JP2015512620A - 生物学的滅菌インジケータ装置及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

生物学的滅菌インジケータ装置が提供される。装置は、本体、複数の試験微生物及び第１の酸素変調蛍光センサを含む。本体は、第２層に付着された第１層を含み、少なくとも１つの隔離可能なマイクロチャンバ、及び環境と少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に流体連通を提供する少なくとも１つの主要通路を形成する。マイクロチャンバは、約０．５マイクロリットル〜約９．５マイクロリットルの隔離された容積を有する。複数の試験微生物及び第１の酸素変調蛍光センサは、マイクロチャンバに配置される。滅菌処理の有効性を判定するために装置を使用する方法も提供される。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１２年２月１６日に出願された米国特許仮出願第６１／５９９，７０３号の利益を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

保健医療産業だけでなく他の産業用途を含む様々な産業では、医療装置、医療器具、及び他の使い捨てではない物品のような機器を滅菌するために使用される処理の有効性を監視する必要があり得る。こうした場面では、滅菌とは、ウイルス及び芽胞などの構造体を含む、すべての生きた微生物を完全に破壊する処理として一般に定義される。標準的な業務の一環として、病院は、滅菌処理の滅菌性を検定するための物品のバッチを含む滅菌インジケータを保有する。生物学的及び化学的滅菌インジケータの両方が使用されている。

生物学的滅菌インジケータの標準的なタイプの１つは、滅菌処理に対してほとんどの汚染性生物よりも数倍高い耐性を有する、例えば、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス（Geobacillus stearothermophilus）（以前のバチルス・ステアロサーモフィルス（Bacillus stearothermophilus））又はバチルス・アトロファエウス（Bacillus atrophaeus）（以前のバチルス・サブティリス（Bacillus subtilis））の芽胞などの既知量の試験微生物を含む。インジケータを滅菌処理に供した後、芽胞を栄養培地で培養して滅菌処理後に生き残った芽胞があるか否かを判定することができ、芽胞の増殖により滅菌処理がすべての微生物を破壊するのに不十分であったことが示される。進歩はしているものの、芽胞の有無を確実に判定するための時間が不要に長くなる場合がある。

入手可能な化学的滅菌インジケータは、滅菌プロセスの終了後、すぐに読み取ることができる。しかしながら、結果は特定の化学物質の存在又は一定の時間にわたる温度といった特定の条件が滅菌処理の間に存在したことを示すものに過ぎない。

これらの進歩にもかかわらず、滅菌処理の終了後に過剰な遅れを伴うことなく滅菌処理の有効性を示すことができ、なおかつ滅菌処理で様々な滅菌性パラメータに到達したという高い信頼度を提供することができる改善された生物学的滅菌インジケータの必要性が依然として存在する。

一般に、本開示は、滅菌処理の有効性を判定する方法及び装置を提供する。生物学的滅菌インジケータ装置は、滅菌処理後に生き残った試験微生物を検出する際に有用な酸素変調蛍光センサを収容するマイクロチャンバを含む。有利には、９．５マイクロリットル以下の容積を有するマイクロチャンバでの蛍光センサの使用は、１つ又は２つ以上の前記生き残った試験微生物の迅速な検出を可能にする。

本開示の生物学的滅菌インジケータ装置は、任意に複数のマイクロチャンバを含んでもよく、それぞれのマイクロチャンバは、複数の試験微生物及び酸素変調蛍光センサを含む。有利には、一態様では、複数のマイクロチャンバのそれぞれは、同じ試験微生物を含んでもよく、その結果、複製された独立した試験モニタを有する装置に、試験微生物に対する単一の滅菌処理の有効性の再現性を提供する。代替又は追加として、複数のマイクロチャンバは、第１試験微生物を収容した１つ又は２つ以上のマイクロチャンバ及び第２試験微生物を収容した１つ又は２つ以上のマイクロチャンバを含んでもよい。この実施形態では、生物学的滅菌インジケータ装置は、複数の異なる滅菌処理の１つを監視するために使用され得る（例えば、生物学的滅菌インジケータ装置は、蒸気滅菌処理又はエチレンオキシド滅菌処理を監視するために使用されてもよい）。

一態様では、本開示は、生物学的滅菌インジケータ装置を提供する。装置は、第２層に付着された第１層を含んだ本体を含むことができ、本体は、約０．５マイクロリットル〜約９．５マイクロリットルの隔離された容積を有する少なくとも１つの隔離可能なマイクロチャンバ、及び環境と少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に流体連通を提供する少なくとも１つの主要通路を形成する。装置は、更に、マイクロチャンバに配置された複数の試験微生物及びマイクロチャンバに配置された第１の酸素変調蛍光センサを含むことができる。

装置の任意の実施形態では、複数の試験微生物は、第１の隔離可能なマイクロチャンバに配置された第１の複数の第１試験微生物を含むことができる。この実施形態では、装置は、更に、第２の隔離可能なマイクロチャンバに配置された第２の複数の第２試験微生物を含むことができ、第１の酸素変調蛍光センサは、第１及び第２のマイクロチャンバのそれぞれに配置され得る。第１試験微生物及び第２試験微生物は、同じ種の試験微生物を含むことができる。代替として、第１試験微生物は、第２試験微生物とは異なる種の試験微生物を含むことができる。

上記の実施形態のいずれかにおいて、少なくとも１つの複数の試験微生物は複数の芽胞を含むことができる。上記の実施形態のいずれかにおいて、装置は、更に、少なくとも１つの液体収容リザーバを含むことができ、リザーバは、液体が１つ又は２つ以上のマイクロチャンバと流体連通しない閉鎖状態及び液体が１つ又は２つ以上のマイクロチャンバの少なくとも１つと流体連通する開放状態を有する。上記の実施形態のいずれかにおいて、少なくとも１つの主要通路は、環境と少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に選択的な流体連通を提供するように適合され得る。上記の実施形態のいずれかにおいて、装置は、更に、酸素によって実質的に変調しない第２の蛍光センサを含んでもよく、第２の蛍光センサは、少なくとも１つのマイクロチャンバに配置される。上記の実施形態のいずれかにおいて、第１及び／又は第２の蛍光センサはビーズ、フィルム又は被覆を含むことができる。

上記の実施形態のいずれかにおいて、少なくとも１つのマイクロチャンバの少なくとも１つの複数の試験微生物は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス種の芽胞又はバチルス・アトロファエウス種からの芽胞からなり得る。上記の実施形態のいずれかにおいて、装置は、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含むことができ、第１のマイクロチャンバの第１の複数の試験微生物は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス種の芽胞及びバチルス・アトロファエウス種からの芽胞からなる。上記の実施形態のいずれかにおいて、装置は、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含むことができ、第１のマイクロチャンバに配置された第１の複数の試験微生物は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス属の芽胞からなり、第２のマイクロチャンバに配置された第２の複数の試験微生物は、バチルス・アトロファエウス属の芽胞からなる。

上記の実施形態のいずれかにおいて、リザーバの液体は壊れやすい容器に収容され得る。上記の実施形態のいずれかにおいて、液体は栄養素を含むことができる。上記の実施形態のいずれかにおいて、少なくとも１つの隔離可能なマイクロチャンバは、第１壁部及び第２壁部を含むことができ、第１壁部又は第２壁部は、紫外−可視電磁スペクトルの光の波長に対して実質的に非透過である。上記の実施形態のいずれかにおいて、第１壁部は、第２壁部より紫外−可視電磁スペクトルの光の波長に対して透過性を有することができる。上記の実施形態のいずれかにおいて、装置は、更に、ｐＨ指示薬を含んだ２次的な成長インジケータシステムを含むことができる。上記の実施形態のいずれかにおいて、装置は、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含むことができ、第１のマイクロチャンバは、第２のマイクロチャンバに配置された試験微生物の数の少なくとも約１０倍の芽胞からなる第１の複数の試験微生物を内部に配置している。

別の態様では、本開示は、生物学的滅菌インジケータシステムを提供する。システムは、上記の実施形態のいずれか１つによる生物学的滅菌インジケータ装置、第１の蛍光センサによる蛍光信号の放出を刺激することができる電磁エネルギーソース、及び蛍光信号を検出するように適合された検出装置を備えることができる。任意の実施形態では、検出装置は、生物学的滅菌インジケータ装置と光学的に結合されるように構成される。任意の実施形態では、生物学的滅菌インジケータ装置を受容するように構成されたコンソールに、ソース及び検出装置を配置することができ、生物学的滅菌インジケータ装置がコンソールに受容されるときに、生物学的滅菌インジケータ装置は検出装置と光学的に結合される。

更に別の態様では、本開示は、滅菌処理の有効性を判定する方法を提供する。本方法は、上記の実施形態のいずれかによる装置を準備することと、少なくとも１つのマイクロチャンバと流体連通して滅菌剤を移動させて、滅菌剤処理された試験微生物を形成することと、滅菌剤処理された試験微生物を少なくとも１つのマイクロチャンバで栄養培地と接触させることと、少なくとも１つのマイクロチャンバに隔離された栄養培地及び滅菌剤処理された試験微生物の全容積が約９．５マイクロリットル以下であるように、少なくとも１つのマイクロチャンバを隔離することと、マイクロチャンバを隔離した後に一定期間装置を培養することと、第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することと、を含むことができる。

本方法の任意の実施形態では、装置は第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含むことができ、流体連通して滅菌剤を移動させることは第１及び第２のマイクロチャンバと流体連通して滅菌剤を移動させることを含む。

本方法の任意の実施形態では、装置は第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含むことができ、第１のマイクロチャンバと流体連通して滅菌剤を移動させて、滅菌剤処理された試験微生物を形成することは、更に、第２のマイクロチャンバと流体連通した滅菌剤の移動を防止することを含み、第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することは、更に、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバの両方で第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することを含む。本方法の任意の実施形態では、滅菌剤処理された試験微生物を栄養培地と接触させることは、更に、外力を提供して液体を少なくとも１つのマイクロチャンバに移動させることを含むことができる。本方法の任意の実施形態では、外力を提供することは求心力を提供することを含むことができる。

本方法の任意の実施形態では、第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することは、第１時間に第１の蛍光信号を検出すること及び第１時間後の第２時間に第１の蛍光信号を検出することを含むことができる。本方法の任意の実施形態では、装置は第２の蛍光センサを含むことができ、第２の蛍光センサは少なくとも１つのマイクロチャンバに配置され、本方法は、更に、第２の蛍光センサからの第２の蛍光信号を検出することを含む。本方法の任意の実施形態では、第２の蛍光信号を検出することは、第１時間に第２の蛍光信号を検出すること及び第１時間後の第２時間に第２の蛍光信号を検出することを含むことができる。本方法の任意の実施形態では、第１又は第２の蛍光信号を検出することは、更に、第１又は第２の蛍光信号の強度を測定することを含むことができる。

「好ましい」及び「好ましくは」という語は、特定の状況下で、特定の利益をもたらすことができる、本発明の実施形態を指す。しかしながら、同一又は他の環境下で、他の実施形態が好ましい場合もある。更に、１つ又は２つ以上の好ましい実施形態の詳細説明は、他の実施形態が有用でないことを示唆するものではなく、本発明の範囲から他の実施形態を排除することを意図するものではない。

「変形可能なシール」（及びその別形態）とは、導管を塞ぐために（工具を使用して又は工具を使用せずに）材料を永久的に変形することによって形成されたシールを意味する。

用語「含む」及びその変化形は、これらの用語が本説明及び特許請求の範囲に現れる場合に、限定する意味を有しない。

本明細書で使用されるとき、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの」及び「１つ又は２つ以上の」は、互換可能に使用される。したがって、例えば「ａ ｍｉｃｒｏｃｈａｍｂｅｒ」は、「１つ又は２つ以上の」マイクロチャンバを意味するものと解釈され得る。

用語「及び／又は」とは、列記される要素の１つ若しくはすべて、又は列記される要素の任意の２つ以上の組み合わせを意味する。

また本明細書では、端点による数値範囲の詳細説明は、その範囲に含まれるすべての数値を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含む）。

上記の本発明の課題を解決するための手段は、本発明の開示されるそれぞれの実施形態、又はすべての実施を説明することを意図するものではない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示する。本出願のいくつかの箇所で、実施例のリストを通じて指針が提供されるが、これらの実施例は、様々に組み合わせて使用することができる。それぞれの事例において、詳細説明されるリストは、代表的な群としてのみの役割を果たすものであり、排他的なリストとして解釈されるべきではない。

これらの及び他の実施形態の更なる詳細が、添付の図面及び以下の説明に記載される。他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかとなろう。

本開示による生物学的滅菌インジケータの一実施形態の頂面概略斜視図である。 図１の生物学的滅菌インジケータの分解側面図である。 部分的に断面で示された、図１の装置の一部の拡大平面図である。 主要通路に直接接続された複数のマイクロチャンバを有する代替装置の一部の拡大平面図である。 図３ａの線４−４に沿った、図１の装置の一部の断面図である。 図４の線５−５に沿った、図４の装置の一部の断面図である。 マイクロチャンバを隔離するための主要通路の変形後の、図４の主要通路の断面図である。 本開示による複数の開口部を有する液体受取チャンバを有した生物学的滅菌インジケータの頂面斜視図である。 本開示による液体収容リザーバを含んだ生物学的滅菌インジケータの実施形態の平面図である。 図８の生物学的滅菌インジケータの分解側面図である。 液体収容リザーバを含んだ生物学的滅菌インジケータの一代替実施形態の平面図である。 本開示による湾曲流体経路を有した生物学的滅菌インジケータの一実施形態の平面図である。 本開示による滅菌処理の有効性を判定する方法の一実施形態のブロック図である。 約５×１０^５の芽胞を収容した本開示の装置の様々な期間の培養後に検出された相対蛍光のグラフである。 約５×１０^６の芽胞を収容した本開示の装置の様々な期間の培養後に検出された相対蛍光のグラフである。 本開示による代替生物学的滅菌インジケータの一実施形態の頂面概略斜視図である。 本開示による別の代替生物学的滅菌インジケータの一実施形態の頂面概略斜視図である。

本開示の何らかの実施形態が詳細に説明される前に、本発明はその用途で、以下の説明に記載される又は以下の図面に示される構成の詳細及び構成要素の配置に限定されないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施又は実行することが可能である。また、本明細書で使用される表現及び用語は、説明を目的としたものであり、限定的なものとみなされるべきではないことを理解すべきである。本明細書での「備える（including）」、「含む（comprising）」又は「有する（having）」及びこれらの変化形の使用は、その後に列記される項目及びそれらの等価物、並びに更なる項目を包含するものである。別段の指定又は限定がない限り、用語「接続された」及び「結合された」並びにその変化形は、広義で使用され、直接的及び間接的な接続及び結合の両方を包含する。更に、「接続される」及び「結合される」は、物理的又は機械的な接続若しくは結合に限定されない。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用されてもよく、構造的又は論理的な変更がなされてもよいことを理解すべきである。更に、「前」、「後」、「上」、「下」といった用語は、互いに関連があるように要素を説明するために使用されるだけであり、装置の特定の向きを詳細説明するもの、装置の必要とされる若しくは求められる向きを指示又は示唆するもの、又は本明細書に記載される発明が使用時にどのように使用、装着、表示、又は配設されるかを特定するものでは決してない。

本開示は、一般に滅菌インジケータ及びシステムに関し、具体的に生物学的滅菌インジケータ及びシステムに関する。生物学的滅菌インジケータは、「生物学的滅菌インジケータ」又は単純に「生物学的インジケータ」と呼ばれることもある。本開示の生物学的滅菌インジケータのいくつかの実施形態は、内蔵型で、一般に平面の構成を有し、そして迅速な読取りを容易にし、生物学的滅菌インジケータ及びシステムの有効性を改善するために従来のインジケータより小さな容積を備える。

一般に、生物学的滅菌インジケータで使用するために選択される微生物は、監視をするために微生物が選択される特定の滅菌処理に対して、比較的高い耐性を有する。本開示の生物学的滅菌インジケータは、既知の微生物種の生きた培養物を通常は微生物の芽胞の形態で含む。生物の栄養型ではなく細菌の芽胞が使用されるのは、少なくとも部分的には、栄養型の細菌が滅菌処理によって比較的容易に死滅することが知られているためである。芽胞はまた、優れた貯蔵特性も有し、数年にわたり休眠状態で維持され得る。結果として、標準化された胞芽株の接種物の滅菌により、滅菌チャンバ内のすべての微生物が不活化されていることの高い信頼度が提供され得る。

あくまで１つの例として、本開示は生物学的滅菌インジケータで使用される微生物を「芽胞」として説明するが、生物学的滅菌インジケータの特定の実施形態で使用される微生物のタイプ（例えば芽胞）は、対象とする特定の滅菌処理に対して高い耐性を有するものが選択されることを理解すべきである。したがって、本開示の異なる実施形態は、特定の実施形態が目的とする滅菌処理に応じて異なる微生物を使用することができる。

本開示の生物学的滅菌インジケータシステムは、これらに限定されるものではないが、蒸気、乾性温熱、気体若しくは液体薬剤（例えばエチレンオキシド、過酸化水素、過酢酸、オゾン又はこれらの組み合わせ）、放射線又はこれらの組み合わせに対する曝露を含む様々な滅菌処理と共に使用され得る。少なくともいくつかの滅菌処理では、処理において、例えば５０℃、１００℃、１２１℃、１３２℃、１３４℃などの高温が含まれるか、又は発生する場合がある。更に、例えば１５ｐｓｉ（１×１０^５Ｐａ）の高圧が発生する場合がある。

一般に、滅菌処理は、本開示の生物学的滅菌インジケータを、滅菌器内に定置することを含む。いくつかの実施形態では、滅菌器は滅菌チャンバを備え、この滅菌チャンバは、滅菌される複数の物品を収容するようにサイズ決定することができ、チャンバから空気及び／又は他の気体を排気する手段、並びにチャンバに滅菌剤を添加する手段を装備することができる。本開示の生物学的滅菌インジケータは、最も滅菌が困難である滅菌器の区域内（例えば、蒸気滅菌器の排出管の上）に配設され得る。代替として、本開示の生物学的滅菌インジケータが滅菌チャンバ内に配置されるときに、生物学的滅菌インジケータは、滅菌される物品に隣接して（又は概して近位に）位置決めされ得る。更に、生物学的滅菌インジケータは、滅菌器内で使用することができる処理確認（challenge）装置内に位置決めされ得る。

滅菌処理は、滅菌される物品（単数又は複数）及び生物学的滅菌インジケータを、滅菌剤に暴露することを更に含むことができる。滅菌剤は、チャンバ内に存在する空気又は他の気体の少なくとも一部分をチャンバから排気した後に、滅菌チャンバに添加され得る。代替として、チャンバを排気せずに、滅菌剤をチャンバに添加することができる。滅菌剤が、チャンバ内部のすべての所望の区域に到達すること、及び生物学的滅菌インジケータを含む滅菌されるすべての所望の物品（単数又は複数）に接触することを確実するために、一連の排気工程は使用され得る。

図面を参照すると、図１は、本開示による生物学的滅菌インジケータ装置１００の一実施形態の概略斜視図である。図２は、図１の装置１００の分解側面図である。装置１００は、本体１０を含む。本体１０は、第１層１２及び第２層１６を互いに（例えば接着剤層１４を介して）付着させることによって、形成される。本体１０は、少なくとも１つのマイクロチャンバ２４を含む。例示された実施形態では、装置１００は、複数のマイクロチャンバ２４を含む。少なくとも１つのマイクロチャンバ２４は、少なくとも１つの開口部１８を介して周囲大気と選択的に流体接触する。選択的な連通は、以下で説明される変形可能なシールを介して、調節され得る。少なくとも１つの開口部１８は液体受取チャンバ３０内に開口し、液体受取チャンバ３０は主要通路２０を介してマイクロチャンバ２４と流体連通する。開口部１８は、液体移送装置（例えばピペットチップ又はニードル、図示せず）の出入りができるように寸法を決められ、結果として、液体受取チャンバへの流体の導入を可能にすると共に、ある容積の空気を対応する液体の流入容積によって追い出しながら、液体受取チャンバ３０から空気を排出できるようにする。開口部１８とマイクロチャンバ２４との間の流体経路は、任意に、フィーダ導管２６を更に含んでもよい。

マイクロチャンバ２４は、容積を画定する。本開示の装置では、マイクロチャンバの容積は、約９．５マイクロリットル以下、代替として約５マイクロリットル以下、更に別の代替例では約２マイクロリットル以下、更に別の代替例では約１．５マイクロリットル以下、更に別の代替例では約１マイクロリットル以下、そして更に別の代替例では約０．５マイクロリットル以下であることが好ましくあり得る。液体容積及び／又は気体容積がマイクロチャンバで隔離されるとき、マイクロチャンバ２４に収容することができる液体の制限された容積は、マイクロチャンバに存在する酸素（例えば溶存酸素）の総量を対応して制限する。

本体１０は第１層１２及び第２層１６を含み、第１層１２と第２層１６との間でマイクロチャンバ２４の容積が決定される。マイクロチャンバ２４だけでなく、主要通路２０及び液体受取チャンバ３０の容積も、第１及び第２層１２及び１６の間で決定される。

マイクロチャンバ２４は、内部に配置された複数の試験微生物４０（例えば細菌の芽胞）を有する。任意の実施形態では、複数の試験微生物は実質的に純粋（すなわち純培養）である。本開示の装置で使用される細菌の芽胞は、装置が使用されることになる滅菌処理に従って選択される。例えば、蒸気滅菌処理に対しては、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス又はバチルス・ステアロサーモフィルスを使用することができる。別の実施例では、エチレンオキシド滅菌処理に対して、バチルス・アトロファエウス（旧バチルス・サブティリス）を使用することができる。任意の実施形態では、マイクロチャンバ２４に配置される芽胞としては、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、バチルス・ステアロサーモフィルス、バチルス・サブティリス、バチルス・アトロファエウス、バチルス・メガテリウム（Bacillus megaterium）、バチルス・コアギュランス（Bacillus coagulans）及びクロストリジウム・スポロゲネス（Clostridium sporogenes）、バチルス・プミルス（Bacillus pumilus）を含む少なくとも１種の芽胞、又は上述の試験微生物の種の任意の２つ以上の組み合わせによる芽胞を挙げることができる。したがって、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス芽胞とバチルス・アトロファエウス芽胞の組み合わせを収容している装置は、例えば、蒸気滅菌処理又はエチレンオキシド滅菌処理のどちらかで使用され得る。

図１〜図１１に示されるように、本開示の生物学的滅菌インジケータ装置は、複数のマイクロチャンバを含んでもよい。特定の装置の任意のマイクロチャンバが、実質的に純粋な（例えば純培養の）複数の試験微生物を収容してもよいことが想到される。特定の装置の任意の２つ以上のマイクロチャンバが、同じ種又は株の実質的に純粋な複数の試験微生物を収容してもよいことが更に想到される。有利には、装置のこの構成は、一体型生物学的滅菌インジケータ装置で同じ試験微生物を使用して２つの独立した試験を提供し、その結果、滅菌試験結果の妥当性に対するより高い信頼を提供する。

特定の装置の任意のマイクロチャンバが、２つ以上の種又は株の複数の試験微生物を収容してもよいことが更に想到される。有利には、この構成では、少なくとも２つの異なるタイプの滅菌処理の１つを監視するために、単一の装置を使用することができる。特定の装置の少なくとも１つのマイクロチャンバが、１つの種の実質的に純粋な複数の試験微生物を収容してもよいこと、そして少なくとも１つの他のマイクロチャンバが、異なる種の実質的に純粋な複数の試験微生物を収容してもよいことが更に想到される。有利には、この構成は、少なくとも２つの異なるタイプの滅菌処理の１つを監視するために同様に使用することができる代替生物学的滅菌装置を提供する。

いくつかの実施形態では、本開示の生物学的滅菌インジケータ装置は複数のマイクロチャンバを含んでもよく、この場合、装置は第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含む。第１のマイクロチャンバは、第２のマイクロチャンバに配置された試験微生物の数の少なくとも約１０倍の芽胞からなる第１の複数の試験微生物を内部に配置している。同様に、装置は、第２のマイクロチャンバより約１０倍少ない試験微生物を内部に配置している第３マイクロチャンバを更に含んでもよい。有利には、前記の装置を、滅菌処理の有効性を量的に評価するために使用してもよい。すなわち、有効な滅菌処理は、第１〜第３マイクロチャンバのすべての試験微生物を死滅させることができる。これに対して、有効性の低い滅菌処理は第３マイクロチャンバの試験微生物を死滅させるだけとなり得るし、そして更に有効性の低い滅菌処理は第２及び第３マイクロチャンバの試験微生物を死滅させるだけとなり得る。

装置１００は、更に、マイクロチャンバ２４に配置された第１の酸素変調蛍光センサ４５を含む。適切な酸素変調蛍光センサとしては、センサ近位の十分な濃度の分子酸素の存在下で蛍光が消光する蛍光化合物を含むセンサが挙げられる。酸素変調蛍光化合物の非限定的な例としては、「Ｏｘｙｇｅｎ Ｓｅｎｓｏｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｏｆ ａ Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｉｎ ａ Ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ Ｐｏｌｙ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）Ｈｙｄｒｏｇｅｌ」と題されたＤ．Ｐ．Ｏ’Ｎｅａｌら（ＩＥＥＥ Ｓｅｎｓｏｒｓ Ｊｏｕｒｎａｌ，２００４，Ｖｏｌ．４，ｐｐ ７２８〜７３４）の記事に説明されるものを含む、遷移金属（例えばルテニウム含有の）錯体が挙げられ、この記事の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。任意の実施形態では、酸素変調蛍光化合物（例えば、染料）を、マトリックス（例えば、シリコーンゴム、シリカゲル、ポリマー又はゾル−ゲル）内で懸濁するか又はマトリックスと結合して、第１の蛍光センサ４５を形成することができる。任意の実施形態では、第１の蛍光センサ４５が、例えば被覆層のようなシート状物としてマイクロチャンバ２４に配置され得る。代替又は追加として、第１の蛍光センサ４５は、粒子若しくはビーズ内に（例えばポリマーマトリックスに組み込まれて）及び／又は粒子若しくはビーズ上に（例えば被覆に組み込まれて）配置されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の酸素変調蛍光センサ４５は、複数のビーズとしてマイクロチャンバ２４に配置され得る。

また、任意の実施形態では、装置１００は、更に、マイクロチャンバ２４に配置された第２の蛍光センサ４７を含む。好ましくは、第２の蛍光センサ４７の蛍光は、分子酸素が存在する場合に実質的に変調しない（すなわち、蛍光は実質的に増強されず、実質的に消光しない）。更に好ましくは、第２の蛍光センサ４７の蛍光は、（例えばその吸光度及び／又は発光スペクトルによって）第１の蛍光センサ４５の蛍光と区別され得る。第２の蛍光センサは、マトリックス（例えば、シリコーンゴム、シリカゲル、ポリマー又はゾル−ゲル）内で懸濁するか又はマトリックスと結合して第２の蛍光センサ４７を形成する蛍光化合物（例えば、染料）を含んでもよい。任意の実施形態では、第２の蛍光センサ４７は、例えば被覆層のようなシート状物としてマイクロチャンバ２４に配置され得る。代替又は追加として、第２の蛍光センサ４７は、粒子若しくはビーズ内に（例えばポリマーマトリックスに組み込まれて）及び／又は粒子若しくはビーズ上に（例えば被覆に組み込まれて）配置されてもよい。いくつかの実施形態では、第２の蛍光センサ４７は、複数のビーズとしてマイクロチャンバ２４に配置され得る。

図３は、部分的に断面で示された、図１の装置の一部の拡大平面図である。例示された実施形態では、フィーダ導管２２が、マイクロチャンバ２４を主要通路２０と流体接続する。試験微生物４０、第１の蛍光センサ４５及び第２の蛍光センサ４７が、少なくとも１つのマイクロチャンバ２４の内部に配置される。以下に説明されるように、主要通路２０及び／又はフィーダ導管２２の変形はマイクロチャンバ２４の隔離をもたらすことができ、その結果、隔離したマイクロチャンバ（図示せず）の内容物の、主要通路２０及び／又はフィーダ導管２２に存在し得る酸素を含有する液体又は気体とのその後の接触を実質的に防止する。

本開示の生物学的滅菌インジケータ装置は、主要通路２０を実質的に閉鎖するか、マイクロチャンバ２４を隔離するか、又は主要通路の閉鎖及びマイクロチャンバの隔離の両方を達成するために使用されるシール手段を含む。通路を閉鎖することにより、隔離したマイクロチャンバ２４への酸素を含有する液体又は気体の侵入が実質的に防止される。任意の実施形態では、シール手段は、変形可能なシールを含むことができる。本開示に関連して使用されるとき、変形可能なシールは、生物学的滅菌インジケータ装置に組み込まれる様々な場所及び／又は構造体で提供され得る。しかしながら、基本的には、生物学的滅菌インジケータの変形可能なシールは、開口部と１つ又は２つ以上のマイクロチャンバとの間の流体経路のどこかに位置することになる。

図１に関して、例えば、変形可能なシールは、液体受取チャンバ３０と複数のマイクロチャンバ２４との間の通路２０に位置してもよい。この構成では、変形可能なシールは、実質的に主要通路２０の全長にわたって延在してもよく、又は選択区域に限定されてもよい。例えば、変形可能なシールは、マイクロチャンバ２４につながるフィーダ導管２２が占有する区域にのみ主要通路２０に沿って延在してもよい。別の例では、変形可能なシールは、主要通路２０に沿って又はそれぞれのフィーダ導管２２内に位置した個別のシールポイント（図示せず）の複合構造であってもよい。

図４〜図６を参照すると、マイクロチャンバ２４を隔離するための変形可能なシールの一実施形態が描かれる。図４は、開放（すなわち非変形）状態の主要通路２０を示す。主要通路２０は、フィーダ導管２２を介してマイクロチャンバ２４と流体連通する。変形可能なシールは、図６に描かれるように主要通路２０内に広がるように変形することができる変形可能な第２層１６の形態で提供され、結果として、マイクロチャンバ２４及びその内容物を周囲空気から隔離する。マイクロチャンバ２４は、試験微生物４０並びに第１及び第２の蛍光センサ（それぞれ４５及び４７）を内部に配置する。図４に戻ると、本開示のマイクロチャンバ２４は、第１壁部５４及び第２壁部５６を含む。第１壁部５４は第１層１２の一部を含み、第２壁５６は第２層１６の一部を含む。また、図４には、接着剤層１４が示される。

任意の実施形態では、第１及び第２壁部（それぞれ５４及び５６）は、電磁スペクトルの紫外及び可視部分の波長を有した電磁放射に対して実質的に透過性を有し得る。これらの実施形態では、マイクロチャンバ２４に存在する蛍光センサ（例えば第１の蛍光センサ４５及び／又は第２の蛍光センサ４７）が、第１壁部５４及び／又は第２壁部５６に向けられたソースからの電磁放射（例えば紫外光）によって照射されてもよく、そして第１及び／又は第２の蛍光センサのどちらかから放出された任意の蛍光が、第１壁部及び／又は第２壁部に向けられた適切な検出器（例えばＣＣＤ撮像装置、ＣＭＯＳ撮像装置又はダイオードアレイ）によって検出され得る。

任意の実施形態では、第１又は第２壁部（それぞれ５４及び５６）の少なくとも１つは、電磁スペクトルの紫外及び／又は可視部分の波長を有する電磁放射が実質的に非透過である材料を含むことができる。例えば顔料、染料又は反射材料を組み込んだ第１層１２又は第２層１６を製作することによって、これが達成されてもよい。代替として、着色又は反射被覆又は層が、第１壁部５４又は第２壁部５６をそれぞれ形成する第１層１２又は第２層１６の一部に隣接して、かつ任意に接着されて、配設されてもよい。

例えば、第１壁部５４又は第２壁部５６は、反射部分（例えば白着色部分又は金属、金属箔若しくは金属被膜表面）を含むことができる。有利には、反射部分は、光が検出器（例えば人間の観察者又は自動検出器）に向けられるように、第１の蛍光指示薬によって放出された蛍光を反射する機能を果たすことができる。いくつかの実施形態では、第１壁部５４又は第２壁部５６は、黒着色部分を含むことができる。有利には、黒着色部分は、第１の蛍光指示薬が観察及び／又は撮像され得る対比色に着色された表面を提供する機能を果たすことができる。

変形可能なシールの閉鎖は、主要通路２０及び／又はフィーダ導管２２を閉塞するために層１２及び１６の１つ又は両方の一部の塑性変形を伴ってもよい。層（単数又は複数）を、例えばスタイラスなどの工具を使用して変形させてもよい。例えば、生物学的滅菌インジケータ装置の第１及び第２層１２及び１６を付着させるために感圧接着剤１４を使用する場合には、図６に示されるように、同じ感圧接着剤が、変形した第１及び第２層１２及び１６を接着することによって主要通路２０及び／又はフィーダ導管２２の閉塞を維持するのに役立ち得る。更に、接着剤１４の任意の形状的なじみやすさが、接着剤１４のなじみ及び／又は変形を可能にし、主要通路２０及び／又はフィーダ導管２２をより完全に充填及び閉塞することができる。

第１層１２を第２層１６に付着させるための接着剤の使用が、主要通路２０内で２つの層を互いに接着することによって変形可能なシールの閉鎖又は閉塞を増強してもよい。このような実施形態では、接着剤１４は感圧接着剤であることが好ましくあり得る。但し、主要通路２０の変形に、ホットメルト接着剤を活性化するのに十分な熱エネルギーの適用が付随する場合には、ホットメルト接着剤を代替として使用してもよい。

しかしながら、生物学的滅菌インジケータ装置の変形部分の完全なシール又は閉塞は不要となり得ることを理解すべきである。例えば、所望の隔離を提供するために、変形が主要通路、導管又は他の流体経路の流れ、泳動、又は拡散（例えば酸素を含有する液体又は気体の拡散）を十分に制限することだけが必要とされてもよい。本開示に関連して使用されるとき、「閉塞」は（別段の明示がない限り）部分閉塞及び完全閉塞の両方を含むことになる。更に、主要通路の閉塞は、主要通路２０の実質的に全長にわたって連続してもよいし、又は主要通路の長手方向に沿った個別の部分又は場所上で達成されてもよい。代替又は追加として、マイクロチャンバを隔離する変形可能なシールの閉鎖が、フィーダ導管のみの閉塞によって及び／又は（通路の一部又は全長の閉塞の代わりに又は加えて）フィーダ導管／主要通路接合部の閉塞によって達成されてもよい。

変形可能なシールが閉塞可能な通路の形態で提供されるいくつかの実施形態では、実質的に全長にわたって通路を閉塞することが有利であり、そうする場合には、通路内の任意のサンプル材料を、もし存在するならば液体受取チャンバの方へ戻って、及び／又はもし存在するならばドレインチャンバの方へ動かすことが有利であり得る。液体受取チャンバの方へ動かされるサンプル材料は、液体受取チャンバ内へ戻されることが好ましくあり得る。結果として、本開示の装置の液体受取チャンバは、変形可能なシールの閉鎖時に通路及び／又はフィーダ導管から動かされる材料用の廃物チャンバ又はパージチャンバとしての機能を果たすこともできる。

本開示の任意の実施形態では、生物学的滅菌インジケータ装置は、装置への液体の導入を容易にするように適合された液体受取チャンバを含むことができる。図７は、液体の受取を容易にするように適合された液体受取チャンバ３０’を有する生物学的滅菌インジケータ装置２００の一実施形態の頂面斜視図である。この実施形態では、液体受取チャンバ３０’は、液体受取チャンバ３０’の液体流路をその間に配置させた２つの開口部（１８及び１８’）を含む。液体流路は非線形で（この場合流路は一般にＵ字形で）、結果として、液体が開口部の１つ（例えば開口部１８）を介して導入され他の開口部（例えば開口部１８’）の方へ流れるので、液体受取チャンバ３０’からの空気の追い出しを容易にする。

任意の実施形態では、本開示の生物学的滅菌インジケータ装置は、任意に液体収容リザーバを含むことができる。図８は、液体６４を保持した液体収容リザーバ６０を含む装置３００の一実施形態の平面図である。任意の実施形態では、液体は、任意に壊れやすい容器６２（例えばガラス若しくはプラスチックアンプル又はプラスチックパウチ）に収容され得る。

液体６４は、試験微生物のための栄養培地を含むことができる。栄養培地の非限定的な例には、生き残った芽胞の発芽及び／又は増殖を促進する発芽培地がある。いくつかの実施形態では、液体６４は、栄養素と組み合わせて栄養培地を形成することができる水（又は、別の溶媒）を含むことができる。適切な栄養素としては、生き残った芽胞の発芽及び／又は成長を助長するために必要な栄養素を挙げることができ、液体収容リザーバ６０内に乾燥形態（例えば、ビーズ若しくは他のキャリアに封入された粉末形態、タブレット形態、カプレット形態、カプセル形態、フィルム若しくは被覆、別の適切な形状若しくは構成、又はこれらの組み合わせ）で提供され得る。液体が壊れやすいアンプル６２から解放されるとき、乾燥栄養素を、液体６４（例えば滅菌水）に混合（例えば溶解）することができる。あくまで１つの例だが、栄養培地が乾燥形態で提供される実施形態では、乾燥形態は、液体収容リザーバ６０内に、任意にキャリア（例えば吸収材料）に存在するか、又は実質的に脱水されたヒドロゲルに配置され得る。いくつかの実施形態では、液体と乾燥栄養培地の組み合わせを利用することができる。栄養素（単数又は複数）は試験微生物の代謝能に従って選択されてもよいことが、当業者に理解されるであろう。芽胞の成長を支援する栄養培地の一例には、ｐＨが約７．６に調整された１７ｇ／Ｌの細菌ペプトン及び０．１７ｇ／ＬのＬアラニンを含有する水性培地がある。任意には、培地は、更にｐＨ指示薬（例えば０．０３ｇ／Ｌのブロモクレゾールパープル）を含んでもよい。

装置３００は、上述のように第１層１２及び第２層１６を付着させることによって形成された本体１０を含む。本体１０は、複数のマイクロチャンバ２４を含む。装置３００は、上述のように主要通路２０を介して複数のマイクロチャンバ２４と流体連通する開口部１８を含む。装置３００は更に任意の弁２８を含み、弁２８は開口部１８から１つ又は２つ以上のマイクロチャンバ２４への流体連通を選択的に調節することができる。弁２８は、例えば米国特許第６，６２７，１５９号及び第６，７３４，４０１号に説明される弁を含むマイクロ流体装置での使用に適切な任意の形態を取ることができ、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。任意の実施形態では、１つ又は２つ以上のマイクロチャンバ２４は、図４に示されるように、任意のフィーダ導管２２を介して主要通路２０に流体的にリンクされ得る。いくつかの実施形態では、装置３００は、更に任意のドレインチャンバ４６を含む。ドレインチャンバ４６は、液体受取チャンバ３０又は液体収容リザーバ６０から複数のマイクロチャンバ２４の１つ又は２つ以上へ流体（例えば栄養培地）を移送することを目的とする処理から余分な流体を受容するように機能することができる。

装置が、主要通路２０によって形成される流体経路に沿って配置された液体収容リザーバ６０を含む、図８及び９の装置３００の代替構成が図１０に示される。図１０は、分岐導管２６を介して主要通路２０に流体接続された液体収容リザーバ６０を含む装置３００’の平面図である。また、図１０には、開口部１８、複数のマイクロチャンバ２４、任意の弁２８、及び液体６４（例えば栄養素を含有する液体）を収容した壊れやすい容器６２が示される。

任意の実施形態では、本開示の装置は、開口部から１つ又は２つ以上のマイクロチャンバに向かうために滅菌気体が通り抜ける必要のある湾曲経路を定める主要通路を含むことができる。図１１は、開口部１８からマイクロチャンバ２４への湾曲経路を定める主要通路２０’を含む生物学的滅菌インジケータ装置４００の一実施形態の平面図である。有利には、湾曲経路は、より厳しい課題を特定の滅菌処理に提供することができ、例えば、包装された物品又は穴あき医療装置の内部への滅菌気体の侵入のより望ましいインジケータであり得る。また、図１１には、液体６４（例えば栄養素を含有する液体）を収容した壊れやすい容器６２を収容する任意の液体収容リザーバ６０が示される。液体収容リザーバ６０は、分岐導管２６を介して主要通路２０に流体接続される。液体収容リザーバ６０は、任意には、弁２８を介して主要通路２０と選択的な流体連通をしてもよい。

本開示の任意の装置の第１層１２及び第２層１６は、様々な適切な材料を使用して製造されてもよく、材料は、生物学的滅菌インジケータが使用される滅菌処理のタイプに基づいて選択されてもよい。適切な材料の例としては、高分子材料（例えばポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンなど）、金属（例えば金属箔）などが挙げられる。エチレンオキシド又は過酸化水素滅菌処理で使用され得る生物学的滅菌インジケータに対しては、任意の残留滅菌気体の迅速な気体排出を可能にする材料を使用して生物学的滅菌インジケータを製作することが特に有用である。一実施形態では、液体受取チャンバ、通路、リザーバ、分岐導管、ドレインチャンバ及びマイクロチャンバといった本体１０の非平面（すなわち３次元）の特徴すべての容積を画定する形状を作り出す例えば、窪み、空洞又は凹みを装置の１つの層（例えば層１２）に（例えば成形又は熱成形処理を使用して）形成することが好ましくあり得る。この実施形態では、反対の層（すなわち層１６）は一般に平らなシート状構成で提供される。例えば、生物学的インジケータ装置の第１層１２を形成するために成形、真空成形、又はそれ以外の処理が施された高分子シートに生物学的滅菌インジケータのすべての非平面の特徴を提供することが好ましくあり得る。この例では、第１層１２、第２層１６は、本体１０の３次元の特徴の形成を完了させるために第１層１２に付着される例えば金属箔、高分子材料、多層複合材料などの実質的に平らなシートとして、続いて提供されてもよい。装置の層のために選択される材料は良好な遮断特性（例えば水、又は滅菌気体及び酸素などの気体の通過に対する耐性）を示すことが好ましくあり得る。

一代替実施形態では、本体１０の非平面の特徴のいくつかを、（例えばエンボス加工又は熱成形処理によって）１つの層（例えば第１層１２）内又は上に作り出すことができ、非平面の特徴のいくつかをもう１つの層（例えば第２層１６）内又は上に作り出すことができ、そして本明細書に説明されるように２つの層を付着させて、装置１００の完全な本体１０を形成することができる。

第１層１２及び第２層１６の少なくとも１つが金属層、例えば金属箔を含むことも想到される。金属箔として提供される場合には、第１層又は第２層は、金属によるサンプル材料の汚染を防止するために、液体受取チャンバ３０、主要通路２０、もし存在するならば液体収容リザーバ６０、もし存在するならばフィーダ導管２２、及び／又はマイクロチャンバ２４の内部に向けられた第１又は第２層の表面上にパシベーション層を含んでもよい。

別のパシベーション層の代替例として、第１層１２を第２層１６に付着させるために使用される任意の接着剤層１４が、任意の材料（例えば細菌の芽胞）と第１層１２又は第２層１６の任意の金属層との間の接触を防止するために、パシベーション層としての機能を果たしてもよい。接着剤は、形状的になじみやすくなり得るという点でも有益であり得る。その場合には、接着剤層１４は、第１又は第２層（それぞれ１２及び１６）のどちらかに存在する凹凸又は表面の粗さを充填及び／又はシールすることで増強された閉塞を提供し得る。

第１及び第２層１２及び１６は、例えばメルトボンド、接着剤、メルトボンドと接着剤の組み合わせなど、任意の適切な技術（単数又は複数）によって互いに接合され得る。メルトボンドの場合には、層１２及び１６の両方が、メルトボンディングを容易にするために、例えばポリプロピレン又は他の何らかのメルトボンディング可能な材料を含むことが好ましくあり得る。しかしながら、第１及び第２層１２及び１６は接着剤を使用して付着されることが好ましくあり得る。図２及び５に描かれるように、接着剤は、好ましくは、接着剤の層１４の形態で提供され得る。接着剤層１４は、第１及び第２層１２及び１６の少なくとも１つの表面上の連続した完全な層として提供されることが好ましくあり得る。例えば、接着剤層１４は第２層１６上に提供されることが好ましくあり得、特に接着剤層１４は第１層１２に向けられた第２層１６の表面全体を実質的に被覆することが好ましくあり得る。

様々な接着剤が使用されてもよい。但し、装置が滅菌処理に供された後、生物学的滅菌インジケータ、及びマイクロチャンバ内の生きた芽胞の存在又は不存在を検出するために使用される条件（例えば培養温度、紫外線暴露）を処理する間に、選択された任意の接着剤は、使用される環境条件（例えば熱、圧力、水蒸気、滅菌剤気体）に耐えることができなければならない。生物学的滅菌インジケータ装置に関連して使用される任意の接着剤は、低い蛍光を示し、栄養培地と共存でき、そして生物学的滅菌インジケータで使用される微生物に対して実質的に無毒であることも好ましくあり得る。

感圧特性を示す接着剤を使用することが好ましくあり得る。このような接着剤は、一般的に、メルトボンディングで使用される高温接合処理を伴わず、液体接着剤の使用、溶剤接合、超音波接合などに固有の取り扱い上の問題を呈しないことから、生物学的滅菌インジケータ装置の大量生産により適し得る。適切な接着剤は国際公開第０２／０１１８０号に説明され、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示の生物学的滅菌インジケータ装置は、少なくとも１つの蛍光インジケータ組成物（すなわち第１の蛍光センサ）を含む。それ故、試験結果を解釈するために、蛍光センサは、蛍光インジケータ組成物と相互作用して蛍光を引き起こすことができる電磁放射ソースによって照らされる。蛍光インジケータ組成物と相互作用し（例えば蛍光インジケータ組成物に吸収され）蛍光を引き起こすことができる電磁放射の波長は、蛍光センサで使用される蛍光体に依存する。いくつかの蛍光体のための電磁放射の適切なソースの例には、紫外光源（例えば携帯型紫外光源、又は紫外光源を含むプレートリーダ）がある。

したがって、いくつかの実施形態では、装置がプレートリーダで使用されるように構成されるべく、本開示の生物学的滅菌インジケータ装置の寸法を決めることが好ましくあり得る。プレートリーダで使用されるように構成されることとしては、装置の１つ又は２つ以上のマイクロチャンバをプレートリーダの光学システムと位置合わせして、適切な電磁放射でマイクロチャンバの照射を可能にし、マイクロチャンバの蛍光の検出を可能にすべく、装置がプレートリーダに作動的に収まるように、装置の寸法を決めることが挙げられる。プレートリーダで使用されるように構成されることとは、代替として、キャリアに収まるように生物学的滅菌インジケータ装置の寸法が決められることを意味してもよく、キャリアは、プレートリーダ内に定置されるときに、プレートリーダに作動的に収まり、装置のマイクロチャンバの蛍光を検出するために生物学的滅菌インジケータ装置のマイクロチャンバを位置合わせする。

本開示の生物学的インジケータ試験装置を作製するとき、試験微生物が、１つ又は２つ以上の方法を使用してマイクロチャンバに導入され得る。例えば、試験微生物を、適切な懸濁培地（例えば水又は緩衝化溶液などの液体）で、適正な濃度（例えば１０^９芽胞／ミリリットル）に懸濁することができる。一実施形態では、懸濁物（例えば約１０^６の芽胞を含有する１マイクロリットルの水）の適切な容積が、マイクロチャンバ（例えば図５に示される第１層１２に形成されたマイクロチャンバ２４）の形状及び場所を定める凹み（例えば本体の第１層の凹み）へ（例えばピペットによって）移送され得る。液体懸濁培地は乾燥させることができ、続いて第２層を第１層に付着させることができ、結果として、内部に複数の芽胞を配置させた（図示せず）マイクロチャンバを形成する。第１及び／又は第２の蛍光センサも同様に、液体培地で懸濁し、懸濁培地を蒸発させるマイクロチャンバを定める場所へ移送することができる。任意には、試験微生物の懸濁物は、更に第１の蛍光センサ及び／又は第２の蛍光センサを含むことができる。この実施形態では、試験微生物、第１の蛍光センサ及びもし存在するならば第２の蛍光センサがすべて、生物学的滅菌インジケータのマイクロチャンバを定める場所で同時に堆積され得る。

一代替実施形態では、第１及び第２層は、生物学的滅菌インジケータ装置の本体を形成するために、付着され得る。続いて、試験微生物の懸濁物の適切な容積（例えば少なくとも１０^５の芽胞、好ましくは約１０^６の芽胞を含有する１マイクロリットルの水）を、本明細書で説明されるように、（例えばピペットによって）開口部を介して移送させることができ、遠心力を使用してマイクロチャンバ内に動かすことができる。懸濁培地を続いて（例えば凍結乾燥によって）蒸発させることができ、その結果、芽胞（例えば約１０^６の芽胞）をマイクロチャンバに配置させた状態にする。第１及び／又は第２の蛍光センサも同様に、液体培地で懸濁し、開口部内に堆積し、そして懸濁培地を蒸発させるマイクロチャンバ内に動かすことができる。任意には、試験微生物の懸濁物は、更に第１の蛍光センサ及び／又は第２の蛍光センサを含むことができる。この実施形態では、試験微生物、第１の蛍光センサ及びもし存在するならば第２の蛍光センサがすべて、開口部を介して同時に堆積し、生物学的滅菌インジケータのマイクロチャンバ内に動かされ得る。

いくつかの実施形態では、試験微生物（例えば芽胞）及び／又は酸素変調蛍光センサは、マイクロチャンバの壁に接着された被覆に配置され得る。適切な被覆としては、例えば親水化剤が挙げられる。親水化剤は、ポリマー（例えばセルロース型ポリマー、寒天、アガロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、上述の材料のいずれかの誘導体又は上述の材料の任意の２つ以上の組み合わせといった、ヒドロゲルを形成する親水性ポリマー）を含んでもよい。代替又は追加として、親水化剤は、芽胞の発芽及び／又は増殖を支援するために栄養素を含んでもよい。これらの実施形態では、懸濁物が装置に組み込まれるときに親水性被覆材料を試験微生物の懸濁物に添加してもよく、親水性被覆を試験微生物の懸濁物と共に乾燥させることができる。

栄養液をマイクロチャンバ２４に分配した後にマイクロチャンバ２４が隔離される一方法では、主要通路２０の一部のみに沿って、又は代替として主要通路の全長にわたって変形可能なシールを閉鎖する必要があり得る。主要通路２０の一部のみが変形される場合、もし存在するならば液体受取チャンバ３０とマイクロチャンバ２４との間に位置した主要通路２０の部分を変形することが好ましくあり得る。

生物学的滅菌インジケータ装置は、（例えば図１に描かれるようにアクセサリ構造体なしで）単独で処理されてもよい。しかしながら、任意の実施形態では、生物学的滅菌インジケータ装置はキャリアに装着され得る。適切なキャリアは米国特許第６，６２７，１５９号に説明され、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。有利には、以下に説明されるように、キャリアは、生物学的滅菌インジケータ装置の取り扱いを容易にすることができ、自動リーダとマイクロチャネルの位置合わせを容易にすることができる。

生物学的滅菌インジケータ装置とは別のキャリアを提供することによって、生物学的滅菌インジケータ装置を、滅菌処理に供し、続いて、従来の機器で処理する自動機器（例えばロボットアームなど）によって取り扱われるように適合されたキャリア内に定置することができる。キャリアの別の潜在的な利点は、生物学的滅菌インジケータ装置が丸まるか又は平面構成から逸脱する傾向性を示し得ることである。キャリアに生物学的滅菌インジケータ装置を付着させることで、処理のために平面構成で生物学的滅菌インジケータ装置が固定され得る。

本開示の生物学的滅菌インジケータ装置に関連して使用されるキャリアは、好ましくは、いくつかの好適な物理的特性も有する。例えば、生物学的滅菌インジケータ装置とキャリアとの間の熱伝導を減少させるために、キャリアが、装着される生物学的滅菌インジケータ装置との限定された接触区域を提供することが好ましくあり得る。更に、キャリア自体が、生物学的滅菌インジケータ装置の温度変化に影響を与えるのを避けるために比較的低い熱質量を有することが好ましくあり得る。

生物学的滅菌インジケータ装置が、生物学的滅菌インジケータ装置の回転の間に生ずる遠心力を使用して装填される場合には、遠心力は、装置のマイクロチャンバ及び流体経路のシールの課題となり得る。課題は、生物学的滅菌インジケータ装置が２つの層を互いに付着させるために接着剤を使用して構築されるときに、特に深刻になり得る。正しく設計されたキャリアは、減菌器及び／又は遠心器で生物学的滅菌インジケータ装置を装填及び／又は処理する間にカードへ圧力をかける機会を提供することによって、生物学的滅菌インジケータ装置の整合性を維持するのを援助することができる。

例示的な実施形態の様々な構成が本明細書で説明されるが、本開示の生物学的滅菌インジケータの本体は、米国特許第６，６２７，１５９号及び第６，７３４，４０１号に説明される原理に従って製造されてもよく、それぞれの内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

以上で確認された文献はすべて、本開示の原理に従って生物学的滅菌インジケータを製造するために使用され得る装置の様々な構成を開示する。例えば、本明細書で説明される多くの生物学的滅菌インジケータの本体の部分は、接着剤（例えば感圧接着剤）を使用して付着されるが、本開示の生物学的滅菌インジケータの本体はヒートシール又は他の接合技術を使用して製造され得る。

本開示の装置は、密閉装置を使用してシールされ得る。適切な密閉装置の非限定的な例及びその使用法は、米国特許第６，６２７，１５９号に示されそして説明される。

本開示の装置は、滅菌処理の有効性を判定する方法で使用され得る。滅菌の有効性を判定するために使用される生物学的インジケータ及び化学的インジケータは、当該技術分野において周知である。従来の生物学的インジケータでは、自然汚染により存在するであろう殆どの生物より利用される滅菌処理に対して何倍も高い耐性を示す試験生物が、キャリアに被覆され、そして滅菌される物品と共に減菌器に定置される。滅菌サイクルの終了後、キャリアは、何らかの試験生物が滅菌手順後に生き残ったかどうかを判定するために、栄養培地で培養される。検出可能な数の生物の成長は、内容全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，０７３，４８８号で説明されるように、普通最低でも２４時間かかり、栄養培地のｐＨ変化により及び／又は蛍光発生酵素基質の加水分解により検出され得る。

当該技術分野において周知の他の生物学的滅菌インジケータ装置と同様に、本開示の装置は、滅菌処理で滅菌される物品と共に定置され得る。滅菌処理の後、試験微生物は、栄養培地と接触させられて、滅菌処理後に生き残った恐れのある任意の試験微生物の発芽及び／又は増殖を可能にするために、一定期間培養される。理論に縛られるものではないが、もし存在するならば生き残った滅菌剤処理された試験微生物は、正常な好気的代謝によって装置に存在する分子酸素を利用する能力により検出され、結果として、酸素変調蛍光センサによる増加した蛍光を可能にする。したがって、生き残った試験微生物の不存在は、滅菌剤処理された試験微生物が栄養培地と接触させられるときに、酸素変調蛍光センサの実質的な蛍光の増加をもたらさない。

図１２は、本開示による滅菌処理の有効性を判定する方法６００の一実施形態のブロック図である。本方法は、本開示による任意の生物学的滅菌インジケータ装置を準備する工程７０を含み、装置は、第２層に付着された第１層を含んだ本体であって、約０．５マイクロリットル〜約９．５マイクロリットルの隔離された容積を有する少なくとも１つの隔離可能なマイクロチャンバ、及び環境と少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に流体連通を提供する少なくとも１つの主要通路を形成する本体と、少なくとも１つのマイクロチャンバに配置された複数の試験微生物と、マイクロチャンバに配置された第１の酸素変調蛍光センサと、を含む。

方法６００は、更に、少なくとも１つのマイクロチャンバと流体連通して滅菌剤を移動させて、滅菌剤処理された試験微生物を形成する工程７２を含む。少なくとも１つのマイクロチャンバと流体連通して滅菌剤を移動させることは、例えば、装置及びその構成要素（例えば試験微生物）を蒸気滅菌器の湿り蒸気に暴露することによって、装置及びその構成要素をエチレンオキシド減菌器のエチレンオキシドに暴露することによって、装置及びその構成要素を過酸化水素減菌器の過酸化水素プラズマに暴露することによって、又は装置及びその構成要素をオゾン減菌器のオゾンに暴露することによって、装置を滅菌処理に供することを含むことができる。生物学的滅菌インジケータ装置が２つ以上のマイクロチャンバを含むときには、マイクロチャンバと流体連通して滅菌剤を移動させることは、複数のマイクロチャンバと流体連通して同時に滅菌剤を移動させることを含むことができる。

方法６００は、更に、滅菌剤処理された試験微生物を少なくとも１つのマイクロチャンバで栄養培地と接触させる工程７４を含む。滅菌剤処理された試験微生物を栄養培地と接触させることは、液体、好ましくは本明細書で説明されるような水、緩衝化溶液又は栄養培地といった無菌液を装置の開口部（例えば図１の開口部１８）に導入すること、及び少なくとも１つのマイクロチャンバに（例えば、毛管作用、又は例えば遠心器によって提供される求心力のような外力によって）液体を動かすことを含んでもよい。代替又は追加として、滅菌剤処理された試験微生物を栄養培地と接触させることが、液体、好ましくは本明細書で説明されるような水、緩衝化溶液又は栄養培地といった無菌液を（例えば毛管作用によって、又は遠心器を使用して求心力によって）もし存在するならば装置の液体収容リザーバから少なくとも１つのマイクロチャンバへ移動させることにより、達成されてもよい。液体を液体収容リザーバから移動させることは、壊れやすい容器を破壊して液体を解放すること及び／又は弁を作動させて液体収容リザーバからマイクロチャンバへの流体経路を開放することを更に含んでもよい。したがって、滅菌剤処理された試験微生物を接触させることは、更に、閉鎖状態から開放状態へと液体収容リザーバを変化させることを含んでもよい。いくつかの実施形態では、液体を液体収容リザーバから移動させることは、更に、実質的に脱水された（任意に、装置に配置された）栄養素を溶解して、栄養培地を形成することを含むことができる。

方法６００は、更に、少なくとも１つのマイクロチャンバに隔離された栄養培地及び滅菌剤処理された試験微生物の全容積が約９．５マイクロリットル以下であるように、少なくとも１つのマイクロチャンバを隔離する工程７６を含む。少なくとも１つのマイクロチャンバは、本明細書で開示されるように、主要通路及び／又はフィーダ導管に配設された変形可能なシール又は弁を作動させることによって隔離され得る。変形可能なシール及び／又は弁を作動させることは、マイクロチャンバの栄養培地の小さな容積（例えば約０．５マイクロリットル〜約９．５マイクロリットル）を隔離する。マイクロチャンバを隔離することは、その結果、主要通路及び／又はフィーダ導管に沿ったマイクロチャンバへの（例えば液体又は気体を介する）酸素の拡散移動を防止する。有利には、これにより、第１の酸素変調蛍光センサと相互作用するためにマイクロチャンバで利用可能な酸素が制限される。それ故、もし存在するならば任意の生き残った試験微生物は、比較的短い時間で制限された量の酸素を代謝することができ、結果として、第１の蛍光センサの消光量を減少させる。したがって、滅菌処理が失敗した場合（すなわち、少なくとも１つの生き残った滅菌剤処理された試験微生物が存在する場合）には、生き残った微生物は、より大きな容積の栄養培地に存在する場合よりも迅速に検出され得る。

いくつかの実施形態では、マイクロチャンバの隔離された栄養培地の全容積は、マイクロチャンバに流体接続されるフィーダ導管の隔離された部分を含むことができる。例えば、マイクロチャンバが主要通路の変形可能なシールを作動させることによって隔離される場合には、隔離されるマイクロチャンバを主要通路に流体接続するフィーダ導管に隔離された栄養培地の一部が存在し得る。この条件は、フィーダ導管及びマイクロチャンバに隔離される液体培地の全容積が９．５マイクロリットルを超えないならば、本発明の範囲内である。

方法６００は、更に、一定期間装置を培養する工程７８を含む。一般的に、装置は隔離工程７６の後（例えば直後）に培養される。装置を培養することは、周囲より高い温度で装置を培養することを含むことができる。生き残った滅菌剤処理された試験微生物の芽胞の発芽及び／又は増殖を容易にする最適な温度範囲は、試験微生物の種に依存することになることが当業者に理解されるであろう。したがって、装置を培養することは、試験微生物の発芽及び／又は増殖を容易にする温度で装置を維持するために培養器又はオーブンで装置を培養することを含むことができる。好ましい実施形態では、装置は、少なくとも１つのマイクロチャンバの蛍光を検出するように更に適合されたリーダ（例えば蛍光プレートリーダ）で培養される。装置を培養することは、約１５分〜約２４時間、好ましくは約１５分〜約４時間、より好ましくは約１５分〜約２時間、更に好ましくは約１５分〜約１時間、装置を培養することを含むことができる。

試験微生物の生存度は、もし存在するならば発芽芽胞並びに／又は発芽芽胞及び／若しくは試験微生物の子孫の代謝活性を監視することによって判定され得る。代謝活性は、栄養培地で成長する呼吸している細胞（すなわち発芽芽胞及びその子孫）による溶存酸素の消費を検出することによって、好都合かつ高感度に監視され得る。本明細書で説明される様々な酸素感受性蛍光化合物は、呼吸している細胞による酸素消費を監視するために、酸素検知組成物で使用される。

方法６００は、更に、酸素センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出する工程８０を含む。本明細書で説明されるように、この工程は、例えば、第１の蛍光センサの蛍光体によって放出される蛍光の検出に適切な電磁照射（例えば紫外光）の携帯型ソースで装置を照らすことによって、行われてもよい。代替として、装置は、自動プレートリーダを使用してマイクロチャンバの蛍光を検出するために走査されてもよい。有利には、本開示の装置を、自動リーダで読み取りされるように構成することができ、任意に、装置をリーダに適切に配設するキャリアと共に使用してもよい。

第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することは、更に、第１の蛍光信号を定量化することを含んでもよい。第１の蛍光信号の定量化は、例えば蛍光を検出及び定量化するように構成されたプレートリーダなどの、当該技術分野において周知の様々な方法及び／又は器具を使用して実行されてもよい。

栄養培地の酸素の存在は、酸素変調センサ（例えば本開示の第１の蛍光センサ）の蛍光を実質的に消光することができる。したがって、少なくとも１つのマイクロチャンバに隔離された栄養培地が周囲空気で実質的に飽和される場合には、例えば、栄養培地に存在する酸素は第１の蛍光センサの蛍光を実質的に消光することになる。しかしながら、少なくとも１つの試験微生物が滅菌剤との接触後に生き残る場合には、装置を培養することは、試験微生物の成長及び代謝を助長することができ、その結果、消光が低減され第１の蛍光センサが検出可能な蛍光を発する点まで栄養培地の溶存酸素を減少させる。

任意の実施形態では、本方法は、更に、少なくとも１つのマイクロチャンバに配置された第２の蛍光センサを含む装置を準備することを含むことができる。第２の蛍光センサは、酸素によって変調しない蛍光センサでもよい。したがって、第２の蛍光センサにより放出される蛍光は、第１の酸素変調蛍光センサにより放出される蛍光を比較することができる参照信号として使用されてもよい。第１の蛍光センサにより放出される蛍光と第２の蛍光センサにより放出される蛍光の比率の（例えば培養期間中の）経時変化は、マイクロチャンバの生き残った滅菌剤処理された試験微生物の存在及び、対応して滅菌処理の失敗を示すことができる。

任意の実施形態では、本開示の方法は、更に、第１時間及び第１時間後の第２時間に第１の蛍光センサからの蛍光信号を検出することを含むことができる。本方法は、更に、第１時間及び第２時間に測定された第２の蛍光センサの蛍光信号（例えば信号の強度）を比較することを含むことができる。

また、任意の実施形態では、本開示の方法は、更に、第１時間及び第１時間後の第２時間に第２の蛍光インジケータからの蛍光信号を検出することを含むことができる。本方法は、更に、第１時間及び第２時間に測定された第２の蛍光センサの蛍光信号（例えば信号の強度）を比較することを含むことができる。

いくつかの実施形態では、第１及び第２の蛍光センサからの蛍光信号は同時に検出され得る。いくつかの実施形態では、第１及び第２の蛍光センサからの蛍光信号は順次に検出され得る。任意には、装置が培養される間、同時に検出を行うことができる。

第１の蛍光センサからの蛍光信号の存在を検出することが、滅菌処理の失敗のインジケータであってもよい。いくつかの実施形態では、滅菌剤処理された装置からの蛍光信号は、滅菌処理に供しない制御装置と比較され得る。いくつかの実施形態では、滅菌剤処理された装置からの蛍光信号は、蛍光が微生物の活性に起因し得るかどうかを判定するために、予め選択された閾値と量的に比較され得る。

別の態様では、本開示は、滅菌処理の有効性を判定する方法を提供する。本方法は、図１４ａに示されるように、２つ以上の主要通路に沿って分配される複数のマイクロチャンバを含んだ生物学的滅菌インジケータ装置を準備することを含むことができる。例示された実施形態では、装置５００の本体１０は、２つの隔離された主要通路（それぞれ２０及び２０’）を含み、それぞれの主要通路は、開口部（それぞれ１８及び１８’）及び少なくとも１つのマイクロチャンバ（それぞれ２４及び２４’）と流体連通する。それぞれの主要通路（それぞれ２０及び２０’）は、例えば栄養培地などの液体（それぞれ６４及び６４’）を保持した液体収容リザーバ（それぞれ６０及び６０’）と流体連通する。任意には、液体（６４及び／又は６４’）は壊れやすい容器（それぞれ６２及び６２’）に収容されてもよい。任意には、１つ又は２つ以上のマイクロチャンバ２４及び／又は２４’は、フィーダ導管（それぞれ２２及び２２’）を介して主要通路２０及び／又は２０’に流体接続されてもよい。この実施形態では、生物学的滅菌インジケータ装置５００に滅菌剤を移動させる前に、主要通路の１つ（例えば通路２０’）は、マイクロチャンバ２４’への滅菌剤の移動を防止するために（例えば弁２８’で）閉鎖される。有利には、弁２８’が閉鎖されそして生物学的滅菌インジケータ装置５００が滅菌処理に供されるときに、マイクロチャンバ２４’の試験微生物は、滅菌剤に暴露されず、続いて構成要素（例えば試験微生物（図示せず）、栄養培地６４及び／又は第１の酸素変調蛍光センサ（図示せず））に対する成長制御（すなわち「陽性対照」）としての機能を果たすことができる。生物学的滅菌インジケータ装置５００を滅菌剤に暴露した後、マイクロチャンバ２４及び２４’それぞれの試験微生物は、栄養培地６４と接触させられ、本明細書に説明されるように隔離される。装置５００は、本明細書に説明されるように培養され、蛍光は、本明細書に説明されるようにマイクロチャンバ２４及び２４’の第１の蛍光センサ、任意に第２の蛍光センサから検出される。

マイクロチャンバへの滅菌剤の移動を防止する代替手段は、少なくとも１つのマイクロチャンバを環境と流体連通させない構成の生物学的滅菌インジケータ装置を提供することであることが想到される。図１４ｂは、装置５００’が主要通路２２’と流体連通する（すなわち図１４ａの装置５００の開口部１８及び弁２８に対応する）開口部又は弁を含まないことを除いて、図１４ａの装置５００と類似の構成を有した装置５００’を示す。したがって、マイクロチャンバ２４’は、主要通路２０’を介して環境と流体連通しない。それ故、生物学的滅菌インジケータ装置５００’が滅菌処理に供されるときに、マイクロチャンバ２４’の試験微生物は、滅菌剤に暴露されず、続いて構成要素（例えば試験微生物（図示せず）、栄養培地（それぞれ６４及び６４’）及び／又は第１の酸素変調蛍光センサ（図示せず））に対する成長制御（すなわち「陽性対照」）としての機能を果たすことができる。生物学的滅菌インジケータ装置５００’を滅菌剤に暴露した後、マイクロチャンバ２４及び２４’それぞれの試験微生物は、栄養培地６４と接触させられ、本明細書に説明されるように隔離される。装置５００’は、本明細書に説明されるように培養され、蛍光は、本明細書に説明されるようにマイクロチャンバ２４及び２４’の第１の蛍光センサ、任意に第２の蛍光センサから検出される。

別の態様では、本開示は、生物学的滅菌インジケータシステムを提供する。システムは、本開示による任意の生物学的滅菌インジケータ装置を備えることができる。システムは、更に、第１の蛍光センサによる蛍光信号の放出を刺激することができる電磁エネルギーソース及び蛍光信号を検出するように適合された検出装置（例えば上述のような検出装置）を備える。任意の実施形態では、検出装置は、生物学的滅菌インジケータ装置と光学的に結合されるように構成され得る。任意の実施形態では、ソース及び検出装置は、装置を受容するように構成された（例えばプレートリーダのような）コンソールに配置され、そして生物学的滅菌インジケータ装置がコンソールに受容されるときに、生物学的滅菌インジケータ装置は検出装置と光学的に結合される。任意の実施形態では、システムは、更にプロセッサを備え得る。

実施形態
実施形態Ａは、生物学的滅菌インジケータ装置であって、装置が、
第２層に付着された第１層を含んだ本体であり、約０．５マイクロリットル〜約９．５マイクロリットルの隔離された容積を有する少なくとも１つの隔離可能なマイクロチャンバ、及び環境と少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に流体連通を提供する少なくとも１つの主要通路を形成する本体と、
マイクロチャンバに配置された複数の試験微生物と、
マイクロチャンバに配置された第１の酸素変調蛍光センサと、を含む。

実施形態Ｂは、実施形態Ａの装置であって、複数の試験微生物が、第１の隔離可能なマイクロチャンバに配置された第１の複数の第１試験微生物を含み、装置が、更に、第２の隔離可能なマイクロチャンバに配置された第２の複数の第２試験微生物を含み、そして第１の酸素変調蛍光センサが、第１及び第２のマイクロチャンバのそれぞれに配置される。

実施形態Ｃは、実施形態Ｂの装置であって、第１試験微生物及び第２試験微生物が同じ種の試験微生物を含む。

実施形態Ｄは、実施形態Ｂの装置であって、第１試験微生物が第２試験微生物とは異なる種の試験微生物を含む。

実施形態Ｅは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、少なくとも１つの複数の試験微生物が複数の芽胞を含む。

実施形態Ｆは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、装置が、少なくとも１つの液体収容リザーバであり、液体が１つ又は２つ以上のマイクロチャンバと流体連通しない閉鎖状態及び液体が１つ又は２つ以上のマイクロチャンバの少なくとも１つと流体連通する開放状態を有するリザーバ、を更に含む。

実施形態Ｇは、実施形態Ｆの装置であって、リザーバの液体の容積が、流体連通する１つ又は２つ以上のマイクロチャンバの隔離された容積以上である。

実施形態Ｈは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、少なくとも１つの主要通路が環境と少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に選択的な流体連通を提供するように適合される。

実施形態Ｉは、実施形態Ｈの装置であって、主要通路が弁を含む。

実施形態Ｊは、実施形態Ｈ又は実施形態Ｉのいずれか１つの装置であって、少なくとも１つの主要通路が、少なくとも１つのリザーバと少なくとも１つのチャンバとの間に流体連通を提供するように更に構成される。

実施形態Ｋは、実施形態Ｆ〜Ｉのうちのいずれか１つの装置であって、装置が、少なくとも１つの分岐導管であり、少なくとも１つのリザーバと少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に流体連通を提供する少なくとも１つの分岐導管、を更に含む。

実施形態Ｌは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、装置が、酸素によって実質的に変調しない第２の蛍光センサであり、少なくとも１つのマイクロチャンバに配置される第２の蛍光センサ、を更に含む。

実施形態Ｍは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、第１及び／又は第２の蛍光センサがビーズ、フィルム又は被覆を含む。

実施形態Ｎは、実施形態Ｍの装置であって、被覆が水不溶性の被覆を含む。

実施形態Ｏは、実施形態Ｍの装置であって、被覆が水溶性の被覆を含む。

実施形態Ｐは、実施形態Ｏの装置であって、被覆が更に複数の試験微生物を含む。

実施形態Ｑは、実施形態Ｈ〜Ｐのうちのいずれか１つの装置であって、少なくとも１つの主要通路がシール可能である。

実施形態Ｒは、実施形態Ｈ〜Ｑのうちのいずれか１つの装置であって、少なくとも１つの第１及び／又は第２通路が更に少なくとも２つのフィーダ導管を含み、少なくとも２つのフィーダ導管のそれぞれのフィーダ導管が、複数のマイクロチャンバの２つの別のマイクロチャンバのうちの１つと流体連通する。

実施形態Ｓは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、少なくとも１つのマイクロチャンバの少なくとも１つの複数の試験微生物が、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス種の芽胞又はバチルス・アトロファエウス種からの芽胞からなる。

実施形態Ｔは、実施形態Ｂ〜Ｓのうちのいずれか１つの装置であって、装置が、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、第１のマイクロチャンバの第１の複数の試験微生物が、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス種の芽胞及びバチルス・アトロファエウス種からの芽胞からなる。

実施形態Ｕは、実施形態Ｂ〜Ｓのうちのいずれか１つの装置であって、装置が、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、第１のマイクロチャンバに配置された第１の複数の試験微生物が、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス属の芽胞からなり、第２のマイクロチャンバに配置された第２の複数の試験微生物が、バチルス・アトロファエウス属の芽胞からなる。

実施形態Ｖは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、リザーバの液体が壊れやすい容器に収容される。

実施形態Ｗは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、液体が栄養素を含む。

実施形態Ｘは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、少なくとも１つのマイクロチャンバが、第１壁部及び第２壁部を含み、第１壁部又は第２壁部が、紫外−可視電磁スペクトルの光の波長に対して実質的に非透過である。

実施形態Ｙは、実施形態Ｘの装置であって、第２壁部が白着色部分を含む。

実施形態Ｚは、実施形態Ｘ又は実施形態Ｙの装置であって、第２壁部が反射部分を含む。

実施形態ＡＡは、実施形態Ｚの装置であって、第２壁部が金属、金属箔又は金属披膜基材を含む。

実施形態ＢＢは、実施形態Ｘ〜ＡＡのうちのいずれか１つの装置であって、第２壁部が黒着色部分を含む。

実施形態ＣＣは、実施形態Ｘ〜ＢＢのうちのいずれか１つの装置であって、第１壁部が、第２壁部より紫外−可視電磁スペクトルの光の波長に対して透過性を有する。

実施形態ＤＤは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、装置が、ｐＨ指示薬を含んだ二次的な成長インジケータシステムを更に含む。

実施形態ＥＥは、実施形態Ｂ〜ＤＤのうちのいずれか１つの装置であって、装置が、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、第１のマイクロチャンバが、第２のマイクロチャンバに配置された試験微生物の数の少なくとも約１０倍の芽胞からなる第１の複数の試験微生物を内部に配置している。

実施形態ＦＦは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、第１層が酸素に対して実質的に不浸透である。

実施形態ＧＧは、先行する実施形態のうちのいずれか１つの装置であって、第２層が酸素に対して実質的に不浸透である。

実施形態ＨＨは、生物学的滅菌インジケータシステムであって、システムが、
先行する実施形態のうちのいずれか１つによる生物学的滅菌インジケータ装置と、
第１の蛍光センサによる蛍光信号の放出を刺激することができる電磁エネルギーソースと、
蛍光信号を検出するように適合された検出装置と、を備える。

実施形態ＩＩは、実施形態ＨＨの生物学的滅菌インジケータシステムであって、検出装置が、生物学的滅菌インジケータ装置と光学的に結合されるように構成される。

実施形態ＪＪは、実施形態ＨＨ又は実施形態ＩＩの生物学的滅菌インジケータシステムであって、ソース及び検出装置が、生物学的滅菌インジケータ装置を受容するように構成されたコンソールに配置され、そして生物学的滅菌インジケータ装置がコンソールに受容されるときに、生物学的滅菌インジケータ装置が検出装置と光学的に結合される。

実施形態ＫＫは、滅菌処理の有効性を判定する方法であって、本方法が、
実施形態Ａ〜ＧＧのうちのいずれか１つによる生物学的滅菌インジケータ装置を準備することと、
少なくとも１つのマイクロチャンバと流体連通して滅菌剤を移動させて、滅菌剤処理された試験微生物を形成することと、
滅菌剤処理された試験微生物を少なくとも１つのマイクロチャンバで栄養培地と接触させることと、
少なくとも１つのマイクロチャンバに隔離された栄養培地及び滅菌剤処理された試験微生物の全容積が約９．５マイクロリットル以下であるように、少なくとも１つのマイクロチャンバを隔離することと、
マイクロチャンバを隔離した後に一定期間装置を培養することと、
第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することと、を含む。

実施形態ＬＬは、実施形態ＫＫの方法であって、装置が第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、流体連通して滅菌剤を移動させることが第１及び第２のマイクロチャンバと流体連通して滅菌剤を移動させることを含む。

実施形態ＭＭは、実施形態ＫＫの方法であって、装置が第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、第１のマイクロチャンバと流体連通して滅菌剤を移動させて、滅菌剤処理された試験微生物を形成することが、更に、第２のマイクロチャンバと流体連通した滅菌剤の移動を防止することを含み、第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することは、更に、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバの両方で第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することを含む。

実施形態ＮＮは、実施形態ＫＫ〜ＭＭのうちのいずれか１つの方法であって、流体連通して滅菌剤を移動させることが、少なくとも１つの弁を開放して、環境と少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に流体連通を提供することを含む。

実施形態ＯＯは、実施形態ＫＫ〜ＮＮのうちのいずれか１つの方法であって、滅菌剤処理された試験微生物を栄養培地と接触させることが、更に、外力を提供して液体を少なくとも１つのマイクロチャンバに移動させることを含む。

実施形態ＰＰは、実施形態ＯＯの方法であって、外力を提供することが、求心力を提供することを含む。

実施形態ＱＱは、実施形態ＫＫ〜ＰＰのうちのいずれか１つの方法であって、装置を培養することが、約１５分〜約２４時間装置を培養することを含む。

実施形態ＲＲは、実施形態ＫＫ〜ＱＱのうちのいずれか１つの方法であって、第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することが、第１時間に第１の蛍光信号を検出すること及び第１時間後の第２時間に第１の蛍光信号を検出することを含む。

実施形態ＳＳは、実施形態ＲＲの方法であって、本方法が、第１時間に検出された第１の蛍光信号を第２時間に検出された第１の蛍光信号と比較することを更に含む。

実施形態ＴＴは、実施形態ＫＫ〜ＳＳのうちのいずれか１つの方法であって、装置が第２の蛍光センサを含み、第２の蛍光センサが少なくとも１つのマイクロチャンバに配置され、本方法が、更に、第２の蛍光センサからの第２の蛍光信号を検出することを含む。

実施形態ＵＵは、実施形態ＴＴの方法であって、第２の蛍光信号を検出することが、第１時間に第２の蛍光信号を検出すること及び第１時間後の第２時間に第２の蛍光信号を検出することを含む。

実施形態ＶＶは、実施形態ＵＵの方法であって、方法が、第１時間に検出された第２の蛍光信号を第２時間に検出された第２の蛍光信号と比較することを更に含む。

実施形態ＷＷは、実施形態ＫＫ〜ＶＶのうちのいずれか１つの方法であって、第１又は第２の蛍光信号を検出することが、更に、第１又は第２の蛍光信号の強度を測定することを含む。

実施形態ＸＸは、実施形態ＷＷの方法であって、本方法が、第１の蛍光信号の強度を第２の蛍光信号の強度と比較することを更に含む。

本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。特段の指示がない限り、部及び百分率はすべて重量基準であり、水はすべて蒸留水であり、分子量はすべて重量平均分子量である。

材料実施例の調製で利用される材料を表１に示す。

実施例１−生物学的滅菌インジケータのアセンブリ
チャネルを介して試薬リザーバのアレイに接続された液体装填リザーバを有する装置を、米国特許第６，６２７，１５９号に説明されるように製作した。ポリプロピレンフィルム（厚さ約０．５７ｍｍ）を含む第１層を熱成形処理に供し、位相的特徴を作製した。

メタノールでプレートのウエルを洗浄することによって、市販の９６ウエルプレート（ＯｘｏＰｌａｔｅ型番ＯＰ９６Ｃ、ＰｒｅＳｅｎｓ ＧｍｂＨ、ドイツ）から酸素センサビーズを除去した。ビーズを８つのウエルから抽出し、エッペンドルフチューブに移動させて、遠心分離によりペレット化して、そしてメタノールで３回洗浄した。ビーズペレットを、１５マイクロリットルの水に再懸濁した。乾燥芽胞懸濁物を収容したそれぞれの穴に１マイクロリットルのビーズ懸濁物をピペットで移し、第１層を３７℃で１０分間培養器に置き乾燥した。

１マイクロリットルの分量のＢ．サブティルス芽胞の２つの水性懸濁物（５×１０^８又は５×１０^９芽胞／ｍＬのいずれか）を、熱成形された第１層の個別の穴（乾燥させたビーズ懸濁物を収容したそれぞれの穴）にピペットで移した。３７℃で１０分間第１層を培養することによって、芽胞を接種した穴から懸濁物の水分を蒸発させた。

ウエルが乾燥した後、接着剤被覆（国際公開第２００３／０５２０１９号に開示されるタイプの蒸気に適合したシリコーンポリ尿素接着剤）アルミニウム箔フィルムを含む第２層を第１層上に定置し、そして第２層に対して圧力を適用して、第１層に接着剤を接合した。更に、第１層の周囲に圧力を適用して完全な接合を確保するために、小さな鈍いスタイラス（約７５０ミクロンの幅を有する鉗子の端部）を使用した。完成した装置は、それぞれの装置が４８個のマイクロウエル（チャンバ）を含んだ１つの処理アレイを有することを除き、国際公開第０２／０１１８０号の図１に示される装置と類似の構成を有した。それぞれのマイクロチャンバは、約１．５マイクロリットルの容積を有した。

実施例２−生物学的滅菌インジケータ装置内の生きた芽胞の検出
生物学的滅菌インジケータ装置を、実施例１で説明されるように調製した。３０マイクロリットルの栄養培地（１７ｇ／Ｌの細菌ペプトン及び０．１７ｇ／ＬのＬアラニンをｐＨが７．６に調整された脱イオン水に溶解した）を、処理アレイのそれぞれの装填構造体に添加し、そして栄養培地を遠心分離によってそれぞれのウエルに分配した（装置を１５ｍＬの遠心管内に定置し、遠心管を、スイングバケットロータ内に定置しそして２分間２，０００ｒｐｍで遠心分離した）。インジケータ装置を、３７℃に加熱された蛍光プレートリーダ（ＴＥＣＡＮ Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ型番Ｍ２００、Ｔｅｃａｎ Ｇｒｏｕｐ Ｌｔｄ、メンネドルフ、スイス）に置いた。１５分ごとに装置を蛍光に関して走査し、ＯｘｏＰｌａｔｅ ９６−ウエルプレートに添付されたメーカーの指示に従って、時間の関数として酸素消費率を監視した。ビーズの蛍光比率を制御する酸素ビーズの増加は、芽胞の発芽及び成長から生じる培地の酸素濃度の減少を示した。結果は図１３ａ及び１３ｂに示される。

比較例１−生物学的滅菌インジケータ装置内の生きた芽胞の検出
実施例１で使用されるものと同じ芽胞希釈液の１マイクロリットルの分量を、ＯｘｏＰｌａｔｅ ９６−ウエルプレートのウエルにピペットで移した。２００マイクロリットルの栄養培地（実施例２で使用される培地と同じ）を、ＯｘｏＰｌａｔｅ ９６−ウエルプレートのウエルに添加した。プレートをＰＣＲカバーテープ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ ＭｉｃｒｏＡｍｐ型番４３１１９７１、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、カールスバッド、カリフォルニア州）で被覆した。加熱した（３７℃）蛍光プレートリーダに被覆されたプレートを定置し、プレートを、実施例２で説明されるように走査及び分析した。結果は図１３ａ及び１３ｂに示される。それぞれのウエルが５×１０^５の芽胞を収容したとき、マイクロウエル装置では、９６−ウエルプレートと比較して、芽胞による酸素の代謝に起因する蛍光が少なくとも１時間は早く（すなわち約５０％速く）検出されたことを結果は示す。更に、それぞれのウエルが５×１０^６の芽胞を収容したとき、マイクロウエル装置では、９６−ウエルプレートと比較して、芽胞による酸素の代謝に起因する蛍光が少なくとも２時間は早く（すなわち約５０％速く）検出されたことを結果は示す。

本明細書に引用するすべての特許、特許出願及び公開公報、並びに電子的に入手可能な資料の開示内容の全体を援用する。本出願の開示内容と本明細書に援用されるいずれかの文書の開示内容との間になんらかの矛盾が存在する場合には、本出願の開示内容が優先するものとする。上記の詳細な説明及び実施例はあくまで理解を助ける明確さのために示したものである。これらによって不要な限定をするものと理解されるべきではない。本発明は、図示及び説明された厳密な詳細に限定されるものではなく、当業者には明らかな変形例は特許請求の範囲によって定義される本発明に含まれるものとする。

全ての見出しは、読者の利便性のためであり、指定のない限り、その見出しに続く本文の意味を限定するために使用するべきではない。

本明細書で例示的に説明された本発明は、本明細書に具体的に開示されていない任意の要素（単数又は複数）の非存在下で適切に実施され得る。したがって、例えば、本明細書のそれぞれの例では、用語「含む」、「本質的に〜からなる（consisting essentially of）」及び「からなる（consisting of）」のいずれも、他の２つの用語のどちらかと置換され得る。利用された用語及び表現は、限定としてではなく説明の用語として使用され、図示及び説明された特徴又はその一部の任意の等価物を除外するような用語及び表現の使用を意図しないが、様々な修正が請求の範囲に記載されている本発明の範囲内で可能であることが理解される。したがって、本発明は好ましい実施形態及び最適な特徴によって具体的に開示されたが、当業者であれば、本明細書で開示された概念の修正及び変更が可能であり、このような修正及び変更は、添付した請求の範囲によって定義される本発明の範囲内であると考えられることを理解すべきである。

Claims (20)

1. 生物学的滅菌インジケータ装置であって、
   本体であって、第２層に付着された第１層を含み、該本体が、約０．５マイクロリットル〜約９．５マイクロリットルの隔離された容積を有する少なくとも１つの隔離可能なマイクロチャンバと、環境と該少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に流体連通を与える少なくとも１つの主要通路と、を形成している、本体と、
   前記マイクロチャンバに配置された複数の試験微生物と、
   前記マイクロチャンバに配置された第１の酸素変調蛍光センサと、
   を含む装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記複数の試験微生物が、第１の隔離可能なマイクロチャンバに配置された第１の複数の第１の試験微生物を含み、該装置が、第２の隔離可能なマイクロチャンバに配置された第２の複数の第２の試験微生物を更に含み、前記第１の酸素変調蛍光センサが、前記第１及び第２のマイクロチャンバのそれぞれに配置される、装置。
3. 請求項１〜２のいずれか一項に記載の装置であって、少なくとも１つの液体収容リザーバであって、該リザーバが、前記液体が１つ又は２つ以上の前記マイクロチャンバと流体連通しない閉鎖状態と、前記液体が、前記１つ又は２つ以上の前記マイクロチャンバの少なくとも１つと流体連通する開放状態と、を有する、リザーバを更に含む、装置。
4. 前記少なくとも１つの主要通路が、環境と前記少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に選択的な流体連通を与えるように適合される、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の装置であって、前記少なくとも１つのリザーバと少なくとも１つのマイクロチャンバとの間に流体連通を与える、少なくとも１つの分岐導管を更に含む、装置。
6. 請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の装置であって、酸素によって実質的に変調されない第２の蛍光センサであって、少なくとも１つのマイクロチャンバ内に配置される第２の蛍光センサを更に含む、装置。
7. 前記少なくとも１つの主要通路がシール可能である、請求項４〜６のうちのいずれか一項に記載の装置。
8. 請求項４〜７のうちのいずれか一項に記載の装置であって、前記少なくとも１つの第１及び／又は第２の通路が、少なくとも２つのフィーダ導管を更に含み、該少なくとも２つのフィーダ導管のそれぞれのフィーダ導管が、前記複数のマイクロチャンバのうちの２つの別のマイクロチャンバのうちの１つと流体連通する、装置。
9. 請求項２〜８のうちのいずれか一項に記載の装置であって、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、該第１のマイクロチャンバ内の前記第１の複数の試験微生物が、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス（Geobacillus stearothermophilus）種の芽胞及びバチルス・アトロファエウス（Bacillus atrophaeus）種からの芽胞からなる、装置。
10. 請求項２〜８のうちのいずれか一項に記載の装置であって、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、該第１のマイクロチャンバに配置された前記第１の複数の試験微生物が、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス（Geobacillus stearothermophilus）属の芽胞からなり、該第２のマイクロチャンバに配置された前記第２の複数の試験微生物が、バチルス・アトロファエウス（Bacillus atrophaeus）属の芽胞からなる、装置。
11. 請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の装置であって、前記少なくとも１つの隔離可能なマイクロチャンバが第１の壁部及び第２の壁部を含み、該第１の壁部又は第２の壁部が紫外〜可視電磁スペクトルにおける光の波長に対して実質的に非透過である、装置。
12. 前記第２の壁部が、黒色の部分を含む、請求項１１に記載の装置。
13. 前記第１の壁部が、紫外〜可視電磁スペクトルにおける光の波長に対して前記第２の壁部よりも透過性が高い、請求項１１又は請求項１２に記載の装置。
14. 請求項２〜１３のうちのいずれか一項に記載の装置であって、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、該第１のマイクロチャンバが、該第２のマイクロチャンバに配置された試験微生物数の少なくとも約１０倍の芽胞からなる第１の複数の試験微生物がその内部に配置されている、装置。
15. 生物学的滅菌インジケータシステムであって、
    請求項１〜１４のうちのいずれか一項に記載の生物学的滅菌インジケータ装置と、
    前記第１の蛍光センサによる蛍光信号の放出を刺激することができる電磁エネルギーソースと、
    前記蛍光信号を検出するように適合された検出装置と、
    を備えるシステム。
16. 請求項１５に記載の生物学的滅菌インジケータシステムであって、前記ソース及び前記検出装置が、前記生物学的滅菌インジケータ装置を受容するように構成されたコンソールに配置され、前記生物学的滅菌インジケータ装置が該コンソールに受容されるときに、前記生物学的滅菌インジケータ装置が前記検出装置と光学的に結合される、システム。
17. 滅菌処理の有効性を判定する方法であって、
    請求項１〜１４のうちのいずれか一項に記載の生物学的滅菌インジケータ装置を与えることと、
    滅菌剤を前記少なくとも１つのマイクロチャンバと流体連通を通して移動させて、滅菌剤処理された試験微生物を形成することと、
    前記滅菌剤処理された試験微生物を少なくとも１つのマイクロチャンバ内で栄養培地と接触させることと、
    前記少なくとも１つのマイクロチャンバに隔離された栄養培地及び滅菌剤処理された試験微生物の全容積が約９．５マイクロリットル以下であるように、前記少なくとも１つのマイクロチャンバを隔離することと、
    マイクロチャンバを隔離した後に一定期間前記装置を培養することと、
    前記第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することと、
    を含む方法。
18. 前記装置が、第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、滅菌剤を流体連通を通して移動させることが、前記第１及び第２のマイクロチャンバと流体連通を通して滅菌剤を移動させることを含む、請求項１７に記載の方法。
19. 請求項１７に記載の方法であって、前記装置が第１のマイクロチャンバ及び第２のマイクロチャンバを含み、該第１のマイクロチャンバと流体連通を通して滅菌剤を移動させて、滅菌剤処理された試験微生物を形成することが、更に、該第２のマイクロチャンバと流体連通を通した滅菌剤の移動を防止することを含み、前記第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することは、更に、前記第１のマイクロチャンバ及び前記第２のマイクロチャンバの両方において前記第１の蛍光センサによって放出される第１の蛍光信号の存在又は不存在を検出することを含む、方法。
20. 請求項１７〜１９のうちのいずれか一項に記載の方法であって、前記装置が、前記第２の蛍光センサを含み、前記第２の蛍光センサが、少なくとも１つのマイクロチャンバに配置され、該方法が、更に、前記第２の蛍光センサからの第２の蛍光信号を検出することを含む、方法。

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