JP2004333491A - 生物試料の応答を決定するための試験トレイおよび試験システム - Google Patents

Abstract

【課題】 特定の病原体の治療に有効な適切な化合物またはその組み合わせを選択する。
【解決手段】 化合物または化合物の組み合わせに対する生物試料の応答を評価するための試験トレイおよび試験トレイシステムを提供する。化合物またはその組み合わせは、試験トレイ１のウェル２に要因計画で配列され、それによって、最適な化合物の組み合わせおよび濃度を見出すことが容易になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高密度試験トレイおよびそのようなトレイを用いる試験システムに関する。試験トレイおよびシステムは、複数の化合物、条件、および／またはその組み合わせのいずれかに対する生物試料の応答（たとえば、反応性）を決定するために用いることができる。

２０世紀における著しい寿命の増加は、主に、感染症の治療および予防の進歩によるものであった。治療には、病原菌、ウイルス、真菌、または原生動物に感染した患者に医薬物質を投与することを含む。予防には、体外の環境における病原菌、ウイルス、真菌、または原生動物を排除するかまたはその数を減らすこと、および予防的治療を目的とした広範囲な技術の活用を含む。殺菌剤および医薬化合物が増加し続けるに従い、特定の病原体の治療に有効な適切な化合物またはその組み合わせを選択する方法がますます求められるようになった。

適切な１つまたは複数の医薬物質を選択する際には、大抵の場合、化合物に対する生物試料の応答を決定することを伴う。たとえば、感染に対する抗生物質を処方する前に、感染物質（たとえば、バクテリア、真菌、ウイルス、原生動物等）がその抗生物質に対して反応するかどうかを知ることが望ましい。したがって感染物質がバクテリアである場合、抗生物質がバクテリアに対して静菌効果または殺菌効果を有するかどうかを知ることが望ましい場合がある。反応性は、バクテリアの識別に基づいて予想されうる。しかし、薬剤耐性バクテリアがますます広まることにより、バクテリアを候補抗生物質と直接接触させることにより反応性を評価することはますます重要になってきている。適切な殺菌剤を選択する場合にも同様のことが考慮される。

抗生物質反応性試験では、通常、感染物質を含むと推定される生物試料を得ることを伴う。次に、試料、すなわち、試料から得られる疑わしい１つまたは複数の病原体を様々な化合物と接触させ、疑わしい病原体の応答を評価する。たとえば、化合物の存在下でバクテリアが繁殖する可能性が、化合物が存在しない状態でバクテリアが繁殖する可能性と比較されうる。疑わしい病原体を候補化合物と接触させるために、様々な技術を用いることができる。従来、抗生物質感受性試験には、大抵の場合、適切な培地、候補化合物、および生物試料を入れる比較的大きな容器、貯蔵部、またはトレイにおいて感染物質を培養することを伴っている。しかし、現在の試験システムは、これらおよび他の応用に対する有用性および柔軟性を限定する多数の欠点を有する。本発明は、これらの限定のいくつかに対処するものである。

本発明は、化合物または化合物の組み合わせに対する生物試料の応答を評価するための試験トレイおよび試験トレイシステムを提供する。化合物またはその組み合わせは、試験トレイのウェルに要因計画（factorial design）で配列され、それによって、最適な化合物の組み合わせおよび濃度を見出すことが容易になる。本発明はまた、プログラム制御可能な流体の分注装置の使用を含む試験トレイを製造する方法を提供する。さらに、本発明は、試験トレイおよび試験トレイシステムを用いて、好ましい化合物または化合物の組み合わせ、たとえば、最適な化合物または化合物の組み合わせを見出す方法を提供する。

Ｉ．概要
１つの態様では、本発明は、化合物または化合物の組み合わせに対する生物試料の応答を決定するための改善された試験トレイおよび試験トレイシステムを提供する。特に、本発明は、要因計画に従って配列された化合物を含むウェルを備えた表面を有する本体を含む、複数の化合物に対する生物試料の応答を評価するための高密度試験トレイを提供する。本発明の様々な実施形態によると、異なる要因計画が用いられてもよい。さらに、試験トレイは、密封要素および／または機械読取り可能な情報を保存する要素等の要素を含んでもよい。

他の態様では、本発明は、本発明の試験トレイを製造および使用する方法を提供する。たとえば、本発明は、（ｉ）高密度ウェルを有する試験トレイを設けるステップと、（ｉｉ）要因計画を選択するステップと、および（ｉｉｉ）プログラム制御可能な流体の分注装置を用いて、複数の化合物をウェルに分注するステップとを含む高密度試験トレイを製造する方法であって、分注するステップは、要因計画に従って化合物を分注するステップを含む方法を提供する。

他の態様では、本発明は、生物試料が所望の応答を示す化合物または化合物の組み合わせを選択するためのシステムであって、（ｉ）要因計画に応じて配列された化合物または化合物の組み合わせを含む複数のウェルを有する試験トレイを収容するための手段と、（ｉｉ）各ウェルにおける化合物または化合物の組み合わせに対する生物試料の応答を評価するための検出手段とを備えるシステムを提供する。

他の態様では、本発明は、病原微生物、癌細胞等の望ましくない存在（entities）を阻害および／または破壊するための適切な化合物または化合物の組み合わせを選択するための改善された方法を提供する。特に、本発明は、生物試料が所望の応答を示す化合物または化合物の組み合わせを選択する方法であって、（ｉ）要因計画に応じて配列された化合物または化合物の組み合わせを含む複数のウェルを有する試験トレイを設けるステップと、（ｉｉ）生物試料またはその一部を複数のウェルに供給するステップと、および（ｉｉｉ）各ウェルにおける化合物または化合物の組み合わせに対する生物試料の応答を検出するステップとを含む方法を提供する。本発明の特定の実施形態によると、生物試料は、微生物（たとえば、バクテリア）を含み、化合物は、抗生物質または抗生物質として有用である可能のある作用物質であってもよい。本発明の他の実施形態によると、生物試料は、癌細胞を含む。

他の態様では、本発明は、生物試料からの応答を引き出すための最適な化合物を決定する方法であって、（ｉ）それぞれが要因計画に従って配列された試薬の組み合わせを含む複数のウェルを有する試験トレイを設けるステップと、（ｉｉ）生物試料の一部を各ウェルに適用するステップと、（ｉｉｉ）コントローラに接続された試験トレイを収容するための試験プラットフォームを設けるステップと、（ｉｖ）試験トレイを試験プラットフォームに設置するステップと、（ｖ）試験トレイを試験プラットフォームに設置したときにコントローラを起動させるステップであって、コントローラは要因計画に基づいて分析を行うステップとを含む方法を提供する。

他の態様では、本発明は、試薬の組み合わせに対する生物試料の応答を検出するための自動システムであって、（ｉ）試験試薬混合物の因子マトリクスを含む試験トレイと、（ｉｉ）試験トレイを収容するための収容部分を含む試験プラットフォームと、（ｉｉｉ）試験トレイを設置したときに、試験プラットフォームの部分を制御するためのコントローラとを備えるシステムを提供する。

ＩＩ．試験トレイの構成および特徴
本発明は、細胞または微生物（バクテリア、ウイルス、真菌、または原生動物を意味する）群に対して複数のアッセイを行うための試験トレイと、試験トレイとともに用いられる試験システムとを含む。本発明の特定の実施形態によると、試験トレイは、少なくとも１，０００個のウェルを含み、各ウェルは、試験物質（すなわち、化合物または化合物の組み合わせ）を含む。本発明の特定の他の実施形態によると、試験トレイは、１，０００個未満のウェルを含み、各ウェルは、試験物質（すなわち、化合物または化合物の組み合わせ）を含む。図１は、複数のウェル４を含む試験トレイ２の例示的な実施形態の平面図を示す概略図である。本発明の特定の実施形態では、試験トレイは、少なくとも１，０００個のウェル、少なくとも５，０００個のウェル、少なくとも１０，０００個のウェル、少なくとも２０，０００個のウェル、少なくとも５０，０００個のウェル、または少なくとも１００，０００個のウェルを含む。本発明の特定の好ましい実施形態では、ウェルは、図１に示されるように長方形のアレイに配列されているが、必ずしもそうである必要はなく、任意の配列を用いることができる。ＡＡ’断面は、ウェルを通る断面図であり、図２にさらに詳細に示されている。

試験トレイ全体の寸法は、数センチまたは数インチの程度である。たとえば、本発明の特定の実施形態では、試験トレイの長さおよび幅は、約６インチ（１５ｃｍ）未満である。本発明の特定の好ましい実施形態では、試験トレイの長さおよび幅は、約２インチ（５ｃｍ）未満、または約１インチ（２．５ｃｍ）未満である。（一般に、本明細書で用いられる「約」という用語は、状況に応じて、数値が±１％、±５％、または±１０％だけ変化してもよいことを示す。）この限定された領域内で多数のウェルを提供するためには、ウェルの密度は、それに応じて高くなければならず、ウェルの長さおよび幅の最大寸法もそれに応じて小さくなければならない。本明細書では「トレイ」と呼んでいるが、これらはカード、小片等の形態を有していてもよい。

本発明はまた、試験トレイとともに用いられる様々な試験システムを有する。例示的な試験システムについて以下に説明する。

Ａ．ウェルの形状およびサイズ
一般に、「ウェル」という用語は、表面から下方に突出し、物質（通常、液体）を含むことが可能な容器を形成する３次元凹部または空洞を指す。あるいは、ウェルの壁は、表面から上方に突出し、このような容器を形成し得る。本発明の特定の実施形態では、「ウェル」という用語は、液体を個別の位置に閉じ込めるように作用する任意の物理的または化学的バリア（たとえば、疎水性バリア）を指す。本発明の試験トレイおよび試験システムとともに通常用いられる試験物質は、通常は液体であるが、固体物質を用いてもよいことに留意されたい。説明の目的で、本明細書では、試験物質は液体であると想定する。

図２は、図１の断面ＡＡ’をさらに詳細に示し、液体を含む部分１０が表面１２から下方に突出している例示的なウェルの側面図を示す。液体を含む部分１０の下部は、抗生物質調剤等の化合物溶液１１を含む。図２に示されるように、ウェルは、ウェルの頂部と直接隣接し得るカバー蓋または膜６で覆われていてよい。このカバーによって、たとえば、出荷および取り扱い時におけるウェルからの流出または相互汚染の危険性が最小限にされるかまたは除去される。しかし、本発明の特定の実施形態では、ウェルの頂部とカバーとの間には干渉する空間があってもよい。

図３は、液体を含む部分１４が表面１２から上方に突出する第２の例示的なウェルの側面図を示す。ウェルは、任意の形状または断面を有してもよい。ここで、「断面」とは、ウェルが突出する表面に対して平行または垂直に取った断面を指す。たとえばウェルは、円形、楕円形、正方形、長方形、または不規則な断面を有してもよい。本発明の特定の実施形態では、断面の形状は、ウェルが突出する表面に対して垂直な軸に沿って変化する。

図２に示されるように、表面に対して平行な断面の面積は、表面からの距離によって変化してもよい。たとえば、表面に対して平行な断面の面積は、表面から離れるにつれて減少してもよい。したがって、図２における、深さＤ１における断面は、深さＤ２において取った断面よりも面積が小さい。この形状により、ウェルは、２つの部分、すなわち、（１）ウェルが突出する表面に近い上部１４、および（２）ウェルが突出する表面から遠い下部１６を有する。本発明の特定の好ましい実施形態では、ウェルの少なくとも下部は、毛管サイズの寸法を有する。たとえば、寸法は、２ミリメートル以下の水力直径、および好ましくは１ミリメートル未満の水力直径を含んでもよい。このようなウェルの構成は、抗生物質調剤がウェルのより狭い毛管部分を占有できる点で有利である可能性がある。毛管作用によって、抗生物質調剤は、ウェルのより狭い部分に残存する傾向があり、それにより、試験トレイの移動中にウェルからの流出または相互汚染の可能性が低減される。

平行断面の形状もまた、表面から離れるにつれて変化してもよい。たとえば、図２に示されるように、断面の形状は、（深さＤ１におけるような）円形から（深さＤ２におけるような）正方形へと（突然または滑らかに）変化してもよい。図２に示される漏斗形状の上部は、重力が試験物質および／または他の成分をウェルの下部に収集するのを容易にする点で有利であってもよい。あるいは、ウェルの側部はテーパ状にされ、円錐形のウェルとなってもよい。

上記のように、小さな表面積を有するトレイに多数のウェルを収容するために、ウェルの寸法は小さい。通常のウェル容量は、ピコリットル、ナノリットル、またはマイクロリットルの範囲であってもよい。本発明の好ましい実施形態では、各ウェルの容量は、約１００マイクロリットル未満である。ウェルの寸法は、特定の形状に応じて必然的に変化する。

Ｂ．化合物
一般に、試験トレイは、生物試料に対する、任意の試験物質（すなわち、任意の化合物またはその組み合わせ）の効果を評価するために用いることができる。本明細書で用いられる「抗菌物質」という用語は、抗菌物質が用いられる目的に合致した濃度でバクテリア、ウイルス、真菌、または原生動物の環境に存在するときに、バクテリア、ウイルス、真菌、または原生動物が複製または生き残る能力に対して阻害効果を与える化合物を指す。たとえば、抗菌物質が人間または動物被検体を治療するために用いられる場合、合致した濃度とは、受容される治療ウィンドウ（たとえば、被検体にとって受容できない毒性が発生する濃度未満の濃度）内の濃度である。

「抗生物質」という用語は、バクテリア、ウイルス、真菌、または原生動物による感染を治療または予防するために、人間または動物被検体に投与するのに適した抗菌物質を指す。この用語には、人間被検体の治療用に、適切な政府機関によって認可された医薬化合物が含まれる。たとえば、人間に使用することが米国で認められている医薬化合物は、２１Ｃ．Ｆ．Ｒ．§§３３０．５、３３１−３６１、４４０−４６０の下で、食品医薬品局（ＦＤＡ）によって挙げられており、動物に使用するための製薬化合物は、２１Ｃ．Ｆ．Ｒ．§§５００−５８２の下で、ＦＤＡによって挙げられており、これらはすべて、本発明の試験トレイ内で用いるために受容されると見なされる。

本発明の特定の実施形態によると、抗菌物質は、殺菌剤、滅菌剤（殺胞子剤（sporocide））、または清浄剤に見出される活性成分のことである。活性成分のクラスとしては、（１）蛋白質の変性を引き起こす重金属（たとえば、水銀、銀、砒素）、（２）酸化剤および家庭用漂白剤を含むハロゲン類（たとえば、塩素、ヨウ素、次亜塩素酸塩）、（３）膜を溶解し、蛋白質を変性させ得るフェノール類およびクレゾール類、（４）アルコール類、および（５）酸化エチレンが挙げられるが、これらには限定されない。米国において使用が認められている抗菌物質の登録リスト、およびその活性成分については、ＵＲＬwww.epa.gov/pesticidesというウェブサイトを参照されたい。

本明細書で用いられる「生物試料」という用語は、（１）インビトロで培養されていてもいなくてもよく、培地等の添加物質と組み合わせられていてもいなくてもよい組織、細胞（類）、血液、尿、糞、唾液等の、被検体から得られる生物物質、（２）バクテリア、ウイルス、真菌、原生動物、細胞等の生物学的存在、または（３）バクテリア、ウイルス、真菌、原生動物、細胞等の生物学的存在を含む任意の物質のいずれかを指す。

Ｃ．他の成分
１つまたは複数の試験化合物に加えて、ウェルは、様々な他の成分を含んでもよい。本発明のいくつかの実施形態では、ウェルは、生物試料または生物試料の産物と直接または間接的に相互作用し、生物試料の状態に関する情報を伝達し得るインジケータを含む。インジケータは、生物試料の１つまたは複数のパラメータ（たとえば、細胞生存能力、繁殖、代謝および／または生合成活性）に関する情報を提供してもよい。たとえば、ウェルは、細胞によって代謝される基体、細胞の代謝産物と反応するかまたは細胞活性から生じるｐＨの変化等の変化を反映する物質等の、細胞の活性を示す成分を含んでもよい。一般に、成分の状態の変化は、生物試料の状態を示している。成分の状態は、生物試料の状態の代理として働き、生物試料の状態がより簡単に決定されるようにする。本発明の特定の実施形態では、成分および／または成分の状態の変化は、容易に検出できる。蛍光性または発光性である分子は、この点では、特に有用である。成分は、異なる生理学状態において、細胞によって特異的に吸収される染料等の化合物であってもよい。

Ｄ．情報記憶装置
本発明の特定の実施形態では、試験トレイは、試験トレイの様々な局面を示す情報等の情報を記憶している情報記憶装置を含む。適切な情報記憶装置の例としては、メモリ装置（ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ライトワンス、読出し／書込み等）、磁気記憶部（磁気ストライプ等）、光符号化（レーザ読出し可能な符号化またはバーコード等）、非接触（ＲＦ、誘導または容量結合された）装置、および従来の記憶方法が挙げられる。記憶される情報には、限定はされないが、以下のものが含まれてもよい。

（ｉ）実行中の特定の試験マトリクス、または試験マトリクスの識別子。これにより、（試験トレイが設置される）試験システムは、試験の結果を評価するための適切なソフトウェアアルゴリズムを提供することができ、必要な特定のソフトウェアアルゴリズムを選択する必要がなくなる。一般に、適切なソフトウェアアルゴリズムの選択には、実験計画のための数学の知識が必要である。試験トレイと関連してマトリクス情報を記憶することにより、試験トレイを用いるために必要な努力および専門技術が減り、また、試験トレイに関する情報の誤った入力の可能性が除去される。

（ｉｉ）有効期限。これにより、試験システムは、試験試薬が貯蔵寿命を過ぎた場合に、警告を与えるかまたは試験トレイからの結果を拒否することができる。少なくとも操作者は、試験結果に疑いがありうることに気づく。

（ｉｉｉ）トレイが用いられたことを示すコード。操作者は、不注意から、前に用いられたトレイを用いる可能性がある。このような場合、試験システムは、トレイが汚染されていることをユーザに警告し得る。本発明の特定の実施形態では、この情報は、ライトワンスメモリ部に記憶される。

（ｉｖ）試験結果を示す試験システムからの情報。試験トレイに関連して結果を記憶することにより、記録を保持する、および結果の記録を調べる必要性が低減され得る。したがって、本発明の特定の実施形態では、情報記憶装置は、試験システムから情報を受け取るためのメモリの部分を有する。これは、ライトワンス部であり得るが、必ずしもそうである必要はない。操作者は、試験システムまたは独立型読出し装置を用いて、情報記憶装置から直接結果を簡単に読み出すことができる。さらに、試験トレイに関連して試験結果を記憶することにより、他の記憶システムが不良であるか、または利用できない場合に、バックアップシステムが提供される。別の利点は、試験トレイが数回培養され、データが数回集められる多段階実験の場合であってもよい。試験システムは、様々な測定がなされて、結果が得られたときを示す情報等のさらなる情報をメモリ装置上に記録する。これは、トレイが、時間をかけて異なる試験システム（たとえば、異なる検出能力を有する試験システム）内に設置される場合に有用であり得る。言うまでもなく、試験結果および／またはさらなる情報もまた、試験システムに記憶されうる。

結果としては、（１）試験システム検出装置の出力、（２）細胞密度、（３）特定された生物体等が挙げられるが、これらには限定されない。

（ｖ）以下を含む他の情報が挙げられるが、これらには限定されない。（１）たとえば、血液であるか、唾液であるか等の生物試料の性質または特性（これは、試験結果を解釈する際に有用であり得る）、（２）試料の起源（たとえば、患者ＩＤ）、（３）結果が、試料を得た患者に適切に関連付けられるように、患者ＩＤを含んでよい、患者に関する情報、（４）試験トレイ連続番号またはロット番号、（５）試料が、生物学的に危険な物質／生物体を含むかどうか（これは、試験トレイを取り扱うかまたは処分する際に特別な注意が必要であることを示してもよい）、（６）試験開始からまたは試験が完了するまでの経過時間、（７）試験中にモニターされる条件（これには、たとえば、温度、ｐＨ、酸素または栄養濃度等が含まれてもよい。この情報は、試験結果を解釈する際、またはさらなる実験を計画する際に有用である可能性がある）。

本発明の特定の実施形態では、試験トレイは、試験トレイに関する情報を符号化するバーコードを含む。バーコードは、試験システムに組み込まれ、上記のタイプの情報のいずれかを記憶し得る標準的なバーコードリーダによって読み出されうる。さらなるバーコード（類）が、ユーザによって試験トレイに加えられてもよい。たとえば、患者の識別情報、生物試料が試験トレイに加えられた日付等を符号化するバーコードを加えることが所望されてもよい。

一般に、情報記憶装置に記憶されている情報は、試験システムまたは独立したリーダによって読み出されてもよい。情報は、たとえば、スクリーンに表示されるか、プリントされるか、別の装置に転送されてもよい。

ＩＩＩ．試験トレイ製造
Ａ．材料および製造技術
試験トレイは、プラスチック（たとえば、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリレート等）、酸化シリコン（たとえば、ガラス）、セラミック、半導体材料、複合体、およびこられのいずれかの組み合わせを含む様々な材料から製造されてもよい。好ましい材料は、生物学的適合性であるか、または生物学的適合性材料でコーティングされている。それぞれの材料に適切な標準的な製造技術を、試験トレイおよびウェルを製造するために用いることができる。これらの技術としては、フォトリソグラフィ、スタンピング技術、プレッシング、鋳造、成形（たとえば、射出成形）、マイクロエッチング、電着、マスクもしくはテンプレートを用いた化学または物理蒸着、電気化学加工、レーザ加工またはアブレーション、電子ビーム加工またはアブレーション、および従来の機械加工が挙げられるが、これらには限定されない。米国特許第６，１９７，５７５号は、試験トレイを製造するために用いられ得る様々な製造技術について記載している。

試験トレイは、異なる材料の複数の層から構成されていてもよい。これらは、接着剤で接合されるか、または（たとえば、化学蒸着、物理蒸着、および電着によって）互いに付着されうる。たとえば、（ガラスまたはプラスチック等の剛性基板上に設けられ得る）シリコンウェハは、層を形成するために用いられ、次に、この層は、エッチングされてウェルを形成する。あるいは、窒化珪素等の半導体材料の１つまたは複数のさらなる層は、下部層に堆積され、次に、エッチングされてもよい。

適切な材料および製造技術の選択は、ウェルの特定の寸法、密度、および容量に依存してもよい。たとえば、ウェルの寸法（長さ、幅、深さ）が１ｍｍ程度のサイズである場合、射出成形は適切な方法である。ウェルの寸法が約１００ミクロン未満であるとき、ガラスまたはシリコンへのエッチングは、適切な寸法制御を成し遂げるために好ましい。

Ｂ．抗生物質化合物および他の成分の分注
化合物および他の成分は、様々な方法のいずれかを用いて、ウェルに分注されてもよい。たとえば、市販の自動液体処理装置（たとえば、プログラム制御可能な流体分注装置）が用いられ得る。これらには、ＳＹＮＱＵＡＤ５５００（商標）液体処理ロボット（Cartesian Technologies, Inc.（Irvine, CA）から入手可能）等の装置が含まれるが、これらには限定されない。本発明の１つの実施形態では、マイクロアレイの要素は、各化合物または作用物質の小滴を適切なウェルに分注することによって形成される。典型的な液滴サイズは、約０．１〜約１００ｎｌの容量範囲であり得る。しかし、これより少ないかまたは多い容量を用いてもよい。

本発明の別の実施形態では、液滴は、ピン（たとえば、TeleChem International, Inc. (Sunnyvale, CA)から入手可能なＣｈｉｐＭａｋｅｒ２（商標）ピン）のマイクロアレイを用いてウェルに堆積させてもよい。毛管作用で試料容量を吸い上げ、１〜１０ｎｌのスポット容量を堆積させる様々なピン（a range of pins）が存在する。別の実施形態では、液滴は、約１０ｎｌより多い容量を供給するマイクロソレノイドインクジェット弁によって制御されるシリンジポンプを用いて（たとえば、Cartesian Technologies, Inc. (Irvine, CA)から入手可能なＳＹＮＱＵＡＤ（商標）技術に基づいたプリントヘッドを用いて）ウェルに堆積され得る。

本発明の特定の好ましい実施形態では、ドロップオンデマンドプリントヘッドを有するプリントシステム等の微量分注システムが、非常に少量の化合物をウェルに配置するために用いられる。インクジェットプリントシステムの液滴容量範囲は、約２００ピコリットル（２００×１０^-12リットル）〜１ピコリットル未満の間の範囲である。あるいは、液滴は、約０．１ｎｌ〜１ｎｌの間の容量の液滴を堆積させる圧電性インクジェット流体技術を用いて（たとえば、MicroFab Technologies, Inc. (Plano, TX)から入手可能なＭＩＣＲＯＪＥＴ（商標）プリントヘッドを用いて）堆積されてもよい。

ドロップオンデマンド噴射の１つの利点は、可能な容量のダイナミックレンジが大きいことである。プリントヘッドは、１ノズルあたり１，０００ヘルツ〜５０，０００ヘルツの周波数で流体を射出することができ、１０個〜２０００個のノズルを有する。したがって、ドロップオンデマンドプリントは、化合物を含有する試験トレイの迅速な製造に非常に適切である。たとえば、本発明の特定の実施形態によると、プリントヘッドの１つまたは複数のノズルは、複数の異なる化合物のそれぞれに割当てられる。したがって、たとえば、複数の異なる化合物に対して単一の供給装置を用い、異なる化合物間での切り換えを行うときに装置を洗浄するのに対して、高純度および化合物濃度の再現性を成し遂げることは可能である。ドロップオンデマンドプリントの別の利点は、カスタムトレイを容易に製造できる能力である。たとえば、本発明の特定の実施形態によると、複数の化合物は、同時に分注される。第３の利点は、以下に記載されるように、要因計画マトリクスを容易に製造する能力である。

本発明の特定の実施形態では、化合物および／または成分は、原液（すなわち、ウェル内で所望される最終濃度よりも高い濃度を有する溶液）として供給される。原液の適切な濃度および溶媒は、特定の化合物または作用物質に従って変化する。原液が調製されると、所定量の各原液は、ロボット液体処理装置、インクジェットプリント装置等の別個の貯蔵部に配置されうる。

本発明の好ましい実施形態では、化合物または化合物の組み合わせが、試験トレイの各ウェルに配置される。化合物（類）またはその組み合わせは、要因計画の原理に従って配列されうる。異なる化合物の濃度は、化合物の液滴の数を変更することによって変更されてもよい。トレイに液体または凍結された液体の形態で化合物が与えられる本発明の実施形態では、ウェル内の容量は、各ウェルが同じ容量を含むように溶媒を添加することによって増加されてもよい。各ウェルに配置される化合物および溶媒の相対的な量は、化合物の所望の最終濃度に基づいて決定される。

本発明の特定の実施形態では、試験トレイが、乾燥形態の（たとえば、乾燥または凍結乾燥された）化合物および成分とともに、たとえば、顧客に提供される。この場合、化合物および成分は、細胞がウェルに添加される前またはこれと同時に再構成されてもよい。再構成は、細胞を添加する前に適切な溶媒（たとえば、水）を添加することによって、または血液、唾液、細胞培地等の液体培地に細胞を単に添加することにより実施することができる。

本発明の１つの態様は、実質的に無限数の化合物の組み合わせが、最初に分注装置ロボットに与えられる原液の組成を変更することによって、および／またはこれらの原液から取られる液滴の異なる数を提供することによって、本発明に従って得られることを認識することを伴う。この組み合わせは、これらが、異なる抗生物質化合物を含む点で、および／またはこれらが、同じ抗生物質化合物を異なる濃度で含むという点で、変化する可能性がある。たとえば、３つの異なる抗生物質化合物が用いられ、各化合物が、２つの異なる濃度のいずれかにおける組み合わせで存在し得る場合、全部で９（３²）個の異なる組み合わせがある。３つの異なる抗生物質化合物が用いられ、各化合物が、３つの異なる濃度のいずれかにおける組み合わせで存在し得る場合、全部で２７（３³）個の異なる組み合わせがある。要因計画用語（以下を参照）に従うと、各化合物は因子（factor）であり、各濃度は水準（level）であり、組み合わせが処理（treatment）である。

化合物がウェルに分注されると、カバー蓋または膜がウェル上に配置され、流出および汚染を低減することができる。トレイは、密閉蓋および／またはプラスチック膜等の材料を含む収縮包装等の密封要素を導入することができる。トレイは、化合物を添加する前または後で、たとえばオートクレーブ、放射線露光（たとえば、ＵＶ、Ｘ線、γ線等）、（たとえば、シアン化物による）液体または気体滅菌、イオンビーム滅菌等により、滅菌されうる。滅菌が化合物を分注した後に行われる場合、滅菌技術は、化合物の潜在力を低下させないものであることが好ましい。

Ｃ．要因計画
多くの状況では、複数の因子すなわち変数が、研究されている現象の応答に影響を与える可能性がある。応答に対するこのような因子の影響を決定することは有益である場合が多くある。本発明は、生物試料の応答に対する異なる因子の影響を決定するための改善された方法および付属の装置を提供する。以下の定義は、本明細書における説明を容易にするために提供される。
実験計画法：実験者の必要性に関連する質問に答えるためのデータの収集および分析に対する計画。一体で実行されるランのセットを平均化するためにも用いられ得る。試験トレイでは、試験トレイの各使用には、それぞれがウェルに対応するランのセットが含まれる。
因子：（質的または量的であり得る）実験における入力変数。
相互作用：相互作用の影響は、（少なくとも）２つの因子（変数）間の関係が、（少なくとも１つの）他の因子によって変更されるとき発生する。換言すると、（少なくとも）２つの変数間の関係の強度またはサイン（方向）は、何らかの他の変数（複数可）の値（水準）によって異なる。
水準：特定の因子が想定し得る可能なすべての値。
主要な影響：他の因子との相互作用とは独立した、従属変数に対する因子の単純な影響。すなわち、他の因子の水準にわたって平均された因子のみの影響。
反復測定：単一試行は、数回実行され得る。これらのラン（一つの試行のすべて）は、その試行の反復測定と呼ばれる。試験トレイにおいて、単一トレイに対して複数の反復測定が実施され得る。なぜなら、各ウェルからの結果が一つのランと見なされ得るからである。
ラン：実際に試行を行い、データを得た結果。試験トレイでは、各ウェルからの結果はランと見なされ得る。
処理：因子の水準の組み合わせ。
試行：各因子に対して選択される水準を含む実験を行うための計画。

本発明では、実験は、ウェルにおける化合物または化合物の組み合わせに生物試料を曝し、試料の応答を決定するプロセスを含む。関連の因子は、ウェル内の特定の化合物（類）の識別（identity）を含むが、これには限定されない。他の因子は、温度、成長培地、気体濃度等を含む可能性がある。一般に、因子は、ある範囲の異なる水準（たとえば、濃度）の範囲を示し得る。

異なる因子が、結果に対してどのように影響を与えるかを決定する際の問題への１つの手法は、「１度に１因子」（ＯＦＡＴ）手法として知られている。ＯＦＡＴ実験計画を用いる典型的な実験では、実験者は、他の因子を一定に保持しながら１つの因子を各ランにおいて変化させる複数のランを設定する。このような手法は、複数の限定を有する。特に、（１）他の因子に対する値の他の組み合わせでは、単一の因子の影響は変化する可能性がある、（２）因子間の相互作用は測定できない、（３）因子の数が増加するにつれて、ランの数は非常に大きくなり得る。第２の「総当たり」の手法には、１つまたは複数の因子が変更される複数のランを実施し、その結果をコントロールと比較することを伴う。この手法は、（１）因子間の相互作用を試験しない、かつ（２）大量の試験を必要とする。

本発明は、ウェルが予め分注された化合物または化合物の組み合わせを含む試験トレイを設ける。化合物は、ある範囲の濃度内で予め分注され、その場合、化合物の濃度および組み合わせは、予め選択された要因計画実験（factorial experimental design）に従って選択される。適切な生物試料はウェルに添加され、ウェル内の化合物（類）に対する生物試料の応答が評価される。結果は、試験トレイ内に組み込まれる特定の要因計画に対応するように選択されたコンピュータプログラムを用いて分析される。本発明の特定の好ましい実施形態では、試験トレイは、試験トレイ内に組み込まれる要因計画を特定する印を特定することを含む。このような印は、様々な手段（たとえば、バーコード、読出し可能メモリ等）によって提供されうる。好ましくは、印は、たとえば生物試料の応答を評価するためのモジュールも含む試験システムによって、機械読取り可能である。したがって、本発明は、要因計画実験を実施するプロセスを著しく容易にする。

「要因計画」または「要因計画マトリクス」という用語は、異なるランにおいて因子が同時に変更され、応答が比較される複数のランを実施することによって、１つまたは複数の出力応答に対する複数の因子の影響を試験するための実験計画を指す。要因計画は、２つまたはそれ以上の因子の影響を同時に評価するため、すなわち、応答が決定される因子を同時に変更することによって、実験の１つまたは複数の出力応答に対する複数の因子の影響を試験するために用いることができる。換言すると、要因計画は、各マトリクス点が、因子に対するセットポイント（水準または値）の特定の組み合わせである複数のマトリクス点である。各因子は、マトリクス点に対しては限定された数の極値点および中間点と思われる点にわたって変更される。一般に、Ｎ因子の影響は、Ｍ実験マトリクス点を用いて決定することができ、Ｍは、主要な影響の実験に対してはＮ＋１程度であってよく、線形相互作用実験に対しては２^N程度であってよい。１度に１因子の実験に対する要因計画の利点は、（１）これらが一般に、より効率的であること、および（２）これらが、因子間の相互作用の検出を可能にすることである。

上記の要因計画の定義および理解はまた、以下のより正式な用語でも記載されうる。これらの用語は、Raktoe, B.等著「Factorial Designs」、Wiley, New York: 1981から適応される。以下の議論では、数学的シンボルは、特に記載がない限り、当該技術において標準的な意味が与えられる。

ｉ番目の因子：ｔを空でないと見なすと、すべてのｉに対してｋ_i＞１となるように、基数（cardinalities：すなわち、要素の数）ｋ₁、ｋ₂、．．．、ｋ_tをそれぞれ有するＧ₁、Ｇ₂、．．．Ｇ_tは必ずしも別個のセットではない。各セットＧ_iに対して、正式なシンボルＦ_iが関連し、これは、ｉ番目の因子と呼ばれる。たとえば、各シンボルＦ_iは、生物試料に対する影響が決定される化合物を表し得る。一般に、ｔは１と等しくてもよいが、本発明の目的では、ｔは１よりも大きい。
ｉ番目の因子の水準：正式なシンボルＦ_iに関連する場合、Ｇ_iの要素は、ｉ番目の因子の水準と呼ばれる。因子の水準は、実験が行われ得る、実験者によって特定される可能な水準である。しかしこれは、これらがすべて、いずれかの特定の実験において用いられるということを意味しない。たとえば、因子が、生物試料に対する影響が実験において評価される化合物である実験では、水準は、ある範囲に入る可能な濃度のセットであり得る。
因子空間：因子空間Ｇは、Ｇ_iのデカルト積である。すなわち、Ｇ＝Ｘ^t _i=1Ｇ_iであり、ここで、シンボルＸはデカルト積を示し、デカルト積は、１番目のセットＧ₁の１つの要素、２番目のセットＧ₂の１つの要素、．．．、およびｎ番目のセットＧ_nの１つの要素を含むように形成され得る、すべての順序付けられたｎ組（n-tuples）の集まりである。Ｇは、関連の因子Ｆ₁、Ｆ₂、．．．Ｆ_tとともにセットＧを意味するものと理解される。したがって、因子が、生物試料に対する影響が実験において評価される化合物である実験では、セットＧは、化合物に対する可能な各濃度における化合物の各組み合わせに対応する要素を含む。たとえば、２つの化合物Ｆ１およびＦ２が試験される場合、およびＦ１が濃度ｃ１、ｃ２、およびｃ３で試験され、Ｆ２が濃度ｃ４、ｃ５、およびｃ６で試験される場合、セットＧは、｛（ｃ１、ｃ４）、（ｃ２、ｃ４）、（ｃ３、ｃ４）、（ｃ１、ｃ５）、（ｃ２、ｃ５）、（ｃ３、ｃ５）、（ｃ１、ｃ６）、（ｃ２、ｃ６）、（ｃ３、ｃ６）｝であり、因子Ｆ１およびＦ２と関連する。
要因計画：パラメータｋ₁、ｋ₂、．．．、ｋ_t、ｍ、ｎ、ｒ₁、．．．、ｒ_Nを有し、ｍ＞０でありかつｎ＝Σ^N _j=1ｒ_j＞０である要因計画（すなわち因子配置（factorial arrangement））は、Ｇのｎ個の処理の集まりであり、Ｇにおけるｊ番目の処理が多重度を有し、ｒ_j≧０でありかつｍがゼロでないｒ_jの数である。このような要因計画は、シンボルＦＤ（ｋ₁、．．．、ｋ_t；ｍ；ｎ；ｒ₁、．．．、ｒ_N）によって簡単に表され得る。因子が化合物であり、生物試料に対する該化合物の影響が、化合物を含むウェルを使用する試験トレイを用いて評価される実験では、各処理は、化合物（類）および濃度の特定の組み合わせである。多重度は、化合物（類）および濃度の点で同一の内容を有するウェルの数を指す。
処理：Ｇの各要素ｇは、処理と呼ばれる。たとえば、因子Ｆ１およびＦ２が、生物試料に対する影響が実験において評価される化合物である上記の実験では、処理は、Ｆ１に対する濃度およびＦ２に対する濃度を規定する。したがって、処理は（ｃ１、ｃ４）、（ｃ２、ｃ４）、（ｃ３、ｃ４）、（ｃ１、ｃ５）、（ｃ２、ｃ５）、（ｃ３、ｃ５）、（ｃ１、ｃ６）、（ｃ２、ｃ６）、および（ｃ３、ｃ６）であり、ここで、順序付けられたそれぞれの対の第１の要素は、Ｆ１がウェルに存在する濃度であり、順序付けられたそれぞれの対の第２の要素は、その順序付けられた対の第１の要素に対応するＦ１の濃度でＦ２がウェルに存在する濃度である。

試験トレイは、広範囲な要因計画のいずれかに従って選択される化合物および濃度を含んでもよい。試験トレイを用いることによって得られる結果は、試験トレイにおいて用いられる特定の要因計画に対応する分析コードを含むソフトウェアプログラムを用いて分析される。ソフトウェアは、データを分析し、応答をパラメータおよび因子（変数）によって表す適切なモデルに対応するパラメータに対して値を得る。当業者には明白であるように、パラメータは、通常、様々な異なる要因計画のいずれか（すべての要因計画が所定のモデルに対して適切であるわけではないが）を用いる特定のモデルに対して得られる。しかし、要因計画の選択は、通常、パラメータが得られる個別のモデルのセットを制約する。たとえば、一次多項式に適合するパラメータを得るのに適した最小の要因計画を用いて得られる結果は、一般に、高次の多項式に適合するパラメータを得るためには用いることができない。本発明の特定の実施形態では、ソフトウェアによってユーザは、所望のモデルを選択することができ、要因計画実験から得られる結果に基づいてそのモデルに対するパラメータを得る。

一般に、パラメータによって提供される情報は、特定のモデルに依存する。モデルの特定のパラメータは、通常、各因子の独立した影響に関する情報を提供する。他のパラメータは、通常、複数の因子の相互に作用する影響に関する情報を提供する。ユーザが、化合物および化合物の濃度の最適な組み合わせを選択することを所望する試験トレイの応用では、パラメータの値によって、ユーザは、化合物の濃度および／または識別を変更する影響を決定することができる。本発明の特定の実施形態では、ソフトウェアは、典型的な試験トレイ実験に対して、以下のタイプの情報を提供する。すなわち、（１）各ランおよび各試行に対する結果（１つまたは複数の出力）、（２）各試行に対する標準偏差、（３）複数の試行に対するプールされた標準偏差、（４）入力を出力に関連づける式、（５）因子（たとえば、化合物濃度）の推奨される範囲または値、（６）様々な因子（濃度）に対する反応性を示す外形プロット等である。通常、試行の結果は、試行を構成するランにわたる平均である。式は、以下に記載されるように、実験結果を適切なモデルに適合させることによって得られる。特定の順序でランを実施することによって生じ得る潜在的なバイアスを低減させるために、ランは、ランダムな順序で実施されうる。これは、たとえば、ウェルからの結果が、試験トレイ上のウェルの位置に関連する順序ではなく、ランダムな順序で検出されるように、試験トレイを試験システム内に適切に位置決めすることによって成し遂げられることができる。ランダムな順序を確保するための他の手段を用いてもよい。たとえば、複数の検出器は、異なる検出器が、異なるウェル内の結果を検出し、検出器が結果を検出するシーケンスがランダムに選択され得るように位置決めされうる。本発明の特定の実施形態によると、ランダムな順序の選択は、ランダム数生成器を用いて実施される。システムは、ランダムな検出順序を確保するようにウェルの位置決めおよび／または検出の順序を制御するためのコードを含んでもよい。この特徴は、ユーザに対するオプションとして提供されてもよい。

以下のセクションは、用いられる要因計画のいくつかの例、およびその使用に関連する考察を記載する。当業者には言うまでもなく、すべての可能な要因計画を並べ挙げることはできない。しかし、上記で提供される情報は要因計画を簡潔に定義し、処理が要因計画を組み込むすべての試験トレイは本発明の範囲内である。

すべての可能な処理（すなわち、研究中のすべての水準の様々な因子のすべての組み合わせ）からは、統計的精度および推論の観点からいくつかの利点がある。このような計画を、完全実施要因と呼ぶ。さらに正式な用語では、要因計画は、すべてのｊに対してｒ_j＞０である場合、完全実施要因計画（complete factorial design）である。しかし、因子の数および／または水準の数が増加するにつれて、可能な組み合わせの数は非常に大きくなる可能性がある。得られる空間、実験試料の量、実験を設定および実施する時間等の制約は、実際に評価され得る水準の組み合わせの数を限定されてもよい。このような状況では、すべての可能な水準の組み合わせが評価されるわけではない部分因子（fractional factorial）と呼ばれる多元因子のサブセットを用いることが好ましい場合がある。より正式な用語では、要因計画は、すべてではないがいくつかがｒ_j＞０である場合、部分要因計画と呼ばれる。化合物は、完全実施要因計画または部分要因計画に従って分注され得る。要因計画は、１つまたは複数の処理の反復測定を含んでもよい。反復測定の回数は（たとえば、２と１０との間、１０より大きい、１００より大きい等）変化し、各処理に対して同じである必要はない。明白なように、複数の反復測定を含むことにより、結果の統計的有意性が向上する。

本発明の特定の実施形態では、以下のような数学的モデルにおけるパラメータを評価する際に適切な要因計画が用いられる。正式な用語では、要因計画Гに関連するこのようなモデルは、Ｇにおける各ｇに対して以下の式の関係において表される。

ここで、ｆ’（・）＝（ｆ₀（・）,ｆ₁（・），．．．，ｆ_k-1（・））は、Ｇにおいて規定されるｋの既知の実の関数のベクトルであり、θ’＝（θ₀，θ₁，．．．，θ_k-1）は、ｋの未知のパラメータのベクトルである。Ｙ_gは、各処理ｇに関連するランダム変数であり、観察、応答、または測定と呼ばれる。パラメータθ₀、θ₁、θ_k-1のセットは、因子効果のセットと呼ばれる。ベクトルθは、因子の水準の変化に対するＥ［ＹГ］の挙動を反映する。

マトリクス表記では、すべての要因計画Гに対する上記のモデルは、以下のように表される。
Ｅ［ＹГ］＝ＷГθ
ここで、ＷГのｇ番目の行およびｊ番目の列における要素は、ｆ_j（ｇ）と等しく、Ｅ（・）は、予想オペレータである。直交多項式モデルおよびヘルマート多項式モデルは、用いられ得るモデルの２つの例である。

特定の好ましい要因計画は、３つの因子の場合に対して以下の式が与えられる１つまたは複数のモデルにおけるパラメータを評価するために用いられ得る計画を含む。ここで、３つの因子は、ｘ₁、ｘ₂、およびｘ₃と示される。異なる数の因子における場合に対する同様の式は、当業者に容易に明白となる。
線形（linear）モデル：

二次（quadratic）モデル：

特別な三次（special cubic）モデル：

完全な三次（full cubic）モデル：

以下の記載は、バクテリアの成長を阻害するために好ましい抗生物質組成物を選択するために用いることができる要因計画試験トレイに関する。例示を目的として、本記載は、それぞれが、３つの抗生物質化合物（因子）、すなわちＸ₁、Ｘ₂、およびＸ₃のうち１つの、２つの可能な濃度（水準）のうち１つを含む１６個のウェルを有する試験トレイに関する。試験トレイ構成は、１つの繰り返しを含む。すなわち、Ｘ₁、Ｘ₂、およびＸ₃に対する水準の各セットは、２つのウェルにおいて現れる。言うまでもなく、試験トレイの実際の実施形態は、より多くのウェルを含み、より多くの化合物および濃度を試験し、より多くの繰り返しを含む可能性を提供する。さらに、試験トレイは、さらなる因子であると見なされ得る培地に対してのみ内容が変化する複数のウェルを有し得る。

上記の表では、−１は、低濃度（たとえば、１ｕｇ／ｍｌ）の化合物を示し、＋１は、高濃度（たとえば、５０ｕｇ／ｍｌ）の化合物を示す。結果の欄における数字は、バクテリア増殖の尺度（たとえば、光学密度）を示す。データは、以下の式を用いて、回帰分析で分析されうる。

パラメータＡ₀、Ａ₁、Ａ₂、Ａ₃、Ａ₁₂、Ａ₁₃、Ａ₂₃、およびＡ₁₂₃の評価により、主要な影響（Ａ₁、Ａ₂、およびＡ₃）とともに二次相互作用の影響（Ａ₁₂、Ａ₁₃、およびＡ₂₃）および三次相互作用の影響（Ａ₁₂₃）が決定される。

相互作用の影響の例として、各ウェルが、複数の可能な濃度のいずれかにおいて、１０個の化合物Ｘ₁〜Ｘ₁₀を含む試験トレイについて考えよう。同一の濃度。生物試料はバクテリアを含み、決定される応答は、光学密度から決定され得るバクテリアカウントによって測定されるバクテリアの増殖である。Ｘ₃は、バクテリア細胞壁を変化させ、特定の分子に対する透過性を増加させるが、それ自体はバクテリアの増殖を阻害しない化合物であると仮定する。Ｘ₇は、細胞内に存在するときバクテリアの増殖を阻害する化合物であるが、細胞壁はＸ₇に対して不透過性であると仮定する。以下の式は、応答Ｙを記載する。Ｘ₃およびＸ₇以外の化合物を含む項は、簡単のため省略している。

試験システムは、様々な時間における光学密度データを集める。要因計画マトリクスの識別は、ソフトウェアに提供される（たとえば、本明細書の別の箇所に記載されるように、識別は試験トレイから読み出され得る）。ソフトウェアは、光学密度を用いて、上記の式におけるパラメータの値を決定する。Ｂ₀は、化合物が供給されない場合、バクテリアカウントとほぼ等しい。Ｂ₃およびＢ₇は、ゼロに近い。なぜなら、化合物Ｂ₃も化合物Ｂ₇も、単独ではバクテリアを効果的に殺すことはできないからである。Ｂ₃₇の項は、非常に大きな負の数字（たとえば、Ｂ０を取り、Ｘ₃およびＸ₇の最大濃度で除算し、−１で乗算した値にほぼ等しい値）となる。Ｂ₃₇が大きくなることは、化合物Ｘ₃およびＸ₇が相互作用するという事実を反映している。この情報は、ソフトウェアによってユーザに提供される。

特に多数の因子が存在する場合にスクリーニングの適用において特に利用される計画は、Ｐｌａｃｋｅｔｔ−Ｂｕｒｍａｎ計画と呼ばれる。他の有用な要因計画は、均一なシェル計画と呼ばれる。多数の他の要因計画も用いられることができる。代表的な例は、たとえば、Montgomery, D.著「Design and Analysis of Experiments」John Wiley & Sons, Inc., 2000および２００２年８月１日にアクセスされたＵＲＬ www.statsoftinc.com/textbook/stexdes.html#2 (the Electronic Statistics Book, Statsoft)を有するウェブサイトに記載されている。

言うまでもなく、本発明の高密度試験トレイシステムでは、所定の１つまたは複数の試行の複数の繰り返しを含むことができる。本発明の特定の実施形態によると、要因計画は、複数の試行のそれぞれに対して少なくとも１つの繰り返しを含む。本発明の様々な実施形態では、特定の試行に対する繰り返しの数は、２から１００以上（この範囲のすべての数字を含む）まで変化し得る。本発明の様々な実施形態では、少なくとも１つの繰り返しは、１００％の試行までの範囲で、この範囲のすべてのパーセントを含む試行の少なくとも５％に対して含まれる。１つまたは複数の試行に対する複数の繰り返しを含む計画では、繰り返しの数は、異なる試行に対して同じである必要はない。

ＩＶ．試験システム
本発明の試験トレイとともに用いられる試験システムは、試験トレイを収容する収容モジュールと、生物試料の状態をモニターするためのセンサ／検出器モジュールと、様々な試験トレイ位置決めおよび転送システムと、試験システムの活動を制御するための適切なソフトウェアでプログラムされた中央処理装置（ＣＰＵ）と、人間のユーザに、情報を入力させるかまたは試験システムからの情報を受信させる１つまたは複数の入力／出力モジュールとを含む。入力／出力モジュールは、通常、ユーザに情報を入力および受信させるユーザインターフェースと、ユーザまたは試験システム内のセンサ等から受信した情報を転送および処理するためのソフトウェアプログラムとを有する。情報は、様々な手法、たとえば、ボタン、タッチスクリーン等を用いて入力されてもよい。情報は、たとえば、画面に表示され、プリントされ、記憶され、患者記録システム等の他のシステムに転送されてもよい。

統合のレベルに応じて、試験トレイシステムは、生物試料をウェルに分注するための生物試料のローディングモジュールを有してよい。このモジュールは、試料および／または培地を希釈したり、ピペットで移したりするための装置を含んでよい。本発明の特定の実施形態では、試験システムは、培養モジュールを有する。このような高度に統合されたシステムでは、ユーザは生物試料を、たとえば試験管に供給することができる。そして、システムは、適切な希釈および分注機能を果たし、試料を１つまたは複数の試験トレイのウェルに分注する。試験トレイは、次のステップのために試験機械内に残されるため、技術者の必要な時間が最小限に抑えられる。様々な機能は、ユーザによって入力される指示に従って実施されてもよい。

様々な標準的な処理シーケンスは、システムにプログラムされ、ユーザは、これらの中から所望の処理シーケンスを選択することができる。試験トレイは試験中、試験システム内において、培養チャンバにおける適切な環境条件（たとえば、温度、湿度等）の下で維持されうる。各ウェル内の生物試料の状態は、断続的または継続的にモニターされる。通常、各ウェルは断続的にモニターされ、このために、一般に試験トレイをセンサ／検出器モジュールに対して移動させることが必要であり、このような移動は、試験トレイを移動させるか、またはセンサ／検出器モジュールを移動させることにより実施されてもよい。

試験トレイ位置決めおよび転送システムによって、試験トレイは、システムの様々な構成要素に対して適切な位置に確実に配置される。たとえば、試験トレイ位置決め／転送システムは、通常、試験トレイを収容モジュールから、たとえば、試験トレイ位置決めシステムの１つの要素に移動させ、試験トレイをセンサ／検出器モジュールに対して適切な関係に配置し、それによって正確なデータ収集を可能にされる。センサ／検出器モジュールは、透過光学部品および蛍光光学部品、ならびに処理回路を含んでもよく、ウェルから透過データおよび蛍光データを収集し、そのデータを、たとえば、中央処理装置に転送する。

本発明の特定の実施形態によると、試験システムは、センサ／検出器モジュールによって収集されたデータを分析するためのソフトウェア（コード）を有する。好ましくは、ソフトウェアは、要因計画実験の結果を分析するためのコードを有する。特定の試験トレイに対応するデータを処理するために、プログラムは、試験トレイ内で用いられる要因計画を特定する入力情報を受信する。この情報は、試験トレイの一部として提供されるバーコードまたはメモリ装置に含まれるか、またはユーザによって入力されうる。

言うまでもなく、試験トレイとともに用いられる試験システムは、上記の特徴をすべて含む必要はない。たとえば、試験システムは、生物試料を分注するため、または試料を培養するためのモジュールを有する必要はない。試験トレイは、手動で感知および検出モジュールにロードされ、適切に位置決めされうる。

Ｖ．生物試料の応答のモニタリング
様々な応答は、試験トレイシステムを用いて決定されうる。本発明の特定の好ましい実施形態では、決定される応答は、細胞生存能力または繁殖能力、または反対に、細胞死もしくは成長／分化の停止である。たとえば、試験トレイが、病原バクテリアを治療するための好ましい化合物または化合物の組み合わせを決定するために用いられる場合、決定される応答は、異なる化合物または化合物の組み合わせの存在下で、バクテリアが増殖または繁殖する能力であってもよい。好ましい化合物または化合物の組み合わせは、バクテリアの生存および／または繁殖を最大に低減させるものであってもよい。試験トレイが酵母または原生動物を治療するための好ましい化合物または化合物の組み合わせを決定するために用いられる場合にも同様の考察が適用される。前述の実施例では、試験されている生物体が宿主生物体の細胞外で繁殖することができたと想定した。しかし、当業者には既知であるように、バクテリア、ウイルス、酵母、および原生動物は、通常、少なくともその寿命サイクルの一部において、宿主細胞内でのみ生存および／または繁殖する。試験トレイがこのような病原体と闘うための好ましい化合物または化合物の組み合わせを決定するために用いられる場合、決定される応答は、病原体に感染した宿主細胞が異なる化合物または化合物の組み合わせの存在下で増殖または繁殖する能力であってもよい。好ましい化合物または化合物の組み合わせは、宿主細胞の最大の生存および／または繁殖を可能にするものであってもよい。

応答を検出および／または定量化するために、複数の技法が用いられ得る。本発明の特定の実施形態では、細胞の生存能力および／または繁殖は、光学密度を用いてモニターされる。光学密度の検知は、６００ｎｍにおける吸収度測定値を用いて実施されてもよい。これは、実験室分析における標準的な手法である。通常、光源は、ウェルの片側に光を供給し、ウェルを透過した光は、ウェルのもう一方の側で捉えられる。当業者に既知の適切な光源、検出器、および光透過装置が用いられてもよい。光エネルギーの源としては、アークランプ、フォトダイオード、およびレーザが含まれるが、これらには限定されない。光電子増倍管等の従来の検出器、フォトダイオード、フォトレジスタ、または電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラが用いられてもよい。レンズ、フィルター、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、プリズム、およびミラーを導入して、たとえば、検出および精度を向上させることができる。

本発明はまた、細胞生存能力および／または繁殖をモニターする代替または補足的な手段として、特に、ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ（蛍光インジケータとして作用し得る内因性の発色団であるピリジンヌクレオチド）を含む細胞生存能力および／または繁殖を示す細胞代謝産物の検出が含まれる（たとえば、Zabriskie, D等著「Estimation of fermentation biomass concentration by measuring culture fluorescence」、Appl. Eur. Microbiol. 1978、Vol. 35(2)、337〜343頁; Marose, S.等著「Two-dimensional fluorescence spectroscopy: A new tool for online bioprocess monitoring」、Biotechnology Progress, 1988、14、63〜74頁を参照)。

上記のように、本発明の特定の実施形態では、細胞応答（たとえば、細胞生存能力および／または繁殖）の検出および／または定量化は、細胞または細胞産物と（直接的または間接的に）相互作用するインジケータを提供し、細胞応答を示すシグナルを提供することを含む。たとえば、インジケータは、細胞生存能力および／または繁殖が、基質を検出および／または測定することによって決定され得るように、細胞によって代謝される基質であってもよい。あるいは、インジケータは、蛍光部分等の容易に検出可能なマーカーが付着されてもよい酵素であり得る。本発明の特定の実施形態では、インジケータの特性（たとえば、蛍光）は、細胞との相互作用または細胞による代謝のために変更される。

このような技法の１つの例では、ウェル内の細胞生存能力は、ｐＨインジケータである、２’−７’−ビス−（２カルボキシエチル）−５−（エンド−６）−カルボキシフルオレセイン（ＢＣＥＣＦ−ＡＭ）を用いて測定される。この化合物は、５０５ｎｍの励起波長および５３５ｎｍの発光波長を有し、Molecular Probes (Eugene, OR)から入手可能である。ＢＣＥＣＦで形成されるアセトキシメチル（ＡＭ）エステルは、溶液中では非蛍光性である。ＢＣＥＣＦ−ＡＭは細胞膜浸透性を有し、受動的に細胞に入る。細胞内では、親油性保護基は、非特異的なエステラーゼで切断され、蛍光強度は増加する。この蛍光強度の増加は、細胞の生存能力を示す。

他の手法では、Molecular Probes (Eugene, OR)から市販の細胞生存能力アッセイ、ＬＩＶＥ／ＤＥＡＤ．ＲＴＭ．が用いられる。このアッセイは、細胞間エステラーゼ活性および原形質膜の完全性に基づいて、２色蛍光細胞生存能力アッセイを提供する。生きた細胞は、細胞浸透体である非蛍光性分子カルセインＡＭを、４９５ｎｍの励起波長および５１５ｎｍの発光波長を有する蛍光カルセインに酵素によって変換することができる。死んだ細胞は、４９５ｎｍの励起波長および６３５ｎｍの発光波長を有するエチジウムホモダイマー（ＥｔｈＤ−１）を核酸に結合させることによって区別される。核酸へのこの分子の結合により、蛍光強度は４０倍増加する。ＥｔｈＤ−１は、生きた細胞の無傷の原形質膜を交差することはできないため、蛍光強度の増加は細胞死を示す。

細胞応答を検出するために外部からの細胞の光刺激が必要である本発明の実施形態では、アークランプ、フォトダイオード、またはレーザ等の従来の光源は、励起光エネルギーに用いられることができる。細胞応答は、光電子増倍管、フォトダイオード、フォトレジスタ、または電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ等の従来の検出器によってモニターされうる。励起および検出波長は、用いられるインジケータに基づいて変化する。レンズ、フィルター、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、プリズム、およびミラー等の適切な光学縦列構成要素は、このような光源からのおよび検出器への光を、個別の基板部位まで、または光ファイバーストランドを通して個々の細胞を含むマイクロウェルまで搬送するために用いることができる。本発明の特定の好ましい実施形態では、データは、連続してというよりは、並列してウェルから収集される。

ＶＩ．試験トレイの応用および使用方法
試験トレイは、生物試料に対する複数の化合物の影響を決定することが望まれる、任意の広範囲な応用のすべてに好適であり、特に、化合物の組み合わせの影響を決定することが望まれるときに好適である。ウェルの数が多いこと、ならびに化合物が所定の組み合わせおよび濃度で予め分注されることは、最適な化合物、化合物の組み合わせ、および化合物の濃度を決定するプロセスを大幅に能率化する。予め選択された要因計画に従って化合物を配置することによって、本発明の特定の実施形態は、個々の実験を設定する労力および時間を使わずに、要因計画手法を用いることができるようにする。

試験トレイの典型的な用途には、（１）生物試料における生物物質が、特定の潜在的な殺生剤に対して影響されやすいかどうかを決定すること、および（２）生物物質の殺傷または中和を最大にするための殺生剤の最適な組み合わせおよび濃度を決定することが含まれるが、これらには限定されない。試験トレイはまた、（１）生物物質による所望の産物の生合成を最大にするための化合物の最適な組み合わせおよび濃度を決定し、（２）生物物質による毒性化学物質等の望ましくない成分の生体内変換を最大にするための化合物の最適な組み合わせおよび濃度を決定するためにも用いられてよい。

典型的な応用では、実験室は、バクテリアを含む生物試料を受け取る。試料は、被検体、例えば、血液、唾液、尿等から得られる材料であってよい。あるいは、試料は、表面から得られる綿棒で採取した試料等の環境から得られる材料であってよい。バクテリアの識別は、既知であってもなくてもよい。試料は、より大きな微生物群を得るために培養されてもよい、これは必須ではない。

内容物が所望の要因計画に従って配列されるウェルを有する試験トレイが選択される。特定の計画の選択は、たとえば、ユーザがスクリーニング試験を行いたいと思うかどうか、またはユーザが相互作用効果を検出することを望むかどうかによって左右され得る。試験トレイは、密封されたパッケージから取り外され、化合物は再構築される。試料のアリコートは、各ウェルに添加される。これらのステップは、試験システムによって自動的に実施され得る。試験システムは、特定の要因計画を特定する試験トレイからの情報を読み出す。

ＶＩＩ．本発明を用いる例示的なシステム
例示的な実施形態により、図４の試験システム１００は、本発明の装置および方法を用いる。試験システム１００は、試験プラットフォーム１０２および試験トレイ１０４を有する。

試験トレイ１０４は、異なる組み合わせおよび／または濃度の化合物または試薬の因子マトリクスアレイ１０６を含む。このマトリクスアレイは、たとえば、所定の生物試料に適用する化合物または試薬の最適な組み合わせを決定することが目的であり得る試験システム１００のオペレータによって、異なる因子マトリクスアレイを含む複数の試験トレイから選択されてもよい特定の因子マトリクスアレイである。

試験トレイ１０４はまた、試験トレイ１０４において配置および配列される特定の因子マトリクスアレイ１０６を示す情報を記憶する情報記憶装置１０８を有する。情報記憶装置は、好ましくは、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリ装置であるが、（たとえば、ワンドによって読み出される）バーコード、非接触ＲＦメモリ装置、磁気片、または適切な情報を記憶できる他の適切な装置でもあってよい。

試験プラットフォーム１０２は、試験トレイ１０４を収容するための収容部１１０を有する。収容部１１０は、好ましくは、試験トレイを収容部に設置したとき、情報記憶装置１０８と接続される接続装置またはリーダ１１２を有する。（リーダは、どのようなタイプの情報記憶装置が用いられるかによって、メモリ装置に接続するための電気接触部、ユーザ適用バーコードリーダ、非接触アンテナ、または磁気リーダを有し得る）。リーダにより、情報記憶装置と、次に議論されるコントローラ１１４との間の情報の転送が可能になる。

試験プラットフォーム１０２は、試験トレイ１０４上の様々な位置、すなわち、様々なウェルにおける生物試料に対する試薬の影響を感知する測定または検出装置１１６を有する。試験プラットフォーム１０２は、測定装置１１６および接続装置１１２に接続されるコントローラ１１４をさらに有する。コントローラ１１４は、情報記憶装置１０８から受けた情報に応答する。コントローラ１１４は、試験プラットフォームと一体化されているものとして示されているが、コントローラは、パーソナルコンピュータ（図示せず）等の外部部分を簡単に有してもよい。また、コントローラ１１４は、情報を入力するまたは見るためのＩ／Ｏ装置（複数可）１１５を有し得る。装置１１５の例としては、たとえば、従来のコンピュータキーボード、モニター、コンピュータネットワーク、およびプリンタが挙げられる。

コントローラ１１４は、複数の異なる要因計画実験の特定のものに対応するソフトウェアおよびソフトウェアアルゴリズム１１８を有する。コントローラ１１４は、情報記憶装置１０８からの情報に応答して、ソフトウェアアルゴリズムから選択する。

ＶＩＩＩ．本発明を用いる例示的な方法
例示的な実施形態により、図５は、本発明を用い、試験システム１００を用いる方法を示す。方法は、プロセスステップの特定の順序を示しているが、言うまでもなく、この方法のステップは、本発明が実施される特定の態様に基づいて一時的に順序を変更することができる。

生物試料の応答を評価したい場合、試験システム１００のオペレータは、２０２で示されるように、試薬の異なる因子組み合わせを有する複数の試験トレイから、試薬の特定の因子マトリクス組み合わせを有する試験トレイ１０４を選択する。生物試料の一部は、２０４によるウェルのそれぞれに与えられる。１つの実施形態では、ステップ２０６によると、試験トレイ１０４は次に、格納され、試料に対する試薬の影響が明白となるようにし、および／または生物試料の増殖を可能にする。

ステップ２０８によると、試験トレイ１０４は、試験プラットフォーム１０２の収容部１１０に設置される。次に、適切なソフトウェア命令が実行され、試験システム１００は、試料に対する試薬の影響を評価することができる。ソフトウェアの命令に応答して、コントローラ１１４は、検出または測定装置１１６を起動させ、試験トレイ１０４からのデータまたは測定情報の取得を可能にする。

トレイ１０４を収容部１１０に設置すると、情報記憶装置１０８は、リーダ１１２と接続される。次に、ステップ２１０により、因子マトリクスが実施されていることを示す情報は、情報記憶装置１０８からコントローラ１１４に転送される。情報の受信に応答して、コントローラ１１４は、ステップ２１２により、複数のソフトウェアアルゴリズム１１８から特定のソフトウェアアルゴリズムを選択する。特定のソフトウェアアルゴリズムは、特定の因子マトリクス組み合わせからの結果を分析し、選択される特定の実験にその結果を提供するように構成されている。

このソフトウェアアルゴリズムの自動選択方法は利点を有する。第１に、この方法は、適切なソフトウェアアルゴリズムを選択する際の人為的エラーの可能性を排除する。データ入力エラー等の簡単なエラーからデータ分析のために誤った数学アルゴリズムを選択する大きなエラーまで、多くの潜在的なエラーは排除される。第２に、試験システム１００のオペレータは、統計分析または複合コンピュータインターフェースにおける専門的技術を有する必要はない。これにより、たとえば、生物学者であるオペレータは生物学に集中することができ、分析の方法に集中する必要はない。

ステップ２１４によると、コントローラ１１４は、測定装置１１６を起動し、測定がなされる。情報記憶装置１０８の１つの態様および利点は、コントローラが、試験トレイ１０４内のウェルの位置を示す情報記憶装置からの情報を読み出すことができることである。この情報を用いて、コントローラ１１４は、適切な駆動信号を収容部１１０の一部であり得るｘｙステージに適用することができ、収容部１１０のｘｙ状態は、測定装置１１６の一部である検出器の下で各ウェルを適切に位置決めすることができる。

ステップ２１６によると、マトリクス点の結果を示す情報は、次に、ステップ２１２において選択される特定のソフトウェアアルゴリズムを用いて評価される。次に、試験の結果は、Ｉ／Ｏ装置（複数可）１１６を介してオペレータに提供されうる。

他の実施形態では、ステップ２１０はまた、情報記憶装置１０８とコントローラ１１４との間のさらなる情報の転送を含む。第１の実施形態として、コントローラ１１４は、試験トレイ１０４の更新日、製造日、および／または貯蔵寿命を示す情報を受け取る。試験トレイ１０４の貯蔵寿命が過ぎている場合、コントローラ１１４は、Ｉ／Ｏ装置１１６を介して試験システムのユーザに警告を表示することができる。第２の実施形態では、コントローラ１１４は、貯蔵寿命が試験トレイ１０４を用いる試験の結果を低下させる場合、試験トレイ１０４の使用を防止する。第３の実施形態では、コントローラ１１４は、実験結果とともに試験トレイ貯蔵寿命の情報を記録する。

第２の実施形態として、コントローラ１１４は、使用情報を情報記憶装置１０８に書き込む。ユーザは、まず、培養ステップ２０６の前に、試験トレイ１０４を試験プラットフォーム１０２に設置することができる。後に、トレイが再び設置されるとき、試験システムは、測定装置１１６が用いられるときの培養時間を追跡することができる。

均等物
当業者は、通常の実験を用いるだけで、本明細書に記載される発明の具体的な実施形態に対する多くの均等物を認識するかまたは確認するであろう。本発明の範囲は、上記の記載に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に提示される。

試験トレイの例示的な実施形態の平面図を示す概略図である。 試験トレイにおけるウェルの１つの例示的な実施形態の側面図を示す概略図である。 試験トレイにおけるウェルの１つの第２の例示的な実施形態の側面図を示す概略図である。 試験トレイシステムの例示的な実施形態のブロック図である。 試験トレイおよび試験システムを用いる例示的な方法を示すフローチャートである。

Claims (8)

1. 複数の化合物に対する生物試料の応答を評価するための高密度試験トレイであって、
   １つまたは複数の化合物を含むウェルを備えた表面を有する本体を含み、
   該試験トレイは、任意選択的に、少なくとも１０００個、少なくとも１０，０００個、または少なくとも１００，０００個のウェルを含んでいてもよく、
   前記化合物は、予め分注されてもよく、乾燥した形態で供給されてもよく、
   １つまたは複数の前記化合物は、抗菌物質、抗生物質、または医薬物質であってもよいが、これらには限定されず、
   少なくとも１つの化合物は、任意選択的に、あるの範囲の濃度で複数のウェル内に存在し、
   前記化合物は要因計画に従って配列され、該計画は予め選択され、線形計画（linear design）または完全実施要因計画であってもよいが、これらには限定されず、該要因計画は、複数の試行の複数の繰り返しを含んでいてもよく、
   該試験トレイは、任意選択的に、密封要素または情報記憶装置を含み、該情報記憶装置は特定の要因計画を示す情報を記憶してもよく、該情報記憶装置は任意選択的に、電気記憶装置、光学記憶装置、磁気記憶装置、および読出し／書込みメモリ情報記憶装置からなる群から選択される高密度試験トレイ。
2. 高密度試験トレイを製造する方法であって、
   任意選択的に少なくとも１０００個、少なくとも１０，０００個、または少なくとも１００，０００個のウェルを含んでいてもよい、高密度のウェルを有する試験トレイを設けるステップと、
   要因計画を選択するステップと、
   医薬物質または抗菌物質であってもよく、予め分注されてもよく、乾燥形態で供給されてもよいが、これらには限定されない複数の化合物を、プログラム制御可能な流体分注装置を用いてウェルに分注するステップと
   を含み、
   前記分注するステップは、前記要因計画に従って前記化合物を分注することを含み、複数のウェルのそれぞれに化合物の様々な数の液滴を任意選択的に分注することを伴ってもよく、前記ウェルは、異なる所望の最終化合物濃度を有し、前記プログラム制御可能な流体分注装置は、任意選択的に、少なくとも１つのプリントヘッドを含み、該プリントヘッドの１つもしくは複数のノズルは、複数の異なる化合物のそれぞれに専用であってもよい高密度試験トレイを製造する方法。
3. 生物試料が所望の応答を示す化合物または化合物の組み合わせを選択するためのシステムであって、
   複数のウェルを有する試験トレイを収容する手段であって、前記試験トレイは、任意選択的に、少なくとも１０００個、少なくとも１０，０００個、または少なくとも１００，０００個のウェルを含んでいてもよく、前記ウェルは、化合物または化合物の組み合わせを含み、該化合物または化合物の組み合わせは、予め分注されてもよく、乾燥した形態で供給されてもよく、前記化合物および化合物の組み合わせが、複数の試行の複数の繰り返しを含んでもよい要因計画に従って配列される手段と、
   前記ウェルのそれぞれにおける前記化合物または化合物の組み合わせに対する前記生物試料の応答を評価するための検出手段と
   を含み、
   （ａ）前記化合物または化合物の組み合わせに対する前記生物試料の応答を分析し、該応答に基づいて最適な化合物または化合物の組み合わせを選択するためのコードと、
   （ｂ）前記ウェルにおける応答をランダムな順序で検出させるための手段のうちの１つと
   の一方またはこれらの両方を任意選択的に含むシステム。
4. 生物試料に対して所望の応答を示す化合物または化合物の組み合わせを選択する方法であって、該生物試料は微生物を含んでいてもよく、所望の応答を示し、該所望の応答は死または増殖の停止であってもよく、
   抗生物質、抗菌物質、または医薬物質を含んでいてもよい、要因計画に従って配列された化合物または化合物の組み合わせを含む複数のウェルを有する試験トレイを設けるステップと、
   前記生物試料またはその一部を複数の前記ウェルに供給するステップと、
   任意選択的にランダムな順序で、前記ウェルのそれぞれにおける前記化合物または化合物の組み合わせに対する前記生物試料の応答を検出するステップと、
   所望の応答を達成する最適な化合物または濃度を決定するために、前記ウェルのそれぞれにおける前記化合物または化合物の組み合わせに対する前記生物試料の応答を任意選択的に分析するステップと
   を含む方法。
5. 前記試験トレイが関連した情報記憶装置を有する請求項４に記載の方法であって、
   該試験トレイを収容するための試験プラットフォームを設けるステップと、
   該試験トレイを該試験プラットフォームに設置するステップと、
   前記情報記憶装置からの情報を、前記要因計画を示す該試験プラットフォームに転送するステップと、
   該要因計画に従って前記生物試料の応答を任意選択的に分析するステップと
   を含む請求項４に記載の方法。
6. 前記要因計画を示す情報の転送に応答してソフトウェアアルゴリズムをロードするステップをさらに含み、該ソフトウェアアルゴリズムは、該要因計画を分析するのに適している請求項５に記載の方法。
7. 前記要因計画は、複数の要因計画から選択される特定の要因計画であり、前記試験プラットフォームは、異なる要因計画にそれぞれが対応する複数のソフトウェアアルゴリズムを記憶しているコントローラを有し、該複数のソフトウェアアルゴリズムから該特定の要因計画に対応する特定のソフトウェアアルゴリズムを選択するステップをさらに含む請求項５に記載の方法。
8. 生物試料からの応答を引き出すための最適な化合物を決定する方法であって、
   それぞれが、要因計画に従って配列された試薬の組み合わせを含む複数のウェルを有する試験トレイを設けるステップと、
   前記生物試料の一部を各ウェルに適用するステップと、
   前記試験トレイを収容するための試験プラットフォームを設けるステップであって、該試験プラットフォームはコントローラに接続され、
   前記試験トレイを前記試験プラットフォームに設置するステップと、
   前記試験プラットフォームに前記試験トレイを設置したときに前記コントローラを起動させるステップであって、それによって、前記要因計画に基づいて分析を実施させるステップと
   を含む方法。

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