JP5160428B2 - 増殖培地を含むカセット - Google Patents
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Description
多くの産業、特に、食品、飲料、ヘルスケア、電子、および製薬産業においては、細菌、酵母、またはカビのような微生物による汚染の程度について試料を迅速に解析することが必須である。
本発明は、微生物のための増殖培地を含有するハウジングを含む細胞培養装置―カセットと称される―であって、該ハウジングの少なくとも一部が実質的に無放射である細胞培養装置を提供する。本装置は、増殖培地の画像化を可能にするように配置された光学的に透明な窓を有する、脱着可能でシール可能な蓋をさらに含んでもよい。この蓋は、実質的にハウジングの無放射部分であってもよい。好ましくは、窓およびハウジングは、実質的に無放射であるか、実質的に無反射であるか、またはその両方である。ハウジングはまた、例えば、ハウジングが15mm2より小さいガス交換断面積を有するように、増殖培地から周囲環境へのガスの蛇行性通過を提供する開口部を含んでもよい。装置は、増殖培地と等角に接触する除去可能な蓋をさらに含んでもよい。例えば微生物との接触のために、蓋を除去することによって、増殖培地を露出させる。
本発明は、細胞(例えば、微生物、微生物を含む細胞、または真核細胞培養物由来の細胞)を捕捉して培養するための装置、およびこれらの装置を用いる方法を特徴付ける。一つの装置は、例えば、参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第2003/0082516号に記述されている、Growth Direct(商標)システムのような自動迅速計数システムにおいて使用され得る、増殖培地(栄養培地とも称される)を含有するカセットである。もう一つの装置は、試料における細胞を膜上に濃縮するために使用され得る濾過漏斗である。例示的なカセットおよび濾過漏斗アセンブリは、図1A〜1Bに示されている。
図2は、自己蛍光微生物ミクロコロニーの自動画像化を可能にする、例えば、500より少ない細胞を含有する自己蛍光微生物ミクロコロニーの自動画像化を促進する、カセット材料の要素を示す。図に示されるように、上面は、低い自己蛍光および反射を有する材料から製造される(またはそれで被覆される)。カセットは、増殖培地の上に配置された膜上の微生物の画像化を可能にする光学窓を含む。膜もまた蛍光性でない。
何日にも渡る画像化のための平面栄養培地表面を得るため、本発明者らは、微生物には増殖促進に十分な酸素が送達されるが、標準的なペトリ皿と比較して空気交換が非常に限定される、最小空気交換通過システムを発明した。空気の流れおよび培地表面への衝突が、栄養培地の均質な乾燥を提供するように管理される。図3A〜3Cは、空気管理システムの要素を示す。図3Aは、カセットの二つの部分が蛇行性空気経路を生じるように結合し得る方法を示す。図3B〜3Cは、空気穴および培地への空間的関係の詳細図を示す。
円周側面壁、および背面または下面、ならびに除去可能な注入蓋によって形成される第三の面と接触するように、栄養培地をカセット内に保持および封入するために、本発明者らは、充填後完全にシールされる側面充填(side fill)カセットを発明した。側面充填されたカセットは、培地が表面面積(上部、下部、および側面)の100%を超えて封入されることを可能にする。シールされたカセットは、より長い保存期間を提供し、保管の間の培地乾燥を防ぐ。捕捉された空気の泡が培地に蓄積することを防ぐために、本発明者らは分離した過剰充填チャンバー(split overfill chamber)を利用してもよい。図4A〜4Cは、側面充填されたシール可能なカセットの要素を示す。
画像化用の平面培地表面を達成するため、本発明者らは、カセットをシールするための放射状口縁を有する除去可能な注入蓋を設計した。蓋の下側表面の外形は、平面であるか、または、放射状の保持荷重が中和して平面表面を作製するような輪郭であってもよい。特別に設計された上面、ゲート、およびプロセス制御は、蓋の下側への任意の外乱または明らかなブラッシング(blush)を防ぐために材料が鋳型に流し込まれることを可能にする、すなわち、蓋の表面は滑らかである。荷重下のプラスチックのクリープ(creep)効果、およびγ線照射のような一般的な滅菌方法を通して誘導されるクリープ効果を中和するために、ガラスビーズが樹脂に埋め込まれてもよい。これらの属性の組み合わされた効果が、充填の間、置換されたり、または曲がったり、または反ったりすることなく、溶解した液体培地の急速な衝突を可能にする注入蓋である。
乾燥の際に、制御された平面様式で培地が縮む機会を与えるために、本発明者らは、カセットの側面壁と比較して盛り上がった培地部分を有する特徴を設計した。この特徴は、接触して動きに対する抵抗を受けた場合におこりうる、培地の端との任意の相互作用および制限を防ぐ。
カセットは、具体的には、蛍光性の高い栄養培地寒天を覆うために、蛍光性の低い、例えば平面黒色の膜を使用する。膜、例えば混合セルロースエステルが完全に培地を覆い得ない所、または吸収および乾燥により膜に明るい蛍光性の端が作製される所で端の効果を覆うために、本発明者らは、この領域を覆うためのマスクを設計した。マスクが画像装置へ光を後方反射するのを防ぐために、マスクの成形表面は、蒸気で磨かれた(vapor honed)無反射表面を形成するように処理されている。マスクは、カセットの蓋の一体化した構成要素であってもよい。
伝統的なペトリ皿およびRodacプレートは、蛇行性空気通過によって、制御された増殖環境を提供する。本発明者らは、自動ロボット操縦およびプレート処理と関連付けられる急速な動きおよび反転(flipping)を可能にするために、これを著しく強化した。本発明者らは、 カセットの蛇行性空気管理システムにおいて多数の回旋および封入(entrapment)区域を設計した。図3A〜3Cは、強化された蛇行性空気経路の要素を示す。
例えば、ガラスまたはプラスチックで製作された光学窓を保持およびシールするために、本発明者らは、一体化円周シールを設計した。保持要素の屈曲は、開口チャンネルへ偏向させることによって達成される。この開口チャンネル設計はまた、単一部品成形の設計が、成形道具から取り出されることを可能にする。図8は、光学窓を保持およびシールするための設計法の要素を示す。
カセットの望ましい特性は、Growth Direct(商標)システムまたは他の自動画像化システムにおいて繰り返し配置されることが可能であることである。またキャリアは、望ましくは、カセットを試料部位から画像装置へと輸送するために提供される。この結果を達成するために、本発明者らは、カセットとカセットキャリアとの間の独特の境界面、すなわち二つの半月円錐台を設計した。カセットの各側面上の一つの円錐台は、カセットをキャリア装置に合わせるのに役立つ。カセットは、所定の位置へ回転させてもよいし、または上から配置されてもよい。大きな面取り(chamfer)表面が、カセットの設置ミスを打ち消す。キャリア上の結合ロッド様の特徴が半月の特徴とかみ合い、それによって通常の使用においてカセットが脱落することを防ぐ。キャリアに関連するこれらの特徴は、カセットが自動ロボット処理のためにいつも適当に配置されることを確実にする。
自動カセットまたはプレート操縦には、システムがロボットグリップに対するカセットの配置エラーをゼロもしくは最小にすること、または、システムがカセットを配置すべき場所を識別しなければならないことが必要でありうる。本発明者らは、ロボットシステムに対してゼロドラフトの先細くさび溝(wedge slot)境界面を設計した。自動ロボットグリップ上の二つの刃様の特徴は、溝への任意の入口点を見出すことのみを必要としており、グリップを外側に拡張する行為において、一つはグリッパーの作用線に対してカセットをカムし(cam)、カセットをまっすぐにする。
本発明者らのシステムは、同一のカセットが画像化のために循環するたびに、同一のカセットが画像装置に対して配置される場所を識別する能力を使用してもよい。この結果を達成するために、背後のプラスチック構造、この場合においてはカセットベースよりも天然の蛍光性が低い上部の大部分のプラスチック、すなわち貫通穴を有するマスクを有することによって、マスクにおける貫通穴が、画像において段階的な蛍光マークを作製するために利用されてもよい。より明るい背後のプラスチックを用いると、貫通穴を照らして、正確な画像配置のために再現可能な基準を作製する。
膜と接触する任意のシールまたは非連続的段階的特徴が解放または除去されると、本質的に膜にマークが残る。多くの市販されている漏斗アセンブリは、二つの堅いプラスチック要素の間に直接膜をシールし、その点で円環のくぼみを残す。そのようなマークまたはくぼみが本発明者らの画像区域(微生物が増殖するであろう膜の湿った領域として規定される画像区域)内に出現するのを防ぐために、本発明者らは図12で示されるように問題を解決した。内部のシールは、例えば、Porexから入手可能なもののような焼結プラスチックビーズで作製された多孔性プラスチックパッドに膜を捕捉する。多孔性パッドは、画像化を妨げる可能性がある損傷(marring)、しわ、または膜への他の心配を防ぐために、特異的な特性および滑らかな表面を有する。減圧によって、この多孔性障壁を通過するように生物を含む空気および液体の動きが誘導されるが、微生物は膜表面に捕捉されたままとなる。外側のシールは、減圧が起こり、望ましい領域において流れが起きることを確実にする。
濾過アセンブリは、特異的な装置のために設計される現在の製品とは異なり、マニホールドアダプターと称される成形プラスチックベースを含んでもよい。例えば、それらは伝統的なゴム栓(一般的な生物安全キャビネットマニホールドシステムにおいて使用される)に適合するか、または、Milliporeによって生産されるもののような一般的なポンプヘッドシステムに適合するかのいずれかである。下記に示される濾過アセンブリは、二重の境界面を有する。中心のノズル口は一般的なストッパーに適合し、ベースマニホールドアダプターの蓋は大部分のポンプヘッド(チューリップ)アセンブリに順応する。
現在の膜濾過アセンブリに伴う共通の問題は、培地への手動移動のために膜を把持することの困難さである。本発明者らは、ピンセットまたは鉗子を用いた容易な把持のために膜の端を配置するための一体化ポケットおよび隆起した城突出部(castle protrusion)の使用を通して、この問題を解決した。この特徴は、手動移動によるグリップのくぼみを画像化区域から遠ざけるように働くので、望ましい膜画像化を可能にする。
上記の明細書において言及されたすべての刊行物、特許、および特許出願は、参照により本明細書に組み入れられる。本発明の説明された方法およびシステムの種々の改変および変形は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、当業者に明らかであろう。本発明は具体的な態様と関連して説明されたが、特許請求された本発明は、そのような具体的な態様に不当に限定されるべきではないことが理解されるべきである。実際に、当業者に明白である、本発明を実施するために説明された形態の種々の改変は、本発明の範囲内であることが意図される。
Claims (39)
- 微生物のための固体または半固体増殖培地を含有するハウジング;
増殖培地を覆うように配置された膜上の微生物の画像化を可能にするように配置された光学的に透明な窓を含む脱着可能でシール可能な蓋;
無放射、無反射である、膜の端および任意の露出される培地の蛍光をマスクするリム;および
放射成分を含む画像化基準マーク
を含む細胞培養装置。 - 窓が無放射である、請求項1記載の装置。
- 窓が無反射である、請求項1記載の装置。
- ハウジングが、増殖培地から周囲環境へのガスの蛇行性通過を提供する開口部を含む、請求項1記載の装置。
- ハウジングおよび窓がどちらも無放射かつ無反射である、請求項3記載の装置。
- 増殖培地と等角に接触する除去可能な蓋をさらに含む、請求項1記載の装置。
- 膜を通過した試料より微生物を回収する膜を含む濾過容器とともに、請求項1記載の装置を含む、微生物を検出するためのキット。
- 濾過容器が多孔性プラスチックパッドをさらに含む、請求項7記載のキット。
- 試料中に存在しかつ膜上に沈着した微生物が請求項1記載の装置の増殖培地から栄養を摂取するように、膜が、該培地上に配置されるよう適合された、請求項7記載のキット。
- 培地上に配置されるのに先立って、それにより微生物が膜上に沈着するような膜を通した試料の通過の間、膜が平面のままである、請求項7記載のキット。
- 膜が無放射である、請求項7記載のキット。
- 膜が黒色である、請求項10記載のキット。
- 膜上に沈着した微生物が増殖培地から栄養を摂取するように該培地上に配置されるよう適合された膜とともに、請求項1記載の装置を含む、微生物を検出するためのキット。
- 膜が無放射である、請求項13記載のキット。
- 膜が黒色である、請求項13記載のキット。
- 増殖培地が盛り上がっている、請求項1記載の装置。
- 増殖培地が、乾燥の際に平面を維持する、請求項1記載の装置。
- 基準マークが放射プラスチックまたは増殖培地を含む、請求項1記載の装置。
- 放射プラスチックまたは増殖培地が、リムにおける貫通穴を通して画像化される、請求項18記載の装置。
- 基準マークが、印刷されたか浮き出しされた蛍光材料を含む、請求項1記載の装置。
- 濾過容器が膜の端に微生物が沈着するのを防ぐ、請求項7記載のキット。
- 濾過容器が、膜の端の操作を可能にするアクセス領域をさらに含む、請求項7記載のキット。
- 増殖培地が盛り上がっている、請求項7記載のキット。
- 増殖培地が、乾燥の際に平面を維持する、請求項7記載のキット。
- 基準マークが放射プラスチックまたは増殖培地を含む、請求項7記載のキット。
- 放射プラスチックまたは増殖培地が、リムにおける貫通穴を通して画像化される、請求項25記載のキット。
- 基準マークが、印刷されたか浮き出しされた蛍光材料を含む、請求項7記載のキット。
- 増殖培地上に配置され、かつ任意の増殖培地が膜によって覆われていない時に、リムが膜の端を覆っている、請求項9記載のキット。
- 増殖培地が盛り上がっている、請求項13記載のキット。
- 増殖培地が、乾燥の際に平面を維持する、請求項13記載のキット。
- 基準マークが放射プラスチックまたは増殖培地を含む、請求項13記載のキット。
- 放射プラスチックまたは増殖培地が、リムにおける貫通穴を通して画像化される、請求項31記載のキット。
- 基準マークが、印刷されたか浮き出しされた蛍光材料を含む、請求項13記載のキット。
- 増殖培地上に配置され、かつ任意の増殖培地が膜によって覆われていない時に、リムが膜の端を覆っている、請求項13記載のキット。
- 膜上に沈着した微生物が培地から栄養を摂取するように、増殖培地の上に配置された膜をさらに含む、請求項1記載の装置。
- リムが膜の端を覆っている、請求項35記載の装置。
- 基準マークが放射性増殖培地を含む、請求項1記載の装置。
- 基準マークが放射性増殖培地を含む、請求項7記載のキット。
- 基準マークが放射性増殖培地を含む、請求項13記載のキット。
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