JP2017514482A - 無菌試験のためのサンプル調製デバイスおよびサンプル調製方法 - Google Patents

Abstract

第一ピストン（２Ｃ）の上流に第一体積（２Ａ）を、および、下流に第二体積（２Ｂ）を分離する第一可動ピストン（２Ｃ）を含有する、第一チャンバ（２）、第二ピストン（３Ｃ）の上流に第三体積（３Ａ）を、および、下流に第四体積（３Ｂ）を分離する第二可動ピストン（３Ｃ）を含有する、第二チャンバ（３）、および、前記第一体積（２Ａ）への注入口（４；４Ａ）および前記第一体積（２Ａ）からの排出口（５）を含む、サンプル調製デバイス（１）。前記第一体積（２Ａ）は、第一連結路（６）によって前記第三体積（３Ａ）と接続され、および、第二体積（２Ｂ）は、第二連結路（７）によって第四体積（３Ｂ）と接続される。

Description

本願発明は、好ましくは無菌およびバイオバーデン試験のためのサンプル調製デバイスに関し、該サンプル調製デバイスは、例えば製造工程の管理に関連する試験の目的のために、または、医薬、バイオ技術、食料および飲料産業における最終製品試験のために、適用可能である。

無菌またはバイオバーデン試験工程は、特定の消耗品、ハードウェアおよびサンプル調製ステップを伴うサンプル調製方法を必要とし、方法は、産業の全体に渡って標準化された方法として知られている。増殖に基づく無菌試験において、サンプル調製は、微生物を保持する、較正された膜フィルタ上に導入される液体栄養培地との直接の接触によって、および、あらかじめ決められた温度で、フィルタ膜および栄養培地を備える容器をインキュベートすることによって検知される、いずれの微生物の増殖をも促進することを伴う。栄養培地の濁度変化は、微生物の存在を示す。その代わりに、微生物は、膜フィルタ上に視覚的に検知されるかもしれない。

かかる無菌およびバイオバーデン試験のためのサンプル調製の設備およびサンプル調製ステップは、以下の典型的なステップを包含する：

１．プリウェットすること
プリウェットすることは、ほとんどは抗生物質の無菌試験の場合に、分子が膜フィルタに結合するリスクを避け、または減らすために、適切なリンス用バッファ（rinsing buffer）で膜フィルタの多孔質を飽和させるために使用される。かかる工程は、例えば、European Pharmacopoeia 5.0, 2.6.1 Sterilityに記載される。

緩衝液を備える容器、すなわちボトルは、典型的に、緩衝液容器とサンプル調製デバイスとの間の流体接続中に置かれる蠕動ポンプを備えて、US 4036698 Aに記載されるものなどのサンプル調製デバイス（濾過容器）に接続される。工程は、緩衝液容器を前後にひっくり返し（flip）、特定の順番でサンプル調製デバイス上のベントクロージャ（vent closure）を抜き、および、塞ぐために、手動で蠕動ポンプを開始および停止することを要する。これらのステップは、各試験タスクのための２以上のサンプル調製デバイスの各々上で繰り返されることになる。

２．サンプル濾過
このステップは、サンプル調製デバイス中の膜フィルタの表面上に微生物を集結させるために使用される。サンプル流体を備える容器、すなわちボトルまたは注射器は、蠕動ポンプを経由してサンプル調製デバイスと接続される。ステップは、サンプル容器を前後にひっくり返し、特定の順番でサンプル調製デバイス上のクロージャを塞ぐために、手動で蠕動ポンプを開始および停止することを要する。これらのステップは、サンプル移送の完全に等しい分割、および、それぞれのサンプル調製デバイスを通した濾過とともに、２以上のサンプル調製デバイスの各々上で同時に行われることを要する。

３．リンス
このステップは、すべての微生物が膜フィルタの表面で集められることを確かめるために、すべての管、サンプル調製デバイスの内部の壁または容器をリンスするために使用される。このステップにおいて、膜フィルタの多孔質は、潜在的な汚染物質（微生物）の増殖発達を遅延させ、または、妨げるかもしれないいずれの阻害物質も除去するためにリンスされる。このステップも、蠕動ポンプを経由して、サンプル調製デバイスとリンス用流体を備える容器、すなわちボトルを接続すること、およびデバイスの体積を通して望ましい流体の流れを達成するために、流体のリンスとともに容器を前後にひっくり返し、特定の順番でサンプル調製デバイス上のそれぞれのベントを塞ぎ、および、抜くために、手動で蠕動ポンプを開始および停止することを要する。このステップも、２つまたは複数のサンプル調製デバイスの各々上で行われなければならない。

４．増殖培地の追加
このステップは、（好気性または嫌気性の）栄養物の適切な体積を膜フィルタ上のサンプル調製デバイスの各々中へもたらすために使用される。栄養培地の容器は、蠕動ポンプを経由してサンプル調製デバイスに接続される。そしてステップは、手動でサンプル調製デバイスの排出口を閉じること、蠕動ポンプを開始および停止すること、栄養培地の容器を前後にひっくり返すこと、適切な体積を測定すること、および、サンプル調製デバイス上のベントを開いたままにし、ステップの終わりにそれを閉じることを要する。このステップは、典型的に、好気性培地を備えるサンプル調製デバイスの１つで、そして、嫌気性培地を備える他の１つのサンプル調製デバイス上で、行われることになる。

５．インキュベーション
このステップにおいて、２以上のサンプル調製デバイスまたは容器は、最適な増殖発達のための特定のインキュベーション条件の下でインキュベートされる。インキュベーションは、好気性および嫌気性培地を備えるサンプル調製デバイスまたは容器のために別に行われる。

６．読み取り
流体中のフィルタ膜またはフィラメント上のコロニーの濁度変化または局部発達は、あらかじめ決められたインキュベーション期間の間、微生物増殖をレビューし、検知するために、裸眼または自動化された光学検査技術のいずれかによる、規則的な読み取りによって検知される。

７．同定
サンプルの肯定的な検知の場合、注射器などを使用してサンプル調製デバイスまたは容器から液体が抽出され、続いてさらなる分析が行われる。

上述のステップは、無菌試験のために典型的であり、複数のサンプル調製デバイスは、この工程のために発達してきた。

US 4036698 Aは、例えば、微生物の存在を決定するために、抗生物質溶液などの溶液の試験のためのサンプル調製方法および装置を開示する。この方法において使用されるサンプル調製デバイスは、透明な材料のシリンダーとして形成される容器を含む。容器の１つの端で、各々が除去可能な密閉キャップを提供される２つのポートがある。ポートの１つは、支持部材によってその外側上に、および、類似の支持部材によって内側上に機械的に支持される、疎水性微小多孔質膜フィルタを包含する。フィルタは、フィルタを通した流れから、特定のサイズより上のすべての微生物を漉し取る機能を発揮する。多孔質支持部材は、潜在的にもろいフィルタのための、一般的な均一の機械的支持を提供する一方で、流体が通過することを可能にする、一般的に螺旋のグリッドとして形成される。容器の反対の端は、その中にさらなるポートが置かれ、除去可能な密閉キャップを提供される基礎部材によって閉じられる。実質的に容器の外径である膜フィルタは、容器のシリンダー壁と基礎部材との間の接合に置かれ、それは、容器の壁に対するその外周で密閉される。フィルタは、多孔質膜である。

上記の工程中にこのサンプル調製デバイスを使用することは、溶液からあるサイズを超えた微生物を濾す微小多孔質膜フィルタを有する１つの端から、プラスチック容器を通して、試験される溶液を流すことを包含する。通った微生物は、容器の反対の端での膜フィルタ上に集結させられる。続いて、リンスおよび培養または増殖培地は、上述の順番でステップを行うために容器に接続される。

工程の一般的な不利な点は、嫌気性の雰囲気を発生させるための、培養または増殖培地および物質を備える複数の外部の容器またはバイアルが、各試験タスク中に使用されるサンプル調製デバイスまたは容器に接続され、および、切り離されなければならないこと、ならびに、取り扱いに大きな努力を要する多数の定義されたステップが、あらかじめ定義され、精密に繰り返されるルーティンにおいて実行されなければならないことである。

工程のステップを行うことの効率および正確性に関してさらに改良される、好ましくは無菌試験のためのサンプル調製デバイス、および、該デバイスを使用して無菌試験のためにサンプルを調製するための方法を提供することが、本願発明の目的である。

発明を解明するために、本願発明は、請求項１に定義されるとおりサンプル調製デバイスを、請求項１４に定義されるとおりサンプル調製セットを、および、請求項１５に定義されるとおり無菌試験のためのサンプル調製方法を提供する。サンプル調製デバイスの好ましい態様は、従属請求項中に定義される。

例えば無菌試験工程中の使用のためのサンプル調製デバイスは、第一ピストンの上流に第一体積を、および、下流に第二体積を分離する第一可動ピストンを含有する、第一チャンバ、第二ピストン／バリアの上流に第三体積を、および、下流に第四体積を分離する第二可動ピストンを含有する、第二チャンバ、第一体積への注入口および第一体積のための排出口を含む。第一体積は、第一流体連結路によって第三体積と接続され、および、第二体積は、第二連結路によって第四体積と接続される。

第一可動ピストンおよび第二可動ピストンは、それぞれのチャンバ中に動かされる前、間および後、それぞれのチャンバ中のそれぞれのピストンの上流および下流に（または、ピストンが実質的に水平方向であるデバイスが、実質的に垂直に方向付けられていることが想定される場合、ピストンの上および下に）、それぞれの体積を分離するためのバリアである。「上流に（upstream）」および「下流に（downstream）」という用語は、デバイスの方向付けとは無関係にピストンまたは体積の２つの側を定義するために使用され、および、これらの用語は、流体の流れがピストンを通して生じることを暗示しない。記載中、「ピストン／バリア（piston/barrier）」という用語は、この要素の構造的および機能的な側面を指すために使用され、それによって、構造（「ピストン（piston）」）は、機能（「可動なバリア（movable barrier）」）が達成される限り変更され得るということが理解される。

好ましくは、第一連結路および／または第二連結路（複数）は、第一ピストンおよび第二ピストンの動きによって開けられ、および、閉じられるように適合される。

発明のサンプル調製デバイスは、クローズドシステムである。他の１つの物質（すなわち、微生物）を含有するチャンバ中へ選択的に導入される第一物質（すなわち、栄養培地）、および、任意で、第二物質（すなわち、ガス発生剤）は、デバイスのそれぞれのチャンバ中に調製され得、および、ピストン／バリアを動かすことによって様々なチャンバを連結することにより、選択的に混合され得る。それに応じて、発明のサンプル調製デバイスの使用は、例えば上記の無菌試験工程中に、濾過容器への／からのかかる物質と外部の容器を接続する／切り離すためのステップの数を減らし、それによって、その数のステップの遂行を容易にし、汚染を避け、および、工程の繰り返し性を改良する。

発明は、無菌試験工程中のサンプル調製デバイスの使用に関して記載されるが、デバイスは、体積中に提供されるある物質が予測可能な、信頼できる、安全な、無菌の、および、繰り返し可能な仕方において、他の１つの体積へ選択的に移される工程のためのより一般的な意味において有用である。

好ましい態様において、第一体積は、膜が、第一体積を膜の上流の空洞および下流の空洞中へ分離するように置かれる、または、置かれ得る、膜支持を含有し、ここで、第一体積への注入口は、上流および下流の空洞の１つと連結し、および、排出口は、上流および下流の空洞の他の１つと連結する。この好ましい態様のサンプル調製デバイスは、濾過ステップ中に微生物を集めるために使用される微小多孔質膜フィルタを包含する、または、包含し得るため、無菌試験工程中の使用のために具体的に適している。そのステップに続いて、単一の工程中に、増殖または栄養培地は、追加され得、および、任意で、嫌気性の雰囲気を発生させる物質は、、デバイス中のピストンを動かすことによって膜を備えるチャンバへ追加され得る。

好ましい態様において、第一ピストンは、好ましくはデバイスの外側から適用される力によって、第一チャンバ中に能動的に動かされるように適合され、および、第二ピストンは、第一チャンバ中の第一ピストンの動きによって第二チャンバ中に誘発される圧力変化の結果として、受動的に動かされるように適合される。このデバイスは、デバイス中のピストンの１つのみの単一の手動のアクティベーションのみを必要とし、他のピストンは、そのチャンバ内で自動的に並進されることにおいて、具体的に有利である。このデバイスは、さらに、サンプル調製デバイスの取り扱い、および、試験されるサンプルまたはサンプルの濾過された成分を含有するチャンバへの、１以上の物質の追加を要する工程の実行を、容易にする。

発明のサンプル調製デバイスは、蠕動ポンプまたは注入口へ接続される圧力タンクとの直接接続を使用する、高圧濾過および流体供給、ならびに、真空マニホルドまたはデバイスの排出口へ接続される液体ポンプを使用する、真空濾過を包含する、既存のサンプル調製手順と両立する。

よって、本発明による無菌試験のためのサンプル調製方法は、少なくとも１つの、発明によるサンプル調製デバイスを提供すること、および、第一体積中に膜を包含すること、膜をプリウェットすること、膜を通してサンプルを濾過すること、膜を任意でリンスすること、第一ピストンおよび第二ピストンを動かすことによって第四体積から第二体積中へ栄養培地を移すこと、それによって、栄養培地を膜との接触中にもたらすことに、特定のインキュベーション条件においてサンプル調製デバイスをインキュベートすること、ならびに、微生物の存在のために膜を検査すること、および／または、サンプル調製デバイスから微生物を抽出することを含む。

ここで、本願発明は、添付の図面を使用する多数の好ましい態様に基いて記載されるだろう。この図面中：
図１は、機能的な原理を説明するための本願発明のサンプル調製デバイスの略図を示す； 図２は、図１中に示される原理を使用するサンプル調製デバイスの好ましい態様の横断面透視図を示す； 図３Ａおよび図３Ｂは、動作中の図２のサンプル調製デバイスの詳細を示す； 図３Ａおよび図３Ｂは、動作中の図２のサンプル調製デバイスの詳細を示す； 図４は、その動作の他の詳細に関する図２のサンプル調製デバイスを示す；

図５は、サンプル調製工程の読み取りステップ中の、ある覗き窓を備える図２のサンプル調製デバイスの改良を示す； 図６は、除去可能な蓋を備える図２のサンプル調製デバイスの改良を示す； 図７は、チャンバの改良された配置を備える、 図１中に示される原理を使用する発明のサンプル調製デバイスのさらなる態様の横断面側面図および透視図を示す； 図８は、図２中に示されるタイプの２つのサンプル調製デバイスを包含するサンプル調製セットを示す。

ここで、発明のサンプル調製デバイスおよびサンプル調製デバイスを使用する無菌試験のためのサンプル調製方法は、デバイスの図解の原理および原理の様々な具体的態様を指しながら、下に記載されるだろう。

図１は、その基本的な構造的要素を備えるサンプル調製デバイス１を示す。サンプル調製デバイス１は、第一ピストン／バリア２ｃの上に（上流に）第一体積２ａを、および、下に（下流に）第二体積２ｂを分離する第一可動ピストン／バリア２ｃを含有する、第一チャンバ２を含む。第二チャンバ３は、第二ピストン／バリア３ｃの上に（上流に）第三体積３ａを、および、下に（下流に）第四体積３ｂを分離する第二可動ピストン／バリア３ｃを含有する。第一体積２ａへの注入口（図１中に示されない）および第一体積２ａからの排出口５は、提供される。第一体積２ａは、第一流体連結路６によって第三体積３ａと接続され、および、第二体積２ｂは、第二連結路７によって第四体積３ｂと接続される。第一ピストン／バリア２ｃおよび第二ピストン／バリア３ｃは、第一連結路６および第二連結路７を閉じるように、開始位置において置かれる（図１の左側上に示される）。

それぞれのチャンバ中に開始位置から動作位置（例えば図１中の右側上に示される）中へピストンを動かすことは、第一連結路６および／または第二連結路７を選択的に開け、ならびに、第一連結路６を通して第一体積２ａと第三体積３ａとの間、および、第二連結路７を通して第二体積２ｂと第四体積３ｂとの間に、流体接続を確立する。第一ピストン２ｃがその動作する位置中へ動かされる前、注入口（示されない）および排出口５は、閉じられる。排出口５は、好ましくは、ピストン２ｃが動かされる前に閉じられる。注入口（示されない）は、手動で開けられる／閉じられるポートを通してある場合、ピストンが動かされる前に閉じられる。注入口は、第一ピストンがその開始位置からのある距離を動かされるとき、第一ピストンによって自動的に閉じられ得る。単一の、すなわち一方向開口は、望ましい工程のために十分であるが、ピストンをそれらの開始位置へ戻すことは、再び連結路を閉じ得、および、互いに体積を分離し得る。

図１中に示されるデバイスは、好ましくは、導入に記載されるとおり、無菌試験工程のために使用され得る。この場合における第二チャンバの第四体積３ｂは、増殖または栄養培地をあらかじめ充填され得、および、第二チャンバの第二体積３ａは、嫌気性発生物質をあらかじめ充填され得る。かかる嫌気性発生物質は、それ自体は、試料インキュベーションのための特定の雰囲気を作り出すために必要とされる、無機炭酸塩、活性炭、アスコルビン酸および水または他の原料を含有する試薬小袋（sachet）からなる、ガス発生小袋の形状において知られている。物質は、空気への曝露によって活性化状態になり、物質は、それぞれの体積内の酸素濃度を急速に減らす。同時に、無機炭酸塩は、二酸化炭素を生成し、および、これは、第二チャンバの第三体積の内側のそれぞれのタイプのガス発生物質の使用によって、嫌気性、微好気性またはカプノフィリック（capnophilic）のバクテリアの初代単離および培養を支持するために好適な雰囲気を生成する。図１の右側上に示されるとおり、第二ピストン／バリアが第二チャンバ内の下方向へ動くことによって第一連結路６を開くとき、空気への曝露がなされ、物質は、活性化する。

第一ピストン／バリア２ｃは、好ましくは、デバイスの外側へ伸びるピストンのロッド１３を通してデバイス１の外側から適用される力によって、第一チャンバ２中に能動的に動かされるように適合される。この動きは、原則として図１の右側上に示される。第二ピストン／バリア３ｃは、第一チャンバ２中の第一ピストン／バリア２ｃの動きによって第二チャンバ３中に誘発される圧力変化の結果として、受動的に動かされるように適合される。この受動的な動きは、第三体積が、ガス膨張特性によって拡張し得るガスを含有するということにおいて達成される。第四体積３ｂは、典型的に、非拡張可能と考え得る液体を含有する。第三体積３ａ中のガス拡張および第四体積３ｂ中の液体の存在によって、および、初期の位置中の最小化された第一体積２ｂによって、第一チャンバ２中の第一ピストン／バリア２ｃの作動は、第二チャンバ３中の第二ピストン／バリア３ｃの並進を誘発する。第一チャンバ２中の第一ピストン２ｃの並進は、第一ピストンでまたは第一ピストンの下に第二連結路７を開き、および、第四体積３ｂから第二体積２ｂへの液体移送を可能にする。第二ピストンの結果として誘発される動きは、第一体積と第三体積との間の第一連結路６を開き、ガス交換を可能にし、および、提供される場合、上記のアクティベーション原理に基づいて第三体積中に嫌気性発生物質、例えばガス発生粉または小袋を活性化させることによって嫌気性の環境を発生させる。

図２は、発明のサンプル調製デバイスの実用的な態様を示し、その原理は、図１に基いて説明され、ここで、第一チャンバ２および第二チャンバ３は、第一チャンバの周辺を囲む第二チャンバと実質的に同心円状の配置中に統合される。同じ参照番号は、サンプル調製デバイスの機能的要素を同定するために使用される。第一チャンバの第二体積は、第一ピストン２ｃによって占められるため、この図面中に示されない。図２は、開始位置におけるサンプル調製デバイスを示す。第一体積２ａは、第一ピストン２ｃの上部分上に膜支持８を含有し、その膜支持８上に、好ましくは微小多孔質膜９が、膜９の上流の空洞１０ａおよび膜９の下流の空洞１０ｂ中へ第一体積２ａを分離するために置かれる、または、置かれ得る。第一体積２ａへの注入口４（図１中で省略される）は、内部または第一チャンバの周辺の壁中に形成され、および、第一チャンバの第一体積２ａ中の上流の空洞１０ａと外側を連結する。排出口５は、第一チャンバの第一体積２ａ中の下流の空洞１０ｂと外側を連結する。この例において、排出口５は、第一ピストン２ｃのロッド１３を貫通して伸びる。

増殖または栄養培地Ｎは、第二チャンバの第四体積３ｂ中のデバイス中に提供される。（粉もしくはペレットまたは小袋の形状における）嫌気性発生物質Ｐは、第二チャンバの第三体積３ａ中のデバイス中に任意で提供される。

図３Ａ中に示されるとおり、膜の下流の空洞１０ｂは、好ましくは、第一ピストン／バリア２ｃの軸方向面中に形成される畝および／またはチャネルの配置を含む第一ピストン／バリア２ｃ上の支持構造１１によって、形成される。図３Ｂ中に示されるとおり、第一ピストン／バリア２ｃもまた、提供される場合、第二体積２ｂと第一体積２ａ、好ましくは膜９の下流の空洞１０ｂを連結する、１以上の連結開口１２を含有する。これらの連結開口１２は、第一ピストン／バリア２ｃが開始位置（図３Ａおよび３Ｂ、左側中に示される）にあるときに閉じられ、および、第一ピストン／バリア２ｃが動作する位置（図３Ｂ、右側中に示される）の方に開始位置から離れる方向に動かされるときに開けられる。これは、第一ピストン２ｃが最も低いまたは開始位置においてあるとき、これらの開口１２を閉じるために、第一チャンバ中の第二体積の下が連結開口１２中に受け入れられる補完的な合せ突起１２ａを含有することにおいて達成される。 第一チャンバ中の第一ピストンを動かすことは、連結開口１２を開くだけでなく、図３Ｂ中に示されるとおり、第一ピストンの下に形成される第一チャンバの第四体積３ｂと第二体積２ｂとの間の第二連結路７も開く。

図２および３のサンプル調製デバイスを使用することは、第一ピストンおよび第二ピストンが図３Ａ中に示されるとおり、開始位置にある間、上記の無菌試験工程中に注入口４および排出口５を通して膜支持上の膜９をリンスすることを包含する。第二ステップ中に、サンプル流体は、膜９の表面上に微生物を集結させるようにサンプルを濾過するために、注入口４および排出口５を通して第一体積２ａへ移される。その後に、第一ピストンおよび第二ピストンがまだ開始位置にある一方で、リンスするステップは、先行技術におけるような注入口４および排出口５を通して再び行われる。

続いて、増殖または栄養培地を追加するステップおよび（任意で）嫌気性の雰囲気の発生は、第一ピストンが図３Ａ中に示される開始位置から図３Ｂ、右側中に示される動作位置へ能動的に動かされるということにおいて、単一のアクション中に行われる。この動きは、第二チャンバ３中の第四体積３ｂから連結路７を通して、第一チャンバ中の第二体積２ｂへ、および、さらにピストン中の連結開口１２を通して膜９の下の空洞１０ｂへ、増殖または栄養培地を移す。動作位置において、注入口４は、好ましくは、第一ピストン／バリア２ｃによって閉じられる。第一チャンバ中の第一ピストンの動きは、第二チャンバ中の第二ピストン３ｃの動きを誘発し、および、この動きは、第一体積２ａと第三体積３ａとの間の第一連結路６を開く。膜上のインキュベーションチャンバとしての役目を果たすことになる第一体積と第三体積中の嫌気性発生物質との間に確立される連結は、試料インキュベーションのための特定の雰囲気を生成するための物質を活性化させる。第一連結路６は、特定の雰囲気が膜９上の第一体積２ａまたはインキュベーションチャンバ中へ伸びること、および、膜上の試料と接触させることを可能にする。

第一体積中の膜９は、膜の形のくずれを制限し、膜に損傷を与え得る局部応力を避けるために、第一ピストンの上表面上に提供されるメッシュ構造２１によって支持され得、および、濾過されたサンプルが排出口５（排出口ポート）へ排出されることを可能にし得る。メッシュ構造２１は、例示の目的のために膜９が除去された後の図３Ａ、左側中に可視である。

第一チャンバ中の第一ピストンの能動的な移動は、第一ピストン／バリア２ｃを動かし、および、好ましくは動くロッド１３および第一ピストン／バリア２ｃの部分を通して伸びる第一体積２ａから選択的に／同時に排出口ポート５を閉じるように、外側からキャップ部材１４へ適用される力を第一ピストン／バリア２ｃ上へ伝達することができるようにするために、デバイス１へ取り付けられる、または、取り付け可能な、別の可動なキャップ部材１４と第一ピストン／バリア２ｃの協働によって、もたらされる。原理は、図４への参照によって説明され、図４は、デバイスへキャップ部材１４を取り付け（１）、逆さまにデバイスをひっくり返し（２）、および、キャップ部材をねじることによって第一チャンバ中の第一ピストンを動かす（３）ステップ、それによって、デバイス中のキャップ部材と容れ物との間のねじ込みかみ合わせとしてキャップ部材１４を回転させ、軸方向に動かすことを示す。

開始位置から動作位置へピストンを動かすために、キャップ部材１４は、デバイス１中の挿合受け具（mating receptacle）中へ回して取り付けられる。そこで同時に、排出口ポート５は、キャップ部材１４上の挿合封止構造（mating sealing feature）１４ａによって閉じられる。キャップ部材１４は、ユーザーの手のグリップまたは容れ物中のキャップ部材をねじるための道具を支持する、ハンドル１４ｂまたは他の特質を有する。膜が膜沸点（例えば、膜多孔質中の毛管によって保持される液体を除去するために必要とされる必要な空気圧）によって「気密（airtight）」として考慮され得るため、沸点を通すために必要とされる圧力は、無菌試験工程中に典型的に使用される微小多孔質膜のための１バールより大きい。

増殖または栄養培地Ｎは、上記のとおり動作位置へピストンを動かすことによって、第四体積から第二体積へ、および、膜の下の空洞１０ｂへ移される。この動作は、培地が重力によって膜との接触中に落ちることを可能にし、および、第二体積の上で気泡を集めるために、逆さまの位置において行われ得る。上記のとおり、第一チャンバ中の第一ピストンを能動的に動かすことは、第二ピストンの受動的な動きを誘発し、第二ピストンの並進は、嫌気性発生物質を（任意で）含有するインキュベーションチャンバと第三体積との間の連結路を開く。

好ましくは、キャップ部材１４は、その最後の位置において（図４、（４）を参照）、および、安全の目的のために望ましい場合、除去され得ない仕方において（すなわち、ロックするかみ合わせを提供することによって）、自動的にロックされる。この位置において、第一ピストンは、第一体積インキュベーションチャンバへの注入口４を閉じ、および、注入口ポートへ接続されるいずれの外部の管も除去され得る。

続いて、サンプル調製デバイスは、異なる温度環境中の好気性または嫌気性発達によるデバイスのインキュベーション、および、典型的な読み取りおよび／または同定ステップを包含するさらなる取り扱いの対象とされ得る。図５は、ある透明な覗き窓１６、１７を備えた、図２のサンプル調製デバイスの改良を示し、該覗き窓１６、１７は、第一チャンバのインキュベーション体積または膜を見ることを可能にするために膜の反対のチャンバの側中にあり、ならびに、増殖または栄養培地、および、任意で、嫌気性発生物質が入っている体積を囲む周辺の壁（複数）中にあって、培地／物質の移送ステップの検査を可能にするために有利であり、サンプル調製工程の読み取りステップ中に微生物増殖の読み取りおよび検知を可能にする。

図６は、発明のサンプル調製デバイスの態様のバリエーションを示し、該バリエーションは、外部の管への接続に適合されたポートの形状における（またはかかるポートに加えた）注入口４の代わりに、第一チャンバ２へ取り付けられた除去可能な蓋１５を有し、ここで、蓋１５は、好ましくは、裸眼または光学自動的検知デバイスを使用することのいずれかによる、第一チャンバのインキュベーション体積または膜の検査を可能にするために透明である。除去可能な蓋１５もまた、注入口としての役目を果たす第一チャンバの開いた上４ａを通した、デバイスの第一体積２ａへのリンスおよび／またはサンプル流体の追加を可能にし、また、この図は、上記のとおりデバイス中へサンプル流体を満たし、排出口５を通してサンプルを濾過し、および、プラグによって排出口を閉じるステップの順序を示し、それは、上記のとおりインキュベーションチャンバへの栄養培地の移送を自動的に始める。

図面中に示されないが、注入口ポート４を有する態様のサンプル調製デバイスは、試験配置において直接直列に使用することができ、必要な場合は実験設備のサンプリングポートへ永続的に接続される。

図７は、第一チャンバおよび第二チャンバが図２にあるような同心円状には配置されないが、横の方向で配置され、しかしそれにもかかわらずデバイス中に一体的に接続されるさらなる態様を示す。図７の態様もまた、第一体積またはインキュベーション体積２ａを閉じる、透明で除去可能な蓋を有する。第二チャンバは、第一チャンバと統合され得るが、除去可能に第一チャンバに取り付けられることもできる。これは、第二チャンバが望ましい栄養培地を包含すること、および、任意で、嫌気性発生物質が選択的に第一チャンバへ取り付けられること、という点において、簡単かつモジュール式のサンプル調製デバイス製造を可能にする。このコンセプトは、異なる試験適用のためのサンプル調製デバイスを生成するために必要な部品の数を減らす。第一チャンバおよび第二チャンバの接続は、それぞれの体積との間の第一連結路および第二連結路の連結を確立することを要する。

図８は、図２／３中に示されるタイプの２つのサンプル調製デバイス１Ａ、１Ｂ、および、精密な一定分量中に流体をサンプル調製デバイスへ分配するための、共通に通気された針またはサンプリングポート（図面中に示されない）とサンプル調製デバイスの注入口を接続するために設計される管セット１８を含む、サンプル調製セットの例を示す。セットにおける２つのサンプル調製デバイスは、嫌気性の条件のための、および、結果として第三体積中に嫌気性発生物質を包含するための１つのサンプル調製デバイス１Ａを包含し、一方で、他の１つのサンプル調製デバイス１Ｂは、 好気性の条件のためであり、結果として嫌気性発生物質を包含しない。 管セット１８は、それぞれの適用のために設計され得、必要次第で２より多くのサンプル調製デバイスがあり得る。サンプル調製デバイスは、第四体積中に同じまたは異なる栄養培地を積載され得る。記載されるとおり排出口を塞ぎ、第一チャンバ中の第一ピストンを動かすために使用されるキャップ１４もまた、セットの梱包２０中にあらかじめ配置される。管、クレーム（claims）、針などを包含する試験設備のさらなる機能的要素は、セット中に包含され得る。全体の梱包は、あらかじめ消毒された内容物の汚染を避けるために、消毒されたブリスター中にあり得る。

セットの使用、および、注入口ポートを通し、かつ、排出口ポートから外へのリンスまたはサンプル流体の導入は、先行技術との関連で記載されるとおり、注入口で蠕動ポンプなどの外部のポンプ、圧力タンクもしくは注射器を、または、排出口で真空デバイスを使用することによって、行われ得る。インキュベーションもまた、先行技術におけるとおりに行われ得、状況は、異なるおよび特定の増殖条件を有するため、検知される雑菌またはバクテリアに依存する。同様に、サンプル調製デバイス中に提供される増殖または栄養物培地は、検知されるべき雑菌またはバクテリアのパネルに対して、および、環境上の条件およびインキュベーション温度条件に対して定まる特定のものである。他が増殖するために嫌気性の条件を要する一方で、いくつかの微生物は、好気性の環境を要するため、２つの異なるサンプル調製デバイスが提供され、１つは、第二チャンバの第三体積中に提供される嫌気性の発生粉または小袋を有し、および、１つは、かかる物質を有しない、例えば酸素を備える雰囲気ガスを含有する、空の第三体積を有する。

発明のサンプル調製デバイスは、特に無菌試験のためのサンプル調製方法との関連で、以下の利点を提供する。システムは、増殖培地、および、任意で、嫌気性発生物質の追加を含むサンプル調製ステップのすべての間、完全に閉じられる。サンプル調製の信頼性および繰り返し性は、増殖培地の追加が、複雑なマルチステッププロトコル中の代わりに、単一のステップ中に行われることにおいて改良される。デバイスは、正確な体積を移すことを可能にし、および、それは、栄養培地と嫌気性発生物質との間の連関に関する誤りまたは混乱を排除する。注入口および排出口を閉じることの不注意な省略によるエラーおよびハザードは、ピストンが動作位置へ動かされるとき、注入口が自動的に閉じられるため避けられ、一方で排出口は、第一ピストンを動作位置へ能動的に移すために使用されるキャップ部材がデバイスへ取り付けられるとすぐに、閉じられる。

同時に、発明のサンプル調製デバイスは、リンスおよびサンプル濾過の準備ステップを行うためのポンプ、圧力タンクまたは真空システムを包含する実験設備と両立する。それもまた、現在のインキュベーションおよび同定プロトコルと両立する。最後に、サンプル調製デバイスは、全体の無菌試験工程中に使用される別の独立した容器の数を減らすため、廃棄物の取り扱いを容易にする。

Claims (15)

1. 第一ピストン（２Ｃ）の上流に第一体積（２Ａ）を、および、下流に第二体積（２Ｂ）を分離する第一可動ピストン（２Ｃ）を含有する、第一チャンバ（２）；
   第二ピストン（３Ｃ）の上流に第三体積（３Ａ）を、および、下流に第四体積（３Ｂ）を分離する第二可動ピストン（３Ｃ）を含有する、第二チャンバ（３）；
   前記第一体積（２Ａ）への注入口（４；４Ａ）および前記第一体積（２Ａ）からの排出口（５）；
   ここで、前記第一体積（２Ａ）は、第一連結路（６）によって前記第三体積（３Ａ）と接続され、および、前記第二体積（２Ｂ）は、第二連結路（７）によって前記第四体積（３Ｂ）と接続される、
   を含む、サンプル調製デバイス（１）。
2. 第一連結路および／または第二連結路（６、７）が、第一ピストンおよび第二ピストン（２Ｃ、３Ｃ）の動きによって開けられ、および／または、閉じられるように適合される、請求項１に記載のサンプル調製デバイス（１）。
3. 第一連結路（６）が第二ピストン（３Ｃ）によって開始位置において閉じられ、および、第二ピストン（３Ｃ）の動きによって動作位置中へ開けられるように適合され、ならびに、第二連結路（７）が第一ピストン（２Ｃ）によって開始位置において閉じられ、および、第一ピストン（２Ｃ）の動きによって動作位置中へ開けられるように適合される、請求項２に記載のサンプル調製デバイス（１）。
4. 第一体積（２Ａ）が、膜（９）が、前記第一体積（２Ａ）を前記膜（９）の上流の空洞（１０Ａ）および下流の空洞（１０Ｂ）中へ分離するように置かれる、または、置かれ得る、膜支持（８）、前記上流および下流の空洞（１０Ａ、１０Ｂ）の１つと連結する前記第一体積（２Ａ）への注入口（４；４Ａ）、および、前記上流および下流の空洞（１０Ａ、１０Ｂ）の他の１つと連結する排出口（５）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサンプル調製デバイス（１）。
5. 空洞（１０Ａ、１０Ｂ）の１つが膜（９）のための第一ピストン（２Ｃ）上の支持構造（１１）によって形成され、該支持構造（１１）は、好ましくは、前記第一ピストン（２Ｃ）中に形成される畝および／またはチャネルの配置を含む、請求項４に記載のサンプル調製デバイス（１）。
6. 第一ピストン（２Ｃ）が第二体積（２Ｂ）と、第一体積（２Ａ）、好ましくは、提供される場合、膜（９）の下流の空洞（１０Ｂ）を連結する、１以上の連結開口（１２）を含みし、ここで、前記連結開口（１２）は、前記第一ピストン（２Ｃ）が開始位置にあるときに閉じられ、および、前記第一ピストン（２Ｃ）が動作する位置の方へ動かされるときに開けられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のサンプル調製デバイス（１）。
7. 注入口（４）が、第一チャンバ（２）内のその動く位置の１つにおいて、好ましくは、動作する位置において、第一ピストン（２Ｃ）によって閉じられるように適合される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のサンプル調製デバイス（１）。
8. 第一ピストン（２Ｃ）が、好ましくはデバイス（１）の外側から適用される力によって、第一チャンバ（２）中に能動的に動かされるように適合され、および
   第二ピストン（３Ｃ）が、前記第一チャンバ（２）中の前記第一ピストン（２Ｃ）の動きによって第二チャンバ（３）中に誘発される圧力変化の結果として、受動的に動かされるように適合される、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のサンプル調製デバイス（１）。
9. 第一体積（２Ａ）への／からの注入口（４）および排出口（５）の１つが第一ピストン（２Ｃ）の部分を通して、好ましくは、その動くロッド（１３）を通して伸びる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のサンプル調製デバイス（１）。
10. 第一ピストン（２Ｃ）を動かし、および、注入口（４）および排出口（５）の１つを選択的に／同時に閉じるために、外側から適用される力を前記第一ピストン（２Ｃ）上へ伝達することができるようにするためにデバイス（１）に取り付けられる、または、取り付け可能なキャップ（１４）と、前記第一ピストン（２Ｃ）が協働するように配置される、請求項９に記載のサンプル調製デバイス（１）。
11. キャップ（１４）が回転可能および／または軸方向に可動であるようにデバイス（１）上に支持される、請求項９または１０に記載のサンプル調製デバイス（１）。
12. 第一体積（２Ａ）への／からの注入口（４Ａ）および排出口（５）の１つが、第一チャンバ（２）の開口に除去可能に取り付けられる蓋（１５）の形状であり、ここで、前記蓋（１５）は、好ましくは、前記第一チャンバ（２）の前記第一体積（２Ａ）中の膜（a/the membrane）（９）の検査を可能にするように透明である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のサンプル調製デバイス（１）。
13. 第四体積（３Ｂ）が栄養培地をあらかじめ充填されている；および
    第三体積（３Ａ）が、任意で、嫌気性発生物質をあらかじめ充填されている、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載のサンプル調製デバイス（１）。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載のサンプル調製デバイス（１）の２つ以上、および
    前記サンプル調製デバイス（１）の注入口を、前記サンプル調製デバイス（１）へ流体を分配するための共通のコネクタと接続するように設計される管セット（１８）：
    を含む、サンプル調製セット。
15. 請求項１３に記載のサンプル調製デバイス（１）の少なくとも１つを提供し、第一体積（２Ａ）中に膜（９）を包含すること；
    前記膜（９）をプリウェットすること；
    前記膜（９）を通してサンプルを濾過すること；
    前記膜（９）を任意でリンスすること；
    第一ピストンおよび第二ピストン（２Ｃ、３Ｃ）を動かすことによって第四体積（３Ｂ）から第二体積（２Ｂ）中へ栄養培地を移し、それによって、前記栄養培地を前記膜（９）との接触中にもたらすこと；
    特定のインキュベーション条件において前記サンプル調製デバイス（１）をインキュベートすること；および
    微生物の存在のために前記膜（９）を検査し、および／または、前記サンプル調製デバイス（１）から微生物を抽出すること
    を含む、無菌試験のためのサンプル調製方法。