JP6321158B2 - 流体デバイスの新規な使用 - Google Patents
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Description
このことはさらに、境界領域の位置が、それによって、例えば、抗生物質のMIC、微生物の運動性を抑制し/引き起こす試験物質の運動性の抑制/濃度促進、微生物のマトリックス付着を禁止し/引き起こす試験物質の付着抑制/濃度促進などに変形または変換できることを意味する。
実験1−アンピシリン
細菌負荷E、大腸菌K12 MG1655は、ルリア煮出し汁(LB)プレート上で培養された。E、大腸菌細胞は、MULTISKANR(登録商標) FCマイクロプレート測光器(Thermo Scientific)で測定されたように、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)によってOD600=0.1に希釈された。OD600=0.1細胞を持つPBS及び低い溶解温度アガロースの同じ量はともに混合された。白い先端を備えたピペットは、混合物の8μΙを吸い上げるため、且つミクロ流体デバイスCELLDIRECTOR(登録商標) Ruby(Gradientech AB)の培養室に混合物を注入するために使用された。図20の上パネルを参照されたい。ミクロ流体デバイスの流体チャネル入力は、Muelle−Hinton培養液及びそこに20μg/mlのアンピシリンをも含む貯蔵部の1つを備えた流体貯蔵部に接続された。流体チャネルに培養液を引き込むために使用される推進機の速度は、30分の間は5μl/分にセットされ、残りの時間は2μl/分にセットされた。
この実験は、50μg/mlのスペクチノマイシンがアンピシリンの代わりに流体貯蔵部のうちの1つに加えられたことを除き、実験1と同様に行なわれた。結果は図18A〜18Cに示されている。
Claims (15)
- 試験物質と微生物(6)との反応を測定する方法であって、前記方法は、
流体デバイス(1)の培養室(10)に配置される三次元(3D)培養マトリックス(2)中で前記微生物(6)の培養を提供するステップ(S1)であって、
前記流体デバイス(1)が、前記培養室(10)の第1の端部(12)と隣接する第1の流体チャネル(20)と、及び前記培養室(10)の第2の異なる端部(14)と隣接する第2の流体チャネル(30)と、を有する、
ステップ(S1)と、
第1の濃度で前記試験物質を含有する第1の流体の流れに、前記第1の流体チャネル(20)の入力(22)を接続するステップ(S2)と、
前記試験物質を欠くか、或いは前記第1の濃度よりも低濃度の第2の濃度で前記試験物質を含有する第2の流体の流れに、前記第2の流体チャネル(30)の入力(32)を接続して、前記3D培養マトリックス(2)の少なくとも一部に渡って前記試験物質の濃度勾配を形成するステップ(S3)と、及び
前記3D培養マトリックスにおける任意の境界領域(5)のうち、前記第1の端部(12)及び/又は前記第2の異なる端部(14)に関連する位置に基づき、且つ、前記境界領域(5)の幅に基づき、前記試験物質と前記微生物(6)との反応を測定するステップ(S4)であって、
前記境界領域(5)が、前記微生物(6)が前記試験物質と第1の反応を示す第1の反応領域(3)と、前記微生物(6)が前記試験物質と第2の異なる反応を示す第2の反応領域(4)と、の間に存在する、ステップ(S4)と、
を備える、方法。 - 前記反応を測定するステップ(S4)は、
前記3D培養マトリックス(2)における前記任意の境界領域(5)のうち、前記第1の端部(12)及び/又は前記第2の異なる端部(14)に関連する前記位置に基づき、前記境界領域(5)の前記幅に基づき且つ前記境界領域(5)の形状に基づき、前記物質に対する前記微生物(6)の前記応答を測定すること、を更に含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記ステップ(S2)が、
前記第1の濃度の前記試験物質を含有する第1の流体を含む第1の流体貯蔵部(26)に対し、前記第1の流体チャネル(20)の前記入力(22)を接続するステップ(S10)と、及び
前記第1の流体貯蔵部(26)から前記第1の流体チャネル(20)の前記入力(22)へ前記第1の流体をポンピングし、前記第1の流体チャネル(20)の出力(24)を通して出力するステップ(S11)と、を含み、並びに
前記ステップ(S3)が、
前記試験物質を欠くか、或いは前記第2の濃度で前記試験物質を含有する第2の流体を含む、第2の流体貯蔵部(36)に対し、前記第2の流体チャネル(30)の前記入力(32)を接続するステップ(S12)と、及び
前記第2の流体貯蔵部(36)から前記第2の流体チャネル(30)の前記入力(32)へ前記第2の流体をポンピングし、前記第2の流体チャネル(30)の出力(34)を通して出力するステップ(S13)と、を含む、
請求項1又は請求項2に記載の方法。 - 前記方法が、
前記3D培養マトリックス(2)の少なくとも1つの画像を撮像するステップ(S21)と、及び
前記少なくとも1つの画像において前記境界領域(5)を識別するステップ(S22)であって、
前記ステップ(S4)が、前記少なくとも1つの画像において識別された前記境界領域(5)のうち、前記第1の端部(12)及び/又は前記第2の異なる端部(14)に関連する前記位置に基づき、且つ前記境界領域(5)の前記幅に基づき、前記試験物質に対する前記微生物(6)の前記反応を測定することを含む、ステップ(S22)と、
を更に備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップ(S21)が、明視野顕微鏡または位相差顕微鏡(68)を使用して、前記3D培養マトリックス(2)の前記少なくとも1つの画像を撮像することを含み、且つ
前記ステップ(S22)が、前記少なくとも1つの画像において検出された光強度に基づき、前記境界領域(5)を識別するように構成されたコンピュータ(62)によって前記少なくとも1つの画像を処理すること、を含む、
請求項4に記載の方法。 - 前記方法が、
前記微生物(6)に結合するように、または前記微生物(6)によって吸収されるように構成された少なくとも1つの蛍光性のラベルを前記3D培養マトリックス(2)に加えるステップ(S20)を更に含み、
前記ステップ(S21)が、蛍光顕微鏡または共焦点顕微鏡(68)を使用して、前記3D培養マトリックス(2)の前記少なくとも1つの画像を撮像すること、を含み、且つ、
前記ステップ(S22)が、前記少なくとも1つの画像において検出された蛍光に基づいて、前記境界領域(5)を識別するように構成されたコンピュータ(62)によって前記少なくとも1つの画像を処理すること、を含む、
請求項4に記載の方法。 - 前記ステップ(S21)が、前記3D培養マトリックス(2)の少なくとも一部の上の前記試験物質の定常状態の濃度勾配の少なくとも形成後に、前記微生物(6)の前記培養物を有する前記3D培養マトリックス(2)の前記少なくとも1つ画像を撮像すること、を含む、
請求項4〜6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記方法が、前記第1の流体の流れから前記3D培養マトリックス(2)を通過する前記第1の流体または第2の流体の流れを実質的に含んでいない前記3D培養マトリックス(2)の中への前記試験物質の拡散によって、前記3D培養マトリックス(2)の前記少なくとも一部の上に前記濃度勾配を設定するステップ(S30)を更に含む、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップ(S2)が、前記第1の濃度の第1の試験物質を含み、且つ、第2の試験物質を含まないかまたは第3の濃度の前記第2の試験物質を含む前記第1の流体の流れに、前記第1の流体チャネル(20)の前記入力(22)を接続すること、を含み、
前記ステップ(S3)が、前記第1の試験物質の第1の濃度勾配及び前記第2の試験物質の第2の濃度勾配を前記3D培養マトリックス(2)の前記少なくとも一部の上に形成するために、前記第1の試験物質を含まないかまたは前記第2の濃度の前記第1の試験物質を含み、且つ、前記第3の濃度より高い第4の濃度の前記第2の試験物質を含む前記第2の流体の流れに、前記第2の流体チャネル(30)の前記入力(32)を接続すること、を含み、且つ
前記ステップ(S4)が、前記微生物(6)が前記第1の試験物質及び前記第2の試験物質に対して第1の反応を示す第1の反応領域(3)と、前記微生物(6)が前記第1の試験物質及び前記第2の試験物質に対して第2の異なる反応を示すそれぞれの第2の反応領域(4)との間の前記3D培養マトリックス(2)における任意の境界領域(5)のうち、前記第1の端部(12)及び/または前記第2の異なる端部(14)に関連するそれぞれの位置に基づき、且つ、前記境界領域(5)の前記幅に基づき、前記第1の試験物質及び前記第2の試験物質に対する前記微生物(6)の反応を測定すること、を含む、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップ(S2)が、前記第1の濃度の第1の試験物質を含み、且つ、第3の濃度の第2の試験物質を含む前記第1の流体の流れに、前記第1の流体チャネル(20)の前記入力(22)を接続すること、を含み、
前記ステップ(S3)が、前記3D培養マトリックス(2)の前記少なくとも一部の上に前記第1の試験物質の第1の濃度勾配及び前記第2の試験物質の第2の濃度勾配を形成するために、前記第1の試験物質を含まないかまたは前記第2の濃度の前記第1の試験物質を含み、且つ、前記第2の試験物質を含まないかまたは前記第3の濃度よりも低い第4の濃度の前記第2の試験物質を含む前記第2の流体の流れに、前記第2の流体チャネル(30)の前記入力(32)を接続すること、を含み、且つ
前記ステップ(S4)が、前記微生物(6)が前記混合物質に対して第1の反応を示す第1の反応領域(3)と、前記微生物(6)が前記混合物質に対して第2の異なる反応を示す第2の反応領域(4)との間の前記3D培養マトリックス(2)における任意の境界領域(5)のうち、前記第1の端部(12)及び/または前記第2の異なる端部(14)に関連する位置に基づき、且つ前記境界領域(5)の前記幅に基づき、前記第1の試験物質及び前記第2の試験物質の混合物質に対する前記微生物(6)の反応を測定すること、を含む、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記方法において、
前記培養室(10)は、前記培養室(10)の第3の端部(16)に隣接する第3の流体チャネル(40)及び前記培養室(10)の第4の異なる端部(18)に隣接する第4の流体チャネル(50)を備え、前記試験物質は第1の試験物質であり、
前記方法は、
第3の濃度の第2の試験物質を含む第3の流体の流れに、前記第3の流体チャネル(40)の入力を接続することと、
前記3D培養マトリックス(2)の少なくとも一部の上に前記第2の試験物質の濃度勾配を形成するために、前記第2の試験物質を含まないかまたは前記第3の濃度より低い第4の濃度の前記第2の試験物質を含む第4の流体の流れに、前記第4の流体チャネル(50)の入力を接続することと、及び
前記微生物(6)が前記第2の試験物質に対して第1の反応を示す第1の反応領域(3)と、前記微生物(6)が前記第2の試験物質に対して第2の異なる反応を示す第2の反応領域(4)との間の前記3D培養マトリックス(2)における任意の境界領域(5)のうち、第3の端部及び/または第4の異なる端部に関連する位置に基づき、且つ前記境界領域(5)の前記幅に基づき、前記第2の試験物質に対する前記微生物(6)の反応を測定することと、
を更に含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップ(4)が、微生物(6)を成長させる成長領域(4)と前記微生物(6)の成長を欠いている非成長領域(3)との間の前記3D培養マトリックス(2)における任意の境界領域(5)のうち、前記第1の端部(12)及び/または前記第2の異なる端部(14)に関連する位置に基づき、前記試験物質に対する前記微生物(6)の感受性を測定すること、を含み、 前記方法が、
前記境界領域(5)の幅に基づき、前記試験物質に対する前記微生物(6)の耐性を測定するステップ(S40)を更に含む、
請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。 - 前記方法が、
前記3D培養マトリックスの少なくとも1つの画像を撮像するステップ(S21)と、
前記少なくとも1つの画像において検出された光強度に基づいて、前記境界領域(5)を識別するように構成されたコンピュータ(62)によって前記少なくとも1つの画像を処理することにより、前記少なくとも1つの画像における前記境界領域(5)を識別するステップ(S22)と、
前記3D培養マトリックス(2)において、前記第1の端部(12)と前記第2の異なる端部(14)との間の位置に対する前記検出光強度の関係を測定するステップ(S50)と、及び
前記関係に基づいて、前記微生物(6)に対する前記試験物質の最小抑制濃度、MICを測定するステップ(S51)と、
を更に含む、請求項12に記載の方法。 - 試験物質に対する微生物(6)の反応を測定するシステム(60)であって、前記システム(60)は、
三次元の3D培養マトリックス(2)において前記微生物(6)の培養物を収容するように構成された培養室(10)、
前記培養室(10)の第1の端部(12)に隣接する第1の流体チャネル(20)、及び、
前記培養室(10)の第2の異なる端部(14)に隣接する第2の流体チャネル(30)、
を備えた流体デバイス(1)と、
第1の濃度の前記試験物質を含む第1の流体を有するとともに、前記第1の流体チャネル(20)の入力(22)に接続されるように構成された第1の流体貯蔵部(26)と、
前記3D培養マトリックス(2)の少なくとも一部の上に前記試験物質の濃度勾配を形成するために、前記試験物質を含まないかまたは前記第1の濃度より低い第2の濃度の前記試験物質を含む第2の流体を有するとともに、前記第2の流体チャネル(30)の入力(32)に接続されるように構成された第2の流体貯蔵部(36)と、及び、
i)前記3D培養マトリックス(2)の少なくとも1つの画像を撮像するように構成され、ii)前記微生物(6)が前記試験物質に対して第1の反応を示す第1の反応領域(3)と、前記微生物(6)が前記試験物質に対して第2の異なる反応を示す第2の反応領域(4)との間の前記3D培養マトリックス(2)における任意の境界領域(5)のうち、前記第1の端部(12)及び/または前記第2の異なる端部(14)に関連する位置を識別するために前記少なくとも1つの画像を処理するように構成され、且つ、iii)前記任意の境界領域(5)の前記位置に基づき、且つ前記境界領域(5)の前記幅に基づき、前記試験物質に対する前記微生物(6)の反応を測定するように構成されたコンピュータ・ベースのシステム(62、66)と、
を備える、システム。 - 試験物質に対する微生物(6)の反応を測定する流体デバイス(1)の使用であって、前記流体デバイス(1)は、
三次元の3D培養マトリックス(2)において前記微生物(6)の培養物を収容するように構成された培養室(10)と、
前記培養室(10)の第1の端部(12)に隣接するとともに、第1の濃度の前記試験物質を含む第1の流体の流れを運ぶように構成された第1の流体チャネル(20)と、及び、
前記3D培養マトリックス(2)の少なくとも一部の上に前記試験物質の濃度勾配を形成するために、前記培養室(10)の第2の異なる端部(14)に隣接するとともに、前記試験物質を含まないかまたは前記第1の濃度より低い第2の濃度の前記試験物質を含む第2の流体の流れを運ぶように構成された第2の流体チャネル(30)と、
を備え、
前記使用は、前記微生物(6)が前記試験物質に対して第1の反応を示す第1の反応領域(3)と、前記微生物(6)が前記試験物質に対して第2の異なる反応を示す第2の反応領域(4)との間の前記3D培養マトリックス(2)における任意の境界領域(5)のうち、前記第1の端部(12)及び/または前記第2の異なる端部(14)に関連する位置に基づき、且つ前記境界領域(5)の前記幅に基づき前記試験物質に対する前記微生物(6)の前記反応を測定すること、
を含む、使用。
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