JP2021525883A - 遠心力による粒子の濃縮用のマイクロフルイディック装置、及び対応する遠心分離及び/又は検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
i)成長因子(例えば、BHなどの細菌培養ブロス)の添加の有無にかかわらず、生体物質(例えば、患者によって直接採取された尿)の短期的な成長を得るステップ。
ii)前のステップで得られた培養物を、同じ濃度の生体物質及び/又は培養媒体で種付けされたマイクロチャネル13に導入するステップ(この目的のために、マイクロチャネル13に、図16において符号16で指定されたようなウェルを提供することが特に有利である場合がある)。
iii)マイクロチャネル13内の細菌の増殖を測定するステップ。
iv)1つまたはそれ以上の「陰性」マイクロチャネル13、すなわち、培養媒体のみが添加される(例えば、50%のPBS緩衝液または生理溶液を用いて)マイクロチャネル13を特定するステップ。
v)1つまたはそれ以上の「陽性」マイクロチャネル13、すなわち、マイクロチャネル13のシステム内に存在する細菌または微生物株の増殖能力を検証することができるものを特定するステップ;および
vi)抗生物質を含む一連のマイクロチャネル13を、種付けされた生体物質中に存在する細菌または微生物株の抗生物質に対する耐性または感受性を検証するような方法で特定するステップ。
- 初期物質中に存在する細菌または微生物の量。
- 潜伏期(incubation)終了時に存在する細菌または微生物の量;および
- 抗生物質で処理されたマイクロチャネル13内に存在する細菌または微生物の量;適切な蛍光色素の使用により、生きた細菌と死んだ細菌との選択的特定を可能にし得る。
i)固体培養皿から細菌のコロニーを採取するステップ。
ii)コロニーまたはその一部を液体媒体、例えば培養ブロスに植え付け、好ましくは均質な分散液を形成するステップ。
iii)装置10の少なくとも1つの構成12のマイクロチャネル13に細菌を含む液体培地を装填し、上述のマイクロチャネルの少なくとも一部に抗生物質、好ましくは異なるタイプ及び/又は異なる濃度の凍結乾燥された(lyophilised)抗生物質、および抗生物質を装填していない他のマイクロチャネルを装填するステップ。
iv)10分から6時間、好ましくは1時間から2時間の間の期間培養するステップ。
v)装置10を遠心分離するステップ;および
vi)マイクロチャネル13の領域15に蓄積した細菌を定量するステップ、特に、抗生物質または使用された抗生物質に対する当該細菌の感受性のプロファイルを得るために、抗生物質で前処理されたマイクロチャネル13と前処理されていないマイクロチャネル13との間の相対的な定量を行うことによって、当該細菌を定量するステップ。
i)例えば尿などの一次サンプルから細菌の濃縮物または塊(またはペレット)を得るステップ;この目的のために、例えば、一次サンプルは、上述の細菌塊を界面活性剤から分離するために、通常の実験装備および装置を使用して遠心分離を受けてもよい;遠心分離は、好ましくは、2つのステップで実行される:細胞を除去するために低速で行う第一のステップ;および細菌を濃縮するために高速で行う第二のステップ;代わりに、第一の遠心分離ステップは、細胞を除去するための濾過で置き換えることができる。
ii)得られた細菌塊またはその一部を液体媒体、例えば培養ブロスに植え付け、好ましくは均質な分散液を形成するステップ。
iii)装置10の少なくとも1つの構成12のマイクロチャネル13に細菌を含む液体培地を装填し、上述のマイクロチャネルの少なくとも一部に抗生物質、好ましくは異なるタイプ及び/又は異なる濃度の凍結乾燥された(lyophilised)抗生物質、および抗生物質を装填していない他のマイクロチャネルを装填するステップ。
iv)10分から6時間、好ましくは1時間から2時間の期間培養するステップ。
v)装置10を遠心分離するステップ;および
vi)マイクロチャネル13の領域15に蓄積した細菌を定量するステップ、特に、抗生物質または使用された抗生物質に対する当該細菌の感受性のプロファイルを得るために、抗生物質で前処理されたマイクロチャネル13と前処理されていないマイクロチャネル13との間の相対的な定量を行うことによって、当該細菌を定量するステップ。
Claims (18)
- 流体サンプル(FS)に含まれる粒子を濃縮するためのマイクロフルイディック装置であって、
回転中心(5a)について回転するように構成される基板(11)を含み、
前記基板(11)は、前記基板(11)によって特定される平面に従って延びる少なくとも1つのマイクロフルイディック構成(12)が画定される面(11b)を有し、
前記少なくとも1つのマイクロフルイディック構成(12)は、第一の端部(13a)及び第二の端部(13b)を有する少なくとも1つのマイクロチャネル(13)を含み、
前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)は、その第一の端部(13a)及びその第二の端部(13b)の中間領域において、前記基板(11)の前記回転中心(5a)について、放射方向(R)に第一の距離(R1)にある、少なくとも1つの蓄積領域(15)を含み、
前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)の前記第一の端部(13a)及び前記第二の端部(13b)は、前記基板(11)の前記回転中心(5a)について、放射方向(R)に第二の距離(R2)にあり、
前記第二の距離(R2)は互いに等しいことが望ましく、
放射方向(R)の前記第一の距離(R1)は、放射方向(R)の前記第二の距離よりも大きく、
前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)内に侵入する前記流体サンプル(FS)の流体の容積内に含まれる可能性がある粒子(P)が、前記回転中心(5a)についての前記基板(11)の回転によって起こる遠心力の結果により前記少なくとも1つの蓄積領域(15)において濃縮する傾向がある、マイクロフルイディック装置。 - 前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)が複数のマイクロチャネル(13)を含み、
複数のマイクロチャネル(13)のそれぞれが、少なくとも1つの前記蓄積領域(15)をそれぞれの前記第一の距離(R1)に有し、かつ前記第一の端部(13a)及び前記第二の端部(13b)をそれぞれの前記第二の距離(R2)に有し、
複数の前記マイクロチャネル(13)は放射方向(R)に実質的に横並びに配置されることが望ましい、請求項1に記載のマイクロフルイディック装置。 - 前記少なくとも1つのマイクロフルイディック構成(12)が、前記流体サンプル(FS)を受けるようにあらかじめ手配される少なくとも1つのダクト又はチャンバ(14a、14b)を含み、
前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)、又は各マイクロチャネル(13)が、前記少なくとも1つのダクト又はチャンバ(14a、14b)と流体連通して接続するそれぞれの第一の端部(13a)及びそれぞれの第二の端部(13b)のうちの1つを有し、
前記少なくとも1つのマイクロフルイディック構成(12)は、第一のダクト又はチャンバ(14a)及び第二のダクト又はチャンバ(14b)を含むことが望ましく、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)の、又は各マイクロチャネル(13)の前記第一の端部(13a)及び前記第二の端部(13b)がそれぞれそこに接続される、
請求項1又は請求項2に記載のマイクロフルイディック装置。 - 前記少なくとも1つの蓄積領域(15)において、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)又は各マイクロチャネル(13)が、実質的にV字形又はU字形である、又は湾曲するマイクロチャネル部分によって接続され得る2つの実質的に収束するマイクロチャネル分岐(13c、13d)を含む、
請求項1−3のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置。 - 前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)又は各マイクロチャネル(13)が、それぞれの前記少なくとも1つの蓄積領域(15)において、少なくとも1つのサイフォン(13f、13g)及び少なくとも1つの壁(16)のうちの少なくとも1つを画定するような形状を有する、
請求項1−4のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置。 - 前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)又は各マイクロチャネル(13)が、実質的に放射方向に延び、それぞれの前記蓄積領域(15)につながる、少なくとも1つのマイクロチャネル分岐(13c、13d)を含む、
請求項1−5のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置。 - 前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)又は各マイクロチャネル(13)が、関連する少なくとも2つの電極(17)、特に少なくとも2つの検出電極又は別途少なくとも2つの操作電極を有し、
前記少なくとも2つの電極(17)は、前記蓄積領域(15)の1つにある、及び/又は前記蓄積領域(15)と、対応するマイクロチャネル(13)の前記第一の端部(13a)及び前記第二の端部(13b)のうちの1つとの間の位置にあることが望ましい、
請求項1−6のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置。 - 前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)又は各マイクロチャネル(13)が、
5から200ミクロンの間、好ましくは15から50ミクロンの間の幅を有し、及び/又は
2から100ミクロン、好ましくは5から40ミクロンの間の深さまたは高さを有し、及び/又は、
5から50ミリメートルの間の長さを有し、及び/又は、
実質的に不変の通過断面を有する、
請求項1−7のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置。 - 前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)又は各マイクロチャネル(13)が、親水性材料及び疎水性材料のうちの少なくとも1つによって画定される少なくとも1つの面部分を有し、
前記親水性材料及び/又は前記疎水性材料は、前記基板(11)及び前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)又は各マイクロチャネル(13)の上に少なくとも部分的に延びる装置(10)のカバー要素(12a)の少なくとも1つに属することが望ましく、及び/又は
前記装置(10)が少なくとも部分的に透明材料で作られ、
前記透明材料は、前記基板(11)、及び前記少なくとも1つのマイクロチャネル(13)又は各マイクロチャネル(13)の上に少なくとも部分的に延びるカバー要素(12a)のうちの1つに属する、
請求項1−8のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置。 - 前記基板(11)が、
遠心分離装置(1)の回転部材(5a)上に、特にアダプタを使って取り付けられるように構成され、及び/又は
実質的に円盤状である、
請求項1−9のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置。 - 前記基板(11)の前記面(11b)上に画定されるのは、放射方向に互いに実質的に整列して配置される、及び/又は実質的に外周に沿って設定される複数の前記マイクロフルイディック構成(12)である、
請求項1−10のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置。 - 流体サンプル(FS)内に含まれる粒子を濃縮するためのマイクロフルイディック装置であって、
回転中心(5a)について回転するように構成される支持体又は基板(10、11)を含み、
前記支持体又は基板(10、11)は、前記支持体又は基板(10、11)によって特定される平面に実質的に従って延びる少なくとも1つのマイクロフルイディック構成(12)を備える面(11b)を有し、
前記少なくとも1つのマイクロフルイディック構成(12)は、第一の端部(13a)、第二の端部(13b)及び中間蓄積領域(15)を有する少なくとも1つのマイクロチャネル(13)を含み、
前記中間蓄積領域(15)は、前記回転中心(5a)について放射方向(R)に第一の距離(R1)にあり、
前記第一の距離(R1)は、前記第一の端部(13a)及び/又は前記第二の端部(13b)の前記回転中心(5a)について放射方向(R)の第二の距離(R2)よりも大きい、
マイクロフルイディック装置。 - 請求項1−12のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置(10)を回転させるように構成される回転部材(5a)を含む、遠心分離装置。
- 検出装置であって、
マイクロフルイディック装置(10)、特に請求項1−12のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置(10)に回転動をさせるように構成される回転部材(5a)と、
前記マイクロフルイディック装置(10)上で光学的検出を実施するように、及び/又は前記マイクロフルイディック装置(10)の少なくとも1つの蓄積領域(15)に蓄積した粒子(P)を検出するように構成される光センサ手段(21)を含み、
前記光センサ手段(21)は光信号又は前記マイクロフルイディック装置(10)の1つ又はそれ以上の蓄積領域(15)の画像を取得するように構成され、
前記検出装置(1)は、光信号又は前記光センサ手段(21)を介して取得される画像に基づいて、蓄積領域(15)に、又はいくつかの蓄積領域(15)に蓄積した粒子の量を表す情報を処理するようにあらかじめ手配されることが望ましく、及び/又は
前記光センサ手段(21)は固定位置に、又は前記検出装置(1)の構造内に別途移動可能な方法で取り付けられる、検出装置。 - 流体サンプル(FS)内に存在する可能性がある粒子(P)を検出する方法であって、
請求項1−12のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置(10)を提供するステップと、
前記流体サンプル(FS)のある量を、前記マイクロフルイディック装置(10)の少なくとも1つのマイクロフルイディック構成(12)のマイクロチャネル(13)内に、又は各マイクロチャネル(13)内に導入するステップと、
特に請求項13に記載の遠心分離装置又は請求項14に記載の検出装置を介して、前記マイクロフルイディック装置(10)の、対応する回転中心(5a)についての遠心分離速度での回転を起こすステップと、
前記マイクロチャネル(13)の、又は各マイクロチャネル(13)の蓄積領域(15)に蓄積した可能性がある前記粒子(P)を、特に光学的、及び/又は電気的方法で検出するステップとを含む、方法。 - 抗バイオグラムを実行する方法であって、
請求項1−12のいずれか1つに記載のマイクロフルイディック装置(10)を提供するステップと、
少なくとも1つの細菌株の微生物又は細菌を含む液体媒体を提供するステップと、
前記液体媒体のある量を、前記マイクロフルイディック装置(10)の少なくとも1つのマイクロフルイディック構成(12)の複数の第一のマイクロチャネル(13)内に導入するステップと、
特に請求項13に記載の遠心分離装置又は請求項14に記載の検出装置を介して、前記マイクロフルイディック装置(10)の、対応する回転中心(5a)についての遠心分離速度での回転を起こすステップと、
各マイクロチャネル(13)の蓄積領域(15)に蓄積した微生物又は細菌の数を定量するステップとを含む、方法。 - i)前記第一のマイクロチャネル(13)を、好ましくは異なるタイプ及び/又は異なる濃度の凍結乾燥された抗生物質である少なくとも1つの第一の抗生物質で前処理するステップと、
ii)微生物又は細菌の塊を取得するステップと、
iii)前記塊の少なくとも一部を前記液体媒体に植え付け、好ましくは均質な分散液を形成するステップと、
iv)ある量の前記液体媒体を前記第一のマイクロチャネル(13)に導入するステップと、
v)前記マイクロフルイディック装置(10)を遠心分離にかけるステップと、
vi)前記第一のマイクロチャネル(13)の前記蓄積領域(15)に蓄積した微生物又は細菌の数を定量するステップ、特に、前記少なくとも1つの第一の抗生物質に対する前記微生物又は細菌の感受性プロファイルを得るために、前記第一のマイクロチャネル(13)と、前記少なくとも1つの第一の抗生物質で前処理されていない第二のマイクロチャネル(13)の間の相対的な定量を実行するステップとを含む、
請求項16に記載の方法。 - ステップii)で参照される前記塊が、培養皿から採取される、又は別途宿主生物から採取されるサンプルから、特に遠心分離を介して、又は前記サンプルのフィルタリング及び遠心分離を介して取得される、
請求項17に記載の方法。
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