JP4443044B2 - 容器ホルダー反射率フラグ - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の背景）
微生物を培養並びに検出する分野では、特殊な培養ボトルと、その培養ボトルを保持するための装置を用いて、試料中の微生物の存在が検出される。米国特許第４，９４５，０６０号、第５，０９４，９５５号及び第５，１６２，２２９号に開示されているもの等のボトルは、ボトルの内部に培地とセンサーを有しており、そのセンサーは、ボトル内に存在する微生物の増殖により検出可能な変化を受ける。センサーの変化は、例えば米国特許第５，１６４，７９６号及び第５，２１７，８７６号に開示されているような発光体と光検出器を用いるなどして、培養ボトルの透明な壁部を通じて、培養ボトルの外部からモニタリングされる。殆どのアッセイでは、最良の結果を得るため、培養ボトルを攪拌すべきである。米国特許第５，０７４，５０５号に開示されているもの等のクリップは、攪拌中、培養ボトルをインキュベーション装置の適所に保持することができる。上述の特許はすべて、本明細書に参照として全体が組み込まれている。
【０００２】
（発明の概要）
本発明では、インキュベーション装置のセルの適所に培養ボトルを保持するためのボトル保持機構が提供される。本明細書で使用する「ボトル」という用語は、あらゆるタイプの容器を表し、好適な実施態様では、微生物を培養するために使用され得るあらゆる容器を意味している。装置の個々のボトルホルダー内にボトルが存在していない場合には、本保持機構は、発光体から発せられる光をボトルが存在する場合にボトルから反射される光量よりも多量に光検出器に反射することができる位置へ移動する。また、本保持機構は、それ自体、反射率フラグとしても機能し、インキュベーション装置のボトル保持用の空洞内にボトルが存在していないときにそれを知らせる。
【０００３】
また、反射率フラグは、自動キャリブレーション用の基準信号を提供することもできる。ボトルが存在していないときに、保持機構／反射率フラグからセル内の光検出器へ反射される光量をモニタリングして、そのセル内の変化を検出することができる。空のセル内におけるそのような変化をモニタリングすることにより、セルの元のキャリブレーションからの変動を決定することができる。変化量が小さい場合には補正することができ、一方、変化量が大きい場合には、セルを交換しなければならない状態であることを知らせることができよう。
【０００４】
（図面の簡単な説明）
次に、本発明の好適な実施態様を添付図面に関連付けて説明するが、ここで：
図１は、多数の培養ボトルを保持するためのボトルホルダーを備えたラックの図であり；
図２は、その内部に２個のボトルを保持するボトルホルダーの図であり；
図３は、図２のボトルホルダーの一部の分解図であり；
図４は、その内部にボトルが保持されている状態のボトルホルダーの横断面図であり；
図５は、その内部にボトルが存在していない状態のボトルホルダーの横断面図であり；そして
図６は、光検出器と発光体を伴った、ボトルの底部の図である。
【０００５】
（好適な実施態様の詳細な説明）
図１は、複数の培養ボトルを保持するためのラックの図である。この図から分かるように、ラック２は、そこに取り付けられた、培養ボトルを保持するための細長い内部空洞７を有する複数のボトルホルダー３を備えている。それらのボトルホルダー３は、例えば、ネジ４によりラック２に保持されている。複数のボトルホルダー３の頂部には、例えば、ネジ６により、頂板５が取り付けられている。図では、１つの培養ボトル１が１つのボトルホルダーの１つの空洞内に保持されている様子が示されている。
【０００６】
図２から分かるように、一例の１つのボトルホルダーは、２個の培養ボトル１を保持することができる。このボトルホルダーは、ボトルホルダーをラックに取り付けるための少なくとも１つの底部ネジ穴１１を有している。また、このボトルホルダーは、カバープレートを取り付けるための少なくとも１つの頂部ネジ穴１２も備えている。勿論、それらのパーツを一緒に溶接／摩擦溶接する方法や、クリップを用いる方法、連結棒（ｔｉｅ）を用いる方法、クランプを用いる方法等を含む、他の多くの取り付け機構を用いることもできよう。また、この図では、ボトルホルダー３は２個のボトルを保持するように描かれているが、ボトルホルダーは、単一のボトルを保持する構造や、２個より多くのボトルを保持する構造に容易に改変することができ、また、ラック及び／又は頂板と一体型の単一構造として構成することもできよう。
【０００７】
図２の分解図である図３から分かるように、ボトルホルダー３の空洞７内には、ボトル１を適所に保持するための保持クリップ１０が設けられている。検出すべき微生物のタイプに応じて、培養ボトル内の培地を攪拌して微生物の増殖を促進するため、インキュベーション装置内でラックを前後に動かすことができる。この理由から、攪拌中にボトルを適所に保持しておくため、ボトルホルダー内に、あるタイプの保持機構を設けることが望ましい。図３から分かるように、１つの実施態様では、保持クリップ１０は頂部にＵ字形部分１５を有しており、このＵ字形部分がボトルホルダーの頂部１６にはまる。
【０００８】
図４からさらに分かるように、保持クリップ１０は、ボトルホルダーの壁部の頂部１６にはまる頂部Ｕ字形部分１５を有している。頂壁部１６の突起１７は、保持クリップに設けられた穴１８（図３を参照）にはまる。勿論、保持クリップをボトルホルダーに取り付けることができる方法は、接着剤を用いる方法や、溶接する方法、ネジを用いる方法等、当業者に広く知られている方法がその他にも沢山ある。また、図４には、反射用脚部２０も示されている。
【０００９】
図５に示されているように、ボトルホルダー内にボトルが保持されていないときには、本保持機構は、その内壁から離れて空洞７の中央部へ飛び出している。保持機構がこの位置にあるとき、反射用脚部２０は、ボトルホルダーの底部の穴２１の中央に位置している。図４に示されているように、ボトルが存在していると、穴２１は、発光体から発せられた光がボトルの底部にあるセンサーの表面から反射するのを可能とし、その反射光が光検出器で検出される。この様相は図６から一層明らかになる。図６において、ボトル１は、透明な底面３１と、ボトルのその透明な底面に隣接してボトルの内側に設けられたセンサー３２を有している。光源３５はボトルの底面に光を照射し、センサー３２から反射された光３７が光検出器３９で受光される。しかし、図５に示されているように、ボトルホルダー内にボトルが存在していない場合には、発光体からの光は、代わりに、保持クリップ１０の光反射用脚部２０（反射率フラグ）で反射され、光検出器３９により検出される。
【００１０】
実施に当たり、保持クリップ／反射率フラグは、培養ボトルから反射される光量よりも多量の光量を反射する反射面を有している。従って、光検出器で検出される光量が、予め定められた閾値よりも大きい場合、それは、ボトルホルダーの空洞が空であることを指示している。本発明の目的上、保持クリップ／反射率フラグの反射面は、インキュベーション装置で使用され得る最も明るいボトルから得られる信号よりも大きな信号を一貫して提供しなければならない。そして、保持クリップは、インキュベーション装置での攪拌中に、培養ボトルを適切に保持しなければならない。
【００１１】
代替的に、保持クリップの「反射用」部分に、光吸収性材料を備えることもできよう。この実施態様の場合、その反射面から反射される光量は、最も反射性の低いボトルから得られる光量よりも常に小さくなければならない。従って、光検出器で検出される光量が特定の予め定められた閾値よりも小さい場合、これは、ボトルホルダーの空洞が空であることを示している。また、保持クリップの反射面に、発光体から発せられる光が保持クリップに入射したときに蛍光を発する蛍光性材料を備えることもできよう。そのような態様は、蛍光センサーを有する培養ボトルと共に使用することができよう。その場合、保持クリップの蛍光量は、ボトル内のセンサーから得られる蛍光量よりも常に大きいか、あるいは常に小さくなるように設定されよう。
【００１２】
保持クリップは、ボトルホルダーの空洞内にボトルが存在していないときに、ＬＥＤの輝度及び／又は光電池の感度の変化の検出に使用できる信号を提供する更なる機能（自動品質管理チェック機能）を持つことができる。空のセルの反射率の変化をモニタリングすることにより、セルのキャリブレーションからの変化度を測定することができる。変化量が小さい場合には補正することができ、一方、変化量が大きい場合には、標準を用いてキャリブレーションできるまで、そのセルの使用を除外することができよう。ＬＥＤの輝度や光電池の感度の変化の決定には、Ｍｏｔｏｒｏｌａ ６８８Ｈ１１、または同様な１６ビットのプロセッサー等のマイクロプロセッサーが使用される。
【００１３】
従来のキャリブレーション／品質管理は、装置のセルが尚もキャリブレーションされた状態であることを確認するために、キャリブレーション用標準を定期的に挿入することにより行われていた。一台のインキュベーション／微生物検出装置が、それぞれが個々の培養ボトルを保持するためのものである数百個のセルを有していることがあるため、このタイプのキャリブレーションは、莫大な時間を要する作業である。この理由から、本発明の自動品質管理機能は非常に望ましい機能である。
【００１４】
光源の発光ダイオードは、例えば、４０００ｍｃｄを供給できるＡＮＤ１８０ＣＲＰであってよい。ＬＥＤを流れる電流は、ラック制御装置（Ｒａｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のマイクロプロセッサーで制御される。最初の工場キャリブレーションは、キャリブレーション用標準を用いて実施される。空のセルに対して、幾つかの反射率レベルでのＬＥＤ電流値対Ａ／Ｄカウント数の表が作成される。例えば、セルが８．４ｍＡのＬＥＤ電流を用いてキャリブレーションされていたとすると、自動キャリブレーション並びに検定で使用するために幾つかの反射率値を選択することができよう。キャリブレーション用標準の反射率値は選択の余地がある。次いで、その反射率に関わるＡ／Ｄカウント数が決定され、所望のＡ／Ｄカウント数を得るべくＬＥＤ電流が変更される。そのＡ／Ｄカウント数とＬＥＤ電流の測定値が、自動キャリブレーション並びに検定用に記憶される。
【００１５】
ラック制御装置は、定期的に、ＬＥＤ電流を空のセルに対する各値に設定する。そして、測定されたＡ／Ｄカウント数が表中のカウント数と比較される。（ＬＥＤの光出力か、検出器回路の感度のいずれかによる）セルのあらゆる変化が、Ａ／Ｄカウント数の変化として検出される。小さな変化は、標準的な技法を用いて容易に補正することができる。それだけで、キャリブレーション用標準を用いる定期的な検定の必要性が排除される。予め定められた閾値を超える変化は、そのセルを使用できなくするであろう。そのようなセルを再び使用する前に、標準を用いたキャリブレーションを行うのが望ましい。
【００１６】
保持クリップの材料は、剛性／可撓性が適切な範囲内にあり、インキュベーション／検出装置で使用され得る最も反射性の高いボトルの反射率よりも高い反射率を持っているものであれば、殆どどんなものであってもよい。その例は、Ｌｅｘａｎ、スチレン、テフロン、及びステンレススチールを含むが、他の多くのポリマーや、金属、及び他の材料も使用することができよう。また、代替的な手段として、二次的な反射性材料（例えば、反射性のテープ、白色の非光沢性ドット、塗装面、鏡等）を、それらを使用しなければ反射性が劣る保持クリップの下部表面に配置することもできよう。
【００１７】
勿論、以上に開示された実施例の変形態様を考えることもできよう。例えば、発光体から発せられる光束内に反射性の平面を位置させるべく伸びるコイルバネを利用することができよう。あるいは、ボトルが存在していないときには、その光束と交差するように自然に水平方向に伸びるが、ボトルホルダー内にボトルが挿入されると、その経路から逸れる可撓性の平坦なエレメントを用いることもできよう。実際には、ボトルがボトルホルダーから取り除かれたときに、その光束のターゲットとなる非移動性の反射性材料を配置することもできよう。
【００１８】
本明細書において以上で説明された本発明の教示の恩恵を受ける当業者は、それらに数多の変更を為すことができるであろう。これらの変更や他の変更は、添付の特許請求の範囲で示されている本発明の範囲内であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 多数の培養ボトルを保持するためのボトルホルダーを備えたラックの図である。
【図２】 内部に２個のボトルを保持するボトルホルダーの図である。
【図３】 図２のボトルホルダーの一部の分解図である。
【図４】 内部にボトルが保持されている状態のボトルホルダーの横断面図である。
【図５】 内部にボトルが存在していない状態のボトルホルダーの横断面図である。
【図６】 光検出器と発光体を伴った、ボトルの底部の図である。

Claims (13)

1. 発光体、
   光検出器、及び
   内部に容器を保持するための容器ホルダーを含む装置であって、
   該発光体は、容器が該容器ホルダー内に存在しているときには、該発光体から発せられた光がその容器の反射面から反射するか、あるいはその容器の蛍光面に蛍光の放射をもたらすように、該容器ホルダーに指向されており、容器からの反射光または蛍光が該光検出器で受光及び検出され、
   容器ホルダーは反射性表面または蛍光性表面を有しており、該容器ホルダーに容器が存在していない場合にのみ、該発光体から発せられた光が該容器ホルダーの反射性表面から反射するか、あるいは蛍光性表面からの蛍光の放射をもたらし、次いで、その反射光または蛍光が該光検出器で受光及び検出される装置。
2. 前記発光体が、容器ホルダーの底部に指向されている、請求項１に記載の装置。
3. 該容器ホルダーの反射性表面または蛍光性表面が、容器の反射面または蛍光面よりも高い反射特性または蛍光放射特性を有しており、該容器ホルダーに容器が存在していないときに、より多量の光量が該光検出器で受光及び検出されることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 該容器ホルダーの反射性表面または蛍光性表面が、容器ホルダー内に容器が存在するか否かに応じて移動するとともに、該容器ホルダー内に容器が存在しているときに、その容器を適所に保持すべく作用するバイアスされた保持機構の反射性表面または蛍光性表面であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 該保持機構が、該容器ホルダーに容器が存在していないときに、該保持機構の反射性表面または蛍光性表面が該発光体からの光を反射するか、あるいはその光により蛍光を放射する位置へ移動すべく構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 該保持機構が、該容器ホルダーの上部に取り付けられた保持クリップであることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 該保持クリップが、反射性表面を有する光反射用脚部若しくは蛍光性表面を有する蛍光放射用脚部を下端に有することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 該容器ホルダーの壁部に穴を有し、
   該保持機構は、該容器ホルダーに容器が存在しないときには、該容器ホルダーの該穴に隣接して位置すべく移動する、請求項４から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 該保持機構が、少なくともその１つの壁部に反射性表面または蛍光性表面を有していることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 該容器ホルダーに容器が存在しないときに、直ちに、該保持機構の該反射性表面または蛍光性表面が、該容器ホルダーの穴に隣接して配置されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 該容器ホルダーが、複数の容器を保持するための複数の空洞を含んでおり、そして、各空洞が、少なくとも１つの穴と保持機構をその内部に有していることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 該光検出器により検出される該保持機構の反射性表面または蛍光性表面からの光量の変化が、該装置のキャリブレーションに使用される、請求項４から１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 該保持機構の反射性表面または蛍光性表面からの該光量に、予め定められた量よりも大きな変化があると、該装置が使用されない状態に置かれることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。

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