JP2017503639A - 分離液を用いたサンプル濃縮及び検出のためのシステム及び方法 - Google Patents

分離液を用いたサンプル濃縮及び検出のためのシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

分離液を用いて、サンプルを濃縮し、目的の検体を検出するためのシステム及び方法。本システムは、微細空洞を含むことができるサンプル検出容器を含むことができる。微細空洞は、サンプルの遠心分離の結果生じたサンプルの濃縮物を含むことができる。容器は、微細空洞とこの微細空洞の外側に配置されたサンプルの上澄みとの間に配置される分離液を更に含むことができる。分離液は、サンプルの上澄みの密度よりも高い密度、及び少なくとも０．０５Ｎ／ｍの上澄みとの界面張力を有することができる。分離液は非毒性かつ不活性であることができる。本方法は、サンプル検出容器を遠心分離した後に、微細空洞の外側に配置された上澄みを微細空洞から押しのけるために、サンプル検出容器に分離液を添加する。【選択図】図４

Description

発明の詳細な説明
［分野］
本発明は概して、サンプル内における、細菌などの、目的の検体を検出するためのシステム及び方法に関し、特に、比較的大きなサンプル体積内における目的の検体の迅速な検出に関する。
［背景］
微生物（例えば、細菌、ウイルス、菌類、胞子など）、及び／又は他の目的の検体（例えば、毒素、アレルゲン、ホルモンなど）の存在の水性サンプルを試験することは、食物及び水安全性、感染病分析、及び環境監視を含む、様々な用途において重要であり得る。例えば、大衆によって消費される、食物、飲料、及び／又は公共用水などの可食サンプルは、微生物又は他の検体を含有又は捕捉する可能性があり、これは、これらが存在する環境に応じて繁殖又は増殖し得る。このような増殖により、毒素を産生するか、又は感染量にまで増加し得る、病原生物の拡散が引き起こされ得る。更なる例として、各種の分析法を非食品サンプル（例えば、地下水、尿など）のサンプルに対して行うことによって、サンプルが特定の検体を含んでいるか否かを判定することができる。例えば、地下水を微生物又は化学的毒素に関して試験することができ、尿を、診断を可能にする種々の診断指標（例えば、糖尿病、妊娠など）に関して試験することができる。
［概要］
本開示のいくつかの態様は、サンプルを含み、存在する場合には、目的の検体の検出のためにサンプルを濃縮するように適合されるサンプル検出容器を準備する。容器は、サンプルを受容するように構成される開放端部、及び微細空洞を含む閉鎖端部を含むことができる。微細空洞は、上部開口部及び底部を含むことができ、目的のサンプルを保持するための毛管力を提供するように構成されることができる。微細空洞は、サンプルの遠心分離から生じたサンプルの濃縮物を含むことができ、濃縮物は、沈降物、及び上澄みの少なくとも一部分を含むことができる。容器は、微細空洞とこの微細空洞の外側に配置された上澄みとの間に配置される分離液を更に含むことができる。分離液は、サンプルの上澄みの密度よりも高い密度、及び少なくとも０．０５Ｎ／ｍの上澄みとの界面張力を有することができる。分離液は非毒性かつ不活性であることができる。
本開示のいくつかの態様は、存在する場合には、サンプル内の目的の検体を検出するための方法を提供することができる。本方法はサンプル検出容器を準備することを含むことができる。容器は、サンプルを受容するように構成される開放端部、及び微細空洞を含む閉鎖端部を含むことができる。微細空洞は、上部開口部及び底部を含み、目的のサンプルを保持するための毛管力を提供するように構成されることができる。本方法は、サンプル検出容器内にサンプルを配置することと、サンプルの沈降物及び上澄みを形成するために、サンプル検出容器を微細空洞へ向けて遠心分離することと、を更に含むことができる。本方法は、サンプル検出容器をした後に、サンプルの濃縮物が微細空洞内に保持されるように、微細空洞の外側に配置された上澄みを微細空洞から押しのけるために、サンプル検出容器に分離液を添加することであって、濃縮物は沈降物を含む、遠心分離ことを更に含むことができる。分離液は、微細空洞とこの微細空洞の外側に配置された上澄みとの間に移動することができる。分離液は、サンプルの上澄みの密度よりも高い密度、及び少なくとも０．０５Ｎ／ｍの上澄みとの界面張力を有することができる。分離液は非毒性かつ不活性であることができる。
本開示の他の特徴及び態様は、発明を実施するための形態及び添付の図面を考慮することによって、明らかになるであろう。
本開示の一実施形態に係るサンプル検出容器の分解斜視図である。 図１のサンプル検出容器の分解側面断面図である。 図１及び図２のサンプル検出容器の拡大側面断面図である。 本開示の別の実施形態に係るサンプル検出容器の拡大側面断面図である。 本開示の別の実施形態に係るサンプル検出容器の拡大側面断面図である。 本開示の別の実施形態に係るサンプル検出容器の拡大側面断面図である。 図１〜図３のサンプル検出容器の側面図を示す、本開示の一実施形態に係るサンプル検出方法を示す。 図４に示されるように取った、図１〜図４のサンプル検出容器の一部分の拡大概略部分断面図である。 本開示の別の実施形態に係るサンプル検出容器の分解斜視図である。 図６のサンプル検出容器の分解側面断面図である。 本開示の別の実施形態に係るサンプル検出容器の側面図である。 図８に示されるように取った、図８のサンプル検出容器の一部分の拡大概略部分断面図である。 貯蔵部及びフィルタ部を含む、本開示の一実施形態に係る第１の容器アセンブリの分解斜視図である。 図１０の第１の容器アセンブリの組立斜視図である。 図１０〜図１１のフィルタ部並びに図１〜図３、図４及び図５のサンプル検出容器を含む、本開示の一実施形態に係る第２の容器アセンブリの分解斜視図である。 図１２の第２の容器アセンブリの組立側面断面図である。 図１０〜図１１の第１の容器アセンブリ及び図１２〜図１３の第２の容器アセンブリの側面図を示す、本開示の別の実施形態に係るサンプル検出方法を示す。 単一の微細空洞、及び４５度の有効角度αを有する壁を含む、実施例において用いられるサンプル検出容器ＳＭＤ１の側面断面図である。 図１５ＡのＳＭＤ１の微細空洞の拡大側面断面図である。 単一の微細空洞、及び６０度の有効角度αを有する壁を含む、実施例において用いられるサンプル検出容器ＳＭＤ２の側面断面図である。 図１６ＡのＳＭＤ２の微細空洞の拡大側面断面図である。 単一の微細空洞、及び４５度の有効角度αを有する壁を含む、実施例において用いられるサンプル検出容器ＳＭＤ３の側面断面図である。 図１７ＡのＳＭＤ３の微細空洞の拡大側面断面図である。 単一の微細空洞、及び６０度の有効角度αを有する壁を含む、実施例において用いられるサンプル検出容器ＳＭＤ４の側面断面図である。 図１８ＡのＳＭＤ４の微細空洞の拡大側面断面図である。 複数の微細空洞を含む微細空洞表面を含む、実施例において用いられるサンプル検出容器ＭＳ１の側面断面図である。 複数の微細空洞を含む微細空洞表面を含む、実施例において用いられるサンプル検出容器ＭＳ２の側面断面図である。 図２０ＡのＭＳ２の微細空洞表面の拡大側面断面図である。 図１５Ａ及び図１５ＢのＳＭＤ１の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１５Ａ及び図１５ＢのＳＭＤ１の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１５Ａ及び図１５ＢのＳＭＤ１の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１５Ａ及び図１５ＢのＳＭＤ１の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１６Ａ及び図１６ＢのＳＭＤ２の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１６Ａ及び図１６ＢのＳＭＤ２の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１６Ａ及び図１６ＢのＳＭＤ２の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１６Ａ及び図１６ＢのＳＭＤ２の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１７Ａ及び図１７ＢのＳＭＤ３の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１７Ａ及び図１７ＢのＳＭＤ３の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１７Ａ及び図１７ＢのＳＭＤ３の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１７Ａ及び図１７ＢのＳＭＤ３の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１８Ａ及び図１８ＢのＳＭＤ４の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１８Ａ及び図１８ＢのＳＭＤ４の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１８Ａ及び図１８ＢのＳＭＤ４の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１８Ａ及び図１８ＢのＳＭＤ４の微細空洞の光学顕微鏡写真である。 図１９のＭＳ１の微細空洞表面の光学顕微鏡写真である。 図１９のＭＳ１の微細空洞表面の光学顕微鏡写真である。 図１９のＭＳ１の微細空洞表面の光学顕微鏡写真である。 図１９のＭＳ１の微細空洞表面の光学顕微鏡写真である。 図２０Ａ及び図２０ＢのＭＳ２の微細空洞表面の光学顕微鏡写真である。 図２０Ａ及び図２０ＢのＭＳ２の微細空洞表面の光学顕微鏡写真である。 図２０Ａ及び図２０ＢのＭＳ２の微細空洞表面の光学顕微鏡写真である。 図２０Ａ及び図２０ＢのＭＳ２の微細空洞表面の光学顕微鏡写真である。 実施例のＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器の微細空洞の内部における細菌の光学顕微鏡写真である。 実施例のＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器の微細空洞の内部における細菌の光学顕微鏡写真である。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。 実施例９に従って試験された様々な有効角度を有する容器の側面断面図を示す。
［詳細な説明］
本開示のいずれかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に記載されるか、又は以下の図面に例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されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な態様で実施又は実行することができる。また、本明細書で使用される専門語句及び専門用語は説明を目的としたものであり、限定として見なされるべきではないことを理解されたい。「含む（including）」、「備える・含む（comprising）」、又は「有する（having）」、及びこれらの変化形は、その後に列記される要素及びそれらの均等物、並びに更なる要素を含むことを意味する。特に特定又は限定されないかぎり、用語「連結された（coupled）」及びその変形は広義で用いられ、直接的及び間接的な連結の両方を含む。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されたい。更に、「上部」、「下部」等のような用語は、要素の互いの関係を記載するためにのみ使用され、装置の特定の向きを述べること、又は装置に必要である又は要求される向きを指示すること、若しくは暗示すること、あるいは本明細書に記載される本発明が、使用中にどのように使用されるか、搭載されるか、表示されるか若しくは設置されるかを特定することを必要としない。
目的の検体に関して試験しようと望まれる種々のサンプルにおいて、検体はサンプル内に低濃度で存在し得る。例えば、水の安全性試験のための規程は、試験装置が１００ｍＬの水内に１コロニー形成単位（ｃｆｕ：colony-forming unit）の目的の細菌を検出し得ることを要求することができる。これほど低い濃度を適度な時間量内に検出すること、ましてや、以下においてより詳細に説明される、「迅速な」時間枠内に検出することは、困難であるか、又は不可能になり得る。検出時間を短くするために、場合によっては、サンプルはより小さな体積に濃縮されることが必要になり得る。即ち、場合によっては、より短時間で分析技術の検出閾値を達成するための目的の検体の適切な濃度に到達するために、サンプルは何桁も濃縮されることが必要になり得る。
いくつかの既存のシステム及び方法では、十分に高い検体濃度（例えば、細菌濃度）を有するサンプルが遠心管の底部内に可視の圧密化した「ペレット」を形成するために、遠心分離が用いられる。遠心分離プロセスから生じる上澄みはその後、デカント又は吸引により取り出され得る。適切な量の上澄みが取り出されることを判定するためにデカント及び吸引の両方において目視検査が使用され得、上澄みとペレットとの間で大きな検体の損失が生じ得る。加えて、目的の検体の著しく低い濃度を有するサンプルでは、検体は遠心分離の間に遠心分離フラスコの底部へ移動するであろうが、可視のペレットを形成しないか、又は緊密に圧密化されない場合がある。このような状況において検体は、デカント又は吸引中に容易に変位することがあり、これは目的の検体の全体的な収集効率を低減させることがあり、サンプル試験手順の正確性を損なう場合がある。
結果として、一定の既存のシステム及び方法において、低濃度サンプルを圧縮するために濾過のみが使用される場合がある。濾過はサンプル内の目的の検体の濃度を増加させることができるが、フィルタからの濃縮されたサンプルを回収することは、困難及び／又は時間がかかる場合がある。例えば、いくつかの場合において、大きな溶出体積（例えば、５〜１００ｍＬ）は、特に大直径のフィルタを必要とし得る大きな初期サンプルに関して、濃縮サンプルをフィルタからバックフラッシュするか、洗い落とす必要があり得る。
本開示は概して、サンプル内、具体的には、液体サンプル内、及び更に具体的には、希釈水性サンプル内における目的の検体の存在又は非存在を検出するためのシステム及び方法に関する。更に、本開示は一般的に、検体を迅速に検出するためのシステム及び方法に関連する。いくつかの実施形態では、検体は、例えば水サンプル内における、大腸菌又は他の大腸菌群（例えば、その存在又は非存在）を検出するために選択される。水サンプルにおける目的の微生物（又は他の検体）の検出は、これらの微生物の濃度の低さのために困難であり得る。低濃度の結果として、既存のシステム及び方法での検出は非常に遅い場合があり、これは微生物が検出可能な水準まで成長する（又は分析濃度が増加する）必要があり、これに時間がかかり得るためである。本発明者はしかしながら、水サンプル、及び具体的には希釈水サンプル内の目的の検体を検出するために必要な時間を大幅に削減する新規のシステム及び方法を発明した。
本開示のシステム及び方法は、サンプルを含み、それを（例えば、遠心分離によって）濃縮し、その一方で、また、サンプルの濃縮物を目的の検体の検出のために保持するように適合されるサンプル検出容器を用いる。このようなサンプル検出容器は、その閉鎖端部において、サンプルの濃縮物を（例えば、毛管力によって）受容して保持するように構成される１つ以上の微細空洞を含むことができる。このような濃縮物は、遠心分離の間に形成されることができるサンプルの沈降物を含むことができる。微細空洞は、上部開口部、底部、及び縦軸線を含むことができる。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器は、微細空洞へ延在する（例えば、そこに向かって先細になる）壁（又は側壁若しくは傾斜壁）を含むことができ、微細空洞の上部開口部に隣接して位置する壁の一部分は、微細空洞の縦軸線に対して有効角度αで配向された勾配を有することができる。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器は、微細空洞内に包含された濃縮物を、微細空洞の外側に（例えば、上方に）配置されたバルク液（例えば、遠心分離の結果生じた上澄み）から分離し（例えば、相分離し）、濃縮物を残りのサンプルから隔離するように構成される分離液を含むか、又はそれを受容するように構成されることができる。特に、分離液は、バルク上澄みの下方及び微細空洞の上方に位置するように構成され、それにより、分離液は、微細空洞（及びその中身）と、微細空洞の外側に配置された上澄みとの間に配置されるように構成される。
簡単にするために、１つの微細空洞が主に説明されることになるが、単一の微細空洞に関する任意の説明は、複数の微細空洞、又は「微細空洞表面」も含むように拡張することができることを理解されたい。
本開示のいくつかの方法は概して、サンプル検出容器を準備することと、サンプル検出容器内に、試験しようとするサンプルを配置することと、サンプル検出容器を微細空洞へ向けて第１の方向に遠心分離し、サンプルの沈降物及び上澄みを形成することと、遠心分離後に、サンプル検出容器内に分離液を添加し、微細空洞の外側に配置された上澄みを微細空洞から押しのけ、微細空洞内に包含されたサンプルの濃縮物を上澄みから効果的に隔離することと、を含むことができる。
その結果、本発明者らは、分離液を用いて微細空洞内のサンプルの濃縮物を隔離することによって、サンプル内の目的の検体の検出時間を削減することが可能になることを発見した。概して、濃縮物のこのような隔離により、目的の検体に関して検査されるべき体積は最小限に抑えられ、これにより、結果として得られる、目的の検体（単数又は複数）（存在する場合）の濃度が最大限増大し、これにより、目的の検体を検出するために必要な時間が最小限に抑えられる。
本開示のいくつかの方法は、サンプル検出容器を遠心分離した後に、サンプル検出容器を反転させ、上澄み及び分離液の少なくとも一部分を微細空洞からデカントして出し、それにより、沈降物を含む、サンプルの濃縮物が微細空洞内に保持されるようにすることを更に含むことができる。方法は、微細空洞内の濃縮物を目的の検体に関して検査することを更に含むことができる。検査は、たとえ分離液が微細空洞の上方で容器内に残っていても、微細空洞内で実行することができる。
以下においてより詳細に説明されるように、及び実施例において例示されるように、本発明者らは、分離液が、サンプルの上澄みの密度よりも大きな密度、及び少なくとも５０ダイン／ｃｍ（０．０５Ｎ／ｍ）の上澄みとの液体間界面張力を有するときに、際立った有益性及び利点を見いだした。加えて、分離液は概して非毒性であり、そのため、存在する場合には、試験しようとするサンプル内の目的の検体（例えば細菌、胞子、酵素、ＤＮＡ、ＲＮＡ、代謝産物など）に対して毒性作用又は別様に有害な作用を及ぼさない。更に、分離液は概して不活性であり、そのため、分離液は、サンプル又はサンプル検出容器の任意の部分を含む、サンプル検出システムと化学反応しない。加えて、分離液は概して、サンプルの上澄み及び／又は水への非常に低い溶解度（例えば、１％未満）を有する。
本開示のサンプル検出容器は１つ以上の微細空洞を含むことができる。本明細書においては、単一の微細空洞を有するサンプル検出容器、並びに微細空洞表面（即ち、サンプル検出容器の内表面を全体的に構成する複数の微細空洞）を有するサンプル検出容器の両方が説明、図解、及び例示される。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器は、１つ以上の微細空洞へ下方に延在する壁を含むことができ、いくつかの実施形態では、特に、比較的少数の微細空洞が用いられる場合には、例えば、１つ以上の微細空洞内へのサンプル内の目的の検体の移動を促進するために、容器の壁の少なくとも一部分を１つ以上の微細空洞に向かって下方に先細状にすることができる。このような実施形態では、壁は有効角度αで先細となるか、又は角度をつけられることができる。
有効角度αは約０度〜９０度の間で変化することができる。いくつかの実施形態では、有効角度αを記述する際に特に注目する壁の部分は、微細空洞の上部開口部に隣接して位置する壁の部分である。いくつかの実施形態では、有効角度αで配向される「微細空洞の上部開口部に隣接する」壁の部分は、微細空洞の典型的な寸法の少なくとも５倍である壁の部分であることができ、そのため、有効角度αで配向される壁の部分は、微細空洞の大きさの程度に対して、比較的大きい。例えば、微細空洞の、その上部開口部における（例えば、縦軸線と直交する）横断寸法を典型的な寸法として用いることができ、有効角度αで配向される壁（又はその部分）はその寸法の少なくとも５倍である。いくつかの実施形態では、微細空洞に隣接して位置し、有効角度αで配向される壁の部分は、微細空洞の典型的な寸法の少なくとも１０倍、いくつかの実施形態では、少なくとも１５倍、いくつかの実施形態では、少なくとも２０倍、及びいくつかの実施形態では、少なくとも５０倍である。
場合によっては（例えば、本開示の分離液を用いない状況では）、有効角度αで配向される微細空洞に隣接する少なくとも一部分を有する壁を含むように容器を構成することで、微細空洞内における目的の検体の回収（及び保持）を最大限に増大させることができ、その一方で同時に、沈降（例えば、遠心分離）プロセスの結果生じた上澄みの大部分の、（例えば、容器の反転時における）微細空洞からの排出も最大限に増大する（即ち、微細空洞の上方の（即ち、微細空洞の上部開口部、又は微細空洞の上部開口部によって画定される平面の上方の）容器内に余分な上澄みは保持されない。換言すれば、いくつかの実施形態では、特に、以下において説明されるように、１つ又は数個の微細空洞が用いられる場合には、有効角度αで配向された壁を含むように容器を構成することで、目的の検体の濃度を最大限に増大させることができる。２０１３年１２月２０日に出願された米国特許出願第６１／９１８，９７７号に、有効角度αに関する更なる詳細を見いだすことができる。同出願はその全体が本明細書において参照により組み込まれる。
他の以前のシステム及び方法は、サンプルを濃縮し、目的の検体の比較的早い検出を可能にしたかもしれないが、本開示のシステム及び方法は、１つ以上の微細空洞内におけるサンプルの濃縮物を効果的に隔離するための分離液を用いることによって、更により早い検出を達成した。
加えて、いくつかの以前の既存のシステムでは、微細構造又は微細構造化表面内に実質的に包含された濃縮物（例えば、図４及び図５における濃縮物１５４参照）を達成することは、反転ステップの間に容器が反転される速度に依存した。しかし、分離液を用いる本開示のシステム及び方法は、反転が本当に用いられるのかどうかに関係なく、及び特に、反転速度に関係なく、微細空洞内に実質的に包含された濃縮物を得るのに有効である。
「実質的に包まれた」とは概して、サンプル又は濃縮物のより大きな体積を含み得る可視の（即ち、肉眼又は裸眼で可視の）サンプル液を微細空洞の上方に有することなく、濃縮物が微細空洞内に包含された様子を指すことができる。
このようなより大きな体積は望ましくないものになり得る。なぜなら、このより大きな体積内に存在する任意の目的の検体（単数又は複数）は、（例えば、撮像、又は光学的に検査する際に）適切に検出することができない場合があるからである。これは、少なくとも理由の１つとして、存在する場合には、検体（単数又は複数）は、これらのより大きな体積内においては、より低い濃度を有することになるためであり、及び／又はより大きな体積は検出のために適切に位置付けられない場合があるためである。
濃縮されたサンプル（濾過物）をフィルタから取り出すことに関しては、本開示のシステム及び方法では、サンプル検出容器を用いて、溶出された濾過物サンプルを更に濃縮することができる。即ち、いくつかの実施形態では、本開示のシステム及び方法は、存在する場合には、サンプルからの目的の検体を隔離して検出するために、濾過、及び１つ以上の微細空洞内への遠心分離の組み合わせを用いることができる。その結果、たとえ、フィルタからの濾過物の溶出のために大きな体積が必要とされる場合でも、溶出された濾過物サンプル（即ち、濾過から保持された濾過物と、溶出溶液などの任意の希釈剤）は、目的の検体の比較的より高速な検出のためにサンプルの高濃度、小体積（例えば、ナノリットル程度）のアリコートを得るべく、微細空洞内へ遠心分離することによって、更に濃縮することができる。
例えば、大量の希釈水性サンプルが、目的の検体（存在する場合）を捕捉するために、大きさ、電荷及び／又は親和性により、濾過され得る。検体（単数又は複数）はフィルタの第１の面に保持されることができ、その後、第１の面は、後続の遠心分離プロセスの間には微細空洞に面するように配向させることができる。フィルタに希釈剤（例えば、栄養培地、又は同様のもの）を添加することができ、遠心分離によって検体（単数又は複数）を微細空洞（又は微細空洞群）内へ押しやることができる。このような実施形態では、フィルタ上の濾過物、及び添加された任意の追加的な希釈剤が「サンプル」を形成することができ、サンプルは（例えば、遠心分離によって）微細空洞内へ沈降させることができ、それによりサンプルの濃縮物（即ち、出発サンプルよりも高い濃度を有するサンプルの一部分）を微細空洞内に保持することができる。濃縮物は、存在する場合には、検体（単数又は複数）を含むであろう、サンプルの沈降物（すなわち、より高密度の物質）を含む。その後、微細空洞は、例えば、検体（単数又は複数）の存在／非存在を検出することによって、検体（単数又は複数）を検出するべく検査することができる。本開示のシステムは、濾過から遠心分離への移行に加えて、濾過工程と遠心分離工程を促進するように構成された容器アセンブリを含み得る。加えて、本開示のシステム及び方法は、大きな体積のサンプルを非常に小さい体積まで、例えば、約１Ｌから約１マイクロリットル、又は更に１ｎＬまで（例えば、微細空洞内に）濃縮することを可能にする。
具体的には、いくつかの実施形態では、本開示のシステム及び方法は、１つ以上の目的の検体（単数又は複数）を保持するように構成されるフィルタを用いて元のサンプルを濾過し、フィルタの一方の側に濾過物を形成すること、濾過物に１つ以上の希釈剤を任意選択的に添加すること、並びに濾過物及び任意の添加された希釈剤を新たな、若しくは第２のサンプルとして用いること、を含む第１の濃縮ステップを実行することと、第２のサンプルを（例えば、密度に基づき）微細空洞（若しくは複数の微細空洞）内へ濃縮することを含む濃縮ステップを実行することと、を含むことができる。微細空洞は小体積（例えば、マイクロリットル又はナノリットルの規模）の個々の「試験管」の役割を果たすことができ、その結果、存在する場合には、サンプル内の目的の検体（単数又は複数）の濃度が高くなる。目的の検体（単数又は複数）の濃度のこの増大は、例えば、検体（単数又は複数）の存在／非存在を検出するための、検体（単数又は複数）の検出を促進し、早めることができる。
いくつかの既存のシステム及び方法では、サンプルの部分が濾過中にフィルタ内に不可逆的に閉じ込められ得る。この閉じ込めは等孔性を使用して克服され得るが、等孔性を通じた濾過は遅い場合があり、等孔性フィルタの孔は濾過中に容易かつ早く詰まる場合がある。しかしながら、本発明は、特定のフィルタが、目的の検体（例えば、細菌などの微生物）のより良好な回収を可能にすることを見出した。例えば、以下でより詳細に記載されるように「マルチゾーン」濾過膜（すなわち、多孔性の多数のゾーンを含むフィルタ）は、フィルタから細菌を回収するために特に有用であり得る。これは、そのｚ寸法（すなわち、深さ）と共に、フィルタの多孔率が変化するためである。このようなマルチゾーンフィルタを使用し、フィルタの「第１の面」として最も小さい孔径を有するフィルタの面（すなわち、サンプルが最初に通過し、濾過物が収集されるフィルタの面）を使用することにより、目的の検体の回収における特定の利益が達成され得る。
しかし、上述のように、たとえ、このようなマルチゾーンフィルタが使用されなくとも、本開示のシステム及び方法は、従来の濾過のみのシステム及び方法よりもなお効率的である。これは、濾過を用いる本開示のシステム及び方法は、例えば、溶出された濾過サンプルを遠心分離によって微細空洞（又は微細空洞群）内へ更に濃縮し、目的の検体を検出するための時間を改善するためである。
いくつかの実施形態において、目的の検体は、目的の微生物自体であってもよく、いくつかの実施形態においては、検体は、生存可能な目的の微生物のインジケータであってもよい。いくつかの実施形態において、本開示は、微生物の指標である、目的の検体に関して検査することにより、サンプル中の目的の微生物の存在／又は非存在を判定するためのシステム及び方法を含み得る。
いくつかの実施形態において、迅速な検出とは、８時間以下、いくつかの実施形態においては６時間以下、いくつかの実施形態においては５時間以下、いくつかの実施形態においては４時間以下、及びいくつかの実施形態においては３時間以下の検出を指す場合がある。しかしながら、検出時間は、いくつかの微生物が他のものよりも早く成長し、よってより早く検出可能な閾値に到達するために、検出される検体の種類に依存し得る。当業者は、目的の検体（例えば、微生物）を検出する、好適なアッセイ（例えば、好適な酵素及び酵素基質を含む）を特定する方法を理解する。しかしながら、所定の目的の検体において、いずれのアッセイが使用されても、又はいずれの検体が選択されても、本開示のシステム及び方法は一般的に、標準的な培養技術（例えば、マイクロタイタプレートにおける成長ベースの検出（例えば、９６ウェル））により達成されるよりも迅速な、時間対結果を達成する。すなわち、本開示のシステム及び方法は、標準的な培養技術よりも少なくとも２５％早く検体を検出することができ（例えば、各ウェルが１００マイクロリットルのサンプルを含む）、いくつかの実施形態において５０％早く、いくつかの実施形態において少なくとも７５％早く、かついくつかの実施形態において少なくとも９０％早い。
目的の検体に関して分析されるこのようなサンプルは、様々な方法で得られる。例えば、いくつかの実施形態において、分析されるサンプル自体は、希釈液体サンプル、及び／又は希釈水性サンプルなどの、液体サンプルである。いくつかの実施形態において、サンプルは、希釈剤で、目的のソース（例えば、表面、フォーマイト（formite）など）を洗浄するか、又はすすぐことにより生じる液体を含み得る。いくつかの実施形態において、サンプルは、目的のソースを適切な希釈剤と混合することにより生じる液体組成物を濾過するか、又は沈降させることにより生じる濾液を含み得る。すなわち、本開示の方法を使用して分析されるサンプルを形成するために、大きな不溶性物質、及び／又は目的の検体よりも低い又は高い密度を有する物質、例えば、食物、フォーマイトなどが、第１濾過又は沈降工程において、液体組成物から除去され得る。
用語「ソース」は、一般に、検体を試験することが必要とされる食物又は非食物を指すために使用され得る。供給源は、固体、液体、半固体、ゼラチン状物質、及びこれらの組み合わせであってもよい。いくつかの実施形態において、ソースは、例えば、目的の表面からソースを収集するために使用された基材（例えば、スワブ、又は拭き取り用品）によりもたらされる場合がある。いくつかの実施形態では、液体組成物は基質を含むことができ、基質は、ソース及び任意の目的の検体の回収を促進するべく、（例えば、攪拌又は溶解プロセスの際に）更に分解されることができる。対象とする表面は、限定するものではないが、壁（扉を含む）、床、天井、排水管、冷房システム、ダクト（例えば、空気ダクト）、通気口、便座、ハンドル、ドアノブ、手すり、（例えば、病院内の）ベッドの横板、調理台、食卓天板、食事用表面（例えば、盆、皿など）、作業面、装置表面、衣類など、及びこれらの組み合わせを含む、様々な表面の少なくとも一部分を含むことができる。ソースの全て又は一部は、本開示の方法を用いて分析しようとするサンプルを得るために用いることができる。例えば、「ソース」は、水源、又はパイプラインを通じて移動する水であってもよく、本開示のシステム及び方法で試験されるサンプルを形成するために、比較的大容量のサンプルがこのソースからとられてもよい。したがって、「サンプル」は、上記のソースのいずれかからのものであり得る。
用語「食料」は、一般に、固体、液体（例えば、溶液、分散液、乳濁液、懸濁液等、及びこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない）、及び／又は半固体の食用組成物を指すために使用される。食料の例には、肉、鶏肉、卵、魚、魚介類、野菜、果物、加工食品（例えば、スープ、ソース、ペースト）、穀物製品（例えば、小麦粉、穀物、パン）、缶詰、牛乳、その他の乳製品（例えば、チーズ、ヨーグルト、サワークリーム）、油脂、油、デザート、香辛料、薬味、パスタ、飲料、水、動物用飼料、飲料水、その他の好適な食材、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
用語「非食品」は一般的に、「食品」の定義に含まれず、一般的に食用とは見なされない目的のソースを指すために使用される。非食料供給源の例には、臨床サンプル、細胞可溶化物、全血又はその一部分（例えば血清）、その他の体液又は分泌物（例えば、唾液、汗、皮脂、尿）、糞便、細胞、組織、臓器、生検、植物性物質、木材、土、堆積物、薬剤、化粧品、栄養補助食品（例えば、朝鮮人参カプセル）、医薬品、媒介物、その他の好適な非食用物質、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
用語「媒介物」は一般的に、感染性生物を運搬及び／又は移動することが可能な無生物又は基質を指すために使用される。媒介物は、布、モップヘッド、タオル、スポンジ、拭取り布、食器、硬貨、紙幣、携帯電話、衣類（靴を含む）、ドアノブ、婦人用製品、おむつ等、それらの一部分、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
用語「検体」は一般的に、（例えば、実験室又はフィールド試験により）検出しようとする物質を指すために使用される。サンプルは、特定の検体の存在、量、及び／又は生存可能性を試験してもよい。こうした検体は、ソースの内部（例えば、内側）、又はソースの外側（例えば、外表面）に存在し得る。検体の例としては、微生物、生体分子、化学物質（例えば、殺虫剤、抗生物質）、金属イオン（例えば、水銀イオン、重金属イオン）、金属イオン含有錯体（例えば、金属イオン及び有機リガンドを含む錯体）、酵素、補酵素、酵素基質、指示染料、ステイン、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）、アデニレートキナーゼ、ルシフェラーゼ、ルシフェリン、及びこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない。
目的の検体を同定及び／又は定量化するために、微生物学的アッセイ、生化学的アッセイ（例えば、イムノアッセイ）、又はそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、様々な試験方法を用いることができる。いくつかの実施形態では、目的の検体は、遺伝学的に、免疫学的に、比色定量的に、蛍光定量的に、発光的に（luminetrically）、サンプル内の生細胞から放出された酵素を検出することによって、目的の検体の指標である光を検出することによって、吸光度、反射度、蛍光性、若しくはこれらの組み合わせにより光を検出することによって、又はこれらを組み合わせて、検出することができる。すなわち、いくつかの実施形態において、サンプルの検査（又はサンプルの濃縮）は、サンプルを光学的に検査することを含み、これは、上記の、又は下記のいずれかの光学的検査を含む場合がある。
使用され得る試験方法の特定のサンプルとしては、抗原−抗体相互作用、分子センサー（親和性結合）、熱分析、顕微鏡（例えば、光学顕微鏡、蛍光顕微鏡、免疫蛍光顕微鏡、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ））、分光法（例えば、質量分析法、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法、ラマン分光法、赤外線（ＩＲ）分光法、Ｘ線分光法、減衰全反射分光法、フーリエ変換分光法、ガンマ線分光法など）、分光測光法（例えば、吸光度、反射、蛍光、ルミネセンス、比色など）、電気化学分析、遺伝子技術（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、転写介在増幅法（ＴＭＡ）、ハイブリダイゼーション保護アッセイ（ＨＰＡ）、ＤＮＡ又はＲＮＡ分子認識アッセイなど）、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）検出アッセイ、免疫学的アッセイ（例えば、酵素結合免疫吸着法（ＥＬＩＳＡ））、細胞毒性アッセイ、ウイルスプラークアッセイ、細胞変性効果を評価するための技術、他の好適な分析試験方法、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
用語「微生物」は一般的に、限定するものではないが、細菌（例えば、運動性若しくは増殖性、グラム陽性、又はグラム陰性）、ウイルス（例えば、ノロウイルス、ノーウォーク・ウイルス、ロタウイルス、アデノウイルス、ＤＮＡウイルス、ＲＮＡウイルス、エンベロープ型、無エンベロープ型、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）、ヒトパピローマウイルス（ＨＰＶ）など）、細菌胞子若しくは内生胞子、藻類、菌類（例えば、酵母、糸状菌、菌類胞子）、プリオン、マイコプラズマ、及び原生生物のうちの１つ以上を含む、任意の原核性又は真核性の微生物を指すために使用される。場合によっては、特に対象とする微生物は病原性のものであり、用語「病原体」は、任意の病原微生物を指すために使用される。ｇ病原体の例としては、限定するものではないが、エンテロバクテリアセエ科の仲間、若しくはミクロコッカセエ（Micrococaceae）科の仲間、又は諸属、スタフィロコッカス属、ストレプトコッカス属、シュードモナス属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、レジオネラ属、シゲラ属、エルシニア属、エンテロバクター属、エシェリキア属、バチルス属、リステリア属、カンピロバクター属、アシネトバクター属、ビブリオ属、クロストリジウム属、及びコリネバクテリウム属を挙げることができる。病原体の具体例としては、限定するものではないが、腸管出血性大腸菌、例えば、血清型Ｏ１５７：Ｈ７、Ｏ１２９：Ｈ１１、含む大腸菌、緑膿菌、セレウス菌、炭疽菌、腸炎菌、ネズミチフス菌、リステリア・モノサイトゲネス、ボツリヌス菌、ウェルシュ菌、黄色ブドウ球菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、カンピロバクター・ジェジュニ、腸炎エルシニア、ビブリオ・バルニフィカス、クロストリジウム・ディフィシレ、バンコマイシン耐性腸球菌、エンテロバクター［クロノバクター］・サカザキ、及び大腸菌群を挙げることができる。微生物の増殖に影響する可能性がある環境要因には、栄養素の存在又は非存在、ｐＨ、湿分含量、酸化−還元電位、抗菌剤化合物、温度、雰囲気ガス組成、及び生物学的構造又は障壁を挙げることができる。
用語「生体分子」は一般に、生物内で生じる、又はそれによって形成される、分子、若しくはその誘導体を指すために使用される。例えば、生体分子としては、これらに限定されるものではないが、アミノ酸、核酸、ポリペプチド、タンパク質、ポリヌクレオチド、脂質、リン脂質、糖類、多糖類、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを挙げることができる。生体分子の具体例としては、限定するものではないが、代謝産物（例えば、ブドウ球菌エンテロトキシン）、アレルゲン（例えば、ピーナッツアレルゲン、卵アレルゲン、花粉、チリダニ、かび、鱗屑、若しくはそれらに固有のタンパク質など）、ホルモン、毒素（例えば、下痢毒素菌（Bacillus diarrheal toxin）、アフラトキシン、クロストリジウム・ディフィシレ毒素など）、ＲＮＡ（例えば、ｍＲＮＡ、全ＲＮＡ、ｔＲＮＡなど）、ＤＮＡ（例えば、プラスミドＤＮＡ、植物ＤＮＡなど）、標識タンパク質、抗体、抗原、ＡＴＰ、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。
用語「可溶物」及び「不溶物」は一般的に、特定の条件下で、所定の媒質内において比較的可溶性又は不溶性である物質を指すために使用される。具体的には、所定の一連の条件下において、「可溶物」は、溶液に入り込み、系の溶媒（例えば、希釈剤）内に溶解することができる物質である。「不溶物」は、所定の一連の条件下で、溶液内に入り込まず、系の溶媒内に溶解されない物質である。ソース、又はソースから取ったサンプルは、可溶性物質及び不溶性物質（例えば、細胞残屑）を含む場合がある。不溶物は、微粒子、沈殿物又は残屑と称される場合があり、ソース物質自体の一部分（すなわち、ソースの内側部分又は外側部分（例えば、外側表面）から）、又は攪拌プロセスから生じるその他のソース残基若しくは残屑を含むことができる。加えて、ソース及び希釈剤を含む液体組成物は、より高密度の物質（すなわち、混合物中の希釈剤及び他の物質よりも高い密度を有する物質）、及びより低密度の物質（すなわち、混合物中の希釈剤及び他の物質よりも低い密度を有する物質）を含み得る。結果として、サンプルの希釈剤は、目的の検体は、希釈剤よりも高密度であり、沈降により濃縮され得るように選択され得る（例えば、遠心分離）。
用語「希釈剤」は一般的に、ソースを分配し、溶解し、懸濁し、乳化し、洗浄及び／又はすすぐために、ソース材料に添加する液体を指すものとして使用される。希釈剤は、液体組成物の形成に使用され得、ここから、本開示の方法を使用して分析されるサンプルが得られる場合がある。いくつかの実施形態において、希釈剤は無菌液である。いくつかの実施形態では、希釈剤は、限定するものではないが、界面活性剤、若しくはソースをその後の検体試験のために分散、溶解、懸濁若しくは乳化することを助けるその他の好適な添加剤、レオロジー剤、（例えば、防腐剤若しくはその他の抗菌剤を中和する）抗菌中和剤、（例えば、所望の微生物（単数若しくは複数）の選択成長を助長する）栄養分を含む増菌若しくは成長培地、並びに／又は（例えば、不必要な微生物（単数若しくは複数）の成長を阻害する）成長阻害剤、ｐＨ緩衝剤、酵素、指示薬分子（例えばｐＨ若しくは酸化／還元指示薬）、胞子発芽物、殺菌剤を中和するための薬剤（例えば、塩素のチオ硫酸ナトリウム中和）、細菌蘇生を助長することを意図した薬剤（例えば、ピルビン酸ナトリウム）、（例えば、塩化ナトリウム、スクロース等などの、溶質を含む、目的の検体（単数若しくは複数）を安定化させる）安定剤、あるいはこれらの組み合わせを含む、種々の添加剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、希釈剤は、滅菌水（例えば、滅菌再蒸留水（ｄｄＨ２Ｏ））、ソースを選択的に溶解するか、分散させるか、懸濁するか、若しくは乳化するための１つ以上の有機溶媒、水性有機溶媒、又はこれらの組み合わせを含むことができる。一部の実施形態では、希釈剤は、滅菌緩衝溶液（例えば、Ｅｄｇｅ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ、Ｍｅｍｐｈｉｓ ＴＮから入手可能なバターフィールド緩衝液）である。いくつかの実施形態では、希釈剤は選択的又は半選択的栄養製剤であり、そのため、希釈剤は、所望の検体（単数又は複数）（例えば、細菌）の選択的又は半選択的成長において用いられてもよい。このような実施形態では、希釈剤をソースと一緒にある期間（例えば、特定の温度で）インキュベートして、所望の検体の増殖及び／又は成長を促進することができる。
増殖培地の例には、トリプシン大豆ブロス（ＴＳＢ）、緩衝ペプトン水（ＢＰＷ）、ユニバーサル予備富化ブロス（ＵＰＢ）、リステリア富化ブロス（ＬＥＢ）、ラクトースブロス、ボルトンブロス、又は他の一般的な非選択的な、又は当業者に既知の軽度に選択的な培地を挙げることができるが、これらに限定されない。成長培地は、２つ以上の所望の微生物（即ち、目的の検体）の成長を支援する栄養素を含むことができる。
成長阻害剤の例としては、限定するものではないが、胆汁酸塩、デオキシコール酸ナトリウム、亜セレン酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化リチウム、亜テルル酸カリウム、テトラチオン酸ナトリウム、スルファセタミドナトリウム、マンデル酸、テトラチオン酸システインセレナイト（selenite cysteine tetrathionate）、スルファメタジン、ブリリアントグリーン、マラカイトグリーンしゅう酸塩、クリスタルバイオレット、タージトール４、スルファジアジン、アミカシン、アズトレオナム、ナラジクス（naladixic）酸、アクリフラビン、ポリミキシンＢ、ノボビオシン、アラフォスファリン、有機酸及び鉱酸、バクテリオファージ、ジクロラン（dichloran）ローズベンガル、クロラムフェニコール、クロロテトラサイクリン、特定の濃度の塩化ナトリウム、スクロース及び他の溶質、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。
用語「攪拌する」及びその派生語は、一般に、例えば、液体組成物の内容物を混合する若しくは混和するために、前記液体組成物に動作を与えるプロセスを記述するために使用される。手動振盪、機械的振盪、超音波振動、ボルテックス攪拌、手動攪拌、機械的攪拌（例えば、機械プロペラ、電磁攪拌棒、又はボールベアリング等の他の攪拌補助手段による）、手動叩解、機械的叩解、混合、混練、及びそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、様々な攪拌方法を使用することができる。
用語「濾過」は一般的に、サイズ、電荷及び／又は機能で物質を分離するプロセスを指すものとして使用される。例えば、濾過は、可溶物及び溶媒（例えば、希釈剤）を不溶物からの分離する工程を含むことができ、あるいは、濾過は、可溶物、溶媒、及び比較的小さな不溶物を、比較的大きな不溶物から分離する工程を含むことができる。結果として、液体組成物は、本開示の方法を使用して分析されるサンプルを得るために、「事前濾過」され得る。フィルタ、他の好適な濾過方法、及びこれらの組み合わせを通じて液体組成物（例えば、そこから濃縮されたサンプルが得られる、目的のソースを含む）液体組成物を通すことがあげられるがこれらに限定されない、様々な濾過方法が使用され得る。
「沈降」とは一般的に、例えば、沈降又は沈殿させるために液体組成物内のより高い密度の物質（すなわち、混合物中の希釈剤及び他の物質よりも高い密度を有する物質）を沈降又は沈殿させることによって、並びに／又は液体組成物中のより低い密度の物質（すなわち、混合物中の希釈剤及び他の物質よりも低い密度を有する物質）を上昇させるか又は浮かせることによって、物質を分離させるプロセスを指す。沈殿は、重力又は遠心分離によって生じてもよい。より高密度の物質は、より低密度の物質（すなわち、沈降していない、又は浮いている）及び希釈剤をより高密度の物質から吸引するか、より低密度の物体及び希釈剤をデカントするか、又はこれらの組み合わせによって、より低密度の物質（及び希釈剤）から分離され得る。事前沈降工程は、本開示のサンプル検出システム、及び方法を使用して濃縮されるサンプルを得るために、事前濾過することに加えて、又はその代わりに、事前沈降工程が使用されてもよい。
「フィルタ」とは一般的に、可溶性物質（又は可溶性物質及び比較的小さい不溶性物質）、及び溶媒を、液体組成物中の不溶性物質（又は比較的大きな不溶性物質）から分離し、並びに／又はサンプル濃縮中にサンプルを濾過するために使用される装置を表す。フィルタの例としては、限定するものではないが、織布若しくは不織布メッシュ（例えば、ワイヤメッシュ、クロスメッシュ、プラスチックメッシュなど）、織布又は不織布ポリマーウェブ（例えば、均一若しくは不均一プロセスで布設されたポリマー繊維を含むもの。これをカレンダー加工することができる）、表面フィルタ、デプスフィルタ、膜（例えば、セラミック膜（例えば、Ｗｈａｔｍａｎ Ｉｎｃ．，Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋ，ＮＪよりＡＮＯＰＯＲＥの商品名で市販されているセラミック酸化アルミニウム膜フィルタ）、ポリカーボネート膜（例えば、Ｗｈａｔｍａｎ，Ｉｎｃ．よりＮＵＣＬＥＯＰＯＲＥの商品名で市販されているトラックエッチングされたポリカーボネート膜フィルタ））、ポリエステル膜（例えば、トラックエッチングポリエステルからなるものなど）、シーブ、グラスウール、フリット、濾紙、発泡材など、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
いくつかの実施形態において、フィルタは、大きさ、電荷、及び／又は親和性によりサンプルから目的の微生物を分離するように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態において、フィルタは、フィルタに保持される濾過物が目的の微生物を含むようにして、目的の微生物を保持するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、サンプル中の目的の検体（例えば、目的の微生物）の少なくとも３０％、いくつかの実施形態において、少なくとも５０％、いくつかの実施形態において少なくとも８０％、いくつかの実施形態において少なくとも８５％、いくつかの実施形態において少なくとも９０％、及びいくつかの実施形態において少なくとも９５％を保持するように構成され得る。
好適なフィルタの追加の例が、米国特許出願第６１／３５２，２２９号に対する優先権を主張する、同時係属中の国際公開第２０１１／１５６２５１号（Ｒａｊａｇｏｐａｌ、他）、米国特許出願第６１／３５２，２０５号に対する優先権を主張する、国際公開第２０１１／１５６２５８号（Ｍａｃｈ、他）、米国特許出願第６１／３５０，１４７及び第６１／３５１，４４１号に対する優先権を主張する、国際公開第２０１１／１５２９６７号（Ｚｈｏｕ）、並びに米国特許出願第６１／３５０，１５４号及び第６１／３５１，４４７号に対する優先権を主張する、国際公開第２０１１／１５３０８５号（Ｚｈｏｕ）に記載されている。これらの出願は全てその全体が本明細書において参照により組み込まれる。
いくつかの実施形態において、用語「濾液」は、一般に、液体組成物から不溶物（又は少なくとも比較的大きな不溶物）を分離又は除去した後に残る液体を記述するために使用される。いくつかの実施形態において、用語「上澄み」とは一般的に、より高密度の物質が液体組成物から分離又は除去された後に残る液体を表すものとして使用される。このような濾液及び／又は上澄みは、本発明において使用されるサンプルを形成することができる。いくつかの実施形態において、濾液及び／又は上澄みは、目的の微生物を成長させるための時間にわたってインキュベートされ得、生じるインキュベートされた濾液及び／又は上澄みは、本開示で使用するためのサンプルを形成し得る。いくつかの実施形態において、目的の微生物の成長を保持するために成長培地が添加され得る。
いくつかの実施形態において、「濾過物」とは一般的に、可溶性物質から不溶性物質を分離するために、液体ソース（例えば、試験される水）が濾過された後に残る液体を記載するために使用され得る。このような濾過物は、本開示で使用されるサンプルを形成するために、更に希釈、及び任意により撹拌、成長（例えば、成長培地の添加により）、及び／又はインキュベートされ得る。濾過物は、フィルタの一方の表面若しくは面に存在してもよく、及び／又はフィルタの深さに少なくとも部分的に浸透してもよい。結果として、いくつかの実施形態において、フィルタからの濾過物の除去を促進するために、溶出液を含む希釈剤、洗浄液などが使用され得る。いくつかの実施形態において、フィルタ（例えば、深さフィルタにわたって）からの濾過物の除去を促進及び向上させるために、表面フィルタが好ましい場合がある。
いくつかの実施形態では、その後の遠心分離ステップにおいて濾過物に加わるｇ力が、フィルタからの濾過物の除去を助けることができる。いくつかの場合において、重力によって保持される生体有機物が変位することよってフィルタから溶出するように、フィルタを再配置することによって保持される目的の検体（例えば、微生物）はフィルタから溶出され得る。他の場合において、保持された検体は、保持された検体をフィルタから変位させるために、フィルタを手で振盪することによって、フィルタから溶出し得る。他の場合において、保持された検体は、保持された検体をフィルタから変位させるためにフィルタをボルテックスすることによって、フィルタから溶出し得る。他の場合において、検体は、フォーム溶出によってフィルタから溶出し得る。
目的の検体（例えば、微生物）が検出され、及び／又はフィルタから回収した後に定量化される実施形態において、本開示の方法は、保持された目的の検体をフィルタから少なくとも５０％溶出することを含み得るが、方法は、保持された検体の５０％未満をフィルタ溶出した後に行われてもよい。いくつかの実施形態において、フィルタから、保持された検体の少なくとも６０％、いくつかの実施形態においては少なくとも７０％、いくつかの実施形態においては少なくとも７５％、いくつかの実施形態においては少なくとも８０％、いくつかの実施形態においては９０％、いくつかの実施形態においては９５％が溶出し得る。
いくつかの実施形態において、どんな形態の出発サンプルが入っていても、又はそれがどのように得られても、本開示のシステム及び方法で分析されるサンプルを形成するために、サンプルが撹拌、成長（例えば、成長培地を添加することにより）、及び／又はインキュベートされ得る。いくつかの実施形態では、様々な試薬を、例えば、限定するものではないが、元のサンプルに添加する、試験しようとするサンプルを形成するために使われる濾過物（例えば、希釈剤を伴う）若しくは上澄みに添加する、サンプルの濃縮物のための検出容器としての役割を果たす予定である１つ以上の微細空洞内にコーティングし、及び／若しくは乾燥させる、並びにこれらを組み合わせて行うなど、プロセスの様々な段階で添加することができる。
いくつかの実施形態において、用語「沈降物」は一般的に、より高密度な物質が、遠心分離によって、液体組成物から分離又は除去された後に、上澄みから分離された「ペレット」又は固体を記載するために使用される。
用語「微細空洞」及びその派生語は一般的に、液体、固体、半固体、ゼラチン状物質、別の好適な物質、又はこれらの組み合わせを、特に、通常の重力下において、（例えば、毛管力によって）任意の向きで保持するように構成される貯蔵器、凹部、陥没部、又はウェルを指すために使用される。
いくつかの実施形態では、「微細空洞」は、あり得る寸法のうちの少なくとも２つが、１０００μｍ以下、いくつかの実施形態では、５００μｍ以下、及びいくつかの実施形態では、２００μｍ以下であることができる。しかし、本開示のいくつかの実施形態では、「微細空洞」とは、サンプルの一部分（例えば、微細空洞へ向けた遠心分離後におけるサンプルの液体濃縮物）を通常の重力下において任意の向きで保持するために十分である任意の貯蔵器、凹部、陥没部、又はウェルであることができる。したがって、本開示の微細空洞は、所与の表面張力のサンプル（例えば、サンプルの沈降物を含む濃縮液）を保持するために十分な毛管力をもたらす、十分な深さ（例えば、ｚ寸法）、又はｘ−ｙ寸法に対するｚ寸法の比（すなわち、「アスペクト比」）（又はその逆）を有することができる。微細空洞の表面エネルギーは、保持を向上させるように制御することができる（例えば、表面処理により変更することができる）。しかし、ほとんどの場合、本開示の微細空洞は、目的のサンプルを保持するために必要な毛管力をもたらすアスペクト比を有することができる。
いくつかの実施形態において、アスペクト比は少なくとも約０．１、いくつかの実施形態において、少なくとも約０．２５、いくつかの実施形態において、少なくとも約０．５、いくつかの実施形態において、少なくとも約１、いくつかの実施形態において少なくとも約２、いくつかの実施形態において少なくとも５、いくつかの実施形態において、少なくとも約１０であり得る。いくつかの実施形態では、微細空洞（例えば、凹部）のｘ−ｙ寸法は、その深さ又はｚ寸法に沿って変化し得るため（例えば、構造が抜け勾配を含む場合）、アスペクト比は、「典型的な」ｘ−ｙ寸法に対するｚ寸法の比であることができる。代表的なｘ−ｙ寸法は微細空洞の縦軸線と概ね直交し、微細空洞の深さ又はｚ寸法と区別される。代表的なｘ−ｙ寸法は、上部の寸法（即ち、微細空洞の上部開口部におけるｘ−ｙ寸法）、下部の寸法（例えば、微細空洞の底部におけるｘ−ｙ寸法）、中間の寸法（例えば、半分の深さ／高さの位置におけるｘ−ｙ寸法）、平均ｘ−ｙ寸法（例えば、深さ／高さに沿って平均したもの）、別の好適な代表寸法、又は同様のものであることができる。
いくつかの実施形態では、代表的なｘ〜ｙ寸法は、少なくとも約１μｍ、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０μｍ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約５０μｍである。いくつかの実施形態では、代表的なｘ〜ｙ寸法は、約１０００μｍ未満、いくつかの実施形態では、約５００μｍ未満、及びいくつかの実施形態では、約１００μｍ未満である。
いくつかの実施形態では、微細空洞の深さ又はｚ寸法（即ち、微細空洞の閉鎖端部又は底部と微細空洞の開放端部又は上部開口部との間の距離）は、少なくとも約５μｍ、いくつかの実施形態では、少なくとも約２０μｍ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約３０μｍである。いくつかの実施形態では、微細空洞の平均深さは、約１０００μｍ以下、いくつかの実施形態では、約２５０μｍ以下、いくつかの実施形態では、約１００μｍ以下、及びいくつかの実施形態では、約５０μｍ以下であることができる。
いくつかの実施形態では、個々の微細空洞体積は、少なくとも約１ピコリットル（ｐＬ）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０ｐＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも約１００ｐＬ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１０００ｐＬ（１ｎＬ）であることができる。いくつかの実施形態では、微細空洞体積は、約１，０００，０００ｐＬ（１マイクロリットル）以下、いくつかの実施形態では、約１００，０００ｐＬ以下、及びいくつかの実施形態では、約１０，０００ｐＬ以下であることができる。いくつかの実施形態では、微細空洞体積は１０ｎＬ（１０，０００ｐＬ）〜１００ｎＬ（１００，０００ｐＬ）の範囲である。
phase「実質的に透明」とは一般的に、紫外線から赤外線までのスペクトル（例えば、約２００ｎｍ〜約１４００ｎｍ、「ＵＶ−ＩＲ」）内の選択波長若しくは選択波長範囲内の波長を有する電磁放射線の少なくとも５０％、いくつかの実施形態では、ＵＶ−ＩＲスペクトル内の選択波長（若しくは範囲）の少なくとも約７５％、並びにいくつかの実施形態では、ＵＶ−ＩＲスペクトル内の選択波長（若しくは範囲）の少なくとも約９０％を透過する本体又は基材を指すために使用される。
表現「実質的に非透明」とは一般的に、紫外線から赤外線までのスペクトル内の選択波長若しくは選択波長範囲内の波長（例えば、約２００ｎｍ〜約１４００ｎｍ、「ＵＶ−ＩＲ」）を有する電磁放射線の５０％未満、いくつかの実施形態では、ＵＶ−ＩＲスペクトル内の選択波長（若しくは範囲）の２５％未満、並びにいくつかの実施形態では、ＵＶ−ＩＲスペクトル内の選択波長（若しくは範囲）の１０％未満を透過する本体又は基材を指すために使用される。
「実質的に透明」及び「実質的に不透明」の様々な詳細は、ＰＣＴ特許公開番号第ＷＯ ２０１１／０６３３３２号に記載され、これは、本明細書において参照としてその全体を組み込まれる。
用語「疎水性」及び「親水性」は一般的に、当該技術分野において一般的に理解されるように使用される。したがって、「疎水性」材料は水又は水性媒体に対して比較的、親和性を殆ど又は全く有さず、一方で「親水性」材料は水又は水性材料に対して比較的強い親和性を有する。必要とされるレベルの疎水性又は親水性はサンプルの性質によって異なり得るが、様々な疎水性又は親水性表面に適用される際に、液体サンプルの単純な経験的観測に基づき容易に調節され得る。
いくつかの実施形態において、表面の疎水性／親水性を特徴付けるために、接触角測定（例えば、静的及び／又は動的）が使用され得る。このような表面特徴は、バルク材料と別個であり得る、表面自体による場合がある。すなわち、いくつかの実施形態において、構造を形成するバルク材料の大部分が疎水性であったとしても、サンプルに接触する表面は、例えば水性サンプルが修正された表面においてより高い親和性を有するように、親水性であるように修正され得る。代表的な静的及び動的な接触角測定方法が、実施例１０及び１１に記載される。
いくつかの実施形態では、例えば、本開示の微細空洞を形成することができる、サンプル検出容器の少なくとも内表面の、（例えば、構造化表面上、又は同じ材料の滑らかな非構造化表面上において測定することができる）静的水表面接触角（例えば、静的及び／又は動的なもの）は、少なくとも約５０度、いくつかの実施形態では、少なくとも約６５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約７５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約８５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約９５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約１００度、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１３０度であることができる。
いくつかの実施形態では、例えば、本開示の微細空洞を形成することができる、サンプル検出容器の少なくとも内表面の、（例えば、構造化表面上、又は同じ材料の滑らかな非構造化表面上において測定することができる）動的前進表面接触角は、少なくとも約５０度、いくつかの実施形態では、少なくとも約６５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約７５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約８５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約９５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約１００度、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１３０度であることができる。
いくつかの実施形態では、例えば、本開示の微細空洞を形成することができる、サンプル検出容器の少なくとも内表面の、（例えば、構造化表面上、又は同じ材料の滑らかな非構造化表面上において測定することができる）動的後退表面接触角は、少なくとも約２５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約３５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約４５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約６５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約７５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約９０度、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１００度であることができる。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器の内表面（例えば、例として、様々なロケーションにおける、有効角度で配向された壁の内表面−実施例１２参照）は、微細空洞内の目的の検体の収集を妨害しないか、又は目的の検体の収集を改善する表面粗さを有することができる。いくつかの実施形態では、内表面の表面粗さは、１．５μｍ未満、いくつかの実施形態では、１μｍ未満、いくつかの実施形態では、７５０ｎｍ（０．７５ミクロン）未満、いくつかの実施形態では、５００ｎｍ（０．５ミクロン）未満、及びいくつかの実施形態では、３００ｎｍ（０．３ミクロン）未満の粗さ平均（Ｒａ）値によって特徴付けることができる。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器の内表面の表面粗さは、１．５μｍ未満、いくつかの実施形態では、１μｍ未満、及びいくつかの実施形態では、８００ｎｍ未満の二乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）値によって特徴付けることができる。
いくつかの実施形態では、本開示のシステム及び方法は、サンプルを、微生物自体に関して、又は微生物の存在を表す目的の検体に関して検査することによって、サンプル内における目的の微生物の存在又は非存在を判定するために用いることができる。例えば、いくつかの実施形態では、微生物自体をサンプル内で濃縮し、（例えば、遠心分離によって１つ以上の微細空洞内に沈降させ）、その後、１つ以上の微細空洞内で検出することができ、いくつかの実施形態では、微生物の存在を表す検体をサンプル内で濃縮し（例えば、遠心分離によって１つ以上の微細空洞内に沈降させ）、１つ以上の微細空洞内で検出することができる。例えば、いくつかの実施形態では、適切な酵素による開裂の後に沈殿するサンプルに基質（例えば、Ｘ−ｇａｌなどの、β−ガラクトシダーゼ基質）を添加することができる。このように沈殿した基質は、濃縮し（例えば、微生物／細胞と共に、遠心分離によって１つ以上の微細空洞内に沈降させ）、元来の大体積のサンプル内における低濃度における場合よりも、迅速に検出及び／又は定量化することができる。
指示染料を含む、検体の様々な例が、以上において、及び実施例の項において記載されている。いくつかの実施形態において、このような指示染料としては、沈殿した染料及び／又は内部化した染料が挙げられる。沈殿染料の場合には、多くの場合、染料は、細胞から外へ拡散する小さな分子であり、これは、たとえ、１つ以上の微細空洞内で濃縮される場合であっても、検出可能な濃度に達するために十分なインキュベーション時間を必要とし得る。しかし、内在化染料の場合には、細胞（即ち、微生物）自体が染料によって「標識」又は染色されることができ、細胞が微細空洞内に濃縮されるとすぐに、例えば、微細空洞の底部を通して見ることによって、検出（例えば、存在／非存在及び／又は定量化）を行うことができる。
本開示のシステム及び方法を用いて実行できるであろう検出の別の具体例は、サンプルを１つ以上の微細空洞内に濃縮し、ＡＴＰベースの検出を行うための試薬を添加することによって、化学発光を用いて微生物を（例えば、存在／非存在に関して）検出することを含む。試薬は、遠心分離の前若しくは後のいずれかにおいて添加するか、又は微細空洞内に試薬をコーティングさせ、及び／又は乾燥させることによって添加することができる。このような実施形態において、試薬としては、細胞溶解試薬、ルシフェリン（基質）、及びルシフェラーゼ（酵素）が挙げられる。細胞溶解試薬は、ＡＴＰを解放するために細胞を破断させるために使用され得、これはルシフェラーゼがルシフェリンを化学発光させるために必要である。その結果、目的の微生物を含む微細空洞は「標識」されるであろう（例えば、明るくなるであろう）。それに対して、微生物を含まない微細空洞は「標識」されないであろう（例えば、暗くなるであろう）。これにより、微生物の存在／非存在を間接的に検出することができる。
図１は、本開示の実施形態によりサンプル検出システム１００を例示する。いくつかの実施形態では、サンプル検出システム１００は、（例えば、図２及び図３に示され、以下においてより詳細に説明されるように、微細空洞１３６内に）濃縮物を形成するべくサンプルを濃縮するために用いることができ、濃縮物を目的の検体に関して検査するために、即ち、目的の検体の存在又は非存在を検出するべく検査するために、更に用いることができる。
図１に示されるように、いくつかの実施形態では、サンプル検出システム１００はサンプル検出容器１０２を含むことができる。サンプル検出容器１０２は、キャップ１０４によって閉鎖されるように構成することができ、それにより、サンプル検出容器１０２及びキャップ１０４は互いに、取り外し可能に、又は永久的に連結させることができる。
サンプル検出容器１０２は、例えば、１つ以上の目的の検体に関して分析しようとするサンプルを含むように適合させることができる。サンプルは一般的には液体サンプルであり、いくつかの実施形態においては希釈液体サンプルであり（すなわち、サンプルに存在するいずれかの目的の検体が低濃度で存在する）、いくつかの実施形態においては希釈水性サンプルである。サンプル検出容器１０２は、分析しようとするサンプルを収容するために、所望に応じたサイズ及び形状に作ることができ、サンプル検出容器１０２及びキャップ１０４の形状及び構成は単なる一例として示されているにすぎない。
図１に示されるように、サンプル検出容器１０２は、閉鎖端部又は底部１１２（例えば、先細状の閉鎖端部１１２）と、開放端部１１４とを有する細長い管であることができ、キャップ１０４は閉鎖端部又は底部１１６と、開放端部１１８とを含むことができる。キャップ１０４の開放端部１１８は、サンプル検出容器１０２の少なくとも一部分、及び特に、サンプル検出容器１０２の開放端部１１４を受容する寸法に作ることができ、それにより、キャップ１０４及びサンプル検出容器１０２を互いに連結することで、サンプル検出容器１０２の開放端部１１４を閉鎖し、及び／又はそれを覆う。
概して、サンプル検出方法は、図１のサンプル検出システム１００を用いて以下のように実行することができる：サンプル検出容器１０２内にサンプルを配置することができ、サンプル検出容器１０２にキャップ１０４を連結してサンプル検出容器１０２を閉鎖することができる。次に、閉鎖又はキャップされたサンプル検出容器１０２をサンプル検出容器１０２の閉鎖端部１１２へ向けて遠心分離することができ、サンプル検出容器１０２内に、例えば、微細空洞１３６内に保持される、サンプルの濃縮物、及び上澄み、例えば、微細空洞１３６の上方に配置されることになるバルク上澄みを形成する。次に、サンプル検出容器１０２に、微細空洞１３６とバルク上澄みとの間に移動するように構成される本開示の分離液を添加し、微細空洞１３６内の濃縮物を残りのサンプルから隔離することができる。次に、濃縮物を、サンプル検出容器１０２内に保持されている間に、目的の検体に関して検査することができる。結果として、いくつかの実施形態では、「濃縮物」（即ち、サンプルのより高濃度の部分）は「保持液（retentate）」と呼ぶこともできる。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２を反転させ、遠心分離の結果生じたサンプルの上澄み、及び分離液を微細空洞１３６から排出し、例えば、サンプル検出容器１０２の閉鎖端部１１２を介して、微細空洞１３６内の濃縮物を検査することによって、濃縮物を検査することができる。
サンプル検出容器１０２を用いた例示的なサンプル検出方法が、以下において図４に関してより詳細に説明される。
更なる例として、キャップ１０４は、１つ以上の突起１２１を含む内表面１２０を含み、サンプル検出容器１０２は、開放端部１１４に隣接する１つ以上の軌道又はねじ山１２３を含む外表面１２２を含む。キャップ１０４の突起１２１は、サンプル検出容器１０２のねじ山１２３と協調し、これらと係合するように構成され、それにより、キャップ１０４及びサンプル検出容器１０２は互いに連結されることができる。
図１に示される突起１２１及びねじ山１２３の特定の形式は、一連の円周方向に離間配置された突起１２１及びねじ山１２３を含み、それにより、キャップ１０４上の任意の突起１２１をサンプル検出容器１０２上の任意のねじ山１２３に連結させ、キャップ１０４及びサンプル検出容器１０２を互いに対して回転させること（４組の突起１２１／ねじ山１２３が用いられ、キャップ１０４の内表面１２０及びサンプル検出容器１０２の外表面１２２の周りに均等に離間配置される場合には、例えば、９０度）によって、ロック解除位置からロック位置へ回すことができるようになっている。サンプル検出容器１０２とキャップ１０４との間の図示されている連結機構は、サンプル検出容器１０２を閉鎖するための効率的手段としての単なる一例として示されているにすぎない。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２及びキャップ１０４は、サンプル検出システム１００の内部が環境から密閉される（例えば、液密シール、気密シール、又はこれらの組み合わせを形成する）ように、互いに連結させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２とキャップ１０４との間に１つ以上のシール（例えば、ｏリング）を用いることができるか、又はサンプル検出容器１０２及びキャップ１０４の一方又は両方が１つ以上のシール（例えば、ｏリング）を含むことができる。
サンプル検出容器１０２及びキャップ１０４は、限定するものではないが、高分子材料、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼など）、セラミック、ガラス、及びこれらの組み合わせを含む、様々な材料で形成することができる。高分子材料の例としては、限定するものではないが、自己支持型容器を形成することができる、ポリオレフィン類（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、これらの組み合わせ等）、ポリカーボネート、アクリル樹脂類、ポリスチレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、その他の好適な高分子材料、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。用語「自己支持型」は、一般に、それ自身の重量下で倒壊又は変形することのない物体を指すために使用される。例えば、袋は、それ自身の重量により、その形状が保たれずに圧し潰れたり歪んでしまうため、「自己支持型」ではない。サンプル検出容器１０２及びキャップ１０４は、同じ又は異なる材料で形成することができる。
サンプル検出容器１０２及びキャップ１０４、又はそれらの一部分は、分析しようとするサンプルの種類、量及び／若しくはサイズ、並びに収集及び検査しようとする濃縮物の種類、量、及び／若しくはサイズに応じて、実質的に透明、不透明（即ち、実質的に透明でない）、又はその間のどこか（例えば、半透明）であることができ、任意の好適なサイズであることができる。サンプル検出容器１０２又は少なくとも微細空洞１３６に隣接した部分は好ましくは実質的に透明である。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２は、少なくとも約１ｍＬ、少なくとも約５ｍＬ、少なくとも約１０ｍＬ、少なくとも約２５ｍＬ、少なくとも約５０ｍＬ、少なくとも約１００ｍＬ、又は少なくとも約２５０ｍＬの容量を有することができる。即ち、いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２の容量又は体積は、約１ｍＬ〜約２５０ｍＬの範囲であることができ、いくつかの実施形態では、約１ｍＬ〜約１００ｍＬの範囲であることができる。
サンプル検出容器１０２及びキャップ１０４のための形状、寸法及び連結手段は、単なる一例として上述され、図１に示されているにすぎない。しかし、サンプル検出容器１０２及びキャップ１０４の種々の形状及び寸法を用いることができることを理解されたい。加えて、サンプル検出容器１０２及びキャップ１０４を取り外し可能に、及び／又は永久的に連結するために、限定するものではないが、ねじ山（図示のとおりのもの若しくは別様のもの）、クランプ（例えば、ばね荷重クランプ、スナップ式クランプなど）、クリップ（例えば、ばね荷重クリップなど）、タイ（例えば、ワイヤタイ）、１つ以上の磁石、テープ、接着剤、粘着剤、スナップフィット係合（例えば、キャップ１０４は引き上げ式キャップとして機能する）、プレスフィット係合（時により、「摩擦フィット係合」若しくは「締まりフィット係合」とも呼ばれる）、熱接合（例えば、連結しようとする構成要素の一方又は両方に熱及び／又は圧力が加えられる）、溶接（例えば、音波（例えば、超音波）溶接）、その他の好適な連結手段、並びにこれらの組み合わせを含む、種々の連結手段を用いることができる。
図２及び図３に示されるように、サンプル検出容器１０２の閉鎖端部１１２は、分析しようとするサンプルの濃縮物を保持するように適合される１つ以上の微細空洞１３６を含むことができ（即ち、その内部で終端し）、微細空洞１３６はサンプル検出容器１０２の開放端部１１４に向かって開口している。微細空洞１３６は、ウェル、陥没部、凹部及び同様のもの、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含むことができ、それにより、微細空洞１３６は、サンプルの濃縮物を保持するように構成される内部体積（例えば、微小体積以下）を規定する。いくつかの実施形態では、図１〜図３、図４及び図５において図解される実施形態に示されるように、サンプル検出容器１０２は単一の微細空洞１３６を含むことができる。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２は複数の微細空洞１３６を含むことができる。いくつかの実施形態では、サンプルの濃縮物を保持することができる総体積を最小限に抑え、それにより、保持されたサンプル濃縮物内における目的の検体の濃度を最大化するために、微細空洞１３６の数を最小限に抑えることができる。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２は、微細空洞１３６を包囲する１つ以上の突起１４３を含むことができる。特に、単一の微細空洞又は数個の微細空洞が用いられる場合には、このような突起又は支持構造１４３は微細空洞（又は微細空洞群）１３６を形成及び使用の間に支持することができる。
いくつかの実施形態では、例えば、１つの目的の検体（例えば、目的の細菌の１コロニー形成単位（ｃｆｕ））のみが１つの所与の微細空洞１３６内にたどり着くことになる可能性を高めるために、多数の微細空洞１３６を用いることができる。このような構成は、所与のサンプル内に存在する目的の検体の数を定量化するために特に有用になり得る。その後、多くの微細空洞を走査し、例えば、目的の検体が存在するかどうかを判定し、その一方で、存在する検体の量も特徴付けることができる。しかし、本発明者らは、１つの所与の微細空洞１３６内に最大で１つ（又は比較的少量）の目的の検体が存在する場合には、その１つの微細空洞１３６内の濃度は比較的低くなり得、その結果、そのサンプルのための検出時間がより長くなることを発見した。例えば、サンプルが目的の細菌を１０ｃｆｕ含み、１０ｃｆｕの各々が別々の微細空洞１３６内にたどり着くとした場合には、全ての１０ｃｆｕが同じ微細空洞１３６内にたどり着くとした場合よりも、それらの存在を検出するために長い時間を要することになるであろう。
その結果、本発明者らは、微細空洞の数を最小限に抑えることができれば、このとき、サンプル内に存在し得る目的の検体（単数又は複数）の全てが、より少数の微細空洞１３６内に、より小さな総体積又は全体積内に一緒に濃縮される可能性が高くなり、その結果、より高い濃度が生じ、検出時間をなおいっそう短縮することができることを発見した。しかし、微細空洞の数を最小限に抑えると、目的の検体を定量化する能力が落ちるか又は無くなる（即ち、犠牲になる）ため、従来の教示はこのような構成を避けて教示していた。しかし、目的の検体の存在又は非存在を判定するための検出時間は大きく短縮することができる。この理由のために、例えば、目的の検体の定量化が特に望まれない場合には、単一の微細空洞１３６を用いることで特別な利点を達成することができる。定量化が必要である場合には、本開示のサンプル検出容器は、定量化を促進するために複数の微細空洞を含むことができる。
その結果、いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２は、１０個以下の微細空洞、いくつかの実施形態では、８つ以下の微細空洞、いくつかの実施形態では、５つ以下の微細空洞、いくつかの実施形態では、４つ以下の微細空洞、いくつかの実施形態では、３つ以下の微細空洞、いくつかの実施形態では、２つ以下の微細空洞、及びいくつかの実施形態では、１つ以下の微細空洞を含むことができる。簡単にするために、図１〜図３、図４及び図５の微細空洞１３６は単独の微細空洞として説明されることになるが、２つ以上の微細空洞が用いられる場合には、同じ説明がより多数の微細空洞１３６に当てはまり得ることを理解されたい。
図３に示されるように、いくつかの実施形態では、微細空洞１３６は、開放端部（開口部若しくは上部開口部）１４４、１つ以上の側壁１４２、底部１４６及び縦軸線Ａを含むことができる。図１及び図２に示されるように、微細空洞１３６の縦軸線Ａは、サンプル検出容器１０２及びサンプル検出システム１００の縦軸線Ａでもあってもよい。いくつかの実施形態では、図示のように、微細空洞１３６、サンプル検出容器１０２、及びキャップ１０４は縦軸線Ａを中心とすることができる。縦軸線Ａは微細空洞１３６の横断断面に概ね垂直であり（即ち、それに対して直交配向し）、微細空洞１３６の上部開口部１４４及び底部１４６を通過することができる。微細空洞１３６のこのような横断断面は、微細空洞１３６の高さに沿ってその上部開口部１４４とその底部１４６との間の任意の場所で取ることができる。縦軸線Ａは、鉛直軸線、又は公称遠心分離／沈降軸線、即ち、小半径（例えば、実験台）遠心分離機の既知の効果を無視して、サンプル検出容器１０２内に位置付けられるサンプルが遠心分離時に遠心力を受ける軸線、と呼ぶこともできる。微細空洞１３６のその他の可能な形状及び構成が図３Ａ〜図３Ｃに示され、以下においてより詳細に説明される。
図３において、微細空洞１３６は、概ね台形の断面形状（即ち、切頭円錐形三次元形状）を有するように示される。微細空洞１３６が、サンプルの濃縮物を保持することができる形状である限り、微細空洞１３６は種々の形状を含むことができることを理解されたい。換言すると、各凹部１３６は、サンプルの濃縮物のためのリザーバ又はウェルを提供する形状及び寸法に作ることができる。概して、微細空洞１３６は、サンプル検出容器１０２がいかなる向きになっている時でも、微細空洞１３６内に濃縮物１５４を（例えば、毛管力によって）保持するように構成される（例えば、そのような形状及びサイズに作られる）。
微細空洞１３６がウェル、陥没部又はこれらの組み合わせを含むかどうかにかかわらず、好適な凹部形状の例としては、限定するものではないが、様々な多面体形状、平行六面体、擬角柱、角錐台など、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。例えば、微細空洞１３６は、多面体、円錐、切頭円錐、角錐、切頭角錐、球、部分球、半球、楕円体、ドーム形状、円筒、キューブコーナー形状、その他の好適な形状、及びこれらの組み合わせであることができる。更に、微細空洞１３６は、限定するものではないが、平行四辺形、角が丸みを帯びた平行四辺形、長方形、正方形、円形、半円形、楕円形、半楕円形、三角形、台形、星形、その他の多角形、その他の好適な断面形状、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、様々な断面形状（図３に示される鉛直断面、水平断面、又はこれらの組み合わせを含む）を有することができる。
図１〜図３に示されるように、サンプル検出容器１０２は、サンプル検出容器１０２の内表面の少なくとも一部分を画定する壁１３８（即ち、内壁）を更に含むことができる。壁１３８は微細空洞１３６へ延在し（例えば、それに向かって先細になり）、壁１３８の少なくとも一部分は微細空洞１３６の上部開口部１４４に隣接して配置される。概して、表現「微細空洞の上部開口部に隣接して配置される」とは、壁１３８（又はその一部分）が微細空洞１３６の上部開口部１４４に至るまで延在すること（図示の場合）、又は微細空洞１３６の横断寸法−即ち、上述されたとおりの、代表的なｘ、ｙ寸法−の１倍未満（理想的には、０．５倍未満、若しくは０．２５倍未満）であるロケーションまで延在することを指す。いくつかの実施形態では、代表的な横断寸法は、微細空洞１３６のその上部開口部１４４における横断寸法であることができる。
壁１３８の少なくとも一部分は微細空洞１３６に向かって傾斜し、微細空洞１３６の縦軸線Ａに対して有効角度αで配向される勾配を有する。有効角度αは概ね０度〜９０度の範囲であることができる。上述されたように、９０度の上限は、微細空洞１３６内における任意の目的の検体の収集を促進することができる。即ち、有効角度αは、遠心分離を受けて、目的の検体（例えば、微生物）が微細空洞１３６内へ誘導されることになるよう、微細空洞１３６内へのサンプルの収集及び沈降を最大限に増大させるように構成することができる。実施例において例示されるように、本開示のシステム及び方法を用いて４５度及び６０度の有効角度αが試験された。しかし、本発明者らは、分離液を用いた本開示のシステム及び方法の性能は有効角度に依存しないことを見いだした。
壁１３８、及び特に、その有効角度αは、微細空洞１３６内における目的の検体の収集、及びその結果生じる、微細空洞１３６内における目的の検体の濃縮を促進することができる。いくつかの実施形態では、壁１３８（例えば、壁１３８の面積）は、微細空洞１３６に対して（例えば、微細空洞１３６への開口部の面積に対して）著しく大きいものであることができる。その結果、少なくとも、有効角度αで配向される（及び微細空洞１３６に隣接して配置される）壁１３８の部分は、微細空洞１３６の（例えば、縦軸線Ａに対して直交配向した）典型的な寸法の少なくとも５倍である長さ（例えば、図３における長さＬを参照）を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、壁１３８（又は有効角度αで配向されるその該当部分）は、例えば、その上部開口部１４４における、横断寸法の５倍の長さを有することができる。図３は、微細空洞１３６の上部開口部１４４における横断寸法Ｘを示す。図３に更に示されるように、はっきり示されている壁１３８の部分の長さＬは少なくとも５Ｘの長さを有する。
いくつかの実施形態では、壁１３８は、少なくとも１０Ｘ、いくつかの実施形態では、少なくとも１５Ｘ、いくつかの実施形態では、少なくとも２０Ｘ、いくつかの実施形態では、少なくとも５０Ｘ、いくつかの実施形態では、少なくとも１００Ｘ、いくつかの実施形態では、少なくとも２００Ｘ、いくつかの実施形態では、少なくとも５００Ｘ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも１０００Ｘの長さを有することができる。
本開示においては、上部開口部横断（即ち、ｘ、ｙ）寸法が代表的な横断寸法として一般的に用いられる。なぜなら、これは壁１３８と微細空洞１３６との間の境界面のロケーションであるからである。しかし、典型的な寸法が壁の長さに対する微細空洞１３６の大きさの程度の指標となる限り、他の寸法を典型的な寸法として用いることもできるであろう。例えば、いくつかの実施形態では、微細空洞１３６の底部１４６（例えば、平坦な底部が用いられる場合）、又は微細空洞１３６の高さにわたって取った平均横断寸法などを用いることができる。
いくつかの実施形態では、図３に示されるように、微細空洞１３６は抜け勾配βを含むことができ、それにより、微細空洞１３６の１つ以上の側壁１４２は、それぞれの底部（単数又は複数）１４６に対して０でなく、直角でない角度で配向される。いくつかの実施形態では、抜け勾配βは、微細空洞１３６の側壁１４２と鉛直線又は鉛直面（即ち、平坦な底部１４６と垂直又は直角の線又は平面）との間の角度として報告することができる。いくつかの実施形態では、抜け勾配βは、少なくとも約５度、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０度、いくつかの実施形態では、少なくとも約１２．５度、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１５度であることができる。いくつかの実施形態では、抜け勾配βは、約５０度以下、いくつかの実施形態では、約３０度以下、いくつかの実施形態では、約２５度以下、及びいくつかの実施形態では、約２０度以下である。いくつかの実施形態では、抜け勾配βは約１０度〜約１５度の範囲である。いくつかの実施形態では、抜け勾配βは１４度である。
図３に示される実施形態では、微細空洞１３６の底部１４６は平坦で平面状であり（即ち、面積を有し）、縦軸線Ａに対して実質的に直交配向される。しかし、微細空洞１３６のその他の形状も可能であるため、底部１４６は平面状である必要はなく、むしろ、上部開口部１４４から最大距離離間した点又は線を含むことができる。更に、平面状の底部１４６を用いた実施形態であっても、底部１４６は全体的に平坦である必要はなく、少なくとも一部が湾曲している、平坦である、又はこれらの組み合わせであってもよい。更に、平坦で平面状の底部１４６を用いた実施形態においてさえも、底部１４６は縦軸線Ａと直交する必要はない。
更に、図３に示される実施形態では、微細空洞１３６は、様々な対称中心線を有するように示されており、底部１４６は開口部に対して中心に配置されている。しかし、微細空洞１３６は対称中心線を全く有しなくてもよく、底部１４６は（底部１４６が点を含むように、線を含むように、それとも面積を含むかどうかにかかわらず）微細空洞１３６の開口部１４４に対して中心に配置される必要はないことを理解されたい。
２つ以上の微細空洞１３６が用いられる場合には、微細空洞１３６は同じサイズ及び形状を有することができる。しかし、微細空洞１３６の全てが同じサイズ又は形状のものである必要はないことを理解されたい。即ち、微細空洞１３６は、大体同じ形状及びサイズで全て形成されるように、同じ若しくは似た形状であるが異なるサイズで形成されるように、異なる形状であるが似たサイズで形成されるように、異なる形状及びサイズで形成されるように、又はこれらの組み合わせで形成されることができる。
図３Ａ〜図３Ｃは、本開示の追加の実施形態に係るサンプル検出容器１０２Ａ、１０２Ｂ及び１０２Ｃの拡大図を示す。各サンプル検出容器１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃは、微細空洞１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃ、縦軸線Ａ’、Ａ’’、Ａ’’’、及び有効角度α’、α’’、α’’’でそれぞれ配向される壁１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃを含む。
図３Ａは、壁１３８Ａが曲面状であり、したがって、複数の勾配を含むサンプル検出容器１０２Ａを示す。例えば、有効角度α’、α２’及びα３’が例示目的のために示されている。ただし、微細空洞１３６Ａに隣接して配置される壁の部分１３８Ａは、微細空洞１３６Ａの上部開口部１４４Ａの横断寸法の少なくとも５Ｘであり、曲面状の壁１３８Ａの複数の勾配（即ち、複数の有効角度α’、α’’、及びα’’’）は各々、４５度より大きく、９０度より小さい。したがって、図３Ａは、本開示に係るサンプル検出容器の「壁」は曲面状であるか、又は複数の勾配を含むことができることを表している。
図３Ｂは、壁１３８（又は有効角度α’’で配向されるその部分）と微細空洞１３６との間に配置される平坦な領域（即ち、縦軸線Ａ’’に対して９０度で配向される領域）を含むサンプル検出容器１０２Ｂ（又は壁１３８）を示す。ただし、平坦な領域のサイズは微細空洞１３６又は壁１３８に対して大きくなく、微細空洞１３６Ｂのその上部開口部１４４Ｂにおける横断寸法Ｘの１倍未満、いくつかの実施形態では、０．５Ｘ未満、及びいくつかの実施形態では、０．２５Ｘ未満である長さＲを有する。平坦な領域以外では、サンプル検出容器１０２は図１〜図３のサンプル検出容器１０２のものと実質的に同じである。
図３Ｃは、丸みを帯びた下部及び丸みを帯びた上部開口部を有する微細空洞１３６Ｃを示す。変曲点Ｉが、微細空洞１３６Ｃが、壁１３８Ｃ、又は例えば有効角度α’’’で配向されるその部分とどこで会するのかを画定する。図示のように、いくつかの実施形態では、変曲点Ｉは微細空洞１３６Ｃの上部開口部１４４Ｃを画定することができ、そのため、このような実施形態では、微細空洞１３６Ｃの横断寸法Ｘは変曲点Ｉの高さにおいて取ることができる。微細空洞１３６Ｃへのこのような曲面状の上面は、成形アーチファクトの結果生じ得る。しかし、概して、本開示のサンプル検出容器の壁は有効角度αで配向されると記述される場合には、本開示のこのような「壁」（例えば、壁１３８Ｃ）は、壁１３６Ｃは単なる成形アーチファクトでないほどに、微細空洞１３６に対してサイズが十分に大きい。
図１〜図３の実施形態を引き続き参照すると、いくつかの実施形態では、微細空洞１３６は（例えば、サンプル検出容器１０２の残りの部分に対して）、目的の濃縮物の保持を促進するための表面改質（例えば、親水性／親油性表面処理又はコーティングなど）を含むことができる。
いくつかの実施形態では、図示のように、サンプル検出容器１０２は、サンプル検出容器１０２の内部（若しくは「内側」）に概ね面し、サンプル検出容器１０２の内表面１２４若しくはその一部分を概ね含むサンプル検出容器１０２の第１の側１４０内に微細空洞１３６を含むと記述することができる。具体的には、第１の側１４０は、微細空洞１３６を形成することができる内表面１２４を含むことができ、それにより、微細空洞１３６の上部開口部１４４は、サンプル検出容器１０２の第１の側１４０に向かって、及びサンプル検出容器１０２の内部に向かって開口する。サンプル検出容器１０２は、第１の側１４０及び内表面１２４のそれぞれ概ね反対側にある外表面１４９を有する第２の側１４１を更に含むことができる（例えば、図３参照）。第２の側１４１は、サンプル検出容器１０２の外側に、例えば、サンプル検出容器１０２から離れる方に面することができる。その結果、例えば、サンプル検出容器１０２の少なくとも一部分（例えば、閉鎖端部若しくは底部１１２並びに／又は第２の側１４１）が実質的に透明である実施形態では、サンプル検出容器１０２内に（即ち、微細空洞１３６内に）保持された濃縮物を第２の側１４１から検査することができる。
上述されたように、いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２の体積（即ち、サンプル検出容器１０２の容量）は約１ｍＬ〜約２５０ｍＬの範囲であることができる。結果として、いくつかの実施形態において、サンプルの体積は、少なくとも約１ｍＬ、いくつかの実施形態において少なくとも約１０ｍＬ、及びいくつかの実施形態において少なくとも約１００ｍＬであり得る。いくつかの実施形態において、サンプルの容積は約２００ｍＬ以下であり、いくつかの実施形態において、約１００ｍＬ以下であり、いくつかの実施形態において、約７５ｍＬ以下であり、いくつかの実施形態において約５０ｍＬ以下である。いくつかの実施形態において、サンプルの体積は、約１ｍＬ〜約１００ｍＬの範囲である。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２は、少なくとも約１マイクロリットル（μＬ）、いくつかの実施形態では、少なくとも約５マイクロリットル、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０マイクロリットル、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約２５マイクロリットルの濃縮物の体積を保持するための容量を有し、並びに／又は複数の微細空洞１３６（若しくは微細空洞表面）は、用いられる場合には、同量の合計体積を含む。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２は、２００マイクロリットル以下、いくつかの実施形態では、約１００マイクロリットル以下、いくつかの実施形態では、約７５マイクロリットル以下、及びいくつかの実施形態では、約５０マイクロリットル以下の濃縮物の体積を保持するための容量を有し、並びに／又は複数の微細空洞１３６（若しくは微細空洞表面）は同量の合計体積を含む。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２は、約１マイクロリットル〜約１００マイクロリットルの濃縮物の体積を保持するための容量を有し、並びに／又は複数の微細空洞１３６（若しくは微細空洞表面）は、同範囲である合計体積を含む。いくつかの実施形態では、これらの体積は単位面積当たりの体積（例えば、マイクロリットル毎ｃｍ２）として報告することができ、それにより、微細空洞表面の合計体積はサンプル検出容器１０２の全体寸法に依存しないようにすることができる。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２（又は容器１０８の「貯蔵」部）の体積の、微細空洞１３６内に保持されるサンプルの濃縮物（又は保持液）の体積に対する比は、少なくとも約１００：１（１０２：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０００：１（１０３：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０，０００：１（１０４：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１００，０００：１（１０５：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０８：１、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０９：１、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０１０：１、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１０１１：１である。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２の体積の、微細空洞１３６内の濃縮物の体積に対する比は、約１００：１〜約１０１１：１の範囲である。
いくつかの実施形態では、濃度の増加（即ち、比として表される、初期サンプルの濃度で除した、微細空洞１３６内に保持される、結果として生じた濃縮物の（例えば、目的の検体（単数又は複数）などの、より高密度の物質の）濃度）は、少なくとも約１００：１（１０２：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０００：１（１０３：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０，０００：１（１０４：１）、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１００，０００：１（１０５：１）であることができる。いくつかの実施形態では、濃度効率は約１０：１〜約１０５：１の範囲である。
微細空洞１３６が例示目的として概略的に示された図１〜図３のサンプル検出システム１００を引き続き参照しつつ、次に、図４を参照して、サンプル検出方法１５０について説明する。
図４に示されるように、第１のステップ１５０Ａにおいて、サンプル検出内にサンプル１５２を配置することができ、サンプル検出容器１０２を閉鎖するべくサンプル検出容器１０２にキャップ１０４を連結することができる。第２のステップ１５０Ｂに示されるように、サンプル検出システム１００（即ち、サンプル検出容器１０２）を微細空洞１３６へ向けて第１の方向（又は向き）Ｄ１に遠心分離することができる。このような遠心分離プロセスはサンプル１５２の濃縮物１５４、及び上澄み１５６を形成することができ、サンプル１５２のより高密度の物質を含む濃縮物１５４（図５参照）を微細空洞１３６内へ移動させることができる。「濃縮物」１５４は一般的に、濃縮プロセスの結果として形成されるサンプル、の沈降物を含むが、また、図５を参照して以下でより詳細に記載されるように、サンプルの上澄み、又は希釈剤の少なくとも一部を含み得る。
図４のステップ１５０Ｂに示される遠心分離ステップにおいて、微細空洞１３６内に濃縮物１５４を形成し、保持するために必要な遠心分離ｇ力、持続時間及び／又はサイクル数は、サンプル１５２の組成、目的の検体（単数又は複数）、及び同様のもののうちの１つ以上に依存して変化し得る。いくつかの実施形態では、目的の検体（単数又は複数）を濃縮するために必要とされるｇ力の量は、検体のサイズ及び密度、希釈剤の密度及び粘度、並びにサンプル検出容器１０２内におけるサンプル１５２の体積（即ち、サンプル検出容器１０２内におけるサンプル１５２の高さが、検体が、微細空洞１３６に到達するために特定のｇ力下で移動する必要がある距離を規定する）に依存し得る。沈降速度（Ｖ、１ｓ当たりのセンチメートル（ｃｍ／ｓ））は、等式１を用いて近似値を与えられる。
Ｖ＝２ｇａ２（ρ１〜ρ２）／９η （１）
ここで、ｇ＝加速度（ｃｍ／ｓ２）（即ち、ｇ力（ｇｓ＊９８０ｃｍ／ｓ２））、ρ１＝検体密度（ｇ／ｃｍ３）、ρ２＝サンプル媒質（例えば、希釈剤）の密度（ｇ／ｃｍ３）、η＝粘度係数（ポアズ）（ｇ／ｃｍ／ｓ）、及びａ＝検体半径（センチメートル）（球形と仮定）である。一定の遠心力を作用させることにおいて、回転速度（例えば、１分当たりの回転（ＲＰＭ））、及び回転中心からのサンプルの距離によって決定され得る（すなわち、サンプルは、これがロータから離れている場合に同じ回転速度においてより高いｇ力を経験する）。その結果、サンプル１５２内において微細空洞１３６から最も遠くに存在し得る目的の検体（単数又は複数）を収集するために、ロータの中心と、ロータに最も近接して位置付けられるサンプル１５２の高さとの間の距離を算出し、目的の検体（単数又は複数）の収集を最大限に増大させるべく目的の検体（単数又は複数）をサンプル１５２内で最も遠い距離移動させるためにｇ力はいくらになる必要があろうかを推定することができる。
上記の等式を使用して沈降速度が計算され得、その後目的の検体（存在する場合）が移動するべき距離（例えば、最大距離）を、沈降速度で割ることによって、遠心分離時間（すなわち、持続時間）が計算され得る。あるいは、沈降速度を推定するために、所望の時間及び距離が使用され得、その後必要なｇ力が等式１を使用して算出され得る。
いくつかの実施形態では、遠心分離ステップにおけるｇ力は、少なくとも約５００・ｇ（例えば、地球上、海水位において、５００＊９．８ｍ／ｓ２）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０００・ｇ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約５０００・ｇになり得る。いくつかの実施形態では、遠心分離ステップにおけるｇ力は、約１００，０００・ｇ以下、いくつかの実施形態では、約５０，０００・ｇ以下、及びいくつかの実施形態では、約１０，０００・ｇ以下であることができる。
いくつかの実施形態において、遠心分離工程の持続時間は少なくとも約１分、いくつかの実施形態において少なくとも約５分であり、いくつかの実施形態において少なくとも約１０分である。いくつかの実施形態において遠心分離工程は、約１２０分以下、いくつかの実施形態において約６０分以下、及びいくつかの実施形態において約２０分以下であり得る。
図４のステップ１５０Ｃに示されるように、その後、サンプル検出容器１０２に１つ以上の分離液１５７を添加することができる。例えば、キャップ１０４は、分離液１５７を添加するために、サンプル検出容器１０２から一時的に取り外すことができ、その後、サンプル検出システム１００は、サンプル検出容器１０２にキャップ１０４を連結することによって再閉鎖することができる。
図４のステップ１５０Ｃに示されるように、分離液１５７は、微細空洞１３６の外側に配置された（即ち、微細空洞１３６の上部開口部１４４の上方に配置された）上澄み１５６を微細空洞１３６から効果的に押しのけ、それにより、サンプル１５２の濃縮物１５４は微細空洞１３６内に保持され、分離される。即ち、分離液１５７は、微細空洞１３６内に配置されたサンプル１５２の濃縮物１５４とサンプル検出容器１０２内のサンプルの残りとの間に移動し、それにより、分離液１５７は、微細空洞１３６内に包含された濃縮物１５４をサンプル１５２のバルク上澄み１５６から効果的に隔離する。
その結果、図４の方法１５０のステップ１５０Ｃにおいて、分離液１５７はサンプル検出容器１０２内において微細空洞１３６の上方に配置される。微細空洞１３６内の濃縮物１５４を乱すことなく濃縮物１５４をバルク上澄み１５６から効果的に隔離する分離液１５７の能力は、驚くべきものである。即ち、本発明者らは、濃縮物１５４を保持する微細空洞１３６の能力を維持しつつ−即ち、目的の検体の濃度の低下及び検出時間の増大を生じさせるであろう、濃縮物１５４の体積の増加を伴うことなく−微細空洞１３６内の濃縮物１５４を上澄み１５６から隔離するために用いることができる分離液１５７を発見した。加えて、分離液１５７は濃縮物１５４を効果的に隔離することができるため、上澄み１５６及び分離液１５７をサンプル検出容器１０２から除去する、又は（例えば、サンプル検出容器１０２を反転させることによって微細空洞１３６から物理的に引き出す必要がない。上澄み１５６及び／又は分離液１５７のこのような除去はそれでもなお可能ではあるが、微細空洞１３６内の目的の検体の迅速な検出のために必要ではない。
濃縮物１５４をバルク上澄み１５６から効果的に隔離する分離液１５７の能力は、分離液１５７が、分離液１５７をサンプル検出容器１０２の下部へ、即ち、微細空洞１３６へ向けて、下方に移動させ、上澄み１５６を押しのけさせるために十分な密度を有すること、並びにサンプル１５２、及び特に、サンプル１５２の上澄み１５６との十分な界面張力（即ち、液体間界面張力）を有することに、少なくとも一部帰することができる。濃縮物１５４を乱すことなく微細空洞１３６内の濃縮物１５４を隔離する分離液１５７の能力も、分離液１５７とサンプル１５２（即ち、上澄み１５６）との間の界面張力に少なくとも一部帰することができる。
分離液１５７とサンプル１５２（即ち、上澄み１５６）との間の十分な界面張力は、微細空洞１３６のロケーション及び微細空洞１３６の上方のバルク液内の両方における、分離液１５７と上澄み１５６との間の適切な分離を確実にすることができる。換言すれば、分離液１５７とサンプル１５２（即ち、上澄み１５６）との間の十分な界面張力は、微細空洞１３６の上方のバルク液（即ち、上澄み１５６）からの微細空洞１３６内の濃縮物１５４の適切な分離を確実にすることができる。
特に、分離液１５７は、サンプル１５２の上澄み１５６（即ち、微細空洞１３６の外側に配置されたバルク上澄み）の密度よりも高い密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、水よりも高い密度を有することができ（例えば、水性サンプルの場合）、特に、分離液１５７は少なくとも１．２ｇ／ｍＬ（又はｇ／ｃｍ３）の密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、少なくとも１．３ｇ／ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも１．４ｇ／ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも１．５ｇ／ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも１．６ｇ／ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも１．７ｇ／ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも１．８ｇ／ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも１．９ｇ／ｍＬ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも２．０ｇ／ｍＬの密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、３．０ｇ／ｍｌ以下、いくつかの実施形態では、２．８ｇ／ｍＬ以下、いくつかの実施形態では、２．５ｇ／ｍＬ以下、いくつかの実施形態では、２．３ｇ／ｍＬ以下、及びいくつかの実施形態では、２．０ｇ／ｍＬ以下である密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、１．２ｇ／ｍＬ〜１．９４ｇ／ｍＬの範囲である密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、１．４ｇ／ｍＬ〜１．９４ｇ／ｍＬの範囲である密度を有することができる。
換言すれば、いくつかの実施形態では、分離液１５７は、サンプル１５２（即ち、上澄み１５６）の密度よりも、少なくとも０．２ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．３ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．４ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．５ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．６ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．７ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．８ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．９ｇ／ｍＬ高い密度、及びいくつかの実施形態では、少なくとも１．０ｇ／ｍＬ高い密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、サンプル１５２（即ち、上澄み１５６）の密度よりも、２．０ｇ／ｍＬ以下高い密度、いくつかの実施形態では、１．８ｇ／ｍＬ以下高い密度、いくつかの実施形態では、１．５ｇ／ｍＬ以下高い密度、いくつかの実施形態では、１．３ｇ／ｍＬ以下高い密度、及びいくつかの実施形態では、１．０ｇ／ｍＬ以下高い密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、サンプル１５２（即ち、上澄み１５６）の密度よりも０．２ｇ／ｍＬ〜０．９４ｇ／ｍＬ高い範囲である密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、サンプル１５２（即ち、上澄み１５６）の密度よりも０．４ｇ／ｍＬ〜０．９４ｇ／ｍＬ高い範囲である密度を有することができる。
水性サンプル１５２の場合には、分離液１５７は、水の密度よりも、少なくとも０．２ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．３ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．４ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．５ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．６ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．７ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．８ｇ／ｍＬ高い密度、いくつかの実施形態では、少なくとも０．９ｇ／ｍＬ高い密度、及びいくつかの実施形態では、少なくとも１．０ｇ／ｍＬ高い密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、水の密度よりも、２．０ｇ／ｍＬ以下高い密度、いくつかの実施形態では、１．８ｇ／ｍＬ以下高い密度、いくつかの実施形態では、１．５ｇ／ｍＬ以下高い密度、いくつかの実施形態では、１．３ｇ／ｍＬ以下高い密度、及びいくつかの実施形態では、１．０ｇ／ｍＬ以下高い密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、水の密度よりも０．２ｇ／ｍＬ〜０．９４ｇ／ｍＬ高い範囲である密度を有することができる。いくつかの実施形態では、分離液１５７は、水の密度よりも０．４ｇ／ｍＬ〜０．９４ｇ／ｍＬ高い範囲である密度を有することができる。
加えて、分離液１５７は、少なくとも５０ダイン／ｃｍ（０．０５Ｎ／ｍ）、いくつかの実施形態では、少なくとも５２ダイン／ｃｍ（０．０５２Ｎ／ｍ）、いくつかの実施形態では、少なくとも５５ダイン／ｃｍ（０．０５５Ｎ／ｍ）、いくつかの実施形態では、少なくとも５６ダイン／ｃｍ（０．０５６Ｎ／ｍ）、いくつかの実施形態では、少なくとも６０ダイン／ｃｍ（０．０６Ｎ／ｍ）、及びいくつかの実施形態では、少なくとも６５ダイン／ｃｍ（０．０６５Ｎ／ｍ）の、サンプル１５２、及び特に上澄み１５６との界面張力（即ち、液体間界面張力）を有することができる。
いくつかの実施形態では、分離液１５７は、２０ダイン／ｃｍ（０．０２Ｎ／ｍ）以下、いくつかの実施形態では、１９ダイン／ｃｍ（０．０１９Ｎ／ｍ）以下、いくつかの実施形態では、１８ダイン／ｃｍ（０．０１８Ｎ／ｍ）以下、いくつかの実施形態では、１７ダイン／ｃｍ（０．０１７Ｎ／ｍ）以下、いくつかの実施形態では、１６ダイン／ｃｍ（０．０１６Ｎ／ｍ）以下、いくつかの実施形態では、１５ダイン／ｃｍ（０．０１５Ｎ／ｍ）以下、及びいくつかの実施形態では、１０ダイン／ｃｍ（０．０１Ｎ／ｍ）以下の表面張力を有することができる。
いくつかの実施形態では、分離液１５７とサンプル１５２（例えば、上澄み１５６）との間の界面張力は、算出によって−即ち、サンプル１５２（例えば、上澄み１５６）の表面張力から分離液１５７の表面張力を減算することによって−推定することができる。
いくつかの実施形態では、サンプル１５２が水性である場合には、分離液１５７とサンプル１５２（又は上澄み１５６）との間の界面張力は、分離液１５７と水との間の界面張力を見いだすこと、又は算出することによって近似することができる。例えば、いくつかの実施形態では、分離液１５７と水との間の界面張力は、少なくとも５０ダイン／ｃｍ（０．０５Ｎ／ｍ）、いくつかの実施形態では、少なくとも５２ダイン／ｃｍ（０．０５２Ｎ／ｍ）、いくつかの実施形態では、少なくとも５５ダイン／ｃｍ（０．０５５Ｎ／ｍ）、いくつかの実施形態では、少なくとも５６ダイン／ｃｍ（０．０５６Ｎ／ｍ）、いくつかの実施形態では、少なくとも６０ダイン／ｃｍ（０．０６Ｎ／ｍ）、及びいくつかの実施形態では、少なくとも６５ダイン／ｃｍ（０．０６５Ｎ／ｍ）であることができる。
更に、分離液１５７へのサンプル１５２（例えば、沈降物若しくは任意の目的の検体並びに／又は上澄み１５６）の拡散並びに／又は溶解、並びにその逆を最小限に抑えることが必要になり得る。例えば、いくつかの実施形態では、分離液１５７は、１％（若しくは１０，０００ｐｐｍ）未満、いくつかの実施形態では、０．１％（若しくは１，０００ｐｐｍ）未満、並びにいくつかの実施形態では、０．０１％（若しくは１００ｐｐｍ）未満のサンプル１５２（例えば、上澄み１５６）への溶解度を有することができる。
水性サンプル１５２の場合には、分離液１５７は、１％（若しくは１０，０００ｐｐｍ）未満、いくつかの実施形態では、０．１％（若しくは１，０００ｐｐｍ）未満、並びにいくつかの実施形態では、０．０１％（若しくは１００ｐｐｍ）未満の水への溶解度によって特徴付けることができる。
いくつかの実施形態では、分離液１５７へのサンプル１５２の（若しくは水の）溶解度は、１％（若しくは１０，０００ｐｐｍ）未満、いくつかの実施形態では、０．１％（若しくは１，０００ｐｐｍ）未満、並びにいくつかの実施形態では、０．０１％（若しくは１００ｐｐｍ）未満であることができる。
上述されたように、分離液１５７はまた、サンプル検出容器１０２、サンプル１５２、及びサンプル１５２内に存在し得る任意の目的の検体を含む、サンプル検出システムに対して非毒性かつ不活性であることができる。
いくつかの実施形態では、分離液１５７はまた、微細空洞１３６を検査するための種々の検査方法を提供する（及びそれらに干渉しない）ために、無色であることができる。例えば、いくつかの種類の検出（例えば、蛍光）のために、分離液１５７は、微細空洞１３６が、上方から（即ち、分離液１５７を通して）、下方から、及び／若しくは側方から励起されること、並びに上方から、下方から、及び／若しくは又は側方から検出されることを可能にするように構成することができる。
フェーズ（phase）「無色」とは一般的に、紫外線（例えば、約２００ｎｍ〜約４００ｎｍ、「ＵＶ」）スペクトル内、及び／又は可視（例えば、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ、「Ｖｉｓ」）スペクトル内の選択波長若しくは選択波長範囲内の波長を有する電磁放射線の少なくとも５０％、いくつかの実施形態では、ＵＶ及び／若しくはＶｉｓスペクトル内の選択波長（若しくは範囲）の少なくとも約７５％、並びにいくつかの実施形態では、ＵＶ及び／若しくはＶｉｓスペクトル内の選択波長（若しくは範囲）の少なくとも約９０％を透過する本体又は基材を指すために使用される。
いくつかの実施形態では、分離液１５７は、フルオロカーボン、フルオロカーボン誘導体、ペルフルオロ化合物、その他の好適な化合物、若しくはこれらの組み合わせを含む液体、又は本開示の制約を満たすその他の液体、あるいはこれらの組み合わせを含むことができる。フルオロカーボン系液体の例としては、商品名３Ｍ（商標）ＦＬＵＯＲＩＮＥＲＴ（商標）（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）で市販されている電子液体、商品名３Ｍ（商標）ＮＯＶＥＣ（商標）（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）で市販されているエンジニアド流体、商品名ＫＲＹＴＯＸ（登録商標）（Ｄｕｐｏｎｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）で市販されているフッ素油、その他の好適なフルオロカーボン系液体，又はこれらの組み合わせを挙げることができる。概して、「ペルフルオロ化合物」とは、炭素鎖上において全ての水素がフッ素によって置換された有機フッ素化合物であり、分子はまた、少なくとも１つの異なる原子又は官能基を含む。概して、「フルオロカーボン」とは、炭化水素内の水素原子のうちの１つ以上をフッ素原子で置換することによって形成された化合物である。フルオロカーボンは時により、ペルフルオロカーボンと呼ばれる。
図４のステップ１５０Ｄに示されるように、その後、微細空洞１３６内の濃縮物１５４は、大きな矢印によって表されるように、サンプル検出容器１０２の外側又は外部から、即ち、サンプル検出容器１０２の第２の側１４１から検査すること（例えば、光学的に検査すること）ができる。大きな矢印は、微細空洞１３６に向かって（即ち、その底部１４６に向かって）まっすぐ上に向くように示されているが、微細空洞１３６は、任意の所望の方向から検査すること（例えば、分離液１５７を通して検査することを含む）ができることを理解されたい。上述されたように、サンプル検出容器１０２、又は少なくともその一部分は、第２の側１４１から濃縮物１５４を（例えば、光学的に）検査することを可能にするために、無色であることができる。また、このような実施形態は、永久的に互いに連結されたサンプル検出容器１０２及びキャップ１０４を用いることができる。なぜなら、検出又は検査ステップはサンプル検出システム１００の外側から実行することができ、そのため、キャップ１０４は検査ステップのためにサンプル検出容器１０２から切り離される必要がないからである。また、このような実施形態では、図４のステップ１５０Ｄに示されるように、上澄み１５６及び分離液１５７は微細空洞１３６の上方にとどまり、これにより、検出／検査プロセスが完了するまでの濃縮物１５４の大幅な蒸発を回避することができる。
濃縮物１５４の検査は、光学的走査、画像化、上記の方法のいずれかなどの、光学的検査方法を含む、サンプル中の目的の検体を検出するための、上記の検出方法のいずれかを含み得る。例えば、蛍光検出は、微細空洞１３６内の濃縮物１５４に向かって第１の周波数の電磁エネルギーを向けることと、微細空洞１３６内の濃縮物１５４から放射された第２の周波数の電磁エネルギーを検出することと、を含む。更なる例として、比色検出は、微細空洞１３６内の濃縮物１５４へ広範囲の周波数の電磁エネルギー（即ち、広域スペクトル光）を放射することと、微細空洞１３６内の濃縮物１５４の少なくとも一部分の透過度及び吸光度のうちの少なくとも一方を検出することと、を含むことができる。
いくつかの実施形態では、微細空洞１３６は、サンプル検出容器１０２の第２の側（又は第２の主表面）１４１の少なくとも一部分によって形成され、サンプル検出容器１０２の第２の側１４１から（即ち、サンプル検出システム１００の外側から）微細空洞１３６の中身が可視となり得るよう、実質的に透明である、底部１４６を含むことができる。このような実施形態では、微細空洞１３６の側壁はいずれも、ウェル間のクロストークを阻止し、検出、特に光学的検出又は検査を向上させるために、実質的に非透明であることができる。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２の少なくとも一部分は、実質的に透明である光学窓を含むことができる。光学窓は、サンプル検出容器１０２の外側から、及び特に、サンプル検出容器１０２の第２の側１４１から微細空洞１３６（及びその中身）が可視となるよう、微細空洞１３６と少なくとも部分的に同一の広がりを有すること（即ち、重なり合うこと）ができる。
代替的に、図４のステップ１５０Ｅに示されるように、例えば、検出の前に、サンプル検出容器１０２（即ち、サンプル検出システム１００）を反転させ、それにより、遠心分離ステップから生じた上澄み１５６、及び分離液１５７が微細空洞１３６からデカントされ、その一方で、濃縮物１５４は微細空洞１３６内に保持されたままとどまるようにすることができる。ステップ１５０Ｅにおける大きな矢印によって示されるように、その後、微細空洞１３６内の濃縮物１５４は、大きな矢印によって表されるように、サンプル検出容器１０２の外側又は外部から、即ち、サンプル検出容器１０２の第２の側１４１から検査すること（例えば、光学的に検査すること）ができる。大きな矢印は、微細空洞１３６に向かって（即ち、その底部１４６に向かって）まっすぐ下に向くように示されているが、微細空洞１３６は任意の所望の方向から検査することができることを理解されたい。上述されたように、サンプル検出容器１０２、又は少なくともその一部分は、第２の側１４１から濃縮物１５４を（例えば、光学的に）検査することを可能にするために、実質的に透明であることができる。また、このような実施形態では、図４のステップ１５０Ｄに示されるように、上澄み１５６（及び分離液１５７）は、検出／検査プロセスが完了することができるまでの濃縮物１５４の大幅な蒸発を回避するための湿気貯蔵器として機能することができる。
ステップ１５０Ｅに更に示されるように、分離液１５７は上澄み１５６よりも密度が高いため、サンプル検出システム１００が反転されると、分離液１５７はキャップ１０４の方へ移動する。
用語「反転する」とは、本明細書において向きの変化を指し、様々な角度に向けることを含み、向きを１８０度変えることに限定されない場合がある。微細空洞１３６は、通常の重力下において（例えば、標準重力、すなわち、海水位における地球の重力加速度の標準値９．８ｍ／ｓ２の下において）濃縮物１５４を保持するように適合することができる。
いくつかの実施形態において、反転工程は、容器１０８を少なくとも２０度（例えば、−１０度〜＋１０度、又は０度〜＋２０度など）、いくつかの実施形態においては少なくとも４５度、いくつかの実施形態においては少なくとも６０度、いくつかの実施形態においては少なくとも９０度、及びいくつかの実施形態においては１８０度反転させることを含むべきである。例えば、図４のステップ１５０Ａ及び１５０Ｂに示されるように、キャップ１０４が（例えば、水平から）−９０度で配向される実施形態では、微細空洞１３６内に保持された濃縮物１５４から上澄み１５６を適切に排出するために（こうした排出が所望される場合）、容器１０８は少なくとも９０度（例えば、０度へ）又はそれより大きく反転させることが必要になり得る。
上述されたように、本開示のサンプル検出容器を反転させる速度は、上澄み１５６が排出される際に、濃縮物１５４が微細空洞１３６内に実質的に含まれ、及び／又は乱流から保護されることを確実にする目的のために、厳重に制御される必要はない。
図５は、濃縮物１５４がサンプル検出容器１０２の微細空洞１３６内に保持された状態における、サンプル検出容器１０２の概略拡大断面図を示す。図５に示されるように、微細空洞１３６はサンプル検出容器１０２の内表面１２４（又は第１の側１４０）内に形成することができる。
いくつかの実施形態において、図５に示されるように、濃縮物１５４は、不溶性物質１５８及び液体１６０を含む場合があり、これはまた、可溶性物質、及び特に、不溶性物質１５８よりも低い密度を有する可溶性物質を含み得る。濃縮物１５４、及び特に不溶性物質１５８（存在する場合）は、目的の検体（例えば、目的の微生物、又は目的の微生物を表す検体）（サンプル１５２、に存在する場合）を含み得る。液体１６０はサンプル１５２の上澄み１５６の少なくとも一部分を含み得る。
図５に示されるように、分離液１５７は微細空洞１３６内の濃縮物１５４を微細空洞１３６の上方のバルク上澄み１５６（図４参照）から分離することができ、それにより、分離液１５７は微細空洞１３６の上部開口部１４４を覆い、微細空洞１３６内の濃縮物１５４をサンプル１５２の残り（例えば、微細空洞１３６の上方又は外側に配置されたバルク上澄み）から隔離する。
図４に例示され、上述されたサンプル検出方法１５０は、サンプル１５２及び／又は濃縮物１５４の損失を最小にして、サンプル１５２の濃縮物１５４（即ち、及びサンプル１５２内に存在し得る任意の目的の検体（単数又は複数））の効率的な収集及び隔離をもたらすことができる。例えば、効率的な収集は、図４に示される遠心分離ステップ１５０Ｂの間にサンプル検出容器１０２内の濃縮物１５４（存在する場合には、目的の検体（単数又は複数）を含む）を本質的に「閉じ込める」ことによって達成することができる。濃縮物１５４は一般的には、サンプル１５２に存在し得るいずれかの目的の検体のサンプル１５２、よりも遥かに高い濃度を有し得る。
遠心分離ステップにおいて用いられる遠心分離パラメータ、並びに／又はサンプル検出容器１０２において用いられる微細空洞１３６の数、形状及び寸法に基づき、サンプル検出容器１０２内に保持される濃縮物１５４の質量及び／又は体積が決定され得る。即ち、サンプル検出容器１０２（及び／又は遠心分離ステップ）は、サンプル１５２に従って、所望の目的の検体（単数又は複数）を濃縮するように構成することができる。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２の微細空洞１３６の体積は一定であるため、サンプル検出容器１０２は、毎回予測可能な体積を得るために用いることができる。次に、サンプル検出容器１０２の微細空洞１３６についてより詳細に説明する。
図５に更に示されるように、微細空洞１３６はサンプル検出容器１０２の内表面１２４内に形成することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の微細空洞１３６は、限定するものではないが、成形（例えば、射出成形）、その他の好適な技法、又はこれらの組み合わせを含む、種々の微細複製方法を含む、種々の方法によって形成することができる。いくつかの実施形態では、微細空洞１３６を作製するためのツール（例えば、金型）は、限定するものではないが、コーティング、鋳込み、エッチング（例えば、化学エッチング、機械的エッチング、反応性イオンエッチングなど、及びこれらの組み合わせ）、アブレーション（例えば、レーザアブレーションなど）、フォトリソグラフィ、光造形、ミクロ機械加工、刻み付け（例えば、切削刻み付け若しくは酸向上刻み付け）、スコアリング、切削など、あるいはこれらの組み合わせを含む、種々の方法によって形成することができる。
微細空洞１３６は、図４の、上述された遠心分離ステップ１５０Ｂの結果生じた濃縮物１５４を保持するように適合される。
図５に示される実施形態では、微細空洞１３６は、（例えば、その底部１４６において）縁部又は角部を含む形状に作られる。このような縁部又は角部は微細空洞１３６内における濃縮物１５４の保持を促進することができ、通常の重力下において濃縮物１５４が微細空洞１３６から離脱されるのを阻止することができる。例えば、濃縮物１５４が高い表面エネルギーを有するか、又は濃縮物１５４が、サンプル検出容器１０２の内表面１２４を構成する材料の分子に引き付けられる分子を含む実施形態では、濃縮物１５４は、滑らかな単一の表面よりも、微細空洞１３６の縁部及び／又は角部に優先的に引きつけられることができる（即ち、そこでは、濃縮物１５４は２つ以上の表面と接触した状態でとどまることができる）。
図５には、壁１３８の有効角度αも示される。上述されたように、図１〜図３、図４及び図５のサンプル検出容器１０２の壁１３８の有効角度αは、単なる一例として、６０度であるように示されている。加えて、単なる一例として、単一の微細空洞１３６が示されている。
図５に更に示されるように、分離液１５７は微細空洞１３６内のサンプル１５２の濃縮物１５４を隔離することができ、そのため、保持体積は、微細空洞１３６によって規定される体積とほぼ等しくなる（又はそれよりも小さくなる）。
即ち、分離液１５７を用いる本開示のシステム及び方法では、微細空洞体積に対する濃縮物１５４の総保持体積の比は約１である。
図６及び図７は、本開示の別の実施形態に係るサンプル検出システム２００を示す。図中、同様の参照符合は同様の要素を表す。図６及び図７のサンプル検出システム２００は、以上において図１〜図５に関して説明されたサンプル検出システム１００と同じ要素、特徴、及び機能のうちの多くを共有する。図６〜図７に示される実施形態の特徴及び要素（並びにこうした特徴及び要素の代替）のより完全な説明については、図１〜図５に伴う上記の説明を参照する。以上において図１〜図５に関して説明された特徴はいずれも図６〜図７の実施形態に適用することができ、その逆も同様である。
サンプル検出システム２００はサンプル検出容器２０２及びキャップ２０４を含む。図６及び図７に示されるように、サンプル検出容器２０２は、閉鎖端部若しくは底部２１２（例えば、先細状の閉鎖端部２１２）、並びに開放端部２１４を有する細長い管であることができる。単なる一例として、キャップ２０４は、サンプル検出容器２０２の開放端部２１４内に受容される寸法に作られた部分（例えば、突出部）２１３を含むように示されている。キャップ２０４は、所望の場合にキャップ２０４をサンプル検出容器２０２から取り外すのを促進するためのつまみ又はフランジ２１５を含むように更に示されている。単なる一例として、サンプル検出容器２０２及びキャップ２０４は、スナップフィット式係合によって互いに連結されるように構成される。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器２０２及びキャップ２０４の一方又は両方は、サンプル検出容器２０２及びキャップ２０４が互いに連結された時に密閉された容器を提供するために、それに結合されるか、又はそれと一体的に形成されるシール（例えば、ｏリング）を含むことができる。
サンプル検出容器２０２の閉鎖端部２１２は、分析しようとするサンプルの濃縮物を保持するように適合される１つ以上の微細空洞２３６を含むことができ（即ち、その内部で終端し）、微細空洞２３６はサンプル検出容器２０２の開放端部２１４に向かって開口している。閉鎖端部２１２は、微細空洞２３６へ延在し、有効角度αで（即ち、縦軸線Ａ’に対して）配向される壁２３８を更に含むことができる。閉鎖端部２１２は、微細空洞２３６を包囲する１つ以上の突起２４３を更に含むことができる。
図６及び図７のサンプル検出システム２００と図１〜図５のサンプル検出システム１００との主な相違は、サンプル検出容器１０２、２０２の全体的なサイズ／体積並びにアスペクト比（即ち、横断寸法（例えば、直径若しくは幅）に対する長さの比）である。サンプル検出容器１０２は、サンプル検出容器２０２よりも低いアスペクト比を有する。
加えて、サンプル検出容器１０２は、サンプル検出容器２０２の直径よりも大きい横断寸法（例えば、直径）を有する。その結果、微細空洞１３６が、微細空洞２３６と同じか又は同程度の大きさである場合には、サンプル検出容器１０２の横断寸法（例えば、直径）に対する微細空洞１３６の比は、サンプル検出容器２０２の横断寸法（例えば、直径）に対する微細空洞２３６の比よりも低い。
単なる一例として、サンプル検出容器２０２は６０度の有効角度αを有する。図１〜図３、図４及び図５並びに図６〜図７に示されるように構成されたサンプル検出容器が、４５度の有効角度αを有する同様のサンプル検出容器とともに試験され（実施例参照）、本開示の分離液を用いて使用されると、遠心分離後にサンプルの一部分を保持するのに有効であることが示された。
図８及び図９は、本開示の別の実施形態に係るサンプル検出システム４００を示す。図中、同様の参照符合は同様の要素を表す。図８及び図９のサンプル検出システム４００は、以上において図１〜図５に関して説明されたサンプル検出システム１００並びに図６及び図７のサンプル検出システム２００と同じ要素、特徴、及び機能のうちの多くを共有する。図８〜図９に示される実施形態の特徴及び要素（並びにこうした特徴及び要素の代替）のより完全な説明については、図１〜図７に伴う上記の説明を参照する。以上において図１〜図７に関して説明された特徴はいずれも図８〜図９の実施形態に適用することができ、その逆も同様である。
サンプル検出システム４００はサンプル検出容器４０２を含む。図８にはシステム４００のキャップは示されていないが、サンプル検出容器４０２を効果的に閉鎖して密閉するために、サンプル検出システム１００のキャップ１０４など、種々の嵌合キャップのうちの任意のものを用いることができることを理解されたい。サンプル検出容器４０２は、１つ以上のシール（例えば、ｏリング）を任意選択的に用いる、上述された連結手段のうちの任意のものによって、任意のこのようなキャップに連結されることができる。
図８に示されるように、サンプル検出容器４０２は、閉鎖端部若しくは底部４１２（例えば、非先細状の閉鎖端部４１２）、並びに開放端部４１４を有する細長い管であることができる。サンプル検出容器４０２の閉鎖端部４１２は、分析しようとするサンプルの濃縮物を保持するように適合される１つ以上の微細空洞４３６を含むことができ（即ち、その内部で終端し）、微細空洞４３６はサンプル検出容器４０２の開放端部４１４に向かって開口する。単なる一例として、サンプル検出容器４０２は、サンプル検出容器４０２が複数の微細空洞４３６を含むよう、微細空洞表面が形成された平坦な内表面４２４を含むように示されている。上述された微細空洞１３６の特徴、代替及び作製方法はいずれも、図８及び図９の複数の微細空洞４３６の各々にも適用することができる。
具体的には、微細空洞４３６は、サンプル検出容器４０２の内部（若しくは「内側」）に概ね面し、サンプル検出容器４０２の内表面４２４若しくはその一部分を概ね含むサンプル検出容器４０２の第１の側４４０内に形成される。具体的には、第１の側４４０は、微細空洞４３６を形成することができる内表面４２４を含むことができ、それにより、各微細空洞４３６の上部開口部４４４は、サンプル検出容器４０２の第１の側４４０に向かって、及びサンプル検出容器４０２の内部に向かって開口する（図９参照）。サンプル検出容器４０２は、第１の側４４０の概ね反対側にある第２の側４４１を更に含むことができる。第２の側４４１は、サンプル検出容器４０２の外側に、例えば、サンプル検出容器４０２から離れる方に面することができる。その結果、サンプル検出容器４０２内に（即ち、微細空洞４３６内に）保持された濃縮物を第２の側４４１から検査することができる。
図８〜図９に示されるように構成されたサンプル検出容器が試験され（実施例参照）、本開示の分離液を用いて使用されると、遠心分離後にサンプルの一部分を保持するのに有効であることが示された。
単なる一例として、図９は、サンプル検出容器４０２が、分離液１５７を用いて、図４のステップ１５０Ａ〜１５０Ｄを受けた後における、サンプル検出容器４０２の拡大概略図を示す。
図９に示されるように、分離液１５７は微細空洞４３６内の濃縮物４５４をバルク上澄み（即ち、微細空洞４３６の上方に図９の視野外に配置されている）から分離することができ、それにより、分離液１５７は各微細空洞４３６の上部開口部４４４を覆い、各微細空洞４３６内の濃縮物４５４をサンプル４５２の残り（例えば、微細空洞４３６の上方又は外側に配置されたバルク上澄み）から隔離する。
いくつかの実施形態において、図９に示されるように、濃縮物４５４は、不溶性物質４５８及び液体４６０を含む場合があり、これはまた、可溶性物質、及び特に、不溶性物質４５８よりも低い密度を有する可溶性物質を含み得る。濃縮物４５４、及び特に不溶性物質４５８（存在する場合）は、サンプル内に存在する場合には、目的の検体（単数若しくは複数）（例えば、目的の微生物（単数若しくは複数）、又は目的の微生物（単数若しくは複数）を代表する検体）を含むことができる。液体４６０はサンプルの上澄みの少なくとも一部分を含み得る。
図９に更に示されるように、分離液１５７は微細空洞４３６内のサンプルの濃縮物４５４を隔離することができ、そのため、保持体積は、複数の微細空洞４３６によって規定される合計体積とほぼ等しくなる（又はそれよりも小さくなる）。即ち、分離液１５７を用いる本開示のシステム及び方法では、合計微細空洞体積に対する濃縮物４５４の総保持体積の比は約１である。加えて、各個々の微細空洞４３６に関して、個々の微細空洞体積に対する、各微細空洞４３６内に保持される濃縮物４５４の総保持体積の比も約１である。
以上において図８に関して説明されたように、微細空洞４３６はサンプル検出容器４０２の内表面４２４内に形成することができる。しかし、いくつかの実施形態では、微細空洞４３６は、代替的に、又は追加的に、サンプル検出容器４０２の内表面４２４の少なくとも一部分に連結させること（例えば、それに接触して配置すること）ができる基材（又はインサート若しくはフィルム）内に形成することができる。基材（又はフィルム）を利用する実施形態では、基材の厚さは、少なくとも約２５μｍ、いくつかの実施形態では、少なくとも約１００μｍ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約４００μｍであることができる。いくつかの実施形態では、基材の厚さは約２０００μｍ以下であり、いくつかの実施形態では約１０００μｍ以下であり、いくつかの実施形態では約２５０μｍ以下であってもよい。
いくつかの実施形態では、基材は、限定するものではないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、若しくはこれらのブレンドなどのポリオレフィン類、オレフィン共重合体類（例えば、酢酸ビニルを有する共重合体類）、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル類、ポリアミド（ナイロン６及びナイロン６，６）、ポリウレタン類、ポリブテン、ポリ乳酸類、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリカーボネート類、ポリスチレン、液晶ポリマー類、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアクリロニトリル、環状ポリオレフィン類、又はこれらの組み合わせを含む、種々の好適な材料で形成することができるフィルムであることができる。いくつかの実施形態では、フィルムは、１−（３−メチル−ｎ−ブチルアミノ）−９，１０−アントラセンジオン、１−（３−メチル−２−ブチルアミノ）−９，１０−アントラセンジオン、１−（２−ヘプチルアミノ）−９，１０−アントラセンジオン、１，１，３，３−テトラメチルブチル−９，１０−アントラセンジオン、１，１０−デカメチレン−ビス−（−１−アミノ−９，１０−アントラセンジオン）、１，１−ジメチルエチルアミノ−９，１０−アントラセンジオン、及び１−（ｎ−ブトキシプロピルアミノ）−９，１０−アントラセンジオンからなる群から選択される化合物を含むことができる。いくつかの実施形態において、フィルム材料は硬化したポリマーを含み得る。このような硬化ポリマーは、エポキシ類、ポリエステル類、ポリエーテル類、及びウレタン類から誘導されたアクリル酸樹脂類、アクリル樹脂類、アクリル系樹脂類、エチレン性不飽和化合物類、少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するアミノ樹脂誘導体類、イソシアネート及びポリオール（若しくはポリアミン）から誘導されたポリウレタン類（ポリ尿素類）、少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアネート誘導体類、アクリル酸系エポキシ類以外のエポキシ樹脂類、並びにこれらの混合物及び組み合わせからなる群から選択される樹脂から誘導することができる。
図９に更に示されるように、微細空洞４３６は複数の壁４４２によって少なくとも部分的に画定されることができ、各微細空洞４３６は底部４４６によって更に画定されることができる。いくつかの実施形態では、壁４４２は、交差し合う壁４４２であることができ、長さを有する溝ではなく、個々の空洞を画定する。
いくつかの実施形態では、１つ以上の微細空洞４３６は微細空洞表面（又は微細構造化表面）４３９を画定することができる。単なる一例として、図８では、微細空洞表面４３９は、サンプル検出容器４０２の下面全体にわたって延在するように示されている。しかし、いくつかの実施形態では、微細空洞表面４３９はサンプル検出容器４００の底部の一部分内にのみ存在してもよい。
このような実施形態では、微細空洞表面４３９は、限定するものではないが、鋳込み、コーティング、成形、及び／若しくは圧縮技法、その他の好適な技法、又はこれらの組み合わせを含む、種々の微細複製方法を含む、種々の方法によって形成することができる。例えば、微細空洞表面４３９の微細構造化は、（１）微細構造化パターンを有する型を用いて、溶融した熱可塑性樹脂を鋳込むこと、（２）微細構造化パターンを有する型上に液体をコーティングし、液体を凝固させ、得られたフィルムを取り出すこと、及び／又は（３）熱可塑性フィルムをニップロールに通過させ、微細構造化パターンを有する型（例えば、雄型工具）に押し付けること（すなわち、エンボス加工）、のうちの少なくとも１つによって実現することが可能である。型は、所望のトポグラフィの型材料及び特徴に部分的に依存して選択される、当業者に周知の多くの技法のうちの任意のものを用いて形成することができる。他の好適な技術としてはエッチング（例えば、化学的エッチング、機械的エッチング、反応性イオンエッチングなど、及びこれらの組み合わせ）、アブレーション（例えば、レーザアブレーションなど）、フォトリソグラフィ、光造形、ミクロ機械加工、刻み付け（例えば、切削刻み付け、又は酸向上刻み付き（acid enhanced））、スコアリング、切削など、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
微細空洞表面４３９を形成する代替的な方法としては、熱可塑性押出し、硬化性液体コーティング法、及び、同様に硬化させることができる、熱可塑性層のエンボス加工が挙げられる。基材若しくはフィルム材料、並びに微細空洞表面４３９を形成するための様々なプロセスに関する追加の情報を、例えば、Ｈａｌｖｅｒｓｏｎ、他、国際公開第２００７／０７０３１０号、及び米国特許出願公開第２００７／０１３４７８４号、Ｈａｎｓｃｈｅｎ、他、米国特許出願公開第２００３／０２３５６７７号、Ｇｒａｈａｍ、他、国際公開第２００４／０００５６９号、Ｙｌｉｔａｌｏ、他、米国特許第６，３８６，６９９号、並びにＪｏｈｎｓｔｏｎ、他、米国特許出願公開第２００２／０１２８５７８号及び米国特許第６，４２０，６２２号、第６，８６７，３４２号、及び第７，２２３，３６４号に見いだすことができる。これらの文献は各々、本明細書において参照により組み込まれている。
微小複製を用いることにより、微細空洞表面４３９を、製品間で大きなばらつきがないように、かつ比較的複雑な処理方法を使用せずに大量生産することができる。いくつかの実施形態では、微小複製により、製造時及び製造後における製品間のばらつきが約５０μｍ以下であるような個々の特徴の忠実度を保持する微細空洞表面を製造することができる。いくつかの実施形態では、微細空洞表面４３９は、製造時及び製造後における製品間のばらつきが２５μｍ以下であるような個々の特徴の忠実度を保持する。いくつかの実施形態では、微細空洞表面４３９は、約５０μｍ〜０．０５μｍ、及びいくつかの実施形態では、約２５μｍ〜１μｍの解像度に維持された個々の特徴の忠実度を有するトポグラフィ（即ち、物体、その場所又は領域の表面特徴）を有する。
微細空洞４３６は、図４の遠心分離ステップ１５０Ｂの結果生じた濃縮物４５４を保持するように適合される。図９では、各微細空洞４３６は概ね長方形の断面形状を有し、少なくとも２つの壁４４２並びに底部若しくは閉鎖端部４４６によって形成されるように示され、各微細空洞４３６は、壁４４２によって、隣接する微細空洞４３６から分離される。各微細空洞４３６はまた、開放端部又は上部開口部４４４を含む。微細空洞４３６は、濃縮物１５４を保持するために種々の形状を含むことができることを理解されたい。換言すると、各微細空洞４３６は、濃縮物４５４のためのリザーバ又はウェルを提供する形状及び寸法に作ることができる。
更に、図９に示される微細空洞４３６は、単なる一例として、（例えば、セル状のアレイの形で）規則的に配列されるように示されている。しかし、微細空洞４３６は、様々な規則的な配列若しくはアレイ、不規則な配列、又はこれらの組み合わせを含むことができることを理解されたい。いくつかの実施形態では、微細空洞４３６は局所的又はより小さな規模では不規則に配列されるが、より大きな規模では、この不規則な配列が繰り返すか、又は整列される。また、いくつかの実施形態では、微細空洞４３６はより小さな規模では整列されるが、より大きな規模では、この整列された領域が不規則に配列される。
更に、図４に示される実施形態では、壁４４２はすべて同じサイズ及び形状のものとなっている。しかしながら、様々な他の壁の形状が可能である点は理解されるはずである。例えば、壁４４２は実質的に規則的な断面形状を有する必要はなく、上記に述べた断面形状の任意のものを有してもよい。
壁４４２及び微細空洞４３６は、様々なサイズ、寸法、壁４４２又は微細空洞４３６の間の距離、相対サイズなどによって特徴付けることができる。壁４４２は概して、厚さ、高さ、長さ、幅などの寸法を有する。微細空洞４３６は概して、半径、直径、高さ、幅、長さなどの寸法を有する体積を有する。概して、壁４４２及び／又は微細空洞４３６は、サンプル検出容器４０２がいかなる向きになっている時にも濃縮物４５４を（例えば、毛管力によって）微細空洞４３６内に保持するサイズ、形状、及び間隔に作られる。
いくつかの実施形態では、壁４４２は、少なくとも約１μｍ、いくつかの実施形態では、少なくとも約５μｍ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１０μｍの平均厚さを有することができる。いくつかのの実施形態では壁４４２は約５０μｍ以下、いくつかのの実施形態では約３０μｍ以下、いくつかのの実施形態では約２０μｍ以下の平均の厚さを有してもよい。
いくつかの実施形態では、壁４４２は、壁１４２の上面上に収集された任意の物質を、隣接する微細空洞４３６内へと脇にそらすことができるように、壁４４２の上面の面積を最小限に抑える形状及び／又はサイズに作ることができる。例えば、いくつかの実施形態において、壁４４２は、上面に面するテーパ形状を含む場合がある。いくつかの実施形態において、上面は、凸状の形状を含み得る。いくつかの実施形態において、テーパ形状及び凸形状の組み合わせが利用され得る。いくつかの実施形態では、上面はアール状でなく、むしろ平坦であるが、微細空洞４３６の開口部４４４を画定する上面は、ほとんど又は全く角張っていない縁部を有し、滑らかである。
いくつかの実施形態では、任意の所与の領域内における壁４４２及び微細空洞４３６の構成は、平均的な壁又は微細空洞のピッチＰ（即ち、それぞれ、隣接する壁４４２又は微細空洞４３６の間の中心間距離）が少なくとも約１μｍ、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０μｍ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約５０μｍになるように選定することができる。いくつかの実施形態では、平均的な壁又は微細空洞のピッチＰは、約１０００μｍ以下、いくつかの実施形態では、約８００μｍ以下、いくつかの実施形態では、約６００μｍ以下、いくつかの実施形態では、約５００μｍ以下、いくつかの実施形態では、約２００μｍ以下、いくつかの実施形態では、約１５０μｍ以下、及びいくつかの実施形態では、約１００μｍ以下である。いくつかの実施形態では、ピッチＰは５０μｍ〜８５０μｍの範囲であることができる。
概して、微細空洞４３６の充填密度（例えば、平均微細空洞密度又は平均ウェル密度と呼ばれる）が高いほど、一般的に、サンプル検出容器４０２の第１の側４４０の所与の面積はより多くの濃縮物４５４を含むことができる。また、いくつかの実施形態では、微細空洞表面４３９が微細空洞４３６の間により多くのランド領域を含む場合には、（例えば、目的の検体を含む）サンプルのより高密度の部分がランド領域上へ遠心分離され得ることが可能になる。したがって、一般的に、微細空洞表面４３９上における微細空洞の密度が高いほど、捕捉の可能性を高めるために好ましいであろう。
いくつかの実施形態では、平均微細空洞密度は、少なくとも約２０微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約３０微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約７０微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約１００微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約１５０微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約２００微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約５００微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約８００微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約９００微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０００微細空洞／ｃｍ２、いくつかの実施形態では、少なくとも約２０００微細空洞／ｃｍ２、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約３０００微細空洞／ｃｍ２である。いくつかの実施形態では、微細空洞密度は約８２５微細空洞／ｃｍ２であることができる。
いくつかの実施形態では、壁４４２の平均高さ又は微細空洞４３６の平均深さ（即ち、各微細空洞４３６の閉鎖端部又は底部４４６と微細空洞４３６の開放端部又は上部開口部４４４との間の距離）は、少なくとも約５μｍ、いくつかの実施形態では、少なくとも約２０μｍ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約３０μｍである。いくつかの実施形態では、壁４４２の平均高さ又は微細空洞４３６の平均深さは、約１０００μｍ以下、いくつかの実施形態では、約２５０μｍ以下、いくつかの実施形態では、約１００μｍ以下、及びいくつかの実施形態では、約５０μｍ以下であることができる。図９に示される実施形態では、壁の高さは微細空洞の深さと実質的に同じである。ただし、これは必須ではないことを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、微細空洞４３６は、壁４４２の下部の更に下方に陥入された部分を含み、そのため、微細空洞の深さは壁の高さよりも大きい。しかしながら、こうした実施形態においても上記のサイズの範囲が適用され得る。
上述されたように、いくつかの実施形態では、微細空洞４３６は抜け勾配βを各々含むことができる。しかし、簡単にするために、図９の微細空洞４３６は、このような抜け勾配βを示さずに図解されている。
図１０〜図１４は、本開示の一実施形態に係るサンプル検出システム３００を示す。図中、同様の参照符合は概して、同様の要素を表す。図１０〜図１４のサンプル検出システム３００は、以上において図１〜図５、図６〜図７及び図８〜図９に関してそれぞれ説明されたサンプル検出システム１００、２００及び４００と同じ要素、特徴、及び機能のうちの多くを共有する。図１０〜図１４に示される実施形態の特徴及び要素（並びにこうした特徴及び要素の代替）のより完全な説明については、図１〜図９に伴う上記の説明を参照する。以上において図１〜図５、図６〜図７、又は図８〜図９に関して説明された特徴はいずれも図１０〜図１４の実施形態に適用することができ、その逆も同様である。
サンプル検出システム３００は、図１〜図３、図４及び図５のサンプル検出容器１０２（又は図６〜図７のサンプル検出容器２０２）を、サンプル検出容器１０２を用いてサンプルを濃縮する前にサンプルを事前濾過するために用いることができる、濾過構成要素とともにどのように使用することができるのかを示す。サンプル検出容器１０２は単なる一例として示されている。しかし、その代わりに、本開示の任意のサンプル検出容器をサンプル検出システム３００内において使用することができることを理解されたい。
サンプル検出システム３００は、第１の容器（又は、「第１の容器アセンブリ」）３０３（図１０、１１及び１４参照）、及び第２の容器（又は「第２の容器アセンブリ」）３０５（図３、４及び５参照）を含み得る。第２の容器３０５はサンプル検出容器１０２を含むことができる。いくつかの実施形態では、サンプル検出システム３００は、（例えば、下記のように、微細空洞１３６内において）濃縮物を形成するべくサンプルを濃縮するために用いることができ、濃縮物を目的の検体に関して、即ち、目的の検体の存在又は非存在を検出するべく、検査するために更に用いることができる。
図１０、図１１及び図１４に示されるように、第１の容器３０３は、サンプル（例えば、大体積の水性サンプル）を含むように適合された貯蔵部（若しくは「第１の部分」）３０６、並びに存在する場合には、サンプルからの目的の検体を保持するように構成することができるフィルタ３１２を含むフィルタ部（若しくは「第２の部分」）３０８を含むことができる。フィルタ部３０８、及び貯蔵部３０６は、第１の容器３０３を形成するように、取り外し可能に一緒に連結されるように構成され得る。
図１２〜図１４に示されるように、第２の容器３０５は、フィルタ部３０８（即ち、サンプルフィルタ部３０８）、並びに「検出部」若しくは「第３の部分」と呼ぶこともできる、サンプル検出容器１０２を含むことができる。フィルタ部３０８はしたがって、第１の容器３０３及び第２の容器３０５の両方において使用され得る。上述されたように、サンプル検出容器１０２は、第２の容器３０５が遠心力に曝されると、サンプルの濃縮物を受容するように適合され、通常の重力下において（例えば、標準重力、即ち、海水位における地球の重力加速度の標準値、９．８ｍ／ｓ２の下で）サンプルの濃縮物の少なくとも一部分を保持するように更に適合される微細空洞１３６を含むことができる。
一般的に第１の容器３０３は、フィルタ部３０８を通じて、及び特に、フィルタ３１２にサンプルを通すことによってサンプルを濾過し、サンプルの濾液及び濾過物を形成するために使用され得る。フィルタ部３０８はその後、第１の容器３０３の貯蔵部３０６から取り外され、第２の容器３０５を形成するためにサンプル検出容器１０２に連結される。第２の容器３０５はその後、濾過物の少なくとも一部分をフィルタ３１２から微細空洞１３６へ移動させるために、微細空洞１３６へ向けて遠心分離することができる。このようにして、サンプルの沈降物及び上澄みが形成され得る。上澄みは、例えば、分離液を用いて、微細空洞１３６から分離することができ、濃縮物を微細空洞１３６内に保持することができる。濃縮物は、沈降物を含む場合があり、これは（サンプル中に存在する場合）１つ以上の目的の検体を含む場合がある。
本開示の代表的なサンプル検出方法は、図１４を参照として以下でより詳細に記載される。サンプル検出システム３００はここで、より詳細に記載される。
第１の容器３０３、及び具体的に貯蔵部３０６は、例えば、１つ以上の目的の検体について分析されるサンプルを含むように適合され得る。第１の容器３０３（又は貯蔵部３０６）は、所望に応じて、分析しようとするサンプルを収容できる寸法及び形状に作ることができ、貯蔵部３０６及びフィルタ部３０８の形状及び構成は、単なる例として示されているにすぎない。
貯蔵部３０６及びフィルタ部３０８は、限定するものではないが、以上において図１〜図３、図４及び図５のサンプル検出容器１０２及びキャップ１０４に関して説明された材料を含む、種々の材料で形成することができる。貯蔵部３０６、フィルタ部３０８、及びサンプル検出容器１０２は、同じ又は異なる材料で形成することができる。
貯蔵部３０６は、リザーバ３１８を少なくとも部分的に画定する第１の端部３１４、及びフィルタ部３０８に連結される（即ち、直接又は間接的に）ように構成される第２の端部３１６を含むことができる。第１の端部３１４は、開放端部又は閉鎖端部のいずれかであり得る。単なる一例として、図１０及び図１１では、第１の端部３１４は閉鎖し、第２の端部３１６は開放しており、そのため、サンプルは、例えば、貯蔵部３０６をフィルタ部３０８に連結する前に、第２の端部３１６を介してリザーバ３１８に加えることができる。しかし、いくつかの実施形態では、第１の端部３１４を介してサンプルをリザーバ３１８に加えることを可能にするべく、第１の端部３１４が開放していることができ、第１の端部３１４は開放したままであることができるか、又はそれはカバー若しくは蓋によって閉鎖することができる。
図１０に示されるように、第１の容器３０３は、フィルタ部３０８及び貯蔵部３０６を一緒に連結するためフィルタ接続アセンブリ３２０を更に含む場合がある。いくつかの実施形態では、フィルタ接続アセンブリ３２０は貯蔵部３０６に（例えば、取り外し可能に又は永久的に）連結させることができ、いくつかの実施形態では、フィルタ接続アセンブリ３２０は貯蔵部３０６と一体的に形成することができる。単なる一例として、図１０及び図１１では、フィルタ接続アセンブリ３２０は、貯蔵部３０６とフィルタ部３０８との間に連結されるように適合されるように示されている。
図１０に示されるように、いくつかの実施形態において、フィルタ接続アセンブリ３２０は、コネクタ３２２及びガスケット３２４を含み得る。ガスケット３２４は、コネクタ３２２と貯蔵部３０６との間に連結されるように構成することができる。いくつかの実施形態では、図示のように、ガスケット３２４は、貯蔵部３０６の第２の端部３１６内に受容される寸法に作ることができ、コネクタ３２２の第１の端部３２３を受容する寸法に作られた穴又はアパーチャ３２６を更に含むことができる。例えば、穴３２６は、コネクタ３２２の接続管３２１を受容する形状及び寸法に作ることができる。このような構成は、第１の容器３０３の内部を環境から密閉するべく貯蔵部３０６とフィルタ部３０８との間にシール（例えば、液密シール、気密シール、若しくはこれらの組み合わせ）を作り出し、その一方で、その内部に形成されたアパーチャ３２６を通じた貯蔵部３０６とフィルタ部３０８との間の流体連通を維持することを助けることができる。ガスケット３２４、コネクタ３２２、及び貯蔵部３０６の第２の端部３１６の形状及び構成は単なる一例として示されている。しかし、同じ機能を達成するために、これらの要素の任意の形状及び構成並びに相対構造を用いることができることを理解されたい。
上述されたように、コネクタ３２２は、貯蔵部３０６に連結されるように構成される第１の端部３２３、及びフィルタ部３０８に連結されるように構成される第２の端部３２５を含むことができる。単なる一例として、第２の端部３２５は、上述され、図１及び図２に示されたサンプル検出容器１０２上のねじ山又は軌道１２３と実質的に同じであるねじ山３２７を含むように示されている。コネクタ３２２上のねじ山３２７は、フィルタ部３０８の突起３２９（図１２参照）と協調して係合し、フィルタ部３０８を、フィルタ接続アセンブリ３２０及び貯蔵部３０６に連結するために、フィルタ接続アセンブリ３２０上に螺着させることを可能にする。単なる一例として（図１２に示されるように）、フィルタ部３０８（及び特に、フィルタハウジング３３２）は、サンプル検出システム１００のキャップ１０４上の突起１２１と実質的に同じである突起３２９を含むことができる。いくつかの実施形態では、貯蔵部３０６又はフィルタ部３０８はそれ自体でフィルタ接続アセンブリ３２０の機構の全てを含むことができる。あるいは、いくつかの実施形態において、貯蔵部３０６及びフィルタ部３０８は、互いに直接連結されるように構成され得る。
フィルタ部３０８と貯蔵部３０６との間の（又はフィルタ部３０８とサンプル検出容器１０２との間の）ねじ式の接続は単なる一例として示されている。しかし、いくつかの実施形態では、これらの構成要素の間に摩擦フィット（例えば、プレスフィット）又はスナップフィット式連結手段を用いることによって、製造性が高められる場合がある。
図１０及び図１１に示されるように、フィルタ接続アセンブリ３２０（例えば、コネクタ３２２）は、特に、貯蔵部３０６の第１の端部３１４が閉鎖される実施形態では、濾過プロセス中に空気入口として機能することができる通気ポート３２８及びフィルタプラグ３３０を更に含むことができる。フィルタプラグ３３０は、濾過プロセス中において第１の容器３０３に入ってくる、吸気を濾過するために使用され得る。いくつかの実施形態においてフィルタプラグ３３０は、通気ポート３２８からのサンプルの漏れ、及び汚染物質が通気ポート３２８内に入るのを防ぐために、疎水性材料（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、又はこれらの組み合わせ）で形成され得る。
フィルタ部３０８は、フィルタ３１２を収容及び保持するように構成されるフィルタハウジング３３２を含むことができる。単なる一例として、図１２に示されるように、フィルタ３１２はフィルタハウジング３３２の第１の表面又は上面３３１に対して配置することができる。図１２に更に示されるように、フィルタハウジング３３２の上面３３１は、出口３３９（図１０及び図１１参照）と流体連通する複数のアパーチャ３３７を含むか、又はそれらを少なくとも部分的に画定することができる。このような出口３３９は、第１の容器３０３及び／又はフィルタ部３０８の出口として機能することができ、サンプルを、貯蔵部３０６、フィルタ接続アセンブリ３２０（利用される場合）、及びフィルタ部３０８を通って移動させる濾過ステップを実行するための吸引源（図示されていない）に連結させることができる。
いくつかの実施形態では、フィルタ３１２（例えば、その周辺部）は、フィルタハウジング３３２（例えば、フィルタ３１２の周辺部が座することになるハウジング３３２内の棚又はフランジ）に超音波溶接することができる。このような超音波溶接は、フィルタ３１２をフィルタハウジング３３２に連結する手段をもたらすことに加えて、密封封止をもたらすことができる。それでもなお、いくつかの実施形態では、フィルタ３１２は、フィルタハウジング３３２と一体的に形成するか、又は２つのはめ合い部品の間に挟み込むことができる。
フィルタ部３０８（又はフィルタハウジング３３２）は、フィルタ３１２及び出口３３９を含む第１の端部３４４、並びに貯蔵部３０６（即ち、直接、若しくは例えばフィルタ接続アセンブリ３２０を介して、間接的に）、及びサンプル検出容器１０２に（例えば、取り外し可能に）連結されるように構成される第２の端部３４５を含むことができる。例えば、図１２に示されるように、いくつかの実施形態では、第２の端部３４５は、フィルタ接続アセンブリ３２０（若しくは接続アセンブリ３２０が利用されない場合には、貯蔵部３０６）のねじ山３２７、並びにサンプル検出容器１０２のねじ山１２３と連結するためのねじ山３２９を含むことができる。加えて、単なる一例として、いくつかの実施形態では、第２の端部３４５は、フィルタ接続アセンブリ３２０の第２の端部３２５を受容する寸法に作ることができる（又はその逆も同様）。あるいは、フィルタ接続アセンブリ３２０が利用されないとき、第２の端部３４５は、貯蔵部３０６に直接連結されるように構成され得る。
加えて、図１０及び図１２に示されるように、いくつかの実施形態では、フィルタハウジング３３２（即ち、フィルタ３１２）とフィルタ接続アセンブリ３２０（若しくはフィルタ接続アセンブリ３２０が用いられない場合には、貯蔵部３０６）との間、並びに／又はフィルタハウジング３３２（即ち、フィルタ３１２）とサンプル検出容器１０２との間に、ガスケット（例えば、ｏリング）３３５を用いることができる。このようなガスケット３３５は、貯蔵部３０６（例えば、又はフィルタ接続アセンブリ３２０）とフィルタ部３０８との間のシールを向上させることができる。単なる一例として、同じガスケット３３５が、第１の容器３０３（図１０）及び第２の容器３０５（図１２）内で用いられるように示されている。ただし、これは必須ではない。
上記のように、フィルタ３１２は、存在する場合、サンプルからの目的の検体を保持するように構成され得る。フィルタ３１２は、大きさ、電荷、親和性、又は目的の検体を保持するために好適な手段のいずれかによって構成され得る。上記のフィルタ又は膜のいずれかが、本開示において利用され得る。
特に代表的なフィルタ３１２は、例えば、ＴＩＰＳ（熱的に誘発された相分離）プロセス、ＳＩＰＳ（溶媒誘発された相分離）プロセス、ＶＩＰＳ（気体誘発された相分離）プロセス、伸展プロセス、飛跡エッチング、又は電界紡糸（例えば、ＰＡＮ繊維膜）により作製され得る。適切な膜材料は、例えば、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン及び／又はポリプロピレン）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、セルロースエステル、及び／又はそれらの組み合わせを含む。
適切な膜は、多孔質膜又はナノファイバ膜として特徴付けされ得る。ナノファイバフィルタ膜は、例えば、１μｍ未満等の、５μｍ未満の繊維直径を有することができる。ナノファイバ膜は、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、セルロースエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、及び／又はそれらの組み合わせから調製され得る。
特定のＴＩＰＳポリオレフィン膜は、それらが、各ゾーンが異なる細孔微細構造を有する、単一の均質化ゾーンの膜構造を保有するように調製され得る。他の場合では、ＴＩＰＳ膜は、各ゾーンが異なる細孔微細構造を有する、２つ以上のゾーンを含むマルチゾーン膜として調製することができる。マルチゾーンＴＩＰＳ膜は、性質の異なるゾーンを含みてもよいか、又は、代替的に、２つの別様に性質の異なるゾーンの間の移行ゾーンを保有してもよい。このようなマルチゾーンフィルタは、効果的な溶出のために、本開示のシステム及び方法において特に有用であり得る。このようなマルチゾーンフィルタを利用する実施形態では、最小細孔ゾーンを含むフィルタの面を第１の面３１３として利用することができる。
代表的なフィルタ膜としては、例えば、米国特許第４，５３９，２５６号、米国特許第４，７２６，９８９号、米国特許第４，８６７，８８１号、米国特許第５，１２０，５９４号、米国特許第５，２６０，３６０号、国際公開第２０１０／０７８２３４号、国際公開第２０１０／０７１７６４号、国際公開第２０１１／１５２９６７号、及び国際公開第２０１１／１５３０８５号に記載される膜が挙げられる。
フィルタ３１２は、濾過ステップの間には貯蔵部３０６に面し、遠心分離ステップの間にはサンプル検出容器１０２（及び特に、微細空洞１３６）に面する第１の面３１３、並びに出口３３９に面する第２の面３１５を含むことができる。濾過の間に、サンプルは、フィルタ３１２の第１の面３１３上に保持される濾過物３５１（図１３及び図１４参照）、並びに濾液に分離される。上記のように、濾液は、廃棄されるか、又は目的の検体を更に得るためにサンプル処理を通じて再利用されてもよく、ないしは別の方法で処理される。
濾過物３５１は、フィルタ３１２の第１の面３１３上に保持されるように説明される場合があるが、これは、（細孔サイズの幅広い分布を有する多孔質ポリマーフィルムの場合にあり得るように）濾過物３５１がフィルタ３１２のいずれの深さにも存在しないことを必ずしも意味するわけではない。むしろ、これは、サンプルはフィルタ３１２を通して第１の面３１３から第２の（反対側の）面へと濾過されること、及び第１の面３１３は、濾過中には貯蔵部３０６に、遠心分離中にはサンプル検出容器１０２に、両方に面するフィルタ３１２の側であることを意味する。濾過物の少なくともいくらかが、フィルタ３１２の第１の面３１３の表面下、すなわち、フィルタ３１２の深さの少なくともやや内部に存在する可能性がある。しかし、濾過物３５１をフィルタ３１２から取り出すために相当な時間及び溶出労力が必要になるほどサンプルがフィルタ３１２の奥深くまで移動しすぎることを阻害するために、特定のフィルタ、又はフィルタの種類（例えば、マルチゾーンフィルタ、等孔性フィルタ（isoporous filter））を用いることができる。
図１４に示されるように、フィルタ部３０８（例えば、フィルタハウジング３３２）の第２の端部３４５、並びにフィルタ接続アセンブリ３２０の第２の端部３２５（若しくは貯蔵部３０６の第２の端部３１６）を互いに連結させ、第１の向きに、例えば、直立して配向させることができる。サンプル３５２を貯蔵部３０６のリザーバ３１８に添加することができ、フィルタ部３０８の出口３３９を吸引源に連結させることができ、サンプル３５２をフィルタ３１２へ向けて第１の方向Ｄ１に濾過することができ、サンプル３５２の濾液はフィルタ部３０８から抜け出し、サンプル３５２の濾過物３５１はフィルタ３１２の第１の面３１３上に保持される。
いくつかの実施形態では、貯蔵部３０６及びフィルタ部３０８、又はその一部分は、分析しようとするサンプルの種類、量及び／若しくはサイズ、並びに収集及び検査しようとする濃縮物の種類、量、及び／若しくはサイズに応じて、実質的に透明、不透明（即ち、実質的に透明でない）、又はその間のどこか（例えば、半透明）であることができ、任意の好適なサイズであることができる。
次に、図１２〜図１４を参照して、第２の容器３０５について説明する。上述されたように、第２の容器３０５はフィルタ部３０８及びサンプル検出容器１０２を含むことができる。サンプル検出容器１０２は微細空洞１３６を含むことができる。
サンプル検出容器１０２の第１の端部１１２は微細空洞１３６を含み、第２の端部１１４は、フィルタ部３０８の第２の端部３４５に連結されるように構成される。図１２に示されるように、いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２の第２の端部１１４は、フィルタ部３０８（即ち、フィルタハウジング３３２）内に受容される寸法に作ることができ、ねじ山１２３は、ねじ山１２３が図１〜図３、図４及び図５のサンプル検出システム１００のキャップ１０４の突起１２１と協調して係合したのと同じ仕方で、フィルタ部３０８の突起３２９と協調して係合するように構成することができる。このような係合は、サンプル検出容器１０２及びフィルタ部３０８が互いに螺着され、特に、互いに取り外し可能に連結されることを可能にすることができる。しかし、いくつかの実施形態では、フィルタ部３０８及びサンプル検出容器１０２は、その他の手段（例えば、上述されたもののうちの任意のもの）によって互いに取り外し可能に連結させることができる。いくつかの実施形態では、第２の容器３０５全体は使い捨てであることができ、検出プロセスの後に廃棄することができる。しかし、いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２を代わりにフィルタハウジング３０８の少なくとも一部分を受容する寸法に作ることができることを理解されたい。
単なる一例として、サンプル検出容器１０２は、サンプル検出容器１０２が第２の容器３０５の管又はリザーバとして機能し、フィルタ部３０８が第２の容器３０５のキャップ又はカバーとして機能するように、第２の容器３０５のより大きな部分であるように示されている。しかしながら、第２の容器３０５の構成要素の大きさ、形状、及び相対的な寸法は、特定のサンプル又は状況に適合するように調節され得ることが理解されるべきである。
サンプル検出容器１０２の第１の側１４０（図２、図３及び図１３参照）は第２の容器３０５の内部に概ね面し、サンプル検出容器１０２の第２の側１４１は第２の容器３０５の外部に概ね面する。第２の側１４１はしたがってまた、フィルタ部３０８と反対側を向く。その結果、例えば、サンプル検出容器１０２の少なくとも一部分（例えば、第１の（閉鎖）端部１１２並びに／又は第２の側１４１）が実質的に透明である実施形態では、サンプル検出容器１０２内に保持された濃縮物を第２の側１４１から検査することができる。いくつかの実施形態では、微細空洞１３６の少なくとも一部分（例えば、その底部１４６）は、微細空洞１３６の中身を第２の側１４１から観察、検出、及び／又は検査することを可能にするべく、実質的に透明であることができる。
図１２及び図１３に示されるように、いくつかの実施形態では、濾液を除去し、第１のサンプル濃縮ステップを実行するために、濾過ステップで使用される、フィルタ部３０８の出口３３９は、例えばキャップ３１７によって封止又は閉鎖することができる。例えば、キャップ３１７は、濾過ステップの後、並びに特に、第２の容器３０５を形成するべくフィルタ部３０８及びサンプル検出容器１０２が連結される際に、出口３３９に結合させることができる。
いくつかの実施形態では、目的の検体（単数又は複数）に関して試験しようとする元の（即ち、濾過及び／又は遠心分離を含む、任意の濃縮ステップの前の）サンプル体積は、少なくとも約５ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも約２５ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも約５０ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも約１００ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも約５００ｍＬ、いくつかの実施形態では、少なくとも約１Ｌ、いくつかの実施形態では、少なくとも約２Ｌ、いくつかの実施形態では、少なくとも約５Ｌ、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１０Ｌであることができる。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２又は第２の容器３０５の体積は約１ｍＬ〜約２５０ｍＬの範囲であることができる。結果として、いくつかの実施形態において、サンプルの体積（例えば、元のサンプル３５２の濾過物３５１から形成されるサンプル、及び濾過後に添加される１つ以上の希釈剤）は、少なくとも約１ｍＬであり得、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０ｍＬ、及びいくつかの実施形態においては少なくとも約１００ｍＬである。いくつかの実施形態では、サンプルの体積は約２００ｍＬ以下、いくつかの実施形態では、約１００ｍＬ以下、いくつかの実施形態では、約７５ｍＬ以下、及びいくつかの実施形態では、約５０ｍＬ以下である。いくつかの実施形態において、サンプルの体積は、約１ｍＬ〜約１００ｍＬの範囲である。
いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２又は第２の容器３０５の体積の、サンプル検出容器１０２内に保持されるサンプルの濃縮物（又は保持液）の体積に対する比は、少なくとも１００：１（１０２：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０００：１（１０３：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０，０００：１（１０４：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１００，０００：１（１０５：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０８：１、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０９：１、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０１０：１、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１０１１：１である。いくつかの実施形態では、サンプル検出容器１０２又は第２の容器３０５の体積の、サンプル検出容器１０２内に保持される濃縮物の体積に対する比は、約１００：１〜約１０１１：１の範囲である。
図１〜図３、図４及び図５のサンプル検出システム１００と同様に、いくつかの実施形態では、濃度の増加（即ち、比として表される、（濾過の前又は後のいずれかにおける）初期サンプルの濃度で除した、サンプル検出容器１０２内に保持される、結果として生じた濃縮物の（例えば、目的の検体（単数又は複数）などの、より高密度の物質の）濃度）は、少なくとも約１００：１（１０２：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０００：１（１０３：１）、いくつかの実施形態では、少なくとも約１０，０００：１（１０４：１）、及びいくつかの実施形態では、少なくとも約１００，０００：１（１０５：１）であることができる。いくつかの実施形態では、濃度効率は約１０：１〜約１０５：１の範囲である。
いくつかの実施形態では、図１０及び図１１の貯蔵部３０６は、少なくとも１ｍＬ、少なくとも約５ｍＬ、少なくとも約１０ｍＬ、少なくとも約２５ｍＬ、少なくとも約５０ｍＬ、少なくとも約１００ｍＬ、又は少なくとも約２５０ｍＬの容量を有することができる。即ち、いくつかの実施形態では、貯蔵部３０６の容量又は体積は、約１ｍＬ〜約２５０ｍＬの範囲であることができ、いくつかの実施形態では、約１ｍＬ〜約１００ｍＬの範囲であることができる。いくつかの実施形態では、フィルタ部３０８、サンプル検出容器１０２、及び／又は第２の容器３０５は、約１ｍＬ以下、約２ｍＬ以下、約５ｍＬ以下、又は約１０ｍＬ以下の容量を有することができる。
貯蔵部３０６、フィルタ部３０８、及びサンプル検出容器１０２の形状、寸法、及び連結手段は、単なる一例として上述され、図１０〜１４に例示されている。しかし、貯蔵部３０６、フィルタ部３０８、及びサンプル検出容器１０２の様々な形状及び寸法を用いることができることを理解されたい。加えて、貯蔵部３０６及びフィルタ部３０８、並びにフィルタ部３０８及びサンプル検出容器１０２を取り外し可能に、及び／又は永久的に連結するために、限定するものではないが、ねじ山（図示のとおりのもの）、クランプ（例えば、ばね荷重クランプ、スナップ式クランプなど）、クリップ（例えば、ばね荷重クリップなど）、タイ（例えば、ワイヤタイ）、１つ以上の磁石、テープ、接着剤、粘着剤、面ファスナ、スナップフィット係合（例えば、フィルタハウジング３０８は引き上げ式キャップとして機能する）、プレスフィット係合（時により、「摩擦フィット係合」若しくは「締まりフィット係合」とも呼ばれる）、熱接合（例えば、連結しようとする構成要素の一方又は両方に熱及び／又は圧力が加えられる）、溶接（例えば、音波（例えば、超音波）溶接）、その他の好適な連結手段、並びにこれらの組み合わせを含む、種々の連結手段を用いることができる。
微細空洞１３６が例示目的として概略的に示された図１０〜図１３のサンプル検出システム３００を引き続き参照しつつ、次に、図１４を参照して、サンプル検出方法３５０について説明する。
サンプル検出方法３５０の第１工程、すなわち、濾過工程が、第１の容器３０３を参照して先に記載された。濾過工程は場合によりサンプル検出方法３５０の第１濃縮工程と称される場合があり、その後の遠心工程は第２濃縮工程としょうされる場合があり、よってサンプル検出方法３５０は、目的の検体に関して検査され得るサンプルの濃縮物を得るために、２つの濃縮工程を含むものとして記載され得る。
フィルタ３１２の第１の面３１３に保持されるサンプル３５２の濾過物３５１はその後、溶出、撹拌、洗浄、フィルタ３１２から濾過物３５１を回収するための好適な手段、又はこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない様々な手段を使用して、フィルタ３１２から回収され得る。例えば、いくつかの実施形態では、濾過物３５１を取り出すことは、１つ以上の希釈剤（例えば、溶出溶液及び／又は洗浄溶液）をフィルタ部３０８（又は第２の容器３０５）に添加することを含むことができる。溶出溶液は、例えば、濾過物３５１とフィルタ３１２との間の任意の親和力を途絶させることによって、濾過物３５１をフィルタ３１２から溶出させるように構成することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の希釈剤がフィルタ部３０８に添加された後に、サンプル検出容器１０２をフィルタ部３０８に連結して第２の容器３０５を形成することができ、濾過物３５１をフィルタ３１２から除去するのを補助するために第２の容器３０５を撹拌することができる。したがって、濾過物３５１及び添加されるいずれかの希釈剤を含む、新しい「サンプル」３５２’が形成され得る。
具体的には、図１０〜図１４に示される実施形態では、第２の容器３０５の形成において、サンプル検出容器１０２の第２の（開放）端部１１４をフィルタ部３０８の第２の（開放）端部３４５内に挿入することができ、フィルタ部３０８の突起３２９（図１２参照）及びサンプル検出容器１０２のねじ山１２３を互いに螺着させることができる。
図１４の第３のステップに示されるように、その後、第２の容器３０５を第２の向きへ反転させ、サンプル検出容器１０２へ向けて第２の方向（又は向き）Ｄ２に遠心分離することができる（図１４の第４のステップ参照）。このような遠心分離プロセスにより、元のサンプル３５２（及び濾過されたサンプル３５２’）のより高濃度の物質を含む濃縮物３５４を、サンプル検出容器１０２内へ、及び特に、サンプル検出容器１０２内に形成された微細空洞１３６内へ移動させることができる。「濃縮物」３５４は、遠心分離プロセスの結果形成されるサンプル３５２、３５２’の沈降物を概ね含むことができるが、上述されたように、サンプル３５２、３５２’の上澄み又は希釈剤の少なくとも一部も含むことができる。図１４の第４のステップにおいて示される遠心分離ステップは、上述された図４の遠心分離ステップ１５０Ｂに概ね従うことができる。
図１４の第５のステップに示されるように、その後、サンプル検出容器１０２に１つ以上の分離液３５７を添加することができる。例えば、フィルタ部３０８は、分離液３５７を添加するために、サンプル検出容器１０２から一時的に取り外すことができ、その後、第２の容器３０５は、サンプル検出容器１０２にフィルタ部３０８を連結することによって再閉鎖することができる。
図１４の第５のステップに示されるように、分離液３５７は、微細空洞１３６の外側に配置された上澄み３５６を微細空洞１３６から効果的に押しのけ、それにより、サンプル３５２、３５２’の濃縮物３５４は微細空洞１３６内に保持される。即ち、分離液３５７は、微細空洞１３６内に配置された濃縮物３５４とサンプル検出容器１０２内のサンプルの残りとの間に移動し、それにより、分離液３５７は、微細空洞１３６内に含んだ濃縮物３５４をバルク上澄み３５６から効果的に隔離する。
図１４に（即ち、方法３５０における２つの代替的な第６のステップによって）更に示されるように、微細空洞１３６内の濃縮物３５４は、その後に検査するか（例えば、光学的に検査する）、又は代替的に、反転させ、その後に検査することができる。検査は、図１４の最後の２つの代替的なステップにおいて大きな矢印によって表されている。第１の代替的な検査ステップに示されるように、上澄み３５６及び分離液３５７は検査の間に微細空洞１３６の上方にとどまることができる（即ち、その上部開口部を覆う）。
第２の代替的な検査ステップに示されるように、例えば、検出の前に、サンプル検出容器１０２（即ち、第２の容器３０５）を反転させ、それにより、遠心分離ステップから生じた上澄み３５６、及び分離液３５７は微細空洞１３６からデカントされ、その一方で、濃縮物３５４は微細空洞１３６内に保持されたままとどまるようにすることができる。図１４の第２の代替的な第６のステップに示される反転ステップは、上述された図４の反転ステップ１５０Ｅに概ね従うことができる。
上述されたように、濃縮物３５４を任意の所望の向きから（例えば、光学的に）検査することを可能にするために、サンプル検出容器１０２又はその少なくとも一部分は実質的に透明であることができ、分離液３５７は無色であることができる。図１４の２つの代替的な検査（又は検出）ステップは、上述された図４の２つの代替的な検査ステップ１５０Ｄ及び１５０Ｅに概ね従うことができる。
第２の代替的な検査ステップに更に示されるように、分離液３５７は上澄み３５６よりも密度が高いため、第２の容器３０５が反転されると、分離液３５７はフィルタ部３０８の方へ移動する。
いくつかの実施形態では、特に、第２の容器３０５が反転される場合には、上澄み３５６は第２の容器３０５から除去され、廃棄されるか、又は後続の処理ステップ（例えば、繰り返される遠心分離ステップ）において用いることができる。
図１４にそれぞれ例示され、上述されたサンプル検出方法３５０は、サンプル３５２、３５２’及び／又は濃縮物３５４の損失を最小にして、サンプル３５２、３５２’の濃縮物３５４（即ち、及びサンプル３５２、３５２’内に存在し得る任意の目的の検体（単数又は複数））の効率的な収集及び隔離をもたらすことができる。例えば、効率的な収集は、図１４の第４のステップに示される遠心分離ステップの間にサンプル検出容器１０２内の濃縮物３５４（存在する場合には、目的の検体（単数又は複数）を含む）を本質的に「閉じ込める」こと、及び分離液３５７のその後の添加によって達成することができる。濃縮物３５４は一般的に、サンプル３５２、３５２’内に存在したと思われる任意の目的の検体（単数又は複数）のサンプル３５２、３５２’よりもはるかに高い濃度を有することができる。
上述され、図に示された実施形態は、単なる例として提示されており、本開示の概念及び原理に対する限定を意図されてはいない。このように、要素並びにそれらの構成及び配列における様々な変化が、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく可能であることは、当業者であれば認識するであろう。
本明細書において引用された全ての参照及び刊行物は、その全体が参照することによって本開示に明確に援用される。
以下の実施形態は、本開示を例示することが意図され、限定するものではない。
実施形態
１．サンプルを含み、存在する場合には、目的の検体の検出のためにサンプルを濃縮するように適合されるサンプル検出容器であって、
この容器は、サンプルを受容するように構成される開放端部と、微細空洞を含む閉鎖端部と、分離液と、を含み、
微細空洞は上部開口部及び底部を含み、目的のサンプルを保持するための毛管力を提供するように構成され、微細空洞は、サンプルの遠心分離の結果生じたサンプル濃縮物を含み、この濃縮物は、沈降物、及び上澄みの少なくとも一部分を含み、
分離液は、容器内において、微細空洞の上方に配置され、この分離液は、微細空洞とこの微細空洞の外側に配置される上澄みとの間に位置付けられる、
分離液は、サンプルの上澄みの密度よりも高い密度、及び少なくとも０．０５Ｎ／ｍの上澄みとの界面張力を有し、
分離液は非毒性かつ不活性である、サンプル検出容器。
２．存在する場合には、サンプル内の目的の検体を検出するための方法であって、この方法は、
サンプル検出容器を準備することであって、このサンプル検出容器が、サンプルを受容するように構成される開放端部、及び微細空洞を含む閉鎖端部を含み、微細空洞は、上部開口部及び底部を含み、目的のサンプルを保持するための毛管力を提供するように構成される、ことと、
サンプル検出容器内にサンプルを配置することと、
サンプル検出容器を微細空洞へ向けて遠心分離し、サンプルの沈降物及び上澄みを形成することと、
サンプル検出容器を遠心分離した後に、サンプルの濃縮物が微細空洞内に保持されるように、微細空洞の外側に配置された上澄みを微細空洞から押しのけるために、サンプル検出容器に分離液を添加することであって、濃縮物が沈降物を含む、し、分離液が、微細空洞と微細空洞の外側に配置された上澄みの間に移動する、ことと、を含み、
分離液は、サンプルの上澄みの密度よりも高い密度、及び少なくとも０．０５Ｎ／ｍの上澄みとの界面張力を有し、
分離液は非毒性かつ不活性である、方法。
３．分離液が少なくとも１．２ｇ／ｍＬの密度を有する、実施形態１に記載のサンプル検出容器又は実施形態２に記載の方法。
４．分離液が水よりも少なくとも０．２ｇ／ｍＬ高い密度を有する、実施形態１若しくは３に記載のサンプル検出容器又は実施形態２若しくは３に記載の方法。
５．分離液が０．０２Ｎ／ｍ以下の表面張力を有する、実施形態１及び３〜４のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜４のいずれか１つに記載の方法。
６．分離液が少なくとも０．０５５Ｎ／ｍの上澄みとの界面張力を有する、実施形態１及び３〜５のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜５のいずれか１つに記載の方法。
７．サンプルが水性であり、分離液が少なくとも０．０５Ｎ／ｍの水との界面張力を有する、実施形態１及び３〜６のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜６のいずれか１つに記載の方法。
８．サンプルが水性であり、分離液が少なくとも０．０５５Ｎ／ｍの水との界面張力を有する、実施形態１及び３〜７のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜７のいずれか１つに記載の方法。
９．分離液が１％未満の水への溶解度を有する、実施形態１及び３〜８のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜８のいずれか１つに記載の方法。
１０．分離液が無色である、実施形態１及び３〜９のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜９のいずれか１つに記載の方法。
１１．分離液がフルオロカーボン系液体を含む、実施形態１及び３〜１０のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１０のいずれか１つに記載の方法。
１２．微細空洞が単一の微細空洞である、実施形態１及び３〜１１のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１１のいずれか１つに記載の方法。
１３．微細空洞が複数の微細空洞のうちの１つである、実施形態１及び３〜１１のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１１のいずれか１つに記載の方法。
１４．微細空洞が、容器が遠心力を受けると、サンプルの濃縮物を受容するように適合され、微細空洞が、通常の重力下においてサンプルの濃縮物の少なくとも一部分を保持するように更に適合される、実施形態１及び３〜１３のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１３のいずれか１つに記載の方法。
１５．サンプル検出容器が、ポリオレフィン類、環状オレフィン共重合体類、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリスチレン、その他の好適な高分子材料又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つで形成される、実施形態１及び３〜１４のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１４のいずれか１つに記載の方法。
１６．微細空洞が、１マイクロリットル以下の体積を含む、実施形態１及び３〜１５のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１５のいずれか１つに記載の方法。
１７．微細空洞が切頭円錐形状又は切頭角錐形状を有する、実施形態１及び３〜１６のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１６のいずれか１つに記載の方法。
１８．及び微細空洞が側壁を含み、この側壁は少なくとも１０度の抜け勾配を含む、実施形態１及び３〜１７のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１７のいずれか１つに記載の方法。
１９．容器の内表面が少なくとも６５度の静的水表面接触角を有する、実施形態１及び３〜１８のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１８のいずれか１つに記載の方法。
２０．容器の内表面が少なくとも２５度の動的後退水表面接触角を有する、実施形態１及び３〜１９のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜１９のいずれか１つに記載の方法。
２１．容器の内表面が、５００ｎｍ未満の粗さ平均（Ｒａ）値によって特徴付けられる表面粗さを有する、実施形態１及び３〜２０のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜２０のいずれか１つに記載の方法。
２２．微細空洞の底部が実質的に透明であり、それにより、微細空洞の中身がサンプル検出容器の外側から可視である、実施形態１及び３〜２１のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜２１のいずれか１つに記載の方法。
２３．微細空洞の側壁が実質的に非透明である、実施形態２２に記載のサンプル検出容器又は方法。
２４．微細空洞が試薬を含む、実施形態１及び３〜２３のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜２３のいずれか１つに記載の方法。
２５．試薬が、基質、酵素、成長試薬、溶解試薬、又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、実施形態２４に記載のサンプル検出容器又は方法。
２６．目的の検体が大腸菌及び大腸菌群のうちの少なくとも１つを含む、実施形態１及び３〜２５のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜２５のいずれか１つに記載の方法。
２７．サンプルが水である、実施形態１及び３〜２６のいずれか１つに記載のサンプル検出容器又は実施形態２〜２６のいずれか１つに記載の方法。
２８．存在する場合には、サンプル内の目的の検体を検出するためのシステムであって、このシステムは、
フィルタ部を含む第１の容器アセンブリであって、フィルタ部はフィルタを含み、このフィルタは第１の面を有し、この第１の面上にサンプルの濾過物を含む、第１の容器アセンブリと、
実施形態１〜２７のいずれか１つに記載のサンプル検出容器に連結されるフィルタ部を含む第２の容器アセンブリであって、フィルタ部及びサンプル検出容器は、フィルタの第１の面がサンプル検出容器の微細空洞に面するように、互いに連結される、第２の容器アセンブリと、
を含む、システム。
２９．サンプル検出容器内にサンプルを配置することが、
フィルタ部を含む第１の容器アセンブリを準備することであって、フィルタ部が、サンプルからの目的の検体を保持するように構成されるフィルタを含み、フィルタが第１の面を有し、この第１の面上にサンプルの濾過物を含む、ことと、
フィルタ部をサンプル検出容器に連結させて第２の容器アセンブリを形成することであって、フィルタ部及びサンプル検出容器は、フィルタの第１の面がサンプル検出容器の微細空洞に面するように互いに連結されている、ことと、
を含む、実施形態２に記載の方法。
３０．サンプル検出容器内にサンプルを配置することが、
サンプルが入るように適合される貯蔵部、及びこの貯蔵部に取り外し可能に連結されるように適合されるフィルタ部を含む第１の容器アセンブリを準備することであって、フィルタ部が、サンプルからの目的の検体を保持するように構成されるフィルタを含み、このフィルタは第１の面を有する、ことと、
貯蔵部からフィルタの第１の面へと第１の方向にサンプルを移動させることによってサンプルを濾過し、フィルタの第１の面にサンプルの濾過物を形成する一方でサンプルの濾液を除去することと、
第１の容器アセンブリの貯蔵部及びフィルタ部を切り離すことと、
フィルタ部をサンプル検出容器に連結させて第２の容器アセンブリを形成することであって、フィルタ部及びサンプル検出容器が、フィルタの第１の面がサンプル検出容器の微細空洞に面するように互いに連結されている、ことと、
を含む、実施形態２に記載の方法。
３１．微細空洞内の濃縮物を目的の検体に関して検査することを更に含む、実施形態２、２９又は３０に記載の方法。
３２．検査する前にサンプル検出容器をインキュベートすることを更に含む、実施形態３１に記載の方法。
３３．存在する場合には、目的の検体が３時間未満で微細空洞内に検出される、実施形態３１又は３２に記載の方法。
３４．微細空洞内の濃縮物を検査することが、吸光度、透過度、蛍光性、化学発光性、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つに関して検査することを含む、実施形態３１〜３３のいずれか１つに記載の方法。
３５．微細空洞内の濃縮物を検査することが、微細空洞内の濃縮物を光学的に検査することを含む、実施形態２及び２９〜３４のいずれか１つに記載の方法。
３６．光学的に検査することが、微細空洞内の濃縮物を蛍光性に関して検査することを含む、実施形態３５に記載の方法。
３７．光学的に検査することが、
微細空洞内の濃縮物に向かって第１の周波数の電磁エネルギーを向けることと、
微細空洞内の濃縮物から放射された、第２の周波数の電磁エネルギーを検出することと、
を含む、実施形態３５又は３６に記載の方法。
３８．光学的に検査することが、濃縮物を比色定量的に検査することを含む、実施形態３５に記載の方法。
３９．光学的に検査することが、
微細空洞内の濃縮物に広範な周波数の電磁波を放射することと、
微細空洞内の濃縮物の少なくとも一部分の透過度及び吸光度のうちの少なくとも一方を検出することと、
を含む、実施形態３５又は３８に記載の方法。
４０．微細空洞内の濃縮物を光学的に検査することが、微細空洞を光学的に走査することを含む、実施形態３５〜３９のいずれか１つに記載の方法。
４１．微細空洞内の濃縮物を光学的に検査することが、微細空洞を撮像することを含む、実施形態３５〜４０のいずれか１つに記載の方法。
４２．微細空洞内の濃縮物を検査することが、目的の検体の指標である光を検出することを含む、実施形態３１〜４１のいずれか１つに記載の方法。
４３．微細空洞内の濃縮物を検査することが、吸光度、反射度、又は蛍光性によって光を検出することを含む、実施形態３１〜４２のいずれか１つに記載の方法。
４４．微細空洞内の濃縮物を検査することが、目的の検体を免疫学的に検出することを含む、実施形態３１〜４３のいずれか１つに記載の方法。
４５．微細空洞内の濃縮物を検査することが、目的の検体を遺伝学的に検出することを含む、実施形態３１〜４４のいずれか１つに記載の方法。
４６．微細空洞内の濃縮物を検査することが、サンプル内の生細胞から放出された酵素を検出することを含む、実施形態３１〜４５のいずれか１つに記載の方法。
４７．微細空洞内の濃縮物を検査することが、目的の検体を比色定量的に、蛍光定量的に、発光的に、又はこれらの組み合わせにより検出することを含む、実施形態３１〜４６のいずれか１つに記載の方法。
４８．微細空洞がサンプル検出容器の第１の側内に形成され、第１の側は、遠心分離の間にフィルタ部に面するように位置付けられ、サンプル検出容器が、第１の側と反対側の第２の側を更に含み、微細空洞内の濃縮物を検査することが、微細空洞内の濃縮物をサンプル検出容器の第２の側から検査することを含む、実施形態３１〜４７のいずれか１つに記載の方法。
４９．検出部の第２の側が、実質的に透明である光学窓を含む、実施形態４８に記載の方法。
５０．光学窓が微細空洞の少なくとも一部分と同一の広がりを有する、実施形態４８又は４９に記載の方法。
５１．第２の容器アセンブリのフィルタ部及びサンプル検出容器が検査ステップの間に互いに連結されたままである、実施形態３１〜５０のいずれか１つに記載の方法。
５２．上澄み及び分離液が検査ステップの間に第２の容器アセンブリ内において微細空洞の上方に存在する、実施形態３１〜５１のいずれか１つに記載の方法。
５３．本方法が、サンプル検出容器を反転させ、上澄みの少なくとも一部分を微細空洞からデカントすることを含まない、実施形態２及び２９〜５２のいずれか１つに記載の方法。
５４．サンプル検出容器を反転させ、微細空洞の外側に配置された分離液及び上澄みを微細空洞からデカントすることを更に含む、実施形態２及び２９〜５２のいずれか１つに記載の方法。
５５．フィルタ部に溶出溶液を添加することを更に含み、溶出溶液は、フィルタから濾過物を溶出させるように適合される、実施形態２９〜５４のいずれか１つに記載の方法。
５６．フィルタ部に溶出溶液を添加することが、フィルタ部をサンプル検出容器に連結して第２の容器アセンブリを形成する前に行われる、実施形態５５に記載の方法。
５７．遠心分離する前に第２の容器アセンブリの少なくともフィルタ部を撹拌することを更に含み、撹拌は、濾過物をフィルタから除去するのを補助する、実施形態２９〜５５のいずれか１つに記載の方法。
５８．第２の容器アセンブリを遠心分離する前にフィルタ部に希釈剤を添加することを更に含む、実施形態２９〜５７のいずれか１つに記載の方法。
５９．第２の容器アセンブリを遠心分離する前に第２の容器アセンブリを攪拌することを更に含む、実施形態２９〜５８のいずれか１つに記載の方法。
６０．攪拌が、第２の容器アセンブリが第１の向きになっている時に行われ、遠心分離が第２の向きにおいて行われ、第２の向きは第１の向きと異なる、実施形態５９に記載の方法。
６１．遠心分離する前に第２の容器アセンブリをインキュベートし、存在する場合には、サンプル内の微生物を成長させることを更に含む、実施形態２９〜６０のいずれか１つに記載の方法。
６２．フィルタが、ポリオレフィン多孔質膜、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体多孔質膜、ポリアクリロニトリル多孔質膜、ポリカーボネート多孔質膜、ポリエステル多孔質膜、セルロースエステル多孔質膜、ポリアミド多孔質膜、ポリエーテルスルホン多孔質膜、ポリスルホン多孔質膜、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）多孔質膜、ポリアクリロニトリルナノファイバ膜、ＰＶＤＦナノファイバ膜、セルロースエステルナノファイバ膜、ポリビニルアセテート若しくはアルコールナノファイバ膜、又はポリビニルブチラールナノファイバ膜、あるいはこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、実施形態２８に記載のシステム又は実施形態２９〜６１のいずれか１つに記載の方法。
６３．フィルタが、
熱的に誘発された相分離（ＴＩＰＳ）プロセスによって形成される膜と、
ナノファイバ膜、
のうちの少なくとも１つを含む、実施形態２８若しくは６２に記載のシステム又は実施形態２９〜６２のいずれか１つに記載の方法。
６４．フィルタが多孔性の複数のゾーンを含み、フィルタの第１の面が最小孔ゾーンを含む、実施形態２８及び６２〜６３のいずれか１つに記載のシステム又は実施形態２９〜６３のいずれか１つに記載の方法。
以下の実施例は、本開示の説明を意図するものであって、限定することを意図するものではない。
定義
・ＳＭＤ：単一微細空洞デバイス
・ＭＳ：微細空洞表面、複数の微細空洞を含む表面
・微細空洞：微細空洞は、熱可塑性又は熱硬化性材料内に形成されるウェルである。各微細空洞は、上部開口部、１つ以上の側壁並びに底部（若しくは下部）を有する二次元（例えば、断面）形状（例えば、正方形、六角形、円形）によって特徴付けられる。微細空洞のおおよその体積は次式によって算出される：
Ｖ＝１／３ｈ（Ａ１＋Ａ２＋√Ａ１．Ａ２）
ここで、ｈは深さ／高さ、Ａ１は底部の面積、及びＡ２は上部開口部の面積である。
の体積は、（ｉ）底部の面積、（ｉｉ）上部開口部の面積、及び（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）との積の平方根を合計し、次に合計に深さ（高さ）を乗算し、３で除算することによって算出される。
・発現：画像上で蛍光が最初に観察される時間微細空洞の画像は、一定の間隔で、例えば、１時間、２時間、３時間後などに撮影される。実施例において記録された時間は、画像内で蛍光が最初に観察された時間を表す。実際の発現は、蛍光を呈する画像と前の画像との間の時間である。
材料及び器具
・ＣＯＣ−Ｓ−０４ −透明環状オレフィン共重合体、高水分バリア、Ｔｏｐａｓ（登録商標）８００７Ｓ−０４、Ｔｏｐａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｇｍｂｈ；Ｆｌｏｒｅｎｃｅ ＫＹ
・ＰＭＭＡ −ＷＦ１００ポリ（メチルメタクリレート）、三菱レイヨン株式会社、東京、日本
・ＣＯＬＩＬＥＲＴ（登録商標）培地 −ＣＯＬＩＬＥＲＴ（登録商標）大腸菌群／大腸菌試験培地、ＩＤＥＸＸ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．；Ｗｅｓｔｂｒｏｏｋ，ＭＥ。培地は、実施例のため、１００ｍＬの滅菌水として、１００ｍＬサンプルとしてＳｎａｐ Ｐａｃｋからの培地を混合して調製された。
・フィルタＡ −使用するデバイスにフィットする３０ｍｍ直径の、国際公開第２０１１／１５６２５１号の実施例及び記載に従って調製したポリエチレングリコール（Ｒ１９３３−７／ＰＥＧ）をコーティングした０．３４μｍマルチゾーンＴＩＰＳ膜）。膜には、国際公開第２０１１／１５３０８５号に記載されている材料及び手順を用いてポリエチレングリコール（ＰＥＧ）をコーティングした。
・フィルタＢ −使用する装置にフィットする３０ｍｍ直径の、Ｉｓｏｐｏｒｅ膜、ポリカーボネート−０．４０μｍ、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ
・フィルタＣ −使用する装置にフィットする３０ｍｍ直径の、ＭＦ−Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ膜、Ｔｙｐｅ ＨＡＷＰ混合セルロースエステル−０．４５μｍ、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ；Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ ＭＡ
・多目的遠心分離機 −スウィングバケットロータ（Ａ−４−８１）を備える多目的遠心分離機（モデル５８１０Ｒ）、双方ともＥｐｐｅｎｄｏｒｆ；Ｈａｕｐｐａｕｇｅ ＮＹ、製
・多目的遠心分離機 −スウィングバケットロータ（Ａ−４−４４）を備える多目的遠心分離機（モデル５８０４）、双方ともＥｐｐｅｎｄｏｒｆ；Ｈａｕｐｐａｕｇｅ ＮＹ、製
・撮像システム１ −照明光（照明イメージャ）又は蛍光（蛍光イメージャ）のいずれかを用いる照明／蛍光立体顕微鏡モデルＳｔｅＲＥＯ Ｌｕｍａｒ．Ｖ１２。画像は、ＡｘｉｏＣａｍ ＭＲｃ ５カメラ及びＡｘｉｏＶｉｓｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅ ４．６．３プログラムを用いてキャプチャした。これらは全てＣａｒｌ Ｚｅｉｓｓ Ｍｉｃｒｏｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃ．，Ｔｈｏｒｎｗｏｏｄ ＮＪから入手した。
・撮像システム２ −照明光（照明イメージャ）又は蛍光（蛍光イメージャ）のいずれかを用いる照明／蛍光倒立顕微鏡モデルＤＭＩ６０００Ｂ。画像は、ＤＦＣ３６５ＦＸカメラ及びＬＡＳ ＡＦ ３．１．０ソフトウェアを用いてキャプチャした。これらは全てＬｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｂｕｆｆａｌｏ Ｇｒｏｖｅ，ＩＬから入手した。
・真空アセンブリ −ＡＩＲ ＣＡＤＥＴ真空／圧力ステーション、モデル番号４２０〜３９０１；Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ。
サンプル検出容器の調製
１−単一の微細空洞を有する、射出成形した１．５ｍＬサンプル検出容器（ＳＭＤ１〜ＳＭＤ２）
精密機械加工を用いて、単一の微細空洞を有する１．５ｍＬ容器を射出成形するための単一の微細空洞を含むインサートツールを作製した。最初に、単一の微細空洞を有する光学的に透明な１．５ｍＬ容器（図１５Ａ及び図１５Ｂ）を成形するための単一微細空洞デバイスコア（ＳＭＤコア１）を作製するためのＣＡＤ設計を行った。設計は、４５度の有効角度αを有する容器の下部に切頭台円錐微細空洞を成形することであった。容器のリップは、それをキャップによって標準的な１．５ｍＬ微量遠心管から閉鎖することができるように設計した。ＣＡＤファイルを用いて、精密機械加工によって鋼製コアを作製し、コア内に所望の構造の反転を形成した。金型は、単一の微細空洞を成形するためのインサートツールを、様々な微細空洞、例えば、微細空洞のサイズ、形状、有効角度などを有する容器を成形するための他のインサートツールと交換できるように設計した。
６０度の有効角度αを有する容器の下部に切頭台円錐微細空洞を有する、図６及び図７、並びに特に、図１６Ａ及び図１６Ｂに示されるものなどの容器を成形するためのＳＭＤコア２を作製するための第２のＣＡＤ設計を行った。表１に、成形容器ＳＭＤ１及びＳＭＤ２内の単一の微細空洞の特徴を示す。
ＫｒａｕｓｓＭａｆｆｅｉ射出成形機（モデルＫ６５−ＣＸ；ＫｒａｕｓｓＭａｆｆｅｉ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ；Ｍｕｎｉｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ）において、樹脂、ＣＯＣ−Ｓ−０４又はＰＭＭＡを用いて、単一の微細空洞を有する１．５ｍＬ容器ＳＭＤ１又はＳＭＤ２を射出成形した。各容器のための樹脂ペレットを（ＣＯＣ−Ｓ−０４は２３２〜２３８℃で、ＰＭＭＡは２１５〜２２７℃で）溶融させ、その後、１６，０００ｐｓｉ（１１０ＭＰａ）で射出した。どちらの樹脂についても、金型温度は６６℃に保持し、射出時間は０．７８秒であった。各容器は個々に成形した。
Figure 2017503639
２−単一の微細空洞を有する、射出成形した１０ｍＬ容器（ＳＭＤ３〜ＳＭＤ４）
４５度及び６０度の有効角度をそれぞれ有する容器の下部に切頭台円錐微細空洞を有する１０ｍＬ容器を成形するためのＳＭＤコア３（図１７Ａ及び図１７Ｂ）並びにＳＭＤコア４（図１８Ａ及び図１８Ｂ）を作製するためのＣＡＤ設計を行った。容器のリップは、以上において図１〜図２、図４及び図１２〜図１４に関して説明したように、それをキャップ（例えば、図１〜図２及び図４のキャップ１０４）によって閉鎖するか、又はフィルタホルダ（例えば、図１０〜図１４のフィルタハウジング３３２参照）に連結させることができるように、ツイストアンドロック機構を有するように設計した。ＳＭＤコア４（ＳＭＤ４）は、図１〜図３、図４、図５及び図１２〜図１４のサンプル検出容器１０２と実質的に同じであった。表２に、成形容器ＳＭＤ３及びＳＭＤ４内の単一の微細空洞の特徴を示す。
Figure 2017503639
単一の微細空洞を有する１０ｍＬ容器ＳＭＤ３又はＳＭＤ４は、ＫｒａｕｓｓＭａｆｆｅｉ射出成形機（モデルＫ６５−ＣＸ；ＫｒａｕｓｓＭａｆｆｅｉ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ；Ｍｕｎｉｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ）において、樹脂、ＣＯＣ−Ｓ−０４を用いて射出成形した。各キャップ／フィルタホルダのための樹脂ペレットを２３２〜２３８℃で溶融させ、その後、１６，０００ｐｓｉ（１１０ＭＰａ）で射出した。金型温度は６６℃に保持し、射出時間は０．７８秒であった。各容器は個々に成形した。
３−微細空洞表面を有する、射出成形した２０ｍＬ及び１００ｍＬサンプル検出容器（ＭＳ１〜ＭＳ２）
容器の平坦な下部に複数の微細空洞を各々有し、各微細空洞は切頭角錐の形状を有する、２０ｍＬ容器及び１００ｍＬ容器をそれぞれ成形するためのＭＳ１コア（図１９）並びにＭＳ２コア（図２０Ａ及び図２０Ｂ）を作製するためのＣＡＤ設計を行った。ＭＳ１のための微細空洞表面の拡大図は図に示されていないが、ＭＳ２のために示されているのと同じ微細空洞表面（図２０Ａ及び図２０Ｂ参照）がＭＳ１において用いられた。精密機械加工によって鋼製コアを作製し、コア内に所望の構造の反転を形成した。ＭＳ１のリップは、以上において図１〜図２、図４及び図１２〜図１４に関して説明したように、それをキャップ（例えば、図１〜図２及び図４のキャップ１０４）によって閉鎖するか、又はフィルタホルダ（例えば、図１０〜図１４のフィルタハウジング３３２参照）に連結することができるように、ツイストアンドロック機構を有するように設計した。ＭＳ２のためのリップは、標準的なフリップキャップによって閉鎖されるように設計した。表３に、成形容器ＭＳ１及びＭＳ２内の微細空洞の特徴を示す。
Figure 2017503639
＊＊アスペクト比（深さを上部寸法で除したもの）
微細空洞表面を有する２０ｍＬ及び１００ｍＬ容器、ＭＳ１又はＭＳ２は、ＫｒａｕｓｓＭａｆｆｅｉ射出成形機（モデルＫ６５−ＣＸ；ＫｒａｕｓｓＭａｆｆｅｉ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ；Ｍｕｎｉｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ）において、樹脂、ＣＯＣ−Ｓ−０４を用いて射出成形した。各容器のための樹脂ペレットを２３２〜２３８℃で溶融させ、その後、１６，０００ｐｓｉで射出した。金型温度は６６℃に保持し、射出時間は０．７８秒であった。各容器は個々に成形した。
（成形容器ＳＭＤ１〜ＳＭＤ４からの）単一の微細空洞及び（成形容器ＭＳ１〜ＭＳ２からの）微細空洞表面の走査電子顕微鏡
成形容器を微細空洞又は微細空洞表面の上方で切断し、その後、アルミニウムスタブ上に据え、金／パラジウムをスパッタコーティングした。その後、これらを、ＪＳＭ−７００１Ｆ走査電子顕微鏡（日本電子株式会社、東京、日本）を用いて調査した。初期調査の後に、液体窒素内に浸漬させ、ハンマーで打撃することによって、サンプルの断面を露出させた。断面を追加のスタブ上に据え、スパッタコーティングし、先に述べたように調査した。表面画像を、スタブの表面から離れて７０度の視角で撮影し、断面画像を、切断面の表面と垂直の視角で撮影した。画像は５０倍及び１５０倍の倍率でキャプチャした。
図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃ、及び図２１Ｄに、ＳＭＤ１容器の光学像を示し、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃ、及び図２２Ｄに、ＳＭＤ２容器の光学像を示し、図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃ、及び図２３Ｄに、ＳＭＤ３容器の光学像を示し、図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃ、及び図２４Ｄに、ＳＭＤ４容器の光学像を示し、図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃ、及び図２５Ｄに、ＭＳ１容器の光学像を示し、図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃ、及び図２６Ｄに、ＭＳ２容器の光学像を示す。
成形濾過デバイスの調製
３０ｍｍ膜フィルタ（例えば、図１０及び図１２〜図１４のフィルタ３１２参照）を保持するためのフィルタホルダ（図１０〜図１４のフィルタホルダ３３２を含むフィルタ部３０８など）、フィルタホルダに連結されるべき、コネクタ（図１０、図１１及び図１４のコネクタ３２２など）及びガスケット（図１０のガスケット３２４など）を含むフィルタ接続アセンブリ（図１０、図１１及び図１４のフィルタ接続アセンブリ３２０など）、並びに膜フィルタとフィルタ接続アセンブリとの間のシールを提供するためのガスケット（図１０及び図１２のガスケット３３５など）を作製するためのＣＡＤ設計を行った。フィルタ接続アセンブリのガスケット（即ち、図１０のガスケット３２４）は、フィルタ接続アセンブリの残り及びフィルタホルダをサンプル瓶（例えば、図１０〜図１１及び図１４の貯蔵部３０６）に連結するために用いることができる。フィルタホルダ及びコネクタは、ポリプロピレンを用いた射出成形によって作製した。その一方で、ガスケットは、医療用のＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ（登録商標）１８１−５５ＭＥＤ熱可塑性エラストマー（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）を用いて作製した。コネクタは、真空濾過中における空気の移動を可能にするべく焼結ポリプロピレンで形成されたプラグ（図１０〜図１１のプラグ３３０など）にフィットするための通気ポート（図１０〜図１１の通気ポート３２８など）を有する。コネクタは、（例えば、以上において図１０及び図１１に関して説明したねじ式の接続によって）フィルタホルダ内にはまり込む。フィルタ接続アセンブリのガスケット（即ち、図１０のガスケット３２４）はコネクタのネックを覆ってフィットし、サンプル瓶をフィルタ接続アセンブリに接続するために用いられる（フィルタ接続アセンブリが今度はフィルタホルダ／ハウジングに接続される）。
試験のための細菌培養物の調製
表４に、実施例において使用した細菌培養物を示す。これらはアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ＡＴＣＣ：American Type Culture Collection）；Ｍａｎａｓｓａｓ，ＶＡから入手した。
Figure 2017503639
表４からの標的細菌菌株の純粋培養物をＴＳＢ（ＢＤ Ｔｒｙｐｔｉｃ Ｓｏｙ Ｂｒｏｔｈ；Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏ．，Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ）内に接種することによって試験用培養物を調製し、３７℃で一晩成長させた。培養物をバターフィールドリン酸緩衝液（Ｗｈａｔｍａｎ Ｉｎｃ．；Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪ）内で段階的に希釈し、水サンプル内に接種するために望まれる１ｍＬ当たりの所望のコロニー形成単位（ｃｆｕ）を得た。約１０１〜１０２ｃｆｕ／ｍＬを含む最後の２つの段階希釈液を、試験又は播種用サンプルを調製するために用いた。細菌希釈液について、３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）大腸菌／大腸菌群カウントプレート（３Ｍ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）を用いて大腸菌及びその他の大腸菌群細菌濃度を定量化した。プレートはメーカの取扱説明書によって調製及び使用され、３７℃で一晩にわたってインキュベートされた。３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）プレートリーダ（３Ｍ Ｃｏ．）を用いてプレートを読み取り、ｃｆｕ／ｍＬを判定した。
糖染料（Sugar Dye）基質培養培地
培養培地は５グラム（ｇ）のトリプトース（Ｄｉｆｃｏ ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｄｅｔｒｏｉｔ，ＭＩ）、５ｇの塩化ナトリウム、１ｇのソルビトール、１ｇのトリプトーファン、２．７ｇのリン酸二カリウム、２ｇのリン酸二水素カリウム素、及び０．１ｇラウリル硫酸ナトリウム塩（全て、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから得られ得る）を、１０００ｍＬの再蒸留水と混合することによって調製された。培養培地は、１２１℃で１５分間オートクレーブされた。
表５に示す染料基質をＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド、ＤＭＳＯ、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）内に溶解させ、ＤＭＳＯ１ミリリットル当たり１００ｍｇの糖基質を含む溶液を形成した。培養培地１ｍＬ当たり４０μｇの糖基質の最終的な濃度（μｇ／ｍＬ）をもたらすために、基質溶液が、培養培地に添加された。
Figure 2017503639
注：参考例及び各実施例のために３つのサンプルを調製し、試験した。実施例は単独で記載しているが、３つの複製物を調製し、試験した。結果の平均として計測数が記録された。蛍光の発現が、画像中において蛍光が観察される最初の瞬間を記録された。
参考例−大腸菌／大腸菌群検出のための糖染料基質の選択
ａ）ガラクトシダーゼ基質を用いた大腸菌の検出
糖酵素基質を有する培養培地は、上記の手順にしたがって調製され、黒い９６ウェル光学底部マイクロタイタプレート（Ｎａｌｇｅｎｅ Ｎｕｎｃ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＮＹ）に分注された。大腸菌培養物を上述のように調製し、段階希釈して所望の量のｃｆｕ／ｍＬを得た。９６ウェルプレート内の培地に、各ウェル内におよそ１ｃｆｕ、１０ｃｆｕ又は１００ｃｆｕを含むウェルを得るべく、１０マイクロリットルの段階希釈した細胞を接種し、接種ごとに最低３つのウェルを使用した。１０マイクロリットルのバターフィールド緩衝液により対照ウェルが調製された。プレートを３７℃でインキュベートし、Ｔｅｃａｎ Ｉｎｆｉｎｉｔｅ ２００ ＰＲＯマルチモードリーダ（Ｔｅｃａｎ ＵＳ，Ｉｎｃ．Ｄｕｒｈａｍ，ＮＣ）を用いてカイネティックモードで読み取った。蛍光強度は、時間の関数として記録された。検出までの時間は、信号が、初期読み取り値（背景データ）の５０倍である時点で、画定された。表６に結果を示す。試験した全ての基質は、大腸菌が成長すると蛍光を示し、１００マイクロリットル内に１ｃｆｕの大腸菌を検出するのに、約１５〜１７時間を要した。
Figure 2017503639
ｂ）グルクロニダーゼ及びガラクトシダーゼ基質の組み合わせを用いた大腸菌の検出
培養培地を調製、試験し、得られたデータを大腸菌の検出のための手順に従って分析した。ただし、表６に示すように、グルクロニダーゼ基質（Ｍｕ−ＧｌｃＵ若しくはＲｅｓ−ＧｌｃＵ）並びにガラクトシダーゼ基質（Ｆｌｕ−ｄｉ−Ｇａｌ若しくはＲｅｓ−Ｇａｌ）の組み合わせを糖染料基質として用いた点が異なる。培養培地は、９６ウェルマイクロタイタプレート内に分注され、ウェルはおよそ１ｃｆｕ、１０ｃｆｕ、又は１００ｃｆｕを得るために、段階希釈された培養物を接種された。接種ごとに最低３つのウェルを用いた。表７のデータは、２つの異なる基質の組み合わせが単一のウェルで使用される場合、グルクロニダーゼ及びガラクトシダーゼの酵素活性がそれぞれ、異なる時間（ｈｒ）において蛍光により検出され得ることを示す。反応はより高い細菌濃度においてより早く検出された。
Figure 2017503639
ｃ）Ｆｌｕ−ｄｉ−ｇａｌを用いた大腸菌群の検出
実施例ａ）において概説した大腸菌の検出のための手順を、表７に列挙した細菌を用いて繰り返した。Ｆｌｕ−ｄｉ−ｇａｌを用いて調製した培養培地を９６ウェルマイクロタイタプレート内に分注し、ウェルの各々の内部におよそ１ｃｆｕ、１０ｃｆｕ又は１００ｃｆｕを得るべく、段階希釈した培養物を接種した。接種ごとに最低３つのウェルを用いた。表８内のデータは、Ｆｌｕ−ｄｉ−ｇａｌが、大腸菌群を検出するためにガラクトシダーゼにとって好適な基質であることを指示する。
Figure 2017503639
実施例１−微細空洞内に包含された液体をバルク液（即ち、微細空洞の上方のバルク液）から分離するための分離液としてのフルオロカーボン系液体の使用
３Ｍ（商標）Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（商標）電子液体及び３Ｍ（商標）Ｎｏｖｅｃ（商標）エンジニアド流体（表９、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）などのフルオロカーボン系液体／流体は疎水性であり、水よりも重く、水と混合されると、それらは相分離し、下部へ移動する。これらの化合物を試験し、それらは、閉鎖した毛管及び微細空洞内の液体をバルク液（例えば、遠心分離後における毛管及び微細空洞の上方の上澄み）から分離して分離を維持し、迅速な検出を可能にするための本開示の分離液として用いることができるのかどうかを調べた。Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（商標）電子液体と蒸留水との間の界面張力は、Ｋｒｕｓｓ Ｋ１００計器（Ｋｒｕｓｓ，Ｍａｔｔｈｅｗｓ，ＮＣ）を用い、メーカの取扱説明書に従って、ウィルヘルミープレート技法によって測定した（表９）。測定が可能でなかった液体については、水の表面張力、７２ダイン／ｃｍ（０．０７２Ｎ／ｍ）から分離液の表面張力を減算することによって界面張力を算出した（表９）。ＦＣ−４０及びＦＣ−４３についての測定値と算出値はよく一致した（表９）。
Figure 2017503639
ａウィルヘルミープレートをＫｒｕｓｓ Ｋ１００計器とともに用いて測定した
ｂ水の表面張力（７２ダイン／ｃｍ（０．０７２Ｎ／ｍ））からフルオロカーボン系液体の表面張力を減算することによって算出した
ＮＤ：未定
Ｎ／Ａ：入手不可能
ａ）ＶｏｌｕＰａｃ管内における液体の分離：青色食品着色料の溶液（ＭｃＣｏｒｍｉｋ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃ．，Ｈｕｎｔ Ｖａｌｌｅｙ，ＭＤ）を１００ｍＬの蒸留水内において１：１００で希釈した。１ｍＬの溶液をＶｏｌｕＰａｃ（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｏｈｅｍｉａ，ＮＹ）管内に分注し、その後、管を、スウィングアウトロータ（１１５４）を備えるＨｅｔｔｉｃｈ Ｍｉｋｒｏ ２２微量遠心分離機（Ａｎｄｒｅａｓ Ｈｅｔｔｉｃｈ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ，Ｔｕｔｔｌｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）内に配置し、１３０００ＲＰＭ（１８，８９０×ｇ）で１０分間遠心分離した。遠心分離後に、管を取り外し、ピペットチップを用いて各管に約２５０マイクロリットルの分離液（表９）を添加した。表９に列挙している分離液は全て、管の下部まで下方に移動したが、毛管の上方にとどまった。これにより、毛管内の液体はバルク液から効果的に分離された。
ｂ）単一微細空洞容器：１００ｍＬの蒸留水内に１０ｍｇのフルオレセインを溶解させることによって、フルオレセインナトリウム塩溶液（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）を調製した。１ｍＬの溶液をＳＭＤ１及びＳＭＤ２容器内に分注し、図６〜図７に概ね示されるとおりのキャップ形状を形成するべく１．５ｍＬ微量遠心分離容器（Ｐｌａｓｔｉｂｒａｎｄマイクロチューブ、Ｂｒａｎｄ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ，Ｗｅｒｔｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から切り取ったキャップを用いて容器をしっかりと閉鎖した。７ｍＬの溶液をＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器に分注した。直径３０ｍｍの円板（厚さ１ｍｍ）を、穴あけ器を用いてポリプロピレレンシートから打ち抜き、フィルタホルダ上に配置し（即ち、フィルタホルダ内の開口部−図１２のアパーチャ３３７参照−を密閉するため）、容器ＳＭＤ３及びＳＭＤ４の開放した第１の端部を閉鎖するために用いた。即ち、フィルタホルダを、サンプル検出容器ＳＭＤ３及びＳＭＤ４のための（例えば、図１、図２及び図４のキャップ１０４と同様の単純なキャップを形成するように変更した。フィルタホルダの底部内の開口部をポリエチレンキャップ（Ｕ．Ｓ．Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｒｐ，Ｌｉｍａ，ＯＨ−図１２におけるキャップ３１７参照）で閉鎖した。その後、ＳＭＤ１及びＳＭＤ２容器を、スウィングアウトロータ（１１５４）を備えるＨｅｔｔｉｃｈ Ｍｉｋｒｏ ２２微量遠心分離機（Ａｎｄｒｅａｓ Ｈｅｔｔｉｃｈ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ，Ｔｕｔｔｌｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）内に配置し、１３０００ＲＰＭ（１８，８９０×ｇ）で１０分間遠心分離した。ＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器はスウィングバケット遠心機ロータ内に配置し、多目的遠心分離機、モデル５８１０Ｒ内において、４０００ＲＰＭ（３２２０×ｇ）で１５分間遠心分離した。遠心分離後に、容器を取り外し、表９に列挙している約２５０マイクロリットルの分離液をＳＭＤ１及びＳＭＤ２容器に添加し、２ｍＬをＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器に添加した。表９に列挙している分離液は全て容器の下部へ下方に移動した。イメージャシステム２（倒立蛍光顕微鏡）を用いて微細空洞を撮像した。得られた画像は、微細空洞内における蛍光の存在、及び微細空洞の内部の液体からのバルク液の分離（即ち、分離液による分離）を示した。
ｃ）微細空洞表面容器：１００ｍＬの蒸留水内に１０ｍｇのフルオレセインを溶解させることによって、フルオレセインナトリウム塩溶液（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）を調製した。１０ｍＬ及び２５ｍＬの溶液をＭＳ１及びＭＳ２容器内にそれぞれ分注した。フィルタホルダを、サンプル検出容器ＭＳ１のためのキャップを形成するべく、実施例１ｂにおいて説明したように変更した。フィルタホルダの底部内の開口部をポリエチレンキャップ（Ｕ．Ｓ．Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｒｐ−図１２におけるキャップ３１７参照）で閉鎖した。ＭＳ２容器（１００ｍＬ）を、３Ｍ（商標）引き上げぶた式希釈瓶（３Ｍ Ｃｏ．）から切り取ったポリプロピレンキャップで閉鎖した。厳重なシールを提供するために、シリコーンガスケットをキャップとともに用いた。容器をスウィングバケット遠心機ロータ内に配置し、多目的遠心分離機、モデル５８０４内において、５０００ＲＰＭ（４４００×ｇ）で１５分間遠心分離した。遠心分離後に、ＭＳ１容器のためには４ｍＬ、及びＭＳ２容器のためには８ｍＬの分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加した。分離液は液を容器の下部へ下方に移動させ、微細空洞表面を覆った。イメージャシステム２（倒立蛍光顕微鏡）を用いて微細空洞を撮像した。得られた画像は、微細空洞内における蛍光の存在、及び微細空洞の内部の液体からのバルク液の分離を示した。
実施例２−分離液を用いた場合、及び用いない場合の、遠心分離によるＳＭＤ１（有効角度＝４５度）及びＳＭＤ２（有効角度＝６０度）の微細空洞内における細菌の濃縮
大腸菌及びＥ．エロゲネスの細菌懸濁液を、およそ１０２ｃｆｕ／ｍＬの緩衝液を提供するために、１ｍＬのバターフィールド緩衝液（３Ｍ Ｃｏ．）内で各々調製し、ＳＭＤ１及びＳＭＤ２容器内に移した。各細菌懸濁液の１２個の容器を調製し、１．５ｍＬ微量遠心管（Ｐｌａｓｔｉｂｒａｎｄマイクロチューブ）から切り取ったキャップでしっかりと閉鎖した。その後、容器を、スウィングアウトロータ（１１５４）を備えるＨｅｔｔｉｃｈ Ｍｉｋｒｏ ２２微量遠心分離機（Ａｎｄｒｅａｓ Ｈｅｔｔｉｃｈ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ，Ｔｕｔｔｌｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）内に配置し、１３０００ＲＰＭ（１８，８９０×ｇ）で１０分間遠心分離した。加えて、別個の容器も、固定角ロータ（ロータＦ−４５−３０−１１）を備えるＥｐｐｅｎｄｏｒｆ ５４１７Ｒ遠心分離機（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ）内において１３，３７５ＲＰＭ（１９，０００×ｇ）で１０分間回転させた。
遠心分離後に、３つの容器の１つのセットを取り外した。上澄みを、１ｍＬピペット（ＰＲ−１０００，Ｒａｉｎｉｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＬＬＣ，Ｏａｋｌａｎｄ，ＣＡ）を用いて除去し、メーカの取扱説明書に従って、大腸菌及びＥ．エロゲネス用の３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）大腸菌／大腸菌群カウントプレート上に播種した。分離液ごとに３つの容器の別のセットに、２５０マイクロリットルの分離液ＦＣ−４３又はＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加し、分離液はバルク液（即ち、上澄み）を微細空洞内の液体（即ち、濃縮物）から分離した。分離液によって微細空洞から分離された液体（即ち、バルク上澄み）を、１ｍＬピペット（ＰＲ−１０００，Ｒａｉｎｉｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＬＬＣ）を用いて除去し、大腸菌及びＥ．エロゲネス用の３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）大腸菌／大腸菌群カウントプレート上に播種した。プレートを３７℃で一晩インキュベートし、３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）プレートリーダを用いて読み取り、コロニー形成単位（ｃｆｕ）を判定した。最初の１ｍＬサンプル内にあったｃｆｕからバルク上澄み内のｃｆｕを減算し、投入ｃｆｕで除算し、１００を乗算することによって、パーセント回収率、即ち、微細空洞内にキャプチャされた細菌の百分率を算出した。表１０及び表１１に、微細空洞内における平均パーセント回収率を示す。バルク液を分離するために分離液を用いた容器、及び用いない容器において、微細空洞内における細菌の回収率は同様であった。
Figure 2017503639
Figure 2017503639
実施例３−分離液を用いた場合、及び用いない場合の、遠心分離によるＳＭＤ３（有効角度＝４５度）及びＳＭＤ４（有効角度＝６０度）の微細空洞内における細菌の濃縮
大腸菌及びＥ．エロゲネスの細菌懸濁液を、およそ１０２ｃｆｕ／ｍＬの緩衝液を提供するために、１ｍＬのバターフィールド緩衝液（３Ｍ Ｃｏ．）内で各々調製し、６ｍＬのバターフィールド緩衝液を含むＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器内に移した。各細菌懸濁液の１２個の容器を調製した。フィルタホルダを、容器のためのキャップを形成するべく、実施例１ｂにおいて上述したように変更した。容器をスウィングバケット遠心機ロータ内に配置し、多目的遠心分離機、モデル５８１０Ｒ内において、４０００ＲＰＭ（３２２０×ｇ）で１５分間遠心分離した。
遠心分離後に、３つの容器の１つのセットを取り外し、各容器内の上澄みを、２５ｍｍ微量分析フィルタホルダ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）を用いて０．４５μｍ混合セルロースエステルフィルタ（ＨＡＷＰ０２５００）に通して濾過した。フィルタホルダに、２５ｍｍ ０．４５μｍ混合セルロースエステルフィルタを装着し、１５ｍＬ漏斗を組み付けた。フィルタホルダの底部を、真空アセンブリに取り付けた真空フラスコに接続した。遠心分離後における容器からの上澄みを漏斗に加え、約５０８ｍｍ水銀の真空圧でフィルタに通して濾過した。分離液ごとに３つの容器の別のセットに、２ｍＬの分離液ＦＣ−４３又はＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加し、分離液はバルク液（即ち、微細空洞の上方のバルク上澄み）を微細空洞内の液体（即ち、濃縮物）から分離した。各容器内の上澄みを、Ｆａｌｃｏｎ（登録商標）１０ｍＬ血清用使い捨て滅菌ピペット（カタログ番号３５７５５１、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔｅｗｋｓｂｕｒｙ，ＭＡ）を用いて分離液から除去し、上述したように０．４５μｍ混合セルロースエステルフィルタ（ＨＡＷＰ０２５００，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）に通して濾過した。
３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）大腸菌／大腸菌群カウントプレートをメーカの取扱説明書に従って水和させた。フィルタを、無菌鉗子を用いてフィルタホルダから注意深く取り外し、水和したプレート上に配置し、プレートを３７℃で一晩インキュベートした。プレートを、３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）プレートリーダ上で、及び／又は手作業で読み取り、コロニー形成単位（ｃｆｕ）を判定した。遠心分離前に初期サンプル内にあったｃｆｕからフィルタ上のｃｆｕを減算し、投入ｃｆｕで除算し、１００を乗算することによって、微細空洞内におけるパーセント回収率、即ち、微細空洞内にキャプチャされた細菌の百分率を算出した。表１２に、微細空洞内における平均パーセント回収率を示す。バルク液を分離するために分離液を用いた容器、及び用いない容器において、微細空洞内における細菌の回収率は同様であった。
Figure 2017503639
実施例４−遠心分離によってＳＭＤ３（４５度）及びＳＭＤ４（６０度）の微細空洞内に濃縮された細菌の走査電顕
大腸菌の細菌懸濁液を、およそ１０６ｃｆｕ／ｍＬを提供するために、１０ｍＬの滅菌水内で調製し、ＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器内に移した。フィルタホルダを、容器のためのキャップを形成するべく、実施例１ｂにおいて上述したように変更した。容器をスウィングバケット遠心機ロータ内に配置し、多目的遠心分離機内において、４０００ＲＰＭ（３２２０×ｇ）で１０分間遠心分離した。遠心分離後に、容器を取り外し、上澄みを除去した。容器内に後に残った任意の液体を、滅菌綿棒を用いて除去し、サンプルを直ちに処理した。
成形容器を微細空洞の上方で切断し、その後、アルミニウムスタブ上に据え、金／パラジウムをスパッタコーティングした。その後、これらを、ＪＳＭ−７００１Ｆ走査電子顕微鏡（日本電子株式会社）を用いて調査した。表面画像を、スタブの表面から離れて７０度の視角で撮影した。画像は３０００倍の倍率でキャプチャした。
図２７Ａ及び図２７Ｂに、ＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器の各々の微細空洞の内部における細菌の光学像をそれぞれ示す。
実施例５−分離液を用いた場合、及び用いない場合の、遠心分離によるＭＳ１及びＭＳ２容器の微細空洞内における細菌の濃縮
大腸菌及びＥ．エロゲネスの細菌懸濁液を、およそ合計１０２ｃｆｕを提供するために、１０ｍＬ及び１００ｍＬのバターフィールド緩衝液（３Ｍ Ｃｏ．）内で各々調製し、ＭＳ１及びＭＳ２容器内に移した。各細菌懸濁液の１２個の容器をＭＳ１及びＭＳ２容器ごとに調製した。フィルタホルダを、ＭＳ１容器のためのキャップを形成するべく、実施例１ｂにおいて上述したように変更した。ＭＳ２容器（１００ｍＬ）を、３Ｍ（商標）引き上げぶた式希釈瓶（３Ｍ Ｃｏ．）から切り取ったポリプロピレンキャップで閉鎖した。容器をスウィングバケット遠心機ロータ内に配置し、多目的遠心分離機、モデル５８０４内において、５０００ＲＰＭ（４４００×ｇ）で１５分間遠心分離した。遠心分離後に、３つの容器の１つのセットを取り外し、各容器内の上澄みを、実施例３において説明したように、０．４５μｍ混合セルロースエステルフィルタ（ＨＡＷＰ０２５００，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）に通して濾過した。分離液ごとに３つの容器の別のセットに、ＭＳ１容器のためには４ｍＬ及びＭＳ２容器のためには８ｍＬの分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加し、分離液はバルク液（即ち、上澄み）を微細空洞内の液体（即ち、濃縮物）から分離した。各容器内の上澄みを、実施例３において説明したように、Ｆａｌｃｏｎ（登録商標）１０ｍＬ血清用使い捨て滅菌ピペット（カタログ番号３５７５５１、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）を用いて分離液から除去し、０．４５μｍ混合セルロースエステルフィルタ（ＨＡＷＰ０２５００，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）に通して濾過した。
３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）大腸菌／大腸菌群カウントプレートをメーカの取扱説明書に従って水和させた。フィルタを、無菌鉗子を用いてフィルタホルダから注意深く取り外し、水和したプレート上に配置し、プレートを３７℃で一晩インキュベートした。プレートを、３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）プレートリーダ上で、及び／又は手作業で読み取り、コロニー形成単位（ｃｆｕ）を判定した。遠心分離前に初期サンプル内にあったｃｆｕからフィルタ上のｃｆｕを減算し、投入ｃｆｕで除算し、１００を乗算することによって、微細空洞内におけるパーセント回収率、即ち、微細空洞内にキャプチャされた細菌の百分率を算出した。表１３に、微細空洞内における平均パーセント回収率を示すが、バルク液を分離するために分離液を用いた容器、及び用いない容器において、微細空洞内における細菌の回収率は同様であった。
Figure 2017503639
実施例６−分離液を用いた場合、及び用いない場合の、ＳＭＤ１（４５度）及びＳＭＤ２（６０度）容器内における細菌の検出
１０１〜１０２ｃｆｕを含む大腸菌懸濁液を１ｍＬのＣＯＬＩＬＥＲＴ（商標）培地内で調製し、ＳＭＤ１及びＳＭＤ２容器内に分注し、容器を、１．５ｍＬ微量遠心管（Ｐｌａｓｔｉｂｒａｎｄマイクロチューブ）から切り取ったキャップを用いてしっかりと閉鎖した。対照サンプルも同様に調製されたが、１０マイクロリットルのバターフィールド緩衝液を受け入れた。その後、容器を、スウィングアウトロータ（１１５４）を備えるＨｅｔｔｉｃｈ Ｍｉｋｒｏ ２２微量遠心分離機（Ａｎｄｒｅａｓ Ｈｅｔｔｉｃｈ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ）、又は固定角ロータ（ロータＦ−４５−３０−１１）を備えるＥｐｐｅｎｄｏｒｆ ５４１７Ｒ遠心分離機（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ）のいずれかの内部に配置した。容器を１３０００ＲＰＭ（１９，０００×ｇ）で１０分間遠心分離した。遠心分離後に、３つの容器の１つのセットを取り外し、ゆっくりと反転させ、培地を微細空洞から排出して容器内へ戻し、容器を反転姿勢で３７℃でインキュベートした。分離液ごとに３つの容器の他のセットに、２５０マイクロリットルの分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加し、容器を直立姿勢で３７℃でインキュベートした。分離液は、水性サンプル媒質（水）よりも重い（即ち、密度が高い）ため、容器の下部へ移動し、微細空洞内の液体（即ち、濃縮物）をバルク液（即ち、上澄み）から分離した。これは本質的に、容器を反転させてバルク液を微細空洞から分離することと同じ目的を果たし、それに対する有効な代替手段の役割を果たした。
反転させた容器の微細空洞を、イメージャシステム１（立体顕微鏡）を用いて撮像し、分離液を用いた容器の微細空洞を、イメージャシステム２（倒立蛍光顕微鏡）を用いて１時間おきに撮像した。
同じ最初の大腸菌懸濁液を、参考例において説明したように、９６ウェルマイクロタイタプレート内のＣＯＬＩＬＥＲＴ（商標）培地内で試験した。
ＳＭＤ１容器（有効角度＝４５度）は、ＳＭＤ２容器（有効角度＝６０度）と異なり、容器の反転時に微細空洞の上部開口部の上方に余分な液体を含み、そのため、保持された体積は微細空洞の体積よりも大きかった。ＳＭＤ２内の液体の上面は、微細空洞の上部開口部と同じレベルにあることが観察され、そのため、保持された体積は微細空洞の体積と実質的に等しかった。上部開口部の上方の余分な液体の量を測定するために、容器を空にし、縁の周りの液体を拭き取り、１０マイクロリットルピペット（カタログ番号ＰＲ−１０，Ｒａｉｎｉｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＬＬＣ）を用いて余分な液体の量を測定した。平均して、ＳＭＤ１容器の場合、保持された体積は、（微細空洞の５７ｎＬの体積と比べて（表１４））約２．３マイクロリットルであった。ＳＭＤ２容器では、微細空洞の上方の液体をピペットで取ることができなかった。分離液は、容器の有効角度に関係なく、容器の下部へ移動し、微細空洞の上部開口部の上を覆ったため、分離液を用いることによって、微細空洞の上部開口部の上方の余分な液体の問題は回避された。
表１５に示すように、蛍光の発現は、反転させたＳＭＤ２容器内ではおよそ３時間において観察され、反転させたＳＭＤ１容器内では５時間において観察され、マイクロタイタプレート内では１５時間において観察された。しかし、分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を含む両方の容器ＳＭＤ１及びＳＭＤ２内では、蛍光の発現はおよそ３時間において観察された。対照サンプル内では、３時間又はその後の時間（最大２４時間のインキュベーション）において背景に対する蛍光の増大は見られなかった。固定角ロータ又はスウィングアウトロータのいずれを用いても、分離液を用いた場合、及び用いない場合のＳＭＤ１又はＳＭＤ２容器内における蛍光の発現に影響はなかった。
Figure 2017503639
＊０は、液体を測定することができなかったことを指示する
ａ分離液によって覆われていたため、微細空洞の上部開口部の上方に水相を見ることができず、保持された余分な液体は０であると見なした。
Figure 2017503639
＊「有り」は、蛍光が観察されたことを意味する。「無し」は、蛍光が観察されなかったことを意味する。
実施例７−分離液を用いた場合、及び用いない場合のＳＭＤ３（４５度）及びＳＭＤ４（６０度）容器内における細菌の検出
１０ｃｆｕを含む大腸菌懸濁液を１ｍＬのＣＯＬＩＬＥＲＴ（商標）培地内で調製し、６ｍＬのＣＯＬＩＬＥＲＴ（商標）培地を含むＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器内に分注した。フィルタホルダを、ＳＭＤ３及びＳＭＤ４容器のためのキャップを形成するべく、実施例１ｂにおいて上述したように変更した。容器をスウィングバケット遠心機ロータ内に配置し、多目的遠心分離機５８１０Ｒ内において、４０００ＲＰＭ（３２２０×ｇ）で１５分間遠心分離した。遠心分離後に、３つの容器の１つのセットを取り外し、ゆっくりと反転させ、培地を微細空洞から排出して容器内へ戻し、容器を反転姿勢で３７℃でインキュベートした。分離液ごとに３つの容器の他のセットに、２ｍＬの分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加し、容器を直立姿勢で３７℃でインキュベートした。分離液は、水性サンプル媒質（水）よりも重い（密度が高い）ため、容器の下部へ移動し、微細空洞内の液体（即ち、濃縮物）をバルク液（即ち、上澄み）から分離した。これは本質的に、容器を反転させてバルク液を微細空洞から分離することと同じ目的を果たし、それに対する有効な代替手段の役割を果たした。
反転させた容器の微細空洞を、イメージャシステム１（立体顕微鏡）を用いて撮像し、分離液を用いた容器の微細空洞を、イメージャシステム２（倒立蛍光顕微鏡）を用いて１時間おきに撮像した。分離液を用いた容器はまた、時として、図４の１５０Ｅに示されるように、イメージャシステム１を用いて反転姿勢で観察した。同じ最初の大腸菌懸濁液を、参考例において説明したように、９６ウェルマイクロタイタプレート内のＣＯＬＩＬＥＲＴ（商標）培地内で試験した。ＳＭＤ３容器（有効角度＝４５度）は、ＳＭＤ４容器（有効角度＝６０度）と異なり、容器の反転時に微細空洞の上部開口部の上方に余分な液体を示した。この挙動は、用いた体積（１又は１０ｍＬ）に関係なく同様であった。微細空洞の上部開口部の上方の余分な液体の量を測定するために、容器を空にし、縁の周りの液体を拭き取り、１０マイクロリットルピペット（カタログ番号ＰＲ−１０，Ｒａｉｎｉｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＬＬＣ）を用いて余分な液体の量を測定したところ、平均して、それは、ＳＭＤ３容器の場合、（微細空洞の５７ｎＬ体積と比べて（表１６））約４．４マイクロリットルであった。ＳＭＤ４容器では、液体をピペットで取ることができなかった。分離液は、容器の有効角度に関係なく、容器の下部へ移動し、微細空洞の上部開口部の上を覆ったため、分離液を用いることによって、微細空洞の上部開口部の上方の余分な液体の問題は回避された。
表１７に示すように、蛍光の発現は、反転させたＳＭＤ４容器内ではおよそ３時間において観察され、反転させたＳＭＤ３容器内では７時間において観察され、マイクロタイタプレート内では１５時間において観察された。しかし、分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を含む両方の容器ＳＭＤ３及びＳＭＤ４内では、蛍光の発現はおよそ３時間において観察された。微細空洞内における蛍光は、分離液を用いた容器内において容器の反転時に観察することもできた。対照サンプル内では、３時間以降（最大２４時間のインキュベーション）において背景に対する蛍光の増大は見られなかった。
Figure 2017503639
＊０は、液体を測定することができなかったことを指示する
ａ分離液によって覆われていたため、微細空洞の上部開口部の上方に水相を見ることができず、保持された余分な液体は０であると見なした。
Figure 2017503639
＊「有り」は、蛍光が観察されたことを意味する。「無し」は、蛍光が観察されなかったことを意味する。
実施例８−分離液を用いた場合、及び用いない場合の微細空洞表面を有する容器内における細菌の検出
１０ｃｆｕを含む大腸菌懸濁液をＣＯＬＩＬＥＲＴ（商標）培地内で調製し、ＭＳ１（１０ｍＬ）及びＭＳ２（１００ｍＬ）容器内に分注した。フィルタホルダを、ＭＳ１容器のためのキャップを形成するべく、実施例１ｂにおいて上述したように変更した。ＭＳ２容器（１００ｍＬ）を、３Ｍ（商標）引き上げぶた式希釈瓶（３Ｍ Ｃｏ．）から切り取ったポリプロピレンキャップで閉鎖した。厳重なシールを提供するために、シリコーンガスケットをキャップとともに用いた。容器を多目的遠心分離機５８０４内において、５０００ＲＰＭ（４４００×ｇ）で１５分間遠心分離した。遠心分離後に、３つの容器の１つのセットを取り外し、ゆっくりと反転させ、培地を微細空洞から排出して容器内へ戻し、容器を反転姿勢で３７℃でインキュベートした。分離液ごとに３つの容器の他のセットに、ＭＳ１容器のためには４ｍＬ及びＭＳ２容器のためには８ｍＬの分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加し、容器を直立姿勢で３７℃でインキュベートした。分離液は、水性サンプル媒質（水）よりも重い（即ち、密度が高い）ため、容器の下部へ移動し、微細空洞内の液体（即ち、濃縮物）をバルク液（即ち、上澄み）から分離した。これは本質的に、容器を反転させてバルク液を微細空洞から分離することと同じ目的を果たし、それに対する有効な代替手段の役割を果たした。
反転させた容器の微細空洞を、イメージャシステム１（立体顕微鏡）を用いて撮像し、分離液を用いた容器の微細空洞を、イメージャシステム２（倒立蛍光顕微鏡）を用いて１時間おきに撮像した。分離液を用いた容器はまた、時として、イメージャシステム１を用いて反転姿勢で観察した。
同じ最初の大腸菌懸濁液を、参考例において説明したように、９６ウェルマイクロタイタプレート内のＣＯＬＩＬＥＲＴ（商標）培地内で試験した。
表１８に示すように、蛍光の発現は、反転させた容器、並びに分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７若しくはＨＦＥ−７２００を用いた容器の双方の内部で、およそ５時間において観察された。微細空洞内における蛍光は、分離液を用いた容器内において容器の反転時に観察することもできた。対照サンプル内では、５時間又はその後の時間（最大２４時間のインキュベーション）において背景に対する蛍光の増大は見られなかった。
Figure 2017503639
＊「有り」は、蛍光が観察されたことを意味する。「無し」は、蛍光が観察されなかったことを意味する。
実施例９−分離液を用いた場合、及び用いない場合の様々な角度のサンプル検出容器内における液体の挙動
３０、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５及び８０（図２８Ａ〜図２８Ｊ）度の角度を有する小型容器（１．５ｍＬ）をラピッドプロトタイピングによって作製した。容器は、ＣＡＤ図面から、ＵＶ硬化性エポキシ組成物（Ａｃｃｕｒａ（登録商標）６０プラスチック）を用い、ステロリソグラフィ機械（Ｖｉｐｅｒ ＳＩ２ ＳＬＡ（登録商標）システム）においてメーカの取扱説明書に従って作製した。エポキシ組成物及び機械は、３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｒｏｃｋ Ｈｉｌｌ ＳＣ、製であった。微細空洞はラピッドプロトタイピングによって作製することができなかったため、微細空洞が存在するべきと想定される区域は、先が尖った形状の円錐となるように設計した。角度がより大きくなるに従い、円錐はより扁平になり、それでもなお先が細くなるが、先はそれほど尖らなくなる。
ａ）着色料を用いた可視化：青色食品着色料溶液（ＭｃＣｏｒｍｉｋ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃ．）を１００ｍＬの蒸留水内において１：１００で希釈した。１ｍＬの溶液を様々な角度の容器内に分注し、容器を、１．５ｍＬ微量遠心管（Ｐｌａｓｔｉｂｒａｎｄマイクロチューブ）から切り取ったキャップを用いてしっかりと閉鎖した。有効角度ごとに３つの容器の１つのセットをゆっくりと反転させ、逆さまの姿勢で卓上に配置した。容器（分離液無し）の先端における液体の存在を、白色光の下で、視覚的に、及びイメージャ１（立体顕微鏡）を用いて観察した。３０、４０、及び４５度の有効角度を有する容器内では余分な液体の存在が認められたが、５０、５５、６０、６５、７０、７５及び８０度の有効角度を有する容器内では認められなかった。
１ｍＬの食品着色料溶液を有する、有効角度ごとに３つの容器の別のセットに対して、２５０マイクロリットルの分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加した。分離液を用いた容器を、白色光の下で、視覚的に、及びイメージャ２（倒立顕微鏡）を用いて観察した。分離液は、容器の有効角度に関係なく、容器の下部へ移動し（より高密度）、バルク液を容器の先端から分離した。
ｂ）蛍光を利用した可視化：：１０ｍｇのフルオレセインを１００ｍＬの蒸留水内に溶解させることによって、フルオレセインナトリウム塩溶液（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）を調製した。１ｍＬの溶液を様々な角度の容器（有効角度ごとに３つの容器）内に分注し、容器を、１．５ｍＬ微量遠心管（Ｐｌａｓｔｉｂｒａｎｄマイクロチューブ）から切り取ったキャップを用いてしっかりと閉鎖した。容器をゆっくりと反転させ、逆さまの姿勢で卓上に配置した。容器（分離液無し）の先端における液体の存在を、視覚的に、及び蛍光イメージャ１（立体顕微鏡）を用いて観察した。先と同様に、３０、４０、及び４５度の有効角度を有する容器内では余分な液体の存在が認められたが、５０、５５、６０、６５、７０、７５及び８０度の有効角度を有する容器内では認められなかった。
１ｍＬのフルオレセイン溶液を有する、有効角度ごとに３つの容器の別のセットに対して、２５０マイクロリットルの分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加した。分離液を用いた容器の先端における液体の存在を、視覚的に、及びイメージャ２（倒立顕微鏡）を用いて観察した。分離液は、容器の有効角度に関係なく、容器の下部へ移動し（より高密度）、バルク液を容器の先端から分離した。
ｃ）余分な液体の測定
１）１ｍＬの蒸留水を様々な角度の容器内に分注し、容器をゆっくりと反転させ、水を空にした。その後、容器をＫｉｍｔｅｃｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｋｉｍｗｉｐｅｓ（商標）（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ，Ｒｏｓｗｅｌｌ，ＧＡ）上に逆さまに配置し、容器の縁上の任意の液体を除去した。容器を反転姿勢で保持し、容器の先端に存在する余分な液体の量を、２０マイクロリットル（ＰＲ−２０）又は１０マイクロリットル（ＰＲ−１０）又は２マイクロリットル（ＰＲ−２）ピペット（Ｒａｉｎｉｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＬＬＣ）を用いて測定した。測定は有効角度ごとに５つの異なる容器について行い、各測定は少なくとも５回繰り返した。表１９に、平均結果を報告する。液体は、５０度以上の有効角度を有する容器内では測定することができず、表１９では０として表している。
１ｍＬの蒸留水を有する、有効角度ごとに３つの容器の別のセットに対して、２５０マイクロリットルの分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加した。分離液を用いた容器の先端における液体の存在を視覚的に観察し、先端の上方における水相の分離を探し、分離を観察することができた場合には、保持された余分な液体は０であると見なした（表１９）。
２）比較のＶｏｌｕＰａｃ管（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｏｈｅｍｉａ，ＮＹ）の５マイクロリットル毛管の上方における容器壁の測定角度は約４０度であった。角度は分度器を用いて測定した。１ｍＬの蒸留水を５つのＶｏｌｕＰａｃ管内に分注し、管をゆっくりと反転させ、水を空にした。その後、管をＫｉｍｔｅｃｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｋｉｍｗｉｐｅｓ（商標）（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ）上に逆さまに配置し、管の縁上の任意の液体を除去した。管を反転姿勢で保持し、管の先端に存在する余分な液体の量を、上述したように測定した。ＶｏｌｕＰａｃ管内の毛管先端の上方に存在する余分な液体の平均量は１２マイクロリットルであった（表１９）。
容器ＳＭＤ１、ＳＭＤ２、ＳＭＤ３及びＳＭＤ４でも余分な液体を同様に測定し、表１９に結果を示している。１ｍＬの蒸留水を有する３つの容器の別のセットに対して、２５０マイクロリットルの分離液ＦＣ−４３、ＦＣ−７７又はＨＦＥ−７２００を添加した。分離液を用いた容器の先端における液体の存在を視覚的に観察し、先端の上方における水相の分離を探し、分離を観察することができた場合には、保持された余分な液体は０であると見なした（表１９）。
毛管／微細空洞の体積に対する総保持液体体積（余分な液体・プラス・毛管／微細空洞の体積）の比も算出した（表２０）。
Figure 2017503639
＊０は、液体を測定することができなかったことを指示する
ａ分離液によって覆われていたため、容器の先端の上方に水相を見ることができず、保持された余分な液体は０であると見なした。
Figure 2017503639
＊０は、液体を測定することができなかったことを指示する
ａ分離液によって覆われていたため、容器の先端の上方に水相を見ることができず、保持された余分な液体は０であると見なした。
実施例１０−成形ディスクの接触角測定
ＰＭＭＡ（ＷＦ１００ポリ（メチルメタクリレート）、三菱レイヨン株式会社、東京、日本）、ＣＯＣ−Ｘ−１０（透明環状オレフィン共重合体、ＴＯＰＡＳ（商標）８００７Ｘ１０，Ｔｏｐａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｇｍｂｈ，Ｆｌｏｒｅｎｃｅ ＫＹ）、ＣＯＣ−Ｓ−０４（透明環状オレフィン共重合体、高水分バリア；ＴＯＰＡＳ（商標）８００７Ｓ−０４、Ｔｏｐａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｇｍｂｈ）、ＰＣ（レキサンポリカーボネート；ＨＰＳ１Ｒ；ＳＡＢＩＣ Ａｍｅｒｉｃａｓ Ｃｏｒｐ．，Ｈｏｕｓｔｏｎ ＴＸ）、ＣＯＰ（透明シクロオレフィンポリマー；Ｚｅｏｎｏｒ（商標）１４３０Ｒ，Ｚｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌ．Ｐ．，Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ ＫＹ）の成形ディスクを、国際公開第２０１３／００３３０８号の調製例「微細構造の調製、３−射出成形蓋」に記載されているとおりに作製した。成形したポリマーの平坦な側面の静的接触角及び動的接触角を、ＶＣＡ ２５００ ＸＥビデオ接触角システム上で、静滴法を用いて判定した。ＶＣＡ−２５００ＸＥ画像分析ソフトウェアを使用してデータは分析された。器具及びソフトウェアは、ＡＳＴ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ ＭＡから得られた。
静的接触角に関しては、１マイクロリットルの水の液滴を室温で表面に送出した。液滴が表面上に形成され、シリンジの先端部が後退した直後に、右及び左接触角が測定された。
動的接触角に関しては、１マイクロリットルの液滴を表面に送出し、中速度に設定したシリンジを用いて液滴に水を追加するか、又は抜き出した。動的接触角の前進及び後退を判定するために、いつ液滴が最も対称的に拡大又は縮小するかを示す、ビデオ画像のフレームが得られた。前進接触角と後退接触角との間の差として、ヒステリシスが計算された。表２１に結果を示す。
Figure 2017503639
実施例１１−成形容器の接触角測定
成形容器ＳＭＤ３及びＳＭＤ４の静的接触角を、実施例１０において説明したように、静滴法を用いて判定した。成形容器を切断し、円錐角に近い平坦な表面を試験した。加えて、容器の外側の表面も試験した。４つのサンプルを試験し、表２２に平均結果を報告している。
Figure 2017503639
実施例１２−粗さ測定
成形容器ＳＭＤ３及びＳＭＤ４を微細空洞の上方で切断し、各サンプルの表面トポグラフィを、３つのロケーション内−（１）微細空洞の近傍、（２）円錐形表面の中心（即ち、微細空洞と縁との間）、及び（３）及び円錐の縁の近傍−において測定した。測定は、Ｗｙｋｏ ＮＴ９８００干渉計（Ｂｒｕｋｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ）によって、１０倍対物レンズ及び１．０倍視野レンズを用いて実行した。隣接フレームをつなぎ合わせ、視野をデジタル的に増大させ、より大きな連続した測定領域を生み出した。計器は、最大分解能、１倍走査速度、単一走査モード、及び２％に設定された変調閾値を用いたＶＳＩモードで使用した。データを処理して傾斜及び円筒曲率を除去し、目的の区域ごとに粗さの算出を実行した。粗さパラメータ、Ｒａ及びＲｑの算出には、Ｖｉｓｉｏｎ（登録商標）分析ソフトウェアを用いた。表２３に、算出した粗さの値を２つのサンプルについて列挙している。ＳＭＤ４についての粗さの値はＳＭＤ３についてのものよりも低い。ＳＭＤ４及びＳＭＤ３のための材料構成は同じであったため、粗さの差異は成形アーティファクトによるものであった可能性が高い。
Figure 2017503639
Ｒａ：表面輪郭の高さの絶対値の算術平均
Ｒｑ：測定値の二乗を取る関数。表面のＲＭＳ粗さは粗さ平均と類似している。唯一の相違は表面粗さ輪郭の平均二乗絶対値である。
実施例１３−濾過装置の調製
フィルタホルダ（図１０〜図１４のフィルタホルダ３３２参照）を含むフィルタ部（図１０及び図１１のフィルタ部３０８参照）、及びフィルタ接続アセンブリ（図１０、図１１及び図１４のフィルタ接続アセンブリ３２０参照）、（図１０及び図１２に示されるとおりの）複数の（即ち、４つの均等に円周方向に離間配置された）協調するツイストロック式のねじ山及び突起によって、互いに連結されるように構成される。フィルタをフィルタホルダ内に位置付け、ガスケットがフィルタとフィルタ接続アセンブリのコネクタとの間のシールを提供した。コネクタは、フィルタプラグを備える通気ポートを有した。フィルタプラグは、ＰＯＲＥＸ（登録商標）疎水性ポリエチレンシートＰＯＲ−４９０２（Ｐｏｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｆａｉｒｂｕｒｎ，ＧＡ）で形成し、通気ポートにフィットするように切り取った。ガスケット（図１０のガスケット３２４参照）を、コネクタの上部ネック部分（例えば、図１０のコネクタ３２０の第１の端部３２１参照）を受容する寸法、即ち、摩擦フィットの形で上部部分の上を摺動させられることによって受容する寸法に作り、サンプル瓶のネック部に連結されるように構成されるフィルタ接続アセンブリを形成した（即ち、ガスケットを、サンプル瓶（又は貯蔵部−例えば、図１０、図１１及び図１４の貯蔵部３０６参照）の開口部内に受容されるように構成した。この実施例のためのサンプル瓶（又は貯蔵部）は、１リットルポリプロピレンサンプル瓶（Ｎａｌｇｅｎｅ ２０８７ Ｎａｒｒｏｗ−Ｍｏｕｔｈ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｂｏｔｔｌｅ−カタログ番号２０８７−００３２；Ｎａｌｇｅｎｅ Ｎｕｎｃ，Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ ＮＹ）であった。サンプル瓶（貯蔵部）及びフィルタ部の組み合わせにより、本開示に係るサンプル検出システムの「第１の容器」（図１０、図１１及び図１４の第１の容器３０３参照）を形成した。
３０ｍｍ不織布支持体（Ｕｎｉｂｌｅｎｄ １３５、湿式ポリエステル／セルロースブレンド濾材、Ｍｉｄｗｅｓｔ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ＬＬＣ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨ）を、穴あけ器を用いて材料のシートから打ち抜き、フィルタホルダ内に挿入し、その後に、フィルタ（フィルタＡ、フィルタＢ、又はフィルタＣ）を挿入した。フィルタ接続アセンブリをフィルタ部とサンプル瓶との間に接続し、その後、フィルタホルダの他方の端部を真空アセンブリ（即ち、吸引源）に接続し、細菌の少なくとも一部分をフィルタ上に捕捉するべく濾過した。真空アセンブリは、真空フラスコ、又は複数のユニットを接続することができる真空マニホールドに接続した。真空濾過の後、次に、フィルタ接続アセンブリをサンプル瓶から取り外し、ポリエチレンキャップ（Ｕ．Ｓ．Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｒｐ、図１２のキャップ３１７参照）を用いてフィルタホルダの底部を閉鎖した。フィルタホルダをフィルタ接続アセンブリから切り離し、フィルタホルダをサンプル検出容器ＳＭＤ３若しくはＳＭＤ４又はＭＳ１に連結し、サンプル検出システムの第２の容器を形成した（このような第２の容器の一実施例−ＳＭＤ４を用いるもの−を、例として、図１２〜図１４における第２の容器３０５として示している）。ガスケットを、処理中の漏れを防止するのを助けるために用いてもよく、図１２に示すように利用してもよい。
実施例１４−濾過装置を用いた細菌の回収
大腸菌の細菌懸濁液を調製して段階希釈し、希釈液が１００ｃｆｕ／ｍＬを含むようにした。３つの１０００ｍＬサンプル瓶（Ｎａｌｇｅｎｅ）は、１０００ｍＬの減菌水を充填され、１ｍＬの懸濁液が各瓶に添加された。フィルタごとに３つの１０００ｍＬサンプルを調製した。実施例１３の手順に従って構築したフィルタ接続アセンブリにフィルタＡ、フィルタＢ、又はフィルタＣを組み付け、ガスケットを介して、充填したサンプル瓶に接続した。フィルタホルダの底部を、真空アセンブリに取り付けた真空フラスコの上に配置し、サンプルを約５０８ｍｍ水銀の真空圧でフィルタに通して濾過した。濾過後に、フィルタホルダを真空装置から切り離し、フィルタ接続アセンブリをフィルタホルダから切り離し、フィルタ膜の各々をフィルタホルダから無菌的に取り外し、水和した３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）大腸菌／大腸菌群カウントプレート（３Ｍ Ｃｏ．）上に配置し、メーカの取扱説明書に従って調製し、３７℃で一晩インキュベートした。プレートは、３Ｍ（登録商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（登録商標）Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（３Ｍ Ｃｏ．）を使用して読み取られ、及び／又はコロニー形成ユニット（ｃｆｕ）を測定するために手作業で計測された。表２４に示される平均結果は、細菌の少なくとも８７％が回収されたことを指示する。
Figure 2017503639
実施例１５−濾過された水サンプルからの細菌の回収、及びその後の溶出
大腸菌を含む３つの１０００ｍＬ水サンプルをフィルタごとに調製し、フィルタＡ〜Ｃの各々を用いて実施例１４の手順に従って濾過した。濾過後に、フィルタホルダを真空装置から切り離し、フィルタホルダの底部をキャップし、フィルタ接続アセンブリをフィルタホルダから切り離した。濾過物を含むフィルタホルダを、５ｍＬのバターフィールドリン酸緩衝液（３Ｍ Ｃｏ．）を含むＳＭＤ４又はＭＳ１サンプル検出容器に連結した。その結果得られた「第２の容器」を、フィルタ部を下にして室温で２分間ボルテックスし（固定速度ボルテックスミキサ、ＶＷＲ Ｉｎｔｌ．ＬＬＣ；Ｂａｔａｖｉａ ＩＬ）、細菌をフィルタから溶出させた。ボルテックスしたサンプルを、メーカの取扱説明書に従って、３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）大腸菌／大腸菌群カウントプレート（３Ｍ Ｃｏ．）上に播種し、３７℃で一晩インキュベートした。プレートを、３Ｍ（商標）ＰＥＴＲＩＦＩＬＭ（商標）プレートリーダ（３Ｍ Ｃｏ．）を用いて読み取り、コロニー形成単位（ｃｆｕ）を判定した。表２５に、フィルタごとの平均結果を示す。フィルタＡが大腸菌の最も高い回収率を示した（約７２〜７３％、表２５）。
Figure 2017503639
＊投入量：１３０ｃｆｕ
実施例１６−単一微細空洞サンプル検出容器ＳＭＤ３及びＳＭＤ４内における成長後の濾水サンプルからの細菌の検出
１０ｃｆｕの大腸菌を各々含む６つの１０００ｍＬ水サンプルを容器ごとに調製し、フィルタＡを用いて実施例１４の手順に従って濾過した。濾過後に、フィルタホルダを真空装置から切り離し、フィルタホルダの底部をキャップし、フィルタ接続アセンブリをフィルタホルダから切り離した。濾過物を含むフィルタホルダを、７ｍＬの調製したＣＯＬＩＬＥＲＴ（商標）培地を含むサンプル検出容器ＳＭＤ３又はＳＭＤ４に連結した。本実施例では、フィルタホルダとサンプル検出容器ＳＭＤ３又はＳＭＤ４の組み合わせが「第２の容器」として機能した。
対照サンプルも同様に調製されたが、１０００ｍＬの水に対して１ｍＬのバターフィールド緩衝液を受け入れた。
第２の容器を、フィルタ部を下にして室温で２分間ボルテックスし（固定速度ボルテックスミキサ、ＶＷＲ）、その後、実施例１ｂにおける手順に従って、多目的遠心分離機内において、４０００ＲＰＭ（３２２０×ｇ）で２０分間遠心分離した（即ち、微細空洞へ向けて遠心分離した）。遠心分離後に、３つのサンプル検出容器ＳＭＤ３又はＳＭＤ４の１つのセットを遠心分離機から取り外し、ゆっくりと反転させ、培地を微細空洞から排出して容器内へ戻し、反転姿勢で３７℃でインキュベートした。３つのサンプル検出容器の他のセットに対して、２ｍＬの分離液ＦＣ７７を添加し、容器を直立姿勢で３７℃でインキュベートした。上述したように、分離液は容器の下部へ移動し、本質的に、容器を反転させてバルク液を微細空洞から分離することと同じ目的を果たした。
反転させた容器の微細空洞を、イメージャシステム１（立体顕微鏡）を用いて撮像し、分離液を用いた容器の微細空洞を、イメージャシステム２（倒立蛍光顕微鏡）を用いて１時間おきに撮像した。
ＳＭＤ３容器（有効角度＝４５度）は、ＳＭＤ４容器（有効角度＝６０度）と異なり、容器の反転時に微細空洞の上部開口部の上方に余分な液体を示した。分離液は、容器の有効角度に関係なく、容器の下部へ移動し、微細空洞の上部開口部の上を覆い、微細空洞内のサンプルの濃縮物をバルク上澄みから分離したため、分離液の使用によって、微細空洞の上部開口部の上方の余分な液体の問題は回避された。
表２６に示すように、蛍光の発現は、反転させたＳＭＤ４容器内ではおよそ３時間において観察され、反転させたＳＭＤ３容器内では７時間において観察された。しかし、分離液ＦＣ７７を含む両方のサンプル検出容器ＳＭＤ３及びＳＭＤ４内では、蛍光の発現はおよそ３時間において観察された。対照サンプル内では、３時間以降（最大２４時間のインキュベーション）において背景に対する蛍光の増大は見られなかった。
実施例１７−微細空洞表面容器ＭＳ１内における成長後の濾水サンプルからの細菌の検出
１０ｃｆｕの大腸菌を各々含む６つの１０００ｍＬ水サンプルを調製し、フィルタＡを用いて実施例１４の手順に従って濾過した。濾過後に、フィルタハウジングを真空装置から切り離し、フィルタホルダの底部をキャップし、フィルタ接続アセンブリをフィルタホルダから切り離した。濾過物を含むフィルタホルダを、１０ｍＬの調製したＣＯＬＩＬＥＲＴ（商標）培地を含むＭＳ１サンプル検出容器に連結した。本実施例では、フィルタホルダとサンプル検出容器ＭＳ１の組み合わせが「第２の容器」として機能した。
対照サンプルも同様に調製されたが、１０００ｍＬの水に対して１ｍＬのバターフィールド緩衝液を受け入れた。
第２の容器を、フィルタ部を下にして室温で２分間ボルテックスし（固定速度ボルテックスミキサ、ＶＷＲ）、その後、実施例１ｃにおける手順に従って、多目的遠心分離機内において、４０００ＲＰＭ（３２２０×ｇ）で２０分間遠心分離した（即ち、微細空洞へ向けて遠心分離した）。遠心分離後に、３つのＭＳ１検出容器の１つのセットを取り外し、ゆっくりと反転させ、培地を微細空洞から排出して容器内へ戻し、反転姿勢で３７℃でインキュベートした。３つのＭＳ１検出容器の他のセットに対して、４ｍＬの分離液ＦＣ７７を添加し、直立姿勢で３７℃でインキュベートした。上述したように、分離液は容器の下部へ移動し、本質的に、容器を反転させてバルク液を微細空洞から分離することと同じ目的を果たした。
反転させた容器の微細空洞を、イメージャシステム１（立体顕微鏡）を用いて撮像し、分離液を用いた容器の微細空洞を、イメージャシステム２（倒立蛍光顕微鏡）を用いて１時間おきに撮像した。
表２６に示すように、蛍光の発現は、反転させた容器、並びに分離液ＦＣ−７７を含む容器の双方の内部で、およそ５時間において観察された。分離液は容器の下部へ移動し、微細空洞の上部開口部の上を覆い、微細空洞内のサンプルの濃縮物をバルク上澄みから分離したため、分離液の使用によって、遠心分離後におけるサンプル検出容器の反転は回避された。対照サンプル内では、５時間以降（最大２４時間のインキュベーション）において背景に対する蛍光の増大は見られなかった。
Figure 2017503639
本開示の様々な特徴及び態様が以下の特許請求の範囲において記載される。

Claims (22)

  1. サンプルを含み、存在する場合には、目的の検体の検出のために前記サンプルを濃縮するように適合されるサンプル検出容器であって、
    前記容器は、サンプルを受容するように構成される開放端部と、微細空洞を含む閉鎖端部と、分離液と、を含み、
    前記微細空洞は上部開口部及び底部を含み、目的のサンプルを保持するための毛細管力を提供するように構成され、前記微細空洞は、前記サンプルの遠心分離の結果生じたサンプル濃縮物を含み、前記濃縮物は、沈降物、及び上澄みの少なくとも一部分を含み、
    前記分離液は、前記容器内において、前記微細空洞と前記微細空洞の外側に配置された前記上澄みの間に配置され、
    前記分離液は、前記サンプルの前記上澄みの密度よりも高い密度、及び少なくとも０．０５Ｎ／ｍの前記上澄みとの界面張力を有し、
    前記分離液は非毒性かつ不活性である、サンプル検出容器。
  2. 存在する場合には、サンプル内の目的の検体を検出するための方法であって、前記方法は、
    サンプル検出容器を準備することであって、前記サンプル検出容器が、サンプルを受容するように構成される開放端部、及び微細空洞を含む閉鎖端部を含み、前記微細空洞は、上部開口部及び底部を含み、目的のサンプルを保持するための毛管力を提供するように構成される、ことと、
    前記サンプル検出容器内にサンプルを配置することと、
    前記サンプル検出容器を前記微細空洞へ向けて遠心分離し、前記サンプルの沈降物及び上澄みを形成することと、
    前記サンプル検出容器を遠心分離した後に、前記サンプルの濃縮物が前記微細空洞内に保持されるように、前記微細空洞の外側に配置された前記上澄みを前記微細空洞から押しのけるために、前記サンプル検出容器に分離液を添加することであって、前記濃縮物が前記沈降物を含み、前記分離液が、前記微細空洞と前記微細空洞の外側に配置された前記上澄みの間に移動する、ことと、を含み、
    前記分離液は、前記サンプルの前記上澄みの密度よりも高い密度、及び少なくとも０．０５Ｎ／ｍの前記上澄みとの界面張力を有し、
    前記分離液は非毒性かつ不活性である、方法。
  3. 前記分離液が少なくとも１．２ｇ／ｍｌの密度を有する、請求項１に記載のサンプル検出容器又は請求項２に記載の方法。
  4. 前記分離液が水よりも少なくとも０．２ｇ／ｍｌ高い密度を有する、請求項１若しくは３に記載のサンプル検出容器又は請求項２若しくは３に記載の方法。
  5. 前記分離液が０．０２Ｎ／ｍ以下の表面張力を有する、請求項１、３〜４のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記分離液が少なくとも０．０５５Ｎ／ｍの前記上澄みとの界面張力を有する、請求項１、３〜５のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記サンプルが水性であり、前記分離液が少なくとも０．０５Ｎ／ｍの水との界面張力を有する、請求項１、３〜６のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記サンプルが水性であり、前記分離液が少なくとも０．０５５Ｎ／ｍの水との界面張力を有する、請求項１、３〜７のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記分離液が１％未満の水への溶解度を有する、請求項１、３〜８のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記分離液が無色である、請求項１、３〜９のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記分離液がフルオロカーボン系液体を含む、請求項１、３〜１０のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記微細空洞が単一の微細空洞である、請求項１、３〜１１のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記微細空洞が複数の微細空洞のうちの１つである、請求項１、３〜１１のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記微細空洞が、１マイクロリットル以下の体積を含む、請求項１、３〜１３のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記微細空洞が切頭円錐形状又は切頭角錐形状を有する、請求項１、３〜１４のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記微細空洞が側壁を含み、前記側壁が少なくとも１０度の抜け勾配を含む、請求項１、３〜１５のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜１５のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記容器の内表面が少なくとも６５度の静的水表面接触角を有する、請求項１、３〜１６のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記容器の内表面が少なくとも２５度の動的後退水表面接触角を有する、請求項１、３〜１７のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記容器の内表面が、５００ｎｍ未満の粗さ平均（Ｒａ）値によって特徴付けられる表面粗さを有する、請求項１、３〜１８のいずれか一項に記載のサンプル検出容器又は請求項２〜１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 存在する場合には、サンプル内の目的の検体を検出するためのシステムであって、前記システムは、
    フィルタ部を含む第１の容器アセンブリであって、前記フィルタ部がフィルタを含み、前記フィルタが第１の面を有し、前記第１の面上に前記サンプルの濾過物を含む、第１の容器アセンブリと、
    請求項１〜１９のいずれか一項に記載のサンプル検出容器に連結されるフィルタ部を含む第２の容器アセンブリであって、該フィルタ部及び前記サンプル検出容器が、前記フィルタの前記第１の面が前記サンプル検出容器の前記微細空洞に面するように互いに連結されている、第２の容器アセンブリと、
    を含む、システム。
  21. 前記サンプル検出容器内にサンプルを配置することが、
    フィルタ部を含む第１の容器アセンブリを準備することであって、前記フィルタ部が、前記サンプルからの目的の検体を保持するように構成されるフィルタを含み、前記フィルタが第１の面を有し、前記第１の面上に前記サンプルの濾過物を含む、ことと、
    前記フィルタ部を前記サンプル検出容器に連結させて第２の容器アセンブリを形成することであって、前記フィルタ部及び前記サンプル検出容器は、前記フィルタの前記第１の面が前記サンプル検出容器の前記微細空洞に面するように互いに連結されている、ことと、を含む、請求項２に記載の方法。
  22. 前記サンプル検出容器内にサンプルを配置することが、
    前記サンプルが入るように適合される貯蔵部、及び前記貯蔵部に取り外し可能に連結されるように適合されるフィルタ部を含む第１の容器アセンブリを準備することであって、前記フィルタ部が、前記サンプルからの目的の検体を保持するように構成されるフィルタを含み、前記フィルタが第１の面を有する、ことと、
    貯蔵部から前記フィルタの前記第１の面への第１の方向にサンプルを移動させることによって前記サンプルを濾過し、前記フィルタの前記第１の面にサンプルの濾過物を形成する一方で前記サンプルの濾液を除去することと、
    前記第１の容器アセンブリの前記貯蔵部及び前記フィルタ部を切り離すことと、
    前記フィルタ部を前記サンプル検出容器に連結させて第２の容器アセンブリを形成することであって、前記フィルタ部及び前記サンプル検出容器が、前記フィルタの前記第１の面が前記サンプル検出容器の前記微細空洞に面するように互いに連結されている、ことと、を含む、請求項２に記載の方法。
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