система и способ обнаружения точечного источника биологического агента

Формула изобретения

1. Система обнаружения биологических агентов, содержащая собирающую и концентрирующую установку для отбора аэрозольной пробы частиц распыленного биологического агента на участке контроля и для получения жидкой пробы из аэрозольной пробы, включающую предварительный сепаратор типа сухого циклона и концентратор аэрозолей типа мокрого циклона, причем собирающая установка включает собирающее устройство для сбора выброшенных частиц, содержащее колпак, кожух или другой собирающий механизм, установленный на участке контроля, и который может быть установлен на пути транспортировки почты, причем собирающее устройство выполнено с возможностью размещения в зоне захвата или на участке выброса частиц оборудования для сортировки почты, система содержит струйное устройство для переноса порции жидкой пробы в контейнер, устройство для идентификации биологического агента, выполненное с возможностью приема перемещаемого к нему контейнера и анализа жидкой пробы в контейнере на наличие биологического агента, а также управляющее устройство для управления системой и сообщения результатов тестирования, производимого устройством для идентификации биологического агента.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью полуавтоматического управления собирающей установкой и устройством для идентификации биологического агента, а контейнер вручную перемещается из собирающей установки в устройство для идентификации биологического агента.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что устройство для идентификации биологического агента содержит идентификатор биологического агента на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР).

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что контейнер включает контейнер типа картриджа.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что контейнер типа картриджа включает картридж полимеразной цепной реакции (ПЦР).

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что собирающая и концентрирующая установка выполнена с возможностью непрерывного функционирования для отбора проб частиц.

7. Система по п.6, отличающаяся тем, что струйное устройство выполнено с возможностью периодического переноса порции жидкой пробы в контейнер до перемещения контейнера в устройство для идентификации биологического агента.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что устройство для идентификации биологического агента содержит идентификатор биологического агента на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР).

9. Система по п.3, отличающаяся тем, что собирающее устройство содержит колпак, кожух или другой собирающий механизм, установленный на участке контроля.

10. Система по п.9, отличающаяся тем, что колпак, кожух или собирающий механизм установлен на пути транспортировки почты в почтообрабатывающем устройстве.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что колпак содержит узел, включающий удлиненную конструкцию для отбора проб, выполненную с возможностью захвата частиц в непосредственной близости колпака, и перекрывающий сдвоенную ленту в устройстве для транспортировки почты.

12. Система по п.11, отличающаяся тем, что узел колпака включает пару боковых желобов с каждой стороны пути транспортировки почты, снабженных вырезами для пропуска лент устройства для транспортировки почты.

13. Система по п.11, отличающаяся тем, что она дополнительно включает зажимное устройство для почты, расположенное под конструкцией для отбора проб.

14. Система по п.10, отличающаяся тем, что она дополнительно включает зажимное устройство для почты, расположенное вблизи кожуха или колпака в зоне захвата почты на пути ее транспортировки.

15. Система по п.14, отличающаяся тем, что зажимное устройство включает устройство для поштучного разделения почты.

16. Система по п.1, отличающаяся тем, что струйное устройство выполнено с возможностью временного удержания пробы в резервуаре, в котором обеспечен доступ к пробе для проведения одного или нескольких анализов, в то время как установка для концентрирования аэрозолей собирает следующую пробу.

17. Система по п.1, отличающаяся тем, что струйное устройство выполнено с возможностью хранения остающейся порции жидкой пробы.

18. Система по п.1, отличающаяся тем, что контейнер содержит пробу для одной генной последовательности целевого биологического агента и внутреннего контроля.

19. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство для идентификации биологического агента содержит одну ячейку, включающую автоматическую замену картриджей.

20. Система по п.1, отличающаяся тем, что управляющее устройство включает локальный управляющий компьютер, связанный с устройством для идентификации биологического агента, установкой для концентрирования аэрозолей и струйным устройством и управляющий работой указанных устройств и установки.

21. Система по п.20, отличающаяся тем, что управляющее устройство дополнительно включает удаленный компьютер оперативного управления, связанный и управляющий локальным управляющим компьютером и передающий результаты анализов в заданное место.

22. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно включает шкаф для размещения концентрирующей установки, струйного устройства и устройства для идентификации биологического агента.

23. Способ обнаружения биологического агента в объектах почтовой корреспонденции, подлежащих доставке и перемещаемых по транспортному пути, включающий отбор аэрозольной пробы от указанных объектов на заданном участке транспортного пути, соответствующем зоне захвата, где объекты для выделения из них частиц разделяют поштучно или перемешивают, получение жидкой пробы из аэрозольной пробы с использованием предварительного сепаратора типа сухого циклона и концентратора аэрозолей типа мокрого циклона, перенос порции жидкой пробы в контейнер типа картриджа, перемещение контейнера в устройство для идентификации биологического агента, выполненное с возможностью анализа жидкой пробы на наличие частиц заданного биологического агента, сбор и обработку данных с помощью узла контроля и управления и сообщение в заданное место результатов анализов.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно обеспечивают полуавтоматическое управление способом.

25. Способ по п.23, отличающийся тем, что контейнер с жидкой пробой вручную перемещают в устройство для идентификации биологического агента.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что устройство для идентификации биологического агента включает идентификатор биологического агента на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР).

27. Способ по п.23, отличающийся тем, что на этапе отбора аэрозольной пробы зажимают указанные объекты на участке захвата транспортного пути или перемешивают объекты для выделения содержащихся в них частиц.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что на этапе отбора аэрозольной пробы устанавливают устройство для зажима указанных объектов и кожух, колпак или другой собирающий механизм для отбора аэрозольных проб, выдавливаемых или выделяющихся из объектов.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что на этапе переноса порции жидкой пробы временно хранят пробу в резервуаре, в котором обеспечен доступ к пробе для проведения одного или нескольких анализов.

30. Способ по п.29, отличающийся тем, что на указанном этапе переноса хранят оставшуюся порцию жидкой пробы.

31. Способ по п.24, отличающийся тем, что для обеспечения управления способом используют управляющий компьютер.

32. Способ по п.31, отличающийся тем, что для обеспечения управления способом используют удаленный компьютер управления для управления указанным управляющим компьютером и передачи результатов анализа в заданное место.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системам обнаружения биологической опасности, в особенности к системе обнаружения таких биологически опасных агентов, как возбудитель сибирской язвы, в почтовых отправлениях.

Уровень техники

Современный уровень техники систем обнаружения биологических агентов включает: (1) автоматизированные системы, используемые, например, военными, основанные на одном из методов иммунологического анализа; и (2) ручные системы, включающие устройство для биологической идентификации, используемые в лабораториях квалифицированными специалистами. Уровень чувствительности и специфичности автоматизированных систем иммунологического анализа, используемых военными, не является достаточным для применения в гражданских целях, таких как проверка почтовых отправлений в почтовой службе США. Ручные системы, требующие квалифицированного персонала для подготовки пробы и интерпретации результатов анализа, также непригодны для применения на производстве.

Типичная известная система биологического обнаружения состоит из следующих подсистем: (а) пускового механизма для обнаружения присутствия биологического агента и запуска процесса взятия проб; (b) сборника аэрозолей для взятия проб из воздуха; и (с) идентификатора для идентификации специфического биологического агента.

В патентном документе WO 02/029380, дата публикации - 11.04.2002, описана подобная система, включающая камеру, на вход которой подается поток воздуха, смешиваемый с жидкостью. Камера снабжена циклонным сепаратором, отделяющим жидкость, захватывающую из воздуха подлежащие анализу биологические частицы. Полученные жидкие пробы переносятся в контейнер для последующего анализа методом полимеразной цепной реакции.

В почтовой службе США испытывались различные системы биологического обнаружения, связанные с почтообрабатывающим оборудованием, но они были признаны ненадежными в плане установления различий между письмами, содержащими споры бактерий, и незараженными письмами, или письмами, содержащими ложные порошки.

Раскрытие изобретения

Таким образом, главной задачей изобретения является обнаружение распыленного биологического агента в аэрозольной пробе.

Следующей задачей изобретения является обнаружение распыленного биологического агента, выделенного из почтового отправления.

Еще одной задачей изобретения является создание системы обнаружения биологического агента, обладающей более высокой чувствительностью и пониженным уровнем ложного обнаружения (ложной тревоги) по сравнению с существующими технологиями.

В изобретении используется метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), наиболее пригодный для применения в почтовой службе США. Пределы обнаружения для метода, основанного на иммунологическом анализе, находятся в диапазоне от 10000 до 100000 спор на один миллилитр пробы. Метод ПЦР продемонстрировал способность обнаруживать менее 200 спор на один миллилитр пробы. Такая разница в чувствительности является определяющей и равноценна разнице между обнаружением и пропуском смертельной угрозы при применении в почтовой службе. Кроме того, поскольку метод ПЦР обнаруживает последовательность ДНК агента, его применение значительно уменьшает вероятность ложного обнаружения по сравнению с системами, основанными на методах иммунологического анализа.

Поставленные задачи решены в системе обнаружения точечного источника биологической опасности, представляющей собой комбинацию устройства для автоматической струйной транспортировки, установки для сбора аэрозолей и устройства для идентификации биологического агента. Изобретение включает средства для выполнения следующих задач: сбор и предварительное разделение частиц при помощи улавливающего колпака или другого приспособления, способного улавливать выделяемые предметами частицы; систему пассивной фильтрации типа сухого циклона; средства для непрерывного сбора частиц в жидкую пробу, автоматического переноса жидкости в картридж для анализа пробы; а также устройство для идентификации биологического агента на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР) для определения фактической последовательности ДНК, с целью идентификации биологического агента, когда собранная жидкая проба вручную извлечена из сборника аэрозолей, подготовлена и вручную помещена в идентификатор биологического агента. Система также обеспечивает автоматическое контрольное тестирование при различных ошибках; автоматическое подтверждающее тестирование при предварительных положительных результатах; автоматический перенос жидкости в контейнеры для хранения по выполнении анализа; и автоматизированную систему оповещения персонала (организаций) об опасности при наступлении определенных событий.

Более конкретно, в первом аспекте изобретения предлагается система обнаружения биологических агентов, содержащая собирающую и концентрирующую установку для отбора аэрозольной пробы частиц распыленного биологического агента на участке контроля и для получения жидкой пробы из аэрозольной пробы. Собирающая установка включает собирающее устройство, выполненное с возможностью размещения в зоне захвата или на участке выброса частиц оборудования для сортировки почты; струйное устройство для переноса порции жидкой пробы в контейнер; устройство для идентификации биологического агента, выполненное с возможностью приема перемещаемого к нему контейнера и анализа жидкой пробы в контейнере на наличие биологического агента; управляющее устройство для управления системой и сообщения результатов тестирования, производимого устройством для идентификации биологического агента.

Управляющее устройство предпочтительно выполнено с возможностью полуавтоматического управления собирающей установкой и устройством для идентификации биологического агента. Контейнер при этом вручную перемещается из собирающей установки в устройство для идентификации биологического агента.

В предпочтительном варианте устройство для идентификации биологического агента содержит идентификатор биологического агента на основе полимеразной цепной реакции. Контейнер может содержать контейнер типа картриджа, включающий картридж полимеразной цепной реакции.

В другом варианте собирающая и концентрирующая установка выполнена с возможностью непрерывного функционирования для отбора проб частиц. Струйное устройство может быть выполнено с возможностью периодического переноса порции жидкой пробы в контейнер до перемещения контейнера в устройство для идентификации биологического агента.

В еще одном варианте устройство для идентификации биологического агента содержит идентификатор биологического агента на основе полимеразной цепной реакции, а собирающее устройство содержит колпак, кожух или другой собирающий механизм, установленный на участке контроля, который, в частности, может быть установлен на пути транспортировки почты в почтообрабатывающем устройстве.

В следующем варианте колпак содержит узел, включающий удлиненную конструкцию для отбора проб, выполненную с возможностью захвата частиц в непосредственной близости колпака, и перекрывающий сдвоенную ленту в устройстве для транспортировки почты. Узел колпака предпочтительно включает пару боковых желобов с каждой стороны пути транспортировки почты, снабженных вырезами для пропуска лент устройства для транспортировки почты.

Может быть предусмотрено зажимное устройство для почты, расположенное под конструкцией для отбора проб или вблизи кожуха или колпака в зоне захвата почты на пути ее транспортировки. Указанное устройство предпочтительно включает устройство для поштучного разделения почты.

В наиболее предпочтительном варианте собирающая и концентрирующая установка включает предварительный сепаратор типа сухого циклона и концентратор аэрозолей типа мокрого циклона.

Струйное устройство предпочтительно выполнено с возможностью временного удержания пробы в резервуаре, в котором обеспечен доступ к пробе для проведения одного или нескольких анализов, в то время как установка для концентрирования аэрозолей собирает следующую пробу. Струйное устройство может быть также выполнено с возможностью хранения остающейся порции жидкой пробы.

Контейнер предпочтительно содержит пробу для одной генной последовательности целевого биологического агента и внутреннего контроля, а устройство для идентификации биологического агента предпочтительно содержит одну ячейку, включающую автоматическую замену картриджей.

В дальнейшем предпочтительном варианте управляющее устройство включает локальный управляющий компьютер, связанный с устройством для идентификации биологического агента, установкой для концентрирования аэрозолей и струйным устройством и управляющий работой указанных устройств и установки. Управляющее устройство может дополнительно включать удаленный компьютер оперативного управления, связанный и управляющий локальным управляющим компьютером и передающий результаты анализов в заданное место.

Система далее может включать шкаф для размещения концентрирующей установки, струйного устройства и устройства для идентификации биологического агента.

Во втором аспекте изобретения предлагается способ обнаружения биологического агента в объектах, подлежащих доставке и перемещаемых по транспортному пути, в котором отбирают аэрозольную пробу от указанных объектов на заданном участке транспортного пути, соответствующем зоне захвата, где объекты разделяют поштучно, или на участке, где объекты перемешивают для выделения из них частиц; получают жидкую пробу из аэрозольной пробы; переносят порцию жидкой пробы в контейнер типа картриджа; перемещают контейнер в устройство для идентификации биологического агента, выполненное с возможностью анализа жидкой пробы на наличие частиц заданного биологического агента; и сообщают в заданное место результаты анализов, полученные посредством указанного устройства для идентификации.

В предпочтительном варианте обеспечивают полуавтоматическое управление способом.

В другом варианте способа на этапе отбора аэрозольной пробы зажимают объекты, которые могут представлять собой объекты почтовой корреспонденции, на участке захвата транспортного пути или перемешивают объекты для выделения содержащихся в них частиц. На этапе отбора аэрозольной пробы предпочтительно устанавливают устройство для зажима указанных объектов и кожух, колпак или другой собирающий механизм для отбора аэрозольных проб, выдавливаемых и/или выделяющихся из объектов.

На этапе переноса порции жидкой пробы временно хранят пробу в резервуаре, в котором обеспечен доступ к пробе для проведения одного или нескольких анализов. На указанном этапе переноса могут также хранить оставшуюся порцию жидкой пробы.

На этапе получения жидкой пробы предпочтительно используют предварительный сепаратор типа сухого циклона и концентратор аэрозолей типа мокрого циклона, а при обеспечении управления способом предпочтительно используют управляющий компьютер и удаленный компьютер управления для управления указанным управляющим компьютером и передачи результатов анализов в заданное место.

Система обнаружения биологического агента в соответствии с изобретением не ограничивается применением в почтовой службе США, но особенно важна для нее, принимая во внимание тот факт, что она обеспечит большую безопасность сотрудников, быстро выявляя присутствие токсичных биологических агентов в почтообрабатывающем оборудовании. Система оповестит персонал, работающий с оборудованием, и, таким образом, могут быть быстро приняты соответствующие меры для удержания опасных биологических агентов, таких как возбудитель сибирской язвы, в обрабатываемой почте и, следовательно, предотвращения распространения биологических агентов по оборудованию почтовой службы и среди населения.

Принцип изобретения делает работу системы независимой от оптического ввода сигнала запуска. Однако при желании устройство оптического запуска может быть использовано, например, для регистрации пиковых концентраций частиц, образующихся во время перерывов в обработке почты. Такая регистрация позволит идентифицировать зараженную машину и приблизительное время прохода зараженного письма через машину после того, как идентификатор обнаружил наличие биологического агента. В будущем, если надежность оптического пускового устройства повысится, предлагаемая система может быть объединена с пусковым устройством, работающим параллельно процессу непрерывного сбора. В таком исполнении пусковое устройство будет использоваться для оповещения оператора о необходимости отправки пробы на анализ, в результате чего реакция на инцидент станет более быстрой.

Более полно область применения настоящего изобретения станет понятна из нижеследующего подробного описания. Однако должно быть понятно, что подробное описание и конкретный предпочтительный пример осуществления изобретения приведены только в качестве иллюстрации, поскольку для специалиста очевидны различные изменения и модификации в пределах изобретения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания, приведенного ниже и сопровождаемого чертежами в качестве иллюстраций, где

на фиг.1 представлена блок-схема системы, иллюстрирующая систему биологического обнаружения в соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения;

на фиг.2А, 2В и 2С показаны расположение и механические детали двух типов систем отбора проб аэрозолей, размещенных в почтообрабатывающем устройстве;

на фиг.3 схематически представлено размещение аппаратуры, изображенной на фиг.1, в контрольном блоке;

на фиг.4А и 4В представлены две перспективные проекции картриджа с пробой для реакции ПЦР, соединенного с устройством, показанным на фиг.3;

на фиг.5 представлена функциональная схема работы картриджа с пробой, показанного на фиг.4А и 4В; и

на фиг.6 представлена функциональная схема последовательности операций системы биологического обнаружения в соответствии с изобретением.

Осуществление изобретения

Общее представление о системе. На различных чертежах, где подобные компоненты обозначены одинаковыми позициями, показана система обнаружения биологически опасных веществ (далее сокращенно именуемая БДС) 10 для предприятия по обработке почты, такого как почтовая служба США, область применения которой, однако, не ограничена указанной службой.

На фиг.1, 2 и 3 система БДС 10 содержит один контрольный блок 12; однако в зависимости от нужд конкретного предприятия может быть использовано более одного контрольного блока. В любом случае, одним или несколькими контрольными блоками 12 управляет центральный узел 14 управления и контроля (фиг.1). Контрольный блок 12 может быть соединен с центральным узлом 14 управления и контроля проводной связью или радиосвязью. Каждый контрольный блок 12 состоит из двух главных подсистем, управляемых управляющим процессором 20: устройства 22 сбора и концентрации аэрозолей, а также струйной транспортировки, и устройства 24 для биологической идентификации, расположенные в шкафу 26.

Помимо контрольного блока 12, система БДС 10, как показано на фиг.1, содержит колпак 28 или другое эквивалентное устройство для взятия проб воздуха вокруг одной или более характерных точек. В данном примере зона захвата 30 находится на конвейере 31 транспортировки почты высокоскоростного автоматического почтообрабатывающего устройства 33, как показано на фиг.2А. На фиг.2В представлен конвейер 31 транспортировки для системы лицовки и штемпелевания писем. Типичные почтообрабатывающие устройства, такие как конвейеры системы лицовки и штемпелевания, транспортируют почтовые отправления вертикально, зажимая письмо между двумя лентами 11 и 13. В зоне захвата 30 почтообрабатывающее устройство переходит от свободного потока почтовых отправлений, то есть потока, в котором отправления следуют единой массой, к потоку, в котором почтовые отправления следуют поштучно. В указанной зоне устройство 15 для поштучного разделения зажимает отдельное почтовое отправление и отделяет его от массы почтовых отправлений. Расположение колпака 28 для взятия проб в зоне захвата 30 выбрано на основании опыта, который показывает, что частицы, содержащиеся в почтовом отправлении, выбрасываются при зажиме почтового отправления устройством 15. Навесной колпак 28 для взятия проб имеет форму, позволяющую улавливать фактически все частицы, выделяемые из конверта в этой критической точке. Колпак для взятия проб включает боковые желоба 17 ₁ и 17₂, закрепленные с каждой стороны почтового канала. Боковые желоба имеют вырезы 19 ₁ и 19₂, позволяющие проходить через них лентам конвейера транспортировки почты, улавливая при этом большую часть частиц, выбрасываемых из почтового отправления. Прокладка 21 расположена в верхней части бокового желоба для соединения с навесным колпаком 28. Навесной колпак 28, когда он находится в нижнем положении (не показано), является конечным элементом туннеля, образованного базовой плитой 23 почтообрабатывающего устройства 33, двумя боковыми желобами 17₁ и 17₂ и навесным колпаком 28. Навесной колпак 28 имеет такую форму, что частицы направляются на вход шланга 32 для взятия проб, расположенного в конце туннеля. Размер туннеля рассчитан таким образом, чтобы интенсивность потока взятия проб концентратором аэрозолей (номинально 450 литров в минуту) обеспечивала достаточную скорость воздуха в туннеле, такую, чтобы частицы, которые можно вдохнуть (до 10 микрон), не осаждались внутри туннеля, но оставались во взвешенном состоянии. Кроме того, прохождение писем через туннель создает воздушный поток и перемешивает воздух так, что частицы не оседают в туннеле и могут быть забраны на входе шланга 32 для взятия проб, ведущего к разделителю 34 частиц и устройству 22 сбора и концентрации аэрозолей (фиг.1). Колпак 28 подвешен, как показано на фиг.2В, что позволяет поднять его для разбора скопления писем, которое иногда образуется в области устройства для поштучного разделения.

Альтернативные системы взятия проб были разработаны для других частей почтообрабатывающего оборудования. В частности, коллекторная система 35 была разработана для устройства штемпелевания большеформатных писем. На фиг.2С изображена накопительная зона 37 устройства штемпелевания большеформатных писем Модели 15, используемой в почтовой службе США для штемпелевания большеформатных писем. Эта коллекторная система создает направленный вниз воздушный поток в накопительной зоне 37 устройства штемпелевания большеформатных писем. После штемпелевания писем они укладываются в стопки или возвращаются в упорядоченную группу таким образом, чтобы их можно было поместить в контейнер и транспортировать на следующий этап обработки. Когда письмо оказывается в накопителе, поворотный манипулятор 39 отодвигает письма, чтобы освободить пространство для следующего письма, выходящего из-под штемпеля. Поворотный манипулятор 39 постоянно толкает письма, находящиеся в накопителе, в результате чего частицы, находящиеся в письме, выбрасываются наружу. Эти выброшенные частицы втягиваются вниз через отверстия в базовой плите или плитах 41 во всасывающие коллекторы 43, и далее через остальные компоненты системы. Подобные колпаки для взятия проб или коллекторы для взятия проб могут быть разработаны для других типов почтообрабатывающего оборудования.

В первый раз, когда письмо, например, зажимается в зоне захвата 30, воздух выталкивается из конверта. Если внутри конверта находятся какие-либо частицы, часть их будет выброшена из конверта в этой зоне. Взятие пробы производится в колпаке 28, находящемся в зоне захвата 30, путем улавливания частиц, выброшенных в зоне захвата. Конструкция колпака 28 и скорость взятия проб воздухосборником согласованы между собой таким образом, что воздух внутри колпака отбирается со скоростью, при которой захватываются практически все частицы, имеющиеся на этом участке конвейера. Это создает два преимущества: уменьшается количество пыли, возникающей при обработке почты, позволяя увеличить интервалы между необходимыми чистками, и обеспечивается сбор для анализа наибольшего количества целевых частиц.

После того, как частицы захвачены, они по шлангу 32 направляются в сепаратор 34 частиц типа сухого циклона, в котором используется аэродинамический размер частиц для отделения более крупных частиц от тех, размер которых позволяет их вдохнуть, и которые тем самым представляют наибольшую угрозу для здоровья людей. Это очищает аэрозольную пробу и препятствует засорению расположенного дальше оборудования крупными частицами пыли и волокон, а также не дает им нарушать процесс биологического обнаружения. Крупные частицы задерживаются в контейнере (не показан) и удаляются. Никакая фильтрующая среда, которая может оказаться забитой пылью, не используется.

Воздух из зоны захвата 30 может, при желании, непрерывно контролироваться факультативным счетчиком частиц (не показан), который определяет число частиц в секунду в нескольких диапазонах размеров, проходящих через пункт взятия проб воздуха. Такая опция обеспечит регистрацию предистории прохождения частиц, которая может помочь идентифицировать зараженное устройство сортировки почты и примерное время прохода зараженного письма через устройство в случае, если контрольный блок, описанный ниже, обнаружит биологический агент. При обнаружении пика в потоке подсчитанных частиц, имеющих характеристики, соответствующие характеристикам предмета поиска, такого как возбудитель сибирской язвы, система может также использовать это событие для автоматического запуска процесса анализа пробы, который будет описан ниже. Оцениваемые характеристики частиц могут включать среди прочего количество, размер, форму и характер флуоресценции. В качестве устройства запуска можно использовать также масс-спектрометр (не показан).

Как уже упомянуто, система БДС 10, предлагаемая изобретением, может нормально работать и без счетчика частиц.

Показанное на фиг.3 устройство 22 сбора и концентрации аэрозолей, предпочтительно модели SpinCon®, непрерывно втягивает пробы воздуха из колпака 28 для взятия проб и сепаратора частиц 34 типа сухого циклона и вводит пробы в жидкость объемом приблизительно 10 мл, находящуюся в стеклянном сборнике (не показан). В определенные моменты времени под управлением управляющего процессора 20 (фиг.1) раствор перекачивается из сборника в сосуд, в котором он по желанию может смешиваться с буферной жидкостью при помощи одного или более буферных насосов 36. Часть, номинально 2 мл, смешанной пробы автоматически перекачивается в картридж 38 полимеразной цепной реакции (ПЦР) на участке 40 заливки. При желании в картридж 38 на участке 40 заливки могут быть добавлены дополнительно буферный и обрабатывающий растворы.

Затем оператор вручную переносит и вставляет картридж 38 в дверцу 42 устройства 24 для биологической идентификации, которым предпочтительно является устройство GeneXpert , выполняющий ПЦР-анализ, способный установить с высокой степенью надежности, содержат ли какие-либо частицы в жидкой пробе биологический агент. Устройство GeneXpert 24 автоматически обрабатывает пробу и проводит ПЦР-анализ, чтобы установить, присутствует ли в пробе один или несколько биологических агентов. Если результат испытания оказывается положительным в отношении агента или агентов, наличие которых проверяется, либо неопределенным, указывающим на то, что некоторые внутренние проверки, входящие в ПЦР-анализ, не были произведены должным образом, проводится контрольная проверка с использованием другой части первоначальной пробы и нового картриджа 38. После выполнения анализа оставшаяся проба переносится из сосуда в бутыль 44 для отходов или в бутыль 46 для хранения с целью последующего подтверждения результатов анализа в лабораторных условиях и сохранения в качестве улики. Система может по выбору сохранять либо все пробы, либо только те, которые дали положительный результат анализа. Устройство 24 для биологической идентификации управляется командами центрального узла 14 управления и контроля (фиг.1).

Система БДС 10 непрерывно собирает аэрозоли из зоны захвата 30 по конвейеру 31 транспортировки почты почтообрабатывающего устройства, как показано на фиг.1. Периодически оператор вручную забирает картридж 38 и помещает его в устройство 24 для биологической идентификации, где производится автоматизированный ПЦР-анализ жидкой пробы с частицами. Этот первичный анализ называется предварительным тестом или скрининг-тестом. Если результаты теста на наличие интересующего вещества отрицательны, никаких дальнейших действий не требуется, и работа продолжается в обычном режиме.

Если результат теста «предварительно положительный», система должна автоматически провести подтверждающий (контрольный) тест, по выбору используя критерий, независимый от скрининг-теста, такой как вторичная последовательность генов исследуемого организма. Результаты предварительного положительного и подтверждающего тестов передаются в сеть наблюдения и экстренного реагирования. Результаты могут быть использованы для принятия наиболее подходящих решений относительно эвакуации персонала и вариантов экстренного реагирования и проведения дополнительного анализа сохраненной пробы в сторонней лаборатории. На фиг.6 проиллюстрирована такая последовательность действий.

Элементы системы. Узел управления. Теперь рассмотрим предмет изобретения более подробно. Узел 14 контроля и управления (фиг.1) обеспечивает координацию и связь элементов системы обнаружения биологически опасных агентов. Узел 14 разработан для того, чтобы: (а) обеспечить единый пользовательский интерфейс для всей системы биологического обнаружения; (b) позволить пользователю быстро определить состояние всех элементов, связанных с системой; и (с) воспринимать команды для изменения параметров, что позволяет изменять конфигурацию. На самом низшем уровне узел 14 контроля и управления обеспечивает подачу сигнала тревоги при получении «положительного» результата от устройства 24. В узел 14 входит компьютер управления (не показан), который передает операторам и супервизорам информацию о состоянии всей системы. Кроме того, этот компьютер соединен сетью со всеми датчиками, такими как счетчики частиц, и с каждым контрольным блоком 12 там, где несколько контрольных блоков расположено в разных местах. Узел 14 обеспечивает высокий уровень сбора статистических данных от каждого элемента, что необходимо для отчетов и отображения на экране. Кроме того, узел 14 сообщает данные о результатах проверки в устройстве 24 для биологической идентификации.

Процессорное управление. В контрольном блоке 12 также установлен управляющий процессор 20, посылающий и принимающий сигналы от компьютера управления, установленного в узле 14 контроля и управления. Управляющий процессор 20 осуществляет функции процессорного управления, т.е. (а) управляет жидкостным сопряжением между устройством 22 сбора и концентрации аэрозолей и устройством 24 для биологической идентификации; и (б) реагирует на любые ошибки или сигналы тревоги, исходящие оттуда. Функции процессорного управления, обеспечиваемые процессором 20, отделены от узла 14 контроля и управления, поскольку управляющий процессор 20 обрабатывает срочные сигналы, влияющие на работу элементов системы в контрольном блоке 12.

Сборник и концентратор аэрозолей. С предлагаемой системой могут быть использованы устройства 22 сбора и концентрации аэрозолей различного типа, однако, предпочтительным вариантом этого устройства является запатентованная система SpinCon®, разработанная Midwest Research Institute (MRI). Система SpinCon® 22 является эффективным устройством, идеально соответствующим широкому диапазону современных требований, предъявляемых к отбору проб из воздуха, включая сбор биологических аэрозолей, твердых частиц, содержащихся в воздухе, и растворимых испарений. Основной элемент для отбора проб в системе SpinCon® 22 представляет собой называемый контактор - вертикальная стеклянная трубка (не показана) с почти тангенциальной вертикальной прорезью сбоку, открытая с верхнего конца. Жидкость помещается в контактор, воздух втягивается через прорезь и выходит через открытый конец контактора. Прорезь действует как трубка Вентури или инжекционная форсунка; когда воздух проходит через прорезь, он ускоряется и затем сталкивается с вращающейся жидкостью в контакторе, образуя мокрый циклон. Затем жидкость для взятия проб дробится на множество мелких капель, что значительно увеличивает площадь поверхности, соприкасающейся с воздухом. Эти капли затем начинают следовать за воздушным потоком. Прорезь проходит практически в тангенциальном направлении, поэтому воздушный поток пересекает хорду круглого сечения контактора. В это время частицы из воздуха подхватываются жидкостью. Когда воздух и капли достигают другой стороны контактора, капли ударяются о стенку, и снова образуется поток жидкости. Одна и та же жидкость дробится снова и снова, вследствие чего концентрация частиц в жидкости линейно возрастает в функции времени. Вращающаяся жидкость в контакторе покрывает только 30-40% прорези, поэтому только 30-40% воздуха, втягиваемого в устройство, берется в качестве пробы.

Система SpinCon® 22 очень эффективна для взятия биологических проб размером от 1 до 10 микрон, а также и многих типов частиц меньшего размера и даже химических проб с размером агломерата меньше 1 микрона. Это происходит благодаря раздробленному состоянию жидкости в месте взятия проб; обширная поверхность собирает более крупные частицы, в то время как броуновское движение, которое приводит в движение мелкие частицы, позволяет жидкости подхватить частицы меньшего размера.

Биоидентификатор. Как уже упомянуто, для обнаружения опасных биологических агентов широко применяются два метода: (1) иммунологический анализ и (2) полимеразная цепная реакция (ПЦР). Метод иммунологического анализа основан на специфическом взаимодействии антител с патогенным организмом. Это взаимодействие обычно обнаруживается оптическим или электрохимическим способом. ПЦР непосредственно обнаруживает последовательность ДНК биологического агента.

Метод ПЦР был выбран для настоящего изобретения из-за его повышенной чувствительности и специфичности. Предел обнаружения для метода, основанного на иммунологическом анализе, находится в диапазоне от 10 000 до 100 000 спор на миллилитр пробы. Метод ПЦР продемонстрировал способность обнаруживать менее 200 спор на миллилитр пробы. Такая разница в чувствительности является критической и может быть равноценна разнице между обнаружением и пропуском смертельной угрозы, например, при применении в системе почтовой службы США. Поскольку метод ПЦР обнаруживает последовательность ДНК агента, его применение значительно уменьшает вероятность ошибочного положительного результата по сравнению с системами, основанными на методах иммунологического анализа. Кроме того, могут быть отслежены последовательности, связанные с вирулентными свойствами организма. Это также может быть критично для применения в системе почтовой службы США, поскольку ошибочный положительный результат может вылиться в большие финансовые потери, если он станет причиной ненужного отключения почтообрабатывающего оборудования.

Метод ПЦР признан одним из самых надежных лабораторных методов, наряду с методами культивации, для подтверждения результатов иммунологического анализа и других методов полевого обнаружения. В последние годы развитие метода ПЦР в реальном времени позволило проводить реакцию за 30 минут и менее. Это дало возможность использовать реакцию ПЦР в полевых условиях, там, где необходимы быстрые результаты. Однако все существующие в настоящее время методы ПЦР требуют подготовки пробы для удаления из нее ингибиторов, таких как гуминовые кислоты из почвы, присутствие которых может привести к ложному отрицательному результату, и добавления реагентов, необходимых для проведения реакции ПЦР. Такая подготовка пробы требует серьезных лабораторных действий, которые персонал почтовой службы США не может производить в существующих почтовых учреждениях. По этой причине большая часть систем ПЦР не может применяться в почтовой службе или на подобных промышленных предприятиях.

Предлагаемое изобретение использует систему биоидентификатора ПЦР с полностью автоматическими процессами подготовки пробы и обнаружения, включающую в себя систему GeneXpert , разработанную Cepheid of Sunnyvale, Калифорния. Эта система состоит из двух компонентов: многокамерного картриджа 38 одноразового использования, показанного на фиг.4А и 4В, и прибора 48 для анализа методом ПЦР. Устройство 22 для сбора и концентрации аэрозолей, описанное выше, автоматически загружает жидкую пробу в картридж 38 GeneXpert на участке 40 заливки (фиг.3). Затем оператор вручную переносит картридж 38 в прибор 48 GeneXpert . После этого прибор 48 GeneXpert автоматически производит полную подготовку пробы и амплификацию ДНК посредством реакции ПЦР с последующим анализом без дополнительного участия оператора. Жидкая проба и жидкие реагенты автоматически переносятся из одной камеры 50 (фиг.4В) в другую внутри картриджа 38 одноразового использования, как показано на фиг.5, где жидкости перемешиваются, молекулы и организмы разделяются, производится очистка, фильтрация и лизис клеток. Все это происходит автоматически, без вмешательства оператора. Прибор 48 GeneXpert автоматически осуществляет все этапы обработки жидкости.

Ключевыми преимуществами прибора 48 GeneXpert для биологической идентификации, примененного в изобретении, являются следующее.

(a) Реагенты для проведения реакции ПЦР на месте установки - необходимые химикаты (или реагенты) для проведения реакции ПЦР находятся в картридже 38 GeneXpert и установлены на заводе; следовательно, оператор не должен обращаться с чувствительными реагентами. Поскольку они предварительно смешаны и лиофилизированы на заводе, отсутствует риск неправильного смешивания оператором, следовательно, нет необходимости замораживать картриджи.

(b) Лизис спор - в прибор 48 GeneXpert встроена зона ультразвукового лизиса, которая вскрывает споры, высвобождая ДНК из клетки, приблизительно за 15 секунд. Такой продуктивности не достигает ни одна из известных систем анализа ДНК. Системы, которые не лизируют клетки, не могут гарантировать, что ДНК организма будет доступна для обнаружения методом реакции ПЦР. Системы, не использующие лизис, могут легко выдать ложный отрицательный результат, особенно для таких спор, как возбудитель сибирской язвы.

(c) Удаление ингибитора - обычные биологические пробы многих типов содержат посторонние химикаты, включая обыкновенную грязь, затрудняющие проведение реакции ПЦР. Присутствие этих ингибирующих химикатов может стать причиной неудачного проведения реакции ПЦР, следствием которого будет ложный отрицательный результат. Прибор 48 GeneXpert улавливает споры, затем промывает их в ПЦР-совместимом буферном растворе для удаления любых потенциальных ингибиторов непосредственно перед проведением реакции ПЦР. Системы, не удаляющие ингибиторы, могут легко выдать ложный отрицательный результат.

(d) Концентрация патогенных организмов - патогенные организмы могут присутствовать в необработанных пробах или в воздухе в чрезвычайно низких концентрациях, оставаясь тем не менее инфекционными. Чтобы обеспечить максимально возможную чувствительность для обнаружения таких патогенных организмов, прибор 48 GeneXpert экстрагирует и повышает концентрацию спор из первоначальной пробы относительно большого объема (до нескольких миллилитров) в маленькую пробирку картриджа 38 для проведения реакции ПЦР. Другие устройства для проведения реакции ПЦР просто берут малую часть имеющейся жидкой пробы и проводят реакцию ПЦР на этой малой части. Результатом концентрирующей способности прибора 48 GeneXpert является то, что нормальная чувствительность системы, по крайней мере, в 10 раз выше, чем у подобных устройств, не концентрирующих пробу.

(e) Отсутствие заражения окружающей среды или перекрестного заражения - поскольку все операции с жидкостью при использовании реакции ПЦР производятся автоматически и внутри картриджа 38, при использовании прибора 48 GeneXpert не может произойти случайного заражения окружающей среды или аппаратуры продуктом реакции ПЦР. Например, если результаты проверки определенной пробы на наличие возбудителя сибирской язвы оказываются положительными, концентрация ДНК возбудителя сибирской язвы в полученной жидкости очень высока. В системе, обслуживаемой вручную, малые части этой жидкости могут попасть в окружающую среду при перенесении из пробирки в пробирку. Если ДНК возбудителя сибирской язвы из сосуда, в котором проводилась реакция ПЦР, попадет в окружающую среду, это может стать источником зараженной ДНК и причиной ложных положительных результатов последующих тестов. Поскольку жидкости всегда сохраняются внутри картриджа 38 в GeneXpert , появление таких ложных положительных результатов исключено.

(f) Прочные камеры для проведения реакции - картриджи 38 GeneXpert и встроенные камеры 50 для проведения реакции, как показано на фиг.4В, полностью изготовлены из пластмассы. Напротив, другие подобные устройства имеют стеклянные камеры, которые легко бьются. Когда камеры разбиваются, они не только создают необходимость проведения технического обслуживания, но могут также заразить окружающую среду ДНК возбудителя сибирской язвы, вновь становясь источником потенциальных ложных положительных результатов последующих тестов.

(g) Обнаружение нескольких целей - при использовании реакции ПЦР окончательная идентификация возбудителя сибирской язвы, например, требует обнаружения двух разных сегментов ДНК. Прибор 48 GeneXpert обладает универсальной мультиплексной способностью, при которой множественные цели ДНК могут определяться одновременно в одной и той же камере 50 картриджа. Мультиплексная способность - это важнейшее отличие при анализе ДНК и обнаружении патогенных организмов. Например, при наличии системы GeneXpert , один тест или анализ на присутствие до четырех веществ можно произвести в одном картридже 38 одноразового использования. И напротив, окончательный подтверждающий тест на присутствие одного вещества, такого как возбудитель сибирской язвы, может быть произведен в одном картридже 38. Этот анализ включает три зонда для трех разных сегментов ДНК и один зонд для внутреннего контроля. В приборе GeneXpert 48 такой анализ можно провести в единственном тестовом картридже 38. Наконец, наиболее надежные режимы проведения реакции ПЦР требуют наличия внутренней «контрольной» последовательности ДНК. Эта контрольная последовательность усиливается и определяется наряду с ДНК-«целью» (такой, как возбудитель сибирской язвы) для подтверждения того, что реакция ПЦР производится должным образом, являясь по существу проверкой качества и надежности. Прибор 48 GeneXpert имеет четыре независимых канала оптического обнаружения. Соответственно, этот продвинутый, но необходимый, мультиплексный режим может применяться для: (1) обнаружения нескольких патогенных организмов; (2) подтверждающего тестирования; и/или (3) контроля качества и надежности.

При существующих методах ПЦР необходимо раздельное проведение положительного и отрицательного контрольных тестов, чтобы убедиться в целостности реагента или успешном удалении ингибиторов при подготовке пробы. Новая схема внутреннего контроля, которая устраняет необходимость проведения этих внешних контрольных тестов, достигается уникальным сочетанием внутреннего контроля и проверки целостности зонда, называемой проверкой зонда. Внутренний контроль состоит из участка ДНК, последовательность которого отличается от последовательности ДНК-цели, и соответствующего зонда, иммобилизованного на шариках для проведения анализа продукта реакции ПЦР. Внутренний контроль протекает одновременно с тестовой реакцией и используется для подтверждения того, что реагент функционирует нормально, и что ингибиторы ПЦР были успешно удалены при подготовке пробы.

Работа системы. При использовании в почтовой службе США система обнаружения биологического вещества в соответствии с изобретением устанавливается на почтообрабатывающем оборудовании. Работой системы биологического обнаружения управляет управляющий процессор 20, а его работа синхронизирована с работой контролируемого почтообрабатывающего оборудования таким образом, что она может начаться только тогда, когда устройство для сбора и концентрации аэрозолей находится в рабочем режиме. Блок-схема, представленная на фиг.6, показывает последовательность операций.

Прежде чем начать отбор проб, система БДС должна быть инициализирована и подготовлена к сбору данных. Ниже приводится описание выполняемых задач: (1) запуск узла управления и контроля; (2) задание параметров сбора. К параметрам сбора относятся настройки для каждого прохода в последовательности цикла. К настройкам относятся идентификационный номер пробы (ID), время пуска, время остановки и описание анализа. Описание анализа связано с цепочкой команд, используемой прибором 48 GeneXpert для проведения анализа ПЦР. Цепочки команд сохраняются локально в управляющем процессоре 20 (фиг.1). Узел 14 сможет загрузить описание нового анализа и связанной с ним цепочкой команд в управляющий процессор. К задачам также относится (3) подключение контрольного блока 12 системы БДС. Система автоматически произведет проверку связи и состояния систем; промоет и заправит жидкостные линии; предупредит в случае низкого уровня жидкости.

В заданное время система БДС инициирует процесс отбора воздуха. Для этого приводится в действие устройство 22 сбора и концентрации аэрозолей. Индикатор 25 на шкафу 26 (фиг.3) указывает, что система включена.

Пробы воздуха собираются в выходном отверстии колпака 28, откуда воздух проходит через заземленный антистатический шланг 32 в сепаратор частиц 34 типа сухого циклона, предназначенный для удаления частиц, размер которых выходит за пределы диапазона от 1 до 10 микрон, опасного для вдыхания.

Из сепаратора частиц 34 типа сухого циклона собранные аэрозоли направляются в устройство 22 SpinCon® сбора и концентрации аэрозолей, которое, как отмечено выше, вводит воздух в небольшой объем жидкости. Сборник аэрозолей работает при расходе около 450 л/мин. По мере того, как воздух проходит через устройство, циклонное смешивание переносит большую часть целевых частиц в жидкость. Жидкая среда остается в устройстве 22 для непрерывного повышения концентрации целевых частиц в жидкости. В начале процесса сбора 10 мл стерильной воды впрыскивается в систему. В процессе сбора уровень воды контролируется, и испарившаяся вода заменяется впрыскиваемой водой для поддержания объема пробы 10 мл.

В запланированное время остановки или в ответ на ввод сигнала запуска, управляющий процессор 20 посылает на устройство 22 команду на передачу жидкой пробы для анализа. Процесс сбора аэрозолей и операции лицовки/штемпелевания прерываются, пока проба переносится в одну или несколько бутылей 52 резервуара 54 (фиг.3), а затем устройство 22 вновь заполняется, чтобы начать следующий цикл сбора.

Когда жидкая проба переносится в резервуар 54, она смешивается с раствором, содержащим добавки, сводящие к минимуму торможение реакции ПЦР. Жидкая проба остается в резервуаре в течение некоторого времени, например приблизительно две минуты, для тщательного смешивания добавок с раствором и для того, чтобы все частицы большого размера осели на дне бутыли или бутылей 52 резервуара.

До или после того, как жидкость отстоялась, оператор устанавливает картридж 38 для проведения реакции ПЦР на участке 40 «заливки жидкости» в шкафу 26 системы БДС, как показано на фиг.3. Три иглы на участке 40 заливки жидкости, две из которых показаны под номерами 56 и 58, протыкают уплотнение наверху картриджа 38 и позволяют залить пробу и буферные растворы в соответствующие камеры картриджа. Перекачка жидкости осуществляется при помощи буферных насосов 36. По завершении перекачки пробы оператор берет картридж 38 и вручную устанавливает его в прибор GeneXpert 48, после чего запускается процесс анализа пробы. Хотя процесс установки картриджа 38 на участок 40 заливки жидкости и затем в прибор 48 GeneXpert описан как выполняемый вручную, следует отметить, что эти операции могут быть автоматизированы, например, при помощи автоматизированной системы установки картриджа, как описано в связанной заявке №000044-78 (1215-0470Р), поданной одновременно с настоящей.

После установки картриджа 38 в прибор 48 GeneXpert начинается автоматизированный процесс подготовки пробы. Проба концентрируется, промывается, дезинтегрируется ультразвуком, смешивается с реагентами ПЦР и переносится в камеру 50 для проведения реакции (фиг.4В) с целью проведения термических циклов реакции ПЦР, как показано на фиг.5. Каждый из этих этапов, а также параметры, контролирующие непосредственно анализ ПЦР, детально проработаны в файле исследования, относящемся к конкретному тесту.

ТЕСТЫ

По завершении всех этапов подготовки пробы начинается термоциклический анализ ПЦР. Первичный тест ПЦР называется скрининг-тестом. Этот тест нацелен на одну или более последовательностей генов для каждого из представляющих интерес организмов. Помимо целевых организмов скрининг также включает сигнал внутреннего контроля, который обеспечивает внутренний надежный контроль за должным прохождением реакции ПЦР. При выполнении термических циклов ПЦР характер флуоресценции в камере проведения реакции картриджа контролируется и подвергается анализу на каждом термическом цикле при помощи алгоритма, анализирующего форму кривой роста ПЦР, включая такие характеристики, как порог цикла и конечный момент, чтобы определить, указывает ли результат ПЦР на наличие целевых организмов.

Отрицательный результат скрининг-теста. В нормальных условиях результаты скрининга оказываются отрицательными (N). Результаты теста отсылаются в узел 14 управления и контроля (фиг.1), где они протоколируются. Тестовый картридж 38 вручную удаляется из прибора 48 GeneXpert . Остатки жидкой пробы в бутыли или бутылях 52 резервуара переносятся в одну из бутылей 46 для хранения или, как вариант, в бутыль 44 для отходов, если параметр «хранить все» выключен (OFF). Резервуар 54 SpinCon® готов для принятия следующей пробы.

Положительный или предварительно положительный результат отсеивания. Если прибор 48 биологической идентификации методом ПЦР выдает положительный (Y) результат скрининга, результаты отсылаются в узел 14 управления и контроля, откуда рассылаются оповещения согласно предписаниям и плану реагирования, а затем проводится контрольный тест, как описано ниже.

Ошибка или ингибирование при скрининге. Если прибор 48 биологической идентификации методом ПЦР обнаруживает ложный результат скрининга, результаты теста также отсылаются в узел 14 управления и контроля, откуда и в этом случае рассылаются оповещения согласно предписаниям и плану реагирования. Система способна использовать альтернативный анализ для контрольного теста, основанного на природе ошибки в первоначальном скрининге. Если фоновая флуоресценция покажет, что возникла регидратация шарика или другие проблемы, связанные с проведением реакции, часть архивной пробы будет использована для повторения того же анализа в новом картридже 38. Если причиной ошибки послужило наличие ингибиторов в пробе, часть архивной пробы будет использована для проведения слегка измененного анализа. При проведении этого анализа будет: (1) произведена дополнительная промывка; (2) осуществлен более высокий уровень разбавления; и (3) откорректированы пороги положительного обнаружения в соответствии с измененным разбавлением.

Контрольный тест. В случае положительного результата (Y) скрининга, (а) узел 14 управления и контроля посылает уведомляющее извещение о предварительном положительном результате исследования в предусмотренный контактный перечень, (b) оператор вручную достает картридж, предназначенный для контрольного теста, и переносит его на участок заливки 40, где картридж заполняется частью пробы, оставшейся в резервуаре, и буферными растворами. В зависимости от веществ, подлежащих исследованию, контрольный тест может состоять просто из повторения скрининга, или он может быть выполнен в специальном "контрольном" картридже 38', содержащем заливку для альтернативных последовательностей генов, (с) выбирается соответствующий способ исследования для контрольного картриджа и (d) контрольный картридж 38' автоматически загружается в прибор 48 GeneXpert , и проводится контрольный анализ.

Отрицательный результат контрольного теста. Система переносит оставшуюся жидкую пробу в бутыль 46 для хранения. При отрицательном (N) результате контрольного теста система не генерирует сигналов тревоги и не инициирует действий экстренного реагирования, результаты испытания в GeneXpert направляются в центральный узел 14 управления и контроля, где они протоколируются, и рассылаются извещения о результатах испытания. Картридж первоначального скрининга, контрольный картридж и архивная камера вручную извлекаются из системы и помещаются на хранение в холодильник для последующего анализа с целью определить причину первоначального положительного результата.

Ошибка или ингибирование при контрольном тесте. Если результатом контрольного теста является ошибка или ингибирование, система не генерирует сигналов тревоги и не инициирует действий экстренного реагирования, результаты испытания в GeneXpert направляются в центральный узел 14 управления и контроля, где они протоколируются, и рассылаются извещения о результатах испытания согласно предписаниям и плану реагирования. Может быть произведен еще один контрольный тест, если осталось достаточное количество пробы.

Положительный результат контрольного теста. Система переносит оставшуюся жидкую пробу в бутыль 46 для хранения. При положительном (Y) результате контрольного теста результаты испытания в GeneXpert направляются в центральный узел 14 управления и контроля, где они протоколируются, и рассылаются извещения о результатах испытания. Вступает в действие план экстренного реагирования.

Описанное выше представляет собой уникальную систему обнаружения токсичных биологических агентов, в особенности возбудителя сибирской язвы, в устройствах, которые транспортируют и обрабатывают различные объекты, например, на почте.

Подробное описание, представленное выше, только иллюстрирует принципы изобретения. Следует поэтому учитывать, что для специалиста будут очевидны различные устройства, которые, хотя и не описаны и не показаны здесь в явном виде, воплощают принципы изобретения и, следовательно, не выходят за его рамки.