JP6444859B2 - 細胞培養デバイス - Google Patents
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Description
本出願は、2012年4月16日に出願された米国特許仮出願第61/624,643号の利益を主張し、これは参照により本明細書に組み込まれる。
デバイス
本発明の細胞培養デバイスは、サンプル収集、サンプル増殖、及びサンプル内での微生物の検出を容易にする。本発明のデバイスは、広く様々な適用例を目的として、効率的な、費用効果のある、堅牢な微生物モニタリングを可能にする。
使用方法
デバイスは、例えば環境中の微生物の存在をモニターするために使用することができる。環境サンプルには、限定するものではないが、空気、表面、及び衣服が挙げられる。本発明のデバイス及びキットは、微生物汚染を迅速に検出する必要がある任意の状況、例えば実験室、病院、製造領域、ナノテクノロジー製造及び適用例のための「クリーンルーム」で使用されてもよい。表面サンプルの例には、ステンレス鋼の表面、ガラス又は花崗岩の加工表面、壁面、床、及び設備表面が含まれる。表面には、指及び額などの解剖学的構造が含まれてもよい。衣服サンプルの例には、ジャケットの袖、手袋、チェストプレート、及び着用可能な衣服の任意の他の部分が含まれる。方法は、デバイスの増殖領域とある体積の空気又は表面とを接触させるステップ;デバイスをインキュベートして微生物を増殖させるステップ(インキュベーションは、室温で、室温よりも高く、又は室温よりも低い温度で行い得る);及び微生物の増殖の程度を、例えばコロニー(図11に示されるような)の手作業での計数によって又は自動計数によって、測定するステップを含むことができる。細菌、シアノバクテリア(cyanobacteria)、原虫(protozoa)、及び真菌などの任意の培養可能な微生物を、本明細書に記載されるデバイスと併せて用いることができる。デバイスは、好気性及び嫌気性試験のために使用することができる。
環境モニタリング及び濾過のためのキット
本発明はまた、デバイス、保護蓋及び光学蓋を含むキットに関する。本キットは、保護蓋をデバイスに据え付けた状態で輸送し得る。保護蓋及び光学蓋を備えるデバイスは、無菌包装で別々に又は一緒にパッケージングすることができる。使用する際に、保護蓋を取り外し、サンプリングを行い、続いて光学蓋を据え付ける。
他の態様
上記の明細書において言及されたすべての刊行物、特許、及び特許出願は、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及びシステムの種々の改変及び変形は、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、当業者に明らかであろう。本発明を具体的な実施形態と関連して説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明は、そのような具体的な実施形態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。
本発明の実施形態として、例えば以下を挙げることができる。
(1) (a)微生物用の栄養培地を含有するベースと、
(b)上記栄養培地上に重なる多孔質膜であって、該栄養培地は、ベースの上方に隆起した平らな増殖領域と、平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域とを有し、該栄養培地は増殖領域で微生物の増殖を維持することが可能である、多孔質膜と、
(c)上記膜及び栄養培地を覆うように上記ベースに嵌合する蓋と
を備える細胞培養デバイス。
(2) 前記増殖領域が、サンプル収集前に約100から450ミクロンの平坦度、又はサンプル収集後に約300から600ミクロン以下の平坦度を有する、(1)に記載のデバイス。
(3) 前記膜が周辺領域において多孔質ではない、(1)に記載のデバイス。
(4) 前記膜が、前記ベースにシールされるフィルムによって、ベースに取着されている、(1)に記載のデバイス。
(5) 前記ベース及び周辺領域に付着されたフィルムであって、前記膜をベースに接着させるフィルムをさらに含む、(1)に記載のデバイス。
(6) 前記ベースが、前記膜がその全体にわたりシールされる周辺溝を含む、(1)に記載のデバイス。
(7) (a)微生物用の栄養培地を含有するベースであって、該栄養培地はベースの上方に隆起した平らな増殖領域を有し、該栄養培地は増殖領域内で微生物の増殖を維持することが可能である、ベースと、
(b)上記栄養培地上に重なるフィルムであって、該フィルム及び栄養培地は平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域を有し、該フィルムは平らな増殖領域の一部分を露出させる開口を有する、フィルムと、
(c)上記栄養培地を覆うように上記ベースに嵌合する蓋と
を備える細胞培養デバイス。
(8) 露出した増殖領域に接触する多孔質膜をさらに含む、(7)に記載のデバイス。
(9) (a)(i)微生物用の栄養培地を含有するベースであって、該栄養培地はベースの上方に隆起した平らな増殖領域を有し、該栄養培地は増殖領域内で微生物の増殖を維持することが可能である、ベースと、
(ii)上記栄養培地上に重なるフィルムであって、該フィルム及び栄養培地は平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域を有し、該フィルムは平らな増殖領域の一部分を露出させる開口を有する、フィルムと
を備える細胞培養デバイス、
(b)上記平らな増殖領域の露出部分に配置するために構成された多孔質膜、
(c)上記膜及び栄養培地を覆うように上記ベースに嵌合する蓋
を含む、細胞培養のためのキット。
(10) 前記増殖領域が約100から450ミクロンの平坦度を有する、(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(11) 前記フィルムが多孔質ではない、(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(12) 前記フィルムが、増殖領域上に膜を配置するための基準マークを有する、(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(13) 前記膜が、蛍光栄養培地、プラスチック、又は印刷された材料を露出させるスルーホールを有する、(8)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(14) 前記膜が混合セルロースエステル膜を含む、(1)若しくは(8)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(15) 前記膜が、実質的に非放射性であり、かつ実質的に非反射性である、(1)若しくは(8)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(16) 前記膜が黒色である、(1)若しくは(8)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(17) 前記ベースがポリスチレンを含む、(1)若しくは(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(18) 基準マークをさらに含む、(1)若しくは(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(19) 前記基準マークが前記増殖領域の外側にある、(18)に記載のデバイス又はキット。
(20) 前記基準マークが、放射性プラスチック、印刷された蛍光材料、又はエンボス加工された蛍光材料を含む、(19)に記載のデバイス又はキット。
(21) 前記蓋が、増殖領域を撮像できるように配置された光学的に透明な材料を含む、(1)若しくは(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(22) 前記蓋が、ベースに取着される場合、微生物の進入による汚染を防止し、前記蓋が空気間隙によって膜から隔てられている、(1)若しくは(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(23) 前記ベースに固有のID標識をさらに含む、(1)若しくは(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(24) 前記ベースが、蓋に対するベースの約50μmよりも大きい回転を防止するように、蓋に嵌合する、(1)若しくは(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(25) 前記ベースが、底面と、底面の外周の周りに且つ底面から上向きに延びる側壁とを有し、前記栄養培地がベースの側壁内にあり、前記蓋が、上面と、上面の外周の周りに且つ上面から下向きに延びる側壁とを有し、前記蓋がベースに可逆的に固定される、(1)若しくは(7)に記載のデバイス又は(9)に記載のキット。
(26) 前記蓋が軸方向圧縮によりベースに固定される、(25)に記載のデバイス又はキット。
(27) 前記蓋がベースに対する蓋の回転によってベースに固定される、(25)に記載のデバイス又はキット。
(28) 前記ベースの側壁から又は前記蓋の側壁から横方向に延びる周辺リムと、前記ベースの側壁から又は前記蓋の側壁から横方向に延びる第1の移動止めをさらに含み、該周辺リムは、蓋の上部又はベースの底部から見て外方を向く近位側面と、蓋の上部又はベースの底部に面する遠位側面と、該近位側面と遠位側面を接続する側方縁部とを有し、
前記蓋が周辺リムを有し、かつ前記ベースが少なくとも1つの第1の移動止めを有するか、又は前記蓋が少なくとも1つの第1の移動止めを有し、かつ前記ベースが周辺リムを有するものであり、前記蓋は、周辺リムと少なくとも1つの第1の移動止めとの間の相互係合によってベースに固定される、(25)に記載のデバイス又はキット。
(29) 前記周辺リムが、ベースの側壁又は蓋の側壁の周りで連続している、(28)に記載のデバイス又はキット。
(30) 横方向に延びる少なくとも1つの第1の移動止めが、第1の移動止めと、ベースの底面又は蓋の上面との間の隙間を画定し、該隙間は周辺リムを受容するようにサイズが決められ、第1の移動止めは周辺リムの遠位側面に係合する、(28)に記載のデバイス又はキット。
(31) 少なくとも1つの第1の移動止めが周辺リムの側面に係合する、(28)に記載のデバイス又はキット。
(32) 前記側壁から横方向に延びる少なくとも1つの第2の移動止めをさらに含み、前記周辺リムは切り溝を含み、第2の移動止めが切り溝に係合する、(28)に記載のデバイス又はキット。
(33) 前記周辺リムが、ベースの側壁又は蓋の側壁の周囲に沿って不連続である、(28)に記載のデバイス又はキット。
(34) 前記リムの遠位側面が傾斜しており、少なくとも1つの第1の移動止めが、ベースに対する蓋の相対回転によってリムの遠位側面に係合する、(33)に記載のデバイス又はキット。
(35) 複数の周辺リム及び第1の移動止めをさらに含み、前記蓋は、90度以下の相対回転によってベースに固定される、(34)に記載のデバイス又はキット。
(36) 前記蓋又はベースに、指定量の回転後に周辺リムの回転を阻止する止め具をさらに含む、(34)に記載のデバイス又はキット。
(37) (a)(1)〜(6)及び(14)〜(36)のいずれかに記載のデバイスを用意するステップ、
(b)前記デバイスの増殖領域に、ある体積の空気又は表面を接触させるステップ、
(c)前記デバイスをインキュベートして微生物を増殖させるステップ、
(d)微生物の増殖の程度を測定するステップ
を含む、環境中の微生物の存在をモニターする方法。
(38) 前記表面が、工業用又は実験室用の表面又は衣服である、(37)に記載の方法。
(39) ステップ(b)が、周辺領域及び増殖領域が表面に接触するようにデバイスを転がすこと、又はある体積の空気を増殖領域上を通過させることを含む、(37)に記載の方法。
(40) ステップ(d)が増殖領域を光学的に撮像することを含む、(37)に記載の方法。
(41) 微生物の数を定量するために画像を分析するステップをさらに含む、(40)に記載の方法。
(42) ステップ(c)及び(d)を繰り返して、増殖する微生物のコロニーを測定するステップをさらに含む、(40)に記載の方法。
(43) (a)(8)〜(36)のいずれかに記載のデバイス又はキットを用意するステップ、(b)サンプルを膜に通して濾過するステップ、
(c)上記膜を増殖領域上に配置するステップ、
(d)上記デバイスをインキュベートして微生物を増殖させるステップ、
(e)微生物の増殖の程度を測定するステップ
を含む、サンプル中の微生物の存在をモニターする方法。
(44) ステップ(e)が増殖領域を光学的に撮像することを含む、(43)に記載の方法。
(45) 微生物の数を定量するために画像を分析するステップをさらに含む、(44)に記載の方法。
(46) ステップ(d)及び(e)を繰り返して、増殖する微生物のコロニーを測定するステップをさらに含む、(44)に記載の方法。
(47) (a)(i)微生物用の栄養培地を含有するベースと、
(ii)上記栄養培地上に重なる多孔質膜であって、該栄養培地はベースの上方に隆起した平らな増殖領域と平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域とを有し、該栄養培地は増殖領域で微生物を維持することが可能である、多孔質膜と
を備える細胞培養デバイス、
(b)上記ベースに取着され、微生物の進入による汚染を防止する保護蓋であって、空気間隙によって上記膜から隔てられている保護蓋、
(c)上記保護蓋が取り外された場合にベースに取着可能であり、ベースに取着された場合に増殖領域を撮像できるように配置された光学的に透明な材料を含む光学蓋
を含むキット。
(48) (a)(i)微生物用の栄養培地を含有するベースであって、該栄養培地はベースの上方に隆起した平らな増殖領域を有し、該栄養培地は増殖領域で微生物の増殖を維持することが可能である、ベースと、
(ii)上記栄養培地上に重なるフィルムであって、該フィルム及び栄養培地は平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域を有し、該フィルムは平らな増殖領域の一部分を露出させる開口を有する、フィルムと
を備える細胞培養デバイス、
(b)平らな増殖領域の露出部分に配置されるよう構成された多孔質膜、
(c)上記ベースに取着され、微生物の進入による汚染を防止する保護蓋であって、空気間隙により増殖領域から隔てられている保護蓋、
(d)上記保護蓋が取り外された場合にベースに取着可能であり、ベースに取着された場合に増殖領域を撮像できるように配置された光学的に透明な材料を含む光学蓋
を含む、細胞培養のためのキット。
Claims (24)
- (a)微生物用の栄養培地を含有するベースと、
(b)上記栄養培地上に重なる多孔質膜であって、該栄養培地は、ベースの上方に隆起した平らな増殖領域と、平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域とを有し、該栄養培地は増殖領域で微生物の増殖を維持することが可能である、多孔質膜と、
(c)上記膜及び栄養培地を覆うように上記ベースに嵌合する蓋と
を備える細胞培養デバイス。 - (i)前記増殖領域が、サンプル収集前に100から450ミクロンの平坦度、又はサンプル収集後に300から600ミクロン以下の平坦度を有するか;
(ii)前記膜が周辺領域において多孔質ではないか;
(iii)前記膜が、前記ベースにシールされるフィルムによって、ベースに取着されているか;
(iv)前記ベース及び周辺領域に付着されたフィルムであって、前記膜をベースに接着させるフィルムをさらに含むか;又は
(v)前記ベースが、前記膜がその全体にわたりシールされる周辺溝を含む、請求項1に記載のデバイス。 - (a)微生物用の栄養培地を含有するベースであって、該栄養培地はベースの上方に隆起した平らな増殖領域を有し、該栄養培地は増殖領域内で微生物の増殖を維持することが可能である、ベースと、
(b)上記栄養培地上に重なるフィルムであって、該フィルム及び栄養培地は平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域を有し、該フィルムは平らな増殖領域の一部分を露出させる開口を有する、フィルムと、
(c)上記栄養培地を覆うように上記ベースに嵌合する蓋と
を備える細胞培養デバイス。 - 露出した増殖領域に接触する多孔質膜をさらに含む、請求項3に記載のデバイス。
- (a)(i)微生物用の栄養培地を含有するベースであって、該栄養培地はベースの上方に隆起した平らな増殖領域を有し、該栄養培地は増殖領域内で微生物の増殖を維持することが可能である、ベースと、
(ii)上記栄養培地上に重なるフィルムであって、該フィルム及び栄養培地は平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域を有し、該フィルムは平らな増殖領域の一部分を露出させる開口を有する、フィルムと
を備える細胞培養デバイス、
(b)上記平らな増殖領域の露出部分に配置するために構成された多孔質膜、
(c)上記膜及び栄養培地を覆うように上記ベースに嵌合する蓋
を含む、細胞培養のためのキット。 - (i)前記増殖領域が100から450ミクロンの平坦度を有するか;
(ii)前記フィルムが多孔質ではないか;又は
(iii)前記フィルムが、増殖領域上に膜を配置するための基準マークを有する、請求項3に記載のデバイス又は請求項5に記載のキット。 - 前記膜が、蛍光栄養培地、プラスチック、又は印刷された材料を露出させるスルーホールを有する、請求項4に記載のデバイス又は請求項5に記載のキット。
- 前記膜が、(i)混合セルロースエステル膜を含むか;
(ii)実質的に非放射性であり、かつ実質的に非反射性であるか;又は
(iii)黒色である、請求項1若しくは4に記載のデバイス又は請求項5に記載のキット。 - 基準マークをさらに含む、請求項1若しくは3に記載のデバイス又は請求項5に記載のキット。
- 前記基準マークが前記増殖領域の外側にある、請求項9に記載のデバイス又はキット。
- 前記基準マークが、放射性プラスチック、印刷された蛍光材料、又はエンボス加工された蛍光材料を含む、請求項10に記載のデバイス又はキット。
- (i)前記蓋が、増殖領域を撮像できるように配置された光学的に透明な材料を含むか;
(ii)前記蓋が、ベースに取着される場合、微生物の進入による汚染を防止し、前記蓋が空気間隙によって膜から隔てられているか;
(iii)前記ベースに固有のID標識をさらに含むか;
(iv)前記ベースが、蓋に対するベースの50μmよりも大きい回転を防止するように、蓋に嵌合するか;
(v)前記ベースがポリスチレンを含むか;又は
(vi)前記ベースが、底面と、底面の外周の周りに且つ底面から上向きに延びる側壁とを有し、前記栄養培地がベースの側壁内にあり、前記蓋が、上面と、上面の外周の周りに且つ上面から下向きに延びる側壁とを有し、前記蓋がベースに可逆的に固定される、請求項1若しくは3に記載のデバイス又は請求項5に記載のキット。 - 前記ベースが、底面と、底面の外周の周りに且つ底面から上向きに延びる側壁とを有し、前記栄養培地がベースの側壁内にあり、前記蓋が、上面と、上面の外周の周りに且つ上面から下向きに延びる側壁とを有し、前記蓋がベースに可逆的に固定され、また
(i)前記蓋が軸方向圧縮によりベースに固定されるか;
(ii)前記蓋がベースに対する蓋の回転によってベースに固定されるか;又は
(iii)前記ベースの側壁から又は前記蓋の側壁から横方向に延びる周辺リムと、前記ベースの側壁から又は前記蓋の側壁から横方向に延びる第1の移動止めをさらに含み、該周辺リムは、蓋の上部又はベースの底部から見て外方を向く近位側面と、蓋の上部又はベースの底部に面する遠位側面と、該近位側面と遠位側面を接続する側方縁部とを有し、
前記蓋が周辺リムを有し、かつ前記ベースが少なくとも1つの第1の移動止めを有するか、又は前記蓋が少なくとも1つの第1の移動止めを有し、かつ前記ベースが周辺リムを有するものであり、前記蓋は、周辺リムと少なくとも1つの第1の移動止めとの間の相互係合によってベースに固定される、請求項12に記載のデバイス又はキット。 - (i)前記周辺リムが、ベースの側壁又は蓋の側壁の周りで連続しているか;
(ii)横方向に延びる少なくとも1つの第1の移動止めが、第1の移動止めと、ベースの底面又は蓋の上面との間の隙間を画定し、該隙間は周辺リムを受容するようにサイズが決められ、第1の移動止めは周辺リムの遠位側面に係合するか;
(iii)少なくとも1つの第1の移動止めが周辺リムの側面に係合するか;
(iv)前記側壁から横方向に延びる少なくとも1つの第2の移動止めをさらに含み、前記周辺リムは切り溝を含み、第2の移動止めが切り溝に係合するか;又は
(v)前記周辺リムが、ベースの側壁又は蓋の側壁の周囲に沿って不連続である、請求項13に記載のデバイス又はキット。 - 前記周辺リムが、ベースの側壁又は蓋の側壁の周囲に沿って不連続であり、前記リムの遠位側面が傾斜しており、少なくとも1つの第1の移動止めが、ベースに対する蓋の相対回転によってリムの遠位側面に係合する、請求項14に記載のデバイス又はキット。
- (i)複数の周辺リム及び第1の移動止めをさらに含み、前記蓋は、90度以下の相対回転によってベースに固定されるか;又は
(ii)前記蓋又はベースに、指定量の回転後に周辺リムの回転を阻止する止め具をさらに含む、請求項15に記載のデバイス又はキット。 - (a)請求項1、2及び8〜16のいずれか1項に記載のデバイスを用意するステップ、(b)前記デバイスの増殖領域に、ある体積の空気又は表面を接触させるステップ、
(c)前記デバイスをインキュベートして微生物を増殖させるステップ、
(d)微生物の増殖の程度を測定するステップ
を含む、環境中の微生物の存在をモニターする方法。 - (i)前記表面が、工業用又は実験室用の表面又は衣服であるか;
(ii)ステップ(b)が、周辺領域及び増殖領域が表面に接触するようにデバイスを転がすこと、又はある体積の空気を増殖領域上を通過させることを含むか;又は
(iii)ステップ(d)が増殖領域を光学的に撮像することを含む、請求項17に記載の方法。 - ステップ(d)が増殖領域を光学的に撮像することを含み、また
(i)微生物の数を定量するために画像を分析するステップをさらに含むか;又は
(ii)ステップ(c)及び(d)を繰り返して、増殖する微生物のコロニーを測定するステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。 - (a)請求項4〜16のいずれか1項に記載のデバイス又はキットを用意するステップ、
(b)サンプルを膜に通して濾過するステップ、
(c)上記膜を増殖領域上に配置するステップ、
(d)上記デバイスをインキュベートして微生物を増殖させるステップ、
(e)微生物の増殖の程度を測定するステップ
を含む、サンプル中の微生物の存在をモニターする方法。 - ステップ(e)が増殖領域を光学的に撮像することを含む、請求項20に記載の方法。
- (i)微生物の数を定量するために画像を分析するステップをさらに含むか;又は
(ii)ステップ(d)及び(e)を繰り返して、増殖する微生物のコロニーを測定するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。 - (a)(i)微生物用の栄養培地を含有するベースと、
(ii)上記栄養培地上に重なる多孔質膜であって、該栄養培地はベースの上方に隆起した平らな増殖領域と平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域とを有し、該栄養培地は増殖領域で微生物を維持することが可能である、多孔質膜と
を備える細胞培養デバイス、
(b)上記ベースに取着され、微生物の進入による汚染を防止する保護蓋であって、空気間隙によって上記膜から隔てられている保護蓋、
(c)上記保護蓋が取り外された場合にベースに取着可能であり、ベースに取着された場合に増殖領域を撮像できるように配置された光学的に透明な材料を含む光学蓋
を含むキット。 - (a)(i)微生物用の栄養培地を含有するベースであって、該栄養培地はベースの上方に隆起した平らな増殖領域を有し、該栄養培地は増殖領域で微生物の増殖を維持することが可能である、ベースと、
(ii)上記栄養培地上に重なるフィルムであって、該フィルム及び栄養培地は平らな増殖領域の縁部からベースまで傾斜する周辺領域を有し、該フィルムは平らな増殖領域の一部分を露出させる開口を有する、フィルムと
を備える細胞培養デバイス、
(b)平らな増殖領域の露出部分に配置されるよう構成された多孔質膜、
(c)上記ベースに取着され、微生物の進入による汚染を防止する保護蓋であって、空気間隙により増殖領域から隔てられている保護蓋、
(d)上記保護蓋が取り外された場合にベースに取着可能であり、ベースに取着された場合に増殖領域を撮像できるように配置された光学的に透明な材料を含む光学蓋
を含む、細胞培養のためのキット。
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