JP2010515439A - プレートの培地に接種および画線するための方法および機器 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療診断目的などの主に実験室における診断目的のための、微生物試料の固体増殖培地への接種、および分離された細菌コロニーを生成するためのその後の接種物の画線に関する。特に本発明は、微生物実験室において使用するための方法および機器の両方に関する。
微生物(および特に細菌)の独立コロニーの分離は、多くの微生物実験室において重要な処置である。従来、この細菌の分離は熟練実験技師によって手作業で行なわれ、技師はまず微生物試料をペトリ皿の寒天などの固体増殖培地(以後単に、「寒天プレート」または単に「プレート」の「培地」と称する)の表面に投下し、次に手工具を用いて試料を培地の表面全体に亘って広げる(「画線」と呼ばれる)。
eaking Agar)」と題された米国特許第4,287,301号(T.W. Astle)および「自動細菌コロニー移動機器(Automatic Bacterial Colony Transfer Apparatus)」と題された米国特許第4,613,573号(K.Shibayama他)である。出願人の知る限りでは、これらの提案はどれも首尾よく有効となっておらず、したがってこのような接種および画線について好適な自動化はいまだ得られていない。
方法とを提供することである。
本発明は、プレートの培地に接種および画線するための機器を提供する。画線は、弾性的に可撓性を有して支持された離間された接触面の列を有する画線アプリケータを使用する。当該機器は、
(a)接種および画線ステーションを含み、接種および画線ステーションは、
−予め定められた位置に二次元(x,y)で固定された概念上の作用線を有するプレート作業位置と、
−位置決めされたプレートを回転させて画線を行わせるプレート回転装置とを有し、さらに、
(b)位置決めされたプレートの培地の表面を特定して、接種および画線の前に、当該プレートについて作用線の第3の次元(z)を決定することが可能なセンサと、
(c)位置決めされたプレートの培地の表面上に、作用線に沿って接種物を投下することが可能な接種装置と、
(d)位置決めされたプレートを画線のために回転させる前に、画線アプリケータの離間された接触面の列が位置決めされたプレートの培地の表面に作用線に沿って接触するように、画線アプリケータを動かすことが可能な画線装置とを含む。
置からプレート作業位置に出入りするように動かす(たとえばy軸に沿って並進させる)ことが可能である。
されていれば、センサは蓋の壁または底部壁の存在を検知し、プレートにおける培地の表面までの距離ではなく当該表面までの距離を測定する。したがって、警報状態(たとえば、蓋が付いたプレートまたは逆さのプレート)のための較正サブ範囲および非警報状態(蓋が取外された直立したプレート)のための較正サブ範囲を有する好適に広い検出範囲を設けることによって、較正サブ範囲は、(表面位置基準の決定および警報較正サブ範囲のうちの1つにおけるその存在によって)警報状態の識別をもたらすことができ、この方法の適切な機能を可能にする。
Growth Culture Media in a Plate)」と題された本出願人の国際特許出願を参照する。多様な形態のセンサがより充分に記載されているその内容全体を引用によって本明細書に援用する。本発明の機器のセンサが当該機器の動作において付加的な役割を果たし得ることも、この同時出願から認識される。たとえば、プレート作業位置において不正確に方向付けられたプレート、(位置決めプレートが存在すべき動作時点における)空のプレート作業位置、または(蓋の取外しがすでに行われているべき時に)蓋が取外されていないプレートを識別することが可能である。
リケータを使用する。当該方法は、
(a)接種および画線ステーション内のプレート作業位置にプレートを配置するステップを含み、プレート作業位置は、予め定められた位置に二次元(x,y)で固定された概念上の作用線を有し、さらに、
(b)位置決めされたプレートの培地表面を特定して、当該プレートの接種および画線前に、当該プレートについて作用線の第3の次元(z)を決定するステップと、
(c)位置決めされたプレートの培地表面上に、作用線に沿って接種物を投下するステップと、
(d)画線アプリケータの離間された接触面の列が位置決めされたプレートの培地表面に作用線に沿って接触するように画線アプリケータを動かすステップと、
(e)位置決めされたプレートを、画線のためにプレート作業位置において回転させるステップとを含む。
(a)未処理プレートを逆さの向きに保管することが可能なプレート供給部と、
(b)プレート供給部から逆さの未処理プレートを取得し、未処理プレートの底部が最も下であるとともにその蓋が取外されるように未処理プレートを方向付けし、かつ方向付けされ蓋が取外された未処理プレートの底部を、接種および画線ステーション内のプレート作業位置に移動させることが可能なプレート移動送り機構と、
(c)接種および画線ステーションとを含み、接種および画線ステーションは、
〜予め定められた位置に二次元(x,y)で固定された概念上の作用線を有するプレート作業位置と、
〜位置決めされたプレートを回転させて画線を行わせるプレート回転装置とを有し、さらに、
(d)位置決めされたプレートの培地の表面高さを特定して、当該プレートの接種および画線前に、当該プレートについて作用線の第3の次元(z)を決定することが可能なセンサと、
(e)位置決めされたプレートの培地表面上に、作用線に沿って接種物を投下することが可能な接種装置と、
(f)位置決めされたプレートを画線のために回転させる前に、画線アプリケータの離間された接触面の列が位置決めされたプレートの培地表面に作用線に沿って接触するように、画線アプリケータを動かすことが可能な画線装置と、
(g)処理済プレートを逆さの向きで保管することが可能なプレート保管部と、
(h)処理済プレートをプレート作業位置から回収し、蓋を取付けるとともに処理済プレートを逆さの向きに再び方向付けし、処理済プレートをプレート保管部に移動させることが可能なプレート移動保管機構とを備える。
(a)未処理プレートをプレート供給部に逆さの向きで保管するステップと、
(b)プレート供給部から逆さの未処理プレートを取得し、未処理プレートの底部が最も下であるとともにその蓋を外すように未処理プレートを方向付けし、かつ方向付けされ蓋が取外された未処理プレートを接種および画線ステーション内のプレート作業位置に移動させるステップとを含み、プレート作業位置は、予め定められた位置に二次元(x,y)で固定された概念上の作用線を有し、さらに、
(c)位置決めされたプレートの培地の表面を特定して、当該プレートの接種および画線前に、当該プレートについて作用線の第3の次元(z)を決定するステップと、
(d)位置決めされたプレートの培地表面上に、作用線に沿って接種物を供給するステップと、
(e)画線アプリケータの離間された接触面の列が位置決めされたプレートの培地表面に作用線に沿って接触するように、画線アプリケータを動かすステップと、
(f)プレート作業位置にある位置決めされたプレートを画線のために回転させるステップと、
(g)処理済プレートをプレート作業位置から回収し、蓋を取付けるとともに処理済プレートを逆さの向きに再び方向付けし、処理済プレートをプレート保管部に移動させるステップとを含む。
料ラックを操作することが可能な二軸試料操作搬送ロボットシステムも含む。試料そのものに関しては、液体もしくは半液体の形態である可能性が高いが、生物流体たとえば血液、尿、血漿および髄液、液体微生物培養物、生物抽出物、または環境試料たとえば水試料もしくは土壌洗浄試料でもあり得る。
本発明に関わる一般概念を簡単に説明したので、本発明に係る好ましい実施例を次に説明する。しかし、以下の説明は上記説明の一般性を制限するものではないことを理解すべきである。
図1および図2に(正面および後方から)例示される機器に関して、本発明の好ましい実施例を説明する。これらの図は不要な詳細を示しており、上で概説した本発明を存分に説明するために必要な深さの詳細までのみ説明する。
ム(A Streaking Applicator Cartridge and a System for Connecting Same to a Streaking Apparatus)」および「固体増殖培地プレートを方向付けるための方法および機器(Method and Apparatus for Orientating a Solid Growth Culture Medium Plate)」と題された、本願と同時出願された本出願人の同時係属国際特許出願を再び参照する。これらの全内容は、これらの部分のいくつかをより存分に説明し得るように引用によって本明細書に援用する。
である。本実施例では、当該機器の接種および画線ステーションCは、(図2のデュアルプレート作業位置Dにおいて明らかに符号16c,16dで示される)2枚のプレートを画線するためのデュアルプレート作業位置Dおよびデュアル回転装置(52a,52b)と、デュアルプレート方向付け機構(20a,20b)とを含み、その位置は、図1および図2においてすべて概略的に符号50aおよび50bで示される。図2は、デュアルセンサ(54a,54b)の下側のプレート作業位置Dにおいて、蓋が取外されたプレート16c,16dを概略的に示すが、図1はデュアル方向付け機構(20a,20b)によって方向付けされ蓋が取外されるデュアルプレート(16e,16f)を示す。もちろん、このような二重構造は本発明に係る機器について必須ではなく、このようなステーションおよび装置を1つ使用し得ると解釈される。このようなステーションおよび装置を3つもしくは4つまたはそれ以上含む機器も想定される。
び画線ステーションC内のプレート作業位置Dと、先端部廃棄シュート(図示せず)とに接近するようにピペット装置31を動かすことが可能であり、かつ先端部を固定させることができる好適な先端部固定手段も含む。先端部固定手段は、試料を取得して保持し、試料を投下し、次いで使用済の先端部33を廃棄するのに使用される。
作業位置Dにおいて中央に配置されクランプされた姿勢にある状態のプレートプラットホーム60aが例示されている。上記のように、プレートプラットホーム60aは、カム装置(図示せず)によって動作される3つの移動可能な突起の形態にあるプレートクランピング部材32を含み、これらの突起は、好ましくはプラットホーム60a上でプレート底部19の位置を中央に配置するためのプレート中央配置手段としても機能する。
る次のプレートの表面と比べて異なる三次元作用線であってもよい(実際には、そうである可能性が高い)。ここで例示した好ましい形態では、概念上の作用線Xの予め定められた(x,y)位置は、円形のプレート底部19を基準として、概念上の作用線Xが円形のプレートの半径線となるように、つまり三次元(x,y,z)において作用線を代表する線Gについても同様となるように特定される。
Claims (41)
- プレートの培地に接種および画線するための機器であって、前記画線は、弾性的に可撓性を有して支持された離間された接触面の列を有する画線アプリケータを使用し、前記機器は、
(a)接種および画線ステーションを備え、接種および画線ステーションは、
−予め定められた位置に二次元(x,y)で固定された概念上の作用線を有するプレート作業位置と、
−位置決めされたプレートを回転させて画線を行わせるプレート回転装置とを含み、さらに、
(b)位置決めされたプレートの培地の表面を特定して、接種および画線の前に、当該プレートについて作用線の第3の次元(z)を決定することが可能なセンサと、
(c)位置決めされたプレートの培地の表面上に、作用線に沿って接種物を投下することが可能な接種装置と、
(d)位置決めされたプレートを画線のために回転させる前に、画線アプリケータの離間された接触面の列が位置決めされたプレートの培地の表面に作用線に沿って接触するように、画線アプリケータを動かすことが可能な画線装置とを備える、機器。 - プレートを支持するためのプラットホームを備え、プラットホームは、プラットホームに支持されているプレートが動作可能にセンサに隣接してプレート作業位置に位置決めされるように、プレート装填位置からプレート作業位置に出入りするように動かすことが可能である、請求項1に記載の機器。
- プラットホームは、プレートをプラットホーム上に一定して中心決めするためのプレート中央配置機構を含む、請求項2に記載の機器。
- プレート中央配置機構は、プレートクランピング機能を有する、請求項3に記載の機器。
- プラットホームは基準面を与える、請求項2−4のいずれか1つに記載の機器。
- プレート回転装置はプラットホームに関連付けて設けられ、回転装置は、回転されたプレートを開始位置に戻すことが可能なホームフラッグを有する、請求項2−5のいずれか1つに記載の機器。
- プレート作業位置は、前記機器におけるセンサの物理的な位置によって得られ、センサはメインフレームに強固に装着される、請求項1−6のいずれか1つに記載の機器。
- センサは、培地の表面上に集束ビームを与えるための超音波ビーム集束要素を有する超音波検知装置である、請求項1−7のいずれか1つに記載の機器。
- ビームは、予め定められた(x、y)位置にある作用線を中心とする使用可能な領域内で集束される、請求項8に記載の機器。
- センサは表面を検知し、表面までの距離を測定し、測定された距離を基準面に参照付けて、当該表面について一次元(z)で基準面を基準とする表面位置基準を決定し、表面位置基準と概念上の作用線の固定された2つの次元とを用いて、概念上の作用線を三次元(x,y,z)で決定する、請求項5に従属する請求項8または9に記載の機器。
- 接種装置は、z方向と、x方向およびy方向の少なくとも一方とに移動可能であるよう
にロボットシステムに搭載されたピペット装置を含む、請求項1−10のいずれか1つに記載の機器。 - ピペット装置は、ピペット本体に解放可能に固定された使い捨て可能な先端部を有する、請求項11に記載の機器。
- ピペット装置は、さまざまな接種量についてプログラム可能であり、プラットホームの配置基準面を基準とする位置高さ(z方向)参照システムを有する、請求項5に従属する請求項11または12に記載の機器。
- 画線装置は、画線アプリケータを取得および保持し、かつ当該アプリケータを位置決めされたプレート近傍のプレート作業位置に移動させるのに適切なアプリケータ操作ヘッドを有するロボットシステムを含む、請求項1−13のいずれか1つに記載の機器。
- アプリケータ操作ヘッドは、アプリケータをz方向に移動させ、アプリケータの接触面の列を、概念上の作用線に沿って、位置決めされたプレートの培地表面上に配置することが可能である、請求項14に記載の機器。
- 画線ロボットシステムのアプリケータ操作ヘッドは、画線アプリケータの装着部を把持しクランプすることができる開閉可能なクランピング部材を有する、請求項14または15に記載の機器。
- 画線ロボットシステムの開閉可能なクランピング部材は、アプリケータ廃棄シュート付近に配置された固定排出ピンと相互作用することが可能な解放留め具を有し、ピンがラッチと係合することによってクランピング部材がアプリケータを解放し、アプリケータをアプリケータ廃棄シュートに落下させる、請求項16に記載の機器。
- 添付の図面に関連して実質的に本明細書中で説明されたような、請求項1に記載の機器。
- プレートの培地に接種および画線するための方法であって、前記画線は、弾性的に可撓性を有して支持された離間された接触面の列を含む画線アプリケータを使用し、前記方法は、
(a)接種および画線ステーション内のプレート作業位置にプレートを配置するステップを含み、プレート作業位置は、予め定められた位置に二次元(x,y)で固定された概念上の作用線を有し、さらに、
(b)位置決めされたプレートの培地表面を特定して、当該プレートの接種および画線前に、当該プレートについて作用線の第3の次元(z)を決定するステップと、
(c)位置決めされたプレートの培地表面上に、作用線に沿って接種物を投下するステップと、
(d)画線アプリケータの離間された接触面の列が位置決めされたプレートの培地表面に作用線に沿って接触するように画線アプリケータを動かすステップと、
(e)位置決めされたプレートを、画線のためにプレート作業位置において回転させるステップとを含む、方法。 - プレート作業位置は基準面も有する、請求項19に記載の方法。
- 表面を検知し、表面までの距離を測定するためにセンサを用いて、測定された距離を基準面に参照付けて、当該表面について基準面を基準とする表面位置基準を一次元(z)で決定するステップを含む、請求項20に記載の方法。
- 表面位置基準と概念上の作用線の固定された2つの次元とを用いて、概念上の作用線を三次元(x,y,z)で決定するステップを含み、概念上の作用線は培地表面を代表する線である、請求項21に記載の方法。
- 位置決めされたプレートの培地表面を横切る代表線に沿って接種物を投下するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 添付の図面に関連して実質的に本明細書中で説明されたような、請求項19に記載の方法。
- プレートの固体増殖培地に接種および画線するための機器であって、前記画線は、弾性的に可撓性を有して支持された離間された接触面の列を含む画線アプリケータを使用し、前記機器は、
(a)未処理プレートを逆さの向きに保管することが可能なプレート供給部と、
(b)プレート供給部から逆さの未処理プレートを取得し、未処理プレートの底部が最も下であるとともにその蓋が取外されるように未処理プレートを方向付けし、かつ方向付けされ蓋が取外されたプレート底部を、接種および画線ステーション内のプレート作業位置に移動させることが可能なプレート移動送り機構と、
(c)接種および画線ステーションとを含み、接種および画線ステーションは、
〜予め定められた位置に二次元(x,y)で固定された概念上の作用線を有するプレート作業位置と、
〜位置決めされたプレートを回転させて画線を行わせるプレート回転装置とを含み、さらに、
(d)位置決めされたプレートの培地の表面高さを特定して、当該プレートの接種および画線前に、当該プレートについて作用線の第3の次元(z)を決定することが可能なセンサと、
(e)位置決めされたプレートの培地表面上に、作用線に沿って接種物を投下することが可能な接種装置と、
(f)位置決めされたプレートを画線のために回転させる前に、画線アプリケータの離間された接触面の列が位置決めされたプレートの培地表面に作用線に沿って接触するように、画線アプリケータを動かすことが可能な画線装置と、
(g)処理済プレートを逆さの向きで保管することが可能なプレート保管部と、
(h)処理済プレートをプレート作業位置から回収し、蓋を取付けるとともに処理済プレートを逆さの向きに再び方向付けし、処理済プレートをプレート保管部に移動させることが可能なプレート移動保管機構とを備える、機器。 - プレート供給部は複数の取出し可能なカセットによって構成され、各カセットは複数の未処理プレートを保持し、プレート移動機構に送ることが可能である、請求項25に記載の機器。
- プレート移動送り機構は方向付け機構を含み、方向付け機構は、蓋が取外された未処理プレートがプレート作業位置に移動される前に、少なくとも未処理プレートの底部を略水平軸について方向付けすることをもたらす、請求項25または26に記載の機器。
- 方向付け機構は、対向するプレート受入れ顎部の対によって得られる、請求項27に記載の機器。
- 顎部の少なくとも一方は、伸縮可能な真空作動装置によって得られ、一方は細長い先枝部の対によって得られる、請求項28に記載の機器。
- 顎部の少なくとも一方はx方向またはy方向の一方における軸について回転するように装着され、顎部の間に保持された逆さの未処理プレートの少なくとも底部が、当該軸について180度で方向付けられてプレート底部を直立の向きにすることができる、請求項29に記載の機器。
- 方向付け機構は、プラットホーム上に配置されるように動かすことが可能であり、直立しかつ保持された未処理プレートの底部がプラットホーム上に下ろされ得る、請求項30に記載の機器。
- 未処理プレートは、プレート作業位置に動かされる用意ができたプラットホーム上に中央配置され、かつクランプされている、請求項31に記載の機器。
- プレート保管部は複数の取出し可能なカセットによって構成され、各カセットはプレート移動保管機構から複数の処理済プレートを受取り、複数の処理済プレートを保管することが可能である、請求項25−32のいずれか1つに記載の機器。
- 方向付け機構はプレート移動保管機構の一部を構成し、処理済プレートの底部をプレート作業位置から回収し、蓋を取付けるとともに処理済プレートの底部を元々の逆さの向きに再び方向付けるように機能する、請求項27−32のいずれか1つに記載の機器。
- 添付の図面に関連して実質的に本明細書中で説明されたような、請求項25に記載の機器。
- プレートの固体増殖培地に接種および画線するための方法であって、前記画線は、弾性的に可撓性を有して支持された離間された接触面の列を有する画線アプリケータを使用し、前記方法は、
(a)未処理プレートをプレート供給部に逆さの向きで保管するステップと、
(b)プレート供給部から逆さの未処理プレートを取得し、未処理プレートの底部が最も下であるとともにその蓋を外すように未処理プレートを方向付けし、かつ方向付けされ蓋が取外された未処理プレートを接種および画線ステーション内のプレート作業位置に移動させるステップとを含み、プレート作業位置は、予め定められた位置に二次元(x,y)で固定された概念上の作用線を有し、さらに、
(c)位置決めされたプレートの培地の表面を特定して、当該プレートの接種および画線前に、当該プレートについて作用線の第3の次元(z)を決定するステップと、
(d)位置決めされたプレートの培地表面上に、作用線に沿って接種物を投下するステップと、
(e)画線アプリケータの離間された接触面の列が位置決めされたプレートの培地表面に作用線に沿って接触するように、画線アプリケータを動かすステップと、
(f)プレート作業位置にある位置決めされたプレートを画線のために回転させるステップと、
(g)処理済プレートをプレート作業位置から回収し、蓋を取付けるとともに処理済プレートを逆さの向きに再び方向付けし、処理済プレートをプレート保管部に移動させるステップとを含む、方法。 - 添付の図面に関連して実質的に本明細書中で説明されたような、請求項34に記載の方法。
- 請求項1−18のいずれか1つに記載の機器によって接種および画線されたプレート。
- 請求項25−35のいずれか1つに記載の機器によって接種および画線されたプレート。
- 請求項19−24のいずれか1つに記載の方法によって接種および画線されたプレート。
- 請求項36または37に記載の方法によって接種および画線されたプレート。
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