JP2019162115A - 遺伝子操作した形質導入粒子を使用した細胞の検出のためのシステム及び方法 - Google Patents

遺伝子操作した形質導入粒子を使用した細胞の検出のためのシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】遺伝子操作した形質導入粒子を使用して薬剤耐性細菌等の標的細胞を検出及び/または同定するための方法を提供する。【解決手段】標的細胞と関連付けられる複数の形質導入粒子を試料と混合することであって、前記複数の形質導入粒子は、前記標的細胞に複数のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作され、前記複数の形質導入粒子は、前記標的細胞と結合し、前記核酸分子を前記標的細胞の中へ送達するように配合され、前記複数の形質導入粒子は、非複製的である、混合することと、前記試料及び前記複数の形質導入粒子を、前記標的細胞が前記試料中に存在するときに、前記複数のレポーター分子を発現するように維持することと、前記複数のレポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取ることと、を含む、方法。【選択図】図4

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2013年3月13日に出願した米国特許仮出願第61/779,177号、名称「Non−Replicative Transduction Particles and Transduction Particle−Based Reporter Systems」に対する優先権を主張する、2013年3月13日に出願した米国特許出願第13/802,461号、名称「Systems and Methods for Detection of Cells using Engineered Transduction Particles」に対する優先権を主張するものであり、それぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書で説明される実施形態は、遺伝子操作した形質導入粒子を使用した細胞の検出のためのシステム及び方法に関する。より具体的には、本明細書で説明される実施形態は、レポーターシステムとして複製欠損性の形質導入粒子を使用して細菌を検出するための方法に関する。本明細書で説明される実施形態はまた、その中においてウォークアウェイ機能を有する統合した閉鎖系で細菌の検出を行うことができる、容器及び機器にも関する。
細菌、特に薬剤耐性株の検出は、細菌感染の拡散を診断し、限定する際の重要なステップである。例えば、MRSAは、米国の人口のかなりの部分によって保有される、一般的な黄色ブドウ球菌細菌の薬剤耐性バージョンである。MRSAの大部分の感染は、病院において起こり、高い死亡率を有する可能性がある(MRSAの感染は、米国において毎年ほぼ19,000人を死に至らしめる)。故に、MRSA等の感染を引き起こす細菌株(それらの表現型及び/または遺伝子型、ならびに他の分子標的を含む)の効率的で、正確な、かつ素早い同定に対する必要性がある。特に重要なことは、様々な異なる試料(例えば、ヒト試料、環境試料、植物試料、獣医学的試料、食品試料、または同類のもの)から細菌の表現型及び/または遺伝子型、ならびに他の分子標的を同定し、よって、適切な治療及び制御計画を適時に開始することができる能力である。
細菌を同定するための1つの既知の方法としては、細菌培養が挙げられる。培養は、非常に高感度であるが、しばしば、結果を得るために2〜3日(またはそれ以上)かかり、したがって、迅速な診断または効率的なスクリーニングの目的には適さない。既知の培養方法は、しばしば、検定を行うために高度に訓練された人員を必要とするシステムを使用して行われ、したがって、様々な異なる設定での使用に適さない。既知の培養方法はまた、汚染も生じ易く、それは、偽陽性及び/または細菌の誤同定をもたらす可能性がある。さらに、既知の培養方法は、種々の細菌種の同定のために特に調整された培養プロトコルを用い、したがって、広範囲の細菌パネルを試験することは、費用を急激に上昇させる可能性がある。
直接的な細菌の免疫検出、すなわち、抗体抗原反応を使用した検出は、細菌検出のための別の方法である。既知の免疫検出方法は、培養よりも迅速に、かつ少ない費用で結果を生成することができるが、しばしば、対象となる細菌株に対する選択的抗体の可用性によって制限され、利用可能な抗体は、交差反応を生じ易い。そのような既知の方法はまた、培養ほど感度が高くないので、しばしば、それでも、検定時間を長くする可能性がある細菌増幅の必要性がある。
細菌細胞の検出のための他の既知の方法としては、DNAまたはRNA等の核酸の隔離及び分析が挙げられる。試料から核酸を隔離するための既知の方法は、しばしば、高価で特殊な装置を必要とする複数の厳しい試料調製ステップを含む。特に、そのようなステップとしては、1)プロテアーゼを加えることによって、細菌または細胞を含有する試料内のタンパク質を除去すること、2)その中に含有される核酸に曝露するために、残りのバルク試料を分解すること(細胞溶解とも称される)、3)試料から核酸を沈殿させること、4)さらなる分析のために、核酸を洗浄すること、及び/または別様には調製すること、5)種を同定するために、核酸を分析すること、が挙げられる。試料を調製した後の、既知の分析方法としては、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法、遺伝子配列法、遺伝子指紋法、蛍光法、免疫検定法、電気化学免疫検定法、マイクロアレイ法、任意の他の適切な技法、またはそれらの組み合わせが挙げられる。PCRは、広範囲にわたる商業的用途を見出したが、しばしば、高価な試薬及び機器類を伴う複数のステップを必要とする。PCRを伴う多くの既知の方法は、卓上試験には適さない(例えば、該方法は、比較的熟練した人員を必要とする)。さらに、既知のPCR方法は、熱サイクル及び/または高い温度を用い、それは、分析の費用、時間、及び/または複雑さを増加させる可能性がある。最後に、DNA配列を検出するためのPCR方法は、試料細胞を溶解させるので、そのような方法は、生細胞と死細胞とを区別することができない。
細胞同定のためのいくつかの既知のシステム及び方法は、ある特定の細菌を同定及び/または検出するために、バクテリオファージの使用を含む。いくつかの既知の方法では、特定の細菌株を標的にし、感染させるために、レポーター分子で標識されるファージを使用することができる。感染後に、ファージは、溶菌サイクル(すなわち、細胞壁を破壊して標的細菌を殺滅する)及び/または溶原サイクル(すなわち、細菌を殺滅せずに細菌とともにファージを複製する)を受け、その後に、増幅した子孫ファージの検出を続けることができる。ファージ検出に依存するそのような既知の方法は、制限するまたは複雑なステップを含む。例えば、同定のためのいくつかの既知のファージ検出に基づく方法は、ファージ複製(その間に、細菌を溶解させることができる)に依存し、一般的に、この過程を容易にするための細胞培養を必要とする。いくつかの既知のファージ検出に基づく方法は、慎重に計量した、及び/またはpH制御した試薬を使用して、試料から特異的に結合したファージを除去または「結合解除」することを必要とする。さらに、いくつかの既知のファージ検出に基づく方法は、加えるファージの量の慎重な計量に依存し、及び/または試薬を加える/除去するために反応チャンバを開けるまたは閉じることを含み、それは、誤った結果に至り、また、本質的に検定を複雑にする、試薬の汚染及び/または不十分な混合につながる可能性がある。
他のファージに基づく方法は、レポーター遺伝子を含むことができるヌクレオチドを標的細菌の中へ送達するように遺伝子操作されるバクテリオファージを用い、それは、標的細菌にレポーター分子を発現させる。いくつかの既知の方法は、検定中に複製するファージを含むが、その中にレポーター分子が生成される細胞の望ましくない溶解をもたらす可能性がある。他の既知のファージに基づく方法は、検定条件中に複製機能が抑制されるバクテリオファージを用いる。しかしながら、そのような既知の方法は、複製機能を抑制したままの状態を維持する条件(例えば、温度条件)の範囲が狭いため、実装が困難である。そのような方法は、容易に制御されず、したがって、溶菌活性をもたらす可能性がある。さらに他の方法は、溶菌サイクルの代わりに溶原サイクルを受ける、溶原ファージの使用を提案する。しかしながら、そのような既知の方法も、散発的な溶菌活性の影響を受け易い。生来のファージの寿命を組み込むことは、プロファージによって溶原化され得る標的細胞による重感染免疫のため、レポーターファージの宿主域の制限にもつながり得る。したがって、このタイプの既知の方法は、学術的設定で行われてきたが、該方法は、臨床的設定には適用できない。
ファージに基づく方法の使用に関して上で説明される欠点に加えて、既知の方法は、「ウォークアウェイ」のバクテリオファージ同定システムを可能にするための自動化または機器類を用いない。例えば、数多くの既知のシステムは、例えばフラッシュ発光反応等の、ある特定のレポーター分子によって生成される信号を処理及び/または測定する、閉鎖系に適応しない。したがって、既知のシステム及び方法は、熟練者及び試料の詳細な処理を必要とし、それは、偽陽性または偽陰性を増加させる可能性がある。
したがって、臨床試料中の細菌種の迅速で、コスト効率的な、かつ容易な検出及び同定のための改善された装置及び方法に対する必要性が存在する。
遺伝子操作したウイルスベクター及び/または形質導入粒子を使用して標的細胞(例えば、細菌)を検出及び/または同定するためのシステム及び方法が、本明細書で説明される。いくつかの実施形態において、方法は、ある量の形質導入粒子を試料内に混合することを含む。形質導入粒子は、標的細胞と関連付けられる。形質導入粒子は、非複製的であり、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。試料及び形質導入粒子は、標的細胞が試料中に存在するときに一連のレポーター分子を発現するように維持される。レポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取る。いくつかの実施形態において、信号の大きさは、所定の量を超える形質導入粒子の量とは無関係である。
いくつかの実施形態において、容器は、筐体と、送達部材と、アクチュエータとを含む。筐体は、反応チャンバに着脱可能に連結することができ、試薬容積を画定する。送達部材は、筐体に連結され、また、筐体が反応チャンバに連結されたときに、試薬容積と反応チャンバとの間に経路を画定する。送達部材の第1の端部分は、試薬容積内に配置され、送達部材の第2の端部分は、試薬容積の外側に配置される。アクチュエータは、経路を介した試薬容積からの流れまたは試薬を生成するために、筺体の縦軸に沿って試薬容積内を移動することができる、試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有する。送達部材は、送達部材の第2の端部分を出る試薬の流れを、筐体の縦軸に対して非平行な出口方向に向けるように構成される。
いくつかの実施形態において、機器は、保持アセンブリと、活性化アセンブリと、アクチュエータとを含む。保持アセンブリは、第1の把持部と、第2の把持部と、バイアス部材とを含む。第1の把持部及び第2の把持部は、試料容器の第1の部分に接触して、試料容器の移動を制限するように構成される。試料容器は、反応容積及び試薬容積を画定する。活性化部材は、保持アセンブリに移動可能に連結され、また、試料容器の第2の部分に係合して、試薬容積から反応容積の中へ試薬を搬送するように構成される。アクチュエータは、活性化部材を、第1の位置と第2の位置との間で保持アセンブリに対して移動させるように構成される。第1の位置において、活性化部材の表面は、保持アセンブリの表面と接触して、第1の把持部及び第2の把持部を開放構成に維持する。第2の位置において、活性化部材の表面は、バイアス部材が第1の把持部及び第2の把持部を閉鎖構成に付勢するように、保持アセンブリの表面から離間される。活性化部材のプランジャ部分は、活性化部材が第2の位置に向かって移動するときに、試薬容積内を移動するように構成される。
一実施形態による、細菌同定のためのシステムのブロック図である。 第1の構成における、一実施形態による、カートリッジの概略図である。 第2の構成における、一実施形態による、カートリッジの概略図である。 一実施形態による、試料中の標的細胞を検出するための方法のフロー図である。 一実施形態による、形質導入粒子及びその中に含有される遺伝子操作した核酸分子の概略図である。 一実施形態による、標的細胞の同定のための方法の概略図である。 一実施形態による、第1の時間で標的セルと相互作用する形質導入粒子の概略図である。 一実施形態による、第2の時間で標的セルと相互作用する形質導入粒子の概略図である。 一実施形態による、生存標的細胞の同定のための方法のフロー図である。 一実施形態による、遺伝子操作した核酸の配合物の概略図である。 一実施形態による、標的細胞の遺伝子型の同定のための方法のフロー図である。 一実施形態による、標的細胞の同定のための遺伝子型方法の概略図である。 第1の構成における、一実施形態による、試料容器の概略断面図である。 第2の構成における、一実施形態による、試料容器の概略断面図である。 第3の構成における、一実施形態による、試料容器の概略断面図である。 第1の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側面図である。 第2の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側面図である。 第3の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの斜視図である。 図18の容器アセンブリの分解図である。 図19の容器アセンブリに含まれる筐体の上面図である。 図19の容器アセンブリに含まれる筐体の底面斜視図である。 一実施形態による、図19の容器アセンブリに含まれる試薬容器の斜視図である。 第1の構成における、図19の容器の一部分の側断面図である。 第2の構成における、図19の容器の一部分の側断面図である。 第3の構成における、図19の容器の一部分の側断面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの斜視図である。 図26の容器アセンブリに含まれる筐体の底面斜視図である。 図26の容器アセンブリの側断面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの側断面図である。 第1の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側断面図である。 第2の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側断面図である。 第3の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側断面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの分解側断面図である。 第1の構成における、図33の容器アセンブリの側断面図である。 第2の構成における、図33の容器アセンブリの側断面図である。 第3の構成における、図33の容器アセンブリの側断面図である。 第1の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 第2の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 第1の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 第2の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 一実施形態による、信号検出の方法のフロー図である。 第1の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第2の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第3の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第1の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第2の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第3の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第1の構成における、一実施形態による、機器の検出部分の概略側面図である。 第2の構成における、一実施形態による、機器の検出部分の概略側面図である。 一実施形態による、機器の斜視図である。 蓋を開放した状態の図51の機器の斜視正面図である。 図51の機器に含まれる筐体の斜視正面図である。 図53で示される筐体の背面図である。 明確にするために筐体を取り外した図51の機器の内部構成要素及びサブアセンブリの一部分の斜視図である。 明確にするために筐体を取り外した図51の機器の内部構成要素及びサブアセンブリの一部分の斜視図である。 明確にするために筐体を取り外した図51の機器の内部構成要素及びサブアセンブリの一部分の斜視図である。 図51の機器に含まれる電力供給源の斜視図である。 図51の機器に含まれるプロセッサの斜視図である。 図51の機器に含まれる通信モジュールの斜視図である。 第1の構成における図51の機器の斜視図である。 図51の機器に含まれるカートリッジの斜視図である。 図51の機器に含まれるカートリッジ受容器の斜視図である。 連結した構成の図62のカートリッジ及び図63のカートリッジ受容器の側面図である。 図51の機器に含まれる加熱器アセンブリの斜視図である。 図65の加熱器アセンブリの部分分解図である。 図65の加熱器アセンブリの背面図である。 一実施形態による、図51の機器に含まれる駆動アセンブリの斜視図である。 図68の駆動アセンブリの正面図である。 第1の構成における、図68の駆動アセンブリを示す図である。 第1の構成における、図68の駆動アセンブリを示す図である。 図51の機器に含まれる駆動アセンブリを制御するための電子回路システムの斜視図である。 図51の機器に含まれる、一実施形態による、操作装置アセンブリの斜視図である。 図73の操作装置アセンブリの分解図である。 第1の(または「把持部開放」)構成における図73の操作装置アセンブリの側面図である。 第2の(または「把持部閉鎖」)構成における図73の操作装置アセンブリの側面図である。 第2の(または「把持部閉鎖」)構成で容器を輸送する際の図73の操作装置アセンブリの斜視図である。 第1の(または「把持部開放」)構成で容器に係合する際の図73の操作装置アセンブリの側面図である。 第1の(または「把持部開放」)構成で容器に係合する際の図73の操作装置アセンブリの側面図である。 開放構成で「第1のプランジ」動作において容器に係合する際の図78の操作装置アセンブリの側断面図である。 第2の(「把持部閉鎖」)構成における図73の操作装置アセンブリの側断面図である。 「第2のプランジ」動作において容器に係合する第3の構成(「把持部閉鎖」)構成における図73の操作装置アセンブリの側面図及び斜視図である。 「第2のプランジ」動作において容器に係合する第3の構成(「把持部閉鎖」)構成における図73の操作装置アセンブリの側面図及び斜視図である。 図82の操作装置アセンブリの側断面図である。 図51の機器に含まれる、一実施形態による、検出器アセンブリの斜視図である。 図85の検出器アセンブリの一部分の上面図である。 筐体を取り外した図85の検出器アセンブリの斜視図である。 筐体を取り外した図85の検出器アセンブリの分解図である。 一実施形態による、図85の検出器アセンブリに含まれるシャッターの斜視図である。 図89のシャッターの側断面図である。 第1の構成における図85の検出器アセンブリの側断面図である。 第2の構成おける図85の検出器アセンブリの側断面図である。 第3の構成における図85の検出器アセンブリの側断面図である。 第4の構成における図85の検出器アセンブリの側断面図である。 一実施形態による、図85の検出器アセンブリを制御するための、図51の機器に含まれる回路の斜視図である。 一実施形態による、信号を受け取るための方法のフロー図である。 一実施形態による、容器を操作するための方法のフロー図である。
遺伝子操作したウイルスベクター及び/または形質導入粒子を使用して標的細胞(例えば、細菌)を検出及び/または同定するためのシステム及び方法が、本明細書で説明される。いくつかの実施形態において、方法は、ある量の形質導入粒子を試料内に混合することを含む。形質導入粒子は、標的細胞と関連付けられる。同様に前述のように、形質導入粒子は、核酸分子に結合し、該核酸分子を標的細胞の中へ送達するように配合される。形質導入粒子は、非複製的であり、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。試料及び形質導入粒子は、標的細胞が試料中に存在するときに一連のレポーター分子を発現するように維持される。レポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取る。いくつかの実施形態において、信号の大きさ
は、所定の量を超える形質導入粒子の量とは無関係である。
いくつかの実施形態において、標的細胞を検出するための方法は、標的細胞と関連付けられる一連の形質導入粒子を試料と混合することを含む。形質導入粒子は、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。形質導入粒子は、一連の形質導入粒子が誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型DNAを欠いている。試料及び一連の形質導入粒子は、標的細胞が試料中に存在するときに、一連のレポーター分子だけが発現するように維持される。次いで、レポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取る。いくつかの実施形態において、信号の大きさは、所定の量を超える一連の形質導入粒子の量とは無関係である。同様に前述のように、いくつかの実施形態において、信号の強度は、一連の形質導入粒子の量とは実質的に無関係である。
いくつかの実施形態において、標的細胞を検出するための方法は、標的細胞と関連付けられる一連の形質導入粒子を試料中で混合することを含む。一連の形質導入粒子は、溶原複製できないように、及び標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。試料及び一連の形質導入粒子は、試料が標的細胞を含むときに、一連のレポーター分子を発現するように維持される。本方法はまた、一連のレポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取ることを含む。
いくつかの実施形態において、容器は、筐体と、第1のアクチュエータと、第2のアクチュエータとを含む。筐体は、(例えば、標的細胞を含む試料を含有することができる)反応チャンバに着脱可能に連結されるように構成される。筺体は、第1の試薬容積及び第2の試薬容積を画定し、また、第1の試薬容積と反応チャンバとの間の第1の経路、及び第2の試薬容積と反応チャンバとの間の第2の経路を画定する送達部分を含む。第1のアクチュエータは、第1の試薬容積内に配置されるプランジャ部分と、第1の試薬容積内でプランジャ部分を移動させるために操作されるように構成される係合部分とを有する。第2のアクチュエータは、第2の試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有し、第2のアクチュエータの係合部分は、第2の試薬容積内でプランジャ部分を移動させるために操作されるように構成される。第2のアクチュエータの係合部分は、第1のアクチュエータの係合部分を少なくとも部分的に取り囲む。
いくつかの実施形態において、容器は、筐体と、送達部材と、アクチュエータとを含む。筐体は、(例えば、標的細胞を含有する)反応チャンバに着脱可能に連結することができ、試薬容積を画定する。送達部材は、筐体に連結され、また、筐体が反応チャンバに連結されたときに、試薬容積と反応チャンバとの間に経路を画定する。送達部材の第1の端部分は、試薬容積内に配置され、送達部材の第2の端部分は、試薬容積の外側に配置される。アクチュエータは、経路を介した試薬容積からの流れまたは試薬を生成するために、筺体の縦軸に沿って試薬容積内を移動することができる、試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有する。送達部材は、送達部材の第2の端部分を出る試薬の流れを、筐体の縦軸に対して非平行な出口方向に向けるように構成される。
いくつかの実施形態において、容器は、筐体と、送達部材と、アクチュエータとを含む。筐体は、試薬容積を画定し、反応チャンバに着脱可能に連結可能である。送達部材は、筐体に連結され、また、筐体が反応チャンバに連結されたときに、試薬容積と反応チャンバとの間に経路を画定する。送達部材の第1の端部分は、試薬容積内に配置され、経路の第1の部分を画定する。送達部材の第2の端部分は、筐体の外側に配置され、経路の第2の部分を画定する。経路の第2の部分の中心線は、経路の第1の部分の中心線から角度的にオフセットされる。アクチュエータは、試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有し、また、経路を介した試薬容積からの試薬の流れを生成するために、筺体の縦軸に沿って
試薬チャンバ内を移動するように構成される。
いくつかの実施形態において、標的細胞を検出するための方法は、試料及び一連のレポーター分子を含有する反応チャンバを検出器と動作可能に連通するように配置することを含む。試薬は、試薬が反応チャンバの表面に沿って試料の中へ流れるように、送達部材を介して反応チャンバに搬送される。このようにして、試料及び試薬の曝気、ならびに/または試料内の気泡の生成が最小に抑えられる。試薬は、一連のレポーター分子と反応して、一連のレポーター分子の量と関連付けられる信号の生成を可能にするように、及び/または強化するように配合される。信号は、検出器によって受け取られる。
いくつかの実施形態において、機器は、保持部材と、活性化部材と、アクチュエータとを含む。保持部材は、反応容積及び試薬容積を画定する試料容器の第1の部分と接触して、試料容器の移動を制限するように構成される。活性化部材は、保持部材に連結され、また、試料容器の第2の部分に係合して、試薬容積から反応容積の中へ試薬を搬送するように構成される。アクチュエータは、第1の位置と、第2の位置と、第3の位置との間で、保持部材に対して活性化部材を移動させるように構成される。第1の位置において、保持部材は、試料容器の第1の部分から離間されるように構成される。第2の位置において、活性化部材は、試料容器の第2の部分から離間されるように構成され、保持部材は、試料容器の第1の部分に接触するように構成される。第3の位置において、活性化部材は、保持部材が試料容器の第1の部分と接触するように、試料容器の第2の部分と係合して、試薬を搬送するように構成される。
いくつかの実施形態において、機器は、保持アセンブリと、活性化アセンブリと、アクチュエータとを含む。保持アセンブリは、第1の把持部と、第2の把持部と、バイアス部材とを含む。第1の把持部及び第2の把持部は、試料容器の第1の部分に接触して、試料容器の移動を制限するように構成される。試料容器は、反応容積及び試薬容積を画定する。活性化部材は、保持アセンブリに移動可能に連結され、また、試料容器の第2の部分に係合して、試薬容積から反応容積の中へ試薬を搬送するように構成される。アクチュエータは、活性化部材を、第1の位置と第2の位置との間で保持アセンブリに対して移動させるように構成される。第1の位置において、活性化部材の表面は、保持アセンブリの表面と接触して、第1の把持部及び第2の把持部を開放構成に維持する。第2の位置において、活性化部材の表面は、バイアス部材が第1の把持部及び第2の把持部を閉鎖構成に付勢するように、保持アセンブリの表面から離間される。活性化部材のプランジャ部分は、活性化部材が第2の位置に向かって移動するときに、試薬容積内を移動するように構成される。
いくつかの実施形態において、機器は、筺体と、第1のシャッター位置と第2のシャッター位置との間で筐体内を移動可能に配置される部分を有するシャッターとを含む。筐体は、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定し、さらに、チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定する。筺体は、第1のシール表面と、第2のシール表面とを含む。試料容器の第2の部分(例えば、遠位端部分)が検出容積内に配置されたときに、試料容器の第1の部分、及び第1のシール表面は、筺体の外側の容積から検出容積を隔離するように構成される。シャッターのシール表面、及び筐体の第2のシール表面は、シャッターが第1のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成される。筐体のチャネルは、シャッターが第2のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通している。
いくつかの実施形態において、機器は、筺体と、第1のシャッター位置と第2のシャッター位置との間で筐体内を移動可能に配置される部分を有するシャッターとを含む。筐体は、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定し、さらに、チャネルを検出器
と連通して配置するように構成される検出容積を画定する。シャッターの作動部分は、容器の遠位端部分が検出容積に向かって移動するときに、試料容器の遠位端部分に係合して、シャッターを第1のシャッター位置から第2のシャッター位置に移動させるように構成される。シャッターのシール表面、及び筐体のシール表面は、シャッターが第1のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成される。筐体のチャネルは、シャッターが第2のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通している。
いくつかの実施形態において、機器は、筺体と、第1のシャッター位置と第2のシャッター位置との間で筐体内に配置される部分を有するシャッターとを含む。筐体は、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定し、さらに、チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定する。シャッターは、較正光源、例えばLED等を受け取るように構成される較正ポートを画定する。シャッターのシール表面、及び対応する筐体のシール表面は、シャッターが第1のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成される。較正ポートは、シャッターが第1のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通している。筐体のチャネルは、シャッターが第2のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通し、較正ポートは、検出容積から隔離される。
いくつかの実施形態において、信号を受け取るための方法は、第1の時間に、検出容積の光放射の大きさと関連付けられる第1の信号を受け取ることを含む。検出容積は、第1の位置にある移動可能なシャッターによってチャネルから光学的に隔離される。本方法はまた、試料容器の遠位端部分がシャッターを第1の位置から第2の位置に移動させ、試料容器の遠位端部分が検出容積内に配置されるように、チャネル内に少なくとも部分的に配置される試料容器に力を印加することも含む。この構成において、チャネルは、検出容積と光連通している。本方法はさらに、試料容器の遠位端部分が検出容積の中にあるときに、第2の時間に、検出容積における光放射の大きさと関連付けられる第2の信号を受け取ることをさらに含む。
本明細書で説明されるように、「遺伝子」、「DNA」、及び「ヌクレオチド」という用語は、標的細菌またはベクターの遺伝子配列の全体または一部分を意味する。
本明細書で説明されるように、「プラスミド」という用語は、遺伝子操作した遺伝子、調節要素を含むベクター内に含有される配列及び/または分子、標的遺伝子に相同な核酸配列、ならびに生存細胞内で、及び/または細胞内分子が標的細胞内に存在するときにレポーター分子の発現を引き起こすための種々のレポーター構築物を意味する。
標的細胞(例えば、細菌)を検出し、同定するためのシステム、デバイス、及び方法は、標的細胞を同定し、それに結合し、そして、遺伝子操作したヌクレオチドを標的細胞の中へ送達することができる形質導入粒子を含むことができる。図1のブロック図で示されるように、いくつかの実施形態において、システム100は、遺伝子操作した形質導入粒子110と、容器120と、レポーター130と、検出機器140とを含む。本明細書で詳細に説明されるように、システム100は、形質導入粒子110が、特定の標的を含有する試料Sと混合されたときに、レポーター130を生成することができるように、容器120及び/または検出機器140を操作する、取り扱う、及び/または作動させるように構成される。このようにして、システム100及び該システムと関連付けられる方法は、「切り替え可能な」検定とみなすことができ、それは、レポーター130が生成されるような条件になる(例えば、標的細胞が存在する)まで、いかなる量のレポーター130も試料中に存在しないことを意味する。
形質導入粒子110は、形質導入非ウイルスDNA及び/またはRNAを介して標的細胞の中へ送達することができる、任意の適切な粒子とすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、バクテリオファージから誘導することができる、または核酸分子を試料S中の標的細菌の中へ導入することができる、非生物学的に誘導されたベクターとすることができる。形質導入粒子110はさらに、遺伝子操作した分子、例えば、組み換えDNA、RNA、ヌクレオチド、プラスミド、リボザイム、アプタマー、及び/またはタンパク質を担持するように遺伝子操作及び/または構成される。いくつかの実施形態において、形質導入粒子110は、DNAが誘導されたウイルスベクター(例えば、バクテリオファージ)からの、いかなるDNAも含有しない。同様に前述のように、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、ウイルスベクターが誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型DNAを欠いている、ウイルスベクターである。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、本明細書で説明される形質導入粒子のいずれかを含む。
いくつかの実施形態において、形質導入粒子110は、溶菌または溶原サイクルを介して複製することができない。形質導入粒子からの全ての形態の複製を排除することによって、レポーター分子の生成中に標的細胞が維持され(すなわち、損なわれず、殺滅されず、または溶解されず)、それによって、該標的細胞とともに使用される方法の精度及び信頼性が向上する。このようにして、本明細書で説明される検定は、偽陰性の可能性を低減及び/または排除し、本方法を臨床設定において適用できるようにする。特に、ウイルス粒子の野生型ウイルス機能は、溶原複製を呈し、溶菌複製のための能力を必要とする可能性があるので、複製機能(例えば、溶菌サイクル)を抑制しようとする試みは、溶菌サイクルが何らかの検定の母集団をもたらすという十分な確実性を提供しない場合がある。複製能力が排除された形質導入粒子を使用することの利点を実証するために、10個のMRSA臨床分離株に関する2つの溶原性黄色ブドウ球菌ファージの溶菌活性を、プラーク検定を介して調査した。表1で示されるように、ファージphi11は、10個の臨床MRSA分離株のそれぞれに関して溶菌活性を呈し、ファージphi80alphaは、10個の臨床MRSA分離株のうちの6つに関して溶菌活性を呈した。示されるように、ファージ(例えば、試験される溶原性ファージ)の自然溶原サイクルに依存する検定は、散発的に溶菌活性を呈することが予期され得る。故に、いくつかの実施形態において、本明細書で説明される形質導入粒子110及び他の形質導入粒子は、非複製的であるかまたは複製欠損性である(すなわち、複製することができない)ように遺伝子操作される。
Figure 2019162115
形質導入粒子110は、1つ以上の標的細胞と関連付けられること、及び/または1つ以上の標的細胞に特異的であることを特徴とする。同様に前述のように、形質導入粒子110は、核酸分子に結合し、該核酸分子を標的細胞の中へ送達するように配合される。例えば、形質導入粒子は、任意の細菌、例えば、大腸菌、マイコバクテリウム、ブドウ球菌、リステリア、クロストリジウム、腸球菌、連鎖球菌、ヘリコバクター、リケッチア、ヘモフィルス、ゼノラブダス、アシネトバクター、ボルデテラ、緑膿菌、アエロモナス、アクチノバチルス、パスツレラ、ビブリオ、レジオネラ、桿菌、カロスリックス、メタノコックス、ステノトロホモナス、クラミジア、ナイセリア、サルモネラ、赤痢菌、カンピロバクター、及びエルシニアに結合するように選択すること、遺伝子操作すること、及び/または生成することができる。
いくつかの実施形態において、非複製的な形質導入粒子110ならびに本明細書で説明される非複製的な形質導入粒子のいずれかは、核酸をウイルス及び/またはバクテリオファージの構造成分の中へパッケージングすることによって開発することができ、パッケージングした核酸は、複製が溶菌経路を介するか、溶原経路を介するかに関わらずウイルス及び/またはバクテリオファージが複製することを可能にする、生来のウイルス及び/またはバクテリオファージ機能を呈することを欠いている。
一実施形態では、pac型プロファージのpac部位を含有する小さいターミナーゼ遺伝子が削除され、次いで、プラスミドを介して補完される、プラスミドパッケージングシステムを開発することができる。溶原化したプロファージの溶菌サイクルが誘導されるとき、バクテリオファージパッケージングシステムは、生来のバクテリオファージDNAをパッケージングするのではなく、プラスミドDNAを子孫バクテリオファージの構造成分の中へパッケージングする。したがって、パッケージングシステムは、プラスミドDNA
を担持する非複製的な形質導入粒子を生成する。
別の実施形態では、外因性核酸配列がバクテリオファージによってパッケージングされるように、ゲノムアイランド(GI)パッケージングシステムを活用することができる。これは、そのような外因性核酸配列をGIに組み込むことによって達成することができる。自然GIパッケージングシステムは、非複製的なGI含有形質導入粒子ならびに生来の複製ファージの双方をもたらし、したがって、この過程から生来のファージを排除するために、プロファージの小さいターミナーゼ遺伝子が削除される。小さいターミナーゼ遺伝子配列は、生来のファージのpac部位配列を含有し、したがって、この削除は、生来のファージDNAのパッケージングを防止する効果を有する。同時に、パッケージングされるGIが、それ自体のpac部位、及び適切な小さいターミナーゼタンパク質を発現する小さいターミナーゼ遺伝子を含む場合、GIのDNAだけがこのシステムにおけるパッケージングに従う。外因性DNAをこのシステムに組み込むことによって、GIのDNA及び外因性DNAを組み込む非複製的な形質導入粒子を生成することができる。
形質導入粒子110はさらに、(例えば、機器140を介して)検出することができるレポーター130を発現するための遺伝子及び/または核酸分子を含有するように生成及び/または遺伝子操作することができる。レポーター130は、細菌ルシフェラーゼ、真核ルシフェラーゼ、蛍光タンパク質(例えば、GFP等)、比色検出に適切な酵素(例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ)、免疫検出に適切なタンパク質(例えば、タンパク質A等)、免疫検出に適切なペプチドもしくはペプチドタグ(例えば、3X FLAG等)、及び/またはアプタマーとして機能する、もしくは酵素活性を呈する核酸、のうちのいずれか1つとすることができる。より具体的には、形質導入粒子110は、自律的にレポーター130を生成せず、及び/またはレポーター130を含まない。代わりに、形質導入粒子110は、遺伝子操作した核酸分子が細菌DNAの自然転写及び翻訳機能を使用してレポーター130を生成するように、該形質導入粒子中に含有される遺伝子操作した核酸分子を標的細胞、例えば細菌の中へ連通するように構成される。したがって、レポーター130は、「切り替え可能な」レポーターと考えることができ、それは、レポーター130が生成されるような条件になる(例えば、標的細胞が存在する)まで、いかなる量のレポーター130も試料中に存在しないことを意味する。このようにして、本明細書で説明される方法は、非結合型レポーター130のいかなる洗浄も、レポーターの初期量を補償するためのいかなる信号減算も、または同類のことも含まない。したがって、システム100及び該システムと関連付けられる方法は、均質な検定の開発を可能にする。さらに、いかなる温度サイクリングも必要とせず、低温、例えば摂氏37度で短時間加熱することで十分であり得る。
レポーター130の発現を引き起こすように配合されるレポーターシステム、及び本明細書で開示されるレポーターシステムのいずれかを、プロモーターの制御下で、レポーター分子を非複製的な形質導入粒子110(または本明細書で開示される他の形質導入粒子のいずれか)の中へ組み込むことによって、生菌及び/または標的細胞の存在に関するレポーティングのために開発することができる。この形質導入粒子110が、レポーターシステムを形質導入粒子110の宿主域内の細胞の中へ導入するときに、プロモーターは、レポーター分子の発現を駆動することができる。
一実施形態では、本明細書で説明されるような(例えば、システム1000等の)任意の適切なシステム及び方法を使用して、MSSA/MRSAレポーター検定を開発すること、及び/または行うことができる。そのような実施形態では、非複製的な形質導入粒子(例えば、形質導入粒子110、形質導入粒子160、または同類のもの)が黄色ブドウ球菌特異的バクテリオファージから開発され、そして、構成的プロモーターの制御下で、細菌ルシフェラーゼ遺伝子luxABが組み込まれる。この形質導入粒子がレポーターシ
ステムを黄色ブドウ球菌の中へ導入するときに、構成的プロモーターは、生存可能な黄色ブドウ球菌の存在に関するレポーティングに適切なluxABを発現することができる。加えて、形質導入粒子と黄色ブドウ球菌細胞とを混同する前にまたはそれと同時に、抗生物質セフォキシチンまたは類似する抗生物質も加えた場合、細胞がmecA遺伝子を含有せず、発現しなければ、検定においていかなるluxABも発現せず、したがって、細胞がMSSAであること(すなわち、セフォキシチンによる抑制に影響されること)を示す。しかしながら、細胞がmecA遺伝子を含有し、発現した場合は、luxABが検定中に発現し、したがって、細胞がMRSAであること(すなわち、セフォキシチンによる抑制に耐性があること)を示す。
生菌の存在に関してレポーティングするために開発されるように説明されているが、他の実施形態では、レポーター130、及び適用可能なレポーターシステムのいずれか(例えば、レポーター630)を、標的細菌内の標的遺伝子の存在に関してレポーティングするために開発することができる。このシステムにおいて、プロモーターを含まないレポーター遺伝子は、標的遺伝子配列に相同である核酸配列の下流に配置され、このレポーター構築物は、非複製的な形質導入粒子の中へ組み込まれる。形質導入粒子がレポーター構築物を標的細胞の中へ導入するときには、レポーター遺伝子が標的細胞内の標的遺伝子プロモーターに動作可能にリンクするように、標的細胞が標的遺伝子を含有し、相同な組み換えイベントが標的細胞中の標的遺伝子座内のレポーター遺伝子を統合しない限り、レポーター遺伝子は、発現しない。
そのような一実施形態では、プロモーターを含まない細菌ルシフェラーゼ遺伝子luxABの上流のmecA遺伝子に相同である核酸配列から成るレポーター構築物を、黄色ブドウ球菌に特異的な、非複製的な形質導入粒子(例えば、形質導入粒子110、形質導入粒子160、または同類のもの)の中へ組み込むことによって、MRSAレポーターシステムを開発することができる。形質導入粒子がレポーター構築物を標的黄色ブドウ球菌細胞の中へ導入するときに、レポーター遺伝子が標的細胞内のmecA遺伝子プロモーターに動作可能にリンクするように、標的細胞が標的mecA遺伝子を含有し、相同な組み換えイベントがmecA遺伝子座内のluxAB遺伝子を標的細胞に統合しない限り、レポーター遺伝子は、発現しない。
いくつかの実施形態において、形質導入粒子110、形質導入粒子110内に含有される核酸分子、及び/または該形質導入粒子と関連付けられるレポーターシステムは、2008年4月18日に米国特許出願公開第2010/0112549号、名称「Microorganism Detection Method and Apparatus」で示され、説明される組み換えバクテリオファージの部分のいずれかを含むことができ、該米国特許出願公開は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
試料Sは、場合により、標的細菌、例えば、ヒトの鼻腔用綿棒、血液、尿、獣医学的試料、食品試料、及び/または環境試料を含有する、任意の試料とすることができる。いくつかの実施形態において、試料Sは、いかなる調製も必要としない、例えばいかなる分離または洗浄ステップも必要としない供給源から得られるような、生試料とすることができる。したがって、システム100及び該システムと関連付けられ方法は、均質である。いくつかの実施形態において、試料Sは、低負荷の標的細胞(例えば、MRSA検出のための鼻腔用綿棒)を含むことができる。そのような試料とともに使用されるとき、システム100及び該システムと関連付けられる方法は、細胞複製を促進するための加熱及び/または保温期間を含むことができ、それは、例えば最小の信号閾値よりも大きい信号を発生させるために、レポーター分子130のより高い生成をもたらす。
他の実施形態において、試料Sは、より高い負荷の標的細胞(例えば、陽性細菌の血液
培養)を有することができる。そのような事例では、標的細胞を同定するのに十分な陽性信号を生成するために、細胞複製を必要としない。いくつかのそのような実施形態において、試料は、所定の期間、例えば、ほぼ4時間未満にわたって、特定の条件に維持すること、例えば、ほぼ室温、摂氏25度、または摂氏37度以上の温度に維持することができる。そのような実施形態において、試料Sが維持される温度及び期間は、生成されるレポーター分子130の量が、細胞複製とは無関係に、測定可能な信号を発生させるのに十分である程度である。そのような実施形態において、試料は、より長い期間、例えば、6時間、8時間、最長で18時間、またはさらに長い時間にわたって、所定の温度に維持することができる。
いくつかの実施形態において、第1の試薬、例えば、標的細胞を生存可能な状態に維持するための、細菌細胞の成長を促進するための、または類似することのための、細菌の栄養培地もしくは成長培地(例えば、最小の必須培地)及び/もしくは適切な緩衝剤(例えば、Amies、PBS、TRIS、HEPES等)を含有し得る、第1容器120。いくつかの実施形態では、例えば生存細胞検定が意図されるときに、抗生物質、例えばセフォキシチンも、第1の試薬に含めることができる。本明細書で説明される方法のいずれかに従い、機器のいずれかを使用して、標的細胞を含有する試料Sを試料容器120に加え、その後に、形質導入粒子110を試料容器120に加えることができる。標的細胞が存在する場合、形質導入粒子110は、形質導入粒子110中に含有されるヌクレオチドが標的細胞、例えば宿主細菌の遺伝子と統合されるように、該形質導入粒子の中に含有される核酸配列を標的細胞の中へ移送する。いくつかの実施形態において、容器120は、試料Sを容器120の外側の領域から流体的に隔離するように構成される。そのような実施形態において、形質導入粒子110は、形質導入粒子110が試料Sに混合される前に、該試料から流体隔離して維持される。いくつかの実施形態において、維持することは、信号を生成するのに十分な複数のレポーター分子130の量が標的細胞の複製とは無関係に生成されるような期間にわたって試料Sを維持することを含むことができる。本明細書で説明されるように、混合することは、領域と容器120との間の隔離を維持しながら、形質導入粒子110を試料Sの中へ配置することを含む。
いくつかの実施形態において、容器120は、レポーター分子130と反応して、信号を生成し、信号の生成を触媒し、及び/または強化するように配合される、任意の追加的な試薬を含むように構成することができる。例えば、レポーター分子130は、ルシフェラーゼとすることができ、容器120は、信号の生成によって検出することができる発光反応をトリガーし、開始し、及び/または触媒するように配合されるアルデヒド試薬を含有するように構成することができる。いくつかの実施形態において、試薬は、それらの間の様々な炭素鎖長のアルデヒドを全て含めて、6炭素アルデヒド(ヘキサナール)、13炭素アルデヒド(トリデカナール)、及び/または14炭素アルデヒド(テトラデカナール)を含むことができる。いくつかの実施形態において、容器120は、追加的な試薬が試料Sの中へ配置される前に、該追加的な試薬の試料Sからの流体隔離が維持されるように構成することができる。このようにして、追加的な試薬の試料Sの中への送達のタイミングを制御することができる。いくつかの実施形態において、システム100は、検出可能な信号を誘発するために、任意の適切な時間に、及び/または任意の適切な様式で追加的な試薬を加えるための機構を含むことができる。例えば、本明細書でより詳細に説明されるように、いくつかの実施形態において、システム100及び/または容器120は、所望のレベルの混合を促進するために、所定の速度(または流量)で追加的な試薬を試料Sの中へ搬送するための機構を含むことができる。
機器140は、レポーター分子130及び/またはレポーター分子130によって触媒される反応を検出するための任意の適切な機器とすることができる。例えば、機器140としては、光学的検出手段(例えば、光電子増倍管、蛍光光度計、分光計、横流検定に関
する比色検出、撮像に基づく検出、CCD、生物発光を検出するための発光検出器、比色または蛍光マイクロアレイ)、及び/または電気的検出手段(電気化学的な電流測定、電位差測定、伝導度測定、インピーダンス測定、及び/または任意の他の電気化学センサ)が挙げられる。
いくつかの実施形態において、システム100及び/または該システムと関連付けられる方法は、標的細胞の任意の増幅を必要としない迅速な試験となるように構成することができる。本明細書で説明されるシステム100及び方法を使用することで、形質導入粒子110からの核酸配列を含有する標的細胞が、検出することができる十分な量のレポーター分子130を生成するために、比較的短い時間、例えば、1時間、2時間、3時間、または4時間、最長で18時間を必要とし得る。いくつかの実施形態において、システム100は、試料Sの収集及び/または形質導入粒子110の追加の後に、閉鎖系となるように構成することができる。換言すれば、いくつかの実施形態において、容器は、試料Sを加えた後に、外部環境から流体隔離して維持される。これは、例えば、汚染の可能性を低減させることができる。上で説明されるように、システム100は、生試料に適応させることができるので、システム100及び該システムと関連付けられる方法は、試料Sから離れたいかなる洗浄または流体移送ステップも必要としない。したがって、システム100は、操作し易く、高速で、安価であり、かつ容易に自動化することができる。いくつかの実施形態において、システム100は、種々のレジーム、例えば、生存可能細胞のレポーティング、遺伝子のレポーティング、抗生物質に対する菌耐性及び/または感受性の測定、ならびに/または細菌毒素の検出等において動作するように構成することができる。システム100と関連付けられる、及び/または該システムに対して相補的な構成要素及び方法の追加的な実施例がさらに説明される。
図2及び図3は、一実施形態による、システム1000の概略図である。システム1000は、任意の適切な実験室情報システム(LIS)1900に通信可能に連結されるように構成され、また、容器1700を操作及び/または受け取るように構成される機器1100を含む。システム1000は、本明細書で説明される方法のいずれか等の、任意の適切な方法に従って、臨床環境で標的細胞を同定するために使用することができる。
容器1700は、本明細書で説明される機器1100または任意の他の機器によって操作及び/または作動させることができる、任意の適切な容器とすることができる。容器1700は、矢印AAで示されるように、その中に試料Sを配置することができる内部容積を画定する。いくつかの実施形態において、容器1700は、試料Sと相互作用するための、容器1700の内部容積の中に配置される溶液1702を含むことができる。溶液1702は、容器1700によって画定される内部容積の中に予め配置するか、または試料Sが容器1700の中へ搬送された後に加えることができる。溶液1702は、例えば、細菌が成長し、繁殖することを可能にするための細菌の栄養培地及び/または成長培地(例えば、未定義培地、合成培地、微分培地、最小培地、選択培地等)、pHを維持するための緩衝剤(例えば、Amies、PBS、HEPES、TRIS、TAPSO、Bicine、MES、MOPS、トリシン、PIPES、SSC、コハク酸等)、及び/または界面活性剤(例えば、Tween20、Tween80、TritonX、X−114、CHAPS、DOC、NP−40、CTAB、SDS等)を含むことができる。いくつかの実施形態において、溶液1702はまた、抗生物質(例えば、セフォキシチン、オキサシリン、セフォテタン、アモキシシリン、ペニシリン、エリスロマイシン、アジスロマイシン、セファロスポリン、カルバペネム、アミノグリコシド、スルホンアミド、キノロン、オキサゾリジノン等)を含むことができる。抗生物質を含むことで、例えば本明細書で示され、説明されるタイプの細菌細胞生存度検定及び/または感受性検定において、全ての薬剤感受性細菌からのレポーター分子からの信号の発現及び/または発生を停止させるまたは別様には防止することができる。
いくつかの実施形態において、溶液1702は、特定の標的細胞、例えば細菌の成長を強化する、遅滞期を短縮する、維持する、及び/または攻撃するように調整することができる。いくつかの実施形態では、特異的標的細胞及び/または試料に対して、特定のバージョンの溶液1702を用いることができる。例えば、溶液1702の第1の調製物は、MRSAを含有する鼻腔用綿棒試料に対して調整することができ、溶液1702の第2の調製物は、大腸菌を含有する尿試料に対して調整することができ、溶液1702の第3の調製物は、クロストリジウム−ディフィシルを含有する排泄物試料に対して調整することができる、及び同類のことである。
容器1700は、矢印BB(図2)で示されるように、形質導入粒子及び/または遺伝子操作したウイルスベクターを含有する第1の試薬1710を受け取るように構成することができる。いくつかの実施形態において、容器1700はさらに、本明細書で説明される方法のいずれかの実装形態と関連して、任意の他の試薬を受け取ることができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子1710及び/または任意の他の試薬を容器1700の中に予め配置することができ、よって、例えば、試料Sが容器1700の中に配置された後に、ベクター1710または任意の他の試薬を該容器に別々に加える必要はない。例えば、いくつかの実施形態において、形質導入粒子1710は、容器1700のキャップまたは別個の部分(図示せず)に配置することができ、よって、輸送中、初期取り扱い中、または類似したことの間に、それぞれの溶液(例えば、溶液1702、試料S、及び形質導入粒子1710)を互いから隔離したままにすることができる。容器1700はさらに、適切な時間に、それぞれの溶液を容器1700の内部容積の中へ搬送するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、キャップは、所望の時間に機器1100及び/またはユーザによって突き破ることができる脆弱部分を有することができる。例えば、脆弱部分は、プランジャを使用して、手動で押し潰して、または任意の他の適切な機構を使用して突き破ることができる。いくつかの実施形態において、容器1700は、例えば、容器1700が脆弱部分を有することができ、各部分が分離された流体を含有するように、多重部分の容器とすることができる。容器1700は、流体を容器1700に予め配置し、特定の時間に混合するよう促す一方で、容器1700がいかなる流体移送経路、流体移送機構(例えば、電気泳動的移送、動電的移送、ポンプ等)、弁、及び/または任意の複雑な流体輸送スキームを含有しないように構成することができる。
容器1700は、試料S内の標的細胞、例えば細菌の監視、同定、及び/または検出を可能にする様式で、試料Sを含有するための任意の適切な容器とすることができる。いくつかの実施形態において、容器1700の少なくとも一部分は、例えば該容器に含有される内容物の視認及び/または光学的監視を可能にするために、実質的に透明とすることができる。容器1700は、任意の好適なサイズまたは形状、例えば、円筒形、正方形、長方形、楕円形、円錐等とすることができる。容器1700は、任意の適切な材料、例えば、ガラス、プラスチック、アクリル等から構築することができる。いくつかの実施形態において、容器1700は、市販の容器、例えば、遠心分離管、Eppendorf(登録商標)管、ガラスバイアル、平底バイアル/管、丸底バイアル/管、または任意の他の適切な容器とすることができる。いくつかの実施形態において、容器1700はまた、追加的な構成要素、例えば、患者試料を収集するための綿棒、容器1700を雰囲気から保護するための、及び/または検定試薬を含有するキャップ、同定のためのラベル、バーコード、RFIDタグ等を含むことができる。
試料S及び本明細書で説明される任意の他の試料は、標的細胞、例えば細菌を潜在的に含有し得る、任意の適切な試料Sとすることができる。例えば、試料Sは、ヒトの試料(例えば、鼻腔用綿棒、粘膜綿棒、唾液試料、血液試料、尿試料、糞便試料、組織生検、骨
髄液、及び/または脳脊髄液)、獣医学的試料、食品試料、植物試料、及び/または環境試料とすることができる。いくつかの実施形態において、試料Sは、生で実質的に未処理の試料とすることができる。そのような実施形態において、システム1000(容器1700及び/または機器1100を含む)は、システム1000と関連付けられ、関連して説明される方法を実行するために、試料に対するいかなる修正も必要としないように構成される。しかしながら、他の実施形態において、試料Sは、軽微な処理、例えば、濾過、沈殿、または適切な試料を生成するために必要とされる任意の他の過程を受けることができる。そのような処理は、機器1100の任意の適切な機構によって行うことができる。
形質導入粒子及び/または遺伝子操作したウイルスベクター1710、ならびに本明細書で開示される形質導入粒子及び/またはベクターのいずれかは、標的細胞を特異的に同定し、それに結合し、そして、本明細書で説明される機能を行うことができる、任意の適切な形質導入粒子とすることができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子1710は、バクテリオファージから誘導することができる。適切な形質導入粒子1710の例としては、例えばT2、T4、T7、T12、R17、M13、MS2、G4、p1、腸内細菌ファージP4、PhiX174、N4、シュードモナスファージ、ラムダファージ、及び/または任意の他のベクターから生物学的に誘導されるベクターが挙げられる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子1710は、ベクター1710が誘導されるファージからの修飾DNAを含む。いくつかの実施形態において、生物学的に誘導された形質導入粒子1710は、該形質導入粒子が誘導されたファージと関連付けられる任意のDNAを含まない。換言すれば、形質導入粒子1710、例えばベクターは、形質導入粒子1710が誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型DNAを欠いている。いくつかの実施形態において、任意のファージDNAの欠如は、形質導入粒子1710が再生する、複製する、または、増殖する能力を取り除く。換言すれば、細菌を感染させた後に、形質導入粒子1710及び/または標的細菌の溶菌サイクルも、溶原サイクルも、形質導入粒子1710を繁殖または増幅させることができない。同様に前述のように、いくつかの実施形態において、形質導入粒子及び/または遺伝子操作したウイルスベクター1710は、非複製的であり、すなわち、溶菌複製または溶原複製を受けることができない。
いくつかの実施形態において、形質導入粒子及び/または遺伝子操作したウイルスベクター1710は、遺伝子操作した分子、例えば組み換えDNA、RNA、核酸配列、ヌクレオチド、プラスミド、リボザイム、アプタマー、及び/またはタンパク質を含むように、及び/または担持するように配合する、選択する、及び/または遺伝子操作することができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子1710は、生存可能な標的細菌、例えば、大腸菌、マイコバクテリウム、ブドウ球菌、リステリア、クロストリジウム、腸球菌、連鎖球菌、ヘリコバクター、リケッチア、ヘモフィルス、ゼノラブダス、アシネトバクター、ボルデテラ、緑膿菌、アエロモナス、アクチノバチルス、パスツレラ、ビブリオ、レジオネラ、桿菌、カロスリックス、メタノコックス、ステノトロホモナス、クラミジア、ナイセリア、サルモネラ、赤痢菌、カンピロバクター、及びエルシニアの存在を特異的に同定し、検出するように構成することができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子1710は、細菌、例えば、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)、大腸菌、サルモネラ菌、クロストリジウム−ディフィシル、バンコマイシン耐性腸球菌(VRE)、または任意の他の細菌の遺伝子型及び/または表現型を示す、特異的遺伝子標的及び他の分子標的を含む細菌遺伝子型を特異的に同定するように構成することができる。そのような一実施形態において、プラスミドは、標的細菌のDNAと関連付けられる特異的遺伝子配列に相同である、核酸分子を含むことができる。例えば、形質導入粒子1710は、MRSAで、例えば(上で説明されるように)MRSAの検出のための検定で見られるmecAに相同な核酸配列を組み込むプラスミドを含むように遺伝子操作する、及び/または構成することができる。
形質導入粒子1710はさらに、検出可能なレポーター分子1730を発現するための遺伝子及び/または核酸分子を含有するように構成することができる。レポーター分子1730は、細菌ルシフェラーゼ、真核ルシフェラーゼ、蛍光タンパク質、比色検出に適切な酵素、免疫検出に適切なタンパク質、免疫検出に適切なペプチド、またはアプタマーとして機能する、もしくは酵素活性を呈する核酸、のうちのいずれか1つとすることができる。いくつかの実施形態では、レポーター分子1730が検出可能な信号を生成するのを促すために、試薬(または基質(図2及び図3で示さず))を溶液1702に加えることができる。例えば、いくつかの実施形態において、検出することができる発光反応をルシフェラーゼが触媒することができるように、トリデカナールを加えることができる。いくつかの実施形態では、例えば複数の細菌を同時に検出するために、2つの別個の標的細胞に対して特異的な2つ以上の形質導入粒子1710を、同じ試薬において同時に使用することができる。
機器1100は、検出器1200を含み、また、容器1700を受け取り、操作して、及び/または取り扱って、試料S、溶液1702、及び/または形質導入粒子1710を搬送し、混合し、及び/または加え、そして、試料S内の成分を検出及び/または同定するように構成される。特に、機器1100は、容器1700を取り扱う/操作するための任意の適切なシステム/機構(図2及び図3で示さず)を含むことができる。例えば、機器1100は、容器1700を着脱可能に受け取るための差込口、ラック、バイス、ジョー、把持部、または任意の他の適切な機構を含むことができる。いくつかの実施形態において、機器1100は、容器1700の構成を操作及び/または変更するための機構を含むことができる。例えば、機器1100は、プランジャ、コンベアベルト、(例えば、X/Y/Z面で容器1700を移動させ、位置付けるための)ステッパモータ、ローラー、シェーカー、クランプ、X/Y可動テーブル、エンコーダ、容器1700を位置付けるまたは操作するための任意の他の機器類、またはそれらの組み合わせを含むことができる。例えば、容器1700は、コンベアベルトを介して容器1700を機器1100の中のある場所に輸送することができる、機器1100に含まれる差込口に配置することができ(例えば、図3を参照されたい)、該機器では、検出器1200が、容器1700と相互作用し、そして、標的細胞(例えば、細菌)の存在を示すレポーター分子1730によって生成される信号を検出することができる。いくつかの実施形態において、機器1100は、検出器1200によって信号が検出されているときに、把持部が容器1700の移動を防止及び/または制限するように構成される、把持部及びアクチュエータ機構を含むことができる。このようにして、機器1100は、容器1700を検出器1200から所定の距離に保持し、維持することによって、信号雑音を最小にすることができる。さらに、そのような機構は、例えば流体を容器1700の一方の部分からもう一方の部分まで搬送するために、アクチュエータが容器1700を作動させるときに、容器1700の位置を維持することを確実にすることができる。
いくつかの実施形態において、容器1700及び/または機器1100はまた、容器1700を遮光するために、遮光機構、例えばシャッターも含むことができる。このようにして、機器は、周囲光が、レポーター1730によって生成される信号に干渉することを制限及び/または防止することができる。そのようなシステムはまた、信号検出中の容器1700の任意の望ましくない運動を制限及び/または防止することもできる。いくつかの実施形態において、容器1700及び機器1100は、容器1700の搬入、機器1100による容器1700の取り扱い/操作、及び検出器1200による信号検出を含む過程全体が閉じた過程で起こるように構成される。換言すれば、機器1100による容器1700における細菌の検出は、容器1700を開口することなく行うことができ、機器の中に流体ハンドラまたは任意の試薬を必要とせず、また、いかなる試料の操作も必要としない。
図2及び図3では、容器1700が1つだけ示されているが、他の実施形態において、機器1100は、一連の容器1700を受け取るように構成することができる。例えば、機器1100は、容器ラックまたはマガジンを含むことができ、その中に、ユーザは、分析のための複数の試料Sを含有することができる複数の容器1700を着脱可能に配置することができる。いくつかの実施形態において、容器1700は、バッチ過程において機器1100に搬入することができる。他の実施形態において、容器1700は、「流通」過程において機器1100に送達することができる。例えば、容器1700は、複数の容器1700を機器1100の読み取り装置に順次的に送達することができるコンベアベルト上に配置することができる。いくつかの実施形態において、機器1100は、自動化することができ、また、「ウォークアウェイ」分析のために構成することができる。例えば、ユーザは、機器1100上に及びウォークアウェイで、分析のための複数の容器1700を搬入することができる。機器1100は、容器1700の操作、及び全ての容器1700関する検出を自動的に行うことができる。
検出器1200は、レポーター分子1730によって生成される信号を検出することができる、任意の適切な検出器とすることができる。例えば、検出器1200は、例えば(例えば、GFP等の蛍光レポーター分子を検出するための)蛍光検出器、(例えば、ルシフェラーゼ等のレポーター分子によって生成される生物発光を検出するための)発光検出器、(例えば、HRP等のレポーター酵素によって生成される有色沈殿物を検出するための)色検出器等の光検出器、分光計、及び/または画像取り込みデバイスとすることができる。いくつかの実施形態において、検出器1200はさらに、検出のための機構と関連付けられる光源を含むことができる。主に光検出に基づくように説明されているが、いくつかの実施形態において、検出器1200は、電気化学検出器とすることができる。例えば、検出器1200は、レポーター分子1730によって生成される電流、電圧、または伝導度、抵抗/インピーダンスの変化を検出するように構成される、電流測定検出器、電位差測定検出器、伝導度測定、及び/またはインピーダンス測定検出器を含むことができる。電気化学検出を用いるいくつかの実施形態において、検出器1200は、試料S、溶液1702、形質導入粒子1710、レポーター分子1730、及び/またはレポーター分子から信号を誘導するために必要であり得る任意の他の基質を含有する試料溶液1706(図3)と物理的に接触するように構成することができる。
いくつかの実施形態において、検出器1200は、他の検出方法、例えば、表面音響波、表面プラズモン共鳴、ラマン分光法、磁気センサ、及び/または当技術分野で知られている任意の他の適切な検出方法を使用することができる。いくつかの実施形態において、検出器1200は、標的細胞の存在に関する質的回答、例えば、はい/いいえ回答だけを提供することができる。しかしながら、他の実施形態において、検出器1200は、本明細書で説明される方法のいずれかに従って、標的細胞を定量化すること、例えば、試料S中の標的細菌のcfu/mlを決定することができる。いくつかの実施形態において、検出器1200は、例えば容器1700上のラベルの柔軟な配置を可能にするために、エンドリードシステムを含むことができる。いくつかの実施形態において、エンドリードシステムは、例えば光学機器及び/または背景信号の干渉を最小にするために、容器1700の透明端部と検出器との直接接触を含む。いくつかの実施形態において、検出器1200は、入射光源を欠いている。換言すれば、容器1700の中に配置される標的細胞によって生成されるレポーター分子1730からの信号を検出するために、いかなる外部光も必要としない。
いくつかの実施形態では、細菌等の標的細胞を同定及び/または検出するために、本明細書で説明されるシステム100、1000、または任意の他のシステムを使用することができる。特に、いくつかの実施形態において、システム1000は、標的細胞を同定及
び/または検出するために、複製欠損の形質導入粒子と併せて使用することができる。複製欠損の形質導入粒子を用いることによって、(例えば、溶菌サイクルからの細胞破壊によって引き起こされる)偽陰性の可能性が最小にされ、及び/または排除され、それによって、臨床設定に適切である結果を生成する。そのような方法は、例えば、病院におけるスクリーニングツールとして使用することができる。特に、図4は、一実施形態による、方法150のフローチャートである。
図4で示されるように、方法150は、152で、標的細胞と関連付けられる形質導入粒子を含む物質を試料と混合することを含む。同様に前述のように、形質導入粒子は、核酸分子に結合し、該核酸分子を標的細胞の中へ送達するように配合される。形質導入粒子は、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。一連の形質導入粒子は、非複製的である。同様に前述のように、形質導入粒子は、溶原複製または溶菌複製ができないように配合及び/または遺伝子操作することができる。このようにして、標的細胞は、レポーター分子の生成中に維持される(すなわち、損なわれない、殺滅されない、または溶解されない)。したがって、方法150は、標的細胞が溶解されたときにもたらされ得る偽陰性の可能性を低減させ、及び/または排除し、それによって、レポーター分子の生成を防止する、及び/または低減させる。
形質導入粒子は、本明細書で示され、説明されるタイプの任意の適切な形質導入粒子とすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、ウイルスベクターが誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型DNAを欠いた、遺伝子操作したウイルスベクターとすることができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、バクテリオファージから誘導されるように遺伝子操作することができる。例えば、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、核酸をウイルス及び/またはバクテリオファージの構造成分の中へパッケージングすることによって開発することができ、パッケージングした核酸は、複製が溶菌経路を介するか、溶原経路を介するかに関わらずウイルス及び/またはバクテリオファージが複製することを可能にする、生来のウイルス及び/またはバクテリオファージ機能を呈することを欠いている。
一実施形態では、pac型プロファージのpac部位を含有する小さいターミナーゼ遺伝子が削除され、次いで、プラスミドを介して補完される、プラスミドパッケージングシステムを開発することができる。溶原化したプロファージの溶菌サイクルが誘導されるとき、バクテリオファージパッケージングシステムは、生来のバクテリオファージDNAをパッケージングするのではなく、プラスミドDNAを子孫バクテリオファージの構造成分の中へパッケージングする。したがって、パッケージングシステムは、プラスミドDNAを担持する非複製的な形質導入粒子を生成する。
別の実施形態では、外因性核酸配列がバクテリオファージによってパッケージングされるように、ゲノムアイランド(GI)パッケージングシステムを活用することができる。これは、そのような外因性核酸配列をGIに組み込むことによって達成することができる。自然GIパッケージングシステムは、非複製的なGI含有形質導入粒子ならびに生来の複製ファージをもたらし、したがって、この過程から生来のファージを排除するために、プロファージの小さいターミナーゼ遺伝子が削除される。小さいターミナーゼ遺伝子配列は、生来のファージのpac部位配列を含有し、したがって、この削除は、生来のファージDNAのパッケージングを防止する効果を有する。同時に、パッケージングされるGIが、それ自体のpac部位、及び適切な小さいターミナーゼタンパク質を発現する小さいターミナーゼ遺伝子を含む場合、GIのDNAだけがこのシステムにおけるパッケージングに従う。外因性DNAをこのシステムに組み込むことによって、GIのDNA及び外因
性DNAを組み込む非複製的な形質導入粒子を生成することができる。
いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、該形質導入粒子中に含有される核酸分子に特異的に結合して、該核酸分子を生存細胞の中へ移送するように選択すること、遺伝子操作すること、及び/または配合することができる。例えば、形質導入粒子は、核酸分子に結合し、該核酸分子を任意の細菌、例えば、大腸菌、マイコバクテリウム、ブドウ球菌、リステリア、クロストリジウム、腸球菌、連鎖球菌、ヘリコバクター、リケッチア、ヘモフィルス、ゼノラブダス、アシネトバクター、ボルデテラ、緑膿菌、アエロモナス、アクチノバチルス、パスツレラ、ビブリオ、レジオネラ、桿菌、カロスリックス、メタノコックス、ステノトロホモナス、クラミジア、ナイセリア、サルモネラ、赤痢菌、カンピロバクター、及びエルシニアの中へ送達するように選択すること、遺伝子操作すること、及び/または生成することができる。
154で、試料及び一連の形質導入粒子は、試料が標的細胞を含むときに、一連のレポーター分子が生成されるように維持される。同様に前述のように、試料及び一連の形質導入粒子は、標的細胞が試料中に存在するときに、複数のレポーター分子を発現するように維持される。このようにして、レポーター分子の生成、及びその検出は、標的細胞が試料中に存在することを示す。より具体的には、形質導入粒子は、自律的にレポーター分子を生成せず、及び/またはレポーター分子を含まない。代わりに、形質導入粒子は、該形質導入粒子中に含有される核酸分子(すなわち、遺伝子操作したプラスミド)を標的細胞の中へ連通するように遺伝子操作され、構成され、及び/または配合される。標的細胞の中へ送達されると、標的細胞の自然転写及び翻訳機能を使用して、及び核酸分子に含まれるプロモーターに動作可能にリンクされるレポーター遺伝子の発現を介して、レポーター分子が生成される。したがって、方法150は、「切り替え可能な」レポーターを用いるが、それは、レポーター分子が生成されるような条件になる(例えば、標的細胞が存在する)まで、いかなる量のレポーター分子も試料中に存在しないことを意味する。特に、方法150は、「切り替え可能な」レポーター分子を用いるので、試料内の形質導入粒子及び/または他の成分のいかなる洗浄も、及び/または除去も不要である。レポーター分子は、細菌ルシフェラーゼ、真核ルシフェラーゼ、蛍光タンパク質、比色検出に適切な酵素、免疫検出に適切なタンパク質、免疫検出に適切なペプチド、またはアプタマーとして機能する、もしくは酵素活性を呈する核酸、のうちのいずれか1つとすることができる。
いくつかの実施形態において、方法150は、生存可能な細胞レポーター検定として使用することができる。方法150が生存可能な細胞レポーター検定として使用されるときに、いくつかの実施形態では、(例えば、細菌中の)全ての薬剤感受性標的細胞を殺滅及び/または排除し、それによって、方法150を、試料内の特定の標的細胞薬剤耐性表現型(例えば、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)、サルモネラバンコマイシン耐性腸球菌(VRE))を同定するために、抗生物質(例えば、セフォキシチン)を試料に加える、及び/または該試料と混合することができる。
例えば、いくつかの実施形態では、方法150に従ってMSSA/MRSAレポーター検定を開発することができる。そのような実施形態では、非複製的な形質導入粒子(例えば、形質導入粒子110、形質導入粒子160、または同類のもの)が黄色ブドウ球菌特異的バクテリオファージから開発され、そして、構成的プロモーターの制御下で、細菌ルシフェラーゼ遺伝子luxABが組み込まれる。この形質導入粒子が試料と混合され(動作152)、したがって、レポーターシステムを黄色ブドウ球菌の中へ組み込んだときに、構成的プロモーターは、動作154及び158を参照して下で論じられるように、生存可能な黄色ブドウ球菌の存在に関するレポーティングに適切なluxABを発現することができる。加えて、形質導入粒子と黄色ブドウ球菌細胞とを混同する前にまたはそれと同時に、抗生物質セフォキシチンも加えた場合、細胞がmecA遺伝子を含有せず、発現し
なければ、検定中にいかなるluxABも発現せず、したがって、細胞がMSSAであることを示す。しかしながら、細胞がmecA遺伝子を含有し、発現した場合は、luxABが検定中に発現し、したがって、細胞がMRSAであることを示す。
他の実施形態において、核酸分子は、標的細胞が特定の標的遺伝子(例えば、薬剤耐性遺伝子、薬剤感受性遺伝子、毒素、または種特異的遺伝子)を含むときにだけ、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合することができる。例えば、いくつかの実施形態において、方法150は、形質導入粒子及び/またはレポーターシステムと併せて行うことができ、該システムでは、プロモーターを含まないレポーター遺伝子が、標的遺伝子配列に相同である核酸配列の下流に配置され、このレポーター構築物が非複製的な形質導入粒子の中へ組み込まれる。形質導入粒子がレポーター構築物を標的細胞の中へ導入するときには、レポーター遺伝子が標的細胞内の標的遺伝子プロモーターに動作可能にリンクし、標的遺伝子プロモーターによって駆動されるレポーター遺伝子の発現を可能にするように、標的細胞が標的遺伝子を含有し、相同な組み換えイベントが標的遺伝子座内のレポーター遺伝子を標的細胞に統合しない限り、レポーター遺伝子は、発現しない。
そのような一実施形態では、プロモーターを含まない細菌ルシフェラーゼ遺伝子luxABの上流のmecA遺伝子に相同である核酸配列から成るレポーター構築物を、黄色ブドウ球菌に特異的な、非複製的な形質導入粒子(例えば、形質導入粒子110、形質導入粒子160、または同類のもの)の中へ組み込むことによって、MRSAレポーターシステムを開発することができる。形質導入粒子がレポーター構築物を標的黄色ブドウ球菌細胞の中へ導入するときに、レポーター遺伝子が標的細胞内のmecA遺伝子プロモーターに動作可能にリンクし、mecA遺伝子プロモーターによって駆動されるluxABの発現を可能にするように、標的細胞が標的mecA遺伝子を含有し、相同な組み換えイベントがmecA遺伝子座内のluxAB遺伝子を標的細胞に統合しない限り、レポーター遺伝子は、発現しない。
その中に形質導入粒子が混合された試料は、レポーター分子の生成及び/または試料内の標的細胞の成長を促進するために、任意の適切な温度に、任意の適切な時間にわたって維持することができる。例えば、いくつかの実施形態において、試料及び形質導入粒子は、それらの間の範囲を含めて、2時間未満、2時間、3時間、4時間、6時間、最長で18時間、またはさらに長い、所定の期間にわたって、室温以上、摂氏25度、摂氏37度の温度に維持される。このようにして、試料を所定の期間にわたって所定の温度に維持することは、測定可能な信号を生成するのに十分な一連のレポーター分子の量を発生させるのに十分である。いくつかの実施形態において、維持することは、試料中に最初に存在する標的細胞におけるレポーター分子の生成を促進するのに十分であることだけしか必要としない。換言すれば、いくつかの実施形態において、検出動作の前に試料を維持する条件(例えば、温度及び/または期間)は、繰り返し可能な標的細胞複製を促進するのに十分である必要はない。
いくつかの実施形態において、本方法は、随意に、156で、第2の物質を試料の中へ配置することを含む。第2の物質は、一連のレポーター分子と反応して、例えば発光信号、蛍光信号、色に基づく信号、化学信号、または電気化学信号等の測定可能な信号の生成を触媒する、強化する、及び/または該信号を生成するように配合することができる。例えば、いくつかの実施形態において、核酸分子は、生成されるレポーター分子をルシフェラーゼとすることができるように、luxA/luxB配列を含むことができる。そのような実施形態において、第2の物質(または試薬)は、アルデヒド試薬(例えば、トリデカナール)とすることができる。トリデカナールは、測定することができる発光をルシフェラーゼが生成するのを促す。いくつかの実施形態において、試薬は、それらの間の様々な炭素鎖長のアルデヒドを全て含めて、6炭素アルデヒド(ヘキサナール)、13炭素ア
ルデヒド(トリデカナール)、及び/または14炭素アルデヒド(テトラデカナール)を含むことができる。いくつかの実施形態において、試薬配合物はまた、維持培地及び/または緩衝剤、例えばTSBブロス、クエン酸塩緩衝剤等、界面活性剤、例えばTween20も含むことができ、また、所定のpH、例えばpH3に調整することができる。
158で、一連のレポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取ることによって、標的細胞の同定が行われる。信号は、本明細書で説明されるような任意の適切な検出器、例えば、上で説明される機器1100の検出器1200、下で説明される機器11000の検出器11200、または同類のものを使用して測定することができる。いくつかの実施形態において、信号の大きさは、試料と混合される形質導入粒子の量とは無関係である。より具体的には、形質導入粒子がレポーター分子で「標識され」ないので(すなわち、形質導入粒子がレポーター分子を含まない)ので、信号の強度は、形質導入レポーターの最初の量に依存せず、標的細胞によるレポーター分子の生成に依存する。したがって、信号は、(量が、ある僅少な量またはより低い閾値を超えたときに)形質導入粒子の量とは無関係である。
方法150のステップのいずれかは、本明細書で説明される容器及び/または機器のいずれかを使用して行うことができる。例えば、方法150は、容器1700、2700、3700、4700等、及び機器1100、11000または同類のものを使用して行うことができる。例えば、いくつかの実施形態において、試料は、容器の外側の領域から流体的に隔離される容器の一部分内に配置することができる。例えば、試料は、試薬モジュール(例えば、試薬モジュール3740または4740)を介して封止及び/または閉鎖される、反応チャンバ(例えば、それぞれ、容器アセンブリ3700の反応チャンバ3732、または容器アセンブリ4700の反応チャンバ4732)の中に配置または維持することができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子はまた、例えば容器アセンブリの内部容積(例えば、試薬モジュール3740または4740)において混合する前に、試料から流体隔離して維持され得る。いくつかの実施形態において、混合することは、容器と外側の領域との間の流体隔離を維持しながら、形質導入粒子を試料の中へ配置することを含む。このようにして、本方法は、閉鎖系及び/または均質な検定において行うことができる。いくつかの実施形態において、試薬はまた、配置する前、例えば容器の内部容積に貯蔵される前に、試料から流体隔離して維持することもできる。いくつかの実施形態において、試薬はまた、容器と外側の領域との間の流体隔離を維持しながら、試料の中へ配置することもできる。
いくつかの実施形態では、細菌の薬剤耐性株を同定及び/または検出するために、システム1000及び/または方法150(または本明細書で説明される任意の他のシステム及び方法)を使用することができる。いくつかの実施形態において、一実施形態による方法は、特定の標的細菌と関連付けられるウイルスベクター及び/または形質導入粒子を使用して、同定方法として、細菌生存性を使用することができる。より具体的には、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、検出機能を行うように遺伝子操作される、選択される、及び/または配合される、生物学的に誘導されたウイルスベクターとすることができる。例えば、図5で示されるように、いくつかの実施形態において、形質導入粒子160は、本明細書の方法及び説明のいずれかに従って、バクテリオファージから誘導することができる。同様に前述のように、形質導入粒子160は、バクテリオファージからの構造タンパク質及び/またはエンベロープを含むことができる。特に、形質導入粒子160は、(例えば、シース164、テールファイバー166、及び/または基板168を介して)標的細菌に結合する能力を保持するように遺伝子操作されるファージのカプシド162を含むように遺伝子操作することができる。このようにして、形質導入粒子160は、核酸分子170を選択的に同定し、該核酸分子に結合し、そして、該核酸分子を所望の標的細菌の中へ送達することができる。
図5で示されるように、形質導入粒子160は、標的細胞に複数のレポーター分子を生成させるように配合される、核酸分子170を含有する。いくつかの実施形態において、形質導入粒子160及び/または核酸分子170は、形質導入粒子160が誘導されるファージの生来のDNAを実質的に欠いている。同様に前述のように、形質導入粒子160が、遺伝子操作したプラスミドまたは核酸分子170と置き換えられるファージのDNA。換言すれば、形質導入粒子160は、形質導入粒子160が誘導されるファージと関連付けられる、複製機能等の野生型ウイルス機能を呈することができる野生型DNAを実質的に欠いている。したがって、そのような実施形態において、形質導入粒子160は、「複製欠損性」であるか、またはいかなる手段によっても(例えば、溶原複製及び/または溶菌複製によって)再生もしくは複製することができない。
図5で示されるように、形質導入粒子160中の遺伝子操作した核酸分子170は、標的細菌がレポーター分子を発現する命令を提供するレポーター配列174を含有する。例えば、レポーター配列174は、ルシフェラーゼを発現するための、プロモーターを含まない配列luxA/luxBを含むことができ、それは、形質導入粒子160によって自律的に発現することができない。むしろ、luxA/luxB配列が、形質導入粒子160によって標的細菌の中へ挿入され、そして、標的細菌DNAと動作可能に連結された後に、レポーター分子、すなわちルシフェラーゼを発現するように、標的細菌の自然転写機構が使用される。他の実施形態において、レポーター配列174はまた、luxA/luxB配列とともに含まれるプロモーターも含むことができる。そのような実施形態において、形質導入粒子160によってプロモーター連結luxA/luxB配列が標的細菌の中へ挿入された後に、プロモーター連結luxA/luxB配列は、標的細菌DNAと連結することなく、ルシフェラーゼを発現することができる。
本明細書で説明されるように、いくつかの実施形態において、形質導入粒子160は、生菌の存在に関してレポーティングするように遺伝子操作することができる。そのような実施形態において、形質導入粒子160は、標的細菌を同定及び/または認識し、それに取り付け、そして遺伝子操作した核酸170を標的細菌の中へ連通するように遺伝子操作される。標的細菌の中へ搬送されると、遺伝子操作した核酸170は、遺伝子操作した核酸内のレポーター遺伝子(例えば、本明細書において上で説明されるようなレポーター配列luxA/luxB)に動作可能にリンクされるプロモーターの組み込みのため、レポーター分子を生成することができる。次いで、遺伝子操作した核酸170は、標的細菌の自然転写及び翻訳システムを使用して、標的細菌にレポーター分子を生成させる。そのような生存可能な細胞レポーターの実施形態では、全ての他の表現型を排除することによって、さらなる特異性を達成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、MRSAは、抗生物質を使用することによって試料内の全ての非薬剤耐性表現型からの信号発生を停止させるか、または別様には抑制することによって、細胞生存性検定において同定することができる。
図6で概略的に示されるように、任意の試料S中の標的細菌180を検出するために、形質導入粒子160を使用することができる。第1の動作(概略図192によって示される)において、形質導入粒子160は、標的細菌180を含有する試料Sと接触する、及び/または混合される。形質導入粒子160は、本明細書で説明されるように、任意の適切な方法または機構を使用して、試料Sと混合する、及び/または該試料の中へ導入することができる。形質導入粒子160は、矢印Aで示されるように、標的細菌180の細胞壁を特異的に同定し、該細胞壁に結合するように選択され、配合され、及び/または遺伝子操作される。動作194で、形質導入粒子160は、矢印Bで示されるように、該形質導入粒子中に含有される遺伝子操作した核酸170を標的細菌180の細胞質の中へ連通する。いくつかの実施形態において、生存可能な細胞のレポーティングが行われるときに
、遺伝子操作した核酸170は、動作196で示されるように、プロモーターに連結され、標的細胞180におけるレポーター分子の生成を引き起こすように構成される、レポーター配列174(例えば、luxA/luxB)を含むことができる。
レポーター分子130の存在は、標的細菌180が試料S中に存在することを示す。故に、レポーター分子130は、「切り替え可能」である(すなわち、ある特定の条件下でだけ存在する)。さらに、いくつかの実施形態において、形質導入粒子160が非複製的である(すなわち、溶菌複製または溶原複製ができない)ので、標的細菌180は、検定中に、生きた状態または別様には抑制されない状態を維持する。したがって、本明細書で説明されるシステム及び方法は、生きた細菌を検出するために使用することができる。さらに、図6では示されていないが、例えば形質導入粒子160を加える前に、抗生物質(例えば、セフォキシチン)を試料Sに加えることができる。抗生物質は、抗生物質耐性株(例えば、MRSA)だけが試料Sにおいて生存可能な状態を維持するように、全ての非抗生物質耐性細菌(例えば、MSSA)を排除または別様には抑制することができる。このようにして、抗生物質耐性細菌、例えば標的細菌180だけが、検出可能な信号を生成することができる。
いくつかの実施形態において、レポーター分子130によって生成される信号は、(量が、ある僅少な値または所定の量を超えたときに)試料と混合される形質導入粒子160の量とは無関係である。これは、図7A及び7Bによって例示される。図7Aは、標的細菌180を含有し、一連の形質導入粒子160と混合した、試料Sの概略図を示す。形質導入粒子160の一部分は、試料S中の標的細菌細胞180に結合され、よって、上で説明されるように、遺伝子操作した核酸170が標的細菌細胞180の中へ搬送される。次いで、遺伝子操作した核酸170は、(例えば、生存可能な細胞レポーター方法または遺伝子レポーター方法のいずれかを介して)レポーター分子の生成を媒介することができる。第1の期間T1の後に、標的細菌180によって第1の量のレポーター分子130が生成される。図7Bに示すように、第1の期間より長い第2の期間T2の後、レポーター分子130の数は、第1の量より多い第2の量にまで増大する。レポーター分子130は、形質導入粒子160によって標識されず、及び/または該形質導入粒子内に含有されないので、レポーター分子の量は、最初に試料Sと混合される形質導入粒子160の量とは実質的に無関係である。さらに、図7Bで示されるように、形質導入粒子160は、非複製的であり、第1の期間T1と第2の期間T2の間で、形質導入粒子160の量にはいかなる増加もない。形質導入粒子160は、溶菌複製ができないので、標的細菌の量にはいかなる増加もない。
図8は、生物学的試料中の生菌を同定する方法200の一実施形態によるフローチャートである。方法200は、本明細書で説明される容器のいずれか(例えば、容器1700、2700、3700、4700、または同類のもの)、ならびに本明細書で示され、説明される機器(例えば、機器1100、11000)及び/または任意の構成要素のいずれかを使用して行うことができる。方法200はまた、例えば形質導入粒子160等の、本明細書で説明される形質導入粒子及び/またはウイルスベクターのいずれかを使用して行うこともできる。より具体的には、下で説明される方法200の動作は、試料及び/または試薬を外部条件に露出することなく、容器中で行うことができる。説明の目的で、方法200は、図2〜図3を参照して上で示され、説明される容器1700及び機器1100によって行われるように説明される。
方法200は、202で、標的細菌を含有し得る収集した試料、例えば患者の鼻腔用綿棒を容器に連通することを含む。いくつかの実施形態において、この動作は、随意とすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、容器は、その中に予め配置された試料とともにユーザによって受け取ることができる。容器は、例えば容器1700または
本明細書で説明される任意の他の容器等の、任意の適切な容器とすることができる。容器は、容器の内側領域の中に配置される溶液を有することができる。溶液は、標的細菌の成長、標的細菌内のレポーター分子の生成、細菌の検出、または同類のことを容易にするために、例えば、細菌栄養培地、緩衝剤、界面活性剤、または任意の他の成分を含むことができる。いくつかの実施形態では、試料が容器の中へ搬送された後に、溶液を加えることができる。いくつかの実施形態では、要求に応じて及び/または閉鎖系環境において溶液を試料に連通できるように、溶液を、試料から隔離して、容器の中に、例えば容器の中の別個の区画または容器のキャップの中に予め配置することができる。
次いで、204で、容器が、例えば、キャップ、試薬モジュール、または同類のもので封止される。いくつかの実施形態において、シールは、区画、脆弱部分、試薬、アクチュエータ、及び/またはノズルを含むことができる、試薬モジュール(例えば、下で説明される試薬モジュール3740及び4740を参照されたい)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、206で、抗生物質または一連の抗生物質が、随意に、容器の中に配置される試料に加えられる。抗生物質は、他の非標的細菌株、例えば非薬剤耐性株を殺滅し、よって、薬剤耐性株だけが生存するように選択及び/または配合することができる。このようにして、生成されるレポーター分子は、必然的に、残りの標的細菌株によって生成される。いくつかの実施形態において、抗生物質/一連の抗生物質は、容器の中に(例えば、溶液の中に)予め配置される。他の実施形態において、抗生物質/一連の抗生物質は、別個の区画に(例えば、容器アセンブリの本体またはキャップの中に)配置することができ、また、要求に応じて、もしくは所定の時間に、試料溶液の中へ連通することができる。
208で、形質導入粒子を含有する第1の試薬または物質が試料の中へ連通され、及び/または該試料と混合される。形質導入粒子は、例えば形質導入粒子160等の、本明細書で説明される形質導入粒子のいずれかとすることができる。特に、形質導入粒子は、標的細菌がレポーター分子を発現する命令を提供するレポーター配列を含有する核酸分子を含む。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、溶液に加える必要はなく、むしろ、溶液の中に予め配置される。そのような実施形態において、形質導入粒子は、試料と混合されて、形質導入粒子による標的バクテリアの同定を可能にする。いくつかの実施形態において、例えば、形質導入粒子は、容器のキャップの別個の区画の中に配置され、そして、要求に応じて、または所定の時間に放出され、及び/または試料と混合される。
いくつかの実施形態では、210で、随意に、容器溶液を攪拌し、形質導入粒子と溶液とを効率的に混合して、相互作用を容易にすることができる。混合する方法としては、ボルテックス、手動振盪、かき混ぜ、もしくは同類のこと、(例えば、振盪テーブルを介した)自動撹拌、または任意の他の適切な撹拌方法が挙げられる。次いで、212で、容器が機器または機器の一部分の中に配置され、214で、所定の時間にわたって、及び/または所定の温度に維持される。そのような条件としては、例えば、試料を、2時間未満、ほぼ2時間、4時間、6時間、8時間、最長で18時間、またはさらに長い時間にわたって、例えばほぼ摂氏37度以下の温度に維持することが挙げられる。試料が維持される条件は、形質導入粒子が標的細菌に結合し、遺伝子操作した核酸を標的細菌に連通し、そして、レポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)の発現を促進することを可能にするように定義される。生存可能な細胞レポーターの実施形態において、遺伝子操作した核酸は、例えば細菌の薬剤耐性を与える遺伝子の存在にかかわらず、標的細菌の全てに導入することができる。例えば、特定の遺伝子型によって与えられる全ての他の表現型を排除し、例えば動作206を参照して上で説明されるように抗生物質を試料に加え、それによって、薬剤耐性遺伝子及び/または発現した薬剤耐性遺伝子型を欠いた細胞からの信号の発生を排除または別様には防止することによって、さらなる特異性を達成することができる。
いくつかの実施形態では、次いで、216で、レポーター分子からの信号の生成を強化する、触媒する、及び/または促進するために、試薬を試料の中へ連通させる。例えば、試薬は、レポーター分子による光信号の生成を触媒するように配合される基質とすることができる。そのような基質としては、レポーター分子と相互作用して、検出可能な信号、例えば発光を生成することができる活性成分、例えばトリデカナールが挙げられる。いくつかの実施形態において、基質は、それらの間の様々な炭素鎖長のアルデヒドを全て含めて、6−炭素アルデヒド(ヘキサナール)、13−炭素アルデヒド(トリデカナール)、及び/または14−炭素アルデヒド(テトラデカナール)を含むことができる。いくつかの実施形態において、試薬は、Tween20または他の界面活性剤、トリデカナールまたは他のアルデヒドを含むように配合し、そして、特定のpHに調整することができる。いくつかの実施形態において、基質は、容器の中に、例えば容器のキャップの中の隔離された区画の中に貯蔵することができ、また、要求に応じて、または所定の時間に、試料に送達することができる。
218で、任意の適切な検出器を使用して信号が検出される。検出器は、例えば、機器1100に配置される検出器1200、または下で示され、説明される検出器(PMT)11200とすることができる。計測可能な信号が検出された場合は、標的細菌が試料中に存在する(220)。いかなる信号も検出されなかった場合は、試料が標的細菌を含まない(222)。
上で示され、説明される方法200は、(例えば、随意に、非標的株を排除するために、抗生物質を含むことによって)生菌の検出及び同定に使用することができるが、他の実施形態において、方法は、遺伝子型によって細菌を選択的に同定及びまたは認識することができる、形質導入粒子及び/または遺伝子操作したウイルスベクターを含むことができる。換言すれば、形質導入粒子は、下で説明されるように、標的細菌内の遺伝子配列を認識及び/または同定した後にだけ、レポーター分子を条件付きで生成することができる。
形質導入粒子は、核酸分子170等の遺伝子操作した核酸分子をカプセル化し、標的細菌の中へ送達するように遺伝子操作することができる。いくつかの実施形態において、核酸分子は、標的遺伝子、レポーター遺伝子、及び任意の他の適切な調節遺伝子に相同である核酸配列を含むように遺伝子操作及び/または配合される。認識遺伝子は、例えば、標的細菌遺伝子の一部分に相同であり得、また、細菌遺伝子の一部分をプローブし、認識し、それ自体を細菌遺伝子に動作可能に連結し、そして、例えば相同的組み換えを使用して、標的遺伝子座内でのレポーター遺伝子の統合をもたらすように構成することができる。いくつかの実施形態において、レポーター遺伝子は、プロモーターのない遺伝子とすることができ、したがって、レポーター遺伝子を標的遺伝子座の中へ挿入した後に、それが標的遺伝子プロモーターに動作可能にリンクされた場合にだけ発現する。
いくつかの実施形態において、遺伝子操作した核酸分子は、特定の薬剤耐性細菌遺伝子型で存在する及び/またはそれに対して特異的な標的遺伝子の存在下で、条件付きで再結合するように配合及び/または構成することができる。例えば、図9は、一実施形態による、遺伝子操作した核酸分子570及び/またはMRSAに特異的なプラスミドの配合の概略図である。遺伝子操作した核酸配列500は、プラスミド調節要素576(例えば、複製の起点等)、mecA遺伝子断片572、luxA遺伝子574a、luxB遺伝子574b、及び選択可能なマーカー(例えば、テトラサイクリン耐性遺伝子等)(図示せず)を含む。プラスミド調節要素576は、当技術分野で知られている、任意のプラスミド調節要素とすることができる。mecA遺伝子断片572は、mecA遺伝子のセグメントに相同である。細菌の内部へ入ると、mecA遺伝子断片572は、MRSA遺伝子上のmecA配列をプローブ及び/または識別し、そして、mecA遺伝子プロモーターをluxAB遺伝子に動作可能にリンクする様式で、相同的組み換えを介した、レポータ
ー遺伝子のmecA遺伝子座の中への統合を媒介することができる。いくつかの実施形態において、遺伝子操作した核酸500は、任意の他の細菌、例えば大腸菌、サルモネラ、クロストリジウム−ディフィシル、VRE等の任意の遺伝子配列に特異的な任意の他の認識配列、例えば、tcdB、vanA等を含むことができる。luxA574a及びluxB574b遺伝子はともに、レポーター分子のルシフェラーゼを発現するように、自然細菌転写及び翻訳サイクルによって制御することができる、レポーター遺伝子としての役割を果たす。いくつかの実施形態において、任意の他のレポーター遺伝子、例えば、酵素(例えば、グルコースオキシダーゼ、ホースラディッシュペルオキシダーゼ)または蛍光タンパク質(例えば、緑色蛍光タンパク質等)を発現するための遺伝子を使用することができる。
図10は、形質導入粒子及び/または遺伝子操作したウイルスベクター、例えば遺伝子操作した核酸分子(例えば、核酸分子570)を含有する形質導入粒子160を使用して、細菌の遺伝子型を同定するための方法300のフローチャートである。方法300は、本明細書で説明される容器のいずれか、例えば容器1700、2700、3700、4700、及び同類のもの、ならびに、例えば機器1100及び11000等の、本明細書で説明される任意の機器及びその構成要素を使用して行うことができる。
方法300は、302で、形質導入粒子を試料に、例えば標的細菌遺伝子型を含有し得る鼻腔用綿棒に加えることを含む。試料は、例えば容器1700等の容器の中に配置することができ、さらに、例えば細菌栄養培地、緩衝剤、及び/または界面活性剤等の溶液を含むことができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、試料を加える前に、溶液中に含めて容器の中に配置することができる。304で、形質導入粒子及び溶液が、形質導入粒子が試料中に存在する標的細菌を同定し、該標的細菌に結合するような条件下で維持される。次いで、306で、形質導入粒子が、遺伝子操作したプラスミドまたは遺伝子操作した核酸分子を標的細菌の中へ挿入する。
次いで、308で、本明細書で説明されるように、遺伝子操作した核酸分子の認識遺伝子部分、例えばmecA遺伝子断片が、相同配列について細菌DNAをプローブする。相同配列が存在する場合は、310で、遺伝子操作した核酸分子を、標的遺伝子の内因性プロモーターを伴うレポーター遺伝子配列の中へ挿入し、該レポーター遺伝子配列に動作可能に連結する。このようにして、312で、標的細菌が、その自然転写/翻訳過程を通して、レポーター分子、例えばルシフェラーゼを発現する。
次いで、314で、試料が、所定の時間にわたって、及び/または所定の温度に維持される。そのような条件としては、例えば、試料を、2時間未満、ほぼ2時間、4時間、6時間、8時間、最長で18時間、またはさらに長い時間にわたって、例えばほぼ摂氏37度以下の温度に維持することが挙げられる。試料が維持される条件は、形質導入粒子が標的細菌に結合し、遺伝子操作した核酸を標的細胞に連通し、そして、レポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)の発現を促進することを可能にするように定義される。
いくつかの実施形態では、次いで、316で、レポーター分子からの信号の生成を強化する、触媒する、及び/または促進するために、試薬が試料の中へ連通される。例えば、試薬は、レポーター分子による光信号の生成をトリガーするように配合される基質とすることができる。そのような基質は、本明細書で示され、説明されるタイプの任意の適切な基質とすることができる。318で、任意の適切な機器によって信号が検出される。試料が任意の他の細菌遺伝子型を含有する場合、認識遺伝子に相同な遺伝子配列は、細菌DNA中に存在しない。故に、細菌DNAによる形質導入粒子DNAのいかなる相同的組み換えもなく、レポーター分子は、生成されない。したがって、316で、基質を試料溶液に加えることは、試料が標的細菌遺伝子型を含有しないことを示す、いかなる検出可能な信
号も生成しない。
図11は、遺伝子型の同定及び標的細菌の検出のための方法300の部分概略図を示す。図11で示されるように、試料S中に存在し得る標的細菌680の特定の遺伝子型を検出するために、形質導入粒子660を試料Sに加え、及び/または該試料と混合した。第1の動作(概略図692によって示される)では、形質導入粒子660を、標的細菌680を含有する試料Sと接触させる。形質導入粒子660は、矢印Cで示されるように、標的細菌680の細胞壁を特異的に同定し、該細胞壁に結合することができる。次いで、形質導入粒子660は、矢印Dで示されるように、遺伝子操作した核酸またはその中に含有されるプラスミド670を標的細菌680の細胞質の中へ連通する(動作694を参照されたい)。
遺伝子操作した核酸670は、例えば核酸分子570等の、本明細書で説明される遺伝子操作した核酸分子のいずれかとすることができる。特に、遺伝子操作した核酸分子670は、標的細菌680のDNA682中の標的遺伝子684を認識するように遺伝子操作及び/または配合される、認識配列672を含む。遺伝子操作した核酸はまた、レポーター遺伝子配列674(例えば、レポーター配列luxA/luxB)も含む。標的細菌680が標的遺伝子684を含有する場合、遺伝子操作した核酸670は、標的遺伝子684を認識し、そして、レポーター遺伝子配列674を標的遺伝子682プロモーターと動作可能にリンクする様式で、レポーター遺伝子配列674を標的遺伝子座の中へ挿入する(動作696を参照されたい)。例えば、遺伝子操作した核酸670は、MRSAのDNA上のmecA配列に特異的な認識配列672を含むことができる。最終動作(概略図698を参照されたい)では、標的細菌680の転写及び翻訳機構が、レポーター配列674を符合化する遺伝子を読み取り、そして、レポーター分子630を生成する。標的遺伝子684が存在しない場合、組み換えは起こらず、レポーター分子630を発現しない。したがって、レポーター分子630の存在は、標的遺伝子が試料S中の生菌680中に存在することを示す。形質導入粒子660は、非複製的であり、また、溶菌複製または溶原複製ができないので、標的細菌680は、検定中、生きたままである。したがって、本明細書で説明されるシステム及び方法は、生きた細菌内の遺伝子を検出するために使用することができる。
いくつかの実施形態において、システム1000及び/または本明細書で開示される方法のいずれかは、溶液(例えば、栄養培地、緩衝剤、界面活性剤)、形質導入粒子、遺伝子操作したウイルスベクター等の生物学的ベクター、ポリマー、リポソーム、もしくはウイルス様粒子から成る非生物学的ベクター、及び/または試薬(例えば、基質、抗生物質等)の試料の中への連通を容易にするように構成される容器を含むこと、及び/または該容器とともに行うことができる。例えば、図12〜図14は、それぞれ、第1の構成、第2の構成、及び第3の構成における、一実施形態による、容器アセンブリ1700を示す。1つ以上の容器アセンブリ1700は、容器アセンブリ1700を操作して、作動させて、及び/または該容器アセンブリと相互作用して、本明細書で説明される標的細胞の同定と関連付けられる方法を行うように構成される、本明細書で開示されるタイプの任意の適切な機器(例えば、下で説明される機器11000を参照されたい)内に配置することができる。容器アセンブリ1700は、検定中に取り扱う試料の量を制限することによって、試料の効率的で正確な診断試験を可能にする。さらに、容器構成要素(例えば、反応チャンバ1732及び試薬モジュール1740)のモジュール配設は、それぞれが異なる試薬及び/または配合物を含有する任意の数の異なる試薬モジュール1740を、異なるタイプの標的細胞を検出するために交換可能に使用することを可能にする。この配設はまた、下で説明されるように、形質導入粒子及び試薬を、別々に貯蔵し、要求に応じて試料に連通することも可能にする。別々の貯蔵は、例えば、試薬モジュール1740内に含まれる試薬が、反応チャンバ1732内に含まれる試薬、溶液、及び/または試料と異なる
貯蔵要件(例えば、有効期限、凍結乾燥要件、貯蔵温度制限等)を有する場合に有用であり得る。
示されるように、容器アセンブリは、反応チャンバ1732と、試薬モジュール1740とを含む。反応チャンバ1732は、試薬モジュール1740に連結して、統合アセンブリを形成することができる。反応チャンバ1732は、例えば軽量な、剛体の、及び不活性な材料(例えば、プラスチック)等の、任意の適切な材料から形成することができる。反応チャンバ1732の少なくとも一部分は、(例えば、反応チャンバ1732における発光を視認するために)反応チャンバ1732の内部容積の視認及び/または検出を可能にするために、少なくとも部分的に透明にすることができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ1732は、丸底または平底を有する円筒として成形することができる。他の実施形態において、反応チャンバ1732は、任意の他の適切な形状、例えば、正方形、長方形、楕円形、多角形等を有することができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ1732は、12mmの直径及び75mmの高さを有する。いくつかの実施形態において、反応チャンバ1732の直径は、検出器(例えば、機器11000に含まれる検出器1200もしくは11212、または任意の他の検出器)の断面に最適に適合するようにサイズ決定することができる。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ1700には、反応チャンバ1732内に予め配置される、本明細書で示され、説明されるタイプの1つ以上の溶液及び/または試薬(例えば、細菌栄養溶液、緩衝剤、界面活性剤、形質導入粒子、及び/または抗生物質)を提供することができる。
容器1700の試薬モジュール1740は、筐体1741と、第1のアクチュエータ1750と、第2のアクチュエータ1760とを含む。筐体1741は、任意の適切な機構によって反応チャンバ1732に着脱可能に連結されるように構成される。例えば、いくつかの実施形態において、筐体1741は、ねじ付き連結具、締まり嵌め、スナップ嵌め、または同類のものによって、反応チャンバ1732に連結することができる。いくつかの実施形態において、筐体1741及び反応チャンバ1732は、実質的に流体密封シールを画定する。
筐体1741は、第1の試薬容積1742及び第2の試薬容積1744を画定する。第1の試薬容積1742及び第2の試薬容積1744は、側壁1746によって分離することができる。いくつかの実施形態において、第1の試薬容積1742は、標的細胞(例えば、細菌)に一連のレポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)を生成させるように配合される遺伝子操作した核酸分子(例えば、遺伝子操作した核酸170)を含む、生物学的もしくは非生物学的ベクター、形質導入粒子、及び/またはウイルスベクター(例えば、形質導入粒子110、160または本明細書で説明される他の形質導入粒子のいずれか)を含有する。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、本明細書で説明されるように、非複製的である(すなわち、複製ができない)ように配合される。いくつかの実施形態において、第2の試薬容積1744は、レポーター分子と相互作用して、例えば光信号等の測定可能な信号を触媒する、該信号の生成を強化する、及び/または生成するように配合される試薬を含有することができる。いくつかの実施形態において、試薬は、例えばトリデカナールを含む組成物等の、本明細書で示され、説明されるタイプのルシフェラーゼ基質である。形質導入粒子及び試薬は、それぞれ、第1の試薬容積1742及び第2の試薬容積1744内に直接配置されるように示されているが、他の実施形態において、形質導入粒子及び/または試薬は、第1の試薬容積1742及び/または第2の試薬容積1744の実質的に内側に配置されるように成形され、サイズ決定される、試薬容器(図示せず)の内側に配置することができる。
いくつかの実施形態において、筐体1741及び/またはその中の任意の試薬容器(図示せず)は、(例えば、第1のアクチュエータ1750及び/または第2のアクチュエー
タ1760によって)作動または圧縮されたときに破裂するように構成される、脆弱部分を含むことができる。このようにして、試薬及び成分は、隔離して貯蔵し、作動時に放出することができる。いくつかの実施形態において、筐体1741、第1のアクチュエータ1750、第2のアクチュエータ1760、及び/またはそのような試薬容器は、繰り返し可能な送達を容易にする特徴、例えば、湾曲縁部、平底、蛇腹壁、または任意の他の適切な特徴を含むことができる。いくつかの実施形態において、例えば、筐体1741は、第1のアクチュエータ1750のプランジャ部分1754が第1の試薬容積1742内を移動したときに、試薬容器の一部分を穿刺するように構成される、第1の試薬容積1742内に配置される1つの穿刺器または一連の穿刺器(図示せず)を含むことができる。いくつかの実施形態において、穿刺器はまた、第2の試薬容積1744内に配置することもできる。
第1の試薬容積1742及び第2の試薬容積1744は、任意の適切な形状、配向、及び/またはサイズを有することができる。いくつかの実施形態において、図12〜図14で示されるように、第1の試薬容積1742及び第2の試薬容積1744は、同心とすることができる。他の実施形態において、第1の試薬容積1742及び第2の試薬容積1744は、互いに平行に位置させることができる。実質的に一定の断面積を有するように示されているが、いくつかの実施形態において、筐体1741ならびに/または第1の試薬容積1742及び第2の試薬容積1744の断面寸法、例えば直径または面積は、それらの中に含有される試薬の容積を増加/減少させるように変動させることができる。このようにして、筐体1741は、反応チャンバ1732の中へ送達される試薬の所望の量及び/または流量を提供するように構成することができる。
筐体1741は、筐体1741が反応チャンバ1732に連結されたときに、第1の試薬容積1742と反応チャンバ1732との間の第1の流体経路1772a、及び第2の試薬容積1744と反応チャンバ1732と間の第2の流体経路1772bを画定する、送達部分1770を含む。示されるように、第1の流体経路1772a及び第2の流体経路1772bは、互いに別々である。第1の流体経路1772a及び第2の流体経路1772bは、それぞれ、それぞれが反応チャンバ1732に開口している、第1の出口1774aと、第2の出口1774bとを含む。第1の流体経路1772a及び第2の流体経路1772bは、第1の試薬容積1742及び/または第2の試薬容積1744の中にそれぞれ配置される形質導入粒子及び試薬を反応チャンバ1732の中へ連通するための経路を提供する。
送達部分1770は、第1の試薬容積1742及び/または第2の試薬容積1744の中に配置される形質導入粒子及び試薬を反応チャンバ1732の中へ送達するための、任意の好適な経路及び/または機構を提供するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、送達部分1770は、第1の試薬容積1742及び第2の試薬容積1744から反応チャンバ1732に流体を連通するための、単一の流体経路を含むことができる。いくつかの実施形態において、送達部分1770は、混合を促進する、ならびに/または曝気、オーバースプレー、及び/または望ましくない乱流を最小にする様式で、第1の試薬容積1742及び/または第2の試薬容積1744から反応チャンバ1732の中へ試薬を送達するように構成することができる。いくつかの実施形態において、第1の流体経路1772a及び/または第2の流体経路1772bは、そこを通って流れる物質の制御された流量を生成するために、可変の断面積(または流積)(例えば、ノズルに類似し得る経路)を有することができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子及び/または試薬の流量は、物質を十分に混合する、及び/または曝気を最小にするために、1ml/秒、2ml/秒、3ml/秒、4ml/秒、5ml/秒、または任意の適切な流量とすることができる。
試薬モジュール1740は、筐体1741の中に少なくとも部分的に配置される、第1のアクチュエータ1750を含む。第1のアクチュエータ1750は、係合部分1752と、第1の試薬容積1742内に配置されるプランジャ部分1754とを含む。第1のアクチュエータ1750の係合部分1752は、第1の試薬容積1742内でプランジャ部分1754を移動させるために(例えば、機器11000等の、本明細書で示され、説明される任意の機器によって)操作されるように構成される。いくつかの実施形態において、第1のアクチュエータ1750のプランジャ部分1754及び筐体1741の一部分は、筐体1741の外側の容積から第1の試薬容積1742を流体的に隔離するためのシールを画定する、及び/またはそれを含む。いくつかの実施形態において、シールは、例えば、ガスケット、Oリング、ゴムシール、または任意の適切なシールとすることができる。示されるように、係合部分1752及び第1のアクチュエータ1750のプランジャ部分1754は、異なる断面寸法(例えば、直径)を有することができる。しかしながら、他の実施形態において、係合部分1752及び第1のアクチュエータ1750のプランジャ部分1754は、同じ断面寸法(例えば、直径)を有することができる。いくつかの実施形態において、係合部分1752は、プランジャ部分1754からオフセットする(例えば、非同軸とする)ことができる。
試薬モジュール1740は、筐体1741の中に少なくとも部分的に配置される第2のアクチュエータ1760を含む。第2のアクチュエータ1760は、係合部分1762と、第2の試薬容積1744内に移動可能に配置されるプランジャ部分1764とを含む。第2のアクチュエータ1760の係合部分1762は、第2の試薬容積1744内で第2のアクチュエータ1760のプランジャ部分1764を移動させるために(例えば、機器11000等の、本明細書で示され、説明される任意の機器によって)操作されるように構成される。いくつかの実施形態において、第2のアクチュエータ1760のプランジャ部分1764及び筐体1741の一部分は、筐体1741の外側の容積から第2の試薬容積1742を流体的に隔離するためのシールを画定する、及び/またはそれを含む。いくつかの実施形態において、シールは、例えば、ガスケット、Oリング、ゴムシール、または任意の適切なシールとすることができ、第1のアクチュエータ1750のシールと実質的に類似し得る。示されるように、係合部分1762及び第2のアクチュエータ1760のプランジャ部分1764は、異なる断面寸法(例えば、直径)を有することができる。しかしながら、他の実施形態において、係合部分1762及び第2のアクチュエータ1760のプランジャ部分1764は、同じ断面寸法(例えば、直径)を有することができる。いくつかの実施形態において、係合部分1762は、プランジャ部分1764からオフセットする(例えば、非同軸とする)ことができる。
示されるように、第2のアクチュエータ1760の係合部分1762は、第1のアクチュエータ1750の係合部分1752を少なくとも部分的に取り囲む。同様に前述のように、第1のアクチュエータ1750の少なくとも一部分及び第2のアクチュエータ1760の一部分は、筐体1741の中に同心状に配置される。このようにして、試薬モジュール1740は、容器アセンブリ1700の縦軸を中心に任意の角度配向で、反応チャンバ1732に連結すること、及び/または機器の中に配置することができる。この配設は、単一のアクチュエータアセンブリが、第1のアクチュエータ1750及び第2のアクチュエータ1760の双方を操作することを可能にする。
より具体的には、第2のアクチュエータ1760は、第1のアクチュエータ1750を操作してプランジャ部分1754を移動させたときに、第1のアクチュエータ1750の係合部分1752がその中を移動できるチャネル1766を画定する。いくつかの実施形態において、第2のアクチュエータ1760の係合部分1762は、第1のアクチュエータ1750の係合部分1752を実質的にその中に配置することができる開口部を画定することができる。第1のアクチュエータ1750のプランジャ部分1754の縦軸が第2
のアクチュエータ1760のプランジャ部分1764の縦軸に対して同心であるように示されているが、他の実施形態において、プランジャ部分1754の縦軸は、プランジャ部分1764の縦軸からオフセットすること、及び/または該縦軸と非同心とすることができる。いくつかの実施形態において、例えば、第1のアクチュエータ1750及び第2のアクチュエータ1760は、互いに隣接するが同心ではないように配置することができる。いくつかの実施形態において、第1のアクチュエータ1750及び第2のアクチュエータ1760は、互いに平行に配置することができる。いくつかの実施形態において、係合部分1752及び/または係合部分1762は、例えば、偶発的な作動を防止するために、筐体1741に凹設することができる。
第1のアクチュエータ1750及び第2のアクチュエータ1760は、本明細書で説明される機能を行うために、任意の適切な様式で移動させることができる。例えば、いくつかの実施形態において、第1のアクチュエータ1750のプランジャ部分1754は、第2のアクチュエータ1760のプランジャ部分1764の移動とは無関係に移動させることができる。いくつかの実施形態において、第1のアクチュエータ1750及び第2のアクチュエータ1760は、同じストローク長を有することができる。他の実施形態において、第1のアクチュエータ1750及び第2のアクチュエータ1760は、異なるストローク長を有することができる。このようにして、異なる容積(及び/または異なる流量)の形質導入粒子または試薬を反応チャンバ1732の中へ搬送することができる。
使用に際し、容器アセンブリ1700は、反応チャンバ1732の流体隔離を維持しながら、本明細書で説明される方法及び/または検定を行うよう操作されるように構成される。同様に前述のように、容器アセンブリ1700の反応チャンバ1732及び試薬モジュール1740は集合的に、その中で標的細胞の同定を行うことができる(すなわち、反応チャンバ1732から試薬モジュール1740を連結解除することを伴わない)閉鎖系を画定することができる。特に、容器アセンブリ1700は、第1の構成(図12)でユーザに送達することができ、該構成において、第1のアクチュエータ1750及び第2のアクチュエータ1760は、それぞれ、それらのそれぞれの第1の位置にある。図12では、試薬モジュール1740が反応チャンバ1732に連結されるように示されているが、試薬モジュール1740を、最初に、反応チャンバ1732から連結解除して、標的細胞(例えば、細菌)を含有する試料を、反応チャンバ1732によって画定される内部容積の中に配置することを可能にすることができる。試薬モジュール1740は、反応チャンバ1732に連結して、流体密封シールを画定することができる。
容器アセンブリ1700及び/または試薬モジュール1740を第2の構成(図13)に移動させるために、第1のアクチュエータの係合部分1752がチャネル1766内で移動するように操作される。このようにして、第1のアクチュエータ1750のプランジャ部分1754は、第1の試薬容積1742内を移動して、試薬(例えば、形質導入粒子)を、矢印EEで示されるように、第1の試薬容積1742から、第1の流体経路1742a及び第1の出口1744aを通して、反応チャンバ1732の中へ搬送及び/または吐出する。いくつかの実施形態において、本明細書で説明される方法のいずれかに従って標的細胞が一連のレポーター分子を生成するように、試薬は、試料中に含有される標的細胞と相互作用する形質導入粒子を含む。容器アセンブリ1700(及びその中に含有される試料)の操作及び/または維持は、本明細書で説明されるような機器1100及び/または11000、ならびに/または本明細書で説明される任意の他の機器または構成要素によって行うことができる。
容器アセンブリ1700及び/または試薬モジュール1740を第3の構成(図14)に移動させるために、第2のアクチュエータ1760の1762の係合部分が、第1のアクチュエータ1750を中心に少なくとも部分的に移動するように操作される。係合部分
1762の移動は、第2のアクチュエータ1760のプランジャ部分1764を、第2の試薬容積1744内で第1の位置から第2の位置に移動させる。プランジャ部分1764の変位は、試薬(例えば、トリデカナール等の基質)を、矢印FFで示されるように、第2の試薬容積1744内から、第2の流体経路1772b及び第2の出口1774bを通して、反応チャンバ1732の中へ搬送及び/または吐出する。いくつかの実施形態において、試薬は、生成されたレポーター分子と相互作用して、例えば発光反応を介して、レポーター分子が信号を生成するのを促し、触媒し、及び/または強化することができる基質である。
いくつかの実施形態において、容器アセンブリは、試料を収集するための、及び/または容器アセンブリの中へ試料を配置するための機構を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態において、試料は、綿棒を使用して収集することができ、次いで、該綿棒は、容器の反応チャンバの中へ配置される。図15〜図17は、それぞれ、第1の構成、第2の構成、及び第3の構成における容器アセンブリ2700を示す。容器アセンブリ2700は、反応チャンバ2732と、一時キャップ2739とを含む。容器アセンブリ2700の反応チャンバ2732は、例えば上で説明される試薬モジュール1740等の任意の試薬モジュール、または本明細書で説明される任意の他の試薬モジュールに連結可能であり得る。
標的細胞を含有する試料Sは、綿棒2734において収集することができ、該綿棒は、鼻腔用綿棒、唾液用綿棒、環境用綿棒、または同類のものとすることができる。いくつかの実施形態において、試料Sを収集した後に、鼻腔用綿棒2734は、線GGで示されるように、綿棒2734の所定の位置及び/または長さで折られる(図15)。反応チャンバ2732は、標的細胞を維持する、レポーター分子の生成を促進する、または同類のことのために配合される、溶液2702、例えば栄養培地、緩衝剤、界面活性剤、及び/または任意の他の試薬を含有することができる。綿棒2734は、該綿棒が溶液2702中に浸漬されるまで、矢印HHで示されるように、反応チャンバ2732の中へ挿入される。
次いで、一時キャップ2736を反応チャンバ2732に連結して、容器アセンブリ2700を第2の構成の配置することができる(図16)。いくつかの実施形態において、一時キャップ2736は、反応チャンバ2732に連結されたときに、実質的に流体密封シールを画定することができる。このようにして、容器アセンブリ2700は、標的細胞を含有する試料Sのかなりの部分が綿棒2734から溶液2702の中へ連通することを可能にするために、撹拌する、例えば、ボルテックスまたは振盪することができる。いくつかの実施形態において、綿棒2734及び試料収集プロトコルは、収集した標的細胞の50%、60%、及び最高で70%もの、ならびにそれらの間の任意の量、またはさらに多くの量が溶液2702の中へ移送されるように画定することができる。
いくつかの実施形態において、綿棒2734は、試験のために取り出すことができる。綿棒の除去は、ある特定の状況において、試料測定の干渉を制限することができる。故に、いくつかの実施形態において、一時キャップ2736は、綿棒2734を把持するための把持機構、例えば、ノッチ、溝、スリーブ、または任意の他の特徴を含むことができる。そのような実施形態において、矢印II(図17)によって第3の構成で示されるように、一時キャップ2736が反応チャンバ2732から取り出されるときに、綿棒2734も該一次キャップとともに取り出される。いくつかの実施形態において、反応チャンバ2732は、反応チャンバ2732の外部表面に配置される1つ以上のラベル2738を含むことができる。ラベル2738は、容器アセンブリ2700と関連付けられる情報、例えば、標的細胞、整理番号、ロット番号、有効期限、及び/または警告情報を含むことができる。いくつかの実施形態において、容器2700はまた、追跡機構2739、例え
ば、ラベル上のバーコード及び/またはRFIDタグも含むことができる。
図18〜図25は、反応チャンバ3732と、該反応チャンバに連結可能である試薬モジュール3740とを含む、一実施形態による、容器アセンブリ3700を示す。容器アセンブリ3700は、本明細書で説明される機器のいずれか、例えば機器11000、及び/または本明細書で説明される構成要素のいずれかずれかとともに使用し、それらによって操作することができる。容器アセンブリ3700はまた、例えば上で説明される方法150、200、及び300等の、本明細書で説明される方法のいずれかを行うために使用することもできる。
反応チャンバ3732は、試料及び/または他の試薬を含有するように構成され、軽量な、剛体の、及び不活性な材料から形成することができる。反応チャンバ3732の少なくとも一部分(例えば、遠位端部分)は、反応チャンバ3732の内部容積の視認、光アクセス、及び/または検出を可能にするために、少なくとも部分的に透明にすることができる。丸底を有する円筒として成形されるように示されているが、他の実施形態において、反応チャンバ3732は、任意の他の適切な形状、例えば、正方形、長方形、楕円形、多角形等を有することができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ3732は、12mmの直径及び75mmの高さを有する。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ3700には、反応チャンバ3732内に予め配置される、1つ以上の溶液/試薬(例えば、細菌栄養溶液、緩衝剤、界面活性剤、形質導入粒子、及び/または抗生物質)を提供することができる。
試薬モジュール3740は、筐体3741と、第1のアクチュエータ3750と、第2のアクチュエータ3760と、送達部分3770と、第1の試薬容器3780aと、第2の試薬容器3780bとを含む。図18で示されるように、筐体3741は、任意の適切な機構によって反応チャンバ3732に着脱可能に連結されるように構成される。例えば、いくつかの実施形態において、筐体3741は、ねじ付き連結具、締まり嵌め、または同類のものによって、反応チャンバ3732に連結することができる。いくつかの実施形態において、筐体3741及び反応チャンバ3732は、実質的に流体密封シールを画定する。
図20は、筐体3741の上面図を示す。筐体3740は、側壁3746によって分離することができる、第1の試薬容積3742及び第2の試薬容積3744を画定する。筐体3741は、軽量で剛体の材料、例えば、射出成形プラスチックから形成することができる。いくつかの実施形態において、筐体3741は、ほぼ24mmの直径を有することができる。いくつかの実施形態において、筐体3741の直径は、第1の試薬容積3742及び第2の試薬容積3744の容量を増加または減少させるために、変動させることができる。いくつかの実施形態において、第1の試薬容積3742及び/または第2の試薬容積3744の直径は、変動させる(すなわち、互いに等しくしない)ことができる。
図20の筐体3741の上面図、及び図21で示される筐体3741の傾斜底面図で示されるように、筐体3741は、送達部分3770を含み、該送達部分は、筐体3741が反応チャンバ3732に連結されたときに、第1の試薬容積3742と反応チャンバ3732との間の第1の流体経路3772a、及び第2の試薬容積3744と反応チャンバ3732との間の第2の流体経路3772bを画定する。第1の流体経路3772a及び第2の流体経路3772bは、それぞれ、反応チャンバ3732が筐体3741に連結されたときに、反応チャンバ3732に開口している、第1の出口3774a及び第2の出口3774bを含む。第1の流体経路3772a(及び出口3774a)及び第2の流体経路3772b(及び出口3774b)は、第1の試薬容積3742及び第2の試薬容積3744の中に配置される試薬を反応チャンバ3732の中へ連通するための経路を提供
する。第1の流体経路3772a及び第2の流体経路3772bは、互いに別々であるように示されているが、他の実施形態において、第1の流体経路3772a及び第2の流体経路3772bは、共通の境界を含むこと、及び/または互いに流体連通することができる。
送達部分3770は、第1の試薬容積3742及び/または第2の試薬容積3744の中に配置される形質導入粒子及び試薬を反応チャンバ3732の中へ送達するための、任意の適切な経路及び/または機構を提供するように構成される。例えば、いくつかの実施形態において、第1の流体経路3772a及び第2の流体経路3772bは、それぞれ、混合を促進する、ならびに/または曝気、オーバースプレー、及び/または望ましくない乱流を最小にする様式で、第1の反応容積3742及び第2の反応容積3744から反応チャンバ3732まで試薬を送達するように構成することができる。第1の流体経路3772a及び第2の流体経路3772bは、任意の適切な流量、例えば、1ml/秒、2ml/秒、3ml/秒、4ml/秒、5ml/秒に適応することができる。いくつかの実施形態において、送達部分3770の少なくとも一部分は、筐体3741が反応チャンバ3732に連結されたときに、反応チャンバ3732内に配置することができる。
図19、及び図23で示される容器の側断面図で示されるように、試薬モジュール3740は、筐体3741の中に配置される第1のアクチュエータ3750を含む。第1のアクチュエータ3740は、係合部分3752と、第1の試薬容積3742内に移動可能に配置されるプランジャ部分3754とを含む。作動すると、第1のアクチュエータ3750の係合部分3752が、第1の試薬容積3742内でプランジャ部分3754を移動させる。示されるように、第1のアクチュエータ3750のプランジャ部分3754は、筐体3741の外側の容積から第1の試薬容積3742を流体的に隔離するためのシール3769aを含む。いくつかの実施形態において、シール3769aは、例えば、ガスケット、Oリング、ゴムシール、または任意の適切なシールとすることができる。
試薬モジュール3740は、第2のアクチュエータ3760を含む。第2のアクチュエータ3760は、係合部分3762と、第2の試薬容積3744内に移動可能に配置されるプランジャ部分3764とを含む。作動すると、第2のアクチュエータ3760の係合部分3762が、第2の試薬容積3744内で第2のアクチュエータ3760のプランジャ部分3764を移動させる。第2のアクチュエータ3760のプランジャ部分3764は、第2の試薬容積3744に含有される任意の試薬を流体的に隔離する、及び/またはその漏出防止するためのシール3769bを含む。
第1のアクチュエータ3750及び第2のアクチュエータ3760は、入れ子構成で筐体3741の中に配置することができる。換言すれば、第1のアクチュエータ3750及び第2のアクチュエータ3760は、同心状に配置することができ、よって、第1のアクチュエータ3750が第2のアクチュエータ3760内に入れ子にされる。このようにして、試薬モジュール3740は、反応チャンバ3732に連結すること、及び/または容器アセンブリ3700の縦軸を中心に任意の角度配向で機器の中に配置することができる。より具体的には、第2のアクチュエータ3760は、第1のアクチュエータ3750がプランジャ部分3754を移動させるように操作されたときに、第1のアクチュエータ3750の係合部分3752が中を移動できるチャネル3766を画定する。さらに、第2のアクチュエータ3760の係合部分3762は、(試薬モジュール3740が第1の構成または第3の構成にあるときに)第1のアクチュエータ3750の係合部分3752がその中に実質的に配置される開口部3767を画定する。第1のアクチュエータ3750のプランジャ部分3754の縦軸は、第2のアクチュエータ3760のプランジャ部分3764の縦軸からオフセットされる(すなわち、非同軸である)。第1のアクチュエータ3750のプランジャ部分3754は、第2のアクチュエータ3760のプランジャ部分
3764の移動とは無関係に移動することができる。さらに、第1のアクチュエータ3750及び第2のアクチュエータ3760は、例えば、第1のアクチュエータ3750及び第2のアクチュエータ3760の偶発的な作動を防止するために、筐体の内側に凹設することができる。
第1の試薬容積3742は、第1の試薬容器3780aを含むことができ、第2の試薬容積3744は、第2の試薬容器3780bを含有することができる。図22で示されるように(明確にするため、第1の試薬容器3780aだけを示す)、第1の試薬容器3780a(及び第2の試薬容器3780b)は、ともに内部容積3786aを画定する、側壁3782aと、破断可能部材3784aとを含む。いくつかの実施形態において、側壁3782aも脆弱にすることができる。内部容積3786aは、完全に、または部分的に試薬を充填することができる。例えば、いくつかの実施形態において、第1の試薬容器3780aは、標的細胞(例えば、細菌)に複数のレポーター分子を生成させるように配合される遺伝子操作した核酸(例えば、遺伝子操作した核酸170)を含む、形質導入粒子(例えば、形質導入粒子110、160、または本明細書で説明される任意の他の形質導入粒子)を含有することができる。第2の試薬容器3780bは、レポーター分子と反応して信号の生成を強化するように配合される第2の試薬を含有することができる。例えば、いくつかの実施形態において、試薬は、レポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)と相互作用して、例えば発光反応を介して、測定可能な信号を生成することができる、トリデカナール等の基質である。
試薬容器は、第1の試薬容積3742及び第2の試薬容積3744の実質的に内側に配置されるように成形し、サイズ決定することができる。筐体3741は、第1の試薬容積3742及び第2の試薬容積3744内にそれぞれ配置される、第1の穿刺器3792aと、第2の穿刺器3792bとを含む。穿刺器は、プランジャ部分3754及びプランジャ部分3764が第1の試薬容積3742及び第2の試薬容積3744内にそれぞれ配置されたときに、第1の試薬容器3780a及び第2の試薬容器3780bのそれぞれの脆弱部分を破裂させるように構成される。いくつかの実施形態において、試薬容器は、湾曲縁部(例えば、湾曲縁部3789aを参照されたい)と、実質的に平坦であり得る底部分(例えば、底部分3788aを参照されたい)とを含むことができる。平坦な底部分及び湾曲縁部は、繰り返し可能な送達を確実にするために、第1のアクチュエータ3750及び第2のアクチュエータ3760によって、それぞれ、第1の試薬容器3780a及び第2の試薬容器3780bに印加される圧縮力を展開することを可能にすることができる。
試料容器は、その中に含有される物質、例えば形質導入粒子、基質、抗生物質、緩衝剤、界面活性剤、または検出検定に必要とされ得る任意の他の試薬に対して実質的に不透過性である、及び/または該物質から実質的に化学的に不活性である材料から構築することができる。このようにして、試薬は、長期間にわたって試薬容器の中で貯蔵することができる。例えば、試薬容器3780aの側壁3782aは、柔軟で不活性な材料、例えばブリスタープラスチック、アルミホイル、アルミニウムラミネート、または任意の他の適切な材料から形成することができる。さらに、いくつかの実施形態において、脆弱部材3784aは、ある特定の温度にわたって脆弱部材3784aの所望の特性及び完全性が維持されるように、ある特定の温度特性を有する材料から構築することができる。例えば、いくつかの実施形態では、試薬または基質を含有する試薬容器3780aを冷凍状態で貯蔵することが所望され得る。いくつかの実施形態において、脆弱部材3784aは、任意の形態のポリプロピレン等のポリマーフィルムから構築することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材3784aは、2軸配向ポリプロピレン(BOP)から構築することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材3784aは、アルミニウムから構築することができる。
容器アセンブリ3700の反応チャンバ3732及び試薬モジュール3740は集合的に、その中で標的細胞の同定を行うことができる(すなわち、反応チャンバ3732から試薬モジュール3740を連結解除することを伴わない)閉鎖系を画定することができる。容器アセンブリ3700及び/または試薬モジュール3740は、複数の異なる構成間を移動して、試薬及び/または物質を第1の試薬チャンバ3742及び第2の試薬チャンバ3744から移送することができる。特に、図23〜図25は、ぞれぞれ、第1の構成、第2の構成、及び第3の構成における試薬モジュール3740を示す。反応チャンバ3732は、明確にするために示されない。
容器アセンブリ3700は、第1の構成(図23)でユーザに送達することができ、該第1の構成では、第1のアクチュエータ3750が第1の位置にあり、第2のアクチュエータ3760が第1の位置にある。第1の試薬容積3742は、試薬(例えば、形質導入粒子)を含有する試薬容器3780aを含み、第2の試薬容積3744は、試薬(例えば、レポーター分子と反応するように配合される、トリデカナール)を含む第2の試薬容器3780bを含有する。
容器アセンブリ3700を第2の構成(図24)に移動させるために、第1のアクチュエータ3750の係合部分3752が、第1のアクチュエータ3750のプランジャ部分3754を、第1の試薬容積3742内で第1の位置から第2の位置まで変位させるように操作される。同様に前述のように、係合部分3752は、第2のアクチュエータ3760のチャネル3766及び/または開口部3767内を遠位に移動する。このようにして、第1のアクチュエータ3750のプランジャ部分3754は、第1の試薬容器3780aの底部分3788aに力を印加する。これは、脆弱部分3784aが破裂し、その中に含有される試薬、例えば形質導入粒子を第1の試薬容積3742の中へ放出するまで、第1の試薬容器3780aの脆弱部分3784aを穿刺器3769aに対して押し付ける。第1のアクチュエータ3750のプランジャ部分3754の第2の位置に向かうさらなる変位は、試薬容器3780a及び第1の試薬容積3742の内部容積3786aを減少させる。これは、試薬、例えば形質導入粒子を、第1の試薬容積3742から、送達部分3770の第1の流体経路3772a及び第1の出口3774aを通して、反応チャンバ3732の中へ連通する。示されるように、第1のアクチュエータ3750は、穿刺器3792aが第1のアクチュエータ3750に損傷を与えること、及び/または第1のアクチュエータ3750の第2の位置に向かう進行を制限することを防止するよう穿刺器の一部分を受け取るように構成される、凹部3758を含む。いくつかの実施形態において、試薬、例えば形質導入粒子は、本明細書で説明されるように、試料中に含有される標的細胞と相互作用し、標的細胞がレポーター分子を生成するのを促すことができる。
容器アセンブリ3700を第3の構成(図25)へ移動させるために、第2のアクチュエータ3760の3762の係合部分が、第2のアクチュエータ3760のプランジャ部分3764を、第2の試薬容積3744の範囲内で第1の位置から第2の位置まで変位させるように操作される。第2の構成と同様に、第2のアクチュエータ3760の変位は、穿刺器3792bに、第2の試薬容器3780bの脆弱部分3784bを破裂させ、該試薬容器の中に含有される基質(例えば、トリデカナール)を、第2の流体経路3772b及び第2の出口3774bを通して、反応チャンバ3732の中へ連通させる。基質は、レポーター分子と相互作用し、そして、例えば発光反応を介して、レポーター分子が信号を生成するのを促すこと、強化すること、及び/または触媒することができる。示されるように、第2のアクチュエータ3760は、穿刺器3792bが第2のアクチュエータ3760に損傷を与えること、及び/または第2のアクチュエータ3760の第2の位置に向かう進行を制限することを防止するよう穿刺器の一部分を受け取るように構成される、凹部3768を含む。いくつかの実施形態において、試薬、例えば形質導入粒子は、本明細書で説明されるように、試料中に含有される標的細胞と相互作用し、標的細胞がレポー
ター分子を生成するのを促すことができる。
第1の流体経路3772a及び第2の流体経路3772bの出口部分は、実質的に直線であり、また、実質的に一定の流積を有するように示されているが、他の実施形態において、送達部分は、試薬、物質、形質導入粒子、及び同類のものを送達することができる任意の適切な流れ経路を画定することができる。例えば、いくつかの実施形態において、混合を促進し、曝気、オーバースプレー、及び/または望ましくない乱流を最小にする様式で、1つ以上の試薬を反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。
例えば、いくつかの実施形態において、試薬モジュールは、本明細書で示され、説明されるタイプの形質導入粒子を含有する物質を、形質導入粒子を試料と効率的に混合する様式で、反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。例えば、綿棒(例えば、綿棒2734等)が反応チャンバ内で保持される実施形態において、試薬モジュールは、綿棒から試料の一部分を除去するのを強化する、形質導入粒子を送達するための送達ノズルまたは他の機構を含むことができる。このようにして、送達機構は、試料及び形質導入粒子の混合を改善することによって、検定の性能を強化することができる。そのような機構としては、例えば、高圧ジェットノズル、角度付きノズル、単一の試薬チャンバから反応チャンバへの複数の流路、または同類のものが挙げられる。
他の実施形態において、試薬モジュールは、光信号の生成を強化する、触媒する、またはトリガーするように配合される試薬(例えば、本明細書で示され、説明されるタイプの基質)を、光信号の測定を強化する様式で、反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、レポーター分子を検出する方法は、レポーター分子を発現した試料の中へ基質を加えることによってトリガーされる発光反応の輝度(または強度)を検出することを含む。より具体的には、いくつかの実施形態において、発現したレポーター分子及び基質は、集合的に、試料への基質の追加に応じたフラッシュ反応を生成するように配合される。フラッシュ反応は、基質の追加後に(例えば、実質的に即座に、数秒以内に、及び/または1分未満に)、明瞭なピーク輝度が極めて迅速に起こる、発光反応である。フラッシュ反応は、(少量の検出に有益である等の)極めて高感度な結果を生成することができるが、そのような過渡的反応の正確な測定は、困難であり得る。対照的に、グロー反応は、最長で1時間以上維持され得る安定した信号を特徴とする、より長く持続する発光反応である。フラッシュ反応ほど高感度ではないが、グロー反応は、信号を検出する前に、追加的な試料動作(例えば、混合、輸送、または同類のもの)を完了するための時間を完了することを可能にすることができる。
いくつかの実施形態において、試薬モジュールは、光信号の測定を強化する様式で、基質を反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。より具体的には、いくつかの実施形態において、試薬モジュールは、基質を試料と十分に混合することを可能にする様式で基質を送達するように構成することができ、一方で、試料の曝気、気泡の生成、過剰な飛び散り、または同類のことも最小にするが、これらは全て、基質の送達後に数秒以内で光反応を完了することに悪影響をもたらす。例えば、いくつかの実施形態において、試薬モジュールは、反応チャンバの縦軸に対してある角度をなす流体経路を画定することができ、よって、試薬及び/または基質が、反応チャンバの側壁に、次いで試料溶液の中へ送達される。他の実施形態において、試薬モジュールは、流体経路を画定することができ、該流体経路は、反応チャンバの縦軸に対して実質的に平行であるが、試薬及び/または基質が反応チャンバの側壁に送達されるように位置付けられる出口開口部を含む。さらに他の実施形態において、試薬モジュールは、湾曲形状、円弧形状、及び/または螺旋形状を有する流体経路を画定することができる。さらに他の実施形態において、試薬モジュールは、混合を最大にする、及び/または曝気を最小にするための溝、リブ、スロット、または任意の他の流れ調整特徴を含む、流体経路を画定することができる。
別の実施例として、図26〜図28は、反応チャンバ4732と、試薬モジュール4740とを含む、容器アセンブリ4700を示す。容器アセンブリ4700は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器1100、11000、及び/または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び/または操作することができる。容器アセンブリ4700はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法200及び/または300を行うために使用することもできる。
試薬モジュール4740は、筐体4741と、第1のアクチュエータ4750と、第2のアクチュエータ4760と、第1の送達部材4772aと、第2の送達部材4772bとを含む。図28の側断面図で示されるように、筐体4741は、第1の試薬容積4742及び第2の試薬容積4744を画定する。筐体4741はまた、送達部分4770も含むことができる。第1の試薬容積4742は、第1の試薬(例えば、形質導入粒子)を含有する、第1の試薬容器4780aを含むことができる。第2の試薬容積4744は、第2の試薬(例えば、基質)を含有する、第2の試薬容器4780bを含むことができる。容器アセンブリ4700の筐体4741は、上で説明される容器アセンブリ3700の筐体3741に実質的に類似し得、したがって、本明細書ではさらに詳細に説明されない。第1の試薬容器4780a及び第2の試薬容器4780bはまた、それぞれ、容器アセンブリ3700の第1の試薬容器3780a及び第2の試薬容器3780bに実質的に類似しており、したがって、本明細書ではさらに詳細に説明されない。
第1のアクチュエータ4750は、係合部分4752と、プランジャ部分4754とを含む。第2のアクチュエータ4760は、係合部分4762と、プランジャ部分4764とを含む。第1のアクチュエータ4750及び第2のアクチュエータ4760は、構造及び機能において上で説明されるように、それぞれ、容器アセンブリ3700の第1のアクチュエータ3750及び第2のアクチュエータ3760に実質的に類似しており、したがって、本明細書ではさらに説明されない。
図27の試薬モジュール4740の底面図及び図28の容器アセンブリ4700の側断面図で示されるように、筐体4741の送達部分4770は、第1の送達部材4772aを含み、該送達部材は、第1の試薬容積4742から第1の出口4774aを通しての反応チャンバ4732への試薬、例えば形質導入粒子の流体連通のための導管を提供する。筐体4741の送達部分4770は、第2の送達部材4772bを含み、該送達部材は、第2の試薬容積4742から第2の出口4774aを通しての反応チャンバ4732への試薬、例えば基質の流体連通のための導管を提供する。
図28で示されるように、第1の送達部材4772aは、第1の部分4775aと、第2の部分4776aとを含む。第1の部分4775aは、第1の試薬容積4742の内側に少なくとも部分的に配置される。第2の部分4776aは、反応チャンバ4732の内側に少なくとも部分的に配置される。第1の部分4775aは、試薬モジュール4740及び/または反応チャンバ4732によって画定される縦軸に対して実質的に平行である縦軸を画定する。第2の部分4776aは、出口4774aが反応チャンバ4732の側壁の方向を指すように、第1の部分4775aの中心線から角度的にオフセットされる。同様に前述のように、第2の部分4776aは、試薬モジュール4740及び/または反応チャンバ4732によって画定される縦軸に対して非平行である。いくつかの実施形態において、縦軸と第2の部分4776aとの間の角度は、それらの間の全ての角度を含めて、約15〜45度とすることができる。そのような実施形態において、第1の試薬容積4742から反応チャンバ4732の中へ搬送される試薬及び/または形質導入粒子は、試料の表面に対して直接影響を与えず、代わりに、反応チャンバの側壁上またはそれに沿って推進され、よって、該試薬及び/または形質導入粒子は、制御された速度で試料溶液
の中へ流れることができる。
図28で示されるように、第2の送達部材4772bは、第1の部分4775bと、第2の部分4776bとを含む。第1の部分4775bは、第2の試薬容積4744の内側に少なくとも部分的に配置される。第2の部分4776bは、反応チャンバ4732の内側に少なくとも部分的に配置される。第1の部分4775bは、試薬モジュール4740及び/または反応チャンバ4732によって画定される縦軸に対して実質的に平行である縦軸を画定する。第2の部分4776bは、出口4774bが反応チャンバ4732の側壁の方向を指すように、第1の部分4775bの中心線から角度的にオフセットされる。同様に前述のように、第2の部分4776bは、試薬モジュール4740及び/または反応チャンバ4732によって画定される縦軸に対して非平行である。いくつかの実施形態において、縦軸と第2の部分4776bとの間の角度は、それらの間の全ての角度も含めて、約15〜45度とすることができる。そのような実施形態において、第2の試薬容積4744から反応チャンバ4732の中へ搬送される試薬及び/または基質は、試料の表面に対して直接影響を与えないが、代わりに、反応チャンバの側壁上またはそれに沿って推進され、よって、該試薬及び/または基質は、制御された速度で試料溶液に流れることができる。
送達部材4772a、4772bのそれぞれの第1の部分4775a、4775bは、その端部分に(それぞれ)穿刺器4792a、4792bを含む。このようにして、穿刺器4792aは、第1の試薬容積4742の中へ突出し、穿刺器4792bは、第2の試薬容積4744の中へ突出する。特に、流体経路の送達部材の端部は、穿刺器としての役割を果たす鋭利な縁部を生成するように、先細にするか、または面取りすることができる。穿刺器4792a及び穿刺器4792bは、それぞれ、試薬容器の脆弱部分4784a及び脆弱部分4784bを穿刺して、該試薬容器の中に含有される試薬、形質導入粒子、または他の物質を放出するために使用することができる。送達部材4772a及び送達部材4772bは、筐体4741と別々に構築されるように示されているが、いくつかの実施形態において、送達部材は、送達部分4770と一体的に形成すること、例えば、単一の製造ステップで製造することができる。いくつかの実施形態において、送達部材4772a及び/または送達部材4772bは、別々に製造し、次いで、それぞれ、送達部分4770の空洞4778a及び空洞4778bの中に配置することができる。
いくつかの実施形態において、容器の試薬モジュールは、試薬を試料溶液の中へ直接連通するように構成され、容器内の任意の適切な距離に出口点を有する、流体経路を含む、または画定することができる。例えば、図29は、一実施形態による、容器アセンブリ5700の側断面図を示す。容器アセンブリ5700は、反応チャンバ5732と、試薬モジュール5740とを含む。試薬モジュールは、第1の試薬容積5742及び第2の試薬容積5744を画定する、筐体5741を含む。筐体5741は、第1のアクチュエータ5750と、第2のアクチュエータ5760とを含有する。筐体5741はまた、送達部分5770も含む。容器アセンブリ5700は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器1100、11000、及び/または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び/または操作することができる。容器アセンブリ5700はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法200及び/または300を行うために使用することもできる。
第1の試薬容積5742は、第1の試薬(例えば、本明細書で示され、説明されるタイプの形質導入粒子)を含有することができる、第1の試薬容器5780aを含む。第2の試薬容積5744は、第2の試薬(例えば、本明細書で示され、説明されるタイプの基質)を含有することができる、第2の試薬容器5780bを含む。容器アセンブリ5700の筐体5741は、容器アセンブリ3700の筐体3741に実質的に類似し得、したが
って、さらに詳細に説明されない。試薬容器5780a、5780bは、容器アセンブリ3700の試薬容器3780、3780bと実質的に類似しており、したがって、本明細書では詳細に説明されない。第1のアクチュエータ5750は、係合部分と、プランジャ部分とを含む。第2のアクチュエータ5760は、係合部分と、プランジャ部分とを含む。第1のアクチュエータ5750及び第2のアクチュエータ5760は、容器アセンブリ3700の第1のアクチュエータ3750及び第2のアクチュエータ3760と実質的に類似しており、したがって、本明細書ではさらに説明されない。
筐体5741の送達部分5770は、第1の流体経路5772aを画定し、該第1の流体経路は、第1の試薬容積5742から第1の出口5774aを通しての反応チャンバ5732への第1の試薬、例えば形質導入粒子の流体連通のための導管を提供する。筐体5741の送達部分5770はまた、第2の流体経路5772bも含み、該第2の流体経路は、第2の試薬容積5744から第2の出口5774bを通しての反応チャンバ5732への第2の試薬、例えば基質の流体連通のための導管を提供する。
示されるように、流体経路5772a、5772bは、反応チャンバ5732によって画定される縦軸に対して平行である縦軸を画定する。この配設は、試薬が、第1の試薬容積5742及び第2の試薬容積5744から、それぞれ、出口5774a及び出口577bを通って、反応チャンバ5732の中に配置される試料溶液の中へ直線に流れることを可能にすることができる。いくつかの実施形態において、出口5774a及び5774bのそれぞれでの流体経路5772a及び/または流体経路5772bの直径は、それぞれ、流体経路5772a及び/または流体経路5772bと、第1の試薬容積5742及び第2の試薬容積5744のとのインターフェースでの直径よりも小さくすることができる。このようにして、流体経路5772a、5772bは実質的に、形質導入粒子、試薬、または同類のものの流れを加速するためのノズルとして機能する。いくつかの実施形態において、断面は、例えば迅速かつ完全な混合を確実にするために、及び/または曝気を最小にするために、所定の流量、例えば1ml/秒、2ml/秒、3ml/秒、4ml/秒、5ml/秒、または任意の他の適切な流量で、出口5774a及び/または出口5774bから試薬が吐出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において、流体経路5772a及び/または流体経路5772bは、出口5774a及び/または出口5774bが反応チャンバ5732内で試料の表面の下に配置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において、筐体5741は、第1の試薬容積5742及び第2の試薬容積5744の基部にそれぞれ位置する、一連の穿刺器5792a、5792bを含むことができる。一連の穿刺器は、例えば試薬容器の中に含有される試薬の効率的な吐出を確実にするために、複数の場所で試薬容器5780a、5780bの脆弱部分5784a、5784bを破裂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において、容器の試薬モジュールは、単一のアクチュエータと、単一の試薬容積とを含むことができる。図30〜図32は、それぞれ、第1の構成、第2の構成、及び第3の構成における、一実施形態による、容器アセンブリ6700の側断面図を示す。容器アセンブリ6700は、試薬モジュール6740に可逆的に連結可能な反応チャンバ6732を含む。試薬モジュール6740は、第1の試薬容器6780a及び第2の試薬容器6780bを含有する試薬容積6742を画定する、筐体6741を含む。筐体はまた、試薬容積6742の中に配置されるアクチュエータ6750と、送達部分6770とも含む。容器アセンブリ6700は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器1100、11000、及び/または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び/または操作することができる。容器アセンブリ6700はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法200及び/または300を行うために使用することも
できる。
いくつかの実施形態において、アクチュエータ6750は、係合部分6752と、プランジャ部分6754とを含むことができる。アクチュエータ6750の係合部分6752は、試薬容積6742内でプランジャ部分6754を移動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において、アクチュエータ6750のプランジャ部分6754は、筐体6741の外側の容積から試薬容積6742を流体的に隔離するために、流体密封シール6769を含む。いくつかの実施形態において、シール6769は、例えば、ガスケット、Oリング、ゴムシール、または任意の適切なシールとすることができる。
いくつかの実施形態において、試薬容器6780a、6780bは、第1の試薬容器6780aが筐体6741の送達部分6770の近位にあるように、試薬容積6742の中に配置することができる。特に、第1の試薬容器6780aは、送達部分6770と第2の試薬容器6780bとの間に配置される。第1の試薬容器は、第1の試薬、例えば形質導入粒子を含有することができる。第2の試薬容器6780bは、第1の試薬容器6780aの上に配置することができ、よって、第2の試薬容器6780bの脆弱部分6784bが第1の試薬容器6780aの底部分6788aに当接し、第2の試薬容器6780bの底部分6788bがアクチュエータ6750のプランジャ部分6754に当接する。第2の試薬容器6780bは、第2の試薬、例えばトリデカナール等の基質を含有することができる。試薬容積6742はまた、試薬容積6742の中に配置される一連の穿刺器6792も含むことができ、該穿刺器は、試薬容器6780aの脆弱部分6784a及び試薬容器6780bの脆弱部分6784bを穿刺するように構成される。
送達部分6770は、反応チャンバ6732によって画定される縦軸に対して平行である縦軸を画定することができる、流体経路6772を画定する。いくつかの実施形態において、出口6774での流体経路6772の直径は、試薬容積6742のインターフェースでの流体経路6772の直径よりも小さくすることができ、よって、流体経路6772は、実質的にノズルに類似し、及び/またはノズルとして機能する。いくつかの実施形態において、流体経路は、例えば迅速かつ完全な混合を確実にするために、及び/または曝気を最小にするために、所定の流量、例えば1ml/秒、2ml/秒、3ml/秒、4ml/秒、5ml/秒、または任意の他の適切な流量で出口6774から試薬が吐出されるように構成することができる。
動作中に、任意の適切な機器がアクチュエータ6750の係合部分6752を操作することができ、よって、プランジャ部分6754が、試薬容積6742内で、第1の構成で示されるような第1の位置(図30)から第2の構成で示されるような第2の位置(図31)まで変位する。プランジャ部分6754は、第2の試薬容器6780bの底部分6788bに力を印加し、第2の試薬容器6780bを第1の位置から第2の位置まで変位させる。第2の試薬容器6780bは、プランジャ部分6754によって印加される圧力を、脆弱部分6784bを通して第1の試薬容器6780aの底部分6788aに連通する。この力は、第1の試薬容器6780aの脆弱部分6784aを一連の穿刺器6792に対して押圧させ、よって、脆弱部分6784aが破裂し、そして、該第1の試料容器の中に含有される試薬が、流体経路6772の出口6774を通して反応チャンバ6732の中へ連通される。
第3の構成(図31)では、プランジャ部分6754が試薬容積6742内で第2の位置から第3の位置まで変位するように、アクチュエータの係合部分6752がさらに操作される。第3の位置へのプランジャ部分6754の変位はまた、第2の試薬容器6780bを第2の位置から第3の位置まで変位させる。この構成において、第1の試薬容器6780aは、その中に含有される内容物が空になり、そして、折り畳まれた状態になり、よ
って、穿刺器6792が第1の試薬容器6780aの底部分6788aを通って貫通し、そして、第2の試薬容器6780bの脆弱部分6784bを破裂させる。したがって、第2の試薬容器6780bは、流体経路6772と流体連通して配置され、また、該第2の試薬容器の中の試薬容器、例えば基質)を、出口6774を通して反応チャンバ6732の中へ連通する。
いくつかの実施形態において、容器は、第1の試薬(例えば、生物学的または非生物学的ベクター、形質導入粒子、及び/または遺伝子操作したウイルスベクター)及び第2の試薬(例えば、基質)の異なる作動段階での送達のための段階的な作動を伴う、単一のアクチュエータを含むことができる。図33は、反応チャンバ7732及び試薬モジュール7740を含む、容器アセンブリ7700の分解図を示す。図34〜図36は、それぞれ、第1の構成、第2の構成、及び第3の構成における容器アセンブリ7700を示す。反応チャンバ7732は、試薬モジュール7740に着脱可能に連結可能であり得る。容器アセンブリ7700は、本明細書で説明される機器のいずれか、例えば機器1100、11000、及び/または本明細書で説明される構成要素のいずれかによって使用及び/または操作することができる。容器アセンブリ7700はまた、本明細書で説明される方法のいずれか、例えば方法200及び300を行うために使用することもできる。
反応チャンバ7732は、軽量な、剛体の、及び不活性な材料、例えばプラスチックから形成することができる。反応チャンバ7732の少なくとも一部分は、例えば反応チャンバ7732の中で起こる発光反応を検出するために、例えば該反応チャンバの内部容積の検出及び/または視認を可能にするように、部分的に透明にすることができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ7732は、丸底または平底を有する円筒として成形することができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ7732は、任意の他の適切な形状、例えば、正方形、長方形、楕円形、多角形等を有することができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ7732は、12mmの直径及び75mmの高さを有する。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ7700は、反応チャンバ7732内に予め配置される、1つ以上の溶液/試薬(例えば、細菌栄養溶液、緩衝剤、界面活性剤、形質導入粒子、及び/または抗生物質)を含むことができる。反応チャンバ7732は、試薬モジュール7740と着脱可能に連結するための、ねじ山7745を含むことができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ7732は、スナップ嵌め、摩擦嵌め、または任意の他の適切な機構を介して、試薬モジュール7740に着脱可能に連結することができる。
図33で示されるように、試薬モジュール7740は、筐体7741を含むことができる。筐体7741は、軽量で剛体の材料、例えば射出成形プラスチックから形成されることができる。筐体7741は、第1の圧縮支持体7748aと、第2の圧縮支持体7748bとを含む。圧縮支持体7748a、7748bは、下でさらに説明するように、それぞれ、第1の試薬容器7780a及び第2の試薬容器7780bを固定して、または着脱可能に装着するように、及び、圧縮中に、強固な支持を第1の試薬容器7780a及び第2の試薬容器7780bに提供するように構成される。圧縮支持体7748a、7748bは、試薬容器7780a、7780bを該圧縮支持体に装着するための特徴を含むことができる。そのような装着特徴としては、例えば、ノッチ、溝、戻り止め、インデント、スロット、及び/または接着面が挙げられる。試薬容器7780a、7780bが装着される圧縮支持体7748a、7748bのそれぞれの表面は、筐体7741及び/または反応チャンバ7732によって画定される縦軸に対してある角度をなす。この角度付き表面は、例えば、試薬容器7780a、7780bから反応チャンバ7732への試薬及び/または基質の滑らかな(例えば、均一な、及び/または制御された)流れ、ならびに少ない死容積を可能にするために有益であり得る。
試薬モジュール7740は、筐体7741によって画定される内部容積内を摺動するように構成される、アクチュエータ7750を含む。アクチュエータ7750は、アクチュエータ7750の側壁及び筐体7741の側壁が流体密封シールを形成するように構成される。したがって、使用に際し、アクチュエータ7750は、実質的に流体密封シールを維持しながら、筐体7741内で変位することができる。図34で示されるように、筐体7741及びアクチュエータ7750は、側壁7746(図34〜図36)によって少なくとも部分的に、及び圧縮支持体7748a、7748bの側壁によって少なくとも部分的に分離される、第1の試薬容積7742及び第2の試薬容積7744を画定するように構成することができる。アクチュエータは、機器、例えば機器1100または本明細書で示され、説明される任意の他の機器によって操作されるように構成される、係合部分7752を含む。
アクチュエータ7750は、例えば角度付きクリップに類似するように成形することができる、第1の圧縮部材7754を含む。第1の圧縮部材7754は、剛体材料、例えばアルミニウム、鋼、ステンレス鋼、またはプラスチックから形成することができる、別個の構成要素とすることができる。第1の圧縮部材7754は、筐体7741によって画定される縦軸から離れる角度で傾斜する、係合部分7755及び圧縮部分7756を有する。特に、角度は、第1の圧縮支持体7748aの角度付き表面によって画定される角度と実質的に類似する。第1の圧縮部材7754はまた、下でさらに説明するようにアクチュエータ7750の側壁7746に当接し、空間7747において側壁7746と第1の圧縮支持体7748aとの間を摺動するように構成される、摺動部分7757も含む。第1の圧縮部材7754の係合部分7755は、係合部分7755に連結される係合ばね7758を含むことができる。係合ばね7758は、圧縮ばね、例えば螺旋ばね、コイルばね、皿ばね、またはテーパ付きばねとすることができ、また、係合部分7755に装着するためのワッシャ(図示せず)を含むことができる。第1の圧縮部材7754の遠位にある係合ばね7758の端部は、アクチュエータ7750に連結すること、例えばピン、マンドレル、または同類のものに装着することができ、さらに、アクチュエータ7750に係合することで、係合ばね7758及び第1の圧縮部材7754に係合するように構成することができる。
アクチュエータ7750はまた、例えば同じ射出成形過程において形成されるアクチュエータ7750の一体部分とすることができる、第2の圧縮部材7760も含むことができる。第2の圧縮部材7760は、筐体7741によって画定される縦軸から離れてある角度をなす傾斜面に類似するように成形することができる。この角度は、第2の圧縮支持体7748bの傾斜面によって画定される角度と実質的に類似し得る。いくつかの実施形態において、第1の圧縮部材7754及び/または第2の圧縮部材7760は、本明細書で説明されるように、試薬容器7780a、7780bの脆弱部分を穿刺するための1つまたは一連の穿刺器、例えば棘、鉤、ピン、または任意の他の適切な穿刺部材を含むことができる。
筐体7741はまた、第1の試薬容積7742の試薬、例えば生物学的または非生物学的ベクター、形質導入粒子、及び/または遺伝子操作したウイルスベクター、ならびに第2の試薬容積7744の試薬、例えば基質を、反応チャンバ7732の中へ連通するための、第1の流体出口7774a及び第2の流体出口7774bも含むことができる。流体出口7774a、7774bは、圧縮支持体7748a、7748bと筐体7741の側壁との間の開口部及び/または空間とすることができる。いくつかの実施形態において、筐体7741は、本明細書で説明されるように、例えば迅速な混合を容易にするために、及び/または曝気を最小にするために、流体経路、例えばノズル、角度付きノズル、管、及び/または任意の他の適切な流体導管を含むことができる。
第1の試薬容器7780a及び第2の試薬容器7780bは、それぞれ、上で説明されるように、第1の圧縮支持体7748a及び第2の圧縮支持体7748b上に配置することができる。試薬容器7780a、7780bは、それぞれ、集合的に内部容積を画定する側壁7782a、7782b及び脆弱部材7784a、7784bを含むことができる。試薬容器の内部容積は、完全に、または部分的に試薬を充填することができ、例えば、第1の試薬容器7780aは、標的細胞(例えば、細菌)に複数のレポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)を生成させるように配合される遺伝子操作した核酸(例えば、遺伝子操作した核酸170)を含むことができる、形質導入粒子(例えば、形質導入粒子160、または本明細書で説明される任意の他の形質導入粒子)を含有することができる。第2の試薬容器7780bは、基質、例えばトリデカナールを含有することができ、該基質は、レポーター分子、例えばルシフェラーゼと相互作用して、例えば発光反応を介して、測定可能な信号の生成をトリガーすること、触媒すること、生成すること、及び/または強化することができる。
試薬容器7780a/bは、その中に含有される物質、例えば形質導入粒子、基質、抗生物質、緩衝剤、界面活性剤、または検出検定に必要とされ得る任意の他の試薬に対して実質的に不透過性である、及び/または該物質から実質的に化学的に不活性である材料から構築することができる。このようにして、試薬は、長期間にわたって試薬容器7780a/bの中で貯蔵することができる。例えば、試薬容器7780a/bの側壁7782a/bは、柔軟で不活性な材料、例えば、ブリスタープラスチック、アルミホイル、または任意の他の適切な材料から形成することができる。さらに、いくつかの実施形態において、脆弱部材7784a/bは、ある特定の温度にわたって脆弱部材7784a/bの所望の特性及び完全性が維持されるように、ある特定の温度特性を有する材料から構築することができる。例えば、いくつかの実施形態において、冷凍条件の試薬または基質を含有する試薬容器7780a/bを貯蔵することが所望され得、または脆弱部材7784a/bを熱ラミネートすることによって試薬容器7780a/bを製造することが所望され得る。そのような実施形態において、脆弱部材7784a/bは、冷凍状態及び/または熱ラミネーション状態が、意図する用途に対する脆弱部材7784a/bの所望の特性及び完全性を実質的に損なわないように選択することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材7784a/bは、任意の形態のポリプロピレン等のポリマーフィルムから構築することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材7784a/bは、2軸配向ポリプロピレン(BOP)から構築することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材7784a/bは、アルミニウムから構築することができる。試薬容器の脆弱部分7784a/bは、例えば下でさらに説明されるようにアクチュエータ7750の圧縮部材7754/7760によって圧縮されたときに破裂し、そして、該試薬容器の中に含有される試薬を放出するように構成することができる。
図34で示されるように、容器アセンブリ7700は、最初に、試薬モジュール7740が反応チャンバ7732に連結され、アクチュエータ7750が第1の位置にある、第1の構成に維持することができる。第1の圧縮部材7754は、第1の位置にあり、該第1の位置では、係合部分7756が、第1の試薬容器7780aの脆弱部分7784aと接触しているが、いかなる圧縮力も印加しておらず、係合ばね7758は、全く圧縮されていない。また、第2の圧縮部材7760も第1の位置にあり、該第1の位置において、第2の圧縮部材は、第2の試薬容器7780bの脆弱部分7784bと接触していない。
第2の構成(図35)では、第1のアクチュエータ7750の係合部分7752が、アクチュエータ7750を筐体7741内で第1の位置から第2の位置まで変位するように操作される。アクチュエータ7750の変位は、係合ばね7758を付勢して、第1の圧縮部材7754を圧縮し、力を働かせる。この力は、第1の圧縮部材7754を第1の位置から図35で示される第2の位置まで変位させ、該第2の位置では、第1の圧縮部材7
754の摺動部分7757が、側壁7746とともに、第1の圧縮支持体7748aと第2の圧縮支持体7748bとの間の開口部7747の中へ摺動する。第1の圧縮部材7754の係合部分7756は、第1の試薬容器7780aの脆弱部分7784aに圧縮力を働かせ、よって、脆弱部分7784aを破裂させ、その内容物(例えば、形質導入粒子)を第1の試薬容積7742の中へ放出する。次いで、試薬が、第1の出口7774aを通って、反応チャンバ7732の中の溶液、例えば標的細胞を含有する患者試料の中へ流れる。また、第2の圧縮部材7760も、第1の位置から第2の位置まで変位し、該第2の位置では、該第2の圧縮部材が、第2の試薬容器7780bの脆弱部分7784bの近くにあり、及び/または該脆弱部分を破裂させずに脆弱部分7784bに接触する。
第3の構成(図36)では、アクチュエータ7750の係合部分7752が、筐体7741内で第2の位置から第3の位置まで変位するように操作される。アクチュエータ7750の変位は、係合ばね7758をさらに付勢して、第1の圧縮部材7754を圧縮し、力を働かせる。この位置では、第1の圧縮部材7754のさらなる変位が第1の圧縮支持体7748aによって防止され、係合ばね7758がかなり圧縮される。第2の圧縮部材7760も、第2の位置から第3の位置まで変位し、該第3の位置では、第2の圧縮部材7760が、第2の試薬容器7780bの脆弱部分7784bに圧縮力を働かせる。これは、脆弱部分7784bの破裂を引き起こし、その内容物、例えば基質を第2の試薬容積7744の中へ放出する。次いで、試薬が、第2の出口7774bを通って、反応チャンバ7732の中の溶液、例えば標的細胞及び標的細胞によって生成されるレポーター分子を含有する試料の中へ流れる。
上で説明されるように、いくつかの実施形態において、送達部分は、混合を促進し、曝気、オーバースプレー、及び/または望ましくない乱流を最小にする様式で、1つ以上の試薬を反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、容器の試薬モジュールは、試薬モジュール及び/または反応チャンバの縦軸に対して傾斜させた、及び/または角度的にオフセットした送達部分を含むことができる。そのような配設は、混合、検出、または同類のことを改善する様式で、試薬(例えば、形質導入粒子、基質、または同類のもの)の流れを誘導することができる。特に、図37〜図38は、それぞれ、第1の構成及び第2の構成における、一実施形態による、容器アセンブリ8700の概略側断面図を示す。容器アセンブリ8700は、本明細書で説明される機器のいずれか、例えば機器1100、11000、及び/または本明細書で説明される構成要素のいずれかによって使用及び/または操作することができる。容器アセンブリ8700はまた、本明細書で説明される方法のいずれか、例えば方法150、200、及び300を行うために使用することもできる。
容器アセンブリ8700は、試薬モジュール8740に可逆的に連結可能である、反応チャンバ8732を含む。反応チャンバ8732は、その中に配置される試料S、例えば患者試料、標的細胞、形質導入粒子、及び/またはレポーター分子を含む試料溶液を有することができる。使用に際し、容器アセンブリ8700は、反応チャンバ8732が検出器1200と連通(例えば、光連通)するように、検出器1200に動作可能に連結することができる。本明細書で説明される実施形態は、検出器1200に光学的に連結されるように示されているが、本明細書で説明される任意の他の検出器を使用することができる。
試薬モジュール8740は、筐体8741と、送達部材8770と、アクチュエータ8750とを含む。筐体8741は、試薬容積8742を画定し、該試薬容積は、その中に配置される試薬を含有することができる。試薬は、本明細書で説明される基質のいずれか等の、任意の適切な試薬とすることができる。
アクチュエータ8750は、試薬容積8742の中に配置される試薬と流体連通するように構成される、プランジャ部分8754を含む。アクチュエータ8750は、試薬容積8742から、送達部材8770を通して(例えば、流体経路8772を介して)、反応チャンバ8732まで試薬を搬送するように構成することができる。送達部材8770は、試薬容積8742の実質的に内側に、及びプランジャの近位に配置される、第1の部分8774を含む。送達部材8770はまた、反応チャンバ8732が試薬モジュール8740に連結されたときに、反応チャンバ8732の実質的に内側に配置される、第2の部分8776も含む。
送達部材8770は、試薬モジュール8740及び/または反応チャンバ8732の縦軸に対して角度的にオフセットされる。より具体的には、図37で示されるように、送達部材8770の軸を画定する流体経路の中心線は、縦軸から離れて角度θで配向される。いくつかの実施形態において、角度θは、約30度とすることができる。いくつかの実施形態において、角度θは、約15〜45度とすることができる。
動作中に、アクチュエータ8750は、例えば機器1100の操作機構を使用して、図38の矢印AAで示されるように、アクチュエータ8750に力を印加することによって操作することができる。これは、プランジャ部分8754が、試薬容積8742内で、第1の構成で示される第1の位置(図37)から、第2の構成で示される第2の位置(図38)まで変位するように付勢する。プランジャ部分8754は、流体経路8772を通して、試薬容積8742の中に含有される試薬(例えば、基質)を搬送及び/または吐出する。同様に前述のように、プランジャ部分8754は、縦軸に沿って試薬容積内を移動して、流体経路8772を介した試薬容積からの試薬の流れを生成する。
図38で示されるように、送達部分8770の傾斜配向は、吐出した試薬を矢印BB(図38)で示されるように傾斜経路に従わせ、よって、試薬ストリームは、反応チャンバ8732の側壁に衝突する。次いで、試薬ストリームは、矢印CC(図38)で示されるように反応チャンバ8732の側壁を流れ落ち、より低い流体速度で試料Sと混合し、それによって、試料内の曝気及び/または気泡の生成を最小にする、及び/または排除する。曝気を最小にすることは、試薬を試料Sと混合することを可能にすること、及び検出器1200によって検出される信号の品質を向上させることができる。例えば、いくつかの実施形態において、容器アセンブリ8700は、その中にレポーター分子が発現した試料への基質の追加に応じてフラッシュ反応を生成するように集合的に配合される、レポーターシステム及び試薬(例えば、基質)と併せて使用することができる。そのような実施形態において、送達部材8770の配設は、基質を試料と十分に混合することを可能にし、一方で、試料の曝気、気泡の生成、過剰な飛び散り、または同類のことも最小にするが、これらは全て、基質の送達後に短期間で(例えば、数秒以内で)光反応を完了することに悪影響をもたらし得る。
試薬モジュール8740は、試薬の流れを反応チャンバ8732の側壁の一部分に沿って誘導する単一の送達部材を含むように上で示され、説明されているが、他の実施形態において、試薬モジュール8740は、該送達部材の中の試薬の迅速な送達を容易にするために、複数の異なる送達部材及び/または複数の出口点を有する1つの送達部材を含むことができ、一方で、曝気、気泡の生成、または同類のことも最小にする。いくつかの実施形態において、容器の試薬モジュールは、試薬モジュールの中に配置される試薬の環状流を生成するように構成される送達部材を含むことができ、よって、試薬は、反応チャンバの側壁の周りを実質的に円周方向に流れる。例えば、図39〜図40は、第1の構成及び第2の構成における、一実施形態による、容器アセンブリ9700の側断面図を示す。容器アセンブリ9700は、試薬モジュール9740に可逆的に連結可能な反応チャンバ9732を含む。容器アセンブリ9700は、反応チャンバ9732が検出器1200と光
連通するように、検出器1200に連結される。容器アセンブリ9700は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器1100、11000、及び/または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び/または操作することができる。容器アセンブリ9700はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法150、200、及び/または300を行うために使用することもできる。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ9700は、フラッシュ発光反応によって生成される信号を検出するために使用することができる。本明細書で説明される実施形態は、検出器1200に光学的に連結されるように示されているが、本明細書で説明される任意の他の検出器を使用することができる。
反応チャンバ9732は、その中に配置される試料S、例えば患者試料、標的細胞、形質導入粒子、及び/またはレポーター分子を含む試料溶液を有することができる。反応チャンバ9732は、本明細書で説明される反応チャンバのいずれかと類似し得、したがって、詳細に説明されない。
試薬モジュール9740は、試薬容積9742を画定する筐体9741を含み、該試薬容積は、その中に配置される試薬、例えば基質を有することができる。筐体9741はまた、試薬容積9742の中に配置されるアクチュエータ9750も含む。試薬モジュール9740は、脆弱部分9784と、送達部材9770とを含む。
アクチュエータ9750は、試薬容積9742の中に配置される試薬と流体連通しているプランジャ部分9754を含む。プランジャ部分9754は、筐体9741内を移動して、脆弱部分9784を通して試薬容積9742から反応チャンバ9732まで試薬を搬送するように構成される。
送達部材9770は、穿刺部分9772、ならびに丸みのある及び/または湾曲した側壁9774を画定するように構成される。いくつかの実施形態において、側壁9774は、テーパを付けること、外形を形成することができ、及び/または、グラデーションを含むことができる。送達部分9770は、反応チャンバ9732の実質的に内側に配置されるように示されているが、他の実施形態において、送達部材9770のかなりの部分を試薬モジュール9740内に配置すること、及び/または該モジュールと連結することができる。送達部材9770は、反応チャンバ9732または試薬モジュール9740の一体部分とすることができる。
示されるように、試薬モジュール9740が第1の構成(図39)にあるときに、穿刺部分9772は、脆弱部分9784と接触しているが、脆弱部材9784にいかなる穿刺力も印加していない。故に、試薬容積9742内の試薬は、反応チャンバ9732から流体隔離して維持される。試薬モジュール9740が第2の構成(図40)に移動したときに、矢印DDによって示される方向に、力がアクチュエータ9750に印加される。これは、プランジャ部分9754を第1の位置から第2の位置まで変位させる。プランジャ部分9754の変位は、(試薬を介して)脆弱部材9784に力を働かせる。これは、脆弱部材を送達部分の穿刺部分9772に対して押圧させ、そして、穿刺させ(図40)、それによって、脆弱部分9784を穿刺する。送達部材9770の外形及び/または形状は、矢印EEで示されるように、反応チャンバ9732の側壁9774全周にわたって試薬の環状流を生成する。次いで、試薬ストリームは、反応チャンバ9732の側壁に沿って流れ落ちることができ、それによって、曝気、気泡の生成、または同類のことを最小にする、及び/または排除する。
いくつかの実施形態において、容器の試薬モジュールは、湾曲させた送達部分または送達部材を含むことができる。図41は、一実施形態による、容器アセンブリ10700の
側断面図を示す。容器アセンブリ10700は、試薬モジュール10740に可逆的に連結可能な反応チャンバ10732を含む。試薬モジュール10740は、試薬容積10742を画定する筐体10741を含み、該試薬容積は、その中に配置される試薬、例えば基質を有することができる。筐体はまた、試薬容積10742の中に配置されるアクチュエータ10750も含む。容器アセンブリ10700は、送達部材10770を含む。容器アセンブリ10700は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器1100、11000、及び/または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び/または操作することができる。容器アセンブリ10700はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法150、200、及び/または300を行うために使用することもできる。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ10700は、フラッシュ発光反応によって生成される信号を検出するために使用することができる。
アクチュエータ10750は、試薬容積10742の中に配置される試薬、例えば基質と流体連通しているプランジャ部分を含む。プランジャ部分10754は、試薬容積10742内を変位して、送達部分10770を通して試薬容積10742から反応チャンバ10732まで試薬を搬送するように構成される。
送達部材10770は、湾曲流体経路10772を画定するように成形される。湾曲流体経路10772は、試薬が渦流運動で流体経路から分注されるように構成される。渦流運動は、例えば、例えば試薬と反応チャンバ10732の中に含有される試料との混合を強化することができる、試薬流に乱流を生じさせることができる。いくつかの実施形態において、湾曲流体経路10772は、試薬を反応チャンバの側壁に衝突させることができる。次いで、試薬は、例えば曝気を最小にするために、容器の側壁に沿って流れて、より低い速度で試料に到達することができる。
容器アセンブリ4700または本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかは、レポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)と基質(例えば、トリデカナール)との相互作用によって生成される、及び/または強化される信号を検出するための任意の適切なタイプの検出器に動作可能に連結することができる。上で説明されるように、いくつかの実施形態において、検出の方法は、フラッシュ発光反応によって生成される信号の検出を含むことができる。そのような方法は、例えば、信号を読み取る精度を強化する様式で、試薬(例えば、基質)の流れを誘導することを含むことができる。同様に前述のように、そのような方法は、例えば、望ましくない乱流、曝気、気泡、または同類のものの生成を最小にする様式で、試薬(例えば、基質)の流れを誘導することを含むことができる。例えば、図42は、容器アセンブリ及び検出器を使用して標的細胞を検出するための方法400を示す。方法400は、本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかとともに使用することができる。検出器は、本明細書で説明される検出器1200、検出器アセンブリ11200、または任意の他の検出器とすることができる。容器アセンブリの反応チャンバは、その中に配置される試料を含むことができる。試料は、例えば、患者試料の標的細胞(例えば、潜在的にMRSAを含有する鼻腔用綿棒)、形質導入粒子(例えば、本明細書で説明される形質導入粒子のいずれか)等の生物学的または非生物学的ベクター、及び本明細書で開示されるレポーターシステムのいずれかに従って生成される一連のレポーター分子を含有する、試料溶液とすることができる。
本方法は、402で、容器の反応チャンバを検出器に動作可能に連結することを含む。次いで、404で、送達部材を使用して試薬が反応チャンバの中へ連通される。いくつかの実施形態において、試薬は、任意の適切な基質とすることができる。いくつかの実施形態において、試薬は、それらの間の様々な炭素鎖長のアルデヒドを全て含めて、6−炭素アルデヒド(ヘキサナール)、13−炭素アルデヒド(トリデカナール)、及び/または14−炭素アルデヒド(テトラデカナール)を含むことができる。いくつかの実施形態に
おいて、試薬は、Tween20または任意の他の界面活性剤、トリデカナールまたは他のアルデヒドを含むように配合し、そして、特定のpHに調整することができる。試薬は、本明細書で説明されるに、容器の試薬モジュール、例えば、容器アセンブリ4700の試薬モジュール4740、または任意の他の試薬モジュールの中に配置することができる。
送達部材は、例えば、送達部分3770、送達部材4770、または試薬を搬送することができる流路を画定する任意の他の構造及び/または機構とすることができる。406で、反応チャンバの表面に沿って試料の中へ流れる様式で、試薬が搬送される。このようにして、本明細書で説明されるように、試料の中への試薬の送達は、信号を読み取る精度を強化する様式で行うことができる。いくつかの実施形態において、搬送することは、試料の表面に対して非垂直な方向に試薬を搬送することを含むことができる。いくつかの実施形態において、試薬は、1秒あたり少なくとも1ミリリットルの流量で搬送される。いくつかの実施形態において、搬送することは、試薬容積内でプランジャをある方向に移動させることを含み、送達部材の第1の端部分は試薬容積内に配置され、及び送達部材の第2の端部分は反応チャンバ内に配置される。いくつかの実施形態において、送達部材の移動は、部材を、方向、例えば送達部分4770に対して非平行な出口方向に搬送する。
408で、試料に到達すると、試薬が一連のレポーター分子と反応し、信号を生成する。レポーター分子の生成は、本明細書で説明されるシステム、組成、及び方法のいずれかに従うことができる。410で、検出器を介して信号を受け取る。信号は、例えば、生存細胞を決定するために、及び/または遺伝子が試料中の標的細胞内に存在することをレポーティングするために使用することができる。いくつかの実施形態において、信号を受け取ることは、試薬を搬送した後に60秒未満にわたって行われる。
本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかは、本明細書で開示される方法のいずれかに従って容器アセンブリ内に含有される試料に対して同定及び/または検出過程を行うための任意の適切な機器によって、操作すること、取り扱うこと、及び/または作動させることができる。例えば、いくつかの実施形態において、本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかは、本明細書で示され、説明されるタイプの形質導入粒子方法及び/またはレポーターシステム等の、生物学的または非生物学的ベクターを使用して、試料内の標的細胞の生存細胞のレポーティング、及び/または遺伝子のレポーティングを行う機器によって、操作すること、及び/または作動させることができる。このようにして、システム(例えば、容器または一連の容器、形質導入粒子、試薬及びその他組成物、ならびに機器)は、例えばMRSA、クロストリジウム−ディフィシル、バンコマイシン耐性腸球菌等の迅速な、及び/または自動化された検出等の、数多くの異なる検定に使用することができる。いくつかの実施形態において、機器はまた、本明細書で示され、説明されるタイプの1つの容器及び/または一連の容器の中に含有される試料における反応を容易にする、生成する、サポートする、及び/または促進するように構成することもできる。そのような反応としては、例えば、形質導入粒子(例えば、本明細書で説明される形質導入粒子のいずれか)と試料との相互作用及び/または混合、レポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)と基質(例えば、トリデカナール)との相互作用及び/または混合が挙げられる。そのような反応は、本明細書で説明される方法に従って、本明細書で説明される機器に含まれる構成要素によって検出することができる、例えば発光反応を介して、信号を生成することができる。
いくつかの実施形態において、システムは、種々のサブアセンブリを含み、また、容器を操作する、容器の作動機構を作動させる、容器を維持する、及び/または容器において生成される信号を検出するように構成される、機器を含むことができる。例えば、図43〜図45は、それぞれ、第1の構成、第2の構成、及び第3の構成における、機器110
0の一部分を示す。機器1100は、その中に配置される試料を含むことができる容器、例えば容器11700を受け取るように構成され、さらに、容器11700を操作し、例えば発光反応を介して、該容器において生成される信号を検出するように構成することができる。容器11732は、試薬容積11742及び反応容積11732を画定する。機器1100は、検出器1212を含有及び/または支持する内部容積を画定する筐体1110と、保持部材1610と、活性化部材1636と、アクチュエータ1652とを含む。容器11700を受け取るように示されているが、機器1100は、本明細書で説明される任意の容器アセンブリを受け取るように構成することができ、また、本明細書で説明される任意の方法、例えば、方法150、200、300、または400を行うために使用することができる。
示されるように、保持部材1610は、機器1100の中に配置される試料容器11700の第1の部分11733に接触して、容器11700の移動を制限するように構成される。同様に前述のように、保持部材1610は、試料容器11700に接触して、機器1100(例えば、検出器1212)の一部分に対する試料容器11700の移動横方向移動及び/または回転を制限するように構成される。いくつかの実施形態において、保持部材1610は、試料容器11700の周期的な移動(例えば、振動)を制限するように構成することができる。
活性化部材1636は、アクチュエータ1652に連結され、また、保持部材1610にも移動可能に連結される。活性部材1636は、容器11700の第2の部分11752に係合して、試薬(例えば、トリデカナール)を試薬容積11742から反応容積11732の中へ搬送するように構成される。アクチュエータ1652は、第1の位置(図43)と、第2の位置(図44)と、第3の位置(図45)との間で活性化部材1636を移動させるように構成される。同様に前述のように、アクチュエータ1652は、機器1100及び/または保持部材1610に対して活性化部材1636を移動させるように構成される。
活性化部材1636が第1の位置にあるときに、保持部材1610は、容器11700の第1の部分11733から離間され、かつ、活性化部材1636は、容器11700の第2の部分11752から離間される。このようにして、容器11700は、検出器1212に対して移動させて、例えば容器または同類のものを位置付けることができる。活性化部材1636が第2の位置(図44)にあるときに、保持部材1610は、容器11700の第1の部分11733に接触するように構成される。このようにして、機器1100(例えば検出器)の一部分に対する試料容器11700の移動が制限される。さらに、活性化部材1636は、第2の構成において容器11700の第2の部分11752から離間された状態を維持する。図45で示されるように、アセンブリが第2の構成に移動するときに、保持部材1610の係合面1620は、活性化部材1636に含まれる対応する表面1644と接触する。表面1644は、保持部材1610の係合面1612が容器11700の第1の部分11733に接触するのを付勢するように成形及び/または構成される。
より具体的には、図44で示されるように、アセンブリが第2の構成に移動するときに、アクチュエータ1652は、活性化部材1636を容器11700の縦軸Aによって画定される第1の方向(矢印AAで示される)に移動させる。保持部材1610の係合面1620と、活性化部材1636の対応する表面1644との係合は、図44の矢印BBで示されるように、保持部材1610を第2の方向に移動させる。同様に前述のように、活性化部材1636は、保持部材1610に係合して、保持部材1610を縦軸Aに対して垂直な方向に、容器11700に向かって移動させる。
図44で示されるように、第2の構成(活性化部材1636が第2の位置にあるとき)において、容器11700は、容器11700が距離dだけ検出器1212から離れるように、筐体1110の中に配置される、及び/または筐体1110の一部分と接触している。距離dは、検出中に維持される信号経路長(例えば、光路長)を画定する。さらに、保持部材1610は、容器11700の横方向移動、横への揺動、または垂直運動が制限及び/または排除される(例えば、矢印CCを参照されたい)ように、容器11700を筐体1110の一部分と接触するように維持する。一貫した、かつ繰り返し可能な信号経路長を維持することは、容器11700の反応容積において生成される信号の繰り返し可能で高品質な測定をもたらすことができる。いくつかの実施形態において、機器1100は、フラッシュ発光反応によって生成される信号を検出するために、本明細書で説明される方法のいずれかと併せて使用することができる。
活性化部材1636が第3の位置にある(第3の構成に対応する)とき、活性化部材1636は、容器11700の第2の部分11752と係合して、図45において矢印DDで示されるように、試薬容積11742から反応容積11732に試薬を搬送する。いくつかの実施形態において、活性化部材1636は、活性化部材1636が第1の位置から第2の位置に移動するときに、容器11700に係合し、容器11700の試薬容積11742内を移動するように構成される、プランジャ部分を含むことができる。より具体的には、第3の構成(図45)に移動するときに、アクチュエータ1652は、活性化部材1636を矢印AAで示される方向に沿ってさらに移動させ、よって、活性化部材1636のプランジャ部分が、容器11700の係合部分11752に接触し、次いで、試薬容積11743の中へ移動する。活性化部材1636がその第2の位置からその第3の位置に(すなわち試薬容積11742内を)移動するときに、該活性化部材は、その中に含有される試薬、例えばトリデカナール等の基質を反応容積11732の中へ搬送する。試薬は、試料Sの中へ流れ込み、そして、試料Sと相互作用して、検出器1212によって検出することができる信号を生成する。例えば、試薬は、試料溶液中に存在するレポーター分子のルシフェラーゼと相互作用する、トリデカナールとすることができる。相互作用は、例えば光検出器とすることができる検出器1212によって検出される、発光を生成する。
アセンブリが第2の構成から第3の構成に移動するときに、保持部材1610は、第3の構成の容器11700の第1の部分11733と接触している状態を維持する。このようにして、容器が検出器1212に対して定位置にあるときに、例えば基質とすることができる試薬を試料に加えることができる。上で論じられるように、この配設は、信号の繰り返し可能な測定を容易にする。
いくつかの実施形態において、機器1100はまた、第2の活性化部材(図示せず)を含むこともでき、該第2の活性化部材は、試料容器11700の第3の部分に係合して、例えば、第2の試薬容積から反応容積の中へ第2の試薬、例えば形質導入粒子を搬送するように構成することができる。第2の活性化部材は、第1の活性化部材1636に移動可能に連結することができ、また、活性化部材1636が第1の位置にある(すなわち、アセンブリが第1の構成にある)ときに、容器11700の第3の部分に接触するように構成することができる。したがって、そのような実施形態において、アセンブリが第1の構成にあるときに、(例えば、第2のアクチュエータによって)第2の活性化部材を移動させて第2の試薬を搬送することができる。
いくつかの実施形態において、第2の活性化部材の少なくとも一部分は、第1の活性化部材1636内で移動可能に配置することができる。いくつかの実施形態において、保持部材1610はまた、活性化部材1636が第1の位置から第2の位置に変位するときに回転するように構成することもできる。
いくつかの実施形態において、機器2100の一部分は、本明細書で示され、説明されるタイプの容器を操作する、及び/または作動させるための一連の把持部を含むことができる、保持アセンブリを含むことができる。例えば、以下、図46〜図48を参照すると、機器2100は、検出器2212と、保持アセンブリ2610と、機器2100と、活性化部材2636と、アクチュエータ2652とを含む。機器2100は、図43〜図45を参照して本明細書で説明される、容器アセンブリ11700を含む。しかしながら、機器2100は、本明細書で説明される任意の他の容器を受け取る、及び/または操作するために使用することができ、また、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法150、200、300、または400を行うために使用することができる。
図43〜図45で示されるように、保持アセンブリ2610は、容器11700の第1の部分11733に接触して、容器11700の移動を制限するようにそれぞれが構成される、第1の把持部2612a及び第2の把持部2612bを含む。このようにして、保持アセンブリは、数ある他の機能の中でも、図43〜図45を参照して上で説明される、繰り返し可能な検出を容易にすることができる。各把持部は、対応する把持部2612a、2612bに力を働かせて、把持部を閉鎖構成に向かって付勢するように構成される、バイアス部材2622、例えばばねに連結される。
活性化部材2636は、保持アセンブリ2610に移動可能に連結され、また、アクチュエータ2652に動作可能に連結される。アクチュエータ2652は、第1の位置と第2の位置との間で、活性化部材2636を保持アセンブリ2610及び/または容器11700に対して移動させるように構成される。活性化部材は、活性化部材2636が第1の位置にあるときに、保持アセンブリ2610の表面と接触して、第1の把持部2612a及び第2の把持部2612bを開放構成に維持するように構成される、第1の表面2642を含む。例えば、図46は、第1の構成にある機器2100を示し、よって、活性化部材2636は、第1の位置にあり、活性化部材2636の表面2642は、保持アセンブリ2610と接触しており、それによって、把持部2612a、2612bを開放構成に維持する。
第2の位置において、活性化部材2636の第2の表面2644は、保持アセンブリ2610の表面に接触するように構成され、よって、バイアス部材2622が、第1の把持部2612a及び第2の把持部2612bを閉鎖構成に付勢する。より具体的には、第2の構成(図47)に向かって移動するときに、アクチュエータ2652は、矢印FFで示される方向に、容器11700の縦軸BLに沿って、活性化部材2636をその第1の位置からその第2の位置に移動させる。この活性化部材2636の運動は、保持アセンブリ2610を活性化部材2636の第2の表面2644と接触させる。この位置において、バイアス部材2622は、矢印EEで示される第2の方向に把持部2612a、2612bを移動させるように付勢し、よって、把持部2612a、2612bが、容器11700の第1の部分11733に接触する。いくつかの実施形態において、第1の位置から第2の位置への活性化部材2636の移動はまた、把持部を容器11700に向かって回転させることもできる。
活性化部材2636は、容器11700の第2の部分11752に係合し、そして、試薬、例えばトリデカナール等の基質を試薬容積11742から反応チャンバ11732の中へ搬送するように構成される。より具体的には、図48で示されるように、第3の構成に向かって移動するときに、アクチュエータ2652は、活性化部材2636のプランジャ部分2638が容器11700の第2の部分11752に接触し、容器11700の試薬容積11742内で第1の位置から第2の位置に移動するまで、活性化部材2636を矢印FFで示される方向に移動させ続けることができる。したがって、プランジャ部分2
638は、試薬容積の中に配置される試薬、例えばトリデカナール等の基質を、反応容積11732の中へ連通することができる。基質は、反応容積11732の中に配置される試料S中に含まれるレポーター分子、例えばルシフェラーゼと反応して、検出器2212によって検出することができる信号、例えば発光を生成することができる。
示されるように、把持部2612a、2612bは、第3の構成において、容器11700と接触した状態を維持し、または別様には、該容器に係合した、それを握った、挟持した、または固定した状態を維持する。これは、上で説明されるように、矢印GGで示されるような容器11700の横方向移動、横への揺動、または垂直運動を防止し、検出器2212からの一貫した信号経路長dを維持する。示されるように、容器アセンブリ11700の保持及び作動(例えば、投入)は、単一のアクチュエータを使用して、及び、試料容器11700が検出動作のための所望の位置になるまで試薬を試料容器11700の中へ搬送することができないように協働的に構成される保持アセンブリ2610及び活性化部材2636によって達成される。
いくつかの実施形態において、機器は、検出器アセンブリを含むことができ、該検出器アセンブリは、背景光を最小にするように、信号検出の較正を容易にするように、または同類のことを行うように構成される、試料容器及びシャッターを受け取るための筐体を含むことができる。例えば、図49〜図50で示されるように、機器は、検出器アセンブリ3200を含むことができる。検出器アセンブリ3200は、筐体3202と、検出器3212と、シャッター3230とを含む。検出器アセンブリ3200は、容器12700を受け取り、該容器の中で生成される信号を分析するように構成される。そのような信号は、例えば基質及びレポーター分子の相互作用に起因する等の、本明細書で説明される方法のいずれかによって生成することができる。いくつかの実施形態において、信号は、フラッシュ発光反応によって生成することができる。検出器アセンブリ3200は、任意の他の容器、例えば容器1700または本明細書で説明される任意の他の容器を受け取るように構成することができ、また、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法150、200、300、または400を行うために使用することができる。
示されるように、筐体3202は、チャネル3209及び検出容積3234を画定する。チャネル3209は、容器12700または任意の他の容器を受け取るように構成される。検出容積3234は、チャネル3209を検出器3212と連通して配置するように構成される。筐体3202はさらに、第1のシール表面3206と、第2のシール表面3207とを含む。使用に際し、容器12700の第1の部分12733及び第1のシール表面12733は、容器12700の第2の部分12732が検出容積3234内に配置されたときに(例えば、図50を参照されたい)、筐体3202の外側の容積から検出容積3234を隔離する。このようにして、容器12700の第1の部分12733及び第1のシール表面12733は、容器12700がその中に含有される試料の検出のためにチャネル3209内に位置付けられたときに、検出容積3234内の背景雑音(例えば、周囲光)を排除する、及び/またはその量を制限することができる。
シャッター3230は、筐体3209内に配置される。シャッター3230は、第1のシャッター位置(図49)と第2のシャッター位置(図50)との間で移動可能である。シャッターが第1のシャッター位置(すなわち、アセンブリの第1の構成)にあるときに、シャッター3230は、第1の位置にあり、よって、筐体3202の第2のシール表面3207及びシャッターのシール表面3231は、接触しており、また、チャネル3209から検出容積3234を隔離する。いくつかの実施形態において、第1のシール表面3206は、ガスケットとすることができる。このようにして、第1の構成にあるときに、いかなる背景信号、例えば光も検出容積3232に進入することができない。したがって、第1の構成にあるときに、検出器3212を較正することができ、及び/または後で信
号データを処理する際に使用するために背景信号を検出することができる。
図50で示されるように、シャッター3230は、筐体3202のチャネル3209が検出容積3234と連通するように、第2のシャッター位置へ移動させることができる。シャッターが第2のシャッター位置にあるときに、筐体3202のチャネル3209は、検出容積3234と連通している。より具体的には、いくつかの実施形態において、シャッター3230は、容器12700の第2の部分12735によって係合されるように構成される活性化表面を含み、よって、シャッター3230は、容器12700がチャネル3209内を移動するときに、第1の位置から第2の位置(図50)に移動することができる。このようにして、容器12700の第2の部分12735が検出容積3234と連通して配置されるときに、シャッター3230が移動する。換言すれば、いくつかの実施形態において、シャッター3230は、容器12700の第2の端部分12735が検出容積3234の外側のチャネル3209内にあるときに、第1のシャッター位置にあることができ、シャッター3230は、容器12700の第2の端部分12735が検出容積3234内に配置されるときに、第2のシャッター位置にあることができる。
図49で示されるように、容器12700は、第1の位置から下方に(または遠位に)チャネル3209の中へ移動させることができ、よって、容器12700の第2の端部分12735は、矢印GGで示されるように、シャッター3230に接触して、シャッター3230を第1のシャッター位置から第2のシャッター位置に付勢する。いくつかの実施形態において、シャッター3230は、容器12700の第2の部分12735がチャネル3209内を検出容積3234に向かって移動して第2のシャッター位置に向かってシャッター3230を移動させるときに、容器12700の第2の部分12735に係合するように構成される、傾斜路を含むことができる。
いくつかの実施形態において、シャッター3230は、チャネル3209の縦軸をオフセットする方向に筐体3202内を平行移動するように構成することができる。いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ2200はまた、第1のシャッター位置に向かってシャッター3230を付勢するように構成される、バイアス部材も含むことができる。
いくつかの実施形態において、シャッター3230は、較正ポート(図示せず)を画定することができる。シャッター3230が第1の位置にあるときに、較正ポートは、例えば検出器3212を較正するために、較正光源を検出容積3234と連通して配置するように整列する、及び/または構成することができる。シャッター3230が第2の位置にあるときに、較正ポートを検出容積3234から隔離することができ、それによって、検出容積からのあらゆる信号の漏出、及び/または周囲光が検出容積に進入することを防止する。
いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ、例えば検出器アセンブリ3200または本明細書で説明される任意の他の検出器アセンブリは、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定する筐体を含むことができる。筐体はまた、チャネルを検出器と連通して配置するように構成される、シール表面及び検出容積を画定することもできる。検出器アセンブリはさらに、第1のシャッター位置と第2のシャッター位置との間で筺体内に移動可能に配置される部分を有するシャッター、例えばシャッター3230または本明細書で説明される任意の他のシャッターを含むことができる。シャッターは、シール表面と、作動部分とを含むことができ、該作動部分は、試料容器の遠位端部分に係合して、容器の遠位端部分が検出容積に向かって移動するときに、シャッターを第1のシャッター位置から第2のシャッター位置に移動させるように構成される。シャッターのシール表面及び筺体のシール表面は、シャッターが第1のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成することができ、一方で、筺体のチャネルは、シ
ャッターが第2のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通することができる。
いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ、例えば検出器アセンブリ3200または本明細書で説明される任意の他の検出器アセンブリは、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定する筐体を含むことができる。筐体はまた、チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積も画定し、さらに、シール表面を含む。検出器アセンブリはまた、シャッター、例えばシャッター3230または本明細書で説明される任意の他のシャッターも含むことができ、シャッターは、較正光源を受け取るように構成される較正ポートを画定する。シャッターは、第1のシャッター位置と第2のシャッター位置との間で筺体内に移動可能に配置することができ、よって、シャッターのシール表面及び筺体のシール表面は、シャッターが第1のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成される。さらに、第1のシャッター位置において、較正ポートは、検出容積と連通することができる。シャッターは、シャッターが第2のシャッター位置にあり、かつ、較正ポートを検出容積から隔離することができるときに、筺体のチャネルが検出容積と連通することができるように構成することができる。
以下、図51〜図95を参照すると、機器11000は、筐体11100と、加熱器アセンブリ11400と、駆動アセンブリ11500と、操作装置アセンブリ11600と、検出器アセンブリ11200とを含むことができる。筐体11100は、本明細書で説明されるように、機器11000の構成要素及び/またはアセンブリのそれぞれのためのマウントを収容する、含有する、及び/または提供するように構成される。加熱器アセンブリ11400は、本明細書で説明されるように、容器、例えば容器アセンブリ3700を受け取るように、及びその中に含有される試料を加熱するように構成される。同様に前述のように、加熱器アセンブリ11400は、標的細胞を含有する試料を、所望の期間にわたって所定の温度に(例えば、本明細書で説明されるように、ほぼ2時間または4時間にわたって、室温以上、摂氏25度、または摂氏37度に)維持するように構成される。駆動アセンブリ11500は、筐体11100内の3D空間において、操作装置アセンブリ11600(及びそれに連結される容器アセンブリ3700)を駆動する、移送する、及び/または移動させるように構成される。換言すれば、駆動アセンブリ11500は、筐体11100内でX、Y、及び/またはZ方向に操作装置アセンブリ11600を移動させることができる。操作装置アセンブリ11600は、筐体11100内で容器(例えば、容器アセンブリ3700)を操作する、把持する、及び/または作動させるように構成される。例えば、操作装置アセンブリ11600は、容器アセンブリ3700に解除可能に連結して、それを係合して、保持して、係止して、及び/または固定して、筐体11100内の第1の場所から第2の場所に容器を移送するように構成される。同様に前述のように、操作装置アセンブリ11600及び操作装置アセンブリ11600は、第1のサブアセンブリと別のサブアセンブリとの間で容器アセンブリ3700を移送するように、及び/または容器アセンブリ3700の作動機構を作動させて、試薬及び/または溶液を容器アセンブリ3700の一方の部分からもう一方の部分に移送するように構成される。検出器アセンブリ11200は、容器アセンブリ3700の少なくとも一部分内から信号、例えば発光を検出するように構成される。検出信号は、容器の反応チャンバ内で起こる化学反応、例えばレポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)と基質(例えば、トリデカナール)との相互作用によって生成することができる。これらのアセンブリのそれぞれは、機器11000によって行うことができる種々の方法の説明に従って、下でさらに詳細に説明される。機器11000が容器アセンブリ3700を操作する、及び/または作動させるように示され、説明されているが、機器11000は、本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかを受け取ること、及び/または操作することができる。
図51〜図54で示されるように、筐体11100は、機器11000のサブアセンブリを収容する、含有する、及び/または装着するための内部容積を画定する。筐体111
00は、任意の適切な剛体の、軽量な、及び丈夫な材料から形成することができる。例示的な材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、高密度ポリエチレン、ポリカーボネート、他のプラスチック、アクリル、アルミニウム等のシート金属、任意の他の適切な材料、またはそれらの組み合わせが挙げられる。筐体は、比較的滑らかで、鋭い縁部を含まないようにすることができる。筐体は、側壁11102と、蓋11104と、前面パネル11106とを含む。蓋11104は、側壁11102に枢動可能に装着され、また、筐体11100が閉鎖される第1の位置から、例えば筐体11100内に配置されるサブアセンブリのアクセスを可能にするために、筐体11100が開放される第2の位置まで、該側壁の枢軸マウントを中心に旋回することができる。前面パネル11106は、第1の開口部11108及び第2の開口部11110を画定する。第1の開口部11108及び第2の開口部11110は、本明細書で説明されるように、一連のカートリッジ11300(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、またはそれ以上;図52を参照されたい)を着脱可能に受け取るように構成される。各カートリッジ11300は、一連の容器アセンブリ、例えば容器アセンブリ3700を含有及び/または保持することができる。第1の開口部11108は、搬入ゾーンとなるように構成すること、すなわち、その中に配置される一連の容器アセンブリ3700を有する一連のカートリッジ11300を着脱可能に受け取るように構成することができる。一連の容器は、本明細書で示され、説明される方法のいずれかに従う分析のための試料を含むことができる。特に、容器は、標的細胞(例えば、MRSA)の存在のためのスクリーニングのための試料を含むことができる。第2の開口部11110は、搬出ゾーンとするように構成され、すなわち、その中に配置される容器を有する一連のカートリッジ11300を着脱可能に受け取るように構成され、該容器は、機器によって分析した、例えば機器11000のサブアセンブリのいずれか、及び本明細書で説明される方法、例えば方法400を使用して細菌の存在について分析した試料を収容する。
筐体11100は、筐体11100の後方に位置するインターフェース11112を含む。インターフェース11112は、例えば機器11000に電力を連通するための、電気プラグ11122を含む。インターフェース11112はまた、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、及び/またはインターネットを介して、例えば外部デバイス、例えばローカルコンピュータ、リモートコンピュータ、及び/または実験室情報システム1900との通信を可能にするための、通信インターフェース11124も含む。通信インターフェース11124は、ハードワイアードインターフェース、例えばDSL及び/またはRJ45とすることができる。筐体11110はまた、空気、例えば機器11000のサブアセンブリの動作により発生した熱によって加熱された空気を排気することを可能にするように構成される、後壁上の通気孔11114も含む。いくつかの実施形態において、通気孔11114は、例えば機器の迅速な冷却を可能にするために、機器11000からの増速した排気空気の流れを生成するためのファンを含むことができる。筐体11100はまた、機器11000の表面に対するクッション付きの着座を提供するように構成される、底面の一連のバンパー(例えば、4つ、5つ、または6つ)も含む。バンパーは、振動吸収材料及び高摩擦材料、例えばゴムから作製することができ、また、例えば駆動アセンブリ11500によって引き起こされる、機器11000のあらゆる振動を吸収するように、及び/または機器11000が配置される表面を該機器が摺動することを防止するように構成することができる。
図55〜図57は、内部構成要素及びサブアセンブリをより明らかに示すための、筐体11100を取り外した種々の角度からの機器11000の斜視図を示す。機器11000は、機器11000の構成要素及びサブアセンブリを連結するためのマウントを提供するように構成される基板11118を含む。以下、図58も参照すると、機器は、基板11118上に装着される電力供給源11120を含む。電力供給源11120は、当技術分野において一般的に知られているような、任意の市販の電力供給源とすることができる
。電力供給源11120は、電気プラグ11122から電力、例えば60Hzで110Vまたは50Hzで220Vを受け取り、該電力を機器のサブアセンブリが使用可能な電力に変換するように、例えば降圧、昇圧、制御電流等を行うように構成される。
以下、図59も参照すると、機器11000は、例えばジップタイを介して、フレーム11127に連結され、フレーム11127を介して基板11118上に配置される、プロセッサ11126を含む。プロセッサ11126は、機器11000に含まれる種々のサブアセンブリの動作を制御するように構成することができる。例えば、プロセッサ11126は、コンピュータ、プログラマブル論理チップ(PLC)、マイクロプロセッサ、ASICチップ、ARMチップ、及び/またはそれらの組み合わせとすることができる。いくつかの実施形態において、プロセッサ11126は、機器11000のサブアセンブリ、例えば加熱器アセンブリ11400、駆動アセンブリ11500、操作装置アセンブリ11600、検出器アセンブリ11200、及び/または機器11000に含まれる任意の他の構成要素を動作させるための命令を含むことができる、アルゴリズムまたはソフトウェアを含むことができる。いくつかの実施形態において、プロセッサ11126はまた、プログラム可能でもあり得、例えば、機器11000の動作パラメータ等の、ユーザからの命令を受け付けるように構成することができる。いくつかの実施形態において、プロセッサ11126はまた、例えば状態及び/もしくは任意の他の情報(例えば、分析する容器、陽性試料、陰性試料)または命令を記憶するために、メモリも含むことができる。
以下、図60も参照すると、機器11000はまた、例えばジップタイを介してマウント11129に連結され、基板11118上に配置される、通信モジュール11128も含む。通信モジュール11128は、プロセッサ11126から、外部デバイス、例えば実験室情報システム(LIS)、リモートコンピュータ、スマートフォンアプリ、及び/またはリモートサーバに情報を通信するように構成される。いくつかの実施形態において、通信モジュール11128はまた、本明細書で説明される方法を行い易くするよう命令を受け取るように構成することもできる。通信モジュール11128は、標準通信プロトコル、例えばUSB、ファイヤワイヤ、ZigBee、Bluetooth(登録商標)、低電力Bluetooth(登録商標)、及び/または任意の他の通信装置を用いること、及び/またはそれらと互換性があるものとすることができる。
図61〜図63で示されるように、機器11000は、基板11118上に装着される一連のカートリッジ受容器11350を含む。カートリッジ受容器11350のそれぞれは、カートリッジ11300を着脱可能に受け取るように構成される。図55〜図57は、第1の構成における一連のカートリッジ11300を示し、よって、一連のカートリッジ11300は、一連のカートリッジ受容器11350に連結され、機器11000の筐体11100の実質的に内側に配置される。図61は、第2の構成における一連のカートリッジ11300を示し、該構成において、一連のカートリッジ11300は、対応するカートリッジ受容器11350から連結解除され、また、機器11000の筐体11100の実質的に外側に配置される。一連のカートリッジ11300は、カートリッジ11300の「搬入」及び「搬出」の双方を含むことができるが、示されるように、カートリッジ11300は、互いに実質的に類似しており、交換可能に使用することができる。他の実施形態において、機器は、容器アセンブリの搬入(例えば、入力)及び容器アセンブリの搬出(例えば、出力)のための異なるカートリッジを含むことができる。各カートリッジ11300は、近位端部11302と、遠位端部11301とを含む。遠位端部11301は、カートリッジ受容器11350と係合し、そして、それに可逆的に連結するように構成される。近位端部11302は、本明細書で説明されるように、ユーザがカートリッジ11300を操作すること、例えば、カートリッジ11300を搬入または搬出することを可能にするように構成される。
図62は、カートリッジ11300の斜視図を示す。カートリッジ11300は、軽量で剛体の材料、例えばプラスチックから形成することができ、また、滑らかで、鋭い縁部を比較的含まない表面を有することができる。カートリッジ11300は、容器の少なくとも一部分、例えば容器アセンブリ3700の反応チャンバ3732または本明細書で説明される任意の他の容器を着脱可能に受け取るように構成される、一連の差込口11304を画定する。本明細書で示されるように、カートリッジ11300は、12個の差込口11304を含む。しかしながら、他の実施形態において、カートリッジ11300は、1つ、2つ、4つ、6つ、8つ、10個、14個、16個、またはさらに多数の差込口11304を含むことができる。一連の差込口11304のそれぞれは、容器の反応チャンバ、例えば容器アセンブリ3700または本明細書で説明される任意の他の容器の反応チャンバ3732を、精密な許容度で受け取るように成形し、サイズ決定することができる。このようにして、カートリッジ11300及び差込口11304は、容器の横方向移動を制限することができる。さらに、一連の差込口のうちの差込口11304は、試薬モジュール、例えば容器アセンブリ3700または本明細書で説明される任意の他の容器の試薬モジュール3740が、差込口11304の実質的に外側に配置されるような深さを有することができる。このようにして、容器アセンブリの少なくとも一部分は、操作装置アセンブリ11600によって操作するために露出させること、及び/またはアクセス可能とすることができる。
一連の差込口11304のそれぞれはまた、差込口11306の側壁の少なくとも一部分に沿って、スロット11306も含む。いくつかの実施形態において、スロット11306は、例えば差込口11304からの容器の取り出しを容易にするために、差込口11304内に配置される容器の反応チャンバ、例えば反応チャンバ3732の側壁にユーザがアクセスすることを可能にするように構成することができる。他の実施形態において、スロット11306は、差込口11304内の容器アセンブリの(例えば、ラベルを介した)光学的監視及び/または同定を可能にするように構成することができる。
カートリッジ11300の近位端部11302は、例えば機器11000からのカートリッジ11300の搬入/搬出を容易にするために、ユーザによって係合されるように構成されるアーム11308を含む。アーム11308は、例えばカートリッジ11300を操作するユーザに対する物理的ストレスを最小にするために、人間工学的な形状を有することができる。
カートリッジ11300は、カートリッジの全長に沿って近位端部11302から遠位端部11301まで続く凹部11310を含む。この凹部は、本明細書で説明されるように、カートリッジ受容器11350のガイドレール11352によって摺動可能に受け取られるように成形し、サイズ決定することができる。カートリッジ11300の遠位端部11301はまた、タブ11312を含む。タブ11312は、本明細書で説明されるように、近位端部11312から突出し、カートリッジ受容器11350のセンサ11362とインターフェースするように構成される。
図63は、機器11000に含まれるカートリッジ受容器11350の斜視図を示す。カートリッジ受容器11350は、例えばねじ、ボルト、リベット、または同類のものを介して、基板11118に固定して装着することができる。カートリッジ受容器は、軽量で剛体の耐磨耗性材料、例えばアルミニウム等の金属から形成することができる。カートリッジ受容器11350は、カートリッジ11300の凹部11310の中へ摺動するように構成されるガイドレール11352を含み、よって、カートリッジ11300を、カートリッジ受容器11350によって摺動可能に受け取ること、及び/または該カートリッジ受容器に連結することができる。カートリッジ受容器11350は、ガードレール1
1352の開口部の中に少なくとも部分的に配置することができる、ラッチ11354を含む。ラッチ11354は、カートリッジ11300をカートリッジ受容器11350に係止する、保持する、及び/または固定するために、カートリッジ11300の凹部11310に含まれるノッチ11314(図64)に係合するように構成される、第1の部分11355を含む。ラッチ11354は、カートリッジ受容器11350に含まれるアクチュエータ11360のシャフト11361に装着される、第2の部分11356を含む。ばね11358もシャフト11361に装着される。ばね11358は、本明細書で説明されるように、ラッチ11354に連結され、また、ラッチ11354を付勢してカートリッジ11300に係止及び/または係合するように動作可能である。ばね11358は、例えば、例えば引張コイルばね等の引張ばねとすることができる。カートリッジ受容器11350は、センサ11362を含む。センサ11362は、運動センサ、位置センサ、光学センサ、圧電センサ、または任意の他の適切なセンサ等の、任意の適切なセンサとすることができる。上で説明されるように、センサ11362は、例えばカートリッジ11300が完全に第2の構成にあり、また、カートリッジ受容器11350に完全に連結されることを確実にするために、カートリッジ11300のタブ11312とインターフェースして、カートリッジ11300の位置を決定する、及び/または有効とするように構成される。
図64は、第2の構成におけるカートリッジ11300の側断面図を示し、よって、カートリッジ11300がカートリッジ受容器11350に完全に連結される。第2の構成では、カートリッジ受容器11350のガイドレール11352が、実質的に凹部11310の中へ配置され、ラッチ11354の第1の部分11355が、カートリッジ11300の凹部11310に含まれるノッチ11314の中へ挿入される。ラッチ11354は、ピン11364上に枢動可能に装着され、よって、ラッチ11354は、ピン11364を中心に第1の位置から第2の位置に枢動することができる。第1の位置では、ラッチ11354の第1の部分11355の少なくとも一部分がノッチ11314の内側にある。第2の位置では、第1の部分11355がノッチ11355の外側にある。ばね11358は、ラッチ11354の第2の部分11356に連結され、また、ラッチ11354を第1の位置に付勢するように動作可能である。
使用に際し、カートリッジ11300は、カートリッジ11300の近位端部11301がラッチ11354の第1の部分11355に接触するまで、ガイドレール11352に沿ってカートリッジを摺動させることによって、機器11000の中へ搬入することができる。ラッチ11354の第1の部分11355は、先細表面を有し、よって、カートリッジ11300の近位部分11301の縁部(例えば、面取りしたまたはテーパ付き縁部)がラッチ11354の第1の部分11355の先細表面に沿って摺動し、ラッチ11354を付勢して第1の位置から第2の位置に枢動させる。カートリッジ11300が第2の構成に向かってガイドレール11352に沿ってさらに移動すると、ラッチ11354の第1の部分11355がノッチ11314に遭遇する。この時点で、ばね11358がラッチ11354を付勢して、ピン11364を中心に枢動させ、第1の位置に戻し、よって、ラッチ11354の第1の部分11355がノッチ11314の内側にあり、かつ、カートリッジ11300が第2の構成に係止される。
第2の構成において、タブ11312は、上で説明されるように、センサ11362に係合する。いくつかの実施形態において、センサ11362は、カートリッジ11300がカートリッジ受容器11350に完全に連結されたことを示す信号を生成する。センサ11362は、例えば聴覚的(例えば、ビープ音)、視覚的(例えば、インジケータ光)、及び/または触覚的警報を使用して、カートリッジ11300の位置を有効とする情報をプロセッサ11126及び/またはユーザに通信することができる。アクチュエータ11360は、ラッチ11354を第1の位置から第2の位置に付勢して、機器から取り出
すためにカートリッジ11300を解放するように構成される。例えば、ユーザは、シャフト11361がカートリッジ11300の近位端部11302に向かって延在するように、アクチュエータ11360を作動させることができ、及び/または所与の期間の後にアクチュエータ11360を作動させることができる。これは、ラッチ11354を、ピン11364を中心に第1の位置から第2の位置に枢動させ、よって、カートリッジ11300は、もはやラッチ11354によって固定されなくなり、そして、カートリッジ受容器11350から摺動可能に取り外すことができる。
図55〜図57で示されるように、機器11000は、一連の容器、例えば容器アセンブリ3700及び/または本明細書で説明される任意の他の容器を受け取るように構成される、加熱器アセンブリ11400を含む。加熱器アセンブリ11400は、本明細書で説明される方法のいずれかに従って、その中の容器アセンブリを加熱する、及び/またはその温度を維持するように構成される。以下、図65〜図67も参照すると、加熱器アセンブリ11400は、一連の加熱ブロック11420を収容するように構成される、筐体11410を含む。筐体11410は、厚いステンレス鋼、他の金属、ポリマー等の、剛体の断熱材料から形成される。筐体11410は、耐熱材料、例えば雲母の裏打ちまたは任意の他の断熱手段を含むことができる。筐体11410は、一連の空洞11412を画定し、それぞれ、精密な許容度で加熱ブロック11420を受け取るようにサイズ決定され、成形される。
加熱ブロック11420は、熱伝導性で剛体の摩耗耐性材料、例えば陽極酸化アルミニウムから形成することができる。加熱ブロック11420は、一連の差込口11422を画定し、該差込口のそれぞれは、容器、例えば容器アセンブリ3700の反応チャンバ3732または本明細書で説明される任意の他の容器の少なくとも一部分を受け取るように成形され、サイズ決定される。例えば、容器は、本明細書で説明されるように、操作装置アセンブリ11600によって、一連の加熱ブロック11420のいずれかの一連の差込口11422のいずれかに配置することができ、駆動アセンブリ11500によって駆動され、及び/または位置付けられる。
各加熱ブロック11420は、加熱ブロック11420の底面に配置される加熱素子11424を含む。いくつかの実施形態において、加熱素子11424は、マイクロ加熱器、例えばセラミックプレート加熱器とすることができる。いくつかの実施形態において、加熱素子11424は、電気エネルギー(すなわち、抵抗加熱)を使用して加熱ブロック11420を加熱するために加熱ブロック11420に電流を流す、電気ワイヤとすることができる。各加熱ブロック11420はまた、加熱ブロック11420の本体内に配置される、温度センサ11426、例えば熱電対を含む。温度センサ11426は、直接または機器11000の処理ユニット(図示せず)を通して、加熱素子11420と電気連通している。このようにして、加熱素子11424は、例えばセンサの温度が所定の温度レベルを超えたときに、加熱ブロック11420に対する加熱を制限するように停止させる、及び/または制御することができる。このようにして、加熱ブロック11424及びその中に配置される試料の温度を、本明細書で開示される方法に従って制御することができる。
図55〜図57で示されるように、機器11000は、本明細書で説明されるように、例えば操作装置アセンブリ11600によって容器またはそれに連結されるアセンブリを輸送するように構成される、駆動アセンブリ11500を含む。例えば、操作装置アセンブリ11600は、容器に連結することができ、駆動アセンブリ11500は、筐体11100内の第1の場所から第2の場所に、例えば、搬入カートリッジ11300から加熱器アセンブリ11400に、加熱器アセンブリ11400から検出器11200に、検出器11200から搬出カートリッジ11300に、及び/またはそれらの間の任意の他の
場所で、容器の輸送を可能にするように構成することができる。
以下、図68〜図71も参照すると、駆動アセンブリ11500は、駆動アセンブリ11500の構成要素が装着される、支持体11502、例えばフレームまたはシャーシを含む。支持体11502は、基板11118上に確実に装着され、また、駆動アセンブリ11500の運動によって引き起こされる任意の振動を吸収するように構成することができる。この支持体は、矢印XXで示されるように機器11000のX軸に関するX軸に沿って配向される、第1の区間11503a、及び矢印YYで示されるように機器11000に関するY軸に沿って配向される、第2の区間11503bを含む。第2の区間11503bは、第2のガイドブロック11520を介して、第1の区間11503aに移動可能に配置される、及び/またはそれに連結される。駆動アセンブリ11500は、第1の区間11503aに配置される第1のアクチュエータ11504aと、第2の区間11503bに配置される第2のアクチュエータ11504bと、フレーム11512上に装着される第3のアクチュエータ11504cとを含む。第1のアクチュエータ11504a及び第2のアクチュエータ11504bは、本明細書で説明されるように、マウント11514上に配置されるフレーム11512及び任意のサブアセンブリ、例えば操作装置アセンブリ11600を、それぞれ、X方向及びY方向に駆動するように構成される。第3のアクチュエータ11504cは、マウント11514及びその上に装着される任意のサブアセンブリ、例えば操作装置アセンブリ11600を、矢印ZZで示されるように、機器11000に関するZ方向に駆動するように構成される。アクチュエータは、互いに実質的に類似し得、また、フレーム11512及び/またはマウント11514を、ステップ毎に一定の距離、例えばアクチュエータ11504a、11504b、及び/または11504cの回転の各部分を駆動するように構成される、例えばステップモータを含むことができる。
第1のアクチュエータ11504a及び第2のアクチュエータ11504bは、アクチュエータ11504a、11504bのそれぞれに装着される、第1のディスク11506を含む。第2のディスク11508(図70)は、支持体11502の第1の区間11503a及び第2の区間11503bのそれぞれに配置される。ベルト11510は、緊張した様式で第1のディスク11506及び第2のディスク11508の周りを1周し、よって、アクチュエータ11504a/bによって引き起こされるディスク11506の回転が、第2のディスク11508上でベルト11510をその長さに沿って駆動(または回転)するように付勢する。ベルト11510は、例えば、ゴムベルト、プラスチックベルト、またはポリマーベルトとすることができ、また、例えばベルトの摩擦を提供するために、及び/またはいかなる平行移動スリップも提供しないために、ディスク11506及び11508に接触する表面に溝を含むことができる。第1のアクチュエータ11504aに連結されるベルト11510は、第1のガイドレール11518上に装着される第1のガイドブロック11516に動作可能に連結される。ベルト11510は、第1のアクチュエータ11504aによって引き起こされるベルト11510の平行移動が、第1のガイドブロック11516及びその上に装着される支持体11502の第2の区間11503bを付勢して、X方向にガイドレール11518に沿って摺動可能に平行移動させるように構成される。同様に、第2のアクチュエータ11504bはまた、フレーム11512上に配置される第2のディスク11508に連結されるディスク11506上に配置されるベルト11510も含む。フレーム11512は、第2のガイドブロック11520に連結される。第2のガイドブロック11520は、第2のガイドレール11522上に装着される。第2のアクチュエータ11504bによってベルト11510を駆動することは、フレーム11512及び第2のガイドブロック11520を第2のガイドレール11522に沿って摺動可能に駆動する。このようにして、第1のアクチュエータ11504aの作動によってX軸に沿って引き起こされる支持体11502の第2の区間11503の平行移動、及びアクチュエータ11504bによって引き起こされるY軸に沿
ったフレーム11512の平行移動の組み合わせは、機器11000内のX−Y平面内の任意の場所までフレームを駆動することができる。
フレーム11512は、第1の区間11503a上に配置され、それに連結される第1のチェーンガイド11526aの中に摺動可能に配置される第1のチェーン11524aに連結される。第2のチェーン11524bもフレーム11512に連結され、また、第2の区間11503b上に配置され、連結される第2のチェーンガイド11526bの中に摺動可能に配置される。チェーン11524a/bは、フレーム11512のX−Y変位に対応する精密な許容度でチェーンガイド11526a/bに沿って摺動するように構成され、よって、例えばフレーム11512の正確な変位を確実にするために、チェーンがフレーム11512の任意の横方向の運動を防止する。
本明細書で説明されるように、第3のアクチュエータ11504cは、フレーム11512上に配置され、また、アクチュエータ11504cに連結される第1のディスク11528aを含む。ベルト11530は、ベルト11530が第1のディスク11528a及び第2のディスク11528b上を1周するように、第1のディスク11528に連結される。第2のディスク11528bは、フレーム11512に含まれる親ねじ11532に連結される。ベルト11530は、ベルト11510と実質的に類似し得る。親ねじ11532は、親ねじ11532のねじ山上に装着されるナット11534を有する。ナットは、マウント11514に連結される。第3のアクチュエータ11504cは、第1のディスク11528aを回転させ、ベルト11530を平行移動するように付勢し、したがって、第2のディスク11528bを回転させるように構成される。第2のディスク11528bの回転は、親ねじ11532を回転させ、該回転は、ナット11534を付勢して、Z方向に第1の位置(図70)から第2の位置(図71)に、親ねじ11532の長さに沿って変位させる。ナット11534の変位はまた、ナット11534に連結されたマウント11514、及びそれに装着される任意のサブアセンブリ、例えば操作装置アセンブリ11600を、Z方向に第1の位置から第2の位置にも移動させる。マウント11514はまた、第3のガイドレール11538上に摺動可能に装着される第3のガイドブロック11536に連結され、よって、Z方向のマウント11514の変位は、第3のガイドブロック11536及び第3のガイドレール11538によって案内されて、例えば親ねじ11512によって画定される縦軸を中心にしたマウント11514の任意の半径方向の運動を防止する。
駆動アセンブリ11500は、第1の区間11503a、第2の区間11503b、及びフレーム11512のそれぞれに装着されるセンサ11540を含む。センサ11540は、例えば光学センサ、運動センサ、圧電センサまたは任意の適切なセンサ等の、位置センサとすることができる。センサ11540は、例えば駆動アセンブリに損傷を与える、及び/または摩耗を増加させる可能性があるオーバートラベルを防止するために、第2の区間11503b及びフレーム11512の場所を検出するように構成することができる。図57及び図72で示されるように、機器11000はまた、アクチュエータ11504a/b/cを制御するための回路11500も含む。回路11500は、アクチュエータ11504a/b/cの制御に使用される任意の市販の回路、例えばステッパモータコントローラ回路とすることができる。
図55〜図57で示されるように、機器は、駆動アセンブリ11500に含まれるマウント11514上に配置される操作装置アセンブリ11600を含む。操作装置アセンブリ11600は、本明細書で説明されるように、容器、例えば容器アセンブリ3700を握る、保持する、挟持する、それに接触する、係合する、及び/または別様にはそれを固定するように構成される。例えば、操作装置アセンブリ11600は、例えば容器アセンブリ3700等の容器を解除可能に係合及び/または把持するように、ならびに/または
該容器に含まれる1つ以上のアクチュエータに係合するように構成することができる。
以下、図73〜図84を参照すると、操作装置アセンブリ11600は、関節サブアセンブリ11610と、プランジャサブアセンブリ11630と、アクチュエータサブアセンブリ11650とを含む。関節アセンブリ11610は、容器、例えば容器アセンブリ3700に解除可能に接触するか、それを握る、または別様には固定するように構成される。例えば、関節アセンブリ11610は、搬入カートリッジ11300等の第1の場所に配置される容器を固定する、またはそれを握るように構成することができる。関節サブアセンブリ11601は、駆動アセンブリ11500による機器11000内の第1の場所から第2の場所への輸送中に、容器を継続的に固定することができる。そのような場所の変化としては、搬入カートリッジ11300から加熱器アセンブリ11400に、加熱器アセンブリ11400から検出器アセンブリ11200に、及び/または検出器アセンブリ11200から搬出カートリッジ11300に、容器アセンブリを移動させることが挙げられる。プランジャサブアセンブリ11630は、本明細書で説明されるように、容器の中の1つ以上のアクチュエータ、例えば容器アセンブリ3700に含まれるアクチュエータ3750及び/または3760に接触し、係合し、または別様にはそれらを操作して、1つ及び/または複数のアクチュエータを付勢して、試薬(例えば、本明細書で示され、説明されるタイプの形質導入粒子等の、生物学的または非生物学的ベクター)及び/または基質(例えば、トリデカナール)を、試薬容積から容器の反応チャンバに連通するように構成される。アクチュエータサブアセンブリ11650は、本明細書で説明されるように、例えばプランジャアセンブリ11630の内側プランジャ11632及び/または外側プランジャ11636を操作するために、プランジャサブアセンブリ11630に係合するか、またはそれを操作するように構成される。アクチュエータサブアセンブリ11650はまた、本明細書で説明されるように、例えば関節サブアセンブリ11610を操作して、または別様には付勢して、容器、例えば容器アセンブリ3700を固定または開放するために、関節サブアセンブリ11610に係合するか、またはそれを操作するように構成することもできる。同様に前述のように、アクチュエータサブアセンブリ11650は、単一のアクチュエータで、操作装置アセンブリ11600に容器の把持及び/または固定の双方を行わせ、また容器を作動させることができる。
図74〜図75で示されるように、関節サブアセンブリ11600は、1組の把持部基部11614に連結または装着される、1組の把持部11612を含む。示されるように、2つの把持部11612は、単一の把持部基部11614に連結される。いくつかの実施形態において、各把持部基部11614は、2つを超える、例えば3つまたは4つの把持部11612を含むことができる。把持部11612は、丈夫で剛体の材料、例えばステンレス鋼等の金属から形成することができる、細長い、ピン状の部材となるように構成することができる。いくつかの実施形態において、把持部11612は、容器、例えば容器アセンブリ3700に接触する、それを握る、または別様には固定するための、高い摩擦を有することができる表面を含むことができる。例えば、把持部11612の表面は、溝、アブレーション、ゴム被覆、軟質プラスチック、及び/またはゴム引きカーボンを含むことができる。各把持部基部11614は、溝(またはチャネル)11615を画定し、該溝は、プランジャサブアセンブリ11630に含まれる外側プランジャ11636のプランジャ部分11637が、溝11615を画定する側壁に接触することなく、溝11615間の領域内を移動することを可能にするように構成される。
各把持部基部11614は、任意の適切な機構によってサイドプレート11616に連結される。サイドプレート11616は、本明細書で説明されるように、アクチュエータアセンブリ11650に含まれるアクチュエータマウント11654に枢動可能に連結される。サイドプレートは、プランジャアセンブリ11630に対して該サイドプレートのマウントを中心に枢動または関節運動して、関節アセンブリ11610を第1の構成から
第2の構成に付勢するように構成される。第1の(または閉鎖)構成において、1組の把持部11612は、容器、例えば容器アセンブリ3700に選択的に係合する、それを把持する、握る、または別様には固定するための閉鎖位置にある。第2の(または開放)構成において、1組の把持部11612は、例えば容器を係合解除または開放するために、互いに遠位にある。1組のガイドホイール11620が、1組のサイドプレート11616のそれぞれの側壁に配置され、例えばピン、ボルト、ねじ、または同類のものに装着される。ある特定の条件下で、1組のガイドホイール11620は、本明細書で説明されるように、プランジャアセンブリ11630に含まれる1組のガイド部材11640の側壁の一部分に近接するが接触しないように、または該1組のガイド部材と接触するように構成される。ガイド部材11640は、本明細書で説明されるように、サイドプレート11616、したがって、関節アセンブリ11610を第1の構成から第2の構成に付勢するように構成される。
サイドプレート11616は、1組の加圧プレート11618に連結される。加圧プレート11618は、ピンを介してアクチュエータマウント11654に装着される1組のばね11622と圧力接触している。1組の加圧プレート11618は、1組のサイドプレート11616の旋回運動によって角度的に変位するように構成され、よって、関節アセンブリ11610が第2の構成にあるときに、1組の加圧プレート11618は、1組のばね11622に係合する、例えばばね11622を圧縮する。したがって、加圧プレート11618は、関節アセンブリ11610を第2の構成から第1の構成に付勢して、容器、例えば容器アセンブリ3700または本明細書で説明される任意の他の容器を、例えば握る、または固定するように構成される。ばね11622は、把持部11612によって容器に働かされる力の量を制御するように、例えば容器の圧壊を防止するように構成される。1組のサイドプレート11616の少なくとも1つは、位置センサ11662a、例えば光学センサ、運動センサ、圧電センサ、または任意の他の適切なセンサに係合するように構成することができる。センサ11662aは、アクチュエータマウント11654の表面に装着されるセンサマウント11664に連結される。センサ11662aは、第1の構成(すなわち、容器を係合または把持する)または第2の構成(すなわち、容器を係合解除または解放する)における関節アセンブリ11610、例えば関節アセンブリの位置に関する情報を、制御システム及び/またはユーザに知らせるように構成することができる。いくつかの実施形態において、センサ11662aは、関節アセンブリ11610の原点を同定するように構成される、ホーミングセンサとすることができる。
プランジャサブアセンブリ11630は、内側プランジャ11632と、外側プランジャ11636とを含む。示されるように、内側プランジャ11632はまた、アクチュエータ11652の親ねじでもある。故に、内側プランジャ11632は、プランジャアセンブリ11630の縦軸を中心に回転することができる。内側プランジャ11632は、本明細書で説明されるように、容器、例えば容器アセンブリ3700のアクチュエータ3750の第1のアクチュエータに係合する、またはそれを操作するように構成することができる。内側プランジャ11632の外面は、カラー11634内にねじ込まれ、また、ねじ式に配置することができる。カラー11634は、内側プランジャ11632の回転中に、内側プランジャ11632のねじ山に沿って移動するように構成される。カラー11634はさらに、外側プランジャ11636の係合部分11637に連結され、よって、内側プランジャ11632の回転が外側プランジャ11636の縦方向変位をもたらす。これは、例えば、本明細書で説明されるように、外側プランジャ11636の速度の制御を可能にすることができ、これは、容器の反応チャンバの中への基質の送達を制御するために使用することができる。外側プランジャ11636は、本明細書で説明されるように、係合部分11638を含み、該係合部分は、容器の第2のアクチュエータ、例えば容器アセンブリ3700のアクチュエータ3760に係合する、またはそれを操作するように構成することができる。外側プランジャ11636はまた、外側プランジャ11636
の縦軸に沿って該外側プランジャを通って画定されるチャネル11639を含む。内側プランジャ11632の少なくとも一部分は、チャネル11639の中に配置することができる。
外側プランジャ11636の側壁上には、1組のガイド部材11640が配置される。1組のガイド部材11640のそれぞれは、第1の幅を有する第1の区間11642と、第1の幅よりも広い第2の幅を有する第2の区間11644と、ガイド部材11640の縦軸に対してある角度をなし、第1の区間11642を第2の区間11644に接続する第3のセクション11643とを含む。プランジャアセンブリ11630、例えばカラー11634、外側プランジャ11636、及びガイド部材11640の少なくとも一部分は、内側プランジャ11632によって画定される縦軸に沿って移動するように構成される。さらに、プランジャアセンブリ11630は、本明細書で説明されるように、間接アセンブリ11610に係合する、それによって固定される、または別様には把持される容器、例えば容器アセンブリ3700に係合する、及び/またはそれを操作するように構成される。プランジャアセンブリ11630はまた、下で説明されるように、関節アセンブリ11610を操作して、例えば、関節アセンブリ11610を、関節アセンブリ11610が容器に係合している、それを握っている、または別様には固定している第1の構成から、関節アセンブリが容器を係合解除または解放する第2の構成に付勢するようにも構成される。ガイド部材11640の1つにはまた、クリップ11646も配置される(図75)。クリップ11646は、センサ11662bに選択的に係合して、プランジャアセンブリ11630の位置を有効とする、及び/または決定するように構成される。センサ11662bは、アクチュエータマウント11654上に配置される、任意の適切なセンサ、例えば位置センサ、運動センサ、光学センサ、圧電センサ、または任意の他の適切なセンサとすることができる。センサ11662bは、プランジャアセンブリ11630の位置を決定するために、例えばプランジャアセンブリ11630のオーバートラベルを防止するために使用することができる。
アクチュエータサブアセンブリ11650は、アクチュエータマウント11654上に配置されるアクチュエータ11652、例えばステッパモータを含む。アクチュエータマウント11652は、対応する凹部11656a及び11656bを画定する。凹部11656aは、アクチュエータ11652の少なくとも一部分のためのマウントシートを提供する。溝11656bは、プランジャアセンブリ11630の少なくとも一部分、例えば内側プランジャ11632、カラー11634、及び外側プランジャ11636がそれを通って移動することができる開口部を画定する。アクチュエータマウント11654はさらに、アクチュエータマウント11654の底面に配置される、1組の位置合わせピン11658を含む。位置合わせピン11658は、プランジャアセンブリ11630によって画定される縦軸に対して実質的に平行である。各位置合わせピン11658の少なくとも一部分は、カラー11634及び外側プランジャ11636の係合部分11637に含まれる対応するチャネル11659の中に配置される。このようにして、例えば内側プランジャ11632の回転によって引き起こされる、プランジャサブアセンブリ11630によって画定される縦軸に沿ったプランジャサブアセンブリ11630の変位は、位置合わせピン11658によって案内されて、例えばプランジャアセンブリ11630の任意の回転または横への運動を防止する。
本明細書で説明されるように、操作装置アセンブリ11600は、容器に解除可能に接触する、係合する、またはそれを固定するように構成される。図75は、容器アセンブリ3700の筐体3741が操作装置アセンブリ11600に接触していない、それによって把持されていない、または別様には固定されていない、第1の構成における操作装置アセンブリ11600の側面図を示す。図75は、操作装置アセンブリ11600が容器アセンブリ3700を固定または把持している、第2の構成にある操作装置アセンブリ11
600の側面図を示す。操作装置アセンブリ11600は、把持部11612が頂部分から容器アセンブリ3700、すなわち、試薬モジュール3740だけを固定するように構成される。これは、検出器11200または本明細書で説明される任意の他の検出器による、容器アセンブリ3700の底部読み取りを可能にすることができる。
図75で示されるように、第1の構成にあるときに、アクチュエータ11652は、内側プランジャ11632を回転させて、内側プランジャ11632に連結されたカラー11634を、内側プランジャ11632の長さに沿って、アクチュエータ11652に向かう方向に移動させている。このようにして、第1の構成にあるときに、アクチュエータ11652、カラー11634の少なくとも一部分、及び/またはカラー11634に連結される外側プランジャ11636は、アクチュエータマウント11654の凹部11656bによって画定される開口部内にある。さらに、アクチュエータアセンブリ11650に対するプランジャアセンブリ11630の位置(すなわち、上方位置)は、ガイド部材11640が関節アセンブリ11610に係合する程度である。図75で例示される第1の構成で示されるように、アクチュエータ11652に向かうガイド部材11640の変位は、ガイドホイール11620を第2の区間11644と接触して配置する。この構成において、1組のサイドプレート11616は、プランジャアセンブリ11630の縦軸に対して、該サイドプレートの枢動マウントを中心に枢動または関節運動し、よって、把持部基部11614及び1組の把持部11612は、プランジャアセンブリ11630の縦軸に対してある角度をなす。対応する把持部11612の端部は、第1の距離だけ離れ、よって、第1の距離は、容器アセンブリ3700の筐体3741の直径よりも大きい。
第1の(または「把持部開放」)構成において、操作装置アセンブリ11600は、容器アセンブリ3700を係合解除または解放するように構成され、ならびに/または容器アセンブリ3700を受け取る準備ができている。例えば、いくつかの実施形態において、容器アセンブリ3700は、カートリッジ11300の中に配置することができる。操作装置アセンブリ11600は、駆動アセンブリ11500によって容器アセンブリ3700が配置される場所に駆動し、次いで、第1の構成に付勢することができる。次いで、操作装置アセンブリ11600は、把持部11612が筐体3741に隣接し、内側プランジャ11632の底部分が容器アセンブリ3700の筐体3741の中に配置される内側プランジャ6750の係合部分6752(図75〜図76では示さず)に近接するが接触する前まで、操作装置アセンブリ11600によって画定される縦軸に沿って、容器アセンブリ3700に向かって変位させることができる。
図76で示されるように、関節アセンブリ11610は、第2の構成に移動して、容器アセンブリ3700を係合すること、把持すること、握ること、または固定することができる。例えば、関節アセンブリを第2の構成に移動させるために、アクチュエータ11652によって内側プランジャ11632を回転させる。これは、カラー11634を付勢して、アクチュエータ11652から離れる方向に(例えば、図76で示される下方に)内側プランジャ11632の長さに沿って移動させる。カラー11634の変位はまた、外側プランジャ11636及びそれに連結される1組のガイド部材11640も付勢して、アクチュエータ11650から離れて、プランジャアセンブリ11630によって画定される縦軸に沿って移動させる。これは、ガイドホイール11620を、ガイド部材11640の第2の区間11644の側壁に沿って、より幅が狭い傾斜区間11643の上へ乗せる。この構成において、1組の加圧プレート11618と圧力接触している1組のばね11622は、1組の加圧プレート、したがって、1組のサイドプレート11616を付勢して、プランジャアセンブリ11630によって画定される縦軸に対して枢動させる。これはまた、把持部基部11614及びそれに連結される1組の把持部11612も容器アセンブリ3700の筐体3741に向かって変位させ、よって、第2の構成において
、1組の把持部11612は、容器アセンブリ3700に接触している、係合している、または別様にはそれを固定している。操作装置アセンブリ11600は、駆動アセンブリ11500を介して、機器11000の筐体11100内の第1の場所から、図77で示されるような第2の場所に容器アセンブリ3700を輸送するために、第2の構成に維持することができる。
本明細書で説明されるように、操作装置アセンブリはまた、容器アセンブリ3700、例えば容器アセンブリ3700の筐体3741の中に配置されるアクチュエータ3750及び3760に係合する、及び/または操作するために使用することもできる。図78及び図79は、第1の構成(「把持部開放」とも称される)における操作装置アセンブリ11600の側面図を示し、図80は、図78で示される操作装置アセンブリ11600の側断面図を示す。この構成において、プランジャアセンブリ11630、関節アセンブリ11610、及びアクチュエータアセンブリ11650は、図75に関して上で説明されるものと同じ相対位置にある。しかしながら、容器アセンブリ3700に対する操作装置アセンブリ11600の位置付けが異なる。特に、内側プランジャ11612は、本明細書において下で説明されるように、アクチュエータ3750の係合部分3752に係合する。
この構成(「内側プランジ」構成)において、容器アセンブリ3700は、本明細書で説明されるように、例えば加熱器アセンブリ11400に含まれる加熱器ブロック11420の凹部11412の中に配置することができ、よって、容器アセンブリ3700は、操作装置アセンブリ11600の縦軸に対して横方向に変位することができない。関節アセンブリ11610が第1の構成(「把持部開放」かつ「内側プランジ」)にあるときに、カラー11634の少なくとも一部分及び外側プランジャ11636は、凹部11656bによって画定される開口部内に位置し、よって、内側プランジャ11632の底部分は、外側プランジャ11636のチャネル11639の底部から突出している。さらに、上で説明されるように、1組のガイドホイール11620が1組のガイド部材11640の表面11644に接触しており、1組の加圧プレート11618が1組のばね11622を圧縮して、把持部を適所に維持している。
図78〜図80で示されるような「内側プランジ」動作を実行するために、駆動アセンブリ11500を作動させて、操作装置サブアセンブリ11600を、矢印ZZで示されるように、プランジャアセンブリ11630の縦軸によって画定される下方向に変位させる。操作装置アセンブリ11600の下方への運動は、内側プランジャ11632を下方へ移動させ、よって、内側プランジャ11632の底部分がアクチュエータ3750の係合部分3752に接触し、筐体3741によって画定される内部容積3742内のアクチュエータ3750のプランジャ部分3754を付勢する。プランジャ部分3754は、上で説明されるように、第1の位置から第2の位置に移動することができ、よって、プランジャ部分3754は、内部容積3742の中に配置される試薬を容器アセンブリ3700の中へ連通する。試薬は、生物学的もしくは非生物学的ベクター、または本明細書で説明されるタイプの形質導入粒子等の、本明細書で説明される任意の試薬または物質とすることができる。操作装置アセンブリ11600による第1のアクチュエータ3750の作動の後に、容器アセンブリ3700は、所定の期間にわたって所定の温度で加熱器アセンブリ11400の中に配置した状態を維持することができる。上で説明されるように、いくつかの実施形態において、容器アセンブリを維持することは、試料内の標的細胞が、十分な量のルシフェラーゼまたは本明細書で説明される任意の他のレポーター分子等のレポーター分子を発現することを可能にする。
図81は、第2の構成(「把持部閉鎖」とも称される)にある操作装置アセンブリ11600の側断面図を示す。第2の構成において、操作装置アセンブリ11600は、図7
6及び図77を参照して本明細書で説明されるように、容器アセンブリ3700と接触し、それに係合し、それを握り、または別様にはそれに固定される。把持部閉鎖構成において、内側プランジャ11632は、本明細書で説明されるように、実質的に外側プランジャ11636内に配置され、よって、内側プランジャ11632の底部分は、容器アセンブリ3700の筐体3741の中に配置される第1のアクチュエータ3750の係合部分3752の近位にあるがそれに接触していない。さらに、1組のガイドホイール11620が1組のガイド部材11640の第3の区間11643に接触している。把持部閉鎖構成は、容器アセンブリ3700を、例えば加熱器アセンブリ11400から検出器アセンブリ11200に輸送するために使用することができる。関節アセンブリ116500はまた、オーバートラベルを防止するようにも構成される。例えば、把持部閉鎖構成において、1組のガイドホイールが1組のガイド部材11640の第2の表面11644に接触した場合、これは、外側プランジャ11636がオーバートラベルしたことを示す。この状況において、1組のサイドプレート11616の1つに装着されるピン(図示せず)が位置センサ11662をトリガーし、オーバートラベル信号、例えば警報をプロセッサ11126またはユーザに送信することができる。
以下、図82〜図84を参照すると、図82及び図83は、操作装置アセンブリ11600の側断面図を示し、図84は、第3の構成(「基質プランジ」とも称される)における、図82で示される図の側断面図を示す。基質プランジ構成において、外側プランジャは、下で説明されるように、アクチュエータ3760の係合部分3762に係合する。この構成において、容器アセンブリ3700は、例えば、本明細書で説明されるように、検出器アセンブリ11200の中に配置することができ、よって、容器アセンブリ3700は、操作装置アセンブリ11600の縦軸に対して横方向に変位することができない。例えば、この構成において、容器アセンブリ3700の反応チャンバ3732は、本明細書において下でさらに説明するように、検出器アセンブリ11200に含まれるシャッター11230のスロット11234の中に配置することができる。さらに、第3の構成に移動するときに、関節アセンブリ11610は、係合構成、挟持構成、把持構成、または別様には固定構成に維持することができる。このようにして、容器アセンブリ3700は、基質プランジ中に、関節アセンブリ11610によって固定したままにすることができる。これは、例えば、本明細書で説明されるように、外側プランジの全ての力が、容器アセンブリ3700の第2のアクチュエータ3760にだけ移送されること、及び/または任意の周囲雑音(例えば、光)が検出器アセンブリ11200に進入することを防止するために、容器アセンブリ3700を、検出器アセンブリ11200に含まれるガスケット11206と面一に維持することを確実にする。
第2の構成から第3の(「基質プランジ」)構成に移動させるために、内側プランジャ11632は、例えば図82において矢印RRで示されるように、把持部開放構成とは反対方向に回転し、よって、カラー11634が、内側プランジャ11632によって画定される縦軸に沿って、アクチュエータ11652から離れる方向に変位する。プランジャの変位はまた、外側プランジャ11636及びそれに取り付けられる1組のガイド部材11640も同じ方向に変位させる。内側プランジャ11632の回転によって生じる外側プランジャ11636の変位は、外側プランジャ11636の底部分が第2のアクチュエータ3760の係合部分3762に係合し、アクチュエータ3760のプランジャ部分3764を付勢して、容器アセンブリ3700の筐体3741によって画定される内部容積3744内で変位させるように継続される。プランジャ部分3764は、第1の位置から第2の位置に移動することができ、よって、プランジャ部分3764は、内部容積3742の中に配置される試薬を、送達部分3770を通して、容器アセンブリ3700に含まれる反応チャンバ3732の中へ連通する。例えば、試薬は、上で説明されるように、基質、例えばトリデカナールまたは本明細書で説明される任意の他の基質とすることができ、該基質は、反応チャンバ3732中に存在するレポーター分子、例えばルシフェラーゼ
または上で説明されるような任意の他のレポーター分子と反応するように配合することができる。基質とレポーター分子との反応は、本明細書において下でさらに説明されるように、信号、例えば発光または本明細書で説明される任意の他の信号を生成することができ、該信号は、検出器アセンブリ11200によって検出することができる。内側プランジャ11632の回転運動によって生じる外側プランジャ11636の縦方向変位は、例えば、外側プランジャ11636の変位に対するより良好な制御、したがって、容器アセンブリ3700の内部容積3744から反応チャンバ3732への基質の連通に対するより良好な制御を可能にすることができる。
単一のアクチュエータ11652は、i)内側プランジャ11632を作動させて基質プランジを行わせることによって外側プランジャ11636を操作すること、及びii)関節アセンブリ11610を把持部開放構成から把持部閉鎖構成まで付勢するように、外側プランジャ11636に連結されたガイド部材11640を操作することを含む、一連の機能を行うために、操作装置アセンブリ11600によって用いられることに留意されたい。第2のアクチュエータ、例えば本明細書で説明されるような駆動サブアセンブリ11500に含まれるアクチュエータ11504cは、操作装置アセンブリ11600をZ方向に変位させるために使用することができる。いくつかの実施形態において、試薬プランジ機能は、アクチュエータ11652に含むことができ、例えば、アクチュエータ11652はまた、内側プランジャ11632を直線状に変位させることを可能にすることもできる。
図55〜図57で示されるように、機器は、検出器アセンブリ11200を含む。検出器アセンブリ11200は、化学反応、例えば本明細書で説明される方法のいずれかに従うレポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)と基質(例えば、トリデカナール)との相互作用によって生成される、信号、例えば発光を検出するように構成される。検出器アセンブリ11200は、容器アセンブリ3700を受け取るように、及びその中で生成される信号を検出するように構成される。検出器アセンブリ11200は、レポーター分子、例えばルシフェラーゼによって生成される信号を検出することができる、任意の適切な検出器を含むことができる。例えば、示されるように、検出器は、光検出器である。いくつかの実施形態において、検出器は、(例えば、GFP等の蛍光レポーター分子を検出するための)蛍光検出器、(例えば、ルシフェラーゼ等のレポーター分子によって生成される生物発光を検出するための)発光検出器、(例えば、HRP等のレポーター酵素によって生成される有色沈殿物を検出するための)色検出器、分光計、及び/または画像取り込みデバイスとすることができる。いくつかの実施形態において、検出器はさらに、光源を含むことができる。主に光検出に基づくように説明されているが、いくつかの実施形態において、検出器は、電気化学検出器とすることができる。例えば、検出器は、レポーター、例えばルシフェラーゼによって生成される電流、電圧、または伝導度、抵抗/インピーダンスの変化を検出するように構成される、電流測定検出器、電位差測定検出器、伝導度測定、及び/またはインピーダンス測定検出器を含むことができる。電気化学検出を用いるいくつかの実施形態において、検出器は、試料を含有することができる試料溶液と物理的に接触するように構成することができる。いくつかの実施形態において、検出器11200は、他の検出方法、例えば、表面音響波、表面プラズモン共鳴、ラマン分光法、磁気センサ、及び/または当技術分野で知られている任意の他の適切な検出方法を使用することができる。
いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ11200は、標的細胞の存在に関する質的回答、例えば、はい/いいえ回答だけを提供することができる。いくつかの実施形態において、検出器11200は、本明細書で説明される方法のいずれか、例えば方法400に従って、標的細胞を定量化すること、例えば、試料中の標的細菌のcfu/mlを決定することができる。いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ11200は、
例えば、容器、例えば容器アセンブリ3700上のラベルの柔軟な配置を可能にするために、エンドリードシステムを含むことができる。いくつかの実施形態において、エンドリードシステムは、例えば光学機器及び/または背景信号の干渉を最小にするために、容器、例えば容器アセンブリ3700の透明端部と検出器11200との直接接触及び/または近位配置を含む。いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ11200は、入射光源を欠いている。換言すれば、容器、例えば容器アセンブリ3700の中に配置される標的細胞、例えば細菌によって生成されるレポーター分子、例えばルシフェラーゼからの信号を検出するために、いかなる外部光も必要としない。
以下、図85〜図94を参照すると、検出器アセンブリ11200は、筐体11202の中に配置される検出器11212及びシャッター11230を含む。検出器アセンブリ11200は、容器、例えば容器アセンブリ3700を着脱可能に受け取り、その中で生成される信号、例えばレポーター分子(例えば、ルシフェラーゼ)と基質(例えば、トリデカナール)との化学的相互作用から生じる発光信号を検出するように構成される。
筐体11202は、丈夫で、剛体の、及び実質的に不透明な材料、例えば金属から形成することができる。いくつかの実施形態において、筐体は、検出器アセンブリの中に配置される容器、例えば容器アセンブリ3700において生成される発光反応による内部反射及び/または屈折を最小にするために、暗色、例えば黒色に塗装することができる。筐体11202はまた、例えば背景雑音及び/または信号品質を低減させるために、外部光が検出器アセンブリ11200に進入することを防止するように構成することもできる。筐体11202は、溝11203を含む。差込口11204は、溝11203の中に配置され、該溝は、容器、例えば容器アセンブリ3700を着脱可能に受け取るようにサイズ決定され、成形される開口部11207を画定する。差込口11204は、例えばねじ、ボルト、リベット、接着剤、熱溶接、または筐体11212の溝11203へのスナップ嵌めを介して、筐体11202に固定して、または着脱可能に連結することができる。図86で示されるように、差込口11204は、差込口11204に固定して配置されるガスケット11206を含む。ガスケット11206は、剛体で、耐圧壊性及び/または耐摩耗性の材料、例えば高密度ネオプレンから形成することができる。ガスケット11206は、容器アセンブリ3700が差込口11204の中に配置されたときに、ガスケット11206及び試薬モジュール3740の一部分が遮光シールを形成して、任意の外部光が筐体11202の内部に進入することを防止するように構成される。いくつかの実施形態において、差込口11204の高さは、例えば種々の長さの容器に適応するように変動させることができる。これは、例えば信号品質及び/または繰り返し性を強化するために、例えば製造過程及び/またはユーザ選好の変動による、容器の長さのいかなる変動も、容器11212からの容器の低端部、例えば容器基部までの距離を変化させないことを確実にすることができる。筐体11202はさらに、容器の少なくとも一部分、例えば容器アセンブリ3700の反応チャンバ3732を受け取るように構成される、チャネル11209を画定する。筐体11202はまた、シャッター11230を収容するように構成される内部容積11210も含み、よって、シャッター11230は、内部容積11210内の第1の位置から第2の位置に自由に操作及び/または変位される。筐体11202はさらに、筐体11202の側壁に配置される回路11208を含む。回路は、本明細書において下で説明されるように、光源11246の動作を制御するように構成される。
図87は、筐体11202を取り外した検出器アセンブリ11200の内部構成要素を示し、図88は、検出器アセンブリ11200の構成要素の分解図を示す。本明細書で示されるように、検出器アセンブリ11200は、検出器アセンブリ11200を機器11000の基板11118上に装着するように構成される、基板11211を含む。基板11211はまた、検出器アセンブリ11200の構成要素及び筐体11202を装着するための基部を提供するようにも構成される。
検出器アセンブリ11200は、検出器エンクロージャ11214の中に配置される検出器11212を含む。検出器11212は、光検出器、例えば光電子増倍管(PMT)、照度計、分光光度計、蛍光検出器、及び/または任意の他の適切な光検出器とすることができる。検出器11212は、本明細書で説明されるように、容器、例えば容器アセンブリ3700における化学反応に起因して生成される光信号、例えば発光を検出するように構成される。いくつかの実施形態において、検出器11212は、レポーター、例えばルシフェラーゼによって生成される電流、電圧、または伝導度、抵抗、及び/またはインピーダンスの変化を検出するように構成される、電流測定検出器、電位差測定検出器、伝導度測定、及び/またはインピーダンス測定検出器を含むことができる。検出器エンクロージャ11214の底面は、基板11211上に配置されるマウント11216に連結される。マウント11216は、クッション付き支持体を検出器エンクロージャ11214に提供するために、剛体であるが軟質な材料、例えばゴムまたは発泡体パッドから作製することができる。検出器エンクロージャ11214の頂面は、分離器11218に連結され、例えば、分離器11218にねじ止め、ボルト止め、及び/またはリベット止めされる。分離器11218は、丈夫で、剛体の、低摩擦材料、例えば研磨した金属プレート(例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等)から作製することができる。分離器11218は、本明細書で説明されるように、例えばシャッター11230の変位に起因する検出器エンクロージャ11214の摩耗を防止するために、検出器エンクロージャ11214とシャッター11230の間に分離層を提供するように構成される。分離器11218は、アパーチャ11219を含み、該アパーチャは、分離器11218が検出器11212に連結されたときに、アパーチャ11219が検出器11212の真上に位置し、検出器11212への妨げられない光アクセスを提供するように構成される。アパーチャ11219はまた、その中に配置される窓11220、例えば円形のガラスまたは透明なプラスチック部品も含む。窓11220は、例えば、塵粒子から、及び/または容器、例えば容器3700の端部による偶発的な接触に起因する物理的破損から、検出器11212を保護するように構成される。シート11222も、アパーチャ11219の中に配置され、アパーチャ11219中に窓11220を確実に着座させるように構成される。シート11222はまた、検出器エンクロージャ11214の頂面に接触するようにも構成され、例えば周囲光から検出器11212を遮光するために、検出器11212を取り囲む。いくつかの実施形態において、シール11214は、ゴム、プラスチック、及び/またはポリマーから形成することができ、また、Oリングとすることができる。シール11224、例えばゴムシールは、分離器11224上に配置される。シール11224は、例えば背景雑音を低減させ、信号品質及び/または繰り返し性を向上させるために、周囲光から、筐体11202の内部容積11210、例えばシャッター11230を収容する内部容積11210を遮光するように構成することができる。
検出器アセンブリ11200はまた、分離器11218上に摺動可能に配置されるシャッター11230も含み、該シャッターは、シャッター11230が閉鎖され、かつ、検出器11212が容器、例えば検出器アセンブリ11200の中に配置される容器アセンブリ3700と光学的に連結解除されている、第1のシャッター位置から、シャッター11230が開放され、かつ、検出器11212が容器に光学的に連結されている、第2のシャッター位置に移動するように構成される。図89〜図90で示されるように、シャッター11230は、スロット11234及び表面11236を含む、凹部11232を含む。スロット11234は、容器、例えば容器アセンブリ3700の端部分を受け取るように成形され、サイズ決定される。表面11236は、容器の底端部の輪郭に合致するように輪郭形成、例えば湾曲される。表面11236は、シャッター11230の頂面11236からスロット11234の頂縁部に通じる角度で傾斜する。いくつかの実施形態において、表面11236は、シャッター11230の頂部水平面から30度、40度、45度、50度、または60度の角度で傾斜させることができる。表面11230は、本明
細書で説明されるように、第1の位置から第2の位置にシャッター11230を操作するために、容器、例えば容器アセンブリ3700の底端部によって係合するように構成される。シャッター11230は、その中に配置されるばね11240を有するスリーブ11238を含む。ばね11240の第2の端部は、ピン11242に装着される筐体11202(図85)のノッチ11241の中に配置される。ばね11240は、本明細書で説明されるように、第2のシャッター位置から第1のシャッター位置にシャッター11230を付勢し、ならびに/または容器、例えばスロット11234の中に配置される容器アセンブリ3700を固定する、保持する、及び/またはその横方向移動を防止するように構成される。
シャッター11230はさらに、電磁放射、例えば光源11246によって放射される発光のための光学経路を画定するように構成される、チャネル11244を含む。チャネル11244は、シャッターが第1の位置にあるときにだけ、チャネル11244が光源11246を検出器11212に光学的に連結するように構成される。いくつかの実施形態において、光源11246としては、発光ダイオード(LED)またはレーザーが挙げられ、さらに、光導体、例えば光ファイバーケーブルが挙げられる。光源11246は、基準発光信号、例えば検出器11212を較正するための較正信号を放射するように構成することができる。
本明細書で説明されるように、シャッター11230は、シャッター11230が閉鎖される内部容積11210内の第1の位置から、シャッター11230が開放される第2の位置に変位するように構成される。図91〜図94は、第1の構成、第2の構成、第3の構成、及び第4の構成における検出器アセンブリ11200の側断面図を示す。第1の構成(図72)において、容器は、検出器アセンブリ11200の中に配置されない。ばね11240は、矢印AAによって示される方向に、シャッターの水平軸Hに沿ってシャッター11230に対して力を印加して、シャッター11230を操作し、第1のシャッター位置に維持し、よって、シャッター11230のスロット11234は、アパーチャ11219及び検出器11212と整列しておらず、よって、いかなる周囲光も検出器11212に入射しない。チャネル11244は、検出器11212と整列され、よって、光源11246は、検出器11212に光学的に連結される。したがって、第1の構成において、光源11246は、基準信号を検出器11212に送信して、例えば検出器11212を較正するために使用することができる。
第2の構成(図92)では、本明細書において上で説明されるような容器アセンブリ3700が、第1の位置で検出器アセンブリ11200の中に配置される。容器アセンブリ3700は、本明細書において上で説明されるような反応チャンバ3732及び試薬モジュール3740を含む。容器アセンブリ3700は、例えば操作装置アセンブリ11600によって、検出器アセンブリ11200の中に配置することができる。容器アセンブリ3700の反応チャンバ3732は、実質的にチャネル11209の中に配置され、一方で、試薬モジュール3740の少なくとも一部分は、差込口11204の中に配置される。反応チャンバ3732の端部分3733は、表面11236と接触している。下向きの力は、矢印Fで示されるように、検出器アセンブリ11200の垂直軸Vに沿って、例えば本明細書で説明されるように操作装置アセンブリ11600によって、容器アセンブリ3700に印加され、該力は、容器アセンブリ3700に含まれる反応チャンバ3732の端部分3733によって、シャッター11230の表面11236に連通される。表面11236が、例えばャッター11230の水平軸に対して45度傾斜しているので、容器アセンブリ3700の端部分3733は、示されるように、表面11236に角度力Fxyを働かせる。力Fxyは、図92で示されるように、水平成分Fx及び垂直成分Fyを有する。水平成分Fxは、シャッター11230アセンブリを、矢印Fxによって示される方向に、水平軸Hに沿って水平に変位させるように付勢し、よって、シャッター
11230のスロット11234は、第3の構成(図93)で示されるように、検出器11212に向かって変位する。ばね11240は、反応チャンバ3732に反力を働かせることはできても、反応チャンバ3732がシャッター11230を操作するのを妨げるのに十分に大きさではないように構成することができる。筐体11202のチャネル11209は、例えばばね11240が働かせる反力による容器アセンブリ3700の任意の横方向移動を防止するために、反応チャンバ3732の直径に近い許容差、または僅かに大きくすることができる。
容器アセンブリ3700への下向きの力Fは、図94で示されるように、第4の構成において、シャッター11230が第2の位置に変位し、よって、スロット11234が検出器11232と整列し、反応チャンバ3732の端部分3733がスロット11234の中に配置されるまで維持することができる。反応チャンバ3732の端部分3733は、例えば窓11220を擦過すること、及び/または摩耗させることを防止するために、該窓の近位にあるが接触しないようにすることができる。この構成において、ばね11240は、シャッター11230に力を印加して、第1のシャッター位置に向かってシャッター11230を付勢する。この力は、シャッター11230に含まれるスロット11234の側壁を通して、反応チャンバ3732の端部分3733の側壁に連通され、シャッター11230が第1のシャッター位置に摺動するのを防止する。いくつかの実施形態において、スロット11234は、例えば信号品質、感度、繰り返し性を向上させる、及び/または背景雑音を低減させるために、反応チャンバ3732において生成される任意の信号、例えば、レポーター分子、例えばルシフェラーゼと基質、例えばトリデカナールとの相互作用によって生成される発光を制限するように構成される、検出容積を画定することができる。さらに、容器アセンブリ3700に含まれる試薬モジュール3740の底面3735は、いかなる周囲光も検出器アセンブリ11200の筐体11202に進入することができないように、ガスケット11206上に静置され、それと面一である。いくつかの実施形態において、操作装置アセンブリ11600は、例えば容器アセンブリ3700に含まれる試薬モジュール3740の底面3735とガスケット11206との強い接触を維持するために、第4の構成において、容器アセンブリ3700への下向きの力Fを維持することができる。
図95は、一実施形態による、検出器アセンブリ11200を制御するために使用することができる検出器回路11270を示す。回路11270は、機器11200の筐体11202の中に配置され、基板11118上に装着される。いくつかの実施形態において、回路11270は、当技術分野において一般的に知られているように、光子検出器及び/または光電子信号を処理するための任意の他の回路を含むことができる。
いくつかの実施形態において、試薬、例えば基質は、第4の構成において、反応チャンバ3732の中へ連通することができ、よって、化学反応が、検出器11212によって検出することができる反応チャンバ3732における信号を生成する。例えば、操作装置アセンブリ11600に含まれる第2のプランジャ11636は、容器アセンブリ3700の試薬モジュール3740に含まれるアクチュエータ3760に係合して、基質、例えばトリデカナールまたは本明細書で説明される任意の他の基質を反応チャンバ3732の中へ連通することができる。基質は、形質導入粒子(例えば、形質導入粒子160または本明細書で説明される任意の他の形質導入粒子)等の生物学的または非生物学的ベクターと標的細胞、例えばMRSA等の細菌との相互作用によって生成される、容器の中に配置される試料溶液中に存在するレポーター分子、例えばレポーター分子のルシフェラーゼまたは本明細書で説明される任意の他のレポーター分子と相互作用することができる。基質とレポーター分子との相互作用は、信号、例えば検出器11212によって検出される発光を生成することができる。いくつかの実施形態において、基質とレポーター分子との反応は、瞬間的、例えばフラッシュ反応であり得、よって、レポーター分子を含む試料溶液
の中へ基質を連通した直後に信号が生成される。信号の検出は、反応チャンバ3732の中に配置される試料が標的細胞を含有することを示す。
本明細書で説明されるように、検出器11212または本明細書で説明される任意の他の検出器は、信号測定を行う前に較正することができる。図96は、機器、例えば機器11000に含まれる検出器、例えば検出器11212を較正し、それで測定を行うための方法のフロー図を例示する。本方法は、702で、第1のシャッター位置に配置される移動可能なシャッター、例えばシャッター11230によって検出容積がチャネルから光学的に隔離されるような第1の時間に、検出容積における光放射の大きさと関連付けられる第1の信号を受け取ることを含む。いくつかの実施形態において、光放射、例えば較正信号は、シャッターが第1の位置にあるときに、シャッターによって画定される光チャネルを介して、検出容積の中へ透過することができる。704で、シャッターを第2の位置に移動させるために、力が試料容器に印加される。容器は、最初に、チャネル内に少なくとも部分的に配置することができ、よって、容器への力の印加は、容器の遠位端部分が第1のシャッター位置から第2のシャッター位置にシャッターを移動させることを可能にする。これは、706で、容器の遠位端部分が、検出容積の中へ移動することを可能にし、よって、チャネルは、この時点で検出容積と光連通している。この位置において、708で、検出容積における光放射と関連付けられる第2の信号を受け取ることができる。いくつかの実施形態では、第2の信号を受け取る前に、試薬、例えば基質を容器の遠位端部分の中へ搬送することができる。基質、例えばトリデカナールは、例えば試料中に存在するレポーター分子と反応して、光放射を生成するように構成することができる。いくつかの実施形態において、検出器11212または本明細書で説明される任意の他の検出器は、内部の較正制御、例えばソフトウェアアルゴリズムを含むことができ、よって、外部の較正光源を必要としない。
本明細書で説明されるように、機器11000または本明細書で説明される任意の他の機器は、容器(例えば、容器アセンブリ3700または本明細書で説明される任意の他の容器)を操作して、例えば、容器を輸送する、試薬を容器の反応容積の中へ連通する、及び/または信号、例えば容器内で生成される発光を検出するために使用することができる。図97は、機器内で容器を操作するための方法のフローチャートを例示する。802で、標的細胞、例えば細菌を含有する試料をその中に配置することができる容器を、機器の搬入ゾーン、例えば搬入カートリッジ11300の中へ搬入することができる。804で、容器が、機器に含まれる加熱器に、例えば駆動アセンブリ11500を介して操作装置アセンブリ11600によって、加熱器アセンブリ11400に輸送される。806で、例えば操作装置アセンブリ11600の内側プランジャ11632の操作によって、形質導入粒子等の生物学的または非生物学的ベクターが容器の反応容積の中へ連通される。808で、容器が、加熱器アセンブリ11400によって、所定の時間にわたって所定の温度、例えば4時間にわたって摂氏37度に維持される。810で、形質導入粒子が試料に含まれる標的細胞と相互作用し、よって、標的細胞が一連のレポーター分子を生成する。いくつかの実施形態において、加熱器アセンブリ11400は、容器(例えば、容器アセンブリ3700または本明細書で説明される任意の他の容器)を、所定の時間にわたって一連の温度に維持するように構成することができる。例えば、容器及びその中に配置される試料は、第1の時間、例えば4時間にわたって摂氏37度に維持することができる。次いで、容器の温度は、例えば第2の温度の加熱器ブロック11422に移送することによって、第1の温度よりも低い第2の温度(例えば、摂氏30度)まで下げることができる。容器は、例えば、検出まで第2の温度に維持することができる。次いで、812で、容器が、機器に含まれる検出器、例えば検出器アセンブリ11200に輸送される。例えば、操作装置アセンブリ11600は、駆動アセンブリ11500を介して容器を輸送するために使用することができる。次いで、814で、例えば操作装置アセンブリ11600の外側プランジャ11636の操作を介して、基質が容器の中へ連通される。816で、
基質がレポーター分子と相互作用して信号を生成し、818で、検出器を使用して該信号を検出する。次いで、820で、分析した容器が機器の搬出ゾーン、例えば搬出カートリッジ11300に輸送され、822で、容器から取り出すことができる。
いくつかの実施形態において、機器、例えば機器11000または本明細書で説明される任意の他の機器は、実験室情報システム(LIS)、例えば図2〜図3で示されるようなLIS1900と通信することができる。
種々の実施形態を上で説明してきたが、それらは単なる一例として提示されたものであり、限定するものではないことを理解されたい。上で説明される方法及び/または概略図は、ある特定の順序で起こるある特定のイベント及び/または流れパターンを示す場合、ある特定のイベント及び/または流れパターンの順序は、修正され得る。追加的に、ある特定のイベントは、可能であれば、並列過程で同時に行われ得、ならびに順次的に行われ得る。実施形態が特に示され、説明されているが、形態及び詳細において種々の変更が行われ得ることが理解されるであろう。
いくつかの実施形態において、試薬モジュールのいずれか(例えば、1740)によって画定される流体経路は、弁または任意の他の流量制御機構を含むことができる。そのような機構としては、フラップ弁、膜弁、ダックビル弁、傘状弁、隔膜、または試薬が一方向に流れることを可能にするための任意の他の適切なバルビング機構が挙げられる。いくつかの実施形態において、弁は、例えば試薬の偶発的な連通を防止するために、所定の圧力閾値を超えたときにだけ流体連通を可能にするように、感圧性とすることができる。
いくつかの実施形態において、標的細胞内のインデューサー分子の存在に関して報告するレポーターシステムを含む本明細書で説明されるシステム及び方法のいずれかは、標的細胞内の標的遺伝子の発現を制御する誘導性プロモーターに動作可能にリンクされるレポーター遺伝子を、本明細書で示され、説明されるタイプの非複製的な形質導入粒子の中へ組み込むことによって開発することができる。標的遺伝子プロモーターのインデューサーを発現する標的細胞の中へレポーターベクターが導入されると、標的遺伝子プロモーターのレポーターベクターへの誘導を介して、レポーター遺伝子の発現が可能である。
一実施形態では、バンコマイシン耐性腸球菌(VRE)を検出する目的で、VanRレポーターシステムを開発することができる。エンテロコッカス−フェシウム中に存在し得るTn1546トランスポゾンは、vanRインデューサー遺伝子及びvanA標的遺伝子を含有し得る。VREレポーターシステムは、vanA遺伝子を含むvanHAXオペロンの発現を制御するプロモーターPに動作可能にリンクされるレポーター遺伝子を組み込む、非複製的な形質導入粒子を標的とするエンテロコッカス−フェシウムを開発することによって開発することができる。形質導入粒子が、P制御したレポーター遺伝子をエンテロコッカス−フェシウム細胞の中へ送達すると、vanRの生成物によるPプロモーターの誘導を介して、レポーター遺伝子が発現する。
別の実施形態では、クロストリジウム−ディフィシルを標的とし、tcdA遺伝子プロモーターに動作可能にリンクされるレポーター遺伝子を組み込む非複製的な形質導入粒子を開発することによって、TcdD、すなわち、クロストリジウム−ディフィシルの毒素A及びB遺伝子(それぞれ、tcdA及びtcdB)のプロモーターのインデューサーを検出するためのレポーターシステムを開発することができる。クロストリジウム−ディフィシルのPaLocトランスポゾンは、tcdD遺伝子及びtcdA標的遺伝子を含有し得る。生来の細胞において、tcdD遺伝子を発現し、TcdDタンパク質を生成すると、TcdDは、PtcdAをPaLocトランスポゾンに誘導し、したがって、tcdA遺伝子の発現を引き起こし、したがって、毒素Aタンパク質を生成することができる。t
cdA遺伝子プロモーター(PtcdA)に動作可能にリンクしたレポーター遺伝子を標的細胞の中へ導入することによって、次いで、TcdDはまた、レポーター遺伝子を制御するPtcdAを誘導し、レポーター分子の発現を引き起こすこともできる。
信号発生のための基質を必要とするレポーターを用いる非複製的な形質導入粒子に基づく生存細胞レポーターを開発することによって、及び基質が標的酵素との相互作用を介してケージング解除されない限り、レポーターを介して信号をトリガーすることができないように基質をケージングすることによって、標的細胞内酵素の存在について報告するためのレポーターシステムを開発することができる。標的細胞は、形質導入粒子に曝露され、よって、レポーターが標的細胞内で発現し、ケージングした基質が印加される。標的細胞が標的酵素を含有する場合、標的酵素とケージングした基質との相互作用は、基質をケージング解除し、したがって、ケージング解除した基質が、発現したレポーター分子から信号をトリガーすることを可能にする。
一実施形態において、発現させるレポーター分子は、ウミシイタケルシフェラーゼとすることができ、ケージングした基質は、標的細胞に対して内因性であるβラクタマーゼ酵素が、ケージングしたルシフェリンからケージング化合物を開裂させ、そして、ケージング解除したルシフェリンを解放することができるようにケージングされる、ウミシイタケルシフェリンとすることができる。βラクタマーゼ酵素を含有し得る細胞を標的にする非複製的な形質導入粒子の中へこれらの成分を組み込むことによって、標的細胞特異的βラクタマーゼ酵素レポーターシステムを開発することができる。
細胞内分子レポーターシステムは、細胞内標的分子と相互作用しない限り信号を放射しない切り替え可能なレポーター分子を、非複製的な形質導入粒子の中へ組み込むことによって開発することができる。
一実施形態において、非複製的な形質導入粒子は、細胞内標的分子に結合したときに立体配座の変化を受けるように設計される切り替え可能なアプタマーを発現する遺伝子を組み込むように設計することができる。立体配座の変化は、次いで、アプタマーが結合したときに、アプタマーが、高い蛍光を呈するフルオロフォアに結合することを可能にする。
標的転写物が細胞内に存在する場合にレポーター分子の発現を引き起こすことによって生存細胞内の標的転写物を検出するための、アンチセンスRNAに基づくレポーターシステムを開発することができる。一般的な実施形態において、非複製的な形質導入粒子は、標的転写物(標的)の領域と相補的であるアンチセンスメッセージをエンコードするDNA配列を組み込み、及びレポーター遺伝子(レポーター)に融合される標的転写物(標的)の突然変異バージョンをエンコードする配列が使用される。標的転写物の突然変異は、アンチセンス転写物が、生来の標的転写物に結合するその親和性よりも低い親和性で、突然変異した標的転写物に結合する程度である。アンチセンス配列は、プロモーター配列(P)によって制御され、レポーター遺伝子にリンクされる突然変異した標的配列は、同一のプロモーター配列(P)によって制御される。レポーターシステムが、内因性標的転写物を含有しない細胞の中へ導入されたときに、発現したアンチセンス転写物は、レポーター遺伝子の翻訳を抑制し、アンチセンス転写物及びレポーター転写物は、その過程において消費される。しかしながら、ベクターが、内因性標的転写物を含有する細胞の中へ挿入されたときに、発現したアンチセンス転写物は、生来の標的転写物に好んで結合し、アンチセンス転写物及び標的転写物は、その過程において消費され、レポーター遺伝子を翻訳したままにし、したがって、検出され得るレポータータンパク質を生成する。このようにして、このベクターは、標的転写物を含有する標的細胞の中へ導入されたときに、検出可能な信号の発現を引き起こす。
いくつかの実施形態において、黄色ブドウ球菌細胞を標的にする非複製的な形質導入粒子は、mecA転写物の存在について報告するように設計され、したがって、MRSA検出システムをもたらす。形質導入粒子は、mecA転写物(mecA)のある領域と相補的であるアンチセンスメッセージをエンコードするDNA配列、及び細菌ルシフェラーゼ遺伝子luxA及びluxB(luxAB)に融合されるmecA転写物(mecA)の突然変異したバージョンをエンコードする配列を送達する。mecA転写物の突然変異は、アンチセンス転写物が、生来のmecA転写物に結合するその親和性よりも低い親和性で、その転写物に結合する程度である。mecA−luxAB融解及びアンチセンスmecA遺伝子断片は、それぞれ、構成的に発現するプロモーターに動作可能にリンクされる。レポーター構築物が形質導入粒子によってMRSA細胞の中へ導入されたときに、細胞が内因性mecA転写物を生成しない場合、mecA遺伝子のアンチセンス配列断片は、luxAB遺伝子に融合されるmecA遺伝子の修飾断片の転写物のmecA配列にだけ結合することができる。よって、この結合イベントは、luxAB遺伝子の翻訳を防止し、したがって、この細胞内のルシフェラーゼの生成を防止する。一方で、細胞が内因性mecA転写物を含有する場合、mecA遺伝子のアンチセンス配列断片の転写物は、luxAB遺伝子に融合したmecA遺伝子の修飾断片の転写物を通じて、内因性mecA転写物に選好的に結合し、したがって、この転写物をluxAB遺伝子の翻訳に利用可能なままにし、それによって、ルシフェラーゼを生成する。このようにして、mecA転写物レポーターベクターは、細胞内の内因性mecA転写物の存在について報告することができる。
種々の実施形態を、特定の特徴及び/または構成要素の組み合わせを有するように説明してきたが、上で論じられるような実施形態のいずれかからの任意の特徴及び/または構成要素の組み合わせを有する、他の実施形態が可能である。

Claims (92)

  1. 標的細胞と関連付けられる複数の形質導入粒子を試料と混合することであって、前記複数の形質導入粒子は、前記標的細胞に複数のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作され、前記複数の形質導入粒子は、前記標的細胞と結合し、前記核酸分子を前記標的細胞の中へ送達するように配合され、前記複数の形質導入粒子は、非複製的である、混合することと、
    前記試料及び前記複数の形質導入粒子を、前記標的細胞が前記試料中に存在するときに、前記複数のレポーター分子を発現するように維持することと、
    前記複数のレポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取ることと、
    を含む、方法。
  2. 前記信号の大きさは、所定の量を超える前記複数の形質導入粒子の量とは無関係である、請求項1に記載の前記方法。
  3. 前記複数の形質導入粒子は、溶原複製ができないように遺伝子操作される、請求項1に記載の前記方法。
  4. 前記複数の形質導入粒子は、溶菌複製ができないように遺伝子操作される、請求項1に記載の前記方法。
  5. 前記複数の形質導入粒子は、ウイルスベクターが誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型DNAを欠いた前記ウイルスベクターである、請求項1に記載の前記方法。
  6. 前記複数の形質導入粒子は、レポーター分子を欠いている、請求項1に記載の前記方法。
  7. 前記複数の形質導入粒子は、バクテリオファージから誘導される、請求項1に記載の前記方法。
  8. 前記複数の形質導入粒子は、ウイルスの構造タンパク質及び核酸分子を含み、前記核酸分子は、プロモーターの制御下のレポーター遺伝子と、ウイルス核酸パッケージングシステムによって認識され、また、前記ウイルス構造タンパク質内の前記核酸分子のパッケージングに適切な、部位とを含む、請求項1に記載の前記方法。
  9. 前記核酸分子はさらに、標的細胞内での前記形質導入核酸分子の増殖に適切な複製起点を含む、請求項8に記載の前記方法。
  10. 前記核酸分子はさらに、標的細胞内での選択に適切な選択可能なマーカーを含む、請求項9に記載の前記方法。
  11. 前記プロモーターは、構成的であるか、誘導性であるか、または条件付きである、請求項10に記載の前記方法。
  12. 前記標的細胞は、大腸菌、マイコバクテリウム、ブドウ球菌、リステリア、クロストリジウム、腸球菌、連鎖球菌、ヘリコバクター、リケッチア、ヘモフィルス、ゼノラブダス、アシネトバクター、ボルデテラ、緑膿菌、アエロモナス、アクチノバチルス、パスツレラ、ビブリオ、レジオネラ、桿菌、カロスリックス、メタノコックス、ステノトロホモナス、クラミジア、ナイセリア、サルモネラ、赤痢菌、カンピロバクター、及びエルシニア
    から成る群から選択される細菌である、請求項1に記載の方法。
  13. 前記核酸分子は、前記標的細胞が薬剤耐性遺伝子、薬剤感受性遺伝子、毒素、または種特異的遺伝子のうちの少なくとも1つを含むときにだけ、前記標的細胞に前記複数のレポーター分子を生成させるように配合される、請求項1に記載の前記方法。
  14. 前記複数のレポーター分子からの1つのレポーター分子は、細菌ルシフェラーゼ、真核ルシフェラーゼ、蛍光タンパク質、比色検出に適切な酵素、免疫検出に適切なタンパク質、免疫検出に適切なペプチド、またはアパタマーとして機能する、もしくは酵素活性を呈する核酸、のうちのいずれか1つである、請求項1に記載の前記方法。
  15. 前記試料は、容器の外側の領域から流体的に隔離される前記容器の中にあり、
    前記複数の形質導入粒子は、前記混合することの前に、前記試料から流体隔離して維持され、
    前記混合することは、前記領域と前記容器との間の流体隔離を維持しながら、前記複数の形質導入粒子を前記試料の中に配置することを含む、請求項1に記載の前記方法。
  16. 前記維持することは、前記試料を、ほぼ4時間未満の期間にわたって、ほぼ摂氏45度以下の温度に維持することを含む、請求項1に記載の前記方法。
  17. 前記試料の中へ物質を配置することをさらに含み、前記物質は、前記複数のレポーター分子と反応して前記信号を強化するように配合される、請求項1に記載の前記方法。
  18. 前記試料は、容器の外側の領域から流体的に隔離される前記容器の中にあり、
    前記物質は、前記配置することの前に、前記試料から流体隔離して維持され、
    前記配置することは、前記領域と前記容器との間の流体隔離を維持しながら、前記物質を前記試料の中へ配置することを含む、請求項1に記載の前記方法。
  19. 前記維持することは、前記信号を生成するのに十分な前記複数のレポーター分子の前記量が細胞複製とは無関係に生成される程度の期間にわたって前記試料を維持することを含む、請求項1に記載の前記方法。
  20. 前記維持することは、前記信号を生成するのに十分な前記複数の前記レポーター分子の前記量が生成され、さらに、細胞複製により強化される程度の期間にわたって前記試料を維持することを含む、請求項1に記載の前記方法。
  21. 標的細胞と関連付けられる複数の形質導入粒子を試料と混合することであって、前記複数の形質導入粒子は、前記標的細胞に複数のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作され、前記複数の形質導入粒子は、前記複数の形質導入粒子が誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型DNAを欠いている、混合することと、
    前記試料及び前記複数の形質導入粒子を、前記標的細胞が前記試料中に存在するときに生成される前記複数のレポーター分子を発現するように維持することと、
    前記複数のレポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取ることであって、前記信号の大きさは、所定の量を超える前記複数の形質導入粒子の量とは無関係である、受け取ることと、
    を含む、方法。
  22. 前記複数の形質導入粒子は、レポーター分子を欠いている、請求項21に記載の前記方法。
  23. 前記複数の形質導入粒子は、バクテリオファージから誘導される、請求項21に記載の前記方法。
  24. 前記試料は、容器の外側の領域から流体的に隔離される前記容器の中にあり、前記混合すること、前記維持すること、及び前記受け取ることのそれぞれは、前記領域と前記容器との間の流体隔離を維持しながら行われる、請求項21に記載の前記方法。
  25. 前記試料は、容器の外側の領域から流体的に隔離される前記容器の中にあり、前記方法はさらに、
    前記領域と前記容器との間の流体隔離を維持しながら、前記試料の中へ物質を配置することであって、前記物質は、前記複数のレポーター分子と反応して前記信号の生成を強化するように配合され、前記物質は、前記配置することの前に、前記試料から流体隔離して維持される、配置することを含む、請求項21に記載の前記方法。
  26. 標的細胞と関連付けられる複数の形質導入粒子を試料の中へ導入することであって、前記複数の形質導入粒子は、前記標的細胞に複数のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作され、前記複数の形質導入粒子は、溶原複製ができない、導入することと、
    前記試料及び前記複数の形質導入粒子を、前記標的細胞が前記試料中に存在するときに前記複数のレポーター分子を発現するように維持することと、
    前記複数のレポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取ることであって、前記信号の大きさは、所定の量を超える前記複数の形質導入粒子の量とは無関係である、受け取ることと、
    を含む、方法。
  27. 前記複数の形質導入粒子は、溶菌複製ができないように遺伝子操作される、請求項26に記載の前記方法。
  28. 前記維持することは、前記信号を生成するのに十分な前記複数の前記レポーター分子の前記量が細胞複製とは無関係に生成される程度の期間にわたって前記試料を維持することを含む、請求項26に記載の前記方法。
  29. 反応チャンバに着脱可能に連結されるように構成される筐体であって、前記筺体は、第1の試薬容積及び第2の試薬容積を画定し、前記筺体は、前記筺体が前記反応チャンバに連結されたときに、前記第1の試薬容積と前記反応チャンバとの間に第1の経路を画定する送達部分を含み、前記送達部分は、前記筺体が前記反応チャンバに連結されたときに、前記第2の試薬容積と前記反応チャンバとの間に第2の経路を画定する、筺体と、
    前記第1の試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有する第1のアクチュエータであって、前記第1のアクチュエータの係合部分は、前記第1の試薬容積内で前記プランジャ部分を移動させるよう操作されるように構成される、第1のアクチュエータと、
    前記第2の試薬容積内に移動可能に配置されるプランジャ部分を有する第2のアクチュエータであって、前記第2のアクチュエータの係合部分は、前記第2の試薬容積内で前記第2のアクチュエータの前記プランジャ部分を移動させるよう操作されるように構成され、前記第2のアクチュエータの前記係合部分は、前記第1のアクチュエータの前記係合部分を少なくとも部分的に取り囲む、第2のアクチュエータと、
    を備える、装置。
  30. 前記第2のアクチュエータは、前記第1のアクチュエータが前記第1のアクチュエータの前記プランジャ部分を移動させるように操作されたときに、その中を前記第1のアクチ
    ュエータの前記係合部分が移動するチャネルを画定する、請求項29に記載の前記装置。
  31. 前記第2のアクチュエータの前記係合部分は、前記第1のアクチュエータの前記係合部分が配置される開口部を画定する、請求項29に記載の前記装置。
  32. 前記第1のアクチュエータの前記プランジャ部分は、前記第2のアクチュエータの前記プランジャ部分の前記移動とは無関係に移動するように構成される、請求項29に記載の前記装置。
  33. 前記第1のアクチュエータの前記プランジャ部分及び前記筺体の一部分は、前記筺体の外側の容積から前記第1の試薬容積を流体的に隔離するためのシールを集合的に画定する、請求項29に記載の前記装置。
  34. 前記筐体は、前記第1の試薬容積から前記第2の試薬容積を分離する側壁を含む、請求項29に記載の前記装置。
  35. 前記第1のアクチュエータの前記プランジャ部分の縦軸は、前記第2のアクチュエータの前記プランジャ部分の縦軸からオフセットされる、請求項29に記載の前記装置。
  36. 前記第1の経路は、前記2の経路から分離される、請求項29に記載の前記装置。
  37. 前記筐体は、前記第1の試薬容積内に配置される穿刺器を含み、前記装置はさらに、
    前記第1の試薬容積内に配置される試薬容器を備え、前記穿孔器は、前記プランジャ部分が前記第1の試薬容積内を移動するときに、前記試薬容器の一部分を穿刺するように構成される、請求項29に記載の前記装置。
  38. 前記第1の試薬容積は、標的細胞と関連付けられるウイルスベクターを含有し、前記ウイルスベクターは、前記標的細胞に複数のレポーター分子を生成させるように配合される核酸配列を含むように遺伝子操作され、
    前記第2の試薬容積は、前記複数のレポーター分子と反応して信号の生成を強化するように配合される試薬を含む、請求項29に記載の前記装置。
  39. 前記送達部分は、前記筺体が前記反応チャンバに連結されたときに、前記反応チャンバ内に配置される出口を含み、
    前記第1のモジュールの一部分は、前記第1のモジュールが前記隔離モジュールに連結されたときに、前記隔離モジュールの前記隔離チャンバ内に配置される、請求項29に記載の前記装置。
  40. 反応チャンバに着脱可能に連結されるように構成される筐体であって、試薬容積を画定する、筺体と、
    前記筐体に連結される送達部材であって、前記送達部材は、前記筺体が前記反応チャンバに連結されたときに、前記試薬容積と前記反応チャンバとの間に経路を画定し、前記送達部材の第1の端部分が前記試薬容積内に配置され、前記送達部材の第2の端部分が前記試薬容積の外側に配置される、送達部材と、
    前記試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有するアクチュエータであって、前記プランジャ部分は、前記経路を介した前記試薬容積からの試薬の流れを生成するために、前記筺体の縦軸に沿って前記試薬容積内を移動するように構成される、アクチュエータと
    を備え、
    前記送達部材は、前記送達部材の前記第2の端部分を出る前記試薬の前記流れを、前記筺体の前記縦軸に対して非平行な出口方向に向けるように構成される、
    装置。
  41. 前記試薬容積の境界の一部分を画定する穿刺可能な部材をさらに備え、前記送達部材の前記第1の端部分は、前記プランジャ部分が前記試薬容積内を移動するときに、前記穿刺可能な部材を穿刺するように構成される穿刺器を含む、請求項40に記載の前記装置。
  42. 前記試薬容積内に配置される試薬容器と、
    前記プランジャ部分が前記試薬容積内を移動するときに、前記試薬容器の一部分を穿刺するように構成される穿刺器と、をさらに備える、請求項40に記載の前記装置。
  43. 前記試薬容積内に配置される前記試薬であって、真核または細菌ルシフェラーゼ基質のうちの少なくとも1つを含む、前記試薬をさらに備える、請求項40に記載の前記装置。
  44. 前記送達部材の前記第1の端部分は、前記経路の第1の部分を画定し、
    前記送達部材の前記第2の端部分は、前記経路の第2の部分を画定し、前記経路の前記第2の部分の中心線は、前記経路の前記第1の部分の中心線から角度的にオフセットされる、請求項40に記載の前記装置。
  45. 前記出口方向及び前記縦軸は、ほぼ30度未満の角度を画定する、請求項40に記載の前記装置。
  46. 前記試薬容積は、第1の試薬容積であり、前記試薬は、第1の試薬であり、前記送達部材は、第1の送達部材であり、前記プランジャは、第1のプランジャであり、前記筺体は、第2の試薬容積を画定し、前記装置はさらに、
    前記筐体に連結される第2の送達部材であって、前記筺体が前記反応チャンバに連結されたときに、前記第2の試薬容積と前記反応チャンバとの間に経路を画定する、第2の送達部材と、
    前記第2の試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有する第2のアクチュエータであって、前記第2のアクチュエータの前記プランジャ部分は、前記第2の送達部材の前記経路を介した前記第2の試薬容積からの第2の試薬の流れを生成するために、前記筺体の縦軸に沿って前記第2の試薬容積内を移動するように構成され、
    前記第2のアクチュエータの一部分は、前記第1のアクチュエータの一部分を少なくとも部分的に取り囲む、第2のアクチュエータと、を備える、請求項40に記載の前記装置。
  47. 前記第2のアクチュエータは、前記第1のアクチュエータが前記第1のアクチュエータの前記プランジャ部分を移動させるように操作されたときに、前記第1のアクチュエータの前記一部分がその中を移動するチャネルを画定する、請求項46に記載の前記装置。
  48. 反応チャンバに着脱可能に連結されるように構成される筐体であって、試薬容積を画定する、筐体と、
    前記筐体に連結される送達部材であって、前記送達部材は、前記筺体が前記反応チャンバに連結されたときに、前記試薬容積と前記反応チャンバとの間に経路を画定し、前記送達部材の第1の端部分が、前記試薬容積内に配置され、前記経路の第1の部分を画定し、前記送達部材の第2の端部分が、前記筐体の外側に配置され、前記経路の第2の部分を画定し、前記経路の前記第2の部分の中心線が、前記経路の前記第1の部分の中心線から角度的にオフセットされる、送達部材と、
    前記試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有するアクチュエータであって、前記プランジャ部分は、前記経路を介した前記試薬容積からの試薬の流れを生成するために、前記筺体の縦軸に沿って前記試薬容積内を移動するように構成される、アクチュエータと、
    を備える、装置。
  49. 前記試薬容積の境界の一部分を画定する穿刺可能な部材をさらに備え、前記送達部材の前記第1の端部分は、前記プランジャ部分が前記試薬容積内を移動するときに、前記穿刺可能な部材を穿刺するように構成される穿刺器を含む、請求項48に記載の前記装置。
  50. 前記経路の前記第2の部分の前記中心線、及び前記経路の前記第1の部分の前記中心線は、ほぼ15度〜ほぼ45度の角度を画定する、請求項48に記載の前記装置。
  51. 前記試薬容積内に配置される前記試薬であって、トリデカナールを含む、前記試薬をさらに備える、請求項48に記載の前記装置。
  52. 試料を含有する反応チャンバを検出器と動作可能に連通するように配置することであって、前記試料は、複数のレポーター分子を含有する、配置することと、
    試薬が前記反応チャンバの表面に沿って前記試料の中へ流れるように、送達部材を介して、前記試薬を前記反応チャンバの中へ搬送することであって、前記試薬は、前記複数のレポーター分子と反応して、前記複数の前記レポーター分子の量と関連付けられる信号の前記生成を強化するように配合される、搬送することと、
    前記検出器を介して前記信号を受け取ることと、
    を含む、方法。
  53. 前記搬送することは、前記試薬を前記試料の表面に対して非直角の方向に搬送することを含む、請求項52に記載の前記方法。
  54. 前記搬送することは、少なくとも1秒あたり1ミリリットルの流量で、前記試薬を搬送することを含む、請求項52に記載の前記方法。
  55. 前記搬送することは、試薬容積内でプランジャをある方向に移動させることを含み、前記送達部材の第1の端部分は前記試薬容積内に配置され、前記送達部材の第2の端部分は前記反応チャンバ内に配置され、前記試薬の流れは前記送達部材の前記第2の端部分を前記方向に対して非平行な出口方向に出る、請求項52に記載の前記方法。
  56. 前記搬送することと前記受け取ることとの間に、前記反応チャンバの位置を維持することをさらに含む、請求項52に記載の前記方法。
  57. 前記レポーター分子は、細菌ルシフェラーゼ、真核ルシフェラーゼ、蛍光タンパク質、比色検出に適切な酵素、免疫検出に適切なタンパク質、免疫検出に適切なペプチド、またはアパタマーとして機能する、もしくは酵素活性を呈する核酸、のうちのいずれか1つであり、
    前記試薬は、トリデカナールを含む、請求項52に記載の前記方法。
  58. 前記受け取ることは、前記搬送することの後に、60秒未満にわたって行われる、請求項52に記載の前記方法。
  59. 試料容器の第1の部分と接触して、前記試料容器の移動を制限するように構成される保持部材であって、前記試料容器は、反応容積及び試薬容積を画定する、保持部材と、
    前記試料容器の第2の部分に係合して、試薬を前記試薬容積から前記反応容積の中へ搬送するように構成される活性化部材であって、前記保持部材に移動可能に連結される、活性化部材と、
    前記活性化部材を、第1の位置、第2の位置、及び第3の位置の間で前記保持部材に対
    して移動させるように構成されるアクチュエータであって、前記保持部材は、前記活性化部材が前記第1の位置にあるときに、前記試料容器の前記第1の部分から離間されるように構成され、前記活性化部材は、前記試料容器の前記第2の部分から離間されるように構成され、前記保持部材は、前記活性化部材が前記第2の位置にあるときに、前記試料容器の前記第1の部分と接触するように構成され、前記活性化部材は、前記試料容器の前記第2の部分と係合されて、前記試薬を搬送するように構成され、前記保持部材は、前記活性化部材が前記第3の位置にあるときに、前記試料容器の前記第1の部分と接触するように構成される、アクチュエータと、
    を備える、装置。
  60. 前記活性化部材は、第1の方向に移動するように構成され、
    前記作動部材の表面は、前記活性化部材が移動するときに、前記保持部材が前記第1の方向と異なる第2の方向に移動するよう、前記保持部材の表面に係合するように構成される、請求項59に記載の前記装置。
  61. 前記活性化部材は、前記第1の位置から前記第2の位置まで第1の方向に移動するように構成され、
    前記保持部材は、前記活性化部材が前記第1の位置から前記第2の位置に移動するときに回転するように構成される、請求項59に記載の前記装置。
  62. バイアス部材をさらに備え、
    前記活性化部材の表面は、前記保持部材の表面と接触して、前記活性化部材が前記第1の位置にあるときに、前記保持部材を前記試料容器の前記第1の部分から離間して維持し、
    前記活性化部材の前記表面は、前記活性化部材が前記第2の位置にあるときに、前記バイアス部材が前記保持部材を付勢して前記試料容器の前記第1の部分と接触させるように、前記保持部材の前記表面から離間される、請求項59に記載の前記装置。
  63. 前記試料容器の前記第1の部分は、近位端部分であり、
    前記保持部材は、第1の把持部及び第2の把持部を含み、前記第1の把持部は、前記近位端部分の第1の側に接触するように構成され、前記第2の把持部は、前記活性化部材が前記第2の位置及び前記第3の位置のそれぞれにあるときに、前記近位端部分の第2の側に接触するように構成される、請求項59に記載の前記装置。
  64. 前記保持部材は、第1の把持部及び第2の把持部を含み、前記試料容器の前記第1の部分は、前記活性化部材が前記第2の位置及び前記第3の位置にあるときに、前記第1の把持部と前記第2の把持部との間に配置されてそれらと接触する、請求項59に記載の前記装置。
  65. 前記活性化部材は、前記活性化部材が前記第2の位置から前記第3の位置に移動するときに、前記試薬容積内を移動するように構成されるプランジャ部分を含む、請求項59に記載の前記装置。
  66. 前記活性化部材は、第1の活性化部材であり、前記試薬は、第1の試薬であり、前記試薬容積は、第1の試薬容積であり、前記装置はさらに、
    前記試料容器の第3の部分に係合して、第2の試薬を前記試料容器の第2の試薬容積から前記反応容積の中へ搬送するように構成される第2の活性化部材を備え、前記第2の活性化部材は、前記第1の活性化部材に移動可能に連結され、前記第2の活性化部材は、前記第1の活性化部材が前記第1の位置にあるときに、前記試料容器の前記第3の部分に接触するように構成され、前記第2の活性化部材は、前記活性化部材が前記第3の位置にあ
    るときに、前記試料容器の前記第3の部分から離間されるように構成される、請求項59に記載の前記装置。
  67. 前記第2の活性化部材の少なくとも一部分は、前記第1の活性化部材内に移動可能に配置される、請求項66に記載の前記装置。
  68. 第1の把持部、第2の把持部、及びバイアス部材を含む保持アセンブリであって、前記第1の把持部及び前記第2の把持部は、試料容器の第1の部分に接触して、前記試料容器の移動を制限するように構成され、前記試料容器は、反応容積及び試薬容積を画定する、保持アセンブリと、
    前記試料容器の第2の部分に係合して、試薬を前記試薬容積から前記反応容積の中へ搬送するように構成される活性化部材であって、前記保持アセンブリに移動可能に連結される、活性化部材と、
    前記活性化部材を、第1の位置と第2の位置との間で前記保持アセンブリに対して移動させるように構成されるアクチュエータであって、前記活性化部材の表面は、前記保持アセンブリの表面と接触して、前記活性化部材が前記第1の位置にあるときに、前記第1の把持部及び前記第2の把持部を開放構成に維持し、前記活性化部材の前記表面は、前記活性化部材が前記第2の位置にあるときに、前記バイアス部材が前記第1の把持部及び前記第2の把持部を閉鎖構成に付勢するように、前記保持アセンブリの前記表面から離間され、前記活性化部材のプランジャ部分は、前記活性化部材が前記第2の位置に向かって移動するときに、前記試薬容積内を移動するように構成される、アクチュエータと、
    を備える、装置。
  69. 前記活性化部材は、前記第1の位置から前記第2の位置まで第1の方向に移動するように構成され、
    前記第1の把持部は、前記活性化部材が移動するときに、前記第1の方向と異なる第2の方向に移動する、請求項68に記載の前記装置。
  70. 前記活性化部材は、前記第1の位置から前記第2の位置まで第1の方向に移動するように構成され、
    前記第1の把持部は、前記活性化部材が前記第1の位置から前記第2の位置に向かって移動するときに回転するように構成される、請求項68に記載の前記装置。
  71. 前記活性化部材は、第1の活性化部材であり、前記試薬は、第1の試薬であり、前記試薬容積は、第1の試薬容積であり、前記装置はさらに、
    前記試料容器の第3の部分に係合して、第2の試薬を前記試料容器の第2の試薬容積から前記反応容積の中へ搬送するように構成される第2の活性化部材を備え、前記第2の活性化部材は、前記第1の活性化部材に移動可能に連結され、前記第2の活性化部材は、前記第1の活性化部材が前記第1の位置にあるときに、前記試料容器の前記第3の部分に接触するように構成され、前記第2の活性化部材は、前記活性化部材が前記第2の位置にあるときに、前記試料容器の前記第3の部分から離間される、請求項68に記載の前記装置。
  72. 前記第2の活性化部材の少なくとも一部分は、前記第1の活性化部材内に移動可能に配置される、請求項68に記載の前記装置。
  73. 試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定する筐体であって、前記筺体は、前記チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定し、前記筺体は、第1のシール表面及び第2のシール表面を含み、前記試料容器の第1の部分及び前記第1のシール表面は、前記試料容器の第2の部分が前記検出容積内に配置されたときに、
    前記筺体の外側の容積から前記検出容積を隔離するように構成される、筺体と、
    第1のシャッター位置と第2のシャッター位置との間で前記筺体内に移動可能に配置される部分を有するシャッターであって、前記シャッターのシール表面及び前記第2のシール表面は、シャッターが前記第1のシャッター位置にあるときに、前記筺体の前記チャネルから前記検出容積を隔離するように構成され、前記筺体の前記チャネルは、前記シャッターが前記第2のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通している、シャッターと、
    を備える、装置。
  74. 前記第1のシール表面は、ガスケットを含む、請求項73に記載の前記装置。
  75. 前記シャッターは、前記試料容器の前記第2の端部分が前記検出容積の外側の前記チャネル内にあるときに、前記第1のシャッター位置にあり、前記シャッターは、前記試料容器の前記第2の端部分が前記検出容積内にあるときに、前記第2のシャッター位置にある、請求項73に記載の前記装置。
  76. 前記シャッターは、前記試料容器の前記第2の部分に係合して、前記シャッターを前記第1のシャッター位置から前記第2のシャッター位置に移動させるように構成される、作動表面を含む、請求項73に記載の前記装置。
  77. 前記シャッターは、前記試料容器の前記第2の部分が前記チャネル内を移動して前記シャッターを前記第2のシャッター位置に向かって移動させるときに、前記試料容器の前記第2の部分に係合するように構成される傾斜路を含む、請求項73に記載の前記装置。
  78. 前記シャッターは、前記チャネルの縦軸をオフセットする方向に前記筺体内を平行移動するように構成される、請求項73に記載の前記装置。
  79. シャッターを前記第1のシャッター位置に向かって付勢するように構成されるバイアス部材をさらに備える、請求項73に記載の前記装置。
  80. 前記シャッターは、較正光源を受け取るように構成される較正ポートを画定し、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第1のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通し、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第2のシャッター位置にあるときに、前記検出容積から隔離される、請求項73に記載の前記装置。
  81. 試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定する筐体であって、前記筺体は、前記チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定し、前記筺体は、シール表面を含む、筐体と、
    第1のシャッター位置と第2のシャッター位置との間で前記筺体内に移動可能に配置される部分を有するシャッターであって、前記シャッターは、シール表面及び作動部分を含み、前記作動部分は、前記試料容器の遠位端部分に係合して、前記容器の前記遠位端部分が前記検出容積に向かって移動するときに、前記シャッターを前記第1のシャッター位置から前記第2のシャッター位置に移動させるように構成され、前記シャッターの前記シール表面及び前記筺体の前記シール表面は、シャッターが前記第1のシャッター位置にあるときに、前記筺体の前記チャネルから前記検出容積を隔離するように構成され、前記筺体の前記チャネルは、前記シャッターが前記第2のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通している、シャッターと、
    を備える、装置。
  82. 前記筐体の前記シール表面は、遠位シール表面であり、前記筺体は、近位シール表面を
    画定し、
    前記試料容器の近位端部分及び前記近位シール表面は、前記試料容器の前記遠位端部分が前記検出容積内に配置されるときに、前記筺体の外側の容積から前記検出容積を隔離するように構成される、請求項81に記載の前記装置。
  83. 前記シャッターは、前記チャネルの縦軸をオフセットする方向に前記筺体内を平行移動するように構成される、請求項81に記載の前記装置。
  84. シャッターを前記第1のシャッター位置に向かって付勢するように構成されるバイアス部材をさらに備える、請求項81に記載の前記装置。
  85. 前記シャッターは、較正光源を受け取るように構成される較正ポートを画定し、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第1のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通し、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第2のシャッター位置にあるときに、前記検出容積から隔離される、請求項81に記載の前記装置。
  86. 試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定する筐体であって、前記筺体は、前記チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定し、前記筺体は、シール表面を含む、筐体と、
    較正光源を受け取るように構成される較正ポートを画定するシャッターであって、前記シャッターは、第1のシャッター位置と第2のシャッター位置との間で前記筺体内に移動可能に配置され、前記シャッターのシール表面及び前記筐体の前記シール表面は、シャッターが前記第1のシャッター位置にあるときに、前記筐体の前記チャネルから前記検出容積を隔離するように構成され、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第1のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通し、前記筺体の前記チャネルは、前記シャッターが前記第2のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通し、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第2のシャッター位置にあるときに、前記検出容積から隔離される、シャッターと、
    を備える、装置。
  87. 前記筐体の前記シール表面は、遠位シール表面であり、前記筺体は、近位シール表面を画定し、
    前記試料容器の近位端部分及び前記近位シール表面は、前記試料容器の遠位端部分が前記検出容積内に配置されるときに、前記筺体の外側の容積から前記検出容積を隔離するように構成される、請求項86に記載の前記装置。
  88. 前記シャッターは、前記試料容器の遠位端部分に係合して、前記容器の前記遠位端部分が前記検出容積に向かって移動するときに、前記シャッターを前記第1のシャッター位置から前記第2のシャッター位置に移動させるように構成される作動表面を含む、請求項86に記載の前記装置。
  89. 前記シャッターは、前記チャネルの縦軸をオフセットする方向に前記筺体内を平行移動するように構成される、請求項86に記載の前記装置。
  90. 第1の時間に、検出容積における光放射の大きさと関連付けられる第1の信号を受け取ることであって、前記検出容積は、移動可能なシャッターによってチャネルから光学的に隔離され、前記シャッターは、第1の位置に配置される、受け取ることと、
    試料容器の遠位端部分が前記シャッターを前記第1の位置から第2の位置に移動させ、前記試料容器の前記遠位端部分が前記検出容積内に配置されるように、チャネル内に少なくとも部分的に配置される前記試料容器に力を印加することであって、前記チャネルは、
    前記シャッターが前記第2のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と光連通している、印加することと、
    前記試料容器の前記遠位端部分が前記検出容積の中にあるときに、第2の時間に、前記検出容積における光放射の大きさと関連付けられる第2の信号を受け取ることと、
    を含む、方法。
  91. 前記シャッターが前記第1の位置にあるときに、前記シャッターによって画定される光チャネルを介して、光放射を前記検出容積の中へ透過させることをさらに含む、請求項90に記載の前記方法。
  92. 前記第2の信号を前記受け取ることの前に、試薬を前記試料容器の前記遠位端部分の中へ搬送することをさらに含み、前記試薬は、前記試料容器の前記遠位端部分において試料と反応して、光放射を生成するように配合される、請求項90に記載の前記方法。
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