其他技术对沉积液滴的质量、体积或其他可测量特性进行评估。

[0073] 在图1A的实施方式中，检测病原体施加器106和悬浮液储槽108示为处于检测用品112上方，但该方位并不构成限制，检测病原体施加器106、悬浮液储槽108、施加头110、检测用品112及自动化检测病原体沉积系统100的其他部分处于其他方位的实施方式可在考虑之列。例如，在一种情形中(未图示)，悬浮液储槽处于检测用品下方。在该情形中，施加头可设置为处于检测用品参考区域与悬浮液储槽之间的液体进料辊。在该情形中，所述液体进料辊通过检测病原体悬浮液储槽，由其一侧取液，旋转至另一侧后与检测用品滚动接触。

[0074] 在一些情形中，施加头110可设置为与阀门(未图示)联用。该阀门的最高循环频率可以为600Hz，而且例如在每平方英寸一至六磅(1～6PSI)的低空气压力下运行。在其他实施方式中，该阀门可构造为在更高空气压力下工作，例如在100PSI以内(如6.9巴)的空气压力下工作。

[0075] 如上所述，检测病原体施加器106构造为在检测用品112的参考表面113上沉积受控量的检测病原体混合物。检测病原体施加器106可包括微滴施加器，该微滴施加器用于在参考表面113周围引入大致精确体积的检测病原体混合物。其中，检测病原体混合物沉积为所需图案。在一些实施方式中，检测病原体施加器106将检测病原体混合物沉积为由一条或多条连续线或一个或多个液珠构成的检测病原体图案。在其他实施方式中，检测病原体施加器106将检测病原体混合物沉积为多个离散液滴或“斑点”，其中，每一液滴均沉积为与相邻液滴分离。检测病原体施加器106沿每条线或在每一液滴位置处沉积已知(如固定)的或其他所选择的体积或病原体密度(即每单位面积的种群计数或每单位面积的菌落形成单位数，此处例如标记为CFU/mm2)的检测病原体混合物。例如，在一些实施方式中，每一液滴的体积可介于约0.001μl和0.1ml之间，但是也可采用更大或更小的量。液滴内所含的CFU数可由浓度(其中，所述浓度也可称为体积计数密度(VCD))和施加体积决定。虽然图1A至图1D仅示出了单个施加头110，但是其他实施方式也可包括多个施加头，以同时在检测用品112上沉积多个检测病原体混合物液滴或多条检测病原体混合物线。

[0076] 在出于均衡整个表面上的“剂量”分布或出于其他原因而以给定面积计数密度(ACD)增加总面积时，检测病原体的液滴图案可包括多个行或多个列。在一些实施方式中，如图2A所示，液滴的各行和各列可相互对齐。在其他实施方式中，如图2B所示，每一行或列可相对于其相邻行或相邻列至少部分偏移。需要理解的是，还可采用其他检测病原体图案。此外，取决于液滴之间的距离、每一液滴的大小或其他检测参数，液滴可按照不同顺序沉积于参考表面113上。图3A至图3B和图4A至图4B所示为两种非限制性的检测病原体图案以及这些图案中的检测病原体混合物液滴的沉积顺序。

[0077] 检测病原体施加器106、悬浮液储槽108或施加头110的各种部件既可以为复用型部件，也可以为一次性使用部件，取决于当前检测的检测病原体类型以及一种类型检测病原体的检测与另一类型检测病原体的检测之间的交叉污染的可接受水平或可能性。例如，在一些情形中，储槽108、泵送系统和/或施加头110的整体或部分可为一次性的。在一些情形中，储槽108和/或施加头110的整体或部分可设置为用于除菌和灭菌或其他清洁目的。在一些情形中，储槽108和/或施加头110可包括一次性泵送系统和/或一次性内衬、容囊、盛器、容器或其他某些一次性储藏部件(未图示)。

[0078] 在一些实施方式中，系统100还可包括传感器114(如测距传感器、接近传感器、作用力传感器或其他类型的距离传感器)，以测定与检测用品112最近的施加头110的一端与检测用品112的参考表面113之间的距离。在一些实施方式中，传感器114可利用声波或光线反射、电容或其他磁光或电光器件测量所述距离。在一些实施方式中，传感器114还可用于确认检测病原体混合物是否正确地沉积至参考表面113上。这一确认操作可通过确定检测病原体混合物沉积位置处的距离是否相同的方式完成。如果检测病原体混合物正确沉积，则所述距离应该小于无检测病原体混合物时的距离而且处于预先确定的检测病原体混合物的可接受精确沉积的阈值范围内。

[0079] 需要理解的是，检测病原体施加器106与检测用品112之间可彼此相对平移。如图所示，检测用品112可以可拆卸方式附着于基台104上，而门架102和检测病原体施加器106可相对于基台104以及固定的检测用品112移动。在其他实施方式中，检测病原体施加器106或门架102可相对于基台104固定，或者两者可都相对于基台104固定，而基台104可包括使检测用品112相对于固定的检测病原体施加器106移动的机构(未图示)。在其他实施方式中，系统100可构造为使得检测病原体施加器106和检测用品112均可相对于彼此移动。

[0080] 此外，检测病原体施加器106可构造为在相对于基台104的顶面105的垂直方向(Z轴方向)上移动。如此，检测病原体施加器106可朝检测用品112的方向移动且靠检测用品112更近以在检测用品112的参考表面113上沉积检测病原体混合物，然后朝远离检测用品
112的方向移动且离检测用品112更远，从而使得检测病原体施加器106重新置于参考表面周围的另一位置(如另一Y轴位置)，并同时不影响先前沉积的检测病原体混合物。

[0081] 虽然图1A至图1D将参考表面113示为大致呈平面或平坦结构，但本公开内容的实施方式不限于此。与此相反，参考表面113可以为凸面、凹面、平面、其他形状表面、不规则表面或其某种组合。对于此类弯曲参考表面、具有多种结构的参考表面或轮廓形状变化不定的参考表面，系统100可包括一个、两个或三个额外的转轴，从而使得检测病原体施加器106能够正确取向且与检测用品112对齐，以将检测病原体沉积于检测用品112的参考表面113上。此外，检测用品也可通过单独的或与病原体施加器106的运动配合的平移、旋转以及其他操作完成接种。在一些实施方式中，参考表面可基本上无裂缝、裂纹及堵塞之处。

[0082] 检测用品112的参考表面113可具有适当大小的面积以容纳足够量的检测病原体混合物，以测试对检测用品112进行消毒或灭菌而实施的电磁辐射过程的功效。例如，在一些实施方式中，参考表面113的参考区域可以为约10～25厘米长，两(2)厘米至10厘米宽。在其他实施方式中，所述参考区域可介于四(4)和250平方厘米之间。在其他实施方式中，所述参考区域可介于10平方毫米和20平方厘米之间。然而，还可使用具有其他尺寸或形状(如圆盘形或正方形，皮氏培养皿表面或顺应性材料或顺应性膜)的参考区域。

[0083] 如上所述，上述系统能够将检测病原体混合物在检测用品上几乎沉积成任何检测病原体图案。图2A至图2B所示为两种不同检测病原体图案的说明性示例。

[0084] 在图2A中，检测图案200A包括在检测用品112的参考表面113上的排列成由行131和列132组成的均匀网格图案的多个检测病原体混合物液滴130。在该图示示例中，每一列132的液滴130数均等于总行数，从而使得每一行131和每一列132均彼此垂直。

[0085] 图2A的放大部分133所示为“湿”态液滴和相应“干”态液滴的一种非限制性实施方式。出于非限制性举例目的，图中将参考表面113划分为大小相等的“正方形”网格，但是也可选用其他形状的网格，而且为了简单起见，放大部分133仅示出四个正方形。就正方形网格而言，整个参考表面113的每一微分单元(即每一正方形)均接种指定体积(如0.01～1.0μl范围内的体积)的液滴。每一形成的液滴均含有以CFU为单位的病原体种群或病原体混合物种群，该病原体混合物中含有干扰物质等任何其他成分。液滴内的液(即“润湿”)相可蒸发，而且蒸发后留下近似圆形的“斑点”(即“干态”)，该液相在许多情况下基本为水。

[0086] 在放大部分133中，可以想到的是，“湿”态下的液滴直径可大于目标正方形的边长。之后，随着圆形液滴的尺寸随蒸发而逐渐缩小，掺有病原体的残留部分将越来越小，并最终容纳于微分正方形单元的边界之内。顺着这一思路，在一些情形中，液滴沉积图案可与给定液滴的干化速率或干化时间相对应。

[0087] 在图2A的一些实施方式中，每一斑点的CFU(CFU/斑点)的目标范围为约1.0e02 CFU/斑点～100e03 CFU/斑点。在一些情形中，自动化检测病原体沉积系统100设置为生成处于5.0～20CFU/斑点这一目标范围内的液滴。举例而言，在一种方法中，系统100设为在每个斑点中形成7500个CFU，并在8cm2的整个参考表面上共沉积840个斑点。在该情形中，微分正方形区域的边长为1.0mm～0.1mm，即在不交错的情况下，每厘米10～100个此类正方形区域。一般情况下，1mm的正方形，或者说每cm2内100个1mm2的落点(在不交错的情况下)能够使得8cm2的区域具有800个正方形。

[0088] 比较图2A和图2B的图案可知，通过将液滴沉积为交错图案，可以增大斑点密度。除此之外，也可选择其他图案，以通过其他方式改变斑点密度。此外，给定沉积体积内的CFU数也可有所不同。鉴于这些特性，本文所考虑的系统100能够灵活地设置以允许具有符合要求的准确度且可再现的各种各样范围的局部ACD。这一灵活性，能够为任何具体的检测用途案例(如特定病原体对特定消毒方法敏感的案例)制备任何数目的检测用品。虽然细菌的大小可能为病毒的100倍，但病毒可能对特定消毒方法更为敏感。由于系统100极为灵活，因此可以形成具有各种浓度(如CFU/斑点)，各种尺寸及各种图案(如交错图案、非交错图案、分层图案、卷曲图案、条纹图案等)的液滴。

[0089] 图2B的检测图案200B包括多个检测病原体混合物液滴140，这些液滴在检测用品112的参考表面113上排成由行141和列142组成的交错偏移图案。在该图示示例中，每一行
141均与其相邻行141偏移，从而使得某一给定行141内的液滴不与其相邻行141内的液滴
140处于同一列。如此，液滴140彼此偏移，从而能够使得液滴140比图2A所示的网格图案彼此更加靠近。

[0090] 图3A至图3B所示为将检测病原体混合物液滴沉积成检测病原体图案的沉积顺序300的说明性示例。通过本文所述各实施方式，检测病原体混合物液滴能够沉积至检测用品
112的参考表面113上。如图3A所示，在顺序300中，首先将检测病原体混合物液滴151沉积在参考表面113。随后，沉积与检测病原体混合物液滴151相邻的检测病原体混合物液滴152，然后沉积与检测病原体混合物液滴152相邻的检测病原体混合物液滴153，依此类推。如图所示，按顺序沉积的离散液滴在检测用品112的参考表面113上形成一行。通过本文所述实施方式，能够以符合要求的速度在参考表面113上连续沉积液滴。

[0091] 在参考表面113上沉积完一行155检测病原体混合物液滴(图3B)后，如图3B所示，通过再在参考表面113上沉积检测病原体混合物液滴154而形成新的一行156检测病原体混合物液滴。按照这一方式，次序300按顺序沉积一行或多行液滴，直至检测病原体图案内的所有检测病原体混合物液滴均沉积在检测用品112的参考表面113上。

[0092] 沉积在参考表面113上的检测病原体混合物液滴可约为0.5μl或0.5μl以下(但也可使用其他量)。如上所述，液滴可以为液体(如水)与检测病原体物种本身构成的悬浮液。由于这一尺寸，液滴可能会受其内所含液体的快速蒸发的影响。液体蒸发后，留下包括有效负载检测病原体以及悬浮液的其他非挥发性成分(如有)的薄膜。这一“残留物”包含于液滴最初接触的参考表面的区域内。

[0093] 为了促进检测病原体在整个参考表面上以更加均一的方式分布，参考表面113上的检测病原体混合物液滴最好不与另一相邻液滴接触或“渗化”至其内(图2A)。在一些实施方式中，这一目的仅通过在沉积过程中增加相邻液滴之间的距离便可实现。在其他实施方式中，如图4A至图4B进一步所示，可首先沉积由以一定距离相互分隔的液滴组成的阵列，然后在经过足以使液滴例如因干化而体积收缩或发生其他某些有利变化的时间(如至少10毫秒、至少100毫秒、至少500毫秒)之后，检测病原体施加器106可返回原位，并在最初形成的阵列中以填隙方式沉积额外的液滴。如此，通过多个不接触的检测病原体混合物液滴阵列，可以使检测病原体实现均一分布。

[0094] 图4A至图4B所示为将检测病原体混合物液滴沉积成检测病原体图案时的沉积顺序400的另一说明性示例。如图4A所示，顺序400首先在检测用品112的参考表面113上，将检测病原体混合物液滴161和162沉积为一行167。然后，沿着以上结合图3A至图3B所描述的顺序300中的各行，顺序400继续沉积行167的其他检测病原体混合物液滴，然后沉积检测病原体混合物液滴行168。然而，在该例中，在第一轮液滴沉积过程中，检测病原体混合物液滴(如检测病原体混合物液滴161和162)以及各行(如行167和168)之间的分隔距离更大。如此，在选定的时间量(如第一轮检测病原体混合物液滴的行和列所需的沉积时间)之后，在之前已沉积的检测病原体混合物液滴之间开始第二轮检测病原体混合物液滴的沉积。其中，例如在检测病原体混合物液滴161和162之间沉积检测病原体混合物液滴163。然后，顺序400继续沿着上述路线沉积填隙液滴。

[0095] 在参考表面113上沉积多行检测病原体混合物液滴之后，如图4B所示，顺序400通过在之前已沉积的液滴之间沉积其他液滴行，开始第三轮液滴沉积。在图4B中，检测病原体混合物液滴行169沉积在之前沉积的行167和行168之间。在本示例中，进一步沉积的检测病原体混合物液滴与之前沉积的检测病原体混合物液滴相偏离(例如，基本上等间距偏离)。因此，行169中的检测病原体混合物液滴164与行167中的检测病原体混合物液滴161和163相偏离。此外，在第三轮中，也可跳过沉积填隙检测病原体混合物液滴的步骤，即不沉积填隙检测病原体混合物液滴。在该情形中，行169的检测病原体混合物液滴164和165之间将无其他检测病原体混合物液滴。顺序400可继续第四轮液滴沉积操作以沉积在之前的第三轮液滴沉积操作中未沉积的填隙液滴。如图所示，在行169中的检测病原体混合物液滴164和
165之间沉积检测病原体混合物液滴166，并使该液滴166偏离在行167中的检测病原体混合物液滴163和162之间。如此，可获得与图2B所示类似的检测病原体图案。

[0096] 在图3A至图3B和图4A至图4B所示的阵列偏移施加法中，早期沉积的液滴会因蒸发而空出边界区域，因此大大降低了与后续轮沉积的液滴相互结合的可能性，从而在增大检测病原体的局部面积密度的同时，减小渗化影响。由此可见，通过一个或多个施加头实施一轮或多轮检测病原体沉积，可以实现在密度和一致性方面符合要求的沉积效果，避免向相邻沉积位置的渗化，并减少铰接在检测用品112的参考表面113上方的检测病原体施加器106的传送时间。

[0097] 在一些情形中，也可沉积大小不同或组成不同的液滴。例如，在图2A至图2B、图3A至图3B及图4A至图4B所示的每一实施方式中，可以看出，施加的各个液滴之间具有间隙。此类间隙并不构成限制，而且其图示的目的在于传达本文所示系统和方法的某些特征。然而，可以理解的是，还可在参考表面上未经润湿的空间内施加其他液滴。此类间隙空间内可填入更小的液滴、更大液滴或相同大小的液滴，以增大下方参考表面113的填充程度和总覆盖率。此外，不同液滴还可具有不同浓度或不同密度，或者具有其他不同之处。在一些实施方式中(如此处所述的实施方式中)，甚至可以允许某个液滴渗化进入另一相邻液滴中。例如，在一种情形中，先在特定区域内沉积四个“角落”液滴，并令其干化。待四个角落液滴干化后，可以在该四个角落液滴之间的空间内沉积第五液滴，该第五液滴可更大、更小或具有相同尺寸。在一些情形中，通过在角落液滴干化之后沉积所述中央液滴，可以减小渗化作用。

[0098] 在各实施方式中，如本文所述，系统100用于在检测用品112上沉积检测病原体混合物的相互分离的离散液滴。根据若干不同因素，可以以受控方式使任何一个或多个此类液滴具有不同尺寸。举例而言，其中的一个可控因素可以为检测病原体施加器106的施加头110与检测用品112的参考表面113之间的距离。施加头110与参考表面113之间的该间隙以精确方式确立，并在生成检测病原体图案的过程中保持不变，从而进一步确保在每一液滴位置以受控或其他方式沉积符合要求的已知体积的检测病原体混合物(例如，含检测病原体的接种液体悬浮液)。除此之外，还可使用高度传感器和位置(如伺服)控制器更进一步提高所述间隙的控制效果，从而获得更高的精准度和精确度。

[0099] 虽然图3A至图3B和图4A至图4B示出了按照本文所述的实施方式将检测病原体混合物液滴沉积成给定检测病原体图案时的两种沉积顺序，但其他实施方式不限于此，还可使用其他顺序和图案。例如，在一些实施方式中，所述系统可在检测用品的参考表面上连续不断地沉积出蛇形或栅格图案的一条或多条检测病原体混合物线。此类图案可设置为在施加器已施加一部分液态接种混合物并返回原位以施加另一部分的液态接种混合物时，所经过的时间为能够供残留物形成的所需干化时间。

[0100] 此外，图3A至图3B和图4A至图4B所示为用于沉积彼此独立且互不接触或相交的离散检测病原体混合物液滴的沉积顺序的两例。其他实施方式不限于此，而且在一些实施方式中，也可通过多轮沉积或多种沉积顺序在参考表面113上沉积检测病原体混合物液滴或检测病原体混合物线，以使得所形成的液滴或线通过接触、相交、重叠或其他方式形成一层或多层检测病原体。

[0101] 图5A所示为其内设有距离测量位置172的检测用品112上的检测病原体液滴或“斑点”170的图案500。在图示示例中，检测用品112的参考表面113上设有多个距离测量位置172。在各实施方式中，参考表面113上的每一距离测量位置172的位置均预先设定。距离测量位置172可彼此等间距间隔，或者可根据参考表面113轮廓的变化等其他条件设置。此外，系统100可在整个参考表面113上设置一个或多个距离测量位置172。在其他实施方式中，与图5A所示情形相比，参考表面113上也可设置更多或更少的距离测量位置172，或者按照不同方式设置距离测量位置172。

[0102] 在一些实施方式中，距离测量位置172可以为真空槽、突起点或其他结构形式，以减小任何检测病原体混合物或液滴进入距离测量位置172的可能性。在其他实施方式中，距离测量位置172可设于检测病原体混合物液滴间距离较大处，以减小相邻检测病原体混合物液滴因渗化而进入彼此之内的可能性。通过这种方式，参考表面113可具有一个或多个可用作基准位置的无病原体区域，以确定该位置处参考表面113与检测用品施加器106的施加头110之间的距离。通过获取参考表面113和施加头110之间的距离，系统100能够更加准确地在参考表面113上均匀沉积检测病原体混合物液滴或检测病原体混合物线。

[0103] 在一些实施方式中，系统100可包括力反馈传感器，以检测检测病原体施加器106或其上形成的液滴与参考表面113发生的接触(如碰触)。在参考表面上实际沉积任何检测病原体混合物之前，系统100可首先碰触或“触摸检查”参考表面的目标区域周围的各个局部点(即距离测量位置172)并在所述目标区域内沉积检测病原体混合物液滴之前创建该表面的数学模型。如此，系统100能够维持对施加头110与目标区域内的参考表面113之间的间隙的符合要求程度的密切控制，从而适于应用至局部倾斜或非平面(如弯曲)的表面。所述目标区域既可以为整个参考表面113，也可以为参考表面113的一部分，即小于整个参考表面113。相应地，系统100可在向参考表面113沉积检测病原体混合物之前或在该过程中，确定参考表面113的一个或多个不同目标区域。

[0104] 在其他实施方式中，也可不进行初始触摸检查，而是在检测病原体混合物液滴沉积过程中，使施加头与参考表面接触。其中，力反馈传感器检测到施加头或其上形成的液滴正在与参考表面113触碰，该检测结果可用于使检测病原体施加器106停止向下移动。随后，系统100可在检测病原体施加器106后撤且施加头110远离参考表面113的同时，在参考表面113上“生长”检测病原体混合物液滴。该方式可有助于防止检测病原体混合物在施加头110上积聚。

[0105] 在其他实施方式中，可通过非接触方法确定施加头110在参考表面上方的高度。例如，可以利用电磁、声学、电容式、光学类或其他遥测系统或传感器计算相应传感器到参考表面113的距离。通过预先测定传感器与施加头110之间的距离，可以确定施加头110与参考表面113之间的距离。

[0106] 图5B所示为用于以可拆卸方式容纳多个检测用品112A～112H的安装夹具500A的实施方式。在一些情形中，图1A至图1D的自动化检测病原体沉积系统100的保持机构115设置为以可拆卸方式固定安装夹具500A。在此类实施方式中，所述多个检测用品112A～112H当中的任何一个或多个的参考表面113A～113H上可沉积含有相同或不同检测病原体混合物的相同或不同检测病原体图案。

[0107] 在图5B的实施方式中，安装夹具500A的尺寸大致为11cm×13cm。在一些情形中，安装夹具500A可进一步安装于自动化检测病原体沉积系统100的台板(未图示)上，而且在一些情形中，该台板的尺寸大致为20cm×20cm。其他尺寸的安装夹具和台板也在考虑之列。除此之外，还可采用其他结构，这些机构包括但不限于连续给料带，水平旋转式转盘，其上可以固定一个或多个载体的圆柱结构，以及能够按合适方式设置带有一个或多个检测用品装置的检测病原体施加装置的其他系统。

[0108] 为了易于理解，图5B所示的检测用品112A～112H全部具有相同或几乎相同的尺寸、形状和朝向。在其他实施方式中，检测用品112A～112H当中的一个或多个也可具有不同的尺寸、形状、厚度、材料组成、朝向或其他特征。在图5B的实施方式中，每一检测用品112A～112H的形状均为矩形，且尺寸约为两厘米(2cm)乘四厘米(4cm)，因此面积约为八平方厘米(8cm2)。

[0109] 在图5B的实施方式中，每一检测用品112A～112H的厚度均为两毫米至三毫米(2～3mm)，而且每一检测用品112A～112H均具有类似的“平坦度”，该平坦度为各个检测用品
112A～112H在整个表面上的最大波动量可约为半毫米(0.5mm)。在一些情形中，不同检测用品112A～112H之间的平坦度波动可由清洁、灭菌或其他过程引起，这些过程可导致一定量的变形或翘曲。

[0110] 按照这一设置方式，每一检测用品112A～112H的各个参考区域113A～113H均开始于检测用品112A～112H每一边缘内侧约一毫米(1mm)处。在该结构中，每一检测用品112A～112H供检测病原体混合物沉积的沉积目标区域(即参考区域113A～113H)均为检测用品
112A～112H的每一边缘内侧一毫米(1mm)处的区域，因此实际处理区域为1.8cm×3.8cm的区域，总面积为约6.84cm2。这一设计可使检测用品112A～112H周围具有无病原体的边缘区域，从而允许在夹紧各检测用品的侧边时减小交叉污染的风险。

[0111] 检测用品112A～112H可由陶瓷、硅胶、肖特(Schott)型实验室用玻璃、不锈钢(例如，通常为304号不锈钢)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯、尼龙、医疗器材行业内使用的其他塑料、或其他某些材料或各材料的组合制成。在该实施方式中，仅检测用品112A～112H的上表面(即参考区域113A～113H)需要处理，而其他表面无需处理。其中，先在一个或多个检测用品112A～112H上将检测病原体混合物沉积成检测病原体图案，然后将参考区域113A～113H风干。

[0112] 在实施检测病原体混合物的沉积时，期望能够实现更高速度处理量、更低操作风险以及其他益处。图5B的实施方式能够通过允许一次处理多个检测用品112A～112H而有助于实现上述目标。在该实施方式中，每一检测用品112A～112H可包括一个或多个定位特征(未图示)。此类定位特征可包括标记或其他类似记号、突起、开孔或用于指示特定位置的其他特征。例如，在一些实施方式中，定位特征包括或提供一参考表面，该参考表面例如为与一个或多个倾斜表面匹配的锥形“针”。在其他实施方式中，定位特征通过相互配合将一对相互匹配的表面偏置在一起，从而形成受到良好控制的相对位置。其他定位特征也在考虑之列。定位特征可设于安装夹具500A和检测用品112A～112H当中的任何一者或多者之上。

[0113] 在一些情形中，安装夹具500A和检测用品112A～112H当中的一者或多者通过真空结构(未图示)保持和固定。该真空结构可包括HEPA 过滤器。在其他实施方式中，安装夹具500A和检测用品112A～112H当中的一者或多者通过其他类型的结构以可拆卸方式固定至自动化检测病原体沉积系统100。

[0114] 在一些实施方式中，安装夹具500A的设置方式使得安装夹具500A能够快速方便地与自动化检测病原体沉积系统100连接或者分离。所述连接或分离既可通过手动方式完成，也可通过自动方式完成。在一些情形中，两个或两个以上的安装夹具500A可仅在数秒或更短的时间内完成连接或分离。

[0115] 在一些情形中，安装夹具500A、台板或一个或多个其他结构设置为由层流罩、另一开合式围护系统或一次性或可灭菌护罩(未图示)覆盖。此类护罩可由TYVEK、聚乙烯片材或其他某些合适的护罩材料制成。该护罩可用于病原体混合物沉积工艺以降低特定区域和结构受到不期望的污染的可能性，并还允许对一个或多个检测用品112A～112H同时进行接种。所述层流罩、护罩或其他围护系统用于降低或防止接种后的检测用品受到外源病原体的污染。

[0116] 图6为控制系统100在检测用品112参考表面113上沉积检测病原体混合物的计算系统600的系统图。系统600可作为检测病原体沉积系统100的一部分，并包括检测病原体计算系统602，多个控制器610～615以及一个或多个可选配置的距离传感器616。

[0117] 检测病原体计算系统602包括处理器604，存储器606以及输入/输出接口608。处理器604包括执行指令以实施动作的一个或多个处理单元(如中央处理单元)，包括实施本文所述的实施方式的动作以控制检测病原体在检测用品112上的沉积。

[0118] 系统602用于生成并分配一个或多个控制信号，此类控制信号用于移动检测病原体施加器106的一个或多个部分，检测用品112或其某种组合。相应地，还可生成一个或多个控制信号以形成，或释放(如喷射、沉积等)，或形成并释放大致精确体积(如数量、质量等)的检测病原体混合物。所述控制信号可根据机械输入、电子输入、一个或多个计算机程序或其组合生成并应用。

[0119] 存储器606采用一种或多种类型的非易失性和/或易失性存储技术。存储器606例如包括但不限于闪存、硬盘驱动器、光盘驱动器、固态驱动器、各类随机存取存储器(RAM)、各类只读存储器(ROM)、其他暂时性和/或非暂时性计算机可读存储介质(也可称为处理器可读存储介质)、其他存储器技术或其任意组合。存储器606可用于存储信息，该信息例如为由处理器604执行的计算机可读指令以及其他信息，而该其他信息例如为检测病原体图案、参考表面轮廓、用于存储此类信息的一种或多种数据结构或将检测病原体沉积于检测用品112上时所用的其他信息。

[0120] 在上述和其他情形中，设有至少一个传感器(如力反馈传感器)，此类传感器用于提供与参考区域的接触点的多个三维位置关联的数据。检测病原体计算系统602可生成表示暴露的检测用品112的参考区域的位置的至少一种数据结构，表示暴露的检测用品112的参考区域的形状的至少一种数据结构，表示暴露的检测用品112的参考区域的模型的至少一种数据结构或感兴趣的参考区域的其他表示形式。通过这种方式，检测病原体计算系统602可操作为一种学习机构，在参考区域周围逡巡，对参考区域进行询问，记录数据点，并将记录的数据点作为所述模型的数据点。随后，检测病原体计算系统602通过使用或以其他方式应用所述模型的数据而根据与参考区域相关联的记录数据点生成表示检测病原体的施加图案的至少一种数据结构，并以可重复的方式对检测病原体施加器106的至少一个施加孔进行定位。

[0121] 输入/输出接口608为检测病原体计算系统602与多个其他部件之间的通信提供一种通信接口。例如，通过输入/输出接口608，检测病原体计算系统602可向控制器610～615提供信息，并从可选配置的距离传感器616接收信息。

[0122] 检测病原体施加器控制器610用于控制检测病原体混合物液滴或检测病原体混合物线在检测用品112的参考表面113上的形成或释放。X轴控制器611通过控制一个或多个电机、致动器或其他机械装置而使得检测病原体施加器106相对于检测用品112沿X轴方向移动(图1A，图1B，图1C)。Y轴控制器612控制使得检测病原体施加器106相对于检测用品112在Y轴方向移动(图1A，图1B，图1D)的一个或多个电机、致动器或其他机械装置。Z轴控制器613控制使得检测病原体施加器106相对于检测用品112在Z轴方向移动的一个或多个电机、致动器或其他机械装置(图1A，图1C，图1D)。

[0123] 为了检测病原体施加器106的旋转和定位操作获得额外的自由度，可选地，还可配置针对其他轴的控制器614，该控制器614控制使得检测病原体施加器106相对于检测用品112在所述其他轴移动的一个或多个电机、致动器或其他机械装置。在一些实施方式中，所述针对其他轴的控制器614为不使用的可选配置部件。在一些实施方式中，所述X轴、Y轴、Z轴控制器以及可选配置的针对其他轴的控制器611～614当中的一者或多者可组合于单个控制结构中。此外，采用其他坐标系(例如圆坐标系或圆柱坐标系)且具有额外自由度(如将平移自由度和旋转自由度相结合且使检测用品和施加器相对于外部参考坐标系移动或彼此相对移动的“多轴”设计)的其他沉积系统也在考虑之列。

[0124] 如本文所述，检测病原体施加器106，检测用品112或其组合可彼此相对移动。因此，控制器611～614可对检测病原体施加器106的移动、检测用品112的移动或其组合进行控制。

[0125] 可选配置的振动控制器615控制迫使或诱使检测病原体施加器106的施加头110发生振动或其他扰动的一个或多个电机、致动器或其他机械或声学装置施加施加。该振动或扰动用于促进检测病原体混合物液滴脱离施加头110。在一些实施方式中，振动控制器615为可以不使用的可选配置部件。此外，也可使用其他类型的系统辅助检测病原体混合物液滴从施加头110脱离，此类系统例如为静电荷生成装置(如在处于施加头110开孔处的液滴上产生静电荷)、泵送装置、加热装置、曝气装置或其他某些装置。

[0126] 一个或多个可选配置的距离传感器616可用于检测施加头110与检测用品112的参考表面113之间的距离。在一些实施方式中，此类传感器可以为非接触传感器，例如基于光线或声音的遥测传感器和系统。在其他实施方式中，所述传感器可利用激光雷达(LIDAR)、雷达、电场或磁场、传感电容、电感或其他某些电磁现象以允许评估目标的运动距离或范围。

[0127] 基于光线的传感器可包括至少一个发光源(如发光二极管(LED)或发出可见或不可见电磁(EM)辐射的激光器等)以及至少一个对从所述发光源发出且反射回的光线进行检测的光电检测器。基于声音或基于声学的传感器可包括至少一个音频源和至少一个音频检测器。在其他实施方式中，此类传感器可包括一个或多个能对施加头110接触参考表面113时的压力作出反应的触敏传感器或力反馈传感器。

[0128] 检测病原体计算系统602利用可选配置的距离传感器616的测量结果确定施加头110与参考表面113之间的距离，而该距离随后用于经由检测病原体施加器控制器610调节检测病原体混合物在参考表面113上的沉积状况，或者经由轴控制器611～614当中的一者或多者调节检测病原体施加器106的位置。距离传感器616还可用于测定检测用品112的参考表面113上当前待沉积检测病原体混合物的区域的大小、形状、轮廓或三维(3-D)模型。例如，所述传感器可用作学习机构，以穿梭参考区域，记录数据点，该数据点将作为所述模型的数据点。在一种情形中，设置至少一个力反馈传感器以提供与参考区域内接触点的三维位置相关联的数据点。随后，检测病原体计算系统602可通过使用或以其他方式应用此类数据点而以本文所述的可重复方式对检测病原体施加器106的施加头110进行定位。

[0129] 以下，将参考图7，对本公开内容的某些方面的操作进行描述。在各种实施方式当中的至少一种实施方式中，结合图7描述的方法700可由一种或多种计算装置(如检测病原体计算系统602)实施或在一种或多种计算装置上执行。

[0130] 图7为将检测病原体在检测用品112上沉积成检测病原体图案的方法700的一种实施方式的一般逻辑流程图。方法700开始于“开始”框之后。在步骤框702中，确定检测病原体图案。在一些实施方式中，由用户输入所需的检测病原体图案。在其他实施方式中，检测病原体图案可以为确定图案或者按其他方式选择的图案，如之前使用的检测病原体图案。在各实施方式中，检测病原体图案可随检测用品112的类型、检测用品112的参考表面113的轮廓、参考表面113的材料、所使用的检测病原体类型或其他检测参数而不同并基于其进行确定。

[0131] 方法700继续至步骤框704，该步骤框704根据检测病原体图案，对检测病原体施加器106进行定位。如本文所述，检测病原体施加器106可系统性地每次沉积检测病原体图案中的一条或多条线或一个或多个液滴。检测病原体施加器106最初处于用于将检测病原体混合物沉积于检测用品112的参考表面113上的检测病原体图案的起始位置。

[0132] 方法700继续至步骤框706，步骤框706确定检测病原体施加器106的施加头110与检测用品112的参考表面113之间的距离。在一些实施方式中，可以在步骤框704中对检测病原体施加器106进行定位之前，首先确定参考表面113或参考表面113的检测区域的轮廓或三维(3-D)模型。在一种此类实施方式中，可根据预先确定的参考表面113的轮廓，确定在检测病原体施加器106当前位置下施加头110至参考表面的距离。其中，可以使用垂向的Z轴。在其他实施方式中，可针对参考表面113上待沉积检测病原体混合物的每一位置或多个位置，确定施加头110和参考表面113之间的距离。

[0133] 方法700继续至步骤框708，该步骤框708将检测病原体混合物沉积于检测用品112的参考表面113上。如本文所述，检测病原体混合物可以一条或多条线或一个或多个液滴的形式施加于参考表面113上。类似地，可先同时沉积一条或多条检测病原体线或一个或多个检测病原体液滴，然后沉积另一组检测病原体线或检测病原体液滴。或者，可先处理检测用品112的第一局部区域，然后待施加头110移动至第二局部区域后，再处理第二局部区域。如此，检测病原体混合物的施加可包括对多个分区域进行的多轮局部处理，而且此类多轮处理可包括对同一区域实施的第二、第三及更多轮重复进行的“涂敷”操作(即检测病原体混合物的施加操作)。

[0134] 在向参考表面113上沉积检测病原体混合物液滴的至少一种实施方式中，由施加头110的尖端(例如，当施加头110为施加套管或施加针时)释放并“生长”大致精确的固定体积的检测病原体混合物。在一些实施方式中，“生长”检测病原体混合物液滴的过程在检测病原体施加器106静止于之前刚刚沉积过的位置、检测病原体混合物液滴的待沉积位置或其他某些位置上时实施。在其他实施方式中，“生长”检测病原体混合物液滴的过程可始于检测病原体施加器106自起始位置的移动动作或从一个液滴位置向下一液滴位置的移动动作之前或之中。例如，液滴可以在设备沿其一个或多个轴向后撤而施加头110仍在先前沉积位置上处于横向静止的状态下开始形成。随后，液滴可在施加头110移向新位置的过程中持续“长大”。液滴的形成可在施加头110通过下降与参考表面113发生触碰之前完成。或者，液滴的形成可在施加头110处于所需Z轴位置上时完成，从而使得施加液滴“生长”于参考表面113上。

[0135] 在各实施方式中，也可利用某种装置先通过提供正压而在施加头110开孔处“生长”并形成检测病原体混合物液滴，然后通过提供负压而将该检测病原体混合物液滴保持施加头110的开孔处。

[0136] 由于检测病原体混合物液滴的体积较小，因此液滴的质量也较小，因而液滴的液体表面力大于液滴的重力引力。因此，在一些实施方式中，检测病原体混合物液滴可在其生成之处保持与施加头110的尖端/开孔的接触(或“悬挂”于其上)。随后，检测病原体施加器106或施加头110移动，从而使得检测病原体混合物液滴与参考表面113发生接触。这一接触使得“润湿”力发挥作用，并将检测病原体混合物液滴下拉，从而使其与施加头110分离或以其他方式断开，并“经触碰而脱落于”参考表面113上。在一些实施方式中，检测病原体施加器106或施加头110可通过朝远离参考表面113的方向移动以快速拉伸检测病原体混合物液滴而使其断裂，从而与施加头110分离。

[0137] 除此之外，还可采用各种其他能够使检测病原体混合物液滴脱离施加头110并附着在参考表面113上的技术、方法和机制。此类技术还可设置为或以其他方式选择为能够降低病原体混合物在施加头110上的残留量。

[0138] 例如，在一些实施方式中，可以在施加头110上施加机械振动能。在其他实施方式中，可通过表面能低于用于形成检测病原体混合物液滴的接种液体的聚合物或其他化学物质对施加头110进行处理。在其他实施方式中，施加头110可设计为与悬挂的检测病原体混合物液滴之间具有更小的表面接触面积。在其他情形中，可在施加头110附近设置配套装置(未图示)，用于在沉积检测病原体混合物液滴之前，对某些目标位置进行处理。在此类情形中，所述配套装置可例如通过向特定目标表面施加电晕放电或液体润湿剂而暂时提高其亲水性。每一此类技术均可通过提高润湿性而迫使液滴离开施加头110或以其他方式将液滴拉离施加头110，或可降低检测病原体混合物液滴与施加头110之间的表面张力，或可以其他方式可控地增大液滴朝参考表面113的相对偏移，从而增大检测病原体混合物液滴附着于参考表面113上的能力。

[0139] 在其他实施方式中，可通过以化学物质(如表面活性剂、清洁剂等)处理参考表面113而提高其润湿性或附着特性，并增大检测病原体混合物液滴与参考表面113之间的张力，从而同样可增大检测病原体混合物液滴附着于参考表面113上的能力。然而，在一些实施方式中，非化学性的润湿手段(如电晕放电)可能是理想的。

[0140] 在一些实施方式中，至少一个干化结构与自动化检测病原体沉积系统100集成或以其他方式结合在一起。该干化结构可与系统100的基台104，门架102或其他某些部分集成。该干化结构可用于加快液滴蒸发，从而提高处理吞吐量或实现其他有益结果。该干化结构可包括加热或未加热的空气，该空气通于参考表面113之上或上方，或经过参考表面113，或通至参考表面113的其他附近空间。该干化结构可使用环境过滤空气或其他干化气体。该干化气体可含有其他物质，如一定百分比的水、有机溶剂(如乙醇、丙酮)的溶解蒸气或其他作为干化剂的物质。经过参考表面113的空气可先经除湿处理。在一些情形中，所述干化结构可从下方、上方、任何侧面方向或这些方向的某种组合，向参考表面113提供热量。此类热量可通过传导、对流或其他方式传递至参考表面113。相应热源可采用任何适宜的技术(如电阻技术、红外技术等)。该热源可将热量导向或通过其他方式聚焦于参考表面113的一个或多个特定区域，而不导向或聚焦于其他区域。已经发现，波长较长的电磁辐射对某些病原体的灭菌效果欠佳。在一些情形中，所述干化源包括一个或多个温度传感器和控制逻辑，用于避免因过度加热参考表面而给检测病原体带来不利影响。

[0141] 如本文所述，施加头110的一例可以为施加套管或施加针。在一些实施方式中，施加针可通过垂直向下移动至参考表面113(即施加头110可以做往复运动)而沉积每一检测病原体混合物液滴。施加头110可沿Z轴设置为使得施加头110与参考表面113之间具有所需的间隙，该间隙不但可使得液滴因碰触而脱落于参考表面113上，而且可使得施加头110不与参考表面113发生物理接触。在其他实施方式中，多个施加头可按照与自行车车轮辐条类似的方式从中心轴线向外径向辐射构造，并可绕该中心轴线转动。这一转动使得每一施加头110靠近参考表面时均可做类似运动，从而使得各个检测病原体混合物液滴均接触参考表面113，并且这一转动随后使每一施加头110远离参考表面113运动而使得各个检测病原体混合物液滴与施加头110脱离。通过这种方式，每一施加头110无需做任何往复运动，从而能够提高速度和缩短周期时间。在其他实施方式中，多个施加头也可形成线、阵列或其他排列形式。

[0142] 如本文所述，检测病原体施加器106或检测用品112中的一方可相对于另一方移动，或两者可相对于彼此移动。相应地，在其它一些实施方式中，施加可通过移动检测用品112而使检测用品112的参考表面113朝固定的施加针移动实施。

[0143] 方法700继续至步骤框710，步骤框710判断检测病原体图案是否已完成。在一些实施方式中，该判断的依据为，检测病原体混合物是否已经在参考表面上沉积至检测病原体图案的每一位置上。如果检测病原体图案尚未完成，则方法700返回步骤框704，以通过调节检测病原体施加器的位置而在检测病原体图案的另一位置上沉积检测病原体混合物。当检测病原体图案已完成时，方法700结束。

[0144] 本公开内容中描述的检测用品可由具有选定尺寸的选定材料制成。然而，在一些情形中，检测用品还可包括特定医疗器材，如阴道和直肠超声探头、气管探头以及其他具有类似尺寸和构造的腔内(即内腔)超声探头。此类器材可具有均一或不均一的形状、尺寸、构造材料及其他特征。本文所述的检测病原体混合物可沉积为“斑点”，或通过辊或刷制成“片材”，或通过印刷垫施加，或通过其他方式施加。举例而言，对于具有圆形部分的阴道超声探头，自动化检测病原体沉积系统100可设置为在该探头旋转的过程中滴成连续不断的线或沿着线形图案中的线滴加液滴。在此类情形中，所述检测用品的探头或其他器材的旋转与检测病原体施加器106的速度同步。

[0145] 在一些情形中，本文所述的检测用品在至少一个维度上的尺寸为20～30cm长或更长。在此类情形中，检测用品的某些部分可自动化检测病原体沉积系统100伸出。在一些实施方式中，安装夹具500A(图5B)或台板(未图示)可设置为沿一个方向或相互正交的两个或三个方向移动。

[0146] 在一些情形中，本文所述的检测用品在至少一个维度上的尺寸甚至长于30cm。在此类情形中，可先将该检测用品制成为延展或卷绕形式，然后以连续方式施加检测病原体，然后，后续的过程可通过分割(如切割、夹断、撕裂)将最初的该检测用品变成多个最终检测用品，或通过其他方式使其变成多个最终检测用品。

[0147] 在一些情形中，阴道内腔探头沿其长度上的给定直径约为两至四厘米(2～4cm)。在至少部分情形中，此类探头不具有大小足够供检测病原体混合物沉积的“平坦”部位。然而，通过带有可沿三个维度可控移动的检测病原体施加器106，仍然可使用自动化检测病原体沉积系统100以合适方式实现对探头的接种。

[0148] 上述各种实施方式可结合形成其他实施方式。根据以上详细描述，除了此类变化之外，还可对实施方式做出其他变化。总体而言，下附权利要求的行文不应理解为将这些权利要求限制于本说明书和权利要求书中公开的具体实施方式，而是应该理解为包含所有可能的实施方式以及权利要求的所有等同方案。因此，权利要求书并不受本公开内容的限制。

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